JP2020524366A - 電気化学セル用のスタックプリズム型構造 - Google Patents
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Abstract
バッテリーセルシステムと、バッテリーセルシステムを製造する方法が提供される。バッテリーセルシステムは、第1のアノードタブを備えた第1のアノードと、第1のアノードタブから横方向にオフセットした第2のアノードタブを備えた第2のアノードと、第1のカソードタブを備えた第1のカソードと、第1のカソードタブから横方向にオフセットされた第2のカソードタブを備えた第2のカソードとを含む電極スタックを含む。【選択図】図2A
Description
本出願は、2017年6月15日に出願された、「電気化学セル用のスタックプリズム型構造」と題された米国仮特許出願第62/520,478号の優先権を主張する。その出願の全ての内容は、参照としてここに挿入される。
本発明は、バッテリーシステムおよびバッテリーセルシステムを製造する方法に関する。
バッテリー容量を増やすための費用対効果の高い解決策を探すことは、大きな課題である。バッテリーの電気化学的貯蔵のためのkWhあたりの価格が低下し続けているため、より大容量のバッテリーを構築する必要がある。そのようなバッテリーは、高出力アプリケーションにも使用される。多くのタイプの電気化学セルは、「シート」状の電極を有する。正極材料および負極材料のシートは、互いに積み重ねられ、電気絶縁性の多孔質セパレータシートによって分離される。セルの全体的な容量(例えば、使用可能な総エネルギー)を増大させるために、シートまたは電極間の密接な接触が望まれている。
大きな幾何学的な表面積は、スタックプリズム型セル構造を有する、高出力で、低インピーダンスの電気化学セルに望まれている。スタックプリズム型セルを含む典型的なバッテリーの製造において、スタックは、電極セルまたは二次セルの層によって形成される。電極セルは、二次電池に有用なリチウムイオンまたは他の電気化学材料を含む。電池の寿命の間、電極スタックの電極が互いに非常に密接に接触したままであると、バッテリーは、所望の容量を達成できる。しかしながら、電極スタックがシート間で望ましい接触よりも少ない接触である場合、バッテリーのサイクリング中にバッテリー内で発生するガスにより、シート間またはシートとバッテリーハウジングとの間に張力が生じる。バッテリー容量を増加させ、所望の電極スタッキングを提供するために、多くの解決策が提案されてきた。
提案された例の1つは、US8,133,609に示されている。その中で、複数のセルまたはプレートを含むバッテリーは、リード部分に溶接された各セルからタブを有する。そして、リード部分は、筐体によって保護されている。別の例は、US6,159,631に示される。その中で、バッテリーが大きく膨らんだ場合の爆発を避けるために、セル缶またはハウジングに位置するさまざまな刻み目(scored)領域が、狭く制御可能な範囲で過剰な圧力を解放するために提供される。
しかしながら、本明細書の発明者は、バッテリーセルの層化、バッテリーセルの溶接、ハウジングの製造および組み立て、ならびに、放出または安全換気の設計および製造に関連するシステムに潜在的な問題を特定した。例えば、高出力のスタックプリズム型セルを有する通常のバッテリーは、セルまたは電極セルの複数の層を有する。層の数は、各層のタブまたは電極を一緒に溶接するために使用される溶接技術によって制限される。特に、セルに含まれる電極の数は、溶接エネルギーにさらされたときの電極タブの耐久性によって制限される。したがって、電極の数が増加し、したがって、すべての電極を溶接するのに必要な溶接強度が増加すると、電極は、劣化(たとえば、溶融、変形など)に対する影響を受けやすい。例えば、現在の製造技術は、大きな電極寸法と、多くの場合60層未満、通常20〜30層の層の数とを利用する。また、セルの厚さは、ハウジングの製造上の制限により、15mmに制限される。
さらに、ハウジングは、ハウジング材料を形成できる深さを制約する追加の制限を課す。ハウジングは、しばしばアルミニウムから形成される。ハウジングの形状は、金属薄板が型押しされる(stamped)方法と同様の方法でアルミニウムの金属薄板から形成される。しかしながら、従来のハウジング形成プロセス中に、アルミニウムまたは他のハウジング材料は、引き伸ばされる。その厚さは減少し、それにより、材料の強度が低下する。さらに、以前の二次電池または充電式電池は、1つまたは複数のバッテリーセルの壊滅的な故障に対処するために、安全弁またはガス放出装置を含まない。
一実施形態では、上記の問題のいくつかは、バッテリーセルシステムによって少なくとも部分的に対処される。そのバッテリーセルシステムは、電極スタックを含む。その電極スタックは、第1のアノードタブを有する第1のアノードと、第1のアノードタブから横方向にオフセットした第2のアノードタブを有する第2のアノードと、第1のカソードタブを有する第1のカソードと、第1のカソードタブから横方向にオフセットされた第2のカソードタブを有する第2のカソードと、を含む。同じ極性の電極のタブをオフセットすることにより、必要に応じて、溶接グループ内の電極タブの数は減少する。したがって、セルに含まれる電極の数は、電極タブのグループの厚さを過度に増加させることなく、増加する。その結果、溶接強度の増加によって引き起こされる電極タブの劣化(例えば、変形、融解など)のリスクは低減される。このようにして、必要に応じて、耐久性を高めた高出力セルが実現される。
図2A〜17は、縮尺どおりに描かれているが、必要に応じて、他の相対的な寸法が使用されてもよい。
以下の説明は、スタック型電気化学セルバッテリー(例えば、スタックプリズム型電気化学セルバッテリー)を有するバッテリーセルシステムと、セルバッテリーを製造する方法に関する。図2A〜20は、まとめて議論される。図2A〜15は、バッテリーセルシステム550の組み立ての異なる段階を示す。図16〜17は、バッテリーセルシステムの保護ハウジングの構成例を示す。図18は、バッテリーセルシステムに含まれる電極スタックの層の例を示す。図19は、バッテリーセルシステムの保護ハウジング内の層の例を示す。図20は、バッテリーセルシステムを製造する方法を示す。さらに、軸X、Y、およびZは、図2A〜17の参照用に提供される。一例で、Z軸は、重力軸に平行である。したがって、それは、垂直軸と呼ばれてもよい。加えて、Y軸は横軸であり、X軸は縦軸である。しかしながら、他の例では、軸の向きが異なる場合がある。
本明細書で説明するスタック型セルバッテリーは、図1(従来技術)の改良である。従来技術の図1は、複数のアノード箔タブ102および複数のカソード箔タブ104を有する電極スタック100の一例を示す。図1に示されるように、複数のアノード箔タブ102は、互いに横方向に一列に並んでいる。複数のカソード箔タブは、同様に互いに横方向に一列に並んでいる。
本明細書の説明において、アノードは正極であり、カソードは負極である。負極は、規約電流がデバイスを出る電極である。正極は、規約電流がデバイスに入る電極である。したがって、いくつかの例では、アノードおよびカソードは、一般に電極と呼ばれる。
図3は、電極スタック(例えば、図5に示される電極スタック500など)に含まれる例示的なアノード300を示す。アノード300は、電流を収集するように設計されたアノード電極シート306の両側にコーティングされたアノードコーティング302を含む。アノード電極シート306は、金属箔基材を含む。コーティング302は、天然および人工グラファイトまたはリチウムチタン酸塩の混合物、または金属リチウムなどの電気化学的に活性なアノード材料(例えば、電気活性リチウムインターカレーション材料)を含む。したがって、アノード300は、コーティング302で部分的または全体的に覆われた金属箔基材(例えば、アノード電極シート306)を含む。コーティング302は、アノード電極シート306の特定の部分(アノード電極シート306のすべてではない)(例えば、アノード電極シート306の特定の幅)上に塗布される。その結果、アノード電極シート306の少なくとも一部は、コーティングされないままである。したがって、アノード300は、コーティング302を含むコーティング部分304と、非コーティング部分308とを含む。非コーティング部分308は、アノード電極シート306を構成し、コーティング部分304から突出する。コーティングされたシート材料は、コーティング部分の交互のエッジに沿ってスリットされている。その結果、電極の一方のエッジのコーティング領域から特定の幅に広がる露出した非コーティング箔とともに連続電極材料となっている。
