特許 7430807 電池セル、電池、電池セルの製造方法及び装置

(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】2024-02-02

(45)【発行日】2024-02-13

(54)【発明の名称】電池セル、電池、電池セルの製造方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/166 20210101AFI20240205BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20240205BHJP

   H01M 50/15 20210101ALI20240205BHJP

   H01M 50/107 20210101ALI20240205BHJP

   H01M 50/152 20210101ALI20240205BHJP

   H01M 50/586 20210101ALI20240205BHJP

   H01M 50/593 20210101ALI20240205BHJP

   H01M 50/119 20210101ALI20240205BHJP

   H01M 50/134 20210101ALI20240205BHJP

   H01M 50/505 20210101ALI20240205BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20240205BHJP

   H01M 50/213 20210101ALI20240205BHJP

【ＦＩ】

H01M50/166

H01M50/103

H01M50/15

H01M50/107

H01M50/152

H01M50/586

H01M50/593

H01M50/119

H01M50/134

H01M50/505

H01M50/209

H01M50/213

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2022544092

(86)(22)【出願日】2020-08-17

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-03-30

(86)【国際出願番号】 CN2020109654

(87)【国際公開番号】W WO2022036531

(87)【国際公開日】2022-02-24

【審査請求日】2022-07-20

(73)【特許権者】

【識別番号】513196256

【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】呉寧生

(72)【発明者】

【氏名】▲シン▼承友

(72)【発明者】

【氏名】王鵬

(72)【発明者】

【氏名】梁成都

(72)【発明者】

【氏名】李全坤

(72)【発明者】

【氏名】康文竜

(72)【発明者】

【氏名】姜玲燕

(72)【発明者】

【氏名】解偉淦

【審査官】小森 利永子

(56)【参考文献】

【文献】特表２００８－５０２１２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５１２６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０８３１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２２５８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０８２３１７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０９６５８２４２（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－０２３９７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／０９３９６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２０９６５８２４６（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－０９３２５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／１０３－５０／１９８

Ｈ０１Ｍ ５０／５０５－５０／５９３

Ｈ０１Ｍ ５０／２０９

Ｈ０１Ｍ ５０／２１３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ケースと端部カバー組立体とを含み、
前記ケースは、中空形状であり、且つ開口を有し、
前記端部カバー組立体は、端部カバー及び絶縁部材を含み、前記端部カバーは前記ケースの開口を接続し、且つ少なくとも一部が前記ケース内に挿入され、前記端部カバーの前記ケース内に挿入された部分は端面及び第１の側面を有し、前記端面が前記端部カバーの挿入方向と実質的に垂直であり、前記第１の側面が前記端面の周辺に沿って分布し、且つ前記ケースの内壁面と対向し、前記内壁面は前記端部カバーの挿入方向と実質的に平行であり、前記端面が前記第１の側面と交差し且つ第１のエッジを形成しており、
前記絶縁部材は、前記端面に接続され、前記絶縁部材は第１の方向に沿って前記内壁面へ延びて前記第１のエッジを超えており、前記第１の方向は、前記端部カバーの挿入方向と垂直であり、且つ前記内壁面に向かう方向であり、
前記絶縁部材は、前記内壁面と実質的に平行であり、前記第１の方向に沿って前記第１のエッジと前記内壁面との間に位置する第２の側面を含み、
前記第１の側面は、第１の表面及び第２の表面を含み、前記第１の表面は前記内壁面と実質的に平行であり、前記第２の表面は前記第１の表面と前記端面とを接続しており、且つ前記第１の表面に対して前記内壁面から離れる方向に傾斜して面取り面を形成しており、
前記第２の表面は、前記端面と交差し且つ前記第１のエッジを形成し、前記第２の表面は前記第１の表面と交差し且つ第２のエッジを形成し、前記第２のエッジは前記第１のエッジと前記内壁面との間に位置していることを特徴とする電池セル。

【請求項2】

前記第２の側面は、前記第１の方向に沿って前記第２のエッジと前記内壁面との間に位置していることを特徴とする請求項１に記載の電池セル。

【請求項3】

前記第２の側面は、前記第１のエッジと前記第２のエッジとの間に位置していることを特徴とする請求項１に記載の電池セル。

【請求項4】

前記絶縁部材は、前記第２の側面に接続された第３の側面を含み、前記第３の側面は、前記第２の側面の前記端面から離れた端部に接続され、且つ前記第２の側面に対して前記内壁面から離れる方向に傾斜して面取り面を形成していることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の電池セル。

【請求項5】

前記絶縁部材は、互いに接続された固定部及び側部を含み、前記固定部は前記端面に接続され、前記側部は前記固定部の前記端面から離れた側に位置し且つ前記固定部の周辺に沿って分布し、前記第２の側面は前記側部の前記内壁面に対向する表面に位置していることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電池セル。

【請求項6】

前記側部と前記固定部との接続箇所に第２の凹部を有し、前記第２の凹部は前記内壁面に対向して設置され、且つ前記第２の凹部の開口は前記内壁面に向かっていることを特徴とする請求項５に記載の電池セル。

【請求項7】

前記第２の凹部の底壁は、前記第１のエッジの前記内壁面から離れた側に位置していることを特徴とする請求項６に記載の電池セル。

【請求項8】

前記端部カバーは、挿入部及び接続部を有し、前記挿入部は、前記ケース内に位置し、前記第１の側面は、前記挿入部の前記内壁面と対向する表面に位置し、前記接続部は、前記第１の方向に沿って前記挿入部を超えていることを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の電池セル。

【請求項9】

前記ケースは、金属材質であり、前記絶縁部材の硬度は前記ケースの硬度より小さいことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の電池セル。

【請求項10】

複数の請求項１～９のいずれか一項に記載の電池セルと、
前記複数の電池セルの電気的な接続を実現するためのバスバーと、
前記複数の電池セル及び前記バスバーを収容するための筐体と、を含むことを特徴とする電池。

