具有多个阶状平台的电极组件以及包括该电极组件的电池单体、电池组和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种包括堆叠电极本体的电极组件，其中，多个电极单元利用至少两个矩形分离膜缠绕并堆叠，其中，该至少两个矩形分离膜中的至少一个置放在每一个电极单元的上表面和下表面上，其中，置放在一个表面上的分离膜中的至少一个不同于置放在另一个表面上的分离膜，并且其中，该堆叠电极本体包括至少一个阶状平台，该阶状平台是通过以分离膜中的一个作为边界堆叠关于相邻的电极单元具有面积差异的电极单元而形成的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及一种电极组件，更具体地，涉及如下一种电极组件：该电极组件具有台阶，并具有至少两种不同尺寸的电极单元。 本专利技术的实施例还涉及一种制造包括上述电极组件的电池单体、电池组、装置及电池的方法。 
技术介绍
随着移动设备的技术发展以及对其需求的增加，对二次电池的需求也迅速增加了。特别地，在能量密度、工作电压水平、存放、和延长的寿命特性等方面具有优异性的锂二次电池已经在各种电子产品以及各种移动设备中广泛用作能量源。 通常，锂二次电池具有将电极组件和电解质密封在电池外壳内的结构，根据其外形，锂二次电池主要分为柱状电池、方形电池、袋式电池等，并且还可以分为锂离子电池、锂离子聚合物电池、锂聚合物电池等。 根据最近的、移动设备小型化的倾向，对厚度较薄的方形电池和袋式电池的需求增加了。特别地，对重量轻的袋式电池的兴趣增大了。 根据其类型，容纳在电池外壳中的电极组件可以分成凝胶卷式（卷绕式）电极组件、堆叠式（层叠式）电极组件、层叠堆叠式电极组件、或者堆叠折叠式（复合式）电极组件。 通过如下方式来制造凝胶卷式电极组件：在用作集电器板的金属箔上涂覆电极活性材料并挤压该电极活性材料，该金属箔将被切割成具有所需宽度和长度的带的形式。之后，使用分离膜将阴极和阳极分隔开，然后螺旋地卷绕，由此制造出凝胶卷式电极组件。另外，通过将阴极、分离膜和阳极沿竖直方向堆叠来形成堆叠式电极组件。此外，能够以如下方案来制造复合式电极组件：把包括阴极/分离膜/阳极的多个单元电池布置在片状分离膜上，然后折叠该片状分离膜以使所述多个单元电池相互堆叠。 一般来说，由于通过将彼此具有相同尺寸的单元电池或各个电极相互堆叠的方案来制造现有技术的电极组件，大大减小了形状方面的自由度，因此，对实现各种设计而言存在很多限制。此外，为了更改设计，将在制造各个电极、堆叠多个电极或电连接时存在许多需要采取相对复杂的困难工艺的情形。 这样，最近的移动设备已经被生产为各种类型的新产品，因此也要求安装在移动设备中的电池具有各种形式。因此，基于移动设备的形式，需要一种具有如下设计方案的新型电极组件来满足上述要求：此设计方案使得容易制造出能够根据采用该电池单体的装置的形式而改变为各种形式的电池。 
技术实现思路
技术问题 本专利技术的一个方面提供了一种能够以各种设计实现的电极组件。 本专利技术的一个方面提供了一种重量轻且具有优良电气容量特性的电极组件。 本专利技术的一个方面提供了包括根据该创造性构思的电极组件的电池单体、电池组和装置。 技术方案 本专利技术的一个方面提供了一种包括电极层合体的电极组件，该电极层合体具有多个电极单元，所述多个电极单元在至少两个矩形分离膜中被卷绕而相互堆叠，该电极组件特征在于，不同的矩形分离膜布置在所述多个电极单元中的一个电极单元的至少一部分的上表面和下表面上，并且该电极层合体包括至少一个台阶，该台阶是通过把与其相邻的电极单元具有面积差异的电极单元、在以所述矩形分离膜中的一个作为所述电极单元之间的边界的情况下进行堆叠而形成的。 所述电极组件可以包括一个或两个台阶。 