JP2020205241A - 電池セル・アセンブリおよび電気化学デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】電池セル・アセンブリおよび電気化学デバイスの提供。【解決手段】電池セル・アセンブリ２００は、第１の巻かれた電極アセンブリ１０１を含む第１の電池セル２０１と、第２の巻かれた電極アセンブリ１０２を含む第２の電池セル２０２と、を含む。第１の巻かれた電極アセンブリ１０１の最外周は第２の巻かれた電極アセンブリ１０２の最外周と電気接続されており、第１の電池セル２０１および第２の電池セル２０２は段状の構造を形成している。【選択図】図４

Description

[関連出願の相互参照]
本願は、２０１９年５月２１日に出願された中国特許出願第２０１９１０４２２７３３．７号の優先権の利益を主張し、同出願の開示の全容を参照により本明細書に援用するものである。

本願は電気化学デバイスの技術分野に関し、より詳細には電池セル・アセンブリおよびこれを有する電気化学デバイスに関する。

現在、電子情報技術は急速に発展しており、様々な電子デバイスが組み込まれる度合は高まり続け、その重量および体積は減少を続けている。一定のサイズ内で電池容量を増加させることによってデバイスの耐用寿命を延ばすために、中心となる手法は、エネルギー密度を高めることである。

本願のいくつかの実施形態は、電池セル・アセンブリおよび電気化学デバイスを提供する。巻くことにより不規則な形状の段構造が直接形成され、複雑なトリミング工程、限定された構造、および移行溶接に起因する高い安全リスクが、効果的に解消される。

本願のいくつかの実施形態によれば、電池セル・アセンブリは、第１の電極アセンブリを含み第１の電極アセンブリを巻くことによって形成されている、第１の電池セルと、第２の電極アセンブリを含み第２の電極アセンブリを巻くことによって形成されている、第２の電池セルと、を含む。第１の電極アセンブリの最外周は第２の電極アセンブリの最外周と電気接続されており、第１の電池セルおよび第２の電池セルは段構造を形成している。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電極アセンブリは、第２の電極アセンブリに溶接されている。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電極アセンブリおよび第２の電極アセンブリは電極アセンブリのグループを形成しており、第１の電池セルおよび第２の電池セルは電極アセンブリのグループを巻くことによって形成されており、電極アセンブリのグループは第１の端部および第２の端部を含み、第１の端部は第１の電池セルの内部に位置付けられており、第２の端部は第２の電池セルの内部に位置付けられている。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電池セルおよび第２の電池セルは、異なる軸線を有する。

本出願のいくつかの実施形態によれば、第１の電池セルを形成するための巻き方向は、第２の電池セルを形成するための巻き方向と同じであるか、または、第１の電池セルを形成するための巻き方向は、第２の電池セルを形成するための巻き方向と反対であり、巻き方向は時計回り方向または反時計回り方向である。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電池セルと第２の電池セルは寸法が異なる。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電池セルの幅は第２の電池セルの幅とは異なり、第１の電池セルの長さは第２の電池セルの長さと同じである。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電池セルの幅は第２の電池セルの幅と同じであり、第１の電池セルの長さは第２の電池セルの長さとは異なる。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電池セルの幅は第２の電池セルの幅とは異なり、第１の電池セルの長さは第２の電池セルの長さとは異なる。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電池セルは第２の電池セル上にスタックされており、第１の電池セルの幅方向の１辺は、第２の電池セルの幅方向の１辺と整列されており、第１の電池セルの長さ方向の１辺は、第２の電池セルの長さ方向の１辺と整列されているかまたは整列されていない。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電池セルの長さは第２の電池セルの長さよりも小さく、第１の電池セルの幅は第２の電池セルの幅以下であるか、または、第１の電池セルの幅は第２の電池セルの幅よりも小さく、第１の電池セルの長さは第２の電池セルの長さ以下である。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電池セルは第２の電池セル上にスタックされており、第１の電池セルおよび第２の電池セルはスタックされて、十字形状の構造またはＴ形状の構造を形成している。

本願のいくつかの実施形態によれば、電池セル・アセンブリは接続構成要素を更に含み、第１の電極アセンブリの最外周は接続構成要素を介して第２の電極アセンブリの最外周と電気接続されており、接続構成要素は、活物質でコーティングされていない集電体とセパレータと、を含む。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電極アセンブリおよび第２の電極アセンブリの各々は、負極板と、正極板と、セパレータと、を含む。セパレータは負極板と正極板の間に配置されて、負極板を正極板から分離している。