【請求項11】

請求項１０に記載の電池を含む電力消費装置。

【請求項12】

中空形状であり、且つ開口を有するケースを供給することと、
端部カバー及び絶縁部材を含む端部カバー組立体を供給することと、
前記端部カバーの少なくとも一部を前記ケース内に挿入し、前記端部カバーは前記ケースの開口を接続し、前記端部カバーの前記ケース内に挿入された部分は端面及び第１の側面を有し、前記端面は前記端部カバーの挿入方向と実質的に垂直であり、前記第１の側面は前記端面の周辺に沿って分布し、且つ前記ケースの前記端部カバーの挿入方向に沿って延びる内壁面と対向し、前記端面は前記第１の側面と交差し且つ第１のエッジを形成することと、
前記絶縁部材を前記端面に接続し、前記絶縁部材の少なくとも一部は、前記端部カバーの挿入方向の垂直方向に沿って、前記第１のエッジと前記内壁面との間に位置することと、を含み、
前記絶縁部材は、前記内壁面と実質的に平行であり、前記端部カバーの挿入方向の垂直方向に沿って前記第１のエッジと前記内壁面との間に位置する第２の側面を含み、
前記第１の側面は、第１の表面及び第２の表面を含み、前記第１の表面は前記内壁面と実質的に平行であり、前記第２の表面は前記第１の表面と前記端面とを接続しており、且つ前記第１の表面に対して前記内壁面から離れる方向に傾斜して面取り面を形成しており、
前記第２の表面は、前記端面と交差し且つ前記第１のエッジを形成し、前記第２の表面は前記第１の表面と交差し且つ第２のエッジを形成し、前記第２のエッジは前記第１のエッジと前記内壁面との間に位置していることを特徴とする電池セルの製造方法。

【請求項13】

中空形状であり、且つ開口を有するケースを供給し、端部カバー及び絶縁部材を含む端部カバー組立体を供給する供給モジュールと、
前記端部カバーの少なくとも一部を前記ケース内に挿入し、前記端部カバーは前記ケースの開口を接続し、前記端部カバーの前記ケース内に挿入された部分は端面及び第１の側面を有し、前記端面は前記端部カバーの挿入方向と実質的に垂直であり、前記第１の側面は前記端面の周辺に沿って分布し、且つ前記ケースの前記端部カバーの挿入方向に沿って延びる内壁面と対向し、前記端面は前記第１の側面と交差し且つ第１のエッジを形成する取付モジュールと、を含み、
前記絶縁部材は、前記端面に接続され、前記絶縁部材の少なくとも一部は、前記端部カバーの挿入方向の垂直方向に沿って、前記第１のエッジと前記内壁面との間に位置し、
前記絶縁部材は、前記内壁面と実質的に平行であり、前記端部カバーの挿入方向の垂直方向に沿って前記第１のエッジと前記内壁面との間に位置する第２の側面を含み、
前記第１の側面は、第１の表面及び第２の表面を含み、前記第１の表面は前記内壁面と実質的に平行であり、前記第２の表面は前記第１の表面と前記端面とを接続しており、且つ前記第１の表面に対して前記内壁面から離れる方向に傾斜して面取り面を形成しており、
前記第２の表面は、前記端面と交差し且つ前記第１のエッジを形成し、前記第２の表面は前記第１の表面と交差し且つ第２のエッジを形成し、前記第２のエッジは前記第１のエッジと前記内壁面との間に位置していることを特徴とする電池セルの製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、エネルギー貯蔵部品の分野に関し、具体的には、電池セル、電池、電池セルの製造方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン電池は、体積が小さく、エネルギー密度が高く、電力密度が高く、循環使用回数が多く且つ貯蔵時間が長いなどの利点を有するので、いくつかの電子機器、電動交通機関、電動玩具及び電動デバイスに広く適用されている。例えば、携帯電話、ノートパソコン、電動スクーター、電気自動車、電気飛行機、電動船舶、電動玩具自動車、電動玩具船舶、電動玩具飛行機及び電動ツールなどに広く適用されている。

【0003】

リチウムイオン電池技術の発展に伴い、リチウムイオン電池の安全性能に対してより高い要求がある。従来のリチウムイオン電池の端部カバー組立体とケースとの組立過程において、両者の間に擦れることが発生しやすく、それにより金属糸又は金属粒子がリチウムイオン電池の内部に落ち込み、短絡のリスクが存在する。

【発明の概要】

【0004】

本願は、上記問題を解決するか又は上記問題の少なくとも一部を解決する電池セル、電池、電力消費装置、電池セルの製造方法及び装置を提供する。

【0005】

本願の第１の態様によれば、ケースと端部カバー組立体とを含む電池セルを提供し、
前記ケースは、中空形状であり、且つ開口を有し、
前記端部カバー組立体は、端部カバー及び絶縁部材を含み、端部カバーはケースの開口を接続し、且つ少なくとも一部がケース内に挿入され、端部カバーのケース内に挿入された部分は端面及び第１の側面を有し、端面が端部カバーの挿入方向と実質的に垂直であり、第１の側面が端面の周辺に沿って分布し、且つケースの内壁面と対向し、内壁面は端部カバーの挿入方向と実質的に平行であり、端面が第１の側面と交差し且つ第１のエッジを形成しており、
絶縁部材は、端面に接続され、絶縁部材は第１の方向に沿って内壁面へ延びて第１のエッジを超えており、前記第１の方向は、前記端部カバーの挿入方向と垂直であり、且つ前記内壁面に向かう方向である。

【0006】

本願の実施例の技術案において、絶縁部材は第１の方向に沿って内壁面へ延びて第１のエッジを超えており、端部カバーがケースに挿入される過程において、絶縁部材の第１のエッジと内壁面との間に位置する部分は第１のエッジより内壁面に近い。したがって、絶縁部材の第１のエッジと内壁面との間に位置する部分は内壁面と接触しやすく、ある程度で、第１のエッジとケースとの接触による金属糸を減少させ、電池セルの安全性能を向上させることができる。

