專利名稱：電池單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池單元，特別是涉及一種具有較高能量密度的電池單元。
背景技術(shù)：
近來(lái)由于石油價(jià)格節(jié)節(jié)高漲及環(huán)保意識(shí)抬頭，各國(guó)紛紛發(fā)展出新的替代性能源技 術(shù)，例如酒精汽油、生質(zhì)柴油、燃料電池、太陽(yáng)能發(fā)電、或風(fēng)力發(fā)電等等較傳統(tǒng)汽油環(huán)保的 能源。在各種能源技術(shù)中，二次電池是目前各國(guó)主要發(fā)展的方向之一，這是因?yàn)槎坞?池可不斷的重復(fù)充電與放電，所以較為環(huán)?！，F(xiàn)今最吸引眾人目光的應(yīng)用是以二次電池為動(dòng)力的電動(dòng)車，例如其具有由數(shù)十顆 至數(shù)百顆鋰離子電池單元串聯(lián)或并聯(lián)而成的電池組，某公司以8個(gè)圓柱形鋰離子電池單元 串聯(lián)成電池子組，再以12個(gè)電池子組串聯(lián)成一電池組，并將之裝載于1700公斤的純電動(dòng)車 上使用，充電一次后的續(xù)航力可達(dá)192公里，這已經(jīng)是頗具實(shí)用性的產(chǎn)品?，F(xiàn)有的鋰離子電池單元的示意圖如圖1所示，其具有正電極11與負(fù)電極12，該正 電極11包括集電板110與設(shè)于該集電板110 —表面的正電極板111，該負(fù)電極12包括集電 板120與設(shè)于該集電板120 —表面的負(fù)電極板121，該正電極板111與該負(fù)電極板121相 對(duì)的設(shè)置、且其間設(shè)有隔離膜13，該正電極11、負(fù)電極12與隔離膜13之間皆填充有電解質(zhì) 14，且外設(shè)有包裝外殼15。但是，一般大型裝置在使用上述鋰離子電池單元時(shí)，由于該鋰離子電池單元的電 容量與電壓皆不高，因而需將多個(gè)鋰離子電池單元并聯(lián)及串聯(lián)成電池組，以達(dá)到足夠的電 壓與電容量，這使得整體電池組的重量過(guò)大，進(jìn)而降低實(shí)用性。因此，如何解決現(xiàn)有電池單元的缺陷，使電池單元的能量密度增加，實(shí)已成目前急 欲解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的種種缺陷，本發(fā)明的主要目的是提供一種能量密度較大的電 池單元。為達(dá)到上述及其他目的，本發(fā)明提供一種電池單元，包括多個(gè)雙面正電極，各該 雙面正電極包括一集電板與設(shè)于該集電板相對(duì)兩表面的正電極板，所述雙面正電極為彼此 保持間隔的并列配置；多個(gè)雙面負(fù)電極，各該雙面負(fù)電極包括一集電板與設(shè)于該集電板相 對(duì)兩表面的負(fù)電極板，所述雙面負(fù)電極與所述雙面正電極相同數(shù)量，且各該雙面負(fù)電極間 隔該雙面正電極的設(shè)置并彼此保持間隔，又各相鄰正電極板與負(fù)電極板為相對(duì)應(yīng)；一單面 正電極，包括一集電板與設(shè)于該集電板一表面的正電極板，其設(shè)于由所述雙面正電極與雙 面負(fù)電極所成的組的一外側(cè)端，且其正電極板與相鄰雙面負(fù)電極的負(fù)電極板相對(duì)應(yīng)；一單 面負(fù)電極，包括一集電板與設(shè)于該集電板一表面的負(fù)電極板，其設(shè)于由所述雙面正電極與 雙面負(fù)電極所成的組的另一外側(cè)端，且其負(fù)電極板與相鄰雙面正電極的正電極板相對(duì)應(yīng)；多個(gè)隔離膜，設(shè)于各相鄰的正電極板與負(fù)電極板之間；以及電解質(zhì)，填充于所述雙面正電 極、雙面負(fù)電極、單面正電極、單面負(fù)電極與隔離膜之間，上述各雙面正電極與單面正電極 為彼此電性連接而構(gòu)成該電池單元的正極，上述各雙面負(fù)電極與單面負(fù)電極為彼此電性連 接而構(gòu)成該電池單元的負(fù)極。所述的集電板的材料可為鋁、銅或其他導(dǎo)電性材料。