本願のいくつかの実施形態によれば、第１の電池セルの軸線は、第２の電池セルの軸線と平行または垂直である。

本願のいくつかの実施形態によれば、電気化学デバイスは上述した電池セル・アセンブリを含む。

以下では、本願の実施形態について、または本願の実施形態についての記載を容易にするために既存の技術について記載するのに必要な、添付図面について、簡潔に説明する。明らかなことであるが、以下に記載されている添付図面は、本願の実施形態の一部に過ぎない。それでも当業者は、何ら創造的な努力を行わなくとも、添付図面に示されている構造に従って他の実施形態の添付図面を得ることができる。

［図１〜図３、図８、図１２、図１５、および図１８］本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリの構造図である。
［図４〜図５、図９、図１３、図１６、および図１９］本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリの構造図である。
［図６〜図７、図１０〜図１１、図１４、図１７、および図２０〜図２１］本願のいくつかの実施形態に係る電池の構造図である。

本願の実施形態について以下で詳細に記載する。本明細書の全体を通して、同じまたは類似の構成要素および同じまたは類似の機能を有する構成要素は、類似の参照符号で示す。添付の図面に関連させて本明細書に記載される実施形態は、例示的かつ図式的なものであり、本願の基本的な理解を提供するために使用される。本願の実施形態は本願を限定するものと解釈されるべきではない。

図１〜図３は、本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリ１００の構造図である。電極アセンブリ１００は、電極アセンブリ１０１と電極アセンブリ１０２とを含む。本願のいくつかの実施形態によれば、電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２の各々は、負極板と、正極板と、セパレータと、を含む。セパレータは負極板と正極板の間に配置されて、負極板を正極板から分離している。

本願のいくつかの実施形態では、電極アセンブリ１００は一体に形成されている電極アセンブリであり、電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２がこのように名付けられているのは単に識別の目的であり、これらはそれぞれ巻かれて、一体に形成されている電極アセンブリの電池セルを形成している。本願のいくつかの実施形態では、電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２は２つの別個の電極アセンブリであり、電極アセンブリ１００は、電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２を巻くことによって形成されている。本願のいくつかの実施形態では、電極アセンブリ１００は他の構造で形成されており、上記の構造に限定されない。

本願のいくつかの実施形態では、電極アセンブリ１００は、電極アセンブリ１０１の端部１０３および電極アセンブリ１０２の端部１０４から、２つの電極アセンブリ１０１、１０２の接合部１０５へと巻かれている。いくつかの実施形態では、接合部１０５は、一体に形成されている電極アセンブリ１００の中央部であるか、または、２つの別個の電極アセンブリの溶接部分である。いくつかの実施形態では、図２に示すように、巻き方向Ａは巻き方向Ｂと同じである。いくつかの実施形態では、図３に示すように、巻き方向Ａは巻き方向Ｂと反対である。いくつかの実施形態では、巻き方向は時計回り方向、例えば、図２における巻き方向Ａおよび巻き方向Ｂ、ならびに図３における巻き方向Ａである。いくつかの実施形態では、巻き方向は反時計回り方向、例えば、図３における巻き方向Ｂである。図１に示す電極アセンブリ１００において、Ｃは、電池セル・アセンブリ（図示せず）の幅に基づいて定められる幅方向である、電極アセンブリ１０１の幅方向または電極アセンブリ１０２の幅方向を表し、Ｄは、電池セル・アセンブリ（図示せず）の長さに基づいて定められる長さ方向である、電極アセンブリ１０１の長さ方向または電極アセンブリ１０２の長さ方向を表す。

