JP2024020439A - 電極アセンブリ及び電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】電池の過電流能力を高め、温度上昇を低減することができる電極アセンブリを備えた電池を提供する。【解決手段】電極アセンブリ100及びそれを収容するためのケースを含む電池である。電極アセンブリは、第1電極シート、第2電極シート及びセパレータとを含み、電極アセンブリは、第1電極シート、セパレータ及び第2電極シートが捲回されることにより形成される。前記電極アセンブリは、前記第1電極シートに設けられた第1タブ40と、前記第2電極シートに設けられた第2タブ50及び第3タブ60とをさらに具備する。第1タブ、第2タブ及び第3タブの電極アセンブリの厚さ方向に沿う投影は重なり合わない。上記の電極アセンブリは、複数のタブ構造を設けて、複数のタブで並列に分流することにより、電池の過電流能力の向上及び温度上昇の低減という目的を実現する。【選択図】図3
Description
本発明は、電池分野に関し、特に電極アセンブリ及びそれを備えた電池に関する。
5Gの応用に伴い、スマートフォンやタブレットなどの携帯型電子製品の電池性能に対する消費者の要求が益々高まっている。従来の電池では、電池や電子製品全体の温度が上昇し易いという問題があり、温度が高すぎると、電池や電子製品の性能が低下しまう。既存の電池はバイポーラ耳構造を採用しており、電池全体の過電流能力が向上できないため、電池と電子製品全体の温度上昇は依然として高い。
上記の状況に鑑みて、電池の過電流能力を高め、温度上昇を低減することができる電極アセンブリ及びそれを備えた電池を提供する必要がある。
本発明の実施形態に係る電極アセンブリは、第1電極シート、第2電極シート及びセパレータを含み、前記第2電極シートの極性は前記第1電極シートの極性と逆であり、前記セパレータは、前記第1電極シートと前記第2電極シートとの間に設けられている。前記電極アセンブリは、前記第1電極シート、前記セパレータ及び前記第2電極シートを巻き取ることにより形成される。前記電極アセンブリは、第1タブ、第2タブ及び第3タブをさらに含み、前記第1タブは、前記第1電極シートに設けられ、前記第2タブと前記第3タブは、前記第2電極シートに設けられている。前記電極アセンブリの厚さ方向に沿って、前記第1タブと前記第2タブと前記第3タブとの投影は、重なり合わない。3つのタブは、2つの正極タブ及び1つの負極タブ、または2つの負極タブ及び1つの正極タブに配置されてもよい。複数のタブで並列に分流することにより、電極アセンブリの温度上昇が低減される。
本発明の一態様において、前記第1タブの投影面における投影は、前記第2タブと前記第3タブとの投影の間に位置し、タブが折り曲げられる過程における複数のタブ同士の干渉を回避する。
本発明の一態様において、前記第1電極シートは、第1コーティング部と第1裸箔部とを含み、前記第2電極シートは、第2コーティング部と第2裸箔部とを含み、ここで、前記第1コーティング部は、第1活性層が第1集電体の表面に塗布されることにより形成され、前記第2コーティング部は、第2活性層が第2集電体の表面に塗布されることにより形成される。
さらに、前記第1コーティング部における活性層には第1凹溝が設けられており、前記第1タブは前記第1凹溝に設けられて、第1タブと第1電極シートとの電気的な接続を容易にする。
さらに、前記第1電極シートの長手方向において、前記第1凹溝と前記第1電極シートの端部との間の距離は、第1電極シートの全長の1/2~1/3である。
本発明の一態様において、前記第1タブは、前記第1裸箔部に設けられている。
本発明の一態様において、前記第2コーティング部には、第2凹溝が設けられており、前記第2タブは、前記第2凹溝に設けられ、前記第2凹溝の少なくとも両辺は、前記第2コーティング部における活性層に接触している。
さらに、前記第3タブは、前記第2裸箔部に設けられている。
本発明の一態様において、前記第2コーティング部には、第3凹溝が設けられており、前記第3タブは、前記第3凹溝に設けられている。
本発明の一態様において、前記第2裸箔部は、前記第2コーティング部の第1端に接続される第1裸箔領域と、前記第2コーティング部の第2端に接続される第2裸箔領域とを含み、前記第2タブ及び前記第3タブは、それぞれ前記第1裸箔領域及び前記第2裸箔領域に設けられる。
本発明の一態様において、第1タブと第3タブとの間には、前記電極アセンブリの厚さ方向に沿って、前記第1電極シートまたは前記第2電極シートが少なくとも1層介在することとなり、タブ間のピッチを大きくすることは電極アセンブリの製造性の向上に寄与する。
本発明の一態様において、前記第1タブは、前記第1電極シートに接続される接続部と、前記電極アセンブリから張り出す突出部とを含む。
また、前記電極アセンブリは、接続部でのバリが巻き取り中に電極シートを破損しないように、前記接続部を覆う第1絶縁部材をさらに含む。
