特表 2024-543179 バッテリアセンブリおよびバッテリアセンブリを組み立てるための方法

(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】2024-11-19

(54)【発明の名称】バッテリアセンブリおよびバッテリアセンブリを組み立てるための方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/107 20210101AFI20241112BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20241112BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20241112BHJP

   H01M 10/643 20140101ALI20241112BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20241112BHJP

   H01M 10/6551 20140101ALI20241112BHJP

   H01M 50/131 20210101ALI20241112BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20241112BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20241112BHJP

【ＦＩ】

H01M50/107

H01M50/204 401H

H01M10/613

H01M10/643

H01M10/647

H01M10/6551

H01M50/131

H01M10/625

H01M50/103

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024531616

(86)(22)【出願日】2022-11-29

(85)【翻訳文提出日】2024-07-23

(86)【国際出願番号】 CA2022051741

(87)【国際公開番号】W WO2023092240

(87)【国際公開日】2023-06-01

(31)【優先権主張番号】63/283,680

(32)【優先日】2021-11-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520302394

【氏名又は名称】レーザラックス インク

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】メランコン ステファヌ

(72)【発明者】

【氏名】ヴィレ カトリーヌ

(72)【発明者】

【氏名】デシェーヌ ジャン－ミシェル

(72)【発明者】

【氏名】フレーザー アレックス

【テーマコード（参考）】

5H011

5H031

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H011AA02

5H011CC06

5H011DD07

5H011KK01

5H031AA09

5H031HH08

5H031KK01

5H040AA28

5H040AS07

5H040AT01

5H040AT02

5H040AT04

5H040AY05

5H040JJ01

5H040NN01

(57)【要約】

バッテリアセンブリについて説明する。バッテリアセンブリは、概して、第１の表面を有する第１のバッテリ構成要素と、第１の表面に面した第２の表面を有する第２のバッテリ構成要素と、第１の表面と第２の表面との間に延びている間隙と、間隙内に延びており、第１の表面と第２の表面とを互いに結合するインターフェース材料と、を有し、第１の表面が、第１の表面の一部にレーザー形成された第１のパターン化された特徴部を有し、第１のパターン化された特徴部が、第１のパターン化された特徴部の形成より前の第１の表面の一部の初期表面積よりも大きい第１の有効表面積を有する第１のテクスチャ加工部分を画定している。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の表面を有する第１のバッテリ構成要素と、
前記第１の表面に面した第２の表面を有する第２のバッテリ構成要素と、
前記第１の表面と前記第２の表面との間に延びている間隙と、
前記間隙内に延びており、前記第１の表面と前記第２の表面とを互いに結合するインターフェース材料と、を備えるバッテリアセンブリであって、
前記第１の表面が、前記第１の表面の一部に形成された第１のパターン化された特徴部を有し、前記第１のパターン化された特徴部が、前記第１のパターン化された特徴部の形成より前の前記第１の表面の前記一部の初期表面積よりも大きい第１の有効表面積を有する第１のテクスチャ加工部分を画定している、バッテリアセンブリ。

【請求項2】

前記第２の表面が、前記第２の表面の一部に形成された第２のパターン化された特徴部を有し、前記第２のパターン化された特徴部が、前記第２のパターン化された特徴部の形成より前の前記第２の表面の前記一部の初期表面積よりも大きい第２の有効表面積を有する第２のテクスチャ加工部分を画定している、請求項１に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項3】

前記第１のパターン化された特徴部が、レーザーシステムのパターン形成ビームを使用してレーザー形成され、前記パターン形成ビームが、前記第１の表面を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有する、請求項１または２に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項4】

前記第１のテクスチャ加工部分を画定している前記第１のパターン化された特徴部が、前記第１の表面への前記インターフェース材料の接着剤接合のために選択的に成形されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項5】

前記第１のレーザーテクスチャ加工部分を画定している前記第１のパターン化された特徴部が、前記インターフェース材料を介した前記第１のバッテリ構成要素と前記第２のバッテリ構成要素との間の熱伝達のために選択的に成形されている、請求項１～４のいずれか１項に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項6】

前記第１のバッテリ構成要素がバッテリセルであり、前記第２のバッテリ構成要素がサーマルプレートである、請求項１～５のいずれか１項に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項7】

前記第１の表面が、前記バッテリセルの缶によって画定されており、前記第１の表面が、前記缶の外面の一部であり、前記第１のテクスチャ加工部分が、前記缶の前記外面に広がっている、請求項６に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項8】

前記缶が厚さを有し、前記第１のパターン化された特徴部のそれぞれが、前記缶の前記厚さの最大約２０％の特徴部サイズを有する、請求項７に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項9】

前記第１のパターン化された特徴部のそれぞれが、前記インターフェース材料の厚さの最大約１０％の特徴部サイズを有する、請求項１～８のいずれか１項に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項10】

前記第１のパターン化された特徴部のそれぞれが、約０．０１～約０．１２ｍｍの範囲の特徴部サイズを有する、請求項１～９のいずれか１項に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項11】

前記第１のパターン化された特徴部が、前記第１の表面に、マイクログリッド、マイクロディンプル配列、および平行マイクロ溝のうちの少なくとも１つを画定している、請求項１～１０のいずれか１項に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載のバッテリアセンブリを備えるバッテリパック。

【請求項13】

バッテリアセンブリを組み立てるための方法であって、前記バッテリアセンブリが、第１の表面を有する第１のバッテリ構成要素と、第２の表面を有する第２のバッテリ構成要素とを備え、前記方法が、
レーザーシステムを使用して、前記第１の表面にパターン形成ビームを方向付けることであって、前記パターン形成ビームが、前記第１の表面を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有し、前記方向付けることが、第１のテクスチャ部分を有する第１のパターン化された特徴部を選択的に形成することを含み、前記第１のテクスチャ部分が、前記形成することより前の前記第１の表面の一部の初期テクスチャ部分とは異なっている、方向付けることと、
前記第１の表面および前記第２の表面の前記第１のパターン化された特徴部同士の間に配置されたインターフェース材料を使用して、前記第１のバッテリ構成要素と前記第２のバッテリ構成要素を互いに結合することと、を含む、方法。