図４は、本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリ２００の構造図である。図４の電池セル・アセンブリ２００は、図２の電極アセンブリ１００を巻くことによって形成されている。電池セル・アセンブリ２００は、電池セル２０１と電池セル２０２とを含む。電池セル２０１は電極アセンブリ１０１を含み、図２に示すように、電極アセンブリ１０１は、電極アセンブリ１０１の端部１０３から接合部１０５へと時計回り方向に巻かれて、電池セル２０１を形成している。電池セル２０２は電極アセンブリ１０２を含み、図２に示すように、電極アセンブリ１０２は、電極アセンブリ１０２の端部１０４から接合部１０５へと反時計回り方向に巻かれて、電池セル２０２を形成している。巻かれた電極アセンブリ１０１の最外周は、電極アセンブリ１０２の最外周と電気接続されている。巻く前の電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２は、標準的な電極アセンブリである。ただし、電池セル２０１を形成する巻かれた電極アセンブリ１０１の半径は、電池セル２０２を形成する巻かれた電極アセンブリ１０２の半径とは異なる。この結果、電池セル２０１および電池セル２０２は段状の構造を形成し、電池セル２０１および電池セル２０２は異なる軸線を有する。

図５は、本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリ２００の構造図である。図５の電池セル・アセンブリ２００は、図３の電極アセンブリ１００を巻くことによって形成されている。電池セル・アセンブリ２００は、電池セル２０１と電池セル２０２とを含む。電池セル２０１は電極アセンブリ１０１を含み、図３に示すように、電極アセンブリ１０１は、電極アセンブリ１０１の端部１０３から接合部１０５へと反時計回り方向に巻かれて、電池セル２０１を形成している。電池セル２０２は電極アセンブリ１０２を含み、図３に示すように、電極アセンブリ１０２は、電極アセンブリ１０２の端部１０４から接合部１０５へと時計回り方向に巻かれて、電池セル２０２を形成している。巻かれた電極アセンブリ１０１の最外周は、巻かれた電極アセンブリ１０２の最外周と電気接続されている。電池セル２０１と電池セル２０２は、段状の構造を形成している。電池セル２０１と電池セル２０２は、異なる軸線を有する。

図６は、本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリ２００の構造図である。電池セル・アセンブリ２００は、電池セル２０１と電池セル２０２とを含む。電池セル２０１は電極アセンブリ１０１を含み、電池セル２０１は電極アセンブリ１０１を巻くことによって形成されている。電池セル２０２は電極アセンブリ１０２を含み、電池セル２０２は電極アセンブリ１０２を巻くことによって形成されている。巻かれた電極アセンブリ１０１の最外周は、巻かれた電極アセンブリ１０２の最外周と電気接続されている。電池セル２０１は、電池セル２０２上にスタックされて段状の構造を形成している。電池セル２０１の長さは、電池セル２０２の長さと同じである。電池セル２０１の幅は、電池セル２０２の幅とは異なる。図６に示すように、電池セル２０１の幅は電池セル２０２の幅よりも小さい。図４〜図６では、方向Ｄは、電池セル２０１の長さまたは電池セル２０２の長さである方向、すなわち長さ方向であり、方向Ｃは、電池セル２０１の幅または電池セル２０２の幅である方向、すなわち幅方向である。電池セル２０１または電池セル２０２の長さ方向は、電池セル・アセンブリ２００の巻き軸線と平行な方向であり、電池セル２０１または電池セル２０２の幅方向は、電池セル・アセンブリ２００の巻き軸線に対して垂直な方向である。

図６の電池セル・アセンブリ２００は、電極アセンブリ１００を巻くことによって同じように形成されている。電極アセンブリ１００は、電極アセンブリ１０１と電極アセンブリ１０２とを含む。図６の電池セル２０１および電池セル２０２は、電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２を同じ方向に巻くことによって形成されているか、または、電池セル２０１および電池セル２０２は、電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２を反対方向に巻くことによって形成されている。電極アセンブリ１０１を巻いて電池セル２０１を形成するための巻き半径は、電極アセンブリ１０２を巻いて電池セル２０２を形成するための巻き半径とは異なり、このことにより図６に示す段状の構造が形成されることに、留意すべきである。図６では、電池セル２０１の長さは電池セル２０２の長さに等しく、電池セル２０１の幅は電池セル２０２の幅よりも小さい。

