JP2023549508A - 捲回式電極アセンブリ、電池セル、電池及び電力消費装置 - Google Patents

捲回式電極アセンブリ、電池セル、電池及び電力消費装置 Download PDF

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Abstract

本願の実施例は捲回式電極アセンブリ、電池セル、電池、電力消費装置、電極アセンブリの製造方法及びその製造設備を提供し、電池技術分野に関する。電極アセンブリは正極シート及び負極シートを含み、正極シートは第１正極捲回端部及び正極捲回中間段を含み、負極シートは第１部分及び第２部分を含み、負極シートの活物質層は正極シートの活物質層を超え、第１部分の負極活物質層の最大幅と第１正極捲回端部の正極活物質層の最小幅との差は、第２部分の負極活物質層の最大幅と正極捲回中間段の正極活物質層の最小幅との差よりも大きい。該電極アセンブリは、捲回軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させることができる。

Description

本発明は電池技術分野に関し、特に捲回式電極アセンブリ、電池セル、電池、電力消費装置、電極アセンブリの製造方法及びその製造設備に関する。
リチウムイオン蓄電池はそのエネルギー密度が大きく、サイクル特性に優れる等の顕著な利点により、二次電池の主流製品となり、且つ携帯型電子機器、自動車、携帯電話、宇宙船等の分野に広く応用されている。
電池負極材料で一般的なものはグラファイト又はシリコンであるが、そのリチウム吸蔵電位は金属リチウムに近いため、ある条件下で、リチウム析出現象が発生しやすく、それによりリチウムイオン電池のサイクル性能に重大な影響を及ぼし、深刻な場合にはリチウム析出によりリチウムデンドライトが形成されて、電池内の短絡等の安全上の問題を引き起こす可能性がある。
本願の実施例は、電池におけるリチウム析出という課題を改善するための捲回式電極アセンブリ、電池セル、電池、電力消費装置、電極アセンブリの製造方法及びその製造設備を提供する。
第１態様によれば、本願の実施例は、正極シートと、負極シートを含み、前記正極シートは互いに接続された第１正極捲回端部及び正極捲回中間段を含み、前記負極シートは互いに接続された第１部分及び第２部分を含み、前記第１部分は前記第１正極捲回端部に対向して設置され、前記第２部分は前記正極捲回中間段に対向して設置され、前記捲回式電極アセンブリの捲回軸線方向に沿って、前記負極シートの負極活物質層は前記正極シートの正極活物質層を超え、前記第１部分の負極活物質層の最大幅はＨ１であり、前記第１正極捲回端部の正極活物質層の最小幅はＬ１であり、前記第２部分の負極活物質層の最大幅はＨ２であり、前記正極捲回中間段の正極活物質層の最小幅はＬ２であり、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２である、捲回式電極アセンブリを提供する。
上記技術的解決手段において、第１部分の負極活物質層の最大幅と第１正極捲回端部の正極活物質層の最小幅との差を、第２部分の負極活物質層の最大幅と正極捲回中間段の正極活物質層の最小幅との差より大きく設定することにより、すなわち第１正極捲回端部の正極活物質層と第１部分の負極活物質層との最大幅差を、第２部分の負極活物質層と正極捲回中間段の正極活物質層との最大幅差より大きくすることにより、捲回軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさないことによるリチウム析出のリスクを低下させる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、Ｈ１＞Ｈ２である。
上記技術的解決手段において、第１部分が第１正極捲回端部に対向して設置され、第２部分が正極捲回中間段に対向して設置され、第１部分の負極活物質層の最大幅が第２部分の負極活物質層の最大幅より大きいことは、第１部分の負極活物質層が第２部分の負極活物質層に対して幅が増加したことに相当し、エネルギー密度を保証する状況で、捲回軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させることができる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、前記第１部分の負極活物質層の最小幅はＨ３であり、Ｈ３≧Ｈ２である。
上記技術的解決手段において、第１部分の負極活物質層の最小幅は第２部分の負極活物質層の最大幅以上であり、捲回軸線方向に沿って、第１部分の負極活物質層の第１正極捲回端部の正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすことを防ぐ。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、０．３ｍｍ≦Ｈ１－Ｈ２≦３ｍｍである。
上記技術的解決手段において、捲回軸方向に沿って、第１部分の負極活物質層の幅が大きすぎると、セパレータの幅を超える可能性があり、さらにトップカバーアセンブリと干渉して、短絡のリスクを増加させる可能性がある。第１部分の負極活物質層の幅のサイズが不十分である場合、捲回軸線方向に沿って、負極シートの正極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たすことができない。従って、０．３ｍｍ≦Ｈ１－Ｈ２≦３ｍｍは捲回式電極アセンブリの安全な使用を保証するだけでなく、捲回軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させることができる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、前記捲回軸線方向に沿って、前記第１部分の負極活物質層の一端の少なくとも一部は、前記第２部分の負極活物質層に対応する一端を超え、前記第１部分の負極活物質層の他端は前記第２部分の負極活物質層の他端と面一である。
上記技術的解決手段において、捲回軸線方向に沿って、第１部分の負極活物質層の一端の少なくとも一部は第２部分の負極活物質層の対応する一端を超え、第１部分の負極活物質層の他端は第２部分の負極活物質層の他端と面一であり、これにより第１部分の負極活物質層を第２部分の負極活物質層に対して捲回軸線方向の側から幅を広げることができ、負極シートの成形方式が簡単になり、加工の難度を低下させる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、前記負極シートはさらに負極タブを含み、前記捲回軸線方向に沿って、前記負極タブは前記負極シートの一端に位置し、前記第１部分の負極活物質層の前記負極タブに近い一端は、少なくとも一部が前記第２部分の負極活物質層の対応する一端を超える。
上記技術的解決手段において、捲回軸線方向に沿って、第１部分の負極活物質層の負極タブに近い一端は、少なくとも一部が第２部分の負極活物質層の対応する一端を超え、これによりダイカットして負極タブを形成する過程において、第１部分の負極活物質層と第２部分の負極活物質層に幅の差を有する負極シートを形成することができ、すなわち負極シートの従来の成形工程を利用して、第１部分の負極活物質層と第２部分の負極活物質層に幅の差を有する負極シートを形成することができる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、前記負極シートはさらに負極タブを含み、前記捲回軸線方向に沿って、前記負極タブは前記負極シートの一端に位置し、前記第１部分の前記負極タブに近い一端は前記第２部分の対応する一端を超え、前記第１部分の他端は前記第２部分の他端と面一である。
上記技術的解決手段において、捲回軸線方向に沿って、第１部分の負極タブに近い一端は第２部分の対応する一端を超え、第１部分の他端は第２部分の他端と面一であり、ダイカットして負極タブを形成する過程において、第１部分と第２部分に幅の差を有する負極シートを形成することができ、すなわち負極シートの従来の成形工程を利用して、第１部分と第２部分に幅の差を有する負極シートを形成することができる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、捲回方向に沿って、前記第１部分は前記第２部分に接続される接続面を有し、前記負極タブの数は複数であり、複数の前記負極タブのうちの１つの負極タブは前記捲回軸線方向に沿って前記第１部分から突出し、且つ前記第２部分に近い第１側面を有し、前記第１側面は前記接続面と面一である。
上記技術的解決手段において、第１部分の接続面と負極タブの１つの側面とが面一であり、接続面は２つの負極タブの間に位置していないため、捲回中及び捲回完了後に、第１部分と第２部分に幅の差が存在することで第１部分と第２部分の接続位置で反り上がりセパレータを突き破ることを防ぐことができる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、捲回軸線方向に沿って、前記第１部分から突出する負極タブに負極活物質層が設けられ、且つ前記第１部分から突出する負極タブ上の負極活物質層は前記第１部分の負極活物質層に接続される。
上記技術的解決手段において、第１部分から突出する負極タブ上の負極活物質層が第１部分の負極活物質層に接続されることは、第１部分の一部の位置の負極活物質層の幅をさらに大きくすることに相当し、捲回軸線方向において、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを、さらに低下させることができる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、前記捲回式電極アセンブリは直線領域及び２つの折り曲げ領域を含み、前記２つの折り曲げ領域はそれぞれ前記直線領域の両端に接続され、前記第１部分は前記直線領域を少なくとも２回通過する。
上記技術的解決手段において、直線領域を２回通過すると、第１正極捲回端部と第１部分が相対的にずれる可能性は小さくなり、第１部分が直線領域を少なくとも２回通過するため、第１正極捲回端部と第１部分に相対的なずれが生じることが原因で、捲回軸線方向において、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを、可能な限り低下させることができる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、前記正極シートはさらに第２正極捲回端部を含み、前記第１正極捲回端部及び前記第２正極捲回端部はそれぞれ前記正極捲回中間段の両端に接続され、前記負極シートはさらに第３部分を含み、前記第１部分と前記第３部分はそれぞれ前記第２部分の両端に接続され、前記第３部分と前記第２正極捲回端部は対向して設置され、前記第３部分の負極活物質層の最大幅はＨ４であり、前記第２正極捲回端部の正極活物質層の最小幅はＬ３であり、Ｈ４－Ｌ３＞Ｈ２－Ｌ２である。
上記技術的解決手段において、正極シートはさらに第２正極捲回端部を含み、負極シートはさらに第３部分を含み、第２正極捲回端部と第３部分は対向して配置される。第１正極捲回端部の正極活物質層と第１部分の負極活物質層との最大幅差は、第２部分の負極活物質層と正極捲回中間段の正極活物質層との最大幅差より大きく、第２正極捲回端部の正極活物質層と第３部分の負極活物質層との最大幅差は、第２部分の負極活物質層と正極捲回中間段の正極活物質層との最大幅差より大きく、捲回軸線方向において、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させることができる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、Ｈ４＞Ｈ２である。
上記技術的解決手段において、第３部分が第２正極捲回端部に対向して設置され、第２部分が正極捲回中間段に対向して設置され、第３部分の負極活物質層の最大幅が第２部分の負極活物質層の最大幅より大きいことは、第３部分の負極活物質層が第２部分の負極活物質層に対して幅が増加したことに相当し、エネルギー密度を保証する状況で、捲回軸線方向において、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させることができる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、前記第３部分の負極活物質層の最小幅はＨ５であり、Ｈ５≧Ｈ２である。
上記技術的解決手段において、第３部分の負極活物質層の最小幅は第２部分の負極活物質層の最大幅以上であり、捲回軸線方向において、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、前記第１正極捲回端部の正極活物質層の最大幅はＬ４であり、前記正極捲回中間段の正極活物質層の最大幅はＬ５であり、Ｌ４＜Ｌ５である。
上記技術的解決手段において、第１正極捲回端部の正極活物質層の最大幅は、正極捲回中間段の正極活物質層の最大幅より小さく、これにより第１正極捲回端部の正極活物質層と第１部分の負極活物質層との最大幅差は、第２部分の負極活物質層と正極捲回中間段の正極活物質層との最大幅差より大きくなり、正極シートの第１正極捲回端部の幅を変えることにより、捲回軸線方向において、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こす可能性を低下させる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、前記捲回軸線方向に沿って、前記正極捲回中間段の正極活物質層の一端の少なくとも一部は、前記第１正極捲回端部の正極活物質層に対応する一端を超え、前記正極捲回中間段の正極活物質層の他端は前記第１正極捲回端部の正極活物質層の他端と面一である。
上記技術的解決手段において、捲回軸線方向に沿って、正極捲回中間段の正極活物質層の一端の少なくとも一部は、第１正極捲回端部の正極活物質層に対応する一端を超え、正極捲回中間段の正極活物質層の他端は第１正極捲回端部の正極活物質層の他端と面一であり、これにより第１正極捲回端部の正極活物質層を正極捲回中間段の正極活物質層に対して捲回軸線方向の側から幅を広げることができ、正極シートの成形方式が簡単になり、加工の難度を低下させる。