【請求項14】

前記方向付けることが、前記第２の表面に前記パターン形成ビームを方向付けることを含み、前記パターン形成ビームが、前記第２の表面を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有し、前記方向付けることが、第２のテクスチャを画定する第２のパターン化された特徴部を選択的に形成することを含み、前記第２のテクスチャが、前記形成することより前の前記第２の表面の一部の初期テクスチャとは異なっている、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第１のパターン化された特徴部を選択的に形成することより後、かつ前記結合することより前に、前記第１のパターン化された特徴部にコーティングを施すことをさらに含む、請求項１３または１４に記載の方法。

【請求項16】

前記第１のパターン化された特徴部が、前記形成することより前の前記第１の表面の前記一部の有効表面積よりも大きい有効表面積を有する、請求項１３～１５のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

リチウムイオンバッテリなどのバッテリセルは、携帯用電子機器、電動車両、および医療器具など、様々なシステムに電力を供給するために一般的に使用されている。バッテリセルは、一般に、円筒型セル、角柱型セル、またはパウチ型セルなど、様々な形状および構成で利用可能である。電動車両などのいくつかのシステムでは、電動車両に所望される航続距離および電力を提供するために、バッテリセルは、バッテリモジュールおよび／またはバッテリパックになるようにパッケージ化される。

【背景技術】

【0002】

複数のバッテリセルを電動車両のバッテリパックになるようにパッケージ化することは、特にバッテリパックの機械的／構造的完全性およびバッテリパックに収容されたバッテリセルの熱管理の点で、課題を伴う。バッテリパックの機械的／構造的完全性は、堅牢で、衝撃および振動に耐えることのできるバッテリパックを提供するように設計されている。バッテリパックの熱管理は、バッテリセルの寿命の延長をもたらし、過熱に対する保護を改善し、それによって電動車両の信頼性、安全性、航続距離を改善するように設計されている。

【0003】

したがって、これらのバッテリアセンブリを含むバッテリパックに、より優れた機械的／構造的完全性および／または熱管理を提供するために、バッテリ構成要素をバッテリアセンブリになるように形成する方法の改善が望まれる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【非特許文献1】Lu, L., Zhang, Z., Guan, Y., & Zheng, H. (2018). 「Enhancement of Heat Dissipation by Laser Micro Structuring for LED Module」. Polymers, 10(8),886.<URL:https://doi.org/10.3390/polym10080886>

【非特許文献2】Ayer, M. (2010) 「A Study of the Influence of Surface Roughness on Heat Transfer」. Worcester Polytechnic Institute.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示の第１の態様によれば、第１の表面を有する第１のバッテリ構成要素と、第１の表面に面した第２の表面を有する第２のバッテリ構成要素と、第１の表面と第２の表面との間に延びている間隙と、間隙内に延びており、第１の表面と第２の表面とを互いに結合するインターフェース材料と、備えるバッテリアセンブリであって、第１の表面が、第１の表面の一部にレーザー形成された第１のパターン化された特徴部を有し、第１のパターン化された特徴部が、第１のパターン化された特徴部の形成より前の第１の表面の一部の初期表面積よりも大きい第１の有効表面積を有する第１のテクスチャ加工部分を画定している、バッテリアセンブリが提供される。

【0006】

さらに本開示の第１の態様によれば、第２の表面が、例えば、第２の表面の一部に形成された第２のパターン化された特徴部を有することができ、第２のパターン化された特徴部が、第２のパターン化された特徴部の形成より前の第２の表面の一部の初期表面積よりも大きい第２の有効表面積を有する第２のテクスチャ加工部分を画定している。

【0007】

またさらに本開示の第１の態様によれば、第１のパターン化された特徴部が、例えば、レーザーシステムのパターン形成ビームを使用してレーザー形成されることができ、パターン形成ビームが、第１の表面を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有する。

【0008】

またさらに本開示の第１の態様によれば、第１のテクスチャ加工部分を画定している第１のパターン化された特徴部が、例えば、第１の表面へのインターフェース材料の接着剤接合のために選択的に成形されることができる。

【0009】

またさらに本開示の第１の態様によれば、第１のレーザーテクスチャ加工部分を画定している第１のパターン化された特徴部が、例えば、インターフェース材料を介した第１のバッテリ構成要素と第２のバッテリ構成要素との間の熱伝達のために選択的に成形されることができる。

【0010】

またさらに本開示の第１の態様によれば、第１のバッテリ構成要素が、例えば、バッテリセルであることができ、第２のバッテリ構成要素がサーマルプレートである。

【0011】

またさらに本開示の第１の態様によれば、第１の表面が、例えば、バッテリセルの缶によって画定されることができ、第１の表面が、缶の外面の一部であり、第１のテクスチャ加工部分が、缶の外面に広がっている。

【0012】

またさらに本開示の第１の態様によれば、缶が、例えば、厚さを有し得、第１のパターン化された特徴部のそれぞれが、缶の厚さの最大約２０％の特徴部サイズを有する。

【0013】

またさらに本開示の第１の態様によれば、第１のパターン化された特徴部のそれぞれが、例えば、インターフェース材料の厚さの最大約１０％の特徴部サイズを有することができる。

【0014】

またさらに本開示の第１の態様によれば、第１のパターン化された特徴部のそれぞれが、例えば、約０．０１～約０．１２ｍｍの範囲の特徴部サイズを有することができる。

【0015】

またさらに本開示の第１の態様によれば、第１のパターン化された特徴部が、例えば、第１の表面に、マイクログリッド、マイクロディンプル配列、および平行マイクロ溝のうちの少なくとも１つを画定することができる。

【0016】

またさらに本開示の第１の態様によれば、上記のバッテリアセンブリを備えるバッテリパックが提供される。

【0017】

本開示の第２の態様によれば、バッテリアセンブリを組み立てるための方法であって、バッテリアセンブリが、第１の表面を有する第１のバッテリ構成要素と、第２の表面を有する第２のバッテリ構成要素とを備える方法が提供され、本方法が、レーザーシステムを使用して、第１の表面にパターン形成ビームを方向付けることであって、パターン形成ビームが、第１の表面を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有し、上記方向付けることが、第１のテクスチャを有する第１のパターン化された特徴部を選択的に形成することを含み、第１のテクスチャが、形成することより前の第１の表面の一部の初期テクスチャとは異なっている、方向付けることと、第１の表面および第２の表面の第１のパターン化された特徴部同士の間に配置されたインターフェース材料を使用して、第１のバッテリ構成要素と第２のバッテリ構成要素を互いに結合することと、を含む。

