CN104009258A - 电极组件、包括其的电池单元和制备该电池单元的方法 - Google Patents

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Abstract

提供电极组件、包括其的电池单元和制备该电池单元的方法，所述电极组件是通过将第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的隔板堆叠和卷绕而制备的，其中所述电极组件向大致平行于所述电极组件在长度方向上的边缘的轴的中央弯曲，和其中所述隔板在其至少一侧上包括以热塑性聚合物涂覆的层。包括该电极组件的电池单元可改善隔板与电极板之间的粘附。

Description

电极组件、包括其的电池单元和制备该电池单元的方法
相关申请
本申请要求2013年2月21日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2013-0018829的权益，其公开内容通过参考全部引入本文中。
技术领域
本发明的一个或多个实施方式涉及电极组件、包括所述电极组件的电池单元、和制备所述电池单元的方法，和更具体地，涉及具有弯曲的形状以容许内部空间的有效利用且改善隔板与电极板之间的粘附的电极组件、包括所述电极组件的电池单元、和制备所述电池单元的方法。
背景技术
对于在用于信息通讯的便携式电子装置例如个人数字助理(PDA)、移动电话和膝上型电脑，电动自行车，电动车等中的二次电池的需求正大大增加，且电子装置正变得更小和更轻，和由此实际使用小的、轻的且高容量的可再充电锂电池。
锂电池包括薄的矩形型或薄的袋型且因此容易地可应用于电子装置例如移动电话。然而，由于矩形型或袋型锂电池因平的型式而可未充分地利用内部空间，且可无法应用于具有多种型式或多种尺寸的电子装置。
因此，为了在电子装置例如具有流线型式的移动电话中使用，存在对具有容许内部空间的有效利用的型式且因此实现高容量的电池单元的需求。
而且，为了制备如上的电池单元，要求改善隔板与电极板之间的粘附以实现高强度。
发明内容
本发明的一个或多个实施方式提供改善隔板与电极板之间的粘附的电极组件。
本发明的一个或多个实施方式提供包括所述电极组件的电池单元。
本发明的一个或多个实施方式提供制备所述电池单元的方法。
另外的方面将部分地在下面的描述中阐明，和部分地将从所述描述明晰，或者可通过所提供的实施方式的实践获悉。
根据本发明的一个或多个实施方式，电极组件是通过将第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的隔板堆叠和卷绕而制备的，其中所述电极组件向大致平行于所述电极组件在长度方向上的边缘的轴的中央弯曲，和其中所述隔板在其至少一侧上包括以热塑性聚合物涂覆的层。
根据本发明的一个或多个实施方式，电池单元包括：电极组件，其通过将第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的隔板堆叠和卷绕而制备，所述隔板具有包括以热塑性聚合物涂覆的层的至少一侧；从所述电极组件的一个侧面伸出的电极极耳(tab)对；和壳，所述壳容纳所述电极组件和电解质并且向与所述电极组件的轴相同的轴的中央弯曲。
根据本发明的一个或多个实施方式，制备电池单元的方法包括：制备在至少一侧上包括以热塑性聚合物涂覆的层的隔板；制备包括第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的所述隔板的电极组件；通过如下制备平的电池单元：将所述电极组件容纳在壳中，密封除电解质入口之外的所述壳，和在注入电解质之后密封所述电解质入口；和使所述平的电池单元向大致平行于所述电极组件在长度方向上的边缘的轴的中央弯曲。
使所述平的电池单元弯曲可包括：在夹具对上安装所述平的电池单元并进行压制；和使所述夹具对的夹具分离并从所述夹具对的夹具之一取下所述电池单元。
所述电池单元的平均曲率半径R与所述夹具对的夹具的曲率半径r之间的误差范围等于或小于20mm。
附图说明
从结合附图进行的实施方式的下列描述，这些和/或其它方面将变得明晰和更容易理解，在附图中：
图1为根据本发明的实施方式的电极组件的示意性透视图；
图2为显示根据本发明的实施方式在卷绕电极组件之前的状态的示意性横截面图；