本願の第１態様のいくつかの実施例において、前記正極シートはさらに正極タブを含み、前記捲回軸線方向に沿って、前記正極タブは前記正極シートの一端に位置し、前記正極捲回中間段の正極活物質層の前記正極タブに近い一端は、少なくとも一部が前記第１正極捲回端部の正極活物質層に対応する一端を超える。
上記技術的解決手段において、正極捲回中間段の正極活物質層の正極タブに近い一端は、少なくとも一部が第１正極捲回端部の正極活物質層に対応する一端を超え、これにより正極タブをダイカットして形成する過程において、第１正極捲回端部の正極活物質層と正極捲回中間段の正極活物質層に幅の差を有する正極シートを形成することができ、すなわち正極シートの本来の成形工程を利用して、第１正極捲回端部の正極活物質層と正極捲回中間段の正極活物質層に幅の差を有する正極シートを形成することができる。
第２態様によれば、本願の実施例は、第１態様のいずれかの実施例に係る捲回式電極アセンブリを含む電池セルを提供する。
上記技術的解決手段において、電池セルは第１態様のいずれかの実施例に係る捲回式電極アセンブリを含み、電池セルは、捲回軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こす可能性が低い。
第３態様によれば、本願の実施例は、第２態様の実施例に係る電池セルを含む電池を提供する。
上記技術的解決手段において、電池は第２態様の実施例が係る電池セルを含み、電池は、捲回軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こす可能性が低い。
第４態様によれば、本願の実施例は、第２態様の実施例に係る電池セルを含む電力消費装置を提供する。
上記技術的解決手段において、電力消費装置は第２態様の実施例に係る電池セルを含み、電力消費装置の電池セルは、捲回軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こす可能性が低い。
第５態様によれば、本願の実施例は、互いに接続された第１正極捲回端部及び正極捲回中間段を含む正極シートを提供するステップと、互いに接続された第１部分及び第２部分を含む負極シートを提供するステップと、前記前記第１部分が前記第１正極捲回端部に対向して設置され、前記第２部分が前記正極捲回中間段に対向して設置されるように、前記正極シートと前記負極シートを捲回して前記捲回式電極アセンブリを形成するステップと、を含み、前記捲回式電極アセンブリの捲回軸線方向に沿って、前記負極シートの負極活物質層は前記正極シートの正極活物質層を超え、前記第１部分の負極活物質層の最大幅はＨ１であり、前記第１正極捲回端部の正極活物質層の最小幅はＬ１であり、前記第２部分の負極活物質層の最大幅はＨ２であり、前記正極捲回中間段の正極活物質層の最小幅はＬ２であり、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２である、捲回式電極アセンブリの製造方法を提供する。
上記技術的解決手段において、提供される負極シートの第１部分の負極活物質層の最大幅と、提供される正極シートの第１正極捲回端部の正極活物質層の最小幅との差は、負極シートの第２部分の負極活物質層の最大幅と、正極シートの正極捲回中間段の正極活物質層の最小幅との差よりも大きく、捲回技術や捲回設備等による第１部分と第１正極捲回端部との相対的なずれが原因で、捲回軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させることができる。
第６態様によれば、本願の実施例は、互いに接続された第１正極捲回端部及び正極捲回中間段を含む正極シートを提供するように構成される第１提供装置と、互いに接続された第１部分及び第２部分を含む負極シートを提供するように構成される第２提供装置と、前記第１部分が前記第１正極捲回端部に対向して設置され、前記第２部分が前記正極捲回中間段に対向して設置されるように、前記正極シートと前記負極シートを捲回する組み立て装置と、を含み、前記捲回式電極アセンブリの捲回軸線方向に沿って、前記負極シートの負極活物質層は前記正極シートの正極活物質層を超え、前記第１部分の負極活物質層の最大幅はＨ１であり、前記第１正極捲回端部の正極活物質層の最小幅はＬ１であり、前記第２部分の負極活物質層の最大幅はＨ２であり、前記正極捲回中間段の正極活物質層の最小幅はＬ２であり、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２である、捲回式電極アセンブリの製造設備を提供する。
上記技術的解決手段において、第１提供装置及び第２提供装置が提供する正極シート及び負極シートは、捲回して捲回式電極アセンブリを形成する過程において、捲回軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させることができる。
本願の実施例における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下に本願の実施例に必要な図面を簡単に説明し、理解すべきことは、以下に示された図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、図面に基づいて他の図面をさらに取得することができる。
本願のいくつかの実施例に係る車両の構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る電池の分解図である。 本願のいくつかの実施例に係る電池セルの分解図である。 本願のいくつかの実施例に係る捲回式電極アセンブリの構造概略図である。 図４のＰ０－Ｐ０方向の断面図である。 本願のいくつかの実施例に係る第１正極捲回端部が正極捲回終了段である電極アセンブリの構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る第１部分の負極活物質層の最大幅位置と第１正極捲回端部の正極活物質層の最小幅位置が互いにずれた電極アセンブリの構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る第１部分の負極活物質層の最大幅位置が第１正極捲回端部の正極活物質層の最小幅位置に対応する電極アセンブリの構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る負極シートの構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る第１部分の一端が第２部分を超える負極シートの構造概略図である。 従来技術におけるダイカットして負極シートを形成する概略図である。 本願の別の実施例に係る第１部分の一端が第２部分を超える負極シートの構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る第１部分が非等幅の負極シートの構造概略図である。 本願のさらに別の実施例に係る第１部分が非等幅の負極シートの構造概略図である。 本願のさらに別の実施例に係る負極シートの構造概略図である。 本願のさらに別の実施例に係る負極シートの構造概略図である。 本願のさらに別の実施例に係る負極シートの構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る接続面が斜面である負極シートの構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る第１側面と接続面が面一ではない負極シートの構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る負極タブの負極活物質層と負極本体の負極活物質層が接続された負極シートの構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る電極アセンブリの構造概略図である。 図１９のＰ１－Ｐ１方向の断面図である。 本願の別の実施例が提供する電極アセンブリの構造概略図である。 別の状況における図２１のＰ２－Ｐ２方向の断面図である。 さらに別の状況における図２１のＰ２－Ｐ２方向の断面図である。 本願のいくつかの実施例に係る第１延伸部を有する電極アセンブリの構造概略図である。 本願の別の実施例に係る第１延伸部を有する電極アセンブリの構造概略図である。 本願のさらに別の実施例に係る電極アセンブリの構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る第１部分、第２部分及び第３部分を有する負極シートの構造概略図である。 図２８のＰ３－Ｐ３方向の断面図である。 本願のさらに別の実施例に係る捲回式電極アセンブリの構造概略図である。 図２９のＰ４－Ｐ４方向の断面図である。 本願のさらに別の実施例に係る電極アセンブリの構造概略図である。 別の状況における図３１のＰ５－Ｐ５方向の断面図である。 さらに別の状況における図３１のＰ５－Ｐ５方向の断面図である。 本願の別の実施例に係る第２延伸部を有する電極アセンブリの構造概略図である。 本願の別の実施例に係る正極シートの構造概略図である。 本願の別の実施例に係る正極シートの構造概略図である。 本願のさらに別の実施例に係る正極シートの構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る電極アセンブリの製造方法のフローチャートである。 本願のいくつかの実施例に係る電極アセンブリの製造装置の構造概略ブロック図である。
図面において、図面は実際の比率に従って描かれたものではない。
本願の実施例の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下に本願の実施例における図面を参照しながら、本願の実施例における技術的解決手段を明確に説明し、明らかに、説明される実施例は本願の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。本願の実施例に基づき、当業者が創造的な労力を要することなく取得した全ての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。
別途定義されない限り、本願で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本願の当業者が一般的に理解するものと同じ意味を有する。本願の明細書で使用される用語は、単に具体的な実施例を説明することが目的であり、本願を限定することを意図したものではない。本願の明細書と特許請求の範囲及び上記図面の説明における「含む」及び「有する」という用語及びそれらの類語は、排他的ではないものを意図している。本願の明細書と特許請求の範囲又は上記図面における「第１」、「第２」等の用語は異なる対象を区別するために用いられ、特定の順序又は主従関係を説明するために用いられるものではない。
本願における「実施例」への言及は、実施例に関連して説明される特定の特徴、構造又は特性が、本願の少なくとも１つの実施例に含まれ得ることを意味する。本明細書の各所に該「実施例」という語が出現しても、必ずしも全てが同じ実施例を指すわけではなく、他の実施例と相互に排他的で独立した又は代替的な実施例を指すものでもない。
本願の記載において説明すべきことは、特に明確に規定及び限定しない限り、「取り付ける」、「つながっている」、「接続」、「取り付け」という用語は広義に理解すべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、又は一体接続であってもよい。直接つながっていてもよく、中間媒体を介して間接的につながっていてもよく、又は２つの素子内部の連通であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。
本願の実施例において、同一の符号は同一の部材を示し、異なる実施例においては、簡潔にするために同一の部材の詳細で重複な説明を省略する。なお、図面に示される本願の実施例における各部材の厚さ、長さ、幅等の寸法、及び集積装置の全体の厚さ、長さ、幅等の寸法は例示的な説明に過ぎず、本願を何ら限定するものではない。
本願に出現する「複数」は２つ以上（２つを含む）を指す。
本願の実施例において、電池セルはリチウムイオン二次電池、リチウムイオン一次電池、リチウム硫黄電池、ナトリウムリチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池又はマグネシウムイオン電池等を含むことができ、本願の実施例はこれに限定されない。電池セルは円筒、扁平体、直方体、又は他の形状等であってもよく、本願の実施例はこれにも限定されない。電池セルは一般的にパッケージの方式により円筒形電池セル、角形電池セル及びソフトパック電池セルの３種類に分けられ、本願の実施例はこれにも限定されない。
本願の実施形態で言及される電池は、より高い電圧及び容量を提供するために１つ以上の電池セルを含む単一の物理的モジュールを指す。例えば、本願で言及される電池は、電池モジュール又は電池パックなどを含むことができる。電池は、一般的に１つ又は複数の電池セルをパッケージ化するための筐体を含む。筐体は他の異物が電池セルの充放電に影響を及ぼすことを防止することができる。
電池セルは電極アセンブリ及び電解液を含み、電極アセンブリは正極シート、負極シート及びセパレータから構成される。電池セルは、主に金属イオンが正極シートと負極シートとの間を移動することによって動作する。正極シートは正極集電体及び正極活物質層を含み、正極活物質層は正極集電体の表面に塗布される。リチウムイオン電池を例とすると、正極集電体の材料はアルミニウムであってもよく、正極活物質はコバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元系リチウム又はマンガン酸リチウム等であってもよい。負極シートは負極集電体及び負極活物質層を含み、負極活物質層は負極集電体の表面に塗布される。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質は炭素又はシリコン等であってもよい。大電流によって溶断が発生しないことを保証するために、正極タブの数は複数であり且つ一体に積層され、負極タブの数は複数であり且つ一体に積層される。セパレータの材質は、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）又はＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリエチレン）等であってもよい。なお、本願において、電極アセンブリは捲回式構造である。
