CN101501919A - 提供两种或更多种工作电压的堆叠型二次电池 - Google Patents

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Abstract

所提供的是一种包括电池组电池的堆叠型二次电池，所述电池组电池通过堆叠多个全电池或者双电池作为单元电极组件而形成，所述全电池具有阴极/分隔板/阳极的结构，所述双电池具有阴极(阳极)/分隔板/阳极(阴极)/分隔板/阴极(阳极)的结构，其中在两个或更多个单元电极组件中的阴极活性材料和/或阳极活性材料被配置为具有不同成分以产生电压差，并且根据所述电压差将电极终端分别安装在一电池壳内，从而由一个电池同时提供两种或更多种电压。

Description

提供两种或更多种工作电压的堆叠型二次电池
技术领域
本发明涉及堆叠型二次电池。更具体而言，本发明涉及一种包括电池组电池的二次电池，所述电池组电池通过堆叠多个全电池(fullcell)或者双电池(bicell)作为单元电极组件而形成，所述全电池具有阴极/分隔板/阳极的结构，所述双电池具有阴极(阳极)/分隔板/阳极(阴极)/分隔板/阴极(阳极)的结构，其中在两个或更多个单元电极组件中的阴极活性材料和/或阳极活性材料具有不同成分，因此通过在电池组电池的外部设置两个或更多个电极终端，可同时提供两种或更多种电压。
背景技术
移动设备的技术发展和需求的增加已导致对作为能量来源的二次电池的需求急剧增加。在这些二次电池中，针对具有高能量密度和高放电电压的锂二次电池已进行了大量研究和开发，因此这类锂二次电池中的一些已经可以在市场上买到并被广泛使用。
所述锂二次电池指的是包括一种电极组件的电池，所述电极组件包括含有能够进行锂离子的嵌入/脱出的阴极活性材料的阴极、含有能够进行锂离子的嵌入/脱出的阳极活性材料的阳极和布置在所述阴极和阳极之间的多微孔的分隔板，以及含有锂离子的无水电解质(non-aqueous electrolyte)。
例如，作为锂二次电池的阴极活性材料，可首先提及的是过渡金属氧化物，诸如锂钴氧化物(LiCoO2)、锂锰氧化物(LiMn2O4)、锂镍氧化物(LiNiO2)，或者其中氧化物中的这些过渡金属中的一部分被其他过渡金属代替的复合氧化物。另外，作为阳极活性材料，基于无定形碳的材料和基于结晶碳的材料大量用于当前对于使用基于硅的材料作为阳极活性材料的现行研究中。
基于由阴极/分隔板/阳极组成的电极组件的构造形式，这类二次电池被大致分为凝胶卷(卷绕)型和重叠(堆叠)型。凝胶卷型电极组件通过以下方式制造：在作为集电器的金属箔片上涂以电极活性材料，将所形成的结构压制和切割成具有预定宽度和长度的带状，使用分隔板绝缘所述阴极和阳极，然后进行螺旋卷绕。所述凝胶卷型电极组件适合于圆柱形电池，但是在将其应用到棱形或袋形电池时具有多种问题，诸如电极活性材料与电极的分离，以及低空间利用性和效率。
正如在转让给本申请人的韩国专利申请公开文本编号2001-82058A1、2001-82059 A1和2001-82060A1中所详细描述的，一种能够解决上述缺点和问题的更加高级的堆叠型电极组件，被配置为具有这样的结构，在该结构中依次堆叠具有给定尺寸的阴极/分隔板/阳极的全电池或者具有给定尺寸的阴极(阳极)/分隔板/阳极(阴极)/分隔板/阴极(阳极)的双电池，以使得所述阴极和所述阳极相对于彼此布置，并且在所述阴极和所述阳极之间布置一分隔板。
通常，通过以下方式制造二次电池：将具有各种如上所述配置的电极组件放进圆柱形或棱形金属罐(metal can)或袋形薄板壳中，然后密封所形成的结构，并将一个阴极和阳极的电极终端对暴露到电池壳的外部。因此，一个电池组电池被配置为供应给定范围内的仅一个具体电压。某些常规现有技术提供一种在电池壳的外部形成有两个或更多个电极终端来提高功率输出效率的结构，但是从整个电池组电池提供的电压仍是恒定的。
