KR20040032965A - 리튬 배터리, 리튬 배터리 및 전기 기기 제조 방법 - Google Patents

리튬 배터리, 리튬 배터리 및 전기 기기 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 리튬 배터리를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 A) 적어도 하나의 애노드 및 적어도 하나의 캐소드를 형성하는 단계; B) 상기 애노드, 분리기 층 및 상기 캐소드를 포함하고 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 상기 분리기 층을 배치함으로써 적어도 하나의 어셈블리를 형성하는 단계, 및 C) 상기 어셈블리에 대한 최종 구조를 실현하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 리튬 배터리에 관한 것으로, 상기 리튬 배터리는 중간 분리기 수단을 통해 상기 리튬 캐소드에 접속되는 애노드와 적어도 하나의 리튬 캐소드의 적어도 하나의 적층을 포함한다. 본 발명은 그러한 리튬 배터리를 포함하는 전기 기기에 관한 것이다.

Description

리튬 배터리, 리튬 배터리 및 전기 기기 제조 방법{Method of manufacturing a lithium battery, a lithium battery and an electrical appliance}
종래(재충전 가능)의 리튬 배터리들은 이미 십년 동안 상업적으로 이용되었다. NiCd(니켈/카드뮴) 배터리와 같은 종래의 재충전 가능한 배터리를 능가하여 리튬 배터리들의 장점은 단위 체적 및 단위 중량 당 높은 에너지 밀도에 있다. 게다가, 그러한 리튬 배터리들은 작은 포맷 및 저중량을 갖기 때문에, 휴대용 전기장치에 사용하기에 이상적이다. 그러한 리튬 배터리들의 단점은 대체 에너지원과 비교하여 비교적 비싸고 환경에 해롭다는 것이다. 가장 일반적으로 사용되는 배터리는 현재 리튬 이온(Li-ion) 배터리이다. 리튬 이온 배터리는 예를 들어 리튬 염 용액을 가진 폴리프로필렌 카보네이트 또는 에틸렌 카보네이트로 구성된 액체 전해질을 포함한다. 분산(disintegration)을 방지하기 위하여, 리튬 이온 배터리는 압력하에 계속 유지되어야 한다. EP 0 969 541 및 US 5,478,668로부터, 리튬 이온 배터리는 18650 포맷 같은 강철 라운드 표준 하우징에서 압력하에 추후 수용되는 롤을 형성하기 위하여 서로의 주변에 전극들 및 분리기 층들의 하나 이상의 적층을 감쌈으로써 압력하에 유지될 수 있다. 액체 전해질은 부가될 수 있고, 그후 표준 하우징의 내용물은 환경으로부터 밀봉된다. 리튬 이온 배터리의 주요 단점은, 상기 배터리 구조가 연속적인 압력을 형성 및 유지하기 위하여 표준 하우징에 따르기 때문에, 바람직한 형상 및/또는 포맷의 선택과 관련한 자유도가 극히 제한되는 것이다.
몇 년 전에 이러한 단점은 액체 전해질을 다른 전해질 및 폴리머 매트릭스를 포함하는 전극으로 대체함으로써 제거되었다. 이러한 리튬 폴리머 배터리는 폴리머 매트릭스의 존재가 배터리에서 필수적인 구조적 보전을 발생하여 외부 압력에 대한 필요성이 감소한다는 장점을 제공한다. 결과적으로, 리튬 폴리머 배터리의 형상 및/또는 포맷의 선택과 관련된 자유도는 강철 라운드 표준 하우징으로 더 이상 제한되지 않고; 크고 편평하고, 사각형의 리튬 배터리가 대신 생산될 수 있다. 그러나, 여전히 리튬 배터리의 형상은 사각형 및 편평한 구조 제한된다. 전력이 인가될 많은 장치에 대하여, 사각형, 편평 구조를 가진 리튬 폴리머 배터리를 사용하는 것은 매우 유용하지 않다. 종래 기술로부터 소위 "리틸렌 기술(Lithylene technology)"을 사용하는 리튬 배터리의 제조 방법이 또한 알려져 있다. 이 기술에 따라, 음전극, 분리기 및 양전극은 적층된다. 양전극 및 음전극에는 경화 후에 전극의 능동 재료층과 함께 결합하는 폴리머 재료로 충전될 수 있는 공동들(cavities)이 제공된다. 이 기술에 따라, 능동 재료층 자체는 폴리머내에 삽입되지 않지만, 폴리머는 재료층을 서로 결합하기 위하여 배타적으로 사용된다. 종래 기술로부터, 초고분자 웨이트 폴리머(UHMWP)(Ultra High Molecular Weight Polymers)가 자체 지지 전극들을 제조하기 위하여 사용될 수 있는 것이 공지되었다. 이러한 폴리머를 사용하는 장점은 비교적 높은 캐패시턴스를 가진 전극이 비교적 작은 양의 폴리머를 사용하여 제조될 수 있다는 사실에 있다.
