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CN114270585B - 二次电池及制造该二次电池的方法 - Google Patents

二次电池及制造该二次电池的方法 Download PDF

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CN114270585B CN202080059410.7A CN202080059410A CN114270585B CN 114270585 B CN114270585 B CN 114270585B CN 202080059410 A CN202080059410 A CN 202080059410A CN 114270585 B CN114270585 B CN 114270585B
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Abstract

公开了一种二次电池及制造该二次电池的方法。本发明旨在制造具有比根据相关技术的二次电池的曲率半径小的曲率半径的二次电池。

Description

二次电池及制造该二次电池的方法
技术领域
本申请要求于2019年9月5日提交的韩国专利申请第10-2019-0110276号以及于2020年9月3日提交的韩国专利申请第10-2020-0112507号的优先权的权益,通过引用将上述专利申请整体结合在此。
本发明涉及一种二次电池及制造该二次电池的方法,更具体地,涉及一种具有比根据相关技术的二次电池的曲率半径小的曲率半径的二次电池及制造该二次电池的方法。
背景技术
随着对电子装置的需求以及消费者对电子装置的需求变得越来越多样化,安装在电子装置上并且可反复充电和放电的二次电池(secondary battery)所需要的规格(specification)也多样化。
例如,近来,对于能够在安装于用户头部的状态下由用户使用的VR装置存在不断增加的需求。为了允许VR装置安装在用户的头部上,VR装置通常具有弯曲表面,该弯曲表面具有对应于人的头部形状的形状。为此,二次电池也需要具有超出现有形状的弯曲形状。或者,为了最大化地利用电子装置的内部空间,需要二次电池的形状具有脱离现有规则形状的不规则形状,诸如弯曲形状等。
为了制造具有弯曲形状的二次电池,通常需要使用具有弯曲表面的压力机来按压电极组件的外表面。然而,根据相关技术,在使用压力机按压电极组件的外表面以形成弯曲表面的工序中存在各种问题。
例如,电极和隔膜在被压力机按压之前在电极组件内是处于彼此结合的状态。因而,即使电极组件被压力机按压以形成弯曲形状,由于被压力机按压之前电极与隔膜之间的结合力,也无法保持弯曲表面,因而弯曲表面会返回到被按压之前的状态。随着通过压力机形成的弯曲表面的曲率半径减小(即,随着电极组件被压力机更大弯曲),该问题趋于变得恶化。
此外,当通过按压其中电极和隔膜交替堆叠的堆叠型电极组件来形成弯曲表面时,由于未提供用于支撑电极组件以保持堆叠型电极组件的弯曲形状的构造,所以电极组件内的电极和隔膜可能会脱层。随着通过压力机形成的弯曲表面的曲率半径减小,该问题也趋于变得恶化。
上述问题已成为制造形成有具有相对较小曲率半径的弯曲表面的电极组件和二次电池的障碍。
发明内容
技术问题
因此,为了解决上述问题,本发明的目的是制造一种其中形成有具有比根据相关技术的电极组件的曲率半径小的曲率半径的弯曲表面,并且即使时间流逝,弯曲表面的形状也得以均匀保持的电极组件。
技术方案