然而，随着电气/电子设备已发展为非常多的各种形式，也必定会有这样的一些设备，它们具有这样一种配置：该配置根据所需的运行模式需要一种或多种运行电压。为了满足这种需要两种或更多种工作电压的设备，当前可用的技术仅是这样一种方法：组合使用彼此设置有不同工作电压的两个或更多个二次电池。
作为在一个电池中提供两个工作电压的尝试，日本未审查专利公开文本No.2003-331813公开了一种在一电池壳中具有两个彼此处于绝缘状态的电池组电池(A，B)的电池，其中各个电池组电池(A，B)的电极终端暴露到外部。上述日本专利的特征在于所述电池被配置为，例如，通过在一电池组电池中分开布置一1.5V-功率电池组电池(A)和另一1.5V-功率电池组电池(B)，并且将阴极终端和阳极终端连接至各个电池组电池(A，B)，使得当在以3.0V运行的设备中使用电池时，可使用上述单个电池而无需串联两个1.5V的电池就能够实现预期的电压。
然而，上述日本专利的电池具有的效果是，通过在电池壳中简单安装两个电池组电池，不需要使用诸如间隔件等的用于构造电池模块的构件，但是在两个电池组电池之间提供基本没有差异的电压。基于所公开的上述日本专利，可能会考虑配置电池，使得电池组电池(A)和电池组电池(B’)提供彼此不同的电压。然而，为了该目的，存在诸如需要一种用于在电池壳内分开布置电池组电池(A，B’)的分隔结构等的基本问题。
因此，需要研发一种能够从一电池中提供多种电压而不需要较大改变常规二次电池的结构的技术。
发明内容
因此，做出了本发明来解决上述问题以及其他一些一直渴求解决的技术问题。
通过为解决上述问题而进行的各种广泛深入研究和试验，本发明的发明人惊奇地发现，可以通过以下方式从一电池中提供诸多电压而无需修改电池壳的内部结构，即：一旦通过堆叠单元电极组件来制造电极组件——其中在基于已在本申请人的上述韩国专利申请中提出的全电池或双电池而堆叠的电极组件中——一部分或全部单元电极组件被配置为具有不同的活性材料成分，根据相应的电压安装电极终端来构造电池，以提供多种电压。本发明即基于这些发现完成。
附图说明
通过以下结合附图的详细说明，可更加清晰地理解本发明的上述和其他目的、特征和优点。其中：
图1是一个具有阴极/分隔板/阳极/分隔板/阴极/分隔板/阳极结构的全电池的示意图；
图2是一个使用图1的全电池构造的示例性电池组电池的示意图；
图3是一个具有阴极/分隔板/阳极/分隔板/阴极结构的C-型双电池的示意图，以及图4是一个具有阳极/分隔板/阴极/分隔板/阳极结构的A-型双电池的示意图；
图5是一个使用图3和图4的双电池构造的示例性电池组电池的示意图；
图6是一个根据本发明一实施方案的由两个具有不同的活性材料成分的全电池(FC1、FC2)组成的电池组电池的示意图；以及
图7是根据本发明一实施方案的二次电池的示意图，其中第一单元电极组件的阴极终端和阳极终端被安装在电池壳的顶部，第二单元电极组件的阴极终端和阳极终端被安装在电池壳的底部。
优选实施方案的详细说明
根据本发明的一方面，可通过提供包括通过堆叠多个全电池或者双电池作为单元电极组件而形成的电池组电池的堆叠型二次电池来实现上述和其他目的，所述全电池具有阴极/分隔板/阳极结构，所述双电池具有阴极(阳极)/分隔板/阳极(阴极)/分隔板/阴极(阳极)结构，其中在两个或更多个单元电极组件中的阴极活性材料和/或阳极活性材料被配置为具有不同成分以产生电压差，并且根据所述电压差将分离的电极终端安装进一电池壳中，从而通过单个电池同时提供两种或更多种电压。
所述全电池是一种在电极组件的两个末端具有不同电极的单元电池，并且可使用阴极/分隔板/阳极作为基本结构构造成阴极/分隔板/阳极/分隔板/阴极/分隔板/阳极的形式。图1示出了具有阴极/分隔板/阳极/分隔板/阴极/分隔板/阳极结构(全电池的示例性结构)的全电池的示意图。因此，可通过堆叠多个全电池并且在它们之间放入分隔板来制造电池组电池，图2示出了这种电池组电池配置的示例性结构。
