(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】2024-03-21
(54)【発明の名称】電気化学装置及び電子機器
(51)【国際特許分類】
H01M 10/04 20060101AFI20240313BHJP
H01M 50/105 20210101ALI20240313BHJP
H01M 50/121 20210101ALI20240313BHJP
H01G 11/74 20130101ALI20240313BHJP
H01G 11/78 20130101ALI20240313BHJP
H01M 50/531 20210101ALI20240313BHJP
【ＦＩ】
H01M10/04 W
H01M50/105
H01M50/121
H01G11/74
H01G11/78
H01M50/531
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023560581
(86)(22)【出願日】2021-12-08
(85)【翻訳文提出日】2023-09-29
(86)【国際出願番号】 CN2021136523
(87)【国際公開番号】W WO2023102780
(87)【国際公開日】2023-06-15
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】514257398
【氏名又は名称】東莞新能源科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＤＯＮＧＧＵＡＮ ＡＭＰＥＲＥＸ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＩＭＩＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｗｅｓｔ Ｒｏａｄ，Ｓｏｎｇｓｈａｎ Ｌａｋｅ Ｈｉｇｈ－ｔｅｃｈ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｚｏｎｅ， Ｄｏｎｇｇｕａｎ Ｃｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， 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】▲いぇん▼ 東陽
(72)【発明者】
【氏名】楊 洪戦
(72)【発明者】
【氏名】董 宇洋
【テーマコード（参考）】
5E078
5H011
5H028
5H043
【Ｆターム（参考）】
5E078AA11
5E078AB06
5E078AB13
5E078BA18
5E078BA27
5E078CA06
5E078HA02
5E078HA12
5E078HA13
5E078HA23
5E078KA01
5E078KA06
5E078KA07
5H011AA01
5H011AA03
5H011CC02
5H028AA07
5H028BB04
5H028BB05
5H028BB07
5H028CC05
5H028CC07
5H028CC08
5H028CC12
5H028HH06
5H043AA04
5H043BA19
5H043CA08
5H043CA12
5H043EA01
5H043HA11E
5H043JA01E
5H043JA06E
5H043KA45E
5H043LA01E
5H043LA11E
5H043LA21E
5H043LA22E
5H043LA25E
(57)【要約】
電極アセンブリと導電板とを含む電気化学装置であって、電極アセンブリは巻回構造であり、且つ第１電極シートを含む。第１電極シートは、第１導電層と第１導電材料層とを含む。第１導電層は、第１面と第２面とを含む。第１導電材料層は、第１面に設けられる。第１面は、第１エリアを含む。導電板は、第１エリアに接続され且つ第１電極シートから突き出ている。導電板は、互いに接続されている第３エリアと第４エリアとを含む。第３エリアは接続エリアを含み、導電板は接続エリアを介して第１エリアと接続される。第３エリアは、第１辺、第２辺、第３辺及び第４辺を含む。第１エリアは、第５辺、第６辺及び第７辺を含む。第３エリアの第３方向における寸法をＴ１、第３エリアの第２方向における寸法をＴ２、第３エリアの面積をＳ１、接続エリアの面積をＳ２、第１辺と第５辺との間の距離をＪ１、第２辺と第６辺との間の距離をＪ２、第３辺と第７辺との間の距離をＪ３と定義すると、Ｓ２/Ｓ１＋（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）/（Ｔ１＋Ｔ２）≧３０％である。本願はまた、電子機器を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電極アセンブリと第１導電板とを含み、前記電極アセンブリは巻回構造であり、且つ第１電極シートを含み、
前記第１電極シートは、対向する第１面と第２面とを有する第１導電層と、前記第１面に設けられた第１導電材料層とを含み、前記第１面は第１エリアを含み、前記第１導電材料層は第１凹部を含み、前記第１エリアは前記第１凹部において露出し、前記第１導電板は前記第１エリアと接続され且つ前記第１電極シートから突き出しており、
前記第１導電板は、互いに接続された第３エリアと第４エリアとを含み、前記第３エリアに垂直な方向を第１方向と定義し、前記第１方向において、前記第３エリアの投影は前記第１エリアの投影内に位置し、前記第４エリアの投影は前記第１エリアの投影外に位置し、前記第３エリアは接続エリアを含み、前記第１導電板は前記接続エリアを介して前記第１エリアに接続され、
前記第１方向から見て、前記第３エリアは第１辺、第２辺、第３辺及び第４辺を含み、前記第１辺と前記第２辺は対向し、前記第３辺と前記第４辺は対向し、前記第４辺は前記第４エリアを接続し、前記第１エリアは、第５辺、第６辺及び第７辺を含み、前記第３エリアの延在方向を第２方向として定義すると、前記第２方向において、前記第７辺と前記第３辺は順に配置され、第３方向において、前記第５辺、前記第１辺、前記第２辺、及び前記第６辺は順に設けられ、前記第１方向、前記第２方向及び前記第３方向は互いに対して垂直であり、
前記第３エリアの前記第３方向における寸法をＴ１とし、前記第３エリアの前記第２方向における寸法をＴ２とし、前記第３エリアの前記第１方向における投影の面積をＳ１とし、前記接続エリアの前記第１方向における投影の面積をＳ２とし、前記第１辺と前記第５辺との間の距離をＪ１とし、前記第２辺と前記第６辺との間の距離をＪ２とし、前記第３辺と前記第７辺との間の距離をＪ３として定義すると、Ｓ２/Ｓ１＋（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）/（Ｔ１＋Ｔ２）≧３０％であることを特徴とする電気化学装置。
【請求項2】
前記第１電極シートは、前記第２面に設けられる第２導電材料層をさらに含み、前記第２面は第２エリアを含み、前記第２導電材料層は第２凹部を含み、前記第２エリアは前記第２凹部に露出し、前記第１方向において、前記第１エリアの投影と前記第２エリアの投影とは少なくとも部分的に重なることを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項3】
前記電気化学装置は、前記第３エリアと接着される第１層をさらに含み、前記第１層は絶縁材料を含み、前記第１方向において、前記第３エリアの投影は前記第１層の投影内に位置することを特徴とする請求項２に記載の電気化学装置。
【請求項4】
前記第１導電材料層は、前記第１凹部の周囲に設けられた第１導電材料エリアを含み、前記第１層はさらに前記第１導電材料エリアに接着され、前記第１方向において、前記第１エリアの投影は前記第１層の投影内に位置することを特徴とする請求項３に記載の電気化学装置。
【請求項5】
前記電気化学装置は、絶縁材料を含有する第２層をさらに含み、前記第２導電材料層は、前記第２凹部の周囲に設けられる第２導電材料エリアを含み、前記第２層は、前記第２導電材料エリアに接着され、前記第１方向において、前記第２エリアの投影は、前記第２層の投影内に位置することを特徴とする請求項４に記載の電気化学装置。
【請求項6】
前記第１方向から見ると、前記第１層は第８辺を含み、前記第２方向において、前記第７辺は前記第８辺と前記第３辺との間に設けられ、前記第１エリアの前記第２方向における縁と前記第８辺との間の距離をＬ１とし、前記第７辺と前記第８辺との間の距離をＬ３として定義すると、Ｌ３／Ｌ１≦３０％となることを特徴とする請求項４に記載の電気化学装置。
【請求項7】
前記第２方向における前記第１エリアの縁には第３凹部が設けられ、前記第１導電材料エリアは、前記第３凹部に向かって延在するように形成された第１延在領域と第２延在領域とを含み、前記第１方向から見て、前記第１延在領域と前記第２延在領域は、前記第３凹部の両側に設けられることを特徴とする請求項４に記載の電気化学装置。
【請求項8】
前記第１エリアの前記第２方向における縁と前記第８辺との間の距離をＬ１とし、前記第１延在領域と前記第２延在領域との前記第２方向における寸法が同じで且つともにＬ２であり、前記第７辺と前記第８辺との間の距離をＬ３として定義すると、（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１≦３０％であることを特徴とする請求項７に記載の電気化学装置。
【請求項9】
前記第１延在領域の前記第３方向における寸法をＷ１とし、前記第２延在領域の前記第３方向における寸法をＷ２として定義すると、（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ１≧２０％であることを特徴とする請求項７に記載の電気化学装置。
【請求項10】
前記第１延在領域の前記第３方向における寸法をＷ１とし、前記第２延在領域の前記第３方向における寸法をＷ２とし、前記第１延在領域と前記第１導電板との前記第３方向における距離をＷ３とし、前記第２延在領域と前記第１導電板の前記第３方向における距離をＷ４として定義すると、以下の条件の少なくとも１つを満たし、Ｗ３＜Ｗ１；Ｗ２＜Ｗ４；Ｗ３＜Ｗ４
ことを特徴とする請求項７に記載の電気化学装置。
【請求項11】
前記第３方向において、前記第１延在領域と前記第２延在領域はそれぞれ第９辺と第１０辺とを含み、前記第１エリアは前記第９辺と前記第１０辺とを接続し、前記第９辺と前記第１０辺は直線状または円弧状であることを特徴とする請求項７に記載の電気化学装置。
【請求項12】
前記第２方向において、前記第１延在領域及び/又は前記第２延在領域のサイズはＬ２であり、前記第９辺と前記第４辺との間の距離はＬ４であると、Ｌ２＜Ｌ４であることを特徴とする請求項１１に記載の電気化学装置。
【請求項13】
Ｌ１の範囲は１０ｍｍ～５０ｍｍであることを特徴とする請求項６または８に記載の電気化学装置。
【請求項14】
前記電気化学装置はさらに、第３層と第４層とを含み、前記第３層と前記第４層はいずれも絶縁材料を含み、前記第１方向において、前記第１層は前記第１導電板と前記第３層との間に設けられ、前記第２層は前記第１導電板と前記第４層との間に設けられることを特徴とする請求項５に記載の電気化学装置。
【請求項15】
前記電極アセンブリは、第２電極シートをさらに含み、前記第３層または前記第４層のうちの少なくとも一方は、前記第２電極シートに接着されることを特徴とする請求項１４に記載の電気化学装置。
【請求項16】
前記第２方向において、前記第１層又は前記第２層のうちの少なくとも一方の縁は、前記第１電極シートの縁を超えることを特徴とする請求項５に記載の電気化学装置。
【請求項17】
前記接続エリアは前記第１エリアに溶接され、前記接続エリアは複数の溶接点を含み、前記面積Ｓ２は複数の前記溶接点の前記第１方向における投影の面積の和であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項18】
前記電極アセンブリは、第２電極シートとセパレータとをさらに含み、前記第１電極シート、前記セパレータ及び前記第２電極シートが積層して巻取されて前記電極アセンブリを形成し、巻取方向において、前記電極アセンブリは、順に接続された第１セグメント、第１折曲セグメント、第２セグメント及び第２折曲セグメントを含み、前記第１導電板は、前記第１セグメントに位置することを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項19】
前記ハウジングは、前記電極アセンブリを収容するための本体部と、前記本体部に接続された縁取りとを含み、前記縁取りはポリマー層を含み、前記第４エリアは前記ポリマー層を経由して前記ハウジングから突き出すことを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項20】
請求項１から１９のいずれか一項に記載の電気化学装置を含むことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願はエネルギー貯蔵技術分野に関し、特に電気化学装置及びこの電気化学装置を有する電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
電気化学装置（例えば、電池）は電子移動機器、電動工具及び電気自動車などの電子製品に広く使用されており、ユーザの電気化学装置の安全性能に対する要求も高まっている。
【0003】
電気化学装置は高倍率充電時に、自身の内部抵抗及び充電による分極蓄積などの要素により、電気化学装置の持続的な発熱、温度上昇を招きやすく、これは電気化学装置の老化を加速させ、容量と電力性能の衰退を招き、また体積膨張、変形などを招き、製品の寿命に影響を与える可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来技術の不足に鑑み、充電中の温度上昇問題を改善できる電気化学装置を提案する必要がある。
また、この電気化学装置を備えた電子機器を提供する必要がある。
