JP7596546B2 - 電池セル、電池、電力消費装置、電池セルの製造方法及び機器 - Google Patents

Description

本出願は、電池技術分野に関し、特に電池セル、電池、電力消費装置、電池セルの製造方法及び機器に関する。

省エネと汚染物質の排出削減は、自動車産業の持続可能な発展の鍵であり、電動車両は、その省エネと環境保護の優位性により、自動車産業の持続可能な発展の重要な構成部分となっている。電動車両にとって、電池技術は、その発展に関わる重要な要素である。

電池の充放電中に、電池セルは、短絡するリスクがあり、極めて大きな安全上の危険性があり、どのように電池セルが短絡する確率を低減させ、電池セル及び電池の安全性を向上させるかは、電池技術の発展にとって極めて重要である。

本出願の目的は、電池セル、電池、電力消費装置、電池セルの製造方法及び機器を提供することである。この電池セルは、短絡の問題が生じにくく、比較的高い安全性を有する。

第一の態様によれば、本出願は、電池セルを提供し、この電池セルは、壁部を含むハウジングと、壁部に絶縁して取り付けられる電極端子と、電極アセンブリであって、ハウジング内に設置され、電極アセンブリは、本体と第一のタブとを含み、第一のタブは、本体の壁部に近い端に形成される電極アセンブリと、電極アセンブリと壁部との間に設置され、第一のタブと電極端子とを接続するための集電部品と、少なくとも一部が集電部品の壁部に向かう側を被覆することで、集電部品と壁部とを絶縁して隔離する熱収縮膜とを含む。

本出願の電池セルでは、熱収縮膜は、熱収縮の方式により集電部品を被覆することで、集電部品と壁部とを絶縁して隔離する。熱収縮膜の熱収縮後の被覆性が比較的に良く、電池セルが外的要因の干渉を受けると、熱収縮膜は、依然として集電部品を比較的に安定して被覆することができ、集電部品と壁部との間の短絡のリスクを低減させ、電池セルの安全性を向上させる。なお、熱収縮して形成した熱収縮膜の表面が比較的に平坦であり、皺が発生しにくく、熱収縮膜の厚さが比較的に均一であり、皺により熱収縮膜の厚さサイズが大きくなる確率を低減させ、熱収縮膜の厚さサイズが大きすぎて集電部品と干渉するため、電極アセンブリをハウジングに取り付けて入れる抵抗力と難易度を増大させることをさらに防止し、電池セルの生産効率を向上させる。

本出願のいくつかの実施例では、熱収縮膜は、電極端子と集電部品との間まで延びる。

上記方案において、熱収縮膜が集電部品を完全に被覆する必要があるため、熱収縮膜を電極端子と集電部品との間まで延びさせ、熱収縮膜が集電部品を被覆する範囲を調整する必要がなく、熱収縮膜が集電部品を被覆するプロセスの難易度を低減させ、電池セルの生産効率を向上させる。同時に、熱収縮膜は、電極端子と集電部品との間まで延び、電極端子と集電部品により熱収縮膜を挟持することで、熱収縮膜自体の熱収縮及び電極アセンブリの膨張などの問題による熱収縮膜が集電部品を完全に被覆できないことを防止し、熱収縮膜が集電部品を被覆する安定性を向上させ、熱収縮膜が集電部品と壁部とを安定的に絶縁して隔離する効果を果たすことができることを保証し、電池セルの安全性を向上させる。

本出願のいくつかの実施例では、熱収縮膜と壁部との間に隙間がある。

上記方案において、熱収縮膜と壁部との間に隙間が残されることで、壁部と集電部品との間の電位差が熱収縮膜を破壊するリスクを低減させ、即ち電池セルの短絡のリスクを低減させ、電池セルの安全性を向上させる。

本出願のいくつかの実施例では、熱収縮膜は、一体成形される第一の部分と第二の部分とを含み、第一の部分は、集電部品の壁部に向かう側を被覆し、第二の部分は、第一のタブの外周面を被覆する。

上記方案において、熱収縮膜は、集電部品を被覆するだけではなく、第一のタブの外周面をさらに被覆し、一つの絶縁膜により、集電部品と壁部との間及び第一のタブとハウジングの側壁との間に対して同時に絶縁隔離効果を果たし、部材の数を減少させ、電池セルの構造をコンパクトにする。

本出願のいくつかの実施例では、集電部品は、円盤状を呈し、集電部品の直径が第一のタブの直径よりも小さく、集電部品のエッジと第一のタブの外周面との間に段差領域が形成され、熱収縮膜は、段差領域を被覆する。

上記方案において、一方では、段差領域の設置は、集電部品を第一のタブに溶接するのに十分な空間を提供し、集電部品を第一のタブに溶接しやすく、電池セルの生産効率を向上させ、電池の生産能力を高め、他方では、熱収縮膜の熱収縮中に、段差領域は、熱収縮膜の残量を吸収でき、熱収縮膜の収縮中に皺が生じる確率を低減させ、熱収縮膜が集電部品を被覆する平坦度を向上させる。

本出願のいくつかの実施例では、熱収縮膜は、第三の部分をさらに含み、第三の部分は、本体の外周面を被覆し、第三の部分と第二の部分とは、一体成形される。

上記方案において、一方では、第三の部分が本体の外周面を被覆することで、ハウジングと本体との間の短絡のリスクを低減させ、電池セルの短絡のリスクを低減させ、電池セルの安全性を向上させ、他方では、第三の部分と第二の部分とが一体成形され、第三の部分と第二の部分が重なりにくく、第二の部分と第三の部分が重なるため熱収縮膜の厚さサイズが大きくなることを防止し、熱収縮膜の厚さサイズが大きくなってハウジングに押し付けられて局所位置で応力が集中する確率を低減させ、応力集中による極板のリチウム析出のリスクをさらに低減させる。

本出願のいくつかの実施例では、電極アセンブリは、極板とセパレータを捲回してなり、電池セルは、テープをさらに含み、テープは、本体の外周面に接着され且つ極板及び／又はセパレータの捲回終了端を固定し、第三の部分は、テープと重ならない。

上記方案において、第三の部分がテープと重ならず、第三の部分がテープと重なるため重なり部分の厚さサイズが大きくなることを防止し、この部分の厚さサイズが大きくなってハウジングの側壁に押し付けられて局所位置で応力が集中するという問題が生じにくく、応力集中による極板のリチウム析出のリスクをさらに低減させる。

本出願のいくつかの実施例では、電池セルは、弾性層をさらに含み、弾性層は、壁部と熱収縮膜との間に設置され、弾性層は、電極アセンブリに電極アセンブリの軸方向に沿う弾性力を印加するために用いられる。

上記方案において、電池セルが振動を受ける時、弾性層は、電極アセンブリ及び集電部品にその軸方向に沿う弾性力を印加し、さらに集電部品と壁部とを絶縁して隔離し、電池セルの短絡のリスクを低減させ、電池セルの安全性を向上させることができる。

本出願のいくつかの実施例では、電極アセンブリは、第二のタブをさらに含み、第二のタブは、本体の壁部から離れた端に形成され、第二のタブは、第一のタブと極性が逆であり、第二のタブは、壁部に電気的に接続される。

上記方案において、第一のタブと第二のタブは、電極アセンブリの両端に位置し、第一のタブと第二のタブとの間は、比較的に良い絶縁性を有することで、電池セルの短絡のリスクを低減させ、電池セルの安全性を向上させる。

本出願のいくつかの実施例では、ハウジングは、ケースとエンドキャップとを含み、ケースは、底壁と側壁とを含み、側壁は、底壁の周囲に周設され、側壁の一端は、底壁に接続され、側壁の他端は、底壁に対向する開口となるように囲んでおり、エンドキャップは、開口を覆い、壁部は、底壁又はエンドキャップである。

上記方案において、第二の壁と壁部は、電極アセンブリ、電解液及び他の構造を収容する空間を画定し、エンドキャップは、第二の壁により囲まれた開口を覆うことで、電解液が開口から漏れることを防止する。

第二の態様によれば、本出願は、電池を提供し、この電池は、上記の電池セルを含む。

第三の態様によれば、本出願は、電力消費装置を提供し、この電力消費装置は、上記の電池を含み、電池は、電気エネルギーを提供するために用いられる。

第四の態様によれば、本出願は、電池セルの製造方法を提供し、この電池セルの製造方法は、ハウジングと電極端子を提供することであって、ハウジングは、壁部を含み、電極端子は、壁部に絶縁して取り付けられることと、電極アセンブリを提供することであって、電極アセンブリは、本体と第一のタブとを含み、第一のタブは、本体の壁部に近い端に形成されることと、集電部品を提供し、集電部品を第一のタブに接続することと、熱収縮膜を提供し、熱収縮膜を電極アセンブリに外嵌することと、熱収縮膜を加熱して収縮させ、熱収縮膜の少なくとも一部に集電部品を被覆させることと、電極アセンブリと熱収縮膜で被覆された集電部品をハウジングに入れ、集電部品の熱収縮膜で被覆された側を壁部に向けることで、集電部品と壁部とを絶縁して隔離することと、集電部品を電極端子に接続することとを含む。

