电极组件、电池和包括该电池的装置制造方法及图纸

本公开涉及一种电极组件，该电极组件通过堆叠多个电极单元而形成，所述电极组件包括：通过堆叠具有不同面积的三种或更多种类型的电极单元而形成的两个或更多个阶梯，其中在所述电极单元中具有最大面积的电极单元的阵列位于所述电极组件的内部，并且在具有不同面积的电极单元之间的界面处，具有不同极性的电极彼此面对。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极组件、电池和包括该电池的装置
本公开涉及一种电极组件、一种电池和一种包括该电池的装置，并且更具体地，涉及一种包括具有不同面积的三种或更多种电极单元的组合的电极组件，具有不同极性的电极形成为在具有不同面积的电极单元之间的界面处彼此面对，并且涉及一种电池和一种包括该电池的装置。
技术介绍
随着技术的进步以及对移动装置的日益增加的需求，对可再充电电池的需求已经显著增加。在可再充电电池中，广泛使用具有高能量密度和高运行电压以及超高寿命循环的锂二次电池，作为用于各种电子器材以及多种移动装置的能量源。大体上，锂二次电池形成为具有下列结构，其中电极组件和电解质被密封在电池壳体中，并且根据其外观，可将锂二次电池分为圆柱式电池、棱柱式电池、袋式电池等等，或者可根据其中使用的电解质类型，将锂二次电池分为锂离子电池、锂离子聚合物电池、锂聚合物电池等等。由于近年来移动装置小型化的趋势，对于薄棱柱电池和袋式电池的需求已经增加，并且特别地，对于具有易于改变形状的轻质袋式电池的关注高。根据其形状，被接纳在电池壳体中的电极组件可被分为果冻卷(卷绕)式、堆叠(层压)式、以及堆叠和折叠(复合)式。通常以下列方式制造果冻卷式电极组件：以活性电极材料对用作集电器的金属箔进行涂覆；挤压经涂覆的金属箔；将经挤压的金属箔切割为具有期望长度和宽度的带状物；使用隔膜将负电极片和正电极片分离；和以螺旋形缠绕负和正电极片以及隔膜。堆叠式电极组件是以下列方式制造的电极组件，其中竖直堆叠负电极、隔膜和正电极。同时，堆叠和折叠式电极组件是以下列方式制造的电极组件，即使用长片式隔膜缠绕或折叠单一电极或分别由负电极、隔膜和正电极形成的堆叠电极主体。然而，由于通常可通过堆叠具有相同尺寸的单元电池或个别电极制造根据最新的现有技术的电极组件，所以其形状的自由度可能劣化，导致其设计中存在限制。同时，为了更改设计，在大多数情况下，在制造、堆叠或电连接个别电极时，可能需要复杂和困难的工艺。在更改设计的情况下，单位体积的电池容量可能退化。因此，已经需要开发下列电极组件和使用该电极组件的电池，该电极组件能够被多样地设计，同时，该电极组件具有稳定性和高容量特性。
技术实现思路
技术问题本公开的示例性实施例可提供一种电极组件、一种电池和一种包括该电池的装置，与现有技术相比，能够多样地设计该电极组件，并且该电极组件通过使用三种或更多种具有不同面积的电极组件而允许明显降低由于设计因素导致的未利用空间从而提高空间占用率，并且该电极组件通过在电极单元组件的内部包括具有最大面积的电极单元而具有较高稳定性。技术解决方案根据本公开的一方面，提供一种通过堆叠多个电极单元而形成的电极组件，该电极组件包括：通过堆叠具有不同面积的三种或更多种电极单元形成的两个或更多个阶梯，其中在电极单元中具有最大面积的电极单元的阵列位于电极组件的内部，并且在具有不同面积的电极单元之间的界面处具有不同极性的电极彼此面对。每个电极单元都由单一电极、单元电池或其组合形成，单元电池包括正电极和负电极，在正电极和负电极之间介有隔膜。可通过果冻卷法、堆叠法、堆叠和折叠法或者层压和堆叠法制造单元电池。在每个电极单元中，其电极表面都可具有四边形形状，其中至少一个角部是弯曲的，或者至少一边是弯曲的。三种或更多种类型的电极单元中的至少一种电极单元的电极表面形状可与其余的电极单元的电极表面形状不同。根据本公开的另一方面，提供一种包括上述电极组件的、被嵌入电池壳体中的二次电池。二次电池可为锂离子二次电池或锂离子聚合物二次电池。根据本公开的另一方面，提供一种包括两个或更多个上述二次电池的电池组。根据本公开的另一方面，提供一种包括至少一个二次电池的装置。该装置可为移动电话、便携式计算机、智能电话、智能平板、上网本、轻型电动车辆(LEV)、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆或蓄电装置。有利效果本公开的示例性实施例可提供一种电极组件、一种电池和一种包括该电池的装置，与现有技术相比，能够多样地设计该电极组件，并且该电极组件允许通过使用三种或更多种具有不同面积的电极组件来明显降低由于设计因素导致的未利用空间，从而提高空间占用率，并且该电极组件通过在电极单元组合的内部包括具有最大面积的电极单元而具有较高稳定性。附图说明图1是根据本公开的示例性实施例的电极组件的侧视图。