JP3249909U - バッテリセルの構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】潜在的な短絡のリスクを低下させるバッテリセルの構造を提供する。
【解決手段】バッテリセルの構造は、順番に積層される第1集電層21、第1活性材料層22、セパレータ23、第2活性材料層24及び第2集電層25を含み、第1集電層及び第2集電層はそれぞれ相対する第1表面211及び第2表面212を有する。第1集電層の第1表面は第2集電層の第2表面に相対して積層され、第1集電層の面積は第2集電層の面積よりやや小さい。第1集電層の第2表面がその第1タブ215と接する部分の両側の辺縁部に絶縁層2151を有し、バッテリセルを組み立てるとき、第1、第2集電層の面積が異なることによる潜在的な短絡のリスクを大幅に低下させる。
【選択図】図3
【解決手段】バッテリセルの構造は、順番に積層される第1集電層21、第1活性材料層22、セパレータ23、第2活性材料層24及び第2集電層25を含み、第1集電層及び第2集電層はそれぞれ相対する第1表面211及び第2表面212を有する。第1集電層の第1表面は第2集電層の第2表面に相対して積層され、第1集電層の面積は第2集電層の面積よりやや小さい。第1集電層の第2表面がその第1タブ215と接する部分の両側の辺縁部に絶縁層2151を有し、バッテリセルを組み立てるとき、第1、第2集電層の面積が異なることによる潜在的な短絡のリスクを大幅に低下させる。
【選択図】図3
Description
本考案はバッテリセルの構造に関し、特に2つの集電層の面積が等しくない状況において、絶縁層を追加で設けて、バッテリセルの積層における潜在的な短絡のリスクを防止したバッテリセルの構造を指す。
新エネルギー自動車の市場が盛んに発展するのに伴い、駆動用バッテリは新エネルギー電気自動車における3つの核心技術の一つとされ、駆動用バッテリ構造の保護設計及びその温度管理の計画は、新エネルギー電気自動車の非常に重要な部分とみなされている。
さらに、新エネルギー電気自動車の航続力を高めるため、軽量化及びエネルギー密度を高める需要は必然的な傾向である。
さらに、新エネルギー電気自動車の航続力を高めるため、軽量化及びエネルギー密度を高める需要は必然的な傾向である。
十分な電気量及びキャパシタンスを達成するため、既存の一般的な手順ではバッテリセルが積層される。
図1A、1Bを参照されたい。バッテリセル10は順番に積層される第1集電層11、第1活性材料層12、セパレータ13、第2活性材料層14及び第2集電層15からなり、バッテリセル10の相対する両端には第1集電層11及び第2集電層15からそれぞれ第1タブ111及び第2タブ151が延伸している。
図1A、1Bに示すのは、一般的な並列接続した積層であり、同じ極性(第1集電層11)の集電層を互いに接触させて積層する。
実際の実施において、2つの集電層の面積はやや異なるため、一般的に第1タブ111及び第2タブ151の内側、つまり第1活性材料層12及び第2活性材料層14に近い側に絶縁層112、152が設けられ、第1タブ111及び第2タブ151を組み立てるとき、それぞれ隣接する第1集電層11及び第2集電層15と接触して短絡が生じるのを防止する。
図1A、1Bを参照されたい。バッテリセル10は順番に積層される第1集電層11、第1活性材料層12、セパレータ13、第2活性材料層14及び第2集電層15からなり、バッテリセル10の相対する両端には第1集電層11及び第2集電層15からそれぞれ第1タブ111及び第2タブ151が延伸している。
図1A、1Bに示すのは、一般的な並列接続した積層であり、同じ極性(第1集電層11)の集電層を互いに接触させて積層する。
実際の実施において、2つの集電層の面積はやや異なるため、一般的に第1タブ111及び第2タブ151の内側、つまり第1活性材料層12及び第2活性材料層14に近い側に絶縁層112、152が設けられ、第1タブ111及び第2タブ151を組み立てるとき、それぞれ隣接する第1集電層11及び第2集電層15と接触して短絡が生じるのを防止する。
