电池、应用于该电池的集流板和包括该电池的电池组和车辆的制作方法

1.本公开涉及一种电池、应用于该电池的集流板(current collector plate)和包括该电池的电池组和车辆。更具体地，本公开涉及一种电池、应用于该电池的集流板和包括该电池的电池组和车辆，该电池具有用于防止当在使用期间外部冲击或振动施加时在组件之间的焊接部分处的力集中的结构。
2.本技术要求于2021年10月14日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2021-0137001、于2021年12月14日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2021-0178999和于2021年12月31日在韩国提交的韩国专利申请no.10-2021-0194611的优先权，这些申请的公开内容通过引用并入本文。


背景技术：

3.可重复充电的电池具有广泛的应用。例如应用于诸如电动车辆之类的装置的电池组(battery pack)需要高容量和高输出。具有高容量和高输出的电池组可以包括多个电池。
4.具有高容量和高输出特性的电池在卷芯(jelly roll)的两个端部表面上具有电极接头来提高电流收集效率，并且集流板可以联接至卷芯的两个端部表面中的每一个。该结构可以最大化电极接头和集流板的接触面积并且最小化组件的连接部分处的电阻。
5.如上所述，当电池例如应用于诸如车辆之类的装置时，在使用期间外部冲击和振动可能频繁施加，导致对用于组件之间的电连接的联接部分的损坏。受到损坏的联接部分导致产品缺陷。
6.另选地，即使电连接没有因受到损坏的用于电连接的联接部分而完全断开，当焊接部分的一部分受到损坏并且组件之间的联接面积减小时，增大的电阻可能导致过量发热或组件变形，导致内部短路。
7.因此，存在开发一种具有用于防止当在使用期间外部冲击和/或振动施加时在组件之间的联接部分处的力集中的结构的电池的需求。
8.存在在电池的轴向方向上变形的具有平板形状的传统的柔性集流板。然而，每当平板形状的集流板在轴向方向上变形时，扭转应力施加至集流板的接合(焊接)部分，导致集流板的接触点处的断开。


技术实现要素：

9.技术问题
10.本公开旨在解决上述问题，因此本公开旨在提供一种电池，该电池用于当在使用期间冲击和/或振动施加时使外部冲击和/或振动消散而不集中在特定位置，从而防止在组件之间的联接部分处发生损坏。
11.本公开还旨在提供一种集流板，该集流板具有使其保持平坦并且在轴向方向和径向方向上提供柔性的结构，从而消除发生变形时在接触点处的扭转应力的风险。
12.本公开还旨在提供一种集流板，该集流板可以执行电流阻断功能而无需额外安装电流阻断构件，以在因短路而出现过电流时快速阻断电流，从而在使用期间确保电池的安全性。
13.本公开的目的不限于以上提及的目的，并且本公开的这些和其他目的和优点可以通过以下描述来理解，并且将通过本公开的实施方式得到更清楚的理解。附加地，显而易见的是，本公开的目的和优点可以通过在所附权利要求中阐述的手段及其组合来实现。
14.技术方案
15.本公开提供一种集流板，该集流板被设置在电极组件的第一电极接头和暴露的端子之间，以用于所述第一电极接头和所述端子的电连接。
16.所述集流板包括：边缘部，所述边缘部在周向方向上延伸；接头联接部，所述接头联接部从边缘部在向心方向上延伸并且联接至所述第一电极接头；端子联接部，所述端子联接部相对于所述边缘部被设置在向心位置处并且在避开所述接头联接部的同时，通过所述边缘部连接至所述接头联接部。
17.在所述端子联接部、所述边缘部和所述接头联接部当中，所述边缘部可以被设置在最外侧离心位置处，并且所述端子联接部可以被设置在最内侧向心位置处。
18.所述端子联接部的中心可以基本上匹配所述边缘部的中心。
19.所述边缘部可以具有带有中空的中央的轮缘形状。
20.所述边缘部可以具有基本上圆形的扁平环形形状。
21.多个接头联接部可以沿着所述边缘部的所述周向方向布置。
22.所述多个接头联接部中的每一个的延伸长度可以彼此对应。
23.所述多个接头联接部可以沿着所述边缘部的所述周向方向以等间隔布置。
24.所述接头联接部可以从所述边缘部的所述内周缘在所述向心方向上延伸。
25.基于以直线形状连接在所述周向方向上相邻的两个接头联接部与所述边缘部的连接部分的假想线，再所述相邻的两个接头联接部之间的所述边缘部可以被设置在比所述假想线更离心的位置处。
26.所述端子联接部可以连接至位于在所述周向方向上相邻的两个接头联接部之间的所述边缘部。
27.所述端子联接部可以相对于所述边缘部被设置在向心区域的中心处或附近，并且所述边缘部和所述端子联接部可以通过连接部来连接。
28.所述连接部可以在所述径向方向上比所述接头联接部更向外延伸。
29.所述端子联接部可以被所述多个接头联接部围绕。
30.所述多个接头联接部可以在所述径向方向上与所述端子联接部分隔开，并且可以围绕所述端子联接部径向地布置。
31.所述连接部可以以直线的形状线性延伸以将所述端子联接部连接至所述边缘部。
32.所述连接部可以具有穿过所述集流板的所述中心的直线形状。
33.所述连接部可以在所述径向方向上从所述端子联接部延伸并且连接至所述边缘部。
34.所述连接部可以基本上从所述端子联接部的中心在所述径向方向上延伸并且连接至所述边缘部。
35.可以设置多个连接部，并且所述多个连接部可以沿着所述端子联接部的外周缘以等间隔布置。
36.所述多个连接部可以沿着所述边缘部的所述周向方向以等间隔布置。
37.所述连接部可以被设置在所述周向方向上相邻的一对接头联接部之间。
38.沿着所述周向方向从所述连接部到所述一对接头联接部中的任何一个的距离可以对应于沿着所述周向方向从所述连接部到所述一对接头联接部中的另一个的距离。
39.从所述端子联接部到所述接头联接部的导电通路可以按照所述端子联接部、所述连接部、所述边缘部和所述接头联接部的顺序。
40.所述连接部的沿着延伸方向的至少一部分可以比所述接头联接部具有更小的宽度。
41.所述连接部可以包括锥形部分，所述锥形部分沿着从所述边缘部的内周缘表面朝向所述端子联接部的方向宽度逐渐减小。
42.所述连接部可以在所述连接部的延伸方向上包括缺口部，所述缺口部的截面面积局部减小。
43.所述缺口部可以被设置为相比于靠近所述端子联接部而言更靠近所述边缘部。
44.所述接头联接部的面向所述端子联接部的部分可以具有朝向所述端子联接部的锥形形状。
45.所述集流板可以具有径向对称的结构。
46.所述集流板可以具有通过90
°
、120
°
或180
°
旋转径向对称的结构。
47.所述集流板可以用于电池。
48.包括所述集流板的所述电池可以包括电极组件和容纳所述电极组件的电池壳体。
49.所述电极组件可以包括第一电极和第二电极、以及插置在所述第一电极和所述第二电极之间的隔膜，所述第一电极、所述第二电极和所述隔膜围绕卷绕轴一起卷绕来限定芯和外周缘表面，其中，所述第一电极和所述第二电极在沿着卷绕方向的长边端部处分别具有由第一未涂覆部分形成的第一电极接头和由第二未涂覆部分形成的第二电极接头，并且所述第一电极接头和所述第二电极接头沿着所述卷绕轴向方向在相反的方向上从所述隔膜突出。
50.所述电池可以包括端子，所述端子被安装为与所述电池壳体绝缘并且被暴露至所述电池壳体的外部。
51.所述集流板可以包括：边缘部，所述边缘部在内部限定空间；接头联接部，所述接头联接部从所述边缘部在向心方向上延伸并且联接至所述第一电极接头；端子联接部，所述端子联接部相对于所述边缘部被设置在向心位置处；以及连接部，所述连接部在避开所述接头联接部的同时，将所述端子联接部连接至所述边缘部。
52.所述第一电极接头可以联接至所述集流板的所述接头联接部，并且所述端子可以联接至所述集流板的所述端子联接部。
53.所述第一电极接头可以沿着所述卷绕方向被切口槽分离，并且可以包括多个节段，所述多个节段从所述隔膜沿着卷绕轴向方向突出。
54.所述多个节段可以被布置为沿着所述电极组件的径向方向交叠以便形成在所述周向方向上彼此分隔开的多个节段对齐体。
55.每个节段对齐体中所包括的节段可以沿着所述径向方向弯曲以形成弯曲表面区域。
56.所述集流板的所述接头联接部可以联接至所述弯曲表面区域，并且所述连接部可以被定位在在所述周向方向上彼此分隔开的所述节段对齐体之间。
57.所述连接部可以在其延伸方向上包括截面面积减小的缺口部，并且所述缺口部可以与所述电极组件的在所述周向方向上彼此分隔开的所述节段对齐体之间的被暴露的端部表面分隔开。
58.电极组件的在所述周向方向上彼此分隔开的所述节段对齐体之间的被暴露的端部表面可以为电解质浸注部。
59.在所述电解质浸注部中，在所述卷绕轴向方向上的所述第一电极的端部和所述第二电极的端部可以被暴露于相邻的卷绕匝的隔膜之间。
