阶梯型电极组堆叠体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种安装在二次电池的电池外壳中的电极组堆叠体，并且更加具体地涉及一种阶梯型电极组堆叠体。
【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，我们正在迈向一个无所不在的社会，其中无论时间和地点如何，高质量信息服务是可能的。
[0003]对于实现这种无所不在的社会而言，锂二次电池是非常重要的。
[0004]特别地，能够充电和放电的锂二次电池已经广泛地用作无线移动装置的能源。另夕卜，锂二次电池还已经用作电动车辆和混合电动车辆的能源，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。
[0005]因为如上所述锂二次电池能够应用于此的装置是多样化的，所以锂二次电池也已经是多样化的，使得锂二次电池能够提供适合于锂二次电池应用于此的装置的功率和容量。另外，对于减小锂二次电池的尺寸和重量存在强烈的需要。
[0006]根据相应产品的尺寸和重量的减小，小型移动装置诸如移动电话、个人数字助理(PDA)、数字照相机和膝上型计算机为每一个装置使用一个或几个小型、轻质的电池单体。
[0007]另一方面，中型或者大型装置诸如电动自行车、电动摩托车、电动车辆和混合电动车辆使用具有相互电连接的多个电池单体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，高功率和大容量是必要的。
[0008]电池模块的尺寸和重量与相应的中型或者大型装置的电池模块安装空间和功率直接相关。因此，制造商正在努力制造小的并且轻质的电池模块。
[0009]基于它们的形状分类的柱形电池单体、棱形电池单体和袋形电池单体被用作电池模块或者电池组的单元单体。在这些电池当中，能够以高集成度堆叠、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体已经吸引了相当大的关注。
[0010]图1A和IB是典型地示出常规的代表性袋形二次电池的总体结构的分解透视图。
[0011]参考图1A，袋形二次电池10包括:电极组件20，电极组件20具有从电极组件20突出的多个电极接线片21和22 ;分别地连接到电极接线片21和22的两条电极引线30和31 ;和电池外壳40，电池外壳40用于在密封状态下接纳电极组件20，使得电极引线30和31的部分从电池外壳40向外暴露。
[0012]电池外壳40包括:具有电极组件20位于其中的凹陷的接纳部41的下壳42 ;和用于覆盖下壳42使得电极组件20被密封在电池外壳40中的上壳43。
[0013]上壳43和下壳42在其中电极组件20安装在其中的状态下通过热焊接相互连接，以形成上端密封部44、侧密封部45和46和下端密封部47。
[0014]如在图1A中所示，上壳43和下壳42可以构造成独立的构件。如在图1B中所示，在另一方面，上壳43的一端可以一体地形成在下壳42的相应端处，使得上壳43和下壳42可以以铰接方式相互连接。
[0015]另外，如在图1A和IB中所示，袋形电池单体构造为具有这样的结构，其中由电极接线片和连接到电极接线片的电极引线构成的电极端子形成在堆叠型电极组件的一端处。可替代地，构造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体也可以使用以上方法制造。
【发明内容】
[0016]技术问题
[0017]如在图1A和IB中所示，电极组件通常制造为具有近似长方体结构。电极组件安装在电池外壳中，以制造具有长方体结构的袋形电池单体。多个这样的袋形电池单体被堆叠以构成具有长方体结构的电池组。
[0018]然而，具有长方体结构的电池单体或者具有长方体结构的电池组应用于此的装置通常并非以长方体的形状形成。
[0019]例如，智能手机的侧部可以是弯曲的以改进握持性。
[0020]然而，在其中具有长方体结构的电池单体或者具有长方体结构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，装置的空间利用可降低。