電池技術の発展には多方面の設計要素、例えば、エネルギー密度、サイクル寿命、放電容量、充放電効率等の性能パラメータを同時に考慮する必要があり、また、電池の安全性を考慮する必要がある。リチウム析出は電池の電気的特性及び安全性に影響を与える主な要因の一つであり、一旦リチウム析出が発生すると、電池の電気的特性を低下させるだけでなく、リチウム析出量の累積に伴い、デンドライトが形成されやすく、デンドライトはセパレータを突き破り、電池内の短絡を引き起こす可能性があり、安全上のリスクが生じる。リチウム析出の原因は多数存在する。
発明者らは、電極アセンブリの捲回開始端及び捲回終了端にリチウム析出の問題があることを発見し、分析の結果、捲き軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさないことが、リチウム析出の主な原因の一つであることを発見した。詳細な研究の結果として、捲回軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさない原因は以下のとおりである。
電極アセンブリの先端（電極アセンブリの捲回開始端）については、その材料供給位置が正確でないこと、捲回して形成される捲回式電極アセンブリに対して捲回軸体の供給及び引き抜きを行うこと、捲回装置の構造に誤差があること、又は正極シートの先端と負極シートの先端が拘束されないことで、正極シートの先端と負極シートの先端の相対的なずれが生じやすく、それにより捲回軸線方向に沿って、負極シートの正極シートを超える部分のサイズが設計要件を満たさなくなる。
電極アセンブリの末端（電極アセンブリの捲回終了端）については、捲回の終了直前に負極シートが切断されるため、切断後に負極シートの末端に張力がかからず、捲回終了時に負極シートの末端が正極シートの末端に対してずれやすい。また捲回完了後、電極アセンブリを移動させてホットプレスする必要があり、搬送過程において正極シートの末端と負極シートの末端に相対的なずれが生じやすく、それにより捲回軸線方向に沿って、負極シートの正極シートを超える部分のサイズが設計要件を満たさなくなる。
これに鑑み、本願の実施例は、先端又は末端位置における負極シートの負極活物質層と正極シートの正極活物質層との最大幅差を、中間段の負極活物質層と正極シートの正極活物質層との最大幅差よりも大きくすることにより、捲回軸線方向に沿って、負極シートの負極活物質層の正極シートの正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させる技術的解決手段を提供する。
本願の実施例に記載の技術的解決手段は電池及び電池を使用する電力消費装置に適用される。
電力消費装置は車両、携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、船舶、宇宙機、電動玩具、電動工具などであってもよい。車両はガソリン自動車、天然ガス自動車又は新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は純粋な電気自動車、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー自動車等であってもよい。宇宙船は航空機、ロケット、スペースシャトル及びスペースシップ等を含む。電動玩具はゲーム機、電動自動車玩具、電動船舶玩具及び電動航空機玩具等の固定式又は移動式の電動玩具を含む。電動工具は電動ドリル、電動グラインダ、電動レンチ、電動ドライバ、電動ハンマ、電動インパクトドライバ、コンクリートバイブレータ及び電動カンナ等の金属切削電動工具、研磨電動工具、組立電動工具及び鉄道用電動工具を含む。本願の実施例は上記電力消費装置について特に限定しない。
以下の実施例では説明の便宜上、電力消費装置を車両１０００として説明する。
図１を参照し、図１は本願のいくつかの実施例に係る車両１０００の構造概略図である。車両１０００の内部に電池１００が設置され、電池１００は車両１０００の底部又は前側又は後側に設置されてもよい。電池１００は、車両１０００へ電力を供給するために用いることができ、例えば、車両１０００の動作電源として用いることができる。車両１０００はさらにコントローラ２００及びモータ３００を含むことができ、コントローラ２００は、電池１００がモータ３００へ電力を供給するように制御するために用いられ、例えば、車両１０００の起動、ナビゲーション及び走行時の動作電力の必要を賄う。
本願のいくつかの実施例において、電池１００は車両１０００の動作電源としてだけでなく、車両１０００の駆動電源として、燃料又は天然ガスを代替又は部分的に代替して車両１０００に駆動動力を提供することができる。
図２に示すように、電池１００は筐体１０及び電池セル２０を含み、電池セル２０は筐体１０内に収容され、筐体１０は電池セル２０に収容空間を提供し、筐体１０は第１筐体部１１及び第２筐体部１２を含み、第１筐体部１１及び第２筐体部１２は電池セル２０を収容するための収容空間を共に画定するように配置される。電池１００において、電池セル２０は、１つであってもよく、複数であってもよい。電池セル２０が複数であれば、複数の電池セル２０の間は直列接続又は並列接続又は直並列接続することができ、直並列接続とは複数の電池セル２０に直列接続だけでなく並列接続もあることを指す。複数の電池セル２０の間を直接、直列接続又は並列接続又は直並列接続し、次いで複数の電池セル２０で構成された全体を筐体１０内に収容することができる。なお、複数の電池セル２０が、まず直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池モジュールを構成し、複数の電池モジュールがさらに直列接続又は並列接続又は直並列接続されて一体に形成され、筐体１０内に収容されてもよい。電池セル２０は円筒、扁平体、又は他の形状等であってもよい。
いくつかの実施例において、電池１００はさらにバス部材（図示せず）を含むことができ、複数の電池セル２０の間はバス部材によって電気的な接続が実現されて、複数の電池セル２０の直列接続又は並列接続又は直並列接続を実現する。
図３を参照し、図３に示すのは本願のいくつかの実施例に係る電池セル２０の分解図である。電池セル２０は外ケース２１、エンドカバーアセンブリ２２及び電極アセンブリ２３を含み、外ケース２１は開口を有し、電極アセンブリ２３は外ケース２１内に収容され、エンドカバーアセンブリ２２は開口に被せるために用いられる。外ケース２１は円筒、扁平体等の様々な形状とであってもよい。外ケース２１の形状は、電極アセンブリ２３の具体的な形状によって決定される。例えば、電極アセンブリ２３が円筒構造である場合、外ケース２１は円筒構造を選択することができ、電極アセンブリ２３が扁平体構造である場合、外ケース２１は扁平体構造を選択することができる。外ケース２１の材質はいくつもあり、例えば、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、アルミニウム合金等であってもよく、本願の実施例はこれについて特に限定しない。
電池セル２０の電極アセンブリ２３は、１つであってもよく、複数であってもよい。図３は、外ケース２１が直方体であり、２つの電極アセンブリ２３が扁平体である電池セル２０を例示する。図３において、２つの電極アセンブリ２３が並んで配置される。
図４、図５を参照し、図４は本願のいくつかの実施例が提供する捲回式電極アセンブリ２３の構造概略図であり、図５は図４におけるＰ０－Ｐ０方向の断面図である。電極アセンブリ２３は正極シート２３１、負極シート２３２及びセパレータ２３３を含み、正極シート２３１、負極シート２３２及びセパレータ２３３が積層して設けられ、且つ捲回方向Ａに沿って捲回されて電極アセンブリ２３が形成される。セパレータ２３３は正極シート２３１と負極シート２３２とを隔離して、電池１００又は電池セル２０の内部短絡を防ぐために用いられる。
正極シート２３１は正極タブ２３１１及び正極本体２３１２を含み、正極シート２３１の正極本体２３１２は、互いに接続された第１正極捲回端部２３１２１及び正極捲回中間段２３１２２を含み、正極タブ２３１１は捲回軸線方向Ｂに沿って正極本体２３１２から突出する。負極シート２３２は負極本体２３２２及び負極タブ２３２１を含み、負極シート２３２の負極本体２３２２は互いに接続された第１部分２３２２１及び第２部分２３２２２を含み、負極タブ２３２１は捲回軸線方向Ｂに沿って負極本体２３２２から突出する。正極シート２３１の厚さ方向に沿って、正極タブ２３１１は正極本体２３１２から突出してもよく又は正極本体２３１２から突出しなくてもよく、例えば、正極タブ２３１１が、正極本体２３１２の捲回軸線方向Ｂに沿った一端に溶接される場合、正極タブ２３１１は厚さ方向に沿って正極本体２３１２から突出させることができ、正極タブ２３１１が、正極集電体をダイカットすることで形成される場合、正極タブ２３１１は正極本体２３１２から突出しなくてもよい。負極シート２３２の厚さ方向に沿って、負極タブ２３２１は負極本体２３２２から突出してもよく負極本体２３２２から突出しなくてもよく、例えば、負極タブ２３２１が負極本体２３２２の捲回軸線方向Ｂに沿った一端に溶接される場合、負極タブ２３２１は厚さ方向に沿って負極本体２３２２から突出させることができ、負極タブ２３２１が、負極集電体をダイカットすることで形成される場合、負極タブ２３２１は負極本体２３２２から突出しなくてもよい。電極アセンブリは、捲回状態において、正極シート２３１の厚み方向が電極アセンブリ２３の捲回軸線方向Ｂに垂直であり、負極シート２３２の厚み方向が電極アセンブリ２３の捲回軸線方向Ｂに垂直である。
第１部分２３２２１は第１正極捲回端部２３１２１に対向して設置され、第２部分２３２２２は正極捲回中間段２３１２２に対向して設置され、捲回式電極アセンブリ２３の捲回軸線方向Ｂに沿って、負極シート２３２の負極活物質層は正極シート２３１の正極活物質層を超え、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最大幅はＨ１であり、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの最小幅はＬ１であり、第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅はＨ２であり、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの最小幅はＬ２であり、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２である。
第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最大幅と第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの最小幅との差を、第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅と正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの最小幅との差よりも大きく設定することにより、すなわち第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａと第１部分の負極活物質層２３２２１ａとの最大幅差を、第２部分の負極活物質層２３２２２ａと正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａとの最大幅差よりも大きくすることにより、捲回軸線方向Ｂに沿って、負極シート２３２の負極活物質層の正極シート２３１の正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさないことによるリチウム析出のリスクを低下させる。
なお、正極シート２３１の正極活物質の幅及び負極シート２３２の負極活物質の幅は、いずれも捲回式電極アセンブリ２３の捲回軸線方向Ｂに沿ったサイズを意味する。第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最大幅とは、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの捲回軸線方向Ｂに沿った最大サイズを指し、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの最小幅とは、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの捲回軸線方向Ｂに沿った最小サイズを指し、第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅とは、第２部分の負極活物質層２３２２２ａの捲回軸線方向Ｂに沿った最大サイズを指し、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの最小幅とは、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの捲回軸線方向Ｂに沿った最小サイズを指す。
最大幅差とは、最大幅と最小幅との差であり、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａと第１部分の負極活物質層２３２２１ａとの最大幅差とは、Ｈ１－Ｌ１を指し、第２部分の負極活物質層２３２２２ａと正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａとの最大幅差とは、Ｈ２－Ｌ２を指す。
いくつかの実施例において、引き続き図４、図５を参照し、第１正極捲回端部２３１２１は正極捲回開始段であり、第１正極捲回端部２３１２１は、正極捲回開始段の開始端２３１２１ｂから捲回式電極アセンブリ２３の捲回方向Ａに沿って一定の距離捲回された正極本体２３１２であり、正極捲回中間段２３１２２は、第１正極捲回端部２３１２１の末端（正極捲回開始段の末端２３１２１ｃ）に接続され、且つ捲回式電極アセンブリ２３の捲回方向Ａに沿って一定の距離捲回された正極本体２３１２である。
