[发明专利]电极组件、以及电池单元和包括其的装置

说明书

本发明涉及电极组件、和电池单元、电池组和包括其的装置，该电极组件包括具有不同面积的两种或更多种类型的电极单元的组合，并且被以电极单元之间形成阶梯的方式被层叠，并且被形成为使得在具有不同面积的电极单元之间的界面处不同极性的电极彼此面对。

技术领域

本发明涉及电极组件、电池单元和包括其的装置，并且更具体地，涉及包括具有不同面积的两种或更多种类型的电极单元的组合的电极组件，其中，该电极单元被堆叠为使得形成阶梯，正电极和负电极在电极单元之间的界面处面对。

背景技术

近来，因为移动装置的技术发展和对其增大的需求，对于可充电电池（或二次电池）的需求已经迅速增大，并且因此，具有高能量密度和高操作电压以及良好的充电和使用期限特性的二次锂电池已经被广泛用作各种电子产品以及各种移动装置的能源。

通常，二次锂电池具有其中电极组件和电解液被密封在电池外壳内的结构，并且可以根据外观被分类为圆柱电池、棱柱电池或袋型电池等，并且可以根据其中使用的电解液的类型而被分类为锂离子电池、锂离子聚合物电池或锂聚合物电池等。因为近来的减小移动装置的大小的趋势，对于薄棱柱电池和袋型电池的需求已经在上升，并且具体地说，对于容易变形的、轻型袋型电池的兴趣已经增加。

在电池外壳中容纳的电极组件可以根据电极组件的形状被划分为果冻卷型（jelly-roll type）电极组件（或涡卷型电极组件）、堆叠型电极组件、堆叠与折叠型电极组件（或复合型电极组件）。通常，果冻卷型电极组件指的是通过下述方式制作的电极组件：在被用作集流器的金属箔上涂敷电极活性材料，将其压制，将其切割为具有期望宽度和长度的带形，通过使用分离膜来划分负电极和正电极，并且以螺旋方式来缠绕它。堆叠型电极组件指的是通过下述方式制作的电极组件： 垂直地堆叠负电极、隔膜和正电极。堆叠与折叠型电极组件指的是通过下述方式制作的电极组件：通过拉长片形分离膜卷起或折叠具有一个或更多个电极或由负电极/隔膜/正电极构成的电极层压物的隔膜的连续单层。

然而，通常以堆叠具有相同大小的单元电池或独立电极的方式来制作迄今已知的现有技术的电极组件，这使得在形状上的自由度变差，导致大量设计限制。

因此，为了实现各种设计，已经提出了通过堆叠具有不同大小的电极或单元电池而制造具有阶梯部分的电池的方法。然而，通过下述方法来制造迄今已经提出的具有阶梯部分的电池：其中，正电极板和负电极板被切割为具有期望的面积，以允许单元电池具有不同的面积，并且堆叠所切割的正电极板和所切割的负电极板。此时，因为在每一个阶梯部分中的面积可控，但是阶梯部分的厚度限于每一个阶梯部分的厚度的倍数，所以在设计电池的厚度方向上的设计自由度受限。

而且，上述的现有技术仅提出了可以通过切割负电极板和正电极板以具有期望大小，来形成具有不同大小的单元电池，并且堆叠所切割的负电极板和所切割的正电极板来改变设计的思想，并且未提出可以允许制造具有实际上可用的电池特性的电池的具体方法。例如，在具有阶梯部分的电池的情况下，虽然构成电池并且具有不同大小的每一个单元电池无错误地操作，但是因为下述问题，通常不能实际上使用该电池：不可能根据当堆叠电池时构成每一个阶梯部分的单元电池的配置来操作这些电池，电池容量与具有相同体积的其他电池作比较显著地低，或者在阶梯部分之间的界面处出现严重的肿胀，因此，严重地缩短产品使用期限。然而，未考虑到上述问题而配置了这些现有的具有阶梯部分的电池。

因此，需要一种电极组件，该电极组件能够在根据电池单元被应 用到的装置的形状而实现各种设计的同时显示大容量特性，并且需要开发使用该电极组件的电池。

发明内容

【技术问题】

本发明的一个方面提供了一种能够在其中实现各种设计的电极组件、电池以及包括其的装置，所述电极组件包括几个优点，诸如更薄并且具有良好的电容量特性。

【技术解决方案】