特許 7584489 バッテリー

(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】2024-11-07

(45)【発行日】2024-11-15

(54)【発明の名称】バッテリー

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/566 20210101AFI20241108BHJP

   H01M 50/15 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/176 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/557 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/55 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/536 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/538 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/188 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/184 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/505 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/512 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/516 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/627 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/586 20210101ALI20241108BHJP

   H01M 50/593 20210101ALI20241108BHJP

【ＦＩ】

H01M50/566

H01M50/15

H01M50/176

H01M50/557

H01M50/55 101

H01M50/536

H01M50/538

H01M50/188

H01M50/184 A

H01M50/505

H01M50/512

H01M50/516

H01M50/627

H01M50/586

H01M50/593

【請求項の数】 16

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022204411

(22)【出願日】2022-12-21

(65)【公開番号】P2023154390

(43)【公開日】2023-10-19

【審査請求日】2023-03-20

(31)【優先権主張番号】202210357139.6

(32)【優先日】2022-04-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202211478881.9

(32)【優先日】2022-11-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】507357232

【氏名又は名称】株式会社ＡＥＳＣジャパン

(74)【代理人】

【識別番号】100204490

【弁理士】

【氏名又は名称】三上 葉子

(72)【発明者】

【氏名】孔 瀟

(72)【発明者】

【氏名】徐 永剛

(72)【発明者】

【氏名】曹 星宇

【審査官】川口 陽己

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１２５４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０１２５８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０６１９４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００３８９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１０３３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２１６４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１２４２１１８８（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１３７４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】欧州特許出願公開第３８３６２９７（ＥＰ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１５５５２２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０１６７４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／００３１８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国実用新案第２１６１２０６５１（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８

Ｈ０１Ｍ ５０／１０－５０／１９８

Ｈ０１Ｍ ５０／６０－５０／７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電極リードを有する少なくとも一つの単体セルを含むセルと、
開口を含み、前記セルを収容した筐体と、
前記開口を覆うカバープレートアセンブリと、
前記カバープレートアセンブリに固定され、前記カバープレートアセンブリを貫通する端子本体および前記筐体の内側に面する前記カバープレートアセンブリの表面に接続されたベースプレートを含む端子と、
を含み、
前記ベースプレートと前記端子本体が、一体形成された素子であり、
前記電極リードが超音波溶接によりタブを形成し、
前記タブが、前記ベースプレートにレーザー溶接され、超音波溶接領域およびレーザー溶接領域を有し、
前記レーザー溶接領域が、前記超音波溶接領域内に位置し、
前記ベースプレート上の前記端子本体の軸の投影が、点Ｏであり、
前記カバープレートアセンブリの長さ方向に沿って延伸し、且つ前記点Ｏを通過する直線が、Ｌであり、前記カバープレートアセンブリの幅方向に沿った中心線が、第３中心線であり、前記直線Ｌ上の前記ベースプレートの辺縁の投影が、線分ＭＮを形成し、点Ｍが、前記第３中心線から最も遠く離れた前記ベースプレート上の点であり、点Ｎが、前記第３中心線に最も近い前記ベースプレート上の点であり、線分ＮＯの長さ対線分ＭＯの長さの比率、つまり線分ＮＯの長さ／線分ＭＯの長さは、１．５～４である、
バッテリー。

【請求項2】

前記線分ＮＯの前記長さ対前記線分ＭＯの前記長さの比率が、２～３である請求項１に記載のバッテリー。

【請求項3】

前記電極リードが、重ね合わせて溶接され、前記タブを形成する請求項１に記載のバッテリー。

【請求項4】

前記カバープレートアセンブリが、さらに、前記端子本体にスリーブ接続されたシールリングを含み、前記カバープレートアセンブリに対して垂直な方向に沿った前記レーザー溶接領域の投影が、前記シールリングと重なり合わない請求項３に記載のバッテリー。

【請求項5】

各前記電極リードが、積み重ねられて溶接され、前記タブを形成し、溶接することによって形成された領域が、タブ溶接領域であり、前記ベースプレート上の前記端子本体の前記軸の前記投影が、前記点Ｏであり、前記ベースプレート上の前記タブ溶接領域の中心の投影が、点Ｑであり、前記点Ｑが、前記点Ｏより前記カバープレートアセンブリの前記第３中心線に近い請求項３に記載のバッテリー。

【請求項6】

前記点Ｏおよび前記点Ｑが、前記カバープレートアセンブリの前記長さ方向に沿った同一線上にはない請求項５に記載のバッテリー。

【請求項7】

前記セルが、２つの単体セルを含み、前記２つの単体セルが、前記カバープレートアセンブリの前記幅方向に沿って並んで配置され、前記２つの単体セルと同じ極性を有するタブが、同じベースプレートに溶接された請求項５に記載のバッテリー。

【請求項8】

前記同じベースプレートに溶接された前記２つのタブが、前記カバープレートアセンブリの前記幅方向に沿って前記点Ｏの両側に配置された請求項７に記載のバッテリー。

【請求項9】

前記カバープレートアセンブリの前記長さ方向に沿った前記ベースプレートの中心線が、第１中心線であり、前記点Ｏが、第１中心線に位置し、
前記第１中心線に近い前記タブ溶接領域の境界上の任意の点から前記第１中心線までの距離が、前記端子本体の半径より大きい請求項８に記載のバッテリー。

【請求項10】

前記カバープレートアセンブリの前記長さ方向に沿った中心線が、第２中心線であり、前記第１中心線が、前記第２中心線と一致し、前記２つのタブ溶接領域が、前記点Ｏを対称の中心として、互いに対称的に配置された請求項９に記載のバッテリー。

