TW201501386A - 電極組及包含其之高分子二次電池單元 - Google Patents

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Abstract

一種電池組，包括：電池堆疊部，具有複數階梯，其係由基礎單元根據其尺寸或幾何形狀堆疊而成，基礎單元分成具有不同尺寸或幾何形狀之至少兩組；其中，基礎單元具有相同數量的電極和隔離件，電極和隔離件係交替設置且整體結合，其中，電池堆疊部之各階梯具有：(a)設置一次或重複設置一種基礎單元之結構或(b)以預定順序設置至少兩種基礎單元之結構，(a)之一種基礎單元具有：四層結構或重複堆疊四層結構之重複結構，四層結構係依序堆疊第一電極、第一隔離件、第二電極及第二隔離件；且(b)之至少兩種基礎單元係以預定順序堆疊基礎單元，形成四層結構或重複堆疊四層結構之重複結構。

Description

電極組及包含其之高分子二次電池單元
本發明係關於一種具有新穎結構之電極組及包含其之高分子二次電池單元，其中電極組不同於堆疊型或堆疊/折疊型結構；尤指一種具有最佳化尺寸且使用最小化隔離件之電極組以及包含其之高分子二次電池。
二次電池根據電極組之結構可分為各種類型。典型的二次電池可分為堆疊型、捲繞型(一膠捲型)、或一堆/摺疊型。堆疊型結構可藉由分別堆疊構成電極組的電極單元(一陰極、一隔離件、以及一陽極)所獲得，因此電極組之準確排列係相當困難。此外，製造電極組需要大量的製程。堆疊/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，因此製造電極組係非常複雜。具體地，在堆疊/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，因此全電池或雙電池之排列係困難的。
同時，由於電子裝置的設計多樣化，二次電池之對應設計有多樣化需求。根據需求，多樣化二次電池基 於堆疊/折疊型結構而發展為複數階梯結構。然而，基於堆疊/折疊型結構，隔離件可能會重複堆疊，或隔離片摺疊雙電池或全電池可能無法緊密附著至電極組之各階梯。
本發明之主要目的係在提供一種電極組及包含其之高分子二次電池單元，電極組透過不同於堆疊型或堆疊/折疊型之新穎結構，俾能實現準確排列及簡易製程。
本發明之另一目的係在提供一種電極組及包含其之高分子二次電池單元，電極組具有複數階梯之結構、具有最佳化尺寸且使用最小化隔離件。
為達成上述目的，本發明提供一種電池組，包括：一電池堆疊部，具有複數階梯之結構，該些階梯之結構係由複數基礎單元根據其尺寸或幾何形狀堆疊而成，該些基礎單元係分成具有不同尺寸或幾何形狀之至少兩組；其中，該些基礎單元具有相同數量的複數電極和複數隔離件，該些電極和該些隔離件係交替設置且整體結合，其中，該電池堆疊部之各階梯具有：(a)設置一次或重複設置一種基礎單元之結構或(b)以一預定順序設置至少兩種基礎單元之結構，其中，結構(a)中之一種基礎單元具有：一四層結構或一重複堆疊該四層結構之重複結構，該四層結構係依序堆疊一第一電極、一第一隔離件、一第二電極及一第二隔離件；且其中，結構(b)中之至少兩種基礎單元係以該預定順序堆疊該些基礎單元，以形成該四層結構或重複堆疊該四層結構之該重複結構。
本發明可提供一種電極組及包含其之高分子二次電池單元，電極組透過不同於堆疊型或堆疊/折疊型之新穎結構，能實現準確排列及簡易製程，當電極組具有複數階梯之結構時，具有最佳化尺寸且使用最小化隔離件。
100,100a-100n‧‧‧電池堆疊部
110a-110d,1101a-1103a‧‧‧基礎單元
111,113‧‧‧電極
112,114‧‧‧隔離件
116‧‧‧終端電極
117‧‧‧終端隔離件
121‧‧‧第一電極材料
122‧‧‧第一隔離材料
123‧‧‧第二電極材料
124‧‧‧第二隔離件材料
130a-130f‧‧‧第一附屬單元
140a-140f‧‧‧第二附屬單元
200‧‧‧固定部
300‧‧‧袋狀殼體
C1,C2‧‧‧切割機
L1,L2‧‧‧壓合機
