JP7481497B2 - 電池セル、その製造方法及び製造システム、電池並びに電力消費装置 - Google Patents

電池セル、その製造方法及び製造システム、電池並びに電力消費装置 Download PDF

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Description

本願は、電池技術分野に関し、より具体的には、電池セル、その製造方法及び製造システム、電池並びに電力消費装置に関する。
電池セルは、携帯電話、ノートパソコン、電気自転車、電気自動車、電気飛行機、電気推進船、電気玩具車、電気玩具船、電気玩具飛行機や電動工具などの電子機器に広く適用されている。電池セルは、ニッケルカドミウム電池セル、ニッケル水素電池セル、リチウムイオン電池セル及び二次アルカリ亜鉛マンガン電池セルなどを含んでもよい。
電池技術の発展において、如何に電池セルの電流通過能力を改善するかは、電池技術において早急に解決すべき技術課題となっている。
本願は、電池セルの電流通過能力を改善可能な電池セル、その製造方法及び製造システム、電池並びに電力消費装置を提供する。
第１の態様において、本願の実施例は、電池セルを提供し、前記電池セルは、
第１のタブを含む電極組立体であって、第１のタブは電極組立体の中心軸線を囲んで設けられる電極組立体と、
電極組立体を収容するためのハウジングであって、ハウジングは、筒体と筒体に接続される蓋体を含み、筒体は、電極組立体の外周を囲んで設けられ、蓋体に電極引出孔が設けられており、中心軸線は、第１の方向に沿って延伸するとともに、電極引出孔を経由し、第１のタブは、蓋体と対向して設けられる第１の環状部を含み、且つ、第１の環状部の第１の方向への投影は、電極引出孔の第１の方向への投影と重ならないハウジングと、
柱状部と柱状部に接続される第１の接続部を含む電極端子であって、柱状部は、少なくとも部分的に電極引出孔内に位置し、第１の接続部の少なくとも一部は、蓋体と第１の環状部の間に位置し、且つ第１のタブと電極端子を電気的に接続するように、第１の環状部を接続するために用いられる電極端子と、を含む。
上記形態において、蓋体と第１の環状部の間まで延伸する第１の接続部により第１のタブの第１の環状部を接続し、このように電極組立体における電流が第１の環状部を介して電極端子に流れることができ、導電経路が短縮され、内部抵抗が低下し、電池セルの電流通過能力と充電効率が高められる。
幾つかの実施例において、第１の接続部は、柱状部の外側を囲む環状構造であり、第１の接続部の少なくとも一部は、第１の環状部に溶接されて第１の溶接部を形成する。
上記形態において、第１の溶接部によって、電極端子と第１の環状部の間の接触抵抗を減少し、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、第１の溶接部は環状であり、且つ柱状部を囲んで設けられる。
上記形態において、環状の第１の溶接部は、大きい電流通過面積を有し、第１のシートの電流密度の均一性を高め、内部抵抗を低下させ、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、第１の溶接部は複数であり、複数の第１の溶接部は、柱状部の周方向に間隔をおいて分布する。
上記形態において、複数の第１の溶接部によって、電流通過面積を大きくし、第１のシートの電流密度の均一性を高め、内部抵抗を低下させ、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、第１の接続部は、第１の環状部に当接して溶接され、第１の溶接部を形成する第１の当接部であって、第１の当接部と蓋体の間に第１の溶接部を避けるためのギャップが形成されている第１の当接部と、第１の当接部と柱状部を接続するとともに、蓋体に当接するための第２の当接部と、を含む。
上記形態において、第１の当接部と蓋体の間にギャップを形成することで、第１の溶接部が蓋体を避けるようにし、蓋体が押し潰されるリスクを低下させ、安全性能を高める。
幾つかの実施例において、第１の溶接部を避けるためのギャップを形成するように、第１の当接部の蓋体に面する表面は、第２の当接部の蓋体に面する表面よりも蓋体から離れている。
幾つかの実施例において、第１の当接部の電極組立体に面する表面には、第１の環状部に当接する凸部が設けられている。第１の当接部の電極組立体から離れる表面において凸部に対応する領域に凹溝が形成されており、凸部の頂端面と凹溝の底面の間の部分は、第１の環状部に溶接されて第１の溶接部を形成するために用いられる。
上記形態において、凸部によって第１の環状部により好適に貼合し、溶接不良のリスクを低下させることができる。凹溝によって凸部の頂端面と凹溝の底面の間の部分の厚さを減少し、溶接に必要なパワーを減少し、発熱を減少し、電極組立体が焼損されるリスクを低下させることができる。
幾つかの実施例において、第２の当接部の電極組立体に面する表面は、第１の環状部に当接する。
上記形態において、一部の電流は、第２の内面と第１の環状部の端面の合わせ部を介して伝達することもでき、電流通過能力が高められる。
幾つかの実施例において、第１の当接部は、第２の当接部の外側を囲み、且つ第１の当接部の厚さは第２の当接部の厚さよりも小さい。
上記形態において、第２の当接部は、蓋体に当接するために用いられ、第２の当接部の実装中における変形を減少するように、その厚さを大きくする必要がある。第１の当接部は、第１の環状部に溶接するために用いられ、小さい厚さを有してもよく、このように溶接に必要なパワーを減少し、発熱を減少し、電極組立体が焼損されるリスクを低下させることができる。
幾つかの実施例において、柱状部と第１の接続部は、一体的に形成された構造である。
上記形態において、柱状部と第１の接続部の接続工程を省き、電極端子の構造を簡略化し、電極端子の抵抗を低下させ、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、第１のタブは、第２の環状部を更に含み、第１の環状部は、第２の環状部の外側を囲み、第２の環状部は、第１の方向に沿って電極引出孔と対向して設けられ、且つ第２の環状部の少なくとも一部は、柱状部に当接する。
上記形態において、第２の環状部を設けることで、電流通過能力を高めることができる。第２の環状部は、径方向に第１の環状部を支持することで、第１の環状部と第１の接続部を溶接する時、第１の環状部が押し潰されて変形してしまうリスクを低下させ、第１の環状部と第１の接続部の溶接の安定性を高めることもできる。
幾つかの実施例において、柱状部は、第２の環状部に溶接されて第２の溶接部を形成する。
上記形態において、第２の溶接部によって、柱状部と第２の環状部の間の接触抵抗を減少し、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、柱状部の電極組立体に面する表面と第１の接続部の電極組立体に面する表面は、面一に設けられる。
上記形態において、柱状部の電極組立体に面する表面と第１の接続部の電極組立体に面する表面は、第１のタブに同時に当接することで、第１のタブと電極端子の間の接触面積を大きくし、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、中心軸線と電極引出孔の軸線とは重なり合う。
上記形態において、電極引出孔は大体蓋体の中央部に開設され、それに応じて、電極端子も蓋体の中央部に取り付けられる。複数の電池セルをセットとして実装する時、電極端子の位置決め精度に対する要求を低下させ、実装プロセスを簡略化することができる。
幾つかの実施例において、電極端子は、規制部を更に含み、規制部は、柱状部の外側壁に接続されるとともにそれから突出し、規制部は、蓋体の第１の接続部から離れる側に位置し、第１の接続部と規制部は、第１の方向において蓋体の一部を挟むために用いられる。第１の接続部と規制部は、電極端子を蓋体に固定するように、両側から蓋体の一部を挟む。
幾つかの実施例において、電池セルは、第１の絶縁部材及び第２の絶縁部材を更に含み、第１の絶縁部材の少なくとも一部は、規制部と蓋体の間に挟まれ、第２の絶縁部材の少なくとも一部は、第１の接続部と蓋体の間に挟まれる。第１の絶縁部材及び第２の絶縁部材は、電極端子と蓋体を絶縁させるように隔離するために用いられる。
幾つかの実施例において、第１の絶縁部材と第２の絶縁部材は、一体的に形成された構造であり、又は、第１の絶縁部材と第２の絶縁部材は、別々に提供されるとともに互いに当接する。
幾つかの実施例において、第１の絶縁部材と第２の絶縁部材のうちの一方は、電極引出孔をシールするために用いられる。
幾つかの実施例において、規制部の外周に複数の突起構造が設けられており、複数の突起構造は、柱状部の周方向に間隔をおいて設けられる。
上記形態において、隣接する突起構造の間は凹溝構造であり、本形態において、凹溝構造と突起構造を設けることで、第１の規制部の折り曲げの難しさを低下させ、第１の規制部への応力の集中を減少する。
幾つかの実施例において、規制部は、柱状部の電極組立体から離れる端部から外へ折り曲げて形成されたフランジ構造である。
幾つかの実施例において、柱状部に第１の貫通孔が設けられており、第１の貫通孔は、ハウジングの内部空間とハウジングの外部空間に連通する。電極端子は、シールプレートを更に含み、シールプレートは、柱状部に接続されるとともに、第１の貫通孔をシールするために用いられる。
上記形態において、第１の貫通孔は、複数の成形工程に用いることができ、例えば、第１の貫通孔は、注液工程、化学形成工程又は他の工程に用いることができる。電池セルが成形した後、シールプレートは、電解液が第１の貫通孔を経由して漏れるリスクを低下させ、シール性能を高めることができる。
幾つかの実施例において、第１の貫通孔は、ハウジングの内部空間に電解液を注入するために用いられる。
幾つかの実施例において、柱状部は、第１の凹部を有し、第１の凹部は、柱状部の電極組立体から離れる表面から電極組立体に面する方向へ凹む。柱状部において第１の凹部の底部に第２の接続部が形成され、第１の貫通孔は、第２の接続部を貫通して、第１の凹部とハウジングの内部空間を連通させる。シールプレートの少なくとも一部は、第１の凹部に収容され、且つ第１の凹部の開口を閉塞する。
上記形態において、シールプレートの少なくとも一部は、第１の凹部に収容され、このように電極端子の第１の方向における全体的寸法を減少し、電極端子に占められる空間を低下させ、エネルギー密度を高めることができる。シールプレートを実装する時、第１の凹部は、シールプレートを位置決めすることもでき、実装プロセスが簡略化される。
幾つかの実施例において、第１のタブは、第２の環状部を更に含み、第１の環状部は、第２の環状部の外側を囲み、第２の環状部は、第１の方向に沿って電極引出孔と対向して設けられ、且つ、第２の環状部の少なくとも一部は、第２の接続部に当接する。第２の接続部は、第２の環状部に溶接されて第２の溶接部を形成する。
上記形態において、第２の溶接部によって、第２の接続部と第２の環状部の間の接触抵抗を減少し、電流通過能力を高めることができる。本形態において、第１の凹部を設けることで第２の接続部の厚さを減少し、このように第２の接続部と第２の環状部の溶接に必要な溶接パワーを減少し、発熱を減少し、他の部材が焼損されるリスクを低下させることができる。
幾つかの実施例において、第２の接続部は、第２の凹部を含み、第２の凹部の底壁に第２の溶接部が形成されており、第２の凹部は、第２の接続部の外面と第２の凹部の底壁の間にギャップを形成するように、第２の接続部の外面から電極組立体に面する方向へ凹むように配置される。
