包括涂覆有惰性顆粒的電極組件的電池單體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有電極組件的電池單體，該電極組件在被電解質(zhì)浸漬的同時被內(nèi)置于可變單體外殼中，并且能夠根據(jù)其上安裝單體的裝置的形狀柔性地變形，該電池單體的特征在于，包括惰性顆粒的涂覆部形成在構(gòu)成電極組件的外表面中的至少一個上。
【專利說明】
包括涂覆有惰性顆粒的電極組件的電池單體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種包括涂覆有惰性顆粒的電極組件的電池單體。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)(IT)的令人矚目的發(fā)展，很多種便攜式信息通信裝置已經(jīng)得到普及。結(jié)果，在21世紀，我們正在邁向一個無所不在的社會，其中與時間和地點無關(guān)地，高質(zhì)量信息服務(wù)都是可能的。
[0003]對于實現(xiàn)這種無所不在的社會而言，鋰二次電池是非常重要的。特別地，能夠充電和放電的二次電池已經(jīng)廣泛地為無線移動裝置用作能源。另外，鋰二次電池還已經(jīng)為電動車輛和混合動力電動車輛用作能源，這些電動車輛和混合動力電動車輛已經(jīng)為了解決由使用化石燃料的現(xiàn)有汽油和柴油車輛引起的問題諸如空氣污染而提出。
[0004]因為如上所述鋰二次電池能夠應(yīng)用于此的裝置是多樣化的，所以鋰二次電池也已經(jīng)是多樣化的，從而鋰二次電池能夠提供適合于鋰二次電池應(yīng)用于此的裝置的輸出和容量。另外，對于減小鋰二次電池的尺寸和重量存在強烈的需要。
[0005]基于其形狀，鋰二次電池可以分類成圓柱形電池單體、棱柱形電池單體和袋形電池單體。在這些種類的鋰二次電池中，很多的興趣當前集中于袋形電池單體，袋形電池單體能夠以高集成度堆疊、具有高的單位重量能量密度、能夠以低成本制造，并且能夠易于修改。
[0006]圖1和2是典型地示出傳統(tǒng)的代表性袋形二次電池的一般結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
[0007]參考圖1，袋形二次電池10包括具有從其突出的多個電極突片21和22的堆疊型電極組件20、分別地連接到電極突片21和22的兩根電極引線30和31、以及電池外殼40，在電池外殼40中在密封狀態(tài)下接納堆疊型電極組件20使得電極引線30和31從電池外殼40部分地向外暴露。
[0008]電池外殼40包括下殼42和上殼43，該下殼40具有堆疊型電極組件20位于其中的凹陷的接納部41，該上殼43用于覆蓋下殼42使得電極組件20被密封在電池外殼40中。在堆疊型電極組件20安裝在其中的狀態(tài)下，上殼43和下殼42通過熱焊接相互連接以形成上端密封部44、側(cè)密封部45和46以及下端密封部47。
[0009]如在圖1中所示，上殼43和下殼42可以被構(gòu)造成分離的部件。如在圖2中所示，另一方面，上殼43的一端可以一體地形成在下殼42的相應(yīng)的端部處從而上殼43和下殼42可以鉸接地相互連接。
[0010]另外，如在圖1和2中所示，袋形電池單體被構(gòu)造為具有如此結(jié)構(gòu)，其中由電極突片和連接到電極突片的電極引線構(gòu)成的電極端子形成在電極組件的一端處。可替代地，還可以使用上述方法制造被構(gòu)造為具有其中電極端子在電極組件的一端和另一端處形成的結(jié)構(gòu)的袋形電池單體。
[0011]同時，圖1和2示出具有堆疊型電極組件的袋形電池單體。可替代地，還可以使用上述方法制造具有卷繞型或者果凍卷型電極組件的袋形電池單體。
[0012]如在圖1和2中所示，袋形電池單體通常被構(gòu)造為具有大致矩形六面體形狀。
[0013]然而，袋形電池單體應(yīng)用于此的裝置可以被構(gòu)造為具有除了矩形六面體形狀之外的各種形狀。這些裝置可以甚至被構(gòu)造為具有彎曲形狀。例如，智能電話的側(cè)面可以彎曲從而更加易于抓持，并且柔性顯示裝置可以彎曲或者折曲。即，柔性顯示裝置可以被制造為具有各種形狀。
