JP2023528019A - 高比エネルギー密度を有するリチウムイオン電池 - Google Patents

Abstract

本発明は、アノード（１２０）／セパレータ（１１８）／カソード（１３０）の配置順を有する巻構造形態の帯状の電極－セパレータ複合体（１０４）を含むリチウムイオン電池（１００）に関し、ここで、アノード集電体（１１０）及びカソード集電体（１１５）を形成するために、アノード（１２０）及びカソード（１３０）は、４μｍ～３０μｍの範囲の厚さを有すると共に、第１及び第２の長手方向縁部（１１０ｅ；１１５ｅ）と、２つの端部片とを有する帯状の金属箔のそれぞれに接続されている。アノード集電体（１１０）及びカソード集電体（１１５）は、電極材料（１２３；１２５）からなる層が付加されたそれぞれの帯状主領域（１２２；１１６）と、電極材料（２３；１２５）が付加されていない、第１の長手方向縁部（１１０ｅ；１１５ｅ）に沿って延在するそれぞれの自由縁帯部（１２１；１１７）とを有する。アノード（１２０）及びカソード（１３０）は、アノード集電体（１１０）の第１の長手方向縁部（１１０ｅ）が端子端面（１０４ｂ）に存在すると共に、カソード集電体（１１５）の第１の長手方向縁部（１１５ｅ）が巻構造の他の端子端面（１０４ａ）に存在するよう、電極－セパレータ複合体（１０４）中において相互に設計及び／又は配置されている。電池（１００）はまた、第１の長手方向縁部（１１０ｅ；１１５ｅ）の一方に直接接触すると共に溶接プロセスによって前記長手方向縁部に接続されているコンタクトシート金属部材（１０５；１０６）を含む。溶接プロセスによってコンタクトシート金属部材（１０５；１０６）に接続されている集電体（１１０；１１５）の帯状主領域（１２２；１１６）は、複数のアパーチャ（１１１）を有する（図２を参照のこと）。

Description

以下に記載の本発明は、巻構造形態のリボン状電極－セパレータアセンブリを含むリチウムイオン電池に関する。

電気化学電池は、蓄積された化学エネルギーを酸化還元反応によって電気エネルギーに変換することが可能である。これらは一般に、セパレータによって分離された正極と負極とを含む。放電の最中は、酸化プロセスの結果として電子が負極で放出される。これにより、電気化学電池がエネルギー供給源となる外部の電気消費者によって取り込まれる電子流がもたらされる。同時に、電極反応に対応したイオン流が電池内で生じる。このイオン流はセパレータを通過し、これは、イオン伝導性の電解質によって達成される。

放電が可逆的である場合、すなわち、放電中に生じた化学エネルギーの電気エネルギーの変換を逆転させることが可能であって、それ故、再度電池に充電することが可能である場合、これは二次電池と呼ばれる。二次電池について一般的に用いられる、アノードとしての負極の呼称、及び、カソードとしての正極の呼称は、電気化学電池に係る放電機能を指す。

広く用いられているリチウムイオン二次電池は、電池の電極間をイオン形態で移動可能であるリチウムを使用するものである。リチウムイオン電池は、比較的高いエネルギー密度により特徴付けられる。リチウムイオン電池の負極及び正極は一般的に、電気化学的に活性な成分、並びに、電気化学的に不活性な成分を含むいわゆる複合電極により形成されている。

原理上は、リチウムイオンを吸収及び放出可能である材料のすべてが、リチウムイオン二次電池用の電気化学的に活性な成分（活材料）として使用可能である。黒鉛炭素などの炭素系粒子が負極に度々用いられる。リチウムのインターカレーションに好適な他の非黒鉛炭素材料もまた使用可能である。加えて、リチウムと合金を形成可能である金属材料及び半金属材料もまた使用可能である。例えば、元素錫、アルミニウム、アンチモニー及びケイ素は、リチウムと金属間相を形成可能である。例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）、リチウム酸化マンガン（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）、チタン酸リチウム（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）若しくはリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）又はその誘導体を、正極のための活材料として使用可能である。電気化学的に活性な材料は一般に、粒子形態で電極中に含まれている。

電気化学的に不活性な成分として、複合電極は一般に、活材料でコーティングされた、例えば金属箔といった平坦及び／又は帯状の集電体を含む。例えば、負極の集電体（アノード集電体）は銅又はニッケルで形成され得、及び、例えば、正極の集電体（カソード集電体）はアルミニウムで形成され得る。さらに、これらの電極は、電極バインダ（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）又は他のポリマー、例えばカルボキシメチルセルロース）を含んでいることが可能である。これにより、電極の機械的安定性が保障されると共に、度々、活材料の集電体に対する付着が保障される。さらに、これらの電極は、導電性改善剤及び他の添加剤を含んでいてもよい。

電解質として、リチウムイオン電池は一般に、有機溶剤（例えば、炭酸のエーテル及びエステル）中のリチウムヘキサフルオロリン酸（ＬｉＰＦ_６）などのリチウム塩の溶液を含む。

リチウムイオン電池の製造において、複合電極が１つ以上のセパレータと組み合わされてアセンブリが形成される。多くの場合において、電極及びセパレータは、積層又は接合によって一緒に結合される。次いで、複合体を電解質に含浸させることにより、電池の基本的な機能を達成することが可能である。

多くの実施形態において、アセンブリは、複数のアセンブリを相互に平らに積み重ねることが可能であるよう、平坦に形成される。しかしながら、頻繁に、アセンブリは、巻構造として製造されるか、又は、巻構造に加工される。

一般に、アセンブリは、巻かれているかどうかにかかわらず、正極／セパレータ／負極の配置順（sequence）で構成されている。度々、アセンブリは、負極／セパレータ／正極／セパレータ／負極又は正極／セパレータ／負極／セパレータ／正極という配置順が可能ないわゆるバイセルとして製造される。

自動車分野における用途に、電動自転車に、又は、ツールなどのエネルギー要求が高い他の用途に関して、可能な限り高いエネルギー密度を有すると共に、充電及び放電中に大電流を流すことが可能であるリチウムイオン電池が必要とされている。このような電池は、例えば国際公開第２０１７／２１５９００Ａ１号に記載されている。

上記の用途に係る電池は度々、例えば２１×７０（直径×高さ（ｍｍ））のフォームファクタを有する円筒形の丸型電池として設計される。この種の電池は常に、巻構造形態のアセンブリを含む。このフォームファクタを有する最新のリチウムイオン電池は既に、２７０Ｗｈ／ｋｇ以下のエネルギー密度を達成可能である。しかしながら、このエネルギー密度は単なる中間的なテップと考えられている。市場では既に、さらに高いエネルギー密度を有する電池が求められている。