第五の態様によれば、本出願は、電池セルの製造機器を提供し、この電池セルの製造機器は、ハウジングと電極端子を提供するための第一の提供装置であって、ハウジングは、壁部を含み、電極端子は、壁部に絶縁して取り付けられる第一の提供装置と、電極アセンブリを提供するための第二の提供装置であって、電極アセンブリは、本体と第一のタブとを含み、第一のタブは、本体の壁部に近い端に形成される第二の提供装置と、集電部品を提供するための第三の提供装置と、熱収縮膜を提供し、熱収縮膜を電極アセンブリに外嵌するための第四の提供装置と、集電部品を第一のタブに接続するための第一の組み立て装置と、熱収縮膜を加熱して収縮させ、熱収縮膜の少なくとも一部に集電部品を被覆させるための加熱装置と、電極アセンブリと熱収縮膜で被覆された集電部品をハウジングに入れ、集電部品の熱収縮膜で被覆された側を壁部に向けることで、集電部品と壁部とを絶縁して隔離するための第二の組み立て装置と、集電部品を電極端子に接続するための第三の組み立て装置とを含む。

本出願の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下は、本出願の実施例に使用される必要のある図面を簡単に紹介し、自明なことに、以下に記述された図面は、ただ本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、図面に基づいて他の図面を得ることもできる。なお、図面において、図は、実際の縮尺に応じて描かれているとは限らない。
本出願の一実施例による車両の構造概略図である。 本出願の一実施例による電池の構造概略図である。 本出願の一実施例による電池セルの分解図である。 本出願の一実施例による電池セルの断面図である。 本出願の一実施例による熱収縮膜が電極端子と集電部品との間まで延びる概略図である。 本出願の一実施例による熱収縮膜が第一の部分と第二の部分とを含む概略図である。 本出願の一実施例による熱収縮膜が第一の部分と第二の部分とを含む別の概略図である。 本出願の一実施例による熱収縮膜が第三の部分を含む概略図である。 本出願の一実施例による電池セルに弾性層が設置される概略図である。 本出願の一実施例による電池セルの概略図である。 本出願の一実施例による電池セルの製造方法の概略図である。 本出願の一実施例による電池セルの製造機器の概略図である。

以下では、図面と実施例を結び付けながら、本出願の実施の形態をさらに詳細に記述する。以下では、実施例の詳細な記述及び図面は、例示的に本出願の原理を説明するためのものであるが、本出願の範囲を制限するためのものではなく、即ち本出願は、記述された実施例に限らない。

本出願の記述において、説明すべきこととして、特に断りのない限り、「複数の」の意味は、二つ以上であり、用語である「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などにより指示される方位又は位置関係は、本出願の記述の便宜上及び記述の簡略化のためのものに過ぎず、言及された装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成して操作しなければならないことを指示又は暗示するものではないため、本出願に対する制限と理解されるべきではない。なお、用語である「第一」、「第二」、「第三」などは、記述の目的のみで用いられるものであり、相対的な重要性を指示又は暗示すると理解すべきではない。「垂直」は、厳密な垂直ではなく、誤差許容範囲内である。「平行」は、厳密な平行ではなく、誤差許容範囲内である。

下記記述に出現された方位詞は、いずれも図に示す方向であり、本出願の具体的な構造を限定するものではない。本出願の記述において、さらに説明すべきこととして、特に明確に規定、限定されていない限り、用語である「取り付け」、「繋がり」、「接続」は、広義に理解されるべきであり、例えば固定的な接続であってもよく、取り外し可能なに接続され、又は一体的な接続であってもよく、直接的な繋がりであってもよく、中間媒体による間接的な繋がりであってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本出願における具体的な意味を理解することができる。

本出願では、言及された電池は、より高い電圧と容量を提供するために一つ又は複数の電池セルを含む単一の物理モジュールを指す。例えば、本出願に言及された電池は、電池モジュール又は電池パックなどを含んでもよい。

電池セルは、電極アセンブリと電解液を含み、電極アセンブリは、正極極板、負極極板及びセパレータにより構成される。電池セルは、主に金属イオンが正極極板と負極極板との間で移動することで作動する。正極極板は、正極集電体と正極活物質層とを含み、正極活物質層は、正極集電体の表面に塗覆されており、正極活物質層が塗布されていない正極集電体は、正極活物質層が塗覆された正極集電体から突出し、正極活物質層が塗布されていない正極集電体は、正極タブとされる。リチウムイオン電池を例にすると、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。負極極板は、負極集電体と負極活物質層とを含み、負極活物質層は、負極集電体の表面に塗覆されており、負極活物質層が塗布されていない負極集電体は、負極活物質層が塗覆された負極集電体から突出し、負極活物質層が塗布されていない負極集電体は、負極タブとされる。負極集電体の材料は、銅であってもよく、負極活物質は、炭素又はケイ素などであってもよい。大電流を流しても溶断しないことを保証するために、正極タブの数が複数であり、且つ積層されており、負極タブの数が複数であり、且つ積層されている。セパレータの材質は、ＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）又はＰＥ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリエチレン）などであってもよい。

現在、市場情勢の発展から見ると、動力電池の応用は、ますます広くなっている。動力電池は、水力、火力、風力や太陽光発電所などのエネルギー貯蔵電源システムに応用されるだけではなく、そして電動自転車、電動バイク、電気自動車などの電動交通工具、及び軍事装備と航空宇宙などの複数の分野に広く応用される。動力電池の応用分野が絶え間なく拡大することに伴い、その市場の需要量も絶え間なく拡大している。

本発明者は、電池の使用中に、外的要因の干渉、例えば振動、衝突などを受けることに気が付いた。電池セル及び電池が取り付けられた電力消費装置が電気自動車であることを例とし、電気自動車の走行中に、路面の異なる粗さによって、電気自動車に異なる程度の揺れ及び振動が発生する。電気自動車が深い穴、ひび割れ、凸みなどの路面欠陥を通過すると、電気自動車の車体姿勢は、大幅にずれ、電気自動車は、大幅に振動する。なお、電気自動車が衝突すると、無論、低速衝突であっても高速衝突であっても、電池セルは、比較的大きい妨害を受ける。電池セルが振動を受けると、電池セルのハウジング内に位置する電極アセンブリと集電部品は、動く可能性があり、特に電極アセンブリの軸線方向に、集電部品と電極アセンブリは、変位しやすい。さらに、集電部品とハウジングとは極性が異なるため、集電部品と電極アセンブリが動いた後に、集電部品とハウジングとの間に短絡のリスクがあり、電池が短絡すると、電池セル内に貯蔵された電気エネルギーを短時間内に熱エネルギーの形式で放出し、熱暴走を引き起こし、電池セルの安全性を低減させ、極めて大きな安全上の危険性がある。

集電部品とハウジングとの間の短絡のリスクを低減させ、電池セルの安全性を向上させるために、発明者は、研究した結果、集電部品とハウジングとを絶縁して隔離するために、集電部品とハウジングとの間に絶縁紙又は絶縁管を設置できることを発見した。しかしながら、絶縁紙は、密着するように集電部品を被覆し、絶縁紙自体が振動により干渉され、脱落しやすくて集電部品を効果的に覆うことができなくなってしまう。なお、絶縁管は、電極アセンブリに外嵌され且つ折り畳むように集電部品を被覆し、絶縁管は、折り畳まれながら皺が発生し、皺の位置で絶縁管の厚さサイズが大きくなる。一方では、集電部品を被覆する絶縁管の厚さサイズが大きくなり、集電部品と電極端子との間の電気的な接続の安定性を低減させ、他方では、絶縁管の厚さが大きすぎる時、電極アセンブリをハウジングに取り付けて入れる抵抗力と難易度を増大させ、電池セルの生産効率を低減させ、さらに電池の生産能力が比較的低く、電池に対する市場の日増しに増加する需要を満たすことができなくなってしまう。

上記考えに基づき、集電部品とハウジングとの間の短絡のリスクを低減させるために、発明者は、鋭意研究した結果、電池セルを設計し、ハウジングは、壁部（ハウジングの一端に位置する）を含み、熱収縮膜が集電部品の壁部に向かう側を被覆することで、集電部品と壁部とを絶縁して隔離する。熱収縮膜は、熱収縮することで集電部品を被覆し、熱収縮膜の熱収縮後の被覆性が比較的に良いとともに、熱収縮膜は、熱収縮後に、集電部品を比較的に平坦且つ安定的に被覆することができ、皺が発生しにくい。

このような電池セルでは、熱収縮膜は、熱収縮した後に集電部品を比較的に平坦且つ安定的に被覆し、電池セルが外的要因により干渉されて、集電部品が動いても、熱収縮膜は、集電部品を安定的に被覆し、集電部品と壁部とを絶縁して隔離する作用を果たすことができ、集電部品と壁部との間の短絡のリスクを低減させ、電池セルの安全性を向上させる。

本出願の実施例に開示された電池セルは、車両、船舶又は航空機などの電力消費装置に用いることができるが、これらに限定されない。本出願に開示された電池セル、電池などを用いてこの電力消費装置の電源システムを構成することができ、このように、電池セルにおける集電部品と壁部との間の短絡のリスクを低減させ、電池セル及び電池の安全性を向上させることに有利である。