電池セルの生産中に、外部機器は、第２の接続部に合わせる必要がある。第２の溶接部の表面が凸凹であるため、外部機器が第２の溶接部に圧着されると、外部機器は第２の溶接部により押し潰されやすい。本実施例において、第２の凹部を設けることで、第２の接続部の外面と第２の凹部の底壁の間にギャップを形成し、このように、第２の接続部の外面は、外部機器と第２の溶接部を離間し、外部機器が押し潰されるリスクを低下させるように、外部機器を支持するために用いることができる。
幾つかの実施例において、シールプレートと第２の接続部の間には、第２の溶接部を避けるためのギャップが設けられている。
上記形態において、シールプレートと第２の接続部の間にギャップを設けることで、シールプレートが第２の溶接部を避けるようにし、シールプレートと第２の溶接部の直接接触を回避し、シールプレートの実装中におけるがたつきを減少し、シール効果を保証する。
幾つかの実施例において、第１の凹部の側壁に段付き面が設けられており、段付き面は、シールプレートを支持するために用いられる。
上記形態において、シールプレートを実装する時、段付き面は、シールプレートを支持してシールプレートを位置決めすることができ、実装プロセスが簡略化される。第１の凹部は段付き構造を有し、このように、シールプレートは、シールプレートと第２の接続部の間にギャップを形成するように、段付き面に当接する。
幾つかの実施例において、シールプレートは、電池の合流部品に溶接されて第３の溶接部を形成するために用いられる。
上記形態において、第３の溶接部により、シールプレートと合流部品の間の接触抵抗を減少し、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、シールプレートの少なくとも一部は、柱状部の外面から突出する。
上記形態において、シールプレートの少なくとも一部が柱状部の外面から突出することで、柱状部の外面によってシールプレートと合流部品の貼合が干渉されることを回避し、合流部品とシールプレートの密接な接続を保証する。
幾つかの実施例において、電極組立体は巻取構造であり、電極組立体は、巻取中心に第２の貫通孔を有し、第２の貫通孔は、第１の方向に沿って電極組立体を貫通し、第２の貫通孔は、電解液が第２の貫通孔を介して電極組立体の内部に流れ込むことができるように、第１の方向に沿って第１の貫通孔と対向して設けられる。注液工程において、電解液は、第１の貫通孔を経由して第２の貫通孔に流れ込むことができ、第２の貫通孔に流れ込んだ電解液は、内部から電極組立体を浸潤することができ、電極組立体の浸潤効率が高められる。
幾つかの実施例において、第１の貫通孔の第１の方向への投影は、第２の貫通孔の第１の方向への投影内に位置する。このように、第１のタブの第１の貫通孔に対する遮蔽を軽減することができ、電解液がスムーズに第２の貫通孔内に流れ込むことができる。
幾つかの実施例において、蓋体と筒体は、一体的に形成された構造である。このように蓋体と筒体の接続工程を省くことができる。ハウジングは、引張プロセスにより成形可能である。
幾つかの実施例において、電極組立体は、電極組立体の中心軸線を囲んで設けられる第２のタブを更に含む。第１のタブと第２のタブは、それぞれ電極組立体の第１の方向における両端に設けられる。筒体は、第２のタブと蓋体を電気的に接続するように、第２のタブと蓋体を接続するために用いられる。
上記形態において、蓋体と電極端子は、異なる極性を有する。この場合、蓋体と電極端子のうちの一方は、電池セルの正出力電極とされてもよく、他方は電池セルの負出力電極とされてもよい。本実施例において、正出力電極と負出力電極を電池セルの同一の側に設けることで、複数の電池セルの間の接続プロセスを簡略化することができる。
幾つかの実施例において、第２のタブは負極タブであり、ハウジングの基体材質は鋼である。ハウジングは負極タブに電気的に接続され、即ちハウジングは低電位状態にある。鋼製のハウジングは、低電位状態で電解液に腐食されにくい。
幾つかの実施例において、筒体は、蓋体から離れる一端に開口を有し、電池セルは、開口を閉塞するための蓋板を更に含む。
第２の態様において、本願の実施例は、複数の第１の態様の何れか１つの実施例の電池セルと、少なくとも２つの電池セルを電気的に接続するための合流部品と、を含む電池を提供する。
第３の態様において、本願の実施例は、電気エネルギーを提供するための第２の態様の電池を含む電力消費装置を提供する。
第４の態様において、本願の実施例は、電池セルの製造方法を提供し、前記電池セルの製造方法は、
第１のタブを含む電極組立体であって、第１のタブが電極組立体の中心軸線を囲んで設けられるとともに第１の環状部を含む電極組立体を提供するステップと、
柱状部と柱状部に接続される第１の接続部を含む電極端子を提供するステップと、
第１のタブと電極端子を電気的に接続するように、第１の接続部の少なくとも一部を第１の環状部に接続するステップと、
筒体と筒体に接続される蓋体を含むハウジングであって、筒体が蓋体から離れる一端に開口を有し、蓋体に電極引出孔が設けられているハウジングを提供するステップと、
電極組立体と電極端子をハウジング内に取り付け、且つ柱状部が電極引出孔を経由して蓋体の外部まで延出するようにするステップと、
蓋板を提供し、筒体の開口を閉塞するように、蓋板を筒体に接続するステップと、を含み、
筒体は、電極組立体の外周を囲んで設けられ、中心軸線は、第１の方向に沿って延伸するとともに、電極引出孔を経由し、第１の環状部は、蓋体と対向して設けられ、且つ、第１の環状部の第１の方向への投影は、電極引出孔の第１の方向への投影と重ならず、第１の接続部の少なくとも一部は、蓋体と第１の環状部の間に位置するとともに第１の環状部に接続される。
幾つかの実施例において、電池セルの製造方法は、柱状部の電極組立体から離れる端部を押圧することで端部を外へ延伸させて電極端子を蓋体に固定するための規制構造を形成するステップを更に含む。規制構造と第１の接続部は、電極端子を蓋体に固定するように、両側から蓋体の一部を挟むことができる。
別の実施例において、電池セルの製造方法は、電極端子を蓋体に固定するように、柱状部の電極組立体から離れる端部を外へ折り曲げてフランジ構造を形成するステップを更に含む。フランジ構造と第１の接続部は、電極端子を蓋体に固定するように、両側から蓋体の一部を挟むことができる。
第５の態様において、本願の実施例は、電池セルの製造システムを提供し、前記電池セルの製造システムは、
第１のタブを含む電極組立体であって、第１のタブが電極組立体の中心軸線を囲んで設けられるとともに第１の環状部を含む電極組立体を提供するための第１の提供装置と、
柱状部と柱状部に接続される第１の接続部を含む電極端子を提供するための第２の提供装置と、
第１のタブと電極端子を電気的に接続するように、第１の接続部の少なくとも一部を第１の環状部に接続するための第１の組み立て装置と、
筒体と筒体に接続される蓋体を含むハウジングであって、筒体が蓋体から離れる一端に開口を有し、蓋体に電極引出孔が設けられているハウジングを提供するための第３の提供装置と、
電極組立体と電極端子をハウジング内に取り付け、且つ柱状部が電極引出孔を経由して蓋体の外部まで延出するようにするための第２の組み立て装置と、
蓋板を提供し、筒体の開口を閉塞するように、蓋板を筒体に接続するための第４の提供装置と、を含み、
筒体は、電極組立体の外周を囲んで設けられ、中心軸線は、第１の方向に沿って延伸するとともに、電極引出孔を経由し、第１の環状部は、蓋体と対向して設けられ、且つ、第１の環状部の第１の方向への投影は、電極引出孔の第１の方向への投影と重ならず、第１の接続部の少なくとも一部は、蓋体と第１の環状部の間に位置するとともに第１の環状部に接続される。
本願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下では、本願の実施例で使用する必要がある図面を簡単に説明するが、明らかなことに、以下に説明する図面は、本願の幾つかの実施例に過ぎず、当業者にとっては、創造的な努力をすることなく、図面に基づいて他の図面を入手することができる。
本願の幾つかの実施例により提供される車両の構造模式図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池の分解模式図である。 図２に示される電池モジュールの構造模式図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの分解模式図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの断面模式図である。 図５に示される電池セルの局所拡大模式図である。 本願の幾つかの実施例による電池セルの電極組立体と電極端子が溶接された後の構造模式図である。 本願の別の実施例による電池セルの電極組立体と電極端子が溶接された後の構造模式図である。 図６に示される電池セルのボックスＢの箇所における拡大模式図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの電極端子の上面模式図である。 本願の別の実施例により提供される電池セルの局所断面模式図である。 図１１に示される電極端子の構造模式図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池セルと合流部品が接続された後の構造模式図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの製造方法のフローチャートである。 本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの製造システムの模式的ブロック図である。
本願の実施例の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下、本願の実施例の図面を参照しながら、本願の実施例における技術的解決手段を明確に説明する。説明される実施例は、本願の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではないことが明らかである。本願における実施例に基づき、当業者が創造的な努力をしない前提で得られたすべての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。
別途定義されていない限り、本願において使用される全ての技術と科学用語は、当業者に一般に理解される意味と同じである。本願の明細書において使用される用語は、具体的な実施例を説明するためのものに過ぎず、本願を制限することを意図するものではない。本願の明細書、特許請求の範囲及び上記図面の説明における「含む」、「有する」という用語及びそれらの任意の変形は、非排他的な「含む」をカバーすることを意図するものである。本願の明細書、特許請求の範囲や上記図面における「第１」、「第２」などの用語は、異なる対象を区別するためのものであり、特定の順序又は主副関係を説明するためのものではない。
本願において「実施例」と言及する場合、実施例に合わせて説明される特定の特徴、構造又は特性が本願の少なくとも１つの実施例に含まれてもよいことを意味する。明細書における各箇所に記載されているこの語句は、必ずしも全てが同じ実施例を指すとは限らず、他の実施例と相互排他的に独立した又は代替的な実施例でもない。
本願の記述において、特に明記・限定されていない限り、「取り付ける」、「繋がる」、「接続」、「結び付ける」という用語は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、着脱可能な接続、又は一体的な接続であってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体を介する間接接続であってもよく、２つの素子の内部の連通であってもよいことを説明しておく。当業者であれば、具体的な状況に応じて、上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。