圖1係本發明之基礎單元之第一結構之側視圖。
圖2係本發明之基礎單元之第二結構之側視圖。
圖3係經由堆疊圖1之基礎單元所形成之電池堆疊部之側視圖。
圖4係本發明之基礎單元之第三結構之側視圖。
圖5係本發明之基礎單元之第四結構之側視圖。
圖6係經由堆疊圖4之基礎單元及圖5之基礎單元所形成之電池堆疊部之側視圖。
圖7係本發明之基礎單元之製程示意圖。
圖8係經由堆疊具有不同尺寸之基礎單元所形成之電池堆疊部之示意圖。
圖9係圖8之電池堆疊部之側視圖。
圖10係經由堆疊具有不同幾何形狀之基礎單元所形成之電池堆疊部之示意圖。
圖11係本發明之包含基礎單元及第一附屬單元之電池堆疊部之第一結構之側視圖。
圖12係本發明之包含基礎單元及第一附屬單元之電池堆疊部之第二結構之側視圖。
圖13係本發明之包含基礎單元及第二附屬單元之電池堆疊部之第三結構之側視圖。
圖14係本發明之包含基礎單元及第二附屬單元之電池堆疊部之第四結構之側視圖。
圖15係本發明之包含基礎單元及第一附屬單元之電池堆疊部之第五結構之側視圖。
圖16係本發明之包含基礎單元及第一附屬單元之電池堆疊部之第六結構之側視圖。
圖17係本發明之包含基礎單元及第二附屬單元之電池堆疊部之第七結構之側視圖。
圖18係本發明之包含基礎單元及第二附屬單元之電池堆疊部之第八結構之側視圖。
圖19係本發明之包含基礎單元及第一附屬單元之電池堆疊部之第九結構之側視圖。
圖20係本發明之包含基礎單元、第一附屬單元及第二附屬單元之電池堆疊部之第十結構之側視圖。
圖21係本發明之包含基礎單元及第二附屬單元之電池堆疊部之第十一結構之側視圖。
圖22係本發明之包含電極組之高分子二次電池單元之側視圖。
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，本發明不限於下列示範性實施例。
根據本發明之電極組基本上包含一電池堆疊部。接著，首先將描述電池堆疊部。
[電池堆疊部]
電池堆疊部之各階梯結構具有：(a)設置一次或重複設置一種基礎單元之結構或(b)以一預定順序(例如：交替)設置至少兩種基礎單元之結構。此部分將於下方詳細描述。
[基礎單元之結構]
根據本發明之電極組，基礎單元係經由交替設置電極和隔離件所形成。於此，設置相同數量之電極和隔離件，例如，如圖1所示，基礎單元110a可經由堆疊兩個電極111,113及兩個隔離件112,114所形成。於此，陰極和陽極可透過隔離件而自然地互相面對。當如上述形成基礎單元，電極111位於基礎單元之一端(請參照圖1、2中之電極111)，且隔離件114位於基礎單元之另一端(請參照圖1、2中之隔離件114)。
根據本發明之電極組，其基礎特徵在於：僅經由堆疊基礎單元而形成電池堆疊部或電極組。換言之，本發明之基礎特徵為：經由重複堆疊一種基礎單元或以預定順序堆疊至少兩種基礎單元。為了達到上述特徵，基礎單元可具有下述結構。
首先，基礎單元可經由依序堆疊第一電極、第一隔離件、第二電極及第二隔離件所形成。詳細說明，可從上側至下側(如圖1所示)或從下側至上側(如圖2所示)依 序堆疊第一電極111、第一隔離件112、第二電極113及第二隔離件114，以形成基礎單元110a及110b。具有上述結構之基礎單元可作為第一基礎單元。於此，第一電極111及第二電極113可為相反類型之電極。例如，當第一電極111為陰極，第二電極113可為陽極。
如上所述，當經由依序堆疊第一電極111、第一隔離件112、第二電極113、及第二隔離件114形成基礎單元時，如圖3所示，可透過僅重複堆疊一種基礎單元110a而形成電池堆疊部100a。於此，基礎單元除了四層結構以外可具有八層結構或十二層結構。換言之，基礎單元可具有一重複結構，其中重複設置該四層結構。例如，可經由依序堆疊第一電極111、第一隔離件112、第二電極113、第二隔離件114、第一電極111、第一隔離件112、第二電極113、及第二隔離件114而形成基礎單元。
