JP2024520156A - 電池用電極板、電池及び電池用電極板の製作方法 - Google Patents

電池用電極板、電池及び電池用電極板の製作方法 Download PDF

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Abstract

本開示は、電池用電極板、電池及び電池用電極板の製作方法を提供する。電池用電極板は、電極板本体とタブを備え、電極板本体は、電極板本体の第１エッジに連通するタブ取付溝と電極板本体の第２エッジに連通する第１溝が設けられており、第１エッジと第２エッジは電極板本体における対向する２つのエッジであり、タブはタブ取付溝内に接続される。本開示の電池用電極板は破損しにくく、電池の信頼性が高い。【選択図】図６

Description

本開示は、電池技術の分野に関し、特に、電池用電極板、電池及び電池用電極板の製作方法に関する。
科学技術の発展に伴い、リチウムイオン電池技術は急速に発展してきた。同時に、ユーザのリチウムイオン電池の急速充電能力に対する要求が高くなり、急速充電リチウムイオン電池はすでに消費類リチウムイオン電池の発展傾向になっている。
電池の急速充電性能を向上させるために、リチウムイオン電池におけるタブの中間配置構造を一般的に応用している。すなわち、タブを正電極板と負電極板の３／４、１／３、１／２などの位置に移動して、セルの内部抵抗を低減し、充放電時の電極板上の電流密度分布を最適化し、電池の急速充電能力を向上させる。タブの中間配置構造の応用において、生産効率を高め、電池の安全リスク問題を低減するために、一般的に広幅洗浄の技術が適用されている。すなわち、まず、１枚の電極板基材全体にわたって、表裏両面のいずれもブランク集電体であるタブ溶接溝を加工し、そして、タブ溶接溝の幅方向のエッジに沿って電極板基材を複数の電池用電極板に分割切断する。上記の加工プロセスでは、分割切断のバラつき又は分割切断機器の精度などの問題に起因して、分割切断がタブ溶接溝の幅方向のエッジに沿って行われていないことが発生しやすく、電極板エッジとタブ溶接溝エッジとの間にコーティング領域が存在しており、電池用電極板の平坦度への影響を防ぐために、この後、また打ち抜く工程を行い、当該コーティング領域を打ち抜く。
上記の工程によって形成される電池用電極板において、タブ溶接溝と電極板エッジとの間に打ち抜きによって形成される貫通溝が形成されており、当該貫通溝の電池エッジに近い側は切欠き構造であり、タブ溶接溝に近い側はタブ溶接溝に直接に接続され、タブ溶接溝の位置の厚さが薄く、集電体の厚さだけでなく、しかもラグを取り付ける際に高温の溶接に耐えなければならないため、貫通溝のタブ溶接溝に近い側は応力が集中して電極板が破裂しやすく、電池の信頼性に影響を及ぼす。
本願の実施例は、上記の問題に鑑みて、電池用電極板、電池及び電池用電極板の製作方法を提供し、電池用電極板の信頼性が高く、破損しにくい。
上記の目的を達成するために、本願の第１態様では電池用電極板を提供し、電極板本体とタブを備え、電極板本体は、電極板本体の第１エッジに連通するタブ取付溝と、電極板本体の第２エッジに連通する第１溝とが設けられており、第１エッジと第２エッジは電極板本体における対向する２つのエッジであり、タブはタブ取付溝内に接続される。
１つの可能な実施形態では、第２エッジから第１エッジに向かう方向に沿って、第１溝の第１エッジでの投影は少なくとも、タブ取付溝の第１エッジでの投影の一部を覆う。
１つの可能な実施形態では、第１溝は第２エッジに位置する溝口を有し、第１エッジに平行な方向に沿って、第１溝の溝口の長さがタブの幅より大きく、及び／又は、
タブ取付溝は第１エッジに位置する開口を有し、第１溝は第２エッジに位置する溝口を有し、第１エッジに平行な方向に沿って、開口の長さが溝口の長さより小さい又は等しい。
１つの可能な実施形態では、電極板本体は集電体と集電体の少なくとも１つの表面に設けられた活物質層を備え、タブ取付溝と第１溝との間の領域には活物質層を有する。
１つの可能な実施形態では、第１エッジから第２エッジに向かう方向に沿って、タブ取付溝と第１溝との間の活物質層の幅がタブ取付溝と第１溝の幅の和より大きい。
１つの可能な実施形態では、タブ取付溝は第１エッジに位置する開口を有し、タブ取付溝の底部は集電体であり、タブ取付溝の３つの周側は活物質層である。
１つの可能な実施形態では、集電体の２つの表面のいずれにも活物質層が設けられており、集電体のタブ取付溝に反対する側の表面の活物質層には、タブ取付溝と対向するように設けられた第２タブ取付溝が設けられており、第２タブ取付溝の長さがタブ取付溝の長さより大きく、及び／又は、電極板本体の幅方向に沿って、第２タブ取付溝の幅はタブ取付溝の幅より大きい。
１つの可能な実施形態では、第１溝は第２エッジに位置する溝口を有し、第１溝の底部は集電体であり、第１溝の周側は活物質層である。
１つの可能な実施形態では、集電体の２つの表面のいずれにも活物質層が設けられており、集電体の第１溝に反対する表面の活物質層には、第１溝と対向するように設けられた第２溝が設けられており、電極板本体の長さ方向に沿って、第２溝の長さが第１溝の長さより大きく、及び／又は、電極板本体の幅方向に沿って、第２溝の幅が１溝の幅より大きい。
１つの可能な実施形態では、集電体の２つの表面のいずれにも活物質層が設けられており、タブ取付溝はそのうちの一方側の活物質層に設けられており、タブは集電体に溶接され、集電体のタブに反対する面における溶接点が活物質層によって覆われる。
１つの可能な実施形態では、第１溝はタブ取付溝と同じ側の活物質層に位置し、第１溝と対向する集電体の他方面は活物質層を有する。
１つの可能な実施形態では、タブが収容されたタブ取付溝は第１絶縁層で覆われており、及び／又は、第１溝は第２絶縁層で覆われている。
１つの可能な実施形態では、タブはタブ取付溝内に位置する第１段とタブ取付溝から伸び出す第２段とを備え、第２段にタブ接着剤が設けられており、第１絶縁層はタブ接着剤の一部を覆う。
１つの可能な実施形態では、第２絶縁層は、第２エッジを超え、超える距離は３ｍｍ未満である。
１つの可能な実施形態では、電池用電極板のタブ取付溝に反対する表面には、タブ取付溝と対向するように設けられた第２タブ取付溝が設けられており、第２タブ取付溝は第５絶縁層で覆われており、第１絶縁層と第５絶縁層の第１エッジを超える部分が互いに接着されている。
１つの可能な実施形態では、第１溝は電極板の厚さ方向に沿って電極板を貫通する貫通溝である。
１つの可能な実施形態では、電極板本体の幅方向に沿うタブ取付溝のサイズがＬ１で、電極板本体の幅方向に沿う第１溝のサイズがＬ２で、電極板本体の長さ方向に沿うタブ取付溝と第１溝のサイズはいずれもＤで、電極板本体の長さ方向に沿うタブのサイズはＷで、電極板本体の長さ方向に沿う電極板基材のサイズはＺであり、
Ｌ１≧Ｌ２、
Ｌ１＝（０．１～０．６）×Ｚ、
Ｌ２は０．１ｍｍ～１５．０ｍｍとし、
Ｄ＝（１．０～４．０）×Ｗとする条件が満たす。
本願の第２態様では、電池を提供し、第１電極板とセパレータと第２電極板とを積層した後に巻き付けて形成されたセルを備え、第１電極板と第２電極板は極性が反対であり、第１電極板は上記の電池用電極板である。
１つの可能な実施形態では、タブ取付溝と正対する第２電極板の活物質層の表面が第３絶縁層で覆われている。
１つの可能な実施形態では、第１溝と正対する第２電極板の活物質層の表面が第４絶縁層で覆われている。
本願の第３態様では、電池用電極板の製作方法を提供し、当該方法は、
電極板基材の一方の表面において、電極板基材の第１方向において間隔を隔てて設けられる複数の凹溝を設けることと、
複数の切断線に沿って電極板基材を複数の電極板本体に切断して、かつ各凹溝は切断線に沿ってタブ取付溝と第１溝に分割切断されることであって、同一の凹溝から分割切断されたタブ取付溝と第１溝は異なる電極板本体に位置することと、
タブを電極板本体のタブ取付溝内に溶接して、電池用電極板を形成することと、を含み、
複数の切断線は第１方向に沿って間隔を隔てて電極板基材に設けられており、複数の切断線は凹溝と一対一に対応して設けられており、かつそれぞれの切断線はいずれも対応する凹溝を通過する。
１つの可能な実施形態では、
タブを電極板本体のタブ取付溝内に溶接した後、
タブが取り付けられたタブ取付溝の溝口位置に第１絶縁層を覆い、第１溝の溝口位置に第２絶縁層を覆うことをさらに含む。
１つの可能な実施形態では、
切断して電極板本体得た後、
電極板本体における第１溝が形成された位置において切欠きを打ち抜くことをさらに含む。
本願の電池用電極板、電池及び電池用電極板の製作方法によると、電池用電極板は、電極板本体とタブを備え、電極板本体は、電極板本体の第１エッジに連通するタブ取付溝と電極板本体の第２エッジに連通する第１溝が設けられており、第１エッジと第２エッジは電極板本体における対向する２つのエッジであり、タブはタブ取付溝内に接続される。上記の解決手段において、タブ取付溝は電極板本体の第１エッジに連通し、かつ第１エッジは平らになっており切欠きがないため、破裂の発生確率を低減し、電池用電極板の安全性及び信頼性が改善される。
本開示の構成、ならびにその他の開示の目的及び有益な効果は、図面を参照して好ましい実施例を説明することにより、より明確で理解しやすくなる。
従来の技術において分割切断バラつき発生時に切断された電池用電極板の構造概略図である。 従来の技術において分割切断バラつき発生時に切断された電池用電極板にタブが取り付けられていないときの構造概略図である。 本願の実施例により提供される電池用電極板の製作方法のフローチャートである。 本願の実施例により提供される電池用電極板の製作方法において電極板基材が第１状態にある場合の構造概略図である。 本願の実施例における電極板本体の構造概略図である。 本願の実施例により提供される電池用電極板の製作方法において電池用電極板が第２状態にある場合の構造概略図である。 本願の実施例により提供される電池用電極板の１つの構造の概略図である。 本願の実施例により提供される電池用電極板の他の構造の概略図である。 図６に示される電池用電極板の裏面構造の概略図である。
本開示の目的、技術的解決手段及び利点をより明瞭にするために、以下、本開示の実施例に係る図面を参照しながら、本開示の実施例における技術的解決手段について明瞭、且つ完全に説明し、当然のことながら、記載される実施例は本開示の実施例の一部にすぎず、そのすべての実施例ではない。当業者は、本開示における実施例に基づいて創造的な労働をすることなく、得たその他のすべての実施例は、いずれも本開示の保護範囲に属する。
