專利名稱：互連接合的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電池以及使用能夠增加緊湊性的心軸的制造方法。
背景技術：
醫(yī)療裝置使用的電池具有苛刻的要求。它們應該是小的、具有長壽命、高功率輸出、低自放電率、緊湊尺寸以及高可靠性。在盡可能地保持或增加用于功率存儲的電池覆蓋區(qū)域的電池輸出手段的同時小型化的需求致使死區(qū)(dead space)的伴隨消除。然而，雖然死區(qū)的消除理應帶來更明顯的小型化，但它還是由于零部件不斷增大的小尺寸而導致更多的裝配困難。通常，已經(jīng)通過使用心軸圍繞電極纏繞來制造凝膠卷型(jelly roll type)電池。一旦完成纏繞，移除心軸將提供使用在電池中的凝膠卷纏繞電極。但是，因為凝膠卷的芯部與芯體一起被拖出的可能性，從凝膠卷的芯部移除芯體固有地具有損壞凝膠卷的可能。因 此，不應緊緊地纏繞凝膠卷以避免該問題。相反地，松散地纏繞凝膠卷浪費空間并由于尺寸的限制而降低電池容納和功率。最近，已經(jīng)使用桿狀、不導電、不可變形的芯體來制造凝膠卷蓄電池，圍繞該芯體纏繞電極。導電凸片加到每個電極以完成電路。Kim等人的美國專利7，442，465公開了具有不變形芯體的可充電電池。一旦正電極和負電極纏繞在芯體上，導電凸片附連到電極并芯體用于防止凝膠卷變形但不傳導電流。Nakahara等人的美國臨時專利申請60/348，665揭示了直接連接到電極的內(nèi)端的饋通銷。該銷從凝膠卷延伸穿過電池外殼并用作電池端子。饋通銷裝配入槽形“C”形心軸。正電極導電地連接到安裝在“C”形心軸內(nèi)的銷。當纏繞正電極時，隔離器插入到饋通銷/心軸與正電極之間。負電極插入到隔離器與銷/心軸之間。隔離器和負電極通過在饋通銷/心軸與正電極之間形成的張力而保持在凝膠卷中。在纏繞之后，金屬凸片被焊接到負電極且凸片接觸電池外殼端帽以完成電路。上述電池都需要在纏繞電極過程中或在纏繞電極之后將至少一個凸片放置在電極上以完成電路。在任何一種情形中，需要電極的其中之一負連接到外殼以完成電路。因此，存在著改進的電極組件的需求。發(fā)明概述本發(fā)明提供一種在制造凝膠卷電極組件和蓄電池中使用的心軸。該心軸包括正部分、負部分以及相鄰于正部分和/或負部分的一個或多個可移除部分。在正部分和負部分之間設有通路。心軸可以是具有兩個面的平面，在正部分和負部分中的每個上具有溝槽。溝槽可以是在心軸的相同或相反面上。溝槽尺寸設成容納正饋通銷和負饋通銷。正電極和負電極以及正饋通銷和負饋通銷可以導電地連接到心軸以提供電極組件。一個或多個分離件可用于隔絕電極。當旋轉(zhuǎn)心軸以圍繞心軸纏繞電極和一個或多個分離件以制作凝膠卷電極組件時，可移除部分可用作把手。凝膠卷組件可以通過用熱密封一個或多個分離件的一個或多個突出端來彼此固定或固定到分離件層下方。一個方面，當使用心軸制作電極組件時，單個分離件可穿過心軸的正部分與負部分之間的通路。該實施例中，本發(fā)明包括電極組件，電極組件包括(a)具有第一面和第二面的平面心軸，其中心軸包括正部分、負部分；(b)正電極；(C)負電極；(d)正饋通銷；(d)負饋通銷；以及(f)單個分離件。該心軸包括分開正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；分離件穿過心軸中的通路以便于并列于心軸的第一面上的正部分在和在心軸的第二面的負部分上。可圍繞心軸纏繞正電極、分離件和負電極以提供凝膠卷電極組件。心軸還包括相鄰于心軸的正部分和/或負部分的一個或多個可移除部分。在組裝之后可移除該可移除部分。另一方面中，本發(fā)明提供使用心軸作為平臺制造電極與饋通銷之間的導電連接。該實施例中，正電極和負電極可電連接在心軸上。當心軸由導電材料制成時，正饋通銷和負饋通銷以及正電極和負電極不必彼此直接接觸以電連接在心軸上。當心軸由非導電材料制成時，正電極和負電極可在心軸上直接彼此相對。通過在心軸上在電極與饋通銷之間設置導電連接，饋通銷的露出端為電池提供端子。該結構提供了中性的電池外殼。另一方面中，本發(fā)明提供一種通過利用用于電極組件的一個或多個分離件的突出端來密封卷繞凝膠卷電極組件的方法。該實施例中，一個或多個分離件的邊界延伸出纏繞的凝膠卷組件的一個或多個電極的長度，提供分離件的突出端。分離件的突出端延伸出電極足以彼此密封或密封到分離件的下層。通常，過量的分離件材料可圍繞凝膠卷纏繞I至5次。一個方面，纏繞的凝膠卷組件可在凝膠卷的一個或多個側上與加熱塊接觸。分離件材料分離件可被加熱密封到分離件的下層，由此將凝膠卷組件固定在卷繞位置。本發(fā)明還包括制造蓄電池的方法，包括將電極組件放置在外殼中。本發(fā)明的這些以及其它特征和優(yōu)點將在下面的說明書和所附的權利要求書中闡述或?qū)⒆兊酶黠@。通過所附權利要求書中具體指出的手段和組合將實現(xiàn)和獲得這些特征和優(yōu)點。此外，本發(fā)明的特征和優(yōu)點可通過本發(fā)明的實踐來學習或從說明書變得明顯，如下文所闡述的。
附圖簡介將參考下面附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的組成和方法的各示例性實施例，附圖中圖I是使用根據(jù)本發(fā)明的心軸的電極組件的一實施例的示意圖。在該實施例中，饋通銷位于心軸的相同側面上；圖2A和2B示出了圖I所示本發(fā)明實施例的心軸。圖2A是該心軸的側視平面圖。圖2B是圖2A所示心軸的仰視平面圖。圖3是使用根據(jù)本發(fā)明的心軸的另一實施例的電極組件的示意圖。在該實施例中，饋通銷位于心軸的相反面上。圖4是圖I所示心軸的示意圖，其中，電極附連至心軸的正部分和負部分。圖5是圖4所示心軸的示意圖，其中，附連正負饋通銷和電池帽以及絕緣體；圖6示出了使用圖4所示心軸并附連有兩個分離件的電極組件成品。圖6所示的視圖是來自從圖5中的視圖看的相反面；圖7A、7B、7C以及7D是根據(jù)本發(fā)明的使用不同心軸來制造互連接合的四個凝膠卷電極組件的仰視圖。圖8A和SB示出了使用卷繞電極組件制造的電池，該卷繞電池組件使用本發(fā)明的心軸來制造。圖8A示出了在可移除部分脫離之前電池外殼中的電極組件。圖7B示出了可移除部分脫離后且電極組件準備被密封在電池外殼中的完成后的電池；圖9是本發(fā)明心軸的另一實施例的不意圖，具有兩個分開的正部分和負部分，每個部分具有其自身的可移除部分；圖IOA和IOB示出了在制造本發(fā)明互連中使用的心軸的單獨實施例?；ミB接合的實施例使用具有用于導電地連接正電極和負電極的分開的柱銷的心軸。圖IOA示出了具有用于溝槽的位置的心軸的側視平面圖，該位置包括用于完成心軸與正負電極銷之間的連接的柱銷的焊接位置。圖IOB是圖IOA所示心軸的仰視平面圖；圖IlA和IlB示出了在制造本發(fā)明互連中使用的心軸的另一實施例。圖IlA是本發(fā)明心軸的側視平面圖，而圖IlB是相同心軸的仰視平面圖。該互連接合的實施例使用具有用于導電地連接正電極和負電極的柱銷的分開的溝槽的心軸；

圖12是本發(fā)明一個實施例的局部組裝好的電極組件的側視平面圖，使用圖IOA和 IOB所示的心軸。具體實施例的詳述必需注意到，如本文以及所附權利要求書中所使用的，單數(shù)形式的“一”、“一個”以及“該”包括復數(shù)引用，除非上下文另外明確地指出。這樣，術語“一”(“一個”)、“一個或多個”以及“至少一個”在這里可互換使用。還應當注意，術語“包括”、“包含”、“其特征在于”和“具有”可互換使用。除非以其它方式定義，否則在這里所使用的所有技術和科學術語具有與本發(fā)明所屬技術領域的一名普通技術人員所通常理解的相同的含義。本文具體提到的所有公開和專利都以引用的方式納入本文，包括各公開中報告的可能與本發(fā)明結合使用的描述和公開的化學物品、儀器、統(tǒng)計分析和方法學。本說明書中引用的所有參考被認為是本領域的技術人員水平的表示。本文中沒有內(nèi)容被認為是承認本發(fā)明是不先于依靠先前發(fā)明的公開授權。如本文使用的，術語“心軸”意思是內(nèi)部芯體，其至少一部分可以是電極組件的一體部分。術語“互連接合”是指包括心軸的電池的電氣部件之間的導電連接。雖然心軸本身可以是不導電的，電極組件的電流所要求的至少包括正電極、負電極、以及負饋通銷的那些部件的導電地連接在心軸上。此外，術語“電極”用于指可涂敷有活性材料的電極襯底。電極可包括呈彼此導電連接的多個“板”或面板形式的電流收集襯底?；蛘?，電極包括呈諸如箔片的薄導電材料帶形式的襯底。