特許 7015915 電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-26

(45)【発行日】2022-02-03

(54)【発明の名称】電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20220127BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20220127BHJP

   H01M 50/102 20210101ALI20220127BHJP

   H01M 50/119 20210101ALI20220127BHJP

   H01M 50/147 20210101ALI20220127BHJP

   H01M 50/159 20210101ALI20220127BHJP

   H01M 50/548 20210101ALI20220127BHJP

   H01M 50/55 20210101ALI20220127BHJP

【ＦＩ】

H01M10/04 W

H01M10/0587

H01M50/102

H01M50/119

H01M50/147

H01M50/159

H01M50/548

H01M50/55

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020518534

(86)(22)【出願日】2020-03-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-09-09

(86)【国際出願番号】 CN2020079727

(87)【国際公開番号】W WO2020215927

(87)【国際公開日】2020-10-29

【審査請求日】2020-07-09

(31)【優先権主張番号】201920574787.0

(32)【優先日】2019-04-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】513054978

【氏名又は名称】寧徳新能源科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｎｉｎｇｄｅ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１ Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ， Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ， Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ， Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， ３５２１００， Ｐｅｏｐｌｅ’ｓ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】胡 ▲東▼▲閣▼

(72)【発明者】

【氏名】▲韓▼ 威▲風▼

(72)【発明者】

【氏名】▲劉▼ 彬

(72)【発明者】

【氏名】王 涛

【審査官】小川 進

(56)【参考文献】

【文献】特表２００２－５０６２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３０３４１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００１－１６７７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１８７５７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特許第４３７７５７０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】国際公開第２０１５／０５７６４３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－１５１１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第０１／０８２３９３（ＷＯ，Ａ２）

【文献】国際公開第２０１７／１７１４５９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０５８７

Ｈ０１Ｍ ５０／１０２

Ｈ０１Ｍ ５０／１１９

Ｈ０１Ｍ ５０／１４７

Ｈ０１Ｍ ５０／１５９

Ｈ０１Ｍ ５０／５４８

Ｈ０１Ｍ ５０／５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アーク表面及び前記アーク表面から延びる複数の側壁を有するアーク金属ケースと、
アーク金属板と、
アーク電極アセンブリと、を含み、
前記アーク電極アセンブリは、前記アーク金属ケースと前記アーク金属板の間に設置され、
粘着の方法により、前記アーク電極アセンブリを前記アーク金属ケースの中に固定して設置し、
前記複数の側壁は、前記アーク金属板と接合することによって、前記アーク電極アセンブリが前記アーク金属ケースと前記アーク金属板の間に密封され、
前記アーク電極アセンブリは、巻回構造であり、前記アーク電極アセンブリは、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板の間に設置されている隔離膜とを含み、前記正極板の中部には、正極耳が設置され、前記負極板の中部には、負極耳が設置されることを特徴とする電池。

【請求項2】

前記複数の側壁は、第一のフランジを含み、前記アーク金属板は、第二のフランジを含み、前記複数の側壁は、前記第一のフランジにより前記第二のフランジと接合することを特徴とする請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記複数の側壁は、第一の辺と、前記第一の辺と隣接する第二の辺と、前記第一の辺に対向する第三の辺と、前記第二の辺に対向する第四の辺とを含むことを特徴とする請求項１に記載の電池。

【請求項4】

前記第一の辺と前記第三の辺は、水平辺であり、前記第二の辺と前記第四の辺は、アーク辺であることを特徴とする請求項３に記載の電池。

【請求項5】

前記第一の辺、前記第二の辺、前記第三の辺及び前記第四の辺は、何れも水平辺であることを特徴とする請求項３に記載の電池。

【請求項6】

前記アーク電極アセンブリは、溝部を含み、又は、段差が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電池。