본 발명은 리튬 배터리를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로,
A) 적어도 하나의 애노드 및 적어도 하나의 캐소드를 형성하는 단계;
B) 상기 애노드, 분리기 층 및 상기 캐소드를 포함하고 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 분리기 층을 배치함으로써 적어도 하나의 배터리 스택을 형성하는 단계; 및
C) 상기 배터리 스택에 대한 최종 구조(ultimate configuration)를 실현하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명은 리튬 배터리에 관한 것으로, 상기 리튬 배터리는 리튬 캐소드, 애노드 및 분리기 층을 포함하는 적어도 하나의 배터리 스택을 포함한다. 또한, 본 발명은 그러한 리튬 배터리를 포함하는 전기 기기에 관한 것이다.
도 1은 어셈블리되지 않은 상태의 적층(곡선화되지 않음)의 측입면도.
도 2는 어셈블리되지 않은 상태의 기술 상태에 따른 리튬 폴리머 배터리의투시도.
도 3은 지지 구조를 가진 배터리 스택의 개략도.
도 4는 지지 구조에 클램핑 수단이 제공된 지지 구조를 가진 배터리 스택의 개략도.
도 5는 리틸렌 기술에 따라 제조되고 지지 구조를 구비한 리튬 배터리의 개략도.
도 6은 본 발명에 따른 리튬 폴리머 배터리의 엔클로저의 투시 및 전체도.
도 7은 본 발명에 따른 리튬 배터리를 구비한 면도기의 투시도.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 장점을 유지하고 상기된 단점에 손상되지 않으면서 곡선 평면 구조를 가진 리튬 배터리를 형성 및 이용할 수 있는 상기 종류의 개선된 리튬 배터리를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
이 목적을 위하여, 본 발명에 따라 기술된 종류의 방법에 있어서, 단계 C)에 따른 최종 구조에서 배터리 스택이 곡선 평면 구조를 나타내는 방식으로 변형되는 변형 처리에 의해 상기 배터리 스택이 영향을 받는 것을 특징으로 한다.
곡선 평면 구조는 임의의 바람직한 형상의 리튬 배터리가 실현되어 리튬 배터리의 형상과 포맷과 관련한 선택 자유도가 종래 기술에 의해 제공된 자유도보다수배 높은 장점을 제공한다. 리튬 배터리의 구조는 배터리가 사용될 수 있는 임의의 전기 기기에 의해 부과된 공간 제한에 적응될 수 있다. 공간측에서, 많은 경우 전기 기기는 보다 효율적으로 구성될 수 있는데, 그 이유는 리튬 배터리의 구조 선택에 관한 자유도가 보다 크기 때문이고; 이것은 자치의 공간 절약을 유발한다.