當使用箔片或薄導電帶作為襯底形成電極時，電極可認為是“電極帶”。如本文所使用的，術語“熱密封”和“熱密封器”指本領域中已知的常規(guī)方法，其中機器施加熱以密封諸如熱塑材料的材料。多種類型的熱密封器中，一種使施加連續(xù)熱的連續(xù)熱密封器?？墒褂煤惺郊訜崞鱽順嬙爝B續(xù)熱裝置或密封器，該盒式加熱器插入具有預定形狀和所要求熱性能的諸如金屬或陶瓷的塊中的適當大小的開口中。第二類型的熱密封器是脈沖熱密封器。通常，脈沖熱密封器使用通過使電流穿過其一段時間來加熱的固定件(諸如鎳鉻電熱絲)。參考在附圖中示出的且在下面說明書中詳細說明的非限制實施例更完整地解釋本發(fā)明及其各種特征和優(yōu)點細節(jié)。省略了眾所周知的部件和加工工藝的描述以便不不必要地使得本發(fā)明的細節(jié)不明顯，但是，雖然如此，這些描述說明包含在以引用的方式納入的所討論的公開中。然而應該理解，詳細說明和具體實例盡管示出了本發(fā)明的較佳實施例，但是僅是說明性的而不是限制性的。對本領域的技術人員來說，在本發(fā)明概念下的精神和/或范圍內(nèi)的各種替代、修改、添加和/或重新布置從該詳細的說明將變得明顯。本發(fā)明提供一種在制造凝膠卷電極組件和蓄電池中使用的心軸。該心軸包括正部分、負部分以及相鄰于正部分和/或負部分的一個或多個可移除部分。在正部分和負部分之間設有通路。心軸可以是具有兩個面的平面件，在正部分和負部分中的每個上具有溝槽。溝槽可位于心軸的相同或相反面上。溝槽尺寸被設計成容納正饋通銷和負饋通銷。當用于制造電極組件時，正電極和負電極以及正饋通銷和負饋通銷可以導電地連接到心軸。一個或多個分離件可用于隔絕電極。例如，隔離器可穿過心軸的通路以便于與正電極和負電極并排并列?？梢瞥糠挚梢杂米鬓D(zhuǎn)動心軸、電極和一個或多個分離件的把手。心軸的旋轉(zhuǎn)圍繞心軸纏繞電極和一個或多個分離件以提供凝膠卷電極組件。凝膠卷組件可以通過用熱密封一個或多個分離件的一個或多個突出端來固定。
現(xiàn)參考圖1，圖中示出了本發(fā)明電極組件的一實施例。圖I示出了包括導電心軸20、正電極30和負電極32以及正饋通銷42和負饋通銷44的電極組件16，導電心軸20具有正部分(被分離件51遮擋)和負部分24。心軸20還包括可移除部分26和可移除切口28。如所示，正電極30和負電極32可在相反面上導電連接到導電心軸20，而饋通銷42和44則可導電連接在心軸的相同面上適當位置，由此形成互連接合。在圖示實施例中，可通過將電極30和32焊接到心軸20的平坦表面來導電地連接正電極30和負電極32。在該實施例中，單個分離件51可通過通路“P”交織在心軸20的正部分22與負部分24之間以提供電極組件。應當意識到的是，心軸可由任何導電材料形成。例如，心軸可由不銹鋼或鋁形成。或者，心軸可由純鈦或諸如等級3或等級5的鈦合金、鎳、銅及其組合制成。雖然可使用任何適當?shù)墓に噥碇圃煨妮S，在一個方面中，可使用放電加工(EDM)來制造心軸?；蛘?，可根據(jù)電池的要求和心軸的成分通過金屬擠壓或通過注塑成型來制造心軸?？赏ㄟ^機加工、腐蝕、或其它合適的方法來設置溝槽來形成用于饋通銷的溝槽。心軸20的寬度可以從約O. 2至約O. 5英寸，更具體地，從約O. 25至約O. 4英寸，且最具體地從約O. 3至O. 35英寸心軸20的長度范圍可以從約O. 5至約I. O英寸，更具體地從約O. 6至約O. 8英寸，且最具體地從約O. 7至約O. 75英寸。心軸20的厚度范圍則可以從約O. 01至約O. 05英寸，更具體地從約O. 15英寸至約O. 03英寸，且最具體地從約O. 02至約O. 025英寸。本領域的技術人員將意識到的是溝槽23和25的尺寸應當被適當?shù)卦O置成適應饋通銷的直徑。溝槽可以呈例如“V”形形狀、圓形溝槽、或方形底溝槽。電極30和32的尺寸、形狀和長度可變化。通常，電極可以是箔片或其它薄的有延展性的導電襯底。各種實施例中，箔片可以呈諸如例如鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦等的金屬箔片形式。電極的長度范圍可以從約2英寸至約20英寸，更具體地從約4英寸至約18英寸，且最具體地從約6英寸至約16英寸。電極的寬度范圍可以從約O. I英寸至約2英寸，更具體地從約O. 2英寸至約I. 75英寸，且最具體地從約O. 3英寸至約I. 5英寸。電極的厚度范圍可以從約O. 003英寸至約O. 04英寸，更具體地從約O. 004英寸至約O. 03英寸，且最具體地從約O. 005英寸至約O. 025英寸變化。
可根據(jù)所使用的電池化學性質(zhì)來變化電極的成分，且可為此使心軸最優(yōu)化。適當?shù)姆蛛x件材料可以是諸如聚乙烯、聚丙烯及其分層組合的任何非導電材料。分離件通常具有比其所覆蓋的電極大的寬度和長度以便于完全包住電極。適當?shù)姆蛛x件具有從約4英寸至約36英寸、具體地從約8英寸至約34英寸、且最具體地從約12英寸至約30英寸的長度和從約O. 2英寸至約2英寸、具體地從約O. 3英寸至約I. 75英寸、且最具體地從約O. 4英寸至約I. 5英寸的寬度。對分離件來說適當?shù)暮穸确秶鷱募sO. 0008英寸至約O. 004英寸。通常，分離件51的尺寸可被適當?shù)卦O置成在移除可移除部分26后延伸超出到正部分30和負部分32的底部之外。饋通銷尺寸可被設置成安裝在溝槽內(nèi)且可由任何導電材料制成。例如，饋通銷42和44可由鋼、鉬、鋁和鈦等制成。在某些實施例中，饋通銷可由諸如例如鉬-銥合金制成，諸如90Pt/10Ir。正饋通銷和負饋通銷的長度范圍可以從約O. 4至約I英寸，更具體地從約O. 5至約O. 75英寸，且最具體地從約O. 5至約O. 7英寸。饋通銷的直徑可以變化且可從約O. 05英寸至約O. 3英寸，具體地從約O. 01英寸至約O. 025英寸，且最具體地從約O. 01英寸至約O. 015英寸變化。饋通銷延伸到電池外殼之外并可被切割到所需要的長度。
術語“可移除部分”是指心軸的可從心軸的剩余部分脫離的部分。這可通過足夠深地刻痕溝槽以允許該部分從心軸的剩余部分“折斷”來完成。或者，通過從心軸的剩余部分切割、斷裂、撕開或修剪該部分來脫離可移除部分。圖2A和2B示出了圖I所示本發(fā)明的具體實施例的心軸。該心軸20是具有兩個面的平面件。心軸20具有正部分22和負部分24，“P”將兩個部分分離開。此外，心軸20還具有可移除部分26和可移除切口 28。還示出了正饋通溝槽23和負饋通溝槽25。圖2B是心軸20的俯視平面圖，示出了心軸20的沿線“m_m”的中線。如圖2B所示，饋通溝槽23和25尺寸和構造被設置成接納饋通銷42和44(圖I)。圖2A和2B所示的實施例中，正饋通溝槽23比負饋通溝槽25更靠近心軸20的中線“m-m”放置。這由從正電極溝槽23至中線的距離“d”與從負電極溝槽25至中線“m-m”的距離“dl相比較來示出。當然，本領域的技術人員將理解可離中線相同距離地放置溝槽?；蛘?，如果需要，負饋通溝槽可更靠近中線，或者，溝槽可根據(jù)需要放置在心軸20的任何便利的位置處。但是，本領域的技術人員應當理解的是，通過使得饋通銷定位在距離中線的兩個不同距離處，電池蓋(未示出)可構造成僅沿一個方向安裝在電極上方(未示出)。這確保了可容易地辨認端子的正負。此外，如圖2A所示，可移除部分26可通過可移除切口 28從正部分22和負部分24分離?？梢瞥锌?28可足夠深，從而可沿切口 28斷開心軸20。這帶來了心軸20的單獨正部分22和負部分24。圖2A中還示出了定向槽口 29，該定向槽口 29如圖所示為位于心軸20的中線上的腳形孔。在圖示實施例中，“腳”點朝向心軸20的負部分24。本領域的技術人員應到意識到的是，這種定向引導對心軸20起作用不是必須的且這種定向引導不必指向心軸的負部分。但是，如果長久使用，則這種引導是有幫助的。圖3示出了本發(fā)明電極組件16的互連接合的另一實施例。在該實施例中，用于正饋通銷42和負饋通銷44的溝槽位于心軸20的相反面上。圖3還示出了心軸20、正饋通銷42和負饋通銷44以及正電極30和負電極32之間的導電連接。正電極30和負電極32位于心軸20的正部分22和負部分24上的溝槽中的正饋通銷42與負饋通銷44之間。在某些實施例中，可通過將饋通銷42和44以及電極30和32焊接入溝槽中而固定該連接。本領域的技術人員應當理解的是，當電極可直接導電連接到饋通銷時，心軸無需導電以建立導電互連接合。因此，本發(fā)明的心軸無需導電連接以完成互連接合的那些實施例中，心軸可以由非導電材料制成。合適的非導電材料可包括包含聚丙烯、聚乙烯、以及聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的聚合體。有利地，當心軸由非導電材料制備時，分離件可以被加熱以密封到心軸。例如，分離件的一端可通過熱密封附連到心軸的一部分。圖4示出了具有導電連接到正部分22和負部分24的電極30和32的心軸20的示意圖。電極30和32可以附連到心軸20的相反面。正電極30可涂覆有正活性材料302。如圖所示，正電極30具有不涂覆有活性材料的近端304。近端304可在306處附連到心軸20的正部分22。類似地，負電極32可涂覆有負活性材料320。負電極21的近端322不涂覆有活性材料并有利于到心軸20的負部分
