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CN106129319A - 用于二次电池的单元结构体和具有单元结构体的二次电池 - Google Patents

用于二次电池的单元结构体和具有单元结构体的二次电池 Download PDF

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CN106129319A
CN106129319A CN201610292465.8A CN201610292465A CN106129319A CN 106129319 A CN106129319 A CN 106129319A CN 201610292465 A CN201610292465 A CN 201610292465A CN 106129319 A CN106129319 A CN 106129319A
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Abstract

本发明涉及用于二次电池的单元结构体和包括所述单元结构体的二次电池。所述用于二次电池的单元结构体包括包含多个电极的电极组件、从所述电极延伸至所述电极组件的外部的多个电极耳片、和电连接至所述电极耳片并且接触所述电极组件的多个引线耳片。在所述单元结构体中，所述引线耳片各自的一部分被折叠，并且所述电极耳片嵌入所述引线耳片各自的折叠部分中。

Description

用于二次电池的单元结构体和具有单元结构体的二次电池
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年5月6日提交的韩国专利申请No.10-2015-0063222的优先权和由其产生的所有权益，其内容通过参考全部引入本文。
技术领域
本公开内容涉及用于二次电池的单元结构体和包括所述单元结构体的二次电池。
背景技术
随着用于电子设备的技术的发展，二次电池已日益得到关注。最近，正在开发其形状是不同地可变形的电子设备，例如柔性或可穿戴电子设备。因此，进行了对用于为这样的电子设备提供电力的二次电池的结构体的研究。
发明内容
当不具有柔性的二次电池被用于柔性电子设备时，由于外部环境产生的应力集中在二次电池中的电极或连接部分上，使得电极可被切断或连接部分短路，并且因此二次电池的耐久性可衰退。
本发明的示例性实施方案涉及具有柔性的用于二次电池的单元结构体和包括所述单元结构体的二次电池。
根据本发明的一个示例性实施方案，用于二次电池的单元结构体包括包含多个电极的电极组件、从所述电极延伸至所述电极组件的外部的多个电极耳片(极耳)、和电连接至所述电极耳片并且接触所述电极组件的多个引线耳片。
在示例性实施方案中，用于二次电池的单元结构体可进一步包括将引线耳片固定至接触引线耳片的电极组件的接触表面的固定单元。
在示例性实施方案中，引线耳片各自的一部分可被折叠并且电极耳片可嵌入引线耳片各自的折叠部分中。
在示例性实施方案中，电极耳片各自可折叠至少一次。
在示例性实施方案中，所述电极组件可包括柔性材料。
在示例性实施方案中，所述单元结构体可进一步包括设置在接触引线耳片的电极组件的接触表面上的绝缘层。
在示例性实施方案中，电极耳片各自可具有小于电极组件宽度的约50％的宽度，并且引线耳片各自可具有等于或小于电极组件宽度的约25％的宽度。
在示例性实施方案中，所述电极可包括交替地一个堆叠在另一个上的第一电极和第二电极，并且所述电极组件可进一步包括设置在所述第一电极和所述第二电极之间的隔膜。
在示例性实施方案中，所述电极耳片可包括从所述第一电极延伸的第一电极耳片和从所述第二电极延伸的第二电极耳片，并且所述引线耳片可包括电连接至所述第一电极耳片的第一引线耳片和电连接至所述第二电极耳片的第二引线耳片。
在示例性实施方案中，第一引线耳片和第二引线耳片可与电极组件的相同表面接触。
在示例性实施方案中，第一引线耳片和第二引线耳片可分别与电极组件的不同表面接触。
在示例性实施方案中，第一电极、第二电极和隔膜的至少一个可通过粘合构件部分地粘合。
根据本发明的另一示例性实施方案，用于二次电池的单元结构体包括包含多个电极的电极组件、从所述电极延伸至所述电极组件的外部的多个电极耳片、和电连接至所述电极耳片的多个引线耳片，其中引线耳片各自的一部分被折叠并且所述电极耳片嵌入引线耳片各自的折叠部分中。
在示例性实施方案中，所述引线耳片可与所述电极组件接触。
在示例性实施方案中，用于二次电池的单元结构体可进一步包括将引线耳片固定至接触引线耳片的电极组件的接触表面的固定单元。
在示例性实施方案中，电极耳片各自可被折叠至少一次。
根据本发明的另一示例性实施方案，二次电池包括外部构件和设置在外部构件中的单元结构体，其中所述单元结构体包括包含多个电极的电极组件、从所述电极延伸至所述电极组件的外部的多个电极耳片、和电连接至所述电极耳片并且接触电极组件的多个引线耳片。
在示例性实施方案中，二次电池可进一步包括将引线耳片固定至接触引线耳片的电极组件的接触表面的固定单元。
在示例性实施方案中，引线耳片各自的一部分可被折叠并且电极耳片可嵌入引线耳片各自的折叠部分中。
在示例性实施方案中，电极耳片各自可被折叠至少一次。
附图说明
由结合附图考虑的示例性实施方案的下列描述，本发明的这些和/或其它特征将变得明晰和更容易理解，其中：
图1为根据本发明的一个示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图；
图2为沿图1的线I-I′所取的横截面图；
图3为图2的部分A的放大图；
图4为沿图1的线II-II′所取的横截面图；
图5说明在图1中说明的用于二次电池的单元结构体中的电极耳片的替代的示例性实施方案；
图6说明在图1中说明的用于二次电池的单元结构体中的电极耳片的另一替代的示例性实施方案；
