电极组件、电池单元、电极组件的制造方法和电池单元的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种制造电极组件的方法以及通过所述方法制造的电极组件，所述方法包括步骤：制备电极层叠件，所述电极层叠件包括至少一个负电极、至少一个正电极和至少一个隔膜；通过接合位于不对应于所述负电极和所述正电极的形状的区域中的剩余隔膜，产生隔膜组件；以及切割所述隔膜组件，以便对应于所述负电极和所述正电极的形状。
【专利说明】电极组件、电池单元、电极组件的制造方法和电池单元的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种电极组件和一种电池单元，及其制造方法，并且更具体地，涉及一种电极组件和具有各种形状的电池单元，及其制造方法。
【背景技术】
[0002]随着技术发展和对移动设备的需求增长，对可再充电电池的需求已经急剧增长。在可再充电电池中，广泛使用具有高能量密度水平和高操作电压，以及超长寿命周期的锂二次电池作为各种电子器具以及多种移动设备的能量源。
[0003]通常，锂二次电池成型为具有下列结构，其中电极组件和电解质被密封在电池壳体中，并且可根据其外观，将锂二次电池分为圆筒型电池、棱型电池、袋型电池，等等，或者可根据其中使用的电解质类型，将锂二次电池分为锂离子电池、锂离子聚合物电池、锂聚合物电池，等等。由于移动设备小型化的当前趋势，对薄棱型电池和袋型电池的需求已经增大，并且特别地，对形状易于变化的轻质袋型电池的兴趣高。
[0004]根据其形状，可将电池壳体中容纳的电极组件分为包卷(卷绕)型、堆叠(层叠)型，以及堆叠和折叠(复合)型。通过下列步骤制造包卷型电极组件:利用电极活性材料涂敷被用作集流体的金属箔；压制经涂敷的金属箔；将经压制的金属箔切割成具有期望长度和宽度的带形；使用隔板膜隔离负电极片和正电极片；以及将负和正电极片以及隔板膜卷绕成螺旋形。在包卷型电极组件中，由于螺旋形的中心部分中的回转半径小，导致可能从弯曲的电极表面产生过量应力，所以可能易于产生电极脱层。这种电极脱层可能在电极充电和放电期间，促进从电极提取锂金属晶体，从而导致电池使用期限缩短，由此降低电池的稳定性。
[0005]同时，堆叠型电极组件是以下列方式制造的电极组件，其中垂直堆叠负电极、隔板和正电极。堆叠和折叠型电极组件是通过下列方式制造的电极组件，即使用长片型的隔板，分别缠绕或折叠由负电极、隔板和正电极形成的单一电极或堆叠电极主体。
[0006]最近，根据对具有各种设计的移动设备的更大需求，也需要具有各种形状的电池单元，所以正在尝试开发具有各种形状，而非现有技术的四边形形状的电池单元，例如具有弯曲部分的电池单元。然而，为了大规模生产这样的各种电池单元，需要解决几种技术限制。限制的一方面涉及处理被介于电极之间的隔板，或者封入单元电池的片型隔膜。通常，由于可通过利用电极活性材料涂敷由诸如金属的固体材料形成的集流体，制造负电极或正电极，所以可以容易地使用模具等等切割电极，以具有期望形状。然而，由于隔板或隔膜可具有范围约为10-30μπι的小厚度，并且由柔软材料，诸如聚酯形成，所以当使用模具等等切割膜时，难以将膜精确切割为期望形状，快速产生模具的磨损，导致生产率下降，并且制造成本增加。同时，在其中电极和隔板和/或隔膜的形状彼此不相符，因而隔板和/或隔膜存在于其中不存在电极的一部分上的情况下，当将电极组件插入电池壳体中时，需要用于容纳隔板和/或隔膜的隔离空间，从而导致在实现期望的电池设计中的障碍。[0007]因而，为了实现具有各种形状的电池单元，已经需要发展能够处理隔板和/或隔膜，以便与电极组件形状相符的技术。
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]本发明的方面提供通过处理隔板和/或隔膜，以便与电极形状相符，制造电极组件和具有各种形状的电池单元的方法。
