特表 2020-535610 捲回型電池セル

(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】特表2020-535610(P2020-535610A)

(43)【公表日】2020年12月3日

(54)【発明の名称】捲回型電池セル

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/04 20060101AFI20201106BHJP

   H01M 10/0587 20100101ALI20201106BHJP

   H01M 2/26 20060101ALI20201106BHJP

   H01M 2/02 20060101ALI20201106BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/04 W

   H01M10/0587

   H01M2/26 A

   H01M2/02 K

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2020-517535(P2020-517535)

(86)(22)【出願日】2017年12月1日

(85)【翻訳文提出日】2020年3月26日

(86)【国際出願番号】CN2017114271

(87)【国際公開番号】WO2019104720

(87)【国際公開日】20190606

(81)【指定国】 AP(BW,GH,GM,KE,LR,LS,MW,MZ,NA,RW,SD,SL,ST,SZ,TZ,UG,ZM,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,RU,TJ,TM),EP(AL,AT,BE,BG,CH,CY,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,FR,GB,GR,HR,HU,IE,IS,IT,LT,LU,LV,MC,MK,MT,NL,NO,PL,PT,RO,RS,SE,SI,SK,SM,TR),OA(BF,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GQ,GW,KM,ML,MR,NE,SN,TD,TG),AE,AG,AL,AM,AO,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BH,BN,BR,BW,BY,BZ,CA,CH,CL,CN,CO,CR,CU,CZ,DE,DJ,DK,DM,DO,DZ,EC,EE,EG,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM,GT,HN,HR,HU,ID,IL,IN,IR,IS,JO,JP,KE,KG,KH,KN,KP,KR,KW,KZ,LA,LC,LK,LR,LS,LU,LY,MA,MD,ME,MG,MK,MN,MW,MX,MY,MZ,NA,NG,NI,NO,NZ,OM,PA,PE,PG,PH,PL,PT,QA,RO,RS,RU,RW,SA,SC,SD,SE,SG,SK,SL,SM,ST,SV,SY,TH,TJ,TM,TN,TR,TT

(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

(74)【代理人】

【識別番号】110002848

【氏名又は名称】特許業務法人ＳＢＰＪ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】曾 巧

(72)【発明者】

【氏名】肖 良針

(72)【発明者】

【氏名】王 可飛

【テーマコード（参考）】

5H011

5H028

5H029

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H011AA13

5H011CC02

5H011CC06

5H028AA05

5H028AA07

5H028BB07

5H028CC08

5H028CC13

5H029AJ12

5H029BJ14

5H029CJ07

5H029DJ04

5H029DJ05

5H029HJ12

5H043AA04

5H043BA11

5H043BA19

5H043CA09

5H043CA12

5H043EA06

5H043EA32

5H043LA21E

(57)【要約】

捲回型電池セル（２０）は、第一の電極シート（２２）を備え、第一の電極シート（２２）が第一の活物質層を含み、第一の活物質層が第一の電極シート（２２）の両面を完全に覆い、ここで、捲回型電池セル（２０）の最外周がセパレータ（２４）であり、最外周のセパレータ（２４）が第一の電極シート（２２）に隣接する。本出願は、さらに上記捲回型電池セルを備えた電池を提供する。本出願の目的は、少なくとも捲回型電池セルの落下過程における外層のアルミニウム箔の引き裂き及び破損による短絡のリスクを低減させることにある。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

捲回型電池セルであって、
第一の電極シートを備え、
前記第一の電極シートは、第一の活物質層を含み、
前記第一の活物質層は、前記第一の電極シートの両面が完全に覆い、
前記捲回型電池セルの最外周がセパレータであり、前記最外周のセパレータが前記第一の電極シートに隣接することを特徴とする捲回型電池セル。

【請求項2】

第二の電極シートをさらに備え、
前記第二の電極シートは、第二の活物質層を含み、
前記第二の活物質層は、前記第二の電極シートの両面が完全に覆うことを特徴とする請求項１に記載の捲回型電池セル。

【請求項3】

複数の第一の電極タブが前記第一の電極シートから突出し、複数の第二の電極タブが前記第二の電極シートから突出し、
前記セパレータが前記捲回型電池セルの幅方向に延びる開始セグメントと、前記開始セグメントから延びる捲回セグメントと、前記セパレータ終了部を形成する終了セグメントと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の捲回型電池セル。

