▶ ジアンス・コンテンポラリー・アンプレックス・テクノロジー・リミテッドの特許一覧
(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】2023-10-11
(54)【発明の名称】電池セル、電池、電力消費機器及び電池製造方法
(51)【国際特許分類】
H01M 50/566 20210101AFI20231003BHJP
H01M 50/536 20210101ALI20231003BHJP
H01M 50/533 20210101ALI20231003BHJP
H01M 50/152 20210101ALI20231003BHJP
H01M 50/627 20210101ALI20231003BHJP
H01M 50/593 20210101ALI20231003BHJP
H01M 50/586 20210101ALI20231003BHJP
【ＦＩ】
H01M50/566
H01M50/536
H01M50/533
H01M50/152
H01M50/627
H01M50/593
H01M50/586
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023503226
(86)(22)【出願日】2021-03-16
(85)【翻訳文提出日】2023-01-17
(86)【国際出願番号】 CN2021081053
(87)【国際公開番号】W WO2022099960
(87)【国際公開日】2022-05-19
(31)【優先権主張番号】202011249820.6
(32)【優先日】2020-11-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522010668
【氏名又は名称】ジアンス・コンテンポラリー・アンプレックス・テクノロジー・リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100159329
【弁理士】
【氏名又は名称】三縄 隆
(72)【発明者】
【氏名】方 ▲クン▼
【テーマコード（参考）】
5H011
5H023
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H011AA04
5H011BB03
5H011CC06
5H023AS01
5H023CC01
5H043AA19
5H043BA19
5H043CA03
5H043EA02
5H043EA06
5H043EA22
5H043EA35
5H043GA23
5H043GA26
5H043HA11E
5H043JA01E
5H043JA03E
5H043KA45D
(57)【要約】
本願の実施例は、電池セル、電池、電力消費機器及び電池製造方法を提供し、電池技術分野に属する。この電池は、電極組立体と、電極端子と、電極組立体と電極端子を接続するための集電体を含み、集電体と電極端子は、溶接部により接続され、溶接部は、集電体及び／又は電極端子の外周面に露出する。この電池セル、電池、電力消費機器及び電池製造方法によれば、電池の安全性を保証することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極組立体と、電極端子と、
前記電極組立体と前記電極端子を接続するための集電体と、
を含み、
前記集電体と前記電極端子は、溶接部により接続され、前記溶接部は、前記集電体及び／又は前記電極端子の外周面に露出する電池セル。
【請求項2】
前記集電体及び前記電極端子のうちの一方は、前記集電体及び前記電極端子のうちの他方に接続するための突起を有し、前記突起と前記他方の外周面は、前記溶接部により接続される請求項１に記載の電池セル。
【請求項3】
前記溶接部は、前記突起の側面に露出する請求項２に記載の電池セル。
【請求項4】
前記他方の一端の外周面に凹み溝が形成されており、前記突起は、前記凹み溝と互いに嵌合するために用いられる請求項２又は３に記載の電池セル。
【請求項5】
前記突起は、前記集電体及び前記電極端子のうちの他方に嵌設するための環状突起である請求項２～４の何れか一項に記載の電池セル。
【請求項6】
前記集電体は、対向する第１の表面と第２の表面を含み、前記突起は、前記第１の表面に形成され、前記第２の表面は、前記電極組立体に密着するために用いられる請求項２～５の何れか一項に記載の電池セル。
【請求項7】
前記電極端子と前記第１の表面の間に隙間が形成されている請求項６に記載の電池セル。
【請求項8】
前記集電体は、対向する第１の表面と第２の表面を含み、前記第１の表面に第１のボスが形成されており、前記第２の表面は、前記電極組立体に密着され、前記突起は、前記電極端子の前記集電体に近い面に形成され、前記突起は、前記第１のボスに嵌設され、前記突起と前記第１のボスは、前記溶接部により接続される請求項２又は３に記載の電池セル。
【請求項9】
前記第１のボスは環状ボスである請求項８に記載の電池セル。
【請求項10】
前記電池セルは、前記電極端子に取り付けられるエンドキャップと、
少なくとも一部が前記エンドキャップと前記電極端子の間に設けられ、前記エンドキャップと前記集電体の間まで延伸し、前記エンドキャップと前記電極端子を隔離するための絶縁部材と、
を更に含む請求項１～９の何れか一項に記載の電池セル。
【請求項11】
前記絶縁部材の前記電極組立体に向かう側に第２のボスが形成されており、前記第２のボスは、前記電極組立体に当接するために用いられ、複数の前記第２のボスは、前記集電体の周囲に間隔をおいて設けられ、隣接する２つの前記第２のボスの間に退避部が形成される請求項１０に記載の電池セル。
【請求項12】
前記集電体のエッジに切欠きが形成されており、少なくとも１つの前記第２のボスは、前記切欠きに係合し、前記集電体が転動しないように制限する請求項１１に記載の電池セル。
【請求項13】
前記エンドキャップに第１の注液孔が設けられ、そのうちの１つの前記第２のボスの端面に逃げ溝が設けられ、前記逃げ溝は、前記第２のボスの外周面まで延伸し、前記逃げ溝の底面に第２の注液孔が設けられ、前記第２の注液孔は前記第１の注液孔に連通する請求項１１に記載の電池セル。
