JP2024501547A - 電極アセンブリおよびその製造方法、電池セル、電池ならびに電力消費装置 - Google Patents

Abstract

本願は、電池分野に関し、具体的には、電極アセンブリとその製造方法、電池セル、電池および電力消費装置に関する。ここでは、電極アセンブリは、第１極板と、第１セパレータと第２セパレータとを含み、第２セパレータと第１セパレータとは第１極板の厚さ方向の対向両側に位置し、第１セパレータと第２セパレータはいずれも折り返して第１極板のタブが設置されていない縁部を被覆する。これにより、電池の安全性を効果的に向上させることができる。【選択図】図８

Description

本願は、電池分野に関し、具体的には、電極アセンブリおよびその製造方法、電池セル、電池ならびに電力消費装置に関する。

現在、電池は、応用範囲がますます広くなり、水力、火力、風力、太陽光発電所などのエネルギ貯蔵電源システムに応用されるのみならず、電動自転車、電動バイク、電気自動車などの電動交通ツール、軍事用装備、航空・宇宙飛行などの多くの分野で広く応用されている。

電池技術の発展において、電池の短絡リスクをいかに低減し、電池の安全性を向上させるかは重要な課題である。

本願は、電池の安全性を向上させるために、電極アセンブリ、電池セル、電池、電力消費装置および電極アセンブリの製造方法を提供する。

上記目的を達成するために、本願が提供する電池アセンブリは、第１極板と、第１セパレータと、第２セパレータとを含み、第２セパレータと第１セパレータとは第１極板の厚さ方向の対向両側に位置し、第１セパレータと第２セパレータはいずれも折り返して第１極板のタブが設置されていない縁部を被覆する。

第１極板のタブが設置されていない縁部は、２層のセパレータで包まれているので、異物で刺し通されにくく、短絡リスクが低減され、安全性が向上する。

いくつかの実施例では、第１セパレータおよび第２セパレータは、第１極板に複合される。これにより、包みの強固性の向上に有利である。

いくつかの実施例では、第１セパレータおよび第２セパレータは、第１極板に熱圧着され、または、第１セパレータおよび第２セパレータは、第１極板に接着される。熱圧着方式または接着方式を採用して、第１セパレータと第２セパレータを第１極板に複合させ、包みの強固性を効果的に向上させることができる。

いくつかの実施例では、第１極板は正極板である。第１極板が正極板である場合、包みがより容易であり、かつ安全性能がより良好である。

いくつかの実施例では、第１極板は折り畳まれない。または、第１極板は、第１極板が互いに接続された２枚の第１積層シートを含むように、第１方向に１回折り畳まれる。第１極板が折り畳まれない場合、巻回成形方式または個片積層方式を実現することを容易にする。第１極板を１回折り畳む時、第１極板は折り畳んでＵ型構造を形成することができ、これにより、第１極板を折り畳んでから、他の電極板と組み立てることを容易にし、これは積層電池の生産効率を向上させるのに有利である。

いくつかの実施例では、第１極板の２枚の第１積層シートの少なくとも１枚は、タブを有する。第１極板の２枚の第１積層シートのうち、１枚のみがタブを有する場合、構造は比較的簡単である。第１極板の２枚の第１積層シートがいずれもタブを有する場合、電気エネルギの伝達効率はより高く、動作確実性はより高くなる。

いくつかの実施例では、第１極板は、第１極板の折り曲げ部を含む不活性領域を有し、不活性領域は、活物質で塗布されていない。これにより、負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさを制御することが容易となる。

いくつかの実施例では、第２極板に面する第１極板の不活性領域の表面には、絶縁物質が設置される。これにより、第２極板と第１極板との間の絶縁性を改善し、安全性能を向上させることに有利である。

いくつかの実施例では、電極アセンブリは、第１極板と逆の極性を有し、第１極板と共に積層または巻回された第２極板をさらに含み、第１セパレータおよび第２セパレータは、第２極板と第１極板とを隔てる。この場合、電極アセンブリは、巻回コアまたは積層コアである。

いくつかの実施例では、第２極板は折り畳まれず、または、第２極板は、第２極板が順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の第２積層シートを含むように、第２方向に往復して折り畳まれる。第２極板が折り畳まれない場合、巻回成形方式または個片積層方式を実現することを容易にする。第２極板を往復して折り畳む時、第２極板は連続Ｚ型構造を形成することができ、これにより、第２極板を折り畳んだ後、他の電極板と組み立てることを容易にし、これは積層電池の生産効率を向上させるのに有利である。

いくつかの実施例では、第２極板は、第２極板が順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の第２積層シートを含むように、第２方向に沿って往復して折り畳まれ、第１極板は、第１極板が互いに接続された２枚の第１積層シートを含むように、第１方向に沿って１回折り畳まれ、第１方向は、第２方向と垂直または平行であり、第１積層シートと第２積層シートは、順に交互に積み重ねられる。これによって、切断過程の時間を短縮することができ、かつ積層効率を向上させ、それにより積層電池の生産効率を効果的に向上させる。

いくつかの実施例では、第２極板のタブは、第２極板の折り曲げ部以外の縁部に位置し、および／または、第１極板のタブは、第１極板の折り曲げ部以外の縁部に位置する。第２極板および／または第１極板のタブが折り曲げ部以外の縁部に位置する場合、タブは折り畳み過程によって破損しにくく、構造的確実性が高い。

いくつかの実施例では、第１方向は、第２方向に垂直であり、第２極板のタブは、折り曲げ部に隣接する第２極板の縁部に位置し、第１極板のタブは、折り曲げ部から離れた第１極板の端部に位置する。これにより、第２極板と第１極板は直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式で第１極板の折り畳み方向に沿うタブ延出方式を採用し、第２極板と第１極板は第１方向の同側または異側でタブを容易に延出するようにし、正負極端子が同側または異側に設置される電池セルの設計要件を満たす。

いくつかの実施例では、第１方向は第２方向に対して垂直であり、任意の隣り合う２枚の第２積層シートのうち、１枚の第２積層シートのみがタブを有し、第１極板の折り曲げ部は、タブが設けられていない第２積層シートを包む。このようにして、正負タブの物理的隔離を容易にし、正負タブ間の短絡を防止する。

いくつかの実施例では、第１方向は、第２方向に平行であり、第２極板のタブは、折り曲げ部に隣接する第２極板の縁部に位置し、第１極板のタブは、折り曲げ部に隣接する第１極板の縁部に位置する。これにより、第２極板と第１極板は直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式で第１極板の折り畳み方向に垂直するタブ延出方式を採用し、第２極板と第１極板は第２極板の縦方向の同側または異側でタブを容易に延出するようにし、正負極端子が同側または異側に設置される電池セルの設計要件を満たす。

いくつかの実施例では、第２極板のタブおよび第１極板のタブは、同じ側または対向する両側にある。第２極板のタブと第１極板のタブが同じ側に位置する場合、正負極端子が同じ側に設置される電池セルの設計要件を満たすことを容易にする。第２極板のタブと第１極板のタブが対向する両側に位置する時、負極端子が対向する両側に設置される電池セルの設計要件を満たすことを容易にする。

いくつかの実施例では、第１極板および／または第２極板には、第１極板および／または第２極板の折り畳みを案内する折り畳み案内部が設置される。折り畳み案内部の案内作用により、第１極板および／または第２極板はより容易に折り畳むことができ、これは積層電池の生産効率をさらに向上させるのに有利である。

いくつかの実施例では、折り畳み案内部は、刻み目または折り目を含む。設置される刻み目または折り目は、いずれも効果的に折り畳み案内作用を果たし、折り畳みを容易にする。

いくつかの実施例では、折り畳み案内部は、第１極板および／または第２極板の幅方向に平行であるか、または、折り畳み案内部は、第１極板および／または第２極板の幅方向に対して傾斜している。ここでは、折り畳み案内部は、第１極板および／または第２極板の幅方向と平行であると、折り畳み案内部の加工が容易となる。折り畳み案内部が、第１極板および／または第２極板の幅方向に対して傾斜していると、リチウム析出リスクを低減し、安全性能を向上させるのに有利である。

本願で提供される電池セルは、ハウジングを含み、さらに、本願の実施例の電極アセンブリを含み、電極アセンブリは、ハウジング内に設置される。電極アセンブリの生産効率が向上するので、電極アセンブリを含む電池セルの生産効率が向上する。

いくつかの実施例では、第１極板のタブは、第１極板の折り曲げ部から離れた端部に位置し、第１極板の折り曲げ部は、ハウジングの内壁と接触する。このようにして、電極アセンブリは、ハウジングと接触して熱を伝達し、電池セルの放熱性能を改善することができる。

いくつかの実施例では、第２極板から離れた第１極板の折り曲げ部の表面は、重力方向に向けられる。このように、第１極板は重力の作用で容易にハウジングの内壁と十分に接触でき、より良い放熱効果を実現する。

本願で提供される電池は、包装ボックスを含み、本願の実施例の電池セルをさらに含み、電池セルは、包装ボックス内に設置される。電池セルの生産効率が向上するので、電池セルを含む電池の生産効率が向上する。

本願が提供する電力消費装置は、本体を含み、本願の実施例の電池セルまたは電池をさらに含み、電池セルは、本体に電気エネルギを提供する。これにより、電力消費装置の生産効率を効果的に向上させることができる。

本願が提供する電極アセンブリの製造方法は、第１極板を提供することと、第１極板の厚さ方向の対向両側に第１セパレータと第２セパレータを設置し、第１セパレータと第２セパレータをいずれも折り返して第１極板のタブが設置されていない縁部を被覆することとを含む。

前記方法によって製造される電極アセンブリは、短絡のリスクを低減し、安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例では、製造方法は、第１セパレータおよび第２セパレータを折り返して被覆される第１極板を第１方向に沿って１回折り畳み、それにより第１極板は互いに接続された２枚の第２積層シートと第１積層シートを含むことと、第２極板を提供し、第２極板を第２方向に沿って往復して折り畳み、それにより第２極板は順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の第２積層シートを含み、第２方向は第１方向に垂直または平行であることと、第１極板を第２極板に挿入して、第１積層シートと第２積層シートを順に交互に積み重ねることとをさらに含む。

前記方法を採用して電極アセンブリを製造することによって、効率が高く、積層電池の生産効率を効果的に向上させることができる。

同じ第１極板の厚さ方向両側に位置する第１セパレータと第２セパレータをいずれも折り返して第１極板のタブが設置されてない縁部を被覆することにより、縁部の異物による短絡事故の発生を確実に阻止することができ、したがって安全性能を効果的に向上させる。

上記の説明は、本願の技術案の概要に過ぎず、本願の技術的手段をより明確に理解し、明細書の内容に基づいて実施できるようにし、本願の上記および他の目的、特徴および利点をより明らかで理解しやすいようにするために、以下、本願の具体的な実施形態を挙げる。

ここで説明された図面は、本願のさらなる理解を提供するためのものであり、本願の一部を構成し、本願の例示的な実施例およびその説明は、本願を解釈するためのものであり、本願の不適切な限定を構成しない。

本願の実施例における電力消費装置の模式図である。 本願の実施例による電池の模式図である。 本願の第１実施例における電池セルの斜視模式図である。 本願の第１実施例における電池セルの分解模式図である。 本願の第１実施例における電池セルの正面図である。 図５のＣ－Ｃ断面図である。 図６のＰの部分拡大模式図である。 本願の第１実施例における電池アセンブリの分解模式図である。 本願の第２実施例における電池セルの斜視模式図である。 本願の第２実施例における電池セルの正面図である。 図１０のＡ－Ａ断面図である。 図１１のＩの部分拡大模式図である。 図１１のＩＩの部分拡大模式図である。 図１０のＢ－Ｂ断面図である。 図１４のＩＩＩの部分拡大模式図である。 第２実施例における第１極板と第２極板との積層過程を示す模式図である。 図１６の側面図である。 図１７のＩＶの部分拡大模式図である。 図１７のＶの部分拡大模式図である。 本願の第３実施例における電池セルの斜視模式図である。 本願の第３実施例における電池セルの縦方向の断面図である。 本願の第３実施例における電極アセンブリの正面図である。 本願の第３実施例における第２極板と第１極板との積層過程を示す模式図である。 図２３の側面図である。 本願の第３実施例における電極アセンブリの側面図である。 図２５のＶＩの部分拡大模式図である。 図２５のＶＩＩの部分拡大模式図である。 本願の第３実施例における電極アセンブリとハウジングとの接触箇所の部分拡大模式図である。 本願の第４実施例における電極アセンブリの斜視模式図である。 本願の第４実施例における第２極板と第１極板との積層過程を示す模式図である。 本願の実施例における、折り畳み案内部が設置される第１極板が展開状態にあるときの斜視模式図である。 図３１に示す第１極板の変形例を示す図である。 図３２に示す刻み目箇所での第１極板の部分拡大模式図である。 図３１に示す第１極板の変形例を示す図である。 図３４のＭの部分拡大模式図である。 図３１に示す第１極板の変形例を示す図である。 図３６のＮの部分拡大模式図である。 図３１に示す第１極板の変形例を示す図である。 本願の実施例における電極アセンブリの製造方法を示すフロー図である。

以下、図面を参照しながら本願の技術案の実施例を詳しく説明する。以下の実施例は、本願の技術案をより明確に説明するためのものであり、例示に過ぎず、これによって本願の保護範囲が制限されるものではない。

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、本願の当業者に一般的に理解される意味と同じである。本明細書で使用される用語は、具体的な実施例を説明するためにのみ用いられ、本願を制限することを意図するものではない。本願の明細書と特許請求の範囲および上記図面の説明における「含む」、「有する」という用語およびそれらの任意の変形は、非排他的な「含む」を意図的にカバーするものである。

本願の実施例の説明では、用語「第１」、「第２」などは、異なる対象を区別する目的だけに用いられ、相対的な重要性を明示または示唆する、または指示された技術的特徴の数、特定の順序または主副関係を暗黙的に示すと理解されない。本願の実施例の説明では、特に具体的な限定が明確化されない限り、「複数」は二つ以上を意味する。

本明細書において「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、構造または特性が本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。明細書における各位置での該フレーズの出現は、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また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および暗黙的に理解することができる。

本願の実施例の説明において、用語「および／または」は、関連対象の関連関係を説明するものに過ぎず、三つの関係が存在し得ることを表し、例えば、Ａおよび／または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「／」という文字は、一般的には前後関連対象が「または」の関係であることを表す。

本願の実施例の説明において、「複数」という用語は、２つ以上（２つを含む）を指し、同様に、「複数のグループ」は、２つ以上のグループ（２つのグループを含む）を指し、「複数枚」は、２以上枚（２枚を含む）を指す。

本願の実施例の説明において、技術用語「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示された方位または位置関係は、図面に示す方位または位置関係に基づき、本願の実施例の説明の便宜または説明の簡略化を図るためのものであり、言及された装置または素子が特定の方位を有し、特定の方位で構造および操作される必要があることを指示または暗示するものではなく、本願の実施例を限定するものと理解されるべきでない。

本願の実施例の説明において、特に明確に規定、限定されていない限り、技術用語「装着」、「繋がる」、「接続」、「固定」などの用語は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続されていてもよいし、取り外し可能に接続されていてもよいし、または一体化されてもよいし、機械的接続であってもよいし、電気的接続であってもよいし、直接接続されていてもよいし、中間媒体を介して間接的に接続されていてもよいし、両素子の内部の連通または両素子の相互作用関係であってもよい。当業者は、具体的な状況に応じて、上記用語の本願の実施例における具体的な意味を理解することができる。

電子製品および電動車両などの電力消費装置の急速な発展に伴い、電池の応用は日増しに広範になり、水力、火力、風力、太陽光発電所などのエネルギ貯蔵電源システムに応用されるのみならず、電動自転車、電動バイク、電気自動車などの電動交通ツール、軍事用装備、航空・宇宙飛行などの多くの分野で広く応用されている。動力電池の応用分野の拡大に伴い、電池性能に対する要求も絶えず高まっている。

ここで、安全性は、電池の重要な性能指標である。電池の使用中および日常のメンテナンス中に、短絡などの安全事故の発生を防止する必要がある。しかしながら、使用中、電池の電極板上の異物が正負極板を導通させやすく、短絡して、安全事故を引き起こす。

上記の状況に対して、本願は、電池の安全性を向上させるために、電極アセンブリ、電池セル、電池、電力消費装置および電極アセンブリの製造方法を提供する。

図１～図３９は、本願のいくつかの実施例における、電力消費装置、電池、電池セル、電極アセンブリおよびその製造方法を示す。

次に、図１～図３９を参照して本願を説明する。

図１は、電力消費装置１００の構造を例示的に示す。

図１を参照すると、電力消費装置１００は、電池セル２０を電源として使用する装置であり、電池セル２０と、本体１０５とを含み、電池１０は本体１０５に設置され、本体１０５に電気エネルギを提供する。または、電力消費装置１００は、本体１０５と、本体１０５に設けられた、電池セル２０を含む電池１０と、を含み、電池１０の電池セル２０は、本体１０５に電気エネルギを提供する。

ここで、電力消費装置１００は、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、電動玩具、電動工具、電池車、電気自動車、汽船、宇宙航空機などの様々な電力消費機器であってもよい。ここで、電動玩具は、固定型または移動型電動玩具、例えば、ゲーム機、電気自動車玩具、電気汽船玩具および電気飛行機玩具などを含んでもよい。宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトルおよび宇宙船などを含んでもよい。

電力消費装置１００は、動力源を含み、動力源は、電池１０を含み、電池１０は、電力消費装置１００に駆動力を提供する。いくつかの実施例では、電力消費装置１００の駆動力は全て電気エネルギであり、この時、動力源は、電池１０のみを含む。別のいくつかの実施例では、電力消費装置１００の駆動力は電気エネルギと他のエネルギ（例えば、機械的エネルギ）を含み、この時、動力源は、電池１０とエンジンなどの他の機器を含む。

電力消費装置１００が車両１０１である場合を例とする。図１を参照すると、いくつかの実施例では、電力消費装置１００は、純電気自動車、ハイブリッド自動車またはレンジエクステンダー自動車などの新エネルギ車であり、それは、電池１０、コントローラ１０２およびモータ１０４などの動力機器１０３を含み、電池１０は、コントローラ１０２を介してモータ１０４などの動力機器１０３に電気的に接続され、それによって電池１０がコントローラ１０２による制御で、モータ１０４などの動力機器１０３に給電することができる。

電池１０およびその電池セル２０は、電力消費装置１００の重要な構成部分である。

図２は、電池１０の構造を例示的に示す。

図２を参照すると、電池１０は、包装ボックス３０と、包装ボックス３０の内部に設置された電池セル２０とを含む。包装ボックス３０は、ボックス体３０１と、ボックスカバー３０２とを備えている。ボックス体３０１とボックスカバー３０２は、互いに係合し、包装ボックス３０の内部には、電池セル２０を収容する密閉された収容空間が形成される。包装ボックス３０内の電池セル２０の個数は、少なくとも２つ以上であって、より多くの電気エネルギを提供し、より高い電力需要を満たすことができる。電池１０内の各電池セル２０は、直列、並列、または直並列接続することにより、大きい容量または電力を実現することができる。なお、図２では、電池セル２０を簡略化して描いている。

このように、電池セル２０は、電気エネルギを提供するための最小の電池ユニットであり、それは、電池１０および電力消費装置１００の中核的な構成要素であり、その性能は電池１０および電力消費装置１００の性能に直接影響を与え、同時に、その生産効率は、電力消費装置１００および電池１０の生産効率に直接影響する。電池セル２０の生産効率および性能の向上は、電力消費装置１００および電池１０の生産効率および性能の向上に寄与する。

電池セル２０は、リチウムイオン電池などの様々な電池セルであってもよく、形状は、角形または円筒形など、様々な形状であってもよい。

図３～３８は、電池セルの構造を例示的に示す。

図３～３８を参照すると、電池セル２０は、ハウジング２０２、電気コア２０ｃ、アダプタ２０５と電極端子２０６を含む。

ここで、ハウジング２０２は、ハウジング２０２の内部に位置する部材（例えば、電気コア２０ｃおよびアダプタ２０５）を収容して、ハウジング２０２の内部に位置する部材を保護する働きをする。ハウジング２０２は、ケーシング２０３とエンドキャップ２０４とを含む。エンドキャップ２０４は、ケーシング２０３の端部開口に被せられ、ハウジング２０２の内部に電気コア２０ｃ等を収容するための密閉空間が形成される。

電気コア２０ｃは電気エネルギを生成するために用いられ、それはハウジング２０２の内部に設置され、ハウジング２０２に注入された電解質と電気化学的に反応して電気エネルギを提供する。電気コア２０ｃは、組み合わせられた第１極板２と第２極板１と、セパレータ３とを含む。第２極板１と第１極板２は、極性が逆の電極板であり、一方が負極板１４（陽極板ともいう）である場合、他方は正極板２４（陰極板ともいう）である。第１極板１と第２極板２の厚さは、０．０５～０．２ｍｍである。第１極板２と第２極板１とを組み合わせた後、積層構造を形成し、第２極板１と第１極板２との短絡を防止するために、セパレータ３によって分離される。第１極板２の厚さ方向両側には、いずれもセパレータ３が設けられる。第１極板２の厚さ方向両側に位置する２枚のセパレータ３を、区別の便宜上、それぞれ第１セパレータ３２および第２セパレータ３３と呼ぶ。

第２極板１および第１極板２は、それぞれタブ１５を有し、電気コア２０ｃによって生成された電気エネルギは、タブ１５を介して外部に伝達される。第２極板１および第１極板２のタブ１５は、区別の便宜上、それぞれ第２タブ１２および第１タブ２２と呼ばれる。

タブ１５は、電気コア２０ｃの正負極板の活物質２９が塗布されていない部分であり、正負極板の活物質２９が塗布された部分から外側に延び、アダプタ２０５および電極端子２０６を介して外部回路と電気的に接続され、電気エネルギの外部への伝達を可能にする。なお、負極板１４のタブ１５を負タブ１３と呼び、正極板２４のタブ１５を正タブ２３と呼ぶ。

アダプタ２０５は、ハウジング２０２内に設けられ、電気コア２０ｃのタブ１５と電極端子２０６との間に配置され、電気コア２０ｃと電極端子２０６との間の電気接続を実現し、電気コア２０ｃによって生成された電気エネルギを電極端子２０６に伝達する。ここで、正タブに対応するアダプタ２０５を正アダプタと呼び、負タブに対応するアダプタ２０５を負アダプタと呼ぶ。

電極端子２０６は、アダプタ２０５を介して電気コア２０ｃと電気的に接続され、外部回路と接続して、電気コア２０ｃで発生した電気エネルギを電池セル２０の外部に伝達する。ここでは、負タブ１３に対応する電極端子２０６を負極端子２０ａと称し、正タブ２３に対応する電極端子２０６を正極端子２０ｂと称する。

電気コア２０ｃは、電池セル２０の重要な構成要素であり、電池セル２０が電気エネルギを提供することができる鍵であることが分かる。

電気コア２０ｃにおける第２極板１と第１極板２との組み合せ方式は主に２種類あり、それぞれ巻回方式と積層方式である。ここでは、第２極板１と第１極板２とを巻回方式で組み合わせる場合、対応する電池セル２０は巻回電池と呼ばれる。一方、第２極板１と第１極板２とを積層方式で組み合わせる場合、対応する電池セル２０は積層電池と呼ばれる。

巻回電池であっても、積層電池であっても、電極板上の異物による短絡のリスクがある。具体的には、切断過程に縁部バリや剥がれた縁部ドレッシングが発生するなど、電極板に異物が存在する可能性があり、また、例えば充放電時にデンドライトが発生し、これらの異物が正負極板間のセパレータ３を突き破って短絡を引き起こす可能性がある。例えば、充電中に正極板２４からリチウムイオンが脱出して負極板１４に入り、負極板１４がリチウムイオンを吸収した後に膨張するとともに、正極板２４がリチウムイオンを脱出した後にも膨張するため、充電中に正負極板が膨張して正負極板間のセパレータ３が圧迫され、この場合、正負極板に位置する異物がセパレータを刺し通しやすくなり、短絡して安全事故を引き起こす。

したがって、電極板上の異物による短絡リスクを低減することは、電池の安全性を向上させる上で重要な意義を有する。

上記の状況に対して、電池の安全性を向上させるために、図３～図８を参照すると、本願は、電極アセンブリ２０１を提供し、該電極アセンブリ２０１は、第１極板２と、第１極板２の厚さ方向の対向する両側に位置する第１セパレータ３２と第２セパレータ３３とを含み、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３は、いずれも折り返して、タブ１５が設けられていない第１極板２の縁部を被覆する。

関連技術では、セパレータ３は、隣り合う２枚の電極板の厚さ方向に垂直な表面の間にのみ位置し、電極板の縁部を包み込まないため、この場合、電極板の縁部箇所の異物で短絡する問題を引き起こしやすい。本願の実施例はセパレータ３によって第１極板２の縁部を包むことにより、セパレータ３を利用して縁部の異物が正負極を電気的に導通させることを遮断し、それにより縁部異物による短絡事故のリスクを効果的に低減することができる。また、本願の実施例では、第１極板２の縁部を１枚のセパレータ３のみで包むかわりに、第１極板２の厚さ方向両側の２枚のセパレータ３、すなわち第１セパレータ３２と第２セパレータ３３がいずれも第１極板２の縁部を包み込んでいるため、第２極板１および／または第１極板２の縁部の異物が縁部に包まれた１層のセパレータ３を突き破ったとしても、縁部に包まれたもう１層のセパレータ３で受け止めるので、短絡をより確実に防止することができ、安全性能をより効果的に向上させることができる。