图7说明在图1中说明的用于二次电池的单元结构体中的耳片连接部分的替代的示例性实施方案；
图8说明在图1中说明的用于二次电池的单元结构体中的耳片连接部分的另一替代的示例性实施方案；
图9说明在图1中说明的用于二次电池的单元结构体中的耳片连接部分的另一替代的示例性实施方案；
图10为根据本发明的另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图；
图11为根据本发明的另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图；
图12为根据本发明的另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图；
图13为沿图12的线III-III′所取的横截面图；
图14为根据本发明的另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图；
图15为沿图14的线IV-IV′所取的横截面图；
图16为根据本发明的另一示例性实施方案的二次电池的平面图；
图17A为根据本发明的一个示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图；
图17B为根据本发明的另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图；
图17C为根据本发明的另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图；
图17D为根据本发明的另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图；
图17E为根据一个对比实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图；
图17F为根据另一对比实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图；
图18为显示对于包括在图17A-17F中说明的单元结构体的二次电池的容量保持率和弯曲次数之间的关系的图；和
图19为显示对于包括在图17A-17F中说明的单元结构体的二次电池的具有约90％或更高的容量保持率的弯曲次数的图。
具体实施方式
现将参照附图在下文中更充分地描述本发明，其中示出多种实施方案。然而，本发明可以许多不同的形式体现，并且不应解释为限于在此阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案使得本公开内容将彻底和完整，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。现将详细介绍示例性实施方案，其实例说明于附图中，其中相同的附图标记始终指的是相同的元件。为了便于解释和清楚，可夸大附图中说明的各层的尺寸或厚度。
将理解，当一个元件被称为“在”另外的元件“上”时，其可直接在另外的元件上或者在其间可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时，则不存在中间元件。
本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式的目的且不意图为限制性的。如本文中使用的，单数形式“一个(种)(a，an)”和“所述(该)(the)”也意图包括复数形式，包括“至少一个(种)”，除非内容清楚地另外指明。“或”意为“和/或”。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关列举项目的一个或多个的任何和全部组合。将进一步理解，术语“包括”或“包含”当用在本说明书中时，表明存在所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、和/或组分，但不排除存在或增加一种或多种另外的特征、区域、整体、步骤、操作、元件、组分、和/或其集合。
如本文中使用的“约”或“大约”包括所陈述的值且意味着在如由本领域普通技术人员考虑到所讨论的测量和与具体量的测量有关的误差(即，测量系统的限制)而确定的对于具体值的可接受的偏差范围内。例如，“约”可意味着在所陈述的值的一个或多个标准偏差范围内，或者±30％、20％、10％、5％范围内。
因为形成下列示例性实施方案中各层的材料是示例性的，因此其它材料可用于其。如本文中所使用的，表述例如“…的至少一个(种)”在要素列表之前或之后时，修饰整个要素列表且不修饰列表的单独要素。在本文中参照作为理想化实施方式的示意图的横截面图描述示例性实施方式。这样，将预计到作为例如制造技术和/或公差的结果的与图示形状的变化。因此，本文中描述的实施方式不应解释为限于如本文中图示的区域的具体形状，而是包括由例如制造导致的形状方面的偏差。例如，图示或者描述为平的区域可典型地具有粗糙的和/或非线性的特征。此外，图示的尖锐的角可为圆形的。因而，图中所示的区域在本质上是示意性的，并且它们的形状不意图图示区域的精确形状且不意图限制本权利要求的范围。
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施方案。
图1为根据本发明的一个示例性实施方案用于二次电池的单元结构体的平面图。图2为沿图1的线I-I′所取的横截面图。图3为图2的部分A的放大图。图4为沿图1的线II-II′所取的横截面图。
参考图1-4，用于二次电池的单元结构体101的示例性实施方案可包括电极组件110、延伸至电极组件110的外部的电极耳片121和122、以及连接至电极耳片121和122的引线耳片131和132。