図4は、図5に示される、電極スタック500に含まれる例示的なカソード400を示す。カソード400は、いくつかの例では、正極400と呼ばれる。一例では、カソード400は、アノード300とサイズおよび構成において類似している(それは、同様の寸法を含み、コーティングで部分的に覆われている)。しかしながら、他の例では、カソード400は、アノードとは異なるサイズ、形状などを有してもよい。さらに、カソード400は、アノード300とは異なる材料で構成されている。特に、カソード400は、特別に調製されたリチウム化リン酸鉄粉末またはリチウム化金属酸化物粉末、導電性カーボン、およびポリマーバインダーの混合物を含む。具体的には、カソード400は、カソードコーティング402で被覆されたカソード電極シート406を含む。カソード電極シート406は、アノード300のアノード電極シート306と同様の金属箔集電体基材も含む。しかし、コーティング402は、特別に調製された粉末の異なる混合物を含んでもよい。特に、カソードコーティング402は、電気化学的に活性なカソード材料(例えば、上記の特別に調製されたリチウム化リン酸鉄塩粉末またはリチウム化金属酸化物粉末、導電性カーボン、およびポリマーバインダーの混合物など)を含む。したがって、カソード400は、アノードとカソードとのコーティングが異なることを除いて、アノード300と同様の方法で調製される。アノード300上のコーティングと同様に、コーティング402は、電極シート406の特定の部分(しかし、シート406のすべてではない)(例えば、電極シート406の特定の幅)上に付与される。その結果、シート406の少なくとも一部は、コーティングされないままである。したがって、カソード400は、コーティング402を含むコーティング部分404と、電極シート406を構成する非コーティング部分408とを含む。次いで、コーティングされたシート材料は、コーティング部分の交互のエッジに沿ってスリットされる。その結果、電極の一方のエッジのコーティング領域から特定の幅に広がる露出した非コーティング箔とともに連続電極となっている。
したがって、電極シート306および406の非コーティング部分は、コーティング302および402を超えて延び、そこから突出する。本明細書でより詳細に説明するように、電極シート306および406の突出部分は、より狭いタブに切り取られる。切り取り後、これらの狭められ、切断された非コーティング電極の領域は、電極タブと呼ばれる(本明細書でより詳細に説明される)。したがって、切り取られた電極シート306および406は、電極タブ212、216、220、および224と呼ばれる。
したがって、コーティングされ、カレンダー加工された、スリット電極300および400の連続ロールは、通常のスタンピングプロセス(例えば、スチール刻線ダイまたは近接クリアランススタンピングダイなど)を使用して、所望の寸法に打ち抜かれる(stamped)。打ち抜かれた電極の形状は、レーザー切断によって作成される。従来技術のプリズム型セルでは、第1および第2の電極のそれぞれは、打ち抜かれた後に残った同一の箔タブを有する(図1参照)。その結果、セル電極スタックに積み重ねられた場合、第1の電極の個々の箔タブ102は、電極スタックの1つの角に対して単一の位置にすべて整列する。第2の電極のすべての打ち抜き箔タブ104も同様に、電極スタックの角に対して異なる単一の位置ですべて一緒に整列する。
ここで図2Aおよび2Bを参照すると、上記の先行技術に対する改善として、現在開示されているバッテリーシステムが示される。コーティングされ、カレンダー加工されたスリット電極材料の連続ロールは、スタンピング技術を使用して所望の寸法に打ち抜かれる。しかしながら、カソードとアノード300および400のそれぞれは、残りの箔タブの位置が異なる2つの異なる電極寸法に打ち抜かれる。その結果、2つの異なる打ち抜きカソード202および204と、2つの異なる打ち抜きアノード206および208とが得られる。打ち抜きカソード202および204は、それぞれ、電極タブ212および216を含む。したがって、第1のカソード202は、第1のカソードタブ212を含む。第2のカソード204は、第2のカソードタブ216を含む。同様に、第1のアノード206は、第1のアノードタブ220を含む。第2のアノード208は、第2のアノードタブ224を含む。本明細書でより詳細に説明するように、カソード202および204、ならびに、アノード206および208を積み重ねて、電極スタック(例えば、図5に示す電極スタック500)を形成する。特に、最大150個の電極(例えば、カソード202および204、および/または、アノード206および208)を一緒に積み重ねて、電極スタックを形成する。積み重ねられると、電極は、電極の端部が整列するように、互いに整列される。したがって、電極202、204、206、および208の第1の端部201、205、211、および215は整列する。第2の端部203、207、213、および217は整列する。しかしながら、タブ212、216、220、および224は、電極が積み重ねられるとき、互いに横方向にオフセットされる。したがって、タブ212、216、220、および224は、互いに重なり合わない。
上述のように、カソードタブ212および216は、図2Aに示される例示的な寸法に切り取られたカソード電極シート406から延びる。したがって、カソードタブ212および216は、同様の(例えば、同等の)組成を有する。そして、カソードタブ212および216は、カソード202および204が互いに整列している(align)とき、互いに横方向にオフセットされることを除いて、同様の(例えば、同等の)サイズ、形状、および/または幾何学的形状を有する。別の言い方をすれば、カソード202および204の突出電極シート306は、異なって切断される。その結果、得られるカソードタブ212および216はそれぞれ、互いにオフセットされ、図5に示されるように積み重ねられたときに重ならない。カソード202および204は、それぞれ、カソード202および204の第1の端部201および205を位置合わせすることにより電極スタック(例えば、図5に示される電極スタック500)に積み重ねられるとき、互いに整列する。図2Aの例に示されるように、タブ212および216は、それぞれ、第2の端部203および207よりもカソード202および204の第1の端部201および205の近くに配置される。従来のセルスタック(同様の電荷の電極タブが整列している)と比較した場合、アノードタブとカソードタブのオフセットグループにより、タブスタックの厚さを減少することができる。タブスタックの厚さを減少すると、タブスタックを溶接するために使用されるエネルギーを低減することができる。その結果、必要に応じて、溶接強度の増加によって引き起こされるセルスタックの劣化(たとえば、望ましくない変形、融解など)の可能性が低減する。その結果、バッテリーシステムのサイズは、タブスタックの厚さを望ましくない値を超えて過度に増やすことなく、増大する。
したがって、カソードタブ212は、第1のタブオフセット210によって規定される距離だけカソード202の第1の端部201から離間する。同様に、カソードタブ216は、第2のタブオフセット214によって規定される距離だけカソード204の第1の端部205から離間する。しかしながら、第2のタブオフセット214は、第1のタブオフセット210よりも大きい(例えば、より大きい距離)。このようにして、カソード204のタブ216は、カソード202の第1の端部201から離れたカソード202のカソードタブ212より、カソード204の第1の端部205からより大きな距離だけ離間する。特に、第2のタブオフセットは、カソード202および204が、それらの第1の端部201および205、ならびに第2の端部203および207を互いに位置合わせすることによって互いに整列するとき、タブ216がカソードタブ212と重ならないような大きさとなっている。
図2Bは、図2Bがアノード206および208の電極タブ間隔を示すことを除いて、図2Aに示されるカソードタブ間隔と同様の電極タブ間隔を示す。したがって、アノード206および208のアノードタブ220および224は、それぞれ、カソードタブ212および216と同様の(例えば、同等の)サイズ、形状、および/または幾何学的形状を有する。ただし、カソード202および204のタブ212および216とは異なり、アノード206および208のアノードタブ220および224は、第1の端部211および215よりもアノード206および208の第2の端部213および217の近くに離間していることを除く。
