(57)【要約】  折り畳まれた封止部を有する段差のある電気化学セルを提供する。パウチ型エネルギー貯蔵デバイスは、セル収容部及び封止部を含むことができる。デバイスはまた、セル収容部の内部領域内に収容された電極のスタックを含むことができる。各電極は、幅、長さ及び厚さの寸法を有することができる。１つ又はそれ以上の電極は、電極のスタック内の他の電極の対応する寸法よりも小さい少なくとも１つの寸法を有することができる。デバイスはまた、封止部に隣接するセル収容部に窪みを含むことができる。窪みは、電極のスタックにおける他の電極の対応する寸法よりも小さい少なくとも１つの寸法を有する１つ又はそれ以上の電極に相補的な内部領域に段差領域を形成することができる。封止部の少なくとも一部が窪みに存在するように、封止部は、セル収容部上に折り畳むことができる。
2019512852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セル収容部及び封止部と、
前記セル収容部の内部領域内に収容された電極のスタックであって、各電極が、幅、長さ及び厚さの寸法を有し、１つ又はそれ以上の電極が、前記電極のスタックにおける他の電極の対応する寸法より小さい少なくとも１つの寸法を有する、電極のスタックと、
前記封止部に隣接する前記セル収容部の窪みであって、前記窪みが、前記電極のスタックにおける他の電極の対応する寸法より小さい少なくとも１つの寸法を有する１つ又はそれ以上の電極に相補的な前記内部領域に段差領域を形成する、窪みと、
を備え、
前記封止部の少なくとも一部が前記窪みに存在するように、前記封止部が、前記セル収容部上に折り畳まれる、パウチ型エネルギー貯蔵デバイス。
【請求項２】
前記デバイスが、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池又は金属リチウム電池である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記セル収容部の壁が、壁厚を有し、前記封止部が、前記セル収容部の壁の壁厚の約２倍である封止部の厚さを有する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項４】
前記デバイスが、少なくとも２つの封止部を備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
第１の主要な外表面、第２の主要な外表面、及びそれらの間に延びるデバイス厚さを含み、前記封止部が、封止部の幅、封止部の長さ及び封止部の厚さを有し、前記デバイスの厚さが、前記封止部の幅よりも小さい、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記封止部の幅が、約１．５ｍｍから約１０ｍｍの範囲にある、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記デバイスが、第１の主要な表面及び第２の主要な表面を備え、前記封止部が、前記デバイスの前記第１の主要な表面に隣接して折り畳まれ、前記窪みが、前記デバイスの前記第２の主要な表面に隣接して位置する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項８】
前記封止部が、複数の層を形成するように折り畳まれている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項９】
前記封止部が、前記セル収容部上に取り付けられている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
セル収容部の内部領域を画定する壁を提供する段階であって、前記壁が、前記内部領域内にアノード、カソード、セパレータ及び電解質を収容するように構成される段階と、
前記セル収容部に電極のスタックを挿入する段階であって、各電極が、幅、長さ及び厚さの寸法を有し、１つ又はそれ以上の電極が、前記電極のスタックにおける他の電極の対応する寸法より小さい少なくとも１つの寸法を有する、段階と、
前記封止部を形成するために前記壁の部分を熱シールする段階と、
前記封止部の一部が前記セル収容部の窪みに存在するように、前記封止部を前記セル収容部上に折り畳む段階と、
を含む、パウチ型エネルギー貯蔵デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記セル収容部に前記窪みを形成する段階をさらに含み、前記窪みが、前記封止部の少なくとも一部を収容する大きさである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記窪みが、前記内部領域に段差領域を画定する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
壁を提供する段階が、アルミニウムラミネートパウチ材料を提供する段階を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記壁の部分を熱シールする段階が、前記壁の部分を密封封止する段階を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
前記封止部を前記セル収容部上に折り畳む段階が、
前記収容部の第１の主要な表面に隣接して前記封止部の第１の領域を折り畳む段階と、
前記収容部の第２の主要な表面に隣接して前記封止部の第２の領域を折り畳む段階と、
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記封止部を前記セル収容部上に取り付ける段階をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
内部領域を画定する壁を有するセル収容部であって、前記壁が、前記内部領域内にアノード、カソード、セパレータ及び電解質を収容するように構成され、前記セル収容部が窪みを備える、セル収容部と、
前記セル収容部から延びる封止部であって、前記封止部の一部が前記窪みに位置するように前記セル収容部上に折り畳まれる、封止部と、
を備える、エネルギー貯蔵デバイス用パウチ。
【請求項１８】
前記壁が、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池又は金属リチウム電池を収容するように構成されている、請求項１７に記載のパウチ。
【請求項１９】
前記セル収容部の壁及び前記封止部が、アルミニウムラミネートパウチ材料を含む、請求項１７に記載のパウチ。
【請求項２０】
前記窪みが、前記セル収容部の内部領域に段差領域を形成する、請求項１７に記載のパウチ。
【請求項２１】
前記セル収容部の壁が、壁厚を有し、前記封止部が、前記セル収容部の壁の壁厚の約２倍の封止部の厚さを有する、請求項１７に記載のパウチ。
【請求項２２】
前記パウチが、少なくとも２つの封止部を備える、請求項１７に記載のパウチ。
【請求項２３】
前記パウチが、第１の主要な外表面、第２の主要な外表面、及び、それらの間に延びるパウチ厚さを含み、前記封止部が、封止部の幅、封止部の長さ及び封止部の厚さを有し、前記パウチの厚さが、前記封止部の幅よりも小さい、請求項１７に記載のパウチ。
【請求項２４】
前記封止部の幅が、約１．５ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲である、請求項２３に記載のパウチ。