60.所述电池壳体可以具有在轴向方向上的一侧的封闭部和在另一侧的开口部。
61.包括所述第一电极接头和所述第二电极接头的所述电极组件可以通过所述开口部插入。
62.所述电极组件的所述第一电极接头和所述第二电极接头可以分别被定位在所述轴向方向上的一侧和另一侧。
63.当所述电极组件被接收在所述电池壳体中时，所述第一电极接头可以面向所述封闭部，并且所述第二电极接头可以面向所述开口部。
64.所述端子可以被设置在所述封闭部处。
65.所述端子可以穿过所述封闭部。
66.所述第二电极接头可以电连接至所述电池壳体。
67.所述集流板的所述端子联接部可以被设置在与所述电极组件的卷绕中心处的孔相对应的位置处。
68.所述第一电极接头的端部可以在所述径向方向上弯曲。
69.所述第一电极接头可以在向心方向或离心方向上弯曲。
70.所述集流板的所述接头联接部可以联接至弯曲的第一电极接头的表面。
71.所述连接部可以面向并且接触弯曲的第一电极接头的表面。
72.所述边缘部可以面向并且接触弯曲的第一电极接头的表面。
73.所述电池壳体的开口部可以由盖板封闭。
74.所述盖板可以不电连接至所述电极组件的所述第一电极接头和所述第二电极接头。因此，所述盖板可以为非极性的。
75.绝缘件可以被定位在所述封闭部和所述集流板之间。
76.所述端子可以穿过所述绝缘件而联接至所述集流板的所述端子联接部。
77.电池组可以包括多个电池和容纳所述电池的电池组壳体。
78.所述电池组可以被安装在车辆中。
79.技术效果
80.根据本公开的方面，能够当在使用电池期间冲击和/或振动施加时使外部冲击和/或振动消散而不集中在特定位置，从而防止在组件之间的联接部分处发生损坏。
81.与此同时，根据本公开的另一方面，集流板本身可以执行电流阻断功能而无需额
外安装电流阻断构件，以在因短路而出现过电流时快速阻断电流，从而在使用期间确保电池的安全性。
82.附加地，根据本公开的另一方面，由于从集流板的端子联接部到接头联接部的连接通路从端子联接部开始，穿过比接头联接部在径向方向上更向外延伸的连接部和在周向方向上延伸的边缘部，并且重新返回到在径向方向上向内侧延伸的接头联接部，因此集流板的形状覆盖电极组件的整个电极接头以灵活地应对冲击和振动并且防止集流板上下移动，使集流板保持向下按压电极组件的电极接头，从而防止由于集流板的变形所导致的电极接头的变形。
83.附加地，根据本公开，即使端子联接部和接头联接部相对地在轴向方向或径向方向上接受到外力或外部振动，但是由于连接部在径向方向上线性延伸，因此能够防止扭转应力作用于端子联接部和接头联接部的联接部分，从而防止联接部分处的分离。
84.然而，能够通过本公开来获得的技术效果不限于上述效果，并且本领域普通技术人员将从以下描述中清楚理解这些和其他效果。
85.将结合本公开的实施方式的详细描述本公开的这些和其他效果。
附图说明
86.图1为示出根据本公开的实施方式的电池和用于多个电池的电连接的汇流条的立体图。
87.图2为示出根据本公开的实施方式的电池的上部结构的截面图。
88.图3为示出根据本公开的实施方式的电池的局部截面图。
89.图4为示出彼此联接的本公开的电极组件和集流板(第一集流板)的图。
90.图5至图8为示出根据本公开的实施方式的集流板(第一集流板)的各种形状的图。
91.图9和图10为示出根据本公开的另一个实施方式的集流板(第一集流板)的各种形状的图。
92.图11为示出根据本公开的实施方式的电池的下部结构的局部截面图。
93.图12为示出根据本公开的实施方式的电池的下表面的图。
94.图13为示出包括多个节段以沿着电极组件的周向方向形成多个节段对齐体的电极结构的示例性平面图。
95.图14为通过将具有在图13中示出的电极结构的正极和负极与隔膜一起卷绕而制造的电极组件的俯视图。
96.图15为示出电极组件的上部的局部立体图。
97.图16为沿着图14的线a-a＇截取的局部截面图。
98.图17为示出根据本公开的实施方式的使用弯曲表面区域将集流板联接到电极组件上的工艺的图，该弯曲表面区域是通过使包括在节段对齐体中的节段朝向电极组件的芯弯曲而形成的。
99.图18a和图18b为示出被焊接到电极组件上的根据本公开的实施方式的集流板的俯视图。
100.图19a为示出根据本公开的另一个实施方式的电极结构的平面图。
101.图19b为示出根据本公开的另一个实施方式的弯曲表面区域的俯视图，该弯曲表
面区域是通过弯曲被包括在节段对齐体中的节段而形成的。
102.图20为示出根据本公开的实施方式的电池组的示意性图。
103.图21为示出根据本公开的实施方式的车辆的图。
具体实施方式
104.将参照附图详细描述上述目的、特征和优点，因此，本领域普通技术人员将容易地实践本公开的技术方面。在描述本公开时，当确定相关已知技术的某详细描述可能使本公开的主题不必要地模糊时，省略该详细描述。以下，将参照附图详细描述根据本公开的示例性实施方式。在附图中，相同的附图标记用于指示相同或相似的元件。
105.术语“第一”、“第二”等用于描述各种元件，并且这些元件不受这些术语的限制。这些术语用于区分一个元件与另一个元件，并且除非上下文另有明确指示，否则第一元件可以是第二元件。
106.在说明书中，除非上下文另有明确指示，否则每一个元件可以是单数或复数的。
107.以下，将理解，元件被称为在另一个元件“上方(或下方)”或者“上(或之下)”，其可以在另一个元件的上表面(或下表面)上，并且中间元件可以存在于该元件与在该元件上(或下方)的另一个元件之间。
108.附加地，将进一步理解，当元件被称为“连接至”、“联接至”或“接合至”另一个元件时，其可以直接连接至或接合至另一个元件，或者可以存在中间元件，或者每一个元件可以通过另一个元件彼此“连接”、“联接”或“接合”。
109.当在本文中使用时，单数形式也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。应当理解，术语“包括”或“包含”，当在本说明书中使用时，指定所述及的元件或步骤的存在，但不排除一个或更多个其他元件或步骤的存在或附加。
110.附加地，当在本文中使用时，单数形式也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。应当理解，术语“包括”或“包含”，当在本说明书中使用时，指定所述及的元件或步骤的存在，但不排除一个或更多个其他元件或步骤的存在或附加。
111.在说明书中，除非上下文另有明确指示，否则“a和/或b”代表a或b中的一者或二者，并且“c至d”代表c或更多且d或更小。
112.在描述下面的实施方式时，电池延伸的高度方向称为高度方向或轴向方向z，并且围绕轴向方向的方向称为周向方向。这里，在电池的高度方向上，形成开口部的方向称为向下方向，形成封闭部的方向称为向上方向。
113.此外，从电池的中心在径向方向上延伸的方向称为径向方向x、y，并且在径向方向上朝向外侧的方向称为离心方向，在径向方向上朝向内侧的方向称为向心方向。
114.参照图1至图4，根据本公开的电池1包括电极组件10和容纳电极组件10的圆柱形电池壳体20。
115.电池壳体20具有在顶部(轴向方向上的一端)上的封闭部和在底部(轴向方向上的另一端)上的开口部。
116.端子50被安装在封闭部的中央处。
117.开口部由盖板30封闭。
118.电极组件10包括第一电极接头11和第二电极接头12。
119.第一电极接头11电连接至端子50，第二电极接头12电连接至电池壳体20。
120.端子50和电池壳体20彼此绝缘。
121.本公开提供一种集流板40，该集流板40在电极组件10的第一电极接头11和端子50之间以将它们电连接。
122.集流板40可以被定位在电池壳体20的封闭部和电极组件10之间。
123.参照图5至图10，集流板40包括：边缘部41，该边缘部41在周向方向上延伸以在内部限定空间；接头联接部42，该接头联接部42从边缘部41在向心方向上延伸并且联接至第一电极接头11；以及端子联接部43，该端子联接部43被设置在相对于边缘部41的向心位置处，与接头联接部42分隔开，并且通过边缘部41连接至接头联接部42。
124.在端子联接部43、边缘部41和接头联接部42当中，边缘部41可以被设置在最外侧离心位置处，并且端子联接部43可以被设置在最内侧向心位置处。
125.边缘部41可以具有拥有中央中空部的轮缘形状。
126.边缘部41可以具有基本上是圆形的扁平环形形状。
127.多个接头联接部42可以沿着边缘部41的周向方向布置。
128.多个接头联接部42中的每一个的延伸长度可以彼此对应。
129.多个接头联接部42可以沿着边缘部41的周向方向以等间隔布置。
