具有沿一个方向变薄的单元电芯径向组装的结构的二次电池以及包含该二次电池的设备制造技术

本发明专利技术提供了一种二次电池和包含该二次电池的设备，所述二次电池具有新结构，其中沿一个方向变薄的单元电芯径向组装，当应用在厚度方向上具有通孔的集流体时，可以减小电池中的电解质的浓度变化范围，从而改善电池性能。从而改善电池性能。从而改善电池性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有沿一个方向变薄的单元电芯径向组装的结构的二次电池以及包含该二次电池的设备


[0001]本专利技术涉及一种二次电池以及包含该二次电池的设备，该二次电池包含以下结构：厚度沿一个方向减小的单元电芯径向组装。
[0002]本申请要求基于2019年10月25日递交的韩国专利申请10
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2019
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0133561的优先权权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0003]随着化石燃料的枯竭导致能源价格上涨，以及对环境污染的关注增加，对环保替代能源的需求日益增加。特别是，随着移动设备的技术发展和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求正在迅速增加。随着对二次电池的需求多样化和增加，需要新型二次电池。
[0004]另外，在锂二次电池的情况下，电解质溶液中的锂离子通常在特定的浓度范围内表现出高离子电导率，当浓度比该浓度更稀或更浓时，离子电导率会降低。锂二次电池内部的电解质溶液或锂离子的浓度不是恒定的，并且取决于电池的运行条件，正极和负极附近的锂离子浓度的行为方向相反。
[0005]因此，需要解决该问题的新型二次电池技术。

