JP2024515180A - 電気化学装置及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

ハウジング、電極アセンブリ及び導電板を含む電気化学装置であって、電極アセンブリはハウジング内に設けられ、導電板は電極アセンブリと電気的に接続され、且つハウジングから突出する。電気化学装置は、さらに第１層を含み、導電板の延出方向を第１方向と定義する。第１方向において、第１層は、互いに接続する第１領域と第２領域とを含み、第１領域はハウジング内に設けられ、第２領域はハウジングの外に設けられる。導電板の一方の表面に垂直な方向を第２方向と定義する。第２方向に沿って見ると、第２領域は導電板と部分的に重なり、且つ第１凸部と第２凸部とを含む。第２方向に沿って見ると、第１凸部は導電板と部分的に重なり且つ第１方向に沿って突出し、第２凸部は導電板と部分的に重なり且つ第１方向に沿って突出している。第３方向において、第１凸部と第２凸部は互いに離間している。本願は、電子機器をさらに提供する。本願発明は、改善された密封性と使用寿命を有している。

Description

本願は、エネルギー貯蔵技術分野に関し、特に電気化学装置及びこの電気化学装置を有する電子機器に関する。
電気化学装置（例えば、電池）は、電子移動機器、電動工具及び電気自動車などの電子製品に広く使用されており、ユーザーの電気化学装置に対する要求も高まっている。
電気化学装置の製造過程では、電極アセンブリと電解液を収容するための収容空間を形成するために、上部ケースと下部ケースとを密封して、閉鎖しているハウジングを形成する必要がある。電極アセンブリに電気的に接続された導電板は、ハウジングから突出している。しかしながら、ハウジングにおける導電板の突き出た位置は、気密性が低下するという問題がある。機械的乱用（落下、衝突、振動など）が発生すると、ケーシングに液漏れの可能性があり、製品の使用寿命を低下させる。
従来技術の不足に鑑み、改善された密封性を有する電気化学装置を提案する必要がある。
また、この電気化学装置を備えた電子機器を提供する必要がある。
本願発明による電気化学装置は、ハウジング、電極アセンブリ及び第１導電板を含み、前記電極アセンブリは前記ハウジング内に設けられ、前記第１導電板は前記電極アセンブリと電気的に接続され、且つ前記ハウジングから突出し、
前記電気化学装置は、さらに第１層を含み、
前記第１導電板の延出方向を第１方向と定義すると、前記第１方向において、前記第１層は、互いに接続する第１領域と第２領域とを含み、前記第１領域は前記ハウジング内に設けられ、前記第２領域は前記ハウジングの外に設けられ、
前記第１導電板の一方の表面に垂直な方向を第２方向と定義し、前記第２方向に沿って見ると、前記第２領域は前記第１導電板と部分的に重なり、前記第１層は絶縁材料を含み、
前記第２領域は、第１凸部と第２凸部とを含み、
前記第２方向に沿って見ると、前記第１凸部は、前記第１導電板と部分的に重なり且つ前記第１方向に沿って突出し、前記第２凸部は、前記第１導電板と部分的に重なり且つ前記第１方向に沿って突出し、
第３方向、前記第１方向、および前記第２方向を互いに垂直であることを定義し、前記第３方向において、前記第１凸部と前記第２凸部は互いに離間している。
本願発明は、第１層上に第１凸部及び第２凸部を設ける。機械的な乱用が発生すると、第１層に発生する応力を第１凸部及び第２凸部の延在方向に分散させることができ、第１層と第１導電板との分離の可能性を低減するだけでなく、第１層の密封性を高め、電気化学装置の使用寿命を向上させることができる。これと同時に、第１層の密封性が低下し、水蒸気がハウジングに進入することにより正極導電層中の遷移金属イオンが溶出する可能性を低減し、電気化学装置の記憶性能とサイクル性能を向上させることにも有利である。さらに、第１凸部と第２凸部は、第１層と第１導電板との接触面積を増加させるので、第１導電板が充電発熱すると、第１凸部と第２凸部は第１層の放熱効率を向上させ、第１層が頻繁な温度変化によって劣化することを改善し、同様に第１層の密封性を向上させることに有利である。
幾つかの実現可能な態様では、前記第２方向に沿って見ると、前記第２領域は、前記第１凸部と前記第２凸部との間に設けられた第３凸部をさらに含み、前記第３凸部は、前記第１方向に沿って突出している。第３凸部は、第１層と第１導電板との接触面積をさらに増加させるため、第１層の放熱効率をさらに向上させ、第１層の密封性を向上させる。
幾つかの実現可能な態様では、前記第２方向に沿って見ると、前記ハウジングは、前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた第１辺を含み、前記第１方向において、前記第１辺から前記第１凸部の頂点までの距離が第１距離であり、前記第１辺から前記第３凸部の頂点までの距離が第２距離であると定義し、前記第１距離は前記第２距離よりも大きい。そのため、第１凸部は応力の分散と放熱効果の向上の役割を果たすことができるとともに、第３凸部の張り出し距離が大きいことに起因して、第１導電板の表面に接続された第１領域の厚さが相応に小さくなる状況を改善することにも有利であり、第１層の密封性への影響を小さくすることができる。
幾つかの実現可能な態様では、前記第３凸部の数は複数である。
幾つかの実現可能な態様では、前記第２方向に沿って見ると、前記第２領域と前記第１導電板とが重なる部分をオーバーラップ領域と定義し、前記オーバーラップ領域は、前記第２方向に沿って張り出している第４凸部を含む。したがって、第１導電板を折り曲げる必要がある場合、第４凸部は、第１導電板が第１辺から露出した金属層に直接接触することによる短絡または腐食の可能性を低減することができる。
幾つかの実現可能な態様では、前記第１層は、前記第３方向に沿って延びる第２辺を含み、前記第３方向において、前記第１凸部は前記第２辺と前記第２凸部との間に設けられ、
前記第１方向において、前記第１辺から前記第２辺までの距離は第３距離であり、前記第１距離は前記第３距離より大きい。したがって、第１凸部は、応力の分散と放熱効果の向上の役割を果たすことができるとともに、第１辺の張り出し距離が大きい場合には、第１導電板の側面に接続された第１領域の厚さが相応に小さくなる状況も改善され、第１層の密封性への影響を小さくすることができる。
幾つかの実現可能な態様では、前記第２距離は前記第３距離より大きい。
幾つかの実現可能な態様では、前記第３距離は０.２ｍｍ～３.５ｍｍであり、前記第１距離と前記第３距離との比は１.０９～１６の範囲である。本願発明は、第３距離の範囲を限定することにより、第１辺の張り出し距離が小さいこと（第１層に印加するパッケージヘッドの圧力が不足である）により第１層の密封性が低下する可能性を低減しつつ、第１辺の張り出し距離が大きい場合に第１層の密封性への影響も低減する。第３距離の上限値を規定することにより、第１層が折り曲げられた後に破裂する可能性も低減できる。これと同時に、本願発明は、第１距離と第３距離との比の範囲を限定することにより、第１距離が小さい場合の応力分散効果と放熱効果が低下する問題を改善するとともに、第１距離が大きい場合に電気化学装置のエネルギー密度への影響を低減する。
幾つかの実現可能な態様では、前記第２方向に沿って見ると、前記第１導電板は、対向して設けられた第１側面と第２側面とを含み、前記第１方向において、前記第１凸部の頂点は前記第１側面と重なり、前記第２凸部の頂点は前記第２側面と重なり合う。
幾つかの実現可能な態様では、前記ハウジングは、本体部と、前記本体部に接続される接続部とを含み、前記接続部は前記本体部を密封することに用いられ、前記電極アセンブリは、前記本体部の中に設けられ、前記第１導電板は、前記電極アセンブリと電気的に接続され且つ前記接続部から延出し、前記第１領域は、前記第１導電板と前記接続部とを接続する。したがって、第１領域は、第１導電板と接続部との間の空隙を封止するために使用され、液漏れの可能性を低減することができる。
