[发明专利]弯曲的电极堆和包括该弯曲的电极堆的电池组

说明书

本发明涉及电极堆和包括该电极堆的电池单体，该电极堆包括：一个或多个阳极；一个或多个阴极；以及一个或多个分隔膜；其中阳极、阴极以及分隔膜被堆叠使得分隔膜介于阳极和阴极之间，阳极和阴极的一端和另一端不重叠，并且阳极、阴极以及分隔膜的堆叠表面包括弯曲的表面，其中阴极的长度等于或者大于阳极的弯曲的区段的弧形长度，并且其中分隔膜的长度大于阳极的弯曲的区段的弧形长度。

技术领域

本发明涉及一种构成锂二次电池的电极堆，并且更特别地涉及一种弯曲的电极堆和包括该弯曲的电极堆的电池组。

背景技术

随着信息技术(IT)的显著发展，各种各样的便携式信息通信装置已经被普及。结果，在21世纪，我们正在朝着其中不论时间和地点如何高质量的信息服务是可能的无所不在的社会前进。

锂二次电池对于实现这样的无所不在的社会是非常重要的。可以通过将电极堆与电解质一起接纳在电池壳体的接纳部中并且然后热结合接纳部的外边缘来制造锂二次电池。

这样的电极堆可以被分类为：堆叠式电极堆，该堆叠式电极堆被构造成具有下述结构，即，均具有预先确定的尺寸的正电极板、分隔板、负电极板被重复地堆叠使得分隔板分别被布置在正电极板和负电极板之间；卷绕(果冻卷)式电极堆，该卷绕(果冻卷)式电极堆被构造成具有下述结构，即，其中均具有预先确定的尺寸的正电极片、分隔片以及负电极片被堆叠使得分隔片被布置在正电极片和负电极片之间，并且然后在一个方向上卷绕分隔片；或者堆叠和折叠式电极堆，该堆叠和折叠式电极堆被构造成具有下述结构，即，其中预先确定数目的堆叠式电极堆被布置在分隔片上，并且然后分隔片被在一个方向上卷绕使得堆叠式电极堆被堆叠。

图1是典型地示出电极堆的状态的视图，该电极堆包括正电极1、分隔物2以及负电极3，该电极堆被构造成具有下述结构：其中，在电极堆被弯曲之前和之后，分隔物2被布置在正电极1和负电极3之间，并且正电极1和负电极3中的每一个的一端与正电极1和负电极3中的每一个的另一端不交叉。为了描述的方便起见，其中一个正电极1、一个分隔物2以及一个负电极3被堆叠的结构在图1中被示出。可替选地，电极堆可以包括多个正电极、多个分隔物以及多个负电极。在电极堆被弯曲之前，分隔物2和负电极3的长度大于正电极1的长度(参见A和A’)。然而，在电极堆被弯曲之后，位于分隔物2和负电极3的内部的正电极1的相反的末端从分隔物2和负电极3的对应的末端进一步向外突出(参见A和A’)。结果，在电极堆的充电期间锂与电极堆分离，从而包括弯曲的电极堆的锂二次电池的安全性被降低。这是因为在没有任何变化的情况下被用于非弯曲的电极堆的传统的正电极、分隔物以及负电极被应用于弯曲的电极堆。

图2是示出弯曲的果冻卷式电极堆20的典型视图。参考图2，当沿着与其中电极端子突出的方向垂直的虚线X’-X”弯曲果冻卷式电极堆20时，应力被集中在果冻卷式电极堆20的弯曲的相反末端A’和A”上，因此果冻卷式电极堆20的电极可能被破坏。

同时，近年来，电子装置的设计在消费者的产品选择中已经扮演非常重要的部分，并且响应于消费者的品味电子装置的尺寸和厚度已经被逐渐地减少。因此，为了最小化电子装置中的空间的不必要的浪费，要求锂二次电池的小型化和细长，并且有必要修改锂二次电池的形状以反映这样的电子装置的形状。

与此相结合，日本专利申请公开No.1999-307130公开一种方法，通过使用具有不同直径的两个辊热压被注入有包含可塑剂的电解溶液的正电极、被注入有包含可塑剂的电解溶液的负电极以及被注入有包含可塑剂的电解溶液的凝胶型电极层来制造弯曲的电池。

图3示出在日本专利申请公开No.1999-307130中公开的弯曲电极堆。参考图3，电极堆包括：弯曲的正电极1，其包括正电极层4和正电极电流集电极5；弯曲的负电极2，其包括负电极层6和负电极电流集电极7；以及弯曲的凝胶型电极层3。正电极端子8被连接到电极电流集电极5，并且负电极端子9被连接到负电极电流集电极7。正电极端子8和负电极端子9被形成在电极堆的非弯曲部分处。