图3A为根据本发明的实施方式的电池单元的示意性透视图；
图3B为图3A中说明的电池单元的示意性分解透视图；
图4A为根据本发明的实施方式的电池组装(pack)的示意性分解透视图；
图4B为图4A中说明的电池组装的示意性分解透视图；
图5为根据本发明的实施方式的制备电池单元的方法的流程图；
图6为显示根据本发明的实施方式的制备具有曲率半径R的电池单元的方法的模拟图；
图7A为显示实施例1的电池单元的曲率半径的频率和平均曲率半径的分布图；和
图7B为显示对比例1的电池单元的曲率半径的频率和平均曲率半径的分布图。
具体实施方式
现在将对实施方式进行详细介绍，其实例说明于附图中，其中相同的附图标记始终是指相同的元件。在这点上，本实施方式可具有不同的形式且不应解释为限于本文中阐明的描述。因此，下面仅通过参照附图描述实施方式以说明本描述的方面。本文中所使用的术语是用于描述具体实施方式的目的且不意图限制本发明。如本文中所使用的，单数形式“一个(种)”和“该(所述)”也意图包括复数形式，除非上下文清楚地另外说明。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”当用在本说明书中时，说明存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组分，但不排除存在或添加一种或多种另外的特征、整体、步骤、操作、元件、组分和/或其集合。将理解，尽管术语第一、第二、第三等可在本文中用来描述各种元件、组分、区域、层和/或部分，但这些元件、组分、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用来使一个元件、组分、区域、层或部分区别于另外的元件、组分、区域、层或部分。术语“和/或”包括相关列举条目的一个或多个的任何和所有组合。
根据本发明的一个或多个实施方式，电极组件是通过将第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的隔板堆叠和卷绕而制备的，其中所述电极组件向大致平行于所述电极组件在长度方向上的边缘的轴的中央弯曲，和其中所述隔板在其至少一侧上包括以热塑性聚合物涂覆的层。
图1为根据本发明的实施方式的电极组件10的示意性透视图。
参照图1，电极组件10具有向大致平行于电极组件10在长度方向上的边缘的轴的中央的弯曲型式。在本说明书中，“长度方向”是指x-轴方向，和电极组件10具有向大致平行于所述x-轴方向的轴的中央的弯曲型式。
由于电极组件10容易地应用于电子装置例如具有流线型式的移动电话，内部空间的效率可改善，且因此通过利用所述内部空间可提高容量。
图2为显示根据本发明的实施方式在卷绕电极组件20之前的状态的示意性横截面图。
参照图2，电极组件20通过将包括第一电极板11和第一电极活性物质层12的第一电极18、包括第二电极板17和第二电极活性物质层16的第二电极19、以及介于第一和第二电极18和19之间的隔板14堆叠而制备。
包括第一电极板11和第一电极活性物质层12的第一电极18对应于正极。第一电极板11可使用铝、钛或其合金作为正极集流体。第一电极活性物质层12可包括作为第一电极活性物质的正极活性物质、粘结剂和任选的导电材料，且可通过例如如下形成：将所述正极活性物质、所述粘结剂和任选的所述导电材料与溶剂混合成浆料形式，将它们涂覆在第一电极板11上，然后进行热处理。
所述正极活性物质可为能够容许锂离子的嵌入和脱嵌的化合物，例如含锂的过渡金属氧化物如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、或LiMn2O4或者锂硫属化物化合物。所述粘结剂可为例如偏氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏氟乙烯、或聚丙烯腈。所述导电材料可为例如碳材料。所述溶剂可为例如N-甲基吡咯烷酮、丙酮或水。
包括第二电极板17和第二电极活性物质层16的第二电极19对应于负极。第二电极板17可使用铜或镍作为负极集流体。第二电极活性物质层16可包括作为第二电极活性物质的负极活性物质、粘结剂和任选的导电材料，且可通过例如如下形成：将所述负极活性物质、所述粘结剂和任选的所述导电材料与溶剂混合成浆料形式，将它们涂覆在第二电极板17上，然后进行热处理。