本出願の実施例は、電池を電源として使用する電力消費装置を提供し、電力消費装置は、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、電動玩具、電動工具、バッテリ車、電気自動車、汽船、宇宙航空機などであってもよいが、これらに限定されない。ここで、電動玩具は、据置型又は移動型の電動玩具、例えばゲーム機、電気自動車玩具、電気汽船玩具と電気飛行機玩具などを含んでもよく、宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトルと宇宙船などを含んでもよい。

以下の実施例は、説明の便宜上、本出願の実施例の電力消費装置が車両であることを例として説明する。

図１に示すように、図１は、本出願のいくつかの実施例による車両１０００の構造概略図である。車両１０００は、燃料油自動車、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、純電気自動車、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー自動車などであってもよい。車両１０００の内部に電池１００が設置され、電池１００は、車両１０００の底部又は頭部又は尾部に設置されてもよい。電池１００は、車両１０００への給電に用いることができ、例えば電池１００は、車両１０００の動作電源として用いることができる。車両１０００はさらに、コントローラ２００とモータ３００とを含んでもよく、コントローラ２００は、電池１００がモータ３００に給電し、例えば車両１０００の起動、ナビゲーションと走行時の作動電力消費需要に用いるように制御するために用いられる。

本出願のいくつかの実施例では、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はなく、車両１０００の駆動電源として、燃料油又は天然ガスに替えて又はその一部に替えて車両１０００に駆動動力を提供することもできる。

図２に示すように、図２は、本出願のいくつかの実施例による電池１００の構造概略図である。電池１００は、筐体２０と電池セル１０とを含み、電池セル１０は、筐体２０内に収容される。ここで、筐体２０は、電池セル１０に収容空間を提供するために用いられ、筐体２０は、様々な構造を採用することができる。いくつかの実施例では、筐体２０は、第一のサブ筐体２１と第二のサブ筐体２２とを含んでもよく、第一のサブ筐体２１と第二のサブ筐体２２とは、相互に被せられ、第一のサブ筐体２１と第二のサブ筐体２２は、共同で電池セル１０を収容するための収容空間を画定する。第二のサブ筐体２２は、一端が開口する中空構造であってもよく、第一のサブ筐体２１は、板状構造であってもよく、第一のサブ筐体２１が第二のサブ筐体２２の開口側に被せられることで、第一のサブ筐体２１と第二のサブ筐体２２が共同で収容空間を画定する。第一のサブ筐体２１と第二のサブ筐体２２は、いずれも一方側が開口する中空構造であってもよく、第一のサブ筐体２１の開口側は、第二のサブ筐体２２の開口側に被せられる。無論、第一のサブ筐体２１と第二のサブ筐体２２の形成した筐体２０は、様々な形状、例えば、円柱体、直方体などであってもよい。

電池１００では、電池セル１０は、複数であってもよく、複数の電池セル１０の間は、直列接続又は並列接続又は直並列接続されてもよく、直並列接続は、複数の電池セル１０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１０を直接に直列接続又は並列接続又は直並列接続し、複数の電池セル１０からなる全体を筐体２０内に収容してもよく、無論、電池１００は、複数の電池セル１０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形式を構成し、複数の電池モジュールを直列接続又は並列接続又は直並列接続して一体を形成し、筐体２０内に収容したものであってもよい。電池１００は、他の構造をさらに含んでもよく、例えばこの電池１００は、複数の電池セル１０間の電気的な接続を実現するためのバスバー部材をさらに含んでもよい。

ここで、各電池セル１０は、二次電池又は一次電池であってもよく、リチウム硫黄電池、ナトリウムイオン電池又はマグネシウムイオン電池であってもよいが、これらに限らない。電池セル１０は、円柱体、扁平体、直方体又は他の形状などを呈してもよい。

図３に示すように、図３は、本出願のいくつかの実施例による電池セル１０の分解図である。電池セル１０とは、電池１００を構成する最小ユニットである。図３に示すように、電池セル１０は、ハウジング１１と、電極アセンブリ１３と、他の機能的部材とを含む。

ハウジング１１は、電池セル１０の内部環境を形成するためのアセンブリであり、ここで、ハウジング１１で形成される内部環境は、電極アセンブリ１３、電解液及び他の部材を収容するために用いられてもよい。ハウジング１１は、様々な形状と様々なサイズ、例えば円柱体状、直方体状、六角柱状などであってもよい。具体的には、ハウジング１１の形状は、電極アセンブリ１３の具体的な形状とサイズに応じて決定されてもよい。ハウジング１１の材質は、様々なであってもよく、例えば、銅、鉄、アルミニウム、ステンレススチール、アルミニウム合金などであってもよい。

電極アセンブリ１３は、電池セル１０において電気化学反応が生じる部材である。ハウジング１１内に一つ又は複数の電極アセンブリ１３が含まれてもよい。電極アセンブリ１３は、主に正極極板と負極極板とが捲回又は積層されて形成され、そして、一般的には正極極板と負極極板との間にセパレータが設けられる。正極極板と負極極板の活物質を有する部分は、電極アセンブリ１３の本体１３２を構成し、正極極板と負極極板の活物質を有さない部分は、それぞれタブを構成する。正極タブと負極タブは、共に本体１３２部の一端に位置してもよく、又はそれぞれ本体１３２部の両端に位置してもよい。電池１００の充放電中に、正極活物質と負極活物質は、電解液と反応し、タブは、電極端子１２に接続されて電流回路を形成する。

図４に示すように、図４は、本出願のいくつかの実施例の電池セル１０の断面図である。本出願は、電池セル１０を提供し、この電池セル１０は、ハウジング１１と、電極端子１２と、電極アセンブリ１３と、集電部品１４と、熱収縮膜１５とを含む。ハウジング１１は、壁部１１ａを含み、電極端子１２は、壁部１１ａに絶縁して取り付けられる。電極アセンブリ１３は、ハウジング１１内に設置され、電極アセンブリ１３は、本体１３２と第一のタブ１３１とを含み、第一のタブ１３１は、本体１３２の壁部１１ａに近い端に形成される。集電部品１４は、電極アセンブリ１３と壁部１１ａとの間に設置され、集電部品１４は、第一のタブ１３１と電極端子１２とを接続するために用いられる。熱収縮膜１５の少なくとも一部は、集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を被覆することで、集電部品１４と壁部１１ａとを絶縁して隔離する。

電極端子１２は、壁部１１ａに絶縁して取り付けられ、電極端子１２とハウジング１１とは、極性が異なり、即ち電極端子１２と壁部１１ａとは、極性が異なる（例えば、本出願のいくつかの実施例では、電極端子１２は、正に帯電し、壁部１１ａは、負に帯電する）ため、電極端子１２と壁部１１ａとの間を絶縁させるべきであることによって、電極端子１２と壁部１１ａが電気的に接続され、電池セル１０が短絡してしまう問題を防止し、さらに電池セル１０、電池１００及び電力消費装置が比較的高い安全性を有することを保証する。

具体的には、図４に示すように、電極端子１２と壁部１１ａとの間に絶縁部材１２１が設置されてもよく、絶縁部材１２１は、電極端子１２と壁部１１ａとを隔離して、短絡のリスクを低減させるために用いられる。ここで、絶縁部材１２１の材質は、プラスチック、例えばＰＶＣ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ Ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ポリ塩化ビニル）、ＰＰ（Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）などであってもよく、又は、絶縁部材１２１の材質は、ゴム、例えばブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴムなどであってもよく、さらに又は、絶縁部材１２１は、繊維材質、例えばＮＯＭＥＸ（芳香族ポリアミド／ノーメックス）絶縁紙であってもよく、ＮＯＭＥＸ絶縁紙は、主にメタ型芳香族ポリアラミド繊維からなり、比較的に良い絶縁性能、及び比較的に良い耐熱性と耐食性を有する。

集電部品１４が第一のタブ１３１と電極端子１２とを接続するために用いられることとは、第一のタブ１３１と電極端子１２が共に集電部品１４に接続され、集電部品１４を介して第一のタブ１３１と電極端子１２との間の電気的な接続を実現することを意味する。

熱収縮膜１５は、熱収縮材料からなり、熱収縮材料は、高分子形状記憶材料であり、高分子材料を輻射加工して得られた材料である。一般的な高分子材料、例えばポリエチレン、ポリ塩化ビニルなどは、一般的には線形構造であり、線形構造の高分子材料は、電子加速器などの放射源の輻射作用で網状構造に変わる。輻射加工して得られたこのような網状の高分子材料は、熱収縮材料であり、熱収縮材料は、独特な形状記憶効果を有し、拡張、冷却成形を経た熱収縮材料は、加熱された後に収縮して初期形状に回復することができる。熱収縮材料の形状記憶効果を利用することで、熱収縮材料を熱収縮管材、熱収縮膜材又は熱収縮異形材などに製造することができ、使用中、熱収縮材料を加熱してそれを収縮させ、収縮後の熱収縮材料は、熱収縮膜１５を形成し、物体の外面を平坦且つ緊密に被覆し、それで被覆された物体に対して絶縁、シール及び保護などの作用を果たす。

さらに、熱収縮膜１５の少なくとも一部が集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を被覆することとは、管状又は膜状の熱収縮材料を集電部品１４に設置し、熱収縮材料を加熱してそれを収縮させ、熱収縮膜１５を形成し、熱収縮膜１５が集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を平坦且つ緊密に被覆することで、集電部品１４と壁部１１ａとを絶縁して隔離することを意味する。