幾つかの実現可能な態様では、前記ハウジングは、対向して配置された第１ケースと第２ケースとを含み、前記第１ケースは第１ポリマー層を含み、前記第２ケースは第２ポリマー層を含み、前記第１ポリマー層と前記第２ポリマー層は、互いに接着して前記接続部を形成することにより、シールを実現する。また、第１ポリマー層及び第２ポリマー層は、電解液中の有機溶媒によってハウジングが溶解又は膨潤する可能性を低減することもできる。
幾つかの実現可能な態様では、前記第１ポリマー層は第１ポリマー材料を含み、前記第２ポリマー層は第２ポリマー材料を含み、前記第１ポリマー材料と前記第２ポリマー材料はそれぞれ独立してポリプロピレン、プロピレン共重合体、ポリエチレン又はポリメチルメタクリレートから選ばれる少なくとも１種である。
幾つかの実現可能な態様では、前記第１層は、さらに第３領域を含み、
前記第１方向において、前記第１領域は前記第２領域と前記第３領域との間に接続され、前記第３領域は前記本体部内に設けられ、
前記第３領域は、第５凸部と第６凸部とを含み、
前記第２方向に沿って見ると、第５凸部は前記第１導電板と部分的に重なり且つ前記第１方向から離れるように突出し、
前記第６凸部は、前記第１導電板と部分的に重なり且つ前記第１方向から離れるように突出し、
前記第３方向において、前記第５凸部と前記第６凸部は互いに離間している。
したがって、機械的乱用が発生した場合には、第５凸部及び第６凸部は、第１層に発生する応力を分散することができるとともに、第１層の放熱効率を向上させて、第１層の密封性を向上させることができる。
幾つかの実現可能な態様では、前記絶縁材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン変性材料又はポリエチレン変性材料から選択される少なくとも１種である。
本願発明は、上記の電気化学装置を備える電子機器をさらに提供している。
本願の一実施形態により提供される電気化学装置の斜視図である。 図１に示す電気化学装置の正面図である。 図１に示す電気化学装置の背面図である。 図２に示す電気化学装置のＡ部における部分拡大図である。 図２に示す電気化学装置のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。 図２に示す電気化学装置のＶＩ－ＶＩ線に沿った断面図である。 図２に示す電気化学装置の他の実施形態における断面図である。 図５に示す電気化学装置の第１導電板が回路基板に接続された状態での断面図である。 図２に示す電気化学装置のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２に示す電気化学装置の第１層の構造概略図である。 幾つかの実施形態における図２の電気化学装置の電極アセンブリの平面図である。 図１に示す電気化学装置の封止前の構成図である。 図１１に示す電気化学装置の第１ケースの部分断面図である。 図１１に示す電気化学装置の第２ケースの部分断面図である。 本願の他の実施形態によって提供される電気化学装置の正面図である。 図１４に示す電気化学装置のＢ部における部分拡大図である。 本願の一実施形態によって提供される電子機器の概略構成図である。
以下、本願の実施形態における技術的態様を明確に且つ詳細に説明する。明らかに、説明された実施形態は本願の一部の実施形態にすぎず、すべての実施形態ではない。特に定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本願の技術分野に属する技術者が一般的に理解するものと同じ意味である。本願の明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、本願を限定することを目的とするものではない。
以下、本願の実施形態について詳細に説明する。しかし、本願は多くの異なる形態として具現化することができ、且つ本明細書で説明する例示的な実施形態に限定されると解釈すべきではない。これらの例示的な実施形態を提供することにより、本願が完全かつ詳細に当業者に伝達される。
さらに、簡潔で明確にするために、図面では、様々なコンポーネント、層のサイズまたは厚さを拡大することができる。全文にわたって、同じ数値は同じ要素を指す。本明細書で使用されるように、用語「及び／または」は、１つまたは複数の関連する列挙された項目の任意及びすべての組合せを含む。さらに、要素Ａが要素Ｂに「接続される」と呼ばれる場合、要素Ａは要素Ｂに直接接続されていてもよいし、中間要素Ｃが存在していてもよく、要素Ａと要素Ｂは互いに間接的に接続されていてもよいことを理解すべきである。
さらに、本願の実施形態を説明する際に「可」を使用する場合、「本願の１つまたは複数の実施形態」を意味する。
本明細書で使用される専門用語は、具体的な実施形態を説明する目的であり、本願を限定することを意図していない。本明細書で使用されるように、単数形は、文脈が特に明示的に示されない限り、複数形も含むことが意図される。さらに、本明細書における「含む」という用語は、記載された特徴、数値、ステップ、動作、要素及び／または構成要素が存在することを意味するが、１つ以上の他の特徴、数値、ステップ、動作、要素、及び/またはそれらの組合せの存在または追加は除外されない。
「上」などの空間関連用語は、図で説明したような１つの要素または特徴と別の要素（複数の要素）または特徴（複数の特徴）との関係を説明するために、本明細書で簡単に説明するために使用される。図示された方向に加えて、空間関連用語は、使用または動作中のデバイスまたは装置の異なる方向を含むことが意図される。例えば、図中のデバイスを反転すると、他の要素または特徴の「上方」または「上面」と記述されている要素は、他の要素または特徴の「下方」または「下面」に位置決めされる。したがって、例示的な用語「上」は、上面及び下面の両方の方向を含むことが可能である。第１、第２、第３などの用語は、本明細書で様々な要素、成分、領域、層、及び／または部分を記述するために使用できるが、これらの要素、成分、領域、層、及び／または部分は、これらの用語によって制限されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は、１つの要素、構成要素、領域、層または部分と、他の要素、構成要素、領域、層または部分とを区別するために使用される。したがって、以下に論じる第１の要素、構成要素、領域、層または部分は、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２の要素、構成要素、領域、層または部分と呼ぶことができる。
図１～図３に示すように、本願の一実施形態による電気化学装置１００は、ハウジング１０、電極アセンブリ２０、第１導電板３０及び第２導電板４０を含む。電極アセンブリ２０は、ハウジング１０内に設けられている。第１導電板３０と第２導電板４０は、いずれも電極アセンブリ２０と電気的に接続され、且つハウジング１０から延出している。第１導電板３０と第２導電板４０とは、外部素子（図示せず）と接続することができる。第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び第３方向Ｚが互いに垂直であることを定義する。第１導電板３０の延出方向は、第１方向Ｘである。第１導電板３０の第１表面に垂直な方向は、第２方向Ｙである。第１導電板３０から第２導電板４０までの方向は、第３方向Ｚである。
図５を併せて参照すると、ハウジング１０は、第２方向Ｙにおいて対向して配置された第１ケース１０１と第２ケース１０２とを含む。第１ケース１０１は、互いに接続された第１部分１０１ａと第２部分１０１ｂとを含む。第２部分１０１ｂの３つの側辺は、第１部分１０１ａにより囲まれている。第２ケース１０２は、互いに接続された第３部分１０２ａと第４部分１０２ｂとを含む。第４部分１０２ｂの３つの側辺は、第３部分１０２ａにより囲まれている。第１部分１０１ａは、第３部分１０２ａに接続されている。第２部分１０１ｂと第４部分１０２ｂは、共同で電極アセンブリ２０を収容するための収容空間を構成している。