本願の図における太い線で示された部分が、負極シート２３２の負極活物質層の幅が増加する部分であることは、負極シート２３２の太い線の部分の厚さが負極シート２３２の細い線の部分の厚さよりも大きいことを示さず、電極アセンブリが捲回状態において、負極シート２３２の厚さ方向が電極アセンブリ２３の捲回軸線方向Ｂに垂直である。
第１部分２３２２１は第１正極捲回端部２３１２１に対向して設置され、すなわち第１部分２３２２１は正極捲回開始段に対向して設置され、さらに説明すべきこととして、第１部分の開始端２３２２１ｄは正極捲回開始段の開始端２３１２１ｂに対応し、第１部分の末端２３２２１ｅは正極捲回開始段の末端２３１２１ｃに対応する。
第１正極捲回端部２３１２１が正極捲回開始段である場合、正極捲回開始端の正極活物質層と第１部分の負極活物質層２３２２１ａは、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２を満たし、材料供給位置が正確でないこと、捲回して形成される捲回式電極アセンブリに対して捲回軸体の供給及び引き抜きを行うこと、捲回装置の構造に誤差があること、又は正極捲回開始段と第１部分２３２２１が拘束されないことにより、正極捲回開始段と第１部分２３２２１に相対的なずれが生じることが原因で、捲回軸線方向Ｂに沿って、負極シート２３２の正極シート２３１を超える部分のサイズが設計要件を満たさなくなるという可能性を低下させることができる。
いくつかの実施例において、図６に示すように、第１正極捲回端部２３１２１は正極捲回終了段であり、第１正極捲回端部２３１２１は、正極捲回終了段の末端２３１２１ｄから捲回式電極アセンブリ２３の捲回方向Ａの逆方向に沿って一定の距離を捲回された正極本体２３１２であり、正極捲回中間段２３１２２は、第１正極捲回端部２３１２１の始端（正極捲回終了段の始端２３１２１ｅ）に接続され、且つ捲回式電極アセンブリ２３の捲回方向Ａの逆方向に沿って一定の距離捲回された正極本体２３１２である。
第１部分２３２２１は第１正極捲回端部２３１２１に対向して設置され、即ち第１部分２３２２１は正極捲回終了段に対向して設置され、さらに説明すべきこととして、第１部分の末端２３２２１ｅは正極捲回終了段の末端２３１２１ｄに対応し、第１部分の始端２３２２１ｄは正極捲回終了段の始端２３１２１ｅに対応する。正極捲回終了段の正極活物質層と第１部分の負極活物質層２３２２１ａは、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２を満たし、捲回の終了直前に、負極シート２３２が切断されると第１部分２３２２１に張力がなくなり、さらには捲回完了後に、電極アセンブリ２３を移動させてホットプレスする必要があり、搬送過程において第１部分２３２２１の正極捲回終了段に対するずれが生じることが原因で、捲回軸線方向Ｂに沿って、負極シート２３２の正極シート２３１を超える部分のサイズが設計要件を満たさなくなるという可能性を低下させることができる。
捲回方向Ａに沿って、第１部分における負極活物質層２３２２１ａに、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａにおける各位置に対応する位置がある。いくつかの実施例において、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最大幅位置と、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの最小幅位置とは、互いにずれている。例示的に、図７において、Ｍ１は、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最大幅を有する位置であり、Ｎ１は、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの最小幅を有する位置であり、Ｍ１とＮ１とは捲回方向Ａにおいてずれている。図７において、セパレータ２３３を示す点線以外の点線は、Ｍ１とＮ１との相対的な位置関係を明確にするためだけに用いられる。
いくつかの実施例において、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最大幅位置は、第１正極捲回端部２３１２１の最小幅位置に対応する。例示的に、図８において、Ｍ２は、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最大幅を有する位置であり、Ｎ２は、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの最小幅を有する位置であり、Ｍ２とＮ２は対応する。図８において、セパレータ２３３を示す点線以外の点線は、Ｍ２とＮ２との相対的な位置関係を明確にするためだけに用いられる。
第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａと第１部分の負極活物質層２３２２１ａとの最大幅差が、第２部分の負極活物質層２３２２２ａと正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａとの最大幅差よりも大きいことを実現しようとすると、負極シート２３２、正極シート２３１、又は正極シート２３１と負極シート２３２とを同時に改良することができる。
いくつかの実施例において、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａと第１部分の負極活物質層２３２２１ａとの最大幅差が、第２部分の負極活物質層２３２２２ａと正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａとの最大幅差よりも大きくなるように、負極シート２３２の構造を改良する。
いくつかの実施例において、図９を参照し、図９は本願のいくつかの実施例に係る負極シート２３２の構造概略図である。捲回軸線方向Ｂに沿って（図に示す幅方向Ｃと同じ）、第１部分の負極活物質層２３２２１ａと第２の部分の負極活物質層２３２２２ａとの間には幅の差が存在し、Ｈ１＞Ｈ２であり、第１部分の負極活物質層２３２２１ａが第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対して幅が増加したことに相当し、エネルギー密度を保証する状況で、捲回軸線方向Ｂに沿って、負極シート２３２の負極活物質層の正極シート２３１の正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させることができる。
いくつかの実施例において、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最小幅は、Ｈ３であり、Ｈ３≧Ｈ２である。第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最大幅は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅より大きく、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最小幅は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅以上であり、第１正極捲回端部２３１２１と第１部分２３２２１とに相対的なずれが生じることが原因で、捲回軸線方向Ｂに沿って、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａを超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き超す可能性を低下させることができる。
第１部分２３２２１の幅が大きすぎると、セパレータ２３３の幅を超える可能性があり、さらにはエンドカバーアセンブリ２２（図３に示す）と干渉して、短絡リスクを増加させる可能性があり、第１部分２３２２１の幅が小さすぎると捲回装置の公差に影響されやすく、第１正極捲回端部２３１２１を覆う役割を果たすことができない。いくつかの実施例において、０．３ｍｍ≦Ｈ１－Ｈ２≦３ｍｍであり、捲回式電極アセンブリ２３の安全な使用を保証でき、負極シート２３２の第１部分２３２２１が第１正極捲回端部２３１２１を覆い、捲回軸線方向Ｂに沿って、負極シート２３２の負極活物質層の正極シート２３１の正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさなくなる可能性を低下させることができる。いくつかの実施形態において、０．３ｍｍ≦Ｈ１－Ｈ２≦１．５ｍｍである。
いくつかの実施例において、引き続き図９を参照し、第１部分の負極活物質層２３２２１ａは等幅構造であり、その場合第１部分の負極活物質層２３２２１ａの幅は同じであり、Ｈ１＝Ｈ３である。
いくつかの実施例において、図９に示すように、捲回軸線方向Ｂに沿って（図に示す幅方向Ｃと同じ）、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの両端は、いずれも第２部分の負極活物質層２３２２２ａの両端を超えている。図９における破線は、第１部分２３２２１と第２部分２３２２２とを区別するためだけのものであり、負極シート２３２の構造には影響しない。
いくつかの実施例において、図１０に示すように、捲回軸線方向Ｂに沿って（図に示す幅方向Ｃと同じ）、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの一端が第２部分の負極活物質層２３２２２ａの対応する一端を超え、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの他端は、前記第２部分の負極活物質層２３２２２ａの他端と面一である。図１０における破線は、第１部分２３２２１と第２部分２３２２２とを区別するためだけのものであり、負極シート２３２の構造には影響しない。
第１部分の負極活物質層２３２２１ａの一端が第２部分の負極活物質層２３２２２ａの対応する一端を超えるとは、捲回軸線方向に沿って、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの一端が第２部分の負極活物質層２３２２２ａの捲き軸線方向Ｂに沿ってそれに最も近い一端を超えることを意味する。
いくつかの実施例において、引き続き図１０を参照し、捲回軸線方向Ｂに沿って（図に示す幅方向Ｃと同じ）、負極タブ２３２１は負極シート２３２の一端に位置し、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１に近い一端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの対応する一端を超え、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの他端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの他端と面一であり、面一であるとは、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの他端と第２部分の負極活物質層２３２２２ａの他端とが同一平面に位置することを意味する。捲回軸線方向Ｂに沿って、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１に近い一端全体は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａの対応する一端を超え、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの他端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの他端と面一である。
一般的に負極シート２３２の成形方式は、図１１に示すように、負極集電体に幅が同じ負極活物質層を塗布し、次いで負極集電体の幅方向Ｃの両側でダイカットして負極タブ２３２１を形成する。さらに幅方向Ｃの中央位置から切断して片側が負極タブ２３２１である２つの負極シート２３２を形成し、即ち図１１における破線方向に沿ってダイカットして２つの負極シート２３２を形成する。第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１に近い一端は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａの対応する一端を超えることで、ダイカットして負極タブ２３２１を形成する過程において、第１部分の負極活物質層２３２２１ａと第２部分の負極活物質層２３２２２ａに幅の差を有する負極シート２３２を形成することができ、すなわち負極シート２３２の従来の成形工程を利用して第１部分の負極活物質層２３２２１ａと第２部分の負極活物質層２３２２２ａに幅の差を有する負極シートを形成することができる。
なお、捲回して電極アセンブリが形成されると、負極集電体の幅方向Ｃは、電極アセンブリの捲回軸線方向Ｂと一致する。
いくつかの実施例において、図１２に示すように、捲回軸線方向Ｂに沿って（図に示す幅方向Ｃと同じ）、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１から離れた一端は、少なくともその一部が第２部分の負極活物質層２３２２２ａの対応する一端を超え、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの他端は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａの他端と面一であってもよい。図１２における破線は、第１部分２３２２１と第２部分２３２２２とを区別するためだけのものであり、負極シート２３２の構造には影響しない。
いくつかの実施例において、第１部分の負極活物質層２３２２１ａは幅変化構造であり、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの幅は一致していない。幅変化構造である第１部分の負極活物質層２３２２１ａは、様々な構造形態がある。