곡선 평면 구조가 오목/볼록 또는 웨이브일 수 있는 곡선 편평 구조를 가진 곡선 배터리를 유발한다는 것이 주의된다. 상기 방법은 초고분자 웨이팅 폴리머(UHMWP), 및 이미 언급된 "리틸렌 기술"의 부가에 의해 소위 자기 지지 전극을 제조하기 위한 리튬 폴리머 배터리 제조 기술 같은 이미 공지된 다수의 기술을 사용할 수 있다. 다른 기술의 결합은 사용될 수 있다. 일 실시예에서 애노드 및 캐소드의 일부를 형성하는 전극 및 분리기 층은 US 5,478,668에 따라 제조된다. 다른 바람직한 실시예에서 전극 및 분리기는 UHMWP만을 포함한다. 다른 바람직한 실시예에서 전극은 US 5,478,668에 따라 제조되고 분리기 층은 폴리에틸렌을 포함한다. 다른 실시예에서 전극은 UHMWP로 만들어지고 분리기는 바인더와 함께 폴리에틸렌을 포함한다. 선택적으로 UHMWP는 추후 바람직한 실시예에서 분리기로서 사용되고, 폴리에틸렌 층은 단순히 과열에 대한 보호로서 사용한다.
바람직하게, 변형 처리시, 리튬 배터리의 바람직한 곡선 평면 구조에 대응하고 미리 형성되는 수단이 이용된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 수단은 지지 구조를 포함한다.
상기 지지 구조가 제공될 때, 애노드들, 캐소드들 및 분리기들의 스택은 곡선 평면 구조를 가진 상기 지지 구조상에 배치된다. 상기 스택은 접착 테이프 또는 아교에 의해 구조상에 홀딩될 수 있다. 곡선 구조를 포함하는 스택은 추후 소위 소프트 팩에 놓이고, 전해질 및 소프트팩은 배출된다. 스택상 분위기 압력은 충분한 스택 압력이 낮은 임피던스 및 우수한 사이클 수명을 유지하도록 하게 한다. 지지 구조는 가능한 얇고 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌과 같은 배터리 전해질에 불활성인 재료로 이루어 질 수 있다.
배터리의 제조를 용이하게 하기 위하여, 지지 구조는 클램핑 수단을 바람직하게 포함할 수 있다.
스택의 곡률은 패키징 이전에 층들의 물리적 클램핑에 의해 부가적으로 유지된다.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 단계 B)의 배터리 스택 형성에 이어서, 폴리머가 어셈블리를 함께 접착(stick)하도록 애노드 및 캐소드에 형성된 공동들에 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기 방법은 리틸렌 기술(LithyleneTMtechnology)이라 한다.
이후의 바람직한 실시예에 있어서, 배터리 스택의 적어도 하나의 외측부는 폴리머층을 구비하고 미리 형성된 지지 구조내에서 배터리 스택 및 폴리머 층 사이에 제공된다.
실제로 이것은 리틸렌 기술의 사용을 유발하고, 여기서 부가층은 내부 리벳 폴리머 층 및 배터리 스택 사이에 포함된다. 상기 층은 가능한 얇고 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 같은 배터리 전해질에 불활성인 재료로 이루어질 수 있다. 상기층의 목적은 스택 압력 손실을 방지하는 것이다. 그 이유 때문에 층은 벤딩(bending)에 대한 저항을 가져야 한다. 리틸렌 기술에 사용된 폴리머 리벳(Polymer rivets)은 부가적인 층과 상부 외측층들 사이에 스택 압력을 유지한다. 이런 바람직한 방법으로 인해, 스택 압력은 소프트팩(softpack)에서 진공을 유지하지 않고 유지된다.
특히, 배터리 스택은 단계 C)에서 경화되는 적층(lamination)을 형성한다.
적층은 리튬 배터리의 일부를 형성하는 폴리머 매트릭스가 경화되는 것을 보장하는 추출, 접착, UV 노광 또는 다른 화학 처리 같은 공지된 경화 기술에 의해 경화되어, 리튬 배터리는 그것의 가요성을 손실하여 궁극적으로 최종 형상을 얻는다.
본 방법의 다른 바람직한 변형에서 경화는 압력하에서 발생한다. 소정 구조는 압력하에서 경화 동작을 수행함으로써 정확하게 검사되어, 적층에서 불규칙성 및 다른 비정확성은 방지될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 실시예에 있어서, 적층의 일부를 형성하는 엘리먼트들(elements)은 분리적으로 경화된다. 다른 바람직한 변형에 있어서, 적층은 단계 C)의 실행 이전에 전체적으로 경화된다. 이것은 압력하에서 몰드(mold)에 어셈블리된 적층을 배열함으로서 수행될 수 있다. 상기 몰드는 경화 처리 동안 리튬 배터리의 구조 제어에 크게 기여하여, 정확하게 한정된 구조가 달성될 수 있다.