したがって、電極タブ220は、第1のタブオフセット218によって規定される距離だけアノード206の第2の端部213から離間する。同様に、アノードタブ224は、第2のタブオフセット222によって規定される距離だけアノード208の第2の端部217から離間する。しかし、第2のタブオフセット222は、第1のタブオフセット218よりも大きい。このようにして、アノード208のタブ224は、アノード206のタブ220がアノード206の第2端部213から離間するより、アノード208の第2の端部217から、より大きな距離だけ離間する。特に、第2タブオフセット222は、アノード206および208がそれらの第1の端部211および215、ならびに第2の端部213および217を互いに位置合わせすることにより、互いに整列するとき、タブ224がタブ220と重ならないような大きさになっている。
タブがオフセットされると、オフセットされたタブの側面250は、それらが横方向に分離されるように互いに離間する。さらに、図2Aおよび図2Bに示されるタブの上面252は、同様の高さを有する。しかしながら、他の例では、タブの上面252は、同等ではない高さを有する。さらに、他の例では、アノードタブの第1のグループは、カソードタブのグループ間のオフセットとは異なる量だけアノードタブの第2のグループからオフセットされてもよい。
電極スタッキングプロセス中、2つの異なるカソード202および204と、2つの異なるアノード206および208は、交互に積層され、絶縁多孔質セパレータ材料によって分離される。同じ極性電極の打ち抜きタブ間の横方向のオフセットは、打ち抜き幅および位置の許容誤差と、各電極の積層位置の許容誤差との合計から決定される。その結果、小さなギャップが各タイプの電極タブ間に維持される。
ここで図5を参照すると、電極スタック500と、構造フレーム501とを含むバッテリーセルシステム550が示される。バッテリーセルシステム550は、図12に示され、詳細に説明されるラミネートポーチ1200などの保護ハウジングも含む。図5は、電極スタック500を形成するカソード202および204ならびにアノード206および208も示す。電極スタック500は、一例において、それぞれ第1および第2のカソード202および204、および/または、第1および第2のアノード206および208を含む。他の例では、電極スタック500は、2つ以上のアノードおよび/またはカソードを含む。
電極は、構造フレーム501によって所定の位置に保持される。したがって、積み重ねられると、電極202、204、206、および208のタブ212、216、220、および224は、タブの4つの別個のグループを形成する。各グループは、同じタイプの電極を含む。しかし、いくつかの例では、箔タブは、任意の望ましい順序に再配置される。したがって、第1の電極タブグループ502は、第1のカソード202のタブ212を含む。第2の電極タブグループ504は、第2のカソード204のタブ216を含む。第3の電極タブグループ506は、第1のアノード206のタブ220を含む。第4の電極タブグループ508は、第2のアノード208のタブ224を含む。いくつかの例において、グループ502、504、506、および508のそれぞれは、複数のそれぞれのタイプの電極タブを含む。また、いくつかの例において、各グループは、同じ数の電極タブを含む。しかしながら、他の例では、グループは、異なる数の電極タブを含む。例えば、最大150個の電極を電極スタック500に積み重ねる。しかしながら、スタックは、互いにオフセットした2つの異なるカソードタブグループと、互いにオフセットした2つの異なるアノードタブグループとを含む。そのため、各グループのタブの数は、アプローチ(カソードタブのすべてが互いに整列し、アノードタブのすべてが互いに整列する)と比較した場合、減少する。
さらなる例では、2つ以上のオフセットアノードタブおよび/またはカソードタブは、電極スタックで使用される。したがって、正極の2つ以上のオフセットグループおよび負極の2つ以上のオフセットグループは、電極スタックで使用される。電極スタックで利用されるオフセットタブの数を増やすことにより、スタックに含まれる電極の数は増大する。
電極スタック500を組み立てることは、一例では、特殊なスタッキング機械を利用することを含む。特殊なスタッキング機械は、交互に積み重ねられた電極(たとえば、カソードとアノード)の周りに「Z」に折り畳まれた多孔質セパレータ材料の連続シートを含む。その結果、箔タブの4つの異なるグループを有し、カソードとアノードを交互に積層する長方形状または角柱形状の電極スタック500をもたらす。その箔タブは、スタックの単一のエッジにあるセパレータのエッジを越えて伸びる、または、電極スタックの反対側から伸びる。一例として、電極スタック500は、交互電極のZ包装後、多孔質セパレータ材料で包まれる。多孔質セパレータ材料により、アノードとカソードは分離され、イオン電荷キャリアの輸送を可能にしながら、アノードとカソードとの間の不要な相互作用(例えば、短絡)の可能性を低減する。電極スタック500の他の製造技術が企図される。
スタッキング後、図5に示されるように、タブグループ502、504、506、および508のタブは、所望の形状(例えば、最終形状)に切り取り、成形、曲げ、折り畳みなどされる。その一例を図6に示す。図6は、スタッキング機械から取り外した後の電極スタック500を示す。電極スタック500は、構造フレーム501(例えば、保持具)に配置される。延長タブグループ502、504、506、および508は、それらがセル延長タブの溶接後に有する寸法および所望の形状(最終形状など)に成形され、切り取られる。図6に示すように、切り取られたおよび成形されたタブグループは、本明細書で、成形タブグループ602、604、606、および608と呼ばれる。したがって、タブグループ602、604、606、および608は、溶接前に所望の形状に切り取られ、成形されたタブグループ502、504、506、508である。負極タブを含む負極グループ602および604は、カソードタブ612とまとめて呼ばれる。正極グループ606および608は、アノードタブ614とまとめて呼ばれる。いくつかの場合において、小型の超音波予備溶接は、固定および延長タブ溶接用の望ましい形状にタブを保持するために使用される。
図6に示されるように、タブグループ502、504、506、および508は、それぞれ、結果として生じるタブ612および614が垂直溶接面603および605を含むように切り取られる。これは、図7を参照してより詳細に示され、説明されるように、延長タブに直接溶接される。
図6はまた、バッテリーセルシステム550の、前面650、後面652、上面654、底面656、第1の側面658、および第2の側面660も示す。構造フレーム501は、電極スタック500を部分的に囲む。具体的には、構造フレーム501は、システムの、前面650、後面652、第1の側面658、および第2の側面660の下方に延びる。このようにして、構造フレーム501は、バッテリーセルシステム550に構造的補強を提供する。
図18を参照すると、バッテリーセルシステム1850に電極スタック1800を形成するための一般的なスタッキングシーケンスが示される。バッテリーセルシステム1850は、図2A〜17に示されるバッテリーセルシステム550の一例である。電極スタック1800は、以下のパターンに従って配置される。すなわち、セパレータ材料1802/第1の電極1804/セパレータ材料1802/第2の電極1806/セパレータ材料1802/第3の電極1808/セパレータ材料1802/第4の電極1810などである。この非限定的な例では、要素1804、1806、1808、および1810は、図2Aおよび図2Bに示される第1および第2の正極および負極のいずれかに対応する。しかし、他のスタッキングシーケンスが検討される。さらに、図18に示されるセルスタッキングパターンは、何回でもすきなだけ繰り返される。いくつかの例では、パターンは20〜60回繰り返される。一例として、最下部のセパレータ材料1802(電極スタックに隣接する矢印によって区別される下部および上部)によって示されるように、スタックは、上部でセパレータ材料の層で始まり、下部でセパレータ材料の下(例えば、最終)層で終わる。
一例として、図18に示されるように、繰り返し使用されるスタッキングシーケンスは、セパレータ/第1のアノード/セパレータ/第1のカソード/セパレータ/第2のアノード/セパレータ/第2のカソードである。しかしながら、上述したように、他のスタッキングシーケンスを使用してもよい。さらに、例として、1または複数のスタッキングシーケンスをスタック全体で使用してもよい。さらなる例として、スタッキングシーケンスまたはシーケンスを複数回積み重ね、繰り返した後、セパレータ材料の層は、スタックがセパレータ材料の層で開始し、終了するように使用される。さらなる例として、スタッキング後、セパレータの痕跡エッジは、後続のセル製造工程中に、その位置を維持するために、所定の位置にテープで留められる。