【請求項11】

前記タブ溶接領域が、ストリップ状のタブ溶接領域であり、前記ストリップ状のタブ溶接領域が、前記カバープレートアセンブリの前記長さ方向に沿って延伸し、
前記タブ溶接領域の長さが、ａであり、前記点Ｏと前記第３中心線上の前記点Ｑの投影点の間の距離が、０．５ａより大きいか、それに等しい請求項５に記載のバッテリー。

【請求項12】

各前記電極リードが、積み重ねられて溶接され、前記タブを形成し、溶接することによって形成された領域が、タブ溶接領域であり、前記ベースプレートが、中空部を備え、前記中空部が、前記タブ溶接領域および前記端子本体を避けて配置された請求項３に記載のバッテリー。

【請求項13】

前記カバープレートアセンブリはカバープレート本体を含み、前記カバープレート本体および前記ベースプレートが、いずれも電解液注入孔を備え、前記２つの電解液注入孔が、同軸的に配置され、前記電解液注入孔は、前記ベースプレートに配置された前記２つのタブの間に位置する請求項７に記載のバッテリー。

【請求項14】

前記カバープレートアセンブリの長さ方向に沿った前記ベースプレートの長さが、３０ｍｍ～７０ｍｍである請求項１に記載のバッテリー。

【請求項15】

前記ベースプレートが、前記カバープレートアセンブリに対して平行である請求項１に記載のバッテリー。

【請求項16】

前記単体セルが、主体部および前記主体部に接続された前記タブを有し、
前記タブが、湾曲して前記ベースプレートに接続され、前記タブと前記主体部の間に分離領域が形成され、
前記バッテリーが、さらに、前記タブの側面および／または前記分離領域に面する前記主体部に配置された絶縁体を含む請求項１に記載のバッテリー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バッテリーの分野に関するものであり、特に、バッテリーに関するものである。

【背景技術】

【0002】

電気自動車の急速な発展に伴い、電気自動車用のバッテリーに関する研究がますます増え、バッテリーは、より広範囲に利用されるようになった。

【0003】

従来のバッテリーは、通常、タブを接続プレートに溶接してから、接続プレートを端子に溶接する。そのため、処理工程が多く、溶接コストが高くなるため、バッテリーの製造に不便である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、バッテリーの製造をより便利に行い、溶接コストを下げることのできるバッテリーを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の技術課題を解決するため、本発明の１つの実施形態は、セル、筐体、カバープレートアセンブリ、および端子を含むバッテリーを提供する。セルは、タブを含む。筐体は、開口を含み、セルは、筐体内に収容される。カバープレートアセンブリは、開口を覆う。端子は、カバープレートアセンブリに固定され、端子は、カバープレートアセンブリを貫通する端子本体および筐体の内側に面するカバープレートアセンブリの表面に接続されたベースプレートを含み、タブは、ベースプレートに溶接される。

【0006】

１つの実施形態において、ベースプレート上の端子本体の軸の投影は、点Ｏである。カバープレートアセンブリの長さ方向に沿って延伸し、且つ点Ｏを通過する直線は、Ｌであり、カバープレートアセンブリの幅方向に沿った中心線は、第３中心線であり、直線Ｌ上のベースプレートの辺縁の投影は、線分ＭＮを形成し、点Ｍは、第３中心線から最も遠く離れたベースプレート上の点であり、点Ｎは、第３中心線に最も近いベースプレート上の点であり、線分ＮＯの長さ対線分ＭＯの長さの比率、つまり線分ＮＯの長さ/線分ＭＯの長さは、１．５～４である。

【0007】

１つの実施形態において、線分ＮＯの長さ対線分ＭＯの長さの比率は、２～３である。

【0008】

１つの実施形態において、端子は、一体形成された素子である。

【0009】

１つの実施形態において、セルは、少なくとも１つの単体セルを含み、単体セルは、複数の電極リードを有し、電極リードは、重ね合わせて溶接され、タブを形成する。

【0010】

１つの実施形態において、電極リードは、超音波溶接によりタブを形成し、タブは、ベースプレートにレーザー溶接される。タブは、超音波溶接領域およびレーザー溶接領域を有し、レーザー溶接領域は、超音波溶接領域内に位置する。カバープレートアセンブリは、さらに、端子本体にスリーブ接続されたシールリングを含み、カバープレートアセンブリに対して垂直な方向に沿ったレーザー溶接領域の投影は、シールリングと重なり合わない。

【0011】

１つの実施形態において、各電極リードは、積み重ねられて溶接され、タブを形成し、溶接することによって形成された領域は、タブ溶接領域である。ベースプレート上の端子本体の軸の投影は、点Ｏであり、ベースプレート上のタブ溶接領域の中心の投影は、点Ｑであり、点Ｑは、点Ｏよりカバープレートアセンブリの第３中心線に近い。

【0012】

１つの実施形態において、点Ｏおよび点Ｑは、カバープレートアセンブリの長さ方向に沿った同一線上にはない。

【0013】

１つの実施形態において、セルは、２つの単体セルを含み、２つの単体セルは、カバープレートアセンブリの幅方向に沿って並んで配置される。２つの単体セルと同じ極性を有するタブは、同じベースプレートに溶接される。

【0014】

１つの実施形態において、同じベースプレートに溶接された２つのタブは、カバープレートアセンブリの幅方向に沿って点Ｏの両側に配置される。

【0015】

１つの実施形態において、カバープレートアセンブリの長さ方向に沿ったベースプレートの中心線は、第１中心線であり、点Ｏは、第１中心線に位置する。第１中心線に近いタブ溶接領域の境界上の任意の点から第１中心線までの距離は、端子本体の半径より大きい。

【0016】

１つの実施形態において、カバープレートアセンブリの長さ方向に沿った中心線は、第２中心線であり、第１中心線は、第２中心線と一致する。２つのタブ溶接領域は、点Ｏを対称の中心として、互いに対称的に配置される。

