JP2020503657A - バッテリー - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の特定例を記載する前に、本開示が本明細書に開示された特定のバッテリーまたは方法に限定されないことが理解されるべきである。また、本明細書に用いた用語は、特定例だけについての記載のために用いられ、範囲として限定するようには意図されないと理解されるべきである。
導電性基材は、導電性材料のシート(sheet)、メッシュまたは織物の形態を取り得る。導電性材料は金属、炭素および/またはポリマーを含み得る。第1の領域および第2の領域は、同じ導電性基材の一部であり得る。例えば、導電性基材が金属のシートまたはワイヤーメッシュのシートである場合、第1の領域および第2の領域は、金属の同じシートまたはワイヤーメッシュの同じシートの一部であり得る。
バッテリーは、導電性基材の第2の領域に連結される接触タブを含む。接触タブは、熱的および電気的導電性材料から形成し得る。一例において、接触タブは金属から形成される。適切な金属として、アルミニウム、ニッケルおよび銅が挙げられる。好ましい具体例において、接触タブはニッケルまたはアルミニウムから形成し得る。1つの具体例において、ニッケル接触タブは、形成された導電性基材、例えば、リチウムの第2の領域に連結し得る。もう一つの具体例において、アルミニウム接触タブは、形成された導電性基材、例えば、アルミニウム集電体の第2の領域に連結し得る。
バッテリーは、電気化学的区画を規定するハウジングを含む。前記に説明のごとく、この区画はセルの電気化学反応が生じる区画である。ハウジングはいずれの形態も取り得る。例えば、ハウジングはパウチまたは円筒状のハウジングであり得る。一例において、ハウジングは、フレキシブルパウチ(flexible pouch)の形態を取り得る。フレキシブルパウチは、複合物、例えば、金属およびポリマーから形成し得る。
バッテリーはいずれの適切なバッテリーであってもよい。バッテリーは、ハウジングにシールされた1以上の電気化学セルを含み得る。各電気化学セルは、アノードおよびカソード、ならびにアノードとカソードとの間に存在する電解質を含み得る。アノードおよびカソードは各々、電気化学的区画に含まれた第1の領域、および電気化学的区画から突出した第2の領域を含み得る。
本実施例において、シミュレーションは、電気化学的区画内の温度に対する、突出部10b、14bおよび接触タブ22a、22bの寸法変更の効果を調べるために図3に示される構成を有するバッテリーを用いて行った。シミュレーションは、10mm、20mm、30mmおよび40mmにて各々一定に保った領域10b、14bの突出部(h_pro)の高さで行った。
実施例1のシミュレーションは、図4に示される配置を有するバッテリーを用いて繰り返した。図7から分かるように、実施例1に関して記載したものと同様の傾向が観察された。接触タブ幅に対する突出部幅の比が1を超えると改善し、2の比にてほぼ最適化される。その比が5を超えて増加すると、温度はプラトーになるようである。図7のシミュレーションにおいて、電気化学的区画は主熱源であると推測したが、ジュール熱も電流の通過のために接触タブ22a、22bに生じると推測した。
Claims (16)
- 電気化学的区画を規定するハウジング;
導電性基材を含む少なくとも1つの電極、
ここに、前記基材は、電気化学的区画内の第1の領域、および電気化学的区画から突出した第2の領域を含み;ならびに
第2の領域に連結された接触タブ、
ここに、接触タブの幅に対する第2の領域の幅の比は1より大きい、
を含むバッテリー。 - 第2の領域の幅−対−接触タブの幅の比が、1:1を超えて7:1である請求項1記載のバッテリー。
- 第2の領域の幅−対−接触タブの幅の比が、2:1〜5:1である請求項2記載のバッテリー。
- 第2の領域の幅が第1の領域の幅未満またはそれに等しい請求項1〜3のいずれか1記載のバッテリー。
- 導電性基材がシート、メッシュまたは織物から選択される請求項1〜4のいずれか1記載のバッテリー。
- 導電性基材が、金属箔のシートである金属シートである請求項1〜5のいずれか1記載のバッテリー。
- セルが、リチウム箔のシートを含む少なくとも1つのアノードを含む請求項1〜6のいずれか1記載のバッテリー。
- 接触タブがニッケル箔から形成され、ニッケル箔が溶接によってリチウム箔のシートに連結される請求項7記載のバッテリー。
- セルが、アルミニウム箔のシートの形態の集電体を含む少なくとも1つのカソードを含み、それにより、カソード活性材料が、アルミニウム箔のシートの第1の領域の少なくとも一部の上に堆積する請求項1〜8のいずれか1記載のバッテリー。
- カソード活性材料が、電気活性硫黄材料および電気的導電性材料を含むマトリックスを含む請求項9記載のバッテリー。
- 接触タブがアルミニウム箔から形成され、接触タブのアルミニウム箔が溶接によってカソードのアルミニウム箔に連結される請求項9または10記載のバッテリー。
- 第1のアノードおよび第2のアノード含み、
各アノードは、電気化学チャンバー内に含まれる第1の領域、および電気化学チャンバーを超えて突出した第2の領域を含む金属シートを含み、
第1のアノードの第2の領域は、第2のアノードの第2の領域に接して位置し、かつ接触タブが、アノードの第2の領域の少なくとも1つに連結される請求項1〜11のいずれか1記載のバッテリー。 - 第1のカソードおよび第2のカソードを含み、
各カソードは、電気化学チャンバー内に含まれる第1の領域、および電気化学チャンバーを超えて突出した第2の領域を含む集電体を含み、
第1のカソードの第2の領域は、第2のカソードの第2の領域に接して位置し、かつ接触タブが、カソードの第2の領域の少なくとも1つに連結される請求項1〜12のいずれか1記載のバッテリー。 - ハウジングがシールされた領域を有し、それにより、導電性基材の第2の領域が、電気化学的区画からシールされた領域に突出し、それにより、接触タブが、シールされた領域中の金属シートの第2の領域に連結しオーバーラップする請求項1〜13のいずれか1記載のバッテリー。
- ハウジングがフレキシブルパウチである請求項1〜14のいずれか1記載のバッテリー。
- a.電気化学的区画を規定するハウジング、導電性基材を含む少なくとも1つの電極を含む電気化学的バッテリーを提供すること、
ここに、導電性基材は、電気化学的区画内の第1の領域、および電気化学的区画から突出した第2の領域を含み、ならびに
接触タブを第2の領域に連結すること、
ここに、接触タブの幅に対する第2の領域の幅の比は1より大きい、
を含むことを特徴とする電気化学セルからの熱の除去方法。
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