しかしながら、向上したリチウムイオン電池の開発においては、単にエネルギー密度以外にも考慮すべき他の要因が存在している。充電及び放電中における電力損失を低減するために可能な限り低く維持されるべきである電池の内部抵抗、及び、電池の温度調整に必須であることが可能である電極の熱的接続もまたきわめて重要なパラメータである。これらのパラメータは、巻構造形態の複合アセンブリを有する円筒形の丸型電池についてもきわめて重要である。電池の急速充電中、電池においては電力損失によって熱の蓄積が生じる可能性があり、これにより、大きな熱機械的応力がもたらされ、その後、電池構造に変形及び損傷がもたらされる可能性がある。巻構造アセンブリから軸方向に突出する集電体に溶接された個別の電気コンダクタタブを介して集電体が電気的に接続されている場合、充電又は放電中の高負荷下においてこれらのコンダクタタブで局所的な加熱が生じる可能性があるため、リスクが高くなる。

本発明は、従来技術と比較して向上しているエネルギー密度により特徴付けられると共に、内部抵抗及び受動的放熱能に関して優れた特徴を同時に有するリチウムイオン電池を提供することを目的とする。

この目的は、請求項１に係る特徴を有するリチウムイオン電池によって達成される。この電池の好ましい実施形態はまた、従属請求項からも明らかであろう。

本発明に係るリチウムイオン電池は常に、以下の特徴ａ．～ｉ．により特徴付けられている。
ａ．電池は、アノード／セパレータ／カソードの配置順を有するリボン状電極－セパレータアセンブリを含む。
ｂ．アノードは、アノード集電体として、４μｍ～３０μｍの範囲内の厚さを有すると共に、第１及び第２の長手方向縁部と、２つの端部とを有するリボン状の金属箔を含む。
ｃ．アノード集電体は、負極材料の層が付加された帯状主領域と、電極材料が付加されていない、第１の長手方向縁部に沿って延在する自由縁帯部とを有する。
ｄ．カソードは、カソード集電体として、４μｍ～３０μｍの範囲内の厚さを有すると共に、第１及び第２の長手方向縁部と、２つの端部とを有するリボン状の金属箔を含む。
ｅ．カソード集電体は、正極材料の層が付加された帯状主領域と、電極材料が付加されていない、第１の長手方向縁部に沿って延在する自由縁帯部とを有する。
ｆ．電極－セパレータアセンブリは、２つの端子端面を有する巻構造形態である。
ｇ．アノード及びカソードは、アノード集電体の第１の長手方向縁部が端子端面の一方から突出すると共に、カソード集電体の第１の長手方向縁部が端子端面の他方から突出するよう、電極－セパレータアセンブリ中において、相互に形成及び／又は配置されている。
ｈ．電池は、第１の長手方向縁部の一方と直接接触するコンタクトシート金属部材を有する。
ｉ．コンタクトシート金属部材は、溶接によりこの長手方向縁部と接続されている。

集電体は、電極材料中に含まれる電気化学的に活性な成分と可能な限り大面積で電気的に接触する機能を有する。アノード集電体に好適な金属としては、銅若しくはニッケル又は他の導電性材料であって、特に銅及びニッケル合金又はニッケルコーティング金属が挙げられる。ステンレス鋼箔もまた一般的に好適である。カソード集電体に好適な金属としては、アルミニウム又は他の導電性材料であって、特にアルミニウム合金が挙げられる。
集電体は、それぞれの電極材料の両側に付加されていることが好ましい。

自由縁帯部において、それぞれの集電体の金属は、それぞれの電極材料を含まない。好ましくは、それぞれの集電体の金属は被覆されておらず、従って、例えば溶接による電気的接触に利用可能である。

しかしながら、いくつかの実施形態において、自由縁帯部におけるそれぞれの集電体の金属は支持材料でコーティングされていてもよく、これは、支持材料でコーティングされた集電体よりも耐熱性が高い。

本文脈において「耐熱性が高い」とは、集電体の金属が溶融する温度においても、支持材料は固体状態を維持することを意味することが意図される。従って、支持材料は、金属よりも高い融点を有するか、又は、金属が既に溶融した温度においてのみ昇華若しくは分解する。

好ましくは、アノード集電体及びカソード集電体の両方は各々、それぞれの電極材料が付加されていない少なくとも１つの自由縁帯部を有する。さらなる開発においては、アノード集電体の少なくとも１つの自由縁帯部とカソード集電体の少なくとも１つの自由縁帯部との両方が、支持材料でコーティングされていることが好ましい。特に好ましくは、同一の支持材料が領域の各々に用いられる。

本発明の範囲内において使用可能である支持材料は、原理上は、金属又は金属合金であることが可能であるが、ただし、これ、又は、これらは、支持材料でコーティングされた表面を形成する金属よりも高い融点を有する。多くの実施形態においては、しかしながら、本発明に係るリチウムイオン電池は、直下の追加の特徴ａ．～ｄ．の少なくとも１つによって特徴付けられることが好ましい：
ａ．支持材料は非金属材料である。
ｂ．支持材料は電気的に絶縁性の材料である。
ｃ．非金属材料は、セラミック材料、ガラス－セラミック材料又はガラスである。
ｄ．セラミック材料は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、窒化チタン（錫）、窒化チタンアルミニウム（ＴｉＡｌＮ）又は炭窒化チタン（ＴｉＣＮ）である。

本発明によれば、支持材料は、直前の特徴ｂ．に従って形成されることが特に好ましく、また、直前の特徴ｄ．に従うことが特に好ましい。

セラミック材料という用語は、この文脈において幅広く理解されるべきである。特に、炭化物、窒化物、酸化物、ケイ化物、又は、これらの化合物の混合物及び誘導体が含まれる。

「ガラス－セラミック材料」という用語により、アモルファスガラス相に埋め込まれた結晶性粒子を有する材料が特に意味されている。

「ガラス」という用語は、上記に定義されている熱安定性判断基準を満たすと共に、電池の中に存在し得るいずれかの電解質に対して化学的に安定であるいずれかの無機ガラスを基本的に意味する。

特に好ましくは、アノード集電体は銅又は銅合金から構成され、一方で、同時に、カソード集電体はアルミニウム又はアルミニウム合金から構成され、及び、支持材料は酸化アルミニウム又は酸化チタンである。

