JP2022537471A - 電極アセンブリ及び電池 - Google Patents
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Abstract
本願に係る電極アセンブリは、第１電極シート、セパレータ及び第２電極シートが巻回することにより形成される。前記第１電極シートは、第１集電体と、第１集電体の表面に設けられた第１活性物質層とを含み、前記第１電極シートの巻き終わり端は、前記第２電極シートの巻き終わり端の巻芯から遠く離れた外側に位置し、前記第１電極シートの巻き終わり端における前記第１活性物質層は、前記第１集電体の前記第２電極シートに向かう側の表面を被覆する。前記電極アセンブリは、前記電極アセンブリの外面に設けられている第１接着部材をさらに含む。上記の電極アセンブリは、第１電極シートの巻き終わり端を尾端として、電極アセンブリの最外周に裸アルミ箔がなくなるようにするとともに、電極アセンブリと包装体との間の隙間を第１接着材でなくすことによって、電極アセンブリの安全性能を向上させる目的を達成する。また、本願は、上記の電極アセンブリを有する電池を提供する。
Description
本出願は、電池の分野に関し、特に、電極アセンブリと当該電極アセンブリを備える電池に関する。
一般的には、巻回式電池の巻き終わり端において、電池セルの外層の電極シートのテール部には裸アルミ箔が一部存在（両面ともに活性物質コーティング層がない）する。また、電池セルは、一般的にアルミニウムプラスチックフィルムを用いて密封包装されており、電池セルと電池セルを密封する包装体との間には隙間がある。このような電池セルが重いものからの衝撃を受けた時に、アルミニウムプラスチックフィルムからなる包装体が一般的に良好な延性を有するため、破断したり、完全に破断したりはしないが、電池セル自身が破裂することがあり、破砕された屑、特に外輪の裸アルミ箔から発生する砕片が包装体に縛られて、電池セルの破砕した電極シートと接触して、短絡や発熱、ひいては爆発などの事故を起こす可能性がある。
このような状況に鑑みて、外層には裸アルミ箔がなく、且つ安全性能が良好である電極アセンブリ、及びこの電極アセンブリを備えた電池が求められている。
本願実施例に係る電極アセンブリは、第１電極シートと、極性が前記第１電極シートと逆である第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配置されたセパレータと、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電極シートが巻回することにより形成される。前記第１電極シートは、第１集電体と、前記第１集電体の表面に設けられた第１活性物質層とを含み、前記第１電極シートの巻き終わり端は、前記第２電極シートの巻き終わり端の巻芯から遠く離れた外側に位置する。前記第１電極シートの巻き終わり端における前記第１活性物質層は、前記第１集電体の前記第２電極シートに向かう側の表面を被覆し、前記第１電極シートの巻き終わり端における前記第１集電体の前記第２電極シートと後ろ向きの面には、前記第１活性物質層がコーティングされていない。前記電極アセンブリは、第１接着部材をさらに含み、前記第１接着部材は、前記電極アセンブリの外面に設けられている。
一態様によると、前記第１接着部材は、スポットコーティング、コーティングなどの方法によって電極アセンブリの外面に配置された半液体の粘性材料である。
一態様によると、前記第１接着部材の厚さは、２０μｍよりも小さいか若しくはそれに等しい。
一態様によると、前記電極アセンブリは、第２接着部材をさらに含み、前記第１接着部材は、前記第２接着部材に接続され、前記第２接着部材は、前記第１電極シートの巻き終わり端に接続され、且つ前記電極アセンブリの外面の一部を被覆する。
さらに、第２接着部材の厚さは１５μｍ～２５μｍである。
一態様によると、第２電極シートの巻き終わり端は、巻取方向に沿って、前記第１電極シートの巻き終わり端から張り出している。
さらに、前記セパレータの巻き終わり端は、巻取方向に沿って、前記第２電極シートの巻き終わり端から張り出している。
一態様によると、前記電極アセンブリは、前記第１電極シートに接続される第１タブと、前記第２電極シートに接続される第２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タブとの投影は重なり合わない。
