JP6734883B2 - 電極部材、電極ユニット及び充電電池 - Google Patents

Description

本発明は、充電電池技術分野に関し、特に電極部材、電極ユニット及び充電電池に関する。

リチウムイオン電池は、充電電池の一種として、高いエネルギー密度及びパワー密度、多い循環使用回数および長い記憶時間等のメリットを持つもので、携帯電話やノートパソコン等の携帯型電子機器と、電動自動車や電動自転車等の電動交通手段とに広く応用されてきている。

リチウムイオン電池の電極部材は、一般的に金属材質を採用する。例えば、正電極部材が一般的にアルミニウム箔を採用する一方で、負電極部材が一般的に銅箔を採用する。しかし、釘刺し実験において、アルミニウム箔（銅箔）が釘の突き刺し中にバリを生じ、そのバリが直接負電極部材（正電極部材）に搭載されているので、正電極部材及び負電極部材の内部短絡を引き起こし、リチウムイオン電池の発火や爆発にも繋がる。

釘刺し実験の課題を解決するために、アルミニウム箔または銅箔を採用しない新型の電極部材が開発されてきた。図１〜２に示すように、このような新型の電極部材１’は、絶縁基体１０’と、絶縁基体１０’の表面に設けられる導電層１１’とを備える。導電層１１’は、活物質１２’が塗布された第１部と、活物質１２’が塗布されていない第２部とを有する。第２部は、第１部から延在する。記述の便宜上、第１部と絶縁基体１０’の第１部に対応する部分は、電気生成部１４’と呼称され、第２部と絶縁基体１０’の第２部に対応する部分は、電気案内部１３’と呼称される。使用時には、電気生成部１４’における活物質１２’が電解液等と電化反応を行って充放電過程を発生させる一方、電気案内部１３’が電流収集部材に接続されており、発生した電流を外部へ導き出す。導電層１１’は、絶縁基体１０’の表面に設けられるものであり、その厚さが従来使用されている銅箔、アルミニウム箔よりも遥かに小さいため、針刺し使用中にバリを生じないので、釘刺し実験を安全に通すことが可能である。

しかし、このような新型の電極部材は、巻き付けや堆積により電極ユニットを形成する際に複数の電気案内部１３’を生成する。複数の電気案内部１３’が電流収集部材に接続されているが、絶縁基体１０’の存在により、複数の電気案内部１３’の間の導電層１１’は、直接接触することができない。これにより、導電性能が悪くなり（ひいては互いに絶縁となる）、電気案内部１３’と電流収集部材との接続箇所での電気抵抗が大きすぎで、充放電中に温度上昇が急に増えてくる。

上記事情を鑑みて、本発明が解決しようとする技術課題の１つは、絶縁基体を有する電極部材の導電能力を向上させることにある。

上記技術課題を解決すべく、本発明は、電極部材を提供する。当該電極部材は、電極本体と、導電構造とを備える。電極本体は、絶縁基体と、絶縁基体の表面に設けられる導電層とを備える。導電層は、第１部と、第１部から延在する第２部とを有し、第１部に活物質が塗布され、第２部に活物質が塗布されていない。導電構造は、第２部に接続されている。

好ましくは、導電層は、絶縁基体の対向する両側の表面に設けられ、導電構造は、第１導電部品を備え、第１導電部品は、絶縁基体の一方側の表面に位置する第２部に接続されている。

好ましくは、導電構造は、第２導電部品をさらに備え、第２導電部品は、絶縁基体の他方側の表面に位置する第２部に接続されている。

好ましくは、第１導電部品と第２導電部品とは、直接接続され、または、導電構造は、第１導電部品と第２導電部品との間に接続される導電接続部をさらに備える。

好ましくは、導電構造の第１部から離間する一端は、第２部の第１部から離間する一端からはみ出すように延在する。

好ましくは、第２部の幅は、導電構造の幅より大きい。

好ましくは、導電構造は、第２部に溶接され、第２部と導電構造との間に溶接によって形成された第１溶接部は、第２部の第１部に近接する一端に位置する。

好ましくは、第２部は、メインボディ部と移行部とを備え、移行部は、メインボディ部と第１部との間に位置し、移行部の幅がメインボディ部の幅より大きい。

好ましくは、導電構造は、メインボディ接続部と移行接続部とを備え、移行接続部は、メインボディ接続部の第１部に近接する一端に位置し、移行接続部の幅がメインボディ導電部の幅より大きい。

好ましくは、メインボディ接続部がメインボディ部に接続され、及び／又は、移行接続部が移行部に接続されている。

本発明の別の態様は、電極ユニットをさらに提供する。当該電極ユニットは、本発明の電極部材を備える。

好ましくは、絶縁基体の第２部に対応する部分と第２部とは、電気案内部を形成し、電極ユニットは、複数の電気案内部と複数の導電構造とを備え、複数の電気案内部が積層配置され、２つずつの隣接する電気案内部の間に導電構造が設けられている。

