特表 2023-519013 封止構造およびそれを適用した電気化学装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-09

(54)【発明の名称】封止構造およびそれを適用した電気化学装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/105 20210101AFI20230427BHJP

   H01M 50/131 20210101ALI20230427BHJP

   H01M 50/178 20210101ALI20230427BHJP

【ＦＩ】

H01M50/105

H01M50/131

H01M50/178

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022558579

(86)(22)【出願日】2020-03-31

(85)【翻訳文提出日】2022-09-27

(86)【国際出願番号】 CN2020082590

(87)【国際公開番号】W WO2021196027

(87)【国際公開日】2021-10-07

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】110002262

【氏名又は名称】ＴＲＹ国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】李 瑞

(72)【発明者】

【氏名】徐 炎

(72)【発明者】

【氏名】江 行国

(72)【発明者】

【氏名】連 旭宸

【テーマコード（参考）】

5H011

【Ｆターム（参考）】

5H011AA03

5H011BB03

5H011DD06

5H011KK01

(57)【要約】

収容部と、収容部から延びるシール部含む封止構造であって、収容部は、順次連なる第１の縁部と第２の縁部と第３の縁部と第４の縁部とを含み、第１の縁部と第３の縁部は、対向して設けられ、第２の縁部は、第１の縁部と第３の縁部を接続し、第４の縁部は、第１の縁部と第３の縁部を接続し、第１の縁部の長さは、第２の縁部の長さよりも小さく、第４の縁部の長さよりも小さく、シール部は、第２の縁部、第３の縁部および第４の縁部に設けられ、シール部は、第２の縁部に沿って設けられた第１ヘミングと、第４の縁部に沿って設けられた第２ヘミングと、を含む、第１ヘミングは、第１の縁部からはみ出た部分が第１の縁部に向けて折り込まれ、第２ヘミングは、第１の縁部からはみ出た部分が第１の縁部に向けて折り込まれる。前記封止構造の全体の占有空間を小さくするのに有利である。本出願は、さらに前記封止構造を適用する電気装置を提供する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

収容部と、前記収容部から延びるシール部を含む封止構造であって、
前記収容部は、順次連なる第１の縁部と第２の縁部と第３の縁部と第４の縁部とを含み、
前記第１の縁部と前記第３の縁部は、対向して設けられ、
前記第２の縁部は、前記第１の縁部と前記第３の縁部を接続し、
前記第４の縁部は、前記第１の縁部と前記第３の縁部を接続し、
前記第１の縁部の長さは、前記第２の縁部の長さよりも小さく、前記第４の縁部の長さよりも小さく、
前記シール部は、前記第２の縁部、前記第３の縁部および前記第４の縁部に設けられ、
前記シール部は、前記第２の縁部に沿って設けられた第１ヘミングと、前記第４の縁部に沿って設けられた第２ヘミングと、を含み、
前記第１ヘミングは、前記第１の縁部からはみ出た部分が前記第１の縁部に向けて折り込まれ、前記第２ヘミングは、前記第１の縁部からはみ出た部分が前記第１の縁部に向けて折り込まれることを特徴とする封止構造。

【請求項2】

前記第１の縁部の長さは、前記第３の縁部の長さと同じかそれ以下であることを特徴とする請求項１に記載の封止構造。

【請求項3】

前記第１ヘミングが前記第１の縁部からはみ出した部分の長さは前記第１の縁部の長さよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の封止構造。

【請求項4】

前記第２ヘミングが前記第１の縁部からはみ出した部分の長さは前記第１の縁部の長さよりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の封止構造。

【請求項5】

前記第１ヘミングが前記第１の縁部からはみ出した部分の長さと、前記第２の縁部が前記第１の縁部からはみ出す部分の長さとの和は、前記第１の縁部の長さよりも小さいことを特徴とする請求項４に記載の封止構造。