さらに好ましくは、アノード及び／又はカソード集電体の自由縁帯部は、支持材料の帯でコーティングされていてもよい。

好ましくは、アノード集電体及びカソード集電体の帯状主領域は、集電体のそれぞれの長手方向縁部と平行に延在する。好ましくは、帯状主領域は、アノード集電体及びカソード集電体の領域の少なくとも９０％、特に好ましくは少なくとも９５％にわたって延在する。

いくつかの好ましい実施形態において、支持材料は帯状主領域に隣接して塗布されるが、このプロセスにおいて自由領域を完全に被覆しない。例えば、それぞれの縁帯部が部分的にのみ被覆されるよう、アノード及び／又はカソード集電体の長手方向縁部に沿った帯又はラインの形態で塗布される。この長手方向縁部に直接沿って、自由縁帯部の細長いセクション（section）が被覆されないままとされることが可能である。
特に好ましくは、本発明に係るリチウムイオン電池はリチウムイオン二次電池である。
基本的に、リチウムイオン電池について公知である電極材料のすべてを、アノード及びカソードに用いることが可能である。

負極において、好ましくは同様に粒子形態であるリチウムのインターカレーションが可能である黒鉛炭素又は非黒鉛炭素材料などの炭素系粒子が、活材料として好ましい。チタン酸リチウム（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）もまた、活材料として好適である。或いは、又は、追加的に、リチウムと合金を形成可能である金属及び半金属材料も使用可能であり、例えばリチウムと金属間相を形成することが可能である元素錫、アンチモニー及びケイ素が用いられる。これらの材料もまた、粒子形態で用いられることが好ましい。

正極もついて、ＬｉＣｏＯ_２及びＬｉＦｅＰＯ_４などのリチウム金属酸化物化合物及びリチウム金属リン酸塩化合物を活材料として考慮可能である。さらに、化学式ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_ｚＯ_２（式中、ｘ＋ｙ＋ｚは、典型的には１である）を有するリチウムニッケルマンガン酸化コバルト（ＮＭＣ）、化学式ＬｉＭｎ_２Ｏ_４を有するスピネル型リチウムマンガン（ＬＭＯ）、又は、化学式ＬｉＮｉ_ｘＣｏ_ｙＡｌ_ｚＯ_２（式中、ｘ＋ｙ＋ｚは典型的には１である）を有するリチウムニッケルコバルトアルミナ（ＮＣＡ）が特に好適である。これらの誘導体、例えば化学式Ｌｉ_１．１１（Ｎｉ_０．４０Ｍｎ_０．３９Ｃｏ_０．１６Ａｌ_０．０５）_０．８９Ｏ_２を有するリチウムニッケルマンガンコバルトアルミナ（ＮＭＣＡ）若しくはＬｉ_１＋ｘＭ－Ｏ化合物、及び／又は、前記材料の混合物もまた使用可能である。

電気化学的に不活性な成分として、電極材料は、例えば、電極バインダ及び導電剤を含み得る。粒状活材料が電極バインダのマトリックスに埋設されていることが好ましく、マトリックス中において隣接粒子は、相互に直接接触していることが好ましい。導電剤は、電極の電導性を高める機能を有する。一般的な電極バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリレート又はカルボキシメチルセルロース系のものである。一般的な導電剤はカーボンブラック及び金属粉末である。

さらに、電池は、特に、有機溶剤中（例えば、有機炭酸塩の混合物中）に溶解した、リチウムヘキサフルオロリン酸などの少なくとも１種のリチウム塩系の電解質を含むことが好ましい。

セパレータは、例えば微細孔を有するために電解質が透過可能である、例えば電気的に絶縁性のプラスチックフィルムである。フィルムは、例えば、ポリオレフィン製、又は、ポリエーテルケトン製であることが可能である。このようなプラスチック材料製の不織布及び布もまたセパレータとして使用可能である。

上記の構成要素に追加して、本発明に係るリチウムイオン電池はまた、好ましくは気密及び／又は液密式に巻構造形態の電極－セパレータアセンブリを内包するハウジングを含む。

このハウジングは一般的に、円筒形のハウジングシェル、並びに、円形の上方部分及び円形の下方部分を含む。例えば、ハウジングは、椀状の第１のハウジング部、下方部分に相当するその底、及び、第１のハウジング部を閉止する第２のハウジング部としての円形の蓋を備えていることが可能である。通常は、これらのハウジング部は、電気的に絶縁性のシールによって相互に分離されている。ハウジング部は、例えば、ニッケルめっきシートスチール、又は、同様の金属材料から構成され得る。

電極－セパレータアセンブリは、円筒形の巻構造の形態であることが好ましい。電極がこのような巻構造の形態であれば、円筒形のハウジング内の空間を特に有利に利用することが可能となる。従って、ハウジングはまた、好ましい実施形態において円筒形である。

本発明に係る電池は特に、直下の特徴ｊ．：
ｊ．溶接によりコンタクトシート金属部材に接続されている集電体の帯状主領域は、複数のアパーチャを有する
により特徴付けられている。

複数のアパーチャにより集電体の体積が低減すると共に、集電体の重量もまた低減される。これにより、さらなる量の活材料を電池に導入し、それ故、電池のエネルギー密度を大きく高めることが可能となる。このように、エネルギー密度の最大で２桁％の範囲の向上を達成することが可能である。

特に好ましい実施形態において、本発明に係る電池は、直下の特徴ａ．及びｂ．の少なくとも１つによって特徴付けられる。
ａ．主領域中のアパーチャは円形孔又は角形孔であって、特に打抜き又はドリル孔である。
ｂ．溶接によりコンタクトシート金属部材に接続されている集電体は、特に円形孔又は長穴穿孔によって、主領域において穿孔されている。

いくつかの好ましい実施形態において、アパーチャは、レーザによって帯状主領域に導入される。

原理上は、アパーチャの幾何学的形状は本発明にとって重要ではない。重要なことは、アパーチャを導入した結果、集電体の質量が低減し、アパーチャに活材料を充填可能であるために、活材料のための空間が増大することである。

他方で、アパーチャを導入する際、その最大径が過大とならないようにすることがきわめて有利である可能性がある。好ましくは、アパーチャは、それぞれの集電体上の電極材料層の厚さの２倍を超えるべきではない。

特に好ましい実施形態において、本発明に係る電池は、直下の特徴ａ．により特徴付けられる。
ａ．特に主領域内における集電体のアパーチャは、１μｍ～３０００μｍの範囲内の直径を有する。