本発明のさらに別の態様は、充電電池を提供する。当該充電電池は、電流収集部材を備え、本発明の電極ユニットをさらに備える。電極ユニットの電極部材が導電構造を介して電流収集部材に電気的に接続されている。

本発明では、絶縁基体を有する電極部材に導電構造を増設し、導電構造を活物質の塗布されていない第２部に接続することにより、電極部材の巻き付けや堆積により電極ユニットが形成された後、隣接する電気案内部の間が導電構造により電気導通可能であり、絶縁基体による制限を受けなくなるため、電極部材の導電能力が効果的に向上する。

以下では、本発明の例示的な実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。本発明の他の特徴およびそのメリットは、説明とともに明瞭になる。

本発明の実施例または従来技術における技術案をより明瞭に説明するために、実施例または従来技術の記述に必要な図面を以下で簡単に説明する。明らかに、後述する図面は、本発明の幾つかの実施例に過ぎず、当業者であれば、進歩性に値する労働をしなくてもこれらの図面から他の図面を得ることができる。

従来技術における絶縁基体を含む電極部材の構造を示す模式図である。 図１の側面図である。 本発明の第１実施例の電極部材の構造を示す模式図である。 図３の側面図である。 図３に示す電極部材に基づく電極ユニットの局所分解模式図である。 図５に示す電極ユニットに基づく電池の立体構造の模式図である。 本発明の第２実施例の電極部材及びそれに基づく電極ユニットの構造を示す模式図である。 本発明の第３実施例の電極部材及びそれに基づく電極ユニットの構造を示す模式図である。 本発明の第４実施例の電極部材及びそれに基づく電極ユニットの構造を示す模式図である。 図９に示す電極ユニットに基づく電池の立体構造の模式図である。 本発明の第５実施例の電極部材を示す側面図である。

以下では、本発明の実施例における図面を参照し、本発明の実施例における技術案を明瞭で完全に記述する。明らかに、記述された実施例は、単に本発明の一部の実施例に過ぎず、全部の実施例ではない。以下では、少なくとも１つの例示的な実施例の記述が実際に説明的なものであり、本発明およびその応用や使用に対するなんら制限にもならない。本発明における実施例に基づくと、当業者が進歩性に値する労力をしないで取得されたあらゆる他の実施例も、本発明の保護範囲に含まれる。

当業者に周知されている既知の技術、方法及び機器は、詳細に議論しない。適切な場合に、前記技術、方法及び機器は、特許査定される明細書の一部として見なされるべきである。

本発明の記述において、理解すべきことは、方位用語、例えば、「前、後、上、下、左、右」、「横方向、縦方向、垂直、水平」及び「頂、底」等で指示された方位または位置関係が一般的に図面に示す方位または位置関係に基づくものであり、単に本発明の記述及び記述の簡素化を便利にさせるためである。反対に説明しない場合に、これらの方位用語は、必ずしもかかる装置または素子が特定の方位を有するかそれとも特定の方位で構成及び操作されるかを指示や示唆するとは限らない。これによって、本発明の保護範囲に対する制限とは理解され得ない。方位用語「内、外」は、各部品自身の輪郭に対する内外を指す。

本発明の記述において、理解すべきことは、「第１」、「第２」等の用語を使用して部品を限定することが単にかかる部品を区別しやすくするためである。別途声明しない限り、上記用語は、特別な意義を有さない。これにより、上記用語は、本発明の保護範囲に対する制限とは理解され得ない。

理解しやすくなるように、まず、図５及び図６を参照して充電電池の基本的な構造を説明する。図６を参照すると、充電電池は、主にケース（図示せず）、電極ユニット１００、電流収集部材２００、トップカバー３００及び電極端子４００を備える。ケースは、電極ユニット１００等を収容して電極ユニット１００等に対して保護するための、先端が開口されたキャビティを有する。電極ユニット１００は、ケースに収容され、充電電池が充放電機能を実現するコア部品である。トップカバー３００は、ケースの開口をカバーしている。電極端子４００は、トップカバー３００に設けられてトップカバー３００の外に露出する。電流収集部材２００は、電極ユニット１００と電極端子４００の間に接続されて、電極ユニット１００と電極端子４００との間の電気接続を実施する。

