[发明专利]交叉编织的电极组件

说明书

电极组件包括具有正电极和负电极的电极对，将所述正电极和负电极交叉布置并且每个在以连续的方式交叉编织在一起的同时被z折叠。电极组件包括电极堆叠，在所述电极堆叠中正电极的部分沿着堆叠轴堆叠以便与负电极的部分交替。

1. 技术领域

本发明涉及用于能量存储设备的电极组件，所述电极组件包括z折叠的正电极和负电极的交叉编织布置，其中正电极与负电极交织使得正电极的长向轴垂直于负电极的长向轴。

2. 背景技术

电池组为范围从便携式电子器件到可再生电力系统以及环保车辆的各种技术提供电力。例如，混合电动车辆结合内燃机使用电池组和电动机来提高燃料效率。电池组由多个电化学电池单元形成。电池单元被布置成二或三维阵列并且被电气地串联或并联连接。

已经出现不同电池单元类型以便应对各种各样安装情形的空间要求，并且用于车辆中最常见的类型是圆柱形电池单元、棱形电池单元和软包电池单元。不论电池单元类型如何，每个电池单元包括电极组件，所述电极组件连同电解质被密封在电池单元外壳内以形成发电和蓄电单元。电极组件可以包括被中间分离器板分离的正电极和负电极元件的交替布置，并且可以被以各种配置提供，包括个体片的堆叠布置、将延长电极对缠绕成果冻卷布置或者将延长电极对z折叠成堆叠布置的近似。

如（设置在电池单元内的电极组件的容积）与（电池单元外壳的容积）的比率所确定的电池单元的能量产生容积效率相对低。例如，一些具有果冻卷电极组件的圆柱形电池单元容积效率可能是百分之80至90，并且一些具有果冻卷电极组件的棱形电池单元容积效率可能是百分之60-75。传统上，具有个体电极板的堆叠布置的棱形或软包型电池单元可以比具有果冻卷布置的电池单元容积效率更高，但是堆叠布置的制造更困难且易于出错，并因此比果冻卷布置的制造更昂贵。尽管z折叠解决堆叠布置的一些制造缺点，但由于向电极单侧应用活性材料，一些z折叠电极组件具有相对低的能量产生容量。因此，期望提高电池单元的能量产生容积效率而同时采用相对低成本的电极组件。

发明内容

在一些方面中，电极组件包括正电极，以及与正电极交叉编织的负电极。正电极和负电极中的一个被设置在第一分离器和第二分离器之间以形成阿尔法电极，并且正电极和负电极中的另一个形成贝塔电极。以一系列z折叠来布置阿尔法电极，其中阿尔法电极在第一方向上关于平行于第一折叠轴的轴折叠使得阿尔法电极的第二部分覆盖阿尔法电极的第一部分，以及在第二方向上关于平行于第一折叠轴的另一个轴折叠使得阿尔法电极的第三部分覆盖阿尔法电极的第一部分。第一方向与第二方向相反，并且阿尔法电极的第一部分、阿尔法电极的第二部分以及阿尔法电极的第三部分以限定堆叠轴的堆叠配置被布置。此外，以一系列z折叠来布置贝塔电极，其中贝塔电极在第三方向上关于平行于第二折叠轴的轴折叠使得贝塔电极的第二部分覆盖贝塔电极的第一部分，以及在第四方向上关于平行于第二折叠轴的另一个轴折叠使得贝塔电极的第三部分覆盖贝塔电极的第一部分。第三方向与第四方向相反，并且第二折叠轴垂直于第一折叠轴和堆叠轴。阿尔法电极的z折叠与贝塔电极的z折叠编织使得贝塔电极的第一、第二和第三部分沿着堆叠轴堆叠以便与阿尔法电极的第一、第二和第三部分交替。