[0014]然而，在被構(gòu)造為具有矩形六面體形狀的電池單體或者電池組安裝在被設(shè)計成具有這種彎曲部的裝置或者能夠彎曲的裝置中的情形中，裝置中的空間利用效率可能降低。近年來，已經(jīng)要求電池單體是柔性的從而電池單體能夠易于安裝在被構(gòu)造為具有各種設(shè)計的裝置中。
[0015]因此，在解決以上問題時，對于即使當電池變形時仍然能夠確保電池的安全性的技術(shù)是高度必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]技術(shù)問題
[0017]已經(jīng)實現(xiàn)了本發(fā)明以解決以上問題和尚待解決的其它技術(shù)問題。
[0018]由于為了解決如上所述的問題的各種廣泛的和深入的研究和試驗，本申請的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在能夠響應(yīng)于裝置的形狀而柔性地變形的電池單體包括在其外表面上形成有包括惰性顆粒的涂覆部的電極組件的情形中，即使當電池單體響應(yīng)于具有各種設(shè)計的裝置而變形時，仍然能夠確保電池單體的安全性。已經(jīng)基于這些發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)了本發(fā)明。
[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池單體實現(xiàn)以上和其它目的，該電池單體具有電極組件，在電極組件被電解質(zhì)浸漬的狀態(tài)下，該電極組件安裝在可變單體外殼中，電池單體被構(gòu)造為響應(yīng)于其中安裝電池單體的裝置的形狀而柔性地變形，其中包括惰性顆粒的涂覆部形成在電極組件的至少一個外表面上。
[0021]單體外殼還可以具有由在電極組件的該至少一個外表面上形成的涂覆部的惰性顆粒形成的凹凸結(jié)構(gòu)。
[0022]S卩，根據(jù)本發(fā)明的電池單體可以如此構(gòu)造，使得凹凸結(jié)構(gòu)在電極組件的外表面中形成，并且凹凸結(jié)構(gòu)還在可變單體外殼的外表面中形成從而單體外殼的表面面積大于每一個電極的表面面積。因此，即使在電池單體的形狀響應(yīng)于具有各種設(shè)計的裝置變形的情形中，仍然能夠防止在單體外殼上形成意外的褶皺。因此，能夠有效地防止由于可以由對于單體外殼的損壞引起的金屬層暴露而引起電池單體的介質(zhì)擊穿或者電解質(zhì)從電池單體泄漏，由此確保電池單體的安全性。
[0023]在此處形成包括惰性顆粒的涂覆部的、電極組件的區(qū)域不受特別限制。例如，包括惰性顆粒的涂覆部可以在電極組件的沿著電極堆疊方向的上主表面和/或下主表面上形成。
[0024]這是因為，由于施加到電池單體從而使得電池單體變形的壓力通常被沿著電極堆疊方向施加，所以在電極組件在沿著電極組件彎曲的方向的內(nèi)側(cè)上的表面，即電極組件的上主表面或者下主表面上形成褶皺。
[0025]另外，包括惰性顆粒的涂覆部可以部分地或者全部地在電極組件的該至少一個外表面上形成。具體地，包括惰性顆粒的涂覆部可以全部地在電極組件的該至少一個外表面上形成。
[0026]在包括惰性顆粒的涂覆部部分地形成在電極組件的該至少一個外表面上的情形中，電極組件的、包括惰性顆粒的涂覆部在此處形成的區(qū)域不受特別限制。例如，包括惰性顆粒的涂覆部可以形成在其上可能形成多個褶皺的、電極組件的可折曲部分上。
[0027]同時，包括惰性顆粒的涂覆部的構(gòu)造不受特別限制。包括惰性顆粒的涂覆部可以具有各種構(gòu)造。
[0028]在一個實例中，包括惰性顆粒的涂覆部可以是惰性顆粒層，該惰性顆粒層包括在電極組件的該至少一個外表面上分散的惰性顆粒。
[0029]在此情形中，涂覆部僅僅由惰性顆粒構(gòu)成。惰性顆粒規(guī)則地或者非規(guī)則地分散在電極組件的該至少一個外表面上從而在電極組件的該至少一個外表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)。
[0030]此時，結(jié)合劑可以涂覆在每一個惰性顆粒的表面上，從而在惰性顆粒在電極組件的該至少一個外表面上分散的狀態(tài)下，惰性顆粒能夠適當?shù)毓潭ǖ诫姌O組件的該至少一個外表面。
[0031]在另一個實例中，包括惰性顆粒的涂覆部可以包括添加到電極組件的該至少一個外表面的結(jié)合層和在結(jié)合層上分散的惰性顆粒。
