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TW201501388A - 電極組 - Google Patents

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TW201501388A
TW201501388A TW103105171A TW103105171A TW201501388A TW 201501388 A TW201501388 A TW 201501388A TW 103105171 A TW103105171 A TW 103105171A TW 103105171 A TW103105171 A TW 103105171A TW 201501388 A TW201501388 A TW 201501388A
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Ah-Reum Jung
Ji-Won Park
Myung-Hoon Ko
Seung-Ho Na
Jin-Ho Ban
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Lg Chemical Ltd
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Abstract

一種電極組包括：一電池堆部具有(a)一結構，其中重複配置有一種基本單元，該一種基本單元具有相同數量之彼此交替配置且一體成型地結合的電極及隔離件，或(b)一結構，其中以一特定順序配置有至少兩種基本單元，至少兩種基本單元具有相同數量之彼此交替配置且一體成型地結合的電極及隔離件；以及一固定部，從該電池堆部的一頂面沿著一側延伸至一底面，以固定該電池堆部。該一種基本單元具有一四層結構，其中一第一電極、一第一隔離件、一第二電極及一第二隔離件係依序堆疊在一起、或該四層結構重複堆疊之一重複結構，以及每個該至少兩種基本單元係一一堆疊，以形成該四層結構或該重複結構。

Description

電極組
本發明係關於一種電極組，更具體地，關於一種可透過堆疊而實現之具有良好堆疊穩定性的電極組。
可依據電極組的結構而將二次電池分類成各種不同的類型。通常，可依據電極組的結構而將二次電池分類為一堆疊型、一包捲型(一膠捲型)、或一堆/摺疊型。該堆疊型結構可藉由分別堆疊構成該電極組的電極單元(一陰極、一隔離件、以及一陽極)所獲得，因此準確地對準該電極組非常困難。此外，製造該電極組需要大量的製程。該堆/摺疊型結構通常是藉由使用兩個層疊裝置以及一個摺疊裝置所製造，因此該電極組的製造非常複雜。具體地，在該堆/摺疊型結構中，全電池(full cells)或雙電池(bi-cells)係透過摺疊來進行堆疊，因此對準該全電池或雙電池係困難的。
本發明的申請人已提出一種新穎類型的電極組，其可僅藉由堆疊來製造並且可準確地進行對準而具有提升的產能。本發明基本上係關於具有提升堆疊穩定性之電極組。
本發明之一態樣提供一種電極組，其可藉由堆疊而實現並且具有良好的堆疊穩定性。
依據本發明之一態樣，提供一種電極組，其包括：一電池堆部具有(a)一結構，其中重複配置有一種基本單元，該一種基本單元具有相同數量的電極及隔離件，該電極及該隔離件係彼此交替配置且一體成型地結合，或(b)一結構，其中以一特定順序配置有至少兩種基本單元，該至少兩種基本單元各具有相同數量的電極及隔離件，該電極及該隔離件係彼此交替配置且一體成型地結合；以及一固定部，從該電池堆部的一頂面沿著該電池堆部之一側延伸至該電池堆部的一底面，以固定該電池堆部。(a)的該一種基本單元具有一四層結構，其中一第一電極、一第一隔離件、一第二電極及一第二隔離件係依序堆疊在一起、或該四層結構重複堆疊之一重複結構，以及其中每個該至少兩種基本單元係以一特定順序一一堆疊，以形成該四層結構或該四層結構重複堆疊之該重複結構。
在依據本發明的一種電極組中，由於一電池堆部具有一以堆疊為基礎的結構，並且一固定部固定該電池堆部，該電極組可藉由堆疊而輕易地實現並且具有良好的堆疊穩定性。
100a-100n‧‧‧電池堆部
110a-110e‧‧‧基本單元
111‧‧‧第一電極
112‧‧‧第一隔離件
113‧‧‧第二電極
114‧‧‧第二隔離件
116‧‧‧端電極
117‧‧‧端隔離件
121‧‧‧第一電極材料
122‧‧‧第一隔離件材料
123‧‧‧第二電極材料
124‧‧‧第二隔離件材料
130a-130f‧‧‧第一輔助單元
140a-140f‧‧‧第二輔助單元
200-210‧‧‧固定部
310，320‧‧‧電極端子(電極片)