所述负极活性物质可为例如碳材料如结晶碳、无定形碳、碳复合材料、或碳纤维，锂金属，或锂合金。所述粘结剂、所述导电材料和所述溶剂可与所述第一活性物质层的那些相同。
隔板14在其至少一侧例如两侧上包括以热塑性聚合物涂覆的层13和15。
所述热塑性聚合物可为基于氟的热塑性聚合物。所述热塑性聚合物可包括例如聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯。
在隔板14的两侧上都包括以所述基于氟的热塑性聚合物涂覆的层13和15的隔板14可改善隔板14与第一电极18之间、以及隔板14与第二电极19之间的粘附，且因此可实现包括弯曲型式的电极组件的电池单元和电池组装的非常高的强度。
隔板14可为多孔的基于聚烯烃的隔板。所述多孔的基于聚烯烃的隔板可由例如选自如下的至少一种聚合物形成：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚戊烯、或其混合物。
隔板14可具有5μm-30μm，例如7μm-27μm，或者例如16μm-27μm的厚度。涂覆的层13和15可具有0.5μm-6μm，例如3μm-6μm的厚度。
在以上厚度范围内的隔板14和以热塑性聚合物涂覆的层13和15可改善隔板14与第一电极18之间、以及隔板14与第二电极19之间的粘附，且可容许电解质容易地渗透通过隔板14。
可将图2的电极组件20卷绕成果冻卷(jelly-roll)的形式，且因此，如图1中所说明的，可制备电极组件10，其具有向大致平行于电极组件10在长度方向上的边缘的轴的中央的弯曲型式。
电极组件10相对于通过电极组件10的中央的轴是对称的。即，电极组件10具有的在电极组件10的两端侧的曲率半径与在电极组件10的中央的曲率半径相同。
电极组件10可具有150mm-600mm，例如250mm-600mm的曲率半径。在以上曲率半径范围内的电极组件10可使电极板的损坏最小化且可以向大致平行于电极组件10在长度方向上的边缘的轴的中央的弯曲型式恒定地保持。
图3A为根据本发明的实施方式的电池单元30的示意性透视图。
参照图3，电池单元30包括电极组件10和从电极组件10的一侧伸出的包括第一和第二电极极耳31和32的电极极耳对33。电解质入口(未示出)可设置在电极极耳对33位于其中的一侧上。用于防止第一和第二电极板35之间的短路的绝缘带34可形成于第一和第二电极极耳31和32的每一个上。绝缘带34在虚线圆圈中说明。
图3B为图3A中说明的电池单元30的示意性分解透视图。
参照图3B，电池单元40包括：电极组件10，其通过将第一电极18、第二电极19、以及介于第一和第二电极18和19之间的隔板14堆叠和卷绕而制备，隔板14具有包括以热塑性聚合物涂覆的层的至少一侧；从电极组件10的侧面伸出的包括第一和第二电极极耳31和32的电极极耳对33；以及壳43，其容纳电极组件10和电解质(未示出)并且向与电极组件10相同的轴的中央，即沿着该图上的长度方向弯曲。
所述热塑性聚合物可为基于氟的热塑性聚合物。例如，所述热塑性聚合物可包括聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯。由于隔板14在其至少一侧例如两侧上包括以所述热塑性聚合物涂覆的层13和15，隔板14与第一电极18之间、或/和隔板14与第二电极19之间的粘附可改善且因此电池单元40的强度可大大提高。涂覆的层13和15的厚度可在0.5μm-6μm，例如3μm-6μm的范围内。
隔板14可为多孔的基于聚烯烃的隔板。所述多孔的基于聚烯烃的隔板可由例如选自如下的至少一种聚合物形成：聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚戊烯、或其混合物。隔板14的厚度可在5μm-30μm，例如7μm-27μm，或例如16μm-27μm的范围内。
所述电解质可包括锂盐和非水有机溶剂。
所述锂盐可为溶解在有机溶剂中且起到电池中锂离子源的作用以容许锂电池的基本功能并促进锂离子在正极和负极之间的运动的材料，且可包括选自如下的至少一种：LiPF6、LiBF4、LiClO4、Li(CF3SO2)2、LiCF3SO3、LiSbF6、和LiAsF6。所述锂盐的浓度可在0.1-2.0M的范围内。如果所述锂盐的浓度包括在以上范围内，由于所述电解质具有合适的电导率和粘度，所述电解质可具有优异的性能且所述锂离子可有效地移动。
