JP2023550134A - 電極アセンブリ及び加工方法と装置、電池セル、電池と電力消費装置 - Google Patents

Abstract

本出願は、電極アセンブリ及び加工方法と装置、電池セル、電池と電力消費装置を提供する。該電極アセンブリは、陰極板、陽極板及びセパレータであって、陰極板は、Ｍ回折り曲げられて折り曲げ領域にＭ個の折り曲げ箇所が形成され、陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面に第１の付着領域が形成され、Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面に第２の付着領域が形成される陰極板、陽極板及びセパレータと、少なくとも一部が第１の付着領域に付着され、充電時、第１の付着領域から放出されたイオンが第１の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵されることを阻止するためのイオン阻止層と、少なくとも一部が第２の付着領域に付着される補強層であって、補強層にイオン交換通路が設けられ、イオン交換通路は、補強層の厚さ方向に沿って設置される貫通孔である、補強層とを含む。このような構造を有する電極セルは、リチウム析出を減少させ、電池セルの容量と安全性を向上させることができる。

Description

本出願は、電池分野に関し、特に電極アセンブリ及び加工方法と装置、電池セル、電池と電力消費装置に関する。

電池セルは、電子機器、例えば、携帯電話、ノートパソコン、バッテリ車、電気自動車、電気飛行機、電気汽船、電動自動車玩具、電動汽船玩具、電動飛行機玩具や電動ツールなどに広く用いられている。電池セルは、ニッケルカドミウム電池セル、ニッケル水素電池セル、リチウムイオン電池セル及び二次アルカリ亜鉛マンガン電池セルなどを含んでもよい。

電池技術の発展において、電池セルの性能の向上に加えて、安全性の問題も無視できない問題となっている。電池セルの安全性を確保できなければ、その電池セルを使用することはできない。そのため、どのように電池セルの安全性を向上させるかは、電池技術において早急な解決が待たれる技術課題となっている。

本出願の複数の態様は、電池セルの安全性を向上させることができる電極アセンブリ及び加工方法と装置、電池セル、電池と電力消費装置を提供する。

本出願の第１の態様によれば、電極アセンブリを提供し、該電極アセンブリは、陰極板、陽極板及びセパレータであって、陰極板、セパレータ及び陽極板は、巻き取り方向に沿って巻き取られて折り曲げ領域が形成され、陰極板は、Ｍ回折り曲げられて折り曲げ領域にＭ個の折り曲げ箇所が形成され、陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面に第１の付着領域が形成され、Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面に第２の付着領域が形成され、ここで、ＭとＮは、正の整数であり、Ｍ≧２であり、且つ１≦Ｎ≦Ｍである陰極板、陽極板及びセパレータと、少なくとも一部が第１の付着領域に付着され、充電時、第１の付着領域から放出されたイオンが第１の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵されることを阻止するためのイオン阻止層と、少なくとも一部が第２の付着領域に付着される補強層であって、補強層にイオン交換通路が設けられ、イオン交換通路は、補強層の厚さ方向に沿って設置される貫通孔である補強層とを含む。

折り曲げ領域の陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面の第１の付着領域にイオン阻止層を設置することで、リチウム析出現象を効果的に低減させることができる。充電時、第１の付着領域の陰極活物質層から放出されたイオンの少なくとも一部がイオン阻止層によって阻止され、それによってイオン阻止層によって阻止されたイオンは、第１の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵できず、リチウム析出の発生を低減させる。補強層は、外面の第２の付着領域の陰極板を補強し、陰極板の第２の付着領域の破断又は陰極活物質の脱落の発生を減少させることができ、それによって電池セルの安全性を向上させる。なお、補強層上のイオン交換通路は、第２の付着領域から放出された少なくとも一部のイオンが第２の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵されることを許容し、第２の付着領域の少なくとも一部のイオンが正常な吸蔵放出とシャトルを完了し、容量を発揮することができ、それによって電池セルの安全性を向上させるとともに、電池セルの容量を向上させる。

いくつかの実施例において、Ｎ回目の折り曲げ箇所は、１回目の折り曲げ箇所及び／又は２回目の折り曲げ箇所を含む。

該実施例において、折り曲げ領域の陰極板の１回目の折り曲げ箇所及び／又は２回目の折り曲げ箇所にイオン阻止層と補強層を設置することで、陰極板の１回目の折り曲げ箇所及び／又は２回目の折り曲げ箇所の内面付近の陽極板のリチウム析出の発生を低減させ、そして陰極板の１回目の折り曲げ箇所及び／又は２回目の折り曲げ箇所の外面の破断又は陰極活物質層の脱落の発生を減少させることができ、それによって電池セルの安全性を向上させる。電池セルの容量損失を減少させることもできる。

いくつかの実施例において、電極アセンブリは、折り曲げ領域に接続されるストレート領域を有し、巻き取り方向に沿って延在するイオン阻止層と補強層の一端は、ストレート領域に位置し、他端は、折り曲げ領域に位置し、又は、巻き取り方向に沿って延在するイオン阻止層と補強層の両端はいずれもストレート領域に位置する。イオン阻止層と補強層の一端又は両端がストレート領域に位置することで、イオン阻止層と補強層のカバー範囲を増加させ、イオン阻止層と補強層が陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所に正確に付着できることを確保することができる。

いくつかの実施例において、イオン阻止層は、第１の接着層を含み、第１の接着層は、第１の付着領域に付着され、補強層は、補強ベース層と、第２の接着層とを含み、補強ベース層は、第２の接着層を介して第２の付着領域に付着される。

いくつかの実施例において、イオン阻止層は、阻止ベース層と、第１の接着層とを含み、阻止ベース層は、第１の接着層を介して第１の付着領域に付着され、補強層は、補強ベース層と、第２の接着層とを含み、補強ベース層は、第２の接着層を介して第２の付着領域に付着される。

いくつかの実施例において、阻止ベース層は、第１の本体部と、第１の本体部に接続される第１の延長部とを含み、第１の接着層は、第１の本体部の少なくとも一部を第１の付着領域に接着するためのものであり、第１の延長部は、電極アセンブリの巻き取り軸線方向において第１の付着領域から突出し、補強ベース層は、第２の本体部と、第２の本体部に接続される第２の延長部とを含み、第２の接着層は、第２の本体部の少なくとも一部を第２の付着領域に接着するためのものであり、第２の延長部は、巻き取り軸線方向において第２の付着領域から突出し、巻き取り軸線方向は、巻き取り方向に垂直であり、第１の延長部と第２の延長部は、第１の接着層及び／又は第２の接着層を介して接続される。

該実施例において、イオン阻止層と補強層が陰極板に付着されるプロセスにおいて、裁断及び引張応力によってイオン阻止層と補強層の長さの変化を引き起こし、イオン阻止層と補強層が陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面と外面の陰極活物質層を完全に覆えなくなるおそれがある。阻止ベース層に、巻き取り軸線方向において第１の付着領域から突出した第１の延長部を設置し、補強ベース層に、巻き取り軸線方向において第２の付着領域から突出した第２の延長部を設置することで、イオン阻止層と補強層の長さを長くし、イオン阻止層と補強層が陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面と外面の陰極活物質層を効果的に覆うことができないというリスクを回避する。なお、第１の接着層と第２の接着層が粘着性を有するため、電極アセンブリの生産プロセスにおいて、巻き取り機器に付着してイオン阻止層と補強層の脱落、反りなどの不具合を引き起こし、さらに、イオン阻止層と補強層の故障を引き起こすか又は電極アセンブリの構造を破壊する可能性がある。第１の延長部と第２の延長部を第１の接着層及び／又は第２の接着層によって接続することで、陰極板から突出したイオン阻止層と補強層の部分の粘着性がなくなり、巻き取り機器に付着することによる故障の問題を回避するとともに、イオン阻止層と補強層が互いに粘着し、イオン阻止層と補強層が陰極板上から脱落するリスクを低下させ、電池セルの耐用年数におけるイオン阻止層と補強層の信頼性を向上させる。

いくつかの実施例において、阻止ベース層の材料は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、テトラフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、トリフルオロクロロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン又はその共重合体、ポリアリレート、繊維、ナイロン、不織布のうちの少なくとも一つを含む。

いくつかの実施例において、第１の接着層及び／又は第２の接着層の材料は、アクリル酸－アクリル酸エステル共重合体、ブタジエン－スチレン共重合体、スチレン－アクリル酸共重合体、スチレン－アクリル酸エステル共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体、アクリル酸グラフトポリエチレン、無水マレイン酸グラフトポリエチレン、アクリル酸グラフトポリプロピレン、無水マレイン酸グラフトポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、カルボキシメチルセルロース、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、スチレン－イソプレン－スチレン共重合体ゴム、エチレン－酢酸ビニル共重合体ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合体ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、グリセリルエーテル型エポキシ樹脂、グリセリルエステル型エポキシ樹脂、シリコーン系樹脂、ポリウレタン、スチレン－イソプレン－スチレン共重合体のうちの少なくとも一つを含む。

いくつかの実施例において、補強ベース層の材料は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、テトラフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、トリフルオロクロロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン又はその共重合体、ポリアリレート、繊維、ナイロン、不織布のうちの少なくとも一つを含む。

いくつかの実施例において、貫通孔は、補強ベース層と第２の接着層を貫通する。

該実施例において、第２の接着層は、補強層を陰極板の外面に保持することができ、第２の接着層は、さらに、陰極板の表面に電解液を貯蔵して保持し、サイクルプロセスにおいて消費した電解液を補充することもでき、イオンの伝導と拡散に有利であり、さらに電池セルの性能を向上させ、貫通孔は、補強ベース層と第２の接着層を貫通し、イオン交換通路によって補強ベース層と第２の接着層を貫通することができ、電解液の放出とイオンの伝導と拡散に有利であり、電池セルの容量の向上に有利であり、電池セルのサイクル性能と耐用年数を向上させる。第２の接着層は、一定の流動性を有し、陰極板の表面に移動と変形を生じやすく、さらに、電解液の分布の均一性に影響を及ぼし、補強ベース層は、イオンを流動させるとともに、第２の接着層の流動と変形を抑制し、第２の接着層を陰極板の表面に均一に保持することができ、さらに、電解液が陰極板の表面に長期に亘って安定して保持することができ、電池セルのサイクル性能と耐用年数の向上に有利である。

