CN104823320A - 具有提高的耐振动性的电化学装置和电池模块 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及具有提高的耐振动性的电化学装置和电池模块。在安装在电动工具或其他设备中的根据本公开内容一个实施方式的电化学装置和电池模块中，在露出至电化学装置或电池模块的外部的正极极耳或负极极耳的外表面上设置用于提供耐振动性的极耳保持架，从而将施加至正极极耳或负极极耳的外力分散，由此防止正极极耳或负极极耳受损，并固定正极极耳或负极极耳以防止外部短路，从而最终提高电化学装置和电池模块的稳定性。

Description

具有提高的耐振动性的电化学装置和电池模块
技术领域
本公开内容涉及具有提高的耐振动性的电化学装置和电池模块，并且更特别地涉及如下电化学装置和电池模块，所述电化学装置和电池模块的正极极耳和负极极耳各自露出至电池壳的外部而将在电化学装置中产生振动时施加的外力分散，并且将正极极耳和负极极耳固定以防止外部短路，从而提高耐振动性。
本申请要求2013年6月11日在韩国提交的韩国专利申请10-2013-0066734号的优先权，将其公开内容通过参考并入本文中。
背景技术
近来，能量储存技术越来越受到关注。电化学装置广泛用作移动电话、便携式摄像机、笔记本电脑、个人电脑和电车的领域中的能源，从而导致对其的深入研究和开发。
就这方面而言，电化学装置是极大关注的对象之一。特别地，可再充电的二次电池的开发是关注的焦点。近来，这种电池的研究和开发集中于新电极和电池的设计以提高容量密度和比能量。
目前可获得许多二次电池。其中，与常规的水性电解质类电池如Ni-MH、Ni-Cd和H2SO4-Pb电池相比，在20世纪90年代早期开发的锂二次电池因运行电压更高和能量密度更高的优势而引起了特别的关注。
同时，考虑到使用环境，作为电源安装在电动工具中的电化学装置应具有良好的耐振动性。电化学装置的电极极耳可能因使用电动工具时产生的振动所造成的外力而受损，并且可能发生正极极耳和负极极耳之间的短路。
因此，需要开发具有提高的耐振动性而可以有效地用于电动工具或其他设备中的电化学装置。
发明内容
技术问题
设计了本公开内容以解决上述问题，因此，本公开内容的目的是提供要安装在电动工具或其他设备中的电化学装置和电池模块，所述电化学装置和电池模块在露出至电化学装置或电池模块的外部的正极极耳或负极极耳的外表面上具有用于提供耐振动性的极耳保持架(tapholder)，从而将施加至正极极耳或负极极耳的外力分散，并且将正极极耳或负极极耳固定以防止外部短路，并最终提高耐振动性。
技术方案
根据本公开内容的一方面，提供一种电化学装置，其包含：电极组件，所述电极组件包含正极、负极以及置于所述正极和所述负极之间的隔膜，所述正极包含突出的正极极耳，所述负极包含突出的负极极耳；电池壳，所述电池壳在其内部容纳所述电极组件，使得所述正极极耳和所述负极极耳露出至所述壳的外部；非水电解液，所述非水电解液被注入至所述电池壳内从而浸渗到所述电极组件中；以及极耳保持架，所述极耳保持架形成在各自露出至所述电池壳外部的正极极耳和负极极耳的外表面上，从而提供耐振动性。
所述极耳保持架可以被热熔合至各自露出至所述电池壳外部的正极极耳和负极极耳。
所述极耳保持架可以具有用于固定各自露出至所述电池壳外部的正极极耳和负极极耳的孔。
可以在所述电池壳的同一侧或者在所述电池壳的相对侧使正极极耳和负极极耳露出至所述电池壳外部。
所述极耳保持架可以以一体形式形成在所述正极极耳的外表面和所述负极极耳的外表面上。
或者，所述极耳保持架可以包含形成在所述正极极耳的外表面上的第一极耳保持架和形成在所述负极极耳的外表面上的第二极耳保持架，所述第一极耳保持架和所述第二极耳保持架相互分离。
所述极耳保持架可以包含耐热性树脂。
所述耐热性树脂可以是选自如下的任一种：聚丙烯(PP)，热塑性聚酯弹性体(TPEE)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚苯硫醚(PSS)，聚四氟乙烯(PTFE)，氟化的乙烯-丙烯共聚物(FEP)，全氟烷氧基化物(PFA)，以及其混合物。
所述极耳保持架可以具有0.1mm～15mm的厚度。
同时，所述正极可以具有包含含锂氧化物的活性材料。