130.接头联接部42可以从边缘部41的内周缘在向心方向上延伸。
131.接头联接部42的面向端子联接部43的部分可以具有朝向端子联接部43的锥形形状。该锥形形状通过减接头联接部42的不必要的面积来增大集流板40的开口面积。
132.基于以直线的形状连接在周向方向上相邻的两个接头联接部42与边缘部41的连接部分的假想线(见图8中的虚线)，在相邻的两个接头联接部42之间的边缘部41(见图8中的双点划线)可以被设置在比假想线(见图8中的虚线)更离心的位置处。
133.端子联接部43可以在周向方向上相邻的两个接头联接部42之间连接至边缘部41。
134.端子联接部43可以相对于边缘部41被设置在向心区域的中央处或附近，边缘部41和端子联接部43可以通过连接部44来连接。
135.连接部44可以在径向方向上比以直线的形状连接在周向方向上相邻的两个接头联接部42与边缘部41的连接部的假想线(见图8中的虚线)更向外延伸(见图8中的单点划线)。
136.端子联接部43可以被多个接头联接部42围绕。
137.多个接头联接部42可以在径向方向上与端子联接部43分隔开，并且可以围绕端子联接部43径向地布置。
138.连接部44可以以直线的形状线性延伸以将端子联接部43连接至边缘部41。
139.连接部44可以具有穿过集流板40的中心的直线形状。
140.连接部44可以在径向方向上从端子联接部43延伸并且连接至边缘部41。
141.连接部44可以基本上从端子联接部43的中心在径向方向上延伸并且连接至边缘部41。
142.可以设置多个连接部44，并且多个连接部44可以沿着端子联接部43的外周缘以等间隔布置。
143.多个连接部44可以沿着边缘部41的周向方向以等间隔布置。
144.连接部44可以被设置在在周向方向上彼此相邻的一对接头联接部42之间。
145.连接部44在避开接头联接部42的同时，穿过边缘部41和端子联接部43之间的空间而延伸以将边缘部41电连接至端子联接部43。
146.从连接部44到该对接头联接部42中的任何一个的沿着周向方向的距离可以对应于从连接部44到该对接头联接部42中的另一个的沿着周向方向的距离。
147.集流板40可以具有径向对称的结构。径向对称的结构指其中当用于测量对称性的目标以预先确定的角度旋转时目标的形状匹配的对称结构。优选地，集流板40可以具有通过90
°
、120
°
或180
°
旋转径向对称的结构。在一个示例中，当集流板40被旋转90
°
时，结构可以匹配。然而，本公开不受径向对称的结构的旋转角度的限制。
148.从端子联接部43到接头联接部42的导电通路可以按照端子联接部43、连接部44、边缘部41和接头联接部42的顺序。
149.沿着连接部44的延伸方向的至少一部分可以具有比接头联接部42更小的宽度。
150.当端子联接部43相对于接头联接部42在径向方向和/或轴向方向上受力时，两个相邻的接头联接部42之间的边缘部41和/或连接部44可以随着其变形而吸收力。在该情况下，不在端子联接部43和接头联接部42的联接部分处出现扭转应力。
151.连接部44可以包括锥形部分44a，该锥形部分44a沿着从边缘部41的内周缘表面朝向端子联接部43的方向宽度逐渐减小。
152.参照图9和图10，连接部44可以沿着延伸方向包括截面面积局部减小的缺口部n。
153.缺口部n可以被设置为相比于靠近端子联接部43而言更靠近边缘部41。
154.返回参照图1至图4，集流板40可以用于电池1。
155.包括集流板40的电池1可以包括容纳电极组件10的电池壳体20。
156.电池壳体20可以具有在轴向方向上的一侧的封闭部和在另一侧的开口部。
157.包括第一电极接头11和第二电极接头12的电极组件10可以通过开口部插入。
158.电极组件10的第一电极接头11和第二电极接头12可以分别被定位在轴向方向上的一侧和另一侧。
159.当电极组件10被接收在电池壳体20中时，第一电极接头11可以面向封闭部，并且第二电极接头12可以面向开口部。
160.端子50可以被设置在封闭部处。
161.端子50可以穿过封闭部。
162.第一电极接头11可以电连接至端子50。
163.第一电极接头11和端子50可以通过集流板40电连接。
164.第一电极接头11可以联接至集流板40的接头联接部42，端子50可以联接至集流板40的端子联接部43。
165.第二电极接头12可以电连接至电池壳体20。
166.集流板40的端子联接部43可以被设置在与在电极组件10的卷绕中心c处的孔相对应的位置处。
167.如在图4中示出，第一电极接头11的端部可以在径向方向上弯曲。
168.第一电极接头11可以在向心方向或离心方向上弯曲。
169.集流板40的接头联接部42可以联接至弯曲的第一电极接头11的表面。
170.连接部44可以面向并且接触弯曲的第一电极接头11的表面。
171.边缘部41可以面向并且接触弯曲的第一电极接头11的表面。
172.电池壳体20的开口部可以由盖板30封闭。
173.盖板30可以不电连接至电极组件10的第一电极接头11和第二电极接头12。因此，盖板30可以为非极性的。
174.绝缘件60可以被定位在封闭部和集流板40之间。
175.端子50可以穿过绝缘件60联接至集流板40的端子联接部43。
176.如在图20中示出，电池组3可以包括多个电池1和容纳电池1的电池组壳体(pack housing)2。
177.另外，如在图21中示出，电池组3可以被安装在车辆5中。
178.返回参照图1和图2，根据本公开的实施方式的电池1包括电极组件10、电池壳体20、盖板30、集流器(第一集流器)40和端子50。除了上述组件之外，电池1还可以包括密封垫圈g1和/或绝缘垫圈g2和/或绝缘件60和/或第二集流板70。
179.电极组件10包括具有第一极性的第一电极、具有第二极性的第二电极、以及位于第一电极和第二电极之间的隔膜。第一电极对应于正极或负极，第二电极对应于与第一电极具有相反的极性的电极。
180.电极组件10可以具有例如卷芯形状。即，电极组件10可以通过围绕卷绕中心c卷绕堆叠体来制备，堆叠体是通过按顺序至少一次堆叠第一电极、隔膜和第二电极而形成的。在该情况下，可以在电极组件10的外周缘表面上存在附加的隔膜以用于与电池壳体20的绝缘。
181.第一电极包括第一电极集流器和被涂覆在第一电极集流器的一个或两个表面上的第一电极活性材料层。第一电极集流器在宽度方向(平行于z轴)上的一端处具有没有用第一电极活性材料涂覆的未涂覆部分。该未涂覆部分充当第一电极接头11。第一电极接头11被定位在被接收在电池壳体20中的电极组件10的高度方向(平行于z轴)上的上部处。
182.第二电极包括第二电极集流器和被涂覆在第二电极集流器的一个或两个表面上的第二电极活性材料层。第二电极集流器在宽度方向(平行于z轴)上的另一端处具有没有用第二电极活性材料涂覆的未涂覆部分。该未涂覆部分充当第二电极接头12。第二电极接头12被定位在被接收在电池壳体20中的电极组件10的高度方向(平行于z轴)上的下部处。
183.即，第一电极接头11和第二电极接头12沿着电极组件10的宽度方向(即，电池1的高度方向(平行于z轴))在相反的方向上延伸。第一电极接头11朝向电池壳体20的封闭部延伸，第二电极接头12朝向电池壳体20的开口部延伸。
184.在本公开中，被涂覆在正极板上的正极活性材料和被涂覆在负极板上的负极活性材料可以包括本技术领域中已知的任何类型的活性材料。
185.在一个示例中，正极活性材料可以包括由下式表示的碱金属化合物：a[a
xmy
]o
2+z
(a包括li、na或k中的至少一个；m包括选自ni、co、mn、ca、mg、al、ti、si、fe、mo、v、zr、zn、cu、al、mo、sc、zr、ru和cr中的至少一个；x≥0，1≤x+y≤2，-0.1≤z≤2；化学计量系数x、y和z被选择为使化合物保持电中性)。
[0186]
在另一示例中，正极活性材料可以是由us6,677,082和us6,680,143公开的碱金属化合物xlim1o
2-(1-x)li2m2o3(m1包括具有平均三价氧化态的至少一个元素；m2包括具有平
均四价氧化态的至少一个元素；0≤x≤1)。
[0187]
在又一示例中，正极活性材料可以是由下式表示的锂金属磷酸盐：liam
1x
fe
1-xm2y
p
1-ym3zo4-z
(m1包括选自ti、si、mn、co、fe、v、cr、mo、ni、nd、al、mg和al中的至少一个；m2包括选自ti、si、mn、co、fe、v、cr、mo、ni、nd、al、mg、al、as、sb、si、ge、v和s中的至少一个；m3包括选择性地包含f的卤族元素；0《a≤2，0≤x≤1，0≤y《1，0≤z《1；化学计量系数a、x、y和z被选择为使化合物保持电中性)或li3m2(po4)3[m包括选自ti、si、mn、fe、co、v、cr、mo、ni、al、mg和al中的至少一个]。