【請求項6】

前記第１の縁部、前記第２の縁部、前記第３の縁部または前記第４の縁部は、不平坦な縁部であることを特徴とする請求項１～５のいずれか1項に記載の封止構造。

【請求項7】

前記収容部は直方体であることを特徴とする請求項1から５のいずれか一項に記載の封止構造。

【請求項8】

電池セルを備える電気化学装置であって、請求項１～５のいずれか1項に記載の封止構造をさらに備え、前記収容部は、前記電池セルを収容することを特徴とする電気化学装置。

【請求項9】

前記収容部は、前記電池セルに倣って形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電気化学装置。

【請求項10】

一端が前記収容部内に位置して前記電池セルに接続され、他端が前記シール部に沿って前記封止構造外に突出するタブをさらに備える請求項８に記載の電気化学装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、封止分野に関し、特に、封止構造および当該封止構造を適用した電気化学装置に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、リチウムイオン電池は、エネルギー密度が高く、サイクル寿命が高く、メモリー効果がない等の利点から、携帯電話、デジタルカメラ、ポータブルコンピュータ等の携帯用電子機器に広く使用されている。

【0003】

リチウムイオン電池の電池セルに良好な封止効果を保証するためには、通常、一定幅のトップシール及びサイドシールを設ける必要がある。電子機器の小型化に伴い、電子機器に適用された電池の占有スペースも小さくなっている。電池全体の占有スペースを如何に狭めるかは、現在解決すべき課題である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記事情に鑑み、占有空間を小さくするのに有利である封止構造の提供が求められている。
また、上記封止構造を適用した電気化学装置の提供も必要である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本願の封止構造は、収容部と収容部から延びるシール部を備え、
前記収容部は、順次連なる第１の縁部と第２の縁部と第３の縁部と第４の縁部とを含み、前記第１の縁部と前記第３の縁部は、対向して設けられ、前記第２の縁部は、前記第１の縁部と前記第３の縁部を接続し、前記第４の縁部は、前記第１の縁部と前記第３の縁部を接続し、前記第１の縁部の長さは、前記第２の縁部の長さよりも小さく、前記第４の縁部の長さよりも小さく、
前記シール部は、前記第２の縁部、前記第３の縁部および前記第４の縁部に設けられ、前記シール部は、前記第２の縁部に沿って設けられた第１ヘミングと、前記第４の縁部に沿って設けられた第２ヘミングと、を含み、前記第１ヘミングは、前記第１の縁部からはみ出た部分が前記第１の縁部に向けて折り込まれ、前記第２ヘミングは、前記第１の縁部からはみ出た部分が前記第１の縁部に向けて折り込まれることにより、前記封止構造の全体の体積を小さくするのに有利である。

【0006】

本願の一態様として、前記第１の縁部１の長さは、前記第３の縁部の長さと同じかそれ以下である。

【0007】

本願の一態様として、前記第１ヘミングが前記第１の縁部からはみ出した部分の長さは前記第１の縁部の長さよりも小さいことにより、前記封止構造の体積を小さくする。

【0008】

本願の一態様として、前記第２ヘミングが前記第１の縁部からはみ出した部分の長さは前記第１の縁部の長さよりも小さいことにより、前記封止構造の体積を小さくする。

【0009】

本願の一態様として、前記第１ヘミングが前記第１の縁部からはみ出した部分の長さ前記第２の縁部が前記第１の縁部からはみ出す部分の長さとの和は、前記第１の縁部の長さよりも小さいことにより、前記封止構造の体積を小さくする。

【0010】

本願の一態様として、前記第１の縁部、前記第２の縁部、前記第３の縁部または前記第４の縁部、不平坦な縁部である。

【0011】

本願の一態様として、前記収容部は直方体である。

【0012】

本願の電気化学装置は、電池セルおよび上記封止構造を備え、前記収容部は、前記電池セルを収容する。

【0013】

本願の一態様として、前記収容部は、前記電池セルに倣って形成されている。

【0014】

本願の一態様として、前記電気化学装置は、一端が前記収容部内に位置して前記電池セルに接続され、他端が前記シール部に沿って前記封止構造外に突出するタブをさらに備える。

【発明の効果】

【0015】

本願は上記封止構造の電気化学装置を適用して、電池セルのパッケージ時の封止構造の占有空間を削減し、電気化学装置全体の占有空間を低減し、ひいては電気化学装置のエネルギー密度の損失を低減するのに有利である。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本願の一実施例に係る電気化学装置の構造模式図である。