所述含锂氧化物可以为含锂的过渡金属氧化物。所述含锂的过渡金属氧化物可以为选自如下的任一种：LixCoO2(0.5<x<1.3)，LixNiO2(0.5<x<1.3)，LixMnO2(0.5<x<1.3)，LixMn2O4(0.5<x<1.3)，Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3，0<a<1，0<b<1，0<c<1，a+b+c＝1)，LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3，0<y<1)，LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3，0≤y<1)，LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3，0≤y<1)，Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3，0<a<2，0<b<2，0<c<2，a+b+c＝2)，LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3，0<z<2)，LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3，0<z<2)，LixCoPO4(0.5<x<1.3)，LixFePO4(0.5<x<1.3)以及其混合物。
所述负极可具有包含金属锂、碳类材料、金属化合物或其混合物的负极活性材料。
所述金属化合物可以为如下化合物，其包含选自如下的至少一种金属或其混合物：Si，Ge，Sn，Pb，P，Sb，Bi，Al，Ga，In，Ti，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ag，Mg，Sr，Ba。
所述电化学装置可以为锂二次电池。
另外，所述电化学装置可以具有圆筒状、棱柱状或袋状形状。
根据本公开内容的另一方面，提供一种电池模块，所述电池模块包含两个以上在其宽度或高度方向上层压的电化学装置，所述电化学装置各自包含：电极组件，所述电极组件包含正极、负极以及置于所述正极和所述负极之间的隔膜，所述正极包含突出的正极极耳，所述负极包含突出的负极极耳；电池壳，所述电池壳在其内部容纳所述电极组件，使得所述正极极耳和所述负极极耳露出至所述壳的外部；非水电解液，所述非水电解液被注入至所述电池壳内从而浸渗到所述电极组件中；以及极耳保持架，所述极耳保持架形成在各自露出至所述电池壳外部的两个以上正极极耳和两个以上负极极耳的外表面上，从而提供耐振动性。
所述极耳保持架可以包含形成在所述两个以上正极极耳的外表面上的第一极耳保持架和形成在所述两个以上负极极耳的外表面上的第二极耳保持架，所述第一极耳保持架和所述第二极耳保持架相互分离。
有益效果
在安装在电动工具或其他设备中的本公开内容的电化学装置和电池模块中，在露出至电化学装置或电池模块的外部的正极极耳或负极极耳的外表面上设置用于提供耐振动性的极耳保持架，从而将施加至正极极耳或负极极耳的外力分散，由此防止正极极耳或负极极耳受损，并固定正极极耳或负极极耳以防止外部短路，从而最终提高电化学装置和电池模块的稳定性。
附图说明
附图示出本公开内容的优选实施方式，并与上述公开内容一起用于提供本公开内容的技术主旨的进一步理解。然而，本公开内容不应被解释为受限于所述附图。
图1是透视图，其示出在根据本公开内容一个实施方式的电化学装置中，在各自在同一侧露出的正极极耳和负极极耳上以一体形式形成极耳保持架。
图2是透视图，其示出在根据本公开内容另一个实施方式的电化学装置中，在相互相对的侧露出的正极极耳和负极极耳上分别形成极耳保持架。
图3是透视图，其示出在根据本公开内容又一个实施方式的电化学装置中，在各自在同一侧露出的正极极耳和负极极耳上分别形成极耳保持架。
图4是透视图，其示出根据本公开内容一个实施方式的其中在多个正极极耳和多个负极极耳的外表面上以一体形式形成极耳保持架的电池模块。
图5是透视图，其示出根据本公开内容另一个实施方式的其中在多个正极极耳和多个负极极耳的各外表面上各自形成极耳保持架的电池模块。
图6是透视图，其示出根据本公开内容一个实施方式的其中在多个正极极耳的组件和多个负极极耳的组件的外表面上以一体形式形成极耳保持架的电池模块。
图7是透视图，其示出根据本公开内容另一个实施方式的其中在多个正极极耳的组件和多个负极极耳的组件的各外表面上各自形成极耳保持架的电池模块。