电极组件110可包括交替地一个设置在另一个上的多个第一电极111和多个第二电极112、以及设置在第一电极111和第二电极112之间的多个隔膜113。尽管图1-4示例性地说明第一和第二电极111和112各自的数目为3，但是本发明不限于此。在一个替代的实施方案中，例如，第一和第二电极111和112各自的数目可为1个或多个。第一和第二电极111和112以及隔膜113(其共同地限定电极组件110)可为柔性的或包括柔性材料以是能弯曲的。因此，电极组件110可具有柔性的特征。然而，本发明不限于此，并且电极组件110可具有刚性的特征。通常，材料的柔性可通过杨氏模量(即，拉伸强度(抗拉强度))来定义，并且片材、电极或膜的柔性可通过比弯曲刚度(＝Et3/12)来定义。E为杨氏模量并且t为片材的厚度。在本文中，具有柔性的材料意为材料可各自独立地具有约0.01吉帕斯卡(GPa)-约300GPa、例如约0.05GPa-约220GPa的杨氏模量(即，拉伸强度)。在本文中，具有柔性的片材、电极或膜意为片材可各自独立地具有约1.04×10-10-约1.2×10-1Nm、例如约8.33×10-10-约9.75×10-3Nm、或约1.15×10-9-2.6×10-3Nm的比弯曲刚度。
第一电极111和第二电极112的任一个可为正极并且其另一个可为负极。在示例性实施方案中，当第一电极111为正极时，第二电极112可为负极。替代地，当第一电极111为负极时，所述第二电极112可为正极。
第一电极111可包括第一电极集电体(未示出)和在第一电极集电体的至少一个表面上设置或形成的第一电极活性材料层(未示出)。第二电极112可包括第二电极集电体(未示出)和在第二电极集电体的至少一个表面上设置或形成的第二电极活性材料层(未示出)。在示例性实施方案中，在第一电极111为正极并且第二电极112为负极时，第一电极集电体成为正极集电体并且第一电极活性材料层可为正极活性材料层。在这样的实施方案中，第二电极集电体可为负极集电体并且第二电极活性材料层可为负极活性材料层。
正极集电体可包括如下或由如下形成：金属，例如铝、不锈钢、钛、铜、银或其组合。正极活性材料层可包括正极活性材料、粘结剂、和导电材料。在示例性实施方案中，在二次电池为锂二次电池时，正极活性材料层可包括能够可逆地吸留和放出锂离子的材料。
在一个示例性实施方案中，例如，正极活性材料可包括选自如下的至少一种材料：锂过渡金属氧化物，例如锂钴氧化物、锂镍氧化物、钴酸锂镍、铝酸锂镍钴、锂镍钴锰氧化物、锂锰氧化物和磷酸铁锂，硫化镍，硫化铜，硫，铁氧化物，和钒氧化物。
在一个示例性实施方案中，例如，粘结剂可包括选自如下的至少一种材料：基于聚偏二氟乙烯的粘结剂例如聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯/四氟乙烯共聚物等，基于羧甲基纤维素的粘结剂例如羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂等，基于丙烯酸类的粘结剂例如聚丙烯酸酯、聚丙烯酸锂、丙烯酸类聚合物、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯等，聚酰胺-酰亚胺，聚四氟乙烯，聚氧化乙烯，聚吡咯，锂-Nafion，和基于丁苯橡胶的聚合物。
在一个示例性实施方案中，例如，导电材料可包括选自如下的至少一种材料：基于碳的导电材料例如炭黑、碳纤维和石墨，导电纤维例如金属纤维，导电粉末例如氟化碳粉末、铝粉末和镍粉末，导电晶须例如锌氧化物和钛酸钾，导电金属氧化物例如钛氧化物，和导电聚合物例如聚亚苯基衍生物。
在一个示例性实施方案中，例如，负极集电体可包括选自如下的至少一种：铜、不锈钢、镍、铝、和钛。负极活性材料层可包括负极活性材料、粘结剂、和导电材料。在示例性实施方案中，在二次电池为锂二次电池时，所述活性材料层可包括能够与锂合金化或可逆地吸留和放出锂离子的材料。
在一个示例性实施方案中，例如，负极活性材料可包括选自如下的至少一种材料：金属、基于碳的材料、金属氧化物、和锂金属氮化物。所述金属可包括选自如下的至少一种材料：锂、镁、钙、铝、锗、锡、铅、锑、铋、银、金、锌、镉、汞、铜、铁、镍、钴、和铟。所述基于碳的材料可包括选自如下的至少一种材料：石墨、石墨化碳纤维、焦炭、中间碳微球(“MCMB”)、基于沥青的碳纤维、和硬碳。所述金属氧化物可包括选自如下的至少一种材料：锂钛氧化物、钛氧化物、钼氧化物、铌氧化物、铁氧化物、钨氧化物、锡氧化物、无定形锡氧化物化合物、一氧化硅、钴氧化物、和镍氧化物。替代地，包括在正极活性材料层中的粘结剂和导电材料可分别和相同地用作包括在负极活性材料层中的粘结剂和导电材料。
将隔膜113设置在第一电极111和第二电极112之间。隔膜113电分隔第一电极111和第二电极112。隔膜113可包括，例如，包括聚乙烯或聚丙烯的多孔聚合物膜、包括聚合物纤维的纺织物或无纺物、多孔陶瓷膜、或聚合物固体电解质。然而，本发明不限于此。
电极耳片121和122可包括从第一电极111延伸至电极组件110的外部的多个第一电极耳片121和从第二电极112延伸至电极组件110的外部的多个第二电极耳片122。在示例性实施方案中，如图1中所示，可将第一和第二电极耳片121和121布置在电极组件110的宽度方向上的电极组件110的相反侧。第一电极耳片121电连接至第一电极111例如第一电极集电体，并且第二电极耳片122电连接至第二电极112例如第二电极集电体。第一和第二电极耳片121和122可包括例如呈现出高的导电性的金属，例如Cu或Al，但本发明不限于此。
第一和第二电极耳片121和122各自可具有例如宽度W1，其小于电极组件110的宽度W的约50％。在一个示例性实施方案中，例如，第一和第二电极耳片121和122各自可具有相对宽的宽度W1，其等于或大于电极组件110的宽度W的约25％且小于电极组件110的宽度W的约50％。在一个替代的实施方案中，例如，第一和第二电极耳片121和122各自可具有相对窄的宽度W1，其小于电极组件110的宽度W的约25％。然而，本发明不限于此，并且第一和第二电极耳片121和122各自的宽度可不同地改变。