·24的附連(未示出)。電極30和32可通過焊接附連到心軸，例如諸如激光焊接、超聲波焊接或電阻焊。在一個實施例中，在電極與心軸的交界處可包含兩種或更多中焊接的組合以實現(xiàn)附連。本領域的技術人員將理解正活性材料302可以是用于電極技術的材料中的任何一種。例如，正活性材料302可以是鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFX)、銀釩氧化物(一代的)及其組合。類似地，負活性材料320可以是用于電極技術中的任何適當?shù)呢摶钚圆牧?。示例性材料包括鈦酸鋰、人工石墨?MCMB )、鋰或其組合。正電極30和負電極32都可在電極的一側或兩側上涂覆以提供適于產(chǎn)生電流的電子流。但是，本領域的技術人員將理解的是，在兩側上涂覆活性材料能更有效地使用電極的兩側，由此相比于單側涂覆的電極，提高了能量和功率。應理解的是，不需要在電極的近端和/或遠端的一側或兩側上涂覆。應理解的是，電極的涂層和涂覆部分的任何合適的組合都在本發(fā)明的范圍內(nèi)且不是限制。圖5示出了連接到心軸20的電極30和32，如圖4所示。正饋通銷42和負饋通銷44可放置在溝槽23和25中并固定在位。饋通銷42和44及其對應的電極30和32可通過焊接導電連接到心軸20?；蛘?，可通過將正電極30和負電極32中的任一個或兩個分別附連在溝槽23和25中在饋通銷42和44下方來進行電極與饋通銷之間的直接導電連接。如圖5所示，饋通銷42和44延伸穿過絕緣體70和電池蓋72并可用作電池端子80和82。還示出了焊接到電池蓋72以穩(wěn)定端子并使端子與電池蓋72絕緣的套圈84。在放置套圈84之前可將玻璃或套筒(未示出)放置在饋通銷上方以提供饋通銷與電池蓋之間的密封并使套圈84與饋通銷絕緣。用于套圈結構的合適材料可以是鈦、鈦合金或不銹鋼。絕緣體可由任何絕緣材料制成，諸如例如聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亞胺、乙烯/四氟乙烯共聚物(ETFE)。一方面，絕緣材料可以是非導電膜，諸如例如
I)u Po” I K a pioi .4.聚酰亞胺膜。在饋通銷42和44以及電極30和32可彼此直接連接在饋通溝槽23和25的實施例中，心軸20無需導電以完成互連接合。這是因為電極到饋通銷的直接連接提供了電極、饋通銷以及端子之間的導電。本領域中的技術人員能夠理解的是，在上述條件下，外殼將是中性的。但是，在其它實施例中，柱銷(未示出)可與饋通銷42或44中的一個的位置同心地焊接到電池蓋上。因此，在該實施例中，外殼可位于負電勢或正電勢的任一個中，這取決于柱銷固定在哪個位置上。圖6示出了圖2所示的但從相反面看的電極組件。在該實施例中，電極組件具有附連到心軸20的第一分離件50和第二分離件52。如圖所示，第一分離件50和第二分離件52可附連成便于分別與正電極30和負電極32相對。當纏繞時，分離件50和52將正電極30和負電極32彼此絕緣開(圖7A所示)。可采用任何有效的方法將分離件附連到心軸20。例如，可通過將分離件粘接到心軸的粘合劑或帶54來連接分離件。帶材料54可以是聚丙烯、聚乙烯、聚酯或尼龍樹脂。粘合劑包括例如聚偏氟乙稀(PVDF)、聚六氟氧丙化烯-聚偏氟乙稀共聚物、聚合物(乙酸乙烯酯)、聚乙烯醇、聚環(huán)氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、烷基化聚環(huán)氧乙烷、聚乙烯醚、聚合物(甲基丙烯酸甲酯)、聚合物(丙烯酸乙酯)、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯基吡啶、苯乙烯-丁二烯橡膠、硅及其混合物。
圖6還示出了使用在圖I和3所示的實施例中的單個分離件51，分離件50和53比電極30和32寬“m”距離。本領域的技術人員將理解的是，在纏繞電極組件的過程中，可能出現(xiàn)某些電極30和32的伸縮。采用比電極30和32寬的分離件50和52有助于確保使凝膠卷中的電極彼此不接觸。圖7A-7D是設有本發(fā)明互連接合的卷繞凝膠卷組件的四個單獨實施例的示意性俯視平面圖。圖7A示出了具有在相同面上的正饋通銷42和負饋通銷44的心軸20，其中，電極30和32連接在心軸20的相反面上。電極30和32的未涂覆部分304和322可連接到心軸的正部分22和負部分24。兩個分離件50和52可用于分離電極30和32。圖7B示出了本發(fā)明的一實施例，其中，正饋通銷42和負饋通銷44位于心軸的相反面上。正電極30和負電極32的未涂覆部分304和322可導電連接至饋通銷42和44。未涂覆部分304和322可以定位在饋通溝槽中饋通銷42和44后面。圖7B中示出了兩個分離件50和52。一旦組裝好電極組件16的部件，可旋轉(zhuǎn)心軸20以圍繞心軸20纏繞電極30和32和分離件50和52以形成凝膠卷電極組件16，如圖7A和7B所示。圖7A和7B還示出了集成到凝膠卷電極組件16的中心的心軸20，且分離件50和52分別纏繞在正電極30和負電極32之間。圖7C和7D是包含使用單個分離件的互連接合的凝膠卷組件的示意圖。圖7C和7D示出了編織在心軸20的正部分22與負部分24之間以絕緣正電極30和負電極32的分離件51。圖7C示出了互連接合的一個實施例，其中，正饋通銷42和負饋通銷44可以位于心軸20的相同面上。未涂覆部分304和322可導電連接到心軸20的相反面，其中，分離件51穿過心軸20的通路“P”(圖3)。圖7D示出了互連接合，其中，正饋通銷42和負饋通銷44可位于心軸20的不同面上。可以通過將未涂覆部分304和322定位在饋通溝槽中在饋通銷42和44之后而使得未涂覆部分304和322導電連接到饋通銷42和44。如圖7C和7D所示，一旦組裝好電極組件16的部件，可旋轉(zhuǎn)心軸20以圍繞心軸纏繞電極30和32以及單個交織分離件51以形成凝膠卷電極組件16。圖7C和7D還示出了集成到凝膠卷電極組件16的中心的心軸20，其中，分離件51纏繞在正電極30和負電極32之間。
本領域的技術人員應到理解的是，通過將單個分離件51定位穿過通路“P”，凝膠卷的張力將分離件51保持在位?？梢运蟮膹埩砝p繞凝膠卷而無分離件變得從其位置移動的風險。此外，本領域的技術任何還將理解，通過使用互連接合，不管是使用單個分離件還是兩個不同的分離件，都不需要放置額外的凸片來作為電極端子?；ミB接合導致饋通銷42和44的端部可用作正電池端子80和負電池端子82。因此，不存在損壞卷繞凝膠卷的額外的凸片的可能?？赏ㄟ^使用可移除部分26來完成旋轉(zhuǎn)心軸以卷繞凝膠卷組件?？墒謩拥剡M行旋轉(zhuǎn)心軸以纏繞或卷繞凝膠卷組件?；蛘?，該工藝可自動化。例如，心軸20的可移除部分26可附連到可由馬達轉(zhuǎn)動的繃帶或其它保持機構(未示出)。心軸20可被旋轉(zhuǎn)并可自動化卷繞凝膠卷組件16的工藝。一旦完成纏繞，本領域的技術人員將理解，一旦卷起，可使用任何合適的裝置來將電極保持在位。例如，可使用諸如例如特氟龍、或例如DuPom KaptomU:的