[0032]S卩，可以形成結(jié)合層，并且然后惰性顆?？梢栽诮Y(jié)合層上分散以形成涂覆部從而惰性顆粒能夠適當?shù)毓潭ǖ诫姌O組件的該至少一個外表面，而非如上所述地使用具有在其上涂覆的結(jié)合劑的惰性顆粒。
[0033]結(jié)合層可以具有小于每一個惰性顆粒的尺寸的厚度。在結(jié)合層的厚度大于每一個惰性顆粒的尺寸的情形中，惰性顆?？梢越]或者掩埋在結(jié)合層中，結(jié)果不能獲得根據(jù)本發(fā)明的效果，即通過在電極組件的該至少一個外表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)并且還在單體外殼的相應(yīng)的外表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)從而單體外殼的表面面積大于每一個電極的表面面積而防止在單體外殼上形成褶皺的效果。
[0034]結(jié)合層的厚度可以是每一個惰性顆粒的尺寸的10%到95%。
[0035]在結(jié)合層的厚度小于每一個惰性顆粒的尺寸的10%的情形中，惰性顆?？刹贿m當?shù)毓潭ǖ诫姌O組件的該至少一個外表面，這不是優(yōu)選的。另一方面，在結(jié)合層的厚度大于每一個惰性顆粒的尺寸的95%的情形中，惰性顆?？梢詭缀跹诼裨诮Y(jié)合層中，結(jié)果難以在單體外殼中形成凹凸結(jié)構(gòu)，并且即使在單體外殼中形成凹凸結(jié)構(gòu)，仍然不能增加單體外殼的表面面積從而能夠有效地防止在單體外殼上形成褶皺，這也不是優(yōu)選的。
[0036]如上所述，在結(jié)合層的厚度小于每一個惰性顆粒的尺寸的情形中，可以在電極組件的該至少一個外表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)，而與惰性顆粒的比重無關(guān)。
[0037]在進一步的實例中，包括惰性顆粒的涂覆部可以是包括惰性顆粒和結(jié)合劑的混合層。
[0038]S卩，惰性顆粒和結(jié)合劑可以被混合并且涂覆以形成涂覆部從而惰性顆粒能夠適當?shù)毓潭ǖ诫姌O組件的該至少一個外表面，而非如上所述使用具有在其上涂覆的結(jié)合劑的惰性顆?；蛘吡硗獾匦纬山Y(jié)合層。
[0039]混合層可以具有I微米到150微米的厚度。
[0040]在混合層的厚度小于I微米的情形中，非常少量的結(jié)合劑被施加到電極組件的該至少一個外表面，結(jié)果難以將惰性顆粒固定到電極組件的該至少一個外表面，這不是優(yōu)選的。另一方面，在混合層的厚度大于150微米的情形中，使用了過量的材料，這是不經(jīng)濟的。另外，包括惰性顆粒的涂覆部的體積增加，結(jié)果電池單體的總體尺寸增加，由此空間效率降低，這也不是優(yōu)選的。
[0041]同時，在包括惰性顆粒的涂覆部是包括惰性顆粒和結(jié)合劑的混合層的情形中，惰性顆粒應(yīng)該位于混合層的表面上從而在電極組件的該至少一個外表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)。因此，優(yōu)選的是，惰性顆粒的比重小于混合層的總體比重。具體地，惰性顆粒的比重可以是混合層的總體比重的30 %到90 %。
[0042]在惰性顆粒的比重小于混合層的總體比重的30%的情形中，惰性顆?？梢栽诎ńY(jié)合劑的混合層上浮動，結(jié)果粘結(jié)力減小，這不是優(yōu)選的。另一方面，在惰性顆粒的比重大于混合層的總體比重的90%的情形中，大多數(shù)的惰性顆粒可以掩埋在包括結(jié)合劑的混合層中，結(jié)果難以充分地在單體外殼中形成凹凸結(jié)構(gòu)，并且即使在單體外殼中形成凹凸結(jié)構(gòu)，仍然不能增加單體外殼的表面面積從而能夠有效地防止在單體外殼上形成褶皺，這也不是優(yōu)選的。
[0043]可以使用各種方法減小惰性顆粒的比重，諸如適當?shù)剡x擇構(gòu)成惰性顆粒的材料的方法。在一個具體實例中，其中形成有氣孔的多孔顆?？梢员挥米髅恳粋€惰性顆粒。
[0044]每一個惰性顆粒的種類不受特別限制。例如，每一個惰性顆?？梢允怯袡C顆粒和/或無機顆粒。具體地，每一個惰性顆?？梢允怯袡C顆粒。