同時に、セパレータ３で電極板の縁部を包み、セパレータ３は、電池セル２０が本来備わっている構造であるため、電極板の縁部を包むために別途の構成部品を追加する必要がないので、構造が簡単である。さらに重要なことに、電極板の縁部を他の構成部品で包むと、他の構成部品がリチウムイオンの正常な輸送に影響を与えやすく、包まれた領域のリチウムイオンの輸送が阻止され、電極アセンブリ２０１と電池セル２０の全体容量が損失し、また、他の構成部品が正極板の縁部を包む際に、包まれた領域の縁部のリチウムが正常に抜け出すため、対応する負極板領域にリチウムが堆積するリスクがあるため、安全リスクも引き起こしやすい。本願では、セパレータ３を利用して電極板の縁部を包るため、対応する問題を効果的に解決することができる。なぜなら、セパレータ３がリチウムイオンの輸送を阻止しないため、電極アセンブリ２０１と電池セル２０の全体容量の損失を引き起こさず、リチウム堆積のリスクも増加せず、逆に、セパレータ３が正極板２４の縁部を包んだ後、正極板２４の縁部の包まれた領域のリチウムイオンの輸送速度を遅くすることができ、縁部領域のリチウムイオンの蓄積量を減少し、これによって、縁部のリチウム析出リスクを低減するのに有利であるからである。

なお、２枚のセパレータ３によって包まれた第１極板２の縁部は第１極板２のタブ１５を設置していない縁部であるため、第１極板２の正常なタブ延出に影響を及ぼさない。

このように、同じ第１極板２の厚さ方向の両側に位置する第１セパレータ３２と第２セパレータ３３をいずれも折り返して、第１極板２のタブ１５が設けられていない縁部を被覆することにより、比較的簡単な構成で、全体容量の発揮に影響を与えず、リチウム析出リスクを増加させない上で、縁部の異物による短絡事故の発生を確実に阻止し、安全性能を効果的に向上させることができる。

ここでは、２枚のセパレータ３が第１極板２の縁部を包む時、第１極板２のタブ１５が設置されていないすべての縁部を包み、それにより第１極板２のタブ１５が位置する縁部以外の他の縁部が、いずれも二層のセパレータ３のフランジ３１で包まれることができ、各第１極板２の全ての自由縁部の全密閉包みを実現し、それにより安全性能をさらに補強する。

第１セパレータ３２と第２セパレータ３３と第１極板２とを組み合わせるとき、熱圧着または接着などの方式で、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３を第１極板２に複合して、包みの強固性を補強することができる。かつ、熱圧着または接着のプロセス調整によって、電極板縁部のリチウムイオンの吸蔵放出程度を制御することができる。特に、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３が第１極板２の縁部を被覆する部分を、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３が第１極板２の縁部をより強固に包み込むように、熱圧着または接着などの方式で第１極板２に複合することができる。

ここで、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３とで縁部を包む第１極板２は、正極板２４であってもよく、負極板１４であってもよく、また、第１極板２は、巻回電池の電極板であってもよいし、積層電池の電極板であってもよい。

第１極板２が巻回電池の電極板である場合、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３による第１極板２の包み込みは、巻回過程において行ってもよく、つまり、巻回過程において、第１極板２の厚さ方向両側の２枚のセパレータ３を折り返して、第１極板２の縁部を包み込み、または、第１極板２が型打ちされる前に行ってもよく、これによりセパレータによるオーバーラッピングの効率を高める。

第１極板２が積層電池の電極板である場合、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３による第１極板２の包み込みは、積層過程に行われてもよく、または積層ステップの前に行われてもよい。

次に、主として積層電池の場合を例に挙げて、本願について説明する。

積層電池は、重要な電池タイプであり、その正負極板とセパレータ３とが積層方式で組み合わされている。積層電池は巻回電池の角がなく、構造がより自由に開放し、かつ内部空間の利用率がより高く、エネルギ密度がより高く、したがって、比較的に良い応用見通しを有し、非常に普及する価値のある構造形式である。

通常、積層電池の正極板および負極板の積層過程は、切断された第２極板１と第１極板２とを１枚ずつ積層し、第２極板１と第１極板２とを順に交互に積み重ね、セパレータ３で隔てる方式であるという個片積層方式を用いる。この場合、図３～図８に示すように、第１極板２と第２極板１はいずれも折り畳まれない。図７～図８を参照すると、この個片積層方式を用いる積層電池は、積層過程において、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３の縁部を折り返して、タブ１５が設けられていない第１極板２の縁部を包み込むことができる。

前記個片積層方式は現在広く使用されている積層電池の積層方式であるが、このような個片積層方式では、切断された第１極板２と第２極板１を１枚ずつ積み重ねることしかできないため、この過程において、個々の電極板が切断される必要がある。そのため、切断された金属縁部は、必然的に金属バリおよび金属屑を生じ、これらの金属バリまたは屑が、第１極板１および第２極板２の積層の内部に入ると、極板が刺し通され、短絡するリスクがある。また、積層を行う際には、１枚ずつ積層する必要があるため、生産効率が低いという問題があり、これは、積層電池の発展を制約する重要な問題となっている。

上記状況に対して、本願はまた積層電池の構造と積層方式を改善して、積層電池の電極板が積層前に、まず折り畳むことで、積層電池の安全性能をさらに向上させ、かつ積層電池の生産効率を向上させる。

図９～図３８は、電極板が先に折り畳まれ、後に積層される方式をとる積層電池およびその電極アセンブリの構造を例示的に示す。図９～図３８では、第１極板２と第２極板１との関係を明確に示すために、セパレータ３は示されていないが、第１極板２と第２極板１との間にセパレータ３が設けられ、タブ１５が設けられていない第１極板２の縁部は、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３によって包まれていることを理解されたい。

図９～３８を参照すると、いくつかの実施例では、電極アセンブリ２０１は、第１極板２および第２極板１を含む。第１極板２は、第２極板１と逆の極性を有し、第１極板２が互いに接続された２枚の第１積層シート２１を含むように、第１方向Ｙに１回折り畳まれる。第２極板１は、第２極板１が順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の第２積層シート１１を含むように、第２方向Ｘに沿って往復して折り畳まれる。第１方向Ｙは、第２方向Ｘと垂直または平行である。第１積層シート２１は、第２積層シート１１と順に交互に積み重ねられる。

第２極板１は第２方向Ｘに沿って往復して折り畳むため、Ｚ形（またはＳ形またはＷ形と呼ばれる）折り畳み方式であり、第１極板２は第１方向Ｙに沿って１回折り畳むＵ形（またはＶ形と呼ばれる）中折り方式であるため、上記設置方式において、電極アセンブリ２０１は「Ｚ＋Ｕ」形の積層方式を採用する。

「Ｚ＋Ｕ」形の積層方式では、電極板を１枚ずつ積層する必要がなく、第２極板１をＺ形折りし、複数の第１極板２をそれぞれＵ形中折りした後、中折りした複数の第１極板２を直接第２極板１に挿入して、第１積層シート２１と第２積層シート１１とを順に交互に積み重ねることができるので、個片積層方式に比べて、電極アセンブリ２０１、電池セル２０、電池１０および電力消費装置１００の生産効率を効果的に向上させることができる。

ここでは、第２極板１はＺ形折り畳み方式を採用し、各第２積層シート１１は一体に接続され、予め第２極板１を１枚ずつの第２積層シート１１に切断する必要がなく、かつ、第１極板２はＵ形中折りの折り畳み方式を採用し、２枚の第１積層シート２１は一体に接続され、第１極板２を２枚の第１積層シート２１に切断する必要がない。したがって、これに対応する切断ステップを省略することができ、切断過程に必要な時間を短縮し、それにより生産効率を向上させる。

また、第１極板２はＵ形中折りの折り畳み方式を採用し、積層過程において、数十枚の第１極板２を同時に操作して第２極板１に挿入し、第２極板１との組立を完成し、第１積層シート２１を１枚ずつ第２積層シート１１に積層する必要がなく、この観点から言えば、生産効率の向上にも有利である。

本願が採用した「Ｚ＋Ｕ」形の積層方式は、切断過程の時間を効果的に短縮し、積層効率を高め、さらに、積層電池の生産効率を効果的に向上させることができることが分かる。

また、「Ｚ＋Ｕ」形の積層方式では、第２極板１の各第２積層シート１１の間、および第１極板２の２枚の第１積層シート２１の間は、いずれも切断する必要がないため、個片積層方式において、各積層シート同士が互いに分断され、切断口がある場合と比較して、切断口の数を効果的に減らすことができ、切断口の数の減少は、バリの発生確率を低減し、短絡の危険を低減し、動作安全性を向上させるのに有利である。切断口が多ければ多いほど、バリが発生する確率が高くなり、バリがセパレータ３を突き破りやすくなり、第２極板１と第１極板２とが短絡するため、短絡のリスクが高いほど、動作の安全性は低い。本願では、第２積層シート１１と第１積層シート２１は、いずれも３辺で切断すればよく、４辺で切断する必要がない。第２積層シート１１と第１積層シート２１の切断口が共に少なくなるため、短絡リスクが低減し、動作安全性が向上する。

このように、本願は、「Ｚ＋Ｕ」形積層方式で成形される電極アセンブリ２０１を提供することによって、積層電池の生産効率を効果的に向上させるだけでなく、積層電池の動作安全性を効果的に向上させることができる。

また、本願で採用した「Ｚ＋Ｕ」形積層方式は、電池セル２０の放熱性能を改善することを容易にする。例えば、図２８を参照すると、いくつかの実施例では、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５から離れた端部に位置し、第１極板２の折り曲げ部２５は、ハウジング２０２の内壁と接触する。

折り曲げ部２５は、電極板に折り畳みが発生する部位であることは容易に理解できる。具体的には、第１極板２の折り曲げ部２５は、第１極板２の折り畳みが発生する部分であり、または、第１極板２が折り畳まれた後、２枚の第１積層シート２１が互いに接続される部分である。第２極板１の折り曲げ部２５は、第２極板１に折り畳みが発生する部分であり、または、第２極板１が折り畳まれた後、隣接する２枚の第２積層シート１１が互いに接続される部分である。図１２を参照すると、いくつかの実施例では、第１極板２の折り曲げ部２５は、第１極板２が全体として略Ｕ字形となるように、円弧状である。図１５を参照すると、いくつかの実施例では、第２極板１の折り曲げ部２５は、第２極板１が全体として略Ｓ字形となるように、円弧状である。

関連技術において、電極板と電極アセンブリ２０１を収容するハウジング２０２との間には、通常、絶縁トレイが設置され、絶縁トレイによって離隔されているため、直接接触していない。ここでは、絶縁トレイは電極アセンブリ２０１を支持するが、通常、高分子材料などの絶縁材料で作られ、この場合、電極アセンブリ２０１で発生した熱が迅速に放散されにくく、熱がハウジング２０２内に蓄積され、過熱爆発などの安全事故を起こしやすい。

関連技術と異なって、上記実施例では、電極アセンブリ２０１とハウジング２０２との間に絶縁トレイを設ける代わりに、電極アセンブリ２０１のＵ形中折りの折り畳み方式を採用する第１極板２の折り曲げ部２５をハウジング２０２の内壁に接触させている。そして、第１極板２は、通常、金属材料などの熱伝導性の良い材料でできている。さらに、電極アセンブリ２０１を収容するためのハウジング２０２は、通常、金属材料（例えば、アルミニウム）などの熱伝導性の良い材料で作られ、かつ、第１極板２の数が多く、すべての第１極板２の折り曲げ部２５がハウジング２０２の内壁に接触し、接触総面積が大きい。そのため、第１極板２の折り曲げ部２５をハウジング２０２の内壁に接触させることにより、電極アセンブリ２０１とハウジング２０２との間の高熱伝導率かつ大面積の直接接触放熱過程を実現でき、電極アセンブリ２０１から発生した熱を迅速にハウジング２０２の外に放出することができる。従って、電池セル２０の放熱性能を効果的に改善し、熱の蓄積による安全事故のリスクを低減し、動作の安全性を向上させる。

また、上記の実施例では、第１極板２の折り曲げ部２５がハウジング２０２の内壁と接触するとき、第１極板２のタブ１５は第１極板２の折り曲げ部２５から離れた端部に設置される。これにより、ハウジング２０２と接触する第１極板２の折り曲げ部２５は、タブ１５を有さず、第１極板２のタブ１５が、折り曲げ部２５の対向側に位置するため、このようなタブ１５が設けられていない折り曲げ部２５と、ハウジング２０２との接触が容易である。一方で、折り曲げ部２５とハウジング２０２との接触がタブ１５とアダプタ２０５および電極端子２０６との電気的接続に影響を与えないという利点を有する。

第１極板２のタブ１５を第１極板２の折り曲げ部２５から離れた端部に位置させ、第１極板２の折り曲げ部２５はハウジング２０２の内壁に接触し、第１極板２の電気エネルギ伝送機能の実現に影響を与えない前提で、電極アセンブリ２０１とハウジング２０２との間の高効率放熱を実現し、電池セル２０の放熱性能を効果的に改善することができる。

さらに、図２８を参照すると、いくつかの実施例では、第１極板２の折り曲げ部２５の、第２極板１から離れた表面は、重力方向に向けられる。これにより、第１極板２の折り曲げ部２５は、重力作用によりハウジング２０２の内壁とより十分に接触し、より効率的に熱を伝達することができるため、電池セル２０の放熱性能をさらに改善するのに有利である。

上述したように、本願では、第２極板１と第１極板２は極性が逆である電極板である。いくつかの実施例では、第２極板１は、正極板２４であり、第１極板２は、負極板１４である。いくつかの実施例では、第２極板１は、負極板１４であり、第１極板２は、正極板２４である。第２極板１と第１極板２とがそれぞれ負極板１４と正極板２４である場合、第２極板１はＺ形折り方式を採用し、第１極板２はＵ形中折りの折り畳み方式を採用するため、第２極板１の面積は便宜的に第１極板２の面積より大きく設計することができる。したがって、負極板１４の面積を正極板２４の面積より大きくすることが容易である。このように、負極板１４はリチウムイオンを受け入れるための十分な位置を有することができ、したがって、リチウム析出現象の発生を防止するのに有利である。

ここで、リチウム析出現象とは、負極板にリチウムイオンを受け入れる位置がなく、負極板表面にリチウムイオンが析出する現象を指す。

リチウムイオン電池の充放電過程は、リチウムイオンが正負極板に吸蔵・放出され、エネルギの吸収・放出を伴う過程である。リチウムイオン電池を充電する時、リチウム電池の正極板にリチウムイオンが生成され、生成されたリチウムイオンは電解液によって負極板まで移動し、電子と結合して負極板の活物質内に吸蔵される。吸蔵されたリチウムイオンが多ければ多いほど、充電容量が高くなる。リチウムイオン電池を放電すると、負極板に吸蔵されたリチウムイオンが放出され、移動して再び正極板に戻る。正極に戻るリチウムイオンが多いほど、放電容量は高くなる。しかし、負極板がリチウムイオンを受け入れる位置がないと、リチウムイオンが負極板表面に析出（リチウム析出）して、リチウムデンドライトが形成される。一旦リチウムデンドライトがセパレータを突き破って正極板と接触すると、電池が短絡し、発火ひいては爆発事故の発生に至る。明らかに、リチウム析出現象の発生は、リチウムイオン電池の安全性能に影響を与える。

負極板１４がＺ形折り畳み方式を採用し、かつ正極板２４がＵ形中折りの折り畳み方式を採用する場合、負極板１４の面積を正極板２４の面積より容易に大きくすることができ、リチウム析出現象の発生を防止することができる。したがって、積層電池の動作安全性をさらに改善することに有利である。

また、積層時に、第２極板１および第１極板２の折り畳み方向は、垂直または平行であってもよく、すなわち、第２方向Ｘおよび第１方向Ｙは、垂直または平行であってもよい。

ここで、第２方向Ｘと第１方向Ｙが垂直である場合、第２極板１と第１極板２の折り畳み方向は垂直であり、このときの積層方式は、直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式と呼ぶことができる。この直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式では、第１極板２を中折りし、折り畳んだ第２極板１に挿入した後、第１極板２の折り曲げ部２５が、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する第２極板１の縁部をまたがって包み、第１極板２の折り曲げ部２５が、第１極板２の折り畳み方向（すなわち、第１方向Ｙ）に第２極板１に対してある程度の位置制限作用を果たすことができる一方、第２極板１の折り曲げ部２５が、第１極板２の自身の折り曲げ部２５に隣接する縁部を包み込むことができる。これにより、第２極板１の折り畳み方向（すなわち、第２方向Ｘ）に第１極板２に対してある程度の位置制限作用を果たすと同時に、第２極板１の２つの隣り合う第２積層シート１１が第１極板２の第１積層シート２１を挟む。また、第２方向Ｘおよび第１方向Ｙの両方に対して垂直な第３方向Ｚ（第２積層シート１１の積層方向）において、第１極板２にある程度の位置制限作用を果たすことができる。直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を採用する場合、第２極板１と第１極板２は互いに位置制限することができ、かつ、両者の間は多くの方向に位置制限を実現でき、位置制限の確実性が高いことが分かる。

第２方向Ｘと第２方向Ｙとが平行である場合、第２極板１と第１極板２の折り畳み方向は平行であり、この場合の積層方式は平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式と呼ぶことができる。この平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式では、第１極板２は中折りし、折り畳まれた第２極板１内に挿入された後、第１極板２の折り曲げ部２５は、第２極板１の折り曲げ部２５にまたがって包み、第１極板２の折り畳み方向（すなわち、第１方向Ｙ）に第２極板１に対してある程度の位置制限作用を果たすことができる。また、第２極板１の２つの隣り合う第２積層シート１１が、第１極板２の第１積層シート２１を挟むことは、第１極板２に対して、第２積層シート１１の積層方向（すなわち、第３方向Ｚ）にある程度の位置制限作用を果たすことができる。第２極板１および第１極板２は、平行「Ｚ＋Ｕ」形積層が採用される場合、互いに位置制限されてもよいことが分かる。同時に、この平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式は、組み立ても容易である。

「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を採用する場合、第２方向Ｘと第１方向Ｙが垂直である場合の直交積層方式であっても、第２方向Ｘと第１方向Ｙが平行である場合の平行積層方式であっても、第２極板１と第１極板２は互いに位置制限することができる。このような第２極板１と第１極板２との間の相互位置制限作用は、電極アセンブリ２０１の構造的確実性の向上に有利である。さらに、負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさに対する制御を実現し、さらに積層電池の安全性能を改善することに有利である。

負極板が正極板からはみ出す部分はオーバーハンとも呼ばれ、主にリチウムイオン電池の安全性能を高めるために提案された概念である。

前述の通り、リチウムイオン電池は、充電中に負極板がリチウムイオンを受ける面積が不足するとリチウムが析出する。また、リチウム析出によるデンドライトがセパレータを突き刺すと、電池セルが短絡し、爆発や発火の原因となる。そのため、リチウムイオン電池の安全性が向上するように、負極板がリチウムイオンを受け入れるために十分な面積を有するために、通常、負極板は過剰に設計される。すなわち、負極板の面積は、正極板の面積よりも大きくする必要があり、そのため、負極板の縁部は、通常、正極板の縁部をはみ出しており、負極板の正極板からはみ出している部分を構成する。

明らかに、負極板が正極板からはみ出る部分は、負極板を正極板からはみ出させる寸法差設計である。このような寸法差設計は、正負極間の物理的隔離を形成することができる。これにより、リチウムイオンが負極板の表面で析出して、リチウムデンドライトを形成することを避け、正負極間の短絡リスクを低下させ、したがって、リチウムイオン電池の安全性能を効果的に向上させることができる。

しかしながら、負極板が正極板からはみ出る部分の設計過程において、負極板の正極板からはみ出る部分の面積の大きさを制御することが困難であるという問題がずっと存在している。極板の数が多いため、異なる層の正極板同士および異なる層の負極板同士が揃いにくく、加えて、正負極板間の相対位置は、ペーストが緩むなどの原因で変化しやすい。そのため、負極板の正極板からはみ出す部分の面積の制御が困難である。一方、負極板の正極板からはみ出た部分の面積の大きさを効果的に制御できないと、負極板の正極板からはみ出す部分の面積が過小または過大となりやすく、電池性能に悪影響を及ぼす。例えば、正極板から負極板がはみ出る部分の面積が小さすぎると、正負極板がずれた際に正極板から負極板がはみ出る部分が消失しやすくなり、短絡防止効果が無効になる。また、例えば、正極板から負極板がはみ出る部分の面積が大きすぎると、負極板がリチウム電池の内部空間を占有しすぎて、空間の浪費になりやすく、空間利用率が低くなり、エネルギ密度の向上に影響する。

このように、負極板が正極板からはみ出る部分の面積の大きさを如何に効果的に制御するかは、比較的重要であるが、同時に比較的困難な問題である。

一方、本願「Ｚ＋Ｕ」形積層方式では、第１極板２の折り曲げ部２５が第２極板１に対して位置制限作用を果たすことにより、負極板の正極板からはみ出す部分の面積の大きさを容易に制御することができる。

例えば、図１２と図１８を参照すると、いくつかの実施例では、第２極板１および第１極板２は、それぞれ負極板１４および正極板２４として構成される。第１極板２は、第１極板２の折り曲げ部２５を含む不活性領域２６を備えて構成され、かつ不活性領域２６は、活物質２９で塗布されていない。ここで、例えば、第１方向Ｙにおける不活性領域２６の寸法（不活性領域２６の展開状態における幅の半分）は、１～１８ｍｍであり、例えば、いくつかの実施例では、第１方向Ｙにおける不活性領域２６の寸法は、３～４ｍｍである。

第１極板２の不活性領域２６は、活物質２９が塗布されていないため、第１極板２の不活性領域２６は不活性領域を形成し、充放電過程における電気化学的反応に関与しない。この場合、第２極板１が対応する不活性領域２６内に延びる部分は、第１極板２からはみ出す部分である。また、この時、第２極板１と第１極板２は、それぞれ負極板１４と正極板２４であるため、第２極板１が対応する不活性領域２６内に延びる部分、すなわち負極板１４が正極板２４からはみ出す部分であり、それはリチウム析出が生じず、負極板が正極板からはみ出す部分を構成することができる。この場合、対応する負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさは、不活性領域２６の面積の大きさに依存する。そのため、第１極板２の折り曲げ部２５の一端における活物質２９が塗布されない領域の大きさを制御するだけですなわち、不活性領域２６の面積の大きさを制御するだけで、負極板が正極板からはみ出る部分の面積の大きさを効果的に制御でき、簡単かつ容易であるだけでなく、制御精度も高い。具体的には、組み立てる際に、不活性領域２６のすでに加工された第１極板２を第２極板１の所定箇所に挿入するだけで、負極板１４の正極板２４からはみ出る部分の大きさを制御でき、さらに陰極板の正極板からはみ出る部分の面積の大きさに対する比較的精確な制御を容易に実現する。

なお、図１２において、第１極板２の折り曲げ部２５と第２積層シート１１の端部との間の空白領域は、実際には、セパレータ３によって充填されているが、対応するセパレータ部分は図示されていない。つまり、第１極板２が第２極板１に挿入される過程で、第１極板２は、直接底まで挿入されており、第１極板２の折り曲げ部２５が位置する縁部と、第１極板２の折り曲げ部２５に包まれた第２極板１の縁部との間の距離は、ほぼセパレータ３の厚さまたはセパレータ３の厚さの倍数にすぎない。

また、上記第１極板２の不活性領域２６によって、正極板からはみ出す負極板の部分の面積の大きさを制御しやすくするだけでなく、第２極板１と第１極板２との間の絶縁確実性を改善することを容易にする。例えば、図１８を参照すると、いくつかの実施例では、第２極板１に面する第１極板２の不活性領域２６の表面（すなわち、第１極板２の不活性領域２６の内面）に絶縁物質２７が設けられる。一例として、絶縁物質２７は、セラミックコーティングまたは絶縁ペースト（例えば、絶縁性コーティングペーストまたは絶縁性トッピングゴム）である。

第１極板２が正極板２４であっても、負極板１４であっても、第１極板２の不活性領域２６の第２極板１に面する表面に絶縁物質２７が設けられると、不活性領域２６と第２極板１との間は、セパレータ３によって絶縁されるだけでなく、絶縁物質２７によっても絶縁されることができる。そのため、第２極板１と第１極板２との間の絶縁性がより良好となり、短絡事故の発生をより確実に防止することができ、動作安全性のさらなる向上に寄与する。不活性領域２６には活物質２９が設けられていないため、絶縁物質２７が不活性領域２６に設けられ、絶縁物質２７は正常な電気化学的反応に影響を及ぼさない。第１極板２の不活性領域２６の第２極板１に面する表面に絶縁物質２７を設けることは、正常な電気化学的反応に影響を及ぼさない状況において、第２極板１と第１極板２との間の絶縁性をさらに改善し、より効果的に動作安全性を向上させることが分かる。

本願において、第２極板１と第１極板２とのタブ延出方式は多様である。

例えば、図９～図３０を参照すると、いくつかの実施例では、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５以外の縁部に位置する。このとき、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に位置せず、折り畳みにより破損しにくいため、第２極板１のタブ１５が第２極板１の折り曲げ部２５に位置する場合よりも確実性が高い。