図７は、図６の電池セル・アセンブリ２００によって形成された電池３００である。電池３００は電池セル・アセンブリ２００を一体にパッケージングすることによって形成されており、電池３００は１対のタブを含む。いくつかの実施形態では、１対のタブは、電池セル２０１の負極板および正極板上にそれぞれ溶接されている。いくつかの実施形態では、１対のタブは、電池セル２０２の負極板および正極板上にそれぞれ溶接されている。いくつかの実施形態では、１対のタブは、電池セル２０１の負極板および電池セル２０２の正極板上にそれぞれ溶接されている。いくつかの実施形態では、１対のタブは、電池セル２０１の正極板および電池セル２０２の負極板上にそれぞれ溶接されている。電池セル２０１は電池セル２０２と電気接続されているので、タブは１対だけ配設すればよく、移行溶接は必要とされないので、工程が単純化されるとともに、タブの移行溶接に起因するバリなどの問題が解消される。図７では、電池セル２０１の長さは電池セル２０２の長さと同じであり、電池セル２０１の幅は電池セル２０２の幅よりも小さい。電池セル２０２は電池セル２０１上にスタックされている。

図８は、本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリ１００の構造図である。図８では、電極アセンブリ１００は電極アセンブリ１０１と電極アセンブリ１０２とを含み、電極アセンブリ１００の長さ方向は幅方向に対して垂直である。電極アセンブリ１０１の長さは電極アセンブリ１０２の長さよりも小さく、電極アセンブリ１０１の幅は電極アセンブリ１０２の幅よりも小さい。電極アセンブリ１０１の右辺は、電極アセンブリ１０２の右辺と整列されている。

図９は、本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリ２００の構造図である。図９の電池セル・アセンブリ２００は、図８の電極アセンブリ１００を巻くことによって形成されている。図８に示すように、電極アセンブリ１０１は、電極アセンブリ１０１の端部１０３から接合部１０５へと巻かれて電池セル２０１を形成し、電極アセンブリ１０２は、電極アセンブリ１０２の端部１０４から接合部１０５へと巻かれて電池セル２０２を形成する。電池セル２０１と電池セル２０２は、段状の構造を形成している。電池セル２０１の長さは電池セル２０２の長さよりも小さく、電池セル２０１の幅は電池セル２０２の幅よりも小さい。電池セル２０１の１辺は、電池セル２０２の対応する１辺と整列されている。

本願のいくつかの他の実施形態では、図８の電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２をそれぞれ巻くのに同じ巻き半径を採用する場合、幅が同じで長さが異なる電池セル２０１と電池セル２０２が形成され、電池セル２０１の長さは電池セル２０２の長さよりも小さく、電池セル２０１の幅は電池セル２０２の幅に等しく、この場合、電池セル２０１は電池セル２０２上にスタックされて段状の構造を形成し、そのような寸法の電池３００が一体パッケージングによって形成される。電池セル２０１および電池セル２０２の幅は、電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２を巻くための巻き半径によって決定される。

図１０は、本願のいくつかの実施形態に係る電池３００の構造図である。図１０の電池３００は、図９の電池セル・アセンブリ２００を一体にパッケージングすることによって形成されている。図１０に示すように、電池セル２０１の幅方向の１辺は、電池セル２０２の幅方向の対応する１辺と整列されており、電池セル２０１の長さ方向の１辺は、電池セル２０２の長さ方向のどの辺とも整列されていない。電池セル２０１は電池セル２０２上にスタックされている。

図１１は、本願のいくつかの実施形態に係る電池３００の構造図である。図１１に示すように、電池セル２０１の幅方向の１辺は、電池セル２０２の幅方向の対応する１辺と整列されており、電池セル２０１の長さ方向の１辺は、電池セル２０２の長さ方向の対応する１辺と整列されている。電池セル２０１は電池セル２０２上にスタックされている。図１１の電池３００もまた、図８の電極アセンブリ１００を巻いて一体にパッケージングすることによって形成されている。図１１の電池３００の形成中の電極アセンブリ１００用の巻きの様式は、図１０の電池３００を形成するための巻きの様式とは僅かに異なり、前者は具体的には以下の通り説明されることに留意すべきである：電極アセンブリ１００を巻くとき、電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２の巻き半径を変えることによって、形成される電池セル２０１の幅方向の１辺が、電池セル２０２の幅方向の対応する１辺と整列され、電池セル２０１の長さ方向の１辺が、電池セル２０２の長さ方向の対応する１辺と整列され、この場合、電池セル２０１は電池セル２０２上にスタックされて、段状の構造を形成する。すなわち、図１１における電池３００の形成中の電極アセンブリ１００用の巻きの様式は、図１０における電池３００を形成するための巻きの様式とは、図８に示す電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２の巻き半径が異なる。巻き半径の変更は違いをもたらすための唯一の方法ではないことに留意すべきである。いくつかの実施形態では、図１１の電池３００を形成するために、実際の状況に従って決定される、図８に示す電極アセンブリ１００とは異なる電極アセンブリを採用できる。