ここで図7を参照すると、タブ成形および切り取り(trimming)後、少なくとも2つのタブグループ(例えば、図6の612および614)の各対は、第1の延長タブ702および第2の延長タブ704に溶接される。第1および第2の延長タブの幅は、一例では、2つのタブグループ612および614の間のギャッププラス電極タブ幅の2倍に少なくとも等しい。2つの別個の超音波溶接は、2つの電極タブグループを1つの延長タブに統合するために使用される。一例では、2つの溶接は、単一の溶接ホーンで同時に行われる。この溶接は、2つのグループのアノードタブの両方の上と、アノード延長タブ上と、2つのグループのカソードタブ上と、カソード延長タブ上とで別々に実行される。一例として、2つのグループのアノードタブ614は、アノード延長タブ704に溶接される。2つのグループのカソードタブ612は、カソード延長タブ702に溶接される。延長タブ702および704により、オフセットタブの異なるグループを電子的に結合することができる。
いくつかの例では、タブ612および614は、それぞれ、延長タブ702および704と、電極タブ支持体706および708との間に挟まれる。しかしながら、他の例では、タブは、電極タブ支持体なしに、延長タブに直接溶接される。他の例では、図6に示される各タブグループ602および604および図6に示されるタブグループ606および608は、図7に示される延長タブ702および704に溶接される。そのようなプロセスは、タブ支持体706および708を追加する前にタブグループを統合するために使用され、より堅牢な電極アセンブリを提供する。
電極タブ支持体706および708は、タブアセンブリの構造的完全性を高める。それにより、バッテリーの使用および/または製造中に生じるタブ損傷の可能性を低減する。その結果、バッテリーセルシステムの耐久性が向上する。電極タブ支持体706および708はそれぞれ、スリット710および712を含む。図示の例では、延長タブ702および704は、スリットを通って延びる。しかしながら、他の電極タブ支持プロファイルが検討される。さらに、一例では、電極タブ支持体706および/または708は、電気絶縁性ポリマー材料714を含む。電気絶縁性ポリマー材料714は、延長タブ702および704と、本明細書でより詳細に説明される構成要素(例えば、保護ハウジングなど)との間に電気絶縁性を提供するように設計される。さらに、いくつかの例では、電極タブ支持体706および708は、保護ハウジングと一体的に形成され、または、保護ハウジングに直接物理的に結合される。
加えて、一例では、カソードタブ612は、ニッケルめっきされた銅材料を含む。そして、アノードタブ614は、アルミニウム材料を含む。しかしながら、他の例では、追加のまたは代替の材料は、アノードタブおよび/またはカソードタブに含まれてもよい。
ここで図8を参照すると、延長タブの溶接後、電極スタックを含む構造フレーム501が組み立てられる。一例では、単一のセル面に正タブと負タブの両方を有するセル構成では、その面に単一の成形フレームアセンブリのみが存在する。別の例では、タブが電極スタックの反対側から延びる場合、2つの成形フレームアセンブリが使用される。構造フレーム501は、少なくとも1つの支持体804(例えば、ポリマー支持体)を含む。図示された例では、支持体804は、積層ポーチ包装の結果として生じる形状に一致するように、面取りされたエッジを有する実質的に三角形の断面を有する。しかしながら、支持体804の他のプロファイルが検討される。さらに、支持体804は、延長タブ702および704が支持体の中央領域を通過できるサイズの2つのスロット805および807を含む。構造フレーム501は、一例では、2つの一致するハーフ部(halves)で組み立てられる。その2つの一致するハーフ部は、2つの成形されたフレームのハーフ部を一緒にスナップ嵌めまたは圧入することにより、セルのタブ付き面上に組み立てられる。さらに、一例では、支持体804は、射出成形されてもよい。さらに、図示の例では、支持体804は、Z−Y平面に三角形の断面を有する。したがって、支持体804は、垂直方向にテーパー付けられている。しかしながら、他の例では、支持体804の他の形状が検討され、使用される。例えば、支持体804は、長方形の断面を有してもよく、または、湾曲した(例えば、凸状または凹状)部分を含んでいてもよい。さらに、支持体804は、構造フレーム501のベース806に取り付けられてもよい(例えば、溶接、接着結合、機械的に結合、それらの組み合わせなど)。
次に図9を参照すると、図9は、組み立てられた構造フレーム501(例えば、内部ボックス)と、ラミネートポーチの包装材料の内面からタブおよび電極スタックの機械的分離を提供することを示す。それにより、取り扱い中またはバッテリー使用環境でのその後の環境暴露中、衝撃、振動または衝突のため、機械的損傷および電気絶縁の損失からポーチを保護している。構造フレームは、射出成形によって2つの別個のハーフ部904および906で製造されてもよく、圧入またはスナップ嵌めによって溶接電極スタック上に組み立てられてもよい。加えて、構造フレームのさらなる強化は、構造フレーム501の一方の面909上の減厚領域908を含む。それにより、ラミネートポーチのヒートシールシーム(heat sealed seam)に機械的緩和を提供する凹溝を作成する。そのヒートシールシームは、次の組み立てステップに適用される。一例では、構造フレーム501は、射出成形される。しかしながら、他のフレーム製造技術が検討される。
次いで、構造フレーム501は、保護ハウジング内にパッケージされ、および/または真空シールされる。一例では、保護ハウジングは、上述したように、凹みシーム緩和溝(recessed seam relief groove)を有する内部保護構造を備えたラミネートポーチで(例えば、図12に示されるラミネートポーチ1200など)あってもよい。しかしながら、より大きな剛性を有するハウジングなど、他のタイプの保護ハウジングが検討される。
ラミネートポーチ1900の例は、図19に示される。ラミネートポーチ1900は、セルバッテリーシステム550に含まれる前述のラミネートポーチ1200の一例である。図19に示されるラミネートポーチ1900は、少なくとも2つの層を含み、いくつかの例では、少なくとも1つの金属層でヒートシール可能なラミネートを作成するために4つの機能層を含む。その金属層は、非水性電解質を有する完成した電気化学セルへの水分侵入を低減(例えば、防止)する。最も内側の層1902は、アルミニウム層1904に結合されたヒートシール可能なポリオレフィン(例えば、ポリプロピレンなど)である。そのアルミニウム層1904は、別のポリマー層1906(例えば、ナイロン層)に結合される。別のポリマー層は、次に外部層1908(例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)層)に結合される。一例として、層1902、1904、1906、および1908は、最終用途の設計目標に基づいて、必要に応じて再配置される。ラミネートポーチ1900は、バッテリーセルシステム1950に含まれる。バッテリーセルシステム1950は、図2A〜18に示されるバッテリーセルシステム550の一例である。ラミネートポーチ1900は、一例では、電解質活性化中の膨張に適応する1つまたは複数の壁を含む。さらに、このような例では、ラミネートポーチの壁は、電解質活性化後に実質的に平坦であり、電解質活性化の前に内側に曲がっている。このようにして、ポーチは、ポーチおよび/またはセルの損傷の可能性を減らすために、膨張に対応する。
ここで図10を参照すると、さらなる例として、バッテリーセルシステム550の組み立て工程は、組み立ておよび使用中の機械的損傷から電極スタックエッジを保護するために、および、セルアセンブリが真空シールされたときに生じる外部圧力(例えば、1平方インチ(psi)あたり少なくとも14.6ポンドの圧力)から電極スタックエッジを保護するために、溶接された電極スタックアセンブリの外側の回りに構造フレーム501を最初に組み立てる工程を任意に含む。内部フレームは、電極スタックの溶接タブ領域の周りに配置された少なくとも保護フレームを含む。構造フレームの上面は、実質的に三角形の断面形状を有し、折り畳まれたポーチラミネート包装の形状と一致するように端部にテーパー状のエッジ1002、1004を有する。必要に応じて、構造フレーム501を延長して、電極スタックのエッジと角がポーチのラミネート材料の内面と直接接触することを防止する。それによって、内側のヒートシール可能なポリマー層への機械的損傷による内部電気絶縁性の損失を防止し、電気化学的に活性な電極との電気接触にアルミニウム層をさらす。
