CN111201658B - 制造电极组件的方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种制造电极组件的方法。该制造电极组件的方法包括：第一步骤，制备多个基本单元，所述多个基本单元的每一个是通过交替堆叠电极和隔膜制造的；第二步骤，堆叠多个基本单元，以制造电极堆叠体；和第三步骤，按压电极堆叠体的外表面，以制造在电极堆叠体上形成有具有曲率半径的弯曲表面的电极组件，其中，当在第三步骤之前产生的电极和隔膜之间的结合力中的、在第三步骤之后剩余的结合力之和定义为F1，使电极和隔膜再次展开而使得电极和隔膜的形状恢复到电极堆叠体在第三步骤中被按压之前的形状的力之和定义为R，并且通过第三步骤而在电极组件内的电极和隔膜之间额外产生的结合力之和定义为F2时，满足表达式：F1+R≤F2。

Description

制造电极组件的方法

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月29日提交的韩国专利申请第10-2018-0075334号的优先权的权益，通过援引将上述专利申请整体结合在此。

技术领域

本发明涉及一种制造电极组件的方法，更具体地说，涉及一种制造具有弯曲表面的电极组件的方法。

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重复充电和放电的二次电池(secondary battery)所需的规格(specification)也多样化。例如，近来为了改善当使用电子装置的用户通过使用他/她的手握住电子装置时的抓握感，会要求电子装置具有偏离现有的有角形状的弯曲形状。为此，还会要求二次电池具有偏离现有形状的弯曲形状。或者，为了最大化利用电子装置的内部空间，需要二次电池的形状具有偏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，通常需要通过使用具有弯曲表面的压力机按压电极组件的外表面。然而，根据相关技术，在通过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，在被压力机按压之前，电极和隔膜在电极组件内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，但由于被压力机按压之前电极和隔膜之间的结合力，弯曲表面也不会被保持，因而弯曲表面会返回到被按压之前的状态。随着由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弯曲更大)，该问题趋于恶化。

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，本发明的目的是制造形成有具有比根据相关技术的电极组件的曲率半径相对小的曲率半径的弯曲表面的电极组件。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，一种制造电极组件的方法，包括：第一步骤，制备多个基本单元，所述多个基本单元的每一个是通过交替堆叠电极和隔膜制造的；第二步骤，堆叠所述多个基本单元，以制造电极堆叠体；和第三步骤，按压所述电极堆叠体的外表面，以制造在所述电极堆叠体上形成有具有曲率半径的弯曲表面的电极组件，其中，当在所述第三步骤之前产生的所述电极和所述隔膜之间的结合力中的、在所述第三步骤之后剩余的结合力之和定义为F1，使所述电极和所述隔膜再次展开而使得所述电极和所述隔膜的形状恢复到所述电极堆叠体在所述第三步骤中被按压之前的形状的力之和定义为R，并且通过所述第三步骤而在所述电极组件内的所述电极和所述隔膜之间额外产生的结合力之和定义为F2时，满足表达式：F1+R≤F2。

所述方法可进一步包括卷绕步骤，通过使用与构成所述电极堆叠体的隔膜独立的卷绕隔膜来围绕所述电极堆叠体的外周，以保持所述电极堆叠体内的所述基本单元之间的相对距离，其中可在所述第二步骤和所述第三步骤之间执行所述卷绕步骤，并且力F2可包括：在所述第三步骤中额外产生的所述电极堆叠体内的所述电极和所述隔膜之间的结合力之和(e1)、以及在所述第三步骤中额外产生的所述电极堆叠体和所述卷绕隔膜之间的结合力之和(e2)。

所述曲率半径的范围可以为70mm至200mm。

在所述第一步骤中，所述电极和所述隔膜可在30℃至70℃的温度下彼此结合。

在所述第三步骤中，可在400kgf至800kgf的压力下按压所述电极堆叠体。

在所述第三步骤中，可在60℃至100℃的温度下按压所述电极堆叠体。

在所述卷绕步骤中，所述卷绕隔膜可围绕所述电极堆叠体的整个外周。

所述基本单元可包括：其中在两个最外表面的每一个最外表面设置有正极的第一双电池；和其中在两个最外表面的每一个最外表面设置有负极的第二双电池，其中，在所述第二步骤中，可交替堆叠所述第一双电池和所述第二双电池，并且在所述第一双电池和所述第二双电池之间可设置有作为单独隔膜的插入隔膜。