聚酰亞胺的簡單的絕緣帶。圖8A示出了在可移除部分26脫離之前電池外殼中的電極組件。如圖所示，電池外殼64的尺寸被設置成近似于無可移除部分26的心軸的尺寸。如圖SB所示，可移除部分的分離獲得集成到凝膠卷組件16和電池10的心軸20的各個主部分22和負部分24。如圖8B所示，凝膠卷組件16安裝在電池外殼64內(nèi)。因為正部分22和負部分24不從電極組件16移除，可最小化或消除由于正部分22和負部分24的移除而導致的凝膠卷組件的伸縮。因此，凝膠卷可纏繞或卷繞到容納電池的張力而不是將凝膠卷卷繞到允許從該卷移走心軸的張力。因此，本發(fā)明提供了一種小體積電極組件并因此可用于提供更小的電池。圖9示出了本發(fā)明的心軸200。該心軸200包括正部分220和負部分240。正部分220和負部分240分別包括可移除部分260a和260b。正部分220還包括正饋通溝槽230，而負部分包括負饋通溝槽250。如圖8所示，可以移除切口 280a和280b將可移除部分260a和260b從心軸200的正部分220和負部分240界定出。定向槽口 290a和290b可分別設置在心軸200的正部分220和負部分240的可移除部分260a和260b中應當理解的是，正電極和負電極(未示出)和饋通銷(未示出)如前文所述地可附連到心軸200的正部分200和負部分240。另外，應理解的是，饋通溝槽230和250可定位在心軸200的相反側上。兩個分離件(未示出)如前文所述地可附連到心軸200的正部分220和負部分240?；蛘?，也如前文所述地穿過通路“P”以實現(xiàn)電極組件。在裝配過程中，正部分220和負部分240可例如通過連接到可移除部分260a和260b的鉗住和抓持纏繞繃帶(未示出)而固定在位。與圖7B所示的心軸一樣，一旦完成卷繞凝膠卷，則可移除部分可脫離。本領域的技術人員應到理解的是，圖8所示的心軸允許每個正部分220和負部分240根據(jù)所需要由不同材料制成，由此對于所要求的使用優(yōu)化電池和電池化學性質(zhì)。圖IOA和IOB示出了本發(fā)明的另一心軸300。圖IOA示出了心軸300的側視圖，其中，溝槽340和342被設計并構造用于將柱銷(未示出)固定到心軸300。心軸300可包括被設計和構造用于接納正饋通銷和負饋通銷(未示出)的溝槽323和325。電極30和32(未示出)可通過柱銷(如圖12中所示)固定到心軸300。例如，電極30和32可以放置到溝槽340和342中。然后將柱銷放置在電極上方并固定入溝槽以實現(xiàn)心軸300的正部分322和負部分324之間的附連。柱銷可由任何導電或非導電材料制成。如圖IOA和IOB所示，柱銷溝槽340和342可位于心軸的相反面上。如圖2所示的心軸20 —樣，心軸300包括正部分322、負部分324和可移除部分326。正部分322和負部分324相鄰于可移除切口 328。心軸300還具有尺寸和結構被設置成接納正饋通銷和負饋通銷(未示出)的正饋通銷溝槽323和負饋通銷溝槽325。在該實施例中，溝槽323和325在心軸的相反面上。正電極和負電極(未示出)和饋通銷(未示出)如前文所述地可附連到心軸300的正部分322和負部分324。兩個分離件(也未示出)也如前文所述地可附連到心軸300的正部分322和負部分324?；蛘?，單個分離件也如前文所述地穿過通路“P”以實現(xiàn)電極組件。圖IIA和IlB示出了本發(fā)明的另一心軸。該心軸400包括正部分422、負部分424和可移除部分426。正部分422和負部分424相鄰于可移除切口 428。與圖IOA和IOB所示的心軸300 —樣，心軸400設計并構造成使用柱銷(圖12中示出的444)將電極(未示出)附連到心軸400。如圖IIA所示，心軸400提供了使正柱銷溝槽440、正饋通銷溝槽423以及負饋通銷溝槽425在心軸400的相同面上，而負柱銷溝槽442在心軸的相反面上。 如圖9、IOA和IOB—樣，正電極和負電極(未示出)和饋通銷(未示出)如前文所述地可附連到心軸400的正部分422和負部分424。兩個分離件(也未示出)也如前文所述地可附連到心軸400的正部分422和負部分424?；蛘?，單個分離件也如前文所述地穿過通路“P”以實現(xiàn)電極組件。圖12是局部裝配入電極組件的心軸100 (圖IOA和10B)的側視平面圖。圖12示出了緊固在溝槽440中的柱銷444下方的正電極30。電極30和柱銷444都可一起連接到心軸400在溝槽440中以提供電極30到心軸400和到饋通銷42的導電附連以形成導電互連接合。正饋通銷42和負饋通銷44在心軸的相同面上，而負電極32可使用柱銷(未示出)連接到心軸400在心軸400的相反面上。兩個分離件(也未示出)也如前文所述地可附連到心軸400的正部分422和負部分424?；蛘?，單個分離件也如前文所述地穿過通路“P”以實現(xiàn)電極組件。替代實施例中，心軸可以由非導電材料制成。合適的非導電材料可包括包含聚丙烯、聚乙烯、以及聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的聚合體。心軸可如圖2A和2B所示地重新組裝，使得定位在心軸中的電極與饋通銷之間存在直接電連接。連續(xù)地列舉從I至9的下面各段提供本發(fā)明的各方面。一個實施例中，在第一段(O中，本發(fā)明提供一種用于電極組件的心軸，包括正部分、負部分以及一個或多個可移除部分，其中，正部分和負部分相鄰于一個或多個可移除部分并連接到該一個或多個可移除部分；以及其中，正部分和負部分由在其間的通路分離。2.根據(jù)段I所述的心軸，其中，該一個或多個可移除部分的脫離致使不連接的正部分和負部分。3.根據(jù)段I或2中任一段所述的心軸，其中，心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、或其組合的導電材料形成。4.根據(jù)段I或2中任一段所述的心軸，其中，心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。
5.根據(jù)段I至2中任一段所述的心軸，其中，正部分和負部分材料相同。6.根據(jù)段I至2中任一段所述的心軸，其中，正部分和負部分材料不同。7.根據(jù)段I至6中任一段所述的心軸，其中，心軸是具有兩個面的平面件。8.根據(jù)段I至7中任一段所述的心軸，其中，正部分和負部分每個具有尺寸設置成接納饋通銷的饋通溝槽。9.根據(jù)段I至8中任一段所述的心軸，其中，該饋通溝槽在心軸的相同面上或在心軸的相反面上。連續(xù)地列舉從I至24的下面各段提供本發(fā)明的各種其它方面。一個實施例中，在第一段(I)中，本發(fā)明提供一種用于電極組件，包括心軸，該心軸包括正部分、負部分、以及一個或多個可移除部分； 其中，正部分和負部分相鄰于一個或多個可移除部分并連接到該一個或多個可移除部分；以及其中，心軸包括分開正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；附連到正部分的正電極；附連到負部分的負電極；正饋通銷；以及負饋通銷；其中，正部分具有構造成接納正饋通銷的溝槽，而負部分具有構造成接納負饋通銷的溝槽；其中，正電極和正饋通銷導電連接到心軸在正部分上；以及其中，負電極和負饋通銷導電連接到心軸在負部分上。2.根據(jù)段I所述的電極組件，其中，可移除部分連接正部分和負部分。3.根據(jù)段I或2中任一段所述的電極組件，其中，正饋通銷和負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、和銅及其合金。4.根據(jù)段I至3中任一段所述的電極組件，其中，正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦或其合金。5.根據(jù)段4所述的電極組件，其中，正電極涂覆有正活性材料，正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)、或其組合。6.根據(jù)段4所述的電極組件，其中，負電極涂覆有負活性材料，負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB)、鋰、或其組合。7.根據(jù)段I至6中任一段所述的電極組件，其中，心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、或其組合的導電材料形成。8.根據(jù)段I至6中任一段所述的電極組件，其中，心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。9.根據(jù)段I至8中任一段所述的電極組件，其中，正饋通銷放置在正部分中的溝槽中，而負饋通銷放置在負部分中的溝槽中。10.根據(jù)段I至9中任一段所述的電極組件，其中，正電極、負電極、或兩者介于正饋通銷或負饋通銷與心軸之間的溝槽中。11.根據(jù)段I至10中任一段所述的電極組件，其中，心軸是平面件。
