(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】6239062
(24)【登録日】2017年11月10日
(45)【発行日】2017年11月29日
(54)【発明の名称】動力電池のヘッドカバー及び動力電池
(51)【国際特許分類】
H01M 2/34 20060101AFI20171120BHJP
H01M 2/04 20060101ALI20171120BHJP
H01M 2/30 20060101ALI20171120BHJP
【FI】
H01M2/34 A
H01M2/04 A
H01M2/30 D
【請求項の数】16
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2016-154030(P2016-154030)
(22)【出願日】2016年8月4日
【審査請求日】2016年8月4日
(31)【優先権主張番号】201610399651.1
(32)【優先日】2016年6月7日
(33)【優先権主張国】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】513196256
【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】特許業務法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】李全坤
(72)【発明者】
【氏名】▲ダン▼平華
(72)【発明者】
【氏名】王鵬
(72)【発明者】
【氏名】郭剣
(72)【発明者】
【氏名】朱凌波
(72)【発明者】
【氏名】林永寿
【審査官】
正 知晃
(56)【参考文献】
【文献】
特許第5415413(JP,B2)
【文献】
中国実用新案第203631651(CN,U)
【文献】
中国実用新案第204946952(CN,U)
【文献】
特開2014−086177(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01M 2/20 − 2/34
H01M 2/04
Japio−GPG/FX
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
動力電池のヘッドカバーであって、
ヘッドカバーシート、第1の電極ユニット及び第2の電極ユニットを備え、
第1の電極ユニットは絶縁部材、導電シート、逆転シート及び密封部材を備え、
前記ヘッドカバーシートに逆転シート接続孔及び固定孔が設置され、前記逆転シートは前記逆転シート接続孔を密封し、前記絶縁部材にヘッドカバーシート接続部及び導電シート接続部が設置され、前記絶縁部材は、前記ヘッドカバーシート接続部と前記固定孔とのフィッティングにより、前記ヘッドカバーシートの下方に固定され、前記導電シートは前記導電シート接続部によってヘッドカバーシートに絶縁固定され、前記導電シートは前記逆転シートに電気的に接続され、
前記密封部材は、前記固定孔から前記絶縁部材と前記ヘッドカバーシートとの間の隙間を経由して動力電池の内部までの経路を密封する動力電池のヘッドカバー。
【請求項2】
前記固定孔は上方が大きく下方が小さい階段孔であり、
前記密封部材は前記固定孔の上方から押し込まれ、前記固定孔を密封することを特徴とする請求項1に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項3】
前記密封部材の上面は前記ヘッドカバーシートの上面とそろっていることを特徴とする請求項2に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項4】
前記密封部材の外周面は上方から下方へ均一に内側へ傾斜し、前記固定孔は前記密封部材の外周面とマッチングすることを特徴とする請求項2又は3に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項5】
前記固定孔は少なくとも三段の階段構造を備え、前記密封部材は最も上方の一段の前記階段構造において設置されることを特徴とする請求項4に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項6】
前記ヘッドカバーシート接続部の上部は前記密封部材に当接することを特徴とする請求項5に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項7】
前記ヘッドカバーシート接続部の上面は平面であり、前記密封部材の底面も平面であり、前記ヘッドカバーシート接続部の上面は前記密封部材の底面と貼り合わせることを特徴とする請求項6に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項8】