或者，可經由依序堆疊第一電極111、第一隔離件112、第二電極113、第二隔離件114、第一電極111、及第一隔離件112；或經由依序堆疊第二電極113、第二隔離件114、第一電極111、第一隔離件112、第二電極113及第二隔離件114而形成基礎單元。具有前者結構的基礎單元可作為第二基礎單元，及具有後者結構的基礎單元可作為第三基礎單元。
詳細說明，如圖4所示，經由從上側至下側依序堆疊第一電極111、第一隔離件112、第二電極113、第二隔離件114、第一電極111及第一隔離件112可形成第二 基礎單元110c。並且，如圖5所示，經由從上側至下側依序堆疊第二電極113、第二隔離件114、第一電極111、第一隔離件112、第二電極113、及第二隔離件114可形成第三基礎單元110d。由上述可知，可從下側至上側依序進行堆疊程序。
當僅堆疊一個第二基礎單元110c和一個第三基礎單元110d時，可形成一重複結構，其中重複堆疊該四層結構。因此，如圖6所示，當第二基礎單元110c及和第三基礎單元110d一個接一個交替堆疊時，僅堆疊第二及第三基礎單元可形成電池堆疊部100b。用於參考：當製備三種基礎單元時，經由以一預定順序堆疊基礎單元可形成電池堆疊部，該預定順序例如：第一基礎單元、第二基礎單元、第三基礎單元、再一次第一基礎單元、第二基礎單元、及第三基礎單元。
如上所述，本發明中一種基礎單元具有一四層結構或一重複堆疊該四層結構之重複結構，四層結構係依序堆疊一第一電極、一第一隔離件、一第二電極及一第二隔離件。並且，本發明中至少兩種基礎單元係以該預定順序堆疊該些基礎單元，以形成四層結構或重複設置該四層結構之重複結構。例如，第一基礎單元本身形成四層結構，且第二基礎單元和第三基礎單元經由堆疊各一者而形成時二層結構，即共兩個基礎單元。
因此，可僅經由堆疊形成電池堆疊部或電極組，即可經由重複堆疊一種基礎單元或依序堆疊至少兩種基礎 單元形成電池堆疊部或電極組。
可經由一個接一個堆疊基礎單元而形成本發明之電池堆疊部。換言之，經由形成基礎單元，然後重複堆疊或以預定順序堆疊基礎單元，可製造出電池堆疊部。如上所述，僅經由堆疊基礎單元可形成本發明之電池堆疊部。因此，可以非常準確地排列本發明之基礎單元，當基礎單元呈準確排列時，電極和隔離件也可以被準確地排列於電池堆疊部中。此外，因製程極為容易，可提升電池堆疊部或電極組之產率。
[基礎單元之製造]
將根據圖7示範性描述第一基礎單元之製程。首先，準備第一電極材料121、第一隔離材料122、第二電極材料123及第二隔離件材料124。於此，第一隔離件材料122和第二隔離件材料124可為相同。將第一電極材料124利用切割機C1切割成預定尺寸，且將第二電極材料123利用切割機C2切割成預定尺寸。然後，將第一電極材料121堆疊在第一隔離件材料122上，且將第二電極材料123堆疊在第二隔離件材料124上。
接著，電極材料和隔離件材料較佳為利用壓合機L1和L2呈互相附著。透過附著，可形成其中電極和隔離件整體結合的基礎單元。該結合方法可有多種。壓合機L1和L2可提供壓力至材料、或提供壓力和熱至材料，使材料互相附著。由於此附著，當製造電池堆疊部時可更容易執行基礎單元之堆疊。並且，由於此附著，可更加容易排 列基礎單元。附著後，將第一隔離件材料122和第二隔離件材料124利用切割機C3切割成預定尺寸，以製造基礎單元110a。在此過程中，隔離件的邊緣並未互相連接。
如上所述，在基礎單元中，電極可附著至相鄰隔離件；或者，隔離件可附著至相鄰電極。於此，電極面向該相鄰隔離件之一全部表面較佳為附著至一相鄰隔離件。在此情況下，電極可穩定固定至隔離件。一般而言，電極的尺寸小於隔離件的尺寸。
藉此，可提供黏著劑至隔離件。然而，當使用黏著劑時，必須在隔離件之黏著劑表面上施以網狀或點狀的黏著劑，其係由於：若黏著劑緊密施加在全部黏著劑表面，反應性離子(如鋰離子)可能無法穿過隔離件。因此，當使用黏著劑時，難以讓電極之全部表面緊密附著至相鄰隔離件。
或者，使用包含具附著力塗層之隔離件能夠使電極附著至隔離件；下面詳述此點。隔離件可包含多孔隔離件基材(例如聚烯烴系隔離件基材)、及均勻塗佈於該隔離件基材之一側或兩側之多孔性塗層。在本發明中，該塗層可由無機顆粒以及黏結高分子的混合物所形成，其中該黏結高分子使該些無機顆粒互相連結及固定。
