阶梯电极组堆叠体的制作方法_2

文档序号:8927235阅读:来源:国知局

[0038] 电极组可W是从堆叠型电极组、凝胶卷型电极组和堆叠与折叠型电极组组成的组 中选择的两个或者更多电极组的组合。
[0039] 堆叠型电极组、凝胶卷型电极组和堆叠与折叠型电极组的结构和制造方法是本发 明所属技术领域中的普通技术人员熟知的,并且因此将省略其进一步的详细说明。
[0040] 本发明所属技术领域中的普通技术人员熟知的堆叠型电极组、凝胶卷型电极组和 堆叠与折叠型电极组的结构和制造方法由此通过引用并入。
[0041] 电极组可W基于平面在高度方向上或者在与该高度方向相反的方向上堆叠。
[0042] 在W上说明中,平面可W是地面或者垂直于地面的平面。例如,在W上说明中的表 述"电极组基于平面在高度方向上堆叠"可W意味着电极组可W在重力方向上或者在与重 力相反的方向上从地面堆叠。因此,电极组的堆叠方向可W是重力方向或者与重力相反的 方向。该同样应用于构成每一个电极组的电极基于平面在高度方向上堆叠的情形。
[0043] 另外,电极组可W基于平面在高度方向上和在与该高度方向相反的方向上堆叠。 良P,电极组可W在重力方向上和在与重力相反的方向上从地面堆叠。此时,电极组可W对称 地或者非对称地堆叠。
[0044] 电极组被堆叠从而正电极和负电极在隔膜置放在正电极和负电极之间的状态下 面对彼此。
[0045] 在电极组是堆叠型电极组的情形中,隔膜可W是隔膜板或者隔膜板。隔膜板可W 在电极组之间的界面处隔离电极组,并且覆盖电极组的未形成电极端子的侧面。
[0046] 此时,隔膜板可W从形成阶梯结构的每一个台阶隔开预定距离。目P,隔膜板可W不 置放成与形成阶梯结构的每一个台阶的外周边紧密接触。
[0047] 在此情形中,基于其中安装裡二次电池的装置的曲率,可能难W形成包括根据本 发明的电极组堆叠体的裡二次电池的外周边。
[0048] 因此,隔膜板可W置放成与堆叠型电极组的侧面,特别是形成阶梯结构的每一个 台阶的外周边紧密接触。隔膜板可W具有5至Ij300ym、5至Ij200ym、5到100ym、5到50ym、 5到30ym、5到25ym、5到20ym或者10到20ym的厚度。隔膜板的厚度越薄,放电容量 越高。该同样应用于上述隔膜。
[0049] 因为如上所述隔膜板的厚度是非常小的,所W可能不易于与形成阶梯结构的每一 个台阶的外周边紧密接触地置放隔膜板。根据本发明,隔膜板可W通过切割、热处理或者在 切割之后的热处理置放成与每一个台阶的外周边紧密接触。
[0050] 在电极组是凝胶卷型电极组或者堆叠与折叠型电极组的情形中,电极板可W置放 在凝胶卷型电极组之间或者堆叠与折叠型电极组之间。
[0051] 当凝胶卷型电极组或者堆叠与折叠型电极组被堆叠时,在电极组之间的界面处, 正电极和负电极可能不面对彼此。在此情形中,由于凝胶卷型电极组和堆叠与折叠型电极 组的结构特征,可能耗用大量的时间和成本改变已经制造的凝胶卷型电极组和堆叠与折叠 型电极组的布置。
[0052] 在此情形中,电极板可W置放在凝胶卷型电极组之间或者堆叠与折叠型电极组之 间W提高制造过程效率。
[0053] 在电极组的堆叠结构中,阶梯结构在电极组之间的界面处形成。
[0054] 为了在电极组之间的界面处形成阶梯结构,堆叠的电极组的尺寸或者在电极组之 间的堆叠界面处面对彼此的电极组的面积可w是相互不同的。
[0055] 例如,堆叠的电极组中的较低一个的最上电极和堆叠的电极组中的较高一个的最 下电极可W具有不同的尺寸或者面积。
[0056] 此时,具有相对大的尺寸或者面积的电极可W是负电极。结果,最小化在裡二次电 池的充电和放电期间的枝状生长并且提高包括根据本发明的电极组堆叠体的裡二次电池 的安全性是可能的。
[0057] 在另一方面,具有相对大的尺寸或者面积的电极可W是正电极。在具有相对大的 尺寸或者面积的电极是正电极的情形中,正电极浆液可W仅仅施加到电极的、面对负浆液 层的区域。
[0058] 构成阶梯结构的每一个台阶的高度和宽度可W基于其中安装包括电极组堆叠体 的裡二次电池的装置的弯曲形状,特别是曲率而改变。
[0059] 在电极组之间的界面处的正电极和负电极的容量与面积比率(N/P比率)等于或 者大于构成具有相对大的面积的电极组的正电极和负电极的容量与面积比率(N/P比率)。
[0060] 在电极组之间的界面处的N/P比率低于构成具有相对大的面积的电极组的正电 极和负电极的N/P比率的情形中,具有安装在其中的、根据本发明的电极组堆叠体的裡二 次电池的性能可能劣化,该不是优选的。
