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1、(10)申请公布号 CN 102884665 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 4 6 6 5 A *CN102884665A* (21)申请号 201180016298.X (22)申请日 2011.04.06 10-2010-0031368 2010.04.06 KR 10-2011-0031918 2011.04.06 KR H01M 10/04(2006.01) H01M 2/16(2006.01) H01M 10/05(2006.01) (71)申请人株式会社LG化学 地址韩国首尔 (72)发明人金秀永 (74)专利代理机构中原信达知识产权代理。
2、有限 责任公司 11219 代理人张焕生 谢丽娜 (54) 发明名称 改进的堆叠型电池胞或者双电池胞、用于使 用该电池胞的二次电池的电极组件及其制造方法 (57) 摘要 根据本发明,一种用于二次电池的堆叠型电 池胞包括:其中第一极性电极/分离薄膜/第二 极性电极/分离薄膜/第一极性电极被相继堆叠 的堆叠型电池胞,和在第一极性电极的每一外侧 上堆叠的外侧分离薄膜。另外,本发明涉及一种用 于使用这种堆叠型电池胞的二次电池的电极组件 及其制造方法。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.09.26 (86)PCT申请的申请数据 PCT/KR2011/002427 2011.。
3、04.06 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/126310 KO 2011.10.13 (51)Int.Cl. 权利要求书4页 说明书13页 附图7页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 13 页 附图 7 页 1/4页 2 1.一种用于二次电池的堆叠型电池胞,包括: 按照顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极/隔膜/第一电极的堆叠体;和 在每一个所述第一电极上堆叠的外部隔膜。 2.根据权利要求1的用于二次电池的堆叠型电池胞, 其中所述第一电极是负极电极,并且所述第二电极是正极电极。 3.根据权利要求2的用于二次电池的堆叠型电池胞, 其。
4、中所述正极电极包括正极集电器和在所述正极集电器的至少一个表面上涂覆的正 极活性材料,并且所述负极电极包括负极集电器和在所述负极集电器的至少一个表面上涂 覆的负极活性材料。 4.根据权利要求1的用于二次电池的堆叠型电池胞, 其中所述第一电极是正极电极,并且所述第二电极是负极电极。 5.根据权利要求4的用于二次电池的堆叠型电池胞, 其中所述正极电极包括正极集电器和在所述正极集电器的至少一个表面上涂覆的正 极活性材料,并且所述负极电极包括负极集电器和在所述负极集电器的至少一个表面上涂 覆的负极活性材料。 6.根据权利要求1的用于二次电池的堆叠型电池胞, 其中所述隔膜和/或所述外部隔膜包括从下述组成的。
5、组中选出的任何一种:多微孔聚 乙烯薄膜,多微孔聚丙烯薄膜,由其组合制成的多层薄膜,和用于由聚偏二氟乙烯、聚环氧 乙烷、聚丙烯腈或者聚偏二氟乙烯六氟丙烯共聚物制成的聚合物电解质的多微孔聚合物薄 膜。 7.一种用于二次电池的电极组件,包括: 权利要求1到6中任何一项所限定的至少一个第一堆叠型电池胞;和 具有按照顺序布置的第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二电极的堆叠体的至少一 个第二堆叠型电池胞, 其中,所述至少一个第一堆叠型电池胞和所述至少一个第二堆叠型电池胞在彼此之上 顺序地堆叠。 8.一种用于二次电池的电极组件,包括: 具有按照顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极/隔膜/第一电极的堆叠体的至少。
6、一 个第一堆叠型电池胞;和 具有按照顺序布置的外部隔膜/第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二电极/外部 隔膜的堆叠体的至少一个第二堆叠型电池胞, 其中所述至少一个第一堆叠型电池胞和所述至少一个第二堆叠型电池胞在彼此之上 交替地堆叠。 9.根据权利要求8的用于二次电池的电极组件, 其中所述第一电极是负极电极,并且所述第二电极是正极电极。 10.根据权利要求9的用于二次电池的电极组件, 其中所述正极电极包括正极集电器和在所述正极集电器的至少一个表面上涂覆的正 极活性材料,并且所述负极电极包括负极集电器和在所述负极集电器的至少一个表面上涂 覆的负极活性材料。 权 利 要 求 书CN 10288466。