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,一种制造二次电池的方法,包括:电极组件制备步骤,制备具有其中电极和隔膜交替设置并且形成有平坦的顶表面和底表面的结构的电极组件;第一按压步骤,通过使用形成有弯曲表面的第一按压装置按压所述电极组件的所述顶表面和所述底表面,以在所述电极组件的所述顶表面和所述底表面的每一个上形成具有与形成在所述第一按压装置上的弯曲表面的形状对应的形状的弯曲表面;容纳步骤,将形成有弯曲表面的所述电极组件容纳在其中形成有具有凹形的杯部(cup)的袋型外壳中;以及第二按压步骤,通过使用形成有弯曲表面的第二按压装置按压在所述第一按压步骤中形成在所述电极组件上的弯曲表面、以及所述袋型外壳的外表面。
所述方法可进一步包括在所述容纳步骤之前执行的杯部形成步骤,在所述杯部形成步骤中,在所述袋型外壳中形成所述杯部,在所述杯部中形成有具有与在所述第一按压步骤中形成在所述电极组件的所述顶表面和所述底表面的每一个上的弯曲表面的形状对应的形状的弯曲表面。
所述方法可进一步包括在所述第二按压步骤之后执行的表面平整步骤,在所述表面平整步骤中,使在所述第二按压步骤中形成的形成在所述袋型外壳上的弯曲表面平整。
在所述表面平整步骤中,具有圆柱形的辊可在形成于所述袋型外壳上的弯曲表面上旋转,以提高形成在所述袋型外壳上的弯曲表面的均匀度。
所述电极组件可具有:其中多个单独的电极和多个单独的隔膜在所述电极组件的厚度方向上交替堆叠的层压和堆叠(L&S,lamination&stacking)结构、或其中包括电极和隔膜的多个基本单元设置在矩形隔离膜上并且所述隔离膜被折叠的堆叠和折叠(S&F,stacking&folding)结构。
在所述电极组件制备步骤中,按压所述电极组件的压力可在180kgf至220kgf的范围内,并且加热所述电极组件的温度可在45℃至65℃的范围内。
在所述第一按压步骤中,按压所述电极组件的压力可在600kgf至1500kgf的范围内,加热所述电极组件的温度可在75℃至85℃的范围内,并且按压和加热所述电极组件所用的时间可在50秒至110秒的范围内。
在所述第一按压步骤中,按压所述电极组件的压力可在950kgf至1050kgf的范围内,并且按压和加热所述电极组件所用的时间可在55秒至65秒的范围内。
在所述第一按压步骤中,按压所述电极组件的压力可在900kgf至1000kgf的范围内,并且按压和加热所述电极组件所用的时间可在55秒至65秒的范围内。
在所述第二按压步骤中,按压所述电极组件和所述袋型外壳的压力可在200kgf至400kgf的范围内,并且加热所述电极组件和所述袋型外壳的温度可在55℃至65℃的范围内。
所述方法可进一步包括:第三按压步骤,通过使用形成有弯曲表面的第三按压装置另外按压在所述第二按压步骤中形成的形成在所述电极组件上的弯曲表面和形成在所述袋型外壳上的弯曲表面。
在所述第三按压步骤中,按压所述电极组件和所述袋型外壳的压力可在300kgf至400kgf的范围内,加热所述电极组件和所述袋型外壳的温度可在75℃至85℃的范围内,并且按压和加热所述电极组件和所述袋型外壳所用的时间可在8秒至12秒的范围内。
在所述第三按压步骤之后,形成在所述电极组件和所述袋型外壳的每一个上的弯曲表面的曲率半径可在70mm至150mm的范围内,更具体地,在80mm至100mm的范围内。
为了实现上述目的,根据本发明的另一个方面,一种二次电池,包括:电极组件,所述电极组件具有其中电极和隔膜交替设置并且在所述电极组件的顶表面和底表面的每一个上形成有弯曲表面的结构;以及袋型外壳,所述袋型外壳容纳所述电极组件,并且在所述袋型外壳上形成有具有与形成在所述电极组件的所述顶表面和所述底表面的每一个上的弯曲表面的曲率半径对应的曲率半径的弯曲表面,其中在所述袋型外壳中形成具有凹形的杯部(cup),其中形成在所述电极组件上的弯曲表面和形成在所述袋型外壳上的弯曲表面的每一个具有70mm至150mm的曲率半径。