圖1係一顯示依據本發明的一基本單元之第一結構的側視圖； 圖2係一顯示依據本發明的一基本單元之第二結構的側視圖；圖3係一顯示藉由堆疊圖1的基本單元所形成的一電池堆部之側視圖；圖4係一顯示依據本發明的一基本單元之第三結構的側視圖；圖5係一顯示依據本發明的一基本單元之第四結構的側視圖；圖6係一顯示藉由堆疊圖4的基本單元及圖5的基本單元所形成的一電池堆部之側視圖；圖7係一顯示依據本發明的一基本單元之製程的一程序圖；圖8係一顯示藉由堆疊具有不同尺寸的基本單元所形成的一電池堆部之透視圖；圖9係一顯示圖8的電池堆部之側視圖；圖10係一顯示藉由堆疊具有不同幾何形狀的基本單元所形成的一電池堆部之透視圖；圖11係一顯示依據本發明之一包括一基本單元及一第一輔助單元的電池堆部之第一結構的側視圖；圖12係一顯示依據本發明之一包括一基本單元及一第一輔助單元的電池堆部之第二結構的側視圖；圖13係一顯示依據本發明之一包括一基本單元及一第二輔助單元的電池堆部之第三結構的側視圖；圖14係一顯示依據本發明之一包括一基本單元及一第 二輔助單元的電池堆部之第四結構的側視圖；圖15係一顯示依據本發明之一包括一基本單元及一第一輔助單元的電池堆部之第五結構的側視圖；圖16係一顯示依據本發明之一包括一基本單元及一第一輔助單元的電池堆部之第六結構的側視圖；圖17係一顯示依據本發明之一包括一基本單元及一第二輔助單元的電池堆部之第七結構的側視圖；圖18係一顯示依據本發明之一包括一基本單元及一第二輔助單元的電池堆部之第八結構的側視圖；圖19係一顯示依據本發明之一包括一基本單元及一第一輔助單元的電池堆部之第九結構的側視圖；圖20係一顯示依據本發明之一包括一基本單元、一第一輔助單元、及一第二輔助單元的電池堆部之第十結構的側視圖；圖21係一顯示依據本發明之一包括一基本單元及一第二輔助單元的電池堆部之第十一結構的側視圖；圖22係一顯示依據本發明的一實施例之一包括一固定部的電極組之透視圖；圖23係一顯示在圖22中的電極組之平面圖；圖24及25係顯示在圖23中的固定部之第一及第二修飾例的平面圖；圖26係一顯示在圖23中的固定部之第三修飾例的平面圖；圖27係一顯示在圖23中的固定部之第四修飾例的平面 圖；圖28係一顯示在圖23中的固定部之第五修飾例的平面圖；圖29及30係顯示在圖23中的固定部之第六及第七修飾例的平面圖；圖31係一顯示在圖23中的固定部之第八修飾例的平面圖；圖32係一顯示在圖31中的電極組之透視圖；以及圖33及34係顯示在圖31中的固定部之第一及第二修飾例的平面圖。
將參照隨文檢附的圖式而更詳細地描述本發明的示範性實施例。然而，本發明不以下列示範性實施例為限。
依據本發明的電極組基本上包括一電池堆部以及一用於固定該電池堆部的固定部。下文中，首先將說明該電池堆部，接著將說明該固定部。
電池堆部
該電池堆部具有一藉由重複配置一種基本單元所得到的結構、或一藉由以一特定順序(例如，交替地)配置至少兩種基本單元所得到的結構。下面將更詳細地說明此部分。
[基本單元的結構]
在依據本發明的一電極組中，一基本單元係藉 由交替地配置電極及隔離件所形成。在本發明中，配置有相同數目的電極及隔離件。例如，如圖1所示的一基本單元110a可藉由堆疊兩個電極111與113以及兩個隔離件112與114所形成。在本發明中，一陰極及一陽極可透過該隔離件而自然地彼此面對。當如上所述來形成該基本單元，一電極111係位於該基本單元的一端(參見在圖1及2中的該電極111)，而一隔離件114係位於該基本單元的其他端(參見在圖1及2中的該隔離件114)。
基本上依據本發明的電極組的特徵在於該電池堆部或電極組僅係藉由堆疊該些基本單元所形成。亦即，本發明具有一基本的特徵，其中該電池堆部係藉由重複堆疊一種基本單元所形成、或藉由以一特定順序堆疊至少兩種基本單元所形成。為了實現上述特徵，該基本單元可具有下列結構。
首先，該基本單元可藉由依序堆疊一第一電極、一第一隔離件、一第二電極、以及一第二隔離件所形成。更具體而言，可如圖1所示從頂側至底側，或如圖2所示從底側至頂側，依序堆疊一第一電極111、一第一隔離件112、一第二電極113、以及一第二隔離件114以形成基本單元110a及110b。具有上述結構的基本單元可意指為一第一基本單元。在本發明中，該第一電極111及該第二電極113可為相反類型的電極。例如，當該第一電極111係一陰極，該第二電極113可為一陽極。
如上所述，該基本單元可藉由依序堆疊該第一 電極111、該第一隔離件112、該第二電極113、以及該第二隔離件114所形成。接著，如圖3所示，一電池堆部100a可僅藉由重複堆疊該一種基本單元110a所形成。在本發明中，除了一四層結構之外，該基本單元可具有一八層結構或十二層結構。亦即，該基本單元可具有一重複結構，其中重複配置有該四層結構。例如，該基本單元可藉由依序堆疊該第一電極111、該第一隔離件112、該第二電極113、該第二隔離件114、該第一電極111、該第一隔離件112、該第二電極113、以及該第二隔離件114所形成。
另擇地，該基本單元可藉由依序堆疊該第一電極111、該第一隔離件112、該第二電極113、該第二隔離件114、該第一電極111、以及該第一隔離件112所形成，或藉由依序堆疊該第二電極113、該第二隔離件114、該第一電極111、該第一隔離件112、該第二電極113、以及該第二隔離件114所形成。具有前者的結構之基本單元可意指為一第二基本單元，而具有後者的結構之基本單元可意指為一第三基本單元。
