本发明专利技术涉及一种电极组件和一种包括该电极组件的电化学装置。本发明专利技术的电极组件包括：单元电极；和条带形隔膜，其中：所述隔膜以Z字形方式折叠，并且所述单元电极被插入隔膜交迭的部分中；所述隔膜包括由聚合材料制成的多孔衬底和形成在所述多孔衬底的上表面和下表面中的每一个上并且包含无机颗粒的多孔涂层，所述多孔衬底的厚度(Ts)从在纵向方向上的中心朝向两端部逐渐地减小；所述多孔涂层的总厚度(Tc)朝向两端部逐渐地增加；并且总厚度(Ts+Tc)横跨所述隔膜的整个平面保持恒定。
1、近来，对能量存储技术的关注已经增加。随着应用领域扩展到移动电话、摄像机、笔记本pc甚至电动车辆，电池的研究和发展努力正在变得越来越具体。在这方面，电化学装置是最有希望的领域之一，并且特别地随着最近朝向小型化和轻型电子器件的趋势，作为小型、轻型和高容量可再充电电池的二次电池的发展已经是关注的焦点。
2、二次电池还根据阴极/隔膜/阳极电极组件的结构进行分类。例如，有果冻卷(缠绕型)电极组件，这是与隔膜一起地缠绕的阴极和阳极的长片；和堆叠(堆叠型)电极组件，这是切割成小尺寸单元并且与隔膜顺序地堆叠的多个阴极和阳极。然而，这些传统电极组件具有若干问题。
3、首先，通过将长阴极和阳极片紧密地缠绕成截面为圆柱形或者椭圆形结构来制成果冻卷电极组件，使得在充电和放电期间由电极的膨胀和收缩引起的应力积聚在电极组件内部，并且当这种应力积聚超过特定限度时，电极组件发生变形。由于电极组件的变形，在电极之间的间隔变得非均匀，从而导致电池性能快速地劣化的问题，并且由于内部短路，电池的安全性受到威胁。另外，因为长片形阴极和阳极必须被缠绕，所以难以在维持恒定距离的同时快速地缠绕阴极和阳极，由此降低了生产率。
>5、图1是示意性地示出堆叠的电极组件的结构的截面视图。6、参考图1，作为堆叠的电极组件，已经开发了z字形堆叠(zzs)型电极组件1，其中阴极5和阳极7在隔膜3介于其间的情况下被以z字形方式堆叠。
7、通过组装以上z字形堆叠的电极组件并且最后通过热挤压过程固定组装的电极组件来制造电池。此时，在最后的热挤压过程中施加的热量和压力被施加到整个堆叠的电极组件，从而相对于堆叠方向传递到电极组件的顶端和底端的热量和压力的大小变得更大，并且顶部和底部衬底的厚度变形变得更大，这最终导致不良质量的电极组件。
技术实现思路
1、因此，本公开试图解决的问题在于提供一种当用z字形堆叠(zzs)方法制造电极组件时能够最小化厚度变形和对多孔结构的孔的损坏的隔膜和一种用于包括该隔膜的电极组件的新颖结构。
2、具体地，本公开试图提供一种电极组件的新颖结构，其中在用于制造电极组件的热挤压步骤期间，尽管在此处应用热挤压的电极组件的堆叠方向的底端处热量和压力被特别强烈地传递到隔膜区域，但是也能够最小化厚度变形和多孔结构的孔损坏。
3、这是为了维持高介电击穿电压并且提供具有改进的绝缘性质的隔膜和包括这些隔膜的电极组件。
4、技术方案
5、为了解决以上问题，
6、根据本公开的一方面，提供了根据以下实施例的一种用于电化学装置的隔膜。
7、根据第一实施例，
8、一种用于电化学装置的隔膜是形式为条带并且被以预定间隔以z字形方式折叠的隔膜，并且该隔膜包括聚合材料的多孔衬底和被形成在多孔衬底的上表面中的每一个上并且包括无机颗粒的多孔涂层。提供了一种用于电化学装置的隔膜，其中多孔衬底具有梯度厚度(ts)，其中厚度从隔膜在纵向方向上的中央部分朝向任一端逐渐地减小，多孔涂层具有梯度厚度(tc)，其中厚度从在纵向方向上的中央部分朝向任一端逐渐地增加，并且总厚度(ts+tc)横跨隔膜的平面是恒定的。