前記密封部材は前記ヘッドカバーシート接続部の周りに設置されるとともに、前記ヘッドカバーシートの下面と押圧され密封することを特徴とする請求項1に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項9】
前記絶縁部材に密封部材収容溝が設置され、前記密封部材収容溝は前記ヘッドカバーシート接続部の周りに設置され、前記密封部材は前記密封部材収容溝に設置されることを特徴とする請求項8に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項10】
前記密封部材は円環形状であることを特徴とする請求項8又は9に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項11】
前記密封部材と前記絶縁部材とは一体に設置され、前記密封部材は前記絶縁部材の上面から突出することを特徴とする請求項9に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項12】
前記密封部材はリング形状の鍔部であることを特徴とする請求項11に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項13】
前記ヘッドカバーシート接続部は係止部材であり、前記固定孔に係着されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項14】
前記ヘッドカバーシート接続部は固定コラムであり、前記固定コラムは前記固定孔に挿通され、ホットメルトで固定されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項15】
前記ヘッドカバーシート接続部は前記絶縁部材と一体又は別体に設置されることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の動力電池のヘッドカバー。
【請求項16】
請求項1乃至15のいずれか1項に記載の動力電池のヘッドカバーを備えることを特徴とする動力電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はエネルギー貯蔵装置の分野に関し、特に動力電池のヘッドカバー及び動力電池に関する。
【背景技術】
【0002】
EVハードケーシング電池については、過充電の問題を解決するために、本分野で一般的に用いられている方法は、セルが機能をなくす前に電池の主回路を切断し、電池に対して継続的に充電することを防止することにより、電池の安全を確保するものである。
【0003】
現在、角形状のハードケーシングの電池において、CID(電流切断構造)が用いられることがある。即ち、正極の主回路に一つの気圧逆転シート及びCIDを集積して一体化する導電シートが設けられる。導電シートの周囲はベアセルの電極ラグと溶接により接続され、導電シートのCID部分は逆転シートと溶接により一体に接続され、逆転シートはヘッドカバーシートと溶接により接続されることにより、電流を正極端子へ伝導する。
【0004】
導電シートは絶縁部材によりヘッドカバーシートに固定されるとともに、CIDを集積して一体化する導電シートをヘッドカバーシートと絶縁させる。然しながら、使用中、固定孔の箇所にガス漏れの問題が存在していると確認した。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明に係る動力電池のヘッドカバー及び動力電池は、上述した問題を解決することができる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第1の態様では、動力電池のヘッドカバーを提供している。当該動力電池のヘッドカバーは、ヘッドカバーシート、第1の電極ユニット及び第2の電極ユニットを備え、
第1の電極ユニットは、絶縁部材、導電シート、逆転シート及び密封部材を備え、
前記ヘッドカバーシートに逆転シート接続孔及び固定孔が設置され、前記逆転シートは前記逆転シート接続孔を密封し、前記絶縁部材にヘッドカバーシート接続部及び導電シート接続部が設置され、前記絶縁部材は、前記ヘッドカバーシート接続部と前記固定孔とのフィッティングにより、前記ヘッドカバーシートの下方に固定され、前記導電シートは前記導電シート接続部によってヘッドカバーシートに絶縁固定され、前記導電シートは前記逆転シートに電気的に接続され、
前記密封部材は、前記固定孔から前記絶縁部材と前記ヘッドカバーシートとの間の隙間を経由して動力電池の内部までの経路を密封する。
【0007】
好ましくは、前記固定孔は上方が大きく下方が小さい階段孔であり、
前記密封部材は、前記固定孔の上方から押し込まれ、前記固定孔を密封する。
【0008】
好ましくは、前記密封部材の上面は前記ヘッドカバーシートの上面とそろっている。
【0009】
好ましくは、前記密封部材の外周面は上方から下方へ均一に内側へ傾斜し、前記固定孔は前記密封部材の外周面とマッチングする。
【0010】
