JP2024516598A - 電池及び電気デバイス - Google Patents
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Abstract
本発明にかかる実施例の目的は、電池および電気デバイスを提供することにある。電池は積層体、第1導電部、第2層及びハウジングを含み、その中、前記積層体は第1導電層と、第2導電層と、前記第1導電層と前記第2導電層との間に設置され且つ絶縁材料を含む第1層と、を含み、前記第1導電部は前記第1導電層に電気的に接続され、且つ前記第1導電部は前記積層体から離れる第1方向に沿って延び、前記ハウジングは前記積層体を被覆し、且つ前記ハウジングは前記第1導電部及び前記第2層の一部を被覆し、前記第1方向及び前記第2方向に垂直する第3方向に沿って見ると、前記第2層は、前記第1導電部と重なる第1領域、及び前記第1導電部と離れる第2領域を含み、前記第1方向において、前記第2領域は前記ハウジングに向けて凹む第1凹部を有する。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
本発明は電気化学装置の技術分野に関し、特に電池及び電気デバイスに関する。
エネルギー密度が高く、サイクル数が多く、保存時間が長いなどの特徴があるため、リチウムイオン電池などの二次電池は電動車、電気自動車、スマートストレージデバイス、無人機などの電気デバイスに広く用いられている。
相関技術では、電池の体積を小さくするために、タブを電池ハウジングの方向に向けて折り曲げる。タブが折り曲げられた後に、反発などの現象が起こりやすく、電池の信頼性に影響を与える。
本発明にかかる実施例の目的は電池および電気デバイスを提供し、タブ構造を改善することにより、タブの根元部の折り曲げ応力を低減して、電池の信頼性を向上する。
第1の方面の本発明の実施例は電池を提供し、電池は積層体、第1導電部、第2層及びハウジングを含み、その中、前記積層体は第1導電層と、第2導電層と、前記第1導電層と前記第2導電層との間に設置され且つ絶縁材料を含む第1層とを、含み、前記第1導電部は前記第1導電層に電気的に接続され、且つ前記第1導電部は前記積層体から離れる第1方向に沿って延び、前記ハウジングは前記積層体を被覆し、且つ前記ハウジングは前記第1導電部及び前記第2層の一部を被覆し、前記第1方向及び前記第2方向に垂直する第3方向に沿って見ると、前記第2層は、前記第1導電部と重なる第1領域、及び前記第1導電部と離れる第2領域を含み、前記第1方向において、前記第2領域は前記ハウジングに向けて凹む第1凹部を有する。
本発明の実施例が提供する電池では、電池は積層体に接続される第1導電部、及び第1導電部の一部を被覆する第2層を有し、且つ、第2層は、第1導電部と重なる第1領域、及び第2方向において第1領域の一方側に位置する第2領域を含む。第2領域のハウジングから離れる一方側に第1凹部を有する。第2領域には第1凹部を有するため、第1導電部が折り曲げられると、第1凹部によって第1導電部の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第1導電部の根元部の折り曲げ応力を低減し、第1導電部の反発の程度及び確率を低減する。また、第1導電部が回路基板に接続されると、第1導電部と回路基板との接続の安定性を向上することができ、さらに電池の信頼性を向上する。
本発明の実施例にかかる電池によれば、以下のような付加の技術的特徴を有してもよい。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第2方向において、前記第2層は第1端点、第2端点及び第3端点を含み、前記第1端点は前記第1領域内に位置し、且つ前記第1端点は前記第1方向において前記ハウジングと離れ、前記第2端点は前記第2領域内に位置し、前記第2端点は前記第1方向において前記ハウジングと離れ、且つ前記第1方向において前記ハウジングから最も遠く、前記第3端点は前記第2領域内に位置し、前記第3端点は前記第1方向において前記ハウジングと離れ、且つ前記第1方向において前記ハウジングから最も近く、前記第1端点は前記第1領域と前記第2領域との境界に位置し、且つ前記第2方向において、前記第3端点は前記第1端点と前記第2端点との間に位置する。
本発明にかかる実施例では、第1端点、第3端点及び第2端点を順に接続する後に、それらが位置する平面は第1凹部を形成でき、第1凹部によって第1導電部の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第1導電部の根元部の折り曲げ応力を低減し、第1導電部の反発の程度及び確率を低減する。また、第1導電部が回路基板に接続されると、第1導電部と回路基板との接続の安定性を向上することができ、さらに電池の信頼性を向上する。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第1方向において、前記ハウジングから前記第1端点までの第1距離は、前記ハウジングから前記第2端点までの第2距離よりも短い。第1端点が第1領域に位置する。第1領域は第2層の一部である。第2層は電池を溶融ヒートシールするためのものである。第2層は一般的にタブゲル樹脂層である。このように設置されると、第1領域の面積を低減することに有利であり、それにより、第1領域の面積が大きすぎることによって第1導電部の折り曲げの難易度が増加するなどの状況が発生する確率を下げる。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第1距離はD1であり、前記第2距離はD2であるとき、D1とD2は、D2>D1>1/3D2を満たす。第1距離D1はD2より小さく、即ち、第2領域の第1方向に沿う最大の高さは、第2領域が第1領域と接する一方側の高さより大きく、第1導電部の根元部の折り曲げ応力を低減することに有利であり、第1導電部の反発の程度及び確率を低減する。また、第1導電部が回路基板に接続されると、第1導電部と回路基板との接続の安定性を向上することができ、さらに電池の信頼性を向上する。また、第1距離D1が1/3D2より大きくすると、第1距離が小さすぎることによって第2層と電池とのパッケージ溶融が不良になる確率を低減することができる。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第1距離の範囲は0.1mm~2.5mmであり、前記第2距離の範囲は0.2mm~3.0mmである。