【請求項２５】
前記パウチが、第１の主要な表面及び第２の主要な表面を含み、前記封止部が、前記パウチの第１の主要な表面に隣接して折り畳まれ、前記窪みが、前記パウチの第２の主要な表面に隣接して位置する、請求項１７に記載のパウチ。
【請求項２６】
前記封止部が、複数の層を形成するように折り畳まれている、請求項１７に記載のパウチ。
【請求項２７】
前記封止部が、前記セル収容部上に取り付けられている、請求項１７に記載のパウチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、電気化学セル（例えば、電池）などのエネルギー貯蔵デバイスに関する。特に、本開示は、電気化学セル構成要素を収容するための段差型電気化学セル及びパッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
電池は、典型的には、アノードとカソードとの間にセパレータ及び／又は電解質を含む。電池の１つの分類では、セパレータ、カソード及びアノード材料が個別にシート又はフィルムに形成される。カソード、セパレータ及びアノードのシートは、続いて、カソード及びアノード（例えば、電極）を分離するセパレータを用いて積層又は巻回されて電池を形成する。典型的な電極は、導電性金属（例えば、アルミニウム及び銅）上の電気化学的に活性な材料の層を含む。フィルムはロール状にされ、又はピースに切断され、ピースは、積層されてスタックになることができる。これらのスタックは、電気化学的に活性な材料とセパレータとの間に交互に配置されている。
【０００３】
電気化学セル（例えば、電池）のようなエネルギー貯蔵デバイスは、電気化学セル構成要素（例えば、アノード、カソード、セパレータ及び／又は電解質）を収容するためのパッケージングを含むことができる。パウチパックは、エネルギー貯蔵デバイスのパッケージングのための一例である。例えば、パウチ型エネルギー貯蔵デバイスは、パッケージが電気化学セル構成要素を収容するためのパウチパックを含むことができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ある実施形態では、パウチ型エネルギー貯蔵デバイスが提供される。このデバイスは、セル収容部及び封止部を含むことができる。このデバイスはまた、セル収容部の内部領域内に収容された電極のスタックを含むことができる。各電極は、幅、長さ及び厚さの寸法を有することができる。１つ又はそれ以上の電極は、電極のスタック内における他の電極の対応する寸法よりも小さい少なくとも１つの寸法を有することができる。このデバイスはまた、封止部に隣接するセル収容部に窪みを含むことができる。窪みは、電極のスタックにおける他の電極の対応する寸法よりも小さい少なくとも１つの寸法を有する１つ又はそれ以上の電極に相補的な内部領域に段差領域を形成することができる。封止部の少なくとも一部が窪みに存在するように、封止部は、セル収容部上に折り畳むことができる。様々な実施形態において、このデバイスは、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池又は金属リチウム電池を含むことができる。
【０００５】
このデバイスのいくつかの実施形態では、セル収容部の壁は、壁厚を有することができ、封止部は、セル収容部の壁の壁厚の約２倍の封止部の厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、このデバイスは、第１の主要な外表面、第２の主要な外表面、及びそれらの間に延びるデバイス厚さを有することができる。封止部は、封止部の幅、封止部の長さ及び封止部の厚さを有することができる。デバイス厚さは、封止部の幅より小さくすることができる。いくつかの例では、封止部の幅は、約１．５ｍｍから約１０ｍｍの範囲内にあり得る。
【０００６】
様々な実施形態において、このデバイスは、第１の主要な表面及び第２の主要な表面を備えることができる。封止部は、このデバイスの第１の主要な表面に隣接して折り畳むことができる。窪みは、デバイスの第２の主要な表面に隣接して位置し得る。
【０００７】
いくつかの実施形態では、このデバイスは、少なくとも２つの封止部を含むことができる。封止部は、折り重ねられて複数の層を形成することができる。封止部は、セル収容部上に取り付けることができる。
【０００８】
特定の実施形態では、パウチ型エネルギー貯蔵デバイスを製造する方法が提供される。この方法は、セル収容部の内部領域を画定する壁を提供する段階を含むことができる。壁は、内部領域内にアノード、カソード、セパレータ及び電解質を収容するように構成することができる。この方法はまた、セル収容部に電極のスタックを挿入する段階を含むことができる。各電極は、幅、長さ及び厚さの寸法を有することができる。１つ又はそれ以上の電極は、電極のスタックにおける他の電極の対応する寸法よりも小さい少なくとも１つの寸法を有することができる。この方法はさらに、封止部を形成するために壁の部分を熱シールする段階をさらに含むことができる。この方法はさらに、封止部の一部がセル収容部の窪みに存在するように、封止部をセル収容部上に折り畳む段階を含むことができる。
【０００９】
様々な実施形態において、この方法は、セル収容部に窪みを形成する段階をさらに含むことができる。窪みは、封止部の少なくとも一部を収容するような大きさにすることができる。窪みは、内部領域に段差領域を画定することができる。
【００１０】
いくつかの実施形態では、壁を提供する段階は、アルミニウムラミネートパウチ材料を提供する段階を含むことができる。壁の部分を熱シールする段階は、壁の部分を密封封止する段階を含むことができる。さらに、封止部をセル収容部上に折り畳む段階は、デバイスの第１の主要な表面に隣接して封止部の第１の領域を折り畳み、デバイスの第２の主要な表面に隣接して封止部の第２の領域を折り畳む段階を含む。この方法はまた、封止部をセル収容部上に取り付ける段階を含むことができる。
【００１１】
特定の実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス用パウチが提供される。このパウチは、セル収容部及び封止部を含むことができる。セル収容部は、内部領域を画定する壁を有することができる。壁は、内部領域内にアノード、カソード、セパレータ及び電解質を収容するように構成することができる。セル収容部は、窪みを含むことができる。封止部は、セル収容部から延びることができる。封止部の一部が窪みに存在するように、封止部は、セル収容部上に折り畳むことができる。いくつかの実施形態では、窪みは、セル収容部の内部領域に段差領域を形成することができる。
【００１２】
パウチの様々な実施形態において、壁は、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池又は金属リチウム電池を収容するように構成することができる。セル収容部の壁及び封止部は、アルミニウムラミネートパウチ材料を含むことができる。いくつかの実施形態では、セル収容部の壁は、壁厚を有し、封止部は、セル収容部の壁の壁厚の約２倍の封止部の厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、パウチは、第２の主要な外表面、第２の主要な外表面、及びそれらの間に延びるパウチ厚さを含むことができる。封止部は、封止部の幅、封止部の長さ及び封止部の厚さを有することができる。パウチの厚さは、封止部の幅よりも小さくすることができる。いくつかの例では、封止部の幅は、１．５ｍｍから約１０ｍｍの範囲であり得る。