しかしながら、大きなサイズ又は高い並列接続数の積層バッテリセルのタブは、圧力がかかることや、公差などの要因により、積層させた後の第1タブ111’の裏面が容易に露出する。
図2A、2Bに示すように、このとき該位置がずれた第1タブ111’を折り曲げると、面積が比較的大きな第2集電層15の辺縁部と容易に接触して、短絡の状況が発生する。
図2A、2Bに示すように、このとき該位置がずれた第1タブ111’を折り曲げると、面積が比較的大きな第2集電層15の辺縁部と容易に接触して、短絡の状況が発生する。
上記した従来技術の欠点に鑑み、本考案は上記した課題を効果的に解決するためのバッテリセルの構造を提供する。
本考案の主な目的は以降のバッテリセルの構造を提供することである。
すなわち、面積が比較的小さな集電層のタブの裏面、及び面積が比較的大きな集電層の端面に絶縁層を追加で設け、バッテリセルを組み立てるとき、第1、第2集電層の面積が異なることによる、潜在的な短絡のリスクを大幅に低下させる、バッテリセルの構造を提供する。
すなわち、面積が比較的小さな集電層のタブの裏面、及び面積が比較的大きな集電層の端面に絶縁層を追加で設け、バッテリセルを組み立てるとき、第1、第2集電層の面積が異なることによる、潜在的な短絡のリスクを大幅に低下させる、バッテリセルの構造を提供する。
本考案はバッテリセルの構造を示し、これは順番に積層される第1集電層、第1活性材料層、セパレータ、第2活性材料層及び第2集電層を含み、第1集電層は第1タブを有し、第2集電層は第2タブを有する。
第1集電層及び第2集電層はそれぞれ相対する第1表面及び第2表面、並びに相対する第1側面及び第2側面を有し、第1タブは第1集電層の第1側面から外側に延伸し、第2タブは第2集電層の第1側面から外側に延伸する。
第1集電層の第1表面は第2集電層の第2表面に相対して積層され、第1集電層の面積は第2集電層の面積よりやや小さい。
第1集電層の第2表面が第1タブと接する部分の両側の辺縁部に絶縁層を有する。
このほか、絶縁層は第1集電層の第2表面における第1側面に隣接する最上縁に延伸でき、L字形に配置される。
第1集電層及び第2集電層はそれぞれ相対する第1表面及び第2表面、並びに相対する第1側面及び第2側面を有し、第1タブは第1集電層の第1側面から外側に延伸し、第2タブは第2集電層の第1側面から外側に延伸する。
第1集電層の第1表面は第2集電層の第2表面に相対して積層され、第1集電層の面積は第2集電層の面積よりやや小さい。
第1集電層の第2表面が第1タブと接する部分の両側の辺縁部に絶縁層を有する。
このほか、絶縁層は第1集電層の第2表面における第1側面に隣接する最上縁に延伸でき、L字形に配置される。
そのほか、本考案はバッテリセルの構造を示し、これは順番に積層される第1集電層、第1活性材料層、セパレータ、第2活性材料層及び第2集電層を含み、第1集電層は第1タブを有し、第2集電層は第2タブを有する。
第1集電層及び第2集電層はそれぞれ相対する第1表面及び第2表面、並びに相対する第1側面及び第2側面を有し、第1タブは第1集電層の第1側面から外側に延伸し、第2タブは第2集電層の第1側面から外側に延伸する。
第1集電層の第1表面は第2集電層の第2表面に相対して積層され、第1集電層の面積は第2集電層の面積よりやや小さい。第2集電層の第2側面に絶縁層を有する。
第1集電層及び第2集電層はそれぞれ相対する第1表面及び第2表面、並びに相対する第1側面及び第2側面を有し、第1タブは第1集電層の第1側面から外側に延伸し、第2タブは第2集電層の第1側面から外側に延伸する。
第1集電層の第1表面は第2集電層の第2表面に相対して積層され、第1集電層の面積は第2集電層の面積よりやや小さい。第2集電層の第2側面に絶縁層を有する。
以下の具体的な実施例について詳細に説明する。本考案の目的、技術内容、特徴及び達成する効果をより容易に理解できるであろう。
図を参照しながら、本考案の利点、主旨及び特徴をより容易に、明確に理解できるようにするため、以下に実施例について詳述する。
これらの実施例は本考案の代表的な実施例に過ぎず、本考案の実施形態及び請求の範囲がこれらの実施例の形態のみに制限されるものではない。
これらの実施例を提供する目的は、本考案の開示内容をより徹底的に、容易に理解できるようにすることである。