更具體而言，如圖4所示，該第二基本單元100c可藉由從頂側至底側依序堆疊該第一電極111、該第一隔離件112、該第二電極113、該第二隔離件114、該第一電極111、以及該第一隔離件112所形成。又，如圖5所示，該第三基本結構110d可藉由從頂側至底側依序堆疊該第二電極113、該第二隔離件114、該第一電極111、該第一隔離件112、該第二電極113、以及該第二隔離件114所形成。 如上所述，可從底側至頂側依序實施該堆疊。
當堆疊該些第二基本單元110c中的一者以及該些第三基本單元110d中的一者時，可形成其中該四層結構係重複堆疊的一重複結構。因此，如圖6所示，當逐一交替地堆疊該第二基本單元110c及該第三基本單元110d時，該電池堆部100b可藉由僅堆疊該第二及第三基本單元所形成。供參考，當製備三種基本單元時，該電池堆部可藉由以一特定順序(例如，該第一基本單元、該第二基本單元、該第三基本單元、再次該第一基本單元、該第二基本單元、以及該第三基本單元)堆疊該些基本單元所形成。
如上所述，在本發明中的該一種基本單元具有一四層結構，其中一第一電極、一第一隔離件、一第二電極及一第二隔離件係依序堆疊，或具有一重複結構，其中該四層結構係重複堆疊。又，在本發明中的至少兩種基本單元係以一特定順序一一堆疊，以形成該四層結構、或該重複結構，其中該四層結構係重複配置。例如，該第一基本單元自身形成一四層結構，而該第二基本單元及該第三基本單元藉由堆疊各一者(亦即總共兩種基本單元)而形成一十二層結構。
因此，該電池堆部或電極組可僅藉由堆疊所形成，亦即，藉由重複堆疊一種基本單元或藉由以一特定順序堆疊至少兩種基本單元。
本發明的電池堆部可藉由逐一堆疊該些基本單元所形成。亦即，該電池堆部可藉由形成該些基本單元 接著重複或以一特定順序堆疊該些基本單元所製造。如上所述，本發明的電池堆部可僅藉由堆疊該些基本單元所形成。因此，可非常準確地對準本發明的該些基本單元。當準確地對準該些基本單元時，亦可準確地對準在該電池堆部中的該電極及該隔離件。此外，可提升該電池堆部或電極組的產能。由於製程非常簡單而可達成此點。
[基本單元的製造]
將參照圖7來示範性說明該第一基本單元的製程。首先，製備一第一電極材料121、一第一隔離件材料122、一第二電極材料123以及一第二隔離件材料124。在本發明中，該第一隔離件材料122與該第二隔離件材料124可相同。透過一切斷器C1來將該第一電極材料121切割為特定的尺寸，並且透過一切斷器C2來將該第二電極材料123切割為特定的尺寸。接著，將該第一電極材料121堆疊於該第一隔離件材料122上，並且將該第二電極材料123堆疊於該第二隔離件材料124上。
接著，較佳地透過貼合機(laminators)L1及L2來將該些電極材料及該些隔離件材料彼此貼合。透過該貼合，可形成其中該些電極及該些隔離件一體成型地結合的一基本單元。該結合的方法可為多樣的。該些貼合機L1及L2可施加壓力於該些材料、或施加壓力及熱能於該些材料上以使該些材料彼此貼合。由於該貼合，製造該電池堆部時可更輕易地執行該些基本單元的堆疊。又，由於該貼合，亦可輕易地達成該些基本單元的對準。在該貼合之後，透 過一切割器C3來將該第一隔離件材料122及該第二隔離件材料124切割為特定的尺寸以製造該基本單元110a。在此製程的期間內，該些隔離件的邊緣彼此不互相接合。
如上所述，在該基本單元中該電極可貼合至該相鄰隔離件。另擇地，該隔離件可貼合至該相鄰電極。在本發明中，較佳地面向該相鄰隔離件之該電極的一全表面係貼合至該相鄰隔離件。在此情況下，該電極可穩定地固定於該隔離件上。通常，該電極的尺寸小於該隔離件的尺寸。
為此，可將一黏著劑塗佈於該隔離件。然而，當使用該黏著劑時，必須將該黏著劑以一網格或網點而塗佈於該隔離件的一黏著表面上。這是因為若將該黏著劑緊密地塗佈於整個黏著表面時，反應性離子(像是鋰離子)可能無法通過該隔離件。因此，當使用該黏著劑時，難以使該電極的全部表面緊密地貼合至該相鄰隔離件。
另擇地，使用包括具有黏合強度的塗層之該隔離件使得該電極可以全面地貼合至該隔離件。下面將更詳細地描述此部分。該隔離件可包括一多孔性隔離件基材(像是一聚烯烴系隔離件基材)及一多孔性塗層，該多孔性塗層係全面地塗佈於該隔離件基材的一或兩側。在本發明中，該塗層可由無機粒子以及一黏合劑聚合物的一混合物所形成，其中該黏合劑聚合物係將該些無機粒子彼此黏合固定。
在本發明中，該些無機粒子可提升該隔離件的 熱穩定性。亦即，該些無機粒子可防止該隔離件在一高溫下收縮。此外，該黏合劑聚合物可固定該些無機粒子以提升該隔離件的機械穩定性。又，該黏合劑聚合物可使該電極貼合至該隔離件。由於該黏合劑聚合物全面地分散於該塗層中，該電極可緊密地黏著至該隔離件的整個黏著表面，而不像上述黏著劑。因此，當使用如上所述的隔離件時，可使該電極更穩定地固定於該隔離件上。為了增強該黏著，可使用上述貼合機。
該些無機粒子可具有一緊密堆疊的結構以在該整個塗層上形成無機粒子之間的間隙空間。在本發明中，藉由該些無機粒子所定義的該間隙空間可形成一孔洞結構於該塗層中。由於該孔洞結構，即使該塗層形成於該隔離件上，該些鋰離子可順利地通過該隔離件。供參考，由該些無機粒子所定義的該間隙空間可由該黏合劑聚合物依據其位置來進行封阻。
