柔性電極組件和具有該電極組件的電化學裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本公開涉及電極組件，更具體地，涉及柔性電極組件以及包括該柔性電極組件的電化學裝置。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術的發展，針對各種便攜式電子裝置的市場快速成長，這些便攜式電子裝置不僅包括移動電話、游戲機、便攜式多媒體播放器(PMP)和MPEG音頻層-3 (MP3)播放器，而且包括智能電話、智能觸摸板(smart pad)、電子書終端、平板計算機和可穿戴醫療裝置。隨著針對便攜式電子裝置的市場成長，對適于驅動便攜式電子裝置的電池的需求也相應地增漲。而且，由于便攜式電子裝置被期望關于使用、攜帶和存放便攜式電子裝置是柔性的，以具有耐沖擊性，所以對具有上述特征的柔性電池的需求也增漲。
[0003]不同于不可充電的原電池，二次電池是指能夠被充電或放電的電池。尤其是，與鎳鎘(NiCd)電池或鎳氫(N1-H2)電池相比，鋰(Li) 二次電池具有更高的電壓且更高的每單位質量能量密度的優點，因此，最近對于鋰二次電池的需求增漲。當不足夠柔性的電池彎曲時，電池的耐用性和穩定性會降低。
【發明內容】
[0004]本發明的實施方式涉及柔性電極組件以及包括該柔性電極組件的電化學裝置。
[0005]根據本發明的實施方式，電極組件包括電極層疊結構，該電極層疊結構包括:具有柔性的第一電極組件片和具有柔性的第二電極組件片，其中第一電極組件片和第二電極組件片交替地一個設置在另一個上；以及約束單元，該約束單元約束電極層疊結構的一部分。在這樣的實施方式中，第一電極組件片包括第一隔離膜、與第一隔離膜相對設置的第二隔離膜、設置在第一和第二隔離膜之間的第一電極片、以及第一限制單元，其中第一電極片包括第一電極集流器和第一活性材料層，該第一限制單元限制第一電極片相對于第一和第二隔離膜的運動。
[0006]在實施方式中，第一和第二隔離膜可以包括多孔聚合物膜。
[0007]在實施方式中，當電極層疊結構彎曲時，第一電極組件片和第二電極組件片之間的相對位置變化量可以在沿著電極層疊結構的長度方向最遠離約束單元定位的部分中比在約束單元所處的部分中相對地大。
[0008]在實施方式中，第一電極組件片和第二電極組件片可以在沿著電極層疊結構的長度方向最遠離約束單元定位的部分中可以彼此不連接。
[0009]在實施方式中，電極層疊結構還可以包括可伸展構件，該可伸展構件設置在沿著電極層疊結構的長度方向最遠離約束單元定位的部分中，其中，該可伸展構件連接第一電極組件片和第二電極組件片。
[0010]在實施方式中，第一限制單元可以限制第一電極片在垂直于電極層疊結構的層疊方向的方向上的運動。
[0011]在實施方式中，第一限制單元可以包括連接構件或者約束部分，該連接構件連接第一隔離膜和第二隔離膜，該約束部分粘接第一隔離膜和第二隔離膜。
[0012]在實施方式中，第一隔離膜和第二隔離膜可以限定單個的整體的且不可分割的單
J L ο
[0013]在實施方式中，第一電極片可以粘接到第一和第二隔離膜中的至少一個。
[0014]在實施方式中，第一和第二隔離膜中的所述至少一個可以粘接到第一電極片的第一活性材料層或第一電極集流器。
[0015]在實施方式中，第一電極片的運動范圍可以被限制在約束單元和第一限制單元之間。
[0016]在實施方式中，第二電極組件片可以包括第二電極片，該第二電極片包括第二電極集流器和第二活性材料層。
[0017]在實施方式中，第二電極組件片還可以包括第三隔離膜、與第三隔離膜相對設置的第四隔離膜、以及第二限制單元，其中，第二電極片夾置在第三和第四隔離膜之間，第二限制單元限制第二電極片相對于第三和第四隔離膜的運動。
[0018]在實施方式中，第一和第二隔離膜可以包括多孔聚合物膜。
[0019]在實施方式中，第二電極片可以粘接到第三和第四隔離膜中的至少一個。
[0020]在實施方式中，電極層疊結構還可以包括設置在第一電極組件片和第二電極組件片之間的額外的隔離膜。
[0021 ] 在實施方式中，約束單元可以設置在電極層疊結構的一個端部部分或者相對的端部部分的每個處，或者約束單元可以設置在電極層疊結構的相對端部部分之間。
[0022]在實施方式中，第一和第二隔離膜和第二電極組件片中的至少一個可以通過約束單元約束。
[0023]在實施方式中，第一電極片可以被約束單元約束。
[0024]在實施方式中，約束單元可以包括約束元件、約束孔、壓力構件和電極層疊結構的被粘接部分中的至少一個。
[0025]在實施方式中，電極組件還可以包括設置在電極層疊結構的外表面上的保護膜。
[0026]在實施方式中，保護膜的柔性可以小于第一或第二隔離膜的柔性。
[0027]在實施方式中，電極組件還可以包括電極接線片，該電極接線片從電極層疊結構延伸并電連接到第一和第二電極組件片中的每個。
[0028]在實施方式中，電極接線片可以鄰近約束單元設置。
[0029]在實施方式中，電極接線片延伸的位置與約束單元之間的間距可以等于或小于電極層疊結構的長度的約0.3倍。
[0030]在實施方式中，電極組件還可以包括圍繞電極接線片設置的加強元件。
[0031]在實施方式中，由約束單元約束的區域的長度可以等于或小于電極層疊結構的長度的約0.5倍。
[0032]根據本發明的另一實施方式，一種電化學裝置包括電極組件、電解質以及容納電極組件和電解質的外部構件。在這樣的實施方式中，電極組件可以包括電極層疊結構，該電極層疊結構包括具有柔性的第一電極組件片和具有柔性的第二電極組件片以及約束單元，該第一和第二電極組件交替地一個設置在另一個上，該約束單元約束電極層疊結構的一部分。在這樣的實施方式中，第一電極組件片包括第一隔離膜、與第一隔離膜相對設置的第二隔離膜、第一電極片以及第一限制單元，該第一電極片設置在第一隔離膜和第二隔離膜之間并且包括第一電極集流器和第一活性材料層，第一限制單元限制第一電極片相對于第一和第二隔離膜的運動。