指摘すべきこととして、図４に示すように、熱収縮膜１５が集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を被覆することは、熱収縮膜１５が集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を完全に被覆することではなく、熱収縮膜１５が集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を完全に被覆する場合、熱収縮膜１５は、電極端子１２と集電部品１４とを絶縁して隔離するが、電極端子１２と集電部品１４との間を電気的に接続する必要があり、即ち電極端子１２と集電部品１４との間に相互に当接し且つ接触する部分があるべきである。具体的には、熱収縮膜１５は、集電部品１４の壁部１１ａに対応する部分を被覆すればよい。

なお、図４に示すように、一部の電極端子１２は、壁部１１ａと集電部品１４との間に位置し、即ち壁部１１ａの集電部品１４への投影は、壁部１１ａと集電部品１４との間に位置する一部の電極端子１２の集電部品１４への投影と重なる。電極端子１２と集電部品１４との間が絶縁して隔離する必要がなく、電気的に接続されているため、熱収縮膜１５は、同様に、集電部品１４における壁部１１ａと集電部品１４との間に位置する一部の電極端子１２の集電部品１４への投影部分（この部分は、壁部１１ａの集電部品１４への投影内に位置する）を被覆する必要がない。熱収縮膜１５がどのように集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を被覆するかに関わらず、熱収縮膜１５が集電部品１４と壁部１１ａとの間の絶縁隔離を実現し、且つ集電部品１４と電極端子１２との間の安定した電気的な接続を保証できればよいとして理解してもよい。

本出願の電池セル１０では、熱収縮膜１５は、熱収縮の方式により集電部品１４を被覆することで、集電部品１４と壁部１１ａとを絶縁して隔離する作用を果たす。熱収縮膜１５の熱収縮後の被覆性が比較的に良く、電池セル１０が外的要因の干渉及び外乱を受けると、熱収縮膜１５は、依然として集電部品１４を比較的に安定して被覆することができ、集電部品１４と壁部１１ａとの間の短絡のリスクを低減させ、電池セル１０の安全性を向上させる。なお、熱収縮して形成した熱収縮膜１５の表面が比較的に平坦であり、皺が発生しにくく、熱収縮膜１５の厚さが均一であり、皺により熱収縮膜１５の厚さサイズが大きくなる確率を低減させ、熱収縮膜１５の厚さサイズが大きすぎて集電部品１４と干渉するため、電極アセンブリ１３をハウジングに取り付けて入れる抵抗力と難易度を増大させることを防止し、電池セル１０の生産効率を向上させる。

図５に示すように、図５は、本出願のいくつかの実施例の熱収縮膜１５が電極端子１２と集電部品１４との間まで延びる概略図である。本出願のいくつかの実施例では、熱収縮膜１５は、電極端子１２と集電部品１４との間まで延びる。

一方では、一部の熱収縮膜１５が電極端子１２と集電部品１４との間に伸び込み、電極端子１２と集電部品１４により熱収縮膜１５を挟持し且つ圧着することで、熱収縮膜１５が動いて集電部品１４の壁部１１ａに対応する部分を完全に被覆できないことを防止し、集電部品１４と壁部１１ａとの間の短絡のリスクを低減させ、電池セル１０が比較的高い安全性を有することを保証する。なお、熱収縮膜１５が集電部品１４を完全に被覆する必要があるため、熱収縮膜１５を電極端子１２と集電部品１４との間まで延びさせることで、熱収縮膜１５による被覆の精度要求を低減させ、さらに集電部品１４を熱収縮膜１５で被覆するプロセスの難易度を低減させることができる。

他方では、電池セル１０は、使用中に熱が発生するため、電池セル１０の温度が高まり、熱収縮膜１５を加熱して熱収縮膜１５をさらに収縮させるだけではなく、電極アセンブリ１３が外へ膨張し、熱収縮膜１５が集電部品１４を完全に被覆できず、集電部品１４と壁部１１ａとを絶縁して隔離する作用を果たすことができず、さらに集電部品１４と壁部１１ａとの間の短絡のリスクを招いてしまう。そのため、熱収縮膜１５を電極端子１２と集電部品１４との間まで延びさせる設置方式により、電池セル１０の温度が高まり、熱収縮膜１５がさらに収縮する傾向が生じても、電極端子１２と集電部品１４が熱収縮膜１５を挟持し且つ圧着するため、熱収縮膜１５の、集電部品１４を被覆する部分が収縮してずれることがなく、即ち熱収縮膜１５が集電部品１４の壁部１１ａに対応する部分を安定的に被覆することができ、集電部品１４と壁部１１ａとの間が絶縁して隔離される状態にあることを保証し、集電部品１４と壁部１１ａとの間の短絡のリスクを低減させ、電池セル１０が比較的高い安全性を有することを保証する。

本出願のいくつかの他の実施例では、熱収縮膜１５は、電極端子１２と集電部品１４との間まで延びなくてもよく、即ち電極端子１２の、集電部品１４と壁部１１ａとの間に位置する部分の集電部品１４への投影は、熱収縮膜１５の集電部品１４への投影と重ならない。

さらに、熱収縮膜１５が電極端子１２と集電部品１４との間まで延びる時、熱収縮膜１５が一定の厚さを有するため、電極端子１２と集電部品１４との間に一定の隙間が存在してしまう。電池セル１０が安定した回路を形成することを保証し、さらに電池セル１０が安定的に給電することを保証するために、電極端子１２と集電部品１４とが接触し且つ安定的に電気的に接続される状態にあるべきであるが、電極端子１２と集電部品１４との間の隙間は、電極端子１２と集電部品１４との間の電気的な接続の安定性を破壊し、ひいては電池セル１０が回路を形成できず、給電できない場合が生じてしまう。

そのため、図５に示すように、本出願のいくつかの実施例では、集電部品１４と電極端子１２との間の安定した電気的な接続を保証するために、集電部品１４の電極端子１２に接続されるための部分を電極端子１２へ突起させ且つ第一の凸部１４１を形成することによって、集電部品１４と電極端子１２との接触を保ち、安定した電気的接続を行うようにしてもよい。

さらに、図５に示すように、集電部品１４に第一の凸部１４１が形成される場合、熱収縮膜１５が電極端子１２と集電部品１４との間まで延びる時、電極端子１２と集電部品１４が熱収縮膜１５を挟持できることを保証するために、電極端子１２の集電部品１４と協力して熱収縮膜１５を挟持する部分に、集電部品１４に向かって延びる第二の凸部１２２が形成されてもよい。第一の凸部１４１と第二の凸部１２２の設置により、集電部品１４が第一の凸部１４１を介して電極端子１２に安定的に電気的に接続されることを保証するとともに、電極端子１２が第二の凸部１２２を介して集電部品１４とともに電極端子１２と集電部品１４との間まで延びる熱収縮膜１５を挟持できることを保証する。

この設置方式では、熱収縮膜１５を電極端子１２と集電部品１４との間まで延びさせ、熱収縮膜１５が集電部品１４を被覆する範囲を調整する必要がなく、熱収縮膜１５が集電部品１４を被覆するプロセスの難易度を低減させ、電池セル１０の生産効率を向上させる。同時に、熱収縮膜１５は、電極端子１２と集電部品１４との間まで延び、電極端子１２と集電部品１４は、熱収縮膜１５を挟持でき、熱収縮膜１５の熱収縮及び電極アセンブリ１３の膨張などの問題による熱収縮膜１５が集電部品１４を完全に被覆できないことを防止し、熱収縮膜１５が集電部品１４を被覆する安定性を向上させ、電池セル１０の安全性を向上させる。

図４及び図５に示すように、本出願のいくつかの実施例では、熱収縮膜１５と壁部１１ａとの間に隙間があり、即ち熱収縮膜１５は、壁部１１ａと接触しない。

熱収縮膜１５が集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を被覆することは、熱収縮膜１５が集電部品１４の壁部１１ａに向かう外面と密着すると理解してもよい。さらに、集電部品１４と壁部１１ａとは、極性が異なり、集電部品１４と壁部１１ａとの間に電位差があり、熱収縮膜１５自体は、比較的に良い絶縁性を有し、集電部品１４と壁部１１ａとを絶縁して隔離できるが、熱収縮膜１５の厚さが薄く、熱収縮膜１５が壁部１１ａと接触する時、集電部品１４と壁部１１ａとの間の電位差が熱収縮膜１５を破壊するリスクがあるため、熱収縮膜１５と壁部１１ａとの間には、集電部品１４と壁部１１ａの距離が近すぎて熱収縮膜１５を破壊し、集電部品１４と壁部１１ａが導通して短絡することを防止するために、一定の隙間があるべきである。

本出願の別のいくつかの実施例では、熱収縮膜１５の厚さが比較的に厚い時、集電部品１４と壁部１１ａとの間の電位差は、熱収縮膜１５を破壊するのに十分ではなく、この時、熱収縮膜１５と壁部１１ａとの間に隙間が設置されなくてもよく、即ち熱収縮膜１５は、壁部１１ａに当接してもよい。熱収縮膜１５の設置により、集電部品１４と壁部１１ａとを絶縁して隔離すればよいと理解してもよい。