[0188]
优选地，正极活性材料可以包括初级颗粒和/或由初级颗粒的团聚形成的二级颗粒。
[0189]
在一个示例中，负极活性材料可以包括碳材料、锂金属或锂金属化合物、硅或硅化合物、锡或锡化合物。诸如tio2和sno2之类的具有小于2v的电势的金属氧化物可以用于负极活性材料。碳材料可以包括低结晶碳、高结晶碳等。
[0190]
隔膜例如可以包括单独使用或以堆叠形式使用的由诸如乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物和乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物之类的聚烯烃基聚合物制成的多孔聚合物膜。在另一示例中，隔膜可以包括常用的多孔无纺布，例如，由高熔点玻璃纤维和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维制成的无纺布。
[0191]
隔膜可以在至少一个表面上包括无机颗粒的涂布层。附加地，隔膜本身可以由无机颗粒的涂布层形成。形成涂布层的颗粒可以用粘合剂(binder)来接合，使得在相邻的颗粒之间存在间隙体积。
[0192]
无机颗粒可以包括具有5或更大的介电常数的无机物。无机颗粒的非限制性示例可以包括选自由pb(zr、ti)o3(pzt)、pb
1-x
la
x
zr
1-y
tiyo3(plzt)、pb(mg3nb
2/3
)o
3-pbtio3(pmn-pt)、batio3、二氧化铪(hfo2)、srtio3、tio2、al2o3、zro2、sno2、ceo2、mgo、cao、zno和y2o3组成的组的至少一种材料。
[0193]
电解质可以为具有a
+
b-的结构的盐。这里，a
+
包括诸如li
+
、na
+
、k
+
之类碱金属阳离子或其组合。b-包括选自由f-，cl-、br-、i-、no
3-、n(cn)
2-、bf
4-、clo
4-、alo
4-、alcl
4-、pf
6-、sbf
6-、asf
6-、bf2c2o
4-、bc4o
8-、(cf3)2pf
4-、(cf3)3pf
3-、(cf3)4pf
2-、(cf3)5pf-、(cf3)6p-、cf3so
3-、c4f9so
3-、cf3cf2so
3-、(cf3so2)2n-、(fso2)2n-、cf3cf2(cf3)2co-、(cf3so2)2ch-、(sf5)3c-、(cf3so2)3c-、cf3(cf2)7so
3-、cf3co
2-、ch3co
2-、scn-和(cf3cf2so2)2n-组成的组的至少一个阴离子。
[0194]
电解质可以通过溶解在有机溶剂中来使用。有机溶剂可以包括碳酸丙烯酯(pc)、碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二丙酯(dpc)、二甲基亚砜、乙腈、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氢呋喃、n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)、碳酸甲乙酯(emc)或γ-丁内酯中的至少一个。
[0195]
电池壳体20为在底部具有开口部的近似圆柱形的容器，并且例如，由诸如金属之类的具有导电性的材料制成。电池壳体20的材料例如可以是铝。电池壳体20具有在高度的下端部处的开口部和在上端部处的封闭部。电池壳体20通过在底部的开口部容纳电极组件10并且还容纳电解质。
[0196]
电池壳体20电连接至电极组件10。例如，电池壳体20电连接至电极组件10的第二电极接头12。因此，电池壳体20可以与第二电极接头12具有相同的极性。
[0197]
参照图2和图11，电池壳体20可以包括在下端部处的卷边部(beading portion)21和压边部(crimping portion)22。卷边部21被设置在电极组件10下方。卷边部21通过在向心方向上按压电池壳体20的外周缘表面来形成。卷边部21可以防止具有近似与电池壳体20的宽度相对应的大小的电极组件10穿过电池壳体20的在底部的开口部滑动，并且可以充当盖板30被安放在其上的支撑件。
[0198]
压边部22被设置在卷边部21下方。压边部22延伸并且弯曲以围绕在卷边部21下方的盖板30的外周缘表面和盖板30的下表面的一部分。
[0199]
然而，本公开不排除电池壳体20不包括卷边部21和/或压边部22。在本公开中，当电池壳体20不包括卷边部21和/或压边部22时，电极组件10的固定和/或盖板30的固定和/或电池壳体20的密封例如可以通过可以充当针对电极组件10的止动件的组件的额外应用和/或盖板30可以被安放于其上的结构的额外应用和/或电池壳体20和盖板30之间的焊接来实现。
[0200]
形成上表面的电池壳体20的封闭部的区域可以具有在从约0.5mm到1.0mm范围内的厚度，并且更优选地具有在从约0.6mm至0.8mm范围内的厚度。形成外周缘表面的电池壳体20的侧壁可以具有在从约0.3mm至0.8mm范围内的厚度，并且更优选地具有在从约0.40mm至0.60mm范围内的厚度。根据本公开的实施方式，电池壳体20可以具有镀层。在该情况下，镀层例如可以包括镍(ni)。镀层的厚度可以在从约1.5μm至6.0μm的范围内。
[0201]
随着电池壳体20的厚度越小，内部空间越大，并且因此能够制造具有改善的能量密度和高容量的电池1。相反，随着厚度的增加，能够在爆炸测试中防止火焰向相邻的电池的传播，从而改善安全性。
[0202]
随着镀层的厚度越小，越容易受腐蚀影响，并且随着镀层的厚度越大，制造工艺复杂性可能增加或存在更高的可能发生镀层分层的可能性。考虑到这些条件，需要设定电池壳体20的最佳厚度和镀层的最佳厚度。此外，考虑到所有这些条件，需要控制电池壳体20的封闭部的厚度和侧壁的厚度中的每一者。
[0203]
参照图2和图11，盖板30可以例如由金属制成以确保强度。盖板30封闭电池壳体20的在底部的开口部。即，盖板30形成电池1的下表面。在本公开的电池1中，盖板30可以为非极性的，即使在其由导电金属制成时也是如此。非极性的盖板30可以表示盖板30与电池壳体20和端子40电绝缘。盖板30可以为非极性的，并且材料并不需要是导电金属。
[0204]
当本公开的电池壳体20包括卷边部时，盖板30可以被安放在电池壳体20的卷边部21上。另外，当本公开的电池壳体20包括压边部22时，盖板30被压边部22固定。密封垫圈g1可以插置在盖板30和电池壳体20的压边部22之间以确保电池壳体20的可密封性。同时，如上所述，本公开的电池壳体20可以不包括卷边部21和/或压边部22，并且在该情况下，密封垫圈g1可以插置在盖板30和在电池壳体20的开口部处的固定结构之间以确保电池壳体20的可密封性。
[0205]
参照图11和图12，盖板30还可以包括排气部31来防止内部压力因电池壳体20中产生的气体而上升到高于预先设定的压力。排气部31对应于盖板30中的与其他区域相比具有更小厚度的区域。排气部31与其他任何区域相比在结构上更加脆弱。因此，当电池壳体20的内部压力因电池1的异常而上升到高于预先设定的水平时，排气部31破裂而迫使电池壳体20中产生的气体排出。例如，排气部31可以通过在盖板30的任何一个或两个表面上开槽以
局部地减小电池壳体20的厚度来形成。
[0206]
根据本公开的实施方式的电池1具有如下所述的正端子和负端子二者均存在于上部处的结构，因此上部结构比下部结构更复杂。因此，为了电池壳体20中产生的气体的顺利排放，排气部31可以形成在形成电池1的下表面的盖板30中。如在图11中所示，盖板30的下端部优选地被设置得高于电池壳体20的下端部。在该情况下，即使在电池壳体20的下端部接触地面或用于形成模块或电池组的壳体的底表面时，盖板30也不接触地面或用于形成模块或电池组的壳的底表面。因此，能够防止排气部31的破裂所需的压力因电池1的重量而不同于设计压力的现象，从而允许排气部31的顺利破裂。
[0207]
与此同时，当排气部31如在图11和图12中所示具有闭合环形形状时，随着从盖板30的中心到排气部31的距离越大，排气部31可以越容易破裂。当施加相同的排气压力时，随着从盖板30的中心到排气部31的距离越长，越大的力作用于排气部31，并且排气部31越容易破裂。另外，随着从盖板30的中心到排气部31的距离越长，能够实现排放气体的更顺利的排出。从这个角度，排气部31可以优选地沿着从盖板30的边缘区域向下(在基于图11的向下方向上)延伸的近似平坦的区域的边缘形成。
[0208]