[0033]在實施方式中，第二電極組件片可以包括第二電極片，該第二電極片可以包括第二電極集流器和第二活性材料層。
[0034]在實施方式中，第二電極組件片還可以包括第三隔離膜、與第三隔離膜相對設置的第四隔離膜、以及第二限制單元，其中第二電極片夾置在第三和第四隔離膜之間，第二限制單元限制第二電極片相對于第三和第四隔離膜的運動。
[0035]在實施方式中，約束單元可以設置在電極層疊結構的一個端部部分或者相對的端部部分中的每個處，或者約束單元可以設置在電極層疊結構的相對的端部部分之間。
[0036]在實施方式中，電極組件還可以包括設置在電極層疊結構的外表面上的保護膜。
[0037]在實施方式中，電極組件還可以包括從電極層疊結構延伸并鄰近約束單元設置的電極接線片。
【附圖說明】
[0038]本發明的上述和其他特征將通過參照附圖進一步詳細描述本發明的示例性實施方式而變得更清楚，圖中:
[0039]圖1是示出根據本發明的電極組件的示例性實施方式的透視圖；
[0040]圖2是圖1的電極組件的分解透視圖；
[0041 ]圖3是圖1的電極組件的平面圖；
[0042]圖4是沿著圖3的線1-Γ截取的截面圖；
[0043]圖5是圖1的第一電極組件片的示例性實施方式的分解透視圖；
[0044]圖6是圖5的第一電極組件片的平面圖；
[0045]圖7是示出處于彎曲狀態的圖1的電極組件的截面圖；
[0046]圖8A至SG是示出圖1的第一電極組件片的限制單元的示例性實施方式的平面圖；
[0047]圖9是示出圖1的電極組件中電極接線片和約束單元(binding unit)之間的關系的平面圖；
[0048]圖10是示出圖1的電極組件中圍繞電極接線片設置的加強元件的部分截面圖；
[0049]圖11是示出圖1的第一電極組件片的備選示例性實施方式的截面圖；
[0050]圖12是示出圖1的第一電極組件片的另一備選示例性實施方式的截面圖；
[0051]圖13是示出圖1的電極組件的約束單元的備選示例性實施方式的平面圖；
[0052]圖14A至14C示出圖1的電極組件的約束單元的其他備選示例性實施方式；
[0053]圖15是示出根據本發明的電極組件的備選示例性實施方式的截面圖；
[0054]圖16是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的截面圖；
[0055]圖17是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的截面圖；
[0056]圖18是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的截面圖；
[0057]圖19是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的截面圖；
[0058]圖20是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的平面圖；
[0059]圖21是沿圖20的線ΙΙ-ΙΓ截取的截面圖；
[0060]圖22是處于彎曲狀態的圖20的電極組件的截面圖；
[0061]圖23是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的截面圖；
[0062]圖24是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的截面圖；
[0063]圖25是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的截面圖；
[0064]圖26是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的平面圖；
[0065]圖27是沿圖26的線111-111’截取的截面圖；
[0066]圖28是示出處于彎曲狀態的圖27的電極組件的截面圖；
[0067]圖29是示出圖26的電極組件中電極接線片和約束單元之間的關系的平面圖；
[0068]圖30是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的截面圖；
[0069]圖31是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的平面圖；
[0070]圖32是示出根據本發明的電極組件的另一備選示例性實施方式的平面圖；以及
[0071]圖33是示出根據本發明的電化學裝置的示例性實施方式的透視圖。
【具體實施方式】
[0072]現在參照附圖在下面更全面描述本發明，圖中示出各種實施方式。但是，本發明可以按照很多不同方式實施，且不應該理解為限制于在此闡述的實施方式。而是，這些實施方式被提供來使得本公開將全面和完整，并將向本領域技術人員充分傳達本發明的范圍。相同的附圖標記始終表示相同的元件。
[0073]將理解，當元件被稱為“在”另一元件“上”時，它可以直接在該另一元件上或者可以在其間存在中間元件。相反，當元件被稱為“直接在”另一個元件“上”時，不存在中間元件。
[0074]將理解，雖然術語“第一”、“第二”、“第三”等在此可以用于描述各種元件、部件、區域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區域、層和/或部分不應受這些術語限制。這些術語僅用于將一個元件、部件、區域、層或部分與另一元件、部件、區域、層或部分區分開。從而，下面討論的“第一元件”、“第一部件”、“第一區域”、“第一層”或“第一部分”可以被稱為第二元件、第二部件、第二區域、第二層或第二部分，而不背離在此的教導。
[0075]在此使用的術語僅用于描述【具體實施方式】而不意在限制。在此使用時，單數形式“一”和“該”旨在包括復數形式，包括“至少一個”，除非上下面清楚地另外表示。“或”意味著“和/或”。在此使用時，術語“和/或”包括相關列舉項目中的一個或多個的任何