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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der chinesischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer 2023201893728, die am 8. Februar 2023 beim chinesischen Patentamt eingereicht wurde, deren gesamter Inhalte durch Bezugnahme in diese Anmeldung aufgenommen werden.
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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Anmeldung bezieht sich auf das technische Gebiet der Batteriezelle, beispielsweise auf eine Elektrodenplatte und eine Batteriezelle.
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STAND DER TECHNIK
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Mit der rasanten Entwicklung der Technologie der Batteriezelle haben die Menschen höhere Anforderungen an die Energiedichte, die Entladerate und den Anstieg der Entladetemperatur von Lithium-Ionen-Batteriezellen gestellt.
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Derzeit wird bei der Herstellung von Elektrodenplatten häufig eine einzelne Lasche an eine Seite des Stromkollektors geschweißt, und die Batteriezelle wird durch das Aufwickeln von zwei Elektrodenplatten mit entgegengesetzter Polarität und einem Separator gebildet, wobei die betreffende Technologie folgende technische Mängel aufweist: der Innenwiderstand der Batteriezelle mit einer einzelnen Lasche ist sehr groß und erzeugt beim Schnellladen große Hitze, was sich auf die Lebensdauer und Sicherheitsleistung der Batteriezelle auswirkt.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Anmeldung stellt eine Elektrodenplatte mit einfacher Struktur und guter Sicherheitsleistung bereit.
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Die vorliegende Anmeldung stellt eine Batteriezelle mit einer einfachen Struktur und einer geringen Dicke bereit.
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Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung übernehmen die folgenden technischen Lösungen:
- in einem ersten Aspekt stellen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung eine Elektrodenplatte bereit, die einen Stromkollektor und Aktivmaterialschichten umfasst, wobei die Aktivmaterialschichten auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Stromkollektors angeordnet sind, wobei eine der Aktivmaterialschichten, die auf einer Seite liegt, eine erste Nut aufweist und eine der Aktivmaterialschichten, die auf der anderen Seite liegt, eine zweite Nut aufweist, wobei die Nutböden der ersten Nut und der zweiten Nut jeweils bis zum Stromkollektor durchdringen können, wobei in die erste Nut und in die zweite Nut jeweils eine Lasche eingesetzt ist, wobei die zwei Laschen mit dem Stromkollektor verbunden sind, und wobei die zwei Laschen miteinander verbunden sind.
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In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die zwei Laschen über ein Stromsammelstück miteinander verbunden sind.
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In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die jeweilige Lasche eine Metallplatte und einen Isolierkleber umfasst, der am Außenumfang der Metallplatte vorgesehen ist, wobei die beiden Metallplatten jeweils in die erste Nut bzw. die zweite Nut eingesetzt sind, und wobei die beiden Metallplatten über das Stromsammelstück miteinander verbunden sind, wobei zwei Isolierkleber entlang einer ersten Richtung nebeneinander angeordnet sind, wobei die erste Richtung eine Längsrichtung ist, in der sich die Elektrodenplatte ausdehnt.
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In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die erste Nut und die zweite Nut gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die Größe der ersten Nut und der zweiten Nut entlang der ersten Richtung größer oder gleich dem Doppelten der Größe des Isolierklebers entlang der ersten Richtung ist; oder
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Projektionen der ersten Nut und der zweiten Nut auf den Stromkollektor entlang der ersten Richtung nebeneinander angeordnet sind, wobei die Größe der ersten Nut und der zweiten Nut entlang der ersten Richtung größer als die Größe des Isolierklebers entlang der ersten Richtung ist.
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In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die Größe der Elektrodenplatte mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt: eine Dicke der Aktivmaterialschicht liegt im Bereich von 0,05 bis 0,2 mm; eine Dicke der Lasche liegt im Bereich von 0,1 bis 0,7mm; eine Dicke des Isolierklebers liegt im Bereich von 0,05 bis 0,3mm.
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In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die erste Nut und die zweite Nut mindestens ein Ende der Aktivmaterialschicht entlang der Breitenrichtung in der Ausdehnung der Elektrodenplatte durchdringen können.
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In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass sich die erste Nut und die zweite Nut an einer Position, die nicht eine Endposition ist, in der Längsrichtung in der Ausdehnung der Elektrodenplatte befinden.
