[發明專利]將凝膠電解液組分包括在構成電極組件的隔板的孔中的電池單元

有效

• 申請號: 201680046500.6
• 申請日: 2016-10-07
• 公開（公告）號: CN107851845B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發明（設計）人: 李知垠;鄭熙錫;吳世橒;李恩周
• 申請（專利權）人: 株式會社LG化學
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565;H01M50/463;H01M10/052;H01M50/244
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

本發明提供一種電池單元，所述電池單元包括：電極組件，所述電極組件具有其中隔板插置在陰極和陽極之間的結構，其中所述隔板形成有多個孔且所述孔包括凝膠電解液組分。

技術領域

本發明涉及一種其中將凝膠電解液組分包括在構成電極組件的隔板的孔中的電池單元。

本申請要求于2015年10月07日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第10-2015-0140927號的權益和優先權，引入上述專利申請的全部內容作為本說明書的一部分。

背景技術

近年來，由于化石燃料的消耗導致能源價格上漲并且人們對環境污染的關注增加。因此，對環境友好型替代能源的需求已經成為未來生活不可缺少的因素。對諸如核電、太陽能發電、風力發電、潮汐發電之類的發電技術一直在進行各種研究，且用于更有效地利用如此產生的能源的電力儲存裝置也備受關注。

具體地說，隨著技術發展和對這種移動裝置的需求增加，對作為能源的電池的需求也迅速增加，并且對滿足各種需求的電池已經進行了很多研究。

通常，就電池的形狀而言，對能夠應用于諸如具有小厚度的手機之類的產品的棱柱形二次電池和袋型二次電池的需求增加；而就材料而言，對具有諸如高能量密度、放電電壓和輸出穩定性之類的優點的諸如鋰離子電池和鋰離子聚合物電池之類的鋰二次電池的需求增加。

此外，二次電池根據如何構建電極組件進行分類，電極組件具有其中堆疊有陰極、陽極以及插置在陰極和陽極之間的隔板的結構。通常，二次電池的實例可包括包卷型(卷繞型)電極組件，所述包卷型電極組件具有在其中將長片型陰極和陽極在隔板插置于它們之間的情況下進行卷繞的卷繞結構；堆疊型電極組件，在其中被切割成預定尺寸單元的多個陰極和陽極在隔板插置于它們之間的情況下進行順序地堆疊；或類似者。近年來，為了解決包卷型電極組件和堆疊型電極組件的問題，作為具有其中混合有包卷型和堆疊型的進一步改進的結構的電極組件，開發了一種堆疊/折疊型電極組件，其具有以下結構：其中在單元電池中預定單元的陰極和陽極在隔板插置在它們之間的情況下進行堆疊，所述單元電池在被置于隔膜上的情況下進行順序地卷繞。

此外，根據電池殼體的形狀，二次電池被劃分為圓柱型電池和棱柱形電池，在圓柱型電池和棱柱形電池中電極組件內嵌于圓柱型或棱柱形金屬罐內；以及袋型電池，在袋型電池中電極組件內嵌于鋁層壓片的袋型殼體內。

具體地說，近年來，具有其中堆疊型或堆疊/折疊型電極組件內嵌于鋁層壓片的袋型電池殼體內的結構的袋型電池因制造成本低、重量小、易形變等引起極大的關注，并且袋型電池的使用也在逐漸增加。

一般而言，二次電池通過以下方式完成：通過將其中混合有電極活性材料、導電劑、粘合劑等的電極混合物涂布到電極集電器上并進行干燥來制造電極，將所制造的電極與隔板一起堆疊，然后將電極和隔板與電解液一起嵌入電池殼體中，并將電池殼體密封。

此時，隔板是具有高離子傳輸和機械強度的絕緣薄膜，且隔板包括具有預定直徑的孔在內的結構。更具體地說，使用由諸如耐化學腐蝕的和疏水性的聚丙烯、玻璃纖維、聚乙烯或類似物制成的片材、無紡纖維、或類似物。當諸如聚合物的固體電解質用作電解質時，固體電解質也可充當隔板。

然而，當孔的尺寸較大或孔隙率較高時，隔板可能在鋰離子的移動方面是有利的，但施加在陰極與陽極之間的絕緣性能可能會劣化，導致電池的安全性可能會劣化。

另一方面，當隔板的孔的尺寸太小或孔隙率太低時，隨著電池的充電和放電循環的進行，由電解液的分解產生的副產物或類似物靠近隔板的孔，導致電池的電性能可能會劣化。

此外，當固體電解質充當隔板時，優點在于：電池中產生的氣體減少或安全性得到提高，但浸漬性質和離子導電性低于液化電解液，導致電池的性能可能會劣化。

因此，對能夠從根本上解決這些問題的技術的需求增加。

發明內容