다른 바람직한 변형에 있어서, 단계 C)는 140 내지 160℃의 범위, 바람직하게 150℃의 온도에서 실행된다. 이러한 온도에서, 캐소드, 애노드 및 분리기의 일부를 형성하는 폴리머들은 유체로 되어 함께 용해된다. 폴리머들과 함께 용해의 결과로서, 캐소드, 애노드 및 분리기는 함께 접착된다. 리튬 배터리 및 폴리머들의 충분한 냉각 이후에, 폴리머들은 경화되어 리튬 배터리는 최종 구조를 얻는다. 제 1 단계에서 150℃의 온도로 적층을 가열하고, 제 2 단계에서 충분히 냉각 후에, 적층은 기계적 및/또는 화학적 특성의 상당한 손실을 유도하지 않고 바람직한 형상으로 경화될 수 있다.
바람직한 변형에 있어서, 다수의 적층은 단계 C)의 실행 이전에 서로에 대해 필수적으로 병렬로 배열된다. 결과적으로, 리튬 배터리의 캐패시턴스는 단일 적층으로 구성된 리튬 배터리에 비해 증가될 것이다. 다수의 적층의 존재로 인해, 리튬 배터리는 단일 적층을 포함하는 리튬 배터리에 비해 보다 많은 전력을 보다 오랜 시간 동안 전달할 수 있을 것이다. 상기에서, 단일 적층의 캐패시턴스 및 구조는 다중 적층의 개별 적층들의 특성들에 대응한다고 가정한다. 또한, 단일 적층보다 두껍고 작은 다중 적층을 사용하기 편리하고, 그로 인해, 주어진 바람직한 최소 캐패시턴스의 리튬 배터리가 전기 기기의 구조 제한들 내에 수용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 종류의 리튬 배터리를 제공하는데, 배터리 스택이 곡선 평면 구조를 나타내고 본 발명에 따른 방법에 의해 얻어질 수 있는 것을 특징으로 한다.
리튬 배터리는 곡선(3차원) 평면이다. 하나의 적층내에서, 애노드는 바람직하게 두개의 리튬 캐소드들(중간 분리기 층) 사이에 바람직하게 배치된다. 바람직하게, 다수의 적층들은 중간 분리기 층을 삽입하거나 삽입하지 않고 스택된다.
게다가, 리튬 캐소드는 바람직하게 LixCoO2를 포함한다. 다른 바람직한 실시예에서, 리튬 캐소드는 폴리머, 바람직하게 PvdF(polyvinylidene fluoride)(폴리비닐리덴 플루오라이드) 또는 PEO(polyethylene oxide)(폴리에틸렌 옥사이드)를 포함한다. 다른 바람직한 실시예에서, 티타늄 캐소드는 리튬 캐소드에 적당한 전기 도전성을 달성하기 위하여 전자 도전 그래파이트(electron-conducting graphite)를 포함한다. 다른 바람직한 실시예에서 리튬 캐소드는 알루미늄 콜렉터를 포함한다.
애노드는 바람직하게 그래파이트를 포함한다. 바람직한 실시예에서 그래파이트는 폴리머 매트릭스상에 고정된다. 다른 바람직한 실시예에서 애노드는 구리 콜렉터를 포함한다.
리튬 배터리의 분리기 수단은 바람직하게 폴리머, 예를 들어 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌으로 구성되어, 전기 단락을 방지한다. 바람직한 실시예에서 분리기 수단은 전해질로 습윤(wetted)된다. 전해질은 바람직하게 도전성 폴리머 매트릭스를 포함한다. 도전성 폴리머 매트릭스 자체는 도전 가능하다. 만약 도전되지 않는다면, 폴리머 매트릭스는 예를 들어, 리튬 함유 액체를 포함하도록 배열될 수 있다.