さらに、前記電極アセンブリは、第2絶縁部材を含み、前記第2電極シートの巻き始め端は、裁断部を含み、前記第2絶縁部材は、前記裁断部を覆っている。
本発明の一態様において、前記第1タブは、前記電極アセンブリの第1端から張り出し、前記第2タブ及び前記第3タブは、前記電極アセンブリの第2端から張り出している。
本発明の一態様では、前記第2タブと前記第3タブは、一体成型されており、前記第2タブは、前記電極アセンブリの第1端から張り出し、前記第3タブは、前記電極アセンブリの第2端から張り出している。
本発明の一態様において、前記電極アセンブリは、前記第1電極シートまたは前記第2電極シートに設けられた第4タブをさらに含み、前記電極アセンブリの厚さ方向に沿って、前記第4タブの投影面における投影は、前記第1タブと前記第2タブと前記第3タブとの投影と重なり合わない。
本発明の一態様において、前記第1タブの前記電極アセンブリから張り出す一端には、外部回路と接続するための互いに離間した少なくとも2つの電気接続部が設けられている。
本発明の一態様において、タブのキャリア能力を含めたタブ性能を向上させるために、前記第1タブの表面又は前記第3タブの表面には、半田付け可能な金属材料がめっきされている。前記半田付け可能な金属材料は、ニッケルである。
本発明の一態様において、第1タブまたは第3タブの材質は、銅、ニッケルや銅めっきニッケルから選択される。
また、本発明の実施形態は、上記の何れか態様に記載した電極アセンブリと、前記電極アセンブリを収容するケースと、を備える電池を提供する。
さらに、前記電池は、前記ケースの外面に設けられた複数の電極端子を含み、各々の前記電極端子は、前記第1タブ、前記第2タブ及び前記第3タブに電気的に接続されている。
上記の電極アセンブリは、第1タブと第2タブと第3タブとを設けることにより、電極アセンブリに複数のタブ構造を持たせ、且つ複数のタブで並列に分流することにより、電池の過電流能力が向上し、電極アセンブリの温度上昇が低減される。
以下、本願実施形態における図面を合わせて、本願実施形態における技術案を明確且つ全体的に説明するが、ここで述べる実施形態は、あらゆる実施形態ではなく、本願の一部の実施形態に過ぎないことは明らかである。本願の実施形態に基づき、当業者は、創造的な労働なしに得られるあらゆる他の実施形態についても、本願の保護範囲内に属される。
ある要素がもう1つの要素に「固定された」と称される場合、それは直接に前記もう1つの要素に存在してもよく、または他の要素を介して前記もう1つの要素に固定されてもよい。1つの要素がもう1つの要素に「接続される」と考えられる場合、それは前記もう1つの要素に直接に接続されてもよく、または他の要素を介して前記もう1つの要素に接続されてもよい。ある要素がもう1つの要素に「設けられる」と考えられる場合、それは前記もう1つの要素に直接に設けられてもよく、または他の要素を介して前記もう1つの要素に設けられてもよい。本明細書で使用される用語「垂直」、「水平」、「左」、「右」及び類似する表現は、説明の目的だけに使用される。
別段の定義がない限り、本文で使用するすべての技術及び科学的用語は、本願の技術分野に属する技術者が一般的に理解する意味と同様である。本願明細書において使用する用語は、具体的な実施形態を説明する目的に過ぎず、本願を限定する旨ではない。本明細書で使用される用語「または/及び」は、1つまたは複数の関連する項目の任意及びすべての組み合わせを含む。
本発明の実施形態に係る電極アセンブリは、第1電極シート、第2電極シート及びセパレータを含み、前記第2電極シートの極性は前記第1電極シートの極性と逆であり、前記セパレータは、前記第1電極シートと前記第2電極シートとの間に設けられている。前記電極アセンブリは、前記第1電極シート、前記セパレータ及び前記第2電極シートを巻き取ることにより形成される。前記電極アセンブリは、第1タブ、第2タブ及び第3タブをさらに含み、前記第1タブは、前記第1電極シートに設けられ、前記第2タブと前記第3タブは、前記第2電極シートに設けられている。前記電極アセンブリの厚さ方向に沿って、前記第1タブと前記第2タブと前記第3タブとの投影は、重なり合わない。
上記の電極アセンブリは、第1タブと第2タブと第3タブとを設けることにより、電極アセンブリに複数のタブ構造を持たせ、且つ複数のタブで並列に分流することにより、電池の過電流能力が向上し、電極アセンブリの温度上昇が低減される。
本願の幾つかの実施形態を詳細に説明する。衝突しない場合、下記の実施形態及び実施形態における特徴を互いに組み合わせてもよい。
[第1実施形態]