附图标记
100：电化学装置  110：电池壳
120：电极组件    130，230：正极极耳
140，240：负极极耳
150，151，152，250，251，252：极耳保持架
200：电池模块
具体实施方式
在下文中，将参考附图对本公开内容进行详细的说明。在说明之前，应理解，在说明书和所附权利要求书中使用的术语不应被解释为受限于一般的和词典的含义，而是在允许本发明人适当限定术语以进行最佳说明的原则的基础上，基于对应于本公开内容技术方面的含义和概念进行解释。
因此，本文中提出的实施方式和附图只是仅为了说明目的的优选实例，不旨在限制本公开内容的范围，因此应理解，可以在不背离本公开内容的主旨和范围的情况下对其做出其他等价物和修改。
图1～3为透视图，其示出根据本公开内容一个实施方式的在各自露出至电化学装置的外部的正极极耳和负极极耳上形成极耳保持架。
参考图1～3，本公开内容的电化学装置100包含：电极组件120，所述电极组件包含正极、负极以及置于所述正极和所述负极之间的隔膜，所述正极包含突出的正极极耳130，所述负极包含突出的负极极耳140；电池壳110，所述电池壳在其内部容纳所述电极组件，使得所述正极极耳130和所述负极极耳140露出至所述壳的外部；非水电解液，所述非水电解液被注入至所述电池壳110内从而浸渗到所述电极组件120中；以及极耳保持架150、151、152，所述极耳保持架形成在各自露出至所述电池壳外部的正极极耳130和负极极耳140的外表面上，从而提供耐振动性。
因为电化学装置的电极极耳可能因使用电动工具时产生的振动所造成的外力而受损，并且可能发生正极极耳和负极极耳之间的短路，所以安装在电动工具中的电化学装置应具有良好的耐振动性。
因此，为了增强电化学装置的耐振动性，本公开内容在电化学装置的各自露出的正极极耳和负极极耳的外表面上设置用于提供耐振动性能的极耳保持架，从而将施加至正极极耳或负极极耳的外力分散，由此防止正极极耳或负极极耳受损，并固定正极极耳或负极极耳以防止外部短路，从而最终提高电化学装置的稳定性。
极耳保持架150、151、152可以被热熔合至各自露出至电池壳110外部的正极极耳130和负极极耳140，并且可以以如下状态进行所述热熔合：极耳保持架150、151、152以膜或带的形态贴附至正极极耳130和负极极耳140的一个表面或两个表面，但本公开内容不限于此。例如，可以通过将正极极耳130和负极极耳140放置在极耳保持架150、151、152中形成的固定孔中从而固定正极极耳130和负极极耳140。
在耐振动性的提高方面，有利的是，在与电池壳110相邻的状态下在正极极耳130和负极极耳140的外表面上形成极耳保持架150、151、152，并且使得正极极耳130和负极极耳140的露出最小化。
同时，可以在电池壳的同一侧(图1)或者在电池壳的相对侧(图2)使正极极耳130和负极极耳140露出至电池壳110外部。
特别地，在正极极耳130和负极极耳140两者露出至电池壳110的同一侧的情况下，如在图1中所示的，可以在正极极耳130和负极极耳140上以一体形式形成极耳保持架150。或者，如在图3中所示的，可以在正极极耳130的外表面上形成第一极耳保持架151并且可以在负极极耳140的外表面上形成第二极耳保持架152，这些极耳保持架相互分离。
极耳保持架150、151、152可以包含耐热性树脂。
所述耐热性树脂可以是选自如下的任一种：聚丙烯(PP)，热塑性聚酯弹性体(TPEE)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚苯硫醚(PSS)，聚四氟乙烯(PTFE)，氟化的乙烯-丙烯共聚物(FEP)，全氟烷氧基化物(PFA)，以及其混合物。
另外，极耳保持架150、151、152可以具有0.1mm～15mm的厚度，但不限于此。即，极耳保持架的厚度没有特别限制，只要其可以提供耐振动性即可。
同时，在本公开内容中，正极具有其中包含正极活性材料、导电材料和粘合剂的正极层浸入在集电器的一面或两面中的结构。
所述正极可以具有包含含锂氧化物的活性材料。