この好ましい範囲内において、１０μｍ～２０００μｍ、好ましくは１０μｍ～１０００μｍ、特に５０μｍ～２５０μｍの範囲内の直径が、さらに好ましい。

特に好ましくは、本発明に係る電池は、直下の特徴ａ．及びｂ．の少なくとも１つによってさらに特徴付けられる。
ａ．溶接によりコンタクトシート金属部材に接続されている集電体は、単位面積当りの重量が、主領域の少なくとも一部における同一の集電体の自由縁帯部よりも低い。
ｂ．溶接によりコンタクトシート金属部材に接続されている集電体は、自由縁帯部において、アパーチャを有していないか、又は、単位面積当りでアパーチャの数が主領域よりも少ない。

直前の特徴ａ．及びｂ．が相互に組み合わされて実現されることが特に好ましい。

アノード及びカソード集電体の自由縁帯部は、第１の長手方向縁部に向かって主領域を結合する。好ましくは、アノード及びカソード集電体は、それぞれの長手方向縁部に沿って自由縁帯部を含む。

アパーチャは、主領域を特徴付ける。換言すると、主領域と自由縁帯部との境界は、アパーチャを有する領域とアパーチャを有さない領域との過渡域に相当する。
アパーチャは、主領域上において実質的に均一に分布していることが好ましい。

さらに特に好ましい実施形態において、本発明に係る電池は、直下の特徴ａ．～ｃ．の少なくとも１つによって特徴付けられる。
ａ．主領域における集電体の単位面積当りの重量は、自由縁帯部における集電体の単位面積当りの重量と比較して、５％～８０％低減されている。
ｂ．集電体は、主領域における５％～８０％の範囲に孔領域を有する。
ｃ．集電体は、主領域において、２０Ｎ／ｍｍ^２～２５０Ｎ／ｍｍ^２の引張強度を有する。

度々自由断面（free cross-section）と称される孔領域は、ＩＳＯ７８０６－１９８３に準じて決定可能である。主領域における集電体の引張強度は、アパーチャを有さない集電体よりも低い。これは、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ５２７ ｐａｒｔ ３に準じて決定可能である。

アパーチャに関してアノード集電体及びカソード集電体は同等であるか、又は、類似していることが好ましい。それぞれが達成可能なエネルギー密度の向上が加算される。好ましい実施形態において、本発明に係る電池は従って、直下の特徴ａ．～ｃ．の少なくとも１つによってさらに特徴付けられる。
ａ．アノード集電体の帯状主領域及びカソード集電体の帯状主領域は共に、複数のアパーチャによって特徴付けられる。
ｂ．電池は、第１のコンタクトシート金属部材として第１の長手方向縁部の一方に直接接触しているコンタクトシート金属部材を含むと共に、第１の長手方向縁部の他方に直接接触している第２のコンタクトシート金属部材をさらに含む。
ｃ．第２のコンタクトシート金属部材は、溶接により長手方向縁部の他方に接続されている。

直前の特徴ａ．～ｃ．は、相互に組み合わされて実現されることが特に好ましい。しかしながら、特徴ｂ．及びｃ．はまた、特徴ａ．を含まない組み合わせでも実施可能である。

上記のアパーチャを含む集電体の好ましい実施形態は、アノード集電体及びカソード集電体に独立して適用可能である。

穿孔集電体、又は、他の方法で複数のアパーチャが設けられた集電体の使用は、このような集電体を電気的に接触させることがきわめて困難であるために、リチウムイオン電池に対して未だ真剣に考慮されていない。冒頭で記載したとおり、多くの場合において、集電体の電気接続は、個別の電気コンダクタタブを介してなされている。しかしながら、工業的な大量生産プロセスにおいては、これらのコンダクタタブの穿孔集電体に対する信頼性の高い溶接を許容可能な不良率を達成することなく実現することは困難である。

本発明によれば、この問題は、既述のとおり、集電体の縁部をコンタクトシート金属部材に溶接することにより解決される。本発明に係るコンセプトでは、個別のコンダクタタブを完全に省くことが可能となり、それ故、材料含有量が低く、アパーチャが設けられた集電体の使用が可能となる。特に、集電体の自由縁帯部にアパーチャが設けられていない実施形態においては、溶接を、きわめて低い不合格率で高い信頼性を伴って実施することが可能である。

集電体の縁部をコンタクトシート金属部材と溶接するコンセプトは、国際公開第２０１７／２１５９００Ａ１号又は特開２００４－１１９３３０号公報で既に公知である。コンタクトシート金属部材を用いることで、特に高い通電容量及び低い内部抵抗が達成可能である。従って、本発明に従って使用可能であるコンタクトシート金属部材、及び、コンタクトシート金属部材を集電体の縁部に電気的に接続する方法に関して、国際公開第２０１７／２１５９００Ａ１号及び特開２００４－１１９３３０号公報の内容を完全に参照すべきである。

きわめて薄い金属箔が集電体として用いられる場合、集電体の長手方向縁部は機械的にきわめて繊細である可能性があると共に、コンタクトシート金属部材との溶接の最中に、意図せずに押圧又は溶融される可能性がある。さらに、電極－セパレータアセンブリのセパレータの溶融が、コンタクトシート金属部材の溶接の最中に生じる可能性がある。上記の支持層はこれを防止する。

本発明における使用に好ましいコンタクトシート金属部材はまた、コンタクトプレートとも称され得る。好ましい実施形態において、これらはプレート状である。

いくつかの好ましい実施形態において、本発明に係る電池は、直下の特徴ａ．及びｂ．少なくとも１つを有する。
ａ．１００μｍ～６００μｍ、好ましくは１５０～３５０μｍの範囲内の厚さを有するシート金属部材、特に金属プレートが、コンタクトシート金属部材として用いられている。
ｂ．コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートは、アルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス鋼又はニッケル－メッキ鋼で構成されている。

コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートは、少なくとも１つのスロット及び／又は少なくとも１つの穿孔を有していることが可能である。これらは、溶接接合部の形成中にコンタクトシート金属部材、特にプレートが変形することを防止する機能を有する。

コンタクトシート金属部材は、帯、特に１００μｍ～６００μｍ、好ましくは１５０～３５０μｍの範囲内の厚さを有する帯の形態であり得、又は、このような金属帯を構成する。

