(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】2024-04-16
(54)【発明の名称】電池及び電気デバイス
(51)【国際特許分類】
H01M 50/184 20210101AFI20240409BHJP
H01M 10/04 20060101ALI20240409BHJP
H01M 10/0585 20100101ALI20240409BHJP
H01M 10/0587 20100101ALI20240409BHJP
H01M 50/105 20210101ALI20240409BHJP
H01M 50/178 20210101ALI20240409BHJP
H01M 10/052 20100101ALI20240409BHJP
【ＦＩ】
H01M50/184 C
H01M10/04 W
H01M10/04 Z
H01M10/0585
H01M10/0587
H01M50/105
H01M50/178
H01M10/052
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023564035
(86)(22)【出願日】2022-01-05
(85)【翻訳文提出日】2023-10-18
(86)【国際出願番号】 CN2022070357
(87)【国際公開番号】W WO2023130268
(87)【国際公開日】2023-07-13
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513054978
【氏名又は名称】寧徳新能源科技有限公司
【氏名又は名称原語表記】Ｎｉｎｇｄｅ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１ Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ， Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ， Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ， Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ， Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， ３５２１００， Ｐｅｏｐｌｅ’ｓ Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100166338
【弁理士】
【氏名又は名称】関口 正夫
(72)【発明者】
【氏名】楊 洪戦
【テーマコード（参考）】
5H011
5H028
5H029
【Ｆターム（参考）】
5H011AA09
5H011CC02
5H011CC06
5H011CC10
5H011EE04
5H011FF04
5H011GG09
5H011HH02
5H028AA05
5H028CC02
5H028CC07
5H028CC08
5H028CC12
5H028HH05
5H029AJ14
5H029AK03
5H029AL06
5H029BJ04
5H029BJ12
5H029BJ14
5H029DJ05
5H029EJ01
5H029EJ12
(57)【要約】
本発明にかかる実施例の目的は、電池および電気デバイスを提供することにある。電池は積層体、第１導電部、第２層及びハウジングを含み、その中、前記積層体は第１導電層と、第２導電層と、前記第１導電層と前記第２導電層との間に設置され且つ絶縁材料を含む第１層と、を含み、前記第１導電部は前記第１導電層に電気的に接続され、且つ前記第１導電部は前記積層体から離れる第１方向に沿って延び、前記ハウジングは前記積層体を被覆し、且つ前記ハウジングは前記第１導電部及び前記第２層の一部を被覆し、前記第１方向及び前記第２方向に垂直する第３方向に沿って見ると、前記第２層は、前記第１導電部と重なる第１領域、及び前記第１導電部と離れる第２領域を含み、前記第１方向において、前記第２領域は前記ハウジングに向けて凹む第１凹部を有する。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１導電層と、第２導電層と、前記第１導電層と前記第２導電層との間に設置され且つ絶縁材料を含む第１層とを、含む積層体と、前記第１導電層に電気的に接続され、且つ前記積層体から離れる第１方向に沿って延びる第１導電部と、
前記第１導電部に接続され、且つ前記第１方向に垂直する第２方向において前記第１導電部と離れる位置まで延びる第２層と、
前記積層体を被覆し、且つ前記第１導電部及び前記第２層の一部を被覆するハウジングと、を含み、
前記第１方向及び前記第２方向に垂直する第３方向に沿って見ると、前記第２層は、前記第１導電部と重なる第１領域、及び前記第１導電部と離れる第２領域を含み、前記第１方向において、前記第２領域は前記ハウジングに向けて凹む第１凹部を有する、
電池。
【請求項2】
前記第２方向において、前記第２層は、前記第１領域内に位置し、且つ前記第１方向において前記ハウジングと離れる第１端点と、
前記第２領域内に位置し、前記第１方向において前記ハウジングと離れ、且つ前記第１方向において前記ハウジングから最も遠い第２端点と、
前記第２領域内に位置し、前記第１方向において前記ハウジングと離れ、且つ前記第１方向において前記ハウジングから最も近い第３端点と、を含み、
前記第１端点は前記第１領域と前記第２領域との境界に位置し、且つ前記第２方向において、前記第３端点は前記第１端点と前記第２端点との間に位置する、
請求項１に記載の電池。
【請求項3】
前記第１方向において、前記ハウジングから前記第１端点までの第１距離は、前記ハウジングから前記第２端点までの第２距離よりも短い、請求項２に記載の電池。
【請求項4】
前記第１距離はＤ１であり、前記第２距離はＤ２であるとき、Ｄ１とＤ２は、Ｄ２＞Ｄ１＞１／３Ｄ２を満たす、請求項３に記載の電池。
【請求項5】
前記第１距離の範囲は０.１ｍｍ～２.５ｍｍであり、前記第２距離の範囲は０.２ｍｍ～３.０ｍｍである、請求項３に記載の電池。
【請求項6】
第３方向に沿って見ると、前記第１凹部は、前記第２領域における、前記第１端点および前記第３端点を接続する第１端辺と、前記第２端点および前記第３端点を接続する第２端辺とを含み、前記第３方向が前記第１方向及び前記第２方向に垂直する、請求項３に記載の電池。
【請求項7】
