电池单体、二次电池以及制造电池单体的方法技术

本发明专利技术涉及电池单体、二次电池以及制造电池单体的方法。根据本发明专利技术实施例的电池单体包括电极组件，所述电极组件具有：正极电极；负极电极；以及设置在所述正极电极和所述负极电极之间的隔膜，其中，在从加压夹具释放电池单体之前和从加压夹具释放电池单体之后的电池单体的厚度变化率等于或小于0.009，并且电池单体的厚度变化率由下列值定义：所述值通过利用厚度变化值除以从加压夹具释放电池单体之前的电池单体的厚度来获得，所述厚度变化值对应于从加压夹具释放电池单体之后的厚度和从加压夹具释放电池单体之前的差值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电池单体、二次电池以及制造电池单体的方法相关申请的交叉引用本申请要求2018年6月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0064314的优先权和权益，其公开内容在此通过引用以其整体并入。
本专利技术涉及一种电池单体、一种二次电池以及一种制造电池单体的方法。
技术介绍
二次电池可分为罐型二次电池和袋型二次电池，在所述罐型二次电池中，电极组件被安装在圆柱形或方形金属罐中，在所述袋型二次电池中，电极组件被安装在铝层压片制成的袋中。特别地，袋型二次电池使用由软片材料制成的袋壳，因此由于袋型二次电池的特性，可以以各种方式产生产品形式，并以小尺寸制造袋型二次电池。通常，袋型二次电池可以通过单体组装过程和单体激活过程来制造。电池激活过程使电池结构稳定，并允许电池可通过对已组装电池进行充电、老化和放电的过程来使用。在电池激活过程中，将单体安装在用于流畅导通电流的预定加压夹具上，并且在用于激活电池的必要条件下执行充电和放电过程。加压夹具还用于预先测试所制造的二次电池的性能。此外，当使用加压夹具时，可以防止单体厚度的增加，并且可以减少对单体性能的不良影响。然而，在过程步骤中使用加压夹具完成电池激活后，当提供单体或需要将单体安装在模块上时，则必须拆离加压夹具。当拆离加压夹具时，通过使用加压夹具而受到抑制的单体厚度会产生回弹现象，因而显著增加了单体厚度。在使用加压夹具的过程之后，当单体厚度的回弹现象受到抑制时，可以提高能量密度。
技术实现思路
[技术问题]r>本专利技术致力于提供一种电池单体、一种二次电池以及一种用于制造电池单体的方法，用于通过在运输电池单体之前或在将电池单体安装在电池模块上之前指定拆离加压夹具的时间点来提高能量密度。[技术解决方案]然而，本专利技术的示例性实施例将解决的任务可不限于上述任务，并且可在本专利技术所包括的技术范围内以各种方式扩展。本专利技术的示例性实施例提供了一种电池单体，该电池单体包括正极电极、负极电极以及设置在正极电极和负极电极之间的隔膜，该电池单体在拆离加压夹具之前和拆离加压夹具之后的电池单体的厚度变化率等于或小于0.009，并且通过厚度变化值除以拆离所述加压夹具之前的电池单体的厚度来定义电池单体的厚度变化率，所述厚度变化值是拆离所述加压夹具之后的电池单体的厚度与拆离所述加压夹具之前的电池单体的厚度之间的差值。负极电极可包括负极活性材料，负极活性材料包括硅基活性材料和石墨活性材料。硅基活性材料可以是SiO、Si、SiOC或SiC。所述负极电极中的所述硅基活性材料的含量可以为10wt％至30wt％。当拆离加压夹具时，电池单体的荷电状态可以具有等于或小于9.20％的范围或51.65％至79.64％的范围。当拆离加压夹具时，电池单体的荷电状态可以为0％或60％。当拆离加压夹具时，电池单体的荷电状态可以具有等于或小于10.83％的范围或56.67％至88.99％的范围。当拆离加压夹具时，电池单体的荷电状态可以为0％或70％。本专利技术的另一实施例提供了一种包括上述电池单体的二次电池。本专利技术的又另一实施例提供了一种用于制造电池单体的方法，该方法包括：在用于激活电池单体的过程中使用加压夹具，该电池单体包括电极组件，该电极组件包括正极电极、负极电极以及设置在正极电极和负极电极之间的隔膜；和在将电池单体安装在电池模块上之前拆离加压夹具，其中，拆离加压夹具时的荷电状态被控制，以便调节拆离加压夹具之后的电池单体的厚度与拆离加压夹具之前的电池单体的厚度之间的差值。在用于拆离加压夹具的步骤之前，激活过程可以包括化成步骤、老化步骤、脱气步骤以及充放电步骤。可以在荷电状态具有等于或小于9.20％的范围或51.65％至79.64％的范围时执行用于拆离加压夹具的步骤。当荷电状态为0或60％时，可以执行拆离加压夹具的步骤。当荷电状态具有等于或小于0.83％的范围或56.67％至88.99％的范围时，可以执行拆离加压夹具的步骤。当荷电状态为0％或70％时，可以执行拆离加压夹具的步骤。包含在负极电极中的负极活性材料可以包括硅基活性材料和石墨活性材料。拆离加压夹具的步骤可以在完成将锂离子嵌入到硅基活性材料中以及将锂离子嵌入到石墨活性材料中时的荷电状态下执行。使用加压夹具的步骤可以在用于激活电池单体的整个过程中或在电池单体激活过程中的化成过程中执行。