또한, 본 발명은 리튬 배터리, 전기 기기의 구성요소의 적어도 일부를 형성하는 리튬 배터리의 적어도 일부를 포함하는 전기 기기에 관한 것이다. 적어도 일부의 전기 기기가 리튬 배터리에 의해 형성될 때, 공간의 실질적인 절약은 전기 기기에서 실현되어, 전기 기기는 보다 컴팩트 구성을 가질 수 있게 된다. 전기 기기는 바람직하게 휴대용, 예를 들어 면도기, 브러쉬, 휴대용 카세트 및/또는 컴팩트 디스크 플레이어이다. 바람직하게, 적어도 리튬 배터리는 하우징의 일부를 형성한다. 리튬 배터리가 다수의 구성을 가질 수 있기 때문에, 가정용 장치(domestic apparatus)의 구조는 적용될 필요가 없거나 거의 하지 않는다.
실시예
양전극의 제공:
LiCoO2의 87 중량부, 그래파이트 분말의 8 중량부, 폴리비닐리덴 플루오라이드의 5 중량부는 양의 전극 능동 재료 페이스를 제공하기 위하여 N 메틸필로라이돈(N-methylpyrrolidone)(이후, 축약하여 NMP라 함)에 확산된다. 페이스트는 양의 전극 능동 재료 막을 형성하기 위하여 코팅 두께가 300㎛으로 닥터 블레이드(doctor blade)에 제공된다. 양의 전극 전류 콜렉터로서 30㎛ 두께 알루미늄 네트(net)는 그 위에 배치되고, 양의 전극 능동 재료 페이스트는 다시 300㎛의 두께로 닥터 블레이드와 함께 네트상에 다시 확산된다. 이중 코팅 알루미늄 네트는 페이스트 1/2 건조를 위하여 60℃에서 60분 동안 건조기에 놓여진다. 양의 전극 전류 콜렉터 및 양의 전극 능동 재료로 구성된 결과적인 적층은 400㎛의 두께로 롤링되어 양의 전극 능동 재료층을 가지는 양의 전극을 제공한다. 양의 전극은 전해질 용액에 담겨진다. 양의 능동 영역 층 및 담겨진 후 측정된 양의 전극 전류 콜렉터 사이의 필(peel) 세기는 20 내지 25gf/cm이다.
음의 전극 제공:
메소페이스 마이크로비드 카본(Mesophase Microbead Carbon)(상표명, 오사카 가스 코포레이스, 엘티드에 생산됨)의 95 중량부 및 폴리비닐라이덴 플루오라이드의 5 중량부는 음전극 능동 재료 페이스트를 제공하기 위하여 NMP에 분산(dispersed)된다. 상기 페이스트는 닥터 블레이드와 함께 300㎛의 두께로 제공되어 음전극 능동 재료를 형성한다. 음의 전극으로서 밴드 형상의 20㎛ 두께 구리 네트가 그위에 배치되고, 음전극 능동 재료 페이스트가 그 위에 300㎛의 두께로 닥터 블레이드와 함께 분배된다. 적층은 페이스 1/2 건식을 위해 60℃의 온도에서 60분 동안 건조기에서 건조된다. 음전극 전류 콜렉터 및 음전극 능동 재료로 구성된 결과적인 적층은 400㎛의 두께로 롤링되어 음전극 능동 재료층을 가진 음전극을 제공한다.
음전극은 전해질 용액에 담겨진다. 음전극 능동 재료층 및 담겨진 후 측정된 음전극 전류 콜렉터 사이의 필 세기는 5 내지 10gf/cm이다.
배터리 제공:
폴리비닐리덴 플루오라이드의 5중량부 및 NMP의 95중량부는 혼합되고 균일한 바인더 수지 용액을 제공하도록 완전히 섞여진다.
따라서, 제공된 바인더 수지 용액은 한 쌍의 분리기로서 사용되는 연속적인 밴드 형상의 두개의 다공성 폴리프로필렌 시트(Cellguard #2400, Hoechst에 의해 제조됨) 각각의 측면상에 떨어뜨려지고 1cm 직경의 유리 튜브 주변에 완전히 감겨진 0.5mm 직경의 필라멘트를 가진 바 코팅제로 롤링함으로써 분리기 전체 표면상에 균일하게 살포된다.
