具有不規(guī)則結(jié)構(gòu)的電池單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種具有不規(guī)則結(jié)構(gòu)的電池單元，更特別地設(shè)及被構(gòu)造為具有如下結(jié) 構(gòu)的電池單元：其中將包含正極、負極和置于正極與負極之間隔膜的電極組件安裝在電池 殼中，其中電極組件在其外表面中，在其與電極端子相鄰的相反表面中的一個和/或另一 個處設(shè)置有尺寸向外增加的凹陷。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于其外觀，通?？蒞將裡二次電池分類為圓柱電池、棱柱電池或袋狀電池?；?電解質(zhì)的類型，還可W將裡二次電池分類為裡離子電池、裡離子聚合物電池或裡聚合物電 池。
[0003] 近來移動裝置小型化的趨勢已經(jīng)增加了對于具有小厚度的棱柱電池或袋狀電池 的需求。特別地，大量的關(guān)注目前集中在該種袋狀電池，因為可W容易地更改袋狀電池的形 狀、袋狀電池的制造成本低且袋狀電池是輕質(zhì)的。
[0004] 通常，袋狀電池為在封閉狀態(tài)的電池殼中具有電極組件和電解質(zhì)的電池，所述電 池殼由包含樹脂層和金屬層的層壓片制成?？蒞將安裝在電池殼中的電極組件構(gòu)造為具有 果凍卷（卷繞）型結(jié)構(gòu)、堆疊型結(jié)構(gòu)或組合（堆疊/折疊）型結(jié)構(gòu)。
[0005] 圖1為代表性顯示包含堆疊型電極組件的袋狀二次電池的結(jié)構(gòu)的圖。
[0006] 參照圖1，袋狀二次電池10包含電極組件30、從電極組件30伸出的電極極耳40 和50、焊接至電極極耳40和50的電極引線60和70W及在其中安裝電極組件30的電池殼 20 〇
[0007] 電極組件30為被構(gòu)造為具有如下結(jié)構(gòu)的發(fā)電元件，在該結(jié)構(gòu)中，將正極和負極W 其中將隔膜分別置于正極與負極之間的狀態(tài)依次進行堆疊。將電極組件30構(gòu)造為具有堆 疊型結(jié)構(gòu)或堆疊/折疊型結(jié)構(gòu)。電極極耳40和50從電極組件30的電極板延伸。電極引 線60和70例如通過焊接電連接至從各電極板延伸的電極極耳40和50。電極引線60和 70從電池殼20中部分向外露出。另外，將絕緣膜80部分地附著于電極引線60和70各自 的頂部和底部從而改進電極引線60和70與電池殼20間的密封，且另外改進電絕緣狀態(tài)。 [000引電池殼20由侶層壓片制成。電池殼20提供其中安裝電極組件30的空間。通常 將電池殼20構(gòu)造為具有袋狀。在如圖1中示出的堆疊型電極組件30中，將電池殼20的內(nèi) 部上端與電極組件30隔開，使得正極極耳40和負極極耳50可W分別與電極引線60和70 連接。
[0009] 然而近年來，根據(jù)超薄型設(shè)計或各種其他設(shè)計的趨勢變化，已經(jīng)需求新型電池單 yn〇
[0010] 另外，可W將上述電池單元構(gòu)造為包含具有相同尺寸或相同容量的電極組件。為 此，考慮到應(yīng)用電池單元的裝置的設(shè)計，為了制造具有新結(jié)構(gòu)的電池單元，可能有必要降低 電池單元的容量或修改裝置的設(shè)計，使得裝置的尺寸增加。
[0011] 為了解決上述問題，將具有不同尺寸的電池單元堆疊為電池組，該在一些現(xiàn)有技 術(shù)中公開。然而，所述電池組被構(gòu)造為具有其中將電池單元進行堆疊的結(jié)構(gòu)。為此，在堆疊 的電池單元間不發(fā)生電化學反應(yīng)。結(jié)果，電池組的厚度可能增加，且由于電池組增加的厚度 而可W導致電池組的容量降低。
[0012] 另外，在電池單元設(shè)計的修改期間，電連接可能是復雜的，結(jié)果是可能難W制造滿 足期望條件的電池單元。
[0013] 因此，對于根據(jù)應(yīng)用電池單元的裝置的形狀可適用的電極組件和包含其的電池單 元有高的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 技術(shù)問題
[0015] 已經(jīng)完成了本發(fā)明W解決W上問題和尚未解決的其他技術(shù)問題。
[0016] 具體地，本發(fā)明的目的為提供被構(gòu)造為具有如下結(jié)構(gòu)的電池單元，在該結(jié)構(gòu)中可 W將電池單元安裝在裝置的各種形狀和空間中，由此可W最大化地利用裝置的內(nèi)部空間， 且除裝置的矩形外部結(jié)構(gòu)W外，可W有效地將電池單元安裝在裝置的各種外部結(jié)構(gòu)中。
[0017] 技術(shù)方案
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的一方面，通過提供被構(gòu)造為具有如下結(jié)構(gòu)的電池單元可W實現(xiàn)W上 和其他目的；其中將包含正極、負極和分別置于正極與負極之間的隔膜的電極組件安裝在 電池殼中，其中電極組件在其外表面中，在其與電極端子相鄰的相反表面中的一個和/或 另一個處設(shè)置有尺寸向外增加的凹陷。
