JP2024503520A - 電極アセンブリ、電池セル、電池及び電力消費装置関連出願の相互参照 - Google Patents

Abstract

本願の実施例は電極アセンブリとその製造方法及び製造システム、電池セル、電池及び電力消費装置を提供する。本願の実施例の電極アセンブリは第１極性シートと、第２極性シートと、第１セパレータと、を含み、第１極性シートと第２極性シートの極性は逆であり、第１セパレータは第１極性シート及び第２極性シートを分離するために用いられ、第１極性シート、第２極性シート及び第１セパレータは捲回方向に沿って捲回される。電極アセンブリは折り曲げ領域を有し、折り曲げ領域に第２セパレータが設けられ、第２セパレータは第１セパレータと積層され、且つ隣接する第１極性シート及び第２極性シートを分離するために用いられ、第１極性シートから脱離した少なくとも一部のイオンは第１セパレータ及び第２セパレータを通過し、且つ第２極性シートに挿入される。第１セパレータ及び第２セパレータは共同で折り曲げ領域の第１極性シート及び第２極性シートを分離することにより、電極アセンブリがセパレータの破損により短絡するという問題を効果的に減少させる。【選択図】図６

Description

本願は、２０２１年９月１０日に出願された、発明の名称が「電極アセンブリ及びそれに関連する電池セル、電池、装置及び製造方法」である、中国特許出願２０２１１１０６２６００．７の優先権を主張し、当該出願の全内容は参照により本明細書に組み込まれる。

本願は電池技術分野に関し、具体的には、電極アセンブリとその製造方法及び製造システム、電池セル、電池及び電力消費装置に関する。

電池セルは、携帯電話、ノートパソコン、バッテリカー、電気自動車、電動航空機、電動船舶、電動玩具自動車、電動玩具船舶、電動玩具航空機及び電動工具等の電子機器に広く用いられる。電池セルはカドミウムニッケル電池セル、水素ニッケル電池セル、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等を含むことができる。

電池技術の発展において、電池セルの性能を向上させる以外に、安全上の問題も無視できない課題である。電池セルの安全上の問題を保証できない場合、該電池セルを使用することはできない。従って、電池セルの安全性をどのように向上させるかは、電池技術における早急に解決すべき技術的課題である。

本願は、その安全性を向上させた電極アセンブリとその製造方法及び製造システム、電池セル、電池及び電力消費装置を提供する。

第１態様によれば、本願の実施例は第１極性シートと、第２極性シートと、第１セパレータと、を含み、第１極性シートと第２極性シートの極性は逆であり、第１セパレータは第１極性シート及び第２極性シートを分離するために用いられ、第１極性シート、第２極性シート及び第１セパレータは捲回方向に沿って捲回される電極アセンブリを提供する。電極アセンブリは折り曲げ領域を有し、折り曲げ領域に第２セパレータが設けられ、第２セパレータは第１セパレータと積層され、且つ隣接する第１極性シート及び第２極性シートを分離するために用いられ、第１極性シートから脱離した少なくとも一部のイオンは第１セパレータ及び第２セパレータを通過し、且つ第２極性シートに挿入される。

本願において、第１セパレータ及び第２セパレータは共同で折り曲げ領域の第１極性シート及び第２極性シートを分離するため、折り曲げ領域にリチウム析出の問題が発生し、又は極性シートに折り曲げの過程でバリが発生しても、リチウムデンドライト又はバリが、第１セパレータ及び第２セパレータを同時に突き破ることは困難であり、それにより第１極性シート及び第２極性シートが導通する確率を低下させ、電極アセンブリがセパレータの破損により短絡するという問題を効果的に減少させ、電極アセンブリ不良のリスクを効果的に低下させて、電極アセンブリの耐用年数及び安全性を向上させる。第１セパレータ及び第２セパレータはいずれもイオン透過性であり、イオンに対する阻害が減少し、電極アセンブリの容量を保証することができる。

いくつかの実施形態において、第２セパレータの厚さは、第１セパレータの厚さより大きい。

上記実施形態において、第２セパレータは第１セパレータより突き破られる可能性が低く、これにより第２セパレータの破損のリスクを効果的に低下させて、安全性を向上させることができる。

いくつかの実施形態において、第２セパレータは、第２セパレータの厚さ方向に積層された複数の分離層を含む。

上記実施形態において、多層構造は第２セパレータの強度を向上させ、第２セパレータが突き破られる可能性を低下させて、安全性を向上させることができる。

いくつかの実施形態において、隣接する分離層は互いに接着される。

上記実施形態において、複数の分離層は一体に接着され、これにより電極アセンブリの捲回過程において複数の分離層の間にずれが発生するリスクを低下させることができ、第２セパレータの折り曲げ領域に対する保護効果を保証する。

いくつかの実施形態において、複数の分離層は、隣接して設置された第１分離層及び第２分離層を含み、第１分離層は第２分離層と第１セパレータとの間に位置する。捲回方向において、第２分離層の端部は、第１分離層の端部からずらして設置される。

上記実施形態において、第２分離層の端部と第１分離層の端部がずらして設置されることにより、第２分離層の端部及び第１分離層の端部は極性シートの異なる領域を押圧することになり、応力の集中を減少させ、極性シートが裂けるリスクを低下させて、極性シートの性能を改善することができる。

いくつかの実施形態において、捲回方向において、第２分離層の両端はいずれも第１分離層を越えて、且つ第１セパレータに取り付けられる。

上記実施形態において、第２分離層は第１セパレータに取り付けられ、且つ捲回方向において第１分離層の移動を制限することができ、これにより充放電過程において第１分離層及び第２分離層が捲回方向に沿ってオフセットされたり、ずれたりするリスクを低下させることができ、第２セパレータの折り曲げ領域に対する保護効果を保証し、安全性を向上させる。

いくつかの実施形態において、電極アセンブリは、折り曲げ領域に接続された平坦領域をさらに含む。第１分離層全体は折り曲げ領域に位置する。第２分離層の捲回方向に沿った両端は平坦領域に位置する。

上記実施形態において、第１分離層及び第２分離層は折り曲げ領域に対して同時に保護効果を果たすことができ、短絡のリスクを低下させて、安全性を向上させる。第１分離層全体は折り曲げ領域に位置し、これにより第１分離層が平坦領域のイオンの伝送に影響することを回避して、平坦領域の充放電性能を保証することができる。第２分離層の捲回方向に沿った両端は平坦領域に位置し、これにより第２分離層の端部を第１分離層の端部とずらして、応力の集中を減少させることができる。

いくつかの実施形態において、第１分離層は第１セパレータに取り付けられる。

上記実施形態は、第１分離層が捲回方向に沿ってオフセットされたり、ずれたりするリスクを低下させることができ、第１分離層の折り曲げ領域に対する保護効果を保証し、安全性を向上させる。

いくつかの実施形態において、分離層の材質は、第１セパレータの材質と同じであり、且つ分離層の厚さは、第１セパレータの厚さに等しい。

上記実施形態において、第１セパレータ及び第２セパレータは同じ規格のセパレータを用いて製造することができ、これによりプロセスを簡略化し、コストを低下させることができる。