【0017】

１つの実施形態において、タブ溶接領域は、ストリップ状のタブ溶接領域であり、ストリップ状のタブ溶接領域は、カバープレートアセンブリの長さ方向に沿って延伸する。タブ溶接領域の長さは、ａであり、点Ｏと第３中心線上の点Ｑの投影点の間の距離は、０．５ａより大きいか、それに等しい。

【0018】

１つの実施形態において、各電極リードは、積み重ねられて溶接され、タブを形成し、溶接することによって形成された領域は、タブ溶接領域である。ベースプレートは、中空部を備え、中空部は、タブ溶接領域および端子本体を避けて配置される。

【0019】

１つの実施形態において、カバープレート本体およびベースプレートは、いずれも電解液注入孔を備え、２つの電解液注入孔は、同軸的に配置され、電解液注入孔は、ベースプレートに配置された２つのタブの間に位置する。

【0020】

１つの実施形態において、カバープレートアセンブリの長さ方向に沿ったベースプレートの長さは、３０ｍｍ～７０ｍｍである。

【0021】

１つの実施形態において、ベースプレートは、カバープレートアセンブリに対して平行である。

【0022】

１つの実施形態において、セルは、少なくとも１つの単体セルを含み、単体セルは、主体部および主体部に接続されたタブを有する。タブは、湾曲してベースプレートに接続され、タブと主体部の間に分離領域が形成される。単体セルは、さらに、タブの側面および／または分離領域に面する主体部に配置された絶縁体を含む。

【0023】

本発明の１つの実施形態は、また、バッテリーの製造方法を提供し、製造方法は、以下のステップを含む。端子をバッテリーのカバープレートアセンブリに固定し、端子のベースプレートは、カバープレートアセンブリの背面に位置する。セル上の複数の電極リードを重ね合わせてから溶接し、電極リードは、溶接された後、セルのタブを形成する。タブをベースプレートに溶接する。

【0024】

１つの実施形態において、電極リードは、重ね合わせて溶接された後、タブ溶接領域を形成する。タブをベースプレートに溶接するステップは、タブをベースプレートに溶接して、端子溶接領域を形成するステップを含み、端子溶接領域は、タブ溶接領域内に位置する。

【0025】

１つの実施形態において、タブは、超音波溶接工程を採用して、ベースプレートに溶接される。

【0026】

１つの実施形態において、タブは、レーザー溶接工程を採用して、ベースプレートに溶接される。

【0027】

１つの実施形態において、端子は、円柱の端子本体およびベースプレートを含み、カバープレートアセンブリは、端子本体にスリーブ接続されたシールリングを含む。

【0028】

タブをベースプレートに溶接するステップにおいて、溶接する時、カバープレートアセンブリに対して垂直な方向に沿った溶接領域の投影は、シールリングと重なり合わない。

【0029】

１つの実施形態において、バッテリーの製造方法は、さらに、以下のステップを含む。タブをベースプレートに溶接した後、タブを湾曲させて、セルをカバープレートアセンブリに対して垂直にする。セルをバッテリーの筐体内に入れる。カバープレートアセンブリを筐体に溶接する。

【発明の効果】

【0030】

先行技術と比較して、本発明の実施形態において、端子は、端子本体およびベースプレートを含む。つまり、ベースプレートは、端子の一部であり、タブは、ベースプレートに直接溶接されるため、接続プレートを省略することができる。タブを接続プレートに溶接してから接続プレートをベースプレートに溶接する必要がないため、接続プレートの処置工程が減り、それにより、バッテリー製造の便利性を向上させ、溶接コストを下げることができる。

【0031】

本発明の有益な効果は、以下の通りである。タブを端子に直接溶接することによって、セル構造部材の重量が減り、溶接プロセスが簡易化されるため、それにより、エネルギー密度が増加し、コストが下がり、効率が上がる。さらに、端子のベースプレートのサイズを最適化することによって、本発明の実施形態が提供するタブと端子の間を直接溶接接続する構造および方法は、カバープレートアセンブリの幅対長さの比率が１：４より大きいバッテリに応用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

添付図面は、本発明の原理がさらに理解されるために含まれており、本明細書に組み込まれ、且つその一部を構成するものである。図面は、本発明の実施形態を例示しており、説明とともに、本発明の原理を説明する役割を果たしている。

【0033】

【図1】本発明の１つの実施形態に係るバッテリーを製造するステップの図である。

【図2】本発明の１つの実施形態に係るバッテリーの構造概略図である。

【図3】１つの実施形態に係るセル内のタブをベースプレートに溶接した後の構造概略図である。

【図4】図３の領域Ａの拡大図である。

【図5】本発明の１つの実施形態に係るバッテリーの筐体を除去した後の構造概略図である。

【図6】本発明の１つの実施形態に係るカバープレートアセンブリの平面図である。

【図7】図６の領域ＡＡの断面図である。

【図8】図７の領域Ｂの拡大図である。

【図9】本発明の１つの実施形態に係るカバープレートアセンブリの拡大図である。

【図10】本発明の１つの実施形態に係る端子の構造概略図である。

【図11】本発明の１つの実施形態に係るカバープレートアセンブリの平面図である。

【図12】図１１の領域ＢＢの断面図である。

【図13】図１２の領域Ｃの拡大図である。

【図14】本発明の１つの実施形態に係るベースプレートの構造概略図である。

【図15】本発明の１つの実施形態に係るバッテリーの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

本発明の実施形態の目的、技術方案および利点をより明確にするために、以下、本発明の様々な実施形態について、添付の図面を参照しながら詳しく説明する。しかしながら、当業者は、本発明の様々な実施形態において、読者が本発明をよりよく理解するために、多くの技術的詳細が提供されることを理解することができる。しかしながら、これらの技術的詳細および以下の各実施形態に基づく様々な変更および修正がなくても、本発明によって請求される技術方案を実現することができる。

