一種電極組件制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)的實(shí)施方案提供電極組件，所述電極組件具有以其中將具有堆疊結(jié)構(gòu)的多個(gè)單元電池布置在長(zhǎng)片型隔膜上的狀態(tài)卷繞的結(jié)構(gòu)，所述電極組件包含具有兩種以上的電極材料構(gòu)造的單元電池，其中堆疊在具有堆疊結(jié)構(gòu)的單元電池上的隔片具有包覆在其兩側(cè)上的包覆材料且長(zhǎng)片型隔膜具有包覆在其一側(cè)上的包覆材料。其在電池的制備期間降低初始電阻的同時(shí)提高電池制備的加工性并具有與常規(guī)電池相當(dāng)?shù)碾姵貕勖碾姌O組件，以及包含所述電極組件的鋰二次電池。

Electrode assembly

Embodiments of the present invention provides an electrode assembly, the electrode assembly has a stacked structure which will have a plurality of unit cells arranged in feature type diaphragm state winding structure, the electrode assembly contains unit battery electrode material with structure of more than two kinds, including spacers stacked in the unit cell has a stacked structure on the coated on the both sides of the coating material and film type diaphragm has coating material coated on one side thereof. It reduces the initial resistance during the preparation of the battery, improves the processability of the battery preparation, and has an electrode assembly that is equivalent to the battery life of the conventional battery, and a lithium two secondary battery comprising the electrode assembly.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種電極組件
本專利技術(shù)涉及一種電極組件的鋰二次電池。
技術(shù)介紹
現(xiàn)在隨著各種移動(dòng)電源裝置的技術(shù)開發(fā)和需求的增加，對(duì)二次電池的需求也急劇增加。在二次電池中，已經(jīng)將具有高能量密度和運(yùn)行電壓以及優(yōu)異的保存和壽命特征的鋰二次電池廣泛用作各種電子產(chǎn)品以及各種移動(dòng)裝置的能源。鋰二次電池使用金屬氧化物如LiCoO作為正極活性材料并使用碳材料作為負(fù)極活性材料，將多孔聚合物隔片布置在負(fù)極與正極之間，且含有鋰鹽如LiPh的非水電解液用作其中鋰離子在負(fù)極與正極之間移動(dòng)的介質(zhì)。所述鋰二次電池必須在電池的運(yùn)行電壓范圍內(nèi)基本穩(wěn)定，必須具有高充放電效率，并必須具有在足夠高的速率下遷移離子的能力。將具有3.6V以上運(yùn)行電壓的鋰二次電池用作便攜式電子裝置的電源或?qū)⒍鄠€(gè)鋰二次電池串聯(lián)連接以用于高功率混合動(dòng)力車輛中。由于鋰二次電池的運(yùn)行電壓是鎳-鎘電池或鎳-金屬氫化物電池的運(yùn)行電壓的三倍且每單位重量的能量密度特性也是優(yōu)異的，所以鋰二次電池具有被廣泛應(yīng)用的趨勢(shì)。在鋰二次電池中，可以對(duì)聚合物隔片進(jìn)行包覆以在保持單電池的安全性、高溫存儲(chǔ)性能和高溫循環(huán)性能的同時(shí)提高對(duì)電極的粘合。然而，這會(huì)造成電池初始電阻的提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供一種在電池的制備期間降低初始電阻的同時(shí)提高電池制備的加工性并具有與常規(guī)電池相當(dāng)?shù)碾姵貕勖碾姌O組件，以及包含所述電極組件的鋰二次電池。本專利技術(shù)的實(shí)施方案提供電極組件，所述電極組件具有以其中將具有堆疊結(jié)構(gòu)的多個(gè)單元電池布置在長(zhǎng)片型隔膜上的狀態(tài)卷繞的結(jié)構(gòu)，所述電極組件包含具有兩種以上的電極材料構(gòu)造的單元電池，其中堆疊在具有堆疊結(jié)構(gòu)的單元電池上的隔片具有包覆在其兩側(cè)上的包覆材料且長(zhǎng)片型隔膜具有包覆在其一側(cè)上的包覆材料。