本发明专利技术提供一种电化学装置，其包括由全极性电池或双极性电池组成的多个堆叠单元电池，以及设置于其间的隔离膜，由此隔离膜与隔离器被交替地堆叠在具有相反极性的电极层之间。在此，因为隔离膜由具有比隔离器的热收缩率要高的热收缩率的材料所形成，因此这种电化学装置可利用经由隔离膜的热性能的稳定的引起关闭而保证装置的热稳定性，而不会在电池的温度由于内部或外部因素而突然上升时，由于隔离器的热收缩而造成短路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电化学装置，通过一种以规则间距交替堆叠的隔离器 构件的结构而具有改善的稳定性，其中由于单元电池的隔离器与设置 于单元电池之间的隔离膜二者的热收縮率的不同，而使得隔离器构件 呈现出不同的热性能。
技术介绍
近年来，随着对能源储存技术引起的重视增加，用于研究和研制 能够实施这种技术的电池的努力和尝试越来越多地进行。在这方面， 电化学装置的领域受到了很大的关注，特别是，大量关注集中于可充 电式二次电池的研制。二次电池为一种利用发生在电极与电解质之间的电化学反应的电 池，其中电化学反应在插入阴极与阳极到电解质中，并且连接阴极与 阳极时发生。不像传统的一次电池，二次电池为可充电电池，其通过 使用电池充电器，将所消耗的能量重新充电到电气/电子产品中而具有 重复使用能力，且因此二次电池在无线电/电子产品方面具有快速的成 长。根据所使用的阴极、阳极与电解质材料的种类，二次电池可以分类成镍镉(Ni-Cd)电池、镍氢(Ni-H2)电池、锂离子电池及锂聚合物 电池，并且还可以根据电池的型态而分成圆柱形电池、正方形电池及 口袋形的电池。在二次电池中所使用的材料(例如阴极/阳极活性材料、结合剂、电解质及电流收集器)在正常操作条件之下在电化学性上是安全的，例如操作电压在2.5到4.3V，操作温度在-20'C至IO(TC，且在阴极与 阳极之间为电绝缘状态。但是，当电池因为内部或外部因素而受到过 度充电、加热或是短路时，电池的结构部件会有异常的化学反应，因 此造成电池的内部温度升高及气体的产生。而由此产生的气体会造成 二次电池的内部压力增加，这进一步加速电池温度的升高与气体的产 生，结果造成电池爆炸或是着火。因此，在二次电池的研制当中所应当考虑的一个必要需要是确保 电池的安全性。当尝试要确保电池的安全性时，可以考虑有一种方法为在电池外部设置安全元件，还有一种方法是使用电池内部的材料。 第一种方法牵涉到使用了利用温度变化的、诸如正温度系数(PTC)装置的元件，利用电压变化的保护电路，以及利用电池的内部压力改变 的安全排气口，而第二种方法牵涉到采用了可以经受物理、化学或电 化学变化的材料，以响应电池内部温度或电压的变化，或者是通过熔 化隔离器来阻隔离子传送。对于第二种方法的特定范例，可提到的方 法有使用隔离器本身的关闭功能的方法，涉及加入添加剂到电解质的 方法，使用涂布电镀材料于电极成分材料、电极或隔离器上的方法等 等。这些加入的材料可以设计成表现出敏感及快速的响应电池内部温 度或电压的变化。置于电池外部的安全元件通过利用温度、电压或电池内部压力的 变化而实现它们的功能，且因此确保了精确的关闭，但是会有高成本 的缺点。另一方面，通过加入所想要的添加剂材料在电池内部中而改善安全性的方法，其优点在于由于电池内部包含添加剂材料，因此 安装既简单又方便，但其问题在于无法确保可靠的安全性，且因此 不能够单独使用作为提供电池安全性的措施。作为一种尝试，在高温之下经由隔离器的变化而实现电池安全性， 日本专利公开编号1996-153542及2003-243037揭示了一种具提高安全性的锂离子电池，其中阴极与阳极的结构是这样的，即使得两个电极 彼此相对布置，且具有相对低熔点的隔离器置于二者之间，在未施加 电极活性材料到阴极与阳极的至少一部分的情况之下，当电池内部温 度升高时，通过主要熔化隔离器，阴极与阳极产生短路。但是，具有 这种特定电极结构的电池的制造的缺点在于例如生产率较低，隔离 器甚至会在电池可接受的操作温度之下熔化，造成电池失效，而且由 于熔化的隔离器粘结在电极上，造成难以引起想要的短路，因此限制 了电池安全性的实现。因此，在现有技术中，对于开发更有效率的技术仍有紧迫的需求， 这种技术能够经由使用隔离器而确保电池安全性。