前記第１方向において、前記第１端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第１凸部を含む、請求項６に記載の電池。
【請求項8】
前記第１方向において、前記第１端辺は前記ハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第２凹部を含む、請求項６に記載の電池。
【請求項9】
前記第１端辺は直線である、請求項６に記載の電池。
【請求項10】
前記第１方向において、前記第２端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第２凸部を含む、請求項６に記載の電池。
【請求項11】
前記第１方向において、前記第２端辺はハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第３凹部を含む、請求項６に記載の電池。
【請求項12】
前記第２端辺は直線である、請求項６に記載の電池。
【請求項13】
前記第２層は前記第２方向おいて前記第１導電部から最も遠い、且つ前記ハウジングと接する第４端点を含む、請求項６に記載の電池。
【請求項14】
前記第２方向において前記第１端点から前記第３端点までの第３距離は前記第２方向において前記第２端点から前記第４端点までの第４距離より大きい、請求項１３に記載電池。
【請求項15】
前記第１距離はＤ１であり、前記第２距離はＤ２であり、前記第３距離はＤ３であり、前記第４距離はＤ４であるとき、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４は、Ｄ３＋Ｄ４＜Ｄ１＜Ｄ２を満たす、請求項１４に記載の電池。
【請求項16】
前記第３距離の範囲は０.１ｍｍ～２ｍｍであり、前記第４距離の範囲は０.１ｍｍ～２ｍｍである、請求項１４に記載の電池。
【請求項17】
前記第２方向に沿って、前記第２端点が前記第４端点と前記第３端点との間に位置する、請求項１４に記載の電池。
【請求項18】
前記第３方向に沿って見ると、前記電池は前記第２端点および前記第４端点を接続する第３端辺をさらに含む、請求項１３に記載の電池。
【請求項19】
前記第１方向において、前記第３端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第３凸部を有する、請求項１８に記載電池。
【請求項20】
前記第１方向において、前記第３端辺はハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第４凹部を有する、請求項１８に記載の電池。
【請求項21】
前記第３端辺は直線である、請求項１８に記載の電池。
【請求項22】
前記積層体は軸方向巻回構造又は積層構造である、請求項１～２１のいずれか１項に記載の電池。
【請求項23】
請求項１～２１のいずれか１項に記載された電池を含む電気デバイスであって、前記電池は前記電気デバイスに電力を提供するためのものである、
電気デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は電気化学装置の技術分野に関し、特に電池及び電気デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
エネルギー密度が高く、サイクル数が多く、保存時間が長いなどの特徴があるため、リチウムイオン電池などの二次電池は電動車、電気自動車、スマートストレージデバイス、無人機などの電気デバイスに広く用いられている。
【0003】
相関技術では、電池の体積を小さくするために、タブを電池ハウジングの方向に向けて折り曲げる。タブが折り曲げられた後に、反発などの現象が起こりやすく、電池の信頼性に影響を与える。
【発明の概要】
【0004】
本発明にかかる実施例の目的は電池および電気デバイスを提供し、タブ構造を改善することにより、タブの根元部の折り曲げ応力を低減して、電池の信頼性を向上する。
【0005】
第１の方面の本発明の実施例は電池を提供し、電池は積層体、第１導電部、第２層及びハウジングを含み、その中、前記積層体は第１導電層と、第２導電層と、前記第１導電層と前記第２導電層との間に設置され且つ絶縁材料を含む第１層とを、含み、前記第１導電部は前記第１導電層に電気的に接続され、且つ前記第１導電部は前記積層体から離れる第１方向に沿って延び、前記ハウジングは前記積層体を被覆し、且つ前記ハウジングは前記第１導電部及び前記第２層の一部を被覆し、前記第１方向及び前記第２方向に垂直する第３方向に沿って見ると、前記第２層は、前記第１導電部と重なる第１領域、及び前記第１導電部と離れる第２領域を含み、前記第１方向において、前記第２領域は前記ハウジングに向けて凹む第１凹部を有する。
【0006】
本発明の実施例が提供する電池では、電池は積層体に接続される第１導電部、及び第１導電部の一部を被覆する第２層を有し、且つ、第２層は、第１導電部と重なる第１領域、及び第２方向において第１領域の一方側に位置する第２領域を含む。第２領域のハウジングから離れる一方側に第１凹部を有する。第２領域には第１凹部を有するため、第１導電部が折り曲げられると、第１凹部によって第１導電部の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第１導電部の根元部の折り曲げ応力を低減し、第１導電部の反発の程度及び確率を低減する。また、第１導電部が回路基板に接続されると、第１導電部と回路基板との接続の安定性を向上することができ、さらに電池の信頼性を向上する。
【0007】
本発明の実施例にかかる電池によれば、以下のような付加の技術的特徴を有してもよい。
【0008】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第２方向において、前記第２層は第１端点、第２端点及び第３端点を含み、前記第１端点は前記第１領域内に位置し、且つ前記第１端点は前記第１方向において前記ハウジングと離れ、前記第２端点は前記第２領域内に位置し、前記第２端点は前記第１方向において前記ハウジングと離れ、且つ前記第１方向において前記ハウジングから最も遠く、前記第３端点は前記第２領域内に位置し、前記第３端点は前記第１方向において前記ハウジングと離れ、且つ前記第１方向において前記ハウジングから最も近く、前記第１端点は前記第１領域と前記第２領域との境界に位置し、且つ前記第２方向において、前記第３端点は前記第１端点と前記第２端点との間に位置する。
【0009】