別の例として、図９～図３０を参照すると、いくつかの実施例では、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５以外の縁部に配置される。このとき、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５に位置せず、折り畳みにより破損しにくいため、第１極板２のタブ１５が第１極板２の折り曲げ部２５に位置する場合に比べて確実性が高い。また、第１極板２のタブ１５が、折り曲げ部２５ではなく、折り曲げ部２５以外の縁部に位置すると、第１極板２の折り曲げ部２５とハウジング２０２の内壁との接触伝熱も容易となる。また、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５に位置せず、第１極板２の折り曲げ部２５によって第２極板１を位置制限することも容易である。タブ１５は、通常、延出長さが長く、硬度が比較的軟らかいため、第１極板２のタブ１５が折り曲げ部２５に位置すると、折り曲げ部２５が長く延出し、硬度が軟らかい必要性があることを意味する。この場合、第１極板２の折り曲げ部２５は、第２極板１に対して効果的な位置制限作用を果すことが困難になる。

別の例として、図９～図３０を参照すると、いくつかの実施例では、第２極板１および第１極板２のタブ１５は、いずれも折り曲げ部２５以外の縁部に位置する。この場合、第２極板１および第１極板２のタブがいずれも折り畳みによって破損しにくくなるので、確実性がより高い。

第２極板１および第１極板２のタブ１５が、いずれも折り曲げ部２５以外の縁部に位置する例として、図９～図２６を参照すると、第１方向Ｙは、第２方向Ｘと垂直し、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置し、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５から離れた端部に位置する。

上述の例では、第１方向Ｙは第２方向Ｘと垂直であるため、第２極板１と第１極板２との間には、直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を採用している。一方、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置し、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５から離れた端部に位置している。そのため、第２極板１および第１極板２のタブ１５の延出方向（以下、「タブ延出方向」と略称する）は、いずれも第１極板２の折り畳み方向（第１方向Ｙ）に沿っている。このように、上記例の電極アセンブリ２０１は、その第２極板１と第１極板２が直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式で第１極板２の折り畳み方向に沿うタブ延出方式を採用している。この場合、第２極板１と第１極板２は第１方向Ｙにおける同側または異側にタブを延出することができ、正負極端子が同側または異側に設置される電池セルの設計要件を満たすことを容易にする。

図９～図１９を参照して、上記例の１つの具体的な実施形態として、いくつかの実施例では、第１方向Ｙは第２方向Ｘに垂直であり、任意の隣接する２枚の第２積層シート１１のうち、１つの第２積層シート１１のみがタブ１５を有し、第１極板２の折り曲げ部２５は、タブ１５が設けられていない第２積層シート１１を囲む。この設置に基づいて、第２極板１は間隔型タブを延出する方式を採用して、すなわち、１枚の第２積層シート１１おきに、一つのタブ１５を延出する。この場合、タブ１５を延出しない第２積層シート１１は第１極板２のタブ１５のために空間を残しておくことができ、タブを延出した第２積層シート１１のタブ延出方向を第１極板２のタブ方向と反対にするだけでよい。すなわち、第２極板１と第１極板２が第１方向Ｙの対向する両側でタブを出せば、正負タブを物理的に隔離することができ、正負タブ間の短絡を防止し、簡単で容易である。

第２極板１および第１極板２のタブ１５がいずれも折り曲げ部２５以外の縁部に位置する他の例として、図２９～図３０を参照すると、第１方向Ｙは、第２方向Ｘと平行であり、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置し、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置する。

上記の例では、第１方向Ｙは第２方向Ｘと平行であるため、第２極板１と第１極板２との間に平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を採用している。同時に、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置し、かつ第１極板２のタブ１５は、折り曲げ部２５に隣接する第１極板２の縁部に位置する。そのため、第２極板１および第１極板２のタブ延出方向は、いずれも第１極板２の折り畳み方向（すなわち、第１方向Ｙ、該例では第２方向Ｘでもある）に垂直である。以上から分かるように、上記例の電極アセンブリ２０１は、その第２極板１と第１極板２が直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式で第１極板２の折り畳み方向に垂直なタブ延出方式を採用する。この場合、第２極板１と第１極板２は第１方向Ｙ（該例では第１方向Ｙは第２方向Ｘと一致する）と第３方向Ｚに垂直な方向に同側または異側のタブ延出を行うことができ、正負極端子が同側または異側に設置される電池セルの設計要件を満たすことを容易にする。

直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式であれ、平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式であれ、第２極板１のタブ１５と第１極板２のタブ１５はいずれも同じ側または対向する両側に位置することができ、すなわち、第２極板１と第１極板２はいずれも同側または異側のタブ延出を行うことができ、これにより、正負極端子が同側または異側に設置される電池セルの設計要件を満たすことを容易にする。

第２極板１のタブ１５と第１極板２のタブ１５とが同じ側に位置するとき、第１極板２の折り曲げ部２５とハウジング２０２の内壁との接触伝熱が容易である。この時、第２極板１のタブ１５と第１極板２のタブ１５とを第２方向Ｘにずらして配置して、正負タブの相互干渉を防止することができる。

図１２～３８に示すように、本願では、第１極板２の２枚の第１積層シート２１の少なくとも１枚がタブ１５を有する。すなわち、第１極板２の２枚の第１積層シート２１のうちの１つの第１積層シート２１のみがタブ１５を有するか、または、第１極板２の２枚の第１積層シート２１の両方がタブ１５を有する。第１極板２の２枚の第１積層シート２１のうち、１枚の第１積層シート２１のみがタブ１５を有する場合、２枚の第１積層シート２１の間は折り曲げ部２５によって互いに接続されている。そのため、２枚の第１積層シート２１は１つのタブ１５を共用して外へ電気エネルギを伝達することができる。ここでは、タブ１５が設けられていない１枚の第１積層シート２１は、折り曲げ部２５によって、タブ１５が設けられた第１積層シート２１に電気エネルギを伝達し、タブ１５が設けられた第１積層シート２１のタブ１５によって外部へ伝達することができる。この場合、第１極板２は１つのタブ１５だけで、電気エネルギの外部への伝達を完成できるので、構造が簡単である。第１極板２の２枚の第１積層シート２１がいずれもタブ１５を有する場合、第１極板２は２つのタブ１５によって外部に電気エネルギを伝達することができる。そのため、電気エネルギの伝達効率はより高くなり、同時に、２枚の第１積層シート２１のタブ１５は互いに予備品として、そのうち１枚の第１積層シート２１のタブ１５が故障した場合に、第１極板２はもう１枚の第１積層シート２１のタブ１５によって電気エネルギを正常に伝送することができる。したがって、第１極板２、電極アセンブリ２０１、電池セル２０、電池１０および電力消費装置１００の動作確実性を効果的に向上させることができる。

図９～図３０に示す各実施例では、第１極板２は、まず折り畳まれ、その後、他の電極板と組み立てられる。このような折り畳みを必要とする第１極板２に対して、第１極板２をセパレータ３でオーバーラッピングする際に、セパレータ３は、第１極板２の折り曲げを容易にするために、第１極板２を折畳む前に、第１極板２の、タブ１５が設けられていない縁部を包むことができる。

図９～３０に示す各実施例において、第２極板１をＺ形折り畳み方式とし、第１極板２をＵ形中折りの折り畳み方式とている。そのため、セパレータ３で第２極板１の縁部を包む場合に比べて、セパレータ３で第１極板２の縁部を包むことは、より簡単かつ容易である。

さらに、図９～図３０に示す各実施例では、第２極板１と第１極板２とを組み立てる前に、第２極板１および／または第１極板２をまず折り畳む必要がある。したがって、第２極板１および／または第１極板２の折り畳みを容易にするために、図３１～図３８に示すように、いくつかの実施例では、第２極板１および／または第１極板２には、第２極板１および／または第１極板２の折り畳みを案内する折り畳み案内部２８が設けられる。

折り畳み案内部２８の案内作用により、第２極板１および／または第１極板２はより容易に折り畳むことができる。そのため、積層電池の生産効率をさらに向上させるのに有利である。

なお、折り畳み案内部２８の構造の種類は多様であってもよい。例えば、図３１～図３８を参照すると、いくつかの実施例では、折り畳み案内部２８は、刻み目２８１または折り目２８２を含む。設置された刻み目２８１または折り目２８２は、いずれも効果的に折り畳み案内作用を果たし、第２極板１および／または第１極板２が対応する刻み目２８１または折り目２８２に沿って折り畳むことができる。そのため、迅速に折り畳みを完成することができ、かつ折り畳み位置がずれにくい。当然のことながら、刻み目２８１は刻まれた痕であり、刻まれた表面から下方に凹んで、ある深さを有する脆弱部となる。折り目２８２は、折られた表面から下方に凹んでおらず、深さがない、折られた痕である。

なお、折り畳み案内部２８の形状は多様であってもよい。例えば、図３１～図３８を参照すると、いくつかの実施例では、折り畳み案内部２８は、連続線型または不連続線型を呈する。

折り畳み案内部２８が連続線型を呈する場合、折り畳み案内部２８の構造が簡単であり、加工が容易である。例示的に、連続線型の折り畳み案内部２８は、連続直線または連続曲線である。

折り畳み案内部２８が不連続線型を呈する場合、折り畳み案内部２８の占用面積は比較的に小さく、電極板の折り畳みを容易にすると同時に、できるだけ電極板の構造強度を向上させるのに有利である。例示的に、不連続線型の折り畳み案内部２８は、破線型を呈しており、例えば図３４～図３７を参照すると、いくつかの実施例では、折り畳み案内部２８は、点状破線または線状破線型を呈する。破線は、他の種類の不連続線型よりも加工が容易であり、特に、点状破線および線状破線の加工が容易である。

上記各実施例において設置される折り畳み案内部２８は、第２極板１および／または第１極板２の幅方向と平行であり、または、第２極板１および／または第１極板２の幅方向に対して傾斜していてもよい。第２極板１および／または第１極板２の幅方向とは、第２極板１および／または第１極板２の縦方向に対して垂直な、第２極板１および／または第１極板２の横方向とも呼ばれる、第２積層シート１１および／または第１積層シート２１の厚さ方向に垂直な面の短辺の延伸方向を意味する。第２極板１および／または第１極板２の縦方向は、第２積層シート１１および／または第１積層シート２１の厚さ方向に垂直な面の長辺の延長方向である。第２極板１については、その幅方向は、折り曲げ部２５に隣接する第２積層シート１１の２つの縁部の延伸方向でもある。また、第１極板２については、その幅方向は、折り曲げ部２５に隣接する第１積層シート２１の２つの縁部の対向配置方向でもある。

ここで、図３１～図３７を参照すると、折り畳み案内部２８が電極板の位置する幅方向と平行である場合、折り畳み案内部２８の加工が容易になる。

一方、図３８に示すように、折り畳み案内部２８が、その位置する電極板の幅方向に対して傾斜すると、折り畳み案内部２８は偏向角度を有し、折り畳んでから得られた２枚の積層シートの間が幅方向にずれるように、電極板を偏向して中折りするように案内できる。このような偏向された折り畳み案内部２８が正極板２４の第１極板２に設けられた場合、正極板２４の２枚の第１積層シート２１を幅方向にずらすことができる。これにより、２枚の第１積層シート２１が完全に揃って密着されていないため、第１極板２を第２極板１に挿入するのが容易である一方、第１極板２を第２極板１に挿入した後、第２極板１との相対位置関係を制御することを容易にし、正極板２４の２枚の第１積層シート２１を、負極板１４の非連続端からできるだけ遠ざけて、負極板１４の連続端にできるだけ近づける。すなわち正極板２４の２枚の第１積層シート２１を負極板１４の折り曲げ部２５にできるだけ近づけて、負極板１４の開放端から遠ざけるよ。このようにすることで、正極板２４が幅方向で負極板１４からはみ出しにくくなり、正極板２４が負極板１４から幅方向にはみ出すことによるリチウム析出問題を防止するのに有利である。これにより、動作安全性をさらに高めることができる。

以下、図３～３８に示される各例をさらに説明する。

以下の説明では、説明の簡略化および理解を容易にするために、図１１の上下左右に基づいて上下左右を定義するが、ここで、図１１の上下左右は、図３と図２０の上下左右と一致し、電池セル２０および電池１０が車両に通常設置されているときの方位および位置関係に符合する。ここでは、上は重力方向と反対方向であり、下は重力方向と同じ方向である。

まず、図３～８に示す第１実施例を説明する。

図３～図８に示すように、該第１実施例では、電池セル２０は、個片積層方式を採用し、対向する両側から外側に電気エネルギを伝達する角形の積層電池である。

ここで、図３～図５に示すように、該第２実施例では、電池セル２０のハウジング２０２が角形に形成され、そのケーシング２０３の左右両端にそれぞれ１つのエンドキャップ２０４が設けられ、この２つのエンドキャップ２０４がケーシング２０３の左右両端に着脱可能に接続され、これにより、ハウジング２０２の内部に電極アセンブリ２０１や電解液などを収容するための密閉空間が形成される。

２つのエンドキャップ２０４に電極端子２０６が設けられ、それにより、電池セル２０の２つの電極端子２０６はハウジング２０２の左右両側に位置する。２つの電極端子２０６は、２つのエンドキャップ２０４からそれぞれ貫通して、外部回路に接続される。具体的には、図４～５に示すように、負極端子２０ａは左側のエンドキャップ２０４に設けられ、正極端子２０ｂは右側のエンドキャップ２０４に設けられる。負極端子２０ａおよび正極端子２０ｂは、それぞれ対応するエンドキャップ２０４から外部へと貫通し、エンドキャップ２０４を貫通する過程で、ジャケット２０７、エンドキャップ２０４、絶縁部材２０８および押さえ板２０９を順に貫通する。

左右両側の２つの電極端子２０６との電気的接続を実現するために、図４～図５からわかるように、該実施例では、電極アセンブリ２０１のタブ１５は、電極アセンブリ２０１の左右両側に設置されている。ここでは、負タブ１３は、電極アセンブリ２０１の左側に設けられ、左側に位置するアダプタ２０５を介して左側に位置する負極端子２０ａと電気的に接続される。正タブ２３は、電極アセンブリ２０１の右側に設けられ、右側に位置するアダプタ２０５を介して右側に位置する正極端子２０ｂと電気的に接続されている。このように、電極アセンブリ２０１で発生した電気エネルギは、左右方向の対向する両側から外方へ伝達されることができる。

図６～８に示すように、実施例では、電極アセンブリ２０１は、第２極板１と、第１極板２と、セパレータ３とを含む。第２極板１、第１極板２およびセパレータ３は、積層方式で交互に積層されて電極アセンブリ２０１を形成するが、この場合の電極アセンブリ２０１は、通常、電気コア３０ｃとも呼ばれる。

図７～８から分かるように、該実施例では、第１極板２と第２極板１は個片積層方式で積層されている。第１極板１と第２極板２は積層する前に、折り畳むことなく、切断後、直接積層する。各第１極板２の厚さ方向の両側にはいずれも１枚のセパレータ３が設けられ、それぞれ第１セパレータ３１と第２セパレータ３２であり、第１セパレータ３１と第２セパレータ３２はいずれも折り返してフランジ３１を形成し、かつ第１セパレータ３１と第２セパレータ３２のフランジ３１はいずれも第１極板２のタブ１５が設置されていない縁部を包む。それにより第１極板２のタブ１５が設置されていない縁部は二層のセパレータ３のフランジ３１によって包まれる。フランジ３１は、第１極板２の縁部の近くの１～２０ｍｍの領域を包む。第１極板２の厚さ方向は、第１極板２と第２極板１との積層方向であり、図３および図８において第３方向Ｚとして示されている。換言すれば、第３方向Ｚは、第１極板２および第２極板１の厚さ方向であり、第１極板２および第２極板１の積層方向でもある。

包みプロセスにおいて、まず第１極板２の第１側に位置する第１セパレータ３２を折り返すことができ、折り返して形成したフランジ３１を対応する縁部に対応する第１極板２の表面を迂回させ、第１極板２の第２側に到達させ、かつ第２側の表面の対応する縁部に近接する１～２０ｍｍ領域を覆って、内層のオーバーラッピングを形成する。次に、第１極板２の第２側に位置する第２セパレータ３３を折り返して、折り返して形成したフランジ３１が、対応する縁部に対応する第１極板２の表面を迂回して、第１極板２の第１側に到達させ、かつ第１側面の対応する縁部に近接する１～２０ｍｍの領域を覆って、内層オーバーラッピングの外側に包む外層オーバーラッピングを形成する。このようにして、セパレータの二層オーバーラッピングが得られる。各層のセパレータオーバーラッピングが完成した後、いずれも熱圧着または接着剤接着などの方式でセパレータオーバーラッピング領域を固定することができる。さらに、対応するオーバーラッピング過程は、第１極板２の積層中またはスライス前に完了することができる。

設置されるセパレータの二層オーバーラッピングは、全体容量の発揮に影響せず、リチウム析出リスクを増加させないことにより、縁部異物による短絡事故の発生をより確実に阻止する。このため、セパレータ３が第１極板２をオーバーラッピングしない場合に比べて、安全性能を効果的に向上させることができる。

図８に示すように、該実施例では、第１極板２と第２極板１は両方とも片側にタブを延出し、かつ両者のタブ延出の方向は反対である。第１極板２のタブ１５は右側に位置し、第２極板１のタブ１５は左側に位置する。このとき、第１極板２と第２極板１のタブ１５が設けられていない縁部の数は３本である。第１極板２のタブ１５が設けられていない３つの縁部は、第１極板２のタブ１５が設けられた縁部に隣接する２つの縁部と、第１極板２のタブ１５が設けられた縁部に対向する１つの縁部とを含む。図８において、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３は、第１極板２のタブ１５が設けられた縁部に隣接する２つの縁部のみを二重オーバーラッピングしている。しかし、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３は、第１極板２のタブ１５が設けられていない３つの縁部の全てを二重オーバーラッピングして、短絡をより確実に防止し、より効果的に安全性能を向上させることができることを理解すべきである。

次に、図９～１９に示す第２実施例をさらに説明する。

図９～図１９に示すように、該第２実施例では、電池セル２０は、角形の積層電池であり、対向する両側から外側に電気エネルギを伝達する。

図９～図１３に示すように、該第２実施例では、電池セル２０のハウジング２０２が角形に形成され、ケーシング２０３の左右両端にそれぞれ１つのエンドキャップ２０４が設けられる。この２つのエンドキャップ２０４がケーシング２０３の左右両端に着脱可能に接続され、ハウジング２０２の内部に電極アセンブリ２０１および電解液などを収容するための密閉空間が形成される。

２つのエンドキャップ２０４に電極端子２０６が設けられ、それにより、電池セル２０の２つの電極端子２０６はハウジング２０２の左右両側に位置する。具体的には、図１１に示すように、負極端子２０ａは左側のエンドキャップ２０４に設けられ、正極端子２０ｂは右側のエンドキャップ２０４に設けられる。

左右両側の２つの電極端子２０６との電気的接続を実現するために、図１１に示すように、該実施例では、電極アセンブリ２０１のタブ１５は電極アセンブリ２０１の左右両側に設けられる。具体的には、図１１～１２から分かるように、負タブ１３は、電極アセンブリ２０１の左側に設けられ、左側に位置するアダプタ２０５を介して左側に位置する負極端子２０ａと電気的に接続されている。そして、図１１および図１３から明らかなように、正タブ２３は、電極アセンブリ２０１の右側に設けられ、右側に位置するアダプタ２０５を介して右側に位置する正極端子２０ｂと電気的に接続されている。このように、電極アセンブリ２０１で発生した電気エネルギは、左右方向の対向する両側から外方へ伝達される。

図１１～１９は、該実施例における電極アセンブリ２０１の構成と積層過程を示す。

図１１～１９に示すように、該実施例では、電極アセンブリ２０１は、第２極板１と、第１極板２と、セパレータ３とを含む。第２極板１、第１極板２およびセパレータ３は、積層方式で交互に積層されて電極アセンブリ２０１を形成するが、この場合の電極アセンブリ２０１は、通常、電気コア３０ｃとも呼ばれる。

図１１～１９から分かるように、該実施例では、第２極板１および第１極板２は、それぞれ負極板１４および正極板２４である。この場合、第２極板１の表面に塗布される活物質２９は正極活物質であり、例えばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、ニッケルコバルトマンガン金属酸化物（ＮＣＭ）の１種または複数種であり、第２極板１の活物質２９を担持するための集電体はアルミニウム箔などの正極集電体であり、かつ第２極板１のタブ１５は負タブ１３である。また、第１極板２の表面に塗布される活物質２９は黒鉛などの負極活物質であり、第１極板２の活物質２９を担持するための集電体は銅箔などの負極集電体であり、第１極板２のタブ１５は正タブ２３である。

また、図１１～１９に示すように、該実施例では、第２極板１はＺ形折り畳み方式を採用し、第１極板２はＵ形中折りの折り畳み方式を採用している。第２極板１の折り畳み方向（すなわち第２方向Ｘ）は上下方向に沿うようにし、第１極板２の中折り方向（すなわち第１方向Ｙ）は左右方向に沿わせて、第２方向Ｘと第１方向Ｙとを直交させて直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を形成する。第２極板１は、Ｚ形折り畳み後、折り曲げ部２５で接続された第２積層シート１１が複数枚形成される。第１極板２は、Ｕ形中折り後、折り曲げ部２５で接続された２枚の第１積層シート２１が形成される。複数の折り畳まれた第１極板２は、各第２積層シート１１と各第１積層シート２１とが第３方向Ｚに沿って順に交互に積み重ねられるように、第２極板１に挿入される。第３方向Ｚは、各積層シートの厚さ方向に沿っており、該実施例では、具体的に、第３方向Ｚは、第２方向Ｘおよび第１方向Ｙに対して垂直である。

図１１～図１９から分かるように、該実施例では、負極板１４として形成された第２極板１は、間隔型タブ延出方式を採用し、すなわち、第２極板１の各第２積層シート１１において、１つの第２積層シート１１おきに１つのタブ１５を延出し、隣接する２枚の第２積層シート１１のうち、１つの第２積層シート１１のみがタブ１５を有している。また、図１１－１２および図１６－１７に示すように、該実施例では、タブ１５が設けられた第２積層シート１１は、第２極板１が第１方向Ｙの一方側のみにタブを延出するように、第１方向Ｙの一方側のみにタブを延出するが、この場合、第２極板１のタブ延出方式は片側型タブ延出である。具体的には、図１１～図１２に示すように、第２極板１のタブ１５は、いずれも第２極板１の左端に位置し、正確に言えば、第２極板１の各タブ１５は、各第２積層シート１１の左縁部に位置する。図１２と図１６からわかるように、該実施例では、第２積層シート１１の左縁部は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する第２積層シート１１の縁部であり、該実施例では、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の、折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置していることが分かる。該実施例の第２極板１は負極板１４であるため、第２極板１のタブ１５は負タブ１３である。第２極板１のタブ１５を左側に設けることで、負タブ１３と電池セル２０の左側に位置する負極端子２０ａとの電気的接続が容易となる。

引き続き図１１～図１９を参照すると、該実施例では、正極板２４として構成される第１極板２については、その２枚の第１積層シート２１のうちの１枚のみはタブ１５を有する。タブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５から離れた第１積層シート２１の端部に位置している。この場合、２枚の第１積層シート２１は、折り曲げ部２５によって接続されているので、第１極板２のそれぞれに１つのタブ１５が設けられていても、電気エネルギを円滑に外部へ伝達することができる。また、図１１～図１３を参照すると、該実施例では、全ての第１極板２の折り曲げ部２５は左側に向き、第２極板１のタブ１５が設けられていない第２積層シート１１の左縁を包んでいる。同時に、全ての第１極板２のタブ１５は第１極板２の右端に位置する。すなわち、各第１積層シート２１のタブ１５はいずれも対応する第１積層シート２１の右縁に位置する。該実施例の第１極板２は正極板２４であるため、第１極板２のタブ１５は正タブ２３である。第１極板２のタブ１５は右側に設置され、正タブ２３と右側にある負極端子２０ｂとの電気的接続を容易にする。

該実施例において、第２極板１は片側間隔型タブ延出方式を採用し、第１極板２は片側個片タブ延出方式を採用している。かつ、第２極板１と第１極板２のタブ延出方向が反対で、第１方向Ｙの対向する両側に位置し、それぞれ左側と右側に張り出している。したがって、正負タブは互いに干渉せず、それぞれ左右両側の正負極端子に容易に電気的に接続することができ、左右両側に電極端子を設置している電池セルの設計要件を満たす。図７を参照すると、該実施例において、第１極板２の２枚の第１積層シート２１にいずれもタブ１５を設けることもできる。該実施例において、第１極板２のタブを延出する側において、第２極板１はタブを延出していないので、第１極板２の２枚の第１積層シート２１がいずれもタブを延出していても、第２極板１のタブと干渉しない。第１極板２の２枚の第１積層シート２１にいずれもタブ１５を設けると、導電効率がより高くなり、導電の確実性がより高くなる。

また、図１２および図１７～１８からわかるように、該実施例では、第１極板２の折り曲げ部２５と、折り曲げ部２５の両端近傍に位置する一部のストレートセグメントは、不活性領域２６として構成されている。不活性領域２６の第２極板１に向く表面は、活物質２９が塗布されておらず、セラミックコーティング、ペーストコーティング、または絶縁性トッピングゴム等の絶縁物質２７で絶縁処理されている。

実施例では、第１極板２は正極板２４であるため、第１極板２の第２極板１を包む折り曲げ部２５およびその近傍領域を不活性領域２６として構成し、対応する不活性領域２６にリチウムイオンを生成しない。それにより対応する不活性領域２６まで伸びる第２積層シート１１の部分は負極板１４の正極板２４からはみ出す部分、すなわち負極板が正極板からはみ出す部分となる。このように第１極板２の折り曲げ部２５が第２極板１からはみ出すことによるリチウム析出問題を根本的に解決することができ、動作安全性を効果的に向上させる。かつ、不活性領域２６の面積の大きさを制御するだけで、対応する負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさを効果的に制御することができ、簡単で容易であり、負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさが制御しにくいという問題を巧みに解決することができる。