尽管图12示出了在盖板30上以近似圆形的形状连续地形成的排气部31，但是本公开不限于此。排气部31可以在盖板30上以近似圆形的形状不连续地形成，并且可以以近似直线的形状或其他任何形状形成。
[0209]
参照图2至图4，集流板(第一集流板)40联接到电极组件10上。集流板40由具有导电性的金属制成，并且连接至第一电极接头11。
[0210]
参照图4，集流板40可以联接到通过在与集流板40平行的方向上使第一电极接头11的端部弯曲而形成的联接表面上。第一电极接头11的弯曲方向例如可以是朝向电极组件10的卷绕中心c的方向。当第一电极接头11以该方式弯曲时，能够减小由第一电极接头11占据的空间，从而改善能量密度。附加地，能够增大第一电极接头11和集流板40之间的联接区域，从而获得改善的接合强度和减小的电阻。
[0211]
参照图5至图8以及图2至图4，集流器40包括边缘部41、接头联接部42和端子联接部43。边缘部41可以具有在中央处具有空的空间s的近似轮缘的形状。尽管本公开的附图示出了具有近似圆形的轮缘形状的边缘部41，但是本公开不限于此。边缘部41可以具有近似正方形的轮缘形状或其他任何形状。
[0212]
边缘部41可以被设置在径向方向上的最外侧处。一个实施方式示出了具有沿着周向方向的没有间断的闭合环形形状的边缘部41。该结构可以牢固地支撑整个集流板40的强度来防止如下所述的接头联接部42和端子联接部43的焊接部分受到剪切力(特别地，在与包括集流板的平面平行的方向上作用的剪切力)。
[0213]
然而，边缘部41不需要具有闭合环形形状，并且作为整体可以具有闭合环形形状(即便存在至少一个切口)。
[0214]
接头联接部62从边缘部41向内侧延伸并且联接至第一电极接头11。端子联接部43被设置在边缘部41的内侧，与接头联接部42分隔开。端子联接部43可以通过焊接而联接至如下所述的端子50。端子联接部43例如可以被设置在边缘部41的内部的空间的中央处。端子联接部43可以被设置在与电极组件10的卷绕中心c处的孔相对应的位置处。
[0215]
接头联接部42和端子联接部43彼此分隔开而没有直接连接，并且它们通过边缘部
41电连接。如上所述，根据本公开的实施方式的集流板40具有以下结构：在该结构中，接头联接部42和端子联接部43彼此不直接连接并且它们通过被设置在径向方向上的最外侧离心位置处的边缘部41来连接，因此当在电池1中出现冲击和/或振动时，能够消散施加至接头联接部42与第一电极接头11之间的联接部分和端子联接部43与端子50之间的联接部分的冲击。因此，本公开的集流板40可以最小化或防止由于外部冲击所致的对焊接部分的损坏。本公开的集流板40具有以下结构：在该结构中，当施加外部冲击时，压力可以集中在边缘部41和端子联接部43的连接部分上，并且由于用于在组件之间联接的焊接部分不形成在连接部中，因此能够避免由于外部冲击所致的对焊接部分的损坏所造成的产品缺陷。
[0216]
集流板40还可以包括连接部44，连接部44从边缘部41向内侧延伸并且连接至端子联接部43。连接部44的至少一部分可以比接头联接部42具有更小的宽度。在该情况下，当在连接部44处的电阻上升且电流流动通过连接部44时，出现更高的电阻，因此当出现过电流时，连接部44的一部分破裂以阻断过电流。可以考虑过电流阻断功能而将连接部44的宽度调整至适合的水平。
[0217]
连接部44可以包括锥形部分44a，该锥形部分44a沿着从边缘部41的内表面朝向端子联接部43的方向宽度逐渐减小。利用该锥形部分44a，能够改善连接部44和边缘部41的连接部分处的组件的强度。此外，锥形部分44a可以充当覆盖弯曲的电极接头的区域。
[0218]
可以存在多个接头联接部42。多个接头联接部42可以沿着边缘部41的延伸方向以等间隔布置。多个接头联接部42中的每一个的延伸长度可以相等。端子联接部43可以被多个接头联接部42围绕。连接部44可以被设置在一对相邻的接头联接部42之间。在该情况下，从连接部44到一对接头联接部42中的任何一个的沿着边缘部41的延伸方向的距离可以等于从连接部44到一对接头联接部42中的另一个的沿着边缘部41的延伸方向的距离。
[0219]
可以存在多个连接部44。多个连接部44中的每一个可以被定位在一对相邻的接头联接部42之间。多个连接部44可以沿着边缘部41的延伸方向以等间隔布置。
[0220]
如上所述，在设置多个接头联接部42和/或多个连接部44的情况下，当接头联接部42之间的距离和/或连接部44之间的距离和/或接头联接部42与连接部44之间的距离恒定时，可以平稳地形成从接头联接部42到连接部44的电流流动或从连接部44到接头联接部42的电流流动。
[0221]
连接部44可以从集流板40的中心在径向方向上延伸，并且可以线性延伸。因此，能够减小导电距离，并且即使在压缩力或拉力在延伸方向上施加至任何一个连接部44时，也能够防止连接部44的形状的任何改变并且防止集流板40的整体形状的变形。因此，能够防止集流板40移动太多，从而防止被集流板40压紧的第一电极接头11因集流板4的移动而移动或变形。
[0222]
此外，由于具有直线形状的多个连接部44通过端子联接部43而连接的结构，当在端子联接部43的任何一侧的连接部44接受到外力时，连接至另一侧的连接部44起到支持其的作用。此外，即使集流板40的接头联接部44和端子联接部43在不同的轴向方向上受力，也不会在接头联接部44和端子联接部43处出现扭转应力，从而保护焊接部分。
[0223]
通过焊接而连接至其他组件的集流板40的受限部分为端子联接部43和接头联接部44。附加地，它们通过边缘部41连接。端子联接部43被设置在径向方向上的中央处，边缘部41被设置在径向方向上的边缘处，并且接头联接部44被设置在径向方向上的中央和边缘
之间。
[0224]
因此，当端子联接部43相对于接头联接部44在径向方向或轴向方向上受力时，具有线性形状的连接部44可以将力传递至边缘部41，并且在周向方向上延伸的边缘部41可以在其灵活地变形时应对外力。
[0225]
参照图9和图10，连接部44可以沿着连接部44的延伸方向包括缺口部n，该缺口部n具有截面面积的局部减小。截面面积的减小可以通过减小连接部44的宽度和/或厚度来实现。利用缺口部n，由于在具有缺口部n的区域处的电阻增大，能够在出现过电流时快速阻断电流。
[0226]
当连接部44包括锥形部分44a时，缺口部n可以被设置为相比于靠近端子联接部43而言更靠近锥形部分44a。在该情况下，由于宽度逐渐减小的边缘部44a的结构，当缺口部n被设置在与高产热区域相邻的区域处时，能够更快速地阻断过电流。
[0227]
参照图1至图3和图5，端子50由具有导电性的金属制成，并且联接至集流板(第一集流板)40的端子联接部43。端子50可以穿过电池壳体20的与开口部相对的封闭部。当本公开的电池1包括绝缘件60时，端子50穿过绝缘件60而联接至集流板40的端子联接部43。
[0228]
端子50通过集流板40电连接至电极组件10的第一电极接头11，因而具有第一极性。因此，端子50可以充当本公开的电池1的第一电极端子。附加地，在本公开的电池1中，具有第二极性的电池壳体20的封闭部的近似平坦的表面可以充当第二电极端子20a。参照图1，汇流条b连接至本公开的电池1的第一电极端子50和第二电极端子20a中的每一个。在第一电极端子50和第二电极端子20a中的每一个中，为了确保与汇流条b的足够的联接区域，第一电极端子50的通过电池壳体20被暴露的区域的宽度d1可以被设定至第二电极端子20a(即，电池壳体20的上表面)的宽度d2的约10％至60％的范围。
[0229]
当端子50具有第一极性时，端子50与具有第二极性的电池壳体20电绝缘。端子50和电池壳体20之间的绝缘可以通过各种方法来实现。例如，绝缘可以通过在端子50和电池壳体20之间放置绝缘垫圈g2来实现。绝缘垫圈g2例如可以由具有绝缘性的树脂材料制成。
[0230]
另选地，绝缘可以通过在端子50的一部分处形成绝缘涂层来实现。另选地，端子50可以在结构上被牢固地固定以防止端子50和电池壳体20之间的接触。另选地，上述方法中的两个或更多个可以一起被应用。
[0231]
参照图2和图3以及图5，绝缘件60可以被设置在集流板(第一集流板)40和电池壳体20的内表面之间。绝缘件60防止集流板40和电池壳体20之间的接触。绝缘件60可以被定位在电极组件10的外周缘表面的上端部和电池壳体20的内表面之间。这旨在防止朝向电池壳体20的封闭部延伸的第一电极接头11和电池壳体20的内周缘表面之间的接触。
[0232]
当本公开的电池1包括绝缘件60时，端子50穿过绝缘件60联接至集流板40。为了使端子50穿过，绝缘件60可以在与集流板40的端子联接部43相对应的位置处具有开口。
[0233]