本発明にかかるいくつかの実施例では、第3方向に沿って見ると、前記第1凹部は、前記第2領域における、前記第1端点および前記第3端点を接続する第1端辺と、前記第2端点および前記第3端点を接続する第2端辺とを含み、前記第3方向が前記第1方向及び前記第2方向に垂直する。第1端辺及び第2端辺が位置する外面は共に第1凹部を形成し、それにより、第1導電部の根元部の折り曲げ応力を低減することに有利であり、第1導電部の反発の程度及び確率を低減する。また、第1導電部が回路基板に接続されると、第1導電部と回路基板との接続の安定性を向上することができ、さらに電池の信頼性を向上する。
第1端辺及び第2端辺はすべて直線形状であってもよいし、すべて曲線形状であってもよいし、異形形状であってもよいが、本発明の実施例では限定しない。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第1方向において、前記第1端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第1凸部を含む。第1凸部を設置することによって、第1導電部及び第2層とハウジングとの間の封止性及び放熱性能の向上に有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第1方向において、前記第1端辺は前記ハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第2凹部を含む。第2凹部を設置することによって、第1導電部の折り曲げ位置の選択を容易にすることに有利であり、第2端点Bと第3端点Cとの間のある位置を選択して柔軟に折り曲げることができるとともに、第3端点Cで折り曲げる際に第2端辺に対して牽引するリスクを低減することに有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第1端辺は直線である。このように、第2層の第1端辺の強度を保つことに有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第1方向において、前記第2端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第2凸部を含む。第2凸部を設置することによって、第2層の面積を増加することに有利であり、さらに第2層の放熱の向上に有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第1方向には、前記第2端辺はハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第3凹部を含む。第3凹部を設置することによって、第2層が第2端辺に折り曲げられることを容易にすることに有利であり、さらにエネルギー密度の向上に有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第2端辺は直線である。このように、第2層の第2端辺の強度を保つことに有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第2層は前記第2方向において前記第1導電部から最も遠い、且つ前記ハウジングと接する第4端点を含む。第4端点は第1端点、第2端点及び第3端点と共に第2領域の外形を規定する。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第2方向において前記第1端点から前記第3端点までの第3距離は前記第2方向において前記第2端点から前記第4端点までの第4距離より大きい。その中、第3距離は第4距離より大きくなることは、第1凹部への加工を容易にすることに有利であり、且つ第2領域の電池へのパッケージを容易にして、パッケージの信頼性を高めることに有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第1距離はD1であり、前記第2距離はD2であり、前記第3距離はD3であり、前記第4距離はD4であるとき、D1、D2、D3およびD4は、D3+D4<D1<D2を満たす。D3+D4<D1になると、第1方向において十分な露出寸法を有することを確保し、パッケージの良品率及びパッケージ強度を確保することができ、且つ優れた根元部の折り曲げの効果を有し、ひいてはエネルギー密度の向上に有利である。D1<D2になると、第1導電部とハウジングとのパッケージ中に第1導電部の揺れずれによるパッケージ不良のリスクを低減することに有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第3距離の範囲は0.1mm~2mmであり、前記第4距離の範囲は0.1mm~2mmである。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第2方向に沿って、前記第2端点が前記第4端点と前記第3端点との間に位置する。その時、第4端点の第1領域からの距離が遠く、第2層に十分な封止範囲を持たせてハウジングに対して熱圧着封止を行うことに有利であり、さらに封止の信頼性の向上に有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第3方向に沿って見ると、前記電池は前記第2端点および前記第4端点を接続する第3端辺をさらに含む。第1端辺、第2端辺及び第3端辺は共に第2領域の外形を規定する。