図1及び図2に示すように、第1実施形態において、電極アセンブリ100は、第1電極シート10と、第2電極シート20と、セパレータ30とを含む。第2電極シート20の極性は第1電極シート10の極性とは逆であり、セパレータ30は、第1電極シート10と第2電極シート20の間に配置される。電極アセンブリ100は、第1電極シート10と、セパレータ30と、第2電極シート20とを巻回することにより形成される。また、電極アセンブリ100は、第1タブ40、第2タブ50及び第3タブ60をさらに含む。第1タブ40は、第1電極シート10に設けられ、第2タブ50及び第3タブ60は、第2電極シート20に設けられる。電極アセンブリ100の厚み方向において、第1タブ40、第2タブ50及び第3タブ60は、電極アセンブリ100の厚み方向に垂直な投影面における投影が重なり合わない。図2中の矢印Bで示す方向は、電極アセンブリ100の厚さ方向である。図3に示すように、第1タブ40の前記投影面への投影は、第2タブ50と第3タブ60との投影の間に位置している。3つのタブは、2つの正極タブ及び1つの負極タブ、又は2つの負極タブ及び1つの正極タブとして設けられており、複数のタブが並列的に分流されることにより、電極アセンブリ100の温度上昇が低減される。本願の一実施形態によれば、負極タブの材質は、銅、ニッケル、又は銅めっきニッケルを選択することができる。
図1及び図2に示すように、第1実施形態において、電極アセンブリ100は、第1電極シート10と、第2電極シート20と、セパレータ30とを含む。第2電極シート20の極性は第1電極シート10の極性とは逆であり、セパレータ30は、第1電極シート10と第2電極シート20の間に配置される。電極アセンブリ100は、第1電極シート10と、セパレータ30と、第2電極シート20とを巻回することにより形成される。また、電極アセンブリ100は、第1タブ40、第2タブ50及び第3タブ60をさらに含む。第1タブ40は、第1電極シート10に設けられ、第2タブ50及び第3タブ60は、第2電極シート20に設けられる。電極アセンブリ100の厚み方向において、第1タブ40、第2タブ50及び第3タブ60は、電極アセンブリ100の厚み方向に垂直な投影面における投影が重なり合わない。図2中の矢印Bで示す方向は、電極アセンブリ100の厚さ方向である。図3に示すように、第1タブ40の前記投影面への投影は、第2タブ50と第3タブ60との投影の間に位置している。3つのタブは、2つの正極タブ及び1つの負極タブ、又は2つの負極タブ及び1つの正極タブとして設けられており、複数のタブが並列的に分流されることにより、電極アセンブリ100の温度上昇が低減される。本願の一実施形態によれば、負極タブの材質は、銅、ニッケル、又は銅めっきニッケルを選択することができる。
第1電極シート10は、第1コーティング部11と、第1裸箔部12と、を含む。第2電極シート20は、第2コーティング部21と、第2裸箔部22と、を含む。ここで、第1コーティング部11は、第1活性層が第1集電体の表面にコーティングされることにより形成され、第2コーティング部21は、第2活性層が第2集電体の表面にコーティングされることにより形成される。第1集電体及び第2集電体は、それぞれ第1電極シート10及び第2電極シート20を製造するための金属シートである。第1裸箔部12は、概ね第1集電体に第1活性層が塗布されていない領域であり、第2裸箔部22は、概ね第2集電体に第2活性層が塗布されていない領域である。
第1実施形態では、第1コーティング部11における第1活性層には、第1凹溝13が設けられている。第1タブ40が第1凹溝13に設けられることにより、第1タブ40と第1電極シート10との電気的な接続は容易になる。図1において矢印Aで示す方向が電極シートの長手方向であり、第1電極シート10の長手方向に沿って、第1凹溝13と第1電極シート10の端部との間の距離は、第1電極シート10の全長の1/2~1/3である。第1タブ40は、第1電極シート10の長辺から張り出している。第1凹溝13は、略長方形であり、3つの側面が第1コーティング部11における第1活性層に接触するように、第1電極シート10の長辺から内向きに開設されている。また、その他の実施形態では、第1凹溝13は、四周が何れも第1活性層に接するように第1コーティング部11の中央部に設けられてもよい。または、第1凹溝13は、矢印Aの方向または矢印Aに垂直な方向に沿って第1コーティング部11を貫通してもよい。この場合、第1凹溝13の対向する両辺は、第1活性層に接触している。本願は、これらの態様に限定されないものとする。
第2コーティング部21には、第2凹溝23が設けられている。第2タブ50は、第2凹溝23に設けられ、且つ第2電極シート20の長辺から延出している。第2凹溝23の少なくとも両辺は、第2コーティング部21の活性層に接触する。具体的には、第2凹溝23は、略長方形であり、3つの側面が第2コーティング部21における第2活性層に接触するように、第2電極シート20の長辺から内向きに開設されている。また、他の実施形態では、第2凹溝23は、四周が何れも第2活性層に接触するように第2コーティング部21の中央領域に設けられてもよい。または、第2凹溝23は、矢印Aの方向または矢印Aに垂直な方向に沿って第2コーティング部21を貫通してもよい。この場合、第2凹溝23の対向する両辺は、第2活性層に接触している。本願は、これらの態様に限定されないものとする。
さらに、第3タブ60は、第2裸箔部22に設けられている。第3タブ60と第2タブ50とは、第2電極シート20の同一の長辺から外へ張り出している。第1実施形態では、第3タブ60は、第2電極シート20の巻き始め端に位置しており、且つ電極アセンブリ100の厚さ方向から見る場合に、電極アセンブリ100の中心層に略位置している。
図3において矢印Cで示す方向は、電極アセンブリ100の長手方向である。第1電極シート10、セパレータ30及び第2電極シート20が巻回されて電極アセンブリ100が形成されると、第1タブ40、第2タブ50及び第3タブ60は電極アセンブリ100の長手方向の第1端101から張り出している。他の実施形態では、第1タブ40が電極アセンブリ100の第1端101から延出し、第2タブ50及び前記第3タブ60が電極アセンブリ100の第2端102から張り出してもよい。
さらに、第1タブ40は、略長尺状であり、第1電極シート10に接続される接続部41と、電極アセンブリ100から張り出す突出部42とを有している。具体的には、接続部41は、第1凹溝13内に設けられ、且つ第1凹溝13内の第1集電体に溶接される。突出部42は、第1電極シート10の長辺から外側へ張り出している。本発明の一態様では、第1タブ40は、第1電極シート10と一体成型され、且つ第1電極シート10の長辺から外側へ延出して形成されている。
また、電極アセンブリ100は、第1タブ40の接続部41を覆う第1絶縁部材80をさらに含む。巻取過程において、第1絶縁部材80は、第1タブ40と第2電極シート20との間の短絡を回避する一方、接続部41でのバリが電極シートを傷つけたり、破損させたりすることを回避する。また、電極アセンブリ100は、第2絶縁部材90をさらに含む。第2電極シート20の巻き始め端は、裁断部24を含む。第2絶縁部材90は、裁断部24を覆っている。第2電極シート20を製造する過程において、第2集電体を裁断することにより前記裁断部24が形成される。第2絶縁部材90は、巻取過程において、裁断部24でのバリが電極シートを損傷するのを防止することができる。
さらに、第1タブ40の表面には、半田付け可能な金属材料がめっきされており、タブのキャリア能力を含めたタブ性能を向上させつつ、第1タブ40と外部回路との溶接を容易にする。本願の実施形態では、半田付け可能な金属材料は、ニッケル金属材料であることが好ましく、第1タブ40の構造は、銅めっきニッケル構造であることが好ましい。
[第2実施形態]
図4及び図5に示すように、第2実施形態に係る電極アセンブリ100は、第1実施形態と略同様であるが、第2実施形態における第1タブ40が第1裸箔部12に設けられている点で相違している。電極アセンブリ100は、第1コーティング部11に設けられる第3絶縁部材91をさらに含む。電極アセンブリ100の厚さ方向において、第2タブ50と第1電極シート10との短絡を防止するために、第3絶縁部材91は第2タブ50と重なっている。
図4及び図5に示すように、第2実施形態に係る電極アセンブリ100は、第1実施形態と略同様であるが、第2実施形態における第1タブ40が第1裸箔部12に設けられている点で相違している。電極アセンブリ100は、第1コーティング部11に設けられる第3絶縁部材91をさらに含む。電極アセンブリ100の厚さ方向において、第2タブ50と第1電極シート10との短絡を防止するために、第3絶縁部材91は第2タブ50と重なっている。
さらに、第1タブ40と第3タブ60との間は、電極アセンブリ100の厚さ方向に沿って、第1電極シート10又は第2電極シート20を少なくとも一層挟んでいる。タブ同士のピッチを大きくすることは、電極アセンブリ100の製造性の向上に有利であり、複数のタブが折り曲げ過程で互いに干渉することを回避する。
第1タブ40も、第1電極シート10の巻き始め端に位置している。電極アセンブリ100の厚さ方向から見ると、第1タブ40及び第3タブ60は、電極アセンブリ100の中央部の巻き始め層に略位置している。第1電極シート10の巻き始め端が第2電極シート20の巻き始め端よりも低いため、電極アセンブリ100の厚さ方向から見ると、第1タブ40は、第3タブ60よりも若干低い。電極アセンブリ100の厚さ方向に垂直な方向において、第1タブ40と第3タブ60とは、互いに離間しており、第1タブ40と第3タブ60との間には断裁部24と第2絶縁部材90が位置している。第2実施形態の電極アセンブリ100の他の構成は、第1実施形態と略同様であり、ここで詳しい説明は省略する。
[第3実施形態]
図6及び図7に示すように、第3実施形態に係る電極アセンブリ100は、第1実施形態と略同様であるが、第3実施形態における第2裸箔部22が第2コーティング部21の第1端211に接続される第1裸箔領域221と、第2コーティング部21の第2端212に接続される第2裸箔領域222とを含み、第2タブ50及び第3タブ60が第1裸箔領域221と第2裸箔領域222とにそれぞれ設けられる点で相違している。
図6及び図7に示すように、第3実施形態に係る電極アセンブリ100は、第1実施形態と略同様であるが、第3実施形態における第2裸箔部22が第2コーティング部21の第1端211に接続される第1裸箔領域221と、第2コーティング部21の第2端212に接続される第2裸箔領域222とを含み、第2タブ50及び第3タブ60が第1裸箔領域221と第2裸箔領域222とにそれぞれ設けられる点で相違している。
さらに、第1タブ40は、第1裸箔部12に設けられている。第3タブ60は、第2電極シート20の巻き始め端に位置し、第2タブ50は、第2電極シート20の巻き終わり端に位置し、第1タブ40は、第1電極シート10の巻き始め端に位置する。電極アセンブリ100の厚さ方向から見ると、第1タブ40と第3タブ60とは、電極アセンブリ100の中央部に略位置し、且つ互いに離間して設けられており、第2タブ50は、電極アセンブリ100の最外層に略位置している。これにより、複数のタブの位置に対する合理的な配置は実現され、電極アセンブリ100の製造し難さの低減に有利である。
[第4実施形態]
図8及び図9に示すように、第4実施形態に係る電極アセンブリ100は、第3実施形態と略同様であるが、第4実施形態における第1タブ40が第1コーティング部11に設けられている点で、第3実施形態と相違している。第1コーティング部11における第1活性層には、第1凹溝13が設けられており、第1タブ40は第1凹溝13に設けられている。図1において矢印Aで示す方向が電極シートの長手方向であり、第1電極シート10の長手方向に沿って、第1凹溝13と第1電極シート10の端部との間の距離は、第1電極シート10の全長の1/2~1/3であり、第1タブ40は、第1電極シート10の長辺から張り出している。
図8及び図9に示すように、第4実施形態に係る電極アセンブリ100は、第3実施形態と略同様であるが、第4実施形態における第1タブ40が第1コーティング部11に設けられている点で、第3実施形態と相違している。第1コーティング部11における第1活性層には、第1凹溝13が設けられており、第1タブ40は第1凹溝13に設けられている。図1において矢印Aで示す方向が電極シートの長手方向であり、第1電極シート10の長手方向に沿って、第1凹溝13と第1電極シート10の端部との間の距離は、第1電極シート10の全長の1/2~1/3であり、第1タブ40は、第1電極シート10の長辺から張り出している。
電極アセンブリ100の厚さ方向から見ると、第1タブ40と第3タブ60との間は、第1電極シート10または第2電極シート20を少なくとも1層挟んでいる。
[第5実施形態]
図10及び図11に示すように、第5実施形態に係る電極アセンブリ100は、第2実施形態と略同様であるが、第2コーティング部21に第3凹溝25が設けられており、第3タブ60が第3凹溝25に設けられている点で、第2実施形態と相違している。
図10及び図11に示すように、第5実施形態に係る電極アセンブリ100は、第2実施形態と略同様であるが、第2コーティング部21に第3凹溝25が設けられており、第3タブ60が第3凹溝25に設けられている点で、第2実施形態と相違している。
第5実施形態において、第3凹溝25は、略長方形であり、3つの側面が第2コーティング部21における第2活性層に接触するように、第2コーティング部21の長辺から内向きに開設されている。他の実施形態では、第3凹溝25は、四周が何れも第2活性層に接触するように、第2コーティング部21の中央領域に設けられている。または、第3凹溝25は、電極シートの長さ方向または電極シートの長さ方向に垂直な方向に沿って第2コーティング部21を貫通してもよい。この場合、第3凹溝25の対向する両辺は、第2活性層に接触している。
[第6実施形態]
図12及び図13に示すように、第6実施形態に係る電極アセンブリ100は、第5実施形態と略同様であるが、第1タブ40が第1コーティング部11に設けられている点で、第5実施形態と相違している。第1コーティング部11における第1活性層には、第1凹溝13が設けられており、第1タブ40は、第1凹溝13に設けられている。
図12及び図13に示すように、第6実施形態に係る電極アセンブリ100は、第5実施形態と略同様であるが、第1タブ40が第1コーティング部11に設けられている点で、第5実施形態と相違している。第1コーティング部11における第1活性層には、第1凹溝13が設けられており、第1タブ40は、第1凹溝13に設けられている。
第6実施形態に係る電極アセンブリ100の他の構成は、第5実施形態と同様であるため、ここで説明は省略する。
[第7実施形態]
図14及び図15に示すように、第7実施形態に係る電極アセンブリ100は第1実施形態と略同様であるが、第3タブ60が第2電極シート20の巻き終わり端に位置し、それ相応に、第2裸箔部22が第2電極シート20の巻き終わり端になっている点で、第1実施形態と相違している。電極アセンブリ100の厚さ方向から見ると、第3タブ60は電極アセンブリ100の最外層に略位置し、第3タブ60と第1タブ40又は第2タブ50とを区別することを容易にし、電極アセンブリ100が外部回路に接続される際に回路接続ミスが発生する確率を低減する。
図14及び図15に示すように、第7実施形態に係る電極アセンブリ100は第1実施形態と略同様であるが、第3タブ60が第2電極シート20の巻き終わり端に位置し、それ相応に、第2裸箔部22が第2電極シート20の巻き終わり端になっている点で、第1実施形態と相違している。電極アセンブリ100の厚さ方向から見ると、第3タブ60は電極アセンブリ100の最外層に略位置し、第3タブ60と第1タブ40又は第2タブ50とを区別することを容易にし、電極アセンブリ100が外部回路に接続される際に回路接続ミスが発生する確率を低減する。
[第8実施形態]
図16及び図17に示すように、第8実施形態に係る電極アセンブリ100は、第2実施形態と略同様であるが、第3タブが第2電極シート20の巻き終わり端に位置し、第1タブ40も第1電極シート10の巻き始め端に位置し、電極アセンブリ100の厚さ方向から見ると、第1タブ40は電極アセンブリ100の中心層に略位置し、第3タブ60は電極アセンブリ100の最外層に略位置する点で、第2実施形態と相違している。これにより、タブ同士のピッチが増大され、電極アセンブリ100の製造性が向上される。
図16及び図17に示すように、第8実施形態に係る電極アセンブリ100は、第2実施形態と略同様であるが、第3タブが第2電極シート20の巻き終わり端に位置し、第1タブ40も第1電極シート10の巻き始め端に位置し、電極アセンブリ100の厚さ方向から見ると、第1タブ40は電極アセンブリ100の中心層に略位置し、第3タブ60は電極アセンブリ100の最外層に略位置する点で、第2実施形態と相違している。これにより、タブ同士のピッチが増大され、電極アセンブリ100の製造性が向上される。
[第9実施形態]
図18に示すように、第9実施形態に係る電極アセンブリ100は、第1実施形態と略同様であるが、第2タブ50と第3タブ60とが一体に成形され、電極シートの長さ方向に垂直な方向に沿って、一体に成形された第2タブ50と第3タブ60とが第2電極シート20を貫通し、即ち、第2タブ50及び第3タブ60がそれぞれ第2電極シート20の対向する2つの長辺から張り出している点で、第1実施形態と相違している。図19に示すように、電極アセンブリ100の長手方向に沿って、第2タブ50は電極アセンブリ100の第1端101から張り出し、第3タブ60は電極アセンブリ100の第2端102から張り出している。
図18に示すように、第9実施形態に係る電極アセンブリ100は、第1実施形態と略同様であるが、第2タブ50と第3タブ60とが一体に成形され、電極シートの長さ方向に垂直な方向に沿って、一体に成形された第2タブ50と第3タブ60とが第2電極シート20を貫通し、即ち、第2タブ50及び第3タブ60がそれぞれ第2電極シート20の対向する2つの長辺から張り出している点で、第1実施形態と相違している。図19に示すように、電極アセンブリ100の長手方向に沿って、第2タブ50は電極アセンブリ100の第1端101から張り出し、第3タブ60は電極アセンブリ100の第2端102から張り出している。
なお、他の実施形態では、第2タブ50と第3タブ60とが互いに独立した構造であり、それぞれ第2電極シート20の異なる位置に設けられ、且つ第2タブ50が電極アセンブリ100の第1端101から張り出し、第3タブ60が電極アセンブリ100の第2端102から張り出してもよい。これと同時に、第1タブ40は、電極アセンブリ100の第1端101または第2端102から張り出してもよい。
[第10実施形態]
図20に示すように、第10実施形態に係る電極アセンブリ100は、第1実施形態と略同様であるが、第1電極シート10又は第2電極シート20に設けられた第4タブ70をさらに有する点で、第1実施形態と相違している。電極アセンブリ100の厚さ方向に沿って、第4タブ70の投影面での投影は、第1タブ40と第2タブ50と第3タブ60との投影と重なり合わない。第1タブ40は、電極アセンブリ100の長手方向における第1端101又は第2端102から延出してもよく、本願はこれに限定されない。
図20に示すように、第10実施形態に係る電極アセンブリ100は、第1実施形態と略同様であるが、第1電極シート10又は第2電極シート20に設けられた第4タブ70をさらに有する点で、第1実施形態と相違している。電極アセンブリ100の厚さ方向に沿って、第4タブ70の投影面での投影は、第1タブ40と第2タブ50と第3タブ60との投影と重なり合わない。第1タブ40は、電極アセンブリ100の長手方向における第1端101又は第2端102から延出してもよく、本願はこれに限定されない。
[第11実施形態]
図21に示すように、第11実施形態に係る電極アセンブリ100は、第1実施形態と略同様であるが、第1タブ40の電極アセンブリ100から張り出す一端には、外部回路と接続するための互いに離間した少なくとも2つの電気接続部43が設けられている点で、第1実施形態と相違している。これにより、第1タブ40は、2つの極性が同じであるタブに分割され、電流は分化され、電極アセンブリ100の過電流能力は高められる。2つの電気接続部43は、突出部42の接続部41から離れている一端に配置されているとも言える。
図21に示すように、第11実施形態に係る電極アセンブリ100は、第1実施形態と略同様であるが、第1タブ40の電極アセンブリ100から張り出す一端には、外部回路と接続するための互いに離間した少なくとも2つの電気接続部43が設けられている点で、第1実施形態と相違している。これにより、第1タブ40は、2つの極性が同じであるタブに分割され、電流は分化され、電極アセンブリ100の過電流能力は高められる。2つの電気接続部43は、突出部42の接続部41から離れている一端に配置されているとも言える。
電気接続部43は、第1タブ40にタブのアダプタを溶接することで形成されてもよいし、第1タブ40を切断することで形成されてもよい。なお、他の実施例においては、電気接続部43の数は、2つ以上であってもよく、本願はこれに限定されない。このように、第2タブ50及び第3タブ60にも、複数の電気接続部が設けられてもよい。
[第12実施形態]
図22に示すように、第12実施形態には、上述したいずれかの実施形態に係る電極アセンブリ100と、電極アセンブリ100を収容するケース201と、を備える電池200が提供される。さらに、電池200は、ケース201の外面に設けられた複数の電極端子202を含む。各々の電極端子202は、第1タブ40、第2タブ50及び第3タブ60にそれぞれ電気的に接続されている。
図22に示すように、第12実施形態には、上述したいずれかの実施形態に係る電極アセンブリ100と、電極アセンブリ100を収容するケース201と、を備える電池200が提供される。さらに、電池200は、ケース201の外面に設けられた複数の電極端子202を含む。各々の電極端子202は、第1タブ40、第2タブ50及び第3タブ60にそれぞれ電気的に接続されている。
以上の実施形態は、本出願の技術的な態様を説明するためにのみ用いられるものであり、限定するものではないが、以上のより良い実施形態を参照して本出願を詳細に説明したが、当業者は、本出願の技術的な態様を修正または同等に置換しても本出願の技術案の精神的及び範囲から逸脱してはならないことを理解すべきである。
100 電極アセンブリ
101 第1端
102 第2端
10 第1電極シート
11 第1コーティング部
12 第1裸箔部
13 凹溝
20 第2電極シート
21 第2コーティング部
211 第1端
212 第2端
22 第2裸箔部
221 第1裸箔領域
222 第2裸箔領域
23 第2凹溝
24 裁断部
25 第3凹溝
30 セパレータ
40 第1タブ
41 接続部
42 突出部
43 電気接続部
50 第2タブ
60 第3タブ
70 第4タブ
80 第1絶縁部材
90 第2絶縁部材
91 第3絶縁部材
200 電池
201 ケース
202 電極端子
101 第1端
102 第2端
10 第1電極シート
11 第1コーティング部
12 第1裸箔部
13 凹溝
20 第2電極シート
21 第2コーティング部
211 第1端
212 第2端
22 第2裸箔部
221 第1裸箔領域
222 第2裸箔領域
23 第2凹溝
24 裁断部
25 第3凹溝
30 セパレータ
40 第1タブ
41 接続部
42 突出部
43 電気接続部
50 第2タブ
60 第3タブ
70 第4タブ
80 第1絶縁部材
90 第2絶縁部材
91 第3絶縁部材
200 電池
201 ケース
202 電極端子
Claims (22)
- 電極アセンブリ及び前記電極アセンブリを収容するためのケースを含む電池であって、
前記電極アセンブリは、第1電極シートと、極性が前記第1電極シートの極性とは逆である第2電極シートと、前記第1電極シートと前記第2電極シートとの間に設けられるセパレータとを含み、
前記電極アセンブリは、前記第1電極シート、前記セパレータ及び前記第2電極シートが巻き取られることで形成され、
前記電極アセンブリは、前記第1電極シートに設けられた第1タブと、前記第2電極シートに設けられた第2タブと、前記第2電極シートに設けられた第3タブと、をさらに含み、
前記電極アセンブリの厚さ方向に沿って、前記第1タブと前記第2タブと前記第3タブとの前記電極アセンブリの厚さ方向に垂直な投影面における投影は、重なり合わなく、
前記第1タブ、前記第2タブ及び前記第3タブは、外部回路の異なる端子と電気的に接続されるように配置され、
