JP2023502352A - シングルパウチにおいて直列接続された電気化学セル及びそれを作製する方法 - Google Patents
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Abstract
本明細書に記載される実施形態は、多数の電気化学セルのシステム及びスタックに関する。電気化学セルスタックは、シングルパウチにおいて直列接続された複数の電気化学セルを含む。複数の電気化学セルの各電気化学セルは、アノード集電体に配設されたアノードと、カソード集電体に配設されたカソードと、アノードとカソードとの間に配設されたセパレータとを含む。アノード集電体はアノードタブを含み、カソード集電体はカソードタブを含む。いくつかの実施形態においては、複数の電気化学セルのうち第１の電気化学セルは、複数の電気化学セルのうち第２の電気化学セルに、第１の電気化学セルのカソードタブを第２の電気化学セルのアノードタブに電子的に連結することによって、直列接続され得る。【選択図】図３Ｃ
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関連出願の相互参照
[0001] 本願は、「シングルパウチにおいて直列接続された電気化学セル及びそれを作製する方法」と題され２０１９年１１月２０日に提出された米国仮出願第６２／９３８，１０７号及び「シングルパウチにおいて直列接続された電気化学セル及びそれを作製する方法」と題され２０２０年４月１３日に提出された米国仮出願第６３／００９，０８５号の優先権及び利益を主張するものであり、これらの各々の開示内容は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。
[0001] 本願は、「シングルパウチにおいて直列接続された電気化学セル及びそれを作製する方法」と題され２０１９年１１月２０日に提出された米国仮出願第６２／９３８，１０７号及び「シングルパウチにおいて直列接続された電気化学セル及びそれを作製する方法」と題され２０２０年４月１３日に提出された米国仮出願第６３／００９，０８５号の優先権及び利益を主張するものであり、これらの各々の開示内容は参照によってその全体が本明細書に組み込まれる。
[0002] 本明細書に記載される実施形態は、シングルパウチにおいて直列接続された電気化学セル及びそれを作製する方法に関する。
[0003] 本明細書に記載される実施形態は、シングルパウチにおいて直列接続された電気化学セル及びそれを作製する方法に関する。電気化学セルは、システムの容量を一定に維持しながらシステムの総電圧を増大させるために、直列接続可能であることが多い。例えば、２つの９ボルトのバッテリを直列接続すると、１８ボルトの電圧降下を有するが単一の９ボルトのバッテリと同じ容量を有するシステムを作り出すことができる。また、単一の電気化学セル又は電気化学セルのシステムの動作を制御するために、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）が採用され得る。場合によっては、ＢＭＳは、電気化学セルの充電状態を監視し、電気化学セルがその安全動作領域の外側で動作しないように保護し、個々のセル電圧をバランスさせ、又はセルの性能統計を全体的に監視及び報告し得る。
[0004] 本明細書に記載される実施形態は、多数の電気化学セルのシステム及びスタックに関する。電気化学セルスタックは、シングルパウチにおいて直列接続された複数の電気化学セルを含む。複数の電気化学セルの各電気化学セルは、アノード集電体に配設されたアノードと、カソード集電体に配設されたカソードと、アノードとカソードとの間に配設されたセパレータとを含む。アノード集電体はアノードタブを含み、カソード集電体はカソードタブを含む。いくつかの実施形態においては、アノードタブは溶接タブであり得る。いくつかの実施形態においては、カソードタブは溶接タブであり得る。いくつかの実施形態においては、複数の電気化学セルのうち第１の電気化学セルは、複数の電気化学セルのうち第２の電気化学セルに、第１の電気化学セルのカソードタブを第２の電気化学セルのアノードタブに電子的に連結することによって、直列接続され得る。いくつかの実施形態においては、第２の電気化学セルは、第３の電気化学セルに、第２の電気化学セルのカソードタブを第３の電気化学セルのアノードタブに電子的に連結することによって、直列接続され得る。いくつかの実施形態においては、第３の電気化学セルは、第４の電気化学セルに、第３の電気化学セルのカソードタブを第４の電気化学セルのアノードタブに電子的に連結することによって、直列接続され得る。いくつかの実施形態においては、複数の電気化学セルの各々のアノードタブ及びカソードタブは、互いに連結されるタブが互いに一列に並ぶと共に他のタブに接触しないように、トリミングされ得る。いくつかの実施形態においては、複数の電気化学セルの各々は、シングルパウチ内に配設され得る。
[0005] いくつかの実施形態においては、カソードタブとアノードタブとの間の各電子的連結、並びに第１の電気化学セルのアノードタブ及び第４の電気化学セルのカソードタブは、シングルパウチの外側に突出する延長タブにも連結され得る。いくつかの実施形態においては、複数の電気化学セルにおける総電圧降下は、第１のコネクタを第１の延長タブに接続すること及び第２のコネクタを第２の延長タブに接続することによって、カスタム選択されてもよい。いくつかの実施形態においては、電気化学セルシステムは複数の電気化学セルスタックを含んでいてもよく、各電気化学セルスタックはシングルパウチ内に配設された複数の電気化学セルを含む。いくつかの実施形態においては、電気化学セルシステムは、充電及び放電を指定された限度内で制御するように構成されたＢＭＳを含み得る。いくつかの実施形態においては、電気化学セルのシステムの各パウチは、セル形成の間に滞留したガスを逃がすように構成されたガス抜きタブを含み得る。
[0015] 本明細書に記載される実施形態は、シングルパウチにおいて直列接続された電気化学セル及びそれを作製する方法に関する。直列接続された多数のセルをシングルパウチ内に有することの利点には、所与のシステムサイズについての包装材料の必要量の低減がある。これは、コスト及び全体的なシステム質量の低減に繋がり得る。例えば、シングルパウチにおいて直列接続された多数のセルを備えるシステムは、より少ないアルミめっき封止フィルム（aluminized sealing film）及びより少数のフィードスルータブを有し得る。
[0016] シングルパウチにおいて複数の電気化学セルを直列に接続することの更なる利点には、電圧及び／又は容量の可変性がある。例えば、一連のタブを、複数の電気化学セルにその一連の電気化学セルの様々な点で接触するように編成することによって、広い範囲の電圧をもたらすように、任意の対のタブに外部回路を取り付けることができる。例えば、シングルパウチ内の回路においては、４つのリン酸鉄リチウム（３．２Ｖ）電気化学セルが直列接続され得る。第１のタブが第１の電気化学セルよりも上流の回路上の点で回路に接触するように設置され得、第２のタブが第１の電気化学セルと第２の電気化学セルとの間の回路上の点に設置され得、第３のタブが第２の電気化学セルと第３の電気化学セルとの間の回路上の点に設置され得、第４のタブが第３の電気化学セルと第４の電気化学セルとの間の回路上の点に設置され得、第５タブが第４の電気化学セルよりも下流の回路上の点に設置され得る。そして、所望の電圧に従い、外部回路が任意の対のタブに接続され得る。例えば、外部回路は、６．４Ｖの電圧の回路を作り出すように第１のタブ及び第３のタブに取り付けられ得る。外部回路は、９．６Ｖの電圧の回路を作り出すように第１のタブ及び第４のタブに取り付けられてもよい。外部回路は、１２．８Ｖの電圧の回路を作り出すように第１のタブ及び第５タブに取り付けられてもよい。外部回路への任意の他のタブ接続の組み合わせも可能である。