一方、不活性領域２６にさらに絶縁物質２７を設けると、正負極板間の絶縁性が向上し、正負極板間の短絡がより確実に防止され、より効果的に安全性能が向上する。

図１６～図１７に示すように、該実施例では、電極アセンブリ２０１を組み立てる時、第２極板１を第２方向Ｘに往復して折り畳むだけで、複数の第１極板２を中折りする。その後、折り畳んだ複数の第１極板２を、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接し、かつタブ１５が設けられていない側から、第２極板１の各タブ１５を延出しない第２積層シート１１の位置に挿入する。これだけで、第２極板１と第１極板２との直交積層過程を完成することができる。該積層過程は簡単で容易であり、かつ前期の切断過程も比較的に簡単であるため、電極アセンブリ２０１、電池セル２０、電池１０および電力消費装置１００の生産効率を効果的に向上させることができ、これは積層電池の普及応用に重要な意義を有する。

ここでは、各第１極板２を中折りした後、その２枚の第１積層シート２１は完全に密着せずある角度を開くことにより、第１極板２を第２極板１に挿入することを容易にする。

安全性を向上させるため、該実施例では、図示しないが、タブ１５が設けられていない第１積層シート２１の全ての縁部が、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３によって二重にオーバーラッピングされている。具体的には、第１実施例における関連する説明を参照して理解されるため、ここでは繰り返さない。

次に、図２０～２８に示す第３実施例をさらに説明する。次に、説明を簡単にするために、該第３実施例と第２実施例との相違点を中心に説明し、他の未説明部分は、第２実施例を参照して理解することができる。

図２０から図２８に示すように、該第３実施例では、電池セル２０もまた角形の積層電池であり、その電極アセンブリ２０１もまた直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式をとる。しかし、左右両側からタブおよび電極端子を出す方式ではなく、頂部からタブおよび電極端子を出す方式を採用する。

具体的には、図２０～図２１から分かるように、実施例では、ハウジング２０２は、１つのエンドキャップ２０４だけが着脱可能に取り付けられている。エンドキャップ２０４は、ケーシング２０３の上端に着脱可能に取り付けられている。２つの電極端子２０６、すなわち、負極端子２０ａおよび正極端子２０ｂは、いずれも、該頂部のエンドキャップ２０４上に設置され、該頂部エンドキャップ２０４からハウジング２０２の外部に上向きに延出している。具体的には、負極端子２０ａは、頂部エンドキャップ２０４の左寄りの部分に位置し、正極端子２０ｂは、頂部エンドキャップ２０４の右寄りの部分に位置している。

また、該実施例では、図２２～図２６に示すように、Ｚ形折り畳み方式を採用する第２極板１の折り畳み方向（すなわち、第２方向Ｘ）は左右方向に沿っているとともに、Ｕ形中折りの折り畳み方式を採用する第１極板２の折り畳み方向（すなわち、第１方向Ｙ）を上方に向けることにより、第２方向Ｘと第１方向Ｙとが直交し、直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式となっている。第２極板１を折り畳んで形成された複数枚の第２積層シート１１と、全ての第１極板２を中折りにして形成した複数枚の第１積層シート２１とは、第３方向Ｚに沿って順に交互に積み重ねられている。第３方向Ｚは、各積層シートの厚さ方向に沿っており、実施例では、第２方向Ｘおよび第１方向Ｙに対して垂直である。

図２２～図２６から分かるように、該実施例では、第２極板１は負極板１４として構成され、片側間隔型タブ延出方式ではなく、片側連続型タブ延出方式を採用している。具体的には、第２極板１の各第２積層シート１１において、第２積層シート１１のそれぞれにいずれも１つのタブ１５が設けられている。第２極板１の全てのタブ１５は、それぞれが位置する第２積層シート１１の頂縁部に位置する。該実施例の第２極板１は負極板１４であるため、第２極板１のタブ１５は負タブ１３である。第２極板１のタブ１５は第２極板１の頂縁部に設置され、負タブ１３と電池セル２０の頂部に位置する負極端子２０ａとの電気的接続を容易にする。図１７に示すように、該実施例では、第２積層シート１１の頂縁部は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する第２積層シート１１の縁部である。実施例では、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の、折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置していることが分かる。

引き続き図２２～図２６を参照すると、該実施例では、第１極板２は正極板２４として構成されており、片側個片型タブ延出方式ではなく、片側双片型タブ延出方式を採用している。すなわち、第１極板２の２枚の第１積層シート２１には、いずれもタブ１５が設けられ、かつタブ１５はいずれも第１極板２の折り曲げ部２５から離れた第１積層シート２１の端部にそれぞれ位置する。該実施例では、第１極板２の折り畳み方向が上向きである。したがって、第１極板２の折り曲げ部２５が下向きであり、第１極板２の第２折り曲げ部２５から離れた第１極板２の端部が第１積層シート２１の頂縁部であるので、該実施例では、第１極板２の全てのタブ１５はいずれも第１極板２の頂縁部に位置する。該実施例の第１極板２は正極板２４であるため、第１極板２のタブ１５は正タブ２３である。第１極板２のタブ１５は第１極板２の頂縁部に設置され、正タブ２３と電池セル２０の頂部に位置する負極端子２０ｂとの電気的接続を容易にする。

該実施例では、第２極板１および第１極板２のタブ１５の両方が頂部にあるので、第２極板１のタブ１５および第１極板２のタブ１５は、第２方向Ｙの同じ側に位置する。この場合、正負タブが互いに干渉しないように、図１７に示すように、該実施例では、第２極板１のタブ１５と第１極板２のタブ１５とを、第２極板１の折り畳み方向（すなわち、第２方向Ｘ）にずらして配置している。具体的には、図１７に示すように、該実施例では、第２極板１の任意の隣り合う２つの折り曲げ部２５のうち、一つの折り曲げ部２５近傍の縁部にのみタブ１５が設けられ、もう一つの折り曲げ部２５近傍の縁部にはタブ１５が設けられていない。第２極板１の全てのタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に近接して配置され、第１極板２の全てのタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５から離れて配置されている。このように、第２極板１のタブ１５と第１極板２のタブ１５とが、第２方向Ｘに完全にずれて互いに重ならないので、正負タブが同じ側に配置される場合に、正負タブの相互干渉を効果的に防止することができる。

正負タブは第２方向Ｘにずれて配置され、第２方向Ｘは左右方向に沿うため、図２１～２２に示すように、正負タブを左右方向にずらすことができる。全ての負タブ１３は頂部左側に位置し、かつ全ての正タブ２３は頂部右側に位置する。正負タブはそれぞれ頂部左側の負極端子２０ａと頂部右側の正極端子２０ｂとに電気的に接続し、頂部から電極端子が出る電池セルの設計要件を満たす。

前述したように、該実施例では、全ての第１極板２の折り曲げ部２５が下向きになっている。この場合、電極アセンブリ２０１および電池セル２０の放熱性能を向上させるために、図２８を参照すると、該実施例では、全ての第１極板２の折り曲げ部２５がいずれもハウジング２０２の底壁の内面に接触する。該実施例の第１極板２は垂直に配置され、第１極板２の折り曲げ部２５の向きは重力方向と同じである。正確には、第１極板２の折り曲げ部２５の第２極板１から遠い表面は重力方向を向いている。そのため、電極アセンブリ２０１をハウジング２０２に組み込んだ後、第１極板２は重力によって自然に沈み、第１極板２の折り曲げ部２５がハウジング２０２の底壁の内面に自然に接触することを実現することができる。第１極板２の折り曲げ部２５は、ハウジング２０２の底壁に接触した後、第２極板１から離れた折り曲げ部２５の表面が円弧形状から略長角形になるように圧縮変形することができる。これにより、第１極板２の折り曲げ部２５がハウジング２０２の底壁とより十分に接触するのを容易にする。

第１極板２の折り曲げ部２５とハウジング２０２はいずれも金属材料で製作されているため、熱伝導性能が良好である。かつ、電極アセンブリ２０１の全ての第１極板２の折り曲げ部２５とハウジング２０２の底壁との接触面積が大きく、ハウジング２０２の底壁の内面面積のほぼ半分を占めることができる。そのため、該実施例では、電極アセンブリ２０１はハウジング２０２との間に効率的かつ十分に接触伝熱することができ、電極アセンブリ２０１で発生した熱を迅速にハウジング２０２外部に逃がし、動作安全性を向上させる。

また、該第３実施例では、第１極板２にも、折り曲げ部２５を含む不活性領域２６を設け、不活性領域２６にも絶縁物質２７を設けて、さらに絶縁してリチウム析出を防止し、正極板からはみ出す負極板部分の面積の大きさを効果的に制御し、安全性を向上させる。具体的には、第２実施例における関連する説明を参照して理解され、ここでは繰り返さない。

また、該第３実施例では、第１極板２のタブ１５が設けられていない全ての縁部をいずれもセパレータ３で二重にオーバーラッピングする。これにより、異物による短絡事故を防止し、安全性能を向上させる。具体的には、第１実施例における関連する説明を参照して理解されるため、ここでは繰り返さない。

次に、図２９～３０に示す第４実施例をさらに説明する。

図２９～図３０に示すように、該第４実施例では、電極アセンブリ２０１は、直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式ではなく、平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式である。すなわち、Ｚ形折り畳みをした第２極板１の折り畳み方向（第２方向Ｘ）は、Ｕ形中折りをした第１極板２の折り畳み方向（第１方向Ｙ）と平行である。積層完了後、各積層シートの積層方向（即ち、第３方向Ｚ）は、第２方向Ｘ、第１方向Ｙおよび第２極板１の縦方向と垂直である。このとき、第２極板１の縦方向は、第１方向Ｙ（第２方向Ｘ）および第３方向Ｚと垂直である。

また、図２９～図３０に示すように、該実施例では、第２極板１と第１極板２はそれぞれ負極板１４と正極板２４である。第１極板２の折り曲げ部２５は第２極板１の折り曲げ部２５を包み込むとともに、任意の二つの隣接する第１極板２は第２極板１の第２方向Ｘの対向両側に位置し、第２極板１の異なる折り曲げ部２５を包む。ここでは、２枚の第１極板２は一対で、第２極板１の２つの連続する折り曲げ部２５を包む。隣接する２対の第１極板２の間は、１つの第２極板１の折り曲げ部２５おきに、つまり、第２極板１の２つの連続する折り曲げ部２５が包まれた後、１つの折り曲げ部２５が包まれず、その後、さらに２つの連続する折り曲げ部２５が包まれ、その後、もう１つの折り曲げ部２５が包まれないように繰り返される。図２４では、一対の第１極板２のみが分離されており、他の数対の第１極板２は、第２極板１に包まれた状態を示していることが理解される。

一方、図２９～図２０に示すように、実施例では、第２極板１と第１極板２のタブ１５は、いずれも折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置し、かつ、タブ延出方向が同じであり、いずれも第２極板１の縦方向（または長手方向）の同じ側に位置し、電池セルの同じ側にタブと電極端子が出る設計要件を満たす。第１極板２の二つの第１積層シート２１にはいずれも一つのタブ１５が設けられ、また、第２極板１の第２積層シート１１のそれぞれには、いずれも１つのタブ１５が設けられる。第２極板１の全てのタブ１５と、第１極板２の全てのタブ１５とは、正タブと負タブとが互いに干渉しないように、第２方向Ｘにずらして配置されている。具体的には、実施例では、第１極板２のタブ１５が折り曲げ部２５に隣接する縁部の折り曲げ部２５から離れた端に位置し、第２極板１の全てのタブ１５が、折り曲げ部２５と連続する縁部の折り曲げ部２５に近い端に位置している。しかし、該実施例では、第１極板２の折り曲げ部２５が第２極板１の折り曲げ部を囲んでいる。このように設置することにより、第２極板１の全てのタブ１５と、第１極板２の全てのタブ１５とを、第２方向Ｘにずらして配置することができる。

この図２９～図３０は、第２極板１と第１極板２とが同じ側でタブが出る場合を例として、平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を示している。しかしながら、平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式では、第２極板１および第１極板２のタブ延出方向は、逆であってもよく、第２極板１の縦方向の対向する両側に位置してもよいことを理解されたい。

該第３実施例では、第１極板２のタブ１５が設けられていない全ての縁部をセパレータ３で二重にオーバーラッピングすることにより、異物による短絡事故を防止し、安全性能を向上させている。具体的には、第１実施例における関連する説明を参照して理解されるため、ここでは繰り返さない。

図３１～図３８は、上述した第２～第４実施例における折り畳み可能な第１極板２の構造を例示的に示す。

折り畳み可能な第１極板２について、折り畳み前後の状態を、それぞれ展開状態および折り畳み状態と呼ぶ。電池セル２０の完成品では、第１極板２は折り畳み状態にあり、対応する折り畳み状態は図１２～図３０に既に示されている。図３１～図３８には、展開状態にある第１極板２、すなわち折り畳まれていない第１極板２の構造が示されている。

ここで、図３１は、第１極板２の第１例を示す。図３１に示すように、該例において、第１極板２には、不活性領域２６が設けられ、この不活性領域２６の表面上には、活物質２９が設けられていない。したがって、この不活性領域２６は、実際には、活物質２９によって覆われていない集電体部分である。不活性領域２６の表面には絶縁物質２７が設けられ、正負極板間の絶縁性が改善される。

また、図３１に示すように、該例では、第１極板２には、第１極板２の不活性領域２６内に設置され、特に折り目２８２である折り畳み案内部２８が設けられる。ここで、折り目２８２は、第１極板２の幅方向の一方の縁部から第１極板２の幅方向の他方の縁部まで延伸し、延伸方向が第１極板２の幅方向と平行する、直線の折り目である。これにより、必要に応じて、折り目２８２に沿って第１極板２を中折りするだけで、第１極板２のＵ字形の中折りを完成することができ、第１極板２に折り畳み案内部２８を設けない場合と比較して、折り畳み過程がより簡単で容易である。折り畳んだ後、第１極板２の２枚の第１積層シート２１は、幅方向で縁部が揃えられ、偏向しない。同時に、折り目２８２が不活性領域２６内に設置される。そのため、折り畳んだ後、不活性領域２６は２枚の第１積層シート２１を接続する折り曲げ部２５を含み、不活性領域２６を利用して負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさを制御することを容易にし、安全性を向上させる。

図３２～図３３は、第１極板の第２例を示す。図３２に示すように、該例では、第１極板２の不活性領域２６内に折り畳み案内部２８が設けられるが、図３１に示した第１例とは異なり、折り畳み案内部２８は、折り目２８２ではなく、刻み目２８１である。該例では、刻み目２８１は、第１極板２の幅方向の一方の縁部から第１極板２の幅方向の他方の縁部まで延伸し、かつ、延伸方向が第１極板２の幅方向と平行である連続直線状の刻み目である。このように、刻み目２８１に沿って、第１極板２を中折りするだけで、第１極板２のＵ形中折りを完成することができ、簡単で容易である。折り目２８２に比べて、刻み目２８１は第１極板２の厚さ方向にある深さを有するため、折り畳みを案内し易く、より正確に第１極板２を刻み目２８１に沿って中折りに案内することができる、そのため、偏差が生じにくく、同時に、刻み目２８１は第１極板２の生産過程に直接加工して得ることができ、第１極板２を加工した後、予め折り畳むことによって得る必要がなく、したがって、刻み目２８１の加工過程も容易である。

図３４～図３５は第１極板の第３例を示す。図３４～図３５に示すように、該例では、第１極板２の不活性領域２６内の折り畳み案内部２８は、依然として第１極板２の幅方向に沿って延伸する刻み目２８１である。該例では、刻み目２８１は、連続的直線状の刻み目ではなく、第１極板２の幅方向に間隔を空けて並んだ多数の小孔からなる点状の破線型刻み目となっている。これらの小孔は貫通孔であっても、ブラインド孔であってもよい。これに基づいて、第１極板２の中折りも容易に行うことができる。

図３６～図３７は、第１極板の第４例を示す。図３６～図３７に示すように、該例では、第１極板２の不活性領域２６には、第１極板２の幅方向と平行な破線型の刻み目が設けられる。図３４～図３５に示した第３例とは異なり、破線型の刻み目２８１は、点状破線型の刻み目ではなく、線状破線型の刻み目となっている。これに基づいて、第１極板２の中折りも容易に行うことができる。

図３８は、第１極板の第５例を示す。図３８に示すように、該例は、上記した図３１～図３７に示した例とは、折り畳み案内部２８が、もはや第１極板２の幅方向に対して平行ではなく、第１極板２の幅方向に対して角度を成している点で、主に異なっている。すなわち、該例では、折り畳み案内部２８は、第１極板２の幅方向に対して偏向されている。したがって、折り畳んだ後、第１極板２の２枚の第１積層シート２１は幅方向に整列せず、偏向が発生する。第１極板２を折り畳んだ後にある角度を開き、第２極板１に挿入することを容易にするだけでなく、第１極板２を第２極板１に組み立てた後、各第１積層シート２１が第２積層シート１１からはみ出ないようにし、リチウム析出リスクを低減する。

なお、図３８に示す折り畳み案内部２８は、連続直線型であるが、これに代えて、この偏向する折り畳み案内部２８は、点状や線状破線型等、他の構成形式としてもよい。また、この偏向する折り畳み案内部２８は、折り目２８２であってもよいし、刻み目２８１であってもよい。

図３１～３８を総合すると分かるように、これらの実施例では、第１極板２の両端にタブ１５が設けられる。すなわち、第１極板２の２枚の第１積層シート２１は、いずれもタブ１５を有しており、第１極板２は、片側双片タブ延出方式を採用している。しかし、これは、本願への限定ではなく、第１極板２の一端のみにタブ１５が設けられ、２枚の第１積層シート２１の１つのみにタブ１５が設けられる場合、第１極板２に、上述した様々な折り畳み案内部２８が設けられてもよい。

図３９に示すように、上記の各実施例によって、本願は、電極アセンブリの製造方法を提供する。該方法は、第１極板２を提供するステップＳ１００と、第１極板２の厚さ方向の対向両側に第１セパレータ３２と第２セパレータ３３を設置し、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３をいずれも折り返して第１極板２のタブ１５が設置されていない縁部を被覆するステップＳ２００とを含む。

前記方法によって製造される電極アセンブリは、短絡のリスクを低減し、安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例では、製造方法は、さらに、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３を折り返して被覆される第１極板２を第１方向Ｙに沿って１回折り畳み、それにより第１極板２は互いに接続された２枚の第２積層シート１１と第１積層シート２１を含むステップＳ３００と、第２極板１を提供し、第２極板１を第２方向Ｘに沿って往復して折り畳み、それにより第２極板１は順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の第２積層シート１１を含み、第２方向Ｘは第１方向Ｙと垂直または平行であるステップＳ４００と、第１極板２を第２極板１に挿入し、第１積層シート２１と第２積層シート１１とを順に交互に積み重ねるステップＳ５００とを含む。

ここでは、ステップＳ４００とステップＳ３００との前後順は特に限定されず、ステップＳ３００が先行し、ステップＳ４００が後で行われてもよいし、ステップＳ４００が先行し、ステップＳ３００が後で行われてもよく、または、ステップＳ３００とステップＳ４００とが同時に行われてもよい。

前記方法を採用して電極アセンブリを製造することにより、効率が高く、電極アセンブリ、電池セル、電池と電力消費装置の生産効率を効果的に向上させることができる。

また、第１極板２を折り畳む前に、２枚のセパレータ３を利用して第１極板２のタブ１５が設置されていない縁部に二重オーバーラッピングを行い、第１極板２の折り畳みを容易にする状況において、電池アセンブリの安全性能を効果的に向上させる。

本願の上記各保護テーマおよび各実施例における特徴は、相互に参照でき、構造が許せば、当業者は、異なる実施例における技術的特徴を柔軟に組み合わせて、より多くの実施例を形成することもできる。

本明細書で具体的な実施例を用いて本願の原理および実施形態を記述したが、以上の実施例の説明は、本願の方法およびその中心アイデアを理解するのを助けるためのものに過ぎない。当業者であれば、本願の原理から逸脱しない限り、本願に若干の改善および修飾を行うことができ、これらの改善および修飾も本願の特許請求の範囲の保護範囲内に含まれる。

１００ 電力消費装置
１０１ 車両
１０２ コントローラ
１０３ 動力機器
１０４ モータ
１０５ 本体
１０ 電池
２０ 電池セル
２０１ 電極アセンブリ
２０２ ハウジング
２０３ ケーシング
２０４ エンドキャップ
２０５ アダプタ
２０６ 電極端子
２０７ ジャケット
２０８ 絶縁部材
２０９ 押さえ板
２０ａ 負極端子
２０ｂ 正極端子
２０ｃ 電気コア
３０ 包装ボックス
３０１ ボックス体
３０２ ボックスカバー
２ 第１極板
２１ 第１積層シート
２２ 第１タブ
２３ 正タブ
２４ 正極板
２５ 折り曲げ部
２６ 不活性領域
２７ 絶縁物質
２８ 折り畳み案内部
２８１ 刻み目
２８２ 折り目
２９ 活物質
１ 第２極板
１１ 第２積層シート
１２ 第２タブ
１３ 負タブ
１４ 負極板
１５ タブ
３ セパレータ
３１ フランジ
３２ 第１セパレータ
３３ 第２セパレータ
Ｙ 第１方向
Ｘ 第２方向
Ｚ 第３方向

本願は、電池分野に関し、具体的には、電極アセンブリおよびその製造方法、電池セル、電池ならびに電力消費装置に関する。

現在、電池は、応用範囲がますます広くなり、水力、火力、風力、太陽光発電所などのエネルギ貯蔵電源システムに応用されるのみならず、電動自転車、電動バイク、電気自動車などの電動交通ツール、軍事用装備、航空・宇宙飛行などの多くの分野で広く応用されている。

電池技術の発展において、電池の短絡リスクをいかに低減し、電池の安全性を向上させるかは重要な課題である。

本願は、電池の安全性を向上させるために、電極アセンブリ、電池セル、電池、電力消費装置および電極アセンブリの製造方法を提供する。

上記目的を達成するために、本願が提供する電池アセンブリは、第１極板と、第１セパレータと、第２セパレータとを含み、第２セパレータと第１セパレータとは第１極板の厚さ方向の対向両側に位置し、第１セパレータと第２セパレータはいずれも折り返して第１極板のタブが設置されていない縁部を被覆する。

第１極板のタブが設置されていない縁部は、２層のセパレータで包まれているので、異物で刺し通されにくく、短絡リスクが低減され、安全性が向上する。

いくつかの実施例では、第１セパレータおよび第２セパレータは、第１極板に複合される。これにより、包みの強固性の向上に有利である。

いくつかの実施例では、第１セパレータおよび第２セパレータは、第１極板に熱圧着され、または、第１セパレータおよび第２セパレータは、第１極板に接着される。熱圧着方式または接着方式を採用して、第１セパレータと第２セパレータを第１極板に複合させ、包みの強固性を効果的に向上させることができる。

いくつかの実施例では、第１極板は正極板である。第１極板が正極板である場合、包みがより容易であり、かつ安全性能がより良好である。

いくつかの実施例では、第１極板は折り畳まれない。または、第１極板は、第１極板が互いに接続された２枚の第１積層シートを含むように、第１方向に１回折り畳まれる。第１極板が折り畳まれない場合、巻回成形方式または個片積層方式を実現することを容易にする。第１極板を１回折り畳む時、第１極板は折り畳んでＵ型構造を形成することができ、これにより、第１極板を折り畳んでから、他の電極板と組み立てることを容易にし、これは積層電池の生産効率を向上させるのに有利である。

いくつかの実施例では、第１極板の２枚の第１積層シートの少なくとも１枚は、タブを有する。第１極板の２枚の第１積層シートのうち、１枚のみがタブを有する場合、構造は比較的簡単である。第１極板の２枚の第１積層シートがいずれもタブを有する場合、電気エネルギの伝達効率はより高く、動作確実性はより高くなる。

いくつかの実施例では、第１極板は、第１極板の折り曲げ部を含む不活性領域を有し、不活性領域は、活物質で塗布されていない。これにより、負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさを制御することが容易となる。

いくつかの実施例では、第２極板に面する第１極板の不活性領域の表面には、絶縁物質が設置される。これにより、第２極板と第１極板との間の絶縁性を改善し、安全性能を向上させることに有利である。

いくつかの実施例では、電極アセンブリは、第１極板と逆の極性を有し、第１極板と共に積層または巻回された第２極板をさらに含み、第１セパレータおよび第２セパレータは、第２極板と第１極板とを隔てる。この場合、電極アセンブリは、巻回コアまたは積層コアである。

いくつかの実施例では、第２極板は折り畳まれず、または、第２極板は、第２極板が順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の第２積層シートを含むように、第２方向に往復して折り畳まれる。第２極板が折り畳まれない場合、巻回成形方式または個片積層方式を実現することを容易にする。第２極板を往復して折り畳む時、第２極板は連続Ｚ型構造を形成することができ、これにより、第２極板を折り畳んだ後、他の電極板と組み立てることを容易にし、これは積層電池の生産効率を向上させるのに有利である。