在本實(shí)施例的電池單元中，該正電極板的材料可為鋰合金氧化物、導(dǎo)電性高分子、 無(wú)機(jī)化合物、或有機(jī)硫磺系化合物，且該負(fù)電極板的材料可為碳系材料、鋰金屬、或其他金 屬化合物。依上述的電池單元，該電解質(zhì)可呈液體狀、固體狀或膠狀。本發(fā)明還提供另一種電池單元，包括多個(gè)雙面正負(fù)電極，各該雙面正負(fù)電極包括 一集電板、與分別設(shè)于該集電板相對(duì)兩表面的正電極板和負(fù)電極板，所述雙面正負(fù)電極為 彼此保持間隔的并列配置，且相鄰雙面正負(fù)電極的正負(fù)電極板為相對(duì)應(yīng)；一單面正電極，包 括一集電板與設(shè)于該集電板一表面的正電極板，其設(shè)于由所述雙面正負(fù)電極所成的組的一 外側(cè)端，且其正電極板與相鄰雙面正負(fù)電極的負(fù)電極板相對(duì)應(yīng)；一單面負(fù)電極，包括一集 電板與設(shè)于該集電板一表面的負(fù)電極板，其設(shè)于由所述雙面正負(fù)電極所成的組的另一外側(cè) 端，且其負(fù)電極板與相鄰雙面正負(fù)電極的正電極板相對(duì)應(yīng)；多個(gè)隔離膜，設(shè)于各相鄰的正電 極板與負(fù)電極板之間；以及電解質(zhì)，填充于所述雙面正負(fù)電極、單面正電極、單面負(fù)電極與 隔離膜之間，以該單面正電極為上述電池單元的正極，以該單面負(fù)電極為上述電池單元的 負(fù)極。所述的集電板的材料可為鋁、銅或其他導(dǎo)電性材料。在本實(shí)施例的電池單元中，該正電極板的材料可為鋰合金氧化物、導(dǎo)電性高分子、 無(wú)機(jī)化合物、或有機(jī)硫磺系化合物，且該負(fù)電極板的材料可為碳系材料、鋰金屬、或其他金 屬化合物。依上述的電池單元，該電解質(zhì)可呈液體狀、固體狀或膠狀。另外要注意的是，還可以多個(gè)本發(fā)明的電池單元相串聯(lián)或并聯(lián)連接而提供所需的 電壓或電流。由上可知，本發(fā)明的電池單元是利用多個(gè)雙面電極串聯(lián)或并聯(lián)于內(nèi)部，從而單一 電池單元達(dá)成高電壓與高電容量的規(guī)格，且由于不需要并聯(lián)或串聯(lián)多個(gè)電池單元，故可有 效減少包裝外殼的數(shù)量；再者，相比于單面電極，該雙面電極充分利用電池單元的內(nèi)部空 間，因而可進(jìn)一步增加能量密度。故，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的電池單元可達(dá)到較高的電 壓或電容量，且具有較高的能量密度。


圖1為現(xiàn)有的鋰離子電池單元的示意圖；圖2A及圖2B為本發(fā)明的電池單元的第一實(shí)施例的示意圖，其中，圖2B為圖2A的
進(jìn)一步應(yīng)用實(shí)施例；圖3A和圖;3B為本發(fā)明的電池單元的第二實(shí)施例的示意圖，其中，圖:3B為圖3A的 進(jìn)一步應(yīng)用實(shí)施例。主要元件符號(hào)說(shuō)明
11正電極110、120、210、220、230、240、310 集電板111、211、231、311 正電極板12負(fù)電極121、221、241、312 負(fù)電極板13,25 隔離膜14、26 電解質(zhì)15包裝外殼21雙面正電極22雙面負(fù)電極23單面正電極M單面負(fù)電極31雙面正負(fù)電極
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明 書(shū)所揭示的內(nèi)容輕易的了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。第一實(shí)施例請(qǐng)參閱圖2A和圖2B，為本發(fā)明的電池單元的第一實(shí)施例的示意圖，其中，圖2B是 圖2A的進(jìn)一步應(yīng)用實(shí)施例。