図１２は、本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリ１００の構造図である。電極アセンブリ１００は、電極アセンブリ１０１と電極アセンブリ１０２とによって形成されている。電極アセンブリ１０１の長さ方向Ｄは、その幅方向Ｃに対して垂直であり、これらは電池セル・アセンブリ（図示せず）の長さおよび幅に基づいて定められる。電極アセンブリ１０１の長さは電極アセンブリ１０２の長さよりも小さく、電極アセンブリ１０１の幅は電極アセンブリ１０２の幅よりも大きい。電極アセンブリ１０１のどの辺も、電極アセンブリ１０２のいずれかの辺と整列されていない。

図１３は、本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリ２００の構造図である。図１３の電池セル・アセンブリ２００は、図１２の電極アセンブリ１００を巻くことによって形成されている。図１２に示すように、電極アセンブリ１０１は、電極アセンブリ１０１の端部１０３から接合部１０５へと巻かれて電池セル２０１を形成し、電極アセンブリ１０２は、電極アセンブリ１０２の端部１０４から接合部１０５へと巻かれて電池セル２０２を形成する。電池セル２０１と電池セル２０２は、十字形状の構造を形成している。電池セル２０１の長さは電池セル２０２の長さよりも小さく、電池セル２０１の幅は電池セル２０２の幅よりも大きい。

本願のいくつかの実施形態では、図１２の電極アセンブリ１００は、１つの辺が突出しているＴ形状の構造の電池セル・アセンブリ（図示せず）を形成するように巻かれる。

図１４は、本願のいくつかの実施形態に係る電池３００の構造図である。図１４の電池３００は、図１３の電池セル・アセンブリ２００を一体にパッケージングすることによって形成されている。図１４に示すように、電池セル２０１の長さは電池セル２０２の長さよりも小さく、電池セル２０１の幅は電池セル２０２の幅よりも大きく、この結果、十字形状の構造の電池が形成される。本願のいくつかの実施形態では、電池セル２０１および電池セル２０２もまた、Ｔ形状の構造の電池セル・アセンブリ（図面には示されていない）を形成する。

図１５は、本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリ１００の構造図である。電極アセンブリ１００は、電極アセンブリ１０１と、電極アセンブリ１０２と、電極アセンブリ１０６と、を含む。電極アセンブリ１０６は、電極アセンブリ１０１と電極アセンブリ１０２の間に位置付けられており、電極アセンブリ１０１を電極アセンブリ１０２と接続して電極アセンブリ１００を形成するように構成されている。電極アセンブリ１０１の長さ方向Ｄの１辺は、電極アセンブリ１０６の長さ方向Ｄの１辺と接続されており、電極アセンブリ１０２の長さ方向Ｄの１辺は、電極アセンブリ１０６の長さ方向Ｄのもう１つの辺と接続されている。電極アセンブリ１０１、電極アセンブリ１０６、および電極アセンブリ１０２は、一体になって電極アセンブリ１００を形成する。電極アセンブリ１０６の長さは、電極アセンブリ１０１の長さまたは電極アセンブリ１０２の長さよりも小さい。図８、図１２、および図１５では、方向Ｄは電池セル２０１または電池セル２０２の長さに沿った方向を指し、方向Ｃは電池セル２０１の幅方向または電池セル２０２の幅方向を指す。電池セル２０１の長さ方向または電池セル２０２の長さ方向は、電池セル・アセンブリ２００の巻き軸線と平行な方向であり、電池セル２０１の幅方向または電池セル２０２の幅方向は、電池セル・アセンブリ２００の巻き軸線に対して垂直な方向である。