いくつかの実施例では、第２極板は、第２極板が順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の第２積層シートを含むように、第２方向に沿って往復して折り畳まれ、第１極板は、第１極板が互いに接続された２枚の第１積層シートを含むように、第１方向に沿って１回折り畳まれ、第１方向は、第２方向と垂直または平行であり、第１積層シートと第２積層シートは、順に交互に積み重ねられる。これによって、切断過程の時間を短縮することができ、かつ積層効率を向上させ、それにより積層電池の生産効率を効果的に向上させる。

いくつかの実施例では、第２極板のタブは、第２極板の折り曲げ部以外の縁部に位置し、および／または、第１極板のタブは、第１極板の折り曲げ部以外の縁部に位置する。第２極板および／または第１極板のタブが折り曲げ部以外の縁部に位置する場合、タブは折り畳み過程によって破損しにくく、構造的確実性が高い。

いくつかの実施例では、第１方向は、第２方向に垂直であり、第２極板のタブは、折り曲げ部に隣接する第２極板の縁部に位置し、第１極板のタブは、折り曲げ部から離れた第１極板の端部に位置する。これにより、第２極板と第１極板は直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式で第１極板の折り畳み方向に沿うタブ延出方式を採用し、第２極板と第１極板は第１方向の同側または異側でタブを容易に延出するようにし、正負極端子が同側または異側に設置される電池セルの設計要件を満たす。

いくつかの実施例では、第１方向は第２方向に対して垂直であり、任意の隣り合う２枚の第２積層シートのうち、１枚の第２積層シートのみがタブを有し、第１極板の折り曲げ部は、タブが設けられていない第２積層シートを包む。このようにして、正負タブの物理的隔離を容易にし、正負タブ間の短絡を防止する。

いくつかの実施例では、第１方向は、第２方向に平行であり、第２極板のタブは、折り曲げ部に隣接する第２極板の縁部に位置し、第１極板のタブは、折り曲げ部に隣接する第１極板の縁部に位置する。これにより、第２極板と第１極板は直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式で第１極板の折り畳み方向に垂直するタブ延出方式を採用し、第２極板と第１極板は第２極板の縦方向の同側または異側でタブを容易に延出するようにし、正負極端子が同側または異側に設置される電池セルの設計要件を満たす。

いくつかの実施例では、第２極板のタブおよび第１極板のタブは、同じ側または対向する両側にある。第２極板のタブと第１極板のタブが同じ側に位置する場合、正負極端子が同じ側に設置される電池セルの設計要件を満たすことを容易にする。第２極板のタブと第１極板のタブが対向する両側に位置する時、負極端子が対向する両側に設置される電池セルの設計要件を満たすことを容易にする。

いくつかの実施例では、第１極板および／または第２極板には、第１極板および／または第２極板の折り畳みを案内する折り畳み案内部が設置される。折り畳み案内部の案内作用により、第１極板および／または第２極板はより容易に折り畳むことができ、これは積層電池の生産効率をさらに向上させるのに有利である。

いくつかの実施例では、折り畳み案内部は、刻み目または折り目を含む。設置される刻み目または折り目は、いずれも効果的に折り畳み案内作用を果たし、折り畳みを容易にする。

いくつかの実施例では、折り畳み案内部は、第１極板および／または第２極板の幅方向に平行であるか、または、折り畳み案内部は、第１極板および／または第２極板の幅方向に対して傾斜している。ここでは、折り畳み案内部は、第１極板および／または第２極板の幅方向と平行であると、折り畳み案内部の加工が容易となる。折り畳み案内部が、第１極板および／または第２極板の幅方向に対して傾斜していると、リチウム析出リスクを低減し、安全性能を向上させるのに有利である。

本願で提供される電池セルは、ハウジングを含み、さらに、本願の実施例の電極アセンブリを含み、電極アセンブリは、ハウジング内に設置される。電極アセンブリの生産効率が向上するので、電極アセンブリを含む電池セルの生産効率が向上する。

いくつかの実施例では、第１極板のタブは、第１極板の折り曲げ部から離れた端部に位置し、第１極板の折り曲げ部は、ハウジングの内壁と接触する。このようにして、電極アセンブリは、ハウジングと接触して熱を伝達し、電池セルの放熱性能を改善することができる。

いくつかの実施例では、第２極板から離れた第１極板の折り曲げ部の表面は、重力方向に向けられる。このように、第１極板は重力の作用で容易にハウジングの内壁と十分に接触でき、より良い放熱効果を実現する。

本願で提供される電池は、包装ボックスを含み、本願の実施例の電池セルをさらに含み、電池セルは、包装ボックス内に設置される。電池セルの生産効率が向上するので、電池セルを含む電池の生産効率が向上する。

本願が提供する電力消費装置は、本体を含み、本願の実施例の電池セルまたは電池をさらに含み、電池セルは、本体に電気エネルギを提供する。これにより、電力消費装置の生産効率を効果的に向上させることができる。

本願が提供する電極アセンブリの製造方法は、第１極板を提供することと、第１極板の厚さ方向の対向両側に第１セパレータと第２セパレータを設置し、第１セパレータと第２セパレータをいずれも折り返して第１極板のタブが設置されていない縁部を被覆することとを含む。

前記方法によって製造される電極アセンブリは、短絡のリスクを低減し、安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例では、製造方法は、第１セパレータおよび第２セパレータを折り返して被覆される第１極板を第１方向に沿って１回折り畳み、それにより第１極板は互いに接続された２枚の第１積層シートを含むことと、第２極板を提供し、第２極板を第２方向に沿って往復して折り畳み、それにより第２極板は順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の第２積層シートを含み、第２方向は第１方向に垂直または平行であることと、第１極板を第２極板に挿入して、第１積層シートと第２積層シートを順に交互に積み重ねることとをさらに含む。

前記方法を採用して電極アセンブリを製造することによって、効率が高く、積層電池の生産効率を効果的に向上させることができる。

同じ第１極板の厚さ方向両側に位置する第１セパレータと第２セパレータをいずれも折り返して第１極板のタブが設置されてない縁部を被覆することにより、縁部の異物による短絡事故の発生を確実に阻止することができ、したがって安全性能を効果的に向上させる。

上記の説明は、本願の技術案の概要に過ぎず、本願の技術的手段をより明確に理解し、明細書の内容に基づいて実施できるようにし、本願の上記および他の目的、特徴および利点をより明らかで理解しやすいようにするために、以下、本願の具体的な実施形態を挙げる。

ここで説明された図面は、本願のさらなる理解を提供するためのものであり、本願の一部を構成し、本願の例示的な実施例およびその説明は、本願を解釈するためのものであり、本願の不適切な限定を構成しない。

本願の実施例における電力消費装置の模式図である。 本願の実施例による電池の模式図である。 本願の第１実施例における電池セルの斜視模式図である。 本願の第１実施例における電池セルの分解模式図である。 本願の第１実施例における電池セルの正面図である。 図５のＣ－Ｃ断面図である。 図６のＰの部分拡大模式図である。 本願の第１実施例における電池アセンブリの分解模式図である。 本願の第２実施例における電池セルの斜視模式図である。 本願の第２実施例における電池セルの正面図である。 図１０のＡ－Ａ断面図である。 図１１のＩの部分拡大模式図である。 図１１のＩＩの部分拡大模式図である。 図１０のＢ－Ｂ断面図である。 図１４のＩＩＩの部分拡大模式図である。 第２実施例における第１極板と第２極板との積層過程を示す模式図である。 図１６の側面図である。 図１７のＩＶの部分拡大模式図である。 図１７のＶの部分拡大模式図である。 本願の第３実施例における電池セルの斜視模式図である。 本願の第３実施例における電池セルの縦方向の断面図である。 本願の第３実施例における電極アセンブリの正面図である。 本願の第３実施例における第２極板と第１極板との積層過程を示す模式図である。 図２３の側面図である。 本願の第３実施例における電極アセンブリの側面図である。 図２５のＶＩの部分拡大模式図である。 図２５のＶＩＩの部分拡大模式図である。 本願の第３実施例における電極アセンブリとハウジングとの接触箇所の部分拡大模式図である。 本願の第４実施例における電極アセンブリの斜視模式図である。 本願の第４実施例における第２極板と第１極板との積層過程を示す模式図である。 本願の実施例における、折り畳み案内部が設置される第１極板が展開状態にあるときの斜視模式図である。 図３１に示す第１極板の変形例を示す図である。 図３２に示す刻み目箇所での第１極板の部分拡大模式図である。 図３１に示す第１極板の変形例を示す図である。 図３４のＭの部分拡大模式図である。 図３１に示す第１極板の変形例を示す図である。 図３６のＮの部分拡大模式図である。 図３１に示す第１極板の変形例を示す図である。 本願の実施例における電極アセンブリの製造方法を示すフロー図である。

以下、図面を参照しながら本願の技術案の実施例を詳しく説明する。以下の実施例は、本願の技術案をより明確に説明するためのものであり、例示に過ぎず、これによって本願の保護範囲が制限されるものではない。

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、本願の当業者に一般的に理解される意味と同じである。本明細書で使用される用語は、具体的な実施例を説明するためにのみ用いられ、本願を制限することを意図するものではない。本願の明細書と特許請求の範囲および上記図面の説明における「含む」、「有する」という用語およびそれらの任意の変形は、非排他的な「含む」を意図的にカバーするものである。

本願の実施例の説明では、用語「第１」、「第２」などは、異なる対象を区別する目的だけに用いられ、相対的な重要性を明示または示唆する、または指示された技術的特徴の数、特定の順序または主副関係を暗黙的に示すと理解されない。本願の実施例の説明では、特に具体的な限定が明確化されない限り、「複数」は二つ以上を意味する。

本明細書において「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、構造または特性が本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。明細書における各位置での該フレーズの出現は、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また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および暗黙的に理解することができる。

本願の実施例の説明において、用語「および／または」は、関連対象の関連関係を説明するものに過ぎず、三つの関係が存在し得ることを表し、例えば、Ａおよび／または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「／」という文字は、一般的には前後関連対象が「または」の関係であることを表す。

本願の実施例の説明において、「複数」という用語は、２つ以上（２つを含む）を指し、同様に、「複数のグループ」は、２つ以上のグループ（２つのグループを含む）を指し、「複数枚」は、２以上枚（２枚を含む）を指す。

本願の実施例の説明において、技術用語「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示された方位または位置関係は、図面に示す方位または位置関係に基づき、本願の実施例の説明の便宜または説明の簡略化を図るためのものであり、言及された装置または素子が特定の方位を有し、特定の方位で構造および操作される必要があることを指示または暗示するものではなく、本願の実施例を限定するものと理解されるべきでない。

本願の実施例の説明において、特に明確に規定、限定されていない限り、技術用語「装着」、「繋がる」、「接続」、「固定」などの用語は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続されていてもよいし、取り外し可能に接続されていてもよいし、または一体化されてもよいし、機械的接続であってもよいし、電気的接続であってもよいし、直接接続されていてもよいし、中間媒体を介して間接的に接続されていてもよいし、両素子の内部の連通または両素子の相互作用関係であってもよい。当業者は、具体的な状況に応じて、上記用語の本願の実施例における具体的な意味を理解することができる。

電子製品および電動車両などの電力消費装置の急速な発展に伴い、電池の応用は日増しに広範になり、水力、火力、風力、太陽光発電所などのエネルギ貯蔵電源システムに応用されるのみならず、電動自転車、電動バイク、電気自動車などの電動交通ツール、軍事用装備、航空・宇宙飛行などの多くの分野で広く応用されている。動力電池の応用分野の拡大に伴い、電池性能に対する要求も絶えず高まっている。

ここで、安全性は、電池の重要な性能指標である。電池の使用中および日常のメンテナンス中に、短絡などの安全事故の発生を防止する必要がある。しかしながら、使用中、電池の電極板上の異物が正負極板を導通させやすく、短絡して、安全事故を引き起こす。

上記の状況に対して、本願は、電池の安全性を向上させるために、電極アセンブリ、電池セル、電池、電力消費装置および電極アセンブリの製造方法を提供する。

図１～図３９は、本願のいくつかの実施例における、電力消費装置、電池、電池セル、電極アセンブリおよびその製造方法を示す。

次に、図１～図３９を参照して本願を説明する。

図１は、電力消費装置１００の構造を例示的に示す。

図１を参照すると、電力消費装置１００は、電池セル２０を電源として使用する装置であり、電池セル２０と、本体１０５とを含み、電池１０は本体１０５に設置され、本体１０５に電気エネルギを提供する。または、電力消費装置１００は、本体１０５と、本体１０５に設けられた、電池セル２０を含む電池１０と、を含み、電池１０の電池セル２０は、本体１０５に電気エネルギを提供する。

ここで、電力消費装置１００は、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、電動玩具、電動工具、電池車、電気自動車、汽船、宇宙航空機などの様々な電力消費機器であってもよい。ここで、電動玩具は、固定型または移動型電動玩具、例えば、ゲーム機、電気自動車玩具、電気汽船玩具および電気飛行機玩具などを含んでもよい。宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトルおよび宇宙船などを含んでもよい。

電力消費装置１００は、動力源を含み、動力源は、電池１０を含み、電池１０は、電力消費装置１００に駆動力を提供する。いくつかの実施例では、電力消費装置１００の駆動力は全て電気エネルギであり、この時、動力源は、電池１０のみを含む。別のいくつかの実施例では、電力消費装置１００の駆動力は電気エネルギと他のエネルギ（例えば、機械的エネルギ）を含み、この時、動力源は、電池１０とエンジンなどの他の機器を含む。

電力消費装置１００が車両１０１である場合を例とする。図１を参照すると、いくつかの実施例では、電力消費装置１００は、純電気自動車、ハイブリッド自動車またはレンジエクステンダー自動車などの新エネルギ車であり、それは、電池１０、コントローラ１０２およびモータ１０４などの動力機器１０３を含み、電池１０は、コントローラ１０２を介してモータ１０４などの動力機器１０３に電気的に接続され、それによって電池１０がコントローラ１０２による制御で、モータ１０４などの動力機器１０３に給電することができる。

電池１０およびその電池セル２０は、電力消費装置１００の重要な構成部分である。

図２は、電池１０の構造を例示的に示す。

図２を参照すると、電池１０は、包装ボックス３０と、包装ボックス３０の内部に設置された電池セル２０とを含む。包装ボックス３０は、ボックス体３０１と、ボックスカバー３０２とを備えている。ボックス体３０１とボックスカバー３０２は、互いに係合し、包装ボックス３０の内部には、電池セル２０を収容する密閉された収容空間が形成される。包装ボックス３０内の電池セル２０の個数は、少なくとも２つ以上であって、より多くの電気エネルギを提供し、より高い電力需要を満たすことができる。電池１０内の各電池セル２０は、直列、並列、または直並列接続することにより、大きい容量または電力を実現することができる。なお、図２では、電池セル２０を簡略化して描いている。

このように、電池セル２０は、電気エネルギを提供するための最小の電池ユニットであり、それは、電池１０および電力消費装置１００の中核的な構成要素であり、その性能は電池１０および電力消費装置１００の性能に直接影響を与え、同時に、その生産効率は、電力消費装置１００および電池１０の生産効率に直接影響する。電池セル２０の生産効率および性能の向上は、電力消費装置１００および電池１０の生産効率および性能の向上に寄与する。

電池セル２０は、リチウムイオン電池などの様々な電池セルであってもよく、形状は、角形または円筒形など、様々な形状であってもよい。

図３～３８は、電池セルの構造を例示的に示す。

図３～３８を参照すると、電池セル２０は、ハウジング２０２、電気コア２０ｃ、アダプタ２０５と電極端子２０６を含む。

ここで、ハウジング２０２は、ハウジング２０２の内部に位置する部材（例えば、電気コア２０ｃおよびアダプタ２０５）を収容して、ハウジング２０２の内部に位置する部材を保護する働きをする。ハウジング２０２は、ケーシング２０３とエンドキャップ２０４とを含む。エンドキャップ２０４は、ケーシング２０３の端部開口に被せられ、ハウジング２０２の内部に電気コア２０ｃ等を収容するための密閉空間が形成される。

電気コア２０ｃは電気エネルギを生成するために用いられ、それはハウジング２０２の内部に設置され、ハウジング２０２に注入された電解質と電気化学的に反応して電気エネルギを提供する。電気コア２０ｃは、組み合わせられた第１極板２と第２極板１と、セパレータ３とを含む。第２極板１と第１極板２は、極性が逆の電極板であり、一方が負極板１４（陽極板ともいう）である場合、他方は正極板２４（陰極板ともいう）である。第１極板２と第２極板１の厚さは、０．０５～０．２ｍｍである。第１極板２と第２極板１とを組み合わせた後、積層構造を形成し、第２極板１と第１極板２との短絡を防止するために、セパレータ３によって分離される。第１極板２の厚さ方向両側には、いずれもセパレータ３が設けられる。第１極板２の厚さ方向両側に位置する２枚のセパレータ３を、区別の便宜上、それぞれ第１セパレータ３２および第２セパレータ３３と呼ぶ。

第２極板１および第１極板２は、それぞれタブ１５を有し、電気コア２０ｃによって生成された電気エネルギは、タブ１５を介して外部に伝達される。第２極板１および第１極板２のタブ１５は、区別の便宜上、それぞれ第２タブ１２および第１タブ２２と呼ばれる。

タブ１５は、電気コア２０ｃの正負極板の活物質２９が塗布されていない部分であり、正負極板の活物質２９が塗布された部分から外側に延び、アダプタ２０５および電極端子２０６を介して外部回路と電気的に接続され、電気エネルギの外部への伝達を可能にする。なお、負極板１４のタブ１５を負タブ１３と呼び、正極板２４のタブ１５を正タブ２３と呼ぶ。

アダプタ２０５は、ハウジング２０２内に設けられ、電気コア２０ｃのタブ１５と電極端子２０６との間に配置され、電気コア２０ｃと電極端子２０６との間の電気接続を実現し、電気コア２０ｃによって生成された電気エネルギを電極端子２０６に伝達する。ここで、正タブに対応するアダプタ２０５を正アダプタと呼び、負タブに対応するアダプタ２０５を負アダプタと呼ぶ。

電極端子２０６は、アダプタ２０５を介して電気コア２０ｃと電気的に接続され、外部回路と接続して、電気コア２０ｃで発生した電気エネルギを電池セル２０の外部に伝達する。ここでは、負タブ１３に対応する電極端子２０６を負極端子２０ａと称し、正タブ２３に対応する電極端子２０６を正極端子２０ｂと称する。

電気コア２０ｃは、電池セル２０の重要な構成要素であり、電池セル２０が電気エネルギを提供することができる鍵であることが分かる。

電気コア２０ｃにおける第２極板１と第１極板２との組み合せ方式は主に２種類あり、それぞれ巻回方式と積層方式である。ここでは、第２極板１と第１極板２とを巻回方式で組み合わせる場合、対応する電池セル２０は巻回電池と呼ばれる。一方、第２極板１と第１極板２とを積層方式で組み合わせる場合、対応する電池セル２０は積層電池と呼ばれる。

巻回電池であっても、積層電池であっても、電極板上の異物による短絡のリスクがある。具体的には、切断過程に縁部バリや剥がれた縁部ドレッシングが発生するなど、電極板に異物が存在する可能性があり、また、例えば充放電時にデンドライトが発生し、これらの異物が正負極板間のセパレータ３を突き破って短絡を引き起こす可能性がある。例えば、充電中に正極板２４からリチウムイオンが脱出して負極板１４に入り、負極板１４がリチウムイオンを吸収した後に膨張するとともに、正極板２４がリチウムイオンを脱出した後にも膨張するため、充電中に正負極板が膨張して正負極板間のセパレータ３が圧迫され、この場合、正負極板に位置する異物がセパレータを刺し通しやすくなり、短絡して安全事故を引き起こす。

したがって、電極板上の異物による短絡リスクを低減することは、電池の安全性を向上させる上で重要な意義を有する。

上記の状況に対して、電池の安全性を向上させるために、図３～図８を参照すると、本願は、電極アセンブリ２０１を提供し、該電極アセンブリ２０１は、第１極板２と、第１極板２の厚さ方向の対向する両側に位置する第１セパレータ３２と第２セパレータ３３とを含み、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３は、いずれも折り返して、タブ１５が設けられていない第１極板２の縁部を被覆する。

関連技術では、セパレータ３は、隣り合う２枚の電極板の厚さ方向に垂直な表面の間にのみ位置し、電極板の縁部を包み込まないため、この場合、電極板の縁部箇所の異物で短絡する問題を引き起こしやすい。本願の実施例はセパレータ３によって第１極板２の縁部を包むことにより、セパレータ３を利用して縁部の異物が正負極を電気的に導通させることを遮断し、それにより縁部異物による短絡事故のリスクを効果的に低減することができる。また、本願の実施例では、第１極板２の縁部を１枚のセパレータ３のみで包むかわりに、第１極板２の厚さ方向両側の２枚のセパレータ３、すなわち第１セパレータ３２と第２セパレータ３３がいずれも第１極板２の縁部を包み込んでいるため、第２極板１および／または第１極板２の縁部の異物が縁部に包まれた１層のセパレータ３を突き破ったとしても、縁部に包まれたもう１層のセパレータ３で受け止めるので、短絡をより確実に防止することができ、安全性能をより効果的に向上させることができる。

同時に、セパレータ３で電極板の縁部を包み、セパレータ３は、電池セル２０が本来備わっている構造であるため、電極板の縁部を包むために別途の構成部品を追加する必要がないので、構造が簡単である。さらに重要なことに、電極板の縁部を他の構成部品で包むと、他の構成部品がリチウムイオンの正常な輸送に影響を与えやすく、包まれた領域のリチウムイオンの輸送が阻止され、電極アセンブリ２０１と電池セル２０の全体容量が損失し、また、他の構成部品が正極板の縁部を包む際に、包まれた領域の縁部のリチウムが正常に抜け出すため、対応する負極板領域にリチウムが堆積するリスクがあるため、安全リスクも引き起こしやすい。本願では、セパレータ３を利用して電極板の縁部を包るため、対応する問題を効果的に解決することができる。なぜなら、セパレータ３がリチウムイオンの輸送を阻止しないため、電極アセンブリ２０１と電池セル２０の全体容量の損失を引き起こさず、リチウム堆積のリスクも増加せず、逆に、セパレータ３が正極板２４の縁部を包んだ後、正極板２４の縁部の包まれた領域のリチウムイオンの輸送速度を遅くすることができ、縁部領域のリチウムイオンの蓄積量を減少し、これによって、縁部のリチウム析出リスクを低減するのに有利であるからである。

なお、２枚のセパレータ３によって包まれた第１極板２の縁部は第１極板２のタブ１５を設置していない縁部であるため、第１極板２の正常なタブ延出に影響を及ぼさない。

このように、同じ第１極板２の厚さ方向の両側に位置する第１セパレータ３２と第２セパレータ３３をいずれも折り返して、第１極板２のタブ１５が設けられていない縁部を被覆することにより、比較的簡単な構成で、全体容量の発揮に影響を与えず、リチウム析出リスクを増加させない上で、縁部の異物による短絡事故の発生を確実に阻止し、安全性能を効果的に向上させることができる。

ここでは、２枚のセパレータ３が第１極板２の縁部を包む時、第１極板２のタブ１５が設置されていないすべての縁部を包み、それにより第１極板２のタブ１５が位置する縁部以外の他の縁部が、いずれも二層のセパレータ３のフランジ３１で包まれることができ、各第１極板２の全ての自由縁部の全密閉包みを実現し、それにより安全性能をさらに補強する。

第１セパレータ３２と第２セパレータ３３と第１極板２とを組み合わせるとき、熱圧着または接着などの方式で、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３を第１極板２に複合して、包みの強固性を補強することができる。かつ、熱圧着または接着のプロセス調整によって、電極板縁部のリチウムイオンの吸蔵放出程度を制御することができる。特に、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３が第１極板２の縁部を被覆する部分を、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３が第１極板２の縁部をより強固に包み込むように、熱圧着または接着などの方式で第１極板２に複合することができる。

ここで、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３とで縁部を包む第１極板２は、正極板２４であってもよく、負極板１４であってもよく、また、第１極板２は、巻回電池の電極板であってもよいし、積層電池の電極板であってもよい。

第１極板２が巻回電池の電極板である場合、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３による第１極板２の包み込みは、巻回過程において行ってもよく、つまり、巻回過程において、第１極板２の厚さ方向両側の２枚のセパレータ３を折り返して、第１極板２の縁部を包み込み、または、第１極板２が型打ちされる前に行ってもよく、これによりセパレータによるオーバーラッピングの効率を高める。

第１極板２が積層電池の電極板である場合、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３による第１極板２の包み込みは、積層過程に行われてもよく、または積層ステップの前に行われてもよい。

次に、主として積層電池の場合を例に挙げて、本願について説明する。

積層電池は、重要な電池タイプであり、その正負極板とセパレータ３とが積層方式で組み合わされている。積層電池は巻回電池の角がなく、構造がより自由に開放し、かつ内部空間の利用率がより高く、エネルギ密度がより高く、したがって、比較的に良い応用見通しを有し、非常に普及する価値のある構造形式である。

通常、積層電池の正極板および負極板の積層過程は、切断された第２極板１と第１極板２とを１枚ずつ積層し、第２極板１と第１極板２とを順に交互に積み重ね、セパレータ３で隔てる方式であるという個片積層方式を用いる。この場合、図３～図８に示すように、第１極板２と第２極板１はいずれも折り畳まれない。図７～図８を参照すると、この個片積層方式を用いる積層電池は、積層過程において、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３の縁部を折り返して、タブ１５が設けられていない第１極板２の縁部を包み込むことができる。

