特表 2024-528111 電池セル、電池及び電力消費機器

(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】2024-07-26

(54)【発明の名称】電池セル、電池及び電力消費機器

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/538 20210101AFI20240719BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20240719BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20240719BHJP

   H01M 50/536 20210101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

H01M50/538

H01M10/04 W

H01M10/0587

H01M50/536

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024505486

(86)(22)【出願日】2021-10-20

(85)【翻訳文提出日】2024-01-29

(86)【国際出願番号】 CN2021125105

(87)【国際公開番号】W WO2023065184

(87)【国際公開日】2023-04-27

(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】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】孫東升

(72)【発明者】

【氏名】遅慶魁

(72)【発明者】

【氏名】谷慧

(72)【発明者】

【氏名】柴志生

(72)【発明者】

【氏名】朱広浩

【テーマコード（参考）】

5H028

5H029

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H028AA05

5H028BB05

5H028CC12

5H028HH06

5H029AJ01

5H029AJ14

5H029AK01

5H029AK03

5H029AL06

5H029AL11

5H029BJ14

5H029CJ05

5H029HJ04

5H043AA03

5H043AA19

5H043BA19

5H043CA03

5H043CA12

5H043EA02

5H043EA06

5H043EA35

5H043LA02E

(57)【要約】

本願は、電池セル、電池及び電力消費機器を提供し、電池技術分野に関する。電池セルは電極組立体を含み、電極組立体の第１の極板の幅方向の一側に複数の溶接部が設けられ、複数の溶接部は第１の極板の長さ方向に間隔をおいて設けられ、第１の極板は巻取開始端及び巻取終了端を含み、複数の溶接部のうち巻取開始端に最も近いものは第１の溶接部であり、複数の溶接部のうち巻取終了端に最も近いものは第２の溶接部であり、第１の極板は第１の溶接部から第２の溶接部までの本体セグメントを含み、本体セグメントは長さがＬである複数のサブセグメントに均等に分割され、各サブセグメントの溶接部の総長さは５％＊Ｌ以上であり、２００ｍｍ≦Ｌ≦１２００ｍｍであり、これにより、第１の極板と集電部材が溶接されて形成した溶接部の分布をより合理的にし、電池セルの内部抵抗を減少させ、実際の過電流ニーズを満たし、電池セルの電力性能を向上させる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の極板を含む電極組立体を含み、
前記第１の極板の幅方向の一側に複数の溶接部が設けられ、前記複数の溶接部は前記第１の極板の長さ方向に間隔をおいて設けられ、
前記電極組立体は巻取構造であり、
前記第１の極板は巻取開始端及び巻取終了端を含み、
前記複数の溶接部のうち前記巻取開始端に最も近いものは第１の溶接部であり、前記複数の溶接部のうち前記巻取終了端に最も近いものは第２の溶接部であり、
前記第１の極板は、前記第１の溶接部の前記巻取開始端に近い縁から前記第２の溶接部の前記巻取終了端に近い縁までの本体セグメントを含み、前記本体セグメントは、長さがＬである複数のサブセグメントに均等に分割され、
前記サブセグメントの各々の前記溶接部の総長さは５％＊Ｌ以上であり、２００ｍｍ≦Ｌ≦１２００ｍｍである電池セル。

【請求項2】

任意の２つの前記サブセグメントの前記溶接部の総長さの差の絶対値は１０ｍｍ以下である請求項１に記載の電池セル。

【請求項3】

任意の２つの前記サブセグメントの前記溶接部の総長さは同じである請求項１又は２に記載の電池セル。

【請求項4】

任意の２つの前記サブセグメントの前記溶接部の数の差の絶対値は１０以下である請求項１～３の何れか一項に記載の電池セル。

【請求項5】

任意の２つの前記サブセグメントの前記溶接部の数は同じである請求項１～４の何れか一項に記載の電池セル。

【請求項6】

前記第１の極板は、前記本体セグメントに連続して設けられる巻取開始セグメントを更に含み、
前記巻取開始セグメントは、前記巻取開始端から前記第１の溶接部の前記巻取開始端に近い縁までである請求項１～５の何れか一項に記載の電池セル。

【請求項7】

前記巻取開始セグメントの長さはＡとされ、Ａ≦Ｌを満たす請求項６に記載の電池セル。

【請求項8】

前記第１の極板は、前記本体セグメントに連続して設けられる巻取終了セグメントを更に含み、
前記巻取終了セグメントは、前記巻取終了端から前記第２の溶接部の前記巻取終了端に近い縁までである請求項１～７の何れか一項に記載の電池セル。

【請求項9】

前記巻取終了セグメントの長さはＢとされ、Ｂ≦Ｌを満たす請求項８に記載の電池セル。

【請求項10】

隣接する２回りの前記第１の極板において、前記電極組立体の巻取中心に近い１回りの前記溶接部の数は、前記巻取中心から離れた１回りの前記溶接部の数より小さい請求項１～９の何れか一項に記載の電池セル。

【請求項11】

前記電池セルは、
前記電極組立体を収納するために用いられ、開口を有するハウジングと、
前記開口を覆うためのエンドカバーと、前記エンドカバーに取り付けられる電極端子と、を含むエンドカバー組立体と、
前記エンドカバーと前記電極組立体との間に位置し、前記電極組立体のタブ部と前記電極端子を接続するための集電部材と、
を更に含み、
前記タブ部は、前記第１の極板の非コーティング領域を巻き取ることで形成され、前記集電部材の少なくとも一部は、前記タブ部に溶接されて前記複数の溶接部を形成する請求項１～１０の何れか一項に記載の電池セル。

【請求項12】

前記第１の極板は、前記巻取開始端から前記第１の溶接部の前記巻取開始端に近い縁までの巻取開始セグメントを更に含み、
前記本体セグメントの非コーティング領域は巻き取られて第１の部分を形成し、
前記巻取開始セグメントの非コーティング領域は巻き取られて第２の部分を形成し、前記第２の部分は、径方向に前記第１の部分の内側に位置し、
前記集電部材は、径方向に連続して配置される第１の集電部と第２の集電部を含み、
前記第１の集電部は、前記第１の部分と前記第１の極板の幅方向において対向して設けられ、且つ前記第１の部分に溶接されて前記複数の溶接部を形成し、
前記第２の集電部は、前記第２の部分と前記第１の極板の幅方向において対向して設けられ、且つ前記電極端子に溶接される請求項１１に記載の電池セル。

【請求項13】

前記第１の極板は、前記巻取終了端から前記第２の溶接部の前記巻取終了端に近い縁までの巻取終了セグメントを更に含み、
前記本体セグメントの非コーティング領域は巻き取られて第１の部分を形成し、
前記巻取終了セグメントの非コーティング領域は巻き取られて第３の部分を形成し、前記第３の部分は、径方向に前記第１の部分の外側に位置し、
前記集電部材は、径方向に連続して配置される第１の集電部と第３の集電部を含み、
前記第１の集電部は、前記第１の部分と前記第１の極板の幅方向において対向して設けられ、且つ前記第１の部分に溶接されて前記複数の溶接部を形成し、
前記第３の集電部は、前記第３の部分と前記第１の極板の幅方向において対向して設けられ、且つ前記電極端子に溶接される請求項１１又は１２に記載の電池セル。

【請求項14】

請求項１～１３の何れか一項に記載の電池セルを含む電池。

【請求項15】

請求項１４に記載の電池を含む電力消費機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、電池技術分野に関し、具体的には、電池セル、電池及び電力消費機器に関する。

【背景技術】

【0002】

電池は、携帯電話、ノートパソコン、電気自転車、電気自動車、電気飛行機、電動船、電気玩具車、電気玩具船、電気玩具飛行機や電動工具などの電子機器に広く適用されている。

【0003】

電池技術の発展では、電池の安全性能に加え、電池の電力性能も無視できない問題であり、従来の電池は、内部抵抗が大きいため、電池の電力性能が低い。従って、如何に電池の電力性能を向上させるかは、電池技術分野において早急に解決すべき問題となっている。

【発明の概要】

【0004】

本願の実施例は、電池の電力性能を向上させるために、電池セル、電池及び電力消費機器を提供する。

【0005】

第１の態様において、本願の実施例は、電池セルを提供し、当該電池セルは、第１の極板を含む電極組立体を含み、前記第１の極板の幅方向の一側に複数の溶接部が設けられ、前記複数の溶接部は前記第１の極板の長さ方向に間隔をおいて設けられ、
前記電極組立体は巻取構造であり、前記第１の極板は巻取開始端及び巻取終了端を含み、前記複数の溶接部のうち前記巻取開始端に最も近いものは第１の溶接部であり、前記複数の溶接部のうち前記巻取終了端に最も近いものは第２の溶接部であり、前記第１の極板は、前記第１の溶接部の前記巻取開始端に近い縁から前記第２の溶接部の前記巻取終了端に近い縁までの本体セグメントを含み、前記本体セグメントは、長さがＬである複数のサブセグメントに均等に分割され、各前記サブセグメントの前記溶接部の総長さは５％＊Ｌ以上であり、２００ｍｍ≦Ｌ≦１２００ｍｍである。