所述非水有机溶剂可起到电池的电化学反应中涉及的离子在其中移动的介质的作用，且可包括基于碳酸酯的溶剂、基于酯的溶剂、基于醚的溶剂、基于酮的溶剂、基于醇的溶剂或非质子溶剂。所述基于碳酸酯的溶剂可为例如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸乙甲酯(EMC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、或碳酸亚丁酯(BC)，和所述基于酯的溶剂可为例如乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯、或己内酯。所述基于醚的溶剂可为例如二丁基醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃、或四氢呋喃，和所述基于酮的溶剂可为例如环己酮。而且，所述基于醇的溶剂可为例如乙醇或异丙醇，和所述非质子溶剂可为例如腈溶剂如R-CN(R为具有2-20的碳数的直链、支链、或环结构的烃基团，且可包括双键、芳环或醚键)、基于酰胺的溶剂如二甲基甲酰胺、基于二氧戊环的溶剂如1,3-二氧戊环、或基于环丁砜的溶剂。
所述非水有机溶剂可单独使用或者可与至少一种另外的非水有机溶剂混合。如果将两种或更多种非水有机溶剂混合，混合比可取决于所需的电池性能适当地调节，且是本领域普通技术人员已知的。
电极组件10具有向大致平行于电极组件10在长度方向上的边缘的轴的中央的弯曲型式。电极组件10相对于通过电极组件10的中央的轴是对称的。
电极组件10可具有150mm-600mm，例如250mm-600mm的曲率半径。电极组件10可使电极板的损坏最小化且可以弯曲型式恒定地保持。
壳43容纳电极组件10、补充物(complement)(未示出)、和电解质(未示出)，且可包括上部壳41和下部壳42。上部壳41和下部壳42分别沿着它们的边缘41a和42a彼此整体地结合以密封电极组件10。通过使用压制加工可在下部壳42中形成用于容纳电极组件10的容纳空间。
壳43可以软袋的形式制备。例如，壳43可具有包括如下的多层结构：具有热熔合以起到密封剂作用的热熔合层43a、起到对于湿气和氧气的阻挡物的作用同时保持机械强度的金属层43b、和绝缘层43c。热熔合层43a可形成于金属层43b的内侧上，且绝缘层43c可形成于金属层43b的外侧上。而且，所述补充物可包括在壳43和电极组件10之间。由于袋型壳43是软的，通过设置所述补充物可全面地改善电池单元40的强度。
壳43具有向电极组件10的相同的轴的中央的弯曲型式。即，壳43具有向大致平行于电极组件10在长度方向上的边缘的轴的中央的弯曲型式。
由于电池单元40具有弯曲型式以容易地应用于电子装置例如具有流线型式的移动电话，内部空间的效率可改善，且通过利用所述内部空间，容量可提高。
根据本发明的一个或多个实施方式，电池组装包括：电极组件，其通过将第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的隔板堆叠和卷绕而制备，所述隔板具有包括以热塑性聚合物涂覆的层的至少一侧；从所述电极组件的一侧伸出的电极极耳对；壳，其容纳和密封所述电极组件和电解质并且向与所述电极组件相同的轴的中央弯曲；和通过所述电极极耳对电连接到所述电极组件的保护电路模块(PCM)。
图4A为根据本发明的实施方式的电池组装100的示意性分解透视图。图4B为图4A中说明的电池组装100的示意性分解透视图。
参照图4A和4B，电池组装100包括：电池单元30，其包括通过将第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间并且具有至少一个包括以热塑性聚合物涂覆的层的表面的隔板堆叠和卷绕而制备的电极组件，从所述电极组件的一侧伸出的电极极耳对，及容纳和密封所述电极组件和电解质并向与所述电极组件的轴相同的轴的中央弯曲的壳；PCM200；和绝缘带300。
