电极组件、圆柱形电池单元、电池组和包括电池组的车辆的制作方法

1.本公开涉及电极组件、圆柱形电池单元和电池组及包括电池组的车辆，并且更具体地涉及用于增大电池单元的容量的绝缘构件的厚度减小的电极组件、圆柱形电池单元和电池组及包括电池组的车辆。
2.本技术要求在韩国于2021年9月30日提交的韩国专利申请no.10-2021-0130390、于2021年12月10日提交的韩国专利申请no.10-2021-0177062以及于2022年7月19日提交的韩国专利申请no.10-2022-0089232的优先权，其公开内容通过引用并入本文。


背景技术：

3.由于其易于应用于各种产品和电特性(诸如高能量密度)的特性，二次电池不仅通常应用于便携式装置，而且普遍应用于由电驱动源驱动的电动车辆(ev)或混合动力电动车辆(hev)。
4.这种二次电池的因其显着地减少化石燃料的使用并且不从能量的使用中产生副产物的主要有点而收到关注，使其成为新的生态友好的且能量有效的能源。
5.目前广泛使用的二次电池的类型包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。这种单元二次电池单元具有约2.5v至4.5v的工作电压。
6.因此，当需要较高输出电压时，可以串联连接多个电池单元以形成电池组。另外，电池组可以通过根据电池组所需的充电/放电容量并联连接多个电池单元来制造。因此，可以根据所需的输出电压或充电/放电容量中的至少一者来不同地设置包括在电池组中的电池单元的数量和电连接类型。
7.此外，二次电池单元包括圆柱形、棱柱形和袋形电池单元。圆柱形电池单元通过以下方式制造：卷绕正极和负极，其中绝缘体或隔膜插置在正极与负极之间以形成卷芯型型电极组件；并且将卷芯型型电极组件与电解质一起插入电池罐中。
8.这里，当电池罐连接到负极或正极(通常是负极)并且是极性的时，电池罐与卷芯型电极组件之间的绝缘是必要的。
9.此外，最近，当在电动车辆中使用圆柱形电池单元时，圆柱形电池单元的形状因子增加。也就是说，与具有18650、21700形状因子的圆柱形电池单元相比，圆柱形电池单元的直径和高度增大。形状因子的增加导致增大的能量密度、增强的抵抗热失控的安全性以及提高的冷却效率。
10.除了形状因子的增加之外，当电池罐的不必要的内部空间最小时，圆柱形电池单元可以具有能量密度的进一步增大。因此，用于电极组件与电池罐之间的电绝缘的部件需要被最佳地设计以确保电绝缘并增大电池单元的容量。


技术实现要素：

11.技术问题
12.本公开在上述背景技术中构思和设计，因此本公开涉及提供电极组件、圆柱形电
池单元和电池组及包括电池组的车辆，该电极组件具有改进的绝缘结构以减小绝缘构件的厚度，由此防止绝缘构件不必要地占据电极组件的侧面与电池罐之间的空间。
13.本公开还涉及提供电极组件、圆柱形电池单元和电池组及包括电池组的车辆，该电极组件随着绝缘构件的厚度减小具有增大的尺寸，由此增大电池单元的容量。
14.本公开还涉及提供电极组件、圆柱形电池单元和电池组及包括电池组的车辆，该电极组件用于通过电池罐与电极组件之间的最小化的空间来解决抗振性问题。
15.本公开还涉及提供电极组件、圆柱形电池单元和电池组及包括电池组的车辆，该电极组件包括位于绝缘构件上的绝缘板以增加设计自由度并改进注塑成型性能。
16.本公开还涉及提供使用具有改进结构的圆柱形电池单元制造的电池组和包括电池组的车辆。
17.然而，本公开所要解决的技术问题不限于上述问题，并且本领域技术人员从以下描述中将清楚地理解这些和其它问题。
18.技术方案
19.为了实现上述技术目的，根据本公开的一方面的电极组件具有卷芯型型的电极组件，该卷芯型型的电极组件具有如下结构：第一电极集流器和第二电极集流器沿一方向卷绕，所述第一电极集流器与所述第二电极集流器之间插置有隔膜，所述第一电极集流器和所述第二电极集流器中的每一个具有片状形状，其中，所述第一电极集流器包括第一未涂覆区域，其中，活性材料层在长边的端部处未被涂覆，所述第一未涂覆区域相对于所述电极组件的中心形成多个卷绕匝，通过所述隔膜暴露，并且本身用作电极接头，并且电极组件包括绝缘构件，所述绝缘构件覆盖所述第一未涂覆区域的设置在所述多个卷绕匝当中的通过所述电极组件的外周表面暴露的最外侧卷绕匝处的暴露的弯曲表面。
20.优选地，所述绝缘构件可以是在面向所述第一未涂覆区域的表面上具有粘合层的绝缘带。
21.在一方面，所述绝缘带可以是仅在任意一侧上具有粘合层的单面带。
22.在另一方面，所述绝缘构件可以是当暴露于热时收缩的热收缩管。
23.在另一方面，所述绝缘构件可以比所述第一未涂覆区域的所述暴露的弯曲表面的宽度(卷绕轴线方向的长度)宽，以覆盖所述暴露的弯曲表面。
24.优选地，所述绝缘带的厚度可以为10μm以上且50μm以下。
25.在另一方面，所述绝缘带可以以至少一层环绕在所述电极组件周围。
26.在另一方面，所述绝缘带可以由具有当从所述电极组件产生热量时防止热变形的能力的材料制成。
27.优选地，所述绝缘带可以由聚酰亚胺(pi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚丙烯(pp)制成。
28.在一方面，所述绝缘带的覆盖所述第一未涂覆区域的所述暴露的弯曲表面的一部分可以由聚酰亚胺制成。
29.在另一方面，所述绝缘带的覆盖所述第一未涂覆区域的所述暴露的弯曲表面的一部分可以由聚酰亚胺制成，并且所述绝缘带的覆盖与所述暴露的弯曲表面相邻的所述隔膜的部分可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成。
30.在另一方面，所述第一未涂覆区域的至少一部分可以沿着所述电极组件的卷绕方
向被划分成多个区段。
31.优选地，所述多个区段可以沿着所述电极组件的径向方向弯曲。
32.优选地，所述多个区段可以沿着所述电极组件的径向方向交叠成多层。
33.在另一方面，绝缘带可以将电极组件的外周表面的至少一部分和电极组件的上表面的至少一部分附接在一起。
34.优选地，所述绝缘带可以包括：第一部分，所述第一部分附接到所述电极组件的所述外周表面；以及第二部分，所述第二部分从所述第一部分延伸，从所述第一部分弯曲并附接到所述电极组件的上表面。
35.在一方面，所述第一部分可以覆盖所述第一未涂覆区域的所述多个弯曲区段的最外侧暴露的弯曲表面以及所述隔膜的与所述最外侧暴露的弯曲表面相邻的至少一部分。
36.在另一方面，所述第一部分的可以覆盖所述第一未涂覆区域的所述多个区段的所述最外侧暴露的弯曲表面区域的部分在尺寸上等于或小于所述第一部分的覆盖与所述暴露的弯曲表面区域相邻的所述隔膜的部分。
37.在另一方面，所述第二部分可以覆盖所述第一未涂覆区域的所述多个弯曲区段的所述上表面区域。
38.优选地，所述第一部分可以比所述第二部分大。
39.在另一方面，所述第二部分可以具有至少一个切口部分。
40.在另一方面，所述切口部分的下端可以设置在比所述第一未涂覆区域的弯曲表面高的位置处。
41.为了实现上述技术目的，根据本公开的圆柱形电池单元包括：卷芯型型电极组件，所述卷芯型型电极组件具有其中第一电极集流器和第二电极集流器沿一方向卷绕的结构，所述第一电极集流器和所述第二电极集流器中的每一个具有片状形状，所述第一电极集流器与所述第二电极集流器之间插置有隔膜，其中，所述第一电极集流器包括第一未涂覆区域，其中，活性材料层在长边的端部处未被涂覆，所述第一未涂覆区域相对于所述电极组件的中心形成多个卷绕匝，通过所述隔膜暴露，并且本身用作电极接头；圆柱形电池罐，所述圆柱形电池罐容纳所述电极组件并且电连接到所述第二电极集流器；集流器板，所述集流器板电连接到所述第一电极集流器；单元端子，所述单元端子连接到所述集流器板；以及绝缘构件，所述绝缘构件覆盖所述第一未涂覆区域的设置在所述多个卷绕匝当中的通过所述电极组件的外周表面暴露的最外侧卷绕匝处的暴露的弯曲表面。
42.优选地，所述电池罐的直径可以比所述电极组件的直径大，并且预设尺寸的间隙形成在所述电池罐与所述电极组件之间，并且所述绝缘构件可以定位在所述间隙中。
43.优选地，所述绝缘构件可以是在面向所述第一未涂覆区域的表面上具有粘合层的绝缘带。
44.优选地，所述第一未涂覆区域的至少一部分可以沿着所述电极组件的卷绕方向被划分成多个区段。
