具有圓狀角部的電極組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電極組件，包括兩個或更多個單元單體，每一個單元單體包括陰極、陽極和布置在陰極和陽極之間的分隔物，電極突片從相應(yīng)的電極突出，其中單元單體基于一平面在高度方向上堆疊，單元單體中的至少兩個具有不同的平面尺寸，并且單元單體中的每一個單元單體的一個或多個角部是圓狀的，該一個或多個角部不與單元單體中的每一個單元單體的形成有電極突片的一側(cè)相接。
【背景技術(shù)】
[0002]因為移動裝置已經(jīng)日益地得到發(fā)展，并且對于這種移動裝置的需求已經(jīng)增加，所以對于二次電池的需求也已經(jīng)急劇地增加。在這種二次電池中，鋰二次電池呈現(xiàn)高的能量密度和運行電壓以及優(yōu)良的充電保持和使用壽命特性，鋰二次電池已經(jīng)廣泛地為各種電子產(chǎn)品以及移動裝置用作能源。
[0003]基于其外觀，鋰二次電池可以分類成柱形電池、棱形電池或袋形電池?；陔娊赓|(zhì)的種類，鋰二次電池還可以分類成鋰離子電池、鋰離子聚合物電池或鋰聚合物電池。
[0004]近來移動裝置小型化的趨勢已經(jīng)增加了對于具有小的厚度的棱形電池或者袋形電池的需求。特別地，大量的興趣當(dāng)前地集中在這種袋形電池上，因為易于修改袋形電池的形狀、袋形電池的制造成本是低的并且袋形電池是輕質(zhì)的。
[0005]通常，袋形電池是在密封狀態(tài)下在由包括樹脂層和金屬層的層壓片形成的袋形電池外殼中具有電極組件和電解質(zhì)的電池。安裝在電池外殼中的電極組件被以果凍卷(卷繞)型結(jié)構(gòu)、堆疊型結(jié)構(gòu)或者組合(堆疊/折疊)型結(jié)構(gòu)構(gòu)造。
[0006]圖1是典型地示出包括堆疊型電極組件的袋形二次電池的結(jié)構(gòu)的視圖。
[0007]參考圖1，袋形二次電池10構(gòu)造為具有如此結(jié)構(gòu)，其中，包括陰極、陽極和分別地設(shè)置在陰極和陽極之間、涂覆有固體電解質(zhì)的分隔物的電極組件30在密封狀態(tài)下安裝在袋形電池外殼20中，使得電連接到電極組件30的陰極突片31和陽極突片32的兩條電極引線40和41暴露于外側(cè)。
[0008]電池外殼20包括具有電極組件30位于其中的凹陷的接納部23的殼體21和一體地連接到殼體21的蓋22。
[0009]電池外殼20由層壓片形成，層壓片包括構(gòu)成層壓片的最外部分的外部樹脂層20A、用于防止材料滲透的隔離金屬層20B和用于密封的內(nèi)部樹脂層20C。
[0010]堆疊型電極組件30的陰極突片31和陽極突片32分別通過焊接聯(lián)接到電極引線40和41。另外，絕緣膜50附接到電極引線40和41中的每一條的頂部和底部，以當(dāng)殼體21的上端24和蓋22的上端使用熱焊接裝置熱焊接到彼此時，防止在熱焊接裝置(未示出)與電極引線40和41之間發(fā)生短路并且在電極引線40和41與電池外殼20之間實現(xiàn)密封。
[0011]然而，近年來，根據(jù)纖薄型設(shè)計趨勢或者各種其它設(shè)計趨勢，要求一種新型的電池單體。
[0012]另外，上述電池單體構(gòu)造為包括具有相同尺寸或者相同容量的電極組件。因此，為了考慮到電池單體應(yīng)用于此的裝置的設(shè)計地制造具有新穎結(jié)構(gòu)的電池單體，有必要減小電池單體的容量或者修改裝置的設(shè)計使得裝置的尺寸增加。
[0013]另外，在裝置設(shè)計的修改期間，電連接是復(fù)雜的，并且因此難以制造滿足期望條件的電池單體。
[0014]進而，還有必要基于電極組件的形狀制造電池外殼。
[0015]因此，能夠依賴于電池單體應(yīng)用于此的裝置的形狀使用的電極組件和電池外殼和包括它們的電池單體是高度必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]技術(shù)問題
[0017]因此，已經(jīng)作出本發(fā)明用以解決以上問題和尚待解決的其它技術(shù)問題。
[0018]具體地，本發(fā)明的目的在于提供一種電極組件，該電極組件構(gòu)造為具有其中該電極組件能夠安裝在裝置的各種空間中，由此增大裝置的內(nèi)部空間的利用的結(jié)構(gòu)，并且還構(gòu)造為具有其中電極組件能夠有效率地安裝在具有除了矩形外觀的各種外觀的裝置中的結(jié)構(gòu)。
[0019]技術(shù)方案