ハウジング１０は、本体部１１と接続部１２とを備えている。第１ケース１０１の第２部分１０１ｂと第２ケース１０２の第４部分１０２ｂとは、接続されて本体部１１を形成している。第１ケース１０１の第１部分１０１ａと第２ケース１０２の第３部分１０２ａとは、本体部１１を封止するための接続部１２を形成するように接続されている。電極アセンブリ２０は、本体部１１内に設けられている。幾つかの実施形態では、ハウジング１０は、パッケージフィルムを用いてパッケージ化された包装袋を採用してもよい。即ち、電気化学装置１００はソフトパック電池であり、接続部１２は第１部分１０１ａと第３部分１０２ａとがパッケージされて形成された縁取りである。第１導電板３０と第２導電板４０は、いずれも接続部１２の中に挟持され、且つ接続部１２の縁からハウジング１０を突き出す。
図１～図３に示すように、第１方向Ｘにおいて、本体部１１は、対向して設けられた第１端壁１１１と第２端壁１１２とを含む。幾つかの実施形態では、第１方向Ｘにおいて、第１ケース１０１の第２部分１０１ｂは、対向して配置された第１端面１１１１と第２端面１１２１とを含む。第２ケース１０２の第４部分１０２ｂは、対向して配置された第３端面１１１２と第４端面１１２２とを含む。第２方向Ｙにおいて、第１端面１１１１と第３端面１１１２とは互いに接続されて第１端壁１１１を形成し、第２端面１１２１と第４端面１１２２とは互いに接続されて第２端壁１１２を形成する。第３方向Ｚにおいて、本体部１１は、対向して設けられた第１側壁１１３と第２側壁１１４とを含む。幾つかの実施形態では、第３方向Ｚにおいて、第１ケース１０１の第２部分１０１ｂは対向して配置された第１側面１１３１と第２側面１１４１とを含み、第２ケース１０２の第４部分１０２ｂは対向して配置された第３側面１１３２と第４側面１１４２とを含む。第２方向Ｙにおいて、第１側面１１３１と第３側面１１３２とは接続されて第１側壁１１３を形成し、第２側面１１４１と第４側面１１４２とは接続されて第２側壁１１４を形成する。第２方向Ｙにおいて、本体部１１は、対向して設けられた第３側壁１１５と第４側壁１１６とを含む。幾つかの実施形態では、接続部１２は、互いに接続されている第１接続領域１２ａ、第２接続領域１２ｂ、及び第３接続領域１２ｃを含む。第２方向Ｙに沿って見ると、接続部１２の第１接続領域１２ａは、第１端壁１１１に接続されている。このとき、第１導電板３０と第２導電板４０は、共に第１接続領域１２ａの中に挟持され、且つ第１接続領域１２ａの縁からハウジング１０を突き出す。第２方向Ｙに沿って見ると、第２接続領域１２ｂは第１側壁１１３に接続され、第３接続領域１２ｃは第２側壁１１４に接続される。さらに、ハウジング１０は、第２方向Ｙから見て、第１辺１２１を含む。第１辺１２１は、第１方向Ｘにおける第１接続領域１２ａの縁でもある。第１導電板３０と第２導電板４０は、第１辺１２１からハウジング１０を延出している。より具体的には、第１端面１１１１と第３端面１１１２は、それぞれ第１接続領域１２ａの両側に位置している。第２方向Ｙにおいて、第１端面１１１１は第１接続領域１２ａと第３側面１１５とを接続し、第３端面１１１２は第１接続領域１２ａと第４側面１１６とを接続している。図５～図７を併せて参照すると、幾つかの実施形態では、第２方向Ｙにおいて、第１接続領域１２ａと第３側面１１５との間の距離は、第１接続領域１２ａと第４側面１１６との間の距離よりも大きい。即ち、第１端面１１１１は深穴面であり、第３端面１１１２は浅穴面である。
幾つかの実施形態では、第１接続領域１２ａは折り曲げられる必要はない。即ち、第１接続領域１２ａが位置する表面は、第１端壁１１１が位置する表面に対してほぼ垂直である。このとき、第１方向Ｘは、第１導電板３０が電極アセンブリ２０を突き出す方向（第１導電板３０が電極アセンブリ２０から突出する方向）であり、第１導電板３０が第１接続領域１２ａから突出する方向でもある。第２方向Ｙは、第１接続領域１２ａ内に位置する第１導電板３０の第１表面に垂直な方向である。
別の実施形態では、第１接続領域１２ａは、第１方向Ｘにおける電気化学装置１００の寸法を小さくし、空間利用率とエネルギー密度を高めるように、第１端壁１１１まで折り曲げられてもよい。第１接続領域１２ａが第１端壁１１１に折り曲げられると、第１導電板３０が第１接続領域１２ａから張り出す方向は変化する。このとき、第１方向Ｘは、第１導電板３０が電極アセンブリ２０から突出する方向であり、第１接続領域１２ａを第１端壁１１１に垂直な状態に折り返したときに第１接続領域１２ａから第１導電板３０が延出する方向でもある。第２方向Ｙは、第１接続領域１２ａを第１端壁１１１に垂直な状態に折り返したときに、第１接続領域１２ａ内に位置する第１導電板３０の第１表面に垂直な方向である。
図５、図６及び図１０を併せて参照すると、電極アセンブリ２０は、第１電極シート２１と第２電極シート２２とセパレータフィルム２３とを含む巻取り構造である。セパレータフィルム２３は、第１電極シート２１と第２電極シート２２との間に設けられている。第１電極シート２１、セパレータフィルム２３及び第２電極シート２２は、順次に積層して巻回されて、電極アセンブリ２０を形成する。第１電極シート２１は、第１導電層２１０と、第１導電層２１０に設けられた第１導電材料層２１１とを含む。第２電極シート２２は、第２導電層２２０と、第２導電層２２０に設けられた第２導電材料層２２１とを含む。電極アセンブリ２０は、さらに、複数の第１タブ２４と、複数の第２タブ２５とを含む。複数の第１タブ２４は、一端が第１導電層２１０に電気的に接続され、他端が第１導電板３０に電気的に接続されている。第２タブ２５は、一端が第２導電層２２０に電気的に接続され、他端が第２導電板４０に電気的に接続されている。複数の第１タブ２４は、第１中継部２４０を介して第１導電板３０に接続可能である。複数の第２タブ２５は、第２中継部２５０を介して第２導電板４０に接続されていてもよい。他の実施形態では、図７に示すように、それが図５に示す電極アセンブリ２０との違いは、電極アセンブリ２０が巻取り構造である場合、電極アセンブリ２０は第１タブ２４と第２タブ２５とを含まなくてもよいことである。このとき、第１導電板３０は、第１導電層２１０に直接接続されてもよい。第２導電板４０は、第２導電層２２０に直接接続されてもよい。別の実施形態では、電極アセンブリ２０は、積層構造であってもよく、即ち、第１電極シート２１、セパレータフィルム２３、及び第２電極シート２２を順次に積層して、電極アセンブリ２０を形成することもできる。
ここで、第１電極シート２１は、正極シートであってもよい。これに対応して、第１導電層２１０は正極導電層であってもよく、第１導電材料層２１１は正極導電材料層であってもよい。第１導電層２１０は、電流を集約する機能を有してもよい。第２電極シート２２は、負極シートであってもよい。これに対応して、第２導電層２２０は負極導電層であってもよく、第２導電材料層２２１は負極活物質層であってもよい。第２導電層２２０は、電流を集約する機能を有してもよい。
正極導電層は、アルミニウム箔またはニッケル箔を用いてもよい。負極導電層は、銅箔、ニッケル箔または炭素系導電層のうちの少なくとも１つを用いてもよい。正極導電材料層は、正極活物質を含有する。正極活物質は、リチウムイオンを可逆的に埋め込み、リチウムイオンを脱出させる化合物（即ち、リチウム化インターカレーション化合物）を含有する。負極導電材料層は、負極活物質、即ち、活性イオンの可逆的な脱嵌が可能な負極活物質を含有する。セパレータフィルム２３は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドまたはアラミドのうちの少なくとも１つを含む。
図１～図４及び図９Ａに示すように、電気化学装置１００は、絶縁材料を含有する第１層５０をさらに含む。第１層５０は、第１導電板３０とハウジング１０とを密封して接続するとともに、第１導電板３０とハウジング１０との間の電気絶縁状態を維持するためにも使用される。具体的には、第１層５０は、第１導電板３０と接続部１２との間に存在する可能性のある空隙を埋め込むことで、第１導電板３０とハウジング１０との密封接続を実現し、且つその後の使用中に第１導電板３０と接続部１２とが分離する可能性を低減した。幾つかの実施形態では、第１層５０の絶縁材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン変性材料またはポリエチレン変性材料のうちの少なくとも１つから選択される。
