包括阶梯结构的电池单体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包括阶梯结构的电池单体，并且更加具体地涉及这样一种电池单体，该电池单体包括电极组件，该电极组件被构造为具有如下结构，其中两个或更多个电极卷状物基于一平面沿着高度方向堆叠，其中电极卷状物具有相同的尺寸或者电极卷状物中的至少两个电极卷状物具有不同的尺寸，并且具有不同尺寸的电极卷状物被堆叠以在宽度和/或高度上形成一个或多个阶梯结构。
【背景技术】
[0002]随着信息技术(IT)的令人瞩目的发展，很多种便携式信息通信装置已经得到普及。结果，在21世纪，我们正在迈向一个无所不在的社会，其中与时间和地点无关地，高质量的信息服务是可能的。
[0003]对于实现这种无所不在的社会而言，二次电池是非常重要的。特别地，能够充电和放电的二次电池已经广泛地为无线移动装置用作能源。另外，二次电池还已经为电动车辆和混合电动车辆用作能源，已经为了解决由使用化石燃料的现有汽油和柴油车辆引起的问题诸如空气污染而提出了电动车辆和混合电动车辆。
[0004]因为如上所述二次电池能够应用于此的装置是多样化的，所以二次电池也已经是多样化的，使得二次电池能够提供适合于二次电池应用于此的装置的输出和容量。另外，对于减小二次电池的尺寸和重量存在强烈的需要。
[0005]基于电池外壳的形状，二次电池可以被分类成:具有安装在柱形金属罐中的电极组件的柱形电池；具有安装在棱形金属罐中的电极组件的棱形电池；和具有安装在由铝层压片制成的袋形外壳中的电极组件的袋形电池。
[0006]安装在电池外壳中的电极组件用作电力发生元件，具有正电极/分隔物/负电极堆叠结构，其能够充电和放电。电极组件可以被分类成:果冻卷型电极组件，该果冻卷型电极组件构造为具有其中长片型正电极和长片型负电极在其中分隔物置放在正电极和负电极之间的状态下卷绕的结构，活性材料被施加到所述长片型正电极和所述长片型负电极；或者堆叠型电极组件，该堆叠型电极组件构造为具有其中具有预定尺寸的多个正电极和具有预定尺寸的多个负电极在其中分隔物分别地置放在正电极和负电极之间的状态下被顺序地堆叠的结构。
[0007]图1是示出包括堆叠型电极组件的袋形电池单体的一般结构的视图。
[0008]参考图1，袋形电池单体10可以构造为具有这样的结构，其中，电极组件30在密封状态下安装在袋形电池外壳20中，使得电连接到电极组件30的正电极接线片31和负电极接线片32的两条电极引线40和41暴露于外侧，所述电极组件30包括正电极、负电极和分别布置在正电极和负电极之间的分隔物，每一个分隔物涂覆有固体电解质。
[0009]电池外壳20包括外壳本体21和一体地连接到外壳本体21的盖22，外壳本体21具有电极组件30位于其中的凹陷的接纳部23。
[0010]电池外壳20由层压片制成，该层压片包括构成层压片的最外层的外部树脂层20A、用于防止材料渗透的隔离金属层20B和用于密封的内部树脂层20C。
[0011]堆叠型电极组件30的正电极接线片31和负电极接线片32通过焊接分别联接到电极引线40和41。另外，绝缘性薄膜50附接到电极引线40和41中的每一条的顶部和底部，以当使用热焊接装置将外壳本体21的上端24和盖22的上端彼此热焊接时，防止在热焊接装置(未示出)与电极引线40和41之间发生短路并且确保在电极引线40和41与电池外壳20之间的密封。
[0012]然而，近年来，根据对于纤细型设计或者各种其它设计的趋势变化，已经要求了新型的电池单体。特别地，需要即使在根据装置的尺寸和厚度的降低而并不具有足够的电池单体接纳空间的装置中仍然能够有效率地安装的电池单体。
[0013]另外，常规的装置被制造为具有近似长方体形状。然而，近年来，已经研制了具有各种其它形状的装置。在如上所述具有各种其它形状的装置中，不能有效地安装具有长方体形状或者柱形形状的电池单体。
[0014]例如，智能手机的侧面可以被弯曲以改进握持性。然而，在其中具有长方体形状的电池单体或者具有长方体形状的电池组安装在设计为具有这种弯曲部分的装置中的情形中，装置的空间利用率可能降低。
[0015]即，装置的弯曲部分具有其中不能安装电池单体的死空间。这种死空间降低了装置单位体积的容量。
[0016]因此，构造为具有这样一种结构的电池单体是高度必要的，该结构能够减少具有各种形状的装置中的死空间，从而在具有最大化的容量的同时，电池单体能够有效地安装在这些装置中。