好ましくは、前記固定孔は少なくとも三段の階段構造を備え、前記密封部材は最も上方の一段の前記階段構造において設置される。
【0011】
好ましくは、前記ヘッドカバーシート接続部の上部は前記密封部材に当接する。
【0012】
好ましくは、前記ヘッドカバーシート接続部の上面は平面であり、前記密封部材の底面も平面であり、前記ヘッドカバーシート接続部の上面は前記密封部材の底面と貼り合わせる。
【0013】
好ましくは、前記密封部材は前記ヘッドカバーシート接続部の周りに設置されるとともに、前記ヘッドカバーシートの下面と押圧され密封する。
【0014】
好ましくは、前記絶縁部材に密封部材収容溝が設置され、前記密封部材収容溝は前記ヘッドカバーシート接続部の周りに設置され、前記密封部材は前記密封部材収容溝に設置される。
【0015】
好ましくは、前記密封部材は円環形状である。
【0016】
好ましくは、前記絶縁部材は一体に設置され、前記密封部材は前記絶縁部材の上面から突出する。
【0017】
好ましくは、前記密封部材はリング形状の鍔部である。
【0018】
好ましくは、前記ヘッドカバーシート接続部は係止部材であり、前記固定孔に係着される。
【0019】
好ましくは、前記ヘッドカバーシート接続部は固定コラムであり、前記固定コラムは前記固定孔に挿通され、ホットメルトで固定される。
【0020】
好ましくは、前記ヘッドカバーシート接続部は前記絶縁部材と一体又は別体に設置される。
【0021】
本発明の第2の態様では、上記の動力電池のヘッドカバーを備える動力電池を提供している。
【発明の効果】
【0022】
本発明に係る技術案は、下記の有益な効果を達成することができる。
本発明に係る動力電池では、密封部材を設けて密封することにより、動力電池の使用中に固定孔の箇所におけるガス漏れの問題を効果的に回避した。
理解すべきなのは、上述の一般的な説明及び後述の詳細な説明は例示的なものに過ぎず、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【
図1】本発明の実施例に係る動力電池のヘッドカバーの全体の側部断面図である。
【
図2】本発明の実施例に係る密封部材が直接的に固定孔を密封する動力電池のヘッドカバーの、
図1におけるA部分の部分拡大模式図である。
【
図3】
図2におけるB部分の部分拡大模式図である。
【
図4】本発明の実施例に係る密封部材が絶縁部材とヘッドカバーシートとの間の隙間を密封する動力電池のヘッドカバーの、
図1におけるA部分の部分拡大模式図である。 ここでの図面は、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、本発明に合致する実施例を示しており、明細書と共に本発明の原理を解釈するために用いられる。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、具体的な実施例により、図面を参照しながら、本発明をさらに詳しく説明する。ここで記載されている「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は、何れも図面における動力電池のヘッドカバー及びその動力電池の配置状態を基準として定義されている。
【0025】
図1に示すように、本発明の実施例では、動力電池のヘッドカバーを提供している。当該動力電池のヘッドカバーは、ヘッドカバーシート10、第1の電極ユニット20及び第2の電極ユニット30を備える。ここで、第2の電極ユニット30とヘッドカバーシート10とは電気的に絶縁される。
図2に示すように、第1の電極ユニット20は絶縁部材200、導電シート202、逆転シート204及び密封部材206を備える。本実施例において、ヘッドカバーシート10に逆転シート接続孔100及び固定孔102が設置され、逆転シート204は逆転シート接続孔100に固定され、且つ当該逆転シート接続孔100を密封するものである。絶縁部材200はヘッドカバーシート10の下方に位置し、導電シート202にはCIDが集積されているとともに、逆転シート204に電気的に接続されており、その電気的な接続形態は、逆転シート204の中央部が溶接又は他の手段によって導電シート202におけるCIDに固定接続されるものである。
【0026】
動力電池の内部圧力が基準圧力を超えた場合、逆転シート204は逆転して導電シート202との電気的な接続状態から離脱することができる。
【0027】
逆転シート204は逆転シート接続孔100を密封しており、密封形態としては、逆転シート204の縁部が逆転シート接続孔100の上部又は底部に溶接されてもよく(例えば、
図1に示すように)、当該逆転シート接続孔100を密封することができればよい。当然ながら、逆転シート204はヘッドカバーシート10と一体成形されてもよい。即ち、ヘッドカバーシートは、逆転シート接続孔にて逆転シートがプレス成形されており、逆転シートは逆転シート接続孔100の上部又は底部に設置可能である。
【0028】