また、この電気化学装置を備えた電子機器を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本願は、電極アセンブリと第１導電板とを含む電気化学装置を提供する。電極アセンブリは巻回構造であり、且つ第１電極シートを含む。第１電極シートは、第１導電層と第１導電材料層とを含む。第１導電層は、対向する第１面と第２面とを含む。第１導電材料層は、第１面に設けられている。第１面は、第１エリアを有する。第１導電材料層は、第１凹部を含む。第１エリアは、第１凹部から露出する。第１導電板は、第１エリアと接続され、且つ第１電極シートから突き出している。第１導電板は、互いに接続された第３エリアと第４エリアとを含む。第３エリアに垂直な方向を第１方向と定義する。第１方向では、第３エリアの投影は第１エリアの投影内に位置し、第４エリアの投影は第１エリアの投影外に位置する。第３エリアは接続エリアを含み、第１導電板は接続エリアを介して第１エリアを接続する。第１方向から見ると、第３エリアは、第１辺、第２辺、第３辺及び第４辺を含み、第１辺と第２辺は対向し、第３辺と第４辺は対向し、第４辺は第４エリアを接続する。第１エリアは、第５辺、第６辺及び第７辺を含む。第３エリアの延長方向を第２方向として定義し、第２方向では、第７辺と第３辺が順に設けられる。第３方向では、第５辺、第１辺、第２辺及び第６辺が順に設けられている。第１方向、第２方向、及び第３方向は互いに垂直である。第３方向における第３エリアのサイズをＴ１、第２方向における第３エリアのサイズをＴ２、第１方向における第３エリアの投影の面積をＳ１、第１方向における接続エリアの投影の面積をＳ２、第１辺と第５辺の間の距離をＪ１、第２辺と第６辺の間の距離をＪ２、第３辺と第７辺の間の距離をＪ３と定義すると、Ｓ２/Ｓ１＋（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）/（Ｔ１＋Ｔ２）≧３０％となる。
【0006】
本願において、Ｓ２/Ｓ１は第１導電板の過電流面積が占める割合を反映することができ、Ｓ２/Ｓ１が大きいと、第１導電板の過電流面積が増加し、電気化学装置の充電時に第１導電板における電流の分布がより分散して、均一になるため、大電流充電時の第１導電板で発生する熱がより分散し、第１導電板の局所過熱のリスクが減少する。なお、（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）／（Ｔ１＋Ｔ２）は、第１エリアの放熱可能な面積の占める割合を反映することができる。（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）／（Ｔ１＋Ｔ２）が大きいと、第１導電板の放熱面積が増加するため、大電流充電時の温度上昇が減少する。したがって、本願はＳ２/Ｓ１と（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）/（Ｔ１＋Ｔ２）の和を≧３０％と定義し、電気化学装置の安全性と信頼性を高めた。
【0007】
幾つかの可能な態様では、第１電極シートは、第２面に設けられた第２導電材料層をさらに含む。第２面は第２エリアを含み、第２導電材料層は第２凹部を含み、第２エリアは第２凹部に露出している。第１方向において、第１エリアの投影と第２エリアの投影は少なくとも部分的に重なる。したがって、第１導電板で発生した熱は、第１導電板に露出した第１エリアを介して放出することができるほか、第１エリアと第２エリアとの重なり箇所を介して第２エリアに伝導し、且つ第２エリアから放出することができ、それによって放熱効率をさらに向上させることができる。
【0008】
幾つかの可能な態様では、電気化学装置は、絶縁材料を含み、且つ第３エリアと接着する第１層をさらに含む。第１方向において、第３エリアの投影は第１層の投影内に位置する。第１層は、接続エリアのバリやはんだ痕がセパレータを突き刺さることによるショートのリスクを低減できる上に、第１導電材料層が第１凹部に設けられたことによる当該位置の厚さの減少を補償することもでき、電気化学装置全体の厚さをより均一にすることができる。
【0009】
幾つかの可能な態様では、第１導電材料層は、第１凹部の周囲に設けられる第１導電材料エリアを含む。第１層は、第１導電材料エリアにも接着される。第１方向において、第１エリアの投影は第１層の投影内に位置する。
【0010】
幾つかの可能な態様では、電気化学装置は、絶縁材料を含む第２層をさらに含む。第２導電材料層は、第２導電材料エリアを含み、第２導電材料エリアは、第２凹部の周囲に設けられている。第２層は、第２導電材料エリアにも接着される。第１方向において、第２エリアの投影は第２層の投影内に位置する。第２層は、第２導電性材料層に第２凹部を設けることによる当該位置の厚さの減少を補償するために使用される。
【0011】
幾つかの可能な態様では、第１方向から見ると、第１層は第８辺を含む。第２方向において、第７辺は第８辺と第３辺の間に設けられている。第２方向における第１エリアのエッジと第８辺との間の距離をＬ１、第７辺と第８辺との間の距離をＬ３と定義すると、Ｌ３/Ｌ１≦３０％となる。したがって、第２方向において、第１層で覆われた第１導電材料エリアのサイズが減少し、即ち、第１層で覆われた、容量作用を発揮しにくい活性材料が減少し、第１層が電気化学装置の容量に与える影響は減少する。
【0012】
幾つかの可能な態様では、第１エリアの第２方向での縁部には、第３凹部が設けられる。第１導電材料エリアは、第３凹部に向かって延在するように形成された第１延在領域と第２延在領域とを含む。第１方向から見て、第１延在領域と第２延在領域は第３凹部の両側に設けられている。したがって、電極シートを分割する場合、切り口における電極シートの厚さが均一であるため、切り口における電極シートの波打ちエッジの発生リスクを低減するのに有利である。
【0013】
幾つかの可能な態様では、第１エリアの第２方向でのエッジと第８辺との間の距離をＬ１、第２方向における第１延在領域と第２延在領域とのサイズが同じで且つすべてＬ２、第７辺と第８辺との間の距離をＬ３と定義すると、（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１≦３０％である。したがって、第２方向において、第１層で覆われる第１導電材料エリアのサイズが減少し、即ち、第１層で覆われた、容量作用を発揮できない活性材料が減少し、第１層による電気化学装置の容量への影響は減少される。
【0014】
幾つかの可能な態様では、第３方向における第１延在領域のサイズはＷ１であり、第３方向における第２延在領域のサイズはＷ２であると定義すると、（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ１≧２０％となる。これにより、第３凹部を設けることによる第１エリアの放熱可能な面積が減少することが改善される。
【0015】
幾つかの可能な態様では、第３方向における第１延在領域のサイズはＷ１であり、第３方向における第２延在領域のサイズはＷ２であり、第１延在領域と第１導電板の第３方向における距離はＷ３であり、第２延在領域と第１導電板の第３方向における距離はＷ４であると定義される。
【0016】
幾つかの可能な態様では、Ｗ３＜Ｗ１である。
【0017】
幾つかの可能な態様では、Ｗ２＜Ｗ４である。
【0018】
幾つかの可能な態様では、Ｗ３＜Ｗ４である。
【0019】
幾つかの可能な態様では、第３方向において、第１延在領域と第２延在領域は、それぞれ第９辺及び第１０辺を含む。第１エリアは、第９辺と第１０辺とを結ぶ。第９辺と第１０辺は、直線状または円弧状である。
【0020】
幾つかの可能な態様では、第２方向において、第１延在領域及び／または第２延在領域のサイズはＬ２であり、第９辺と第４辺との間の距離はＬ４であり、Ｌ２＜Ｌ４である。Ｌ４が相対的に大きいため、第１導電板の放熱面積をさらに増加させることに有利であり、それによって大電流充電時の温度上昇を減少させた。
【0021】
幾つかの可能な態様では、Ｌ１の範囲は１０ｍｍ～５０ｍｍである。Ｌ１が大きいときに、第２方向に第１層で被覆される第１導電材料層のサイズが相対的に大きくなるため、電気化学装置の容量への影響が高まる。Ｌ１が小さいと、第２方向における第１エリアのサイズも小さくなり、これにより、第３辺と第７辺との間の距離Ｊ３も小さくなるため、第１エリアの放熱能力が低下する。
【0022】
幾つかの可能な態様では、電気化学装置はさらに第３層と第４層とを含み、第３層と第４層はいずれも絶縁材料を含有する。第１方向において、第１層は第１導電板と第３層との間に設けられ、第２層は第１導電板と第４層との間に設けられている。第３層と第４層は、第１凹部及び第２凹部における電極シートの厚さの減少をさらに補償することができる。第１電極シートが負極シートであり、且つ第２電極シートが正極シートである場合、第３層は、第１方向に第３層に対応する部分的な第３導電材料層から脱離したリチウムイオンの第２凹部への移動を妨げるためにも使用でき、さらに、第２凹部にこれらのリチウムイオンを埋め込むことができないことによって、過剰なリチウムイオンが溜まって、リチウムデンドライトが発生するリスクを低減することができる。同様に、第４層もリチウムデンドライトの発生リスクを低減することができる。
【0023】
幾つかの可能な態様では、電極アセンブリは、第２電極シートをさらに含み、第３層または第４層のうちの少なくとも１つは、第２電極シートと接着されている。これにより、第３層及び第４層を電気化学装置の中に固定し、且つ厚さを補償したり、リチウムデンドライトの発生リスクを低減したりする役割を果たす。
【0024】
幾つかの可能な態様では、第２方向において、第１層または第２層の少なくとも一方の縁は、第１電極シートの縁を超えている。
【0025】
幾つかの可能な態様では、接続エリアは第１エリアに溶接されることによって、第１導電板と第１エリアとの間に高い接続強度を持たせる。接続エリアには複数の溶接点が含まれている。面積Ｓ２は、第１方向における複数の溶接点の投影面積の和である。
【0026】
幾つかの可能な態様では、電極アセンブリは、第２電極シートとセパレータとをさらに含み、第１電極シート、セパレータ及び第２電極シートは、積層して巻取されて、前記電極アセンブリを形成する。巻取方向において、電極アセンブリは、順に接続された第１セグメント、第１折曲セグメント、第２セグメント、及び第２折曲セグメントを含む。第１導電板は第１セグメントに位置し、これにより、第１導電板が第１セグメントに接続される際の平坦性は高められる。
【0027】
幾つかの可能な態様では、ハウジングは、電極アセンブリを収容するための本体部と、本体部に接続された縁取りとを含む。縁取りはポリマー層を含み、第４エリアはポリマー層によってハウジングから突出している。
【0028】
本願はさらに、上記電気化学装置を含む電子機器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本願の一実施形態に係る電気化学装置の全体構成を示す模式図である。
【図9】本開示の他の実施形態に係る電気化学装置における第１電極シートと第１導電板との接続箇所の正面図である。
【図11】他の実施形態における第１電極シートと第１導電板との接続箇所の正面図である。
【図13】本願のさらに他の実施形態に係る電気化学装置における第１電極シートと第１導電板との接続箇所の正面図である。
【図14】本願の一実施形態に係る電子機器の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本願の実施形態における技術的態様を明確に且つ詳細に説明する。明らかに、説明された実施形態は本願の一部の実施形態にすぎず、すべての実施形態ではない。特に定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語及び科学用語は、本願の技術分野に属する技術者が一般的に理解するものと同じ意味である。本願の明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためだけのものであり、本願を限定する旨ではない。
【0031】
以下、本願の実施形態について詳細に説明する。しかし、本願は多くの異なる形態として具現化することができ、且つ本明細書で説明する例示的な実施形態に限定されると解釈すべきではない。代わりに、これらの例示的な実施形態を提供することにより、本願が完全かつ詳細に当業者に伝達される。
【0032】
さらに、簡潔で明確にするために、図面では、様々なコンポーネント、層のサイズまたは厚さを拡大してもよい。全文にわたって、同じ数値は同じ要素を指す。本明細書で使用される用語「及び／または」は、１つまたは複数の列挙された関連項目の任意及びすべての組合せを含む。さらに、要素Ａが要素Ｂに「接続される」と称する場合、要素Ａは要素Ｂに直接接続されていてもよいし、中間要素Ｃが存在していてもよく、要素Ａと要素Ｂは互いに間接的に接続されていてもよいことを理解すべきである。
【0033】
さらに、本願の実施形態を説明する際に、「可能」、「てもよい」などを使用することは、「本願の１つまたは複数の実施形態」を意味する。
【0034】
本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態を説明する目的であり、本願を限定することを意図していない。本明細書で記載される単数形は、文脈が特に明示的に示されない限り、複数形も含むことが意図される。さらに、本明細書で使用される「含む」との用語は、記述された特徴、数値、ステップ、操作、要素及び/または成分の存在を指すが、１つ以上の他の特徴、数値、ステップ、操作、要素、成分、及び/またはそれらの組合せの存在または追加は除外されない。
【0035】
「上」などの空間関連用語は、図面で説明したような１つの要素または特徴と別の要素（複数の要素）または特徴（複数の特徴）との関係を容易に説明するためのものである。空間関連用語は、図に記述された方向に加えて、使用または操作中のデバイスまたは装置の異なる方向を含むことが意図されていることを理解されたい。たとえば、図中のデバイスを反転すると、他の要素または部品の「上方」または「上」と記述されている要素は、他の要素または部品の「下方」または「下面」に配向されるようになる。したがって、例示的な用語「上」は、上及び下の方向を含むことができる。第１、第２及び第３などの用語は、様々な要素、成分、領域、層、及び／または部分を記述するために本明細書で使用することができるが、これらの要素、成分、領域、層、及び／または部分は、これらの用語によって制限されるべきではないことを理解されたい。これらの用語は、ある要素、成分、領域、層または部分と、他の要素、成分、領域、層または部分とを区別するために使用される。したがって、以下に論じる第１要素、第１成分、第１エリア、第１層または第１部分は、例示的な実施形態の教示から逸脱することなく、第２要素、第２成分、第２エリア、第２層または第２部分と呼ばれてもよい。