45.优选地，所述多个区段可以沿着所述电极组件的径向方向弯曲。
46.优选地，所述多个区段可以沿着所述电极组件的径向方向交叠成多层。
47.在一方面，所述绝缘带可以包括：第一部分，所述第一部分附接到所述电极组件的所述外周表面；以及第二部分，所述第二部分从所述第一部分延伸，从所述第一部分弯曲并
附接到所述集流器板的联接到所述电极组件的上表面。
48.优选地，所述第一部分覆盖所述第一未涂覆区域的所述多个弯曲区段的最外侧暴露的弯曲表面以及所述隔膜的与所述最外侧暴露的弯曲表面相邻的至少一部分。
49.优选地，所述第二部分可以覆盖联接到所述第一未涂覆区域的所述多个弯曲区段的所述上表面区域的所述集流器板。
50.优选地，所述绝缘带可以从所述第一未涂覆区域的所述多个弯曲区段的最外侧暴露的弯曲表面的端部弯曲并且可以联接到所述集流器板的上侧。
51.优选地，所述集流器板可以具有与所述第一未涂覆区域焊接的焊接区域，并且所述第二部分可以联接到所述集流器板的所述上侧，与所述焊接区域的外边缘接触或间隔开，以避免干扰所述焊接区域。
52.在另一方面，所述绝缘带可以包括：第一部分，所述第一部分附接到所述电极组件的所述外周表面；以及第二部分，所述第二部分从所述第一部分延伸，从所述第一部分的端部弯曲并且附接至所述第一未涂覆区域的所述多个区段的弯曲表面。
53.优选地，所述集流器板可以位于绝缘带的第二部分上。
54.在另一方面，所述电池罐可以具有彼此相对的封闭部分和开口部分，并且所述圆柱形电池单元还可以包括被配置成封闭所述电池罐的所述开口部分的帽板。
55.优选地，所述帽板可以与所述电极组件离并且是非极性的。
56.在另一方面，所述封闭部分可以具有通孔，并且所述单元端子可以联接到所述通孔。
57.在另一方面，所述圆柱形电池单元还可以包括绝缘板，所述绝缘板位于所述封闭部分与所述集流器板之间。
58.优选地，所述绝缘板包括具有绝缘特性的聚合物材料。
59.在另一方面，所述绝缘板可以由弹性材料制成。
60.在另一方面，所述绝缘板可以在中心处具有预设直径的中心孔。
61.优选地，所述单元端子可以包括端子插入部分，并且所述端子插入部分可以通过所述通孔插入到所述电池罐中。
62.优选地，所述单元端子可以通过将所述端子插入部分的下边缘朝向所述电池罐的上部内表面铆接而固定到所述通孔。
63.优选地，所述绝缘板的所述中心孔的直径可以等于或大于所述端子插入部分的直径。
64.优选地，单元端子的端子插入部分可以穿过绝缘板的中心孔。
65.优选地，所述单元端子的所述端子插入部分可以通过所述绝缘板的所述中心孔电联接至所述集流器板。
66.在另一方面，根据本公开的圆柱形电池单元可以包括在所述帽板的边缘与所述电池罐的所述开口部分之间的密封垫圈。另外，所述电池罐可以包括卷边部分，其通过在与所述开口部分相邻的区域中使所述电池罐向内卷边形成。另外，所述电池罐可以包括压边部分，所述压边部分延伸并弯曲到所述电池罐的内侧，以将所述帽板与围绕所述帽板的边缘的所述密封垫圈固定在一起。
67.优选地，所述压边部分基于所述电池罐的放置而形成在所述电池罐的下部(即，与
所述封闭部分相对)处。
68.优选地，所述帽板可以包括排气凹槽，所述排气凹槽被配置成当所述电池罐的内部压力比阈值高时破裂。
69.在一方面，排气凹槽可以形成在帽板的两个表面上，并且可以在帽板的表面上以连续的圆形图案、不连续的圆形图案和线性图案中的至少一种形成。
70.在另一方面，排气凹槽可以基于电池罐的放置而形成在电池罐的底部上，并且当排气凹槽破裂时，电池罐中的气体可以被迫使通过电池罐的底部排出。
71.在另一方面，圆柱形电池单元还可以包括下集流器板，所述下集流器板联接到所述电极组件的底部。
72.优选地，所述第二电极集流器可以包括第二未涂覆区域，其中，活性材料层在长边的端部处未被涂覆，所述第二未涂覆区域可以相对于所述电极组件的中心形成多个卷绕匝，可以通过所述隔膜暴露，并且可以本身用作电极接头。
73.优选地，下集流器板可以由导电金属制成并且可以电连接到所述第二电极集流器的所述第二未涂覆区域。所述第二未涂覆区域的至少一部分可以被划分成多个区段。另外，所述多个区段可以弯曲并沿着所述电极组件的径向方向交叠成多层。
74.优选地，下集流器板的边缘的至少一部分可以电连接到电池罐的卷边部分。更优选地，下集流器板的边缘的至少一部分可以通过卷边部分的与压边部分相邻的下表面电连接。
75.优选地，除了下集流器板的电连接到卷边部分的区域之外的剩余区域的至少一部分可以通过焊接被联接到第二未涂覆区域的弯曲表面。
76.优选地，绝缘构件可以具有与集流器板和电池罐的上部内表面之间的距离相对应的厚度。
77.优选地，绝缘构件的厚度可以为100μm至500μm。
78.本发明的技术目的还可以通过包括至少一个圆柱形电池单元的电池组和包括至少一个电池组的车辆来实现。
79.有益效果
80.根据本公开的一个方面，可以通过改进电极组件的绝缘结构来减小绝缘构件的厚度，由此防止绝缘构件不必要地占据电极组件的侧面与电池罐之间的空间。
81.根据本公开的另一方面，随着绝缘构件的厚度减小，电极组件的尺寸增大，由此增大电池单元的容量。
82.根据本公开的另一方面，可以通过使电池罐与电极组件之间的空间最小化来解决由振动引起的问题。
83.根据本公开的另一方面，当绝缘板设置在绝缘构件上时，可以增加设计的自由度并改进注塑成型性能。
84.根据本公开的另一方面，可以提供使用具有改进结构的圆柱形电池单元制造的具有改进容量的电池组和包括电池组的车辆。
附图说明
85.附图例示了本公开的示例性实施方式，并且与以下描述本公开的具体实施方式一
起用于提供对本公开的技术方面的进一步理解，并且因此本公开不应被解释为限于附图。
86.图1是根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元的立体图。
87.图2是示出图1中的圆柱形电池单元的芯的截面的截面立体图。
88.图3是根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元的截面图。
89.图4是示出根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元中的电池罐的图。
90.图5是示出根据本公开的实施方式的附接到圆柱形电池单元中的电极组件的侧面的绝缘带的图。
91.图6是示出弯曲图5中的附接到电极组件的侧面的绝缘带并将其附接到集流器的上表面的过程的图(如箭头所示)。
92.图7是示出通过图6的过程附接到电极组件的侧面和集流器的上表面的绝缘带的图。
93.图8是示出根据图5的另一实施方式的附接到圆柱形电池单元中的电极组件的侧面的绝缘带的图。
94.图9是图3的圆柱形电池单元的另一实施方式的截面图。
95.图10是例示根据本公开的另一实施方式的圆柱形二次电池的图。
96.图11是示出根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元中的集流器板和焊接区域的图。
97.图12是示出根据本公开的实施方式的电极集流器的结构的展开图的图。
98.图13是示出根据图12的区段的宽度、高度和间距的定义的图。
99.图14是示出根据本公开的另一实施方式的电极集流器的结构的展开图的图。
100.图15是示出根据图14的区段的宽度、高度和间距的定义的图。
101.图16是沿着y轴方向(卷绕轴方向)截取的根据本公开的实施方式的电极组件的截面图。
102.图17是沿着y轴方向(卷绕轴方向)截取的根据本公开的另一实施方式的电极组件的截面图。
103.图18是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池组的配置的图。
104.图19是例示包括图18的电池组的车辆的图。
具体实施方式
105.下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施方式。在描述之前，应该理解的是，说明书和所附权利要求中使用的用语和词语不应该被理解为仅限于一般的和字典中的含义，而应该根据允许发明人适当地定义用语以获得最佳解释的原则基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来进行解释。