図１３を参照し、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの幅は第２部分２３２２２から離れる方向に沿って徐々に大きくなり、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの任意の位置の幅はいずれも第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅より大きい。図１３における破線は、第１部分２３２２１と第２部分２３２２２とを区別するためだけのものであり、負極シート２３２の構造には影響しない。
図１４に示すように、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの一部の幅は、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの他の部分の幅より狭く、図１４において、第１部分２３２２１から突出する負極タブ２３２１の両側の負極活物質層の幅は、第１部分２３２２１と負極タブ２３２１との接続箇所の負極活物質層の幅より広い。Ｈ３＝Ｈ２の場合、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１に近い一端は、一部が第２部分の負極活物質層２３２２２ａを超え、Ｈ３＞Ｈ２の場合、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１に近い一端は、全体が第２部分の負極活物質層２３２２２ａを超える。図１４における破線は、第１部分２３２２１と第２部分２３２２２とを区別するためだけのものであり、負極シート２３２の構造には影響しない。
第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最大幅が第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅より大きく、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最小幅が第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅より小さくなければ、リチウム析出が発生する可能性を低下させることができる。捲取軸線方向Ｂに沿って、第１部分の負極集電体２３２２１ｂの幅と第２部分の負極集電体２３２２２ｂの幅は同じであっても異なっていてもよい。
いくつかの実施例において、図１５に示すように、捲回軸線方向Ｂに沿って（図に示す幅方向Ｃと同じ）、第１部分の負極集電体２３２２１ｂと第２部分の負極集電体２３２２２ｂの幅が一致し、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１に近い一端と、第１部分の負極集電体２３２２１ｂに対応する一端が面一であり、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの他端と第１部分の負極集電体２３２２１ｂに対応する一端が面一である。第２部分の負極集電体２３２２２ｂの負極タブ２３２１に近い一端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対応する一端を超え、第２部分の負極集電体２３２２２ｂの他端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対応する一端と面一である。第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１に近い一端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの対応する一端を超える。
いくつかの実施例において、図１６に示すように、捲回軸線方向Ｂに沿って（図に示す幅方向Ｃと同じ）、第１部分の負極集電体２３２２１ｂの負極タブ２３２１から離れた一端は第１部分の負極活物質層２３２２１ａに対応する一端を超え、第１部分の負極集電体２３２２１ｂの他端は第１部分の負極活物質層２３２２１ａの他端と面一である。第２部分の負極集電体２３２２２ｂの負極タブ２３２１から離れた一端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対応する一端を超え、第２部分の負極集電体２３２２２ｂの他端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対応する一端と面一である。第１部分の負極集電体２３２２１ｂの負極タブ２３２１から離れた一端は第２部分の負極集電体２３２２２ｂの負極タブ２３２１から離れた一端と面一である。第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１から離れた一端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対応する一端と面一であり、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１に近い一端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの対応する一端を超える。
いくつかの実施例において、図１７に示すように、捲回軸線方向Ｂに沿って（図に示す幅方向Ｃと同じ）、第１部分２３２２１の負極タブ２３２１に近い一端は第２部分２３２２２の対応する一端を超え、第１部分２３２２１の他端は第２部分２３２２２の他端と面一である。理解されるように、第１部分の負極集電体２３２２１ｂの負極タブ２３２１に近い一端は第２部分の負極集電体２３２２２ｂに対応する一端を超え、第１部分の負極集電体２３２２１ｂの他端は第２部分の負極集電体２３２２２ｂの他端と面一である。第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１に近い一端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対応する一端を超え、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの他端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの他端と面一である。第１部分の負極集電体２３２２１ｂの負極タブ２３２１に近い一端は第１部分の負極活物質層２３２２１ａの負極タブ２３２１に近い一端と面一であり、第１部分の負極集電体２３２２１ｂの他端は第１部分の負極活物質層２３２２１ａの他端と面一である。第２部分の負極集電体２３２２２ｂの負極タブ２３２１に近い一端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの負極タブ２３２１に近い一端と面一であり、第２部分の負極集電体２３２２２ｂの他端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの他端と面一である。このような負極シート２３２は負極活物質層の塗布を容易にするだけでなく、ダイカットして負極タブ２３２１を形成する過程において、第１部分２３２２１と第２部分２３２２２に幅の差を有する負極シート２３２を形成することができ、すなわち負極シート２３２の従来の成形工程を利用して第１部分２３２２１と第２部分２３２２２に幅の差を有する負極シートを形成することができる。
いくつかの実施例において、引き続き図１７を参照し、捲回方向Ａにおいて、第１部分２３２２１は、第２部分２３２２２に接続される接続面２３２２１ｃを有し、負極タブ２３２１の数は複数であり、複数の負極タブ２３２１のうちの１つの負極タブ２３２１は捲回軸線方向Ｂに沿って第１部分２３２２１から突出し、且つ第２部分２３２２２に近い第１側面２３２１ａを有し、第１側面２３２１ａは接続面２３２２１ｃと面一である。第１部分２３２２１と第２部分２３２２２が接続された接続面２３２２１ｃは負極タブ２３２１の１つの側面と面一であり、捲回中及び捲回完了後に、接続面２３２２１ｃが拘束されないため反り上がり、セパレータ２３３を突き破ることを防ぐことができる。
いくつかの実施例において、引き続き図１７を参照し、捲回軸線方向Ｂに沿って（図に示す幅方向Ｃと同じ）、第１側面２３２１ａの延伸方向は捲回軸線方向Ｂと一致し、接続面２３２２１ｃは第１側面２３２１ａと平行な平面であり、即ち接続面２３２２１ｃの延伸方向は捲回軸線方向Ｂと一致する。
いくつかの実施例において、図１８に示すように、第１側面２３２１ａは図において第２部分２３２２２に向かって上から下に徐々に傾斜する斜面であり、接続面２３２２１ｃも斜面であり、捲回軸線方向Ｂに沿って、接続面２３２２１ｃは負極タブ２３２１に近い一端から第２部分２３２２２に向かって徐々に傾斜する。
いくつかの実施例において、図１９に示すように、接続面２３２２１ｃは隣接する２つの負極タブ２３２１の間に位置し、且つ任意の負極タブ２３２１の側面と面一ではない。
いくつかの実施例において、負極タブ２３２１の数は１つであってもよく、該負極タブ２３２１の第１側面２３２１ａは接続面２３２２１ｃと面一であるか又は面一ではない。
いくつかの実施例において、図２０に示すように、捲回軸線方向Ｂに沿って（図に示す幅方向Ｃと同じ）、第１部分２３２２１から突出する負極タブ２３２１に負極活物質層が設けられ、且つ第１部分２３２２１から突出する負極タブの負極活物質層２３２１ｂは第１部分２３２２１ａに接続される。負極タブ２３２１の負極活物質層も正極シート２３１を覆う役割を果たすことができ、第１部分２３２２１の一部の位置の負極活物質層の幅をさらに大きくすることに相当し、捲回軸線方向Ｂにおいて、負極シート２３２の負極活物質層の正極シート２３１の正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさず、リチウム析出を引き起こすリスクをさらに低下させることができる。
いくつかの実施例において、図２１を参照し、捲回式電極アセンブリ２３は直線領域Ｉ及び２つの折り曲げ領域ＩＩを含み、２つの折り曲げ領域ＩＩはそれぞれ直線領域Ｉの両端に接続される。第１部分２３２２１は、直線領域Ｉを少なくとも２回通過する。実際には、第１部分２３２２１が直線領域Ｉを２回通過すると、捲回長さは一周に近づき、次の捲回が開始する時、正極捲回開始段の開始端２３１２１ｂ及び負極シート２３２の開始端に対して一定の拘束作用を有し、第１正極捲回端部２３１２１と第１部分２３２２１が相対的にずれる可能性は小さくなり、第１部分２３２２１が直線領域Ｉを少なくとも２回通過するため、第１正極捲回端部２３１２１と第１部分２３２２１とが相対的にずれることにより、捲回軸線方向Ｂに沿って、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの第１部分の負極活物質層２３２２１ａを超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こす可能性を、可能な限り低下させることができる。
正極シート２３１の正極集電体の内外両側にいずれも正極活物質層が塗布され、正極シート２３１の正極集電体の内外両側の正極活物質層の幅は同じであっても異なっていてもよく、負極シート２３２の負極集電体の内外両側にいずれも負極活物質層が塗布され、負極シート２３２の負極集電体の内外両側の負極活物質層の幅は同じであっても異なっていてもよい。
いくつかの実施例において、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの幅と第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの幅とを比較することは、第１部分２３２２１の第１正極捲回端部２３１２１に面する負極活物質層と第１正極捲回端部２３１２１の第１部分２３２２１に面する正極活物質層の幅との比較のみであってもよく、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２を満たすように、第１部分２３２２１の第１正極捲回端部２３１２１に面する負極活物質層の幅のみを増加させてもよい。
なお、正極シート２３１の正極集電体及び負極シート２３２の負極集電体の内側及び外側というのは、捲回軸線に対して、正極シート２３１の正極集電体の捲回軸線に近い側が正極シート２３１の正極集電体の内側であり、正極シート２３１の捲回軸線から遠い側が正極シート２３１の正極集電体の外側であり、負極シート２３２の負極集電体の捲回軸線に近い側が負極シート２３２の負極集電体の内側であり、負極シート２３２の負極集電体の捲回軸線から遠い側が負極シート２３２の負極集電体の外側である。
いくつかの実施例において、図２１、図２２に示すように、第１部分２３２２１は直線領域Ｉを２回通過し、第１正極捲回端部２３１２１は直線領域Ｉを２回通過し、２回の直線領域Ｉに位置する第１部分の負極集電体２３２２１ｂの外側の負極活物質層は、第１正極捲回端部の正極集電体２３１２１ｆの内側の正極活物質に面し、２回の直線領域Ｉに位置する第１部分の負極集電体２３２２１ｂの外側の負極活物質層のみ幅を広げて、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２を満たすことができる。
いくつかの実施例において、図２３、図２４に示すように、第１部分２３２２１は直線領域Ｉを３回通過し、通過する順序（先→後）に応じて順に第１回直線領域、第２回直線領域及び第３回直線領域であり、第１正極捲回端部２３１２１が直線領域Ｉを２回通過する場合、第３回直線領域に位置する第１部分の負極集電体２３２２１ｂの内側の負極活物質層は、第１回直線領域に位置する第１正極捲回端部の正極集電体２３１２１ｆの外側の正極活物質層に面し、第１回直線領域及び第２回直線領域に位置する第１部分の負極集電体２３２２１ｂの外側の負極活物質層が、第１正極捲回端部の正極集電体２３１２１ｆの内側の正極活物質層に面する場合、捲回軸線方向Ｂに沿って、第１回直線領域と第２回直線領域に位置する第１部分の負極集電体２３２２１ｂの外側の負極活物質層、及び第３回直線領域に位置する第１部分の負極集電体２３２２１ｂの内側の負極活物質層のみ幅を広げて、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２を満たすことができる。