有益效果
根据本发明,可制造其中形成有具有比根据相关技术的电极组件的曲率半径小的曲率半径的弯曲表面,并且即使时间流逝,弯曲表面的形状也得以均匀保持的电极组件。
附图说明
图1是图解根据本发明的二次电池的第一基本单元的结构的剖面图。
图2是图解根据本发明的二次电池的第二基本单元的结构的剖面图。
图3是图解根据本发明的二次电池的第三基本单元的结构的剖面图。
图4是图解根据本发明实施方式的二次电池的电极组件展开的状态的平面图。
图5是图解根据本发明实施方式的二次电池的电极组件的结构的剖面图。
图6是图解在根据本发明的制造二次电池的方法中的第二按压步骤之后,在二次电池上形成弯曲表面的状态的侧视图。
图7是图解在根据本发明实施方式的制造二次电池的方法中,执行表面平整步骤的状态的侧视图。
图8是图解根据本发明的实施方式1至4的实验例1的结果的图表。
图9是图解根据本发明的实施方式1至4的实验例2的结果的图表。
图10是图解根据本发明的实施方式1和实施方式5的实验例1的结果的图表。
图11是图解根据本发明的实施方式1和实施方式5的实验例2的结果的图表。
具体实施方式
下文中,将参照附图描述根据本发明实施方式的二次电池和制造该二次电池的方法。
二次电池
图1是图解根据本发明的二次电池的第一基本单元的结构的剖面图,图2是图解根据本发明的二次电池的第二基本单元的结构的剖面图。此外,图3是图解根据本发明的二次电池的第三基本单元的结构的剖面图。
根据本发明的二次电池可包括第一基本单元110、第二基本单元120和第三基本单元130,每个基本单元包括电极和隔膜。第一至第三基本单元110、120和130的每一个可具有其中负极142、隔膜146以及正极144,144’交替设置的结构。更详细地,第一至第三基本单元的每一个可具有其中负极、隔膜和正极交替堆叠的结构。
如图1中所示,第一基本单元110可具有其中负极142、隔膜146、正极144、隔膜146和负极142交替堆叠的五层结构。
此外,如图2中所示,第二基本单元120可具有其中正极144、隔膜146、负极142、隔膜146和正极144从下向上交替布置的五层结构。
类似于第二基本单元120的情况,第三基本单元130可具有其中正极、隔膜、负极、隔膜和正极从下向上交替布置的五层结构。然而,如图3中所示,布置在第三基本单元130两端的正极之一可以是单面正极144’。
通常,电极可具有其中电极活性材料层被施加在电极片的两个表面上的结构。然而,根据本发明的单面正极具有其中正极活性材料层仅被施加在正极片的一个表面的结构。在此,单面正极144’的正极片的两个表面中的被施加有正极活性材料层的表面可与隔膜146接触。
如图4中所示,根据本发明实施方式的电极组件10可包括隔离膜150和设置在隔离膜150上的第一至第三基本单元110、120和130。如图4中所示,第一至第三基本单元110、120、和130可具有相同的宽度。
如图4中所示,当电极组件10展开时,第一基本单元110可设置在隔离膜150的一端,并且可在隔离膜150的与该一端相对的另一端的方向上形成相当于第一至第三基本单元的每一个的宽度的空白空间。然后,可顺序地设置两个第二基本单元120、两个第一基本单元110、两个第二基本单元120、两个第一基本单元110和两个第三基本单元130。该两个第三基本单元130的单面正极可设置为接触隔离膜150(见图5)。
如图5中所示,根据本发明实施方式的电极组件10可具有其中第一至第三基本单元110、120和130设置在隔离膜150上,然后隔离膜150被折叠的结构。下文中,在本申请中,其中包括电极的多个基本单元设置在隔离膜上,然后隔离膜被折叠的上述结构将被称为堆叠和折叠(S&F,stacking&folding)结构。