7、5 A 2/4页 3 11.根据权利要求8的用于二次电池的电极组件, 其中所述第一电极是正极电极,并且所述第二电极是负极电极。 12.根据权利要求11的用于二次电池的电极组件, 其中所述正极电极包括正极集电器和在所述正极集电器的至少一个表面上涂覆的正 极活性材料,并且所述负极电极包括负极集电器和在所述负极集电器的至少一个表面上涂 覆的负极活性材料。 13.根据权利要求8的用于二次电池的电极组件, 其中所述隔膜和/或所述外部隔膜包括从下述构成的组中选出的任何一种:多微孔 聚乙烯薄膜,多微孔聚丙烯薄膜,由这些薄膜的组合制成的多层薄膜,和用于由聚偏二氟乙 烯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈或者聚偏二氟乙烯六氟。
8、丙烯共聚物制成的聚合物电解质的多微 孔聚合物薄膜。 14.根据权利要求8的用于二次电池的电极组件,进一步包括: 能够在所述电极中不具有所述外部隔膜的任何一个的外表面上堆叠的补充性隔膜。 15.一种二次电池,包括: 权利要求8到14中任何一项所限定的电极组件; 用于容纳所述电极组件的外壳;和 浸渍到所述外壳中容纳的所述电极组件中的电解质。 16.一种用于制造用于二次电池的电极组件的方法,所述方法包括: 制备具有按照顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极/隔膜/第一电极的堆叠体的至 少一个第一堆叠型电池胞; 制备具有按照顺序布置的外部隔膜/第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二电极/ 外部隔膜的堆叠体的。
9、至少一个第二堆叠型电池胞;和 交替地堆叠所述至少一个第一堆叠型电池胞和所述至少一个第二堆叠型电池胞。 17.根据权利要求16的用于制造用于二次电池的电极组件的方法,进一步包括: 在所述电极中不具有所述外部隔膜的任何一个的外表面上堆叠补充性隔膜。 18.一种用于二次电池的双电池胞,包括: 按照顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极/隔膜/第一电极的堆叠体;和 在所述第一电极中的至少一个的外表面上堆叠的外部隔膜。 19.根据权利要求18的用于二次电池的双电池胞, 其中所述第一电极是负极电极,并且所述第二电极是正极电极。 20.根据权利要求19的用于二次电池的双电池胞, 其中所述正极电极包括正极集电器和。
10、在所述正极集电器的至少一个表面上涂覆的正 极活性材料,并且所述负极电极包括负极集电器和在所述负极集电器的至少一个表面上涂 覆的负极活性材料。 21.根据权利要求18的用于二次电池的双电池胞, 其中所述第一电极是正极电极,并且所述第二电极是负极电极。 22.根据权利要求21的用于二次电池的双电池胞, 其中所述正极电极包括正极集电器和在所述正极集电器的至少一个表面上涂覆的正 极活性材料,并且所述负极电极包括负极集电器和在所述负极集电器的至少一个表面上涂 权 利 要 求 书CN 102884665 A 3/4页 4 覆的负极活性材料。 23.根据权利要求18的用于二次电池的双电池胞, 其中所述隔膜和。
11、/或所述外部隔膜包括从下述构成的组中选出的任何一种:多微孔 聚乙烯薄膜,多微孔聚丙烯薄膜,由这些薄膜的组合制成的多层薄膜,和用于由聚偏二氟乙 烯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈或者聚偏二氟乙烯六氟丙烯共聚物制成的聚合物电解质的多微 孔聚合物薄膜。 24.一种用于二次电池的电极组件,包括: 权利要求18到23中任何一项所限定的至少一个第一双电池胞;和 具有按照顺序布置的第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二电极的堆叠体的至少一 个第二双电池胞, 其中所述至少一个第一双电池胞和所述至少一个第二双电池胞在彼此之上顺序地堆 叠。 25.一种用于二次电池的电极组件,包括: 具有按照顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极。
12、/隔膜/第一电极的堆叠体的至少一 个第一双电池胞;和 具有按照顺序布置的外部隔膜/第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二电极/外部 隔膜的堆叠体的至少一个第二堆叠型电池胞, 其中所述至少一个第一双电池胞和至少一个第二双电池胞在彼此之上交替地堆叠。 26.根据权利要求25的用于二次电池的电极组件, 其中所述第一电极是负极电极,并且所述第二电极是正极电极。 27.根据权利要求26的用于二次电池的电极组件, 其中所述正极电极包括正极集电器和在所述正极集电器的至少一个表面上涂覆的正 极活性材料,并且所述负极电极包括负极集电器和在所述负极集电器的至少一个表面上涂 覆的负极活性材料。 28.根据权利要求24。