106.因此，本文描述的实施方式和在附图中示出的例示仅仅是本公开的示例性实施方式，而不旨在完全描述本公开的技术方面，因此应当理解，在提交本技术时可以对其进行各种其它等效和修改。
107.另外，为了帮助理解本公开，附图可以以放大的尺寸而不是实际尺寸示出一些元件。另外，在不同实施方式中，可以将相同的附图标记添加到相同的元件。
108.图1是根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元的立体图，图2是示出图1中的圆
柱形电池单元的芯的截面的截面立体图，图3是根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元的截面图，图4是示出根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元中的电池罐的图，图5是示出根据本公开的实施方式的附接到圆柱形电池单元中的电极组件的侧面的绝缘带的图，图6是示出弯曲图5中的附接到电极组件的侧面的绝缘带并将其附接到集流器的上表面的过程的图(如箭头所示)，图7是示出通过图6的过程附接到电极组件的侧面和集流器的上表面的绝缘带的图，图8是示出根据图5的另一实施方式的附接到圆柱形电池单元中的电极组件的侧面的绝缘带的图，图9是图3的圆柱形电池单元的另一实施方式的截面图，图10是例示根据本公开的另一实施方式的圆柱形二次电池的图，图11是示出根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元中的集流器板和焊接区域的图，图12是示出根据本公开的另一实施方式的电极集流器的结构的展开图的图，图13是示出根据图14的区段的宽度、高度和间距的定义的图，图14是示出根据本公开的另一实施方式的电极集流器的结构的展开图的图，图15是示出根据图14的区段的宽度、高度和间距的定义的图，图16是沿着y轴方向(卷绕轴方向)截取的根据本公开的另一实施方式的电极组件的截面图，并且图17是沿着y轴方向(卷绕轴方向)截取的根据本公开的另一实施方式的电极组件的截面图。
109.首先，将描述根据本公开的实施方式的电极组件100。电极组件100是卷芯型型电极组件100，该卷芯型型电极组件100具有其中第一电极集流器和第二电极集流器沿一方向卷绕的结构，第一电极集流器和第二电极集流器中的每一个具有片状形状，它们之间插置有隔膜。
110.参照图3，第一电极集流器包括第一未涂覆区域110，其中，活性材料层在长边的端部处未被涂覆。另外，第二电极集流器可以包括第二未涂覆区域120，其中，活性材料层在长边的端部处未被涂覆。也就是说，第一电极集流器或第二电极集流器中的至少一个可以包括其中活性材料在卷绕方向的长边的端部处未被涂覆的未涂覆区域。
111.这里，第一未涂覆区域110相对于电极组件100的中心形成多个卷绕匝，并且通过隔膜被暴露并因此本身被用作电极接头。
112.优选地，电极组件100包括绝缘构件500，绝缘构件500覆盖第一未涂覆区域110的设置在多个卷绕匝当中通过电极组件100的外周表面暴露的最外侧卷绕匝处的暴露的弯曲表面111。
113.绝缘构件500可以包括绝缘带510，绝缘带510在面向第一未涂覆区域110的表面上具有粘合层。也就是说，绝缘带510可以被附接到第一未涂覆区域110以使第一未涂覆区域110电绝缘。
114.根据发明人的研究，对于第一未涂覆区域110的绝缘，可以考虑使用覆盖电极组件100的顶部和侧面的绝缘帽。也就是说，绝缘帽可同时覆盖电极组件100的侧面和集流器板300的顶部。
115.然而，同时覆盖电极组件100的顶部和侧面的绝缘帽在简单组装方面是有利的，但是当通过注塑成型制造绝缘帽时，由于注塑成型的限制，难以制造预定厚度或更小的绝缘帽，因此绝缘帽在电池罐200中占据大的体积，这对电极组件100的尺寸增大施加了限制。
116.实际上，即使模制产品具有小厚度，厚度也处于约0.20t至0.30t的水平。另外，在不可能增加电极组件100的尺寸的情况下，不可能增大电池单元的总容量。另外，电极组件100被固定在电池罐200中的绝缘帽的区域处，但是在没有绝缘帽的区域处在电池罐200与
电极组件100之间存在空间，从而导致由振动引起的问题。
117.根据本公开的实施方式的电极组件100包括绝缘带510而不是绝缘帽，以克服绝缘帽的限制。因此，可以通过减小电池罐200中由绝缘构件500所占据的体积来增大电极组件100的尺寸，并最终增大电池单元的容量。然而，尽管有该描述，但不排除在圆柱形电池单元10中使用绝缘帽。
118.在一方面，绝缘带510可以是仅在任意一侧上具有粘合层的单面带。
119.另选地，绝缘构件500可以包括当暴露于热时收缩的热收缩管。也就是说，当电极组件100被热收缩管覆盖时，随着热收缩管在暴露于热时收缩，热管与电极组件100紧密接触。这里，热收缩管可以包括各种类型的绝缘材料。
120.绝缘构件500可以比暴露的弯曲表面111的宽度宽，以覆盖第一未涂覆区域110的暴露的弯曲表面111。当第一未涂覆区域110被卷绕时，暴露的弯曲表面111形成在最外侧卷绕匝处，并且为了覆盖第一未涂覆区域110，绝缘构件500比第一未涂覆区域110的暴露的弯曲表面111的宽度宽。
121.绝缘构件500可以比暴露表面的宽度宽，以覆盖第一未涂覆区域110的暴露表面。第一未涂覆区域110在卷绕时形成暴露的弯曲表面111。绝缘构件500比第一未涂覆区域110的暴露的弯曲表面111的宽度宽，以覆盖第一未涂覆区域110的暴露的弯曲表面111。绝缘带510不限于特定厚度，而是可以具有10μm以上和50μm以下的厚度。绝缘构件500可以具有与集流器板300和电池罐200的上部内表面之间的距离相对应的厚度，并且例如，该厚度可为100μm至500μm。
122.在另一方面，绝缘带510可以以一层覆盖电极组件100，以减小由绝缘构件500在电池罐200与电极组件100之间占据的空间，但不限于此，并且绝缘带510可以以至少一层覆盖电极组件100以防止短路。
123.在绝缘带510附接到电极组件100时，有必要防止由电极组件100产生的热量引起的热变形。因此，绝缘带510可以由具有高热变形温度的各种材料制成，以在从电极组件100产生热量时防止热变形。
124.例如，绝缘带510可以由聚酰亚胺(pi)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)或聚丙烯(pp)制成。然而，绝缘带510的材料不限于上述材料。
125.这里，由聚酰亚胺制成的绝缘带510可以覆盖第一未涂覆区域110的暴露的弯曲表面111。在这种情况下，绝缘带510可以仅使用具有高热变形温度的聚酰亚胺附接到电极组件100。
126.然而，由于聚酰亚胺具有高热变形温度但价格高，因此产生大量热量的第一未涂覆区域110的暴露的弯曲表面111可以被由聚酰亚胺制成的绝缘带510覆盖，并且产生相对少量热量的与第一未涂覆区域110的暴露的弯曲表面111相邻的隔膜的暴露的弯曲表面111可以被由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的绝缘带510覆盖，聚对苯二甲酸乙二醇酯的价格比聚酰亚胺低。例如，在图3中，第一部分511和第二部分512可以覆盖有由聚酰亚胺制成的绝缘带510，并且图3中的区段p可以覆盖有由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的绝缘带510。然而，这仅是实施方式，并且不限于此。
127.此外，第一未涂覆区域110的至少一部分可以沿着电极组件100的卷绕方向被划分成多个区段61(参见图12)。这里，例如，多个区段61可以沿着电极组件100的径向方向朝向
芯弯曲。
128.另外，多个区段61可以沿着电极组件100的径向方向交叠成多层。例如，多个区段61可以通过激光开槽形成。区段61可以通过公知的金属膜切割工艺形成，例如超声切割或冲压。下面将详细描述区段61的结构。