【請求項7】

前記アーク電極アセンブリ及び前記アーク金属ケースは、同じ曲率半径を有し、前記曲率半径は、８ｍｍより大きいことを特徴とする請求項１に記載の電池。

【請求項8】

前記アーク電極アセンブリは、巻回構造であり、前記アーク電極アセンブリは、複数の正極耳と、複数の負極耳とを含むことを特徴とする請求項１に記載の電池。

【請求項9】

前記複数の側壁の中の１つは、前記正極耳と電気的に接続する第一の電極端子と、前記負極耳と電気的に接続する第二の電極端子とを有することを特徴とする請求項８に記載の電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願の実施例は、電気化学装置技術分野に関し、特に、電池に関する。

【背景技術】

【0002】

以下の説明及び実例は、当該章節に含まれているからと言って、従来技術であると見なされるべきではない。

【0003】

四角形のリチウムイオン電池は、現在最も使われる二次リチウムイオン電池である。それは、携帯電話、タブレットコンピュータ等のモバイル電子装置によく使われている。近年、ウェアラブルデバイスに対するニーズが多くなることに伴い、一定の曲率を有するアーク電池で人間工学の特性の要求を満たすことによって、デバイスの空間利用率を更に高め、電池のエネルギーを高める必要がある。

【0004】

現在、従来のアーク電池は、電極アセンブリの溶接がとても難しく、組み立てる際に電極アセンブリに接触しやすく、特定の形状の電極アセンブリをアーク形状のケースに入れにくい等の問題がある。よって、上述した問題を解決するために、従来のアーク電池を改良する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本願の目的の１つは、従来技術のアーク電池の構造を改良し、従来技術のアーク電池にある様々な問題を有効的に解決した電池を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本願の幾つかの実施例は、アークの表面及びアークの表面から延びる複数の側壁を有するアーク金属ケースと、アーク金属板と、アーク金属ケースとアーク金属板の間に設置されているアーク電極アセンブリとを含む電池を提供する。なお、複数の側壁は、アーク金属板と接合することによって、アーク電極アセンブリがアーク金属ケースとアーク金属板の間に密封される。

【0007】

本願は、アーク金属ケースを設置することによって、電子デバイスの内部空間に適応し、電池のエネルギー密度を高めることができる。アーク金属ケースは、アークの表面及びアークの表面から延びる複数の側壁を有し、複数の側壁は、アーク金属板と接合することによって、アーク電極アセンブリがアーク金属ケースとアーク金属板の間に密封される。よって、電池の製造工程の難しさを大幅に低減し、異なる構造や形のアーク電極アセンブリをアーク金属ケースの中に入れる際により便利でスムーズになるとともに、電池のエネルギー密度を高めることができる。

【0008】

本願の幾つかの実施例により、複数の側壁は、第一のフランジを含み、アーク金属板は、第二のフランジを含み、複数の側壁は、第一のフランジによって、アーク金属板の前記第二のフランジと接合する。

【0009】

本願の幾つかの実施例により、複数の側壁は、第一の辺と、第一の辺と隣接する第二の辺と、第一の辺に対向する第三の辺と、第二の辺に対向する第四の辺とを含む。

【0010】

本願の幾つかの実施例により、第一の辺と第三の辺は、水平辺であり、第二の辺と第四の辺は、アーク辺である。

【0011】

本願の幾つかの実施例により、第一の辺、第二の辺、第三の辺及び第四の辺は、何れも水平辺である。

【0012】

本願の幾つかの実施例により、アーク電極アセンブリは、溝部を含み、又は、段差が形成されている。

【0013】

本願の幾つかの実施例により、アーク電極アセンブリ及びアーク金属ケースは、同じ曲率半径を有し、曲率半径は、８ｍｍより大きい。

【0014】

本願の幾つかの実施例により、アーク電極アセンブリは、巻回構造であり、アーク電極アセンブリは、正極板と、負極板と、正極板と負極板の間に設置されている隔離膜とを含む。正極板の中部には、正極耳が設置され、負極板の中部には、負極耳が設置されている。

【0015】

本願の幾つかの実施例により、アーク電極アセンブリは、巻回構造であり、アーク電極アセンブリは、複数の正極耳と、複数の負極耳とを含む。

【0016】

本願の幾つかの実施例により、複数の側壁の中の１つは、正極耳と電気的に接続する第一の電極端子と、負極耳と電気的に接続する第二の電極端子とを有する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

