专利名称：电池单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池单元，特别是涉及一种具有较高能量密度的电池单元。
背景技术：
近来由于石油价格节节高涨及环保意识抬头，各国纷纷发展出新的替代性能源技 术，例如酒精汽油、生质柴油、燃料电池、太阳能发电、或风力发电等等较传统汽油环保的 能源。在各种能源技术中，二次电池是目前各国主要发展的方向之一，这是因为二次电 池可不断的重复充电与放电，所以较为环保。现今最吸引众人目光的应用是以二次电池为动力的电动车，例如其具有由数十颗 至数百颗锂离子电池单元串联或并联而成的电池组，某公司以8个圆柱形锂离子电池单元 串联成电池子组，再以12个电池子组串联成一电池组，并将之装载于1700公斤的纯电动车 上使用，充电一次后的续航力可达192公里，这已经是颇具实用性的产品。现有的锂离子电池单元的示意图如图1所示，其具有正电极11与负电极12，该正 电极11包括集电板110与设于该集电板110 —表面的正电极板111，该负电极12包括集电 板120与设于该集电板120 —表面的负电极板121，该正电极板111与该负电极板121相 对的设置、且其间设有隔离膜13，该正电极11、负电极12与隔离膜13之间皆填充有电解质 14，且外设有包装外壳15。但是，一般大型装置在使用上述锂离子电池单元时，由于该锂离子电池单元的电 容量与电压皆不高，因而需将多个锂离子电池单元并联及串联成电池组，以达到足够的电 压与电容量，这使得整体电池组的重量过大，进而降低实用性。因此，如何解决现有电池单元的缺陷，使电池单元的能量密度增加，实已成目前急 欲解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的种种缺陷，本发明的主要目的是提供一种能量密度较大的电 池单元。为达到上述及其他目的，本发明提供一种电池单元，包括多个双面正电极，各该 双面正电极包括一集电板与设于该集电板相对两表面的正电极板，所述双面正电极为彼此 保持间隔的并列配置；多个双面负电极，各该双面负电极包括一集电板与设于该集电板相 对两表面的负电极板，所述双面负电极与所述双面正电极相同数量，且各该双面负电极间 隔该双面正电极的设置并彼此保持间隔，又各相邻正电极板与负电极板为相对应；一单面 正电极，包括一集电板与设于该集电板一表面的正电极板，其设于由所述双面正电极与双 面负电极所成的组的一外侧端，且其正电极板与相邻双面负电极的负电极板相对应；一单 面负电极，包括一集电板与设于该集电板一表面的负电极板，其设于由所述双面正电极与 双面负电极所成的组的另一外侧端，且其负电极板与相邻双面正电极的正电极板相对应；多个隔离膜，设于各相邻的正电极板与负电极板之间；以及电解质，填充于所述双面正电 极、双面负电极、单面正电极、单面负电极与隔离膜之间，上述各双面正电极与单面正电极 为彼此电性连接而构成该电池单元的正极，上述各双面负电极与单面负电极为彼此电性连 接而构成该电池单元的负极。所述的集电板的材料可为铝、铜或其他导电性材料。在本实施例的电池单元中，该正电极板的材料可为锂合金氧化物、导电性高分子、 无机化合物、或有机硫磺系化合物，且该负电极板的材料可为碳系材料、锂金属、或其他金 属化合物。依上述的电池单元，该电解质可呈液体状、固体状或胶状。本发明还提供另一种电池单元，包括多个双面正负电极，各该双面正负电极包括 一集电板、与分别设于该集电板相对两表面的正电极板和负电极板，所述双面正负电极为 彼此保持间隔的并列配置，且相邻双面正负电极的正负电极板为相对应；一单面正电极，包 括一集电板与设于该集电板一表面的正电极板，其设于由所述双面正负电极所成的组的一 外侧端，且其正电极板与相邻双面正负电极的负电极板相对应；一单面负电极，包括一集 电板与设于该集电板一表面的负电极板，其设于由所述双面正负电极所成的组的另一外侧 端，且其负电极板与相邻双面正负电极的正电极板相对应；多个隔离膜，设于各相邻的正电 极板与负电极板之间；以及电解质，填充于所述双面正负电极、单面正电极、单面负电极与 隔离膜之间，以该单面正电极为上述电池单元的正极，以该单面负电极为上述电池单元的 负极。所述的集电板的材料可为铝、铜或其他导电性材料。在本实施例的电池单元中，该正电极板的材料可为锂合金氧化物、导电性高分子、 无机化合物、或有机硫磺系化合物，且该负电极板的材料可为碳系材料、锂金属、或其他金 属化合物。依上述的电池单元，该电解质可呈液体状、固体状或胶状。另外要注意的是，还可以多个本发明的电池单元相串联或并联连接而提供所需的 电压或电流。由上可知，本发明的电池单元是利用多个双面电极串联或并联于内部，从而单一 电池单元达成高电压与高电容量的规格，且由于不需要并联或串联多个电池单元，故可有 效减少包装外壳的数量；再者，相比于单面电极，该双面电极充分利用电池单元的内部空 间，因而可进一步增加能量密度。故，相比于现有技术，本发明的电池单元可达到较高的电 压或电容量，且具有较高的能量密度。
