(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】2024-09-04
(45)【発行日】2024-09-12
(54)【発明の名称】電気化学装置およびそれを備えた電子装置
(51)【国際特許分類】
H01M 50/538 20210101AFI20240905BHJP
H01G 11/72 20130101ALI20240905BHJP
H01M 50/533 20210101ALI20240905BHJP
H01M 50/536 20210101ALI20240905BHJP
H01M 50/586 20210101ALI20240905BHJP
H01M 50/595 20210101ALI20240905BHJP
H01M 50/597 20210101ALI20240905BHJP
H01M 50/105 20210101ALN20240905BHJP
【ＦＩ】
H01M50/538
H01G11/72
H01M50/533
H01M50/536
H01M50/586
H01M50/595
H01M50/597
H01M50/105
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2022579830
(86)(22)【出願日】2022-06-13
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-16
(86)【国際出願番号】 CN2022098472
(87)【国際公開番号】W WO2022267925
(87)【国際公開日】2022-12-29
【審査請求日】2022-12-22
(31)【優先権主張番号】202110698548.8
(32)【優先日】2021-06-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】520124888
【氏名又は名称】東莞新能安科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ｐｏｗｅｒａｍｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１ Ｘｉｎｇｈｕｉ Ｒｏａｄ， Ｓｏｎｇｓｈａｎ Ｌａｋｅ Ｐａｒｋ， Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ｃｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， ５２３０００， Ｐｅｏｐｌｅ’ｓ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】孫 建政
(72)【発明者】
【氏名】李 暁晨
【審査官】上野 文城
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－１１８３１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２１／０６５３３９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０２０－１０９７３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１９５０１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／１８９３４１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－０２２７９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２１２８１０３４７（ＣＮ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／５３１ － ５４１
Ｈ０１Ｍ ５０／５８４ － ５９７
Ｈ０１Ｇ １１／７２
Ｈ０１Ｍ ５０／１０５
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体と、前記筐体内に設けられた電極組立体と、第１タブ群と、前記第１タブ群に電気的に接続され、前記筐体内から延出する第１アダプタと、を備え、前記電極組立体は、捲回構造であって、第１極片を含み、前記第１タブ群は、Ｍ個の第１タブを含み、前記第１タブは、前記第１極片に接続され、前記電極組立体の厚み方向を第１方向と定義し、前記第１方向において、前記電極組立体は、Ｎ層の前記第１極片を備え、ＮはＭより大きく、Ｍ個の前記第１タブは前記第１極片にそれぞれ接続され、前記電極組立体の巻回中心軸を通り、前記第１方向に垂直な平面を巻回中心面として定義し、前記第１方向において、Ｍ個の前記第１タブは、前記巻回中心面の両側に設けられ、
前記第１タブ群は、前記第１アダプタに接続する第１接続部と、前記第１極片と前記第１接続部との間に接続する第２接続部とを備え、前記第１接続部のＭ個の前記第１タブは、互いに積層して設けられ、前記第２接続部のＭ個の前記第１タブのうち、部分の前記第１タブは、前記第１接続部の前記第１アダプタから遠い側に接続している電気化学装置。