本願の実施例を記述しやすくするために、以下、本願の実施例及び従来技術を記述するために必要とする図面を簡単に説明する。当然ながら、後述において記述した図面は、本願の一部の実施例に過ぎない。当業者にとっては、創造性のある労働を必要とせず、これらの図面に示された構造に基づいて他の実施例の図面を獲得することができる。

【図1】本願の幾つかの実施例による電池の構造模式図である。

【図2】図１に示される電池の分解構造模式図である。

【図3】本願の他の幾つかの実施例による電池の分解構造模式図である。

【図4】本願の他の幾つかの実施例によるアーク金属ケースの構造模式図である。

【図5】本願の他の幾つかの実施例によるアーク金属板の構造模式図である。

【図6】本願の他の幾つかの実施例による電池の構造模式図である。

【図7】本願の他の幾つかの実施例によるアーク電極アセンブリの構造模式図である。

【図8】本願の他の幾つかの実施例によるアーク電極アセンブリの構造模式図である。

【図9】本願の他の幾つかの実施例によるアーク電極アセンブリの構造模式図である。

【図10】本願の他の幾つかの実施例によるアーク電極アセンブリの構造模式図である。

【図11】本願の他の幾つかの実施例による巻回式アーク電極アセンブリの極耳が極板の中央に位置する模式図である。

【図12】本願の他の幾つかの実施例による巻回式アーク電極アセンブリの多重極耳の構造模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本願の実施例は、後述において詳しく記載する。本願の明細書の全文においては、同じ又は類似するアセンブリ及び同じ又は類似する機能を有するアセンブリは、類似する図面符号で示されている。ここで記載されている図面に関する実施例は、説明し、図示するためのものであり、本願の基本を理解するために用いられる。本願の実施例は、本願に対する制限として解釈されるべきではない。

【0019】

本明細書においては、特別の指定又は限定を除き、「アーク長方向の」、「中央の」、「縦方向の」、「横方向の」、「前方の」、「後方の」、「右方向の」、「左方向の」、「内部の」、「外部の」、「比較的低い」、「比較的高い」、「水平の」、「垂直の」、「より高い」、「より低い」、「上方の」、「下方の」、「頂部の」、「底部の」のような相対性のある用語及びその派生した用語（例えば、「水平的に」、「下へ」、「上へ」等）は、討論における記載又は図面における記載において引用される方向であると解釈されるべきである。これらの相対性のある用語は、記載をしやすくするために用いられ、本願を特定の方向で構築又は操作することが求められているわけではない。

【0020】

また、本文書において範囲の形で量、比及び他の値を表す場合がある。これらの範囲の形は、便利さ及び簡潔さのためであり、柔軟に理解すべきであり、範囲の制限を明確に指定する値を含む他、当該範囲内に含まれる全ての各々の値又はサブ範囲を含み、それぞれの値及びサブ範囲を明確に指定することと同じである。

【0021】

本文書に用いられている用語「約」は、小さい変化を記述し、説明するために用いられる。イベント又は状況と組み合わせて使用する際に、前記用語は、イベント又は状況において正確に発生した例及びイベント又は状況において類似的に発生した例を指しても良い。例を挙げると、値と組み合わせて使用する際に、用語は、前記値の±１０％以下の変化範囲を指してもよく、例えば、±５％以下、±４％以下、±３％以下、±２％以下、±１％以下、±０．５％以下、±０．１％以下又は±０．０５％以下であっても良いことが理解されたい。また、本文書において範囲の形で量、比及び他の値を示す場合がある。これらの範囲の形は、便利さ及び簡潔さのためであり、柔軟に理解すべきであり、範囲の制限を明確に指定する値を含む他、当該範囲内に含まれる全ての各々の値又はサブ範囲を含み、それぞれの値及びサブ範囲を明確に指定することと同じである。