従来の電池は、電池用電極板が破裂しやすく、電池の信頼性が低いという問題が存在している。図１ａ及び図１ｂには、従来の技術において分割切断バラつきが発生する時に切断された電池用電極板１００’の状況が示されており、この場合には、タブ１４０’を溶接するための凹溝１２０’のエッジ部は、電池用電極板１００’のエッジ部から一定の距離を有し、凹溝１２０’のエッジ部と電池用電極板１００’のエッジ部との間にコーティング領域が形成されており、当該コーティング領域を打ち抜くと、貫通溝である打ち抜く溝１０１が形成され、当該打ち抜く溝１０１の電池エッジに近い側は切欠き構造であり、凹溝１２０’に近い側は凹溝１２０’に直接に連続し、凹溝１２０’の位置の厚さはより薄く、しかもラグを取り付ける際に高温の溶接に耐えなければならないため、打ち抜く溝１０１の凹溝１２０’に近い側は応力集中が発生しやすく、それにより電極板が破裂する。
以下、本願の実施例の電池、電池用電極板及びその製作方法について図面を参照して説明する。なお、本願では、説明の便宜上、板状の電極板基材の板面方向において互いに垂直な第１方向Ｆと第２方向Ｓを定義し、ここで、第１方向Ｆは例えば電極板基材の幅方向であってもよく、第２方向Ｓは例えば電極板基材の長さ方向であってもよく、第１方向Ｆと第２方向Ｓとに垂直な方向を電極板基材の厚さ方向と定義する。
また、電極板基材から電極板本体を製作した後、電極板本体の幅方向Ｋは電極板基材の第１方向Ｆとなり、電極板本体の長さ方向Ｌは電極板基材の第２方向Ｓとなる。
電極板本体は、対向する第１エッジ１３１と第２エッジ１３２とを備えることができ、電極板本体の幅方向Ｋは第１エッジ１３１から第２エッジ１３２に向かう沿う。電極板本体の長さ方向Ｌは電極板本体の幅方向Ｋに垂直である。
図２は、本願の実施例により提供される電池用電極板の製作方法のフローチャートであり、図３は、本願の実施例により提供される電池用電極板の製作方法において電池基材が第１状態にある場合の構造概略図である。
図２を参照して、本願の電池用電極板の製作方法は、Ｓ１０～Ｓ３０を含み、
Ｓ１０では、電極板基材の一方の表面において、電極板基材の第１方向において間隔を隔てて設けられru複数の凹溝を設け、
Ｓ２０では、複数の切断線に沿って電極板基材を複数の電極板本体に切断して、かつ各凹溝は切断線に沿ってタブ取付溝と第１溝とに分割切断され、同一の凹溝から分割切断されたタブ取付溝と第１溝とが異なる電極板本体に位置し、
Ｓ３０では、タブを電極板本体のタブ取付溝内に溶接して、電池用電極板を形成する。
なお、図３を参照して、複数の切断線１１１は第１方向Ｆに沿って電極板基材１１０に間隔を隔てて設けられており、複数の切断線１１１は凹溝１２０と一対一に対応して設けられており、かつそれぞれの切断線１１１はいずれも対応する凹溝１２０を通過する。
上記の解決手段において、電極板基材１１０に凹溝１２０を形成し、凹溝１２０を通過する切断線１１１に沿って電極板基材１１０を切断し、凹溝１２０からタブ取付溝１２１と第１溝１２２を分割切断すると、タブ取付溝１２１のエッジは必然的に電池用電極板１００の側縁、例えば第１エッジ１３１と連通するようになる。従来の技術においてタブ取付溝の端部から打ち抜かれた貫通溝をタブ取付溝構造に変更することができ、これによって、電極板本体は当該位置での厚さが増加するため、破裂の発生確率が減少し、電池用電極板の安全性及び信頼性が改善する。
また、本願では、切断線１１１が凹溝１２０の範囲内にあるため、切断線１１１が多少ずれたとしても、切断線１１１がタブ取付溝１２１のエッジに位置する従来の技術に比べて、切断線１１１が凹溝１２０の範囲から外れにくく、すなわち、ずれた切断線１１１は依然として凹溝１２０内に位置し、これによって、電池用電極板１００のエッジとタブ取付溝１２１のエッジとの間のコーティング領域を効果的に避け、電池用電極板１００の取付領域の厚さのを確保し、電池の性能を向上させる。また、化成後の電池用電極板の界面の一貫性に有利であり、電池の安全リスクを低減する。
図３を参照して、電極板基材１１０は、電池用電極板１００を製作するための母材であり、そのサイズが電池用電極板１００のサイズより大きいため、１枚の電極板基材１１０から少なくとも２枚の電池用電極板１００を切断して製作することができる。電極板基材１１０は、集電体と集電体の少なくとも１つの表面に形成された活物質層１３３とを備えることができる。例えば、正の電池用電極板を形成しようとする場合には、電極板基材１１０は正極集電体と正極集電体の少なくとも１つの表面に形成された正極活物質層とを備えるものとなるが、負の電池用電極板を形成しようとする場合には、電極板基材１１０は負極集電体と負極集電体の少なくとも１つの表面に形成された負極活物質層とを備えるものとなる。
電極板基材１１０の第２方向Ｓに沿う２つの端部は、巻取頭端及び巻取尾端を形成することができ、すなわち、電極板基材１１０から電池用電極板１００を製作した後、電池用電極板１００の第２方向Ｓに沿う２つの端部は、電池用電極板１００が巻取する巻取頭端及び巻取尾端となる。
ステップＳ１０では、電極板基材１１０の１つの表面に複数の凹溝１２０を設けることは、電極板基材１１０の同一の表面に複数の凹溝１２０を設けることであり、電極板基材１１０の一方の表面に、タブ１４０を取り付けるために用いられる凹溝１２０を複数設けることができる。具体的に、集電体表面の活物質層１３３を洗い流すことにより凹溝１２０を形成することができる。
当然ながら、本願は、電極板基材１１０の１つの表面にのみ複数の凹溝１２０を設けることに限定されるものではなく、電極板基材１１０の凹溝１２０に反対する表面にも凹陷構造を設けることができる。
例えばタブ１４０の溶接を超音波溶接で行う場合に、超音波溶接を順調に行うために、電極板基材１１０の上記の凹溝１２０に反対する表面に、上記の凹溝１２０と一対一に対応する補助凹溝を製作する必要がある。
本願の実施例では、複数の凹溝１２０は、電極板基材１１０の第１方向Ｆにおいて間隔を隔てて設けられており、例えば、第１方向Ｆにおいて同じ間隔を隔てて設けられ、このように、電極板基材１１０から電池用電極板１００が製作されるとき、各電池用電極板１００は幅を同じにすることができる。また、各凹溝１２０は第１方向Ｆにおいて整列配置されることができ、このようにして製作された電池用電極板１００に対応するタブ１４０は電池用電極板１００の同じ位置に取り付けられ得る。
凹溝１２０の第１方向Ｆに沿うサイズと第２方向Ｓに沿うサイズは、実際に取り付けられるタブ１４０の大きさに応じて決定され得る。
ステップＳ２０では、まず、電極板基材１１０の切断線１１１を決定し、そして、切断線１１１に沿って電極板基材１１０を切断する。
すなわち、複数の切断線１１１に沿って電極板基材１１０を複数の電極板本体１３０に切断し、第１方向Ｆに沿って複数の切断線１１１を間隔を隔てて電極板基材１１０に設けることができる。複数の切断線１１１は互いに平行なものとすることができ、例えば、複数の切断線１１１はいずれも第２方向Ｓに平行であるものとすることができる。サイズが一致する電池用電極板１００を切断し得るために、各切断線１１１間の間隔を等しくすることができる。
なお、いずれも対応する凹溝１２０を通過する複数の切断線１１１を凹溝１２０と一対一に対応して設ける必要がある。
図４は、本願の実施例における電極板本体の構造概略図である。図３及び図４を参照して、切断線１１１が凹溝１２０を通過するため、各凹溝１２０はタブ取付溝１２１と第１溝１２２とに分割切断されることができ、また、１つの電極板本体１３０において、タブ取付溝１２１は電極板本体１３０の第１エッジ１３１に位置し、第１溝１２２は電極板本体１３０の第２エッジ１３２に位置する。この場合に、タブ取付溝１２１は、電極板本体１３０の幅方向Ｋエッジ、例えば第１エッジ１３１に連通し、それにより、タブ１４０を電極板本体１３０の頂部側からタブ取付溝１２１内に取り付けるとき、タブ１４０の取付領域内の厚さがより一致し、その厚さ方向において部分的に突出する状況が発生することはなく、電池用電極板１００の平坦度が改善され、電池の性能が向上する。
また、１本の切断線１１１により１つの凹溝１２０を分割切断するため、同一の凹溝１２０から分割切断されたタブ取付溝１２１と第１溝１２２とは異なる電極板本体１３０に位置していることに注意されたい。
１つの電極板基材１１０において、図３に示される４本の切断線１１１に沿って、３本の電極板本体１３０、及び最頂部と最底部に位置する帯状の電極板を切断することができ、当該最頂部と最底部の帯状の電極板にタブ取付溝１２１が形成されていないため、使用せずに捨ててもよく、最底側に位置する帯状の電極板はタブ取付溝１２１が形成されているため、タブが溶接された後に電池用電極板１００として使用され得ることを理解できる。
本願の実施例では、各切断線１１１間の間隔を等しくする場合に、各凹溝１２０は第１方向Ｆに沿うサイズが同じであり、かつ各切断線１１１は第１方向Ｆに沿って対応する各凹溝１２０の同じ位置に位置することができる。
ステップＳ３０では、図４に示される電極板本体１３０に加え、タブ１４０を電極板本体１３０のタブ取付溝１２１内に溶接して、図５に示される第２状態にある電池用電極板を形成することができる。
本願の実施例では、電極板本体１３０において、タブ取付溝１２１はタブ１４０が取り付けられるために使用されることができ、第１溝１２２は、加工時に必然的に生じる構造であり、絶縁性を向上させるために、ステップＳ３０の後に、図５に示される第２状態にある電池用電極板に加えて、タブ１４０が取り付けられているタブ取付溝１２１の溝口位置に第１絶縁層１５１を覆い、第１溝１２２の溝口位置に第２絶縁層１５２を覆って、図６に示される電池用電極板１００を形成することができることを理解できる。
あるいは、タブ取付溝１２１の溝口位置に第１絶縁層１５１を設けると同時に、電極板本体１３０のタブ取付溝１２１に反対する側にも第１絶縁層１５１を設けるようにしてもよい。第１溝１２２の溝口位置に第１絶縁層１５１を設けると同時に、電極板本体１３０の第１溝１２２に反対する側にも第１絶縁層１５１を覆うようにしてもよい。
なお、第１絶縁層１５１の大きさは、タブ取付溝１２１の溝口を完全に覆うことができる大きさに設定され、第２絶縁層１５２の大きさは、第１溝１２２の溝口を完全に覆うことができる大きさに設定されている。本解決手段において、第２絶縁層１５２で第１溝１２２を覆うことで、打ち抜き過程で発生するバリ及び粉塵の問題を回避し、電池の短絡のリスクを低減し、セルの品質を向上させることができる。
図７は、本願の実施例により提供される電池用電極板の他の構造の概略図である。
本願の実施例では、ステップＳ３０の後に、図５に示される第２状態にある電池用電極板に加えて、電極板本体１３０の第１溝１２２が形成された位置に切欠き１５３を打ち抜くことができる。当該切欠き１５３周側の集電体表面に活物質層があり、ここの電極板は厚さが厚く、破裂しにくい。
この後、タブ１４０が取り付けられたタブ取付溝１２１の溝口位置に第１絶縁層１５１を覆って、図７に示される電池用電極板２００を形成することができる。あるいは、タブ取付溝１２１の溝口位置及び電極板本体１３０のタブ取付溝１２１に反対する側に同時に第１絶縁層１５１を覆うこともできる。