【００１３】
様々な実施形態において、パウチは、第１の主要な表面及び第２の主要な表面を備えることができる。封止部は、パウチの第１の主要な表面に隣接して折り畳むことができる。窪みは、パウチの第２の主要な表面に隣接して位置することができる。
【００１４】
いくつかの実施形態では、パウチは、少なくとも２つの封止部を含むことができる。封止部は、折り畳まれて複数の層を形成することができる。封止部は、セル収容部上に取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】側部シールを有する例示的なエネルギー貯蔵デバイスパッケージの断面図を概略的に示す。
【図２】側部シールを有する例示的なエネルギー貯蔵デバイスパッケージの断面図を概略的に示す。
【図３】側部シールを有する例示的なエネルギー貯蔵デバイスパッケージの断面図を概略的に示す。
【図４】側部シールを有する例示的なエネルギー貯蔵デバイスパッケージの断面図を概略的に示す。
【図５】側部シールを有する例示的なエネルギー貯蔵デバイスパッケージの断面図を概略的に示す。
【図６Ａ】本明細書に記載される特定の実施形態による折り畳まれていないサイドシールを有する例示的なエネルギー貯蔵デバイスパッケージの断面図を概略的に示す。
【図６Ｂ】本明細書に記載された特定の実施形態による折り畳まれたサイドシールを有する、図６Ａに示された例示的なエネルギー貯蔵デバイスパッケージの断面図を概略的に示す。
【図６Ｃ】本明細書に記載される特定の実施形態による、図６Ａ〜図６Ｂに示される例示的なパッケージを利用する例示的なエネルギー貯蔵デバイスの斜視図を概略的に示す。
【図７】本明細書に記載される特定の実施形態によるポーチ型エネルギー貯蔵デバイスを製造する例示的な方法のフロー図を概略的に示す。
【００１６】
図面の例は一定の縮尺で描かれていない。特徴は、特定の特徴を説明するために誇張されている可能性がある。例えば、特定のシート及び／又は壁の厚さは、誇張されている可能性がある。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
パウチパックは、電気化学セル（例えば、パウチセルのような電池）のようなエネルギー貯蔵デバイスのためのパッケージングとして使用することができる。パウチは、パウチ内にアノード、カソード、セパレータ及び電解質を含む電気化学セル構成要素を密封封止（又は、おおよそ密封封止）するために熱シールすることができる。一般に、パウチは、エネルギーを貯蔵しないため、デバイスの不活性部分とみなすことができる。場合によっては、パッケージング効率及びエネルギー密度を最大にするために、製品内のパウチのフットプリントを最小化することが重要である。
【００１８】
図１は、側部シールを有する電気化学セルパッケージ（例えば、電池パウチ）のような例示的なエネルギー貯蔵デバイスパッケージの断面図を概略的に示す。図１に示すように、パッケージ１００は、電気化学セル構成要素（図示せず）を収容する内部領域１１５を画定する第１のシート１１０ａ及び第２のシート１１０ｂを含む。パッケージ１００はまた、第１のシート１１０ａ及び第２のシート１１０ｂの一部を互いにシールすることによって形成された２つの側部シール１２０を含む。例えば、第１のシート１１０ａは、電気化学セル構成要素を挿入するためのＵ字型区画に形成することができる。電気化学セル構成要素が挿入された後、第２のシート１１０ｂは、第１のシート１１０ａの部分に封止されて、内部領域１１５内の電気化学セル構成要素を封止することができる。各側部シール１２０は、側部シール１２０が漏れないようにパッケージ１００を一緒に封止するのに十分な幅ｗｓを有することができる。
【００１９】
図１に示すように、パッケージ１００は、幅ｗｐ（例えば、ｘ方向に延びる寸法）、長さ（図示せず）（例えば、ｙ方向に延びる寸法）、及び厚さｔｐ（ｚ方向に延びる寸法）を有することができる。この例示的なパッケージ１００がエネルギー貯蔵デバイス用のパッケージとして使用される場合、デバイスの寸法は、パッケージ１００の寸法によって規定することができる。例えば、デバイスの幅は、パッケージの幅Ｗｐによって定義することができ、デバイスの長さは、パッケージ１００の長さによって定義することができ、デバイスの厚さは、パッケージ１００の厚さｔｐによって定義することができる。
【００２０】
図１にも示されているように、この例示的なパッケージ１００がエネルギー貯蔵デバイスのパッケージとして使用されるとき、デバイスは、未使用スペースの領域（例えば、各側部シール１２０の上の領域１２５）を含むことができる。したがって、図１に示すパッケージ１００のようなパッケージを利用するデバイスでは、デバイスの未使用スペースを減少させることによって、パッケージング効率及びエネルギー密度を改善する余地がある。
【００２１】
図２から図４は、側部シールを折り畳んだ例示的なエネルギー貯蔵デバイスパッケージの断面図を概略的に示す。図２に示すように、側部シール２２０は、パッケージの厚さｔｐよりも小さい幅ｗｓ（例えば、折り畳まれていない場合）を有するとき（例えば、ｗｓ＜ｔｐ）、側部シール２２０は折り畳まれ得る。側部シール２２０が折り畳まれていない場合と比較して、この例示的なパッケージ２００は、パッケージ幅ｗ’ｐが小さくなり、デバイスの未使用スペース２２５が減少する。側部シールの幅ｗｓがパッケージの厚さｔｐよりも大きい場合（例えば、ｗｓ＞ｔｐ）、側部シールは、パッケージの側で複数の折り畳みで折り畳むことができる。例えば、図３は、二重折り畳み（例えば、１回の上方への折り曲げ及び１回の下方への折り曲げ）を有する側部シール３２０を有するパッケージ３００を示す。別の例として、図４は、三重折り畳み（例えば、１回の上方への折り曲げ、１回の下方への折り曲げ、及び１回の上方への折り曲げ）を有する側部シール４２０を有するパッケージ４００を示す。側部シール３２０、４２０が折り畳まれていない場合と比較して、これらの例示的なパッケージ３００、４００はまた、パッケージ幅ｗ’ｐを小さくし、未使用スペース３２５、４２５を縮小することができる。しかしながら、（例えば、比較的薄いエネルギー貯蔵デバイスのために設計された）非常に薄い厚さｔｐを有するパッケージでは、側部シール３２０、４２０に折り目を付けて、このような小さなサイズを有する折り畳み部に折り畳むことは困難であり得る。このような折り畳まれたパッケージは、追加の装置を必要とし、品質上の問題（例えば、漏れ）を生じる可能性がある。
【００２２】
図５は、側部シールを有する別の例示的なエネルギー貯蔵デバイスパッケージの断面図を概略的に示す。図５の例示的なパッケージ５００に示されるように、側部シール５２０（折り畳まれていないとき）がパッケージの厚さｔｐよりも大きい幅ｗｓ（例えば、ｗｓ＞ｔｐ）を有するとき、側部シール５２０は、パッケージ５００の上に（例えば、パッケージ５００の上部に）折り畳まれ得る。側部シール５２０が折り畳まれていない場合と比較して、このようなパッケージ５００は、パッケージ幅ｗ’ｐを小さくすることができる。しかしながら、このように側部シール５２０を折り畳むことは、パッケージの厚さｔｐ’を増加させ得、デバイスの未使用のスペース５２５を追加し得る（例えば、図５に示すように、パッケージ５００の上部の折り畳まれた側部シール５２０の間）。したがって、図１から図５に示されるこれらの例示的パッケージを利用するデバイスでは、デバイスの未使用スペースを減少させる（例えば、最小限にする）ことにより、パッケージング効率及びエネルギー密度を改善（例えば、最大化）する余地がある。