【0036】
図１及び図２に示すように、本願の一実施形態は、ハウジング１０、電極アセンブリ２０、第１導電板３０及び第２導電板４０を含む電気化学装置１００を提供する。電極アセンブリ２０は、ハウジング１０内に位置し、且つ巻回構造である。第１導電板３０及び第２導電板４０は、いずれも電極アセンブリ２０に電気的に接続されており、且つハウジング１０の内部からハウジング１０を突出している。図２に示すように、電極アセンブリ２０の数は１つである。他の実施形態では、電極アセンブリ２０の数は、複数であってもよい。複数の電極アセンブリ２０は、ハウジング１０内に位置し、且つ並列または直列に電気的に接続されている。図３Ａを併せて参照すると、電極アセンブリ２０は、第１電極シート２１、第２電極シート２２及び第１電極シート２１と第２電極シート２２との間に配置されたセパレータ２３とを含む。第１電極シート２１、セパレータ２３及び第２電極シート２２は、順次に積層して巻取されて電極アセンブリ２０を形成する。ここで、電極アセンブリ２０は、図３Ａに示すように、紙面に垂直な巻取中心軸Ｃを有する。巻取方向Ｄは、図３Ａに示す巻取中心軸Ｃを中心に反時計回りに回転する方向である。幾つかの実施形態では、巻取方向Ｄは、反時計回りに回転する方向であってもよい。
【0037】
本願では、互いに垂直な第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２及び第３方向Ｄ３に基づいて第１の三次元座標系を構築する。第１方向Ｄ１は、第１導電板３０の第３エリア３１に垂直な方向である。第２方向Ｄ２は、第１導電板３０の第３エリア３１の延在方向である。電極シートが展開されたときに、互いに垂直な第１方向Ｄ１、第２方向Ｄ２及び第４方向Ｄ４を定義して、第２の三次元座標系を構築する。第４方向Ｄ４は、電極シートの巻取り前の巻取り開始端から巻取り終了端までの方向であり、例えば、第４方向Ｄ４が第１電極シート２１の巻取り前の第１巻取り開始端２１aから第１巻取り終了端２１ｂまでの方向であるとともに、第２電極シート２２の巻取り前の第２巻取り開始端２２ａから第２巻取り終了端２２ｂまでの方向などである。
【0038】
幾つかの実施形態では、電極アセンブリ２０は、巻取方向Ｄにおいて、順に接続された第１セグメント２０１、第１折曲セグメント２０２、第２セグメント２０３、及び第２折曲セグメント２０４を含む。第１方向Ｄ１は、第１セグメント２０１または第２セグメント２０３における第１電極シート２１の積層方向である。電極アセンブリ２０は、複数の第１セグメント２０１、複数の第１折曲セグメント２０２、複数の第２セグメント２０３、及び複数の第２折曲セグメント２０４を有してもよい。幾つかの実施例では、第１セグメント２０１と第２セグメント２０３は、直線セグメントであってもよい。幾つかの別の実施例では、電極アセンブリ２０は、巻取方向Ｄにおいて、順次に接続される４つの折曲セグメントを含んでもよい。
【0039】
ここで、第１セグメント２０１は第１外面２０１ａを有し、第２セグメント２０３は第２外面２０３ａを有する。電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第１セグメント２０１と電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第１折曲セグメント２０２との接続箇所は、第１端２０５となる。第１端２０５は、図３Ａにおける第１折曲セグメント２０２の最も右側の折曲辺の巻取方向Ｄにおける開始部分である。また、第１端２０５も、電極アセンブリ１０の最も内部且つ右側に位置する折曲辺が第１方向Ｄ１において延びて形成された破線Ｂ－Ｂと第１外面２０１ａとが交わる部分である。電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第１折曲セグメント２０２と電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第２セグメント２０３との接続箇所は、第２端２０６となる。第２端２０６は、図３Ａにおける第１折曲セグメント２０２の最も右側の折曲辺の巻取方向Ｄにおける終端部分である。また、第２端２０６も、電極アセンブリ１０の最も内側且つ右側に位置する折曲辺が第１方向Ｄ１において延びて形成された破線Ｂ－Ｂと第２外面２０３ａとが交わる部分である。電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第２セグメント２０３と電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第２折曲セグメント２０４との接続箇所は、第３端部２０７となる。第３端部２０７は、図３Ａにおける第２折曲セグメント２０４の最も左側の曲線の巻取方向Ｄにおける開始部分である。また、第３端部２０７も、電極アセンブリ１０の最も内側且つ左側に位置する折曲辺が第１方向Ｄ１において延びて形成された破線Ａ－Ａと第２外面２０３ａとが交わる部分である。電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第２折曲セグメント２０４と電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第１セグメント２０１との接続箇所は、第４端部２０８となる。第４端部２０８は、図３Ａにおける第２折曲セグメント２０４の最も左側の曲線の巻取方向Ｄにおける終端部分である。また、第４端部２０８も、電極アセンブリ１０の最も内側且つ左側に位置する折曲辺が第１方向Ｄ１において延びて形成された破線Ａ－Ａと第１外面２０１ａとが交わる部分である。第１方向Ｄ１では、第１端２０５と第２端２０６とが整列し、第３端２０７と第４端２０８とが整列している。
【0040】
図３Ａ、図４及び図５を併せて参照すると、第１電極シート２１は、第１導電層２１０と、第１導電材料層２１１と、第２導電材料層２１２とを含む。第１導電層２１０は、第１方向Ｄ１において対向する第１面２１０ａと第２面２１０ｂとを含む。第１材料層２１１は第１面２１０ａに設けられ、第２導電材料層２１２は第２面２１０ｂに設けられている。第２電極シート２２は、第２導電層２２０と、第３導電材料層２２１と、第４導電材料層２２２とを含む。第２導電層２２０は、第１方向Ｄ１において対向する第３面２２０ａと第４面２２０ｂとを含む。第３材料層２２１は第３面２２０ａに設けられ、第４導電材料層２２２は第４面２２０ｂに設けられている。第２導電材料層２１２と第３導電材料層２２１とは、第１方向Ｄ１においてセパレータ２３を介して対向している。幾つかの実施例では、図３Ａに示すように、積層して巻取された後、第１導電層２１０の第１面２１０ａは巻取中心軸Ｃから離れ、第２面２１０ｂは巻取中心軸Ｃに向かっている。第２導電層２２０の第３面２２０ａは巻取中心軸Ｃから離れており、第４面２２０ｂは巻取中心軸Ｃに向いている。他の実施例では、第１導電層２１０の第１面２１０ａは巻取中心軸Ｃに向かい、第２面２１０ｂは巻取中心軸Ｃから離れていてもよい。このとき、第２導電層２２０の第３面２２０ａは巻取中心軸Ｃに向かっており、第４面２２０ｂは巻取中心軸Ｃから離れている。
【0041】
第１電極シート２１は、正極シート又は負極シートであってもよい。これに対応して、第１導電層２１０は正極導電層又は負極導電層であってもよく、第１導電材料層２１１と第２導電材料層２１２は共に正極活材料層又は負極活材料層であってもよい。第１導電層２１０は、電流を集約する機能を有することができる。第２電極シート２２は、負極シートであってもよいし、正極シートであってもよい。これに対応して、第２導電層２２０は負極導電層または正極導電層であってもよく、第３導電材料層２２１と第４導電材料層２２２は共に負極活性材料層または正極活性材料層であってもよい。第２導電層２２０も、電流を集約する機能を有することができる。幾つかの実施例では、第１電極シート２１は正極シートであり、第２電極シート２２は負極シートである。正極導電層は、アルミニウム箔またはニッケル箔を用いてもよい。負極導電層は、銅箔、ニッケル箔または炭素系導電層のうちの少なくとも１つを用いてもよい。
【0042】
正極活性材料層は、正極活性材料を含む。正極活性材料は、リチウムイオンを可逆的に埋め込む及びリチウムイオンを脱離させることが可能な化合物（即ち、リチウム化インターカレーション化合物）を含む。幾つかの実施例では、正極活性材料は、リチウム遷移金属複合酸化物を含むことができる。当該リチウム遷移金属複合酸化物は、リチウム及びコバルト、マンガン、ニッケルの中から選択される少なくとも１つの元素を含む。幾つかの実施例では、正極活性材料は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣo０２）、リチウム・ニッケル・マンガン・コバルト三元材料（ＮＣＭ）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２０４）、ニッケル・マンガン酸リチウム（ＬｉＮｉ０.５Ｍｎ１.５O４）またはリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰ０４）のうちの少なくとも１つから選択される。
【0043】
負極活性材料層は負極活性材料を含み、当技術分野で知られている活性イオンの可逆的な脱離を行うことができる負極活性材料を採用し、本願はこれについて制限しない。例えば、黒鉛、軟質炭素、硬質炭素、炭素繊維、中間相炭素微小球、ケイ素系材料、スズ系材料、チタン酸リチウム、またはリチウムと合金を形成できる他の金属などのうちの１種または多種の組み合わせを含むが、これらに限定されない。ここで、黒鉛は人工黒鉛、天然黒鉛及び変性黒鉛の中から選択される１種又は多種の組み合わせであり、シリコン系材料は単質シリコン、ケイ素酸素化合物、シリコン炭素複合体及びシリコン合金の中から選択される１種又は多種の組み合わせであり、スズ系材料は単質スズ、スズ酸素化合物、スズ合金などの中から選択された１種又は多種の組み合わせであってもよい。
【0044】
セパレータ２３は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミドまたはアラミドのうちの少なくとも１つを含む。例えば、ポリエチレンは、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、または超高分子量ポリエチレンから選択される少なくとも１種を含む。ここで、ポリエチレンとポリプロピレンは、ショートの改善に良好な役割を果たし、シャットダウン効果により電池の安定性を改善することができる。
【0045】
図４、図６～図８Ａに示すように、第１導電層２１０の第１面２１０ａは、第１エリア２１００を含む。第１導電材料層２１１は、第１凹部２１１０を有する。第１凹部２１１０は、第１導電材料層２１１の巻取中心軸Ｃ方向における第１端辺２１１ａが内向きに凹むことによって形成され、且つ第１導電材料層２１１の巻取中心軸Ｃ方向における第２端辺２１１ｂを貫通していない。第１エリア２１００は、第１凹部２１１０において露出し、且つ第１導電材料層２１１と分離するように配置される。具体的には、レーザー洗浄方式を用いて、第１導電材料層２１１においてエッチングすることにより第１凹部２１１０を形成し、第１エリア２１００を露出させるようにしてもよいし、第１エリア２１００に予め発泡ゲルを貼り付けて、活性材料を塗布した後に加熱して発泡ゲルを脱落させることにより、第１エリア２１００を露出させてもよいし、第１エリア２１００における活性材料をドクターブレードで直接掻き取ることにより、第１エリア２１００が露出するようにしてもよい。しかし、レーザー洗浄やドクターブレードによる掻き取りの後においても、第１エリア２１００の表面に活性材料が少数残存することが可能であり、本願がこれを限定するものではない。第１方向Ｄ１から見て、第１導電板３０は第１エリア２１００と接続し且つ第１エリア２１００から第１エリア２１００の外方へ第１端辺２１１ａを超えるように延在して、外部素子（図示せず）と接続可能になる。なお、大電流充電の要請を満たすために、第１エリア２１００は第１電極シート２１における巻き始め部と巻き終わり部を除いた領域に設けられてよい。幾つかの実施例において、第１エリア２１００と第１凹部２１１０との第１方向Ｄ１での投影は、いずれも矩形であってもよい。幾つかの具体的な実施例では、第１エリア２１００と第１凹部２１１０との第１方向Ｄ１での投影は、いずれも矩形である。
【0046】
幾つかの実施例において、ハウジング１０はアルミラミネートフィルム等の封止フィルムで外装された包装袋であってもよい。即ち、電気化学装置１００はソフトパック電池であってもよい。図１及び図２を併せて参照して、ハウジング１０は、電極アセンブリ２０を収容する本体部１１と、本体部１１に接続される縁取り１２とを含む。ここで、本体部１１は、第２方向Ｄ２で対向する第１壁１１１と第２壁１１２とを有する。縁取り１２は、第１壁１１１に接続されるとともに、第２方向Ｄ２で対向する第３壁１１３と第２壁１１４とを有している。第２方向Ｄ２において、第３壁１１３は第１壁１１１と第２壁１１２との間に設けられ、第４壁１１４も第１壁１１１と第２壁１１２との間に設けられている。第１導電板３０と第２導電板４０は、それぞれハウジング１０の内部からハウジング１０の外部まで縁取り１２からはみ出している。ハウジング１０は、対向配置された第１ケース１３と第２ケース１４とを備え、且つ第１空間１３０が設けられた第１ケース１３と、平板構造の第２ケース１４とをヒートシールすることにより形成される。このように、第１ケース１３と第２ケース１４とがヒートシールされた後に、第１空間１３０は、第２ケース１４によって密閉されて、電極アセンブリ２０を収容するための収容空間を形成する。もちろん、第１ケース１４は第２空間（図示せず）を有してもよい。第１ケース１３と第２ケース１４とをヒートシールした後に、第１空間１３０と第２空間は、互いに組み合わせて、電極アセンブリ２０を収容するための収容空間を形成する。