所述第一双电池可具有其中设置有正极、隔膜、负极、隔膜和正极的结构，并且其中所述第二双电池可具有其中设置有负极、隔膜、正极、隔膜和负极的结构。

在所述第二步骤中，可在所述电极堆叠体的两个最外表面的每一个最外表面设置所述第一双电池，并且可在设置于所述电极堆叠体的两个最外表面的每一个最外表面上的所述第一双电池的两个最外表面之中的外侧表面设置其中仅集流体的一个表面被施加正极活性材料的单面正极。

在所述第二步骤中，可在所述电极堆叠体中设置八个第一双电池，并且可在所述电极堆叠体中设置七个第二双电池。

在所述第三步骤中，所述电极堆叠体上的形成有曲率半径的所述弯曲表面的端部可具有比形成有曲率半径的所述弯曲表面的中央部分的曲率半径小2％至8％的曲率半径。

为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，一种制造电极组件的方法，包括：第一步骤，制备多个基本单元，所述多个基本单元的每一个是通过交替堆叠电极和隔膜制造的；第二步骤，堆叠所述多个基本单元，以制造电极堆叠体；和卷绕步骤，通过使用与构成所述电极堆叠体的隔膜独立的卷绕隔膜来围绕所述电极堆叠体的外周的至少一部分，以保持所述电极堆叠体内的所述基本单元之间的相对距离；和第三步骤，按压所述电极堆叠体的外表面，以制造在所述电极堆叠体上形成有具有曲率半径的弯曲表面的电极组件，其中，在所述第一步骤中，所述电极和所述隔膜在30℃至70℃的温度下彼此结合，并且在所述第三步骤中，在60℃至100℃的温度下按压所述电极堆叠体。

所述曲率半径的范围可以为70mm至200mm。

当在所述第二步骤中堆叠所述基本单元时，按压所述基本单元的压力可以是在所述第三步骤中按压所述基本单元的压力的10％或更小。

有益效果

根据本发明，可制造形成有具有比根据相关技术的电极组件的曲率半径相对小的曲率半径的弯曲表面的电极组件。

附图说明

图1是图解根据本发明的示例的电极堆叠体的结构的侧视图。

图2是图解根据本发明的示例，电极组件在形成弯曲表面之前的结构的侧视图。

图3是构成根据本发明的示例的电极组件的第一双电池的侧视图。

图4是构成根据本发明的示例的电极组件的第二双电池的侧视图。

图5是根据本发明的示例的具有弯曲表面的电极组件的透视图。

具体实施方式

下文中，将参照附图描述根据本发明的电极组件的结构。

电极组件

图1是图解根据本发明的示例的电极堆叠体的结构的侧视图，图2是图解根据本发明的示例，电极组件在形成弯曲表面之前的结构的侧视图。

参照图1和图2，根据本发明的示例的电极组件10可包括其中多个基本单元110和120顺序堆叠的电极堆叠体100。根据基本单元的详细构造，多个基本单元110和120可分为几种类型。例如，多个基本单元110和120可由具有彼此不同结构的第一基本单元110和第二基本单元120构成。在这种情况下，电极堆叠体100可具有其中第一基本单元110和第二基本单元120交替堆叠的结构。然而，本发明不限于此。例如，根据本发明的示例的电极堆叠体可具有其中三种或更多种基本单元堆叠的结构、或其中一种基本单元堆叠的结构。

在本申请中，“基本单元”可理解为包括至少一个电极的构造。就是说，根据本申请，“基本单元”不仅可理解为包括电极和隔膜的构造，而且还可理解为仅包括电极的构造。

如图2中所示，根据本发明的示例的电极组件10可包括围绕电极堆叠体100的外周的至少一部分的隔膜102。下文中，围绕电极堆叠体100的外周的至少一部分的隔膜102被称为卷绕隔膜。

卷绕隔膜102可围绕电极堆叠体100的整个外周。例如，卷绕隔膜102可围绕电极堆叠体100的外周一圈，如图2中所示。

在此，“卷绕隔膜102围绕电极堆叠体100的外周一圈”可理解为卷绕隔膜102的两端彼此重叠，使得卷绕隔膜102的两端彼此结合，如图2中所示。

此外，“卷绕隔膜102能够围绕电极堆叠体100的整个外周”不意味着卷绕隔膜102围绕电极堆叠体100的整个外表面以将电极堆叠体100与外部隔离，而是意味着卷绕隔膜102的两端彼此相遇而彼此结合。