いくつかの実施形態において、第２セパレータの多孔度は第１セパレータの多孔度以上である。

上記実施形態において、第２セパレータは優れたイオン透過性を有し、それにより第２セパレータのイオンに対する阻害が減少し、電極アセンブリの容量を保証する。

いくつかの実施形態において、第２セパレータは、折り曲げ領域内で、少なくとも最も内側の隣接する第１極性シートと第２極性シートとの間に設けられる。

上記実施形態は、リチウム析出の問題が深刻な領域に第２セパレータを設置することにより、電極アセンブリがセパレータの破損により短絡するという問題を効果的に減少させることができ、電極アセンブリの耐用年数及び安全性を向上させる。

いくつかの実施形態において、折り曲げ領域に複数の第２セパレータが設けられ、隣接する第２セパレータは、第１極性シート又は第２極性シートによって分離される。隣接する第２セパレータのうち、内側の第２セパレータの厚さは、外側の第２セパレータの厚さより大きい。

上記実施形態において、内側の第２セパレータはより大きな厚さを有しており、突き破られるリスクをできるだけ低下させる。外側の第２セパレータは突き破られるリスクが低いため、より小さな厚さであってもよく、それにより第２セパレータの使用量を節約し、電極アセンブリのエネルギー密度を向上させる。

いくつかの実施形態において、電極アセンブリは折り曲げ領域に接続された平坦領域をさらに含み、第２セパレータの捲回方向に沿った両端はいずれも平坦領域に位置する。

上記実施形態において、第２セパレータは第１極性シート及び第２極性シートを完全に分離して、安全性を向上させることができる。

いくつかの実施形態において、第２セパレータは第１セパレータの外面に取り付けられる。

上記実施形態において、第２セパレータは第１セパレータの外面に取り付けられ、これにより充放電過程において第２セパレータが捲回方向に沿ってオフセットされたり、ずれたりするリスクを低下させるだけでなく、第２セパレータは第１セパレータの作用下で引き伸ばされて、第２セパレータがしわになるリスクを低下させる。

いくつかの実施形態において、第２極性シートは負極シートであり、第２セパレータは第２極性シートの外面に取り付けられる。

上記実施形態において、第２セパレータは第２極性シートの外面に取り付けられ、第２セパレータは第２極性シートの作用下で引き伸ばされて、第２セパレータがしわになるリスクを低下させることができる。

第２態様によれば、本願の実施例は、外ケース及び外ケース内に収容される第１態様のいずれかの実施例に係る電極アセンブリを含む電池セルを提供する。

第３態様によれば、本願の実施例は、複数の第２態様の実施例に係る電池セルを含む電池を提供する。

第４態様によれば、本願の実施例は、電気エネルギーを供給するための第２態様の電池セルを含む電力消費装置を提供する。

第５態様によれば、本願の実施例は、
第１極性シートと、第２極性シートと、第１セパレータと、第２セパレータと、を提供するステップと、
捲回方向に沿って第１極性シート、第２極性シート及び第１セパレータを捲回し、且つ折り曲げ領域を形成するステップと、を含み、
第１極性シートと第２極性シートの極性は逆であり、第１セパレータは第１極性シートと第２極性シートを分離するために用いられ、折り曲げ領域に第２セパレータが設けられ、第２セパレータは第１セパレータと積層され、且つ隣接する第１極性シート及び第２極性シートを分離するために用いられ、第１極性シートから脱離した少なくとも一部のイオンは第１セパレータ及び第２セパレータを通過し且つ第２極性シートに挿入される、電極アセンブリの製造方法を提供する。

第６態様によれば、本願の実施例は、提供装置及び捲回装置を備える電極アセンブリの製造システムを提供する。提供装置は、第１極性シート、第２極性シート、第１セパレータ及び第２セパレータを提供するために用いられる。捲回装置は、捲回方向に沿って第１極性シート、第２極性シート及び第１セパレータを捲回し、且つ折り曲げ領域を形成するために用いられる。第１極性シートと第２極性シートの極性は逆であり、第１セパレータは第１極性シート及び第２極性シートを分離するために用いられ、折り曲げ領域に第２セパレータが設けられ、第２セパレータは第１セパレータと積層され、且つ隣接する第１極性シート及び第２極性シートを分離するために用いられ、第１極性シートから脱離した少なくとも一部のイオンは第１セパレータ及び第２セパレータを通過し且つ第２極性シートに挿入される。

本願の実施例における技術的解決手段をより明確に説明するめに、以下に本願の実施例に必要な図面を簡単に説明し、理解すべきことは、以下に示された図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を要することなく、図面に基づいて他の図面をさらに取得することができる。

本願のいくつかの実施例に係る車両の構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る電池の分解概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る電池セルの分解概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る電極アセンブリの構造概略図である。 図４に示す電極アセンブリの局所拡大概略図である。 本願の別の実施例に係る電極アセンブリの局所構造概略図である。 本願のさらに別の実施例に係る電極アセンブリの局所構造概略図である。 本願のさらに別の実施例に係る電極アセンブリの局所構造概略図である。 本願のいくつかの実施例に係る電極アセンブリの製造方法のフローチャートである。 本願のいくつかの実施例に係る電極アセンブリの製造システムの概略ブロック図である。 図面において、図面は実際の比率に従って描かれたものではない。

本願の実施例の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下に本願の実施例における図面を参照しながら、本願の実施例における技術的解決手段を明確、完全に説明し、明らかに、説明される実施例は本願の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。本願の実施例に基づき、当業者が創造的な労力を要することなく取得した全ての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。

別途定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本願の当業者が一般的に理解するものと同じ意味を有する。本願において出願の明細書で使用される用語は、単に具体的な実施例を説明することが目的であり、本願を限定することを意図したものではない。本願の明細書と特許請求の範囲及び上記図面の説明における「含む」及び「有する」という用語及びそれらの類語は、排他的ではないものを意図している。本願の明細書と特許請求の範囲又は上記図面における「第１」、「第２」等の用語は異なる対象を区別するために用いられ、特定の順序又は主従関係を説明するために用いられるものではない。

なお、本願の説明においては、「中心」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「上部」、「底部」、「内」、「外」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」等の用語が指示する方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づき、本願を説明しやすくし、説明を簡略化するためのものに過ぎず、対象の装置や素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成され及び操作されるべきであることを指示又は暗示するものではなく、従って本願を限定するものと理解すべきではない。

本願の記載において説明すべきことは、特に明確に規定及び限定しない限り、「取り付ける」、「つながっている」、「接続」、「取り付け」という用語は広義に理解すべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、又は一体接続であってもよい。直接つながっていてもよく、中間媒体を介して間接的につながっていてもよく、又は２つの素子内部の連通であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。

本明細書における「実施例」への言及は、実施例に関連して説明される特定の特徴、構造又は特性が、本願の少なくとも１つの実施例に含まれ得ることを意味する。本明細書の各所に該「実施例」という語が出現しても、必ずしも全てが同じ実施例を指すわけではなく、他の実施例と相互に排他的で独立した又は代替的な実施例を指すものでもない。当業者は、本明細書に記載の実施例は他の実施例と組み合わせることができることを明示的かつ暗示的に理解する。