所述双电池是一种在电极组件的两个末端具有相同电极的单元电池，并且被细分为其中定位在电极组件的两个末端的电极是阴极的C-型双电池以及其中定位在电极组件的两个末端的电极是阳极的A-型双电池。C-型双电池可使用阴极/分隔板/阳极/分隔板/阴极这一基本结构构造成阴极/分隔板/阳极/分隔板/阴极/分隔板/阳极/分隔板/阴极的形式。另一方面，A-型双电池可使用阳极/分隔板/阴极/分隔板/阳极这一基本结构构造成阳极/分隔板/阴极/分隔板/阳极/分隔板/阴极/分隔板/阳极的形式。图3示出了具有阴极/分隔板/阳极/分隔板/阴极的结构的C-型双电池的示意图，而图4示出了具有阳极/分隔板/阴极/分隔板/阳极的结构的A-型双电池的示意图。因此，可通过交替和连续布置C-型双电池和A-型双电池来制造一个电池组电池，图5示出这种电池组电池配置的示例性结构。对于双电池的交替布置的次数没有具体限制。
因此，根据本发明的二次电池可包括由两个或更多个全电池组成的电池组电池和由两个或更多个C-型/A-型双电池的组合组成的电池组电池。更优选的是前一种电池组电池。
由于本发明的二次电池通过如上所讨论的具有不同配置的单元电极组件产生了两种或更多种电压差，所述电压差的范围不具体限制，并且因而，例如，可设定在3.35～3.95V的范围内。
当希望同时提供两个不同电压时，这样一种要求，如其间具有1.0V电压差的两个不同电压，可由单个电池同时提供，例如，通过堆叠多个具有2.5V工作电压的全电池(FC1)和具有3.5V工作电压的全电池(FC2)，并且在电池壳的外部分别安装连接至全电池(FC1)的阴极和阳极终端以及连接至全电池(FC2)的阴极和阳极终端。
图6示出根据本发明的示例性电池组电池的示意图，所述示例性电池组电池由如上所述的具有不同的活性材料成分的两个全电池(FC1，FC2)组成。
所述单元电极组件具有这样的结构，其中通过将活性材料施加到电极集电器的两侧而制备的阴极或阳极粘结至相应的阳极或阴极上，同时在它们之间放置分隔板。
在本发明中，通过配置以确保在构成单元电极组件的阴极和阳极中的阴极活性材料和/或阳极活性材料具有不同于其他单元电极组件的阴极活性材料和/或阳极活性材料成分，制造根据相应单元电极组件的电压差。例如，通过将一个或多个使用阴极活性材料(CA1)和阳极活性材料(AA1)的单元电极组件(E1)，与一个或多个使用阴极活性材料(CA2)和阳极活性材料(AA2)的单元电极组件(E2)相组合，可以制造同时提供两种不同电压的电池。另外，可以有这样的组合，其中单元电极组件(E1)使用阴极活性材料(CA1)，单元电极组件(E2)使用阴极活性材料(CA2)，而阳极活性材料(AA1)是相同的，以及与此相反。优选地，单元电极组件被配置为具有这样的结构：阴极活性材料的类型不相同，但使用相同类型的阳极活性材料。
本发明的二次电池优选是锂二次电池。在此情况下，阴极活性材料可选择自相对于锂具有3.4～4.0V电位差(potential difference)的活性材料，而阳极活性材料可选择自相对于锂具有0～1.6V电位差的活性材料。
当分别使用两个或更多个单元电极组件(E1)和单元电极组件(E2)时，可通过交替布置、区组布置(block arrangement)、随机布置等类似结构布置这些电极组件，所述交替布置具有电极组件单元顺序和交替地布置的结构，所述区组布置具有相同种类单元电极组件共堆叠的结构，所述随机布置具有电极组件单元随机堆叠的结构。更优选的是交替布置和区组布置。