図９Ｂに示すように、第１層５０は、１層または複数層の材料が第２方向Ｙに沿って積み重ねて形成されてもよい。幾つかの実施形態では、第１層５０は、基材５０ａ、第１接着層５０ｂ及び第２接着層５０ｃとの３層の材料から積層されることで形成される。基層５０ａは、第１接着層５０ｂと第２接着層５０ｃとの間に設けられている。基材５０ａ、第１接着層５０ｂ及び第２接着層５０ｃの材料は、それぞれ独立して、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン変性材料またはポリエチレン変性材料のうちの少なくとも１種から選択される。基材５０ａの融点は、第１接着層５０ｂの融点よりも高くてもよく、第２接着層５０ｃの融点よりも高くてもよい。図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、第１接着層５０ｂの一方の表面は第１導電板３０に接着され、第１接着層５０ｂの他方の表面は基材５０ａに接着されている。第２接着層５０ｃと、第１ケース１０１の第１部分１０１ａまたは第２ケース１０２の第３部分１０２ａとは、互いに溶着する部分を有する。
図９Ａに示すように、第１導電板３０は、第１表面３０１、第２表面３０２、第１側面３０３、及び第２側面３０４を含む。第２方向Ｙにおいて、第１表面３０１と第２表面３０２とは対向して配置されている。図２及び図３を併せて参照すると、第１表面３０１は第１ケース１０１に面し、第２表面３０２は第２ケース１０２に面している。第３方向Ｚにおいて、第１側面３０３と第２側面３０４とは対向して設けられている。第１側面３０３は、第１表面３０１と第２表面３０２との間に接続される。第２側面３０４は、第１表面３０１と第２表面３０２との間に接続されている。第１表面３０１と第１側面３０３との間、第２表面３０２と第１側面３０３との間、第１表面３０１と第２側面３０４との間、及び第２表面３０２と第２側面３０４との間には、合計で４つの第１角度領域３００が形成されている。幾つかの実施形態では、第１角度領域３００は、ほぼ９０度をなしてもよい。第１層５０は、第１導電板３０の第１表面３０１、第２表面３０２、第１側面３０３及び第２側面３０４をそれぞれ覆うことによって、第１導電板３０の上記各面をハウジング１０に密封して接続する。したがって、第１層５０は、第１方向Ｘの逆方向から見ると、４つの第２角度領域５００を含む。４つの第２角度領域５００は、それぞれ第１導電板３０の４つの第１角度領域３００に接続されている。
図４及び図５に示すように、第１導電板３０は、互いに接続された第１導電領域３１、第２導電領域３２及び第３導電領域３３を含む。第１導電領域３１及び第３導電領域３３は、ハウジング１０内に位置し、即ち、第２方向Ｙから見ると、第１導電領域３１と第２導電領域３３は、いずれもハウジング１０と重なる。例えば、第２方向Ｙから見て、第１導電領域３１は第１部分１０１ａと重なり合い、第３導電領域３３は第２部分１０１ｂと重なり合う。第１導電領域３１は、電極アセンブリ２０の第１タブ２４と電気的に接続するために用いられる。第２導電領域３２は、ハウジング１０の外に突出している。
図４に示すように、第１方向Ｘにおいて、第１層５０は、互いに接続された第１領域５１と第２領域５２とを含む。第１領域５１は、ハウジング１０内に設けられている。第２方向Ｙに沿って見ると、第１辺１２１は第１領域５１と第２領域５２との間に設けられる。しかも、第１辺１２１は、第１領域５１と第２領域５２との境界線と重なっている。幾つかの実施形態では、第１領域５１は接続部１２内に介在される。図２を併せて参照すると、第１領域５１は、第１層５０において第２方向Ｙに沿った正投影と第１ケース１０１の第１部分１０１ａとが重なり合い、且つ第２方向Ｙにおいて第１ケース１０１の第１部分１０１ａと第２ケース１０２の第３部分１０２ａとの間に介在する領域である。第２領域５２は、ハウジング１０の外に設けられている。第２領域５２は、第１層５０において第１領域５１に接続され、且つ第２方向Ｙに沿って見たときに第１ケース１０１の第１部分１０１ａよりも第１方向Ｘにおいて第２部分１０１ｂから離れた領域である。第２方向Ｙに沿って見ると、第１領域５１は第１導電板３０の一部と重なっている。例えば、第１領域５１は、第１導電板３０の第１導電領域３１の部分と重なる。第２領域５２は、第１導電板３０の一部と重なる。例えば、第２領域５２は、第１導電板３０の第２導電領域３２の部分と重なる。
第１層５０は、第３領域５３をさらに含んでもよい。第１方向Ｘにおいて、第１領域５１は、第２領域５２と第３領域５３との間に接続されている。図２と図４を併せて参照すると、第３領域５３は、第１層５０において第１領域５１と接続され、且つ本体部１１内に設けられている。即ち、第３領域５３は、第２方向Ｙから見たときに、第１方向Ｘにおいて第１部分１０１ａよりも本体部１１の内部に近い領域である。第２方向Ｙに沿って見ると、第３領域５３は、第１導電板３０の一部と重なる。例えば、第３領域５３は、第１導電板３０の第３導電領域３３の部分と重なる。ここで、キャップが接続部１２に圧力を加えると、第１層５０の一部が加圧されて両側の圧力の小さい位置に押し出されて、第２領域５２と第３領域５３とに形成される。
図４に示すように、第２領域５２は、第１凸部５２１と第２凸部５２２とを含む。第２方向Ｙに沿って見ると、第１凸部５２１は第１導電板３０と部分的に重なり且つ第１方向Ｘに沿って突出し、第２凸部５２２は第１導電板３０と部分的に重なり且つ第１方向Ｘに沿って突出している。図４及び図９Ａを併せて参照すると、第１凸部５２１と第２凸部５２２は、第２角度領域５００から第１方向Ｘに沿って突出している。第３方向Ｚにおいて、第１凸部５２１は第２凸部５２２から離間している。第１方向Ｘにおいて、第１凸部５２１は頂点Ｔ１を有し、第２凸部５２２は頂点Ｔを有する。頂点Ｔ１は第１凸部５２１が第１辺１２１から最も離れている箇所であり、頂点Ｔ２は第２凸部５２２が第１辺１２１から最も離れている箇所である。
従来技術では、第１層は、第１導電板の第１角度領域に接続された領域（即ち、第２角度領域）において、厚さが急変し、且つ絶縁材料が第１導電板の金属材料に移行する位置であるため、シール強度が相対的に低い。機械的な乱用が発生すると、第２角度領域は応力集中を生じやすくなり、第１層が第２角度領域で第１導電板と分離する可能性があり、密封性を低下させ、漏れ液や外部水分がハウジングの内部に入り込み、電気化学装置の使用寿命に影響を与える。さらに、第１層の密封性が低下することにより、水蒸気がハウジングに入ると、電気化学装置内部の酸含有量が上昇し、コバルト酸リチウム中の遷移金属イオンの溶出（例えば、正極導電層におけるコバルト酸リチウムの中のコバルトイオンの溶出を加速する）が加速され、電気化学装置の記憶性能とサイクル性能に影響を与える可能性がある。また、充電時に、第１導電板に熱が発生し、特に急速充電時の第１導電板の発熱はより大きい。第２角度領域が直接に第１導電板に接触するため、第２角度領域における絶縁材料は長期の充放電中に温度の頻繁な変化によって劣化し、第２角度領域にクラックが発生しやすくなったり、密封性が低下したりする。
本願では、第１層５０に第１凸部５２１及び第２凸部５２２を設ける。これにより、機械的な乱用が発生した場合、第１層５０が第２角度領域５００で発生した応力を第１凸部５２１及び第２凸部５２２の延在方向に分散させることができ、第２角度領域５００と第１導電板３０とが分離する可能性を低減するだけでなく、第１層５０の密封性を高め、電気化学装置１００の使用寿命を向上させることができる。これと同時に、第１層５０の密封性が低下し、ハウジング１０に水蒸気が入り込んで正極導電層における遷移金属イオンが溶出する可能性を低減し、電気化学装置１００の記憶性能とサイクル性能を向上させることにも有利である。さらに、第１凸部５２１と第２凸部５２２が第１層５０と第１導電板３０との接触面積を増加させるので、第１導電板３０が充電されて発熱すると、第１凸部５２１と第２凸部５２２は第１層５０の放熱効率を向上させ、第１層５０は頻繁な温度変化により劣化することを改善し、第１層５０の密封性を向上させることに有利である。