【0006】

上記技術的解決手段において、従来の集電部材と電極組立体は、レーザによる連続直線溶接又はパルススポット溶接の手段により溶接され、溶接痕の形状はＸ状、環状などである。極板を展開した後、極板の長さ方向において、一部のセクションの溶接部が密であるが、一部のセクションの溶接部が疎らであり、溶接部の極板における分布が均一ではないことが分かる。溶接部が疎らなセクションでは、極板の有効溶接長さ（即ち、当該セクションの溶接部の総長さ）は極板の長さに適合するには十分ではないため、極板と集電部材との間の過電流能力が低く、電池セルの内部抵抗が大きく、電池セルの電力性能が低下する。集電部材と第１の極板の幅方向の一側が溶接された後、第１の極板の長さ方向に間隔をおいて配置される複数の溶接部が形成され、第１の極板の長さ方向において、第１の極板の、巻取開始端に近い第１の溶接部及び巻取終了端に近い第２の溶接部によって画定された本体部を、長さが等しい複数のサブセグメントに分け、各サブセグメントの溶接部の総長さはサブセグメントの長さの５％以上であり、それにより、第１の極板と集電部材が溶接されて形成した溶接部の分布をより合理的にし、電池セルの内部抵抗を低下させ、実際の過電流ニーズを満たすことができ、電池セルの電力性能を向上させる。サブセグメントの長さが２００ｍｍ～１２００ｍｍであることで、第１の極板の巻取長さは実際の製品のニーズを満たし、且つ電池セルは高いエネルギー密度を有する。

【0007】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、任意の２つの前記サブセグメントの前記溶接部の総長さの差の絶対値は１０ｍｍ以下である。

【0008】

上記技術的解決手段において、任意の２つのサブセグメントの溶接部の総長さの差の絶対値を１０ｍｍ以内に制御し、各サブセグメントの溶接部の総長さの差を可能な限り減少させることにより、溶接部の分布をより合理的にし、電池セルの内部抵抗の減少に役立ち、且つ各サブセグメントの過電流能力の差を小さくし、実際の過電流ニーズを満たし、電池セルの電力性能を向上させる。任意の２つのサブセグメントの溶接部の総長さの差の絶対値を１０ｍｍ以内に制御することは、各サブセグメントの溶接幅の誤差を１０ｍｍ以内にすることに相当し、各サブセグメントの間の溶接総長さに誤差が存在することが許容されるため、溶接の難易度を低減することができる。

【0009】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、任意の２つの前記サブセグメントの前記溶接部の総長さは同じである。

【0010】

上記技術的解決手段において、任意の２つのサブセグメントの溶接部の総長さ全長が同じである場合、各サブセグメントの溶接部の総長さに差がなく、溶接部の分布をより合理的にし、電池セルの内部抵抗を可能な限り減少させ、且つ各サブセグメントの過電流能力を同じにし、実際の過電流ニーズを満たし、電池セルの電力性能を向上させる。

【0011】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、任意の２つの前記サブセグメントの前記溶接部の数の差の絶対値は１０以下である。

【0012】

上記技術的解決手段において、任意の２つのサブセグメントの溶接部の数の差の絶対値を１０以内に制御し、各サブセグメントの溶接部の総長さの差を可能な限り減少させることにより、溶接部の分布をより合理的にし、電池セルの内部抵抗の減少に役立ち、各サブセグメントの過電流能力の差を小さくし、実際の過電流ニーズを満たし、電池セルの電力性能を向上させる。任意の２つのサブセグメントの溶接部の数の差の絶対値を１０以内に制御することは、各サブセグメントの溶接部の数が異なってもよいことに相当し、各サブセグメントの間の溶接総長さに誤差が存在することが許容されるため、溶接の難易度を低減することができる。

【0013】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、任意の２つの前記サブセグメントの前記溶接部の数は同じである。

【0014】

上記技術的解決手段において、任意の２つのサブセグメントの溶接部の数が同じである場合、各サブセグメントの溶接部の総長さの差を可能な限り減少させ、溶接部の分布をより合理的にし、電池セルの内部抵抗の減少に役立ち、各サブセグメントの過電流能力を同じにし、実際の過電流ニーズを満たし、電池セルの電力性能を向上させる。

【0015】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、前記第１の極板は、前記本体セグメントに連続して設けられる巻取開始セグメントを更に含み、前記巻取開始セグメントは、前記巻取開始端から前記第１の溶接部の前記巻取開始端に近い縁までである。

【0016】

上記技術的解決手段において、巻取開始セグメントは、巻取開始端から第１の溶接部の巻取開始端に近い縁までであり、即ち、巻取開始端及び第１の溶接部の巻取開始端に近い縁によって巻取開始セグメントが画定され、巻取開始セグメントに溶接部が形成されておらず、巻取開始セグメントと集電部材との間に溶接関係がなく、集電部材と電極端子との溶接を容易にして電池セルの電気エネルギーを出力することができる。

【0017】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、前記巻取開始セグメントの長さはＡとされ、Ａ≦Ｌを満たす。

【0018】

上記技術的解決手段において、第１の極板の長さ方向において、巻取開始端と第１の溶接部との間の距離は特徴セグメントの長さより小さく、即ち、溶接部が設けられていない巻取開始セグメントの長さは溶接部が設けられているサブセグメントより小さく、第１の極板の溶接部のないセクションの長さが長過ぎないようにし、電池セルの電気エネルギーの安定的な出力を保証する。

【0019】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、前記第１の極板は、前記本体セグメントに連続して設けられる巻取終了セグメントを更に含み、前記巻取終了セグメントは、前記巻取終了端から前記第２の溶接部の前記巻取終了端に近い縁までである。

【0020】

上記技術的解決手段において、巻取終了セグメントは、巻取終了端から第２の溶接部の巻取終了端に近い縁までであり、即ち、巻取終了端及び第２の溶接部の巻取終了端に近い縁によって巻取終了セグメントが画定され、巻取終了セグメントに溶接部が設けられておらず、巻取終了セグメントと対応する集電部材との間に溶接関係がなく、集電部材と電極端子との溶接を容易にして電池セルの電気エネルギーを出力することができる。

【0021】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、前記巻取終了セグメントの長さはＢとされ、Ｂ≦Ｌを満たす。

【0022】

上記技術的解決手段において、第１の極板の長さ方向において、巻取終了セグメントの長さがサブセグメントの長さより小さく、即ち、溶接部が設けられていない巻取開始セグメントの長さは溶接部が設けられているサブセグメントより小さく、第１の極板の溶接部のないセクションの長さが長過ぎないようにし、電池セルの電気エネルギーの安定的な出力を保証する。

【0023】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、隣接する２回りの前記第１の極板において、前記電極組立体の巻取中心に近い１回りの前記溶接部の数は、前記巻取中心から離れた１回りの前記溶接部の数より小さい。

【0024】

上記技術的解決手段において、巻取型電極組立体にとって、隣接する２回りの第１の極板において、巻取中心に近い１回りの長さが巻取中心から離れた１回りの長さより小さく、溶接時に、巻取型電極組立体の巻取中心に近い１回りの溶接部の形成数が巻取中心から離れた１回りの溶接部の数より小さく、各回りの第１の極板の長さ及び各回りの第１の極板に対応する溶接部の数が溶接部の総長さに適合するようにし、溶接部の分布をより合理的にし、電池セルの内部抵抗を減少させることができ、実際の過電流ニーズを満たすことができ、電池セルの電力性能を向上させる。

【0025】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、前記電池セルは、ハウジングと、エンドカバー組立体と、集電部材とを更に含み、前記ハウジングは前記電極組立体を収納するために用いられ、開口を有し、前記エンドカバー組立体は、前記開口を覆うためのエンドカバーと、前記エンドカバーに取り付けられる電極端子とを含み、前記集電部材は前記エンドカバーと前記電極組立体との間に位置し、前記電極組立体のタブ部と前記電極端子を接続するために用いられ、前記タブ部は、前記第１の極板の非コーティング領域を巻き取ることで形成され、前記集電部材の少なくとも一部は前記タブ部に溶接されて前記複数の溶接部を形成する。

【0026】

上記技術的解決手段において、集電部材の少なくとも一部はタブ部に溶接されて複数の溶接部を形成し、第１の極板の長さ方向において、第１の極板の、巻取開始端に近い第１の溶接部及び巻取終了端に近い第２の溶接部によって画定された本体部を、長さが等しい複数のサブセグメントに分け、各サブセグメントの溶接部の総長さはサブセグメントの長さの５％以上であり、これにより、第１の極板と集電部材が溶接されて形成した溶接部の分布をより合理的にし、電池セルの内部抵抗を減少させ、実際の過電流ニーズを満たすことができ、電池セルの電力性能を向上させる。