さらに、前記第１電極シートの巻き始め端には、第１裸箔領域が設けられ、前記第２電極シートの巻き始め端には、第２裸箔領域が設けられ、前記第１タブは、前記第１裸箔領域に設けられ、前記第２タブは、前記第２裸箔領域に設けられている。
さらに、前記電極アセンブリは、前記第１裸箔領域に設けられ、且つ前記第１タブを被覆する第１絶縁部材を含む。
一態様によると、前記第１接着部材の接着力は１００～１０００Ｎ／ｍであり、引張破壊応力は４０００Ｎ／ｍよりも小さいか若しくはそれに等しい。
また、本願の実施例に係る電池は、電極アセンブリと、包装体と、を備え、前記電極アセンブリは、上記の何れかの態様に記載の電極アセンブリであり、且つ前記包装体の中に収容されており、前記電極アセンブリのタブは、前記包装体から張り出している。
上記の電極アセンブリは、第１裁断部をテール部とし、電極アセンブリの最外周の電極シートに裸アルミ箔を設けないことによって、単一の電池セルのアルミ箔の消耗材を節約し、アルミの砕屑が発生する可能性が大幅に減少させ、これにより、砕屑による危険な短絡が大量に除去され、電池セルの発火や爆発の危険性が回避され、極端な使用場面での電池セルの安全性能が向上する。また、電極アセンブリの表面には、第１接着部材がさらに設けられており、電極アセンブリが包装体に収容された場合には、第１接着部材が電極アセンブリの外面と包装体とを接着することなる。落下、衝撃などの外力を受けると、電極アセンブリは包装体と密接しており、両者の間に相対的な変位がなく、せん断破壊を低減することができる。
以下、本願実施例における図面を合わせて、本願実施例における技術案を明確且つ全体的に説明するが、ここで述べる実施例は、あらゆる実施例ではなく、本願の一部の実施例に過ぎないことが明らかである。本願の実施例に基づき、創造的な労働なしに当業者に得られるあらゆる他の実施例についても、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、又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、又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、又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、具体的な実施例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「又は／及び」は、１つ又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。
本願実施例に係る電極アセンブリは、第１電極シートと、極性が前記第１電極シートと逆である第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配置されたセパレータと、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電極シートが巻回することにより形成される。前記第１電極シートは、第１集電体と、前記第１集電体の表面に設けられた第１活性物質層とを含み、前記第１電極シートの巻き終わり端は、前記第２電極シートの巻き終わり端の巻芯から遠く離れた外側に位置し、前記第１電極シートの巻き終わり端における前記第１活性物質層は、前記第１集電体の前記第２電極シートに向かう側の表面を被覆し、前記第１電極シートの巻き終わり端における前記第１集電体の前記第２電極シートとは後ろ向きの面には、前記第１活性物質層がコーティングされていない。前記電極アセンブリは、第１接着部材をさらに含み、前記第１接着部材は、前記電極アセンブリの外面に設けられている。
上記の電極アセンブリは、第１電極シートの巻き終わり端をテール部とし、電極アセンブリの最外周の電極シートに裸アルミ箔を設けないことによって、単一の電池セルのアルミ箔の消耗材を節約し、アルミの砕屑が発生する可能性を大幅に減少させ、これにより、砕屑による危険な短絡が大量に除去され、電池セルの発火や爆発の危険性が回避され、極端な使用場面での電池セルの安全性能が向上する。また、電極アセンブリの表面には、第１接着部材がさらに設けられており、電極アセンブリが包装体に収容された場合には、第１接着部材は電極アセンブリの外面と包装体とを接着することができる。落下、衝撃などの外力を受けると、電極アセンブリと包装体とは密接しており、両者の間に相対的な変位がなく、せん断破壊を低減することができる。