図５を参照すると、電極ユニット１００は、正電極部材１０３と、負電極部材１０１と、正電極部材１０３及び負電極部材１０１の間に設けられるセパレータ１０２とを巻き付けや堆積することで構成される。正電極部材１０３及び負電極部材１０１は、通常、シート状の構造とするため、両者が通常正電極シート及び負電極シートとも呼ばれる。正電極部材１０３及び負電極部材１０１が何れも電気生成部１４及び電気案内部１３を備え、電気生成部１４が活物質１２を有するが、電気案内部１３が活物質１２を有さない。巻き付けや堆積により電極ユニットが形成された後、電極ユニットは、複数の電気案内部１３を積層して正タブ及び負タブをそれぞれ形成する。電極ユニットは、正タブまたは負タブを介して電流収集部材２００に接続されている。正電極部材１０３は、正タブに対応する。負電極部材１０１は、負タブに対応する。電流収集部材２００を介して正タブに接続する電極端子４００は、正極端子と呼ばれる。電流収集部材２００を介して負タブに接続する電極端子４００は、負極端子と呼ばれる。

図１〜２に示す従来の電極部材を正電極部材１０３及び／又は負電極部材１０１として巻き付けや堆積することで電極ユニット１００を形成する際、電極ユニット１００のタブの任意の２つの隣り合う電気案内部１３の間が絶縁基体１０’によって隔てられるため、隣り合う２つの電気案内部１３の間での電流伝達が困難、引いては不可能になる。電流は、殆どタブの最外側の電気案内部１３の、電流収集部材２００に直接接続される導電層１１’を介して外部へ伝達するしかない。これにより、導電能力が悪くなり、充放電効率が低くなり、局所過熱を引き起こしやすく、各部品の使用寿命が短縮される。

上記技術課題を解決するために、本発明は、図１〜２に示す絶縁基体を有する電極部材を改良することで、新型の電極部材を提供する。

図３〜図１１は、本発明の電極部材の５つの実施例を示す。図３〜１１を参照すると、本発明に係る電極部材は、電極本体１及び導電構造２を備える。電極本体１は、絶縁基体１０及び絶縁基体１０の表面に設けられる導電層１１を備える。導電層１１は、第１部及び第１部から延在する第２部を有する。第１部に活物質１２が塗布されており、第２部に活物質１２が塗布されていない。導電構造２は、第２部に接続されている。

説明の便宜上、本発明では、相変わらず第１部及び絶縁基体１０の第１部に対応する部分が電気生成部１４と呼ばれ、第２部及び絶縁基体１０の第２部に対応する部分が電気案内部１３と呼ばれる。換言すれば、本発明では、電極本体１は、電気生成部１４及び電気案内部１３を備える。電気生成部１４及び電気案内部１３は、何れも絶縁基体１０、及び絶縁基体１０の表面に設けられる導電層１１を備える。その区別は、電気生成部１４の導電層１１に活物質１２が塗布されており、電気案内部１３の導電層１１に活物質１２が塗布されていないことにある。電気生成部１４は、活物質１２にて電解液の電化反応により充放電過程を実施する。電気案内部１３は、充電電池の電流収集部材２００に接続されて、電気生成部１４で発生された電流を外部へ導出する。

本発明では、絶縁基体１０を有する電極部材に導電構造２を増設し、導電構造２を絶縁基体１０の表面に設けられる第２部に接続することで、電極部材の巻き付けや堆積により電極ユニット１００を形成した後で、隣り合う電気案内部１３の間は、導電構造２にて電気導通が実現可能であり、絶縁基体１０の制限を受けない。したがって、電極部材の導電能力が有効的に向上可能である。

本発明では、導電層１１は、絶縁基体１０の一方側の表面に設けられてもよく、絶縁基体１０の対向する両側の表面に設けられてもよい。導電層１１が絶縁基体１０の対向する両側の表面に設けられているとき、導電構造２は、第１導電部品２１ａを備えてもよい。当該第１導電部品２１ａは、絶縁基体１０の一方側の表面に位置する第２部に接続されている。または、さらに、導電構造２は、第２導電部品２１ｂも備えてもよい。当該第２導電部品２１ｂは、絶縁基体１０の他方側の表面に位置する第２部に接続されている。第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂの構造及び材料は、同じであっても良く、または異なってもよい。

導電構造２が第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂを含むとき、第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂとは、直接接続され、または、導電構造２は、導電接続部２２を更に備えてもよい。導電接続部２２が第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂの間に接続されることにより、第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂとは、導電接続部２２を介して接続される。

以下では、図３〜１１に示す５つの実施例を参照しながら本発明をさらに説明する。これらの５つの実施例では、何れも電極部材の巻き付けにより電極ユニット１００を形成することを例として説明する。

まず、図３〜５を参照して本発明の第１実施例を説明する。図３及び図４は、本発明の第１実施例の電極部材を示す。図５及び図６は、それぞれ当該第１実施例に基づく電極部材の電極ユニット及び充電電池を示す。