【0018】

さらに本開示の第２の態様によれば、上記方向付けることが、例えば、第２の表面にパターン形成ビームを方向付けることをさらに含むことができ、パターン形成ビームが、第２の表面を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有し、上記方向付けることが、第２のテクスチャを画定する第２のパターン化された特徴部を選択的に形成することを含み、第２のテクスチャが、上記形成することより前の第２の表面の一部の初期テクスチャとは異なっている。

【0019】

またさらに本開示の第２の態様によれば、本方法は、例えば、第１のパターン化された特徴部を選択的に形成することより後、かつ上記結合することより前に、第１のパターン化された特徴部にコーティングを施すことをさらに含むことができる。

【0020】

さらに本開示の第２の態様によれば、第１のパターン化された特徴部が、例えば、上記形成することより前の第１の表面の一部の有効表面積よりも大きい有効表面積を有することができる。

【0021】

本開示の第３の態様によれば、第１の表面を含む第１のバッテリ構成要素と、第１の表面に面した第２の表面を含む第２のバッテリ構成要素と、第１の表面と第２の表面との間に延びている間隙と、間隙内に延びており、第１の表面と第２の表面とに結合されたインターフェース材料と、を含むバッテリアセンブリが提供され、第１の表面および第２の表面の少なくとも１つが、レーザーシステムのパターン形成ビームによって少なくとも表面の一部に選択的に形成されたパターン化された特徴部を含み、パターン形成ビームが、表面を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有し、パターン化された特徴部が、パターン化された特徴部の形成より前の表面の有効表面積よりも大きい有効表面積を有する、表面のレーザーテクスチャ加工部分を画定している。

【0022】

本開示の第４の態様によれば、バッテリアセンブリを形成するための方法であって、第１の表面を含む第１のバッテリ構成要素を準備することと、第２の表面を含む第２のバッテリ構成要素を準備することと、第１の表面および第２の表面の少なくとも１つにパターン形成ビームを出力するように構成されたレーザーシステムを準備することであって、パターン形成ビームが、第１の表面および第２の表面の少なくとも１つを形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有する、レーザーシステムを準備することと、パターン形成ビームで第１の表面および第２の表面の少なくとも１つにパターン化された特徴部を選択的に形成することであって、パターン化された特徴部が、第１の表面および第２の表面の少なくとも１つに、第１の表面および第２の表面の少なくとも１つの初期テクスチャとは異なるレーザーテクスチャ加工部分を画定している、形成することと、第１の表面と第２の表面との間に配置されたインターフェース材料を使用して第１のバッテリ構成要素と第２のバッテリ構成要素とを結合することと、を含む方法が提供される。

【0023】

本開示の第５の態様によれば、少なくとも１つの特徴部を含む表面を形成している基板を含むバッテリ構成要素が提供され、この特徴部が、レーザーシステムの少なくとも１つのパターン形成ビームによって表面の少なくとも一部に選択的に形成されており、パターン形成ビームが、基板の表面を形成している基板のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有し、少なくとも１つの特徴部が、表面のレーザーテクスチャ加工部分を画定しており、レーザーテクスチャ加工部分が、少なくとも１つの特徴部の形成より前の表面の有効表面積よりも大きい有効表面積を有する。

【0024】

本開示の第６の態様によれば、バッテリ構成要素の表面を選択的にテクスチャ加工するための方法が提供され、本方法は、初期テクスチャを有する表面を形成している基板を含むバッテリ構成要素を準備することと、基板の表面に少なくとも１つのパターン形成ビームを出力するように構成された少なくとも１つのレーザーシステムを準備することであって、パターン形成ビームが、基板の表面を形成している基板のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有する、レーザーシステムを準備することと、パターン形成ビームで基板の表面の少なくとも一部に少なくとも１つの特徴部を選択的に形成することであって、少なくとも１つの特徴部が、表面に、初期テクスチャとは異なるレーザーテクスチャ加工部分を画定する、形成することと、を含む。

【0025】

本開示を読めば、当業者には、本改良に関する多くのさらなる特徴およびその組み合わせが明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0026】

ここで、添付の図面を参照する。

【0027】

【図1A】１つまたは複数の実施形態による、サーマルパッドと熱的に結合した３つのバッテリセルを伴って示される、バッテリアセンブリの一例の概略図である。

【図1B】１つまたは複数の実施形態による、液体ディスペンス式ギャップフィラーと熱的に結合した３つのバッテリセルを伴って示される、バッテリアセンブリの別の例の概略図である。

【図2A】１つまたは複数の実施形態による、角柱型バッテリセルの一例の斜視図である。

【図2B】１つまたは複数の実施形態による、図２Ａの角柱型バッテリセルなどの角柱型バッテリセルを含むバッテリアセンブリの一例の斜視図である。

【図2C】１つまたは複数の実施形態による、図２Ｂのバッテリアセンブリなどのバッテリアセンブリを含むバッテリパックの一例の斜視図である。

【図3A】１つまたは複数の実施形態による、円筒型バッテリセルの一例の長手方向断面斜視図である。

【図3B】１つまたは複数の実施形態による、パウチ型バッテリセルの一例の斜視図である。

【図4A】１つまたは複数の実施形態による、パターン形成ビームを使用して表面にパターン化された特徴部を形成するためのレーザーテクスチャ加工プロセスの一例の概略斜視図である。

【図4B】１つまたは複数の実施形態による、マイクロディンプル配列を含む、表面のレーザーテクスチャ加工部分の一例の上面図である。

【図4C】１つまたは複数の実施形態による、マイクロ溝を含む、表面のレーザーテクスチャ加工部分の別の例の上面図である。

【図4D】１つまたは複数の実施形態による、マイクログリッドを含む、表面のレーザーテクスチャ加工部分の別の例の上面図である。

【図5A】１つまたは複数の実施形態による、初期テクスチャの表面を有するケース伴って示される、円筒型バッテリセルの一例の斜視図である。

【図5B】１つまたは複数の実施形態による、レーザーテクスチャ加工部分を含む表面を有するケースを伴って示される、円筒型バッテリセルの一例の斜視図である。

【図6A】１つまたは複数の実施形態による、図５Ｂの円筒型バッテリセルの上から見た斜視図であり、バッテリセルのベースがパターン形成ビームに曝されている、斜視図である。