图1为现有的锂离子电池单元的示意图；图2A及图2B为本发明的电池单元的第一实施例的示意图，其中，图2B为图2A的
进一步应用实施例；图3A和图;3B为本发明的电池单元的第二实施例的示意图，其中，图:3B为图3A的 进一步应用实施例。主要元件符号说明
11正电极110、120、210、220、230、240、310 集电板111、211、231、311 正电极板12负电极121、221、241、312 负电极板13,25 隔离膜14、26 电解质15包装外壳21双面正电极22双面负电极23单面正电极M单面负电极31双面正负电极
具体实施例方式以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明 书所揭示的内容轻易的了解本发明的其他优点及功效。第一实施例请参阅图2A和图2B，为本发明的电池单元的第一实施例的示意图，其中，图2B是 图2A的进一步应用实施例。如图2A所示，本发明的电池单元包括多个双面正电极21，各该双面正电极21包 括一集电板210与设于该集电板210相对两表面的正电极板211，所述双面正电极21为彼 此保持间隔的并列配置；多个双面负电极22，各该双面负电极22包括一集电板220与设于 该集电板220相对两表面的负电极板221，所述双面负电极22与所述双面正电极21相同数 量，且各该双面负电极22间隔该双面正电极21的设置并彼此保持间隔，又各相邻正电极板 211与负电极板221为相对应；一单面正电极23，包括一集电板230与设于该集电板230 — 表面的正电极板231，其设于由所述双面正电极21与双面负电极22所成的组的一外侧端， 且其正电极板231与相邻双面负电极22的负电极板221相对应；一单面负电极M，包括一 集电板240与设于该集电板240 —表面的负电极板M1，其设于由所述双面正电极21与双 面负电极22所成的组的另一外侧端，且其负电极板241与相邻双面正电极21的正电极板 211相对应；多个隔离膜25，设于各相邻的正电极板211、231与负电极板221、241之间；以 及电解质26，填充于所述双面正电极21、双面负电极22、单面正电极23、单面负电极M与 隔离膜25之间，上述各双面正电极21与单面正电极23彼此电性连接而构成该电池单元的 正极，上述各双面负电极22与单面负电极M彼此电性连接而构成该电池单元的负极。上述的电池单元还可包括一包装外壳(图中未表示)。所述的集电板210、220、230、240的材料可为铝、铜或其他导电性材料。在本实施例的电池单元中，该正电极板211、231的材料可为锂合金氧化物、导电 性高分子、无机化合物、或有机硫磺系化合物，且该负电极板221341的材料可为碳系材 料、锂金属、或其他金属化合物。
依上述的电池单元，该电解质沈可呈液体状、固体状或胶状。如图2B所示，将两个图2A的电池单元串联成一电池组，要注意的是，串联的数量 可随着实际情况而改变；再者，由此电池单元串联而成的该电池组还可依现有技术再行并 联或串联(未图示)，但此为普通的技术，不另为文赘述。第二实施例请参阅图3A和图3B，为本发明的电池单元的第二实施例的示意图，其中，图为 图3A的进一步应用实施例。如图3A所示，本发明的电池单元包括多个双面正负电极31，各该双面正负电极 31包括一集电板310、与分别设于该集电板310相对两表面的正电极板311和负电极板 312，所述双面正负电极31为彼此保持间隔的并列配置，且相邻双面正负电极31的正负电 极板311、312为相对应；一单面正电极23，包括一集电板230与设于该集电板230 —表面 的正电极板231，其设于由所述双面正负电极31所成的组的一外侧端，且其正电极板231与 相邻双面正负电极31的负电极板312相对应；一单面负电极对，包括一集电板240与设于 该集电板240 —表面的负电极板M1，其设于由所述双面正负电极31所成的组的另一外侧 端，且其负电极板241与相邻双面正负电极31的正电极板311相对应；多个隔离膜25，设 于各相邻的正电极板311、231与负电极板312、241之间；以及电解质沈，填充于所述双面 正负电极31、单面正电极23、单面负电极M与隔离膜25之间，以该单面正电极23为上述 电池单元的正极，以该单面负电极M为上述电池单元的负极。上述的电池单元还可包括一包装外壳(图中未表示)。所述的集电板310、230、240的材料可为铝、铜或其他导电性材料。在本实施例的电池单元中，该正电极板311、231的材料可为锂合金氧化物、导电 性高分子、无机化合物、或有机硫磺系化合物，且该负电极板312、241的材料可为碳系材 料、锂金属、或其他金属化合物。依上述的电池单元，该电解质沈可呈液体状、固体状或胶状。如图:3B所示，将两个图3A的电池单元并联成一电池组，要注意的是，并联的数量 可随着实际情况而改变；再者，由此电池单元并联而成的该电池组还可依现有技术再行串 联或并联(未图示)，但此是普通的技术，不另为文赘述。