附圖說(shuō)明包括附圖以提供本專利技術(shù)的進(jìn)一步理解，將所述附圖并入本說(shuō)明書中并構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分。附圖顯示了本專利技術(shù)的例示性實(shí)施方案，并與說(shuō)明書一起用于解釋本專利技術(shù)的原理。在所述附圖中：圖1顯示了本專利技術(shù)的電極組件。具體實(shí)施方式下面參考附圖對(duì)本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。然而，本專利技術(shù)可以以不同形式實(shí)施且不應(yīng)被理解為限制于本文中所述的實(shí)施方案。而是，提供這些實(shí)施方案以使得本公開內(nèi)容詳盡和完全，并將本專利技術(shù)的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。本專利技術(shù)涉及電極組件10和包含所述電極組件10的鋰二次電池，所述電極組件10具有以其中將具有堆疊結(jié)構(gòu)的多個(gè)單元電池布置在長(zhǎng)片型隔膜40上的狀態(tài)卷繞的結(jié)構(gòu)，所述電極組件包含具有兩種以上的電極材料構(gòu)造的單元電池，其中堆疊在具有堆疊結(jié)構(gòu)的單元電池上的隔片30具有包覆在其兩側(cè)上的包覆材料且長(zhǎng)片型隔膜40具有包覆在其一側(cè)(具體地，具有布置在其上的多個(gè)單元電池的側(cè))上的包覆材料。下文中，將對(duì)本專利技術(shù)進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。本專利技術(shù)涉及電極組件10和包含所述電極組件10的鋰二次電池，所述電極組件10具有以其中將尺寸分別與單電池的尺寸相對(duì)應(yīng)的多個(gè)單元電極即正極和負(fù)極交替堆疊并將具有堆疊結(jié)構(gòu)的多個(gè)單元電池布置在長(zhǎng)片型隔膜40上的狀態(tài)卷繞的結(jié)構(gòu)。通過(guò)使用兩側(cè)都被包覆的隔片30來(lái)對(duì)本專利技術(shù)電極組件10中的各個(gè)單元電池進(jìn)行包覆。其原因是，可以促進(jìn)將電極粘合到隔片30上并可以在保持安全性的同時(shí)將性能保持原樣。用于包覆兩側(cè)的包覆材料的厚度可以在約0.001um～約100um的范圍內(nèi)。當(dāng)包覆厚度在上述范圍內(nèi)時(shí)，可防止電池厚度的增加并可以使電池性能的下降最小化。本專利技術(shù)的電極組件10具有堆疊/折疊型結(jié)構(gòu)，其中雙電池(bi-cell)和/或全電池(fullcell)(例如雙電池)在堆疊方法中由少量單元電池形成并多個(gè)布置在長(zhǎng)片型隔膜40上，隨后順序卷繞以總體形成為板型結(jié)構(gòu)。所述雙電池是具有布置在單電池兩側(cè)上的相同電極的單元電池，例如正極/隔片/負(fù)極/隔片/正極的單元結(jié)構(gòu)和負(fù)極/隔片/正極/隔片/負(fù)極的單元結(jié)構(gòu)。為了通過(guò)使用上述雙電池形成包括二次電池的電化學(xué)單電池，必須堆疊多個(gè)雙電池，從而使得具有正極/隔片/負(fù)極/隔片/正極的結(jié)構(gòu)的雙電池和具有負(fù)極/隔片/正極/隔片/負(fù)極結(jié)構(gòu)的雙電池以其間布置有隔膜40的狀態(tài)相互面對(duì)。此外，正極端子11和負(fù)極端子12突出至各個(gè)單元電池的外部。在本專利技術(shù)的電極組件10中，根據(jù)包覆在集電體上的電極材料的類型和厚度，可確定電極材料的構(gòu)造。電極材料的具體構(gòu)造不限于電極組件10的典型構(gòu)造。例如，在具有不同構(gòu)造的電極材料是優(yōu)選實(shí)例中的正極材料的情況中，為了制備本專利技術(shù)的電極組件10，可以對(duì)由第一單元電池21和第二單元電池22形成的電極組件10進(jìn)行構(gòu)造。通常，二次電池的容量、壽命特性以及高倍率充放電特性可取決于正極活性材料或負(fù)極活性材料的類型和厚度。因此，在具有不同構(gòu)造的電極材料是優(yōu)選實(shí)例中的正極材料的情況中，第一單元電池21可包含選自鋰鈷氧化物、鋰錳氧化物和鋰鎳氧化物中的一種或多種物質(zhì)，且第二單元電池22可包含選自鋰錳鈷氧化物、鋰錳鎳氧化物、鋰鎳鈷氧化物和鋰錳鎳鈷氧化物中的一種或多種物質(zhì)。通過(guò)使用兩側(cè)都被包覆的隔片30來(lái)對(duì)本專利技術(shù)的電極組件10中的各個(gè)單元電池進(jìn)行包覆。