本願における「及び／又は」という用語は、関連対象の関連関係を記述するものに過ぎず、３つの関係が存在してもよいことを表し、例えば、Ａ及び／又はＢは、単独のＡ、ＡとＢとの組み合わせ、単独のＢという３つのケースを表すことができる。また、本願における「／」という文字は、一般的には前後の関連対象が「又は」の関係であることを表す。
本願の実施例において、同一の符号は同一の構成要素を表し、また、簡潔のために、異なる実施例において、同一の構成要素に対する詳細な説明を省略する。図面に示される本願の実施例における各部材の厚さ、長さや幅などの寸法、及び集積装置の全体的な厚さ、長さや幅などの寸法は、例示的なものに過ぎず、本願に対して何らかの限定を加えるものではないことを理解されたい。
本願における「複数」とは、２つ以上（２つを含む）を意味する。
本願において、電池セルは、リチウムイオン二次電池セル、リチウムイオン一次電池セル、リチウム硫黄電池セル、ナトリウムリチウムイオン電池セル、ナトリウムイオン電池セル又はマグネシウムイオン電池セルなどを含んでもよいが、本願の実施例では、それを限定しない。
本願の実施例において言及された電池は、より高い電圧と容量を提供するために１つ又は複数の電池セルを含む単一の物理的モジュールを指す。例えば、本願において言及された電池は、電池モジュール又は電池パックなどを含んでもよい。電池は、一般的に、１つ又は複数の電池セルをパッケージングするための筐体を含む。筐体は、液体又はその他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避することができる。
電池セルは、電極組立体及び電解質を含み、電極組立体は、正極シート、負極シート及びセパレータを含む。電池セルは、主に金属イオンが正極シートと負極シートとの間で移動することにより動作する。正極シートは、正極集電体及び正極活物質層を含み、正極活物質層は、正極集電体の表面にコーティングされている。正極集電体は、正極集電部及び正極タブを含み、正極集電部には正極活物質層がコーティングされており、正極タブには正極活物質層がコーティングされていない。リチウムイオン電池を例として、正極集電体の材料はアルミニウムであってもよく、正極活物質層は正極活物質を含み、正極活物質は、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元リチウム又はマンガン酸リチウムなどであってもよい。負極シートは、負極集電体及び負極活物質層を含み、負極活物質層は、負極集電体の表面にコーティングされている。負極集電体は、負極集電部及び負極タブを含み、負極集電部には負極活物質層がコーティングされており、負極タブには負極活物質層がコーティングされていない。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質層は負極活物質を含み、負極活物質は、炭素又はシリコンなどであってもよい。セパレータの材質は、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）又はＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリエチレン）などであってもよい。
電池セルは、電極組立体を収容するためのハウジングを更に含み、ハウジングには、電極端子を取り付けるための電極引出孔が設けられており、電極端子は、電極組立体の充放電を実現するように、電極組立体に電気的に接続されるために用いられる。
電極組立体のシートは、電気発生部及び電気発生部に接続されるタブを含み、正極シートを例として、電気発生部は、正極集電部及び正極集電部にコーティングされている活物質層を含む。電極組立体は、一般的にタブを介して電流を入出力するが、巻取型の電極組立体において、タブと電気発生部はいずれも多重巻き構造であり、内から外へ巻き数の増加につれて、電気発生部とタブの各巻きの周長も徐々に大きくなり、それに応じて、各巻きの内部抵抗も徐々に大きくなる。
ハウジングは、タブと対向して設けられる蓋体を含み、電極引出孔は蓋体に開設される。電極引出孔は、通常、蓋体の中央部に開設され、それに応じて、電極端子も蓋体の中央部に取り付けられる。
発明者は、電極引出孔の位置に制限されて、電極端子が、通常、電極端子とタブの電気的接続を実現するように、タブの内側領域に接続するため、電気発生部の外側領域と電極端子の間の導電経路が長く、内部抵抗が大きく、電池セルの電流通過能力と充電効率に影響を与えることに留意した。
これに鑑み、本願の実施例は、電極端子の一部を蓋体と第１の環状部の間まで延伸させてタブに接続することで、電極端子をタブの電極引出孔よりも外の部分に接続し、タブと電極端子の間の導電経路を短縮し、内部抵抗を低下させ、電流通過能力を高める技術的解決手段を提供する。
本願の実施例に記載の技術的解決手段は、電池及び電池を使用した電力消費装置に適用される。
電力消費装置は、車両、携帯電話、携帯型機器、ノートパソコン、船、宇宙航空機、電気玩具や電動工具などであってもよい。車両は、ガソリン自動車、ガス自動車又は新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は、二次電池式電気自動車、ハイブリッド電気自動車や航続距離延長型電気自動車などであってもよい。宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトルや宇宙船などを含む。電気玩具は、ゲーム機、電気自動車玩具、電気推進船玩具や電気飛行機玩具などの固定型又は移動型の電気玩具を含む。電動工具は、電動ドリル、電動グラインダ、電動レンチ、電動ドライバ、電動ハンマー、電動インパクトドリル、コンクリート振動機や電動カンナなどの金属切削電動工具、研磨電動工具、実装電動工具と鉄道用電動工具を含む。本願の実施例において、上記電力消費装置について特に制限しない。
以下の実施例において、説明しやすくするために、電力消費装置が車両である場合を例として説明する。
図１は、本願の幾つかの実施例により提供される車両の構造模式図である。図１に示すように、車両１の内部に電池２が設けられており、電池２は、車両１の底部又は前部又は後部に設けられてもよい。電池２は、車両１に給電するために用いることができ、例えば、電池２は、車両１の動作電源とすることができる。
車両１は、コントローラ３とモータ４を更に含んでもよく、コントローラ３は、電池２がモータ４に給電するように制御するために用いられ、例えば、車両１の始動、ナビゲーションと走行時の作動電力のニーズに応えるために用いられる。
本願の幾つかの実施例において、電池２は、車両１の動作電源として用いることができるだけでなく、車両１の駆動電源として、ガソリン又は天然ガスの代わりに、又はその一部の代わりに車両１に駆動動力を提供することもできる。
図２は、本願の幾つかの実施例により提供される電池の分解模式図である。図２に示すように、電池２は、筐体５と筐体５内に収容される電池セル（図２には図示せず）を含む。
筐体５は、電池セルを収容するために用いられ、筐体５は、様々な構造であってもよい。幾つかの実施例において、筐体５は、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２を含んでもよく、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２は互いに覆われ、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２は、共同して電池セルを収容するための収容空間５３を画定する。第２の筐体部５２は、一端に開口する中空構造であってもよく、第１の筐体部５１は、板状構造であり、第１の筐体部５１は、収容空間５３を有する筐体５を形成するように、第２の筐体部５２の開口側に覆われる。第１の筐体部５１と第２の筐体部５２も、いずれも一側に開口する中空構造であってもよく、第１の筐体部５１の開口側は、収容空間５３を有する筐体５を形成するように、第２の筐体部５２の開口側に覆われる。勿論、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２は、円柱体や直方体などの様々な形状であってもよい。
第１の筐体部５１と第２の筐体部５２が接続された後のシール性を高めるために、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２の間にシーラントやシールリングなどのシール部材を設けてもよい。
第１の筐体部５１が第２の筐体部５２の頂部に覆われると仮定すれば、第１の筐体部５１は上側筐体蓋と呼ばれてもよく、第２の筐体部５２は下側筐体と呼ばれてもよい。
電池２において、電池セルは、１つであってもよく、複数であってもよい。電池セルが複数であれば、複数の電池セルの間は、直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよく、直並列接続は、複数の電池セルに直列接続も並列接続も含まれることを意味する。複数の電池セルの間を、直接、直列接続又は並列接続又は直並列接続してから、複数の電池セルで構成された全体を筐体５内に収容してもよい。勿論、複数の電池セルをまず直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池モジュール６とし、更に複数の電池モジュール６を直列接続又は並列接続又は直並列接続して１つの全体として形成するとともに、筐体５内に収容してもよい。
図３は、図２に示される電池モジュールの構造模式図である。
幾つかの実施例において、図３に示すように、電池セル７は複数であり、複数の電池セル７は、まず直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池モジュール６となる。複数の電池モジュール６は、更に直列接続又は並列接続又は直並列接続されて１つの全体として形成するとともに、筐体内に収容される。
電池モジュール６における複数の電池セル７の間は、合流部品８を介して電気的接続を実現することができ、これによって電池モジュール６における複数の電池セル７の並列接続又は直列接続又は直並列接続を実現する。合流部品は１つ又は複数であってもよく、各合流部品８は、少なくとも２つの電池セル７を電気的に接続するめに用いられる。
図４は、本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの分解模式図である。図５は、本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの断面模式図である。図６は、図５に示される電池セルの局所拡大模式図である。
図４～図６に示すように、本願の実施例の電池セル７は、電極組立体１０と、ハウジング２０と、電極端子３０とを含む。電極組立体１０は、第１のタブ１１を含み、第１のタブ１１は、電極組立体１０の中心軸線Ａを囲んで設けられる。ハウジング２０は、電極組立体１０を収容するために用いられ、ハウジング２０は、筒体２１と筒体２１に接続される蓋体２２を含み、筒体２１は、電極組立体１０の外周を囲んで設けられ、蓋体２２に電極引出孔２２１が設けられており、中心軸線Ａは、第１の方向Ｘに沿って延伸するとともに、電極引出孔２２１を経由する。第１のタブ１１は、蓋体２２と対向して設けられる第１の環状部１１２を含み、且つ、第１の環状部１１２の第１の方向Ｘへの投影は、電極引出孔２２１の第１の方向Ｘへの投影と重ならない。電極端子３０は、柱状部３１と柱状部３１に接続される第１の接続部３２を含み、柱状部３１は、少なくとも部分的に電極引出孔２２１内に位置し、第１の接続部３２の少なくとも一部は、蓋体２２と第１の環状部１１２の間に位置し、且つ第１のタブ１１と電極端子３０を電気的に接続するように、第１の環状部１１２を接続するために用いられる。