【0047】
図３Ｂに示すように、第１ケース１３と第２ケース１４は、１枚の封止フィルムを折り返すことにより得ることができる。即ち、第１ケース１３と第２ケース１４は、それぞれ、保護層１３１、金属層１３２及び封止層１３３が順次に積層されてなる多層シートである。保護層１３１の材質は、金属層１３２を保護するために用いられ、金属層１３２が外力により破損するリスクを低減するとともに、外部環境の空気の浸透を遅らせ、電気化学装置１００の内部の正常な動作環境を維持するポリマー材料であってもよい。保護層１３１のポリマー材料は、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド及びポリイミドから選ばれる少なくとも１種であってもよい。金属層１３２は、外部環境からの水分の浸透を遅らせ、外力による電極アセンブリ２０への損傷を低減するために用いられてもよい。幾つかの実施例において、金属層１３２は、アルミニウム箔層またはスチール箔層であってもよい。封止層１３３は、封止に用いられ、多層シートが電解液中の有機溶媒により溶解されるまたは膨潤するリスクを軽減することができる。また、封止層１３３は、電解液中の電解質が金属層１３２に接触することに起因して、金属層が腐食するリスクを軽減することができる。封止層１３３は、加熱溶融する性質を有するポリマー材料を含む。ポリマー材料は、ポリプロピレン、プロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレートの中から選択される少なくとも１種であってよい。ハウジング１０を作製する際には、封止キャップを利用して、第１ケース１３と第２ケース１４との縁部に一定の温度及び圧力を同時にかけることにより、第１ケース１３の封止層１３３と第２ケース１４の封止層１３３とを互いに溶融させて貼り合わせ、ポリマー層１３４を得ることができる。このため、ヒートシールにより縁貼り１２を形成した後、縁貼り１２は順次積層された保護層１３１、金属層１３２、ポリマー層１３４、金属層１３２及び保護層１３１を含むようになる。
【0048】
他の幾つかの実施例において、電気化学装置１００は、ソフトパック電池に限らず、スチールシェル電池またはアルミシェル電池などであってもよく、本願は制限されない。
【0049】
電気化学装置２００は、電極アセンブリ２０と、第１導電板３０とを備える。電極アセンブリ２０は、第１電極シート２１を含む。第１電極シート２１は、第１導電層２１０と、第１導電材料層２１２とを含む。
【0050】
ここで、第１導電層２１０は、第１面２１０ａと、第１面２１０ａと互いに反対側を向く第２面２１０ｂとを含む。第１面２１０ａに垂直な第１方向Ｄ１に沿って見るときに、第１導電層２１０は、第１方向Ｄ１に垂直な第２方向Ｄ２での第１端辺２１１ｂと、第２方向Ｄ２において第１端辺２１１ｂとは反対側に位置し、且つ第２方向Ｄ２に沿って見る場合に第３凹部Ｒを備える第２端辺２１１ａとをさらに含む。
【0051】
第１導電材料層２１１は、第１導電層２１０の第１面２１０ａに設けられ、第４凹部４の少なくとも一部と離間しており、且つ第２端辺２１１ａから第１端辺２１１ｂに亘って設けられている。
【0052】
第１導電板３０は、第１導電層２１０の第１面２１０ａに設けられ、第１導電材料層２１０から離れており、第１方向Ｄ１に沿って見るときに第３凹部Ｒと重なりを有する。
【0053】
前述の電気化学装置において、第１方向Ｄ１に沿って見るときに、第１導電材料層２１０は、第２端辺２１０ａと第３凹部Ｒのエッジとに繋がる部分を含む。
【0054】
前述の電気化学装置において、第一方向Ｄ１に沿って見るときに、第二方向Ｄ２に直交する第３方向Ｄ３において、第一導電材料層２１０は、第二端辺２１１ａに接し且つ第１導電板３０に対向する第１側辺Ｒ１を含む。
【0055】
前述の電気化学装置において、第一方向Ｄ１に沿って見るときに、第３方向Ｄ３において、第１導電材料層２１０は、第１側辺Ｒ１から離間し且つ第１導電板３０に対向する第５辺２１０１を含む。
【0056】
前述の電気化学装置において、第１導電材料層２１０は、第１側辺Ｒ１と第５辺２１０１とに接する第９辺２１１４を含む。
【0057】
前述の電気化学装置において、第３方向Ｄ３において、第１導電板３０から第１側辺Ｒ１までの距離Ｗ３は、第３方向Ｄ３において第１側辺Ｒ１から第５辺２１０１までの距離Ｗ１よりも短い。
【0058】
前述の電気化学装置において、第１方向Ｄ１に沿って見るときに、第１導電材料層２１０は、第２端辺２１０ａと第３凹部Ｒとに接する部分を含む。また、第１方向Ｄ１に沿って見るときに、第２方向Ｄ２に直交する第３方向Ｄ３において、第２端辺２１１ａと接し且つ第１導電板３０に対向する第２側辺Ｒ２と、第２側辺Ｒ２から離間し且つ第１導電板３０に対向する第６辺２１０２とをさらに含む。
【0059】
前述の電気化学装置において、第１導電材料層２１０は、第２側辺Ｒ２と第６辺２１０２とに接する第１０辺２１１５を含む。
【0060】
前述の電気化学装置において、第３方向Ｄ３において、第１導電板３０から第２側辺Ｒ２までの距離Ｗ４は、第２側辺Ｒ２から第１０辺２１１５までの距離Ｗ２よりも長い。
【0061】
前述の電気化学装置において、第３方向Ｄ３において、第１導電板３０から第１側辺Ｒ１までの距離Ｗ３は、第１導電板３０から第２側辺Ｒ２までの距離Ｗ４よりも短い。
【0062】
前述の電気化学装置において、第２方向Ｄ２において、第２端辺２１１ａから第９辺２１１４までの距離Ｌ２は、第２方向Ｄ２において第９辺２１１４から第３凹部Ｒの底辺Ｒ３までの距離Ｌ４よりも短い。
【0063】
前述の電気化学装置において、第３凹部Ｒは、第２端辺２１１ａから第３凹部の底辺Ｒ３まで延びるスロープエッジＲ１１を含む。
【0064】
前述の電気化学装置において、電極アセンブリ２０は、第１電極シート３０の一部及び第１側辺Ｒ１を少なくとも覆い、且つ絶縁性材料を有する第１層５０を含む。
【0065】
図７及び図８Ａに示すように、第１導電板３０は、第３エリア３１と、第３エリア３１と接続される第４エリア３２とを含む。第１方向Ｄ１において、第３エリア３１の投影は第１エリア２１００の投影内に位置し、即ち、第３エリア３１の投影は第１エリア２１００の投影の少なくとも一部に重なっており、第４エリア３２の投影は第１エリア２１００の投影外に位置している。図１に示すように、第４エリア３２は、ハウジング１０から突き出している。図１及び図３Ｂを参照して、電気化学装置１００がソフトパック電池であるときに、第４エリア３２は、縁取り１２内のポリマー層１３４からハウジング１０を突出する。幾つかの実施例では、縁取り１２が位置する面は、第１壁１１１が位置する面に対して垂直である。このとき、第２方向Ｄ２は、第３エリア３１の延在方向だけでなく、第１タブ３０の全体の延在方向と定義されてもよい。しかしながら、別の実施例では、縁取り１２を第１壁１１１まで折り返すことにより、電気化学装置１００の第２方向Ｄ２におけるサイズを小さくして、スペース利用率とエネルギー密度を高めることができる。このとき、第２方向Ｄ２は第３エリア３１の延在方向であるが、縁取り１２内に位置する第４エリア３２の延在方向は第２方向Ｄ２に対して垂直である。
【0066】
第３エリア３１は、接続エリア３１１と、接続エリア３１１を取り囲むように設けられたエッジ領域３１２とを含む。第１導電板３０は、接続エリア３１１によって第１エリア２１００に接続されている。即ち、接続エリア３１１は電気化学装置１００の充電時に電流が流れる位置である。幾つかの実施例では、第１導電板３０は、接続エリア３１１を介して第１エリア２１００にはんだ付けされることにより、第１導電板３０と第１エリア２１００との接続強度が比較的高い。ここで、接続エリア３１１と第１エリア２１００とは溶接される際に、複数の溶接点３１１０が形成され、接続エリア３１１と第１エリア２１００とは溶接点３１１０によって固定される。溶接点３１１０の数がより多いときに、第１導電板３０と第１電極シート２１との間の接触抵抗を低減し、電気化学装置１００の充電中の発熱量を低減することができる。別の実施例では、第１導電板３０は、導電ペースト又は他の方法によって第１エリア２１００に接続されてもよい。
【0067】
幾つかの実施例では、図７及び図８Ａに示すように、第１方向Ｄ１から見て、複数の溶接点３１１０は、単一のマトリックス状に配置されてよい。このとき、エッジ領域３１２は、第３エリア３１において最も外側に位置する一周溶接点３１１０以外の領域とする。他の幾つかの実施例では、図８Ｂに示すように、複数の溶接点３１１０は、接続エリア３１１が離間した複数の領域を含むようにマトリクス状に配列されていてもよい。このとき、エッジ領域３１２は、第３エリア３１において隣接する行列の間に位置する領域も含む。
【0068】
図７及び図８Ａに示すように、第１方向Ｄ１から見て、第３エリア３１は略矩形であってもよい。第３エリア３１は、第１辺３１０１と、第２辺３１０２と、第３辺３１０３と、第４辺３１０４とを含む。第１辺３１０１と第２辺３１０２は、第３方向Ｄ３において対向している。第３辺３１０３と第４辺３１０４は、第２方向Ｄ２において対向している。第３辺３１０３は、第１辺３１０１と第２辺３１０２とが接続する両端部を接続している。第４辺３１０４は、第１辺３１０１と第２辺３１０２とが接続する両端部を接続している。そして、第４辺３１０４は、第３エリア３１と第４エリア３２との境界線である第４エリア第４エリアである。幾つかの実施例では、第１辺３１０１と第２辺３１０２はそれぞれ第２方向Ｄ２に沿って延び、第３辺３１０３と第４辺３１０４はそれぞれ第３方向Ｄ３に沿って延びる。
【0069】
第１エリア２１００は、第５辺２１０１と、第６辺２１０２と、第７辺２１０３とを含む。第５辺２１０１と第６辺２１０２とは、第３方向Ｄ３で対向している。第７辺２１０３は、第５辺２１０１と第６辺２１０２とが接続する両端部を接続している。第１方向Ｄ１から見て、第７辺２１０３は、第１エリア２１００の第２方向Ｄ２における第３端辺２１０４と対向している。第１凹部２１１０は三次元構造であることが理解されるが、第１方向Ｄ１から見ると、第１凹部２１００は順次に連なる複数の辺（図示せず）を含む。そして、第１方向Ｄ１から見て、第１エリア２１００の第５辺２１０１、第６辺２１０２及び第７辺２１０３のそれぞれは、第１凹部２１１０の辺と重なっている。幾つかの実施例では、第５辺２１０１と第６辺２１０２はそれぞれ第２方向Ｄ２に沿って延び、第７辺２１０３は第３方向Ｄ３に沿って延びる。第２方向Ｄ２において、第７辺２１０３と第３辺３１０３はこの順に設けられており、且つ第７辺２１０３と第３辺３１０３は少なくとも部分的に対向している。幾つかの実施例では、第７辺２１０３と第３辺３１０３とは、互いに平行であってもよい。第３方向Ｄ３において、第５辺２１０１、第１辺３１０１、第２辺３１０２及び第６辺２１０２はこの順に配置され、且つ第５辺２１０１と第１辺３１０１とは少なくとも部分的に対向し、第２辺３１０２と第６辺２１０２とは少なくとも部分的に対向する。幾つかの実施例において、第５辺２１０１、第１辺３１０１、第２辺３１０２及び第６辺２１０２は、互いに平行であってもよい。
【0070】
ここで、第２方向Ｄ２において第７辺２１０３と第３辺３１０３が順次に設けられていることは、第２方向Ｄ２に沿って設けられるある仮想直線が前後して第７辺２１０３と第３辺３１０３とを通過することを意味する。第３方向Ｄ３において、第５辺２１０１、第１辺３１０１、第２辺３１０２及び第６辺２１０２が順次に設けられるとは、第３方向Ｄ３に沿って設けられるある仮想直線が前後して第５辺２１０１、第１辺３１０１、第２辺３１０２及び第６辺２１０２を通過することを意味する。幾つかの実施例では、第２方向Ｄ２は巻取中心軸Ｃ方向であり、第３方向Ｄ３は第２方向Ｄ２に対して垂直である。
【0071】
幾つかの実施例では、図７及び図８Ａに示すように、第５辺２１０１、第６辺２１０２及び第７辺２１０３は、いずれも直線形状である。他の幾つかの実施例では、第１エリア２１００をレーザー洗浄等により形成する場合に、第５辺２１０１、第６辺２１０２及び第７辺２１０３の少なくとも１つが凹凸形状を呈していてもよく、本願が制限されない。
【0072】
【0073】
第３エリア３１の第３方向Ｄ３における寸法をＴ１とし、第３エリア３１の第２方向Ｄ２における寸法をＴ２とし、第３エリア３１の第１方向Ｄ１への投影の面積をＳ１（図８Ｃに示される）とし、接続エリア３１１の第１方向Ｄ１への投影の面積をＳ２（図８Ｄに示される）とし、第１辺３１０１と第５辺２１０１との間の距離をＪ１とし、第２辺３１０２と第６辺２１０２との間の距離をＪ２とし、第３辺３１０３と第７辺２１０３との間の距離をＪ３として定義すると、第１エリア２１００の放熱係数Ｋ＝Ｓ２／Ｓ１＋（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）／（Ｔ１＋Ｔ２）≧３０％である。
【0074】
ここで、Ｓ２／Ｓ１は、接続エリア３１１の第３エリア３１における面積の割合、即ち第１導電板３０の過電流面積の割合を反映することができる。Ｓ２／Ｓ１が大きいと、第１導電板３０の過電流面積が大きくなり、電気化学装置１００の充電時に第１導電板３０での電流の分布がより分散で且つ均一になるため、大電流充電時に第１導電板３０で発生する熱がより分散し、第１導電板３０が局所的に過熱するリスクが小さくなる。なお、Ｊ１は第１エリア２１００の第１導電板３０の第１辺３１０１の一方側からはみ出す長さを反映し、Ｊ２は第１エリア２１００の第１導電板３０の第２辺３１０２の一方側からはみ出す長さを反映し、Ｊ３は第１エリア２１００の第１導電板３０の第３辺３１０３の一方側からはみ出す長さを反映するので、（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）／（Ｔ１＋Ｔ２）は、第１エリア２１００が第１導電板３０に露出する面積の占有率、即ち、第１エリア２１００が放熱可能な面積の割合を反映することができる。（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）／（Ｔ１＋Ｔ２）が大きいと、第１導電板３０の放熱面積が増加し、大電流充電時の温度上昇が低減される。そこで、本願は、第１エリア２１００の放熱係数Ｋを、Ｓ２／Ｓ１と（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）／（Ｔ１＋Ｔ２）の和と定義し、且つ放熱係数Ｋ≧３０％とすることによって、電気化学装置１００の安全性及び信頼性を高めた。