本願のいくつかの実施例を詳細に説明する。衝突しない場合、下記の実施例及び実施例における特徴は、互いに組み合わせてもよい。
図１に示すように、本願の一実施例において、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１電極シート１０と第２電極シート２０との極性は、逆である。セパレータ３０は、第１電極シート１０と第２電極シート２０との間に設けられる。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とが１つの巻針をめぐって巻き取られることによって、形成される。巻き取り過程が完了したら、電極アセンブリ１００の中から巻針を取り出す。
第１電極シート１０は、第１集電体１１と、第１集電体１１の表面に設けられた第１活性物質層１２とを含み、第１電極シート１０の巻き終わり端は、第２電極シート２０の巻き終わり端の巻芯から遠く離れた外側に位置している。
本願の実施例では、第１電極シート１０はカソードシートであり、第１集電体１１はアルミ箔層を選択して使用し、第１活性物質層１２はカソード活性物質層であり、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＦｅＰＯ４などのリチウムイオンの離脱または吸蔵が可能な電気化学的活性物質を選択することができる。第２電極シート２０は、アノードシートであって、第２集電体２１と、第２活性物質層２２とを含む。第２集電体は、銅箔層であり、第２活性物質層２２は、黒鉛、ソフトカーボン、ハードカーボン、Ｌｉ４Ｔｉ５０１２などのリチウムイオンを吸蔵可能な電気化学的活性物質を選択することができる。
第１電極シート１０の巻き終わり端１３は、電極アセンブリ１００の最外層の電極シートであり、第１電極シート１０の巻き終わり端１３における第１活性物質層１２は、第１集電体１１の第２電極シート２０に向かう表面を被覆し、第１電極シート１０の巻き終わり端１３における第１集電体１１の第２電極シート２０とは後ろ向きの面には、前記第１活性物質層１２がコーティングされていない。
電極アセンブリ１００は、第１接着部材４１と、第２接着部材４２とをさらに含む。第１接着部材４１は、電極アセンブリ１００の外面に設けられて、電極アセンブリ１００と包装体との間の組立隙間を小さくし又は除去するように、電極アセンブリ１００と包装体とを接着する。第２接着部材４２は、第１電極シート１０の巻き終わり端に接続され、且つ電極アセンブリ１００の外面の一部を被覆している。
本願の実施例において、前記第１接着部材４１は、スポットコーティング、コーティングなどの方法によって電極アセンブリ１００の外面に配置された半液体の粘性材料である。電池が落下、衝撃などの外力を受けると、電極アセンブリ１００は外部の包装体と密接しており、両者の間に相対的な変位がなく、せん断破壊が低減される。第１接着部材４１は、ホットメルト層であってもよく、材料がゴム系接着剤、アクリル系粘着剤等であってもよく、一定の圧力（≦３ＭＰａ）と温度（≦１２０℃）の条件下で、粘りが出て、電極アセンブリ１００の外面と包装袋とを強固に接着することができる。第１接着部材４１の厚さが≦２０μｍであり、接着力が１００～１０００Ｎ／ｍであり、引張破断応力が≦４０００Ｎ／ｍである。
一態様において、第２接着部材４２は、ホットメルト又は絶縁テープであり、厚さが１５μｍ～２５μｍの極薄ホットメルトであることが好ましく、材料がゴム系接着剤であり、ＰＥＴと併用することができる。第２接着部材４２は、一定の圧力（≦３ＭＰａ）と温度（≦１２０℃）の条件下で、粘性を発生させることができる。つまり、第２接着部材４２の熱溶融温度は１２０℃よりも小さいか若しくはそれに等しく、熱接着圧力は３ＭＰａよりも小さいか若しくはそれに等しい。
図１に示すように、電極アセンブリ１００の外面は、第１平面１０１、第２平面１０２、第１弧面１０３及び第２弧面１０４を含む。電極アセンブリ１００の厚さ方向（図１の矢印Ａで示す方向）に沿って、第１平面１０１と第２平面１０２とが対向して配置され、電極アセンブリ１００の幅方向（図１の矢印Ｂで示す方向）に沿って、第１弧面１０３と第２弧面１０４が対向して配置される。また、第１弧面１０３と第２弧面１０４は、第１平面１０１と第２平面１０２との間に接続されている。