電極組立体１０は、第１のシート、第２のシート及びセパレータを含み、セパレータは、第１のシートと第２のシートを離間するために用いられる。第１のシートと第２のシートの極性は逆であり、換言すれば、第１のシートと第２のシートのうちの一方は、正極シートであり、第１のシートと第２のシートのうちの他方は、負極シートである。
第１のシート、第２のシート及びセパレータは、いずれも帯状構造であり、第１のシート、第２のシート及びセパレータは、中心軸線Ａの周りに一体に巻き取られて巻取構造を形成する。巻取構造は、円柱状構造、扁平状構造又は他の形状の構造であってもよい。
電極組立体１０の外形から見れば、電極組立体１０は、本体部１２、第１のタブ１１と第２のタブ１３を含み、第１のタブ１１と第２のタブ１３は、本体部１２から突出する。第１のタブ１１は、第１のシートの活物質層がコーティングされていない部分であり、第２のタブ１３は、第２のシートの活物質層がコーティングされていない部分である。
第１のタブ１１と第２のタブ１３は、本体部１２の同一の側から延出してもよく、それぞれ反対する両側から延出してもよい。例示的に、第１のタブ１１と第２のタブ１３は、それぞれ本体部１２の第１の方向Ｘにおける両側に設けられ、換言すれば、第１のタブ１１と第２のタブ１３は、それぞれ電極組立体１０の第１の方向Ｘにおける両端に設けられる。第１のタブ１１は、電極組立体１０の蓋体２２に面する一端に位置し、第２のタブ１３は、電極組立体１０の蓋体２２から離れる一端に位置する。
任意選択的に、第１のタブ１１は、電極組立体１０の中心軸線Ａを囲んで多重に巻き取られ、換言すれば、第１のタブ１１は、多重巻きのタブ層を含む。巻取が完了した後、第１のタブ１１は、略円筒状であり、隣接する２巻きのタブ層の間に隙間が隔てられる。本願の実施例において、タブ層間の隙間を減少し、第１のタブ１１と他の導電構造を接続しやすくするように、第１のタブ１１を処理することができる。例えば、本願の実施例において、第１のタブ１１の本体部１２から離れる端部領域が収束されて集められるように、第１のタブ１１にレベリング処理を行うことができる。レベリング処理により第１のタブ１１の本体部１２から離れる一端に緻密な端面を形成し、タブ層間の隙間を減少し、第１のタブ１１と電極端子３０を接続しやすくなる。代替的に、本願の実施例において、タブ層間の隙間を減少するように、隣接する２重のタブ層の間に導電材料を充填してもよい。
任意選択的に、第２のタブ１３は、電極組立体１０の中心軸線Ａを囲んで多重に巻き取られ、第２のタブ１３は、多重巻きのタブ層を含む。例示的に、第２のタブ１３のタブ層間の隙間を減少するように、第２のタブ１３にもレベリング処理を行った。
ハウジング２０は、中空構造であり、その内部に電極組立体１０を収容するための空間が形成される。ハウジング２０の形状は、電極組立体１０の具体的な形状に応じて決定可能である。例えば、電極組立体１０が円柱体構造である場合、円柱体ハウジングを選択することができる。電極組立体１０が直方体構造である場合、直方体ハウジングを選択することができる。任意選択的に、電極組立体１０とハウジング２０は、いずれも円柱体である。それに応じて、筒体２１は円筒であり、蓋体２２は、円形の板状構造である。
蓋体２２と筒体２１は、一体的に形成された構造であってもよく、即ち、ハウジング２０は、一体成形された部材である。勿論、蓋体２２と筒体２１は、別々に提供された２つの部材で、溶接、カシメ、粘着などの手段で接続されてもよい。
ハウジング２０は、一側に開口する中空構造である。具体的には、筒体２１は、蓋体２２から離れる一端に開口２１１を有する。電池セル７は、蓋板５０を更に含み、蓋板５０は、筒体２１の開口２１１を閉塞するように、筒体２１の開口部に覆われる。蓋板５０は様々な構造であってもよく、例えば、蓋板５０は板状構造である。
電極引出孔２２１は、蓋体２２を貫通することで、電極組立体１０における電気エネルギーをハウジング２０の外部に引き出しやすくなる。例示的に、電極引出孔２２１は、第１の方向Ｘに沿って蓋体２２を貫通する。
中心軸線Ａは、第１の方向Ｘに平行な仮想直線であり、電極引出孔２２１を経由する。電極組立体１０の中心軸線Ａと電極引出孔２２１の軸線は、重なり合ってもよく、重なり合わなくてもよい。
電極端子３０は、合流部品に接続されて、電池セル７の間の電気的接続を実現するために用いられる。
電極端子３０は、蓋体２２に絶縁的に設けられてもよく、蓋体２２に電気的に接続されてもよく、本願の実施例において、これを制限せず、第１のタブ１１と第２のタブ１３の導通を回避できればよい。
ハウジング２０は、正に帯電してもよく、負に帯電してもよく、帯電しなくてもよい。
第１のタブ１１は、正極タブであってもよく、負極タブであってもよい。
第１の環状部１１２は、中心軸線Ａを囲んで設けられた環状構造であり、電極引出孔２２１の第２の方向における外側に位置し、第１の環状部１１２における各巻きのタブ層の半径は、電極引出孔２２１の半径よりも大きい。第２の方向は、第１のタブ１１の径方向である。
本実施例において、蓋体２２は、実体部分を指し、第１の方向Ｘに沿って第１の環状部１１２と対向して設けられる。蓋体２２は、第１の方向Ｘにおいて第１の環状部１１２を被覆する。
第１のタブ１１は、全体的に電極引出孔２２１の第２の方向における外側に位置してもよく、即ち、第１のタブ１１は、第１の環状部１１２のみを含む。勿論、第１のタブ１１の一部は、第１の方向Ｘに沿って電極引出孔２２１と対向して設けられてもよく、即ち、第１のタブ１１の第１の方向Ｘへの投影は、電極引出孔２２１の第１の方向Ｘへの投影と部分的に重なる。
電極端子３０は、電極引出孔２２１に取り付けられ、且つ電極引出孔２２１を被覆する。柱状部３１は、電極組立体１０の電気エネルギーを引き出すように、電極引出孔２２１を経由してハウジング２０の外部まで延出することができる。
電極端子３０は、蓋体２２に固定される。電極端子３０は、それ自体の構造により蓋体２２に固定され、例えば溶接、カシメ又は他の手段で蓋体２２に固定されてもよく、他の固定部材により蓋体２２に固定されてもよい。
第１の接続部３２は、溶接、当接又は粘着などの手段で第１の環状部１１２に接続することができる。
第１の接続部３２の少なくとも一部は、第１の方向Ｘにおいて第１の環状部１１２と重なり、第１の接続部３２と第１の環状部１１２を接続しやすくなる。
第１の接続部３２は、柱状部３１の外側壁から突出するとともにそれに接続される。第１の接続部３２は、１つ又は複数であってもよい。例えば、第１の接続部３２は、柱状部３１の外側を囲む環状構造であってもよい。代替的に、第１の接続部３２は複数であってもよく、複数の第１の接続部３２は、柱状部３１の周方向に間隔をおいて設けることができる。
柱状部３１と第１の接続部３２は、一体的に形成された構造であってもよい。勿論、柱状部３１と第１の接続部３２は、別々に提供される２つの部材で、溶接、カシメ、粘着などの手段で接続されてもよい。
本願の実施例の電池セル７では、蓋体２２と第１の環状部１１２の間まで延伸する第１の接続部３２により第１のタブ１１の第１の環状部１１２を接続し、このように電極組立体１０における電流が第１の環状部１１２を介して電極端子３０に流れることができ、導電経路が短縮され、内部抵抗が低下し、電池セル７の電流通過能力と充電効率が高められる。
第１のシートの電気発生部の外側領域は、第１の環状部１１２に対応し、外側部分の電流が第１の環状部１１２を通過して電極端子３０に流れることができ、導電経路が短縮される。第１のシートの電気発生部の内側領域の周長が小さいため、内側領域と第１の環状部１１２の間の導電経路も比較的小さい。従って、本実施例において、導電経路を短縮し、内部抵抗を低下させることができる。
幾つかの実施例において、中心軸線Ａと電極引出孔２２１の軸線とは重なり合う。
本実施例において、中心軸線Ａと電極引出孔２２１の軸線が完全に重なり合うことを要求せず、両者の間には、プロセスに許容される偏差が存在してもよい。
本実施例において、電極引出孔２２１は、大体蓋体２２の中央部に開設され、それに応じて、電極端子３０も、蓋体２２の中央部に取り付けられる。複数の電池セル７をセットとして実装する時、電極端子３０の位置決め精度に対する要求を低下させ、実装プロセスを簡略化することができる。
例示的に、電極引出孔２２１の軸線と蓋体２２の軸線とは重なり合い、蓋体２２は、電極引出孔２２１の軸線を囲んで設けられた環状構造である。任意選択的に、電極引出孔２２１は円孔であり、蓋体２２は円環状構造である。
例示的に、電極端子３０の軸線と電極引出孔２２１の軸線とは重なり合う。
幾つかの実施例において、蓋体２２と筒体２１は、一体的に形成された構造である。このように蓋体２２と筒体２１の接続工程を省くことができる。ハウジング２０は、引張プロセスにより成形可能である。
幾つかの実施例において、電極組立体１０は、第２のタブ１３を更に含み、第２のタブ１３は、電極組立体１０の中心軸線Ａを囲んで設けられる。第１のタブ１１と第２のタブ１３は、それぞれ電極組立体１０の第１の方向Ｘにおける両端に設けられる。筒体２１は、第２のタブ１３と蓋体２２を電気的に接続するように、第２のタブ１３と蓋体２２を接続するために用いられる。
筒体２１は、直接第２のタブ１３に電気的に接続されてもよく、他の部材を介して第２のタブ１３に電気的に接続されてもよい。例えば、第２のタブ１３は、蓋板５０を介して筒体２１に電気的に接続される。
蓋体２２と電極端子３０は、異なる極性を有する。この場合、蓋体２２と電極端子３０のうちの一方は、電池セル７の正出力電極とされてもよく、他方は電池セル７の負出力電極とされてもよい。本実施例において、正出力電極と負出力電極を電池セル７の同一の側に設け、このように複数の電池セル７の間の接続プロセスを簡略化することができる。
本願の実施例の電極引出孔２２１は、ハウジング２０の引張成形後に形成される。
発明者は、筒体の開口端を内へ折り曲げてフランジ構造を形成し、フランジ構造により蓋板を押えて蓋板の固定を実現するように、筒体の開口端を圧延することを試みた。発明者は、電極端子を蓋板に取り付け、且つフランジ構造と電極端子を電池セルの２つの出力電極とした。しかしながら、フランジ構造は、寸法が大きいほど、成形後にカールやしわが発生するリスクが高くなる。フランジ構造にカールとしわが現れると、フランジ構造の表面が凸凹になり、フランジ構造と外部の合流部品を溶接する時、溶接不良の問題が引き起こされる。従って、フランジ構造の寸法が制限され、電池セルの電流通過能力の不足を招く。
本実施例において、開孔プロセスにより蓋体２２に電極端子３０を取り付けるための電極引出孔２２１を形成し、正出力電極と負出力電極を電池セル７の筒体２１の開口から離れる一端に設ける。蓋体２２は、ハウジング２０の成形中に形成され、電極引出孔２２１を開設した後にも平坦性を保証し、蓋体２２と合流部品の接続強度を保証することができる。同時に、蓋体２２の平坦性は、それ自体の寸法に制限されないため、蓋体２２は、大きい寸法を有することで、電池セル７の電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、第２のタブ１３は負極タブであり、ハウジング２０の基体材質は鋼である。
ハウジング２０は負極タブに電気的に接続され、即ちハウジング２０は低電位状態にある。鋼製のハウジング２０は、低電位状態で電解液に腐食されにくい。
幾つかの実施例において、柱状部３１と第１の接続部３２は、一体的に形成された構造である。
本実施例において、柱状部３１と第１の接続部３２の接続工程を省き、電極端子３０の構造を簡略化し、電極端子３０の抵抗を低下させ、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、第１の接続部３２は、柱状部３１の外側を囲む環状構造であり、第１の接続部３２の少なくとも一部は、第１の環状部１１２に溶接されて第１の溶接部Ｗ１を形成する。