【図2】本願の一実施例に係る電気化学装置の構造模式図である。

【図3】本願の一実施例に係る電気化学装置の分解模式図である。

【図4】本願の一実施例に係る電気化学装置の構造模式図である。

【図5】本願の一実施例に係る電気化学装置の底面模式図である。

【図6】本願の一実施例に係る電気化学装置の側面模式図である。

【図7】本願の一実施例に係る電気化学装置の構造模式図である。

【図8】本願の一実施例に係る電気化学装置の構造模式図である。

【図9】本願の一実施例に係る電気化学装置の状態模式図である。

【図10】一比較例に係る電気化学装置の状態模式図である。 以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態をさらに説明する。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本出願の実施例における技術的解決手段は、本出願の実施例における図面を参照して以下に明確かつ完全に説明される。なお、記載された各実施例は、本出願の実施形態の一部に過ぎず、すべての実施例ではないことは明らかである。創造的な努力なしに本出願の実施形態に基づいて当業者によって得られる他のすべての実施形態は、本出願の範囲内である。

【0018】

本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、特に定義されない限り、本出願が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本願の明細書で使用される用語は、具体的な実施形態を説明するためのものだけであり、本願を限定するものではない。

【0019】

以下、上記の図面を参考して本出願のいくつかの実施形態について詳細に説明する。下記の実施形態および実施形態の特徴は、お互いに矛盾しない場合、組み合わせることができることに留意されたい。

【0020】

図１～図８を参照して、封止構造１００は、収容部１０と、収容部１０から延びるシール部３０とを備える。

【0021】

前記収容部１０は、順次に接続された第１の縁部１１、第２の縁部１３、第３の縁部１５および第４の縁部１７を含む。前記第１の縁部１１と前記第３の縁部１５は、対向して設けられ、前記第２の縁部１３は、前記第１の縁部１１と前記第３の縁部１５を接続し、前記第４の縁部１７は、前記第１の縁部１１と前記第３の縁部１５を接続する。但し、前記第１の縁部１１の長さは、前記第２の縁部１３の長さよりも小さく、且つ、前記第１の縁部１１の長さは、前記第４の縁部１７の長さよりも小さい。本願において、各縁部の長さとは、当該縁部が隣接する２つの縁部の間において、一方の隣接する縁部から他方の隣接する縁部まで延在する長さを意味する。

【0022】

前記シール部３０は、前記第２の縁部１３、前記第３の縁部１５および前記第４の縁部１７に設けられている。前記シール部３０は、前記第２の縁部１３に沿って設けられる第１ヘミング３１と、前記第４の縁部１７に沿って設けられる第２ヘミング３３と、を含む。ここで、前記第１ヘミング３１は、前記第１の縁部１１からはみ出た部分が前記第１の縁部１１に向けて折り込まれ、前記第２ヘミング３３は、前記第１の縁部１１からはみ出た部分が前記第１の縁部１１に向けて折り込まれる。前記シール部３０は、長さの短い第１の縁部に向かって張り出した部分（即ち、バット耳）を形成し、前記張り出した部分全体の占有空間をを小さくすることで、封止構造の全体の占有空間を小さくするのに有利である。

【0023】

前記第１の縁部１１の長さは、前記第３の縁部１５の長さよりも長くても、等しくても、小さくてもよい。好ましくは、第１の縁部１１の長さは、第１ヘミング３１が第１の縁部１１からはみ出し部分と第２ヘミング３３がが第１の縁部１１からはみ出し部分との占有空間が最小となるように、第３の縁部１５の長さと同じかそれよりも小さいので、封止構造１００の占有空間の縮小にさらに寄与することができる。

【0024】

前記第１の縁部１１、前記第２の縁部１３、前記第３の縁部１５または前記第４の縁部１７は、それぞれ、平坦な縁部または不平坦な縁部であってもよい。例えば、幾つかの実施例では、図１及び図２を参照して、収容部１０は直方体であり、この場合、第１の縁部１１、第２の縁部１３、第３の縁部１５及び第４の縁部１７は、それぞれ平坦な縁部であり、第１の縁部１１の長さは、第３の縁部の長さに等しく、第２の縁部１３の長さは、第４の縁部１７の長さに等しい。例えば、幾つかの実施例では、図２の直方体収容部と異なり、図７および図８を参照して、第１の縁部１１の長さは、第３の縁部１５の長さよりも小さい。前記第２の縁部１３が前記第１の縁部１１に接する第１領域は、前記第２の縁部１３が前記第３の縁部１５に接する第２の領域よりも前記第４の縁部１７側にシフトし、前記第２の縁部１３は不平坦な縁部となっている。前記第４の縁部１７は、前記第３の縁部１５と接続される一端を、第２の縁部１３に折り曲げて、第４の縁部１７が平坦でない縁部であるようにする。前記第１の縁部１１、第２の縁部１３、第３の縁部１５及び第４の縁部１７は、前記収容部１０が略Ｌ字状をなすように接続されている。いくつかの実施例において、収容部１０は、他の形状であってもよく、上述した２つのみに限定されない。

【0025】

前記シール部３０は、前記第３の縁部１５に設けられた第３ヘミング３５をさらに含む。

【0026】

好ましくは、前記第１ヘミング３１が前記第１の縁部１１からはみ出した部分の長さは前記第１の縁部１１の長さよりも小さく、及び／又は、前記第２ヘミング３３が前記第１の縁部１１からはみ出した部分の長さは前記第１の縁部１１の長さよりも小さいことにより、前記第１の縁部１１に向かって折り畳まれた前記第１ヘミング３１が前記第１の縁部１１からはみ出した部分が前記第４の縁部１７からはみ出しないよう、及び／又は、前記第１の縁部１１に向かって折り畳まれた前記第２ヘミング３３が前記第１の縁部１１からはみ出した部分が前記第２の縁部１３からはみ出しないようにするため、前記封止構造１００の占有空間をより小さくする上で有利となる。

【0027】

より好ましくは、前記第１ヘミング３１が前記第１の縁部１１からはみ出した部分の長さと、前記第２ヘミング３３が前記第１の縁部１１からはみ出す部分の長さとの和は、前記第１の縁部１１の長さよりも小さいので、前記第１の縁部１１に向かって折り畳まれた前記第１ヘミング３１が前記第１の縁部１１からはみ出す部分と、前記第１の縁部１１に向かって折り畳まれた前記第２ヘミング３３が前記第１の縁部１１からはみ出す部分とが重ならないため、前記封止構造１００の占有空間をより小さくする上で有利となる。

【0028】

図３を参照して、上記封止構造１００は、封止フィルム１００ａが折り返されて封印されたものである。図４、図５及び図６を併せて参照して、前記第１の縁部１１は、前記封止フィルム１００ａが折り返される領域に対応し、シール部３０の封印形成の際に、前記第１ヘミング３１が前記第１の縁部１１に近い一端は、前記第１の縁部１１から前記第３の縁部１５に離れる方向に突出し、前記第２ヘミング３３が前記第１の縁部１１に近い一端は、前記第１の縁部１１から前記第３の縁部１５に離れる方向に突出し、すなわち、前記第１ヘミング３１が前記第１の縁部１１に近い一端と、前記第２ヘミング３３が前記第１の縁部１１に近い一端とが、バット耳を形成する。そして、図１及び図７に示すように、シール部３０を前記収容部１０に向けて折り畳む。

【0029】

いくつかの実施例において、図１および図８を参照して、第３ヘミング３５は、第３の縁部１５に向かって折り畳まれなくてもよい。

【0030】

図１～図８を参照して、上述した封止構造１００は、電気化学装置に適用されると、電気化学装置２００は、電池であってもよいが、電池に限定されない。前記電気化学装置２００は、さらに、前記封止構造１００の収容部１０内に収容された電池セル８０を備えている。

【0031】

好ましくは、前記電気化学装置２００における前記収容部１０の占有空間を縮小するように、前記収容部１０が前記電池セル８０に倣って設計されることにより、前記電気化学装置２００全体の占有空間を縮小し、ひいては、電気化学装置２００のエネルギー密度の損失を抑えるのに有利である。

【0032】

電気化学装置２００は、タブ９０をさらに備え、前記封止構造１００外の電子部品を接続するために、タブ９０の一端が前記収容部１０内に位置して前記電池セル８０に接続され、他端が前記シール部３０に沿って前記封止構造１００外に突出する。

【0033】

前記タブ９０は、第１タブ９１と、第２タブ９３とを備えている。前記第１タブ９１の一端が前記電池セル８０に接続され、他端が前記シール部３０に沿って前記封止構造１００の外に出ている前記第２タブ９３は、一端が前記電池セル８０に接続され、他端が前記シール部３０に沿って前記封止構造１００外に延出している。前記第１タブ９１及び前記第２タブ９３は、前記第１ヘミング３１、前記第２ヘミング３３及び前記第３ヘミング３５のうちの同一のヘミングに沿って設けられていてもよく、前記第１ヘミング３１、前記第２ヘミング３３及び前記第３ヘミング３５のうちの異なるヘミングに沿って設けられていてもよい。好ましくは、前記第１タブ９１及び前記第２タブ９３は、前記第１ヘミング３１、前記第２ヘミング３３、及び前記第３ヘミング３５のうちの同一のヘミングに沿って設けられ、タブの設置により前記封止構造１００の体積が増加するため、第１タブ９１及び前記第２タブ９３は、同一のヘミングに沿って設けられる方が、電気化学装置２００の占有空間を小さくする上で有利である。

【0034】

以下、本出願について、比較例及び実施例によりさらに説明する。

【0035】

比較例および実施例は、いずれも矩形電池であり、矩形電池は、矩形電池セルと、矩形電池セルを収容する封止構造とを備え、封止構造は、矩形電池セルに倣った収容部を備える。前記収容部は、順次連なる第１の縁部と第２の縁部と第３の縁部と第４の縁部とを含み、前記第１の縁部と前記第３の縁部とは、矩形の収容部の短辺であり、前記第２の縁部と前記第４の縁部とは、矩形の収容部の長辺である。比較例と実施例との違いは、実施例では、図９を参照して、封止構造のシール部が第２の縁部、第３の縁部及び第４の縁部にを設けられ、且つシール部が第１の縁部から突出し、突出した部分が第１の縁部に向けて折り畳まれており、すなわちバット耳が収容部の短辺に向けて折り畳まれており、一方、比較例では、図１０を参照すれば、封止構造のシール部は第１の縁部、第２の縁部、第３の縁部に設けられ、且つシール部が前記第４の縁部から突出し、突出した部分が第４の縁部に向かって折り畳まれており、即ち、バット耳が収容部の長辺に向かって折り畳まれている点である。

【0036】

矩形電池の長辺が存在する方向の長さをＷ、短辺が存在する方向の長さをＬ、バット耳の突出方向に沿った長さをＢと定義する。実施例の矩形電池の封止有効面積はＳ１、比較例の矩形電池の封止有効面積はＳ２であり、実施例と比較例の矩形電池の封止面積はいずれもＳである。
そのうち、Ｓ＝Ｗ＊Ｌ；Ｓ１＝（Ｗ－Ｂ）＊Ｌ；Ｓ２＝（Ｌ－Ｂ）＊Ｗ。
したがって、実施例の矩形電池と比較例の矩形電池とのエネルギー密度の差は

そのうち、ΔＥＤが正の値を示した。このことから、実施例に係る電池セルの封止方式では、比較例に係る電池セルの封止方式よりも、電池のエネルギー密度を高くすることが可能であることが分かる。

【0037】

本願の封止構造１００は、構造が簡単で、前記シール部３０は、長さの短い第１の縁部に向かって張り出した部分（即ち、バット耳）を形成し、前記張り出した部分全体の占有空間をを小さくすることで、封止構造の全体の占有空間を小さくするのに有利である。

【0038】

また、当業者にとって、本出願の技術構想に基づいてなされた他の様々な変更及び変形を加えることが可能であり、それらすべての変更及び変形は、本願の保護範囲に属するべきである。

【符号の説明】

【0039】

１００ 封止構造
１０ 収容部
１１ 第１の縁部
１３ 第２の縁部
１５ 第３の縁部
１７ 第４の縁部
３０ シール部
３１ 第１ヘミング
３３ 第２ヘミング
３５ 第３ヘミング
１００ａ 封止フィルム
２００ 電気化学装置
８０ 電池セル
９０ タブ
９１ 第１タブ
９３ 第２タブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【国際調査報告】