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In einem zweiten Aspekt stellen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung eine Batteriezelle bereit, wobei die Batteriezelle aus einem Separator sowie einer positiven Elektrodenplatte und einer negativen Elektrodenplatte, die sich auf beiden Seiten des Separators befinden, durch ein Umwickeln ausgebildet ist, wobei die positive Elektrodenplatte und die negative Elektrodenplatte die oben erwähnten Elektrodenplatten sind.
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In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass eine von der positiven Elektrodenplatte und der negativen Elektrodenplatte mit einer ersten Nut der Elektrodenplatte und einer zweiten Nut der Elektrodenplatte versehen ist, und die andere von der positiven Elektrodenplatte und der negativen Elektrodenplatte jeweils mit einer ersten Ausweichnut an einer der ersten Nut gegenüberliegenden Position und einer zweiten Ausweichnut an einer der zweiten Nut gegenüberliegenden Position versehen ist, wobei nach dem Aufwickeln der Batteriezelle zwischen der ersten Ausweichnut und der ersten Nut, die einander gegenüberliegen, und zwischen der zweiten Ausweichnut und der zweiten Nut, die einander gegenüberliegen, jeweils ein Aufnahmeraum zur Aufnahme der Lasche der Elektrodenplatte ausgebildet ist.
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In einem Ausführungsbeispiel ist es vorgesehen, dass die Dicke der Lasche kleiner oder gleich der Größe des Aufnahmeraums entlang der zweiten Richtung ist.
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Der vorteilhafte Effekt der vorliegenden Anmeldung besteht darin, dass die Aktivmaterialschicht auf den beiden gegenüberliegenden Seiten des Stromkollektors jeweils mit einer Nut versehen ist, wobei in den zwei Nuten jeweils eine Lasche eingeschweißt ist, wobei die zwei Laschen mit dem Stromkollektor verbunden sind und die beiden Laschen miteinander verbunden sind, wodurch eine Elektrodenplatte mit einer Struktur mit zwei Laschen entsteht, bei der an beiden Seiten des Stromkollektors jeweils eine Lasche angeschweißt ist, wobei die Elektrodenplatte mit einer Struktur mit zwei Laschen die Stromleitung begünstigt, wodurch der Innenwiderstand der Batteriezelle effektiv reduziert wird, die beim schnellen Laden der Batteriezelle erzeugte Wärme verringert wird und die Lebensdauer und Sicherheitsleistung der Batteriezelle effektiv verbessert werden.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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- 1 ist eine schematische strukturelle Darstellung der Elektrodenplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung;
- 2 ist ein schematisches Diagramm der Zusammenarbeit zwischen dem Stromkollektor und der Aktivmaterialschicht gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung;
- 3 ist eine schematische strukturelle Darstellung der Batteriezelle gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung;
- 4 ist ein schematisches Diagramm der Zusammenarbeit zwischen der positiven Elektrodenplatte, der negativen Elektrodenplatte und dem Separator gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung;
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In den Zeichnungen:
- 1. Stromkollektor; 2. Aktivmaterialschicht; 21. Erste Nut; 22. Zweite Nut; 23. Erste Ausweichnut; 24. Zweite Ausweichnut; 3. Lasche; 31. Metallplatte; 32. Isolierkleber; 4. Stromsammelstück; 5. Separator; 6. Positive Elektrodenplatte; 7. Negative Elektrodenplatte.
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KONKRETE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Bei der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung ist anzumerken, dass, sofern nicht anders angegeben und eingeschränkt, die Begriffe „Anbindung“, „Verbindung“, „Befestigung“ weit zu verstehen sind, beispielsweise kann es sich um eine feste Verbindung oder eine lösbare Verbindung oder integrale Verbindung handeln; es kann sich um mechanische oder elektrische Verbindung handeln; es kann sich um direkte Verbindung handeln oder um indirekte Verbindung über zwischengeschaltetes Medium handeln und kann sich um eine interne Kommunikation zweier Elemente oder um eine Wechselbeziehung zweier Elemente handeln. Der Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet kann die Bedeutungen der vorstehenden Begriffe in der vorliegenden Anmeldung gemäß Situationen verstehen.