本発明にかかる実施例では、第１端点、第３端点及び第２端点を順に接続する後に、それらが位置する平面は第１凹部を形成でき、第１凹部によって第１導電部の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第１導電部の根元部の折り曲げ応力を低減し、第１導電部の反発の程度及び確率を低減する。また、第１導電部が回路基板に接続されると、第１導電部と回路基板との接続の安定性を向上することができ、さらに電池の信頼性を向上する。
【0010】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第１方向において、前記ハウジングから前記第１端点までの第１距離は、前記ハウジングから前記第２端点までの第２距離よりも短い。第１端点が第１領域に位置する。第１領域は第２層の一部である。第２層は電池を溶融ヒートシールするためのものである。第２層は一般的にタブゲル樹脂層である。このように設置されると、第１領域の面積を低減することに有利であり、それにより、第１領域の面積が大きすぎることによって第１導電部の折り曲げの難易度が増加するなどの状況が発生する確率を下げる。
【0011】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第１距離はＤ１であり、前記第２距離はＤ２であるとき、Ｄ１とＤ２は、Ｄ２＞Ｄ１＞１／３Ｄ２を満たす。第１距離Ｄ１はＤ２より小さく、即ち、第２領域の第１方向に沿う最大の高さは、第２領域が第１領域と接する一方側の高さより大きく、第１導電部の根元部の折り曲げ応力を低減することに有利であり、第１導電部の反発の程度及び確率を低減する。また、第１導電部が回路基板に接続されると、第１導電部と回路基板との接続の安定性を向上することができ、さらに電池の信頼性を向上する。また、第１距離Ｄ１が１／３Ｄ２より大きくすると、第１距離が小さすぎることによって第２層と電池とのパッケージ溶融が不良になる確率を低減することができる。
【0012】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第１距離の範囲は０.１ｍｍ～２.５ｍｍであり、前記第２距離の範囲は０.２ｍｍ～３.０ｍｍである。
【0013】
本発明にかかるいくつかの実施例では、第３方向に沿って見ると、前記第１凹部は、前記第２領域における、前記第１端点および前記第３端点を接続する第１端辺と、前記第２端点および前記第３端点を接続する第２端辺とを含み、前記第３方向が前記第１方向及び前記第２方向に垂直する。第１端辺及び第２端辺が位置する外面は共に第１凹部を形成し、それにより、第１導電部の根元部の折り曲げ応力を低減することに有利であり、第１導電部の反発の程度及び確率を低減する。また、第１導電部が回路基板に接続されると、第１導電部と回路基板との接続の安定性を向上することができ、さらに電池の信頼性を向上する。
【0014】
第１端辺及び第２端辺はすべて直線形状であってもよいし、すべて曲線形状であってもよいし、異形形状であってもよいが、本発明の実施例では限定しない。
【0015】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第１方向において、前記第１端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第１凸部を含む。第１凸部を設置することによって、第１導電部及び第２層とハウジングとの間の封止性及び放熱性能の向上に有利である。
【0016】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第１方向において、前記第１端辺は前記ハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第２凹部を含む。第２凹部を設置することによって、第１導電部の折り曲げ位置の選択を容易にすることに有利であり、第２端点Ｂと第３端点Ｃとの間のある位置を選択して柔軟に折り曲げることができるとともに、第３端点Ｃで折り曲げる際に第２端辺に対して牽引するリスクを低減することに有利である。
【0017】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第１端辺は直線である。このように、第２層の第１端辺の強度を保つことに有利である。
【0018】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第１方向において、前記第２端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第２凸部を含む。第２凸部を設置することによって、第２層の面積を増加することに有利であり、さらに第２層の放熱の向上に有利である。
【0019】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第１方向には、前記第２端辺はハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第３凹部を含む。第３凹部を設置することによって、第２層が第２端辺に折り曲げられることを容易にすることに有利であり、さらにエネルギー密度の向上に有利である。
【0020】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第２端辺は直線である。このように、第２層の第２端辺の強度を保つことに有利である。
【0021】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第２層は前記第２方向において前記第１導電部から最も遠い、且つ前記ハウジングと接する第４端点を含む。第４端点は第１端点、第２端点及び第３端点と共に第２領域の外形を規定する。
【0022】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第２方向において前記第１端点から前記第３端点までの第３距離は前記第２方向において前記第２端点から前記第４端点までの第４距離より大きい。その中、第３距離は第４距離より大きくなることは、第１凹部への加工を容易にすることに有利であり、且つ第２領域の電池へのパッケージを容易にして、パッケージの信頼性を高めることに有利である。