如圖2A所示，本發(fā)明的電池單元包括多個(gè)雙面正電極21，各該雙面正電極21包 括一集電板210與設(shè)于該集電板210相對(duì)兩表面的正電極板211，所述雙面正電極21為彼 此保持間隔的并列配置；多個(gè)雙面負(fù)電極22，各該雙面負(fù)電極22包括一集電板220與設(shè)于 該集電板220相對(duì)兩表面的負(fù)電極板221，所述雙面負(fù)電極22與所述雙面正電極21相同數(shù) 量，且各該雙面負(fù)電極22間隔該雙面正電極21的設(shè)置并彼此保持間隔，又各相鄰正電極板 211與負(fù)電極板221為相對(duì)應(yīng)；一單面正電極23，包括一集電板230與設(shè)于該集電板230 — 表面的正電極板231，其設(shè)于由所述雙面正電極21與雙面負(fù)電極22所成的組的一外側(cè)端， 且其正電極板231與相鄰雙面負(fù)電極22的負(fù)電極板221相對(duì)應(yīng)；一單面負(fù)電極M，包括一 集電板240與設(shè)于該集電板240 —表面的負(fù)電極板M1，其設(shè)于由所述雙面正電極21與雙 面負(fù)電極22所成的組的另一外側(cè)端，且其負(fù)電極板241與相鄰雙面正電極21的正電極板 211相對(duì)應(yīng)；多個(gè)隔離膜25，設(shè)于各相鄰的正電極板211、231與負(fù)電極板221、241之間；以 及電解質(zhì)26，填充于所述雙面正電極21、雙面負(fù)電極22、單面正電極23、單面負(fù)電極M與 隔離膜25之間，上述各雙面正電極21與單面正電極23彼此電性連接而構(gòu)成該電池單元的 正極，上述各雙面負(fù)電極22與單面負(fù)電極M彼此電性連接而構(gòu)成該電池單元的負(fù)極。上述的電池單元還可包括一包裝外殼(圖中未表示)。所述的集電板210、220、230、240的材料可為鋁、銅或其他導(dǎo)電性材料。在本實(shí)施例的電池單元中，該正電極板211、231的材料可為鋰合金氧化物、導(dǎo)電 性高分子、無(wú)機(jī)化合物、或有機(jī)硫磺系化合物，且該負(fù)電極板221341的材料可為碳系材 料、鋰金屬、或其他金屬化合物。
依上述的電池單元，該電解質(zhì)沈可呈液體狀、固體狀或膠狀。如圖2B所示，將兩個(gè)圖2A的電池單元串聯(lián)成一電池組，要注意的是，串聯(lián)的數(shù)量 可隨著實(shí)際情況而改變；再者，由此電池單元串聯(lián)而成的該電池組還可依現(xiàn)有技術(shù)再行并 聯(lián)或串聯(lián)(未圖示)，但此為普通的技術(shù)，不另為文贅述。第二實(shí)施例請(qǐng)參閱圖3A和圖3B，為本發(fā)明的電池單元的第二實(shí)施例的示意圖，其中，圖為 圖3A的進(jìn)一步應(yīng)用實(shí)施例。如圖3A所示，本發(fā)明的電池單元包括多個(gè)雙面正負(fù)電極31，各該雙面正負(fù)電極 31包括一集電板310、與分別設(shè)于該集電板310相對(duì)兩表面的正電極板311和負(fù)電極板 312，所述雙面正負(fù)電極31為彼此保持間隔的并列配置，且相鄰雙面正負(fù)電極31的正負(fù)電 極板311、312為相對(duì)應(yīng)；一單面正電極23，包括一集電板230與設(shè)于該集電板230 —表面 的正電極板231，其設(shè)于由所述雙面正負(fù)電極31所成的組的一外側(cè)端，且其正電極板231與 相鄰雙面正負(fù)電極31的負(fù)電極板312相對(duì)應(yīng)；一單面負(fù)電極對(duì)，包括一集電板240與設(shè)于 該集電板240 —表面的負(fù)電極板M1，其設(shè)于由所述雙面正負(fù)電極31所成的組的另一外側(cè) 端，且其負(fù)電極板241與相鄰雙面正負(fù)電極31的正電極板311相對(duì)應(yīng)；多個(gè)隔離膜25，設(shè) 于各相鄰的正電極板311、231與負(fù)電極板312、241之間；以及電解質(zhì)沈，填充于所述雙面 正負(fù)電極31、單面正電極23、單面負(fù)電極M與隔離膜25之間，以該單面正電極23為上述 電池單元的正極，以該單面負(fù)電極M為上述電池單元的負(fù)極。上述的電池單元還可包括一包裝外殼(圖中未表示)。