在本發明中，該緊密堆疊的結構可解釋為其中碎石包含於一玻璃瓶中的一結構。因此，當該些無機粒子形成該緊密堆疊的結構時，該些無機粒子之間的間隙空間不是局部地形成於該塗層中，而是全面地形成於該塗層中。結果，當各個無機粒子的尺寸增加時，由該間隙空間所形成的孔洞之尺寸亦隨之增加。由於上述緊密堆疊的結構，該些鋰離子可越過該隔離件的全表面而順利地通過該隔離件。
在該電池堆部中的該些基本單元亦可彼此黏 著。例如，若將該黏著劑或上述塗層塗佈於在圖1中的該第二隔離件114之一底面，其他的基本單元可黏著至該第二隔離件114的底面。
在本發明中，在該基本單元中介於該電極及該隔離件之間的黏合強度可大於在該電池堆部中之該些基本單元之間的黏合強度。可理解的是，該些基本單元之間可以不具有黏合強度。在此情況下，當拆開該電極組或該電池堆部時，由於在黏合強度上的差異，可能會將該電極組分開為該些基本單元。供參考，該黏合強度可表示為剝離強度。例如，該電極與該隔離件之間的黏合強度可表示為將該電極與該隔離件分開所需的力。在此方式下，該基本單元可以不結合至在該電池堆部中的相鄰基本單元，或可藉由一結合力而結合至在該電池堆部中的相鄰基本單元，而該結合力異於介於該電極及該隔離件之間的一結合力。
供參考，當該隔離件包括上述塗層時，在該隔離件上進行超音波焊接並非較佳的。通常，該隔離件的尺寸大於該電極的尺寸。因此，可能會嘗試透過該超音波焊接來將該第一隔離件112的邊緣接合至該第二隔離件114的邊緣。在本發明中，在該超音波焊接中需要透過一焊頭來直接施壓於一待焊接的標的物。然而，當透過一焊頭來直接施壓於該隔離件的邊緣時，由於該塗層具有黏合強度，該隔離件可能會黏著至該焊頭。結果，該焊接裝置可能會壞損。
[基本單元的修改]
到目前為止，已說明具有相同的尺寸的該些基本單元。然而，該些基本單元可具有不同的尺寸。當堆疊具有不同尺寸的該些基本單元時，可以製造具有各種不同形狀的電池堆部。在本發明中，該基本單元的尺寸係參照隔離件的尺寸來進行說明，由於該隔離件通常大於該電極。
參見圖8及9，製備複數個基本單元並且可將之分類成至少兩個具有不同尺寸的群組(參見圖9中的標號1101a、1102a以及1103a)。藉由依據其尺寸來堆疊該些基本單元，可形成一具有複數個階梯的結構之電池堆部。圖8及9顯示一藉由堆疊被分類為三個群組之基本單元1101a、1102a及1103a所得到的實施例，其中該電池堆部包括三個階梯，其中將具有相同尺寸的基本單元堆疊在一起。因此，圖8及9中的該電池堆部100c具有一包括三個階梯的結構。供參考，包括於一群組中的基本單元可形成兩個以上的階梯。
當如上所述來形成該複數個階梯時，較佳地該基本單元具有該第一基本單元的結構，亦即，上述四層結構或該重複結構，其中該四層結構係重複堆疊。(在本發明中，即使該些基本單元具有相同的堆疊結構但具有不同的尺寸，該些基本單元被認為包括於一種基本單元中。)
較佳地，於一階梯中堆疊相同數量的陰極及陽極。又，較佳地，相反的電極透過一介於一階梯及另一階梯之間的隔離件而面向彼此。例如，在該第二及第三基本 單元的情況下，形成一階梯需要兩種基本單元。
然而，如圖9所示，在該第一基本單元的情況下，形成一階梯僅需要一種基本單元。因此，當該基本單元具有該四層結構或該重複結構，且其中該四層結構係重複堆疊時，即使形成複數個階梯，也可減少基本單元的種類數目。
又，在該第二及第三基本單元的情況下，堆疊形成一個階梯需要兩種基本單元的至少一者。因此，一個階梯可具有至少一十二層結構。然而，在該第一基本單元的情況下，僅需堆疊一種基本單元以形成一個階梯。因此，一個階梯可具有至少一四層結構。結果，當該基本單元具有該四層結構或該重複結構，其中該四層結構係重複堆疊時，在形成複數個階梯時可輕易地控制各個階梯的厚度。
該些基本單元可以不僅具有不同的尺寸，亦可具有不同的幾何形狀。例如，該些基本單元可具有不同的尺寸以及不同的邊緣形狀，並且可具有或不具有一如圖10所示的通孔。更具體而言，如圖10所示，可藉由堆疊具有相同幾何形狀的基本單元來將分類成三個群組之複數個基本單元形成三個階梯。
為此，該些基本單元可分類成至少兩個群組(各個群組具有不同的幾何形狀)。相似地，該基本單元較佳地可具有該四層結構或該重複結構，其中該四層結構係重複堆疊，亦即，該第一基本單元的結構。(在本發明中，即使該些基本單元具有相同的堆疊結構但具有不同的幾何形狀， 該些基本單元被認為包括於一種基本單元中。)
[輔助單元]
該電池堆部可更包括一第一輔助單元及/或一第二輔助單元中的至少一者。首先，下面將說明該第一輔助單元。在本發明中，一電極位於該基本單元的一端，而一隔離件位於該基本單元的其他端。當依序堆疊該些基本單元時，該電極可位於該電池堆部的最上部或最下部(參見圖11中的標號116，而此電極可意指為一端電極116)。該第一輔助單元係進一步地堆疊於該端電極上。
更具體而言，如圖11所示，當該端電極116係一陰極時，可藉由自該端電極116依序堆疊一隔離件114、一陽極113、一隔離件112、以及一陰極111來形成該第一輔助單元130a。另一方面，如圖12所示，當該端電極116係一陽極時，可藉由自該端電極116依序堆疊該隔離件114以及該陰極113來形成該第一輔助單元130b。