これらの実施例は本考案の代表的な実施例に過ぎず、本考案の実施形態及び請求の範囲がこれらの実施例の形態のみに制限されるものではない。
これらの実施例を提供する目的は、本考案の開示内容をより徹底的に、容易に理解できるようにすることである。
本考案で開示する各種実施例で使用される用語は、特定の実施例を記載する目的のためにのみ用いられ、本考案で開示する各種実施例を制限するものではない。
他に明確に指示しない限り、使用する単数形は複数形も含む。
他に限定しなければ、本明細書中で使用するすべての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、本考案で開示する各種実施例が属する分野の当業者が通常理解する意味と同じ意味を有する。
上記用語(例えば一般的に使用される辞典で限定される用語)は、本考案で開示する各種実施例において明確に限定する場合を除き、同じ技術分野における文脈の意味と同じ意味を有すると解釈され、理想化した意味又は過度に形式的な意味を有すると解釈されない。
他に明確に指示しない限り、使用する単数形は複数形も含む。
他に限定しなければ、本明細書中で使用するすべての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、本考案で開示する各種実施例が属する分野の当業者が通常理解する意味と同じ意味を有する。
上記用語(例えば一般的に使用される辞典で限定される用語)は、本考案で開示する各種実施例において明確に限定する場合を除き、同じ技術分野における文脈の意味と同じ意味を有すると解釈され、理想化した意味又は過度に形式的な意味を有すると解釈されない。
図3を参照されたい。本考案で開示するバッテリセルの構造は、第1集電層21、第1活性材料層22、セパレータ23、第2活性材料層24及び第2集電層25を含む。
第1集電層21は対応する第1表面211及び第2表面212、対応する第1側面213及び第2側面214を有し、第2集電層25も対応する第1表面251及び第2表面252、対応する第1側面253及び第2側面254を有する。
第1集電層21の第1側面213から第1タブ215が延伸し、第2集電層25の第1側面253から第2タブ255が延伸する。
第1集電層21、第1活性材料層22、セパレータ23、第2活性材料層24及び第2集電層25は順番に積層され、バッテリセルの構造を構成する。
具体的に、第1集電層21の第1表面211は第2集電層25の第2表面252に相対して積層され、第1活性材料層22、セパレータ23、第2活性材料層24は順番にこの中に挟持される。
第1活性材料層22及び第2活性材料層24の周囲にシーラント221、241が巻き付けられ、これにより絶縁及び封止の目的を達成する。
第1集電層21は対応する第1表面211及び第2表面212、対応する第1側面213及び第2側面214を有し、第2集電層25も対応する第1表面251及び第2表面252、対応する第1側面253及び第2側面254を有する。
第1集電層21の第1側面213から第1タブ215が延伸し、第2集電層25の第1側面253から第2タブ255が延伸する。
第1集電層21、第1活性材料層22、セパレータ23、第2活性材料層24及び第2集電層25は順番に積層され、バッテリセルの構造を構成する。
具体的に、第1集電層21の第1表面211は第2集電層25の第2表面252に相対して積層され、第1活性材料層22、セパレータ23、第2活性材料層24は順番にこの中に挟持される。
第1活性材料層22及び第2活性材料層24の周囲にシーラント221、241が巻き付けられ、これにより絶縁及び封止の目的を達成する。
続いて、図3、4A、4Bを併せて参照されたい。第1タブ215は第1集電層21の第1表面211側(つまり内側)において、第1タブ215が第1集電層21と接する部分の最下部に絶縁層2151を有する。
同様に、第2タブ255は第2集電層25の第2表面252側(つまり内側)において、第2タブ255が第2集電層25と接する部分の最下部に絶縁層2551を有することで、組み立てた第1タブ215及び第2タブ255が異なる極性の集電層(第2集電層25及び第1集電層21)と接触して短絡が生じるのを防止する。