13、的用于二次电池的电极组件, 其中所述第一电极是正极电极,并且所述第二电极是负极电极。 29.根据权利要求28的用于二次电池的电极组件, 其中所述正极电极包括正极集电器和在所述正极集电器的至少一个表面上涂覆的正 极活性材料,并且所述负极电极包括负极集电器和在所述负极集电器的至少一个表面上涂 覆的负极活性材料。 30.根据权利要求24的用于二次电池的电极组件, 其中所述隔膜和/或所述外部隔膜包括从下述构成的组中选出的任何一种:多微孔 聚乙烯薄膜,多微孔聚丙烯薄膜,由这些薄膜的组合制成的多层薄膜,和用于由聚偏二氟乙 烯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈或者聚偏二氟乙烯六氟丙烯共聚物制成的聚合物电解质的多微 孔聚。
14、合物薄膜。 31.根据权利要求24的用于二次电池的电极组件,进一步包括: 能够在所述电极中不具有所述外部隔膜的任何一个的外表面上堆叠的补充性隔膜。 32.一种二次电池,包括: 权利要求24到31中任何一项所限定的电极组件; 权 利 要 求 书CN 102884665 A 4/4页 5 用于容纳所述电极组件的外壳;和 浸渍到所述外壳中容纳的所述电极组件中的电解质。 33.一种用于制造用于二次电池的电极组件的方法,所述方法包括: 制备具有按照顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极/隔膜/第一电极的堆叠体的至 少一个第一双电池胞; 制备具有按照顺序布置的外部隔膜/第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二电极。
15、/ 外部隔膜的堆叠体的至少一个第二双电池胞;和 交替地堆叠所述至少一个第一双电池胞和所述至少一个第二双电池胞。 34.根据权利要求33的用于制造用于二次电池的电极组件的方法,进一步包括: 在所述电极中不具有所述外部隔膜的任何一个的外表面上堆叠补充性隔膜。 权 利 要 求 书CN 102884665 A 1/13页 6 改进的堆叠型电池胞或者双电池胞、 用于使用该电池胞的 二次电池的电极组件及其制造方法 技术领域 0001 本发明涉及一种改进的堆叠型电池胞或者双电池胞、一种用于使用该电池胞的二 次电池的电极组件及其制造方法,并且特别涉及一种用于锂离子二次电池的堆叠型电池胞 或者双电池胞、一种用于。
16、使用该电池胞的锂离子二次电池的电极组件及其制造方法。 背景技术 0002 随着移动技术的发展和对于移动装置的需求的增加,对于二次电池的需求已经急 剧地增加。在二次电池中,锂二次电池具有高能量密度和操作电压以及优良的保存和寿命 特性,这使其成为用于包括很多移动装置的各种电子产品的、最广泛使用的能源。 0003 通常,二次电池包括具有缠绕或者堆叠配置的、由负极电极、正极电极和在其间置 入的隔膜构成的单元电池胞、由金属罐或者层压板制成的电池外壳,和在电池外壳中填充 的电解质。 0004 对于二次电池的主要研究之一在于如何改进它的安全性。例如,二次电池在其中 经受可以由电池的异常操作诸如内部短路、超过。
17、允许电流和电压的过度充电、暴露于高温、 由跌落或者由外部冲击引起变形等引起的高的温度和压力,这能够导致电池起火或者爆 炸。 0005 特别一个严重的问题在于当被暴露于高温时隔膜的收缩或者断裂引起的内部短 路。为了解决这个问题,已经进行了研究以调查原因并且发现它的替代品。 0006 用于二次电池的隔膜由聚乙烯、聚丙烯等的多孔聚合物薄膜制成。由于它的低成 本和优良的化学阻力,它在电池的操作状态中具有优点。然而,隔膜倾向于在高温环境下收 缩。 0007 在二次电池中,具有负极电极/隔膜/正极电极结构的电极组件主要地被分类成 卷筒型(缠绕)和堆叠型(堆叠)。把电极活性材料涂覆到被用作集电器的金属箔上,。
18、之后进 行干燥和挤压,之后将其切割成具有期望宽度和长度的带,然后使用隔膜将正极电极从负 极电极分离,并且最后以螺旋形形状缠绕所得物,由此而制造卷筒型电极组件。卷筒型电极 组件有利地应用于柱形电池。然而,当卷筒型电极组件被应用于棱形电池或者袋型电池时, 电极活性材料可由于局部集中的应力而剥离,或者电池可由于在充电/放电时重复的收缩 和膨胀而变形。 0008 堆叠型电极组件具有顺序堆叠的多个单元电池胞,每一个单元电池胞由负极电极 和正极电极构成。堆叠型电极组件具有易于获得棱形形状的一个优点,然而它具有制造过 程复杂并且当处于冲击时经历由电极错位引起短路的缺点。 0009 为了解决这些问题,卷筒型和。