[0061] 在电极组之间的界面处面对彼此的正电极和负电极的N/P比率与构成每一个电 极组的正电极和负电极的N/P比率的比率可W是1 ; 1到3 ; 1,1 ; 1到2 ; 1,或者1 ; 1到1. 5 : 1〇
[0062] N/P比率可W使用W下等式1计算。
[0063]
[0064]等式(1)
[0065] 在W上等式中,
[0066] 单位面积负电极充电容量=单位面积负电极负荷水平(g/cm2)X负电极活性材料 比率(% )X单位重量负电极充电容量(mAh/g),
[0067] 负电极效率=(负电极放电容量/负电极充电容量)X 100,
[0068] 单位面积正电极设计容量=设计容量/涂覆正电极面积,并且
[0069] 设计容量二正电极负荷水平(g/cm2)X正电极活性材料比率(% )X单位重量正 电极充电容量(mAh/g)-不可逆负电极容量(mAh)。
[0070] 单位重量正电极充电容量、单位重量负电极充电容量、负电极放电容量,和不可逆 负电极容量可W使用W下方法测量。
[0071] 1)测量单位重量正电极充电容量的方法;制备半电池作为将要评价的正电极,由 裡金属形成对电极,当W低速率控制(在0.2C之后)执行充电时测量半电池的容量,并且 按照半电池重量将测量的容量归一化。
[0072]2)测量单位重量负电极充电容量的方法;制备半电池作为将要评价的负电极,由 裡金属形成对电极,当W低速率控制(在0.2C之后)执行充电时测量半电池的容量,并且 按照半电池重量将测量的容量归一化。
[0073] 3)测量单位重量负电极放电容量的方法;制备半电池作为将要评价的负电极,由 裡金属形成对电极,在W低速率控制(在0.2C之后)执行充电之后放电时测量半电池的容 量,并且按照半电池重量将测量的容量归一化。
[0074] 4)测量单位重量不可逆负电极容量的方法;测量在负电极半电池充电和放电一 次时的容量之间的差异。
[0075] 5)单位面积负电极负荷水平的定义;每单位面积涂覆在负电极集电体上的负电 极活性材料的重量。
[0076] 6)单位面积正电极负荷水平的定义;每单位面积涂覆在正电极集电体上的正电 极活性材料的重量。
[0077] 在配置为使得在电极组之间的界面处的N/P比率高于构成具有相对大的面积的 电极组的正电极和负电极的N/P比率的具体实施例中,构成第(n+1)电极组的正电极的负 荷水平和构成第n电极组的正电极的负荷水平可W是相等的,并且构成第(n+1)电极组的 负电极的负荷水平可W高于构成第n电极组的负电极的负荷水平。
[007引另外,构成第(n+1)电极组的负电极的负荷水平和构成第n电极组的负电极的负 荷水平可W是相等的,并且构成第n电极组的正电极的负荷水平可W高于构成第(n+1)电 极组的正电极的负荷水平。
[0079] 此时,构成第n电极组的电极的尺寸或者面积可W大于构成第(n+1)电极组的电 极的尺寸或者面积。
[0080] 在配置为使得在电极组之间的界面处的N/P比率高于构成每一个电极组的正电 极和负电极的N/P比率的另一个具体实施例中,构成第(n-1)电极组的正电极的负荷水平、 构成第n电极组的正电极的负荷水平,和构成第(n+1)电极组的正电极的负荷水平可W是 相等的,构成第(n-1)电极组的负电极的负荷水平和构成第(n+1)电极组的负电极的负荷 水平可W高于构成第n电极组的负电极的负荷水平。
[0081] 另外,构成第(n-1)电极组的负电极的负荷水平、构成第n电极组的负电极的负荷 水平,和构成第(n+1)电极组的负电极的负荷水平可W是相等的,并且构成第n电极组的正 电极的负荷水平可W高于构成第(n-1)电极组的正电极的负荷水平和构成第(n+1)电极组 的正电极的负荷水平。
[008引在此情形中,构成第n电极组的正电极和负电极的N/P比率与构成基于平面在高 度方向上堆叠在第n电极组上的第(n+1)电极组的正电极和负电极的N/P比率的比率可W 是1 ;1,并且构成第n电极组的正电极和负电极的N/P比率与构成基于平面在与高度方向 相反的方向上堆叠在第n电极组上的第(n-1)电极组的正电极和负电极的N/P比率的比率 可W是1 ;1。
[0083] 此时,构成第n电极组的电极的尺寸或者面积可W大于构成第(n-1)电极组的电 极和构成第(n+1)电极组的电极的尺寸或者面积。
[0084] 只要在电极组之间的界面处的N/P比率等于或者高
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