含有折叠的电极和隔膜的电化学电池,包含该电化学电池的电池组及其制备方法_4

文档序号:9794258阅读:来源:国知局
06相关的接触。
[0067]图7说明根据本公开内容的其它实施方式的形成电化学电池400的方法700。方法700包括如下步骤:将第二电极层和隔膜层的组合放在第一电极层的第一个第一电极部分上面(步骤702),将所述组合在其自身上折叠返回以形成第一组合部分和第二组合部分(步骤704),以及在第二组合部分上方折叠第一电极层以形成在第二组合部分上面的第二个第一电极部分(步骤706),以及任选地包括以下步骤:与第一电极层形成接触(步骤708)和/或与第二电极层形成接触(步骤710)。虽然显示了从第一电极材料开始,但示例性的方法也可从隔膜层或从隔膜部分开始,因此隔膜部分在电池的底部。相似的,方法700可包括在电化学电池的顶部形成隔膜部分。
[0068]步骤702包括以下步骤:将第二电极层和隔膜层的组合以与第一电极层正交的方向放在第一电极层的第一部分上面。第二电极层与隔膜层的组合可源自单一源(例如卷、带或网),或者第二电极层和隔膜层可源自分开的源,这种情况下,分开的层在步骤704之前合并。
[0069]在步骤704中,将隔膜层和第二电极层的组合移动并在其自身上折叠返回(例如,使用上述与步骤304和306有关的任何技术),因此所述隔膜层在第一电极层和第二电极层之间。当将所述组合折叠,就形成了第一组合部分和第二组合部分。
[0070]接着,在步骤706中,将第一电极层移动并在所述组合的第二部分上方以与所述组合正交的方向折叠返回(例如,使用上述与步骤304和306有关的任何技术)。如图4和5所示,第一电极层的折叠可形成延伸部位420以促进与第一电极层的接触形成。
[0071]步骤702-706可重复进行直到形成所需数量的第一电极部分、隔膜部分和第二电极部分。随后可将所述电池压扁以减少电池的体积并形成扁平的部位(例如部位420)。随后可采用上述与步骤310和312相关的相同或相似技术在步骤708、710中形成与第一和第二电极层的接触。
[0072]图12和13说明了根据公开内容的其它实施方式的另一种电化学电池1200的一部分,图14 (a)和(b)说明了可用于形成电池1200的起始层。电化学电池1200与电池400相似,电池1200包括第一电极层1202、隔膜层1204和第二电极层1206,这些层都可采用用于形成层402-406的相应材料形成。
[0073]电化学电池1200可根据图15所示的方法1500形成,该方法与方法700相似,不同之处在于方法1500通过以下步骤开始:将第一电极层放置在第二电极层和隔膜层的组合上面(步骤1502),将所述组合在其自身上折叠返回以形成第一组合部分和第二组合部分(步骤1504),以及在第二组合部分上方折叠第一电极层以形成在第二组合部分上面的第二个第一电极部分(步骤1506),以及任选地包括以下步骤:与第一电极层形成接触(步骤1508)和/或与第二电极层形成接触(步骤1510)。采用本文所述的任何技术,可在部位或区域1214内形成与第一电极层的接触,可在部位或区域1212内形成与第二电极层的接触。
[0074]根据说明的实施例,隔膜层1204和第二电极层1206在偏移位置折叠;隔膜层1204可在线1208标注的区域折叠,第二电极层可在线1210所示的区域折叠,从而形成接触区域或部位1212,其不包括隔膜层1204材料。在图14(a)中,仅为了说明目的,所示隔膜层从第二电极层处偏移;隔膜层可直接覆盖第二电极206,并可与第二电极206交叠以对电池提供额外的保护,如图14(b)所示。在这种情况下,可在方法1500中引入隔膜层作为分隔带。方法1500的剩余步骤可与方法700的相应步骤相同或相似。在接触部位或区域1212内不含有隔膜层材料可能是有优势的,因为隔膜材料的缺失促进形成与第二电极层1206的电学接触,且其减少了电池1200的重量,也因此增加了电池的能量密度。此技术特别适用于这样的电池:其中第一电极层1202包含阴极材料,被隔膜层1204覆盖的第二电极层1206包含阳极材料,这是因为这样的设计提供了第一电极层1202与隔膜层1204足够的重叠,并且减少了缺失重叠和/或重叠失效,因此减少了其它所需的质量措施。
[0075]图8-10说明了根据本公开内容的其它实施方式的另一个电化学电池800的一部分以及其组件。电池800与电池400相似,不同之处在于,电池800包括第二电极层与第一和第二隔膜层的组合。结构中包括额外隔膜层使得形成电化学电池而不需要将所述组合在其自身上折叠返回。