図３及び図４に示すように、当該第１実施例では、電極部材が電極本体１及び導電構造２を備え、電極本体１が絶縁基体１０及び導電層１１を備える。絶縁基体１０は、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴまたはＰＩ等の、電解液の腐食に耐える高分子ポリマー材料を採用可能である。導電層１１は、アルミニウムまたは銅等の金属基材を採用可能である。好ましくは、電極部材が正電極部材として用いられるときに、導電層１１にアルミニウム基材が採用され、電極部材が負電極部材として用いられるときに、導電層１１に銅基材が採用される。導電構造２は、銅またはアルミニウム等の金属材料から製造されてもよい。好ましくは、電極部材が正電極部材として用いられるときに、導電構造２にアルミニウム材料が採用され、電極部材が負電極部材として用いられるときに、導電構造２に銅材料が採用される。

図３及び図４から分かるように、当該実施例において、導電層１１は、絶縁基体１０の対向する両側の表面に設けられている。即ち、絶縁基体１０の対向する両側の表面の何れにも、導電層１１が設けられている。絶縁基体１０は、２つの導電層１１の間に位置する。導電層１１は、活物質１２が塗布された第１部（図３では、下部）と、活物質１２が塗布されていない第２部（図３では、上部）とを有する。第２部は、第１部から延在する（図３では、上方へ延在）。導電層１１は、メッキ、電気泳動、塗装またはディップコーティング等の方式にて絶縁基体１０の表面に加工されてもよい。

記述の便宜上、図３に示すＴ方向は、厚さ方向と呼ばれる。当該厚さ方向Ｔは、絶縁基体１０における、導電層１１が設置される対向する両側の表面の所在する方向である。即ち、当該実施例の２つの導電層１１は、絶縁基体１０の厚さ方向における２つの対向する表面に設けられている。図３に示すＨ方向は、高さ方向と呼ばれる。当該高さ方向Ｈは、第１部及び第２部の対向配置される方向であり、即ち、第１部及び第２部が対向に延在する方向である。同時に、図４に示すＷ方向は、幅方向と呼ばれる。当該幅方向Ｗは、厚さ方向Ｔ及び高さ方向Ｈに垂直な方向である。

図３に示すように、当該実施例において、導電構造２は、第２部に接続されている。換言すれば、導電構造２は、電気案内部１３の導電層１１に接続されている。こうして、電極部材は、導電層１１を介して直接電流収集部材２００に接続することなく、導電構造２を介して電流収集部材２００に接続することで、電流の導出を実施し、電極部材の導電性能を有効的に改善し、電極部材の電流通過能力を向上させる。図３における矢印は、電流導出過程を示す。図３の矢印に示すように、電流が活物質１２から導電層１１の第１部を経由して導電層１１の第２部へ流れ込み、導電層１１の第２部から当該第２部に接続される導電構造２へ流れ込むことにより、導電構造２は、電流を当該導電構造２に接続される充電電池の電流収集部材２００へ導出し、さらに電流収集部材２００から導出し、例えば、充電電池の電極端子４００まで導出する。

導電構造２と第２部との間は、溶接または接着方式により接続可能である。例えば、導電構造２は、超音波溶接または導電性接着剤による接着方式にて第２部に接続可能である。図４から分かるように、当該実施例において、導電構造２が第２部に溶接され、両者の間に第１溶接部１ａが形成される。電気案内部１３ａの根元部が柔らかすぎると、電気案内部１３ａが折り曲げやすくて電極ユニット１００の内部に突き込むため、短絡を引き起こす。当該問題を更に解決するために、図４に示すように、当該実施例の第１溶接部１ａは、第２部の第１部に接近する一端に設けられている。即ち、第１溶接部１ａは、第２部の根元部に位置する。つまり、導電構造２は、電気案内部１３の根元部に溶接されている。第１溶接部１ａがある程度の強度を有するため、第１溶接部１ａを第２部の根元部に近づけると、電気案内部１３の根元部の強度を向上させることが可能である。これにより、電気案内部１３が根元部の柔らかすぎによって折り曲げて電極ユニット１００内部に突き込んで短絡を引き起こすことを防止可能であり、使用の安全性を効果的に向上させることが可能である。

また、図３に示すように、当該実施例の導電構造２は、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂを備える。第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂは、それぞれ電気案内部１３の厚さ方向の両側に設けられ、電気案内部１３の絶縁基体１０の両側の表面における導電層１１にそれぞれ接続されている。即ち、第１導電部品２１ａは、絶縁基体１０の一方側の表面に位置する第２部に接続され、第２導電部品２１ｂは、絶縁基体１０の他方側の表面に位置する第２部に接続されている。

電気案内部１３の厚さ方向の両側に第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂがそれぞれ設けられているため、図５に示すように、当該電極部材を備える電極ユニット１００は、タブ（正タブまたは負タブであってもよい）の任意の２つの隣り合う電気案内部１３の間にいずれも電気案内構造２があり、且つ任意の２つの隣り合う電気案内部１３が１つの電気案内部１３における第１導電部品２１ａを介してもう１つの電気案内部１３における第２導電部品２１ｂに電気連通可能である。これにより、電流は、スムーズで十分にタブの積層された各電気案内部１３の間で伝達可能である。最終的に電極ユニット１００で発生された電流は、比較的に充分で効率的に電流収集部材２００に伝達される。タブの隣り合う電気案内部１３の間での電流の伝達が絶縁基体１０によって遮断されないため、充電電池の充放電効率が有効的に向上可能であり、充放電過程における充電電池の過熱のリスクが低減され、充電電池の使用寿命の延長にも有利である。

