特許 7576164 セル、電池及び電池パック

(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】2024-10-22

(45)【発行日】2024-10-30

(54)【発明の名称】セル、電池及び電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/54 20210101AFI20241023BHJP

【ＦＩ】

H01M50/54

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2023513945

(86)(22)【出願日】2021-08-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-09-15

(86)【国際出願番号】 CN2021114102

(87)【国際公開番号】W WO2022042493

(87)【国際公開日】2022-03-03

【審査請求日】2023-04-14

(31)【優先権主張番号】202010898785.4

(32)【優先日】2020-08-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】510177809

【氏名又は名称】ビーワイディー カンパニー リミテッド

【氏名又は名称原語表記】ＢＹＤ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． ３００９， ＢＹＤ Ｒｏａｄ， Ｐｉｎｇｓｈａｎ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８１１８， Ｐ． Ｒ． Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100169904

【弁理士】

【氏名又は名称】村井 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100132698

【弁理士】

【氏名又は名称】川分 康博

(72)【発明者】

【氏名】王信月

(72)【発明者】

【氏名】段平安

(72)【発明者】

【氏名】程▲はん▼

【審査官】小森 重樹

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１９／０１４８７０５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－００６１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００７２０６５（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開平１０－１８８９４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２９８８２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つの電極体であって、各電極体が複数のタブを有し、複数の前記タブが集束された後にタブ端部段差領域、タブ溶接領域、予備溶接圧着領域を順に形成し、複数の前記タブの前記電極体から露出した部分がタブ露出領域を形成し、前記タブ露出領域内の前記電極体から露出した露出タブの長さが、前記タブ端部段差領域の幅、前記タブ溶接領域の幅、前記予備溶接圧着領域の幅、前記電極体の厚さ、前記タブのタブ折り曲げ角に基づいて決定される、少なくとも１つの電極体を含み、
前記タブ端部段差領域の幅は、ｄ _１ であり、前記タブ溶接領域にタブ保護片が配置され、前記タブ保護片の幅は、ｄ _２ であり、前記予備溶接圧着領域の幅は、ｄ _３ であり、前記電極体の厚さは、Ｄであり、複数の前記タブのうちのいずれか１つの前記タブのタブ折り曲げ角は、Ａであり、前記タブ露出領域内の前記露出タブの長さは、Ｌであり、Ｌ＝ｄ _１ ＋ｄ _２ ＋ｄ _３ ＋Ｄ／２×ｔａｎＡという関係式を満たす、ことを特徴とするセル。

【請求項2】

Ａは、４５°≦Ａ≦１３５°という関係式を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のセル。

【請求項3】

ｄ_２とｄ_１の比の値は、Ｂであり、４＜Ｂ＜１０という関係式を満たす、ことを特徴とする請求項１に記載のセル。

【請求項4】

ｄ_２とｄ_３の比の値は、Ｃであり、４＜Ｃ＜２４という関係式を満たす、ことを特徴とする請求項１又は３に記載のセル。

【請求項5】

０ｍｍ＜ｄ_１＜８ｍｍという関係式を満たす、ことを特徴とする請求項１、３又は４に記載のセル。

【請求項6】

８ｍｍ≦ｄ_２≦１２ｍｍという関係式を満たす、ことを特徴とする請求項１又は３～５のいずれか一項に記載のセル。

【請求項7】

０．５ｍｍ≦ｄ_３≦２ｍｍという関係式を満たす、ことを特徴とする請求項１又は３～６のいずれか一項に記載のセル。

【請求項8】

請求項１～７のいずれか一項に記載のセルを含む、ことを特徴とする電池。

【請求項9】

請求項８に記載の電池を含む、ことを特徴とする電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本願は、ビーワイディー カンパニー リミテッドが２０２０年８月３１日に提出した、発明の名称が「セル、電池及び電池パック」である中国特許出願第「２０２０１０８９８７８５．４」号の優先権を主張するものである。

【0002】

本願は、電池の分野に関し、特に、セル、電池及び電池パックに関する。

【背景技術】

【0003】

関連技術では、電極体の複数のタブが集束された後に一体に溶接され、複数のタブの電極体から露出した部分によってタブ露出領域が形成され、タブ露出領域の設計長さが長すぎる場合、タブの可動長さを増加させることになり、タブを収容するより大きな折り曲げ空間を必要とするが、より大きな折り曲げ空間を設計すると、セルの容量損失を引き起こし、折り曲げ空間を増大させないと、タブが押圧されることになり、正負極の接触を容易に引き起こし、セルが安全上のリスクを有する。