[0076]电化学电池800包括第一电极层802、第一隔膜层804、第二电极层806和第二隔膜层808。所有的层是折叠的,且可源自连续源或半连续源。因此,电池800的制造相对简单且便宜。此外,由于所有层都折叠,与例如扁平紧实电池相比,所述电池较少有可能在电池内经历非均匀压力分布,因此所述电池与相似的扁平紧实电池相比相对安全。此外,所述设计允许用隔膜材料覆盖电极,从而为电池提供额外的安全性。
[0077]第一电极层802可包括上述与层102和402相关的任何材料。例如,层802可包括用电极活性材料涂覆了双面的基材。或者,层802可包括电极活性材料的固体片材或含有电极活性材料的复合物或层叠物。如下文与层406有关的叙述,层802可包括或不包括间歇接触区域或部位(例如在载体箔或基材上)。隔膜层804、808可包括上述与隔膜层104和404相关的任何材料,其可是隔膜层或者直接涂覆在层406上。相似的,第二电极层806可包括上述与层406相关的任何材料,且可包括如上文所述的活性材料818的非连续涂层和接触区域或部位;不过,由于电池800包括两层隔膜材料,根据示例性的电池,层806包括在两个表面上的电极活性材料818;例如在基质820上的活性材料818的部位。
[0078]在说明的实施例中,电池800包括第一个第一电极部分810和在第一个第一电极部分810上面的第一隔膜层804、第二电极层806与第二隔膜层808的组合812。组合812以与第一电极层802正交的方向放置,因此组合812的第一隔膜层804在第一个第一电极部分810和第二电极层806的第一表面的活性材料之间,而第二隔膜层808在第二电极层的第二表面和第一电极层814的第二部分之间,所述第一电极层的第二部分是通过将第一电极层802在组合812上方折叠形成的。
[0079]图10更详细地说明了第一电极层802与组合812。在说明的实施例中,隔膜层804、808更宽并覆盖第二电极层806,除了层806的部位816,该部位只有部分被覆盖。图10中的虚线显示了在各层中的折叠部位。
[0080]电池800可包括与层802和/或层806的接触。所述接触可与上述与电池100和400相关的接触相同或相似。
[0081 ]图11说明了一种形成例如电池800的电化学电池的方法1100。方法1100包括以下步骤:将第一隔膜层、第二电极层和第二隔膜层的组合放置在第一电极层上方(步骤1102),在所述组合上方折叠第一电极层(步骤1104),以及任选地包括以下步骤:与第一电极层形成接触(步骤1106)和/或与第二电极层形成接触(步骤1108)。虽然说明了从第一电极层开始,但方法1100可从所述组合开始,因此底层是隔膜层;这样提供了额外的电池隔离。同样,所述方法可以在顶层的组合层结束,以在电池的顶部提供电学隔离。或者,其它隔膜部分可在电池的底部和/或顶部形成,以提供额外的电池隔离。
[0082]步骤1102包括以下步骤:将第二电极层和两个隔膜层的组合以相对于第一电极层正交的方向放置在第一个第一电极层部分上方。第一隔膜层、第二电极层与第二隔膜层的组合可源自单一源(例如卷、带或网),或者可源自分开的源,这种情况下,分开的层在步骤1104之前合并。根据一个实施例,第一电极层源自连续源,第二电极与第一和第二隔膜层被预切割成所需的长度。
[0083]在步骤1104中,将第一电极层在组合上方以与组合正交的方向折叠返回,以形成在组合上面的第二个第一电极部分。
[0084]步骤1102 — 1104可根据上述与方法300和700相关的任何折叠和移动技术进行。这些步骤可重复直至在电池内形成所需数量的第一电极部分和组合部分。随后可将所述电池压扁以减少电池的体积并产生适用于与第一电极层形成接触的扁平的部位(例如部位
820) ο
[0085]与层820和/或806的接触在步骤1106和1108中形成,所述步骤可与上述步骤310、312和708、710相同或相似。
[0086]通过引用多个示例性实施方式和实施例,在上文描述了本发明。应理解,本文所示和所述的【具体实施方式】用于说明本发明的示例性实施方式,并不意在限制本发明的范围。应认识到,可对本文所述的实施方式做出变化和修改而不偏离本发明的范围。这些和其它变化和修改都意在包括在本发明
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