바인더 수지가 건조되기 전에, 전극들 중 하나로서 양전극은 친밀한 접촉시 분리기의 코팅 측면들 사이에 샌드위치되고, 추후에 적층은 몰딩시 바람직한 구조로 변형되고 추후에 압력 롤러 등으로 양쪽 측면들로부터 압력을 인가하면서 가열에 의해 건조되고, 주어진 길이의 부분으로 잘려진다. 바인더 수지 용액은 상기된 바와 같은 방식으로 바 코팅제로 폴리프로필렌 시트 쌍의 커팅부의 한쪽 측면상에 인가되고, 음전극은 다른 전극이 거기에 접착될 때 소정 크기로 잘려진다. 바인더 수지 용액은 그 다음 그 사이 양전극을 가진 폴리프로필렌 시트 쌍의 다른 커팅부 측면에 인가되고 상기 코팅된 부분은 적층의 음전극에 접착된다. 이들 단계는 다수의 적층을 가진 적층 몸체를 형성하도록 반복된다. 적층된 몸체는 미리 형성된 적층된 배터리 몸체를 제공하기 위하여 NMP 용매를 증발시키도록 압력을 인가하면서 건조기로 60℃에서 공기 중에서 가열된다. NMP 증발 중에, 바인더 수지는 개방 셀들(open cells)을 가진 다공성막(porous film)이 된다.
상기 결합 및 구성은 제한되지 않는다. 당업자는 상기 결합 및 구성에 대한 많은 대안을 고안할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 비제한적인 실시예를 참조하여 이후에 보다 상세히 기술될 것이다.
도 1은 곡선이 아직 이루어지지 않은 본 발명에 따른 적층(1)의 측입면도이다. 적층(1)은 그래파이트 애노드(2)를 구비하고, 상기 애노드는 구리 콜렉터(3)에 연결된다. 두개의 리튬 캐소드(5)는 바람직하게 LiCoO2를 포함하고 알루미늄 콜렉터(6)에 연결된다. 분리기층(4)은 폴리머, 예를 들어 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌을 포함한다. 도시된 층은 리튬 배터리의 제조 동안 스택된다. 단일 적층(1)외에, 다수의 적층이 리튬 배터리 제조 동안 적층될 수 있다.
도 2는 현재 기술 상태에 따른 리튬 폴리머 배터리(7)의 투시도이다. 리튬 폴리머 배터리(7)는 배터리(7)에 대한 바이어스를 함께 구성하는 다수의 스택된 적층(8)을 구비한다. 평면이고, 사각형 형상의 적층(8)은 도 2에 도시된다. 종래 기술 상태에 따른 리튬 폴리머 배터리(7)는 전기 기기에 쉽게 고정될 수 없는 제한을 가진다.
도 3은 지지 구조(12)를 가진 다수의 배터리 스택(8)의 개략도이다. 상기 지지 구조(12)가 인가될 때, 애노드, 캐소드 및 분리기 스택은 곡선 평면 구조를 가진 상기 지지 구조상에 배치된다. 스택은 접착 테이프 또는 아교에 의해 구조상에 홀딩될 수 있다. 추후에 곡선 구조를 포함하는 스택은 소위 전해질로 활성화되는 소프트팩에 놓이고 상기 소프트팩은 증발된다. 스택상 분위기 압력은 충분한 스택 압력이 낮은 임피던스 및 우수한 사이클 수명을 유지하도록 한다. 지지 구조(12)는 가능한 얇고 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 같은 배터리 전해질에 불활성인 재료로 만들어진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 지지 구조(12)는 층의 추가 물리적 클램핑을 위한 제공하는 클램핑 수단(14)을 구비할 수 있다.
도 5는 리틸렌 기술에 따라 제조되고 지지 구조를 구비한 리튬 배터리의 개략도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 폴리머(13)는 함께 층 활성 재료를 유지하도록 리벳으로서 작동한다. 지지 구조(12)는 내부 리벳 폴리머 층(13) 및 배터리 스택 사이에 포함된다. 지지 구조의 목적은 스택 압력 손실을 막는 것이다. 상기 이유 때문에 층은 벤딩에 대해 저항을 가져야 한다. 리틸렌 기술에 사용된 폴리머 리벳은 부가층 및 상부 외측 층 사이에 스택 압력을 유지한다. 이 바람직한 방법으로, 스택 압력은 소프트팩의 체적을 유지하지 않을 때조차 유지된다.