[0010]技术方案
[0011]根据本发明的一方面，提供一种制造电极组件的方法，该方法包括:制备电极层叠件，该电极层叠件包括至少一个负电极、至少一个正电极和至少一个隔膜；通过接合位于不对应于负电极和正电极形状的区域中的隔膜的剩余部分，产生隔膜组件；以及切割该隔膜组件，以便对应于负电极和正电极的形状。
[0012]可通过熔融隔膜的剩余部分，执行隔膜组件的产生，并且熔融可在(Tg-20)°c至(Tg+20) °C的温度下执行，其中将隔膜的玻璃化温度定义为Tg。
[0013]可使用切割刀片、冲模、剪刀或激光束，执行对隔膜组件的切割。
[0014]电极层叠件可包括至少一个负电极、至少一个正电极和介于负电极和正电极之间的多个第一隔膜，并且第一隔膜可具有不同于负电极和正电极的形状的形状。
[0015]根据本发明的另一示例，电极层叠件可包括:多个单元电池，其分别包括至少一个负电极、至少一个正电极和介于负电极和正电极之间的至少一个第一隔膜；以及被布置在单元电池之间的界面上的至少一个第二隔膜，并且第一隔膜和第二隔膜的至少一个可具有不同于负电极和正电极的形状的形状。
[0016]根据本发明的另一示例，电极层叠件可包括:多个单元电池，其分别包括至少一个负电极、至少一个正电极和介于负电极和正电极之间的至少一个第一隔膜；以及覆盖单元电池的长片型的第三隔膜，并且第一隔膜和第三隔膜的至少一个可具有不同于负电极和正电极的形状的形状。
[0017]根据本发明的另一示例，电极层叠件可包括至少一个负电极、至少一个正电极以及覆盖负电极和正电极的长片型的第四隔膜。
[0018]根据本发明的另一方面，提供一种制造电池单元的方法，该方法包括:使用电池壳体，封装通过上述方法制造的电极组件。根据本发明的制造电池单元的方法进一步可包括:视需要处理电池壳体，以使其具有对应于电极组件的形状的形状。
[0019]根据本发明的另一方面，提供一种通过上述方法制造的并且包括至少一个负电极、至少一个正电极和至少一个隔膜的电极组件，其中该至少一个隔膜可包括切割部分，其被切割成对应于负和正电极的形状，并且该切割部分可具有比介于正电极和负电极之间的隔膜部分的孔隙度等级低的孔隙度等级。
[0020]与介于正电极和负电极之间的该隔膜部分相比，切割部分可具有降低约20%_50%的孔隙度等级。
[0021]同时，根据本发明，在负电极和正电极中，其至少一个角部分或至少一个表面是弯曲的。在负电极和正电极中，其至少一个角部分是弯曲的。
[0022]根据本发明的另一方面，提供一种具有上述电极组件的被安装在电池壳体内的电池单元。该电池壳体可具有对应于电极组件的形状的形状。该电池单元可能是锂离子二次电池或者锂离子聚合物二次电池。
[0023]根据本发明的另一方面，提供一种包括根据本发明的至少一个电池单元的设备。该设备可以是移动电话、便携式计算机、智能电话、平板电脑、上网本、轻型电动车辆(LEV)、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆或功率存储设备。
[0024]有利效果
[0025]在根据本发明实施例的制造电极组件的方法中，通过接合存在于不对应于电极形状的区域中的隔膜的剩余部分，产生相对硬的隔膜组件，使得能够将隔膜切割成具有期望形状。
[0026]另外，通过根据本发明实施例的方法，能够通过单一过程全部切割被插入电极组件中的多个隔膜，使得能够获得显著简化的过程，并且能够不同地形成电池单元。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是例示根据本发明实施例的制备电极层叠件的过程的图示。
[0028]图2和3是例示根据本发明实施例的产生隔膜的组件(下文中称其为“隔膜组件”)的过程的图示。
[0029]图4是例示根据本发明实施例的电极组件处于其中切割了隔膜组件的状态下的透视图。
[0030]图5是例示图4的电极组件的平面图。