根据本发明的二次电池可包括:电极组件,电极组件具有其中电极和隔膜交替设置并且在电极组件的顶表面和底表面的每一个上形成有弯曲表面的结构;和容纳电极组件的袋型外壳,在袋型外壳上形成有具有与形成在电极组件的顶表面和底表面的每一个上的弯曲表面的曲率半径对应的曲率半径的弯曲表面,并且袋型外壳包括具有凹形的杯部(cup)。在此,形成在电极组件和外壳上的每个弯曲表面的曲率半径可在70mm至150mm的范围内。就是说,根据本发明的二次电池的弯曲表面的曲率半径可在70mm至150mm的范围内。
作为参考,二次电池的曲率半径可设置在70mm至150mm的范围内,以便戴在人的头部上,但是如果其是被安装在适合于普通成人的头部的VR装置上的二次电池,则二次电池的曲率半径可设置在80mm至100mm的范围内。此外,具有70mm的曲率半径的二次电池可被安装在由儿童或具有较小头部的人戴的小尺寸VR装置上,具有150mm的曲率半径的二次电池可被安装在由具有较大头部的人戴的大尺寸VR装置上。
制造二次电池的方法
根据本发明的制造二次电池的方法可包括:电极组件制备步骤,制备具有其中电极和隔膜交替设置的结构的电极组件。在此,在电极组件制备步骤中制备的电极组件的顶表面和底表面的每一个上可形成平坦表面。
在此,在电极组件制备步骤中制备的电极组件可包括具有以下结构的电极堆叠体:(i)其中多个单独的电极和多个单独的隔膜在电极组件的厚度方向上交替堆叠的层压和堆叠(L&S,lamination&stacking)结构;或(ii)其中包括电极的多个基本单元设置在矩形隔离膜上并且隔离膜被折叠的堆叠和折叠(S&F,stacking&folding)结构。
此外,在电极组件制备步骤中,按压基本单元以制造基本单元的压力可在180kgf至220kgf的范围内,并且加热基本单元的温度可在45℃至55℃的范围内。
在根据本发明的电极组件制备步骤中制备的电极组件包括具有S&F结构的电极堆叠体的情况下,在该电极堆叠体中,当将基本单元设置在隔离膜上,然后折叠隔离膜时,按压隔离膜和基本单元的压力可在140kgf至160kgf的范围内,并且加热温度可在65℃至75℃的范围内。
可执行根据本发明的制造二次电池的方法来制造与根据相关技术的二次电池相比具有相对较小曲率半径的弯曲表面的二次电池。通过根据本发明的制造二次电池的方法制造的二次电池上形成的弯曲表面的曲率半径可在70mm至150mm的范围内,更具体地,在80mm至100mm的范围内。
根据本发明的二次电池的制造方法可进一步包括:第一按压步骤,通过使用形成有弯曲表面的第一按压装置按压电极组件的顶表面和底表面,以在电极组件的顶表面和底表面的每一个上形成具有与形成在第一按压装置上的弯曲表面的形状对应的形状的弯曲表面。在根据本发明的制造二次电池的方法中,由于通过第一按压步骤最初在电极组件的顶表面和底表面的每一个上形成弯曲表面(curved surface),所以根据本发明的第一按压步骤可被称为弯曲(curving)工序。
在根据本发明的制造二次电池的方法的第一按压步骤中,按压电极组件的顶表面和底表面的压力可在600kgf至1500kgf的范围内,加热电极组件的顶表面和底表面的温度可在75℃至85℃的范围内,并且按压和加热电极组件所用的时间可在50秒至110秒的范围内。
当在第一按压步骤中按压电极组件的顶表面和底表面的压力为未满600kgf时,在二次电池上可能无法形成具有在本发明所要制造的范围内的曲率半径的弯曲表面。另一方面,当在第一按压步骤中按压电极组件的顶表面和底表面的压力超过1500kgf时,空气渗透性会太大。