【図6B】１つまたは複数の実施形態による、レーザーテクスチャ加工プロセス中の図６Ａの円筒型バッテリセルの側壁の拡大斜視図である。

【図6C】１つまたは複数の実施形態による、図６Ｂの円筒型バッテリセルの側壁の拡大斜視図である。

【図7A】１つまたは複数の実施形態による、表面のレーザーテクスチャ加工部分および表面に結合されたインターフェース材料の例の概略断面図である。

【図7B】１つまたは複数の実施形態による、表面のレーザーテクスチャ加工部分および表面に結合されたインターフェース材料の例の概略断面図である。

【図8A】１つまたは複数の実施形態による、レーザーテクスチャ加工部分を含む、かつ／または別々のインターフェース材料を使用した、別々の試料における、凝集破壊および接着破壊に必要な引き剥がし強度を示すグラフである。

【図8B】１つまたは複数の実施形態による、レーザーテクスチャ加工部分を含む、かつ／または別々のインターフェース材料を使用した、別々の試料における、凝集破壊および接着破壊に必要なラップせん断強度を示すグラフである。

【図9A】１つまたは複数の実施形態による、別々の表面粗さを有する別々のバッテリ構成要素を含む別々のバッテリアセンブリの概略図である。

【図9B】１つまたは複数の実施形態による、バッテリ構成要素と、バッテリ構成要素同士の間に配置されたインターフェース材料と、を含むバッテリアセンブリの概略図である。

【図9C】１つまたは複数の実施形態による、別々の構成を有するバッテリアセンブリにおける熱伝達対熱伝導率を示すグラフである。

【図10】１つまたは複数の実施形態による、バッテリアセンブリを組み立てるための方法の一例のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

図１Ａは、バッテリ構成要素を含むバッテリアセンブリ２０の一例を示しており、バッテリ構成要素は、３つの円筒型バッテリセル２２と、サーマルプレート２４と、バッテリセル２２の表面２２ａとサーマルプレート２４の表面２４ａとによって画定される間隙２８内に延びたインターフェース材料２６とを含む。サーマルプレート２４は、バッテリセル２２から熱を吸い取ることができる、および／またはバッテリセル２４に熱を供給することができる熱管理システムのバッテリ構成部品である。例えば、サーマルプレート２４は、実施形態によって、ヒートシンクまたは冷却プレートであってもよい。この例では、インターフェース材料２６は、サーマルパッドである。インターフェース材料２６は、互いに面した表面２２ａおよび表面２４ａに露出している。さらに後述するように、インターフェース材料２６は、バッテリセル２２をサーマルプレート２４に結合し、バッテリセル２２とサーマルプレート２４との間の熱伝達を可能にする。バッテリセル２２とサーマルプレート２４とに結合されるインターフェース材料２６は、インターフェース材料２６が比較的剛性の高い材料で作られている場合には、構造的に剛性の高いバッテリアセンブリ２０を形成し得る。表面２２ａおよび表面２４ａは、典型的には、鋼、アルミニウム合金、ニッケル、銅、ステンレス鋼、またはそれらの組み合わせなどの金属材料で形成される。

【0029】

図１Ｂは、バッテリアセンブリ２０の別の例を示す。この特定の実施形態では、インターフェース材料２６は液体ディスペンス（投与）式ギャップフィラーである。液体ディスペンス式ギャップフィラーは、ペースト、シリコンベースの材料、接着剤、またはその他の適切なサーマルインターフェース材料であり得る。この場合もやはり、インターフェース材料２６は、バッテリセル２２をサーマルプレート２４に結合し、バッテリセル２２とサーマルプレート２４との間の熱伝達を可能にする。この例では、液体ディスペンス式であるインターフェース材料２６は、各バッテリセル２２の表面２２ａおよびサーマルプレート２４の表面２４ａにより良好に適合することができる。このようにして、液体ディスペンス式ギャップフィラーは、図１Ａに示されるサーマルパッドよりも効果的に間隙２８を埋めることができる。液体ディスペンス式ギャップフィラーの性質にもよるが、インターフェース材料２６とバッテリセル２２との間の接触面が増すことにより、バッテリセル２２とサーマルプレート２４との間の熱伝導性が増加することが予想される。さらに、インターフェース材料２６は、液体ディスペンス式であるが、構造的に剛性の高いバッテリアセンブリ２０を提供したり、表面２２と表面２４ａとの間の熱伝達を提供したり、ならびに／または構造的に剛性の高いバッテリアセンブリ２０および表面２２ａと表面２４ａとの間の熱伝達の両方を提供したりできることも想定される。

【0030】

本開示では、第１の表面を有する第１のバッテリ構成要素と、第１の表面に面した第２の表面を有する第２のバッテリ構成要素とを有するバッテリアセンブリについて説明する。いくつかの実施形態では、第１のバッテリ構成要素はバッテリセル２２であり、第１の表面は表面２２ａである。いくつかの実施形態では、第２のバッテリ構成要素はサーマルプレート２４であり、第２の表面は表面２４ａである。上で説明したように、間隙２８などの間隙が、第１のバッテリ構成要素の第１の表面と第２のバッテリ構成要素の第２の表面との間に延びている。インターフェース材料が間隙内に延びており、第１の表面と第２の表面を互いに結合している。インターフェース材料の例としては、サーマルパッド、液体ディスペンス式ギャップフィラー、接着剤、またはそれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。以下でさらに詳しく説明するように、第１の表面は、第１のパターン化された特徴部４６を有し、この特徴部４６は、第１の表面の一部にレーザー形成されている。このようにして、第１のパターン化された特徴部４６は、第１のパターン化された特徴部４６の形成より前の第１の表面の一部の初期表面積よりも大きい第１の有効表面積を有する第１のテクスチャ加工部分を画定している。第１のパターン化された特徴部４６は、表面２２ａおよび表面２４ａの一方または両方に形成することができる。実際、いくつかの実施形態では、第２の表面は、第２の表面の一部に形成された第２のパターン化された特徴部４６を有する。第２のパターン化された特徴部４６は、第２のパターン化された特徴部４６の形成より前の第２の表面の一部の初期表面積よりも大きい第２の有効表面積を有する第２のテクスチャ加工部分を画定している。第１のパターン化された特徴部および第２のパターン化された特徴部によってそれぞれ提供される第１の表面および第２の表面のより大きな有効表面積により、間隙内に延びたインターフェース材料によって実行される接合またはその他の結合を強化することができる。以下に説明するように、第１および第２のパターン化された特徴部４６は、レーザーシステムのパターン形成ビームを使用してレーザー形成される。このような実施形態では、パターン形成ビームは、第１の表面および／または第２の表面を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有する。