【0004】

タブ露出領域の設計長さが短すぎる場合、タブが折り曲げられた後に容易に引っ張られ、タブの断裂を引き起こし、タブの断裂は、一部の電極片が電気的な引き出しを行うことができないことにつながり、セルの容量損失を引き起こす。

【発明の概要】

【0005】

本願は、従来技術における技術的課題の１つを少なくとも解決することを目的とする。このため、本願は、タブが折り曲げられた後に引っ張られることを回避し、容量損失を回避することができるだけでなく、タブが押圧されることを防止することにより、電池の使用安全性を向上させることができるセルを提供する。

【0006】

本願は、電池を更に提供する。

【0007】

本願は、電池パックを更に提供する。

【0008】

本願に係るセルは、少なくとも１つの電極体であって、各前記電極体が複数のタブを有し、複数の前記タブが集束された後にタブ端部段差領域、タブ溶接領域、予備溶接圧着領域が順に形成され、複数の前記タブの前記電極体から露出した部分によってタブ露出領域が形成され、前記タブ露出領域内の前記電極体から露出した露出タブの長さが前記タブ端部段差領域の幅、前記タブ溶接領域の幅、前記予備溶接圧着領域の幅、前記電極体の厚さ、前記タブのタブ折り曲げ角に基づいて決定される、少なくとも１つの電極体を含む。

【0009】

本願のセルによれば、タブ露出領域内の電極体から露出した露出タブの長さをより適切にし、タブが折り曲げられた後に引っ張られることを回避し、断裂を防止することにより、セルの容量損失を回避することができ、かつ、タブの可動長さを適切にし、折り曲げ空間を適切にすることにより、セルの容量損失を回避するとともに、タブが押圧されることを防止することができ、これにより、セルの使用安全性を向上させることができる。

【0010】

本願のいくつかの実施例では、前記タブ端部段差領域の幅は、ｄ_１であり、前記タブ溶接領域にタブ保護片が配設され、前記タブ保護片の幅は、ｄ_２であり、前記予備溶接圧着領域の幅は、ｄ_３であり、前記電極体の厚さは、Ｄであり、複数の前記タブのうちのいずれか１つの前記タブのタブ折り曲げ角は、Ａであり、前記タブ露出領域内の前記露出タブの長さは、Ｌであり、Ｌ＝ｄ_１＋ｄ_２＋ｄ_３＋Ｄ／２×ｔａｎＡという関係式を満たす。

【0011】

本願のいくつかの実施例では、Ａは、４５°≦Ａ≦１３５°という関係式を満たす。

【0012】

本願のいくつかの実施例では、ｄ_２とｄ_１の比の値は、Ｂであり、４＜Ｂ＜１０という関係式を満たす。

【0013】

本願のいくつかの実施例では、ｄ_２とｄ_３の比の値は、Ｃであり、４＜Ｃ＜２４という関係式を満たす。

【0014】

本願のいくつかの実施例では、０ｍｍ＜ｄ_１＜８ｍｍという関係式を満たす。

【0015】

本願のいくつかの実施例では、８ｍｍ≦ｄ_２≦１２ｍｍという関係式を満たす。

【0016】

本願のいくつかの実施例では、０．５ｍｍ≦ｄ_３≦２ｍｍという関係式を満たす。

【0017】

本願に係る電池は、上記セルを含む。

【0018】

本願に係る電池パックは、上記電池を含む。

【0019】

本願の追加の態様及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明において明らかになるか又は本願の実施により理解される。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本願の実施例に係る電池の概略図である。

【図2】本願の実施例に係るセルの電極体のタブが集束された後に折り曲げられる前の概略図である。

【図3】本願の実施例に係るセルの電極体のタブが集束された後に折り曲げられる前の別の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本願の実施例を詳細に説明し、上記実施例の例は、図面に示され、全体を通して同一又は類似の符号は、同一又は類似の部品、或いは同一又は類似の機能を有する部品を示す。以下、図面を参照して説明される実施例は、例示的なものであり、本願を解釈するためのものに過ぎず、本願を限定するためのものであると理解すべきではない。