【請求項4】

前記セパレータの終了セグメントと第一の電極シートの終了セグメントが前記捲回型電池セルの厚さ方向に重ならないことを特徴とする請求項３に記載の捲回型電池セル。

【請求項5】

前記捲回型電池セルの厚さ方向に、第一の電極シートの終了セグメントと第二の電極シートの終了セグメントが前記開始セグメントの同じ側に位置することを特徴とする請求項３に記載の捲回型電池セル。

【請求項6】

前記第一の電極タブと前記第二の電極タブがそれぞれ前記捲回型電池セルの上部に位置し、又は
前記第一の電極タブと前記第二の電極タブがそれぞれ前記捲回型電池セルの底部に位置することを特徴とする請求項３に記載の捲回型電池セル。

【請求項7】

前記第一の電極タブが前記捲回型電池セルの上部に位置し、且つ前記第二の電極タブが前記捲回型電池セルの底部に位置し、又は
前記第一の電極タブが前記捲回型電池セルの底部に位置し、且つ前記第二の電極タブが前記捲回型電池セルの上部に位置することを特徴とする請求項３に記載の捲回型電池セル。

【請求項8】

前記捲回型電池セルの厚さ方向に、前記第一の電極タブと前記第二の電極タブがそれぞれ前記開始セグメントの同じ側に位置することを特徴とする請求項３に記載の捲回型電池セル。

【請求項9】

前記捲回型電池セルの厚さ方向に、前記第一の電極タブが前記開始セグメントの両側に位置し、且つ前記第二の電極タブが前記開始セグメントの両側に位置することを特徴とする請求項３に記載の捲回型電池セル。

【請求項10】

請求項１−９のいずれか一項に記載の捲回型電池セル及び前記捲回型電池セルを包む包装フィルムを備えることを特徴とする電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、二次電池分野に関し、具体的には、捲回型電池セルに関する。

【背景技術】

【0002】

リチウムイオン電池は、消費者向け電子製品に広く応用されているが、リチウムイオン電池自体の特性により、一定の安全リスクを有する。従来の捲回型電池セル構造では、陽極及び陰極の片面領域を含み、且つ外層がアルミニウム箔で終了されるため、落下過程に外層の引き裂き及び破損による短絡のリスクがある。これにより、例えば消費者向け電子製品の落下過程に、外層のアルミニウム箔が容易に引き裂かれるため、消費者向け電子製品の電池内部で短絡故障が発生する。したがって、上記問題を解決できる電池セル構造を提供する必要がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

関連技術の問題に対して、本出願の目的は、少なくとも捲回型電池セルの落下過程における外層のアルミニウム箔の引き裂き及び破損による短絡のリスクを低減させるように、捲回型電池セルを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本出願の技術的解決策は次のように実現される。

【0005】

本出願の実施例による捲回型電池セルは、第一の電極シートを備え、
第一の電極シートは、第一の活物質層を含み、第一の活物質層は、第一の電極シートの両面が完全に覆い、捲回型電池セルの最外周がセパレータで終了され、最外周のセパレータが第一の電極シートに隣接する。

【0006】

本出願の実施例によれば、捲回型電池セルはさらに第二の電極シートを備え、第二の電極シートが第二の活物質層を含み、第二の活物質層が第二の電極シートの両面を完全に覆う。

【0007】

本出願の実施例によれば、複数の第一の電極タブが第一の電極シートから突出し、複数の第二の電極タブが第二の電極シートから突出し、セパレータが捲回型電池セルの幅方向に延びる開始セグメントと、開始セグメントから延びる捲回セグメントと、セパレータの終了部を形成する終了セグメントと、を含む。

【0008】

本出願の実施例によれば、セパレータの終了セグメントと第一の電極シートの終了セグメントが捲回型電池セルの厚さ方向に重ならない。

【0009】

本出願の実施例によれば、捲回型電池セルの厚さ方向に、第一の電極シートの終了セグメントと第二の電極シートの終了セグメントが開始セグメントの同じ側に位置する。

【0010】

本出願の実施例によれば、第一の電極タブと第二の電極タブが共に捲回型電池セルの上部に位置し、又は第一の電極タブと第二の電極タブが共に捲回型電池セルの底部に位置する。

【0011】

本出願の実施例によれば、第一の電極タブが捲回型電池セルの上部に位置し、且つ第二の電極タブが捲回型電池セルの底部に位置し、又は第一の電極タブが捲回型電池セルの底部に位置し、且つ第二の電極タブが捲回型電池セルの上部に位置する。