引线耳片131和132可包括连接至第一电极耳片121的第一引线耳片131和连接至第二电极耳片122的第二引线耳片132。第一和第二引线耳片131和132可包括例如呈现出高的导电性的金属，例如Ni或Al，但本发明不限于此。
第一和第二引线耳片131和132各自可具有例如宽度W2，其等于或小于电极组件110的宽度W的约25％。在一个示例性实施方案中，例如，第一和第二引线耳片131和132各自可具有相对宽的宽度W2，其大于电极组件110的宽度W的约15％且等于或小于电极组件110的宽度W的约25％。在一个替代的实施方案中，例如，第一和第二引线耳片131和132各自可具有相对窄的宽度W2，其等于或小于电极组件110的宽度W的约15％。然而，本发明不限于此，并且第一和第二引线耳片131和132各自的宽度可不同地改变。
在示例性实施方案中，可通过彼此连接的第一电极耳片121和第一引线耳片131的部分限定第一耳片连接部分141。在第一耳片连接部分141中，第一引线耳片131的部分例如一端被折叠，并且第一电极耳片121可嵌入第一引线耳片131的折叠部分中。在第一耳片连接部分141中，第一电极耳片121彼此电连接，并且第一电极耳片121和第一引线耳片131彼此电连接。在示例性实施方案中，可通过彼此连接的第二电极耳片122和第二引线耳片132的部分限定第二耳片连接部分142。在第二耳片连接部分142中，第二引线耳片132的部分例如一端被折叠，并且第二电极耳片122可嵌入第二引线耳片132的折叠部分中。在第二耳片连接部分142中，第二耳片连接部分122彼此电连接，并且第二电极耳片122和第二引线耳片132彼此电连接。可通过例如焊接、压制或粘附来提供或形成第一和第二耳片连接部分141和142，但本发明不限于此。
第一和第二引线耳片131和132可接触电极组件110。在一个示例性实施方案中，例如，第一和第二引线耳片131和132各自可与电极组件110的一个表面即在图1-4中的电极组件110的上表面接触。在这样的实施方案中，接触电极组件110的第一和第二引线耳片131和132通过图14的固定部分160(其在后描述)可有效地固定在电极组件110的接触表面上。
绝缘层114可设置或形成于电极组件110的接触表面例如上表面上，并且与第一和第二引线耳片131和132接触。绝缘层114提供在第一和第二引线耳片131和132与第一电极111之间的绝缘，并且可包括选自各种绝缘材料的至少一种材料。在示例性实施方案中，绝缘层114可包括隔膜材料例如多孔聚合物膜。绝缘层114可设置为覆盖电极组件110的整个上表面或与其重叠，或仅在电极组件110的上表面的接触第一和第二引线耳片131和132的接触表面上。
在示例性实施方案中，如上所述，在第一耳片连接部分141中，第一引线耳片131的部分被折叠并且第一电极耳片121嵌入第一引线耳片131的折叠部分中。可将第一耳片连接部分141设置在与第一引线耳片131接触的电极组件110的接触表面上。在这样的实施方案中，在第一耳片连接部分141中的第一引线耳片131与电极组件110的上表面接触。在示例性实施方案中，在第二耳片连接部分142中，第二引线耳片132的部分被折叠并且第二电极耳片122嵌入第二引线耳片132的折叠部分中。第二耳片连接部分142可提供在与第二引线耳片132接触的电极组件110的接触表面上。在这样的实施方案中，在第二耳片连接部分142中的第二引线耳片132与电极组件110的上表面接触。
第一和第二电极耳片121和122各自可设置为被折叠。在示例性实施方案中，第一电极耳片121可在电极组件110和第一耳片连接部分141之间折叠至少两次。在示例性实施方案中，第二电极耳片122可在电极组件110和第二耳片连接部分142之间折叠至少两次。图2说明其中第一电极耳片121包括折叠三次的部分121a的示例性实施方案。图4说明其中第二电极耳片122包括折叠三次的部分122a的示例性实施方案。然而，本发明不限于此或由此限制。在替代的示例性实施方案中，第一和第二电极耳片121和122可折叠四次或更多次。
在示例性实施方案中，如上所述，第一和第二引线耳片131和132与电极组件110的上表面接触，但不限于此。在替代的示例性实施方案中，第一和第二引线耳片131和132可与电极组件110的下表面接触。在这样的实施方案中，为在第一和第二引线耳片131和132与第二电极112之间的绝缘提供的绝缘层114可设置在电极组件110的下表面上。图2和4说明其中第一和第二电极耳片121和122在平行于第一和第二电极111和112的方向上折叠的示例性实施方案，但本发明不限于此。在替代的示例性实施方案中，第一和第二电极耳片121和122可在垂直于第一和第二电极111和112的方向例如厚度方向上折叠。
如上所述，在用于二次电池的单元结构体101的这样的实施方案中，连接至第一和第二电极耳片121和122的第一和第二引线耳片131和132与电极组件110的一个表面接触，并且第一和第二电极耳片121和122折叠至少两次。因此，接触电极组件110的第一和第二引线耳片131和132可支撑或吸收由于单元结构体101的弯曲变形产生的应力，并且因此弯曲耐久性可改善。在这样的实施方案中，因为第一和第二电极耳片121和122的折叠部分可另外地支撑或吸收所述应力，因此弯曲耐久性可进一步改善。
图5说明在图1中说明的用于二次电池的单元结构体101中的第一电极耳片121的一个替代的示例性实施方案。参考图5，在示例性实施方案中，第一电极耳片121包括折叠单次的部分121a。图6说明在图1中说明的用于二次电池的单元结构体101中的第一电极耳片121的另一替代的示例性实施方案。参考图6，第一电极耳片121可不包括折叠的部分，不像以上描述的示例性实施方案一样。