導電シート202を強固に固定させ、導電シート202が正常な組立て及び使用中に、断裂して機能なくしたり、変形したりすることを防止できるように、本実施例における絶縁部材200にはヘッドカバーシート接続部200a及び導電シート接続部200bが設けられる。ヘッドカバーシート接続部200aは固定孔102とフィッティングして接続されることにより絶縁部材200を固定する。導電シート202は導電シート接続部200bによって固定される。
【0029】
固定孔102とヘッドカバーシート接続部200aがフィッティングする形態は複数があり、例えば、固定孔102を上方が大きく下方が小さい階段孔にし、ヘッドカバーシート接続部200aを係止部材にし、係止部材を固定孔102に係着させる。或いは、ヘッドカバーシート接続部200aを固定コラムにし、固定コラムを固定孔102に挿通した後、ホットメルトで固定コラムの先端部の形状を変えて、固定コラムを固定孔102に固定してもよい。絶縁部材200は一般的にプラスチック材で製造され、それ自体が良い弾性及びホットメルト性能を有するため、ヘッドカバーシート接続部200aは絶縁部材200の他の部分と一体に設置可能である。当然ながら、ヘッドカバーシート接続部200aと絶縁部材200とは、別体構造にしてもよく、例えば、ヘッドカバーシート10がリベットによって絶縁部材200とリベットされる。
【0030】
固定孔102におけるガス漏れを防止するために、密封部材206で固定孔102から絶縁部材200とヘッドカバーシート10との間の隙間を経由して動力電池の内部までの経路を密封する必要がある。即ち、密封部材206がこの経路における任意の位置を密封することができれば、ガスが固定孔102から漏れ出す又は外部のガスが固定孔102から電池の内部へ流入することを阻止するすることができる。
【0031】
本実施例では、多種の設計が提供されている。
図2と
図3に示すように、固定孔102は上方が大きく下方が小さい階段孔が用いられる場合、ヘッドカバーシート接続部200aと固定孔102との組立接続が完了した後、密封部材206を直接的に上方から固定孔102に押し込み、固定孔102を密封させることができる。
【0032】
ヘッドカバーシート10の上面が一般的に他の部材に接続されるため、接続の便利のために、ヘッドカバーシート10の上面を平坦にするのが最も好ましい。そのため、密封部材206が固定孔102に押し込まれた後、密封部材206の上面はヘッドカバーシート10の上面とそろうのが最も好ましい。接続の更なる便利のために、本実施例における第1の電極ユニット20はさらに接続板208を備え、接続板208はヘッドカバーシート10の上面に設置されるとともに、固定孔102を覆っている。密封部材206がヘッドカバーシート10の上面とそろうため、接続板208がヘッドカバーシート10及び密封部材206に密接に貼り合せることができる。このように、接続の強度が向上した一方、固定孔102を閉鎖する機能作用が発揮することもでき、さらにガス漏れの確率を低下させる。
【0033】
図3に示すように、さらに密封部材206と固定孔102との密封性能を高めるために、密封部材206の外周面を上方から下方へ均一に内側へ傾斜する傾斜面に設計するとともに、固定孔102を密封部材206の外周面にマッチングさせることができる。このように、傾斜面によって密封部材206と固定孔102をより密接にフィッティングさせることができる。
【0034】
固定孔102には同時にヘッドカバーシート接続部200a及び密封部材206が設置されているため、この二つの部材が干渉することを防止するように、再び
図3を参照すると、本実施例における固定孔102は少なくとも三段の階段構造を備え、密封部材206は最も上方の一段の階段構造において設置され、下方に落下することがない。下方の他の階段構造はヘッドカバーシート接続部200aのために用いられる。このように、固定孔102の内部の空間を合理的に配分することができる。
【0035】
このような構造において、密封部材206は、縁部の部分のみが階段構造に支持され、中間にある大部分の領域が全てフローティング状態になる可能性があるため、密封部材206の構造の安定化に不利である。そのため、本実施例では、合理的な寸法の設計によって、ヘッドカバーシート接続部200aの上部を密封部材206に当接させて、密封部材206の中央部を支持することができる。このような場合、支持の面積を大きくするために、ヘッドカバーシート接続部200aの上面を平面にするとともに、密封部材206の底面も平面にするのは最も好ましく、この二つの平面の貼り合わせにより支持の面積を大きくする。
【0036】
本実施例において、密封部材206は、アルミニウム又はニッケル又はステンレス鋼などの材質を用いて、溶接により固定孔102に密封固定されてもよい。密封部材206は円形、方形、楕円形又は他の異なる断面形状であってもよく、密封部材206が固定孔102とフィッティングできるように確保すればよい。
【0037】