19、堆叠型的组合,即所谓的堆叠/折叠式电极组件已 经得到发展。通过,使用长的连续分离膜折叠具有负极电极/隔膜/正极电极结构的全电 池胞或者具有预定单位尺寸的、具有负极电极(正极电极)/隔膜/正极电极(负极电极)/ 隔膜/负极电极(正极电极)结构的双电池胞制造堆叠/折叠式电极组件。在韩国专利公报 说 明 书CN 102884665 A 2/13页 7 No.2001-82058、2001-82059和2001-82060中公开了堆叠/折叠式电极组件的实例。通过 将每一个均包括全电池胞或者双电池胞的多个单元电池胞置于具有预定图案的长片材的 分离膜上,并且通过将分离膜缠绕成卷而制造堆叠/折叠式电极组件。。
20、 0010 在堆叠/折叠式电极组件中,电极或者单元电池胞在隔膜和电极堆叠(层叠)或者 在分离膜上定位单元电池胞期间和在缠绕期间可能未被固定到位。相应地,需要很多尝试 以在准确的位置中固定或者维持电极或者单元电池胞。 0011 在这方面,已经公开了某些技术以防止在堆叠型电极组件中电极从分离膜滑移。 例如,日本专利公报No.2006-107832公开了一种用于电池的分离膜,该分离膜由一种片材 制成,该片材包括反应性聚合物和在聚合物中分布的微囊,其中微囊包含环氧固化剂,并且 反应性聚合物在其分子中具有光反应性的乙烯双键和环氧基并且通过乙烯双键的光反应 而交联。日本专利公报No.2004-143363。
21、公开了一种通过将利用热量固化的可热交联粘结 剂和胶凝剂引入多孔薄膜中而生产的、带有粘结剂和胶凝剂的多孔分离膜。 0012 然而,这些传统技术具有以下缺点,即,隔膜的制造成本是极高的,并且分离膜的 性质由于在分离膜中包括的特殊成分而劣化。而且,因为单元电池胞利用粘附力而被固定 到分离膜,所以在堆叠和/或定位过程期间校正(调节)错位的单元电池胞的位置是不可能 的。特别地,在堆叠/折叠式电极组件中,在于分离膜上定位多个单元电池胞时,这种错位 可以引起严重的问题。 0013 如上所述,通过在每一个全电池胞或者双电池胞中层叠电极和隔膜并且通过层叠 被置于分离膜上的电池胞而制造的堆叠/折叠式电极组件,在用。
22、于制造全电池胞或者双电 池胞的第一层叠强度和用于折叠组件的第二层叠强度之间具有显著的差异。这个强度差异 可以影响二次电池的可加工性,从而导致二次电池的性能劣化。而且,堆叠/折叠式电极组 件在折叠期间遭遇电解质浸渍特性(浸渍速率和浸透速率)劣化的问题。 发明内容 0014 技术目的 0015 本发明被设计用于解决传统技术的问题,并且因此本发明的一个目的在于提供一 种改进的堆叠型电池胞或者双电池胞,其中,只使用堆叠过程构造电极组件,而不使用与堆 叠过程一起被用于构造传统电极组件的折叠过程,和一种用于使用该电池胞的二次电池的 电极组件及其制造方法。 0016 技术方案 0017 为了实现本发明的目的。
23、,根据本发明的优选示例性实施例的一种堆叠型电池胞可 以包括按照顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极/隔膜/第一电极的堆叠体,和在每一 个第一电极上堆叠的外部隔膜。 0018 优选地,第一电极可以是负极电极,并且第二电极可以是正极电极。 0019 优选地,正极电极可以包括正极集电器和在正极集电器的至少一个表面上涂覆的 正极活性材料,并且负极电极可以包括负极集电器和在负极集电器的至少一个表面上涂覆 的负极活性材料。 0020 优选地,第一电极可以是正极电极,并且第二电极可以是负极电极。 0021 优选地,正极电极可以包括正极集电器和在正极集电器的至少一个表面上涂覆的 说 明 书CN 10288466。
24、5 A 3/13页 8 正极活性材料,并且负极电极可以包括负极集电器和在负极集电器的至少一个表面上涂覆 的负极活性材料。 0022 优选地,隔膜和/或外部隔膜可以包括从下述组成的组中选出的任何一种:多微 孔聚乙烯薄膜,多微孔聚丙烯薄膜,由这些薄膜的组合制成的多层薄膜,和用于由聚偏二氟 乙烯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈或者聚偏二氟乙烯六氟丙烯共聚物制成的聚合物电解质的多 微孔聚合物薄膜。 0023 为了实现本发明的目的,根据本发明优选示例性实施例的一种用于二次电池的电 极组件可以包括被顺序地堆叠的至少一个第一堆叠型电池胞和至少一个第二堆叠型电池 胞,其中第一堆叠型电池胞具有根据以上实施例的堆叠型电池胞。
25、的结构并且第二堆叠型电 池胞具有按照顺序布置的第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二电极的堆叠体。 0024 根据本发明的另一优选示例性实施例,一种用于二次电池的电极组件可以包括被 交替堆叠的至少一个第一堆叠型电池胞和至少一个第二堆叠型电池胞,其中第一堆叠型电 池胞具有按照顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极/隔膜/第一电极的堆叠体,并且第 二堆叠型电池胞具有按照顺序布置的外部隔膜/第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二 电极/外部隔膜的堆叠体。 0025 优选地,第一电极可以是负极电极,并且第二电极可以是正极电极。 0026 优选地,正极电极可以包括正极集电器和在正极集电器的至少一个表面上涂覆的 。