卷绕隔膜102可以是与构成电极堆叠体100的隔膜独立的隔膜。就是说，电极组件10可具有其中与电极堆叠体100内的隔膜独立的隔膜(即，卷绕隔膜)围绕电极堆叠体100的外周的结构。

在根据本发明的示例的电极组件10中，构成电极堆叠体100的基本单元可以是双电池(bi-cell)。下文中，将描述双电池。

图3是构成根据本发明的示例的电极组件的第一双电池的侧视图，图4是构成根据本发明的示例的电极组件的第二双电池的侧视图。

参照图3，第一双电池110a可以是具有其中在两个最外表面的每一个最外表面设置有正极的结构的双电池。在此，第一双电池110a可具有其中正极142、隔膜146、负极144、隔膜146和正极142顺序设置的五层结构，如图3中所示。

参照图4，第二双电池120a可以是具有其中在两个最外表面的每一个最外表面设置有负极的结构的双电池。在此，第二双电池120a可具有其中负极144、隔膜146、正极142、隔膜146和负极144顺序设置的五层结构，如图4中所示。

如上所述，多个基本单元可分为第一基本单元和第二基本单元。此外，第一双电池110a可对应于第一基本单元，第二双电池120a可对应于第二基本单元。

当基本单元分为第一双电池和第二双电池时，根据本发明的电极组件10的电极堆叠体100可具有其中第一双电池110a和第二双电池120a交替堆叠的结构，如图1中所示。在此，当将第一双电池110a和第二双电池120a堆叠以彼此直接接触时，设置在第一双电池的两个最外表面的每一个最外表面的正极和设置在第二双电池的两个最外表面的每一个最外表面的负极可彼此直接接触。为了防止这种直接接触，如图1中所示，可在第一双电池110a与第二双电池120a之间设置单独的隔膜130。下文中，设置在第一双电池110a与第二双电池120a之间的单独的隔膜可被称为“插入隔膜”。

就是说，根据本发明的示例，电极堆叠体100可具有其中第一双电池110a、插入隔膜130和第二双电池120a交替堆叠的结构。

此外，如图1中所示，在电极堆叠体100的所有两个最外表面可分别设置有第一双电池110a。就是说，设置于第一双电池110a的最外表面的正极可设置在电极堆叠体100的所有两个最外表面。此外，可在设置于电极堆叠体100的两个最外表面上的第一双电池110a的两个最外表面之中的外侧表面(即，电极堆叠体的最外表面)设置有其中仅集流体的一个表面被施加正极活性材料的单面正极。由于设置在电极堆叠体的两个最外表面上的正极的一部分(更详细地说，施加至集流体外侧的正极活性材料)在充电和放电期间不参与反应，因此当在根据本发明示例的电极堆叠体的所有两个最外表面设置单面正极时，电极堆叠体的每单位体积的电容量可增加。

根据本发明的示例的电极堆叠体100可设置有八个第一双电池110a、七个第二双电池120a、以及设置在第一双电池110a与第二双电池120a之间的十四个插入隔膜130。

卷绕隔膜102可以是与构成第一双电池110a的隔膜、构成第二双电池120a的隔膜、以及设置在第一双电池110a与第二双电池120a之间的插入隔膜130独立的隔膜。

图5是根据本发明的示例的具有弯曲表面的电极组件的透视图。

如图5中所示，可在根据本发明的示例的电极组件10上形成具有预定曲率半径的弯曲表面C。如图5中所示，电极组件10的顶表面和底表面二者可形成为弯曲表面C。或者，仅电极组件10的顶表面或底表面可形成为弯曲表面C。

在此，围绕电极堆叠体的外周的卷绕隔膜102可配置为围绕弯曲表面C。根据本发明，卷绕隔膜102可围绕电极堆叠体的弯曲表面C，以保持彼此相邻的基本单元(或双电池)之间的相对距离。因而，可防止基本单元之间的脱层。或者，根据本发明，卷绕隔膜102可围绕电极堆叠体的弯曲表面C，以防止发生构成电极堆叠体且彼此相邻的电极与隔膜之间的脱层。

在具有弯曲表面的电极组件中，难以制造形成有具有相对较小曲率半径的弯曲表面(即，弯曲较大的弯曲表面)的电极组件。为了制造形成有具有较小曲率半径的弯曲表面的电极组件，不得不通过使用其上形成有弯曲表面的压力机来按压电极组件或电极堆叠体。这是因为，当曲率半径较小时，会更多地发生构成电极堆叠体的电极与隔膜之间的脱层，因此难以保持形成在电极组件上的弯曲表面。