[0031]图6和7是例示根据本发明实施例的制造电池单元的方法的图示。
[0032]图8是例示根据本发明实施例的电池单元的透视图。
[0033]图9是例示图8的电池单元的平面图。
【具体实施方式】
[0034]下文中，将更详细地描述本发明。仅为了例示本发明的目的提供附图，并且附图仅描述本发明的实施例，无意限制本发明的范围。在附图中，相同参考标记始终涉及相同元件，并且为了例示清晰，可能夸大、缩小元件的尺寸，或者省略元件。
[0035]首先，将描述根据本发明实施例的一种制造电极组件的方法。
[0036]根据本发明实施例的制造电极组件的方法可包括:制备电极层叠件，该电极层叠件包括至少一个负电极、至少一个正电极和至少一个隔膜；通过接合位于不对应于负电极和正电极形状的区域中的隔膜的剩余部分，产生隔膜组件；以及切割隔膜组件，以便对应于负电极和正电极的形状。
[0037]可通过堆叠具有其间介入的隔板膜的单一电极或单元电池，执行电极层叠件的制备。
[0038]在本发明的实施例中，不特别限制术语“电极层叠件”，只要其具有包括至少一个负电极、至少一个隔膜和至少一个正电极的结构。也就是说，在本发明的实施例中，电极层叠件可具有下列形式，其中负和正电极、单一电极，与其间介入的隔膜交替地堆叠，或者多个单元电池与其间介入的隔膜(即堆叠型电极层叠件)堆叠，或者电极层叠件可具有下列结构，其中单一电极或单元电池被长片型的隔膜所覆盖(即堆叠或折叠型电极层叠件)。[0039]在该情况下，术语“单元电池”涉及单一的单元电池结构，其包括正电极、负电极和介于正电极与负电极之间的隔板，并且可包括至少一个正电极、至少一个负电极和至少一个隔膜。不特别限制构成单一单元电池的正电极、负电极和隔板的数目、布置等等。例如，单元电池可包括这样的单元电池，其中被布置在其最外部分处的电极具有相同的极性，诸如正电极/隔膜/负电极/隔膜/正电极的单元电池，或者负电极/隔膜/正电极/隔膜/负电极的单元电池，或者这样的单元电池，其中被布置在其最外部分处的电极具有相反的极性，诸如正电极/隔膜/负电极的单元电池，或者正电极/隔膜/负电极/隔膜/正电极/隔膜/负电极的单元电池。
[0040]同时，在本发明的实施例中，堆叠型电极层叠件具有下列概念，其包括通过下列方法制造的电极层叠件(下文中称为“层叠和堆叠方法”)，即制备基本单元主体，其每个都具有顺序堆叠结构，诸如负电极/隔板/正电极/隔板，或正电极/隔板/负电极/隔板，然后利用在其间介入隔板地堆叠这些基本单元主体，以及通过依次堆叠正电极、隔板和负电极的典型方法制造的电极层叠件。在该情况下，基本单元主体可包括至少两个正电极和至少两个负电极，并且基本单元主体的一个最外部表面由隔板构成，并且另一个最外部表面由电极形成。
[0041]同时，在通过层叠和堆叠方法制造的电极层叠件的情况下，不必要求电极层叠件仅由上述基本单元主体形成，并且其它构成电极结构和/或隔板可与所使用的基本单元主体混合。例如，通过层叠和堆叠方法制造的电极层叠件可通过下列方式构成，即该电极层叠件具有由隔板/正电极/隔板或隔板/负电极/隔板，或者其顶层部分或底层部分上的隔板形成的电极结构，并且在电极层叠件的剩余部分上具有上述基本单元主体。在通过层叠和堆叠方法制造的电极层叠件的情况下，全部电极层叠件中所包括的正和负电极的数目的总和可等于隔板的数目，并且作为替换方式，隔板的数目可被配置成，通过在电极层叠件的最外部分上增加隔板等等，比正和负电极的总和的数目大对应于I的量。
[0042]同时，在本发明的实施例中，术语“堆叠和折叠”是下列方法的共用名，其中在长片型的隔膜上布置包括堆叠在其中的至少一个正电极、至少一个隔板和至少一个负电极的单一电极和/或电极层叠件，然后折叠该长片型的隔膜，不特别限制折叠方法，但是应理解，术语“堆叠和折叠”是囊括本领域普遍已知的所有折叠方法的概念，诸如其中以之字形形式折叠的片型隔膜的方法(称为Z字形折叠或屏风型)，其中在片型隔膜的一个表面上布置具有至少一个负电极和利用在其间介入的隔板堆叠的至少一个正电极的电极层叠件，然后卷绕和缠绕片型隔膜的方法，其中单一电极被交替地布置在片型隔膜的两个表面上，然后卷绕和缠绕片型隔膜的方法，等等。