図１６は、本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリ２００の構造図である。図１６の電池セル・アセンブリ２００は、図１５の電極アセンブリ１００を巻くことによって形成されている。図１５に示すように、電極アセンブリ１０１は、電極アセンブリ１０１の端部１０３から電極アセンブリ１０６へと巻かれて電池セル２０１を形成しており、電極アセンブリ１０２は、電極アセンブリ１０２の端部１０４から電極アセンブリ１０６へと巻かれて、電池セル２０２を形成している。電池セル２０１および電池セル２０２を組み立てると、ある側の角に突出部が形成される。電池セル２０１および電池セル２０２の長さ、幅、およびスタックの様式は、実際の状態に応じて、不規則な形状の様々な電池セル・アセンブリ構造を形成するように選択される。

図１７は、本願のいくつかの実施形態に係る電池３００の構造図である。図１７の電池３００は、図１６の電池セル・アセンブリ２００を一体にパッケージングすることによって形成されている。図１７に示すように、電池セル２０１および電池セル２０２を組み立てると、一方側の角に突出部を備えた不規則な形状の構造が形成される。電池セル２０１および電池セル２０２の長さ、幅、およびスタックの様式は、実際の状態に応じて、不規則な形状の様々な電池セル・アセンブリ構造を形成するように選択される。

図１８は、本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリ１００の構造図である。電極アセンブリ１００は、電極アセンブリ１０１と、電極アセンブリ１０２と、電極アセンブリ１０７と、を含む。電極アセンブリ１０７は、電極アセンブリ１０１と電極アセンブリ１０２の間に位置付けられており、電極アセンブリ１０１を電極アセンブリ１０２と接続して電極アセンブリ１００を形成するように構成されている。電極アセンブリ１０１の長さ方向の１辺は、電極アセンブリ１０７の１辺と接続されており、電極アセンブリ１０２の長さ方向の１辺は、電極アセンブリ１０７のもう１つの辺と接続されている。電極アセンブリ１０１は、電極アセンブリ１０２に対して垂直である。電極アセンブリ１０１、電極アセンブリ１０７、および電極アセンブリ１０２は、一体になって電極アセンブリ１００を形成する。電極アセンブリ１０１の長さは電極アセンブリ１０７の長さに等しく、電極アセンブリ１０２の長さは電極アセンブリ１０７の幅に等しい。方向Ｃは、電極アセンブリ１０１の幅方向、および電極アセンブリ１０２の長さ方向を表す。方向Ｄは、電極アセンブリ１０１の長さ方向、および電極アセンブリ１０２の幅方向を表す。巻き軸線電池セル２０１は方向Ｃと平行であり、電池セル２０２の巻き軸線は方向Ｄと平行である。方向Ｃは方向Ｄに対して垂直である。

いくつかの実施形態では、電極アセンブリ１０１の長さ方向の１辺は、電極アセンブリ１０７の幅方向の１辺と接続されており、電極アセンブリ１０２の長さ方向の１辺は、電極アセンブリ１０７の長さ方向の１辺と接続されている。電極アセンブリ１０１の長さは電極アセンブリ１０７の幅に等しく、電極アセンブリ１０２の長さは電極アセンブリ１０７の長さに等しい。

図１９は、本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリ２００の構造図である。図１９の電池セル・アセンブリ２００は、図１８の電極アセンブリ１００を巻くことによって形成されている。図１９に示すように、電極アセンブリ１０１は、電極アセンブリ１０１の端部１０３から電極アセンブリ１０７へと巻かれて電池セル２０１を形成しており、電極アセンブリ１０２は、電極アセンブリ１０２の端部１０４から電極アセンブリ１０７へと巻かれて、電池セル２０２を形成している。図１９の電池セル・アセンブリ２００は、反時計回りに巻くことによって形成されている。負極板の幅が正極板の幅よりも大きい場合、電極アセンブリ１０７の負極板は内側に位置付けられ、電極アセンブリ１０７の負極板と電極アセンブリの短絡が回避される。

図２０は、本願のいくつかの実施形態に係る電池３００の構造図である。図２０の電池３００は、図１９の電池セル・アセンブリを一体にパッケージングすることによって形成されている。図２０に示すように、電池セル２０１は電池セル２０２上にスタックされている。

図２１は、本願のいくつかの実施形態に係る電池３００の構造図である。電池３００は、電池セル２０１と、電池セル２０２と、接続構成要素１０８と、１対のタブと、を含む。電池セル２０１および電池セル２０２はある距離だけ間隔を置いて並べられ、電池セル２０１および電池セル２０２は接続され一体にパッケージングされて、接続構成要素１０８を介して電池３００を形成する。