同様に、第2タブ255は第2集電層25の第2表面252側(つまり内側)において、第2タブ255が第2集電層25と接する部分の最下部に絶縁層2551を有することで、組み立てた第1タブ215及び第2タブ255が異なる極性の集電層(第2集電層25及び第1集電層21)と接触して短絡が生じるのを防止する。
そのほか、第1集電層21の面積は第2集電層25の面積よりやや小さいため、その側面図によると、図5に示すように、第2集電層25の位置がやや突出しているのがわかる。
例を挙げて説明すると、図に示す第1集電層21は正極と表示され、第2集電層25は負極と表示され、つまり正極集電層の面積は負極集電層の面積よりやや小さい。
しかしこの部分は概要に過ぎず、正極集電層の面積が負極集電層の面積よりやや小さいことに限定するものではない。
実際の実施における設計は、負極集電層の面積が正極集電層の面積よりやや小さくてもよい。
例を挙げて説明すると、図に示す第1集電層21は正極と表示され、第2集電層25は負極と表示され、つまり正極集電層の面積は負極集電層の面積よりやや小さい。
しかしこの部分は概要に過ぎず、正極集電層の面積が負極集電層の面積よりやや小さいことに限定するものではない。
実際の実施における設計は、負極集電層の面積が正極集電層の面積よりやや小さくてもよい。
前述した既知のバッテリセルが積層した後、高い積層数、公差、圧力がかかるなどの要因により、位置がずれて短絡する可能性がある問題を考慮し、本考案のバッテリセルの構造は、第1集電層21の第2表面212が第1タブ215と接する部分の両側の辺縁部に絶縁層41を有する(図6Aに示す)か、又は第2集電層25の第2側面254に絶縁層42を有する(図6Bに示す)か、又は2つの絶縁層41、42を同時に有し(図4Aに示す)、たとえ接触しても短絡が起こらないようにする(この部分は後ほど詳述する)。
まず図6Aを参照されたい。位置がずれて短絡が生じるとき、第1集電層21の裏側(つまり第2表面212)が露出することを考慮している。
従って、第1集電層21の第2表面212が第1タブ215と接する部分の両側の辺縁部に絶縁層41を設ける。
絶縁層41は第1タブ215が第1集電層21の第2表面212と接する部分の両側の辺縁部に位置し、さらに第1集電層21の第2表面212における第1側面213に隣接する最上縁に延伸し、2つのL字形が配置される。
そのサイズについて、第1集電層21の第2表面212に位置する幅W1は3~7ミリメートル、第1集電層21の第2表面212に位置する高さL1は0.5~1.5ミリメートル、第1タブ215に位置する幅W2は少なくとも1.5ミリメートル、第1タブ215に位置する高さL2は2.5~8.5ミリメートルである。
従って、第1集電層21の第2表面212が第1タブ215と接する部分の両側の辺縁部に絶縁層41を設ける。
絶縁層41は第1タブ215が第1集電層21の第2表面212と接する部分の両側の辺縁部に位置し、さらに第1集電層21の第2表面212における第1側面213に隣接する最上縁に延伸し、2つのL字形が配置される。
そのサイズについて、第1集電層21の第2表面212に位置する幅W1は3~7ミリメートル、第1集電層21の第2表面212に位置する高さL1は0.5~1.5ミリメートル、第1タブ215に位置する幅W2は少なくとも1.5ミリメートル、第1タブ215に位置する高さL2は2.5~8.5ミリメートルである。
続いて図6Bを参照されたい。第2集電層25は面積が第1集電層21の面積より大きいため、その端面が第1集電層21の位置より高く、容易に接触することを考慮している。
従って、第2集電層25の第2側面254に絶縁層42を設けることも可能である。
従って、第2集電層25の第2側面254に絶縁層42を設けることも可能である。
図7Aを参照されたい。並列接続に実際に利用するとき、バッテリセルの構造は第1集電層21の第2表面212が相互に接触するように積層される。
2つのバッテリセルの構造は積層された後、図7Bに示すように、外側に位置する第2集電層25の第1表面251をさらに利用して、相互に接触させて積層し、2つのバッテリセルの構造の積層を構成する。