いくつかの実施例において、巻き取り方向に沿って、補強層に吸着領域とパンチ領域が配列され、貫通孔の少なくとも一部は、パンチ領域に分布し、吸着領域の空隙率は、パンチ領域の空隙率よりも小さく、又は、電極アセンブリの巻き取り軸線方向に沿って、貫通孔は、補強層に折れ線又は曲線をなして分布する。

該実施例において、補強層に吸着領域とパンチ領域が配列され、貫通孔の少なくとも一部は、パンチ領域に分布し、パンチ領域は、イオンの通過に供するためのものであり、電解液の放出とイオンの伝導と拡散に有利であり、電池セルの容量の向上に有利であり、電池セルのサイクル性能と耐用年数を向上させる。吸着領域の空隙率がパンチ領域の空隙率よりも小さいことで、電極アセンブリを生産する時、真空吸着機器を用いて吸着領域に吸着して補強層を陰極板上に取り付けることに有利であり、吸着領域の小さい空隙率は、真空吸着作業への影響を低減させることができる。

該実施例において、貫通孔を、補強層に折れ線又は曲線をなすように配置することで、貫通孔が補強層の異なる幅と高さ位置のいずれでも分布し、補強層が異なる高さと幅位置のいずれでも電解液の放出とイオンの伝導と拡散を実現することができ、電池のサイクル性能と耐用年数の向上に有利である。なお、折れ線又は曲線によって、巻き取り方向に沿う補強層の中間領域の空隙率が両側の空隙率よりも大きく、補強層の両側に吸着領域を形成することに有利である。

本出願の第２の態様によれば、電池セルを提供し、ここで、該電池セルは、ハウジングと、電解液と、カバープレートと、少なくとも一つの上記実施例の電極アセンブリとを含み、ここで、ハウジングは、収容キャビティと、開口とを有し、電極アセンブリと電解液は収容キャビティに収容され、カバープレートは、ハウジングの開口を閉塞するためのものである。

本出願の第３の態様によれば、電池を提供し、該電池は、筐体と、少なくとも一つの上記実施例の電池セルとを含み、電池セルは筐体内に収容される。

本出願の第４の態様によれば、電力消費装置を提供し、該電力消費装置は、上記実施例の電池から供給される電力を受けるように構成される。

本出願の第５の態様によれば、電極アセンブリの加工方法を提供し、該方法は、陰極板、陽極板及びセパレータを提供することであって、セパレータは、陰極板と陽極板とを隔離するためのものであり、陰極板、セパレータ及び陽極板は、巻き取り方向に沿って巻き取られて折り曲げ領域が形成され、陰極板は、Ｍ回折り曲げられて折り曲げ領域にＭ個の折り曲げ箇所が形成され、陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面に第１の付着領域が形成され、Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面に第２の付着領域が形成され、ここで、ＭとＮは、正の整数であり、Ｍ≧２であり、且つ１≦Ｎ≦Ｍであることと、イオン阻止層と補強層を提供することと、イオン阻止層の少なくとも一部を第１の付着領域に付着し、充電時、イオン阻止層は、第１の付着領域から放出されたイオンが第１の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵されることを阻止するためのものであり、補強層の少なくとも一部を第２の付着領域に付着し、補強層にイオン交換通路が設けられ、イオン交換通路は、補強層の厚さ方向に沿って設置される貫通孔であることとを含む。

本出願の第６の態様によれば、電極アセンブリの加工装置を提供し、該装置は、陰極板、陽極板及びセパレータを提供するための第１の提供装置であって、セパレータは、陰極板と陽極板とを隔離するためのものであり、陰極板、セパレータ及び陽極板は、巻き取り方向に沿って巻き取られて折り曲げ領域が形成され、陰極板は、Ｍ回折り曲げられて折り曲げ領域にＭ個の折り曲げ箇所が形成され、陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面に第１の付着領域が形成され、Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面に第２の付着領域が形成され、ここで、ＭとＮは、正の整数であり、Ｍ≧２であり、且つ１≦Ｎ≦Ｍである第１の提供装置と、イオン阻止層と補強層を提供するための第２の提供装置と、組み立て装置であって、イオン阻止層の少なくとも一部を第１の付着領域に付着するためのものであり、充電時、イオン阻止層は、第１の付着領域から放出されたイオンが第１の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵されることを阻止するためのものであり、そして補強層の少なくとも一部を第２の付着領域に付着するためのものであり、補強層にイオン交換通路が設けられ、イオン交換通路は、補強層の厚さ方向に沿って設置される貫通孔である組み立て装置とを含む。

以上の説明は、単に本出願の実施例の技術案の概略に過ぎず、本出願の実施例の技術的手段をより明確に理解するために、明細書の内容に基づいて実施することができ、且つ本出願の実施例の上述及び他の目的、特徴及び利点を更に明らかで分かりやすくするために、以下は、本出願の具体的な実施の形態を列挙する。

本出願の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下は、実施例の記載に必要な図面を簡単に説明し、明らかに、以下の記載における図面は本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労働をすることなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることもできる。
本出願のいくつかの実施例による車両の構造概略図である。 本出願のいくつかの実施例による電池の分解概略図である。 図２に示す電池モジュールの構造概略図である。 本出願のいくつかの実施例による電池セルの分解概略図である。 本出願のいくつかの実施例による電極アセンブリの斜視構造概略図である。 図５に示す実施例の電極アセンブリにおける巻き取り軸線Ｋに垂直な方向に沿う横断面の構造概略図である。 本出願のいくつかの実施例の電極アセンブリの陽極板の構造概略図である。 本出願のいくつかの実施例の電極アセンブリの陰極板の構造概略図である。 本出願の一実施例の扁平体形状の電極アセンブリにおける巻き取り軸線に垂直な横断面の構造概略図である。 本出願の別の実施例の扁平体形状の電極アセンブリにおける巻き取り軸線に垂直な横断面の構造概略図である。 本出願の別の実施例の扁平体形状の電極アセンブリにおける巻き取り軸線に垂直な横断面の構造概略図である。 本出願のいくつかの実施例の電極アセンブリの陰極板の内面が巻き取り方向に沿って展開された後の構造概略図である。 本出願のいくつかの実施例の電極アセンブリの陰極板の外面が巻き取り方向に沿って展開された後の構造概略図である。 本出願の別の実施例の電極アセンブリの陰極板の外面が巻き取り方向に沿って展開された後の構造概略図である。 本出願の図１３の電極アセンブリの陰極板の一実施例のＤ－Ｄ断面構造概略図である。 本出願の図１３の電極アセンブリの陰極板の別の実施例のＤ－Ｄ断面構造概略図である。 本出願の図１３の電極アセンブリの陰極板の別の実施例のＤ－Ｄ断面構造概略図である。 本出願の図１３の電極アセンブリの陰極板の別の実施例のＤ－Ｄ断面構造概略図である。 本出願の別の実施例の電極アセンブリの加工方法のフローチャートである。 本出願の別の実施例の電極アセンブリの加工装置の構造概略図である。

本出願の実施例の目的、技術案、及び利点をより明確にするために、以下は、本出願の実施例の図面を参照しながら、本出願の実施例における技術案を明確、完全に説明する。説明される実施例は、本出願の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではないことは明らかである。本出願における実施例に基づき、当業者が創造的な労働をすることなく得られたすべての他の実施例は、いずれも本出願の保護範囲に属する。

特に定義がない限り、本文に使用されるすべての技術と科学用語は、当業者に一般的に理解される意味と同じである。本文における出願の明細書に使用される用語は、具体的な実施例を説明することを目的とするのみであり、本出願を制限することを意図しない。本出願の明細書、特許請求の範囲及び上記図面の説明における「含む」、「有する」という用語及びそれらの任意の変形は、非排他的な「含む」をカバーすることを意図している。

本文において「実施例」と言及する場合、実施例と合わせて説明された特定の特徴、構造又は特性が本出願の少なくとも一つの実施例に含まれ得ることを意味する。明細書における各箇所に記載された該語句は、必ずしも全てが同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と相互排他する独立した又は代替的な実施例でもない。当業者は、本明細書に記載の実施例が他の実施例と組み合わせ得ることを明示的及び暗黙的に理解することができる。

本文における「及び／又は」という用語は、単に関連対象を説明する関連関係に過ぎず、３つの関係が存在できることを示し、例えば、Ａ及び／又はＢは、単独のＡ、ＡとＢとの組み合わせ、単独のＢの三つのケースを表してもよい。また、本文における「／」といる文字は、一般的には前後関連対象が「又は」の関係であることを表す。

本出願の説明において、理解すべきことは、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語によって指示された方位又は位置関係は、図面によって示された方位又は位置関係であり、単に本出願の説明の便宜上及び説明の簡略化のためのものであり、指した装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成して操作しなければならないことを指示又は示唆するものではなく、そのため、本出願に対する制限として理解してはいけない。なお、本出願の明細書及び特許請求の範囲又は上記図面における「第１」、「第２」などの用語は、異なる対象を区別するために用いられ、特定の順序を説明するためのものではなく、一つ又は複数の該特徴を明示的に又は黙示的に含んでもよい。本出願の説明において、特に断りのない限り、「複数」は２つ以上を意味する。

本出願の説明において、説明すべきことは、特に明確の規定及び限定がない限り、「取り付け」、「繋がり」、「接続」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、着脱可能な接続であってもよく、又は一体的な接続であってもよく、機械的接続であってもよく、電気的な接続であってもよく、直接に接続してもよく、中間媒体を介して間接に接続してもよく、２つの素子の内部を連通させてもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて、上記用語の本出願における具体的な意味を理解することができる。

本出願において、電池セルは、リチウムイオン二次電池セル、リチウムイオン一次電池セル、リチウム硫黄電池セル、ナトリウムリチウムイオン電池セル、ナトリウムイオン電池セル又はマグネシウムイオン電池セルなどを含んでもよいが、本出願の実施例では、それを限定しない。電池セルは、円柱体、扁平体、長方体、又はその他の形状などを有してもよく、本出願の実施例ではこれについても限定しない。電池セルは、パッケージングの形態によって、一般的には、柱形電池セル、角形電池セルとパウチ電池セルの３つの種類に分けられ、本出願の実施例では、それを限定しない。

本出願の実施例で言及した電池は、より高い電圧と容量を提供するために一つ又は複数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、本出願に言及される電池には、電池モジュール又は電池パックなどが含まれてもよい。電池は、一般的には、一つ又は複数の電池セルをパッケージングするための筐体を含む。筐体は、液体又はその他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避することができる。