一例では、内部構造フレームは、図9および図10に示されるように、各フレームのハーフ部の間に柔軟なギャップを有する2つの一致するハーフ部で製造されている。構造フレーム501の減厚領域(reduced thickness area)908により、完成したセルおよび電極スタックは、セルの電気化学的活性化、形成および脱ガスプロセス中に、通常の厚さ方向に圧縮されることができる。この圧縮は、電極とセパレータ表面との間の気泡を除去する手段として適用される。この気泡は、セルの電気化学的形成プロセス(例えば、アノードSEI形成など)、セル内の残留水分との反応、および/または、その他の寄生化学反応(ガス状の副産物を生成する)の副産物として形成される。柔軟なギャップは、セルの充電および放電中に、充電状態の変化によって引き起こされる電極の膨張が原因で、セルの厚さを増減することができる。構造フレーム(例えば、内部製造支持フレーム)は、例えば、化学的に適合性のポリマー(例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、および/またはポリエチレンテレフタレート(PET)など)を射出成形することにより製造される。
ここで図11を参照すると、例として、セル電解質の活性化、形成、および使用中の電極スタックの膨張に対応するために、本明細書でより詳細に説明する構造フレーム501および/または保護ハウジングの垂直側壁1104は、セルの中心線1110に向かって内側にテーパー付けられる。それにより、追加の材料がセルの膨張と収縮に対応することができる。追加の材料は、バッテリーセルシステムのしわや割れの可能性を低減する。1106で示されるように、セルが膨張すると、バッテリーの通常のサイクリング中、追加の材料は、中央シームを損傷しないように張力緩和を提供する。次いで、電極スタックおよびフレームアセンブリは、ラミネートポーチ内に包装される。さらなる例として、構造フレーム501の内側にテーパーした面の上述の特徴は、バッテリーの他のエッジまたは面への圧力を緩和するために使用される。したがって、バッテリーの他のエッジまたは面は、内側にテーパーした面を有する。
図12に戻って、バッテリーセルシステムは、図示の例では、ラミネートポーチ1200の形態の保護ハウジングを含む。しかし、前述のように、他の適切なタイプの保護ハウジングが検討される。
図12に示されるように、ラミネートポーチ1200は、長方形の断面形状に形成される。1つのセクション(例えば、端部)は、折り畳まれ、ヒートシールされる。そのため、図示の例では、ヒートシーム1202は、ラミネートポーチの下に延びている(例えば、垂直に延びている)。このようにして、ラミネートポーチの閉端部が形成される。さらに、ヒートシーム1202は、図10に示される構造フレーム501の減厚領域908と整列する。このようにして、一例では、ヒートシーム1202は、減厚領域908と一致する。しかしながら、ヒートシーム1202は、他の例では、他の場所に配置される。
さらに、いくつかの例では、電極スタックと同じ寸法を有する中実の長方形のサイジング器具1206は、所望の長方形の形状を維持するために、ラミネートポーチの内側に配置される。一方、一方の端部を折り曲げてヒートシールする。
ラミネートポーチの組立シーケンスの一例は、次のとおりである。ラミネートパウチ材料は、連続ロールから取られ、幅2〜20mmの重なり合う部分を有する管状形態に最初に巻かれる。例として、重なり合う部分の幅は、10mmである。重なり合う部分は、平らな加熱バーを使用してヒートシールされ、シールされていない表面に対して平らに折り畳まれる。
ポーチの折り畳み工程は、一例では、ポーチの狭い側壁に対してポーチの垂直方向の長い面を圧縮しながら、ポーチの2つの狭い面のそれぞれで三角形の領域を変位させる工程を含む。加えて、ポーチ1200は、ポーチパッケージの側壁のエッジに隣接する狭い幅に沿って選択的にヒートシールされる。中央領域は、いくつかの例では、将来の組み立て工程中に、電解質を充填できるように、この工程でシールされないままである。
ここで、図13Aおよび13Bを参照すると、ラミネートポーチ1200の底部閉端部を折り畳み、ヒートシールした後、長方形のサイジング固定具1206を取り外す。電極スタックおよび成形プラスチックフレームアセンブリをポーチパッケージの閉端部から離れる方向に向いたタブに挿入する。角の三角形の折り目は、底部の閉端部の三角形の折り目と同様の方法で達成される。上部開端部を圧縮する。ポーチは、電極タブ支持体706および708と、ポーチの反対面との両方にヒートシールされる。それにより、セルの上部タブ端にシールを作成する。充填ポートは、この概念に組み込まれる。この特徴は、射出成形された保護フレームと統合される、または、ポーチの素材またはフレームに融合した別の部品として統合される。構造フレームの周囲領域は、ポーチの内部ポリマー層にヒートシールされ、漏れ止めシールを作成する。さらに、ラミネートポーチ1200の切り取られていない端部1306は、セル充填およびガス形成収集のために使用される。
図14は、ラミネートポーチの追加の切り取られていない端部1306を有するラミネートポーチ1200のさらなる図を示す。
図15は、構造フレームまたはサイジング器具が追加される前の保護ハウジング(例えば、ラミネートポーチ)の追加前、または、構造フレームの追加前の電極溶接スタックの代替図を示す。
ここで図16を参照する。ラミネートポーチ1200のポート1602(例えば、充填ポート)は、雌ねじまたは雄ねじで成形され、形成プロセス中の電解質充填および/またはセルの脱ガスに使用される。それにより、現在の形成プロセスと比較して、製造に使用されるポーチ材料の量を低減する。いくつかの場合において、充填/脱ガスポートを組み込むと、バッテリーセルの形成に使用されるポーチ材料の量を40%低減する(充填/脱ガスポートなしのバッテリーセルの形成と比較して)。現在の形成プロセスは、余分な長さのポーチ材料で形成された一体型のガス容量(volume)を使用する。初期のセル形成プロセス中に生成されたガスを収容するための余分な内部空隙容量を作成する。
図17に戻って、上述の充填ポートは、圧力緩和を管理することを助ける通気/破裂ディスク1702を積層ポーチ1200に組み込む。それにより、動作条件または極端な条件(セルが通常動作条件外(例えば、バッテリーの物理的損傷、極端な熱への暴露など)で運転または処理された条件)下で制御された通気を提供する。
図17を参照して、形成後、セルは、真空脱気され、密封される。現在のプロセスでは、余分なポーチ材料は、真空シール工程中に切り取られ、廃棄される。セルは、この脱気工程中に、統合された注入口から真空脱気される。脱気後、充填ポートは、いくつかの方法(例えば、ヒートシールプラグやネジ付きプラグなど)でシールされる。一例として、悪条件下でのセルの安全性をさらに強化し、充填ポートのシーリングプラグに圧力開放ベントを取り付ける。充填ポートは、ベントキャッププラグを有する。そのベントキャッププラグは、セルからのガス放出速度を制御するために、特定の圧力で破裂または開く。それにより、悪条件にさらされている間、爆発または火災の可能性を低減する。いくつかの例において、プラグまたはディスクの追加は、ヒートシーリングまたはねじ切りに限らず、上記のシーリング方法を組み込む。一例として、制御された通気は、ヒートシールが破損する前に破裂するために、ポーチに刻み目をつけたスリットまたはコイン状のスリットを組み込んでもよい。一例として、ポーチの刻み目またはスリットは、ポーチ上の任意の望ましい場所に追加される。
図は、様々なコンポーネントの相対的な配置を備えた構成例を示す。互いに直接接触している、または直接結合していることを示す場合、そのような要素は、少なくとも一例では、それぞれ直接接触または直接結合していると呼ばれる。同様に、少なくとも一例では、互いに連続または隣接して示されている要素は、それぞれ互いに連続または隣接している。一例として、互いに面共有接触状態にある要素は、面共有接触状態と呼ばれる。別の例として、少なくとも1つの例では、間に空間のみを有し、他の構成要素を有さない状態で、互いに離れて配置された要素は、そのように呼ばれる。さらに別の例として、互いの上または下、互いの反対側、または、互いの左右に示される要素は、互いに関してそのように呼ばれる。さらに、図に示されるように、最上部の要素または要素の点は、少なくとも1つの例において、要素の「上部」と呼ばれ、最下部の要素または要素の点は、要素の「底部」と呼ばれる。本明細書で使用されるように、上部/下部、上側/下側、上/下は、図の垂直軸に対するものであり、互いに対する図の要素の位置決めを説明するために使用される。したがって、一例では、他の要素の上に示される要素は、他の要素の上に垂直に配置される。さらに別の例として、図内に描かれた要素の形状は、それらの形状を有すると呼ばれる(例えば、円形、直線、平面、湾曲、丸み、面取り、角度など)。さらに、少なくとも1つの例では、互いに交差するように示される要素は、交差する要素または互いに交差すると呼ばれる。さらに、別の要素内に示される要素、または、別の要素の外側に示される要素は、一例ではそのように呼ばれる。