図２５に示すように、第１正極捲回端部２３１２１が直線領域Ｉを３回通過する場合、第３回直線領域に位置する第１部分の負極集電体２３２２１ｂの内外両側の負極活物質層が、それぞれ、第１回直線領域に位置する第１正極捲回端部の正極集電体２３１２１ｆの外側の正極活物質層と、第３回直線領域に位置する第１正極捲回端部の正極集電体２３１２１ｆの内側の正極活物質層とに面し、第１回直線領域及び第２回直線領域に位置する第１部分の負極集電体２３２２１ｂの外側の負極活物質層が、第１回直線領域及び第２回直線領域に位置する第１正極捲回端部の正極集電体２３１２１ｆの内側の正極活物質層に面する場合、捲回軸線方向に沿って、第１回直線領域及び第２回直線領域に位置する第１部分の負極集電体２３２２１ｂの外側の負極活物質層、及び第３回直線領域に位置する第１部分の負極集電体２３２２１ｂの内外両側の負極活物質層のみ幅を広げて、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２を満たすことができる。
いくつかの実施例において、捲回式電極アセンブリ２３は円筒形電極アセンブリ２３であり、第１部分２３２２１は少なくとも１回捲回される。
図２６に示すように、負極シート２３２が捲回方向Ａにおいて正極シート２３１を完全に覆うことを保証するために、負極本体２３２２はさらに第１延伸部２３２２４を含む。捲回方向Ａに沿って、第１延伸部２３２２４は第１部分２３２２１の第２部分２３２２２から離れた一端に接続され、第１延伸部２３２２４は捲回方向Ａの逆方向に沿って第１正極捲回端部２３１２１の始端（正極捲回開始段の始端２３１２１ｂ）を超える。捲回軸線方向Ｂに沿って、第１延伸部２３２２４の負極活物質層の幅は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対して、幅を増加させてもよいし増加させなくてもよい。第１延伸部２３２２４の負極活物質層は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対して幅が増加している（図２３を参照）。図２６に示すように、第１延伸部２３２２４の負極活物質層は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対して幅が増加していない。
いくつかの実施例において、図２７に示すように、第１延伸部２３２２４に負極タブ２３２１が突出し、捲回方向Ａに沿って、第１延伸部２３２２４の負極タブ２３２１の両側に位置する負極活物質層は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対して幅が増加する。いくつかの実施例において、捲回方向Ａに沿って、負極タブ２３２１の両側に位置する第１延伸部２３２２４の負極活物質層の一方の側のみの負極活物質層は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対して幅が増加する。
いくつかの実施例において、図２８に示すように、正極シート２３１の正極本体２３１２はさらに第２正極捲回端部２３１２３を含み、第１正極捲回端部２３１２１及び第２正極捲回端部２３１２３はそれぞれ正極捲回中間段２３１２２の両端に接続される。
負極シート２３２の負極本体２３２２はさらに第３部分２３２２３を含み、第１部分２３２２１と第３部分２３２２３はそれぞれ第２部分２３２２２の両端に接続され、第３部分２３２２３と第２正極捲回端部２３１２３は対向して設置される。第３部分の負極活物質層２３２２３ａの最大幅はＨ４であり、第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａの最小幅はＬ３であり、Ｈ４－Ｌ３＞Ｈ２－Ｌ２である。
いくつかの実施例において、第１正極捲回端部２３１２１は正極捲回開始段であり、第２正極捲回端部２３１２３は正極捲回終了段である。第１正極捲回端部２３１２１は、正極捲回開始段の開始端２３１２１ｂから捲回式電極アセンブリ２３の捲回方向Ａに沿って一定の距離捲回された正極本体２３１２であり、正極捲回中間段２３１２２は、第１正極捲回端部２３１２１の末端（正極捲回開始段の末端２３１２１ｃ）に接続され且つ捲回式電極アセンブリ２３の捲回方向Ａに沿って一定の距離捲回された正極本体２３１２である。第２正極捲回端部２３１２３は、正極捲回終了段の末端２３１２１ｄ（第２正極捲回端部２３１２３の先端）から捲回式電極アセンブリ２３の捲回方向Ａの逆方向に沿って一定の距離捲回された正極本体２３１２であり、正極捲回中間段２３１２２は、第２正極捲回端部２３１２３の始端（正極捲回終了段の始端２３１２１ｅ）に接続され且つ捲回式電極アセンブリ２３の捲回方向Ａの逆方向に沿って一定の距離捲回された正極本体２３１２である。
第３部分２３２２３と第２正極捲回端部２３１２３は対向して設置され、即ち第３部分２３２２３は正極捲回終了段に対向して設置され、さらに説明すべきこととして、第３部分の開始端２３２２３ｂは第２正極捲回端部２３１２３の開始端（正極捲回終了段の始端２３１２１ｅ）に対応し、第３部分の末端２３２２３ｃは第２正極捲回端部２３１２３の末端（正極捲回終了段の末端２３１２１ｄ）に対応する。
第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａと第１部分の負極活物質層２３２２１ａとの最大幅差は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａと正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの最大幅差より大きく、第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａと第３部分の負極活物質層２３２２３ａとの最大幅差は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａと正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａとの最大幅差より大きく、正極シート２３１の先端と負極シート２３２の先端、正極シート２３１の末端と負極シート２３２の末端に相対的なずれが生じることが原因で、捲回軸線方向に沿って、負極シート２３２の負極活物質層の正極シート２３１の正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させることができる。
いくつかの実施例において、図２８、図２９に示すように、Ｈ４＞Ｈ２である。第３部分２３２２３が第２正極捲回端部２３１２３に対向して設けられ、第２部分２３２２２が正極捲回中間段２３１２２に対向して設けられ、第３部分の負極活物質層２３２２３ａの最大幅が第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅より大きいことは、第３部分の負極活物質層２３２２３ａが第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対して幅が増加したことに相当し、エネルギー密度を保証する状況で、捲回軸線方向Ｂにおいて、負極シート２３２の負極活物質層の正極シート２３１の正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させることができる。
いくつかの実施例において、第３部分の負極活物質層２３２２３ａの最小幅は、Ｈ５であり、Ｈ５≧Ｈ２である。第３部分の負極活物質層２３２２３ａの最小幅は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅以上であり、捲回軸線方向Ｂにおいて、第３部分の負極活物質層２３２２３ａの第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａを超える部分のサイズが設計要件を満たさずリチウム析出を引き起こすリスクを低下させる。
第３部分２３２２３の構造は第１部分２３２２１の構造を参照することができ、第３部分２３２２３と第２部分２３２２２との間の構造関係は第１部分２３２２１と第２部分２３２２２との間の構造関係を参照することができ、第２正極捲回端部２３１２３の構造は第１正極捲回端部２３１２１を参照することができ、第２正極捲回端部２３１２３及び第３部分２３２２３の相対関係は第１正極捲回端部２３１２１及び第１部分２３２２１の相対関係を参照することができ、ここでは説明を省略する。
引き続き図２９を参照し、捲回軸線方向Ｂに沿って（図に示す幅方向Ｃと同じ）、負極タブ２３２１は負極シート２３２の一端に位置し、第３部分の負極活物質層２３２２３ａの負極タブ２３２１に近い一端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの対応する一端を超え、第３部分の負極活物質層２３２２３ａの他端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの他端と面一である。捲回軸線方向Ｂに沿って、第３部分の負極活物質層２３２２３ａの負極タブ２３２１に近い一端は全て、第２部分の負極活物質層２３２２２ａの対応する一端を超え、第３部分の負極活物質層２３２２３ａの他端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの他端と面一である。
第３部分２３２２３の負極タブ２３２１に近い一端は第２部分２３２２２の対応する一端を超え、第３部分２３２２３の他端は第２部分２３２２２の他端と面一である。理解されるように、第３部分の負極集電体２３２２３ｅの負極タブ２３２１に近い一端は第２部分の負極集電体２３２２２ｂに対応する一端を超え、第３部分の負極集電体２３２２３ｅの他端は第２部分の負極集電体２３２２２ｂの他端と面一である。第３部分の負極活物質層２３２２３ａの負極タブ２３２１に近い一端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対応する一端を超え、第３部分の負極活物質層２３２２３ａの他端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの他端と面一である。第３部分の負極集電体２３２２３ｅの負極タブ２３２１に近い一端は第３部分の負極活物質層２３２２３ａの負極タブ２３２１に近い一端と面一であり、第３部分の負極集電体２３２２３ｅの他端は第１部分の負極活物質層２３２２１ａの他端と面一である。第２部分の負極集電体２３２２２ｂの負極タブ２３２１に近い一端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの負極タブ２３２１に近い一端と面一であり、第２部分の負極集電体２３２２２ｂの他端は第２部分の負極活物質層２３２２２ａの他端と面一である。このような負極シート２３２は負極活物質層の塗布を容易にするだけでなく、ダイカットして負極タブ２３２１を形成する過程において、第３部分２３２２３と第２部分２３２２２に幅の差を有する負極シート２３２を形成することができ、すなわち負極シート２３２の従来の成形工程を利用して第３部分２３２２３及び第２部分２３２２２に幅の差を有する負極シートを形成することができる。
第３部分２３２２３は、第２部分２３２２２に接続される接合面２３２２３ｄを有し、負極タブ２３２１の数は複数であり、複数の負極タブ２３２１のうちの１つの負極タブ２３２１は捲回軸線方向Ｂに沿って第３部分２３２２３から突出し、且つ第２部分２３２２２に近い第２側面２３２１ｃを有し、第２側面２３２１ｃは接合面２３２２３ｄと面一である。接合面２３２２３ｄは負極タブ２３２１の１つの側面と面一であり、捲回中及び捲回完了後に、接合面２３２２３ｄが拘束されないために反り上がり、セパレータ２３３を突き破ることを防ぐことができる。
第３部分２３２２３は、直線領域Ｉを少なくとも１回通過する。いくつかの実施例において、図２８、図３０に示すように、第３部分２３２２３は平坦領域Ｉを１回通過し、第２正極捲回端部２３１２３は平坦領域Ｉを１回通過し、第３部分の負極集電体２３２２３ｅの内側の負極活物質層は、第２正極捲回端部の正極集電体２３１２３ｂの外側の正極活物質層に面し、第３部分の負極集電体２３２２３ｅの内側の負極活物質層のみ幅を広げて、Ｈ４－Ｌ３＞Ｈ２－Ｌ２を満たすことができる。
いくつかの実施例において、電極アセンブリ２３を捲回して形成する捲回軸体の外径が小さい場合、直線領域Ｉを通過する第３部分の回数は適切に増加することができる。
いくつかの実施例において、図３１、図３２に示すように、第３部分２３２２３は直線領域Ｉを２回通過し、２つの直線領域Ｉ内に位置する第３部分の負極集電体２３２２３ｅの内側の負極活物質層は、第２正極捲回端部の正極集電体２３１２３ｂの外側の正極活物質層に面し、２つの直線領域Ｉ内に位置する第３部分の負極集電体２３２２３ｅの内側の負極活物質層のみ幅を広げて、Ｈ４－Ｌ３＞Ｈ２－Ｌ２を満たすことができる。
いくつかの実施例において、図３３、３４に示すように、捲回方向Ａに沿って、第３部分２３２２３は直線領域Ｉを３回通過し、第２正極捲回端部２３１２３は直線領域Ｉを３回通過し、通過する順序（先→後）に応じてそれぞれ第１回直線領域、第２回直線領域及び第３回直線領域であり、第１回直線領域に位置する第３部分の負極集電体２３２２３ｅの内外両側の負極活物質層が、それぞれ、第１回直線領域内に位置する第２正極捲回端部の正極集電体２３１２３ｂの外側の正極活物質層と、第３回直線領域内に位置する第２正極捲回端部の正極集電体２３１２３ｂの内側の正極活物質層とに面し、第２回直線領域及び第３回直線領域に位置する第２部分の負極集電体２３２２２ｂの内側の負極活物質層が、第２回直線領域及び第３回直線領域に位置する第２正極捲回端部の正極集電体２３１２３ｂの外側の正極活物質層に面する場合、捲回軸線方向Ｂに沿って、第１回直線領域に位置する第３部分の負極集電体２３２２３ｅの内外両側の負極活物質層、及び第２回直線領域及び第３回直線領域に位置する第２部分の負極集電体２３２２２ｂの内側の負極活物質層のみ幅を広げて、Ｈ４－Ｌ３＞Ｈ２－Ｌ２を満たすことができる。
図３５に示すように、第３部分２３２２３が直線領域Ｉを３回通過し、第２正極捲回端部２３１２３が直線領域Ｉを２回通過する場合、第２回直線領域内に位置する第２正極捲回端部の正極集電体２３１２３ｂの内外両側の正極活物質層は、それぞれ、第１回直線領域に位置する第３部分の負極集電体２３２２３ｅの外側の負極活物質層と、第３回直線領域に位置する第３部分の負極集電体２３２２３ｅの内側の負極活物質層とに面し、第１回直線領域に位置する第２正極捲回端部の正極集電体２３１２３ｂの外側の正極活物質層は、第２回直線領域に位置する第３部分の負極集電体２３２２３ｅの内側の負極活物質層に面する。捲回軸線方向Ｂに沿って、第１回直線領域に位置する第３部分の負極集電体２３２２３ｅの外側の負極活物質層、及び第２回直線領域及び第３回直線領域に位置する第３部分の負極集電体２３２２３ｅの内側の負極活物質層のみ幅を広げて、Ｈ４－Ｌ３＞Ｈ２－Ｌ２を満たすことができる。