如圖11及12所示，在該些電池堆部100d及100e中，一陰極可透過該些第一輔助單元130a及130b而位於最外部。在此情況下，在位於該最外部的陰極(亦即，該第一輔助單元的陰極)中，較佳地一活性材料層僅塗佈於該電流收集器之兩側中面向該基本單元的一側(圖11中面向下方的一側)上。當如上所述將該活性材料層塗佈於該電流收集器的一側上時，該活性材料層不位於該電池堆部的最外部。因此，可防止該活性材料層的浪費。供參考，由於該陰極發射，例如，鋰離子，當該陰極位於該最外部時， 可提升一電池的電容。
接著，下面將說明一第二輔助單元。該第二輔助單元執行與該第一輔助單元相同的功能，下面將更詳細地說明。在本發明中，一電極於該基本單元的一端，而一隔離件位於該基本單元的其他端。當依序堆疊該些基本單元時，該隔離件可位於該電池堆部的最上部或最下部(參見圖13中的標號117，而此隔離件可意指為一端隔離件117)。該第二輔助單元係進一步地堆疊於該隔離件上。
更具體而言，如圖13所示，在該基本單元中當與該端隔離件117相接觸的該電極113為一陰極時，可藉由自該端隔離件117依序堆疊一陽極111、一隔離件112、以及一陰極113來形成該第二輔助單元140a。另一方面，如圖14所示，在該基本單元中當與該端隔離件117相接觸的該電極113為一陽極時，該第二輔助單元140b可形成為該陰極111。
如圖13及14所示，在該些電池堆部100f及100g中，一陰極可透過該些第二輔助單元140a及140b而位於該端隔離件的最外部。在此情況下，在位於該最外部的陰極(亦即，該第二輔助單元的陰極)中，較佳地一活性材料層僅塗佈於該電流收集器之兩側中面向該基本單元的一側(圖13中面向上方的一側)上，相似於該第一輔助單元的陰極。
該第一輔助單元及該第二輔助單元可具有不同於上面所述者的結構。首先，下面將說明該第一輔助單 元。如圖15所示，當該端電極116係一陰極時，可藉由自該端電極116依序堆疊一隔離件114以及一陽極113來形成該第一輔助單元130c。另一方面，如圖16所示，當該端電極116係一陽極時，可藉由自該端電極116依序堆疊一隔離件114、一陰極113、一隔離件112、以及一陽極111來形成該第一輔助單元130d。
如圖15及16所示，在該些電池堆部100h及100i中，該陽極可透過該些第一輔助單元130c及130d而位於該端電極的最外部。
接著，下面將說明該第二輔助單元。如圖17所示，在該基本單元中當與該端隔離件117相接觸的該電極113為一陰極時，該第二輔助單元140c可形成為一陽極111。如圖18所示，在該基本單元中當與該端隔離件117相接觸的該電極113為一陽極時，可藉由自該端隔離件117依序堆疊該陰極111、該隔離件112、以及該陽極113來形成該第二輔助單元140d。如圖17及18所示，在該些電池堆部100j及100k中，一陽極可透過該些第二輔助單元140c及140d而位於該端隔離件的最外部。
供參考，由於一電位差，一陽極可與一電池殼體(例如，一囊袋型殼體)的一鋁層反應。因此，較佳地藉由一隔離件來使該陽極與該電池殼體絕緣。為此，在圖15至18中的該第一及第二輔助單元可更包括一位於該陽極的外部之隔離件。例如，當與在圖15中的該第一輔助單元130c相較之下，在圖19中的該第一輔助單元130e可更包括一位 於其最外部的隔離件112。供參考，當該輔助單元包括該隔離件，可輕易地進行在該基本單元中的該些輔助單元之對準。
可如圖20所示來形成一電池堆部100m。可藉由自該下部至上部依序堆疊一第一電極111、一第一隔離件112、一第二電極113、以及一第二隔離件114來形成一基本單元110b。在此情況下，該第一電極111可為一陰極，而該第二電極113可為一陽極。
可藉由自該端電極116依序堆疊該隔離件114、該陽極113、該隔離件112以及該陰極111來形成該第一輔助單元130f。在此情況下，在該第一輔助單元130f的陰極111中，一活性材料層可僅塗佈於該電流收集器之兩側中面向該基本單元110b的一側上。
又，可藉由自該端隔離件117依序堆疊該陰極111(該第一陰極)、該隔離件112、該陽極113、該隔離件114、以及該陰極118(該第二陰極)來形成一第二輔助單元140e。在此情況下，在位於最外部的該第二輔助單元140e的陰極118(該第二陰極)中，一活性材料層可僅塗佈於該電流收集器之兩側中面向該基本單元110b的一側上。
最後，可如圖21所示來形成一電池堆部100n。可藉由自該上部至下部依序堆疊一第一電極111、一第一隔離件112、一第二電極113、以及一第二隔離件114來形成一基本單元110e。在此情況下，該第一電極111可為一陽極，而該第二電極113可為一陰極。又，可藉由自該端隔 離件117依序堆疊該陽極111、該隔離件112、該陰極113、該隔離件114、以及該陽極119來形成一第二輔助單元140f。
固定部
本發明的該電極組包括一用於固定該電池堆部的固定部。依據本發明的該電極組在僅藉由堆疊該些基本單元來形成該電池堆部(電極組)上具有基本性能。然而，當藉由堆疊該些基本單元來形成該電池堆部時，可能會在該些基本單元之間產生間隙。該間隙亦會產生於一電極及一隔離件之間。由於該些間隙的產生，該電極組可能會分解。因此，為了確保該電極組的堆疊穩定性，需要防止該些間隙產生。為此，本發明的該電極組包括一固定部。