作为所述正极活性材料，可以使用含锂氧化物，优选含锂的过渡金属氧化物。所述含锂的过渡金属氧化物可以为选自如下的任一种：LixCoO2(0.5<x<1.3)，LixNiO2(0.5<x<1.3)，LixMnO2(0.5<x<1.3)，LixMn2O4(0.5<x<1.3)，Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3，0<a<1，0<b<1，0<c<1，a+b+c＝1)，LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3，0<y<1)，LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3，0≤y<1)，LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3，0≤y<1)，Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3，0<a<2，0<b<2，0<c<2，a+b+c＝2)，LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3，0<z<2)，LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3，0<z<2)，LixCoPO4(0.5<x<1.3)，LixFePO4(0.5<x<1.3)以及其混合物。所述含锂的过渡金属氧化物可以涂布有金属如铝(Al)和金属氧化物。另外，还可以使用含锂的过渡金属硫化物、硒化物或卤化物。
作为所述导电材料，任何电子传导性材料没有特别限制，只要其不会在电化学装置中造成化学变化即可。通常，可以使用炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管、金属粉末、导电金属氧化物和有机导电材料。可商购获得的导电材料的实例包括乙炔黑类产品(雪佛龙化学公司(Chevron Chemical Company)或海湾石油公司(Gulf Oil Company))，科琴黑EC类产品(阿玛客(Armak)公司，Vulcan XC-72(卡博特公司(CabotCompany))和Super P(MMM碳公司)。例如，可以使用乙炔黑、炭黑和石墨。
所述负极可以具有其中包含负极活性材料和粘合剂的负极层浸入在集电器的一面或两面中的结构。
作为所述负极活性材料，可以使用可以常规地嵌入和脱嵌锂离子的碳类材料、锂金属、金属化合物或者其混合物。
具体地，所述碳类材料可以为低结晶性碳或高结晶性碳。低结晶性碳的代表性实例包括软碳和硬碳，且高结晶性碳的代表性实例包括天然石墨、漂浮石墨(Kish graphite)、热解碳、中间相沥青类碳纤维、中间相碳微球、中间相沥青以及高温烧结碳如石油或煤焦油沥青衍生的焦炭。
所述金属化合物可以为如下化合物，其包含选自如下的至少一种金属或者其混合物：Si，Ge，Sn，Pb，P，Sb，Bi，Al，Ga，In，Ti，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ag，Mg，Sr和Ba。这种金属化合物可以以单质、合金、氧化物(例如TiO2和SnO2)、氮化物、硫化物、硼化物、与锂的合金以及任意其他形式使用，并且其中，诸如单质、合金、氧化物和与锂的合金的形式可以提供高电池容量。特别地，包含选自Si、Ge和Sn、优选Si和Sn中的至少一种金属的化合物可以提供更高的电池容量。
用于所述正极和所述负极的粘合剂用于将正极和负极活性材料保持在集电器中并将活性材料相互连结，并且可以为通常使用的任意粘合剂。
例如，可以使用包括如下的各种聚合物粘合剂：偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-共-HFP)，聚偏二氟乙烯，聚丙烯腈，聚甲基丙烯酸甲酯，丁苯橡胶(SBR)和羧甲基纤维素(CMC)。
用于所述正极和所述负极的集电器可以由任意高传导性金属制成，只要所述活性材料的浆料可以容易地粘接并且在电池的电压范围内没有反应性即可。具体地，正极集电器的非限制性实例包括铝箔、镍箔及其组合，且负极集电器的非限制性实例包括铜箔、金箔、镍箔、铜合金箔及其组合。所述集电器可以以由这种材料制成的基材的层压形式使用。
所述正极和所述负极各自可以通过如下制备：将活性材料、粘合剂和具有高沸点的溶剂混合以形成电极复合物，并将所述复合物施加在集电器的铜箔上，随后干燥、压制并然后在真空下在50℃～250℃的温度下进行热处理约2小时。