図20は、バッテリーセルシステムを製造する方法2000を示す。方法2000は、図2A〜19に関して上述したバッテリーセルシステムを製造するために使用される。しかし、他の例では、方法は、他の適切なバッテリーセルシステムを製造するために使用される。さらに、方法2000は、プロセッサによって実行可能なメモリ(例えば、非一時的メモリ)に命令として格納される。
2001において、方法は、オフセットアノードタブおよびオフセットカソードタブを有する電極スタックを形成する工程を含む。電極スタックは、いくつかの例では、間に配置されたセパレータシートとともに、交互のカソードとアノードを含む。具体的には、アノードおよびカソードは、以下のスタッキングシーケンスで電極スタックに形成される。第1のアノード、多孔質セパレータ材料の第1の層、第1のカソード、多孔質セパレータ材料の第2の層などである。電極スタックを形成する工程は、ステップ2002〜2004を含む。
2002において、方法は、複数のアノードタブを有する複数のアノードを形成する工程を含む。複数のアノードタブは、アノードタブの第2のグループから横方向にオフセットしたアノードタブの第1のグループを含む。
次に、2004において、方法は、複数のカソードタブを有する複数のカソードを形成する工程を含む。複数のカソードタブは、カソードタブの第2のグループから横方向にオフセットされたカソードタブの第1のグループを含む。アノードタブのグループとカソードタブのグループとを横方向にオフセットする工程により、タブが一列に並んだセルスタックと比較した場合、タブの厚さを薄くすることができる。したがって、タブのグループを溶接するために必要な溶接エネルギーが低減される。その結果、溶接中の電極タブ(例えば、アノードタブおよびカソードタブ)の劣化(例えば、融解、変形など)の可能性が減少する。
2006で、方法は、アノードタブの第1のグループおよびアノードタブの第2のグループに第1の延長タブを溶接する工程を含む。次に2008で、方法は、カソードタブの第1のグループおよびカソードタブの第2のグループに第2の延長タブを溶接する工程を含む。
さらに、いくつかの例では、方法は、工程2010、2012、2014、および/または2016を含む。2010で、方法は、アノードタブの第1のグループおよびアノードタブの第2のグループに第1の電極タブ支持体を取り付ける工程を含む。そして、2012において、方法は、カソードタブの第1のグループおよびカソードタブの第2のグループに第2の電極タブ支持体を取り付ける工程を含む。
2014で、方法は、電極スタックを構造フレームに配置する工程を含む。構造フレームは、電極スタックを少なくとも部分的に取り囲む。さらに、一例では、構造フレームは、第1および第2の支持タブが通って延びることができる開口部を含む。さらに、一例では、構造フレームは、ポリマー材料から成形される。
2016において、方法は、保護ハウジング内に構造フレームと電極スタックとを配置する工程を含む。一例では、保護ハウジングは、ラミネートポーチである。したがって、方法は、このような例では、電極スタックおよび支持フレームの周りにラミネートポーチを折り畳む工程と、ラミネートポーチをヒートシールする工程とを含む。一例では、積層ポーチを折り畳み、ヒートシールした後、ポーチは、脱気ポートを介して脱気される。脱気後、脱気ポートを密閉する。このようにして、不要なガスをシステムから除去する。それにより、保護ハウジングのサイズを低減している。その結果、バッテリーセルシステムのコンパクトさが向上する。
本発明を以下の段落でさらに説明する。一態様では、バッテリーセルシステムは、第1のアノードタブを備えた第1のアノード、第1のアノードタブから横方向にオフセットした第2のアノードタブを備えた第2のアノード、第1のカソードタブを備えた第1のカソード、第1のカソードタブから横方向にオフセットされた第2のカソードを備えた第2のカソードを含む電極スタックを含んで提供される。
別の態様では、バッテリーセルシステムの製造方法が提供される。方法は、複数のアノードタブを有する複数のアノードを形成する工程を含む。ここで、複数のアノードタブは、アノードタブの第2のグループから横方向にオフセットしたアノードタブの第1のグループを含む。方法はまた、複数のカソードタブを有する複数のカソードを形成する工程を含む。ここで、複数のカソードタブは、カソードタブの第2のグループから横方向にオフセットされたカソードタブの第1のグループを含む。方法はまた、アノードタブの第1のグループおよびアノードタブの第2のグループに第1の延長タブを溶接する工程と、カソードタブの第1のグループとカソードタブの第2のグループに第2の延長タブを溶接する工程とを含む。一例では、方法は、第1のグループのアノードタブおよび第2のグループのアノードタブに第1の電極タブ支持体を取り付ける工程と、第1のグループのカソードタブおよび第2のグループのカソードタブに第2の電極タブ支持体を取り付ける工程とをさらに含む。別の例では、方法は、複数のカソードおよび複数のアノードを少なくとも部分的に囲む保護ハウジングと、構造フレームとの少なくとも一方に複数のカソードおよび複数のアノードを配置する工程をさらに含む。
別の態様では、第1の負極タブを含む複数の第1の負極と、第2の負極タブを含む複数の第2の負極と、第1の正極タブを含む複数の第1の正極と、第2の正極タブを含む複数の第2の正極と、を含む電気化学セルが提供される。第2の負極タブは、第1の負極タブからオフセットされる。
別の態様では、正極グループを形成する第1の正極および第2の正極と、負極グループを形成する第1の負極および第2の負極とを含む電気化学セルが提供される。各電極は、多孔質セパレータ材料の層によって分離されている。各電極は、タブ幅とオフセットとを有する。その結果、異なる電極のタブは重ならない。正極グループの少なくとも2つの電極は、一緒に溶接される。負極グループの少なくとも2つの電極は、一緒に溶接される。
別の態様では、電極タブ支持体を含む電気化学セルの内部フレームが提供される。その電極タブ支持体は、電気化学セルのアノードとカソードを受け入れるための2つのスロットを備える。電極タブ支持体は、アノードとカソードの横方向の動きを防止する。
別の態様では、整列した電極のスタックを含む電気化学セルが提供される。スタックは、互いにオフセットした電極タブの少なくとも4つのグループを含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電極スタックは、第1および第2のアノードと、第1および第2のカソードとのそれぞれの間に配置された多孔質セパレータをさらに含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、バッテリーシステムは、第1のアノードタブおよび第2のアノードタブに溶接され、第1のアノードタブと第2のアノードタブとの間に横方向に延びる第1の延長タブをさらに含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、バッテリーセルシステムは、第1のカソードタブおよび第2のカソードタブに溶接され、第1のカソードタブと第2のアノードタブとの間に横方向に延びる第2の延長タブをさらに含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、バッテリーシステムは、電極タブ支持体をさらに含む。電極タブ支持体は、第1および第2のアノードおよび/またはカソード、ならびに、第1および第2の延長タブの1つまたは複数に合せられ、第1および第2の延長タブの機械的な支持を提供する。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電極タブ支持体は、電気絶縁性ポリマー材料を含み、第1および/または第2の延長タブと、保護ハウジングとの間の電気的絶縁性を提供する。