【００２３】
図６Ａから図６Ｂは、本明細書で説明される特定の実施形態による側部シールを有する例示的なエネルギー貯蔵デバイスパッケージの断面図を概略的に示す。図６Ａは、側部シール６２０が折り畳まれていない例示的なパッケージ６００を示し、図６Ｂは、側部シール６２０が折り畳まれた例示的なパッケージ６００を示す。例示的なパッケージ６００（例えば、パウチ）は、セル収容部６１０ｈ及び封止部６１０ｓを含むことができる。図６Ａに示すように、セル収容部６１０ｈは、内部領域６１５を画定する壁６１０’ａ、６１０’ｂを有することができる。壁６１０’ａ、６１０’ｂは、内部領域６１５内にアノード、カソード、セパレータ及び電解質（図示せず）を収容するように構成することができる。セル収容部６１０ｈは、窪み６４０を含むことができる。封止部６１０ｓは、セル収容部６１０ｈから延びることができる。図６Ｂに示すように、封止部６１０ｓは、封止部６１０ｓの一部が窪み６４０内に存在することができるように、セル収容部６１０ｈ上に折り畳むことができる。本明細書に記載されているように、このようなパッケージを使用するデバイスは、未使用スペースを減少させる（例えば、場合によっては実質的に最小化する）ことにより、パッケージング効率及びエネルギー密度を増加させることができる（場合によっては実質的に最大化する）。
【００２４】
図６Ｃは、図６Ａから図６Ｂに示された例示的なパッケージ６００を利用する例示的なエネルギー貯蔵デバイスの斜視図を概略的に示す。図６Ｃに示すように、様々な実施形態において、電気化学セル（例えば、電池）などのエネルギー貯蔵デバイス６０１は、セル収容部６１０ｈ及び封止部６１０ｓを有する例示的なパッケージ６００を含むことができる。セル収容部６１０ｈは、セル収容部６１０ｈの内部領域６１５内に電極６０５のスタックを収容するように構成することができる。各電極６０５は、幅ｗｅ、長さｌｅ及び厚さｔｅの寸法を有することができる。１つ又はそれ以上の電極６０５’は、電極６０５のスタックにおける他の電極６０５’’の対応する寸法（例えば、ｗ’’ｅ、ｌ’’ｅ、及び／又は、ｔ’’ｅ）より小さい少なくとも１つ寸法（例えば、ｗ’ｅ、ｌ’ｅ、及び／又は、ｔ’ｅ）を含むことがきる。図６Ｃに示す例示的なエネルギー貯蔵デバイス６０１において、電極６０５’は、他の電極６０５’’の幅ｗ’’ｅより小さい幅ｗ’ｅを有する。
【００２５】
電極６０５のスタックにおける他の電極６０５’’の対応する寸法よりも小さい少なくとも１つの寸法を有する１つ又はそれ以上の電極６０５’を有することにより、セル収容部６１０ｈ上の窪み６４０は、少なくとも１つのより小さい寸法を有する１つ又はそれ以上の電極６０５’に隣接して配置することができる。例えば、窪み６４０は、電極６０５のスタックにおける他の電極６０５’’の対応する寸法よりも小さい少なくとも１つの寸法を有する１つ又はそれ以上の電極６０５’と相補的な（例えば、内部領域６１５に）段差領域６４０ｓｔｅｐを形成することができる。
【００２６】
封止部６１０ｓは、封止部６１０ｓの少なくとも一部が窪み６４０内に存在することができるように、セル収容部６１０ｈ上に折り畳むことができる。図６に示された例示的な実施形態は、図５に示された実施形態と比較して、パッケージ６００の厚さｔｐを増加させることなく、従って、デバイス６０１の厚さｔｄを増加させることなく、セル収容部６１０ｈ上に折り畳むことができるシール部６１０ｓを提供することができる。例えば、セル収容部６１０ｈの上に追加のスペースを占める代わりに、封止部６１０ｓは、１つ又はそれ以上の電極６０５’’によって占められるだろう空間に、それらが電極６０５のスタックにおける他の電極６０５’’と同様の寸法を有する場合、存在することができる。図６Ｃに示す実施形態の未使用スペースが減少するので、パッケージング効率及びエネルギー密度を改善することができる。
【００２７】
特定の実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス６０１は、電池を含むことができる。電池は、二次電池（例えば、充電式）又は一次電池（例えば、非充電式）であってもよい。電池は特に限定されず、当該技術分野で知られているもの、又は、未だ開発されていないものを含むことができる。例えば、電池は、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池又は金属リチウム電池を含むことができる。様々な実施形態において、電池は、パウチセルとして実施することができる。
【００２８】
本明細書で説明するように、エネルギー貯蔵デバイス６０１は、セル収納部６１０ｈの内部領域６１５内に複数の電極６０５を含むことができる。複数の電極６０５は、積み重ねられた構成、例えば、電極６０５が互いに重ねられて配置された電極６０５のスタックを形成するように配置することができる。電極６０５は、１つ又は複数のアノード及び／又は１つ又は複数のカソードを含むことができる。電極６０５は、電気化学的に活性な材料を含むことができる。電極６０５の組成は特に限定されず、当該技術分野で知られているか又は未だ開発されていない電極材料を含むことができる。例えば、電極６０５は、所望の用途及び／又は性能に基づいて選択することができる。様々な実施形態では、１つ又はそれ以上の電極６０５は、「電気化学的貯蔵のための複合材料」というタイトルの米国特許出願第１３／００８，８００号、「電池電極のためのシリコン粒子」というタイトルの米国特許出願１３／６０１，９７６号、及び、「電池電極のためのシリコン粒子」というタイトルの米国特許出願１３／７９９，４０５号に記載されているようなシリコン複合材料、炭素複合材料、及び／又はシリコン−炭素複合材料を含むことができ、それらの各々は、本明細書に明確に組み込まれている。いくつかの実施形態では、１つ又はそれ以上の電極６０５は、自立型モノリシック構造を含むことができる。例えば、電極６０５は、硬質炭素を含み、複合材料を一緒に保持する実質的な連続相を含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ又はそれ以上の電極６０５は、銅シート等の集電体を含むことができる。例えば、いくつかのこのような実施形態では、アノードを負の集電体と接触させることができ、及び／又は、カソードを正の集電体と接触させることができる。いくつかの実施形態では、負の集電体の各々は、各側に取り付けられた１つのアノードを有することができ、正の集電体の各々は、各側に取り付けられた１つのカソードを有することができる。
【００２９】
様々な実施形態において、アノード及びカソードの形状及び／又は大きさは、互いに同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、アノードとカソードとの大きさがわずかに異なってもよい。例えば、金属酸化物が電気化学セルにリチウムを担持するリチウムイオン構成では、アノードと比較してカソードを小さくすることができる。これは、いくつかの実施形態において、デンドライト形成及びリチウムメッキを防止するのに役立ち得る。例えば、リチウムイオンがカソードからアノードに移動するとき、リチウムイオンを受け取るアノードがなければ、リチウムイオンは、固体としてめっきすることができる。アノード及びカソードの形状及び／又は大きさは、特に限定されず、所望の用途及び／又は性能に基づいて選択することができる。