另外，所述正极具有30μm～120μm、优选50μm～100μm的层厚度(集电器的每一面)，且所述负极具有1μm～100μm、优选3μm～70μm的层厚度。当所述正极和所述负极满足这种厚度范围时，在电极材料层中提供了足够量的活性材料以防止电池容量下降并提高循环和倍率特性。
同时，可用于本公开内容的隔膜包括本领域中常规使用的任意隔膜，例如由聚烯烃类聚合物制成的多孔膜或无纺布，但不限于此。
所述聚烯烃类多孔膜可以由选自如下的聚合物获得：聚乙烯如高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯，聚丙烯，聚丁烯，聚戊烯以及其混合物。
所述无纺布可以为聚烯烃类无纺布，或者由选自如下的聚合物制成的无纺布：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯以及其混合物。所述无纺布可以为结构上由长纤维构成的纺粘型无纺布或熔喷型无纺布。
所述多孔基材优选具有5μm～50μm的厚度，但不特别限制于此。另外，所述多孔基材具有0.01μm～50μm的孔径和10％～95％的孔隙率，但不特别限制于此。
另外，为了提高隔膜的机械强度和电化学装置的安全性，可以在所述多孔基材的至少一个表面上进一步形成包含无机粒子和聚合物粘合剂的多孔涂层。
在所述多孔涂层中，聚合物粘合剂使得可以将无机粒子粘合，从而可以将无机粒子相互结合(即，聚合物粘合剂将无机粒子之间连结并固定)。另外，多孔涂层通过聚合物粘合剂与多孔基材接触。在多孔涂层中，无机粒子基本上相互接触地存在以形成最密堆积结构，并且由无机粒子的相互接触而产生的间隙体积变为多孔涂层的孔。
无机粒子没有特别限制，只要它们电化学稳定即可。即，可用于本公开内容的无机粒子没有特别限制，只要不在应用的电化学装置的运行电压范围(例如，基于Li/Li+为0V～5V)中发生氧化还原反应即可。特别地，在使用具有离子传导能力的无机粒子的情形下，可提高电化学装置内的离子传导性而实现性能提高。
另外，具有高介电常数的无机粒子可以用于提高电解质盐如锂盐在液体电解质中的离解速率，从而提高电解液的离子传导性。
因为这些原因，无机粒子优选为具有5以上介电常数的无机粒子，具有传输锂离子的能力的无机粒子，或其混合物。
具有5以上介电常数的无机粒子的实例包括：BaTiO3，Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT，0<x<1)，Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT，0<x<1，0<y<1)，(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT，0<x<1)，二氧化铪(HfO2)，SrTiO3，SnO2，CeO2，MgO，NiO，CaO，ZnO，ZrO2，Y2O3，Al2O3，SiC和TiO2无机粒子，并且它们可以单独使用或以混合物形式使用。
其中，无机粒子如BaTiO3，Pb(ZrxTi1-x)O3(PZT，0<x<1)，Pb1-xLaxZr1-yTiyO3(PLZT，0<x<1，0<y<1)，(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT，0<x<1)和二氧化铪(HfO2)显示介电常数为100以上的高介电特性，以及在施加恒定压力以诱发两个表面之间的电位差时发生的压电性，从而防止由于外部冲击而在两个电极之间产生内部短路，并由此提高电化学装置的安全性。另外，当使用具有高介电常数的无机粒子和具有传输锂离子的能力的无机粒子的混合物时，可以获得其协同效应。
在本发明中，具有传输锂离子的能力的无机粒子是指能够移动锂离子而不储存锂的包含锂原子的无机粒子。具有传输锂离子的能力的无机粒子可以因粒子结构中存在的一种缺陷而传输和移动锂离子，因而可以提高电池中的锂离子传导性并还提高电池的性能。具有传输锂离子的能力的无机粒子的非限制性实例包括：磷酸锂(Li3PO4)，锂钛磷酸盐(LixTiy(PO4)3，0<x<2，0<y<3)，锂铝钛磷酸盐(LixAlyTiz(PO4)3，0<x<2，0<y<1，0<z<3)，(LiAlTiP)xOy型玻璃(0<x<4，0<y<13)如14Li2O-9Al2O3-38TiO2-39P2O5，锂镧钛酸盐(LixLayTiO3，0<x<2，0<y<3)，锂锗硫代磷酸盐(LixGeyPzSw，0<x<4，0<y<1，0<z<1，0<w<5)如Li3.25Ge0.25P0.75S4，锂氮化物(LixNy，0<x<4，0<y<2)如Li3N，SiS2型玻璃(LixSiySz，0<x<3，0<y<2，0<z<4)如Li3PO4-Li2S-SiS2，P2S5型玻璃(LixPySz，0<x<3，0<y<3，0<z<7)如LiI-Li2S-P2S5，以及其混合物。