如圖22所示，一固定部200從該電池堆部100的頂面沿著該電池堆部100之側邊延伸至該電池堆部100的底面並且固定該電池堆部100。即使該電池堆部包括如圖8所示的複數個階梯，亦可藉由該固定部來固定該電池堆部。供參考，一包括一基本單元的電池堆部顯示於圖22中。
在本發明中，較佳地該固定部200係藉由向內擠壓該電池堆部100來固定該電池堆部100。具體而言，可藉由下列來固定該電池堆部100。藉由加熱焊接將一聚合物膠帶的一端固定於該電池堆部100的頂面，而沿著該電池堆部100的側邊拉長該聚合物膠帶的其他端並且將之加熱焊接至該電池堆部100的底面。透過此步驟，可藉由該固定部200來更穩固地固定該電池堆部100。
同時，如圖22所示，使該電池堆部100的電極電性連接的電極端子或電極片310及320可依據極性而於彼此相反的方向上延伸。例如，一陰極端子可向前延伸，而一陽極端子可向後延伸。另擇地，該些電極端子可具有一介於其間的距離而依據極性於相同的方向上延伸。
可藉由上述製程來形成該固定部200(參見圖22及23)。在此情況下，如圖23所示，平行於一第一方向D1的兩個固定部200(將於下文中說明)可配置於在該電池堆部100的四側中的該些側。
如圖24或25所示，在本發明中，可沿著該第一方向D1(參見圖23)以複數的方式來配置固定部201及202。(在圖24中，兩個固定部沿著該第一方向配置於左側，而兩個固定部沿著該第一方向配置於右側。)藉由形成該些固定部201及202，可防止間隙產生於該電池堆部100的外部。此外，當如圖26所示來形成一固定部時，可更有效地防止間隙產生於該電池堆部100的外部。
該第一方向D1可界定於在由該電池堆部100在一高度方向(在圖22中的上方及下方)上投影所得到一平面上。如圖22所示，在此實施例中的該電池堆部100具有矩形。(一般而言，隔離件係最大的，將說明該隔離件作為參考。)當該電池堆部100於該高度方向上進行投影時，可得到一矩形(參見圖23)。該矩形具有四側。其中的兩側在該第一方向D1上延伸並且彼此平行，其中的其餘兩側在一垂直於該第一方向D1之第二方向D2上延伸並且彼此平行。 可如上所述來界定該第一方向D1及該第二方向D2。然而，由投影該電池堆部所得到的平面不需要為一矩形。
同時，在圖23中的該固定部200可如同在圖27中者來進行修改。亦即，如圖27所示的該電池堆部100中兩個固定部204可配置於平行於該第二方向D2(參見圖23)的兩側上。在本發明中，可沿著該第二方向D2來配置複數個固定部204。(在圖27中，沿著該第二方向將兩個固定部配置於上部，並且沿著該第二方向將兩個固定部配置於底部。)
如圖28所示，固定部205可配置於該電池堆部100的四側。供參考，該第一方向D1及該第二方向D2係相對的。例如，在圖28中，該電池堆部的上側及底側可界定為一平行於該第一方向D1的方向。
此外，可將固定部206及207的厚度從圖23中的該固定部200所具者改變為如圖29及30所示。當如圖29及30所示來增加固定部206及207的厚度時，可更穩固地固定該電池堆部100。供參考，在圖30中該些固定部207係配置於該電池堆部100的所有側上。
同時，如圖31及32所示，一固定部208可在一平行於該第二方向D2的方向上藉由至少一重疊部分來包裹該電池堆部100。亦即，在將該固定部208自該電池堆部100的頂面沿著該電池堆部100的側邊延伸至該電池堆部100的底面之後，該固定部208可自該電池堆部100的底面沿著該電池堆部100的其他側邊延伸至該電池堆部100的頂 面。當相較於使用如圖23中的該固定部200來進行固定時，藉由如上所述來形成該固定部208，可更穩固地固定該電池堆部100。
供參考，相較於圖31中的該固定部208，在圖23中的該固定部200之長度較短。因此，當使用圖23中的該固定部200時，可減少一電極組的單價。此外，相較於在圖31中的該固定部208，當使用圖23中的該固定部200時，可減少一電極組的厚度。在圖23中的該固定部200，該固定部200沒有形成於該電池堆部100的頂面及底面之中央部位。然而，在圖31中的該固定部208，該固定部208形成於該電池堆部100的頂面及底面之中央部位。
在圖31中的該固定部208可如同在圖33或34中者來進行修改。亦即，如圖33所示，複數個固定部209可配置於該第一方向D1上。另擇地，如圖34所示，該固定部210可在一平行於該第一方向D1的方向上藉由一重疊部分或兩個以上的重疊部分來包裹該電池堆部100。在此情況下，複數個該固定部210可配置於在該第二方向D2上。
100‧‧‧電池堆部
200‧‧‧固定部
310‧‧‧電極端子(電極片)
320‧‧‧電極端子(電極片)

Claims (32)