[0045]有機顆?？梢杂衫缇酆衔锘蛘吖柰榛衔镏瞥伞Ｗ鳛榫酆衔锏膶嵗?，可以使用PE、PP、PS、PVdF、PTFE、PET、PMMA和PANd I f。作為硅烷基化合物的實例，可以使用六甲基二硅氮烷(HMDS)、三甲基氯硅烷(TMSCL)、聚二甲硅氧烷(PDMS)和二甲基二氯硅烷(DDS)。
[0046]有機顆粒可以是選自由Si02、Al203、Mg0、Ti02、Zr02、Ca0、Y203和SrO組成的組的一種或者兩種或者更多種的混合物。
[0047]每一個惰性顆粒的形狀不受特別限制，只要每一個惰性顆粒具有預(yù)定體積。例如，每一個惰性顆?？梢员粯?gòu)造為具有球形形狀、卵形形狀或者多面體形狀。考慮到每一個惰性顆粒的形狀和惰性顆粒易于施加或者分散，每一個惰性顆粒可以具有50到100微米的尺寸。
[0048]在包括惰性顆粒的涂覆部的各種實例中，與惰性顆粒一起地構(gòu)成涂覆部的結(jié)合劑可以與用于形成電極的結(jié)合劑相同。作為結(jié)合劑的實例，可以使用聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纖維素(CMC)、淀粉、羥丙基纖維素、再生纖維素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙稀、聚丙稀、乙稀丙稀二稀三元共聚物(EPDM)、磺化EPDM、苯乙稀聚丁橡膠、氟橡膠和各種共聚物。
[0049]同時，單體外殼可以是由包括樹脂層和金屬層的層壓片制成的袋形外殼，使得單體外殼是柔性的從而易于安裝在具有各種設(shè)計的裝置中并且具有與在電極組件的該至少一個外表面中形成的相同的凹凸結(jié)構(gòu)。
[0050]層壓片可以是鋁層壓片。具體地，層壓片可以被構(gòu)造為具有如此結(jié)構(gòu)，其中呈現(xiàn)高耐久性的外部樹脂層附接到金屬阻擋層的一個主表面(外表面)并且呈現(xiàn)高熱結(jié)合性質(zhì)的樹脂密封劑層附接到金屬阻擋層的另一個主表面(內(nèi)表面)。
[0051]要求外部樹脂層對于外部環(huán)境呈現(xiàn)高耐受性。因此，要求外部樹脂層呈現(xiàn)大于預(yù)定的抗拉強度和耐氣候性的特性。因此，外部樹脂層可以由聚合樹脂諸如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者取向尼龍膜而制成。
[0052]除了防止異物諸如氣體或者水分的引入或者泄漏的功能，要求金屬阻擋層具有增加電池外殼的強度的功能。為此目的，金屬阻擋層可以由例如鋁制成。
[0053]樹脂密封劑層可以由呈現(xiàn)高的熱結(jié)合性質(zhì)(熱粘結(jié)性質(zhì))和低的吸濕性質(zhì)的烯烴樹脂制成，其對于抑制電解質(zhì)的滲透而言有必要并且不膨脹或者不被電解質(zhì)腐蝕。更加具體地，樹脂密封劑層可以由流延聚丙稀(CPP)制成。
[0054]通常，聚烯烴基樹脂諸如聚丙烯具有低的金屬粘合性。因此，粘合層可以進一步布置在樹脂密封劑層和金屬阻擋層之間從而改進在樹脂密封劑層和金屬阻擋層之間的粘合性并且改進阻擋特性。粘合層可以由例如氨基甲酸酯、壓克力或者熱塑性彈性體制成，然而，用于粘合層的材料不限于此。
[0055]另外，在電極組件被電解質(zhì)浸漬的狀態(tài)下安裝在可變單體外殼中的電極組件的結(jié)構(gòu)不受特別限制，只要多個電極突片被連接以構(gòu)成電極組件的正電極和負電極。為了在電極組件的該至少一個外表面上形成包括惰性顆粒的涂覆部，電極組件的該至少一個外表面可以被分隔物或者密封膠帶覆蓋。具體地，電極組件可以是被構(gòu)造為具有其中在分隔物布置在長片型正電極和長片型負電極之間的同時長片型正電極和長片型負電極被卷繞的結(jié)構(gòu)的果凍卷型電極組件，或者被構(gòu)造為具有其中在分隔物分別地布置在正電極和負電極之間的狀態(tài)下每一個具有預(yù)定尺寸的正電極和負電極被順序地堆疊以構(gòu)成二分單體(b1-cell) 或者全單體 (full cell)并且然后使用分離膜折疊二分單體或者全單體的結(jié)構(gòu)的堆置/折置型電極組件。