第２の方向において、第１の溶接部Ｗ１は、電極引出孔２２１の外側に位置する。
電池セル７を実装する時、まず電極組立体１０の第１のタブ１１の第１の環状部１１２を電極端子３０の第１の接続部３２に溶接してから、電極組立体１０と電極端子３０を共にハウジング２０内に入れ、柱状部３１を電極引出孔２２１から延出させることができる。
第１の溶接部Ｗ１の形状は、直線状、Ｃ字状、環状、螺旋形、Ｖ字状又は他の形状であってもよいが、本実施例においてこれを制限しない。
第１の溶接部Ｗ１は、１つであってもよく、複数であってもよい。
第１の溶接部Ｗ１によって、電極端子３０と第１の環状部１１２の間の接触抵抗を減少し、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、第１のタブ１１の第１の方向Ｘに垂直な断面はリング状である。第１のタブ１１の外半径はＲとされ、第１の溶接部Ｗ１と中心軸線Ａの第２の方向での最小ピッチはＤとされ、両者は、０．２≦Ｄ／Ｒ≦０．８を満たし、第２の方向は第１のタブ１１の径方向である。
第１のタブ１１は、レベリング処理を経た後、略円柱体状を呈する。第１のタブ１１の第１の方向Ｘに垂直な断面について、絶対的なリング状であることを要求せず、一定の偏差が存在することは許容される。
第１の溶接部Ｗ１は、電極端子３０と第１のタブ１１の間で電流を伝達するために用いられ、その位置が第１のタブ１１の各部分の導電経路に直接影響する。Ｄ／Ｒ＜０．２の場合、第１の溶接部Ｗ１と最も外側のタブ層のピッチが大き過ぎるため、最も外側のタブ層と電極端子３０の間の電流経路と、最も内側のタブ層と電極端子３０の間の電流経路との間の差が大きく、電極組立体１０の第１のシートの電流密度が不均一になり、内部抵抗が大きくなる。Ｄ／Ｒ＞０．８の場合、第１の溶接部Ｗ１と最も内側のタブ層のピッチが大き過ぎるため、最も外側のタブ層と電極端子３０の間の電流経路と、最も内側のタブ層と電極端子３０の間の電流経路との間の差が大きく、第１のシートの電流密度が不均一になり、内部抵抗が大きくなる。
本願の実施例において、ＤとＲの値を０．２≦Ｄ／Ｒ≦０．８とすることにより、第１のタブ１１の異なる位置にある部分と電極端子３０の間の電流経路の差を減少し、電極組立体１０の第１のシートの電流密度の均一性を高め、内部抵抗を低下させ、電流通過能力を高めることができる。
任意選択的に、０．３≦Ｄ／Ｒ≦０．７である。例示的に、Ｄ／Ｒの値は、０．３、０．４、０．５、０．６又は０．７である。
幾つかの実施例において、第１のタブ１１のタブ層の総巻き数はＮ１とされ、第１の溶接部Ｗ１に接続されるタブ層の総巻き数はＮ２とされ、両者は、０．３≦Ｎ２／Ｎ１≦０．７を満たす。
第１の溶接部Ｗ１によりＮ２巻きのタブ層を接続することで、Ｎ２巻きのタブ層の間の電流が直接第１の溶接部Ｗ１を通過して電極端子３０に流れることができ、他のタブ層を経由する必要がない。Ｎ２／Ｎ１≧０．３とすれば、電流通過能力を効果的に高め、第１のタブ１１の異なる部分と電極端子３０の間の電流経路の差を減少することができる。Ｎ２／Ｎ１＞０．７の場合、第１のタブ１１の径方向において、第１の接続部３２の寸法が大きく柱状部３１の寸法が小さいため、電極端子３０の電流通過面積に影響を与えることになる。
任意選択的に、Ｎ２／Ｎ１の値は、０．３、０．４、０．５、０．６又は０．７であってもよい。
図７は、本願の幾つかの実施例による電池セルの電極組立体と電極端子が溶接された後の構造模式図である。図８は、本願の別の実施例による電池セルの電極組立体と電極端子が溶接された後の構造模式図である。
図７に示すように、幾つかの実施例において、第１の溶接部Ｗ１は環状であり、且つ柱状部３１を囲んで設けられる。
環状の第１の溶接部Ｗ１は、大きい電流通過面積を有し、第１のシートの電流密度の均一性を高め、内部抵抗を低下させ、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、第１のタブ１１の径方向で、第１の溶接部Ｗ１の寸法（即ち、環状の第１の溶接部Ｗ１の環幅）と第１のタブ１１の外半径の比は０．３～０．７である。
図８に示すように、別の実施例において、第１の溶接部Ｗ１は複数であり、複数の第１の溶接部Ｗ１は、柱状部３１の周方向に間隔をおいて分布する。
第１の溶接部Ｗ１は、第１のタブ１１の径方向に沿って延伸する直線状構造であってもよく、Ｖ字状機構であってもよいが、勿論、他の構造であってもよい。
複数の第１の溶接部Ｗ１は、電流通過面積を大きくし、第１のシートの電流密度の均一性を高め、内部抵抗を低下させ、電流通過能力を高めることができる。
図９は、図６に示される電池セルのボックスＢの箇所における拡大模式図である。図１０は、本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの電極端子の上面模式図である。
図６、図９と図１０を参照し、幾つかの実施例において、第１の接続部３２は、第１の当接部３２１と第２の当接部３２２を含む。第１の当接部３２１は、第１の環状部１１２に当接して溶接され、第１の溶接部Ｗ１を形成し、第１の当接部３２１と蓋体２２の間に第１の溶接部Ｗ１を避けるためのギャップが形成されている。第２の当接部３２２は、第１の当接部３２１と柱状部３１を接続し、蓋体２２に当接するために用いられる。
第１の溶接部Ｗ１を避けるためのギャップは、第１の溶接部Ｗ１の第１の環状部１１２から離れる側に位置し、当該ギャップは、第１の溶接部Ｗ１の第１の環状部１１２から離れる側に位置する部材（例えば蓋体２２）と第１の溶接部Ｗ１を離間することができる。
本実施例において、第１の当接部３２１の厚さを減少することで当該ギャップを形成してもよく、第１の当接部３２１に凹溝を設けることで当該ギャップを形成してもよい。勿論、本願は、この２つの手段に限定されず、他の手段で第１の溶接部Ｗ１を避けるためのギャップを形成してもよい。
第２の当接部３２２は、蓋体２２に直接当接してもよく、他の部材を介して蓋体２２に間接当接してもよい。ハウジング２０と電極端子３０を実装する時、第２の当接部３２２は、規制の役割を果たすことができる。
任意選択的に、第２の当接部３２２は、柱状部３１の外側を囲む環状構造である。
第１の当接部３２１の第１の環状部１１２に面する表面は、第１の環状部１１２に当接して接触し、このように、電流が第１の当接部３２１と第１の環状部１１２の接触面を介して伝達することができ、電流通過能力が高められる。
電極端子３０と電極組立体１０を実装する時、まず電極端子３０の第１の当接部３２１を第１のタブ１１に当接させてから、第１の当接部３２１の第１のタブ１１から離れる表面にレーザを照射し、レーザにより第１の当接部３２１と第１の環状部１１２を溶接して第１の溶接部Ｗ１を形成する。
第１の溶接部Ｗ１の表面が凸凹であるため、第１の溶接部Ｗ１が他の部材に直接接触すると、これらの部材を損傷しやすい。本実施例において、第１の当接部３２１と蓋体２２の間にギャップを形成することで、第１の溶接部Ｗ１が蓋体２２又は第１の当接部３２１と蓋体２２の間の他の部材を避けるようにし、蓋体２２と他の部材が押し潰されるリスクを低下させ、安全性能を高める。
幾つかの実施例において、第１の溶接部Ｗ１を避けるためのギャップを形成するように、第１の当接部３２１の蓋体２２に面する表面は、第２の当接部３２２の蓋体２２に面する表面よりも蓋体２２から離れている。
第１の当接部３２１は、第１の方向Ｘに沿って対向して設けられた第１の内面３２１ａと第１の外面３２１ｂを有し、第１の外面３２１ｂは、蓋体２２に面する。第２の当接部３２２は、第１の方向Ｘに沿って対向して設けられた第２の内面３２２ａと第２の外面３２２ｂを有し、第２の外面３２２ｂは、蓋体２２に面する。
第１の方向Ｘにおいて、第１の外面３２１ｂは、第２の外面３２２ｂよりも蓋体２２から離れている。本実施例において、第１の内面３２１ａと第２の内面３２２ａの相対的位置について制限せず、例えば、第１の内面３２１ａは、第２の内面３２２ａと面一に設けられてもよい。
任意選択的に、第１の当接部３２１は、全体的に平板構造であり、第１の内面３２１ａと第１の外面３２１ｂは、いずれも平面である。
幾つかの実施例において、第１の当接部３２１の電極組立体１０に面する表面には、第１の環状部１１２に当接する凸部３２３が設けられている。第１の当接部３２１の電極組立体１０から離れる表面において凸部３２３に対応する領域に凹溝３２４が形成されており、凸部３２３の頂端面と凹溝３２４の底面の間の部分は、第１の環状部１１２に溶接されて第１の溶接部Ｗ１を形成するために用いられる。
電極端子３０と電極組立体１０を実装する時、まず電極端子３０の凸部３２３を第１の環状部１１２に押し付けてから、溶接を行う。凸部３２３によって第１の環状部１１２に一層好適に貼合し、溶接不良のリスクを低下させることができる。
凸部３２３は、第１の内面３２１ａに対して第１の環状部１１２へ突出する。幾つかの実施例において、凸部３２３は、第１の環状部１１２を押圧して第１の環状部１１２に嵌め込むことができ、第１の内面３２１ａは、第１の環状部１１２の端面に押し付けられる。このように、一部の電流は、第１の内面３２１ａと第１の環状部１１２の端面の合わせ部により伝達することもでき、電流通過能力が高められる。
凹溝３２４は、第１の外面３２１ｂに対して第１の環状部１１２に面する方向へ凹む。本実施例において、凹溝３２４を設けることで凸部３２３の頂端面と凹溝３２４の底面の間の部分の厚さを減少し、溶接に必要なパワーを減少し、発熱を減少し、電極組立体１０が焼損されるリスクを低下させることができる。
本実施例において、凹溝３２４を設けることで、第１の溶接部Ｗ１を避けるためのギャップを形成する。
幾つかの実施例において、凹溝３２４内に固定片（図示せず）が設けられていてもよく、固定片は、第１の溶接部Ｗ１に残留される金属粒子を固定し、金属粒子が電極組立体１０に落ちて短絡を引き起こすリスクを低下させるように、第１の溶接部Ｗ１を被覆するために用いられる。固定片は、絶縁パッチ、絶縁接着剤層又は他の構造であってもよい。
幾つかの実施例において、第２の当接部３２２の電極組立体１０に面する表面は、第１の環状部１１２に当接する。
第２の当接部３２２の第２の内面３２２ａは、第１の環状部１１２に当接して接触し、一部の電流は、第２の内面３２２ａと第１の環状部１１２の端面の合わせ部により伝達することもでき、電流通過能力が高められる。
幾つかの実施例において、第１の当接部３２１は、第２の当接部３２２の外側を囲み、且つ第１の当接部３２１の厚さは第２の当接部３２２の厚さよりも小さい。
第２の当接部３２２は、蓋体２２に当接するために用いられ、第２の当接部３２２の実装中における変形を減少するように、その厚さを大きくする必要がある。第１の当接部３２１は、第１の環状部１１２に溶接するために用いられ、小さい厚さを有してもよく、このように溶接に必要なパワーを減少し、発熱を減少し、電極組立体１０が焼損されるリスクを低下させることができる。
幾つかの実施例において、第１のタブ１１は、第２の環状部１１１を更に含み、第１の環状部１１２は、第２の環状部１１１の外側を囲み、第２の環状部１１１は、第１の方向Ｘに沿って電極引出孔２２１と対向して設けられ、且つ第２の環状部１１１の少なくとも一部は、柱状部３１に当接する。
第２の環状部１１１が第１の方向Ｘに沿って電極引出孔２２１と対向して設けられることは、第２の環状部１１１の第１の方向Ｘへの投影が電極引出孔２２１の第１の方向Ｘへの投影内に位置し、且つ第２の環状部１１１の第１の方向Ｘへの投影の輪郭と電極引出孔２２１の第１の方向Ｘへの投影の輪郭とが重なり合うことを指す。例示的に、第２の環状部１１１は、中心軸線Ａを囲んで設けられる。