使用加压夹具的步骤可以包括通过将金属板布置成与电池单体的各侧相邻来使用加压夹具。[有利效果]根据示例性实施例，指定了在运输电池单体之前或在将电池单体安装在电池模块上之前拆离加压夹具的时间点，从而使得作为拆离加压夹具之后的电池单体的厚度与拆离加压夹具之前的电池单体的厚度之差的厚度变化值可等于或小于预定值，并且可提高电池单体以及包括该电池单体的二次电池的能量密度。附图说明图1示出了根据本专利技术示例性实施例的电池单体被布置于加压夹具。图2示出了指示加压夹具被打开以分离电池单体的状态的侧视图。图3示出了当施加20wt％的SiO时、在用于激活电池单体的过程之后、拆离加压夹具之前/之后的电池单体的相应厚度的图表。图4示出了拆离加压夹具之前/之后的图3中所示的电池单体的厚度的变化值的图表。图5示出了当施加30wt％的SiO时、在用于激活电池单体的过程之后、拆离加压夹具之前/之后的电池单体的厚度的图表。图6示出了拆离加压夹具之前/之后的图5中所示的电池单体的厚度的变化值的图表。图7示出了根据第五示例性实施例的电池单体的厚度随激活过程的变化率的图表。图8示出了根据第三比较示例的电池单体的厚度随激活过程的变化率的图表。图9示出了根据第四比较示例的电池单体的厚度随激活过程的变化率的图表。图10示出了在激活过程之后的电池单体关于时间的测量电阻的图表。图11示出了在激活过程之后的电池单体的测量容量的图表。具体实施方式下面将参考附图更全面地描述本专利技术，附图中示出了本专利技术的示例性实施例。本领域技术人员应明白，可以以各种不同的方式修改所述的实施例，其都不脱离本专利技术的精神或范围。除非明确相反地描述，否则术语“包括…”及其变体诸如“包含”或“含有”应被理解为暗示包括所陈述的要素，但不排除任何其它要素。图1示出了根据本专利技术示例性实施例的电池单体被布置于加压夹具。通常，加压夹具可具有如下结构，其包括：一对加压板，构成二次电池的电池单体被布置在所述一对加压板之间的空间中；以及锁定机构，其用于固定所述一对加压板的折叠状态。参考图1，加压夹具包括：一对加压板100a和100b，其被铰链结合成能够折叠；和锁定机构120，其用于固定所述一对加压板100a和100b的折叠状态。通过设置在底边缘上的铰链构件110，所述一对加压板100a和100b可以被铰链结合为能够彼此折叠。在所述一对加压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池单体，所述电池单体包括电极组件，所述电极组件包括正极电极、负极电极以及设置在所述正极电极和所述负极电极之间的隔膜，其中：/n在拆离加压夹具之前和拆离加压夹具之后的电池单体的厚度变化率等于或小于0.009，并且通过厚度变化值除以拆离所述加压夹具之前的电池单体的厚度来定义电池单体的厚度变化率，所述厚度变化值是拆离所述加压夹具之后的电池单体的厚度与拆离所述加压夹具之前的电池单体的厚度之间的差值。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180604 KR 10-2018-00643141.一种电池单体，所述电池单体包括电极组件，所述电极组件包括正极电极、负极电极以及设置在所述正极电极和所述负极电极之间的隔膜，其中：
在拆离加压夹具之前和拆离加压夹具之后的电池单体的厚度变化率等于或小于0.009，并且通过厚度变化值除以拆离所述加压夹具之前的电池单体的厚度来定义电池单体的厚度变化率，所述厚度变化值是拆离所述加压夹具之后的电池单体的厚度与拆离所述加压夹具之前的电池单体的厚度之间的差值。


2.根据权利要求1所述的电池单体，其中，
所述负极电极包括负极活性材料，所述负极活性材料包括硅基活性材料和石墨活性材料。


3.根据权利要求2所述的电池单体，其中，
所述硅基活性材料是SiO、Si、SiOC或SiC。


4.根据权利要求3所述的电池单体，其中，
所述负极电极中的所述硅基活性材料的含量为10wt％至30wt％。


5.根据权利要求1所述的电池单体，其中，
当拆离所述加压夹具时，所述电池单体的荷电状态具有等于或小于9.20％的范围或51.65％至79.64％的范围。


6.根据权利要求5所述的电池单体，其中，
当拆离所述加压夹具时，所述电池单体的荷电状态为0％或60％。


7.根据权利要求1所述的电池单体，其中，
当拆离所述加压夹具时，所述电池单体的荷电状态具有等于或小于10.83％的范围或56.67％至88.99％的范围。


8.根据权利要求7所述的电池单体，其中，
当拆离所述加压夹具时，所述电池单体的荷电状态为0％或70％。


9.一种二次电池，包括根据权利要求1所述的电池单体。


10.一种用于制造电池单体的方法，包括：
在用于激活电池单体的过程中使用加压夹具，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金镒弘，郑起洙，金锡九，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR