CN114975846A - 电极组件、电池以及包括其的电池组和车辆 - Google Patents

电极组件、电池以及包括其的电池组和车辆 Download PDF

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李帝俊
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Abstract

提供了一种电极组件、电池以及包括其的电池组和车辆。一种电极组件，在所述电极组件中，第一电极、第二电极和介于所述第一电极和所述第二电极之间的隔膜绕轴卷绕以限定芯部和外周表面，其中，所述第一电极和第二电极中的至少一个在长边端部包括沿轴的方向暴露于所述隔膜之外的未涂覆部分；所述未涂覆部分的至少一部分沿所述电极组件的所述径向方向弯曲以限定弯曲表面区域，该弯曲表面区域具有未涂覆部分的交叠层；并且所述弯曲表面区域包括具有多个所述未涂覆部分的所述交叠层的焊接目标区域，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向延伸。

Description

电极组件、电池以及包括其的电池组和车辆
技术领域
本公开涉及一种电极组件、电池以及包括其的电池组和车辆。
背景技术
具有根据产品组易于应用和诸如高能量密度的电气特性的二次电池，不仅普遍应用于便携式设备，而且普遍应用于由电力驱动源驱动的电动车辆(EV)或混合动力车辆(HEV)。
这种二次电池作为一种环保和提高能源效率的新能源而受到关注，因为这种二次电池不仅具有显著减少化石燃料使用的主要优点，而且还具有绝对不会根据能源的使用产生副产品的优点。
目前广泛使用的二次电池的类型包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池和镍锌电池。这种单位二次电池单元(即，单位电池)的工作电压约为2.5V至4.5V。因此，当需要高于工作电压的输出电压时，通过将多个电池串联连接来构造电池组。此外，根据电池组中所需的充电和放电容量，通过将多个电池并联连接来构造电池组。因此，可以依据所需的输出电压和/或充放电容量来不同地设置电池组中包括的电池的数量及其电连接形式。
同时，圆柱形、棱柱形和袋型电池被称为单元二次电池的类型。在圆柱形电池中，通过在正极和负极之间设置隔膜(即绝缘体)，将其卷绕以形成具有果冻卷形状的电极组件，并将电极组件插入到电池壳体内部来构造电池。条形的电极接头可以连接到正极和负极中的每一个的未涂覆部分，并且电极接头将电极组件电连接到暴露在外部的电极端子。作为参考，正极端子是密封电池壳体的开口的密封体的盖，负极端子是电池壳体。然而，根据具有这种结构的现有技术的圆柱形电池，电流集中在条形的电极接头上，结合到正极未涂覆部分和/或负极未涂覆部分，因此电阻高，产生大量热量，并且集流效率差。
具有1865或2170形状因子的小型圆柱形电池不存在显著的电阻和发热问题。然而，当增加形状因子以便将圆柱形电池应用于电动车辆时，由于在快速充电过程期间电极接头周围产生大量热量，因此圆柱形电池可能被点燃。
在这点上，已经提出了具有如下结构的圆柱形电池(所谓的无接头圆柱形电池)：其中，通过将正极未涂覆部分和负极未涂覆部分设计为分别位于果冻卷型电极组件的顶部和底部并将集流器焊接到这些未涂覆部分来提高集流效率。
图1至图4是示出制造无接头圆柱形电池的过程的图。图1示出电极的结构，图2示出卷绕电极的过程，图3示出使用成形夹具30弯曲未涂覆部分32和33的过程，并且图4是示出将集流器34、35焊接到未涂覆部分32、33的弯曲面区域的状态的图。
参照图1至图4，正极10和负极11均具有活性材料21被涂覆在具有片状形状的导电基板20上的结构，并且包括沿卷绕方向X在一个长边上的未涂覆部分22。
如图2所示，通过将正极10和负极11与两个隔膜12依次层叠在一起，并且将其沿一个方向X卷绕，来制造电极组件A。这里，正极10和负极11的未涂覆部分沿在卷绕轴Y方向上的相反方向布置。
在卷绕过程后，正极10的未涂覆部分32和负极11的未涂覆部分33向芯部弯曲。之后，板状的集流器34、35分别通过焊接与未涂覆部分32、33结合。
单独的电极接头不结合到正极未涂覆部分32和负极未涂覆部分33，集流器34、35与外部电极端子连接。沿电极组件A的卷绕轴方向(参见箭头)形成具有大横截面积的电流路径，因此可以降低电池的电阻。这是因为电阻与电流流动的路径的截面积成反比。
在无接头圆柱形电池中，需要通过对未涂覆部分32和33的焊接点施加强压力将未涂覆部分32和33弯曲成尽可能平坦，以增强未涂覆部分32和33以及集流器34和35之间的焊接特性。
另外，焊接集流器34、35的未涂覆部分32、33的弯曲部需要以多层交叠，弯曲部中的空白空间(间隙)的体积不应该很大。只有这样才能获得足够的焊接强度，并且即使使用最新的技术(诸如激光焊接)，也可以防止隔膜或活性材料在激光束穿透电极组件A时被烧蚀。
为了使未涂覆部分32和33沿电极组件A的径向方向均匀地交叠，在每个绕组匝的位置处的未涂覆部分需要朝向芯部弯曲，同时覆盖未涂覆部分在内绕组匝的顶面。此外，当基于电极组件A的径向方向彼此相邻的绕组匝之间的未涂覆部分的间隔为d并且位于每个绕组匝处的未涂覆部分的弯曲长度为e时，弯曲长度e应具有等于或大于d×n的长度(n是等于或大于2的自然数)。然后才产生未涂覆部分32和33以多层交叠的区域。此外，未涂覆部分32和33的长度应该足够长，以便在电极组件A的径向方向上形成足够长度的未涂覆部分32和33以相同数量交叠的区域。但是，小型圆柱形电池所包括的电极组的半径小，因此难以具有得出将未涂覆部分32、33的弯曲长度设计得足够长的概念的动机。
此外，小型圆柱形电池的直径小(诸如18mm或21mm)，因此难以将未涂覆部分32和33弯曲成以多层均匀交叠。因此，当未涂覆部分32和33弯曲时，未涂覆部分32和33的端部可以通过使用成形夹具30随机摩擦和形成，或者可以通过使用上下移动的夹具31重复轻敲未涂覆部分32和33来形成弯曲表面区域。
另外，即使在使用沿电极组A的径向方向弯曲未涂覆部分32、33的方法的情况下，其目的也仅集中于形成弯曲的表面区域，而并没有对交叠结构进行细微调整的特殊目的。因此，在现有技术的小型圆柱形电池中使用的电极组件中，难以发现未涂覆部分32和33沿电极组件A的径向方向以多层均匀交叠的结构。
发明内容
技术问题
本公开被设计为解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供一种具有未涂覆部分弯曲结构的电极组件，其中，当在电极组件的两端暴露的未涂覆部分弯曲时，通过在电极组件的径向上充分确保未涂覆部分以多层均匀交叠的区域的足够长度，即使焊接输出增加，也可以防止对活性材料层或隔膜的损坏。
本公开还旨在提供一种电极组件，其中提高了能量密度并且降低了电阻。
本公开还旨在提供一种包括具有改进结构的电极组件的电池、包括该电池的电池组以及包括该电池组的车辆。
本公开要解决的技术问题不限于上述内容，其他未提及的问题，本领域普通技术人员可以通过以下本公开的描述清楚地理解。
技术方案
在本公开的实现上述技术方案的一个方面中，提供了一种电极组件，在所述电极组件中，第一电极、第二电极和介于所述第一电极和所述第二电极之间的隔膜绕轴卷绕以限定芯部和外周表面，其中，第一电极和第二电极中的至少一个在长边端部包括沿轴的方向暴露于所述隔膜之外的未涂覆部分，其中，所述未涂覆部分的至少一部分沿所述电极组件的所述径向方向弯曲以限定弯曲表面区域，该弯曲表面区域具有未涂覆部分的交叠层，并且其中，所述弯曲表面区域包括具有所述未涂覆部分的多个所述交叠层的焊接目标区域，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向延伸。
所述未涂覆部分的厚度可以为5μm至25μm，并且相邻绕组匝中的未涂覆部分之间的间隔可以为350μm至380μm。
在所述焊接目标区域中，所述未涂覆部分的交叠层的平均层叠厚度可以为25μm或更厚。
在所述焊接目标区域中，所述未涂覆部分的交叠层可以在与所述轴基本垂直的方向上层叠。
所述焊接目标区域在所述径向方向上的长度与所述电极组件的半径的比率可以为30％或更大，可选地为40％或更大，可选地50％或更大，可选地为60％或更大、可选地为70％或更大，或者可选地为80％或更大。
所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向可以具有层数为5或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数，可选地具有层数为6或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数，可选地具有层数为7或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数，可选地具有层数为8或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数，可选地具有层数为9或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数，或者可选地具有层数为10或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数。
焊接目标区域可以具有5至15层的未涂覆部分的平均交叠层数。
所述未涂覆部分的另一部分可以不弯曲，并且所述焊接目标区域与所述未涂覆部分的所述另一部分之间的边界可以沿所述轴的方向被切割。
所述焊接目标区域可以从所述芯部的中心到所述电极组件的外周表面径向地布置。
所述焊接目标区域可以布置成十字形，所述十字形具有在所述电极组件的所述芯部上的中心并且向外延伸。
集流器可以焊接到所述焊接目标区域。
所述集流器可以被激光焊接或超声波焊接到所述焊接目标区域。
所述集流器和所述焊接目标区域之间的焊接图案可以包括沿所述电极组件的所述径向方向线性布置的多个点的图案。
所述未涂覆部分可以在与所述电极组件的所述芯部或外周相邻的区域处包括未涂覆切割部分，其中，所述未涂覆切割部分在所述轴的方向上的高度低于所述未涂覆部分的剩余区域的高度。
所述未涂覆部分的保留在所述未涂覆切割部分中的一部分可以不弯曲。
当卷绕所述未涂覆切割部分时形成的沿径向方向的卷绕匝的宽度可以大于所述未涂覆部分的弯曲长度。
所述未涂覆部分的保留在所述未涂覆切割部分中的高度可以为0.2mm至4mm。
在弯曲之前，所述未涂覆部分沿所述轴的方向延伸的最大高度可以为12mm。
所述未涂覆部分的弯曲深度为1mm至5mm。
具有所述未涂覆部分的所述第一电极和所述第二电极中的任一电极可以包括沿所述轴的方向的一对短边，并且所述一对短边具有相同的长度或不同的长度。
具有所述未涂覆部分的所述第一电极和所述第二电极中的任一电极可以包括沿卷绕方向的一对长边，并且所述一对长边具有相同的长度或不同的长度。
在本公开的另一方面中，还提供了一种电池，所述电池包括：电极组件，在所述电极组件中，第一电极、第二电极和设置在所述第一电极和所述第二电极之间的隔膜绕轴卷绕以限定所述电极组件的芯部和外周表面，其中，所述第一电极和第二电极中的至少一个在长边端部包括沿轴的方向暴露于所述隔膜之外的未涂覆部分，其中，所述未涂覆部分的至少一部分沿所述电极组件的所述径向方向弯曲以限定弯曲表面区域，该弯曲表面区域具有未涂覆部分的交叠层，并且其中，所述弯曲表面区域包括具有所述未涂覆部分的多个交叠层的焊接目标区域，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向延伸；电池壳体，所述电池壳体被构造为容纳所述电极组件，所述电池壳体具有第二端和带有开口的第一端；密封体，所述密封体被构造为密封在所述电池壳体的所述第一端处的开口；端子，所述端子具有通过所述电池壳体的所述第二端或所述密封体向外暴露的表面；第一集流器，所述第一集流器电连接到所述第一电极的未涂覆部分的焊接目标区域和所述端子；以及第二集流器，所述第二集流器电连接到所述第二电极的未涂覆部分的焊接目标区域和所述电池壳体。
所述端子可以是设置在所述电池壳体的所述第二端中的孔处的铆接端子，并且在所述铆接端子与所述电池壳体的所述第二端的所述孔之间设置密封垫圈。
所述铆接端子可以焊接到所述第一集流器。
所述密封体可以包括在所述电池壳体的所述第一端的开口处与密封垫圈一起卷曲的盖，并且所述密封垫圈设置在所述盖与所述电池壳体的所述第一端的开口之间，以使所述盖与所述电池壳体绝缘。
所述电池壳体可以包括与所述电池壳体的所述第一端的开口相邻的压边部，所述密封体包括在所述电池壳体的所述第一端的开口处与密封垫圈一起卷曲的盖，并且所述第二集流器具有布置在所述压边部和密封垫圈之间并且接触所述压边部的内表面的边缘区域的至少一部分。
所述第二集流器可以具有焊接到所述压边部的内表面的边缘区域的至少一部分。
所述盖可以没有电极性。
所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向可以具有层数为5或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数。
在所述焊接目标区域中，所述未涂覆部分的交叠层的平均层叠厚度可以为25μm或更厚。
所述第一集流器可以包括通过在所述第一电极的所述未涂覆部分的所述焊接目标区域与所述第一集流器之间焊接而形成的第一焊接图案，并且所述第二集流器可以包括通过在所述第二电极的所述未涂覆部分的所述焊接目标区域和所述第二集流器之间焊接而形成的第二焊接图案。
所述第一焊接图案和所述第二焊接图案可以在与所述电极组件的所述芯部的中心间隔开5mm至10mm的点开始并且沿所述电极组件的所述径向方向延伸。
所述第一焊接图案和所述第二焊接图案可以在与所述电极组件的所述芯部的中心间隔开基本相同距离的点开始并且沿所述电极组件的所述径向方向延伸。
所述第一焊接图案和所述第二焊接图案在所述电极组件的所述径向方向上可以具有相同的长度。
所述第一焊接图案和所述第二焊接图案在所述电极组件的所述径向方向上可以具有不同的长度。
所述第一焊接图案可以比所述第二焊接图案长。
在所述未涂覆部分弯曲之前，所述未涂覆部分沿所述轴的方向延伸的最大高度可以为12mm。
所述未涂覆部分的另一部分不弯曲，并且所述焊接目标区域与所述未涂覆部分的另一部分之间的边界可以沿所述轴的方向被切割。
所述未涂覆部分的弯曲深度可以为1mm至5mm。
所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极可以包括沿所述轴的方向的一对短边，并且所述一对短边具有相同的长度或不同的长度。
所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极可以包括沿卷绕方向的一对长边，并且所述一对长边具有相同的长度或不同的长度。
在所述端子和所述电池壳体的所述第二端之间测量的电阻可以为4毫欧(mΩ)或更小。
所述电池的直径与高度的比率可以大于0.4。
根据本公开的技术方案还可以通过包括上述电池的电池组和包括该电池组的车辆来实现。
有益效果
根据本公开的一个方面，当在电极组件的两端暴露的未涂覆部分弯曲时，通过在电极组件的径向上充分确保未涂覆部分均匀交叠的区域，即使焊接输出增加，也可以防止对活性材料层或隔膜的损坏。
根据本公开的另一方面，通过改进与电极组件的芯部相邻的未涂覆部分的结构，可以容易地执行电池壳体和集流器之间的电解液注入过程和焊接过程，从而防止当未涂覆部分弯曲时电极组件的芯部中的空腔被阻断。
根据本公开的另一方面，可以通过将未涂覆部分的弯曲表面区域直接焊接到集流器而不是使用条形电极接头，来提供能量密度提高并且电阻降低的电极组件，从而减少死角。
根据本公开的另一方面，可以提供一种具有内部电阻低且集流器与未涂覆部分之间的焊接强度提高的结构的电池、以及包括该电池的电池组和车辆。
本公开可以具有将在每个实施方式中描述的若干其他效果，并且将省略本领域技术人员可以容易地推断出的关于效果等的描述。
附图说明
附图示出了本公开的一个优选实施方式，并与前述的公开一起用于提供对本公开的技术特征的进一步理解，因此，本公开不限于附图。
图1是示出制造现有技术的无接头圆柱形电池时使用的电极结构的平面图。
图2是示出现有技术的无接头圆柱形电池的电极卷绕过程的图。
图3是示出在现有技术的无接头圆柱形电池的制造方法中弯曲未涂覆部分的过程的图。
图4是示出在现有技术的无接头圆柱形电池的制造方法中，将集流器焊接于未涂覆部分的弯曲面区域的状态的图。
图5是示出根据本公开的实施方式的电极结构的平面图。
图6是根据本公开的实施方式的沿卷绕轴方向(Y轴)截取的电极组件的截面图。
图7是示出在本公开的实施方式中从芯部向外侧弯曲的暴露在电极组件的端部的未涂覆部分的图。
图8是示出在本公开的实施方式中从外侧向芯部弯曲的暴露在电极组件的端部的未涂覆部分的图。
图9是示出根据本公开的实施方式，当暴露在电极组件的端部的未涂覆部分弯曲时，未涂覆部分的交叠层数如何根据弯曲深度而变化的图。
图10示出了在根据本公开的实施方式中，根据电极组件的正极未涂覆部分和负极未涂覆部分弯曲的方向，比较交叠质量和未涂覆部分的平均交叠层数的变化的实验结果。
图11是示出在本公开的实施方式中在使电极组件的未涂覆部分弯曲之前预切割的弯曲区域的图。
图12示出了在根据本公开的实施方式中，根据电极组件的正极未涂覆部分和负极未涂覆部分的弯曲方向和切割，比较交叠质量和未涂覆部分的平均交叠层数的变化的实验结果。
图13a是根据本公开的实施方式的沿卷绕轴方向(Y轴)截取的圆柱形电池的截面图。
图13b是根据本公开的实施方式的第一集流器的结构的俯视图。
图13c是示出根据本公开的实施方式的第二集流器的结构的俯视图。
图14a是根据本公开的另一个实施方式的沿卷绕轴方向(Y轴)截取的圆柱形电池的截面图。
图14b是示出根据本公开的另一实施方式的第一集流器的结构的俯视图。
图14c是示出根据本公开的另一实施方式的第二集流器的结构的立体图。
图15是示出将根据本公开的实施方式的多个圆柱形电池电连接的状态的俯视图。
图16是图15的局部放大图。
图17是示出根据本公开的实施方式的包括圆柱形电池的电池组的图。
图18是示出根据本公开的实施方式的包括电池组的车辆的图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应理解，说明书和所附权利要求中使用的术语和词语不应被解释为限于一般和字典含义，而是在允许发明人为了最佳解释而适当地定义术语的原则的基础上基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念进行解释。
因此，本文所提出的描述仅是只用于例示的目的的优选示例，并非旨在限制本公开的范围，因此应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对其进行其他的等效和修改。
此外，为帮助理解本公开，附图未按实际比例示出，而是可能夸大了某些部件的尺寸。此外，在不同的实施方式中，相似的附图标记可以分配给相似的组件。
当解释两个对象相同时，这表示这些对象“基本相同”。因此，基本相同的对象可能包括在本领域中被认为较低的偏差(例如，5％以内的偏差)。此外，当解释某些参数在预定区域中是一致的时，这可能表示这些参数就平均值而言是一致的。
尽管术语“第一”、“第二”等用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与其他元件区分开来，除非另有说明，否则第一部件可以替换为第二部件。
在整个说明书中，除非另有说明，否则每个元件可以是单数或复数。
将任何一个部件放置在另一个部件的“上部(或下部)”或“上(或下)”可能不仅表示任何部件被设置为与该部件的上表面(或下表面)接触，而且还表示又一部件可以介于该部件和设置在该部件上(或下)的另一部件之间。
此外，当描述一个部件“连接”、“联接”或“接入”到另一部件时，这些部件可以相互直接连接或接入，但应该理解，还可以有又一部件介于这些部件之间，或者这些部件通过又一部件“连接”、“联接”或“接入”。
在整个说明书中，当提及“A和/或B”时，除非另有明确说明，否则表示A、B或A和B，并且当提及“C至D”时，除非另有说明，否则表示它大于或等于C且小于或等于D。
为了便于说明，在本说明书中，将沿卷绕成果冻卷形状的电极组的卷绕轴的长度方向的方向称为轴向Y。另外，将围绕卷绕轴的方向称为圆周方向(circumferentialdirection)或外围方向X。另外，将靠近卷绕轴或远离卷绕轴的方向称为径向方向。其中，特别地，将靠近卷绕轴的方向称为向心方向(centripetal direction)，并且将远离卷绕轴的方向称为离心方向。
首先，将描述根据本公开的实施方式的电极组件。果冻卷型电极组件具有其中具有片状的第一电极和第二电极以及设置在它们之间的隔膜沿一个方向卷绕的结构。
电极组件的形状不限于果冻卷型。因此，电极组件可具有可在圆柱形电池中采用的其他已知结构。
优选地，第一电极和第二电极中的至少一个在卷绕方向上的长边端部包括未涂覆活性材料的未涂覆部分。至少一部分未涂覆部分本身可以用作电极接头。
图5是示出根据本公开的实施方式的电极40的结构的平面图。
参照图5，电极40包括由金属箔形成的导电基板40a和活性材料层40b。电极40具有一对短边和在一对短边之间延伸的一对长边。一对短边沿卷绕轴方向Y延伸，一对长边沿卷绕方向X延伸。一对短边可以具有相同的长度或不同的长度，一对长边也可以具有相同长度或不同长度。
金属箔可以是铝或铜，并且根据电极40的极性适当地选择。活性材料层40b形成在在一对短边之间延伸的导电基板40a的至少一个表面上，并且包括在卷绕方向X的长边端部的未涂覆部分40c。未涂覆部分40c是未涂覆活性物质的区域。绝缘涂层40d可以设置在活性材料层40b和未涂覆部分40c之间的边界处。绝缘涂层(coating layer)40d被设置成使得其至少一部分与活性物质层40b和未涂覆部分40c之间的边界交叠。绝缘涂层40d可以包括聚合物树脂，并且可以包括无机填料(诸如Al2O3)。聚合物树脂可以具有多孔结构。绝缘涂层40d在卷绕轴方向Y上可以具有0.3mm至5mm的宽度。由于其中形成有绝缘涂层40d的未涂覆部分40c的一部分是没有涂层活性材料的区域，因此相应的部分也可视为未涂覆部分。
优选地，未涂覆部分40c的与芯部相邻的部分可以通过开槽工艺被切割。在这种情况下，即使当未涂覆部分40c朝向芯部弯曲时，电极组件的芯部也不会被未涂覆部分40c的弯曲部分阻断。作为参考，芯部包括在卷绕电极组件时使用的线轴被移除时产生的空腔。空腔可用作电解液注入路径或用于插入焊接夹具的路径。在图中，虚线表示未涂覆部分40c弯曲的位置。弯曲位置可以改变。
当电极40被卷绕时，未涂覆部分40c的切割部分B在径向方向上形成多个绕组匝(winding turn)。多个绕组匝在径向方向上具有预定宽度。优选地，可以调整切割部分B的宽度d和未涂覆部分40c的弯曲长度h，使得预定宽度等于或大于未涂覆部分40c的弯曲长度h。因此，即使当未涂覆部分40c弯曲时，电极组件的芯部也不会由于未涂覆部分40c的弯曲而被阻断。
另选地，可以调整切割部分B的宽度(d)和未涂覆部分40c的弯曲长度(h)，使得电极组件的芯部(空腔)基于其直径向外部敞开90％或更多。
优选地在切割线和绝缘涂层40d之间设置间隙，以防止活性材料层40b和/或绝缘涂层40d在形成未涂覆部分40c的切割部分B时被损坏。该间隙可以优选地为0.2mm至4mm，更优选地为0.5mm至2mm。当将间隙调整到相应的数值范围时，可以防止活性材料层40b和/或绝缘涂层40d在切割未涂覆部分40c时因切割公差而损坏。同时，切割部分B的切割线优选地与活性材料层40b的端部间隔开0.5mm至4mm。当在0.5mm～4mm的范围内调整间隔距离时，能够防止活性物质层40b在形成未涂覆部分40c的切割部分B的过程中因切割公差而受到损伤。
在具体示例中，当电极40用于制造具有4680的形状因子(直径：46mm，高度：80mm)的圆柱形电池的电极组件时，依据电极组件的芯部的直径，切割部分B的宽度d可以设置为180mm至350mm。
当电极组件的芯部不用于电解液注入过程、焊接过程等时，可以不形成未涂覆部分40c的切割部分B。另外，未涂覆部分40c的切割部分B也可以形成在电极40的外周。当未涂覆部分40c的切割部分B形成在电极40的外周时，能够防止未涂覆部分40c在电极40的外周处的部分与电池壳体电接触。当电极40的极性和电池壳体的极性不同时，这种效果是有用的。
上述实施方式的电极40可以应用于具有不同极性并且包括在果冻卷型电极组件中的第一电极和/或第二电极。当实施方式的电极结构应用于第一电极和第二电极中的任何一个时，现有技术的电极结构(图1)可以应用于另一个。此外，应用于第一电极和第二电极的电极结构可以彼此不同。
在本公开中，可以不受限制地使用现有技术中已知的活性材料作为涂覆在正极上的正极活性材料和涂覆在负极上的负极活性材料。
例如，正极活性材料可以包括由化学通式A[AxMy]O2+z表示的碱金属化合物(A包括选自Li、Na和K中的至少一种元素；M包括选自Ni、Co、Mn、Ca、Mg、Al、Ti、Si、Fe、Mo、V、Zr、Zn、Cu、Al、Mo、Sc、Zr、Ru和Cr中的至少一种元素；x≥0，1≤x+y≤2，并且0.1≤z≤2；可以选择化学计量系数x、y和z使得化合物保持电中性)。
作为另一示例，正极活性材料可以是US6,677,082、US6,680,143等中公开的碱金属化合物xLiM1O2-(1-x)Li2M2O3(M1包括至少一种平均氧化态为3的元素；M2包括至少一种平均氧化态为4的元素；并且0≤x≤1)。
作为另一示例，正极活性材料可以是由化学通式LiaM1 xFe1-xM2 yP1-yM3 zO4-z(M1包括选自Ti、Si、Mn、Co、Fe、V、Cr、Mo、Ni、Nd、Al、Mg和Al中的至少一种元素；M2包括选自Ti、Si、Mn、Co、Fe、V、Cr、Mo、Ni、Nd、Al、Mg、Al、As、Sb、Si、Ge、V和S中的至少一种元素；M3包括选择性包括F的卤代元素；0<a≤2、0≤x≤1、0≤y<1、并且0≤z<1；并且选择化学计量系数a、x、y和z使得化合物保持电中性)，或者化学通式Li3M2(PO4)3(M包括选自Ti、Si、Mn、Fe、Co、V、Cr、Mo、Ni、Al、Mg和Al中的至少一种元素)表示的锂金属磷酸盐。
优选地，正极活性材料可以包括主要颗粒和/或其中主要颗粒聚集的次要颗粒。
在一个示例中，负极活性材料可以使用碳材料、锂金属或锂金属化合物、硅或硅化合物、锡或锡化合物等。具有小于2V的电势的金属氧化物(诸如TiO2或SnO2也可以用作负极活性材料。低结晶碳、高结晶碳等可以用作碳材料。
隔膜可以是单个或层叠的多孔聚合物膜，例如是由聚烯烃基聚合物制成的多孔聚合物膜(诸如乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物、乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物等)。作为另一示例，隔膜可以是一般的多孔无纺布(例如是由具有高熔点的玻璃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维等形成的无纺布)。
隔膜的至少一个表面可以包括无机颗粒的涂层。此外，隔膜本身可以是无机颗粒的涂层。涂层中的颗粒可以具有与粘合剂结合的结构，使得填隙体积存在于相邻颗粒之间。
无机颗粒可以是介电常数为5或更大的无机材料。作为一个不受限制的示例，无机颗粒可以包括选自由以下组成的组中的至少一种材料：Pb(Zr,Ti)O3(PZT)、Pb1-xLaxZr1- yTiyO3(PLZT)、PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3(PMN-PT)、BaTiO3、氧化铪(HfO2)、SrTiO3、TiO2、Al2O3、ZrO2、SnO2、CeO2、MgO、CaO、ZnO和Y2O3。
图6是根据本公开的实施方式的沿Y轴截取的果冻卷型的电极组件50(其中电极40应用于第一电极(正极)和第二电极(负极))的截面图。
参照图6，电极组件50可以通过图2中描述的卷绕方法制造。突出到电极组件50的上部的未涂覆部分41从第一电极43延伸。突出到电极组件50的下部的未涂覆部分42从第二电极44延伸。隔膜45设置在第一电极43和第二电极44之间。第一电极43的活性材料涂覆区域在Y轴方向上的长度可以小于第二电极44的活性材料涂覆区域在Y轴方向上的长度。因此，第二电极44的活性材料涂覆区域可以沿Y轴方向延伸得比第一电极43的活性材料涂覆区域更长。
优选地，形成在第一电极43和第二电极44的活性材料区域与未涂覆部分之间的边界上的绝缘涂层47可以延伸到隔膜45的端部，或者可以从其端部向外暴露。当绝缘涂层47暴露于隔膜45的外部时，绝缘涂层47可以在未涂覆部分41和42弯曲时支撑弯曲点。当弯曲点被支撑时，在未涂覆部分41和42弯曲时向活性材料层和隔膜45施加的应力被减轻。此外，绝缘涂层47可以防止第一电极43和第二电极44通过彼此接触而产生短路。绝缘涂层47的端部可以沿卷绕轴方向Y暴露于隔膜45的端部之外大于0且不大于2mm的长度。
第一电极43包括导电基板和形成在其至少一个表面上的活性材料涂层。导电基板(未涂覆部分41)由铝制成并且可以具有10μm至25μm的厚度。包括活性材料涂层的第一电极43可以具有180um至220um的厚度。第二电极44包括导电基板和形成在其至少一个表面上的活性材料涂层。导电基板(未涂覆部分42)由铜制成并且可以具有5μm至20μm的厚度。包括活性材料涂层的第二电极44可以具有140um至180um的厚度。隔膜45介于第一电极43和第二电极44之间，并且可以具有8μm至18μm的厚度。
在第一电极43的卷绕结构中，位于径向方向上相邻的卷绕匝的未涂覆部分41的间隔可以是350μm至380μm。此外，在第二电极44的卷绕结构中，位于径向方向上相邻的卷绕匝的未涂覆部分42的间隔可以为350μm至380μm。
在电极组件50中，第一电极43的绕组匝数根据圆柱形电池的形状因子而变化，并且可以是48至56。第二电极44的绕组匝数也根据圆柱形电池的形状因子而变化，并且可以是48至56。
未涂覆部分41和42比应用于小型圆柱形电池设计的未涂覆部分更长。优选地，未涂覆部分41和42可以是6mm或更大、选择性地7mm或更大、选择性地8mm或更大、选择性地9mm或更大、选择性地10mm或更大、选择性地11mm或更大、或选择性地12mm或更大。
优选地，未涂覆部分41和42可以沿电极组件50的径向方向弯曲，更优选地从电极组件50的外侧向其芯部弯曲。
图7是示出使用成形夹具60将电极组50的未涂覆部分41从芯部向外侧弯曲的图。图8是示出使用成形夹具60从外侧向芯部弯曲的电极组件50的端部的未涂覆部分41的图。在本实施方式中，未涂覆部分41的材料设置为铝，其厚度设置为10um，其卷绕轴方向的长度设置为8mm，并且其弯曲深度设置为2mm。弯曲深度对应于未涂覆部分41弯曲前后的高度差。未涂覆部分41弯曲后的高度为弯曲面区域的高度。高度的标准点可以是活性材料涂层和未涂覆部分41之间的边界点。
参照图7和图8，当未涂覆部分41从芯部向外侧弯曲时，未涂覆部分41在芯部附近发生严重的翘曲。另一方面，当未涂覆部分41从外侧向芯部弯曲时，未涂覆部分41的翘曲(buckling)现象基本上得到缓解。当未涂覆部分41的压曲严重时，应力集中在未涂覆部分41和活性材料层之间的边界上，因此导电基板可能破裂。此外，未涂覆部分41的端部可能无法克服应力，因此可能被撕裂。此外，当未涂覆部分41被撕裂时，隔膜可能被一起撕裂，从而导致第一电极43和第二电极44之间的微短路。未涂覆部分41的翘曲主要是由于当未涂覆部分41弯曲时曲率反转造成的。参照图7和图8，未涂覆部分41优选地从外侧弯曲到电极组件50的芯部。类似地，未涂覆部分42也优选地从外侧弯曲到电极组件50的芯部。
同时，未涂覆部分41和42在电极组件50的芯部附近变形。如果切割部分B(图5)形成在芯部附近的未涂覆部分41和42中并且未涂覆部分在芯部附近处不弯曲，则可以防止未涂覆部分41和42变形。
在另选实施方式中，当在电极组件50的芯部附近应用切割部分B或类似结构时，未涂覆部分41和42可以从芯部向电极组件50的外侧弯曲。
优选地，未涂覆部分41和42的弯曲深度可以是至少1mm或更大、选择性地1.5mm或更大、选择性地2mm或更大、选择性地2.5mm或更大、选择性地3mm或更大、选择性地3.5mm或更大、选择性地4mm或更大、选择性地4.5mm或更大、或选择性地5mm或更大。
图9示出了当未涂覆部分41的端部通过使用形成夹具60弯曲时，在弯曲深度改变为1mm、2mm和3mm时，测量未涂覆部分41的交叠层数如何变化的结果。未涂覆部分41的材料、长度和厚度与上述实验条件相同。
参照图9，当未涂覆部分41的弯曲深度为1mm时，未涂覆部分41在电极组件50的半径中心(由垂直虚线表示的区域)的交叠层数为3。当未涂覆部分41的弯曲深度为2mm时，未涂覆部分41在电极组件50的半径中心处的交叠层数为6。当未涂覆部分41的弯曲深度为3mm时，未涂覆部分41在电极组件50的半径中心处的交叠层数为9。根据三个条件的弯曲深度，未涂覆部分的交叠层数约为弯曲深度的3倍。因此，对于本领域普通技术人员来说，当未涂覆部分41的弯曲深度大于3mm时，未涂覆部分41在电极组件50的半径中心处的交叠层数大于9。
图10是当集流器在弯曲未涂覆部分后进行激光焊接同时不同地调整未涂覆部分的交叠层数时，电极集流器上部的特写照片和通过光学显微镜拍摄的焊接点的横截面照片。
在集流器上部的照片中，左侧的照片是弯曲加工后的照片，右侧的照片是集流器焊接后的照片。在焊接部分的截面照片中，左侧的照片是80倍的照片，右侧的照片是120倍的照片。在示例1和示例2中，未涂覆部分从外侧弯曲到芯部。另一方面，在比较例1和2中，未涂覆部分从芯部向外侧弯曲。
(示例1和示例2)当将未涂覆部分从电极组的外侧向芯部弯曲时，正极处的未涂覆部分和负极处的未涂覆部分的弯曲深度分别为3mm和3mm。正极未涂覆部分的材料、长度、厚度分别为铝、8mm、10um，而负极未涂覆部分的材料、长度、厚度分别为铜、8mm、15um。
(比较例1和2)当未涂覆部分从芯部向电极组件的外侧弯曲时，正极处的未涂覆部分和负极处的未涂覆部分的弯曲深度分别设置为3mm和3mm。正极未涂覆部分的材料、长度、厚度分别为铝、8mm、10um，而负极未涂覆部的材料、长度、厚度分别为铜、8mm、15um。
参照图10，在比较例1和2中，确定了在集流器的焊接截面内计算的正极未涂覆部分和负极未涂覆部分的平均交叠层数分别为3和4，并且，从弯曲部分看到，在未涂覆部分之间存在大体积的空白空间(间隙)。
在本公开中，通过在焊接截面中以1mm的间隔设置测量点并计算在测量点处识别的交叠层数的平均值来确定平均交叠层数。未涂覆部分的层的交叠表面可以基本上垂直于卷绕轴方向。交叠层数表示在平行于卷绕方向的测量点处绘制假想线时假想线穿过的未涂覆部分的交叠层数。
在比较例1和2中，未涂覆部分的交叠层数少，因此当增加激光的输出以提高焊接强度时，激光束可能通过穿过未涂覆部分的交叠区域而穿透到电极组件中。因此，将焊接区域的焊接强度提高到所希望的水平是有限度的。具有4680的形状因子的圆柱形电池可以安装在车辆等上。当车辆被驱动时，振动持续施加到圆柱形电池，并且当圆柱形电池的使用周期增加时，会出现膨胀现象。因此，集流器和未涂覆部分的弯曲表面区域处的应力增加，从而导致在焊接界面等上产生裂纹。比较例1和2易受这些问题的影响。
另外，如比较例1和2那样，当在未涂覆部分的交叠层之间存在大体积的空白空间(间隙)时，激光束无法被未涂覆部分的交叠区域遮蔽，可能穿透电极组件，从而烧蚀隔膜或活性材料层。
另一方面，在示例1和示例2中，确定了在集流器的焊接截面内计算的正极未涂覆部分和负极未涂覆部分的平均交叠层数分别为5和7，并且未涂覆部分之间的空白空间(间隙)显著减小。因此，与比较例1和2相比，示例1和示例2具有优异的焊接强度、优异的抗振性和优异的激光束掩蔽效果。
参照图10中所示的比较实验结果，当未涂覆部分从电极组件的外侧弯曲到芯部时形成的弯曲表面区域可以是基本上平坦的并且可以包括其中未涂敷部分的平均交叠层数为5或更多、选择性地6或更多、选择性地7或更多、选择性地8或更多、选择性地9或更多、或选择性地10或更多的焊接目标区域。
优选地，弯曲表面区域可以包括其中未涂覆部分的交叠层数为5以上且15以下的焊接目标区域。
在弯曲表面区域中，基于从相邻绕组匝沿电极组件的径向方向突出的未涂覆部分的间隔，通过调整未涂覆部分的长度和弯曲深度，可以将平均交叠层数确定为期望值，。
在一个示例中，如果未涂覆部分在电极组件的径向方向上的间隔为350μm并且弯曲深度为3mm，则未涂覆部分的从弯曲点向芯部延伸的弯曲部分的长度约为3mm。此外，未涂覆部分的弯曲部分与从对应于弯曲点内侧对应于至少8个绕组匝(3mm/350um＝8.57)的半径区域突出的未涂覆部分交叠。因此，可以将相应半径区域内未涂覆部分的平均交叠层数调整为8层左右的水平。
交叠层的最佳平均数可以通过考虑用于焊接的激光功率、未涂覆部分的材料和厚度以及相邻绕组匝之间未涂覆部分的间隔通过反复试验来自适应地确定。
在弯曲表面区域中，未涂覆部分的平均交叠层数为5或更多的区域可以定义为焊接集流器的焊接目标区域。焊接目标区域沿电极组件50的径向方向延伸。此外，焊接目标区域包括未涂覆部分的交叠层。这里，“交叠”表示未涂覆部分沿卷绕轴方向层叠为多层。当弯曲表面区域由第一电极43的未涂覆部分41形成时，焊接目标区域中的未涂覆部分41的交叠层的平均层叠厚度可以为50μm或更大。这是因为未涂覆部分41的厚度优选为10um至25um。类似地，当弯曲表面区域由第二电极44的未涂覆部分42形成时，焊接目标区域中未涂覆部分42的交叠层的平均层叠厚度可以为25um或更大。这是因为未涂覆部分42的厚度优选为5um至20um。同时，焊接目标区域中未涂覆部分41和42的平均层叠厚度的上限可以由平均交叠层数的上限确定。也就是说，平均层叠厚度的上限可以通过将平均交叠层数的上限与未涂覆部分41、42的最大厚度值相乘而得到的值来确定。
优选地，在电极组件50的径向方向上，交叠层数为5或更多的焊接目标区域的长度与电极组件50的半径的比率可以设计为30％或更大、选择性地40％或更大、选择性地50％或更大、选择性60％或更大、选择性70％或更大、或选择性80％或更大。
优选地，在电极组件50的径向方向上，基于电极组件50的半径，交叠层数为5或更多的焊接目标区域的长度的比率可以为30％以上且90％以下。
参照图10，焊接目标区域限定在当未涂覆部分的至少一部分沿电极组件的径向方向弯曲时形成的弯曲表面区域中。焊接目标区域可以基于电极组件的芯部径向地延伸。未涂覆部分的除焊接目标区域之外的其他部分可以不弯曲。焊接目标区域的表面高度低于剩余区域的表面高度。焊接目标区域可以具有从电极组件的芯部中心径向方向向外延伸的凹槽结构。在一个示例中，图10所示的凹槽结构具有十字形。形成在焊接目标区域上的焊接图案可以包括沿电极组件的半径方向布置的多个焊接点。焊点可以沿径向方向布置，布置成至少一排，优选地布置成至少两排。焊点对应于激光焊接产生的焊珠。焊珠是由激光熔化的金属的凝固材料。焊接到焊接目标区域的集流器的形状可以对应于焊接目标区域的形状。此外，可以在集流器的中心设置孔以与电极组件50的芯部中的空腔连通。
优选地，电极组件50的未涂覆部分41和42的待弯曲的区域可以被预切割至预定深度。切割深度可以是1mm到5mm。进行切割的位置是焊接目标区域和剩余区域之间的边界。图11是示出未涂覆部分41或42的待弯曲的预切割区域的图。同心圆概念性地表示未涂覆部分41或42，并且未涂覆部分41或42实际上以螺旋形卷绕。当切割未涂覆部分41或42时，形成切割线70。未涂覆部分41或42可被切割至弯曲点。当切割未涂覆部分41或42时，可以应用超声波切割方法或激光切割方法。可以不受限制地使用用于对金属箔进行开槽的其他方法。当未涂覆部分41或42被切割时，未涂覆部分41或42沿箭头所示方向弯曲时产生的应力得到缓和，因此焊接目标区域中未涂覆部分的交叠层数变得均匀，并且未涂覆部分交叠的区域中的空白空间(间隙)的体积显著减小。
图12示出了比较实验结果，清楚地示出了在切割未涂覆部分41和42之后进行弯曲和在没有切割未切割部分41和42的情况下进行弯曲时的差异。
在表的第三列中，左侧的照片是正极未涂覆部分的上部的照片，右侧的照片是负极未涂覆部分的上部的照片。表的第四列所示的CT图像是使用CT装置通过切割正极未涂覆部分的焊接部分而拍摄的截面图像。表的第五列的截面照片是通过光学显微镜借助切割负极未涂覆部分的焊接部分而拍摄的照片。
示例①是在未切割弯曲区域的情况下将未涂覆部分从芯部向外侧弯曲的情况，焊接区域的平均交叠层数为3。示例①与上述比较例1大致相同。在未涂覆部分交叠的区域中，未涂覆部分不规则地变形，并且在未涂覆部分的交叠区域中识别出体积大的空白空间。
示例②是在未切割弯曲区域的情况下将未涂覆部分从外侧弯曲到芯部的情况，并且焊接区域中的平均交叠层数为6。未涂覆部分的弯曲深度、材料、长度和厚度与示例①基本相同。未涂覆部分在未涂覆部分交叠的区域中的变形程度不大于示例①，并且与示例①相比，空白空间(间隙)相对较小。
示例③是在切割弯曲区域之后将未涂覆部分从芯部向外侧弯曲的情况，并且焊接区域的平均交叠层数为5。未涂覆部分的材料和厚度与示例①的相同，未涂覆部分的切削深度为2mm。尽管弯曲区域被切割，但确定在未涂覆部分交叠的区域中未涂覆部分不规则地变形。同时，未涂覆部分的交叠区域中的空白空间(间隙)的体积略微减小。
示例④是在切割弯曲区域之后将未涂覆部分从外侧弯曲到芯部的情况，并且焊接区域的平均交叠层数为6。未涂覆部分的材料和厚度与示例②相同，未涂覆部分的切削深度为2mm。确定了未涂覆部分的交叠区域中的空白空间(间隙)的体积最小，因为弯曲区域是预切割的，因此未涂覆部分在焊接区域中比示例②更均匀地交叠。
根据本公开的实施方式(变型)的各种电极组件结构可以应用于果冻卷型的圆柱形电池。
优选地，圆柱形电池可以是例如圆柱形电池，其中形状因子(通过将圆柱形电池的直径除以其高度获得的值，即直径Φ与高度H的比率大于约0.4。
这里，形状因子表示指示圆柱形电池的直径和高度的值。根据本公开的实施方式的圆柱形电池可以是例如46110电池、4875电池、48110电池、4880电池或4680电池。在表示形状因子的数值中，前两个数字表示电池的直径，剩余的数字表示电池的高度。
当将具有无接头结构的电极组件应用于形状因子的比率超过0.4的圆柱形电池时，由于在未涂覆部分弯曲时沿半径方向施加的大应力，未涂覆部分容易撕裂。另外，在将集流器焊接于未涂覆部分的弯曲面区域时，需要充分增加未涂覆部分的交叠层数，以充分确保焊接强度并降低电阻。这样的要求可以通过根据本公开的实施方式(变型)的电极和电极组件来实现。
根据本公开的实施方式的电池可以是其中直径约为46mm，高度约为110mm，形状因子的比率为0.418的圆柱形电池。
根据另一实施方式的电池可以是其中直径约为48mm，高度约为75mm，形状因子的比率为0.640的圆柱形电池。
根据另一实施方式的电池可以是其中直径约为48mm，高度约为110mm，形状因子的比率为0.436的圆柱形电池。
根据另一实施方式的电池可以是其中直径约为48mm，高度约为80mm，形状因子的比率为0.600的圆柱形电池。
根据另一实施方式的电池可以是其中直径约为46mm，高度约为80mm，形状因子的比率为0.575的圆柱形电池。
在现有技术中，使用其中形状因子的比率为大约0.4或更小的电池。换言之，在现有技术中，例如使用1865电池、2170电池等。在1865电池中，其直径约为18mm，高度约为65mm，形状因子的比率为0.277。在2170电池中，其直径约为21mm，高度约为70mm，形状因子的比率为0.300。
在下文中，将详细描述根据本公开的实施方式的圆柱形电池。
图13a是根据本公开的实施方式的沿Y轴方向截取的圆柱形电池190的截面图。
参照图13a，根据本公开的实施方式的圆柱形电池190包括：电极组件110，其包括第一电极、隔膜和第二电极；电池壳体142，其容纳电极组件110并具有分别位于其上部和下部的第一端和第二端；以及密封体143，其密封电池壳体142的开口。
电池壳体142是在第一端具有开口并且在与第一端相对的第二端具有封闭部分(底部)的圆柱形容器。电池壳体142由诸如铝、钢、不锈钢的导电金属材料形成。电池壳体142通过第一端的开口将电极组件110容纳在内部空间中，并且还容纳电解液。
电解液可以是具有诸如A+B-的结构的盐。这里，A+包括含有碱金属阳离子的离子，诸如Li+、Na+和K+，或它们的组合。此外，B-包括选自由F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、AlO4 -、AlCl4 -、PF6 -、SbF6 -、AsF6 -、BF2C2O4 -、BC4O8 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、C4F9SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN-和(CF3CF2SO2)2N-组成的组中的一种或更多种负离子。
电解液也可以溶解在有机溶剂中使用。有机溶剂可以包括碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二丙酯(DPC)、二甲亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、碳酸甲乙酯(EMC)、γ-丁内酯或其化合物。
电极组件110可以具有果冻卷形状，但本公开不限于此。如图2所示，电极组件110可以通过基于卷绕轴卷绕通过顺序层叠至少一次下隔膜、第一电极、上隔膜和第二电极而形成的层叠结构来制造。
第一电极和第二电极具有不同的极性。换句话说，当一个具有正极性时，另一个具有负极性。第一电极和第二电极中的至少一个可以具有根据上述实施方式(变型)的电极结构。此外，第一电极和第二电极中的另一个可以具有现有技术的电极结构或根据实施方式(变型)的电极结构。
第一电极的未涂覆部分146a和第二电极的未涂覆部分146b分别在电极组件110的上部和下部从隔膜的端部突出到外部。
密封体143可以包括具有突出中心部分的板状的盖143a、在盖143a和电池壳体142之间提供气密性并具有绝缘特性的密封垫圈143b、以及电气和机械结合到盖143a的连接板143c。
盖143a是由导电金属材料形成的部件并且覆盖电池壳体142的开口。盖143a电连接到第一电极的未涂覆部分146a并且经由密封垫圈143b与电池壳体142电绝缘。因此，盖143a可以用作圆柱形电池190的第一电极端子。
盖143a安装在形成于电池壳体142中的压边部(beading portion)147上，并由卷边部(crimping portion)148固定。密封垫圈143b可设置在盖143a和卷边部148之间以确保电池壳体142的气密性并且确保电池壳体142和盖143a之间的电绝缘。盖143a可以包括通过从其中心部分向上突出而形成的突出部分143d。
电池壳体142电连接到第二电极的未涂覆部分146b。因此，电池壳体142具有与第二电极相同的极性。当第二电极具有负极性时，电池壳体142也具有负极性。
电池壳体142在其上端包括压边部147和卷边部148。压边部147通过在电池壳体142的外周中按压而形成。压边部147防止容纳在电池壳体142内的电极组件110通过电池壳体142的上开口部分逸出，并且可以用作安装密封体143的支撑部。
卷边部148形成在压边部147的上部。卷边部148具有弯曲到电池壳体142中以包围布置在压边部147上的盖143a的外周和盖143a的顶面的至少一部分的形状。
圆柱形电池190还可以包括第一集流器144和/或第二集流器145和/或绝缘体146。
图13b和图13c分别是示出第一集流器144和第二集流器145结构的俯视图。
参照图13a和图13b，第一集流器144结合到电极组件110的上部。第一集流器144由诸如铝、铜、镍等的导电金属材料形成，并且焊接到当第一电极的未涂覆部分146a弯曲时形成的弯曲表面区域的焊接目标区域。焊接目标区域可以具有如图10和12所示的径向凹槽结构。径向凹槽结构可以从电极组件110的芯部的中心延伸到外侧。
优选地，焊接目标区域的未涂覆部分146a的平均交叠层数可以为5或更多。此外，焊接目标区域可以具有为50μm或更大的未涂覆部分146a的交叠层的平均层叠厚度。
第一集流器144可以具有可以位于焊接目标区域的凹槽结构中的结构。在一个示例中，当焊接目标区域具有如图10和图12所示的十字形凹槽结构时，第一集流器144也可以是十字形板。
第一集流器144可包括支撑部144a、从支撑部144a向外延伸的多个腿部144b、以及在相邻腿部144b之间从支撑部144a向外延伸的引线149。
支撑部144a可位于电极组件110的芯部附近，并且多个腿部144b可被焊接到弯曲表面区域的焊接目标区域，同时位于弯曲表面区域上。
在支撑部144a的中心设有孔(H1)。可以通过孔(H1)注入电解液。孔(H1)的直径至少是电极组件110的芯部中的空腔的直径的0.5倍。如果孔(H1)的直径小于芯部中的空腔的直径，则当圆柱形电池190中出现排气孔时，可以防止电极或隔膜从芯部的空腔中出来。此外，如果孔的直径(H1)等于或大于芯部中的空腔的直径，则在将第二集流器145焊接到电池壳体142底部的过程中，焊接夹具可以容易地插入，并且可以顺利注入电解液。
引线149可以延伸到电极组件110的上部以结合到连接板143c或直接结合到盖143a的底表面。连接板143c可以结合到盖143a的下表面。可以通过焊接实现引线149和另一部件之间的连接。
未涂覆部分146a的弯曲表面区域和第一集流器144之间的电连接可以通过例如激光焊接来实现。可以通过部分熔化集流器基材来执行激光焊接。激光焊接可以由电阻焊接、超声波焊接、点焊等代替。
参照图13a和图13c，具有板状的第二集流器145可以联接到电极组件110的下表面。
第二集流器145可以包括其中形成有孔(H2)的支撑部145a、从支撑部145a向外延伸的多个腿部145b、设置在孔(H2)内并联接到电池壳体142的底表面的连接部145c、以及用于连接连接部145c和支撑部145a的桥接部145d。
第二集流器145由诸如铝、铜、镍等的导电金属材料制成。支撑部145a位于电极组件110的下表面上的芯部附近。多个腿部145b焊接到在未涂覆部分146b弯曲时形成的弯曲表面区域的焊接目标区域。连接部145c可以焊接到电池壳体142的内底表面上。
连接部145c的直径大于电极组件110的芯部中的空腔的直径。桥接部145d连接孔(H2)的内表面和连接部145c的外表面。当振动或应力施加到第二集流器145时，桥接部145d缓冲振动或应力。桥接部145d的宽度或厚度可以局部减小。然后，当过电流流过桥接部145d时，桥接部145d可能熔化并断裂，从而阻断过电流。
限定在电极组件110的下表面的弯曲表面区域中的焊接目标区域可以具有如图10和12所示的径向凹槽结构。径向凹槽结构可以从电极组件的芯部的中心延伸110到外侧。
优选地，焊接目标区域可以具有为5或更多的未涂覆部分146b的平均交叠层数。此外，焊接目标区域可以具有25um或更大的未涂覆部分146a的交叠层的平均层叠厚度。
第二集流器145的腿部145b可以具有能够位于径向方向延伸的焊接目标区域的槽结构中的结构。在一个示例中，当焊接目标区域具有如图10和图12所示的十字形凹槽结构时，第二集流器145的腿部145b也可以从支撑部145a以十字形延伸。
参照图13b和13c，形成在第一集流器144的腿部144b上的焊接图案(W1)和形成在第二集流器145的腿部145b上的焊接图案(W2)可以从与电极组件110的芯部的中心间隔开基本相同的距离的点开始并沿径向方向延伸。焊接图案(W1)的径向长度可以与焊接图案(W2)的径向长度相同或不同。焊接图案(W1、W2)可以是连续焊珠或不连续焊珠的布置。
参照图13a，绝缘体146可以覆盖第一集流器144。绝缘体146可以在第一集流器144的顶表面覆盖第一集流器144，从而防止第一集流器144和电池壳体142的内周表面之间的直接接触。
绝缘体146包括用于引出从第一集流器144向上延伸的引线149的引线孔151。引线149通过引线孔151向上引出以结合到连接板143c的底表面或盖143a的底表面。
绝缘体146的边缘周边区域布置在第一集流器144和压边部147之间，以固定电极组件110和第一集流器144的结合体。因此，电极组件110和第一集流器144的结合体在圆柱形电池190的高度方向上的移动受到限制，因此可以提高圆柱形电池190的组装稳定性。
绝缘体146可以由绝缘聚合物树脂形成。例如，绝缘体146可以由聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺或聚对苯二甲酸丁二醇酯形成。
电池壳体142还可以包括形成在其底表面处的排气部152。排气部152对应于在电池壳体142的底面中与周边区域相比厚度更小的区域。为了形成排气部152，电池罐142的底部的上表面和/或下表面可以机械地开槽。排气部152与其周边区域相比在结构上是脆弱的。因此，当由于圆柱形电池190中发生异常而使内部压力升高到一定水平或更高时，排气部152破裂并且电池壳体142内部产生的气体可能向外排放。
排气部152可以连续地或不连续地形成，同时在电池壳体142的底表面上画一个圆。作为变型，排气部152可以形成为线性图案或其他图案。
由于第二集流器145的连接部145c的直径大于电极组件110的芯部中的空腔的直径，所以当排气部152破裂并且电池壳体142内部产生的气体被排放到外部，可以防止位于芯部附近的电极或隔膜脱落。
图14a是根据本公开的另一个实施方式的沿Y轴截取的圆柱形电池200的截面图。
参照图14a，与图13a的圆柱形电池190相比，圆柱形电池200在电极组件110的结构方面基本相同，不同之处在于除电极组件110之外的剩余结构被改变。
详细地，圆柱形电池200包括电池壳体171，铆接型端子172穿透电池壳体171。端子172安装在电池壳体171的第二端处的封闭部分(底部)的通孔中。端子172的下边缘通过铆接与电池壳体171的通孔联接，在期间设置具有绝缘特性的第一密封垫圈173之间。铆接可以通过用铆接夹具按压端子172的下边缘部分以使对应部分朝向电池壳体171的底部塑性变形来完成。端子172朝向与重力方向相反的方向外露。
端子172包括端子暴露部分172a和端子插入部分172b。端子暴露部分172a暴露于电池壳体171的封闭部分的外侧。端子暴露部分172a可大致位于电池壳体171的封闭部分的中心部分。端子暴露部分172a的最大直径可以形成为大于形成在电池壳体171的封闭部分中的通孔的最大直径。端子插入部分172b可以大致穿透电池壳体171的封闭部分的中心部分并且被电连接连接到第一电极的未涂覆部分146a。端子插入部分172b可以铆接在电池壳体171的内表面上。换言之，端子插入部分172b的下圆周端可以塑性变形以朝向电池壳体171的内表面弯曲。端子插入部分172b的下端部的最大直径可以大于形成在电池壳体171的封闭部分中的通孔的最大直径。端子插入部分172b的下表面可以是基本上平坦的，并且焊到连接到第一电极的未涂覆部分146a的第一集流器144'。
图14b是示出第一集流器144'的结构的俯视图。参照图14b，第一集流器144'具有与图13c所示的集流器145基本相同的结构。也就是说，第一集流器144'包括具有孔(H3)的支撑部144a'、从支撑部144'沿径向方向延伸的多个腿部144b'、以及设置在孔(H3)内的连接部144c'、以及用于连接支撑部144a'和连接部144c'的桥接部144d'。第一集流器144'的连接部144c'可以焊接到端子172的端子插入部分172b的下平坦端。多个腿部144b'可以焊接到限定在电极组件110上部的弯曲表面区域中的焊接目标区域。
参照图14a，由绝缘材料形成的绝缘体174可以布置在第一集流器144'和电池壳体171的内表面之间。绝缘体174与第一集流器144'的上表面和电池壳体171的封闭部分的内表面接触。绝缘体174覆盖第一集流器144'的上部和电极组件110的上边缘部分。因此，通过接触具有不同极性的电池壳体171的内表面，可以防止电极组件110的外侧未涂覆部分引起短路。绝缘体174由绝缘聚合物树脂形成。
端子172的端子插入部分172b可以穿透绝缘体174并焊接到第一集流器144'。为此，绝缘体174的中心部分设置有暴露端子插入部分172b的下部的孔。孔的直径可以大于端子插入部分172b的下部的直径。
第一密封垫圈173设置在电池壳体171和端子172之间，以防止具有相反极性的电池壳体171和端子172相互电接触。因此，具有大致平坦形状的电池壳体171的顶表面175可以用作圆柱形电池200的电极端子。
第一密封垫圈173包括垫圈暴露部173a和垫圈插入部173b。垫圈暴露部173a布置在端子172的端子暴露部分172a和电池壳体171之间。垫圈插入部173b布置在端子172的端子插入部分172b和电池壳体171之间。通过在端子插入部172b的铆接期间一起变形，垫圈插入部173b可以紧密地粘附到电池壳体171的内表面。第一密封垫圈173可以由例如绝缘聚合物树脂形成。
第一密封垫圈173的垫圈暴露部分173a可以具有延伸以覆盖端子172的端子暴露部分172a的外侧表面的形状。当第一密封垫圈173覆盖端子172的外侧表面时，可以防止在将诸如汇流条的电连接部件结合到电池壳体171和/或端子172的顶表面的过程期间发生短路。虽然在图中未示出，但是垫圈暴露部分173a可以具有延伸以不仅覆盖端子暴露部分172a的外侧表面，而且至少还覆盖其顶表面的外周部分的形状。
当第一密封垫圈173由聚合物树脂形成时，第一密封垫圈173可以通过热熔结合到电池壳体171和端子172。在这种情况下，可以加强第一密封垫圈173和端子172的结合界面以及第一密封垫圈173和电池壳体171的结合界面处的气密性。同时，当第一密封垫圈173的垫圈暴露部分173a具有延伸到端子暴露部分172a的顶表面的形状时，端子172可以通过嵌件注射成型与第一密封垫圈173结合成一体。
除了由端子172和第一密封垫圈173占据的电池壳体171的顶表面的区域之外的剩余区域175，对应于具有与端子172相反极性的电极端子。
图14c是示出第二集流器176的结构的立体图。参照图14c，第二集流器176结合到电极组件110的底部。第二集流器176由诸如铝、钢、铜、镍等的导电金属材料形成。第二集流器176的至少一部分可以通过焊接联接到包括在第二电极的未涂覆部分146b的弯曲表面区域中的焊接目标区域。
第二集流器176包括支撑部176a和从支撑部176a沿径向方向延伸并焊接到焊接目标区域的多个腿部176b。支撑部176a包括在中心的孔(H4)。电解液可以通过孔(H4)注入。孔(H4)的直径大于电极组件110的芯部中的空腔直径的0.5倍。孔(H4)的功能与上述孔(H1)的功能基本相同。
优选地，第二集流器176的至少一部分可以电连接到电池壳体171。在示例中，第二集流器176的边缘部分的至少一部分可以布置在电池壳体171的内表面和第二密封垫圈178b之间。为此，第二集流器176包括壳体连接部176c。壳体连接部176c包括：连接部176c2，其从腿部176b的端部朝向压边部180的下表面倾斜地延伸；以及接触部176c1，其设置在压边部180的下表面上。接触部176c1可以沿压边部180的圆周方向以弧形延伸以增加与压边部180的接触面积。
第二集流器176的边缘部分的至少一部分(例如接触部176c1)，可以经由焊接固定到压边部180，同时被支撑在形成于电池壳体171的下部处的压边部180的下表面处。作为变型，第二集流器176的边缘部分的至少一部分可以直接焊接到电池壳体171的内壁表面。
优选地，第二集流器176和包括在未涂覆部分146b的弯曲表面区域中的焊接目标区域可以经由焊接(例如激光焊接)结合。这里，焊接在未涂覆部分146b的弯曲表面区域的某一区域进行，其中未涂覆部分146b的平均交叠层数为5或更多或者未涂覆部分146b的平均层叠厚度为25um或更大。
同时，形成在第一集流器144'的腿部144b'上的焊接图案(W1)和形成在第二集流器176的腿部176b上的焊接图案(W2)可以从电极组件110的芯部的中心间隔开基本相同的距离的位置开始并沿径向方向延伸。焊接图案(W1)的径向长度可以与焊接图案(W2)的径向长度相同或不同。在一个示例中，焊接图案的径向长度(W1)长于焊接图案的径向长度(W2)。这是因为第二集流器176包括连接部176c2，所以第二集流器176的脚部176b比第一集流器144'的脚部144b'短。至少一个焊接图案(W3)也形成在第二集流器176的接触部176c1上。焊接图案(W3)可以具有直线或弧形的形状。焊接图案(W1、W2、W3)可以是连续焊珠或不连续焊珠的布置。
密封电池壳体171的第一端处的开口的密封体178包括盖178a和第二密封垫圈178b。第二密封垫圈178b将盖178a和电池壳体171彼此电分离。卷边部181将盖178a的边缘和第二密封垫圈178b固定在一起。盖178a具有排气部179。排气部179的结构与上述实施方式(变型)大致相同。
优选地，盖178a可以由导电金属材料形成。然而，因为密封垫圈178b布置在盖178a和电池壳体171之间，所以盖178a不具有电极性。密封体178起到密封电池壳体171下部的开口并在圆柱形电池200的内压增加到阈值以上时排出气体的作用。
优选地，与第一电极的未涂覆部分146a电连接的端子172用作第一电极端子。此外，在经由第二集流器176与第二电极的未涂覆部分146b电连接的电池壳体171的上表面中的除端子172之外的部分175，用作第一电极端子与电极相反极性的第二电极端子。这样，当两个电极端子位于圆柱形电池200的顶部时，可以仅在圆柱形电池200的一侧布置诸如汇流条的电连接部件。因此，电池组可以简化结构并且可以提高能量密度。此外，用作第二电极端子的部分175具有大致平坦的形状，因此在接合诸如汇流条的电连接部件时可以确保足够的接合面积。因此，圆柱形电池200可以将电连接部件的接合部分处的电阻降低到优选的水平。
在本公开中，即使当未涂覆部分146a和146b朝向芯部弯曲时，电极组件110的芯部的空腔112也不会被阻断而是可以向上打开。在这点上，第一电极和第二电极可以包括芯部附近的未涂覆切割部分(参见图5的B)。上面已经描述了未涂覆切割部分B的宽度d以及未涂覆部分146a和146b的弯曲长度h的设计条件。
在空腔112不阻断的情况下，电解液注入过程没有困难，提高了电解液注入效率。此外，通过经空腔112插入焊接夹具，可以容易地执行第二集流器145和电池壳体142的底部之间的焊接或第一集流器144'和端子172之间的焊接的过程。
根据本公开的实施方式的圆柱形电池200具有可以在上部进行电连接的优点。
图15是示出多个圆柱形电池200电连接的状态的俯视图，并且图16是图15的局部放大图。
参照图15和16，多个圆柱形电池200可以使用汇流条210在圆柱形电池200的上部串联和并联连接。考虑到电池组的容量，可以增加或减少圆柱形电池200的数量。
在每个圆柱形电池200中，端子172可以具有正极性并且电池壳体171的端子172周围的平坦表面171a可以具有负极性，反之亦然。
优选地，多个圆柱形电池200可以布置成多列和多行。列在图中的垂直方向上设置，行在图中的左右方向上设置。此外，为了最大化空间效率，圆柱形电池200可以布置成最紧密的包装结构。当通过将暴露于电池壳体171外部的端子172的中心彼此连接而形成等边三角形时，形成最紧密的包装结构。优选地，汇流条210将布置在同一列中的圆柱形电池200彼此并联连接，并将布置在两个相邻列中的圆柱形电池200彼此串联连接。
优选地，汇流条210可以包括主体部211、多个第一汇流条端子212和多个第二汇流条端子213，以进行串联和并联连接。
主体部211可以沿相邻端子172之间的圆柱形电池200的列延伸。另选地，主体部211可以沿圆柱形电池200的列延伸，并且主体部211可以像Z字形一样规则地弯曲。
多个第一汇流条端子212可以在主体部211的一侧方向上延伸并且可以电联接到位于一侧方向上的圆柱形电池200的端子172。第一汇流条端子212和端子172之间的电联接可以通过激光焊接、超声波焊接等来实现。
多个第二汇流条端子213可以从主体部211的另一侧延伸并且可以电联接到位于另一方向的端子172周围的平坦表面171a。第二汇流条端子213和平坦表面171a之间的电联接可以通过激光焊接、超声波焊接等来执行。
优选地，主体部211、多个第一汇流条端子212和多个第二汇流条端子213可以由一个导电金属板形成。金属板例如可以是铝板或铜板，但本公开不限于此。在变型例中，主体部211、多个第一汇流条端子212和第二汇流条端子213可以制造为单独的部件，然后通过焊接等彼此联接。
如上所述的本公开的圆柱形电池200具有这样的结构，其中通过扩大经过弯曲表面区域的焊接区域、使用第二集流器176多路复用电流路径、最小化电流路径长度等来最小化电阻。通过在正极和负极之间(即在端子172和端子172周围的平坦表面171a之间)的电阻计测量的圆柱形电池200的交流电阻，可以是0.5毫欧(mΩ)至4毫欧(mΩ)，优选是1毫欧(mΩ)到4毫欧(mΩ)，适合快速充电。
在根据本公开的圆柱形电池200中，由于具有正极性的端子172和具有负极性的平坦表面171a位于相同方向，因此可以使用汇流条210容易地实现圆柱形电池200的电连接。
此外，由于圆柱形电池200的端子172和端子172周围的平坦表面171a具有大面积，因此可以充分确保汇流条210的联接面积以充分降低包括圆柱形电池200的电池组的电阻。
此外，由于可以在圆柱形电池200的上部进行电布线，因此具有可以最大化电池模块/组的每单位体积的能量密度的优点。
根据上述实施方式(变型)的圆柱形电池可用于制造电池组。
图17是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池组的构造的图。
参照图17，根据本公开的实施方式的电池组300包括圆柱形电池301彼此电连接的组件，以及容纳该组件的电池组壳体302。圆柱形电池301可以是根据上述实施方式(变型)的任何一种电池。在图中，为了便于说明，没有示出诸如用于电连接圆柱形电池301的汇流条、冷却单元、外部端子等的部件。
电池组300可以安装在车辆上。例如，车辆可以是电动车辆、混合动力车辆或插电式混合动力车辆。车辆包括四轮车辆或两轮车辆。
图18是示出包括图17的电池组300的车辆的图。
参照图18，根据本公开的实施方式的车辆V包括根据本公开的实施方式的电池组300。根据本公开的实施方式，车辆V通过从电池组300接收电力来运行。
根据本公开的一个方面，当在电极组件的两端暴露的未涂覆部分弯曲时，通过在电极组件的径向上充分确保未涂覆部分均匀交叠的焊接目标区域，即使焊接输出增加，也可以防止对活性材料层或隔膜的损坏。
根据本公开的另一方面，通过改进与电极组件的芯部相邻的未涂覆部分的结构，可以容易地执行电池壳体(或端子)和集流器之间的电解液注入过程和焊接过程，从而防止当未涂覆部分弯曲时电极组件的芯部中的空腔被阻断。
根据本公开的另一方面，可以通过将未涂覆部分的弯曲表面区域直接焊接到集流器而不是使用条形电极接头，来提供能量密度提高并且电阻降低的电极组件。
根据本公开的另一方面，可以提供一种具有内部电阻低且集流器与未涂覆部分之间的焊接强度提高的结构的圆柱形电池，以及包括该圆柱形电池的电池组和车辆。
已经详细描述了本公开。然而，应该理解的是，详细描述和具体示例虽然指示了本公开的优选实施方式，但仅以例示的方式给出，因为根据该详细描述，在本公开范围内的各种变化和修改对于本领域技术人员来说将变得显而易见。

Claims (53)

1.一种电极组件，在所述电极组件中，第一电极、第二电极和介于所述第一电极和所述第二电极之间的隔膜绕轴卷绕以限定芯部和外周表面，
其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个在长边端部包括沿轴的方向暴露于所述隔膜之外的未涂覆部分，
其中，所述未涂覆部分的至少一部分沿所述电极组件的径向方向弯曲以限定弯曲表面区域，该弯曲表面区域具有所述未涂覆部分的交叠层，并且
其中，所述弯曲表面区域包括具有所述未涂覆部分的多个所述交叠层的焊接目标区域，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向延伸。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述未涂覆部分的厚度为5μm至25μm，并且相邻绕组匝中的所述未涂覆部分之间的间隔为350μm至380μm。
3.根据权利要求1所述的电极组件，其中，在所述焊接目标区域中，所述未涂覆部分的所述交叠层的平均层叠厚度为25μm或更厚。
4.根据权利要求1所述的电极组件，其中，在所述焊接目标区域中，所述未涂覆部分的所述交叠层在与所述轴基本垂直的方向上层叠。
5.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域在所述径向方向上的长度与所述电极组件的半径的比率为30％或更大。