空气渗透性可指空气穿过某个部件(例如,电极组件)所用的时间。因而,可测量电极组件的空气渗透性来确认离子渗透性。因而,电极组件的空气渗透性大可表示用很长的时间穿过隔膜,即,电极组件的离子渗透性低。结果,当电极组件的空气渗透性太大时,电极组件或二次电池的性能会劣化。
更优选地,在第一按压步骤中按压电极组件的顶表面和底表面的压力可在950kgf至1050kgf的范围内。或者,更优选地,在第一按压步骤中按压电极组件的顶表面和底表面的压力可在900kgf至1000kgf的范围内。此外,更优选地,在第一按压步骤中按压电极组件的顶表面和底表面所用的时间可在55秒至65秒的范围内。或者,更优选地,在第一按压步骤中按压电极组件的顶表面和底表面所用的时间可在95秒至105秒的范围内。
根据本发明的制造二次电池的方法可进一步包括:容纳步骤,将具有弯曲表面的电极组件容纳在其中形成有具有凹形的杯部(cup)的袋型外壳(下文中,被称为“外壳”)中。在此,形成在外壳中的杯部的形状可对应于通过第一按压步骤而形成有弯曲表面的电极组件的形状。
此外,为了在外壳中形成杯部,根据本发明的制造二次电池的方法可进一步包括:杯部形成步骤,在外壳中形成杯部,杯部具有与在第一按压步骤中形成在电极组件的顶表面和底表面的每一个上的弯曲表面的形状对应的形状的弯曲表面。在此,在容纳步骤之前执行杯部形成步骤。
根据本发明的制造二次电池的方法可进一步包括:第二按压步骤,通过使用第二按压装置按压在第一按压步骤中形成在电极组件上的弯曲表面、以及外壳的外表面。就是说,第二按压步骤可以是按压形成在二次电池上的弯曲表面的步骤。
可在容纳步骤之后执行第二按压步骤。就是说,在第二按压步骤中,电极组件可被容纳于形成在外壳中的杯部中,然后可按压外壳的外表面,从而也按压形成在容纳于外壳中的电极组件上的弯曲表面。因此,根据本发明,可通过第二按压步骤更牢固地保持在第一按压步骤中形成的电极组件的弯曲表面的形状。
在第二按压步骤中,按压电极组件和外壳(即,二次电池)的压力可在200kgf至400kgf的范围内,并且加热二次电池的顶表面和底表面的温度可在55℃至65℃的范围内。
可在将容纳有电极组件的外壳插入每个都具有弯曲表面的第一夹具和第二夹具之间之后,通过第一夹具和第二夹具按压容纳有电极组件的外壳来执行第二按压步骤。因此,第二按压步骤也可被称为夹具成形(jig formation)工序。图6是图解在根据本发明的制造二次电池的方法中的第二按压步骤之后,在二次电池上形成弯曲表面的状态的侧视图,即,其图解了在第二按压步骤之后在二次电池1的顶表面和底表面的每一个上形成弯曲表面C的情况。
根据本发明的制造二次电池的方法可进一步包括:表面平整步骤,使在第二按压步骤中形成的形成在外壳上的弯曲表面平整。在此,可在第二按压步骤之后执行表面平整步骤。图7是图解在根据本发明实施方式的制造二次电池的方法中执行表面平整步骤的状态的侧视图。图7图解了其中具有圆柱形的辊20在形成于二次电池1的顶表面上的弯曲表面C上旋转的状态。
在表面平整步骤中,具有圆柱形的辊20可在形成于二次电池1上的弯曲表面C上旋转,以提高形成在二次电池1上的弯曲表面的均匀度。更优选地,在表面平整步骤中,当辊20在形成于二次电池1上的弯曲表面上旋转时,具有圆柱形的辊20不是在形成于二次电池1上的弯曲表面C上滑动。这可以理解为,在表面平整步骤中静摩擦力(force of staticfriction)作用在辊与形成于二次电池上的弯曲表面之间。
此外,根据本发明的制造二次电池的方法可进一步包括:第三按压步骤,通过使用第三按压装置另外按压形成在电极组件上的弯曲表面和形成在外壳上的弯曲表面。就是说,第三按压步骤可以是按压形成在二次电池上的弯曲表面的步骤。可在表面平整步骤之后执行第三按压步骤。
如上所述,在表面平整步骤中可提高形成在外壳上的弯曲表面的均匀度。然而,在该过程中,由于具有圆柱形的辊按压形成在二次电池上的弯曲表面,所以形成在二次电池上的弯曲表面的曲率半径可能会发生变形。