前記第1タブ、前記第2タブ及び前記第3タブは、前記電池に対して並列に分流するように充放電するために用いられることを特徴とする電池。 - 前記第1タブ、前記第2タブ及び前記第3タブはいずれも1つであることを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 前記第1タブ、前記第2タブ及び前記第3タブは、それぞれ前記電極アセンブリの長手方向の一端から前記ケースを延出していることを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 前記第1タブ、前記第2タブ及び前記第3タブは、いずれも前記電極アセンブリの長手方向の第1端から前記ケースを延出していることを特徴とする請求項3に記載の電池。
- 前記第1タブの前記投影面への投影は、前記第2タブと前記第3タブとの投影の間に位置することを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 前記第1電極シートは、第1コーティング部と第1裸箔部とを含み、前記第2電極シートは、第2コーティング部と第2裸箔部とを含み、
前記第1コーティング部は、第1活性層が第1集電体の表面に塗布されることにより形成され、前記第2コーティング部は、第2活性層が第2集電体の表面に塗布されることにより形成されることを特徴とする請求項1に記載の電池。 - 前記第1コーティング部における活性層には、第1凹溝が開設されており、前記第1タブは、前記第1凹溝に設けられていることを特徴とする請求項6に記載の電池。
- 前記第1電極シートの長手方向において、前記第1凹溝と前記第1電極シートの端部との間の距離は、第1電極シートの全長の1/2~1/3であることを特徴とする請求項7に記載の電池。
- 前記第1タブが、前記第1裸箔部に設けられていることを特徴とする請求項6に記載の電池。
- 前記第2コーティング部には、第2凹溝が開設されており、前記第2タブは、前記第2凹溝に設けられ、前記第2凹溝の少なくとも両辺は、前記第2コーティング部における活性層に接触していることを特徴とする請求項6~9のいずれか1項に記載の電池。
- 前記第3タブは、前記第2裸箔部に設けられていることを特徴とする請求項10に記載の電池。
- 前記第2コーティング部には、第3凹溝が開設されており、前記第3タブは、前記第3凹溝に設けられていることを特徴とする請求項10に記載の電池。
- 前記第2裸箔部は、前記第2コーティング部の第1端に接続される第1裸箔領域と、前記第2コーティング部の第2端に接続される第2裸箔領域とを含み、
前記第2タブ及び前記第3タブは、それぞれ前記第1裸箔領域と前記第2裸箔領域とに設けられていることを特徴とする請求項6~9のいずれか1項に記載の電池。 - 前記第1タブと前記第3タブとの間には、前記電極アセンブリの厚さ方向に沿って、前記第1電極シートまたは前記第2電極シートが少なくとも1層介在することを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 前記第1タブは、前記第1電極シートに接続される接続部と、前記電極アセンブリから張り出している突出部と、を含むことを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 前記接続部を覆う第1絶縁部材をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の電池。
- 第2絶縁部材をさらに含み、前記第2電極シートの巻き始め端は、裁断部を含み、前記第2絶縁部材は、前記裁断部を覆っていることを特徴とする請求項14に記載の電池。
- 前記第1タブは、前記電極アセンブリの第1端からは張り出し、前記第2タブ及び前記第3タブは、前記電極アセンブリの第2端から張り出していることを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 前記第2タブと前記第3タブとは、一体成型されており、前記第2タブは、前記電極アセンブリの第1端から張り出し、前記第3タブは、前記電極アセンブリの第2端から張り出していることを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 前記第1電極シートまたは前記第2電極シートに設けられた第4タブをさらに含み、
前記電極アセンブリの厚さ方向において、前記第4タブの前記投影面への投影は、前記第1タブと前記第2タブと前記第3タブとの投影と重なり合わないことを特徴とする請求項1に記載の電池。 - 前記第1タブの前記電極アセンブリから張り出した一端には、外部回路と接続するための互いに離間した少なくとも2つの電気接続部が設けられることを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 前記第1タブの表面又は前記第3タブの表面には、半田付け可能な金属材料がメッキされていることを特徴とする請求項1に記載の電池。
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