第１の環状部１１２は、第２の環状部１１１に接続され、且つ、第１の環状部１１２は、第２の環状部１１１の外側を囲む環状構造である。電極引出孔２２１の第１の方向Ｘへの第１のタブ１１における投影の輪郭は、第２の環状部１１１と第１の環状部１１２の境界線の輪郭と重なり合うと考えられる。
第２の環状部１１１の少なくとも一部は、柱状部３１に当接し、このように、一部の電流は、第２の環状部１１１と柱状部３１の当接部を介して電極端子３０に伝達することができる。
本実施例において、第２の環状部１１１を設けることで、電流通過能力を高めることができる。第２の環状部１１１は、径方向に第１の環状部１１２を支持することで、第１の環状部１１２と第１の接続部３２を溶接する時、第１の環状部１１２が押し潰されて変形してしまうリスクを低下させ、第１の環状部１１２と第１の接続部３２の溶接の安定性を高めることもできる。
幾つかの実施例において、柱状部３１は、第２の環状部１１１に溶接されて第２の溶接部を形成する。第２の溶接部によって、柱状部３１と第２の環状部１１１の間の接触抵抗を減少し、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、柱状部３１の電極組立体１０に面する表面と第１の接続部３２の電極組立体１０に面する表面は、面一に設けられる。
本実施例において、柱状部３１の電極組立体１０に面する表面と第１の接続部３２の電極組立体１０に面する表面は、第１のタブ１１に同時に当接することで、第１のタブ１１と電極端子３０の間の接触面積を大きくし、電流通過能力を高めることができる。
幾つかの実施例において、電極端子３０は、規制部３３を更に含み、規制部３３は、柱状部３１の外側壁に接続されるとともにそれから突出し、規制部３３は、蓋体２２の第１の接続部３２から離れる側に位置し、第１の接続部３２と規制部３３は、第１の方向Ｘにおいて蓋体２２の一部を挟むために用いられる。
第１の方向Ｘにおいて、規制部３３の少なくとも一部は、蓋体２２と重なり、第１の接続部３２の少なくとも一部は、蓋体２２と重なる。柱状部３１は、電極引出孔２２１を貫通して、それぞれ蓋体２２の両側に位置する規制部３３と第１の接続部３２に接続される。
規制部３３と第１の接続部３２は、電極端子３０を蓋体２２に固定するように、両側から蓋体２２の一部を挟む。規制部３３と第１の接続部３２は、蓋体２２を直接挟んでもよく、他の部材を介して蓋体２２を間接挟んでもよい。
任意選択的に、柱状部３１は円柱状であり、規制部３３と第１の接続部３２はいずれも円環状である。
幾つかの実施例において、柱状部３１、規制部３３と第１の接続部３２は、一体的に形成された構造である。
幾つかの実施例において、規制部３３と第２の当接部３２２は、第１の方向Ｘにおいて重なり、このように、規制部３３と第２の当接部３２２は、電極端子３０を蓋体２２に固定するように、第１の方向Ｘにおいて蓋体２２の一部を挟むために用いられる。例示的に、電極端子３０と蓋体２２の接続強度を保証し、第２の当接部３２２の変形を減少するために、第２の当接部３２２の厚さは、第１の当接部３２１の厚さよりも大きくてもよい。
幾つかの実施例において、電池セル７は、第１の絶縁部材６０及び第２の絶縁部材７０を更に含み、第１の絶縁部材６０の少なくとも一部は、規制部３３と蓋体２２の間に挟まれ、第２の絶縁部材７０の少なくとも一部は、第１の接続部３２と蓋体２２の間に挟まれる。第１の絶縁部材６０及び第２の絶縁部材７０は、電極端子３０と蓋体２２を絶縁させるように隔離するために用いられる。
第１の絶縁部材６０及び第２の絶縁部材７０は、いずれも柱状部３１を囲んで設けられた環状構造である。
第１の絶縁部材６０は、規制部３３と蓋体２２を絶縁させるように隔離することができ、第２の絶縁部材７０は、第１の接続部３２と蓋体２２を絶縁させるように隔離することができる。
幾つかの実施例において、第１の絶縁部材６０と第２の絶縁部材７０のうちの一方は、柱状部３１と蓋体２２を離間する。例えば、第１の絶縁部材６０の一部は、電極引出孔２２１内に延伸して、電極引出孔２２１の孔壁と柱状部３１を離間する。
幾つかの実施例において、第２の絶縁部材７０の少なくとも一部は、前記蓋体２２と前記第２の当接部３２２の間に挟まれる。つまり、第２の当接部３２２は、第２の絶縁部材７０を介して蓋体２２に当接する。
第２の当接部３２２は、第１の溶接部Ｗ１によって第２の絶縁部材７０が押し潰されることを回避するように、第２の絶縁部材７０を支持して固定し、第２の絶縁部材７０と第１の溶接部Ｗ１を離間するために用いることができる。任意選択的に、第１の当接部３２１と第２の絶縁部材７０は、間隔をおいて設けられる。
幾つかの実施例において、第１の絶縁部材６０と第２の絶縁部材７０は、一体的に形成された構造である。代替的に、別の実施例において、第１の絶縁部材６０と第２の絶縁部材７０は、別々に提供されるとともに互いに当接する。
幾つかの実施例において、第１の絶縁部材６０と第２の絶縁部材７０のうちの一方は、電極引出孔２２１をシールするために用いられる。幾つかの例において、規制部３３と蓋体２２は、第１の絶縁部材６０を押圧し、第１の絶縁部材６０は、圧縮されて外側から電極引出孔２２１をシールする。別の例において、第１の接続部３２と蓋体２２は、第２の絶縁部材７０を押圧し、第２の絶縁部材７０は、圧縮されて内側から電極引出孔２２１をシールする。
幾つかの実施例において、電池セル７は、シールリング８０を更に含み、シールリング８０は、柱状部３１に嵌設され、電極引出孔２２１をシールするために用いられる。任意選択的に、シールリング８０の一部は、電極引出孔２２１内に延伸して、電極引出孔２２１の孔壁と柱状部３１を離間する。
幾つかの実施例において、規制部３３の外周に複数の突起構造３３１が設けられており、複数の突起構造３３１は、柱状部３１の周方向に間隔をおいて設けられる。
任意選択的に、複数の突起構造３３１は、柱状部３１の周方向に等間隔で設けられてもよい。
規制部３３は、柱状部３１の電極組立体１０から離れる端部から外へ折り曲げて形成されたフランジ構造である。
電極端子３０をハウジング２０に実装する前に、電極端子３０の規制部３３は、略円筒構造であり、且つ柱状部３１の上端に位置し、規制部３３の外側壁と柱状部３１の外側壁は面一である。電極端子３０をハウジング２０に実装する時に、規制部３３に電極引出孔２２１を貫通させた後、規制部３３を押圧することで、規制部３３を外へ折り曲げ、且つ電極端子３０を蓋体２２にカシメする。
規制部３３を折り曲げる前に、規制部３３の上端には、間隔をおいて設けられる複数の凹溝構造３３２が開設されている。規制部３３を折り曲げた後に、柱状部３１の周方向に間隔をおいて設けられる複数の突起構造３３１を形成し、隣接する突起構造３３１の間は、凹溝構造３３２となる。本実施例において、凹溝構造３３２と突起構造３３１を設けることで、規制部３３の折り曲げの難しさを低下させ、規制部３３への応力の集中を減少する。
図１１は、本願の別の実施例により提供される電池セルの局所断面模式図である。図１２は、図１１に示される電極端子の構造模式図である。
図１１と図１２に示すように、幾つかの実施例において、柱状部３１に第１の貫通孔３１１が設けられており、第１の貫通孔３１１は、ハウジング２０の内部空間とハウジング２０の外部空間に連通する。電極端子３０は、シールプレート３４を更に含み、シールプレート３４は、柱状部３１に接続されるとともに、第１の貫通孔３１１をシールするために用いられる。
第１の貫通孔３１１は、第１の方向に沿って柱状部３１を貫通する。第１の貫通孔３１１は、１つであってもよく、複数であってもよい。
電池セル７の成形中に、第１の貫通孔３１１は、複数の成形工程に用いることができ、例えば、第１の貫通孔３１１は、注液工程、化学形成工程又は他の工程に用いることができる。
シールプレート３４は、第１の貫通孔３１１をシールする役割を果たすことができる。電池セル７が成形した後、シールプレート３４は、電解液が第１の貫通孔３１１を経由して漏れるリスクを低下させ、シール性能を高めることができる。
具体的には、第１の貫通孔３１１は、ハウジング２０の内部空間に電解液を注入するために用いられる。注液する必要がある場合、注液機器の注液ヘッドは、柱状部３１に押し付けられ、注液ヘッドは、第１の貫通孔３１１を介してハウジング２０内に電解液を注入する。
電池セル７の化学形成工程において、ハウジング２０内にガスが発生し、第１の貫通孔３１１は、ハウジング２０内のガスを抽出するように、外部負圧機器に連通するためにも用いることができる。
幾つかの実施例において、第１の貫通孔３１１の軸線と電極引出孔２２１の軸線とは重なり合う。
幾つかの実施例において、柱状部３１は、第１の凹部３１２を有し、第１の凹部３１２は、柱状部３１の電極組立体１０から離れる表面から電極組立体１０に面する方向へ凹む。柱状部３１において第１の凹部３１２の底部に第２の接続部３１３が形成され、第１の貫通孔３１１は、第２の接続部３１３を貫通して、第１の凹部３１２とハウジング２０の内部空間を連通させる。シールプレート３４の少なくとも一部は、第１の凹部３１２に収容され、且つ第１の凹部３１２の開口を閉塞する。
本実施例において、シールプレート３４の少なくとも一部は、第１の凹部３１２に収容され、このように電極端子３０の第１の方向における全体的寸法を減少し、電極端子３０に占められる空間を低下させ、エネルギー密度を高めることができる。シールプレート３４を実装する時、第１の凹部３１２は、シールプレート３４を位置決めすることもでき、実装プロセスが簡略化される。
幾つかの実施例において、シールプレート３４は、第１の凹部３１２の側壁に溶接されて、第１の凹部３１２の開口を閉塞する。
幾つかの実施例において、第１のタブ１１は、第２の環状部１１１を更に含み、第１の環状部１１２は、第２の環状部１１１の外側を囲み、第２の環状部１１１は、第１の方向Ｘに沿って電極引出孔２２１と対向して設けられ、且つ第２の環状部１１１の少なくとも一部は、第２の接続部３１３に当接する。第２の接続部３１３は、第２の環状部１１１に溶接されて第２の溶接部Ｗ２を形成する。
第２の接続部３１３の第１の方向Ｘへの投影は、電極引出孔２２１の第１の方向Ｘへの投影内に位置する。
第２の溶接部Ｗ２によって、第２の接続部３１３と第２の環状部１１１の間の接触抵抗を減少し、電流通過能力を高めることができる。本実施例において、第１の凹部３１２を設けることで第２の接続部３１３の厚さを減少し、このように第２の接続部３１３と第２の環状部１１１の溶接に必要な溶接パワーを減少し、発熱を減少し、他の部材（例えば第１の絶縁部材と第２の絶縁部材）が焼損されるリスクを低下させることができる。
溶接中に、第２の接続部３１３は、溶接応力によって影響される。本実施例の第１の貫通孔３１１は、応力を解放する役割を果たし、第２の接続部３１３の溶接中における変形や割れのリスクを減少し、第２の接続部３１３と第２の環状部１１１の間の接続強度を保証することができる。
幾つかの実施例において、第２の接続部３１３の厚さは０．５ｍｍ～１０ｍｍである。
幾つかの実施例において、第２の接続部３１３は、第２の凹部３１４を含み、第２の凹部３１４の底壁に第２の溶接部Ｗ２が形成されており、第２の凹部３１４は、第２の接続部の外面３１３ｂと第２の凹部３１４の底壁の間にギャップを形成するように、第２の接続部の外面３１３ｂから電極組立体に面する方向へ凹むように配置される。
本実施例において、第２の接続部３１３に第２の凹部３１４を開設することで、第２の接続部３１３に段付き構造を形成する。
第２の凹部３１４の底壁と第２の接続部の内面３１３ａの間の部分は、第２の環状部１１１に溶接されて第２の溶接部Ｗ２を形成するために用いられる。第１の貫通孔３１１は、第２の凹部３１４の底壁から第２の接続部の内面３１３ａまで延伸し、第２の接続部３１３を貫通する。