藉此，無機顆粒可提升隔離件的熱穩定性。換言之，無機顆粒可防止隔離件在高溫下收縮。此外，該黏結高分子可固定該些無機顆粒以提升該隔離件的機械穩定性。又，該黏結高分子可使該電極附著至該隔離件。由於 黏結高分子通常散佈於該塗層中，該電極可緊密地黏著至該隔離件的全部黏著劑表面，而不同於上述黏著劑。因此，當使用上述的隔離件時，可使該電極更穩定地固定至該隔離件。為了增強該黏著性，可使用上述壓合機。
無機顆粒可具有一緊密堆疊結構，使整體塗層之該些無機顆粒間形成間隙體積，在本發明中，藉由該些無機顆粒所定義之該間隙體積，該塗層中可形成一多孔結構。由於該多孔結構，即使在隔離件上形成塗層，鋰離子可順利地通過該隔離件。用於參考：藉由該些無機顆粒所定義之該間隙體積可由黏結高分子依據其位置進行封阻。
在本發明中，緊密堆疊結構可解釋為：玻璃瓶中包含碎石的結構。因此，當該些無機顆粒形成該緊密堆疊結構時，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，而是均勻形成於該塗層中。結果，當各個無機顆粒的尺寸增加時，由該間隙空間所形成的孔洞之大小亦增加。由於上述緊密堆疊結構，該些鋰離子可由該隔離件的全表面而順利地通過該隔離件。
在電池堆疊部中，基礎單元亦可互相附著。例如，若將黏著劑或上述塗層提供至圖1第二隔離件14之下表面，其他基礎單元可附著至第二隔離件14之下表面。
在本發明中，於基礎單元中電極與隔離件間之附著力可大於電池堆疊單元中該些基礎單元間之附著力。因此，該些基礎單元間可能無法提供附著力。在此情況下，當拆開電極組或電池堆疊部時，由於在黏合強度上的差異， 可能會將該電極組分開為該些自由基單元。用於參考：附著力可代表剝離力。例如，電極和隔離件間之附著力可表示為：從隔離件分離電極所需之力。在此情況下，電池堆疊部中，基礎單元可不連結至相鄰基礎單元；或可利用與電極和隔離件間之連結力不同之連結力，將電池堆疊部中之基礎單元連結至相鄰基礎單元。
用於參考：當隔離件包含上述塗層時，不建議於該隔離件上進行超音波焊接。一般來說，隔離件的尺寸大於電極尺寸。因此，可嘗試以超音波焊接將第一隔離件112之邊緣連接至第二隔離件114的邊緣。在本發明中，在超音波焊接中需要透過一焊頭來直接施壓於一待焊接的物件。然而，當透過一焊頭直接施壓於隔離件的邊緣時，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。
[基礎單元之變化]
目前，說明的基礎單元具有相同尺寸。然而，基礎單元可具有不同尺寸。當堆疊具有不同尺寸的基礎單元時，可製造出具有不同形狀之電池堆疊部。在本發明中，基礎單元的尺寸可解釋成參考隔離件的尺寸，因此隔離件一般大於電極。
參考圖8和圖9，製備複數基礎單元，且可分為具有不同尺寸之至少兩組(請參照圖中的標號1101a,1102a，及1103a)。根據基礎單元尺寸進行堆疊，可形成具有複數階梯結構之基礎單元。圖8和圖9為說明一範例， 其中電池堆疊部包含三個階梯，其係經由堆疊分成三組之基礎單元1101a,1102a，及1103a所形成，其中具有相同尺寸的基礎單元堆疊在一起。換言之，圖8和圖9說明經由堆疊相同尺寸之基礎單元所形成之三個階梯結構範例。作為參考：包含在一組中的基礎單元可形成兩個以上之階梯結構。此外，可利用電池堆疊部中之一個基礎單元形成一個階梯結構。
當如上述形成複數階梯結構時，基礎單元較佳具有第一基礎單元之結構，及上述四層結構或重複堆疊該四層結構之重複結構。(在本發明中，即使該些基礎單元具有相同堆疊結構但具有不同尺寸，該些基礎單元被認為包含於一種基礎單元中。)
在一個階梯結構中，較佳為堆疊相同數量的陰極和陽極。並且，較佳為相反的電極透過一階梯結構和另一階梯結構間的隔離件而互相面對。例如，在第二基礎單元和第三基礎單元之情況下，需要用兩種基礎單元形成一階梯結構。