【0075】
ここで、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｔ１、Ｔ２はそれぞれ直接測定法により取得される。測定ステップは、電気化学装置１００を分解して、第１電極シート２１を測定サンプルとし、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｔ１、Ｔ２の数値をカメやその他の適切なゲージで直接測定するか、または第１電極シート２１の画像を採取し、画像中で測定することを含む。
【0076】
Ｓ１は、第３エリア３１の具体的な形状と合わせて、Ｔ１、Ｔ２から算出することができる。ここで、第３エリア３１を矩形とした場合に、Ｓ１はＴ１とＴ２の積となる。
【0077】
幾つかの実施例では、接続エリア３１１が第１エリア２１００に溶接される場合、Ｓ２は、複数の溶接点３１１０の第１方向Ｄ１への投影の面積の和である。図８Ｄに示すように、溶接点３１１０の数がｎ（ｎは１より大きい自然数）であり、ｎ個の溶接点３１１０の第１方向Ｄ１への投影の面積がそれぞれＳ２１、Ｓ２２、．．．Ｓ２ｎであれば、Ｓ２＝Ｓ２１＋Ｓ２２＋．．．＋Ｓ２ｎである。ここで、Ｓ２は、画像法で測定可能である。測定ステップは、電気化学装置１００を分解し、測定サンプルとして第１電極シート２１を取り、接続エリア３１１を含む画像である第１画像を第１方向Ｄ１から採集し、既知面積がＳ０である参照対象の画像を取得してそれを第２画像とし、第１画像における溶接点３１１０に対応する画素点の数ｎ１を算出し、第２画像における参照先に対応する画素点の数ｎ０を算出する。面積Ａ０、数ｎ１、及び数ｎ０に基づいて、溶接点３１１０の面積Ｓ２を算出し、即ちＳ２＝（Ｓ０×ｎ０）／ｎ１を算出する。Ｓ２の測定は、以上の方法に限られない。他の実施例において、接続エリア３１１が第１エリア２１００に他の方式で接続される場合、Ｓ１は、接続エリア３１１の次元ごとのサイズや、接続エリア３１１の具体的形状から算出されることが可能である。
【0078】
図４に示すように、幾つかの実施例において、第１導電層２１０の第２面２１０ｂが第２エリア２１０５を含むと定義する。第２導電材料層２１２は、第２凹部２１２０を含む。第２エリア２１０５は第２凹部２１２０に露出しており、第２エリア２１０５は第２導電材料層２１２と離間して設けられている。しかしながら、第２エリア２１０５の表面にも少数の活性材料が残存してもよく、本願はこれを限定しない。第１方向Ｄ１において、第１エリア２１００の投影と第２エリア２１０５の投影とは少なくとも部分的に重なっている。これにより、第１導電板３０で発生した熱は、第１導電板３０に露出した第１エリア２１００を介して放出できる他、第１エリア２１００と第２エリア２１０５との重複箇所を介して第２エリア２１０５に伝わって、第２エリア２１０５によって放出することができる。これにより、放熱効率がさらに向上する。幾つかの具体的な実施例において、放熱効率をさらに向上させるために、第１方向Ｄ１において、第１エリア２１００の投影と第２エリア２１０５の投影とが完全に重なるように配置されてもよい。
【0079】
接続エリア３１１を介して第１導電板３０が第１エリア２１００にはんだ付けされる場合、接続エリア３１１にはバリやはんだ痕が形成される可能性がある。これらのバリやはんだ痕がセパレータ２３を突き刺さってショートが発生する可能性がある。図４、図６及び図７に示すように、幾つかの実施例において、電気化学装置１００は、少なくとも第３エリア３１が接着された第１層５０をさらに備え、第１層５０は絶縁材料を含む。第１方向Ｄ１において、第１エリア２１０の投影は、第１層５０の投影内に位置する。即ち、第１層５０は、少なくとも第３エリア３１を完全に覆っている。さらに、第１層５０は、少なくとも第１エリア２１００を完全に覆っていてもよい。第１層５０は、接続エリア３１１のバリやはんだ痕がセパレータ２３を突き刺してショートが発生するリスクを低減することができる。また、第１層５０は、第１導電材料層２１１に第１凹部２１１０を設けることにより、当該位置の厚みが減少してしまうことを補償し、電気化学装置１００の全体の厚みをより均一にすることもできる。ここで、第１層５０は、片面ゴムまたは両面ゴムであってもよく、その具体的な材質がポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリメチルメタクリレートまたはポリエチレングリコールから選択される少なくとも１種であってもよい。別の実施例では、第１層５０はセラミックコート層であってもよい。
【0080】
幾つかの実施例において、第１層５０は、第１エリア２１００を超えており、且つ第１導電材料層２１１の一部を覆って、それに接着されていてもよい。具体的には、第１導電材料層２１１は、第１凹部２１１０を囲んで形成された第１導電材料エリア２１１１を含む。第１層５０にも、第１導電材料エリア２１１１が接着されている。区別を容易にするために、図７及び図８Ａでは、第１導電材料エリア２１１１と、第１導電材料層２１１の他の領域とを異なる充填方式にて示している。しかし、これは、第１導電材料エリア２１１１と、第１導電材料層２１１の他の領域とが異なる活性材料を用いて製造することを意味するものではなく、両者の間には明らかな限界はない。
【0081】
図７に示すように、第１方向Ｄ１から見て、第１層５０は、第８辺５１を含む。第２方向Ｄ２において、第７辺２１０３は、第８辺５１と第３辺３１０３との間に設けられている。第１エリア２１００の第２方向Ｄ２において第７辺２１０３に対向する第３端辺２１０４と第８辺５１との間の距離をＬ１、第７辺２１０３と第８辺５１との間の距離をＬ３と定義すると、Ｌ３／Ｌ１≦３０％である。第１導電材料エリア２１１１が第１層５０に覆われていることにより、第１導電材料エリア２１１１内の材料が充放電過程において容量作用を発揮しにくくなることが理解される。Ｌ３／Ｌ１を満たすように設計することで、第２方向Ｄ２において、第１層５０に覆われた第１導電材料エリア２１１１のサイズが小さくなり、即ち、第１層５０に覆われた、容量作用を発揮しにくい活性材料が減少する。これにより、第１層５０の電気化学デバイス１００の容量に対する影響が低減される。
【0082】
幾つかの実施例において、Ｌ１の範囲は１０～５０ｍｍである。Ｌ１が大きい場合には、第２方向Ｄ２において第１層５０により覆われている第１導電材料層２１１のサイズは相対的に大きくなる。そのため、電気化学装置１００の容量への影響が高まる。Ｌ１が小さい場合には、第２方向Ｄ２において第１エリア２１００のサイズも小さくなる。したがって、第３辺３１０３と第７辺２１０３との間の距離Ｊ３も小さいため、第１エリア２１００の放熱係数Ｋは低下し、放熱能力は相対的に低下する。
【0083】
【0084】
図４に示すように、幾つかの実施例では、第２導電材料層２１２は、第２凹部２１２０を取り囲むように形成された第２導電材料エリア２１２１を含む。電気化学装置１００は、絶縁材料を含有する第２層６０をさらに備える。第２層６０は、第２エリア２１０５を覆い、且つ第２導電材料エリア２１２１と接着している。即ち、第２エリア２１０５の投影は、第１方向Ｄ１において、第２層６０の投影内に位置する。第２層６０は、第２導電性材料層２１２に第２凹部２１２０を設けることによって、この位置での厚さの減少を補償するために使用することができる。幾つかの実施例では、第２層６０は、片面ゴム、両面ゴム、またはセラミックコート層であってもよい。
【0085】
図６に示すように、幾つかの実施例では、第２方向Ｄ２において、第２層６０の縁６１は第１電極シート２１の縁を超えていてもよい。
【0086】
図４に示すように、幾つかの実施例において、電気化学装置１００は、第３層７０と第４層８０とを含んでもよい。第３層７０と第４層８０とは、共に絶縁材料を含んでいる。第１方向Ｄ１において、第１層５０は第１導電板３０と第３層７０との間に設けられ、第２層６０は第１導電板３０と第４層８０との間に設けられている。第３層７０と第４層８０は、第１凹部２１１０と第２凹部２１２０における電極シートの厚みの減少を更に補償し得る。また、接続エリア３１１のバリやはんだ痕がセパレータ２３を突き刺した後に、この部分のバリやはんだ痕を第３層７０が覆うことができ、ショートのリスクがさらに低減される。第１電極シート２１が正極シートであり且つ第２電極シート２２が負極シートである場合、第１方向Ｄ１において、第３層７０の投影は第１層５０の投影内に位置する（即ち、第３方向Ｄ１において、第３層７０の端部は第１層５０の端部を越えていない）。これにより、第１方向Ｄ１において第１層５０の周りに位置する部分の第１導電材料層２１１から脱離したリチウムイオンは、第３導電材料層２２１によって十分に受け入れられ、過剰なリチウムイオンが蓄積してリチウムデンドライトが発生するリスクを低減し、安全性を高めた。同様に、第１方向Ｄ１において、第４層８０の投影は、第２層６０の投影内に位置する（即ち、第３方向Ｄ１において、第３層７０の端部が第１層５０の端部を超えていない）。これにより、第１方向Ｄ１において第２層６０の周りに位置する部分の第２導電材料層２１２から脱離したリチウムイオンが第４導電材料層２２２によって十分に受け入れられ、過剰なリチウムイオンが蓄積してリチウムデンドライトが発生するリスクを低減し、安全性を高めた。幾つかの実施例において、第３層７０と第４層８０とは、それぞれ、片面ゴム、両面ゴム、またはセラミックコートであってもよい。
【0087】
別の実施形態では、第１電極シート２１が負極シートであり、且つ第２電極シート２２が正極シートである場合には、第３層７０は、第１方向Ｄ１において第３層７０に対応する第３導電材料層２２１の一部から脱離したリチウムイオンの第２凹部２１２０への移動を妨げるために用いられてもよい。これにより、第２凹部２１２０がこれらのリチウムイオンを全て埋め込むことができない不足により、過剰なリチウムイオンが蓄えられ、リチウムデンドライトが発生するリスクを低減することができる。同様に、第４層８０は、第１方向Ｄ１において、第４層８０に対応する第４導電材料層２２２の一部から脱離したリチウムイオンの第１凹部２１１０への移動を妨げ、第１凹部２１１０がこれらのリチウムイオンを全て埋め込むことができない不足により、過剰なリチウムイオンが蓄えられ、リチウムデンドライトが発生するリスクを低減するのにも利用できる。
【0088】
図４に示すように、幾つかの具体的な実施例では、第３層７０は第２電極シート２２の第３導電材料層２２１と接着し、第４層８０は第２電極シート２２の第４導電材料層２２２と接着している。これにより、第３層７０と第４層８０とを電気化学装置１００の中に固定し、且つ厚さを補償したり、リチウムデンドライトの発生リスクを低減したりする役割を果たす。もちろん、他の実施例では、第３層７０及び第４層８０には、セパレータ２３が接着されてもよい。
【0089】
図５に示すように、幾つかの実施例では、第２電極シート２２は、第１電極シート２１と同様の設計を採用してもよい。即ち、第２電極シート２２の空き領域に第２導電板４０を接続し、且つ当該空き領域の放熱係数を３０％以上とするように設定する。これにより、電気化学装置１００の安全性及び信頼性がさらに向上する。
【0090】
図３Ａ～図５に示すように、幾つかの実施例では、第１セグメント２０１と第２セグメント２０３がストレートセグメントであるときに、第１セグメント２０１に第１導電板３０及び第２導電板４０の両方が位置するため、第１導電板３０が第１エリア２１００に接続される際の平坦性を高めることができる。
【0091】
図９及び図１０Ａに示すように、本開示の他の実施形態は、電気化学装置２００をさらに提供している。電気化学装置２００は、電気化学装置１００と異なる点は、少なくとも次の通りである。第１エリア２１００の第２方向Ｄ２における第３端辺２１０４（即ち、第１エリア２１００の第７辺２１０３に対向する縁）には、内向きへ第３凹部Ｒが設けられている。第３凹部Ｒは、第１側辺Ｒ１と、第２側辺Ｒ２と、底辺Ｒ３とを含む。第３方向Ｄ３において、第１側辺Ｒ１と第２側辺Ｒ２は、対向している。第１方向Ｄ１から見て、第１側辺Ｒ１と第２側辺Ｒ２は、いずれも第１導電材料層２１１の第１端辺２１１ａに接続されている。底辺Ｒ３の両端は、第１側辺Ｒ１と第２側辺Ｒ２とにそれぞれ接続されている。第１方向Ｄ１から見て、第１側辺Ｒ１は第１導電材料層２１１の第１端辺２１１ａから離れたスロープエッジＲ１１を有し、スロープエッジＲ１１は底辺Ｒ３と接続している。第２側辺Ｒ２は、第１導電材料層２１１の第１端辺２１１ａから離れたスロープエッジＲ２１を有しており、スロープエッジＲ２１は底辺Ｒ３と接続している。第１方向Ｄ１に沿って見ると、底辺Ｒ３は、少なくとも第３エリア３１の第４辺３１０４と部分的に重なっている。幾つかの実施例では、第３方向Ｄ３において、第３凹部Ｒは、第１エリア２１００のほぼ中間の位置に設けられていてもよく、第３凹部Ｒの辺角は円弧角であってもよい。即ち、底辺Ｒ３は直線であり、第１側辺Ｒ１の底辺Ｒ３に近いスロープエッジＲ１１が弧状線であり、残りの部分は直線であり、第２側辺Ｒ２のスロープエッジＲ２１が弧状線であり、残りの部分は直線である。他の幾つかの実施例では、第３凹部Ｒの形状は、第１方向Ｄ１から見て、変更されてもよい。例えば、図１０Ｃに示すように、底辺Ｒ３は弧状線であり、第１側辺Ｒ１のスロープエッジＲ１１は弧状線であり、残りの部分は直線であり、第２側辺Ｒ２のスロープエッジＲ２１は弧状線であり、残りの部分は直線である。図１０Ｄに示すように、第３凹部Ｒの辺角が直角であってもよく、この場合、底辺Ｒ３、第１側辺Ｒ１及び第２側辺Ｒ２はいずれも直線である。