【００３０】
各電極６０５は、幅ｗｅ、長さｌｅ及び厚さｔｅの寸法を有することができる。図６Ｃに示す例では、幅ｗｅの寸法は、断面平面内で水平方向に（例えば、ｘ方向に）延びる電極６０５の寸法に対応することができる。長さｌｅの寸法は、断面平面に垂直な（例えば、ｙ方向の）ページ内に延びる電極６０５の寸法に対応することができる。長さｌｅは通常、幅ｗｅよりも長くなる。厚さｔｅの寸法は、断面平面内で垂直に（例えば、ｚ方向に）延びる電極６０５の寸法に対応することができる。幅ｗｅ、長さｌｅ及び厚さｔｅを定義するための他の規則も可能である。幅ｗｅ、長さｌｅ及び厚さｔｅの実際の寸法は、特に限定されず、意図する用途及び／又は所望の性能のために選択することができる。
【００３１】
１つ又は複数の電極６０５’は、電極６０５のスタックにおける他の電極６０５’’の対応する寸法（例えば、ｗ’’ｅ、ｌ’’ｅ及び／又はｔ’’ｅ）よりも小さい少なくとも１つの寸法（例えば、ｗ’ｅ、ｌ’ｅ及び／又はｔ’ｅ）を有することができる。例えば、図６Ｃに示すように、最上部の電極（又は複数の電極）６０５’は、他の電極６０５’’の対応する寸法よりも小さい寸法を有する。１つ又はそれ以上の電極６０５’は、アノード及び／又はカソードを含むことができる。１つ又はそれ以上の電極６０５’は、電極対（例えば、アノード及びカソード）を含むことができる。この特定の例では、最上部の電極６０５’は、他の電極６０５’’の幅ｗ’’ｅよりも小さい幅ｗ’ｅを有することができる。いくつかの実施形態では、１つ又はそれ以上の電極６０５’の長さｌ’ｅは、他の電極６０５’’の長さｌ’’ｅよりも小さくすることができる。いくつかの実施形態では、１つ又はそれ以上の電極６０５’’の厚さｔ’ｅは、他の電極６０５’’の厚さｔ’’ｅよりも小さくすることができる。１つ又はそれ以上の電極６０５’のより小さい幅ｗ’ｅ、長さｌ’ｅ及び／又は厚さｔ’ｅの実際の寸法は、特に限定されず、より小さな電極又は複数の電極６０５’を有することによって形成される空間内に封止部６１０ｓの少なくとも一部が配置されるように選択することができる。様々な実施形態において、１つ又はそれ以上の電極６０５’のより小さい幅ｗ’ｅ、長さｌ’ｅ及び／又は厚さｔ’ｅの寸法は、封止部６０１ｓがセル収容部６１０ｈ上に折り重ねられ、窪み６４０に嵌合するためにちょうど十分な空間があるような大きさに設定され得る。例えば、いくつかの実施形態では、より小さい電極６０５’の幅ｗ’ｅは、封止部６１０の幅ｗｓの約２倍からデバイスの厚さｔｄの２倍を引いた分だけ、他の電極６０５’’の対応する幅ｗ’’ｅよりも小さくすることができる。
【００３２】
様々な実施形態において、エネルギー貯蔵デバイス６０１は、各アノードとカソードとを分離するセパレータを含むことができる。例えば、セパレータは、隣接する電極６０５の間の所望の分離を提供するために、電極スタック内の隣接する電極６０５の間に位置することができるような形状及び／又は寸法にすることができる。セパレータは、アノードとカソードとの間の電気的絶縁を容易にし、アノードとカソードとの間のイオン輸送を可能にするように構成することができる。セパレータの組成は、特に限定されず、当該技術分野で知られているもの又は未だ開発されているものを含むことができる。いくつかの実施形態では、セパレータは、多孔質ポリオレフィン材料を含む多孔質材料を含むことができる。
【００３３】
電極６０５のスタックは、電解質と接触することができる。いくつかの実施形態では、電極６０５のスタックを電解質に浸漬することができる。電解質は、アノードとカソードとの間のイオン輸送を促進する働きをすることができる。電解質の組成は、特に限定されず、当該技術分野で知られているもの又は未だ開発されているものを含むことができる。例えば、電解質の組成は、用途及び／又は所望の性能に基づいて選択することができる。いくつかの実施形態では、電解質は、非水電解質溶液を含むことができる。例えば、電解質は炭酸塩溶媒を含むことができる。
【００３４】
図６Ａから図６Ｃに示すように、エネルギー貯蔵デバイス６００は、セル収容部６１０ｈの内部領域６１５を画定する壁６１０’ａ、６１０’ｂを含むことができる。様々な実施形態において、壁６１０’ａ、６１０’ｂは、内部領域６１５内に、アノード、カソード、セパレータ及び電解質を収容するように構成され得る。セル収容部６１０ｈは、少なくとも１つの窪み６４０を含むことができる。いくつかの実施形態では、セル収容部６１０ｈの壁６１０’ａ、６１０’ｂは、可撓性材料を含むことができる。例えば、セル収容部６１０ｈの壁６１０’ａ、６１０’ｂは、パッケージ６００の外側及び内側から壁６１０’ａ、６１０’ｂに加えられる圧力を含む、壁６１０’ａ、６１０’ｂ上の圧力の印加によって容易に変形することがある。壁６１０’ａ、６１０’ｂが、１つ又はそれ以上のより小さい電極６０５’に隣接する１つ又はそれ以上の窪み６４０を形成することができるように、セル収容部６１０ｈの壁６１０’ａ、６１０’ｂは、電極６０５のスタックの形状に従うように容易に変形することもできる。例えば、図６Ｃに示す例示的な実施形態は、壁６１０’ａ内に２つの窪み（例えば、左側に１つと右側に１つ）を含む。窪み６４０は、セル収容部６１０ｈの内部領域６１５に段差領域６４０ｓｔｅｐを形成することができる。いくつかの実施形態では、セル収容部６１０ｈの壁６１０’ａ、６１０’ｂは、同じ材料を含むことができる。いくつかの他の実施形態では、セル収容部６１０ｈの壁６１０’ａ、６１０’ｂは、異なる材料を含むことができる。様々な実施形態において、セル収容部６１０ｈの１つ又は以上の壁６１０’ａ、６１０’ｂは、アルミニウムを含むことができる。例えば、セル収容部６１０ｈの１つ又はそれ以上の壁６１０’ａ、６１０’ｂは、アルミニウム積層パウチ材料を含むことができる。
【００３５】
図６Ａに示すように、セル収容部６１０ｈの壁６１０’ａ、６１０’ｂは、壁厚ｔａ、ｔｂを有することができる。セル収容部６１０ｈの１つ又はそれ以上の壁６１０’ａ、６１０’ｂは、互いに同じ又は異なる壁厚ｔａ、ｔｂを有することができる。いくつかの実施形態では、セル収容部６１０ｈの１つ又はそれ以上の壁６１０’ａ、６１０’ｂは、約５０ミクロンから約２２０ミクロンの範囲、又は、約７０ミクロンから約２００ミクロン等の前記値の間の範囲（例えば、約７０ミクロン、約８０ミクロン、約９０ミクロン、約１００ミクロン、約１１０ミクロン、約１２０ミクロン、約１３０ミクロン、約１４０ミクロン、約１５０ミクロン、約１６０ミクロン、約１７０ミクロン、約１８０ミクロン、約１９０ミクロン、約２００ミクロン、又はその間の任意の値）の厚さｔａ、ｔｂを有することができる。他の値も可能である。
【００３６】