電池セルは、電極アセンブリと電解質とを含み、電極アセンブリは、陰極板と、陽極板と、セパレータとを含む。電池セルは、主に金属イオンが陰極板と陽極板との間で移動することにより動作する。陰極板は、陰極集電体と陰極活物質層とを含み、陰極活物質層は、陰極集電体の表面に塗布され、陰極集電体は、陰極集電部と、陰極集電部から突出した陰極凸部とを含み、陰極集電部に陰極活物質層が塗布されており、陰極凸部の少なくとも一部に陰極活物質層が塗布されておらず、陰極凸部は、陰極タブとされる。リチウムイオン電池を例として、陰極集電体の材料はアルミニウムであってもよく、陰極活物質層は陰極活物質を含み、陰極活物質は、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元リチウム又はマンガン酸リチウムなどであってもよい。陽極板は、陽極集電体と陽極活物質層とを含み、陽極活物質層は、陽極集電体の表面に塗布され、陽極集電体は、陽極集電部と、陽極集電部から突出した陽極凸部とを含み、陽極集電部に陽極活物質層が塗布されており、陽極凸部の少なくとも一部に陽極活物質層が塗布されておらず、陽極凸部は、陽極タブとされる。陽極集電体の材料は銅であってもよく、陽極活物質層は陽極活物質を含み、陽極活物質は、炭素又はシリコンなどであってもよい。大電流を流しても溶断が生じないように、陰極タブの数は複数で積層されており、陽極タブの数は複数で積層されている。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）などであってもよい。また、電極アセンブリは、捲回型構造であってもよいし、積層型構造であってもよく、本出願の実施例はこれに限定されるものではない。

リチウムイオン電池が充電される時、リチウムイオンが陰極活物質層から放出されて陽極活物質層に吸蔵されるが、いくつかの異常状況が発生する可能性があり、例えば、陽極活物質層におけるリチウム吸蔵空間が不十分であり、陽極活物質層におけるリチウムイオン吸蔵抵抗力が大きすぎ、又は、陰極活物質層からのリチウムイオンの放出が速すぎ、放出されたリチウムイオンが等量的に陽極板の陽極活物質層に吸蔵できず、陽極板に吸蔵できないリチウムイオンが陽極板の表面でしか電子を得られないことによって、金属リチウム単体を形成し、これは、リチウム析出現象である。リチウム析出は、リチウムイオン電池の性能を低下させ、サイクル寿命を大幅に短縮するだけでなく、リチウムイオン電池セルの高速充電容量を制限する。これに加えて、リチウムイオン電池セルにリチウム析出が発生した時、析出したリチウム金属の活性が非常に高く、低い温度で電解液と反応でき、電池セルの自己発熱開始温度の低下と自己発熱速度の増大を引き起こし、電池セルの安全性をひどく損なう。さらに、リチウム析出がひどい時、放出されたリチウムイオンは、陽極板の表面にリチウム結晶を形成することができ、リチウム結晶は、セパレータを突き破りやすく、隣接する陰極板と陽極板に短絡のリスクを有することを引き起こす。

発明者らは、研究開発プロセスにおいて、捲回型電極アセンブリの折り曲げ領域にリチウム析出現象が発生しやすいことを発見しており、さらに研究によって、発明者らは、該リチウム析出現象を引き起こす原因が主に折り曲げ領域に位置する陰極板と陽極板を折り曲げる必要があり、陰極板の内側に位置する陽極板にリチウム吸蔵空間が不十分であることが発生しやすく、該陽極板の陽極活物質層のリチウム吸蔵サイトがそれに隣接する陰極板の陰極活物質層が提供できるリチウムイオンの数よりも少ないことを引き起こす可能性があることによって、リチウム析出現象を引き起こすことであることを発見した。また、折り曲げ領域の陰極板の外面において、陰極板が受ける大きい引張力が陰極活物質層の破断と粉落ちを引き起こし、電池の容量に影響を及ぼし、さらに、陰極板の集電体を露出させて短絡を引き起こすか又は集電体の折り曲げ箇所に破断を発生して安全性に影響を及ぼす可能性もある。

これに鑑みて、本出願の実施例は、技術案を提供し、該技術案において、電極アセンブリは、陰極板、陽極板及びセパレータであって、セパレータは、陰極板と陽極板とを隔離するためのものであり、陰極板、セパレータ及び陽極板は、巻き取り方向に沿って巻き取られて折り曲げ領域が形成され、陰極板は、Ｍ回折り曲げられて折り曲げ領域にＭ個の折り曲げ箇所が形成され、陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面に第１の付着領域が形成され、Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面に第２の付着領域が形成され、ここで、ＭとＮは、正の整数であり、Ｍ≧２であり、且つ１≦Ｎ≦Ｍである陰極板、陽極板及びセパレータと、少なくとも一部が第１の付着領域に付着され、充電時、第１の付着領域から放出されたイオンが第１の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵されることを阻止するためのイオン阻止層と、少なくとも一部が第２の付着領域に付着される補強層であって、補強層にイオン交換通路が設けられ、イオン交換通路は、補強層の厚さ方向に沿って設置される貫通孔である補強層とを含む。このような構造を有する電極セルは、リチウム析出を減少させ、陰極板の陰極活物質層の脱落、陰極板の破断のリスクを減少させ、電池セルの容量と安全性を向上させることができる。

本出願の実施例に記載の技術案は、電池及び電池を使用した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、携帯型機器、ノートパソコン、汽船、宇宙航空機、電動玩具や電動ツールなどであってもよい。車両は、燃料油自動車、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などであってもよく、宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトルと宇宙船などを含み、電動玩具は、固定型又は移動型電動玩具、例えば、ゲーム機、電気自動車玩具、電気汽船玩具、電気飛行機玩具などを含み、電動ツールは、金属切削電動ツール、研磨電動ツール、組み立て電動ツールと鉄道用電動ツール、例えば、電気ドリル、電気グラインダ、電気レンチ、電気ドライバ、電気ハンマ、ハンマードリル、コンクリート振動機、電気カンナなどを含む。本出願の実施例において、上記電力消費装置について特に制限しない。

以下の実施例において、説明しやすくするために、電力消費装置が車両である場合を例として説明する。

図１は、本出願のいくつかの実施例による車両の構造概略図である。図１に示すように、車両１の内部に電池２が設置されており、電池２は、車両１の底部又は前部又は後部に設置されてもよい。電池２は、車両１への給電に使用されることができ、例えば、電池２は、車両１の操作電源とすることができる。

車両１は、コントローラ３と、モータ４とをさらに含んでもよく、コントローラ３は、電池２がモータ４に給電し、例えば、車両１の始動、ナビゲーション及び走行時の動作電力需要に用いるように制御するためのものである。

本出願のいくつかの実施例において、電池２は、車両１の操作電源として用いることができるだけでなく、車両１の駆動電源として、燃料油又は天然ガスの代わりに、又はその一部の代わりに車両１に駆動動力を提供することもできる。

図２は、本出願のいくつかの実施例による電池の分解概略図である。図２に示すように、電池２は、筐体５と筐体５内に収容される電池セル（図２には図示せず）とを含む。

筐体５は、電池セルを収容するためのものであり、筐体５は、様々な構造であってもよい。いくつかの実施例において、筐体５は、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２とを含んでもよく、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２は互いに覆われ、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２は、共同して電池セルを収容するための収容空間５３を画定する。第２の筐体部５２は、一端に開口する中空構造であってもよく、第１の筐体部５１は、板状構造であり、第１の筐体部５１は、収容空間５３を有する筐体５を形成するように、第２の筐体部５２の開口側に覆われる。第１の筐体部５１と第２の筐体部５２も、いずれも一側に開口する中空構造であってもよく、第１の筐体部５１の開口側は、収容空間５３を有する筐体５を形成するように、第２の筐体部５２の開口側に覆われる。勿論、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２は、様々な形状、例えば、円柱体、直方体などであってもよい。

第１の筐体部５１と第２の筐体部５２が接続された後のシール性を高めるために、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２の間にシール部材、例えば、シーラント、シールリングなどを設置してもよい。

第１の筐体部５１が第２の筐体部５２の頂部に覆われると仮定すれば、第１の筐体部５１は上側筐体蓋と呼ばれてもよく、第２の筐体部５２は下側筐体と呼ばれてもよい。

電池２において、電池セルは、一つであってもよく、複数であってもよい。電池セルが複数であれば、複数の電池セルの間は、直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよく、直並列接続は、複数の電池セルに直列接続も並列接続も含まれることを意味する。複数の電池セルの間を、直接、直列接続又は並列接続又は直並列接続してから、複数の電池セルで構成された全体を筐体５内に収容してもよい。勿論、複数の電池セルをまず直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池モジュール６とし、更に複数の電池モジュール６を直列接続又は並列接続又は直並列接続して一つの全体として形成するとともに、筐体５内に収容してもよい。

図３は、図２に示す電池モジュールの構造概略図である。図３に示すように、いくつかの実施例において、電池セル７は複数であり、複数の電池セル７は、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６となる。複数の電池モジュール６は、更に直列接続又は並列接続又は直並列接続されて一つの全体として形成するとともに、筐体内に収容される。

電池モジュール６における複数の電池セル７の間は、バスバー部材を介して電気的接続を実現することができ、これによって電池モジュール６における複数の電池セル７の並列接続又は直列接続又は直並列接続を実現する。

図４は、本出願のいくつかの実施例による電池セルの分解概略図である。図４に示すように、本出願の実施例による電池セル７は、電極アセンブリ１０と、外筐２０とを含み、電極アセンブリ１０は、外筐２０内に収容される。

いくつかの実施例において、外筐２０はさらに、電解質、例えば、電解液を収容するためのものであってもよい。外筐２０は様々な構造形式であってもよい。

いくつかの実施例において、外筐２０は、ハウジング２１と、エンドキャップ２２とを含んでもよく、ハウジング２１は、一側に開口する中空構造であり、エンドキャップ２２は、ハウジング２１の開口部に覆われて封止接続を形成し、電極アセンブリ１０と電解質を収容するための封止空間を形成する。

