[发明专利]电池的改善电极结构

说明书

本申请要求享有2008年10月21日提交的美国临时专利申请No.61/107,225的权益和优先权，在这里以引用的方式将其全部公开并入本文。

技术领域

本申请总体上涉及电池和电池系统领域。更具体而言，本申请涉及可以在车辆应用中使用以提供用于所述车辆的动力的至少一部分的电池和电池系统。

背景技术

与使用内燃机的更加传统的气动车辆相比，其动力的全部或者一部分使用电功率的车辆(例如，被统一称为“电动车”的电动车(EV)、混合动力车(HEV)、插入式混合动力车(PHEV)等等)可以提供多个优点。例如，与使用内燃机的车辆相比，电动车可以产生较少的不期望的排放物并且可以表现出更大的燃油效率(并且在一些情况下，这种车可以完全不使用汽油，如某些类型的PHEV的情况)。

随着电动车技术不断进步，需要对于这种车辆提供改善的功率源(例如，电池系统或者模块)。例如，在不需要对电池进行重新充电的情况下期望增加这种车辆可以行驶的距离。还期望改善这种电池的性能并且降低与电池系统相关的成本。

继续研究的一个改善方面是电池化学性方面。早期的电动车系统采用镍金属混合(NiMH)电池作为动力源。随着时间的过去，不同的添加剂和修改改善了NiMH电池的性能、可靠性和实用性。

最近，制造商开始研究可以在电动车中使用的锂离子电池。使用锂离子电池对于车辆应用来说具有几个优点。例如，锂离子电池比NiMH电池具有较高的电荷密度和特定功率。另一方面，锂离子电池可以在存储相同电荷量的同时比NiMH电池更小，这能够允许电动车的重量和空间节省(或者可选地，该特征可以允许制造商在不增加车辆重量或者由电池系统占用的空间的情况下对该车辆提供更大的功率量)。

通常已知的是锂离子电池与NiMH电池不同地操作并且会呈现出与NiMH电池技术中所呈现的不同设计和工程挑战。例如，锂离子电池与相当的NiMH电池相比较会更易于受到电池温度变化的影响，并且因而会在车辆操作期间使用系统来调节锂离子电池的温度。锂离子电池的制造也呈现出对于该电池化学性独特的挑战，并且正在研究新的方法和系统来解决这样的挑战。

除了其它部件，电池可以包括正电极、负电极、将正电极与负电极分隔开的一个或者多个间隔体，以及电解质材料。每一个电极可以包括活性材料，所述活性材料被涂覆或者以其它方式施加或者固定到电耦合到电池的正负端子的电流收集器。

对于电极来说，通常期望具有20和40微米之间的厚度的活性电极。典型的电池材料可以具有超出20微米的小部分结块颗粒，这可能导致涂覆这样的薄层的困难以及电极部件的非同质扩散。可以产生更小的颗粒，但是这能够导致几个挑战。例如，生产较小颗粒尺寸电池材料会导致具有会用作杂质的过量精细的问题。生产较小颗粒还可能由于增加的处理成本而导致增加的成本，以及由于活性材料的增加表面面积而导致浆料扩散困难。

期望提供一种用于在电动车中使用的改善的电池或者电池模块和/或系统，其解决了与在这种车辆中使用的NiMH和/或锂离子电池相关联的一个或者多个挑战。还期望提供一种电池模块和/或电池系统，其包括通过浏览本公开将变得显而易见的有利特征中的一个或者多个。

发明内容

示范性实施例涉及一种用于电化学电池单元的电极，所述电极包括：聚合物基板；与所述聚合物基板接触的导电材料；与所述导电材料接触的导电油墨；以及与所述导电油墨接触的活性电极材料。所述导电油墨被配置成增强所述导电材料和所述活性电极材料之间的粘附性。

另一示范性实施例涉及一种制造用于电化学电池单元的电极的方法。所述方法包括在聚合物基板上设置导电材料。所述方法还包括在所述导电材料上设置导电油墨。所述方法进一步包括在所述导电油墨上设置活性电极材料。所述导电油墨被配置成增强所述导电材料和所述活性电极材料之间的粘附性。

附图说明

图1是根据示范性实施例包括电池模块的车辆的透视图。

图1A是根据示范性实施例的电池模块的透视图。

图2是根据示范性实施例包括电池模块的车辆的截面示意图。

图3是根据示范性实施例的电化学电池单元的透视图。

图4是图3所示的电化学电池单元沿图3中的线4-4截取的部分截面图。

图5是根据示范性实施例用于电化学电池单元的电极和间隔体的部分截面图。

图6是根据示范性实施例以凝胶卷(jelly roll)结构形式设置的电池单元元件的立体图。

图7是图6所示的电池单元元件沿图6中的线7-7截取的截面图。