129.优选地，在区段61之间的切割线的下端与活性材料层之间形成预定间隙，以防止当弯曲第一未涂覆区域110时对活性材料层的损坏。当第一未涂覆区域110弯曲时，应力集中发生在切割线的下端附近。另外，在激光切割期间难以形成图案。间隙优选为0.2mm至4mm。当间隙被调整到对应的数值范围时，可以防止靠近切割线的下端的活性材料层被弯曲第一未涂覆区域110时发生的应力损坏。另外，间隙可以防止由区段61的开槽或切割中的间隙引起的对活性材料层的损坏。
130.第一未涂覆区域110的弯曲方向可以是例如如上所述的面向电极组件100的卷绕中心的方向。当第一未涂覆区域110具有弯曲形状时，由第一未涂覆区域110占据的空间可以减小，从而导致改进的能量密度。另外，第一未涂覆区域110与集流器板300之间的增大的联接面积可以导致联接强度的附加改进和电阻的附加减小。
131.虽然上面已经描述了第一未涂覆区域110的弯曲和交叠，但是可以将与第一未涂覆区域110相同的结构施加到第二未涂覆区域120。
132.绝缘带510可以以各种方式附接到电极组件100。例如，绝缘带510可以将电极组件100的外周表面的至少一部分和电极组件100的上表面的至少一部分附接在一起。
133.这里，在另一实施方式中，当集流器板300联接到电极组件100的上表面时，绝缘带510将电极组件100的外周表面的至少一部分和集流器板300的上表面的至少一部分附接在一起。图3示出了其中集流器板300联接到电极组件100的上表面并且绝缘带510附接到集流器板300的上表面的实施方式，并且图9示出了其中绝缘带510直接附接到电极组件100的上表面的实施方式。
134.参照图5，绝缘带510覆盖电极组件100的整个外周表面，并且在集流器板300上方延伸高于电极组件100的侧面。也就是说，绝缘带510可以包括附接到电极组件100的外周表面的第一部分511以及从第一部分511延伸、从第一部分511弯曲并附接到集流器板300的上表面的第二部分512。另选地，如图9所示，第二部分512可以附接到电极组件100的上表面，并且集流器板300可以联接到第二部分512的上表面。
135.第一部分511和第二部分512可以彼此分离，但是优选地，第一部分511和第二部分512一体地形成。然而，该描述不限制保护范围。
136.一起参照图7和图9，第一部分511覆盖第一未涂覆区域110的多个弯曲区段61的最外侧暴露的弯曲表面111以及隔膜的与暴露的弯曲表面111相邻的至少一部分。另外，第二部分512被附接到电极组件100的上表面或集流器板300的上表面，以覆盖第一未涂覆区域110的多个弯曲区段的上表面区域。
137.第一部分511可以比第二部分512大。然而，第一部分511和第二部分512不限于该尺寸。在另选实施方式中，第一部分511可以覆盖电极组件100的整个侧面。因此，在图3中覆盖区段p的绝缘带也可以包括在第一部分511中。
138.第一部分511的覆盖第一未涂覆区域110的暴露的弯曲表面111的部分的尺寸可以等于或小于第一部分511的覆盖隔膜的部分的尺寸，但不限于此。
139.参照图6，第二部分512从第一部分511沿着由图6中的箭头指示的x方向弯曲，并且如图7所示，第二部分512可以附接到集流器板300的上表面。
140.尽管图5至图7示出了绝缘带510的第一部分511覆盖电极组件100的整个侧面，但是本公开不必限于此，并且绝缘带510可以覆盖电极组件100的侧面的部分。
141.此外，在另一实施方式中，参照图8，绝缘带510的第二部分512可以具有至少一个切口部分515。如上所述，当绝缘带510的第二部分512具有切口部分515时，第二部分512可以容易地从第一部分511弯曲。这里，切口部分515的下端可以位于比第一未涂覆区域110的弯曲表面高的位置。
142.根据本公开的实施方式的电极组件100可以应用于圆柱形电池单元10。
143.优选地，圆柱形电池单元10可以是例如形状因子的比(通过将圆柱形电池单元的直径除以其高度而获得的值，即，被定义为直径φ与高度h的比)大于约0.4的圆柱形电池单元10。
144.这里，形状因子是指表示圆柱形电池单元10的直径和高度的值。根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元10可以是例如46110单元、48750单元、48110单元、48800单元、46800单元。在表示形状因子的值中，前两个数字表示单元的直径，后两个数字表示单元的高度，并且最后一个数字0表示单元的截面为圆形。
145.根据本公开的实施方式的电池单元可以是圆柱形电池单元10，该圆柱形电池单元10具有直径为大约46mm，高度为大约110mm并且形状因子比为0.418的大致圆柱形形状。
146.根据另一实施方式的电池组电池可以是圆柱形电池单元10，该圆柱形电池单元10具有直径为大约48mm，高度为大约75mm并且形状因子比为0.640的大致圆柱形形状。
147.根据另一实施方式的电池组电池可以是圆柱形电池单元10，该圆柱形电池单元10具有直径为大约48mm，高度为大约110mm并且形状因子比为0.418的大致圆柱形形状。
148.根据另一实施方式的电池组电池可以是圆柱形电池单元10，该圆柱形电池单元10具有直径为大约48mm，高度为大约80mm并且形状因子比为0.600的大致圆柱形形状。
149.根据另一实施方式的电池组电池可以是圆柱形电池单元10，该圆柱形电池单元10具有直径为大约46mm，高度为大约80mm并且形状因子比为0.575的大致圆柱形形状。
150.使用具有大约0.4或更小的形状因子比的电池单元。也就是说，例如，使用18650单元和21700单元。在18650单元的情况下，直径为大约18mm，高度为大约65mm，并且形状因子比为0.277。在21700单元的情况下，直径为大约21mm，高度为大约70mm，并且形状因子比为0.300。
151.参照图2和图3，根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元10包括电极组件100、圆柱形电池罐200、集流器板300、单元端子400和绝缘构件500。
152.电极组件100包括第一电极集流器和第二电极集流器，第一电极集流器和第二电极集流器中的每一个具有沿一个方向卷绕的片状形状，其中隔膜插置在第一电极集流器与第二电极集流器之间。第一电极集流器可以具有正极性或负极性，并且第二电极集流器具有与第一电极集流器的极性相反的极性。也就是说，第一电极集流器可以是正极板或负极板，并且第二电极集流器可以是具有与第一电极集流器的极性相反的极性的负极板或正极板。然而，为了便于描述，基于作为正极板的第一电极集流器和作为负极板的第二电极集流器进行以下描述。此外，前面的描述代替了电极组件100的详细描述。
pt)、batio3、二氧化铪(hfo2)、srtio3、tio2、al2o3、zro2、sno2、ceo2、mgo、cao、zno和y2o3组成的组中的至少一种材料。
166.电解质可以是具有例如a
+b‑‑
结构的盐。这里，a
+
包括碱金属阳离子，例如li
+
、na
+
、k
+
或其组合。另外，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-构成的组中的至少一种阴离子。
167.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亚丙酯(pc)、碳酸亚乙酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸二丙酯(dpc)、二甲亚砜、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)、碳酸乙基甲基酯(emc)或γ-丁内酯中的至少一种。
168.电池罐200是这样的圆柱形，使得电极组件100容纳在电池罐200中并且电连接到电极组件100的第二电极集流器。因此，电池罐200可以具有与第二电极集流器相同的极性。也就是说，当第二电极集流器具有负极性时，电池罐200也具有负极性。
169.这里，电池罐200的直径比电极组件100的直径大，并且在电池罐200与电极组件100之间存在预设尺寸的间隙，并且如图3所示，绝缘构件500可以包括设置在间隙中的第一部分511。