【0031】

図２Ａには、１つの角柱型バッテリセル２２が示されている。いくつかの実施形態では、第１および第２のバッテリ構成要素は、両方とも１つのバッテリセル２２の一部であってもよい。図２Ｂでは、このような角柱型のバッテリセル２２が、バッテリアセンブリ２０になるように、複数個組み合わされており、バッテリアセンブリ２０は、バッテリセル２２の上下に配置されたサーマルプレート２４を含む。インターフェース材料２６（図示せず）は、バッテリセル２２とサーマルプレート２４との間の熱伝達を可能にし、場合によってはバッテリアセンブリ２０に構造的な剛性をもたらすために、バッテリセル２２とサーマルプレート２４との間に配置される。いくつかの実施形態では、第１のバッテリ構成要素は、バッテリセル２２の一部であってもよく、第２のバッテリ構成要素は、隣接するバッテリセル２２かまたはバッテリアセンブリ２０の別の構成要素であってもよい。図２Ｃでは、このようなバッテリアセンブリ２０が複数個、バッテリパック３０に入っている。この場合もやはり、インターフェース材料２６は、バッテリアセンブリ２０と、バッテリパック３０の冷却プレート３２などの構成要素との間に配置されることができる。インターフェース材料２６は、バッテリパック３０の構成要素同士の間に延びた１つ以上の間隙を埋め、バッテリアセンブリ２０と冷却プレート３２との間の熱伝達を可能にする。いくつかの実施形態では、第１のバッテリ構成要素は、バッテリセルまたはバッテリアセンブリの一部であってもよく、第２のバッテリ構成要素は、バッテリパック３０の別の構成要素の一部であってもよい。

【0032】

図３Ａを参照すると、円筒型のバッテリセル２２が描かれている。バッテリセル２２は、電気エネルギーの蓄積および供給を担う化学反応を提供するのに適したセル層および円筒型の材料ロールを含む。バッテリセル２２は、表面２２ａを画定している缶３４を有する。缶３４は、表面２２ａの一部である、上部および下部ベース３４ａと側壁３４ｂとを有する。バッテリセル２２を取り囲んでいる環境および材料への熱伝達は、ベース３４ａおよび側壁３４ｂを介して行われる。円筒型バッテリセル２２がリチウムイオンバッテリであるいくつかの実施形態では、缶３４は、ニッケルが鋼にもたらす優れた耐薬品性および腐食防止性により、ニッケルコーティングされた鋼で構成されてもよい。別の実施形態では、缶３４は、ステンレス鋼がもたらす優れた耐薬品性および腐食防止性により、ステンレス鋼で構成されてもよい。

【0033】

図３Ｂを参照すると、パウチ型バッテリセル２２が図示されている。パウチ型バッテリセル２２は、熱伝達を行うことができる表面２２ａを有する。

【0034】

明確にするために、以下の説明では、図１Ａ、図１Ｂ、および図３Ａに示す円筒型バッテリセル２２を参照するが、上述の図２Ａの角柱型バッテリセルおよび図３Ｂのパウチ型バッテリセルなどの他の形状およびタイプのバッテリセルが本技術の文脈において使用されてもよい。バッテリアセンブリ２０は、様々な形状および構成を取り、様々な構成要素を含むことができ、以下の説明は、円筒型バッテリセル２２およびサーマルプレート２４などの構成要素を含むバッテリアセンブリ２０のほんの数例を説明することを意図している。しかしながら、本技術の文脈では、他のバッテリ構成要素が使用されることも想定される。

【0035】

図４Ａを参照すると、レーザーテクスチャ加工プロセス４０が概略的に表されている。レーザーシステム４４のパターン形成ビーム４２が、表面Ｓに方向付けられている。パターン形成ビーム４２は、表面Ｓを形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有する。表面Ｓを形成している材料がパターン形成ビーム４２に曝されるとアブレーションされるため、表面Ｓにパターン化された特徴部４６が形成される。図示のように、パターン化された特徴部４６は、表面Ｓのレーザーテクスチャ加工部分４８を画定している。パターン化された特徴部４６により、表面Ｓのレーザーテクスチャ加工部分４８の有効表面積が、パターン化された特徴部４６の形成より前の表面Ｓの有効表面積よりも大きくなる。言い換えれば、レーザーテクスチャ加工プロセス４０は、表面Ｓの有効表面積を増加させるために、表面Ｓにパターン化された特徴部を形成する。パターン化された特徴部は、その形成より前の表面Ｓの一部の初期テクスチャとは異なるテクスチャを有することに留意されたい。

【0036】

レーザーテクスチャ加工プロセス４０は、表面の有効表面積を増加させるために使用することができる化学研磨剤またはグリットブラストなどの他のプロセスに比べて、利点がある。これらの利点としては、研磨媒体が不要であること、他の技術に比べて運用コストとメンテナンスが少ないこと、表面に汚染物質が露出しないことなどを挙げることができるが、これらに限定されない。レーザーテクスチャ加工プロセス４０は、高精度かつ再現性の高い、様々なパターン化された特徴部４６（個別化された形状、サイズなどを有する）を提供するように構成することもできる。