[0056]二分單體可以被構(gòu)造為具有其中具有相同極性的電極位于單體的相反側(cè)處的堆疊結(jié)構(gòu)。例如，二分單體可以是包括正電極、分隔物、負電極、分隔物和正電極的單體，或者包括負電極、分隔物、正電極、分隔物和負電極的單體。全單體可以被構(gòu)造為具有其中具有不同極性的電極位于單體的相反側(cè)處的堆疊結(jié)構(gòu)。例如，全單體可以是包括正電極、分隔物和負電極的單體。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種制造帶有上述構(gòu)造的電池單體的方法，該方法包括(a)制備包括正電極、負電極和布置在正電極和負電極之間的分隔物的電極組件；
(b)在電極組件的至少一個外表面上形成包括惰性顆粒的涂覆部;和(C)在可變單體外殼的接納部中放置其上形成有涂覆部的電極組件，并且擠壓單體外殼使得單體外殼與電極組件形成緊密接觸。
[0058]如上所述，在制造電極組件之后，根據(jù)本發(fā)明的包括惰性顆粒的涂覆部形成在電極組件的該至少一個外表面上。因此，當電極組件布置在可變單體外殼的接納部中并且單體外殼被擠壓從而單體外殼與電極組件形成緊密接觸時，與在電極組件中形成的相同的凹凸結(jié)構(gòu)還在單體外殼中形成。結(jié)果，單體外殼的表面面積大于每一個電極的表面面積。因此，即使在電池單體的形狀響應(yīng)于具有各種設(shè)計的裝置變形的情形中，仍然能夠最大地防止在單體外殼上形成意外的裙皺。
[0059]根據(jù)本發(fā)明的其它方面，提供一種包括帶有上述構(gòu)造的兩個或者更多個電池單體的電池模塊和一種包括該電池模塊的電池組。
[0060]根據(jù)本發(fā)明進一步的方面，提供一種包括該電池組作為電源的裝置。該裝置可以選自移動電話、便攜式計算機、智能電話、平板PC、智能板、上網(wǎng)本計算機、輕型電動車輛(LEV)、電動車輛、混合動力電動車輛、插電式混合動力電動車輛和電力存儲設(shè)備。
[0061]裝置的結(jié)構(gòu)和制造方法在本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的，并且因此將省略其詳細說明。
【附圖說明】
[0062]通過與附圖相結(jié)合的以下詳細說明，將更加清楚地理解本發(fā)明的以上和其它目的、特征和其它優(yōu)點，其中:
[0063]圖1和2是示出傳統(tǒng)代表性袋形二次電池的分解透視圖；
[0064]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電池單體的平面視圖；
[0065]圖4是典型地示出圖3的電池單體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0066]圖5是典型地示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電池單體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0067]圖6是典型地示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的電池單體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；并且
[0068]圖7是典型地示出根據(jù)本發(fā)明進一步實施例的電池單體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0069]現(xiàn)在，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。然而，應(yīng)該指出，本發(fā)明的范圍不受所示意的實施例限制。
[0070]圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的電池單體100的平面視圖，并且圖4是典型地示出圖3的電池單體100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0071]參考這些圖，根據(jù)本發(fā)明的電池單體100被構(gòu)造為具有如此結(jié)構(gòu)，其中在電極組件110被電解質(zhì)浸漬的狀態(tài)下，電極組件110安裝在袋形外殼120中，并且每一個包括惰性顆粒131的涂覆部130形成在電極組件110的沿著電極堆疊方向的上和下主表面上。