【0027】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、前記第１の極板は、前記巻取開始端から前記第１の溶接部の前記巻取開始端に近い縁までの巻取開始セグメントを更に含み、前記本体セグメントの非コーティング領域は巻き取られて第１の部分を形成し、前記巻取開始セグメントの非コーティング領域は巻き取られて第２の部分を形成し、前記第２の部分は、前記第１の部分の径方向内側に位置し、前記集電部材は、径方向に連続して配置される第１の集電部と第２の集電部を含み、前記第１の集電部は前記第１の部分と前記第１の極板の幅方向において対向して設けられ、且つ前記第１の部分に溶接されて前記複数の溶接部を形成し、前記第２の集電部は前記第２の部分と前記第１の極板の幅方向において対向して設けられ、且つ前記電極端子に溶接される。

【0028】

上記技術的解決手段において、本体セグメントの非コーティング領域が巻き取られて形成した第１の部分は集電部材の第１の集電部に溶接され、電極組立体と集電部材の電気的接続を実現する。巻取開始セグメントは、巻取開始端から第１の溶接部の巻取開始端に近い縁までであり、即ち、巻取開始端及び第１の溶接部の巻取開始端に近い縁によって巻取開始セグメントが画定され、巻取開始セグメントに溶接部が形成されておらず、即ち、巻取開始セグメントの非コーティング領域が巻き取られて形成した第２の部分と集電部材との間に溶接関係がなく、第２の部分と対向する第２の集電部に溶接痕が形成されておらず、集電部材と電極端子との第２の集電部を介する溶接を容易にして、電池セルの電気エネルギーを出力することができる。

【0029】

本願の第１の態様のいくつかの実施例において、前記第１の極板は、前記巻取終了端から前記第２の溶接部の前記巻取終了端に近い縁までの巻取終了セグメントを更に含み、前記本体セグメントの非コーティング領域は巻き取られて第１の部分を形成し、前記巻取終了セグメントの非コーティング領域は巻き取られて第３の部分を形成し、前記第３の部分は、径方向に前記第１の部分の外側に位置し、前記集電部材は、径方向に連続して配置される第１の集電部と第３の集電部を含み、前記第１の集電部は前記第１の部分と前記第１の極板の幅方向において対向して設けられ、且つ前記第１の部分に溶接されて前記複数の溶接部を形成し、前記第３の集電部は前記第３の部分と前記第１の極板の幅方向において対向して設けられ、且つ前記電極端子に溶接される。

【0030】

上記技術的解決手段において、本体セグメントの非コーティング領域が巻き取られて形成した第１の部分は集電部材の第１の集電部に溶接され、電極組立体と集電部材の電気的接続を実現する。巻取終了セグメントは、巻取終了端から第２の溶接部の巻取終了端に近い縁までであり、即ち、巻取終了端及び第２の溶接部の巻取終了端に近い縁によって巻取終了セグメントが画定され、巻取終了セグメントに溶接部が形成されておらず、即ち、巻取終了セグメントの非コーティング領域が巻き取られて形成された第３の部分と集電部材との間に溶接関係がなく、第３の部分と対向する第３の集電部に溶接痕が形成されておらず、集電部材と電極端子との第３の集電部を介する溶接を容易にして、電池セルの電気エネルギーを出力することができる。

【0031】

第２の態様において、本願の実施例は、第１の態様の実施例により提供される電池セルを含む電池を提供する。

【0032】

上記技術的解決手段において、第１の態様の実施例により提供される電池セルを含む電池において、電池セルの第１の極板の、巻取開始端に近い第１の溶接部及び巻取終了端に近い第２の溶接部によって画定された本体部を、長さが等しい複数のサブセグメントに分け、各サブセグメントの溶接部の総長さはサブセグメントの長さの５％以上であり、これにより、第１の極板と集電部材が溶接されて形成した溶接部の分布をより合理的にし、電池セルの内部抵抗を減少させ、実際の過電流ニーズを満たすことができ、電池の電力性能を向上させる。

【0033】

第３の態様において、本願の実施例は、第２の態様の実施例により提供される電池を含む電力消費機器を提供する。

【0034】

上記技術的解決手段において、電力消費機器は、第２の態様の実施例により提供される電池を採用し、電池セルの第１の極板の、巻取開始端に近い第１の溶接部及び巻取終了端に近い第２の溶接部によって画定された本体部を、長さが等しい複数のサブセグメントに分け、各サブセグメントの溶接部の総長さはサブセグメントの長さの５％以上であり、それにより、第１の極板と集電部材が溶接されて形成された溶接部の分布をより合理的にし、電池の内部抵抗を減少させ、実際の過電流ニーズを満たすことができ、電池の電力性能を向上させる。

【図面の簡単な説明】

【0035】

本願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、実施例において使用する必要のある図面を簡単に説明するが、以下の図面には本願の一部の実施例のみが示されており、範囲に対する限定と見なしてはならず、当業者にとって、創造的な努力をすることなく、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ことを理解されたい。

【図1】本願のいくつかの実施例により提供される車両の構造模式図である。

【図2】本願のいくつかの実施例により提供される電池の構造模式図である。

【図3】本願のいくつかの実施例により提供される電池セルの分解図である。

【図4】本願のいくつかの実施例により提供される電極組立体の構造模式図である。

【図5】本願のいくつかの実施例により提供される第１の極板の展開図である。

【図6】本願のいくつかの実施例により提供される第１の極板の展開状態の寸法模式図である。

【図7】本願の別のいくつかの実施例により提供される電極組立体の構造模式図である。

【図8】本願の別のいくつかの実施例により提供される第１の極板の展開図である。

【図9】本願の別のいくつかの実施例により提供される第１の極板の展開状態の寸法模式図である。

【図10】本願の更に別のいくつかの実施例により提供される第１の極板の展開図である。

【図11】本願の更に別のいくつかの実施例により提供される第１の極板の展開状態の寸法模式図である。

【図12】本願の更に別のいくつかの実施例により提供される電極組立体の電模式図である。

【図13】本願のまた更に別のいくつかの実施例により提供される電極組立体の構造模式図である。

【図14】本願のいくつかの実施例により提供される溶接後の集電部材の模式図である。

【図15】本願の別のいくつかの実施例により提供される溶接後の集電部材の模式図である。

【図16】本願の更に別のいくつかの実施例により提供される溶接後の集電部材の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0036】

本願の実施例の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下、本願の実施例における図面を参照しながら、本願の実施例における技術的解決手段を明確且つ完全に説明する。明らかに、説明される実施例は、本願の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。一般的には、ここでの図面において説明・図示される本願の実施例の組立体は様々な異なる構成で配置・設計できる。

【0037】

従って、以下、図面により提供される本願の実施例の詳細な説明は、本願の特許請求の範囲を限定することを意図するものではなく、単に本願の特定の実施例を示すものに過ぎない。本願における実施例に基づき、当業者が創造的な努力をしない前提で得られた全ての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。

【0038】

説明する必要があるものとして、衝突しない限り、本願に係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。

【0039】

似ている参照番号及びアルファベットは以下の図面において類似している項目を示すため、ある項目が１つの図面に一旦定義されると、これに続く図面においてこれを更に定義・解釈する必要がないことに留意されたい。

【0040】

本願の実施例の説明において、説明する必要があるものとして、指示される方位や位置関係は、図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、又は本願に係る製品の使用時に通常置かれる方位や位置関係であり、又は当業者に通常理解されている方位や位置関係であり、単に本願を説明しやすくするとともに説明を簡略化するためのものに過ぎず、前記装置又は素子が特定の方位を有したり、特定の方位で構成され操作されたりすることを指示又は示唆するものではないため、本願を限定するものとして理解されてはいけない。更に、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、単に区別して説明するためのものであり、相対的な重要性を指示又は示唆するものとして理解されてはいけない。

【0041】

現在、市場の発展傾向から見れば、動力電池の適用が益々広くなる。動力電池は、水力、火力、風力及び太陽熱発電所などのエネルギー貯蔵電源システムに適用されているだけでなく、電気自転車、電動バイク、電気自動車などの電動式乗物、及び軍用機器や航空宇宙などの多くの分野にも広く適用されている。動力電池の適用分野の拡大に伴い、その市場の需要量はますます多くなっている。