ハウジング２１は、様々な形状、例えば、円柱体、長方体などであってもよい。ハウジング２１の形状は、電極アセンブリ１０の具体的な形状に基づいて確定することができる。例えば、電極アセンブリ１０が円柱体構造であれば、円柱体ハウジングを選択することができる。電極アセンブリ１０が直方体構造であれば、直方体ハウジングを選択することができる。無論、エンドキャップ２２は、様々な構造であってもよく、例えば、エンドキャップ２２は、板状構造、一端に開口する中空構造などである。例示的に、図４において、ハウジング２１は、直方体構造であり、エンドキャップ２２は、板状構造であり、エンドキャップ２２は、ハウジング２１の頂部の開口部に覆われる。

いくつかの実施例において、電池セル７は、陰極電極端子３０と、陽極電極端子４０と、放圧機構５０とをさらに含んでもよく、陰極電極端子３０、陽極電極端子４０及び放圧機構５０はいずれもエンドキャップ２２に取り付けられる。陰極電極端子３０と陽極電極端子４０はいずれも電極アセンブリ１０に電気的に接続されて電極アセンブリ１０によって生成された電気エネルギーを出力するためのものである。放圧機構５０は、電池セル７の内部圧力又は温度が予め設定された値に達した時、電池セル７内部の圧力を逃すためのものである。

例示的に、放圧機構５０は、陰極電極端子３０と陽極電極端子４０との間に位置し、放圧機構５０は、防爆弁、防爆片、エアバルブ、放圧弁又は安全弁などのような部材であってもよい。

無論、別のいくつかの実施例において、外筐２０は、他の構造であってもよく、例えば、外筐２０は、ハウジング２１と、二つのエンドキャップ２２とを含み、ハウジング２１は、対向する両側に開口する中空構造であり、一つのエンドキャップ２２は、ハウジング２１の一つの開口部に対応して覆われて封止接続を形成し、電極アセンブリ１０と電解質を収容するための封止空間を形成する。このような構造において、陰極電極端子３０と陽極電極端子４０は、同一のエンドキャップ２２に取り付けられてもよく、異なるエンドキャップ２２に取り付けられてもよい。一つのエンドキャップ２２に放圧機構５０が取り付けられてもよく、二つのエンドキャップ２２にいずれも放圧機構５０が取り付けられてもよい。

説明すべきこととして、電池セル７において、外筐２０内に収容される電極アセンブリ１０は、一つであってもよく、複数であってもよい。例示的に、図４において、電極アセンブリ１０は二つである。

図５は、本出願のいくつかの実施例による電極アセンブリの構造概略図である。図６は、図５に示す実施例の電極アセンブリにおける巻き取り軸線Ｋに垂直な方向に沿う横断面の構造概略図である。

図５と図６に示すように、本出願の実施例の電極アセンブリ１０は、陰極板１１と陽極板１２とを含み、陰極板１１と陽極板１２は、巻き取り方向Ａに沿って巻き取られて巻き取り構造が形成される。

本出願の実施例において、巻き取り方向Ａは、陰極板１１と陽極板１２が内から外へ周方向に巻き取られる方向である。図５において、巻き取り方向Ａは、時計回り方向である。

いくつかの実施例において、電極アセンブリ１０は、セパレータ１３をさらに含み、セパレータ１３は、陰極板１１と陽極板１２を隔離して陰極板１１と陽極板１２との間に短絡のリスクの発生を低減させるためのものである。セパレータ１３が大量の貫通した微細孔を有し、電解質とイオンの自由な通過を確保でき、リチウムイオンに対して優れた透過性を有するため、セパレータ１３は、リチウムイオンの通過をほとんど阻止できない。例示的に、セパレータ１３の材質は、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）又はＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリエチレン）などであってもよい。

陰極板１１、陽極板１２及びセパレータ１３はいずれも帯状構造である。本出願の実施例において、まず、陰極板１１、セパレータ１３及び陽極板１２を順に積層し、続いて、二周以上巻き取って電極アセンブリ１０を形成する。

電極アセンブリ１０は、様々な形状であってもよく、例えば、電極アセンブリ１０は、円柱体、扁平体、角柱体（例えば、三角柱、四角柱又は六角柱）又は他の形状であってもよい。

いくつかの実施例において、巻き取り構造は、折り曲げ領域Ｂを含み、折り曲げ領域Ｂは、第１の折り曲げ領域Ｂ１と、第２の折り曲げ領域Ｂ２とを含む。陰極板１１と陽極板１２はいずれも折り曲げ領域Ｂの複数の折り曲げ箇所に位置する。折り曲げ領域Ｂは、電極アセンブリ１０における折り曲げ構造を有する領域であり、陰極板１１における折り曲げ領域Ｂに位置する部分（即ち、陰極板１１の折り曲げ箇所）と陽極板１２における折り曲げ領域Ｂに位置する部分（即ち、陽極板１２の折り曲げ箇所）はいずれも折り曲げられて設置される。例示的に、陰極板１１の折り曲げ箇所と陽極板１２の折り曲げ箇所は、ほぼ円弧状に折り曲げられる
例示的に、折り曲げ領域Ｂにおいて、陰極板１１の折り曲げ箇所と陽極板１２の折り曲げ箇所は、交互に配列され、即ち、折り曲げ領域Ｂにおいて、陽極板１２の一つの折り曲げ箇所、陰極板１１の一つの折り曲げ箇所、陽極板１２の一つの折り曲げ箇所……の順序に応じて順に配列される。任意選択的に、陰極板１１の最内側の一つの折り曲げ箇所は、陽極板１２の最内側の一つの折り曲げ箇所の外側に位置する。

いくつかの実施例において、電極アセンブリ１０は、扁平体である。例示的に、巻き取り構造は、折り曲げ領域Ｂに接続されるストレート領域Ｃをさらに含む。陰極板１１と陽極板１２はいずれもストレート領域Ｃに位置する複数のストレート箇所を含む。ストレート領域Ｃは、電極アセンブリ１０におけるストレート構造を有する構造であり、任意選択的に、折り曲げ領域Ｂは、二つであり、且つそれぞれストレート領域Ｃの両端に接続される。

陰極板１１におけるストレート領域Ｃに位置する部分（即ち、陰極板１１のストレート箇所）と陽極板１２におけるストレート領域Ｃに位置する部分（即ち、陽極板１２のストレート箇所）はほぼストレートに設置される。陰極板１１のストレート箇所と陽極板１２のストレート箇所の表面はいずれもほぼ平面である。

図６に示すように、第１の折り曲げ領域Ｂ１は、中線Ｚ１を有し、第２の折り曲げ領域Ｂ２は、中線Ｚ２を有し、中線Ｚ１とＺ２は、電極アセンブリの巻き取り軸線Ｋに平行であり、電極アセンブリの長手方向に沿って延在し、中線Ｚ１とＺ２は、電極アセンブリの幅方向に沿って第１の折り曲げ領域Ｂ１と第２の折り曲げ領域Ｂ２をそれぞれ二つの部分に分ける。

セパレータ１３は電気絶縁性を有し、隣接する陰極板１１と陽極板１２とを隔離するためのものであり、隣接する陰極板１１と陽極板１２の短絡を防止する。セパレータ１３は大量の貫通した微細孔を有し、電解液とイオンの自由な通過を確保でき、リチウムイオンに対して優れた透過性を有するため、セパレータ１３は、リチウムイオンの通過をほとんど阻止できない。例えば、セパレータ１３は、セパレータベース層と、セパレータベース層の表面に位置する機能層とを含み、セパレータベース層は、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン－プロピレン共重合体、ポリブチレンテレフタレートなどの少なくとも一つを含み、機能層は、セラミックス酸化物と接着剤の混合物層であってもよい。

陽極板１２の構造は、本出願の別の実施例の陽極板の構造概略図である図７に示すとおりであってもよく、陽極板１２は、陽極本体部１２０と、陽極本体部１２０から巻き取り軸線Ｋに沿って外へ延在する陽極タブ１２０３とを含み、陽極本体部１２０の表面における巻き取り軸線Ｋに沿う少なくとも一部の領域は、陽極活物質層１２０１であり、陽極活物質層１２０１は、陽極活物質を塗布するためのものであり、陽極活物質は、黒鉛又はシリコンであってもよい。

本出願の別の実施例において、陽極本体部１２０の表面の一部の領域に陽極活物質層１２０１が設けられるだけではなく、陽極タブ１２０３の表面且つ陽極本体部１２０に近い根元部領域にも陽極活物質層１２０１が設けられ、即ち、陽極タブ１２０３の一部の領域は陽極活物質層１２０１である。

本出願の別の実施例において、図７に示すように、陽極活物質層１２０１は、巻き取り軸線Ｋに沿う陽極本体部１２０の全体的な表面を覆う。

図８は、本出願の一実施例の陰極板の構造概略図である。

陰極板１１は、陰極本体部１１０と、巻き取り軸線Ｋに沿って陰極本体部１１０の外部へ延在する少なくとも一つの陰極タブ１１０３とを含み、陰極本体部１１０の表面の少なくとも一部の領域は陰極活物質層１１０１であり、該陰極活物質層１１０１に陰極活物質を塗布することができ、例えば、陰極活物質は、三元材料、マンガン酸リチウム又はリン酸鉄リチウムであってもよい。

本出願の別の実施例において、陰極本体部１１０の表面は、陰極活物質層１１０１に隣接する第１の絶縁層塗布エリア１１０２をさらに含み、第１の絶縁層塗布エリア１１０２は、陰極活物質層１１０１の陰極タブ１１０３に近接する側に位置し、第１の絶縁層塗布エリア１１０２は絶縁物質を塗布するためのものであり、陰極活物質層１１０１と陰極タブ１１０３を絶縁させて隔離するためのものである。陰極板１１の集電体の二つの表面は、陰極活物質層１１０１を含み、陰極タブ１１０３は、陰極板１１の集電体の一部であり、ここで、集電体の材質は、アルミニウムであってもよい。

例えば、陰極活物質層１１０１と第１の絶縁層塗布エリア１１０２は、陰極本体部１１０の表面において巻き取り軸線Ｋに沿って両端に分布し、且つ陰極タブ１１０３と第１の絶縁層塗布エリア１１０２は、陰極本体部１１０の同一端に属する。

本出願の別の実施例において、陰極活物質層１１０１と第１の絶縁層塗布エリア１１０２は、陰極本体部１１０の表面においてほぼ平行する二つの領域であり、且つ巻き取り軸線Ｋに沿って陰極本体部１１０の表面において二層で分布される。