同时，由于体积小，因此电化学装置具有一种连续的并且多个堆 叠的结构，其由以下构成施加了阴极活性材料的阴极板，多孔性隔 离器，可让电解质流过，以及施加有阳极活性材料的阳极板等，并且 可满足电子产品小型化日益需求的趋势。这种堆叠式电化学装置的优选范例，韩国专利公开号2001-82059与2001-82060，其转让给了本申 请人，其揭示了一种堆叠并包住的电化学装置。根据这些现有技术， 堆叠并包住的电化学装置的结构包括由双极性电池或全极性电池构成 的多个堆叠的单元电池，以及介于每个堆叠的单元电池之间的多孔性 隔离膜，其中多孔性隔离膜具有单元长度，单元长度被确定用来缠绕 各单元电池，并且隔离膜每个单元长度均向内折叠，从而自中央单元 电池开始到最外侧单元电池连续地缠绕每个单元电池，或者是其中多 孔性隔离膜具有单元长度，单元长度被确定用来缠绕各单元电池，并 且隔离膜每个单元长度均向外折叠，从而以Z形连续地自第一位置的单元电池开始到最后位置的单元电池包住每个单元电池，同时其余的 隔离膜缠绕堆叠的电池之外侧部分。这种堆叠并包住的电化学装置可以简易地制造出来，其结构能够 提供有效率的使用空间，并且可最大化电极活性材料的含量，从而可以实现一种具高度整合性的电池。在这种堆叠并包住的电化学装置中，隔离器为单元电池构成元件 中的一个，而隔离膜以一种特别方式插置入单元电池之间，如之前所 述，它们在高温之下，通过热性能而实现它们的关闭功能。但是，在 堆叠式电化学电池中，隔离器在处于高温之下实现其所期望的关闭功 能之前，有可能由于隔离器本身的收縮而造成短路。此外，经由单轴 定向或双轴定向制作出的多孔性隔离器或隔离膜由于隔离器或隔离膜 的收缩而造成较高的可能性会短路。
技术实现思路
因此，做出了本专利技术，用于解决上述问题，以及其它尚未解决的 技术问题。因此，开展了的各种广泛的及透彻的研究与实验，用来解决上述 的问题，结果，本专利技术的专利技术人已发现到的事实(在以下说明)为 在制造堆叠并包住的电化学装置时，其中电化学装置包含由全极性电 池或双极性电池构成的多个堆叠的单元电池，以及插入堆叠的单元电 池之间的隔离膜，并且允许隔离膜缠绕每个单元电池，当在单元电池 当中的隔离器由基本上不会热收縮的多孔性材料所形成，并且插入堆 叠的单元电池之间的隔离膜由具有相对较高热收缩率的多孔性材料所 形成时，可以防止在高温之下由于隔离器的热收縮而造成的短路，而 同时可以通过隔离膜的关闭作用而改善电池的安全性。本专利技术基于这 些发现而完成。附图说明本专利技术的上述及其它目的、特征与其它优点将从参考结合以下附 图的详细的说明当中更清楚地了解，其中图1为根据本专利技术具体实施例的堆叠并包住的电化学装置的示意 图；以及图2为根据本专利技术另一具体实施例的堆叠并包住的电化学装置的 示意图。具体实施方式根据本专利技术的一个方面，上述与其它的目的可由提供一种堆叠并 包住的电化学装置来实现，这种装置包含由全极性电池或双极性电池 构成的多个堆叠单元电池，以及插入在其间的并且将其缠绕的隔离膜， 其中单元电池的隔离器由具有低热收縮率的多孔性材料所形成，而隔 离膜由具有相对较高热收縮率的多孔性材料所形成。由于包含低热收縮的隔离器在单元电池中，因此根据本专利技术的电 化学装置可以防止甚至是在高温之下由于隔离器的热收縮而造成的短 路，亦即由于隔离器的热收縮，彼此相对布置的阴极与阳极与介于其 间的隔离器互相接触而造成的短本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种堆叠并包住的电化学装置，其包括由全极性电池或双极性电池构成的多个堆叠单元电池，以及插置入其间并缠绕它们的隔离膜，其中单元电池的隔离器由具有低热收缩率的多孔性材料所形成，而隔离膜由具有相对高热收缩率的多孔性材料所形成。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：金帝映，朴必圭，安谆昊，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]
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