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電極タブ支持体は、第1および第2の延長タブを受け入れるための第1のスリットと、第2のスリットとを含む。第1の延長タブおよび第2の延長タブは、電極タブ支持体の第1のスリットおよび第2のスリットを通って延びる。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、バッテリーセルシステムは、第1のアノードおよび第2のアノードと、第1のカソードおよび第2のカソードとを少なくとも部分的に囲む構造フレームを含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電極タブ支持体は、保護ハウジング内に一体的に形成され、または、保護ハウジングに直接物理的に結合される。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、構造フレームは、1または複数の壁を含む。その壁は、可撓性であり、電極スタックに向かって内側に曲げられる。その結果、1つまたは複数の壁は、電解質活性化中の膨張に適応する。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、構造フレームは、保護ハウジングのヒートシームと嵌合する厚さが減少した凹状領域を備えた1つまたは複数の面を含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、バッテリーセルシステムは、電解質および/または通気ガスを受け入れるポートを含む保護ハウジングをさらに含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、負極タブおよび正極タブは、互いにオフセットされている。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電極は同じサイズである。その結果、積み重ねられたとき、電極のエッジは、タブを除いて、互いに整列する。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、タブは、電極が積み重ねられてアレイを形成するときに、オフセットされる。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電気化学セルは、電極タブが延びる構造フレームをさらに含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、構造フレームは、電極タブの横方向の動きを制限する。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電気化学セルは、電極タブから延び、電極タブに溶接される電極延長タブをさらに含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電極タブの少なくとも4つのグループは、2つの電極延長タブに溶接される。電極タブの少なくとも4つのグループのそれぞれは、2つの電極の1つにのみ溶接される。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電極タブの少なくとも4つのグループは、負極タブの少なくとも2つのグループと、正極タブの少なくとも2つのグループとを含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電極タブの少なくとも4つのグループは、延長タブに溶接される垂直に折り畳まれた部分を含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電気化学セルは、射出成形フレームをさらに含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電気化学セルは、多層ラミネートポーチをさらに含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電気化学セルは、電気化学セルを電解質で満たすおよび/または電気化学セルを脱気するための多目的ポートをさらに含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、極性を一致させるオフセットタブは、電極グループタブに溶接され、次いで、延長タブに溶接される。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、アノードタブは、ニッケルめっき銅を含む。カソードタブは、アルミニウムを含む。
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、電極タブ支持体は、三角形の断面を有する。
本開示の主題は、本明細書に開示される様々なシステムおよび構成、ならびに他の特徴、機能、および/または特性のすべての新規かつ非自明なコンビネーションおよびサブコンビネーションを含む。
以下の特許請求の範囲は、新規かつ非自明とみなされる特定のコンビネーションおよびサブコンビネーションを特に指摘する。これらの請求項は、「an」要素または「a first」要素またはそれらの同等物を指す場合がある。そのような請求項は、1つまたは複数のそのような要素の組み込みを含むと理解されるべきであり、2つ以上のそのような要素を必要とせず、除外もしない。開示された特徴、機能、要素、および/または性質の他のコンビネーションおよびサブコンビネーションは、本請求項の補正を通じて、または、本出願または関連出願における新しい請求項の提示を通じて請求される。そのような請求項は、元の請求項の範囲よりも広い、狭い、等しい、または異なるかに関係なく、本開示の主題内に含まれるものとみなされる。
加えて、一例では、カソードタブ612は、アルミニウム材料を含む。そして、アノードタブ614は、ニッケルめっきされた銅材料を含む。しかしながら、他の例では、追加のまたは代替の材料は、アノードタブおよび/またはカソードタブに含まれてもよい。
Claims (15)
- 電極スタックを含むバッテリーセルシステムであって、前記電極スタックは、
第1のアノードタブを有する第1のアノードと、
前記第1のアノードタブから横方向にオフセットされた第2のアノードタブを有する第2のアノードと、
第1のカソードタブを有する第1のカソードと、
前記第1のカソードタブから横方向にオフセットされた第2のカソードタブを有する第2のカソードと、を含むことを特徴とするバッテリーセルシステム。 - 前記電極スタックは、前記第1のアノードおよび第2のアノードと、前記第1のカソードよび第2のカソードとのそれぞれの間に配置された多孔質セパレータをさらに含む請求項1に記載のバッテリーセルシステム。
- 前記第1のアノードタブと前記第2のアノードタブとに溶接され、前記第1のアノードタブと前記第2のアノードタブとの間で横方向に延びる第1の延長タブをさらに含む請求項1に記載のバッテリーセルシステム。
- 前記第1のカソードタブと前記第2のカソードタブとに溶接され、前記第1のカソードタブと前記第2のカソードタブとの間で横方向に延びる第2の延長タブをさらに含む請求項3に記載のバッテリーセルシステム。
- 電極タブ支持体をさらに含み、
前記電極タブ支持体は、前記第1および第2のアノードおよび/または前記第1および第2のカソード、ならびに前記第1および第2の延長タブのうちの1つまたは複数に適合し、前記第1および第2の延長タブの機械的支持を提供する請求項4に記載のバッテリーセルシステム。 - 前記電極タブ支持体は、電気絶縁性ポリマー材料を含み、前記第1の延長タブおよび/または前記第2の延長タブと、保護ハウジングとの間で電気的分離を提供する請求項5に記載のバッテリーセルシステム。
- 前記電極タブ支持部は、前記第1の延長タブおよび前記第2の延長タブを受け入れるための第1のスリットおよび第2のスリットを含み、
前記第1の延長タブおよび前記第2の延長タブは、前記電極タブ支持体の前記第1のスリットおよび前記第2のスリットを通って延びる請求項5に記載のバッテリーセルシステム。 - 前記電極タブ支持体は、保護ハウジング内に一体的に形成される、または、前記保護ハウジングに直接物理的に結合される請求項5に記載のバッテリーセルシステム。
- 前記第1のアノードおよび前記第2のアノードと、前記第1のカソードおよび前記第2のカソードとを少なくとも部分的に取り囲む構造フレームをさらに含む請求項1に記載のバッテリーセルシステム。
- 前記構造フレームは、1つまたは複数の壁を含み、
前記1つまたは複数の壁は、可撓性であり、前記電極スタックに向かって内側に曲げられ、その結果、電解質活性化中の膨張に適応する請求項9に記載のバッテリーセルシステム。 - 前記構造フレームは、保護ハウジングのヒートシームと一致する厚さが減少した凹状領域を有する1つまたは複数の面を含む請求項9に記載のバッテリーセルシステム。