本明細書における「及び／又は」という用語は、単に関連対象の関連、関係を説明しているに過ぎず、３種類の関係が存在可能であることを示し、例として、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在する、ＡとＢが同時に存在する、Ｂが単独で存在する、という３つの状況を示すことができる。なお、本明細書において記号「／」は、一般的に前後の関連対象が「又は」の関係であることを示す。

本願に出現する「複数」は２つ以上（２つを含む）を指し、同様に、「複数組」は２組以上（２組を含む）を指し、「複数枚」は２枚以上（２枚を含む）を指す。

本願において、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等を含むことができ、本願の実施例はこれに限定されない。電池セルは円筒、扁平体、直方体、又は他の形状等であってもよく、本願の実施例はこれにも限定されない。電池セルは一般的にパッケージの方式により円筒形電池セル、角形電池セル及びソフトパック電池セルの３種類に分けられ、本願の実施例はこれにも限定されない。

電池セルは電極アセンブリ及び電解質を含み、電極アセンブリは正極シート、負極シート及びセパレータからなる。電池セルは、主に金属イオンが正極シートと負極シートとの間を移動することによって動作する。正極シートは正極集電体及び正極活物質層を含み、正極活物質層は正極集電体の表面に塗布され、正極活物質層が塗布されていない集電体は正極活物質層が塗布された集電体から突出し、正極活物質層が塗布されていない集電体を正極タブとする。リチウムイオン電池を例とすると、正極集電体の材料はアルミニウムであってもよく、正極活物質はコバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元系リチウム又はマンガン酸リチウム等であってもよい。負極シートは負極集電体及び負極活物質層を含み、負極活物質層は負極集電体の表面に塗布され、負極活物質層が塗布されていない集電体は負極活物質層が塗布された集電体から突出し、負極活物質層が塗布されていない集電体を負極タブとする。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質は炭素又はシリコン等であってもよい。大電流によって溶断が発生しないことを保証するために、正極タブの数は複数であり且つ一体に積層され、負極タブの数は複数であり且つ一体に積層される。セパレータの材質はＰＰ（ポリプロピレン）又はＰＥ（ポリエチレン）等であってもよい。電池技術の発展には多方面の設計要素、例えば、エネルギー密度、サイクル寿命、放電容量、充放電効率等の性能パラメータを同時に考慮する必要があり、また、電池の安全性を考慮する必要がある。

本願の実施例で言及される電池は、より高い電圧及び容量を提供するために１つ以上の電池セルを含む単一の物理的モジュールを指す。例えば、本願で言及される電池は、電池モジュール又は電池パックなどを含むことができる。電池は、一般的に１つ又は複数の電池セルをパッケージ化するための筐体を含む。筐体は、液体又は他の異物が電池セルの充放電に影響を及ぼすことを防止する。

セパレータは電気絶縁性を有し、正極シートと負極シートの間に設置され、その主な作用は正極シートと負極シートが接触して、電極アセンブリに内部短絡が発生するのを防止することである。セパレータは、電解質イオンの自由な通過を保証するために多数の貫通した細孔を有し、特に、セパレータはリチウムイオンに対して優れた透過性を有する。例示的に、セパレータは、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うちの少なくとも１つであってもよい分離基材層と、分離基材層の表面に位置しセラミック酸化物とバインダーとの混合物層であってもよい機能層と、を含む。

セパレータは電極アセンブリにおいて非常に重要な位置を占めており、電極アセンブリの短絡、性能及び耐用年数の低下等の現象を直接引き起こす可能性がある。

電池セルの充電時には、金属イオンが正極活物質層から脱離し負極活物質層に挿入されるが、何らかの異常が生じて金属イオンが析出する場合がある。リチウムイオン電池セルを例とすると、負極活物質層のリチウム挿入空間が不足する、又はリチウムイオンが負極活物質層に挿入される時の抵抗が大きすぎる又はリチウムイオンが正極活物質層から急速に離脱する等の原因により、離脱したリチウムイオンを負極シートの負極活物質層に等量挿入することができず、負極シートに挿入されないリチウムイオンが負極シートの表面のみで電子を取得し、それにより金属リチウム単体を形成することが、すなわちリチウム析出現象である。

発明者らは研究開発の過程で、捲回式の電極アセンブリはその折り曲げ領域においてリチウム析出現象が発生しやすいことを発見し、さらなる研究により、該リチウム析出現象の原因が主に、折り曲げ領域に位置する正極シート及び負極シートは折り曲げる必要があるが、折り曲げの過程で正極活物質層及び負極活物質層に応力の集中が発生し、且つそれぞれの活物質の脱落が生じやすいことにあることを発見した。活物質の脱落、特に負極シート上の活物質の脱落により、該負極シートの負極活物質層のリチウム挿入サイトが、隣接する正極シートの正極活物質層が提供できるリチウムイオンの数より少なくなり、それによりリチウム析出現象を引き起こす可能性がある。

リチウム析出が深刻である場合、脱離したリチウムイオンは負極シートの表面にリチウム結晶を形成し、セパレータが薄いため、リチウム結晶がセパレータを突き破りやすく、隣接する正極シートと負極シートが短絡する危険が生じ、安全上のリスクを引き起こす。

また、正極シート又は負極シートは捲回、折り曲げの過程において一定の微細なひび及びバリが発生しやすいため、大きな応力作用下で、セパレータが突き破られて、電極アセンブリに短絡が発生し、電池セルに発火爆発等の熱暴走現象が容易に生じる。

これに鑑みて、本願の発明者らは電極アセンブリを提供し、該電極アセンブリは折り曲げ領域においてセパレータの層数を増加し、それにより電極アセンブリにおけるセパレータの破損の確率を減少させ、第１極性シートと第２極性シートに内部短絡が発生するリスクを低下させ、耐用年数と安全性を向上させる。

本願の実施例に記載の電極アセンブリは、電池セル、電池及び電池を使用する電力消費装置に適用される。

電力消費装置は車両、携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、船舶、宇宙機、電動玩具、電動工具などであってもよい。車両はガソリン自動車、天然ガス自動車又は新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は純粋な電気自動車、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー自動車等であってもよい。宇宙機は航空機、ロケット、宇宙飛行機及び宇宙船等を含む。電動玩具はゲーム機、電動自動車玩具、電動船舶玩具及び電動航空機玩具等の固定式又は移動式の電動玩具を含む。電動工具は電動ドリル、電動グラインダ、電動レンチ、電動ドライバ、電動ハンマ、電動インパクトドライバ、コンクリートバイブレータ及び電動カンナ等の金属切削電動工具、研磨電動工具、組立電動工具及び鉄道用電動工具を含む。本願の実施例は上記電力消費装置について特に限定しない。

以下の実施例は説明の便宜上、電力消費装置として車両を例に説明する。

図１は、本願のいくつかの実施例に係る車両の構造概略図である。図１に示すように、車両１の内部に電池２が設置され、電池２は車両１の底部又は前側又は後側に設置されてもよい。電池２は、車両１へ電力を供給するために用いることができ、例えば、車両１の動作電源として用いることができる。