【0042】

発明者に留意されたように、電池セルは、ハウジング、エンドカバー組立体及び電極組立体を含み、エンドカバー組立体はハウジング上に覆われ、電極組立体及び電解液のために密閉した空間を提供し、電極組立体の電気エネルギーは、エンドカバー組立体の電極端子を介してハウジングの外に引き出すことができ、電極組立体はタブを介して集電部材に溶接され、電極端子は、電池の電気エネルギーを引き出すように、集電部材に電気的に接続される。電極組立体は極板を含み、極板は、活物質層がコーティングされたコーティング領域及び活物質層がコーティングされていない非コーティング領域を含む。極板の非コーティング領域は巻き取られてタブ部を形成し、集電部材はタブ部に溶接され、複数の溶接部を形成する。

【0043】

巻取型のフルタブ電極組立体にとって、タブを平らにした後に集電部材に溶接する必要があり、従来の集電部材と電極組立体は、レーザによる連続直線溶接又はパルススポット溶接の手段により溶接され、溶接痕の形状はＸ状、環状などである。極板を展開した後、極板の長さ方向において、一部のセクションの溶接部が密であるが、一部のセクションの溶接部が疎らであり、溶接部の極板における分布が均一ではないことが分かる。溶接部が疎らなセクションでは、極板の有効溶接長さ（即ち、当該セクションの溶接部の総長さ）は極板の長さに適合するには十分ではないため、極板と集電部材との間の過電流能力が低く、電池セルの内部抵抗が大きく、電池セルの電力性能が低下する。

【0044】

これに鑑み、極板と集電部材の溶接位置の分布が合理的ではないため、電池セルの内部抵抗が大きく、過電流能力が弱いという問題を解決するために、発明者が鋭意研究を重ねた結果、電池セルを設計し、第１の極板の、巻取開始端に近い第１の溶接部及び巻取終了端に近い第２の溶接部によって画定された本体部を、長さが等しい複数のサブセグメントに分け、且つ各サブセグメントの溶接部の総長さをサブセグメントの長さの５％以上にすることにより、第１の極板と集電部材が溶接されて形成された溶接部の分布をより合理的にし、電池セルの内部抵抗を減少させ、実際の過電流ニーズを満たすことができ、電池セルの電力性能を向上させる。

【0045】

本願の実施例に記載の技術的解決手段は、電池及び電池を使用した電力消費機器に適用される。

【0046】

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、船、宇宙航空機、電気玩具や電動工具などであってもよい。車両は、ガソリン自動車、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、純粋な電気自動車、ハイブリッド自動車や航続距離延長型電気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、スペースシャトルや宇宙船などを含み、電気玩具は、ゲーム機、電気自動車玩具、電動船玩具や電気飛行機玩具などの固定型又は移動型の電気玩具を含み、電動工具は、電動ドリル、電動グラインダ、電動レンチ、電動ドライバ、電動ハンマー、インパクト電動ドリル、コンクリートバイプレーターや電動カンナなどの金属切削電動工具、研磨電動工具、実装電動工具及び鉄道電動使用工具を含む。本願の実施例において、上記電力消費機器について特に制限しない。

【0047】

以下の実施例において、説明しやすくするために、電力消費機器が車両である場合を例として説明する。

【0048】

図１を参照し、図１は、本願のいくつかの実施例により提供される車両１０００の構造模式図である。車両１０００の内部に電池１００が設けられており、電池１００は、車両１０００の底部又は前部又は後部に設けられてもよい。電池１００は、車両１０００に給電するために用いることができ、例えば、電池１００は、車両１０００の動作電源とすることができる。

【0049】

車両１０００は、コントローラ２００及びモータ３００を更に含んでもよく、コントローラ２００は、電池１００をモータ３００に給電させるように制御するために用いられ、例えば、車両１０００の始動、ナビゲーション及び走行中の作動電力のニーズに応えるために用いられる。

【0050】

本願のいくつかの実施例において、電池１００は、車両１０００の動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、ガソリン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ができる。

【0051】

図２を参照し、図２は、本願のいくつかの実施例により提供される電池１００の構造模式図である。電池１００は、筐体１０及び筐体１０内に収容される電池セル２０を含む。

【0052】

筐体１０は、電池セル２０のために収納空間１１を提供するために用いられる。いくつかの実施例において、筐体１０は、第１の部分１２及び第２の部分１３を含んでもよく、第１の部分１２及び第２の部分１３は互いに覆われ、電池セル２０を収納するための収納空間１１が画定される。勿論、第１の部分１２と第２の部分１３との接続箇所は、シール部材（図示せず）によりシールされてもよく、シール部材はシールリングやシーラントなどであってもよい。

【0053】

第１の部分１２及び第２の部分１３は、直方体や円柱体などの様々な形状であってもよい。第１の部分１２は、一端が開放され、電池セル２０を収納する収納部が形成された中空構造であり、第２の部分１３も、一端が開放され、電池セル２０を収納する収納部が形成された中空構造であってもよく、第２の部分１３の開放側が第１の部分１２の開放側に覆われ、密閉空間を有する筐体１０が形成される。勿論、第１の部分１２は、一端が開放され、電池セル２０を収納する収納部が形成された中空構造であり、第２の部分１３は板状構造であり、第２の部分１３が第１の部分１２の開放側に覆われ、密閉空間を有する筐体１０が形成されてもよい。

【0054】

電池１００において、電池セル２０は、１つであってもよく、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、複数の電池セル２０で構成された全体を筐体１０内に収容してもよい。勿論、複数の電池セル２０をまず直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池モジュールを構成し、複数の電池モジュールを更に直列接続又は並列接続又は直並列接続して１つの全体として形成するとともに、筐体１０内に収容してもよい。電池セル２０は、円柱体、扁平体、直方体又は他の形状などであってよい。図２には、電池セル２０が円柱体である場合が例示的に示されている。

【0055】

いくつかの実施例において、電池１００は、バスバー部材（図示せず）を更に含んでもよく、複数の電池セル２０の間は、バスバー部材を介して電気的接続を実現することで、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。

【0056】

図３を参照し、図３は、本願のいくつかの実施例により提供される電池セル２０の分解図である。電池セル２０は、ハウジング２１、電極組立体２２及びエンドカバー組立体２３を含んでもよい。ハウジング２１は開口２１１を有し、電極組立体２２はハウジング２１内に収納され、エンドカバー組立体２３は開口２１１を覆うために用いられる。

【0057】

ハウジング２１は、円柱体や直方体などの様々な形状であってもよい。ハウジング２１の形状は、電極組立体２２の具体的な形状に応じて決定可能である。例えば、電極組立体２２が円柱体構造である場合、ハウジング２１は円柱体構造を選択することができ、電極組立体２２が直方体構造である場合、ハウジング２１は直方体構造を選択することができる。図３には、ハウジング２１及び電極組立体２２が円柱体である場合が例示的に示されている。

【0058】

ハウジング２１は、例えば、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの様々な材質であってもよく、本願の実施例は、これに対して特に制限しない。

【0059】

電極組立体２２は、正極板（図示せず）、負極板（図示せず）及びセパレータ（図示せず）を含んでもよい。

【0060】

正極板は、正極集電体及び正極活物質層を含み、正極活物質層は、正極集電体の表面にコーティングされ、正極活物質層がコーティングされていない正極集電体は、正極活物質層がコーティングされた正極集電体から突出し、正極活物質層がコーティングされていない正極集電体は、正極タブとして使用される。リチウムイオン電池を例として、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、負極集電体及び負極活物質層を含み、負極活物質層は、負極集電体の表面にコーティングされ、負極活物質層がコーティングされていない負極集電体は、負極活物質層がコーティングされた負極集電体から突出し、負極活物質層がコーティングされていない負極集電体は、負極タブとして使用される。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。

【0061】

電極組立体２２は、正極板、セパレータ及び負極板を巻き取ることで形成された巻取構造であってもよい。電極組立体２２は、正極タブ（図示せず）及び負極タブ（図示せず）を更に含み、正極板における正極活物質層がコーティングされていない正極集電体を正極タブとすることができ、負極板における負極活物質層がコーティングされていない負極集電体を負極タブとすることができる。

【0062】

エンドカバー組立体２３は、密閉した収納キャビティ（図示せず）を形成するように、ハウジング２１の開口２１１を覆うために用いられ、収納キャビティは、電極組立体２２を収納するために用いられる。収納キャビティは、更に電解液などの電解質を収納するために用いられる。エンドカバー組立体２３は、電極組立体２２の電気エネルギーを出力する部材として使用され、エンドカバー組立体２３における電極端子２３２は、電極組立体２２に電気的に接続するために用いられ、即ち、電極端子２３２は、電極組立体２２のタブに電気的に接続される。