另外，本发明包括根据单元电极组件的种类，即电压，在电池壳的外部安装不同的电极终端。例如，可将单元电极组件(E1)的阴极和阳极终端安装在电池壳的顶部，以及可将单元电极组件(E2)的阴极和阳极终端安装在电池壳的底部。在图7中示出了这种电极组件的示例性配置。在合适的地方，可在电池壳的横向两侧面上附加安装其他电极组件(诸如，第三电极组件和第四电极组件)的阴极和阳极终端。
替代地，可在电池壳的顶部以彼此间隔的状态安装单元电极组件(E1)和单元电池组件(E2)各自的阴极终端，并且在电池壳的底部以彼此间隔的状态安装所述单元电极组件各自的阳极终端。也可在电池壳的横向侧面安装电极终端，因而基于这些安装模式可以实现多种配置。
在根据本发明的二次电池中，可以多种方式将全电池或双电池配置进电极组件。例如，可使用在转让给本专利申请人的韩国专利申请公开文本编号2001-82058 A1、2001-82059 A1和2001-82060 A1中所公开的堆叠方式，这些申请的公开文本通过引用整体纳入本说明书。
在下文中，将更加详细地描述用于构造根据本发明的二次电池所需的各部分。
例如，通过将阴极活性材料、导电材料和粘合剂的混合物施加到阴极集电器然后干燥来制造全电池或双电池中的阴极。如果需要，所述混合物可进一步包括填充剂。
所述阴极集电器通常被制造为具有3～500μm的厚度。对于阴极集电器的材料没有具体限制，只要它们具有高导电性而不引起在已制造的电池中的化学变化。作为阴极集电器的材料的实施例，可提到的是不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳，以及用碳、镍、钛或银进行表面处理过的铝或不锈钢。可将集电器制造为在其表面具有细微不规则处(irregularity)，以提高阴极活性材料的粘附力。另外，集电器可采用多种形式，包括薄膜、薄板、箔片、网状物、多孔结构、泡沫以及无纺织物。
在本发明中可以使用的阴极活性材料的实施例可包括，但不限于：诸如锂钴氧化物(LiCoO2)和锂镍氧化物(LiNiO2)等的层状化合物，或者由一种或多种过渡金属取代的化合物；锂锰氧化物，诸如化学式为Li1+xMn2-xO4、LiMnO3、LiMn2O3和LiMnO2等的化合物；锂铜氧化物(Li2CuO2)；诸如LiV3O8、V2O5和Cu2V2O7等的钒氧化物；化学式为LiNi1-xMxO2(M＝Co、Mn、Al、Cu、Fe、Mg、B或Ga，并且0.01≤x≤0.3)的镍定位型的(Ni-sited)锂镍氧化物(lithiated nickel oxides)；化学式为LiMn2-xMxO2(M＝Co、Ni、Fe、Cr、Zn或Ta，并且0.01≤x≤0.1)或者化学式为Li2Mn3MO8(M＝Fe、Co、Ni、Cu或Zn)的锂锰复合氧化物；LiMn2O4，其中一部分Li由碱土金属离子取代；二硫化合物；Fe2(MoO4)3、LiFe3O4等等。
基于包括阴极活性材料的混合物总重量，通常以按重量计1％～50％的量添加导电材料。对于导电材料没有具体限制，只要导电材料具有合适的传导性而不引起在已制造的电池中的化学变化。作为导电材料的实施例，可提及到的是：石墨，诸如天然石墨或人工石墨；炭黑，诸如炭黑、乙炔黑、科琴超导电炭黑(Ketjen black)、槽法炭黑、炉黑、灯黑和热碳黑；导电纤维，诸如碳纤维和金属纤维；金属粉，诸如氟化碳粉、铝粉和镍粉；导电晶须(conductive whiskers)，诸如氧化锌和钛酸钾；导电金属氧化物，诸如氧化钛；以及聚苯衍生物。
所述粘合剂是一种帮助在电极活性材料和导电材料之间粘结、以及帮助将电极活性材料粘结到集电器的成分。基于包括阴极活性材料的混合物总重量，通常以按重量计1％～50％的量添加粘合剂。作为粘合剂的实施例，可提及的是：聚乙烯醇、羧甲基纤维素(CMC)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrollidone)、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)、磺化EPDM、丁苯橡胶、氟橡胶和各种共聚物。