然而，在第一基礎單元之情況下，圖9說明僅需用一種基礎單元形成一階梯結構。因此，當基礎單元具有四層結構、或重複堆疊四層結構之重複結構時，即使在形成複數階梯結構亦可增加基礎單元之種類數。
並且，在第二基礎單元和第三基礎單元之情況下，需要堆疊兩種基礎單元中的至少一種以形成一階梯結構。因此，一個階梯結構可具有至少十二層結構。然而， 在第一基礎單元之情況下，僅需堆疊一種基礎單元以形成一階梯結構。因此，一個階梯結構可具有至少四層結構。據此，當基礎單元具有四層結構、或堆疊該四層結構之重複結構時，當形成複數階梯結構時能夠輕易控制各階梯結構之厚度。
基礎單元不僅可具有不同尺寸亦可具有不同幾何形狀。例如，基礎單元可具有不同尺寸和不同邊緣形狀，且可具有或不具有如圖10所示之穿孔。具體說明，如圖10所示，分為三組的複數基礎單元可經由堆疊具有相同幾何形狀的基礎單元進而形成三個階梯結構。
就此而言，基礎單元可分成至少兩組(各組具有不同的幾何形狀)。同理，基礎單元較佳可具有四層結構、或重複堆疊該四層結構所形成之重複結構，即第一基礎單元之結構。(在本發明中，即使該些基礎單元具有相同堆疊結構但具有不同幾何形狀，該些基礎單元被認為包含於一種基礎單元中。)
[附屬單元]
電池堆疊部可更包含第一附屬單元及第二附屬單元中之至少一種。首先，以下將描述第一附屬單元。在本發明說明書中，一電極位於基礎單元之一端，且一隔離件位於基礎單元之另一端。當基礎單元依序堆疊時，電極可位於電池堆疊部之最頂部或最底部(請參照圖11中之標號116，此電極可稱為終端電極116)。第一附屬單元係額外堆疊於終端電極上。
詳細說明，如圖11所示，當終端電極116為陰極時，第一附屬單元130a可經由從終端電極116向外依序堆疊隔離件114、陽極113、隔離件112、及陰極111所形成。另一方面，如圖12所示，當終端電極116為陽極時，第一附屬單元130b可經由從終端電極116向外依序堆疊隔離件114、及陰極113所形成。
如圖11和圖12所示，在電池堆疊部100d和100e中，陰極可透過第一附屬單元130a和130b而位於終端電極之最外部。在此情況下，位於最外部之陰極中，即第一附屬單元之陰極中，較佳僅於集流器兩側中面向基礎單元之一側(圖11面朝下之一側)塗佈一活性材料層。當集流器之一側如上述塗佈活性材料層時，活性材料層並非位於電池堆疊部之最外部。因此，可防止浪費該活性材料層。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，可提升電池的電容。
供參考，第一附屬單元較佳可具有與設置終端電極之基礎單元相同的尺寸。此外，稍後描述之第二附屬單元較佳亦可具有與設置終端電極之基礎單元相同的尺寸。
接著，下面描述第二附屬單元。第二附屬單元執行與第一附屬單元相同的功能，將詳述如下。在本發明說明書中，電極位於基礎單元之一端，且隔離件位於基礎單元之另一端。當依序堆疊基礎單元時，隔離件可位於電池堆疊部之最頂部或最底部(請參照圖13中標號117，該隔 離件可作為終端隔離件117)。第二附屬單元係額外堆疊於終端隔離件上。
再詳加說明，如圖13所示，當接觸終端隔離件117之電極113為基礎單元中之陰極時，第二附屬單元140a可經由從中短隔離件117依序堆疊陽極111、隔離件112及陰極113所形成。另一方面，如圖14所示，當接觸終端隔離件117之電極113為基礎單元中之陽極時，第二附屬單元140b可形成為陰極111。
如圖13及圖14所示，在電池堆疊部100f及100g中，陰極可透過第二附屬單元140a及140b而位於終端隔離件之最外部。在此情況下，位於最外部之陰極中，及第二附屬單元之陰極中，較佳僅於集流器兩側中面向基礎單元之一側(圖13面朝下之一側)塗佈一活性材料層，如同第一附屬單元中之陰極。
第一附屬單元及第二附屬單元可具有不同於上述之結構。首先，第一附屬單元將描述如下。如圖15所示，當終端電極116為陰極時，第一附屬單元130c可經由從終端電極116依序堆疊隔離件114及陽極113所形成。另一方面，如圖16所示，當終端電極116為陽極時，第一附屬單元130d可經由從終端電極116依序堆疊隔離件114、陰極113、隔離件112及陽極111所形成。