好ましい実施形態において、本発明に従って使用可能であるコンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートは、ディスク形状、特に円形の、又は、少なくとも略円形のディスク形状を有する。次いで、これらは、円形の、又は、少なくとも略円形の外側ディスク状縁部を有する。本文脈において、略円形のディスクとは、特に、少なくとも一部が弓形に切り欠かれている、好ましくは２～４箇所が弓形に切り欠かれている円形の形状を有するディスクと理解されるべきである。

挿入可能なコンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートはまた、例えば長方形、五角形又は六角形に基づいた多角形を有していることが可能である。

２つのコンタクトシート金属部材、特に２つのコンタクトプレートが設けられている場合、両方のコンタクトシート金属部材、特に両方のコンタクトプレートが、例えばハウジング電極といった本発明に係る電池の電極に電気的に接続されていることが好ましい。

特に好ましい実施形態において、アノード集電体と、これに溶接されたコンタクトシート金属部材、特にこれに溶接されたコンタクトプレートとは共に、同一の材料から構成されている。これは、銅、ニッケル、チタン、ニッケルめっき鋼及びステンレス鋼を含んでなる群から選択されることが特に好ましい。

さらに特に好ましい実施形態において、カソード集電体と、これに溶接されたコンタクトシート金属部材、特にこれに溶接されたコンタクトプレートとは共に、同一の材料から構成されている。これは、アルミニウム、チタン及びステンレス鋼（例えば１．４４０４ステンレス）を含んでなる群から選択されることが特に好ましい。

考えられ得る好ましいさらなる開発において、本発明に係る電池は、直下の特徴ａ．～ｃ．の少なくとも１つによって特徴付けられる。
ａ．溶接によりアノード集電体の長手方向縁部に接続されているコンタクトシート金属部材、特に、溶接によりアノード集電体の長手方向縁部に接続されているコンタクトシート金属プレートは、線形接触ゾーンが設けられるよう長手方向縁部と接触している。
ｂ．溶接によりカソード集電体の長手方向縁部に接続されているコンタクトシート金属部材、特に、溶接によりカソード集電体の長手方向縁部に接続されているコンタクトシート金属プレートは、線形接触ゾーンが設けられるよう長手方向縁部と接触している。
ｃ．アノード集電体及び／又はカソード集電体の第１の長手方向縁部は１つ以上のセクションを含み、その各々は、溶接線（weld seam）によりその全長に沿って、それぞれのコンタクトシート金属部材、特にそれぞれのコンタクトプレートに連続的に接続されている。

直前の特徴ａ．及びｂ．は共に、相互に独立して、及び、組み合わされて実施されることが可能である。好ましくは、しかしながら、特徴ａ．及びｂ．は、両方の事例において、直前の特徴ｃ．と組み合わされて実施される。

コンタクトシート金属部材を介することで、集電体、それ故、関連する電極をその全長にわたって電気的に接触させることが可能である。これにより、本発明に係る電池における内部抵抗が顕著に低減する。既述の構成では、それ故、大電流の発生を良好に吸収することが可能である。内部抵抗が最低限とされることで、大電流時における熱損失が低減される。加えて、巻回された電極－セパレータアセンブリからの熱エネルギーの発散が良好である。高負荷時でも、局所的な加熱が生じず均一に分散される。

コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートを長手方向縁部に接続可能な方法は複数存在する。

コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートは、少なくとも１本の溶接線によって、線形接触ゾーンに沿って長手方向縁部と接合され得る。それ故、長手方向縁部は１つ以上のセクションを含み、その各々が、溶接線によりその全長にわたって、コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートに連続的に接続していることが可能である。これらのセクションは、５ｍｍ、好ましくは１０ｍｍ、特に好ましくは２０ｍｍの最低長を有することが特に好ましい。

考えられ得るさらなる開発において、コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートに連続的に接続されているセクションは、それぞれの長手方向縁部の全長に対して、少なくとも２５％にわたって、好ましくは少なくとも５０％にわたって、特に好ましくは少なくとも７５％にわたって、その全長にわたって延在している。

いくつかの好ましい実施形態において、長手方向縁部は、コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートに、その全長にわたって連続的に溶接されている。

さらなる可能な実施形態において、コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートは、複数の溶接スポットを介してそれぞれの長手方向縁部に接続される。

電極－セパレータアセンブリは、螺旋状の巻構造の形態であることが好ましい。その結果、巻構造の端子端面から突出するアノード集電体及びカソード集電体の長手方向縁部もまた螺旋状の幾何学的形状を有する。コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートがそれぞれの長手方向縁部に溶接される線形接触ゾーンについても同様である。

コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートが用いられる場合、一般に、コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートを、ハウジング、又は、ハウジングから引き出された電気コンダクタに電気的に接続する必要がある。例えば、コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートは、この目的のために、直接、又は、電気コンダクタを介して上記のハウジング部に接続可能である。ハウジング部は頻繁に電池の電極とされるため、これは度々必須でさえある。

特に好ましい実施形態において、本発明に係るリチウムイオン電池のハウジングの円形の上方部分及び／又は円形の下方部分は、コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートとされることが可能である。例えば、第１のハウジング部を閉止するための前記円形の蓋を、コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートとして、巻構造の端子端面から突出するアノード集電体又はカソード集電体の長手方向縁部の一方に溶接可能である。同様に、これらの長手方向縁部の一方を椀状の第１のハウジング部の底の内側に溶接することも考えられる。

この実施形態は特に有利である可能性がある。先ず、放熱の観点から最適である。線形接触ゾーンに沿って溶接されている場合には、巻構造中で発生した熱は、ほぼ妨げられることなく、長手方向縁部を介してハウジングに直接放熱が可能である。第２に、これにより、電池ハウジングの内部容積を略最適に利用することが可能である。別個のコンタクトシート金属部材、特に別個のコンタクトプレート、及び、コンタクトシート金属部材をハウジングに接続するための電気コンダクタのために、電池ハウジング内で空間が必要となる。このような別個の構成要素を省けば、この空間を活材料のために利用可能である。このように、本発明に係る電池のエネルギー密度をさらに高くすることが可能である。

この実施形態は、請求項１に記載の特徴ｊ．とは完全に独立して実現可能であることが強調されるべきである。本発明はそれ故、円形の上方部分及び／又は円形の下方部分がコンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートとされるが、集電体が必ずしも複数のアパーチャを有していない、請求項１に記載の特徴ａ．～ｉ．を有する電池をも含む。