参照图11，集流板(第二集流板)70联接至电极组件10的下部。集流板70由具有导电性的金属制成并且联接至第二电极接头12。附加地，集流板70电连接至电池壳体20。集流板70的边缘区域可以被固定在电池壳体20的内表面和密封垫圈g1之间。在该情况下，集流板70可以被焊接到由电池壳体20的卷边部21形成的安放表面上。
[0234]
参照图4，集流板70可以联接到通过在与集流板70平行的方向上使第二电极接头12的端部弯曲而形成的联接表面上。第二电极接头12的弯曲方向例如可以是朝向电极组件
10的卷绕中心c的方向。当第二电极接头12以该方式弯曲时，能够减小由第二电极接头12占据的空间，从而改善能量密度。附加地，能够改善第二电极接头12和集流板70之间的接合强度并且减小电阻。
[0235]
与此同时，在本公开中，第一电极接头11和第二电极接头12中的每一个可以具有多个节段(segment)，该多个节段通过沿着电极的卷绕方向规则地形成在未涂覆部分中的切口槽而彼此分隔开。多个节段可以沿着卷绕轴向方向暴露在隔膜的外部。多个节段被布置为沿着电极组件的径向方向交叠以形成在周向方向上分隔开的多个节段对齐体(segment alignment)。附加地，每个节段对齐体中所包括的节段可以沿着径向方向被弯曲以形成弯曲表面区域。
[0236]
在一个实施方式中，集流板40的接头联接部42可以联接至节段对齐体的弯曲表面区域，并且集流板40的连接部44可以被定位在在周向方向上彼此分隔开的节段对齐体之间。
[0237]
图13为示出了电极结构的示例性平面图，该电极结构包括多个节段以沿着电极组件的周向方向形成多个节段对齐体。
[0238]
参照图13，实施方式的电极80包括片状的集流器81和活性材料层82。集流器81可以包括金属箔。金属箔可以为具有导电性的金属，例如，铝或铜。集流器81可以根据电极80的极性来适当选择。金属箔可以由金属网(mesh)替换。金属箔可以具有金属膜被涂覆在绝缘膜的基板的两个表面上的结构。活性材料层82形成在集流器81的至少一个表面上。活性材料层82沿着卷绕方向x形成。电极80在卷绕方向x上的长边端部处包括未涂覆部分83。未涂覆部分83为集流器81的没有用活性材料涂覆的部分。在电极80中，集流器81的具有活性材料层82的区域可以称为活性材料部。
[0239]
在电极80中，集流器81的沿着短边的方向上的宽度可以为60mm至70mm，并且集流器81的沿着长边的方向上的长度可以为3m至5m。因此，电极80的短边与长边的比率可以为1.2％至2.3％。该比率远小于在具有1865或2170的形状因子的圆柱形电池中使用的电极的短边与长边的比率6％至11％。
[0240]
优选地，绝缘涂层84可以形成在活性材料层82和未涂覆部分83的边界处。绝缘涂层84的至少一部分交叠于活性材料层82和未涂覆部分83的边界。绝缘涂层84防止具有相反极性并使隔膜插置其间的两个电极之间的短路。绝缘涂层84宽度为0.3mm至5mm以覆盖活性材料层82和未涂覆部分83的边界。绝缘涂层84包括聚合物树脂，并且可以包括诸如al2o3或sio2之类的无机填料。由于集流器81的一部分由绝缘涂层84覆盖而没有用活性材料层涂覆，因此其可以被视为未涂覆部分。
[0241]
未涂覆部分83包括芯附近的第一部分b1、外周缘附近的第二部分b3、以及第一部分b1和第二部分b3之间的第三部分b2。当电极80被卷绕为电极组件时，芯和外周缘分别指示电极组件的中央区域和外周缘表面。
[0242]
在第一部分b1、第二部分b3和第三部分b2当中，第三部分b2具有最长的长度，并且占据电极80的长度的绝大部分。第一部分b1可以在电极组件的芯附近形成多个卷绕匝(winding turn)。第二部分b3可以在电极组件的外周缘附近形成至少一个卷绕匝。
[0243]
第三部分b2包括多个节段85。多个节段85用于电连接至集流板40，因而对应于第一电极接头11。优选地，节段85可以具有矩形形状。另选地，节段85可以具有梯形形状、平行
四边形形状或半圆形形状。可以对节段85的几何形状做出各种修改。
[0244]
多个节段85可以通过激光来开槽。另选地，节段85可以通过已知的金属箔切割工艺(例如，超声切割或冲压)来形成。在卷绕方向x上，节段85之间的距离(节距)可以随着其从芯到外周缘而增大。
[0245]
切口槽86被定位在在卷绕方向x上相邻的节段85之间。在节段85的开槽工艺中形成切口槽86。切口槽86包括平坦的底部86a、与平坦的底部86a相邻的圆弧部86b和节段85的侧部86c。这里，圆弧部86c可以在节段85弯曲时减轻应力，从而防止节段85的下端部处的破裂。
[0246]
为了在弯曲节段85时防止对活性材料层82和/或绝缘涂层84的损坏，期望为在切口槽86的底部86a和活性材料层82之间形成预先确定间隙。这是因为当节段85弯曲时，应力集中在切口槽86的底部86a上或附近。该间隙为0.2mm至4mm，并且优选为1.5mm至2.5mm。当该间隙被调整至对应该数值范围时，能够在弯曲节段85时防止在切口槽86的下端部附近由应力导致的对活性材料层82和/或绝缘涂层84的损坏。附加地，该间隙可以防止在节段85的开槽或切割工艺中的公差所引起的对活性材料层82和/或绝缘涂层84的损坏。切口槽86的下端部和绝缘涂层84可以分隔开0.5mm至1.0mm。当电极80被卷绕时，绝缘涂层84的在卷绕轴方向y上的端部可以基于隔膜的端部沿着卷绕轴向方向设置在-2mm至2mm的范围内。绝缘涂层84可以防止具有相反极性并使隔膜插置其间的两个电极之间的短路，并且支撑节段85弯曲的位置。为了改善两个电极之间的短路防止效果，绝缘涂层84可以暴露在隔膜的外部。附加地，为了最大化两个电极之间的短路防止效果，可以在宽度上增大绝缘涂层84以将绝缘涂层84的在卷绕轴方向y上的端部定位在比切口槽86的底部86a更高的位置处。在一个实施方式中，绝缘涂层84的在卷绕轴向方向上的端部可以基于切口槽86的底部86a被设置在-1mm至+1mm的范围内。
[0247]
图14为通过将具有在图13中所示的电极80的结构的正极和负极与隔膜一起卷绕来制造的电极组件jr的俯视图，图15为示出电极组件jr的上部的局部立体图，并且图16为沿着图14的线a-a＇截取的局部截面图。附图中示出的电极组件jr的上部为正极侧。
[0248]
参照图14至图16，多个节段85从隔膜突出并且在卷绕轴方向y上突出。附加地，多个节段85围绕电极组件jr的芯c径向地布置以形成节段对齐体90。节段对齐体90是指被布置成使得在不同的卷绕匝处的节段85在电极组件jr的径向方向上交叠的节段85的组合件。
[0249]
被包括在节段对齐体90中的多个节段85在径向方向彼此交叠，这意指当画出从芯c的中心穿过节段对齐体90的预先确定的直线时，所有节段85与对应直线相交。
[0250]
节段对齐体90沿着电极组件jr的径向方向延伸至预先确定长度，并且在节段对齐体90中，在径向方向上相邻的卷绕匝的节段85可以在基于芯的中心测量的圆周角方面存在交叠。
[0251]
节段对齐体90的数量可以为4、3或2，并且节段对齐体90的数量不限于此。多个节段对齐体90可以在周向方向上以等间隔布置。节段对齐体90可以在周向方向上以不等间隔布置。
[0252]
当节段对齐体90的数量为4时，在周向方向上相邻的节段对齐体90之间的角度可以约为90
°
。当节段对齐体90的数量为3时，在周向方向上相邻的节段对齐体90之间的角度可以约为120
°
。当节段对齐体90的数量为2时，在周向方向上相邻的节段对齐体90之间的角
度可以约为180
°
。
[0253]
在周向方向上相邻的节段对齐体90之间的角度θ被定义为在从卷绕轴方向y观察电极组件jr时的一个节段对齐体90的侧边延长线和与该一个节段对齐体90最靠近的另一个节段对齐体90的侧边延长线之间的角度。当画出从电极组件jr的芯c的中心穿过节段对齐体90的中心的假想线(见单点划线)时，角度θ与在周向方向上相邻的假想线的角度基本相同。
[0254]
随着在电极组件jr的卷绕方向x上从芯到外周缘，在卷绕方向x上彼此相邻的节段85的节距增大，但是可以根据预先设定的规则来确定以在电极组件jr的径向方向上形成节段对齐体90。节段85的节距基本上对应于切口槽86在卷绕方向上的宽度。
[0255]
电解质浸注部(electrolyte impregnation portion)100形成在电极组件jr的在周向方向上相邻的节段对齐体90之间。电解质浸注部100通过卷绕具有切口槽86的未涂覆部分83而形成。
[0256]