【請求項2】
前記第１方向において、前記第１タブが接続された前記第１極片と、前記第１タブが接続されていない前記第１極片とが交互に設けられている、請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項3】
前記第１接続部は、Ｕ型構造を形成し、前記第１接続部は、第１分岐部と、第２分岐部と、第３分岐部と、を含み、
前記第１分岐部は、前記第１アダプタに接続し、
前記第２分岐部は、前記第２接続部に接続し、
前記第３分岐部は、前記第１分岐部と前記第２分岐部との間に屈曲して接続され、前記第１アダプタの少なくとも一部分は、前記Ｕ型構造が画定する空間内に設けられる、請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項4】
前記第１方向において、Ｎ層の前記第１極片のうちの最外層の一方の第１極片には前記第１タブが接続され、最外層の他方の第１極片には前記第１タブが接続されていない、請求項３に記載の電気化学装置。
【請求項5】
前記電気化学装置は、前記第１分岐部の前記電極組立体から離れた側を接着する第１接着材と、
前記第２分岐部の前記電極組立体から離れた側と、前記電極組立体の前記第１方向における一側の側面とを接着する第２接着材とをさらに備え、
前記第１方向において、前記第１接着材は、隣接する２層の前記第１極片の間にも設けられ、前記第２接続部は、前記第１接着材と前記第２接着材との間に位置し、前記第１接着材は、前記第２分岐部の前記電極組立体に向かう側に設けられた折曲部を含む、請求項４に記載の電気化学装置。
【請求項6】
前記第２分岐部に溶接領域が形成されるように、Ｍ個の前記第１タブが互いに溶接され、前記折曲部は、前記溶接領域の前記電極組立体に向かう側に設けられている、請求項５に記載の電気化学装置。
【請求項7】
前記第１接着材と前記第２接着材との間に設けられた各層の前記第１極片には、前記第１タブが接続されている、請求項５に記載の電気化学装置。
【請求項8】
Ｎ層の前記第１極片のうちの２つの最外層の第１極片には、それぞれ前記第１タブが接続されている、請求項３に記載の電気化学装置。
【請求項9】
前記電気化学装置は、前記第１分岐部の前記電極組立体から離れた側と、前記第１方向における前記電極組立体の一方側の側面とを接着する第１接着材と、
前記第２分岐部の前記電極組立体から離れた側と、前記第１方向における前記電極組立体の他方側の側面とを接着する第２接着材とを備え、
前記第１方向において、前記第２接続部は、前記第１接着材と前記第２接着材との間に位置している、請求項８に記載の電気化学装置。
【請求項10】
Ｍ個の前記第１タブは、前記第２分岐部に溶接領域を形成するように互いに溶接されている、請求項９に記載の電気化学装置。
【請求項11】
前記第１接着材又は前記第２接着材の少なくとも一方は、絶縁テープである、請求項５又は９に記載の電気化学装置。
【請求項12】
前記第１極片は、集電体と、前記集電体の表面に設けられた活物質層とを含み、前記第１タブは、前記集電体と一体成型されている、請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか１項に記載の電気化学装置を含む、電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、２０２１年０６月２３日に出願日が出願番号２０２１１０６９８５４８．８の中国特許出願の優先権を主張する。
【0002】
本願は、エネルギー貯蔵技術分野に関し、特に、電気化学装置およびそれを備えた電子装置に関する。
【背景技術】
【0003】
ノート型パソコン、携帯電話、ハンドヘルドゲーム機、タブレット型パソコン、モバイル電源、ドローン、電気自動車などの消費電子製品の普及に伴い、人々は電気化学装置（例えば、リチウムイオン電池）に対する要求がますます厳しくなってきている。しかしながら、電気化学装置は、高倍率充放電性能と安全性能とを両立することが困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来技術では不十分な存在に鑑み、電気化学装置を提案する必要がある。
【0005】
また、この電気化学装置を有する電子装置を提供することも必要である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願は、筐体と、筐体内に設けられた電極組立体と、第１タブ群と、第１タブ群に電気的に接続され、筐体内から延出する第１アダプタと、を備える電気化学装置を提供する。電極組立体は、捲回構造であって、第１極片を含む。第１タブ群は、Ｍ個の第１タブを含み、第１タブは、第１極片に接続される。電極組立体の厚み方向を第１方向と定義し、第１方向において、電極組立体は、Ｎ層の第１極片を備え、ＮはＭより大きい。Ｍ個の第１タブは第１極片にそれぞれ接続される。電極組立体の巻回中心軸を通り、第１方向に垂直な平面を巻回中心面として定義し、第１方向において、Ｍ個の第１タブは、巻回中心面の両側に設けられる。第１タブ群は、第１アダプタに接続する第１接続部と、第１極片に接続する第２接続部とを備え、Ｍ個の第１タブが互いに積層されて第１接続部が形成される。第２接続部の部分の第１タブは、第１接続部の電極組立体に向かう側に接続している。