本願の実施例では、第１溝１２２位置の絶縁策は切欠き１５３の大きさに応じて決定され得る。
例示的に、第１溝１２２を完全に打ち抜く場合、図７に示すように、切欠き１５３位置に絶縁膜を設ける必要がない。
あるいは、第１溝１２２が完全に打ち抜かれた場合には、切欠き１５３位置に第２絶縁層（図示せず）を設ける。
あるいは、第１溝１２２が完全に打ち抜かれていない場合には、切欠き１５３位置に第２絶縁層（図示せず）を設ける。
なお、第２絶縁層を設ける場合に、第２絶縁層の大きさは切欠き１５３の大きさより大きくする必要があり、すなわち、第２絶縁層は切欠き１５３を完全に覆う。
図５を参照して、上記の電池用電極板１００は、タブ取付溝１２１の第１方向Ｆ（電極板本体の幅方向Ｋに対応する）に沿うサイズがＬ１で、第１溝１２２の第１方向Ｆに沿うサイズがＬ２で、タブ取付溝１２１と第１溝１２２との第２方向Ｓ（電極板本体の長さ方向Ｌに対応する）に沿うサイズはいずれもＤで、タブ１４０の第２方向Ｓに沿うサイズがＷで、電極板基材１１０の第２方向Ｓに沿うサイズはＺであり、
各構造のサイズは以下の条件を満たす必要がある。
Ｌ１≧Ｌ２、
Ｌ１＝（０．１～０．６）×Ｚ、
Ｌ２は０．１ｍｍ～１５．０ｍｍとし、
Ｄ＝（１．０～４．０）×Ｗ。
以下、２つの具体的な例を挙げて電池用電極板１００の製作方法を説明する。
例１：
第１方向Ｆに沿うサイズが８３ｍｍである４７３５９０型番の電極板基材１１０を選択して、電極板基材１１０の所定の領域において、第１方向Ｆに沿うサイズが２５ｍｍで、第２方向Ｓに沿うサイズが１０ｍｍである凹溝１２０を洗い流す。
切断線１１１に沿って電極板基材１１０を切断した後、凹溝１２０からタブ取付溝１２１と第１溝１２２を分割切断し、タブ取付溝１２１は第１方向Ｆに沿うサイズが２２ｍｍで、第１溝１２２は第１方向Ｆに沿うサイズが３ｍｍで、タブ取付溝１２１の第２方向Ｓに沿うサイズと第１溝１２２の第２方向Ｓに沿うサイズはいずれも１０ｍｍである。
タブ１４０は第２方向Ｓに沿うサイズが６ｍｍであり、タブ１４０をタブ取付溝１２１内に溶接する。
タブ取付溝１２１の溝口及び電極板本体１３０のタブ取付溝１２１に反対する位置にそれぞれ第１絶縁層１５１を設け、第１溝１２２の溝口及び電極板本体１３０の第１溝１２２に反対する位置にそれぞれ第２絶縁層１５２を設ける。第１絶縁層１５１は第１方向Ｆに沿うサイズが２６ｍｍで、第２方向Ｓに沿うサイズが１６ｍｍで、第２絶縁層１５２は第１方向Ｆに沿うサイズが６ｍｍで、第２方向Ｓに沿うサイズが１６ｍｍである。
上記の電池用電極板の製作が完了した後に、正の電池用電極板、セパレータ層、及び負の電池用電極板を巻き付けて巻きセルを形成することができる。
例２
第１方向Ｆに沿うサイズが８３ｍｍである４７３５９０型番の電極板基材１１０を選択して、電極板基材１１０の所定の領域に、第１方向Ｆに沿うサイズが２５ｍｍで、第２方向Ｓに沿うサイズが１０ｍｍである凹溝１２０を洗い流す。
切断線１１１に沿って電極板基材１１０を切断した後、凹溝１２０はタブ取付溝１２１と第１溝１２２に分割切断され、タブ取付溝１２１は第１方向Ｆに沿うサイズが２２ｍｍで、第１溝１２２は第１方向Ｆに沿うサイズが３ｍｍで、タブ取付溝１２１の第２方向Ｓに沿うサイズと第１溝１２２の第２方向Ｓに沿うサイズはいずれも１０ｍｍである。
タブ１４０の第２方向Ｓに沿うサイズは６ｍｍであり、タブ１４０をタブ取付溝１２１内に溶接する。
タブ取付溝１２１の溝口及び電極板本体１３０のタブ取付溝１２１に反対する位置に、第１方向に沿うサイズが２６ｍｍで、長さ方向に沿うサイズが１６ｍｍである第１絶縁層１５１をそれぞれ設けて、電極板本体１３０の第１溝１２２が形成された位置において、金型打ち抜き手段を採用して、第１溝１２２位置に、第１方向Ｆに沿うサイズが５ｍｍで、第２方向Ｓに沿うサイズが長１２ｍｍである切欠き１５３を形成して、それにより第１溝１２２を完全に打ち抜くことを確保する。
上記の電池用電極板の製作が完了した後に、正の電池用電極板、セパレータ層、及び負の電池用電極板を巻き付けて巻きセルを形成することができる。
本願の実施例は、電池用電極板１００をさらに提供する。
図６を参照して、電池用電極板１００は、タブ取付溝１２１と第１溝１２２とが設けられている電極板本体１３０と、タブ１４０と、を備える。
例えば、電極板本体１３０はその幅方向Ｋに沿って第１エッジ１３１と第２エッジ１３２とを有し、タブ取付溝１２１は電極板本体１３０の第１エッジ１３１に連通し、第１溝１２２は電極板本体１３０の第２エッジ１３２に連通する。タブ１４０はタブ取付溝１２１内に接続されている。
換言すれば、タブ取付溝１２１のエッジは電極板本体１３０の第１エッジ１３１に接近し、タブ取付溝１２１の溝全体はまっすぐ電極板本体１３０の第１エッジ１３１まで延びている。これにより、電池用電極板１００のエッジとタブ取付溝１２１のエッジとの間に打ち抜かれてなる貫通溝が存在せず、すなわち、従来の技術においてタブ溶接溝の端部に設けられた貫通溝構造はタブ取付溝１２１に変更し、電極板本体１３０は当該位置において厚さが厚くなるため、破裂の発生確率が低減され、電池用電極板１００の安全性及び信頼性が改善される。
また、電池用電極板１００に第１溝１２２が形成されているが、第１溝１２２全体は貫通溝であり、第１溝１２２の溝口エッジでの構造層は、集電体と集電体の表裏表面を覆う活物質層とを備え、厚さが厚く強度も高いため、電極板は当該箇所において破裂にくいことを理解できる。
本願の実施例では、第２エッジ１３２から第１エッジ１３１に向かう方向、すなわち、電極板本体１３０の幅方向Ｋに沿って、第１溝１２２の第１エッジ１３１での投影は少なくとも、タブ取付溝１２１の第１エッジ１３１での投影の一部を覆う。このことは、第１溝１２２とタブ取付溝１２１の位置は、電極板本体１３０の長さ方向において少なくとも部分的に重なることを意味し、当然ながら、本願はこれに限定されるものではなく、第１溝１２２とタブ取付溝１２１の位置は、電極板本体１３０の長さ方向において完全に揃うようにしてもよい。
また、図６を参照して、前述したように、第１溝１２２は電極板本体１３０の第２エッジ１３２に連通するため、第１溝１２２は、第２エッジ１３２に位置する溝口を有し、第１エッジ１３１に平行な方向に沿って、第１溝１２２の溝口の長さＤがタブ１４０の幅Ｗより大きい。
また、タブ取付溝１２１は電極板本体１３０の第１エッジ１３１に連通し、タブ取付溝１２１は、第１エッジ１３１に位置する開口を有し、第１エッジ１３１に平行な方向に沿って、開口の長さが溝口の長さと等しい。
あるいは、図７を参照して、タブ取付溝１２１は、第１エッジ１３１に位置する開口を有し、第１エッジ１３１に平行な方向に沿って、タブ取付溝１２１の開口の長さＤ２が第１溝１２２の溝口の長さＤ１より小さい。これは、第１溝１２２が打ち抜き加工される場合に対応する。
また、電極板本体１３０は、集電体と集電体の少なくとも１つの表面に形成された活物質層１３３とを備えることができることを理解できる。例えば、正の電池用電極板を形成しようとする場合には、電極板本体１３０は、正極集電体と正極集電体の少なくとも１つの表面に形成された正極活物質層とを備えるものとなるが、負の電池用電極板を形成しようとする場合には、電極板本体１３０は、負極集電体と負極集電体の少なくとも１つの表面に形成された負極活物質層とを備えるものとなる。本願では、集電体表面の活物質層１３３を洗い流すことでタブ取付溝１２１と第１溝１２２を形成することができる。集電体は、銅箔、アルミニウム箔、ニッケル箔、銅メッシュ、アルミニウムメッシュ、カーボンコート銅箔、カーボンコートアルミニウム箔、またはポリマーの表面又は内部に導電層が形成されたポリマー集電体などとすることができる。
電極板本体１３０の同一の表面にタブ取付溝１２１と第１溝１２２が形成されている場合には、タブ取付溝１２１と第１溝１２２との間の領域は活物質層１３３を有するものとされるべきであることを理解できる。
さらに、図６を参照して、第１エッジ１３１から第２エッジ１３２に向かう方向、すなわち、電極板本体１３０の幅方向Ｋに沿って、タブ取付溝１２１と第１溝１２２との間の活物質層１３３び幅Ｌ３がタブ取付溝１２１の幅Ｌ１と第１溝１２２の幅Ｌ２との和より大きくするべきである。
本願の実施例では、前述したように、タブ取付溝１２１は、第１エッジ１３１に位置する開口を有し、タブ取付溝１２１が活物質層１３３に形成された場合には、タブ取付溝１２１の底部は集電体であり、タブ取付溝１２１の３つの周側は活物質層１３３である。
図８は、図６に示される電池用電極板の裏面構造の概略図である。
１つの可能な実施形態では、集電体の２つの表面のいずれも活物質層１３３が設けられていてもよく、図８に示される電池用電極板２００の裏面の概略図を参照して、集電体のタブ取付溝１２１に反対する側の表面の活物質層１３３には、タブ取付溝１２１と対向するように設けられた第２タブ取付溝１２４（タブ取付溝１２１は破線で示す）が設けられており、電極板本体１３０の長さ方向Ｌに沿って、第２タブ取付溝１２４び長さＤ２’はタブ取付溝１２１の長さＤ２より大きく、電極板本体１３０の幅方向Ｋに沿って、第２タブ取付溝１２４の幅Ｌ１’はタブ取付溝１２１の幅Ｌ１より大きくなっている。
タブ取付溝１２１の配置に応じて、第１溝１２２の底部は集電体であり、第１溝１２２の周側は活物質層である。
また、１つの可能な実施形態では、集電体の２つの表面のいずれにも活物質層１３３が設けられた場合には、集電体の第１溝１２２に反対する表面の活物質層１３３には、第１溝１２２と対向するように設けられた第２溝１２３（第１溝１２２は破線で示す）が設けられており、電極板本体１３０の長さ方向Ｌにおいて、第２溝１２３の長さＤ’は第１溝１２２の長さＤより大きく、電極板本体１３０の幅方向Ｋにおいて、第２溝１２３の幅Ｌ２’は第１溝１２２の幅Ｌ２より大きくなっている。
本願の実施例では、前述したように、集電体の２つの表面のいずれにも活物質層１３３が設けられており、タブ取付溝１２１はそのうちの一方側の活物質層１３３に設けられており、タブ１４０は集電体に溶接され、集電体のタブ１４０に反対する面における溶接点は活物質層１３３によって覆われている。これにより、溶接点を絶縁保護する目的を達成することができる。
例示的に、第１溝１２２はタブ取付溝１２１と同じ側の活物質層１３３に位置し、第１溝１２２と対向する集電体の他方面も活物質層１３３を有する。すなわち、電極板本体は第１溝１２２によって貫通されず、電極板本体１３０の第１溝１２２に反対する側も活物質層１３３を有する。
本願の実施例では、図６を参照して、タブ１４０を絶縁遮断するために、タブ１４０が収容されたタブ取付溝１２１は第１絶縁層１５１で覆われている。