【0007】

いくつかの実施例において、絶縁部材は、内壁面と実質的に平行であり、前記第１の方向に沿って第１のエッジと内壁面との間に位置する第２の側面を含む。このように、絶縁部材の体積を増加させることができ、絶縁部材が内壁面と接触する時に変形しない。

【0008】

いくつかの実施例において、第１の側面は、第１の表面及び第２の表面を含み、第１の表面は内壁面と実質的に平行であり、第２の表面は第１の表面と端面とを接続しており、且つ第１の表面に対して内壁面から離れる方向に傾斜して面取り面を形成している。このように、第２の表面と内壁面との間の隙間の各箇所の寸法は端部カバーの挿入方向に沿ってますます大きくなり、端部カバーをケース内部により容易に挿入する。

【0009】

いくつかの実施例において、第２の表面は、端面と交差し且つ第１のエッジを形成し、第２の表面は第１の表面と交差し且つ第２のエッジを形成し、第２のエッジは第１のエッジと内壁面との間に位置している。

【0010】

いくつかの実施例において、第２の側面は第２のエッジと内壁面との間に位置している。このように、端部カバーがケース内部に挿入される過程において、絶縁部材の第２の側面は第１のエッジと第２のエッジが内壁面を擦ることを同時に防止し、それにより金属糸の生成を回避することができる。

【0011】

いくつかの実施例において、第２の側面は第１のエッジと第２のエッジとの間に位置している。このように、ある程度で第１のエッジが内壁面を擦ることを防止することができると共に、第２の側面と内壁面との隙間寸法が十分に大きいことを保証することができ、それにより絶縁部材をケース内部に挿入しやすい。

【0012】

いくつかの実施例において、絶縁部材は、第２の側面に接続された第３の側面を含み、第３の側面は、第２の側面の端面から離れた端部に接続され、且つ第２の側面に対して内壁面から離れる方向に傾斜して面取り面を形成している。

【0013】

いくつかの実施例において、絶縁部材は、互いに接続された固定部及び側部を含み、固定部は端面に接続され、側部は固定部の端面から離れた側に位置し且つ固定部の周辺に沿って分布し、第２の側面は前記側部の前記内壁面に対向する表面に位置している。

【0014】

いくつかの実施例において、側部と固定部との接続箇所に第２の凹部を有し、第２の凹部は内壁面に対向して設置され、且つ第２の凹部の開口は内壁面に向かっている。

【0015】

いくつかの実施例において、第２の凹部の底壁は第１のエッジの内壁面から離れた側に位置している。このように、ある程度でガスの発生を減少させ、それにより溶接の強度を保証することができる。

【0016】

いくつかの実施例において、端部カバーは、挿入部及び接続部を有し、挿入部は、ケース内に位置し、第１の側面は、挿入部の内壁面と対向する表面に位置し、接続部は、前記第１の方向に沿って挿入部を超えている。

【0017】

いくつかの実施例において、ケースは金属材質であり、且つ絶縁部材の硬度はケースの硬度より小さい。

【0018】

本願の第２の態様によれば、
複数の上記実施例の電池セルと、
複数の電池セルの電気的な接続を実現するためのバスバーと、
複数の電池セル及びバスバーを収容するための筐体と、を含む電池を提供する。

【0019】

本願の第３の態様によれば、上記実施例の前記電池を含む電力消費装置を提供する。

【0020】

本願の第４の態様によれば、電池セルの製造方法を提供し、該方法は、
中空形状であり、且つ開口を有するケースを供給することと、
端部カバー及び絶縁部材を含む端部カバー組立体を供給することと、
端部カバーの少なくとも一部をケース内に挿入し、端部カバーはケースの開口を接続し、端部カバーのケース内に挿入された部分は端面及び第１の側面を有し、端面は端部カバーの挿入方向と実質的に垂直であり、第１の側面は端面の周辺に沿って分布し、且つケースの内壁面と対向し、内壁面は端部カバーの挿入方向と実質的に平行であり、端面は第１の側面と交差し且つ第１のエッジを形成することと、
絶縁部材を端面に接続し、絶縁部材は第１の方向に沿って内壁面へ延びて第１のエッジを超えており、第１の方向は、端部カバーの挿入方向と垂直であり、且つ内壁面に向かう方向であることと、を含む。

【0021】

本願の第５の態様によれば、供給モジュールと取付モジュールとを含む電池セルの製造装置を提供し、
供給モジュールは、中空形状であり、且つ開口を有するケースを供給し、端部カバー及び絶縁部材を含む端部カバー組立体を供給し、
取付モジュールは、端部カバーの少なくとも一部をケース内に挿入し、端部カバーはケースの開口を接続し、端部カバーのケース内に挿入された部分は端面及び第１の側面を有し、端面は端部カバーの挿入方向と実質的に垂直であり、第１の側面は端面の周辺に沿って分布し、且つケースの内壁面と対向し、内壁面は端部カバーの挿入方向と実質的に平行であり、端面は第１の側面と交差し且つ第１のエッジを形成し、
絶縁部材は、端面に接続され、絶縁部材は第１の方向に沿って内壁面へ延びて第１のエッジを超えており、第１の方向は端部カバーの挿入方向と垂直であり、且つ内壁面に向かう方向である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

