包括電極支撐件的彎曲二次電池及其制造方法與流程

本技術要求于2023年9月20日提交的韓國專利申請第2023-0125427號的優先權的權益，通過引用將該韓國專利申請的全部公開內容并入本文。本發明涉及一種包括電極支撐件的彎曲二次電池及其制造方法。具體地，用彎曲電池單元生產夾具生產的彎曲電池單元具有特定曲率的圓形形狀，并且當彎曲電池單元在設置有彎曲電池單元的裝置中反復充電和放電時，彎曲電池單元會發生變形，本發明涉及一種包括在電極組件中形成的電極支撐件來防止彎曲電池單元變形以使得彎曲電池單元能夠在需要能量的裝置中無損壞地運行的彎曲二次電池及其制造方法。

背景技術：

1、隨著能夠充電和放電的鋰二次電池的安全性和容量的迅速提高，使用鋰二次電池作為能源的裝置的種類在數量上有所增加。

2、例如，鋰二次電池已被廣泛用作小型多功能產品的無線移動裝置(wirelessmobiledevice)或穿戴在身體上的可穿戴裝置(wearabledevice)的能源，并且還被用作作為造成空氣污染的現有汽油和柴油車輛的替代品的電動車輛和混合電動車輛的能源，或者用作配置為用于能量存儲系統(ess)的中型或大型電池組。

3、根據電池殼體的形狀，鋰二次電池分為具有安裝在圓柱形金屬罐中的電極組件的圓柱形電池單元；具有安裝在棱柱形金屬罐中的電極組件的棱柱形電池單元；或具有安裝在由鋁層壓片制成的袋形殼體中的電極組件的袋形電池單元。在它們中，袋形電池單元具有容量相對較大和結構易于修改的優點。

4、利用這些二次電池作為電源的各種可穿戴計算機(wearable?computer)技術和應用正在開發和公布，并且諸如移動電話和筆記本電腦之類的電子裝置正在設計為具有預定的曲面以符合人體工程學設計。因此，用于操作這些電子裝置的二次電池也需要根據電子裝置的形狀形成為具有預定的曲面。

5、形成為具有這種彎曲表面的彎曲電池單元在需要能量的裝置中反復充電和放電時會發生變形。需要一種防止這種情況發生并保持正確的厚度和曲率以滿足產品的規格的彎曲電池單元及其制造方法。

6、韓國專利申請公開第10-2015-0092669號公開了一種彎曲的電極組件；配置為密封電極組件的包覆構件；位于包覆構件上的彎曲的加強層；以及配置為結合加強層的粘合劑層，其中加強層的彎曲強度大于彎曲二次電池單元的體積膨脹力。

7、然而，與本發明的不同之處在于，內部支撐件形成在袋中的電極組件的特定表面上，以防止曲率變化。

8、韓國專利申請公開第10-2013-0119664號公開了一種彎曲的電極組件；配置為密封電極組件的袋；連續地形成在袋的主體部分的側表面上的加強部分；以及加強部分的面積、寬度和恒定曲率特性。

9、然而，與本發明的不同之處在于，內部支撐件形成在袋中的電極組件沒有形成電極活性材料的集流體的表面上，以防止曲率變化。

10、韓國專利申請公開第10-2003-0096718號公開了一種配置為在其中容納電極組件的袋，該電極組件包括正極板、負極板以及插置在正極板和負極板之間的隔膜，在該狀態下，分別與正極板和負極板連接的每個電極引線的至少一部分暴露于外部，并且附接到袋的整個或部分表面的至少一個加強構件，其中加強構件是金屬構件。

11、然而，與本發明的不同之處在于，在配置為容納彎曲電池單元的袋中由于彎曲電池單元的反復充電和放電而在高溫下具有彈性回彈力的內部支撐件形成在電極組件的特定表面上，以防止曲率變化。