図４に示すように、幾つかの実施形態では、第２方向Ｙに沿って見ると、第１方向Ｘにおいて、第１凸部５２１の頂点Ｔ１は第１側面３０３と重なり、第２凸部５２２の頂点Ｔ２は第２側面３０４と重なり合う。
図４に示すように、幾つかの実施形態では、第２方向Ｙに沿って見ると、第２領域５２は、第１凸部５２１と第２凸部５２２との間に設けられた第３凸部５２３をさらに含み、第３凸部５２３は、第１方向Ｘに沿って突出している。ここで、第２方向Ｙに沿って見ると、第２領域５２と第１導電板３０とが重なる部分をオーバーラップ領域５２０と定義する。例えば、オーバーラップ領域５２０は、第２領域５２と第１導電板３０の第２導電領域３２とが重なる部分であってもよい。第３凸部５２３は、オーバーラップ領域５２０に位置する。第２方向Ｙに沿って見ると、オーバーラップ領域５２０は、第２領域５２の第１導電板３０における第１側面３０３と第２側面３０４との間に設けられた部分でもある。第３凸部５２３は頂点Ｔ３を有し、頂点Ｔ３は第３凸部５２３が第１辺１２１から最も離れている箇所である。第３凸部５２３を設けることにより、第１層５０と第１導電板３０との接触面積がさらに増加するため、第１導電板３０が充電されて発熱すると、第３凸部５２３は第１層５０の放熱効率をさらに向上させ、第１層５０が頻繁な温度変化により劣化することを改善し、即ち、第１層５０の密封性を向上させた。幾つかの具体的な実施形態では、オーバーラップ領域５２０の数は２つである。第２方向Ｙにおいて、２つのオーバーラップ領域５２０は、それぞれ第１導電板３０の両側に位置している。一方のオーバーラップ領域５２０は第１導電板３０の第１表面３０１に接続され、他方のオーバーラップ領域５２０は第１導電板３０の第２表面３０２に接続される。各オーバーラップ領域５２０には、第３凸部５２３がそれぞれ設けられている。
幾つかの実施形態では、第１表面３０１に位置する第３凸部５２３の数は複数であってもよい。複数の第３凸部５２３は、第３方向Ｚに沿って互いに接続されている。第２表面３０２に位置する第３凸部５２３の数は、複数であってもよい。複数の第３凸部５２３は、第３方向Ｚに沿って互いに接続されている。
第１方向Ｘにおいて、第１辺１２１から第１凸部５２１の頂点Ｔ１までの距離を第１距離Ｈ１と定義し、第１辺１２１から第３凸部５２３の頂点Ｔ３までの距離を第２距離Ｈ２と定義する場合、幾つかの実施形態では、第１距離Ｈ１は第２距離Ｈ２よりも大きい（Ｈ１＞Ｈ２）。第１表面３０１（または第２表面３０２）に位置する第３凸部５２３の数が複数である場合、第２距離Ｈ２は、第１辺１２１から複数の第３凸部５２３の頂点Ｔ３までの距離のうちの最大値である。第３凸部５２３の張り出し距離が大きいと、第１導電板３０の第１表面３０１または第２表面３０２に接続された第１領域５１のうち、殆んどの部分が接続部１２から押し出され、第１導電板３０の表面に接続された第１領域５１の厚さがそれだけ小さく、第１層５０のシール強度も小さいことが表明される。したがって、本願では、Ｈ１＞Ｈ２のように設定することにより、第１凸部５２１が応力の分散と放熱効果の向上の役割を果たすことができ、第１層５０のシール強度への影響を低減した。また、第１層５０の電気化学装置１００のエネルギー密度への影響を低減することにも有利である。また、第１辺１２１から第２凸部５２２の頂点Ｔ２までの第４距離Ｈ４が第２距離Ｈ２よりも大きいことを規定してもよい。
図４に示すように、幾つかの実施形態では、第２方向Ｙに沿って見ると、第１層５０は、第１端辺５０１、第２端辺５０２、第３端辺５０３、及び第４端辺５０４を含む。第１方向Ｘにおいて、第１端辺５０１と第２端辺５０２とは、対向して配置されている。第２方向Ｙに沿って見ると、第１端辺５０１は第１辺１２１の第１部分１０１ａから離れる側に位置し、第２端辺５０２は第１部分１０１と重なっている。第３方向Ｚにおいて、第３端辺５０３と第４端辺５０４は、対向して配置される。第４端辺５０４は、第１層５０の第２導電板４０により近い縁である。第３端辺５０３と第４端辺５０４は、いずれも第１方向Ｘに沿って延びている。第２方向Ｙに沿って見ると、第１凸部５２１、第２凸部５２２及び第３凸部５２３は、いずれも第１端辺５０１に形成されている。
ここで、第１端辺５０１は、第３方向Ｚに沿って延びる第２辺５４を含む。第３方向Ｚにおいて、第１凸部５２１は、第２辺５４と第２凸部５２２との間に設けられている。幾つかの実施形態では、第３方向Ｚにおいて、第２辺５４、第１凸部５２１、第３凸部５２３及び第２凸部５２２は、順次に接続される。第１方向Ｘにおいて、第１辺１２１から第２辺５４までの距離を第３距離Ｈ３と定義すると、第１距離Ｈ１は第３距離Ｈ３よりも大きい（Ｈ１＞Ｈ３）。Ｈ１＞Ｈ３を規定することにより、第１凸部５２１は応力の分散と放熱効果の向上という役割をうまく果たすことができ、また、第１辺１２１の延出距離が大きいことに起因して、第１導電板３０の側面に接続された第１領域５１の厚さが小さくなり、密封性が低下する可能性を減らし、さらに、第１層５０の電気化学装置１００のエネルギー密度に対する影響を低減することにも有利である。
さらに、第２距離Ｈ２は第３距離Ｈ３よりも大きい（Ｈ２＞Ｈ３）。
幾つかの実施形態では、第３距離Ｈ３は０.２ｍｍ～３.５ｍｍであり、第１距離Ｈ１と第３距離Ｈ３との比は１.０９～１６範囲である。本願は、第３距離Ｈ３の範囲を限定することにより、第１辺１２１の張り出し距離が小さい（パッケージのギャップが第１層５０に加わる圧力が不足している）ことによる第１層５０の密封性の低下の可能性を低減するとともに、第１辺１２１の張り出し距離が大きい場合の第１層５０の密封性への影響も低減する。また、ハウジング１０に露出した第１導電板３０が第１端壁１１１側に向かって折り曲げる必要があれば（第１導電板３０が外部素子と接続するのを容易にする）、第１辺１２１の張り出し距離が大きい場合、第１層５０は第１導電板３０に伴って同時に折り曲げられ、折り曲げ位置が機械的に乱用されるときに応力集中が発生し、第１層５０が破裂する可能性は高くなる。したがって、Ｈ３の上限値を規定することにより、第１層５０が折り曲げられた後に破裂する可能性も小さくすることができる。これと同時に、本願は、第１距離Ｈ１と第３距離Ｈ３との比の範囲を限定することにより、Ｈ１が小さいときの応力分散効果と放熱効果が低下する問題を改善するとともに、Ｈ１が大きいときに電気化学装置１００のエネルギー密度への影響を低減する。
幾つかの具体的な実施形態では、第１距離Ｈ１は３ｍｍ～４.５ｍｍであり、第２距離Ｈ２は２.３ｍｍ～３ｍｍであり、第３距離Ｈ３は１.８ｍｍ～２.５ｍｍである。
同様に、第４距離Ｈ４と第３距離Ｈ３との比を１.０９～１６の範囲で設定することができる。幾つかの具体的な実施形態では、第４距離Ｈ４は３ｍｍ～４.５ｍｍである。
図８に示すように、幾つかの実施形態では、電気化学装置１００は、第１導電板３０及び第２導電板４０と電気的に接続された回路基板７０をさらに含む。具体的には、第１導電板３０のハウジング１０から露出する第３導電領域３３は、第１端壁１１１の第１端面１１１１に向かって折り曲げられ、第２方向Ｙにおいて対向して設けられた第１セグメント３３１、第２セグメント３３２、及び第１セグメント３３１と第２セグメント３３２との間に接続された第３セグメント３３３を形成している。第１セグメント３３１は、第１導電領域３１に接続されている。回路基板７０は、第１端面１１１１に設けられている。回路基板７０には、第１電気接続部７１と第２電気接続部（図示せず）が設けられている。回路基板７０は、第３導電領域３３の第２セグメント３３２に第１電気接続部７１を介して接続されている。同様に、第２導電板４０のハウジング１０から露出する領域は、第１端面１１１１に向かって折り曲げられ、且つ第２電気接続部に接続されてもよい。ここで、第１電気接続部７１と第２電気接続部は、ニッケルシートであってもよい。