[0017] いくつかの実施形態においては、シングルパウチにおいて直列接続された複数の電気化学セルスタック（本明細書においては「マルチセル」とも称される）は、１つ又は複数の更なるマルチセルに直列又は並列に接続され得る。例えば、単一のマルチセルに比べてマルチセルシステムの電気化学容量を増大させながら同じ電圧可変性を保持するように、マルチセルシステムにおいて、いくつかのマルチセルが並列に接続され得る。いくつかの実施形態では、単一のマルチセルに比べてより高い電圧能力及びより多い電圧可変性を提供するように、マルチセルシステムにおいて、いくつかのマルチセルが直列に接続され得る。いくつかの実施形態においては、単一のマルチセルに比べて電気化学容量を増大させると共により高い電圧能力／可変性を提供するように、複数のマルチセルが直列及び並列の両方で接続され得る。
[0018] いくつかの実施形態においては、本明細書に記載される電気化学セルは、半固体カソード及び／又は半固体アノードを含み得る。いくつかの実施形態においては、本明細書に記載される半固体電極はバインダレスであり得、及び／又は従来のバッテリ製造において典型的に用いられるよりも少ないバインダを用い得る。本明細書に記載される半固体電極は、電解質がスラリー製剤に含まれるようにスラリーとして配合され得る（formulated）。これは、容器、例えばパウチ又は缶内に電気化学セルが配設されると概して電解質が電気化学セルに加えられる従来の電極、例えばカレンダー加工された電極とは対照的である。
[0019] いくつかの実施形態においては、本明細書に記載される電極材料は、流動性半固体又は凝縮液組成物であり得る。いくつかの実施形態においては、流動性半固体電極は、電気化学的に活性な材料（アノードもしくはカソード粒子又は微粒子）の懸濁液、及び任意選択的には、非水電解液中の電子導電性材料（例えば炭素）を含み得る。いくつかの実施形態においては、活性な電極粒子及び導電性粒子は、半固体電極を生成するように電解質中に共懸濁され得る。いくつかの実施形態においては、本明細書に記載される電極材料は、従来の電極材料（例えばリチウム金属を含む）を含み得る。
[0020] 直列接続された複数のバッテリを充電及び放電するシステム及び方法は、「Systems and Methods for Series Battery Charging」と題された米国特許第１０，１５３，６５１号明細書（「‘６５１特許」）に記載されており、同特許の開示内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。電気化学セル化学及びアノード／カソード組成は、「Asymmetric Battery Having a Semi-Solid Cathode and High Energy Density Anode」と題された米国特許第９，４３７，８６４号明細書（「‘８６４特許」）に記載されており、同特許の開示内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
[0021] いくつかの実施形態においては、本明細書に記載される電極及び／又は電気化学セルは、固体状電解質を含み得る。いくつかの実施形態においては、本明細書に記載されるアノードは、固体状電解質を含み得る。いくつかの実施形態においては、本明細書に記載されるカソードは、固体状電解質を含み得る。いくつかの実施形態においては、本明細書に記載される電気化学セルは、アノード及びカソードの両方に固体状電解質を含み得る。いくつかの実施形態においては、本明細書に記載される電気化学セルは、固体状電解質を備えた単位セル構造を含み得る。いくつかの実施形態においては、固体状電解質材料は、バインダと混合されその後固体状電解質材料シートを形成するように加工（例えば押出、鋳造、湿式鋳造、ブロー（blown）など）された粉末であってもよい。いくつかの実施形態においては、固体状電解質材料は、ガーネット構造、ペロブスカイト構造、リン酸塩系リチウム超イオン伝導体（ＬＩＳＩＣＯＮ）構造、Ｌａ０．５１Ｌｉ０．３４ＴｉＯ２．９４，Ｌｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ１．７（ＰＯ４）３，Ｌｉ１．４Ａｌ０．４Ｔｉ１．６（ＰＯ４）３，Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２，Ｌｉ６．６６Ｌａ３Ｚｒ１．６Ｔａ０．４Ｏ１２，９（ＬＬＺＯ），５０Ｌｉ４ＳｉＯ４・５０Ｌｉ３ＢＯ３，Ｌｉ２．９ＰＯ３．３Ｎ０．４６（リン酸リチウムオキシナイトライド、ＬｉＰＯＮ）、Ｌｉ３．６Ｓｉ０．６Ｐ０．４Ｏ４，Ｌｉ３ＢＮ２，Ｌｉ３ＢＯ３－Ｌｉ２ＳＯ４，Ｌｉ３ＢＯ３－Ｌｉ２ＳＯ４－Ｌｉ２ＣＯ３（ＬＩＢＳＣＯ，擬三元系）などのガラス構造を含む酸化物系固体電解質材料、及び／又はチオＬＩＳＩＣＯＮ構造、ガラス質構造、及びＬｉ１．０７Ａｌ０．６９Ｔｉ１．４６（ＰＯ４）３，Ｌｉ１．５Ａｌ０．５Ｇｅ１．５（ＰＯ４）３，Ｌｉ１０ＧｅＰ２Ｓ１２（ＬＧＰＳ），３０Ｌｉ２Ｓ・２６Ｂ２Ｓ３・４４ＬｉＩ，６３Ｌｉ２Ｓ・３６ＳｉＳ２・１Ｌｉ３ＰＯ４，５７Ｌｉ２Ｓ・３８ＳｉＳ２・５Ｌｉ４ＳｉＯ４，７０Ｌｉ２Ｓ・３０Ｐ２Ｓ５，５０Ｌｉ２Ｓ・５０ＧｅＳ２，Ｌｉ７Ｐ３Ｓ１１，Ｌｉ３．２５Ｐ０．９５Ｓ４，Ｌｉ９．５４Ｓｉ１．７４Ｐ１．４４Ｓ１１．７Ｃｌ０．３などのガラスセラミック構造を含む硫化物含有固体電解質材料、及び／又はＬｉＢＨ４－ＬｉＩ，ＬｉＢＨ４－ＬｉＮＨ２，ＬｉＢＨ４－Ｐ２Ｓ５，Ｌｉ（ＣＢ９Ｈ１０）－ＬｉＩのようなＬｉ（ＣＢＸＨＸ＋１）－ＬｉＩなどのクロソ系錯体水素化物固体電解質、及び／又はリチウム電解質塩ビス（トリフルオロメタン）スルホンアミド（ＴＦＳＩ）、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミド（ＢＥＴＩ）、ビス（フルオロスルホニル）イミド、リチウムホウ酸塩オキサラトホスフィンオキシド（ＬｉＢＯＰ）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド、アミドボロヒドリド、ＬｉＢＦ４，ＬｉＰＦ６ ＬＩＦ，又はこれらの組み合わせのうち１つ以上である。いくつかの実施形態においては、本明細書に記載される電極は、約４０重量％から約９０重量％までの固体状電解質を含み得る。固体状電解質を含む電気化学セル及び電極の例は、「Electrochemical Cells Including Selectively Permeable Membranes, Systems and Methods of Manufacturing the Same」と題され２０１９年１月８日に提出された米国特許第１０，７３４，６７２号明細書（「‘６７２特許」）に記載されており、同特許の開示内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
[0022] 本明細書及び添付の特許請求の範囲において用いられるとき、単数形の「a」、「an」、及び「the」は、文脈が別途明確に規定しない限り、複数の参照対象を含む。よって、例えば、「a member」という用語は単一の部材又は部材の組み合わせを意味することが意図されており、「a material」は１つ以上の材料又はその組み合わせを意味することが意図されている。
[0023] 本明細書において用いられるとき、「セット」という用語は、多数のフィーチャ又は多数の部品を備える単一のフィーチャを指し得る。例えば、バッテリモジュールのセットを参照するとき、そのモジュールのセットは個々の部分（例えばセル固定具、ワイヤ、コネクタ等）を備える１つのモジュールであると考えられてもよいし、又はそのモジュールのセットは、多数のモジュールであると考えられてもよい。同様に、モノリシックに構築されたアイテムはモジュールのセットを含み得る。そのようなモジュールのセットは、例えば、互いに不連続な多数の部分を含み得る。モジュールのセットは、別々に生成され後で（例えば溶接、接着剤、又は任意の適当な方法を介して）接合される多数のアイテムからも製造され得る。