図６Ｃに示すように、エネルギー貯蔵デバイス６０１は、セル収容部６１０ｈから延びる封止部６１０ｓを含むこともできる。封止部６１０ｓは、セル収容部６１０ｈの１つ又はそれ以上の壁６１０’ａ、６１０’ｂの部分６２０を封止することによって形成することができる。セル収容部６１０ｈに関して本明細書で説明するように、封止部６１０ｓの壁６１０’ａ、６１０’ｂは、可撓性材料を含むことができる。例えば、封止壁６１０’ａ、６１０’ｂは、封止部６１０ｓに圧力が加えられると、セル収容部６１０ｈ上に容易に折り畳まれ得る。封止壁６１０’ａ、６１０’ｂはまた、窪み６４０内に容易に折り畳まれてもよい。従って、セル収容部６１０ｈに関して本明細書で説明したように、いくつかの実施形態では、封止部６１０ｓの１つ又はそれ以上の壁６１０’ａ、６１０’ｂがアルミニウムを含むことができる。例えば、封止部６１０ｓの１つ又はそれ以上の壁６１０’ａ、６１０’ｂは、アルミニウム積層パウチ材料を含むことができる。様々な実施形態において、封止部６１０ｓは、１つ又はそれ以上の壁６１０’ａ、６１０’ｂを熱シールすることによって形成することができる。いくつかの実施形態では、封止部６１０ｓは、密封封止されていてもよい。
【００３７】
図６Ｃは、２つの封止部（例えば、左側に１つ、右側に１つ）を含む封止部６１０ｓを示す。様々な実施形態において、封止部６１０ｓは、３つ、４つ又はそれ以上の部分を含むことができる。図６Ｃに示すように、封止部６１０ｓは、封止部６１０ｓの一部が窪み６４０に存在することができるように、セル収容部６１０ｈ上に折り畳むことができる。図６Ｃは、それぞれがそれ自身の別個の窪み６４０に存在する２つの封止部６１０ｓを示す。他の実施形態では、各封止部６１０ｓは、共通の窪み６４０に存在することができる。
【００３８】
封止部６１０ｓは、幅ｗｓ、長さｌｓ及び厚さｔｓを有することができる。ここでは幅ｗｓ、長さｌｓ及び厚さｔｓの定義の例を示す。ただし、幅ｗｓ、長さｌｓ及び厚さｔｓを定義するための他の規則も可能である。
【００３９】
図６Ａから図６Ｃに示すように、封止部６１０ｓの幅ｗｓは、折り畳まれていないときにセル収容部６１０ｈからｘ方向に延びる封止部６１０ｓの壁６１０’ａ、６１０’ｂの間のシール６２０の量に対応することができる（例えば、折り畳まれていないときに横断面内で水平に延びる寸法）。封止部６１０ｓの幅ｗｓは、封止部６１０ｓが漏れないように、壁６１０’ａ、６１０’ｂを一緒に封止するのに十分であり得る。様々な実施形態において、封止部６１０ｓの幅ｗｓが広すぎると、スペースを無駄にすることがある。しかし、封止部６１０ｓの幅ｗｓが狭すぎると、封止部６１０ｓが漏れて信頼性や安全性に問題が生じるおそれがある。いくつかの実施形態では、封止部６１０ｓは、約１ｍｍから約１５ｍｍの範囲、又は約１．５ｍｍから約１０ｍｍ等の上記値の間の範囲（例えば、約１．５ｍｍ、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４ｍｍ、約４．５ｍｍ、約５ｍｍ、約５．５ｍｍ、約６ｍｍ、約６．５ｍｍ、約７ｍｍ、約７．５ｍｍ、約８ｍｍ、約８．５ｍｍ、約９ｍｍ、約９．５ｍｍ、約１０ｍｍ、又はそれらの間の任意の値）の幅ｗｓであってもよい。他の値も可能である。封止部６１０ｓの幅ｗｓは、所望の用途及び／又は性能に基づいて選択することができる。
【００４０】
封止部６１０ｓの長さｌｓは、折り畳まれていないときにｙ方向に延びる封止部６１０ｓの壁６１０’ａ、６１０’ｂの間のシールの量に対応することができる（例えば、折り畳まれていないときに断面に垂直なページ内に延びる寸法）。通常、長さｌｓは、幅ｗｓよりも長くなる。いくつかの実施形態では、封止部６１０ｓは、約１ｍｍから約１５ｍｍの範囲、又は、約２ｍｍから約１２ｍｍ、約２ｍｍから約１０ｍｍのような前述の値の間の範囲の長さｌｓ（例えば、約２ｍｍ、約２．５ｍｍ、約３ｍｍ、約３．５ｍｍ、約４ｍｍ、約４．５ｍｍ、約５ｍｍ、約５．５ｍｍ、約６ｍｍ、約６．５ｍｍ、約７ｍｍ、約７．５ｍｍ、約８ｍｍ、約８．５ｍｍ、約９ｍｍ、約９．５ｍｍ、約１０ｍｍ、又はそれらの間の任意の値）である。モバイル用途のためのいくつかの電気化学セルでは、長さｌｓは、約１ｍｍから約５ｍｍの範囲内であり得る。封止部６１０ｓの長さｌｓは、所望の用途及び／又は性能に基づいて選択することができる。
【００４１】
封止部６１０ｓの厚さｔｓは、折り畳まれていないときにｚ方向に延びる寸法（例えば、折り畳まれていないときの断面平面内で垂直方向に延びる寸法）に対応することができる。いくつかの実施形態では、壁６１０’ａ、６１０’ｂを封止して封止部６１０ｓを形成することができるので、封止部６１０ｓは、封止壁６１０’ａ、６１０’ｂの厚さｔａ、ｔｂの合計にほぼ等しい厚さｔｓを有することができる。例えば、封止壁６１０’ａ、６１０’ｂの厚さｔａ、ｔｂが実質的に同じであるいくつかの実施形態では、封止部６１０ｓの厚さｔｓは、封止壁６１０’ａ、６１０’ｂの何れか１つの厚さｔａ、ｔｂの約２倍であり得る（例えば、ｔｓ≒２×ｔａ、又は、２×ｔｂ）。
【００４２】
しかしながら、いくつかの他の実施形態では、封止部６１０ｓの厚さｔｓは、厚さｔａ、ｔｂの合計が封止部６１０ｓに所望の厚さｔｓを提供するように、異なる厚さｔａ、ｔｂを有する封止部６１０ｓのための封止壁６１０’ａ、６１０’ｂによって変更することができる。封止部６１０ｓの厚さｔｓは、所望の用途及び／又は性能に基づいて選択することができる。
【００４３】
特定の実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス６１０は、第１の主要な外表面６０１と、第２の主要な外表面６０２と、これらの間に延びるエネルギー貯蔵デバイスの厚さｔｄとを有する。様々な実施形態において、折り畳まれていないときの封止部の幅ｗｓは、エネルギー貯蔵デバイスの厚さｔｄよりも大きくすることができる。様々な実施形態において、封止部６１０ｓは、第１の主要な表面６０１に隣接して（例えば、第１の主要な表面６０１の近くのセル収容部６１０ｈに対して）折り畳むことができる。いくつかの実施形態では、封止部６１０ｓは、第２の主要な表面６０２の近くのセル収容部６１０ｈ上で折り畳むこともできる。例えば、窪み６４０は、第２の主要な表面６０２に隣接して配置することができ、封止部６１０ｓもまた、第２の主要な表面６０２の近くのセル収容部６１０ｈ上に折り畳むことができる。
【００４４】
このような例では、図５の例と比較して、デバイスの厚さｔｄを増加させることなく、封止部６１０ｓをセル収容部６１０ｈ上に折り畳むことができる。例えば、より小さな電極６０５’を有することにより、セル収容部６１０ｈは、より小さい電極６０５’に隣接する窪み６４０を形成することができる。封止部６１０ｓは、封止部６１０ｓの少なくとも一部が窪み６４０に存在することができるように、セル収容部６１０ｈ上に折り畳むことができる。したがって、封止部６１０ｓの幅ｗｓがエネルギー貯蔵デバイスｔｄの厚さよりも大きくても、封止部６１０ｓは、同一の寸法を有する電極６０５のスタックにおける電極６０５が占める空間６０５に存在することができる。そのため、未使用スペースも削減できる（場合によっては最小限に抑えることもできる）。
【００４５】
封止部６１０ｓの実際の幅ｗｓ、長さｌｓ及び厚さｔｓの寸法は、封止部６１０ｓの一部が、封止部６１０ｓの単一の層を有して窪み６４０に存在することができるように設計することができる（例えば、図６Ｂから図６Ｃに示す）。他の実施形態では、幅ｗｓ、長さｌｓ及び厚さｔｓの寸法は結果として、封止部６１０ｓの少なくとも一部が複数の層に折り畳まれて、封止部６１０ｓの少なくとも一部が窪み６４０に存在するようになり得る（例えば、図３及び図４に示された例と同様であるが、封止部６１０ｓの一部が窪み６４０に存在する）。様々な実施形態において、封止部６１０ｓは、（例えば、接着剤を用いて）セル収容部６１０ｈに取り付けることができる。