所述的集電板310、230、240的材料可為鋁、銅或其他導(dǎo)電性材料。在本實(shí)施例的電池單元中，該正電極板311、231的材料可為鋰合金氧化物、導(dǎo)電 性高分子、無(wú)機(jī)化合物、或有機(jī)硫磺系化合物，且該負(fù)電極板312、241的材料可為碳系材 料、鋰金屬、或其他金屬化合物。依上述的電池單元，該電解質(zhì)沈可呈液體狀、固體狀或膠狀。如圖:3B所示，將兩個(gè)圖3A的電池單元并聯(lián)成一電池組，要注意的是，并聯(lián)的數(shù)量 可隨著實(shí)際情況而改變；再者，由此電池單元并聯(lián)而成的該電池組還可依現(xiàn)有技術(shù)再行串 聯(lián)或并聯(lián)(未圖示)，但此是普通的技術(shù)，不另為文贅述。此外，本發(fā)明的電池單元中也可設(shè)置保護(hù)電路，該保護(hù)電路可以監(jiān)控電池單元的 狀況，當(dāng)判斷有過(guò)充電、過(guò)放電、或過(guò)電流等異常現(xiàn)象時(shí)，便啟動(dòng)安全措施，以使電池單元恢 復(fù)正?；虿恢?lián)p毀，但上述保護(hù)電路并非本發(fā)明的重點(diǎn)，故在此不多加描述。綜上所述，本發(fā)明的電池單元是利用多個(gè)雙面電極串聯(lián)或并聯(lián)于內(nèi)部，從而單一 電池單元達(dá)成高電壓與高電容量的規(guī)格，且由于不需要并聯(lián)或串聯(lián)多個(gè)電池單元，故可有 效減少包裝外殼的數(shù)量；再者，相比于單面電極，該雙面電極是充分利用電池單元的內(nèi)部空 間，因而可進(jìn)一步增加能量密度。故，相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的電池單元可達(dá)到較高的電 壓或電容量，且具有較高的能量密度。上述實(shí)施例是用以例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任 何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此本 發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)的范圍為依據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種電池單元，其特征在于，包括多個(gè)雙面正電極，各該雙面正電極包括一集電板與設(shè)于該集電板相對(duì)兩表面的正電極 板，所述雙面正電極為彼此保持間隔的并列配置；多個(gè)雙面負(fù)電極，各該雙面負(fù)電極包括一集電板與設(shè)于該集電板相對(duì)兩表面的負(fù)電極 板，所述雙面負(fù)電極與所述雙面正電極相同數(shù)量，且各該雙面負(fù)電極間隔該雙面正電極的 設(shè)置并彼此保持間隔，又各相鄰正電極板與負(fù)電極板為相對(duì)應(yīng)；一單面正電極，包括一集電板與設(shè)于該集電板一表面的正電極板，其設(shè)于由所述雙面 正電極與雙面負(fù)電極所成的組的一外側(cè)端，且其正電極板與相鄰雙面負(fù)電極的負(fù)電極板相 對(duì)應(yīng)；一單面負(fù)電極，包括一集電板與設(shè)于該集電板一表面的負(fù)電極板，其設(shè)于由所述雙面 正電極與雙面負(fù)電極所成的組的另一外側(cè)端，且其負(fù)電極板與相鄰雙面正電極的正電極板 相對(duì)應(yīng)；多個(gè)隔離膜，設(shè)于各相鄰的正電極板與負(fù)電極板之間；以及電解質(zhì)，填充于所述雙面正電極、雙面負(fù)電極、單面正電極、單面負(fù)電極與隔離膜之間， 上述各雙面正電極與單面正電極為彼此電性連接而構(gòu)成該電池單元的正極， 上述各雙面負(fù)電極與單面負(fù)電極為彼此電性連接而構(gòu)成該電池單元的負(fù)極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其特征在于，該集電板的材料為導(dǎo)電性材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池單元，其特征在于，該導(dǎo)電性材料為鋁或銅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其特征在于，該正電極板的材料為鋰合金氧化物、 