[0043]另外，在本发明的实施例中，使用的术语“隔膜”具有下列概念，其囊括被切割成具有预定尺寸的叶型的隔膜和长片型的隔膜。
[0044]同时，根据本发明的第一实施例，电极层叠件可由至少一个负电极、至少一个正电极和介于负电极与正电极之间的至少一个第一隔膜形成。同时，在本发明的第一实施例中，第一隔膜可能为叶型的隔膜，但是不限于此。
[0045]进一步地，根据本发明的第二实施例，电极层叠件可被配置成具有下列结构，其包括多个单元电池，该单元电池分别包括至少一个负电极、至少一个正电极和介于负电极与正电极之间的至少一个第一隔膜，以及被布置在单元电池的界面上的至少一个第二隔膜。[0046]根据本发明的第三实施例，电极层叠件可被配置成具有下列结构，其包括多个单元电池，该单元电池分别包括至少一个负电极、至少一个正电极和介于负电极与正电极之间的至少一个第一隔膜，以及覆盖单元电池的长片型的第三隔膜。同时，在本发明的第三实施例中，第一隔膜可能为叶型的隔膜，但是不限于此。
[0047]另外，根据本发明的第四实施例，电极层叠件可包括至少一个负电极、至少一个正电极和覆盖该负电极和正电极的长片型的第四隔膜。
[0048]同时，在其中以类似于第三实施例和第四实施例的方式，通过长片型的隔膜覆盖单一电极或单元电池的结构中，不特别限制通过片型隔膜覆盖单一电极或单元电池的方法，并且各种折叠方法可囊括本领域普遍已知的使用片型隔膜的所有折叠方法，诸如其中以之字形形式折叠的片型隔膜的方法(称为Z字形折叠或屏风型)，其中在片型隔膜的一个表面上布置具有至少一个负电极和利用在其间介入的隔板堆叠的至少一个正电极的电极层叠件，然后卷绕和缠绕片型隔膜的方法，其中单一电极被交替地布置在片型隔膜的两个表面上，然后卷绕和缠绕片型隔膜的方法，等等。
[0049]同时，不特别限制用于本发明的电极组件中所包括的正电极、负电极和隔膜的材料，并且可不受任何限制地使用本领域已知的用于正电极、负电极和隔膜的材料。例如，可通过下列方式形成负电极，即利用负电极活性材料，诸如锂金属、锂合金、碳、石油焦、活性碳、石墨、硅化合物、锡化合物、钛化合物或者含有上述至少一种元素的其合金，对由镍、铜、铝或者含有上述至少一种元素的其合金形成的负电极集流体进行涂敷。同样地，可通过下列方式形成正电极，即利用正电极活性材料，诸如锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂铁磷酸盐，或者含有上述至少一种元素的化合物或混合物，对由招、镍、铜或者含有上述至少一种元素的合金形成的正电极集流体进行涂敷。在这点上，组成一个单元电池的正电极和负电极中的电极活性材料的涂敷的面积可能相同或不同。同样地，电极活性材料可被涂敷在集流体的两个表面上，或者可被涂敷在集流体的一个表面上，以形成未涂敷的部分。
[0050]同时，隔膜可能为，例如多层膜，其具有精细多孔结构，并且由聚乙烯、聚丙烯或其组合形成，或者可能为聚合物膜，其用于固体聚合物电解质或凝胶型聚合物电解质，诸如聚偏二氟乙烯、聚氧化乙烯、聚丙烯腈或聚氟乙烯六氟丙烯共聚物。
[0051]图1例示了用于解释电极层叠件制备过程的实施例。如图1中所示，电极层叠件可包括至少一个负电极120、至少一个正电极110和至少一个隔膜130或140。图1例示了这样的电极层叠件，其中三个单元电池200利用其间介入的隔膜140彼此堆叠，该单元电池200分别具有正电极110和负电极120，两者利用其间介入的隔膜130堆叠，但是仅作为根据本发明实施例的示例提供该电极层叠件，并且本发明不限于此。例如，如图3中例示的，可将根据本发明实施例的电极层叠件理解为具有下列概念，其包括具有各种形状的所有电极层叠件，诸如具有堆叠的，同时被长片型的隔膜130’覆盖的正电极110和负电极120的电极层叠件，其中包括叶型的隔膜的单元电池被堆叠，同时被长片型的隔膜覆盖的电极层置件(未不出)，等等。