第１電極シート１０の巻き終わり端１３は、第１平面１０１と第１弧面１０３との境目に略位置している。第２接着部材４２は、第１電極シート１０の巻き終わり端に接続され、且つ第１弧面１０３に貼り付けられて、第２接着部材４２が電極アセンブリ１００の厚さを増加させないようにする。第１接着部材４１は、第２接着部材４２に接続されており、且つ第１平面１０１、第２平面１０２及び第２弧面１０４を被覆している。言い換えれば、電極アセンブリ１００の外面における第２接着部材４２が貼付されていない領域は、第１接着部材４１により被覆される。他の実施例において、第１タブの巻き終わり端は、第１平面１０１または第２平面１０２に位置していてもよく、これに応じて、接着部材４０も、第１平面１０１または第２平面１０２に貼り付けられている。
さらに、第２電極シート２０の端部がリチウムを析出することによるバリがセパレータ３０を突き抜けて、第１電極シート１０と接触して短絡を引き起こすことを回避するために、第２電極シート２０の巻き終わり端が電極シートの巻取方向に沿って第１電極シート１０の巻き終わり端１３から張り出しており、張り出した長さＬ１が２ｍｍより大きいか若しくは２ｍｍに等しい。セパレータ３０の巻き終わり端３１は、巻取方向に沿って第２電極シート２０の巻き終わり端から張り出しており、且つ第２接着部材４２の内面に貼り付けられる。セパレータ３０の巻き終わり端３１の長さＬ２は、４ｍｍより大きいか若しくは４ｍｍに等しい。第２電極シート２０の巻き終わり端は、セパレータ３０の巻き終わり端３１により被覆され、これにより、第２電極シート２０の巻き終わり端を保護して絶縁させる。
図１及び図３に示すように、電極アセンブリ１００は、第１電極シート１０に接続される第１タブ５０と、第２電極シート２０に接続される第２タブ６０とをさらに備える。電極アセンブリ１００の厚さ方向に沿って、第１タブ５０と第２タブ６０との投影は重ならず、電極アセンブリ１００の長手方向（図３の矢印Ｃで示す方向）に沿って、第１タブ５０と第２タブ６０は、電極アセンブリ１００の同一端から張り出している。他の実施例では、第１タブ５０と第２タブ６０は、電極アセンブリ１００の異なる端から張り出してもよく、本願はこれに限定されない。
さらに、第１電極シート１０の巻き始め端には、第１裸箔領域１４が設けられ、第２電極シート２０の巻き始め端には、第２裸箔領域２３が設けられている。第１タブ５０は、第１裸箔領域１４に設けられ、第２タブ６０は、第２裸箔領域２３に設けられている。電極アセンブリ１００は、第１絶縁部材７０を含む。第１絶縁部材７０は、第１裸箔領域１４に設けられ且つ第１タブ５０を被覆し、第１タブ５０でのバリがセパレータ３０を突き抜けて第２電極シート２０と接触して短絡することを防止する。一実施例では、第１絶縁部材７０は、絶縁テープであり、第１タブ５０から第１活性物質層１２の開始端まで延伸し、第１裸箔領域１４の全体をほぼ覆いかぶさって、第１裸箔領域１４を効果的に保護し、割れや短絡等が生じないようにする。
一実施例では、第２裸箔領域２３が第１裸箔領域１４から延出し、第２タブ６０が第２裸箔領域２３における第１裸箔領域１４から延出する領域に設けられており、第２タブ６０でのバリがセパレータ３０を突き抜けても、第２タブ６０が第２電極シート２０に接触し、第１電極シート１０に接触することで短絡が生じることは防止される。また、電極アセンブリ１００は、第２絶縁部材８０を含み、第２絶縁部材８０は、第１裸箔領域１４の端部を被覆し、第１裸箔領域１４の端部でのバリがセパレータ膜３０を突き抜けて第２電極シート２０に接触することを回避する。
図２に示すように、本願の一実施例では、第１タブ５０は、第１集電体１１における第１活性物質層１２がコーティングされている領域に設けられ、第２タブ６０は、第２集電体２１における第２活性物質層２２がコーティングされている領域に設けられている。第１タブ５０及び第２タブ６０には、短絡の問題を回避するために第１絶縁部材７０が設けられている。第１タブ５０と第１集電体１１とを接続する際には、第１集電体１１の一部が第１活性物質層１２から露出するように、一部の第１活性物質層１２を先に取り除く必要がある。その後、露出した部分の第１集電体１１に第１タブ５０が溶接される。第２タブ６０と第２集電体２１との接続形態は同様であり、ここでは説明を省略する。他の実施例では、第１タブ５０と第２タブ６０とは、一方が電極アセンブリ１００の巻芯における裸箔領域に設けられ、他方が電極シートの他の位置に設けられていてもよく、本願はこれに限定されない。