图7说明在图1中说明的用于二次电池的单元结构体101中的第一耳片连接部分141的一个替代的示例性实施方案。参考图7，在示例性实施方案中，第一引线耳片131可具有其中第一引线耳片131的一个末端部分折叠的结构，并且可与电极组件110的上表面接触。在这样的实施方案中，第一电极耳片121嵌入第一引线耳片131的折叠部分中，因而限定或形成第一耳片连接部分141。在替代的示例性实施方案中，第一耳片连接部分141可与第一引线耳片131接触的电极组件110的接触表面间隔开。
图8说明在图1中说明的用于二次电池的单元结构体101中的第一耳片连接部分141的另一替代的示例性实施方案。参考图8，第一引线耳片131具有其中第一引线耳片131的末端部分被折叠两次的结构。第一电极耳片121嵌入第一引线耳片131的折叠部分之一中，因而限定或形成第一耳片连接部分141。第一引线耳片131的折叠部分的另一个部分与电极组件110接触。其中第一引线耳片131和第一电极耳片121彼此连接的第一耳片连接部分141可与第一引线耳片131接触的电极组件110的接触表面间隔开。
图9说明在图1中说明的用于二次电池的单元结构体101中的第一耳片连接部分141的另一替代的示例性实施方案。参考图9，在示例性实施方案中，第一引线耳片131具有其中第一引线耳片131的末端部分被折叠的结构。第一引线耳片131的折叠部分与电极组件110的上表面接触。在这样的实施方案中，第一电极耳片121与第一引线耳片131的表面(例如，折叠末端部分的外表面)接触，因而限定或形成第一耳片连接部分141。其中第一引线耳片131和第一电极耳片121彼此连接的第一耳片连接部分141可与第一引线耳片131接触的电极组件110的接触表面间隔开。
图10为根据本发明的另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体102的平面图。参考图10，在示例性实施方案中，可将第一和第二电极耳片121和121布置在电极组件110的宽度方向上的电极组件110的相反侧。在示例性实施方案中，第一引线耳片131和第二引线耳片132可与电极组件110的相反表面接触。在实施方案中，如图10中所示，连接至第一电极耳片121的第一引线耳片131与电极组件110的上表面接触，并且连接至第二电极耳片122的第二引线耳片132与电极组件110的下表面接触。在这样的实施方案中，图2的绝缘层114可设置在电极组件110的上和下表面上。替代地，第一引线耳片131可与电极组件110的下表面接触，并且第二引线耳片132可与电极组件110的上表面接触。
图11为根据本发明的另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体103的平面图。参考图11，在单元结构体103的示例性实施方案中，可将第一和第二电极耳片121和121布置在电极组件110的长度方向上的电极组件110的相反侧。在这样的实施方案中，连接至第一电极耳片121的第一引线耳片131和连接至第二电极耳片122的第二引线耳片132与电极组件110的上表面接触。替代地，第一和第二引线耳片131和132可与电极组件110的下表面接触。在另一替代的示例性实施方案中，第一和第二引线耳片131和132的任一个可与电极组件110的上表面接触，并且其另一个可与电极组件110的下表面接触。
图12为根据本发明的另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体104的平面图。图13为沿图12的线III-III′所取的横截面图。
参考图12和13，根据本发明的示例性实施方案的单元结构体104可包括电极组件110、延伸至电极组件110的外部的第一和第二电极耳片121和122、分别连接至第一和第二电极耳片121和122的第一和第二引线耳片131和132、和固定电极组件110的一个末端部分的粘合构件150。在这样的实施方案中，电极组件110、第一和第二电极耳片121和122、以及第一和第二引线耳片131和132基本上与以上描述的示例性实施方案的那些相同，并且将省略其任何重复性的详细描述。
在这样的实施方案中，粘合构件150可固定电极组件110的末端部分。电极组件110的部分可在第一和第二电极耳片121和122之间突出。可通过粘合构件150固定电极组件110的突出部分。在示例性实施方案中，如图12和13中所示，通过粘合构件150固定第一电极111、第二电极112和隔膜113，但本发明不限于此。在替代的示例性实施方案中，可通过粘合构件150固定第一电极111、第二电极112和隔膜113的至少一个。
当电极组件110未固定时，在限定电极组件110的各层之间的相对位置在电极组件110的重复弯曲运动期间改变，使得其间的对准(排列)可丧失，并且稳定性因此可恶化。在示例性实施方案中，在通过粘合构件150固定的电极组件110的部分时，即使当电极组件110重复地进行弯曲变形时，也可实质上减少电极组件110的各层之间的未对准。在示例性实施方案中，如上所述，通过粘合构件150固定电极组件110的一个末端部分，但本发明不限于此。在一个替代的实施方案中，例如，电极组件110的相反末端部分、或电极组件110的中心部分可通过粘合构件150固定。
图14为根据本发明的另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体的平面图。图15为沿图14的线IV-IV′所取的横截面图。
参考图14和15，单元结构体105的示例性实施方案可包括电极组件110、延伸至电极组件110的外部的第一和第二电极耳片121和122、分别连接至第一和第二电极耳片121和122的第一和第二引线耳片131和132、以及将第一和第二引线耳片131和132固定至电极组件110的固定单元160。
