电极组件和包括该电极组件的电池电芯的制作方法

相关申请的交叉引用本申请要求在韩国知识产权局于2022年4月25日提交的韩国专利申请no.10-2022-0050981和于2023年2月20日提交的韩国专利申请no.10-2023-0022115的权益，其全部内容在此引入作为参考。本公开涉及一种电极组件和包括该电极组件的电池电芯，更具体地，涉及一种能够通过在过电压条件下产生短路来确保电池电芯的稳定性的电极组件和包括该电极组件的电池电芯。

背景技术：

1、随着技术发展和对移动设备的需求增加，对作为能源的二次电池的需求迅速增加。因此，已经对能够满足各种需要的电池进行了各种研究。

2、二次电池作为电力驱动装置(例如，电动自行车、电动车辆和混合电动车辆)的能源以及作为移动装置(例如，移动电话、数码相机和膝上型计算机)的能源已经引起了相当大的注意。

3、近来，由于随着将二次电池用作能量存储源对大容量二次电池结构的需求增加，对中型或大型模块结构的电池组(所述电池组是多个二次电池串联或并联连接的电池模块的组件)的需求不断增长。

4、目前商业化的二次电池包括镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池和锂二次电池。其中，由于锂二次电池具有例如自由充电和放电的优点，并且具有非常低的自放电率和高能量密度，所以锂二次电池已经成为焦点。

5、根据电池壳体的形状，二次电池可以分为圆柱形电池或棱柱形电池以及袋型电池，在圆柱形电池或棱柱形电池中，电极组件安装在圆柱形或棱柱形金属罐中，在袋型电池中，电极组件安装在由铝层压板制成的袋形壳中。

6、此外，可基于电极组件的结构对二次电池进行分类，所述电极组件具有正极和负极被堆叠且隔膜介于正极和负极之间的结构。典型地，可以提及卷芯(卷绕)型结构和堆叠(层压)型结构等，在卷芯(卷绕)型结构中，长片型正极和负极被卷绕且隔膜介于其间，在堆叠(层压)型结构中，切割成预定单位尺寸的多个正极和负极以顺序堆叠且隔膜介于其间。近年来，为了解决由卷芯型电极组件和堆叠型电极组件引起的问题，已经开发了堆叠/折叠型电极组件，其是卷芯型电极组件和堆叠型电极组件的组合。

7、图1是传统电极组件的侧视图。

8、参考图1，电极组件是堆叠的电极组件，其主要通过堆叠负极11、第一隔膜13和正极12形成，或者通过堆叠单元电芯形成，在所述单元电芯中，正极12、第一隔膜13和负极11顺序堆叠，且第二隔膜30介于其间。

9、通常，由于第一隔膜13形成为比正极12或负极11的长度长，所以电极组件中的第一隔膜13的端部以不粘附到正极12或负极11的状态存在。这里，第一隔膜13和第二隔膜30具有基本相同的构造。

10、此外，负极11的一端通常突出超过正极12的一端。在具有这种结构的单元电芯中，在电池的工作范围为4.5v或更大的过电压状态下发生诸如电解液的进一步分解和正极的氧脱附的问题，由此增加了电池爆炸的可能性。因此，当电池过充电时，需要一种技术来防止电池短路和使电压突然上升。

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明的目的是提供一种具有改进的安全性的电极组件和包括该电极组件的电池电芯。

3、然而，本公开的实施方式所要解决的问题不限于上述问题，并且可以在本公开所包括的技术思想的范围内进行各种扩展。

4、技术方案

5、根据本公开的一个实施方式，提供了一种电极组件，所述电极组件被配置成堆叠多个单元电芯并且包括位于所述多个单元电芯之间的隔膜，所述单元电芯包括负极、正极和隔膜，所述电极组件包括：第一单元电芯，在所述第一单元电芯中，所述负极的端部比所述正极的端部突出得更多；以及第二单元电芯，在所述第二单元电芯中，所述正极的端部比所述负极的端部突出得更多。

6、所述第二单元电芯包括第二负极、第二正极和位于所述第二负极和所述第二正极之间的第二隔膜，所述第二正极的端部比所述第二负极的端部突出得更多，并且所述第二正极的长度可以比所述第二负极的长度长。

7、所述第二负极的长度与所述第二正极的长度之差可以小于1％。

8、所述第二负极的长度与所述第二正极的长度之差可以为0.4％或更小。

9、所述第二负极的端部与所述第二隔膜的端部之间的距离可以比所述第二正极的端部与所述第二隔膜的端部之间的距离长。

10、所述第二单元电芯可以在比所述第一单元电芯的电位低的电位沉积锂。

11、当施加到所述第二单元电芯的电压为4.5v以上且5.5v以下时，所述第二单元电芯可以沉积锂。

12、所述第二单元电芯可以被配置成使得所述第二单元电芯的正极的容量表现(capacity appearance)大于所述第二单元电芯的负极的容量表现。

13、所述第一单元电芯的数量可以为至少一个或更多个。

14、所述第二单元电芯被设置为与位于所述堆叠体的堆叠方向上的最外侧的第一单元电芯相邻。

15、所述第二单元电芯可以是最外侧单元电芯。

16、所述第二单元电芯可以位于多个所述第一单元电芯之间。

17、当第二单元电芯的数量增加时，电池过充电期间的最大电压可以减小。

18、根据本公开的另一实施方式，提供了一种包括上述电极组件的电池电芯。

19、有益效果

20、根据实施方式，负极的一端和正极的一端之间的长度差可以用于提高电极组件和包括该电极组件的电池电芯的安全性。

21、本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求的描述中清楚地理解上述未提及的其他效果。

技术特征：

1.一种电极组件，所述电极组件被配置成堆叠多个单元电芯并且包括位于所述多个单元电芯之间的隔膜，所述单元电芯包括负极、正极和隔膜，所述电极组件包括：

2.根据权利要求1所述的电极组件，其中，

3.根据权利要求2所述的电极组件，其中，

4.根据权利要求2所述的电极组件，其中，

5.根据权利要求2所述的电极组件，其中，

6.根据权利要求1所述的电极组件，其中，

7.根据权利要求6所述的电极组件，其中，

8.根据权利要求6所述的电极组件，其中，

9.根据权利要求1所述的电极组件，其中，

10.根据权利要求9所述的电极组件，其中，

11.根据权利要求10所述的电极组件，其中，

12.根据权利要求9所述的电极组件，其中，

13.根据权利要求1所述的电极组件，其中，

14.一种电池电芯，该电池电芯包括根据权利要求1所述的电极组件。

技术总结本发明涉及一种电极组件和包括该电极组件的电池电芯。在根据本发明的一个实施方式的电极组件中，堆叠多个单元电芯，每个单元电芯包括负极、正极和隔膜，并且隔膜位于多个单元电芯之间，所述电极组件包括：第一单元电芯，在所述第一单元电芯中，所述负极的一个端部比所述正极的一个端部突出得更多；以及第二单元电芯，在所述第二单元电芯中，所述正极的一个端部比所述负极的一个端部突出得更多。技术研发人员：金大洙,金荣德,崔舜炯受保护的技术使用者：株式会社LG新能源技术研发日：技术公布日：2024/8/5