前記個片積層方式は現在広く使用されている積層電池の積層方式であるが、このような個片積層方式では、切断された第１極板２と第２極板１を１枚ずつ積み重ねることしかできないため、この過程において、個々の電極板が切断される必要がある。そのため、切断された金属縁部は、必然的に金属バリおよび金属屑を生じ、これらの金属バリまたは屑が、第１極板２および第２極板１の積層の内部に入ると、極板が刺し通され、短絡するリスクがある。また、積層を行う際には、１枚ずつ積層する必要があるため、生産効率が低いという問題があり、これは、積層電池の発展を制約する重要な問題となっている。

上記状況に対して、本願はまた積層電池の構造と積層方式を改善して、積層電池の電極板が積層前に、まず折り畳むことで、積層電池の安全性能をさらに向上させ、かつ積層電池の生産効率を向上させる。

図９～図３８は、電極板が先に折り畳まれ、後に積層される方式をとる積層電池およびその電極アセンブリの構造を例示的に示す。図９～図３８では、第１極板２と第２極板１との関係を明確に示すために、セパレータ３は示されていないが、第１極板２と第２極板１との間にセパレータ３が設けられ、タブ１５が設けられていない第１極板２の縁部は、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３によって包まれていることを理解されたい。

図９～３８を参照すると、いくつかの実施例では、電極アセンブリ２０１は、第１極板２および第２極板１を含む。第１極板２は、第２極板１と逆の極性を有し、第１極板２が互いに接続された２枚の第１積層シート２１を含むように、第１方向Ｙに１回折り畳まれる。第２極板１は、第２極板１が順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の第２積層シート１１を含むように、第２方向Ｘに沿って往復して折り畳まれる。第１方向Ｙは、第２方向Ｘと垂直または平行である。第１積層シート２１は、第２積層シート１１と順に交互に積み重ねられる。

第２極板１は第２方向Ｘに沿って往復して折り畳むため、Ｚ形（またはＳ形またはＷ形と呼ばれる）折り畳み方式であり、第１極板２は第１方向Ｙに沿って１回折り畳むＵ形（またはＶ形と呼ばれる）中折り方式であるため、上記設置方式において、電極アセンブリ２０１は「Ｚ＋Ｕ」形の積層方式を採用する。

「Ｚ＋Ｕ」形の積層方式では、電極板を１枚ずつ積層する必要がなく、第２極板１をＺ形折りし、複数の第１極板２をそれぞれＵ形中折りした後、中折りした複数の第１極板２を直接第２極板１に挿入して、第１積層シート２１と第２積層シート１１とを順に交互に積み重ねることができるので、個片積層方式に比べて、電極アセンブリ２０１、電池セル２０、電池１０および電力消費装置１００の生産効率を効果的に向上させることができる。

ここでは、第２極板１はＺ形折り畳み方式を採用し、各第２積層シート１１は一体に接続され、予め第２極板１を１枚ずつの第２積層シート１１に切断する必要がなく、かつ、第１極板２はＵ形中折りの折り畳み方式を採用し、２枚の第１積層シート２１は一体に接続され、第１極板２を２枚の第１積層シート２１に切断する必要がない。したがって、これに対応する切断ステップを省略することができ、切断過程に必要な時間を短縮し、それにより生産効率を向上させる。

また、第１極板２はＵ形中折りの折り畳み方式を採用し、積層過程において、数十枚の第１極板２を同時に操作して第２極板１に挿入し、第２極板１との組立を完成し、第１積層シート２１を１枚ずつ第２積層シート１１に積層する必要がなく、この観点から言えば、生産効率の向上にも有利である。

本願が採用した「Ｚ＋Ｕ」形の積層方式は、切断過程の時間を効果的に短縮し、積層効率を高め、さらに、積層電池の生産効率を効果的に向上させることができることが分かる。

また、「Ｚ＋Ｕ」形の積層方式では、第２極板１の各第２積層シート１１の間、および第１極板２の２枚の第１積層シート２１の間は、いずれも切断する必要がないため、個片積層方式において、各積層シート同士が互いに分断され、切断口がある場合と比較して、切断口の数を効果的に減らすことができ、切断口の数の減少は、バリの発生確率を低減し、短絡の危険を低減し、動作安全性を向上させるのに有利である。切断口が多ければ多いほど、バリが発生する確率が高くなり、バリがセパレータ３を突き破りやすくなり、第２極板１と第１極板２とが短絡するため、短絡のリスクが高いほど、動作の安全性は低い。本願では、第２積層シート１１と第１積層シート２１は、いずれも３辺で切断すればよく、４辺で切断する必要がない。第２積層シート１１と第１積層シート２１の切断口が共に少なくなるため、短絡リスクが低減し、動作安全性が向上する。

このように、本願は、「Ｚ＋Ｕ」形積層方式で成形される電極アセンブリ２０１を提供することによって、積層電池の生産効率を効果的に向上させるだけでなく、積層電池の動作安全性を効果的に向上させることができる。

また、本願で採用した「Ｚ＋Ｕ」形積層方式は、電池セル２０の放熱性能を改善することを容易にする。例えば、図２８を参照すると、いくつかの実施例では、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５から離れた端部に位置し、第１極板２の折り曲げ部２５は、ハウジング２０２の内壁と接触する。

折り曲げ部２５は、電極板に折り畳みが発生する部位であることは容易に理解できる。具体的には、第１極板２の折り曲げ部２５は、第１極板２の折り畳みが発生する部分であり、または、第１極板２が折り畳まれた後、２枚の第１積層シート２１が互いに接続される部分である。第２極板１の折り曲げ部２５は、第２極板１に折り畳みが発生する部分であり、または、第２極板１が折り畳まれた後、隣接する２枚の第２積層シート１１が互いに接続される部分である。図１２を参照すると、いくつかの実施例では、第１極板２の折り曲げ部２５は、第１極板２が全体として略Ｕ字形となるように、円弧状である。図１５を参照すると、いくつかの実施例では、第２極板１の折り曲げ部２５は、第２極板１が全体として略Ｓ字形となるように、円弧状である。

関連技術において、電極板と電極アセンブリ２０１を収容するハウジング２０２との間には、通常、絶縁トレイが設置され、絶縁トレイによって離隔されているため、直接接触していない。ここでは、絶縁トレイは電極アセンブリ２０１を支持するが、通常、高分子材料などの絶縁材料で作られ、この場合、電極アセンブリ２０１で発生した熱が迅速に放散されにくく、熱がハウジング２０２内に蓄積され、過熱爆発などの安全事故を起こしやすい。

関連技術と異なって、上記実施例では、電極アセンブリ２０１とハウジング２０２との間に絶縁トレイを設ける代わりに、電極アセンブリ２０１のＵ形中折りの折り畳み方式を採用する第１極板２の折り曲げ部２５をハウジング２０２の内壁に接触させている。そして、第１極板２は、通常、金属材料などの熱伝導性の良い材料でできている。さらに、電極アセンブリ２０１を収容するためのハウジング２０２は、通常、金属材料（例えば、アルミニウム）などの熱伝導性の良い材料で作られ、かつ、第１極板２の数が多く、すべての第１極板２の折り曲げ部２５がハウジング２０２の内壁に接触し、接触総面積が大きい。そのため、第１極板２の折り曲げ部２５をハウジング２０２の内壁に接触させることにより、電極アセンブリ２０１とハウジング２０２との間の高熱伝導率かつ大面積の直接接触放熱過程を実現でき、電極アセンブリ２０１から発生した熱を迅速にハウジング２０２の外に放出することができる。従って、電池セル２０の放熱性能を効果的に改善し、熱の蓄積による安全事故のリスクを低減し、動作の安全性を向上させる。

また、上記の実施例では、第１極板２の折り曲げ部２５がハウジング２０２の内壁と接触するとき、第１極板２のタブ１５は第１極板２の折り曲げ部２５から離れた端部に設置される。これにより、ハウジング２０２と接触する第１極板２の折り曲げ部２５は、タブ１５を有さず、第１極板２のタブ１５が、折り曲げ部２５の対向側に位置するため、このようなタブ１５が設けられていない折り曲げ部２５と、ハウジング２０２との接触が容易である。一方で、折り曲げ部２５とハウジング２０２との接触がタブ１５とアダプタ２０５および電極端子２０６との電気的接続に影響を与えないという利点を有する。

第１極板２のタブ１５を第１極板２の折り曲げ部２５から離れた端部に位置させ、第１極板２の折り曲げ部２５はハウジング２０２の内壁に接触し、第１極板２の電気エネルギ伝送機能の実現に影響を与えない前提で、電極アセンブリ２０１とハウジング２０２との間の高効率放熱を実現し、電池セル２０の放熱性能を効果的に改善することができる。

さらに、図２８を参照すると、いくつかの実施例では、第１極板２の折り曲げ部２５の、第２極板１から離れた表面は、重力方向に向けられる。これにより、第１極板２の折り曲げ部２５は、重力作用によりハウジング２０２の内壁とより十分に接触し、より効率的に熱を伝達することができるため、電池セル２０の放熱性能をさらに改善するのに有利である。

上述したように、本願では、第２極板１と第１極板２は極性が逆である電極板である。いくつかの実施例では、第２極板１は、正極板２４であり、第１極板２は、負極板１４である。いくつかの実施例では、第２極板１は、負極板１４であり、第１極板２は、正極板２４である。第２極板１と第１極板２とがそれぞれ負極板１４と正極板２４である場合、第２極板１はＺ形折り方式を採用し、第１極板２はＵ形中折りの折り畳み方式を採用するため、第２極板１の面積は便宜的に第１極板２の面積より大きく設計することができる。したがって、負極板１４の面積を正極板２４の面積より大きくすることが容易である。このように、負極板１４はリチウムイオンを受け入れるための十分な位置を有することができ、したがって、リチウム析出現象の発生を防止するのに有利である。

ここで、リチウム析出現象とは、負極板にリチウムイオンを受け入れる位置がなく、負極板表面にリチウムイオンが析出する現象を指す。

リチウムイオン電池の充放電過程は、リチウムイオンが正負極板に吸蔵・放出され、エネルギの吸収・放出を伴う過程である。リチウムイオン電池を充電する時、リチウム電池の正極板にリチウムイオンが生成され、生成されたリチウムイオンは電解液によって負極板まで移動し、電子と結合して負極板の活物質内に吸蔵される。吸蔵されたリチウムイオンが多ければ多いほど、充電容量が高くなる。リチウムイオン電池を放電すると、負極板に吸蔵されたリチウムイオンが放出され、移動して再び正極板に戻る。正極に戻るリチウムイオンが多いほど、放電容量は高くなる。しかし、負極板がリチウムイオンを受け入れる位置がないと、リチウムイオンが負極板表面に析出（リチウム析出）して、リチウムデンドライトが形成される。一旦リチウムデンドライトがセパレータを突き破って正極板と接触すると、電池が短絡し、発火ひいては爆発事故の発生に至る。明らかに、リチウム析出現象の発生は、リチウムイオン電池の安全性能に影響を与える。

負極板１４がＺ形折り畳み方式を採用し、かつ正極板２４がＵ形中折りの折り畳み方式を採用する場合、負極板１４の面積を正極板２４の面積より容易に大きくすることができ、リチウム析出現象の発生を防止することができる。したがって、積層電池の動作安全性をさらに改善することに有利である。

また、積層時に、第２極板１および第１極板２の折り畳み方向は、垂直または平行であってもよく、すなわち、第２方向Ｘおよび第１方向Ｙは、垂直または平行であってもよい。

ここで、第２方向Ｘと第１方向Ｙが垂直である場合、第２極板１と第１極板２の折り畳み方向は垂直であり、このときの積層方式は、直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式と呼ぶことができる。この直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式では、第１極板２を中折りし、折り畳んだ第２極板１に挿入した後、第１極板２の折り曲げ部２５が、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する第２極板１の縁部をまたがって包み、第１極板２の折り曲げ部２５が、第１極板２の折り畳み方向（すなわち、第１方向Ｙ）に第２極板１に対してある程度の位置制限作用を果たすことができる一方、第２極板１の折り曲げ部２５が、第１極板２の自身の折り曲げ部２５に隣接する縁部を包み込むことができる。これにより、第２極板１の折り畳み方向（すなわち、第２方向Ｘ）に第１極板２に対してある程度の位置制限作用を果たすと同時に、第２極板１の２つの隣り合う第２積層シート１１が第１極板２の第１積層シート２１を挟む。また、第２方向Ｘおよび第１方向Ｙの両方に対して垂直な第３方向Ｚ（第２積層シート１１の積層方向）において、第１極板２にある程度の位置制限作用を果たすことができる。直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を採用する場合、第２極板１と第１極板２は互いに位置制限することができ、かつ、両者の間は多くの方向に位置制限を実現でき、位置制限の確実性が高いことが分かる。

第２方向Ｘと第１方向Ｙとが平行である場合、第２極板１と第１極板２の折り畳み方向は平行であり、この場合の積層方式は平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式と呼ぶことができる。この平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式では、第１極板２は中折りし、折り畳まれた第２極板１内に挿入された後、第１極板２の折り曲げ部２５は、第２極板１の折り曲げ部２５にまたがって包み、第１極板２の折り畳み方向（すなわち、第１方向Ｙ）に第２極板１に対してある程度の位置制限作用を果たすことができる。また、第２極板１の２つの隣り合う第２積層シート１１が、第１極板２の第１積層シート２１を挟むことは、第１極板２に対して、第２積層シート１１の積層方向（すなわち、第３方向Ｚ）にある程度の位置制限作用を果たすことができる。第２極板１および第１極板２は、平行「Ｚ＋Ｕ」形積層が採用される場合、互いに位置制限されてもよいことが分かる。同時に、この平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式は、組み立ても容易である。

「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を採用する場合、第２方向Ｘと第１方向Ｙが垂直である場合の直交積層方式であっても、第２方向Ｘと第１方向Ｙが平行である場合の平行積層方式であっても、第２極板１と第１極板２は互いに位置制限することができる。このような第２極板１と第１極板２との間の相互位置制限作用は、電極アセンブリ２０１の構造的確実性の向上に有利である。さらに、負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさに対する制御を実現し、さらに積層電池の安全性能を改善することに有利である。

負極板が正極板からはみ出す部分はオーバーハンとも呼ばれ、主にリチウムイオン電池の安全性能を高めるために提案された概念である。

前述の通り、リチウムイオン電池は、充電中に負極板がリチウムイオンを受ける面積が不足するとリチウムが析出する。また、リチウム析出によるデンドライトがセパレータを突き刺すと、電池セルが短絡し、爆発や発火の原因となる。そのため、リチウムイオン電池の安全性が向上するように、負極板がリチウムイオンを受け入れるために十分な面積を有するために、通常、負極板は過剰に設計される。すなわち、負極板の面積は、正極板の面積よりも大きくする必要があり、そのため、負極板の縁部は、通常、正極板の縁部をはみ出しており、負極板の正極板からはみ出している部分を構成する。

明らかに、負極板が正極板からはみ出る部分は、負極板を正極板からはみ出させる寸法差設計である。このような寸法差設計は、正負極間の物理的隔離を形成することができる。これにより、リチウムイオンが負極板の表面で析出して、リチウムデンドライトを形成することを避け、正負極間の短絡リスクを低下させ、したがって、リチウムイオン電池の安全性能を効果的に向上させることができる。

しかしながら、負極板が正極板からはみ出る部分の設計過程において、負極板の正極板からはみ出る部分の面積の大きさを制御することが困難であるという問題がずっと存在している。極板の数が多いため、異なる層の正極板同士および異なる層の負極板同士が揃いにくく、加えて、正負極板間の相対位置は、ペーストが緩むなどの原因で変化しやすい。そのため、負極板の正極板からはみ出す部分の面積の制御が困難である。一方、負極板の正極板からはみ出た部分の面積の大きさを効果的に制御できないと、負極板の正極板からはみ出す部分の面積が過小または過大となりやすく、電池性能に悪影響を及ぼす。例えば、正極板から負極板がはみ出る部分の面積が小さすぎると、正負極板がずれた際に正極板から負極板がはみ出る部分が消失しやすくなり、短絡防止効果が無効になる。また、例えば、正極板から負極板がはみ出る部分の面積が大きすぎると、負極板がリチウム電池の内部空間を占有しすぎて、空間の浪費になりやすく、空間利用率が低くなり、エネルギ密度の向上に影響する。

このように、負極板が正極板からはみ出る部分の面積の大きさを如何に効果的に制御するかは、比較的重要であるが、同時に比較的困難な問題である。

一方、本願「Ｚ＋Ｕ」形積層方式では、第１極板２の折り曲げ部２５が第２極板１に対して位置制限作用を果たすことにより、負極板の正極板からはみ出す部分の面積の大きさを容易に制御することができる。

例えば、図１２と図１８を参照すると、いくつかの実施例では、第２極板１および第１極板２は、それぞれ負極板１４および正極板２４として構成される。第１極板２は、第１極板２の折り曲げ部２５を含む不活性領域２６を備えて構成され、かつ不活性領域２６は、活物質２９で塗布されていない。ここで、例えば、第１方向Ｙにおける不活性領域２６の寸法（不活性領域２６の展開状態における幅の半分）は、１～１８ｍｍであり、例えば、いくつかの実施例では、第１方向Ｙにおける不活性領域２６の寸法は、３～４ｍｍである。

第１極板２の不活性領域２６は、活物質２９が塗布されていないため、第１極板２の不活性領域２６は不活性領域を形成し、充放電過程における電気化学的反応に関与しない。この場合、第２極板１が対応する不活性領域２６内に延びる部分は、第１極板２からはみ出す部分である。また、この時、第２極板１と第１極板２は、それぞれ負極板１４と正極板２４であるため、第２極板１が対応する不活性領域２６内に延びる部分、すなわち負極板１４が正極板２４からはみ出す部分であり、それはリチウム析出が生じず、負極板が正極板からはみ出す部分を構成することができる。この場合、対応する負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさは、不活性領域２６の面積の大きさに依存する。そのため、第１極板２の折り曲げ部２５の一端における活物質２９が塗布されない領域の大きさを制御するだけですなわち、不活性領域２６の面積の大きさを制御するだけで、負極板が正極板からはみ出る部分の面積の大きさを効果的に制御でき、簡単かつ容易であるだけでなく、制御精度も高い。具体的には、組み立てる際に、不活性領域２６のすでに加工された第１極板２を第２極板１の所定箇所に挿入するだけで、負極板１４の正極板２４からはみ出る部分の大きさを制御でき、さらに陰極板の正極板からはみ出る部分の面積の大きさに対する比較的精確な制御を容易に実現する。

なお、図１２において、第１極板２の折り曲げ部２５と第２積層シート１１の端部との間の空白領域は、実際には、セパレータ３によって充填されているが、対応するセパレータ部分は図示されていない。つまり、第１極板２が第２極板１に挿入される過程で、第１極板２は、直接底まで挿入されており、第１極板２の折り曲げ部２５が位置する縁部と、第１極板２の折り曲げ部２５に包まれた第２極板１の縁部との間の距離は、ほぼセパレータ３の厚さまたはセパレータ３の厚さの倍数にすぎない。

また、上記第１極板２の不活性領域２６によって、正極板からはみ出す負極板の部分の面積の大きさを制御しやすくするだけでなく、第２極板１と第１極板２との間の絶縁確実性を改善することを容易にする。例えば、図１８を参照すると、いくつかの実施例では、第２極板１に面する第１極板２の不活性領域２６の表面（すなわち、第１極板２の不活性領域２６の内面）に絶縁物質２７が設けられる。一例として、絶縁物質２７は、セラミックコーティングまたは絶縁ペースト（例えば、絶縁性コーティングペーストまたは絶縁性トッピングゴム）である。

第１極板２が正極板２４であっても、負極板１４であっても、第１極板２の不活性領域２６の第２極板１に面する表面に絶縁物質２７が設けられると、不活性領域２６と第２極板１との間は、セパレータ３によって絶縁されるだけでなく、絶縁物質２７によっても絶縁されることができる。そのため、第２極板１と第１極板２との間の絶縁性がより良好となり、短絡事故の発生をより確実に防止することができ、動作安全性のさらなる向上に寄与する。不活性領域２６には活物質２９が設けられていないため、絶縁物質２７が不活性領域２６に設けられ、絶縁物質２７は正常な電気化学的反応に影響を及ぼさない。第１極板２の不活性領域２６の第２極板１に面する表面に絶縁物質２７を設けることは、正常な電気化学的反応に影響を及ぼさない状況において、第２極板１と第１極板２との間の絶縁性をさらに改善し、より効果的に動作安全性を向上させることが分かる。

本願において、第２極板１と第１極板２とのタブ延出方式は多様である。

例えば、図９～図３０を参照すると、いくつかの実施例では、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５以外の縁部に位置する。このとき、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に位置せず、折り畳みにより破損しにくいため、第２極板１のタブ１５が第２極板１の折り曲げ部２５に位置する場合よりも確実性が高い。

別の例として、図９～図３０を参照すると、いくつかの実施例では、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５以外の縁部に配置される。このとき、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５に位置せず、折り畳みにより破損しにくいため、第１極板２のタブ１５が第１極板２の折り曲げ部２５に位置する場合に比べて確実性が高い。また、第１極板２のタブ１５が、折り曲げ部２５ではなく、折り曲げ部２５以外の縁部に位置すると、第１極板２の折り曲げ部２５とハウジング２０２の内壁との接触伝熱も容易となる。また、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５に位置せず、第１極板２の折り曲げ部２５によって第２極板１を位置制限することも容易である。タブ１５は、通常、延出長さが長く、硬度が比較的軟らかいため、第１極板２のタブ１５が折り曲げ部２５に位置すると、折り曲げ部２５が長く延出し、硬度が軟らかい必要性があることを意味する。この場合、第１極板２の折り曲げ部２５は、第２極板１に対して効果的な位置制限作用を果すことが困難になる。

別の例として、図９～図３０を参照すると、いくつかの実施例では、第２極板１および第１極板２のタブ１５は、いずれも折り曲げ部２５以外の縁部に位置する。この場合、第２極板１および第１極板２のタブがいずれも折り畳みによって破損しにくくなるので、確実性がより高い。

第２極板１および第１極板２のタブ１５が、いずれも折り曲げ部２５以外の縁部に位置する例として、図９～図２６を参照すると、第１方向Ｙは、第２方向Ｘと垂直し、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置し、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５から離れた端部に位置する。

上述の例では、第１方向Ｙは第２方向Ｘと垂直であるため、第２極板１と第１極板２との間には、直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を採用している。一方、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置し、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５から離れた端部に位置している。そのため、第２極板１および第１極板２のタブ１５の延出方向（以下、「タブ延出方向」と略称する）は、いずれも第１極板２の折り畳み方向（第１方向Ｙ）に沿っている。このように、上記例の電極アセンブリ２０１は、その第２極板１と第１極板２が直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式で第１極板２の折り畳み方向に沿うタブ延出方式を採用している。この場合、第２極板１と第１極板２は第１方向Ｙにおける同側または異側にタブを延出することができ、正負極端子が同側または異側に設置される電池セルの設計要件をに満たすことを容易にする。

図９～図１９を参照して、上記例の１つの具体的な実施形態として、いくつかの実施例では、第１方向Ｙは第２方向Ｘに垂直であり、任意の隣接する２枚の第２積層シート１１のうち、１つの第２積層シート１１のみがタブ１５を有し、第１極板２の折り曲げ部２５は、タブ１５が設けられていない第２積層シート１１を囲む。この設置に基づいて、第２極板１は間隔型タブを延出する方式を採用して、すなわち、１枚の第２積層シート１１おきに、一つのタブ１５を延出する。この場合、タブ１５を延出しない第２積層シート１１は第１極板２のタブ１５のために空間を残しておくことができ、タブを延出した第２積層シート１１のタブ延出方向を第１極板２のタブ方向と反対にするだけでよい。すなわち、第２極板１と第１極板２が第１方向Ｙの対向する両側でタブを出せば、正負タブを物理的に隔離することができ、正負タブ間の短絡を防止し、簡単で容易である。

第２極板１および第１極板２のタブ１５がいずれも折り曲げ部２５以外の縁部に位置する他の例として、図２９～図３０を参照すると、第１方向Ｙは、第２方向Ｘと平行であり、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置し、第１極板２のタブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置する。

上記の例では、第１方向Ｙは第２方向Ｘと平行であるため、第２極板１と第１極板２との間に平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を採用している。同時に、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置し、かつ第１極板２のタブ１５は、折り曲げ部２５に隣接する第１極板２の縁部に位置する。そのため、第２極板１および第１極板２のタブ延出方向は、いずれも第１極板２の折り畳み方向（すなわち、第１方向Ｙ、該例では第２方向Ｘでもある）に垂直である。以上から分かるように、上記例の電極アセンブリ２０１は、その第２極板１と第１極板２が直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式で第１極板２の折り畳み方向に垂直なタブ延出方式を採用する。この場合、第２極板１と第１極板２は第１方向Ｙ（該例では第１方向Ｙは第２方向Ｘと一致する）と第３方向Ｚに垂直な方向に同側または異側のタブ延出を行うことができ、正負極端子が同側または異側に設置される電池セルの設計要件を満たすことを容易にする。

直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式であれ、平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式であれ、第２極板１のタブ１５と第１極板２のタブ１５はいずれも同じ側または対向する両側に位置することができ、すなわち、第２極板１と第１極板２はいずれも同側または異側のタブ延出を行うことができ、これにより、正負極端子が同側または異側に設置される電池セルの設計要件を満たすことを容易にする。

第２極板１のタブ１５と第１極板２のタブ１５とが同じ側に位置するとき、第１極板２の折り曲げ部２５とハウジング２０２の内壁との接触伝熱が容易である。この時、第２極板１のタブ１５と第１極板２のタブ１５とを第２方向Ｘにずらして配置して、正負タブの相互干渉を防止することができる。