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第1方向において、前記第3端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第3凸部を含む。第3凸部を設置することによって、第2層の面積を増加することに有利であり、さらに第2層の放熱の向上に有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第1方向において、前記第3端辺はハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第4凹部を有する。第4凹部を設置することによって、第2層が第3端辺に折り曲げられることを容易にすることに有利であり、さらにエネルギー密度の向上に有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第3端辺は直線である。このように、第2層の第3端辺の強度を保つことに有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記積層体は軸方向巻回構造又は積層構造である。
第2の方面の本発明の実施例は電気デバイスを提供し、前記電気デバイスは上記の第1の方面に記載の電池を含み、前記電池は前記電気デバイスに電力を提供するためのものである。
本発明の実施例が提供する電気デバイスは、電源として第1の方面に記載の電池を用いる。電池は積層体に接続される第1導電部、及び第1導電部の一部を被覆する第2層を有し、且つ、第2層は、第1導電部と重なる第1領域、及び第2方向において第1領域の一方側に位置する第2領域を含む。第2領域のハウジングから離れる一方側に第1凹部を有する。第2領域には第1凹部を有するため、第1導電部が折り曲げられると、第1凹部によって第1導電部の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第1導電部の根元部の折り曲げ応力を低減し、第1導電部の反発の程度及び確率を低減する。また、第1導電部が回路基板に接続されると、第1導電部と回路基板との接続の安定性を向上することができ、さらに電池の信頼性を向上する。
本願の実施例及び先行技術の技術案をより明確に説明するために、以下では実施例及び先行技術に使用される図面について簡単に説明するが、以下で説明される図面が、単に本願に係るいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって創造的労力を行わない場合にこれらの図面に基づいて他の実施例が得られることは、明らかである。
図1は本発明にかかる実施例の電池の第3方向の構成模式図である。
図2は本発明にかかる実施例の電池の第2方向の構成模式図である。
図3は本発明にかかる実施例の電池の分解模式図である。
図4は本発明にかかる実施例のタブの第1方向の平面模式図である。
図5は図1のM位置の拡大模式図である。
図6は本発明にかかる実施例の第2層の構成模式図である。
図6Aは本発明にかかる実施例の第2層の構成模式図である。
図6Bは本発明にかかる実施例の別の第2層の構成模式図である。
図7は開示にかかる実施例の別の第2層の構成模式図である。
図7Aは本発明にかかる実施例の別の第2層の構成模式図である。
図7Bは本発明にかかる実施例の別の第2層の構成模式図である。
図8は開示にかかる実施例の別の第2層の構成模式図である。
図8Aは本発明にかかる実施例の別の第2層の構成模式図である。
図8Bは本発明にかかる実施例の別の第2層の構成模式図である。
図9は本発明にかかる実施例の積層体の構成模式図である。
図10は本発明にかかる実施例の別の積層体の構成模式図である。
以下、本願の実施例における技術案を明確かつ完全に説明する。記載される実施例が全ての実施例ではなく、単に本願の一部の実施例にすぎないことは、明らかである。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および科学用語は、本発明の技術分野に属する当業者が通常理解する意味と同じである。本願の明細書で使用する用語は、具体的な実施例を説明する目的のためだけのものであり、本発明を制限することを意図するものではない。
以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。しかし、本発明は多くの異なる形態で具現化することができ、かつ本明細書で説明する例示的な実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。むしろ、本発明が徹底的かつ詳細に当業者に伝達されるように、これらの例示的な実施形態を提供する。
なお、図面では、簡潔さと明瞭さのために、様々なアセンブリ、層のサイズや厚さを拡大することがある。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、「および/または」、「及び/又は」という用語は、1つ以上の関連列挙項目のいずれかおよびすべての組み合わせを含む。また、「要素Aが要素Bに接続され」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を介して要素Aと要素Bが互いに間接的に接続されていてもよいことが理解されるべきである。
更に、本発明の実施形態を説明するとき、「してもよい」とは、「本発明の1つまたは複数の実施形態」を意味する。
本明細書で使用する専門用語は、具体的な実施形態を説明する目的のためであり、かつ本発明を制限することを意図するものではない。文脈で特に明示されていない限り、本明細書で使用する単数形は複数形も含むことを意図している。「含む」という用語とは、明細書で使用される場合、記載された特徴、数値、ステップ、操作、要素、および/または成分の存在を意味するが、1つ以上の他の特徴、数値、ステップ、操作、要素、成分、および/またはそれらの組み合わせの存在または追加を排除しないことがさらに理解されるべきである。