この設置方式では、壁部１１ａと集電部品１４との間に一定の電位差があり、熱収縮膜１５が壁部１１ａと接触すれば、壁部１１ａと集電部品１４との間の電位差が熱収縮膜１５を破壊するリスクがあるため、熱収縮膜１５と壁部１１ａとの間に隙間が残されることで、壁部１１ａと集電部品１４との間の短絡のリスクを低減させ、即ち電池セル１０の短絡のリスクを低減させ、電池セル１０の安全性を向上させる。

図６に示すように、図６は、本出願のいくつかの実施例の熱収縮膜１５が第一の部分１５１と第二の部分１５２とを含む概略図である。本出願のいくつかの実施例では、熱収縮膜１５は、一体成形される第一の部分１５１と第二の部分１５２とを含み、第一の部分１５１は、集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を被覆し、第二の部分１５２は、第一のタブ１３１の外周面を被覆する。

第一のタブ１３１は、集電部品１４に電気的に接続され、第一のタブ１３１と集電部品１４とは、極性が同じであり、即ち第一のタブ１３１とハウジング１１とは、極性が異なるため、第一のタブ１３１とハウジング１１とを絶縁して隔離する必要があり、それによって、第一のタブ１３１とハウジング１１が電気的に接続されて短絡することを防止し、電池セル１０の短絡のリスクを低減させ、電池セル１０、電池１００及び電力消費装置が比較的高い安全性を有することを保証する。

ここで、図６に示すように、集電部品１４は、第一のタブ１３１と壁部１１ａとの間に設置され、即ち集電部品１４は、第一のタブ１３１の壁部１１ａに向かう端面に設置され、熱収縮膜１５の第一の部分１５１が集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を被覆することにより、第一のタブ１３１の壁部１１ａに向かう端面とハウジング１１とを絶縁して隔離することを実現する。さらに、図６に示すように、第一のタブ１３１の外周面とハウジング１１の内周壁とが電気的に接続されることによる短絡を防止するために、第一のタブ１３１の外周面とハウジング１１とを同様に絶縁して隔離すべきであるため、熱収縮膜１５が第一の部分１５１と第二の部分１５２とを含むように設置し、第一の部分１５１が集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を被覆した上で、第二の部分１５２が第一のタブ１３１の外周面を被覆することで、第一のタブ１３１の外周面とハウジング１１の内周壁とを絶縁して隔離する。

具体的には、図６に示すように、本出願のいくつかの実施例では、熱収縮膜１５の第一の部分１５１と第二の部分１５２とは、一体成形される。第一の部分１５１と第二の部分１５２とが一体成形される熱収縮膜１５は、比較的に良い被覆能力を有し、集電部品１４の壁部１１ａに向かう側、第一のタブ１３１の外周面及び集電部品１４と第一のタブ１３１のコーナー位置を完全に被覆することができ、集電部品１４及び第一のタブ１３１とハウジング１１との間は、いずれも比較的に良い絶縁効果を有し、熱収縮膜１５による被覆が不十分であることによる集電部品１４又は第一のタブ１３１とハウジング１１とが短絡する問題は生じにくい。

ここで、図６に示すように、集電部品１４と第一のタブ１３１のコーナー位置とは、集電部品１４自体のコーナー、第一のタブ１３１自体のコーナー及び集電部品１４と第一のタブ１３１との間に形成されるコーナーである。具体的には、集電部品１４自体のコーナーは、集電部品１４の壁部１１ａに向かう側面と集電部品１４の外周面との間のコーナーであり、第一のタブ１３１自体のコーナーは、第一のタブ１３１の壁部１１ａに向かう側面と第一のタブ１３１の外周面との間のコーナーであり、且つ集電部品１４と第一のタブ１３１との間に形成されるコーナーは、集電部品１４の外周面と第一のタブ１３１の壁部１１ａに向かう側面との間に形成されるコーナーである。

さらに、第一の部分１５１と第二の部分１５２とが一体成形される熱収縮膜１５は、成形しやすく、比較的高い生産効率を有する。熱収縮膜１５を加熱する過程に、第一の部分１５１と第二の部分１５２が被覆する部位を調節する必要がない。一体成形される熱収縮膜１５は、熱収縮した後、干渉することなく、電池セル１０における、熱収縮膜１５が被覆すべき部分に自然に密着し被覆することができると理解してもよい。そのため、一体成形される熱収縮膜１５が設置される電池セル１０の生産効率が比較的高く、さらに電池１００の生産能力を高めて、電池１００の生産能力に対する市場の日増しに増加する需要に適応することができる。

本出願の別のいくつかの実施例では、熱収縮膜１５の第一の部分１５１と第二の部分１５２とは、別々に設置されてもよく、例えば第一の部分１５１は、シート状の円環であり、集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を被覆し、第二の部分１５２は、筒状の円環であり、第一のタブ１３１の外周面を被覆する。

この設置方式により、熱収縮膜１５は、集電部品１４を被覆するだけではなく、第一のタブ１３１の外周面をさらに被覆し、一つの熱収縮膜１５により、集電部品１４と壁部１１ａとの間及び第一のタブ１３１とハウジング１１の側壁との間の絶縁隔離を同時に実現し、部材の数を減少させ、電池セル１０の構造をコンパクトにする。

図６及び図７に示すように、図７は、本出願のいくつかの実施例の熱収縮膜１５が第一の部分１５１と第二の部分１５２とを含む別の概略図である。本出願のいくつかの実施例では、集電部品１４は、円盤状を呈し、集電部品１４の直径が第一のタブ１３１の直径よりも小さく、集電部品１４のエッジと第一のタブ１３１の外周面との間に段差領域１４２が形成され、熱収縮膜１５は、段差領域１４２を被覆する。

ここで、集電部品１４のエッジとは、集電部品１４の外周面である。

図６及び図７に示すように、集電部品１４のエッジと第一のタブ１３１の外周面が段差領域１４２を形成することは、集電部品１４が電極アセンブリ１３と壁部１１ａとの間に設置され、即ち集電部品１４が第一のタブ１３１と壁部１１ａとの間に設置され、即ち集電部品１４の壁部１１ａに向かう側面が第一のタブ１３１の壁部１１ａに向かう側面よりも壁部１１ａに近いとともに、集電部品１４の直径が第一のタブ１３１の直径よりも小さく、即ち集電部品１４の第一のタブ１３１への投影が第一のタブ１３１内に位置するため、集電部品１４の外周面（集電部品１４のエッジ）と第一のタブ１３１の外周面との間に段差状の構造、即ち段差領域１４２を形成すると理解してもよい。

一方では、集電部品１４が溶接の方式により第一のタブ１３１に接続され、段差領域１４２の設置により、集電部品１４と第一のタブ１３１との間に溶接に十分な領域を提供し、集電部品１４と第一のタブ１３１との間の溶接の難易度を効果的に低減させ、溶接効率を向上させ、さらに電池セル１０の生産効率を向上させて、電池１００の生産能力を高め、電池１００の生産能力に対する市場の需要を満たすことができる。

他方では、熱収縮膜１５が集電部品１４と第一のタブ１３１の被覆すべき部分を完全に被覆できることを保証して、集電部品１４及び第一のタブ１３１をいずれもハウジング１１と絶縁して隔離するために、熱収縮膜１５に一定の残量を設置すべきであるが、熱収縮膜１５の残量は、熱収縮膜１５の熱収縮中に皺が発生しやすい。同時に、熱収縮膜１５の熱収縮中に、熱収縮膜１５が被覆する表面の平坦度及び熱収縮膜１５が被覆する部位の形状などの要因の影響を受け、例えば集電部品１４の壁部１１ａに向かう外面が絶対的な平面ではなく、凹凸で平らではない面であり、熱収縮膜１５が集電部品１４を被覆する時、熱収縮膜１５の表面は、同様に皺が発生する可能性がある。皺の発生は、熱収縮膜１５の被覆品質に影響を与えるだけではなく、ひいては、熱収縮膜１５の皺がある位置の厚さが増加するため、電池セル１０をパッケージングできない問題を招き、不合格製品が発生し、且つ電池セル１０の生産中の歩留まりを低減させる可能性がある。そのため、熱収縮膜１５の熱収縮中に皺が生じる確率を低減させるために、熱収縮膜１５が被覆する部分に、熱収縮膜１５の残量を吸収するための領域を設置すべきである。段差領域１４２の設置により、段差領域１４２は、熱収縮膜１５の残量を吸収するために用いられるとともに、熱収縮膜１５の熱収縮中に皺が生じる確率を低減させることができる。

熱収縮膜１５が集電部品１４と第一のタブ１３１を被覆し、且つ集電部品１４と第一のタブ１３１との間に段差領域１４２が形成される時、本出願のいくつかの実施例では、図６に示すように、熱収縮膜１５は、段差領域１４２を乗り越えてもよく、即ち熱収縮膜１５は、集電部品１４の外周面及び第一のタブ１３１の壁部１１ａに向かう端面に密着しなくてもよい。本出願の別のいくつかの実施例では、図７に示すように、熱収縮膜１５は、収縮して集電部品１４の外周面及び第一のタブ１３１の壁部１１ａに向かう端面に密着してもよい。