また、図８を参照して、電極板本体１３０のタブ取付溝１２１に反対する表面に第２タブ取付溝１２４が設けられた場合には、第２タブ取付溝１２４はタブ取付溝１２１と対向するように設けられ、第２タブ取付溝１２４は第５絶縁層１５５で覆われており、第１絶縁層１５１と第５絶縁層１５５の第１エッジ１３１を超える部分は互いに接着されている。
第１溝１２２の部分について、図７を参照して、第１溝１２２は第２エッジ１３２に連通することができる。電池用電極板が、上記の電極板の方法で製作されたものである場合には、第１溝１２２はタブ取付溝１２１の切断時に必然として発生する構造である。
そして、電極板本体１３０は電極板本体の長さ方向Ｌに沿う２つの端部が巻取頭端と巻取尾端を形成することができ、すなわち、電極板本体１３０の長さ方向Ｌに沿う２つの端部は電池用電極板１００を巻き付ける巻取頭端と巻取尾端となる。
１つの可能な実施形態として、タブ取付溝１２１と第１溝１２２は、電極板本体の長さ方向Ｌにおいて同じ位置に位置する。また、タブ取付溝１２１と第１溝１２２は、電極板本体の長さ方向Ｌにおける延長長さが同じである。これにより、電極板基材１１０から電極板本体１３０を容易に切断することができる。
例示的に、第１溝１２２は、電池用電極板１００の厚さ方向に沿って電極板本体１３０を貫通しており、すなわち、第１溝は貫通溝である。
他の可能な実施形態として、第１溝１２２の溝の深さが電極板本体１３０の厚さより小さく、第１溝１２２の溝口が第２絶縁層１５２で覆われている。
前述したように、電池用電極板１００は、対向するように設けられた第１溝１２２と第２溝１２３、及び対向するように設けられたタブ取付溝１２１と第２タブ取付溝１２４を備える。これによって、タブ１４０を超音波溶接によってタブ取付溝１２１内に取り付けることが容易になる。タブをレーザー溶接によってタブ取付溝１２１内に溶接する場合には、上記の第２溝１２３と第２タブ取付溝１２４を設けなくてもよいことを理解できる。
例示的に、タブ取付溝１２１の電極板本体の幅方向Ｋに沿うサイズがＬ１で、第１溝１２２の電極板本体の幅方向Ｋに沿うサイズがＬ２で、タブ取付溝１２１と第１溝１２２は電極板本体の長さ方向Ｌに沿うサイズがいずれもＤで、タブは電極板本体の長さ方向Ｌに沿うサイズがＷで、電極板基材は電極板本体の長さ方向Ｌに沿うサイズがＺであり、
Ｌ１≧Ｌ２、
Ｌ１＝（０．１～０．６）×Ｚ、
Ｌ２は０．１ｍｍ～１５．０ｍｍとし、
Ｄ＝（１．０～４．０）×Ｗとする条件が満たす。
本願の実施例の電池用電極板１００は、上記の電池用電極板の製作方法によって製作されたものであってもよいし、その他の方法によって加工されて得られたものであってもよいことを理解できる。本願はこれを限定しない。
図７を参照して、タブ１４０は、タブ取付溝１２１内に位置する第１段１４１とタブ取付溝１２１から伸び出す第２段１４２とを備え、第２段１４２にタブ接着剤１４３が設けられており、第１絶縁層１５１はタブ接着剤１４３の一部を覆う。
図６を参照して、１つの可能な実施形態では、第２絶縁層１５２は第２エッジ１３２を超え、超える距離は３ｍｍ未満である。
本願の実施例は、ケースと、ケース内に封入された巻きセルと、を備える電池をさらに提供する。例示的に、ケースはアルミニウムプラスチック膜ケースとすることができる。
巻きセルは、第１電極板とセパレータと第２電極板を積層した後に巻き付けて形成されたものであり、第１電極板和第２電極板は極性が反対であり、第１電極板は上記の電池用電極板とすることができる。また、電池用電極板の構造及び機能原理などについて上記で詳述したため、ここで繰り返して説明しない。
例示的に、上記の電池において、タブ取付溝１２１と正対する第２電極板の活物質層の表面は第３絶縁層で覆われている。また、第１溝と正対する第２電極板の活物質層の表面は第４絶縁層で覆われている。これにより、第１電極板と第２電極板との間の絶縁保護を実現することができる。
本開示の説明では、特に明記されていない限り、「取り付ける」、「連結する」、「接続する」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いし、中間媒介を介して間接的接続であってもよいし、２つの構成要素内部の連通又は２つの構成要素間の相互作用関係でもよいことを理解されたい。当業者にとって、本開示における上記の用語の具体的な意味は、特定の状況に応じて理解され得る。
本開示の説明では、理解すべきものとして、「上」、「下」、「前」、「後」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」などの用語によって示される方位又は位置関係は、図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、単に本開示の説明及び説明の簡略化を容易にするためのものであり、示される装置又は要素が特定の方位を有し、特定の方位で構成され、動作しなければならないことを明示又は示唆するものではないため、本開示を限定するものとして理解することはできない。
本願の明細書と特許請求の範囲、及び上記の図面における用語「第１」、「第２」、「第３」、「第４」など（存在する場合）は、類似の対象を区別するためのものであり、特定の順序又はシーケンスを説明するためのものである必要はない。本明細書に説明する本願の実施例を、例えば、本明細書に図示又は説明したもの以外の順序で実施できるように、そのように使用されるデータを適宜交換できると理解すべきである。
また、「備える」及び「有する」という用語、及びそれらの全ての変形は、いずれも非排他的含有を網羅することを意図し、例えば、一連のステップ又はユニットを含む過程、方法、システム、製品、又はデバイスは、明示的にリストされているステップ又はユニットに限定される必要はなく、明示的にリストされていないか、又は、これらの過程、方法、製品又はデバイスに固有の他のステップ又はユニットを含んでもよい。
最後に説明すべきものとして、以上の各実施例は、本開示の技術的解決手段を説明するためのものであって、これを制限するものではなく、前述の各実施例を参照しながら本開示を詳細に説明するが、当業者であれば、依然として前述の各実施例に記載の技術的解決手段を修正するか、又はそのうちの一部又はすべての技術的特徴に対して等価置換を行うことができ、これらの修正又は置換によって、対応する技術的解決手段の本質を本開示の各実施例の技術的解決手段の範囲から逸脱するものではないことを理解すべきである。
本願は、２０２１年９月９日に中国特許局に提出した、出願番号が２０２１１１０５３８７６．９で、出願の名称が「電池用電極板、電池及び電池用電極板の製作方法」という中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は援用によって本願に組み合わせられる。
１００、１００’、２００ 電池用電極板
１０１ 打ち抜く溝
１１０ 電極板基材
１１１ 切断線
１２０、１２０’ 凹溝
１２１ タブ取付溝
１２２ 第１溝
１２３ 第２溝
１２４ 第２タブ取付溝
１３０、１３０’ 電極板本体
１３１ 第１エッジ
１３２ 第２エッジ
１３３ 活物質層
１４０、１４０’ タブ
１４１ 第１段
１４２ 第２段
１４３ タブ接着剤
１５１ 第１絶縁層
１５２ 第２絶縁層
１５３ 切欠き
１５５ 第５絶縁層
本開示は、電池技術の分野に関し、特に、電池用電極板、電池及び電池用電極板の製作方法に関する。
科学技術の発展に伴い、リチウムイオン電池技術は急速に発展してきた。同時に、ユーザのリチウムイオン電池の急速充電能力に対する要求が高くなり、急速充電リチウムイオン電池はすでに消費類リチウムイオン電池の発展傾向になっている。
電池の急速充電性能を向上させるために、リチウムイオン電池におけるタブの中間配置構造を一般的に応用している。すなわち、タブを正電極板と負電極板の３／４、１／３、１／２などの位置に移動して、セルの内部抵抗を低減し、充放電時の電極板上の電流密度分布を最適化し、電池の急速充電能力を向上させる。タブの中間配置構造の応用において、生産効率を高め、電池の安全リスク問題を低減するために、一般的に広幅洗浄の技術が適用されている。すなわち、まず、１枚の電極板基材全体にわたって、表裏両面のいずれもブランク集電体であるタブ溶接溝を加工し、そして、タブ溶接溝の幅方向のエッジに沿って電極板基材を複数の電池用電極板に分割切断する。上記の加工プロセスでは、分割切断のバラつき又は分割切断機器の精度などの問題に起因して、分割切断がタブ溶接溝の幅方向のエッジに沿って行われていないことが発生しやすく、電極板エッジとタブ溶接溝エッジとの間にコーティング領域が存在しており、電池用電極板の平坦度への影響を防ぐために、この後、また打ち抜く工程を行い、当該コーティング領域を打ち抜く。
上記の工程によって形成される電池用電極板において、タブ溶接溝と電極板エッジとの間に打ち抜きによって形成される貫通溝が形成されており、当該貫通溝の電池エッジに近い側は切欠き構造であり、タブ溶接溝に近い側はタブ溶接溝に直接に接続され、タブ溶接溝の位置の厚さが薄く、集電体の厚さだけでなく、しかもラグを取り付ける際に高温の溶接に耐えなければならないため、貫通溝のタブ溶接溝に近い側は応力が集中して電極板が破裂しやすく、電池の信頼性に影響を及ぼす。
本願の実施例は、上記の問題に鑑みて、電池用電極板、電池及び電池用電極板の製作方法を提供し、電池用電極板の信頼性が高く、破損しにくい。
上記の目的を達成するために、本願の第１態様では電池用電極板を提供し、電極板本体とタブを備え、電極板本体は、電極板本体の第１エッジに連通するタブ取付溝と、電極板本体の第２エッジに連通する第１溝とが設けられており、第１エッジと第２エッジは電極板本体における対向する２つのエッジであり、タブはタブ取付溝内に接続される。
１つの可能な実施形態では、第２エッジから第１エッジに向かう方向に沿って、第１溝の第１エッジでの投影は少なくとも、タブ取付溝の第１エッジでの投影の一部を覆う。
１つの可能な実施形態では、第１溝は第２エッジに位置する溝口を有し、第１エッジに平行な方向に沿って、第１溝の溝口の長さがタブの幅より大きく、及び／又は、
タブ取付溝は第１エッジに位置する開口を有し、第１溝は第２エッジに位置する溝口を有し、第１エッジに平行な方向に沿って、開口の長さが溝口の長さより小さい又は等しい。
１つの可能な実施形態では、電極板本体は集電体と集電体の少なくとも１つの表面に設けられた活物質層を備え、タブ取付溝と第１溝との間の領域には活物質層を有する。
１つの可能な実施形態では、第１エッジから第２エッジに向かう方向に沿って、タブ取付溝と第１溝との間の活物質層の幅がタブ取付溝と第１溝の幅の和より大きい。
１つの可能な実施形態では、タブ取付溝は第１エッジに位置する開口を有し、タブ取付溝の底部は集電体であり、タブ取付溝の３つの周側は活物質層である。
