梯状结构的电极组件和复合电极组件制造技术

本发明专利技术涉及：一种容纳在二次电池的电池外壳中的阶形结构的电极组件；和一种复合电极组件，其中与现有电极组件不同，阶形结构根据装置的弯曲度形成以使用装置内侧的死空间，由此提高装置的每单位体积的容量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】梯状结构的电极组件和复合电极组件
本专利技术涉及一种安装在二次电池的电池外壳中的电极组件，并且更加具体地涉及一种梯状结构的电极组件和一种梯状结构的复合电极组件。
技术介绍
随着信息技术(IT)的令人注目的发展，多种便携式信息通信装置已经普及。结果，在21世纪，我们正在迈向一个信息社会，其中与时间和场所无关地实现了高质量的信息服务。对于实现这种信息社会而言，锂二次电池是非常重要的。具体地，能够充电和放电的锂二次电池已经广泛地用作无线移动装置的能源。另外，锂二次电池还已经用作电动车辆和混合动力车辆的能源，已经为了解决由使用化石燃料的现有的汽油和柴油车辆引起的问题诸如空气污染而提出了电动车辆和混合动力车辆。因为如上所述锂二次电池能够应用于此的装置是多样化的，所以锂二次电池已经是多样化的使得锂二次电池能够提供适合于锂二次电池所应用到的装置的功率和容量。另外，对于减小锂二次电池的尺寸和重量存在强烈的需求。根据对应的产品的尺寸和重量的减小，小型移动装置诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、数字照相机和膝上型计算机为每一个装置使用一个或者几个小型、轻质的电池单元。另一方面，因为对于中型或者大型装置而言，高功率和大容量是有必要的，所以中型或者大型装置诸如电动自行车、电动摩托车、电动车辆和混合动力车辆使用具有相互电连接的多个电池单元的中型或者大型电池模块(中型或者大型电池组)。电池模块的尺寸和重量与对应的中型或者大型装置的电池模块安装空间和功率正相关。因此，制造商正在试图制造小的并且轻质的电池模块。基于它们的形状分类的柱形电池单元、棱形电池单元和袋状电池单元被用作电池模块或者电池组的单元电池。在这些电池中，能够以高集成度堆叠、具有每单位重量的高的能量密度、廉价的并且能够容易地变型的袋状电池单元已经引起了广泛的关注。图1A和1B是典型地示出传统的代表性袋状二次电池的一般结构的分解透视图。参考图1A，袋状二次电池10包括：电极组件20，该电极组件20具有从其突出的多个电极突片21和22；两根电极引线30和31，该两根电极引线30和31分别地连接到电极突片21和22；和电池外壳40，该电池外壳40用于在密封状态中接收电极组件20使得电极引线30和31的某些部分从电池外壳40向外露出。电池外壳40包括：下壳42，该下壳42具有电极组件20位于其中的凹入接收部41；和上壳43，该上壳43用于覆盖下壳42使得电极组件20密封在电池外壳40中。上壳43和下壳42在电极组件20安装在其中的状态中通过热焊接相互连接以形成上端密封部44、侧密封部45和46以及下端密封部47。如在图1A中所示，上壳43和下壳42可以被构造成独立的部件。在另一方面，如在图1B中所示，上壳43的一端可以一体地形成在下壳42的对应的端部处使得上壳43和下壳42可以被以铰接方式相互连接。另外，如在图1A和1B中所示，袋状电池单元被构造成具有如下结构，其中由电极突片和连接到电极突片的电极引线构成的电极端子形成在堆叠式电极组件的一端处。可替代地，也可以使用以上方法制造袋状电池单元，该袋状电池单元被构造成具有电极端子形成在电极组件的一端和另一端处的结构。
技术实现思路