[0024] 本明細書において用いられるとき、数値との関連で用いられる場合の「約」、「およそ」、及び「略」という用語は、そのように定義された値が名目上その表示された値であることを伝達することが意図されている。別の言い方をすれば、数値との関連で用いられるときの約、およそ、及び略という用語は概して、所与の公差をプラス又はマイナスした、その表示された値を含む。例えば、場合によっては、適当な公差は表示された値のプラス又はマイナス１０％であり得る。よって、約０．５は０．４５及び０．５５を含むであろうし、約１０は９から１１を含むであろうし、約１０００は９００から１１００を含むであろう。他の場合には、適当な公差は、表示された値の最終有効数字の許容可能なパーセンテージのプラス又はマイナスであってもよい。例えば、適当な公差は、最終有効数字のプラス又はマイナス１０％であり得る。よって、約１０．１は１０．０９及び１０．１１を含むであろうし、およそ２５は２４．５及び２５．５を含むであろう。このような分散は、製造公差又は他の実用的考察（例えば、測定器具に関連する公差、許容可能なヒューマンエラー、又は同様のものなど）によって生じ得る。
[0025] 図１は、一実施形態によるマルチセル１０００を示す。図示するように、マルチセル１０００は、電気化学セル１００ａ，１００ｂ，１００ｃ（まとめて電気化学セル１００と称される）及び接続点１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ（まとめて接続点１０５と称される）を含む。図示するように、電気化学セル１００は、パウチ１６０において単一の回路上で直列接続されている。いくつかの実施形態においては、マルチセル１０００は、パウチ１６０の内側の接続点１０５からパウチ１６０の外側まで延在する延長タブ１４６ａ，１４６ｂ，１４６ｃ，１４６ｄ（まとめて延長タブ１４６と称される）を含み得る。所望の電圧を実現するために、外部回路（図示しない）が延長タブ１４６のうち任意の２つに接続され得る。
[0026] 図示するように、電気化学セル１００の各々は電圧Ｖを有する。電気化学セル１００のうちの１つにおける電圧降下はＶ×１である。換言すれば、延長タブ１４６ａから延長タブ１４６ｂへの（すなわち電気化学セル１００ａにおける）電圧降下はＶ×１である。図示するように、電気化学セル１００のうちの２つにおける（例えば延長タブ１４６ａから延長タブ１４６ｃへの）電圧降下はＶ×２である。図示するように、電気化学セル１００のうちの３つにおける（例えば延長タブ１４６ａから延長タブ１４６ｄへの）電圧降下はＶ×３である。図示するように、電気化学セル１００の各々は、略同一の電圧Ｖを有する。いくつかの実施形態においては、電気化学セル１００は変動する電圧を有し得る。いくつかの実施形態においては、電気化学セル１００ａは第１の電圧を有していてもよく、電気化学セル１００ｂは第２の電圧を有していてもよく、第２の電圧は第１の電圧とは異なる。いくつかの実施形態においては、電気化学セル１００ｃは第３の電圧を有していてもよく、第３の電圧は第１の電圧及び第２の電圧とは異なる。変動する電圧の一例として、電気化学セル１００ａは１Ｖの電圧を有し得ると共に電気化学セル１００ｂは０．５Ｖの電圧を有し得る。そのような場合、延長タブ１４６ａから延長タブ１４６ｃへの電圧降下は１．５Ｖであろう。いくつかの実施形態においては、電気化学セル１００の各々が同一のセル化学を有し得る。いくつかの実施形態においては、電気化学セル１００は変動するセル化学を有し得る。換言すれば、電気化学セル１００ａは第１のセル化学を有していてもよく、電気化学セル１００ｂは第２のセル化学を有していてもよく、第２のセル化学は第１のセル化学とは異なる。いくつかの実施形態においては、電気化学セル１００ｃは第３のセル化学を有していてもよく、第３のセル化学は第１のセル化学及び第２のセル化学とは異なる。
[0027] 図示するように、マルチセル１０００は３つの電気化学セル１００を含む。いくつかの実施形態においては、マルチセル１０００は、少なくとも約４つ、少なくとも約５つ、少なくとも約６つ、少なくとも約７つ、少なくとも約８つ、少なくとも約９つ、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約２５、少なくとも約３０、少なくとも約３５、少なくとも約４０、少なくとも約４５、少なくとも約５０、少なくとも約５５、少なくとも約６０、少なくとも約６５、少なくとも約７０、少なくとも約７５、少なくとも約８０、少なくとも約８５、少なくとも約９０、又は少なくとも約９５の電気化学セル１００を含み得る。いくつかの実施形態においては、マルチセル１０００は、約１００以下、約９５以下、約９０以下、約８５以下、約８０以下、約７５以下、約７０以下、約６５以下、約６０以下、約５５以下、約５０以下、約４５以下、約４０以下、約３０以下、約２０以下、約１０以下、約９つ以下、約８つ以下、約７つ以下、約６つ以下、又は約５つ以下の電気化学セル１００を含み得る。マルチセル１０００における電気化学セル１００の数の上記で参照した範囲の組み合わせ（例えば少なくとも約４つと約１００未満又は少なくとも約１０と約２０未満）も、それらの間の全ての値及び範囲を含めて可能である。いくつかの実施形態においては、マルチセル１０００は、約３つ、約４つ、約５つ、約６つ、約７つ、約８つ、約９つ、約１０、約１５、約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約５５、約６０、約６５、約７０、約７５、約８０、約８５、約９０、約９５、又は約１００の電気化学セル１００を含み得る。
[0028] 図示するように、マルチセル１０００は４つの接続点１０５を含む。いくつかの実施形態においては、マルチセル１０００は、少なくとも約５つ、少なくとも約６つ、少なくとも約７つ、少なくとも約８つ、少なくとも約９つ、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約２５、少なくとも約３０、少なくとも約３５、少なくとも約４０、少なくとも約４５、少なくとも約５０、少なくとも約５５、少なくとも約６０、少なくとも約６５、少なくとも約７０、少なくとも約７５、少なくとも約８０、少なくとも約８５、少なくとも約９０、又は少なくとも約９５の接続点１０５を含み得る。いくつかの実施形態においては、マルチセル１０００は、約１００以下、約９５以下、約９０以下、約８５以下、約８０以下、約７５以下、約７０以下、約６５以下、約６０以下、約５５以下、約５０以下、約４５以下、約４０以下、約３０以下、約２０以下、約１０以下、約９つ以下、約８つ以下、約７つ以下、又は約６つ以下の接続点１０５を含み得る。マルチセル１０００における接続点１０５の数の上記で参照した範囲の組み合わせ（例えば少なくとも約５つと約１００未満又は少なくとも約１０と約２０未満）も、それらの間の全ての値及び範囲を含めて可能である。いくつかの実施形態においては、マルチセル１０００は、約３つ、約４つ、約５つ、約６つ、約７つ、約８つ、約９つ、約１０、約１５、約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約５５、約６０、約６５、約７０、約７５、約８０、約８５、約９０、約９５、又は約１００の接続点１０５を含み得る。