車両１はさらにコントローラ３及びモータ４を含むことができ、コントローラ３は、電池２がモータ４へ電力を供給するように制御するために用いられ、例えば、車両１の起動、ナビゲーション及び走行時の動作電力の必要を賄う。

本願のいくつかの実施例において、電池２は車両１の動作電源としてだけでなく、車両１の駆動電源として、燃料又は天然ガスを代替又は部分的に代替して車両１に駆動動力を提供することができる。

図２は、本願のいくつかの実施例に係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、電池セル６と、を含み、電池セル６は筐体５内に収容される。

筐体５は電池セル６を収容するために用いられ、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筐体部５１及び第２筐体部５２を含むことができ、第１筐体部５１と第２筐体部５２は互いに被せられ、第１筐体部５１及び第２筐体部５２は共同で電池セル６を収容するための収容空間５３を画定する。第２筐体部５２は一端が開口した中空構造であり、第１筐体部５１は板状構造で、第１筐体部５１は第２筐体部５２の開口側に被せられて、収容空間５３を有する筐体５を形成するものであってもよい。又は、第１筐体部５１及び第２筐体部５２はいずれも片側が開口した中空構造で、第１筐体部５１の開口側は第２筐体部５２の開口側に被せられ、収容空間５３を有する筐体５を形成するものであってもよい。なお、第１筐体部５１及び第２筐体部５２は円筒、直方体等の様々な形状であってもよい。

第１筐体部５１と第２筐体部５２を接続した後の密封性を向上させるために、第１筐体部５１と第２筐体部５２との間にシーリング材、シールリング等のシール部材を設置してもよい。

第１筐体部５１が第２筐体部５２の上部に被せられた場合、第１筐体部５１を上筐体カバーと呼び、第２筐体部５２を下筐体と呼ぶことができる。

電池２において、電池セル６は複数である。複数の電池セル６の間は直列接続又は並列接続又は直並列接続することができ、直並列接続とは複数の電池セル６において直列接続だけでなく並列接続もあることを指す。複数の電池セル６の間を直接、直列接続又は並列接続又は直並列接続し、次いで複数の電池セル６で構成された全体を筐体５内に収容することができる。なお、複数の電池セル６が、まず直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池モジュールを構成し、複数の電池モジュールがさらに直列接続又は並列接続又は直並列接続されて一体に形成され、筐体５内に収容されてもよい。

図３は、本願のいくつかの実施例に係る電池セルの分解概略図である。電池セル６は、電池２を構成する最小ユニットである。図３に示すように、電池セル６は、外ケースと、外ケース内に収容される電極アセンブリ１００と、その他の機能性部材と、を含む。

いくつかの実施例において、外ケースは、エンドカバー６１及びハウジング６２を含む。

エンドカバー６１は、ハウジング６２の開口部に被せられて電池セル６の内部環境を外部環境から隔離する部材である。エンドカバー６１の形状をハウジング６２の形状に適合させて、ハウジング６２と嵌合させることができるが、これには限定されない。好ましくは、エンドカバー６１は一定の硬度及び強度を有する材質（例えばアルミニウム合金）で製造することができ、これにより、エンドカバー６１が押圧されたりぶつけられたりしても変形しにくく、電池セル６はより高い構造強度を有することができ、安全性能も向上させることができる。エンドカバー６１には、電極端子等の機能性部材が設けられていてもよい。電極端子は電極アセンブリ１００と電気的に接続することができ、電池セル６の電気エネルギーを出力するために用いられる。

いくつかの実施例において、エンドカバー６１には、電池セル６の内部圧力又は温度が閾値に達した時に、内部圧力を逃がすために用いられる減圧機構をさらに設置することができる。エンドカバー６１の材質はいくつもあり、例えば、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、アルミニウム合金、プラスチック等であってもよく、本願の実施例はこれについて特に限定しない。

いくつかの実施例において、エンドカバー６１の内側にさらに絶縁部材が設置されてもよく、絶縁部材はハウジング６２内の電気接続部材をエンドカバー６１から隔離することに用いられてもよく、それにより短絡のリスクを低下させる。例示的に、絶縁体は、プラスチック、ゴムなどであってもよい。

ハウジング６２は、エンドカバー６１と嵌合して電池セル６の内部環境を形成するためのアセンブリであり、形成された内部環境は、電極アセンブリ１００、電解液及び他の部材を収容するために用いられる。ハウジング６２及びエンドカバー６１は、個別の部材であってもよく、ハウジング６２に開口が設けられて、開口部においてエンドカバー６１が開口部を覆うことによって電池セル６の内部環境が形成されてもよい。エンドカバー６１とハウジング６２は一体化されていてもよく、具体的には、エンドカバー６１とハウジング６２は、他の部材をハウジングに入れる前に共通の連結面が形成されてもよく、ハウジング６２の内部を封止する必要がある場合、エンドカバー６１がハウジング６２に被せられるが、これには限定されない。ハウジング６２は直方体、円筒、六角柱など、様々な形状及びサイズであってもよい。具体的に、ハウジング６２の形状は、電極アセンブリ１００の具体的な形状及び大きさによって決定される。ハウジング６２の材質はいくつもあり、例えば、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、アルミニウム合金、プラスチック等であってもよく、本願の実施例はこれについて特に限定しない。

電極アセンブリ１００は電池セル６における、電解液に浸漬されて電気化学反応を発生させる部材である。ハウジング６２内には１つ以上の電極アセンブリ１００を含むことができる。電極アセンブリ１００は、主に正極シート及び負極シートが捲回されて形成され、一般的には正極シートと負極シートとの間にセパレータが設けられる。正極シート及び負極シートの活物質を含む部分は、電極アセンブリ１００の本体部を構成し、正極シート及び負極シートの活物質を含まない部分夫々は、タブを構成する。正極タブと負極タブは、本体部の一端に共に位置してもよく、又は本体部の両端にそれぞれ位置してもよい。電池セルの充放電過程において、正極活物質及び負極活物質は電解液と反応し、タブは電極端子に接続されて電流回路を形成する。

図４は本願のいくつかの実施例に係る電極アセンブリの構造概略図であり、図５は、図４に示す電極アセンブリの局所拡大概略図である。

図４及び図５に示すように、本願の実施例の電極アセンブリ１００は第１極性シート１１０と、第２極性シート１２０と、第１セパレータ１３１と、を含み、第１極性シート１１０と第２極性シート１２０の極性は逆であり、第１セパレータ１３１は第１極性シート１１０及び第２極性シート１２０を分離するために用いられ、第１極性シート１１０、第２極性シート１２０及び第１セパレータ１３１は捲回方向Ｘに沿って捲回される。電極アセンブリ１００は折り曲げ領域Ｂを有し、折り曲げ領域Ｂに第２セパレータ１３２が設けられ、第２セパレータ１３２は第１セパレータ１３１と積層され、且つ隣接する第１極性シート１１０及び第２極性シート１２０を分離するために用いられ、第１極性シート１１０から脱離した少なくとも一部のイオンは第１セパレータ１３１及び第２セパレータ１３２を通過し、且つ第２極性シート１２０に挿入される。