电池单元30的上部包括阶地(terrace)部分150，和电池单元30具有向x-轴方向的中央的弯曲型式，即向大致平行于电池单元30中包括的电极组件(未示出)在长度方向上的边缘的轴的中央的弯曲型式。
PCM200安装在阶地部分150上并电连接至电池单元30以防止由于电池单元30的过充电、过放电或过电流导致的过热或爆炸。
PCM200可包括电路板210、安装在电路板210上的电路器件220、第一电极引出极耳231、第二电极引出极耳232、安全器件240、和多根电缆251。电路器件220、第一和第二电极引出极耳231和232、安全器件240、和电缆251全部可设置在电路板210的一侧上。
待电连接到电池单元30的第一和第二电极引出极耳231和232设置在电路板210的一侧上。第一电极引出极耳231焊接和电连接到电池单元30的第一电极极耳132，和第二电极引出极耳232焊接和电连接到电池单元30的第二电极极耳131。
电路板210包括用于通过控制电池单元30的充电/放电而实现均匀的荷电(充电，charge)状态的充电/放电电路图案(未示出)、或用于防止过放电和过充电的保护电路图案(未示出)。电路器件220可设置在电路板210的一侧上以实现所述充电/放电电路图案和保护电路图案。
如果在容许的温度以上加热电池单元30，安全器件240通过阻断电流而防止由于电池单元30的加热所导致的缺陷。安全器件240可为正温度系数(PTC)器件。
电缆251连接到第一电极端子和第二电极端子，且可电连接到外部电子装置(例如，膝上型电脑、平板PC、或充电器)。电缆251之一可接地。连接器容许电缆251容易地连接到所述外部电子装置。
绝缘带300可介于阶地部分150和PCM200之间。例如，绝缘带300可围绕PCM200的其上设置电路器件220、第一和第二电极引出极耳231和232、安全器件240和电缆251的一侧，以将PCM200与阶地部分150电绝缘和保护PCM200不受外部环境的影响。绝缘带300可设置在PCM200的上部上和电池单元30的一侧上。
根据本发明的另一实施方式的电池组装可包括在电池单元的一侧上的绝缘带和PCM。
根据本发明的一个或多个实施方式，制备电池单元的方法包括：制备在两侧上包括以热塑性聚合物涂覆的层的隔板；制备包括第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的所述隔板的电极组件；通过如下制备平的电池单元：将所述电极组件容纳在壳中，密封除电解质入口之外的所述壳，和在注入电解质之后密封所述电解质入口；及使所述平的电池单元向大致平行于所述电极组件在长度方向上的边缘的轴的中央弯曲。
所述热塑性聚合物可包括聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯。
图5为根据本发明的实施方式的制备电池单元的方法的流程图。
制备在其两侧上包括以聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯涂覆的层的隔板。
所述隔板可具有5μm-30μm，例如7μm-27μm，或例如16μm-27μm的厚度。
所述涂覆的层可通过使用浸涂法、喷涂法、模涂法、辊涂法、逗号涂布法、或其组合而形成。然而，所述涂覆方法不限于此，且使用本领域中可使用的所有涂覆方法。
所述涂覆的层可具有0.5μm-6μm，例如3μm-6μm的厚度。
在以上厚度范围内的所述隔板和所述以聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯涂覆的层可改善所述隔板与第一电极板之间、以及所述隔板与第二电极板之间的粘附，且可容许电解质容易地渗透通过所述隔板。
然后，制备包括第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的所述隔板的电极组件。所述电极组件是通过如下制备的：将包括第一集流体和第一电极活性物质层的所述第一电极、包括第二集流体和第二电极活性物质层的所述第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的所述隔板堆叠，然后将它们卷绕成果冻卷的形式。
平的电池单元是通过如下制备的：将所述电极组件容纳在壳中，密封除电解质入口之外的所述壳，和在注入电解质之后密封所述电解质入口。