技术问题如在图1A和1B中所示，电极组件通常被制造成具有近似长方体结构。电极组件被安装在电池外壳中以制造具有长方体结构的袋状电池单元。多个这种袋状电池单元被堆叠以构成具有长方体结构的电池组。然而，具有长方体结构的电池单元或者具有长方体结构的电池组所应用到的装置通常不以长方体形状形成。例如，智能手机的侧面可以是弯曲的以改进抓持性。然而，在具有长方体结构的电池单元或者具有长方体结构的电池组被安装在被设计成具有这种弯曲部分的装置中的情形中，装置的空间利用率可能降低。即，装置的弯曲部分具有不能安装电池单元或者电池组的死空间。最终，这种死空间降低了装置每单位体积的容量。因此，已经实现了本专利技术以解决以上问题，并且本专利技术的目的在于提供能够最大地提高装置每单位体积的容量的一种梯状结构的电极组件和一种梯状结构的复合电极组件以及一种包括它们的电池单元。技术方案根据本专利技术的一个方面，能够通过提供一种电极组件实现以上和其它目的，该电极组件包括：两个或者更多个电极板，每一个电极板具有电极突片；和一体片式分隔膜，该分隔膜用于覆盖每一个电极板的一个主表面和另一个主表面以及电极板的侧表面，该电极板的侧表面构成不形成电极突片的区域，其中，电极板基于平面在高度方向上堆叠使得在分隔膜介于电极板之间的状态下具有相反的极性的电极板面对彼此，并且电极板包括一个或者更多个电极板和具有与该一个或者更多个电极板相同的尺寸或者不同的尺寸的一个或者多个其它电极板，并且具有不同尺寸的电极组的堆叠结构形成包括一个或者更多个台阶的梯状结构，每一个台阶具有宽度和高度。在具有不同堆叠区域的n个电极组被堆叠的情形中，梯状结构可以具有n个台阶，这里，n是等于或者大于2的自然数并且可以考虑到装置的容量或者装置外侧的弯曲度地被适当地调节。具体地，电极板可以包括两个或者更多个电极板。在此情形中，该两个或者更多个电极板可以具有不同的尺寸。可替代地，电极板之一的尺寸可以不同于具有相同尺寸的其它电极板的尺寸。另外，电极板可以包括具有相同尺寸的两个或者更多个电极板(A)和具有相同尺寸的两个或者更多个电极板(B)的组合，电极板(B)的尺寸不同于电极板(A)的尺寸。可替代地，电极板可以包括具有相同尺寸的两个或者更多个电极板(A)、具有相同尺寸的两个或者更多个电极板(B)和具有相同尺寸的两个或者更多个电极板(C)的组合，电极板(B)的尺寸不同于电极板(A)的尺寸，电极板(C)的尺寸不同于电极板(A)和电极板(B)的尺寸。每一个电极板的形状不被特别地限制。例如，每一个电极板可以以平行六面体形状形成。可替代地，每一个电极板可以在平面中以多边形或者圆形形状形成。进而，每一个电极板可以以平坦形状或者弯曲平坦形状形成。具体地，每一个电极板可以以具有总宽度、总长度和总高度的平行六面体形状形成。平行六面体可以在平面中以四边形形状形成。在该情形中，总宽度可以是电极突片从其突出的一个侧面的长度并且总长度可以是电极突片并不从其突出的一个侧面的长度。另外，总高度可以是平行六面体的高度。为了形成梯状结构，根据本专利技术的电极组件可以包括具有不同总长度和/或总宽度的一个或者更多个电极板。因此，具有不同尺寸的电极板可以是具有不同总长度和/或总宽度的电极板。例如，在电极组件中包括的具有不同总长度和/或总宽度的电极板的数目可以基于装置的形状或者需要的容量而被灵活地调节，在该装置中安装有电极组件安装在其中的电池单元。具体地，电极组件可以包括两个或者三个电极板。可替代地，电极组件可以包括四个或者更多个电极板。在更加具体的实例中，每一个电极板可以以长方体形状形成。可替代地，每一个电极板可以以正六面体形状形成。每一个电极板可以具有直角角部或者每一个电极板的角部中的至少一个可以被弯曲。更加具体地，在平面中以四边形形状形成的每一个电极板的四个角部中的至少一个可以被弯曲。在每一个电极板的角部中的至少一个被如上所述地弯曲的情形中，当电极组件掉落时施加到每一个电极板的弯曲角部的冲击减小，由此提高了安全性。电极突片可以具有相同尺寸或者不同尺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极组件，包括：两个或者更多个电极板，每一个所述电极板具有电极突片；和一体片式分隔膜，所述分隔膜覆盖每一个所述电极板的一个主表面和另一个主表面，以及覆盖所述电极板的构成不形成电极突片的区域的侧表面，其中所述电极板基于一平面在高度方向上堆叠，使得具有相反极性的电极板在所述分隔膜被布置在所述电极板之间的状态下彼此面对，并且所述电极板包括一个或者更多个电极板和具有与所述一个或者更多个电极板相同的尺寸或者不同的尺寸的一个或者更多个其它电极板，并且具有不同尺寸的电极组的堆叠结构形成包括一个或者更多个台阶的梯状结构，每一个台阶具有宽度和高度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.20 KR 10-2012-0028368;2012.11.08 KR 10-2011.