【0035】

以下の説明では、開示された各実施形態を説明する目的から、開示された各実施形態を完全に理解するために、何らかの具体的な詳細を記載する。ただし、当業者は、実施形態がこれらの具体的な詳細のうちの1つまたは複数なしに実施されてもよいことを認識するべきである。他の場合では、実施形態の説明を不必要に曖昧にすることを避けるために、本出願に関連する周知のデバイス、構造、および技術は、詳細に示されないか、または記載されない可能性がある。

【0036】

文脈で特に必要とされない限り、明細書および請求の範囲を通して、「備える」という用語とそのバリエーション、例えば「含む」や「有する」などは、オープンで包括的な意味を有すると理解するべきであり、すなわち、「含むが、これらに限定されない」と解釈されるべきである。

【0037】

以下、本発明の目的、特徴、および利点をよりよく理解するために、図面を参照しながら本発明の様々な実施形態について詳しく説明する。図面に示される実施形態は、本発明の保護範囲を限定することを意図するものではなく、単に本発明の技術方案の本質的な精神を説明するものであることを理解するべきである。

【0038】

明細書全体にわたる「１つの実施形態」または「実施形態」への言及は、実施形態に説明される特定の特徴、構造、または特性が少なくとも1つの実施形態に含まれることを意味する。そのため、明細書全体の各箇所における「１つの実施例では」または「実施形態では」という表現は、必ずしも全てが同じ実施形態を指しているわけではない。また、特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の方法で組み合わせることができる。

【0039】

本明細書および添付の請求の範囲で使用されるように、単数形「一」および「前記」は、文脈がそうでないことを明確に記載しない限り、複数の指示対象も含む。「または」という用語は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、「および/あるいは」を含む意味で一般的に使用される。

【0040】

下記の説明において、本発明の構造および動作形態を明確に示すために、多くの方向性の語を用いて説明するが、「前」、「後」、「左」、「右」、「外」、「内」、「外側に」、「内側に」、「上」、「下」などの語は、限定的な語ではなく、便宜上の語として理解されるべきである。

【0041】

タブがセルの上側から延伸する従来の二次電池では、接続プレートを採用して端子とタブを電気接続するが、処理工程が多く、接続プレートを介して端子とタブを接続することによって、溶接コストも増加する。また、セルのサイズが増加して、正端子と負端子の間の距離が増加するにつれ、接続プレートの幅も増加するため、それにより、原材料のコストが増え、エネルギー密度が減少する。

【0042】

本願の発明者は、この問題について研究し、タブを端子に直接溶接するバッテリー構造および製造方法を提案した。しかしながら、検証の際に、セルの幅対長さの比率が大きい時、例えば、セルの幅対長さの比率が１：３より大きい時、正および負端子とタブの間の距離に関する従来の工業規格に基づいて、セルのタブを端子のベースプレートに溶接するために、タブの位置をセルの長さの両端に沿って円弧状領域の位置に相対的に近接する必要があるため、タブが曲がったり丸まったりしやすく、それにより、溶接効果に影響を与え、タブが裂けやすいことを発見した。また、タブを端子の円柱本体の底部に直接溶接した時、発生した熱によって端子の円柱本体の底部にある下部プラスチックが溶融しやすいため、それにより、バッテリの性能に影響を与える。発明者は、さらに、この問題について研究を行い、端子の底部のサイズおよび溶接位置を調整することによってこの問題を解決し、溶接性能を改善できることを発見した。

【0043】

以下、本発明の第１実施形態に係るバッテリーについて、図面を参照しながら説明する。図２および図４に示すように、バッテリーは、筐体４、カバープレートアセンブリ２、端子１、および２つの単体セル３を含む。筐体４は、開口を含み、各単体セル３は、カバープレートアセンブリ２に対して垂直であり、各単体セル３は、筐体４に収容され、カバープレートアセンブリ２は、開口を覆い、筐体４に固定して接続される。具体的に説明すると、カバープレート本体２２および筐体４は、溶接により接続することができる。本実施形態において、２つの単体セル３は、セルを形成し、別の実施形態において、セルは、１つの単体セルまたは本実施形態より多い単体セルを含むことができる。各単体セル３は、カバープレートアセンブリ２とともにわずかな傾斜で筐体内に配置されてもよい。端子１は、カバープレートアセンブリ２に固定され、端子１は、カバープレートアセンブリ２およびベースプレート１１を貫通する端子本体１２を含み、ベースプレート１１は、カバープレートアセンブリ２の背面に位置し、タブ３１は、ベースプレート１１に溶接される。言及すべきこととして、端子１は、一体形成された素子である。つまり、ベースプレート１１は、端子１の底部に形成されたプレート本体であり、その面積は、端子本体１２より大きい。タブ３１は、ベースプレート１１に直接溶接されるため、接続プレートを省略することができる。タブ３１を接続プレートに溶接してから接続プレートをベースプレート１１に溶接する必要がないため、接続プレートの処理工程が減り、それにより、バッテリーの製造の便利性を向上させることができる。

【0044】

また、単体セル３は、複数の電極リードを有し、電極リードは、重ね合わせて溶接され、タブ３１を形成し、タブ３１は、ベースプレート１１に溶接される。

【0045】

具体的に説明すると、図４に示すように、電極リードを重ね合わせて溶接した後、タブ３１上にタブ溶接領域３１２が形成される。タブ３１をベースプレート１１に溶接した後、タブ３１上に端子溶接領域３１３が形成される。

【0046】

好ましくは、端子溶接領域３１３は、タブ溶接領域３１２内に位置し、さらに好ましくは、タブ溶接領域３１２の表面は、粗面であり、且つ端子溶接領域は、レーザー溶接領域である。