26、正极活性材料,并且负极电极可以包括负极集电器和在负极集电器的至少一个表面上涂覆 的负极活性材料。 0027 优选地,第一电极可以是正极电极,并且第二电极可以是负极电极。 0028 优选地,正极电极可以包括正极集电器和在正极集电器的至少一个表面上涂覆的 正极活性材料,并且负极电极可以包括负极集电器和在负极集电器的至少一个表面上涂覆 的负极活性材料。 0029 优选地,隔膜和/或外部隔膜可以包括从下述组成的组中选出的任何一种:多微 孔聚乙烯薄膜,多微孔聚丙烯薄膜,由这些薄膜的组合制成的多层薄膜,和用于由聚偏二氟 乙烯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈或者聚偏二氟乙烯六氟丙烯共聚物制成的聚合物电解质的多 微孔聚。
27、合物薄膜。 0030 优选地,该电极组件可以进一步包括能够在所述电极中不具有外部隔膜的任何一 个的外表面上堆叠的补充性隔膜。 0031 为了实现本发明的目的,根据本发明优选示例性实施例的一种二次电池可以包括 如上所述的电极组件、用于容纳电极组件的外壳,和浸渍到外壳中容纳的电极组件中的电 解质。 0032 为了实现本发明的目的,根据本发明优选示例性实施例的一种用于制造用于二次 电池的电极组件的方法可以包括:制备具有按照顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极/ 隔膜/第一电极的堆叠体的至少一个第一堆叠型电池胞,制备具有按照顺序布置的外部隔 膜/第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二电极/外部隔膜的堆叠体。
28、的至少一个第二 堆叠型电池胞,和交替地堆叠该至少一个第一堆叠型电池胞和该至少一个第二堆叠型电池 胞。 0033 优选地,该方法可以进一步包括在所述电极中不具有外部隔膜的任何一个的外表 说 明 书CN 102884665 A 4/13页 9 面上堆叠补充性隔膜。 0034 为了实现本发明的目的,根据本发明优选示例性实施例的一种用于二次电池的堆 叠型双电池胞可以包括按照顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极/隔膜/第一电极的堆 叠体,和在每一个第一电极上堆叠的外部隔膜。 0035 优选地,第一电极可以是负极电极,并且第二电极可以是正极电极。 0036 优选地,正极电极可以包括正极集电器和在正极集电器的。
29、至少一个表面上涂覆的 正极活性材料,并且负极电极可以包括负极集电器和在负极集电器的至少一个表面上涂覆 的负极活性材料。 0037 优选地,第一电极可以是正极电极,并且第二电极可以是负极电极。 0038 优选地,正极电极可以包括正极集电器和在正极集电器的至少一个表面上涂覆的 正极活性材料,并且负极电极可以包括负极集电器和在负极集电器的至少一个表面上涂覆 的负极活性材料。 0039 优选地,隔膜和/或外部隔膜可以包括从下述组成的组中选出的任何一种:多微 孔聚乙烯薄膜,多微孔聚丙烯薄膜,由这些薄膜的组合制成的多层薄膜,和用于由聚偏二氟 乙烯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈或者聚偏二氟乙烯六氟丙烯共聚物制成的聚。
30、合物电解质的多 微孔聚合物薄膜。 0040 为了实现本发明的目的,根据本发明优选示例性实施例的一种用于二次电池的电 极组件可以包括被顺序地堆叠的至少一个第一双电池胞和至少一个第二双电池胞,其中第 一双电池胞具有按照顺序布置的第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二电极的堆叠体并 且第二双电池胞具有根据上述实施例的堆叠型双电池胞的结构。 0041 根据本发明的另一优选示例性实施例,一种用于二次电池的电极组件可以包括被 交替堆叠的至少一个第一双电池胞和至少一个第二双电池胞,其中第一双电池胞具有按照 顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极/隔膜/第一电极的堆叠体并且第二堆叠型电池胞 具有按照顺序布置的外部隔。
31、膜/第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二电极/外部隔膜 的堆叠体。 0042 优选地,第一电极可以是负极电极,并且第二电极可以是正极电极。 0043 优选地,正极电极可以包括正极集电器和在正极集电器的至少一个表面上涂覆的 正极活性材料,并且负极电极可以包括负极集电器和在负极集电器的至少一个表面上涂覆 的负极活性材料。 0044 优选地,第一电极可以是正极电极,并且第二电极可以是负极电极。 0045 优选地,正极电极可以包括正极集电器和在正极集电器的至少一个表面上涂覆的 正极活性材料,并且负极电极可以包括负极集电器和在负极集电器的至少一个表面上涂覆 的负极活性材料。 0046 优选地,隔膜和/或。
