阶梯电极组堆叠体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种安装在二次电池的电池外壳中的电极组堆叠体，并且更加具体地 设及一种阶梯电极组堆叠体。
【背景技术】
[0002] 随着信息技术（IT)的显著的发展，很多种便携式信息通信装置已经得到普及。结 果，在21世纪，我们正在迈向泛在社会，其中与时间和地点无关地，高质量信息服务是可能 的。
[0003] 对于实现该种泛在社会而言，裡二次电池是非常重要的。特别地，能够充电和放电 的裡二次电池已经广泛地被无线移动装置用作能源。另外，裡二次电池还已经被电动车辆 和混合电动车辆用作能源，电动车辆和混合电动车辆是为了解决诸如由现有使用化石燃料 的汽油和柴油车辆引起的空气污染问题而提出的。
[0004] 因为如上所述，能够应用裡二次电池的装置是多样化的，所W裡二次电池也已经 是多样化的，从而裡二次电池能够提供适合于应用裡二次电池的装置的输出和容量。另外， 对于减小裡二次电池的尺寸和重量存在强烈的需要。
[0005] 根据相应产品的尺寸和重量的减小，诸如移动电话、个人数字助理（PDA)、数字相 机和膝上型计算机的小型移动装置为每一个装置使用一个或者几个小型、轻质的电池单 yn〇
[0006] 在另一方面，诸如电动自行车、电动摩托车、电动车辆和混合电动车辆的中型或者 大型装置使用具有相互电连接的多个电池单元的中型或者大型电池模块（中型或者大型 电池组），因为对于中型或者大型装置而言，高输出和大容量是必要的。
[0007] 电池模块的尺寸和重量直接地与相应的中型或者大型装置的电池模块容纳空间 和输出有关。因此，制造商正在努力制造小的并且轻质的电池模块。
[0008] 基于它们的形状分类的圆柱形电池单元、棱柱形电池单元和袋形电池单元被用作 电池模块或者电池组的堆叠型电极组。在该些电池单元中，能够W高集成度堆叠、具有高的 单位重量能量密度、是廉价的并且能够容易地修改的袋形电池单元已经吸引了相当大的关 注。
[0009] 图1和2是典型地示出传统的代表性袋形二次电池的一般结构的分解透视图。
[0010] 参考图1，袋形二次电池100包括具有从其突出的多个极耳21和22的电极组件 20、分别地连接到极耳21和22的两条电极引线30和31，和电池外壳40,电极组件20在密 封状态下容纳在电池外壳40中，从而电极引线30和31部分地从电池外壳40向外暴露。
[0011] 电池外壳40包括具有凹陷的容纳部41的下壳42,和用于覆盖下壳42从而电极组 件20被密封在电池外壳40中的上壳43,堆叠型电极组件20位于凹陷的容纳部41中。上 壳43和下壳42在电极组件20安装在其中的状态下通过热焊接相互连接，W形成上端密封 部44、侧密封部45和46,和下端密封部47。
[0012]如在图1中所示，上壳43和下壳42可W配置成分开的部件。如在图2中所示，在 另一方面，上壳43的一端可W-体地在下壳42的相应端处形成，从而上壳43和下壳42可 较接方式相互连接。
[0013] 另外，如在图1和图2中所示，袋形电池单元配置为具有W下结构；其中由极耳和 连接到极耳的电极引线构成的电极端子在电极组件的一端处形成。替代地，使用上述方法 也可W制造配置为具有其中电极端子在电极组件的一端和另一端处形成的结构的袋形电 池单元。
【发明内容】
[0014] 技术问题
[0015] 如在图1和图2中所示，电极组件通常制造为具有近似长方体形状。电极组件安 装在电池外壳中W制造具有长方体形状的袋形电池单元。多个袋形电池单元被堆叠W构成 具有长方体形状的电池组。
[0016] 然而，应用配置为具有长方体形状的电池单元或者配置为具有长方体形状的电池 组的装置通常地并非形成为具有长方体形状。例如，智能手机的侧面可W弯曲W改进握持 性。
[0017] 然而，在具有长方体形状的电池单元或者具有长方体形状的电池组被安装在被设 计为具有该种弯曲部分的装置中的情形中，装置的空间利用可能降低。
[001引即，装置的弯曲部分具有其中不能安装电池单元或者电池组的无效空间。最终，该 种无效空间降低了单位体积的装置容量。
[0019] 因此，已经实现本发明W解决W上问题，并且本发明的一个目的在于提供一种能 够最大化地增加单位体积的装置容量的阶梯电极组堆叠体和一种包括该阶梯电极组堆叠 体的裡二次电池。
[0020] 技术方案