本出願の別の実施例において、第１の絶縁層塗布エリア１１０２は、陰極本体部１１０と陰極タブ１１０３が互いに接続された部分に位置してもよく、例えば、第１の絶縁層塗布エリア１１０２は、陰極本体部１１０の表面且つ陰極タブ１１０３に互いに接続された部分に位置し、陰極タブ１１０３の表面と陰極活物質層１１０１を隔てるためのものである。本出願の別の実施例において、陰極本体部１１０の表面に第１の絶縁層塗布エリア１１０２が設けられるだけではなく、陰極タブ１１０３における陰極本体部１１０に近い根元部領域にも第２の絶縁層塗布エリアが設けられ、第２の絶縁層塗布エリアは絶縁物質を塗布するためのものである。

本出願の別の実施例において、第１の絶縁層塗布エリア１１０２の表面に絶縁物質が塗布され、絶縁物質は無機充填材と接着剤を含む。無機充填材は、ベーマイト、アルミナ、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一つ又は複数を含む。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一つ又は複数を含む。

本出願の別の実施例において、各陰極板１１は、一つ又は二つ以上の陰極タブ１１０３を含んでもよく、陰極板１１が二つ以上の陰極タブ１１０３を含む場合、全ての陰極タブ１１０３はいずれも陰極板１１における巻き取り軸線Ｋに沿う同一側に位置する。

陰極板１１と陽極板１２が互いに積層される時に、陽極板１２の陽極活物質層１２０１における巻き取り軸線Ｋに沿う両端はいずれも隣接する陰極板１１の陰極活物質層１１０１の対応端を超え、このように、電極アセンブリが良好なエネルギー密度を有するようにする可能である。例えば、陽極活物質層１２０１における巻き取り軸線Ｋに沿う両端はそれぞれ第１の端１２０４と第２の端１２０５であり、陰極活物質層１１０１における巻き取り軸線Ｋに沿う両端はそれぞれ第３の端１１０４と第４の端１１０５であり、ここで、陽極活物質層１２０１の第１の端１２０４と陰極活物質層１１０１の第３の端１１０４は巻き取り軸線Ｋに沿って電極アセンブリの同一側に位置し、且つ陽極活物質層１２０１の第１の端１２０４は巻き取り軸線Ｋに沿って陰極活物質層１１０１の第３の端１１０４を超え、陽極活物質層１２０１の第２の端１２０５と陰極活物質層１１０１の第４の端１１０５は巻き取り軸線Ｋに沿って電極アセンブリ１０の他方側に位置し、陽極活物質層１２０１の第２の端１２０５は巻き取り軸線Ｋに沿って陰極活物質層１１０１の第４の端１１０５を超える。

陽極活物質層１２０１における巻き取り軸線Ｋに沿う両端が陰極活物質層１１０１の対応端を超えるサイズは同じであってもよく、異なってもよく、例えば、超えたサイズの範囲は０．２ミリメートル～５ミリメートルである。

図９は、本出願の一実施例の扁平体形状の電極アセンブリにおける巻き取り軸線に垂直な横断面の構造概略図である。

該実施例における電極アセンブリ１０は、陰極板１１、陽極板１２及びセパレータ１３であって。セパレータ１３は、陰極板１１と陽極板１２とを隔離するためのものであり、陰極板１１、セパレータ１３及び陽極板１２は巻き取り方向Ａに沿って巻き取られて折り曲げ領域Ｂが形成され、陰極板１１は、Ｍ回折り曲げられて折り曲げ領域にＭ個の折り曲げ箇所が形成され、陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の内面１１Ｕに第１の付着領域が形成され、Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面１１Ｖに第２の付着領域が形成され、ここで、ＭとＮは、正の整数であり、Ｍ≧２であり、且つ１≦Ｎ≦Ｍである陰極板１１、陽極板１２及びセパレータ１３と、少なくとも一部が第１の付着領域に付着され、充電時、第１の付着領域から放出されたイオンが第１の付着領域に隣接する陽極板１２に吸蔵されることを阻止するためのイオン阻止層８と、少なくとも一部が第２の付着領域に付着される補強層９であって、補強層９にイオン交換通路が設けられる補強層９とを含む。

いくつかの実施例において、イオン交換通路は、補強層９の厚さ方向に沿って設置される貫通孔９０である。

いくつかの実施例において、陰極板１１の内面１１Ｕと外面１１Ｖにそれぞれ陰極活物質層１１０１が設けられ、陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の内面１１Ｕの陰極活物質層１１０１に第１の付着領域が形成され、Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面１１Ｖの陰極活物質層１１０１に第２の付着領域が形成され、充電時、イオン阻止層８は、第１の付着領域から放出されたイオンが第１の付着領域に隣接する陽極板１２に吸蔵されることを阻止するためのものであり、充電時、補強層９上のイオン交換通路は、第２の付着領域から放出された少なくとも一部のイオンが第２の付着領域に隣接する陽極板１２に吸蔵されることを許容する。

折り曲げ領域Ｂの陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の内面１１Ｕの第１の付着領域にイオン阻止層８を設置することで、リチウム析出現象を効果的に低減させることができる。充電時、第１の付着領域の陰極活物質層１１０１から放出されたイオンの少なくとも一部がイオン阻止層８によって阻止され、それによってイオン阻止層８によって阻止されたイオンは、第１の付着領域に隣接する陽極板１２に吸蔵できず、リチウム析出の発生を低減させる。補強層９は、陰極板１１の外面１１Ｖの第２の付着領域を補強し、陰極板１１の第２の付着領域の破断又は陰極活物質の脱落の発生を減少させることができ、それによって電池セル７の安全性を向上させる。また、補強層９のイオン交換通路は、第２の付着領域から放出された少なくとも一部のイオンが第２の付着領域に隣接する陽極板１２に吸蔵されることを許容し、第２の付着領域の少なくとも一部のイオンが正常な吸蔵放出とシャトルを完了し、電池セル７の容量を十分に発揮することができ、それによって電池セル７の安全性を向上させるとともに、電池セル７の容量を向上させる。

いくつかの実施例において、陰極板１１の内面１１Ｕは、陰極板１１の巻き取り軸線Ｋに対向する表面を指す。陰極板の外面１１Ｖは、巻き取り軸線Ｋから離れる陰極板１１の表面を指す。

いくつかの実施例において、陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の内面１１Ｕの陰極活物質層１１０１に第１の付着領域が形成されることは、陰極板１１の１回目の折り曲げ箇所からＭ回目の折り曲げ箇所のうちの一つ又は複数の内面１１Ｕの陰極活物質層１１０１に第１の付着領域が形成されることを意味する。Ｎ回目の折り曲げ箇所は、巻き取り構造が展開状態で巻き取り方向Ａに沿って１、２…Ｎ回折り曲げられた後に、Ｎ回目の折り曲げの時に形成された折り曲げ箇所を指す。

いくつかの実施例において、付着は、接着又は塗布又はスプレー塗布を指す。

第１の付着領域は、イオン阻止層８が陰極板１１の内面１１Ｕに付着される時に覆う領域を指す。第２の付着領域は、補強層９が陰極板１１の外面１１Ｖに付着される時に覆う領域を指す。

図９は、本出願の一実施例の扁平体形状の電極アセンブリにおける巻き取り軸線Ｋに垂直な横断面の構造概略図であり、図１０は、本出願の別の実施例の別の扁平体形状の電極アセンブリにおける巻き取り軸線Ｋに垂直な横断面の構造概略図であり、図１１は、本出願の別の実施例の別の扁平体形状の電極アセンブリにおける巻き取り軸線Ｋに垂直な横断面の構造概略図である。

いくつかの実施例において、Ｎ回目の折り曲げ箇所は、１回目の折り曲げ箇所及び／又は２回目の折り曲げ箇所を含む。

図９に示す実施例において、Ｎ回目の折り曲げ箇所は、陰極板１１の１回目の折り曲げ箇所１１１を含み、１回目の折り曲げ箇所１１１の内面１１Ｕの第１付着領域に第１のイオン阻止層１８が設置され、１回目の折り曲げ箇所１１１の外面１１Ｖの第２の付着領域に第１の補強層１９が設置される。

図１０に示す実施例において、Ｎ回目の折り曲げ箇所は、陰極板１１の１回目の折り曲げ箇所１１１と、２回目の折り曲げ箇所１１２とを含み、１回目の折り曲げ箇所１１１の内面１１Ｕの第１付着領域に第１のイオン阻止層１８が設置され、１回目の折り曲げ箇所１１１の外面１１Ｖの第１の付着領域に第１の補強層１９が設置され、２回目の折り曲げ箇所１１２の内面１１Ｕの第１付着領域に第２のイオン阻止層２８が設置され、２回目の折り曲げ箇所１１２の外面１１Ｖの第２の付着領域に第２の補強層２９が設置される。

Ｎ回目の折り曲げ箇所は、１回目の折り曲げ箇所と２回目の折り曲げ箇所に限定されず、３、４、５、６回目の折り曲げ箇所をさらに含んでもよく、いくつかの実施例において、１回目からＭ回目の折り曲げ箇所にいずれもイオン阻止層８と補強層９を設置してもよい。

該実施例において、折り曲げ領域Ｂの陰極板１１の１回目の折り曲げ箇所１１１及び／又は２回目の折り曲げ箇所１１２にイオン阻止層８と補強層９を設置することで、陰極板１１の１回目の折り曲げ箇所１１１及び／又は２回目の折り曲げ箇所１１２の内面１１Ｕ付近の陽極板１２のリチウム析出の発生を低減させ、そして陰極板１１の１回目の折り曲げ箇所１１１及び／又は２回目の折り曲げ箇所１１２の外面１１Ｖの破断又は陰極活物質層の脱落の発生を減少させることができ、それによって電池セル７の安全性を向上させる。電池セル７の容量損失を減少させることもできる。

いくつかの実施例において、電極アセンブリ１０は、折り曲げ領域Ｂに接続されるストレート領域Ｃを有し、巻き取り方向Ａに沿って延在するイオン阻止層８と補強層９の一端は、ストレート領域Ｃに位置し、他端は、折り曲げ領域Ｂに位置し、又は、巻き取り方向Ａに沿って延在するイオン阻止層８と補強層９の両端はいずれもストレート領域Ｃに位置する。イオン阻止層８と補強層９の付着に誤差が存在する可能性があるため、イオン阻止層８と補強層９の長さが短すぎると、折り曲げ領域Ｂの陰極板１１を正確に覆うことができない可能性がある。イオン阻止層８と補強層９の一端又は両端がストレート領域Ｃに位置することで、イオン阻止層８と補強層９のカバー範囲を増加させ、イオン阻止層８と補強層９が陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所に正確に付着できることを確保することができる。