【0012】

本出願の実施例によれば、捲回型電池セルの厚さ方向に、第一の電極タブと第二の電極タブが共に開始セグメントの同じ側に位置する。

【0013】

本出願の実施例によれば、捲回型電池セルの厚さ方向に、第一の電極タブが開始セグメントの両側に位置し、且つ第二の電極タブが開始セグメントの両側に位置する。

【0014】

本出願の実施例による電池は、上記捲回型電池セル及び捲回型電池セルを包む包装フィルムを備える。

【発明の効果】

【0015】

本出願の有益な技術的効果は次の通りである。

【0016】

本出願の捲回型電池セルと電池では、セパレータで終了することにより、包装されたアルミニウム箔との大きな摩擦力を有することができ、それによって落下過程における衝撃力を緩和し、同時に、最外周のセパレータに隣接する第一の電極シートの両面に活物質層が塗布され、強度が単層アルミニウム箔の強度よりもはるかに高く、それによってアルミニウム箔の引き裂き又は破損による短絡のリスクを低減させる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１は、従来の捲回型電池セルの構造図である。

【図2】図２は、本出願に係る捲回型電池セルの一つの実施例の断面図である。

【図3a】図３ａは、図２における第一の電極シートの上面図である。

【図3b】図３ｂは、図２における第一の電極シートの断面図である。

【図4a】図４ａは、図２における第二の電極シートの上面図である。

【図4b】図４ｂは、図２における第二の電極シートの断面図である。

【図5】図５は、本出願に係る捲回型電池セルの一つの実施例の断面図である。

【図6】図６は、本出願に係る捲回型電池セルの一つの実施例の断面図である。

【図7】図７は、本出願に係る捲回型電池セルの一つの実施例の断面図である。

【図8】図８は、本出願に係る捲回型電池セルの一つの実施例の側面図である。

【図9】図９は、本出願に係る捲回型電池セルの一つの実施例の側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図面を参照しながら本出願の捲回型電池セルを説明する。以下の説明及び図面における対応する例示的な実施例は、互いに組合わせられてもよく、これにより以下で説明されない他の実施形態を形成し、且つその中の一部の部材が異なる実施例で省略されてもよいことが理解されるべきである。言い換えれば、以下の説明は本出願を制限するものではない。

【0019】

図１に示すように、従来の捲回型電池セル１０の陽極及び陰極は、共に片面に活物質層が塗布された片面領域を含み、且つ外層がアルミニウム箔で終了され、落下過程に外層のアルミニウム箔の引き裂き及び破損による短絡のリスクがある。

【0020】

図２に示すように、本出願の実施例で捲回型電池セル２０が開示され、該捲回型電池セル２０は、大体的に第一の電極シート２２を備え、第一の電極シート２２が第一の活物質層を含み、第一の活物質層が第一の電極シート２２の両面を完全に覆い、ここで、捲回型電池セル２０の最外周がセパレータ２４であり、最外周のセパレータ２４が第一の電極シート２２に隣接する。

【0021】

本出願の捲回型電池セルは、セパレータ２４で終了することにより、包装されたアルミニウム箔との大きな摩擦力を有し、落下過程における衝撃力を緩和でき、同時に、最外周のセパレータ２４に隣接する第一の電極シート２２の両面ともに活物質層が塗布され、強度が単層アルミニウム箔の強度よりもはるかに高く、それによってアルミニウム箔の引き裂き又は破損による短絡のリスクを低減させる。

【0022】

図２に示すように、捲回型電池セル２０はさらに第二の電極シート２６を備えることができ、第二の電極シート２６が第二の活物質層２３を含み、第二の活物質層２３が第二の電極シート２６の両面を完全に覆う。つまり、活物質層が第一の電極シート２２の両面と第二の電極シート２６の両面を完全に覆い、したがって、製造上において続けて連続的に塗布することができ、製造コストを削減させ、片面領域の電極シートによる転がりリスクを回避する。

【0023】

理解すべきものとして、図２には、捲回型電池セルが時計回りに捲回する一つの実施例であることが記載されるが、捲回型電池セル２０は、積み重ねられた第一の電極シート２２、セパレータ２４、第二の電極シート２６が反時計回りに捲回することによって形成されてもよい。また、理解すべきものとして、第一の電極シート２２がアノード電極シートである場合、第二の電極シートはカソード電極シートであり、又は、第一の電極シート２２がカソード電極シートである場合、第二の電極シート２６はアノード電極シートである。