如圖15及圖16所示，在電池堆疊部100h和100i中，陽極可透過第一附屬單元130c及130d而位於終端電極之最外部。
接著，第二附屬單元將描述如下。如圖17所示，當接觸終端隔離件117之電極113為基礎單元中之陰極時，第二附屬單元140c可形成為陽極111。如圖18所示，當接觸終端隔離件117之電極113為基礎單元中之陽極時，第二附屬單元140d可經由從終端隔離件117依序堆疊陰極111、隔離件112及陽極113所形成。如圖17及圖18中，在電池堆疊部100j及100k中，陽極可透過第二附屬單元140c及140d而位於終端隔離件之最外部。
用於說明，陽極因電位差可與電池殼體(例如袋狀殼體)之鋁層進行反應。因此，樣及較佳藉由隔離件而與電池殼體絕緣。就此而言，圖15至18中之第一附屬單元及第二附屬單元可更包含位於陽極外部之隔離件。例如，相較於圖15中之第一附屬單元130c，圖19中之第一附屬單元130e可更包括位於其最外部之隔離件112。用於參考：當附屬單元包含隔離件時，可容易執行基礎單元中附屬單元之排列。
電池堆疊部100m可形成如圖20中所示。基礎單元110b可經由從底部至頂部依序堆疊第一電極111、第一隔離件112、第二電極113及第二隔離件114所形成。在此情況下，第一電極111可為陰極且第二電極113可為陽極。
第一附屬單元130f可經由從終端電極116依序堆疊隔離件114、陽極113、隔離件112及陰極111所形成。在此情況下，第一附屬單元130f之陰極111中，於集流器 之兩側中僅有面向基礎單元110b之一側塗佈一活性材料層。
並且，第二附屬單元140e可經由從終端隔離件117依序堆疊陰極111(第一電極)、隔離件112、陽極113、隔離件114及陰極118(第二電極)所形成。在此情況下，位於最外部之第二附屬單元140e之陰極118中(第二電極)，於集流器之兩側中僅有面向基礎單元110b之一側塗佈一活性材料層。
最後，電池堆疊部100n可形成如圖21所示。在此情況下，基礎單元110e可經由從頂部至底部依序堆疊第一電極111、第一隔離件112、第二電極113、及第二隔離件114所形成。在此情況下，第一電極111可為陽極，第二電極113可為陰極。並且，第二附屬單元140f可經由從終端隔離件117依序堆疊陽極111、隔離件112、陰極113、隔離件114及陽極119所形成。
[高分子二次電池單元]
在本發明說明書中，可製造包含上述電極組之高分子二次電池單元。換言之，本發明之高分子二次電池單元包含電池堆疊部、用於固定該電池堆疊部之固定部、及用於容納該電池組之袋狀殼體。
例如，如圖22所示，高分子二次電池單元可包含具有複數階梯結構之電池堆疊部100；附著於電池堆疊部100頂面至底面之固定部200，其中固定部200係摺疊成複數階梯狀，用以緊密附著至電池堆疊部100；以及容納電 池堆疊部100之袋狀殼體300，其中固定部200附著於袋狀殼體300。
如圖22所示，固定部可由電池堆疊部100之頂面沿著電池堆疊部100之側面而緊密延伸至電池堆疊部100之底面。或者，固定部可由電池堆疊部100之頂面緊密延伸至再次達電池堆疊部100之頂面，或可由電池堆疊部100之底面緊密延伸至再次達電池堆疊部100之底面。固定部可圍繞該電池堆疊部至少一圈。
藉此，固定部200可為高分子膠帶，其以水浸濕時會展現黏性。
因此，本發明之高分子二次電池單元包含具有新穎結構之電極組，其不同於堆疊型或堆疊/折疊型結構。可簡化電極組之堆疊方法並可提升產品之商業價值。
本發明已透過上述示範實施例呈現並說明，在不背離本發明如後申請專利範圍中所定義之精神及範圍下，本技術領域中具有通常知識者可進行顯而易見地修改和變化。
100a‧‧‧電池堆疊部
110a‧‧‧基礎單元
111‧‧‧第一電極
112‧‧‧第一隔離件
113‧‧‧第二電極
114‧‧‧第二隔離件

Claims (24)