図１１に示す実施例において、巻き取り方向Ａに沿って延在するイオン阻止層８と補強層９の両端はいずれもストレート領域Ｃに位置する。イオン阻止層８と補強層９を陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所に正確に付着できることを確保する。

図１２は、本出願のいくつかの実施例の電極アセンブリの陰極板の内面１１Ｕが巻き取り方向に沿って展開された後の構造概略図である。

該実施例において、陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の内面１１Ｕの第１の付着領域にイオン阻止層８が設置される。巻き取り方向Ａにおいて、イオン阻止層８は、折り曲げ領域Ｂの中線を覆い、図１１の実施例に示すように、第１のイオン阻止層１８は、第１の折り曲げ領域Ｂ１の中線Ｚ１を覆い、第２のイオン阻止層２８は、第２の折り曲げ領域Ｂ２の中線Ｚ２を覆う。巻き取り方向Ａにおいて、イオン阻止層８の両端は、いずれも折り曲げ領域Ｂ内に位置してもよく、又は、巻き取り方向Ａに沿って延在するイオン阻止層８の一端はストレート領域Ｃに位置し、他端は折り曲げ領域Ｂに位置し、又は、巻き取り方向Ａに沿って延在するイオン阻止層８の両端はいずれもストレート領域Ｃに位置する。

該実施例において、巻き取り軸線Ｋ方向において、イオン阻止層８の一端は、陰極活物質層１１０１の第３の端１１０４を超えて第１の絶縁層塗布エリア１１０２に接続され、イオン阻止層８の他端は少なくとも陰極活物質層１１０１の第４の端１１０５まで延在する。このように、イオン阻止層８が巻き取り軸線Ｋ方向において全ての陰極活物質層１１０１を覆うことを確保することができ、リチウム析出の発生を効果的に回避することができる。いくつかの実施例において、巻き取り軸線Ｋ方向において、イオン阻止層８の第２の端は、陰極活物質層１１０１の第４の端１１０５を超えてもよい。イオン阻止層８が陰極板１１に付着されるプロセスにおいて、裁断及び引張応力によってイオン阻止層８の長さの変化を引き起こし、イオン阻止層８が陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の内面１１Ｕの陰極活物質層１１０１を完全に覆えなくなるおそれがある。イオン阻止層８を巻き取り軸線Ｋ方向において第１の付着領域から突出するように設置することで、イオン阻止層８の長さを長くし、イオン阻止層８が陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の内面１１Ｕの陰極活物質層１１０１を効果的に覆うことができないというリスクを回避する。

図１３は、本出願のいくつかの実施例の電極アセンブリの陰極板の外面が巻き取り方向に沿って展開された後の構造概略図である。図１４は、本出願の別の実施例の電極アセンブリの陰極板の外面が巻き取り方向に沿って展開された後の構造概略図である。

図１３を参照すると、本出願のいくつかの実施例において、陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の外面１１Ｖの第２の付着領域に補強層９が設置される。巻き取り方向Ａにおいて、補強層９は、折り曲げ領域Ｂの中線を覆い、図１１の実施例に示すように、第１の補強層１９は、第１の折り曲げ領域Ｂ１の中線Ｚ１を覆い、第２の補強層２９は、第２の折り曲げ領域Ｂ２の中線Ｚ２を覆う。巻き取り方向Ａにおいて、補強層９の両端は、いずれも折り曲げ領域Ｂ内に位置してもよく、又は、巻き取り方向Ａに沿って延在する補強層９の一端はストレート領域Ｃに位置し、他端は折り曲げ領域Ｂに位置し、又は、巻き取り方向Ａに沿って延在する補強層９の両端はいずれもストレート領域Ｃに位置する。

該実施例において、巻き取り軸線Ｋ方向において、補強層９の一端は、陰極活物質層１１０１の第３の端１１０４を超えて第１の絶縁層塗布エリア１１０２に接続され、補強層９の他端は少なくとも陰極活物質層１１０１の第４の端１１０５まで延在する。このように、補強層９が巻き取り軸線Ｋ方向において全ての陰極活物質層１１０１を覆うことを確保することができ、外面１１Ｖの陰極活物質の脱落、割れの発生を効果的に回避することができる。いくつかの実施例において、巻き取り軸線Ｋ方向において、補強層９の第２の端はさらに、陰極活物質層１１０１の第４の端１１０５を超えてもよい。補強層９が陰極板１１に付着されるプロセスにおいて、裁断及び引張応力によって補強層９の長さの変化を引き起こし、補強層９が陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の外面１１Ｖの陰極活物質層１１０１を完全に覆えなくなるおそれがある。補強層９を巻き取り軸線Ｋ方向において第１の付着領域から突出するように設置することで、補強層９の長さを長くし、補強層９が陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の外面１１Ｖの陰極活物質層１１０１を効果的に覆うことができないというリスクを回避する。

いくつかの実施例において、補強層９にイオン交換通路が設けられ、イオン交換通路は、補強層９の厚さ方向に沿って設置され、イオンの通過を許容する貫通孔９０である。貫通孔９０は、イオンの通過に供するためのものであり、電解液の放出とイオンの伝導と拡散に有利であり、電池セル７の容量の向上に有利であり、電池セル７のサイクル性能と耐用年数を向上させる。

いくつかの実施例において、図１３に示す実施例において、巻き取り方向に沿って、補強層９に吸着領域Ｘとパンチ領域Ｙが配列され、貫通孔９０の少なくとも一部は、パンチ領域Ｙに分布し、吸着領域Ｘの空隙率は、パンチ領域Ｙの空隙率よりも小さい。

該実施例において、補強層９に吸着領域Ｘとパンチ領域Ｙが配列され、貫通孔９０の少なくとも一部は、パンチ領域Ｙに分布し、パンチ領域Ｙは、イオンの通過に供するためのものであり、電解液の放出とイオンの伝導と拡散に有利であり、電池セルの容量の向上に有利であり、電池セルのサイクル性能と耐用年数を向上させる。吸着領域の空隙率Ｘがパンチ領域の空隙率よりも小さいことで、電極アセンブリ１０を生産する時、真空吸着機器を用いて吸着領域Ｘに吸着して補強層９を陰極板１１に取り付けることに有利であり、吸着領域Ｘの小さい空隙率は、真空吸着作業への影響を低減させることができる。空隙率は、バルク材料内で連通している全ての孔隙の総体積と該バルク材料の総体積との比を指す。

貫通孔９０は、複数であってもよく、パンチ領域Ｙに均一又は不均一に分布し、例えば、貫通孔９０は、パンチ領域Ｙにおいてアレイ状に配列されてもよい。吸着領域Ｘに少量の孔をパンチしてもよく、このように、電解液の放出とイオンの伝導と拡散にさらに有利であり、吸着領域Ｘに対してパンチしなくてもよく、このように、吸着領域は、良好な吸着性能を有する。パンチ領域Ｙと吸着領域Ｘは、巻き取り方向Ａに沿って交互に配列され、図１３の実施例に示すように、補強層９に二つのパンチ領域Ｙが設置され、二つのパンチ領域Ｙの中間又は両側に三つの吸着領域Ｘが設けられる。いくつかの実施例において、補強層９の他端は、陰極活物質層１１０１の第４の端１１０５を超え、補強層９の超えた部分において、パンチ領域Ｙにパンチしてもよく、パンチしなくてもよい。

別のいくつかの実施例において、図１４に示す実施例において、電極アセンブリ１０の巻き取り軸線Ｋの方向に沿って、貫通孔９０は、補強層９に折れ線又は曲線をなして分布する。

該実施例において、貫通孔９０を、補強層９に折れ線又は曲線をなすように配置することで、貫通孔９０が補強層９の巻き取り方向Ａと巻き取り周方向Ｋの方向に沿っていずれも分布し、補強層９が異なる巻き取り方向Ａと巻き取り周方向Ｋに沿っていずれも電解液の放出とイオンの伝導と拡散を実現することができ、電池のサイクル性能と耐用年数の向上に有利である。なお、折れ線又は曲線によって、巻き取り方向に沿う補強層９の中間領域の空隙率が両側の空隙率よりも大きく、補強層９の両側に吸着領域を形成することに有利である。

図１５は、本出願の図１３の電極アセンブリの陰極板の一実施例のＤ－Ｄ断面構造概略図であり、図１６は、本出願の図１３の電極アセンブリの陰極板の別の実施例のＤ－Ｄ断面構造概略図であり、図１７は、本出願の図１３の電極アセンブリの陰極板の別の実施例のＤ－Ｄ断面構造概略図であり、図１８は、本出願の図１３の電極アセンブリの陰極板の別の実施例のＤ－Ｄ断面構造概略図である。

図１５を参照すると、本出願のいくつかの実施例において、イオン阻止層８と補強層９はそれぞれ陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の内面１１Ｕと外面１１Ｖに設置される。

図１６に示すように、本出願のいくつかの実施例において、イオン阻止層８は、第１の接着層８２を含み、第１の接着層８２は、第１の付着領域に付着され、補強層９は、補強ベース層９１と、第２の接着層９２とを含み、補強ベース層９１は、第２の接着層９２を介して第２の付着領域に付着される。

いくつかの実施例において、第１の接着層８２及び／又は第２の接着層９２の材料は、アクリル酸－アクリル酸エステル共重合体、ブタジエン－スチレン共重合体、スチレン－アクリル酸共重合体、スチレン－アクリル酸エステル共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体、アクリル酸グラフトポリエチレン、無水マレイン酸グラフトポリエチレン、アクリル酸グラフトポリプロピレン、無水マレイン酸グラフトポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、カルボキシメチルセルロース、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、スチレン－イソプレン－スチレン共重合体ゴム、エチレン－酢酸ビニル共重合体ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合体ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、グリセリルエーテル型エポキシ樹脂、グリセリルエステル型エポキシ樹脂、シリコーン系樹脂、ポリウレタン、スチレン－イソプレン－スチレン共重合体のうちの一つ又は複数の組み合わせを含んでもよい。第１の接着層と第２の接着層の材料は、同じであってもよく、異なってもよい。第１の接着層８２と第２の接着層９２は、接着剤であってもよい。