32、外部隔膜可以包括从下述组成的组中选出的任何一种:多微 孔聚乙烯薄膜,多微孔聚丙烯薄膜,由这些薄膜的组合制成的多层薄膜,和用于由聚偏二氟 乙烯、聚环氧乙烷、聚丙烯腈或者聚偏二氟乙烯六氟丙烯共聚物制成的聚合物电解质的多 微孔聚合物薄膜。 0047 该电极组件可以进一步包括能够在所述电极中不具有外部隔膜的任何一个的外 表面上堆叠的补充性隔膜。 说 明 书CN 102884665 A 5/13页 10 0048 为了实现本发明的目的,根据本发明优选示例性实施例的一种用于制造用于二次 电池的电极组件的方法可以包括:制备具有按照顺序布置的第一电极/隔膜/第二电极/ 隔膜/第一电极的堆叠体的至少一个第一双电。
33、池胞,制备具有按照顺序布置的外部隔膜/ 第二电极/隔膜/第一电极/隔膜/第二电极/外部隔膜的堆叠体的至少一个第二双电池 胞,和交替地堆叠该至少一个第一双电池胞和该至少一个第二双电池胞。 0049 优选地,该方法可以进一步包括在所述电极中不具有外部隔膜的任何一个的外表 面上堆叠补充性隔膜。 0050 有利的效果 0051 根据本发明的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞、用于使用该电池胞的二次电池 的电极组件及其制造方法具有以下效果。 0052 第一,通过对传统的堆叠型电池胞或者双电池胞(C型或者A型)和进一步在传统 的堆叠型电池胞或者双电池胞上具有外部隔膜的、根据本发明的改进的堆叠型电池胞或者 双电。
34、池胞做后续堆叠(或者层叠),本发明可以制造期望容量的二次电池,从而导致制造过 程缩短。 0053 第二,由于在用于制造堆叠型电池胞或者双电池胞的层叠强度和用于折叠组件的 层叠强度之间的差异,传统的堆叠/折叠式电极组件在可加工性方面存在限制,而本发明 使得用于所有的过程的层叠强度近似于用于堆叠过程的层叠强度,由此解决了由层叠强度 差异引起的、传统的可加工性降低的问题并且改进了二次电池的性能和产率。 0054 第三,根据本发明的二次电池消除了对于分离膜和折叠过程的需要,由此实现了 电解质的浸渍速率和浸透速率的改进。 0055 根据以下详细说明、附图和权利要求,其它特征和方面可以是明显的。 附图说明。
35、 0056 参考附图,根据实施例的以下说明,本公开的其它目的和方面将变得清楚,其中: 0057 图1是示意根据本发明优选示例性实施例的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞 的结构的概略截面视图; 0058 图2是示意用于与图1的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞一起地构造用于二次 电池的电极组件的、相应的堆叠型电池胞或者双电池胞的结构的概略截面视图; 0059 图3是示意图1的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞的一个实例的截面视图; 0060 图4是示意图1的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞的另一个实例的截面视图; 0061 图5是示意图2的相应的堆叠型电池胞或者双电池胞的一个实例的截面视图; 0062 图6。
36、是示意图2的相应的堆叠型电池胞或者双电池胞的另一个实例的截面视图; 0063 图7是示意根据本发明优选示例性实施例的用于二次电池的电极组件的分解截 面视图; 0064 图8是图7的组装截面视图; 0065 图9是示意根据本发明另一优选示例性实施例的改进的堆叠型电池胞或者双电 池胞的结构的概略截面视图; 0066 图10是示意用于与图9的、改进的堆叠型电池胞或者双电池胞一起地构造用于二 次电池的电极组件的、相应的堆叠型电池胞或者双电池胞的结构的概略截面视图; 说 明 书CN 102884665 A 10 6/13页 11 0067 图11是示意图9的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞的一个实例的截面。
37、视图; 0068 图12是示意图9的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞的另一个实例的截面视 图; 0069 图13是示意图10的相应的堆叠型电池胞或者双电池胞的一个实例的截面视图; 0070 图14是示意图10的相应的堆叠型电池胞或者双电池胞的另一个实例的截面视 图; 0071 图15是示意根据本发明另一优选示例性实施例的用于二次电池的电极组件的分 解截面视图; 0072 图16是图15的组装截面视图。 具体实施方式 0073 提供了以下详细说明以帮助读者获得对于在这里描述的方法、设备和/或系统的 全面理解。相应地,本领域普通技术人员可以想到在这里描述的系统、设备和/或方法的各 种改变、修改和等价。