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Bei der vorliegenden Anmeldung kann der Fall, dass sich das erste Merkmal „über“ oder „unter“ dem zweiten Merkmal befindet, umfassen, dass das erste und das zweite Merkmal in direktem Kontakt stehen, oder dass das erste und das zweite Merkmal nicht in direktem Kontakt stehen, sondern über ein anderes Merkmal zwischen ihnen in Kontakt stehen. Darüber hinaus kann der Fall, dass das erste Merkmal „über“, „auf“ und „oberhalb“ dem zweiten Merkmal liegt, umfassen, dass das erste Merkmal direkt über und schräg über dem zweiten Merkmal liegt, oder einfach bedeuten, dass das erste Merkmal eine höhere Ebene als das zweite Merkmal hat. Der Fall, dass das erste Merkmal „unter“, „unterhalb“ und „hinab“ dem zweiten Merkmal liegt, kann umfassen, dass das erste Merkmal direkt unter und schräg unter dem zweiten Merkmal liegt, oder bedeuten einfach, dass das erste Merkmal eine kleinere Ebene als das zweite Merkmal hat.
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Wie in den 1 und 2 dargestellt, umfasst die Elektrodenplatte gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung einen Stromkollektor 1 und Aktivmaterialschichten 2, wobei die Aktivmaterialschichten 2 auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Stromkollektors 1 angeordnet sind, wobei eine der Aktivmaterialschichten 2, die auf einer Seite liegt, eine erste Nut 21 aufweist und eine der Aktivmaterialschichten 2, die auf der anderen Seite liegt, eine zweite Nut 22 aufweist, wobei die Nutböden der ersten Nut 21 und der zweiten Nut 22 jeweils bis zum Stromkollektor 1 durchdringen können, wobei in die erste Nut 21 und in die zweite Nut 22 jeweils eine Lasche 3 eingesetzt ist, wobei die Lasche 3 durch Laserschweißen mit dem Stromkollektor 1 verschweißt werden kann, wobei die zwei Laschen 3 jeweils mit dem Stromkollektor 1 verbunden sind, und wobei die zwei Laschen 3 miteinander verbunden sind. An den zwei gegenüberliegenden Seiten des Stromkollektors 1 ist jeweils eine Lasche 3 angeschweißt und die zwei Laschen 3 sind miteinander verbunden, wodurch eine Elektrodenplatte mit einer Struktur mit zwei Laschen entsteht, bei der an beiden Seiten des Stromkollektors 1 jeweils eine Lasche angeschweißt ist, wobei die Elektrodenplatte mit einer Struktur mit zwei Laschen die Stromleitung begünstigt, wodurch der Innenwiderstand der Batteriezelle effektiv reduziert wird, die beim schnellen Laden der Batteriezelle erzeugte Wärme verringert wird und die Lebensdauer und Sicherheitsleistung der Batteriezelle effektiv verbessert werden.
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Es ist erwähnenswert, dass sich, wie in 1 gezeigt, die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 an einer Position, die nicht eine Endposition ist, in der Längsrichtung in der Ausdehnung der Elektrodenplatte befinden (die Längsrichtung in der Ausdehnung der Elektrodenplatte ist die X-Richtung in 1), das heißt, die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 befinden sich an anderen Positionen als den beiden Enden der Aktivmaterialschicht 2 und können 1/15, 1/5, 1/3, 1/2 oder eine andere Position, die nicht eine Endposition ist, der Aktivmaterialschicht entlang der X-Richtung sein, ohne allzu viele Einschränkungen hier.
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In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie in 1 dargestellt, die zwei Laschen 3 über das Stromsammelstück 4 miteinander verbunden. Durch das Stromsammelstück 4 wird die Kontaktfläche der zwei Laschen 3 vergrößert und die Verbindungsfestigkeit der zwei Laschen 3 verbessert, wodurch die Leitfähigkeit des Stroms an der Verbindung zwischen den zwei Laschen 3 verbessert wird und die Wärmeentwicklung beim schnellen Laden und Entladen der Laschen 3 verringert wird.
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Optional, wie in 1 gezeigt, können die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 mindestens ein Ende der Aktivmaterialschicht 2 entlang der Breitenrichtung in der Ausdehnung der Elektrodenplatte durchdringen (die Breitenrichtung in der Ausdehnung der Elektrodenplatte ist die Y-Richtung in 1), wobei das Reinigungsverfahren der ersten Nut 21 und der zweiten Nut 22 eine Laserreinigung, eine mechanische Reinigung oder Schaumkleberreinigung oder dergleichen sein kann, und es gibt hier keine übermäßigen Einschränkungen. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durchdringen die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 nur ein Ende der Aktivmaterialschicht 2 entlang der Y-Richtung, wobei sich die jeweils in die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 eingesetzte Lasche 3 vom durchgehenden Ende der Nut bis zur Außenseite der Nut erstreckt, wobei die außerhalb der Nut verlaufenden Teile der zwei Laschen 3 dann durch das Stromsammelstück 4 miteinander verbunden werden, und mittlerweile kann das Ende der ersten Nut 21 und der zweiten Nut 22, das die Y-Richtung nicht vollständig durchdringt, während des Schweißens eine Abstützung für die Lasche 3 bieten, wodurch die Stabilität des Schweißens der Lasche 3 verbessert wird. In anderen Ausführungsbeispielen können die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 auch beide Enden der Aktivmaterialschicht 2 entlang der Y-Richtung vollständig durchdringen.