【0023】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第１距離はＤ１であり、前記第２距離はＤ２であり、前記第３距離はＤ３であり、前記第４距離はＤ４であるとき、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４は、Ｄ３＋Ｄ４＜Ｄ１＜Ｄ２を満たす。Ｄ３＋Ｄ４＜Ｄ１になると、第１方向において十分な露出寸法を有することを確保し、パッケージの良品率及びパッケージ強度を確保することができ、且つ優れた根元部の折り曲げの効果を有し、ひいてはエネルギー密度の向上に有利である。Ｄ１＜Ｄ２になると、第１導電部とハウジングとのパッケージ中に第１導電部の揺れずれによるパッケージ不良のリスクを低減することに有利である。
【0024】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第３距離の範囲は０.１ｍｍ～２ｍｍであり、前記第４距離の範囲は０.１ｍｍ～２ｍｍである。
【0025】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第２方向に沿って、前記第２端点が前記第４端点と前記第３端点との間に位置する。その時、第４端点の第１領域からの距離が遠く、第２層に十分な封止範囲を持たせてハウジングに対して熱圧着封止を行うことに有利であり、さらに封止の信頼性の向上に有利である。
【0026】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第３方向に沿って見ると、前記電池は前記第２端点および前記第４端点を接続する第３端辺をさらに含む。第１端辺、第２端辺及び第３端辺は共に第２領域の外形を規定する。
【0027】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第１方向において、前記第３端辺は前記ハウジングから離れる方向に向けて突出する第３凸部を含む。第３凸部を設置することによって、第２層の面積を増加することに有利であり、さらに第２層の放熱の向上に有利である。
【0028】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第１方向において、前記第３端辺はハウジングへ近寄る方向に向けて凹む第４凹部を有する。第４凹部を設置することによって、第２層が第３端辺に折り曲げられることを容易にすることに有利であり、さらにエネルギー密度の向上に有利である。
【0029】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記第３端辺は直線である。このように、第２層の第３端辺の強度を保つことに有利である。
【0030】
本発明にかかるいくつかの実施例では、前記積層体は軸方向巻回構造又は積層構造である。
【0031】
第２の方面の本発明の実施例は電気デバイスを提供し、前記電気デバイスは上記の第１の方面に記載の電池を含み、前記電池は前記電気デバイスに電力を提供するためのものである。
【0032】
本発明の実施例が提供する電気デバイスは、電源として第１の方面に記載の電池を用いる。電池は積層体に接続される第１導電部、及び第１導電部の一部を被覆する第２層を有し、且つ、第２層は、第１導電部と重なる第１領域、及び第２方向において第１領域の一方側に位置する第２領域を含む。第２領域のハウジングから離れる一方側に第１凹部を有する。第２領域には第１凹部を有するため、第１導電部が折り曲げられると、第１凹部によって第１導電部の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第１導電部の根元部の折り曲げ応力を低減し、第１導電部の反発の程度及び確率を低減する。また、第１導電部が回路基板に接続されると、第１導電部と回路基板との接続の安定性を向上することができ、さらに電池の信頼性を向上する。
【図面の簡単な説明】
【0033】
本願の実施例及び先行技術の技術案をより明確に説明するために、以下では実施例及び先行技術に使用される図面について簡単に説明するが、以下で説明される図面が、単に本願に係るいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって創造的労力を行わない場合にこれらの図面に基づいて他の実施例が得られることは、明らかである。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、本願の実施例における技術案を明確かつ完全に説明する。記載される実施例が全ての実施例ではなく、単に本願の一部の実施例にすぎないことは、明らかである。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および科学用語は、本発明の技術分野に属する当業者が通常理解する意味と同じである。本願の明細書で使用する用語は、具体的な実施例を説明する目的のためだけのものであり、本発明を制限することを意図するものではない。
【0035】
以下、本発明の実施形態について詳しく説明する。しかし、本発明は多くの異なる形態で具現化することができ、かつ本明細書で説明する例示的な実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。むしろ、本発明が徹底的かつ詳細に当業者に伝達されるように、これらの例示的な実施形態を提供する。
【0036】
なお、図面では、簡潔さと明瞭さのために、様々なアセンブリ、層のサイズや厚さを拡大することがある。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ように、「および／または」、「及び／又は」という用語は、１つ以上の関連列挙項目のいずれかおよびすべての組み合わせを含む。また、「要素Ａが要素Ｂに接続され」と呼ばれる場合、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を介して要素Ａと要素Ｂが互いに間接的に接続されていてもよいことが理解されるべきである。
【0037】
更に、本発明の実施形態を説明するとき、「してもよい」とは、「本発明の１つまたは複数の実施形態」を意味する。
【0038】
本明細書で使用する専門用語は、具体的な実施形態を説明する目的のためであり、かつ本発明を制限することを意図するものではない。文脈で特に明示されていない限り、本明細書で使用する単数形は複数形も含むことを意図している。「含む」という用語とは、明細書で使用される場合、記載された特徴、数値、ステップ、操作、要素、および／または成分の存在を意味するが、１つ以上の他の特徴、数値、ステップ、操作、要素、成分、および／またはそれらの組み合わせの存在または追加を排除しないことがさらに理解されるべきである。