[0021]即，装置的弯曲部分具有其中不能安装电池单体或者电池组的死空间。最终，这种死空间降低了单位体积的装置容量。
[0022]因此，已经作出本发明用于解决以上问题，并且本发明的一个目的在于提供一种能够最大化地提高单位体积的装置容量的阶梯型电极组堆叠体和一种包括该阶梯型电极组堆叠体的锂二次电池单体。
[0023]本发明的另一个目的在于提供一种阶梯型电极组堆叠体，该阶梯型电极组堆叠体如此构造，使得在阶梯型电极组堆叠体的大规模生产期间产生的过程困难最小化，由此提高阶梯型电极组堆叠体的产量。
[0024]技术方案
[0025]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以上和其它目的，该电极组堆叠体包括:多个电极组，所述多个电极组中的每一个电极组包括阴极、阳极和布置在阴极和阳极之间的第一分隔物；和第二分隔物，该第二分隔物布置在电极组之间，其中电极组基于一平面在高度方向上堆叠，所述电极组中的一些或者所有电极组在其间的堆叠界面处具有不同的相对堆叠表面面积，并且电极组堆叠体包括满足以下方程式(I)的电极组:T彡(TsumX0.5) (I)，其中T表示任意电极组的厚度，并且Tsum表示构成该电极组堆叠体的电极组的厚度之和。
[0026]任意电极组可以意味着从构成该电极组堆叠体的电极组中选择的任意一个电极组。例如，任意电极组可以是具有最大的堆叠表面面积的堆叠型电极组。
[0027]阴极可以构造为具有其中阴极浆料层形成在阴极集电器上的结构。
[0028]阴极可以具有仅形成在阴极的面对阳极的区域处的阴极浆料层。
[0029]阴极的面对阳极的表面可以是阴极集电器的一个主表面或者每一个主表面。
[0030]阴极可以是板形阴极，即阴极板。阴极板可以具有直角角部或者弯曲角部。例如，以长方体的形状形成的阴极板的所有的角部可以是直角。可替代地，阴极板的角部中的至少一个角部可以是弯曲的。
[0031]在其中阴极板的角部中的至少一个角部是如上所述弯曲的情形中，当电极组堆叠体跌落时施加到阴极板的弯曲角部的冲击减小，由此改进安全性。
[0032]单侧阴极板可以具有87至92 μ m的最大厚度。该单侧阴极板可以具有70至74 μ m的最小厚度。在此情形中，阴极浆料的加载水平可以是16mg/cm2至22mg/cm2。
[0033]双侧阴极板可以具有128至133 ym的最大厚度。该双侧阴极板可以具有91至99 μm的最小厚度。在此情形中，阴极楽料的加载水平可以是32mg/cm2至44mg/cm2。
[0034]单侧阴极板的阴极集电器的厚度可以大于双侧阴极板的阴极集电器的厚度。单侧阴极板的阴极集电器的厚度与双侧阴极板的阴极集电器的厚度之比可以是2.5:1至1.5:1o
[0035]在其中单侧阴极板的阴极集电器的厚度大于双侧阴极板的阴极集电器的厚度的情形中，能够在单侧阴极被辊压时最小化单侧阴极的弯曲。
[0036]结果，可以提尚广量和制造效率。
[0037]阳极可以构造为具有其中阳极浆料层形成在阳极集电器上的结构。
[0038]阳极可以具有仅在阳极的面对阴极的区域处形成的阳极浆料层。阳极的面对阴极的表面可以是阳极集电器的一个主表面或每一个主表面。
[0039]阳极可以是板形阳极，即阳极板。阳极板可以具有直角角部或者弯曲角部。例如，以长方体的形状形成的阳极板的所有的角部可以是直角。可替代地，阳极板的角部中的至少一个角部可以是弯曲的。
[0040]在其中阳极板的角部中的至少一个角部是如上所述弯曲的情形中，当电极组堆叠体跌落时施加到阳极板的弯曲角部的冲击减小，由此改进安全性。
[0041]单侧阳极板可以具有86至91 μπι的最大厚度。单侧阳极板可以具有67至70 μm的最小厚度。在此情形中，阳极楽料的加载水平可以是7.7mg/cm2至10.5mg/cm2。
[0042]双侧阳极板可以具有139至149 μ m的最大厚度。双侧阳极板可以具有101至
108μπι的最小厚度。在此情形中，阳极楽料的加载水平可以是15.4mg/cm2至21mg/cm2。
[0043]单侧阳极板的阳极集电器的厚度可以大于双侧阳极板的阳极集电器的厚度。单侧阳极板的阳极集电器的