一種電極組件制造技術

本發明專利技術的實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構的多個單元電池布置在長片型隔膜上的狀態卷繞的結構，所述電極組件包含具有兩種以上的電極材料構造的單元電池，其中堆疊在具有堆疊結構的單元電池上的隔片具有包覆在其兩側上的包覆材料且長片型隔膜具有包覆在其一側上的包覆材料。其在電池的制備期間降低初始電阻的同時提高電池制備的加工性并具有與常規電池相當的電池壽命的電極組件，以及包含所述電極組件的鋰二次電池。

【技術實現步驟摘要】
一種電極組件
本專利技術涉及一種電極組件的鋰二次電池。
技術介紹
現在隨著各種移動電源裝置的技術開發和需求的增加，對二次電池的需求也急劇增加。在二次電池中，已經將具有高能量密度和運行電壓以及優異的保存和壽命特征的鋰二次電池廣泛用作各種電子產品以及各種移動裝置的能源。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極活性材料，將多孔聚合物隔片布置在負極與正極之間，且含有鋰鹽如LiPh的非水電解液用作其中鋰離子在負極與正極之間移動的介質。所述鋰二次電池必須在電池的運行電壓范圍內基本穩定，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以上運行電壓的鋰二次電池用作便攜式電子裝置的電源或將多個鋰二次電池串聯連接以用于高功率混合動力車輛中。由于鋰二次電池的運行電壓是鎳-鎘電池或鎳-金屬氫化物電池的運行電壓的三倍且每單位重量的能量密度特性也是優異的，所以鋰二次電池具有被廣泛應用的趨勢。在鋰二次電池中，可以對聚合物隔片進行包覆以在保持單電池的安全性、高溫存儲性能和高溫循環性能的同時提高對電極的粘合。然而，這會造成電池初始電阻的提高。
技術實現思路
本專利技術提供一種在電池的制備期間降低初始電阻的同時提高電池制備的加工性并具有與常規電池相當的電池壽命的電極組件，以及包含所述電極組件的鋰二次電池。本專利技術的實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構的多個單元電池布置在長片型隔膜上的狀態卷繞的結構，所述電極組件包含具有兩種以上的電極材料構造的單元電池，其中堆疊在具有堆疊結構的單元電池上的隔片具有包覆在其兩側上的包覆材料且長片型隔膜具有包覆在其一側上的包覆材料。附圖說明包括附圖以提供本專利技術的進一步理解，將所述附圖并入本說明書中并構成本說明書的一部分。附圖顯示了本專利技術的例示性實施方案，并與說明書一起用于解釋本專利技術的原理。在所述附圖中：圖1顯示了本專利技術的電極組件。具體實施方式下面參考附圖對本專利技術的優選實施方案進行更詳細的說明。然而，本專利技術可以以不同形式實施且不應被理解為限制于本文中所述的實施方案。而是，提供這些實施方案以使得本公開內容詳盡和完全，并將本專利技術的范圍完整地傳達給本領域的技術人員。本專利技術涉及電極組件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構的多個單元電池布置在長片型隔膜40上的狀態卷繞的結構，所述電極組件包含具有兩種以上的電極材料構造的單元電池，其中堆疊在具有堆疊結構的單元電池上的隔片30具有包覆在其兩側上的包覆材料且長片型隔膜40具有包覆在其一側(具體地，具有布置在其上的多個單元電池的側)上的包覆材料。下文中，將對本專利技術進行更詳細的說明。本專利技術涉及電極組件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應的多個單元電極即正極和負極交替堆疊并將具有堆疊結構的多個單元電池布置在長片型隔膜40上的狀態卷繞的結構。通過使用兩側都被包覆的隔片30來對本專利技術電極組件10中的各個單元電池進行包覆。其原因是，可以促進將電極粘合到隔片30上并可以在保持安全性的同時將性能保持原樣。用于包覆兩側的包覆材料的厚度可以在約0.001um～約100um的范圍內。當包覆厚度在上述范圍內時，可防止電池厚度的增加并可以使電池性能的下降最小化。本專利技術的電極組件10具有堆疊/折疊型結構，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布置在長片型隔膜40上，隨后順序卷繞以總體形成為板型結構。所述雙電池是具有布置在單電池兩側上的相同電極的單元電池，例如正極/隔片/負極/隔片/正極的單元結構和負極/隔片/正極/隔片/負極的單元結構。為了通過使用上述雙電池形成包括二次電池的電化學單電池，必須堆疊多個雙電池，從而使得具有正極/隔片/負極/隔片/正極的結構的雙電池和具有負極/隔片/正極/隔片/負極結構的雙電池以其間布置有隔膜40的狀態相互面對。此外，正極端子11和負極端子12突出至各個單元電池的外部。在本專利技術的電極組件10中，根據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造。電極材料的具體構造不限于電極組件10的典型構造。例如，在具有不同構造的電極材料是優選實例中的正極材料的情況中，為了制備本專利技術的電極組件10，可以對由第一單元電池21和第二單元電池22形成的電極組件10進行構造。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極活性材料的類型和厚度。因此，在具有不同構造的電極材料是優選實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，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。通過使用兩側都被包覆的隔片30來對本專利技術的電極組件10中的各個單元電池進行包覆。其原因是，可以促進將電極粘合到隔片30上且可以在保持安全性的同時將性能保持原樣。用于包覆兩側的包覆材料的厚度可以在約0.001～約100的范圍內。當包覆厚度在上述范圍內時，可在防止電池厚度增大的同時，使電池性能的下降最小化。用于包覆兩側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。可將雙電池用作具有堆疊結構的單元電池。其原因是，具有更高容量的單元電池的巨大優勢是可以在保持雙電池的電池形狀的同時使用所述雙電池，且還可以降低在電池的制備過程期間的物理尺寸偏差。以其中將具有堆疊結構的多個單元電池布置在長片型隔膜40上的狀態對本專利技術的電極組件10進行卷繞，且此時，長片型隔膜40的長度不限于在單電池的卷繞期間可使用的長度。將包覆在一側上的隔膜40用作本專利技術的電極組件10的折疊期間的長片型隔膜。使用具有包覆在其一側上的包覆材料的片型隔膜40，由此可實現成本的下降。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，所以可以進一步提高電池的電導率和電性能，且可以包含多個電極組件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。用于包覆一側的包覆材料的厚度可以在約0.001ym～約100ym的范圍內。當包覆厚度在上述范圍內時，可在防止電池厚度增加的同時將電池性能保持原樣。具體地，用于包覆一側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。在長片型隔膜40中，包覆有包覆材料的一側是具有布置在其上的多個單元電池的側。其原因是，可以促進將電極粘合到隔片上并可在保持安全性的同時將性能保持原樣。本專利技術的電極組件10可用于鋰二次電池，且當本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電極組件，包括長條形隔膜、電池正極單元、電池負極單元，其特征在于所述電池正極單元和電池負極單元分別間隔設置在長條形隔膜的兩側，采用反復折疊的方式進行堆疊。

【技術特征摘要】
1.一種電極組件，包括長條形隔膜、電池正極單元、電池負極單元，其特征在于所述電池正極單元和電池負極單元分別間隔設置在長條形隔膜的兩側，采用反復折疊的方式進行堆疊。2.如權利要求1所述的電極組件，其中所述長片型隔膜的厚度在約0.001ym?約100um的范圍內。3.如權利要求1所述的電極組件，其中所述長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(HfO2)、SrTiO3...

【專利技術屬性】
技術研發人員：唐忠相，
申請(專利權)人：唐忠相，
類型：發明
國別省市：湖南,43