いくつかの実施形態では、図２１に示す電池３００を形成する電極アセンブリ１００は、電極アセンブリ１０１と、電極アセンブリ１０２と、接続構成要素１０８と、を含む。電極アセンブリ１０１は、接続構成要素１０８を介して電極アセンブリ１０２に溶接されている。電極アセンブリ１０１の長さは、電極アセンブリ１０２の長さよりも小さい。電極アセンブリ１０１の下辺、接続構成要素１０８の下辺、および電極アセンブリ１０２の下辺は、整列されている。電極アセンブリ１０１および電極アセンブリ１０２は異なる巻き半径で巻かれて電池セル２０１および電池セル２０２を形成しており、電池セル２０１、接続構成要素１０８、および電池セル２０２は並べられ一体にパッケージングされて、図２１に示す電池３００を形成している。図２１に示す電池３００の電極アセンブリ１００は、図８に示す電極アセンブリ１０１と１０２の間に追加的に配設されている、接続構成要素１０８によって形成されていることに留意すべきである。

いくつかの実施形態では、図２１に示す電池３００は、ストリップ型またはリボン状の、可撓性の電池である。接続構成要素１０８は、活物質を含まず基材を有さない材料と、セパレータと、から成る。接続構成要素１０８は、セパレータ上に単層のコーティングを形成することによって実装される。いくつかの実施形態では、接続構成要素１０８は電極アセンブリであり、この電極アセンブリは電極プレート部とも表現される。いくつかの実施形態では、接続構成要素１０８は、電極アセンブリ１０２の一部および電極アセンブリ１０３の一部である。いくつかの実施形態では、１対のタブは、電池セル２０１の負極板および正極板上にそれぞれ溶接されている。いくつかの実施形態では、１対のタブは、電池セル２０２の負極板および正極板上にそれぞれ溶接されている。いくつかの実施形態では、１対のタブは、電池セル２０１の負極板および電池セル２０２の正極板上にそれぞれ溶接されている。いくつかの実施形態では、１対のタブは、電池セル２０１の正極板および電池セル２０２の負極板上にそれぞれ溶接されている。含まれるタブは１対だけであり、移行溶接は必要とされない。

構造および寸法の異なる電極アセンブリ１００を巻くことによって、寸法および構造の異なる電池セル・アセンブリ２００が形成され、一体パッケージングによって、不規則な形状の様々な構造の電池３００が形成される。特別な工程または移行溶接を追加する必要はなく、必要なのは巻きデバイスで巻いて成形することだけであり、またトリミング工程は必要なく、この結果、工程の複雑さが低減される。更に、完成した電池セル製品の、移行溶接に起因する腐食および短絡および側縁部のへこみの問題が解消される。電池セル２０１および電池セル２０２の寸法は限定されず、小さい方の電池セルを大きい方の電池セルの任意の位置に設置して、単一段構造を形成することができる。電池セル２０１と電池セル２０２はずらしてスタックされて、多段の電池セル構造を形成している。スタックされる代わりに、電池セル２０１および電池セル２０２はある距離だけ間隔を置いて並べられ、電極アセンブリを介して接続され、一体にパッケージングされて、リボン状の可撓性の電池となる。電池は不規則な形状に形成され、この結果、デバイスの不規則な空間を最大限に利用して、デバイスの寸法を大きくせずにエネルギー密度を改善する、および、更にデバイスの耐久性を効果的に改善するという、技術的効果が達成される。

本願のいくつかの実施形態はまた、上述した実施形態における電池セル・アセンブリ２００を含む、電気化学デバイスも提供する。いくつかの実施形態では、電気化学デバイスは、上述した実施形態の電池３００である。

本願のいくつかの実施形態はまた、上述した実施形態の電池３００を含む、電子デバイスも提供する。

明細書全体における「いくつかの実施形態」、「実施形態の一部」、「一実施形態」、「別の例」、「例」、「特定の例」、または「例の一部」への言及は、本願における少なくとも１つの実施形態または例が、それらの実施形態または例に記載されている特定の特徴、構造、または特性を備えることを意味する。したがって、「いくつかの実施形態では」、「ある実施形態では」、「一実施形態では」、「別の例では」、「一例では」、「特定の例では」、または「例」などの記載は、本明細書の全体を通して現れるが、これらは本願において、必ずしも同じ実施形態または例を指すわけではない。