用于形成所述多孔涂层的聚合物粘合剂可以为本领域中常规用于形成多孔涂层的任意聚合物粘合剂。所述聚合物粘合剂优选具有-200℃～200℃的玻璃化转变温度(Tg)，从而提高最终形成的涂层的机械性能如抗挠性和弹性。这种聚合物粘合剂起到在其间连结和固定无机粒子的作用，从而防止具有多孔涂层的隔膜的机械性能下降。
另外，聚合物粘合剂不一定需要具有离子传导性，然而，可以使用具有离子传导性的聚合物以提高电化学装置的性能。因此，用于本公开内容的聚合物粘合剂优选包括具有高介电常数的聚合物粘合剂。实际上，盐在电解液中的离解速率取决于电解液的介电常数。因此，随着聚合物粘合剂的介电常数越高，盐在电解液中的离解速率增加。就这点而言，在本公开内容中，聚合物粘合剂可以具有1.0～100(测定频率＝1kHz)、优选10以上的介电常数。
另外，当用液体电解液浸渍时，聚合物粘合剂可能凝胶化而在电解液中显示高溶胀度。就这点而言，聚合物粘合剂具有的溶解度参数优选为15MPa1/2～45MPa1/2，更优选为15MPa1/2～25MPa1/2，最优选为30MPa1/2～45MPa1/2。因此，与疏水性聚合物如聚烯烃相比，有利地使用具有许多极性基团的亲水性聚合物。当聚合物的溶解度参数小于15MPa1/2或高于45MPa1/2时，聚合物难以被常规的电池用液体电解液溶胀。
聚合物粘合剂的非限制性实例包括：聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯，聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚丙烯酸丁酯，聚丙烯腈，聚乙烯基吡咯烷酮，聚乙酸乙烯酯，聚乙烯-共-乙酸乙烯酯，聚环氧乙烷，聚芳酯，纤维素乙酸酯，纤维素乙酸丁酸酯，纤维素乙酸丙酸酯，氰乙基普鲁兰，氰乙基聚乙烯醇，氰乙基纤维素，氰乙基蔗糖，普鲁兰，羧甲基纤维素，以及其混合物。
无机粒子和聚合物粘合剂的重量比可以在50:50～99:1、优选60:40～90:10、更优选70:30～80:20的范围内。
另外，由无机粒子和聚合物粘合剂形成的多孔涂层的厚度没有特别限制，但是优选为0.01μm～20μm。另外，多孔涂层的孔径和孔隙率没有特别限制，但是优选地，孔径可以在0.01μm～10μm的范围内，且孔隙率可以在5％～90％的范围内。
本公开内容的电化学装置可以为其中可发生电化学反应的任何装置，并且电化学装置的具体实例包括所有种类的原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或者电容器如超级电容器。特别地，在二次电池中，包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池的锂二次电池是优选的。
另外，本公开内容的电化学装置的形状没有限制。例如，电化学装置的形状可以为圆筒形如罐，棱柱形，袋形或硬币形。
同时，用于本公开内容的电解液包含锂盐作为电解质盐。锂盐可以为常规用于锂二次电池用电解液的任意锂盐。例如，锂盐的阴离子可以为选自如下的任一种：F-，Cl-，Br-，I-，NO3 -，N(CN)2 -，BF4 -，ClO4 -，PF6 -，(CF3)2PF4 -，(CF3)3PF3 -，(CF3)4PF2 -，(CF3)5PF-，(CF3)6P-，CF3SO3 -，CF3CF2SO3 -，(CF3SO2)2N-，(FSO2)2N-，CF3CF2(CF3)2CO-，(CF3SO2)2CH-，(SF5)3C-，(CF3SO2)3C-，CF3(CF2)7SO3 -，CF3CO2 -，CH3CO2 -，SCN-和(CF3CF2SO2)2N-。
用于本公开内容的电解液包含常规用于锂二次电池用电解液的有机溶剂，例如醚、酯、酰胺、线性碳酸酯、环状碳酸酯和其混合物。
其中，代表性地使用线性碳酸酯、环状碳酸酯或其混合物。