【0037】

図４Ｂ～図４Ｄを参照すると、別々のレーザーテクスチャ加工プロセス４０から得られるパターン化された特徴部４６が示されている。図４Ｂには、ディンプル直径が約１００μｍのマイクロディンプル配列が示されている。図４Ｃには、平行なマイクロ溝が示されており、各マイクロ溝の幅は、約１００μｍである。図４Ｄには、マイクログリッドが示されている。以下の説明では、「特徴部サイズ」という表現は、レーザーテクスチャ加工プロセス４０によって提供されるパターン化された特徴部を形成している個々の特徴部の典型的なサイズを指すものとする。特徴部サイズとは、個々の特徴部の形状に応じて、深さ、幅、または長さを指し得る。パターン化された特徴部４６同士の組み合わせが同じレーザーテクスチャ加工部分４８に存在してもよいことが想定され、図面に示されているもの以外の、他のパターン化された特徴部の構成（サイズ、形状、深さ、高さなど）も想定される。

【0038】

図５Ａを参照すると、側壁３４ｂの表面２２ａが初期テクスチャを有する円筒型バッテリセル２２が示されている。初期テクスチャは、比較的滑らかで、表面粗さが比較的低く、有効表面積が比較的小さい場合がある。図５Ｂは、上記のようなレーザーテクスチャ加工プロセス４０によって提供されるレーザーテクスチャ加工部分４８を含む側壁３４ｂの表面２２ａを有する別の円筒型バッテリセル２２を示す。

【0039】

図３Ａ、図４Ａ、および図５Ｂを参照すると、初期テクスチャの有効表面積に比べて表面２２ａの有効表面積を増加させるために、表面２２ａを形成している缶３４の側壁３４ｂが、レーザーシステム４４のパターン形成ビーム４２に曝され、側壁３４ｂの表面２２ａを形成している材料の一部のアブレーション時に、表面２２ａに、パターン化された特徴部４６を選択的に形成し、それによって、レーザーテクスチャ加工部分４８を形成する。いくつかの実施形態では、缶３４は、２５０～３００μｍの範囲の厚さを有し、パターン化された特徴部４６のそれぞれは、缶３４の構造特性に大きな影響を与えないように、缶３４の厚さの最大約２０％の特徴部サイズを有する。いくつかの実施形態では、パターン化された特徴部４６のそれぞれは、インターフェース材料２６の厚さの最大約１０％の特徴部サイズを有する。いくつかの実施形態では、インターフェース材料２６の厚さは、表面２２ａと表面２４ａとの間の間隙２８の平均幅として決定されてもよい。さらにいくつかの他の実施形態では、パターン化された特徴部４６のそれぞれは、約０．０１～０．１２ｍｍの範囲の特徴部サイズを有する。パターン化された特徴部４６の形状および構成は、熱伝達を改善するか、インターフェース材料２６への接着剤接合を改善するか、またはその両方を行うように選択することができる。

【0040】

図６Ａを参照すると、ベース３４ａの表面２２ａを形成している材料の一部のアブレーション時に、表面２２ａにパターン化された特徴部４６が選択的に形成するために、バッテリセル２２の缶３４のベース３４ａが、レーザーシステム４４のパターン形成ビーム４２に曝される。図６Ｂでは、図５Ｂに示されるレーザーテクスチャ加工部分４８とは異なる別のレーザーテクスチャ加工部分４８ａを提供するために、側壁３４ｂの一部が、レーザーシステム４４のパターン形成ビーム４２にさらに曝される。図６Ｃは、レーザーテクスチャ加工部分４８のパターン化された特徴部４６と、側壁３４ｂに形成された溝５０と、を含むテクスチャ加工部分４８ａを示す。レーザーテクスチャ加工部分４８ａは、レーザーテクスチャ加工部分４８よりも大きな有効表面積を有する。レーザーテクスチャ加工部分４８ａは、他の実施形態では、バッテリセル２２の表面２２ａに他の方法で広がっていてもよい。

【0041】

図面には示されていないが、バッテリアセンブリ２０の他の構成要素も、それらの表面の少なくとも一部の有効表面積を増加させるために、レーザーテクスチャ加工プロセス４０を施されてもよい。例えば、図１Ａおよび図１Ｂに示されるサーマルプレート２４の表面２４ａは、表面２４ａの少なくとも一部の有効表面積を増加させるために、レーザーテクスチャ加工プロセス４０を施されてもよい。

【0042】

図１Ａ、図１Ｂ、および図６Ａを参照すると、バッテリセル２２の表面２２ａおよび／またはサーマルプレート２４の表面２４ａにレーザーテクスチャ加工部分４８（および／またはレーザーテクスチャ加工部分４８ａ）を有することにより、それらに対するインターフェース材料２６の接着剤接合が増強される。インターフェース材料２６が付着することができる表面積が広くなるため、レーザーテクスチャ加工プロセス４０が施されていない表面２２ａおよび表面２４ａと比べて、表面２２ａおよび表面２４ａとインターフェース材料２６との間の接合を強化することができる。表面２２ａおよび表面２４ａに形成されたパターン化された特徴部４６の形状および構成は、インターフェース材料２６との接着剤接合をさらに強化するように選択できることが想定される。さらに、パターン化された特徴部４６の形成により、インターフェース材料２６と表面２２ａとの間の化学結合をさらに改善し得る化合物（金属酸化物など）が形成されることもある。

【0043】

インターフェース材料２６が表面２２ａに完全に接触しない可能性を低減するために、レーザーテクスチャ加工部分４８を選択的に形成することができることが想定される。図７Ａを参照すると、インターフェース材料２６と表面２２ａとの間の空隙５２が欠陥となり得、インターフェース材料２６と表面２２ａとの間の凝集破壊を引き起こし得る。インターフェース材料２６の粘度もまた、インターフェース材料２６と表面２２ａとの間の空隙５２の数を低減するために考慮すべきパラメータである。図７Ｂを参照すると、空隙５２が、インターフェース材料２６と表面２２ａとの間に空気を閉じ込めることもあり得、それによってバッテリセル２２とインターフェース材料２６との間の熱伝導率を低下させ得る。さらに、表面２２ａにどのようなパターン化された特徴部４６が形成されるかに関係なく、表面が未着手のままで残らないようにし、表面２２ａとインターフェース材料２６との間の接合に欠陥が生じる表面がないようにするために、表面２２ａが完全に処理される（つまり、各レーザーパスの間に間隙がない）必要があることが判明している。