此外，本发明的电池单元中也可设置保护电路，该保护电路可以监控电池单元的 状况，当判断有过充电、过放电、或过电流等异常现象时，便启动安全措施，以使电池单元恢 复正常或不致损毁，但上述保护电路并非本发明的重点，故在此不多加描述。综上所述，本发明的电池单元是利用多个双面电极串联或并联于内部，从而单一 电池单元达成高电压与高电容量的规格，且由于不需要并联或串联多个电池单元，故可有 效减少包装外壳的数量；再者，相比于单面电极，该双面电极是充分利用电池单元的内部空 间，因而可进一步增加能量密度。故，相比于现有技术，本发明的电池单元可达到较高的电 压或电容量，且具有较高的能量密度。上述实施例是用以例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任 何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本 发明的权利保护范围，应以权利要求书的范围为依据。
权利要求
1.一种电池单元，其特征在于，包括多个双面正电极，各该双面正电极包括一集电板与设于该集电板相对两表面的正电极 板，所述双面正电极为彼此保持间隔的并列配置；多个双面负电极，各该双面负电极包括一集电板与设于该集电板相对两表面的负电极 板，所述双面负电极与所述双面正电极相同数量，且各该双面负电极间隔该双面正电极的 设置并彼此保持间隔，又各相邻正电极板与负电极板为相对应；一单面正电极，包括一集电板与设于该集电板一表面的正电极板，其设于由所述双面 正电极与双面负电极所成的组的一外侧端，且其正电极板与相邻双面负电极的负电极板相 对应；一单面负电极，包括一集电板与设于该集电板一表面的负电极板，其设于由所述双面 正电极与双面负电极所成的组的另一外侧端，且其负电极板与相邻双面正电极的正电极板 相对应；多个隔离膜，设于各相邻的正电极板与负电极板之间；以及电解质，填充于所述双面正电极、双面负电极、单面正电极、单面负电极与隔离膜之间， 上述各双面正电极与单面正电极为彼此电性连接而构成该电池单元的正极， 上述各双面负电极与单面负电极为彼此电性连接而构成该电池单元的负极。
2.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，该集电板的材料为导电性材料。
3.根据权利要求2所述的电池单元，其特征在于，该导电性材料为铝或铜。
4.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，该正电极板的材料为锂合金氧化物、 导电性高分子、无机化合物、或有机硫磺系化合物。
5.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，该负电极板的材料为碳系材料、锂金 属、或金属化合物。
6.根据权利要求1所述的电池单元，其特征在于，该电解质是呈液体状、固体状或胶状。
7.一种电池单元，其特征在于，包括多个双面正负电极，各该双面正负电极包括一集电板、与分别设于该集电板相对两表 面的正电极板和负电极板，所述双面正负电极为彼此保持间隔的并列配置，且相邻双面正 负电极的正负电极板为相对应；一单面正电极，包括一集电板与设于该集电板一表面的正电极板，其设于由所述双面 正负电极所成的组的一外侧端，且其正电极板与相邻双面正负电极的负电极板相对应；一单面负电极，包括一集电板与设于该集电板一表面的负电极板，其设于由所述双面 正负电极所成的组的另一外侧端，且其负电极板与相邻双面正负电极的正电极板相对应； 多个隔离膜，设于各相邻的正电极板与负电极板之间；以及电解质，填充于所述双面正负电极、单面正电极、单面负电极与隔离膜之间，以该单面 正电极为上述电池单元的正极，以该单面负电极为上述电池单元的负极。
8.根据权利要求7所述的电池单元，其特征在于，该集电板的材料为导电性材料。
9.根据权利要求8所述的电池单元，其特征在于，该导电性材料为铝或铜。
10.根据权利要求7所述的电池单元，其特征在于，该正电极板的材料为锂合金氧化 物、导电性高分子、无机化合物、或有机硫磺系化合物。
11.根据权利要求7所述的电池单元，其特征在于，该负电极板的材料为碳系材料、锂金属、或金属化合物。
12.根据权利要求7所述的电池单元，其特征在于，该电解质是呈液体状、固体状或胶状。
全文摘要
一种电池单元，包括彼此保持间隔且并列配置的多个双面电极，所述双面电极所成的组的两外侧端均设有一单面电极，各该双面电极包括一集电板与设于该集电板相对两表面的正电极板及/或负电极板，各该单面电极包括一集电板与设于该集电板一表面的正电极板或负电极板，且各相邻的电极板之间设有隔离膜，另设有填充于所述双面电极、单面电极与隔离膜之间的电解质。相比于现有技术，本发明的电池单元充分运用电池单元内的空间，并在单一电池单元内利用所述电极进行串联或并联，从而具有较高的电压或电容量，且具有较高的能量密度。
文档编号H01M10/00GK102074723SQ20091024630
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者洪发生 申请人:洪发生