填充剂是一种用于防止阴极膨胀的可选择成分。对于填充剂没有具体限制，只要其不引起在已制造的电池中的化学改变并且是纤维材料。作为填充剂的实施例，可使用：诸如聚乙烯和聚丙烯等的烯烃聚合物；以及诸如玻璃纤维和碳纤维等的纤维材料。
通过将阳极活性材料施加到阳极集电器然后进行干燥来制造阳极。
通常，阳极集电器被制造为具有3～500μm的厚度。对于阳极集电器的材料没有具体限制，只要其具有合适的导电性而不引起在已制造的电池中的化学变化。例如，作为阳极集电器材料的实施例，可提到的是：铜、不锈钢、铝、镍、钛、烧结碳，表面被碳、镍、钛或者银处理过的铜或不锈钢，以及铝-镉合金。与阴极集电器相类似，也可处理阳极集电器使得在其表面上形成细微不规则性，以增加阳极活性材料的粘附力。另外，可以多种形式使用阳极集电器，诸如以薄膜、薄板、箔片、网状物、多孔体、泡沫体和无纺织物的形式。
作为在本发明中可使用的阳极材料的实施例，可提及的是：碳，诸如非石墨化碳和基于石墨的碳；金属复合氧化物，诸如LixFe2O3(0≤x≤1)、LixWO2(0≤x≤1)和SnxMe1-xMe’yOz(Me：Mn、Fe、Pb、或Ge；Me’：Al、B、P、Si，元素周期表的1、2和3族的元素，或者卤素；0≤x≤1；1≤y≤3；并且1≤z≤8)；锂金属；锂合金；基于硅的合金；基于锡的合金；金属氧化物，诸如SnO、SnO2、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O4、Sb2O5、GeO、GeO2、Bi2O3、Bi2O4和Bi2O5；导电聚合物，诸如聚乙炔；以及基于Li-Co-Ni的材料。
将分隔板布置在阴极和阳极之间。针对分隔板，使用具有高离子渗透性和机械应力的绝缘薄膜。分隔板典型地具有0.01～10μm的孔径，5～300μm的厚度。针对分隔板，使用的是由具有耐化学性和疏水性的诸如聚丙烯和/或玻璃纤维或聚乙烯等烯烃聚合物制成的薄板或无纺织物。当将诸如聚合物等的固态电解质用作电解质时，该固态电解质也可同时用作分隔板和电解质。
包含有锂盐的无水电解质由无水电解质和锂组成。针对无水电解质，可使用无水电解质溶液、有机固态电解质或者无机固态电解质。
作为在本发明中可使用的无水电解质溶剂的实施例，可提及的是：非质子有机溶剂，诸如N-甲基-2-吡咯烷酮、碳酸异丙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸丁烯(butylene carbonate)、碳酸二甲酯(dimethylcarbonate)、碳酸二乙酯、γ丁内酯(gamma-butyro lactone)、1，2-二甲氧基乙烷(dimethoxy ethane)、四羟基Franc(tetrahydroxyFranc)、2-甲基四氢呋喃、二甲亚砜、1，3-二氧戊环、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二氧戊环、乙腈、硝基甲烷、甲酸甲酯、乙酸甲酯、磷酸三酯(phosphoric acid triester)、三甲氧基甲烷(trimethoxymethane)、二氧戊环衍生物、环丁砜、甲基环丁砜、1，3-二甲基-2-咪唑烷酮、碳酸异丙烯酯衍生物、四氢呋喃衍生物、醚、丙酸甲酯和丙酸乙酯。
作为在本发明中可使用的有机固态电解质的实施例，可提及的是：聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物(phosphoricacid ester polymers)、聚搅拌赖氨酸(poly agitationlysine)、聚酯硫化物(polyester sulfide)、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯以及包含离子离解基的聚合物等。