9、根据第二实施例，在第一实施例中，
10、从隔膜的纵向中心线到在一端方向上的预定第一位置(a)和在其相反端方向上的预定第二位置(a')，多孔衬底的厚度(ts)保持恒定，并且隔膜在在第一位置(a)和第二位置(a')之间的区域aa'中被折叠。多孔衬底具有梯度厚度(ts)，其中厚度从位置(a)或者位置(a')朝向隔膜的每一个纵向端逐渐地减小，并且多孔涂层具有梯度厚度(tc)，其中厚度从位置(a)或者位置(a')朝向隔膜的每一个纵向端逐渐地增加。
11、根据第三实施例，在第二实施例中，
12、范围从第一位置(a)到第一端(e)的区域ae的空气渗透性或者范围从第一位置(a')到第一端(e')的区域a'e'的空气渗透性是在第一位置(a)和第二位置(a')之间的中间区域aa'的空气渗透性的1到15倍。
13、根据第四实施例，在第二或者第三实施例中，
14、在以上位置(a)处多孔衬底的厚度(ts)与多孔涂层的总厚度(tc)的比率(ts/tc)可以从1到5。
15、根据第五实施例，在第一到第四实施例中的任何一个的实施例中，
16、横跨所述隔膜的整个表面，多孔衬底的厚度(ts)与多孔涂层的总厚度(tc)的厚度比率(ts/tc)在从0.5到5的范围中。
17、根据本公开的另一个方面，提供了以下实施例的电极组件。
18、根据第六实施例，
19、提供一种电极组件，该电极组件包括单元电极和形式为条带的隔膜，该隔膜被以z字形方式折叠，并且单元电极被插入隔膜在此处交迭的部分中，并且隔膜被形成在多孔衬底的上表面和下表面中的每一个上并且包括无机颗粒。多孔衬底具有梯度厚度(ts)，其中厚度从隔膜在纵向方向上的中央部分朝向任一端逐渐地减小，多孔涂层具有梯度厚度(tc)，其中厚度从在纵向方向上的中央部分朝向任一端逐渐地增加，并且总厚度(ts+tc)横跨隔膜的平面是恒定的。
20、根据第七实施例，在第六实施例中，
21、多孔衬底在范围从第一位置(a)和第二位置(a')的中间区域aa'中具有恒定厚度(ts)，位置(a)和(a')在相反方向上并且与多孔衬底在纵向方向上的中心等距，并且范围从位置(a)到一端(e)的区域ae和范围从位置(a')到另一端(e')的区域a'e'的全部或至少一部分分别地相对于电极组件的堆叠方向被置放在最上部和最下部处，其中多孔衬底的梯度厚度(ts)朝向隔膜的纵向端逐渐地减小，并且多孔涂层的梯度总厚度(tc)朝向隔膜的纵向端增加。
22、根据第八实施例，在第六或者第七实施例中，
23、在第一位置(a)和第二位置(a')之间的中间区域aa'在电极组件的堆叠方向上既不被置放在电极组件的最上端部处也不被置放在该电极组件的最下端部处，并且在位于隔膜在堆叠方向上的最上和最下端部处的隔膜区域中，多孔衬底的厚度(ts)朝向隔膜的端部减小。
24、根据第九实施例，在第六到第八实施例中的任何一个的实施例中，
25、被形成在多孔衬底的上表面和下表面中的每一个上的多孔涂层相对于隔膜的纵向方向的中心线被彼此对称地形成，使得在正交于隔膜的纵向方向的相同的随机位置处，多孔涂层中的每一个的厚度彼此相同或者厚度差异在10％内。
26、根据第十实施例，在第六到第九实施例中的任何一个的实本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电化学装置的隔膜，所述隔膜具有条带形式并且能够以预定间隔以Z字形方式折叠，
2.根据权利要求1所述的隔膜，其中，