さらに、第３導電領域３３が折り曲げ方向とは反対方向に開く可能性を小さくするために、第１セグメント３３１と第２セグメント３３２との間に接着材７２を設けてもよい。接着材７２は、第２方向Ｙでの対向する両面にそれぞれ第１セグメント３３１と第２セグメント３３２とを接着する。
幾つかの実施形態では、第１ケース１０１と第２ケース１０２の材料は、いずれも多層シートであってもよい。図１２に示すように、第１ケース１０１は、順次に積層された第１保護層１０１１、第１金属層１０１２、及び第１ポリマー層１０１３を含んでもよい。第１ポリマー層１０１３は、第１保護層１０１１よりも電極アセンブリ２０に近い。第１保護層１０１１の材質は、第１金属層１０１２を保護し、第１金属層１０１２が外力作用により破損する可能性を低減するとともに、外部環境の空気浸透を遅らせ、電気化学装置１００内部が正常に動作する環境を維持するために使用できる高分子樹脂であってもよい。幾つかの実施形態では、第１保護層１０１１の材質は、エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド及びポリイミドのうちの少なくとも１つから選択されてもよい。第１金属層１０１２は、外部環境の水分浸透を遅らせ、電極アセンブリ２０に対する外力の損傷を低減するために使用される。幾つかの実施形態では、第１金属層１０１２は、アルミニウム箔層またはスチール箔層であってもよい。第１ポリマー層１０１３は加熱溶融の性質を有し、封止に用いられてもよく、且つ電解液中の有機溶媒により多層シートが溶解または膨潤する可能性を低減することができる。第１ポリマー層１０１３は、電解液中の電解質が第１金属層１０１２に接触することに起因する金属層の腐食の可能性を低減するためにも使用される。幾つかの実施形態では、第１ポリマー層１０１３は、ポリプロピレン、プロピレン共重合体、ポリエチレン及びポリメチルメタクリレートから選ばれる少なくとも１つのポリマー材料を含む。
図１３に示すように、第２ケース１０２は、順次に積層された第２保護層１０２１、第２金属層１０２２、及び第２ポリマー層１０２３を含む。第１ケース１０１及び第２ケース１０２が１枚の封止フィルムで折り畳まれて得られる場合、第２保護層１０２１、第２金属層１０２２及び第２ポリマー層１０２３の材質は、それぞれ第１保護層１０１１、第１金属層１０１２及び第１ポリマー層１０１３の材質と同じであり、ここでは繰り返して説明しない。
図１１～図１３に示すように、ハウジング１０を製造する際に、パッケージ装置のキャップを利用して、第１ケース１０１の第１部分１０１ａと第２ケース１０２の第３部分１０２ａに同時に一定の温度と圧力を加えて、第１ポリマー層１０１３と第２ポリマー層１０２３とを互いに溶融して接着し、接続部１２を形成する。第１層５０は、第１ポリマー層１０１３と第２ポリマー層１０２３との間に設けられる。封止時に、第１ポリマー層１０１３と第２ポリマー層１０２３とは、溶融して接着される。幾つかの実施形態では、第１層５０が３層の材料から積層されている場合、第１層５０の第２接着層５０ｃは、封止時に第１ポリマー層１０１３及び第２ポリマー層１０２３と溶融して接着される。ここで、連結部１２を密封して形成する際に、連結部１２に印加されるキャップの圧力が大きく、第１層５０の一部が加圧されて圧力の小さい位置に押し出されて、第２領域５２と第３領域５３とに形成される。第１層５０は、第１導電板３０と接続部１２との間に存在する可能性のある空隙を埋め、且つその後の使用中に第１導電板３０と接続部１２とが分離する可能性を低減した。また、第１層５０、第１ポリマー層１０１３及び第２ポリマー層１０２３の材料はいずれもポリマーであり、融点が近いため、高温加圧環境下での結合度が良く、密封性が向上する。また、第１層５０は、第１導電板３０と第１金属層１０１２、第２金属層１０２２との間の電気絶縁性を高め、三者が接触して短絡を起こす可能性を低減することができる。
再び図８及び図９Ａを参照して、幾つかの実施形態では、オーバーラップ領域５２０は、第２方向Ｙに沿って突出する第４凸部５２４をさらに含んでもよい。第１方向Ｘにおいて、第４凸部５２４は、第１辺１２１の裸の縁を覆うように、第１辺１２１の一方側に位置する。したがって、第１導電板３０の第３導電領域３３を第１端壁１１１側に折り曲げる必要がある場合、第４凸部５２４は、第１導電板３０が第１辺１２１の縁から露出した金属層に直接接触することによる短絡または腐食の可能性を低減することができる。
図１～図４に示すように、幾つかの実施形態では、電気化学装置１００は、絶縁材料を含有する第２層６０をさらに含んでもよい。第２層６０は、第２導電板４０とハウジング１０とを密封して接続するために使用されるとともに、第２導電板４０とハウジング１０との間を電気的に絶縁することができる。第２層６０は、第１層５０と同様の設計を採用してもよい。即ち、第２層６０に凸部を設けて、密封性をさらに向上させることもできる。ここでは、繰り返して説明しない。
図１４及び図１５に示すように、本願の別の実施形態は、電気化学装置２００をさらに提供している。電気化学装置２００は、第３領域５３が第５凸部５３１と第６凸部５３２とを含む点で電気化学装置１００と相違している。第２方向Ｙに沿って見ると、第５凸部５３１は、第１導電板３０と部分的に重なり合い且つ第１方向Ｘから離れて突出し、第６凸部５３２は第１導電板３００と部分的に重なり合い且つ第１方向Ｘから離れて突出している。幾つかの具体的な実施形態では、第５凸部５３１の数は２つであり、第６凸部５３２の数も２つである。２つの第５凸部５３１と２つの第６凸部５３２は、それぞれ４つの第２角度領域５００から第１方向Ｘから離れるように突出している。第３方向Ｚにおいて、第５凸部５３１は第６凸部５３２から離間している。
したがって、機械的乱用が発生すると、第１層５０が第２角度領域５００で発生する応力は、第５凸部５３１及び第６凸部５３２の延在方向に沿って分散することもできる。これにより、第２角度領域５００と第１導電板３０とが分離する可能性を低減し、第１層５０の密封性を向上し、第１導電板３０に応力が伝導する際に第１導電板３０が破断する可能性を低減し、電気化学装置２００の使用寿命を向上させた。次に、第５凸部５３１及び第６凸部５３２も同様に第１層５０の放熱効率を高め、第１層５０の密封性を高めた。
ここで、本願の電気化学装置１００（或いは電気化学装置２００）は、電気化学反応を起こすことができるすべてのデバイスを含む。具体的には、電気化学装置１００は、すべての種類の一次電池、二次電池、燃料電池、太陽電池及びキャパシタ（例えば、スーパーキャパシタ）を含む。あるいは、電気化学装置１００は、リチウム金属二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池、及びリチウムイオンポリマー二次電池を含むリチウム二次電池であってもよい。
図１６に示すように、本願の一実施形態はまた、電気化学装置１００（または電気化学装置２００）を含む電子機器１を提供する。
ここで、本願の電気化学装置１００は、様々な分野の電子機器１に適用可能である。一実施形態において、本願の電子機器１は、ノートパソコン、ペン入力型コンピュータ、モバイルコンピュータ、電子書籍プレーヤ、携帯電話、携帯式ファクシミリ、携帯式複写機、携帯式プリンタ、ヘッドフォン、レコーダ、液晶テレビ、ハンドクリーナ、携帯ＣＤ機、ミニディスク、トランシーバ、電子手帳、電卓、メモリカード、ポータブルレコーダー、ラジオ、予備電源、電機、自動車、オートバイ、アシスト自転車、自転車、照明器具、おもちゃ、ゲーム機、時計、電動工具、フラッシュ、カメラ、家庭用大型蓄電池及びリチウムイオンキャパシタなどであってもよいが、これらに限定されるものではない。
以下、本願について、具体的な実施例及び比較例を用いて詳細に説明する。ここで、ソフトパック電池を例にして、具体的な製造過程と試験方法に合わせて本願を説明するが、当業者は、本願に記載された製造方法はインスタンスに過ぎず、その他の適切な製造方法はいずれも本願の範囲内にあることを理解すべきである。