作为在本发明中可使用的无机固态电解质的实施例，可提及的是：锂的氮化物、卤化物和硫酸盐，诸如Li3N、LiI、Li5NI2、Li3N-LiI-LiOH、LiSiO4、LiSiO4-LiI-LiOH、Li2SiS3、Li4SiO4、Li4SiO4-LiI-LiOH和Li3PO4-Li2S-SiS2。
锂盐是一种在上述无水电解质中易溶的材料，并且可包括诸如，LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3LI、(CF3SO2)2NLi、氯硼氢化锂(chloroborane lithium)、低脂族羧酸锂(lower aliphaticcarboxylic acid lithium)、四苯基硼酸锂(lithium tetraphenylborate)和酰亚胺。
另外，为了提高充电/放电特征和阻燃性，可向无水电介质中添加以下物质，诸如吡啶、亚磷酸三乙酯、三乙醇胺、环醚、1，2-乙二胺、n-甘醇二甲醚、六磷酰三胺(hexaphosphoric triamide)、硝基苯衍生物、硫磺、醌亚胺染料、N-取代咪唑烷(N-substitutedoxazolidinone)、N，N-取代咪唑烯(N，N-substitutedimidazolidine)、乙二醇二烃基醚(ethylene glycol dialkyl ether)、铵盐、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化铝或者类似的化合物。如果需要的话，为了提供不燃性，无水电解质可进一步包括含有卤素的溶剂，诸如四氯化碳和三氟代乙烯。而且，为了提高高温存储特性，无水电解质可附加地包括二氧化碳气体。
实施例
现在，将参考下面的实施例更加详细地描述本发明。这些实施例仅为了示例性目的而提供，并且不应该被理解为限制本发明的范围和主旨。
[实施例1]
一种具有Li1.1Al0.1Mn1.8O4成分的锂锰氧化物作为阴极活性材料，炭黑和PVDF[聚(偏二氟乙烯)]作为粘合剂，以85:10:5的重量比在作为有机溶剂的NMP中混合从而制备浆体。将形成的浆体施加到具有20μm厚度的铝(Al)箔片的两面，然后干燥以制造阴极(CA1)。这样所制造的阴极(C1)相对于锂具有约4.0V的电位差。
进一步，使用具有LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2成分的锂镍钴锰复合氧化物作为阴极活性材料，根据如上所述的相同方法制造阴极(CA2)。这样所制造的阴极(C2)相对于锂具有约3.75V的电位差。
作为粘合剂的具有高结晶度和平均粒度12μm的球状人工石墨粉和PVDF，以90:10的重量比混合进NMP以制备浆体。将形成的浆体施加到具有10μm厚度的铜(Cu)箔片上，然后干燥并辊压制成60μm的厚度以制造阳极(AA1)。这样所制造的阳极(A1)相对于锂具有0.05V的电位差。
这样所制造的阴极(C1)和阳极(A1)被用来分别制造具有C1-A1-C1结构的C-型双电池(CB1)和具有A1-C1-A1结构的A-型双电池(AB1)，并且阴极(C2)和阳极(A1)被用来分别制造具有C2-A1-C2结构的C-型双电池(CB2)和具有A1-C2-A1结构的A-型双电池(AB2)。接着，将所述双电池以CB1-AB1-CB2-AB2的布置来堆叠并且布置分隔板，使得在双电池之间的电极终端位于相反方向，从而制造电极组件。使用1M LiPF6EC/DEC溶液作为电池电解质。
