[發明專利]電極組件及其電池裝置

在審

• 申請號: 202210022090.9
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN115117367A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 楊思枬;吳孟鴻;費文昕;趙星智
• 申請（專利權）人: 輝能科技股份有限公司;輝能控股股份有限公司
• 主分類號: H01M4/70
• 分類號: H01M4/70;H01M50/262;H01M4/13;H01M10/0525;H01M10/054;H01M10/0585;H01M10/613;H01M10/654;A62C3/16
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 喻嶸

本發明提供一種電極組件及其電池裝置，其利用第一帶狀集電層與第二帶狀集電層夾設多個電化學系統，并配合膠框予以完整封圍，使電化學系統彼此間各自獨立僅有電荷轉移而無電化學反應，而位于兩個相鄰電化學系統間的膠框以及膠框所黏著的第一帶狀集電層與第二帶狀集電層可一并彎折形成彎折部，使得電化學系統可以翻折堆棧至相鄰的電化學系統，完成Z軸的垂直堆棧，不僅易于量產，同時亦可減少串聯或并聯的極耳配置，進而降低空間配置的能量密度損耗。

技術領域

本發明提供一種電極組件，尤指一種于Z軸方向彎折堆棧的電極組件及其電池裝置。

背景技術

近年來隨著各種便攜式電子產品/電動汽車/儲能電站等領域的快速發展，延伸出對能量儲存密度較高與兼具環境保護的儲能裝置的高度要求，而離子二次電池成為首選，進而發展出如鋰離子二次電池、鎂離子二次電池、鈉離子二次電池等各種二次電池。因此，如何于有限空間內來盡可能提高能量密度，一直是整個相關產業的發展重點。

舉例來說，前案如中國專利CN103959540，請參閱圖1A，利用單一個集電器11的兩側涂布形成負極12和正極13，再通過集電器11進行彎折，并將隔膜14設置于兩電極相鄰的界面處來構成Z字形電芯折疊。另外，相同申請人的案件如中國專利CN110521045的Z字形電芯折疊則是于集電器上形成有預定間隔圖案的多個負極圖案，在另一集電器上的形成有預定間隔圖案的多個正極圖案，間隔圖案區為未涂覆極層材料區域，正極圖案與負極圖案間再利用隔離膜分隔；然而，其仍舊屬于極層材料堆棧的范疇。再者，請參閱圖1B，前案如中國臺灣專利TW94104832，是利用具有可撓性的隔離層15進行彎折，負極16、正極17僅是貼附于隔離膜15兩側，并利用隔離膜15絕緣進行垂直堆棧。然而，上述的各種技術都是采用正負極極層材料隔著隔離膜直接堆棧，在無緩沖組件的彎折應力作用下，容易導致正負極極層材料碎裂，再者因電解液共享的因素將衍生電壓受限或是電場分布不均等問題。

有鑒于此，本發明針對上述缺失，提出一種嶄新的電極組件及其電池裝置。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種電極組件及其電池裝置，其電極組件是呈現Z字型翻折堆棧狀態，且折彎位置僅有帶狀集電層與膠框，而不造成極層碎裂的問題。

本發明的另一目的在于提供一種電極組件及其電池裝置，其電極組件Z字型翻折后進行堆棧電性連接，減少串聯或并聯的極耳配置，提高生產效率與電能需求組配上的彈性，降低生產難易度，降低空間配置的能量密度損耗。

本發明的另一目的在于提供一種電極組件及其電池裝置，其電極組件是于兩個帶狀集電層直接夾設電化學系統與膠框來成型，因此可通過批次大量制造，有助于量產與產品化的進行。

本發明提出一種電極組件，其主要包含有一第一帶狀集電層、一第二帶狀集電層、一膠框、多個電化學系統、以及多個彎折部。第一帶狀集電層與第二帶狀集電層夾設多個電化學系統，并配合膠框予以完整封圍，使電化學系統彼此間各自獨立且僅有電荷轉移而無電化學反應。兩個相鄰的電化學系統間的膠框以及此處膠框所黏著的第一帶狀集電層與第二帶狀集電層將可一并彎折來形成該彎折部，以使電化學系統在同一軸向垂直堆棧。因此，通過完整封圍的電化學系統，彼此之間各自獨立僅有電荷轉移而無電化學反應，除了可免除電解液共享所衍生的缺失外，且彎折部僅為膠框連同所黏著的帶狀集電層，因此可避免極層折彎碎裂的問題。

另一方面，本發明所提供的電池裝置，可通過殼體來容置電極組件所構成，且電極組件與殼體之間可充填有散熱劑或阻燃劑，來提升散熱效率以維持電池性能，并能提升電池裝置的安全性。

附圖說明

圖1A、圖1B為現有技術的Z字形電芯折疊的示意圖。

圖2A為本發明電極組件的立體示意圖。

圖2B為本發明電極組件的側視圖。

圖2C為本發明電極組件的未彎折前的組件分解示意圖。