[0052]同时，在形成电极层叠件时，电极层叠件中包括的部分或全部隔膜130和140可具有与正电极和负电极的形状不同的形状。例如，在根据本发明实施例的电极层叠件中，可使用具有各种形状，而非具有本领域通常使用的矩形形状的单一电极和/或单元电池，例如以其至少一个角部分和/或至少一个表面弯曲形成的单一电极和/或单元电池，并且可使用目前市售的四边形隔膜作为介于单一电极和/或单元电池之间的隔膜。例如，如图1中所示，可这样形成负电极120和正电极110，即其单一角部分弯曲，并且隔膜130和140可具有矩形形状。在该情况下，由于电极和隔膜具有彼此不同的形状，所以可在电极的弯曲角部分中，产生未被电极覆盖并且暴露于外部的隔膜130和140的区域170。为了方便，将该区域称为“不对应于负电极和正电极形状的区域”。虽然附图中未示出，即使是以类似于第三实施例或第四实施例的方式，在根据本发明的电极组件中使用长片型的隔膜的情况下，隔膜的剩余部分也可存在于下列部分中，其中不存在电极，也就是说，在其中隔膜的形状不对应于单一电极和/或单元电池形状的区域中。通过这种方式，在隔膜的剩余区域170存在于不对应于负电极和正电极形状的区域中的情况下，当将电极组件插入电池壳体中时，需要用于容纳隔膜的剩余区域的隔离空间，并且这在电池设计方面也是不期望的。
[0053]同时，图1公开了一种电极层叠件，其中负和正电极的单一角部分弯曲。然而，本发明不限于此，并且可使用具有根据期望电极组件的形状的各种改进形状的电极。另外，根据负和正电极的形状，隔膜的剩余区域的形状和数目可变化。可以理解，这些改进示例也被包括在本发明的范围内。
[0054]同时，图1例示了下列情况，其中电极层叠件中包括的所有隔膜都具有与电极的形状不同的形状，但是本发明不限于此。也就是说，在本发明的实施例中，电极层叠件中包括的一部分隔膜可具有与电极形状相同的形状，并且剩余部分可具有与电极形状不同的形状。例如，在具有其中堆叠的多个单元电池的电极层叠件的情况下，可在单元电池的制造过程期间，将单元电池中包括的隔膜处理成具有与电极形状相同的形状。在该情况下，仅被插到单元电池或覆盖单元电池的片型隔膜之间的界面表面上的隔膜具有与电极形状不同的形状。
[0055]接下来，将参 考图2和3描述隔膜组件的产生。图2是例示其中使用多个叶型的隔膜，在电极层叠件中形成隔膜组件的状态的视图，和图3是例示其中使用单一片型隔膜，在电极层叠件中形成隔膜组件的状态的视图。如图2和3中所示，可通过接合从负和正电极向外突出的隔膜的剩余区域170和170’，产生隔膜组件180。在该情况下，接合不受限制，并且可通过下列方法执行，即通过对其施加温度和/或压力，熔融隔膜的剩余部分的方法，等等。同时，不限制隔膜的接合温度，但是考虑到隔膜的接合属性，该温度可在(Tg-20) V - (Tg+20) °〇的范围内，其中将隔膜的玻璃化温度定义为Tg。
[0056]同时，为了促进切割操作，隔膜组件180可包括这样的接合部分，其厚度约为30 μ m-700 μ m,优选地约为 50 μ m-700 μ m,更优选地约为 100 μ m-700 μ m。
[0057]在通过上述过程形成隔膜组件后，切割隔膜组件，以对应于负和正电极的形状。如上所述，单片隔膜可能相当地薄，并且易受脆弱影响，所以可能不容易对其进行切割。然而，当如本发明一个实施例，将几片隔膜彼此接合时，它们就具有相对大的硬度，所以可容易地对其进行切割。这是因为，隔膜由聚合物材料形成，因而，随着材料在预定程度的温度和压力条件下被软化，执行接合。另外，由于隔膜具有单一接合部分，并且切割该单一接合部分，所以可通过单一切割操作，以彼此类似的方式切割整个隔膜。在该情况下，切割不受限，但是可由下列元件，诸如切割刀片、冲模、剪刀和激光束执行。
