[發(fā)明專利]三維電池的尺寸約束

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780043543.3
• 申請日: 2017-05-12
• 公開（公告）號: CN109478690B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·S·布薩卡;A·拉希里;M·拉馬蘇布拉馬尼亞;B·A·瓦爾德斯;G·C·戴爾斯;C·J·斯賓特;G·M·霍;H·J·魯斯特三世;J·D·威爾科克斯;J·F·瓦爾尼;K·H·李;N·S·沙阿;R·J·孔特雷拉斯;L·范埃爾登;V·迪歐梅夫
• 申請（專利權(quán)）人: 艾諾維克斯公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0525;H01M10/054;H01M10/04
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 賀月嬌;楊曉光

1.一種在充電狀態(tài)與放電狀態(tài)之間循環(huán)的二次電池，所述二次電池包括電池外殼、位于所述電池外殼內(nèi)的電極組件、載體離子、非水液體電解質(zhì)，還包括一組電極約束件，其中

所述電極組件具有相互垂直的縱向軸、橫向軸和垂直軸、在縱向方向上彼此分離的第一縱向端面和第二縱向端面、以及圍繞電極組件縱向軸A_EA并連接所述第一縱向端面和所述第二縱向端面的橫向表面，所述橫向表面具有位于所述縱向軸的相反兩側(cè)上并在與所述縱向軸正交的第一方向上分離的相對的第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述電極組件具有在所述縱向方向上測量的最大寬度W_EA、由所述橫向表面限定并且在橫向方向上測量的最大長度L_EA、以及由所述橫向表面限定并且在垂直方向上測量的最大高度H_EA，L_EA和W_EA中的每一者與H_EA的比率分別為至少2:1，

所述電極組件進一步包括電極結(jié)構(gòu)群、反電極結(jié)構(gòu)群、以及電隔離所述電極結(jié)構(gòu)群和所述反電極結(jié)構(gòu)群的構(gòu)件的電絕緣微孔隔膜材料，所述電極結(jié)構(gòu)群和所述反電極結(jié)構(gòu)群的構(gòu)件在所述縱向方向上以交替序列排列，

所述電極結(jié)構(gòu)群的每個構(gòu)件包括電極活性材料層，并且所述反電極結(jié)構(gòu)群的每個構(gòu)件包括反電極活性材料層，其中所述電極活性材料具有在所述二次電池從放電狀態(tài)被充電至充電狀態(tài)時，每摩爾電極活性材料接受超過一摩爾載體離子的容量，

所述一組電極約束件包括初級約束系統(tǒng)，所述初級約束系統(tǒng)包括第一初級生長約束件和第二初級生長約束件和至少一個初級連接構(gòu)件，所述第一初級生長約束件和所述第二初級生長約束件在所述縱向方向上彼此分離，并且所述至少一個初級連接構(gòu)件連接所述第一初級生長約束件和所述第二初級生長約束件，其中所述初級約束系統(tǒng)約束所述電極組件在所述縱向方向上的生長，使得在所述二次電池的20個連續(xù)循環(huán)期間，所述電極組件在所述縱向方向上的費雷特直徑的任何增加小于20％，

所述一組電極約束件進一步包括二級約束系統(tǒng)，所述二級約束系統(tǒng)包括在第二方向上分離并通過至少一個二級連接構(gòu)件連接的第一二級生長約束件和第二二級生長約束件，其中所述二級約束系統(tǒng)在所述二次電池的循環(huán)期間至少部分地約束所述電極組件在所述第二方向上的生長，所述第二方向與所述縱向方向正交，

所述充電狀態(tài)是所述二次電池的額定容量的至少75％，所述放電狀態(tài)小于所述二次電池的所述額定容量的25％，

其中所述至少一個二級連接構(gòu)件包括沿著所述縱向軸在所述電極組件的所述第一縱向端面和所述第二縱向端面內(nèi)的構(gòu)件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述初級約束系統(tǒng)約束所述電極組件在所述縱向方向上的生長，使得在所述二次電池的30個連續(xù)循環(huán)期間，所述電極組件的在所述縱向方向上的費雷特直徑的任何增加小于20％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述初級約束系統(tǒng)約束所述電極組件在所述縱向方向上的生長，使得在所述二次電池的50個連續(xù)循環(huán)期間，所述電極組件的在所述縱向方向上的費雷特直徑的任何增加小于20％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述初級約束系統(tǒng)約束所述電極組件在所述縱向方向上的生長，使得在所述二次電池的80個連續(xù)循環(huán)期間，所述電極組件的在所述縱向方向上的費雷特直徑的任何增加小于20％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中在所述二次電池的100個連續(xù)循環(huán)期間，所述初級約束系統(tǒng)將所述電極組件在所述縱向方向上的生長約束到小于20％。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其中所述初級約束系統(tǒng)約束所述電極組件在所述縱向方向上的生長，使得在所述二次電池的1000個連續(xù)循環(huán)期間，所述電極組件的在所述縱向方向上的費雷特直徑的任何增加小于20％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的二次電池，其中所述初級約束系統(tǒng)約束所述電極組件在所述縱向方向上的生長，使得在所述二次電池的10個連續(xù)循環(huán)期間，所述電極組件的在所述縱向方向上的費雷特直徑的任何增加小于10％。