如上所述，卷绕隔膜102配置成防止发生脱层。特别是，卷绕隔膜102可有效地防止在形成有具有较小曲率半径的弯曲表面的电极组件中发生电极与隔膜之间的脱层。

下文中，将参照附图描述根据本发明的示例的制造电极组件的方法。

制造电极组件的方法

根据本发明的示例的制造电极组件的方法可包括：第一步骤，制备通过堆叠电极和隔膜而制造的多个基本单元；第二步骤，通过堆叠多个基本单元来制造电极堆叠体；和第三步骤，按压电极堆叠体的外表面，以制造在电极堆叠体上形成有具有曲率半径的弯曲表面的电极组件。

在根据本发明的示例的制造电极组件的方法中，当在第三步骤之前产生的电极和隔膜之间的结合力中的、在第三步骤之后剩余的结合力之和定义为F1，使电极和隔膜再次展开而使得电极和隔膜的形状恢复到电极堆叠体在第三步骤中被按压之前的形状的力之和定义为R，并且通过第三步骤而在电极组件内的电极和隔膜之间额外产生的结合力之和定义为F2时，可满足表达式：F1+R≤F2。

根据制造电极组件的工序，随着时间流逝，在第三步骤中形成在电极组件上的弯曲表面可再次展开。可通过作用在电极组件的弯曲表面上的力之间的关系来确定形成在电极组件上的弯曲表面是否保持原样。

首先，使形成在电极组件上的弯曲表面再次展开的力(以下称为“恢复力”)可主要分为：在第三步骤之前产生的电极和隔膜之间相互作用的结合力之和F1'、以及使电极和隔膜再次展开而使得电极和隔膜的形状恢复到在第三步骤中电极堆叠体被按压之前的它们的原始形状的力之和R。就是说，力F1'可以是在制造多个基本单元，然后堆叠多个基本单元的步骤中产生的力。在此，由于该力是在电极和隔膜处于平坦状态时产生的，因此该力可充当妨碍弯曲形状保持的力。因而，随着力F1'和R的强度增加，形成在电极组件上的弯曲表面趋于恢复其原始形状。

另一方面，用于保持在第三步骤中形成的弯曲表面的形状的力(以下称为“弯曲表面形成力”)可认为是第三步骤中在电极组件内的电极和隔膜之间额外产生的结合力之和F2。

然而，力F1'的一部分会在第三步骤中损失。就是说，在第三步骤之前产生的电极和隔膜之间的一部分结合力会由于在电极组件上形成弯曲表面时施加至该电极组件的温度和压力而损失。因而，在第三步骤之前产生的电极和隔膜之间的结合力中的、在第三步骤之后剩余的结合力之和会小于力F1'。下文中，在第三步骤之前产生的电极和隔膜之间的结合力中的、在第三步骤之后剩余的结合力之和将被称为F1。

为了保持在第三步骤中形成的电极组件的弯曲表面的形状，在第三步骤之后，弯曲表面形成力必须大于恢复力。因而，根据本发明，由于在制造电极组件的步骤中，力F2大于F1和R之和，因此可保持形成在电极组件上的弯曲表面的形状。

根据本发明的示例的制造电极组件的方法可进一步包括卷绕步骤，通过使用与构成电极堆叠体的隔膜独立的卷绕隔膜来围绕电极堆叠体的外周，以保持电极堆叠体内的基本单元之间的相对距离。在此，可在第二步骤和第三步骤之间执行卷绕步骤。此外，在卷绕步骤中，卷绕隔膜可围绕电极堆叠体的整个外周。

当根据本发明的制造电极组件的方法进一步包括卷绕步骤时，弯曲表面形成力，即F2可再分为两个力。

就是说，力F2可分为：在第三步骤中额外产生的电极堆叠体内的电极和隔膜之间的结合力之和e1、以及在第三步骤中额外产生的电极堆叠体和卷绕隔膜之间的结合力之和e2。就是说，根据产生结合力的步骤，电极堆叠体内的电极和隔膜之间的一部分结合力(即，F1)可充当恢复力，而另一部分结合力(即，e1)可充当弯曲表面形成力。