所述环状碳酸酯可以选自：碳酸亚乙酯(EC)，碳酸亚丙酯(PC)，碳酸1,2-亚丁酯，碳酸2,3-亚丁酯，碳酸1,2-亚戊酯，碳酸2,3-亚戊酯，碳酸亚乙烯酯，碳酸乙烯基亚乙酯，其卤化物和其混合物。卤化物的实例包括碳酸氟代亚乙酯(FEC)等，但不限于此。
所述线性碳酸酯可以选自：碳酸二甲酯(DMC)，碳酸二乙酯(DEC)，碳酸二丙酯，碳酸甲乙酯(EMC)，碳酸甲丙酯，碳酸乙丙酯和其混合物，但不限于此。
特别地，在上述碳酸酯类有机溶剂中，环状碳酸酯如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯具有高粘度和高介电常数而更容易离解电解质中的锂盐。可以以合适的比率将这种环状碳酸酯与具有低粘度和低介电常数的线性碳酸酯如碳酸二甲酯和碳酸二乙酯混合以提供具有高电导率的电解液。
另外，可用作有机溶剂的醚为选自如下的任一种：二甲醚，二乙醚，二丙醚，甲乙醚，甲丙醚，乙丙醚和其混合物，但不限于此。
另外，可用作有机溶剂的酯为选自如下的任一种：乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸丙酯，丙酸甲酯，丙酸乙酯，γ-丁内酯，γ-戊内酯，γ-己内酯，σ-戊内酯，ε-己内酯和其混合物，但不限于此。
根据最终产品的制造步骤和所需物理性质，可以在电化学装置的制造期间，以合适的步骤进行非水电解质的注入。具体地，可以在组装电池之前或者在组装的最终步骤中注入电解质。
同时，根据本公开内容的另一方面，提供一种包含极耳保持架的电池模块。图4～7各自为示出根据本公开内容一个实施方式的其中在多个正极极耳和多个负极极耳的外表面上以一体形式形成极耳保持架的电池模块的透视图。
参考图4～7，本公开内容的电池模块200包含两个以上在其宽度或高度方向上层压的电化学装置，所述电化学装置各自包含：电极组件，所述电极组件包含正极、负极以及置于所述正极和所述负极之间的隔膜，所述正极包含突出的正极极耳230，所述负极包含突出的负极极耳240；电池壳，所述电池壳在其内部容纳所述电极组件，使得所述正极极耳230和所述负极极耳240露出至所述壳的外部；非水电解液，所述非水电解液注入至所述电池壳内从而浸渗到所述电极组件中；以及极耳保持架250、251、252，所述极耳保持架形成在各自露出至所述电池壳外部的两个以上正极极耳230和两个以上负极极耳240的外表面上，从而提供耐振动性。
如在图4中所示，极耳保持架250可以以一体形式形成在正极极耳230和负极极耳240上。另外，如在图5中所示，可以在正极极耳230的外表面上形成第一极耳保持架251，并且可以在负极极耳240的外表面上形成第二极耳保持架，所述第一极耳保持架和所述第二极耳保持架相互分离。
另外，如在图6中所示，可以在多个正极极耳230的组件和多个负极极耳240的组件的外表面上以一体形式形成极耳保持架250。此外，如在图7中所示，可以在两个以上正极极耳的外表面上形成第一极耳保持架251，并且可以在两个以上负极极耳的外表面上形成第二极耳保持架252，所述第一极耳保持架和所述第二极耳保持架相互分离。
如上所述，所述极耳保持架250、251、252可以包含耐热树脂，并且可以被热熔合至正极极耳230和负极极耳240中的每一个。
上述公开内容仅通过说明给出，并且根据该详细说明，在本公开内容的主旨和范围内的各种变化和修改对本领域技术人员来讲将变得显而易见。因此应理解，本公开内容的实施例仅为了说明目的以及更好地向本领域普通技术人员进行解释而提供，并且不旨在限制本公开内容的范围。本公开内容的保护范围应该由权利要求书所限定，与其相对应的所有技术主旨都应被解释为落在本公开内容的范围内。

Claims (18)

1.一种电化学装置，包含：
电极组件，所述电极组件包含正极、负极以及置于所述正极和所述负极之间的隔膜，所述正极包含突出的正极极耳，所述负极包含突出的负极极耳；
电池壳，所述电池壳在其内部容纳所述电极组件，使得所述正极极耳和所述负极极耳露出至所述壳的外部；
非水电解液，所述非水电解液注入至所述电池壳内从而浸渗到所述电极组件中；以及
极耳保持架，所述极耳保持架形成在各自露出至所述电池壳外部的正极极耳和负极极耳的外表面上，从而提供耐振动性。
2.根据权利要求1的电化学装置，其中所述极耳保持架被热熔合至各自露出至所述电池壳外部的正极极耳和负极极耳。
3.根据权利要求1的电化学装置，其中所述极耳保持架具有用于固定各自露出至所述电池壳外部的正极极耳和负极极耳的孔。
