[发明专利]堆叠式电池的构造

说明书

本发明涉及一种堆叠式电池的构造，特别是一种以堆叠式电池极板的方式所制成，且具有高能量密度，以及避免空间死角存在的堆叠式电池的构造。

可充电式二次电池自近年推出以后，由于性能受到可携式电子产品制造业者的肯定，应用产品的规格与数量均快速增加，加上近年来电子、信息与通讯等产品正朝向更轻薄、短小的实用设计迈进，而其所需求的电源-二次电池的特性与功能已成为决定无线通讯、笔记本电脑、其他可携式电子产品与电动车辆等产品竞争优势的重要因素。

一般充电式电池的正/负极极板10a、10b的涂布方式与组装方法为将正/负极活性物质与高分子粘结剂(Binder)，助导剂等混合后成为正/负电极活性材料12a、12b，以涂布机于集电板11a、1b上进行涂布，涂布的模式如图1或图2所示。

其中，图1为单一材料间断涂布方式，图2则为单一材料连续涂布方式，涂布完成后的正/负极极板10a、10b经碾压、分条后，由高分子隔离膜将其隔开后，进行圆形卷绕与椭圆形电极卷绕等其他后序工作后，完成圆形与方形电池的制作。

由于现行的电子产品要求为轻薄短小，因此可充电式二次电池的设计即在电池重量、能量密度与空间利用上有了比以往更严苛的要求。以二次电池的发展来说，早期二次电池的构造为圆形的构造，如图3所示，将上述正极极板/高分子隔离膜/负极极板进行圆形极板卷绕20放入圆形金属外壳21内，此种圆形构造在工程技术上比较成熟，但是在空间利用上，则有显著的空间死角22，存在有空间浪费的现象。

由于圆形电池有着上述空间浪费的问题，因此发展出了方形外壳的电池，如图4所示，方形电池现阶段广泛用于锂离子电池与镍氢电池的设计当中。以方形外壳制作的电池由于在外型上的堆积排列比较没有空间浪费的问题，但是其在正/负极极板卷绕20a方式为椭圆型卷绕再放入方形金属外壳21a内，在电池内部还是有空间死角22a的存在。

基于上述原因，最近电池的组装技术又朝向以堆叠压合的方式进行，即所谓类似现阶段高分子电池的电池堆叠方式，如图5所示。理论上讲，由叠压极板30方式形成的电池，可以达到最密堆积，也就是其空间利用率最大，加上利用铝箔外壳31包装，可以降低总体的电池重量，理论上可以达到提高电池能量密度的目的。但是由于在现行电池的设计上，电极极板与高分子隔离膜(聚乙烯，聚丙烯或无纺布)之间没有任何的粘结性，因此现行的充电电池(镍氢电池、锂离子电池)均无法以堆叠压合的方式进行。而高分子电池则由于其高分子电解质膜(类似隔离膜)具有较大的粘着性，因此可以进行堆叠压合。但是由于极板需和高分子电解质(膜)压合堆叠，因此在正/负极极板上的高分子粘结剂(Binder)需增加，而使正/负极极板上的活性物质比例降低，造成高分子电池的重量能量密度反而比不上锂离子电池，而且由于在正/负极极板上的高分子粘结剂含量增加后，正/负极极板的电子导电率随之降低，造成高分子电池大电池的充/放电不易进行。

因此，如何能够在不需要增加正/负极极板的高分子粘结剂的前提下，以理论上最密的堆叠压合方式进行正/负极极板与高分子隔离膜叠合，为当前所希望解决的重要问题。

本发明的主要的目的即是要提供一种堆叠式电池的构造，其能够避免传统电池极板以卷绕方式所造成的空间死角问题，又能改善电池的重量能量密度，以克服现有技术中所存在的上述缺陷。

本发明的上述目的是这样实现的：一种堆叠式电池的构造，其包括有：一正极极板、一负极极板及一高分子隔离膜，该高分子隔离膜是介于该正/负极极板之间，且借由复数片的该正/负极极板彼此堆叠成一电池，其特征是：

任一该正/负极极板具有一集电板，在该集电板的任一表面具有一电极层，而位于该相邻正/负极极板的邻接面的局部表面还包含一粘胶层，用以使该正/负极极板与该高分子隔离膜彼此粘结密合。

本发明所述的堆叠式电池的构造，其特征是该粘胶层是在该电极层的表面。

本发明所述的堆叠式电池的构造，其特征是该粘胶层是在该电极层的周缘。

本发明所述的堆叠式电池的构造，其特征是该粘胶层是在该电极层的对称两侧边缘。

本发明所述的堆叠式电池的构造，其特征是该粘胶层是分布在该电极层表面的对角线处。

本发明所述的堆叠式电池的构造，其特征是该粘胶层形成的方式，是借由模具射出涂布(Die Coating)的方式所形成。

本发明所述的堆叠式电池的构造，其特征是该粘胶层形成的方式，是借由网板印刷(Screen Printing)的方式所形成。