包括纤维状结构体的电极组装体及包括该电极组装体的电池制造技术

本发明专利技术涉及一种包括纤维状结构体的电极组装体及包括该电极组装体的电池。根据本发明专利技术的一个实施例，所述电极组装体包括：第一电极，包括具有正极性或者负极性的一个或者两个以上纤维状第一结构体；第二电极，包括具有与第一结构体不同极性的以螺旋状缠绕所述第一结构体的一个或者两个以上纤维状第二结构体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电池技术，更具体地涉及一种包括纤维状结构体的电极组装体及包括该电极组装体的电池。
技术介绍
近年来，随着半导体制造技术和通讯技术的发展，便携式电子设备相关产业发展壮大，并且因环境保护和资源枯竭而促成的替代能源的开发要求使电池产业研究趋于活跃。作为一种代表性的电池有一次锂电池,该一次锂电池与之前的水溶液系电池相比电压和能量密度均高，因此容易实现小型化和轻量化。这种一次锂电池作为便携式电子设备的主电源或者备用电源等使用，具有多种用途。二次电池是一种由可逆性优异的电极材料形成的可充放电的电池。所述二次电池按外观分为圆筒形和方形，按正极及负极材料分为镍-氢(N1-MH)电池、锂(Li)电池、锂离子(L1-1on)电池等。这种二次电池的应用领域从移动电话、笔记本式个人计算机、移动式显示器等小型电池逐渐扩大到电动汽车蓄电池、使用于混合动力汽车中的中大型电池。与此相伴，对电池不仅要求轻便、能量密度高，而且要求充放电速度、充放电效率和循环特性优异，还要求稳定性和经济性高。
技术实现思路
技术课题本专利技术旨在解决的技术课题是提供一种可获得能量密度高，充放电效率、充放电速度及循环特性优异，进而使形状变化和容量调节变得容易的电池的电极组装体。本专利技术旨在解决的另一技术课题是提供一种利用具有前述优点的电极组装体的电池。解决技术课题的技术方案为了解决前述技术课题，本专利技术一个实施例提供的电池的电极组装体包括:第一电极，包括具有正极性和负极性中的任一极性的一个或者两个以上纤维状第一结构体；第二电极，包括具有与第一结构体不同极性的以螺旋状缠绕所述第一结构体的一个或者两个以上纤维状第二结构体。在部分实施例中，所述第一结构体也以螺旋状延长，使所述第一结构体和所述第二结构体相互缠绕构成双重螺旋结构。所述第一及第二结构体中的至少一个结构体可包括集电体芯及包围所述集电体芯的活性物质层。所述第一及第二结构体中的正极性结构体的所述集电体芯可包含Al或者Al合金。并且，所述第一及第二结构体中的负极性结构体的所述集电体芯可包含Cu或者Cu合金。所述活性物质层包括一次电池或者二次电池用活性物质层。所述第一及第二结构体中的正极性结构体的活性物质层的厚度为I微米至300微米，所述第一及第二结构体中的负极性结构体的活性物质层的厚度为3微米至100微米。在部分实施例中，所述电极组装体在所述第一及第二结构体中的至少一个结构体上进一步包括电解质涂层。所述电解质涂层可包括固体电解质层。在另一实施例中，所述电极组装体在所述第一及第二结构体之间可进一步包括隔离膜。所述隔离膜可涂覆在所述第一及第二结构体中的至少一个结构体上。所述电极组装体可在电池外壳内被提供为多个具有规定长度的线段以构成电池。所述线段可以是螺旋结构。所述线段可随机排列而形成供电解质填充的任意空间。另外，所述线段可相互扭曲并延长以提供粗线状结构。另外，电极组装体可进一步包括以螺旋状缠绕所述粗线状结构的其他线段。所述线段可具有由纬线和经线相互交叉编织的排列结构。在这种情况下，所述电极组装体可在所述线段之间进一步包括隔离膜，所述线段具有由往复贯穿所述隔离膜的纬线和经线互相交叉编织的排列结构。所述线段可具有在至少一个假想平面上并排延长的排列结构。在这种情况下，所述电极组装体可包括所述排列的多个假想平面，在所述假想平面之间可进一步包括隔离膜。在另外的实施例中，所述线段可在隔离基质内贯穿排列。旨在解决另一技术课题的本专利技术一个实施例中，电池包括所述电极组装体和包围所述电极组装体的外壳，所述电极组装体以堆叠、弯曲或者卷曲的方式提供。所述电池可以是一次电池或者二次电池。专利技术效果根据本专利技术的实施例，具有相反极性的电极各自由纤维状的结构体构成，并且所述结构体以螺旋状缠绕，因此，所述多个结构体的曲面和三维的相对位置可增加电极之间的相对表面积。因此，不仅可以提高相同体积下的电池能量密度，还可以改善充放电速度、充放电效率以及电池的循环特性。此外，通过将各结构体的线段无序或者有序排列以形成适当空间，不仅使浸溃工序变得容易，而且形状的变形也变得容易。由此，根据本专利技术的实施例，可容易提供多种尺寸、外形、容量的电池。附图说明图1a是本专利技术实施例所提供的电池中的电极组装体构成的示意图，图1b及图1c是图1a的A-B线剖面图，其中示意性地表示了多个实施例中的螺旋形结构体的截面形状。