【0047】

さらに好ましくは、タブ溶接領域３１２は、超音波溶接領域である。具体的に説明すると、電極リードは、超音波溶接によりタブ３１を形成し、タブ３１は、ベースプレート１１にレーザー溶接される。つまり、タブ溶接領域３１２は、超音波溶接領域であり、端子溶接領域３１３は、レーザー溶接領域である。しかしながら、注意すべきこととして、いくつかの実施形態において、タブ溶接領域３１２および端子溶接領域３１３は、抵抗溶接等の他の溶接方法を採用して形成されてもよい。

【0048】

また、図１～図４に示すように、端子１は、ベースプレート１１を含むだけでなく、端子本体１２も含む。ベースプレート１１は、カバープレートアセンブリ２の背面に位置し、カバープレートに対して平行であり、端子１は、カバープレートアセンブリ２を貫通して配置され、ベースプレート１１および端子本体１２は、一体形成された素子であり、好ましくは、ベースプレート１１および端子本体１２は、互いに垂直である。カバープレートアセンブリ２は、端子１の端子本体１２の外側にスリーブ接続されたシールリング２１を含む。カバープレートアセンブリに対して垂直な方向に沿った端子溶接領域３１３の投影は、シールリング２１と重なり合わない。タブ３１をベースプレート１１に溶接するプロセスの間、端子本体１２の外側にスリーブ接続されたシールリング２１が損傷するのを防ぐために、カバープレートアセンブリ２に対して垂直な方向に沿った端子溶接領域３１３の中心の投影は、シールリング２１から遠く離して配置される。

【0049】

好ましくは、ベースプレート１１は、カバープレートアセンブリ２の中心方向に向かってカバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿って延伸する。

【0050】

具体的に説明すると、図４に示すように、接続プレートが省略されるため、タブ３１をベースプレート１１に直接溶接できるようにするために、ベースプレート１１の面積を増やし、ベースプレート１１は、カバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿ってカバープレートアセンブリ２の中心方向に向かって延伸する。図４に示すように、ベースプレート１１上の端子本体１２の軸の位置は、点Ｏであり、ベースプレート１１上のタブ溶接領域３１２の中心の正投影は、点Ｑである。カバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿って、ベースプレート１１上の点Ｏは、ベースプレート１１のカバープレートアセンブリ２の中心から遠く離れた側に位置し、ベースプレート１１上の点Ｑは、ベースプレート１１のカバープレートアセンブリ２の第３中心線に近い側に位置する。つまり、点Ｑは、点Ｏよりカバープレートアセンブリ２の第３中心線に近い。

【0051】

さらに、点Ｏおよび点Ｑは、カバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿った同一線上にはない。

【0052】

つまり、点Ｏは、カバープレートアセンブリ２の中心からできる限り遠く離れるように配置され、点Ｑは、カバープレートアセンブリ２の中心に近接して配置されるため、点Ｏと点Ｑをできる限り遠くに離すことができる。端子溶接領域３１３は、タブ溶接領域３１２内に位置するため、タブ溶接領域３１２の中心が端子１の位置から遠くに離れた時、端子溶接領域３１３をシールリング２１からできる限り遠く離れるように維持することができ、タブ３１をベースプレート１１に溶接した時にシールリング２１が損傷するのを防ぐことができる。

【0053】

また、好ましくは、図４に示すように、端子溶接領域３１３は、タブ溶接領域３１２の中心領域に位置し、より好ましくは、端子溶接領域３１３の中心は、タブ溶接領域３１２の中心と一致する。

【0054】

また、図４に示すように、タブ溶接領域３１２は、ストリップ状のタブ溶接領域３１２であり、ストリップ状のタブ溶接領域３１２は、カバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿って延伸する。つまり、タブ溶接領域３１２の長さ方向は、カバープレートアセンブリ２の長さ方向と同じである。タブ溶接領域３１２の長さは、ａであり、カバープレートアセンブリ２の幅方向延伸線５に沿った点Ｑと点Ｏの間の垂直距離ｂは、０～０．５ａの範囲内にある。つまり、点Ｏと第３中心線上の点Ｑの投影点の間の距離は、０．５ａより大きいか、それに等しい。

【0055】

好ましくは、タブ溶接領域３１２の長さは、ａであり、カバープレートアセンブリ２の幅方向延伸線５に沿った点Ｑと点Ｏの間の垂直距離ｂは、０．５ａ、０．６ａ、０．７ａ、０．８ａ、０．９ａ、およびａのうちの任意の２つによって構成される区間の範囲内であってもよいが、本発明はこれに限定されない。これにより、点Ｏと点Ｑの間の距離ができる限り遠くになるため、タブ３１をベースプレート１１に溶接した時、高い溶接温度によってシールリング２１に生じる熱的影響を減らす、または取り除くことができる。

【0056】

また、図４および図１４に示すように、ベースプレート１１は、カバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿ってカバープレートアセンブリ２の中心部に向かって延伸するため、ベースプレート１１が拡張され、タブ３１をベースプレート１１に溶接するのに便利である。具体的に説明すると、図４および図１４に示すように、ベースプレート１１は、互いに対向して配置された第１側１１３および第２側１１４を含み、カバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿って、第１側１１３と点Ｏの間の距離ｃ対第２側１１４と点Ｏの間の距離ｄの比率は、１．５から４までの任意の数である。つまり、カバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿って延伸し、且つ点Ｏを貫通する直線は、Ｌであり、カバープレートアセンブリ２の幅方向に沿った中心線は、第３中心線であり、直線Ｌ上のベースプレートの辺縁の投影は、線分ＭＮを形成し、点Ｍは、第３中心線から最も遠いベースプレート上の点であり、点Ｎは、第３中心線に最も近いベースプレート上の点であり、線分ＮＯの長さ対線分ＭＯの長さの比率は、１．５～４である。好ましくは、線分ＮＯの長さ対線分ＭＯの長さの比率は、２～３である。ベースプレート１１が十分な長さを有することによって、タブ３１とベースプレート１１の間の溶接領域をベースプレート１１上の端子本体１２の領域からずらすことができ、単体セル３１を筐体４に入れた後、タブ３１を直接ベースプレートに向けることができるため、タブ３１をベースプレート１１に溶接するのに便利である。

【0057】

選択的に、点Ｐと点Ｏの間の長さ対点Ｑと点Ｏの間の長さの比率は、２～３である。好ましくは、点Ｐと点Ｏの間の長さ対点Ｑと点Ｏの間の長さの比率は、２．５である。

【0058】

図４および図１４に示すように、カバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿って、ベースプレート１１の長さは、３０から７０ｍｍまでの任意の数である。ｃ対ｄの比率が１．５より大きく、且つベースプレート１１の長さが３０ｍｍより大きい時、タブ３１および端子本体１２の位置をより便利にずらすことができるため、端子１の溶接領域は、シールリング２１をできる限り避けることができる。ｃ対ｄの比率が４を超える時、またはベースプレート１１の長さが７０ｍｍより大きい時は、ベースプレート１１が長すぎることによって、内部抵抗が増加する。

【0059】

また、図４に示すように、本実施形態において、カバープレートアセンブリ２の幅方向に沿って、点Ｑは、点Ｏのカバープレートアセンブリ２の中心に近い側に位置する。具体的に説明すると、本実施形態において、図４に示すように、２つの単体セル３は、カバープレートアセンブリ２の幅方向に沿ってカバープレートアセンブリ２の両側に対向配置される。つまり、２つの単体セル３は、カバープレートアセンブリ２の幅方向に沿って並んで配置され、２つの単体セル３と同じ極性を有するタブは、同じベースプレートに溶接される。同時に、２つの単体セル上の２つのタブ３１は、カバープレートアセンブリ２の幅方向に沿って点Ｏの両側に対向配置される。つまり、点Ｏは、２つの単体セル３の２つのタブ３１の中心に位置する。別の実施形態において、２つの単体セル３と同じ極性を有するタブは、積み重ねて一緒に溶接してもよい。この時、２つの単体セル３上の２つのタブ３１は、カバープレートアセンブリ２の幅方向に沿った点Ｏの両側にはない。

【0060】

また、好ましくは、図４に示すように、点Ｏおよび２つのタブ溶接領域３１２は、カバープレートアセンブリ２の幅方向に沿って間隔を空けて配置されるため、２つのタブ溶接領域３１２を点Ｏからできる限り遠くに離すことができる。同時に、図４に示すように、カバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿ったベースプレート１１の中心線は、第１中心線であり、点Ｏは、第１中心線に位置し、第１中心線に近いタブ溶接領域３１２の境界上の任意の点から第１中心線までの距離は、端子本体１２の半径より大きいため、タブ３１をベースプレート１１に溶接した時、溶接する辺縁は、端子本体１２から遠く離れているため、高い溶接温度によるシールリング２１への熱的影響を減らす、または取り除くことができる。

【0061】

また、図４に示すように、好ましくは、カバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿った中心線は、第２中心線であり、第１中心線は、第２中心線と一致し、２つのタブ溶接領域３１２は、点Ｏを対称の中心として、互いに対称的に配置される。

【0062】

また、図５～図１３に示すように、カバープレートアセンブリ２は、シールリング２１を含むだけでなく、カバープレート本体２２、上部プラスチックリング２３、および下部プラスチックリング２４も含む。カバープレート本体２２は、取り付け孔を備える。端子１の端子本体１２は、取り付け孔の中に位置し、取り付け孔の孔壁から間隔を空けて配置される。上部プラスチックリング２３は、カバープレート本体２２の前面に固定され、上部プラスチックリング２３は、端子本体１２の外側にスリーブ接続され、下部プラスチックリング２４は、カバープレート本体２２の背面に配置されて、端子本体１２の外側にスリーブ接続され、ベースプレート１１は、下部プラスチックリング２４の背面に位置する。下部プラスチックリング２４は、ベースプレート１１とカバープレート本体２２の間に位置し、ベースプレート１１をカバープレート本体２２から分離することができる。また、図１３に示すように、シールリング２１は、端子本体１２にスリーブ接続され、端子本体１２と取り付け孔の間の間隙を密封することができる。具体的に説明すると、上部プラスチックリング２３は、端子本体１２およびカバープレート本体２２に固定して接続され、例えば、接着剤等で貼り付けてもよく、当然のことながら、係合させてもよい。

【0063】

当然のことながら、いくつかの実施形態において、カバープレートアセンブリ２は、本発明の範囲を逸脱しない限り、先行技術において開示されたカバープレートアセンブリ２の他の構造を有することもできる。

【0064】

本実施形態において、図９に示すように、カバープレート本体２２は、ストリップ状のカバープレートである。カバープレートの長さ方向に沿って対向配置された２つの端子１、上部プラスチックリング２３、シールリング２１、および下部プラスチックリング２４がある。２つの端子１のうちの１方は、正端子１３であり、他方は、負端子１４である。２つの端子１の構造は同じであり、タブ３１を有する溶接領域も同じである。

【0065】

図９に示すように、２つの単体セル３は、カバープレート本体２２の幅方向に沿ってカバープレート本体２２の両側に対向配置される。各セル３は、２つのタブ３１を有し、２つのタブ３１のうちの１つは、正極タブ３１４であり、他のタブ３１は、負極タブ３１５である。正極タブ３１４は、正端子１３に溶接され、負極タブ３１５は、負端子１４に溶接される。２つのタブ３１のベースプレート１１は、いずれもカバープレート本体２２の長さ方向に沿ってカバープレート本体２２の中心方向に向かって延伸する。

【0066】

また、図１４に示すように、ベースプレート１１は、拡張されるため、ベースプレート１１の質量も増加する。ベースプレート１１の重量を減らして材料を節約するために、図１４に示すように、ベースプレート１１は、また、中空部を備える。中空部は、端子１の溶接領域および端子本体１２を避けて配置される。具体的に説明すると、本実施形態において、点Ｏの両側に２つのノッチ１１５がある。２つのノッチ１１５を提供した後、ベースプレート１１の重量を効果的に減らすことができる。当然のことながら、いくつかの実施形態において、中空部は、ベースプレート１１に提供される貫通孔であってもよく、ノッチ１１５の位置は、端子１の溶接領域および端子本体１２を避けることさえできれば、必要に応じて調整することができる。また、図５に示すように、バッテリーは、筐体４も含む。筐体４は、開口を有し、各単体セル３は、カバープレートアセンブリ２に対して垂直であり、各単体セル３は、筐体４内に位置し、カバープレートアセンブリ２のカバープレート本体２２は、開口上で覆われ、筐体４に固定して接続される。具体的に説明すると、カバープレート本体２２および筐体４は、溶接により接続されてもよい。

【0067】

バッテリーの製造ステップは、以下の通りである。

【0068】

まず、カバープレートアセンブリ２を準備し、端子１とカバープレートアセンブリ２を組み立てる。

【0069】

図４に示すように、カバープレート本体２２の幅方向に沿って、２つの単体セル３をカバープレートアセンブリ２の両側に対向配置する。

【0070】

図４に示すように、単体セル３の電極リードを超音波溶接により一緒に溶接して、タブ３１をベースプレート１１上に置き、タブ３１をレーザー溶接によりベースプレート１１に溶接する。レーザー溶接領域は、超音波溶接領域内にある。

【0071】

単体セル３を引き抜いて、単体セル３のタブ３１を湾曲させ、単体セル３をカバープレートアセンブリ２に対して垂直にして、図５および図８に示した状態を形成する。具体的に説明すると、図１５に示すように、単体セル３は、主体部３２およびタブ３１を含み、タブ３１は、湾曲してベースプレート１１に溶接され、タブ３１と主体部３２の間に分離領域３０が形成される。バッテリーは、また、絶縁体９を含む。絶縁体９は、分離領域３０内に配置され、絶縁体９は、タブ３１の側面および分離領域３０に面する主体部３２に取り付けられる。２つの単体セルがある。絶縁体９の一端は、１つの単体セルの主体部３２上にあり、他端は、別の単体セルの主体部３２上にある。絶縁体９は、１つの単体セルから別の単体セルに延伸する。タブの分離領域３０に面する２つの単体セルと同じ極性を有する側面は、いずれも絶縁体９によって取り付けられるため、タブ３１は、湾曲した後、主体部３２から分離される。絶縁体９は、絶縁テープまたは断熱材等であってもよい。別の実施形態において、絶縁体９は、タブの分離領域に面する側のみに取り付けられてもよく、または主体部の分離領域に面する側のみに取り付けられてもよい。本実施形態において、２つの単体セル３を例に挙げるが、別の実施形態において、１つの単体セル３またはそれ以上の単体セル３があってもよい。

【0072】

単体セル３を筐体４内に入れ、カバープレート本体２２と筐体４を一緒に溶接し、バッテリーの予備製造が完了する。

【0073】

当然のことながら、実際の状況において、必要に応じて電解質溶液を筐体４に注入してもよい。そのため、図９および図１０に示すように、カバープレート本体２２およびベースプレート１１は、いずれも電解液注入孔６を備える。２つの電解液注入孔６は、同軸的に配置され、電解液注入孔６は、２つのタブ３１の間に位置する。

【0074】

本発明の第２実施形態は、バッテリーの製造方法に関する。第１実施形態に基づくバッテリーの製造方法は、図１～図４に示した通りである。バッテリーの製造方法は、以下のステップを含む。

【0075】

端子１をバッテリーのカバープレートアセンブリ２に固定する。端子１のベースプレート１１は、カバープレートアセンブリ２の背面に位置する。

【0076】

電極リードをセル上で重ね合わせ、重ね合わせた電極リードを溶接し、溶接した後、電極リードは、セルのタブ３１を形成する。

【0077】

タブ３１をベースプレート１１に溶接する。

【0078】

好ましくは、ベースプレート１１は、カバープレートアセンブリ２の長さ方向に沿ってカバープレートアセンブリ２の中心方向に向かって延伸する。そのため、ベースプレート１１にレーザー溶接可能領域を提供することができる。

【0079】

溶接してタブ３１を形成した後、タブ３１は、ベースプレート１１に直接溶接されるため、接続プレートを省略することができる。タブ３１を接続プレートに溶接してから接続プレートをベースプレート１１に溶接する必要がないため、接続プレートの処理工程が減り、それにより、バッテリーの製造の便利性を向上させることができる。

【0080】

好ましくは、重ね合わせた電極リードを溶接した後、タブ３１上にタブ溶接領域３１２を形成する。

【0081】

タブ３１をベースプレート１１に溶接するステップは、具体的に、以下を含む。タブ溶接領域３１２で溶接することにより、タブ３１をベースプレート１１に溶接し、溶接した後、タブ３１上に端子溶接領域３１３を形成する。

【0082】

端子溶接領域３１３は、タブ溶接領域３１２内に位置する。

【0083】

プロセスの制限により、端子溶接領域３１３をタブ溶接領域３１２で溶接しなかった場合、例えば、電極リードが接合されていない領域で溶接した時、電極引き出し本体の各層間に間隙が生じるため、溶接不良を起こす。

【0084】

注意すべきこととして、本実施形態の単体セルは、ワインディングセルである。ワインディングセルは、正電極フィルム、分離フィルム、および負電極フィルムを積み重ねることによって形成される。正電極フィルム、分離フィルム、および負電極フィルムは、１つのセル群に結合される。複数のコア群があり、セル群が順番に積み重ねられる。各正電極フィルムおよび各負電極フィルムは、いずれも１つの電極引き出し本体を有する。各正電極フィルムの電極引き出し本体は、突き合わせ接合してから溶接され、正極タブ３１４を形成し、各負電極フィルムの電極引き出し本体は、突き合わせ接合してから溶接され、負極タブ３１５を形成する。

【0085】

また、先行技術では、接続プレートを配置してタブ３１に接続するため、ベースプレート１１は、通常、非常に制限される。ベースプレート１１の面積は、基本的に、シールリング２１の面積に等しいため、接続プレートをベースプレート１１に溶接する時、溶接している間にシールリング２１を避けることができず、シールリング２１が溶けやすい。本実施形態では、ベースプレート１１が拡張されるため、ベースプレート１１上により多くの選択的溶接領域があり、溶接している間にシールリング２１を避けることができる。

【0086】

また、先行技術では、タブ３１を接続プレートに溶接してから、接続プレートをレーザー溶接によってセルに近い端子１の下表面に固定するため、厚さのある接続プレートを貫通してレーザー溶接するために、溶接領域の温度をかなり高温にする必要がある。そのため、端子の外側にスリーブ接続されたシール素子は、加熱されて変形しやすく、封止不良が生じる。しかしながら、本実施形態では、タブ３１が薄く、溶接領域の温度を高温にしなくてもタブ３１を貫通して溶接することができるため、シール素子が溶ける可能性を下げることができる。

【0087】

さらに、接続プレートが省略されるため、端子本体１２およびベースプレート１１が一体形成され、接続プレートをレーザー溶接によってセルに近い端子１の下表面に固定するプロセスがない。そのため、端子１の外側のシール素子への熱的影響がないため、端子１の封止効果を保証することができる。

【0088】

また、好ましくは、図４に示すように、タブ溶接領域３１２の表面は、粗面であり、端子溶接領域３１３は、レーザー溶接領域である。つまり、タブ３１は、ベースプレートにレーザー溶接される。タブ溶接領域３１２の表面は、粗面であるため、レーザー溶接機を用いてタブ溶接領域３１２を照射した時、レーザー光の反射率が低く、溶接品質を向上させることができる。

【0089】

好ましくは、タブ溶接領域３１２は、超音波溶接領域である。つまり、電極リードは、超音波溶接により一緒に溶接される。超音波溶接は、高周波振動波を使用して溶接したい２つの物体表面に伝送する。圧力下で、２つの物体表面は、互いに擦れて分子層の間の融合を形成する。溶接したい２つの物体表面の間の摩擦力を増やすために、超音波溶接に用いる溶接ヘッドと溶接シートの表面を不均一にする。タブを両側から締め付けて超音波溶接を行った時、溶接した後、タブ３１の表面は、不均一な表面になる。

【0090】

当然のことながら、いくつかの実施形態において、電極リードは、一緒にレーザー溶接されてもよい。溶接した後、タブ溶接領域３１２の表面は、浮き出しにされるため、タブ溶接領域３１２の表面は、粗面になる。

【0091】

また、図９～図１３に示すように、カバープレートアセンブリ２は、端子１の端子本体１２の外側にスリーブ接続されたシールリング２１を含む。タブ３１をベースプレート１１に溶接するステップにおいて、溶接する時、カバープレートアセンブリ２に対して垂直な方向に沿った溶接領域の中心の投影は、シールリング２１から遠くに離れているため、タブ３１を溶接した時にシールリング２１が損傷するのを減らすことができる。

【0092】

図７および図８に示すように、バッテリーの製造方法は、さらに、以下のステップを含む。タブ３１をベースプレート１１に溶接した後、タブ３１を湾曲させて、セルをカバープレートアセンブリ２に対して垂直にし、セルをバッテリーの筐体４内に入れ、カバープレートアセンブリ２を筐体４に溶接する。

【0093】

具体的に説明すると、タブ３１を溶接した後、単体セル３を引き抜いて、単体セル３がカバープレートアセンブリ２に対して垂直になるまでタブ３１を湾曲させ、その後、セルをバッテリーの筐体４内に入れ、カバープレートアセンブリ２を筐体４に溶接する。

【0094】

以上、本発明のより好ましい実施形態について詳細に説明したが、必要に応じて、様々な特許、出願、および出版物の態様、特徴、および概念を使用して追加の実施形態を提供するために、実施例の態様を修正することができることが理解されるべきである。

【0095】

上記の詳細な説明を考慮して、これらおよび他の変更を実施形態に加えることができる。一般的に、請求の範囲では、使用される用語は、説明および請求の範囲に開示された特定の実施形態に限定されると考えられるべきではなく、これらの請求の範囲が享受するすべての同等範囲とともに全ての可能な実施形態を含むと理解されるべきである。

【0096】

当業者であれば理解できるように、これらの実施形態は、本発明を実施するための特定の実施例である。しかしながら、実際の応用において、本発明の精神および範囲を逸脱しない限り、実施形態に対して形式および詳細に関する変更を行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0097】

本発明のバッテリーは、バッテリーの技術分野に応用することができる。

【符号の説明】

【0098】

１ 端子
２ カバープレートアセンブリ
３ 単体セル
４ 筐体
５ 幅方向延長線
６ 電解液注入孔
９ 絶縁体
１１ ベースプレート
１２ 端子本体
１３ 正端子
１４ 負端子
２１ シールリング
２２ カバープレート本体
２３ 上部プラスチックリング
２４ 下部プラスチックリング
３０ 分離領域
３１ タブ
３２ 主体部
１１３ 第１側
１１４ 第２側
１１５ ノッチ
３１２ タブ溶接領域
３１３ 端子溶接領域
３１４ 正極タブ
３１５ 負極タブ
ａ 長さ
ｂ 垂直距離
ｃ、ｄ 距離
Ｌ 直線
Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｑ 点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】