【0063】

説明する必要があるものとして、ハウジング２１の開口２１１は、１つであってもよく、２つであってもよい。ハウジング２１の開口２１１が１つである場合、エンドカバー組立体２３も１つであってもよく、エンドカバー組立体２３には２つの電極端子２３２が設けられてもよく、２つの電極端子２３２は、それぞれ電極組立体２２の正極タブ及び負極タブに電気的に接続するために用いられ、エンドカバー組立体２３における２つの電極端子２３２は、それぞれ正極電極端子２３２及び負極電極端子２３２である。図３に示すように、ハウジング２１の開口２１１が２つである場合、例えば、２つの開口２１１はハウジング２１の対向する両側に設けられ、エンドカバー組立体２３も２つであってもよく、２つのエンドカバー組立体２３は、それぞれハウジング２１の２つの開口２１１に覆われている。この場合、一方のエンドカバー組立体２３における電極端子２３２は、電極組立体２２の正極タブに電気的に接続するための正極電極端子であり、他方のエンドカバー組立体２３における電極端子２３２は、電極組立体２２の負極板に電気的に接続するための負極電極端子であってもよい。

【0064】

図４、図５及び図６を参照すると、図４は、本願のいくつかの実施例により提供される電極組立体２２の構造模式図であり、図５は、本願のいくつかの実施例により提供される第１の極板２２１の展開図であり、図６は、本願のいくつかの実施例により提供される第１の極板の展開状態の寸法模式図である。電池セル２０は、電極組立体２２を含む。電極組立体２２は第１の極板２２１を含み、第１の極板の幅方向Ｘの一側に複数の溶接部２２２が設けられ、複数の溶接部２２２は、第１の極板の長さ方向Ｙに間隔をおいて設けられる。電極組立体２２は巻取構造であり、第１の極板２２１は巻取開始端２２３及び巻取終了端２２４を含み、複数の溶接部２２２のうち巻取開始端２２３に最も近いものは第１の溶接部２２２ａであり、複数の溶接部２２２のうち巻取終了端２２４に最も近いものは第２の溶接部２２２ｂであり、第１の極板２２１は、第１の溶接部２２２ａの巻取開始端２２３に近い縁から第２の溶接部２２２ｂの巻取終了端２２４に近い縁までの本体セグメント２２５を含み、本体セグメント２２５は、長さがＬである複数のサブセグメント２２５１に均等に分割され、各サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さは５％＊Ｌ以上であり、２００ｍｍ≦Ｌ≦１２００ｍｍである。

【0065】

第１の極板の幅方向Ｘにおいて、第１の極板２２１は、活物質層がコーティングされたコーティング領域２２１１及び活物質層がコーティングされていない非コーティング領域２２１２を含む。第１の極板２２１は、正極板であってもよく、負極板であってもよく、電極組立体２２は、第２の極板を更に含み、第１の極板２２１が正極板であり、コーティング領域２２１１に正極活物質材料がコーティングされている場合、第２の極板は負極板である。第１の極板２２１が負極板であり、コーティング領域２２１１に負極活物質材料がコーティングされている場合、第２の極板は正極板である。電極組立体２２のタブがフルタブである巻取型電極組立体の実施例において、第１の極板２２１のタブ及び第２の極板のタブは、それぞれ電極組立体２２の軸方向の両端に位置する。

【0066】

巻取開始端２２３について、第１の極板２２１を巻き取ることで電極組立体２２を形成する時、巻取開始端２２３は第１の極板２２１の巻取始点として使用され、巻取が完了した後、巻取開始端２２３は、第１の極板２２１の他の部位に対して電極組立体２２の最内側に位置する。

【0067】

巻取終了端２２４について、第１の極板２２１を巻き取ることで電極組立体２２を形成する時、巻取終了端２２４は第１の極板２２１の巻取終点として使用され、巻取が完了した後、巻取終了端２２４は、第１の極板２２１の他の部位に対して電極組立体２２の最外側に位置する。

【0068】

第１の極板２２１が展開状態にある時、溶接部２２２の長さは、溶接部２２２の巻取開始端２２３に近い縁と巻取終了端２２４に近い縁との間の距離、即ち、溶接部２２２の第１の極板の長さ方向Ｙにおける寸法を指す。サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さは、サブセグメント２２５１に位置する全ての溶接部２２２の長さの総和を指す。

【0069】

各サブセグメント２２５１は、１つ又は複数の溶接部２２２を含んでもよく、各サブセグメント２２５１が複数の溶接部２２２を含む実施例において、複数の溶接部２２２は、均一に間隔をおいて配置されてもよく、非均一に間隔をおいて配置されてもよい。

【0070】

本体セグメント２２５の長さは２つのサブセグメント２２５１の長さの合計以上とすべきであり、つまり、本体セグメント２２５は、少なくとも２つのサブセグメント２２５１に均等に分割される。

【0071】

実際に溶接する際に、電極組立体２２の第１の極板２２１の平らにされたタブを径方向に沿って電極組立体２２の巻取中心を囲む複数の領域に分け、各領域は少なくとも１回りの第１の極板２２１を含み、各領域は１つ又は複数のサブセグメント２２５１を含んでもよく、各サブセグメント２２５１は少なくとも１回り巻き取られてもよい。

【0072】

例示的に、図４に示すように、電極組立体２２の巻取中心穴２２６を囲んで、第１の極板２２１のタブ部を同心円状に配置される６つの領域に分け、内から外へそれぞれ第１の領域２２６ａ、第２の領域２２６ｂ、第３の領域２２６ｃ、第４の領域２２６ｄ、第５の領域２２６ｅ及び第６の領域２２６ｆと定義する。図４において、６つの領域は、それぞれ点線で示される第１の環２２７ａ、第２の環２２７ｂ、第３の環２２７ｃ、第４の環２２７ｄ及び第５の環２２７ｅによって分けられ、各領域は１つのサブセグメント２２５１を含む。

【0073】

本願に記載の「内から外へ」は、電極組立体２２の巻取中心に対するものであり、両者のうち巻取中心に近いものは巻取中心から離れたものの内側に位置する。

【0074】

電池セルの検証では、０．１ｓ内の電池の放電内部抵抗をオーム抵抗とする。オーム抵抗の大きさは、電池セル２０の充放電の内部抵抗及び充放電の過電流能力に影響を与える。サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さとサブセグメント２２５１の長さの比による電池セル２０の充放電の内部抵抗及び充放電の過電流能力への影響をテストするために、次のようなテストを行った。

【0075】

テスト条件：サブセグメントの長さは８００ｍｍとした。テストの環境温度は２５℃とした。ＳＯＣ（ｓｔａｔｅ ｏｆ ｃｈａｒｇｅ、充電状態）は、バッテリを一定の期間使用した後又は長期にわたって放置して使用していない場合の残量とその完全に充電された状態の容量との比を指し、百分率で表される場合が多い。その値の範囲は０～１であり、ＳＯＣ＝０の場合、電池が完全に放電されたことを表し、ＳＯＣ＝１の場合、電池が完全に充電されたことを表し、本願において、ＳＯＣ＝０．５を例として電池セル２０のオーム内部抵抗及び電池の全内部抵抗をテストした。電池セル２０の電池の全内部抵抗を取得するために、ＤＣＩＲ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ、直流内部抵抗のテスト）を採用した。電池セル２０の電池の全内部抵抗は、オーム内部抵抗及び分極内部抵抗の２つの部分を含み、直流内部抵抗のテスト（ＤＣＩＲ）は、動的内部抵抗とも呼ばれる２つの部分の抵抗を全て考慮に入れて測定する方法である。

【0076】

【表1】

【0077】

上記のテスト結果から分かるように、サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さとサブセグメント２２５１の長さとの比が３％～５％である場合、電池セル２０のオーム内部抵抗及び電池の全内部抵抗は、いずれもサブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さとサブセグメント２２５１の長さとの比の増加につれて徐々に減少し、サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さとサブセグメント２２５１の長さとの比が５％以上である場合、電池セル２０のオーム内部抵抗及び電池の全内部抵抗はいずれも安定的になる傾向にあるため、本願において、サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さはサブセグメント２２５１の長さの５％以上であり、それにより、電池セル２０は小さい充放電の内部抵抗及び強い充放電の過電流能力を有する。