在第一步骤中，电极和隔膜可在30℃至70℃的温度下彼此结合。

当在第一步骤中，电极和隔膜在低于30℃的温度下彼此结合时，电极和隔膜无法在电极堆叠体内彼此适当地结合，从而导致电极和隔膜在第三步骤中脱层的现象。另一方面，当电极和隔膜在超过70℃的温度下彼此结合时，电极堆叠体内的电极和隔膜之间的结合太强(即，F1太强)，在第三步骤中形成在电极组件上的弯曲表面可能再次展开。优选地，在第一步骤中，电极堆叠体内的电极和隔膜可在30℃至55℃的温度下彼此结合，更优选地，在35℃至45℃的温度下彼此结合。

在第三步骤中形成的电极堆叠体100的弯曲表面C可具有70mm至200mm的曲率半径。

如上所述，本发明可用于制造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电极组件。特别是，本发明的发明人通过实验发现，根据相关技术，不可能制造具有小于200mm的曲率半径的电极组件，或者花费相当长的时间来制造具有小于200mm的曲率半径的电极组件。在第三步骤中，电极堆叠体100的弯曲表面C可具有70mm至150mm的曲率半径，优选地，在第三步骤中，电极堆叠体100的弯曲表面C可具有80mm至130mm的曲率半径。更优选地，电极堆叠体100的弯曲表面C可具有85mm至95mm的曲率半径。

在第三步骤中，可在400kgf至800kgf的压力下按压电极堆叠体。

当在第三步骤中按压电极堆叠体的压力小于400kgf时，在形成弯曲表面时电极组件内的电极和隔膜之间的结合不够强(即，F2太弱)，电极组件中形成的弯曲表面会再次展开。另一方面，当在第三步骤中按压电极堆叠体的压力超过800kgf时，电极和隔膜会被损坏。优选地，在第三步骤中按压电极堆叠体的压力可在500kgf至700kfg的范围内，更优选地，在550kgf至650kgf的范围内。

在第三步骤中，可在60℃至100℃的温度下按压电极堆叠体。

当在第三步骤中在低于60℃的温度下按压电极堆叠体时，在形成弯曲表面时电极组件内的电极和隔膜之间的结合不够强(即，F2太弱)，电极组件中形成的弯曲表面会再次展开。另一方面，当在第三步骤中在超过100℃的温度下按压电极堆叠体时，电极和隔膜会被损坏。优选地，在第三步骤中，可在70℃至90℃的温度下，更优选地，在75℃至85℃的温度下按压电极堆叠体。

在第三步骤中，按压电极堆叠体所花费的时间可以是30秒至190秒。

当在第三步骤中按压电极堆叠体少于30秒的时间时，在形成弯曲表面时电极组件内的电极和隔膜之间的结合不够强(即，F2太弱)，电极组件中形成的弯曲表面会再次展开。另一方面，当在第三步骤中按压电极堆叠体超过190秒的时间时，电极和隔膜会被损坏，从而显著降低电极组件的生产率。优选地，在第三步骤中，可按压电极堆叠体40秒至100秒的时间，更优选地，50秒至70秒的时间。

电极堆叠体的基本单元可包括其中在两个最外表面分别设置有正极的第一双电池和其中在两个最外表面分别设置有负极的第二双电池。此外，在第二步骤中，可交替堆叠第一双电池和第二双电池。在此，可在第一双电池和第二双电池之间设置作为单独隔膜的插入隔膜。在此，第一双电池可具有其中设置有正极、隔膜、负极、隔膜和正极的结构，第二双电池可具有其中设置有负极、隔膜、正极、隔膜和负极的结构。

此外，在第二步骤中，可在电极堆叠体的两个最外表面的每一个最外表面设置第一双电池。在此，可在设置于电极堆叠体的两个最外表面上的第一双电池的两个最外表面之中的外侧表面设置其中仅集流体的一个表面被施加正极活性材料的单面正极。此外，在第二步骤中，可在电极堆叠体中设置八个第一双电池和七个第二双电池。

尽管紧接在电极组件上形成弯曲表面之后，弯曲表面的曲率半径保持原样，但是随着时间的流逝，形成在电极组件上的弯曲表面的曲率半径会增加。该现象更特别地会发生在电极组件的两端，而不是电极组件的中央。该现象会引起电极组件的中央部分的曲率半径与两端中的每一端的曲率半径之间的差异，从而妨碍具有恒定曲率半径的弯曲表面的形成。