12.根據(jù)段I至11中任一段所述的電極組件，其中，該一個或多個可移除部分脫離。13. 一種制備電極組件的方法，包括設置心軸，該心軸包括正部分、負部分、以及一個或多個可移除部分；其中，正部分和負部分相鄰于一個或多個可移除部分并連接到該一個或多個可移除部分；以及其中，心軸包括分開正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；設置正電極；設置負電極；
設置正饋通銷；設置負饋通銷；在正部分上設置構造成接納正饋通銷的溝槽；在負部分上設置構造成接納負饋通銷的溝槽；將正饋通銷和正電極導電連接到心軸的正部分；以及將負饋通銷和負電極導電連接到心軸的負部分。14.根據(jù)段13所述的制備電極組件的方法，其中，可移除部分連接正部分和負部分。15.根據(jù)段13或14所述的制備電極組件的方法，其中，正饋通銷和負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、和銅及其合金。16.根據(jù)段13至14中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦或其合金。17.根據(jù)段16所述的制備電極組件的方法，其中，正電極涂覆有正活性材料，正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)、或其組合。18.根據(jù)段16所述的制備電極組件的方法，其中，負電極涂覆有負活性材料，負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB )、鋰、或其組合。19.根據(jù)段13至18中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、或其組合的導電材料形成。20.根據(jù)段13至19中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。21.根據(jù)段13至20中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括將正饋通銷放置在正部分溝槽中和將負饋通銷放置在負部分溝槽中的步驟。22.根據(jù)段13至21中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正電極、負電極、或兩者介于正饋通銷或負饋通銷與心軸之間的溝槽中。23.根據(jù)段13至22中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸是平面件。24.根據(jù)段13至23中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括將一個或多個可移除部分脫離的步驟。連續(xù)地列舉從I至52的下面各段提供本發(fā)明的各種其它方面。一個實施例中，在第一段(I)中，本發(fā)明提供一種用于電極組件，包括心軸，該心軸包括正部分、負部分、以及一個或多個可移除部分；
其中，正部分和負部分相鄰于一個或多個可移除部分并連接到該一個或多個可移除部分；以及其中，心軸包括分開正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；附連到正部分的正電極；附連到負部分的負電極；正饋通銷；負饋通銷；以及分離件
其中，正部分具有構造成接納正饋通銷的溝槽，而負部分具有構造成接納負饋通銷的溝槽；其中，正電極和正饋通銷導電連接到心軸在正部分上；其中，負電極和負饋通銷導電連接到心軸在負部分上；以及其中，分離件穿過心軸中的通路以便于插入在第一面上的正部分和在第二面上的負部分。2.根據(jù)段I所述的電極組件，其中，可移除部分連接正部分和負部分。3.根據(jù)段I或2中任一段所述的電極組件，其中，正饋通銷和負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、銅及其合金。4.根據(jù)段I至3中任一段所述的電極組件，其中，正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦或其合金。5.根據(jù)段4所述的電極組件，其中，正電極涂覆有正活性材料，正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)、或其組合。6.根據(jù)段4所述的電極組件，其中，負電極涂覆有負活性材料，負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB)、鋰、或其組合。7.根據(jù)段I至6中任一段所述的電極組件，其中，心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、或其組合的導電材料形成。8.根據(jù)段I至6中任一段所述的電極組件，其中，心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。9.根據(jù)段I至8中任一段所述的電極組件，其中，正饋通銷放置在正部分中的溝槽中，而負饋通銷放置在負部分中的溝槽中。10.根據(jù)段I至8中任一段所述的電極組件，其中，正電極、負電極、或兩者介于正饋通銷或負饋通銷與心軸之間的溝槽中。11.根據(jù)段I至10中任一段所述的電極組件，其中，分離件由聚乙烯、聚丙烯或其分層組合形成。12.根據(jù)段I至11中任一段所述的電極組件，其中，心軸是平面件。13.根據(jù)段I至12中任一段所述的電極組件，其中，該一個或多個可移除部分脫離。14. 一種制備電極組件的方法，包括設置心軸，該心軸包括正部分、負部分、以及一個或多個可移除部分；其中，正部分和負部分相鄰于一個或多個可移除部分并連接到該一個或多個可移除部分；以及其中，心軸包括分開正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；設置正電極；設置負電極；設置正饋通銷；設置負饋通銷；在正部分上設置構造成接納正饋通銷的溝槽；在負部分上設置構造成接納負饋通銷的溝槽； 將正饋通銷和正電極導電連接到心軸的正部分；將負饋通銷和負電極導電連接到心軸的負部分；以及設置分離件，該分離件穿過心軸中的通路以便于插入在第一面上的正部分和在第二面上的負部分。15.根據(jù)段14所述的制備電極組件的方法，其中，可移除部分連接正部分和負部分。16.根據(jù)段14或15任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正饋通銷和負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、和銅及其合金。17.根據(jù)段14至16中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦或其合金。18.根據(jù)段17所述的制備電極組件的方法，其中，正電極涂覆有正活性材料，正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)、及其組合。19.根據(jù)段17所述的制備電極組件的方法，其中，負電極涂覆有負活性材料，負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB )、或鋰。20.根據(jù)段14至19中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、及其組合的導電材料形成。21.根據(jù)段14至19中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。22.根據(jù)段14至21中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括將正饋通銷放置在正部分溝槽中和將負饋通銷放置在負部分溝槽中的步驟。23.根據(jù)段14至22中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正電極、負電極、或兩者介于正饋通銷或負饋通銷與心軸之間的溝槽中。24.根據(jù)段14至23中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸是平面件。25.根據(jù)段14至24中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括圍繞軸線旋轉(zhuǎn)心軸以圍繞心軸纏繞電極和分離件的步驟。26.根據(jù)段14至25中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括將一個或多個可移除部分脫離的步驟。27. —種電極組件，包括心軸，該心軸具有兩個面以及正部分和負部分，其中，正部分和負部分相鄰于一個或多個可移除部分并連接到該一個或多個可移除部分；以及