１つの可能な実施形態では、集電体の２つの表面のいずれにも活物質層が設けられており、集電体のタブ取付溝に反対する側の表面の活物質層には、タブ取付溝と対向するように設けられた第２タブ取付溝が設けられており、第２タブ取付溝の長さがタブ取付溝の長さより大きく、及び／又は、電極板本体の幅方向に沿って、第２タブ取付溝の幅はタブ取付溝の幅より大きい。
１つの可能な実施形態では、第１溝は第２エッジに位置する溝口を有し、第１溝の底部は集電体であり、第１溝の周側は活物質層である。
１つの可能な実施形態では、集電体の２つの表面のいずれにも活物質層が設けられており、集電体の第１溝に反対する表面の活物質層には、第１溝と対向するように設けられた第２溝が設けられており、電極板本体の長さ方向に沿って、第２溝の長さが第１溝の長さより大きく、及び／又は、電極板本体の幅方向に沿って、第２溝の幅が第１溝の幅より大きい。
１つの可能な実施形態では、集電体の２つの表面のいずれにも活物質層が設けられており、タブ取付溝はそのうちの一方側の活物質層に設けられており、タブは集電体に溶接され、集電体のタブに反対する面における溶接点が活物質層によって覆われる。
１つの可能な実施形態では、第１溝はタブ取付溝と同じ側の活物質層に位置し、第１溝と対向する集電体の他方面は活物質層を有する。
１つの可能な実施形態では、タブが収容されたタブ取付溝は第１絶縁層で覆われており、及び／又は、第１溝は第２絶縁層で覆われている。
１つの可能な実施形態では、タブはタブ取付溝内に位置する第１段とタブ取付溝から伸び出す第２段とを備え、第２段にタブ接着剤が設けられており、第１絶縁層はタブ接着剤の一部を覆う。
１つの可能な実施形態では、第２絶縁層は、第２エッジを超え、超える距離は３ｍｍ未満である。
１つの可能な実施形態では、電池用電極板のタブ取付溝に反対する表面には、タブ取付溝と対向するように設けられた第２タブ取付溝が設けられており、第２タブ取付溝は第５絶縁層で覆われており、第１絶縁層の第１エッジを超える部分と第５絶縁層の第１エッジを超える部分が互いに接着されている。
１つの可能な実施形態では、第１溝は電極板の厚さ方向に沿って電極板を貫通する貫通溝である。
１つの可能な実施形態では、電極板本体の幅方向に沿うタブ取付溝のサイズがＬ１で、電極板本体の幅方向に沿う第１溝のサイズがＬ２で、電極板本体の長さ方向に沿うタブ取付溝と第１溝のサイズはいずれもＤで、電極板本体の長さ方向に沿うタブのサイズはＷで、電極板本体の長さ方向に沿う電極板基材のサイズはＺであり、
Ｌ１≧Ｌ２、
Ｌ１＝（０．１～０．６）×Ｚ、
Ｌ２は０．１ｍｍ～１５．０ｍｍとし、
Ｄ＝（１．０～４．０）×Ｗとする条件が満たす。
本願の第２態様では、電池を提供し、第１電極板とセパレータと第２電極板とを積層した後に巻き付けて形成されたセルを備え、第１電極板と第２電極板は極性が反対であり、第１電極板は上記の電池用電極板である。
１つの可能な実施形態では、タブ取付溝と正対する第２電極板の活物質層の表面が第３絶縁層で覆われている。
１つの可能な実施形態では、第１溝と正対する第２電極板の活物質層の表面が第４絶縁層で覆われている。
本願の第３態様では、電池用電極板の製作方法を提供し、当該方法は、
電極板基材の一方の表面において、電極板基材の第１方向において間隔を隔てて設けられる複数の凹溝を設けることと、
複数の切断線に沿って電極板基材を複数の電極板本体に切断して、かつ各凹溝は切断線に沿ってタブ取付溝と第１溝に分割切断されることであって、同一の凹溝から分割切断されたタブ取付溝と第１溝は異なる電極板本体に位置することと、
タブを電極板本体のタブ取付溝内に溶接して、電池用電極板を形成することと、を含み、
複数の切断線は第１方向に沿って間隔を隔てて電極板基材に設けられており、複数の切断線は凹溝と一対一に対応して設けられており、かつそれぞれの切断線はいずれも対応する凹溝を通過する。
１つの可能な実施形態では、
タブを電極板本体のタブ取付溝内に溶接した後、
タブが取り付けられたタブ取付溝の溝口位置に第１絶縁層を覆い、第１溝の溝口位置に第２絶縁層を覆うことをさらに含む。
１つの可能な実施形態では、
切断して電極板本体得た後、
電極板本体における第１溝が形成された位置において切欠きを打ち抜くことをさらに含む。
本願の電池用電極板、電池及び電池用電極板の製作方法によると、電池用電極板は、電極板本体とタブを備え、電極板本体は、電極板本体の第１エッジに連通するタブ取付溝と電極板本体の第２エッジに連通する第１溝が設けられており、第１エッジと第２エッジは電極板本体における対向する２つのエッジであり、タブはタブ取付溝内に接続される。上記の解決手段において、タブ取付溝は電極板本体の第１エッジに連通し、かつ第１エッジは平らになっており切欠きがないため、破裂の発生確率を低減し、電池用電極板の安全性及び信頼性が改善される。
本開示の構成、ならびにその他の開示の目的及び有益な効果は、図面を参照して好ましい実施例を説明することにより、より明確で理解しやすくなる。
従来の技術において分割切断バラつき発生時に切断された電池用電極板の構造概略図である。 従来の技術において分割切断バラつき発生時に切断された電池用電極板にタブが取り付けられていないときの構造概略図である。 本願の実施例により提供される電池用電極板の製作方法のフローチャートである。 本願の実施例により提供される電池用電極板の製作方法において電極板基材が第１状態にある場合の構造概略図である。 本願の実施例における電極板本体の構造概略図である。 本願の実施例により提供される電池用電極板の製作方法において電池用電極板が第２状態にある場合の構造概略図である。 本願の実施例により提供される電池用電極板の１つの構造の概略図である。 本願の実施例により提供される電池用電極板の他の構造の概略図である。 図６に示される電池用電極板の裏面構造の概略図である。
本開示の目的、技術的解決手段及び利点をより明瞭にするために、以下、本開示の実施例に係る図面を参照しながら、本開示の実施例における技術的解決手段について明瞭、且つ完全に説明し、当然のことながら、記載される実施例は本開示の実施例の一部にすぎず、そのすべての実施例ではない。当業者は、本開示における実施例に基づいて創造的な労働をすることなく、得たその他のすべての実施例は、いずれも本開示の保護範囲に属する。
従来の電池は、電池用電極板が破裂しやすく、電池の信頼性が低いという問題が存在している。図１ａ及び図１ｂには、従来の技術において分割切断バラつきが発生する時に切断された電池用電極板１００’の状況が示されており、この場合には、タブ１４０’を溶接するための凹溝１２０’のエッジ部は、電池用電極板１００’のエッジ部から一定の距離を有し、凹溝１２０’のエッジ部と電池用電極板１００’のエッジ部との間にコーティング領域が形成されており、当該コーティング領域を打ち抜くと、貫通溝である打ち抜く溝１０１が形成され、当該打ち抜く溝１０１の電池エッジに近い側は切欠き構造であり、凹溝１２０’に近い側は凹溝１２０’に直接に連通し、凹溝１２０’の位置の厚さはより薄く、しかもラグを取り付ける際に高温の溶接に耐えなければならないため、打ち抜く溝１０１の凹溝１２０’に近い側は応力集中が発生しやすく、それにより電極板が破裂する。
以下、本願の実施例の電池、電池用電極板及びその製作方法について図面を参照して説明する。なお、本願では、説明の便宜上、板状の電極板基材の板面方向において互いに垂直な第１方向Ｆと第２方向Ｓを定義し、ここで、第１方向Ｆは例えば電極板基材の幅方向であってもよく、第２方向Ｓは例えば電極板基材の長さ方向であってもよく、第１方向Ｆと第２方向Ｓとに垂直な方向を電極板基材の厚さ方向と定義する。
また、電極板基材から電極板本体を製作した後、電極板本体の幅方向Ｋは電極板基材の第１方向Ｆとなり、電極板本体の長さ方向Ｌは電極板基材の第２方向Ｓとなる。
電極板本体は、対向する第１エッジ１３１と第２エッジ１３２とを備えることができ、電極板本体の幅方向Ｋは第１エッジ１３１から第２エッジ１３２に向かう。電極板本体の長さ方向Ｌは電極板本体の幅方向Ｋに垂直である。
図２は、本願の実施例により提供される電池用電極板の製作方法のフローチャートであり、図３は、本願の実施例により提供される電池用電極板の製作方法において電極板基材が第１状態にある場合の構造概略図である。
図２を参照して、本願の電池用電極板の製作方法は、Ｓ１０～Ｓ３０を含み、
Ｓ１０では、電極板基材の一方の表面において、電極板基材の第１方向において間隔を隔てて設けられru複数の凹溝を設け、
Ｓ２０では、複数の切断線に沿って電極板基材を複数の電極板本体に切断して、かつ各凹溝は切断線に沿ってタブ取付溝と第１溝とに分割切断され、同一の凹溝から分割切断されたタブ取付溝と第１溝とが異なる電極板本体に位置し、
Ｓ３０では、タブを電極板本体のタブ取付溝内に溶接して、電池用電極板を形成する。
なお、図３を参照して、複数の切断線１１１は第１方向Ｆに沿って電極板基材１１０に間隔を隔てて設けられており、複数の切断線１１１は凹溝１２０と一対一に対応して設けられており、かつそれぞれの切断線１１１はいずれも対応する凹溝１２０を通過する。
上記の解決手段において、電極板基材１１０に凹溝１２０を形成し、凹溝１２０を通過する切断線１１１に沿って電極板基材１１０を切断し、凹溝１２０からタブ取付溝１２１と第１溝１２２を分割切断すると、タブ取付溝１２１のエッジは必然的に電池用電極板１００の側縁、例えば第１エッジ１３１と連通するようになる。従来の技術においてタブ取付溝の端部から打ち抜かれた貫通溝をタブ取付溝構造に変更することができ、これによって、電極板本体は当該位置での厚さが増加するため、破裂の発生確率が減少し、電池用電極板の安全性及び信頼性が改善する。
また、本願では、切断線１１１が凹溝１２０の範囲内にあるため、切断線１１１が多少ずれたとしても、切断線１１１がタブ取付溝１２１のエッジに位置する従来の技術に比べて、切断線１１１が凹溝１２０の範囲から外れにくく、すなわち、ずれた切断線１１１は依然として凹溝１２０内に位置し、これによって、電池用電極板１００のエッジとタブ取付溝１２１のエッジとの間のコーティング領域を効果的に避け、電池用電極板１００の取付領域の厚さのを確保し、電池の性能を向上させる。また、化成後の電池用電極板の界面の一貫性に有利であり、電池の安全リスクを低減する。
図３を参照して、電極板基材１１０は、電池用電極板１００を製作するための母材であり、そのサイズが電池用電極板１００のサイズより大きいため、１枚の電極板基材１１０から少なくとも２枚の電池用電極板１００を切断して製作することができる。電極板基材１１０は、集電体と集電体の少なくとも１つの表面に形成された活物質層１３３とを備えることができる。例えば、正の電池用電極板を形成しようとする場合には、電極板基材１１０は正極集電体と正極集電体の少なくとも１つの表面に形成された正極活物質層とを備えるものとなるが、負の電池用電極板を形成しようとする場合には、電極板基材１１０は負極集電体と負極集電体の少なくとも１つの表面に形成された負極活物質層とを備えるものとなる。