170.当根据预设标准设置电池罐200的尺寸时，随着电极组件100的尺寸增大，电池单元的总容量增大，但是电池罐200与电极组件100之间的间隙减小。
171.也就是说，电池罐200与电极组件100之间的间隙随着电极组件100的尺寸增大而减小，以增大电池单元的总容量。为了增大电池单元的容量，绝缘构件500需要被设置在电池罐200与电极组件100之间的减小的间隙中，为此，绝缘构件500的厚度优选地尽可能小。
172.参照图4，电池罐200可以具有彼此相对的封闭部分210和开口部分220。
173.例如，基于图4，电池罐200在底部可以具有开口部分220。电极组件100通过电池罐200的底部上的开口部分220被容纳，并且电解质通过电池罐200的底部上的开口部分220被注入。
174.也就是说，电池罐200是在底部具有开口部分220的大致圆柱形容器，并且由例如导电材料(例如金属)制成。电池罐200可以由导电金属制成，例如铝、钢和不锈钢，但不限于此。
175.另外，基于图4，电池罐200可以在顶部具有封闭部分210。封闭部分210可以具有通孔211，并且单元端子400可以联接到通孔211，如图3所示。
176.参照图3，绝缘板600可以定位在封闭部分210与集流器板300之间。例如，绝缘板600可以定位在绝缘带510上。这里，当绝缘板600设置在绝缘构件500上时，特别是设置在绝缘带510上时，可以增加设计的自由度并改进注塑成型性能。
177.绝缘板600防止第一未涂覆区域110与电池罐200之间的接触和集流器板300与电池罐200之间的接触。也就是说，绝缘板600被容纳在电池罐200中，并且覆盖电极组件100的至少一部分以阻断第一未涂覆区域110与电池罐200之间的电连接。因此，绝缘板600可以由具有绝缘性能的材料制成。例如，绝缘板600可以包括绝缘聚合物材料，但不限于此。
178.绝缘板600可以与绝缘带510一起防止第一未涂覆区域110与电池罐200之间的接触和集流器板300与电池罐200之间的接触。
179.绝缘板600可以包括例如弹性材料。因此，当振动或外部冲击被施加到圆柱形电池单元10时，绝缘板600可以在其被压缩之后通过其弹性而恢复到原始状态时吸收冲击。因此，当对电池单元施加振动或外部冲击时，可以使对电池单元的内部部件的损坏最小化。
180.绝缘板600可以在中心处具有预设直径的中心孔。例如，绝缘板600可以具有与卷绕中心相邻的大致圆形的中心孔。由于中心孔的存在，单元端子400可以接触集流器板300或第一未涂覆区域110。
181.电池罐200可以包括卷边部分240和在下部的压边部分250。卷边部分240通过在与电池罐200的开口部分220相邻的区域中向内卷边电池罐200的外周表面的周边而形成。
182.卷边部分240可以支撑电极组件100，以防止具有与电池罐200的宽度大致对应的尺寸的电极组件100从形成在电池罐200的底部上的开口部分220滑出，并且用作帽板230座置在其上的支撑件。另外，卷边部分240支撑密封垫圈260的外周表面。
183.压边部分250延伸并弯曲到电池罐200的内侧，以将帽板230与围绕帽板230的边缘的密封垫圈260固定在一起。这里，基于电池罐200的设置，压边部分250形成在电池罐200的下部。例如，当电池罐200定位成使得单元端子400设置在如图3所示的上部时，压边部分250形成在基于图3的电池罐200的下部。另外，如图3所示，压边部分250形成在卷边部分240的下方。
184.然而，本公开不排除不包括卷边部分240或压边部分250中的至少一个的电池罐200。在本公开中，当电池罐200不包括卷边部分240或压边部分250中的至少一个时，电极组件100的固定、帽板230的固定或电池罐200的密封可以通过用作电极组件100的止动件的部件的附加施加、帽板230座置在其上的结构的附加施加或电池罐200与帽板230之间的焊接中的至少一者来实现。
185.基于图3，压边部分250形成在卷边部分240的下方。压边部分250围绕设置在卷边部分240下方的帽板230的边缘延伸和弯曲。通过压边部分250的弯曲形状，帽板230被固定在卷边部分240上方。可以省略压边部分250，并且可以使用任何其它固定结构来固定覆盖电池罐200的开口部分的帽板230。例如，申请人的专利公开kr10-2019-0030016a公开了一种圆柱形电池单元，其中省略了卷边部分，并且这种结构可以在本公开中采用。
186.集流器板300电连接到电极组件100上的第一电极集流器。集流器板300由导电金属制成并连接到电极组件100的第一未涂覆区域110。
187.集流器板300联接到通过在平行于集流器板300的方向上弯曲第一未涂覆区域110的端部而形成的联接表面上。第一未涂覆区域110的弯曲方向可以是例如朝向电极组件100的卷绕中心的方向。
188.当第一未涂覆区域110具有如上所述的弯曲形状时，由第一未涂覆区域110占据的空间减小，从而导致改进的能量密度。另外，第一未涂覆区域110与集流器板300之间的增大的联接面积可以导致改进的联接强度和减小的电阻。
189.单元端子400由导电金属制成，并且联接到形成在电池罐200的封闭部分210中的通孔211，并且电连接到集流器板300。另外，单元端子400通过集流器板300电连接到电极组件100的第一电极集流器，并且因此具有正极性。也就是说，单元端子400可以用作第一电极
端子或正极端子。另外，如上所述，电池罐200电连接到电极组件100的第二电极集流器，并因此具有负极性。
190.单元端子400可以包括端子插入部分410。端子插入部分410可以通过形成在电池罐200的封闭部分210中的通孔211插入到电池罐200中，使得下端电连接到第一未涂覆区域110。
191.端子插入部分410可以通过电池罐200和绝缘板600两者联接到集流器板300或第一未涂覆区域110。端子插入部分410可以通过利用被填缝夹具挤压的下边缘朝向电池罐200的上部内表面铆接而固定到通孔。
192.也就是说，端子插入部分410的下周缘端可以通过应用填缝夹具而朝向电池罐200的内表面弯曲。为此，端子插入部分410的端部的最大宽度可以比由端子插入部分410的穿过形成的电池罐200的孔的最大宽度大。
193.此外，在另一实施方式中，端子插入部分410可以不朝向电池罐200的内表面弯曲。例如，参见图10，端子插入部分410可以具有穿过电池罐200的上表面的大致中心处的孔的大致圆柱形形状。
194.在本公开的实施方式中，端子插入部分410可以在平面上具有圆形形状，但不限于此。端子插入部分410可以选择性地具有多边形形状、星形形状和具有从中心延伸的腿的形状。
195.单元端子400的端子插入部分410可以穿过绝缘板600的中心孔。另外，绝缘板600的中心孔的直径可以等于或大于端子插入部分410的直径。另外，单元端子400的端子插入部分410可以通过绝缘板600的中心孔电联接至集流器板300。
196.绝缘构件500插置在电池罐200与电极组件100之间。关于绝缘构件500的详细描述，前面的描述代替与根据本公开的实施方式的电极组件100中的绝缘构件500的描述重叠的描述，并且以下是尚未进行的描述。
197.将描述针对根据本公开实施方式的圆柱形电池单元10中的集流器板300的每个位置的每个实施方式。
198.首先，如图3所示，将描述联接到第一未涂覆区域110的多个弯曲区段61的上表面区域的集流器板300。在这种情况下，绝缘带510的第二部分512覆盖集流器板300的上表面，而不是第一未涂覆区域110。
199.也就是说，当绝缘带510包括第一部分511和第二部分512时，绝缘带510的第一部分511覆盖电极组件100的侧面，例如，第一未涂覆区域110的多个弯曲区段的最外侧暴露的弯曲表面111区域以及与其相邻的隔膜的至少一部分。另外，第二部分512联接到集流器板300的上表面以覆盖集流器板300的边缘区域，该集流器板300联接到第一未涂覆区域110的多个弯曲区段61的上表面区域。因此，绝缘带510可以使第一未涂覆区域110和集流器板300与电池罐200电绝缘。前面的描述代替了第二部分512从第一部分511延伸的结构。
200.优选地，绝缘带510可以从第一未涂覆区域110的多个弯曲区段61的最外侧暴露的弯曲表面111弯曲并且联接到集流器板300的上表面。