当該実施例の第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂがそれぞれ電気案内部１３の厚さ方向における対向する両側に設けられていることにより、図３に示すように、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂの間に隙間Ｇがある。また、図３から分かるように、当該実施例において、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂの上端が何れも電気案内部１３の上端よりも高い。即ち、高さ方向Ｈに沿って、導電構造２の第１部から離間する縁は、第２部の第１部から離間する縁からはみ出すまで延在する。これにより、電極本体１（具体的には、電気案内部１３）は、第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂの間の隙間Ｇの部分のみを充填する。

電極本体１が第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂの間の隙間Ｇの部分のみを充填するため、第１電極部材２１ａと第２電極部材２１ｂとの高さ方向Ｈに沿う少なくとも一部の間が絶縁基体１０に隔てられていない。それは、絶縁基体１０の厚さ方向における両側の表面上の導電層１１が第１電極部材２１ａ及び第２電極部材２１ｂを介して電気導通を実施することに有利であり、電流導出がさらに便利になり、導電性能が向上する。一方で、電極部材からなる電極ユニット１００を充電電池の電流収集部材２００に接続する際、さらに、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂを便利に押圧することで隙間Ｇを減少可能である。こうして、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂを密着させる。これにより、タブが積層された各電気案内部１３の電流を電流収集部材２００へ伝達することが便利になり、導電能力が更に向上するとともに、タブの占める組立空間の減少にも有利であり、電極ユニット１００の空間利用率が向上し、電極ユニット１００と電流収集部材２００との組立が便利になる。

また、図３に示すように、当該実施例の導電構造２は、導電接続部２２を更に備える。当該導電接続部２２は、第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂの間に接続されている。具体的に、図３では、第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂとの下端がそれぞれ絶縁基体１０の厚さ方向における対向する両側の表面に位置する第２部に接続され、第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂとの上端が導電接続部２２を介して接続されているため、導電構造２は、略逆Ｕ型のように電気案内部１３に接続されている。

導電接続部２２の設置により、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂを一体として接続可能である。こうして、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂを緊密に押圧しなくても、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂの間で電流の伝達も可能である。これにより、電極ユニット１００の形成後で積層された隣り合う電気案内部１３の間が絶縁基体１０の影響を受けずに互いに電気導通が容易になり、タブの導電性能の更なる改善に有利である。

説明すべきことは、導電接続部２２の設置により、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂを一体として接続可能である他に、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂを直接接続して二者を一体として接続可能である。即ち、第１導電部品２１ａの第１部から離間する一端（図３では、上端）及び第２導電部品２１ｂの第１部から離間する一端（図３では、上端）は、直接接続可能である。例えば、１枚の銅箔またはアルミニウム箔を導電構造２として採用し、銅箔またはアルミニウム箔を中部から折り曲げた後で電気案内部１３の対向する両側の導電層１１に接続してもよい。このような場合に、銅箔またはアルミニウム箔の対向して折り曲げた両部分は、それぞれ第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂである。その際、第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂとが直接逆Ｖ字型になるように接続されることにより、導電構造２は、略逆Ｖ型になるように電気案内部１３に接続されている。

また、図４に示すように、当該実施例において、幅方向Ｗに沿って、第２部のサイズが導電構造２のサイズより大きい。即ち、第２部の幅が導電構造２の幅より大きい。これにより、電気案内部１３の横断面積が大きく、電気抵抗が小さく、電流通過能力が強くなる。

当該実施例の電極部材を正電極部材１０３として使用し、当該電極部材をセパレータ１０２及び負電極部材１０１と巻き付けることにより、図５に示す電極ユニット１００を形成可能である。図５から分かるように、当該電極ユニット１００は、複数の電気案内部１３及び複数の導電構造２を備える。複数の電気案内部１３は、積層して設けられ、また２つずつの隣り合う電気案内部１３の間に導電構造２がある。積層された複数の電気案内部１３が電極ユニット１００のタブを形成する。タブの２つずつの隣り合う電気案内部１３の間に導電構造２があるため、隣り合う電気案内部１３の間は、絶縁基体１０の制限を受けなくなる。導電構造２の電気導通により、電気生成部１４で発生された電流の導出時に、タブの電流収集部材２００に直接接続される最外側の電気案内部１３が自身の導電構造２を介して外部へ電流を伝達可能であるとともに、タブの最外側電気案内部１３の間に積層された各電気案内部１３も導電構造２を介して電気導通を実施して外部へ電流を伝達可能である。これにより、導電能力が有効的に向上し、より効果的な充放電過程が実現可能である。