【0039】
例えば「上」などの空間関連用語は、本明細書で説明を簡単にするために使用するものであり、図面で記載のある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)との関係を説明する。図面に記載された方向を除いて、空間的に関連する用語は、デバイスまたは装置の使用または動作における異なる方向を含むことを意図していることが理解されるべきである。例えば、図面におけるデバイスを反転させた場合、他の要素または特徴の「上」または「上方」に記述されている要素は、他の要素または特徴の「下」または「下方」になるように、向きを変える。したがって、「上」という例示的な用語は、上および下の方向を含むことができる。第１、第２、第３などという用語は、本明細書では様々な要素、成分、領域、層および／または部分を説明するために使用されることができるが、これらの要素、成分、領域、層および／または部分はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるべきである。これらの用語は、ある要素、成分、領域、層または部分と、別の要素、成分、領域、層または部分とを区別するために使用される。従って、以下に説明する第１要素、成分、領域、層、または部分は、例示的な実施形態の教示から逸脱しない場合、第２要素、成分、領域、層、または部分と呼ぶことができる。本発明において、第１方向は、第１面が位置する平面におけるいずれの方向であってもよい。
【0040】
以下、本発明にかかるいくつかの実施形態について詳しく説明する。障害がない場合、以下の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。
【0041】
エネルギー密度が高く、サイクル数が多く、保存時間が長いなどの特徴があるため、リチウムイオン電池などの二次電池は電動車、電気自動車、スマートストレージデバイス、無人機などの電気デバイスに広く用いられている。
【0042】
相関技術には、リチウムイオン電池は、２つのタブ、ハウジング及びハウジングの内部に位置する電極アセンブリを含めてもよい。２つのタブが電極アセンブリから引き出され、タブ用接着剤を通してハウジングの外に伸び出す。タブ用接着剤は、タブと電池のハウジングとの封止に使用される。タブが伸び出す方向において電池が占めるスペースを節約するために、タブに対して折り曲げ処理を行う場合がある。しかし、タブゲルが多すぎると、タブが折り曲げられた後に、反発などの現象が起こる可能性があり、電池の信頼性に影響を与える。
【0043】
上記の問題に基づいて、本発明にかかる実施例は電池１０および電気デバイスを提供し、タブ構造を改善することにより、タブの根元部の折り曲げ応力を低減して、電池１０の信頼性を向上する。
【0044】
図１、図２、図３、図５及び図９に示すように、第１の方面の本発明の実施例は電池１０を提供し、電池１０は積層体２００、第１導電部３００、第２層４００、およびハウジング２０を含み、積層体２００は第１導電層２０１と、第２導電層２０２と、第１導電層２０１と第２導電層２０２との間に設置され且つ絶縁材料を含む第１層２０３と、を含み、第１導電部３００は第１導電層２０１に電気的に接続され、且つ第１導電部３００は積層体２００から離れる第１方向に沿って延び、ハウジング２０は積層体２００を被覆し、且つハウジング２０は第１導電部３００及び第２層４００の一部を被覆し、第１方向及び第２方向に対して垂直する第３方向に沿って見ると、第２層４００は、第１導電部３００と重なる第１領域５００、及び第１導電部３００と離れる第２領域６００を含み、第１方向において、第２領域６００はハウジング２０に向けて凹む第１凹部６１０を有する。
【0045】
本発明にかかる実施例では、第１方向は第２層４００がハウジング２０から伸び出す方向であり、第２方向は第２層４００が第１領域５００から第２領域６００まで伸びる方向であり、第３方向が第２方向及び第１方向に対して垂直する。具体には、図１に示すように、以下、第１方向をＸ方向、第２方向をＺ方向、第３方向をＹ方向とすることを例として、下記の各実施例について具体的に説明する。
【0046】
図１に示すように、本発明の実施例にかかる電池１０である。電池１０はハウジング２０及びハウジング２０の内部に位置する積層体２００を含む。電池１０は第１導電部３００を含めてもよく、第１導電部３００はハウジング２０における積層体２００に電気的に接続され、且つ積層体２００からハウジング２０の外へ伸び出す。第１導電部３００はタブであってもよく、具体には、第１導電部３００は正極タブ又は負極タブであってもよい。第１導電部３００の材料は通常にアルミニウム、銅または合金材料であってもよい。更に、図１及び図２に示すように、電池１０は回路基板１１０を含めてもよく、回路基板１１０はハウジング２０から伸び出す第１導電部３００に接続され、回路基板１１０は電池１０の保護を機能する集積回路基板であり、具体的には、電池の過充電、過放電、断線などの問題が発生する確率を下げるために用いられる。任意選択で、図１に示すように、第１導電部３００が伸び出す方向において電池１０が占めるスペースを節約するために、第１導電部３００を回路基板１１０に接続するときに、第１導電部３００に対して折り曲げ処理を行う。任意選択で、第１導電部３００と回路基板１１０との接続形態は接着、半田付けなどを含むが、これらに限定されるものではない。
【0047】
図１及び図４に示すように、図４は第１導電部３００の第１方向Ｘの平面図である。第２層４００が第１導電部３００の一部を被覆する。第２層４００はタブゲル樹脂層であってもよい。タブゲル樹脂層の材料は、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、またはポリエチレンなどのポリオレフィン系樹脂などを含んでもよい。更に、タブゲル樹脂層は、多層の樹脂層またはポリエステル層構造を有してもよい。例えば、タブゲル樹脂層の最外面は溶融ヒートシールの樹脂層であってもよく、それがハウジング２０の外装ラミネートフィルムの内部の樹脂層に溶融圧縮され、それにより、電池１０のハウジングと第１導電部３００との封止が実現される。
【0048】