【0092】
第１導電材料エリア２１１１は、第３方向Ｄ３において、第３凹部Ｒに向かって延伸するように形成された第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３とを含む。第１方向Ｄ１から見て、第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３とは、第３凹部Ｒの両側に設けられ、且つ第３凹部Ｒと接続している。第１方向Ｄ１から見て、第１延在領域２１１２は、第５辺２１０１と第３凹部Ｒの第１側辺Ｒ１との間に接続されており、第２延在領域２１１３は、第６辺２１０２と第３凹部Ｒの第２側辺Ｒ２との間に接続されている。他の幾つかの実施例では、図１０Ｂに示したように、第１方向Ｄ１から見て、第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３は、それぞれ、第３方向Ｄ３において、第３凹部Ｒから離間してもよい。第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３とを設けることで、第１導電材料層２１１に第１凹部２１１０を設けることに起因する当該位置の厚みの減少を補うことができ、電気化学装置１００の全体厚みをより均一にすることができる。なお、第１層５０を設ける場合、第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３の存在も、第１層５０と第１導電材料層２１１との接触面積を増やして、第１層５０にシワが発生するリスクを低減することができる。なお、通常、電極シートの調製プロセスは、正負極スラリー攪拌、電極シートの塗布、電極シートのロールプレス、電極シートの分割等の工程を含む。本願は、第１エリア２１００に第３凹部Ｒを設け、且つ第１導電材料エリア２１１１が第３凹部Ｒに向かって延びて、第１延在領域２１１２及び第２延在領域２１１３を形成しているので、電極シートを分断（第３方向Ｄ３に沿って電極シートを切断）する際に、切欠きにおける電極シートの厚みが均一であるため、切欠きにおける電極シートの波打ちエッジの発生リスクを低減するのに有利である。区別を容易にするために、図９、図１０Ａでは、第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３とを、第１導電材料層２１１の他の領域に比べて異なる充填形態として示している。しかしながら、これは、第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３とは、第１導電材料層２１１の他の領域と比較して異なる活性材料を用いて形成されていることを意味するものではなく、両者の間には明らかな限界がない。
【0093】
さらに、第１延在領域２１１２の第３方向Ｄ３におけるサイズをＷ１、第２延在領域２１１３の第３方向Ｄ３におけるサイズをＷ２と定義し、（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ１≧２０％である。ここで、（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ１は、第３方向Ｄ３における第３凹部Ｒのサイズ比率を反映しており、（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ１が大きいほど第３凹部Ｒのサイズ比率は小さくなる。したがって、（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ１の比を限定することにより、第３凹部Ｒを設けることによって第１エリア２１００の放熱可能な面積が減少することが改善される。図９及び図１０Ａに示すように、幾つかの実施例では、第３方向Ｄ３において、第３凹部Ｒが第１エリア２１００のほぼ中間の位置に設けられているため、Ｗ１もＷ２にほぼ等しい。また、別の実施例では、第３凹部Ｒは、第１エリア２１００の一方側に偏っていてもよい。
【0094】
本実施形態の第１導電材料エリア２１１１が第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３とをさらに有するため、第１層５０に覆われる第１導電材料エリア２１１１のサイズを限定する必要があれば、幾つかの実施例において、第１エリア２１００の第２方向Ｄ２における第３端辺２１０４と第８辺５１との間の距離をＬ１、第７辺２１０３と第８辺５１との間の距離をＬ３と定義するほかに、第１層５０に覆われる第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３とのサイズをさらに限定してもよい。そこで、第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３との第２方向Ｄ２におけるサイズが同じで且つ共にＬ２であり、（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１≦３０％とすることをさらに定義する。（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１を規定することで、第２方向Ｄ２において、第１層５０に覆われた第１導電材料エリア２１１１のサイズが小さくなる。即ち、第１層５０により覆われた、容量機能を果たさない活性材料が少なくなり、第１層５０による電気化学装置２００の容量への影響が小さくなる。
【0095】
図１０Ｅに示すように、別の実施例では、第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３との第２方向Ｄ２におけるサイズが異なる。具体的には、第１延在領域２１１２の第２方向Ｄ２におけるサイズはＬ２であり、第２延在領域２１１３の第２方向Ｄ２におけるサイズはＬ２’である。このとき、（０．５Ｌ２＋０．５Ｌ２’＋Ｌ３）／Ｌ１≦３０％と限定してもよい。図９及び図１０Ａに示すように、幾つかの実施例では、第３方向Ｄ３において、第１延在領域２１１２と第１導電板３０との間の距離はＷ３であり、第２延在領域２１１３と第１導電板３０との間の距離はＷ４であり、Ｗ１＞Ｗ３、Ｗ２＞Ｗ４である。これにより、第３凹部Ｒの第３方向Ｄ３におけるサイズの比率が小さくなり、第３凹部Ｒを設けることによって第１エリア２１００の放熱可能な面積が小さくなることが改善される。図９及び図１０Ａに示すように、幾つかの実施例では、Ｗ１はＷ２に略等しく、Ｗ３はＷ４に略等しい。
【0096】
図９及び図１０Ａに示すように、幾つかの実施例では、第３方向Ｄ３において、第１延在領域２１１２は第９辺２１１４を含み、第２延在領域２１１３は第１０辺２１１５を含む。第９辺２１１４は、第１延在領域２１１２の内縁であり、第９辺２１１４の両端は、第１側辺Ｒ１と第５辺２１０１とに接続されている。第１０辺２１１５は、第２延在領域２１１３の内縁であり、第１０辺２１１５の両端は、それぞれ第２側辺Ｒ２及び第６辺２１０２に接続されている。即ち、第１方向Ｄ１から見て、第１エリア２１００は第９辺２１１４と第１０辺２１１５とを接続している。第９辺２１１４と第１０辺２１１５とは、直線状である。
【0097】
図１１及び図１２に示すように、更に幾つかの実施例では、第９辺２１１４及び第１０辺２１１５は、第１エリア２１００から離れて外側に突出する弧状であってもよい。この場合、第９辺２１１４の一端は第１側辺Ｒ１に接続されており、図１０に示した実施例に比べて、第９辺２１１４の第５辺２１０１が接続される他端部は、第２方向Ｄ２の逆方向に下へ移動可能である。これと同時に、第９辺２１１４の両端部の間に位置する領域は、第９辺２１１４が弧状をなすように、第１エリア２１００から離れて外側に凸状を呈する。同様に、第１０辺２１１５の一端は第２側辺Ｒ２に接続されているが、図１０に示した実施例に比べて、第１０辺２１１５の第六辺２１０２と接続する他端部は、第二方向Ｄ２の逆方向に沿って下へ移動可能である。これと同時に、第１０辺２１１５が弧を描くように、第１０辺２１１５の両端部の間に位置する領域は第一領域２１００から離れて外側に凸状を呈する。
【0098】
幾つかの実施例では、第２方向Ｄ２において、第１延在領域２１１２と第２延在領域２１１３とのサイズは共にＬ２であり、第９辺２１１４と第４辺３１０４との間の距離はＬ４であり、Ｌ２＜Ｌ４である。ここで、Ｌ４は、第９辺２１１４の第１側辺Ｒ１に接続される端部と第４辺３１０４との間の距離を表す。Ｌ４は、第１エリア２１００の第１導電板３０の第４辺３１０４側から露出した長さを反映しており、Ｌ２＜Ｌ４、つまり、Ｌ４が相対的に大きいことを規定することで、第１導電板３０の放熱面積をより大きくし、大電流充電時の温度上昇を小さくする上で有利となる。
【0099】
図１３に示すように、本願のさらに別の実施形態では、電気化学装置３００も提供されているが、電気化学装置２００と異なるところは、第３方向Ｄ３において、第１導電板３０が第１エリア２１００の中間の位置からずれている点にある。この場合、Ｗ３＜Ｗ４である。幾つかの実施例では、Ｗ３＜Ｗ１である。なお、幾つかの実施例では、Ｗ２＜Ｗ４である。
【0100】
ここで、本願の電気化学装置１００（または電気化学装置２００、３００）は、電気化学反応を起こすことができるすべての装置を含む。具体的には、電気化学装置１００は、すべての種類の原電池、二次電池、燃料電池、太陽電池、およびキャパシタ（例えば、スーパーキャパシタ）を含む。オプションとして、電気化学装置１００は、リチウム金属二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウムポリマー二次電池及びリチウムイオンポリマー二次電池を含むリチウム二次電池であってもよい。
【0101】
図１４に示すように、本願の一実施形態は、電気化学装置１００（または電気化学装置２００、３００）を含む電子機器１をさらに提供している。
【0102】
ここで、本願の電気化学装置１００は、様々な分野の電子機器１に適用される。一実施形態では、本願の電子機器１は、ノートパソコン、ペン入力型コンピュータ、モバイルパソコン、電子書籍プレーヤー、携帯電話、携帯型ファクシミリ、携帯型複写機、携帯型プリンター、ヘッドセットステレオイヤホン、ビデオレコーダー、液晶テレビ、ポータブルクリーナー、携帯ＣＤ機、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、計算機、メモリーカード、携帯型レコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、自動車、オートバイ、アシスト自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロボ、カメラ、家庭用大型蓄電池及びリチウムイオンキャパシター等であってもよいが、これらに限定されるものではない。
【0103】
以下、具体的な実施例及び比較例により本願を詳細に説明する。ここで、電気化学装置が電池であることを例として、具体的なテスト方法により、本願について説明する。
【0104】
〔実施例１～４及び比較例１〕
冷間プレス工程を経た第１電極シートにおいて、第１導電材料層にレーザー洗浄方式により第１凹部を形成し、且つ第１エリアが第１凹部に露出するようにする。第１エリアには第３凹部が設けられていない。そして、第１エリアには第１導電板が溶接され、溶接点の数は１つであり、溶接点の面積はＳ２である。Ｔ１、Ｔ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｌ３／Ｌ１の具体的な数値は、それぞれ表１に記録されている。第２電極シート、セパレータ及び電解液などは、通常設計を採用することができる。
冷間プレス工程を経た第１電極シートにおいて、第１導電材料層にレーザー洗浄方式により第１凹部を形成し、且つ第１エリアが第１凹部に露出するようにする。第１エリアには第３凹部が設けられていない。そして、第１エリアには第１導電板が溶接され、溶接点の数は１つであり、溶接点の面積はＳ２である。Ｔ１、Ｔ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、Ｌ３／Ｌ１の具体的な数値は、それぞれ表１に記録されている。第２電極シート、セパレータ及び電解液などは、通常設計を採用することができる。
【0105】
実施例１～４及び比較例１の第１電極シートとセパレータと第２電極シートとを積層して巻回し、ハウジングに置いた後に電解液を注入し、サイズが５．２ｍｍ×６５．４ｍｍ×８２．５ｍｍであり、容量が５．０Ａｈの電池を作製した。その後、各電池に対して急速充電を行い、具体的には、充電の流れは以下の工程を含む。
【0106】
（１）２．０Ｃの定電流で４．２５Ｖまで充電し、定電圧で１．５Ｃまで放電する。（２）５ｍｉｎ静置する。（３）１．５Ｃの定電流で４．３８Ｖまで充電し、定電圧で１．０Ｃまで放電する。（４）５ｍｉｎ静置する。（５）１．０Ｃの定電流で４．４３Ｖまで充電して、定電圧で０．０５Ｃまで放電する。（６）５ｍｉｎ静置する。充電前に、多重測温器を用いて、第１導電板付近の温度がＴ１と測定した。充電完了後、多重測温器を用いて第１導電板付近の温度をＴ２と測定すると、温度上昇Δｔ＝Ｔ２－Ｔ１であり、この結果を表１に記録する。なお、補足説明が必要なのは、電池の充電電流は一般に倍率Ｃで参照され、Ｃは電池容量に対応する数値である。例えば、電池容量が５．０Ａｈの場合、対応する１Ｃは５．０Ａであり、２Ｃは１０．０Ａとなる。
【0107】
【0108】
表１のデータから、比較例１と比較して、実施例１－４の電池の方が放熱係数Ｋ≧３０％を満たすため、急速充電後の電池の温度上昇は小さいことが分かる。また、放熱係数が大きい程、電池の温度上昇が小さくなる。一方、実施例２－３の放熱係数は同じであるが、実施例２ではＬ３／Ｌ１が相対的に小さいため、温度上昇が相対的に低くなる。
【0109】
〔実施例５－１１〕
実施例１－４と異なるところは、実施例５－９において、第１エリアには第３凹部がいずれも設けられており、且つＴ１、Ｔ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１の具体的な数値も異なっており、表２にそれぞれ記録されている点である。