例示的な実施形態について示し記載してきたが、当業者には、上記の実施形態を本願を限定するものと解釈することはできないこと、ならびに、これらの実施形態を本願の精神、原理、および範囲から逸脱することなく変更、置換、および修正できることが、当然理解されよう。

本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池の構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池の構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池の構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池の構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池の構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池の構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電極アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池セル・アセンブリの構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池の構造図である。 本願のいくつかの実施形態に係る電池の構造図である。

Claims (14)

1. 第１の巻かれた電極アセンブリを備える第１の電池セルと、
   第２の巻かれた電極アセンブリを備える第２の電池セルと、を備え、
   該第１の巻かれた電極アセンブリの最外周は該第２の巻かれた電極アセンブリの最外周と電気接続されており、該第１の電池セルおよび該第２の電池セルは段状の構造を形成している、
   電池セル・アセンブリ。
2. 前記第１の巻かれた電極アセンブリは、前記第２の巻かれた電極アセンブリに溶接されている、請求項１記載の電池セル・アセンブリ。
3. 前記第１の巻かれた電極アセンブリおよび前記第２の巻かれた電極アセンブリは電極アセンブリの組を形成しており、前記第１の電池セルおよび前記第２の電池セルは該電極アセンブリの組を巻くことによって形成されており、該電極アセンブリの組は第１の端部および第２の端部を備え、該第１の端部は該第１の電池セルの内部に位置付けられており、該第２の端部は該第２の電池セルの内部に位置付けられている、請求項１記載の電池セル・アセンブリ。
4. 前記第１の電池セルおよび前記第２の電池セルは異なる軸線を有する、請求項１記載の電池セル・アセンブリ。
5. 前記第１の電池セルを形成するための巻き方向は、前記第２の電池セルを形成するための巻き方向と同じであるか、または、前記第１の電池セルを形成するための該巻き方向は、前記第２の電池セルを形成するための該巻き方向と反対であり、
   該巻き方向は時計回り方向または反時計回り方向である、請求項１記載の電池セル・アセンブリ。
6. 前記第１の電池セルと前記第２の電池セルは寸法が異なる、請求項１記載の電池セル・アセンブリ。
7. 前記第１の電池セルの幅は前記第２の電池セルの幅とは異なる、および／または、前記第１の電池セルの長さは前記第２の電池セルの長さとは異なる、請求項６記載の電池セル・アセンブリ。
8. 前記第１の電池セルは前記第２の電池セル上にスタックされており、該第１の電池セルの幅方向の１辺は、該第２の電池セルの幅方向の対応する１辺と整列されており、該第１の電池セルの長さ方向の１辺は、該第２の電池セルの長さ方向の対応する１辺と整列されているかまたは整列されていない、請求項６記載の電池セル・アセンブリ。
9. 前記第１の電池セルの長さは前記第２の電池セルの長さよりも小さく、該第１の電池セルの幅は該第２の電池セルの幅以下であるか、または、前記第１の電池セルの幅は前記第２の電池セルの幅よりも小さく、該第１の電池セルの長さは該第２の電池セルの長さ以下である、請求項８記載の電池セル・アセンブリ。
10. 前記第１の電池セルは前記第２の電池セル上にスタックされており、該第１の電池セルおよび該第２の電池セルはスタックされて十字形状の構造またはＴ形状の構造を形成している、請求項１記載の電池セル・アセンブリ。
11. 接続構成要素を更に備え、前記第１の電極アセンブリの最外周は該接続構成要素を介して前記第２の電極アセンブリの最外周と電気接続されており、該接続構成要素は、活物質でコーティングされていない集電体と、セパレータと、を備える、請求項１記載の電池セル・アセンブリ。
12. 前記第１の巻かれた電極アセンブリおよび前記第２の巻かれた電極アセンブリの各々は、負極板と、正極板と、セパレータと、を備え、該セパレータは該負極板と該正極板の間に配置されて該負極板を該正極板から分離している、請求項１記載の電池セル・アセンブリ。
13. 前記第１の電池セルの軸線は、前記第２の電池セルの軸線と平行または垂直である、請求項１記載の電池セル・アセンブリ。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項記載の電池セル・アセンブリを備える、電気化学デバイス。