【0022】

図１は、本願の幾つかの実施例による電池の構造模式図である。図２は、図１に示される電池の分解構造模式図である。

【0023】

図１及び図２に示すように、電池は、アーク金属ケース１０と、アーク金属板１４と、アーク金属ケース１０とアーク金属板１４の間に位置するアーク電極アセンブリ１２とを含む。アーク金属ケース１０は、１つのアーク面（アーク表面）１０１及び当該アーク面１０１から延びる複数の側壁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄを有する。アーク金属ケース１０のアーク面１０１及び当該アーク面１０１から延びる複数の側壁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄは、アーク金属ケース１０の厚さの方向に沿う開口１０３を共同で形成する。前記厚さの方向は、図２においてアルファベットＡで示される双方向矢印の方向を表している。アーク電極アセンブリ１２及びアーク電極アセンブリ１２の前端部に位置する極耳１２１及び１２２は、何れも開口１０３の中に設置されている。極耳１２１及び１２２は、それぞれ正極耳及び負極耳であっても良い。しかしながら、正極耳及び負極耳は、実際のニーズに基づいて設定することができ、これに制限されない。例えば、極耳１２１は、負極耳であっても良く、極耳１２２は、正極耳であっても良い。開口１０３の中に位置するアーク電極アセンブリ１２が、落下又は衝撃等の状況が生じる際に、アーク金属ケース１０とぶつかることによって、アーク電極アセンブリ１２が壊れることを防ぐために、本願の幾つかの実施例においては、粘着の方法により、アーク電極アセンブリ１２をアーク金属ケース１０の開口１０３の中に固定して設置する。前記粘着の方法は、接着剤又は両面テープ等により実現することができるが、これに限らない。アーク電極アセンブリ１２の上方が更にアーク金属板１４に覆われている。アーク金属板１４は、アーク金属ケース１０の複数の側壁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄと接合することによって、アーク電極アセンブリ１２がアーク金属ケース１０とアーク金属板１４の間に密封される。具体的には、溶接（例えば、レーザー溶接）の方法により、アーク金属板１４と複数の側壁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄを接合することができるが、これに限らない。極耳１２１及び１２２とアーク電極アセンブリ１２も、溶接（例えば、レーザー溶接）の方法により接合することができるが、これに限らない。

【0024】

図１及び図２においては、４つの側壁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄを有するアーク金属ケース１０を示しているが、側壁は、アーク金属ケース１０のアーク面１０１と１つの開口１０３を形成することさえできれば、当業者は、実際のニーズに基づいて任意の複数の数の側壁を設置することができ、４つの側壁に限らないことが理解されたい。相応的には、アーク金属板１４の構造は、アーク金属ケース１０の構造の変化に伴って変化することによって、アーク電極アセンブリ１２をアーク金属ケース１０とアーク金属板１４の間に密封することができる。

【0025】

また、複数の側壁１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ及び１０２ｄは、アーク金属ケース１０の開口１０３の方向においてそれぞれ４つの対応する辺を有し、即ち、第一の辺１０４ａ、第一の辺１０４ａと隣接する第二の辺１０４ｂ、第一の辺１０４ａに対向する第三の辺１０４ｃ及び第二の辺１０４ｂに対向する第四の辺１０４ｄである。図２に示すように、第二の辺１０４ｂと第四の辺１０４ｄは、何れも水平辺であり、第一の辺１０４ａと第三の辺１０４ｃは、何れもアーク辺である。しかしながら、本願の他の幾つかの実施例においては、第一の辺１０４ａ、第二の辺１０４ｂ、第三の辺１０４ｃ及び第四の辺１０４ｄは何れも水平辺であっても良い。

【0026】

アーク金属ケース１０とアーク金属板１４の材料は、鋼、アルミウルム又は他の金属又は合金であっても良い。アーク金属ケース１０とアーク電極アセンブリ１２は、何れも一定の曲率を有する。好ましくは、アーク金属ケース１０とアーク電極アセンブリ１２のアーク面の曲率半径は、８ｍｍより大きい任意の曲率半径であっても良い。