【0007】
本願では、第１タブの数Ｍが第１極片の層数Ｎより小さく設定されているので、極耳の折り曲げと溶接の難易度を小さくし、工程を簡略化する上で有利である。次に、Ｍ個の第１タブがＮ層の第１極片におけるＭ層の第１極片をそれぞれ接続し、第１タブが巻回中心面の両側に設けられていることを満足した上で、第１タブの数Ｍが需要に応じて変更可能であるため、極片内部抵抗を制御することができ、電気化学装置が異なる充放電倍率要求を満足させることができる。さらに、第２接続部の部分の第１タブが第１接続部の電極組立体に向かう側に接続することで、当該部分の第１タブによる規制作用により、第１接続部の位置がより安定し、電極組立体内部への逆挿入が生じ難くなる。従って、タブの逆挿しによる接触短絡問題を改善し、電気化学装置の安全性を向上させることができる。
【0008】
いくつかの可能な実装形態では、第１方向において、第１タブが接続された第１極片と、第１タブが接続されていない第１極片とが交互に設けられている。捲回中心面の片側にタブ構造を設けた電気化学装置と比較して、第１極片には、部分の第１タブが第１接続部の電極組立体に向かう側に設けられるように第１タブが交互に設けられており、この部分の第１タブの規制作用によって、第１接続部の逆挿しによる接触短絡リスクが低減され、安全性が向上する。同時に、第１タブの数は、捲回中心面の一側にタブ構造を設けた電気化学装置と同一であるため、安全性の両立を必要とするために第１タブの数を増やし、極耳の折り曲げや溶接工程が困難となるリスクを低減する。
【0009】
いくつかの可能な実現形態において、第１接続部は、Ｕ型構造を形成する。第１接続部は、第１分岐部と、第２分岐部と、第３分岐部と、を含む。第１分岐部は、第１アダプタに接続し、第２分岐部は、第２接続部に接続し、第３分岐部は、第１分岐部と第２分岐部との間に屈曲して接続される。第１アダプタの少なくとも部分は、Ｕ型構造が画定する空間内に設けられる。
【0010】
いくつかの可能な実現形態において、第１方向において、Ｎ層の第１極片のうちの最外層の一方の第１極片には第１タブが接続され、最外層の他方の第１極片には第１タブが接続されていない。
【0011】
いくつかの可能な実現形態において、電気化学装置は、第１の接着材と、第２の接着材とをさらに備える。第１接着材は、第１分岐部の電極組立体から離れた側に接着する。第２接着材は、第２分岐部の電極組立体から離れた側と、電極組立体の第１方向における一側の側面とを接着する。第１方向において、第１接着材は、隣接する２層の第１極片の間にも設けられ、第２接続部は、第１接着材と第２接着材との間に位置する。第１接着材および第２接着材は、第１接続部のバリや溶接痕が筐体に刺さり、短絡や液漏れを起こすリスクを低減できる。第１接着材は、第２分岐部の電極組立体に向かう側に設けられた折曲部を含む。折曲部は、第１接続部にも規制作用を与え、第１接続部の逆挿しによる接触短絡リスクをさらに低減する。
【0012】
いくつかの可能な実現形態において、第１接着材と第２接着材との間に設けられた各層の第１極片には、第１タブが接続されている。従って、第１タブの数をより高くすることができ、電気化学装置の充放電倍率を高くすることができる。
【0013】
いくつかの可能な実現形態において、第２分岐部に溶接領域が形成されるように、Ｍ個の第１タブが互いに溶接される。折曲部は、溶接領域の電極組立体に向かう側に設けられている。Ｍ個の第１タブが第２分岐部の溶接領域に溶接固定されているので、第２分岐部における第１タブが互いに離れて第１接続部が逆挿しされるリスクを小さくすることができ、電気化学装置の安全性をより高めることができる。
【0014】
いくつかの可能な実現形態において、Ｎ層の第１極片のうちの２つの最外層の第１極片には、それぞれ第１タブが接続されている。
【0015】
いくつかの可能な実現形態において、電気化学装置は、第１接着材と、第２接着材とをさらに備える。第１接着材は、第１分岐部の電極組立体から離れた側と、第１方向における電極組立体の一方側の側面とを接着する。第２接着材は、第２分岐部の電極組立体から離れた側と、第１方向における電極組立体の他方側の側面とを接着する。第１方向において、第２接続部は、第１接着材と第２接着材との間に位置している。第１接着材および第２接着材は、第１接続部のバリや溶接痕が筐体に刺さり、短絡や液漏れを起こすリスクを低減できる。
【0016】
いくつかの可能な実現形態において、Ｍ個の第１タブは、第２分岐部に溶接領域を形成するように互いに溶接されている。Ｍ個の第１タブが第２分岐部の溶接領域に溶接固定されているので、第２分岐部における第１タブが互いに離れて第１接続部が逆挿しされるリスクを小さくすることができ、電気化学装置の安全性をより高めることができる。
【0017】
いくつかの可能な実現形態において、第１接着材又は第２接着材の少なくとも一方は、絶縁テープである。
【0018】