電極板基材１１０の第２方向Ｓに沿う２つの端部は、巻取頭端及び巻取尾端を形成することができ、すなわち、電極板基材１１０から電池用電極板１００を製作した後、電池用電極板１００の第２方向Ｓに沿う２つの端部は、電池用電極板１００が巻取する巻取頭端及び巻取尾端となる。
ステップＳ１０では、電極板基材１１０の１つの表面に複数の凹溝１２０を設けることは、電極板基材１１０の同一の表面に複数の凹溝１２０を設けることであり、電極板基材１１０の一方の表面に、タブ１４０を取り付けるために用いられる凹溝１２０を複数設けることができる。具体的に、集電体表面の活物質層１３３を洗い流すことにより凹溝１２０を形成することができる。
当然ながら、本願は、電極板基材１１０の１つの表面にのみ複数の凹溝１２０を設けることに限定されるものではなく、電極板基材１１０の凹溝１２０に反対する表面にも凹陷構造を設けることができる。
例えばタブ１４０の溶接を超音波溶接で行う場合に、超音波溶接を順調に行うために、電極板基材１１０の上記の凹溝１２０に反対する表面に、上記の凹溝１２０と一対一に対応する補助凹溝を製作する必要がある。
本願の実施例では、複数の凹溝１２０は、電極板基材１１０の第１方向Ｆにおいて間隔を隔てて設けられており、例えば、第１方向Ｆにおいて同じ間隔を隔てて設けられ、このように、電極板基材１１０から電池用電極板１００が製作されるとき、各電池用電極板１００は幅を同じにすることができる。また、各凹溝１２０は第１方向Ｆにおいて整列配置されることができ、このようにして製作された電池用電極板１００に対応するタブ１４０は電池用電極板１００の同じ位置に取り付けられ得る。
凹溝１２０の第１方向Ｆに沿うサイズと第２方向Ｓに沿うサイズは、実際に取り付けられるタブ１４０の大きさに応じて決定され得る。
ステップＳ２０では、まず、電極板基材１１０の切断線１１１を決定し、そして、切断線１１１に沿って電極板基材１１０を切断する。
すなわち、複数の切断線１１１に沿って電極板基材１１０を複数の電極板本体１３０に切断し、第１方向Ｆに沿って複数の切断線１１１を間隔を隔てて電極板基材１１０に設けることができる。複数の切断線１１１は互いに平行なものとすることができ、例えば、複数の切断線１１１はいずれも第２方向Ｓに平行であるものとすることができる。サイズが一致する電池用電極板１００を切断し得るために、各切断線１１１間の間隔を等しくすることができる。
なお、いずれも対応する凹溝１２０を通過する複数の切断線１１１を凹溝１２０と一対一に対応して設ける必要がある。
図４は、本願の実施例における電極板本体の構造概略図である。図３及び図４を参照して、切断線１１１が凹溝１２０を通過するため、各凹溝１２０はタブ取付溝１２１と第１溝１２２とに分割切断されることができ、また、１つの電極板本体１３０において、タブ取付溝１２１は電極板本体１３０の第１エッジ１３１に位置し、第１溝１２２は電極板本体１３０の第２エッジ１３２に位置する。この場合に、タブ取付溝１２１は、電極板本体１３０の幅方向Ｋエッジ、例えば第１エッジ１３１に連通し、それにより、タブ１４０を電極板本体１３０の頂部側からタブ取付溝１２１内に取り付けるとき、タブ１４０の取付領域内の厚さがより一致し、その厚さ方向において部分的に突出する状況が発生することはなく、電池用電極板１００の平坦度が改善され、電池の性能が向上する。
また、１本の切断線１１１により１つの凹溝１２０を分割切断するため、同一の凹溝１２０から分割切断されたタブ取付溝１２１と第１溝１２２とは異なる電極板本体１３０に位置していることに注意されたい。
１つの電極板基材１１０において、図３に示される４本の切断線１１１に沿って、３本の電極板本体１３０、及び最頂部と最底部に位置する帯状の電極板を切断することができ、当該最頂部の帯状の電極板にタブ取付溝１２１が形成されていないため、使用せずに捨ててもよく、当該最底部の帯状の電極板に第１溝１２２が形成されていなく、最底側に位置する帯状の電極板はタブ取付溝１２１が形成されているため、タブが溶接された後に電池用電極板１００として使用され得ることを理解できる。
本願の実施例では、各切断線１１１間の間隔を等しくする場合に、各凹溝１２０は第１方向Ｆに沿うサイズが同じであり、かつ各切断線１１１は第１方向Ｆに沿って対応する各凹溝１２０の同じ位置に位置することができる。
ステップＳ３０では、図４に示される電極板本体１３０に加え、タブ１４０を電極板本体１３０のタブ取付溝１２１内に溶接して、図５に示される第２状態にある電池用電極板を形成することができる。
本願の実施例では、電極板本体１３０において、タブ取付溝１２１はタブ１４０が取り付けられるために使用されることができ、第１溝１２２は、加工時に必然的に生じる構造であり、絶縁性を向上させるために、ステップＳ３０の後に、図５に示される第２状態にある電池用電極板に加えて、タブ１４０が取り付けられているタブ取付溝１２１の溝口位置に第１絶縁層１５１を覆い、第１溝１２２の溝口位置に第２絶縁層１５２を覆って、図６に示される電池用電極板１００を形成することができることを理解できる。
あるいは、タブ取付溝１２１の溝口位置に第１絶縁層１５１を設けると同時に、電極板本体１３０のタブ取付溝１２１に反対する側にも第１絶縁層１５１を設けるようにしてもよい。第１溝１２２の溝口位置に第１絶縁層１５１を設けると同時に、電極板本体１３０の第１溝１２２に反対する側にも第１絶縁層１５１を覆うようにしてもよい。
なお、第１絶縁層１５１の大きさは、タブ取付溝１２１の溝口を完全に覆うことができる大きさに設定され、第２絶縁層１５２の大きさは、第１溝１２２の溝口を完全に覆うことができる大きさに設定されている。本解決手段において、第２絶縁層１５２で第１溝１２２を覆うことで、打ち抜き過程で発生するバリ及び粉塵の問題を回避し、電池の短絡のリスクを低減し、セルの品質を向上させることができる。
図７は、本願の実施例により提供される電池用電極板の他の構造の概略図である。
本願の実施例では、ステップＳ３０の後に、図５に示される第２状態にある電池用電極板に加えて、電極板本体１３０の第１溝１２２が形成された位置に切欠き１５３を打ち抜くことができる。当該切欠き１５３周側の集電体表面に活物質層があり、ここの電極板は厚さが厚く、破裂しにくい。
この後、タブ１４０が取り付けられたタブ取付溝１２１の溝口位置に第１絶縁層１５１を覆って、図７に示される電池用電極板２００を形成することができる。あるいは、タブ取付溝１２１の溝口位置及び電極板本体１３０のタブ取付溝１２１に反対する側に同時に第１絶縁層１５１を覆うこともできる。
本願の実施例では、第１溝１２２位置の絶縁策は切欠き１５３の大きさに応じて決定され得る。
例示的に、第１溝１２２を完全に打ち抜く場合、図７に示すように、切欠き１５３位置に絶縁膜を設ける必要がない。
あるいは、第１溝１２２が完全に打ち抜かれた場合には、切欠き１５３位置に第２絶縁層（図示せず）を設ける。
あるいは、第１溝１２２が完全に打ち抜かれていない場合には、切欠き１５３位置に第２絶縁層（図示せず）を設ける。
なお、第２絶縁層を設ける場合に、第２絶縁層の大きさは切欠き１５３の大きさより大きくする必要があり、すなわち、第２絶縁層は切欠き１５３を完全に覆う。
図５を参照して、上記の電池用電極板１００は、タブ取付溝１２１の第１方向Ｆ（電極板本体の幅方向Ｋに対応する）に沿うサイズがＬ１で、第１溝１２２の第１方向Ｆに沿うサイズがＬ２で、タブ取付溝１２１と第１溝１２２との第２方向Ｓ（電極板本体の長さ方向Ｌに対応する）に沿うサイズはいずれもＤで、タブ１４０の第２方向Ｓに沿うサイズがＷで、電極板基材１１０の第２方向Ｓに沿うサイズはＺであり、
各構造のサイズは以下の条件を満たす必要がある。
Ｌ１≧Ｌ２、
Ｌ１＝（０．１～０．６）×Ｚ、
Ｌ２は０．１ｍｍ～１５．０ｍｍとし、
Ｄ＝（１．０～４．０）×Ｗ。
以下、２つの具体的な例を挙げて電池用電極板１００の製作方法を説明する。
例１：
第１方向Ｆに沿うサイズが８３ｍｍである４７３５９０型番の電極板基材１１０を選択して、電極板基材１１０の所定の領域において、第１方向Ｆに沿うサイズが２５ｍｍで、第２方向Ｓに沿うサイズが１０ｍｍである凹溝１２０を洗い流す。
切断線１１１に沿って電極板基材１１０を切断した後、凹溝１２０からタブ取付溝１２１と第１溝１２２を分割切断し、タブ取付溝１２１は第１方向Ｆに沿うサイズが２２ｍｍで、第１溝１２２は第１方向Ｆに沿うサイズが３ｍｍで、タブ取付溝１２１の第２方向Ｓに沿うサイズと第１溝１２２の第２方向Ｓに沿うサイズはいずれも１０ｍｍである。
タブ１４０は第２方向Ｓに沿うサイズが６ｍｍであり、タブ１４０をタブ取付溝１２１内に溶接する。
タブ取付溝１２１の溝口及び電極板本体１３０のタブ取付溝１２１に反対する位置にそれぞれ第１絶縁層１５１を設け、第１溝１２２の溝口及び電極板本体１３０の第１溝１２２に反対する位置にそれぞれ第２絶縁層１５２を設ける。第１絶縁層１５１は第１方向Ｆに沿うサイズが２６ｍｍで、第２方向Ｓに沿うサイズが１６ｍｍで、第２絶縁層１５２は第１方向Ｆに沿うサイズが６ｍｍで、第２方向Ｓに沿うサイズが１６ｍｍである。
上記の電池用電極板の製作が完了した後に、正の電池用電極板、セパレータ層、及び負の電池用電極板を巻き付けて巻きセルを形成することができる。
例２
第１方向Ｆに沿うサイズが８３ｍｍである４７３５９０型番の電極板基材１１０を選択して、電極板基材１１０の所定の領域に、第１方向Ｆに沿うサイズが２５ｍｍで、第２方向Ｓに沿うサイズが１０ｍｍである凹溝１２０を洗い流す。
切断線１１１に沿って電極板基材１１０を切断した後、凹溝１２０はタブ取付溝１２１と第１溝１２２に分割切断され、タブ取付溝１２１は第１方向Ｆに沿うサイズが２２ｍｍで、第１溝１２２は第１方向Ｆに沿うサイズが３ｍｍで、タブ取付溝１２１の第２方向Ｓに沿うサイズと第１溝１２２の第２方向Ｓに沿うサイズはいずれも１０ｍｍである。
タブ１４０の第２方向Ｓに沿うサイズは６ｍｍであり、タブ１４０をタブ取付溝１２１内に溶接する。
タブ取付溝１２１の溝口及び電極板本体１３０のタブ取付溝１２１に反対する位置に、第１方向に沿うサイズが２６ｍｍで、長さ方向に沿うサイズが１６ｍｍである第１絶縁層１５１をそれぞれ設けて、電極板本体１３０の第１溝１２２が形成された位置において、金型打ち抜き手段を採用して、第１溝１２２位置に、第１方向Ｆに沿うサイズが５ｍｍで、第２方向Ｓに沿うサイズが１２ｍｍである切欠き１５３を形成して、それにより第１溝１２２を完全に打ち抜くことを確保する。
上記の電池用電極板の製作が完了した後に、正の電池用電極板、セパレータ層、及び負の電池用電極板を巻き付けて巻きセルを形成することができる。
本願の実施例は、電池用電極板１００をさらに提供する。
図６を参照して、電池用電極板１００は、タブ取付溝１２１と第１溝１２２とが設けられている電極板本体１３０と、タブ１４０と、を備える。