【发明内容】
[0017]技术问题
[0018]已经做出本发明以用于解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。
[0019]具体而言，本发明的一个目的在于提供一种电池单体，该电池单体构造为具有其中电池单体能够安装在装置的各种空间中的结构，由此能够最大化地利用装置的内部空间，并且除了长方体形状的装置，该电池单体能够有效地安装在各种形状的装置中。
[0020]技术方案
[0021]根据本发明的一个方面，能够通过提供一种如下的电池单体实现以上和其它目的，该电池单体包括电极组件，该电极组件构造为具有如下结构，即:其中两个或更多个电极卷状物基于一平面沿着高度方向堆叠，其中电极卷状物具有相同的尺寸或者电极卷状物中的至少两个电极卷状物具有不同的尺寸，并且具有不同尺寸的电极卷状物堆叠成在宽度和/或高度上形成一个或多个阶梯结构。
[0022]根据本发明的电池单体是基于如上所述的具体结构的。因此，基于根据本发明的电池单体，能够制造具有各种容量和尺寸的电池单体。因此，根据本发明的电池单体可以有效地安装在电池单体安装在其中的装置的各种空间中。因此，能够最大地利用装置的内部空间。
[0023]另外，电池单体的电池外壳具有与电极组件的外部形状对应的形状。因此，基于该电池单体的紧凑结构，能够增加电池单体的容量，并且另外地提高电池单体的多余空间的利用率。
[0024]同时，通过卷绕电极而制造的果冻卷型电极组件通常具有柱形结构或板形结构，所述柱形结构或板形结构在截面中具有椭圆形形状。因此，难以将果冻卷型电极组件接纳在构造为具有各种形状诸如非对称形状和阶梯形状的电池外壳中。
[0025]另一方面，在根据本发明的电池单体中，电极组件构造为具有这样的结构，其中具有不同尺寸的两个或更多个电极卷状物堆叠。因此，能够制造具有阶梯结构的电池单体，而不显著地改变常规的设备。
[0026]电极卷状物中每一个构造为沿着电极接线片突出的方向在竖直截面中具有圆形或者椭圆形卷绕结构。例如，每一个椭圆形卷绕电极卷状物可以是被卷绕为具有宽度大于高度的椭圆形结构的电极卷状物。可以通过在竖直截面中将组件电极片材卷绕成椭圆形形状，或者通过将组件电极片材卷绕成圆形形状并按压圆形卷绕的组件电极片材，来制造每一个椭圆形卷绕电极卷状物。
[0027]电极卷状物可以每一个具有各种形状，诸如多边形形状、圆形形状、椭圆形形状和弧形形状。例如，电极卷状物可以每一个具有矩形平面形状。然而，本发明不限于此。电极卷状物中的某些可以每一个具有矩形平面形状，并且其余的电极卷状物可以每一个具有除了矩形平面形状之外的平面形状。
[0028]如上所述，电极卷状物中的至少两个可以具有不同的结构。例如，在电极卷状物的堆叠结构中，电极卷状物中的靠上的一个和电极卷状物中的靠下的一个可以在厚度、幅度(水平长度)和宽度(竖直长度)中的至少一个方面是相互不同的。
[0029]例如，上电极卷状物和下电极卷状物可以具有不同的平面尺寸。在该情形中，上电极卷状物可以具有比下电极卷状物更小的平面尺寸。
[0030]在具体实例中，电极卷状物可以在其中电极卷状物的一侧沿着直线对齐的状态下堆叠。即，电极卷状物的一侧可以沿着竖直方向彼此相邻。此时，电极接线片可以位于电极卷状物的对齐侧处。因此，电极接线片可以容易地相互连接。
[0031]在具体实例中，电极卷状物中的上下堆叠的两个电极卷状物可以构造为具有如下结构，即:其中第一电极卷状物和第二电极卷状物堆叠，所述第一电极卷状物和所述第二电极卷状物分别通过卷绕组件电极片材的一端和另一端而形成，所述组件电极片材包括正电极片材、负电极片材、第一分隔片材和第二分隔片材，所述第一分隔片材布置在所述负电极片材和所述正电极片材之间，所述第二分隔片材在其中所述负电极片材或所述正电极片材布置在所述第二分隔片材和所述第一分隔片材之间的状态下面对所述第一分隔片材。
[0032]第一电极卷状物和第二电极卷状物可以每一个通过沿着顺时针方向或者沿着逆时针方向卷绕组件电极片材而形成。即，第一电极卷状物和第二电极卷状物可以每一个通过沿着相同方向或者沿着相反方向卷绕组件电极片材而形成。具体地，第一电极卷状物和第二电极卷状物这两者均构造为具有其中组件电极片材沿着顺时针方向卷绕或者沿着逆时针方向卷绕的结构。可替代地，第一电极卷状物和第二电极卷状物中的一个电极卷状物可以构造为具有其中组件电极片材沿着顺时针方向卷绕的结构，并且第一