在本文中，术语“除电解质入口之外的壳”是指上部壳和下部壳的边缘部分。密封方法可为例如在减压下的热熔合方法。
此后，使所述平的电池单元向大致平行于所述电极组件在长度方向上的边缘的轴的中央弯曲。在该步骤，由于不仅所述电极组件，而且所述电池单元被压制和弯曲，工艺效率是优异的。
使所述平的电池单元弯曲包括在夹具对上安装所述平的电池单元并压制，和使所述夹具对的夹具分离并从所述夹具对的夹具之一取下所述电池单元。
所述压制可在1470N-9807N的压力和95℃-110℃的温度下进行。通过在以上压力和温度范围内进行热熔合，涂覆在所述隔板的两侧上的聚合物层与电极板涂覆层的粘结剂聚合物之间发生粘附，且因此可使所述平的电池单元弯曲。
图6为显示根据本发明的实施方式的制备具有曲率半径R的电池单元的方法的模拟图。
夹具对50包括具有曲率半径r的凹夹具51和对应于凹夹具51的凸夹具52。夹具对50可在其中具有加热器(未示出)。
夹具对50的夹具51、52的曲率半径r可在150mm-600mm，例如250mm-600mm的范围内。具有所述曲率半径r的夹具对50可用于实现适于制备高容量电池单元的曲率半径R。
所述具有曲率半径R的电池单元可通过如下制备：在具有曲率半径r的夹具对50上安装平的电池单元30’并压制，然后使夹具对50的夹具分离并从夹具对50的夹具之一取下向与电极组件的轴相同的轴(即，例如平行于所述电极组件在长度方向上的边缘的轴)的中央弯曲的电池单元30’。向与所述电极组件的轴相同的轴的中央弯曲的所述电池单元可容许注入到所述电池单元中的液体电解质容易地渗透到电极板中，可使由于与所述电极板的界面摩擦所导致的应力最小化以降低向所述平的形状的回复力，且因此可具有接近于夹具对50的夹具的曲率半径r的曲率半径R。
所述电池单元的平均曲率半径R与夹具对50的夹具的曲率半径r之间的误差范围可等于或小于20mm。例如，所述电池单元的平均曲率半径R与夹具对50的夹具的曲率半径r之间的误差范围可等于或小于10mm。在本说明书中，术语“平均曲率半径R”是指通过使用3D光学表面轮廓仪(由ZYGOCorporation制造)测量至少两次的曲率半径R的平均值。
现在将描述本发明的实施例和对比例。然而，下面的实施例仅是本发明的示例性实施方式且本发明不限于此。
[实施例]
制备实施例1
制备实施例1-1：第一电极的制备
将97.2重量份作为第一电极活性物质的LiCoO2粉末、1.5重量份作为粘结剂的聚偏氟乙烯、和1.3重量份作为导电材料的炭黑分散在N-甲基吡咯烷酮溶剂中以制备第一电极浆料。通过使用刮刀(间隙：170mm)将所述第一电极浆料涂覆在铝电极基础材料上至约145μm的厚度，在真空中在100℃热处理5.5小时，然后干燥和辊压以制备包括第一电极活性物质层的第一电极预型体。切割所述第一电极预型体以制备具有457mm的宽度和65.5mm的高度的条形的第一电极。
制备实施例1-2：第二电极的制备
将98重量份作为第二电极活性物质的石墨、1重量份作为粘结剂的丁苯橡胶、和1重量份作为增稠剂的羧甲基纤维素分散在N-甲基吡咯烷酮溶剂中以制备第二电极浆料。通过使用刮刀(间隙：160mm)将所述第二电极浆料涂覆在铜电极基础材料上至约140μm的厚度，在真空中在145℃热处理6.5小时，然后干燥和辊压以制备包括第二电极活性物质层的第二电极板。切割所述第二电极板以制备具有448mm的宽度和66.5mm的高度的条形的第二电极。
制备实施例1-3：隔板的制备
将5重量份聚偏氟乙烯粘结剂(由Solvay制造)与95重量份N-甲基吡咯烷酮溶剂混合以制备浆料。通过使用浸涂方法将所述浆料涂覆在具有9μm厚度的聚乙烯隔板基础材料(由Asahi制造)的两侧上以制备包括以聚偏氟乙烯涂覆且具有3μm的厚度的层的隔板。
制备对比例1
制备对比例1-1：第一电极的制备
使用制备实施例1-1的方法以制备具有457mm的宽度和65.5mm的高度的条形的第一电极。
制备对比例1-2：第二电极的制备
使用制备实施例1-2的方法以制备具有448mm的宽度和66.5mm的高度的条形的第二电极。
制备对比例1-3：隔板的制备
准备具有14μm的厚度的聚乙烯隔板(由Asahi制造)。
实施例1：电池单元的制备