[0029] 図示するように、マルチセル１０００は４つの延長タブ１４６を含む。いくつかの実施形態においては、マルチセル１０００は、少なくとも約５つ、少なくとも約６つ、少なくとも約７つ、少なくとも約８つ、少なくとも約９つ、少なくとも約１０、少なくとも約１５、少なくとも約２０、少なくとも約２５、少なくとも約３０、少なくとも約３５、少なくとも約４０、少なくとも約４５、少なくとも約５０、少なくとも約５５、少なくとも約６０、少なくとも約６５、少なくとも約７０、少なくとも約７５、少なくとも約８０、少なくとも約８５、少なくとも約９０、又は少なくとも約９５の延長タブ１４６を含み得る。いくつかの実施形態においては、マルチセル１０００は、約１００以下、約９５以下、約９０以下、約８５以下、約８０以下、約７５以下、約７０以下、約６５以下、約６０以下、約５５以下、約５０以下、約４５以下、約４０以下、約３０以下、約２０以下、約１０以下、約９つ以下、約８つ以下、約７つ以下、又は約６つ以下の延長タブ１４６を含み得る。マルチセル１０００における延長タブ１４６の数の上記で参照した範囲の組み合わせ（例えば少なくとも約５つと約１００未満又は少なくとも約１０と約２０未満）も、それらの間の全ての値及び範囲を含めて可能である。いくつかの実施形態においては、マルチセル１０００は、約３つ、約４つ、約５つ、約６つ、約７つ、約８つ、約９つ、約１０、約１５、約２０、約２５、約３０、約３５、約４０、約４５、約５０、約５５、約６０、約６５、約７０、約７５、約８０、約８５、約９０、約９５、又は約１００の延長タブ１４６を含み得る。
[0030] いくつかの実施形態においては、複数のマルチセル１０００が直列接続され得る。いくつかの実施形態においては、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，又は少なくとも約２０のマルチセル１０００が、それらの間の全ての値及び範囲を含めて、直列接続され得る。いくつかの実施形態においては、複数のマルチセル１０００が並列接続され得る。いくつかの実施形態においては、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，又は少なくとも約２０のマルチセル１０００が並列接続され得る。いくつかの実施形態においては、複数のマルチセル１０００が、直列及び並列の両方で、ｍ×ｎの構成で接続され得る。ここで、ｍは１系列のマルチセル１０００におけるマルチセル１０００の数を表す正の整数であり、ｎは並列に接続されたマルチセル１０００の系列の数を表す正の整数である。いくつかの実施形態においては、ｍ及び／又はｎは、２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，又は少なくとも約２０であり得、それらの間の全ての値及び範囲を含む。
[0031] 図２Ａから図２Ｂは、一実施形態による個々の電気化学セル２００を示す。電気化学セルは、アノード集電体２２０に配設されたアノード２１０と、カソード集電体２４０に配設されたカソード２３０と、アノード２１０とカソード２３０との間に配設されたセパレータ２５０とを含む。アノード集電体２２０はアノード溶接タブ２２５を含み、その一方でカソード集電体２４０はカソード溶接タブ２４５を含む。図２Ａは個々の電気化学セル２００の断面図であり、その一方で図２Ｂは、カソード側を正面にした、個々の電気化学セル２００の正面図である。
[0032] 図３Ａから図３Ｅは、一実施形態による、複数の電気化学セル３００－ｉ，３００－ｉｉ，３００－ｉｉｉ，３００－ｉｖ（まとめて電気化学セル３００と称される）を備えたマルチセル３０００を示す。図３Ａは、アノード溶接タブ３２５ａ，３２５ｂ，３２５ｃ，３２５ｄ（まとめてアノード溶接タブ３２５と称される）及びカソード溶接タブ３４５ａ，３４５ｂ，３４５ｃ，３４５ｄ（まとめてカソード溶接タブ３４５と称される）を含む４つの電気化学セル３００を示す。図示するように、図３Ａにおいてはカソード集電体３４０ａ，３４０ｂ，３４０ｃ，３４０ｄ（まとめてカソード集電体３４０と称される）が視認できるが、アノード集電体は各電気化学セル３００の反対側にあり、したがって図示されていない。電気化学セル３００は、図２Ａから図２Ｂを参照して上述した個々の電気化学セル２００を参照して上記で説明した構成要素の各々を含み得る。
[0033] 図３Ｂは、マルチセル３０００を形成するように積層された図３Ａの電気化学セル３００を示す。図示するように、アノード溶接タブ３２５の各々及びカソード溶接タブ３４５の各々は所定の形状にトリミングされており、点線は隣接する電気化学セル３００間の電気的接触を表す。アノード溶接タブ３２５及びカソード溶接タブ３４５を所定の形状にトリミングすることは、これらのタブを望ましくない電気的接触から絶縁しつつ、これらのタブを選択的に連結（すなわち、電気的に及び機械的に）することに役立ち得る。換言すれば、第１の電気化学セル３００－ｉのカソード溶接タブ３４５ａは第２の電気化学セル３００－ｉｉのアノード溶接タブ３２５ｂに連結され得、これらのタブの両方が互いにのみ接触し得るようにトリミングされていれば、タブ間での望ましくない電気接触（すなわち短絡）の事例を低減させることができる。換言すれば、図３Ｂに示されるように、カソード溶接タブ３４５ａはアノード溶接タブ３２５ｂに連結され、カソード溶接タブ３４５ｂはアノード溶接タブ３２５ｃに連結され、カソード溶接タブ３４５ｃはアノード溶接タブ３２５ｄに連結される。アノード溶接タブ３２５ａ及びカソード溶接タブ３４５ｄは、外部回路に接続されるように残される。いくつかの実施形態においては、アノード溶接タブ３２５とカソード溶接タブ３４５との間の連結は、超音波溶接、はんだ付け、ロウ付け、又は任意の他の適当な連結技術によって行われ得る。
[0034] 図３Ｃ及び３Ｄは、マルチセル３０００の製造の追加的な構成要素を示す。マルチセル３０００は、延長タブ３４６ａ，３４６ｂ，３４６ｃ，３４６ｄ，３４６ｅ（まとめて延長タブ３４６と称される）、絶縁ストリップ３４７ａ，３４７ｂ（まとめて絶縁ストリップ３４７と称される）、及びパウチ３６０を含む。図３Ｃはマルチセル３０００の層の分解図であり、点線は電気的接触を表す。図３Ｄは、延長タブ３４６と、アノード溶接タブ３２５と、カソード溶接タブ３４５との間の接続の詳細図である。図示するように、延長タブ３４６ａはカソード溶接タブ３４５ｄに連結され、延長タブ３４６ｂはアノード溶接タブ３２５ｃ及びカソード溶接タブ３４５ｂに連結され、延長タブ３４６ｃはアノード溶接タブ３２５ａに連結され、延長タブ３４６ｄはアノード溶接タブ３２５ｄ及びカソード溶接タブ３４５ｃに連結され、延長タブ３４６ｅはアノード溶接タブ３２５ｂ及びカソード溶接タブ３４５ａに連結される。いくつかの実施形態においては、延長タブ３４６と、アノード溶接タブ３２５と、カソード溶接タブ３４５との間の連結は、超音波溶接、はんだ付け、ロウ付け、又は任意の他の適当な連結技術によって行われ得る。いくつかの実施形態においては、絶縁ストリップ３４７が延長タブ３４６に連結され得る。
[0035] いくつかの実施形態においては、絶縁ストリップ３４７は、延長タブ３４６が独立して移動しないように及び望ましくない方向に屈曲しないように保ち得る。いくつかの実施形態においては、絶縁ストリップ３４７は、延長タブ３４６、アノード溶接タブ３２５、又はカソード溶接タブ３４５のいずれかの間の望ましくない電気的接触を防止するのに役立ち得る。いくつかの実施形態においては、絶縁ストリップ３４７は、延長タブ３４６がパウチ３６０の内面に固定されるように、接着面を含み得る。延長タブ３４６は、パウチ３６０の外部まで延在し得ると共に、コネクタワイヤのための接続点としての役割を果たし得る。図３Ｄは、一例として、延長タブ３４６の各々に関連する電圧のサンプルを示す。電気化学セル３００の各々がリン酸鉄リチウム（ＬＦＰ）セルであるならば、電気化学セル３００の各々のセル電圧は、満充電状態のとき、およそ３．２Ｖである。したがって、コネクタワイヤの設置に基づいて、所与の用途のために、カスタム電圧が選択され得る。例えば、第１のコネクタワイヤ（図示しない）が延長タブ３４６ｃに接続され、第２のコネクタワイヤ（図示しない）が延長タブ３４６ａに接続されるのであれば、第１のコネクタワイヤから第２のコネクタワイヤへの総電圧降下は約１２．８Ｖになるであろう。この構成及び例においては、３．２Ｖの任意の他の倍数が可能である。例えば、第１のコネクタワイヤが延長タブ３４６ｃに接続され、第２のコネクタワイヤが延長タブ３４６ｅに接続されるのであれば、第１のコネクタワイヤから第２のコネクタワイヤへの総電圧降下は約３．２Ｖになるであろう。