導(dǎo)電性高分子、無(wú)機(jī)化合物、或有機(jī)硫磺系化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其特征在于，該負(fù)電極板的材料為碳系材料、鋰金 屬、或金屬化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池單元，其特征在于，該電解質(zhì)是呈液體狀、固體狀或膠狀。
7.一種電池單元，其特征在于，包括多個(gè)雙面正負(fù)電極，各該雙面正負(fù)電極包括一集電板、與分別設(shè)于該集電板相對(duì)兩表 面的正電極板和負(fù)電極板，所述雙面正負(fù)電極為彼此保持間隔的并列配置，且相鄰雙面正 負(fù)電極的正負(fù)電極板為相對(duì)應(yīng)；一單面正電極，包括一集電板與設(shè)于該集電板一表面的正電極板，其設(shè)于由所述雙面 正負(fù)電極所成的組的一外側(cè)端，且其正電極板與相鄰雙面正負(fù)電極的負(fù)電極板相對(duì)應(yīng)；一單面負(fù)電極，包括一集電板與設(shè)于該集電板一表面的負(fù)電極板，其設(shè)于由所述雙面 正負(fù)電極所成的組的另一外側(cè)端，且其負(fù)電極板與相鄰雙面正負(fù)電極的正電極板相對(duì)應(yīng)； 多個(gè)隔離膜，設(shè)于各相鄰的正電極板與負(fù)電極板之間；以及電解質(zhì)，填充于所述雙面正負(fù)電極、單面正電極、單面負(fù)電極與隔離膜之間，以該單面 正電極為上述電池單元的正極，以該單面負(fù)電極為上述電池單元的負(fù)極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池單元，其特征在于，該集電板的材料為導(dǎo)電性材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池單元，其特征在于，該導(dǎo)電性材料為鋁或銅。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池單元，其特征在于，該正電極板的材料為鋰合金氧化 物、導(dǎo)電性高分子、無(wú)機(jī)化合物、或有機(jī)硫磺系化合物。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池單元，其特征在于，該負(fù)電極板的材料為碳系材料、鋰金屬、或金屬化合物。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池單元，其特征在于，該電解質(zhì)是呈液體狀、固體狀或膠狀。
全文摘要
一種電池單元，包括彼此保持間隔且并列配置的多個(gè)雙面電極，所述雙面電極所成的組的兩外側(cè)端均設(shè)有一單面電極，各該雙面電極包括一集電板與設(shè)于該集電板相對(duì)兩表面的正電極板及/或負(fù)電極板，各該單面電極包括一集電板與設(shè)于該集電板一表面的正電極板或負(fù)電極板，且各相鄰的電極板之間設(shè)有隔離膜，另設(shè)有填充于所述雙面電極、單面電極與隔離膜之間的電解質(zhì)。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的電池單元充分運(yùn)用電池單元內(nèi)的空間，并在單一電池單元內(nèi)利用所述電極進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)，從而具有較高的電壓或電容量，且具有較高的能量密度。
文檔編號(hào)H01M10/00GK102074723SQ20091024630
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月25日
發(fā)明者洪發(fā)生 申請(qǐng)人:洪發(fā)生