いくつかの実施例において、補強ベース層９１の材料は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、テトラフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、トリフルオロクロロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン又はその共重合体、ポリアリレート、繊維、ナイロン、不織布のうちの一つ又は複数の組み合わせを含んでもよい。補強ベース層９１は、テープであってもよい。

図１６と図１７の実施例において、補強層９にイオンの通過を許容する貫通孔９０が設けられ、貫通孔９０は、補強ベース層９１と第２の接着層９２を貫通する。

第２の接着層９２は、補強層を陰極板１１の外面に保持することができ、第２の接着層９２は、さらに、陰極板１１の表面に電解液を貯蔵して保持し、サイクルプロセスにおいて消費した電解液を補充することもでき、イオンの伝導と拡散に有利であり、さらに電池セルの性能を向上させ、貫通孔９０は、補強ベース層９１と第２の接着層９２を貫通し、イオン交換通路によって補強ベース層９１と第２の接着層９２を貫通することができ、電解液の放出とイオンの伝導と拡散に有利であり、電池セル７の容量の向上に有利であり、電池セル７のサイクル性能と耐用年数を向上させる。第２の接着層９２は、一定の流動性を有し、陰極板１１の表面に移動と変形を生じやすく、さらに、電解液の分布の均一性に影響を及ぼし、補強ベース層９１は、イオンを流動させるとともに、第２の接着層９２の流動と変形を抑制し、第２の接着層９２を陰極板１１の表面に均一に保持することができ、さらに、電解液が陰極板１１の表面に長期に亘って安定して保持することができ、電池セル７のサイクル性能と耐用年数の向上に有利である。

図１７に示すように、本出願の別のいくつかの実施例において、イオン阻止層８は、阻止ベース層８１と、第１の接着層８２とを含み、阻止ベース層８１は、第１の接着層８２を介して第１の付着領域に付着され、補強層９は、補強ベース層９１と、第２の接着層９２とを含み、補強ベース層９１は、第２の接着層９２を介して第２の付着領域に付着される。

該実施例において、阻止ベース層８１の材料は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、テトラフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、トリフルオロクロロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン又はその共重合体、ポリアリレート、繊維、ナイロン、不織布のうちの一つ又は複数の組み合わせを含んでもよい。阻止ベース層８１は、テープであってもよい。

第１の接着層８２、第２の接着層９２及び補強ベース層９１の材料は、上記の実施例を参照してもよい。

別のいくつかの実施例において、図１８に示すように、阻止ベース層８１は、第１の本体部８１ａと、第１の本体部８１ａに接続される第１の延長部８１ｂとを含み、第１の接着層８２は、第１の本体部８１ａの少なくとも一部を第１の付着領域に接着するためのものであり、第１の延長部８１ｂは、電極アセンブリ１０の巻き取り軸線Ｋ方向において第１の付着領域から突出し、補強ベース層９１は、第２の本体部９１ａと、第２の本体部９１ａに接続される第２の延長部９１ｂとを含み、第２の接着層９２は、第２の本体部９１ａの少なくとも一部を第２の付着領域に接着するためのものであり、第２の延長部９１ｂは、巻き取り軸線Ｋ方向において第２の付着領域から突出し、巻き取り軸線Ｋ方向は、巻き取り方向Ａに垂直であり、第１の延長部８１ｂと第２の延長部９１ｂは、第１の接着層８２及び／又は第２の接着層９２を介して接続される。

該実施例において、イオン阻止層８と補強層９が陰極板１１に付着されるプロセスにおいて、裁断及び引張応力によってイオン阻止層８と補強層９の長さの変化を引き起こし、イオン阻止層８と補強層９が陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の内面１１Ｕと外面１１Ｖの陰極活物質層１１０１を完全に覆えなくなるおそれがある。阻止ベース層８１に、巻き取り軸線Ｋ方向において第１の付着領域から突出した第１の延長部８１ｂを設置し、補強ベース層９１に、巻き取り軸線Ｋ方向において第２の付着領域から突出した第２の延長部９１ｂを設置することで、イオン阻止層８と補強層９の長さを長くし、イオン阻止層８と補強層９が陰極板１１のＮ回目の折り曲げ箇所の内面１１Ｕと外面１１Ｖの陰極活物質層１１０１を効果的に覆うことができないというリスクを回避する。イオン阻止層８が内面１１Ｕの陰極活物質層１１０１を効果的に覆うことができなければ、リチウム析出のリスクがある。補強層９が外面１１Ｖの陰極活物質層１１０１を効果的に覆うことができなければ、陰極板に破断又は陰極活物質の脱落が発生する可能性がある。

なお、第１の接着層８２と第２の接着層９２が粘着性を有するため、電極アセンブリ１０の生産プロセスにおいて、巻き取り機器に付着してイオン阻止層８と補強層９の脱落、反りなどの不具合を引き起こし、さらに、イオン阻止層８と補強層９の故障を引き起こすか又は電極アセンブリの構造を破壊する可能性がある。第１の延長部８１ｂと第２の延長部９１ｂを第１の接着層８２及び／又は第２の接着層９２によって接続することで、陰極板１１から突出したイオン阻止層８と補強層９の部分の粘着性がなくなり、巻き取り機器に付着することによる故障の問題を回避するとともに、イオン阻止層８と補強層９が互いに粘着し、イオン阻止層８と補強層９が陰極板１１上から脱落するリスクを低下させ、電池セル７の耐用年数におけるイオン阻止層８と補強層９の信頼性を向上させる。

第１の延長部８１ｂと第２の延長部９１ｂを第１の接着層８２及び／又は第２の接着層９２によって接着することは、具体的には、第１の延長部８１ｂのみに第１の接着層８２を設置してもよいか又は第２の延長部９１ｂのみに第２の接着層９２を設置してもよく、第１の延長部８１ｂと第２の延長部９１ｂを第１の接着層８２又は第２の接着層９２によって接続することである。又は、第１の延長部８１ｂに第１の接着層８２を設置し、そして第２の延長部９１ｂに第２の接着層９２を設置し、第１の延長部８１ｂと第２の延長部９１ｂを第１の接着層８２と第２の接着層９２によって接続する。

別のいくつかの実施例において、阻止ベース層８１は、第３の延長部をさらに含み、第３の延長部は、第１の本体部８１ａに接続され、巻き取り軸線Ｋ方向において第１の延長部８１ｂに反対な一端に位置して第１の付着領域から突出し、補強ベース層９１は、第４の延長部をさらに含み、第４の延長部は、第２の本体部９１ａに接続され、巻き取り軸線Ｋ方向において第２の延長部９１ｂに反対な一端に位置して第２の付着領域から突出する。第１の延長部８１ｂと第２の延長部９１ｂは、巻き取り周方向Ｋの一端において第１の接着層８２及び／又は第２の接着層９２を介して接続される。第３の延長部と第４の延長部は、巻き取り周方向Ｋの他端において第１の接着層８２及び／又は第２の接着層９２を介して接続される。イオン阻止層８と補強層９が陰極板１１から脱落するリスクをさらに低下させ、電池セル７の耐用年数におけるイオン阻止層８と補強層９の信頼性を向上させることができる。

図１９は、本出願のいくつかの実施例による電極アセンブリの製造方法のフローチャートである。

図１９に示すように、本出願の実施例の電極アセンブリの製造方法は、
Ｓ１００、正極板、負極板及びセパレータを提供することであって、セパレータは、陰極板と陽極板とを隔離するためのものであり、陰極板、セパレータ及び陽極板は、巻き取り方向に沿って巻き取られて折り曲げ領域が形成され、陰極板は、Ｍ回折り曲げられて折り曲げ領域にＭ個の折り曲げ箇所が形成され、陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面に第１の付着領域が形成され、Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面に第２の付着領域が形成され、ここで、ＭとＮは、正の整数であり、Ｍ≧２であり、且つ１≦Ｎ≦Ｍであることと、
Ｓ２００、イオン阻止層と補強層を提供することと、
Ｓ３００、イオン阻止層の少なくとも一部を第１の付着領域に付着し、充電時、イオン阻止層は、第１の付着領域から放出されたイオンが第１の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵されることを阻止するためのものであり、補強層の少なくとも一部を第２の付着領域に付着し、補強層にイオン交換通路が設けられ、イオン交換通路は、補強層の厚さ方向に沿って設置される貫通孔であることとを含む。

説明すべきこととして、上記電極アセンブリの製造方法により製造された電極アセンブリに関連する構造は、上記各実施例により提供される電極アセンブリを参照してもよい。

上記電極アセンブリの製造方法に基づいて電極アセンブリを組み立てる時、必ず上記ステップに従って順次行わなくてもよく、つまり、実施例において言及された順序に従ってステップを実行してもよく、実施例において言及された順序と異なる順序でステップを実行するか、又は複数のステップを同時に実行してもよい。例えば、ステップＳ１００とステップＳ２００は、ランダムな順序で実行され、同時に行われてもよい。

図２０は、本出願のいくつかの実施例による電極アセンブリの製造システムの模式的ブロック図である。

図２０に示すように、本出願の実施例の電極アセンブリの製造システム４００は、
陰極板、陽極板及びセパレータを提供するための第１の提供装置４０１であって、セパレータは、陰極板と陽極板とを隔離するためのものであり、陰極板、セパレータ及び陽極板は、巻き取り方向に沿って巻き取られて折り曲げ領域が形成され、陰極板は、Ｍ回折り曲げられて折り曲げ領域にＭ個の折り曲げ箇所が形成され、陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面に第１の付着領域が形成され、Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面に第２の付着領域が形成され、ここで、ＭとＮは、正の整数であり、Ｍ≧２であり、且つ１≦Ｎ≦Ｍである第１の提供装置４０１と、
イオン阻止層と補強層を提供するための第２の提供装置４０２と、
組み立て装置４０３であって、イオン阻止層の少なくとも一部を第１の付着領域に付着するためのものであり、充電時、イオン阻止層は、第１の付着領域から放出されたイオンが第１の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵されることを阻止するためのものであり、そして補強層の少なくとも一部を第２の付着領域に付着するためのものであり、補強層にイオン交換通路が設けられ、イオン交換通路は、補強層の厚さ方向に沿って設置される貫通孔である組み立て装置４０３とを含む。