例えば「上」などの空間関連用語は、本明細書で説明を簡単にするために使用するものであり、図面で記載のある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。図面に記載された方向を除いて、空間的に関連する用語は、デバイスまたは装置の使用または動作における異なる方向を含むことを意図していることが理解されるべきである。例えば、図面におけるデバイスを反転させた場合、他の要素または特徴の「上」または「上方」に記述されている要素は、他の要素または特徴の「下」または「下方」になるように、向きを変える。したがって、「上」という例示的な用語は、上および下の方向を含むことができる。第1、第2、第3などという用語は、本明細書では様々な要素、成分、領域、層および/または部分を説明するために使用されることができるが、これらの要素、成分、領域、層および/または部分はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるべきである。これらの用語は、ある要素、成分、領域、層または部分と、別の要素、成分、領域、層または部分とを区別するために使用される。従って、以下に説明する第1要素、成分、領域、層、または部分は、例示的な実施形態の教示から逸脱しない場合、第2要素、成分、領域、層、または部分と呼ぶことができる。本発明において、第1方向は、第1面が位置する平面におけるいずれの方向であってもよい。
以下、本発明にかかるいくつかの実施形態について詳しく説明する。障害がない場合、以下の実施例及び実施例における特徴は互いに組み合わせることができる。
エネルギー密度が高く、サイクル数が多く、保存時間が長いなどの特徴があるため、リチウムイオン電池などの二次電池は電動車、電気自動車、スマートストレージデバイス、無人機などの電気デバイスに広く用いられている。
相関技術には、リチウムイオン電池は、2つのタブ、ハウジング及びハウジングの内部に位置する電極アセンブリを含めてもよい。2つのタブが電極アセンブリから引き出され、タブ用接着剤を通してハウジングの外に伸び出す。タブ用接着剤は、タブと電池のハウジングとの封止に使用される。タブが伸び出す方向において電池が占めるスペースを節約するために、タブに対して折り曲げ処理を行う場合がある。しかし、タブゲルが多すぎると、タブが折り曲げられた後に、反発などの現象が起こる可能性があり、電池の信頼性に影響を与える。
上記の問題に基づいて、本発明にかかる実施例は電池10および電気デバイスを提供し、タブ構造を改善することにより、タブの根元部の折り曲げ応力を低減して、電池10の信頼性を向上する。
図1、図2、図3、図5及び図9に示すように、第1の方面の本発明の実施例は電池10を提供し、電池10は積層体200、第1導電部300、第2層400、およびハウジング20を含み、積層体200は第1導電層201と、第2導電層202と、第1導電層201と第2導電層202との間に設置され且つ絶縁材料を含む第1層203と、を含み、第1導電部300は第1導電層201に電気的に接続され、且つ第1導電部300は積層体200から離れる第1方向に沿って延び、ハウジング20は積層体200を被覆し、且つハウジング20は第1導電部300及び第2層400の一部を被覆し、第1方向及び第2方向に対して垂直する第3方向に沿って見ると、第2層400は、第1導電部300と重なる第1領域500、及び第1導電部300と離れる第2領域600を含み、第1方向において、第2領域600はハウジング20に向けて凹む第1凹部610を有する。
本発明にかかる実施例では、第1方向は第2層400がハウジング20から伸び出す方向であり、第2方向は第2層400が第1領域500から第2領域600まで伸びる方向であり、第3方向が第2方向及び第1方向に対して垂直する。具体には、図1に示すように、以下、第1方向をX方向、第2方向をZ方向、第3方向をY方向とすることを例として、下記の各実施例について具体的に説明する。
図1に示すように、本発明の実施例にかかる電池10である。電池10はハウジング20及びハウジング20の内部に位置する積層体200を含む。電池10は第1導電部300を含めてもよく、第1導電部300はハウジング20における積層体200に電気的に接続され、且つ積層体200からハウジング20の外へ伸び出す。第1導電部300はタブであってもよく、具体には、第1導電部300は正極タブ又は負極タブであってもよい。第1導電部300の材料は通常にアルミニウム、銅または合金材料であってもよい。更に、図1及び図2に示すように、電池10は回路基板110を含めてもよく、回路基板110はハウジング20から伸び出す第1導電部300に接続され、回路基板110は電池10の保護を機能する集積回路基板であり、具体的には、電池の過充電、過放電、断線などの問題が発生する確率を下げるために用いられる。任意選択で、図1に示すように、第1導電部300が伸び出す方向において電池10が占めるスペースを節約するために、第1導電部300を回路基板110に接続するときに、第1導電部300に対して折り曲げ処理を行う。任意選択で、第1導電部300と回路基板110との接続形態は接着、半田付けなどを含むが、これらに限定されるものではない。
図1及び図4に示すように、図4は第1導電部300の第1方向Xの平面図である。第2層400が第1導電部300の一部を被覆する。第2層400はタブゲル樹脂層であってもよい。タブゲル樹脂層の材料は、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、またはポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂などを含んでもよい。更に、タブゲル樹脂層は、多層の樹脂層またはポリエステル層構造を有してもよい。例えば、タブゲル樹脂層の最外面は溶融ヒートシールの樹脂層であってもよく、それがハウジング20の外装ラミネートフィルムの内部の樹脂層に溶融圧縮され、それにより、電池10のハウジングと第1導電部300との封止が実現される。