【0078】

従来の技術において、集電部材２４（図３に示されている）及び電極組立体２２は、レーザによる連続直線溶接又はパルススポット溶接の手段により溶接され、溶接痕の形状はＸ状、環状などである。極板を展開した後、極板の長さ方向において、一部のセクションの溶接部が密であるが、一部のセクションの溶接部が疎らであり、溶接部の極板における分布が均一ではないことが分かる。溶接部が疎らなセクションでは、極板の有効溶接長さ（即ち、当該セクションの溶接部の総長さ）は極板の長さに適合するには十分ではないため、極板と集電部材２４との間の過電流能力が低く、電池セルの内部抵抗が大きく、電池セル２０の電力性能が低下する。集電部材２４と第１の極板の幅方向Ｘの一側が溶接された後、第１の極板の長さ方向Ｙに間隔をおいて配置される複数の溶接部２２２が形成され、第１の極板の長さ方向Ｙにおいて、第１の極板２２１の、巻取開始端２２３に近い第１の溶接部２２２ａ及び巻取終了端２２４に近い第２の溶接部２２２ｂによって画定された本体部を、長さが等しい複数のサブセグメント２２５１に分け、各サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さはサブセグメント２２５１の長さの５％以上であり、それにより、第１の極板２２１と集電部材２４が溶接されて形成した溶接部２２２の分布をより合理的にし、電池セル２０の内部抵抗を減少させ、実際の過電流ニーズを満たすことができ、電池セル２０の電力性能を向上させる。各サブセグメント２２５１の長さの範囲が２００ｍｍ～１２００ｍｍであることで、第１の極板２２１の巻取長さは実際の製品のニーズを満たし、且つ電池セル２０は高いエネルギー密度を有する。

【0079】

図５及び図６を参照すると、いくつかの実施例において、任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さの差の絶対値は１０ｍｍ以下である。

【0080】

図５及び図６において、任意の２つのサブセグメント２２５１のうちの一方のサブセグメントにおける各溶接部２２２の長さをそれぞれＬ１、…、Ｌｎとして定義し、任意の２つのサブセグメント２２５１のうちの他方のサブセグメントにおける各溶接部２２２の長さをそれぞれＨ１、…、Ｈｍとして定義し、ｎ及びｍはいずれも１以上の自然数である。－１０ｍｍ≦（Ｌ１＋…＋Ｌｎ）－（Ｈ１＋…＋Ｈｍ）≦１０ｍｍを満たす。

【0081】

任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さの差の絶対値を１０ｍｍ以内に制御し、各サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さの差を可能な限り減少させることにより、溶接部２２２の分布をより合理的にし、電池セル２０の内部抵抗の減少に役立ち、且つ各サブセグメント２２５１の過電流能力の差を小さくし、実際の過電流ニーズを満たし、電池セル２０の電力性能を向上させる。任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さの差の絶対値を１０ｍｍ以内に制御することは、各サブセグメント２２５１の溶接幅の誤差を１０ｍｍ以内にすることに相当し、各サブセグメント２２５１の間の溶接総長さに誤差が存在することが許容されるため、溶接の難易度を低減することができる。

【0082】

いくつかの実施例において、任意の２つのサブセグメント２２５１の前記溶接部２２２の総長さは同じである。

【0083】

任意の２つのサブセグメント２２５１の前記溶接部２２２の総長さが同じであることは、任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さの差がゼロであると理解されてもよい。

【0084】

任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さが同じである場合、各サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さに差がなく、溶接部２２２の分布をより合理的にし、電池セル２０の内部抵抗を可能な限り減少させ、且つ各サブセグメント２２５１の過電流能力を同じにし、実際の過電流ニーズを満たし、電池セル２０の電力性能を向上させる。

【0085】

いくつかの実施例において、任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の数の差の絶対値は１０以下である。

【0086】

図５において、－１０≦ｎ－ｍ≦１０であり、即ち、任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の数の差の絶対値は１０以下である。

【0087】

任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の数の差の絶対値を１０以内に制御し、各サブセグメント２２５１の溶接部を可能な限り減少させ、電池セル２０の内部抵抗を減少させ、各サブセグメント２２５１の過電流能力の差を小さくし、実際の過電流ニーズを満たし、電池セル２０の電力性能を向上させる。任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の数の差の絶対値を１０以内に制御することは、各サブセグメント２２５１の溶接部２２２の数が異なってもよいことに相当し、各サブセグメント２２５１の間の溶接総長さに誤差が存在することが許容されるため、溶接の難易度を低減することができる。

【0088】

いくつかの実施例において、任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の数は同じである。

【0089】

任意の２つのサブセグメント２２５１の前記溶接部２２２の数が同じであることは、任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の数の差がゼロであると理解されてもよく、図６において、ｎ－ｍ＝０である。図４に示すように、第２の領域２２６ｂ、第３の領域２２６ｃ、第４の領域２２６ｄ、第５の領域２２６ｅ及び第６の領域２２６ｆは、いずれも１つのサブセグメント２２５１を有し、第２の領域２２６ｂ、第３の領域２２６ｃ、第４の領域２２６ｄ、第５の領域２２６ｅ及び第６の領域２２６ｆの溶接部２２２の数は同じである。

【0090】

任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の数が同じである場合、各サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さの差を可能な限り減少させ、溶接部２２２の分布をより合理的にし、電池セル２０の内部抵抗の減少に役立ち、各サブセグメント２２５１の過電流能力を同じにし、実際の過電流ニーズを満たし、電池セル２０の電力性能を向上させる。

【0091】

続けて図４、図５及び図６を参照すると、いくつかの実施例において、第１の極板２２１は、本体セグメント２２５に連続して設けられる巻取開始セグメント２２８を更に含み、巻取開始セグメント２２８は、巻取開始端２２３から第１の溶接部２２２ａの巻取開始端２２３に近い縁までである。

【0092】

本体セグメント２２５が巻取開始セグメント２２８に連続して設けられることは、巻取開始セグメント２２８が本体セグメント２２５に直接接続されることを指す。巻取が完了した後、巻取開始セグメント２２８を巻き取ることで形成された環状層は、本体セグメント２２５を巻き取ることで形成された環状層の内側に位置する。図４、図５及び図６に示すように、巻取開始セグメント２２８は、第１の領域２２６ａに位置し、溶接部２２２が設けられていない。

【0093】

いくつかの実施例において、第１の極板２２１は、巻取開始セグメント２２８及び本体セグメント２２５のみを含んでもよい。別のいくつかの実施例において、第１の極板２２１は、本体セグメント２２５のみを含んでもよい。

【0094】

巻取開始セグメント２２８は、巻取開始端２２３から第１の溶接部２２２ａの巻取開始端２２３に近い縁までであり、即ち、巻取開始端２２３及び第１の溶接部２２２ａの巻取開始端２２３に近い縁によって巻取開始セグメント２２８が画定され、換言すれば、巻取開始端２２３は第１の溶接部２２２ａを超えており、巻取開始セグメント２２８に溶接部２２２が形成されておらず、巻取開始セグメント２２８と集電部材２４（図３に示されている）との間に溶接関係がなく、巻取開始セグメント２２８のタブに対応する集電部材２４（図３に示されている）の部分は溶接されておらず、電池セル２０の電気エネルギーを出力するように、電極端子２３２との溶接に用いることができる。

【0095】

異なる電池セル２０にとって、巻取開始セグメント２２８の長さは異なってもよい。いくつかの実施例において、巻取開始セグメント２２８の長さはＡとされ、Ａ≦Ｌを満たす。

【0096】

巻取開始セグメント２２８の長さは、第１の極板２２１が展開状態にある場合における、巻取開始端２２３と第１の溶接部２２２ａの巻取開始端２２３に近い縁との間の距離を指す。

【0097】

第１の極板の長さ方向Ｙにおいて、巻取開始端２２３と第１の溶接部２２２ａとの間の距離はサブセグメントの長さより小さく、即ち、溶接部２２２が設けられていない巻取開始セグメント２２８の長さは溶接部２２２が設けられているサブセグメント２２５１の長さより小さく、第１の極板２２１の溶接部２２２のないセクションの長さが長過ぎないようにし、電池セル２０の電気エネルギーの安定的な出力を保証する。

【0098】

図７、図８及び図９を参照すると、図７は、本願の別のいくつかの実施例により提供される電極組立体２２の構造模式図であり、図８は、本願の別のいくつかの実施例により提供される第１の極板２２１の展開図であり、図９は、本願の別のいくつかの実施例により提供される第１の極板２２１の展開状態の寸法模式図である。いくつかの実施例において、第１の極板２２１は、本体セグメント２２５に連続して設けられる巻取終了セグメント２２９を更に含み、巻取終了セグメント２２９は、巻取終了端２２４から第２の溶接部２２２ｂの巻取終了端２２４に近い縁までである。

【0099】

本体セグメント２２５が巻取終了セグメント２２９に連続して設けられることは、巻取終了セグメント２２９が本体セグメント２２５に直接接続されることを指す。巻取が完了した後、巻取終了セグメント２２９を巻き取ることで形成された環状層は、本体セグメント２２５を巻き取ることで形成された環状層の外側に位置する。図６及び図７に示すように、巻取終了セグメント２２９は、第６の領域２２６ｆに位置し、溶接部２２２が設けられていない。

【0100】

いくつかの実施例において、第１の極板２２１は、巻取終了セグメント２２９及び本体セグメント２２５のみを含んでもよい。別のいくつかの実施例において、図１０及び図１１に示すように、第１の極板２２１は、順に接続される巻取開始セグメント２２８、本体セグメント２２５及び巻取終了セグメント２２９を含んでもよい。