例えば、電極板本体１３０はその幅方向Ｋに沿って第１エッジ１３１と第２エッジ１３２とを有し、タブ取付溝１２１は電極板本体１３０の第１エッジ１３１に連通し、第１溝１２２は電極板本体１３０の第２エッジ１３２に連通する。タブ１４０はタブ取付溝１２１内に接続されている。
換言すれば、タブ取付溝１２１のエッジは電極板本体１３０の第１エッジ１３１に接近し、タブ取付溝１２１の溝全体はまっすぐ電極板本体１３０の第１エッジ１３１まで延びている。これにより、電池用電極板１００のエッジとタブ取付溝１２１のエッジとの間に打ち抜かれてなる貫通溝が存在せず、すなわち、従来の技術においてタブ溶接溝の端部に設けられた貫通溝構造はタブ取付溝１２１に変更し、電極板本体１３０は当該位置において厚さが厚くなるため、破裂の発生確率が低減され、電池用電極板１００の安全性及び信頼性が改善される。
また、電池用電極板１００に第１溝１２２が形成されているが、第１溝１２２全体は貫通溝であり、第１溝１２２の溝口エッジでの構造層は、集電体と集電体の表裏表面を覆う活物質層とを備え、厚さが厚く強度も高いため、電極板は当該箇所において破裂にくいことを理解できる。
本願の実施例では、第２エッジ１３２から第１エッジ１３１に向かう方向、すなわち、電極板本体１３０の幅方向Ｋに沿って、第１溝１２２の第１エッジ１３１での投影は少なくとも、タブ取付溝１２１の第１エッジ１３１での投影の一部を覆う。このことは、第１溝１２２とタブ取付溝１２１の位置は、電極板本体１３０の長さ方向において少なくとも部分的に重なることを意味し、当然ながら、本願はこれに限定されるものではなく、第１溝１２２とタブ取付溝１２１の位置は、電極板本体１３０の長さ方向において完全に揃うようにしてもよい。
また、図６を参照して、前述したように、第１溝１２２は電極板本体１３０の第２エッジ１３２に連通するため、第１溝１２２は、第２エッジ１３２に位置する溝口を有し、第１エッジ１３１に平行な方向に沿って、第１溝１２２の溝口の長さＤがタブ１４０の幅Ｗより大きい。
また、タブ取付溝１２１は電極板本体１３０の第１エッジ１３１に連通し、タブ取付溝１２１は、第１エッジ１３１に位置する開口を有し、第１エッジ１３１に平行な方向に沿って、開口の長さが溝口の長さと等しい。
あるいは、図７を参照して、タブ取付溝１２１は、第１エッジ１３１に位置する開口を有し、第１エッジ１３１に平行な方向に沿って、タブ取付溝１２１の開口の長さＤ２が第１溝１２２の溝口の長さＤ１より小さい。これは、第１溝１２２が打ち抜き加工される場合に対応する。
また、電極板本体１３０は、集電体と集電体の少なくとも１つの表面に形成された活物質層１３３とを備えることができることを理解できる。例えば、正の電池用電極板を形成しようとする場合には、電極板本体１３０は、正極集電体と正極集電体の少なくとも１つの表面に形成された正極活物質層とを備えるものとなるが、負の電池用電極板を形成しようとする場合には、電極板本体１３０は、負極集電体と負極集電体の少なくとも１つの表面に形成された負極活物質層とを備えるものとなる。本願では、集電体表面の活物質層１３３を洗い流すことでタブ取付溝１２１と第１溝１２２を形成することができる。集電体は、銅箔、アルミニウム箔、ニッケル箔、銅メッシュ、アルミニウムメッシュ、カーボンコート銅箔、カーボンコートアルミニウム箔、またはポリマーの表面又は内部に導電層が形成されたポリマー集電体などとすることができる。
電極板本体１３０の同一の表面にタブ取付溝１２１と第１溝１２２が形成されている場合には、タブ取付溝１２１と第１溝１２２との間の領域は活物質層１３３を有するものとされるべきであることを理解できる。
さらに、図６を参照して、第１エッジ１３１から第２エッジ１３２に向かう方向、すなわち、電極板本体１３０の幅方向Ｋに沿って、タブ取付溝１２１と第１溝１２２との間の活物質層１３３び幅Ｌ３がタブ取付溝１２１の幅Ｌ１と第１溝１２２の幅Ｌ２との和より大きくするべきである。
本願の実施例では、前述したように、タブ取付溝１２１は、第１エッジ１３１に位置する開口を有し、タブ取付溝１２１が活物質層１３３に形成された場合には、タブ取付溝１２１の底部は集電体であり、タブ取付溝１２１の３つの周側は活物質層１３３である。
図８は、図６に示される電池用電極板の裏面構造の概略図である。
１つの可能な実施形態では、集電体の２つの表面のいずれも活物質層１３３が設けられていてもよく、図８に示される電池用電極板２００の裏面の概略図を参照して、集電体のタブ取付溝１２１に反対する側の表面の活物質層１３３には、タブ取付溝１２１と対向するように設けられた第２タブ取付溝１２４（タブ取付溝１２１は破線で示す）が設けられており、電極板本体１３０の長さ方向Ｌに沿って、第２タブ取付溝１２４び長さＤ２’はタブ取付溝１２１の長さＤ２より大きく、電極板本体１３０の幅方向Ｋに沿って、第２タブ取付溝１２４の幅Ｌ１’はタブ取付溝１２１の幅Ｌ１より大きくなっている。
タブ取付溝１２１の配置に応じて、第１溝１２２の底部は集電体であり、第１溝１２２の周側は活物質層である。
また、１つの可能な実施形態では、集電体の２つの表面のいずれにも活物質層１３３が設けられた場合には、集電体の第１溝１２２に反対する表面の活物質層１３３には、第１溝１２２と対向するように設けられた第２溝１２３（第１溝１２２は破線で示す）が設けられており、電極板本体１３０の長さ方向Ｌにおいて、第２溝１２３の長さＤ’は第１溝１２２の長さＤより大きく、電極板本体１３０の幅方向Ｋにおいて、第２溝１２３の幅Ｌ２’は第１溝１２２の幅Ｌ２より大きくなっている。
本願の実施例では、前述したように、集電体の２つの表面のいずれにも活物質層１３３が設けられており、タブ取付溝１２１はそのうちの一方側の活物質層１３３に設けられており、タブ１４０は集電体に溶接され、集電体のタブ１４０に反対する面における溶接点は活物質層１３３によって覆われている。これにより、溶接点を絶縁保護する目的を達成することができる。
例示的に、第１溝１２２はタブ取付溝１２１と同じ側の活物質層１３３に位置し、第１溝１２２と対向する集電体の他方面も活物質層１３３を有する。すなわち、電極板本体は第１溝１２２によって貫通されず、電極板本体１３０の第１溝１２２に反対する側も活物質層１３３を有する。
本願の実施例では、図６を参照して、タブ１４０を絶縁遮断するために、タブ１４０が収容されたタブ取付溝１２１は第１絶縁層１５１で覆われている。
また、図８を参照して、電極板本体１３０のタブ取付溝１２１に反対する表面に第２タブ取付溝１２４が設けられた場合には、第２タブ取付溝１２４はタブ取付溝１２１と対向するように設けられ、第２タブ取付溝１２４は第５絶縁層１５５で覆われており、第１絶縁層１５１と第５絶縁層１５５の第１エッジ１３１を超える部分は互いに接着されている。
第１溝１２２の部分について、図７を参照して、第１溝１２２は第２エッジ１３２に連通することができる。電池用電極板が、上記の電極板の方法で製作されたものである場合には、第１溝１２２はタブ取付溝１２１の切断時に必然として発生する構造である。
そして、電極板本体１３０は電極板本体の長さ方向Ｌに沿う２つの端部が巻取頭端と巻取尾端を形成することができ、すなわち、電極板本体１３０の長さ方向Ｌに沿う２つの端部は電池用電極板１００を巻き付ける巻取頭端と巻取尾端となる。
１つの可能な実施形態として、タブ取付溝１２１と第１溝１２２は、電極板本体の長さ方向Ｌにおいて同じ位置に位置する。また、タブ取付溝１２１と第１溝１２２は、電極板本体の長さ方向Ｌにおける延長長さが同じである。これにより、電極板基材１１０から電極板本体１３０を容易に切断することができる。
例示的に、第１溝１２２は、電池用電極板１００の厚さ方向に沿って電極板本体１３０を貫通しており、すなわち、第１溝は貫通溝である。
他の可能な実施形態として、第１溝１２２の溝の深さが電極板本体１３０の厚さより小さく、第１溝１２２の溝口が第２絶縁層１５２で覆われている。
前述したように、電池用電極板１００は、対向するように設けられた第１溝１２２と第２溝１２３、及び対向するように設けられたタブ取付溝１２１と第２タブ取付溝１２４を備える。これによって、タブ１４０を超音波溶接によってタブ取付溝１２１内に取り付けることが容易になる。タブをレーザー溶接によってタブ取付溝１２１内に溶接する場合には、上記の第２溝１２３と第２タブ取付溝１２４を設けなくてもよいことを理解できる。
例示的に、タブ取付溝１２１の電極板本体の幅方向Ｋに沿うサイズがＬ１で、第１溝１２２の電極板本体の幅方向Ｋに沿うサイズがＬ２で、タブ取付溝１２１と第１溝１２２は電極板本体の長さ方向Ｌに沿うサイズがいずれもＤで、タブは電極板本体の長さ方向Ｌに沿うサイズがＷで、電極板基材は電極板本体の長さ方向Ｌに沿うサイズがＺであり、
Ｌ１≧Ｌ２、
Ｌ１＝（０．１～０．６）×Ｚ、
Ｌ２は０．１ｍｍ～１５．０ｍｍとし、
Ｄ＝（１．０～４．０）×Ｗとする条件が満たす。
本願の実施例の電池用電極板１００は、上記の電池用電極板の製作方法によって製作されたものであってもよいし、その他の方法によって加工されて得られたものであってもよいことを理解できる。本願はこれを限定しない。
図７を参照して、タブ１４０は、タブ取付溝１２１内に位置する第１段１４１とタブ取付溝１２１から伸び出す第２段１４２とを備え、第２段１４２にタブ接着剤１４３が設けられており、第１絶縁層１５１はタブ接着剤１４３の一部を覆う。
図６を参照して、１つの可能な実施形態では、第２絶縁層１５２は第２エッジ１３２を超え、超える距離は３ｍｍ未満である。
本願の実施例は、ケースと、ケース内に封入された巻きセルと、を備える電池をさらに提供する。例示的に、ケースはアルミニウムプラスチック膜ケースとすることができる。
巻きセルは、第１電極板とセパレータと第２電極板を積層した後に巻き付けて形成されたものであり、第１電極板和第２電極板は極性が反対であり、第１電極板は上記の電池用電極板とすることができる。また、電池用電極板の構造及び機能原理などについて上記で詳述したため、ここで繰り返して説明しない。
例示的に、上記の電池において、タブ取付溝１２１と正対する第２電極板の活物質層の表面は第３絶縁層で覆われている。また、第１溝と正対する第２電極板の活物質層の表面は第４絶縁層で覆われている。これにより、第１電極板と第２電極板との間の絶縁保護を実現することができる。
本開示の説明では、特に明記されていない限り、「取り付ける」、「連結する」、「接続する」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いし、中間媒介を介して間接的接続であってもよいし、２つの構成要素内部の連通又は２つの構成要素間の相互作用関係でもよいことを理解されたい。当業者にとって、本開示における上記の用語の具体的な意味は、特定の状況に応じて理解され得る。