因而，在根据本发明的制造电极组件的方法的第三步骤中，电极堆叠体上的形成有曲率半径的弯曲表面的两端中的每一端的曲率半径可比形成有曲率半径的弯曲表面的中央部分的曲率半径小2％至8％。在这种情况下，随着时间的流逝，即使弯曲表面的曲率半径稍有变化，弯曲表面的中央的曲率半径与弯曲表面的两端中的每一端的曲率半径之间的差异也可最小化。

当在第三步骤中按压电极堆叠体的压力太小时，由于在弯曲表面形成工序中电极组件内的电极和隔膜之间的结合不够强，因此形成在电极组件上的弯曲表面会再次展开。因而，在第二步骤中堆叠基本单元时按压基本单元的压力可相对小于在第三步骤中按压电极堆叠体的压力。在第二步骤中堆叠基本单元时按压基本单元的压力可以是在第三步骤中按压电极堆叠体的压力的10％或更小，优选为5％或更小。

如上所述，可通过在将多个基本单元顺序堆叠并彼此结合以制造电极堆叠体之后，利用卷绕隔膜围绕该电极堆叠体的外周来制造根据本发明的示例的电极组件。与通过在将多个基本单元设置在隔离膜上之后折叠隔离膜而制造的堆叠折叠型电极组件相比，通过上述制造方法制造的电极组件可具有以下优点。

在堆叠折叠型电极组件的情况下，可通过在将基本单元设置在隔离膜上之后通过折叠隔离膜来制造堆叠折叠型电极组件。在该工序中，由于隔离膜和基本单元的移动较大，因此在折叠隔离膜的工序中基本单元可与隔离膜脱层，或者可容易发生基本单元内的电极与隔膜之间的脱层。因而，为了制造堆叠折叠型电极组件，在制造基本单元的工序中基本单元内的电极与隔膜之间的结合力、以及在折叠工序中基本单元与隔离膜之间的结合力必须较强。

然而，当在形成弯曲表面之前，电极与隔膜之间或基本单元与隔离膜之间的结合力较强时，会难以在电极组件上形成弯曲表面。就是说，即使通过使用具有弯曲表面的压力机按压电极组件而在电极组件上形成弯曲表面，在形成弯曲表面之前基本单元内的电极与隔膜之间的结合力以及基本单元与隔离膜之间的结合力仍可作为一种防止弯曲表面得以保持的恢复力。随着形成在电极组件上的弯曲表面的曲率半径变得更小(即，弯曲表面弯曲更大)，这种趋势变得更强。因而，堆叠折叠型电极组件可具有弯曲表面的曲率半径受限的问题。

另一方面，在根据本发明的示例的电极组件的情况下，由于堆叠多个基本单元来制造电极组件，因此在制造电极组件的工序中基本单元的移动较小。因而，基本单元内的电极与隔膜之间的较强结合力是不必要的。因而，即使通过压力机按压电极组件来形成弯曲表面，由于因电极组件内部的结合力而引起的恢复力相对较小，因此形成于电极组件上的弯曲表面的曲率半径可相对自由地形成。

实施方式1

制备八个第一双电池，每个第一双电池都具有其中正极、隔膜、负极、隔膜和正极交替堆叠的结构，制备七个第二双电池，每个第二双电池都具有其中负极、隔膜、正极、隔膜和负极交替堆叠的结构，并且制备十四个隔膜。八个第一双电池中的两个第一双电池被制备成使得在其两个最外表面的每一个最外表面设置单面电极。所有电极和隔膜的每一个都具有矩形片状。

在制造第一双电池和第二双电池时，在40℃的温度下按压电极和隔膜，以将电极和隔膜彼此结合。

实施方式1中使用的每个正极具有32.26mm的水平长度和56.25mm的垂直长度。实施方式1中使用的每个负极具有33.96mm的水平长度和57.95mm的垂直长度。实施方式1中使用的每个隔膜具有35.46mm的水平长度和60mm的垂直长度。

之后，自下侧起按照第一双电池、隔膜、第二双电池、隔膜和第一双电池的次序顺序地堆叠第一双电池、隔膜和第二双电池，以制造具有其中第一双电池、隔膜和第二双电池彼此结合的结构的电极堆叠体(即，电极堆叠体具有其中在两个最外表面的每一个最外表面设置有第一双电池的结构)。在此，设置在电极堆叠体的两个最外表面的每一个最外表面的第一双电池是设置有单面正极的第一双电池。