4.根据权利要求1的电化学装置，其中在所述电池壳的同一侧或者在所述电池壳的相对侧使正极极耳和负极极耳露出至所述电池壳外部。
5.根据权利要求1的电化学装置，其中所述极耳保持架以一体形式形成在所述正极极耳的外表面和所述负极极耳的外表面上。
6.根据权利要求1的电化学装置，其中所述极耳保持架包含形成在所述正极极耳的外表面上的第一极耳保持架和形成在所述负极极耳的外表面上的第二极耳保持架，所述第一极耳保持架和所述第二极耳保持架相互分离。
7.根据权利要求1的电化学装置，其中所述极耳保持架包含耐热性树脂。
8.根据权利要求7的电化学装置，其中所述耐热性树脂是选自如下的任一种：聚丙烯(PP)，热塑性聚酯弹性体(TPEE)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚苯硫醚(PSS)，聚四氟乙烯(PTFE)，氟化的乙烯-丙烯共聚物(FEP)，全氟烷氧基化物(PFA)，以及其混合物。
9.根据权利要求1的电化学装置，其中所述极耳保持架具有0.1～15mm的厚度。
10.根据权利要求1的电化学装置，其中所述正极具有包含含锂氧化物的活性材料。
11.根据权利要求10的电化学装置，其中所述含锂氧化物为含锂的过渡金属氧化物。
12.根据权利要求11的电化学装置，其中所述含锂的过渡金属氧化物为选自如下的任一种：LixCoO2(0.5<x<1.3)，LixNiO2(0.5<x<1.3)，LixMnO2(0.5<x<1.3)，LixMn2O4(0.5<x<1.3)，Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3，0<a<1，0<b<1，0<c<1，a+b+c＝1)，LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3，0<y<1)，LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3，0≤y<1)，LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3，0≤y<1)，Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3，0<a<2，0<b<2，0<c<2，a+b+c＝2)，LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3，0<z<2)，LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3，0<z<2)，LixCoPO4(0.5<x<1.3)，LixFePO4(0.5<x<1.3)以及其混合物。
13.根据权利要求1的电化学装置，其中所述负极具有包含金属锂、碳类材料、金属化合物或其混合物的负极活性材料。
14.根据权利要求13的电化学装置，其中所述金属化合物为如下化合物，其包含选自如下的至少一种金属或其混合物：Si，Ge，Sn，Pb，P，Sb，Bi，Al，Ga，In，Ti，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Ag，Mg，Sr，Ba。
15.根据权利要求1的电化学装置，其中所述电化学装置是锂二次电池。
16.根据权利要求1的电化学装置，其中所述电化学装置具有圆筒状、棱柱状或袋状形状。
17.一种电池模块，包含：
两个以上在其宽度或高度方向上层压的电化学装置，所述电化学装置各自包含：电极组件，所述电极组件包含正极、负极以及置于所述正极和所述负极之间的隔膜，所述正极包含突出的正极极耳，所述负极包含突出的负极极耳；电池壳，所述电池壳在其内部容纳所述电极组件，使得所述正极极耳和所述负极极耳露出至所述壳的外部；非水电解液，所述非水电解液注入至所述电池壳内从而浸渗到所述电极组件中；以及
极耳保持架，所述极耳保持架形成在各自露出至所述电池壳外部的两个以上正极极耳和两个以上负极极耳的外表面上，从而提供耐振动性。
18.根据权利要求17的电池模块，其中所述极耳保持架包含形成在所述两个以上正极极耳的外表面上的第一极耳保持架和形成在所述两个以上负极极耳的外表面上的第二极耳保持架，所述第一极耳保持架和所述第二极耳保持架相互分离。
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