ここで説明された図面は、本願のさらなる理解を提供し、本願の一部を構成する。本願の例示的な実施例及びその説明は本願を解釈し、本願を不当に限定するものではない。

【図1】本願の車両のいくつかの実施例を示す模式図である。

【図2】本願の電池のいくつかの実施例の構造を示す模式図である。

【図3】本願の電池モジュールのいくつかの実施例の構造を示す模式図である。

【図4】本願の電池セルのいくつかの実施例の構造を示す模式図である。

【図5】本願の電池セルの他の実施例の分解図である。

【図6】本願の電池セルのいくつかの実施例の断面図である。

【図7】図６に示すいくつかの実施例のＡ箇所の４種類の異なる構造の拡大模式図である。

【図8】図６に示すいくつかの実施例のＡ箇所の４種類の異なる構造の拡大模式図である。

【図9】図６に示すいくつかの実施例のＡ箇所の４種類の異なる構造の拡大模式図である。

【図10】図６に示すいくつかの実施例のＡ箇所の４種類の異なる構造の拡大模式図である。

【図11】本願の電池セルを製造する方法のいくつかの実施例の概略フローチャートである。

【図12】本願の電池セルを製造する装置のいくつかの実施例の概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本願の実施例の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下に本願の実施例における図面を参照しながら、本願の実施例における技術案を明確で、完全に説明する。明らかに、説明された実施例は本願の一部の実施例であり、全ての実施例ではない。本願における実施例に基づいて、当業者が創造的な労力を要さずに得る他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。

【0024】

別の定義がない限り、本明細書に使用される全ての技術及び科学用語は本願の技術分野に属する当業者が一般的に理解する意味と同じである。本明細書において、出願の明細書に使用される用語は具体的な実施例を説明するに過ぎず、本願を限定することを意図するものではない。本願の明細書及び特許請求の範囲と上記図面の説明における「含む」及び「備える」という用語とそれらの任意の変形は、排他的に含まれないことを意図する。本願の明細書及び特許請求の範囲又は上記図面における「第１」、「第２」等の用語は異なる対象を区別するためのものであり、特定の順序又は主従関係を説明するためのものではない。

【0025】

本明細書で言及された「実施例」は、実施例に基づき説明された特定の特徴、構造又は特性が本願の少なくとも一つの実施例に含まれることを意味する。明細書における各位置に該用語が記載されていることは、必ずしも同じ実施例を指すとは限らず、他の実施例と排他的で独立した又は候補的な実施例でもない。当業者であれば、本明細書に記載された実施例を他の実施例と組み合わせることができることを明示的且つ暗示的に理解することができる。

【0026】

本明細書における「及び／又は」という用語は、単に関連対象の関連関係を説明し、３種類の関係が存在することを示し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在することと、Ａ及びＢが共に存在することと、Ｂが単独で存在することとという三種類の状況を示す。また、本明細書における文字「／」は、一般的に、前後関連対象が「又は」の関係であることを示す。

【0027】

本願に現れた「複数」は、二つ以上（二つを含む）を指し、同様に、「複数組」は二組以上（二組を含む）を指し、「複数枚」は二枚以上（二枚を含む）を指す。

【0028】

本願の実施例に記載の電池セル及び電池は、いずれも電池を使用する様々な装置に適用され、例えば、携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、電動スクーター、電気自動車、船舶、航空機、電動玩具及び電動ツール等であり、例えば、航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙船等を含み、電動玩具は、固定式又は移動式の電動玩具、例えば、ゲーム機、電気自動車玩具、電動船舶玩具及び電動飛行機玩具等を含み、電動ツールは、金属切削電動ツール、研磨電動ツール、組立電動ツール及び鉄道用電動ツールを含み、例えば、電動ドリル、電動グラインダー、電動レンチ、電動ドライバ、電動ハンマ、衝撃電動ドリル、コンクリート振動器及び電気切削ツールがある。

【0029】

本願の実施例に記載の電池セル及び電池は、上記に記載の電力消費装置に適用するだけでなく、全ての電池を使用する装置に適用することができる。簡単に説明するために、下記実施例は、いずれも電気自動車を例として説明する。

【0030】

例えば、本願の一つの実施例の車両４０００の構造を示す模式図である図１に示すように、前記車両４０００は、エンジン駆動車、天然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、純電気自動車、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー型自動車等であってもよい。前記車両４０００の内部に電池１０００、コントローラ２０００及びモータ３０００を設置することができ、コントローラ２０００は、電池１０００がモータ３０００に電力を供給するように制御する。例えば、前記車両４０００の底部又は車の先端部分又は車のテールに電池１０００を設置することができる。電池１０００は、車両４０００に電力を供給することができ、例えば、電池１０００は、車両４０００の操作電源として、車両４０００の回路システムに用いることができる。例えば、車両４０００の起動、ナビゲーション及び運転時の動作電力消費需要に用いることができる。本願の別の実施例において、電池１０００は、車両４０００の操作電源とすることができるだけでなく、車両４０００の駆動電源とすることができ、燃料油又は天然ガスを代替するか又は部分的に代替して車両４０００に駆動力を供給する。

【0031】

異なる電力消費需要を満たすために、電池は複数の電池セルを含むことができ、ここで、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、直列接続と並列接続との混合を指す。必要に応じて、まず、複数の電池セルを直列接続するか又は並列接続するか又は直並列接続して電池モジュールを構成し、さらに複数の電池モジュールを直列接続するか又は並列接続するか又は直並列接続して電池を構成する。即ち、複数の電池セルは、電池をそのまま構成してもよく、まず、電池モジュールを構成し、さらに電池モジュールにより電池を構成してもよい。

【0032】

本願の別の実施例において、本願の一つの実施例の電池１０００の構造を示す模式図である図２に示すように、電池１０００は、一つ又は複数の電池モジュール１００を含む。例えば、電池１０００は、複数の電池モジュール１００を含み、複数の電池モジュール１００は直列接続又は並列接続又は直並列接続することができ、前記直並列接続は、直列接続と並列接続との混合を指す。電池１０００は、さらに筐体（又はカバーと呼ばれる）を含むことができ、筐体内部は、中空構造であり、複数の電池モジュール１００は筐体内に収容される。図２に示すように、筐体は、二つの部分を含み、ここでそれぞれ第１の部分２００と第２の部分３００と呼ばれ、第１の部分２００と第２の部分３００とが係合される。第１の部分２００及び第２の部分３００の形状は、複数の電池モジュール１００の組み合わせの形状に基づいて決定することができ、第１の部分２００及び第２の部分３００はいずれも一つの開口を有することができる。例えば、第１の部分２００と第２の部分３００はいずれも中空直方体であり且つそれぞれ一つの面のみが開口面であり、第１の部分２００の開口と第２の部分３００の開口とは対向して設置され、且つ第１の部分２００と第２の部分３００とは互いに係合されて密閉キャビティを有する筐体が形成される。複数の電池モジュール１００は互いに並列接続又は直列接続又は直並列接続して組み合わせた後に、第１の部分２００と第２の部分３００とを係合し後に形成した筐体内に配置される。