  1. 一種電池組，包括：一電池堆疊部，具有複數階梯之結構，該些階梯之結構係由複數基礎單元根據其尺寸或幾何形狀堆疊而成，該些基礎單元係分成具有不同尺寸或幾何形狀之至少兩組；其中，該些基礎單元具有相同數量的複數電極和複數隔離件，該些電極和該些隔離件係交替設置且整體結合，其中，該電池堆疊部之各階梯具有：(a)設置一次或重複設置一種基礎單元之結構或(b)以一預定順序設置至少兩種基礎單元之結構，其中，結構(a)中之一種基礎單元具有：一四層結構或一重複堆疊該四層結構之重複結構，該四層結構係依序堆疊一第一電極、一第一隔離件、一第二電極及一第二隔離件；且其中，結構(b)中之至少兩種基礎單元係以該預定順序堆疊該些基礎單元，以形成該四層結構或重複堆疊該四層結構之該重複結構。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，該隔離件之邊緣未連接一相鄰隔離件之邊緣。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，相鄰的該些基礎單元於該電池堆疊部中係未互相結合，或於該電池堆疊部中以一結合力互相結合，該結合力係不同於該基礎單元中該電極與該隔離件間之一結合力。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，結構(a)中之一種基礎單元包括一第一基礎單元，其具有該四層結構或重複堆疊該四層結構之該重複結構，且其中該電池堆疊部之各階梯具有：設置一次或重複設置該第一基礎單元所得之結構。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，結構(b)中之至少兩種基礎單元包括：一第二基礎單元，其具有依序設置且整體結合之該第一電極、該第一隔離件、該第二電極、該第二隔離件、該第一電極、及該第一隔離件，且一第三基礎單元，其具有依序設置且整體結合之該第二電極、該第二隔離件、該第一電極、該第一隔離件、該第二電極、及該第二隔離件，且其中該電池堆疊部之結構中，該第二基礎單元與該第三基礎單元係交替設置。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，各基礎單元中之該電極係附著至一相鄰隔離件。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電極組，其中，該電極面向該相鄰隔離件之一全部表面係附著至一相鄰隔離件。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之電極組，其中，藉由對該電極及該相鄰隔離件加壓、或對該電極及該相鄰隔離件加壓和加熱，提供該電極與該隔離件間之附著性。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之電極組，其中，於該基礎單元中該電極與該相鄰隔離件間之附著力係大於該電池堆疊單元中該些基礎單元間之附著力。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之電極組，其中，該隔離件包括一多孔隔離基材及一多孔塗層，其係塗佈於該隔離基材之一側或兩側之一全部表面，其中，該多孔塗層包括複數無機顆粒和一黏結高分子之一混合物，其中該黏結高分子使該些無機顆粒互相連結及固定。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電極組，其中，該多孔塗層之該些無機顆粒具有一緊密堆疊結構，使整體塗層之該些無機顆粒間形成間隙體積，且藉由該些無機顆粒所定義之該間隙體積，該塗層中形成一多孔結構。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，該電池堆疊部更包括一第一附屬單元，其堆疊在一終端電極上，該終端電極係一最頂部電極或一最底部電極，其中，當該終端電極係一陰極時，該第一附屬單元係從該終端電極依序堆疊一隔離件、一陽極、一隔離件、及一陰極所形成，且其中，當該終端電極係一陽極時，該第一附屬單元係從該終端電極依序堆疊一隔離件及一陰極所形成。