電池セル７の生産中に、外部機器は、第２の接続部３１３に合わせる必要がある。第２の溶接部Ｗ２の表面が凸凹であり、外部機器が第２の溶接部Ｗ２に圧着されると、外部機器は第２の溶接部Ｗ２により押し潰されやすい。本実施例において、第２の凹部３１４を設けることで、第２の接続部の外面３１３ｂと第２の凹部３１４の底壁の間にギャップを形成し、このように、第２の接続部の外面３１３ｂは、外部機器と第２の溶接部Ｗ２を離間し、外部機器が押し潰されるリスクを低下させるように、外部機器を支持するために用いることができる。
外部機器は、注液機器、ガス抽出機器、溶接機器又は電池セル７に用いられる機器であってもよい。
例えば、注液時に、注液ヘッドは第２の接続部の外面３１３ｂに押し付けられ、第２の接続部の外面３１３ｂは、注液ヘッドを支持し、注液ヘッドと合わせてシールを実現し、電解液が電池セル７の外部に漏れるリスクを低下させることができる。
幾つかの実施例において、シールプレート３４と第２の接続部３１３の間には、第２の溶接部Ｗ２を避けるためのギャップが設けられている。
第２の溶接部Ｗ２の表面は凸凹であり、シールプレート３４が第２の溶接部Ｗ２に押し付けられた場合、シールプレート３４が実装中にがたつき、シール効果に影響を与えることになる。本実施例において、シールプレート３４と第２の接続部３１３の間にギャップを設けることで、シールプレート３４が第２の溶接部Ｗ２を避けるようにし、シールプレート３４と第２の溶接部Ｗ２の直接接触を回避し、シールプレート３４の実装中のがたつきを減少し、シール効果を保証する。
幾つかの実施例において、シールプレート３４は、第２の接続部３１３に当接することができ、第２の接続部３１３にある第２の凹部３１４は、シールプレート３４と第２の接続部３１３の間のギャップを形成する。
別の実施例において、第１の凹部３１２の側壁に段付き面３１２ａが設けられており、段付き面３１２ａは、シールプレート３４を支持するために用いられる。
第１の凹部３１２は、外側が大きく内側が小さい段付き式凹部である。
シールプレート３４を実装する時、段付き面３１２ａは、シールプレート３４を支持してシールプレート３４を位置決めすることができ、実装プロセスが簡略化される。第１の凹部３１２は段付き構造を有し、このように、シールプレート３４は、シールプレート３４と第２の接続部３１３の間にギャップを形成するように、段付き面３１２ａに当接する。
幾つかの実施例において、電極組立体１０は巻取構造であり、電極組立体１０は、巻取中心に第２の貫通孔１４を有し、第２の貫通孔１４は、第１の方向に沿って電極組立体１０を貫通し、第２の貫通孔１４は、電解液が第２の貫通孔１４を介して電極組立体１０の内部に流れ込むことができるように、第１の方向に沿って第１の貫通孔３１１と対向して設けられる。
電極組立体は、第１のシート、第２のシート及びセパレータを巻取工具に巻き取ることで製造され、巻取成形後に、巻取工具を電極組立体から抽出する。巻取工具を抽出した後、電極組立体の中央部に第２の貫通孔１４を形成する。
第２の貫通孔１４の軸線と電極組立体の中心軸線とは重なり合う。第２の貫通孔１４は、第１の方向に沿って第１のタブ１１、本体部１２及び第２のタブ１３を貫通する。第１のタブ１１の第２の環状部１１１は、第２の貫通孔１４の外側を囲む円環状構造であり、第１の環状部１１２は、第２の環状部１１１の外側を囲む円環状構造である。
注液工程において、電解液は、第１の貫通孔３１１を経由して第２の貫通孔１４に流れ込むことができ、第２の貫通孔１４に流れ込んだ電解液は、内部から電極組立体を浸潤することができ、電極組立体の浸潤効率が高められる。
幾つかの実施例において、第１の貫通孔３１１の第１の方向Ｘへの投影は、第２の貫通孔１４の第１の方向Ｘへの投影内に位置する。このように、第１のタブ１１の第１の貫通孔３１１に対する遮蔽を軽減することができ、電解液がスムーズに第２の貫通孔１４内に流れ込むことができる。
幾つかの実施例において、第１の貫通孔３１１と第２の貫通孔１４は、同軸に設けられる。第２の貫通孔１４の孔径は、第１の貫通孔３１１の孔径以上であってもよい。
図１３は、本願の幾つかの実施例により提供される電池セルと合流部品が接続された後の構造模式図である。
図１３に示すように、幾つかの実施例において、シールプレート３４は、電池の合流部品８に溶接されて第３の溶接部Ｗ３を形成するために用いられる。
電池では、電池セル７は、合流部品８を介して電気的に接続される。第３の溶接部Ｗ３により、シールプレート３４と合流部品８の間の接触抵抗を減少し、電流通過能力を高めることができる。
任意選択的に、電池では、合流部品８は、１つの電池セル７のシールプレート３４と別の電池セルの蓋体を接続することで、この２つの電池セルを直列に接続する。
幾つかの実施例において、シールプレート３４の少なくとも一部は、柱状部の外面３１ａから突出する。
合流部品８とシールプレート３４を溶接する必要がある時、まず合流部品８をシールプレート３４の上面（即ち、シールプレート３４の第２の接続部から離れた外面）に貼合してから、合流部品８とシールプレート３４を溶接する。
シールプレート３４の少なくとも一部が柱状部の外面３１ａから突出することで、柱状部の外面３１ａによってシールプレート３４と合流部品８の貼合が干渉されることを回避し、合流部品８とシールプレート３４の密接な接続を保証する。
図１４は、本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの製造方法のフローチャートである。
図１４に示すように、本願の実施例の電池セルの製造方法は、以下のＳ１００～Ｓ６００を含む。
Ｓ１００において、第１のタブを含む電極組立体であって、第１のタブが電極組立体の中心軸線を囲んで設けられるとともに第１の環状部を含む電極組立体を提供する。
Ｓ２００において、柱状部と柱状部に接続される第１の接続部を含む電極端子を提供する。
Ｓ３００において、第１のタブと電極端子を電気的に接続するように、第１の接続部の少なくとも一部を第１の環状部に接続する。
Ｓ４００において、筒体と筒体に接続される蓋体を含むハウジングであって、筒体が蓋体から離れる一端に開口を有し、蓋体に電極引出孔が設けられているハウジングを提供する。
Ｓ５００において、電極組立体と電極端子をハウジング内に取り付け、且つ柱状部が電極引出孔を経由して蓋体の外部まで延出するようにする。
Ｓ６００において、蓋板を提供し、筒体の開口を閉塞するように、蓋板を筒体に接続する。
筒体は、電極組立体の外周を囲んで設けられ、中心軸線は、第１の方向に沿って延伸するとともに、電極引出孔を経由し、第１の環状部は、蓋体と対向して設けられ、且つ、第１の環状部の第１の方向への投影は、電極引出孔の第１の方向への投影と重ならず、第１の接続部の少なくとも一部は、蓋体と第１の環状部の間に位置するとともに第１の環状部に接続される。
幾つかの実施例において、電池セルの製造方法は、ステップＳ５１０を更に含む。ステップＳ５１０において、柱状部の電極組立体から離れる端部を押圧することで端部を外へ延伸させて電極端子を蓋体に固定するための規制構造を形成する。
本実施例において、規制構造と第１の接続部は、電極端子を蓋体に固定するように、両側から蓋体の一部を挟むことができる。
任意選択的に、ステップＳ５１０は、ステップＳ５００の後、ステップＳ６００の前に実行されてもよい。
別の実施例において、電池セルの製造方法は、ステップＳ５２０を更に含む。ステップＳ５２０において、電極端子を蓋体に固定するように、柱状部の電極組立体から離れる端部を外へ折り曲げてフランジ構造を形成する。
本実施例において、フランジ構造と第１の接続部は、電極端子を蓋体に固定するように、両側から蓋体の一部を挟むことができる。
任意選択的に、ステップＳ５２０は、ステップＳ５００の後、ステップＳ６００の前に実行されてもよい。
上記電池セルの製造方法により製造された電池セルに関連する構造は、上記各実施例により提供される電池セルを参照できることを説明しておく。
上記電池セルの製造方法に基づいて電池セルを組み立てる時、必ず上記ステップに従って順次行わなくてもよく、つまり、実施例において言及された順序に従ってステップを実行してもよく、実施例において言及された順序と異なる順序でステップを実行するか、又は複数のステップを同時に実行してもよい。例えば、ステップＳ１００、Ｓ２００は、ランダムな順序で実行され、同時に行われてもよい。
図１５は、本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの製造システムの模式的ブロック図である。
図１５に示すように、本願の実施例の電池セルの製造システム９は、
第１のタブを含む電極組立体であって、第１のタブが電極組立体の中心軸線を囲んで設けられるとともに第１の環状部を含む電極組立体を提供するための第１の提供装置９１と、
柱状部と柱状部に接続される第１の接続部を含む電極端子を提供するための第２の提供装置９２と、
第１のタブと電極端子を電気的に接続するように、第１の接続部の少なくとも一部を第１の環状部に接続するための第１の組み立て装置９３と、
筒体と筒体に接続される蓋体を含むハウジングであって、筒体が蓋体から離れる一端に開口を有し、蓋体に電極引出孔が設けられているハウジングを提供するための第３の提供装置９４と、
電極組立体と電極端子をハウジング内に取り付け、且つ柱状部が電極引出孔を経由して蓋体の外部まで延出するようにするための第２の組み立て装置９５と、
蓋板を提供し、筒体の開口を閉塞するように、蓋板を筒体に接続するための第４の提供装置９６と、を含み、
筒体は、電極組立体の外周を囲んで設けられ、中心軸線は、第１の方向に沿って延伸するとともに、電極引出孔を経由し、第１の環状部は、蓋体と対向して設けられ、且つ、第１の環状部の第１の方向への投影は、電極引出孔の第１の方向への投影と重ならず、第１の接続部の少なくとも一部は、蓋体と第１の環状部の間に位置するとともに第１の環状部に接続される。
上記製造システム９により製造された電池セルに関連する構造は、上記各実施例により提供される電池セルを参照できる。
衝突しない限り、本願に係る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ことを説明しておく。
最後に説明すべきこととして、以上の各実施例は、本願の技術的解決手段を説明するためにのみ用いられ、それを限定するためのものではない。前述した各実施例を参照しながら本願について詳細に説明したが、当業者であれば理解できるように、依然として前述した各実施例に記載の技術的解決手段を修正し、又はその一部の技術的特徴に同等置換を行うことができ、これらの修正や置換によって、対応する技術的解決手段の実質が本願の各実施例の技術的解決手段の精神と範囲から逸脱することはない。

Claims (40)

  1. 第１のタブを含む電極組立体であって、前記第１のタブは前記電極組立体の中心軸線を囲んで設けられる電極組立体と、
    前記電極組立体を収容するためのハウジングであって、前記ハウジングは、筒体と前記筒体に接続される蓋体を含み、前記筒体は、前記電極組立体の外周を囲んで設けられ、前記蓋体に電極引出孔が設けられており、前記中心軸線は、第１の方向に沿って延伸するとともに、前記電極引出孔を経由し、前記第１のタブは、前記蓋体と対向して設けられる第１の環状部を含み、且つ、前記第１の環状部の前記第１の方向への投影は、前記電極引出孔の前記第１の方向への投影と重ならないハウジングと、
    柱状部と前記柱状部に接続される第１の接続部を含む電極端子であって、前記柱状部は、少なくとも部分的に前記電極引出孔内に位置し、前記第１の接続部の少なくとも一部は、前記蓋体と前記第１の環状部の間に位置し、且つ前記第１のタブと前記電極端子を電気的に接続するように、前記第１の環状部を接続するために用いられる電極端子と、を含む電池セル。