【００４６】
いくつかの実施形態では、エネルギー貯蔵デバイス６０１は、電極スタックのアノード及びカソードをそれぞれ外部回路に電気的に結合するように構成されたアノードコネクタ（図示せず）及びカソードコネクタ（図示せず）を備えることができる。アノードコネクタ及び／又はカソードコネクタは、セル収容部６１０ｈの壁６１０’ａ、６１０’ｂ又は封止部６１０ｓの壁６１０’ａ、６１０’ｂに固定されて、エネルギー貯蔵デバイス６０１を外部回路に容易に接続する。アノードコネクタ及び／又はカソードコネクタは、セル収容部６１０ｈ及び／又は封止部６１０ｓの一方の端部に沿って壁６１０’ａ、６１０’ｂに固定されてもよい。アノードコネクタ及び／又はカソードコネクタは、互いに電気的に絶縁され、セル収容部６１０ｈ及び／又は封止部６１０ｓから電気的に絶縁され得る。例えば、コネクタが互いに電気的に絶縁され、セル収容部６１０ｈ及び／又は封止部６１０ｓから電気的に絶縁され得るように、アノードコネクタ及び／又はカソードコネクタのそれぞれの少なくとも一部は、電気的に絶縁なスリーブ内にあり得る。
【００４７】
本明細書に記載されている特定の実施形態は、エネルギー貯蔵デバイス６０１、例えばパウチ型エネルギー貯蔵デバイスに関する。本明細書に記載の様々な実施形態はまた、図６Ａから図６Ｂに示すエネルギー貯蔵デバイス６１０のためのパウチに関する。例えば、本明細書に記載されているように、パウチは、セル収容部６１０ｈ及び封止部６１０ｓを含むことができる。セル収容部６１０ｈは、内部領域６１５を画定する壁６１０’ａ、６１０’ｂを有することができる。壁６１０’ａ、６１０’ｂは、内部領域６１５内に、アノード、カソード、セパレータ及び電解質を収容するように構成することができる。セル収容部６１０ｈは、窪み６４０を含むことができる。封止部６１０ｓは、セル収容部６１０ｈから延びることができる。封止部６１０ｓは、封止部６１０ｓの一部が窪み６４０内に存在することができるように、セル収容部６１０ｈ上に折り畳むことができる。
【００４８】
図７に示すように、本明細書に記載される特定の実施形態はまた、パウチ型エネルギー貯蔵デバイスを製造する方法７００に関する。動作ブロック７１０に示すように、方法７００は、セル収容部６１０ｈの内部領域６１５を画定する壁６１０’ａ、６１０’ｂを設ける段階を含むことができる。壁６１０’ａ、６１０’ｂは、内部領域６１５内に、アノード、カソード、セパレータ及び電解質を収容するように構成することができる。動作ブロック７２０に示すように、方法７００は、電極６５０のスタックをセル収容部６１０ｈに挿入する段階を含むこともできる。各電極６０５は、幅ｗｅ、長さｌｓ及び厚さｔｅの寸法を有することができる。１つ又はそれ以上の電極６０５’は、電極６０５のスタックにおける他の電極６０５’’の対応する寸法（例えば、ｗ’’ｅ、ｌ’’ｅ及び／又はｔ’’ｅ）よりも小さい少なくとも１つの寸法（例えば、ｗ’ｅ、ｌ’ｅ及び／又はｔ’ｅ）を有することができる。操作ブロック７３０に示すように、方法７００は、封止部６１０ｓを形成するために壁６１０’ａ、６１０’ｂの部分を熱シールする段階をさらに含むことができる。操作ブロック７４０に示すように、方法７００は、封止部６１０ｓの一部がセル収容部６１０ｈの窪み６４０にあるように、封止部６１０ｓをセル収容部６１０ｈ上に折り畳む段階をさらに含むことができる。
【００４９】
様々な実施形態において、方法７００は、セル収容部６１０ｈ上に窪み６４０を形成する段階をさらに含むことができる。様々な実施形態において、窪み６４０は、電極６５０のスタックをセル収容部６１０ｈに挿入した後に形成することができる。代替的に、いくつかの実施形態では、窪み６４０は、電極６５０のスタックをセル収容部６１０ｈに挿入する前に形成することができる。窪み６４０は、封止部６１０ｓの少なくとも一部を収容するようなサイズにすることができる。窪み６４０は、内部領域６１５の段差領域を規定することができる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、壁６１０’ａ、６１０’ｂを設ける段階は、アルミニウムラミネートパウチ材料を提供する段階を含むことができる。壁６１０’ａ、６１０’ｂの部分を熱シールする段階は、壁６１０’ａ、６１０’ｂの部分を密封封止する段階を含むことができる。さらに、封止部６１０ｓをセル収容部６１０ｈ上に折り畳む段階は、封止部６１０ｓの第１の領域をデバイス６０１の第１の主要な表面６０１に隣接して折り畳み、封止部６１０ｓの第２の領域をデバイス６０１の第２の主要な表面６０２に隣接して折り畳む段階を含む。方法７００はまた、封止部６１０ｓをセル収容部６１０ｈに取り付ける段階を含むことができる。
【００５１】
様々な実施形態が上述されている。本発明は、これらの特定の実施形態を参照して記載されたが、説明は例示的なものであり、限定を意図するものではない。添付の特許請求の範囲に規定される本発明の真の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者には様々な変更及び応用が可能であろう。
【符号の説明】
【００５２】
１００  パッケージ
１１０ａ  第１のシート
１１０ｂ  第２のシート
１１５  内部領域
１２０  側部シール
１２５  未使用スペース
２００  パッケージ
２１０ａ  第１のシート
２１０ｂ  第２のシート
２１５  内部領域
２２０  側部シール
２２５  未使用スペース
３００  パッケージ
３１０ａ  第１のシート
３１０ｂ  第２のシート
３１５  内部領域
３２０  側部シール
３２５  未使用スペース
４００  パッケージ
４１０ａ  第１のシート
４１０ｂ  第２のシート
４１５  内部領域
４２０  側部シール
４２５  未使用スペース
５００  パッケージ
５１０ａ  第１のシート
５１０ｂ  第２のシート
５１５  内部領域
５２０  側部シール
５２５  未使用スペース
６００  パッケージ
６０１  エネルギー貯蔵デバイス
６０２  外表面
６０５  電極
６０５’  電極
６０５’’  電極
６１０’ａ  壁
６１０’ｂ  壁
６１０ｈ  セル収容部
６１０ｓ  封止部
６１５  内部領域
６２０  側部シール
６４０  窪み
６４０ｓｔｅｐ  段差領域
【図１】
2019512852.tif 000003
【図２】
2019512852.tif 000004
【図３】
2019512852.tif 000005
【図４】
2019512852.tif 000006
【図５】
2019512852.tif 000007
【図６Ａ】
2019512852.tif 000008
【図６Ｂ】
2019512852.tif 000009
【図６Ｃ】
2019512852.tif 000010
【図７】
2019512852.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月26日(2018.9.26)
【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】
セル収容部及び封止部と、
前記セル収容部の内部領域内に収容された電極のスタックであって、各電極が、幅、長さ及び厚さの寸法を有し、１つ又はそれ以上の電極が、前記電極のスタックにおける他の電極の対応する寸法より小さい少なくとも１つの寸法を有する、電極のスタックと、