〔実施例１〕
（１）負極シートの製造：負極活物質である人造黒鉛、導電性カーボンブラック（Ｓｕｐｅｒ Ｐ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を９６：１.５：２.５の質量比で混合し、溶媒として脱イオン水を加え、質量百分率で７０ＷＴ％のスラリーに調製して、均一に攪拌する。スラリーを厚さが１０μmの負極集電体銅箔の一方の表面に均一にコーティングして、１１０℃で乾燥し、塗層の厚さが１５０μmの、負極活物質層が片面に塗布された負極シートを得た。この負極シートの他方の表面に上記工程を繰り返して、負極活物質層が両面に塗布された負極シートを得た。負極シートには１つの負極タブが含まれ、負極タブはニッケル（Ni）である。
（２）正極シートの製造：正極活物質であるコバルト酸リチウム（ＬｉＣоＯ２）、導電性カーボンブラック（Ｓｕｐｅｒ Ｐ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を９７.５：１.０：１.５の質量比で混合し、溶媒としてＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）を加え、固形分が７５ＷＴ％のスラリーを調製し、且つ均一に攪拌する。スラリーを厚さが１２μmの正極集電体アルミニウム箔の一方の表面に均一にコーティングして、９０℃で乾燥することにより、正極活物質層の厚みが１００μmである正極シートである。正極集電体アルミニウム箔の他方の表面に、以上の工程を繰り返して、正極活物質層が両面に塗布された正極シートを得た。正極シートには１つの正極タブが含まれ、正極タブはアルミニウム（Ａl）である。
（３）電解液の調製：乾燥アルゴンの雰囲気中で、まず有機溶媒であるエチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）をＥＣ：ＥＭＣ：ＤＥＣ＝３０：５０：２０の質量比で混合し、その後、有機溶媒の中にリチウム塩六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を加えて溶解して均一に混合し、リチウム塩の濃度が１.１５ｍｏｌ／Ｌの電解液を得た。
（４）電池の製造：第１層を第１導電板に接続し、第２層を第２導電板に接続し、その後、第１導電板と第２導電板をそれぞれ第１タブと第２タブとに溶接する。ここで、接着剤貼付工程と溶接工程との順序は交換可能である。次に、第１電極シート、セパレータフィルム及び第２電極シートを順次に積層巻回して電極アセンブリを取得する。セパレータフィルムは、厚みが１５μmのポリエチレン（ＰＥ）フィルムを用いた。その後、注液、化成及び封止を行い、寸法が５.４０ｍｍ×９４ｍｍ×９０ｍｍの電池を取得し、且つ第１導電板と第２導電板とのハウジングから突き出ている領域を折り曲げて回路基板に接続する。パッケージした後、第２方向に沿って見ると、第１層には、第１導電板と部分的に重なる第１凸部と第２凸部が形成されている。第１層の第２領域は、第１凸部と第２凸部との間に設けられた第３凸部をさらに含む。Ｈ１、Ｈ２及びＨ３の値、並びにＨ１/Ｈ３の比が表１に示されている。
＜比較例１＞
比較例１は、第２方向に沿って見ると、第１層に第１導電板と部分的に重なる第１凸部と第２凸部が形成されておらず、第１凸部と第２凸部との間に位置する第３凸部も形成されていない点で実施例１と異なっている。
＜比較例２～３及び実施例２～５＞
実施例１と異なる点は、Ｈ１、Ｈ２及びＨ３の値、並びにＨ１/Ｈ３の比が異なる点である。
次に、各実施例及び比較例の電池について、それぞれ落下試験、落下+高温高湿試験、大倍率充放電試験及びコバルト溶出率試験を行った。実施例と比較例は、それぞれ１００個ずつ取って試験を行い、対応する試験結果を表１に記録した。
落下試験は、次の３つのステップを含む。１）２５℃の環境条件下で、電池の電圧を１００％ＳＯＣ（State of Charge，荷電状態）に調整する。２）電池を治具庫に入れ、自動落下設備で電池の底面、左側面、右側面、正面、裏面、天井面を１輪の接地とするように、１.８ｍの位置から順に４５±１５度の角度で鋼板に落下させ、１サイクルで合計１４輪、つまり８４回落下する。３）落下が完了した後、検査を行い、第１層と第１導電板との間の接続領域に液漏れが発生しておらず、かつ第１層のハウジングを露出している領域にクラックや破断が発生していなければ、電池が試験に合格したと判断する。
落下+高温高湿試験は、次の４つのステップを含む。１）２５℃の環境条件下で、電池の電圧を１００％ＳＯＣ（State of Charge，荷電状態）に調整する。２）落下完了後、電池を治具庫に入れ、自動落下設備で電池の底面、左側面、右側面、正面、裏面、天井面を１輪の接地とするように１.８ｍの位置から順に４５±１５度の角度で鋼板に落下し、１サイクルで合計１４輪、つまり８４回落下する。３）電池を加熱炉に入れて３０日間貯蔵し、炉内温度は６５℃、相対湿度は９０％である。４）電池を取り出して、検査を行い、第１層と第１導電板との接続領域に液漏れが発生していないことを確認すれば、電池が試験に合格したと判断する。
大倍率充放電試験は、次の５つのステップを含む。１）１０.０Ｃの定電流で４.１５Ｖまで充電し、さらに８Ｃまで定電圧で充電する。２）８.０Ｃの定電流で４.３５Ｖまで充電し、さらに定電圧で６Ｃまで充電する。３）６.０Ｃの定電流で４.４５Ｖまで充電し、さらに定電圧で１Ｃまで充電する。４）１.０Ｃの定電流で４.５Ｖまで充電し、さらに０.０５Ｃまで定電圧で充電する。５）２Ｃで電圧が３.０Ｖになるまで放電する。６）サイクル中、それぞれ第１００回目、５００回目、１０００回目に放電を行い、検査により、第１層と第１導電板の間の接続領域に液漏れが発生していなければ、電池が試験に合格したと判断する。
コバルト溶出率試験は、以下の２つのステップを含む。１）電池が第１０００回目の放電を完成した後、電池を遠心分離する。２）遠心分離後に得られた液体をＩＣＰ（Inductive Coupled Plasma Emission Spectrometer，誘導結合プラズマスペクトル）テストを行い、電解液のコバルト含有量を取得し、それによって、正極シートにおけるコバルト酸リチウムのコバルト溶出量が特徴づけられる。
表１のデータから明らかなように、比較例１に比べて、実施例１の第１層には第１凸部、第２凸部及び第３凸部が設けられているため、第１層は改善された密封性を有している。これにより、実施例１の電池の落下試験、落下+高温高湿試験及び大倍率充放電試験の合格率はいずれも高く、長期サイクル後のコバルトイオンの溶出量は低い。第１層に第１凸部、第２凸部及び第３凸部が設けられている場合、Ｈ３の値及びＨ１/Ｈ３の比は、第１層の密封性にさらに影響を与える。実施例２に比べて、比較例２におけるＨ３が小さすぎ、且つＨ１/Ｈ３の比が大きすぎるため、第１層の密封性が相対的に低下し、長期サイクル後の大倍率充放電試験の通過率が低下し、コバルトイオンの溶出量も相対的に向上した。比較例３では、Ｈ３が大きすぎ、且つＨ１/Ｈ３の比が小さすぎるため、第１層は第１導電板の折り曲げ位置に応力集中が生じやすく、クラックや破断が発生する割合が高くなる。
実施例４に比べて、比較例５におけるＨ１/Ｈ３の比が大きすぎるため、第１層の密封性が相対的に低下し、大倍率充放電試験の通過率が低下し、且つ長期サイクル後に、コバルトイオンの溶出量も相対的に向上した。実施例３～５におけるＨ３及びＨ１/Ｈ３の比は所定条件を満たすため、電池の落下試験、落下＋高温高湿試験及び大倍率充放電試験の合格率はいずれも高く、長期サイクル後のコバルトイオンの溶出量は低い。
最後に、上述の実施形態は、本願を制限するものではなく、本願の技術提案を説明するためにのみ使用される。好ましい実施形態を参照して本願を詳細に説明したが、本願の精神及び範囲から逸脱することなく、本願の技術的提案を修正または均等に置き換えることができることを当業者は理解すべきである。
１ 電子機器
１０ ハウジング
１１ 本体部
１２ 接続部
１２ａ 第１接続領域
１２ｂ 第２接続領域
１２ｃ 第３接続領域