本発明の実施例では、第2層400が第1導電部300の外面の一部に位置する。図4に示すように、第1方向Xから見ると、第2層400は内部における第1導電部300と重なる第1領域500を有し、且つ第2層400はさらに第1導電部300と離れ、第2方向に沿って伸びる且つ第1領域500から離れる第2領域600を含む。第2層400は電池10のハウジング20の内部の樹脂層に溶融圧縮するために用いることができ、それにより、電池10と第1導電部300との封止が実現される。
積層体200は電池10における電極アセンブリであってもよい。電極アセンブリは電池10における電気化学反応を起こして電気エネルギーを発生する部品である。積層体200は、第1導電層201及び第2導電層202を軸方向に巻回または積層することで形成されていてもよい。その中、第1導電層201及び第2導電層202は、電極アセンブリにおける正極シート又は負極シートであってもよく、且つ第1導電層201と第2導電層202との極性は逆である。更に、第1導電層201及び第2導電層202は活物質を有する部分を含んでいてもよく、且つ活物質を有する部分は積層体200の本体部を共に構成していてもよい。任意選択で、第1導電層201又は第2導電層202は正極シートである場合、活物質は一般にLiCoO2等であってもよく、第1導電層201又は第2導電層202は負極シートである場合、活物質は一般に炭素等であってもよい。また、第1導電部300が第1導電層201に接続され、具体的には、第1導電部300は正極シート又は負極シートに接続される正極タブ又は負極タブであってもよい。更に、第1導電部300は正極タブである場合、第1導電部300の材料はアルミニウム(Al)又はアルミニウム合金のうちの少なくとも一種を含んでもよく、第1導電部300は負極タブである場合、第1導電部300の材料はニッケル(Ni)、銅(Cu)又は銅ニッケルメッキ(Ni-Cu)のうちの少なくとも一種を含んでもよい。
また、積層体200は、第1導電層201と第2導電層202との間に位置する第1層203を含んでもよい。その中、第1層203はセパレータであってもよい。セパレータは多孔質のプラスチックフィルムであり、その材料は一般的にポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)及びプロピレンとエチレンとの共重合体、ポリエチレン単独重合体等を含む。積層体200は第1層203を含む場合、第1導電層201、第2導電層202及び第1層203は、巻回設置又は積層設置により、積層体200を形成する。
本発明の実施例が提供する電池10は、積層体200に接続される第1導電部300、及び第1導電部300の一部を被覆する第2層400を有し、且つ、第2層400は、第1導電部300と重なる第1領域500、及び第2方向Zにおいて第1領域500の一方側に位置する第2領域600を含む。第2領域600のハウジング20から離れる一方側に第1凹部610を有する。第2領域600には第1凹部610を有するため、第1導電部300が折り曲げられると、第1凹部610によって第1導電部300の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第1導電部300の根元部の折り曲げ応力を低減し、第1導電部300の反発の程度及び確率を低減する。また、第1導電部300が回路基板110に接続されると、第1導電部300と回路基板110との接続の安定性を向上することができ、さらに電池10の信頼性を向上する。
図1及び図5に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第3方向Yに沿って見ると、第2層400は第1領域500及び第2領域600を含む。その中、第2領域600は第1端辺611、第2端辺612及び第3端辺613を含む。第1端辺611及び第2端辺612が位置する表面は共に第1凹部610を規定する。第1凹部610によって第1導電部300の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第1導電部300の根元部の折り曲げ応力を低減し、第1導電部300の反発の程度及び確率を低減する。また、第1導電部300が回路基板110に接続されると、第1導電部300と回路基板110との接続の安定性を向上することができ、さらに電池10の信頼性を向上する。
図5に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第2方向Zには、第2領域600は第1端点A、第2端点B、第3端点C及び第4端点Dを含む。第1端点A及び第3端点Cは第1端辺611に位置し、第2端点B及び第3端点Cは第2端辺612に位置し、第2端点B及び第4端点Dは第3端辺613に位置する。
更に、図5に示すように、第2方向において、第1導電部300は、第2領域600から最も遠い第1側301と、第2領域600へ近寄る第2側302とを含む。第1方向において、第1導電部300は、第1領域500から最も遠い第3側303と、第1領域500と重なる第4側304とを含む。
第3方向Yから見ると、第1端点Aが第1領域500内に位置し、且つ第1端点Aが第1方向Xにおいてハウジング20と離れ、第1端点Aが第1端辺611と第1導電部300の第2側302との交点であり、第2端点Bが第2領域600内に位置し、第2端点Bが第1方向Xにおいてハウジング20と離れ、且つ第1方向Xにおいてハウジング20から最も遠く、第2端点Bが第2端辺612と第3端辺613との交点であり、第3端点Cが第2領域600内に位置し、第3端点Cが第1方向Xにおいてハウジング20と離れ、且つ第1方向Xにおいてハウジング20から最も近く、第3端点Cが第1端辺611と第2端辺612との交点であり、第4端点Dが第2領域とハウジング20との境界に位置し、第2方向Zにおいて第4端点が第1導電部300から最も遠い。第2方向Zにおいて、第3端点Cが第1端点Aと第2端点Bとの間に位置する。第3方向Yに沿って見ると、第1端点A、第3端点C及び第2端点Bを順に接続する後に、それらが位置する平面は共に上記の第1凹部610を形成する。