最后，将两个双电池(CB1，AB1)的电极头熔焊至阴极和阳极引线(E1)，并且将两个双电池(CB2，AB2)的电极头熔焊至阴极和阳极引线(E2)，从而形成两种电极终端。接下来，将所形成的电极组件结构密封在由铝薄板制成的袋形壳内以形成电池。
将这样制造的电池进行5次充电/放电循环，并且在电池的50％SOC(充电状态)下测量电极终端(E1，E2)的电压。结果，E1显示为3.95V，E2显示为3.73V，从而在它们之间呈现出不同的电位。
[实施例2]
除了使用具有LiFePO4成分的磷酸锂铁作为阴极活性材料来制造阴极(C3)之外，以与实施例1中相同的方式制造双电池。构造一电池，使得横向暴露实施例1中的堆叠双电池中的阴极和阳极引线(E3)。重复充电/放电循环并且在50％SOC测量E3的电位。结果，E3显示为3.35V，从而实现单个电池提供三种不同电位的目的。
工业实用性
正如从上述说明中显而易见的，通过从一个电池中同时给予两种或更多种电压，根据本发明的堆叠型电池可被有效应用到需要两种或更多种不同工作电压的设备中。另外，电极组件的串联连接也可提供一个高工作电压。
尽管出于示例性目的已公开了本发明的优选实施方案，本领域中的普通技术人员将意识到，可以做出多种修改、添加和替换，而不偏离所附权利要求中所公开的本发明的范围和主旨。

Claims (10)

1.一种包括电池组电池的堆叠型二次电池，所述电池组电池通过堆叠多个全电池或双电池作为单元电极组件而形成，所述全电池具有阴极/分隔板/阳极结构，所述双电池具有阴极(阳极)/分隔板/阳极(阴极)/分隔板/阴极(阳极)结构，其中在两个或更多个单元电极组件中的阴极活性材料和/或阳极活性材料被配置为具有不同成分以产生电压差，并且根据所述电压差将分离的电极终端分别安装到一电池壳内，从而由单个电池同时提供两种或更多种电压。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电池包括由两个全电池组成的电池组电池，所述两个全电池具有不同的活性材料成分。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电池包括由两个C-型/A-型双电池的组合组成的电池组电池，所述两个双电池具有不同的活性材料成分。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电压差被设定在3.35～3.95V的范围内。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电池是锂二次电池。
6.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述锂二次电池的阴极活性材料选自相对于锂具有3.4～4.0V电位差的活性材料。
7.根据权利要求5所述的二次电池，其中所述锂二次电池的阳极活性材料选自相对于锂具有0～1.6V电位差的活性材料。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中在使用两个不同的单元电极组件时，第一单元电极组件的阴极和阳极终端安装在所述电池壳的顶部，第二单元电极组件的阴极和阳极终端安装在所述电池壳的底部。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中在所述电池壳的两个横向两侧面上附加安装第三和第四单元电极组件的阴极和阳极终端。
10.根据权利要求1所述的二次电池，其中在使用两个不同的单元电极组件时，在所述电池壳的顶部以彼此间隔的状态安装第一单元电极组件和第二单元电极组件各自的阴极终端，并且在所述电池壳的底部以彼此间隔的状态安装所述单元电极组件各自的阳极终端。
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