【0027】

また、アーク金属ケース１０は、端子１０５及び１０６と防爆バルブ１０８を更に含む。端子１０５及び１０６は、側壁１０２ａ上に位置し、開口１０３の中に設置されている極耳１２１及１２２とそれぞれ溶接（例えば、レーザー溶接）の方法により電気的に接続するが、この方法に限らない。正極耳１２１及負極耳１２２と対応するように、端子１０５及び１０６は、それぞれ正極端子及び負極端子であっても良い。しかしながら、正極端子及び負極端子に対する具体的な設定は、極耳１２１及１２２の設定状況に基づいて決めることができるが、これに限らない。端子１０５及び１０６は、それぞれ外部回路の正負極と接続することによって、端子１０５及び１０６とそれぞれ電気的に接続する極耳１２１及び極耳１２２により、アーク電極アセンブリ１２が外部回路に電気的に接続される。防爆バルブ１０８は、アーク金属ケース１０の開口１０３において発生した気体を放出するために用いられる。図１及び図２に示すように、端子１０５及び１０６の周囲には、それぞれ絶縁密封部材１０９及び１１０が設置されている。絶縁密封部材１０９及び１１０は、次の役割を果たしており、即ち、端子１０５及び１０６のそれぞれを、アーク金属ケース１０の側壁１０２ａと電気的に絶縁させる同時に、外部の液体が側壁１０２ａと端子１０５または１０６の間の隙間を通ってアーク金属ケース１０の開口１０３の中に入ることを防ぐことができる。絶縁密封部材１０９及び１１０は、任意の絶縁材料であっても良く、例えば、プラスティック、ゴム等である。

【0028】

図３は、本願の他の幾つかの実施例による電池の分解構造模式図である。図３に示される電池は、図１及び図２に示される電池とほぼ同じであり、その違いは、極耳１２１及び１２２の位置である。図３に示すように、極耳１２２は、相変わらずアーク電極アセンブリ１２の前端部にあるが、極耳１２１は、アーク電極アセンブリ１２の後端部にある。相応的には、端子１０６は、相変わらずアーク金属ケース１０の側壁１０２ａに設置されているが、端子１０５は、アーク金属ケース１０の側壁１０２ｃに設置されている。

【0029】

また、本願の他の幾つかの実施例においては、極耳１２１及び１２２は、アーク電極アセンブリ１２の後端部（図示せず）に共に設置することができ、極耳１２１及び１２２の位置に基づいて端子１０５及び１０６の位置を適切に修正し、アーク金属ケース１０の側壁１０２ｄに位置させることができる。

【0030】

図４は、本願の他の幾つかの実施例によるアーク金属ケースの構造模式図である。図５は、本願の他の幾つかの実施例によるアーク金属板の構造模式図である。図６は、本願の他の幾つかの実施例による電池の構造模式図である。

【0031】

図４～図６に示されている電池、アーク金属ケース４０及びアーク金属板４４の構造は、図１及び図２に示されている構造とほぼ同じであるが、図４～図６に示されている電池、アーク金属ケース４０及びアーク金属板４４は、アーク金属ケース４０の側壁４０２ｂ及び４０２ｄ上にフランジ４６ｂ及び４６ｄがそれぞれ設置されており、アーク金属板４４の相応的な位置には、それぞれフランジ４８ｂ及び４８ｄが設置されているということにのみ違いがある。アーク金属ケース４０の側壁４０２ｂ及び４０２ｄ上のフランジ４６ｂ及び４６ｄは、それぞれアーク金属板４４上のフランジ４８ｂ及び４８ｄと溶接（例えば、レーザー溶接）の方法によりマッチングし接合することによって、アーク電極アセンブリ１２をアーク金属ケース４０とアーク金属板４４の間により効率的に密封することができる。図４～図６においては、２つのフランジ４６ｂ及び４６ｄを有するアーク金属ケース４０及び２つの対応するフランジ４８ｂ及び４８ｄを有するアーク金属板４４を示しているが、フランジ４６ｂ、４６ｄ、フランジ４８ｂ及び４８ｄは、必ずしも必須ではなく、フランジの具体的な数も任意に設置することができることが理解されたい。例えば、図１及び図２に示すように、如何なるフランジを設置しなくても良く、又は、アーク金属ケース４０の４つの側壁上及びアーク金属板の４つの辺には、共に対応的にフランジ等を設置する等の方法を採用しても良い。