本実施例において、捲回方向Ｘは第１極性シート１１０、第２極性シート１２０及び第１セパレータ１３１が内側から外周に向かって捲回される方向である。例示的に、図において、捲回方向Ｘは反時計回りである。

第１極性シート１１０及び第２極性シート１２０の一方は正極シートであり、他方は負極シートである。

第１セパレータ１３１及び第２セパレータ１３２はいずれも多数の貫通した細孔を有し、金属イオンの自由な通過を保証することができる。例えば、第１セパレータ１３１及び第２セパレータ１３２はリチウムイオンに対して優れた透過性を有し、基本的にリチウムイオンの通過を阻害しない。例示的に、第１セパレータ１３１及び第２セパレータ１３２の材質はＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）又はＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリエチレン）等であってもよい。

第１セパレータ１３１及び第２セパレータ１３２は同じ材料で製造されてもよく、異なる材料で製造されてもよい。本実施例において、第１セパレータ１３１及び第２セパレータ１３２の厚さは限定されない。

本願で言及されるセパレータは、セパレータフィルムと呼ぶこともでき、図では線で示されているが、実際にはセパレータは同様に厚みを有する。

第１極性シート１１０、第２極性シート１２０及び第１セパレータ１３１はいずれも帯状構造である。いくつかの実施例において、第１セパレータ１３１は２つ設けられ、本願は、最初に第１極性シート１１０、１つの第１セパレータ１３１、第２極性シート１２０、別の第１セパレータ１３１を順に積層し、次いで２回以上捲回して捲回構造を形成してもよい。

本願において、捲回装置は第１極性シート１１０、第２極性シート１２０及び第１セパレータ１３１を数巻き捲回し、各巻きは複数の層を構成することができ、１巻きとは電極アセンブリ１００上のある点を開始端として計算を開始し、捲回方向Ｘに沿って1周して、終了端として位置決めした別の点に達するものであり、終了端と開始端及び該巻きの中心は同一直線上にあり、開始端は終了端と該巻きの中心との間にある。各巻きは順に、第１極性シート層、第１セパレータ層、第２極性シート層、及び第２セパレータ層を含み、第１セパレータ１３１は、隣接する巻き又は同じ巻き内の隣接する層の第１極性シート１１０及び第２極性シート１２０を分離するために用いられる。

第１セパレータ１３１は、関連技術における第１極性シート１１０と第２極性シート１２０との間の１層のセパレータ、すなわちベースセパレータとして理解されるべきであり、第２セパレータ１３２は増設したセパレータ、すなわち追加セパレータとして理解されるべきである。

電極アセンブリ１００は様々な形状であってもよく、例えば、電極アセンブリ１００は円筒、扁平体、角柱体（三角柱、四角柱又は六角柱など）又は他の形状であってもよい。

第１極性シート１１０及び第２極性シート１２０はいずれも折り曲げ領域Ｂに位置する複数の折り曲げ部１５０を含む。折り曲げ領域Ｂは電極アセンブリ１００の折り曲げ構造を有する領域であり、第１極性シート１１０の折り曲げ領域Ｂに位置する部分（即ち第１極性シート１１０の折り曲げ部１５０）、及び第２極性シート１２０の折り曲げ領域Ｂに位置する部分（即ち第２極性シート１２０の折り曲げ部１５０）は、いずれも折り曲げて設置される。例示的に、第１極性シート１１０の折り曲げ部１５０及び第２極性シート１２０の折り曲げ部１５０は、ほぼ円弧状に折り曲げられる。

本実施例において、折り曲げ領域Ｂに１つの第２セパレータ１３２が設けられてもよく、複数の第２セパレータ１３２が設けられてもよい。

第２セパレータ１３２は極性シートと第１セパレータ１３１との間に積層され、該極性シートは第１極性シート１１０であってもよく、第２極性シート１２０であってもよい。いくつかの例において、第２セパレータ１３２は、極性シートと第１セパレータ１３１との間に独立して設置されてもよく、すなわち、第２セパレータ１３２は、極性シート及び第１セパレータ１３１と分かれた形態で積層され、第２セパレータ１３２と極性シートとの間、及び第２セパレータ１３２と第１セパレータ１３１との間は、接着などの接続関係を有さない。他の例において、第２セパレータ１３２は、極性シートの表面又は第１セパレータ１３１の表面に取り付けられてもよく、取り付けとは貼り付けた接続を指し、例えば、第２セパレータ１３２は、接着などの方法で極性シート又は第１セパレータ１３１に取り付けられてもよい。

第２セパレータ１３２は、全体が電極アセンブリ１００の折り曲げ領域Ｂに位置してもよく、一部のみが電極アセンブリ１００の折り曲げ領域Ｂに位置してもよい。

本実施例において、第１セパレータ１３１及び第２セパレータ１３２は共同で折り曲げ領域Ｂの第１極性シート１１０及び第２極性シート１２０を分離するため、折り曲げ領域Ｂにリチウム析出の問題が発生し、又は極性シートに折り曲げの過程でバリが発生しても、リチウムデンドライト又はバリが、第１セパレータ１３１及び第２セパレータ１３２を同時に突き破ることは困難であり、それにより第１極性シート１１０及び第２極性シート１２０が導通する確率を低下させ、電極アセンブリ１００がセパレータの破損により短絡するという問題を効果的に減少させ、電極アセンブリ１００不良のリスクを効果的に低下させて、電極アセンブリ１００の耐用年数及び安全性を向上させる。第１セパレータ１３１及び第２セパレータ１３２はいずれもイオン透過性であり、イオンに対する阻害が減少し、電極アセンブリ１００の容量を保証することができる。

いくつかの実施例において、第２セパレータ１３２の厚さは、第１セパレータ１３１の厚さより大きい。

本実施例において、第２セパレータ１３２は第１セパレータ１３１より突き破られる可能性が低く、これにより第２セパレータ１３２の破損のリスクを効果的に低下させて、安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例において、第２セパレータ１３２の多孔度は第１セパレータ１３１の多孔度以上である。

多孔度は、材料の自然状態における総体積に対するバルク材料中の細孔容積のパーセンテージを指す。一般に、多孔度の測定方法は真密度による測定方法である。

本実施例において、第２セパレータ１３２は優れたイオン透過性を有し、それにより第２セパレータ１３２のイオンに対する阻害が減少し、電極アセンブリ１００の容量を保証する。

いくつかの実施例において、第２セパレータ１３２の多孔度は第１セパレータ１３１の多孔度より大きい。

いくつかの実施例において、第２セパレータ１３２は、折り曲げ領域Ｂ内で、少なくとも最も内側の隣接する第１極性シート１１０と第２極性シート１２０との間に設けられる。

折り曲げ領域Ｂにおいて、最も内側の第１極性シート１１０及び第２極性シート１２０はリチウム析出及びバリの問題が発生しやすい。具体的には、第１極性シート１１０の他の折り曲げ部１５０に比べて、第１極性シート１１０の最も内側の折り曲げ部１５０の曲率が大きく、受ける応力も大きいため、第１極性シート１１０の最も内側の折り曲げ部１５０は活物質の脱落現象が深刻であり、バリも発生しやすい。同様に、第２極性シート１２０の他の折り曲げ部１５０に比べて、第２極性シート１２０の最も内側の折り曲げ部１５０の曲率が大きく、受ける応力も大きいため、第２極性シート１２０の最も内側の折り曲げ部１５０は活物質の脱落現象が深刻であり、バリも発生しやすい。