- 電解質および/または通気ガスを受け入れるポートを含む保護ハウジングをさらに含む請求項1に記載のバッテリーセルシステム。
- バッテリーセルシステムを製造するための方法であって、
複数のアノードタブを有する複数のアノードを形成する工程と、
複数のカソードタブを有する複数のカソードを形成する工程と、
アノードタブの第1のグループと、アノードタブの第2のグループとに第1の延長タブを溶接する工程と、
カソードタブの第1のグループと、カソードタブの第2のグループとに第2の延長タブを溶接する工程と、
前記複数のアノードタブは、前記アノードタブの前記第2のグループから横方向にオフセットされた前記アノードタブの前記第1のグループを含み、
前記複数のアカソードタブは、前記カソードタブの前記第2のグループから横方向にオフセットされた前記カソードタブの前記第1のグループを含むことを特徴とするバッテリーセルシステムを製造するための方法。 - 前記アノードタブの前記第1のグループと、前記アノードタブの前記第2のグループとに第1の電極タブ支持体を取り付ける工程と、
前記カソードタブの前記第1のグループと、前記カソードタブの前記第2のグループとに第2の電極タブ支持体を取り付ける工程と、をさらに含む請求項13に記載の方法。 - 前記複数のカソードおよび前記複数のアノードを少なくとも部分的に囲む保護ハウジングおよび構造フレームの少なくとも一方に前記複数のカソードおよび前記複数のアノードを配置する工程をさらに含む請求項13に記載の方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7455032B2 (ja) | 2020-09-08 | 2024-03-25 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | 電池 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7192542B2 (ja) * | 2019-02-05 | 2022-12-20 | トヨタ自動車株式会社 | 積層電池 |
CN111106301B (zh) * | 2019-04-02 | 2021-02-26 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池以及电池模组 |
JP7488695B2 (ja) * | 2020-05-29 | 2024-05-22 | 本田技研工業株式会社 | 固体電池モジュール及び固体電池セル |
DE102020214832A1 (de) * | 2020-11-25 | 2022-05-25 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung einer Batteriezelle |
WO2023226343A1 (zh) * | 2022-05-25 | 2023-11-30 | 瑞浦兰钧能源股份有限公司 | 二次电池和二次电池的装配方法 |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2994798B2 (ja) * | 1991-07-01 | 1999-12-27 | 三洋電機株式会社 | 密閉式角型蓄電池とその製造方法 |
US6159631A (en) | 1998-08-27 | 2000-12-12 | Polystor Corporation | Overcharge safety vents on prismatic cells |
KR100472504B1 (ko) | 2002-06-17 | 2005-03-10 | 삼성에스디아이 주식회사 | 보강구조가 개선된 파우치형 이차전지 |
US7479349B2 (en) | 2002-12-31 | 2009-01-20 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Batteries including a flat plate design |
DE10352046A1 (de) * | 2003-11-07 | 2005-06-09 | Daimlerchrysler Ag | Batterie mit wenigstens einer elektrochemischen Speicherzelle und einer Kühleinrichtung |
DE102005007179A1 (de) * | 2005-02-14 | 2006-08-24 | Biotronik Crm Patent Ag | Galvanische Zelle |
KR100948970B1 (ko) * | 2006-03-13 | 2010-03-23 | 주식회사 엘지화학 | 완충부재가 설치되어 있는 중대형 전지모듈 |
JP5114036B2 (ja) * | 2006-09-08 | 2013-01-09 | Necエナジーデバイス株式会社 | 積層型電池の製造方法 |
TW200919807A (en) * | 2007-09-06 | 2009-05-01 | Sanyo Electric Co | Stact type battery |
JP2009187675A (ja) * | 2008-02-01 | 2009-08-20 | Sharp Corp | 積層型二次電池およびその製造方法 |
JP5231089B2 (ja) * | 2008-05-30 | 2013-07-10 | 日立ビークルエナジー株式会社 | 密閉型二次電池 |
KR101252981B1 (ko) * | 2010-08-05 | 2013-04-15 | 주식회사 엘지화학 | 안전성이 향상된 이차전지용 파우치 및 이를 이용한 파우치형 이차전지, 중대형 전지팩 |
KR101254691B1 (ko) * | 2010-08-17 | 2013-04-15 | 주식회사 엘지화학 | 개선된 리드 구조의 이차전지 |
KR101243591B1 (ko) * | 2010-12-24 | 2013-03-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지 |
JP2013187077A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Panasonic Corp | 捲回型およびスタック型電極電池 |
JP5481527B2 (ja) * | 2012-06-18 | 2014-04-23 | 株式会社東芝 | 電池 |
JP2014086388A (ja) * | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Toyota Motor Corp | 組電池及びその製造方法 |
KR101416544B1 (ko) * | 2013-08-02 | 2014-07-09 | (주)대원산업 | 이차전지 케이스 |
JP2015090777A (ja) * | 2013-11-05 | 2015-05-11 | ソニー株式会社 | 電池、電解質、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム |
JP2015095285A (ja) * | 2013-11-08 | 2015-05-18 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 角形リチウムイオン二次電池 |
DE112015001774T5 (de) * | 2014-04-11 | 2016-12-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Elektrizitätsspeichereinrichtung |
KR101812973B1 (ko) * | 2015-05-15 | 2017-12-28 | 주식회사 엘지화학 | 관통구를 포함하는 전지셀의 제조 방법 |
JP2017076576A (ja) * | 2015-10-16 | 2017-04-20 | 株式会社デンソー | 電池セル及びその製造方法 |
-
2018
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Cited By (1)
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