[0036] 図３Ｅは、マルチセル３０００を、完全に構築された状態で示す。図示するように、延長タブ３４６はいずれもパウチ３６０の外部まで延在している。図３Ａから図３Ｅに示され記載されているように、マルチセル３０００は４つの電気化学セル３００を含む。いくつかの実施形態においては、マルチセル３０００は、２つ、３つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０、又はより多くの電気化学セル３００を含み得る。いくつかの実施形態においては、複数のマルチセル３０００が、電気化学セルシステムを作り出すように積層され得る。図示するように、マルチセル３０００はパウチ内に収容される。いくつかの実施形態においては、マルチセル３０００は、ハードケース缶（hard-cased can）又は任意の他の適当な電気化学セル収納手段に収容され得る。
[0037] 図４Ａから図７Ｂは、様々な実施形態による、マルチセル３０００ａ，３０００ｂ，３０００ｃ，３０００ｄ（まとめてマルチセル３０００と称される）を接合するための様々な物理的及び電気的接続方式を示す。マルチセル３０００ａは、直列接続された電気化学セル３００ａ－ｉ，３００ａ－ｉｉ，３００ａ－ｉｉｉ，３００ａ－ｉｖ（まとめて電気化学セル３００ａと称される）を含む。マルチセル３０００ｂは、直列接続された電気化学セル３００ｂ－ｉ，３００ｂ－ｉｉ，３００ｂ－ｉｉｉ，３００ｂ－ｉｖ（まとめて電気化学セル３００ｂと称される）を含む。マルチセル３０００ｃは、直列接続された電気化学セル３００ｃ－ｉ，３００ｃ－ｉｉ，３００ｃ－ｉｉｉ，３００ｃ－ｉｖ（まとめて電気化学セル３００ｃと称される）を含む。マルチセル３０００ｄは、直列接続された電気化学セル３００ｄ－ｉ，３００ｄ－ｉｉ，３００ｄ－ｉｉｉ，３００ｄ－ｉｖ（まとめて電気化学セル３００ｄと称される）を含む。マルチセル３０００の各々が、延長タブ３４６ａ，３４６ｂ，３４６ｃ，３４６ｄ，３４６ｅ（まとめて延長タブ３４６と称される）を含む。
[0038] 図４Ａから図４Ｂはマルチセルシステム３００００を示し、そのマルチセルシステム３００００は、物理的には互いに連結されているが電気的には互いに絶縁されているマルチセル３０００を含む。図４Ａはマルチセルシステム３００００の物理的描写であり、その一方で図４Ｂはマルチセルシステム３００００の回路図である。図示するように、電気化学セル３００ａは１系列で動作可能であり、電気化学セル３００ｂは１系列で動作可能であり、電気化学セル３００ｃは１系列で動作可能であり、電気化学セル３００ｄは１系列で動作可能である。換言すれば、電気化学セル３００ａ、電気化学セル３００ｂ、電気化学セル３００ｃ、又は電気化学セル３００ｄの間には電気的接続が存在しない。図示するように、マルチセルシステム３００００は４つのマルチセル３０００を含む。いくつかの実施形態においては、マルチセルシステム３００００は、２つ、３つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，又は約２０よりも多くのマルチセル３０００を、それらの間の全ての値及び範囲を含めて、含み得る。
[0039] 図５Ａから図５Ｂは、一実施形態による、並列接続された複数のマルチセル３０００を含むマルチセルシステム４００００を示す。図５Ａはマルチセルシステム４００００の物理的描写であり、その一方で図５Ｂはマルチセルシステム４００００の回路図である。マルチセル４００００は、マルチセル３０００の全てにわたり延長タブ３４６を電気的に接続する全体並列コネクタ（full parallel connectors）３７０ａ，３７０ｂ，３７０ｃ，３７０ｄ，３７０ｅ（まとめて全体並列コネクタ３７０と称される）を含む。換言すれば、全体並列コネクタ３７０の各々が、延長タブ３４６の全てを同一の還元電位と接続する。還元電位（reduction potential）は図５Ｂの回路図に例として示されている。図示するように、電気化学セル３００ａ－ｉは電気化学セル３００ｂ－ｉ，３００ｃ－ｉ，及び３００ｄ－ｉと並列接続されており、電気化学セル３００ａ－ｉｉは電気化学セル３００ｂ－ｉｉ，３００ｃ－ｉｉ，及び３００ｄ－ｉｉと並列接続されており、電気化学セル３００ａ－ｉｉｉは電気化学セル３００ｂ－ｉｉｉ，３００ｃ－ｉｉｉ，及び３００ｄ－ｉｉｉと並列接続されており、電気化学セル３００ａ－ｉｖは電気化学セル３００ｂ－ｉｖ，３００ｃ－ｉｖ，及び３００ｄ－ｉｖと並列接続されている。マルチセルシステム４００００は、全体並列コネクタ３７０ａ，３７０ｂ，３７０ｃ，３７０ｄ，３７０ｄ，３７０ｅにおいて、マルチセル３０００ａ，３０００ｂ，３０００ｃ，又は３０００ｄが延長タブ３４６ａ，３４６ｂ，３４６ｃ，３４６ｄ，及び３４６ｅにおいてそれぞれ有するのと同じ還元電位を有する。しかしながら、マルチセルシステム４００００は、マルチセル３０００ａ，３０００ｂ，３０００ｃ，又は３０００ｄのエネルギ容量の４倍のエネルギ容量を有する。図示するように、マルチセルシステム４００００は、４つのマルチセル３０００及び４つの全体並列コネクタ３７０を含む。いくつかの実施形態においては、マルチセルシステム３００００は、２つ、３つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，又は約２０よりも多くのマルチセル３０００及び全体並列コネクタ３７０を、それらの間の全ての値及び範囲を含めて、含み得る。
[0040] 図６Ａから図６Ｂは、一実施形態による、直列接続された複数のマルチセル３０００を含むマルチセルシステム５００００を示す。図６Ａはマルチセルシステム５００００の物理的描写であり、その一方で図６Ｂはマルチセルシステム５００００の回路図である。マルチセルシステム５００００は、直列コネクタ３８０ａ，３８０ｂ，３８０ｃ（まとめて直列コネクタ３８０と称される）を含む。図示するように、直列コネクタ３８０ａは、マルチセル３０００ａの最も高い還元電位の延長タブ（３４６ａ）をマルチセル３０００ｂの最も低い還元電位の延長タブ（３４６ｃ）に接続する。図示するように、直列コネクタ３８０ｂは、マルチセル３０００ｂの最も高い還元電位の延長タブ（３４６ａ）をマルチセル３０００ｃの最も低い還元電位の延長タブ（３４６ｃ）に接続する。図示するように、直列コネクタ３８０ｃは、マルチセル３０００ｃの最も高い還元電位の延長タブ（３４６ａ）をマルチセル３０００ｄの最も低い還元電位の延長タブ（３４６ｃ）に接続する。還元電位は図６Ｂの回路図に例として示されている。図示するように、マルチセルシステム５００００における電圧降下は単一の電気化学セル（例えば３００ａ－ｉ）における電圧降下の１６倍であり、その一方でマルチセルシステム５００００のエネルギ容量は単一の電気化学セルのエネルギ容量と同一である。図示するように、マルチセルシステム５００００は、直列接続された４つのマルチセル３０００を含む。いくつかの実施形態においては、マルチセルシステム５００００は、２つ、３つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，又は約２０よりも多くのマルチセル３０００を、それらの間の全ての値及び範囲を含めて、含み得る。図示するように、マルチセルシステム５００００は３つの直列コネクタ３８０を含む。いくつかの実施形態においては、マルチセルシステム５００００は、２つ、４つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，又は約２０よりも多くの直列コネクタ３８０を、それらの間の全ての値及び範囲を含めて、含み得る。