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Wie beispielsweise in 1 gezeigt, umfasst die Lasche 3 eine Metallplatte 31 und einen Isolierkleber 32, der am Außenumfang der Metallplatte 31 vorgesehen ist, wobei die beiden Metallplatten 31 jeweils in die erste Nut 21 bzw. die zweite Nut 22 eingesetzt sind, und wobei die beiden Metallplatten 31 über das Stromsammelstück 4 miteinander verbunden sind, wobei zwei Isolierkleber 32 entlang einer ersten Richtung X nebeneinander angeordnet sind, wobei die erste Richtung die X-Richtung ist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 gegenüberliegend angeordnet, wobei die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 symmetrisch in Bezug auf den Stromkollektor 1 angeordnet sind, was die Bildung der ersten Nut 21 und der zweiten Nut 22 gleichzeitig während des Produktionsprozesses erleichtert und dadurch die Produktion erleichtert. Die Größe der ersten Nut 21 und der zweiten Nut 22 entlang der X-Richtung ist größer oder gleich dem Doppelten der Größe des Isolierklebers 32 entlang der X-Richtung, so dass die Isolierkleber 32 der beiden Laschen 3 entlang der X-Richtung nebeneinander angeordnet sind, wodurch verhindert wird, dass sich die beiden Isolierkleber 32 gegenseitig stören, wenn die Metallplatten 31 der beiden Laschen 3 in die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 eingesetzt werden, wodurch die Schweißfestigkeit zwischen der Metallplatte 31 und dem Stromkollektor 1 sowie die Verbindungsfestigkeit zwischen der Metallplatte 31 und dem Stromsammelstück 4 gewährleistet wird. In anderen Ausführungsbeispielen sind Projektionen der ersten Nut 21 und der zweiten Nut 22 auf den Stromkollektor 1 entlang der X Richtung nebeneinander angeordnet, wobei die Größe der ersten Nut 21 und der zweiten Nut 22 entlang der X Richtung etwas größer als die Größe des Isolierklebers 32 entlang der X Richtung ist, und ebenfalls kann eine gegenseitige Störung der beiden Isolierkleber 32 beim Verschweißen der beiden Metallplatten 31 mit dem Stromkollektor 1 vermieden werden. Natürlich, wenn die Dicke des Isolierklebers 32 der beiden Laschen 3 klein ist, das heißt, wenn die Projektionen der beiden Isolierkleber 32 auf den Stromkollektor 1 überlappen, sind die beiden Isolierkleber 32, die sich am überlappenden Teil der Projektionen befinden, sind immer noch voneinander beabstandet, dann können direkt die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 vorgesehen werden, die etwas größer als die Größe der Metallplatte 31 entlang der X-Richtung sind.
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Wie beispielsweise in den 1 und 2 dargestellt, liegt die Dicke der Aktivmaterialschicht 2 im Bereich von 0,05 bis 0,2 mm; die Dicke der Lasche 3 liegt im Bereich von 0,1 bis 0,7mm; die Dicke des Isolierklebers 32 liegt im Bereich von 0,05 bis 0,3mm. Es ist zu beachten, dass die oben genannte Dickenrichtung jeweils die Dickenrichtung in der Ausdehnung der Elektrodenplatte ist (die Dickenrichtung in der Ausdehnung der Elektrodenplatte ist die Z-Richtung in 1).
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Die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung stellen auch eine Batteriezelle bereit, und wie in 3 gezeigt, ist die Batteriezelle aus einem Separator 5 sowie einer positiven Elektrodenplatte 6 und einer negativen Elektrodenplatte 7, die sich auf beiden Seiten des Separators 5 befinden, durch ein Umwickeln ausgebildet, wobei die positiven Elektrodenplatte 6 und die negative Elektrodenplatte 7 die Elektrodenplatten nach eines der oben genannten Ausführungsbeispiels sind.