図４及び図５に示すように、図面の破線で示す位置は、隣接する２つの第１電極シート１０の製造工程における裁断位置である。第１タブ５０が第１裸箔領域１４に設けられる場合、比較例の電極アセンブリの最外周には１段の裸アルミ箔が設けられるため、図４に示される比較例における裸アルミ箔領域の長さＬ３は、図５に示される本願の実施例における裸アルミ箔領域の長さＬ４よりも明らかに長い。本願実施例における裸アルミ箔領域の長さＬ４は、電極アセンブリ１００の巻き始め端のパラメータ条件を満たすだけでよい。これにより、アルミ箔の消耗材を節約した上に、最外周の裸アルミ箔も除去し、極端な破壊の場合、アルミ屑が発生する可能性が大幅に減少し、これによって、砕屑による危険な短絡が大量に解消され、電極アセンブリ１００が発火して爆発する危険性を回避し、極端な使用を受けた場合の安全性能を向上させる。
なお、図６及び図７に示すように、第１集電体１１における第１活性物質層１２がコーティングされている領域に第１タブ５０が設けられる場合、比較例の電極アセンブリの最外周には一段の裸アルミ箔が設けられているため、図６に示された比較例においては、隣り合う２枚の第１電極シート１０の間には第１電極シート１０の巻き終わり端１３とする片面領域と、一段の裸アルミ箔とが存在している。これに対して、図７に示される本願の実施例においては、隣り合う２枚の第１電極シート１０の間の裸アルミ箔が除去され、一段の片面領域（第１電極シート１０の巻き終わり端１３）しか残っていなく、これにより、第１集電体１１の下面の第１活性物質層１２が連続的に存在し、第１電極シート１０の製造過程を簡略化することができ、生産性の向上に役立つ。
また、図８に示すように、一比較例において、電極アセンブリの外層テール部には裸アルミ箔１０５（両面ともに活性物質コーティング層がなし）が一部存在し、そして、テール部の裸アルミ箔とそのテール部のコートエッジには絶縁テープ１０６が一層貼り付けられている。裸アルミ箔１０５及び絶縁テープ１０６は、いずれも電極アセンブリの第１平面１０１又は第２平面１０２に位置している。
比較例と本願実施例の電極アセンブリ１００に対する衝突試験の具体的内容は、次の通りである。フル充電された電極アセンブリを平面鉄板上に載置し、直径φ１５．８±０．１ｍｍ、長さが少なくとも６ｃｍである丸棒を試料（タブ位置）に垂直にさせて、９．１±０．１Ｋｇの重いハンマーで、丸棒と試料とが交差する箇所から６１±２．５ｃｍ、垂直自由状態で落下させて、電極アセンブリの通過率を比較した。判定基準で試験を完了すると、電極アセンブリは発火せず、爆発しない。
比較例と本願実施例の電極アセンブリ１００についての衝撃試験データを、下記の表に示す。
比較例と本願実施例の電極アセンブリ１００に対する落下試験の具体的内容は、次の通りである。電極アセンブリを半充電して、専用の治具に入れて適宜に固定し、その後、治具を１ｍ箇所に置いて落下試験を行い、六面四隅が１回落下して１ラウンドとなり、全部で４ラウンド落下して、電池セルの通過率を比較する。試験が完了した後、トップシールが突き飛ばされ、液が漏れ、２４ｈ圧力降下＞３０ｍＶ、アルミ箔が破れる。
第１グループの試験における電極アセンブリの厚みは３ｍｍ（１１層巻回される）であり、試験結果は以下の表に示す。
第２グループの試験における電極アセンブリの厚みは５ｍｍ（１９層巻回される）であり、試験結果は以下の表に示す。
図４～図８と上記の表で示されたデータとから分かるように、本願の実施例は、比較例と比べて、電極アセンブリ１００の最外周には裸アルミ箔が設けられていなく、アルミの砕屑が発生する可能性を大幅に減少させ、これにより、砕屑による危険な短絡が大量に除去され、電極アセンブリ１００の発火や爆発の危険性が回避され、極端な使用場面での電極アセンブリ１００の安全性能が向上する。また、電極アセンブリ１００の外面に設けられた第１接着部材４１は電極アセンブリ１００と外部の包装体とを緊密に接着し、両者の間に相対的な変位がなく、せん断破壊が減少された。
図９に示すように、本願の実施例は、包装体２０１と、上記の実施例に記載した電極アセンブリ１００とを備える電池２００をさらに開示した。電極アセンブリ１００は、包装体２０１の中に収容される。電極アセンブリ１００のタブは、包装体２０１から張り出している。
以上の実施例は、本出願の技術的な態様を説明するのみ用いられるものであり、限定するものではない。以上のより良い実施例を参照して本出願を詳細に説明したが、当業者が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及び範囲から逸脱することはない。