其中，心軸包括分開正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；附連到正部分的正電極；附連到負部分的負電極；正饋通銷；負饋通銷；第一分離件；以及第二分離件其中，正部分具有構造成接納正饋通銷的溝槽，而負部分具有構造成接納負饋通 銷的溝槽；其中，正電極和正饋通銷導電連接到心軸在正部分上；其中，負電極和負饋通銷導電連接到心軸在負部分上；以及其中，第一分離件附連到正部分，而第二分離件附連到負部分。28.根據(jù)段27所述的電極組件，其中，可移除部分連接正部分和負部分。29.根據(jù)段27或28中任一段所述的電極組件，其中，正饋通銷和負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、和銅及其合金。30.根據(jù)段27至29中任一段所述的電極組件，其中，正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦或其合金。31.根據(jù)段30所述的電極組件，其中，正電極涂覆有正活性材料，正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)、及其組合。32.根據(jù)段30所述的電極組件，其中，負電極涂覆有負活性材料，負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB )、或鋰。33.根據(jù)段27至32中任一段所述的電極組件，其中，心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、及其組合的導電材料形成。34.根據(jù)段27至32中任一段所述的電極組件，其中，心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。35.根據(jù)段27至34中任一段所述的電極組件，其中，正饋通銷放置在正部分中的溝槽中，而負饋通銷放置在負部分中的溝槽中。36.根據(jù)段27至35中任一段所述的電極組件，其中，正電極、負電極、或兩者介于正饋通銷或負饋通銷與心軸之間的溝槽中。37.根據(jù)段24至36中任一段所述的電極組件，其中，分離件由聚乙烯、聚丙烯或其分層組合形成。38.根據(jù)段24至37中任一段所述的電極組件，其中，心軸是平面件。39.根據(jù)段24至38中任一段所述的電極組件，其中，該一個或多個可移除部分脫離。40. 一種制備電極組件的方法，包括設置心軸，該心軸具有兩個面以及正部分和負部分，其中，正部分和負部分相鄰于一個或多個可移除部分并連接到該一個或多個可移除部分；以及其中，心軸包括分開正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；
設置正電極；設置負電極；設置正饋通銷；設置負饋通銷；在正部分上設置構造成接納正饋通銷的溝槽；在負部分上設置構造成接納負饋通銷的溝槽；將正饋通銷和正電極導電連接到心軸的正部分；將負饋通銷和負電極導電連接到心軸的負部分；以及設置附連到正部分的第一分離件；以及 設置附連到負部分的第二分離件。41.根據(jù)段40所述的制備電極組件的方法，其中，可移除部分連接正部分和負部分。42.根據(jù)段40或41任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正饋通銷和負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、和銅及其合金。43.根據(jù)段40至42中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦或其合金。44.根據(jù)段43所述的制備電極組件的方法，其中，正電極涂覆有正活性材料，正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)、及其組合。45.根據(jù)段43所述的制備電極組件的方法，其中，負電極涂覆有負活性材料，負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB )、或鋰。46.根據(jù)段40至45中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、及其組合的導電材料形成。47.根據(jù)段40至45中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。48.根據(jù)段40至47中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括將正饋通銷放置在正部分溝槽中和將負饋通銷放置在負部分溝槽中的步驟。49.根據(jù)段40至48中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正電極、負電極、或兩者介于正饋通銷或負饋通銷與心軸之間的溝槽中。50.根據(jù)段40至49中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸是平面件。51.根據(jù)段40至50中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括圍繞軸線旋轉(zhuǎn)心軸以圍繞心軸纏繞電極以及第一分離件和第二分離件的步驟。52.根據(jù)段40至50中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括將一個或多個可移除部分脫離的步驟。連續(xù)地列舉從I至53的下面各段提供本發(fā)明的各方面。一個實施例中，在第一段
(I)中，本發(fā)明提供一種用于電極組件，包括心軸，該心軸包括正部分、負部分、以及一個或多個可移除部分；其中，正部分和負部分相鄰于一個或多個可移除部分并連接到該一個或多個可移除部分；以及其中，心軸包括分開正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；
附連到正部分的正電極；附連到負部分的負電極；正饋通銷；負饋通銷；以及分離件；其中，正部分具有構造成接納正饋通銷的溝槽，而負部分具有構造成接納負饋通銷的溝槽；其中，正電極和正饋通銷導電連接到心軸在正部分上；其中，負電極和負饋通銷導電連接到心軸在負部分上；·其中，分離件穿過心軸中的通路以便于插入在第一面上的正部分和在第二面上的負部分；其中，當圍繞心軸纏繞時，電極和分離件提供分離件的過量部分(excesssegment)。其中，分離件的過量部分熱密封到分離件的下層。2.根據(jù)段I所述的電極組件，其中，可移除部分連接正部分和負部分。3.根據(jù)段I或2中任一段所述的電極組件，其中，正饋通銷和負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、和銅及其合金。4.根據(jù)段I至3中任一段所述的電極組件，其中，正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦或其合金。5.根據(jù)段4所述的電極組件，其中，正電極涂覆有正活性材料，正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)、或其組合。 6.根據(jù)段4所述的電極組件，其中，負電極涂覆有負活性材料，負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB)、鋰、或其組合。7.根據(jù)段I至6中任一段所述的電極組件，其中，心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、或其組合的導電材料形成。8.根據(jù)段I至6中任一段所述的電極組件，其中，心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。9.