図５に示す電極ユニット１００は、正電極部材１０３に当該実施例の電極部材が採用され、負電極部材１０１に当該実施例の電極部材が採用されていない。理解すべきことは、代替方式として、当該実施例の電極部材が負電極部材１０１に採用され、正電極部材１０３に採用されていないことであってもよい。または、正電極部材１０３及び負電極部材１０１の何れにも当該実施例の電極部材が採用されてもよい。実際に、本発明の電極部材は、正電極部材１０３として用いられてもよく、負電極部材１０１として用いられてもよい。即ち、電極ユニット１００の正電極部材１０３及び／又は負電極部材１０１は、本発明の電極部材を採用可能である。

図５に示す電極ユニット１００を充電電池の電流収集部材２００、ケース、トップカバー３００及電極端子４００等に組み立てると、図６に示す充電電池を形成可能である。電極ユニット１００と電流収集部材２００の間は、溶接（例えば、超音波溶接または抵抗溶接）またはネジ接続を使用して、電極ユニット１００と電流収集部材２００の間の電気接続を実現する。図６に示すように、当該実施例において、電極ユニット１００は、電流収集部材２００に溶接されている。具体的に、図６から分かるように、電極ユニット１００が導電構造２を介して電流収集部材２００に溶接され、導電構造２と電流収集部材２００の間に第２溶接部１ｂが形成されている。

以下では、他の４つの実施例を説明する。記述の簡素化のために、以下では、他の４つの実施例と第１実施例との相違点のみを主に紹介し、記述されていない部分は、第１実施例を参照して理解すればよい。

図７は、本発明の電極部材の第２実施例を示す。図７に示すように、当該第２実施例において、導電構造２も第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂを備え、導電構造２の上端（第２部から離間する一端）も第２部の上端（第２部から離間する一端）からはみ出すように延在する。しかし、上記第１実施例と異なる点は、当該第２実施例の導電構造２が第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂの間に接続される導電接続部２２を備えないことにある。つまり、当該第２実施例では、第１導電部品２１ａの上端及び第２導電部品２１ｂの上端が導電接続部２２を介して接続されず、互いに独立であり、何れもフリーエンドになる。導電接続部２２が省略されたため、導電接続部２２は、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂを支持しなくなる。したがって、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂは、外力作用の下で近寄って来て、電極ユニット１００と電流収集部材２００の接続時に、各導電構造２の第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂをより緊密に押し付ける。これにより、第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂの間の隙間Ｇをより有効的に解消し、導電効率を更に向上させ、組立空間が節約され、電極ユニット１００と電流収集部材２００とのより有効的な組立を実現する。

図８は、本発明の電極部材の第３実施例を示す。図８に示すように、当該第３実施例において、導電構造２も第１導電部品２１ａ、第２導電部品２１ｂ、および、第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂの間に接続される導電接続部２２を備える。しかし、上記第１実施例と異なる点は、当該第２実施例において、高さ方向Ｈに沿って、電極本体１（具体的には、電気案内部１３）が第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂの間の隙間Ｇの部分のみを充填するだけではなく、隙間Ｇの全部を充填する。このように設置するメリットとしては、電極本体１が高さ方向Ｈにおいて第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂの全部を支持可能であり、第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂの折り曲げをより有効的に防止可能である。それは、電極部材の強度を向上しつつ、使用中に第１導電部品２１ａ及び第２導電部品２１ｂが折り曲げて電極ユニット１００に突き込むことによって短絡を引き起こすことを防止可能であるため、使用安全性が更に向上する。

図８に示す第３実施例の電極部材に基づいて形成された電極ユニット１００が充電電池の電流収集部材２００に接続される際、ネジ接続またはリベット接合方式を採用可能である。例えば、図９に示すように、リベット１ｃを利用して充電構造２と電流収集部材２００を接続可能である。リベット１ｃ等のネジ接続部品が導電構造２をより容易に貫通し、且つ第１導電部品２１ａと第２導電部品２１ｂの間の絶縁基体１０及び導電層１１に充填されるため、接続がより簡単で便利になる。また、リベット１ｃ等のネジ接続部品が電気案内部１３を貫通して、電気案内部１３の両側の表面における導電層１１（即ち、絶縁基体１０の両側の表面における第２部）に連通可能であるため、当該第３実施例の電極部材の導電能力が更に向上可能である。