[0058]同时，可通过下列方式执行切割，即隔膜的轮廓和尺寸类似于正和负电极的轮廓和尺寸，但是不必要求隔膜的轮廓和尺寸与正和负电极的轮廓和尺寸相符。也就是说，在本发明的实施例中，可理解，术语“对应形状”不指示完全符合正和负电极形状的形状，并且具有囊括下列情况的概念，其中隔膜的尺寸和/或轮廓与正和负电极的尺寸和/或轮廓稍微不同。例如，在本发明的实施例中，可通过下列方式执行切割，即少量剩余隔膜可暴露在电极外。另外，考虑到电池的稳定性，可通过下列方式执行切割，即隔膜形成得比正和负电极更大。
[0059]同时，不特别限制其中执行切割的位置，只要其位于在接合期间产生的接合线182附近。例如，在本发明的实施例中，如图2所示，可在接合线182内执行切割(190a)，可执行切割以便包括接合线182 (190b)，以及在接合线182外执行切割(190c)。在其中在接合线182内执行切割(190a)的情况下，由于在切割之后，隔膜被分离，所以隔膜组件不保留在电极组件中。同时，在其中执行切割，以便包括接合线182的情况下(190b)，或者在接合线182外执行的情况下(190c)，隔膜可保留在电极组件中，同时彼此接合。
[0060]根据本发明的制造方法，由于通过简单过程形成隔膜，从而对应于电极的形状，所以可制造具有高度设计自由度和极好生产率的电极组件。
[0061]图4和5例示了根据本发明实施例的，通过上述方法制造的电极组件。图4是例示根据本发明实施例的电极组件的透视图。图5是例示图4的电极组件的平面图。
[0062]如图4和5所示，根据本发明实施例的电极组件可包括至少一个负电极120、至少一个正电极110和至少一个隔膜130或140。在该情况下，隔膜可包括切割部分190，其经切割，以对应于负和正电极的形状。
[0063]在该情况下，隔膜的切割部分190可具有比介于正电极110和负电极120之间的一部分隔膜的孔隙度等级低的孔隙度等级。如上所述，为了容易对隔膜进行切割，可以使用在通过在电极组件的制造期间，向隔膜施加热和/或压力形成隔膜组件后，执行切割操作的方法。然而，由于在上述隔膜接合期间向隔膜施加热和/或压力，所以与未被施加热和/或压力的隔膜的其它部分相比，隔膜的接合区域附近的多孔性可能相对更低。同时，由于在接合线182附近执行切割，所以与介于正电极110和负电极120之间的隔膜部分相比，由于切割形成的切割部分190可具有较低的孔隙度等级。
[0064]例如，与介于正电极110和负电极120之间的隔膜部分相比，切割部分190可具有降低约20%-50%的孔隙度等级，但是不限于此。取决于接合方法、接合温度、压力和隔膜的类型，切割部分中的多孔性变化率可变化。
[0065]同时，以示例的方式，提供图4和5中例示的，根据本发明实施例的电极组件的形状，因而，本发明不限于此。例如，虽然图4例示了其中在切割之后，隔膜彼此分离的情况，但是当按上文所述切割隔膜组件时，取决于其中执行切割的位置，隔膜可保持在接合状态中，而非彼此分离。
[0066]此外，虽然在附图中例示具有弯曲角部分的正和负电极，但是本发明不限于此。也就是说，在本发明的实施例中，正电极和负电极可具有各种形状，而非具有本领域中通常使用的矩形形状。例如，正电极和负电极可通过下列方式形成，即其至少一个角部分和/或至少一个表面是弯曲的。
[0067]同时，根据本发明实施例的电极组件可包括用于其电连接的电极接片150和160。电极接片被插入电池壳体中，然后被连接至电极弓I线部分。只要将具有相同极性的电极接片彼此电连接，就不特别限制电极接片的面积、布置位置等等。[0068]然后，将描述根据本发明实施例的制造电池单元的方法。根据本发明实施例的制造电池单元的方法可包括使用电池壳体，封装通过上述方法制造的电极组件。