【0032】

図６に示されている電池のフランジ４６ｂ、４６ｄ、４８ｂ及び４８ｄに対して縁取り処理を行うと、図１に示されている電池構造を獲得する。好ましくは、アーク電極アセンブリ１２を十分に密封するという目的を実現するために、図６に示されている電池のフランジに対して縁取りを行い、約０．５ｍｍ～３ｍｍのフランジだけを残せばよい。

【0033】

図７～図１０は、本願の他の幾つかの実施例によるアーク電極アセンブリの構造模式図である。本願の図２～図３に示されているのは、何れも一セグメントの完全なアーク面を有するアーク電極アセンブリ１２である。しかしながら、本願の幾つかの実施例により、アーク電極アセンブリは、他の構造の形であっても良い。例えば、アーク電極アセンブリは、一部の領域がアーク面の方向において溝部構造を有する又は不規則な突出構造を有する二次元異型アーク電極アセンブリであっても良い。図７に示すように、アーク電極アセンブリ１２は、アーク面の方向の中央位置に溝部構造５２が存在している。図８に示すように、アーク電極アセンブリ１２は、アーク面の方向の右側位置に溝部構造５４が存在している。図７及び図８に示されている位置以外に、溝部構造は、アーク電極アセンブリ１２の他の位置に位置しても良く、これに限らない。また、アーク電極アセンブリ１２は、厚さの方向に局部の不規則な突出部分を有する三次元異型アーク電極アセンブリであっても良い。図９及び図１０に示すように、アーク電極アセンブリ１２がアーク面において部分的に積層されて段差を有する階段状構造６２／６４が形成されている。

【0034】

本願の幾つかの実施例においては、アーク電極アセンブリは、正極材料を含む正極板と、負極材料を含む負極板と、正極板と負極板の間に設置されている隔離膜とを含む。正極板と負極板は、金属材料で作られても良く、例えば、銅箔又はアルミ箔等であるが、これに限らない。

【0035】

本願のアーク電極アセンブリは、当業者が知っている伝統的な方法で作られても良い。例を挙げると、本願の幾つかの実施例においては、正極板、隔離膜、負極板を順に巻回し又は積層することにより、前記アーク電極アセンブリを作る。

【0036】

図１１は、本願の他の幾つかの実施例による巻回式アーク電極アセンブリの極耳が極板の中央に位置する模式図である。図１１に示すように、巻回式アーク電極アセンブリは、正極板７２の中部に正極耳７２２が設置され、負極板７４の中部に負極耳７４２が設置されている。このような極耳の設置方法は、アーク電極アセンブリの抵抗を有効的に低下させることができるので、迅速に充電する能力を高め、温度の上昇を下げることができる。

【0037】

図１２は、本願の他の幾つかの実施例による巻回式アーク電極アセンブリの多重極耳の構造模式図である。図１２に示すように、巻回式アーク電極アセンブリの正極板８２と負極板８４上には、それぞれ複数の極耳８２２及び８４２が設置されている。具体的には、正極板８２を一周巻回する度に、複数の極耳８２２のうちの１つの極耳８２２を保ち、負極板８４を一周巻回する度に、複数の極耳８４２のうちの１つの極耳８４２を保つことをする。図１１に示されている巻回式アーク電極アセンブリの構造の作用に類似するように、図１２に示されているような極耳の設置方法では、同じくアーク電極アセンブリの抵抗を低下させることができるので、迅速に充電する能力を高め、温度の上昇を下げることができる。

【0038】

本願は、アーク金属ケースの厚さの方向に開口を設置することにより、完全なアーク面を有するアーク電極アセンブリと、図７～図１０に示されている二次元異型アーク電極アセンブリ及び三次元アーク電極アセンブリのそれぞれをアーク金属ケースに容易に水平に置くことができるので、電池の製造工程の難しさを大幅に低下し、アーク電極アセンブリの置く位置をより正確に制御することもできる。図７～図１０に示されている二次元異型アーク電極アセンブリ及び三次元アーク電極アセンブリにとっては、電池の空間構造とより良くマッチングさせることもでき、電池の空間利用率を高め、電池のエネルギー密度を高めることができる。