図１２～３８に示すように、本願では、第１極板２の２枚の第１積層シート２１の少なくとも１枚がタブ１５を有する。すなわち、第１極板２の２枚の第１積層シート２１のうちの１つの第１積層シート２１のみがタブ１５を有するか、または、第１極板２の２枚の第１積層シート２１の両方がタブ１５を有する。第１極板２の２枚の第１積層シート２１のうち、１枚の第１積層シート２１のみがタブ１５を有する場合、２枚の第１積層シート２１の間は折り曲げ部２５によって互いに接続されている。そのため、２枚の第１積層シート２１は１つのタブ１５を共用して外へ電気エネルギを伝達することができる。ここでは、タブ１５が設けられていない１枚の第１積層シート２１は、折り曲げ部２５によって、タブ１５が設けられた第１積層シート２１に電気エネルギを伝達し、タブ１５が設けられた第１積層シート２１のタブ１５によって外部へ伝達することができる。この場合、第１極板２は１つのタブ１５だけで、電気エネルギの外部への伝達を完成できるので、構造が簡単である。第１極板２の２枚の第１積層シート２１がいずれもタブ１５を有する場合、第１極板２は２つのタブ１５によって外部に電気エネルギを伝達することができる。そのため、電気エネルギの伝達効率はより高くなり、同時に、２枚の第１積層シート２１のタブ１５は互いに予備品として、そのうち１枚の第１積層シート２１のタブ１５が故障した場合に、第１極板２はもう１枚の第１積層シート２１のタブ１５によって電気エネルギを正常に伝送することができる。したがって、第１極板２、電極アセンブリ２０１、電池セル２０、電池１０および電力消費装置１００の動作確実性を効果的に向上させることができる。

図９～図３０に示す各実施例では、第１極板２は、まず折り畳まれ、その後、他の電極板と組み立てられる。このような折り畳みを必要とする第１極板２に対して、第１極板２をセパレータ３でオーバーラッピングする際に、セパレータ３は、第１極板２の折り曲げを容易にするために、第１極板２を折畳む前に、第１極板２の、タブ１５が設けられていない縁部を包むことができる。

図９～３０に示す各実施例において、第２極板１をＺ形折り畳み方式とし、第１極板２をＵ形中折りの折り畳み方式とている。そのため、セパレータ３で第２極板１の縁部を包む場合に比べて、セパレータ３で第１極板２の縁部を包むことは、より簡単かつ容易である。

さらに、図９～図３０に示す各実施例では、第２極板１と第１極板２とを組み立てる前に、第２極板１および／または第１極板２をまず折り畳む必要がある。したがって、第２極板１および／または第１極板２の折り畳みを容易にするために、図３１～図３８に示すように、いくつかの実施例では、第２極板１および／または第１極板２には、第２極板１および／または第１極板２の折り畳みを案内する折り畳み案内部２８が設けられる。

折り畳み案内部２８の案内作用により、第２極板１および／または第１極板２はより容易に折り畳むことができる。そのため、積層電池の生産効率をさらに向上させるのに有利である。

なお、折り畳み案内部２８の構造の種類は多様であってもよい。例えば、図３１～図３８を参照すると、いくつかの実施例では、折り畳み案内部２８は、刻み目２８１または折り目２８２を含む。設置された刻み目２８１または折り目２８２は、いずれも効果的に折り畳み案内作用を果たし、第２極板１および／または第１極板２が対応する刻み目２８１または折り目２８２に沿って折り畳むことができる。そのため、迅速に折り畳みを完成することができ、かつ折り畳み位置がずれにくい。当然のことながら、刻み目２８１は刻まれた痕であり、刻まれた表面から下方に凹んで、ある深さを有する脆弱部となる。折り目２８２は、折られた表面から下方に凹んでおらず、深さがない、折られた痕である。

なお、折り畳み案内部２８の形状は多様であってもよい。例えば、図３１～図３８を参照すると、いくつかの実施例では、折り畳み案内部２８は、連続線型または不連続線型を呈する。

折り畳み案内部２８が連続線型を呈する場合、折り畳み案内部２８の構造が簡単であり、加工が容易である。例示的に、連続線型の折り畳み案内部２８は、連続直線または連続曲線である。

折り畳み案内部２８が不連続線型を呈する場合、折り畳み案内部２８の占用面積は比較的に小さく、電極板の折り畳みを容易にすると同時に、できるだけ電極板の構造強度を向上させるのに有利である。例示的に、不連続線型の折り畳み案内部２８は、破線型を呈しており、例えば図３４～図３７を参照すると、いくつかの実施例では、折り畳み案内部２８は、点状破線または線状破線型を呈する。破線は、他の種類の不連続線型よりも加工が容易であり、特に、点状破線および線状破線の加工が容易である。

上記各実施例において設置される折り畳み案内部２８は、第２極板１および／または第１極板２の幅方向と平行であり、または、第２極板１および／または第１極板２の幅方向に対して傾斜していてもよい。第２極板１および／または第１極板２の幅方向とは、第２極板１および／または第１極板２の縦方向に対して垂直な、第２極板１および／または第１極板２の横方向とも呼ばれる、第２積層シート１１および／または第１積層シート２１の厚さ方向に垂直な面の短辺の延伸方向を意味する。第２極板１および／または第１極板２の縦方向は、第２積層シート１１および／または第１積層シート２１の厚さ方向に垂直な面の長辺の延長方向である。第２極板１については、その幅方向は、折り曲げ部２５に隣接する第２積層シート１１の２つの縁部の延伸方向でもある。また、第１極板２については、その幅方向は、折り曲げ部２５に隣接する第１積層シート２１の２つの縁部の対向配置方向でもある。

ここで、図３１～図３７を参照すると、折り畳み案内部２８が電極板の位置する幅方向と平行である場合、折り畳み案内部２８の加工が容易になる。

一方、図３８に示すように、折り畳み案内部２８が、その位置する電極板の幅方向に対して傾斜すると、折り畳み案内部２８は偏向角度を有し、折り畳んでから得られた２枚の積層シートの間が幅方向にずれるように、電極板を偏向して中折りするように案内できる。このような偏向された折り畳み案内部２８が正極板２４の第１極板２に設けられた場合、正極板２４の２枚の第１積層シート２１を幅方向にずらすことができる。これにより、２枚の第１積層シート２１が完全に揃って密着されていないため、第１極板２を第２極板１に挿入するのが容易である一方、第１極板２を第２極板１に挿入した後、第２極板１との相対位置関係を制御することを容易にし、正極板２４の２枚の第１積層シート２１を、負極板１４の非連続端からできるだけ遠ざけて、負極板１４の連続端にできるだけ近づける。すなわち正極板２４の２枚の第１積層シート２１を負極板１４の折り曲げ部２５にできるだけ近づけて、負極板１４の開放端から遠ざけるよ。このようにすることで、正極板２４が幅方向で負極板１４からはみ出しにくくなり、正極板２４が負極板１４から幅方向にはみ出すことによるリチウム析出問題を防止するのに有利である。これにより、動作安全性をさらに高めることができる。

以下、図３～３８に示される各例をさらに説明する。

以下の説明では、説明の簡略化および理解を容易にするために、図１１の上下左右に基づいて上下左右を定義するが、ここで、図１１の上下左右は、図３と図２０の上下左右と一致し、電池セル２０および電池１０が車両に通常設置されているときの方位および位置関係に符合する。ここでは、上は重力方向と反対方向であり、下は重力方向と同じ方向である。

まず、図３～８に示す第１実施例を説明する。

図３～図８に示すように、該第１実施例では、電池セル２０は、個片積層方式を採用し、対向する両側から外側に電気エネルギを伝達する角形の積層電池である。

ここで、図３～図５に示すように、該第１実施例では、電池セル２０のハウジング２０２が角形に形成され、そのケーシング２０３の左右両端にそれぞれ１つのエンドキャップ２０４が設けられ、この２つのエンドキャップ２０４がケーシング２０３の左右両端に着脱可能に接続され、これにより、ハウジング２０２の内部に電極アセンブリ２０１や電解液などを収容するための密閉空間が形成される。

２つのエンドキャップ２０４に電極端子２０６が設けられ、それにより、電池セル２０の２つの電極端子２０６はハウジング２０２の左右両側に位置する。２つの電極端子２０６は、２つのエンドキャップ２０４からそれぞれ貫通して、外部回路に接続される。具体的には、図４～５に示すように、負極端子２０ａは左側のエンドキャップ２０４に設けられ、正極端子２０ｂは右側のエンドキャップ２０４に設けられる。負極端子２０ａおよび正極端子２０ｂは、それぞれ対応するエンドキャップ２０４から外部へと貫通し、エンドキャップ２０４を貫通する過程で、ジャケット２０７、エンドキャップ２０４、絶縁部材２０８および押さえ板２０９を順に貫通する。

左右両側の２つの電極端子２０６との電気的接続を実現するために、図４～図５からわかるように、該実施例では、電極アセンブリ２０１のタブ１５は、電極アセンブリ２０１の左右両側に設置されている。ここでは、負タブ１３は、電極アセンブリ２０１の左側に設けられ、左側に位置するアダプタ２０５を介して左側に位置する負極端子２０ａと電気的に接続される。正タブ２３は、電極アセンブリ２０１の右側に設けられ、右側に位置するアダプタ２０５を介して右側に位置する正極端子２０ｂと電気的に接続されている。このように、電極アセンブリ２０１で発生した電気エネルギは、左右方向の対向する両側から外方へ伝達されることができる。

図６～８に示すように、実施例では、電極アセンブリ２０１は、第２極板１と、第１極板２と、セパレータ３とを含む。第２極板１、第１極板２およびセパレータ３は、積層方式で交互に積層されて電極アセンブリ２０１を形成するが、この場合の電極アセンブリ２０１は、通常、電気コア２０ｃとも呼ばれる。

図７～８から分かるように、該実施例では、第１極板２と第２極板１は個片積層方式で積層されている。第１極板２と第２極板１は積層する前に、折り畳むことなく、切断後、直接積層する。各第１極板２の厚さ方向の両側にはいずれも１枚のセパレータ３が設けられ、それぞれ第１セパレータ３２と第２セパレータ３３であり、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３はいずれも折り返してフランジ３１を形成し、かつ第１セパレータ３２と第２セパレータ３３のフランジ３１はいずれも第１極板２のタブ１５が設置されていない縁部を包む。それにより第１極板２のタブ１５が設置されていない縁部は二層のセパレータ３のフランジ３１によって包まれる。フランジ３１は、第１極板２の縁部の近くの１～２０ｍｍの領域を包む。第１極板２の厚さ方向は、第１極板２と第２極板１との積層方向であり、図３および図８において第３方向Ｚとして示されている。換言すれば、第３方向Ｚは、第１極板２および第２極板１の厚さ方向であり、第１極板２および第２極板１の積層方向でもある。

包みプロセスにおいて、まず第１極板２の第１側に位置する第１セパレータ３２を折り返すことができ、折り返して形成したフランジ３１を対応する縁部に対応する第１極板２の表面を迂回させ、第１極板２の第２側に到達させ、かつ第２側の表面の対応する縁部に近接する１～２０ｍｍ領域を覆って、内層のオーバーラッピングを形成する。次に、第１極板２の第２側に位置する第２セパレータ３３を折り返して、折り返して形成したフランジ３１が、対応する縁部に対応する第１極板２の表面を迂回して、第１極板２の第１側に到達させ、かつ第１側面の対応する縁部に近接する１～２０ｍｍの領域を覆って、内層オーバーラッピングの外側に包む外層オーバーラッピングを形成する。このようにして、セパレータの二層オーバーラッピングが得られる。各層のセパレータオーバーラッピングが完成した後、いずれも熱圧着または接着剤接着などの方式でセパレータオーバーラッピング領域を固定することができる。さらに、対応するオーバーラッピング過程は、第１極板２の積層中またはスライス前に完了することができる。

設置されるセパレータの二層オーバーラッピングは、全体容量の発揮に影響せず、リチウム析出リスクを増加させないことにより、縁部異物による短絡事故の発生をより確実に阻止する。このため、セパレータ３が第１極板２をオーバーラッピングしない場合に比べて、安全性能を効果的に向上させることができる。

図８に示すように、該実施例では、第１極板２と第２極板１は両方とも片側にタブを延出し、かつ両者のタブ延出の方向は反対である。第１極板２のタブ１５は右側に位置し、第２極板１のタブ１５は左側に位置する。このとき、第１極板２と第２極板１のタブ１５が設けられていない縁部の数は３本である。第１極板２のタブ１５が設けられていない３つの縁部は、第１極板２のタブ１５が設けられた縁部に隣接する２つの縁部と、第１極板２のタブ１５が設けられた縁部に対向する１つの縁部とを含む。図８において、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３は、第１極板２のタブ１５が設けられた縁部に隣接する２つの縁部のみを二重オーバーラッピングしている。しかし、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３は、第１極板２のタブ１５が設けられていない３つの縁部の全てを二重オーバーラッピングして、短絡をより確実に防止し、より効果的に安全性能を向上させることができることを理解すべきである。

次に、図９～１９に示す第２実施例をさらに説明する。

図９～図１９に示すように、該第２実施例では、電池セル２０は、角形の積層電池であり、対向する両側から外側に電気エネルギを伝達する。

図９～図１３に示すように、該第２実施例では、電池セル２０のハウジング２０２が角形に形成され、ケーシング２０３の左右両端にそれぞれ１つのエンドキャップ２０４が設けられる。この２つのエンドキャップ２０４がケーシング２０３の左右両端に着脱可能に接続され、ハウジング２０２の内部に電極アセンブリ２０１および電解液などを収容するための密閉空間が形成される。

２つのエンドキャップ２０４に電極端子２０６が設けられ、それにより、電池セル２０の２つの電極端子２０６はハウジング２０２の左右両側に位置する。具体的には、図１１に示すように、負極端子２０ａは左側のエンドキャップ２０４に設けられ、正極端子２０ｂは右側のエンドキャップ２０４に設けられる。

左右両側の２つの電極端子２０６との電気的接続を実現するために、図１１に示すように、該実施例では、電極アセンブリ２０１のタブ１５は電極アセンブリ２０１の左右両側に設けられる。具体的には、図１１～１２から分かるように、負タブ１３は、電極アセンブリ２０１の左側に設けられ、左側に位置するアダプタ２０５を介して左側に位置する負極端子２０ａと電気的に接続されている。そして、図１１および図１３から明らかなように、正タブ２３は、電極アセンブリ２０１の右側に設けられ、右側に位置するアダプタ２０５を介して右側に位置する正極端子２０ｂと電気的に接続されている。このように、電極アセンブリ２０１で発生した電気エネルギは、左右方向の対向する両側から外方へ伝達される。

図１１～１９は、該実施例における電極アセンブリ２０１の構成と積層過程を示す。

図１１～１９に示すように、該実施例では、電極アセンブリ２０１は、第２極板１と、第１極板２と、セパレータ３とを含む。第２極板１、第１極板２およびセパレータ３は、積層方式で交互に積層されて電極アセンブリ２０１を形成するが、この場合の電極アセンブリ２０１は、通常、電気コア２０ｃとも呼ばれる。

図１１～１９から分かるように、該実施例では、第２極板１および第１極板２は、それぞれ負極板１４および正極板２４である。この場合、第２極板１の表面に塗布される活物質２９は正極活物質であり、例えばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、ニッケルコバルトマンガン金属酸化物（ＮＣＭ）の１種または複数種であり、第２極板１の活物質２９を担持するための集電体はアルミニウム箔などの正極集電体であり、かつ第２極板１のタブ１５は負タブ１３である。また、第１極板２の表面に塗布される活物質２９は黒鉛などの負極活物質であり、第１極板２の活物質２９を担持するための集電体は銅箔などの負極集電体であり、第１極板２のタブ１５は正タブ２３である。

また、図１１～１９に示すように、該実施例では、第２極板１はＺ形折り畳み方式を採用し、第１極板２はＵ形中折りの折り畳み方式を採用している。第２極板１の折り畳み方向（すなわち第２方向Ｘ）は上下方向に沿うようにし、第１極板２の中折り方向（すなわち第１方向Ｙ）は左右方向に沿わせて、第２方向Ｘと第１方向Ｙとを直交させて直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を形成する。第２極板１は、Ｚ形折り畳み後、折り曲げ部２５で接続された第２積層シート１１が複数枚形成される。第１極板２は、Ｕ形中折り後、折り曲げ部２５で接続された２枚の第１積層シート２１が形成される。複数の折り畳まれた第１極板２は、各第２積層シート１１と各第１積層シート２１とが第３方向Ｚに沿って順に交互に積み重ねられるように、第２極板１に挿入される。第３方向Ｚは、各積層シートの厚さ方向に沿っており、該実施例では、具体的に、第３方向Ｚは、第２方向Ｘおよび第１方向Ｙに対して垂直である。

図１１～図１９から分かるように、該実施例では、負極板１４として形成された第２極板１は、間隔型タブ延出方式を採用し、すなわち、第２極板１の各第２積層シート１１において、１つの第２積層シート１１おきに１つのタブ１５を延出し、隣接する２枚の第２積層シート１１のうち、１つの第２積層シート１１のみがタブ１５を有している。また、図１１－１２および図１６－１７に示すように、該実施例では、タブ１５が設けられた第２積層シート１１は、第２極板１が第１方向Ｙの一方側のみにタブを延出するように、第１方向Ｙの一方側のみにタブを延出するが、この場合、第２極板１のタブ延出方式は片側型タブ延出である。具体的には、図１１～図１２に示すように、第２極板１のタブ１５は、いずれも第２極板１の左端に位置し、正確に言えば、第２極板１の各タブ１５は、各第２積層シート１１の左縁部に位置する。図１２と図１６からわかるように、該実施例では、第２積層シート１１の左縁部は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する第２積層シート１１の縁部であり、該実施例では、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の、折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置していることが分かる。該実施例の第２極板１は負極板１４であるため、第２極板１のタブ１５は負タブ１３である。第２極板１のタブ１５を左側に設けることで、負タブ１３と電池セル２０の左側に位置する負極端子２０ａとの電気的接続が容易となる。

引き続き図１１～図１９を参照すると、該実施例では、正極板２４として構成される第１極板２については、その２枚の第１積層シート２１のうちの１枚のみはタブ１５を有する。タブ１５は、第１極板２の折り曲げ部２５から離れた第１積層シート２１の端部に位置している。この場合、２枚の第１積層シート２１は、折り曲げ部２５によって接続されているので、第１極板２のそれぞれに１つのタブ１５が設けられていても、電気エネルギを円滑に外部へ伝達することができる。また、図１１～図１３を参照すると、該実施例では、全ての第１極板２の折り曲げ部２５は左側に向き、第２極板１のタブ１５が設けられていない第２積層シート１１の左縁を包んでいる。同時に、全ての第１極板２のタブ１５は第１極板２の右端に位置する。すなわち、各第１積層シート２１のタブ１５はいずれも対応する第１積層シート２１の右縁に位置する。該実施例の第１極板２は正極板２４であるため、第１極板２のタブ１５は正タブ２３である。第１極板２のタブ１５は右側に設置され、正タブ２３と右側にある負極端子２０ｂとの電気的接続を容易にする。

該実施例において、第２極板１は片側間隔型タブ延出方式を採用し、第１極板２は片側個片タブ延出方式を採用している。かつ、第２極板１と第１極板２のタブ延出方向が反対で、第１方向Ｙの対向する両側に位置し、それぞれ左側と右側に張り出している。したがって、正負タブは互いに干渉せず、それぞれ左右両側の正負極端子に容易に電気的に接続することができ、左右両側に電極端子を設置している電池セルの設計要件を満たす。図７を参照すると、該実施例において、第１極板２の２枚の第１積層シート２１にいずれもタブ１５を設けることもできる。該実施例において、第１極板２のタブを延出する側において、第２極板１はタブを延出していないので、第１極板２の２枚の第１積層シート２１がいずれもタブを延出していても、第２極板１のタブと干渉しない。第１極板２の２枚の第１積層シート２１にいずれもタブ１５を設けると、導電効率がより高くなり、導電の確実性がより高くなる。

また、図１２および図１７～１８からわかるように、該実施例では、第１極板２の折り曲げ部２５と、折り曲げ部２５の両端近傍に位置する一部のストレートセグメントは、不活性領域２６として構成されている。不活性領域２６の第２極板１に向く表面は、活物質２９が塗布されておらず、セラミックコーティング、ペーストコーティング、または絶縁性トッピングゴム等の絶縁物質２７で絶縁処理されている。

実施例では、第１極板２は正極板２４であるため、第１極板２の第２極板１を包む折り曲げ部２５およびその近傍領域を不活性領域２６として構成し、対応する不活性領域２６にリチウムイオンを生成しない。それにより対応する不活性領域２６まで伸びる第２積層シート１１の部分は負極板１４の正極板２４からはみ出す部分、すなわち負極板が正極板からはみ出す部分となる。このように第１極板２の折り曲げ部２５が第２極板１からはみ出すことによるリチウム析出問題を根本的に解決することができ、動作安全性を効果的に向上させる。かつ、不活性領域２６の面積の大きさを制御するだけで、対応する負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさを効果的に制御することができ、簡単で容易であり、負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさが制御しにくいという問題を巧みに解決することができる。

一方、不活性領域２６にさらに絶縁物質２７を設けると、正負極板間の絶縁性が向上し、正負極板間の短絡がより確実に防止され、より効果的に安全性能が向上する。

図１６～図１７に示すように、該実施例では、電極アセンブリ２０１を組み立てる時、第２極板１を第２方向Ｘに往復して折り畳むだけで、複数の第１極板２を中折りする。その後、折り畳んだ複数の第１極板２を、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接し、かつタブ１５が設けられていない側から、第２極板１の各タブ１５を延出しない第２積層シート１１の位置に挿入する。これだけで、第２極板１と第１極板２との直交積層過程を完成することができる。該積層過程は簡単で容易であり、かつ前期の切断過程も比較的に簡単であるため、電極アセンブリ２０１、電池セル２０、電池１０および電力消費装置１００の生産効率を効果的に向上させることができ、これは積層電池の普及応用に重要な意義を有する。

ここでは、各第１極板２を中折りした後、その２枚の第１積層シート２１は完全に密着せずある角度を開くことにより、第１極板２を第２極板１に挿入することを容易にする。

安全性を向上させるため、該実施例では、図示しないが、タブ１５が設けられていない第１積層シート２１の全ての縁部が、第１セパレータ３２および第２セパレータ３３によって二重にオーバーラッピングされている。具体的には、第１実施例における関連する説明を参照して理解されるため、ここでは繰り返さない。

次に、図２０～２８に示す第３実施例をさらに説明する。次に、説明を簡単にするために、該第３実施例と第２実施例との相違点を中心に説明し、他の未説明部分は、第２実施例を参照して理解することができる。

図２０から図２８に示すように、該第３実施例では、電池セル２０もまた角形の積層電池であり、その電極アセンブリ２０１もまた直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式をとる。しかし、左右両側からタブおよび電極端子を出す方式ではなく、頂部からタブおよび電極端子を出す方式を採用する。

具体的には、図２０～図２１から分かるように、実施例では、ハウジング２０２は、１つのエンドキャップ２０４だけが着脱可能に取り付けられている。エンドキャップ２０４は、ケーシング２０３の上端に着脱可能に取り付けられている。２つの電極端子２０６、すなわち、負極端子２０ａおよび正極端子２０ｂは、いずれも、該頂部のエンドキャップ２０４上に設置され、該頂部エンドキャップ２０４からハウジング２０２の外部に上向きに延出している。具体的には、負極端子２０ａは、頂部エンドキャップ２０４の左寄りの部分に位置し、正極端子２０ｂは、頂部エンドキャップ２０４の右寄りの部分に位置している。

また、該実施例では、図２２～図２６に示すように、Ｚ形折り畳み方式を採用する第２極板１の折り畳み方向（すなわち、第２方向Ｘ）は左右方向に沿っているとともに、Ｕ形中折りの折り畳み方式を採用する第１極板２の折り畳み方向（すなわち、第１方向Ｙ）を上方に向けることにより、第２方向Ｘと第１方向Ｙとが直交し、直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式となっている。第２極板１を折り畳んで形成された複数枚の第２積層シート１１と、全ての第１極板２を中折りにして形成した複数枚の第１積層シート２１とは、第３方向Ｚに沿って順に交互に積み重ねられている。第３方向Ｚは、各積層シートの厚さ方向に沿っており、実施例では、第２方向Ｘおよび第１方向Ｙに対して垂直である。

図２２～図２６から分かるように、該実施例では、第２極板１は負極板１４として構成され、片側間隔型タブ延出方式ではなく、片側連続型タブ延出方式を採用している。具体的には、第２極板１の各第２積層シート１１において、第２積層シート１１のそれぞれにいずれも１つのタブ１５が設けられている。第２極板１の全てのタブ１５は、それぞれが位置する第２積層シート１１の頂縁部に位置する。該実施例の第２極板１は負極板１４であるため、第２極板１のタブ１５は負タブ１３である。第２極板１のタブ１５は第２極板１の頂縁部に設置され、負タブ１３と電池セル２０の頂部に位置する負極端子２０ａとの電気的接続を容易にする。図１７に示すように、該実施例では、第２積層シート１１の頂縁部は、第２極板１の折り曲げ部２５に隣接する第２積層シート１１の縁部である。実施例では、第２極板１のタブ１５は、第２極板１の、折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置していることが分かる。