根據(jù)段I至8中任一段所述的電極組件，其中，正饋通銷放置在正部分中的溝槽中，而負饋通銷放置在負部分中的溝槽中。10.根據(jù)段I至9中任一段所述的電極組件，其中，正電極、負電極、或兩者介于正饋通銷或負饋通銷與心軸之間的溝槽中。11.根據(jù)段I至10中任一段所述的電極組件，其中，分離件由聚乙烯、聚丙烯或其分層組合形成。12.根據(jù)段I至11中任一段所述的電極組件，其中，心軸是平面件。13.根據(jù)段I至12中任一段所述的電極組件，其中，該一個或多個可移除部分脫離。14. 一種制備電極組件的方法，包括設置心軸，該心軸包括正部分、負部分、以及一個或多個可移除部分；其中，正部分和負部分相鄰于一個或多個可移除部分并連接到該一個或多個可移除部分；以及其中，心軸包括分開正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；設置正電極；設置負電極；設置正饋通銷；設置負饋通銷；在正部分上設置構造成接納正饋通銷的溝槽；在負部分上設置構造成接納負饋通銷的溝槽；將正饋通銷和正電極導電連接到心軸的正部分；將負饋通銷和負電極導電連接到心軸的負部分；設置分離件，該分離件穿過心軸中的通路以便于插入在第一面上的正部分和在第二面上的負部分；圍繞軸線旋轉(zhuǎn)心軸以圍繞心軸纏繞電極和分離件，其中，設置分離件過量部分；以及將分離件的過量部分熱密封到分離件的下層。15.根據(jù)段14所述的制備電極組件的方法，其中，可移除部分連接正部分和負部分。16.根據(jù)段14或15任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正饋通銷和負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、銅及其合金。17.根據(jù)段13至18中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦或其合金。18.根據(jù)段17所述的制備電極組件的方法，其中，正電極涂覆有正活性材料，正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)、或其組合。19.根據(jù)段17所述的制備電極組件的方法，其中，負電極涂覆有負活性材料，負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB )、鋰、或其組合。20.根據(jù)段14至19中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、或其組合的導電材料形成。21.根據(jù)段14至19中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。22.根據(jù)段14至21中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括將正饋通銷放置在正部分溝槽中和將負饋通銷放置在負部分溝槽中的步驟。23.根據(jù)段14至22中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正電極、負電極、或兩者介于正饋通銷或負饋通銷與心軸之間的溝槽中。24.根據(jù)段14至23中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸是平面件。25.根據(jù)段14至24中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，分離件帶的熱密封是通過脈沖加熱。26.根據(jù)段14至25中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括將一個或多個可移除部分脫離的步驟。27. —種電極組件，包括
心軸，該心軸包括正部分、負部分、以及一個或多個可移除部分；其中，正部分和負部分相鄰于一個或多個可移除部分并連接到該一個或多個可移除部分；以及其中，心軸包括分開正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；附連到正部分的正電極；附連到負部分的負電極；正饋通銷；負饋通銷；
第一分離件；以及第二分離件其中，正部分具有構造成接納正饋通銷的溝槽，而負部分具有構造成接納負饋通銷的溝槽；其中，正電極和正饋通銷導電連接到心軸在正部分上；其中，負電極和負饋通銷導電連接到心軸在負部分上；其中，第一分離件附連到正部分，而第二分離件附連到負部分；其中，當圍繞心軸纏繞時，電極和分離件提供第一或第二分離件的過量部分。其中，分離件的過量部分熱密封到分離件的下層。28.根據(jù)段27所述的電極組件，其中，可移除部分連接正部分和負部分。29.根據(jù)段27或28中任一段所述的電極組件，其中，正饋通銷和負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、和銅及其合金。30.根據(jù)段27至29中任一段所述的電極組件，其中，正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦、或其合金。31.根據(jù)段30所述的電極組件，其中，正電極涂覆有正活性材料，正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)、或其組合。32.根據(jù)段30所述的電極組件，其中，負電極涂覆有負活性材料，負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB )、鋰、或其組合。33.根據(jù)段27至32中任一段所述的電極組件，其中，心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、或其組合的導電材料形成。34.根據(jù)段27至32中任一段所述的電極組件，其中，心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。35.根據(jù)段27至34中任一段所述的電極組件，其中，正饋通銷放置在正部分中的溝槽中，而負饋通銷放置在負部分中的溝槽中。36.根據(jù)段27至35中任一段所述的電極組件，其中，正電極、負電極、或兩者介于正饋通銷或負饋通銷與心軸之間的溝槽中。 37.根據(jù)段27至36中任一段所述的電極組件，其中，分離件由聚乙烯、聚丙烯或其分層組合形成。38.根據(jù)段27至37中任一段所述的電極組件，其中，心軸是平面件。39.根據(jù)段24至38中任一段所述的電極組件，其中，該一個或多個可移除部分脫離。
40. 一種制備電極組件的方法，包括設置心軸，該心軸包括正部分、負部分、以及一個或多個可移除部分；其中，正部分和負部分相鄰于一個或多個可移除部分并連接到該一個或多個可移除部分；以及其中，心軸包括分開正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；設置正電極；設置負電極；設置正饋通銷；
設置負饋通銷；在正部分上設置構造成接納正饋通銷的溝槽；在負部分上設置構造成接納負饋通銷的溝槽；將正饋通銷和正電極導電連接到心軸的正部分；將負饋通銷和負電極導電連接到心軸的負部分；以及設置附連到正部分的第一分離件；設置附連到負部分的第二分離件；圍繞軸線旋轉(zhuǎn)心軸以圍繞心軸纏繞電極和分離件，設置第一或第二分離件的過量部分；以及將分離件的過量部分熱密封到分離件的下層。41.根據(jù)段40所述的制備電極組件的方法，其中，可移除部分連接正部分和負部分。42.根據(jù)段40或41任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正饋通銷和負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、和銅及其合金。43.根據(jù)段40至42中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦或其合金。44.根據(jù)段43所述的制備電極組件的方法，其中，正電極涂覆有正活性材料，正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)、及其組合。45.根據(jù)段43所述的制備電極組件的方法，其中，負電極涂覆有負活性材料，負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB )、或鋰。46.根據(jù)段40至45中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、及其組合的導電材料形成。47.根據(jù)段40至45中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。48.根據(jù)段40至47中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括將正饋通銷放置在正部分溝槽中和將負饋通銷放置在負部分溝槽中的步驟。49.根據(jù)段40至48中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，正電極、負電極、或兩者介于正饋通銷或負饋通銷與心軸之間的溝槽中。50.根據(jù)段40至49中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，心軸是平面件。51.根據(jù)段40至50中任一段所述的制備電極組件的方法，其中，分離件帶的熱密封是通過脈沖加熱。