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，能夠通過提供一種電極組件實現(xiàn)以上和其它目的，該電極組件包括兩個或更多個單元單體，該兩個或更多個單元單體中的每一個單元單體包括陰極、陽極和設(shè)置在陰極和陽極之間的分隔物，電極突片從相應(yīng)的電極突出，其中單元單體基于一平面在高度方向上堆疊，單元單體中的至少兩個單元單體具有不同的平面尺寸，并且每一個單元單體的、不與每一個單元單體的形成有電極突片的一側(cè)相接的一個或多個角部是圓狀的。
[0021]通過堆疊具有不同尺寸的單元單體而形成的根據(jù)本發(fā)明的電極組件包括圓狀角部。因此，能夠使根據(jù)本發(fā)明的電極組件更加準確地對應(yīng)于包括該電極組件的電池單體安裝在其中的裝置的形狀，包括彎曲形狀，并且因此進一步減小裝置的尺寸。
[0022]可以基于電池單體安裝在其中的裝置的形狀或所需容量靈活地調(diào)節(jié)包括在電極組件中的具有不同的平面尺寸的單元單體的數(shù)目。具體地，電極組件可以包括兩個或三個單元單體?？商娲?，電極組件可以包括四個或更多個單元單體。
[0023]在一個具體實例中，每一個圓狀角部的曲率半徑的最大值可以等于每一個單元單體的長度的50 % ο每一個單元單體的長度可以是在電極突片從每一個單元單體突出的方向上的每一個單元單體的一側(cè)的尺寸。此外，將在下文中描述的單元單體中的每一個單元單體的寬度可以是在與電極突片從每一個單元單體突出的方向垂直的方向上的每一個單元單體的一側(cè)的尺寸。
[0024]如果每一個圓狀角部的曲率半徑大于每一個單元單體的長度的50%，則在電極組件的制造期間，電極片可能斷裂。通常，通過以下步驟來制造單元單體:(i)刻切電極片的一部分，以在電極片處形成電極突片和圓狀角部；(ii)卷繞被刻切的電極片；(iii)展開電極片，施加活性材料，在電極片和另一個電極片之間設(shè)置分隔物，并且切割由分隔物和電極片構(gòu)成的堆疊體。如果在單元單體的制造期間在電極片的縱向方向上深深地刻切電極片以增加電極片的圓狀角部的曲率半徑，則當(dāng)卷繞電極片時，應(yīng)力可以集中在電極片的具有相對小的面積的刻切部分處，結(jié)果電極片可能斷裂。因此，在其中在電極片處形成圓狀角部以制造具有各種形狀的電極組件的情形中，為了防止在電極組件的制造期間電極片斷裂，每一個圓狀角部的曲率半徑可以相當(dāng)于每一個單元單體的長度的最多50%。具體地，每一個圓狀角部的曲率半徑可以等于每一個單元單體的長度的5%至45%。
[0025]在其中電極組件包括η個單元單體的情形中，位于電極組件的最上端處的第η個單元單體的尺寸可以大于與該第η個單元單體相鄰的第η-1個單元單體的尺寸的1%，并且小于與該第η個單元單體相鄰的第η-1個單元單體的尺寸的100%。
[0026]例如，在其中電極組件包括三個單元單體的情形中，位于電極組件的最上端處的第三單元單體的尺寸可以等于在該第三單元單體下面的第二單元單體的尺寸的大約75%。另外，第二單元單體的尺寸可以等于位于電極組件的最下端處的第一單元單體的尺寸的大約75%。因此，第三單元單體、第二單元單體和第一單元單體的尺寸逐漸地增加。
[0027]可替代地，在其中電極組件包括兩個單元單體的情形中，位于電極組件的上端處的第二單元單體的尺寸可以大于在第二單元單體下面的第一單元單體的尺寸的1%并且小于100%。例如，第二單元單體的尺寸可以相當(dāng)于第一單元單體的尺寸的大約75%。
[0028]在第η個單元單體的寬度或長度和第η-1個單元單體的寬度或長度之間的最小差可以是0.5_。單元單體的寬度和長度是通過刻切和切割步驟決定的。如果由于在刻切和切割步驟期間產(chǎn)生的公差，在第η個單元單體的寬度或長度和第η-1個單元單體的寬度或長度之間的差小于0.5_，則制造具有顯著不同的平面尺寸的單元單體是不可能的。因此，為了制造具有顯著不同的平面尺寸的單元單體，在第η個單元單體的寬度或長度和第η-1個單元單體的寬度或長度之間的最小差可以是0.5_，優(yōu)選地1_。
[0029]例如，在其中具有10mm的寬度的第三單元單體和具有103mm的寬度的第二單元單體被堆疊以制造包括具有3_的基于在第三單元單體和第二單元單體之間的寬度差的不同平面尺寸的單元單體的電極組件的情形中，由于在切割步驟期間產(chǎn)生的公差，在第三單元單體的寬度和第二單元單體的寬度之間的差異可以是輕微的，結(jié)果可能制造包括具有基本相同平面尺寸的單元單體的電極組件。因此，如上所述制造的電極組件在結(jié)構(gòu)方面可以并非不同于具有均勻?qū)挾群烷L度的傳統(tǒng)電極組件。
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