[0072]具體地，電極組件110包括正電極111、負電極112以及分別地布置在正電極111和負電極112之間的分隔物113。另外，電極組件110的外表面被另外的分隔物113包圍，使得每一個包括惰性顆粒131的涂覆部130形成在電極組件110的上和下主表面上。
[0073 ]同時，每一個包括惰性顆粒131的涂覆部130形成在電極組件110的外表面上，使得惰性顆粒131在電極組件110的上和下主表面上分散。
[0074]因為惰性顆粒131規(guī)則地或者非規(guī)則地在電極組件110的外表面上分散，所以在電極組件110的外表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)150。因此，當電極組件110安裝在袋形外殼120中并且然后袋形外殼120被擠壓從而袋形外殼120與電極組件110形成緊密接觸時，也在袋形外殼120中形成凹凸結(jié)構(gòu)150。
[0075]雖然未示出，但是結(jié)合劑(未示出)可以涂覆在每一個惰性顆粒131的表面上，使得在惰性顆粒131在電極組件110的外表面上分散的狀態(tài)下，惰性顆粒131能夠適當?shù)毓潭ǖ诫姌O組件110的外表面。
[0076]對應(yīng)于圖4的圖5和6是典型地示出根據(jù)本發(fā)明的其它實施例的電池單體200和300的側(cè)視圖。
[0077]首先參考圖5，以與在圖4中所示相同的方式，電極組件210包括正電極211、負電極212以及分別地布置在正電極211和負電極212之間的分隔物213。另外，電極組件210的外表面被另外的分隔物213包圍，并且每一個包括惰性顆粒231的涂覆部230形成在電極組件210的沿著電極堆疊方向的上和下主表面上。
[0078]然而，與圖4所示結(jié)構(gòu)不同，在電極組件210的上和下主表面上形成的、每一個包括惰性顆粒231的每一個涂覆部230包括添加到電極組件210的相應(yīng)的外表面的結(jié)合層232和在結(jié)合層232上分散的惰性顆粒231。
[0079]S卩，與圖4所示結(jié)構(gòu)相比，惰性顆粒231不直接地分散在電極組件210的外表面上，而是結(jié)合層232形成在電極組件210的相應(yīng)的外表面上并且然后惰性顆粒231在結(jié)合層232上分散以形成每一個涂覆部230，使得惰性顆粒231能夠適當?shù)毓潭ǖ诫姌O組件210的相應(yīng)的外表面。
[0080]結(jié)合層232的厚度小于惰性顆粒231的尺寸。結(jié)果，與惰性顆粒231的比重無關(guān)地，防止了惰性顆粒231浸沒在結(jié)合層232中或者掩埋在結(jié)合層232中。因此，可以在電極組件210的外表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)，由此還可以在其中安裝電極組件的袋形外殼220的外表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)。
[0081 ]同時，參考圖6，以與在圖4中所示相同的方式，電極組件310包括正電極311、負電極312以及分別地布置在正電極311和負電極312之間的分隔物313。另外，電極組件310的外表面被另外的分隔物313包圍，并且每一個包括惰性顆粒331的涂覆部330形成在電極組件310的沿著電極堆疊方向的上和下主表面上。
[0082]然而，與圖4和5所示結(jié)構(gòu)不同，每一個包括惰性顆粒331的每一個涂覆部330包括混合層，該混合層包括惰性顆粒331和結(jié)合劑332。
[0083]S卩，惰性顆粒331和結(jié)合劑332被混合以形成每一個涂覆部330從而惰性顆粒331能夠適當?shù)毓潭ǖ诫姌O組件310的相應(yīng)的外表面，而非如上所述使用具有在其上涂覆的結(jié)合劑的惰性顆粒或者另外地形成結(jié)合層。
[0084]為了在電極組件310的外表面中并且在其中安裝電極組件的袋形外殼320的外表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)，惰性顆粒331的比重低于混合物的比重。結(jié)果，惰性顆粒331位于混合層的表面上。
[0085]圖7是典型地示出根據(jù)本發(fā)明進一步的實施例的電池單體400的側(cè)視圖。圖7所示電池單體不同于圖5所示電池單體之處在于，每一個包括惰性顆粒431的涂覆部430是部分地形成的。