図１０は、本発明の電極部材の第４実施例を示す。図１０に示すように、当該第４実施例において、導電構造２の上端も第２部の上端からはみ出すように延在するが、上記第１実施例と異なる点は、当該第４実施例の導電構造２が第１導電部品２１ａ、第２導電部品２１ｂ及び導電接続部２２を同時に備えることなく、第２導電部品２１ｂ及び導電接続部２２を省略して、第１導電部品２１ａのみを備えることにある。つまり、当該第４実施例では、絶縁基体１０の厚さ方向の対向する両側の表面の第２部において導電部品をそれぞれ設けず、絶縁基体１０の厚さ方向の一方側の表面の第２部のみに導電部品を設ける。また、図１０に示すように、当該実施例の電極部材の巻き付けにより電極ユニット１００を形成する際、採用される複数の当該実施例の電極部材の第１導電部品２１ａは、何れも各自の絶縁基体１０の厚さ方向の同一側の表面の第２部に設けられている。このように、図１０から分かるように、積層された各電気案内部１３のうち、２つずつの隣り合う電気案内部１３の間にも導電構造２（具体的には、第１導電部品２１ａ）があり、且つ１つの電気案内部１３の第１導電部品２１ａが設けられていない側の導電層１１（図９では、左側電気案内部１３の左側に位置する導電層１１）がそれに隣接するもう１つの電気案内部１３の第１導電部品２１ａ（図９では、右側電気案内部１３の左側に位置する第１導電部品２１ａ）に接触可能である。これにより、タブの任意の隣り合う２つの電気案内部１３の間の電気導通を実現可能であり、有効な導電ができる。また、当該実施例において第２導電部品２１ｂ及び導電接続部２２が省略されたため、充分な電流通過を供給可能であるとともに、導電構造２の厚さ方向Ｔにおけるサイズを有効的に減少可能である。それは、タブの組立に占められる空間を更に減少し、電極ユニット１００の空間利用率を向上させるとともに、電極ユニット１００と充電電池の他の構造部品との組立難易度を低減可能である。

図１１は、本発明の電極部材の第５実施例を示す。図１１に示すように、当該第５実施例では、導電層１１の活物質１２の塗布されていない第２部は、メインボディ部１３ａ及び移行部１３ｂを備える。移行部１３ｂは、メインボディ部１３ａ及び第１部の間に位置する。移行部１３ｂの幅がメインボディ部１３ａの幅より大きい。メインボディ部１３ａをもとに、メインボディ部１３ａよりも大きな幅の移行部１３ｂを追加することで、電気案内部１３ａの面積を増加し、電気抵抗を減少し、電流通過能力を向上させる。ただし、移行部１３ｂとメインボディ部１３ａの材質は、同じであってもよい。また、図１１から分かるように、当該実施例の移行部１３ｂの幅が第１部の幅よりも小さいため、移行部１３ｂと電極ユニット１００の逆極性である電極部材との短絡の発生を有効的に防止することができる。例えば、当該実施例の電極部材が正電極部材１０３として用いられるときに、移行部１３ｂの幅を第１部の幅より小さくすることにより、移行部１３ｂと負電極部材１０１との短絡を防止可能である。更に例えば、当該実施例の電極部材が負電極部材１０１として用いられるときに、移行部１３ｂの幅を第１部の幅よりも小さくすることにより、移行部１３ｂと正電極部材１０３との短絡を防止可能であるため、安全性能が向上できる。

そして、図１１に示すように、当該第５実施例では、導電構造２は、メインボディ接続部２ａ及び移行接続部２ｂを備える。移行接続部２ｂは、メインボディ接続部２ａの第１部に接近する一端に位置し、移行接続部２ｂの幅がメインボディ導電部２ａの幅より大きい。理解しやすいように、導電構造２が前の４つの実施例に示すように第１導電部品２１ａ及び／又は第２導電部品２１ｂを備える時、メインボディ接続部２ａ及び移行接続部２ｂは、それぞれ第１導電部品２１ａ及び／又は第２導電部品２１ｂの上部及び下部である。また、図１１から分かるように、当該第５実施例では、メインボディ接続部２ａがメインボディ部１３ａに接続され、移行接続部２ｂが移行部１３ｂに接続されている。移行接続部２ｂを移行部１３ｂに接続することにより、導電構造２が大きな幅を有する移行接続部２ｂを介して第２部の大きな幅を有する移行部１３ｂに接続する。これにより、導電構造２と電気案内部１３の接触面積が増加可能であり、導電構造２と第２部の過流面積も増加可能であり、導電性能が更に向上する。また、図１１に示すように、当該第５実施例において、移行接続部２ｂの下縁が移行部１３ｂの下縁の上方に位置し、移行接続部２ｂの幅方向の縁が移行部１３ｂの幅方向の縁からはみ出さない。このように設置するメリットは、移行接続部２ｂが活物質１２に接触しないとともに、電極ユニット１００の逆極性の電極部材との短絡が発生しにくくなるため、安全性能がより良好になることにある。

上述したのは、本発明の例示的な実施例に過ぎず、本発明を制限するためのものではない。本発明の精神及び原則内でなされた如何なる変更、等価置換、改良も本発明の保護範囲内に含まれる。