技术实现思路

[0006]【技术问题】
[0007]本专利技术是为解决上述问题而专利技术的，本专利技术的目的在于提供一种新型二次电池以及包含该二次电池的设备，该二次电池包含以下结构：厚度沿一个方向减小的单元电芯径向组装。
[0008]【技术方案】
[0009]在一个实例中，基于水平截面结构，本专利技术的二次电池形成为围绕中心轴径向组装的n(n为5以上的整数)个单元电芯。在此，在每个单元电芯的结构中，基于水平截面结构，单元电芯的电芯厚度从形成电池外周面的外端起向着中心轴方向减小。
[0010]在具体实例中，在二次电池中，第k(k是1至n
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1的整数)单元电芯和第(k+1)单元电芯彼此相邻并且彼此面对。此外，第1单元电芯和第n(n是5至10000的整数)单元电芯也彼此相邻并且彼此面对。n值可根据待应用的设备的尺寸而变化。对于移动或小型设备，n可以为1000以下，而在用于车辆的大型电池等的情况中，可以聚集1000至10000个单元电芯。
[0011]在一个实例中，二次电池具有圆柱形结构，其中，基于水平截面结构，n(n是5以上的整数)个单元电芯围绕中心轴径向组装以形成中空部，并且所述二次电池的内径与外径的直径比为1:1.1至100。
[0012]在又一个实例中，在形成电池的每个单元电芯中，基于水平截面结构，在中心方向上形成所述电池的内周面的内端的厚度(D
in
)与形成所述电池的外周面的外端的厚度(D
out
)之比(D
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:D
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)为1:1.1至100。
[0013]在一个具体实例中，在形成电池的每个单元电芯中，在正极和负极中的至少一个的结构中，基于水平截面结构，电极之间的距离从形成所述电池的外周面的外端起向着中心方向减小。
[0014]在另一个具体实例中，在形成电池的每个单元电芯中，在正极和负极各自的结构中，包含活性材料的混合物层施涂在金属集流体上。此外，在正极和负极中的至少一个的结构中，基于水平截面结构，施涂在金属集流体上的混合物层的厚度从形成所述电池的外周面的外端起向着中心轴方向减小。
[0015]在另一个具体实例中，在形成电池的每个单元电芯中，在正极和负极各自的结构中，包含活性材料的混合物层施涂在金属集流体上。此外，在正极和负极中的至少一个的结构中，基于水平截面结构，施涂在金属集流体上的所述混合物层的密度从形成所述电池的外周面的外端起向着中心轴方向增加。
[0016]在一个实例中，每个单元电芯包含正极和负极，并且第一隔膜置于所述正极和所述负极之间，并且第二隔膜置于各单元电芯之间。
[0017]在一个具体实例中，在正极和负极各自的结构中，包含活性材料的混合物层层叠在集流体的面向所述第一隔膜的方向的一个表面上。
[0018]在一个实例中，在形成所述电池的每个单元电芯中，形成正极和负极中的至少一个的金属集流体具有形成有全厚度通孔的多孔结构。
[0019]在一个具体实例中，在形成所述电池的每个单元电芯中，形成正极和负极中的至少一个的金属集流体具有形成有全厚度通孔的多孔结构，并且形成有所述通孔的面积比例为10％至80％。例如，具有多孔结构的金属集流体为网格形式。
[0020]在又另一个实例中，本专利技术提供了包含上述二次电池的设备。具体地，所述设备可包括移动设备、可穿戴设备、通过接收基于电池的电机的电力而移动的电动工具、无人机、电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、电动自行车(E
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bike)、电动滑板车(E
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scooter)、电动高尔夫球车或电力存储系统。
[0021]【有利效果】
[0022]本专利技术的二次电池和包含该二次电池的设备提出了一种新结构，其中厚度沿一个方向减小的单元电芯径向组装，当采用了在厚度方向上形成有通孔的集流体时，可以减少电池中的电解质溶液的浓度变化，从而改善电池性能。
附图说明
[0023]图1是示出本专利技术的一个实施方式的二次电池的截面结构的示意图。
[0024]图2和3是分别示出本专利技术一个实施方式的在水平方向和垂直方向电极组件的截面结构的局部放大图。
[0025]图4和5分别是本专利技术一个实施方式的二次电池的充电和放电期间电压和温度变化的比较和评价结果的图。
具体实施方式
[0026]下文中，将参照附图详细描述本专利技术。本说明书和权利要求中使用的术语和词语不应被解释为限于普通术语或字典术语，专利技术人可以适当地定义术语的概念以最佳地描述
其专利技术。术语和词语应被解释为与本专利技术的技术思想一致的含义和概念。
[0027]另外，本专利技术中“圆柱形”或“圆形”的含义不仅包括物理上的圆柱形或圆形的情况，还包括整体形状接近于圆柱形或圆形的情况。例如，在电池的截面形状为n边形的情况下，如果n为5以上或10以上，则应理解为其包括在圆形类别中。
[0028]在本专利技术中，基于水平截面结构，n(n为5以上的整数)个单元电芯围绕中心轴径向组装以形成电池。在此，各单元电芯提供一种二次电池，在所述二次电池的结构中，基于水平截面结构，电芯厚度从形成所述电池的外周面的外端起向着中心轴方向减小。在本专利技术的二次电池中，多个单元电芯径向组装以形成电池。基于水平截面结构，二次电池的形状可具有圆形或与其接近的形状、n边形或扇形。
[0029]二次电池中集合的单元电芯的数量n是5以上的整数，特别是5至10000、5至100、100至1000、1000至10000、500至5000或3000至10000。单元电芯的数量n可根据电池的形状、结构或所需的物理特性来进行多种设计。
[0030]在一个实施方式中，在二次电池中，第k(k是1至n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】1.一种二次电池，基于水平截面结构，所述二次电池形成为围绕中心轴径向组装的n个单元电芯，其中，n是5以上的整数，并且其中，在每个单元电芯的结构中，基于所述水平截面结构，所述单元电芯的电芯厚度从形成所述电池的外周面的外端起向着所述中心轴方向减小。2.如权利要求1所述的二次电池，其中，第k单元电芯和第(k+1)单元电芯彼此相邻并且彼此面对，其中，k是从1至n
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1的整数，其中，第1单元电芯和第n单元电芯也彼此相邻并且彼此面对，并且其中，n是5至10000的整数。3.如权利要求1所述的二次电池，其中，所述二次电池具有圆柱形结构，其中，基于水平截面结构，n个单元电芯围绕中心轴径向组装以形成中空部，其中，n是5以上的整数，并且其中，所述二次电池的内径与外径的直径比为1:1.1至100。4.如权利要求1所述的二次电池，其中，在形成电池的每个单元电芯中，基于水平截面结构，在中心方向上形成所述电池的内周面的内端的厚度(D
in
)与形成所述电池的外周面的外端的厚度(D
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)之比(D
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:D
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)为1:1.1至100。5.如权利要求1所述的二次电池，其中，在形成电池的每个单元电芯中，在正极和负极中的至少一个的结构中，基于水平截面结构，电极之间的距离从形成所述电池的外周面的外端起向着中心方向减小。6.如权利要求1所述的二次电池，其中，在形成电池的每个单元电芯中，在正极和负极各自的结构中，包含活性材料的混合物层施涂在金属集流体上，并且其中，在正极和负极中的至少一个的结构中，基于水平截面结...

【专利技术属性】
技术研发人员：高约翰，李正鲁，朴钟弼，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：