１００ 電極アセンブリ
１０１ 第１平面
１０２ 第２平面
１０３ 第１弧面
１０４ 第２弧面
１０５ 裸アルミ箔
１０６ 絶縁テープ
１０ 第１電極シート
１１ 第１集電体
１２ 第１活性物質層
１３ 巻き終わり端
１４ 第１裸箔領域
２０ 第２電極シート
２１ 第２集電体
２２ 第２活性物質層
２３ 第２裸箔領域
３０ セパレータ
３１ 巻き終わり端
４１ 第１接着部材
４２ 第２接着部材
５０ 第１タブ
６０ 第２タブ
７０ 第１絶縁部材
８０ 第２絶縁部材
２００ 電池
２０１ 包装体
１０１ 第１平面
１０２ 第２平面
１０３ 第１弧面
１０４ 第２弧面
１０５ 裸アルミ箔
１０６ 絶縁テープ
１０ 第１電極シート
１１ 第１集電体
１２ 第１活性物質層
１３ 巻き終わり端
１４ 第１裸箔領域
２０ 第２電極シート
２１ 第２集電体
２２ 第２活性物質層
２３ 第２裸箔領域
３０ セパレータ
３１ 巻き終わり端
４１ 第１接着部材
４２ 第２接着部材
５０ 第１タブ
６０ 第２タブ
７０ 第１絶縁部材
８０ 第２絶縁部材
２００ 電池
２０１ 包装体
Claims (12)
- 第１電極シートと、極性が前記第１電極シートと逆である第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配置されたセパレータとを含み、前記第１電極シート、前記セパレータ及び前記第２電極シートが巻回することにより形成される電極アセンブリであって、
前記第１電極シートは、第１集電体と、前記第１集電体の表面に設けられた第１活性物質層とを含み、前記第１電極シートの巻き終わり端は、前記第２電極シートの巻き終わり端の巻芯から遠く離れた外側に位置し、前記第１電極シートの巻き終わり端における前記第１活性物質層は、前記第１集電体の前記第２電極シートに向かう側の表面を被覆し、前記第１電極シートの巻き終わり端における前記第１集電体の前記第２電極シートと後ろ向きの面には、前記第１活性物質層がコーティングされていなく、
前記電極アセンブリは、第１接着部材をさらに含み、前記第１接着部材は、前記電極アセンブリの外面に設けられていることを特徴とする電極アセンブリ。 - 前記第１接着部材は、スポットコーティング、コーティングなどの方法によって電極アセンブリの外面に配置された半液体の粘性材料であることを特徴とする請求項１に記載の電極アセンブリ。
- 前記第１接着部材の厚さは、２０μｍよりも小さいか若しくはそれに等しいことを特徴とする請求項１に記載の電極アセンブリ。
- 前記電極アセンブリは、第２接着部材をさらに含み、前記第１接着部材は、前記第２接着部材に接続され、前記第２接着部材は、前記第１電極シートの巻き終わり端に接続され、且つ前記電極アセンブリの外面の一部を被覆することを特徴とする請求項１に記載の電極アセンブリ。
- 第２接着部材の厚さは１５μｍ～２５μｍであることを特徴とする請求項４に記載の電極アセンブリ。
- 第２電極シートの巻き終わり端は、巻取方向に沿って、前記第１電極シートの巻き終わり端から張り出していることを特徴とする請求項１に記載の電極アセンブリ。
- 前記セパレータの巻き終わり端は、巻取方向に沿って、前記第２電極シートの巻き終わり端から張り出していることを特徴とする請求項６に記載の電極アセンブリ。
- 前記電極アセンブリは、前記第１電極シートに接続される第１タブと、前記第２電極シートに接続される第２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タブとの投影は重なり合わないことを特徴とする請求項１に記載の電極アセンブリ。
- 前記第１電極シートの巻き始め端には、第１裸箔領域が設けられ、前記第２電極シートの巻き始め端には、第２裸箔領域が設けられ、前記第１タブは、前記第１裸箔領域に設けられ、前記第２タブは、前記第２裸箔領域に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の電極アセンブリ。
- 前記電極アセンブリは、前記第１裸箔領域に設けられ、且つ前記第１タブを被覆する第１絶縁部材を含むことを特徴とする請求項９に記載の電極アセンブリ。
- 前記第１接着部材の接着力は１００～１０００Ｎ／ｍであり、引張破壊応力は４０００Ｎ／ｍよりも小さいか若しくはそれに等しいことを特徴とする請求項１に記載の電極アセンブリ。