本発明にかかるいくつかの実施例では、第1方向Xにおいて、ハウジング20から第1端点Aまでの第1距離は、ハウジング20から第2端点Bまでの第2距離よりも短い。第1端点Aが第1領域500に位置する。通常、第1領域500は第2層400の一部である。第2層は電池10をヒートシールするためのものである。第2層400は一般的にタブゲル樹脂層である。このように設置すると、第1領域500の面積を低減することに有利であり、それにより、第1領域500の面積が大きすぎることによって第1導電部300の折り曲げの難易度が増加するなどの状況が発生する確率を下げる。
本発明にかかるいくつかの実施例では、第2方向Zにおいて第1端点Aから第3端点Cまでの第3距離は、第2方向Zにおいて第2端点Bから第4端点Dまでの第4距離よりも大きい。
第3距離は第4距離より大きくなることは、第1凹部610への加工を容易にすることに有利であり、且つ第2領域600の電池へのパッケージを容易にして、パッケージの信頼性を高めることに有利である。
図5に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第1距離はD1であり、第2距離はD2であるとき、D1とD2は、D2>D1>1/3D2を満たす。
第1距離D1とは、第1方向Xにおいて第1端点Aからハウジング20までの距離であり、第2距離D2とは、第1方向Xにおいて第2端点Bからハウジング20までの距離である。図5に示すように、第5距離D5をさらに含む。第5距離D5とは、第1方向Xにおいて第3端点Cからハウジング20までの距離である。第1方向Xにおいて、第5距離D5は第1距離D1及び第2距離D2により小さく、このようにして、第1凹部610の凹形形状になる。
第1距離D1はD2により小さいが、1/3D2より大きく、それにより、第2領域600の第1方向Xに沿う最大の高さは、第2領域600が第1領域500と接する一方側の高さより大きく、第1導電部300の根元部の折り曲げ応力を低減することに有利であり、第1導電部300の反発の程度及び確率を低減する。また、第1導電部300が回路基板に接続されると、第1導電部300と回路基板110との接続の安定性を向上することができ、さらに電池10の信頼性を向上する。また、第1距離D1が1/3D2より大きくすると、第1距離D1が小さすぎることによって第2層400と電池10とのパッケージ溶融が不良になる確率を低減することができる。
具体的には、表1に示すように、本発明の実施例に応じて設置されるいくつかの具体的な実施例と、比較例とのパッケージの信頼性をテストする実験結果である。
表1では、テスト条件は以下の通りであり、実施例1、比較例1及び比較例2のタブでのパッケージ張力を検査し、パッケージ張力<2N/mmであると、パッケージが不良であり、テスト結果は不合格である。比較からわかるように、第1距離が1/3D2より大きくなることは、第1距離D1が小さすぎることによって第2層400と電池10とのパッケージ溶融が不良になる確率を低減することができる。
本発明にかかるいくつかの実施例では、第1距離D1の範囲は0.1mm~2.5mmであり、第2距離D2の範囲は0.2mm~3.0mmである。
本発明にかかるいくつかの実施例では、第1距離はD1であり、第2距離はD2であり、第3距離はD3であり、第4距離はD4であるとき、D1、D2、D3およびD4は、D3+D4<D1<D2を満たす。
図5に示すように、第2領域600は第3距離D3及び第4距離D4をさらに含む。第3距離D3とは、第2方向Zにおいて第3端点Cから第1端点Aまでの距離であり、第4距離D4とは、第2方向Zにおいて第4端点Dから第2端点Bまでの距離である。第2領域600は第6距離D6をさらに含み、第6距離D6とは、第2方向Zにおいて第3端点Cから第2端点Bまでの距離である。第2方向Zにおいて、第6距離D6は第3距離D3及び第4距離D4より大きい。
D3+D4<D1になると、第1方向Xにおいて十分な露出寸法を有することを確保し、パッケージの良品率及びパッケージ強度を確保することができ、且つ優れた根元部の折り曲げの効果を有し、ひいてはエネルギー密度の向上に有利である。D1<D2になると、第1導電部300とハウジング20とのパッケージ中に第1導電部300のXZ面における揺れずれによるパッケージ不良のリスクを低減することに有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、第3距離D3の範囲は0.1mm~2mmであり、第4距離D4の範囲は0.1mm~2mmである。
図5に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第2方向Zに沿って、第2端点Bが第4端点Dと第3端点Cとの間に位置する。その時、第3方向Yから見ると、第2層400には、第2方向Zにおいて第4端点Dの第1領域500からの距離が最も遠く、第2層400であるタブゲル樹脂層に十分な封止範囲を持たせて、ハウジング20に対して熱圧着封止を行うことに有利であり、さらに、封止の信頼性の向上に有利である。
第1端辺611、第2端辺612及び第3端辺613が位置する平面は共に第2領域600の外形を規定する。その中、第1端辺611、第2端辺612及び第3端辺613は直線形状であってもよいし、曲線形状であってもよいし、異形形状であってもよいが、本発明の実施例では限定しない。
具体的には、図6に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第1方向Xにおいて、第1端辺611はハウジング20から離れる方向に向けて突出する第1凸部614と、ハウジング20へ近寄る方向に向けて凹む第2凹部615とを含む。第1方向Xにおいて、第1凸部614の最頂部とハウジング20との間には第7距離D7を有し、D7>D1である。このように、第2層400とハウジング20との接触面積を増加することに有利である。第2凹部615の最底部とハウジング20との間には第8距離D8を有し、D8<D1である。このように、第1導電部300が折り曲げられる際に根元部の折り曲げ応力の集中を低減することに更に有利であり、第1導電部300の反発の程度及び確率を低減する。