  1. 一種電極組，包括：一電池堆部具有(a)一結構，其中重複配置有一種基本單元，該一種基本單元具有相同數量的電極及隔離件，該電極及該隔離件係彼此交替配置且一體成型地結合，或(b)一結構，其中以一特定順序配置有至少兩種基本單元，該至少兩種基本單元各具有相同數量的電極及隔離件，該電極及該隔離件係彼此交替配置且一體成型地結合；以及一固定部，從該電池堆部的一頂面沿著該電池堆部之一側延伸至該電池堆部的一底面，以固定該電池堆部，其中(a)的該一種基本單元具有一四層結構，其中一第一電極、一第一隔離件、一第二電極及一第二隔離件係依序堆疊在一起，或一重複結構，其中該四層結構係重複堆疊；以及其中每個(b)的該至少兩種基本單元係以一特定順序一一堆疊，以形成該四層結構，或該重複結構，其中該四層結構係重複堆疊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中相鄰隔離件的邊緣彼此不互相接合。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中相鄰基本單元在該電池堆部中彼此不互相結合，或該電池堆部彼此利用一結合力互相結合，且該結合力異於在該基本單元中介於該電極及該隔離件之間的一結合力。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，當由在高度方向上該電池堆部之一投影所定義的一平面具有在一第一方向上延伸的兩平行側以及在一大致上垂直於該第一方向之第二方向上延伸的兩平行側時，該固定部係配置於該電池堆部的側邊中平行於該第一方向的兩側中的每一側。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電極組，其中複數個該固定部係配置於平行於該第一方向的兩側中的每一側。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之電極組，其中該固定部亦配置於於該電池堆部的側邊中平行於該第二方向的另兩側中的每一側。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電極組，其中複數個該固定部係配置於平行於該第二方向的兩側中的每一側。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，當由在高度方向上該電池堆部之一投影所定義的一平面具有在一第一方向上延伸的兩平行側以及在一大致上垂直於該第一方向之第二方向上延伸的兩平行側時，該固定部在一平行於該第一方向的方向上，藉由至少一重疊部分來包裹該電池堆部。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電極組，其中提供複數個該固定部並在該第二方向上將些該固定部彼此分開。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該固定部係藉由向內擠壓該電池堆部以固定該電池堆部。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該固定部包括一聚合物膠帶。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中(a)的該一種基本單元包括一第一基本單元具有該四層結構或該重複結構，其中該四層結構係重複堆疊，以及其中該電池堆部具有一結構，其中該第一基本單元係重複配置。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中(b)的該至少兩種基本單元包括：一第二基本單元具有依序配置且一體成型地結合之該第一電極、該第一隔離件、該第二電極、該第二隔離件、該第一電極、以及該第一隔離件；以及一第三基本單元具有依序配置且一體成型地結合之該第二電極、該第二隔離件、該第一電極、該第一隔離件、該第二電極、以及該第二隔離件，以及其中該電池堆部具有一結構，其中該第二基本單元及該第三基本單元係交替配置。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中提供複數個(a)的該一種基本單元，並且將該複數個一種基本單元分類成至少兩個具有不同尺寸的群組，以及其中該電池堆部具有一結構，其中依據其尺寸藉由堆疊(a)的該一種基本單元以形成複數個階梯。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中提供複數個(a)的該一種基本單元，並且將該複數個該一種基本單元分類成至少兩個具有不同幾何形狀的群組，以及其中該電池堆部具有一結構，其中依據其幾何形狀藉由堆疊(a)的該一種基本單元以形成複數個階梯。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中在每個基本單元中該電極係貼合至一相鄰隔離件。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之電極組，其中面向該相鄰隔離件之該電極的一全表面係貼合至該相鄰隔離件。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之電極組，其中該電極與該隔離件之間的該貼合係藉由施加壓力於該電極及該相鄰隔離件、或藉由施加壓力及熱能於該電極及該相鄰隔離件所提供。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之電極組，其中在該基本單元中之該電極及該相鄰隔離件之間的黏合強度係大於該電池堆部中之該些基本單元之間的黏合強度。