【0101】

巻取終了セグメント２２９は、巻取終了端２２４から第２の溶接部２２２ｂの巻取終了端２２４に近い縁までであり、即ち、巻取終了端２２４及び第２の溶接部２２２ｂの巻取終了端２２４に近い縁によって巻取終了セグメント２２９が画定され、換言すれば、巻取終了端２２４は第２の溶接部２２２ｂを超えており、巻取終了セグメント２２９に溶接部２２２が形成されておらず、巻取終了セグメント２２９と集電部材２４（図３に示されている）との間に溶接関係がなく、巻取終了セグメント２２９のタブ部に対応する集電部材２４（図３に示されている）の部分は溶接されておらず、電池セル２０の電気エネルギーを出力するように、電極端子２３２との溶接に用いることができる。

【0102】

異なる電池セル２０にとって、巻取終了セグメント２２９の長さは異なってもよく、巻取終了セグメント２２９の長さは、電極組立体２２が実際のニーズを満たすようにする必要がある。いくつかの実施例において、巻取終了セグメント２２９の長さはＢとされ、Ｂ≦Ｌを満たす。

【0103】

第１の極板２２１が展開状態にある場合、巻取終了セグメント２２９の長さは、巻取終了端２２４と第２の溶接部２２２ｂの巻取終了端２２４に近い縁との間の距離を指す。

【0104】

第１の極板の長さ方向Ｙにおいて、巻取終了セグメント２２９の長さはサブセグメント２２５１の長さより小さく、即ち、溶接部２２２が設けられていない巻取開始セグメント２２８の長さは溶接部２２２が設けられているサブセグメント２２５１より小さく、第１の極板２２１の溶接部２２２のないセクションの長さが長過ぎないようにし、電池セル２０の電気エネルギーの安定的な出力を保証する。

【0105】

図１２及び図１３を参照し、図１２は、本願の更に別のいくつかの実施例により提供される電極組立体２２の模式図であり、図１３は、本願のまた更に別のいくつかの実施例により提供される電極組立体２２の構造模式図である。いくつかの実施例において、隣接する２回りの第１の極板２２１のうち、電極組立体２２の巻取中心に近い１回りの溶接部２２２の数は、巻取中心から離れた１回りの溶接部２２２の数より小さい。

【0106】

ここに記載の「隣接する２回りの第１の極板２２１のうち」は、任意の隣接する２回りの第１の極板２２１のうちであってもよく、一部の隣接する２回りの第１の極板２２１のうちであってもよい。

【0107】

例示的に、図１２に示すように、各領域は１回りの第１の極板２２１を有し、第１の領域２２６ａにおいて、各回りの第１の極板２２１に２つの溶接部２２２が設けられ、第２の領域２２６ｂにおいて、各回りの第１の極板２２１に４つの溶接部２２２が設けられ、第３の領域２２６ｃにおいて、各回りの第１の極板２２１に６つの溶接部２２２が設けられ、第４の領域２２６ｄにおいて、各回りの第１の極板２２１に６つの溶接部２２２が設けられ、第５の領域２２６ｅにおいて、各回りの第１の極板２２１に６つの溶接部２２２が設けられている。溶接部２２２は放射状に分布している。

【0108】

図１３に示すように、各領域は１回りの第１の極板２２１を有し、第２の領域２２６ｂにおいて、一部の環状層の第１の極板２２１に４つの溶接部２２２が設けられ、一部の環状層の第１の極板２２１に５つの溶接部２２２が設けられ、他の環状層の第１の極板２２１に６つの溶接部２２２が設けられ、第３の領域２２６ｃにおいて、各回りの第１の極板２２１に６つの溶接部２２２が設けられ、第４の領域２２６ｄにおいて、各回りの第１の極板２２１に６つの溶接部２２２が設けられ、第５の領域２２６ｅにおいて、各回りの第１の極板２２１に６つの溶接部２２２が設けられ、第６の領域２２６ｆにおいて、一部の環状層の第１の極板２２１に６つの溶接部２２２が設けられ、他の環状層の第１の極板２２１に５つの溶接部２２２が設けられている。一部の溶接部２２２は放射状に分布し、一部の溶接部２２２は繋がって電極組立体２２の巻取中心を囲む円弧セグメントを形成し、円弧セグメントは第６の領域２２６ｆに位置し、円弧セグメントは溶接部２２２からなる隣接する２つの放射線を接続する。

【0109】

他の実施例において、任意の隣接する２回りの第１の極板２２１の溶接部２２２の数は同じであってもよい。

【0110】

巻取型電極組立体２２にとって、隣接する２回りの第１の極板２２１において、巻取中心に近い１回りの長さが巻取中心から離れた１回りの長さより小さく、溶接時に、巻取型電極組立体２２の巻取中心に近い１回りの溶接部２２２の形成数が巻取中心から離れた１回りの溶接部２２２の数より小さく、各回りの第１の極板２２１の長さ及び各回りの第１の極板２２１に対応する溶接部２２２の数が溶接部２２２の総長さに適合するようにし、溶接部２２２の分布をより合理的にし、電池セル２０の内部抵抗を減少させることができ、実際の過電流ニーズを満たすことができ、電池セル２０の電力性能を向上させる。

【0111】

図３、図４、図５及び図６を参照し、いくつかの実施例において、電池セル２０は、ハウジング２１と、エンドカバー組立体２３と、集電部材２４と、を更に含み、ハウジング２１は電極組立体２２を収納するために用いられ、開口２１１を有し、エンドカバー組立体２３は、開口２１１を覆うためのエンドカバー２３１と、エンドカバー２３１に取り付けられる電極端子２３２とを含み、集電部材２４はエンドカバー２３１と電極組立体２２との間に位置し、電極組立体２２のタブ部と電極端子２３２を接続するために用いられ、タブ部は、第１の極板２２１の非コーティング領域を巻き取ることで形成され、集電部材２４の少なくとも一部はタブ部に溶接されて複数の溶接部２２２を形成する。

【0112】

集電部材２４の少なくとも一部はタブ部に溶接されて複数の溶接部２２２を形成し、第１の極板の長さ方向Ｙにおいて、第１の極板２２１の、巻取開始端２２３に近い第１の溶接部２２２ａ及び巻取終了端２２４に近い第２の溶接部２２２ｂによって画定された本体部を、長さが等しい複数のサブセグメント２２５１に分け、各サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さはサブセグメント２２５１の長さの５％以上であり、それにより、第１の極板２２１と集電部材２４が溶接されて形成した溶接部２２２の分布をより合理的にし、電池セル２０の内部抵抗を減少させ、実際の過電流ニーズを満たし、電池セル２０の電力性能を向上させることができる。

【0113】

図１４を参照し、図１４は、本願のいくつかの実施例により提供される溶接後の集電部材２４の模式図である。いくつかの実施例において、第１の極板２２１は、巻取開始端２２３から第１の溶接部２２２ａの巻取開始端２２３に近い縁までの巻取開始セグメント２２８を更に含み、本体セグメント２２５の非コーティング領域は巻き取られて第１の部分１２（図示せず）を形成し、巻取開始セグメント２２８の非コーティング領域は巻き取られて第２の部分１３（図示せず）を形成し、第２の部分１３は、径方向に第１の部分１２の内側に位置し、集電部材２４は、径方向に連続して配置される第１の集電部２４１と第２の集電部２４２を含み、第１の集電部２４１は第１の部分１２と第１の極板の幅方向Ｘに対向して設けられ、且つ第１の部分１２に溶接されて複数の溶接部２２２を形成し、第２の集電部２４２は第２の部分１３と第１の極板の幅方向Ｘに対向して設けられ、且つ電極端子２３２に溶接される。

【0114】

第１の極板２２１が巻取状態にある場合、第１の極板の幅方向Ｘは、電極組立体２２の巻取軸線方向と一致する。第１の極板２２１の非コーティング領域が第１の極板２２１のタブを形成するために用いられるため、第１の部分１２及び第２の部分１３はいずれも第１の極板２２１のタブに属する。第２の部分１３が第１の部分１２の径方向内側に位置することは、第２の部分１３の一部が第１の部分１２の内側に位置し、第２の部分１３の別の部分が第１の部分１２の一部と同一の円周上に位置することであってもよく、第２の部分１３が全て第１の部分１２の内側に位置し、第１の部分１２が第２の部分１３の外周を囲んで設けられることであってもよい。