本発明の実施例では、第２層４００が第１導電部３００の外面の一部に位置する。図４に示すように、第１方向Ｘから見ると、第２層４００は内部における第１導電部３００と重なる第１領域５００を有し、且つ第２層４００はさらに第１導電部３００と離れ、第２方向に沿って伸びる且つ第１領域５００から離れる第２領域６００を含む。第２層４００は電池１０のハウジング２０の内部の樹脂層に溶融圧縮するために用いることができ、それにより、電池１０と第１導電部３００との封止が実現される。
【0049】
積層体２００は電池１０における電極アセンブリであってもよい。電極アセンブリは電池１０における電気化学反応を起こして電気エネルギーを発生する部品である。積層体２００は、第１導電層２０１及び第２導電層２０２を軸方向に巻回または積層することで形成されていてもよい。その中、第１導電層２０１及び第２導電層２０２は、電極アセンブリにおける正極シート又は負極シートであってもよく、且つ第１導電層２０１と第２導電層２０２との極性は逆である。更に、第１導電層２０１及び第２導電層２０２は活物質を有する部分を含んでいてもよく、且つ活物質を有する部分は積層体２００の本体部を共に構成していてもよい。任意選択で、第１導電層２０１又は第２導電層２０２は正極シートである場合、活物質は一般にＬｉＣｏＯ２等であってもよく、第１導電層２０１又は第２導電層２０２は負極シートである場合、活物質は一般に炭素等であってもよい。また、第１導電部３００が第１導電層２０１に接続され、具体的には、第１導電部３００は正極シート又は負極シートに接続される正極タブ又は負極タブであってもよい。更に、第１導電部３００は正極タブである場合、第１導電部３００の材料はアルミニウム（Ａｌ）又はアルミニウム合金のうちの少なくとも一種を含んでもよく、第１導電部３００は負極タブである場合、第１導電部３００の材料はニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）又は銅ニッケルメッキ（Ｎｉ-Ｃｕ）のうちの少なくとも一種を含んでもよい。
【0050】
また、積層体２００は、第１導電層２０１と第２導電層２０２との間に位置する第１層２０３を含んでもよい。その中、第１層２０３はセパレータであってもよい。セパレータは多孔質のプラスチックフィルムであり、その材料は一般的にポリプロピレン(ＰＰ)、ポリエチレン(ＰＥ)及びプロピレンとエチレンとの共重合体、ポリエチレン単独重合体等を含む。積層体２００は第１層２０３を含む場合、第１導電層２０１、第２導電層２０２及び第１層２０３は、巻回設置又は積層設置により、積層体２００を形成する。
【0051】
本発明の実施例が提供する電池１０は、積層体２００に接続される第１導電部３００、及び第１導電部３００の一部を被覆する第２層４００を有し、且つ、第２層４００は、第１導電部３００と重なる第１領域５００、及び第２方向Ｚにおいて第１領域５００の一方側に位置する第２領域６００を含む。第２領域６００のハウジング２０から離れる一方側に第１凹部６１０を有する。第２領域６００には第１凹部６１０を有するため、第１導電部３００が折り曲げられると、第１凹部６１０によって第１導電部３００の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第１導電部３００の根元部の折り曲げ応力を低減し、第１導電部３００の反発の程度及び確率を低減する。また、第１導電部３００が回路基板１１０に接続されると、第１導電部３００と回路基板１１０との接続の安定性を向上することができ、さらに電池１０の信頼性を向上する。
【0052】
図１及び図５に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第３方向Ｙに沿って見ると、第２層４００は第１領域５００及び第２領域６００を含む。その中、第２領域６００は第１端辺６１１、第２端辺６１２及び第３端辺６１３を含む。第１端辺６１１及び第２端辺６１２が位置する表面は共に第１凹部６１０を規定する。第１凹部６１０によって第１導電部３００の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第１導電部３００の根元部の折り曲げ応力を低減し、第１導電部３００の反発の程度及び確率を低減する。また、第１導電部３００が回路基板１１０に接続されると、第１導電部３００と回路基板１１０との接続の安定性を向上することができ、さらに電池１０の信頼性を向上する。
【0053】
図５に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第２方向Ｚには、第２領域６００は第１端点Ａ、第２端点Ｂ、第３端点Ｃ及び第４端点Ｄを含む。第１端点Ａ及び第３端点Ｃは第１端辺６１１に位置し、第２端点Ｂ及び第３端点Ｃは第２端辺６１２に位置し、第２端点Ｂ及び第４端点Ｄは第３端辺６１３に位置する。
【0054】
更に、図５に示すように、第２方向において、第１導電部３００は、第２領域６００から最も遠い第１側３０１と、第２領域６００へ近寄る第２側３０２とを含む。第１方向において、第１導電部３００は、第１領域５００から最も遠い第３側３０３と、第１領域５００と重なる第４側３０４とを含む。
【0055】
第３方向Ｙから見ると、第１端点Ａが第１領域５００内に位置し、且つ第１端点Ａが第１方向Ｘにおいてハウジング２０と離れ、第１端点Ａが第１端辺６１１と第１導電部３００の第２側３０２との交点であり、第２端点Ｂが第２領域６００内に位置し、第２端点Ｂが第１方向Ｘにおいてハウジング２０と離れ、且つ第１方向Ｘにおいてハウジング２０から最も遠く、第２端点Ｂが第２端辺６１２と第３端辺６１３との交点であり、第３端点Ｃが第２領域６００内に位置し、第３端点Ｃが第１方向Ｘにおいてハウジング２０と離れ、且つ第１方向Ｘにおいてハウジング２０から最も近く、第３端点Ｃが第１端辺６１１と第２端辺６１２との交点であり、第４端点Ｄが第２領域とハウジング２０との境界に位置し、第２方向Ｚにおいて第４端点が第１導電部３００から最も遠い。第２方向Ｚにおいて、第３端点Ｃが第１端点Ａと第２端点Ｂとの間に位置する。第３方向Ｙに沿って見ると、第１端点Ａ、第３端点Ｃ及び第２端点Ｂを順に接続する後に、それらが位置する平面は共に上記の第１凹部６１０を形成する。
【0056】
本発明にかかるいくつかの実施例では、第１方向Ｘにおいて、ハウジング２０から第１端点Ａまでの第１距離は、ハウジング２０から第２端点Ｂまでの第２距離よりも短い。第１端点Ａが第１領域５００に位置する。通常、第１領域５００は第２層４００の一部である。第２層は電池１０をヒートシールするためのものである。第２層４００は一般的にタブゲル樹脂層である。このように設置すると、第１領域５００の面積を低減することに有利であり、それにより、第１領域５００の面積が大きすぎることによって第１導電部３００の折り曲げの難易度が増加するなどの状況が発生する確率を下げる。