电极组件110可包括交替地一个堆叠在另一个上的多个第一电极111和多个第二电极112、以及设置在第一电极111和第二电极112之间的多个隔膜113。第一电极111和第二电极112的任一个可为正极并且其另一个可为负极。电极组件110的隔膜113以及第一和第二电极111和112可包括容许电极组件110弯曲变形的柔性材料。然而，本发明不限于此。
可将第一和第二电极耳片121和121布置在电极组件110的宽度方向上的电极组件110的相反侧。第一电极耳片121电连接至第一电极111并且第二电极耳片122电连接至第二电极112。替代地，可将第一和第二电极耳片121和121布置在电极组件110的长度方向上的电极组件110的相反侧。第一和第二电极耳片121和122各自可具有例如宽度W1，其小于电极组件110的宽度W的约50％。
第一引线耳片131电连接至第一电极耳片121，并且第二引线耳片132电连接至第二电极耳片122。第一和第二引线耳片131和132各自可具有例如宽度W2，其等于或小于电极组件110的宽度W的约25％。
在这样的实施方案中，可通过彼此连接的第一电极耳片121和第一引线耳片131的部分限定第一耳片连接部分。在第一耳片连接部分中，第一引线耳片131的一个末端部分被折叠。第一电极耳片121可嵌入第一引线耳片131的折叠部分中。在示例性实施方案中，可通过彼此连接的第二电极耳片122和第二引线耳片132的部分限定第二耳片连接部分142。在第二耳片连接部分中，第二引线耳片132的一个末端部分被折叠。第二电极耳片122可嵌入第二引线耳片132的折叠部分中。
第一和第二引线耳片131和132可与电极组件110接触。在一个示例性实施方案中，例如，第一和第二引线耳片131和132各自与电极组件110的上表面接触。绝缘层可设置在第一和第二引线耳片131和132接触的电极组件110的接触表面上。在一个替代的示例性实施方案中，第一和第二引线耳片131和132可与电极组件110的下表面接触。在另一替代的示例性实施方案中，第一和第二引线耳片131和132的任一个可与电极组件110的上表面接触，并且其另一个可与电极组件110的下表面接触。
可将第一耳片连接部分141设置在第一引线耳片131接触的电极组件110的接触表面上，并且可将第二耳片连接部分142设置在第二引线耳片132接触的电极组件110的接触表面上。替代地，第一和第二耳片连接部分可与电极组件110的接触表面间隔开。
固定单元160可将接触电极组件110的第一和第二引线耳片131和132固定至电极组件110。固定单元160可将接触电极组件110的第一和第二引线耳片131和132的部分固定至电极组件110。固定单元160可包括例如带或粘结剂，但不限于此。在替代的示例性实施方案中，固定单元160可包括能够使第一和第二引线耳片131和132固定至电极组件110的各种材料的至少一种。固定单元160可将第一和第二引线耳片131和132固定至电极组件110，同时保持与电极组件110的接触状态。
第一和第二电极耳片121和122各自可被折叠。图15说明其中第一和第二电极耳片121和122各自包括折叠三次的部分121a和122a的示例性实施方案。然而，本发明不限于此。在替代的示例性实施方案，第一和第二电极耳片121和122各自可被折叠一次、两次、或四次或更多次。在另一替代的示例性实施方案中，第一和第二电极耳片121和122可具有没有折叠的平的形状。
在根据本发明的单元结构体105的示例性实施方案中，因为第一和第二引线耳片131和132通过固定单元160固定并且保持与电极组件110的接触状态，所以第一和第二引线耳片131和132可有效地支撑或吸收由于单元结构体105的弯曲产生的应力。
图16为根据本发明的另一示例性实施方案的二次电池的平面图。
参考图16，二次电池200的示例性实施方案可包括外部构件210和通过外部构件210包装(封装)的单元结构体100。单元结构体100可包括以上描述的单元结构体101、102、103、104或105的示例性实施方案。通过外部构件210包装和密封单元结构体100，并且可用电解质填充外部构件210的内部。单元结构体100的第一和第二引线耳片131和132可部分地暴露在外部构件210外部。同时，当用外部构件210包装单元结构体100时，密封构件171和172可进一步设置在第一和第二引线耳片131和132上以有效地或完全地密封第一和第二引线耳片131和132和其周围。
在下文中，将详细描述根据示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体和根据对比实施方案的用于二次电池的单元结构体。图17A-17D说明根据本发明的示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体301、302、303、和304。图17E和17F说明根据对比实施方案的用于二次电池的单元结构体401和402。在图17A-17F中说明的用于二次电池的单元结构体301、302、303、304、401和402中，电极组件110包括交替地一个堆叠在另一个上的四个第一电极和四个第二电极。在图17A-17F中，当用图16的外部构件210包装单元结构体301、302、303、304、401和402时，密封构件171和172密封第一和第二引线耳片131和132的周围。
根据图17A-17D中说明的示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体301、302、303和304具有基本上与图14中说明的用于二次电池的单元结构体105相同的结构。