【0022】

以下、図１～図３を参照して、本願の実施例に係るセル１０を説明する。

【0023】

図１～図３に示すように、本願の実施例に係るセル１０は、少なくとも１つの電極体２０であって、各電極体２０が複数のタブ２０１を有し、複数のタブ２０１が集束された後にタブ端部段差領域２０３、タブ溶接領域２０４、予備溶接圧着領域２０５が順に形成される、少なくとも１つの電極体２０を含み、なお、タブ端部段差領域２０３は、各タブ２０１が集束されるときに湾曲する弧度が異なり、複数のタブ２０１が集束された後に複数のタブ２０１の自由端によって一体に形成されたタブ端部段差領域２０３を指す。予備溶接圧着領域２０５は、複数のタブ２０１が集束された後、集束部に超音波溶接又は他の溶接方式で集束された複数のタブ２０１を一体に圧着することにより形成された領域を指し、この領域を予備溶接圧着領域２０５と呼ぶ。タブ溶接領域２０４は、予備溶接圧着領域２０５内に、タブ２０１とタブ引き出し片をレーザ溶接又は他の溶接方式によって一体に溶接されて形成された領域を指す。複数のタブ２０１の電極体２０から露出した部分によってタブ露出領域２０６が形成され、タブ２０１の延在方向、すなわち図２における左右方向において、タブ露出領域２０６内の電極体２０から露出した露出タブの長さは、タブ端部段差領域２０３の幅、タブ溶接領域２０４の幅、予備溶接圧着領域２０５の幅、電極体２０の厚さ、タブ２０１のタブ折り曲げ角に基づいて決定される。

【0024】

本願のいくつかの実施例では、タブ端部段差領域２０３の幅方向、タブ溶接領域２０４の幅方向、予備溶接圧着領域２０５の幅方向は、いずれも図２における左右方向であり、電極体２０の厚さ方向は、図２における上下方向であり、電極体２０のタブ２０１が集束された後に折り曲げられる前は、露出タブは、図２における左右方向に延在する。各電極体２０は、複数のセパレータ２０２を有し、複数のタブ２０１のセパレータ２０２から露出した部分によってタブ露出領域２０６が形成される。

【0025】

タブ露出領域２０６の長さをタブ端部段差領域２０３の幅、タブ溶接領域２０４の幅、予備溶接圧着領域２０５の幅、電極体２０の厚さ、タブ２０１のタブ折り曲げ角に基づいて決定することにより、タブ露出領域２０６内の電極体２０から露出した露出タブの長さをより適切にし、タブ２０１が折り曲げられた後に引っ張られることを回避し、タブ２０１の断裂を防止することができることにより、一部の電極片が電気的な引き出しを行うことができないことを回避し、更にセル１０の容量損失を回避することができる。かつ、タブ２０１の可動長さを適切にし、タブ２０１を収容する折り曲げ空間を適切にすることにより、セル１０の容量損失を回避するとともに、タブ２０１が押圧されることを防止することができ、これにより、セル１０の正負極の接触を防止し、セル１０の短絡を防止し、更にセル１０の使用安全性を向上させることができる。

【0026】

本願のいくつかの実施例では、図２に示すように、タブ端部段差領域２０３の幅は、ｄ_１であり、タブ溶接領域２０４にタブ保護片２０７が配設され、タブ保護片２０７の幅は、ｄ_２であり、タブ保護片２０７の幅方向は、図２における左右方向であり、予備溶接圧着領域２０５の幅は、ｄ_３であり、電極体２０の厚さは、Ｄであり、複数のタブ２０１のうちのいずれか１つのタブ２０１のタブ折り曲げ角は、Ａであり、タブ露出領域２０６内の露出タブの長さは、Ｌであり、Ｌ＝ｄ_１＋ｄ_２＋ｄ_３＋Ｄ／２×ｔａｎＡという関係式を満たし、このように配設することにより、タブ露出領域２０６内の電極体２０から露出した露出タブの長さがより適切であることを保証し、タブ２０１が折り曲げられた後に引っ張られることを更に回避し、タブ２０１の断裂を更に防止することができることにより、一部の電極片が電気的な引き出しを行うことができないことを回避し、更にセル１０の容量損失を回避することができる。かつ、タブ２０１の可動長さがより適切であることを保証することができ、タブ２０１を収容する折り曲げ空間をより適切にすることにより、セル１０の容量損失を更に回避するとともに、タブ２０１が押圧されることを更に防止することができ、これにより、セル１０の正負極の接触を更に防止し、セル１０の短絡をよりよく防止し、更に電池１００の使用安全性を更に向上させることができる。

【0027】

本願のいくつかの実施例では、Ａは、４５°≦Ａ≦１３５°という関係式を満たし、好ましくは、６０°≦Ａ≦１２０°という関係式を満たし、このように配設することにより、タブ２０１の折り曲げ角をより適切にし、タブ露出領域２０６内の電極体２０から露出した露出タブの長さ寸法を合理的にすることができ、セパレータ２０２を押圧することを防止することもでき、これにより、セル１０の正負極の接触を更に防止することができ、更にセル１０の短絡をよりよく防止することができる。

【0028】

本願のいくつかの実施例では、ｄ_２とｄ_１の比の値は、Ｂであり、４＜Ｂ＜１０という関係式を満たし、更に、ｄ_２とｄ_３の比の値は、Ｃであり、４＜Ｃ＜２４という関係式を満たす。このように配設することにより、ｄ_２とｄ_１、ｄ_２とｄ_３の比率関係を適切にし、電極体２０の生産及び製造を有利にすることができ、かつ、タブ溶接領域２０４の溶接幅を適切にし、複数のタブ２０１を一体に確実に溶接することを保証することができ、これにより、セル１０の使用過程における信頼性を向上させることができる。

【0029】

本願のいくつかの実施例では、０ｍｍ＜ｄ_１＜８ｍｍという関係式を満たし、好ましくは、ｄ_１が４ｍｍであり、このように配設することにより、タブ端部段差領域２０３の幅を適切にし、タブ端部段差領域２０３の幅が広すぎることを回避することができ、これにより、タブ露出領域２０６の長さをより適切にすることができる。

【0030】

本願のいくつかの実施例では、８ｍｍ≦ｄ_２≦１２ｍｍという関係式を満たし、好ましくは、ｄ_２が１０ｍｍであり、このように配設することにより、タブ保護片２０７の幅を適切にし、タブ溶接領域２０４の溶接幅を保証することができ、これにより、タブ露出領域２０６の長さを適切にし、電極体２０の生産及び製造をより有利にすることができる。

【0031】

本願のいくつかの実施例では、０．５ｍｍ≦ｄ_３≦２ｍｍという関係式を満たし、好ましくは、ｄ_３が１．５ｍｍであり、複数のタブ２０１を溶接する場合、ｄ_３を１．５ｍｍに設定することにより、予備溶接圧着領域２０５の幅を適切にし、予備溶接押圧ブロックが複数のタブ２０１を押圧することができ、これにより、複数のタブ２０１の溶接品質を保証し、更にセル１０の生産品質を保証することができる。

【0032】

本願の実施例に係る電池１００は、上記実施例のセル１０を含み、セル１０を電池１００に配設することにより、タブ露出領域２０６内の電極体２０から露出した露出タブの長さをより適切にし、タブ２０１が折り曲げられた後に引っ張られることを回避し、断裂を防止することにより、セル１０の容量損失を回避することができ、更に電池１００の容量損失を回避することができ、かつ、タブ２０１の可動長さを適切にし、折り曲げ空間を適切にすることにより、セル１０の容量損失を回避し、タブ２０１が押圧されることを防止することができ、これにより、セル１０の使用安全性を向上させることができ、更に電池１００の使用安全性を向上させることができる。

【0033】

本願の実施例に係る電池パックは、上記実施例の電池１００を含み、電池１００を電池パック内に配設することにより、電池パックの容量損失を回避することができ、電池パックの使用安全性を向上させることもできる。

【0034】

本明細書の説明では、「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例示的な実施例」、「例」、「具体的な例」又は「いくつかの実施例」などの参照を表す語句は、該実施例又は例を組み合わせて説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性が本願の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書では、上記語句に対する例示的な言及は、必ず同じ実施例又は例に限定されるわけではないということを意味する。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、いずれか１つ又は複数の実施例又は例において適切に組み合わせることができる。

【0035】

本願の実施例を例示して説明したが、当業者であれば理解できるように、本願の原理及び趣旨から逸脱しない場合、これらの実施例に対して、様々な変更、修正、置換及び変形を行うことができ、本願の範囲が特許請求の範囲及びその均等物によって限定される。

【図1】

【図2】

【図3】