之后，制备与构成电极堆叠体的隔膜独立的隔膜，以围绕电极堆叠体的外周一圈，然后将该独立的隔膜的两端彼此结合。

之后，制造其中通过压力机按压电极堆叠体而形成有具有89mm曲率半径的弯曲表面的电极组件。

通过压力机在80℃的按压温度、600kgf的按压压力和50秒的按压时间下按压电极组件。

实施方式2

通过使用八个第一双电池、七个第二双电池和十四个隔膜制造电极组件以及电极堆叠体的结构与实施方式1中相同。此外，其中沿电极堆叠体的外周制备与构成该电极堆叠体的隔膜独立的隔膜，该独立的隔膜围绕电极堆叠体的外周一圈，并且该独立的隔膜的两端彼此结合的工序也与实施方式1中相同。此外，电极和隔膜的水平长度和垂直长度与实施方式1中相同。

在制造第一双电池和第二双电池时，在50℃的温度下按压电极和隔膜，以将电极和隔膜彼此结合。

此外，在实施方式2中，制造其中通过压力机按压电极堆叠体而形成有具有108mm曲率半径的弯曲表面的电极组件。

通过压力机在80℃的按压温度、600kgf的按压压力和60秒的按压时间下按压电极组件。

实施方式3

通过使用八个第一双电池、七个第二双电池和十四个隔膜制造电极组件以及电极堆叠体的结构与实施方式1中相同。此外，其中沿电极堆叠体的外周制备与构成该电极堆叠体的隔膜独立的隔膜，该独立的隔膜围绕电极堆叠体的外周一圈，并且该独立的隔膜的两端彼此结合的工序也与实施方式1中相同。此外，电极和隔膜的水平长度和垂直长度与实施方式1中相同。

在制造第一双电池和第二双电池时，在60℃的温度下按压电极和隔膜，以将电极和隔膜彼此结合。

此外，在实施方式3中，制造其中通过压力机按压电极堆叠体而形成有具有125mm曲率半径的弯曲表面的电极组件。

通过压力机在80℃的按压温度、600kgf的按压压力和60秒的按压时间下按压电极组件。

比较例1

制备八个第一双电池，每个第一双电池都具有其中正极、隔膜、负极、隔膜和正极交替堆叠的结构，制备七个第二双电池，每个第二双电池都具有其中负极、隔膜、正极、隔膜和负极交替堆叠的结构，并且制备一个隔离膜。

所有电极和隔膜的每一个都具有矩形片状，并且电极和隔膜的每一个的宽度和长度与实施例1中相同。

之后，在隔离膜上从隔离膜的一端至另一端彼此相邻地交替设置第一双电池和第二双电池。在此，在隔离膜的一端设置第一双电池，并且沿隔离膜的另一端的方向，在分隔开相当于第一双电池的宽度的距离处设置第二双电池。

之后，将隔离膜折叠以制造电极组件。隔离膜折叠的间隔与第一双电池和第二双电池的每一个的宽度相同。当折叠隔离膜时，在70℃的温度下按压电极组件。

之后，通过使用压力机按压电极组件，以制造形成有具有彼此不同的曲率半径的弯曲表面的多个电极组件。

通过压力机在80℃的按压温度、600kgf的按压压力和60秒的按压时间下按压电极组件。

比较例2

通过与比较例1相同的方式来制造电极组件，不同之处在于，通过使用压力机按压电极组件320秒。

比较例3

通过与比较例1相同的方式制造电极组件，不同之处在于，通过使用压力机按压电极组件900秒。

实验例

通过裸眼确认在构成根据实施方式和比较例制造的每个电极组件的电极和隔膜之间是否发生脱层。

作为确认的结果，在实施方式1至实施方式3中制造的所有电极组件中均未观察到脱层现象。

另一方面，在由比较例制造的一部分电极组件中观察到脱层现象。就是说，在比较例1中，在具有小于310mm的曲率半径的电极组件中观察到脱层，在比较例2中，在具有小于208mm的曲率半径的电极组件中观察到脱层。此外，在比较例3中，在具有小于175mm的曲率半径的电极组件中观察到脱层现象。

尽管已经参照具体实施方式描述了本发明的实施方式，但是对于本领域技术人员将显而易见的是，在不背离以下权利要求中所限定的本发明的精神和范围的情况下，可做出各种变化和修改。

Claims (14)