因此,根据本发明,由于在表面平整步骤之后,在第三按压步骤中另外按压形成在二次电池上的弯曲表面,所以通过第三按压步骤可更牢固地保持在第一按压步骤和第二按压步骤中形成的二次电池的弯曲表面的形状。
在第三按压步骤中,按压电极组件和外壳(即,二次电池)的顶表面和底表面的压力可在300kgf至400kgf的范围内,加热二次电池的顶表面和底表面的温度可在75℃至85℃的范围内,并且按压和加热二次电池的顶表面和底表面所用的时间可在8秒至12秒的范围内。
可在将二次电池插入以高温被加热的热压夹具(hot press jig)内部之后,通过经由热压夹具加热并按压二次电池来执行第三按压步骤。因此,第三按压步骤可以被称为热压(hot press)工序。在第三按压步骤,即,热压工序之后,二次电池的曲率半径可在70mm至150mm的范围内。
根据本发明,在第一按压步骤中用于按压电极组件的顶表面和底表面的第一按压装置中,用于按压电极组件的中间区域的第一按压装置的区域的弯曲表面与用于按压电极组件的两个端部中的每一个端部的第一按压装置的区域的弯曲表面可具有彼此不同的曲率半径。更详细地,在第一按压装置中,用于按压电极组件的两个端部中的每一个端部的第一按压装置的区域的弯曲表面的曲率半径可小于用于按压电极组件的中间区域的第一按压装置的区域的弯曲表面的曲率半径。
随着时间流逝,通过按压装置而形成有弯曲表面的电极组件会趋于再次展开。这是由于电极组件内的电极和隔膜之间的粘附力而产生的恢复力导致的。在形成在电极组件上的弯曲表面的端部处,这种趋势相对较大。
在第一按压装置中,用于按压两个端部中的每一个端部的第一按压装置的区域的弯曲表面与用于按压中间区域的第一按压装置的区域的弯曲表面具有彼此不同的曲率半径的原因是为了抵消上述趋势。就是说,在第一按压步骤中,形成在电极组件上的弯曲表面的两个端部的每一个端部上所形成的弯曲表面可具有相对较小的曲率半径,以减小弯曲表面的整个区域上的曲率半径的偏差。
实施方式1
制备隔离膜、五个第一基本单元、四个第二基本单元和两个第三基本单元。第一基本单元具有其中负极、隔膜、正极、隔膜和负极顺序地堆叠的结构,第二基本单元具有其中正极、隔膜、负极、隔膜和正极顺序地堆叠的结构,第三基本单元具有其中单面正极、隔膜、负极、隔膜和正极顺序地堆叠的结构。
在制造第一至第三基本单元的工序中,施加至电极和隔膜以使电极和隔膜彼此粘附的压力为200kgf,并且加热电极和隔膜的温度是50℃。
之后,将第一至第三基本单元设置在隔离膜的顶表面上。第一基本单元设置在隔离膜的一端,并且在隔离膜的另一端的方向上形成相当于第一至第三基本单元的每一个的宽度的空白空间。然后,顺序地设置两个第二基本单元、两个第一基本单元、两个第二基本单元、两个第一基本单元和两个第三基本单元。在此,该两个第三基本单元的单面正极设置为接触隔离膜。
在如上所述设置隔离膜之后,折叠隔离膜,以制造电极组件。
之后,使用形成有弯曲表面的第一按压装置按压电极组件,以在电极组件上形成弯曲表面(第一按压步骤)。当第一按压装置按压电极组件时,按压温度是80℃,按压压力是600kgf,按压时间是60秒。
之后,将电极组件容纳在其中形成有杯部的片型外壳中,以制造二次电池,所述杯部具有与通过第一按压装置而形成弯曲表面的电极组件的形状对应的形状。
之后,使用形成有弯曲表面的第二按压装置另外按压形成在二次电池上的弯曲表面(夹具成形(jig formation)工序)。当第二按压装置按压二次电池时,按压温度是60℃,并且按压压力是300kgf。
之后,使用形成有弯曲表面的第三按压装置另外按压形成在二次电池上的弯曲表面(热压(hot press)工序)。当第三按压装置按压二次电池时,按压温度是80℃,按压压力是350kgf,按压时间是10秒。