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Optional ist, wie in 4 gezeigt, die positive Elektrodenplatte 6 mit einer ersten Nut 21 und einer zweiten Nut 22 versehen, und wobei die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 innen jeweils mit Laschen 3 versehen sind, wobei die zwei Laschen 3 miteinander verbunden sind, um eine gesamte Lasche an der positiven Elektrode auszubilden. Zu diesem Zeitpunkt ist die Aktivmaterialschicht 2 auf den beiden gegenüberliegenden Seiten der negativen Elektrodenplatte 7 jeweils mit einer ersten Ausweichnut 23 an einer der ersten Nut 21 gegenüberliegenden Position und einer zweiten Ausweichnut 24 an einer der zweiten Nut 22 gegenüberliegenden Position versehen ist, wobei nach dem Aufwickeln zwischen der ersten Ausweichnut 23 und der ersten Nut 21, die einander gegenüberliegen, und zwischen der zweiten Ausweichnut 24 und der zweiten Nut 22, die einander gegenüberliegen, jeweils ein Aufnahmeraum zur Aufnahme der Lasche 3 der positiven Elektrodenplatte 6 ausgebildet ist. Durch Anordnen der ersten Ausweichnut 23 und der zweiten Ausweichnut 24 auf der negativen Elektrodenplatte 7 kann die aus der ersten Nut 21 und der zweiten Nut 22 hervorstehenden Laschen 3 der positiven Elektrodenplatte 6 ausgewichen sein, wenn die positive Elektrodenplatte 6 und die negative Elektrodenplatte 7 zu einer Batteriezelle gewickelt werden, wodurch die durch die Laschen 3 verursachte Dickenzunahme verringert werden kann, wodurch die Dicke der Batteriezelle verringert wird und die Gesamtenergiedichte der Batteriezelle erhöht wird. Wenn außerdem die erste Nut 21 und die zweite Nut 22 auf der negativen Elektrodenplatte 7 ausgebildet werden, werden die erste Ausweichnut 23 und die zweite Ausweichnut 24 auf der positiven Elektrodenplatte 6 vorgesehen, um den Laschen 3 auf der negativen Elektrodenplatte 7 auszuweichen, wodurch das Problem des Dickenunterschieds vermeiden wird, der durch die aus der Aktivmaterialschicht 2 hervorstehenden Laschen 3 verursacht wird, und die Ebenheit der Batteriezelle wird verbessert.
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Optional ist, wie in 3 dargestellt, die Dicke der Lasche 3 kleiner oder gleich der Größe des Aufnahmeraums entlang der zweiten Richtung (die zweite Richtung ist die Dickenrichtung in der Ausdehnung der Elektrodenplatte, also die Z-Richtung in 1), wobei die Z-Richtung senkrecht zur X-Richtung steht, das heißt, die Lasche 3 kann vollständig im Aufnahmeraum aufgenommen werden, wodurch der Dickenunterschied der Batteriezelle an dieser Position effektiv verbessert und die Ebenheit der Batteriezelle verbessert wird.
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Exemplarisch umfasst die Elektrodenplatte auch ein Klebepapier, wobei die nach dem Schweißen freiliegenden Teile der Lasche 3 jeweils mit Klebepapier abgedeckt werden, wodurch verhindert werden kann, dass die Grate der Lasche 3 in den Separator 5 eindringen und einen internen Kurzschluss der Batteriezelle verursachen, und wobei die Isolierung zwischen den Elektrodenplatten verbessert werden, wodurch die Lebensdauer und Sicherheitsleistung der Batteriezelle gewährleistet werden.
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Bei der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung sollte verstanden sein, dass die Begriffe „oben“, „unten“ und dergleichen Ausrichtungen oder Positionsbeziehungen die auf den Zeichnungen basierenden gezeigten Ausrichtungen oder Positionsbeziehungen sind und nur der Bequemlichkeit der Beschreibung und der Vereinfachung des Bedienens dienen, anstatt anzugeben oder zu implizieren, dass die genannte Vorrichtung oder das Element eine bestimmte Ausrichtung oder eine bestimmte Ausrichtung aufweisen oder in einer bestimmten Ausrichtung konstruiert und betrieben werden muss, und sollten daher nicht als Einschränkung der vorliegenden Anmeldung ausgelegt werden.