本開示の説明では、理解すべきものとして、「上」、「下」、「前」、「後」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」などの用語によって示される方位又は位置関係は、図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、単に本開示の説明及び説明の簡略化を容易にするためのものであり、示される装置又は要素が特定の方位を有し、特定の方位で構成され、動作しなければならないことを明示又は示唆するものではないため、本開示を限定するものとして理解することはできない。
本願の明細書と特許請求の範囲、及び上記の図面における用語「第１」、「第２」、「第３」、「第４」など（存在する場合）は、類似の対象を区別するためのものであり、特定の順序又はシーケンスを説明するためのものである必要はない。本明細書に説明する本願の実施例を、例えば、本明細書に図示又は説明したもの以外の順序で実施できるように、そのように使用されるデータを適宜交換できると理解すべきである。
また、「備える」及び「有する」という用語、及びそれらの全ての変形は、いずれも非排他的含有を網羅することを意図し、例えば、一連のステップ又はユニットを含む過程、方法、システム、製品、又はデバイスは、明示的にリストされているステップ又はユニットに限定される必要はなく、明示的にリストされていないか、又は、これらの過程、方法、製品又はデバイスに固有の他のステップ又はユニットを含んでもよい。
最後に説明すべきものとして、以上の各実施例は、本開示の技術的解決手段を説明するためのものであって、これを制限するものではなく、前述の各実施例を参照しながら本開示を詳細に説明するが、当業者であれば、依然として前述の各実施例に記載の技術的解決手段を修正するか、又はそのうちの一部又はすべての技術的特徴に対して等価置換を行うことができ、これらの修正又は置換によって、対応する技術的解決手段の本質を本開示の各実施例の技術的解決手段の範囲から逸脱するものではないことを理解すべきである。
本願は、２０２１年９月９日に中国特許局に提出した、出願番号が２０２１１１０５３８７６．９で、出願の名称が「電池用電極板、電池及び電池用電極板の製作方法」という中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は援用によって本願に組み合わせられる。
１００、１００’、２００ 電池用電極板
１０１ 打ち抜く溝
１１０ 電極板基材
１１１ 切断線
１２０、１２０’ 凹溝
１２１ タブ取付溝
１２２ 第１溝
１２３ 第２溝
１２４ 第２タブ取付溝
１３０、１３０’ 電極板本体
１３１ 第１エッジ
１３２ 第２エッジ
１３３ 活物質層
１４０、１４０’ タブ
１４１ 第１段
１４２ 第２段
１４３ タブ接着剤
１５１ 第１絶縁層
１５２ 第２絶縁層
１５３ 切欠き
１５５ 第５絶縁層

Claims (23)

  1. 電極板本体とタブを備え、前記電極板本体は、前記電極板本体の第１エッジに連通するタブ取付溝と前記電極板本体の第２エッジに連通する第１溝が設けられており、前記第１エッジと前記第２エッジは前記電極板本体における対向する２つのエッジであり、前記タブは前記タブ取付溝内に接続される、ことを特徴とする電池用電極板。
  2. 前記第２エッジから前記第１エッジに向かう方向に沿って、前記第１溝の前記第１エッジでの投影は少なくとも、前記タブ取付溝の前記第１エッジでの投影の一部を覆う、ことを特徴とする請求項１に記載の電池用電極板。
  3. 前記第１溝は前記第２エッジに位置する溝口を有し、前記第１エッジに平行な方向に沿って、前記第１溝の溝口の長さが前記タブの幅より大きく、及び／又は、
    前記タブ取付溝は前記第１エッジに位置する開口を有し、前記第１溝は前記第２エッジに位置する溝口を有し、前記第１エッジに平行な方向に沿って、前記開口の長さが前記溝口の長さより小さい又は等しい、ことを特徴とする請求項１に記載の電池用電極板。
  4. 前記電極板本体は集電体と集電体の少なくとも１つの表面に設けられた活物質層を備え、前記タブ取付溝と前記第１溝との間の領域には活物質層を有する、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電池用電極板。
  5. 前記第１エッジから第２エッジに向かう方向に沿って、前記タブ取付溝と前記第１溝との間の活物質層の幅が前記タブ取付溝と前記第１溝の幅の和より大きい、ことを特徴とする請求項４に記載の電池用電極板。
  6. 前記タブ取付溝は前記第１エッジに位置する開口を有し、前記タブ取付溝の底部は前記集電体であり、前記タブ取付溝の３つの周側は活物質層である、ことを特徴とする請求項４に記載の電池用電極板。
  7. 前記集電体の２つの表面のいずれにも活物質層が設けられており、前記集電体の前記タブ取付溝に反対する側の表面の活物質層には、前記タブ取付溝と対向するように設けられた第２タブ取付溝が設けられており、
    前記電極板本体の長さ方向に沿って、前記第２タブ取付溝の長さが前記タブ取付溝の長さより大きく、及び／又は、前記電極板本体の幅方向に沿って、前記第２タブ取付溝の幅が前記タブ取付溝の幅より大きく、
    前記電極板本体の幅方向は前記第１エッジから前記第２エッジに向かう方向であり、前記電極板本体の長さ方向は前記幅方向に垂直である、ことを特徴とする請求項６に記載の電池用電極板。
  8. 前記第１溝は前記第２エッジに位置する溝口を有し、前記第１溝の底部は前記集電体であり、前記第１溝の周側は活物質層である、ことを特徴とする請求項４に記載の電池用電極板。
  9. 前記集電体の２つの表面のいずれにも活物質層が設けられており、前記集電体の前記第１溝に反対する表面の活物質層には、前記第１溝と対向するように設けられた第２溝が設けられており、
    前記電極板本体の長さ方向に沿って、前記第２溝の長さが前記第１溝の長さより大きく、及び／又は、前記電極板本体の幅方向に沿って、前記第２溝の幅が前記１溝の幅より大きく、
    前記電極板本体の幅方向は前記第１エッジから前記第２エッジに向かう方向であり、前記電池用電極板の長さ方向は前記幅方向に垂直である、ことを特徴とする請求項８に記載の電池用電極板。
  10. 前記集電体の２つの表面のいずれにも活物質層が設けられており、前記タブ取付溝はそのうちの一方側の前記活物質層に設けられており、前記タブは集電体に溶接され、前記集電体の前記タブに反対する面における溶接点が前記活物質層によって覆われる、ことを特徴とする請求項４に記載の電池用電極板。
  11. 前記第１溝は前記タブ取付溝と同じ側の前記活物質層に位置し、前記第１溝と対向する前記集電体の他方面は活物質層を有する、ことを特徴とする請求項１０に記載の電池用電極板。
  12. 前記タブが収容された前記タブ取付溝は第１絶縁層で覆われており、及び／又は、前記第１溝は第２絶縁層で覆われている、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電池用電極板。
  13. 前記タブは、タブ取付溝内に位置する第１段と前記タブ取付溝から伸び出す第２段を備え、前記第２段にタブ接着剤が設けられており、前記第１絶縁層は前記タブ接着剤の一部を覆う、ことを特徴とする請求項１２に記載の電池用電極板。
  14. 前記第２絶縁層は、前記第２エッジを超え、超える距離は３ｍｍ未満である、ことを特徴とする請求項１２に記載の電池用電極板。
  15. 前記電池用電極板の前記タブ取付溝に反対する表面には、前記タブ取付溝と対向するように設けられた第２タブ取付溝が設けられており、前記第２タブ取付溝は第５絶縁層で覆われており、前記第１絶縁層と前記第５絶縁層の前記第１エッジを超える部分は互いに接着されている、ことを特徴とする請求項１２に記載の電池用電極板。
  16. 前記第１溝は、電極板の厚さ方向に沿って前記電極板を貫通する貫通溝である、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電池用電極板。
  17. 前記タブ取付溝は前記電極板本体の幅方向に沿うサイズがＬ１で、前記第１溝は前記電極板本体の幅方向に沿うサイズがＬ２で、前記タブ取付溝と前記第１溝は前記電極板本体の長さ方向に沿うサイズがいずれもＤで、前記タブは前記電極板本体の長さ方向に沿うサイズがＷで、電極板基材は前記電極板本体の長さ方向に沿うサイズがＺであり、
    Ｌ１≧Ｌ２、
    Ｌ１＝（０．１～０．６）×Ｚ、
    Ｌ２は０．１ｍｍ～１５．０ｍｍとし、
    Ｄ＝（１．０～４．０）×Ｗとする条件を満たす、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電池用電極板。
  18. 第１電極板とセパレータと第２電極板を積層した後に巻き付けて形成されるセルを備え、前記第１電極板と前記第２電極板は極性が反対である電池であって、
    前記第１電極板は請求項１～１７のいずれか１項に記載の電池用電極板である、ことを特徴とする電池。
  19. 前記タブ取付溝と正対する前記第２電極板の活物質層の表面は第３絶縁層で覆われている、ことを特徴とする請求項１８に記載の電池。
  20. 前記第１溝と正対する前記第２電極板の活物質層の表面は第４絶縁層で覆われている、ことを特徴とする請求項１８に記載の電池。
  21. 電池用電極板の製作方法であって、
    電極板基材の一方の表面に、前記電極板基材の第１方向において間隔を隔てて設けられる複数の凹溝を設けることと、
    複数の切断線に沿って前記電極板基材を複数の電極板本体に切断して、かつ各前記凹溝は前記切断線に沿ってタブ取付溝と第１溝に分割切断されることであって、同一の凹溝から分割切断された前記タブ取付溝と前記第１溝は異なる前記電極板本体に位置することと、
    タブを前記電極板本体の前記タブ取付溝内に溶接して、前記電池用電極板を形成することと、を含み、
    複数の前記切断線は前記第１方向に沿って前記電極板基材に間隔を隔てて設けられており、複数の前記切断線は前記凹溝と一対一に対応して設けられており、かつそれぞれの前記切断線はいずれも対応する前記凹溝を通過する、ことを特徴とする電池用電極板の製作方法。
  22. タブを前記電極板本体の前記タブ取付溝内に溶接することの後、
    前記タブが取り付けられた前記タブ取付溝の溝口位置に第１絶縁層を覆い、前記第１溝の溝口位置に第２絶縁層を覆うことをさらに含む、ことを特徴とする請求項２１に記載の電池用電極板の製作方法。
  23. 切断して前記電極板本体を得た後、
    前記電極板本体における第１溝が形成された位置に切欠きを打ち抜くことをさらに含む、ことを特徴とする請求項２１に記載の電池用電極板の製作方法。
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