前記封止部に隣接する前記セル収容部の窪みであって、前記窪みが、前記電極のスタックにおける他の電極の対応する寸法より小さい少なくとも１つの寸法を有する１つ又はそれ以上の電極の形状に従う前記内部領域に段差領域を形成する、窪みと、
を備え、
前記封止部の少なくとも一部が前記窪みに存在するように、前記封止部が、前記セル収容部上に折り畳まれる、パウチ型エネルギー貯蔵デバイス。
【請求項２】
前記デバイスが、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池又は金属リチウム電池である、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記セル収容部の壁が、壁厚を有し、前記封止部が、前記セル収容部の壁の壁厚の約２倍である封止部の厚さを有する、請求項１又は２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記デバイスが、少なくとも２つの封止部を備える、請求項１から３の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項５】
第１の主要な外表面、第２の主要な外表面、及びそれらの間に延びるデバイス厚さを含み、前記封止部が、封止部の幅、封止部の長さ及び封止部の厚さを有し、前記デバイスの厚さが、前記封止部の幅よりも小さい、請求項１から４の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項６】
前記封止部の幅が、約１．５ｍｍから約１０ｍｍの範囲にある、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記デバイスが、第１の主要な表面及び第２の主要な表面を備え、前記封止部が、前記デバイスの前記第１の主要な表面に隣接して折り畳まれ、前記窪みが、前記デバイスの前記第２の主要な表面に隣接して位置する、請求項１から６の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記封止部が、複数の層を形成するように折り畳まれている、請求項１から７の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項９】
前記封止部が、前記セル収容部上に取り付けられている、請求項１から８の何れか一項に記載のデバイス。
【請求項１０】
セル収容部の内部領域を画定する壁を提供する段階であって、前記壁が、前記内部領域内にアノード、カソード、セパレータ及び電解質を収容するように構成される段階と、
前記セル収容部に電極のスタックを挿入する段階であって、各電極が、幅、長さ及び厚さの寸法を有し、１つ又はそれ以上の電極が、前記電極のスタックにおける他の電極の対応する寸法より小さい少なくとも１つの寸法を有する、段階と、
前記封止部を形成するために前記壁の部分を熱シールする段階と、
前記封止部の一部が前記セル収容部の窪みに存在するように、前記封止部を前記セル収容部上に折り畳む段階であって、前記窪みが、前記電極のスタックにおける他の電極の対応する寸法より小さい少なくとも１つの寸法を有する１つ又はそれ以上の電極の形状に従う段階と、
を含む、パウチ型エネルギー貯蔵デバイスの製造方法。
【請求項１１】
前記セル収容部に前記窪みを形成する段階をさらに含み、前記窪みが、前記封止部の少なくとも一部を収容する大きさである、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記窪みが、前記内部領域に段差領域を画定する、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
壁を提供する段階が、アルミニウムラミネートパウチ材料を提供する段階を含む、請求項１０から１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記壁の部分を熱シールする段階が、前記壁の部分を密封封止する段階を含む、請求項１０から１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記封止部を前記セル収容部上に折り畳む段階が、
前記収容部の第１の主要な表面に隣接して前記封止部の第１の領域を折り畳む段階と、
前記収容部の第２の主要な表面に隣接して前記封止部の第２の領域を折り畳む段階と、
を含む、請求項１０から１４の何れか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記封止部を前記セル収容部上に取り付ける段階をさらに含む、請求項１０から１５の何れか一項に記載の方法。
【請求項１７】
内部領域を画定する壁を有するセル収容部であって、前記壁が、前記内部領域内にアノード、カソード、セパレータ及び電解質を収容するように構成され、前記セル収容部が窪みを備える、セル収容部と、
前記セル収容部から延びる封止部であって、前記封止部の一部が前記窪みに位置するように前記セル収容部上に折り畳まれ、前記窪みが、前記電極のスタックにおける他の電極の対応する寸法より小さい少なくとも１つの寸法を有する１つ又はそれ以上の電極の形状に従う封止部と、
を備える、エネルギー貯蔵デバイス用パウチ。
【請求項１８】
前記壁が、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池又は金属リチウム電池を収容するように構成されている、請求項１７に記載のパウチ。
【請求項１９】
前記セル収容部の壁及び前記封止部が、アルミニウムラミネートパウチ材料を含む、請求項１７又は１８に記載のパウチ。
【請求項２０】
前記窪みが、前記セル収容部の内部領域に段差領域を形成する、請求項１７から１９の何れか一項に記載のパウチ。
【請求項２１】
前記セル収容部の壁が、壁厚を有し、前記封止部が、前記セル収容部の壁の壁厚の約２倍の封止部の厚さを有する、請求項１７から２０の何れか一項に記載のパウチ。
【請求項２２】
前記パウチが、少なくとも２つの封止部を備える、請求項１７から２１の何れか一項に記載のパウチ。
【請求項２３】
前記パウチが、第１の主要な外表面、第２の主要な外表面、及び、それらの間に延びるパウチ厚さを含み、前記封止部が、封止部の幅、封止部の長さ及び封止部の厚さを有し、前記パウチの厚さが、前記封止部の幅よりも小さい、請求項１７から２２の何れか一項に記載のパウチ。
【請求項２４】
前記封止部の幅が、約１．５ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲である、請求項２３に記載のパウチ。
【請求項２５】
前記パウチが、第１の主要な表面及び第２の主要な表面を含み、前記封止部が、前記パウチの第１の主要な表面に隣接して折り畳まれ、前記窪みが、前記パウチの第２の主要な表面に隣接して位置する、請求項１７から２４の何れか一項に記載のパウチ。
【請求項２６】
前記封止部が、複数の層を形成するように折り畳まれている、請求項１７から２５の何れか一項に記載のパウチ。
【請求項２７】
前記封止部が、前記セル収容部上に取り付けられている、請求項１７から２６の何れか一項に記載のパウチ。
【国際調査報告】
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