如在图16中示出，电解质浸注部100为电解质el可以主要浸注的区域，并且在卷绕轴方向y上，电解质浸注部100的高度低于节段对齐体90的高度。电解质浸注部100不具有从隔膜se突出的任何节段85。附加地，在电解质浸注部90中，在电极组件jr的径向方向上彼此相邻的隔膜se之间，正极e1的活性材料层a1的端部和负极e2的活性材料层a2的端部比隔膜se的端部更向下分隔开预先确定的距离。因此，正极e1和负极e2之间的绝缘可以被保持。在一个实施方式中，预先确定的距离可以为0.6mm至1mm。绝缘涂层84可以形成在正极e1的端部和负极e2的端部中的至少一个中。正极e1的端部可以包括活性材料层a1的厚度的逐渐缩小的滑落部。在图16中示出的电极和隔膜的布置结构可以应用于电极组件jr的下部。优选地，在电极组件jr的下部处，绝缘涂层84和滑落部可以形成在负极e2的端部处。
[0257]
电解质el可以在通过隔膜se的端部之间的间隙与正极e1和负极e2直接接触的同时，被浸注到电极组件jr中。具体地，被加载在电极组件jr上的电解质el同时接触正极e1的端部和负极e2的端部以及隔膜se的端部，并且快速渗透到电极组件jr中。因此，能够显著改善电解质浸润性(速率和均匀性)。
[0258]
优选地，节段85的高度h可以在电极组件jr的径向方向上基本等同。在一个示例中，节段85的高度可以为4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm。另选地，节段85的高度h可以随着从电极组件jr的芯到外周缘阶梯式增大。在一个示例中，节段85的高度可以在2mm至10mm的范围内阶梯式增大。在一个示例中，当电极组件jr的芯的直径为8mm时，在6mm至14mm的半径范围内，节段85的高度可以从2mm到10mm按1mm增加。当节段85的高度h阶梯式增大时，能够增加在节段85的弯曲表面区域中的节段85的堆叠数量，并且增大在电极组件jr的径向方向上堆叠数量均匀的区域的长度。
[0259]
节段85的宽度w优选地基本上与集流板40的接头联接部42的宽度相同或大于集流板40的接头联接部42的宽度。节段85的宽度w例如可以在3mm至11mm的范围内适当地选择。
[0260]
参照图13和16，节段85弯曲的位置87可以被设定至穿过切口槽86的底部86a的线或与该线以预先确定的距离向上间隔开的位置。当节段85在与切口槽86的下端部隔开预先确定的距离处朝向芯弯曲时，更容易将节段布置成在径向方向上交叠。当节段85弯曲时，基于芯的中心的更外侧的节段向下压更内侧的节段。在该情况下，当弯曲的位置87与切口槽86的下端部间隔开预先确定的距离时，更内侧的节段在卷绕轴向方向上被更外侧的节段按
压，使得更容易将节段85布置为交叠的。弯曲的位置87的间隔开的距离可以为3mm或更小，并且优选为2mm或更小。
[0261]
节段85的节距对应于切口槽86在卷绕方向x上的宽度，并且可以被预先确定以在卷绕电极80时在预先设定的区域处在电极组件jr的径向方向上形成节段对齐体90。
[0262]
图17为示出了根据本公开的实施方式的使用通过使被包括在节段对齐体90中的节段85朝向电极组件jr的芯弯曲而形成的弯曲表面区域f将集流板40联接到电极组件jr上的工艺的图。
[0263]
参照图17，被包括在多个节段对齐体90中的节段85可以朝向电极组件jr的芯弯曲以形成弯曲表面区域f。弯曲表面区域f的表面近似垂直于电极组件jr的卷绕轴向方向。弯曲表面区域f对应于节段85在卷绕轴向方向上以多层堆叠的区域。节段85的堆叠的数量可以优选为10或更多。由于弯曲表面区域f形成在节段对齐体90上，因此节段对齐体90应当被理解为包括弯曲表面区域f的结构。
[0264]
图18a和图18b为示出被焊接到电极组件jr上的根据本公开的实施方式的集流板40的俯视图。
[0265]
参照图18a和图18b，被包括在集流板40中的每一个接头联接部42可以通过焊接联接至相应的节段对齐体90上的弯曲表面区域f。
[0266]
由于弯曲表面区域f是平坦的且比接头联接部42更宽，因此接头联接部42可以容易地安装和焊接在弯曲表面区域f上。
[0267]
连接部44被定位在在周向方向上相邻的节段对齐体90之间的电解质浸注部100上。如在图16中所示，在电解质浸注部100中，正极e1的端部和负极e2的端部与隔膜se的端部向下间隔开预先确定的距离。因此，连接部44也可以与正极e1的端部和负极e2的端部分隔开并且与电极的端部电绝缘。
[0268]
在图18a和图18b中，附图标记w指示焊接图案。焊接图案w可以为沿着接头联接部42的延伸方向的至少一个连续的或不连续的线性图案。焊接图案w可以通过激光焊接来形成。另选地，焊接图案w可以通过其他已知的焊接方法，例如，超声焊接、电阻焊接等来形成。
[0269]
连接部44基于卷绕轴方向y被定位在电解质浸注部100上。附加地，由于节段85弯曲的位置如在图16中所示与电解质浸注部100分隔开，因此还存在与通过节段85的弯曲而形成的弯曲表面区域f与电解质浸注部100之间的空的空间相对应的预先确定的间隙。
[0270]
因此，当连接部44的缺口部n由于过电流而断开时，端子联接部43和接头联接部42的电连接可以通过该间隙而完全断开。
[0271]
与此同时，当弯曲表面区域f形成在电极组件jr的端部的整个表面上面时，即使缺口部n由于过电流而断开，端子联接部43和接头联接部42的电连接仍可以通过弯曲表面区域f而间接维持。
[0272]
因此，就可靠的过电流阻断而言，可以通过调整节段85的节距而将弯曲表面区域f局部形成在电极组件jr的端部的仅一部分处，并且包括缺口部n的连接部44可以被定位在没有弯曲表面区域f的区域处。
[0273]
图19a为示出了根据本公开的另一个实施方式的电极80的结构的平面图，并且图19b为示出了将图19a的电极80的结构应用于正极和负极的电极组件上的节段对齐体90的结构的俯视图。
[0274]
参照图19a和19b，根据本公开的另一个实施方式的电极80具有节段组85g通过组之间的节距而分离的结构。节距可以沿着卷绕方向x逐渐地或阶梯式地增大。节段组85g可以包括至少一个节段85。节段85的形状是矩形的。然而，可以对节段85的形状做出修改，例如，诸如梯形形状之类的其他任何几何形状。
[0275]
当卷绕电极组件时，节段组85g被布置为沿着径向方向交叠以形成节段对齐体90。节段对齐体90具有近似扇形的形状。被包括在节段对齐体90中的节段85可以朝向芯c弯曲以形成弯曲表面区域f。以与上述实施方式相同的方式，集流板40的接头联接部42可以焊接至节段对齐体90的弯曲表面区域f。附加地，集流板40的连接部44可以被定位在在周向方向上相邻的节段对齐体90之间的电解质浸注部100上。
[0276]
应用本公开的上述实施方式的圆柱形电池例如可以是具有大于约0.4的形状因子的比率(通过将圆柱形电池的直径除以其高度而获得的值，即，定义为直径φ与高度h的比率)的圆柱形电池。
[0277]
这里，形状因子指指示圆柱形电池的直径和高度的值。根据本公开的实施方式的圆柱形电池例如可以是46110电池、4875电池、48110电池、4880电池和4680电池。在指示形状因子的数字中，前两个数字指示电池的直径，其余数字指示电池的高度。
[0278]
根据本公开的实施方式的电池可以为具有近似圆柱形的形状的电池，其具有约46mm的直径、约110mm的高度和约0.418的形状因子的比率。
[0279]
根据另一个实施方式的电池可以为具有近似圆柱形的形状的电池，其具有约48mm的直径、约75mm的高度和约0.640的形状因子的比率。
[0280]
根据另一个实施方式的电池可以为具有近似圆柱形的形状的电池，其具有约48mm的直径、约110mm的高度和约0.436的形状因子的比率。
[0281]
根据另一个实施方式的电池可以为具有近似圆柱形的形状的电池，其具有约48mm的直径、约80mm的高度和约0.600的形状因子的比率。
[0282]
根据另一个实施方式的电池可以为具有近似圆柱形的形状的电池，其具有约46mm的直径、约80mm的高度和约0.575的形状因子的比率。
[0283]
传统地，使用了具有约0.4或更小的形状因子的比率的电池。即，例如，使用了1865电池和2170电池。1865电池具有约18mm的直径、约65mm的高度和约0.277的形状因子的比率。2170电池具有约21mm的直径、约70mm的高度和约0.300的形状因子的比率。
[0284]
参照图20，根据本公开的实施方式的电池组3包括：电池组件，该电池组件包括彼此电连接的多个根据本公开的实施方式的电池1；以及电池组壳体2，该电池组壳体2容纳电池组件。在附图中，为了便于在附图中示出，诸如用于电连接的汇流条、冷却单元和电源端子之类的组件被省略。
[0285]
参照图21，根据本公开的实施方式的车辆5例如可以是电动车辆、混合动力车辆或插电式混合动力车辆，并且包括根据本公开的实施方式的电池组3。车辆5包括四轮车辆和二轮车辆。车辆5使用从根据本公开的实施方式电池组3供给的电力来运行。