[0019] 在根據(jù)本發(fā)明的電池單元中，電極組件在其外表面處設(shè)置有具有特定結(jié)構(gòu)的凹 陷。因此，可從隱所述電池單元應(yīng)用于具有彎曲或突出結(jié)構(gòu)的裝置。另外，基于上述特定結(jié) 構(gòu)，可W制造具有各種容量和尺寸的電池單元，由此可W最大化地利用裝置的內(nèi)部空間。
[0020] 在本說明書中，"電極組件的與電極端子相鄰的相反表面"的意思是，在其中電極 組件具有六面體結(jié)構(gòu)、且在電極組件的一個表面處形成電極端子的情況下，彼此相對且同 時與電極組件的一個表面相鄰的電極組件的表面。例如，在其中電極組件具有長方體結(jié)構(gòu)、 且在具有相對小寬度的電極組件的一個表面處形成電極端子的情況下，電極組件的相反表 面可W為具有最大面積且同時與電極組件的一個表面相鄰的電極組件的前面和背面。
[0021] 在具體實例中，電極組件可W包含兩個W上的電極組，各電極組包含依次堆疊的 第一電極、隔膜和第二電極，對所述電極組W其中隔膜置于電極組之間的狀態(tài)進行堆疊，且 至少一個電極組可W設(shè)置有形成凹陷所必需的開口。具體地，電極組件可W包含無開口的 基本電極組和一個W上各自具有開口的鉆孔的電極組，對基本電極組和鉆孔的電極組進行 堆疊。更具體地，電極組件可W包含基本電極組和兩個W上鉆孔的電極組，且可W按其中開 口的尺寸增加的順序?qū)@孔的電極組堆疊在基本電極組上。
[0022] 可W基于穿過各個開口中屯、的最大內(nèi)徑的尺寸確定開口的尺寸，且鉆孔的電極組 各自可W具有相當于基本電極組的一個表面的5%~80%面積的開口。
[0023] 可W考慮裝置的相應(yīng)形狀選擇鉆孔的電極組的開口的形狀。例如，鉆孔的電極組 的開口可W具有圓形平面形狀、楠圓形平面形狀或多邊形平面形狀。然而，本發(fā)明不限于 此。
[0024] 鉆孔的電極組的開口的配置沒有特別限制。例如，在其中鉆孔的電極組具有相同 形狀的開口的情況下，可w將鉆孔的電極組進行堆疊，使得開口的中屯、軸彼此對齊。
[0025] 根據(jù)情況，可W將鉆孔的電極組進行堆疊，使得開口的中屯、軸相對于電極組件的 垂直通過軸傾斜或開口的一側(cè)內(nèi)端彼此對齊。
[0026] 在另一個具體實例中，鉆孔的電極組可W具有各種形狀的開口。具體地，至少兩個 鉆孔的電極組可W具有不同形狀的開口。
[0027] 因此，基于鉆孔的電極組的堆疊方法和開口的形狀，凹陷可W具有各種形狀。例 如，開口可W具有相同的形狀，在其中開口的中屯、軸彼此對齊的布置中，凹陷可W具有其中 凹陷尺寸的增加量在向外的方向上是一致的梯度。
[002引另外，凹陷可W具有其中凹陷尺寸的增加量在向外的方向上是逐漸增加的梯度， 或具有其中凹陷尺寸的增加量在向外的方向上是逐漸減小的。
[0029] 在其中凹陷具有如上所述的各種結(jié)構(gòu)的情況下，可W靈活地將所述電池單元應(yīng)用 于裝置的相應(yīng)形狀。另外，可W通過凹陷的尺寸減小裝置的內(nèi)部空間且可W進一步使裝置 的設(shè)計多樣化。
[0030] 在具體的實例中，電池殼可W容易地與具有凹陷的電極組件的形狀相對應(yīng)。具體 地，可W由包含樹脂層和金屬層的層壓片或金屬罐形成電池殼。然而，本發(fā)明不限于此。
[0031] 因此，由層壓片或金屬罐形成的電池殼可W具有可變形的電極組件接受單元從而 與電極組件的凹陷相對應(yīng)，使得在電池單元處形成所述凹陷。
[0032] 電池殼的外部形狀可W使用各種方法形成。例如，可朗尋根據(jù)本發(fā)明的具有堆疊 的電極的電極組件安裝在電池殼的接受單元中，然后可W將真空施加在接受單元中，使得 接受單元收縮，由此使得電池殼變形從而與電極組件的外部形狀相對應(yīng)。
[0033] 在另一個實例中，可W將與電極組件的凹陷形狀相對應(yīng)的沖模（沖頭）壓在具有 所述凹陷的電極組件的上端上從而使得電池殼變形。
[0034] 目P，將電極組件構(gòu)造為具有如下結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包含具有開口的電極和由堆疊的電 極形成的凹陷。當將電極組件安裝在電池殼的接受單元中，且然后將真空施加在接受單元 中或在接受單元上施加壓力時，電池殼收縮并變形從而與電極組件的外部形狀相對應(yīng)。
[0035] 上述方法可W解決每當改變電極組件的設(shè)計時就必須制造新電池殼的問題，且另 外抑制應(yīng)力在電池殼上局部集中的現(xiàn)象。
[0036] 所述電池單元可W為裡離子電池單元或裡離子聚合物電池單元。然而，本發(fā)明不 限于此。
[0037] 通常裡二次電池包含正極、負極、隔膜和含有裡鹽的非水電解液。
[003引正極例如可通過如下制造；將正極活性材料、導電劑和粘合劑的混合物施加至正 極集電器上，并對施加