【0044】

図８Ａに表されるグラフは、レーザーテクスチャ加工プロセス４０を施された表面が、凝集破壊および接着破壊の両方において、基準となる未処理表面（１番目の棒）およびサンドブラスト処理された表面（２番目の棒）よりも、引き剥がし強度性能が改善していることを示す。この改善は、３つの異なるタイプのインターフェース材料２６で示されている。図８Ｂに表されるグラフは、レーザーテクスチャ加工プロセス４０を施された表面が、凝集破壊および接着破壊の両方において、基準となる未処理表面（１番目の棒）およびサンドブラスト処理された表面（２番目の棒）よりも、ラップせん断強度性能が改善していることを示す。この改善もまた、３つの異なるタイプのインターフェース材料２６で示されている。

【0045】

ここで、図９Ａ～図９Ｃを参照して、バッテリセル２２とサーマルプレート２４との間の熱伝達についてさらに詳しく説明する。表面２２ａと表面２４ａとが比較的小さな隙間２８によって間隔が空いている場合（図９Ａの１番目および２番目の図）、インターフェース材料２６の厚さが比較的小さいため、インターフェース材料２６を介した熱伝導率は比較的高くなる。しかしながら、比較的大きな間隙によって表面同士の間隔が空いている場合（図９Ａの３番目、４番目、５番目の図）、インターフェース材料２６の熱伝導率の影響が大きくなり、表面２２ａと表面２４ａとの間の熱伝導率を低下させる可能性がある。インターフェース材料２６は、表面２２ａと表面２４ａとの間の断熱材のように機能する。表面２２ａとインターフェース材料２６との間の熱伝導率、およびインターフェース材料２６から表面２４ａへの熱伝導率を高めるために、表面２２ａおよび／または表面２４ａにレーザーテクスチャ加工部分４８を形成することにより、それらの有効表面積が増加し、各表面とインターフェース材料２６との間の接触面積が増加する。パターン化された特徴部４６は、サーマルプレート上のフィンとして機能し、表面２２ａと表面２４ａとの間の全体的な熱伝導率を高める。図９Ｂを参照すると、Ａ（すなわち、有効表面積）が増加すると、距離Ｌだけ間隔が空いた媒体Ｔ２とＴ１との間で、それらの間を結合している伝導性材料を介した伝導性熱伝達が上昇するという効果がある。図９Ｃもまた、中型および大型の間隙の場合、「フィン表面」があると２つの媒体間の熱伝導率が増加することを示す。

【0046】

場合によっては、バッテリアセンブリ２０内で、バッテリセル２２とサーマルプレート２４との間の間隙２８（図１Ａおよび図１Ｂ）は数ミリメートルになることがある。このような間隙２８は、上述のレーザーテクスチャ加工プロセス４０によって形成されたパターン化された特徴部４６の特徴部サイズよりもはるかに大きい。条件によっては、１ｍｍの間隙２８は、特徴部サイズの約１０倍の大きさである。表面２２ａおよび表面２４ａを形成している材料と比べて低い熱伝導率を有するインターフェース材料２６の影響を軽減するために、表面２２ａおよび表面２４ａの一方または両方にレーザーテクスチャ加工部分４８を画定することで、表面２２ａと表面２４ａとの間の熱伝導率を改善することができる。

【0047】

科学文献から、インターフェース材料２６に露出しているバッテリセル２２およびサーマルプレート２４の表面の少なくともいくつかの部分の有効表面積を増加させることによって、あるバッテリ構成要素から別のバッテリ構成要素への熱伝導性が増加し得ることが合理的に予測される。この点に関して、出版物、Ｌｕ， Ｌ．， Ｚｈａｎｇ， Ｚ．， Ｇｕａｎ， Ｙ．，＆ Ｚｈｅｎｇ，Ｈ．（２０１８）．Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｈｅａｔ Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｂｙ Ｌａｓｅｒ Ｍｉｃｒｏ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇ ｆｏｒ ＬＥＤ Ｍｏｄｕｌｅ． Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，１０（８），８８６．ｈｔｔｐｓ：／／ｄｏｉ．ｏｒｇ／１０．３３９０／ｐｏｌｙｍ１００８０８８６； Ａｙｅｒ， Ｍ．（２０１０）Ａ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｏｎ Ｈｅａｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ．Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅが、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0048】

したがって、寿命および信頼性を高め、過熱に対する保護を改善するために熱管理される必要がある複数のバッテリセル（図２Ａ）を含むバッテリパック３０（図２Ｃ）などの用途では、バッテリセル２２の表面２２ａの一部が比較的大きい有効表面積をもつことで、バッテリパック３０の熱管理を改善できる可能性がある。

【0049】

さらに、インターフェース材料２６が表面２２ａおよび／または表面２４ａのレーザーテクスチャ加工部分４８に配置されると接着剤接合が改善されるため、バッテリセル２２とサーマルプレート２４との間の熱経路の信頼性が改善される。言い換えれば、インターフェース材料によって提供される接着剤接合が改善されるため、インターフェース材料２６の凝集破壊および／または接着破壊の可能性が減少し、したがってインターフェース材料２６内に、および／またはインターフェース材料２６と表面２２ａおよび表面２４ａのうちの１つとの間に、亀裂が形成される可能性が減少する。このような亀裂は、空気バリアを形成し、それによって表面２２ａと表面２４ａとの間の熱伝導率を低下させることがある。したがって、比較的大きい有効表面積を有する表面をインターフェース材料と接触させることで相乗効果がもたらされるが、これは、前述のように、（ｉ）接着剤接合を改善することができ、（ｉｉ）材料インターフェース２６を介した熱伝導性を改善することができ、および／または（ｉｉｉ）バッテリ構成要素間の熱経路の信頼性を改善することができるためである。