この設置方式では、集電部品１４と第一のタブ１３１との間に段差領域１４２を設置し、一方では、段差領域１４２の設置は、第一のタブ１３１に集電部品１４を溶接するのに十分な空間を提供し、集電部品１４と第一のタブ１３１との間の溶接を容易にし、電池セル１０の生産効率を向上させ、電池１００の生産能力を高め、他方では、熱収縮膜１５の熱収縮中に、段差領域１４２が熱収縮膜１５の残量を吸収でき、熱収縮膜１５の収縮中に皺が生じる確率を低減させ、熱収縮膜１５が集電部品１４を被覆する平坦度を向上させる。

図８に示すように、図８は、本出願のいくつかの実施例の熱収縮膜１５が第三の部分１５３を含む概略図である。本出願のいくつかの実施例では、熱収縮膜１５は、第三の部分１５３をさらに含み、第三の部分１５３は、本体１３２の外周面を被覆し、第三の部分１５３と第二の部分１５２とは、一体成形される。

電極アセンブリ１３は、本体１３２と第一のタブ１３１とを含み、第一のタブ１３１は、本体１３２の壁部１１ａに近い端に形成される。そのため、第二の部分１５２を使用して第一のタブ１３１の外周面を被覆した上で、本体１３２とハウジング１１との間の短絡を防止するために、本体１３２の外周面とハウジング１１の内壁とを同様に絶縁して隔離すべきである。したがって、熱収縮膜１５に第三の部分１５３を設置し、第三の部分１５３が本体１３２の外周面を被覆することによって、本体１３２とハウジング１１とを絶縁して隔離することを実現する。

熱収縮膜１５の第三の部分１５３と第二の部分１５２とが一体成形される時、第二の部分１５２と第三の部分１５３との間の連続性がよく、第二の部分１５２と第三の部分１５３の熱収縮中に、第二の部分１５２と第三の部分１５３との間に隙間が生じにくく、第二の部分１５２と第三の部分１５３が第一のタブ１３１、本体及び第一のタブ１３１と本体との間の遷移領域を完全に被覆することを保証し、電池セル１０に短絡が生じる確率をさらに低減させ、電池セル１０、電池１００及び電力消費装置の安全性をさらに向上させる。同時に、第二の部分１５２と第三の部分１５３との一体成形により、熱収縮後の第二の部分１５２と第三の部分１５３との間に相互に重なる領域が生じることがなく、第二の部分１５２と第三の部分１５３が重なるため、熱収縮膜１５の局所位置の厚さが増加して、熱収縮膜１５の厚さが増加する位置に応力集中が生じる問題を防止し、局所位置での応力集中によりリチウム析出が生じるリスクをさらに低減させる。

なお、第三の部分１５３と第二の部分１５２とは、一体成形され、第三の部分１５３を本体の外周面に外嵌する時、これに対応して、第二の部分１５２は、第一のタブ１３１の外周面に外嵌される。その後、熱収縮膜１５が加熱され、第二の部分１５２と第三の部分１５３は、収縮して第一のタブ１３１の外周面及び本体の外周面を対応的に密着するように被覆することができ、電池セル１０の組み立て生産が容易になることで、電池セル１０が比較的高い生産効率を有する。

さらに、図８に示すように、第一の部分１５１と、第二の部分１５２と、第三の部分１５３とは、順に接続され且つ一体成形されることで、熱収縮膜１５の全体性をさらに向上させ、一方では、電池セル１０の短絡のリスクを低減させ、電池セル１０の安全性能を向上させ、他方では、第一の部分１５１と第二の部分１５２の接続位置と、第二の部分１５２と第三の部分の接続位置とが相互に重なることを防止し、熱収縮膜１５の各位置の厚さが均一で一致し、応力集中の問題が生じにくく、さらに応力集中によるリチウム析出のリスクを低減させる。

この設置方式では、一方では、第三の部分１５３が本体１３２の外周面を被覆することで、ハウジング１１と本体１３２との間の短絡のリスクを低減させ、即ち電池セル１０の短絡のリスクを低減させ、電池セル１０の安全性を向上させ、他方では、第三の部分１５３と第二の部分１５２とが一体成形され、第三の部分１５３と第二の部分１５２が重なりにくく、第二の部分１５２と第三の部分１５３が重なるため熱収縮膜１５の厚さサイズが大きくなることを防止し、熱収縮膜１５の厚さサイズが大きくなってハウジング１１に押し付けられて局所位置で応力が集中する確率を低減させ、応力集中による極板のリチウム析出リスクをさらに低減させる。

本出願のいくつかの実施例では、電極アセンブリ１３は、極板とセパレータを捲回してなり、電池セル１０は、テープをさらに含み、テープは、本体１３２の外周面に接着され且つ極板及び／又はセパレータの捲回終了端を固定し、第三の部分１５３は、テープと重ならない。

電極アセンブリ１３は、極板とセパレータを捲回してなり、ここで、極板は、正極極板と負極極板とを含み、正極極板と負極極板とをセパレータを介して隔離する。さらに、正極極板と負極極板の活物質を有する部分は、本体１３２を構成するが、正極極板と負極極板の活物質を有しない部分は、それぞれ正極タブと負極タブを構成するために用いられる。例えば、第一のタブ１３１は、正極極板の活物質を有しない部分からなる。

電極アセンブリ１３が極板とセパレータを捲回してなるため、極板とセパレータは、外へ拡張する傾向があり、極板とセパレータの拡張を防止し、且つ極板とセパレータが拡張した後にハウジング１１と直接に接触して短絡を招くことを防止するために、極板とセパレータを引き締めて固定すべきである。例えば、テープを本体１３２の外周面に接着し、テープを介して極板及び／又はセパレータの捲回終了端を固定して、極板とセパレータが外へ拡張することを防止することができる。

捲回終了端とは、極板とセパレータの捲回中の最外層の終了部分であり、極板とセパレータの捲回末端と理解してもよい。同時に、テープを本体１３２の外周面に接着する時、本体１３２の最外層の極板とハウジング１１との短絡を防止するために、テープを絶縁させるべきであり、例えばテープは、ポリ塩化ビニル類の絶縁テープ、又はポリオレフィン類の絶縁テープなどであってもよい。

さらに、テープは、本体１３２の外周面に接着されるために用いられ、且つ熱収縮膜１５の第三の部分１５３は、本体１３２の外周面を被覆するためにも用いられるため、熱収縮膜１５の第三の部分１５３とテープが重なって応力集中が生じる問題を防止し、応力集中によるリチウム析出のリスクをさらに低減させるために、熱収縮膜１５の第三の部分１５３とテープは、本体１３２の異なる位置の外周面を被覆すべきであり、即ち第三の部分１５３は、テープと重ならない。

この設置方式では、第三の部分１５３がテープと重ならず、第三の部分１５３がテープと重なるため重なり部分の厚さサイズが大きくなることを防止し、この部分の厚さサイズが大きくなってハウジング１１の側壁に押し付けられて局所位置で応力が集中する問題が生じにくく、応力集中による極板のリチウム析出のリスクをさらに低減させる。

第三の部分１５３がテープと重なるため厚さが増加する問題が生じにくく、厚さの増加による局所位置での応力集中を防止し、応力集中による極板のリチウム析出のリスクをさらに低減させる。

図９に示すように、図９は、本出願のいくつかの実施例の電池セル１０に弾性層１２１１が設置される概略図である。本出願のいくつかの実施例では、電池セル１０は、弾性層１２１１をさらに含み、弾性層１２１１は、壁部１１ａと熱収縮膜１５との間に設置され、弾性層１２１１は、電極アセンブリ１３に電極アセンブリ１３の軸方向に沿う弾性力を印加し、即ち集電部品１４に電極アセンブリ１３の軸方向に沿う弾性力を印加するために用いられる。

図９に示すように、本出願のいくつかの実施例では、絶縁部材１２１を熱収縮膜１５と壁部１１ａとの間まで延びさせ、壁部１１ａと熱収縮膜１５との間まで延びる絶縁部材１２１は、電池セル１０の弾性層１２１１として、電極アセンブリ１３に電極アセンブリ１３の軸方向に沿う弾性力を提供することができる。

さらに、壁部１１ａと熱収縮膜１５との間まで延びる絶縁部材１２１を弾性層１２１１とする時、電極端子１２と集電部品１４との間に隙間が生じることを防止し、さらに電極端子１２と集電部品１４が安定的に当接し且つ電気的に接続できることを保証するために、弾性層１２１１と熱収縮膜１５との間に一定の隙間があってもよい。

無論、電極端子１２と集電部品１４が安定的に電気的に接続できることを確保した上で、さらに電極アセンブリ１３をストッパーし、電極アセンブリ１３がその軸方向に沿って動く確率を低減させるために、弾性層１２１１は、熱収縮膜１５に当接してもよい。この時、弾性層１２１１が熱収縮膜１５に当接できるために、絶縁部材１２１の壁部１１ａと熱収縮膜１５との間まで延びる部分、即ち絶縁部材１２１の弾性層１２１１としての部分に、熱収縮膜１５に向かって突出する突起を形成し、突起を介して熱収縮膜１５に当接してもよい。具体的には、突起は、環状であってもよく、又は突起は、複数であってもよく、複数の突起は、電極アセンブリ１３の軸線の周りに間隔をおいて分布する。