[0041] 図７Ａから図７Ｂは、一実施形態による、直列及び並列の両方で接続された複数のマルチセル３０００を含むマルチセルシステム６００００を示す。図７Ａはマルチセルシステム６００００の物理的描写であり、その一方で図７Ｂはマルチセルシステム６００００の回路図である。マルチセルシステム６００００は、部分並列コネクタ３７２ａ，３７２ｂ，３７２ｃ，３７２ｄ，３７２ｅ，３７２ｆ，３７２ｇ，３７２ｈ，３７２ｉ，３７２ｊ（まとめて部分並列コネクタ３７２と称される）及び直列コネクタ３８０を含む。図示するように、部分並列コネクタ３７２は、マルチセル３０００ａとマルチセル３０００ｂとの間で延長タブ３４６を接続すると共にマルチセル３０００ｃとマルチセル３０００ｄとの間で延長タブ３４６を接続する。直列コネクタ３８０は、マルチセル３０００ａ，３０００ｂをマルチセル３０００ｃ，３０００ｄに直列に接続する。還元電位が図７Ｂの回路図に例として示されている。図示するように、マルチセルシステム６００００における電圧降下は単一の電気化学セル（例えば３００ａ－ｉ）における電圧降下の８倍であり、その一方でマルチセルシステム６００００のエネルギ容量は単一の電気化学セルのエネルギ容量の２倍である。図示するように、マルチセルシステム６００００は並列接続された２系列のマルチセル３０００を含み、マルチセル３０００の各系列は２つのマルチセル３０００を含む。いくつかの実施形態においては、マルチセルシステム６００００は、並列接続されたｍ系列のマルチセル３０００を含んでいてもよく、マルチセル３０００の各系列はｎ個のマルチセル３０００を含む。ここで、ｍ及び／又はｎは、３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，２０，又は少なくとも約２０であり、それらの間の全ての値及び範囲を含む。
[0042] 図８Ａから図８Ｃは、一実施形態による、複数のマルチセル３０００ａ，３０００ｂ，３０００ｃ，３０００ｄ（まとめてマルチセル３０００と称される）を含むマルチセルシステム７００００を示す。図８Ａから図８Ｃに示されるように、マルチセルシステム７００００は、マルチセル３０００（その各々が延長タブ３４６を含む）と、端板３０２ａ，３０２ｂ（まとめて端板３０２と称される）と、スペーサ３０４ａ，３０４ｂ（まとめてスペーサ３０４と称される）と、拘束ストラップ３０６ａ，３０６ｂ，３０６ｃ（まとめて拘束ストラップ３０６と称される）と、ＢＭＳ回路板３６０とを含む。いくつかの実施形態においては，ＢＭＳ回路板３６０は、主電源接続部３６２ａ，３６２ｂ（まとめて主電源接続部３６２と称される）及び接触パッド３６６を含み得る。マルチセルタブ３４６は、超音波溶接、はんだ付け、ロウ付け、又は任意の他の適当な連結技術によって接触パッド３６６に接続されてもよい。いくつかの実施形態においては、端板３０２及び拘束ストラップ３０６は、マルチセル３０００に圧縮及び構造的な結束を提供するために用いられ得る。いくつかの実施形態においては、スペーサ３０４がマルチセル３０００間の物理的な接触を最小化し得る。いくつかの実施形態においては、スペーサ３０４は、マルチセル３０００が圧縮される間のマルチセル３０００の損傷が最小化されるように、柔らかい絶縁材料で構成され得る。
[0043] いくつかの実施形態においては、ＢＭＳ回路板３６０が充電及び放電を指定された限度内で制御し得る。これは、電気化学セルシステム３００００の形成サイクル期間にあたって有用であろう。形成サイクルの間、充電及び放電を指定された限度内で制御することによって、様々な電気化学種の進化（evolution of various electrochemical species）がより正確に制御及び監視され得る。これは、マルチセル３０００が形成サイクルの間に品質管理プロトコルに失敗する場合に、マルチセル３０００の簡便な除去及び交換を可能にし得る。換言すれば、マルチセルシステム７００００全体を交換するか又は故障部品を見つけるためにマルチセルシステム７００００の各構成要素を個々に試験するのではなく、マルチセルシステム７００００のごく一部が選択的且つ正確に交換され得る。
[0044] 品質管理のために、主電源接続部３６２及びポゴピン３６４の使用によって、電圧が監視されてもよい。試験の間、マルチセルシステム７００００に電流を供給するために主電源接続部３６２が用いられ得る一方で、電圧の監視はポゴピン３６４を介して行われる。換言すれば、ポゴピン３６４は外部品質管理監視システムの一部であり得る。いくつかの実施形態においては、外部品質管理システムは、電流を供給及び制御することなく電圧を監視し得る。電流は、ＢＭＳ回路板３６０上の所定の経路を通じて移動する。ポゴピン３６４は、ＢＭＳ回路板３６０の上方に取り付けられ、延長タブ３４６が接触パッド３６６に永久的に接続される前に延長タブ３４６と接触パッド３６６とを接触させ得る。このレベルの電流制御は、マルチセルシステムを試験するために必要とされる電流チャネルの数を大いに低減させ得る。図示するように、マルチセルシステム７００００は４つのマルチセル３０００を含み、各マルチセル３０００は４つの電気化学セル３００を含む。１６の電気化学セルを備えるマルチセルシステムの試験には、典型的には１６の電流供給チャネルが必要であろう。前述のＢＭＳ回路板３６０が適切な位置にあれば、１つの電流供給チャネルで効果的な試験が実現され得る。試験の際、ＢＭＳ回路板３６０は、充電制御（すなわち、トップ・オブ・チャージでの安全監視及びセルバランス）を提供し得る。延長タブ３４６はＢＭＳ回路板３６０上の接触パッド３６６にまだハード接続されていないので、セル交換が所望される場合には再処理が実施され得る。この概念はどんな電気化学セルタイプにも適用可能である。図示するように、マルチセルシステム７００００は４つのマルチセル３０００を含む。いくつかの実施形態においては、マルチセル７００００は、２つ、３つ、５つ、６つ、７つ、８つ、９つ、１０、又はより多くの電気化学セルスタックを含み得る。
[0045] 図９Ａ及び図９Ｂは、ガス抜きタブ３９０ａ，３９０ｂ，３９０ｃ，３９０ｄ（まとめてガス抜きタブ３９０と称される）を含むマルチセルシステム８００００を示す。電気化学セル３００及びマルチセル３０００が形成されるとき、それらは、セル化学に応じて少量のガスを生成することが多い。マルチセルシステム８００００の設置に先立ってこのガスを除去することは、重要な安全措置である。セルパウチからのガスの除去は、パウチの熱シールの一部をトリミングし、真空に引き、それからパウチを再シールすることによって実施されることが多い。ガス抜きタブ３９０をマルチセル３０００間の接点から離して及び拘束ストラップ３０６から離して配置することによって、マルチセルシステム８００００のガス抜きがインシチュ（in-situ）で単一動作で実施され得る。また、拘束ストラップ３０６及び端板３０２はクランプ圧力を印加し得る。クランプ圧力の印加により、真空の利用を低減するか又は完全に排除することができる。この加工ステップの低減は、マルチセルシステム８００００の生産のコストを有意に低減させ得る。
[0046] 本明細書に記載されるいくつかの実施形態及び／又は方法は、（ハードウェア上で実行される）ソフトウェア、ハードウェア、又はこれらの組み合わせによって実施され得る。ハードウェアモジュールは、例えば、汎用プロセッサ、現場プログラム可能ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、及び／又は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含んでいてもよい。（ハードウェア上で実行される）ソフトウェアモジュールは、Ｃ，Ｃ＋＋，Ｊａｖａ（商標）、Ｒｕｂｙ，Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ（商標）を含む種々のソフトウェア言語（例えばコンピュータコード）、及び／又は他のオブジェクト指向、手続き型、もしくは他のプログラミング言語及び開発ツールで表現され得る。コンピュータコードの例は、マイクロコード又はマイクロ命令、コンパイラによって生成されるような機械命令、ｗｅｂサービスを生成するために用いられるコード、及びインタプリタを用いるコンピュータによって実行されるより高いレベルの命令を包含するファイルを含むがこれらに限定されない。例えば、実施形態は、命令型プログラミング言語（例えばＣ，Ｆｏｒｔｒａｎ等）、関数型プログラミング言語（Ｈａｓｋｅｌｌ，Ｅｒｌａｎｇ等）、論理型プログラミング言語（例えばＰｒｏｌｏｇ）、オブジェクト指向プログラミング言語（例えばＪａｖａ，Ｃ＋＋等）、又は他の適当なプログラミング言語及び／又は開発ツールを用いて実装されてもよい。コンピュータコードの更なる例は、制御信号、暗号化コード、及び圧縮コードを含むがこれらに限定されない。