实施方式2
以与实施方式1相同的方式来制造二次电池,不同之处在于,第一按压设备按压电极组件时的按压压力是900kgf。
实施方式3
以与实施方式1相同的方式来制造二次电池,不同之处在于,第一按压装置按压电极组件时的按压压力是1000kgf。
实施方式4
以与实施方式1相同的方式来制造二次电池,不同之处在于,第一按压装置按压电极组件时的按压压力是1500kgf。
实施方式5
以与实施方式1相同的方式来制造二次电池,不同之处在于,第一按压装置按压电极组件时的按压时间是100秒。
实验例1
测量根据实施方式1至5制造的每个二次电池上形成的弯曲表面的曲率半径。在通过使用来自Keyence的3D测量装置拍摄二次电池的图像之后,将二次电池的两个端点以及中点的三个点设置为待测量。然后,基于这三个点测量曲率半径。
图8中示出了通过测量根据实施方式1至4制造的每个二次电池上形成的弯曲表面的曲率半径而获得的结果,图10中示出了通过测量根据实施方式1和实施方式5制造的每个二次电池上形成的弯曲表面的曲率半径而获得的结果。
实验例2
测量根据实施方式1至5制造的每个二次电池的空气渗透性。图9中示出了通过测量根据实施方式1至4制造的每个二次电池的空气渗透性而获得的结果,图11中示出了通过测量根据实施方式1和实施方式5制造的每个二次电池的空气渗透性而获得的结果。通过计算100ml空气穿过二次电池所用的时间(秒)来测量空气渗透性。
在实验例1和实验例2中,可以得出以下结果。
可以看出,随着在第一按压步骤中施加至电极组件的压力增加,二次电池的曲率半径趋向于减小。就是说,可以看出,随着在第一按压步骤中施加至电极组件的压力增加,形成在二次电池上的弯曲表面的形状很好地保持。然而,当压力是1000kgf(实施方式3)和1500kgf(实施方式4)时,可以看出形成在二次电池上的弯曲表面的曲率半径的差异不大。
另一方面,可以看出,随着在第一按压步骤中施加至电极组件的压力增加,二次电池的空气渗透性增加。就是说,可以看出,随着在第一按压步骤中施加至电极组件的压力增加,二次电池的性能劣化。特别是,可以看出,与压力是1000kgf的情况(实施方式3)相比,当压力是1500kgf时(实施方式4),空气渗透性迅速增加。
将实施方式1与实施方式5进行比较,可以看出,在第一按压步骤中的按压时间为60秒的情况(即,实施方式1)下的二次电池的曲率半径明显大于在第一按压步骤中的按压时间为100秒的情况(即,实施方式5)下的二次电池的曲率半径。另一方面,可以看出,在第一按压步骤中的按压时间是100秒的情况(即,实施方式5)下的二次电池的空气渗透性与在第一按压步骤中的按压时间为60秒的情况(即,实施方式1)下的二次电池的空气渗透性没有显著差异(即,可以看出,实施方式1和实施方式5中的空气渗透性都是大约250秒)。
虽然已经参照具体实施方式描述了本发明的实施方式,但是对本领域技术人员而言将显而易见的是,在不背离如以下权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下,可做出各种改变和修改。
[参考标号说明]
1:二次电池
10:电极组件
110:第一基本单元
120:第二基本单元
130:第三基本单元
142:负极
144:正极
144’:单面正极
146:隔膜
150:隔离膜
20:辊
C:弯曲表面。

Claims (9)

1.一种制造二次电池的方法,所述方法包括:
电极组件制备步骤,制备具有其中电极和隔膜交替设置并且形成有平坦的顶表面和底表面的结构的电极组件;
第一按压步骤,通过使用形成有弯曲表面的第一按压装置按压所述电极组件的所述顶表面和所述底表面,以在所述电极组件的所述顶表面和所述底表面的每一个上形成具有与形成在所述第一按压装置上的弯曲表面的形状对应的形状的弯曲表面;