201.集流器板300可以通过不同类型的焊接来联接到第一未涂覆区域110的区段61的弯曲表面。参照图11，集流器板300具有用于与第一未涂覆区域110的区段61焊接的焊接区域310，并且绝缘带510的第二部分512可以联接到集流器板300的上侧，与焊接区域310的外
边缘接触或间隔开，以避免干扰焊接区域310。
202.此外，在另一实施方式中，参照图9，将描述绝缘带510的联接到第一未涂覆区域110的多个弯曲区段61的上表面区域的第二部分512和联接到绝缘带510的第二部分512的上侧的集流器板300。
203.第二部分512从第一部分511延伸，从第一部分511弯曲并附接到第一未涂覆区域110的多个区段61的弯曲表面。另外，集流器板300位于绝缘带510的第二部分512上。绝缘板600可以插置在集流器板300与电池罐200之间，以使集流器板300与电池罐200绝缘。
204.帽板230被配置成封闭电池罐200的开口部分220。帽板230可以由例如金属制成以确保刚度。
205.帽板230封闭电池罐200的底部上的开口部分220。帽板230可以与电极组件100分离并且可以是非极性的。也就是说，即使在帽板230由导电金属制成的情况下，帽板230也可以是非极性的。非极性帽板230表示帽板230与电池罐200和单元端子400电绝缘。帽板230可以是极性的或非极性的，并且其材料不必限于导电金属。
206.帽板230可以被座置并支撑在电池罐200的卷边部分240上。另外，帽板230由压边部分250固定。密封垫圈260可以插置在帽板230与电池罐200的压边部分250之间，以确保电池罐200的密封。也就是说，密封垫圈260可以插置在帽板230的边缘与电池罐200的开口部分220之间。
207.此外，本公开的电池罐200可以不包括卷边部分240或压边部分250中的至少一个，并且在这种情况下，密封垫圈260可以插置在设置在电池罐200的开口部分220处的固定结构与帽板230之间，以确保电池罐200的密封性。
208.帽板230可以包括排气凹槽231，排气凹槽231被设计为当电池罐200的内部压力比阈值高时破裂。
209.例如，排气凹槽231可以形成在帽板230的两个表面上，并且可以在帽板230的表面上以连续的圆形图案、不连续的圆形图案和线性图案中的至少一种形成。另外，排气凹槽231可以以各种不同的图案形成。
210.排气凹槽231可以基于电池罐200的设置而形成在电池罐200的底部上，并且当排气凹槽231破裂时，电池罐200中的气体可以被迫使通过电池罐200的底部排出。
211.例如，当电池罐200定位成使得单元端子400设置在如图3所示的上部时，排气凹槽231可以形成在基于图3的电池罐200的底部。
212.排气凹槽231可以是具有比帽板230的任何其它区域小的厚度的区域。
213.由于排气凹槽231比周围区域薄，因此排气凹槽231可能比周围区域更易于破裂，并且当电池罐200的内部压力等于或高于预定水平时，排气凹槽231可能破裂以迫使电池罐200内的气体排出。
214.例如，排气凹槽231可以通过经由帽板230的一个或两个表面上的开槽部分地减小电池罐200的厚度而形成。
215.根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元10可以具有其中正极端子和负极端子布置在上部的结构，从而导致比下部结构更复杂的上部结构。
216.因此，为了平稳地排出电池罐200内部的气体，形成圆柱形电池单元10的下表面的帽板230可以具有排气凹槽231。
217.如上所述，当迫使设置在圆柱形电池单元10中的电池罐200内部的气体向下排出时，这对于用户的安全性可能是有益的。例如，在圆柱形电池单元10位于电动车辆中的驾驶员座椅正下方的情况下，当迫使气体向上排出时，可能存在驾驶员的安全事故风险。
218.然而，当迫使气体如在根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元10中那样通过电池罐200的底部排出时，在圆柱形电池单元10位于电动车辆中的驾驶员座椅正下方的情况下不会发生上述问题。
219.如图3所示，帽板230的下端优选设置为高于电池罐200的下端。在这种情况下，即使当电池罐200的下端接触地面或用于形成模块或电池组的壳体的底部时，帽板230也不接触地面或用于形成模块或电池组的壳体的底部。
220.因此，可以防止排气凹槽231破裂所需的压力由于圆柱形电池单元10的重量而不同于设计压力的现象，由此允许排气凹槽231的平稳破裂。
221.参照图3，下集流器板700联接到电极组件100的底部。下集流器板700由导电金属(例如铝、钢、铜和镍)制成，并电连接到第二电极集流器的第二未涂覆区域120。
222.优选地，下集流器板700电连接到电池罐200。为此，下集流器板700的边缘区域的至少一部分可以插置并固定在电池罐200的内表面与密封垫圈260之间。
223.在一实施方式中，下集流器板700的边缘区域的至少一部分可以通过焊接固定到卷边部分240，同时支撑在形成在电池罐200的下端部处的卷边部分240的下端部表面上。在一变型中，下集流器板700的边缘区域的至少一部分可以直接焊接到电池罐200的内壁表面。
224.优选地，除了下集流器板700与卷边部分的联接区域之外的剩余区域的至少一部分可以通过焊接(例如激光焊接)联接到第二未涂覆区域120的弯曲表面。
225.例如，下集流器板700的边缘的至少一部分可电联接到卷边部分240的上表面和下表面当中与压边部分250相邻的表面。
226.此外，根据本公开的实施方式的电极组件100可以包括第一电极集流器和第二电极集流器，第一电极集流器可以包括第一未涂覆区域，并且第二电极集流器可以包括第二未涂覆区域。另外，第一未涂覆区域和/或第二未涂覆区域的至少一部分可以被划分成多个区段，并且区段的结构将在下面详细描述。
227.参照图12，在电极板60的未涂覆区域43中，芯侧未涂覆区域b1和外周侧未涂覆区域b3的高度为0或更大，并且小于中间未涂覆区域b2。另外，芯侧未涂覆区域b1的高度和外周侧未涂覆区域b3的高度可以相等或不同。
228.优选地，中间未涂覆区域b2的至少一部分可以包括多个区段61。多个区段61可以在其从芯到外周时具有逐步增加的高度。
229.区段61可以通过激光开槽形成。区段61可以通过公知的金属膜切割工艺形成，例如超声切割或冲压。
230.在图12中，优选地，在区段61之间的切割线的下端(图13中的c4)与活性材料层42之间形成预定间隙，以防止在使未涂覆区域43弯曲时对活性材料层42和/或绝缘涂层44的损坏。这是因为当未涂覆区域43弯曲时，应力集中发生在切割线的下端附近。间隙优选为0.2mm至4mm。当间隙被调整到对应的数值范围时，可以防止靠近切割线的下端的活性材料层42和/或绝缘涂层44被在使未涂覆区域43弯曲时发生的应力损坏。另外，间隙可以防止由
区段61的开槽或切割中的间隙引起的对活性材料层42和/或绝缘涂层44的损坏。优选地，当卷绕电极板60时，绝缘涂层44的至少一部分可以通过隔膜暴露。在这种情况下，绝缘涂层44可以在区段61弯曲时支撑弯曲点。
231.多个区段61可以在其从芯转到外周时形成多个区段组。同一区段组中的区段的宽度、高度或间距中的至少一个可以基本上相等。
232.图13是示出根据本公开的实施方式的区段61的宽度、高度和间距的定义的图。
233.参照图13，区段61的宽度c1、高度c2和间距c3被设计成当使未涂覆区域43弯曲时防止未涂覆区域43撕裂，并且充分增加未涂覆区域43的交叠层的数量以在没有未涂覆区域43的异常变形的情况下改进焊接强度。异常变形是指当弯曲点下方的未涂覆区域不再保持其线性并且塌陷时发生的不规则变形。
234.优选地，区段61的宽度c1可以在1mm至6mm的范围内调节。当c1小于1mm时，存在足以确保当区段61朝向芯弯曲时的焊接强度的非交叠区域或空的空间(间隙)。相反，当c1大于6mm时，弯曲点附近的未涂覆区域43有可能在区段61弯曲时被应力撕裂。