このように必要な数量を順番に積層してバッテリユニットを構成する。
図8Aを参照されたい。積層が完了してから、第1タブ215を溶接して、バッテリユニット全体の並列接続を構成する。
もう一端の第2タブ255(図7Bに示す)も同じであり、繰り返し述べない。
このとき、図8A、8Bに示すように、たとえ位置がずれることにより、第1タブ215の裏面(第2表面212側)が露出しても、絶縁層41、42を設けることにより、第1タブ215を折り曲げた後、第2集電層25の端面(第2側面254)に接触する短絡の現象を防止できる。
2つのバッテリセルの構造は積層された後、図7Bに示すように、外側に位置する第2集電層25の第1表面251をさらに利用して、相互に接触させて積層し、2つのバッテリセルの構造の積層を構成する。
このように必要な数量を順番に積層してバッテリユニットを構成する。
図8Aを参照されたい。積層が完了してから、第1タブ215を溶接して、バッテリユニット全体の並列接続を構成する。
もう一端の第2タブ255(図7Bに示す)も同じであり、繰り返し述べない。
このとき、図8A、8Bに示すように、たとえ位置がずれることにより、第1タブ215の裏面(第2表面212側)が露出しても、絶縁層41、42を設けることにより、第1タブ215を折り曲げた後、第2集電層25の端面(第2側面254)に接触する短絡の現象を防止できる。
上記をまとめると、本考案はバッテリセルの構造を示す。
高い積層数、公差、圧力がかかる、などの要因により、位置がずれて短絡が生じる問題を考慮し、位置がずれることにより、接触して短絡が生じる可能性がある位置、つまり面積が比較的小さな第1集電層の第1タブが第1集電層の外側と接する部分の両側の辺縁部、又は面積が比較的大きな第2集電層の端面(第2側面)に絶縁層を追加で設ける。
既知のタブの内側方向の最下縁部に、単一のバッテリセルの内部短絡を防止する絶縁層を設けるのとは異なり、この新たに追加した絶縁層はバッテリセルが積層された後、タブを折り曲げて生じる可能性がある短絡の現象を防止するのに用いられる。
高い積層数、公差、圧力がかかる、などの要因により、位置がずれて短絡が生じる問題を考慮し、位置がずれることにより、接触して短絡が生じる可能性がある位置、つまり面積が比較的小さな第1集電層の第1タブが第1集電層の外側と接する部分の両側の辺縁部、又は面積が比較的大きな第2集電層の端面(第2側面)に絶縁層を追加で設ける。
既知のタブの内側方向の最下縁部に、単一のバッテリセルの内部短絡を防止する絶縁層を設けるのとは異なり、この新たに追加した絶縁層はバッテリセルが積層された後、タブを折り曲げて生じる可能性がある短絡の現象を防止するのに用いられる。
以上の記載は本考案の好ましい実施例に過ぎず、本考案の実施範囲を限定するものではない。
従って、本考案の請求の範囲に記載する特徴及び主旨に基づいて行われる均等変化又は修飾は、いずれも本考案の請求の範囲内に含まれるべきである。
従って、本考案の請求の範囲に記載する特徴及び主旨に基づいて行われる均等変化又は修飾は、いずれも本考案の請求の範囲内に含まれるべきである。
10 バッテリセル
11 第1集電層
111 第1タブ
111’ 第1タブ
112 絶縁層
12 第1活性材料層
13 セパレータ
14 第2活性材料層
15 第2集電層
151 第2タブ
152 絶縁層
21 第1集電層
211 第1表面
212 第2表面
213 第1側面
214 第2側面
215 第1タブ
2151 絶縁層
22 第1活性材料層
221 シーラント
23 セパレータ
24 第2活性材料層
241 シーラント
25 第2集電層
251 第1表面
252 第2表面
253 第1側面
254 第2側面
255 第2タブ
2551 絶縁層
41 絶縁層
42 絶縁層
L1 高さ
L2 高さ
W1 幅
W2 幅
11 第1集電層
111 第1タブ
111’ 第1タブ
112 絶縁層
12 第1活性材料層
13 セパレータ
14 第2活性材料層
15 第2集電層
151 第2タブ
152 絶縁層
21 第1集電層
211 第1表面
212 第2表面
213 第1側面
214 第2側面