【請求項14】
請求項１～１３の何れか一項に記載の電池セルを含む電池。
【請求項15】
請求項１４に記載の電池を含む電力消費機器。
【請求項16】
電極端子の周囲から集電体と前記電極端子を溶接し、前記電極端子と前記集電体の溶接部を前記電極端子及び／又は前記集電体の外周面に露出させるステップを含む電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、電池技術分野に関し、特に電池セル、電池、電力消費機器及び電池製造方法に関する。
【0002】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０２０年１１月１１日に提出された、発明の名称が「電池セル、電池、電力消費機器及び電池製造方法」である中国特許出願２０２０１１２４９８２０．６の優先権を主張し、当該出願の全ての内容は引用により本明細書に組み込まれる。
本願は、２０２０年１１月１１日に提出された、発明の名称が「電池セル、電池、電力消費機器及び電池製造方法」である中国特許出願２０２０１１２４９８２０．６の優先権を主張し、当該出願の全ての内容は引用により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0003】
電池の組み立て過程で、電極端子を介して集電体により集められた電流を出力するように、電極端子と集電体を溶接する必要がある。
【0004】
関連技術において、電池の組み立て時に、電極端子と集電体の溶接が確実ではなく、電池の安全性に影響を与える。
【発明の概要】
【0005】
本願の目的は、電池の安全性を向上可能な電池セル、電池、電力消費機器及び電池製造方法を提供することである。
【0006】
第１の態様によれば、電池セルを提供し、この電池セルは、
電極組立体と、
電極端子と、
電極組立体と電極端子を接続するための集電体と、を含み、
集電体と電極端子は、溶接部により接続され、溶接部は、集電体及び／又は電極端子の外周面に露出する。
電極組立体と、
電極端子と、
電極組立体と電極端子を接続するための集電体と、を含み、
集電体と電極端子は、溶接部により接続され、溶接部は、集電体及び／又は電極端子の外周面に露出する。
【0007】
一方、本願の実施例において、集電体及び電極端子の周方向の側面から溶接し、溶接操作がしやすい。他方、本願の実施例において、側面から溶接することで、溶接部が厚さ方向に集電体を貫通することはなく、電解液が溶接部から漏れることを防止する。更に、この側面から溶接する方法により、集電体と電極端子の溶接品質を保証し、更に電池の安全性を保証することができる。
【0008】
幾つかの実施例において、集電体及び電極端子のうちの一方は、集電体及び電極端子のうちの他方に接続するための突起を有し、突起と他方の外周面は、溶接部により接続される。
【0009】
集電体及び電極端子のうちの一方が突起を有し、突起が集電体の厚さ方向に延伸し、突起と他方の外周面が溶接部により接続されるため、他の部材を損傷するリスクを低減することができる一方、溶接の信頼性を向上させ、集電体と電極端子の溶接品質を保証することができる。
【0010】
幾つかの実施例において、他方の一端の外周面に凹み溝が形成されており、突起は、凹み溝と互いに嵌合するために用いられる。
【0011】
凹み溝は、突起と嵌合することができ、電極端子と集電体を凹み溝と突起の接合箇所において突合せ溶接しやすくなる。
【0012】
幾つかの実施例において、突起は、集電体及び電極端子のうちの他方に嵌設するための環状突起である。
【0013】
環状突起の設置により、集電体と電極端子の位置決めの正確性を保証することができ、集電体と電極端子の組み立てを実現しやすい。
【0014】
幾つかの実施例において、集電体は、対向する第１の表面と第２の表面を含み、突起は、第１の表面に形成され、第２の表面は、電極組立体に密着するために用いられる。
【0015】
突起は、第１の表面に形成され、電極端子に接続しやすくなり、第２の表面は、電極組立体に密着するために用いられ、集電体と電極端子及び電極組立体の接続を実現する。
【0016】
幾つかの実施例において、電極端子と第１の表面の間に隙間が形成されている。
【0017】
隙間の設置により、電極端子と突起の溶接箇所の過度の位置決めを回避し、又は、集電体と電極組立体の溶接エリアが平坦でなく、集電体と電極端子の溶接に影響を与えることを防止することができる。
【0018】
幾つかの実施例において、集電体は、対向する第１の表面と第２の表面を含み、第１の表面に第１のボスが形成されており、第２の表面は、電極組立体に密着され、突起は、電極端子の集電体に近い面に形成され、突起は、第１のボスに嵌設され、突起と第１のボスは、溶接部により接続される。
【0019】
突起は、電極端子の集電体に近い面に形成され、第１のボスに嵌設され、且つ集電体の厚さ方向に延伸することで、他の部材を損傷するリスクを低下させることができる一方、溶接の信頼性を向上させ、集電体と電極端子の溶接品質を保証することができる。幾つかの実施例において、第１のボスは環状ボスである。
【0020】
環状ボスの設計により、集電体の重量を軽減することができる。
【0021】
幾つかの実施例において、電池は、電極端子に取り付けられるエンドキャップと、少なくとも一部がエンドキャップと電極端子の間に設けられ、エンドキャップと集電体の間まで延伸し、エンドキャップと電極端子を隔離するための絶縁部材と、を更に含む。
【0022】
絶縁部材の設置により、電極端子とエンドキャップの隔離を実現することができる。
【0023】
幾つかの実施例において、絶縁部材の電極組立体に向かう側に第２のボスが形成されており、第２のボスは、電極組立体に当接するために用いられ、複数の第２のボスは、集電体の周囲に間隔をおいて設けられ、隣接する２つの第２のボスの間に退避部が形成される。
【0024】
第２のボスの設置により、電極組立体の揺れを防止することができる。第２のボスの間の退避部の設置により、集電体と電極端子の溶接を実現しやすくなる。
【0025】
幾つかの実施例において、集電体のエッジに切欠きが形成されており、少なくとも１つの第２のボスは、切欠きに係合し、集電体が転動しないように制限する。
【0026】
切欠きの設置により、集電体が第２のボスに嵌合しやすくなり、電極端子が転動しないように防止する。
【0027】
幾つかの実施例において、エンドキャップに第１の注液孔が設けられ、そのうちの１つの第２のボスの端面に逃げ溝が設けられ、逃げ溝は、第２のボスの外周面まで延伸し、逃げ溝の底面に第２の注液孔が設けられ、第２の注液孔は第１の注液孔に連通する。
【0028】
第１の注液孔及び第２の注液孔の設置により、電解液の注入を実現することができる。逃げ溝の設置により、電解液が順調に流動しやすくなる。
【0029】
第２の態様によれば、上記電池セルを含む電池を提供する。
【0030】
第３の態様によれば、上記電池を含む電力消費機器を提供する。
【0031】
第４の態様によれば、電極端子の周囲から集電体と電極端子を溶接し、電極端子と集電体の溶接部を電極端子及び／又は集電体の外周面に露出させるステップを含む電池製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0032】
本願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、本願の実施例で使用する必要がある図面を簡単に説明するが、明らかに、以下に説明される図面は、本願の幾つかの実施例に過ぎず、当業者にとっては、創造的な努力をすることなく、図面に基づいて更に他の図面を得ることができる。
【図1】本願の一実施例による車両の概略図である。
【図2】本願の一実施例により提供される電池の構造概略図である。
【図3】本願の一実施例により提供される電池セルの組み立て図である。
【図4】本願の一実施例により提供される電池セルの分解図である。
【図5】本願の一実施例により提供される電池セルの端部組立体の分解図である。
【図6】本願の一実施例により提供される電池セルの局所断面構造概略図である。
【図7】本願の一実施例により提供される端部組立体と集電体の組み立て概略図である。
【図9】本願の別の実施例により提供される端部組立体と集電体の組み立て概略図である。
【図10】本願の一実施例により提供される電池セルの端部組立体の別の視野からの分解図である。
【図11】本願の一実施例により提供される電池セルの逃げ部及び溶接部の概略図である。
【図12】本願の一実施例により提供される電池セルの集電体の切欠きと絶縁部材の第２のボスの組み立て概略図である。
【図13】本願の一実施例により提供される電池セルの集電体の切欠きの概略図である。
【図14】本願の一実施例により提供される電池セルの電極端子と集電体の突合せ溶接の一実施例の溶接部の概略図である。
【図15】本願の一実施例により提供される電池セルの電極端子と集電体を集電体の外周面において貫通溶接する場合における溶接部の概略図である。
【図17】本願の一実施例により提供される電池セルの電極端子と集電体を電極端子の外周面において貫通溶接する場合における溶接部の概略図である。
【図19】本願の一実施例により提供される電池セルの電極端子と集電体の突合せ溶接の別の実施例の溶接部の概略図である。
【図21】本願の一実施例により提供される電池セルの製造方法のフローチャートである。
【0033】
図面部分において、図面は、実際の縮尺に応じて描かれるものではない。
【発明を実施するための形態】
【0034】
本願の実施例の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下、本願の実施例の図面を参照しながら、本願の実施例における技術的解決手段を明確且つ完全に説明する。明らかに、説明される実施例は、本願の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。一般的には、ここの図面において説明・図示される本願の実施例の組立体は様々な異なる構成で配置・設計されることができる。
【0035】
従って、以下、図面により提供される本願の実施例の詳細な説明は、本願の特許請求の範囲を限定することを意図するものではなく、単に本願の選択された実施例を示すものに過ぎない。本願における実施例に基づき、当業者が創造的な努力をしない前提で得られた全ての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。
【0036】
注意すべきこととして、似ている参照番号及びアルファベットは以下の図面において類似している項目を示すため、一旦ある項目が１つの図面に定義されると、これに続く図面においてそれに対して更に定義・解釈する必要がない。
【0037】
本願の説明において、「内」、「外」などの用語により指示される方位や位置関係は、図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、又はこの出願される製品が使用時に通常置かれる方位や位置関係であり、単に本願を説明しやすくするとともに説明を簡略化するためのものに過ぎず、前記装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成され操作されることを指示又は示唆するものではないため、本願を限定するものとして理解してはいけないことを説明しておく。更に、「第１」、「第２」などの用語は、単に区別して説明するためのものであり、相対的な重要性を指示又は示唆するものとして理解してはいけない。
【0038】
本願の説明において、明確に規定されて限定されていない限り、「設ける」、「接続」という用語は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、着脱可能な接続であってもよく、又は一体的な接続であってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体を介する間接接続であってもよく、２つの素子の内部の連通であってもよいことをも説明しておく。当業者にとって、具体的な状況に応じて、上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。
【0039】
本願における「及び／又は」という用語は、関連対象の関連関係を説明するものに過ぎず、３つの関係が存在してもよいことを表し、例えば、Ａ及び／又はＢは、単独のＡ、ＡとＢとの組み合わせ、単独のＢの３つのケースを表してもよい。また、本願における文字「／」は、一般的には前後の関連対象が「又は」の関係であることを表す。
【0040】
本願の実施例において言及される電池は、リチウムイオン二次電池、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、ナトリウムイオン電池又はマグネシウムイオン電池などを含んでもよいが、本願の実施例ではそれについて限定しない。電池は、円筒体、扁平体、直方体又はその他の形状などをなしてもよく、本願の実施例ではこれについても限定しない。電池は、パッケージングの形態によって、一般的には、円柱電池、角形電池とパウチ電池の３つの種類に分けられる。
【0041】
本願の実施例に説明される電池は、携帯電話、携帯型機器、ノートパソコン、電気バイク、電気自動車、船舶、宇宙航空機、電気玩具及び電動工具などの電池を使用する様々な機器に用いられ、例えば、宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトルや宇宙船などを含み、電気玩具は、ゲーム機、電気自動車玩具、電気推進船玩具や電気飛行機玩具などの固定型又は移動型の電気玩具を含み、電動工具は、電動ドリル、電動グラインダ、電動レンチ、電動ドライバ、電動ハンマー、電動インパクトドリル、コンクリート振動機や電動カンナといった金属切削電動工具、研磨電動工具、実装電動工具と鉄道用電動工具を含む。
【0042】
理解すべきこととして、本願の実施例で説明される技術的解決手段は、上記で説明された機器のみに適用されるわけではなく、電池を使用する全ての機器に適用できるが、説明を簡潔にするために、下記実施例では、電気自動車を例にして説明する。
【0043】
例えば、図１に示すように、本願の一実施例による車両１の構造概略図である。車両１は、燃料油自動車、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、二次電池式電気自動車、ハイブリッド電気自動車や航続距離延長型電気自動車などであってもよい。図１に示すように、車両１の内部に電池１０が設けられてもよく、例えば、車両１の底部又は前部又は後部に電池１０が設けられてもよい。電池１０は、車両に給電するために用いることができ、例えば、電池１０は、車両１の動作電源とすることができる。また、車両１は、コントローラ２０及びモータ３０を含んでもよい。コントローラ２０は、電池１０がモータ３０に給電し、例えば、車両１の始動、ナビゲーション及び走行時の作動電力需要に用いるように制御するためのものである。本願の別の実施例では、電池１０は、車両１の動作電源として用いることができるだけでなく、車両１の駆動電源として、燃料油又は天然ガスの代わりに、又はその一部の代わりに車両１に駆動動力を提供することもできる。
【0044】
例えば、図２に示すように、本願の一実施例による電池１０の構造概略図である。電池１０は、筐体１０１、上蓋１０２及び複数の電池セル１００を含む。複数の電池セル１００は、筐体１０１内に収納され、上蓋１０２は、筐体１０１の開口部に締め付けられ、筐体１０１の開口を閉塞する。例えば、図３は電池セル１００の一例である。
【0045】
この電池１０は、複数の電池セル１００同士の電気的接続、例えば、並列又は直列又は直並列接続を実現するためのバスバー部材（図示されていない）を更に含んでもよい。具体的には、バスバー部材は、電池セル１００の電極端子に接続されることで電池セル１００同士の電気的接続を実現することができる。バスバー部材は、溶接によって電池セル１００の電極端子に固定することができる。複数の電池セル１００の電気エネルギーは、更に導電機構（図示されていない）により筐体１０１を通過して引き出すことができる。
【0046】
様々な電力需要に応じて、電池セル１００の数は、任意の数値に設定されてもよい。複数の電池セル１００を直列、並列、又は直並列接続することにより、大きい容量又は電力を実現することができる。
【0047】
【0048】
図４及び図５を参照し、電池セル１００は、ケース１１０、電極組立体１２０、電極端子１３０、集電体１４０、エンドキャップ１５０、絶縁部材１６０を含む。電極組立体１２０は、正極板、負極板及びセパレータを含む。正極板は、正極集電体と正極活物質層とを含み、正極活物質層は、正極集電体の表面に塗布されており、正極活物質層が塗布されていない集電体は、正極活物質層が塗布された集電体から突出しており、正極活物質層が塗布されていない集電体は、正極タブとされる。リチウムイオン電池を例にして、正極集電体の材料はアルミニウムであってもよく、正極活物質は、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元リチウム又はマンガン酸リチウムなどであってもよい。負極板は、負極集電体と負極活物質層とを含み、負極活物質層は、負極集電体の表面に塗布されており、負極活物質層が塗布されていない集電体は、負極活物質層が塗布された集電体から突出しており、負極活物質層が塗布されていない集電体は、負極タブとされる。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質は、炭素又はシリコンなどであってもよい。大電流を流しても溶断が生じないように、正極タブの数は複数で積層されており、負極タブの数は複数で積層されている。セパレータの材質は、ＰＰ又はＰＥなどであってもよい。また、電極組立体は、巻回型構造であってもよいし、積層型構造であってもよく、本願の実施例はこれに限定されるものではない。
【0049】
図６に示すように、ケース１１０は、電極組立体１２０を収容するための収納空間１１１を有し、電極組立体１２０は、ケース１１０内に収容されるように配置される。図４及び図６に示すように、電極端子１３０、エンドキャップ１５０及び絶縁部材１６０は、一体的に組み立てられ、端部組立体を構成し、エンドキャップ１５０は、ケース１１０の一端の開口を封止するために用いられる。図５及び図６に示すように、絶縁部材１６０は、エンドキャップ１５０と電極端子１３０の間に設けられ、エンドキャップ１５０と電極端子１３０を電気的に絶縁させるために用いられる。図６に示すように、集電体１４０は、電極組立体１２０と電極端子１３０を接続するために用いられ、電極端子１３０は、電気エネルギーを出力するために用いられる。
【0050】
図６に示すように、電極組立体１２０は、主体部１２１及びタブ１２２を含み、タブ１２２は、主体部１２１のエンドキャップ１５０の厚さ方向における端部に位置し、例えば、図４及び図６に示すように、電池セル１００は、円筒型電池セルであり、主体部１２１は、２つの端部を有し、各端部に１つのタブ１２２が設けられ、各タブ１２２は各集電体１４０に対応し、集電体１４０は、対応するタブ１２２に溶接される。
【0051】
幾つかの実施例において、図７及び図８に示すように、集電体１４０と電極端子１３０は、溶接部１７０により接続され、溶接部１７０は、集電体１４０及び電極端子１３０の外周面に露出し、即ち、集電体１４０と電極端子１３０は、集電体１４０及び電極端子１３０の外周面において突合せ溶接することができ、この時、溶接部１７０は、集電体１４０及び電極端子１３０の外周面に露出する。
【0052】
本願の実施例において、エンドキャップ組立体、集電体１４０及び電極組立体１２０は、所定の方向に沿って順に配置され、集電体１４０の厚さ方向、エンドキャップ１５０の厚さ方向は、いずれも所定の方向と一致する。外周面は、物体の集電体１４０の厚さ方向に垂直な方向における表面を指し、又は、外周面は、物体の周方向の表面を指し、又は、外周面は、物体の側面を指し、又は、外周面は、物体の周方向の側面を指し、又は、外周面は、物体の外側面を指す。例えば、集電体１４０の外周面は、集電体１４０の周方向の表面であり、即ち集電体１４０の側面であり、集電体１４０の、集電体１４０の厚さ方向に垂直な方向における表面であると理解してもよい。電極端子１３０は、回動体であると理解してもよく、電極端子１３０の回動中心線は、所定の方向（集電体１４０の厚さ方向）に沿って延伸し、電極端子１３０の外周面は、電極端子１３０の周方向の表面であり、即ち電極端子１３０の側面であり、電極端子１３０の、電極端子１３０の回動中心線に垂直な方向における表面であると理解してもよい。
【0053】
一方、本願の実施例において、集電体１４０及び電極端子１３０の周方向の側面から溶接し、溶接操作がしやすい。他方、本願の実施例において、側面から溶接することで、溶接部１７０が厚さ方向に集電体１４０を貫通することはなく、電解液が溶接部１７０から漏れることを防止する。更に、この側面から溶接する方法により、集電体１４０と電極端子１３０の溶接品質を保証し、更に電池の安全性を保証することができる。
【0054】
溶接部１７０は、溶接継ぎ目であると理解してもよく、溶接継ぎ目は、溶接熱源の高温を利用して、継ぎ目部における金属を溶融して接続してなるものであり、それが実体であることを指摘しておく。溶接には、レーザ溶接やロウ付けなどの手段を採用することができる。図６に示すように、図中のＸ－Ｙ方向は、集電体の厚さ方向であり、厚さ方向と略称される。溶接部１７０は、集電体１４０の厚さ方向に垂直な方向に沿って集電体１４０及び／又は電極端子１３０の外周面において溶接してなる溶接継ぎ目であると理解してもよい。
【0055】
エンドキャップ１５０と電極端子１３０の組み立て及び電気エネルギーの出力を実現しやすくするために、エンドキャップ１５０は、電極端子１３０の外部に嵌設され、一部の電極端子１３０は、エンドキャップ１５０から突出する。
【0056】
幾つかの実施例において、図７に示すように、電極端子１３０は、端子本体１３１及び端子ベース１３２を含み、端子本体１３１の一端は、端子ベース１３２に接続されるか又は一体成形される。端子ベース１３２は、集電体１４０に接続するために用いられ、端子本体１３１は、バスバー部材に接続して電気エネルギーを導出するために用いられる。
【0057】
幾つかの実施例において、図７に示すように、端子本体１３１は、柱状構造であり、端子ベース１３２は、円盤状構造であり、端子ベース１３２の直径は、端子本体１３１の直径よりも大きい。他の実施例において、端子本体１３１及び端子ベース１３２は、他の適切な構造であってもよい。
【0058】
幾つかの実施例において、図５、図６及び図７に示すように、電池セル１００は、外部アダプタ１９０を更に含み、外部アダプタ１９０は、電極端子１３０の集電体１４０から離れる一端に接続され、外部アダプタ１９０とエンドキャップ１５０は、絶縁部材１６０により電気的に絶縁する。図７に示すように、外部アダプタ１９０は、端子本体１３１の外周面に嵌設され、外部アダプタ１９０は、エンドキャップ１５０の集電体１４０から離れる側に位置し、且つ、外部アダプタ１９０は、端子ベース１３２及び端子本体１３１と協働して、絶縁部材１６０及びエンドキャップ１５０を外部アダプタ１９０と端子ベース１３２の間に挟持する。外部アダプタ１９０の設置により、電気エネルギーを出力するための接続面積が増やされ、バスバー部材に接続しやすくなる。
【0059】
幾つかの実施例において、図７に示すように、集電体１４０は、電極端子１３０に接続するための突起１８１を含み、突起１８１の外周面と電極端子１３０の外周面は、溶接部１７０により接続される。突起１８１は、集電体１４０の厚さ方向に沿って電極端子１３０へ突出し、突起１８１の設置により、他の部材を損傷するリスクを低下させることができる一方、溶接の信頼性を向上させ、集電体１４０と電極端子１３０の溶接品質を保証することができる。
【0060】
突起１８１の外周面は、突起１８１の側面であり、突起１８１の所定の方向に垂直な方向における表面であると理解してもよいことを指摘しておく。突起１８１が集電体１４０に形成される場合、突起１８１の側面は、集電体１４０の外周面であると理解してもよい。
【0061】
幾つかの実施例において、図７に示すように、集電体１４０は、対向する第１の表面１４１と第２の表面１４２を含み、第１の表面１４１は、電極端子１３０に向かい、第２の表面１４２は、電極組立体１２０に密着するために用いられる。集電体１４０の第２の表面１４２は、電極組立体１２０に密着され、集電体１４０と電極組立体１２０の溶接の信頼性を向上又は強化させ、温度の分布が均一でないことで局所的な温度上昇が高過ぎる問題を改善する。突起１８１は、第１の表面１４１に形成され、突起１８１は、集電体１４０の厚さ方向に沿って第１の表面１４１から電極端子１３０へ突出する。
【0062】
幾つかの実施例において、図７及び図８に示すように、端子ベース１３２の外周面に凹み溝１８２が形成されており、突起１８１は、凹み溝１８２と互いに嵌合するために用いられ、突起１８１は、凹み溝１８２内に挿入されるように配置される。凹み溝１８２は、端子ベース１３２の周方向に沿って延伸すると理解してもよい。凹み溝１８２の設置により、突起１８１に嵌合することができ、電極端子１３０と集電体１４０が凹み溝１８２と突起１８１の接合箇所において突合せ溶接しやすくなり、突起１８１の外周面と電極端子１３０の外周面は、溶接部１７０により接続され、溶接部１７０は、電極端子１３０及び集電体１４０の外周面に露出する。溶接部１７０は、突起１８１の外周面に露出すると理解してもよい。
【0063】
幾つかの実施例において、図７及び図８に示すように、電極端子１３０の集電体１４０に向かう端面と第１の表面１４１の間に隙間１８３が形成されている。隙間１８３の設置により、電極端子１３０の端面が第１の表面１４１に当接して、突起１８１が凹み溝１８２の溝底に当接するという位置決めと重複する位置決めとなることを回避することができる。又は、隙間１８３の設置により、集電体１４０と電極組立体の溶接エリアが平坦でなく、集電体１４０と電極端子１３０の溶接に影響を与えることを防止することができる。
【0064】
幾つかの実施例において、図７に示すように、少なくとも一部の絶縁部材１６０は、エンドキャップ１５０と電極端子１３０の間に設けられ、一部の絶縁部材１６０は、エンドキャップ１５０と集電体１４０の間まで延伸し、エンドキャップ１５０と電極端子１３０を隔離するために用いられる。
【0065】
幾つかの実施例において、図７に示すように、絶縁部材１６０は、第１の絶縁部材１６１及び第２の絶縁部材１６２を含む。第１の絶縁部材１６１は、端子本体１３１の外周面に嵌設され、且つエンドキャップ１５０の集電体１４０から離れる側に位置し、第１の絶縁部材１６１は、エンドキャップ１５０と電極端子１３０の間に設けられる。第２の絶縁部材１６２は、端子本体１３１の外周面に嵌設され、且つエンドキャップ１５０の集電体１４０に向かう側に位置し、エンドキャップ１５０は、第２の絶縁部材１６２と第１の絶縁部材１６１の間に位置する。第２の絶縁部材１６２は、エンドキャップ１５０と端子ベース１３２の間に位置し、且つエンドキャップ１５０と集電体１４０の間まで延伸する。
【0066】
幾つかの実施例において、図７に示すように、第２の絶縁部材１６２には、エンドキャップ１５０と嵌合するための凹み部１６３が形成されており、凹み部１６３は環状構造である。一部のエンドキャップ１５０は、凹み部１６３内に嵌設されるように配置され、エンドキャップ１５０の中部に第２の絶縁部材１６２と嵌合するスルーホール１５１が開設され、一部の第２の絶縁部材１６２は、エンドキャップ１５０と端子本体１３１を隔離するように、当該スルーホール１５１内に穿設される。凹み部１６３の設置により、取り付け空間が合理的に利用され、外部アダプタ１９０が集電体１４０の厚さ方向において集電体１４０に一層近く、電池セル１００の高さが低減され、電池セル１００のエネルギー密度が向上する。
【0067】
第１の絶縁部材１６１と第２の絶縁部材１６２は、２つの独立した部材であってもよく、一体成形されてもよい。第１の絶縁部材１６１と第２の絶縁部材１６２が一体成形された場合、絶縁部材１６０は、電極端子１３０及びエンドキャップ１５０に組み立てられる時、組み立てやすいように変形することができ、同時に、絶縁部材１６０と電極端子１３０の組み立ては、封止嵌合である。一実施例において、第１の絶縁部材１６１と第２の絶縁部材１６２は、２つの独立した部材であり、エンドキャップ１５０と電極端子１３０が組み立てられやすくなる。
【0068】
幾つかの実施例において、第１の絶縁部材１６１と第２の絶縁部材１６２は、２つの独立した部材である。絶縁部材１６０と電極端子１３０の封止嵌合を保証するために、図９に示すように、第２の絶縁部材１６２は、絶縁体１６２１及び封止体１６２２を含み、絶縁体１６２１と封止体１６２２は、２つの独立した部材である。封止体１６２２は、端子本体１３１の外周面に嵌設され、絶縁体１６２１及びエンドキャップ１５０は、封止体１６２２の外周面に嵌設されることで、エンドキャップ１５０と電極端子１３０が封止嵌合される。
【0069】
幾つかの実施例において、図１０及び図１１に示すように、絶縁部材１６０の電極組立体１２０に向かう側には、電極組立体１２０に当接するための第２のボス１６４が形成されている。第２のボス１６４が電極組立体１２０に当接することで、電極組立体１２０の揺れを防止することができる。
【0070】
幾つかの実施例において、図１０及び図１１を参照し、絶縁部材１６０の電極組立体１２０に向かう側に複数の第２のボス１６４が形成されており、それにより電極組立体１２０の接触面が大きくなり、電極組立体１２０への多点当接を実現しやすくなる。
【0071】
幾つかの実施例において、図１０及び図１１を参照し、複数の第２のボス１６４は、集電体１４０の周囲に間隔をおいて設けられ、隣接する２つの第２のボス１６４の間に退避部１６５が形成され、少なくとも一部の溶接部１７０は、退避部１６５内に位置する。第２のボス１６４の間の退避部１６５の設置により、レーザが退避部１６５から貫入しやすく、又は溶接ヘッドが退避部１６５内に伸び込みやすく、集電体１４０と電極端子１３０の溶接を行うことができる。
【0072】
一実施例において、図１０に示すように、絶縁部材１６０に２つの第２のボス１６４が設けられ、２つの第２のボス１６４に２つの退避部１６５が形成され、２つの方向から集電体１４０と電極端子１３０を溶接しやすくなる。
【0073】
幾つかの実施例において、図１０及び図５に示すように、エンドキャップ１５０に第１の注液孔１５２が設けられ、そのうちの１つの第２のボス１６４の端面に逃げ溝１６４１が設けられ、逃げ溝１６４１は、第２のボス１６４の外周面まで延伸し、逃げ溝１６４１の底面に第２の注液孔１６４２が設けられ、第２の注液孔１６４２は第１の注液孔１５２に連通する。
【0074】
エンドキャップ１５０の第１の注液孔１５２を介して電解液を注入する時、電解液は、第２の注液孔１６４２を介して逃げ溝１６４１まで流れることができ、逃げ溝１６４１を介して第２のボス１６４の外周面へ流れてから、電極組立体１２０とケース１１０の間のギャップまで流れることができ、電解液の流速が速くなり、注液効率が向上する。逃げ溝１６４１の設置により、第２の注液孔１６４２の端部が電極組立体１２０に直接当接することを回避し、電解液を順調に流動させる。
【0075】
逃げ溝１６４１は、第２のボス１６４の集電体１４０に向かう端面に設けられることを指摘しておく。
【0076】
幾つかの実施例において、埃などの異物がケース１１０内に入ることを回避するために、この電池セル１００は、エンドキャップ１５０及びケース１１０の収納空間１１１を封止するように、第１の注液孔１５２を閉塞するための封止蓋（図示されていない）を更に含む。
【0077】
幾つかの実施例において、図１０、図１２及び図１３に示すように、集電体１４０のエッジに切欠き１４４が形成され、複数の第２のボス１６４のうち、集電体１４０の切欠き１４４に対応する第２のボス１６４ａがあり、当該第２のボス１６４ａの輪郭形状は、切欠き１４４に合致し、第２のボス１６４ａは、切欠き１４４に係合され、集電体１４０が転動しないように制限する。第２のボス１６４ａの数は、少なくとも１つであり、本願において限定しない。切欠き１４４の形状は、Ｖ字形、Ｕ字形、凹字形などの任意の適切な形であってもよい。
【0078】
幾つかの実施例において、切欠き１４４の形状は、他の第２のボスの形状に合致してもよい。
【0079】
幾つかの実施例において、図１０に示すように、電極端子１３０のエッジに位置制限部１３３が形成され、位置制限部１３３は、切欠き１４４に対応し、且つ、位置制限部１３３は、第２のボス１６４ａの輪郭に合致し、位置制限部１３３と第２のボス１６４ａの協働により電極端子１３０の転動を防止し、組み立て安定性を増やすことができる。
【0080】
幾つかの実施例において、図１０に示すように、複数の第２のボス１６４のうち切欠き１４４に対応する第２のボス１６４ａ以外に、他の第２のボス１６４ｂは、円弧状構造であり、集電体１４０の周方向に分布し、第２のボス１６４ｂの内周面は、集電体１４０のエッジの輪郭に合致し、第２のボス１６４ｂと第２のボス１６４ａは、集電体１４０を位置決めするように協働する。
【0081】
幾つかの実施例において、図１０及び図１２に示すように、第２のボス１６４ａが他の第２のボス１６４ｂに対して集電体１４０の径方向において大きい面積を有することに基づき、第２の注液孔１６４２は、第２のボス１６４ａに開設される。
【0082】
一実施例において、図１０及び図１２に示すように、集電体１４０は円盤構造であってもよく、第２のボス１６４の集電体１４０の周方向における２つの端面は、端子ベース１３２へ延伸するとともに、夾角をなすように設けられ、この２つの端面の夾角は鈍角であり、レーザが退避部１６５内に入射しやすく、又は溶接ヘッドが退避部１６５内に伸び込みやすく、溶接部１７０の長さが増加する。
【0083】
図１２に示すように、第２のボス１６４と端子ベース１３２及び集電体１４０の溶接部位（即ち溶接部１７０を形成する前の部位）のピッチが大きい場合、第２のボス１６４の２つの端面の延伸面の交差部は、第２のボス１６４と端子ベース１３２及び集電体１４０の溶接部位の間に位置し、このような場合、溶接部１７０の端子ベース１３２の周方向における延伸の連続性を保証することができる。
【0084】
幾つかの実施例において、溶接部１７０は、集電体１４０及び電極端子１３０の外周面に露出し、上記に記載の形態の他、集電体１４０は、電極端子１３０に密着されてもよい。図１４に示すように、集電体１４０のエッジ輪郭は、電極端子１３０のエッジ輪に合致し、集電体１４０の第１の表面１４１は、電極端子１３０に密着され、溶接部１７０は、集電体１４０と電極端子１３０の密着シーム部に位置し、集電体１４０及び電極端子１３０は、密着シーム部に突合せ溶接の手段により固定される。第１の表面１４１が電極端子１３０に密着されることで、集電体１４０と電極端子１３０の溶接の信頼性を保証し、集電体１４０と電極端子１３０の溶接品質を保証する。
【0085】
幾つかの実施例において、図１５及び図１６に示すように、溶接部１７０は、集電体１４０の外周面に露出してもよく、集電体１４０と電極端子１３０は、集電体１４０の外周面に貫通溶接されてもよい。集電体１４０は、突起１８１を含み、突起１８１は、第１の表面１４１に形成され、集電体の厚さ方向に沿って電極端子１３０へ突出し、且つ、電極端子１３０（端子ベース１３２）に嵌設するために用いられ、溶接部１７０は、突起１８１の側面に露出する。
【0086】
幾つかの実施例において、溶接部１７０は、電極端子１３０の外周面に露出してもよく、集電体１４０と電極端子１３０は、電極端子１３０の外周面に貫通溶接されてもよい。図１７及び図１８に示すように、電極端子１３０は、集電体１４０に接続するための突起１８１を有してもよく、例えば、端子ベース１３２の集電体１４０に近い面に突起１８１が形成され、突起１８１は、集電体１４０の厚さ方向に沿って集電体１４０へ突出する。集電体１４０の第１の表面１４１に第１のボス１４３が形成され、突起１８１は、第１のボス１４３に嵌設され、突起１８１と第１のボス１４３は、溶接部１７０により接続される。即ち、電極端子１３０と集電体１４０は、突起１８１の側面において貫通溶接の手段により第１のボス１４３に溶接されてもよく、溶接部１７０は、突起１８１の側面に露出する。突起１８１の外周面と集電体１４０の外周面（第１のボス１４３の外周面）は、溶接部１７０により接続されると理解してもよい。突起１８１の外周面は、突起１８１の側面であり、突起１８１の所定の方向に垂直な方向における表面であると理解してもよいことを指摘しておく。突起１８１が電極端子１３０に形成される場合、突起１８１の側面は、電極端子１３０の外周面であると理解してもよい。
【0087】
突起１８１は、第１の表面１４１に当接してもよいが、第１のボス１４３は、端子ベース１３２の集電体１４０に向かう端面に接触せず、このように電極端子１３０と集電体１４０の位置決めを実現することを指摘しておく。又は、第１のボス１４３は、端子ベース１３２の集電体１４０に向かう端面に当接してもよいが、突起１８１は、第１の表面１４１に接触せず、このように電極端子１３０と集電体１４０の位置決めを実現する。
【0088】
幾つかの実施例において、図１８に示すように、第１のボス１４３は環状ボスであり、環状ボスの設計により、集電体１４０の重量を軽減することができる。
【0089】
幾つかの実施例において、端子ベース１３２の集電体１４０に近い面に突起１８１が形成され、集電体１４０の外周縁に凹み溝１８２が形成されてもよく、突起１８１は、凹み溝１８２内に挿入されるように配置され、溶接部１７０は、電極端子１３０及び集電体１４０の外周面に露出する。凹み溝１８２の設置により、突起１８１と嵌合することができ、電極端子１３０と集電体１４０を突起１８１と凹み溝１８２の接合箇所において突合せ溶接しやすくなる。
【0090】
幾つかの実施例において、図１９及び図２０に示すように、第１のボス１４３の外周縁に凹み溝１８２が形成されてもよく、突起１８１は、凹み溝１８２内に挿入されるように配置され、溶接部１７０は、電極端子１３０及び集電体１４０の外周面に露出する。
【0091】
幾つかの実施例において、上記で言及された突起１８１は環状突起であってもよく、環状突起の設置により、集電体１４０と電極端子１３０の位置決めの正確性を保証することができると同時に、溶接部１７０の長さを増やし、集電体１４０と電極端子１３０の接続の確実性を保証することもできる。環状突起の側面は、環状突起の外周面である。
【0092】
上記端部組立体は、正極に適用される端部組立体及び／又は負極に適用される端部組立体であってもよいことを指摘しておく。
【0093】
以上は、本願の実施例の電力消費機器及び電池１０を説明した。以下は、本願の実施例の電池セルの製造方法を説明する。ここで、詳細に説明されない部分は、上記の各実施例を参照することができる。
【0094】
本願は、電池セルの製造方法を更に提供し、この電池セルの製造方法は、図２１に示すように、電極端子１３０の周方向から集電体１４０と電極端子１３０を溶接し、電極端子１３０と集電体１４０の溶接部１７０を電極端子１３０及び／又は集電体１４０の外周面に露出させるステップを含む。
【0095】
ここの電極端子１３０の周囲から溶接することは、電極端子１３０の外側面から径方向に沿って端子本体１３１の中心線の方向へ電極端子１３０と集電体１４０を溶接することであることを指摘しておく。電極端子１３０の外側面は、電極端子１３０の外周面である。
【0096】
幾つかの実施例において、電極端子１３０と集電体１４０を溶接する前に、電池セルの製造方法は、電極端子１３０、エンドキャップ１５０及び絶縁部材１６０を一体的に組み立て、端部組立体を構成するステップを更に含み、エンドキャップ１５０は、ケース１１０の開口を封止するために用いられる。
【0097】
幾つかの実施例において、電極端子１３０と集電体１４０を溶接する前に、電池セルの製造方法は、集電体１４０の第２の表面１４２と電極組立体１２０を密着し、且つ集電体１４０と電極組立体１２０を溶接するステップを更に含む。
【0098】
幾つかの実施例において、電池セルの製造方法は、ケース１１０内に電解液を注入するステップを更に含む。電解液は、エンドキャップ１５０にある第１の注液孔１５２、絶縁部材１６０の第２の注液孔１６４２、逃げ溝１６４１を介してケース１１０内に流れ込む。電解液の注入が完了した後、第１の注液孔１５２を封止することで、エンドキャップ１５０とケース１１０が、封止された空間を形成する。
【0099】
衝突しない限り、本願の実施例における特徴は、互いに組み合わせることができることを説明しておく。
【0100】
上記したのは、本願の好適な実施例に過ぎず、本願を制限するためのものではなく、当業者にとって、本願は、種々な変更や変形が有り得る。本願の精神及び原則内で行われる全ての修正、同等置換や改善などは、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。
【符号の説明】
【0101】
１ 車両、１０ 電池、１０１ 筐体、１０２ 上蓋、１００ 電池セル、１１０ ケース、１１１ 収納空間、１２０ 電極組立体、１２１ 主体部、１２２ タブ、１３０ 電極端子、１３１ 端子本体、１３２ 端子ベース、１３３ 位置制限部、１４０ 集電体、１４１ 第１の表面、１４２ 第２の表面、１４３ 第１のボス、１４４ 切欠き、１５０ エンドキャップ、１５１ スルーホール、１５２ 第１の注液孔、１６０ 絶縁部材、１６１ 第１の絶縁部材、１６２ 第２の絶縁部材、１６２１ 絶縁体、１６２２ 封止体、１６３ 凹み部、１６４、１６４ａ、１６４ｂ 第２のボス、１６４１ 逃げ溝、１６４２ 第２の注液孔、１６５ 退避部、１７０ 溶接部、１８１ 突起、１８２ 凹み溝、１８３ 隙間、１９０ 外部アダプタ、２０ コントローラ、３０ モータ。
【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】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【国際調査報告】