さらに考えられ得る好ましいさらなる開発において、本発明に係る電池は、直下の特徴ａ．～ｃ．の少なくとも１つによって特徴付けられる。
ａ．セパレータは、５μｍ～５０μｍの範囲、好ましくは７μｍ～１２μｍの範囲内の厚さを有すると共に、第１及び第２の長手方向縁部と、２つの端部とを有するリボン状のプラスチック基材である。
ｂ．セパレータの長手方向縁部は、電極－セパレータアセンブリの端子端面を形成している。
ｃ．アノード集電体及び／又はカソード集電体の長手方向縁部は、巻構造の端子端面から、５０００μｍを超えて突出せず、好ましくは３５００μｍ以下で突出する。

直前の特徴ａ．～ｃ．は、相互に組み合わされて実現されることが特に好ましい。
特に好ましくは、アノード集電体の長手方向縁部は、巻構造の端面から２５００μｍを超えて突出せず、特に好ましくは１５００μｍを超えて突出しない。
特に好ましくは、カソード集電体の長手方向縁部は、巻構造の端面から３５００μｍを超えて突出せず、特に好ましくは２５００μｍを超えて突出しない。

アノード集電体及び／又はカソード集電体に係る端面突出部の図面は、端面がコンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートと接触させられる前における、自由突出部を示す。コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートの接触及び溶接の間、集電体の縁部の変形が生じ得る。

自由突出部を小さく選択するほど、電極材料で被覆された集電体の帯状主領域を大きく形成することが可能である。これは本発明に係る電池のエネルギー密度に積極的に寄与する。

好ましくは、リボン状のアノード及びリボン状のカソードは電極－セパレータアセンブリにおいて相互にオフセットされて、アノード集電体の第１の長手方向縁部が端子端面の一方から確実に突出し、及び、カソード集電体の第１の長手方向縁部が端子端面の他方から確実に突出する。

本発明に係るリチウムイオン電池はボタン電池であり得る。ボタン電池は円筒形の形状であり、その直径未満の高さを有する。好ましくは、高さは、４ｍｍ～１５ｍｍの範囲内である。ボタン電池は５ｍｍ～２５ｍｍの範囲内の直径を有することがさらに好ましい。ボタン電池は、例えば、腕時計、補聴器及びワイヤレスヘッドホンなどの小型の電子デバイスに対する電源の供給に好適である。

本発明に係るボタン電池の形態におけるリチウムイオン電池の公称容量は、一般に１５００ｍＡｈ以下である。好ましくは、公称容量は、１００ｍＡｈ～１０００ｍＡｈの範囲、特に好ましくは１００～８００ｍＡｈの範囲である。

特に好ましくは、本発明に係るリチウムイオン電池は円筒形の丸型電池である。円筒形の丸型電池は直径よりも大きな高さを有する。これらは、自動車分野における用途に、電動自転車に、又は、エネルギー要求が高い他の用途に特に好適である。

好ましくは、丸形電池として設計されたリチウムイオン電池の高さは、１５ｍｍ～１５０ｍｍの範囲内である。円筒形の丸型電池の直径は、１０ｍｍ～６０ｍｍの範囲内であることが好ましい。これらの範囲内であれば、例えば１８×６５（直径×高さ（ｍｍ））又は２１×７０（直径×高さ（ｍｍ））のフォームファクタが特に好ましい。これらのフォームファクタを有する円筒形の丸型電池は、自動車における電気駆動装置に対する電力の供給に特に好適である。

円筒形の丸型電池として設計された本発明に係るリチウムイオン電池の公称容量は、９００００ｍＡｈ以下であることが好ましい。２１×７０のフォームファクタで、リチウムイオン電池としての一実施形態における電池は、１５００ｍＡｈ～７０００ｍＡｈの範囲、特に好ましくは３０００～５５００ｍＡｈの範囲内の公称容量を有することが好ましい。１８×６５のフォームファクタで、リチウムイオン電池としての一実施形態における電池は、１０００ｍＡｈ～５０００ｍＡｈの範囲、特に好ましくは２０００～４０００ｍＡｈの範囲内の公称容量を有することが好ましい。

欧州連合において、製造業者は二次電池の公称容量に関する情報の提供について厳しく規制されている。例えば、二次ニッケル－カドミウム電池の公称容量の情報は規格ＩＥＣ／ＥＮ６１９５１－１及びＩＥＣ／ＥＮ６０６２２に準拠した計測に基づいていなければならず、二次ニッケル－金属水素化物電池の公称容量の情報は規格ＩＥＣ／ＥＮ６１９５１－２に準拠した計測に基づいていなければならず、二次リチウム電池の公称容量の情報は規格ＩＥＣ／ＥＮ６１９６０に準拠した計測に基づいていなければならず、並びに、二次鉛－酸電池の公称容量の情報は規格ＩＥＣ／ＥＮ６１０５６－１に準拠した計測に基づいていなければならない。本出願中における公称容量に関するいずれかの情報もまた、これらの規格に基づいていることが好ましい。

アノード集電体、カソード集電体及びセパレータは、本発明に係る電池が円筒形の丸型電池である実施形態において以下の寸法を有することが好ましい。
－０．５ｍ～２５ｍの範囲内の長さ
－３０ｍｍ～１４５ｍｍの範囲内の幅
これらの事例において、電極材料が付加されていない第１の長手方向縁部に沿って延在する自由縁帯部は、好ましくは、５０００μｍ以下の幅を有する。
１８×６５のフォームファクタを有する円筒形の丸型電池の場合、集電体は
－５６ｍｍ～６２ｍｍ、好ましくは６０ｍｍの幅、及び
－１．５ｍ以下の長さ
を有することが好ましい。
２１×７０のフォームファクタを有する円筒形の丸型電池の場合、集電体は
－５６ｍｍ～６８ｍｍ、好ましくは６５ｍｍの幅、及び
－２．５ｍ以下の長さ
を有することが好ましい。

本発明に係る電池の上記の設計は、さらに他の顕著な利点を実現する。集電体が冒頭で記載されている個別のコンダクタタブを介して電気的に接続されている電極の場合、コンダクタタブの直近においては、コンダクタタブから離れた箇所よりも大きな熱－機械的負荷が充電及び放電中に生じる。活材料として一定割合のケイ素、錫及び／又はアンチモニーを含む負極の場合、この差異は、これらの材料から形成される粒子が充電及び放電中に比較的大きい体積変化に供されるため、特に顕著である。従って、これまでにおいては、例えば負極におけるケイ素の割合が１０％を超えると、制御が困難であることが立証されている。