指摘すべきこととして、絶縁部材１２１の壁部１１ａと熱収縮膜１５との間まで延びる部分を弾性層１２１１とする時、絶縁部材１２１は、一定の弾性を有すべきであり、この時、絶縁部材１２１の材質は、ゴム、例えばブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴムなどであってもよい。

本出願の別のいくつかの実施例では、弾性層１２１１は、電池セル１０における独立した部材であってもよく、この時、弾性層１２１１の電極アセンブリ１３の軸方向に沿う両端は、それぞれ壁部１１ａと熱収縮膜１５に当接することで、電極アセンブリ１３をストッパーする作用を果たし、電極アセンブリ１３がその軸方向に沿って動く確率を低減させる。

この設置方式では、電池セル１０が振動を受ける時、弾性層１２１１は、電極アセンブリ１３及び集電部品１４にその軸方向に沿う弾性力を印加し、さらに集電部品１４と壁部１１ａとを絶縁して隔離し、電池セル１０の短絡のリスクを低減させ、電池セル１０の安全性を向上させることができる。

図１０に示すように、図１０は、本出願のいくつかの実施例の電池セル１０の概略図である。本出願のいくつかの実施例では、電極アセンブリ１３は、第二のタブ１３３をさらに含み、第二のタブ１３３は、本体１３２の壁部１１ａから離れた端に形成され、第二のタブ１３３と第一のタブ１３１とは、極性が逆であり、第二のタブ１３３は、壁部１１ａに電気的に接続される。

図１０に示すように、第一のタブ１３１は、電極アセンブリ１３の壁部１１ａに向かう端に位置し、第二のタブ１３３は、電極アセンブリ１３の壁部１１ａから離れた端に位置し、即ち第一のタブ１３１と第二のタブ１３３は、それぞれ電極アセンブリ１３の本体１３２の両端に形成される。

第一のタブ１３１と第二のタブ１３３とは、極性が逆であり、例えば第一のタブ１３１は、電極アセンブリ１３の正極タブであり、正極極板の活物質を有しない部分からなり、集電部品１４及び電極端子１２に電気的に接続され、第二のタブ１３３は、電極アセンブリ１３の負極タブであり、負極極板の活物質を有しない部分からなり、ハウジング１１に電気的に接続される。

この設置方式では、第一のタブ１３１と第二のタブ１３３は、電極アセンブリ１３の両端に位置し、第一のタブ１３１と第二のタブ１３３との間は、比較的に良い絶縁性を有し、電池セル１０の短絡のリスクを低減させ、電池セル１０の安全性を向上させる。

図１０に示すように、本出願のいくつかの実施例では、ハウジング１１は、ケース１１１とエンドキャップ１１２とを含み、ケース１１１は、底壁１１１１と側壁１１１２とを含み、側壁１１１２は、底壁１１１１の周囲に周設され、側壁１１１２の一端は、底壁１１１１に接続され、側壁１１１２の一端は、底壁１１１１に対向する開口となるように囲んでおり、エンドキャップ１１２は、開口を覆い、壁部１１ａは、底壁１１１１又はエンドキャップ１１２である。

ここで、底壁１１１１と側壁１１１２とは、一体成形されてもよく、又は、底壁１１１１と側壁１１１２とは、別々に設置され且つ溶接、係止などの方式により接続されてもよい。具体的には、側壁１１１２は、柱状、例えば円柱又は角柱であってもよい。

側壁１１１２の底壁１１１１に対向する他端は、開口となるように囲んでおり、集電部品１４及び電極アセンブリ１３を開口からケース１１１に取り付けて入れることができる。電極アセンブリ１３をケース１１１に入れた後、エンドキャップ１１２が開口を覆うことで、開口を密閉する。さらに、ハウジング１１内に電解液を注入する必要があり、エンドキャップ１１２が開口を覆う時、エンドキャップ１１２が開口を覆うシール性を向上させ、電解液がハウジング１１から漏れることを防止するために、エンドキャップ１１２と側壁１１１２との間にシール材、例えばシールリング又はシールパッドを設置してもよい。

壁部１１ａは、底壁１１１１又はエンドキャップ１１２であり、本出願のいくつかの実施例では、電極アセンブリ１３をケース１１１に入れた後に、集電部品１４は、底壁１１１１に向かう。この時、底壁１１１１は、壁部１１ａであり、第一の絶縁部材１５は、底壁１１１１と集電部品１４との間に設置される。本出願の別のいくつかの実施例では、電極アセンブリ１３をケース１１１に入れた後、集電部品１４は、エンドキャップ１１２に向かう。この時、エンドキャップ１１２は、壁部１１ａであり、第一の絶縁部材１５は、エンドキャップ１１２と集電部品１４との間に設置される。

この設置方式では、側壁１１１２と壁部１１ａは、電極アセンブリ１３、電解液及び他の構造を収容する空間を画定し、エンドキャップ１１２は、側壁１１１２により囲まれた開口を覆うことで、ハウジングのシール性を保証する。

第二の態様によれば、本出願は、電池１００をさらに提供し、この電池１００は、上記の電池セル１０を含む。電池セル１０では、集電部品１４と壁部１１ａとを熱収縮膜１５を介して絶縁して隔離するため、集電部品１４と壁部１１ａとの間に短絡が生じる問題を防止し、電池セル１０に短絡が生じる確率を低減させ、さらに電池１００の安全性を向上させる。

第三の態様によれば、本出願は、電力消費装置をさらに提供し、この電力消費装置は、上記の電池１００を含み、電池１００は、電気エネルギーを提供して、電力消費装置を作動させるために用いられる。

第四の態様によれば、図１１に示すように、図１１は、本出願のいくつかの実施例による電池セルの製造方法の概略図である。本出願は、電池セルの製造方法をさらに提供する。具体的には、電池セルの製造方法は、以下のとおりである。

Ｓ１００．ハウジング１１と電極端子１２を提供し、ハウジング１１は、壁部１１ａを含み、電極端子１２は、壁部１１ａに絶縁して取り付けられ、
Ｓ２００．電極アセンブリ１３を提供し、電極アセンブリ１３は、本体１３２と第一のタブ１３１とを含み、第一のタブ１３１は、本体１３２の壁部１１ａに近い端に形成され、
Ｓ３００．集電部品１４を提供し、集電部品１４を第一のタブ１３１に接続し、
Ｓ４００．熱収縮膜１５を提供し、熱収縮膜１５を電極アセンブリ１３に外嵌し、
Ｓ５００．熱収縮膜１５を加熱して収縮させ、熱収縮膜１５の少なくとも一部に集電部品１４を被覆させ、
Ｓ６００．電極アセンブリ１３と熱収縮膜１５で被覆された集電部品１４をハウジング１１に入れ、集電部品１４の熱収縮膜１５で被覆された側を壁部１１ａに向けることで、集電部品１４と壁部１１ａとを絶縁して隔離し、
Ｓ７００．集電部品１４を電極端子１２に接続する。

説明すべきこととして、上記の電池セルの製造方法は、電池セル１０の生産製造過程の概略に過ぎず、電池セル１０の生産製造過程における具体的な順序を示していない。

第五の態様によれば、図１２に示すように、図１２は、本出願のいくつかの実施例の電池セルの製造機器２０００の概略図である。本出願は、上記の電池セル１０を生産製造するための電池セルの製造機器２０００をさらに提供する。電池セルの製造機器２０００は、第一の提供装置２１００と、第二の提供装置２２００と、第三の提供装置２３００と、第四の提供装置２４００と、第一の組み立て装置２５００と、加熱装置２６００と、第二の組み立て装置２７００と、第三の組み立て装置２８００とを含む。

具体的には、図１２に示すように、第一の提供装置２１００は、ハウジング１１と電極端子１２を提供するために用いられ、ハウジング１１は、壁部１１ａを含み、電極端子１２は、壁部１１ａに絶縁して取り付けられる。第二の提供装置２２００は、電極アセンブリ１３を提供するために用いられ、電極アセンブリ１３は、本体１３２と第一のタブ１３１とを含み、第一のタブ１３１は、本体１３２の壁部１１ａに近い端に形成される。第三の提供装置２３００は、集電部品１４を提供するために用いられる。第四の提供装置２４００は、熱収縮膜１５を提供し、熱収縮膜１５を電極アセンブリ１３に外嵌するために用いられる。第一の組み立て装置２５００は、集電部品１４を第一のタブ１３１に接続するために用いられる。加熱装置２６００は、熱収縮膜１５を加熱してそれを収縮させ、熱収縮膜１５の少なくとも一部に集電部品１４を被覆させるために用いられる。第二の組み立て装置２７００は、電極アセンブリ１３と熱収縮膜１５で被覆された集電部品１４をハウジング１１に入れ、集電部品１４の熱収縮膜１５で被覆された側を壁部１１ａに向けることで、集電部品１４と壁部１１ａとを絶縁して隔離するために用いられる。第三の組み立て装置２８００は、集電部品１４を電極端子１２に接続するために用いられる。