いくつかの可能な実現形態において、第１極片は、集電体と、集電体の表面に設けられた活物質層とを含む。第１タブは、集電体と一体成型されている。
【0019】
本発明はまた、上記のような電気化学装置を含む電子装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本願の実施例に係わる技術的方案を明確かつ詳細に説明するが、説明された実施例は本願の一部の実施例であって、全ての実施例ではないことは明らかである。特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術および科学の用語は、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。本願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目的のみであり、本願を制限することを意図するものではない。
【0022】
以下、本願の実施形態について詳細に説明する。しかしながら、本願は多くの異なる形態に展開することが可能であり、本明細書に記載された例示的な実施形態に限定して解釈されるべきではない。代わりに、これらの例示的な実施形態は、本願が当業者に徹底的かつ詳細に伝達されるように提供される。
【0023】
また、簡潔かつ明確化のため、図面において、種々の構成要素、層のサイズまたは厚さが拡大されてよい。全文にわたって，同じ数値は同じ要素を指す。本明細書で使用されるように、用語「及び／又は」、「および／または」は、1つまたは複数の関連する列挙項目のいずれかとすべての組み合わせを含む。また、要素Ａを要素Ｂに「連接する」と呼ぶ場合には、要素Ａが要素Ｂに直接接続されてもよいし、中間要素Ｃが存在して要素Ａと要素Ｂとが間接的に接続されてもよいことも理解される。
【0024】
また、本願の実施形態を説明する際に使用される「可」とは、「本願の1つまたは複数の実施形態」を意味する。
【0025】
本明細書で使用される専門用語は、具体的な実施形態を説明するためのものであり、本願を限定することを意図するものではない。本明細書で使用されるように、単数の形式は、文脈に特に明記されていない限り、複数の形式を含むことを意図している。さらに、用語「含む」は、本明細書で使用される際に、記載された特徴、数値、ステップ、操作、要素および／または成分が存在するということを意味するが、一つまたは複数の他の特徴、数値、ステップ、操作、要素、成分および／またはその組み合わせの存在または追加は排除されないということは理解されるべきである。
【0026】
空間関連用語、例えば「上」などは、本明細書で説明する便宜上、図に示すような1つの要素または特徴と、別の要素（複数の要素）または特徴（複数の特徴）との関係を記述するために使用することができる。空間関連用語は、図に示す方向に加えて、装置又は機器が使用又は操作における異なる方向を含むことを意図していることが理解されるべきである。例えば、図中の機器を反転すると、他の要素または特徴の「上方」または「上」の要素は、他の要素または特徴の「下方」または「下」に定位するように記述される。したがって、例示的な用語「上」は、上方向および下方向を含むことができる。用語第１、第２、第３などは、本明細書で様々な要素、成分、領域、層および/または部分を説明するために使用することができるが、これらの要素、成分、領域、層および/または部分は、これらの用語によって制限されるべきではないことは理解されるべきである。これらの用語は、1つの要素、成分、領域、層および/または部分と、他の要素、成分、領域、層および/または部分とを区別するために用いられている。従って、以下の第１要素、成分、領域、層や部分を、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２要素、成分、領域、層や部分と呼ぶことができる。
【0027】
図1～図3を参照すると、本願の一実施形態は、筐体１０と、電極組立体２０と、第１タブ群３０と、第２タブ群４０と、第１アダプタ５０と、第２アダプタ６０と、を備える電気化学装置１００を提供する。電極組立体２０、第１タブ群３０及び第２タブ群４０は、筐体１０内に設けられている。
【0028】
図１に示すように、幾つかの実施例では、筐体１０は、アルミプラスチックフィルムなどの封止フィルムで封止された包装袋であってもよく、すなわち電気化学装置１００はソフトパック電池である。筐体１０は、電極組立体２０を収容する本体部１１と、本体部１１に接続された縁取り１２とを備える。他の幾つかの実施例では、電気化学装置１００は、ソフトパック電池に限らず、鋼殻の電池やアルミ殻の電池などであってもよく、本願発明はこれに限定されるものではない。
【0029】
図２及び図３に示すように、電極組立体２０は、第１極片２１と、第２極片２２と、第１極片２１と第２極片２２との間に設けられたセパレータ２３とを備える。セパレータ２３は、第１極片２１と第２極片２２とが直接接触することを防止して、電極組立体２０の短絡リスクを低減する。図２に示すように、電極組立体２０は、巻回構造であリ、すなわち、第１極片２１、セパレータ２３及び第２極片２２が順に積層され巻回されて電極組立体２０を形成する。なお、電極組立体２０は、紙面に垂直な捲回中心軸Ｃを有する。捲回方向Ｄは、図２に示すように捲回中心軸Ｃ方向に沿って反時計回りに回動する方向である。