【0039】

また、前記アーク電極アセンブリにおいては、正極板は、リチウム（Ｌｉ）を吸収し、放出することができる正極材料（後述においては、「リチウムＬｉを吸収／放出することができる正極材料」と呼ばれる場合がある）を含む。リチウムＬｉを吸収／放出することができる正極材料の例としては、コバルト酸リチウム、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム、ニッケルコバルトアルミ酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸マンガン鉄リチウム、リン酸バナジウムリチウム、リン酸バナジルリチウム（Ｌｉｔｈｉｕｍ ｖａｎａｄｙｌ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、リン酸鉄リチウム、チタン酸リチウムおよびリチウムリッチマンガン系素材の中の一種類又は多種類を含んでも良い。

【0040】

前記正極材料においては、コバルト酸リチウムの化学式は、ＬｉｘＣｏａＭ１ｂＯ_２－ｃであっても良く、なお、Ｍ１は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、錫（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びシリコン（Ｓｉ）の中から選択された少なくとも一種類を表し、ｘ、ａ、ｂ及びｃは、それぞれ以下の範囲内にあり、即ち、０．８≦ｘ≦１．２、０．８≦ａ≦１、０≦ｂ≦０．２、－０．１≦ｃ≦０．２である。

【0041】

前記正極材料においては、ニッケルコバルトマンガン酸リチウムまたはニッケルコバルトアルミ酸リチウムの化学式は、ＬｉｙＮｉｄＭ２ｅＯ_２－ｆであっても良く、なお、Ｍ２は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、錫（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びシリコン（Ｓｉ）の中から選択された少なくとも一種類を表し、ｙ、ｄ、ｅ及びｆは、それぞれ以下の範囲内にあり、即ち、０．８≦ｙ≦１．２、０．３≦ｄ≦０．９８、０．０２≦ｅ≦０．７、－０．１≦ｆ≦０．２である。

【0042】

前記正極材料においては、マンガン酸リチウムの化学式は、ＬｉｚＭｎ_２－ｇＭ３ｇＯ_４－ｈであり、なお、Ｍ３は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、錫（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びタングステン（Ｗ）の中から選択された少なくとも一種類を表し、ｚ、ｇ及びｈは、それぞれ以下の範囲内にあり、即ち、０．８≦ｚ≦１．２、０≦ｇ≦１．０、－０．２≦ｈ≦０．２である。

【0043】

負極板は、リチウム（Ｌｉ）を吸収し、放出することができる負極材料（後述においては、「リチウムＬｉを吸収／放出することができる負極材料」と呼ばれる場合がある）を含む。リチウム（Ｌｉ）を吸収／放出することができる負極材料の例としては、炭素材料、金属化合物、酸化物、硫化物、ＬｉＮ_３のようなリチウムの窒化物、リチウム金属、リチウムと共に合金を形成する金属及びポリマー材料を含んでも良い。

【0044】

炭素材料の例としては、低黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、人造黒鉛、天然黒鉛、メソカーボンミクロスフェア、ソフトカーボン、ハードカーボン、熱分解炭素、コークス、ガラス状炭素、有機高分子化合物焼結体、炭素繊維及び活性炭を含んでも良い。なお、コークスは、アスファルトコークス、ニードルコークス及び石油コークスを含んでも良い。有機高分子化合物焼結体は、適切な温度でフェノールプラスチックまたはフラン樹脂のようなポリマー材料をか焼（かしょう）して炭化させて得られた材料を指し、これらの材料の中の幾つかを低黒鉛化炭素または易黒鉛化炭素に分ける。ポリマー材料の例としては、ポリアセチレン及びポリピロールを含んでも良い。