コンタクトシート金属部材、特にコンタクトプレートを介した集電体の電気接続により、電池の前記均等な放熱が可能であるのみならず、充電及び放電中に生じる熱－機械的負荷が巻構造全体に均一に分散される。意外なことに、これにより、負極中におけるケイ素及び／又は錫及び／又はアンチモニーの割合が高くても制御が可能となる。この割合が２０％よりも高い場合、充電及び放電における熱機械的負荷による損傷は比較的少ないか、又は、まったく観察されなかった。アノード中におけるケイ素の割合を高めることで、例えば、電池のエネルギー密度をさらに高めることが可能である。

従って、特に好ましい実施形態において、本発明に係る電池は、直下の特徴ａ．によって特徴付けられる。：
ａ．負極材料は、負極活材料として、ケイ素、アルミニウム、錫及び／又はアンチモニー、特に粒状のケイ素、アルミニウム、錫及び／又はアンチモニーを、２０重量％～９０重量％の割合で含む。
上記の重量は、負極材料の乾燥質量であって、すなわち、電解質を含まず、アノード集電体の重量を考慮しないものを指す。

この実施形態はまた、請求項１に記載の特徴ｊ．とは完全に独立して実現可能であることが強調されるべきである。本発明はそれ故、アノードは、充電状態で、２０％～９０重量％の割合で粒状ケイ素を含むが、集電体は必ずしも複数のアパーチャを有さない、請求項１に記載の特徴ａ．～ｉ．を有する電池をも含む。
活材料であるケイ素、アルミニウム、錫及びアンチモニーのうち、ケイ素が特に好ましい。

錫、アルミニウム、ケイ素及びアンチモニーは、必ずしも、もっとも純粋な形態で金属である必要はないことを当業者は理解する。例えば、ケイ素粒子は、微量の他の元素、特に他の金属（リチウム以外）を、例えば１０重量％以下の割合で含有していてもよい。

本発明のさらなる特徴、並びに、本発明によりもたらされる利点を、図面、並びに、以下の図面の説明に示す。以下に記載の実施形態は、単に本発明を説明しそのよりよい理解を提供するためのものであり、如何様にも限定的であると理解されるべきではない。
図面に以下を概略的に示す。

図１は、本発明に係る電池の可能な実施形態の断面図である。 図２は、本発明に係る実施形態における集電体の上面図である。 図３は、図２に示す集電体の断面図である。 図４は、巻構造形態の電極－セパレータアセンブリに加工可能であるアノードの上面図である。 図５は、図４に示すアノードの断面図である。 図６は、図４に示すアノードを用いて構成された電極－セパレータアセンブリの上面図である。 図７は、図６に示す電極－セパレータアセンブリの断面図である。

図１に示すリチウムイオン電池１００は、椀状のハウジング部１０１と、ディスク状のハウジング部１０２とからなるハウジングを含む。この２つのハウジング部（１０１；１０２）はシール１０３によって相互に分離している。ハウジングの内部には、電極－セパレータアセンブリ１０４が、端面１０４ａ及び１０４ｂを有する螺旋状の巻構造の形態で配置されている。電極－セパレータアセンブリ１０４は、リボン状の金属箔をそれぞれ集電体（図１においては別個に図示されていない）として有する、螺旋状に巻かれたアノード及び螺旋状に巻かれたカソードを含む。これらの電極は、アノードの集電体の長手方向縁部１１０ｅが端面１０４ａ及び１０４ｂの一方から突出すると共に、カソードの集電体の長手方向縁部１１５ｅがこれら端面の他方から突出するよう、複合体１０４内において相互にオフセットされている。電池１００は、長手方向縁部１１０ｅ及び１１５ｅに直接接触して溶接されている２つの金属製コンタクトプレート１０５及び１０６を含む。コンタクトプレート１０５は、電気コンダクタ１０７を介してハウジング部１０２に接続されている。コンタクトプレート１０６は、椀状のハウジング部１０１の底に直接溶接されている。

図２及び図３は、図１に示されている電池において使用可能である集電体１１０の設計を示す。図３はＳ_１に沿った断面図である。集電体１１０は、矩形の孔である複数のアパーチャ１１１を含む。領域１１０ａはアパーチャ１１１により特徴付けられており、一方で、長手方向縁部１１０ｅに沿った領域１１０ｂにはアパーチャは見出されない。従って、集電体１１０は、領域１１０ａにおける単位面積当りの重量が、領域１１０ｂにおけるものよりも顕著に低い。

図４及び図５は、図２及び図３に示す集電体１１０の両側に負極材料１２３を塗布することにより構成されたアノード１２０を示す。図５はＳ_２に沿った断面図である。ここで、集電体１１０は、負極材料１２３の層が付加された帯状主領域１２２と、電極材料１２３が付加されていない、長手方向縁部１１０ｅに沿って延在する自由縁帯部１２１とを有する。さらに、電極材料１２３はアパーチャ１１１にも充填されている。

図６及び図７は、図４及び図５に示されているアノード１２０を用いて構成された電極－セパレータアセンブリ１０４を示す。加えて、カソード１１５並びにセパレータ１１８及び１１９が設けられている。図７はＳ_３に沿った断面図である。カソード１１５は、アノード１２０と同一の集電体設計で構成される。好ましくは、アノード１２０及びカソード１３０の集電体１１０及び１１５は、それぞれに係る材料の選択のみが異なるものである。例えば、カソード１３０の集電体１１５は、正極材料１２５の層が付加された帯状主領域１１６と、電極材料１２５が付加されていない、長手方向縁部１１５ｅに沿って延在する自由縁帯部１１７とを含む。電極－セパレータアセンブリ１０４を螺旋状に巻くことにより、本発明に係る電池に好適な巻構造に変換可能である。

Claims (8)