【0057】
本発明にかかるいくつかの実施例では、第２方向Ｚにおいて第１端点Ａから第３端点Ｃまでの第３距離は、第２方向Ｚにおいて第２端点Ｂから第４端点Ｄまでの第４距離よりも大きい。
【0058】
第３距離は第４距離より大きくなることは、第１凹部６１０への加工を容易にすることに有利であり、且つ第２領域６００の電池へのパッケージを容易にして、パッケージの信頼性を高めることに有利である。
【0059】
図５に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第１距離はＤ１であり、第２距離はＤ２であるとき、Ｄ１とＤ２は、Ｄ２＞Ｄ１＞１／３Ｄ２を満たす。
【0060】
第１距離Ｄ１とは、第１方向Ｘにおいて第１端点Ａからハウジング２０までの距離であり、第２距離Ｄ２とは、第１方向Ｘにおいて第２端点Ｂからハウジング２０までの距離である。図５に示すように、第５距離Ｄ５をさらに含む。第５距離Ｄ５とは、第１方向Ｘにおいて第３端点Ｃからハウジング２０までの距離である。第１方向Ｘにおいて、第５距離Ｄ５は第１距離Ｄ１及び第２距離Ｄ２により小さく、このようにして、第１凹部６１０の凹形形状になる。
【0061】
第１距離Ｄ１はＤ２により小さいが、１／３Ｄ２より大きく、それにより、第２領域６００の第１方向Ｘに沿う最大の高さは、第２領域６００が第１領域５００と接する一方側の高さより大きく、第１導電部３００の根元部の折り曲げ応力を低減することに有利であり、第１導電部３００の反発の程度及び確率を低減する。また、第１導電部３００が回路基板に接続されると、第１導電部３００と回路基板１１０との接続の安定性を向上することができ、さらに電池１０の信頼性を向上する。また、第１距離Ｄ１が１／３Ｄ２より大きくすると、第１距離Ｄ１が小さすぎることによって第２層４００と電池１０とのパッケージ溶融が不良になる確率を低減することができる。
【0062】
具体的には、表１に示すように、本発明の実施例に応じて設置されるいくつかの具体的な実施例と、比較例とのパッケージの信頼性をテストする実験結果である。
【0063】
【表1】
【0064】
表１では、テスト条件は以下の通りであり、実施例１、比較例１及び比較例２のタブでのパッケージ張力を検査し、パッケージ張力＜２Ｎ／ｍｍであると、パッケージが不良であり、テスト結果は不合格である。比較からわかるように、第１距離が１／３Ｄ２より大きくなることは、第１距離Ｄ１が小さすぎることによって第２層４００と電池１０とのパッケージ溶融が不良になる確率を低減することができる。
【0065】
本発明にかかるいくつかの実施例では、第１距離Ｄ１の範囲は０.１ｍｍ～２.５ｍｍであり、第２距離Ｄ２の範囲は０.２ｍｍ～３.０ｍｍである。
【0066】
本発明にかかるいくつかの実施例では、第１距離はＤ１であり、第２距離はＤ２であり、第３距離はＤ３であり、第４距離はＤ４であるとき、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３およびＤ４は、Ｄ３＋Ｄ４＜Ｄ１＜Ｄ２を満たす。
【0067】
図５に示すように、第２領域６００は第３距離Ｄ３及び第４距離Ｄ４をさらに含む。第３距離Ｄ３とは、第２方向Ｚにおいて第３端点Ｃから第１端点Ａまでの距離であり、第４距離Ｄ４とは、第２方向Ｚにおいて第４端点Ｄから第２端点Ｂまでの距離である。第２領域６００は第６距離Ｄ６をさらに含み、第６距離Ｄ６とは、第２方向Ｚにおいて第３端点Ｃから第２端点Ｂまでの距離である。第２方向Ｚにおいて、第６距離Ｄ６は第３距離Ｄ３及び第４距離Ｄ４より大きい。
【0068】
Ｄ３＋Ｄ４＜Ｄ１になると、第１方向Ｘにおいて十分な露出寸法を有することを確保し、パッケージの良品率及びパッケージ強度を確保することができ、且つ優れた根元部の折り曲げの効果を有し、ひいてはエネルギー密度の向上に有利である。Ｄ１＜Ｄ２になると、第１導電部３００とハウジング２０とのパッケージ中に第１導電部３００のＸＺ面における揺れずれによるパッケージ不良のリスクを低減することに有利である。
【0069】
本発明にかかるいくつかの実施例では、第３距離Ｄ３の範囲は０.１ｍｍ～２ｍｍであり、第４距離Ｄ４の範囲は０.１ｍｍ～２ｍｍである。
【0070】
図５に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第２方向Ｚに沿って、第２端点Ｂが第４端点Ｄと第３端点Ｃとの間に位置する。その時、第３方向Ｙから見ると、第２層４００には、第２方向Ｚにおいて第４端点Ｄの第１領域５００からの距離が最も遠く、第２層４００であるタブゲル樹脂層に十分な封止範囲を持たせて、ハウジング２０に対して熱圧着封止を行うことに有利であり、さらに、封止の信頼性の向上に有利である。
【0071】
第１端辺６１１、第２端辺６１２及び第３端辺６１３が位置する平面は共に第２領域６００の外形を規定する。その中、第１端辺６１１、第２端辺６１２及び第３端辺６１３は直線形状であってもよいし、曲線形状であってもよいし、異形形状であってもよいが、本発明の実施例では限定しない。
【0072】
具体的には、図６に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第１方向Ｘにおいて、第１端辺６１１はハウジング２０から離れる方向に向けて突出する第１凸部６１４と、ハウジング２０へ近寄る方向に向けて凹む第２凹部６１５とを含む。第１方向Ｘにおいて、第１凸部６１４の最頂部とハウジング２０との間には第７距離Ｄ７を有し、Ｄ７＞Ｄ１である。このように、第２層４００とハウジング２０との接触面積を増加することに有利である。第２凹部６１５の最底部とハウジング２０との間には第８距離Ｄ８を有し、Ｄ８＜Ｄ１である。このように、第１導電部３００が折り曲げられる際に根元部の折り曲げ応力の集中を低減することに更に有利であり、第１導電部３００の反発の程度及び確率を低減する。
【0073】
第１凸部６１４を設置することによって、第１導電部３００及び第２層４００とハウジング２０との間の封止性及び放熱性能の向上に有利である。第２凹部６１５を設置することによって、第１導電部３００の折り曲げ位置の選択を容易にすることに有利であり、第２端点Ｂと第３端点Ｃとの間のある位置を選択して柔軟に折り曲げることができるとともに、第３端点Ｃで折り曲げる際に第２端辺６１２に対して牽引するリスクを低減することに有利である。
【0074】