图17A为根据一个示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体301的平面图(在下文中，将称作第一示例性实施方案)。参考图17A，在第一示例性实施方案中，第一和第二电极耳片121和122分别包括折叠三次的部分121a和折叠三次的部分122a，并且分别连接至第一和第二电极耳片121和122的第一和第二引线耳片131和132与电极组件110的上表面接触且通过固定单元160固定。第一和第二电极耳片121和122各自可具有宽的宽度W1′，其等于或大于电极组件110的宽度W的约25％且小于电极组件110的宽度W的约50％。第一和第二引线耳片131和132各自具有窄的宽度W2″，其等于或小于电极组件110的宽度W的约15％。
图17B为根据另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体302的平面图(在下文中，将称为第二示例性实施方案)。参考图17B，在第二示例性实施方案中，第一和第二电极耳片121和122分别包括折叠三次的部分121a和折叠三次的部分122a，并且分别地连接至第一和第二电极耳片121和122的第一和第二引线耳片131和132与电极组件110的上表面接触并且通过固定单元160固定。第一和第二电极耳片121和122各自可具有宽的宽度W1′，其等于或大于电极组件110的宽度W的约25％且小于电极组件110的宽度W的约50％。第一和第二引线耳片131和132各自具有宽的宽度W2′，其大于电极组件110的宽度W的约15％且等于或小于电极组件110的宽度W的约25％。
图17C为根据另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体303的平面图(在下文中，将称作第三示例性实施方案)。参考图17C，在第三示例性实施方案中，第一和第二电极耳片121和122分别包括折叠一次的部分121a和折叠一次的部分122a，并且分别连接至第一和第二电极耳片121和122的第一和第二引线耳片131和132与电极组件110的上表面接触并且通过固定单元160固定。第一和第二电极耳片121和122各自可具有宽的宽度W1′，其等于或大于电极组件110的宽度W的约25％且小于电极组件110的宽度W的约50％。第一和第二引线耳片131和132各自具有宽的宽度W2′，其大于电极组件110的宽度W的约15％且等于或小于电极组件110的宽度W的约25％。
图17D为根据另一示例性实施方案的用于二次电池的单元结构体304的平面图(在下文中，将称作第四示例性实施方案)。参考图17D，在第四示例性实施方案中，第一和第二电极耳片121和122分别包括折叠三次的部分121a和折叠三次的部分122a，并且分别连接至第一和第二电极耳片121和122的第一和第二引线耳片131和132与电极组件110接触的上表面并且通过固定单元160固定。第一和第二电极耳片121和122各自可具有窄的宽度W1″，其小于电极组件110的宽度W的约25％。第一和第二引线耳片131和132各自具有窄的宽度W2″，其等于或小于电极组件110的宽度W的约15％。
图17E为根据一个对比实施方案的用于二次电池的单元结构体401的平面图(在下文中，将称作第一对比实施方案)。参考图17E，在第一对比实施方案中，第一和第二电极耳片121和122分别包括折叠三次的部分121a和折叠三次的部分122a，并且分别连接至第一和第二电极耳片121和122的第一和第二引线耳片131和132不与电极组件110接触并且不通过固定单元160固定。第一和第二电极耳片121和122各自可具有窄的宽度W1″，其小于电极组件110的宽度W的约25％。第一和第二引线耳片131和132各自具有窄的宽度W2″，其等于或小于电极组件110的宽度W的约15％。
图17F为根据另一个对比实施方案的用于二次电池的单元结构体402的平面图(在下文中，将称作第二对比实施方案)。参考图17F，在第二对比实施方案中，第一和第二电极耳片121和122分别包括折叠三次的部分121a和折叠三次的部分122a，并且分别地连接至第一和第二电极耳片121和122的第一和第二引线耳片131和132与电极组件110不接触并且不通过固定单元160固定。在第二对比实施方案中，通过粘合构件150固定电极组件110的一个末端部分。第一和第二电极耳片121和122各自可具有窄的宽度W1″，其小于电极组件110的宽度W的约25％。第一和第二引线耳片131和132各自具有窄的宽度W2″，其等于或小于电极组件110的宽度W的约15％。
下表1示出在分别包括在图17A-17F中说明的单元结构体301、302、303、304、401和402的实施方案的二次电池弯曲之前的充电/放电性质。将在EC(碳酸亚乙酯)/EMC(碳酸乙甲酯)/DEC(碳酸二乙酯)(3:5:2)+0.2％LiBF4+5.0％FEC(碳酸氟代亚乙酯)+0.5％VEC(碳酸乙烯基亚乙酯)+3.0％SN(琥珀腈)中的1.15M LiPF6的溶液用作电解质。使用0.1C(1次循环)、0.2C(1次循环)、和0.5C(6次循环)作为用于测量充电/放电性质的条件。
参考表1，分别包括根据第一至第四示例性实施方案的单元结构体301、302、303和304的二次电池具有与分别包括根据第一和第二对比实施方案的单元结构体401和402的二次电池的那些类似的初始效率、库仑效率、容量、和能量密度。因此，分别包括根据第一至第四示例性实施方案的单元结构体301、302、303和304的二次电池具有正常的充电/放电性质，如包括根据第一和第二对比实施方案的单元结构体401和402的二次电池一样。
图18为显示对于分别包括在图17A-17F中说明的单元结构体301、302、303、304、401和402的二次电池的容量保持率和弯曲次数之间的关系的图。图19为显示对于分别包括在图17A-17F中说明的单元结构体301、302、303、304、401和402的二次电池的具有约90％或更高的容量保持率的弯曲次数的图。在图18和19中，容量保持率表示相对于初始容量的根据弯曲次数的容量比率。将在EC/EMC/DEC(3:5:2)+0.2％LiBF4+5.0％FEC+0.5％VEC+3.0％SN中的1.15M LiPF6的溶液用作电解质。使用0.5C(2次循环)作为用于测量充电/放电性质的条件。通过压力型弯曲评价方法评价弯曲耐久性。