本実施例は、リチウム析出の問題が深刻な領域に第２セパレータ１３２を設置することにより、電極アセンブリ１００がセパレータの破損により短絡するという問題を効果的に減少させることができ、電極アセンブリ１００の耐用年数及び安全性を向上させる。

いくつかの実施例において、折り曲げ領域Ｂに複数の第２セパレータ１３２が設けられ、隣接する第２セパレータ１３２は、第１極性シート１１０又は第２極性シート１２０によって分離される。隣接する第２セパレータ１３２のうち、内側の第２セパレータ１３２の厚さは、外側の第２セパレータ１３２の厚さより大きい。

折り曲げ領域Ｂにおいて、折り曲げ部１５０の曲率は内から外へ向かって徐々に減少し、折り曲げ部１５０が受ける応力も徐々に減少する。つまり、折り曲げ領域Ｂにおいて、内側の折り曲げ部１５０に発生するリチウム析出の問題は、外側の折り曲げ部１５０に発生するリチウム析出の問題より深刻である。

本実施例において、内側の第２セパレータ１３２はより大きな厚さを有しており、突き破られるリスクをできるだけ低下させる。外側の第２セパレータ１３２は突き破られるリスクが低いため、より小さな厚さであってもよく、それにより第２セパレータ１３２の使用量を節約し、電極アセンブリ１００のエネルギー密度を向上させる。

いくつかの実施例において、複数の第２セパレータ１３２はそれぞれ独立して設置される。それぞれの第２セパレータ１３２の位置は、必要に応じて自由に設定することができる。

いくつかの実施例において、電極アセンブリ１００は折り曲げ領域Ｂに接続された平坦領域Ｃをさらに含み、第２セパレータ１３２の捲回方向Ｘに沿った両端はいずれも平坦領域Ｃに位置する。

平坦領域Ｃは電極アセンブリ１００の平坦構造を有する領域であり、第１極性シート１１０及び第２極性シート１２０はいずれも、平坦領域Ｃに位置する複数の平坦部１６０を含む。平坦領域Ｃ内の平坦部１６０はほぼ平坦に設置され、例示的に、平坦部１６０はほぼ平板状である。

例示的に、折り曲げ領域Ｂは２つであり且つそれぞれ平坦領域Ｃの両端に接続される。少なくとも１つの折り曲げ領域Ｂに第２セパレータ１３２が設置され、好ましくは、２つの折り曲げ領域Ｂにいずれも第２セパレータ１３２が設置される。

本実施例において、第２セパレータ１３２は第１極性シート１１０及び第２極性シート１２０を完全に分離して、安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例において、第２セパレータ１３２は、第１セパレータ１３１の外面に取り付けられる。

第２セパレータ１３２は、全体が第１セパレータ１３１に取り付けられてもよく、又は一部のみが第１セパレータ１３１に取り付けられてもよい。例示的に、第２セパレータ１３２は、捲回方向Ｘに沿った両端が第１セパレータ１３１に取り付けられる。

本実施例において、第２セパレータ１３２は第１セパレータ１３１に取り付けられ、これにより充放電過程において第２セパレータ１３２が捲回方向Ｘに沿ってオフセットされたり、ずれたりするリスクを低下させることができ、第２セパレータ１３２の折り曲げ領域Ｂに対する保護効果を保証し、安全性を向上させる。

第１セパレータ１３１が折り曲げられると、第１セパレータ１３１は内面が圧縮され外面が引き伸ばされるが、第２セパレータ１３２が第１セパレータ１３１の内面に取り付けられている場合、第１セパレータ１３１の影響で第２セパレータ１３２にしわが生じ、イオンの輸送に影響を及ぼす可能性がある。本実施例は、第２セパレータ１３２が第１セパレータ１３１の外面に取り付けられ、第２セパレータ１３２は第１セパレータ１３１の作用下で引き伸ばされて、第２セパレータ１３２がしわになるリスクを低下させることができる。

本願において内側及び外側とは、電極アセンブリ１００の捲回中心に対して、捲回中心に面する側が内側であり、捲回中心から遠い側が外側である。すなわち、第１セパレータ１３１の捲回中心に向いた面が内面であり、捲回中心から遠い面が外面である。

いくつかの実施例において、第２セパレータ１３２は、熱圧着によって第１セパレータ１３１の外面に取り付けられる。

いくつかの実施例において、第１セパレータ１３１及び第２セパレータ１３２の材料は、いずれもＰＰ（ポリプロピレン）又はＰＥ（ポリエチレン）であってもよい。このような材料の選択により、加工がよりしやすく、コストが低下し、商業化に有利である。

いくつかの実施例において、第１セパレータ１３１はＰＰ（ポリプロピレン）又はＰＥ（ポリエチレン）であってもよく、第２セパレータ１３２は、ポリプロピレン／超高分子量ポリエチレンセパレータ／エポキシ樹脂複合セパレータ、多孔質ポリプロピレン製セパレータ、同軸複合ナノファイバーフィルム、多孔質セパレータ、ガラス繊維電池セパレータ、ＰＶＤＦ－ＨＦＰポリマー電解質セパレータのうちの１つであってもよい。そのうち、ポリプロピレン／超高分子量ポリエチレンセパレータ／エポキシ樹脂複合セパレータは、セパレータの多孔度及び耐熱性を向上させることができる。多孔質ポリプロピレン製セパレータは、通気性と突刺強度とを両立することができる。同軸複合ナノファイバーフィルムは、フッ素を含む絶縁被覆層とポリイミドのコア層の複合ナノファイバーから構成され、優れた浸透性、保液性、イオン伝導性を保証するだけでなく、高い機械的強度と耐熱性を有する。多孔質セパレータは、ポリオレフィンをシリカ又は他の無機物質と混合することによって製造される。ガラス繊維電池セパレータは、無アルカリガラス繊維、ＰＥＴ（ポリエステル）、ＰＡ（ポリアミド）からなる。これにより、第２セパレータ１３２の突刺強度、機械的強度がより大きくなり、リチウムデンドライトの抑制作用がより強くなる。

いくつかの実施例において、第２セパレータ１３２は、第２セパレータ１３２の厚さ方向に沿って積層される複数の分離層１３２１を含む。

本実施例において、多層構造は第２セパレータ１３２の強度を向上させ、第２セパレータ１３２が突き破られる可能性を低下させて、安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例において、隣接する分離層１３２１は互いに接着される。

図４及び図５において、分離層１３２１は線で示されている。図中の分離層１３２１の間に隙間があるが、実際には、隣接する分離層１３２１は貼り合わせて接着することができる。

本実施例において、複数の分離層１３２１は一体に接着され、これにより電極アセンブリ１００の捲回過程において複数の分離層１３２１の間にずれが発生するリスクを低下させることができ、第２セパレータ１３２の折り曲げ領域Ｂに対する保護効果を保証する。