【0024】

図３ａは本出願の実施例の第一の電極シート２２の上面図である。複数の第一の電極タブ２５は第一の電極シート２２から突出する。第一の電極タブ２５が突出する具体的な位置は、具体的な使用状況に応じて決定されてもよく、図面に示される実施例に限定されない。図３ｂは本出願の実施例の第一の電極シート２２の断面図である。第一の電極シート２２は、第一の活物質層２１を含み、第一の活物質層２１が第一の電極シート２２の両面を完全に覆う。

【0025】

図４ａは本出願の実施例の第二の電極シート２６の上面図である。複数の第二の電極タブ２７は、第二の電極シート２６から突出する。第二の電極タブ２７が突出する具体的な位置は、具体的な使用状況に応じて決定されてもよく、図面に示される実施例に限定されない。図４ｂは本出願の実施例の第二の電極シート２６の断面図である。第二の電極シート２６は第二の活物質層２３を含み、第二の活物質層２３が第二の電極シート２６の両面を完全に覆う。

【0026】

再び図２を参照すると、セパレータ２４は、捲回型電池セルの幅方向Ｗに延びる開始セグメント２４１、開始セグメント２４１から延びる捲回セグメント２４２、セパレータの終了部を形成する終了セグメント２４３を含む。積み重ねられた第一の電極シート２２、セパレータ２４、第二の電極シート２６は、セパレータの開始セグメント２４１から捲回され、捲回セグメント２４２は、捲回型電池セル２０の一端で折り曲げられて捲回型電池セル２０の他端に延びて再び折り曲げられ、最後に最外周に終了セグメント２４３で終了される。ここで、セパレータの開始セグメント２４１はセパレータ２４の開始端からセパレータ２４の１回目の折り曲げられた部分までのセグメントを指し、セパレータの終了セグメント２４３は、セパレータ２４の末端からセパレータ２４の最後の折り曲げられた部分までのセグメントを指し、セパレータの捲回セグメント２４２は、開始セグメント２４１と終了セグメント２４３の間のセグメントを指す。幅方向Ｗは捲回型電池セル２０の折り曲げられた両端間に延びる方向を指す。

【0027】

セパレータ２４の終了セグメント２４３と第一の電極シート２２の終了セグメント２２１は、捲回型電池セル２０の厚さ方向Ｔに重ならない。ここで、厚さ方向Ｔは幅方向Ｗに垂直である。第一の電極シート２２の終了セグメント２２１は、第一の電極シート２２の末端から第一の電極シート２２の最後の折り曲げられた部分までのセグメントを指す。これに対応して、第二の電極シート２６の終了セグメント２６１は、第二の電極シート２６の末端から第二の電極シート２６の最後の折り曲げられた部分までのセグメントを指す。

【0028】

本出願の一つの実施例によれば、厚さ方向Ｔに、第一の電極シート２２の終了セグメント２２１と第二の電極シート２６の終了セグメント２６１は、セパレータ２４の開始セグメント２４１の同じ側に位置する。

【0029】

図５を参照すると、本出願の一つの実施例による捲回型電池セル５０が示され、第一の電極タブ５５と第二の電極タブ５７は、捲回型電池セルの上部に位置し、一つの図示されていない実施例では、第一の電極タブ５５と第二の電極タブ５７はさらに全て捲回型電池セルの底部に位置してもよい。ここで、捲回型電池セルの高さ方向Ｈは、幅方向Ｗ及び厚さ方向Ｔが位置する平面に垂直である。捲回型電池セルの上部及び底部はそれぞれ捲回型電池セルの高さ方向Ｈの２つの端面である。

【0030】

図６を参照すると、本出願の一つの実施例による捲回型電池セル６０が示され、第一の電極タブ６５は、捲回型電池セル６０の上部に位置し、第二の電極タブ６７は、捲回型電池セル６０の底部に位置し、又は、一つの図示しない実施例では、第一の電極タブ６５は捲回型電池セル６０の底部に位置してもよく、第二の電極タブ６７は捲回型電池セル６０の上部に位置してもよい。言い換えれば、第一の電極タブ６５と第二の電極タブ６７はそれぞれ捲回型電池セル６０の異なる端面（上部と底部）に位置する。