38、形式。而且,为了增加清楚性和简洁性,可以省略众所周知的功能和构 造的说明。 0074 图1是示意根据本发明优选示例性实施例的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞 的结构的概略截面视图。图2是示意用于与图1的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞一起 地构造用于二次电池的电极组件的、相应的堆叠型电池胞或者双电池胞的结构的概略截面 视图。 0075 参考图1,根据本发明优选示例性实施例的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞10 具有按照顺序堆叠或者层叠的外部隔膜18/第一电极12/隔膜16/第二电极14/隔膜16/ 第一电极12/外部隔膜18的结构。可以通过堆叠或者层叠第一电极12/隔膜16/第二电 极14/隔膜16。
39、/第一电极12,并且将外部隔膜18堆叠或者层叠到所得堆叠体的外表面上 而制造图1的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞10,即,所谓的“A型”堆叠型电池胞或者 双电池胞。可替代地,可以通过一次堆叠或者层叠外部隔膜18/第一电极12/隔膜16/第 二电极14/隔膜16/第一电极12/外部隔膜18而制造改进的堆叠型电池胞或者双电池胞 10。 0076 在说明书中使用的术语“堆叠”是指利用粘结剂在电极和隔膜之间或者在电池胞 之间固定或者耦接,并且术语“层叠”是指利用热熔合在电极和隔膜之间或者在电池胞之间 耦接。因此,在说明书中,在A型电池胞、C型电池胞、改进的双电池胞或者堆叠型电池胞和 相应的双电池胞之间。
40、,可以形成仅仅带有粘结层的堆叠结构、可以形成仅仅不带粘结层的 层叠结构,或者这些结构可以混合地存在。另外,在层叠过程中,两个堆叠型电池胞、相应的 双电池胞或者A型和C型电池胞可以被分别地层叠从而被层叠的堆叠体可以被另外地层 叠。 0077 参考图2,以图1的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞使用的、相应的堆叠型电池 胞或者双电池胞20对应于传统的堆叠型电池胞或者双电池胞,并且具有按照顺序堆叠或 者层叠的第二电极14/隔膜16/第一电极12/隔膜16/第二电极14的结构。 0078 如在图1和2中所示,第一电极12是负极电极,并且第二电极14是正极电极。对 于本领域普通技术人员而言明显的是,第一电极。
41、12、第二电极14、隔膜16和外部隔膜18每 说 明 书CN 102884665 A 11 7/13页 12 一个均被切割成规则形状和尺寸以形成堆叠型电池胞或者双电池胞的层叠结构,并且然后 在彼此之上堆叠或者层叠。 0079 图3是示意图1的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞的一个实例的截面视图。在 图1和2中示意的具有相同附图标记的元件视为具有相同的功能。 0080 参考图3,改进的堆叠型电池胞或者双电池胞110具有按照顺序堆叠的外部隔膜 18/负极电极112/隔膜16/正极电极114/隔膜16/负极电极112/外部隔膜18的结构。 这里,负极电极112包括负极集电器112a和在负极集电器112。
42、a的两侧上涂覆的负极活性 材料112b,并且正极电极114包括正极集电器114a和在正极集电器114a的两侧上涂覆的 正极活性材料114b。 0081 图4是示意图1的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞的另一个实例的截面视图。 在图1到3中示意的具有相同附图标记的元件视为具有相同的功能。 0082 参考图4,改进的堆叠型电池胞或者双电池胞210具有按照顺序堆叠的第一外部 隔膜18a/第一负极电极212/隔膜16/正极电极114/隔膜16/第二负极电极112/第二外 部隔膜18b的结构。这里,第一负极电极212包括与第一外部隔膜18a接触的负极集电器 212a,和在负极集电器212a的一侧上涂覆以与。
43、隔膜16形成接触的负极活性材料212b。第 二负极电极112具有与图3的负极电极112相同的结构。 0083 本领域普通技术人员会理解,与图3的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞110不 同,如在以下描述的,在电极组件300的制造中的堆叠或者层叠过程期间,图4的改进的堆 叠型电池胞或者双电池胞210位于二次电池的电极组件300的任何一个最外侧处。明显的 是,图3的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞110可以被置于电极组件300的最外侧,然而 在此情形中,可以考虑容量(性能)损失。 0084 图5是示意图2的相应的堆叠型电池胞或者双电池胞的一个实例的截面视图。 0085 参考图5,相应的堆叠型电池胞或者。