いくつかの実施例において、複数の分離層１３２１は熱圧着によって互いに接着される。

いくつかの実施例において、分離層１３２１の材質は、第１セパレータ１３１の材質と同じであり、且つ分離層１３２１の厚さは、第１セパレータ１３１の厚さに等しい。

本実施例において、第１セパレータ１３１及び第２セパレータ１３２は同じ規格のセパレータを用いて製造することができ、これによりプロセスを簡略化し、コストを低下させることができる。

図６は、本願の別の実施例に係る電極アセンブリの局所構造概略図である。

図６に示すように、いくつかの実施例において、複数の分離層は、隣接して設置された第１分離層１３２ａ及び第２分離層１３２ｂを含み、第１分離層１３２ａは第２分離層１３２ｂと第１セパレータ１３１との間に位置する。捲回方向Ｘにおいて、第２分離層１３２ｂの端部は、第１分離層１３２ａの端部からずらして設置される。

ずらして設置されるとは、第２分離層１３２ｂの端部と第１分離層１３２ａの端部とが、第２セパレータ１３２の厚さ方向において重ならないことを意味する。

例示的に、複数の分離層のうち２つの分離層はそれぞれ第１分離層１３２ａ及び第２分離層１３２ｂである。

第１分離層１３２ａの捲回方向Ｘに沿った両端をそれぞれ第１端及び第２端と定義し、第２分離層１３２ｂの捲回方向Ｘに沿った両端をそれぞれ第３端及び第４端と定義する。第３端は第４端よりも第１端に近く、第４端は第３端よりも第２端に近い。

本実施例において、第１端と第３端は捲回方向Ｘに沿ってずらして設置される。第２端と第４端は、捲回方向Ｘに沿って揃えて設置されてもよく、捲回方向Ｘに沿ってずらして設置されてもよい。

充放電過程において、第１極性シート１１０及び第２極性シート１２０は膨張し且つ第１分離層１３２ａ及び第２分離層１３２ｂを押圧する。第１分離層１３２ａの端部と第２分離層１３２ｂの端部が揃えられると、第１分離層１３２ａの端部及び第２分離層１３２ｂの端部は極性シートの同じ位置を圧迫して応力の集中を引き起こし、極性シートの性能に影響を及ぼす。

本実施例は、第２分離層１３２ｂの端部と第１分離層１３２ａの端部がずらして設置されることにより、第２分離層１３２ｂの端部及び第１分離層１３２ａの端部は極性シートの異なる領域を押圧することになり、応力の集中を減少させ、極性シートが裂けるリスクを低下させて、極性シートの性能を改善することができる。

いくつかの実施例において、捲回方向Ｘにおいて、第２分離層１３２ｂの両端はいずれも第１分離層１３２ａを越えて、且つ第１セパレータ１３１に取り付けられる。

第１分離層１３２ａは第２分離層１３２ｂと第１セパレータ１３１との間に独立して設置されてもよく、第２分離層１３２ｂ又は第１セパレータ１３１に取り付けられてもよい。

本実施例において、第２分離層１３２ｂは第１セパレータ１３１に取り付けられ、且つ捲回方向Ｘにおいて第１分離層１３２ａの移動を制限することができ、これにより充放電過程において第１分離層１３２ａ及び第２分離層１３２ｂが捲回方向Ｘに沿ってオフセットされたり、ずれたりするリスクを低下させることができ、第２セパレータ１３２の折り曲げ領域Ｂに対する保護効果を保証し、安全性を向上させる。

いくつかの実施例において、第１分離層１３２ａは第１セパレータ１３１に取り付けられる。

第１分離層１３２ａは、全体が第１セパレータ１３１に取り付けられてもよく、又は一部のみが第１セパレータ１３１に取り付けられてもよい。例示的に、第１分離層１３２ａは、捲回方向Ｘに沿った両端が第１セパレータ１３１に取り付けられる。

本実施例は、第１分離層１３２ａが捲回方向Ｘに沿ってオフセットされたり、ずれたりするリスクを低下させることができ、第１分離層１３２ａの折り曲げ領域Ｂに対する保護効果を保証し、安全性を向上させる。

図７は、本願のさらに別の実施例に係る電極アセンブリの局所構造概略図である。

図７に示すように、いくつかの実施例において、電極アセンブリ１００は、折り曲げ領域Ｂに接続された平坦領域Ｃをさらに含む。第１分離層１３２ａ全体は折り曲げ領域Ｂに位置する。第２分離層１３２ｂの捲回方向Ｘに沿った両端は、平坦領域Ｃに位置する。

本実施例において、第１分離層１３２ａ及び第２分離層１３２ｂは折り曲げ領域Ｂに対して同時に保護効果を果たすことができ、短絡のリスクを低下させて、安全性を向上させる。第１分離層１３２ａ全体は折り曲げ領域Ｂに位置し、これにより第１分離層１３２ａが平坦領域Ｃのイオンの伝送に影響することを回避して、平坦領域Ｃの充放電性能を保証することができる。第２分離層１３２ｂの捲回方向Ｘに沿った両端は平坦領域Ｃに位置し、これにより第２分離層１３２ｂの端部を第１分離層１３２ａの端部とずらして、応力の集中を減少させることができる。

いくつかの実施例において、第１分離層１３２ａの捲回方向Ｘに沿った端部は、平坦領域Ｃと折り曲げ領域Ｂとの境界に位置する。

図８は、本願のさらに別の実施例に係る電極アセンブリの局所構造概略図である。

図８に示すように、第２極性シート１２０は負極シートであり、第２セパレータ１３２は第２極性シート１２０の外面に取り付けられる。

本実施例において、第２セパレータ１３２が第２極性シート１２０の外面に取り付けられ、第２セパレータ１３２は第２極性シート１２０の作用下で引き伸ばされて、第２セパレータ１３２がしわになるリスクを低下させることができる。

折り曲げ領域Ｂにおいて、負極シートの外側の正極シートの直径は、負極シートの直径より大きく、従って負極シートの外側の正極シートにおける正極活物質層の面積は、負極シートの負極活物質層の面積より大きく、これにより負極シートの外面にリチウムが析出しやすい。本実施例は、第２セパレータ１３２を負極シートの外面に取り付けることにより、短絡のリスクを低下させ、安全性を向上させる。

図９は、本願のいくつかの実施例に係る電極アセンブリの製造方法のフローチャートである。

図９に示すように、本願の実施例の電極アセンブリの製造方法は、
第１極性シートと、第２極性シートと、第１セパレータと、第２セパレータと、を提供するステップＳ１００と、
捲回方向に沿って第１極性シート、第２極性シート及び第１セパレータを捲回し、且つ折り曲げ領域を形成するステップＳ２００と、を含み、
第１極性シートと第２極性シートの極性は逆であり、第１セパレータは第１極性シートと第２極性シートを分離するために用いられ、折り曲げ領域に第２セパレータが設けられ、第２セパレータは第１セパレータと積層され、且つ隣接する第１極性シート及び第２極性シートを分離するために用いられ、第１極性シートから脱離した少なくとも一部のイオンは第１セパレータ及び第２セパレータを通過し且つ第２極性シートに挿入される。