[0069]提供图6和7，以描述制造电池单元的方法。图6是例示其中电极组件210被布置在电池壳体300上的状态的平面图，和图7是例示其中折叠电池壳体的状态的平面图。如图6和7中例示的，在将通过上述方法制造的电极组件210布置在具有大于电极组件210的面积的电池壳体300上之后,折叠在其上未布置电极组件210的一部分电池壳体300,以便覆盖电极组件210，然后封闭电池壳体的边缘，由此制造根据本发明实施例的电池单元。然而，仅作为使用电池壳体封装电极组件的方法的示例提供这种方法，并且本发明不限于此。可不受限制地使用本领域普遍已知的封装电极组件的各种方法。
[0070]同时，可不同地形成根据本发明实施例的电极组件210，而非具有矩形形状。在其中使用具有四边形形状的电池壳体300，封装电极组件210的情况下，可产生其中未布置电极组件的电池壳体区域。因此，根据本发明实施例的制造电池单元的方法进一步包括处理电池壳体，从而具有对应于电极组件的形状的形状。
[0071]在该情况下，可通过一种方法，诸如切割方法、加工过程、压制方法等等，执行该处理，以便允许电池壳体具有对应于电极组件的形状的形状。此时，不要求电池壳体的形状和尺寸完全对应于电极组件的形状和尺寸，并且只要可防止其中电极组件被推动的现象导致的内部短路，就可能有其任何形状和尺寸。
[0072]同时，电池壳体不受限，但是可能为袋型壳体。视需要，可使用具有各种形状和尺寸的电池壳体。此外，袋型壳体可由层叠片形成，并且层叠片可由下列部分形成:外部树脂层，其形成最外部部分；屏蔽金属层，其防止外来材料穿透其中；以及内部树脂层，其用于密封，但是本发明不限于此。
[0073]同时，电池壳体可包括电连接电极组件的电极接片的负电极引线部分250和正电极引线部分260，并且电极引线部分可向外暴露。虽然未示出，但是可将绝缘膜附接至电极引线部分的上和下表面，以便保护电极引线部分。
[0074]图8和9例示了通过根据本发明实施例的方法制造的电池单元的示例。如图8和9中例示的，通过根据本发明实施例的方法制造的电池单元400可具有通过各种方式形成的，并且被安装在电池壳体中的电极组件，并且电池单元400可被制造成具有对应于电极组件形状的形状，由此有利地允许实现各种类型的设计。
[0075]同时，电池单元可以为锂离子电池或锂离子聚合物电池，但是本发明不限于此。
[0076]可单独地，或者以包括至少一个电池单元的电池组的形式，使用根据本发明实施例的电池单元。根据本发明的电池单元和/或电池组可有用地在各种设备中使用，例如移动电话、便携式计算机、智能电话、平板电脑、上网本、轻型电动车辆(LEV)、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆、功率存储设备，等等。由于本领域普遍已知这些设备的结构和制造方法，所以将省略其详细说明。
[0077]当将根据本发明的电池单元或电池组安装在上述设备中时，设备的系统部分可被布置在由于本发明的电池单元或电池组的结构的额外空间中。由于根据本发明的电池单元或电池组可通过各种方式形成，例如可形成为包括单一弯曲角部分，所以当将根据本发明的电池单元或电池组安装在设备中时，就产生现有技术电池单元或电池组中不存在的额外空间。因而，当将设备的系统部分装配在该额外空间中时，可平整地布置系统部分和电池单元或电池组，以便可提高空间可用性，并且降低设备的整体厚度或体积，以实现轻薄设计。
【权利要求】
1.一种制造电极组件的方法，所述方法包括: 制备电极层叠件，所述电极层叠件包括至少一个负电极、至少一个正电极和至少一个隔膜； 通过接合位于不对应于所述负电极和所述正电极的形状的区域中的所述隔膜的剩余部分，产生隔膜组件；以及 切割所述隔膜组件，以便对应于所述负电极和所述正电极的形状。