図4に示すように、密封部材206はヘッドカバーシート接続部200aの周りに設置され、ヘッドカバーシート10の下面に押圧されることにより密封されてもよい。ヘッドカバーシート接続部200aの周りが密封部材206によって密封されているため、動力電池におけるガスは密封部材206を通して固定孔102に流入することができず、さらに固定孔102から動力電池の外部へ漏れ出すこともできない。
【0038】
図4に示すように、本実施例では、絶縁部材200に密封部材収容溝200cを設置して密封部材206を収容することができる。密封部材収容溝200cはヘッドカバーシート接続部200aの周りに設置され、密封部材206は密封部材収容溝200cに設置される。密封部材206とヘッドカバーシート10との間ではより大きい押圧力を生じさせて密封部材206をしっかり押圧するために、密封部材収容溝200cの深さは密封部材206の高さよりも小さいことが最も好ましく、このように、密封部材206が密封部材収容溝200cに押し込まれた後、その一部が突出可能であり、そして、ヘッドカバーシート接続部200aが固定孔102とフィッティングして接続された後、その突出する部分を密封部材収容溝200cの底部へ押圧させることができ、これにより、密封部材206が密封部材収容溝200c及びヘッドカバーシート10と同時にしっかり押圧されて密封することができる。
【0039】
本実施例において、密封部材206は円環形状のシールリングにしてもよい。密封部材206の材質は、フッ素ゴム、PFA、PEなどの動力電池の電解液に対する耐性の良い材料を用いることが最も好ましい。
【0040】
密封部材206とヘッドカバーシート10との間の押圧力は、主にヘッドカバーシート接続部200aと固定孔102とのフィッティングによって供給され、絶縁部材200が一般的に弾性を有するプラスチックで製造されるため、密封部材206がヘッドカバーシート接続部200aから離れるほど、絶縁部材200及びヘッドカバーシート10から受けた付勢力が小さくなるため、密封の効果が劣化になる。そのため、本実施例において、密封部材収容溝200cをヘッドカバーシート接続部200aに隣接するように設置することが最も好ましい、これにより、密封部材206により大きい押圧力を受けさせ、密封の効果を高めた。また、ヘッドカバーシート接続部200aと固定孔102との間の付勢力の大きさも密封效果に大きな影響を与える。本実施例では、ヘッドカバーシート接続部200aは係止部材を用いることが最も好ましく、このような構造を採用すると、組立において瞬時的な力だけで係止部材を固定孔に押し込めば、その後、係止部材が長時間に亘って固定孔102と密接に係着することができる。
【0041】
なお、密封部材206が絶縁部材200と直接に一体成形され一体構造にすることも考えられ、例えば、絶縁部材200の上面には、上面から突出するリング形状の鍔部の形態の密封部材206を直接に設置してもよい。この場合、密封部材206が絶縁部材の上面から突出するため、ヘッドカバーシート10の下面と押圧され密封することができる。
【0042】
本実施例はさらに動力電池を提供している。本実施例に係る動力電池のヘッドカバーを採用すると、ガス漏れの発生を効果的に防止することができる。
【0043】
上述したのは本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではない。当業者にとって、本発明に対して、様々な変更と変化を行ってもよい。本発明の精神と範囲において行った如何なる変更、等価置換、改良等は、何れも本発明の保護範囲内に含まれるべきである。
【符号の説明】
【0044】
10 ヘッドカバーシート
100 逆転シート接続孔
102 固定孔
20 第1の電極ユニット
200 絶縁部材
200a ヘッドカバーシート接続部
200b 導電シート接続部
200c 密封部材収容溝
202 導電シート
204 逆転シート
206 密封部材
208 接続板
30 第2の電極ユニット
【要約】 (修正有)
【課題】固定孔におけるガス漏れの問題を効果的に回避する動力電池のヘッドカバーの提供。
【解決手段】ヘッドカバーシート10、第1の電極ユニット及び第2の電極ユニットを備え、第1の電極ユニットは絶縁部材200、導電シート202、逆転シート204及び密封部材206を備え、ヘッドカバーシートに逆転シート接続孔100及び固定孔102が設置され、逆転シートは逆転シート接続孔を密封し、絶縁部材にはヘッドカバーシート接続部200a及び導電シート接続部200bが設置され、絶縁部材は、ヘッドカバーシート接続部と固定孔とのフィッティングにより、ヘッドカバーシートの下方に固定され、導電シートは導電シート接続部によってヘッドカバーシートに絶縁固定され、導電シートは逆転シートに電気的に接続され、密封部材は固定孔から絶縁部材とヘッドカバーシートとの間の隙間を経由して動力電池の内部迄の経路を密封するヘッドカバーシート10。
【選択図】
図2