235.另外，区段61的高度可以在2mm至10mm的范围内调节。当c2小于2mm时，存在足以确保当区段61朝向芯弯曲时的焊接强度的非交叠区域或空的空间(间隙)。相反，当c2大于10mm时，难以在卷绕方向x上均匀地保持未涂覆区域的平坦度的同时制造电极集流器。也就是说，未涂覆区域的高度增加，从而导致膨胀。另外，区段61的间距c3可以在0.05mm至1mm的范围内调节。当c3小于0.05mm时，弯曲点附近的未涂覆区域43可能在区段61弯曲时被应力撕裂。相反，当c3大于1mm时，存在足以确保当区段61弯曲时的焊接强度的非交叠区域或空的空间(间隙)。
236.参照图13，切口部分62在卷绕方向x上定位在两个相邻区段61之间。切口部分62与通过去除未涂覆区域43而形成的空间相对应。优选地，切口部分62的下拐角可以具有圆形形状(参见部分放大图)。当卷绕电极板60和/或弯曲区段61时，圆形形状可以减小施加到切口部分62的下端的应力。
237.返回参照图12，芯侧未涂覆区域b1的宽度d
b1
被设计成满足当中间未涂覆区域b2的区段61朝向芯弯曲时不需要覆盖电极组件芯的中空部的要求。
238.在示例中，芯侧未涂覆区域b1的宽度d
b1
可以与第1组的区段61的弯曲长度成比例地增加。弯曲长度与区段61相对于弯曲点(图13中的63)的高度相对应。参照图13，c4表示最低可弯曲点。弯曲点可以适当地设置为由c4指示或高于c4的位置。弯曲长度是从弯曲点到区段61的顶部的长度。具体地，弯曲点可以被设置为区段61相对于c4的高度c2的预定点。预定点可以被设置为防止由在使区段61弯曲时发生的应力引起的对活性材料层42或绝缘涂层44的机械损坏，并且在区段61在电极组件的径向方向上弯曲时确保在径向方向上的足够数量的交叠层，由此在将集流器板焊接到区段61的弯曲区域时确保足够的焊接强度。
239.在具体示例中，当电极板60用于制造具有46800形状因子的圆柱形单元的电极组件时，芯侧未涂覆区域b1的宽度d
b1
可以根据电极组件芯的直径被设置为180mm至350mm。
240.在一实施方式中，每个区段组的宽度可以被设计为形成电极组件的相同卷绕匝。
241.这里，当电极板60被卷绕时，可以基于芯侧未涂覆区域b1的端部对卷绕匝进行计数。
242.在另一变型中，每个区段组的宽度以可被设计为形成电极组件的至少一个卷绕
匝。
243.在又一变型中，同一区段组中的区段61的宽度和/或高度和/或间距可以在该组中逐渐和/或逐步和/或不规则地增大或减小。
244.第1组至第8组仅是区段组的示例。组的数量、每组中的区段61的数量和该组的宽度可以优选地被调节，使得区段61交叠成多层，以将应力分散到最大并确保在未涂覆区域43的弯曲工艺中足够的焊接强度。
245.在另一变型中，外周侧未涂覆区域b3的高度可以逐渐或逐步减小。
246.在又一变型中，中间未涂覆区域b2的分段结构可以延伸至外周侧未涂覆区域b3(参见虚线)。在这种情况下，以与中间未涂覆区域b2相同的方式，外周侧未涂覆区域b3可以包括多个区段。在这种情况下，外周侧未涂覆区域b3的区段的宽度和/或高度和/或间距可以比中间未涂覆区域b2的区段的宽度和/或高度和/或间距大。可选地，外周侧未涂覆区域b3的分段结构可以与中间未涂覆区域b2的最外区段组相同。
247.在具体实施方式中，当电极板60用于制造具有46800形状因子的圆柱形单元的电极组件时，芯侧未涂覆区域b1的宽度d
b1
可以是180mm至350mm。第1组的宽度可以是芯侧未涂覆区域b1的宽度的35％至40％。第2组的宽度可以是第1组的宽度的130％至150％。第3组的宽度可以是第2组的宽度的120％至135％。第4组的宽度可以是第3组的宽度的85％至90％。第5组的宽度可以是第4组的宽度的120％至130％。第6组的宽度可以是第5组的宽度的100％至120％。第7组的宽度可以是第6组的宽度的90％至120％。第8组的宽度可以是第7组的宽度的115％至130％。以与芯侧未涂覆区域b1的宽度相同的方式，外周侧未涂覆区域b3的宽度d
b3
可以是180mm至350mm。
248.第1组至第8组的宽度没有示出均匀增大或减小的图案，因为区段的宽度随着其从第1组至第8组而逐渐增大，但是组中的区段的数量限于整数。因此，特定区段组中的区段的数量可以减少。因此，如图所示，组的宽度可以在其从芯到外周时示出不规则的变化。
249.也就是说，当在电极组件的周向方向上连续相邻的三个区段组的卷绕方向宽度分别为w1、w2和w3时，可以包括具有小于w2/w1的w3/w2的区段组的组合。
250.在具体示例中，与第4组至第6组的情况相同。第5组与第4组的宽度比为120％至130％，并且第6组与第5组的宽度比为100％至120％且其值小于120％至130％。
251.参照图14，电极板70与图12基本相同，除了区段61’的形状从矩形形状变为梯形形状。
252.图15示出了梯形区段61’的宽度、高度和间距的定义。
253.参照图15，区段61’的宽度d1、高度d2和间距d3被设计成当使未涂覆区域43弯曲时防止未涂覆区域43在弯曲点附近撕裂，并且充分增加未涂覆区域43的交叠层的数量以在没有未涂覆区域43的异常变形的情况下确保足够的焊接强度。
254.优选地，区段61’的宽度d1可以在1mm至6mm的范围内调节。当d1小于1mm时，存在足以确保当区段61’朝向芯弯曲时的焊接强度的非交叠区域或空的空间(间隙)。相反，当d1大于6mm时，弯曲点附近的未涂覆区域43有可能在区段61弯曲时被应力撕裂。另外，区段61’的高度可以在2mm至10mm的范围内调节。当d2小于2mm时，存在足以确保当区段61’朝向芯弯曲时的焊接强度的非交叠区域或空的空间(间隙)。相反，当d2大于10mm时，难以在卷绕方向上均匀地保持未涂覆区域的平坦度的同时制造电极集流器。另外，区段61’的间距d3可以在
0.05mm至1mm的范围内调节。当d3小于0.05mm时，弯曲点d4附近的未涂覆区域43可能在区段61’弯曲时被应力撕裂。相反，当d3大于1mm时，存在足以确保当区段61’弯曲时的焊接强度的非交叠区域或空的空间(间隙)。
255.切口部分62在卷绕方向x上定位在两个相邻区段61之间。切口部分62与通过去除未涂覆区域43而形成的空间相对应。优选地，切口部分62的下拐角可以具有圆形形状(参见部分放的区段)。当区段61’弯曲时，圆形形状可以减小应力。
256.参照图14和图15，多个区段61’可以在其从芯到外周时增大梯形的内部底角θ。当电极板70的半径增大时，曲率增大。当区段61’的内部底角θ随着电极组件的半径增大而增大时，可以减小当区段61’弯曲时在径向方向和周向方向上发生的应力。另外，随着内部底角θ的增大，当区段61’弯曲时，与内部区段61’的交叠面积和交叠层的数量增加，由此均匀地确保径向方向和周向方向上的焊接强度并平坦地形成弯曲表面。
257.在一示例中，在电极板70用于制造具有46800形状因子的圆柱形单元的电极组件的情况下，当电极板70的半径从4mm增大到22mm时，区段61'的内角可以在60
°
至85
°
的范围内逐步增大。
258.在一变型中，以与第一实施方式和第二实施方式相同的方式，外周侧未涂覆区域b3的高度可以逐渐或逐步减小。另外，中间未涂覆区域b2的分段结构可以延伸至外周侧未涂覆区域b3(参见虚线)。在这种情况下，以与中间未涂覆区域b2相同的方式，外周侧未涂覆区域b3可以包括多个区段。在这种情况下，外周侧未涂覆区域b3的区段的宽度和/或高度和/或间距可以比中间未涂覆区域b2的区段的宽度和/或高度和/或间距大。可选地，外周侧未涂覆区域b3的分段结构可以与中间未涂覆区域b2的最外区段组基本相同。
259.在具体实施方式中，当电极板70用于制造具有46800形状因子的圆柱形单元的电极组件时，芯侧未涂覆区域b1的宽度d
b1
可以是180mm至350mm。第1组的宽度可以是芯侧未涂覆区域b1的宽度的35％至40％。第2组的宽度可以是第1组的宽度的130％至150％。第3组的宽度可以是第2组的宽度的120％至135％。第4组的宽度可以是第3组的宽度的85％至90％。第5组的宽度可以是第4组的宽度的120％至130％。第6组的宽度可以是第5组的宽度的100％至120％。第7组的宽度可以是第6组的宽度的90％至120％。第8组的宽度可以是第7组的宽度的115％至130％。以与芯侧未涂覆区域b1的宽度相同的方式，外周侧未涂覆区域b3的宽度d
