电极组件和包含其的二次电池的制作方法

[相关申请的交叉引用]本申请要求2022年12月16日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2022-0177177、10-2022-0177190和10-2022-0177156号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。本发明涉及电极组件和包含其的二次电池。

背景技术：

1、二次电池根据电池壳的形状分为硬币电池、圆筒形电池、角形电池和袋型电池。与一次电池不同，二次电池可以是可再充电的，并且具有小规模和高容量。最近，对二次电池的研究和开发已经积极地进行。

2、随着近来电动车辆的激增，存在对用于电动车辆的高容量二次电池的日益增加的技术发展和需求。为了制造高容量二次电池，安装在电池壳中的电极组件的尺寸也增加。电极组件尺寸的增加可能导致小型电极组件出现不期望的问题。

3、电极组件是具有通过堆叠电极和隔膜制成的结构并且可以被充电和放电的发电元件。隔膜包含有机/无机复合多孔涂层，并在电极与隔膜之间提供粘合力。

4、[现有技术文献]

5、[专利文献]

6、韩国专利申请公开10-2013-0132230号

技术实现思路

1、[技术问题]

2、电极组件安装在电池壳中，然后通过封装工序和/或活化工序用于制造二次电池。然而，在负极包含硅系活性材料的情况下，活化工序之前和之后负极的膨胀比在量值上大于正极的膨胀比，这导致弯曲情形，其中电极组件由于隔膜与电极之间的粘合力的不均匀性而弯曲或翘曲，这导致包含电极组件的二次电池在形状上变形的问题。

3、特别地，在电极组件如高容量电极组件的尺寸增加的情况下，负极的膨胀比与正极的膨胀比之间的差异更大地影响弯曲情形，这使得弯曲情形更严重。因此，需要开发一种技术来防止高容量电极组件或包含其的二次电池弯曲的情形。

4、[技术方案]

5、本发明的一个实施方式提供一种电极组件，包含：正极；负极；和设置在所述正极与所述负极之间的隔膜，其中所述隔膜相对于所述负极的湿粘合力为1.5gf/20mm以上且15gf/20mm以下。

6、本发明的另一个实施方式提供一种二次电池，包含：密封的电池壳；包含在所述电池壳中的根据上述实施方式的电极组件；和包含在所述电池壳中的电解质，其中所述二次电池满足下面的表达式1，

7、[表达式1]

8、x < 5mm

9、在表达式1中，x表示在其中所述二次电池放置在平坦表面上使得在所述二次电池的活化工序之后所述二次电池的凹面朝上的状态下，从连接所述二次电池的上表面的两个相对侧的假想基准线到所述二次电池的上表面的最低点所测量的最大距离。

10、[有益效果]

11、根据本发明的一个实施方式的电极组件，可以防止在包含所述电极组件的二次电池活化之后可能发生的弯曲情形。特别地，可以防止具有大尺寸的电极组件的弯曲情形。

12、根据本发明的一个实施方式的电极组件，可以通过防止弯曲情形来防止电池活化之后的工艺缺陷来改善组装产率，并且可以通过对准和固定电极的位置使得所述电极的位置不错位(not misaligned)来改善能量密度。

13、根据包含根据本发明的一个实施方式的电极组件的二次电池，可以防止所述二次电池的弯曲情形，从而可以改善活化之后的组装产率，可以适当地保持电极的对准程度，并且可以适当地保持电池性能。

技术特征：

1.一种电极组件，包含：

2.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述隔膜相对于所述负极的干粘合力为8gf/20mm以上且25gf/20mm以下。

3.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述隔膜相对于所述负极的湿粘合力为4gf/20mm以上且6gf/20mm以下。

4.根据权利要求1所述的电极组件，其中基于100重量份的隔膜表面组成，所述隔膜包含0.1至8重量份的氟(f)。

5.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述隔膜相对于所述负极的湿粘合力是所述隔膜相对于所述正极的湿粘合力的一倍以上。

6.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述隔膜相对于所述负极的湿粘合力是所述隔膜相对于所述正极的湿粘合力的一倍以上且1.4倍以下。

7.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述负极包含硅系活性材料。

8.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述电极组件具有400mm至600mm的总长度和50mm至150mm的总宽度。

9.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述隔膜包含：

10.根据权利要求9所述的电极组件，其中在所述隔膜的供应方向(纵向(md))上测量的所述隔膜的模量是4,000kgf/cm2以上且小于10,000kgf/cm2，并且所述隔膜的动摩擦系数是大于0.1且0.35以下。

11.根据权利要求9所述的电极组件，其中所述丙烯酸系聚合物的玻璃化转变温度(tg)是40℃至60℃。

12.根据权利要求9所述的电极组件，其中所述丙烯酸系聚合物是(甲基)丙烯酸酯-苯乙烯共聚物，并且基于100重量份的构成所述丙烯酸系聚合物的共聚单体，所述苯乙烯是50至80重量份。

13.根据权利要求9所述的电极组件，其中所述氟系聚合物是偏二氟乙烯与六氟丙烯(hfp)的共聚物(pvdf-hfp)，并且基于100重量份的构成所述共聚物(pvdf-hfp)的共聚单体，所述六氟丙烯是3至18重量份。

14.根据权利要求9所述的电极组件，其中所述无机粒子具有非矩形结构。

15.根据权利要求1所述的电极组件，其中所述隔膜以锯齿形方式折叠并堆叠。

16.一种二次电池，包含：

17.一种制造二次电池的方法，所述方法包括：

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述二次电池的所述活化包括在温度为25℃至60℃、压力为0.1至0.9mpa、电流为0.2至0.8c以及充电状态(soc)为30%至60%的条件下对所述二次电池充电一次以上之后进行脱气。

技术总结提供了一种电极组件以及包含其的二次电池，所述电极组件包含正极、负极和设置在所述正极与所述负极之间的隔膜，其中所述隔膜相对于所述负极的湿粘合力为1.5gf/20mm以上且15gf/20mm以下。当所述电极组件中所述隔膜相对于所述负极的湿粘合力满足上述范围时，可以有效防止电解质浸渍之前电极组件的扭曲，并且在电解质浸渍之后可以更有效抑制该电极组件和包含该电极组件的二次电池在活化之后的弯曲。技术研发人员：裵元植,李昭咏,柳飞悟,成东昱,李秉揆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：2024/11/18