将在制备实施例1-1中制备的第一电极、在制备实施例1-2中制备的第二电极、和介于所述第一和第二电极之间的在制备实施例1-3中制备的隔板堆叠且然后在长度方向上卷绕为果冻卷形式以制备电极组件。将所述电极组件容纳在壳中，通过在减压下使用热融合将所述壳的上部壳和下部壳的边缘密封，然后在注入其中1.13M LiPF6溶解在碳酸亚乙酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)+碳酸二乙酯(DEC)(体积比：3:5:2)中的电解质之后密封电解质入口，以制备平的电池单元。
将所述平的电池单元安装在其中包括加热器且具有400mm的曲率半径的夹具对的凹夹具和凸夹具之间，在1764N的压力和100℃的温度下压制，与所述夹具分离，然后保持2分钟，以制备向大致平行于所述电极组件在长度方向上的边缘的轴的中央弯曲的电池单元。
对比例1：电池单元的制备
将在制备对比例1-1中制备的第一电极、在制备对比例1-2中制备的第二电极、和介于所述第一和第二电极之间的在制备对比例1-3中制备的隔板堆叠且然后在长度方向上卷绕为果冻卷形式以制备电极组件。将所述电极组件容纳在壳中，通过在减压下使用热融合将所述壳的上部壳和下部壳的边缘密封，且然后在注入100.04g聚合物电解质溶液之后密封电解质入口，以制备平的电池单元，所述聚合物电解质溶液包括3:1重量%的根据式1的基于丙烯酸酯的单体和丙烯酸己酯(即，3.75g根据式1的基于丙烯酸酯的单体和1.25g丙烯酸己酯)以及基于所述聚合物电解质溶液的400ppm的月桂基过氧化物(LPO)引发剂以形成聚合物电解质，其中1.13M LiPF6溶解在碳酸亚乙酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)+碳酸二乙酯(DEC)(体积比：3:5:2)中。
将所述平的电池单元在室温下保持1天，在真空中脱气，并将壳完全密封，安装在其中包括加热器并且具有300mm的曲率半径的夹具对的凹夹具和凸夹具之间，然后在1764N的压力下压制。将所述电池单元从所述夹具取下，然后在75℃保持3小时以引起以所述电解质中的单体的聚合，以制备向大致平行于所述电极组件的长度方向的轴的中央弯曲的电池单元。
<式1>
(这里，EG为乙二醇，DEG为二甘醇，TMP为三羟甲基丙烷，l、m和n各自为0或者等于或大于1的整数且l、m和n的比为1:1:1，且重均分子量为约25000和分子量小于约30000)。
评价例1：回复力评价
通过使用3D光学表面轮廓仪(由ZYGO Corporation制造)单独地测量实施例1的电池单元的曲率半径R和对比例1的电池单元的曲率半径R20次，且通过使用minitab程序计算实施例1的电池单元的平均曲率半径R和对比例1的电池单元的平均曲率半径R。
其结果示于图7A和7B中。此外，实施例1的电池单元的平均曲率半径R和对比例1的电池单元的平均曲率半径R示于表1中与夹具对的夹具的曲率半径r相比较。
[表1]
电池单元的平均曲率半径R(mm) 夹具的曲率半径r(mm)
实施例1 409.5 400
对比例1 364 300
参照表1，实施例1的电池单元的平均曲率半径R与夹具的曲率半径r之间的误差范围为9.5mm，而对比例1的电池单元的平均曲率半径R与夹具的曲率半径r之间的误差范围为64mm。
实施例1的电池单元的平均曲率半径R与夹具的曲率半径r之间的误差范围比对比例1的电池单元的平均曲率半径R与夹具的曲率半径r之间的误差范围小，且等于或小于10mm。
以上结果显示实施例1的电池单元向平的形状的回复力减小。
尽管以上描述了袋型壳，但本发明不限于此。例如，本发明还可应用于罐型的电池组装。
如上所述，根据本发明的以上实施方式的一个或多个，电极组件向大致平行于所述电极组件的长度方向的轴的中央弯曲以改善内部空间的效率，且在隔板的至少一侧上包括以热塑性聚合物涂覆的层以改善所述隔板与电极板之间的粘附。而且，所述电池单元包括容易地渗透到具有高密度的电极板中的液体电解质。
应理解，本文中描述的示例性实施方式应仅在描述的意义上考虑且不用于限制的目的。在各实施方式中的特征或方面的描述应典型地被认为可用于其它实施方式中的其它类似特征或方面。

Claims (31)

1.电极组件，其是通过将第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的隔板堆叠和卷绕而制备的，
