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

根据本发明专利技术，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，本发明专利技术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。

【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。
技术介绍
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。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。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。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。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。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，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。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。为了解决这些问题，卷筒型和堆叠型的组合，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。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。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。然而，这些传统技术具有以下缺点，S卩，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。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溃特性(浸溃速率和浸透速率)劣化的问题。
技术实现思路
技术目的本专利技术被设计用于解决传统技术的问题，并且因此本专利技术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。技术方案为了实现本专利技术的目的，根据本专利技术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。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。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。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。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。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。为了实现本专利技术的目的，根据本专利技术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。根据本专利技术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。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。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。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。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。优选地，隔膜和/或外部隔本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：金秀永，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：
国别省市：