本出願のいくつかの実施例では、図３－図１０に示すように、本出願は、ハウジング１１と、電極端子１２と、電極アセンブリ１３と、集電部品１４と、熱収縮膜１５とを含む電池セル１０を提供する。ハウジング１１は、壁部１１ａと側壁１１１２とを含み、電極端子１２と壁部１１ａとの間に絶縁部材１２１が設置されることで、電極端子１２を壁部１１ａに絶縁して取り付ける。電極アセンブリ１３は、ハウジング１１内に設置され、電極アセンブリ１３は、第一のタブ１３１と、本体１３２と、第二のタブ１３３とを含み、第一のタブ１３１は、集電部品１４に電気的に接続され、第二のタブ１３３は、ハウジング１１に電気的に接続される。集電部品１４は、電極アセンブリ１３と壁部１１ａとの間に設置され、集電部品１４は、第一のタブ１３１と電極端子１２とを接続するために用いられ、集電部品１４の電極端子１２に接続される部分に第一の凸部１４１が形成されることで、集電部品１４と電極端子１２との電気的な接続を容易にする。熱収縮膜１５は、一体成形され且つ順に接続される第一の部分１５１と、第二の部分１５２と、第三の部分１５３とを含み、第一の部分１５１は、集電部品１４の壁部１１ａに向かう側を被覆し、第二の部分１５２は、第一のタブ１３１の外周面を被覆し、第三の部分１５３は、本体１３２の外周面を被覆することで、集電部品１４、第一のタブ１３１及び本体１３２とハウジング１１とを絶縁して隔離する。集電部品１４の直径が第一のタブ１３１の直径よりも小さく、集電部品１４と第一のタブ１３１との間に段差領域１４２が形成され、段差領域１４２は、熱収縮膜１５の収縮中の残量を吸収するために用いられる。絶縁部材１２１の壁部１１ａと熱収縮膜１５との間まで延びる部分は、弾性層１２１１を構成し、弾性層１２１１は、電極アセンブリ１３に電極アセンブリ１３の軸方向に沿う弾性力を印加するために用いられる。側壁１１１２の壁部１１ａから離れた端は、開口となるように囲んでおり、エンドキャップ１１２は、開口を覆うために用いられる。

好ましい実施例を参照して本出願を記述したが、本出願の範囲を逸脱することなく、それに対して様々な改良を行い且つ均等物でその部材を置き換えることができる。特に、構造的矛盾がない限り、各実施例に言及された各技術的特徴は、いずれもいずれかの方式で組み合わせることができる。本出願は、本明細書に開示された特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に含まれるすべての技術案を含む。

１０ 電池セル
１１ ハウジング
１１ａ 壁部
１１１ ケース
１１１１ 底壁
１１１２ 側壁
１１２ エンドキャップ
１２ 電極端子
１２１ 絶縁部材
１２１１ 弾性層
１２２ 第二の凸部
１３ 電極アセンブリ
１３１ 第一のタブ
１３２ 本体
１３３ 第二のタブ
１４ 集電部品
１４１ 第一の凸部
１４２ 段差領域
１５ 熱収縮膜
１５１ 第一の部分
１５２ 第二の部分
１５３ 第三の部分
２０ 筐体
２１ 第一のサブ筐体
２２ 第二のサブ筐体
１００ 電池
２００ コントローラ
３００ モータ
１０００ 車両
２０００ 電池セルの製造機器
２１００ 第一の提供装置
２２００ 第二の提供装置
２３００ 第三の提供装置
２４００ 第四の提供装置
２５００ 第一の組み立て装置
２６００ 加熱装置
２７００ 第二の組み立て装置
２８００ 第三の組み立て装置

Claims (13)

1. 電池セルであって、
   壁部を含むハウジングと、
   前記壁部に絶縁して取り付けられる電極端子と、
   電極アセンブリであって、前記ハウジング内に設置され、本体と第一のタブとを含み、前記第一のタブは、前記本体の前記壁部に近い端に形成される電極アセンブリと、
   前記電極アセンブリと前記壁部との間に設置され、前記第一のタブと前記電極端子とを接続するための集電部品と、
   少なくとも一部が前記集電部品の前記壁部に向かう側を被覆することで、前記集電部品と前記壁部とを絶縁して隔離する熱収縮膜とを含み、
   一部の前記熱収縮膜が前記電極端子と前記集電部品との間に伸び込み、前記電極端子と前記集電部品により前記熱収縮膜を挟持し且つ圧着する、電池セル。
2. 前記熱収縮膜と前記壁部との間に隙間がある、請求項１に記載の電池セル。
3. 前記熱収縮膜は、一体成形される第一の部分と第二の部分とを含み、前記第一の部分は、前記集電部品の前記壁部に向かう側を被覆し、前記第二の部分は、前記第一のタブの外周面を被覆する、請求項１又は２に記載の電池セル。
4. 前記集電部品は、円盤状を呈し、前記集電部品の直径が前記第一のタブの直径よりも小さく、前記集電部品のエッジと前記第一のタブの外周面との間に段差領域が形成され、前記熱収縮膜は、前記段差領域を被覆する、請求項３に記載の電池セル。
5. 前記熱収縮膜は、第三の部分をさらに含み、前記第三の部分は、前記本体の外周面を被覆し、前記第三の部分と前記第二の部分とは、一体成形される、請求項３に記載の電池セル。
6. 前記電極アセンブリは、極板とセパレータを捲回してなり、前記電池セルは、テープをさらに含み、前記テープは、前記本体の外周面に接着され且つ前記極板及び／又は前記セパレータの捲回終了端を固定し、前記第三の部分は、前記テープと重ならない、請求項５に記載の電池セル。
7. 前記電池セルは、弾性層をさらに含み、前記弾性層は、前記壁部と前記熱収縮膜との間に設置され、前記弾性層は、前記電極アセンブリに前記電極アセンブリの軸方向に沿う弾性力を印加するために用いられる、請求項１から６のいずれか１項に記載の電池セル。
8. 前記電極アセンブリは、第二のタブをさらに含み、前記第二のタブは、前記本体の前記壁部から離れた端に形成され、前記第二のタブは、前記第一のタブと極性が逆であり、前記第二のタブは、前記ハウジングに電気的に接続される、請求項１から７のいずれか１項に記載の電池セル。
9. 前記ハウジングは、ケースとエンドキャップとを含み、前記ケースは、底壁と側壁とを含み、前記側壁は、前記底壁の周囲に周設され、前記側壁の一端は、前記底壁に接続され、前記側壁の他端は、前記底壁に対向する開口となるように囲んでおり、前記エンドキャップは、前記開口を覆い、前記壁部は、前記底壁又は前記エンドキャップである、請求項１から８のいずれか１項に記載の電池セル。
10. 電池であって、請求項１から９のいずれか１項に記載の電池セルを含む、電池。
11. 電力消費装置であって、請求項１０に記載の電池を含み、前記電池は、電気エネルギーを提供するために用いられる、電力消費装置。
12. 電池セルの製造方法であって、
    ハウジングと電極端子を提供することであって、前記ハウジングは、壁部を含み、前記電極端子は、前記壁部に絶縁して取り付けられることと、
    電極アセンブリを提供することであって、前記電極アセンブリは、本体と第一のタブとを含み、前記第一のタブは、前記本体の前記壁部に近い端に形成されることと、
    集電部品を提供し、前記集電部品を前記第一のタブに接続することと、
    熱収縮膜を提供し、前記熱収縮膜を前記電極アセンブリに外嵌することと、
    前記熱収縮膜を加熱して収縮させ、前記熱収縮膜の少なくとも一部に前記集電部品を被覆させることと、
    前記電極アセンブリと前記熱収縮膜で被覆された前記集電部品を前記ハウジングに入れ、前記集電部品の前記熱収縮膜で被覆された側を前記壁部に向けることで、前記集電部品と前記壁部とを絶縁して隔離することと、
    前記集電部品を前記電極端子に接続することとを含み、
    一部の前記熱収縮膜が前記電極端子と前記集電部品との間に伸び込み、前記電極端子と前記集電部品により前記熱収縮膜を挟持し且つ圧着する、電池セルの製造方法。
13. 電池セルの製造機器であって、
    ハウジングと電極端子を提供するための第一の提供装置であって、前記ハウジングは、壁部を含み、前記電極端子は、前記壁部に絶縁して取り付けられる第一の提供装置と、
    電極アセンブリを提供するための第二の提供装置であって、前記電極アセンブリは、本体と第一のタブとを含み、前記第一のタブは、前記本体の前記壁部に近い端に形成される第二の提供装置と、
    集電部品を提供するための第三の提供装置と、
    熱収縮膜を提供し、前記熱収縮膜を前記電極アセンブリに外嵌するための第四の提供装置と、
    前記集電部品を前記第一のタブに接続するための第一の組み立て装置と、
    前記熱収縮膜を加熱して収縮させ、前記熱収縮膜の少なくとも一部に前記集電部品を被覆させるための加熱装置と、
    前記電極アセンブリと前記熱収縮膜で被覆された前記集電部品を前記ハウジングに入れ、前記集電部品の前記熱収縮膜で被覆された側を前記壁部に向けることで、前記集電部品と前記壁部とを絶縁して隔離するための第二の組み立て装置と、
    前記集電部品を前記電極端子に接続するための第三の組み立て装置とを含み、
    一部の前記熱収縮膜が前記電極端子と前記集電部品との間に伸び込み、前記電極端子と前記集電部品により前記熱収縮膜を挟持し且つ圧着する、電池セルの製造機器。
    
    

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