【0050】

図１Ａ、図１Ｂ、図１０を参照すると、バッテリアセンブリ２０を組み立てるための方法１００が提供される。バッテリアセンブリは、第１の表面を有する第１のバッテリ構成要素と、第２の表面を有する第２のバッテリ構成要素とを有する。いくつかの実施形態では、第１のバッテリ構成要素はバッテリセル２２であり、第２のバッテリ構成要素はサーマルプレート２４である。いくつかの他の実施形態では、第１のバッテリ構成要素はサーマルプレート２４であり、第２のバッテリ構成要素はバッテリセル２２である。ブロック１０２では、方法１００は、第１のバッテリ構成要素を準備するステップを含む。ブロック１０４では、方法１００は、第２のバッテリ構成要素を準備するステップを含む。ブロック１０６では、レーザーシステム４４は、パターン形成ビーム４２を第１の表面、第２の表面、またはその両方に出力するように構成されている。パターン形成ビーム４２は、第１の表面および第２の表面の少なくとも一方を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有する。ブロック１０８では、パターン形成ビームが、第１の表面および第２の表面のいずれか一方に方向付けられる。このステップは、パターン形成ビーム４２で、第１の表面および／または第２の表面にパターン化された特徴部を選択的に形成することを含む。パターン化された特徴部４６は、第１の表面および／または第２の表面の初期テクスチャとは異なる第１のテクスチャを画定している。ブロック１１０では、第１の表面と第２の表面との間に配置されたインターフェース材料２６を使用して、第１のバッテリ構成要素と第２のバッテリ構成要素が互いに結合される。インターフェース材料２６が接着剤である場合、インターフェース材料２６は、第１の表面２２ａと表面２４ａとを互いに接合する。方法１００は、ブロック１１２において、第１のテクスチャに、またはより具体的には、パターン化された特徴部の少なくとも一部に、コーティングを施す任意選択ステップをさらに含む。このステップは、例えば、ブロック１０８とブロック１１０とのステップの間に遅延が発生し、表面２２ａと表面２４ａに望ましくない化合物が形成される可能性がある場合に実行することができる。

【0051】

理解され得るように、上記で説明し図示した例は、例示のみを目的としている。範囲は添付の請求項によって示される。

【図1A】

【図1B】

【図2A-2C】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A-5B】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7A】

【図7B】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図9C】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2024-07-30

【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】

第１の表面を有するバッテリセルと、
前記第１の表面に面した第２の表面を有するバッテリ構成要素と、
前記第１の表面と前記第２の表面との間に延びている間隙と、
前記間隙内に延びており、前記第１の表面と前記第２の表面とを互いに結合するインターフェース材料と、を備えるバッテリアセンブリであって、
前記第１の表面が、前記第１の表面の一部に形成された第１のパターン化された特徴部を有し、前記第１のパターン化された特徴部が、前記第１のパターン化された特徴部の形成より前の前記第１の表面の前記一部の初期表面積よりも大きい第１の有効表面積を有する第１のテクスチャ加工部分を画定している、バッテリアセンブリ。

【請求項2】

前記第２の表面が、前記第２の表面の一部に形成された第２のパターン化された特徴部を有し、前記第２のパターン化された特徴部が、前記第２のパターン化された特徴部の形成より前の前記第２の表面の前記一部の初期表面積よりも大きい第２の有効表面積を有する第２のテクスチャ加工部分を画定している、請求項１に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項3】

前記第１のパターン化された特徴部が、レーザーシステムのパターン形成ビームを使用してレーザー形成され、前記パターン形成ビームが、前記第１の表面を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有する、請求項１に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項4】

前記第１のテクスチャ加工部分を画定している前記第１のパターン化された特徴部が、前記第１の表面への前記インターフェース材料の接着剤接合のために選択的に成形されている、請求項１に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項5】

前記第１のレーザーテクスチャ加工部分を画定している前記第１のパターン化された特徴部が、前記インターフェース材料を介した前記バッテリセルと前記バッテリ構成要素との間の熱伝達のために選択的に成形されている、請求項１に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項6】

前記バッテリ構成要素がサーマルプレート、前記バッテリセルの一部、隣接するバッテリセル、および前記バッテリアセンブリの別の構成要素のうちの１つである、請求項１に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項7】

前記第１の表面が、前記バッテリセルの缶によって画定されており、前記第１の表面が、前記缶の外面の一部であり、前記第１のテクスチャ加工部分が、前記缶の前記外面に広がっている、請求項６に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項8】

前記缶が厚さを有し、前記第１のパターン化された特徴部のそれぞれが、前記缶の前記厚さの最大約２０％の特徴部サイズを有する、請求項７に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項9】

前記第１のパターン化された特徴部のそれぞれが、前記インターフェース材料の厚さの最大約１０％の特徴部サイズを有する、請求項１に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項10】

前記第１のパターン化された特徴部のそれぞれが、約０．０１～約０．１２ｍｍの範囲の特徴部サイズを有する、請求項１に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項11】

前記第１のパターン化された特徴部が、前記第１の表面に、マイクログリッド、マイクロディンプル配列、および平行マイクロ溝のうちの少なくとも１つを画定している、請求項１に記載のバッテリアセンブリ。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか１項に記載のバッテリアセンブリを備えるバッテリパック。

【請求項13】

バッテリアセンブリを組み立てるための方法であって、前記バッテリアセンブリが、第１の表面を有するバッテリセルと、第２の表面を有するバッテリ構成要素とを備え、前記方法が、
レーザーシステムを使用して、前記第１の表面にパターン形成ビームを方向付けることであって、前記パターン形成ビームが、前記第１の表面を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有し、前記方向付けることが、第１のテクスチャ部分を有する第１のパターン化された特徴部を選択的に形成することを含み、前記第１のテクスチャ部分が、前記形成することより前の前記第１の表面の一部の初期テクスチャ部分とは異なっている、方向付けることと、
前記第１の表面および前記第２の表面の前記第１のパターン化された特徴部同士の間に配置されたインターフェース材料を使用して、前記バッテリセルと前記バッテリ構成要素を互いに結合することと、を含む、方法。

【請求項14】

前記方向付けることが、前記第２の表面に前記パターン形成ビームを方向付けることを含み、前記パターン形成ビームが、前記第２の表面を形成している材料のアブレーション閾値よりも大きいレーザーエネルギーを有し、前記方向付けることが、第２のテクスチャを画定する第２のパターン化された特徴部を選択的に形成することを含み、前記第２のテクスチャが、前記形成することより前の前記第２の表面の一部の初期テクスチャとは異なっている、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記第１のパターン化された特徴部を選択的に形成することより後、かつ前記結合することより前に、前記第１のパターン化された特徴部にコーティングを施すことをさらに含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項16】

前記第１のパターン化された特徴部が、前記形成することより前の前記第１の表面の前記一部の有効表面積よりも大きい有効表面積を有する、請求項１３に記載の方法。

【国際調査報告】