[0286]
尽管上文已经参照附图描述了本公开，但本公开不限于所公开的实施方式和附图，并且显而易见的是，可以在本公开的技术方面的范围内对其做出各种修改。尽管本公开的实施方式的描述没有明确描述本公开的元件的操作的效果，但是显而易见的是，相应元件的可预见的效果应当被认可。

技术特征：
1.一种集流板，所述集流板被设置在电极组件的第一电极接头和暴露的端子之间，以用于所述第一电极接头和所述端子的电连接，所述集流板包括：边缘部，所述边缘部在周向方向上延伸以在内部限定空间；接头联接部，所述接头联接部从所述边缘部在向心方向上延伸并且联接至所述第一电极接头；以及端子联接部，所述端子联接部相对于所述边缘部被设置在向心位置处，并且在避开所述接头联接部的同时通过所述边缘部连接至所述接头联接部。2.根据权利要求1所述的集流板，其中，在所述端子联接部、所述边缘部和所述接头联接部当中，所述边缘部被设置在最外侧离心位置处，并且所述端子联接部被设置在最内侧向心位置处。3.根据权利要求1所述的集流板，其中，所述端子联接部的中心基本上匹配所述边缘部的中心。4.根据权利要求1所述的集流板，其中，多个接头联接部沿着所述边缘部的所述周向方向布置，并且其中，所述端子联接部连接至位于在所述周向方向上相邻的两个接头联接部之间的所述边缘部。5.根据权利要求4所述的集流板，其中，基于以直线形状连接在所述周向方向上相邻的两个接头联接部与所述边缘部的连接部分的假想线，在所述相邻的两个接头联接部之间的所述边缘部被设置在比所述假想线更离心的位置处。6.根据权利要求4所述的集流板，其中，所述多个接头联接部沿着所述边缘部的所述周向方向以等间隔布置。7.根据权利要求4所述的集流板，其中，所述多个接头联接部中的每一个的延伸长度彼此对应。8.根据权利要求4所述的集流板，其中，所述端子联接部被所述多个接头联接部围绕。9.根据权利要求4所述的集流板，其中，所述多个接头联接部在径向方向上与所述端子联接部分隔开，并且围绕所述端子联接部径向地布置。10.根据权利要求1所述的集流板，其中，所述边缘部具有轮缘形状，所述轮缘形状具有中空的中央。11.根据权利要求1所述的集流板，其中，所述端子联接部相对于所述边缘部被设置在向心区域的中心处或附近，并且其中，所述边缘部和所述端子联接部通过连接部而连接，所述连接部在避开所述接头联接部的同时延伸穿过所述边缘部和所述端子联接部之间的空间。12.根据权利要求11所述的集流板，其中，所述连接部线性延伸以将所述端子联接部连接至所述边缘部。13.根据权利要求12所述的集流板，其中，所述连接部基本上从所述端子联接部的中心在径向方向上延伸并且连接至所述边缘部。14.根据权利要求13所述的集流板，其中，设置多个连接部，并且所述多个连接部沿着所述端子联接部的边缘以等间隔布置。15.根据权利要求12所述的集流板，其中，多个连接部沿着所述边缘部的所述周向方向
以等间隔布置。16.根据权利要求11所述的集流板，其中，所述连接部的至少一部分比所述接头联接部具有更小的宽度。17.根据权利要求11所述的集流板，其中，所述连接部包括锥形部分，所述锥形部分沿着从所述边缘部的内周缘表面朝向所述端子联接部的方向宽度逐渐减小。18.根据权利要求11所述的集流板，其中，所述连接部被设置为位于在所述周向方向上相邻的一对接头联接部之间。19.根据权利要求18所述的集流板，其中，沿着所述周向方向从所述连接部到所述一对接头联接部中的任何一个的距离对应于沿着所述周向方向从所述连接部到所述一对接头联接部中的另一个的距离。20.根据权利要求11所述的集流板，其中，所述连接部在所述连接部的延伸方向上包括缺口部，所述缺口部的截面面积局部减小。21.根据权利要求20所述的集流板，其中，所述缺口部被设置为相比于靠近所述端子联接部而言更靠近所述边缘部。22.根据权利要求1所述的集流板，其中，所述接头联接部的面向所述端子联接部的部分具有朝向所述端子联接部的锥形形状。23.根据权利要求1所述的集流板，其中，所述集流板具有径向对称的结构。24.根据权利要求23所述的集流板，其中，所述集流板具有通过90
°
、120
°
或180
°
的旋转径向对称的结构。25.一种电池，所述电池包括：电极组件，所述电极组件包括第一电极和第二电极以及插置在所述第一电极和所述第二电极之间的隔膜，所述第一电极、所述第二电极和所述隔膜围绕卷绕轴一起卷绕以限定芯和外周缘表面，其中，所述第一电极和所述第二电极在沿着卷绕方向的长边端部处分别具有由第一未涂覆部分形成的第一电极接头和由第二未涂覆部分形成的第二电极接头，所述第一电极接头和所述第二电极接头沿着卷绕轴向方向在相反的方向上突出至所述隔膜的外部；电池壳体，所述电池壳体容纳所述电极组件，并且电连接至所述第二电极接头；端子，所述端子被安装为与所述电池壳体绝缘并且被暴露至所述电池壳体的外部；以及集流板，所述集流板被设置在所述第一电极接头和所述端子之间，以用于所述第一电极接头和所述端子的电连接，所述集流板包括：边缘部，所述边缘部在内部限定空间；接头联接部，所述接头联接部从所述边缘部在向心方向上延伸并且联接至所述第一电极接头；端子联接部，所述端子联接部相对于所述边缘部被设置在向心位置处；以及连接部，所述连接部在避开所述接头联接部的同时将所述端子联接部连接至所述边缘部，其中，所述第一电极接头联接至所述集流板的所述接头联接部，并且所述端子联接至所述集流板的所述端子联接部。26.根据权利要求25所述的电池，其中，所述第一电极接头包括多个节段，所述多个节段沿着所述卷绕方向被切口槽分离，并且沿着所述卷绕轴向方向突出至所述隔膜的外部，其中，所述多个节段被布置为沿着所述电极组件的径向方向交叠以形成在周向方向上
彼此分隔开的多个节段对齐体，其中，每个节段对齐体中所包括的所述节段沿着所述径向方向弯曲以形成弯曲表面区域，其中，所述集流板的所述接头联接部联接至所述弯曲表面区域，并且其中，所述连接部被定位成位于在所述周向方向上彼此分隔开的所述节段对齐体之间。27.根据权利要求26所述的电池，其中，所述连接部在所述连接部的延伸方向上包括截面面积减小的缺口部，并且其中，所述缺口部与所述电极组件的被暴露于在所述周向方向上彼此分隔开的所述节段对齐体之间的端部表面分隔开。28.根据权利要求27所述的电池，其中，所述电极组件的被暴露于在所述周向方向上彼此分隔开的所述节段对齐体之间的所述端部表面为电解质浸注部。29.根据权利要求28所述的电池，其中，在所述电解质浸注部中，在所述卷绕轴向方向上的所述第一电极的端部和所述第二电极的端部被暴露于相邻的卷绕匝中的所述隔膜之间。30.根据权利要求25所述的电池，其中，所述端子联接部被设置在与所述电极组件的卷绕中心处的孔相对应的位置处。31.根据权利要求25所述的电池，其中，所述电池壳体具有在轴向方向上的一侧的开口部和在所述轴向方向上的相对侧的封闭部，并且其中，所述第一电极接头面向所述封闭部，并且所述第二电极接头面向所述开口部。32.根据权利要求25所述的电池，其中，所述电池壳体具有在轴向方向上的一侧的开口部和在所述轴向方向上的相对侧的封闭部，并且所述开口部由盖板封闭，其中，密封垫圈被插置在所述盖板和所述开口部之间，并且其中，所述盖板不连接至所述电极组件的所述第一电极接头和所述第二电极接头，并且没有极性。33.根据权利要求25所述的电池，其中，所述电池壳体具有在轴向方向上的一侧的开口部和在所述轴向方向上的相对侧的封闭部，并且其中，所述端子被安装在所述封闭部的通孔处，并且绝缘垫圈被插置在所述端子和所述通孔之间。34.根据权利要求33所述的电池，所述电池还包括：绝缘件，所述绝缘件被设置在所述封闭部和所述集流板之间。35.根据权利要求34所述的电池，其中，所述端子通过所述绝缘件联接至所述集流板的所述端子联接部。36.一种电池组，所述电池组包括：根据权利要求25所述的电池；以及电池组壳体，所述电池组壳体容纳多个所述电池。37.一种车辆，所述车辆包括根据权利要求36所述的电池组。

技术总结
根据本发明的一实施方式的电池包括：电极组件，该电极组件具有由未涂覆部分限定的第一电极接头和第二电极接头；电池壳体，该电池壳体接纳所述电极组件并且电连接至所述第二电极接头；盖板，该盖板被配置为密封电池壳体的开口；集流板，该集流板具有边缘部、从所述边缘部向内侧延伸并且联接至所述第一电极接头的接头联接部、以及被定位为与所述接头联接部分隔开的端子联接部；以及端子，该端子联接至所述端子联接部。述端子联接部。述端子联接部。


技术研发人员：崔修智 皇甫光洙 闵建宇 赵敏起 金度均
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：2022.07.19
技术公布日：2023/10/7