2.根据权利要 求1所述的方法，其中所述电极层叠件包括所述至少一个负电极、所述至少一个正电极和介于所述负电极和所述正电极之间的多个第一隔膜，并且 所述第一隔膜具有不同于所述负电极和所述正电极的形状的形状。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述电极层叠件包括: 多个单元电池，所述多个单元电池分别包括所述至少一个负电极、所述至少一个正电极和介于所述负电极和所述正电极之间的至少一个第一隔膜；以及 至少一个第二隔膜，所述至少一个第二隔膜被布置在所述单元电池之间的界面上，并且 所述第一隔膜和所述第二隔膜的至少一个具有不同于所述负电极和所述正电极的形状的形状。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述电极层叠件包括: 多个单元电池，所述多个单元电池分别包括所述至少一个负电极、所述至少一个正电极和介于所述负电极和所述正电极之间的至少一个第一隔膜；以及 长片型的第三隔膜，所述第三隔膜覆盖所述单元电池，并且 所述第一隔膜和所述第三隔膜的至少一个具有不同于所述负电极和所述正电极的形状的形状。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述电极层叠件包括:所述至少一个负电极、所述至少一个正电极以及覆盖所述负电极和所述正电极的长片型的第四隔膜。
6.根据权利要求1所述的方法，其中通过熔融所述隔膜的剩余部分，执行所述隔膜组件的产生。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在(Tg-20)°C至(Tg+20)°C的温度下执行所述隔膜组件的产生，其中将所述隔膜的玻璃化温度定义为Tg。
8.根据权利要求1所述的方法，其中使用切割刀片、冲模、剪刀或激光束，执行对所述隔膜组件的切割。
9.一种制造电池单元的方法，所述方法包括:使用电池壳体，封装通过根据权利要求1-8任一项所述的方法制造的所述电极组件。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括:处理所述电池壳体，以使其具有对应于所述电极组件的形状的形状。
11.一种通过根据权利要求1-8任一项所述的方法制造的并且包括所述至少一个负电极、所述至少一个正电极和所述至少一个隔膜的电极组件， 其中所述至少一个隔膜包括切割部分，所述切割部分被切割成对应于所述负和正电极的形状，并且 所述切割部分具有比介于所述正电极和所述负电极之间的所述隔膜的部分的孔隙度等级低的孔隙度等级。
12.根据权利要求11所述的电极组件，其中与介于所述正电极和所述负电极之间的所述隔膜的部分相比，所述切割部分具有降低约20%-50%的孔隙度等级。
13.根据权利要求11所述的电极组件，其中在所述负电极和所述正电极中，其至少一个角部分或至少一个表面是弯曲的。
14.根据权利要求11所述的电极组件，其中在所述负电极和所述正电极中，其至少一个角部分是弯曲的。
15.一种被安装在电池壳体中的具有根据权利要求11所述的电极组件的电池单元。
16.根据权利要求15所述的电池单元，其中所述电池壳体具有对应于所述电极组件的形状的形状。
17.根据权利要求15所述的电池单元，其中所述电池单元是锂离子二次电池，或锂离子聚合物二次电池。
18.—种包括至少一个根据权利要求15所述的电池单元的设备。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述设备是移动电话、便携式计算机、智能电话、平板电脑、上网本、轻型电动车辆(LEV)、电动车辆、混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆或功率存储设备。
【文档编号】H01M10/0585GK103733417SQ201380002400
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2013年5月28日 优先权日:2012年5月29日
【发明者】权盛振, 安谆昊, 金东明, 金基雄, 金永焄, 尹成汉, 柳胜民 申请人:Lg 化学株式会社