52.根據(jù)段40至51中任一段所述的制備電極組件的方法，還包括將一個或多個可移除部分脫離的步驟。53. 一種包括段13或39中任一段所述的電極組件的電池組件還包括外殼。雖然已經(jīng)結合上面概述的各示例性實施例描述了本發(fā)明，對本領域中至少具有普通技術的人員來說，各種替換、修改、變型、改進和/或?qū)嵸|(zhì)等同，不管是已知的還是可預見到的，都將變得明顯。因此，如上所闡述的根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例旨在說明而不是限 制?？蛇M行各種變化而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明旨在包含這些實施例實施例的所有已知的或?qū)黹_發(fā)的替換、修改、變型、改進和/或?qū)嵸|(zhì)等同。
權利要求
1.一種電極組件,包括 心軸，所述心軸包括正部分、負部分以及一個或多個可移除部分； 其中，所述正部分和負部分相鄰于所述一個或多個可移除部分并連接到所述一個或多個可移除部分；以及 其中，所述心軸包括分開所述正部分和負部分的從第一面至第二面的通路； 附連到所述正部分的正電極； 附連到所述負部分的負電極； 正饋通銷；以及 負饋通銷； 其中，所述正部分具有構造成接納所述正饋通銷的溝槽，而所述負部分具有構造成接納所述負饋通銷的溝槽； 其中，所述正電極和正饋通銷導電連接到所述心軸在所述正部分上；以及 其中，所述負電極和負饋通銷導電連接到所述心軸在所述負部分上。
2.根據(jù)權利要求I所述的電極組件，其特征在于，所述可移除部分連接所述正部分和所述負部分。
3.根據(jù)權利要求I或2中任一項所述的電極組件，其特征在于，正饋通銷和負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鋁、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、和銅及其合金。
4.根據(jù)權利要求I至3中任一項所述的電極組件，其特征在于，正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦或其合金。
5.根據(jù)權利要求4所述的電極組件，其特征在于，正電極涂覆有正活性材料，所述正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)或其組合。
6.根據(jù)權利要求4所述的電極組件，其特征在于，負電極涂覆有負活性材料，所述負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB )、鋰或其組合。
7.根據(jù)權利要求I至6中任一項所述的電極組件，其特征在于，所述心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅或其組合的導電材料形成。
8.根據(jù)權利要求I至6中任一項所述的電極組件，其特征在于，所述心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。
9.根據(jù)權利要求I至8中任一項所述的電極組件，其特征在于，所述正饋通銷放置在所述正部分中的溝槽中，而所述負饋通銷放置在所述負部分中的溝槽中。
10.根據(jù)權利要求I至9中任一項所述的電極組件，其特征在于，所述正電極、所述負電極、或兩者介于所述正饋通銷或所述負饋通銷與所述心軸之間的溝槽中。
11.根據(jù)權利要求I至10中任一項所述的電極組件，其特征在于，所述心軸是平面件。
12.根據(jù)權利要求I至11中任一項所述的電極組件，其特征在于，所述一個或多個可移除部分是脫離的。
13.—種制備電極組件的方法，包括 設置心軸，所述心軸包括正部分、負部分以及一個或多個可移除部分； 其中，所述正部分和負部分相鄰于所述一個或多個可移除部分并連接到所述一個或多個可移除部分；以及 其中，所述心軸包括分開所述正部分和負部分的從第一面至第二面的通路；設置正電極； 設置負電極； 設置正饋通銷； 設置負饋通銷； 在所述正部分上設置構造成接納正饋通銷的溝槽； 在所述負部分上設置構造成接納負饋通銷的溝槽； 將所述正饋通銷和所述正電極導電連接到所述心軸的正部分；以及 將所述負饋通銷和所述負電極導電連接到所述心軸的負部分。
14.根據(jù)權利要求13所述的制備電極組件的方法，其特征在于，所述可移除部分連接所述正部分和所述負部分。
15.根據(jù)權利要求13或14所述的制備電極組件的方法，其特征在于，所述正饋通銷和所述負饋通銷獨立地選自鋼、鉬、鋁、鈦、鈮、鑰、鉬-銥、和銅及其合金。
16.根據(jù)權利要求13至14中任一項所述的制備電極組件的方法，其特征在于，所述正電極材料和負電極材料獨立地選自鋁、鋼、銀、銅、鎳、鈦或其合金。
17.根據(jù)權利要求16所述的制備電極組件的方法，其特征在于，所述正電極涂覆有正活 性材料，所述正活性材料選自鋰鈷氧化物(可充電)、氟化碳(CFx)、銀釩氧化物(一代的)或其組合。
18.根據(jù)權利要求16所述的制備電極組件的方法，其特征在于，所述負電極涂覆有負活性材料，所述負活性材料選自鈦酸鋰、人工石墨粉(MCMB)、鋰或其組合。
19.根據(jù)權利要求13至18中任一項所述的制備電極組件的方法，其特征在于，所述心軸由選自不銹鋼、鋁、鈦、鎳、銅、或其組合的導電材料形成。
20.根據(jù)權利要求13至19中任一項所述的制備電極組件的方法，其特征在于，所述心軸由選自聚丙烯、聚乙烯、或聚合物(乙烯基四氟乙烯共聚物)(ETFE)的非導電材料形成。
21.根據(jù)權利要求13至20中任一項所述的制備電極組件的方法，其特征在于，還包括將所述正饋通銷放置在正部分溝槽中和將所述負饋通銷放置在負部分溝槽中的步驟。
22.根據(jù)權利要求13至21中任一項所述的制備電極組件的方法，其特征在于，所述正電極、所述負電極、或兩者介于所述正饋通銷或所述負饋通銷與所述心軸之間的溝槽中。
23.根據(jù)權利要求13至22中任一項所述的制備電極組件的方法，其特征在于，所述心軸是平面件。
24.根據(jù)權利要求13至23中任一項所述的制備電極組件的方法，其特征在于，還包括將一個或多個可移除部分脫離的步驟。
全文摘要
提供了一種包括具有心軸的凝膠卷型電極組件的蓄電池。心軸包括正部分、負部分和可移除部分。某些實施例中，心軸是具有兩個面的平面件，其中，在正部分和負部分中的每個上具有溝槽。溝槽可以在心軸的相同或相反面上。溝槽尺寸被做成容納正饋通銷和負饋通銷。使用可移除部分圍繞心軸纏繞電極以纏繞心軸。一旦完成纏繞，可使可移除部分脫離。正部分和負部分留在電極組件中，且正部分和負部分彼此絕緣。該心軸允許凝膠卷組件更緊密的纏繞，提高電池的小型化并還獲得其中之后放置的凸片不導致毛口或短路的電極組件。
文檔編號H01M10/04GK102823053SQ201180016726
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月22日 優(yōu)先權日2010年4月7日
發(fā)明者J·J·維瓦蒂尼, P·B·阿莫特, 趙海亮 申請人:美敦力公司