上記製造システムにより製造された電極アセンブリに関連する構造は、上記各実施例による電極アセンブリを参照してもよい。

当業者であれば理解できるように、ここでのいくつかの実施例は、他の特徴ではなく、他の実施例に含まれるいくつかの特徴を含むが、異なる実施例の特徴の組み合わせは、本出願の範囲に属し且つ異なる実施例を形成することを意味する。例えば、特許請求の範囲において、保護しようとする実施例のいずれか一つは、いずれも任意の組み合わせの方式で使用されることができる。

上述の実施例は、本出願の技術案を説明するためのみに用いられ、それを制限するものではない。前述した各実施例を参照して本出願を詳細に説明したが、当業者であれば理解できるように、それは依然として前述した各実施例に記載の技術案を修正し、又はそのうち一部の技術的特徴に対して等価置換を行うことができ、これらの修正又は置換は、相応する技術案の本質が本出願の各実施例の技術案の精神と範囲を逸脱するようにすることはない。

１ 車両
２ 電池
３ コントローラ
４ モータ
５ 筐体
６ 電池モジュール
７ 電池セル
８ イオン阻止層
９ 補強層
１０ 電極アセンブリ
１１ 陰極板
１２ 陽極板
１３ セパレータ
１８ 第１のイオン阻止層
１９ 第１の補強層
２０ 外筐
２１ ハウジング
２２ エンドキャップ
２８ 第２のイオン阻止層
２９ 第２の補強層
３０ 陰極電極端子
４０ 陽極電極端子
５０ 放圧機構
５１ 第１の筐体部
５２ 第２の筐体部
５３ 収容空間
８１ 阻止ベース層
８２ 第１の接着層
９０ 貫通孔
９１ 補強ベース層
９２ 第２の接着層
１１０ 陰極本体部
１２０ 陽極本体部
１１０１ 陰極活物質層
１１０２ 第１の絶縁層塗布エリア
１１０３ 陰極タブ
１１０４ 第３の端
１１０５ 第４の端
１２０１ 陽極活物質層
１２０３ 陽極タブ
１２０４ 第１の端
１２０５ 第２の端

Claims (16)

1. 電極アセンブリであって、
   陰極板、陽極板及びセパレータであって、前記陰極板、前記セパレータ及び前記陽極板は、巻き取り方向に沿って巻き取られて折り曲げ領域が形成され、
   前記陰極板は、Ｍ回折り曲げられて前記折り曲げ領域にＭ個の折り曲げ箇所が形成され、
   前記陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面に第１の付着領域が形成され、前記Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面に第２の付着領域が形成され、ここで、ＭとＮは、正の整数であり、Ｍ≧２であり、且つ１≦Ｎ≦Ｍである、陰極板、陽極板及びセパレータと、
   少なくとも一部が前記第１の付着領域に付着され、充電時、前記第１の付着領域から放出されたイオンが前記第１の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵されることを阻止するためのるイオン阻止層と、
   少なくとも一部が前記第２の付着領域に付着される補強層であって、前記補強層にイオン交換通路が設けられ、前記イオン交換通路は、前記補強層の厚さ方向に沿って設置される貫通孔である、補強層とを含む、電極アセンブリ。
2. 前記Ｎ回目の折り曲げ箇所は、１回目の折り曲げ箇所及び／又は２回目の折り曲げ箇所を含む、請求項１に記載の電極アセンブリ。
3. 前記電極アセンブリは、前記折り曲げ領域に接続されるストレート領域を有し、
   前記巻き取り方向に沿って延在する前記イオン阻止層と前記補強層の一端は、前記ストレート領域に位置し、他端は、前記折り曲げ領域に位置し、又は、
   前記巻き取り方向に沿って延在する前記イオン阻止層と前記補強層の両端はいずれも前記ストレート領域に位置する、請求項１又は２に記載の電極アセンブリ。
4. 前記イオン阻止層は、第１の接着層を含み、前記第１の接着層は、前記第１の付着領域に付着され、
   前記補強層は、補強ベース層と、第２の接着層とを含み、前記補強ベース層は、前記第２の接着層を介して前記第２の付着領域に付着される、請求項１～３のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
5. 前記イオン阻止層は、阻止ベース層と、第１の接着層とを含み、前記阻止ベース層は、前記第１の接着層を介して前記第１の付着領域に付着され、
   前記補強層は、補強ベース層と、第２の接着層とを含み、前記補強ベース層は、前記第２の接着層を介して前記第２の付着領域に付着される、請求項１～３のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
6. 前記阻止ベース層は、第１の本体部と、前記第１の本体部に接続される第１の延長部とを含み、前記第１の接着層は、前記第１の本体部の少なくとも一部を前記第１の付着領域に接着するためのものであり、前記第１の延長部は、前記電極アセンブリの巻き取り軸線方向において前記第１の付着領域から突出し、
   前記補強ベース層は、第２の本体部と、前記第２の本体部に接続される第２の延長部とを含み、前記第２の接着層は、前記第２の本体部の少なくとも一部を前記第２の付着領域に接着するためのものであり、前記第２の延長部は、前記巻き取り軸線方向において前記第２の付着領域から突出し、
   前記巻き取り軸線方向は、前記巻き取り方向に垂直であり、
   前記第１の延長部と前記第２の延長部は、前記第１の接着層及び／又は前記第２の接着層を介して接続される、請求項５に記載の電極アセンブリ。
7. 前記阻止ベース層の材料は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、テトラフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、トリフルオロクロロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン又はその共重合体、ポリアリレート、繊維、ナイロン、不織布のうちの少なくとも一つを含む、請求項５に記載の電極アセンブリ。
8. 前記第１の接着層及び／又は前記第２の接着層の材料は、アクリル酸－アクリル酸エステル共重合体、ブタジエン－スチレン共重合体、スチレン－アクリル酸共重合体、スチレン－アクリル酸エステル共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体、アクリル酸グラフトポリエチレン、無水マレイン酸グラフトポリエチレン、アクリル酸グラフトポリプロピレン、無水マレイン酸グラフトポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、カルボキシメチルセルロース、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、スチレン－イソプレン－スチレン共重合体ゴム、エチレン－酢酸ビニル共重合体ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エチレン－酢酸ビニル共重合体ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、グリセリルエーテル型エポキシ樹脂、グリセリルエステル型エポキシ樹脂、シリコーン系樹脂、ポリウレタン、スチレン－イソプレン－スチレン共重合体のうちの少なくとも一つを含む、請求項４～６のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
9. 前記補強ベース層の材料は、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、テトラフルオロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、トリフルオロクロロプロピレン－フッ化ビニリデン共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン又はその共重合体、ポリアリレート、繊維、ナイロン、不織布のうちの少なくとも一つを含む、請求項４～６のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
10. 前記貫通孔は、前記補強ベース層と前記第２の接着層を貫通する、請求項５又は６に記載の電極アセンブリ。
11. 巻き取り方向に沿って、前記補強層に吸着領域とパンチ領域が配列され、前記貫通孔の少なくとも一部は、前記パンチ領域に分布し、前記吸着領域の空隙率は、前記パンチ領域の空隙率よりも小さく、又は、
    前記電極アセンブリの巻き取り軸線方向に沿って、前記貫通孔は、前記補強層に折れ線又は曲線をなして分布する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
12. 電池セルであって、ハウジングと、電解液と、カバープレートと、少なくとも一つの請求項１～１１のいずれか一項に記載の電極アセンブリとを含み、ここで、
    前記ハウジングは、収容キャビティと、開口とを有し、前記電極アセンブリと前記電解液は前記収容キャビティに収容され、
    前記カバープレートは、前記ハウジングの開口を閉塞するためのものである、電池セル。
13. 電池であって、筐体と、少なくとも一つの請求項１２に記載の電池セルとを含み、前記電池セルは前記筐体内に収容される、電池。
14. 電力消費装置であって、請求項１３に記載の電池から供給される電力を受けるように構成される、電力消費装置。
15. 電極アセンブリの加工方法であって、
    陰極板、陽極板及びセパレータを提供することであって、前記セパレータは、前記陰極板と前記陽極板とを隔離するためのものであり、前記陰極板、前記セパレータ及び前記陽極板は、巻き取り方向に沿って巻き取られて折り曲げ領域が形成され、
    前記陰極板は、Ｍ回折り曲げられて前記折り曲げ領域にＭ個の折り曲げ箇所が形成され、
    前記陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面に第１の付着領域が形成され、前記Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面に第２の付着領域が形成され、ここで、ＭとＮは、正の整数であり、Ｍ≧２であり、且つ１≦Ｎ≦Ｍであることと、
    イオン阻止層と補強層を提供することと、
    前記イオン阻止層の少なくとも一部を前記第１の付着領域に付着し、充電時、前記イオン阻止層は、前記第１の付着領域から放出されたイオンが前記第１の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵されることを阻止するためのものであり、前記補強層の少なくとも一部を前記第２の付着領域に付着し、前記補強層にイオン交換通路が設けられ、前記イオン交換通路は、前記補強層の厚さ方向に沿って設置される貫通孔であることとを含む、電極アセンブリの加工方法。
16. 電極アセンブリの加工装置であって、
    陰極板、陽極板及びセパレータを提供するための第１の提供装置であって、
    前記セパレータは、前記陰極板と前記陽極板とを隔離するためのものであり、前記陰極板、前記セパレータ及び前記陽極板は、巻き取り方向に沿って巻き取られて折り曲げ領域が形成され、
    前記陰極板は、Ｍ回折り曲げられて前記折り曲げ領域にＭ個の折り曲げ箇所が形成され、
    前記陰極板のＮ回目の折り曲げ箇所の内面に第１の付着領域が形成され、前記Ｎ回目の折り曲げ箇所の外面に第２の付着領域が形成され、ここで、ＭとＮは、正の整数であり、Ｍ≧２であり、且つ１≦Ｎ≦Ｍである第１の提供装置と、
    イオン阻止層と補強層を提供するための第２の提供装置と、
    組み立て装置であって、前記イオン阻止層の少なくとも一部を前記第１の付着領域に付着するためのものであり、充電時、前記イオン阻止層は、前記第１の付着領域から放出されたイオンが前記第１の付着領域に隣接する陽極板に吸蔵されることを阻止するためのものであり、そして前記補強層の少なくとも一部を前記第２の付着領域に付着するためのものであり、前記補強層にイオン交換通路が設けられ、前記イオン交換通路は、前記補強層の厚さ方向に沿って設置される貫通孔である、組み立て装置とを含む、電極アセンブリの加工装置。

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