【0033】

必要に応じて、電池１０００は、他の構造をさらに含むことができ、ここでは説明を省略する。例えば、該電池１０００は、バスバーをさらに含むことができ、バスバーは、複数の電池セルの間の電気的接続、例えば並列接続又は直列接続又は直並列接続を実現することができる。具体的には、バスバーは、電池セルの電極端子を接続することにより電池セルの間の電気的接続を実現することができる。さらに、バスバーは、溶接により電池セルの電極端子に固定することができる。複数の電池セルの電気エネルギーはさらに導電機構により筐体を貫通して引き出すことができる。必要に応じて、導電機構はバスバーに属してもよい。

【0034】

異なる電力需要に応じて、電池モジュール１００は、一つ又は複数の電池セルを含むことができ、図３に示すように、電池モジュール１００は、複数の電池セルを含み、複数の電池セルは並列接続又は直列接続又は直並列接続により接続されて大きな容量又は電力を実現することができる。例えば、電池セルは、リチウムイオン含有二次電池、リチウムイオン一次電池、リチウム硫黄電池、ナトリウムリチウムイオン電池又はマグネシウムイオン電池を含むが、これに限定されない。

【0035】

本願の別の実施例において、電池セルは、円柱体、扁平体、四角形又は他の形状等を呈することができる。例えば、図４に示すように、電池セルは四角形構造であり、さらに例えば、図５に示すように、電池セルは、円柱体構造である。図５及び図６に示すように、電池セルが上記いずれの構造であっても、いずれも端部カバー組立体、ケース１１及び電極組立体１６を含み、ケース１１は中空構造であり、且つ開口を有し、端部カバー組立体は、ケース１１の開口に接続される。必要に応じて、端部カバー組立体の数はケース開口の数に等しく、例えば、端部カバー組立体の数とケース開口の数とはいずれも一つ又は二つである。

【0036】

電極組立体１６は、ケース１１内に収容され、電極組立体１６は、正極シート、負極シート及び正極シートと負極シートとの間に位置するセパレータを共に積層するか又は巻回することにより形成することができ、ここで、セパレータは正極シートと正極シートとの間に介在する絶縁体である。正極シート及び負極シートは、いずれも塗布領域及び未塗布領域を含み、正極シート活性物質が正極シートの塗布領域に塗布され、負極シート活性物質が負極シートの塗布領域に塗布され、未塗布領域に活性物質が塗布されない。巻回するか又は積み重ねた後、正極シートの未塗布領域に正極タブを形成し、負極シートの未塗布領域に負極タブを形成し、正極シートの塗布領域及び負極シートの塗布領域に本体部１６１を形成する。正極シートの未塗布領域は積層して正極タブ１６２ａを形成し、負極シートの未塗布領域は積層して負極タブ（図示せず）を形成し、ここで、本体部１６１は、巻回軸に平行な方向に沿って対向して設置された二つの端面を有し、正極タブ１６２ａ及び負極タブは二つの端面からそれぞれ延在してもよいし、そのうちの一つの端面から延在してもよい。

【0037】

端部カバー組立体は、端部カバー１２、電極端子１３及び集電部材１５を含み、集電部材１５は、電極組立体１６と端部カバー１２との間に位置し、且つ電極組立体１６と電極端子１３とを電気的に接続している。

【0038】

電極端子１３は、二つであり、二つの電極端子１３は、それぞれ正極電極端子と負極電極端子であり、電極端子１３はそれぞれ二つの端部カバー１２の平面に位置し、各電極端子１３に一つの集電部材１５が対応して設置され、各電極組立体１６は正極タブ１６１と負極タブを有し、正極タブ１６１は一つの集電部材１５により正極電極端子に接続され、負極タブ１６２は別の集電部材１５により負極電極端子に接続されている。

【0039】

図６に示すように、本願の別の実施例の電池セルの巻回軸線Ｋに平行な断面での構造を示す模式図であり、図７は、図６のＡ箇所での構造の拡大図であり、電池セル１０は端部カバー組立体及びケース１１を含む。ケース１１は、中空形状であり、且つ開口を有する。端部カバー組立体は、端部カバー１２及び絶縁部材１４を含み、端部カバー１２の周辺はケース１１の開口部のサイドフレームと結合することにより端部カバー１２とケース１１との係合を実現する。前記端部カバー１２の少なくとも一部はケース１１内に挿入され、且つ端部カバー１２のケース１１内に挿入された部分は端面１２１及び第１の側面１２２を有する。端面１２１は端部カバー１２の挿入方向と実質的に垂直であり、第１の側面１２２は端面１２１の周辺に沿って分布し、且つケース１１の内壁面１１１と対向している。ここで、内壁面１１１は端部カバー１２の挿入方向と実質的に平行であり、端面１２１は第１の側面１２２と交差し且つ第１のエッジ１２１２ａを形成している。絶縁部材１４は端面１２１に接続され、絶縁部材１４は第１の方向に沿って内壁面１１１へ延びて第１のエッジ１２１２ａを超えている。ここで、第１の方向は端部カバー１２の挿入方向と垂直であり且つ内壁面１１１に向かう方向である。