215 第1タブ
2151 絶縁層
22 第1活性材料層
221 シーラント
23 セパレータ
24 第2活性材料層
241 シーラント
25 第2集電層
251 第1表面
252 第2表面
253 第1側面
254 第2側面
255 第2タブ
2551 絶縁層
41 絶縁層
42 絶縁層
L1 高さ
L2 高さ
W1 幅
W2 幅
Claims (8)
- 順番に積層される第1集電層、第1活性材料層、セパレータ、第2活性材料層及び第2集電層を含み、前記第1集電層は第1タブを有し、前記第2集電層は第2タブを有するバッテリセルの構造であって、
前記第1集電層及び前記第2集電層はそれぞれ相対する第1表面及び第2表面、並びに相対する第1側面及び第2側面を有し、前記第1タブは前記第1集電層の前記第1側面から外側に延伸し、前記第2タブは前記第2集電層の前記第1側面から外側に延伸し、前記第1集電層の前記第1表面は前記第2集電層の前記第2表面に相対して積層され、前記第1集電層の面積は前記第2集電層の面積より小さく、前記第1集電層の前記第2表面が前記第1タブと接する部分の両側の辺縁部に絶縁層を有することを特徴とするバッテリセルの構造。 - 前記絶縁層は前記第1タブが前記第1集電層の前記第2表面と接する部分の両側の辺縁部に位置し、さらに前記第1集電層の前記第2表面における前記第1側面に隣接する最上縁に延伸し、L字形に配置されることを特徴とする、請求項1に記載のバッテリセルの構造。
- 前記絶縁層における前記第1集電層の前記第2表面に位置する幅は3~7ミリメートルであることを特徴とする、請求項2に記載のバッテリセルの構造。
- 前記絶縁層における前記第1集電層の前記第2表面に位置する高さは0.5~1.5ミリメートルであることを特徴とする、請求項2に記載のバッテリセルの構造。
- 前記絶縁層における前記第1タブに位置する幅は少なくとも1.5ミリメートルであることを特徴とする、請求項2に記載のバッテリセルの構造。
- 前記絶縁層における前記第1タブに位置する高さは2.5~8.5ミリメートルであることを特徴とする、請求項2に記載のバッテリセルの構造。
- 前記第2集電層の前記第2側面に絶縁層を有することを特徴とする、請求項1~6のいずれか1項に記載のバッテリセルの構造。
- 順番に積層される第1集電層、第1活性材料層、セパレータ、第2活性材料層及び第2集電層を含み、前記第1集電層は第1タブを有し、前記第2集電層は第2タブを有するバッテリセルの構造であって、
前記第1集電層及び前記第2集電層はそれぞれ相対する第1表面及び第2表面、並びに相対する第1側面及び第2側面を有し、前記第1タブは前記第1集電層の前記第1側面から外側に延伸し、前記第2タブは前記第2集電層の前記第1側面から外側に延伸し、前記第1集電層の前記第1表面は前記第2集電層の第2表面に相対して積層され、前記第1集電層の面積は前記第2集電層の面積より小さく、前記第2集電層の前記第2側面に絶縁層を有することを特徴とするバッテリセルの構造。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| TW112213208U TWM655793U (zh) | 2023-12-04 | 2023-12-04 | 電池芯結構 |
| TW112213208 | 2023-12-04 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2024003896U Active JP3249909U (ja) | 2023-12-04 | 2024-11-22 | バッテリセルの構造 |
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-
2023
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-
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Also Published As
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