  20. 如申請專利範圍第16項所述之電極組，其中該隔離件包括一多孔性隔離件基材以及一多孔性塗層，該多孔性塗層係塗佈於該隔離件基材的一或兩側之一全表面，其中該多孔性塗層包括無機粒子以及一黏合劑聚合物的一混合物，其中該黏合劑聚合物係將該些無機粒子彼此黏合固定，以及 其中該電極係藉由該塗層貼合至該相鄰隔離件。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之電極組，其中該多孔性塗層的該些無機粒子具有一緊密堆疊的結構以在該整個塗層上形成無機粒子之間的間隙空間，以及其中藉由該些無機粒子所定義的該間隙空間形成一孔洞結構於該塗層中。
  22. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該電池堆部更包括一第一輔助單元堆疊於一端電極上，該端電極為一最上方或一最下方的電極，其中，當該端電極為一陰極時，藉由自該端電極依序堆疊一隔離件、一陽極、一隔離件、以及一陰極，以形成該第一輔助單元，以及其中，當該端電極為一陽極時，藉由自該端電極依序堆疊一隔離件以及一陰極，以形成該第一輔助單元。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之電極組，其中該第一輔助單元的該陰極包括：一電流收集器；以及一活性材料僅塗佈於該電流收集器之兩側中面向該基本單元的一側上。
  24. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該電池堆部更包括一第二輔助單元於一端隔離件上，該端隔離件為一最上方或一最下方的隔離件， 其中，在該基本單元中當與該端隔離件相接觸的該電極為一陰極時，藉由自該端隔離件依序堆疊一陽極、一隔離件、以及一陰極，以形成該第二輔助單元，以及其中，在該基本單元中當與該端隔離件相接觸的該電極為一陽極時，該第二輔助單元係形成為一陰極。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之電極組，其中該第二輔助單元的該陰極包括：一電流收集器；以及一活性材料僅塗佈於該電流收集器之兩側中面向該基本單元的一側上。
  26. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該電池堆部更包括一第一輔助單元堆疊於配置於一最上方或一最下方的電極上的一端電極上，其中，當該端電極為一陰極時，藉由自該端電極依序堆疊一隔離件、以及一陽極，以形成該第一輔助單元，以及其中，當該端電極為一陽極時，藉由自該端電極依序堆疊一隔離件、一陰極、一隔離件、以及一陽極，以形成該第一輔助單元。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之電極組，其中該第一輔助單元更包括一隔離件於該陽極的一外側。
  28. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該電池堆部更包括一第二輔助單元於一端隔離件上，該端隔離件為一最上方或一最下方的隔離件， 其中，在該基本單元中當與該端隔離件相接觸的該電極為一陰極時，該第二輔助單元係形成為一陽極，以及其中，在該基本單元中當與該端隔離件相接觸的該電極為一陽極時，藉由自該端隔離件依序堆疊一陰極、一隔離件、以及一陽極，以形成該第二輔助單元。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之電極組，其中該第二輔助單元更包括一隔離件於該陽極的一外側。
  30. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該電池堆部更包括一第二輔助單元堆疊於一端隔離件上，該端隔離件為一最上方或一最下方的隔離件，以及其中，在該基本單元中當與該端隔離件相接觸的該電極為一陽極，藉由自該端隔離件依序堆疊一第一陰極、一隔離件、一陽極、一隔離件以及一第二陽極，以形成該第二輔助單元。
  31. 如申請專利範圍第30項所述之電極組，其中該第二輔助單元的該第二陰極包括：一電流收集器；以及一活性材料僅塗佈於該電流收集器之兩側中面向該基本單元的一側上。
  32. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中該電池堆部更包括一第二輔助單元堆疊於一端隔離件上，該端隔離件為一最上方或一最下方的隔離件，以及 其中，在該基本單元中當與該端隔離件相接觸的該電極為一陰極，藉由自該端隔離件依序堆疊一第一陽極、一隔離件、一陰極、一隔離件以及一第二陽極，以形成該第二輔助單元。
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