- 電極アセンブリと、包装体と、を備える電池であって、
前記電極アセンブリは、請求項１～１１の何れか一項に記載の電極アセンブリであり、且つ前記包装体の中に収容されており、前記電極アセンブリのタブは、前記包装体から張り出していることを特徴とする電池。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010212086A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| CN206697567U (zh) * | 2017-03-31 | 2017-12-01 | 宁德新能源科技有限公司 | 卷绕式电芯 |
| US20180083311A1 (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-22 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable lithium battery |
| JP2018170162A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | Tdk株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| CN109461879A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-12 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种单间歇涂布型锂离子电池及制备方法 |
| CN109755461A (zh) * | 2017-11-07 | 2019-05-14 | 宁德新能源科技有限公司 | 卷绕电芯 |
| US20190229361A1 (en) * | 2018-01-24 | 2019-07-25 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery and manufacturing method thereof |
| US20200044274A1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-06 | Ningde Amperex Technology Limited | Cell, battery and electronic device |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010212086A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| US20180083311A1 (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-22 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable lithium battery |
| JP2018170162A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | Tdk株式会社 | 非水電解質二次電池 |
| CN206697567U (zh) * | 2017-03-31 | 2017-12-01 | 宁德新能源科技有限公司 | 卷绕式电芯 |
| CN109755461A (zh) * | 2017-11-07 | 2019-05-14 | 宁德新能源科技有限公司 | 卷绕电芯 |
| US20190229361A1 (en) * | 2018-01-24 | 2019-07-25 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery and manufacturing method thereof |
| US20200044274A1 (en) * | 2018-08-06 | 2020-02-06 | Ningde Amperex Technology Limited | Cell, battery and electronic device |
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