所述电极层合体可以是堆叠折叠式电极层合体，例如是沿着单一方向卷绕的缠绕式电极层合体，或者是以蜿蜒迂回方式卷绕的Z字折叠式电极层合体。 所述电极层合体可以包括布置在所述矩形分离膜的一个表面或两个表面上以进行卷绕的电极单元。 通过允许具有相反极性的电极在以矩形分离膜作为它们之间的边界的情况下彼此面对，可以形成所述台阶。在所述具有相反极性的电极中，具有较大的面积的电极可以是阴极。 各个电极单元可以是从如下的单元电池构成的组中选出的至少一个：在该单元电池中，阴极、阳极、以及至少一个阴极和至少一个阳极可以在它们之间插入有分离膜的情况下相互交替地堆叠。在此情形中，各个单元电池可以是从如下项构成的组中选出的至少一个：凝胶卷式单元电池、堆叠式单元电池、层叠堆叠式单元电池、以及堆叠折叠式单元电池。所述单元电池可以包括至少一个台阶。 该电极组件还可以包括单个电极，所述单个电极被堆叠在电极层合体的上部和下部的至少一个堆叠表面上。在此情形中，该单个电极可以与电极层合体一起形成所述台阶。该单个电极可以是极性与布置在电极层合体的堆叠表面的边缘上的电极的极性相反的电极。 该电极组件还可以包括至少一个第二电极层合体，所述至少一个第二电极层合体选自由以下项构成的组：堆叠式电极层合体、层叠堆叠式电极层合体、凝胶卷式电极层合体、堆叠折叠式电极层合体、以及通过将它们中的至少两种相组合而形成的电极层合体，以作为堆叠在所述电极层合体的上部和下部的一个堆叠表面上的电极层合体。在此情形中，所述第二电极层合体可以具有台阶。 该电极组件还可以包括堆叠在所述电极层合体和第二电极层合体中的至少一个层合体上的单个电极。 所述多个电极单元可以具有相同厚度或不同厚度。 所述分离膜可以布置在外侧，布置在电极组件的沿其厚度方向的最外侧部分上的电极可以是单表面涂覆的电极，所述单表面涂覆的电极的一个表面上具有未涂覆电极活性材料的非涂覆部分，该非涂覆部分可以布置成指向外部，并且所述分离膜可以暴露于外部。在此情形中，该单表面涂覆的电极可以是阳极。 分离膜可以布置在外侧，并且，布置在电极组件的最外侧部分上的电极可以是阴极。 所述电极层合体可以包括至少一个电极单元，所述至少一个电极单元包括至少一个具有不同形状的角部。 所述电极层合体可以包括至少一个电极单元，所述至少一个电极 单元包括至少一个具有弯曲表面形状的角部。在此情形中，具有该至少一个具有弯曲表面形状的角部的电极单元可以设置为至少两个，并且该至少一个电极单元可以包括具有弯曲表面形状的角部，该弯曲表面形状具有与其它电极单元的曲率不同的曲率。 所述电极层合体可以堆叠成使得电极单元的面积在所述电极单元被堆叠的厚度方向上减小，并且所述电极层合体可以堆叠成阵列，在该阵列中，各个电极单元的一个角部相互对准。 电极层合体可以堆叠成使得：彼此相邻的电极单元中的一个被包括在与其不同的电极单元的堆叠表面中。在此情形中，所述电极层合体可以堆叠成使得电极单元的中心相互对准。 所述电极单元可以包括与各个电极的极性对应的电极接线片，并且所述电极接线片可以具有相同尺寸或不同尺寸。电极接线片可以附着到所述电极单元中的一个电极单元的端部或附接到该一个电极单元的彼此相反的端部。 本专利技术的一个方面提供了一种电池单体，通过包括将容纳在电池外壳中的上述电极组件来提供该电池单体。该电池单体可以是锂离子二次电池或锂离子聚合物二次电池。电池外壳可以是袋式外壳。在此情形中，电池外壳可以在其内部容纳电极组件，并可以包括台阶或倾斜表面以对应于电极组件的形状。 本专利技术的一个方面提供了一种包括至少一个上述电池单体的装置。在此情形中，所述电池单体可以在其剩余空间中容纳该装置的系统构件。