[0086]參考圖7，圖7所示電池單體400與圖5所示電池單體200相同，這在于，每一個包括惰性顆粒431的每一個涂覆部430包括添加到電極組件410的相應(yīng)的外表面的結(jié)合層432和在結(jié)合層432上分散的惰性顆粒431。然而，圖7所示電池單體400不同于圖5所示電池單體200之處在于，每一個包括惰性顆粒431的涂覆部430部分地形成在電極組件410的上和下主表面的中間部分上。
[0087]當然，在此情形中，雖然未示出，但是，僅僅在其中安裝電極組件的袋形外殼420的與每一個包括惰性顆粒431的涂覆部430對應(yīng)的區(qū)域中形成凹凸結(jié)構(gòu)。
[0088]如上參考附圖所述，根據(jù)本發(fā)明的電池單體被構(gòu)造為具有如此結(jié)構(gòu)，其中凹凸結(jié)構(gòu)形成在電極組件的外表面中，并且凹凸結(jié)構(gòu)還在可變單體外殼的外表面中形成從而單體外殼的表面面積大于每一個電極的表面面積。因此，即使在電池單體的形狀響應(yīng)于具有各種設(shè)計的裝置變形的情形中，仍然能夠防止在單體外殼上形成意外的褶皺。因此，能夠有效地防止由于可以由對于單體外殼的損壞引起的金屬層暴露而引起電池單體的介質(zhì)擊穿或者電解質(zhì)從電池單體泄漏，由此確保電池單體的安全性。
[0089]雖然已經(jīng)為了示意性的意圖公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不偏離如在所附權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種修改、添加和替代都是可能的。
[0090]工業(yè)實用性
[0091]如根據(jù)以上說明清楚地，根據(jù)本發(fā)明的電池單體是能夠響應(yīng)于其中安裝電池單體的裝置的形狀靈活地變形的電池單體，其包括具有在其外表面上形成的、每一個包括惰性顆粒的涂覆部的電極組件。因此，即使在電池單體的形狀響應(yīng)于具有各種設(shè)計的裝置變形的情形中，仍然能夠防止在單體外殼上形成意外的褶皺。因此，能夠有效地防止由于可以由對于單體外殼的損壞引起的金屬層暴露而引起電池單體的介質(zhì)擊穿或者電解質(zhì)從電池單體泄漏，由此確保電池單體的安全性。
【主權(quán)項】
1.一種電池單體，所述電池單體具有電極組件，在所述電極組件被電解質(zhì)浸漬的狀態(tài)下，所述電極組件安裝在可變單體外殼中，所述電池單體被構(gòu)造成響應(yīng)于其中安裝所述電池單體的裝置的形狀而柔性地變形，其中在所述電極組件的至少一個外表面上形成有包括惰性顆粒的涂覆部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，包括惰性顆粒的所述涂覆部形成在所述電極組件的沿著電極堆疊方向的上主表面和/或下主表面上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，包括惰性顆粒的所述涂覆部部分地或者全部地形成在所述電極組件的所述至少一個外表面上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，包括惰性顆粒的所述涂覆部是惰性顆粒層，所述惰性顆粒層包括在所述電極組件的所述至少一個外表面上分散的惰性顆粒。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，包括惰性顆粒的所述涂覆部包括添加到所述電極組件的所述至少一個外表面的結(jié)合層和在所述結(jié)合層上分散的惰性顆粒。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池單體，其中，所述結(jié)合層的厚度小于每一個所述惰性顆粒的尺寸。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池單體，其中，所述結(jié)合層的厚度是每一個所述惰性顆粒的尺寸的10%到95 %。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，包括惰性顆粒的所述涂覆部是包括惰性顆粒和結(jié)合劑的混合層。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池單體，其中，所述混合層具有I微米到150微米的厚度。