  2. 前記第１の接続部は、前記柱状部の外側を囲む環状構造であり、前記第１の接続部の少なくとも一部は、前記第１の環状部に溶接されて第１の溶接部を形成する請求項１に記載の電池セル。
  3. 前記第１の溶接部は環状であり、且つ前記柱状部を囲んで設けられ、又は、前記第１の溶接部は複数であり、前記複数の第１の溶接部は、前記柱状部の周方向に間隔をおいて分布する請求項２に記載の電池セル。
  4. 前記第１の接続部は、
    前記第１の環状部に当接して溶接され、前記第１の溶接部を形成する第１の当接部であって、前記第１の当接部と前記蓋体の間に前記第１の溶接部を避けるためのギャップが形成されている第１の当接部と、
    前記第１の当接部と前記柱状部を接続するとともに、前記蓋体に当接するための第２の当接部と、を含む請求項２又は３に記載の電池セル。
  5. 前記第１の溶接部を避けるためのギャップを形成するように、前記第１の当接部の前記蓋体に面する表面は、前記第２の当接部の前記蓋体に面する表面よりも前記蓋体から離れている請求項４に記載の電池セル。
  6. 前記第１の当接部の前記電極組立体に面する表面には、前記第１の環状部に当接する凸部が設けられており、
    前記第１の当接部の前記電極組立体から離れる表面において前記凸部に対応する領域に凹溝が形成されており、前記凸部の頂端面と前記凹溝の底面の間の部分は、前記第１の環状部に溶接されて前記第１の溶接部を形成するために用いられる請求項４又は５に記載の電池セル。
  7. 前記第２の当接部の前記電極組立体に面する表面は、前記第１の環状部に当接する請求項４～６の何れか一項に記載の電池セル。
  8. 前記第１の当接部は、前記第２の当接部の外側を囲み、且つ前記第１の当接部の厚さは前記第２の当接部の厚さよりも小さい請求項４～７の何れか一項に記載の電池セル。
  9. 前記柱状部と前記第１の接続部は、一体的に形成された構造である請求項１～８の何れか一項に記載の電池セル。
  10. 前記第１のタブは、第２の環状部を更に含み、前記第１の環状部は、前記第２の環状部の外側を囲み、前記第２の環状部は、前記第１の方向に沿って前記電極引出孔と対向して設けられ、且つ前記第２の環状部の少なくとも一部は、前記柱状部に当接する請求項１～９の何れか一項に記載の電池セル。
  11. 前記柱状部は、前記第２の環状部に溶接されて第２の溶接部を形成する請求項１０に記載の電池セル。
  12. 前記柱状部の前記電極組立体に面する表面と前記第１の接続部の前記電極組立体に面する表面は、面一に設けられる請求項１０又は１１に記載の電池セル。
  13. 前記中心軸線と前記電極引出孔の軸線とは重なり合う請求項１～１２の何れか一項に記載の電池セル。
  14. 前記電極端子は、規制部を更に含み、前記規制部は、前記柱状部の外側壁に接続されるとともにそれから突出し、前記規制部は、前記蓋体の前記第１の接続部から離れる側に位置し、前記第１の接続部と前記規制部は、前記第１の方向において前記蓋体の一部を挟むために用いられる請求項１～１３の何れか一項に記載の電池セル。
  15. 前記電池セルは、第１の絶縁部材及び第２の絶縁部材を更に含み、前記第１の絶縁部材の少なくとも一部は、前記規制部と前記蓋体の間に挟まれ、前記第２の絶縁部材の少なくとも一部は、前記第１の接続部と前記蓋体の間に挟まれ、
    前記第１の絶縁部材及び前記第２の絶縁部材は、前記電極端子と前記蓋体を絶縁させるように隔離するために用いられる請求項１４に記載の電池セル。
  16. 前記第１の絶縁部材と前記第２の絶縁部材は、一体的に形成された構造であり、又は、
    前記第１の絶縁部材と前記第２の絶縁部材は、別々に提供されるとともに互いに当接する請求項１５に記載の電池セル。
  17. 前記第１の絶縁部材と前記第２の絶縁部材のうちの一方は、前記電極引出孔をシールするために用いられる請求項１５又は１６に記載の電池セル。
  18. 前記規制部の外周に複数の突起構造が設けられており、前記複数の突起構造は、前記柱状部の周方向に間隔をおいて設けられる請求項１４～１７の何れか一項に記載の電池セル。
  19. 前記規制部は、前記柱状部の前記電極組立体から離れる端部から外へ折り曲げて形成されたフランジ構造である請求項１８に記載の電池セル。
  20. 前記柱状部に第１の貫通孔が設けられており、前記第１の貫通孔は、前記ハウジングの内部空間と前記ハウジングの外部空間に連通し、
    前記電極端子は、シールプレートを更に含み、前記シールプレートは、前記柱状部に接続されるとともに、前記第１の貫通孔をシールするために用いられる請求項１～１９の何れか一項に記載の電池セル。
  21. 前記第１の貫通孔は、前記ハウジングの内部空間に電解液を注入するために用いられる請求項２０に記載の電池セル。
  22. 前記柱状部は、第１の凹部を有し、前記第１の凹部は、前記柱状部の前記電極組立体から離れる表面から前記電極組立体に面する方向へ凹み、
    前記柱状部において前記第１の凹部の底部に第２の接続部が形成され、前記第１の貫通孔は、前記第２の接続部を貫通して、前記第１の凹部と前記ハウジングの内部空間を連通させ、
    前記シールプレートの少なくとも一部は、前記第１の凹部に収容され、且つ前記第１の凹部の開口を閉塞する請求項２０又は２１に記載の電池セル。
  23. 前記第１のタブは、第２の環状部を更に含み、前記第１の環状部は、前記第２の環状部の外側を囲み、前記第２の環状部は、前記第１の方向に沿って前記電極引出孔と対向して設けられ、且つ、前記第２の環状部の少なくとも一部は、前記第２の接続部に当接し、
    前記第２の接続部は、前記第２の環状部に溶接されて第２の溶接部を形成する請求項２２に記載の電池セル。
  24. 前記第２の接続部は、第２の凹部を含み、前記第２の凹部の底壁に前記第２の溶接部が形成されており、前記第２の凹部は、前記第２の接続部の外面と前記第２の凹部の底壁の間にギャップを形成するように、前記第２の接続部の外面から前記電極組立体に面する方向へ凹むように配置される請求項２３に記載の電池セル。
  25. 前記シールプレートと前記第２の接続部の間には、前記第２の溶接部を避けるためのギャップが設けられている請求項２３又は２４に記載の電池セル。
  26. 前記第１の凹部の側壁に段付き面が設けられており、且つ前記段付き面は前記シールプレートを支持するために用いられる請求項２２～２５の何れか一項に記載の電池セル。
  27. 前記シールプレートは、電池の合流部品に溶接されて第３の溶接部を形成するために用いられる請求項２０～２６の何れか一項に記載の電池セル。
  28. 前記シールプレートの少なくとも一部は、前記柱状部の外面から突出する請求項２７に記載の電池セル。
  29. 前記電極組立体は巻取構造であり、前記電極組立体は、巻取中心に第２の貫通孔を有し、前記第２の貫通孔は、前記第１の方向に沿って前記電極組立体を貫通し、前記第２の貫通孔は、電解液が前記第２の貫通孔を介して前記電極組立体の内部に流れ込むことができるように、前記第１の方向に沿って前記第１の貫通孔と対向して設けられる請求項２０～２８の何れか一項に記載の電池セル。
  30. 前記第１の貫通孔の前記第１の方向への投影は、前記第２の貫通孔の前記第１の方向への投影内に位置する請求項２９に記載の電池セル。
  31. 前記蓋体と前記筒体は、一体的に形成された構造である請求項１～３０の何れか一項に記載の電池セル。
  32. 前記電極組立体は、前記電極組立体の中心軸線を囲んで設けられる第２のタブを更に含み、
    前記第１のタブと前記第２のタブは、それぞれ前記電極組立体の前記第１の方向における両端に設けられ、
    前記筒体は、前記第２のタブと前記蓋体を電気的に接続するように、前記第２のタブと前記蓋体を接続するために用いられる請求項１～３１の何れか一項に記載の電池セル。
  33. 前記第２のタブは負極タブであり、前記ハウジングの基体材質は鋼である請求項３２に記載の電池セル。
  34. 前記筒体は前記蓋体から離れる一端に開口を有し、前記電池セルは、前記開口を閉塞するための蓋板を更に含む請求項１～３３の何れか一項に記載の電池セル。
  35. 複数の請求項１～３４の何れか一項に記載の電池セルと、少なくとも２つの前記電池セルを電気的に接続するための合流部品と、を含む電池。
  36. 電気エネルギーを提供するための請求項３５に記載の電池を含む電力消費装置。
  37. 第１のタブを含む電極組立体であって、前記第１のタブが前記電極組立体の中心軸線を囲んで設けられるとともに第１の環状部を含む電極組立体を提供するステップと、
    柱状部と前記柱状部に接続される第１の接続部を含む電極端子を提供するステップと、
    前記第１のタブと前記電極端子を電気的に接続するように、前記第１の接続部の少なくとも一部を前記第１の環状部に接続するステップと、
    筒体と前記筒体に接続される蓋体を含むハウジングであって、前記筒体が前記蓋体から離れる一端に開口を有し、前記蓋体に電極引出孔が設けられているハウジングを提供するステップと、
    前記電極組立体と前記電極端子を前記ハウジング内に取り付け、且つ前記柱状部が前記電極引出孔を経由して前記蓋体の外部まで延出するようにするステップと、
    蓋板を提供し、前記筒体の開口を閉塞するように、前記蓋板を前記筒体に接続するステップと、を含み、
    前記筒体は、前記電極組立体の外周を囲んで設けられ、前記中心軸線は、第１の方向に沿って延伸するとともに、前記電極引出孔を経由し、前記第１の環状部は、前記蓋体と対向して設けられ、且つ、前記第１の環状部の前記第１の方向への投影は、前記電極引出孔の前記第１の方向への投影と重ならず、前記第１の接続部の少なくとも一部は、前記蓋体と前記第１の環状部の間に位置するとともに前記第１の環状部に接続される電池セルの製造方法。
  38. 前記柱状部の前記電極組立体から離れる端部を押圧することで前記端部を外へ延伸させて前記電極端子を前記蓋体に固定するための規制構造を形成するステップを更に含む請求項３７に記載の製造方法。
  39. 前記電極端子を前記蓋体に固定するように、前記柱状部の前記電極組立体から離れる端部を外へ折り曲げてフランジ構造を形成するステップを更に含む請求項３７に記載の製造方法。
  40. 第１のタブを含む電極組立体であって、前記第１のタブが前記電極組立体の中心軸線を囲んで設けられるとともに第１の環状部を含む電極組立体を提供するための第１の提供装置と、
    柱状部と前記柱状部に接続される第１の接続部を含む電極端子を提供するための第２の提供装置と、
    前記第１のタブと前記電極端子を電気的に接続するように、前記第１の接続部の少なくとも一部を前記第１の環状部に接続するための第１の組み立て装置と、
    筒体と前記筒体に接続される蓋体を含むハウジングであって、前記筒体が前記蓋体から離れる一端に開口を有し、前記蓋体に電極引出孔が設けられているハウジングを提供するための第３の提供装置と、
    前記電極組立体と前記電極端子を前記ハウジング内に取り付け、且つ前記柱状部が前記電極引出孔を経由して前記蓋体の外部まで延出するようにするための第２の組み立て装置と、
    蓋板を提供し、前記筒体の開口を閉塞するように、前記蓋板を前記筒体に接続するための第４の提供装置と、を含み、
    前記筒体は、前記電極組立体の外周を囲んで設けられ、前記中心軸線は、第１の方向に沿って延伸するとともに、前記電極引出孔を経由し、前記第１の環状部は、前記蓋体と対向して設けられ、且つ、前記第１の環状部の前記第１の方向への投影は、前記電極引出孔の前記第１の方向への投影と重ならず、前記第１の接続部の少なくとも一部は、前記蓋体と前記第１の環状部の間に位置するとともに前記第１の環状部に接続される電池セルの製造システム。
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