[0047] 様々な概念が１つ以上の方法として具現化されてもよく、そのうちの少なくとも一例が提供されている。方法の一部として実施される行為は、任意の適当な順序に並べられてもよい。したがって、実施形態は、例示されたものとは異なる順序で行為が実施されるように構築されてもよく、これは、いくつかの行為を、たとえ例示された実施形態においては連続した行為として示されていても、同時に実施することを含み得る。異なる言い方をすれば、そのような特徴は必ずしも特定の実行順序に限定されなくてもよく、むしろ任意の数のスレッド、プロセス、サービス、サーバ、及び／又は同様のものが、連続的に、非同期的に、同時的に、並行に、同時に、同期的に、及び／又は同様に本開示と整合したやり方で実行してもよいことが理解されるべきである。よって、これらの特徴のうちいくつかは、単一の実施形態に同時には存在し得ないという点で、互いに矛盾し得る。同様に、いくつかの特徴は、革新のうちのある態様には適用可能であり、他の態様には適用可能でない。
[0048] また、本開示は、現在記載されていない他の革新を含み得る。出願人は、そのような革新を具現化し、その追加出願、継続出願、部分継続出願、分割出願、及び／又は同様のものを提出する権利を含め、そのような革新に関するすべての権利を保有する。よって、本開示の利点、実施形態、例、汎関数、特徴、論理的、操作的、組織的、構造的、位相幾何学的、及び／又は他の態様は、実施形態によって定義される本開示に対する限定又は実施形態の均等物に対する限定と考えられるべきではないことを理解されたい。個人及び／又は企業ユーザの特定の所望及び／又は特徴、データベース構成及び／又は関係モデル、データタイプ、データ伝送及び／又はネットワークフレームワーク、構文構造、及び／又は同様のものに応じて、本明細書に開示される技術の様々な実施形態は、本明細書に記載される多くの柔軟性及びカスタム化を可能にするように実施され得る。
[0049] 本明細書において定義及び使用されるすべての定義は、辞書的定義、参照により組み込まれた文献における定義、及び／又は定義される用語の通常の意味を支配するものとして理解されるべきである。
[0050] 本明細書において、特に実施形態において用いられる場合、「約」又は「およそ」という用語は、数値の前にあるとき、その値プラス又はマイナス１０％の範囲を示す。ある範囲の値が提示される場合、文脈が別途明確に規定しない限り、その範囲の上限と下限との間に介在する、下限の単位の１０分の１に至るまでの各値、及びその定められた範囲にある任意の他の定められた値又は介在する値は、本開示に包含されることが理解される。これらのより小さな範囲の上限及び下限がそのより小さな範囲に独立的に含まれ得ることも、本開示に包含され、定められた範囲において特に除外された任意の限度に従属する。定められた範囲が限度のうち一方又は両方を含む場合には、それらの含まれる限度のうちいずれか又は両方を除く範囲も本開示に含まれる。
[0051] 本明細書及び実施形態で使用される不定冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、そうでない旨の明示のない限り、「少なくとも１つ」を意味するものと理解されなければならない。
[0052] 本明細書及び実施形態で使用される「及び／又は」という句は、それによって結合された要素、すなわち場合によっては連言的に存在し場合によっては選言的に存在する要素の「いずれか又は両方」を意味するものとして理解されなければならない。「及び／又は」を用いて列挙された多数の要素も同様に、すなわちそれによって結合された要素のうちの「１つ以上」と解釈されなければならない。「及び／又は」の節によって具体的に特定される要素以外に、それらの具体的に特定される要素と関連するか又は関連しないかを問わず、他の要素が任意選択的に存在してもよい。したがって、非制限的な一例として、「備える（comprising）」などのオープンエンドの（open-ended）文言と関連して用いられる場合、「Ａ及び／又はＢ」というときには、ある実施形態ではＡのみ（任意選択的にＢ以外の要素を含む）を、別のある実施形態ではＢのみ（任意選択的にＡ以外の要素を含む）を、更に別のある実施形態ではＡ及びＢの両方（任意選択的に他の要素を含む）を参照し得る、といった具合である。
[0053] 本明細書及び実施形態において用いられる場合、「又は」は、上記で定義したように「及び／又は」と同じ意味を有するものとして理解されるべきである。例えば、列挙されている項目を分ける場合、「又は」又は「及び／又は」は、包括的なものとして、すなわち、いくつかの又は列挙された要素のうち少なくとも１つであるが１つより多くも、及び任意選択的には更に列挙されていない項目も含むものとして、解釈されるべきである。「～のうち１つのみ」もしくは「～のうちただ１つのみ」、又は実施形態において用いられる場合、「～からなる（consisting of）」など、そうではないと明示されている用語のみが、いくつかの又は列挙された要素のうちただ１つの要素を含むことを参照する。概して、本明細書において用いられる「又は」という用語は、前に「いずれか」、「～のうち１つ」、「～のうち１つのみ」、又は「～のうちただ１つ」のような排他性の用語がある場合、排他的な代替案（すなわち「一方又は他方であるが両方ではない」）を示すものとしてのみ解釈されるべきである。「本質的に～からなる（consisting essentially of）」は、実施形態において用いられる場合、特許法の分野において用いられる通常の意味を有するべきである。
[0054] 本明細書及び実施形態において用いられる場合、１つ以上の要素の列挙を参照する「少なくとも１つ」という句は、その要素の列挙の中の要素のうち任意の１つ以上から選択された少なくとも１つの要素を意味するが、必ずしもその要素の列挙の中に具体的に列挙された１つ１つの要素のうち少なくとも１つを含まず、その要素の列挙の中の要素の任意の組み合わせを排除しないものとして理解されなければならない。この定義は、具体的に特定される要素と関連するか又は関連しないかを問わず、「少なくとも１つ」という句が参照する要素の列挙において具体的に特定される要素以外に要素が任意選択的に存在し得ることも可能にする。したがって、非制限的な一例として、「Ａ及びＢのうち少なくとも１つ」（又は同様に「Ａ又はＢのうち少なくとも１つ」、又は同様に「Ａ及び／又はＢのうち少なくとも１つ」）は、ある実施形態においては、Ｂは無しで（及び任意選択的にはＢ以外の要素を含む）、少なくとも１つの、任意選択的には１つよりも多くのＡを、別のある実施形態においては、Ａは無しで（及び任意選択的にはＡ以外の要素を含む）、少なくとも１つの、任意選択的には１つよりも多くのＢを、更に別のある実施形態においては、少なくとも１つの、任意選択的には１つよりも多くのＡと、少なくとも１つの、任意選択的には１つよりも多くのＢと（及び任意選択的には他の要素を含む）を参照し得る、という具合である。
[0055] 実施形態において、並びに上述の明細書において、「備える（comprising）」、「含む（including）」、「担持する（carrying）」、「有する（having）」、「含有する（containing）」、「伴う（involving）」、「保持する（holding）」、「～で構成される（composed of）」などのような全ての移行句は、オープンエンドである、すなわち含むが限定されないことを意味するものとして理解されるべきである。合衆国特許審査便覧２１１１．０３に記載されているように、「～からなる（consisting of）」及び「本質的に～からなる（consisting essentially of）」という移行句のみが、それぞれクローズ（closed）又はセミクローズ（semi-closed）の移行句とされる。
