[發明專利]用于鋰-離子電池的單元的可折疊柔性組裝以及具有基于碳的導電材料的集電器

在審

• 申請號: 201780096502.0
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN111602267A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: O.厄爾巴拉戴;A.莫斯塔西奧;S.弗里克;C.波斯哈德
• 申請（專利權）人: 瑞士CSEM電子顯微技術研發中心
• 主分類號: H01M2/26
• 分類號: H01M2/26;H01M10/04;H01M10/0525;H01M10/0583
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李湘;陳嵐

1.一種用于鋰-離子電池（200）的單元（100）的可折疊柔性組裝，其包括：

-隔板（11），所述隔板（11）由包含電解質的中心帶形成，并且當以平坦配置時限定在第一端（11c）與第二端（11d）之間的縱向方向（X，X'），

-一系列n個負電極（13），其位于所述隔板（11）的第一側上并且沿所述縱向方向設置，相鄰電極對的每個負電極（13）沿與所述縱向方向正交的負電極（13）分離線與所述相鄰電極對的另一個負電極（13）物理地分離，其中n為等于或大于二的整數，

-一系列n個正電極（12），其位于所述隔板（11）的第二側上并且在縱向方向上設置，相鄰電極對的每個正電極（12）沿與所述縱向方向正交的正電極（12）分離線與所述相鄰電極對的另一個正電極（12）物理地分離，

*其中每個負電極（13）對應于相對的正電極（12），

*其中所述隔板（11）的一部分、位于所述隔板（11）的所述第一側上的每個負電極（13）和位于所述隔板（11）的所述第二側上的對應正電極（12）形成單獨單元（40a、40b、40c），

*其中每個所述正電極（12）分離線對應于相對的負電極（13）分離線，每個所述正電極（12）分離線（32）在兩個相鄰的單獨單元（40a、40b、40c）之間利用所述對應的相對負電極（13）分離線（33）形成折疊區（30），

-第一集電器（21），其包括連續地覆蓋所述一系列負電極（13）以便確保所有所述負電極（13）之間的電連接的層

-第二集電器（22），其包括連續地覆蓋所述一系列正電極（12）以便確保所有所述正電極（12）之間的電連接的層。

2.根據權利要求1所述的單元（100）的組裝，其中n是奇整數。

3.根據權利要求1或2所述的單元（100）的組裝，其中所述一系列n個負電極（13）沿所述縱向方向（X.X'）以平行配置設置，并且其中所述一系列n個正電極（12）沿所述縱向方向（X.X'）以平行配置設置。

4.根據權利要求1、2或3所述的單元（100）的組裝，其中所述第一集電器（21）和所述第二集電器（22）中的至少一個包括延伸超過所述一系列負電極或正電極的端部分。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的單元（100）的組裝，其中，當單元（100）的所述組裝以平坦配置時，所述折疊區（30）沿所述縱向方向（X.X'）延伸一距離，所述距離的范圍在所述單元（40a、40b、40c）沿所述縱向方向（X.X'）測量的寬度的25%至100%之間。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的單元（100）的組裝，其中形成所述第一和第二集電器（21、22）的所述層包括：

-至少兩種導電材料，所述導電材料在以下材料之中：基于碳的材料和水溶性或水分散性導電聚合物，所述導電材料包括至少一種基于碳的材料并且具有相對于所述集電器（21、22）的總重量從約70至99.5每重量%的范圍內的總量，

-至少一種粘合劑，所述粘合劑包含木質纖維素材料，所述木質纖維素材料選自由以下材料構成的分組：纖維素纖維、精制纖維素纖維、纖維素微纖絲或微纖維化纖維素（MFC）、纖維素納米纖絲和木質素，其具有相對于所述集電器（21、22）的所述總重量從約0.5至30重量%的范圍內的量。

7.根據權利要求6所述的單元（100）的組裝，其中所述至少兩種導電材料是基于碳的材料。

8.根據權利要求7所述的單元（100）的組裝，其中所述至少兩種導電材料至少包括炭黑和石墨粉末。

9.根據權利要求7所述的單元（100）的組裝，其中所述至少兩種導電材料包括炭黑。

10.根據權利要求9所述的單元（100）的組裝，其中所述炭黑根據相對于固體顆粒的混合物的總重量從約2.5至5每重量%的范圍內的總量來存在。