負極シート２３２が捲回方向Ａにおいて正極シート２３１を完全に覆うことを保証するために、負極本体２３２２はさらに第２延伸部２３２２５を含む。捲回方向Ａに沿って、第２延伸部２３２２５は第３部分２３２２３の第２部分２３２２２から離れた一端に接続され、第２延伸部２３２２５は捲回方向Ａに沿って第２正極捲回端部２３１２３の末端を超える。第２延伸部２３２２５の幅は第２部分２３２２２に対して、幅を増加させてもよいし増加させなくてもよい。図３３において、第２延伸部２３２２５は、第２部分２３２２２に対して幅が増加しており、図３６において、第２延伸部２３２２５の負極活物質層は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対して幅が増加していない。
いくつかの実施例において、第３部分２３２２３は少なくとも１回捲回されてもよい。例示的に、捲回式電極アセンブリ２３が円筒構造である場合、第３部分２３２２３は少なくとも１回捲回される。
いくつかの実施例において、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａと第１部分の負極活物質層２３２２１ａとの最大幅差が、第２部分の負極活物質層２３２２２ａと正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａとの最大幅差よりも大きくなるように、正極シート２３１の構造を改良する。
いくつかの実施例において、図３７に示すように、捲回軸線方向Ｂに沿って（幅方向Ｃと同じ）、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの最大幅をＬ４とし、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの最大幅をＬ５とし、Ｌ４＜Ｌ５とすることで、第１正極捲回端部２３１２１と第１部分２３２２１との最大幅差は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａと正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａとの最大幅差よりも大きくなり、正極シート２３１の第１正極捲回端部２３１２１の幅を変えることにより、正極シート２３１と負極シート２３２との相対的なずれが原因で、捲回軸線方向Ｂにおいて、負極シート２３２の負極活物質層の正極シート２３１の正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさないことを減少させる。
いくつかの実施例において、引き続き図３７を参照し、第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａの最大幅をＬ６とし、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの最大幅をＬ５とし、Ｌ６＜Ｌ５とすることで、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａと第１部分の負極活物質層２３２２１ａとの最大幅差は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａと正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａとの最大幅差より大きく、第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａと第３部分の負極活物質層２３２２３ａとの最大幅差は、第２部分の負極活物質層２３２２２ａと正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａとの最大幅の差より大きくなり、負極シート２３２が捲回中に先端と末端に相対的なずれが生じることが原因で、捲回軸線方向Ｂにおいて、負極シート２３２の負極活物質層の正極シート２３１の正極活物質層を超える部分のサイズが設計要件を満たさないことを減少させる。
第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａと第３部分の負極活物質層２３２２３ａとの最大幅差とは、Ｈ４－Ｌ３のことである。
いくつかの実施例において、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａは等幅構造であってもよく、その場合Ｌ１＝Ｌ４である。又は、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａが幅変化構造であれば、Ｌ１＜Ｌ４であってもよい。
いくつかの実施例において、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａは、等幅構造であってもよく、その場合Ｌ２＝Ｌ５である。又は、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａは幅変化構造であってもよく、その場合Ｌ２＜Ｌ５である。
いくつかの実施例において、第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａは、等幅構造であってもよく、その場合Ｌ６＝Ｌ３である。又は、第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａは幅変化構造であってもよく、その場合Ｌ３＜Ｌ６である。
いくつかの実施例において、捲回軸線方向Ｂに沿って、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの一端の少なくとも一部は、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａに対応する一端を超え、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの他端は第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの他端と面一である。これにより第１正極捲回端部２３１２１は正極捲回中間段２３１２２に対して捲回軸線方向Ｂの片側から幅を減少させ、正極シート２３１の成形方式が簡単になり、加工の難度を低下させる。
いくつかの実施例において、捲回軸線方向Ｂに沿って、正極タブ２３１１は正極シート２３１の一端に位置し、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの正極タブ２３１１に近い一端は、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａに対応する一端を超える。正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの正極タブ２３１１に近い一端は、第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａに対応する一端を超える。これにより正極タブ２３１１をダイカットし形成する過程又は絶縁層２３１２４を設ける過程において、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａ及び第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａがいずれも正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａと幅の差を有する正極シート２３１を形成することができ、加工の難易を低下させる。
一般的に、正極シート２３１はさらに絶縁層２３１２４を含み、絶縁層２３１２４は正極本体２３１２の捲回軸線方向Ｂに沿った一端のバリを負極本体２３２２（図１８に示す）から離して、短絡のリスクを低下させるために用いられる。捲回軸線方向Ｂに沿って、絶縁層２３１２４は正極タブ２３１１と正極本体２３１２の正極活物質層との間に設けられ、絶縁層２３１２４は正極本体２３１２の正極集電体に塗布され、絶縁層２３１２４が占める幅が大きいほど、対応位置に塗布可能な正極活物質層の幅が狭くなり、逆に、絶縁層２３１２４が占める幅が小さいほど、対応位置に塗布可能な正極活物質層の幅が広くなる。したがって、第１正極捲回端部の絶縁層２３１２４ａの最小幅は、正極捲回中間段の絶縁層２３１２４ｂの最大幅よりも大きい。第２正極捲回端部の絶縁層２３１２４ｃの最小幅は、正極捲回中間段の絶縁層２３１２４ｂの最大幅よりも大きい。
絶縁層２３１２４は、無機充填剤及び接着剤である。無機充填材はベーマイト、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、チタン酸カリウム、硫酸バリウムのうちの１つ以上を含む。接着剤はポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸－アクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル－アクリル酸、ポリアクリロニトリル－アクリル酸エステルのうちの１つ以上を含む。
いくつかの実施例において、捲回軸線方向Ｂに沿って、第１正極捲回端部２３１２１、正極捲回中間段２３１２２及び第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａの幅を揃え、第１正極捲回端部２３１２１、正極捲回中間段２３１２２及び第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａの正極タブ２３１１に近い側に絶縁層２３１２４を塗布し、且つ絶縁層２３１２４を正極活物質層に塗布し、絶縁層２３１２４が正極活物質層と重なるようにして、絶縁層２３１２４に覆われていない正極活物質層を正極本体２３１２の有効活物質層とする。第１正極捲回端部の絶縁層２３１２４ａの最大幅及び第２正極捲回端部の絶縁層２３１２４ｃの最大幅は、いずれも正極捲回中間段の絶縁層２３１２４ｂの最大幅より大きく、これにより第１正極捲回端部２３１２１の有効活物質層の最大幅及び第２正極捲回端部２３１２３の有効活物質層の最大幅は、いずれも正極捲回中間段２３１２２の有効正極活物質層の最大幅より小さい。
いくつかの実施例において、図３８に示すように、捲回軸線方向Ｂに沿って（幅方向Ｃと同じ）、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの正極タブ２３１１から離れた一端は、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａに対応する一端を超えてもよい。正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの正極タブ２３１１から離れた一端は、第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａに対応する一端を超える。
いくつかの実施例において、図３９に示すように、捲回軸線方向Ｂに沿って（幅方向Ｃと同じ）、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの両端は、いずれも第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａに対応する両端を超えてもよい。正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの両端は、いずれも第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａに対応する両端を超える。
いくつかの実施例において、正極シート２３１及び負極シート２３２の構造は、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２、Ｈ４－Ｌ３＞Ｈ２－Ｌ２を満たすように改良される。第１部分の負極活物質層２３２２１ａの幅を一部又は全て大きくする場合、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの幅を一部又は全て大きくする。第３部分の負極活物質層２３２２３ａの幅を一部又は全て大きくする場合、第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａの幅を一部又は全て小さくする。
いくつかの実施例において、第３部分の負極活物質層２３２２３ａは第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対して幅を大きくせず、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの捲回軸線方向Ｂにおけるサイズを大きくし、第２正極捲回端部の正極活物質層２３１２３ａの捲回軸線方向Ｂにおけるサイズを小さくすることにより、 Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２、Ｈ４－Ｌ３＞Ｈ２－Ｌ２を満たす。
いくつかの実施例において、第１部分の負極活物質層２３２２１ａは第２部分の負極活物質層２３２２２ａに対して幅を大きくせず、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの捲回軸線方向Ｂにおけるサイズを小さくし、第３部分の負極活物質層２３２２３ａの捲回軸線方向Ｂにおけるサイズを大きくすることにより、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２、Ｈ４－Ｌ３＞Ｈ２－Ｌ２を満たす。
本願の実施例はさらに、図４０に示すように、
互いに接続された第１正極捲回端部２３１２１及び正極捲回中間段２３１２２を含む正極シート２３１を提供するステップＳ１００と、
互いに接続された第１部分２３２２１及び第２部分２３２２２を含む負極シート２３２を提供するステップＳ２００と、