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之電極組，其中該第一附屬單元之該陰極包括：一集流器；以及一活性材料，其係僅塗佈於該集流器兩側之面向該基礎單元之一側。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，該電池堆疊部更包括一第二附屬單元，其設置在一終端隔離件上，該終端隔離件係一最頂部隔離件或一最底部隔離件，其中，於該基礎單元中，當接觸該終端隔離件之該電極係一陰極時，該第二附屬單元係從該終端隔離件依序堆疊一陽極、一隔離件、及一陰極所形成，且其中，於該基礎單元中，當接觸該終端隔離件之該電極係一陽極時，該第二附屬單元係形成作為一陰極。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之電極組，其中該第二附屬單元之該陰極包括：一集流器；以及一活性材料，其係僅塗佈於該集流器兩側之面向該基礎單元之一側。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，該電池堆疊部更包括一第一附屬單元，其堆疊在一終端電極上，該終端電極設置於一最頂部電極或一最底部電極上， 其中，當該終端電極係一陰極時，該第一附屬單元係從該終端電極依序堆疊一隔離件及一陽極，且其中，當該終端電極係一陽極時，該第一附屬單元係從該終端電極依序堆疊一隔離件、一陰極、一隔離件及一陽極所形成。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之電極組，其中，該第一附屬單元更包括一隔離件，其位於該陽極之一外側。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，該電池堆疊部更包括一第二附屬單元，其設置在一終端隔離件上，該終端隔離件係一最頂部隔離件或一最底部隔離件，其中，於該基礎單元中，當接觸該終端隔離件之該電極係一陰極時，該第二附屬單元係形成作為一陽極，且其中，於該基礎單元中，當接觸該終端隔離件之該電極係一陽極時，該第二附屬單元係從該終端隔離件依序堆疊一陰極、一隔離件、及一陽極所形成。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之電極組，其中，該第二附屬單元更包括一隔離件，其位於該陽極之一外側。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，該電池堆疊部更包括一第二附屬單元，其設置在一終端隔離件上，該終端隔離件係一最頂部隔離件或一最底部隔離件，且其中，於該基礎單元中，當接觸該終端隔離件之該電極係一陽極時，該第二附屬單元係從該終端隔離件依序堆 疊一第一陰極、一隔離件、一陽極、一隔離件、及一第二陽極所形成。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之電極組，該第二附屬單元之該第二陽極包括：一集流器；以及一活性材料，其係僅塗佈於該集流器兩側之面向該基礎單元之一側。
  22. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，其中，該電池堆疊部更包括一第二附屬單元，其堆疊在一終端隔離件上，該終端隔離件係為一最頂部隔離件或一最底部隔離件，其中，於該基礎單元中，當接觸該終端隔離件之該電極係一陰極時，該第二附屬單元係從該終端隔離件依序堆疊一第一陽極、一隔離件、一陰極、及一第二陽極所形成。
  23. 如申請專利範圍第1項所述之電極組，更包括一固定部，係用於固定該電池堆疊部。
  24. 一種高分子二次電池單元，包括：該如申請專利範圍第1項所述之電極組；以及一袋狀殼體，容納該電池組。
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