其中所述电极组件向大致平行于所述电极组件在长度方向上的边缘的轴的中央弯曲，和
其中所述隔板在其至少一侧上包括以热塑性聚合物涂覆的层。
2.权利要求1的电极组件，其中所述热塑性聚合物为基于氟的热塑性聚合物。
3.权利要求1的电极组件，其中所述热塑性聚合物包括聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯。
4.权利要求1的电极组件，其中所述隔板为多孔的基于聚烯烃的隔板。
5.权利要求1的电极组件，其中所述隔板具有5-30μm的厚度。
6.权利要求1的电极组件，其中所述涂覆的层具有0.5-6μm的厚度。
7.权利要求1的电极组件，其中所述电极组件相对于通过所述电极组件的中央的轴是对称的。
8.权利要求1的电极组件，其中所述电极组件具有150mm-600mm的曲率半径。
9.电池单元，包括：
电极组件，其是通过将第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的隔板堆叠和卷绕而制备的，所述隔板具有包括以热塑性聚合物涂覆的层的至少一侧；
从所述电极组件的一个侧面伸出的电极极耳对；和
壳，其容纳所述电极组件和电解质且向与所述电极组件的轴相同的轴的中央弯曲。
10.权利要求9的电池单元，其中所述热塑性聚合物为基于氟的热塑性聚合物。
11.权利要求9的电池单元，其中所述热塑性聚合物包括聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯。
12.权利要求9的电池单元，其中所述电解质包括锂盐和非水有机溶剂。
13.权利要求12的电池单元，其中所述锂盐包括选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、Li(CF3SO2)2、LiCF3SO3、LiSbF6和LiAsF6的至少一种。
14.权利要求12的电池单元，其中所述非水有机溶剂包括基于碳酸酯的溶剂、基于酯的溶剂、基于醚的溶剂、基于酮的溶剂、基于醇的溶剂或非质子溶剂。
15.权利要求9的电池单元，其中所述电极组件向大致平行于所述电极组件在长度方向上的边缘的轴的中央弯曲。
16.权利要求15的电池单元，其中所述电极组件相对于通过所述电极组件的中央的轴是对称的。
17.权利要求15的电池单元，其中所述电极组件具有150mm-600mm的曲率半径。
18.权利要求9的电池单元，其中所述壳为软袋。
19.包括权利要求9-18中任一项的电池单元的电池组装。
20.制备电池单元的方法，所述方法包括：
制备在其至少一侧上包括以热塑性聚合物涂覆的层的隔板；
制备包括第一电极、第二电极、以及介于所述第一和第二电极之间的所述隔板的电极组件；
通过如下制备平的电池单元：将所述电极组件容纳在壳中，密封除电解质入口之外的所述壳，和在注入电解质之后密封所述电解质入口；和
使所述平的电池单元向大致平行于所述电极组件在长度方向上的边缘的轴的中央弯曲。
21.权利要求20的方法，其中所述热塑性聚合物包括聚偏氟乙烯或聚偏氟乙烯-共-六氟丙烯。
22.权利要求20的方法，其中所述隔板具有5μm-30μm的厚度。
23.权利要求20的方法，其中所述涂覆的层是通过使用浸涂法、喷涂法、模涂法、辊涂法、逗号涂布法、或其组合形成的。
24.权利要求20的方法，其中所述涂覆的层具有0.5μm-6μm的厚度。
25.权利要求20的方法，其中使所述平的电池单元弯曲包括：
在夹具对上安装所述平的电池单元并进行压制；和
使所述夹具对的夹具分离并从所述夹具对的夹具之一取下所述电池单元。
26.权利要求25的方法，其中所述压制在1470N-9807N的压力下进行。
27.权利要求25的方法，其中所述压制在95℃-110℃的温度下进行。
28.权利要求25的方法，其中所述夹具在其中包括加热器。
29.权利要求25的方法，其中所述夹具具有150mm-600mm的曲率半径r。
30.权利要求25的方法，其中所述电池单元的平均曲率半径R与所述夹具对的夹具的曲率半径r之间的误差范围等于或小于20mm。
31.权利要求30的方法，其中所述电池单元的平均曲率半径R与所述夹具对的夹具的曲率半径r之间的误差范围等于或小于10mm。
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