其原因是，可以促進(jìn)將電極粘合到隔片30上且可以在保持安全性的同時(shí)將性能保持原樣。用于包覆兩側(cè)的包覆材料的厚度可以在約0.001～約100的范圍內(nèi)。當(dāng)包覆厚度在上述范圍內(nèi)時(shí)，可在防止電池厚度增大的同時(shí)，使電池性能的下降最小化。用于包覆兩側(cè)的包覆材料可以是選自鈦鋯酸鉛(PZT；Pb(Zr,Ti)O^、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT；Pb1-xLaxZr1-yTiyO3)、Pb(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(P]MN-PT)、BaTiO3、氧化鉿(HfO2)、SrTiO3、TiO2、Al2O3、ZrO2、SnO2、CeO2、MgO、CaO、ZnO和Y2O3中的一種或多種物質(zhì)。可將雙電池用作具有堆疊結(jié)構(gòu)的單元電池。其原因是，具有更高容量的單元電池的巨大優(yōu)勢(shì)是可以在保持雙電池的電池形狀的同時(shí)使用所述雙電池，且還可以降低在電池的制備過(guò)程期間的物理尺寸偏差。以其中將具有堆疊結(jié)構(gòu)的多個(gè)單元電池布置在長(zhǎng)片型隔膜40上的狀態(tài)對(duì)本專利技術(shù)的電極組件10進(jìn)行卷繞，且此時(shí)，長(zhǎng)片型隔膜40的長(zhǎng)度不限于在單電池的卷繞期間可使用的長(zhǎng)度。將包覆在一側(cè)上的隔膜40用作本專利技術(shù)的電極組件10的折疊期間的長(zhǎng)片型隔膜。使用具有包覆在其一側(cè)上的包覆材料的片型隔膜40，由此可實(shí)現(xiàn)成本的下降。此外，由于作為絕緣體的包覆材料的含量可以盡可能地下降，所以可以進(jìn)一步提高電池的電導(dǎo)率和電性能，且可以包含多個(gè)電極組件10，由此，可以使容量最大化并可以防止由電池的隔片40造成的輸出的下降。用于包覆一側(cè)的包覆材料的厚度可以在約0.001ym～約100ym的范圍內(nèi)。當(dāng)包覆厚度在上述范圍內(nèi)時(shí)，可在防止電池厚度增加的同時(shí)將電池性能保持原樣。具體地，用于包覆一側(cè)的包覆材料可以是選自鈦鋯酸鉛(PZT)、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)、Pb(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(P]MN-PT)、BaTiO3、氧化鉿(HfO2)、SrTiO3、TiO2、Al2O3、ZrO2、SnO2、CeO2、MgO、CaO、ZnO和Y2O3中的一種或多種物質(zhì)。在長(zhǎng)片型隔膜40中，包覆有包覆材料的一側(cè)是具有布置在其上的多個(gè)單元電池的側(cè)。其原因是，可以促進(jìn)將電極粘合到隔片上并可在保持安全性的同時(shí)將性能保持原樣。本專利技術(shù)的電極組件10可用于鋰二次電池，且當(dāng)本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種電極組件，包括長(zhǎng)條形隔膜、電池正極單元、電池負(fù)極單元，其特征在于所述電池正極單元和電池負(fù)極單元分別間隔設(shè)置在長(zhǎng)條形隔膜的兩側(cè)，采用反復(fù)折疊的方式進(jìn)行堆疊，所述電池正極單元和電池負(fù)極單元設(shè)置分別設(shè)置有極耳。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電極組件，包括長(zhǎng)條形隔膜、電池正極單元、電池負(fù)極單元，其特征在于所述電池正極單元和電池負(fù)極單元分別間隔設(shè)置在長(zhǎng)條形隔膜的兩側(cè)，采用反復(fù)折疊的方式進(jìn)行堆疊，所述電池正極單元和電池負(fù)極單元設(shè)置分別設(shè)置有極耳。2.如權(quán)利要求1所述的電極組件，其中所述長(zhǎng)片型隔膜的厚度在約0.001ym?約100um的范圍內(nèi)。3.如權(quán)利要求1所述的電極組件，其中所述長(zhǎng)條形隔膜是選自鈦鋯酸鉛（PZT)、鋯鈦酸鉛鑭(PLZT)、Pb(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(P]MN-PT)、BaTi03、氧化鉿(...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：唐忠相，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：唐忠相，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖南,43