1. リチウムイオン電池（１００）であって：
   ａ．前記電池（１００）は、アノード（１２０）／セパレータ（１１８）／カソード（１３０）の配置順を有するリボン状電極－セパレータアセンブリ（１０４）を含む；
   ｂ．前記アノード（１２０）は、アノード集電体（１１０）として、４μｍ～３０μｍの範囲内の厚さを有すると共に、第１の長手方向縁部（１１０ｅ）及び第２の長手方向縁部と、２つの端部とを有するリボン状の金属箔を含む；
   ｃ．前記アノード集電体（１１０）は、負極材料（１２３）の層が付加された帯状主領域（１２２）と、前記電極材料（１２３）が付加されていない、前記第１の長手方向縁部（１１０ｅ）に沿って延在する自由縁帯部（１２１）とを有する；
   ｄ．前記カソードは、カソード集電体（１１５）として、４μｍ～３０μｍの範囲内の厚さを有すると共に、第１の長手方向縁部（１１５ｅ）及び第２の長手方向縁部と、２つの端部とを有するリボン状の金属箔を含む；
   ｅ．前記カソード集電体（１１５）は、正極材料（１２５）の層が付加された帯状主領域（１１６）と、前記電極材料（１２５）が付加されていない、前記第１の長手方向縁部（１１５ｅ）に沿って延在する自由縁帯部（１１７）とを有する；
   ｆ．前記電極－セパレータアセンブリ（１０４）は、２つの端子端面（１０４ａ，１０４ｂ）を有する巻構造形態である；
   ｇ．前記アノード及び前記カソードは、前記アノード集電体（１１０）の前記第１の長手方向縁部（１１０ｅ）が前記端子端面の一方（１０４ｂ）から突出すると共に、前記カソード集電体（１１５）の前記第１の長手方向縁部（１１５ｅ）が前記端子端面の他方（１０４ａ）から突出するよう、前記電極－セパレータアセンブリ（１０４）中において相互に形成及び／又は配置されている；
   ｈ．前記電池（１００）は、前記第１の長手方向縁部（１１０ｅ，１１５ｅ）の一方と直接接触するコンタクトシート金属部材（１０５，１０６）を含む；並びに
   ｉ．前記コンタクトシート金属部材（１０５，１０６）は、溶接により前記長手方向縁部（１１０ｅ，１１５ｅ）と接続されている
   という特徴を有し、並びに、さらに：
   ｊ．溶接により前記コンタクトシート金属部材（１０５，１０６）に接続されている前記集電体（１１０，１１５）の前記帯状主領域（１２２，１１６）は、複数のアパーチャ（１１１）を有する
   という特徴を有することを特徴とする、リチウムイオン電池（１００）。
2. ａ．前記主領域における前記アパーチャ（１１１）は円形孔又は角形孔であって、特に打抜き又はドリル孔である；
   ｂ．溶接により前記コンタクトシート金属部材（１０５，１０６）に接続されている前記集電体（１１０，１１５）は、特に円形孔又は長穴穿孔によって、前記主領域（１２２，１１６）において穿孔されている
   という以上の追加の特徴の少なくとも１つを有する、請求項１に記載の電池。
3. ａ．前記集電体における、特に前記主領域における前記アパーチャ（１１１）は、１μｍ～２０００μｍの範囲内の平均直径を有する
   という以上の追加の特徴を有する、請求項１又は２に記載の電池。
4. ａ．溶接により前記コンタクトシート金属部材（１０５，１０６）に接続されている前記集電体（１１０，１１５）は、単位面積当りの重量が、前記主領域（１２２，１１６）の少なくとも一部における前記同一の集電体の前記自由縁帯部（１２１，１１７）よりも低い；
   ｂ．溶接により前記コンタクトシート金属部材（１０５，１０６）に接続されている前記集電体（１１０，１１５）は、前記自由縁帯部（１２１，１１７）において、アパーチャ（１１１）を有していないか、又は、単位面積当りでアパーチャ（１１１）の数が前記主領域（１２２，１１６）よりも少ない
   という以上の追加の特徴の少なくとも１つを有する、請求項１又は請求項２に記載の電池。
5. ａ．前記主領域（１２２，１１６）における前記集電体（１１０，１１５）の前記単位面積当りの重量は、前記自由縁帯部（１２１，１１７）における前記集電体（１１０，１１５）の前記単位面積当りの重量と比較して、５％～８０％低減されている；
   ｂ．前記集電体（１１０，１１５）は、前記主領域（１２２，１１６）の５％～８０％の範囲に孔領域を有する；
   ｃ．前記集電体（１１０，１１５）は、前記主領域において２０Ｎ／ｍｍ２～２５０Ｎ／ｍｍ２の引張強度を有する
   という以上の追加の特徴の少なくとも１つを有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の電池。
6. ａ．前記アノード集電体（１１０）の前記帯状主領域（１２２）及び前記カソード集電体（１１５）の前記帯状主領域（１１６）は共に、複数の前記アパーチャ（１１１）により特徴付けられる；
   ｂ．前記電池（１００）は、前記第１のコンタクトシート金属部材として前記第１の長手方向縁部の一方（１１０ｅ）に直接接触している前記コンタクトシート金属部材（１０６）を含むと共に、前記第１の長手方向縁部の他方（１１５ｅ）に直接接触している第２のコンタクトシート金属部材（１０５）をさらに含む；
   ｃ．前記第２のコンタクトシート金属部材（１０５）は、溶接によりこの長手方向縁部の他方（１１５ｅ）に接続されている
   という以上の追加の特徴を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の電池。
7. ａ．溶接により前記アノード集電体（１１０）の前記長手方向縁部（１１０ｅ）に接続されている前記コンタクトシート金属部材（１０６）は、線形接触ゾーンが形成されるよう前記長手方向縁部と接触している；
   ｂ．溶接により前記カソード集電体（１１５）の前記長手方向縁部（１１５ｅ）に接続されている前記コンタクトシート金属部材（１０５）は、線形接触ゾーンが設けられるよう前記長手方向縁部（１１５ｅ）と接触している；
   ｃ．前記アノード集電体（１１０）及び／又は前記カソード集電体（１１５）の前記第１の長手方向縁部（１１０ｅ，１１５ｅ）は１つ以上のセクションを含み、その各々は、溶接線によりその全長に沿って、前記それぞれのコンタクトシート金属部材（１０６，１０５）に連続的に接続されている
   という以上の追加の特徴の少なくとも１つを有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の電池。
8. ａ．前記セパレータ（１１８，１１９）は、５μｍ～５０μｍの範囲内の厚さを有すると共に、第１及び第２の長手方向縁部と、２つの端部とを有するリボン状のプラスチック基材である；
   ｂ．前記セパレータ（１１８，１１９）の前記長手方向縁部は、前記電極－セパレータアセンブリ（１０４）の前記端子端面（１０４ａ，１０４ｂ）を形成している；
   ｃ．前記巻構造の前記端子端面（１０４ａ，１０４ｂ）から突出する、前記アノード集電体（１１０）及び／又は前記カソード集電体（１１５）の前記長手方向縁部（１１０ｅ，１１５ｅ）は、前記端面（１０４ａ，１０４ｂ）から最大で５０００μｍ突出する
   という以上の追加の特徴の少なくとも１つを有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の電池。

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