実施例１－４と異なるところは、実施例５－９において、第１エリアには第３凹部がいずれも設けられており、且つＴ１、Ｔ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１の具体的な数値も異なっており、表２にそれぞれ記録されている点である。
【0110】
実施例５と異なるところは、実施例１０－１１の（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１の数値が異なり、表３にそれぞれ記録されている点である。
【0111】
実施例５－９の第１電極シートとセパレ一タと第２電極シートとを積層して卷回し、ハウジングに置いた後に電解液を注入し、サイズが５．４０ｍｍ×８０．３ｍｍ×７０．７ｍｍであり、容量が５．２Ａｈの電池を作製した。その後、各電池に対して急速充電を行う。具体的には、充電の流れは、以下の工程を含む。
【0112】
（１）２．０Ｃの定電流で４．２５Ｖまで充電して、定電圧で１．５Ｃまで放電する。（２）５ｍｉｎ静置する。（３）１．５Ｃの定電流で４．３８Ｖまで充電して、定電圧で１．０Ｃまで放電する。（４）５ｍｉｎ静置する。（５）１．０Ｃの定電流で４．４３Ｖまで充電して、定電圧で０．０５Ｃまで放電する。（６）５ｍｉｎ静置する。充電前後の第１導電板付近の温度上昇Δｔを測定して、結果を表２に記録する。
【0113】
【0114】
表２のデータから、実施例５－９の電池が放熱係数Ｋ≧３０％を満たすため、急速充電後の電池の温度上昇はより小さく、また、放熱係数が大きいほど電池の温度上昇は小さいことが分かる。
【0115】
実施例５、１０－１１の第１電極シートとセパレータと第２電極シートとを積層して巻回し、ハウジングに置いた後に電解液を注入し、サイズが５．２ｍｍ×６５．４ｍｍ×８２．５ｍｍであり、容量が５．０Ａｈの電池を作製した。その後、各電池に対して急速充電を行う。具体的には、充電の流れは、以下の工程を含む。
【0116】
（１）２．０Ｃの定電流で４．０５Ｖまで充電して、定電圧で１．６Ｃまで放電する。（２）５ｍｉｎ静置する。（３）１．６Ｃの定電流で４．２５Ｖまで充電して、定電圧で１．２Ｃまで放電する。（４）５ｍｉｎ静置する。（５）１．２Ｃの定電流で４．３５Ｖまで充電して、定電圧で０．８Ｃまで放電する。（６）５ｍｉｎ静置する。（７）０．８Ｃの定電流で４．４５Ｖまで充電して、定電圧で０．０５Ｃまで放電する。（８）５ｍｉｎ静置する。充電前後の第１導電板付近の温度上昇Δｔを測定して、結果を表３に記録する。
【0117】
【0118】
表３のデータから明らかなように、実施例５、１０－１１の放熱係数が同じであるが、実施例１０に比べて、実施例５、１１は（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１≦３０％を満たすので、温度上昇が相対的に低く、実施例５における（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１の数値が最も小さいので、温度上昇も最も小さい。
【0119】
〔実施例１２～１４〕
実施例５と異なるところは、実施例１２－１４のＴ１、Ｔ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１、（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ１の具体的な数値が異なり、それぞれ表４に記録されている点である。
実施例５と異なるところは、実施例１２－１４のＴ１、Ｔ２、Ｓ１、Ｓ２、Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３、（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１、（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ１の具体的な数値が異なり、それぞれ表４に記録されている点である。
【0120】
実施例５、１２～１４の第１電極シートとセパレー夕と第２電極シートとを積層して卷回し、ハウジングに置いて電解液を注入し、サイズが３．７７ｍｍＸ６２．０ｍｍＸ１４１．０ｍｍであり、容量が５．２Ａｈである電池を作製した。その後、各電池に対して急速充電を行い、具体的には、充電の流れは、次の通りである。（１）１.８Ｃの定電流で４.２Ｖまで充電し、定電圧で０.７Ｃまで放電する。（２）５ｍｉｎ静置する。（３）０.７Ｃの定電流で４.４Ｖまで充電し、定電圧で０.０５Cまで放電する。（４）５ｍｉｎ静置する。充電前後の第１導電板の位置付近の温度上昇ΔＴを測定し、その結果を表４に記録した。
【0121】
【0122】
表４のデータから、実施例１２に比べて、実施例５の放熱係数Ｋと（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１の数値は同じであるが、（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ１の数値が相対的に大きいため、温度上昇が相対的に低いことが分かる。実施例１４に比べて、実施例１３の放熱係数Ｋと（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１の数値は同じであるが、（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ１の数値が相対的に大きいため、温度上昇がさらに低くなる。
【0123】
最後に説明すべきところは、以上の実施例は、本願の技術提案を限定するものではなく、単に本願の技術提案を説明するためのものに過ぎない。好ましい実施形態を参照して本願発明を詳細に説明したが、当業者であれば、本願の保護範囲から逸脱することなく、本願の技術的解決策を修正または均等に置き換えることができることを理解すべきである。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図8D】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図10E】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【手続補正書】
【提出日】2023-09-29
【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】
電極アセンブリと第１導電板とを含み、前記電極アセンブリは巻回構造であり、且つ第１電極シートを含み、
前記第１電極シートは、対向する第１面と第２面とを有する第１導電層と、前記第１面に設けられた第１導電材料層とを含み、前記第１面は第１エリアを含み、前記第１導電材料層は第１導電材料エリアを含み、前記第１導電材料エリアは前記第１凹部の周囲に設けられ、前記第１エリアは前記第１凹部において露出し、前記第１導電板は前記第１エリアと接続され且つ前記第１電極シートから突き出しており、
前記第１導電板は、互いに接続された第３エリアと第４エリアとを含み、前記第３エリアに垂直な方向を第１方向と定義し、前記第１方向において、前記第３エリアの投影は前記第１エリアの投影内に位置し、前記第４エリアの投影は前記第１エリアの投影外に位置し、前記第３エリアは接続エリアを含み、前記第１導電板は前記接続エリアを介して前記第１エリアに接続され、
前記第１方向から見て、前記第３エリアは第１辺、第２辺、第３辺及び第４辺を含み、前記第１辺と前記第２辺は対向し、前記第３辺と前記第４辺は対向し、前記第４辺は前記第４エリアを接続し、前記第１エリアは、第５辺、第６辺及び第７辺を含み、前記第３エリアの延在方向を第２方向として定義すると、前記第２方向において、前記第７辺と前記第３辺は順に配置され、第３方向において、前記第５辺、前記第１辺、前記第２辺、及び前記第６辺は順に設けられ、前記第１方向、前記第２方向及び前記第３方向は互いに対して垂直であり、
前記第３エリアの前記第３方向における寸法をＴ１とし、前記第３エリアの前記第２方向における寸法をＴ２とし、前記第３エリアの前記第１方向における投影の面積をＳ１とし、前記接続エリアの前記第１方向における投影の面積をＳ２とし、前記第１辺と前記第５辺との間の距離をＪ１とし、前記第２辺と前記第６辺との間の距離をＪ２とし、前記第３辺と前記第７辺との間の距離をＪ３として定義すると、Ｓ２/Ｓ１＋（Ｊ１＋Ｊ２＋Ｊ３）/（Ｔ１＋Ｔ２）≧３０％であり、
前記第1エリアの前記第２方向での縁には第３凹部が設けられ、前記第1導電材料エリアは、前記第３凹部に向かって延在するように形成された第１延在領域と第２延在領域とを含み、前記第１方向から見ると、前記第１延在領域と前記第２延在領域は、前記第３凹部の両側に設けられていることを特徴とする電気化学装置。
【請求項2】
前記第１電極シートは、前記第２面に設けられる第２導電材料層をさらに含み、前記第２面は第２エリアを含み、前記第２導電材料層は、第２導電材料エリアを含み、前記第２導電材料エリアは、前記第２凹部の周囲に設けられ、前記第２エリアは前記第２凹部に露出し、前記第１方向において、前記第１エリアの投影と前記第２エリアの投影とは少なくとも部分的に重なることを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項3】
前記電気化学装置は、前記第３エリアと接着される第１層をさらに含み、前記第１層は絶縁材料を含み、前記第１方向において、前記第３エリアの投影は前記第１層の投影内に位置することを特徴とする請求項２に記載の電気化学装置。
【請求項4】
前記第１層はさらに前記第１導電材料エリアに接着され、前記第１方向において、前記第１エリアの投影は前記第１層の投影内に位置することを特徴とする請求項３に記載の電気化学装置。
【請求項5】
前記電気化学装置は、絶縁材料を含有する第２層をさらに含み、前記第２層は、前記第２導電材料エリアに接着され、前記第１方向において、前記第２エリアの投影は、前記第２層の投影内に位置することを特徴とする請求項４に記載の電気化学装置。
【請求項6】
前記第１方向から見ると、前記第１層は第８辺を含み、前記第２方向において、前記第７辺は前記第８辺と前記第３辺との間に設けられ、前記第１エリアの前記第２方向における縁と前記第８辺との間の距離をＬ１とし、前記第７辺と前記第８辺との間の距離をＬ３として定義すると、Ｌ３／Ｌ１≦３０％となることを特徴とする請求項４に記載の電気化学装置。
【請求項7】
前記第１方向から見ると、前記第１層は第８辺を含み、前記第２方向において、前記第７辺は前記第８辺と前記第３辺との間に設けられ、
前記第１エリアの前記第２方向における縁と前記第８辺との間の距離をＬ１とし、前記第１延在領域と前記第２延在領域との前記第２方向における寸法が同じで且ついずれもＬ２であり、前記第７辺と前記第８辺との間の距離をＬ３として定義すると、（Ｌ２＋Ｌ３）／Ｌ１≦３０％であることを特徴とする請求項４に記載の電気化学装置。
【請求項8】
前記第１延在領域の前記第３方向における寸法をＷ１とし、前記第２延在領域の前記第３方向における寸法をＷ２として定義すると、（Ｗ１＋Ｗ２）／Ｔ１≧２０％であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項9】
前記第１延在領域の前記第３方向における寸法をＷ１とし、前記第２延在領域の前記第３方向における寸法をＷ２とし、前記第１延在領域と前記第１導電板との前記第３方向における距離をＷ３とし、前記第２延在領域と前記第１導電板の前記第３方向における距離をＷ４として定義すると、以下の条件の少なくとも１つを満たし、Ｗ３＜Ｗ１；Ｗ２＜Ｗ４；Ｗ３＜Ｗ４
ことを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項10】
前記第３方向において、前記第１延在領域と前記第２延在領域はそれぞれ第９辺と第１０辺とを含み、前記第１エリアは前記第９辺と前記第１０辺とを接続し、前記第９辺と前記第１０辺は直線状または円弧状であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項11】
前記第２方向において、前記第１延在領域及び/又は前記第２延在領域のサイズはＬ２であり、前記第９辺と前記第４辺との間の距離はＬ４であると、Ｌ２＜Ｌ４であることを特徴とする請求項１０に記載の電気化学装置。
【請求項12】
Ｌ１の範囲は１０ｍｍ～５０ｍｍであることを特徴とする請求項６または７に記載の電気化学装置。
【請求項13】
前記電気化学装置はさらに、第３層と第４層とを含み、前記第３層と前記第４層はいずれも絶縁材料を含み、前記第１方向において、前記第１層は前記第１導電板と前記第３層との間に設けられ、前記第２層は前記第１導電板と前記第４層との間に設けられることを特徴とする請求項５に記載の電気化学装置。
【請求項14】
前記電極アセンブリは、第２電極シートをさらに含み、前記第３層または前記第４層のうちの少なくとも一方は、前記第２電極シートに接着されることを特徴とする請求項１３に記載の電気化学装置。
【請求項15】
前記第２方向において、前記第１層又は前記第２層のうちの少なくとも一方の縁は、前記第１電極シートの縁を超えることを特徴とする請求項５に記載の電気化学装置。
【請求項16】
前記接続エリアは前記第１エリアに溶接され、前記接続エリアは複数の溶接点を含み、前記面積Ｓ２は複数の前記溶接点の前記第１方向における投影の面積の和であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項17】
前記電極アセンブリは、第２電極シートとセパレータとをさらに含み、前記第１電極シート、前記セパレータ及び前記第２電極シートが積層して巻取されて前記電極アセンブリを形成し、巻取方向において、前記電極アセンブリは、順に接続された第１セグメント、第１折曲セグメント、第２セグメント及び第２折曲セグメントを含み、前記第１導電板は、前記第１セグメントに位置することを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項18】
前記電気化学装置は、ハウジングをさらに含み、