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池單體，其中，所述惰性顆粒的比重是所述混合層的總體比重的30%到90%。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，每一個所述惰性顆粒是其中形成有氣孔的多孔顆粒。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，每一個所述惰性顆粒是有機顆粒和/或無機顆粒。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池單體，其中，每一個所述惰性顆粒是有機顆粒。14.根據(jù)權(quán)利要求12或者13所述的電池單體，其中，所述有機顆粒由聚合物或者硅烷基化合物制成。15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池單體，其中，所述有機顆粒是選自如下組的一種化合物或者兩種或更多種的混合物:Si02、Al203、Mg0、Ti02、Zr02、Ca0、Y20#PSr0。16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，每一個所述惰性顆粒被構(gòu)造為具有球形形狀、卵形形狀或者多面體形狀。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，每一個所述惰性顆粒具有50微米到100微米的尺寸。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，所述單體外殼是由包括樹脂層和金屬層的層壓片制成的袋形外殼。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，所述單體外殼具有由在所述電極組件的所述至少一個外表面上形成的所述涂覆部的所述惰性顆粒形成的凹凸結(jié)構(gòu)。20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體，其中，所述電極組件是果凍卷型電極組件，所述果凍卷型電極組件被構(gòu)造為具有如下結(jié)構(gòu)，其中在分隔物布置在長片型正電極和長片型負電極之間的同時，長片型正電極和長片型負電極被卷繞，或者 所述電極組件是堆疊/折疊型電極組件，所述堆疊/折疊型電極組件被構(gòu)造為具有如下結(jié)構(gòu)，其中在分隔物分別地布置在每一個具有預(yù)定尺寸的正電極和負電極之間的狀態(tài)下，所述正電極和所述負電極被順序地堆疊以構(gòu)成二分單體或者全單體，并且然后使用分離膜折疊二分單體或者全單體。21.一種制造根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體的方法，所述方法包括: (a)制備電極組件，所述電極組件包括正電極、負電極和布置在所述正電極和所述負電極之間的分隔物； (b)在所述電極組件的至少一個外表面上形成包括惰性顆粒的涂覆部;和 (C)在可變單體外殼的接納部中放置其上形成有涂覆部的電極組件，并且擠壓所述單體外殼使得所述單體外殼與所述電極組件形成緊密接觸。22.—種電池模塊，包括兩個或者更多個根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單體。23.一種電池組，包括根據(jù)權(quán)利要求22所述的電池模塊。24.—種裝置，包括作為電源的根據(jù)權(quán)利要求23所述的電池組。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述裝置選自如下組:移動電話、便攜式計算機、智能電話、平板PC、智能板、上網(wǎng)本計算機、輕型電動車輛(LEV)、電動車輛、混合動力電動車輛、插電式混合動力電動車輛和電力存儲設(shè)備。
【文檔編號】H01M2/10GK105874639SQ201580003366
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月5日
【發(fā)明人】姜重求, 李鎮(zhèn)樹, 成周桓, 尹星弼, 金性旻, 金周彬, 林惠珍, 禹昇希
【申請人】株式會社Lg化學