１’ 電極部材
１０’ 絶縁基体
１１’ 導電層
１２’ 活物質
１３’ 電気案内部
１４’ 電気生成部
１ 電極本体
１０ 絶縁基体
１１ 導電層
１２ 活物質
１３ 電気案内部
１４ 電気生成部
２ 導電構造
２１ａ 第１導電部品
２１ｂ 第２導電部品
２２ 導電接続部
１ａ 第１溶接部
１ｂ 第２溶接部
１ｃ リベット
１ｄ 第３溶接部
１３ａ メインボディ部
１３ｂ 移行部
２ａ メインボディ接続部
２ｂ 移行接続部
Ｇ 隙間
１００ 電極ユニット
１０１ 負電極部材
１０２ セパレータ
１０３ 正電極部材
２００ 電流収集部材
３００ トップカバー
４００ 電極端子

Claims (9)

1. 電極ユニット（１００）であって、
   電極部材を備え、
   前記電極部材は、電極本体（１）と、導電構造（２）とを備え、
   前記電極本体（１）は、絶縁基体（１０）と、前記絶縁基体（１０）の表面に設けられる導電層（１１）とを備え、
   前記導電層（１１）は、第１部と、前記第１部から延在する第２部とを有し、前記第１部に活物質（１２）が塗布され、前記第２部に前記活物質（１２）が塗布されず、
   前記導電層（１１）は、前記絶縁基体（１０）の対向する両側の表面に設けられ、前記導電構造（２）は、第１導電部品（２１ａ）と第２導電部品（２１ｂ）とを備え、前記第１導電部品（２１ａ）は、前記絶縁基体（１０）の一方側の表面に位置する前記導電層（１１）の第２部に接続され、前記第２導電部品（２１ｂ）は、前記絶縁基体（１０）の他方側の表面に位置する前記導電層（１１）の第２部に接続され、
   前記導電構造（２）は、前記導電層（１１）の第２部に溶接され、
   前記電極本体（１）において前記絶縁基体（１０）の前記導電層（１１）の第２部に対応する部分と前記導電層（１１）の第２部とが、電気案内部（１３）を形成し、
   前記電極ユニット（１００）は、複数の前記電気案内部（１３）と、複数の前記導電構造（２）とを備え、
   複数の前記電気案内部（１３）が積層配置され、２つずつの隣接する前記電気案内部（１３）の間に、１つの前記導電構造（２）の第１導電部品（２１ａ）と、もう１つの前記導電構造（２）の第１導電部品（２１ａ）若しくは前記第２導電部品（２１ｂ）とが設けられていることを特徴とする電極ユニット（１００）。
2. 前記第１導電部品（２１ａ）と前記第２導電部品（２１ｂ）とは、直接接続され、または、
   前記導電構造（２）は、前記第１導電部品（２１ａ）と第２導電部品（２１ｂ）との間に接続される前記導電接続部（２２）を備えることを特徴とする請求項１に記載の電極ユニット（１００）。
3. 前記導電構造（２）の前記第１部から離間する一端は、前記第２部の前記第１部から離間する一端からはみ出すように延在することを特徴とする請求項１に記載の電極ユニット（１００）。
4. 前記第２部の幅は、前記導電構造（２）の幅より大きいことを特徴とする請求項１に記載の電極ユニット（１００）。
5. 前記導電構造（２）は、前記第２部に溶接され、前記第２部と前記導電構造（２）との間に溶接によって形成された第１溶接部（１ａ）は、前記第２部の前記第１部に近接する一端に位置することを特徴とする請求項１に記載の電極ユニット（１００）。
6. 前記第２部は、メインボディ部（１３ａ）と移行部（１３ｂ）とを備え、前記移行部（１３ｂ）は、前記メインボディ部（１３ａ）と前記第１部との間に位置し、前記移行部（１３ｂ）の幅が前記メインボディ部（１３ａ）の幅より大きいことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の電極ユニット（１００）。
7. 前記導電構造（２）は、メインボディ接続部（２ａ）と移行接続部（２ｂ）とを備え、前記移行接続部（２ｂ）は、前記メインボディ接続部（２ａ）の前記第１部に近接する一端に位置し、前記移行接続部（２ｂ）の幅が前記メインボディ接続部（２ａ）の幅より大きいことを特徴とする請求項６に記載の電極ユニット（１００）。
8. 前記メインボディ接続部（２ａ）が前記メインボディ部（１３ａ）に接続され、及び／又は、前記移行接続部（２ｂ）が前記移行部（１３ｂ）に接続されていることを特徴とする請求項７に記載の電極ユニット（１００）。
9. 電流収集部材（２００）を備える充電電池であって、 請求項１に記載の電極ユニット（１００）をさらに備え、前記電極ユニット（１００）の電極部材が導電構造（２）を介して前記電流収集部材（２００）に電気的に接続されていることを特徴とする充電電池。