第1凸部614を設置することによって、第1導電部300及び第2層400とハウジング20との間の封止性及び放熱性能の向上に有利である。第2凹部615を設置することによって、第1導電部300の折り曲げ位置の選択を容易にすることに有利であり、第2端点Bと第3端点Cとの間のある位置を選択して柔軟に折り曲げることができるとともに、第3端点Cで折り曲げる際に第2端辺612に対して牽引するリスクを低減することに有利である。
又は、図6Aに示すように、第1端辺611の両端のそれぞれに第1凸部614及び第2凹部615を有し、第1端辺611の中部に2つ目の第1凸部614をさらに有する。
又は、図6Bに示すように、第1端辺611の両端のそれぞれに第1凸部614及び第2凹部615を有し、第1端辺611の中部に2つ目の第2凸部615をさらに有する。
又は、第1端辺611には、1つの第1凸部614又は1つの第2凹部615のみが存在する。
容易に想到できるのは、第1端辺611における第1凸部614及び第2凹部615の数は自由に組み合わせることができることであり、本発明では限定しない。
又は、図5に示すように、第1端辺611は直線である。このように、第2層400の第1端辺611の強度を保つことに有利である。それに対して、第2端辺612は様々な形状を有してもよい。
図7に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第1方向Xにおいて、第2端辺612はハウジング20から離れる方向に向けて突出する第2凸部616と、ハウジング20へ近寄る方向に向けて凹む第3凹部617とを含む。
第2凸部616を設置することによって、第2層400の面積を増加することに有利であり、さらに第2層400の放熱の向上に有利である。第3凹部617を設置することによって、第2層400が第2端辺612に折り曲げられることを容易にすることに有利であり、さらにエネルギー密度の向上に有利である。
又は、図7Aに示すように、第2端辺612の両端のそれぞれに第2凸部616及び第3凹部617を有し、第2端辺612の中部に2つ目の第2凸部616をさらに有する。
又は、図7Bに示すように、第2端辺612の両端のそれぞれに第2凸部616及び第3凹部617を有し、第2端辺612の中部に2つ目の第3凹部617をさらに有する。
又は、第2端辺612には、1つの第2凸部616又は1つの第3凹部617のみが存在する。
容易に想到できるのは、第2端辺612における第1凸部614及び第2凹部615の数は自由に組み合わせることができることであり、本発明では限定しない。又は、本発明にかかるいくつかの実施例では、第2端辺612は図5に示すような直線である。このように、第2層400の第2端辺612の強度を保つことに有利である。
それに対して、第3端辺613も様々な形状を有する。
例えば、図8に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第1方向Xにおいて、第3端辺613は、ハウジング20から離れる方向に向けて突出する第3凸部618と、ハウジング20へ近寄る方向に向けて凹む第4凹部619とを有する。
第3凸部618を設置することによって、第2層400の面積を増加することに有利であり、さらに第2層400の放熱の向上に有利である。第4凹部619を設置することによって、第2層400が第3端辺613に折り曲げられることを容易にすることに有利であり、さらにエネルギー密度の向上に有利である。
又は、図8Aに示すように、第3端辺613の両端のそれぞれに第3凸部618及び第4凹部619を有し、第3端辺613の中部に2つ目の第3凸部618をさらに有する。
又は、図8Bに示すように、第3端辺613の両端のそれぞれに第3凸部618及び第4凹部619を有し、第3端辺613の中部に2つ目の第4凹部619をさらに有する。
又は、第3端辺613には、1つの第3凸部618又は1つの第4凹部619のみが存在する。
容易に想到できるのは、第3端辺613における第3凸部618及び第4凹部619の数は自由に組み合わせることができることであり、本発明では限定しない。
又は、第3端辺613は図5に示すような直線である。このように、第2層400の第3端辺613の強度を保つことに有利である。
本発明にかかるいくつかの実施例では、積層体200は軸方向巻回構造又は積層構造である。図9及び図10に示すように、それぞれは巻回型積層体200及び積層型積層体200の構成模式図である。
本発明の第2方面の実施例は電気デバイスを提供し、電気デバイスは上記の第1の方面の電池を含み、電池は電気デバイスに電力を提供するためのものである。電気デバイスは、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、電動玩具、電動工具、電動車、電気自動車、汽船、宇宙機などであるもよいが、これらに限定されない。
本発明の実施例が提供する電気デバイスは、電源として第1の方面に記載の電池を用いる。電池10は、積層体200に接続される第1導電部300、及び第1導電部300の一部を被覆する第2層400を有し、且つ、第2層400は、第1導電部300と重なる第1領域500、及び第2方向Zにおいて第1領域500の一方側に位置する第2領域600を含む。第2領域600のハウジング20から離れる一方側に第1凹部610を有する。第2領域600には第1凹部610を有するため、第1導電部300が折り曲げられると、第1凹部610によって第1導電部300の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第1導電部300の根元部の折り曲げ応力を低減し、第1導電部300の反発の程度及び確率を低減する。また、第1導電部300が回路基板110に接続されると、第1導電部300と回路基板110との接続の安定性を向上することができ、さらに電池10及び電気デバイスの信頼性を向上する。