图2是本专利技术另一实施例所提供的电池中的电极组装体构成的示意图。图3a至图3b是本专利技术实施例所提供的在电池外壳内可适用的电极组装体的配置图。图4a及图4b是组成电极组装体的线段的一种有序排列图。图5a及图5b是电极组装体中线段的另一种有序排列图。图6是示意性地表示电极组装体中的线段的排列成形工序的剖面图。具体实施例方式以下参照附图具体说明本专利技术的优选实施例。提供本专利技术的实施例的目的是为了向本领域技术人员更完整地说明本专利技术，以下实施例可变化为多种不同的形态，本专利技术的范围并不限于以下实施例。相反，这些实施例是为了通过更充分完整地公开本专利技术而向本领域技术人员完整地传达本专利技术的思想而提供的。需要说明的是，在以下附图中，为了方便和明确说明，对各层的厚度和大小进行了放大表示，在附图中同一符号表示同一构成部分。在本说明书中，“和/或”表示包含列举项目中的任一个及一个以上的所有组合。本说明书中使用的术语是为了说明特定实施例而使用，并非用于限定本专利技术。在本说明书中，单数形式的表述如无明确指明，可包含复数形式的情况。此外，在本说明书中，“包含(comprise)”和/或“包含的(comprising)”特指所涉及的形状、数字、步骤、操作、材料、构成部分和/或其组合的存在，并非排除一个以上的另外形状、数字、操作、材料、构成部分和/或其组合的存在或者追加。在本说明书中，“第一”、“第二”等术语用于说明不同的材料、零件、区域、层和/或部分，所述材料、零件、区域、层和/或部分显然不应当被所述术语限定。所述术语仅用于区别一个材料、零件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分。因此，以下记载的第一材料、第一零件、第一区域、第一层或第一部分在未超出本专利技术的范围内可指代第二材料、第二零件、第二区域、第二层或第二部分。本专利技术的实施例公开一种由包含多个纤维状结构体的电极组成的电极组装体，如果利用该电极组装体，则相比于板状的正负极相对的现有的二维电池结构，可增加电极间相对表面积。在本说明书中，“相互不同的方向”是指在由一个或者两个以上纤维状第一结构体及一个或者两个以上纤维状第二结构体构成的电极组装体构成电极结构时，一个电极组装体沿着除与另一个电极组装体的延长方向相同的方向以外的任一个方向延长。可以认为，在本专利技术的实施例中，相互不同的电极组装体具有可沿着不同角度及方向排列的结构灵活性。此外，在本说明书中，“交叉结构”是指相互不同的电极组装体的线段(砷二钽兰，segment)通过叠层或者卷曲形成电极结构时，被排列成至少在一个以上的位置相交而形成交叉点。此外，在本说明书中，“隔离膜”包含通用于使用与所述隔离膜亲和性小的液体电解质的液体电解质电池的隔离膜。本说明书中的“隔离膜”还包含因电解质受到隔离膜的较强的束缚力而将电解质和隔离膜被视为一体的全固态聚合物电解质和/或胶态聚合物电解质。因此，所述隔离膜应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.14 KR 10-2010-00785501.一种电极组装体，其特征在于，包括: 第一电极，包括具有正极性和负极性中的任一极性的一个或者两个以上纤维状第一结构体； 第二电极，包括具有与第一结构体不同极性的以螺旋状缠绕所述第一结构体的一个或者两个以上纤维状第二结构体。2.如权利要求1所述的电极组装体，其特征在于，所述第一结构体和所述第二结构体中的至少一个结构体包括集电体芯和包围所述集电体芯的活性物质层。3.如权利要求2所述的电极组装体，其特征在于，所述第一结构体和所述第二结构体中的正极性结构体的所述集电体芯包含Al或者Al合金。4.如权利要求2所述的电极组装体，其特征在于，所述第一结构体和所述第二结构体中的负极性结构体的所述集电体芯包含Cu或者Cu合金。5.如权利要求2所述的电极组装体，其特征在于，所述活性物质层包含一次电池或者二次电池用活性物质层。6.如权利要求2所述的电极组装体，其特征在于，所述第一结构体和所述第二结构体中的正极性结构体的活性物质层厚度为I微米至300微米； 所述第一结构体和所述第二结构体中的负极性结构体的活性物质层厚度为3微米至100微米。7.如权利要求1所述的电极组装体，其特征在于，在所述第一结构体和所述第二结构体中的至少一个结构体上进一步包含电解质涂层。8.如权利要求7所述的电极组装体，其特征在于，所述电解质涂层包含固体电解质层。9.如权利要求1所述的电极组装体，其特征在于，所述第一结构体和所述第二结构体之间进一步包含隔离膜。10.如权利要求9所述的电极组装体，其特征在于，所述隔离膜涂覆在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：金权锡，
申请(专利权)人：塞恩有限责任公司，
类型：
国别省市：