12、日本專利申請公開第2002-251855號公開了一種非水二次電池，所述非水二次電池是具有電池元件和配置為覆蓋電池單元元件的包覆膜的電池，包覆膜具有防潮層和合成樹脂層，其中包覆膜的邊緣以重疊狀態彼此結合，并且將包覆膜的接合處向后折疊以便彼此重疊，因此堆疊并按壓四層或更多層。

13、然而，與本發明的不同之處在于，由熱固性材料制成的內部支撐件形成在袋中的電極組件的特定表面上，以防止曲率變化。

14、因此，需要開發一種包括在電極組件中形成的電極支撐件以防止彎曲電池單元的曲率變化、變形、不對稱、厚度不均勻以及在彎曲電池單元的充電和放電過程期間可能發生的對電池的袋和/或引線的損壞，使得彎曲電池單元能夠在需要能量的裝置中無損壞地運行的彎曲二次電池及其制造方法。

15、(現有技術文獻)

16、(專利文獻1)韓國專利申請公開第10-2015-0092669號

17、(專利文獻2)韓國專利申請公開第10-2013-0119664號

18、(專利文獻3)韓國專利申請公開第10-2003-0096718號

19、(專利文獻4)日本專利申請公開第2002-251855號

技術實現思路

1、技術問題

2、鑒于上述問題而做出本發明，其中，用彎曲電池單元生產夾具中生產的彎曲電池單元具有特定曲率的圓形形狀，并且當彎曲電池單元在設置有彎曲電池單元的裝置中反復充電和放電時，彎曲電池單元會發生變形。本發明的目的是提供一種包括在電極組件中形成的電極支撐件來防止彎曲電池單元變形以使得彎曲電池單元能夠在需要能量的裝置中無損壞地運行的彎曲二次電池及其制造方法。

3、技術方案

4、為實現上述目的，根據本發明的彎曲二次電池包括：彎曲電極組件100，所述彎曲電極組件100具有正極/隔膜/負極堆疊結構；電池單元殼體200，所述電池單元殼體200配置為在其中容納所述電極組件；以及彎曲內部支撐件300，所述彎曲內部支撐件300形成在所述電極組件的至少一個表面上。

5、所述電極組件可以是其中通過隔膜片順序地卷繞作為單元電池的堆疊型單電池、雙電池或全電池的堆疊和折疊型電極組件。

6、所述內部支撐件可以形成在形成所述電極的集流體的沒有形成活性材料層的表面110、120中的每一個上。

7、此外，所述內部支撐件可以形成在所述電極組件的集流體的一個或多個縱向(y方向)側表面130、140上。

8、所述內部支撐件可以由選自金屬、陶瓷和高分子化合物中的一種或多種制成。

9、所述高分子化合物可以是熱固性高分子化合物。

10、所述熱固性高分子化合物可以是選自聚酰胺(polyamide,pa)、聚亞芳基醚(polyarylene?ether,ppe)、聚醚醚酮(polyether?ether?ketone,peek)、聚酰亞胺(polyimide,pi)和聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene,ptfe)中的一種或多種。

11、所述內部支撐件可以形成在所述集流體的表面一部分或整個、或者所述集流體的側表面上。

12、所述內部支撐件的厚度可以從所述集流體的中央沿橫向方向減小。

13、所述內部支撐件可以具有在其中形成彈性回彈力以便在橫向方向和縱向方向上延伸的至少一個支撐桿。

14、此外，本發明可以提供上述解決手段的各種組合。

15、有益效果

16、從以上描述可以明顯看出，根據本發明的彎曲二次電池的形狀即使在彎曲二次電池的反復充電和放電后也可以保持。

17、此外，彎曲二次電池單元的形狀即使在由于充電和放電導致的高溫環境中，也可以通過電極組件中具有彈性的內部支撐件來保持。

18、因此，本發明具有通過加強制造彎曲電池單元時形成的易損部件來防止曲率變化的效果。