44、双电池胞120具有按照顺序堆叠的正极电极 114/隔膜16/负极电极112/隔膜16/正极电极114的结构。这里,正极电极114包括正极 集电器114a和在正极集电器114a的两侧上涂覆的正极活性材料114b,并且负极电极112 包括负极集电器112a和在负极集电器112a的两侧上涂覆的负极活性材料112b。在电极 组件的堆叠或者层叠过程期间,图5的相应的堆叠型电池胞或者双电池胞120的正极电极 114,如下述,与图3的堆叠型电池胞或者双电池胞110的外部隔膜18和/或图4的堆叠型 电池胞或者双电池胞210的第二外部隔膜18b相接触地堆叠或者层叠。 0086 图6是示意图2的相应的堆叠型电池胞。
45、或者双电池胞的另一个实例的截面视图。 0087 参考图6,相应的堆叠型电池胞或者双电池胞20具有按照顺序堆叠或者层叠的第 一正极电极114/隔膜16/负极电极112/隔膜16/第二正极电极214的结构。这里,第一 正极电极114等同于以上实施例的正极电极114并且包括正极集电器114a和在正极集电 器114a的两侧上涂覆的正极活性材料114b,并且第二正极电极214包括正极集电器214a 和在正极集电器214a的一侧上涂覆的正极活性材料214b。对于本领域普通技术人员而言 明显的是,在电极组件的堆叠或者层叠过程期间,第二正极电极214位于电极组件的最外 侧处。图5的改进的堆叠型电池胞或者双电池。
46、胞120也可以位于电极组件的最外侧处,然 而在此情形中,可以考虑到容量的损失。 0088 根据参考图3到6描述的以上实施例,用于锂二次电池的双电池胞可以包括通过 说 明 书CN 102884665 A 12 8/13页 13 将作为主要成分使用嵌锂材料例如锂化氧化锰、锂化氧化钴、锂化氧化镍或其组合即合成 氧化物的负极活性材料112b结合到由利用铝、镍或其组合制成的薄片形成的负极集电器 112a获得的负极电极112,和通过将作为主要成分使用锂金属、锂合金或者嵌锂材料例如 碳、石油焦炭、活性碳、石墨或者其它的碳的正极活性材料114b结合到由利用铜、金、镍、铜 合金或其组合制成的薄片形成的正极集电器。
47、114a获得的正极电极114。 0089 根据以上实施例,隔膜16、外部隔膜18、18a和18b和将在下面描述的补充性隔膜 330可以用不同的材料形成,然而它们优选地用相同的材料形成。而且,这些隔膜16、18、 18a、18b和330可以优选地是能够通过热熔合结合的,以制造电池胞或者双电池胞10、20、 110、120、210和220,和/或电极组件。隔膜16、外部隔膜18、18a和18b和补充性隔膜330 中的每一个均可以包括从下述组成的组中选出的任何一种:多微孔聚乙烯薄膜,多微孔聚 丙烯薄膜,由这些薄膜的组合制成的多层薄膜,和用于由聚偏二氟乙烯、聚环氧乙烷、聚丙 烯腈或者聚偏二氟乙烯六氟丙。
48、烯共聚物制成的聚合物电解质的多微孔聚合物薄膜。 0090 图7是示意根据本发明优选示例性实施例的用于二次电池的电极组件的分解截 面视图。图8是图7的组装截面视图。 0091 参考图7和8,根据本发明优选示例性实施例的电极组件300是单独地通过堆叠 过程而非通过根据传统技术所使用的堆叠和折叠这两个过程构造的。电极组件300包括在 彼此之上顺序地或者交替地堆叠或者层叠的改进的堆叠型电池胞或者双电池胞10、110和 210,和相应的堆叠型电池胞或者双电池胞20、120和220。即,根据这个实施例的电极组件 300包括在适当的条件下按照顺序堆叠或者层叠的、期望数目的、改进的堆叠型电池胞或者 双电池胞1。
49、0、110和210,和期望数目的、相应的堆叠型电池胞或者双电池胞20、120和220, 每一个电池胞由在彼此之上堆叠或者层叠的多个电极和多个隔膜构成。 0092 具体地,如在图7和8中所示,根据本发明优选示例性实施例的电极组件300包括 在彼此之上顺序堆叠的、在最外侧处具有第一外部隔膜18a的改进的堆叠型电池胞或者双 电池胞210/相应的堆叠型电池胞或者双电池胞120/改进的堆叠型电池胞或者双电池胞 110/相应的堆叠型电池胞或者双电池胞220,和在相应的堆叠型电池胞或者双电池胞220 的最外侧处被与第二正极电极214的正极集电器212a接触地堆叠或者层叠的补充性隔膜 330。虽然这个实施例示出在彼此之上顺序地或者交替地层叠的两个改进的堆叠型电池胞 或者双电池胞和两个相应的堆叠型电池胞或者双电池胞堆叠,但是对于本领域普通技术人 员而言明显的是,可以根据期望电池容量等适当地选择所使用的堆叠型电池胞或者双电池 胞的数目。 。