该装置可以是移动电话、便携式计算机、智能手机、智能平板、笔记本电脑、轻型电动车、电动车辆、混合动力车辆、外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括电极层合体的电极组件，所述电极层合体具有多个电极单元，所述多个电极单元在至少两个矩形分离膜中被卷绕而相互堆叠，所述电极组件的特征在于，不同的矩形分离膜布置在所述多个电极单元中的一个电极单元的至少一部分的上表面和下表面上，并且所述电极层合体包括至少一个台阶，所述台阶是通过把与其相邻的电极单元具有面积差异的电极单元、在以所述矩形分离膜中的一个作为所述电极单元之间的边界的情况下进行堆叠而形成的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.31 KR 10-2012-0058243;2012.11.09 KR 10-2011.一种包括电极层合体的电极组件，所述电极层合体具有多个电
极单元，所述多个电极单元在至少两个矩形分离膜中被卷绕而相互堆
叠，所述电极组件的特征在于，不同的矩形分离膜布置在所述多个电
极单元中的一个电极单元的至少一部分的上表面和下表面上，并且所
述电极层合体包括至少一个台阶，所述台阶是通过把与其相邻的电极
单元具有面积差异的电极单元、在以所述矩形分离膜中的一个作为所
述电极单元之间的边界的情况下进行堆叠而形成的。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述台阶被设置为一
个或两个。
3.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述电极层合体是堆
叠折叠式电极层合体。
4.根据权利要求3所述的电极组件，其中，所述电极层合体是沿
着单一方向卷绕的缠绕式电极层合体，或者是沿着蜿蜒迂回方向卷绕
的Z字折叠式电极层合体。
5.根据权利要求3所述的电极组件，其中，所述电极层合体包括
布置在所述矩形分离膜的一个表面或两个表面上以进行卷绕的电极单
元。
6.根据权利要求1所述的电极组件，其中，通过允许具有相反极
性的电极在以所述矩形分离膜作为它们之间的边界的情况下彼此面
对，来形成所述台阶。
7.根据权利要求6所述的电极组件，其中，在所述具有相反极性
的电极中，具有较大面积的电极是阴极。
8.根据权利要求1所述的电极组件，其中，各个所述电极单元是
从如下的单元电池构成的组中选出的至少一个：在该单元电池中，阴
极、阳极、以及至少一个阴极和至少一个阳极在它们之间插入有分离
膜的情况下相互交替地堆叠。
9.根据权利要求8所述的电极组件，其中，各个所述单元电池是
从如下项构成的组中选出的至少一个：凝胶卷式单元电池、堆叠式单
元电池、层叠堆叠式单元电池、以及堆叠折叠式单元电池。
10.根据权利要求9所述的电极组件，其中，所述单元电池包括
至少一个台阶。
11.根据权利要求1所述的电极组件，还包括单个电极，所述单
个电极被堆叠在所述电极层合体的上部和下部的一个堆叠表面上。
12.根据权利要求11所述的电极组件，其中，所述单个电极与所
述电极层合体一起形成所述台阶。
13.根据权利要求11所述的电极组件，其中，所述单个电极是与
布置在所述电极层合体的堆叠表面的边缘上的电极具有不同极性的电
极。
14.根据权利要求1所述的电极组件，还包括至少一个第二电极
层合体，所述至少一个第二电极层合体选自由以下项构成的组：堆叠
式电极层合体、层叠堆叠式电极层合体、凝胶卷式电极层合体、堆叠
折叠式电极层合体、以及通过将它们中的至少两种相组合而形成的电
极层合体，以作为堆叠在所述电极层合体的上部和下部的一个堆叠表
面上的所述电极层合体。
15.根据权利要求14所述的电极组件，其中，所述第二电极层合
体具有台阶。
16.根据权利要求14所述的电极组件，还包括堆叠在所述电极层
合体和所述第二电极层合体中的一个层合体上的单个电极。

【专利技术属性】
技术研发人员：金永焄，权盛振，安谆昊，金东明，金基雄，柳胜民，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR