折叠式双极电池设计的制作方法

1.在此部分中提供的信息是出于总体上呈现本公开的上下文的目的。在此部分中描述的范围内的目前命名的发明人的工作以及在申请时可能原本无法作为现有技术的本说明书的方面都既不明确地也不隐含地被承认为本公开的现有技术。
2.本公开一般来说涉及电池，并且更特定来说涉及一种折叠式双极电池设计。


背景技术：

3.随着电动车辆的激增，对具有紧凑大小和相对高能量密度的电池的需求正在增加。双极电池针对例如电动车辆等应用变得越来越受欢迎。在双极电池的当前设计中，多个双极电极通常通过堆叠或卷绕所述双极电极而封装在电池容器中。堆叠型双极电池（即，其中双极电极在电池容器中彼此上下堆叠）遭受高污染风险的危害，所述污染可能由在堆叠期间使用的电极冲击造成。堆叠型双极电池还遭受内部短路问题的危害，所述内部短路问题可能由用于隔离相邻双极电极的阻断件的失效造成。卷绕型双极电池（即，其中在电池容器中像一捆干草或像一卷地毯一样卷绕双极电极堆）遭受电极上的不均匀压力和低效容器空间利用的危害。因此，将所述双极电极堆封装在电池容器中非常具有挑战性。


技术实现要素：

4.一种电池包括正极集电器和负极集电器以及按堆布置在所述正极集电器与负极集电器之间的多个双极电极。所述正极集电器和负极集电器以及所述多个双极电极的所述堆按s形折叠。
5.在另一特征中，所述电池进一步包括布置在所述正极集电器与负极集电器之间以及所述双极电极之间的多层柔性离子导电膜。
6.在其它特征中，所述双极电极中的每一者包括多个阴极和阳极以及沿着所述正极集电器和负极集电器的长度延伸的双极集电器。所述阴极和所述阳极布置在所述双极集电器的相对侧上。所述阴极之间以及所述阳极之间的间距在所述s形堆的第一折叠部中从所述双极电极中的第一个到最后一个增加，并且在所述s形堆的第二折叠部中从所述双极电极中的最后一个到第一个减小。
7.在另一特征中，所述电池进一步包括布置在所述正极集电器与负极集电器之间以及所述双极电极之间的多层柔性离子导电膜。所述正极集电器和负极集电器分别包括多个阴极和阳极。所述多个双极电极的所述阴极和阳极以及所述正极集电器和负极集电器的所述多个阴极和阳极跨越所述s形堆的所述折叠部彼此竖直对准。仅所述正极集电器和负极集电器的若干部分、所述柔性离子导电膜的所述层和所述双极电极的所述双极集电器延伸穿过所述s形堆的所述折叠部。
8.在另一特征中，所述电池进一步包括沿着所述双极电极的边缘、在所述双极电极的所述阴极之间以及所述阳极之间的所述间距中、或两者处布置的阻断件。
9.在其它特征中，所述正极集电器和负极集电器分别包括多个第一和第二突片。在
所述s形堆中，所述多个第一突片相对于所述多个第二突片偏移。
10.在其它特征中，所述电池进一步包括额外的集电器以及按第二堆布置在所述额外的集电器与所述正极集电器和负极集电器中的一者之间的多个第二双极电极。所述额外的集电器和所述多个第二双极电极与所述正极集电器和负极集电器以及所述多个双极电极的所述堆一起按s形折叠。
11.在另一特征中，所述双极电极涂覆有固态电解质。
12.在另一特征中，所述双极电极涂覆有固态电解质，所述电池进一步包括布置在所述双极电极的单独的电极之间的间距中的阻断件。
13.在其它特征中，所述双极电极涂覆有固态电解质。所述双极电极中的每一者包括布置在双极集电器的相对侧上的多个阴极和阳极。所述正极集电器和负极集电器分别包括多个阴极和阳极。所述多个双极电极的所述阴极和阳极以及所述正极集电器和负极集电器的所述多个阴极和阳极跨越所述s形堆的所述折叠部彼此竖直对准。仅所述正极集电器和负极集电器的若干部分和所述双极电极的双极集电器延伸穿过所述s形堆的所述折叠部。
14.在另一特征中，所述电池进一步包括布置在所述双极电极的所述阴极之间以及所述阳极之间的间距中的阻断件。
15.在其它特征中，所述柔性离子导电膜包括传导离子、而不传导电子的材料。所述材料包括以下中的一者或多者：独立凝胶、聚合物和锂盐的组合、聚合物和固态电解质的组合、分离器和液体电解质的组合。
16.在其它特征中，所述双极集电器提供电子导电性、而不提供离子导电性。所述双极集电器包括金属箔、覆箔、聚合物和碳的组合或聚合物和金属粒子的组合。
17.在其它特征中，所述双极电极中的每一者包括多个阴极和阳极。所述阴极和所述阳极包括提供电子导电性的活性材料和提供离子导电性的离子导电剂。
18.在其它特征中，所述阴极和所述阳极进一步包括提供电子导电性的碳。所述离子导电剂包括固体电解质、凝胶、聚合物和锂盐的组合、或液体电解质中的一者或多者。
19.在其它特征中，所述双极电极中的每一者包括布置在双极集电器的相对侧上的多个阴极和阳极。所述阴极之间以及所述阳极之间的间距在所述s形堆的第一折叠部中从所述双极电极中的第一个到最后一个增加，并且在所述s形堆的第二折叠部中从所述双极电极中的最后一个到第一个减小。
20.在另一特征中，所述第一和第二折叠部位于连续个所述阴极之后。
21.在另一特征中，所述第一和第二折叠部位于交替个所述阴极之后。
22.在其它特征中，所述双极电极中的每一者包括布置在所述双极集电器的相对侧上的多个阴极和阳极。所述阴极之间以及所述阳极之间的间距在所述s形堆的第一折叠部中从所述双极电极中的第一个到最后一个增加，并且在所述s形堆的第二折叠部中从所述双极电极中的最后一个到第一个减小。
23.在另一特征中，所述第一和第二折叠部位于连续个或交替个所述阴极之后。
24.根据具体实施方式、权利要求书和附图，本公开的其它适用领域将变得显而易见。具体实施方式和特定示例仅旨在用于图示目的，并且并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
25.根据具体实施方式和附图，本公开将变得能够被更充分地理解，其中：图1显示堆叠型双极电池；图2显示卷绕型双极电池；图3显示根据本公开的s形折叠式堆叠型电池；图4和图5显示在根据本公开的s形折叠式堆叠型电池中使用的双极电极的示例；图6a-图6c显示用于制造根据本公开的s形折叠式堆叠型电池的折叠过程；图7显示用于制造根据本公开的s形折叠式堆叠型电池的电极的示例性布局；图8显示根据本公开的s形折叠式堆叠型电池的集电器上的突片的折叠方案和布局的示例；图9a-图10b显示将阻断件与根据本公开的s形折叠式堆叠型电池一起使用的示例；图11a和图11b显示用于制造根据本公开的s形折叠式堆叠型电池的折叠和堆叠方案的额外示例；并且图12a-图12c显示根据本公开的双极电极的额外设计。
26.在附图中，可以重复使用附图标记来标识类似和/或相同元件。
具体实施方式
27.双极电池通过减少连接突片、电池封装和冷却系统来提高电池组的能量密度。然而，通过堆叠或卷绕将双极电极堆封装在常规电池容器内部具有挑战性。堆叠型双极电池遭受来自电极冲击的污染风险和因阻断件失效所致的内部短路的风险的危害。卷绕型双极电池遭受电极上的不均匀压力以及电池容器中的低或低效空间利用的危害。
28.本公开提供一种双极电池设计，其中按s形折叠一定长度的堆叠的双极电极，这提高了电池容器中的空间利用并且如下文所解释的那样提供显著的可伸缩性。所述设计的其它特征包括电极的间歇涂覆、电极凝胶化等等。下文详细描述本公开的这些和其它特征。
29.如下组织本公开。参考图1显示和描述堆叠型双极电池。参考图2显示和描述卷绕型双极电池。参考图3显示和描述根据本公开的s形折叠式堆叠型电池。参考图4和图5显示和描述双极电极的示例。参考图6a-图6c显示和描述用于制造s形折叠式堆叠型电池的折叠过程。参考图7显示和描述用于制造s形折叠式堆叠型电池的电极的示例性布局。参考图8显示和描述集电器上的突片的折叠方案和布局的示例。参考图9a-图10b显示和描述将阻断件与s形折叠式堆叠型电池一起使用的示例。参考图11a和图11b显示和描述折叠和堆叠方案的额外示例。参考图12a-图12c显示和描述双极电极的额外设计。
30.图1显示用于制造堆叠型双极电池的双极电极的堆100的横截面。堆100包括沿着竖直轴线（例如，笛卡尔坐标系的z轴）彼此上下竖直堆叠的多个双极电极。堆100的长度沿着水平轴线（例如，笛卡尔坐标系的x轴）延伸。沿着x轴（即，沿着堆100的长度）按预先确定的距离沿着z轴竖直切分连续长度的竖直堆叠的双极电极（其是堆100的长度的n倍，其中n是大于1的整数）。每一切片代表堆100。所述预先确定的距离（其是堆100沿着x轴的长度）取决于双极电池沿着x轴测量的尺寸（例如，长度）。多个切片（即，堆100）根据尺寸（例如，高度）和在特定应用中使用的双极电池的功率要求沿着z轴彼此上下布置（即，堆叠）。堆100的
宽度取决于双极电池的沿着笛卡尔坐标系的y轴测量的宽度。
31.在图1中，堆100包括沿着z轴彼此上下竖直堆叠的多个双极电极。每一双极电极包括由双极集电器116分开的阴极112和阳极114。双极集电器116传导电子、而不传导锂离子。具体来说，双极集电器116在双极电极中将电子电荷载流子从阴极传输到阳极（或者从阳极传输到阴极）、而不传输离子电荷。双极集电器116可以是金属箔、覆箔（例如，al-cu箔）、聚合物和碳的组合、或聚合物和金属粒子的组合。一层凝胶118布置在每一双极电极之间。具体来说，凝胶118安置在双极电极的阴极112与相邻双极电极的阳极114之间。阻断件120安置在堆100的任一侧上。双极集电器116延伸到阻断件120。包括沿着z轴在多个堆100的任一侧上延伸的阻断件120的多个堆100布置在电池容器中（显示在图2中）。
32.图2显示卷绕型双极电池的横截面，其中在电池容器102中像一捆干草或像一卷地毯一样卷绕连续长度的竖直堆叠的双极电极和若干层凝胶118（其中所述连续长度是堆100的长度的n倍，并且其中n是大于1的整数）。为图示简洁起见，未显示单独的双极电极和所述若干层凝胶118。
33.区域130-1、130-2中的卷绕堆上的压力不均匀。在卷绕堆的转弯部，卷绕堆的较靠近于电池容器102的侧壁的区域130-1、130-2的外部比卷绕堆的远离所述侧壁并且较靠近于电池容器102的中心的部分经历更大压力。此外，未高效利用电池容器102中的空间。例如，无效空间132-1、132-2、132-3、132-4通过卷绕堆在电池容器102中保持未使用。
34.图3显示双极电极的s形堆200的横截面，其中沿着z轴按s形折叠一定长度的n个竖直堆叠的双极电极，其中n是大于1的整数。最初沿着z轴按预先确定的距离切分一定长度的竖直堆叠的双极电极，所述预先确定的距离大于电池容器沿着x轴测量的长度。例如，所述竖直堆叠的双极电极的长度是图1中所示的堆100的长度的n倍，其中n是大于1的整数。然后按s形的形式折叠所述长度的竖直堆叠的双极电极的切分部分，并且通过沿着z轴在所述折叠堆上施加压力来进行封装以将所述折叠堆装配在电池容器中。
35.使用双极电极的s形堆设计的双极电池并不遭受因在堆叠型双极电池中使用的电极冲击而发生的污染的危害。使用双极电极的s形堆设计的双极电池还比卷绕型双极电池更高效地利用电池容器中的空间。比起卷绕型双极电池，使用双极电极的s形堆设计的双极电池在电池容器中具有显著更小的无效空间。此外，s形堆叠提供可伸缩性，因为所述双极电极堆可以沿着z轴按s形折叠至任何高度以匹配电池容器的高度。下文描述的各种堆叠和折叠方案进一步增强可伸缩性。
36.在图3中，双极电极的s形堆200包括沿着z轴彼此上下竖直堆叠的多个双极电极。每一双极电极包括由双极集电器208分开的多个阴极204和多个阳极206。阴极204和阳极沿着双极集电器208的长度布置在双极集电器208的相对侧上。双极集电器208贯穿s形堆200的长度延伸。阳极206比阴极204稍长。
37.阴极204彼此分开（即，间隔开）第一预先确定的距离。阳极206彼此分开（即，间隔开）第二预先确定的距离。选择所述第一和第二预先确定的距离以允许如图所示折叠阴极204与阳极206之间的所述长度的竖直堆叠的双极电极。参考图7详细显示和描述所述第一和第二预先确定的距离。
38.在图6a、图8、图11a和图11b中显示折叠之前的s形堆200。图6a、图8、图11a和图11b还显示可以折叠s形堆200的位置。下文参考图4和图5进一步详细描述双极电极的结构。
39.一层柔性离子导电膜210（在下文中，为方便起见称为凝胶210）安置在每一双极电极之间。具体来说，凝胶210安置在第一双极电极的阴极204与相邻双极电极的阳极206之间。凝胶210沿着x轴贯穿s形堆200的长度延伸。双极集电器208和凝胶210延伸穿过s形堆200的每一转弯部。由于对所述第一和第二预先确定的距离的选择，阴极204和阳极206不存在于s形堆200的转弯部（即，折叠部）中。
40.正极集电器220和负极集电器222沿着s形堆200的长度沿着s形堆200的第一和第二侧布置。因此，正极集电器220和负极集电器222沿着x轴贯穿s形堆200的长度延伸，包括穿过s形堆200的长度的转弯部（即，折叠部）。双极电极堆和所述若干层凝胶210沿着s形堆200的长度夹设在正极集电器220与负极集电器222之间。
41.正极集电器220布置在s形堆200中的顶部双极电极上方。具体来说，一层凝胶210布置在s形堆200中的顶部双极电极的阳极206上，并且正极集电器220布置在布置于顶部双极电极的阳极206上的所述层凝胶210上。一层阴极204布置在正极集电器220的内表面上，使得正极集电器220的内表面上的所述层阴极204夹设在正极集电器220的内表面与布置在顶部双极电极的阳极206上的所述层凝胶210之间。
42.虽然正极集电器220沿着s形堆200的长度延伸，但是正极集电器220的内表面上的阴极204并不延伸穿过s形堆200的转弯部（即，折叠部）并且并不存在于s形堆200的转弯部（即，折叠部）中。如图所示，正极集电器220和相邻于正极集电器220的所述层凝胶210与双极电极和相邻于所述双极电极的所述若干层凝胶210一起折叠。如图所示，正极集电器220的内表面上的阴极204彼此分开（即，间隔开）以允许s形堆200的折叠。
43.负极集电器222布置在s形堆200中的底部双极电极下方。具体来说，一层凝胶210布置在s形堆200中的底部双极电极的阴极204上，并且负极集电器222布置在布置于底部双极电极的阴极204上的所述层凝胶210上。一层阳极206布置在负极集电器222的内表面上，使得负极集电器222的内表面上的所述层阳极206夹设在负极集电器222的内表面与布置在底部双极电极的阳极206上的所述层凝胶210之间。
44.虽然负极集电器222沿着s形堆200的长度延伸，但是负极集电器222的内表面上的阳极206并不延伸穿过s形堆200的转弯部（即，折叠部）并且并不存在于s形堆200的转弯部（即，折叠部）中。如图所示，负极集电器222和相邻于负极集电器222的所述层凝胶210与双极电极和相邻于所述双极电极的所述层凝胶210一起折叠。如图所示，负极集电器222的内表面上的阳极206彼此分开（即，间隔开）以允许s形堆200的折叠。
45.因此，一般来说，s形堆200包括按上文描述的次序沿着z轴彼此上下竖直堆叠的n个双极电极、正极集电器220、负极集电器222以及n+1层凝胶210，其中n是大于1的整数。所述双极电极以及正极集电器220和负极集电器222具有上述结构。
46.在图3中（并且还在图6c和图7中），所述n个双极电极、正极集电器220、负极集电器222以及n+1层凝胶210出于说明目的而显示为彼此不接触（即，显示为其间具有间隙）。事实上，这些元件彼此接触（即，其间不具有间隙），如图6a、图8、图11a和图11b中所示。图3侧部上的分解视图显示用于不同元件的阴影，其贯穿本公开一致地使用。
47.通过沿着z轴从s形堆200的顶部和/或底部施加压力来将s形堆200封装在电池容器中。s形堆200是可伸缩的，因为沿着z轴按s形折叠所述长度的n个竖直堆叠的双极电极以及所述n+1层凝胶210与正极集电器220和负极集电器220达m次，其中m是大于1的整数，其中
根据电池容器的高度选择m，并且其中根据电池的功率要求选择n和m。
48.在图3中，在s形堆200的每一折叠部中，所述折叠部沿着x轴（即，沿着电池的长度）测量的总长度是双极电极的长度与双极电极的任一侧上的转弯部的长度l的总和。s形堆200的折叠部的第一侧将正极集电器220作为最外层，其形成电池的第一端子。s形堆200的折叠部的第二侧将负极集电器222作为最外层，其形成电池的第二端子。
49.在图3的底部处，显示s形堆200的顶视图，其中负极集电器222是s形堆200的顶部上的最后一层。如果正极集电器220是s形堆200的顶部上的最后一层，则所述顶视图中所示的阴影将相反。
50.图4显示凝胶210，其是柔性离子导电膜。所述柔性离子导电膜可以是独立凝胶、聚合物和锂盐的组合、聚合物和固态电解质的组合、或分离器和液体电解质的组合。所述柔性离子导电膜传导锂离子250（离子传导称为离子导电性）、而不传导电子252（电子传导称为电子导电性）。
51.在图4中，当所述柔性离子导电膜包括分离器和液体电解质的组合时，所述分离器包括形成微孔层的聚合物隔膜260。聚合物隔膜260内的液体电解质264填充孔并提供最大离子导电性。
52.图5详细显示图3的双极电极。如上所述，阴极204和阳极206布置在双极集电器208的相对侧上。图5（以及图12a和图12b）侧部上的面朝上和面朝下的三角形指示在堆叠双极电极时施加压力的方向。使用以下方法中的任一者形成双极电极。在第一方法中，使用浆料来制作双极电极。所述浆料是活性材料（例如，阴极和阳极材料）、导电碳和聚合物以及溶解所述聚合物的溶剂的组合。在将浆料涂覆在箔上、干燥溶剂和压延之后，形成双极电极。导电碳在阴极204或阳极206内提供电子导电性。随后，在所述双极电极上实施凝胶化过程。具体来说，凝胶化过程用提供离子导电性的材料270涂覆阴极204和阳极206。例如，材料270可以是在阴极204或阳极206内提供离子导电性的凝胶电解质。可替代地，可以使用液体电解质替代凝胶电解质。
53.在第二方法中，使用浆料来制作双极电极。所述浆料是活性材料（例如，阴极和阳极材料）、导电碳和聚合物以及溶解所述聚合物的溶剂和提供离子导电性的材料270的组合。在将浆料涂覆在箔上、干燥溶剂和压延之后，形成双极电极。导电碳在阴极204或阳极206内提供电子导电性。材料270在阴极204或阳极206内提供离子导电性。例如，可以使用固态电解质作为在这些电极中提供离子导电性的材料270。可替代地，可以使用离子导电聚合物和锂盐的组合替代固态电解质。
54.分解视图272和274进一步详细显示这些电极的内部组成部分。如视图272中所示，这些电极包括活性材料276和碳278的组合，其在这些电极中提供电子传导（由碳278上方的弯曲箭头显示）。如视图274中所示，这些电极包括活性材料276和材料270的组合，其在这些电极中提供离子传导。例如，材料270可以包括固体电解质、凝胶、聚合物和锂盐的组合或液体电解质。离子282流过材料270到达活性材料276。
55.图6a-图6c显示s形堆200的形成方式。图6a显示上文参考图3描述的连续长度的双极电极堆、所述若干层凝胶210以及正极集电器220和负极集电器222，s形堆200由此形成。在图6a中，箭头指向沿着堆的长度实施折叠的位置。可以按其它方式沿着堆的长度实施折叠。可以沿着堆的长度实施折叠的其它方式的示例显示在图11a和图11b中。
56.图6b显示在图6a中的箭头指示的位置处折叠所述堆的方式。具体来说，所述折叠遵循字母s的形状。图6c显示在从顶部和底部按压所述折叠堆之后形成的s形堆200。再次，如上文参考图3所述，s形堆200可以具有沿着z轴测量的任何所期望的高度。因此，为简洁起见省略所述描述。
57.图7进一步详细显示s形堆200中的阴极204之间以及阳极206之间的间距。图7显示上文参考图3描述的一定长度的双极电极堆、所述若干层凝胶210、以及正极集电器220和负极集电器222，由此形成s形堆200。在图7中，出于说明目的单独显示所述双极电极、所述若干层凝胶210、以及正极集电器220和负极集电器222。在图7中，l1《l2《l3《l4。l1、l2、l3和l4的值取决于电极和凝胶210的厚度。如上所述，阳极206比阴极204稍长。因此，比起阴极204，阳极206具有更大面积。
58.正极集电器220的内表面上的阴极204和堆叠在正极集电器220下方的双极电极的阴极204可以视为如下布置成行和列。正极集电器220的内表面上的第一阴极204和双极电极的直接在第一阴极204下方的阴极204可以视为布置成第一列。正极集电器220的内表面上相邻于第一阴极204的第二阴极204和双极电极的直接在第二阴极204下方的阴极204可以视为布置成相邻于所述第一列的第二列等等。这些列阴极204沿着x轴彼此相邻。
59.正极集电器220的内表面上的阴极204可以视为布置成第一行。直接在正极集电器220下方的第一双极电极的阴极204可以视为布置成第二行。直接在第一双极电极下方的第二双极电极的阴极204可以视为布置成第三行等等。这些行阴极204沿着z轴彼此相邻。
60.在图7中所示的示例中，存在六列和四行阴极204。在第一和第二列阴极204中，第一行中的阴极204分开距离l1，第二行中的阴极204分开距离l2；第三行中的阴极204分开距离l3；并且第四行中的阴极204分开距离l4。在第二和第三列阴极204中，第四行中的阴极204分开距离l1，第三行中的阴极204分开距离l2；第二行中的阴极204分开距离l3；并且第一行中的阴极204分开距离l4。沿着x轴在后续列中重复分开（即，隔开）阴极204的此模式。
61.因此，第一列的各行中的阴极204与第二列的各行中的阴极204分开的距离沿着z轴在堆叠中向下增加；第二列的各行中的阴极204与第三列的各行中的阴极204分开的距离沿着z轴在堆叠中向上增加；并且在连续列中重复此模式。
62.由于以上模式，可以在箭头所示的位置处折叠所述双极电极堆、所述若干层凝胶210、以及正极集电器220和负极集电器222，以形成图3和图6c中所示的s形堆200。具体来说，以上模式致使阴极204跨越s形堆200的折叠部竖直对准。此外，以上模式确保双极集电器208、所述若干层凝胶210、以及正极集电器220和负极集电器222在s形堆200的每一折叠部处转弯，如图3和图6c中所示。
63.图8显示正极集电器220和负极集电器222上的突片的对准。图8的顶部显示图6a中所示的相同双极电极堆、所述若干层凝胶210、以及正极集电器220和负极集电器222的横截面视图。在图8的中部，在所述堆的顶视图中，正极集电器220包括多个突片290-1、290-2、
…
、和290-6（统称为突片290）。在图8的底部，在所述堆的底视图中，负极集电器222包括多个突片292-1、292-2、
…
、和292-6（统称为突片292）。当在箭头所指示的位置处折叠所述堆时，正极集电器220的突片290分别相对于负极集电器222的突片292偏移。
64.图9a-图10b显示将阻断件300（例如，聚合物）与s形堆200一起使用的不同方式。图9a显示图5中所示的双极电极，除了省略图5中所示的一些细节以集中于图9a中的阻断件
300。在图9a中，阻断件300用于双极电极的边缘处。即，阻断件300用于双极电极的相邻阴极204的侧面上以及双极电极的相邻阳极206的侧面上。图9b显示s形堆200的顶视图，其中阻断件300用于双极电极的边缘处。图9b显示s形堆200的底视图，其中阻断件300用于双极电极的边缘处。因此，阻断件300填充图3中所示的s形堆200的转弯部（即，折叠部）的区域。
65.图10a显示阻断件300可以另外用于双极电极的相邻阴极204之间以及双极电极的相邻阳极206之间。图10b显示s形堆200的顶视图和底视图，其中阻断件300用于双极电极的边缘处以及双极电极的相邻阴极204之间和阳极206之间。
66.基于在电池中使用的化学组成，四个边缘处的阻断件300可以是任选的。例如，如果在电极内部使用的柔性离子导电膜（即，凝胶210）或离子导电材料270是凝胶或液体电解质，则阻断件300如图9a和图9b中所示用于双极电极的四个边缘处以防止高温下的液体泄漏。如果材料270是固体电解质或聚合物和锂盐的组合，则将不存在液体状材料的泄漏，并且阻断件300无需（但是可以）如图9a和图9b中所示用于双极电极的四个边缘处。
67.图11a和图11b显示折叠上文参考图3描述的连续长度的双极电极堆、若干层凝胶210、以及正极集电器220和负极集电器222的其它方式，由此可以形成s形堆200和其它s形堆。图11a显示图6a和图8中所示的相同堆。图11a显示指向可以沿着堆的长度实施s形折叠的位置的箭头。例如，可以在每一列电极之后、在每隔一列电极之后、使用其组合、或按任何其它方式折叠所述堆。
68.图11b显示类似于图11a的堆的第一堆，其布置在作为第一堆的倒置版本的第二堆的顶部上，除了这两个堆中仅一者具有负极集电器222，负极集电器222为这两个堆所共用。可以在由箭头所指示的位置处折叠所述组合堆。可以使用参考图11a描述的其它折叠方案。
69.此外，图11b中所示的两个堆的组合可以通过将图11a的一个或多个堆堆叠到图11b的组合堆上并且通过在相邻堆之间使用共用的正极集电器220和/或负极集电器222来沿着z轴进一步延伸。此外，与图11a和图11b的堆一起使用的任何折叠方案都可以与这些延伸的堆一起使用。因此，所述s形堆可以不仅沿着z轴而且还沿着x轴或者使用其组合伸缩。
70.可以在折叠之前层压参考图3-图12c显示和描述的所述堆。层压温度可以高于玻璃转变温度，并且低于在用于结合所述堆的胶中使用的聚合物的熔点。
71.图12a-图12b显示根据本公开的双极电极的额外设计。图12a显示双极电极的另一示例。所述双极电极包括由双极集电器208分开的阴极204和阳极206。阴极204的顶部表面涂覆有固态电解质302。随后，将一层凝胶210布置在所述电极上。此后，将所产生的结构堆叠并夹设在正极集电器220与负极集电器222之间，并且如上文参考图3所述的方式进行折叠。
72.图12b显示双极电极的另一示例。图12的双极电极不同于图12a的双极电极之处在于图12的双极电极并不包括所述若干层凝胶210，并且在阴极204之间和阳极206之间包括阻断件304。在如上文参考图3所述的方式进行堆叠和折叠之后，所产生的s形折叠堆显示在图12c中。关于突片、折叠方案和间隔阴极和阳极的模式的以上描述同样适用于图12c中所示的s形折叠堆。
73.在额外的实施方案中，如果传统锂离子电池在边缘处使用牢固阻断件，则图1中所示的若干层凝胶118可以延伸到在所述电池中使用的传统分离器。所产生的堆也可以根据本公开的教示折叠成s形堆。
74.前述描述在本质上仅是说明性的，并且并不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教示可以按多种形式实现。因此，虽然本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应如此受限，因为在研究附图、说明书和以下权利要求书时，其它修改将变得显而易见。
75.应理解，方法内的一个或多个步骤可以按不同次序（或同时）执行、而不改变本公开的原理。此外，虽然上文将所述实施例中的每一者描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一者或多者可以在其它实施例中的任一者的特征中实现和/或与之组合，即使所述组合未明确描述。换句话说，所描述的实施例不是互相排斥的，并且一个或多个实施例彼此的置换保持在本公开的范围内。
76.使用各种术语（包括“连接”、“接合”、“耦接”、“相邻”、“紧邻”、“在
…
的顶部上”、“在
…
上方”、“在
…
下方”和“安置”）描述元件之间（例如，模块、电路元件、半导体层等等之间）的空间和功能关系。除非明确描述为“直接”，否则当在以上公开中描述第一与第二元件之间的关系时，所述关系可以是其中在第一与第二元件之间不存在其它中间元件的直接关系，但是也可以是其中在第一与第二元件之间存在（在空间上或功能上）一个或多个中间元件的间接关系。如本文中所使用的，短语a、b和c中的至少一者应该使用非排他性逻辑“或”而被解释为意指逻辑（a或b或c），并且不应解释为意指“a中的至少一者、b中的至少一者和c中的至少一者”。
77.在附图中，箭头的方向（如由箭头所指示）通常表示图示感兴趣的信息流（例如数据或指令流）。例如，当元件a和元件b交换多种信息、但是从元件a传输到元件b的信息与图示相关时，箭头可以从元件a指向元件b。此单向箭头并不暗示无其它信息从元件b传输到元件a。此外，对于从元件a发送到元件b的信息，元件b可以将对所述信息的请求发送到元件a或接收对所述信息的确认。