【0030】
第１極片２１は、第１集電体２１１と、第１集電体２１１上に設けられた第１活物質層２１２とを備える。第２極片２２は、第２集電体２２１と、第２集電体２２１上に設けられた第２活物質層２２２とを有する。いくつかの実施例において、第１極片２１は、負極極片であり、第２極片２２は、正極極片であってもよい。第１集電体２１１は、銅箔やニッケル箔などの金属箔に限定されないものであってよい。第２集電体２２１は、アルミニウム箔やニッケル箔などの金属箔に限定されないものであってよい。他の幾つかの実施例では、第１極片は正極極片であり、第２極片２２は負極極片であってもよい。
【0031】
第１タブ群３０は、Ｍ個の第１タブ３１（Ｍは１より大きい自然数）を含み、Ｍ個の第１タブ３１が第１極片２１に接続する。具体的には、Ｍ個の第１タブ３１が、共に第１極片２１の第１集電体２１１に接続され、より具体的には、複数の第１タブ３１が第１集電体２１１と一体成型（すなわち、第１タブ３１が第１集電体２１１から裁断形成される）されていてもよい。第１アダプタ５０は、第１タブ群３０に電気的に接続され、筐体１０の縁取り１２から延出して外部要素（図示せず）に接続する。なお、電極組立体２０は、第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２とをさらに有する。第１方向Ｄ１は、電極組立体２０の厚み方向である。第２方向Ｄ２は、第１タブ３１が第１極片２１から延出する方向であり、例えば、第２方向Ｄ２は、電極組立体２０の長手方向である。
【0032】
図２及び図４に示すように、第２タブ群４０は、複数の第２タブ４１を含み、第２タブ４１は、第１タブ３１とは逆極性である。複数の第２タブ４１は、第２極片２２に接続される。具体的には、複数の第２タブ４１は、第２極片２２の第２集電体２２１に接続され、より具体的には、複数の第２タブ４１は、第２集電体２２１と一体成型されてもよい。第２アダプタ６０は、第２タブ群４０に電気的に接続され、筐体１０の縁取り１２から延出して外部要素に接続する。
【0033】
図２および図３に示すように、第１方向Ｄ１において、１層の第１集電体２１１と、第１集電体２１１の表面に設けられる第１活物質層２１２とを１層の第１極片２１と定義すると、電極組立体２０は、Ｎ層の第１極片２１（Ｎは１より大きい自然数）を含み、かつ、ＮはＭより大きい。なお、図２及び図３では、簡略化のため、電極組立体２０の一部の第１極片２１のみを例示、つまり第１極片２１の他の一部を省略することもあり得るため、第１極片２１の実際の層数は図示に限定されないことが理解できる。同様に、第２極片２２の層数も、図示したものに限定されない。Ｍ個の第１タブ３１は、第１極片２１にそれぞれ接続されている。すなわち、Ｍ個の第１タブ３１は、それぞれＮ層の第１極片２１におけるＭ層の第１極片２１に接続されているが、Ｎ層の第１極片２１におけるまた（Ｎ－Ｍ）層の第１極片２１には第１タブ３１は接続されていない。電極組立体２０の巻回中心軸Ｃを通り、第１方向Ｄ１に直交する平面を巻回中心面Ｐと定義し、第１方向Ｄ１において、Ｍ個の第１タブ３１が巻回中心面Ｐの両側に設けられている。
【0034】
具体的には、図２に示すように、電極組立体２０は、捲回方向Ｄに沿って、第１セグメント２０１と、第１折り曲げセグメント２０３と、第２セグメント２０２と、第２折り曲げセグメント２０４と、を順に接続する。幾つかの実施例では、第１セグメント２０１および第２セグメント２０２は、平行に配置された直線段であってもよい。別の幾つかの実施例では、第１セグメント２０１および第２セグメント２０２は、折り曲げセグメントであってもよく、本願に制限されるものではない。捲回中心面Ｐは、第１セグメント２０１と第２セグメント２０２との間に設けられている。したがって、Ｍ個の第１タブ３１は、捲回中心面Ｐの両側に設けられることは、Ｍ個の第１タブ３１のうちの一部が第１セグメント２０１に位置する第１極片２１に接続され、Ｍ個の第１タブ３１のうちの他の一部が第２セグメント２０２に位置する第１極片２１に接続されていることを示している。
【0035】
より具体的には、Ｎ／２＜Ｍ＜Ｎの場合、Ｍ個の第１タブ３１は、捲回中心面Ｐの両側に任意に分布し得る。２≦Ｍ≦Ｎ／２のとき、捲回中心面Ｐの一方側に位置する第１タブ３１の数は１以上であり、捲回中心面Ｐの他方側に位置する第１タブ３１の数は１以上である。
【0036】
図３に示すように、第１タブ群３０は、第１接続部３０１と第２接続部３０２とを備える。第１接続部３０１は、第１アダプタ５０に接続し、第２接続部３０２は、第１極片２１と第１接続部３０１との間に接続される。Ｍ個の第１タブ３１は、互いに積層されて第１接続部３０１を形成する。幾つかの実施例では、Ｍ個の第１タブ３１のうちの少なくとも２つが互いに積層されることを、第１接続部３０１の一部とみなすことができる。第２接続部３０２の部分の第１タブ３１は、第１接続部３０１の電極組立体２０に向かう側に接続する。
【0037】
第２タブ群４０の構成は、第１タブ群３０と同様でよいことは言うまでもない。
【0038】
直出型のタブは、電極組立体の頭部の空間を占め、電気化学装置のエネルギー密度を低下させる。このため、タブとアダプタを溶接する前に、タブを折り曲げる必要がある。半タブ構造の電気化学装置（各周の極片には、一つのタブのみが接続され、例えば、電気化学装置は、第１セグメントの第１極片のみが第１タブに接続する）は、折り曲げたタブと溶接するためにアダプタを所定位置まで筐体に入れる必要があると、折り曲げたタブがアダプタの作用力により、電極組立体の方向に逆さまに差し込んで電極組立体内部に入り込み易くなり、後の使用時に短絡ひいては発煙発火に至るおそれがあり、電気化学装置の使用安全性が低下する。全タブ構造の電気化学装置（各層の極片には１つのタブが接続される）は、充放電倍率の向上に有利であり、極耳の折り曲げ及び溶接の難易度も向上し、製造コストを向上させる。
【0039】
本願において、一周とは、電極組立体２０上のある点を始端として計算を開始し、捲回方向Ｄに沿って一周して他の点に至る点を終端とし、終端と始端とこの周回の中心とが一直線上であり、始端が終端とこの周回の中心との間であることを意味する。１周して２層、すなわち１周の第１極片２１は、２層の第１極片２１を含む。
【0040】
本願では、第１タブ３１の数Ｍが第１極片２１の層数Ｎより小さいので、極耳の折り曲げおよび溶接の難易度を小さくし、工程を簡略化する上で有利となる。次に、Ｍ個の第１タブ３１が、Ｎ層の第１極片２１におけるＭ層の第１極片２１をそれぞれ接続し、第１タブ３１が捲回中心面Ｐの両側に設けられていることを満足した上で、第１タブ３１の数Ｍが需要に応じて変更可能であるため、電極片内部抵抗を制御することができ、電気化学装置１００に異なる充放電倍率を満足させることができる。再度、第２接続部３０２の部分の第１タブ３１が、第１接続部３０１の電極組立体２０に向かう側に接続することで、この部分の第１タブ３１の規制作用により、第１接続部３０１の第２方向Ｄ２における位置がより安定し、第１アダプタ５０が筐体１０内に入り込んだときに第１アダプタ５０の作用で逆挿しが生じ難くなる。したがって、逆挿しによるタブの接触短絡の問題を改善し、電気化学装置１００の安全性を向上させることができる。さらに、従来の逆挿し防止のためのタブが電極組立体の端面に接触して設けられていた絶縁ゴム層を低減でき、コストを低減できる。
【0041】
図３に示すように、幾つかの実施例では、第１接続部３０１は、Ｕ型構造を形成する。第１接続部３０１は、第１分岐部３０１１と、第１分岐部３０１１に対向する第２分岐部３０１２と、第１分岐部３０１１と第２分岐部３０１２との間に屈曲して接続される第３分岐部３０１３と、を含む。第１分岐部３０１１は、第１アダプタ５０に接続し、第２分岐部３０１２は、第２接続部３０２に接続する。第１接続部３０１は、開口が第１アダプタ５０を向く空間Ｓを画定する。第１アダプタ５０は、少なくとも部分的にＵ型構造によって画定される空間Ｓ内に設けられ、第１分岐部３０１１に溶接固定可能である。
【0042】
図３に示すように、さらに、いくつかの実施例では、第１方向Ｄ１において、第１タブ３１が接続された第１極片２１と、第１タブ３１が接続されていない第１極片２１とが交互に配置されている。すなわち、第１タブ３１の数ＭはＮ／２の四捨五入整数であり、第１タブ３１の数は、ハーフタブ構造の電気化学装置と略同じである。ハーフタブ構造の電気化学装置と比較して、Ｎ層の第１極片２１には、第１タブ３１が交互に設けられているため、部分の第１タブ３１は、第１接続部３０１の電極組立体２０に向かう側に設けられ、この部分の第１タブ３１の規制作用により、逆挿しによる第１接続部３０１の接触短絡リスクが低減され、安全性が向上する。同時に、第１タブ３１の数は、ハーフタブ構造の電気化学装置と同一であるため、安全性を両立させる必要があるために第１タブ３１の数を増やし、極耳の折り曲げと溶接工程を困難にするリスクを低減することができる。
【0043】
図５Ａ及び図５Ｂを参照して、他のいくつかの実施例では、第１タブ３１の数Ｍ＞Ｎ／２であり、第１タブ３１は、Ｎ層の第１極片２１の任意のＭ層の第１極片２１に接続することができる。すなわち、第１タブ３１の数Ｍは、需要に応じて増やすことができる。このため、第１タブ３１に接続する第１極片２１と第１タブ３１に接続しない第１極片２１とが交互に設けられる場合に比べて、第１極片２１の内部抵抗をさらに低減し、電気化学装置１００の充放電倍率要求を向上させることができる。
【0044】
図３に示すように、いくつかの実施例において、Ｎ層の第１極片２１のうち２つの最外層の第１極片２１には、それぞれ第１タブ３１が接続されている。電気化学装置１００は、第１接着部材７０と、第２接着部材８０とをさらに備える。第１接着部材７０は、第１分岐部３０１１の電極組立体２０から離れた側と、第１方向Ｄ１における電極組立体２０の一方側の側面２０ａとを接着する。幾つかの実施例では、電極組立体２０の側面２０ａは、第１極片２１であってもよいし、セパレータ２３であってもよいし、あるいは、他の接着材（図示せず）であってもよい。第２接着材８０は、第２分岐部３０１２の電極組立体２０から離れた側と、第１方向Ｄ１における電極組立体２０の他方側の側面２０ｂとを接着する。幾つかの実施例では、電極組立体２０の側面２０ｂは、第１極片２１であってもよいし、セパレータ２３であってもよいし、あるいは、他の接着材（図示せず）であってもよい。第１方向Ｄ１において、第２接続部３０２は、第１接着材７０と第２接着材８０との間に位置している。第１集電体２１１が第１タブ３１を裁断して形成する際にバリが形成される可能性があり、第１接続部３０１と第１アダプタ５０とが溶接される際にも溶接痕が形成されることが理解できる。上記バリ及び溶接痕は、筐体１０に刺さり、短絡や液漏れを起こすおそれがある。第１接着材７０と第２接着材８０を設けることで、第１接続部３０１のバリ及び溶接痕が筐体１０に刺さり、短絡や液漏れを生じるリスクを低減することができる。なお、第１接着材７０および／または第２接着材８０は、絶縁テープ（insulating adhesive tape）であってもよい。
【0045】
さらに、いくつかの実施例では、第１方向Ｄ１において、第１接着材７０の幅は、第１接続部３０１の幅よりも大きい。幾つかの実施例では、第１接着材７０の幅と第１接続部３０１の幅との差は、１ｍｍ～５０ｍｍである。さらに、いくつかの実施例では、第１方向Ｄ１において、第２接着材８０の幅は、第１接続部３０１の幅よりも大きい。いくつかの実施例では、第２接着材８０の幅と第１接続部３０１の幅との差は、１ｍｍ～５０ｍｍである。幾つかの実施例では、第２方向Ｄ２において、第１接着部材７０が電極組立体２０の側面２０ａに接着される長さは、１ｍｍ以上であることにより、第１接着部材７０を電極組立体２０に強固に接着することができる。幾つかの実施例では、第２方向Ｄ２において、第２接着材８０が電極組立体２０の側面２０ｂに接着される長さは、１ｍｍ以上であることにより、第２接着材８０を第１極片２１に強固に接着することができる。幾つかの実施例では、第２方向Ｄ２において、第１接着部材７０が電極組立体２０の縁からはみ出す長さが２ｍｍ以上であることにより、第１接着部材７０が第１接続部３０１に強固に接着される。幾つかの実施例では、第２方向Ｄ２において、第２接着材８０が電極組立体２０の縁からはみ出す長さが２ｍｍ以上であり、第１接続部３０１に第２接着材８０が強固に接着され得る。なお、第１極片２１と第２極片２２とが直接接触するリスクを十分に低減するために、セパレータ２３の縁は、第２方向Ｄ２において第１極片２１及び第２極片２２の縁よりもはみ出していることが理解される。したがって、第２方向Ｄ２において、電極組立体２０の縁は通常、セパレータ２３の縁である。
【0046】
図６を参照すれば、別の幾つかの実施例では、Ｍ個の第１タブ３１は、第２分岐部３０１２において溶接領域３０１４が形成されるように、互いに溶接され得る。Ｍ個の第１タブ３１が第１接続部３０１において互いに固定されていないと、第１アダプタ５０が筐体１０内に入り込むと、第１接続部３０１の第１タブ３１が第１アダプタ５０によって互いに離れやすいことが理解される。本願は、Ｍ個の第１タブ３１が第２分岐部３０１２の溶接領域３０１４に溶接固定されているため、第２分岐部３０１２における第１タブ３１（図６中第１方向Ｄ１で右側の第１タブ３１）が互いに離れて第１接続部３０１が逆挿しされるリスクを更に小さくすることができ、電気化学装置１００の安全性を一層高めることができる。いくつかの実施例において、溶接領域３０１４は第２分岐部３０１２の第３分岐部３０１３の近傍の端部に設けられてよい。
【0047】
図７Ａ及び図７Ｂを参照して、本開示の他の実施形態は、電気化学装置２００をも提供する。電気化学装置１００と異なる点は、第１方向Ｄ１において、Ｎ層の第１極片２１のうち最外層の一方の第１極片２１には第１タブ３１が接続されており、最外層の他方の第１極片２１には第１タブ３１が接続されていない点である。
【0048】
このとき、第１接着材７０は、第１分岐部３０１１の電極組立体２０から離れた側に接着する。第１接着材７０は、第１方向Ｄ１において、隣接する２層の極片の間にも設けられている。第２接着材８０は、第２分岐部３０１２の電極組立体２０から離れた側と、第１方向Ｄ１における電極組立体２０の一方側の側面２０ｂとを接着している。第１方向Ｄ１において、第２接続部３０２は、第１接着材７０と第２接着材８０との間に位置している。このとき、第１接着材７０及び第２接着材８０は、同様に、第１接続部３０１のバリが筐体１０に刺さって短絡や液漏れを生じるリスクを低減することができる。このうち、第１接着材７０は、折曲部７１を含み、折曲部７１は、第２分岐部分３０１２の電極組立体２０に向かう側に設けられる。このため、屈曲部７１は、第１接続部３０１に対して第２方向Ｄ２にも規制作用を及ぼすことができ、第１接続部３０１の逆挿しによる接触短絡リスクを一層低減することができる。また、第１方向Ｄ１において、隣接する２層の極片の間に第１接着材７０が設けられることにより、第１方向Ｄ１の厚みが小さくなり、エネルギー密度が向上する。
【0049】
図７Ｂに示すように、さらに、第１接着材７０と第２接着材８０の間に設けられる各層の第１極片２１には、第１タブ３１が接続されている。このようにすれば、第１タブ３１の数をさらに高めることができ、電気化学装置１００の充放電倍率を高めることができる。
【0050】
幾つかの実施例では、第２分岐部３０１２において溶接領域３０１４が形成されるようにＭ個の第１タブ３１が互いに溶接され、第２分岐部３０１２における第１タブ３１が互いに離間して第１接続部３０１が逆挿されるリスクが低減される。折曲部７１は、溶接領域３０１４の電極組立体２０に向かう側に設けられる。
【0051】
図８を参照して、本願のさらに別の実施形態は、電気化学装置３００を提供する。電気化学装置１００と異なる点は、第１接続部３０１がＵ型構造ではなく、全体として第２方向Ｄ２に延びる点である。製作に際しては、第１タブ群３０を、第１接続部３０１と第２接続部３０２との接続箇所で折り曲げるだけでよく、第１接続部３０１自体が折り曲げる必要がないため、製造工程の簡略化に有利である。
【0052】
なお、本願の電気化学装置１００、２００、３００は、電気化学反応を生じ得る装置を全て含む。具体的には、電気化学装置１００、２００、３００は、あらゆる種類の一次電池、二次電池、燃料電池、太陽電池、キャパシタ（例えば、スーパーキャパシタ）を含む。電気化学装置１００、２００、３００は、リチウム金属二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池およびリチウムイオンポリマー二次電池を含むリチウム二次電池であってもよい。
【0053】
図９を参照して、本願の一実施形態は、電気化学装置１００（または電気化学装置２００、３００）を含む電子機器１を提供する。なお、本願の電気化学装置１００、２００、３００は、種々の分野の電子装置１に適用される。一実施形態において、本願の電子装置１は、ノートパソコン、ペン入力型コンピューター、モバイルコンピュータ、電子書籍プレーヤー、携帯電話、携帯型ファクシミリ、携帯型複写機、携帯型プリンター、ヘッドセットステレオイヤホン、ビデオレコーダー、液晶テレビ、携帯型クリーナ、携帯ＣＤ機、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯型レコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、自動車、オートバイ、アシスト自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、フラッシュ、カメラ、家庭用大型蓄電池およびリチウムイオンキャパシター等に限定されるものでない。
【0054】
最後に説明すべきは、以上の実施例は、本願の技術案を限定するものではなく、単に本願の技術案を説明するためにのみ用いられるものであり、好適な実施例を参照して本願を詳細に説明してきたが、本願の技術案の範囲を逸脱することなく、本願の技術案を修正ないしは同等に置き換えることができることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【0055】
１ 電子装置
１０ 筐体
１１ 本体部
１２ 縁取り
２０ 電極組立体
２０ａ、２０ｂ 側面
２１ 第１極片
２２ 第２極片
２３ セパレータ
３０ 第１タブ群
３１ 第１タブ
４０ 第２タブ群
４１ 第２タブ
５０ 第１アダプタ
６０ 第２アダプタ
７０ 第１接着部材
７１ 折曲部
８０ 第２接着部材
１００、２００、３００ 電気化学装置
２０１ 第１セグメント
２０２ 第２セグメント
２０３ 第１折り曲げセグメント
２０４ 第２折り曲げセグメント
２１１ 第１集電体
２１２ 第１活物質層
２２１ 第２集電体
２２２ 第２活物質層
３０１ 第１接続部
３０２ 第２接続部
３０１１ 第１分岐部
３０１２ 第２分岐部
３０１３ 第３分岐部
３０１４ 溶接領域
Ｓ 空間
Ｄ 捲回方向
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｃ 巻回中心軸
Ｐ 巻回中心面
１０ 筐体
１１ 本体部
１２ 縁取り
２０ 電極組立体
２０ａ、２０ｂ 側面
２１ 第１極片
２２ 第２極片
２３ セパレータ
３０ 第１タブ群
３１ 第１タブ
４０ 第２タブ群
４１ 第２タブ
５０ 第１アダプタ
６０ 第２アダプタ
７０ 第１接着部材
７１ 折曲部
８０ 第２接着部材
１００、２００、３００ 電気化学装置
２０１ 第１セグメント
２０２ 第２セグメント
２０３ 第１折り曲げセグメント
２０４ 第２折り曲げセグメント
２１１ 第１集電体
２１２ 第１活物質層
２２１ 第２集電体
２２２ 第２活物質層
３０１ 第１接続部
３０２ 第２接続部
３０１１ 第１分岐部
３０１２ 第２分岐部
３０１３ 第３分岐部
３０１４ 溶接領域
Ｓ 空間
Ｄ 捲回方向
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｃ 巻回中心軸
Ｐ 巻回中心面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