1.一种制造电极组件的方法，所述方法包括：

第一步骤，制备多个平坦的基本单元，所述多个平坦的基本单元的每一个是通过交替堆叠电极和隔膜制造的；

第二步骤，堆叠所述多个平坦的基本单元，以制造电极堆叠体；和

第三步骤，按压所述电极堆叠体的外表面，以制造在所述电极堆叠体上形成有具有曲率半径的弯曲表面的电极组件，

其中，当在所述第三步骤之前产生的所述电极和所述隔膜之间的结合力中的、在所述第三步骤之后剩余的结合力之和定义为F1，使所述电极和所述隔膜再次展开而使得所述电极和所述隔膜的形状恢复到所述电极堆叠体在所述第三步骤中被按压之前的形状的力之和定义为R，并且通过所述第三步骤而在所述电极组件内的所述电极和所述隔膜之间额外产生的结合力之和定义为F2时，满足表达式：F1+R≤F2，

其中，在所述第一步骤中，所述电极和所述隔膜在30℃至70℃的温度下彼此结合。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括卷绕步骤，通过使用与构成所述电极堆叠体的隔膜独立的卷绕隔膜来围绕所述电极堆叠体的外周，以保持所述电极堆叠体内的所述平坦的基本单元之间的相对距离，

其中在所述第二步骤和所述第三步骤之间执行所述卷绕步骤，并且

力F2包括：在所述第三步骤中额外产生的所述电极堆叠体内的所述电极和所述隔膜之间的结合力之和(e1)、以及在所述第三步骤中额外产生的所述电极堆叠体和所述卷绕隔膜之间的结合力之和(e2)。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述曲率半径的范围为70mm至200mm。

4.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第三步骤中，在400kgf至800kgf的压力下按压所述电极堆叠体。

5.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第三步骤中，在60℃至100℃的温度下按压所述电极堆叠体。

6.如权利要求2所述的方法，其中，在所述卷绕步骤中，所述卷绕隔膜围绕所述电极堆叠体的整个外周。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述平坦的基本单元包括：

其中在两个最外表面的每一个最外表面设置有正极的第一双电池；和

其中在两个最外表面的每一个最外表面设置有负极的第二双电池，

其中，在所述第二步骤中，交替堆叠所述第一双电池和所述第二双电池，并且

在所述第一双电池和所述第二双电池之间设置作为单独隔膜的插入隔膜。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述第一双电池具有其中设置有正极、隔膜、负极、隔膜和正极的结构，并且

其中所述第二双电池具有其中设置有负极、隔膜、正极、隔膜和负极的结构。

9.如权利要求7所述的方法，其中，在所述第二步骤中，

在所述电极堆叠体的两个最外表面的每一个最外表面设置所述第一双电池，并且

在设置于所述电极堆叠体的两个最外表面的每一个最外表面上的所述第一双电池的两个最外表面之中的外侧表面设置其中仅集流体的一个表面被施加正极活性材料的单面正极。

10.如权利要求7所述的方法，其中，在所述第二步骤中，在所述电极堆叠体中设置八个第一双电池，并且在所述电极堆叠体中设置七个第二双电池。

11.如权利要求1所述的方法，其中，在所述第三步骤中，所述电极堆叠体上的形成有曲率半径的所述弯曲表面的端部具有比形成有曲率半径的所述弯曲表面的中央部分的曲率半径小2％至8％的曲率半径。

12.一种制造电极组件的方法，所述方法包括：

第一步骤，制备多个平坦的基本单元，所述多个平坦的基本单元的每一个是通过交替堆叠电极和隔膜制造的；

第二步骤，堆叠所述多个平坦的基本单元，以制造电极堆叠体；

卷绕步骤，通过使用与构成所述电极堆叠体的隔膜独立的卷绕隔膜来围绕所述电极堆叠体的外周的至少一部分，以保持所述电极堆叠体内的所述平坦的基本单元之间的相对距离；和

第三步骤，按压所述电极堆叠体的外表面，以制造在所述电极堆叠体上形成有具有曲率半径的弯曲表面的电极组件，

其中，在所述第一步骤中，所述电极和所述隔膜在30℃至70℃的温度下彼此结合，并且

在所述第三步骤中，在60℃至100℃的温度下按压所述电极堆叠体。

13.如权利要求12所述的方法，其中所述曲率半径的范围为70mm至200mm。

14.如权利要求12所述的方法，其中，当在所述第二步骤中堆叠所述平坦的基本单元时，按压所述平坦的基本单元的压力是在所述第三步骤中按压所述电极堆叠体的压力的10％或更小。

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