【0040】

電池セルは、四角形構造であってもよく、円柱体構造であってもよい。電池セルが四角形構造である場合、ケース１１は中空の略直方体構造であり、且つ少なくとも一端に長四角形の開口を有し、この場合に内壁面１１１の投影も長四角形構造であり、端部カバー１２は長四角形の開口に適合する板状構造である。電池セルが円柱体構造である場合、ケース１１は中空の円柱体構造であり、且つ少なくとも一端に円形の開口を有する。この場合に、内壁面１１１の投影も円形構造であり、端部カバー１２は円形の開口に適合する円形板状構造である。いずれの構造であっても、第１の方向はいずれも端部カバー１２の挿入方向と垂直であり、且つ内壁面１１１に向かう方向である。

【0041】

ケース１１と端部カバー１２はいずれも金属材質であり、例えば、両者はいずれもアルミニウム又はアルミニウム合金材質である。端部カバー１２は、ケース１１の開口を接続し、端部カバー１２とケース１１の開口との接続方式は様々であり、例えば、溶接、カシメ及びねじ接続などである。ここで、前記の接続方式は、端部カバー１２とケース１１がこの接続方式で固定することができることを言い、即ち、本実施例の前記電池セルのケース１１と端部カバー１２が既に接続状態にある可能性があり、分離状態にある可能性もある。

【0042】

端部カバー１２は、少なくとも一部がケース１１内に挿入され、必要に応じて、端部カバー１２がケース１１内に挿入される場合、端部カバー１２の全体はケース内に位置することができ、この場合に端部カバー１２の上面はケース１１の開口端面を超えない。必要に応じて、端部カバー１２は一部がケース内に位置することもでき、この場合に他の部分がケース１１の開口端面にオーバーラップする必要がある。

【0043】

端面１２１は端部カバー１２の挿入方向と、実質的に垂直であり、ここでの前記「実質的に垂直」は厳密な意味での垂直ではない。例えば、端面１２１と端部カバー１２の挿入方向とに一定の角度、例えば３０度より小さい角度が存在する可能性がある。

【0044】

端面１２１は、一つの平面であってもよく、二つ以上の接続された平面であってもよい。同様に、第１の側面１２２は、一つの環状平面又は二つ以上の接続された環状平面であってもよく、ここで、環状平面の端部カバー１２の挿入方向の垂直方向に沿った投影は円形又は四角形である。例えば、端面１２１は、一つの平面であり、第１の側面１２２は二つの交差する平面である。さらに例えば、端面１２１は一つの平面であり、第１の側面１２２は一つの平面である。さらに例えば、端面１２１は二つの交差する平面であり、第１の側面１２２は二つの交差する平面であり、ここで、前記「平面」は表面がほぼ滑らかな表面を指す。第１のエッジの端部カバー１２の挿入方向の垂直方向に沿った投影が折曲線である。

【0045】

絶縁部材１４は、端面１２１に接続され、絶縁部材１４と端面１２１との接続方式は様々であり、例えば、溶接、カシメ及びねじ接続などである。

【0046】

絶縁部材１４は、第１の方向に沿って内壁面１１１へ延びて第１のエッジ１２１２ａを超え、即ち、絶縁部材１４の少なくとも一部は、第１のエッジ１２１２ａと内壁面１１１との間に位置している。ここでの前記「～と～との間」は、必ずしも絶縁部材１４、第１のエッジ１２１２ａ及び内壁面１１１が同一平面内に位置する必要がない。例えば、絶縁部材１４は前記端部カバーの挿入方向に垂直な平面に第１の投影を有し、第１のエッジ１２１２ａは前記端部カバーの挿入方向に垂直な該平面に第２の投影を有し、内壁面１１１は前記端部カバーの挿入方向に垂直な該平面に第３の投影を有し、第１の投影の少なくとも一部は第２の投影と第３の投影との間に位置している。

【0047】

端部カバー組立体とケース１１との組立過程において、端部カバー１２とケース１１との相互係合を容易にするために、一般的に端部カバー１２とケース１１の組立隙間の余裕を小さく設定し、それにより両者の接続強度を保証することができる。端部カバー１２とケース１１がいずれも金属材質である場合、端部カバー１２がケース１１に挿入される過程において、組立隙間の余裕が小さいため、第１のエッジ１２１２ａが内壁面１１１を擦ることを引き起こす可能性があり、それにより金属糸を発生し、金属糸がケース内部に落ち込み、正極シートと負極シートとがオーバーラップされて短絡が発生することを引き起こしやすい。以上の問題に鑑み、本願の上記実施例において、第１の方向に沿って、絶縁部材１４を、第１の方向に沿って内壁面１１１へ延びて第１のエッジ１２１２ａを超えるように設置し、つまり、絶縁部材１４は前記端部カバーの挿入方向の垂直方向に沿って第１のエッジ１２１２ａと内壁面１１１との間に延在することにより、端部カバー１２がケース１１に挿入される過程において、絶縁部材１４の第１のエッジ１２１２ａと内壁面１１１との間に位置する部分は第１のエッジ１２１２ａより内壁面１１１に近い。したがって、絶縁部材１４の第１のエッジ１２１２ａと内壁面１１１に位置する部分は内壁面１１１に接触しやすく、ある程度で、第１のエッジ１２１２ａとケース１１との接触により発生された金属糸を減少させることができ、電池セル１０の安全性能を向上させることができる。

【0048】

本願の別の実施例において、ケース１１は、金属材質であり、絶縁部材１４の硬度はケース１１の硬度より小さい。例えば、ケース１１の材質は、銅、アルミニウム等であってもよく、例えば絶縁部材１４の材料は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等であってもよい。端部カバー１２とケース１１との組立過程において、絶縁部材１４の硬度がケース１１の硬度よりも小さいため、絶縁部材１４はケース１１の内壁面１１１を擦っても、金属糸が発生せず、電池セルの安全性能に影響を与えない。