图2-4是例示被堆叠在根据本公开的示例性实施例的电极组件中的电极单元实例的视图。图5是根据本公开的示例性实施例的二次电池的透视图。图6是根据本公开的另一示例性实施例的二次电池的透视图。具体实施方式下面，现在将参考附图详细描述本公开的示例性实施例。然而，提供附图是为了帮助理解本公开，并且可作为实例例示，但是无意限制本公开的范围。另外，贯穿附图，相同附图标记都涉及相同元件，并且为了例示清晰，可放大、缩小或省略一些元件。本公开的示例性实施例涉及一种包括三种或更多种具有不同面积的电极单元的组合的电极组件。在该情况下，电极单元可被堆叠成具有在其间形成的阶梯，同时可在电极单元组合的内部设置具有最大面积的电极单元，并且具有不同极性的电极可形成为在具有不同面积的电极单元之间的界面处彼此面对。这里，术语“面积”涉及关于电极单元的堆叠方向垂直的方向(下文称为‘平面方向’)中的电极单元的表面积，并且相同类型的电极单元可具有相同形状和相同表面积。另外，“电极单元”——构成电极组件的基本单元，可为单一电极，诸如负电极或正电极，或者可为单元电池，该单元电池具有交替堆叠的负电极和正电极，两者之间介有隔膜。在该情况下，可通过堆叠其间介有隔膜的单个负电极和单个正电极来形成单元电池，或者也可通过堆叠其间介有隔膜的两个或更多负电极以及两个或更多正电极来形成单元电池。此外，“电极单元”可由单元电池和单一电极的组合形成。同时，术语“单元电池”不特别受限，只要在其间介有隔膜的情况下交替地堆叠至少一个负电极和至少一个正电极从而导致电池反应即可。在根据本公开示例性实施例的具有阶梯的电极组件中，单元电池可形成单层，或者可为其间具有阶梯的两层或更多层的组合。在该情况下，单元电池可以为通过下列果冻卷方法制造的电极层压件，即：将片状隔膜介于片状负电极和片状正电极之间，并且然后卷绕膜和电极。可替代地，单元电池可为通过以下列方式堆叠两个或更多电极形成的堆叠式电极层压件，即：在负电极和正电极之间介有单独的隔膜的情况下交替并且依次地堆叠负电极和正电极。另外，单元电池可为堆叠和折叠式电极层压件，通过以预定顺序将两个或更多电极布置在长片式隔膜上，然后使用电极单元折叠片式隔膜，该堆叠和折叠式电极层压件具有交替堆叠的至少一个负电极和至少一个正电极，在其间介有长片式隔膜。此外，电池单元可为层压和堆叠式电极层压件，其通过使用预定程度的粘合剂交替地堆叠至少一个负电极和至少一个正电极以形成层压件而形成。在该情况下，该层压和堆叠式单元电池可具有下列结构，其中交替地堆叠具有不同极性的两个或更多电极，隔膜介于电极之间，并且另一隔膜被堆叠和层压在单元电池的最外部表面上。例如，单元电池可为具有电极/隔膜/电极/隔膜的最小单元结构的电极层压件，或者通过在最小单元结构上进一步层压至少一个电极和至少一个隔膜形成的电极层压件。另外，层压和堆叠式单元电池可具有下列本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极组件，所述电极组件通过堆叠多个电极单元而形成，所述电极组件包括两个或更多个阶梯，所述两个或更多个阶梯通过堆叠具有不同面积的三种或更多种类型的电极单元而形成，其中，在所述电极单元中具有最大面积的电极单元的阵列位于所述电极组件的内部，并且在具有不同面积的所述电极单元之间的界面处，具有不同极性的电极彼此面对。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.07.08 KR 10-2013-0079786;2014.07.08 KR 10-2011.一种电极组件，所述电极组件通过堆叠多个电极单元而形成，所述电极组件包括两个或更多个阶梯，所述两个或更多个阶梯通过堆叠具有不同面积的三种或更多种类型的电极单元而形成，其中，在所述电极单元中具有最大面积的电极单元的阵列位于所述电极组件的内部，并且在具有不同面积的所述电极单元之间的界面处，具有不同极性的电极彼此面对，其中，所述电极组件的重心位于所述电极单元的组合的内部，并且其中，在所述界面处，具有相对大面积的电极被布置成负电极，并且具有相对小面积的电极被布置成正电极。2.根据权利要求1所述的电极组件，其中，每个电极单元均由单一电极、单元电池或其组合形成，所述单元电池包括正电极和负电极，在所述正电极和所述负电极之间介有隔膜。3.根据权利要求2所述的电极组件，其中，通过果冻卷法或者堆叠法来制造所述单元电池。4.根据权利要求2所述的电极组件，其中，通过堆叠和折叠法或者层压...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴贤，安寅究，金东明，郑在彬，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国;KR