【0031】

再び図２を参照すると、本実施例では、捲回型電池セル２０の厚さ方向Ｔに、第一の電極タブ２５と第二の電極タブは捲回型電池セル２０の同じ側に位置し、即ち共に捲回型電池セル２０の上部又は底部に位置する。ここで、第一の電極タブ２５と第二の電極タブ２７は、セパレータ２４の開始セグメント２４１の同じ側に位置する。且つ、第一の電極タブ２５と第二の電極タブ２７が設けられた一側には、第一の電極シートと第二の電極シートはそれぞれ各層に電極タブを有する。本実施例では、第一の電極タブ２５と第二の電極タブ２７は共にセパレータの開始セグメント２４１の一側に位置し、第一の電極シート２２の終了セグメント２２１と第二の電極シート２６の終了セグメント２６１はセパレータの開始セグメント２４１の他側に位置する。

【0032】

図７を参照すると、本出願の一つの実施例による捲回型電池セル７０が示され、本実施例では、第一の電極タブ７５と第二の電極タブ７７は、捲回型電池セル７０の同じ端面に位置し、即ち第一の電極タブ７５と第二の電極タブ７７は共に捲回型電池セル７０の上部に位置し、又は第一の電極タブ７５と第二の電極タブ７７は共に捲回型電池セル７０の底部に位置する。図２に示す実施例と異なる点では、本出願の捲回型電池セルの応用及び電極タブの過電流の状況に応じて、捲回型電池セル７０の厚さ方向Ｔに、複数の第一の電極タブ７５はいずれもセパレータの開始セグメント７４１の両側に設けられ、且つ複数の第二の電極タブ７７はいずれもセパレータの開始セグメント７４１の両側に設けられる。そして、第一の電極シートの各層がセパレータの開始セグメント７４１の両側に第一の電極タブ７５を有し、第二の電極シートの各層がセパレータの開始セグメント７４１の両側に第二の電極タブ７７を有する。

【0033】

図８を参照すると、本実施例では、本出願の一つの実施例による捲回型電池セル８０が示され、第一の電極タブ（図示せず）と第二の電極タブ８７はそれぞれ捲回型電池セル８０の上部及び底部に位置する。ここで、捲回型電池セル８０の厚さ方向Ｔに、複数の第二の電極タブ８７はいずれもセパレータの開始セグメント８４１の同じ側に位置する。本実施例では、複数の第二の電極タブ８７はいずれもセパレータの開始セグメント８４１の一側に位置し、第一の電極シートの終了セグメント８２１と第二の電極シートの終了セグメント８６１はセパレータの開始セグメント８４１の他側に位置する。

【0034】

図９を参照すると、本出願の一つの実施例による捲回型電池セル９０が示され、本実施例では、第一の電極タブ９５と第二の電極タブ９７はそれぞれ捲回型電池セル９０の上部及び底部に位置する。本出願の捲回型電池セルの応用及び電極タブの過電流の状況に応じて、複数の第一の電極タブ９５と複数の第二の電極タブ９７はそれぞれセパレータの開始セグメントの両側に位置し、即ち複数の第一の電極タブ９５はセパレータ９４１の開始セグメントの両側に位置し、且つ複数の第二の電極タブはセパレータ９４１の開始セグメントの両側に位置する。

【0035】

図２、図７から図９に電極タブの設置方式のいくつかの例示的な実施例が示されるが、理解すべきものとして、捲回型電池セル構造における電極タブの位置は、具体的な使用状況に応じて決定されてもよく、本出願は上述した設置方式に限定されない。

【0036】

本出願の実施例によれば、上記捲回型電池セルのいずれか一つ、及び捲回型電池セルを包む包装フィルムが設置されてもよい電池が開示される。

【0037】

上述したように、本出願の捲回型電池セルと電池では、セパレータで終了することにより、包装されたアルミニウム箔との大きな摩擦力を有することができ、それによって落下過程における衝撃力を緩和し、同時に、最外周のセパレータに隣接する第一の電極シートの両面に活物質層が塗布され、強度が単層アルミニウム箔の強度よりもはるかに高く、それによってアルミニウム箔の引き裂き又は破損による短絡のリスクを低減させる。

【0038】

上記は本出願の好ましい実施例に過ぎず、本発明を制限するためのものではなく、当業者にとって、本出願に対して様々な変更及び修正を行うことができる。本出願の精神及び原則の範囲内で行われたあらゆる修正、同等の置換、改善などは、いずれも本出願の範囲内に含まれるべきである。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】