容纳步骤,将形成有弯曲表面的所述电极组件容纳在其中形成有具有凹形的杯部的袋型外壳中;
第二按压步骤,通过使用形成有弯曲表面的第二按压装置按压在所述第一按压步骤中形成在所述电极组件上的弯曲表面、以及所述袋型外壳的外表面;
在所述第二按压步骤之后执行的表面平整步骤,在所述表面平整步骤中,使在所述第二按压步骤中形成的形成在所述袋型外壳上的弯曲表面平整,其中在所述表面平整步骤中,具有圆柱形的辊在形成于所述袋型外壳上的弯曲表面上旋转,以提高形成在所述袋型外壳上的弯曲表面的均匀度;以及
在所述表面平整步骤之后执行的第三按压步骤,通过使用形成有弯曲表面的第三按压装置另外按压在所述第二按压步骤中形成的形成在所述电极组件上的弯曲表面和形成在所述袋型外壳上的弯曲表面,
其中,在所述第一按压步骤中,按压所述电极组件的压力在600kgf至1500kgf的范围内,加热所述电极组件的温度在75℃至85℃的范围内,并且按压和加热所述电极组件所用的时间在50秒至110秒的范围内,
其中,在所述第二按压步骤中,按压所述电极组件和所述袋型外壳的压力在200kgf至400kgf的范围内,并且加热所述电极组件和所述袋型外壳的温度在55℃至65℃的范围内。
2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括在所述容纳步骤之前执行的杯部形成步骤,在所述杯部形成步骤中,在所述袋型外壳中形成所述杯部,在所述杯部中形成有具有与在所述第一按压步骤中形成在所述电极组件的所述顶表面和所述底表面的每一个上的弯曲表面的形状对应的形状的弯曲表面。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述电极组件具有:其中多个单独的电极和多个单独的隔膜在所述电极组件的厚度方向上交替堆叠的层压和堆叠结构、或其中包括电极和隔膜的多个基本单元设置在矩形隔离膜上并且所述隔离膜被折叠的堆叠和折叠结构。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述电极组件制备步骤中,按压所述电极组件的压力在180kgf至220kgf的范围内,并且
加热所述电极组件的温度在45℃至65℃的范围内。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述第一按压步骤中,按压所述电极组件的压力在950kgf至1050kgf的范围内,并且
按压和加热所述电极组件所用的时间在55秒至65秒的范围内。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,在所述第一按压步骤中,按压所述电极组件的压力在900kgf至1000kgf的范围内,并且
按压和加热所述电极组件所用的时间在55秒至65秒的范围内。
7.根据权利要求1所述的方法,其中在所述第三按压步骤中,按压所述电极组件和所述袋型外壳的压力在300kgf至400kgf的范围内,
加热所述电极组件和所述袋型外壳的温度在75℃至85℃的范围内,并且
按压和加热所述电极组件和所述袋型外壳所用的时间在8秒至12秒的范围内。
8.根据权利要求1所述的方法,其中在所述第三按压步骤之后,形成在所述电极组件和所述袋型外壳的每一个上的弯曲表面的曲率半径在70mm至150mm的范围内。
9.根据权利要求8所述的方法,其中在所述第三按压步骤之后,形成在所述电极组件和所述袋型外壳的每一个上的弯曲表面的曲率半径在80mm至100mm的范围内。
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