引き続き図２２～図２６を参照すると、該実施例では、第１極板２は正極板２４として構成されており、片側個片型タブ延出方式ではなく、片側双片型タブ延出方式を採用している。すなわち、第１極板２の２枚の第１積層シート２１には、いずれもタブ１５が設けられ、かつタブ１５はいずれも第１極板２の折り曲げ部２５から離れた第１積層シート２１の端部にそれぞれ位置する。該実施例では、第１極板２の折り畳み方向が上向きである。したがって、第１極板２の折り曲げ部２５が下向きであり、第１極板２の第２折り曲げ部２５から離れた第１極板２の端部が第１積層シート２１の頂縁部であるので、該実施例では、第１極板２の全てのタブ１５はいずれも第１極板２の頂縁部に位置する。該実施例の第１極板２は正極板２４であるため、第１極板２のタブ１５は正タブ２３である。第１極板２のタブ１５は第１極板２の頂縁部に設置され、正タブ２３と電池セル２０の頂部に位置する負極端子２０ｂとの電気的接続を容易にする。

該実施例では、第２極板１および第１極板２のタブ１５の両方が頂部にあるので、第２極板１のタブ１５および第１極板２のタブ１５は、第２方向Ｘの同じ側に位置する。この場合、正負タブが互いに干渉しないように、図１７に示すように、該実施例では、第２極板１のタブ１５と第１極板２のタブ１５とを、第２極板１の折り畳み方向（すなわち、第２方向Ｘ）にずらして配置している。具体的には、図１７に示すように、該実施例では、第２極板１の任意の隣り合う２つの折り曲げ部２５のうち、一つの折り曲げ部２５近傍の縁部にのみタブ１５が設けられ、もう一つの折り曲げ部２５近傍の縁部にはタブ１５が設けられていない。第２極板１の全てのタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５に近接して配置され、第１極板２の全てのタブ１５は、第２極板１の折り曲げ部２５から離れて配置されている。このように、第２極板１のタブ１５と第１極板２のタブ１５とが、第２方向Ｘに完全にずれて互いに重ならないので、正負タブが同じ側に配置される場合に、正負タブの相互干渉を効果的に防止することができる。

正負タブは第２方向Ｘにずれて配置され、第２方向Ｘは左右方向に沿うため、図２１～２２に示すように、正負タブを左右方向にずらすことができる。全ての負タブ１３は頂部左側に位置し、かつ全ての正タブ２３は頂部右側に位置する。正負タブはそれぞれ頂部左側の負極端子２０ａと頂部右側の正極端子２０ｂとに電気的に接続し、頂部から電極端子が出る電池セルの設計要件を満たす。

前述したように、該実施例では、全ての第１極板２の折り曲げ部２５が下向きになっている。この場合、電極アセンブリ２０１および電池セル２０の放熱性能を向上させるために、図２８を参照すると、該実施例では、全ての第１極板２の折り曲げ部２５がいずれもハウジング２０２の底壁の内面に接触する。該実施例の第１極板２は垂直に配置され、第１極板２の折り曲げ部２５の向きは重力方向と同じである。正確には、第１極板２の折り曲げ部２５の第２極板１から遠い表面は重力方向を向いている。そのため、電極アセンブリ２０１をハウジング２０２に組み込んだ後、第１極板２は重力によって自然に沈み、第１極板２の折り曲げ部２５がハウジング２０２の底壁の内面に自然に接触することを実現することができる。第１極板２の折り曲げ部２５は、ハウジング２０２の底壁に接触した後、第２極板１から離れた折り曲げ部２５の表面が円弧形状から略長角形になるように圧縮変形することができる。これにより、第１極板２の折り曲げ部２５がハウジング２０２の底壁とより十分に接触するのを容易にする。

第１極板２の折り曲げ部２５とハウジング２０２はいずれも金属材料で製作されているため、熱伝導性能が良好である。かつ、電極アセンブリ２０１の全ての第１極板２の折り曲げ部２５とハウジング２０２の底壁との接触面積が大きく、ハウジング２０２の底壁の内面面積のほぼ半分を占めることができる。そのため、該実施例では、電極アセンブリ２０１はハウジング２０２との間に効率的かつ十分に接触伝熱することができ、電極アセンブリ２０１で発生した熱を迅速にハウジング２０２外部に逃がし、動作安全性を向上させる。

また、該第３実施例では、第１極板２にも、折り曲げ部２５を含む不活性領域２６を設け、不活性領域２６にも絶縁物質２７を設けて、さらに絶縁してリチウム析出を防止し、正極板からはみ出す負極板部分の面積の大きさを効果的に制御し、安全性を向上させる。具体的には、第２実施例における関連する説明を参照して理解され、ここでは繰り返さない。

また、該第３実施例では、第１極板２のタブ１５が設けられていない全ての縁部をいずれもセパレータ３で二重にオーバーラッピングする。これにより、異物による短絡事故を防止し、安全性能を向上させる。具体的には、第１実施例における関連する説明を参照して理解されるため、ここでは繰り返さない。

次に、図２９～３０に示す第４実施例をさらに説明する。

図２９～図３０に示すように、該第４実施例では、電極アセンブリ２０１は、直交「Ｚ＋Ｕ」形積層方式ではなく、平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式である。すなわち、Ｚ形折り畳みをした第２極板１の折り畳み方向（第２方向Ｘ）は、Ｕ形中折りをした第１極板２の折り畳み方向（第１方向Ｙ）と平行である。積層完了後、各積層シートの積層方向（即ち、第３方向Ｚ）は、第２方向Ｘ、第１方向Ｙおよび第２極板１の縦方向と垂直である。このとき、第２極板１の縦方向は、第１方向Ｙ（第２方向Ｘ）および第３方向Ｚと垂直である。

また、図２９～図３０に示すように、該実施例では、第２極板１と第１極板２はそれぞれ負極板１４と正極板２４である。第１極板２の折り曲げ部２５は第２極板１の折り曲げ部２５を包み込むとともに、任意の二つの隣接する第１極板２は第２極板１の第２方向Ｘの対向両側に位置し、第２極板１の異なる折り曲げ部２５を包む。ここでは、２枚の第１極板２は一対で、第２極板１の２つの連続する折り曲げ部２５を包む。隣接する２対の第１極板２の間は、１つの第２極板１の折り曲げ部２５おきに、つまり、第２極板１の２つの連続する折り曲げ部２５が包まれた後、１つの折り曲げ部２５が包まれず、その後、さらに２つの連続する折り曲げ部２５が包まれ、その後、もう１つの折り曲げ部２５が包まれないように繰り返される。図２４では、一対の第１極板２のみが分離されており、他の数対の第１極板２は、第２極板１に包まれた状態を示していることが理解される。

一方、図２９～図３０に示すように、実施例では、第２極板１と第１極板２のタブ１５は、いずれも折り曲げ部２５に隣接する縁部に位置し、かつ、タブ延出方向が同じであり、いずれも第２極板１の縦方向（または長手方向）の同じ側に位置し、電池セルの同じ側にタブと電極端子が出る設計要件を満たす。第１極板２の二つの第１積層シート２１にはいずれも一つのタブ１５が設けられ、また、第２極板１の第２積層シート１１のそれぞれには、いずれも１つのタブ１５が設けられる。第２極板１の全てのタブ１５と、第１極板２の全てのタブ１５とは、正タブと負タブとが互いに干渉しないように、第２方向Ｘにずらして配置されている。具体的には、実施例では、第１極板２のタブ１５が折り曲げ部２５に隣接する縁部の折り曲げ部２５から離れた端に位置し、第２極板１の全てのタブ１５が、折り曲げ部２５と連続する縁部の折り曲げ部２５に近い端に位置している。しかし、該実施例では、第１極板２の折り曲げ部２５が第２極板１の折り曲げ部を囲んでいる。このように設置することにより、第２極板１の全てのタブ１５と、第１極板２の全てのタブ１５とを、第２方向Ｘにずらして配置することができる。

この図２９～図３０は、第２極板１と第１極板２とが同じ側でタブが出る場合を例として、平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式を示している。しかしながら、平行「Ｚ＋Ｕ」形積層方式では、第２極板１および第１極板２のタブ延出方向は、逆であってもよく、第２極板１の縦方向の対向する両側に位置してもよいことを理解されたい。

該第４実施例では、第１極板２のタブ１５が設けられていない全ての縁部をセパレータ３で二重にオーバーラッピングすることにより、異物による短絡事故を防止し、安全性能を向上させている。具体的には、第１実施例における関連する説明を参照して理解されるため、ここでは繰り返さない。

図３１～図３８は、上述した第２～第４実施例における折り畳み可能な第１極板２の構造を例示的に示す。

折り畳み可能な第１極板２について、折り畳み前後の状態を、それぞれ展開状態および折り畳み状態と呼ぶ。電池セル２０の完成品では、第１極板２は折り畳み状態にあり、対応する折り畳み状態は図１２～図３０に既に示されている。図３１～図３８には、展開状態にある第１極板２、すなわち折り畳まれていない第１極板２の構造が示されている。

ここで、図３１は、第１極板２の第１例を示す。図３１に示すように、該例において、第１極板２には、不活性領域２６が設けられ、この不活性領域２６の表面上には、活物質２９が設けられていない。したがって、この不活性領域２６は、実際には、活物質２９によって覆われていない集電体部分である。不活性領域２６の表面には絶縁物質２７が設けられ、正負極板間の絶縁性が改善される。

また、図３１に示すように、該例では、第１極板２には、第１極板２の不活性領域２６内に設置され、特に折り目２８２である折り畳み案内部２８が設けられる。ここで、折り目２８２は、第１極板２の幅方向の一方の縁部から第１極板２の幅方向の他方の縁部まで延伸し、延伸方向が第１極板２の幅方向と平行する、直線の折り目である。これにより、必要に応じて、折り目２８２に沿って第１極板２を中折りするだけで、第１極板２のＵ字形の中折りを完成することができ、第１極板２に折り畳み案内部２８を設けない場合と比較して、折り畳み過程がより簡単で容易である。折り畳んだ後、第１極板２の２枚の第１積層シート２１は、幅方向で縁部が揃えられ、偏向しない。同時に、折り目２８２が不活性領域２６内に設置される。そのため、折り畳んだ後、不活性領域２６は２枚の第１積層シート２１を接続する折り曲げ部２５を含み、不活性領域２６を利用して負極板が正極板からはみ出す部分の面積の大きさを制御することを容易にし、安全性を向上させる。

図３２～図３３は、第１極板の第２例を示す。図３２に示すように、該例では、第１極板２の不活性領域２６内に折り畳み案内部２８が設けられるが、図３１に示した第１例とは異なり、折り畳み案内部２８は、折り目２８２ではなく、刻み目２８１である。該例では、刻み目２８１は、第１極板２の幅方向の一方の縁部から第１極板２の幅方向の他方の縁部まで延伸し、かつ、延伸方向が第１極板２の幅方向と平行である連続直線状の刻み目である。このように、刻み目２８１に沿って、第１極板２を中折りするだけで、第１極板２のＵ形中折りを完成することができ、簡単で容易である。折り目２８２に比べて、刻み目２８１は第１極板２の厚さ方向にある深さを有するため、折り畳みを案内し易く、より正確に第１極板２を刻み目２８１に沿って中折りに案内することができる、そのため、偏差が生じにくく、同時に、刻み目２８１は第１極板２の生産過程に直接加工して得ることができ、第１極板２を加工した後、予め折り畳むことによって得る必要がなく、したがって、刻み目２８１の加工過程も容易である。

図３４～図３５は第１極板の第３例を示す。図３４～図３５に示すように、該例では、第１極板２の不活性領域２６内の折り畳み案内部２８は、依然として第１極板２の幅方向に沿って延伸する刻み目２８１である。該例では、刻み目２８１は、連続的直線状の刻み目ではなく、第１極板２の幅方向に間隔を空けて並んだ多数の小孔からなる点状の破線型刻み目となっている。これらの小孔は貫通孔であっても、ブラインド孔であってもよい。これに基づいて、第１極板２の中折りも容易に行うことができる。

図３６～図３７は、第１極板の第４例を示す。図３６～図３７に示すように、該例では、第１極板２の不活性領域２６には、第１極板２の幅方向と平行な破線型の刻み目が設けられる。図３４～図３５に示した第３例とは異なり、破線型の刻み目２８１は、点状破線型の刻み目ではなく、線状破線型の刻み目となっている。これに基づいて、第１極板２の中折りも容易に行うことができる。

図３８は、第１極板の第５例を示す。図３８に示すように、該例は、上記した図３１～図３７に示した例とは、折り畳み案内部２８が、もはや第１極板２の幅方向に対して平行ではなく、第１極板２の幅方向に対して角度を成している点で、主に異なっている。すなわち、該例では、折り畳み案内部２８は、第１極板２の幅方向に対して偏向されている。したがって、折り畳んだ後、第１極板２の２枚の第１積層シート２１は幅方向に整列せず、偏向が発生する。第１極板２を折り畳んだ後にある角度を開き、第２極板１に挿入することを容易にするだけでなく、第１極板２を第２極板１に組み立てた後、各第１積層シート２１が第２積層シート１１からはみ出ないようにし、リチウム析出リスクを低減する。

なお、図３８に示す折り畳み案内部２８は、連続直線型であるが、これに代えて、この偏向する折り畳み案内部２８は、点状や線状破線型等、他の構成形式としてもよい。また、この偏向する折り畳み案内部２８は、折り目２８２であってもよいし、刻み目２８１であってもよい。

図３１～３８を総合すると分かるように、これらの実施例では、第１極板２の両端にタブ１５が設けられる。すなわち、第１極板２の２枚の第１積層シート２１は、いずれもタブ１５を有しており、第１極板２は、片側双片タブ延出方式を採用している。しかし、これは、本願への限定ではなく、第１極板２の一端のみにタブ１５が設けられ、２枚の第１積層シート２１の１つのみにタブ１５が設けられる場合、第１極板２に、上述した様々な折り畳み案内部２８が設けられてもよい。

図３９に示すように、上記の各実施例によって、本願は、電極アセンブリの製造方法を提供する。該方法は、第１極板２を提供するステップＳ１００と、第１極板２の厚さ方向の対向両側に第１セパレータ３２と第２セパレータ３３を設置し、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３をいずれも折り返して第１極板２のタブ１５が設置されていない縁部を被覆するステップＳ２００とを含む。

前記方法によって製造される電極アセンブリは、短絡のリスクを低減し、安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例では、製造方法は、さらに、第１セパレータ３２と第２セパレータ３３を折り返して被覆される第１極板２を第１方向Ｙに沿って１回折り畳み、それにより第１極板２は互いに接続された２枚の第１積層シート２１を含むステップＳ３００と、第２極板１を提供し、第２極板１を第２方向Ｘに沿って往復して折り畳み、それにより第２極板１は順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の第２積層シート１１を含み、第２方向Ｘは第１方向Ｙと垂直または平行であるステップＳ４００と、第１極板２を第２極板１に挿入し、第１積層シート２１と第２積層シート１１とを順に交互に積み重ねるステップＳ５００とを含む。

ここでは、ステップＳ４００とステップＳ３００との前後順は特に限定されず、ステップＳ３００が先行し、ステップＳ４００が後で行われてもよいし、ステップＳ４００が先行し、ステップＳ３００が後で行われてもよく、または、ステップＳ３００とステップＳ４００とが同時に行われてもよい。

前記方法を採用して電極アセンブリを製造することにより、効率が高く、電極アセンブリ、電池セル、電池と電力消費装置の生産効率を効果的に向上させることができる。

また、第１極板２を折り畳む前に、２枚のセパレータ３を利用して第１極板２のタブ１５が設置されていない縁部に二重オーバーラッピングを行い、第１極板２の折り畳みを容易にする状況において、電池アセンブリの安全性能を効果的に向上させる。

本願の上記各保護テーマおよび各実施例における特徴は、相互に参照でき、構造が許せば、当業者は、異なる実施例における技術的特徴を柔軟に組み合わせて、より多くの実施例を形成することもできる。

本明細書で具体的な実施例を用いて本願の原理および実施形態を記述したが、以上の実施例の説明は、本願の方法およびその中心アイデアを理解するのを助けるためのものに過ぎない。当業者であれば、本願の原理から逸脱しない限り、本願に若干の改善および修飾を行うことができ、これらの改善および修飾も本願の特許請求の範囲の保護範囲内に含まれる。

１００ 電力消費装置
１０１ 車両
１０２ コントローラ
１０３ 動力機器
１０４ モータ
１０５ 本体
１０ 電池
２０ 電池セル
２０１ 電極アセンブリ
２０２ ハウジング
２０３ ケーシング
２０４ エンドキャップ
２０５ アダプタ
２０６ 電極端子
２０７ ジャケット
２０８ 絶縁部材
２０９ 押さえ板
２０ａ 負極端子
２０ｂ 正極端子
２０ｃ 電気コア
３０ 包装ボックス
３０１ ボックス体
３０２ ボックスカバー
２ 第１極板
２１ 第１積層シート
２２ 第１タブ
２３ 正タブ
２４ 正極板
２５ 折り曲げ部
２６ 不活性領域
２７ 絶縁物質
２８ 折り畳み案内部
２８１ 刻み目
２８２ 折り目
２９ 活物質
１ 第２極板
１１ 第２積層シート
１２ 第２タブ
１３ 負タブ
１４ 負極板
１５ タブ
３ セパレータ
３１ フランジ
３２ 第１セパレータ
３３ 第２セパレータ
Ｙ 第１方向
Ｘ 第２方向
Ｚ 第３方向

Claims (25)

1. 電極アセンブリ（２０１）であって、
   第１極板（２）と、
   第１セパレータ（３２）と、
   第２セパレータ（３３）とを含み、前記第２セパレータ（３３）と前記第１セパレータ（３２）とは前記第１極板（２）の厚さ方向の対向両側に位置し、前記第１セパレータ（３２）と前記第２セパレータ（３３）はいずれも折り返して前記第１極板（２）のタブ（１５）が設置されていない縁部を被覆することを特徴とする電極アセンブリ（２０１）。
2. 前記第１セパレータ（３２）と前記第２セパレータ（３３）は、前記第１極板（２に複合されることを特徴とする請求項１記載の電極アセンブリ（２０１）。
3. 前記第１セパレータ（３２）および前記第２セパレータ（３３）は、前記第１極板（２）に熱圧着され、または、前記第１セパレータ（３２）および前記第２セパレータ（３３）は、前記第１極板（２）に接着されることを特徴とする請求項２に記載の電極アセンブリ（２０１）。
4. 前記第１極板（２）は正極板（２４）であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（２０１）。
5. 前記第１極板（２）は折り畳まれず、または、前記第１極板（２）は、前記第１極板（２）が互いに接続された２枚の第１積層シート（２１）を含むように、第１方向（Ｙ）に１回折り畳まれることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（２０１）。
6. 前記第１極板（２）の２枚の第１積層シート（２１）の少なくとも１枚は、タブ（１５）を有することを特徴とする請求項５に記載の電極アセンブリ（２０１）。
7. 前記第１極板（２）は、前記第１極板（２）の折り畳み部を含む不活性領域（２６）を有し、前記不活性領域（２６）は、活物質で塗布されていないことを特徴とする請求項５または６に記載の電極アセンブリ（２０１）。
8. 前記第１極板（２）の前記不活性領域（２６）の内面には、絶縁物質（２７）が設けられることを特徴とする請求項７に記載の電極アセンブリ（２０１）。
9. 前記電極アセンブリ（２０１）は、前記第１極板（２）と逆の極性を有し、前記第１極板（２）と共に積層または巻回された前記第２極板（１）をさらに含み、前記第１セパレータ（３２）および前記第２セパレータ（３３）は、前記第２極板（１）と前記第１極板（２）とを隔てることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（２０１）。
10. 前記第２極板（１）は折り畳まれず、または、前記第２極板（１）は、前記第２極板（１）が順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の前記第２積層シート（１１）を含むように、第２方向（Ｘ）に沿って往復して折り畳まれることを特徴とする請求項９に記載の電極アセンブリ（２０１）。
11. 前記第２極板（１）は、前記第２極板（１）が順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の前記第２積層シート（１１）を含むように、前記第２方向（Ｘ）に沿って往復して折り畳まれ、前記第１極板（２）は、前記第１極板（２）が互いに接続された２枚の第１積層シート（２１）を含むように、前記第２方向（Ｘ）、前記第１方向（Ｙ）に沿って１回折り畳まれ、前記第１方向（Ｙ）は、前記第２方向（Ｘ）と垂直または平行であり、前記第１積層シート（２１）と前記第２積層シート（１１）は、順に交互に積み重ねられることを特徴とする請求項１０に記載の電極アセンブリ（２０１）。
12. 前記第１極板（２）のタブ（１５）は、前記第１極板（２）の折り曲げ部（２５）以外の縁部に位置し、および／または、前記第２極板（１）のタブ（１５）は、前記第２極板（１）の前記折り曲げ部（２５）以外の縁部に位置することを特徴とする請求項１１に記載の電極アセンブリ（２０１）。
13. 前記第１方向（Ｙ）は、前記第２方向（Ｘ）に垂直であり、前記第２極板（１）のタブ（１５）は、前記折り曲げ部（２５）に隣接する前記第２極板（１）の縁部に位置し、前記第１極板（２）のタブ（１５）は、前記折り曲げ部（２５）から離れた前記第１極板（２）の端部に位置し、または、前記第１方向（Ｙ）は、前記第２方向（Ｘ）に平行であり、前記第２極板（１）のタブ（１５）は、前記折り曲げ部（２５）に隣接する前記第２極板（１）の縁部に位置し、前記第１極板（２）のタブ（１５）は、前記折り曲げ部（２５）に隣接する前記第１極板（２）の縁部に位置することを特徴とする請求項１２に記載の電極アセンブリ（２０１）。
14. 前記第１方向（Ｙ）は前記第２方向（Ｘ）に対して垂直であり、任意の隣接する２枚の前記第２積層シート（１１）のうち、１枚の前記第２積層シート（１１）のみがタブ（１５）を有し、前記第１極板（２）の前記折り曲げ部（２５）は、タブ（１５）が設けられていない前記第２積層シート（１１）を被覆する請求項１３に記載の電極アセンブリ（２０１）。
15. 前記第２極板（１）のタブ（１５）および前記第１極板（２）のタブ（１５）は、同じ側または対向する両側にあることを特徴とする請求項９～１４のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（２０１）。
16. 前記第１極板（２）および／または前記第２極板（１）には、前記第１極板（２）の折り畳みを案内する折り畳み案内部（２８）が設けられることを特徴とする請求項９～１５のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（２０１）。
17. 前記折り畳み案内部（２８）は、折り目（２８２）または刻み目（２８１）を含むことを特徴とする請求項１６に記載の電極アセンブリ（２０１）。
18. 前記折り畳み案内部（２８）は、前記第１極板（２）および／または前記第２極板（１）の幅方向に垂直であるか、または、前記折り畳み案内部（２８）は、前記第１極板（２）の幅方向または前記第２極板（１）の幅方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１６または１７に記載の電極アセンブリ（２０１）。
19. ハウジング（２０２）を含む電池セル（２０）であって、請求項１～１８のいずれか一項に記載の電極アセンブリ（２０１）をさらに含み、前記電極アセンブリ（２０１）は、前記ハウジング（２０２）内に設置されることを特徴とする電池セル（２０）。
20. 前記第１極板（２）のタブ（１５）は、前記第１極板（２）の前記折り曲げ部（２５）から離れた端部に位置し、前記第１極板（２）の前記折り曲げ部（２５）は、前記ハウジング（２０２）の内壁と接触することを特徴とする請求項１９に記載の電池セル（２０）。
21. 前記第２極板（１）から離れた前記第１極板（２）の前記折り曲げ部（２５）の表面は、重力方向に向けられることを特徴とする請求項２０に記載の電池セル（２０）。
22. 包装ボックス（３０）を含む電池（１０）であって、請求項１９～２１のいずれか一項に記載の電池セル（２０）をさらに含み、前記電池セル（２０）は、前記包装ボックス（３０）内に設置されることを特徴とする電池（１０）。
23. 本体（１０５）を含む電力消費装置（１００）であって、請求項１９～２１のいずれか一項に記載の電池セル（２０）、または請求項２２に記載の電池（１０）をさらに含み、前記電池セル（２０）は本体（１０５）に電気エネルギを提供する、ことを特徴とする電力消費装置（１００）。
24. 電極アセンブリ（２０１）の製造方法であって、
    第１極板（２）を提供することと、
    前記第１極板（２）の厚さ方向の対向両側に第１セパレータ（３２）と第２セパレータ（３３）を設置し、前記第１セパレータ（３２）と前記第２セパレータ（３３）をいずれも折り返して前記第１極板（２）のタブ（１５）が設置されていない縁部を被覆することとを含むことを特徴とする電極アセンブリ（２０１）の製造方法。
25. 前記第１セパレータ（３２）と前記第２セパレータ（３３）を折り返して被覆される前記第１極板（２）を前記第１方向（Ｙ）に沿って１回折り畳み、それにより前記第１極板（２）は互いに接続された２枚の第２積層シート（１１）と第１積層シート（２１）を含むことと、
    第２極板（１）を提供し、前記第２極板（１）を前記第２方向（Ｘ）に沿って往復して折り畳み、それにより前記第２極板（１）は順に接続されかつ積み重ねられた複数枚の第２積層シート（１１）を含み、前記第２方向（Ｘ）は前記第１方向（Ｙ）と垂直または平行であることと、
    前記第１極板（２）を前記第２極板（１）に挿入して、前記第１積層シート（２１）と前記第２積層シート（１１）を順に交互に積み重ねることとをさらに含むことを特徴とする請求項２４に記載の製造方法。

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