【0045】

また、リチウム（Ｌｉ）を吸収／放出することができる負極材料は、単体リチウム金属、リチウム（Ｌｉ）と共に合金を形成することができる金属元素及び半金属元素、これらの元素を含む合金及び化合物等を含んでも良い。例えば、これらを炭化材料と一緒に使用し、なぜならば、このような場合、良好な循環特性及び高いエネルギー密度を獲得することができるからである。二種類又は多種類の金属元素を含む合金以外に、ここで使用される合金は、一種類又は多種類の金属元素及び一種類又は多種類の半金属元素を含む合金を更に含む。当該合金は、以下の状態の固溶体、共晶結晶体（共融混合物）、金属間化合物及びその混合物であっても良い。

【0046】

金属元素及び半金属元素の例としては、錫（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、インジウム（Ｉｎ）、シリコン（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジスプロシウム（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ素（Ａｓ）、銀（Ａｇ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）及びハフ二ウム（Ｈｆ）を含んでも良い。上述した合金及び化合物の例としては、化学式のＭａｓＭｂｔＬｉｕを有する材料及び化学式のＭａｐＭｃｑＭｄｒを有する材料を含んでも良い。これらの化学式においては、Ｍａは、リチウムと共に合金を形成することができる金属元素及び半金属元素の中の少なくとも１つの元素を表し、Ｍｂは、リチウム及びＭａ以外の金属元素及び半金属元素の中の少なくとも１つの元素を表し、Ｍｃは、非金属元素の中の少なくとも１つの元素を表し、Ｍｄは、Ｍａ以外の金属元素及び半金属元素の中の少なくとも１つの元素を表し、ｓ、ｔ、ｕ、ｐ、ｑ及びｒは、ｓ＞０、ｔ≧０、ｕ≧０、ｐ＞０、ｑ＞０及びｒ≧０を満たしている。

【0047】

また、負極においてリチウム（Ｌｉ）を含まない無機化合物を使用しても良く、例えば、ＭｎＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ_６Ｏ_１３、ＮｉＳ及びＭｏｓである。

【0048】

本願の幾つかの実施例の隔離膜は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド及びアラミドの中の少なくとも一種類を含むが、これらに限らない。例を挙げると、ポリエチレンは、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び超高分子量ポリエチレンの中から選択された少なくとも１つのコンポーネントを含む。特に、ポリエチレンとポリプロピレンは、ショートを防止するのに良好な作用を有し、シャットダウン効果により電池の安定性を改善することができる。

【0049】

前記隔離膜の表面は、前記隔離膜の少なくとも１つの表面に設置されている多孔質層を更に含んでも良く、前記多孔質層は、無機粒子及び接着剤を含み、前記無機粒子は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、二酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、炭化珪素（ＳｉＣ）、ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び硫酸バリウムからなる群より選択される一種類又は多種類の組み合わせである。前記接着剤は、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリビニルピロリドン、ポリエチレン エーテル、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン及びポリヘキサフルオロプロピレンからなる群より選択される一種類又は多種類の組み合わせである。

【0050】

前記多孔質層は、前記隔離膜の耐熱性、耐酸化性及び電解液の浸潤性を高め、前記隔離膜と正極板又は負極板の間の接着性を強化することができる。

【0051】

上述した説明において幾つかの実施例の特徴を要点として整理したので、当業者は、本願の様々な方面をより理解することができる。当業者は、容易に本願をベースとし、他の組み合わせ物をデザイン又は修正することで、ここの本願の実施例と同じ目的を実現し、及び／又は、同じメリットに達することができる。当業者は、これらの均等の例が本願の精神及び範囲から逸脱しておらず、本願に対して様々な変更、置換え及び修正は、本願の精神及び範囲から逸脱しないことが理解されたい。本文書に記載の方法は、具体的な順序で行われる具体的な操作で説明したが、本願の教示から逸脱しない限り、これらの操作を組み合わせたり、細かく分けたり、新たに順序づけたりすることで等価の方法を形成することができることが理解されたい。故に、本文書において特に指示しない限り、操作の順序及びグループ分けは、本願に対する制限ではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】