[0021] 根据本发明的一个方面，能够通过提供一种电极组堆叠体实现W上和其它目的， 该电极组堆叠体包括电极组的堆叠结构，每一个电极组包括正电极、负电极，和置放在正电 极和负电极之间的隔膜，其中，电极组基于平面在高度方向上堆叠从而正电极和负电极在 隔膜置放在正电极和负电极之间的状态下面对彼此，其中电极组的堆叠结构包括在电极组 之间的界面处具有不同面积的电极组，并且在电极组之间的界面处正电极和负电极的容量 与面积比率（N/P比率）等于或者大于构成具有相对大的面积的电极组的正电极和负电极 的容量与面积比率（N/P比率）。
[002引只要每一个电极组包括正电极、负电极，和置放在正电极和负电极之间的隔膜，每 一个电极组的结构就不受特别限制。在具体实例中，每一个电极组可W是堆叠型电极组、凝 胶卷型电极组，或者堆叠与折叠型电极组。
[0023] 堆叠型电极组可W包括正电极板、负电极板，和置放在正电极板和负电极板之间 的板形隔膜，并且可W配置为具有W下结构：其中正电极板和负电极板在板形隔膜置放在 正电极板和负电极板之间的状态中基于所述平面在高度方向上堆叠。
[0024] 正电极板、负电极板和隔膜板可W是平坦的或者弯曲的。
[002引正电极板、负电极板和隔膜板的形状不受特别限制。例如，正电极板、负电极板和 隔膜板可W具有平行六面体形状。替代地，当在正视图中观察时，正电极板、负电极板和隔 膜板可w具有多边形形状或者圆形形状。
[0026] 正电极板、负电极板和隔膜板的角可W是直角，或者正电极板、负电极板和隔膜板 的每一个的角中的至少一个可W是弯曲的。例如，形成为当在正视图中观察时具有四边形 形状的正电极板的四个角中的至少一个可W是弯曲的。在如上所述，正电极板、负电极板和 隔膜板的每一个的角中的至少一个弯曲的情形中，当电极组堆叠体跌落时，施加到正电极 板、负电极板和隔膜板的每一个的弯曲角的冲击可W减小，由此提高电极组堆叠体的安全 性。
[0027] 堆叠型电极组可W配置为具有最上电极和最下电极具有相同极性的结构。替代 地，堆叠型电极组可W配置为具有其中最上电极和最下电极具有不同极性的结构。
[0028] 最上电极和最下电极该两者可W是正电极或者负电极。
[0029] 在最上电极和/或最下电极是正电极的情形中，正电极浆液可W仅仅施加到电极 的、面对负浆液层的区域。
[0030] 堆叠与折叠型电极组可W包括正电极板、负电极板和置放在正电极板和负电极板 之间的一体式隔膜板，其任何一个可W配置为具有W下结构；其中正电极板和负电极板在 隔膜板置放在正电极板和负电极板之间的状态下基于平面在高度方向上堆叠，并且隔膜板 覆盖电极板的、未形成电极端子的侧面。
[0031] 可W通过在堆叠型电极组置放在隔膜板上的状态中卷绕隔膜板或者通过在堆叠 型电极组置放在隔膜板上的状态中折叠隔膜板来制造堆叠与折叠型电极组。
[0032] 正电极板和负电极板可W是平坦的或者弯曲的。正电极板和负电极板的形状不受 特别限制。例如，正电极板和负电极板可W具有平行六面体形状。替代地，当在正视图中观 察时，正电极板和负电极板可W具有多边形形状或者圆形形状。正电极板和负电极板的角 可W是直角，或者正电极板和负电极板的每一个的角中的至少一个可W是弯曲的。例如，形 成为当在正视图中观察时具有四边形形状的正电极板的四个角中的至少一个可W是弯曲 的。在如上所述，正电极板和负电极板的每一个的角中的至少一个弯曲的情形中，当电极组 堆叠体跌落时，施加到正电极板和负电极板的每一个的弯曲角的冲击可W减小，由此提高 电极组堆叠体的安全性。
[0033] 隔膜板可W定义为置放在正电极板和负电极板之间W将正电极板和负电极板相 互隔离，并且另外具有足够的长度W覆盖正电极板的未形成正电极端子的侧面或者负电极 板的未形成负电极端子的侧面的隔膜。
[0034] 因为隔膜板在其中隔膜板覆盖电极端子板的侧面的状态中置放在正电极板和负 电极板之间，所W可靠地维持由于反复性的充电和放电而在电极板和隔膜板之间的界面接 触是可能的。具体地，在卷绕隔膜板期间产生的张力可W提供对于实现在电极板和隔膜板 之间的紧密界面接触必要的压力。
[00巧]隔膜板的端部可W通过热焊接或者胶接（taping)固定。
[0036] 凝胶卷型电极组可W包括一体式正电极板、一体式负电极板，和置放在正电极板 和负电极板之间的一体式隔膜板，并且可W配置为具有正电极板和负电极板在隔膜板置放 在正电极板和负电极板之间的状态下被卷绕的结构。
[0037] 正电极板、负电极板和隔膜板可W每一个定义为W下板；其具有足够的长度W在 隔膜板置放在正电极板和负电极板之间的状态下卷绕正电极板和负电极板从而形成卷。