参考图18和19，分别包括根据第一至第四示例性实施方案的单元结构体301、302、303和304的二次电池具有大于包括根据第一对比实施方案的单元结构体401的二次电池的弯曲耐久性。因此，当第一和第二引线耳片131和132与电极组件110接触并且通过固定单元160固定时，弯曲耐久性可改善。而且，包括根据第四示例性实施方案的单元结构体304的二次电池具有类似于包括根据第二对比实施方案的单元结构体402的二次电池的弯曲耐久性。然而，因为根据第二对比实施方案的单元结构体402另外地包括粘合构件150以粘合电极组件110的一部分，所以在单元结构体402的制造过程中可使用额外的过程。根据第四示例性实施方案的单元结构体304不包括粘合构件，使得单元结构构304的制造过程相比于根据第二对比实施方案的单元结构构402可简化。
当包括根据第二示例性实施方案的单元结构体302的二次电池和包括根据第三示例性实施方案的单元结构体303的二次电池相互比较时，可以看出，在其中第一和第二电极耳片121和122各自具有折叠两次或更多的结构的结构体中弯曲耐久性优于在其中第一和第二电极耳片121和122各自具有折叠一次的结构的结构体中。当包括根据第一示例性实施方案的单元结构体301的二次电池和包括根据第二示例性实施方案的单元结构体302的二次电池相互比较时，可以看出，包括其中第一和第二电极耳片121和122具有相对宽的宽度并且第一和第二引线耳片131和132具有相对窄的宽度的根据第一示例性实施方案的单元结构体301的二次电池具有优越的弯曲耐久性。
如上所述，在示例性实施方案中，在第一和第二引线耳片131和132与电极组件110接触并且通过固定单元160固定时，接触电极组件110的第一和第二引线耳片131和132可支撑或吸收当二次电池弯曲变形时产生的应力。因此，在这样的实施方案中，二次电池的弯曲耐久性可改善。在这样的实施方案中，由于第一和第二电极耳片121和122被折叠一次或多次，因此可另外地支撑或吸收应力和因此二次电池的弯曲耐久性可进一步改善。
根据本文中阐述的示例性实施方案，连接至电极耳片的引线耳片与电极组件接触，并且电极耳片被折叠多次。因此，在这样的实施方案中，接触电极组件的引线耳片可支撑或吸收当单元结构体弯曲变形时产生的应力和因此二次电池的弯曲耐久性可改善。在这样的实施方案中，电极耳片的折叠部分另外地支撑或吸收应力，使得二次电池的弯曲耐久性可进一步改善。
应理解，本文中描述的示例性实施方案应仅在描述的意义上考虑且不用于限制的目的。在各示例性实施方案中的特征或方面的描述应典型地被认为可用于其它示例性实施方式中的其它类似特征或方面。
虽然已参照附图描述了一个或多个示例性实施方案，但本领域普通技术人员将理解，在不背离如由所附权利要求所限定的精神和范围的情况下可在其中进行形式和细节上的多种变化。

Claims (17)

1.用于二次电池的单元结构体，所述单元结构体包括：
包括多个电极的电极组件；
从所述电极延伸至所述电极组件的外部的多个电极耳片；和
电连接至所述电极耳片并且接触所述电极组件的多个引线耳片。
2.权利要求1的用于二次电池的单元结构体，进一步包括：
将所述引线耳片固定至接触所述引线耳片的电极组件的接触表面的固定单元。
3.权利要求1的用于二次电池的单元结构体，其中
所述引线耳片各自的一部分被折叠，和
所述电极耳片嵌入所述引线耳片各自的折叠部分中。
4.权利要求1的用于二次电池的单元结构体，其中所述电极耳片各自被折叠至少一次。
5.权利要求1的用于二次电池的单元结构体，其中所述电极组件包括柔性材料。
6.权利要求1的用于二次电池的单元结构体，进一步包括：
设置在接触所述引线耳片的电极组件的接触表面上的绝缘层。
7.权利要求1的用于二次电池的单元结构体，其中
所述电极耳片各自具有小于所述电极组件的宽度的约50％的宽度，和
所述引线耳片各自具有等于或小于所述电极组件的宽度的约25％的宽度。
8.权利要求1的用于二次电池的单元结构体，其中
所述电极包括交替地一个堆叠在另一个上的第一电极和第二电极，和
所述电极组件进一步包括设置在所述第一电极和所述第二电极之间的隔膜。
9.权利要求8的用于二次电池的单元结构体，其中
所述电极耳片包括：
从所述第一电极延伸的第一电极耳片；和
从所述第二电极延伸的第二电极耳片，和
所述引线耳片包括：
电连接至所述第一电极耳片的第一引线耳片；和
电连接至所述第二电极耳片的第二引线耳片。
10.权利要求9的用于二次电池的单元结构体，其中所述第一引线耳片和所述第二引线耳片与所述电极组件的相同表面接触。
11.权利要求9的用于二次电池的单元结构体，其中所述第一引线耳片和所述第二引线耳片分别与所述电极组件的不同表面接触。
12.权利要求8的用于二次电池的单元结构体，其中所述第一电极、第二电极和隔膜的至少一个通过粘合构件部分地粘合。
13.用于二次电池的单元结构体，所述单元结构体包括：
包括多个电极的电极组件；
从所述电极延伸至所述电极组件的外部的多个电极耳片；和
电连接至所述电极耳片的多个引线耳片，
其中所述引线耳片各自的一部分被折叠，和
所述电极耳片嵌入所述引线耳片各自的折叠部分中。
14.权利要求13的用于二次电池的单元结构体，其中所述引线耳片与所述电极组件接触。
15.权利要求13的用于二次电池的单元结构体，进一步包括：
将所述引线耳片固定至接触所述引线耳片的电极组件的接触表面的固定单元。
16.权利要求13的用于二次电池的单元结构体，其中所述电极耳片各自被折叠至少一次。
17.二次电池，其包括：
外部构件；和
设置在所述外部构件中的权利要求1-16任一项的单元结构体。
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