【0049】

本願の別の実施例において、図７に示すように、絶縁部材１４は、第２の側面１４１を含み、第２の側面１４１は内壁面１１１に対向して設置され、第２の側面１４１の少なくとも一部は第１のエッジ１２１２ａと内壁面１１１との間に位置している。ここで前記「～と～との間」は、必ずしも第２の側面１４１、第１のエッジ１２１２ａ及び内壁面１１１が同一平面内に位置する必要がない。端部カバー１２の挿入方向に垂直な平面において、第２の側面１４１の投影の少なくとも一部が第１のエッジ１２１２ａの投影と内壁面１１１の投影との間に位置してもよい。

【0050】

ここで、「対向して設置される」は、厳密に平行ではなく、例えば第２の側面１４１は内壁面１１１と夾角を有することができる。第２の側面１４１は、絶縁部材１４の周囲を取り囲み、第２の側面１４１は一つの環状平面であってもよく、二つ以上の接続された環状平面であってもよく、ここで前記「環状平面」は内壁面１１１と平行であってもよく、内壁面１１１に対して傾斜して設置されてもよい。ここで、前記「平面」は表面が実質的に平行な表面を指し、環状平面の端部カバー１２の挿入方向の垂直方向に沿った投影は円形又は四角形である。

【0051】

本願の別の実施例において、図７に示すように、第２の側面１４１は内壁面１１１と実質的に平行であり、第１の方向に沿って、第２の側面１４１は第１のエッジ１２１２ａと内壁面１１１との間に位置している。即ち、第２の側面１４１全体は第１のエッジ１２１２ａと内壁面１１１との間に位置している。端部カバー組立体とケース１１との組立過程において、絶縁部材１４の第２の側面１４１は内壁面１１１と接触し、絶縁部材１４の僅かな変形を引き起こす可能性があり、第２の側面１４１と内壁面１１１が実質的に平行であり、且つ第２の側面１４１が第１のエッジ１２１２ａと内壁面１１１との間に位置するように設置されることにより、絶縁部材１４の体積を増加させることができ、絶縁部材１４が内壁面１１１と接触する時に変形が発生しないようになる。

【0052】

本願の別の実施例において、図８に示すとおりである。第１の側面１２２は、第１の表面１２２ａ及び第２の表面１２２ｂを含み、第１の表面１２２ａは内壁面１１１と実質的に平行であり、第２の表面１２２ｂは、前記第１の表面１２２ａと端面１２１とを接続し、且つ第１の表面１２２ａに対して内壁面１１１から離れる方向に傾斜して面取り面を形成している。面取り面は、第２の表面１２２ｂが第１の表面１２２ａに対して内壁面１１１から離れる方向に傾斜して形成されている。ここで、本明細書の面取り面は平面面取り面であってもよく、曲面面取り面であってもよい。

【0053】

第１の表面１２２ａは、内壁面１１１と実質的に平行であるので、第１の表面１２２ａと内壁面１１１との間の隙間の各箇所の寸法がいずれも等しくなり、端部カバー１２がケース内部に挿入される時、第１の表面１２２ａと内壁面１１１とが溶接により固定され、第１の表面１２２ａと内壁面１１１が実質的に平行であるように設置されることにより、両者の間の各箇所の溶接信頼性を一致させることができる。

【0054】

第２の表面１２２ｂは、第１の表面１２２ａに対して内壁面１１１から離れる方向に傾斜して面取り面を形成し、それにより第２の表面１２２ｂと内壁面１１１との間の隙間の各箇所の寸法が端部カバー１２の挿入方向に沿ってますます大きくなり、端部カバー１２がケース１１の内部により容易に挿入される。

【0055】

上記実施例において、第２の表面１２２ｂは端面１２１と交差し、且つ第１のエッジ１２１２ａを形成し、第２の表面１２２ｂは第１の表面１２２ａと交差し、且つ第２のエッジ１２１２ｂを形成し、第２のエッジ１２１２ｂは第１のエッジ１２１２ａと内壁面１１１との間に位置している。即ち、第１の方向に沿って、第２のエッジ１２１２ｂは第１のエッジ１２１２ａよりも内壁面１１１に近い。

【0056】

必要に応じて、第２の側面１４１は第２のエッジ１２１２ｂと内壁面１１１との間に位置し、即ち、端部カバー１２の挿入方向に垂直な平面において、絶縁部材１４の投影の少なくとも一部は第２のエッジ１２１２ｂの投影と内壁面１１１の投影との間に位置している。端部カバー１２のケース内部に挿入される過程において、絶縁部材１４の第２の側面１４１は第１のエッジ１２１２ａと第２のエッジ１２１２ｂが内壁面１１１を擦ることを同時に防止することができ、それにより金属糸の生成を回避することができる。

【0057】

必要に応じて、第２の側面１４１は、第１のエッジ１２１２ａと第２のエッジ１２１２ｂとの間に位置し、即ち、端部カバー１２の挿入方向に垂直な平面において、絶縁部材１４の投影の少なくとも一部は第１のエッジ１２１２ａの投影と第２のエッジ１２１２ｂの投影との間に位置している。第２の側面１４１が第１のエッジ１２１２ａと第２のエッジ１２１２ｂとの間に位置するように設置されることにより、ある程度で第１のエッジ１２１２ａが内壁面１１１を擦ることを防止することができるだけでなく、第２の側面１４１と内壁面１１１との隙間寸法が十分に大きいことを保証することができ、それにより絶縁部材１４をケース内部に挿入しやすい。

【0058】

本願の別の実施例において、図９に示すように、絶縁部材１４は、第３の側面１４２を含み、第３の側面１４２は第２の側面１４１の端面１２１から離れた端部に接続され、且つ第２の側面１４１に対して内壁面１１１から離れる方向に傾斜して、面取り面を形成している。即ち、第３の側面１４２と内壁面１１１との隙間寸法は端部カバー１２の挿入方向に沿って徐々に増大することにより、絶縁部材１４はケース１１の内部に挿入しやすい。