b3
可以是180mm至350mm。第1组至第8组的宽度没有示出均匀增大或减小的图案，因为区段的宽度随着其从第1组至第8组而逐渐增大，但是组中的区段的数量限于整数。因此，特定区段组中的区段的数量可以减少。因此，如图所示，组的宽度可以在其从芯到外周时示出不规则的变化。
260.也就是说，当在电极组件的周向方向上连续相邻的三个区段组的卷绕方向宽度分别为w1、w2和w3时，可以包括具有小于w2/w1的w3/w2的区段组的组合。
261.在具体示例中，与第4组至第6组的情况相同。第5组与第4组的宽度比为120％至130％，并且第6组与第5组的宽度比为100％至120％且其值小于120％至130％。
262.参照图16，电极集流器的未涂覆区域43a包括与电极组件100的芯相邻的芯侧未涂覆区域b1、与电极组件100的外周表面相邻的外周侧未涂覆区域b3、以及插置在芯侧未涂覆区域b1与外周侧未涂覆区域b3之间的中间未涂覆区域b2。
263.芯侧未涂覆区域b1的高度比中间未涂覆区域b2的高度小。另外，在中间未涂覆区
域b2中，设置在最内侧的未涂覆区域43a的弯曲长度等于或小于芯侧未涂覆区域b1的径向长度r。弯曲长度h与未涂覆区域43a相对于未涂覆区域43a被弯曲的点的高度(图13中的h，图15中的h)相对应。
264.因此，即使当中间未涂覆区域b2被弯曲时，电极组件100的芯的中空部102也不被弯曲部分封闭。当中空部102未封闭时，可以容易地执行电解质注入工艺，由此提高电解质溶液注入效率。另外，负极(或正极)的集流器板与电池罐(或铆接端子)之间的焊接工艺可以通过将焊接夹具穿过中空部102插入来容易地执行。
265.外周侧未涂覆区域b3的高度比中间未涂覆区域b2的高度小。因此，当电池的卷边部分被按压在外周边侧未涂覆区域b3附近时，可以防止卷边部分与外周边侧未涂覆区域b3之间的接触。
266.在一变型中，与图16相反，外周侧未涂覆区域b3的高度可以逐渐或逐步减小。另外，在图16中，中间未涂覆区域b2的靠近外周的部分的高度相等，但是中间未涂覆区域b2的高度可以从芯侧未涂覆区域b1与中间未涂覆区域b2之间的边界到中间未涂覆区域b2与外周侧未涂覆区域b3之间的边界逐渐或逐步增大。
267.下未涂覆区域43b具有与上未涂覆区域43a相同的结构。在一变型中，下未涂覆区域43b可以具有常规的电极集流器结构或其它实施方式(变型)的电极集流器结构。
268.上未涂覆区域43a和下未涂覆区域43b的端部101可以从电极组件100的外周向芯弯曲。在这种情况下，芯侧未涂覆区域b1和外周侧未涂覆区域b3基本上不弯曲。
269.当中间未涂覆区域b2包括多个区段时，可以减小弯曲应力，由此防止未涂覆区域43a在弯曲点附近的撕裂或异常变形。另外，当根据上述实施方式的数值范围调节区段的宽度和/或高度和/或间距时，在区段朝向芯弯曲时，区段在不在弯曲表面(从y轴观察的表面)中形成空孔(间隙)的情况下在足够的多层中交叠以确保焊接强度。
270.参照图17，电极组件110与图16的电极组件100基本上相同，除了外周侧未涂覆区域b3的高度基本上等于中间未涂覆区域b2的最外侧的高度。外周侧未涂覆区域b3可以包括多个区段。
271.在电极组件110中，芯侧未涂覆区域b1的高度比中间未涂覆区域b2的高度小。另外，在中间未涂覆区域b2中，设置在最内侧的未涂覆区域的弯曲长度h等于或小于芯侧未涂覆区域b1的径向长度r。
272.因此，即使当中间未涂覆区域b2被弯曲时，电极组件110的芯的中空部112也不被弯曲部分封闭。当中空部112未封闭时，可以容易地执行电解质注入工艺，由此提高电解质溶液注入效率。另外，负极(或正极)的集流器板与电池罐(或铆接端子)之间的焊接工艺可以通过将焊接夹具穿过中空部112插入来容易地执行。
273.在一变型中，中间未涂覆区域b2的高度从芯到外周的逐渐或逐步增大可以扩展到外周侧未涂覆区域b3。在这种情况下，未涂覆区域43a的高度可以从芯侧未涂覆区域b1与中间未涂覆区域b2之间的边界到电极组件110的最外表面逐渐或逐步增大。
274.下未涂覆区域43b具有与上未涂覆区域43a相同的结构。在一变型中，下未涂覆区域43b可以具有常规的电极集流器结构或其它实施方式(变型)的电极集流器结构。
275.上未涂覆区域43a和下未涂覆区域43b的暴露的弯曲表面111可以从电极组件110的外周向芯弯曲。在这种情况下，芯侧未涂覆区域b1基本上不弯曲。
276.当中间未涂覆区域b2和外周侧未涂覆区域b3包括多个区段时，可以减小弯曲应力，从而防止未涂覆区域43a、43b在弯曲点附近的撕裂或异常变形。另外，当根据上述实施方式的数值范围调节区段的宽度和/或高度和/或间距时，在区段朝向芯弯曲时，区段在不在弯曲表面(从y轴观察的表面)上形成空孔(间隙)的情况下在足够的多层中交叠以确保焊接强度。
277.图18是示意性地示出根据本公开的实施方式的电池组的配置的图。
278.参照图18，根据本公开的实施方式的电池组800包括彼此电连接的圆柱形电池单元10的组件和容纳该组件的电池组壳体810。圆柱形电池单元10是根据上述实施方式的电池单元。在附图中，为了便于例示，省略了一些部件，例如，用于圆柱形电池单元10的电连接的汇流条、冷却单元、外部端子等。
279.电池组800可以安装在车辆900中。车辆900可以是例如电动车辆、混合动力电动车辆或插电式混合动力电动车辆。车辆900包括四轮车或两轮车。
280.图19是例示包括图18的电池组的车辆的图。
281.参照图19，根据本公开的实施方式的车辆900包括根据本公开的实施方式的电池组800。根据本公开的实施方式，车辆900使用从电池组800供应的电力来操作。
282.虽然上文已经针对有限数量的实施方式和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员显而易见的是，可以在本公开的技术方面和所附权利要求及其等同范物的围内对其进行各种修改和改变。
283.附图标记的说明
284.10：圆柱形电池单元
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100：电极组件
285.110：第一未涂覆区域
ꢀꢀꢀꢀ
120：第二未涂覆区域
286.200：电池罐
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210：封闭部分
287.211：通孔
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220：开口部分
288.230：帽板
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231：排气凹槽
289.240：卷边部分
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250：压边部分
290.260：密封垫圈
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300：集流器板
291.310：焊接区域
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400：单元端子
292.410：端子插入部分
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500：绝缘构件
293.510：绝缘带
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511：第一部分
294.512：第二部分
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515：切口部分
295.600：绝缘板
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700：下集流器板
296.800：电池组
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
810：电池组壳体
297.900：车辆