3.根据权利要求2所述的隔膜，其中，范围从所述第一位置(A)到第一端(E)的区域AE的空气渗透性或者范围从所述第二位置(A')到第二端(E')的区域A'E'的空气渗透性是在所述第一位置(A)和所述第二位置(A')之间的所述中间区域AA'的空气渗透性的1到15倍。
4.根据权利要求2所述的隔膜，其中，在所述第一位置(A)处所述多孔衬底的厚度(Ts)与所述多孔涂层的总厚度(Tc)的厚度比率(Ts/Tc)在从1到5的范围中。
5.根据权利要求1所述的隔膜，其中，横跨所述隔膜的整个表面，所述多孔衬底的厚度(Ts)与所述多孔涂层的总厚度(Tc)的厚度比率(Ts/Tc)在从0.5到5的范围中。
6.一种电极组件，所述电极组件包括单元电极和具有条带形式的隔膜，
7.根据权利要求6所述的电极组件，其中，
8.根据权利要求7所述的电极组件，其中，
9.根据权利要求6所述的电极组件，其中，被分别地形成在所述多孔衬底的上表面和下表面中的所述多孔涂层相对于所述隔膜的所述纵向方向的中心线对称，使得在正交于所述纵向方向的方向上的随机等距位置处，所述上表面上的所述多孔涂层的厚度等于所述下表面上的所述多孔涂层的厚度或者10％不同于所述下表面上的所述多孔涂层的厚度。
10.根据权利要求7所述的电极组件，其中，所述隔膜被形成为相对于所述纵向方向的中心线具有对称的结构，并且
11.根据权利要求6所述的电极组件，其中，
12.根据权利要求7所述的电极组件，其中，在所述第一位置(A)处，所述多孔衬底的厚度(Ts)与所述多孔涂层的总厚度(Tc)的比率(Ts/Tc)在从1到5的范围中。
13.根据权利要求6到12中的任一项所述的电极组件，其中，在在3MPa到10MPa的压力和50℃到110℃的温度下执行的热挤压过程之后，所述电极组件的外部厚度的应变是30％或者更小。
14.一种电化学装置，包括根据权利要求6所述并且被容纳在外壳中的电极组件。
15.根据权利要求14所述的电化学装置，其中，所述电化学装置是锂二次电池。
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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于电化学装置的隔膜，所述隔膜具有条带形式并且能够以预定间隔以z字形方式折叠，
2.根据权利要求1所述的隔膜，其中，
3.根据权利要求2所述的隔膜，其中，范围从所述第一位置(a)到第一端(e)的区域ae的空气渗透性或者范围从所述第二位置(a')到第二端(e')的区域a'e'的空气渗透性是在所述第一位置(a)和所述第二位置(a')之间的所述中间区域aa'的空气渗透性的1到15倍。
4.根据权利要求2所述的隔膜，其中，在所述第一位置(a)处所述多孔衬底的厚度(ts)与所述多孔涂层的总厚度(tc)的厚度比率(ts/tc)在从1到5的范围中。
5.根据权利要求1所述的隔膜，其中，横跨所述隔膜的整个表面，所述多孔衬底的厚度(ts)与所述多孔涂层的总厚度(tc)的厚度比率(ts/tc)在从0.5到5的范围中。
6.一种电极组件，所述电极组件包括单元电极和具有条带形式的隔膜，
7.根据权利要求6所述的电极组件，其中，
8.根据权利要求7所述的电极组件，其中，
9.根据权利要求6所述的电极组件，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李昭咏，裵耕嬉，郑邵美，裵元㥀，
申请(专利权)人：株式会社LG新能源，
类型：发明
国别省市：
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