又は、図６Ａに示すように、第１端辺６１１の両端のそれぞれに第１凸部６１４及び第２凹部６１５を有し、第１端辺６１１の中部に２つ目の第１凸部６１４をさらに有する。
【0075】
又は、図６Ｂに示すように、第１端辺６１１の両端のそれぞれに第１凸部６１４及び第２凹部６１５を有し、第１端辺６１１の中部に２つ目の第２凸部６１５をさらに有する。
【0076】
又は、第１端辺６１１には、１つの第１凸部６１４又は１つの第２凹部６１５のみが存在する。
【0077】
容易に想到できるのは、第１端辺６１１における第１凸部６１４及び第２凹部６１５の数は自由に組み合わせることができることであり、本発明では限定しない。
【0078】
又は、図５に示すように、第１端辺６１１は直線である。このように、第２層４００の第１端辺６１１の強度を保つことに有利である。それに対して、第２端辺６１２は様々な形状を有してもよい。
【0079】
図７に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第１方向Ｘにおいて、第２端辺６１２はハウジング２０から離れる方向に向けて突出する第２凸部６１６と、ハウジング２０へ近寄る方向に向けて凹む第３凹部６１７とを含む。
【0080】
第２凸部６１６を設置することによって、第２層４００の面積を増加することに有利であり、さらに第２層４００の放熱の向上に有利である。第３凹部６１７を設置することによって、第２層４００が第２端辺６１２に折り曲げられることを容易にすることに有利であり、さらにエネルギー密度の向上に有利である。
【0081】
又は、図７Ａに示すように、第２端辺６１２の両端のそれぞれに第２凸部６１６及び第３凹部６１７を有し、第２端辺６１２の中部に２つ目の第２凸部６１６をさらに有する。
【0082】
又は、図７Ｂに示すように、第２端辺６１２の両端のそれぞれに第２凸部６１６及び第３凹部６１７を有し、第２端辺６１２の中部に２つ目の第３凹部６１７をさらに有する。
【0083】
又は、第２端辺６１２には、１つの第２凸部６１６又は１つの第３凹部６１７のみが存在する。
【0084】
容易に想到できるのは、第２端辺６１２における第１凸部６１４及び第２凹部６１５の数は自由に組み合わせることができることであり、本発明では限定しない。又は、本発明にかかるいくつかの実施例では、第２端辺６１２は図５に示すような直線である。このように、第２層４００の第２端辺６１２の強度を保つことに有利である。
【0085】
それに対して、第３端辺６１３も様々な形状を有する。
【0086】
例えば、図８に示すように、本発明にかかるいくつかの実施例では、第１方向Ｘにおいて、第３端辺６１３は、ハウジング２０から離れる方向に向けて突出する第３凸部６１８と、ハウジング２０へ近寄る方向に向けて凹む第４凹部６１９とを有する。
【0087】
第３凸部６１８を設置することによって、第２層４００の面積を増加することに有利であり、さらに第２層４００の放熱の向上に有利である。第４凹部６１９を設置することによって、第２層４００が第３端辺６１３に折り曲げられることを容易にすることに有利であり、さらにエネルギー密度の向上に有利である。
【0088】
又は、図８Ａに示すように、第３端辺６１３の両端のそれぞれに第３凸部６１８及び第４凹部６１９を有し、第３端辺６１３の中部に２つ目の第３凸部６１８をさらに有する。
【0089】
又は、図８Ｂに示すように、第３端辺６１３の両端のそれぞれに第３凸部６１８及び第４凹部６１９を有し、第３端辺６１３の中部に２つ目の第４凹部６１９をさらに有する。
【0090】
又は、第３端辺６１３には、１つの第３凸部６１８又は１つの第４凹部６１９のみが存在する。
【0091】
容易に想到できるのは、第３端辺６１３における第３凸部６１８及び第４凹部６１９の数は自由に組み合わせることができることであり、本発明では限定しない。
【0092】
又は、第３端辺６１３は図５に示すような直線である。このように、第２層４００の第３端辺６１３の強度を保つことに有利である。
【0093】
【0094】
本発明の第２方面の実施例は電気デバイスを提供し、電気デバイスは上記の第１の方面の電池を含み、電池は電気デバイスに電力を提供するためのものである。電気デバイスは、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、電動玩具、電動工具、電動車、電気自動車、汽船、宇宙機などであるもよいが、これらに限定されない。
【0095】
本発明の実施例が提供する電気デバイスは、電源として第１の方面に記載の電池を用いる。電池１０は、積層体２００に接続される第１導電部３００、及び第１導電部３００の一部を被覆する第２層４００を有し、且つ、第２層４００は、第１導電部３００と重なる第１領域５００、及び第２方向Ｚにおいて第１領域５００の一方側に位置する第２領域６００を含む。第２領域６００のハウジング２０から離れる一方側に第１凹部６１０を有する。第２領域６００には第１凹部６１０を有するため、第１導電部３００が折り曲げられると、第１凹部６１０によって第１導電部３００の根元部の折り曲げ応力を分散することができ、それにより、第１導電部３００の根元部の折り曲げ応力を低減し、第１導電部３００の反発の程度及び確率を低減する。また、第１導電部３００が回路基板１１０に接続されると、第１導電部３００と回路基板１１０との接続の安定性を向上することができ、さらに電池１０及び電気デバイスの信頼性を向上する。
【0096】
以上の記述は本発明の好ましい実施例であり、本発明を制限するものではなく、本発明の精神と原則の範囲内で行われた修正、同等の置換、改良などは、本発明の保護の範囲内に含まれるものとするべきである。
【符号の説明】
【0097】
電池：１０、ハウジング：２０、回路基板：１１０、積層体：２００、第１導電層：２０１、第２導電層：２０２、第１層：２０３、第１導電部：３００、第２層：４００、第１領域：５００、第２領域：６００、第１凹部：６１０、第１端点：Ａ、第２端点：Ｂ、第３端点：Ｃ、第４端点：Ｄ、第１端辺：６１１、第２端辺：６１２、第３端辺：６１３、第１凸部：６１４、第２凹部：６１５、第２凸部：６１６、第３凹部：６１７、第３凸部：６１８、第４凹部：６１９、第１距離：Ｄ１、第２距離：Ｄ２、第３距離：Ｄ３、第４距離：Ｄ４、第５距離：Ｄ５、第６距離：Ｄ６、第７距離：Ｄ７、第８距離：Ｄ８、第１側：３０１、第２側：３０２、第３側：３０３、第４側：３０４。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】