なお、上記電極アセンブリの製造方法によって製造される電極アセンブリの関連構造は、上記各実施例が提供する電極アセンブリを参照することができる。

図１０は、本願のいくつかの実施例に係る電極アセンブリの製造システムの概略ブロック図である。

図１０に示すように、本願の実施例の電極アセンブリの製造システム９０は提供装置９１と、捲回装置９２と、を含む。提供装置９１は、第１極性シート、第２極性シート、第１セパレータ及び第２セパレータを提供するために用いられる。捲回装置９２は、捲回方向に沿って第１極性シート、第２極性シート及び第１セパレータを捲回し、且つ折り曲げ領域を形成するために用いられる。第１極性シートと第２極性シートの極性は逆であり、第１セパレータは第１極性シート及び第２極性シートを分離するために用いられ、折り曲げ領域に第２セパレータが設けられ、第２セパレータは第１セパレータと積層され、且つ隣接する第１極性シート及び第２極性シートを分離するために用いられ、第１極性シートから脱離した少なくとも一部のイオンは第１セパレータ及び第２セパレータを通過し且つ第２極性シートに挿入される。

上記製造システムによって製造される電極アセンブリの関連構造は、上記各実施例が提供する電極アセンブリを参照することができる。

なお、本願における実施例及び実施例における特徴は、矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。

最後に説明すべき点は以下のとおりである。以上の各実施例は本願の技術的解決手段を説明するためのものに過ぎず、それを制限するものではない。前述の実施例を参照して本願を詳細に説明したが、当業者は以下のことを理解すべきである。当業者は依然として前記各実施例に記載の技術的解決手段を修正し、又はそのうち一部の技術的特徴を等価置換することができるが、これらの修正又は置換は、対応する技術的解決手段の実質を本願の各実施例の技術的解決手段の主旨及び範囲から逸脱させるものではない。

Claims (20)

1. 第１極性シートと、第２極性シートと、第１セパレータと、を含み、
   前記第１極性シートと前記第２極性シートの極性は逆であり、前記第１セパレータは前記第１極性シート及び前記第２極性シートを分離するために用いられ、前記第１極性シート、前記第２極性シート及び前記第１セパレータは捲回方向に沿って捲回され、
   前記電極アセンブリは折り曲げ領域を有し、前記折り曲げ領域に第２セパレータが設けられ、前記第２セパレータは前記第１セパレータと積層され、且つ隣接する前記第１極性シート及び前記第２極性シートを分離するために用いられ、前記第１極性シートから脱離した少なくとも一部のイオンは前記第１セパレータ及び前記第２セパレータを通過し、且つ前記第２極性シートに挿入される電極アセンブリ。
2. 前記第２セパレータの厚さは、前記第１セパレータの厚さより大きい、請求項１に記載の電極アセンブリ。
3. 前記第２セパレータは、前記第２セパレータの厚さ方向に積層された複数の分離層を含む、請求項１又は２に記載の電極アセンブリ。
4. 隣接する前記分離層は互いに接着される、請求項３に記載の電極アセンブリ。
5. 前記複数の分離層は、隣接して設置された第１分離層及び第２分離層を含み、前記第１分離層は前記第２分離層と前記第１セパレータとの間に位置し、
   前記捲回方向において、前記第２分離層の端部は、前記第１分離層の端部からずらして設置される、請求項３又は４に記載の電極アセンブリ。
6. 前記捲回方向において、前記第２分離層の両端はいずれも前記第１分離層を越えて、且つ前記第１セパレータに取り付けられる、請求項５に記載の電極アセンブリ。
7. 前記折り曲げ領域に接続された平坦領域をさらに含み、
   前記第１分離層全体は前記折り曲げ領域に位置し、前記第２分離層の前記捲回方向に沿った両端は前記平坦領域に位置する、請求項６に記載の電極アセンブリ。
8. 前記第１分離層は前記第１セパレータに取り付けられる、請求項５～７のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
9. 前記分離層の材質は前記第１セパレータの材質と同じであり、且つ前記分離層の厚さは前記第１セパレータの厚さに等しい、請求項３～８のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
10. 前記第２セパレータの多孔度は前記第１セパレータの多孔度以上である、請求項１～９のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
11. 前記第２セパレータは、前記折り曲げ領域内で、少なくとも最も内側の隣接する前記第１極性シートと前記第２極性シートとの間に設けられる、請求項１～１０のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
12. 前記折り曲げ領域に複数の前記第２セパレータが設けられ、隣接する前記第２セパレータは、前記第１極性シート又は前記第２極性シートによって分離され、
    隣接する前記第２セパレータのうち、内側の前記第２セパレータの厚さは、外側の前記第２セパレータの厚さより大きい、請求項１～１１のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
13. 前記折り曲げ領域に接続された平坦領域をさらに含み、
    前記第２セパレータの前記捲回方向に沿った両端はいずれも前記平坦領域に位置する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
14. 前記第２セパレータは前記第１セパレータの外面に取り付けられる、請求項１～１３のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
15. 前記第２極性シートは負極シートであり、前記第２セパレータは前記第２極性シートの外面に取り付けられる、請求項１～１３のいずれか一項に記載の電極アセンブリ。
16. 外ケースと、前記外ケース内に収容される請求項１～１５のいずれか一項に記載の電極アセンブリと、を含む電池セル。
17. 複数の請求項１６に記載の電池セルを含む電池。
18. 電気エネルギーを供給するための請求項１６に記載の電池セルを含む、電力消費装置。
19. 第１極性シートと、第２極性シートと、第１セパレータと、第２セパレータと、を提供するステップと、
    捲回方向に沿って前記第１極性シート、前記第２極性シート及び前記第１セパレータを捲回し、且つ折り曲げ領域を形成するステップと、を含み、
    前記第１極性シートと前記第２極性シートの極性は逆であり、前記第１セパレータは前記第１極性シートと前記第２極性シートを分離するために用いられ、前記折り曲げ領域に第２セパレータが設けられ、前記第２セパレータは前記第１セパレータと積層され、且つ隣接する前記第１極性シート及び前記第２極性シートを分離するために用いられ、前記第１極性シートから脱離した少なくとも一部のイオンは前記第１セパレータ及び前記第２セパレータを通過し且つ前記第２極性シートに挿入される、電極アセンブリの製造方法。
20. 第１極性シート、第２極性シート、第１セパレータ及び第２セパレータを提供するために用いられる提供装置と、
    捲回方向に沿って前記第１極性シート、前記第２極性シート及び前記第１セパレータを捲回し、且つ折り曲げ領域を形成するために用いられる捲回装置と、を含み、
    前記第１極性シートと前記第２極性シートの極性は逆であり、前記第１セパレータは前記第１極性シートと前記第２極性シートを分離するために用いられ、前記折り曲げ領域に第２セパレータが設けられ、前記第２セパレータは前記第１セパレータと積層され、且つ隣接する前記第１極性シート及び前記第２極性シートを分離するために用いられ、前記第１極性シートから脱離した少なくとも一部のイオンは前記第１セパレータ及び前記第２セパレータを通過し且つ前記第２極性シートに挿入される、電極アセンブリの製造システム。
    

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