一种电极组件，包括：两个或者更多个电极板，每一个所述电极板具有电极突片；和一体片式分隔膜，所述分隔膜覆盖每一个所述电极板的一个主表面和另一个主表面，以及覆盖所述电极板的构成不形成电极突片的区域的侧表面，其中，所述电极板基于一平面在高度方向上堆叠，使得具有相反极性的电极板在所述分隔膜被布置在所述电极板之间的状态下彼此面对，其中，所述电极组件还包括具有与所述两个或者更多个电极板中的各个电极板不同尺寸的一个或者更多个其它电极板，并且，具有不同尺寸的所述两个或者更多个电极板的堆叠结构形成包括一个或者更多个台阶的梯状结构，每一个台阶具有宽度和高度，其中，所述梯状结构形成在所述不形成电极突片的区域处，并且其中，所述分隔膜被布置成与所述电极板的堆叠表面紧密接触，并且与所述电极板的如下侧表面紧密接触：所述侧表面构成形成有所述梯状结构的、所述不形成电极突片的区域。2.根据权利要求1所述的电极组件，其中，与基于所述平面在所述高度方向上堆叠的所述电极板对称地或者非对称地、在与所述高度方向相反的方向上，具有相反极性的电极板在分隔膜被布置在所述电极板之间的状态下被堆叠。3.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述电极板的部分或者整体被添加了分隔板和电极板以形成单元电池，所述单元电池被构造成具有如下结构，即：在所述结构中，具有相反极性的电极板在所述分隔板被布置在所述电极板之间的状态下在所述电极板的堆叠方向上交替地堆叠。4.根据权利要求3所述的电极组件，其中，所述单元电池被构造成具有如下结构，即：最上面的电极板和最下面的电极板具有相同极性。5.根据权利要求3所述的电极组件，其中，所述单元电池被构造成具有如下结构，即：最上面的电极板和最下面的电极板具有不同极性。6.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述梯状结构形成在电极突片形成区域处。7.根据权利要求1所述的电极组件，其中，在所述分隔膜被布置在所述电极板之间的状态下彼此相邻地布置的所述电极板中的较大尺寸的电极板是阳极板。8.根据权利要求1所述的电极组件，其中，堆叠的所述电极板中的最下面的电极板是阳极板。9.根据权利要求1所述的电极组件，其中，堆叠的所述电极板中的最下面的电极板是阴极板，在所述分隔膜被布置在所述阴极板和阳极板之间的状态下，阴极浆料被施加到所述阴极板的面对所述阳极板的仅一个主表面。10.根据权利要求1所述的电极组件，其中，堆叠的所述电极板中的最下面的电极板是阴极板，在所述分隔膜被布置在所述阴极板和阳极板之间的状态下，阴极浆料被施加到所述阴极板的面对所述阳极板的仅一个主表面，并且所述阴极浆料仅被施加到所述阴极板的一个主表面的一区域，所述阴极板的所述一个主表面的所述区域对应于在所述分隔膜被布置在所述阴极板和所述阳极板之间的状态下堆叠的所述阳极板的一个主表面。11.根据权利要求1所述的电极组件，其中，每一个所述电极板均形成为平行六面体形状，所述平行六面体具有与电极突片形成区域的长度相当的总宽度、与所述不形成电极突片的区域的长度相当的总长度、以及与每一个所述电极板的高度相当的总高度。12.根据权利要求10所述的电极组件，其中，每一个所述电极板均形成为长方体形状。13.根据权利要求10所述的电极组件，其中，每一个所述电极板均形成为正六面体形状。14.根据权利要求10所述的电极组件，其中，每一个所述电极板的至少一个角部是弯曲的。15.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述梯状结构具有(i)相同的台阶高度和不同的宽度，或者具有(ii)不同的宽度和台阶高度。16.根据权利要求15所述的电极组件，其中，所述宽度和/或所述台阶高度基于安装有电池单元的装置的弯曲度而...

【专利技术属性】
技术研发人员：权盛振，安谆昊，金东明，金基雄，张弼圭，金永焄，尹成汉，朴贤，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR