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特表2024-510157タブ溶接構造、電池セル、電力消費機器、タブの溶接方法及びタブの溶接機器
(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】2024-03-06
(54)【発明の名称】タブ溶接構造、電池セル、電力消費機器、タブの溶接方法及びタブの溶接機器
(51)【国際特許分類】
H01M 50/533 20210101AFI20240228BHJP
H01M 50/536 20210101ALI20240228BHJP
H01M 50/538 20210101ALI20240228BHJP
H01M 50/54 20210101ALI20240228BHJP
H01M 50/202 20210101ALI20240228BHJP
H01M 50/209 20210101ALI20240228BHJP
H01M 50/566 20210101ALI20240228BHJP
【ＦＩ】
H01M50/533
H01M50/536
H01M50/538
H01M50/54
H01M50/202 501S
H01M50/209
H01M50/566
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023554039
(86)(22)【出願日】2021-10-29
(85)【翻訳文提出日】2023-09-05
(86)【国際出願番号】 CN2021127726
(87)【国際公開番号】W WO2023070604
(87)【国際公開日】2023-05-04
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513196256
【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００
(74)【代理人】
【識別番号】110000394
【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】陳从勝
(72)【発明者】
【氏名】林文法
(72)【発明者】
【氏名】温耀鈴
(72)【発明者】
【氏名】林江
(72)【発明者】
【氏名】唐鳴浩
(72)【発明者】
【氏名】林嘉
【テーマコード（参考）】
5H040
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H040AS04
5H040AS07
5H040AS12
5H040AS13
5H040AS14
5H040AS19
5H040AS26
5H040AT02
5H040AY05
5H040AY06
5H040CC01
5H040DD03
5H043AA01
5H043AA02
5H043BA19
5H043CA04
5H043CA12
5H043CA13
5H043EA60
5H043LA02E
5H043LA41E
(57)【要約】
本出願の実施例は、タブ溶接構造、電池セル及び電力消費機器を提供し、電池技術分野に属する。タブ溶接構造は、導電部材と、複数層のシートが第１の方向に沿って積層して形成されたタブとを含む。導電部材とタブとは、溶接されて融合領域を形成する。ここで、融合領域は、第１の融合部と、第２の融合部とを含む。第１の融合部は、第１の方向に沿ってタブから導電部材内に延在する。第２の融合部は、第１の融合部と互いに区画され、第２の融合部は、第１の融合部の側部に位置し、第２の融合部は、第１の融合部とタブとを接続するように構成される。第２の融合部は、第１の融合部とタブとを接続する役割を果たし、第１の融合部とタブとが第２の融合部を介して融合されることに相当し、タブが第１の融合部に直接接続されることによる亀裂のリスクを低減し、タブと導電部材との溶接後の堅牢性を向上させ、電池セルの耐用年数を向上させた。
【選択図】図４
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
タブ溶接構造であって、複数層のシートが第１の方向に沿って積層して形成されたタブと、
前記タブと溶接されて融合領域を形成する導電部材とを含み、
ここで、前記融合領域は、
前記第１の方向に沿って前記タブから前記導電部材内に延在する第１の融合部と、
前記第１の融合部と互いに区画され、前記第１の融合部の側部に位置し、前記第１の融合部と前記タブとを接続するように構成される第２の融合部とを含む、タブ溶接構造。
【請求項2】
前記第１の方向において、前記第２の融合部の融合深さは、前記第１の融合部の融合深さよりも小さい、請求項１に記載のタブ溶接構造。
【請求項3】
前記第１の方向において、前記第２の融合部は、前記タブが前記導電部材に向かう方向に沿って前記タブからはみ出さない、請求項１又は２に記載のタブ溶接構造。
【請求項4】
前記導電部材と前記タブとが溶接されて第２の融合部を形成する溶接温度は、前記導電部材と前記タブとが溶接されて第１の融合部を形成する溶接温度よりも小さい、請求項１から３のいずれか一項に記載のタブ溶接構造。
【請求項5】
前記第２の融合部は、前記第１の融合部の外周側に設置され、前記第２の融合部は、前記第１の融合部の周方向に沿って延在分布する、請求項１から４のいずれか一項に記載のタブ溶接構造。
【請求項6】
前記第１の方向において、前記タブは、前記導電部材と積層して設置され、前記第１の融合部は、前記タブを貫通して前記導電部材内に局所的に延在する、請求項１から５のいずれか一項に記載のタブ溶接構造。
【請求項7】
第２の方向において、前記第１の融合部の少なくとも一方側には、前記第２の融合部が設置されており、ここで、前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直である、請求項１から４のいずれか一項に記載のタブ溶接構造。
【請求項8】
前記導電部材は、当接面を有する本体部と、
前記当接面から突出する突出部とを含み、
前記タブは、前記第１の方向に沿って前記当接面に当接し、第２の方向において、前記タブと前記突出部との間には、溶接ビードが形成され、前記融合領域は、前記溶接ビードに形成され、前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直である、請求項１から４と７のいずれか一項に記載のタブ溶接構造。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか一項に記載のタブ溶接構造を含む、電池セル。
【請求項10】
前記電池セルは、前記タブと電気的に接続される電極端子を含み、前記電極端子は、前記導電部材である、請求項９に記載の電池セル。
【請求項11】
前記電池セルは、電極端子と、
前記電極端子と前記タブとの電気的な接続を実現するために、前記電極端子と前記タブとを接続するための、前記導電部材である集電部品とを含む、請求項９に記載の電池セル。
【請求項12】
電池であって、請求項９から１１のいずれか一項に記載の電池セルと、
前記電池セルを収容するための筐体とを含む、電池。
【請求項13】
請求項１２に記載の電池を含む、電力消費機器。
【請求項14】
タブの溶接方法であって、複数層のシートが第１の方向に沿って積層して形成されるタブを有する電極アセンブリを提供することと、
導電部材を提供することと、
前記タブと前記導電部材とを溶接して融合領域を形成することとを含み、
ここで、前記融合領域は、
前記第１の方向に沿って前記タブから前記導電部材内に延在する第１の融合部と、
前記第１の融合部と互いに区画され、前記第１の融合部の側部に位置し、前記第１の融合部と前記タブとを接続するように構成される第２の融合部とを含む、タブの溶接方法。
【請求項15】
前記の、前記タブと前記導電部材とを溶接して融合領域を形成することは、前記タブと前記導電部材とを一次溶接して、前記第１の融合部を形成することと、
前記タブと前記導電部材とを二次溶接して、前記第２の融合部を形成することとを含み、
ここで、前記二次溶接の溶接温度は、前記一次溶接の溶接温度よりも小さい、請求項１４に記載のタブの溶接方法。
【請求項16】
前記の、前記タブと前記導電部材とを二次溶接することは、周方向に沿って前記タブと前記導電部材とを内側から外側に複数リング溶接して、前記第２の融合部を形成することを含む、請求項１５に記載のタブの溶接方法。
【請求項17】
各リングの溶接温度は、内側から外側に段階的に下がる、請求項１６に記載のタブの溶接方法。
【請求項18】
タブの溶接機器であって、複数層のシートが第１の方向に沿って積層して形成されるタブを有する電極アセンブリを提供するための第１の提供装置と、
導電部材を提供するための第１の提供装置と、
前記タブと前記導電部材とが融合領域を形成するように、前記タブと前記導電部材とを溶接するための溶接装置とを含み、
ここで、前記融合領域は、
前記第１の方向に沿って前記タブから前記導電部材内に延在する第１の融合部と、
前記第１の融合部と互いに区画され、前記第１の融合部の側部に位置し、前記第１の融合部と前記タブとを接続するように構成される第２の融合部とを含む、タブの溶接機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、電池技術分野に関し、具体的に、タブ溶接構造、電池セル及び電力消費機器に関する。
【背景技術】
【0002】
省エネと排出削減は、自動車産業の持続可能な発展のカギであり、電動車両は、その省エネと環境保全の優位性のため、自動車産業の持続可能な発展の重要な構成部分となっている。電動車両にとって、電池技術は、その発展に関わる重要な要素である。
【0003】
一般的な電池セルにとって、タブは、電池セルの電気エネルギーを出力するために、導電部材（集電部品、電極端子など）と溶接される。現在、タブと導電部材とを溶接した後にタブと導電部材が脱落する現象が現れやすく、電池セルの耐用年数に影響を与える。
【発明の概要】
【0004】
本出願の実施例は、タブと導電部材との溶接後の堅牢性を効果的に向上させることができるタブ溶接構造、電池セル及び電力消費機器を提供する。
【0005】
第１の態様によれば、本出願の実施例は、タブ溶接構造を提供し、このタブ溶接構造は、複数層のシートが第１の方向に沿って積層して形成されたタブと、前記タブと溶接されて融合領域を形成する導電部材とを含み、ここで、前記融合領域は、前記第１の方向に沿って前記タブから前記導電部材内に延在する第１の融合部と、前記第１の融合部と互いに区画され、前記第１の融合部の側部に位置し、前記第１の融合部と前記タブとを接続するように構成される第２の融合部とを含む。
【0006】
上記技術案では、第２の融合部は、第１の融合部の側部に位置し、第２の融合部は、第１の融合部とタブとを接続する役割を果たし、第１の融合部とタブとが第２の融合部を介して融合されることに相当し、タブが第１の融合部に直接接続されることによる亀裂のリスクを低減し、タブと導電部材との溶接後の堅牢性を向上させ、電池セルの耐用年数を向上させた。
【0007】
いくつかの実施例では、前記第１の方向において、前記第２の融合部の融合深さは、前記第１の融合部の融合深さよりも小さい。
【0008】
上記技術案では、第２の融合部の融合深さは、第１の融合部の融合深さよりも小さいことにより、第１の融合部の第１の方向におけるサイズは、相対的に長く、第２の融合部の第２の方向におけるサイズは、相対的に短い。第１の融合部の第１の方向におけるサイズは、相対的に長く、融合領域の深さが大きく、タブと導電部材とを溶接した後の堅牢性を確保する。第２の融合部の第１の方向におけるサイズは、相対的に短く、第２の融合部は、第１の融合部とタブとを良好に接続する役割を果たし、タブ溶接位置における亀裂のリスクを低減する。
【0009】
いくつかの実施例では、前記第１の方向において、前記第２の融合部は、前記タブが前記導電部材に向かう方向に沿って前記タブからはみ出さない。
【0010】
上記技術案では、第２の融合部は、タブが導電部材に向かう方向に沿ってタブからはみ出さないことにより、第２の融合部は、導電部材内に延在せず、第２の融合部の深さが大きすぎて第２の融合部とタブとの間に亀裂が発生するリスクを低減する。
【0011】
いくつかの実施例では、前記導電部材と前記タブとが溶接されて第２の融合部を形成する溶接温度は、前記導電部材と前記タブとが溶接されて第１の融合部を形成する溶接温度よりも小さい。
【0012】
上記技術案では、第２の融合部を形成する溶接温度は、第１の融合部を形成する溶接温度よりも小さいことにより、第１の融合部の深さは、第２の融合部の深さよりも大きく、融合領域の深さが大きく、タブと導電部材とを溶接した後の堅牢性を確保することができる。第２の融合部を形成する溶接温度が相対的に低いため、第２の融合部を形成する過程において、タブが膨張変形しにくくなり、第２の融合部とタブとの接続位置に亀裂が発生するリスクを低減させた。
【0013】
いくつかの実施例では、前記第２の融合部は、前記第１の融合部の外周側に設置され、前記第２の融合部は、前記第１の融合部の周方向に沿って延在分布する。
【0014】
上記技術案では、第２の融合部は、第１の融合部の外周側に位置し、且つ第１の融合部の周方向に沿って延在分布し、タブは、第１の融合部の複数の方位においても亀裂しにくくなり、タブと導電部材との溶接後の堅牢性を向上させる。
【0015】
いくつかの実施例では、前記第１の方向において、前記タブは、前記導電部材と積層して設置され、前記第１の融合部は、前記タブを貫通して前記導電部材内に局所的に延在する。
【0016】
上記技術案では、タブは、第１の方向において導電部材と積層して設置され、且つ第１の融合部は、タブを貫通して導電部材内に局所的に延在することにより、タブと導電部材とを溶接した後に良好な堅牢性を有する。タブと導電部材とは、貫通溶接の方式で溶接されてもよく、それによって第１の融合部と第２の融合部とを形成し、溶接の困難性を低減させる。
【0017】
いくつかの実施例では、第２の方向において、前記第１の融合部の少なくとも一方側には、前記第２の融合部が設置されており、ここで、前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直である。
【0018】
上記技術案では、第１の融合部の第２の方向における少なくとも一方側には、第２の融合部が設置されており、第２の融合部は、第１の融合部の第２の方向における一方側又は両側において第１の融合部とタブとを接続する役割を果たし、溶接プロセスを簡略化し、溶接効率を向上させた。
【0019】
いくつかの実施例では、前記導電部材は、当接面を有する本体部と、前記当接面から突出する突出部とを含み、前記タブは、前記第１の方向に沿って前記当接面に当接し、第２の方向において、前記タブと前記突出部との間には、溶接ビードが形成され、前記融合領域は、前記溶接ビードに形成され、前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直である。
【0020】
上記技術案では、タブは、本体部の当接面に当接し、タブと突出部との間に溶接ビードが形成され、融合領域は、溶接ビードに形成され、タブと導電部材とのシーム溶接を実現する。融合領域が溶接タブと突出部との間の溶接ビードに形成されるため、タブが溶接時に受ける熱影響が小さく、第２の融合部とタブとの接続位置に亀裂が発生するリスクを低減させた。
【0021】
第２の態様によれば、本出願の実施例は、電池セルを提供し、この電池セルは、上記のいずれか一つの実施例によるタブ溶接構造を含む。
【0022】
いくつかの実施例では、前記電池セルは、前記タブと電気的に接続される電極端子を含み、前記電極端子は、前記導電部材である。
【0023】
いくつかの実施例では、前記電池セルは、電極端子と、前記電極端子と前記タブとの電気的な接続を実現するために、前記電極端子と前記タブとを接続するための、前記導電部材である集電部品とを含む。
【0024】
第３の態様によれば、本出願の実施例は、電池を提供し、この電池は、上記のいずれか一つの実施例による電池セルと、前記電池セルを収容するための筐体とを含む。
【0025】
第４の態様によれば、本出願の実施例は、電力消費機器を提供し、この電力消費機器は、上記のいずれか一つの実施例による電池を含む。
【0026】
第５の態様によれば、本出願の実施例は、タブの溶接方法を提供し、この方法は、複数層のシートが第１の方向に沿って積層して形成されるタブを有する電極アセンブリを提供することと、導電部材を提供することと、前記タブと前記導電部材とを溶接して融合領域を形成することとを含み、ここで、前記融合領域は、前記第１の方向に沿って前記タブから前記導電部材内に延在する第１の融合部と、前記第１の融合部と互いに区画され、前記第１の融合部の側部に位置し、前記第１の融合部と前記タブとを接続するように構成される第２の融合部とを含む。
【0027】
いくつかの実施例では、前記の、前記タブと前記導電部材とを溶接して融合領域を形成することは、前記タブと前記導電部材とを一次溶接して、前記第１の融合部を形成することと、前記タブと前記導電部材とを二次溶接して、前記第２の融合部を形成することとを含み、ここで、前記二次溶接の溶接温度は、前記一次溶接の溶接温度よりも小さい。
【0028】
上記技術案では、タブと導電部材との一次溶接を行う溶接温度が相対的に大きいことにより、第１の融合部の深さが相対的に深くなり、タブと導電部材とを溶接した後の堅牢性を確保する。タブと導電部材との二次溶接を行う溶接温度が相対的に低いことにより、第２の融合部を形成する過程において、タブが膨張変形しにくくなり、第２の融合部とタブとの接続位置に亀裂が発生するリスクを低減させた。
【0029】
いくつかの実施例では、前記の、前記タブと前記導電部材とを二次溶接することは、周方向に沿って前記タブと前記導電部材とを内側から外側に複数リング溶接して、前記第２の融合部を形成することを含む。
【0030】
上記技術案では、周方向に沿って前記タブと前記導電部材とを複数リング溶接することにより、周方向に沿って延在分布する第２の融合部を形成することができ、タブは、第１の融合部の複数の方位においても亀裂しにくくなり、タブと導電部材との溶接後の堅牢性を向上させる。
【0031】
いくつかの実施例では、各リングの溶接温度は、内側から外側に段階的に下がる。
【0032】
上記技術案では、各リングの溶接温度は、内側から外側に段階的に下がり、内側から外側に各リングの溶接によるタブへの熱影響が徐々に減少し、第２の融合部とタブとの接続位置に亀裂が発生するリスクをさらに低減させる。
【0033】
第６の態様によれば、本出願の実施例は、タブの溶接機器をさらに提供し、この溶接機器は、複数層のシートが第１の方向に沿って積層して形成されるタブを有する電極アセンブリを提供するための第１の提供装置と、導電部材を提供するための第１の提供装置と、前記タブと前記導電部材とが融合領域を形成するように、前記タブと前記導電部材とを溶接するための溶接装置とを含み、ここで、前記融合領域は、前記第１の方向に沿って前記タブから前記導電部材内に延在する第１の融合部と、前記第１の融合部と互いに区画され、前記第１の融合部の側部に位置し、前記第１の融合部と前記タブとを接続するように構成される第２の融合部とを含む。
【図面の簡単な説明】
【0034】
本出願の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下では、実施例で使用する必要がある図面を簡単に説明するが、理解すべきこととして、以下の図面は、本出願のいくつかの実施例を示すことに過ぎず、範囲に対する限定と見なされるべきではなく、当業者にとっては、創造的な労力を払わない前提で、更にこれらの図面に基づいて他の関連する図面を得ることができる。
【図1】本出願のいくつかの実施例による車両の構造概略図である。
【図2】本出願のいくつかの実施例による電池の構造概略図である。
【図3】本出願のいくつかの実施例による電池セルの分解図である。
【図4】本出願のいくつかの実施例によるタブ溶接構造の断面図である。
【図6】本出願のまた別のいくつかの実施例によるタブ溶接構造の断面図である。
【図8】本出願のいくつかの実施例による電池セルのタブと電極端子との溶接構造図である。
【図9】本出願のまた別のいくつかの実施例による電池セルのタブと電極端子との溶接構造図である。
【図10】本出願のいくつかの実施例によるタブの溶接方法のフローチャートである。
【図11】本出願のまた別のいくつかの実施例によるタブの溶接方法のフローチャートである。
【図12】本出願のいくつかの実施例による導電部材とタブとの溶接軌跡図である。
【図13】本出願のいくつかの実施例によるタブの溶接機器の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0035】
本出願の実施例の目的、技術案、及び利点をより明確にするために、以下、本出願の実施例の図面を結び付けながら、本出願の実施例における技術案を明確に説明する。説明される実施例は、本出願の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではないことは明らかである。本出願における実施例に基づき、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られた全ての他の実施例は、いずれも本出願の保護範囲に属する。
【0036】
特に定義されない限り、本出願で使用される全ての科学技術用語は、本出願の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本出願において、出願の明細書で使用される用語は、具体的な実施例を説明するためにのみ用いられ、本出願を制限することを意図するものではない。本出願の明細書と特許請求の範囲及び上記図面の説明における「含む」、「有する」という用語及びそれらの任意の変形は、非排他的な「含む」を意図的にカバーするものである。本出願の明細書と請求の範囲又は上記の図面における用語である「第１の」、「第２の」などは、異なる対象を区別するためのものであり、特定の順序又は主副関係を説明するためのものではない。
【0037】
本出願に言及びされた「実施例」は、実施例を結び付けて記述された特定の特徴、構造又は特性が本出願の少なくとも一つの実施例に含まれ得ることを意味している。明細書における各位置での該フレーズの出現は、必ずしも全てが同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と相互排他する独立した又は代替的な実施例でもない。
【0038】
本出願の記述において、説明すべきこととして、特に明記し、限定する場合を除き、「取り付け」、「繋がり」、「接続」、「付設」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、又は一体的な接続であってもよく、直接に接続してもよく、中間媒体を介して間接に接続してもよく、二つの素子の内部を連通させてもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本出願における具体的な意味を理解することができる。
【0039】
本出願の実施例において、同一の符号は同一の構成要素を表し、また、簡潔のために、異なる実施例において、同一の構成要素に対する詳細な説明を省略する。なお、図面に示される本出願の実施例における各部材の厚さ、長さ・幅などの寸法、及び集積装置の全体的な厚さ、長さ・幅などの寸法は、例示的なものに過ぎず、本出願を限定するものではない。
【0040】
本出願における「複数」とは、二つ以上（二つを含む）のことを言う。
【0041】
本出願において、電池セルは、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、本出願の実施例では、それを限定しない。電池セルは、円柱体、扁平体、直方体、又はその他の形状などをなしてもよく、本出願の実施例ではこれについても限定しない。電池セルは、パッケージングの形態によって、一般的には、柱形電池セル、四角形電池セルと軟質パウチ電池セルの３つの種類に分けられ、本出願の実施例では、それを限定しない。
【0042】
本出願の実施例で言及びした電池は、より高い電圧と容量を提供するために一つ又は複数の電池セルを含む単一の物理的モジュールを指す。例えば、本出願に言及される電池には、電池モジュール又は電池パックなどが含まれてもよい。電池は、一般的には、一つ又は複数の電池セルをパッケージングするための筐体を含む。筐体は、液体又はその他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避することができる。
【0043】
電池セルは電極アセンブリと電解液とを含み、電極アセンブリは正極板、負極板とセパレータによって構成される。電池セルは、主に金属イオンが正極板と負極板との間で移動することにより動作する。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覆されており、正極活物質層が塗布されていない正極集電体は、正極活物質層が塗覆された正極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正極集電体は、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覆されており、負極活物質層が塗布されていない負極集電体は、負極活物質層が塗覆された負極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負極集電体は、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（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）又はＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリエチレン）などであってもよい。また、電極アセンブリは、捲回型構造であってもよいし、積層型構造であってもよく、本出願の実施例はこれに限定されるものではない。
【0044】
電池セルでは、電池セルの電気エネルギーを出力するために、タブは、一般的に導電部材（集電部品、電極端子など）に溶接される。
【0045】
発明者は、タブと導電部材とを溶接した後に良好な堅牢性を有することを確保するために、タブと導電部材とが溶接して形成された融合部に十分な深さが必要であることを発見した。しかし、融合部の深さが深いほど、溶接時に、タブの受ける熱が高くなり、タブが複数層のシートを積層設置して形成されるため、タブの受ける温度が高いほど膨張変形しやすくなり、タブと融合部とが繋がる位置に亀裂が発生し、タブと導電部材とを溶接した後に導電部材とタブとが脱落する現象が発生しやすく、電池セルの耐用年数に影響を与える。
【0046】
これに鑑み、本出願の実施例は、タブ溶接構造を提供し、タブと導電部材とが溶接して融合領域を形成し、融合領域は、互いに区画される第１の融合部と第２の融合部とを含み、第１の融合部は、第１の方向に沿ってタブから導電部材内に延在し、第２の融合部は、第１の融合部と互いに区画され、第２の融合部は、第１の融合部の側部に位置し、第２の融合部は、第１の融合部とタブとを接続するように構成される。
【0047】
このようなタブ溶接構造では、第２の融合部は、第１の融合部とタブとを接続する役割を果たし、第１の融合部とタブとが第２の融合部を介して融合されることに相当し、タブが第１の融合部に直接接続されることによる亀裂のリスクを低減し、タブと導電部材との溶接後の堅牢性を向上させ、電池セルの耐用年数を向上させた。なお、タブと導電部材とが溶接して形成された融合領域が第１の融合部と第２の融合部とを含むため、導電部材とタブとの間の過電流面積を増加させた。
【0048】
本出願の実施例で説明された技術案は電池及び電池を使用する電力消費機器に適用される。
【0049】
電力消費機器は、車両、携帯電話、携帯型機器、ノートパソコン、汽船、宇宙航空機、電動玩具と電動工具などであってもよい。車両は、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、純電気自動車、ハイブリッド自動車、又はレンジエクステンダー自動車などであってもよく、宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトルと宇宙船などを含み、電動玩具は、据置型又は移動型電動玩具、例えば、ゲーム機、電動自動車玩具、電動汽船玩具、電動飛行機玩具などを含み、電動工具は、金属切削電動工具、研磨電動工具、組み立て電動工具と鉄道用電動工具、例えば、電動ドリル、電動グラインダー、電動レンチ、電動ドライバー、電動ハンマ、ハンマードリル、コンクリート振動機、電動鉋などを含む。本出願の実施例では特に上記電力消費機器について限定しない。
【0050】
以下の実施例は、説明を容易にするために、電力消費機器が車両であることを例として説明する。
【0051】
図を参照すると１、図１は、本出願のいくつかの実施例による車両１０００の構造概略図であり、車両１０００の内部には、電池１００が設置されており、電池１００は、車両１０００の底部又は頭部又は尾部に設置されてもよい。電池１００は、車両１０００への給電に使用されることができ、例えば、電池１００は、車両１０００の操作電源とすることができる。
【0052】
車両１０００は、コントローラ２００と、モータ３００とをさらに含んでもよく、コントローラ２００は、電池１００がモータ３００に給電し、例えば、車両１０００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。
【0053】
本出願のいくつかの実施例において、電池１００は、車両１０００の操作電源として用いることができるだけでなく、車両１０００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１０００に駆動動力を提供することもできる。
【0054】
【0055】
ここで、筐体１０は、電池セル２０を収容する部材であり、筐体１０は、電池セル２０のために収容空間を提供し、筐体１０は、様々な構造を採用してもよい。いくつかの実施例では、筐体１０は、第１の部分１１と、第２の部分１２とを含んでもよく、第１の部分１１と第２の部分１２とが互いに被せられることで、電池セル２０を収容するための収容空間を画定する。第１の部分１１と第２の部分１２は、様々な形状、例えば、長方体、円柱体などであってもよい。第１の部分１１は、一側が開放された中空構造であってもよく、第２の部分１２は、一側が開放された中空構造であってもよく、第２の部分１２の開放側が第１の部分１１の開放側に被せられることで、収容空間を有する筐体１０を形成する。第１の部分１１が、一側が開放された中空構造であり、第２の部分１２が板状構造であるというものであってもよく、第２の部分１２が第１の部分１１の開放側に被せられることで、収容空間を有する筐体１０を形成する。第１の部分１１と第２の部分１２は、シール素子によって封止を実現してもよく、シール素子は、シールリング、シーラントなどであってもよい。
【0056】
電池１００において、電池セル２０は、一つであってもよいし、複数であってもよい。電池セル２０が複数であれば、複数の電池セル２０の間は、直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよく、直並列接続は、複数の電池セル２０に直列接続も並列接続も含まれることを意味する。複数の電池セル２０がまず直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池モジュールを構成してから、複数の電池モジュールが直列接続又は並列接続又は直並列接続されて一つの全体を形成して、筐体１０内に収容されてもよい。全ての電池セル２０の間を直接的に直列接続又は並列接続又は直並列接続してから、全ての電池セル２０で構成される全体を筐体１０内に収容してもよい。
【0057】
いくつかの実施例では、電池１００は、バスバー部材をさらに含んでもよく、複数の電池セル２０の間は、バスバー部材によって電気的接続を実現することによって、複数の電池セル２０の直列接続又は並列接続又は直並列接続を実現することができる。バスバー部材は、金属導体、例えば、銅、鉄、アルミニウム、ステンレススチール、アルミニウム合金などであってもよい。
【0058】
【0059】
ケース２１は、電極アセンブリ２２を収容するための部材であり、ケース２１は、一端に開口を形成した中空構造であってもよい。ケース２１は、様々な形状、例えば、円柱体、長方体などであってもよい。ケース２１の材質は、様々であり、例えば、銅、鉄、アルミニウム、鋼、アルミニウム合金などであってもよい。
【0060】
ケース２１内の電極アセンブリ２２は、一つであってもよく、複数であってもよい。例えば、図３に示すように、電極アセンブリ２２は、複数であり、複数の電極アセンブリ２２は、積層して配置される。
【0061】
電極アセンブリ２２は、電池セル２０において電気化学反応が発生する部材である。電極アセンブリ２２は、正極板と、負極板と、セパレータとを含んでもよい。電極アセンブリ２２は、正極板、セパレータと負極板を捲回して形成された捲回型構造であってもよく、正極板、セパレータと負極板を積層配置して形成された積層型構造であってもよい。
【0062】
正極板は、正極集電体と、正極集電体の対向する両側に塗覆される正極活物質層とを含んでもよい。負極板は、負極集電体と、負極集電体の対向する両側に塗覆される負極活物質層とを含んでもよい。電極アセンブリ２２は、タブ２５２を有し、タブ２５２は、正極タブ２５２と負極タブ２５２とに分けられ、正極タブ２５２は、正極板上の正極活物質層が塗覆されていない部分であってもよく、負極タブ２５２は、負極板上の負極活物質層が塗覆されていない部分であってもよい。
【0063】
エンドキャップ２３は、電池セル２０の内部環境と外部環境との遮断するためにケース２１の開口に被せられる部材である。エンドキャップ２３は、ケース２１の開口に被せられ、エンドキャップ２３とケース２１とは、共同で電極アセンブリ２２、電解液及びその他の部材を収容するための空間を区画する。エンドキャップ２３の形状は、ケース２１の形状に適合してもよく、例えば、ケース２１は、直方体構造であり、エンドキャップ２３は、ケース２１に適合する長方形板状構造であり、また、例えば、ケース２１は、円筒体構造であり、エンドキャップ２３は、ケース２１に適合する円形板状構造である。エンドキャップ２３の材質は、様々であり、例えば、銅、鉄、アルミニウム、鋼、アルミニウム合金などであってもよく、エンドキャップ２３の材質は、ケース２１の材質と同じであってもよく、異なってもよい。
【0064】
導電部材２５１は、タブ２５２に溶接された導電性を有する部材であり、導電部材２５１とタブ２５２とは、溶接されてタブ溶接構造２５（図３に示されない）を形成する。導電部材２５１は、エンドキャップ２３上に設置された電極端子２３１であってもよく、導電部材２５１は、タブ２５２と電極端子２３１との間に接続された集電部品であってもよい。導電部材２５１が電極端子２３１である場合、タブ２５２と電極端子２３１とは、直接接続される。導電部材２５１が集電部品である場合、タブ２５２と電極端子２３１とは、集電部品を介して間接的に接続される。導電部材２５１は、金属導体、例えば、銅、鉄、アルミニウム、鋼、アルミニウム合金などであってもよい。
【0065】
いくつかの実施例では、電池セル２０は、放圧機構２４をさらに含んでもよく、放圧機構２４は、電池セル２０の内部の圧力を逃がす部材である。放圧機構２４は、エンドキャップ２３上に設置されており、電池セル２０の内部の圧力又は温度が閾値に達した時に、放圧機構２４によって電池セル２０の内部の圧力を逃がす。放圧機構２４は、防爆弁、防爆シート、放圧弁などの部材であってもよい。
【0066】
いくつかの実施例では、電池セル２０は、絶縁部材をさらに含んでもよく、絶縁部材は、エンドキャップ２３と電極アセンブリ２２とを区切る部材であり、絶縁部材は、エンドキャップ２３の電極アセンブリ２２に対向する側に設置されており、絶縁部材によってエンドキャップ２３と電極アセンブリ２２との絶縁隔離を実現する。絶縁部材は、絶縁材質であり、絶縁部材は、プラスチック、ゴムなどの材質であってもよい。
【0067】
図４を参照すると、図４は、本出願のいくつかの実施例によるタブ溶接構造２５の断面図であり、本出願の実施例は、タブ溶接構造２５を提供し、タブ溶接構造２５は、導電部材２５１と、複数層のシートが第１の方向Ｚに沿って積層して形成されたタブ２５２とを含む。導電部材２５１は、タブ２５２と溶接されて融合領域２５３を形成する。
【0068】
ここで、融合領域２５３は、第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２とを含む。第１の融合部２５３１は、第１の方向Ｚに沿ってタブ２５２から導電部材２５１の内部に延在する。第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１と互いに区画され、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１の側部に位置し、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１とタブ２５２とを接続するように構成される。
【0069】
タブ２５２は、多層構造であり、タブ２５２は、複数層のシートが第１の方向Ｚに沿って積層して形成され、第１の方向Ｚは、シートの厚さ方向である。電極アセンブリ２２（図３に示される）が捲回構造であることを例に、極板（正極板、負極板）は、捲回前に幅方向における一方側に間隔をあけて配置されたシート状の複数のサブタブを形成し、極板が捲回された後、複数のサブタブが積層されて、タブ２５２を形成する。サブタブは、タブ２５２を形成するシートであってもよい。タブ２５２は、導電部材２５１と溶接される前に、溶接の方式でタブ２５２における複数層のシートを溶接してもよい。
【0070】
導電部材２５１は、タブ２５２と溶接されて融合領域２５３を形成する部材である。電池セル２０において、導電部材２５１は、電極端子２３１、集電部品などであってもよい。
【0071】
融合領域２５３は、導電部材２５１とタブ２５２とが溶接されて融合する部分である。第１の融合部２５３１は、融合領域２５３がタブ２５２と導電部材２５１とを接続する部分であり、第２の融合領域２５３は、融合領域２５３が第２の融合部２５３２とタブ２５２とを接続する部分である。第１の融合部２５３１は、第２の融合部２５３２と互いに区画され、両方が繋がる位置に区画面が形成され、第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２とは、２回の溶接によりそれぞれ形成される。第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２とは、様々な区画形式を有する。例えば、第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２との両方の色が異なることにより、両方が互いに区画されてもよく、第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２との両方の表面粗さが異なることにより、両方が互いに区画されてもよい。
【0072】
第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１の側部に位置し、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１とタブ２５２とを接続する役割を果たし、第１の融合部２５３１とタブ２５２とが第２の融合部２５３２を介して融合されることに相当し、タブ２５２が第１の融合部２５３１と直接接続されることによるタブ２５２の溶接位置の亀裂のリスクを低減し、タブ２５２と導電部材２５１との溶接後の堅牢性を向上させ、電池セル２０の耐用年数を向上させた。なお、タブ２５２と導電部材２５１とが溶接して形成された融合領域２５３が第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２とを含むため、導電部材２５１とタブ２５２との間の過電流面積を増加させた。
【0073】
いくつかの実施例では、引き続いて図４を参照すると、第１の方向Ｚにおいて、第２の融合部２５３２の融合深さは、第１の融合部２５３１の融合深さよりも小さい。
【0074】
第１の融合部２５３１の融合深さは、第１の融合部２５３１の第１の方向Ｚにおけるサイズであり、第２の融合部２５３２の融合深さは、第２の融合部２５３２の第１の方向Ｚにおけるサイズである。第２の融合部２５３２の融合深さは、第１の融合部２５３１の融合深さよりも小さいことにより、第１の融合部２５３１の下端は、第２の融合部２５３２の下端よりも深い位置に位置する。
【0075】
第２の融合部２５３２の融合深さが第１の融合部２５３１の融合深さよりも小さいため、タブ２５２と導電部材２５１とを溶接して第２の融合部２５３２を形成する時の溶接温度は、タブ２５２と導電部材２５１とを溶接して第１の融合部２５３１を形成する時の溶接温度よりも小さく、第２の融合部２５３２を形成する過程において、タブ２５２の受ける熱影響が小さく、タブ２５２が熱膨張しにくい。
【0076】
第１の融合部２５３１の第１の方向Ｚにおけるサイズは、相対的に長く、融合領域２５３の深さが大きく、タブ２５２と導電部材２５１との溶接後の堅牢性を確保する。第２の融合部２５３２の第１の方向Ｚにおけるサイズは、相対的に短く、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１とタブ２５２とを良好に接続する役割を果たし、タブ２５２の溶接位置の亀裂のリスクを低減させる。
【0077】
いくつかの実施例では、引き続いて図４を参照すると、第１の方向Ｚにおいて、第２の融合部２５３２は、タブ２５２が導電部材２５１に向かう方向に沿ってタブ２５２からはみ出さない。
【0078】
図４に示すように、タブ２５２が導電部材２５１の上側に位置することを例に、第２の融合部２５３２は、タブ２５２が導電部材２５１に向かう方向に沿ってタブ２５２からはみ出さず、即ち第２の融合部２５３２の下端は、タブ２５２の内部に位置することにより、第２の融合部２５３２の第１の方向Ｚにおける融合深さが大きくなりすぎない。
【0079】
第２の融合部２５３２の融合深さが大きいほど、タブ２５２と導電部材２５１とを溶接して第２の融合部２５３２を形成する過程において、タブ２５２の受ける熱影響が大きくなり、膨張亀裂しやすくなる。
【0080】
一方、本実施例では、第２の融合部２５３２は、タブ２５２が導電部材２５１に向かう方向に沿ってタブ２５２からはみ出さないことにより、第２の融合部２５３２は、導電部材２５１の内部に延在せず、第２の融合部２５３２の深さが大きすぎることにより第２の融合部２５３２とタブ２５２との間に亀裂が発生するリスクを低減させる。
【0081】
いくつかの実施例では、導電部材２５１とタブ２５２とが溶接されて第２の融合部２５３２を形成する溶接温度は、導電部材２５１とタブ２５２とが溶接されて第１の融合部２５３１を形成する溶接温度よりも小さい。
【0082】
タブ２５２と導電部材２５１とを溶接する過程において、第２の融合部２５３２を形成する溶接温度が第１の融合部２５３１を形成する溶接温度よりも小さいことは、第２の融合部２５３２を形成する溶接電力が第１の融合部２５３１を形成する溶接電力よりも小さいことで実現することができる。タブ２５２と導電部材２５１とをレーザ溶接することを例に、タブ２５２と導電部材２５１とを１回目にレーザ溶接して第１の融合部２５３１を形成する溶接電力を第１の溶接電力とし、タブ２５２と導電部材２５１とを２回目にレーザ溶接して第２の融合部２５３２を形成する溶接電力を第２の溶接電力とし、第２の溶接電力は、第１の溶接電力よりも小さい。
【0083】
本実施例では、第２の融合部２５３２を形成する溶接温度は、第１の融合部２５３１を形成する溶接温度よりも小さいことにより、第１の融合部２５３１の深さは、第２の融合部２５３２の深さよりも大きく、融合領域２５３の深さが大きく、タブ２５２と導電部材２５１との溶接後の堅牢性を確保することができる。第２の融合部２５３２を形成する溶接温度が相対的に低いため、第２の融合部２５３２を形成する過程において、タブ２５２が膨張変形しにくくなり、第２の融合部２５３２とタブ２５２との接続位置に亀裂が発生するリスクを低減させた。
【0084】
いくつかの実施例では、図５を参照すると、図５は、図４に示すタブ溶接構造２５の上面図であり、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１の外周側に設置され、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１の周方向に沿って延在分布する。
【0085】
第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１の外周側に設置され、即ち第１の融合部２５３１は、第２の融合部２５３２の内側に位置する。第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１の周方向に沿って延在分布し、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１の周方向に沿って延在し且つ首尾が繋がる全包囲構造であってもよく、第１の融合部２５３１の周方向に沿って延在し且つ首尾が距離を有する半包囲構造であってもよい。
【0086】
本実施例では、第２の融合部２５３２が第１の融合部２５３１の外周側に位置し、且つ第１の融合部２５３１の周方向に沿って延在分布するため、タブ２５２は、第１の融合部２５３１の複数の方位においても亀裂しにくくなり、タブ２５２と導電部材２５１との溶接後の堅牢性を向上させる。
【0087】
いくつかの実施例では、図４と図５に示すように、第１の方向Ｚにおいて、タブ２５２は、導電部材２５１と積層して設置され、第１の融合部２５３１は、タブ２５２を貫通して導電部材２５１の内部に局所的に延在する。
【0088】
タブ２５２が導電部材２５１の上側に位置することを例に、第１の融合部２５３１は、タブ２５２を上から下に貫通し、第１の融合部２５３１の底部は、導電部材２５１の内部に延在することにより、第１の融合部２５３１と導電部材２５１とが接続される。
【0089】
本実施例では、タブ２５２は、第１の方向Ｚにおいて導電部材２５１と積層して設置され、且つ第１の融合部２５３１は、タブ２５２を貫通して導電部材２５１の内部に局所的に延在することにより、タブ２５２と導電部材２５１との溶接後の堅牢性を良好にする。タブ２５２と導電部材２５１とを貫通溶接の方式で溶接してもよく、それによって第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２とを形成し、溶接の困難性を低減させる。
【0090】
いくつかの実施例では、図６と図７を参照すると、図６は、本出願のまた別のいくつかの実施例によるタブ２５２の溶接構造の断面図であり、図７は、図６に示すタブ溶接構造２５の上面図であり、第２の方向Ｘにおいて、第１の融合部２５３１の少なくとも一方側には、第２の融合部２５３２が設置されている。ここで、第２の方向Ｘは、第１の方向Ｚに垂直である。
【0091】
第２の方向Ｘは、第１の方向Ｚに垂直であり、第１の方向Ｚは、第１の融合部２５３１の融合深さ方向と一致し、第２の方向Ｘは、第１の融合部２５３１の幅方向と一致してもよい。第１の融合部２５３１の少なくとも一方側に第２の融合部２５３２が設置されていることは、第１の融合部２５３１のタブ２５２に近い側にのみ第２の融合部２５３２が設置されていることであってもよく、第１の融合部２５３１のタブ２５２に近い側とタブ２５２に遠い側との両方にも第２の融合部２５３２が設置されていることであってもよい。例示的には、図６と図７において、第２の方向において、第１の融合部２５３１のタブ２５２に近い側には、第２の融合部２５３２が設置されており、第１の融合部２５３１のタブ２５２に遠い側には、第２の融合部２５３２が設置されていない。
【0092】
本実施例では、第１の融合部２５３１の第２の方向Ｘにおける少なくとも一方側には、第２の融合部２５３２が設置されており、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１の第２の方向Ｘにおける一方側又は両側に第１の融合部２５３１とタブ２５２とを接続する役割を果たし、溶接プロセスを簡略化し、溶接効率を向上させた。
【0093】
いくつかの実施例では、図６と図７に示すように、導電部材２５１は、本体部２５１１と突出部２５１２とを含む。本体部２５１１は、当接面２５１１ａを有する。突出部２５１２は、当接面２５１１ａから突出する。タブ２５２が第１の方向Ｚに沿って当接面２５１１ａに当接し、第２の方向Ｘにおいて、タブ２５２と突出部２５１２との間には、溶接ビード２５１３が形成され、融合領域２５３は、溶接ビード２５１３に形成され、第２の方向Ｘは、第１の方向Ｚに垂直である。
【0094】
当接面２５１１ａは、本体部２５１１がタブ２５２を当接させる面であり、例示的には、当接面２５１１ａは、平面である。第２の方向Ｘは、第１の方向Ｚに垂直であり、第２の方向Ｘは、第１の融合部２５３１の幅方向と一致してもよい。
【0095】
例示的には、図６に示すように、第２の融合部２５３２は、第２の方向Ｘにおいて第１の融合部２５３１のタブ２５２に近い側に位置する。第１の方向Ｚにおいて、第２の融合部２５３２の融合深さは、第１の融合部２５３１の融合深さよりも小さく、第２の融合部２５３２の下端は、タブ２５２の内部に位置し、第１の融合部２５３１の下端は、導電部材２５１の内部に延在する。
【0096】
本実施例では、タブ２５２は、本体部２５１１の当接面２５１１ａに当接し、タブ２５２と突出部２５１２との間には、溶接ビード２５１３が形成され、融合領域２５３は、溶接ビード２５１３に形成され、タブ２５２と導電部材２５１とのシーム溶接を実現する。融合領域２５３が溶接タブ２５２と突出部２５１２との間の溶接ビード２５１３に形成されるため、タブ２５２の溶接時に受ける熱影響が小さく、第２の融合部２５３２とタブ２５２との接続位置に亀裂が発生するリスクを低減させた。
【0097】
本出願の実施例は、電池セル２０を提供し、上記のいずれか一つの実施例によるタブ溶接構造２５を含む。
【0098】
いくつかの実施例では、図８と図９を参照すると、図８は、本出願のいくつかの実施例による電池セル２０のタブ２５２と電極端子２３１の溶接構造図であり、図９は、本出願のまた別のいくつかの実施例による電池セル２０のタブ２５２と電極端子２３１の溶接構造図であり、電池セル２０は、電極端子２３１を含み、電極端子２３１は、タブ２５２と電気的に接続され、電極端子２３１は、導電部材２５１である。
【0099】
【0100】
図８と図９に示すように、電池セル２０に複数の電極アセンブリ２２（図３に示される）が含まれる実施例では、一部の電極アセンブリ２２のタブ２５２（例えば、正タブ２５２）は、電極端子２３１と溶接され、別の一部の電極アセンブリ２２のタブ２５２（例えば、正タブ２５２）は、電極端子２３１と溶接される。
【0101】
別のいくつかの実施例では、電池セル２０は、電極端子２３１と集電部品とを含み、集電部品は、電極端子２３１とタブ２５２との電気的な接続を実現するために、電極端子２３１とタブ２５２とを接続するためのものであり、集電部品は、導電部材２５１である。
【0102】
本出願の実施例は、電池１００を提供し、筐体１０と上記のいずれか一つの実施例による電池セル２０とを含む。筐体１０は、電池セル２０を収容するためのものである。
【0103】
本出願の実施例は、上記いずれか一つの実施例による電池１００を含む電力消費機器を提供する。
【0104】
電力消費機器は、上記の、電池１００を用いるいずれか一つの機器であってもよい。
【0105】
【0106】
複数層のシートが第１の方向Ｚに沿って積層して形成されるタブ２５２を有する電極アセンブリ２２を提供するＳ１００と、
【0107】
導電部材２５１を提供するＳ２００と、
【0108】
タブ２５２と導電部材２５１とを溶接して融合領域２５３を形成するＳ３００とを含む。
【0109】
ここで、融合領域２５３は、第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２とを含む。第１の融合部２５３１は、第１の方向Ｚに沿ってタブ２５２から導電部材２５１の内部に延在する。第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１と互いに区画され、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１の側部に位置し、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１とタブ２５２とを接続するように構成される。
【0110】
上記の方法でタブ２５２と導電部材２５１とを溶接した後、第１の融合部２５３１とタブ２５２とが第２の融合部２５３２を介して融合されることに相当し、タブ２５２が第１の融合部２５３１と直接接続されることによるタブ２５２の溶接位置の亀裂のリスクを低減させ、タブ２５２と導電部材２５１との溶接後の堅牢性を向上させ、電池セル２０の耐用年数を向上させた。なお、タブ２５２と導電部材２５１とが溶接して形成された融合領域２５３が第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２とを含むため、導電部材２５１とタブ２５２との間の過電流面積を増加させた。
【0111】
上記方法では、ステップＳ１００とステップＳ２００の前後順序が制限されない。まずステップＳ１００を実行してから、ステップＳ２００を実行してもよく、まずステップＳ２００を実行してから、ステップＳ１００を実行してもよい。
【0112】
【0113】
タブ２５２と導電部材２５１とを一次溶接して、第１の融合部２５３１を形成するＳ３１０と、
【0114】
タブ２５２と導電部材２５１とを二次溶接して、第２の融合部２５３２を形成するＳ３２０とを含む。
【0115】
ここで、二次溶接の溶接温度は、一次溶接の溶接温度よりも小さい。
【0116】
本出願の実施例では、ステップＳ３１０とステップＳ３２０の前後順序が制限されない。まずステップＳ３１０を実行してから、ステップＳ３２０を実行してもよく、例えば、まずタブ２５２と導電部材２５１とを一次溶接して第１の融合部２５３１を形成してから、第１の融合部２５３１のエッジで二次溶接し、第１の融合部２５３１とタブ２５２とを接続する第２の融合部２５３２を形成し、まずステップＳ３２０を実行してから、ステップＳ３１０を実行してもよく、例えば、まずタブ２５２と導電部材２５１とを二次溶接して第２の融合部２５３２を形成してから、第２の融合部２５３２のエッジで一次溶接し、第２の融合部２５３２と導電部材２５１とを接続する第１の融合部２５３１を形成する。
【0117】
二次溶接の溶接温度が一次溶接の溶接温度よりも小さいことは、二次溶接の溶接電力が一次溶接の溶接温度よりも小さいことで実現することができる。タブ２５２と導電部材２５１とをレーザ溶接することを例に、レーザ二次溶接により第２の融合部２５３２を形成する溶接電力は、レーザ一次溶接により第１の融合部２５３１を形成する溶接電力よりも小さい。
【0118】
本実施例では、タブ２５２と導電部材２５１とを一次溶接する溶接温度が相対的に大きいことにより、第１の融合部２５３１の深さは、相対的に深く、タブ２５２と導電部材２５１との溶接後の堅牢性を確保する。タブ２５２と導電部材２５１とを二次溶接する溶接温度が相対的に低いことにより、第２の融合部２５３２を形成する過程において、タブ２５２が膨張変形しにくくなり、第２の融合部２５３２とタブ２５２との接続位置に亀裂が発生するリスクを低減させた。
【0119】
いくつかの実施例では、導電部材２５１とタブ２５２とを二次溶接することは、周方向に沿ってタブ２５２と導電部材２５１とを内側から外側に複数リング溶接して、第２の融合部２５３２を形成することを含む。
【0120】
図１２を参照すると、図１２は、本出願のいくつかの実施例による導電部材２５１とタブ２５２の溶接軌跡図であり、導電部材２５１とタブ２５２とを二次溶接する時に、二次溶接軌跡Ａに沿って内側から外側に溶接してもよく、導電部材２５１とタブ２５２とを一次溶接する時に、一次溶接軌跡Ｂに沿って螺旋の方式で溶接してもよい。
【0121】
周方向に沿ってタブ２５２と導電部材２５１とを複数リング溶接することにより、第１の融合部２５３１の周方向に沿って延在分布する第２の融合部２５３２を形成し、タブ２５２が第１の融合部２５３１の複数の方位においても亀裂しにくくなり、タブ２５２と導電部材２５１との溶接後の堅牢性を向上させることができる。
【0122】
いくつかの実施例では、各リングの溶接温度は、内側から外側に段階的に下がる。
【0123】
周方向に沿ってタブ２５２と導電部材２５１とを内側から外側に複数リング溶接して第２の融合部２５３２を形成する過程において、各リングの溶接温度が内側から外側に徐々に低減するため、第２の融合部の融合深さが内側から外側に階段状に減少し、内側から外側に各リングの溶接によるタブ２５２への熱影響が徐々に減少し、第２の融合部２５３２とタブ２５２との接続位置に亀裂が発生するリスクをさらに低減させる。
【0124】
本出願の実施例は、タブ２５２の溶接機器２０００をさらに提供し、図１３を参照すると、図１３は、本出願のいくつかの実施例によるタブ２５２の溶接機器２０００の概略ブロック図であり、溶接機器２０００は、第１の提供装置２１００と、第２の提供装置２２００と、溶接装置２３００とを含む。
【0125】
第１の提供装置２１００は、複数層のシートが第１の方向Ｚに沿って積層して形成されるタブ２５２を有する電極アセンブリ２２を提供するためのものである。第１の提供装置２１００は、導電部材２５１を提供するためのものである。溶接装置２３００は、タブ２５２と導電部材２５１とが融合領域２５３を形成するように、タブ２５２と導電部材２５１とを溶接するためのものである。
【0126】
ここで、融合領域２５３は、第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２とを含む。第１の融合部２５３１は、第１の方向Ｚに沿ってタブ２５２から導電部材２５１の内部に延在する。第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１と互いに区画され、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１の側部に位置し、第２の融合部２５３２は、第１の融合部２５３１とタブ２５２とを接続するように構成される。
【0127】
説明すべきこととして、衝突しない場合、本出願における実施例及び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。
【0128】
以上の実施例は、本出願の技術案を説明するためのものに過ぎず、本出願を限定するためのものではなく、当業者にとって、本出願には、様々な修正及び変更が可能である。本出願の精神及び原則内で行われる全ての修正、同等の置き換え、改善などは、いずれも本出願の保護範囲内に含まれるべきである。
【符号の説明】
【0129】
１０-筐体、１１-第１の部分、１２-第２の部分、２０-電池セル、２１-ケース、２２-電極アセンブリ、２３-エンドキャップ、２３１-電極端子、２４-放圧機構、２５-タブ溶接構造、２５１-導電部材、２５１１-本体部、２５１１ａ-当接面、２５１２-突出部、２５１３-溶接ビード、２５２-タブ、２５３-融合領域、２５３１-第１の融合部、２５３２-第２の融合部、１００-電池、２００-コントローラ、３００-モータ、１０００-車両、２０００-溶接機器、２１００-第１の提供装置、２２００-第２の提供装置、２３００-溶接装置、Ａ-二次溶接軌跡、Ｂ-一次溶接軌跡、Ｚ-第１の方向、Ｘ-第２の方向。
【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】
【手続補正書】
【提出日】2023-09-05
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
タブ溶接構造であって、複数層のシートが第１の方向に沿って積層して形成されたタブと、
前記タブと溶接されて融合領域を形成する導電部材とを含み、
ここで、前記融合領域は、
前記第１の方向に沿って前記タブから前記導電部材内に延在する第１の融合部と、
前記第１の融合部と互いに区画され、前記第１の融合部の側部に位置し、前記第１の融合部と前記タブとを接続するように構成される第２の融合部とを含む、タブ溶接構造。
【請求項2】
前記第１の方向において、前記第２の融合部の融合深さは、前記第１の融合部の融合深さよりも小さい、請求項１に記載のタブ溶接構造。
【請求項3】
前記第１の方向において、前記第２の融合部は、前記タブが前記導電部材に向かう方向に沿って前記タブからはみ出さない、請求項１又は２に記載のタブ溶接構造。
【請求項4】
前記導電部材と前記タブとが溶接されて第２の融合部を形成する溶接温度は、前記導電部材と前記タブとが溶接されて第１の融合部を形成する溶接温度よりも小さい、請求項１から３のいずれか一項に記載のタブ溶接構造。
【請求項5】
前記第２の融合部は、前記第１の融合部の外周側に設置され、前記第２の融合部は、前記第１の融合部の周方向に沿って延在分布する、請求項１から４のいずれか一項に記載のタブ溶接構造。
【請求項6】
前記第１の方向において、前記タブは、前記導電部材と積層して設置され、前記第１の融合部は、前記タブを貫通して前記導電部材内に局所的に延在する、請求項１から５のいずれか一項に記載のタブ溶接構造。
【請求項7】
第２の方向において、前記第１の融合部の少なくとも一方側には、前記第２の融合部が設置されており、ここで、前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直である、請求項１から４のいずれか一項に記載のタブ溶接構造。
【請求項8】
前記導電部材は、当接面を有する本体部と、
前記当接面から突出する突出部とを含み、
前記タブは、前記第１の方向に沿って前記当接面に当接し、第２の方向において、前記タブと前記突出部との間には、溶接ビードが形成され、前記融合領域は、前記溶接ビードに形成され、前記第２の方向は、前記第１の方向に垂直である、請求項１から４と７のいずれか一項に記載のタブ溶接構造。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか一項に記載のタブ溶接構造を含む、電池セル。
【請求項10】
前記電池セルは、前記タブと電気的に接続される電極端子を含み、前記電極端子は、前記導電部材である、請求項９に記載の電池セル。
【請求項11】
前記電池セルは、電極端子と、
前記電極端子と前記タブとの電気的な接続を実現するために、前記電極端子と前記タブとを接続するための、前記導電部材である集電部品とを含む、請求項９に記載の電池セル。
【請求項12】
電池であって、請求項９から１１のいずれか一項に記載の電池セルと、
前記電池セルを収容するための筐体とを含む、電池。
【請求項13】
請求項１２に記載の電池を含む、電力消費機器。
【請求項14】
タブの溶接方法であって、複数層のシートが第１の方向に沿って積層して形成されるタブを有する電極アセンブリを提供することと、
導電部材を提供することと、
前記タブと前記導電部材とを溶接して融合領域を形成することとを含み、
ここで、前記融合領域は、
前記第１の方向に沿って前記タブから前記導電部材内に延在する第１の融合部と、
前記第１の融合部と互いに区画され、前記第１の融合部の側部に位置し、前記第１の融合部と前記タブとを接続するように構成される第２の融合部とを含む、タブの溶接方法。
【請求項15】
前記の、前記タブと前記導電部材とを溶接して融合領域を形成することは、前記タブと前記導電部材とを一次溶接して、前記第１の融合部を形成することと、
前記タブと前記導電部材とを二次溶接して、前記第２の融合部を形成することとを含み、
ここで、前記二次溶接の溶接温度は、前記一次溶接の溶接温度よりも小さい、請求項１４に記載のタブの溶接方法。
【請求項16】
前記の、前記タブと前記導電部材とを二次溶接することは、周方向に沿って前記タブと前記導電部材とを内側から外側に複数リング溶接して、前記第２の融合部を形成することを含む、請求項１５に記載のタブの溶接方法。
【請求項17】
各リングの溶接温度は、内側から外側に段階的に下がる、請求項１６に記載のタブの溶接方法。
【請求項18】
タブの溶接機器であって、複数層のシートが第１の方向に沿って積層して形成されるタブを有する電極アセンブリを提供するための第１の提供装置と、
導電部材を提供するための第２の提供装置と、
前記タブと前記導電部材とが融合領域を形成するように、前記タブと前記導電部材とを溶接するための溶接装置とを含み、
ここで、前記融合領域は、
前記第１の方向に沿って前記タブから前記導電部材内に延在する第１の融合部と、
前記第１の融合部と互いに区画され、前記第１の融合部の側部に位置し、前記第１の融合部と前記タブとを接続するように構成される第２の融合部とを含む、タブの溶接機器。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
本出願は、電池技術分野に関し、具体的に、タブ溶接構造、電池セル、電力消費機器、タブの溶接方法及びタブの溶接機器に関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
上記技術案では、第２の融合部の融合深さは、第１の融合部の融合深さよりも小さいことにより、第１の融合部の第１の方向におけるサイズは、相対的に長く、第２の融合部の第１の方向におけるサイズは、相対的に短い。第１の融合部の第１の方向におけるサイズは、相対的に長く、融合領域の深さが大きく、タブと導電部材とを溶接した後の堅牢性を確保する。第２の融合部の第１の方向におけるサイズは、相対的に短く、第２の融合部は、第１の融合部とタブとを良好に接続する役割を果たし、タブ溶接位置における亀裂のリスクを低減する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0033】
第６の態様によれば、本出願の実施例は、タブの溶接機器をさらに提供し、この溶接機器は、複数層のシートが第１の方向に沿って積層して形成されるタブを有する電極アセンブリを提供するための第１の提供装置と、導電部材を提供するための第２の提供装置と、前記タブと前記導電部材とが融合領域を形成するように、前記タブと前記導電部材とを溶接するための溶接装置とを含み、ここで、前記融合領域は、前記第１の方向に沿って前記タブから前記導電部材内に延在する第１の融合部と、前記第１の融合部と互いに区画され、前記第１の融合部の側部に位置し、前記第１の融合部と前記タブとを接続するように構成される第２の融合部とを含む。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0071】
融合領域２５３は、導電部材２５１とタブ２５２とが溶接されて融合する部分である。第１の融合部２５３１は、融合領域２５３がタブ２５２と導電部材２５１とを接続する部分であり、第２の融合部２５３２は、融合領域２５３が第１の融合部２５３１とタブ２５２とを接続する部分である。第１の融合部２５３１は、第２の融合部２５３２と互いに区画され、両方が繋がる位置に区画面が形成され、第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２とは、２回の溶接によりそれぞれ形成される。第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２とは、様々な区画形式を有する。例えば、第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２との両方の色が異なることにより、両方が互いに区画されてもよく、第１の融合部２５３１と第２の融合部２５３２との両方の表面粗さが異なることにより、両方が互いに区画されてもよい。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１００
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0100】
図８と図９に示すように、電池セル２０に複数の電極アセンブリ２２（図３に示される）が含まれる実施例では、一部の電極アセンブリ２２のタブ２５２（例えば、正極タブ２５２）は、電極端子２３１と溶接され、別の一部の電極アセンブリ２２のタブ２５２（例えば、負極タブ２５２）は、電極端子２３１と溶接される。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0117】
二次溶接の溶接温度が一次溶接の溶接温度よりも小さいことは、二次溶接の溶接電力が一次溶接の溶接電力よりも小さいことで実現することができる。タブ２５２と導電部材２５１とをレーザ溶接することを例に、レーザ二次溶接により第２の融合部２５３２を形成する溶接電力は、レーザ一次溶接により第１の融合部２５３１を形成する溶接電力よりも小さい。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0125】
第１の提供装置２１００は、複数層のシートが第１の方向Ｚに沿って積層して形成されるタブ２５２を有する電極アセンブリ２２を提供するためのものである。第２の提供装置２２００は、導電部材２５１を提供するためのものである。溶接装置２３００は、タブ２５２と導電部材２５１とが融合領域２５３を形成するように、タブ２５２と導電部材２５１とを溶接するためのものである。
【国際調査報告】