도 6은 본 발명에 따른 리튬 폴리머 배터리(9)의 투시도이다. 리튬 폴리머 배터리(9)는 하나 이상의 적층으로 구성된다. 각각의 적층은 청구항 제 9 항 내지 제 22 항 중 하나에 따라 구성된다. 도 6은 리튬 폴리머 배터리(9)가 (임의적으로선택) 곡선 평면 형상인 것을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 리튬 배터리(11)를 구비한 면도기(10)의 투시도이다. 리튬 배터리(11)는 면도기(10)의 하우징에 최적으로 수용될 수 있도록 곡선 형상을 가진다. 리튬 배터리(11)의 구조는 전기 기기에서 이용할 수 있는 공간이 배터리(11)를 수용하도록 사용될 수 있는 방식으로 전기 기기, 예를 들어 면도기(10)에 의해 부과된 요구에 맞춰 선택될 수 있다.

Claims (17)

  1. 리튬 배터리를 제조하기 위한 방법으로서,
    A) 적어도 하나의 애노드 및 적어도 하나의 캐소드를 형성하는 단계;
    B) 상기 애노드, 분리기 층 및 상기 캐소드를 포함하고 상기 애노드 및 상기 캐소드 사이에 상기 분리기 층을 배치함으로써 적어도 하나의 배터리 스택을 형성하는 단계; 및
    C) 상기 배터리 스택에 대한 최종 구조를 실현하는 단계를 포함하는 리튬 배터리 제조 방법에 있어서,
    상기 배터리 스택은 변형 열처리되고, 상기 열처리 동안 상기 배터리 스택은 단계 C)에 따른 상기 최종 구조에서 상기 배터리 스택이 곡선 평면 구조(curved, plane geometry)를 나타내도록 변형되는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 변형 열처리에서, 미리 형성되고 상기 리튬 배터리의 원하는 곡선 평면 구조에 대응하는 수단이 이용되는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 수단은 지지 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 지지 구조는 클램핑 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 수단은 몰드(mould)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 B)에서 상기 배터리 스택의 형성에 이어서, 폴리머가 어셈블리와 함께 접착(stick)하도록 상기 애노드 및 상기 캐소드에 형성된 공동들(cavities)에 증착되는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 배터리 스택의 외부 면들 중 적어도 하나에는 폴리머 층이 제공되고, 미리 형성된 지지 구조가 상기 배터리 스택 및 상기 폴리머 층 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배터리 스택은 단계 C)에서 경화(cured)되는 적층(lamination)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 경화(curing)는 압력하에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 적층은 압력을 인가하면서 몰드(mold)에 적층을 배열함으로써 어셈블리된 조건으로 곡선이 형성(curved)되는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 C)는 140 내지 160℃의 범위, 바람직하게 150℃에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 적층들은 상기 단계 C)의 실행 이전에 서로에 대해 주로 평행하게 연장하도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리 제조 방법.
  13. 리튬 캐소드, 애노드 및 분리기 층을 포함하는 적어도 하나의 배터리 스택을 포함하는 리튬 배터리에 있어서,
    상기 배터리 스택은 곡선 평면 구조를 나타내고 청구항 제 1 항 내지 제 12 항에 따른 방법에 의해 얻어 질 수 있는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 리튬 캐소드는 LixCoO2를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 애노드는 그래파이트(graphite)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 리튬 배터리.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 청구된 리튬 배터리를 포함하는 전기 기기(electrical appliance)에 있어서,
    상기 리튬 배터리의 적어도 일부는 상기 전기 기기의 일부를 형성하는 구성 요소의 적어도 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는, 전기 기기.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 리튬 배터리는 가정용 장치(domestic appliance)의 하우징의 적어도 일부를 형성하는 것을 특징으로 하는, 전기 기기.
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