第１部分２３２２１が第１正極捲回端部２３１２１に対向して設置され、第２部分２３２２２が前記正極捲回中間段２３１２２に対向して設置されるように、正極シート２３１及び負極シート２３２を捲回して捲回式電極アセンブリ２３を形成するステップＳ３００と、を含み、
捲回式電極アセンブリ２３の捲回軸線方向Ｂに沿って、負極シート２３２の負極活物質層は正極シート２３１の正極活物質層を超え、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最大幅はＨ１であり、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの最小幅はＬ１であり、第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅はＨ２であり、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの最小幅はＬ２であり、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２である、
捲回式電極アセンブリ２３の製造方法をさらに提供する。
本願において捲回式電極アセンブリ２３の製造方法の各ステップの実行順序は限定されず、電極アセンブリ２３の製造を実現できればよい。
本願の実施例は、図４１に示すように、互いに接続された第１正極捲回端部２３１２１及び正極捲回中間段２３１２２を含む正極シート２３１を提供するように構成される第１提供装置４１０と、互いに接続された第１部分２３２２１及び第２部分２３２２２を含む負極シート２３２を提供するように構成される第２提供装置４２０と、第１部分２３２２１が第１正極捲回端部２３１２１に対向して設置され、第２部分２３２２２が正極捲回中間段２３１２２に対向して設置されるように、正極シート２３１と負極シート２３２を捲回するように構成される組み立て装置４３０と、を含み、捲回式電極アセンブリ２３の捲回軸線Ｂ方向に沿って、負極シート２３２の負極活物質層は正極シート２３１の正極活物質層を超え、第１部分の負極活物質層２３２２１ａの最大幅はＨ１であり、第１正極捲回端部の正極活物質層２３１２１ａの最小幅はＬ１であり、第２部分の負極活物質層２３２２２ａの最大幅はＨ２であり、正極捲回中間段の正極活物質層２３１２２ａの最小幅はＬ２であり、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２である、捲回式電極アセンブリの製造設備４００をさらに提供する。
第１提供装置４１０及び第２提供装置４２０が提供する正極シート２３１及び負極シート２３２は捲回して捲回式電極アセンブリ２３を形成する過程において、組み立て装置４３０の構造公差及び捲回誤差による正極シート２３１及び負極シート２３２の先端又は末端で生じる相対的なずれにより、負極シート２３２の負極活物質層が正極シート２３１の正極活物質層を十分に超えないという欠陥を補うことができる。
好ましい実施例を参照して本願を説明したが、本願の範囲を逸脱することなく、種々の改良を行い、その構成要素を等価物に置換することができる。特に、各実施例で言及した各技術的特徴は、構造的な矛盾がない限り、いずれも任意の方法で組み合わせることができる。本願は、本明細書に開示された特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲に含まれる全ての技術的解決手段を含む。
１０００ 車両
１００ 電池
１０ 筐体
１１ 第１筐体部
１２ 第２筐体部
２０ 電池セル
２１ 外ケース
２２ エンドカバーアセンブリ
２３ 電極アセンブリ
２３１ 正極シート
２３１１ 正極タブ
２３１２ 正極本体
２３１２１ 第１正極捲回端部
２３１２１ａ 第１正極捲回端部の正極活物質層
２３１２２ 正極捲回中間段
２３１２２ａ 正極捲回中間段の正極活物質層
２３１２１ｂ 正極捲回開始段の始端
２３１２１ｃ 正極捲回開始段の末端
２３１２１ｄ 正極捲回終了段の末端
２３１２１ｅ 正極捲回終了段の始端
２３１２１ｆ 第１正極捲回端部の正極集電体
２３１２３ 第２正極捲回端部
２３１２３ａ 第２正極捲回端部の正極活物質層
２３１２３ｂ 第２正極捲回端部の正極集電体
２３１２４ 絶縁層
２３１２４ａ 第１正極捲回端部の絶縁層
２３１２４ｂ 正極捲回中間段の絶縁層
２３１２４ｃ 第２正極捲回端部の絶縁層
２３２ 負極シート
２３２１ 負極タブ
２３２１ａ 第１側面
２３２１ｂ 負極タブの負極活物質層
２３２１ｃ 第２側面
２３２２ 負極本体
２３２２１ 第１部分
２３２２１ａ 第１部分の負極活物質層
２３２２１ｂ 第１部分の負極集電体
２３２２１ｃ 接続面
２３２２１ｄ 第１部分の始端
２３２２１ｅ 第１部分の端部
２３２２２ 第２部分
２３２２２ａ 第２部分の負極活物質層
２３２２２ｂ 第２部分の負極集電体
２３２２３ 第３部分
２３２２３ａ第３部分の負極活物質層
２３２２３ｂ 第３部分の始端
２３２２３ｃ 第３部分の端部
２３２２３ｄ 接合面
２３２２３ｅ 第３部分の負極集電体
２３２２４ 第１延伸部
２３２２５ 第２延伸部
２３３ セパレータ
２００ コントローラ
３００ モータ
Ａ 捲回方向
Ｂ 捲回軸線方向
Ｃ 幅方向
Ｉ 直線領域
ＩＩ 折り曲げ領域
４００ 電極アセンブリの製造装置
４１０ 第１提供装置
４２０ 第２提供装置
４３０ 組み立て装置

Claims (19)

  1. 互いに接続された第１正極捲回端部及び正極捲回中間段を含む正極シートと、
    互いに接続された第１部分及び第２部分を含む負極シートと、を含む捲回式電極アセンブリであって、
    前記第１部分は前記第１正極捲回端部に対向して設置され、前記第２部分は前記正極捲回中間段に対向して設置され、
    前記捲回式電極アセンブリの捲回軸線方向に沿って、前記負極シートの負極活物質層は前記正極シートの正極活物質層を超え、前記第１部分の負極活物質層の最大幅はＨ１であり、前記第１正極捲回端部の正極活物質層の最小幅はＬ１であり、前記第２部分の負極活物質層の最大幅はＨ２であり、前記正極捲回中間段の正極活物質層の最小幅はＬ２であり、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２である、捲回式電極アセンブリ。
  2. 前記第１部分の負極活物質層の最小幅はＨ３であり、Ｈ１＞Ｈ２であり、Ｈ３≧Ｈ２である、請求項１に記載の捲回式電極アセンブリ。
  3. ０．３ｍｍ≦Ｈ１－Ｈ２≦３ｍｍである、請求項１又は２に記載の捲回式電極アセンブリ。
  4. 前記捲回軸線方向に沿って、前記第１部分の負極活物質層の一端の少なくとも一部は、前記第２部分の負極活物質層の対応する一端を超え、前記第１部分の負極活物質層の他端は前記第２部分の負極活物質層の他端と面一である、請求項２に記載の捲回式電極アセンブリ。
  5. 前記負極シートはさらに負極タブを含み、前記捲回軸線方向に沿って、前記負極タブは前記負極シートの一端に位置し、前記第１部分の負極活物質層の前記負極タブに近い一端は、少なくとも一部が前記第２部分の負極活物質層の対応する一端を超える、請求項４に記載の捲回式電極アセンブリ。
  6. 前記負極シートはさらに負極タブを含み、前記捲回軸線方向に沿って、前記負極タブは前記負極シートの一端に位置し、前記第１部分の前記負極タブに近い一端は前記第２部分の対応する一端を超え、前記第１部分の他端は前記第２部分の他端と面一である、請求項１～５のいずれか一項に記載の捲回式電極アセンブリ。
  7. 前記捲回式電極アセンブリの捲回方向に沿って、前記第１部分は前記第２部分に接続される接続面を有し、
    前記負極タブの数は複数であり、複数の前記負極タブのうちの１つの負極タブは前記捲回軸線方向に沿って前記第１部分から突出し、且つ前記第２部分に近い第１側面を有し、前記第１側面は前記接続面と面一である、請求項６に記載の捲回式電極アセンブリ。
  8. 前記捲回軸線方向に沿って、前記第１部分から突出する負極タブに負極活物質層が設けられ、且つ前記第１部分から突出する負極タブ上の負極活物質層は前記第１部分の負極活物質層に接続される、請求項６に記載の捲回式電極アセンブリ。
  9. 前記捲回式電極アセンブリは直線領域及び２つの折り曲げ領域を含み、前記２つの折り曲げ領域はそれぞれ前記直線領域の両端に接続され、前記第１部分は前記直線領域を少なくとも２回通過する、請求項１～８のいずれか一項に記載の捲回式電極アセンブリ。
  10. 前記正極シートはさらに第２正極捲回端部を含み、前記第１正極捲回端部及び前記第２正極捲回端部はそれぞれ前記正極捲回中間段の両端に接続され、
    前記負極シートはさらに第３部分を含み、前記第１部分と前記第３部分はそれぞれ前記第２部分の両端に接続され、前記第３部分と前記第２正極捲回端部は対向して設置され、
    前記第３部分の負極活物質層の最大幅はＨ４であり、前記第２正極捲回端部の正極活物質層の最小幅はＬ３であり、Ｈ４－Ｌ３＞Ｈ２－Ｌ２である、請求項１～９のいずれか一項に記載の捲回式電極アセンブリ。
  11. 前記第３部分の負極活物質層の最小幅はＨ５であり、Ｈ４＞Ｈ２であり、Ｈ５≧Ｈ２である、請求項１０に記載の捲回式電極アセンブリ。
  12. 前記第１正極捲回端部の正極活物質層の最大幅はＬ４であり、前記正極捲回中間段の正極活物質層の最大幅はＬ５であり、Ｌ４＜Ｌ５である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の捲回式電極アセンブリ。
  13. 前記捲回軸線方向に沿って、前記正極捲回中間段の正極活物質層の一端の少なくとも一部は、前記第１正極捲回端部の正極活物質層に対応する一端を超え、前記正極捲回中間段の正極活物質層の他端は前記第１正極捲回端部の正極活物質層の他端と面一である、請求項１２に記載の捲回式電極アセンブリ。
  14. 前記正極シートはさらに正極タブを含み、前記捲回軸線方向に沿って、前記正極タブは前記正極シートの一端に位置し、前記正極捲回中間段の正極活物質層の前記正極タブに近い一端は、少なくとも一部が前記第１正極捲回端部の正極活物質層に対応する一端を超える、請求項１３に記載の捲回式電極アセンブリ。
  15. 請求項１～１４のいずれか一項に記載の捲回式電極アセンブリを含む電池セル。
  16. 請求項１５に記載の電池セルを含む電池。
  17. 請求項１５に記載の電池セルを含む電力消費装置。
  18. 捲回式電極アセンブリの製造方法であって、
    互いに接続された第１正極捲回端部及び正極捲回中間段を含む正極シートを提供するステップと、
    互いに接続された第１部分及び第２部分を含む負極シートを提供するステップと、
    前記第１部分が前記第１正極捲回端部に対向して設置され、前記第２部分が前記正極捲回中間段に対向して設置されるように、前記正極シートと前記負極シートを捲回して前記捲回式電極アセンブリを形成するステップと、を含み、
    前記捲回式電極アセンブリの捲回軸線方向に沿って、前記負極シートの負極活物質層は前記正極シートの正極活物質層を超え、前記第１部分の負極活物質層の最大幅はＨ１であり、前記第１正極捲回端部の正極活物質層の最小幅はＬ１であり、前記第２部分の負極活物質層の最大幅はＨ２であり、前記正極捲回中間段の正極活物質層の最小幅はＬ２であり、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２である、捲回式電極アセンブリの製造方法。
  19. 捲回式電極アセンブリの製造設備であって、
    互いに接続された第１正極捲回端部及び正極捲回中間段を含む正極シートを提供するように構成される第１提供装置と、
    互いに接続された第１部分及び第２部分を含む負極シートを提供するように構成される第２提供装置と、
    前記第１部分が前記第１正極捲回端部に対向して設置され、前記第２部分が前記正極捲回中間段に対向して設置されるように、前記正極シートと前記負極シートを捲回するように構成される組み立て装置と、を含み、
    前記捲回式電極アセンブリの捲回軸線方向に沿って、前記負極シートの負極活物質層は前記正極シートの正極活物質層を超え、前記第１部分の負極活物質層の最大幅はＨ１であり、前記第１正極捲回端部の正極活物質層の最小幅はＬ１であり、前記第２部分の負極活物質層の最大幅はＨ２であり、前記正極捲回中間段の正極活物質層の最小幅はＬ２であり、Ｈ１－Ｌ１＞Ｈ２－Ｌ２である、捲回式電極アセンブリの製造設備。
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CN115566373B (zh) * 2022-12-07 2023-03-03 楚能新能源股份有限公司 一种错位型的全极耳极片、卷绕电芯和圆柱电池

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006079942A (ja) * 2004-09-09 2006-03-23 Sanyo Electric Co Ltd 電池
JP5429389B2 (ja) * 2010-09-01 2014-02-26 トヨタ自動車株式会社 二次電池、及び、二次電池の製造方法
KR101314972B1 (ko) * 2011-06-17 2013-10-04 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN102263256B (zh) 2011-06-24 2014-06-18 深圳市豪鹏科技有限公司 负极片及电池
JP5999442B2 (ja) * 2013-04-16 2016-09-28 トヨタ自動車株式会社 非水電解質二次電池
CN107431153B (zh) * 2015-03-31 2021-05-07 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件
KR102580234B1 (ko) * 2016-02-22 2023-09-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN111326699B (zh) 2019-08-14 2021-11-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
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