前記ハウジングは、前記電極アセンブリを収容するための本体部と、前記本体部に接続されたエッジバンドとを含み、前記エッジバンドはポリマー層を含み、前記第４エリアは前記ポリマー層を経由して前記ハウジングから突き出すことを特徴とする請求項１に記載の電気化学装置。
【請求項19】
請求項１から１８のいずれか一項に記載の電気化学装置を含むことを特徴とする電子装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0029】
【図1】本願の一実施形態に係る電気化学装置の全体構成を示す模式図である。
【図9】本開示の他の実施形態に係る電気化学装置における第１電極シートと第１導電板との接続箇所の正面図である。
【図11】他の実施形態における第１電極シートと第１導電板との接続箇所の正面図である。
【図13】本願のさらに他の実施形態に係る電気化学装置における第１電極シートと第１導電板との接続箇所の正面図である。
【図14】本願の一実施形態に係る電子装置の全体構成を示す図である。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0039】
ここで、第１セグメント２０１は第１外面２０１ａを有し、第２セグメント２０３は第２外面２０３ａを有する。電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第１セグメント２０１と電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第１折曲セグメント２０２との接続箇所は、第１端２０５となる。第１端２０５は、図３Ａにおける第１折曲セグメント２０２の最も右側の折曲辺の巻取方向Ｄにおける開始部分である。また、第１端２０５も、電極アセンブリ２０の最も内部且つ右側に位置する折曲辺が第１方向Ｄ１において延びて形成された破線Ｂ－Ｂと第１外面２０１ａとが交わる部分である。電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第１折曲セグメント２０２と電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第２セグメント２０３との接続箇所は、第２端２０６となる。第２端２０６は、図３Ａにおける第１折曲セグメント２０２の最も右側の折曲辺の巻取方向Ｄにおける終端部分である。また、第２端２０６も、電極アセンブリ２０の最も内側且つ右側に位置する折曲辺が第１方向Ｄ１において延びて形成された破線Ｂ－Ｂと第２外面２０３ａとが交わる部分である。電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第２セグメント２０３と電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第２折曲セグメント２０４との接続箇所は、第３端部２０７となる。第３端部２０７は、図３Ａにおける第２折曲セグメント２０４の最も左側の曲線の巻取方向Ｄにおける開始部分である。また、第３端部２０７も、電極アセンブリ２０の最も内側且つ左側に位置する折曲辺が第１方向Ｄ１において延びて形成された破線Ａ－Ａと第２外面２０３ａとが交わる部分である。電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第２折曲セグメント２０４と電極アセンブリ２０の最も外側に位置する第１セグメント２０１との接続箇所は、第４端部２０８となる。第４端部２０８は、図３Ａにおける第２折曲セグメント２０４の最も左側の曲線の巻取方向Ｄにおける終端部分である。また、第４端部２０８も、電極アセンブリ２０の最も内側且つ左側に位置する折曲辺が第１方向Ｄ１において延びて形成された破線Ａ－Ａと第１外面２０１ａとが交わる部分である。第１方向Ｄ１では、第１端２０５と第２端２０６とが整列し、第３端２０７と第４端２０８とが整列している。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0040】
図３Ａ、図４及び図５を併せて参照すると、第１電極シート２１は、第１導電層２１０と、第１導電材料層２１１と、第２導電材料層２１２とを含む。第１導電層２１０は、第１方向Ｄ１において対向する第１面２１０ａと第２面２１０ｂとを含む。第１導電材料層２１１は第１面２１０ａに設けられ、第２導電材料層２１２は第２面２１０ｂに設けられている。第２電極シート２２は、第２導電層２２０と、第３導電材料層２２１と、第４導電材料層２２２とを含む。第２導電層２２０は、第１方向Ｄ１において対向する第３面２２０ａと第４面２２０ｂとを含む。第３導電材料層２２１は第３面２２０ａに設けられ、第４導電材料層２２２は第４面２２０ｂに設けられている。第２導電材料層２１２と第３導電材料層２２１とは、第１方向Ｄ１においてセパレータ２３を介して対向している。幾つかの実施例では、図３Ａに示すように、積層して巻取された後、第１導電層２１０の第１面２１０ａは巻取中心軸Ｃから離れ、第２面２１０ｂは巻取中心軸Ｃに向かっている。第２導電層２２０の第３面２２０ａは巻取中心軸Ｃから離れており、第４面２２０ｂは巻取中心軸Ｃに向いている。他の実施例では、第１導電層２１０の第１面２１０ａは巻取中心軸Ｃに向かい、第２面２１０ｂは巻取中心軸Ｃから離れていてもよい。このとき、第２導電層２２０の第３面２２０ａは巻取中心軸Ｃに向かっており、第４面２２０ｂは巻取中心軸Ｃから離れている。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0049】
電気化学装置２００は、電極アセンブリ２０と、第１導電板３０とを備える。電極アセンブリ２０は、第１電極シート２１を含む。第１電極シート２１は、第１導電層２１０と、第１導電材料層２１１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】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0052】
第１導電板３０は、第１導電層２１０の第１面２１０ａに設けられ、第１導電材料層２１１から離れており、第１方向Ｄ１に沿って見るときに第３凹部Ｒと重なりを有する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0053】
前述の電気化学装置において、第１方向Ｄ１に沿って見るときに、第１導電材料層２１１は、第２端辺２１１ａと第３凹部Ｒのエッジとに繋がる部分を含む。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0055】
前述の電気化学装置において、第一方向Ｄ１に沿って見るときに、第３方向Ｄ３において、第１導電材料層２１１は、第１側辺Ｒ１から離間し且つ第１導電板３０に対向する第５辺２１０１を含む。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0056】
前述の電気化学装置において、第１導電材料層２１１は、第１側辺Ｒ１と第５辺２１０１とに接する第９辺２１１４を含む。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0058】
前述の電気化学装置において、第１方向Ｄ１に沿って見るときに、第１導電材料層２１１は、第２端辺２１１ａと第３凹部Ｒとに接する部分を含む。また、第１方向Ｄ１に沿って見るときに、第２方向Ｄ２に直交する第３方向Ｄ３において、第２端辺２１１ａと接し且つ第１導電板３０に対向する第２側辺Ｒ２と、第２側辺Ｒ２から離間し且つ第１導電板３０に対向する第６辺２１０２とをさらに含む。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0059】
前述の電気化学装置において、第１導電材料層２１１は、第２側辺Ｒ２と第６辺２１０２とに接する第１０辺２１１５を含む。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0064】
前述の電気化学装置において、電極アセンブリ２０は、第１導電板３０の一部及び第１側辺Ｒ１を少なくとも覆い、且つ絶縁性材料を有する第１層５０を含む。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0065】
図７及び図８Ａに示すように、第１導電板３０は、第３エリア３１と、第３エリア３１と接続される第４エリア３２とを含む。第１方向Ｄ１において、第３エリア３１の投影は第１エリア２１００の投影内に位置し、即ち、第３エリア３１の投影は第１エリア２１００の投影の少なくとも一部に重なっており、第４エリア３２の投影は第１エリア２１００の投影外に位置している。図１に示すように、第４エリア３２は、ハウジング１０から突き出している。図１及び図３Ｂを参照して、電気化学装置１００がソフトパック電池であるときに、第４エリア３２は、エッジバンド１２内のポリマー層１３４からハウジング１０を突出する。幾つかの実施例では、エッジバンド１２が位置する面は、第１壁１１１が位置する面に対して垂直である。このとき、第２方向Ｄ２は、第３エリア３１の延在方向だけでなく、第１導電板３０の全体の延在方向と定義されてもよい。しかしながら、別の実施例では、エッジバンド１２を第１壁１１１まで折り返すことにより、電気化学装置１００の第２方向Ｄ２におけるサイズを小さくして、スペース利用率とエネルギー密度を高めることができる。このとき、第２方向Ｄ２は第３エリア３１の延在方向であるが、エッジバンド１２内に位置する第４エリア３２の延在方向は第２方向Ｄ２に対して垂直である。
【手続補正14】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0068】
図７及び図８Ａに示すように、第１方向Ｄ１から見て、第３エリア３１は略矩形であってもよい。第３エリア３１は、第１辺３１０１と、第２辺３１０２と、第３辺３１０３と、第４辺３１０４とを含む。第１辺３１０１と第２辺３１０２は、第３方向Ｄ３において対向している。第３辺３１０３と第４辺３１０４は、第２方向Ｄ２において対向している。第３辺３１０３は、第１辺３１０１と第２辺３１０２とが接続する両端部を接続している。第４辺３１０４は、第１辺３１０１と第２辺３１０２とが接続する両端部を接続している。そして、第４辺３１０４は、第３エリア３１と第４エリア３２との境界線である。幾つかの実施例では、第１辺３１０１と第２辺３１０２はそれぞれ第２方向Ｄ２に沿って延び、第３辺３１０３と第４辺３１０４はそれぞれ第３方向Ｄ３に沿って延びる。
【手続補正15】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0069】
第１エリア２１００は、第５辺２１０１と、第６辺２１０２と、第７辺２１０３とを含む。第５辺２１０１と第６辺２１０２とは、第３方向Ｄ３で対向している。第７辺２１０３は、第５辺２１０１と第６辺２１０２とが接続する両端部を接続している。第１方向Ｄ１から見て、第７辺２１０３は、第１エリア２１００の第２方向Ｄ２における第３端辺２１０４と対向している。第１凹部２１１０は三次元構造であることが理解されるが、第１方向Ｄ１から見ると、第１凹部２１１０は順次に連なる複数の辺（図示せず）を含む。そして、第１方向Ｄ１から見て、第１エリア２１００の第５辺２１０１、第６辺２１０２及び第７辺２１０３のそれぞれは、第１凹部２１１０の辺と重なっている。幾つかの実施例では、第５辺２１０１と第６辺２１０２はそれぞれ第２方向Ｄ２に沿って延び、第７辺２１０３は第３方向Ｄ３に沿って延びる。第２方向Ｄ２において、第７辺２１０３と第３辺３１０３はこの順に設けられており、且つ第７辺２１０３と第３辺３１０３は少なくとも部分的に対向している。幾つかの実施例では、第７辺２１０３と第３辺３１０３とは、互いに平行であってもよい。第３方向Ｄ３において、第５辺２１０１、第１辺３１０１、第２辺３１０２及び第６辺２１０２はこの順に配置され、且つ第５辺２１０１と第１辺３１０１とは少なくとも部分的に対向し、第２辺３１０２と第６辺２１０２とは少なくとも部分的に対向する。幾つかの実施例において、第５辺２１０１、第１辺３１０１、第２辺３１０２及び第６辺２１０２は、互いに平行であってもよい。
【手続補正16】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0086】
図４に示すように、幾つかの実施例において、電気化学装置１００は、第３層７０と第４層８０とを含んでもよい。第３層７０と第４層８０とは、共に絶縁材料を含んでいる。第１方向Ｄ１において、第１層５０は第１導電板３０と第３層７０との間に設けられ、第２層６０は第１導電板３０と第４層８０との間に設けられている。第３層７０と第４層８０は、第１凹部２１１０と第２凹部２１２０における電極シートの厚みの減少を更に補償し得る。また、接続エリア３１１のバリやはんだ痕がセパレータ２３を突き刺した後に、この部分のバリやはんだ痕を第３層７０が覆うことができ、ショートのリスクがさらに低減される。第１電極シート２１が正極シートであり且つ第２電極シート２２が負極シートである場合、第１方向Ｄ１において、第３層７０の投影は第１層５０の投影内に位置する（即ち、第１方向Ｄ１において、第３層７０の端部は第１層５０の端部を越えていない）。これにより、第１方向Ｄ１において第１層５０の周りに位置する部分の第１導電材料層２１１から脱離したリチウムイオンは、第３導電材料層２２１によって十分に受け入れられ、過剰なリチウムイオンが蓄積してリチウムデンドライトが発生するリスクを低減し、安全性を高めた。同様に、第１方向Ｄ１において、第４層８０の投影は、第２層６０の投影内に位置する（即ち、第１方向Ｄ１において、第３層７０の端部が第１層５０の端部を超えていない）。これにより、第１方向Ｄ１において第２層６０の周りに位置する部分の第２導電材料層２１２から脱離したリチウムイオンが第４導電材料層２２２によって十分に受け入れられ、過剰なリチウムイオンが蓄積してリチウムデンドライトが発生するリスクを低減し、安全性を高めた。幾つかの実施例において、第３層７０と第４層８０とは、それぞれ、片面ゴム、両面ゴム、またはセラミックコートであってもよい。
【国際調査報告】