以上の記述は本発明の好ましい実施例であり、本発明を制限するものではなく、本発明の精神と原則の範囲内で行われた修正、同等の置換、改良などは、本発明の保護の範囲内に含まれるものとするべきである。
電池:10、ハウジング:20、回路基板:110、積層体:200、第1導電層:201、第2導電層:202、第1層:203、第1導電部:300、第2層:400、第1領域:500、第2領域:600、第1凹部:610、第1端点:A、第2端点:B、第3端点:C、第4端点:D、第1端辺:611、第2端辺:612、第3端辺:613、第1凸部:614、第2凹部:615、第2凸部:616、第3凹部:617、第3凸部:618、第4凹部:619、第1距離:D1、第2距離:D2、第3距離:D3、第4距離:D4、第5距離:D5、第6距離:D6、第7距離:D7、第8距離:D8、第1側:301、第2側:302、第3側:303、第4側:304。
Claims (23)
- 第1導電層と、第2導電層と、前記第1導電層と前記第2導電層との間に設置され且つ絶縁材料を含む第1層とを、含む積層体と、
前記第1導電層に電気的に接続され、且つ前記積層体から離れる第1方向に沿って延びる第1導電部と、
前記第1導電部に接続され、且つ前記第1方向に垂直する第2方向において前記第1導電部と離れる位置まで延びる第2層と、
前記積層体を被覆し、且つ前記第1導電部及び前記第2層の一部を被覆するハウジングと、を含み、
前記第1方向及び前記第2方向に垂直する第3方向に沿って見ると、前記第2層は、前記第1導電部と重なる第1領域、及び前記第1導電部と離れる第2領域を含み、前記第1方向において、前記第2領域は前記ハウジングに向けて凹む第1凹部を有する、
電池。 - 前記第2方向において、前記第2層は、
前記第1領域内に位置し、且つ前記第1方向において前記ハウジングと離れる第1端点と、
前記第2領域内に位置し、前記第1方向において前記ハウジングと離れ、且つ前記第1方向において前記ハウジングから最も遠い第2端点と、
前記第2領域内に位置し、前記第1方向において前記ハウジングと離れ、且つ前記第1方向において前記ハウジングから最も近い第3端点と、を含み、
前記第1端点は前記第1領域と前記第2領域との境界に位置し、且つ前記第2方向において、前記第3端点は前記第1端点と前記第2端点との間に位置する、
請求項1に記載の電池。 - 前記第1方向において、前記ハウジングから前記第1端点までの第1距離は、前記ハウジングから前記第2端点までの第2距離よりも短い、
請求項2に記載の電池。 - 前記第1距離はD1であり、前記第2距離はD2であるとき、D1とD2は、D2>D1>1/3D2を満たす、
請求項3に記載の電池。 - 前記第1距離の範囲は0.1mm~2.5mmであり、前記第2距離の範囲は0.2mm~3.0mmである、
請求項3に記載の電池。 - 第3方向に沿って見ると、前記第1凹部は、前記第2領域における、前記第1端点および前記第3端点を接続する第1端辺と、前記第2端点および前記第3端点を接続する第2端辺とを含み、前記第3方向が前記第1方向及び前記第2方向に垂直する、
請求項3に記載の電池。 - 前記第1方向において、前記第1端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第1凸部を含む、
請求項6に記載の電池。 - 前記第1方向において、前記第1端辺は前記ハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第2凹部を含む、
請求項6に記載の電池。 - 前記第1端辺は直線である、
請求項6に記載の電池。 - 前記第1方向において、前記第2端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第2凸部を含む、
請求項6に記載の電池。 - 前記第1方向において、前記第2端辺はハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第3凹部を含む、
請求項6に記載の電池。 - 前記第2端辺は直線である、
請求項6に記載の電池。 - 前記第2層は前記第2方向おいて前記第1導電部から最も遠い、且つ前記ハウジングと接する第4端点を含む、
請求項6に記載の電池。 - 前記第2方向において前記第1端点から前記第3端点までの第3距離は前記第2方向において前記第2端点から前記第4端点までの第4距離より大きい、
請求項13に記載電池。 - 前記第1距離はD1であり、前記第2距離はD2であり、前記第3距離はD3であり、前記第4距離はD4であるとき、D1、D2、D3およびD4は、D3+D4<D1<D2を満たす、
請求項14に記載の電池。 - 前記第3距離の範囲は0.1mm~2mmであり、前記第4距離の範囲は0.1mm~2mmである、
請求項14に記載の電池。 - 前記第2方向に沿って、前記第2端点が前記第4端点と前記第3端点との間に位置する、
請求項14に記載の電池。 - 前記第3方向に沿って見ると、前記電池は前記第2端点および前記第4端点を接続する第3端辺をさらに含む、
請求項13に記載の電池。 - 前記第1方向において、前記第3端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第3凸部を有する、
請求項18に記載電池。 - 前記第1方向において、前記第3端辺はハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第4凹部を有する、
請求項18に記載の電池。 - 前記第3端辺は直線である、
請求項18に記載の電池。 - 前記積層体は軸方向巻回構造又は積層構造である、
請求項1~21のいずれか1項に記載の電池。 - 請求項1~21のいずれか1項に記載された電池を含む電気デバイスであって、
前記電池は前記電気デバイスに電力を提供するためのものである、
電気デバイス。
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