6.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域在所述径向方向上的长度与所述电极组件的半径的比率为40％或更大。
7.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域在所述径向方向上的长度与所述电极组件的半径的比率为50％或更大。
8.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域在所述径向方向上的长度与所述电极组件的半径的比率为60％或更大。
9.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域在所述径向方向上的长度与所述电极组件的半径的比率为70％或更大。
10.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向具有层数为5或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数。
11.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向具有层数为6或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数。
12.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向具有层数为7或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数。
13.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向具有层数为8或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数。
14.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向具有层数为9或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数。
15.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向具有层数为10或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数。
16.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述未涂覆部分的另一部分不弯曲，并且所述焊接目标区域与所述未涂覆部分的所述另一部分之间的边界沿所述轴的方向被切割。
17.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域从所述芯部的中心到所述电极组件的外周表面径向地布置。
18.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述焊接目标区域布置成十字形，所述十字形具有在所述电极组件的所述芯部上的中心并且向外延伸。
19.根据权利要求1所述的电极组件，所述电极组件包括焊接到所述焊接目标区域的集流器。
20.根据权利要求1所述的电极组件，其中，集流器被激光焊接或超声波焊接到所述焊接目标区域。
21.根据权利要求19所述的电极组件，其中，所述集流器和所述焊接目标区域之间的焊接图案包括沿所述电极组件的所述径向方向线性布置的多个点的图案。
22.根据权利要求18所述的电极组件，其中，所述未涂覆部分在与所述电极组件的所述芯部或外周相邻的区域处包括未涂覆切割部分，其中，所述未涂覆切割部分在所述轴的方向上的高度低于所述未涂覆部分的剩余区域的高度。
23.根据权利要求22所述的电极组件，其中，所述未涂覆部分的保留在所述未涂覆切割部分中的一部分不弯曲。
24.根据权利要求22所述的电极组件，其中，当卷绕所述未涂覆切割部分时形成的沿径向方向的卷绕匝的宽度大于所述未涂覆部分的弯曲长度。
25.根据权利要求22所述的电极组件，其中，所述未涂覆部分的保留在所述未涂覆切割部分中的高度为0.2mm至4mm。
26.根据权利要求1所述的电极组件，其中，在弯曲之前，所述未涂覆部分沿所述轴的方向延伸的最大高度为12mm。
27.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述未涂覆部分的弯曲深度为1mm至5mm。
28.根据权利要求1所述的电极组件，其中，具有所述未涂覆部分的所述第一电极和所述第二电极中的任一电极包括沿所述轴的方向的一对短边，并且所述一对短边具有相同的长度或不同的长度。
29.根据权利要求1所述的电极组件，其中，具有所述未涂覆部分的所述第一电极和所述第二电极中的任一电极包括沿卷绕方向的一对长边，并且所述一对长边具有相同的长度或不同的长度。
30.一种电池，所述电池包括：
电极组件，在所述电极组件中，第一电极、第二电极和设置在所述第一电极和所述第二电极之间的隔膜绕轴卷绕以限定所述电极组件的芯部和外周表面，其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个在长边端部包括沿轴的方向暴露于所述隔膜之外的未涂覆部分，其中，所述未涂覆部分的至少一部分沿所述电极组件的径向方向弯曲以限定弯曲表面区域，该弯曲表面区域具有未涂覆部分的交叠层，并且其中，所述弯曲表面区域包括具有所述未涂覆部分的多个交叠层的焊接目标区域，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向延伸；
电池壳体，所述电池壳体被构造为容纳所述电极组件，所述电池壳体具有第二端和带有开口的第一端；
密封体，所述密封体被构造为密封在所述电池壳体的所述第一端处的开口；
端子，所述端子具有通过所述电池壳体的所述第二端或所述密封体向外暴露的表面；
第一集流器，所述第一集流器电连接到所述第一电极的未涂覆部分的焊接目标区域和所述端子；以及
第二集流器，所述第二集流器电连接到所述第二电极的未涂覆部分的焊接目标区域和所述电池壳体。
31.根据权利要求30所述的电池，其中，所述端子是设置在所述电池壳体的所述第二端中的孔处的铆接端子，并且
在所述铆接端子与所述电池壳体的所述第二端的所述孔之间设置密封垫圈。
32.根据权利要求31所述的电池，其中，所述铆接端子焊接到所述第一集流器。
33.根据权利要求30所述的电池，其中，所述密封体包括在所述电池壳体的所述第一端的开口处与密封垫圈一起卷曲的盖，并且
所述密封垫圈设置在所述盖与所述电池壳体的所述第一端的开口之间，以使所述盖与所述电池壳体绝缘。
34.根据权利要求30所述的电池，其中，所述电池壳体包括与所述电池壳体的所述第一端的开口相邻的压边部，
所述密封体包括在所述电池壳体的所述第一端的开口处与密封垫圈一起卷曲的盖，并且
所述第二集流器具有布置在所述压边部和所述密封垫圈之间并且接触所述压边部的内表面的边缘区域的至少一部分。
35.根据权利要求34所述的电池，其中，所述第二集流器具有焊接到所述压边部的内表面的边缘区域的至少一部分。
36.根据权利要求34所述的电池，其中，所述盖没有电极性。
37.根据权利要求30所述的电池，其中，所述焊接目标区域沿所述电极组件的所述径向方向具有层数为5或更多的所述未涂覆部分的平均交叠层数。
38.根据权利要求30所述的电池，其中，在所述焊接目标区域中，所述未涂覆部分的交叠层的平均层叠厚度为25μm或更厚。
39.根据权利要求30所述的电池，其中，所述第一集流器包括通过在所述第一电极的所述未涂覆部分的所述焊接目标区域与所述第一集流器之间焊接而形成的第一焊接图案，并且
所述第二集流器包括通过在所述第二电极的所述未涂覆部分的所述焊接目标区域和所述第二集流器之间焊接而形成的第二焊接图案。
40.根据权利要求39所述的电池，其中，所述第一焊接图案和所述第二焊接图案在与所述电极组件的所述芯部的中心间隔开5mm至10mm的点开始并且沿所述电极组件的所述径向方向延伸。
41.根据权利要求39所述的电池，其中，所述第一焊接图案和所述第二焊接图案在与所述电极组件的所述芯部的中心间隔开基本相同距离的点开始并且沿所述电极组件的所述径向方向延伸。
42.根据权利要求39所述的电池，其中，所述第一焊接图案和所述第二焊接图案在所述电极组件的所述径向方向上具有相同的长度。
43.根据权利要求39所述的电池，其中，所述第一焊接图案和所述第二焊接图案在所述电极组件的所述径向方向上具有不同的长度。
44.根据权利要求43所述的电池，其中，所述第一焊接图案比所述第二焊接图案长。
45.根据权利要求30所述的电池，其中，在所述未涂覆部分弯曲之前，所述未涂覆部分沿所述轴的方向延伸的最大高度为12mm。
46.根据权利要求30所述的电池，其中，所述未涂覆部分的另一部分不弯曲，并且所述焊接目标区域与所述未涂覆部分的另一部分之间的边界沿所述轴的方向被切割。
47.根据权利要求30所述的电池，其中，所述未涂覆部分的弯曲深度为1mm至5mm。
48.根据权利要求30所述的电池，其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极包括沿所述轴的方向的一对短边，并且所述一对短边具有相同的长度或不同的长度。
49.根据权利要求30所述的电池，其中，所述第一电极和所述第二电极中的每一个电极包括沿卷绕方向的一对长边，并且所述一对长边具有相同的长度或不同的长度。
50.根据权利要求30所述的电池，其中，在所述端子和所述电池壳体的所述第二端之间测量的电阻为4毫欧或更小。
51.根据权利要求30所述的电池，其中，所述电池的直径与高度的比率大于0.4。
52.一种电池组，该电池组包括根据权利要求30至51中的任一项所述的电池。
53.一种车辆，该车辆包括根据权利要求52所述的电池组。
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