[0056] 本開示の具体的な実施形態を上記で概説してきたが、当業者には多くの代替案、修正、及びバリエーションが明らかであろう。したがって、本明細書に記載される実施形態は、例示を意図するものであって、限定を意図するものではない。本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされ得る。上述した方法及びステップが特定の順序で発生する特定の事象を示す場合、本開示の恩恵を受ける当業者は、特定のステップの順序付けが修正されてもよく、そのような修正は本発明のバリエーションに従ったものであることを認識するであろう。また、ステップのうち特定のものは、可能な場合には並列処理において同時的に実施されてもよいし、上述したように連続して実施されてもよい。実施形態を個々に詳しく示すと共に記載してきたが、形態及び詳細の様々な変更がなされ得ることは理解されよう。
Claims (23)
- 複数の電気化学セルを備え、
前記複数の電気化学セルの各々は、
アノードタブを含むアノード集電体上に配設されたアノードと、
カソードタブを含むカソード集電体上に配設されたカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に配設されたセパレータと、
を備え、
前記複数の電気化学セルのうち第１の電気化学セルの前記カソードタブは、第１の接続点において、前記複数の電気化学セルのうち第２の電気化学セルの前記アノードタブに接続され、
前記複数の電気化学セルのうち第２の電気化学セルの前記カソードタブは、第２の接続点において、前記複数の電気化学セルのうち第３の電気化学セルの前記アノードタブに接続され、
前記複数の電気化学セルは、シングルパウチ内に配設される、マルチセル。 - 前記第１の電気化学セルの前記カソードタブ及び前記第２の電気化学セルの前記アノードタブは、前記第１の電気化学セルの前記カソードタブが前記第２の電気化学セルの前記アノードタブと物理的に接触すると共に前記第１の電気化学セルの前記カソードタブが他のどのタブとも物理的に接触しないようにトリミングされ、
前記第２の電気化学セルの前記カソードタブ及び前記第３の電気化学セルの前記アノードタブは、前記第２の電気化学セルの前記カソードタブが前記第３の電気化学セルの前記アノードタブと物理的に接触すると共に前記第１の電気化学セルの前記カソードタブが他のどのタブとも物理的に接触しないようにトリミングされる、請求項１に記載のマルチセル。 - 前記第１の接続点に接続され、前記シングルパウチの外側に延在する第１の延長タブと、
前記第２の接続点に接続され、前記シングルパウチの外側に延在する第２の延長タブと、
を更に備える、請求項１に記載のマルチセル。 - アノードタブを含むアノード集電体上に配設されたアノードと、
カソードタブを含むカソード集電体上に配設されたカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に配設されたセパレータと、
を備える第４の電気化学セルを更に備え、
前記複数の電気化学セルのうち第３の電気化学セルの前記カソードタブは、第３の接続点において、前記複数の電気化学セルのうち第４の電気化学セルの前記アノードタブに接続されている、請求項１に記載のマルチセル。 - 前記第３の接続点に接続された延長タブであって、前記シングルパウチの外側に延在する前記第３の延長タブを更に備える、請求項４に記載のマルチセル。
- 複数のマルチセルを備え、
前記マルチセルの各々は、請求項１に記載のマルチセルであり、
前記マルチセルの各々は、互いに物理的に接続されている、マルチセルシステム。 - 前記複数のマルチセルは並列接続されている、請求項６に記載のマルチセルシステム。
- 前記複数のマルチセルは直列接続されている、請求項６に記載のマルチセルシステム。
- 前記複数のマルチセルは直列及び並列の両方で接続されている、請求項６に記載のマルチセルシステム。
- 前記複数の電気化学セルの各電気化学セルの充電状態を監視するように構成されたバッテリ管理システムを更に備える、請求項６に記載のマルチセルシステム。
- 各マルチセルはガス抜きタブを含み、各ガス抜きタブは切断されたときに各マルチセルからガスを放出するように構成されている、請求項６に記載のマルチセルシステム。
- 直列接続された複数の電気化学セルを備え、
前記複数の電気化学セルの各々は、
アノードタブを含むアノード集電体上に配設されたアノードと、
カソードタブを含むカソード集電体上に配設されたカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に配設されたセパレータと、
を備え、
前記複数の電気化学セルのうち第１の電気化学セルの前記カソードタブは、前記複数の電気化学セルのうち第２の電気化学セルの前記アノードタブに物理的に接触し、第１の電気化学セルの前記カソードタブは他のどのタブにも接触せず、
前記複数の電気化学セルのうち第２の電気化学セルの前記カソードタブは、前記複数の電気化学セルのうち第３の電気化学セルの前記アノードタブに物理的に接触し、第２の電気化学セルの前記カソードタブは他のどのタブにも接触しない、マルチセル。 - 前記複数の電気化学セルはシングルパウチ内に配設される、請求項１２に記載のマルチセル。
- 前記第１の電気化学セルの前記カソードタブ及び第２の電気化学セルの前記アノードタブに連結された第１の延長タブと、
前記第２の電気化学セルの前記カソード溶接タブ及び第３の電気化学セルの前記アノード溶接タブに連結された第２の延長タブと、
を更に備える、請求項１２に記載のマルチセル。 - アノードタブを含むアノード集電体上に配設されたアノードと、
カソードタブを含むカソード集電体上に配設されたカソードと、
前記アノードと前記カソードとの間に配設されたセパレータと、
を備える第４の電気化学セルを更に備え、
前記複数の電気化学セルのうち第３の電気化学セルの前記カソードタブは、前記複数の電気化学セルのうち第４の電気化学セルの前記アノードタブに接続され、第３の電気化学セルの前記カソードタブは他のどのタブにも接触しない、請求項１２に記載のマルチセル。 - 前記第３の電気化学セルの前記カソードタブ及び前記第４の電気化学セルの前記アノードタブに接続された延長タブを更に備える、請求項１５に記載のマルチセル。
- 複数のマルチセルを備え、
各マルチセルは、直列接続された複数の電気化学セルを備えており、
各マルチセルは、端子アノードタブ及び端子カソードタブを含み、
前記複数のマルチセルのうち第１のマルチセルの端子カソードタブは、前記複数のマルチセルのうち第２のマルチセルの端子アノードタブ又は端子カソードタブのいずれかに電気的に連結されている、マルチセルシステム。 - 前記複数のマルチセルのうち前記第１のマルチセルの前記端子カソードタブは、前記前記複数のマルチセルのうち前記第２のマルチセルの前記端子カソードタブに電気的に連結されている、請求項１７に記載のマルチセルシステム。
- 前記複数のマルチセルのうち前記第１のマルチセルの前記端子カソードタブは、前記前記複数のマルチセルのうち前記第２のマルチセルの前記端子アノードタブに電気的に連結されている、請求項１７に記載のマルチセルシステム。
- 前記複数のマルチセルのうち前記第２のマルチセルの端子カソードタブは、前記前記複数のマルチセルのうち第３のマルチセルの端子カソードタブに電気的に連結されている、請求項１８に記載のマルチセルシステム。
- 前記複数のマルチセルのうち前記第２のマルチセルの端子カソードタブは、前記前記複数のマルチセルのうち第３のマルチセルの端子アノードタブに電気的に連結されている、請求項２０に記載のマルチセルシステム。
- 前記複数のマルチセルの充電及び放電を指定された限度内で制御するように構成されたバッテリ管理システムを更に備える、請求項１７に記載のマルチセルシステム。
- 前記複数の電気化学セルの各マルチセルはシングルパウチ内に配設される、請求項１７に記載のマルチセルシステム。
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