【0115】

第１の集電部２４１が第１の部分１２と第１の極板の幅方向Ｘに対向して設けられることは、第１の極板の幅方向Ｘにおいて、第１の部分１２の集電部材２４への投影が第１の集電部２４１と少なくとも部分的に重なり、重なり部分が互いに溶接され、複数の溶接部２２２が形成され、電極組立体２２と集電部材２４の電気的接続を実現すると理解されてもよい。第１の集電部２４１と第２の集電部２４２は、径方向に連続して配置され、巻取開始セグメント２２８は、巻取開始端２２３から第１の溶接部２２２ａの巻取開始端２２３に近い縁までであり、即ち、巻取開始端２２３及び第１の溶接部２２２ａの巻取開始端２２３に近い縁によって巻取開始セグメント２２８が画定され、巻取開始セグメント２２８に溶接部２２２が形成されておらず、即ち、巻取開始セグメント２２８の非コーティング領域が巻き取られて形成した第２の部分１３と集電部材２４との間に溶接関係がなく、第２の部分１３と対向する第２の集電部２４２に溶接痕が形成されておらず、集電部材２４と電極端子２３２との第２の集電部２４２を介する溶接を容易にして、電池セル２０の電気エネルギーを出力することができる。

【0116】

図１５を参照すると、図１５は、本願の別のいくつかの実施例により提供される溶接後の集電部材２４の模式図である。いくつかの実施例において、第１の極板２２１は、巻取終了端２２４から第２の溶接部２２２ｂの巻取終了セグメント２２９に近い縁までの巻取終了セグメント２２９を更に含み、本体セグメント２２５の非コーティング領域は巻き取られて第１の部分１２を形成し、巻取終了セグメント２２９の非コーティング領域は巻き取られて第３の部分（図示せず）を形成し、第３の部分は径方向に第１の部分１２の外側に位置し、集電部材２４は、径方向に連続して配置される第１の集電部２４１と第３の集電部２４３を含み、第１の集電部２４１は第１の部分１２と第１の極板の幅方向Ｘに対向して設けられ、且つ第１の部分１２に溶接されて複数の溶接部２２２を形成し、第３の集電部２４３は第３の部分と第１の極板の幅方向Ｘに対向して設けられ、且つ電極端子２３２に溶接される。

【0117】

第１の極板２２１の非コーティング領域が第１の極板２２１のタブを形成するために用いられるため、第１の部分１２及び第３の部分はいずれも第１の極板２２１のタブに属する。第３の部分が径方向に第１の部分１２の外側に位置することは、第３の部分の一部が第１の部分１２の外側に位置し、第３の部分の別の部分が第１の部分１２の一部と同一の円周に位置することであってもよく、第３の部分が全て第１の部分１２の内側に位置し、第３の部分が第１の部分１２の外周を囲んで設けられることであってもよい。

【0118】

図１６を参照すると、図１６は、本願の更に別の実施例により提供される溶接後の集電部材２４の模式図であり、第１の極板２２１が巻取開始セグメント２２８、本体セグメント２２５及び巻取終了セグメント２２９を含む実施例において、集電部材２４は、径方向に沿って内から外への第２の集電部２４２、第１の集電部２４１及び第３の集電部２４３を含んでもよい。第１の集電部２４１は第１の部分１２に溶接され、第２の集電部２４２は第２の部分１３と第１の極板の幅方向Ｘに対向して配置され、第３の集電部は第３の部分と第１の極板の幅方向Ｘに対向して配置され、第２の集電部２４２及び第３の集電部２４３は電極端子２３２に溶接され、電池セル２０の電気エネルギーを出力する。

【0119】

第１の集電部２４１と第１の部分１２との溶接により、電極組立体２２と集電部材２４との電気的接続を実現し、第３の集電部２４３及び第１の集電部２４１は、径方向に連続して配置され、巻取終了セグメント２２９は、巻取終了端２２４から第２の溶接部２２２ｂの巻取終了端２２４に近い縁までであり、即ち、巻取終了端２２４及び第２の溶接部２２２ｂの巻取終了端２２４に近い縁によって巻取終了セグメント２２９が画定され、巻取終了セグメント２２９に溶接部２２２が形成されておらず、即ち、巻取終了セグメント２２９の非コーティング領域が巻き取られて形成された第３の部分と集電部材２４との間に溶接関係がなく、第３の部分と対向する第３の集電部２４３に溶接痕が形成されておらず、第３の集電部２４３を介する集電部材２４と電極端子２３２との溶接を容易にして、電池セル２０の電気エネルギーを出力することができる。

【0120】

本願の実施例は、円柱形のハウジング２１、円柱形の電極組立体２２、集電部材２４及びエンドカバー組立体２３を含む円柱電池を提供し、電極組立体２２はケース内に収納され、エンドカバー組立体２３のエンドカバー２３１はハウジング２１の開口２１１を覆い、電極組立体２２は第１の極板２２１を含み、第１の極板２２１は巻取開始端２２３及び巻取終了端２２４を含み、複数の溶接部２２２のうち巻取開始端２２３に最も近いものは第１の溶接部２２２ａであり、複数の溶接部２２２のうち巻取終了端２２４に最も近いものは第２の溶接部２２２ｂであり、第１の極板２２１は、第１の溶接部２２２ａの巻取開始端２２３に近い縁から第２の溶接部２２２ｂの巻取終了端２２４に近い縁までの本体セグメント２２５を含み、本体セグメント２２５は、長さがＬである複数のサブセグメント２２５１に均等に分割され、各サブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さは５％＊Ｌ以上であり、２００ｍｍ≦Ｌ≦１２００ｍｍである。任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の総長さの差の絶対値は１０ｍｍ以下であり、任意の２つのサブセグメント２２５１の溶接部２２２の数の差の絶対値は１０以下である。第１の極板２２１は、本体セグメント２２５に連続して設けられる巻取開始セグメント２２８と巻取終了セグメント２２９を更に含み、巻取開始セグメント２２８は、巻取開始端２２３から第１の溶接部２２２ａの巻取開始端２２３に近い縁までである。巻取終了セグメント２２９は、巻取終了端２２４から第２の溶接部２２２ｂの巻取終了端２２４に近い縁までであり、巻取開始セグメント２２８の長さはＡとされ、巻取終了セグメント２２９の長さはＢとされ、Ａ≦Ｌ及びＢ≦Ｌを満たす。集電部材２４は、径方向に沿って内から外へ連続して配置される第２の集電部２４２、第１の集電部２４１及び第３の集電部２４３を含む。本体セグメント２２５の非コーティング領域は巻き取られて第１の部分１２を形成し、巻取開始セグメント２２８の非コーティング領域は巻き取られて第２の部分１３を形成し、巻取終了セグメント２２９の非コーティング領域は巻き取られて第３の部分を形成し、第１の極板の幅方向Ｘにおいて、第１の集電部２４１は第１の部分１２と対向して設けられ、且つ第１の部分１２に溶接されて複数の溶接部２２２を形成し、第２の集電部２４２は第２の部分１３と対向して設けられ、且つ電極端子２３２に溶接され、第３の集電部２４３は第３の部分と対向して設けられ、且つ電極端子２３２に溶接され、それにより円柱電池の電気エネルギーを出力する。

【0121】

本願の実施例は、上記の任意の実施例により提供される電池セル２０を含む電池１００を更に提供する。

【0122】

本願の実施例は、上記の実施例により提供される電池１００を含む電力消費機器を更に提供する。

【0123】

以上は、本願の好適な実施例に過ぎず、本願を制限するためのものではなく、当業者であれば、本願に対して様々な変更や変形を行うことができる。本願の精神及び原則内で行われる全ての修正、同等置換や改善などは、本願の保護範囲内に含まれるべきである。

【符号の説明】

【0124】

１０００ 車両
１００ 電池
１０ 筐体
１１ 収納空間
１２ 第１の部分
１３ 第２の部分
２０ 電池セル
２１ ハウジング
２１１ 開口
２２ 電極組立体
２２１ 第１の極板
２２１１ コーティング領域
２２１２ 非コーティング領域
２２２ 溶接部
２２２ａ 第１の溶接部
２２２ｂ 第２の溶接部
２２３ 巻取開始端
２２４ 巻取終了端
２２５ 本体セグメント
２２５１ サブセグメント
２２６ 巻取中心穴
２２６ａ 第１の領域
２２６ｂ 第２の領域
２２６ｃ 第３の領域
２２６ｄ 第４の領域
２２６ｅ 第５の領域
２２６ｆ 第６の領域
２２７ａ 第１の環
２２７ｂ 第２の環
２２７ｃ 第３の環
２２７ｄ 第４の環
２２７ｅ 第５の環
２２８ 巻取開始セグメント
２２９ 巻取終了セグメント
２３ エンドカバー組立体
２３１ エンドカバー
２３２ 電極端子
２４ 集電部材
２４１ 第１の集電部
２４２ 第２の集電部
２４３ 第３の集電部
２００ コントローラ
３００ モータ
Ｘ 第１の極板の幅方向
Ｙ 第１の極板の長さ方向

【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】

【図14】

【図15】

【図16】

【国際調査報告】