【0059】

本願の別の実施例において、図１０に示すように、絶縁部材１４は互いに接続された固定部１４ａ及び側部１４ｂを含み、固定部１４ａは、端面１２１を接続する。側部１４ｂは、固定部１４ａの端面１２１から離れた側に位置し、且つ固定部１４ａの周辺に沿って分布し、第２の側面１４１は、側部１４ｂの内壁面１１１に対向する表面に位置している。

【0060】

必要に応じて、図１０に示すように、絶縁部材１４は、第１の凹部１４ｃを有し、第１の凹部１４ｃの開口は、ケース１１の内部に向き、側部１４ｂは第１の凹部１４ｃの側壁を構成し、固定部１４ａは第１の凹部１４ｃの底壁を構成する。第１の凹部１４ｃを設置することにより、他の機械部品（例えば集電部材）を第１の凹部１４ｃ内に収容することができる。それにより、他の機械部品の占用する空間を減少させ、エネルギー密度を向上させることができる。

【0061】

必要に応じて、図１０に示すように、端部カバー１２とケース１１がレーザ溶接により固定される場合、側部１４ｂと固定部１４ａとの接続箇所に第２の凹部１４ｄがあり、端部カバー１２の挿入方向の垂直方向に沿って、第２の凹部１４ｄは、第２の側面１４１に対して内壁面１１１から離れる方向に凹んで設置され、且つ第２の凹部１４ｄの開口は内壁面１１１に向かっている。端部カバー１２がケース１１に挿入された後、端部カバー１２は一般的にレーザ溶接の方式でケース１１に固定されている。さらに、端部カバー１２とケース１１との組み立てを容易にするために、一般的に第１の表面１２２ａとケース１１の内壁面１１１との間に隙間が設置され、該隙間にレーザ漏れのリスクが存在する可能性があり、それにより絶縁部材１４と該隙間との対向する部位が溶融し、溶融して生成されたガスにより端部カバー１２とケース１１との間の溶接信頼性が悪くなる可能性がある。本実施例において、側部１４ｂと固定部１４ａとの接続箇所に第２の凹部１４ｄを設置することにより、絶縁部材１４の実体部分と溶接箇所との距離が増大し、ある程度でガスの生成を減少させ、それにより溶接の強度を保証することができる。必要に応じて、第２の凹部１４ｄは、絶縁部材１４の周側を取り囲む環状に形成されていてもよい。

【0062】

必要に応じて、図１０に示すように、端部カバー１２の挿入方向の垂直方向に沿って、第２の凹部１４ｄの底壁は第１のエッジ１２１２ａの内壁面１１から離れた側に位置している。即ち、絶縁部材の強度を保証する前提で、絶縁部材１４のより多くの部位をレーザの損傷から保護することができ、それにより溶接の強度を保証することができる。

【0063】

本願の別の実施例において、図１０に示すように、端部カバー１２は挿入部１２ａ及び接続部１２ｂを有する。挿入部１２ａはケース１１内に位置し、第１の側面１２２は挿入部１２ａに位置している。端部カバー１２の挿入方向の垂直方向に沿って、接続部１２ｂの挿入部１２ａを超える部分はケース１１の開口の端面を接続するためのものである。

【0064】

以上は本願の実施例の電池セル、電池及び電力消費装置を説明し、以下に本願の実施例の電池セルを製造する方法及び装置を説明する。ここで詳細に説明しない部分は、上記した各実施例を参照することができる。

【0065】

図１１は、本願の一つの実施例の電池セルの製造方法３０の概略的なフローチャートを示す。図１１に示すように、該方法３０は以下を含むことができる。

【0066】

３１では、中空形状であり、且つ開口を有するケースを供給する。

【0067】

３２では、端部カバー及び絶縁部材を含む端部カバー組立体を供給する。

【0068】

３３では、端部カバーの少なくとも一部をケース内に挿入し、端部カバーはケースの開口を接続し、且つ端部カバーのケース内に挿入された部分は端面及び第１の側面を有し、端面は端部カバーの挿入方向と実質的に垂直であり、第１の側面は端面の周辺に沿って分布し、且つケースの内壁面と対向し、ここで、内壁面は端部カバーの挿入方向と実質的に平行であり、端面は第１の側面と交差し且つ第１のエッジを形成する。

【0069】

絶縁部材を端面に接続し、絶縁部材は第１の方向に沿って内壁面へ延びて第１のエッジを超えており、ここで、第１の方向は、端部カバーの挿入方向に垂直で、且つ内壁面に向かう方向である。

【0070】

図１２は、本願の一つの実施例の電池セルを製造する装置４０の概略ブロック図を示す。図１３に示すように、電池を製造する装置４０は、供給モジュール４１と取付モジュール４２とを含むことができる。

【0071】

供給モジュール４１は、中空形状であり、且つ開口を有するケースを供給し、且つ端部カバー及び絶縁部材を含む端部カバー組立体を供給する。

【0072】

取付モジュール４２は、端部カバーの少なくとも一部をケース内に挿入し、端部カバーはケースの開口を接続し、且つ端部カバーのケース内に挿入された部分は、端面及び第１の側面を有し、端面は端部カバーの挿入方向と実質的に垂直であり、第１の側面は端面の周辺に沿って分布し、且つケースの内壁面と対向し、ここで、内壁面は端部カバーの挿入方向と実質的に平行であり、端面は第１の側面と交差し且つ第１のエッジを形成する。

【0073】

絶縁部材は端面に接続され、絶縁部材は第１の方向に沿って内壁面へ延びて第１のエッジを超え、ここで、第１の方向は端部カバーの挿入方向に垂直であり、且つ内壁面に向かう方向である。

【0074】

以上の実施例は、本願の技術案を説明するためのものに過ぎず、それを限定するものではない。上記した実施例を参照して本願を詳細に説明したが、当業者であれば、上記した各実施例に記載の技術案について依然として修正するか、又はそのうちの一部の技術的特徴を同等置換することができる。これらの修正又は置換は、対応する技術案の本質を本願の各実施例の技術案の精神及び範囲から逸脱させるものではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】