２０ 電極アセンブリ
２１ 第１電極シート
２２ 第２電極シート
２３ セパレータ
２４ 第１タブ
２５ 第２タブ
３０ 第１導電板
３１ 第１導電領域
３２ 第２導電領域
３３ 第３導電領域
４０ 第２導電板
５０ 第１層
５０ａ 基材
５０ｂ 第１接着層
５０ｃ 第２接着層
５１ 第１領域
５２ 第２領域
５３ 第３領域
５４ 第２辺
６０ 第２層
７０ 回路基板
７１ 第１電気接続部
７２ 接着剤
１００、２００ 電気化学装置
１０１ 第１ケース
１０１ａ 第１部分
１０１ｂ 第２部分
１０２ 第２ケース
１０２ａ 第３部分
１０２ｂ 第４部分
１１１ 第１端壁
１１２ 第２端壁
１１３ 第１側壁
１１４ 第２側壁
１１５ 第３側壁
１１６ 第４側壁
１２１ 第１辺
２１０ 第１導電層
２１１ 第１導電材料層
２２０ 第２導電層
２２１ 第２導電材料層
２４０ 第１中継部
２５０ 第２中継部
３００ 第１角度領域
３０１ 第１表面
３０２ 第２表面
３０３ 第１側面
３０４ 第２側面
３３１ 第１セグメント
３３２ 第２セグメント
３３３ 第３セグメント
５００ 第２角度領域
５０１ 第１端辺
５０２ 第２端辺
５０３ 第３端辺
５０４ 第４端辺
５２０ オーバーラップ領域
５２１ 第１凸部
５２２ 第２凸部
５２３ 第３凸部
５２４ 第４凸部
５３１ 第５凸部
５３２ 第６凸部
１０１１ 第１保護層
１０１２ 第１金属層
１０１３ 第１ポリマー層
１０２１ 第２保護層
１０２２ 第２金属層
１０２３ 第２ポリマー層
１１１１ 第１端面
１１２１ 第２端面
１１１２ 第３端面
１１２２ 第４端面
１１３１ 第１側面
１１４１ 第２側面
１１３２ 第３側面
１１４２ 第４側面
Ｘ 第１方向
Ｙ 第２方向
Ｚ 第３方向
Ｈ１ 第１距離
Ｈ２ 第２距離
Ｈ３ 第３距離
Ｈ４ 第４距離
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３ 頂点

Claims (15)

  1. ハウジング、電極アセンブリ及び第１導電板を含み、前記電極アセンブリは前記ハウジング内に設けられ、前記第１導電板は前記電極アセンブリと電気的に接続され、且つ前記ハウジングから突出する電気化学装置であって、
    前記電気化学装置は、さらに第１層を含み、
    前記第１導電板の延出方向を第１方向と定義すると、前記第１方向において、前記第１層は、互いに接続する第１領域と第２領域とを含み、前記第１領域は前記ハウジング内に設けられ、前記第２領域は前記ハウジングの外に設けられ、
    前記第１導電板の一方の表面に垂直な方向を第２方向と定義し、前記第２方向に沿って見ると、前記第２領域は前記第１導電板と部分的に重なり、前記第１層は絶縁材料を含み、
    前記第２領域は、第１凸部と第２凸部とを含み、
    前記第２方向に沿って見ると、前記第１凸部は、前記第１導電板と部分的に重なり且つ前記第１方向に沿って突出し、前記第２凸部は、前記第１導電板と部分的に重なり且つ前記第１方向に沿って突出し、
    第３方向、前記第１方向、および前記第２方向を互いに垂直であることを定義し、前記第３方向において、前記第１凸部と前記第２凸部は互いに離間していることを特徴とする電気化学装置。
  2. 前記第２方向に沿って見ると、前記第２領域は、前記第１凸部と前記第２凸部との間に設けられた第３凸部をさらに含み、前記第３凸部は、前記第１方向に沿って突出していることを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
  3. 前記第２方向に沿って見ると、前記ハウジングは、前記第１領域と前記第２領域との間に設けられた第１辺を含み、前記第１方向において、前記第１辺から前記第１凸部の頂点までの距離が第１距離であり、前記第１辺から前記第３凸部の頂点までの距離が第２距離であると定義し、前記第１距離は前記第２距離よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の電気化学装置。
  4. 前記第３凸部の数は、複数であることを特徴とする請求項２に記載の電気化学装置。
  5. 前記第２方向に沿って見ると、前記第２領域と前記第１導電板とが重なる部分をオーバーラップ領域と定義し、前記オーバーラップ領域は、前記第２方向に沿って張り出している第４凸部を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
  6. 前記第１層は、前記第３方向に沿って延びる第２辺を含み、前記第３方向において、前記第１凸部は前記第２辺と前記第２凸部との間に設けられ、
    前記第１方向において、前記第１辺から前記第２辺までの距離は第３距離であり、前記第１距離は前記第３距離より大きいことを特徴とする請求項３に記載の電気化学装置。
  7. 前記第２距離は前記第３距離より大きいことを特徴とする請求項６に記載の電気化学装置。
  8. 前記第３距離は０.２ｍｍ～３.５ｍｍであり、前記第１距離と前記第３距離との比は１.０９～１６の範囲であることを特徴とする請求項６に記載の電気化学装置。
  9. 前記第２方向に沿って見ると、前記第１導電板は、対向して設けられた第１側面と第２側面とを含み、前記第１方向において、前記第１凸部の頂点は前記第１側面と重なり、前記第２凸部の頂点は前記第２側面と重なり合うことを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
  10. 前記ハウジングは、本体部と、前記本体部に接続される接続部とを含み、前記接続部は前記本体部を密封することに用いられ、前記電極アセンブリは、前記本体部の中に設けられ、前記第１導電板は、前記電極アセンブリと電気的に接続され且つ前記接続部から延出し、前記第１領域は、前記第１導電板と前記接続部とを接続することを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
  11. 前記ハウジングは、対向して配置された第１ケースと第２ケースとを含み、前記第１ケースは第１ポリマー層を含み、前記第２ケースは第２ポリマー層を含み、前記第１ポリマー層と前記第２ポリマー層は、互いに接着して前記接続部を形成することを特徴とする請求項１０に記載の電気化学装置。
  12. 前記第１ポリマー層は第１ポリマー材料を含み、前記第２ポリマー層は第２ポリマー材料を含み、前記第１ポリマー材料と前記第２ポリマー材料はそれぞれ独立してポリプロピレン、プロピレン共重合体、ポリエチレン又はポリメチルメタクリレートから選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１０に記載の電気化学装置。
  13. 前記第１層は、さらに第３領域を含み、
    前記第１方向において、前記第１領域は前記第２領域と前記第３領域との間に接続され、前記第３領域は前記本体部内に設けられ、
    前記第３領域は、第５凸部と第６凸部とを含み、
    前記第２方向に沿って見ると、第５凸部は前記第１導電板と部分的に重なり且つ前記第１方向から離れるように突出し、
    前記第６凸部は、前記第１導電板と部分的に重なり且つ前記第１方向から離れるように突出し、
    前記第３方向において、前記第５凸部と前記第６凸部は互いに離間していることを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
  14. 前記絶縁材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン変性材料又はポリエチレン変性材料から選択される少なくとも１種であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
  15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の電気化学装置を備える、電子機器。
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