[发明专利]将凝胶电解液组分包括在构成电极组件的隔板的孔中的电池单元

说明书

本发明提供一种电池单元，所述电池单元包括：电极组件，所述电极组件具有其中隔板插置在阴极和阳极之间的结构，其中所述隔板形成有多个孔且所述孔包括凝胶电解液组分。

技术领域

本发明涉及一种其中将凝胶电解液组分包括在构成电极组件的隔板的孔中的电池单元。

本申请要求于2015年10月07日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2015-0140927号的权益和优先权，引入上述专利申请的全部内容作为本说明书的一部分。

背景技术

近年来，由于化石燃料的消耗导致能源价格上涨并且人们对环境污染的关注增加。因此，对环境友好型替代能源的需求已经成为未来生活不可缺少的因素。对诸如核电、太阳能发电、风力发电、潮汐发电之类的发电技术一直在进行各种研究，且用于更有效地利用如此产生的能源的电力储存装置也备受关注。

具体地说，随着技术发展和对这种移动装置的需求增加，对作为能源的电池的需求也迅速增加，并且对满足各种需求的电池已经进行了很多研究。

通常，就电池的形状而言，对能够应用于诸如具有小厚度的手机之类的产品的棱柱形二次电池和袋型二次电池的需求增加；而就材料而言，对具有诸如高能量密度、放电电压和输出稳定性之类的优点的诸如锂离子电池和锂离子聚合物电池之类的锂二次电池的需求增加。

此外，二次电池根据如何构建电极组件进行分类，电极组件具有其中堆叠有阴极、阳极以及插置在阴极和阳极之间的隔板的结构。通常，二次电池的实例可包括包卷型(卷绕型)电极组件，所述包卷型电极组件具有在其中将长片型阴极和阳极在隔板插置于它们之间的情况下进行卷绕的卷绕结构；堆叠型电极组件，在其中被切割成预定尺寸单元的多个阴极和阳极在隔板插置于它们之间的情况下进行顺序地堆叠；或类似者。近年来，为了解决包卷型电极组件和堆叠型电极组件的问题，作为具有其中混合有包卷型和堆叠型的进一步改进的结构的电极组件，开发了一种堆叠/折叠型电极组件，其具有以下结构：其中在单元电池中预定单元的阴极和阳极在隔板插置在它们之间的情况下进行堆叠，所述单元电池在被置于隔膜上的情况下进行顺序地卷绕。

此外，根据电池壳体的形状，二次电池被划分为圆柱型电池和棱柱形电池，在圆柱型电池和棱柱形电池中电极组件内嵌于圆柱型或棱柱形金属罐内；以及袋型电池，在袋型电池中电极组件内嵌于铝层压片的袋型壳体内。

具体地说，近年来，具有其中堆叠型或堆叠/折叠型电极组件内嵌于铝层压片的袋型电池壳体内的结构的袋型电池因制造成本低、重量小、易形变等引起极大的关注，并且袋型电池的使用也在逐渐增加。

一般而言，二次电池通过以下方式完成：通过将其中混合有电极活性材料、导电剂、粘合剂等的电极混合物涂布到电极集电器上并进行干燥来制造电极，将所制造的电极与隔板一起堆叠，然后将电极和隔板与电解液一起嵌入电池壳体中，并将电池壳体密封。

此时，隔板是具有高离子传输和机械强度的绝缘薄膜，且隔板包括具有预定直径的孔在内的结构。更具体地说，使用由诸如耐化学腐蚀的和疏水性的聚丙烯、玻璃纤维、聚乙烯或类似物制成的片材、无纺纤维、或类似物。当诸如聚合物的固体电解质用作电解质时，固体电解质也可充当隔板。

然而，当孔的尺寸较大或孔隙率较高时，隔板可能在锂离子的移动方面是有利的，但施加在阴极与阳极之间的绝缘性能可能会劣化，导致电池的安全性可能会劣化。

另一方面，当隔板的孔的尺寸太小或孔隙率太低时，随着电池的充电和放电循环的进行，由电解液的分解产生的副产物或类似物靠近隔板的孔，导致电池的电性能可能会劣化。

此外，当固体电解质充当隔板时，优点在于：电池中产生的气体减少或安全性得到提高，但浸渍性质和离子导电性低于液化电解液，导致电池的性能可能会劣化。

因此，对能够从根本上解决这些问题的技术的需求增加。

发明内容