特許 7417641 電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-10

(45)【発行日】2024-01-18

(54)【発明の名称】電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/342 20210101AFI20240111BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240111BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240111BHJP

   H01M 10/651 20140101ALI20240111BHJP

   H01M 10/6554 20140101ALI20240111BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240111BHJP

   H01M 50/35 20210101ALI20240111BHJP

   H01M 50/367 20210101ALI20240111BHJP

【ＦＩ】

H01M50/342 201

H01M10/613

H01M10/625

H01M10/651

H01M10/6554

H01M50/204 401H

H01M50/342 101

H01M50/35 201

H01M50/367

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2021576686

(86)(22)【出願日】2020-07-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-07

(86)【国際出願番号】 CN2020101436

(87)【国際公開番号】W WO2022006891

(87)【国際公開日】2022-01-13

【審査請求日】2021-12-23

(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

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００

(74)【代理人】

【識別番号】100159329

【弁理士】

【氏名又は名称】三縄 隆

(72)【発明者】

【氏名】▲呉▼ ▲凱▼

(72)【発明者】

【氏名】王 ▲偉▼

(72)【発明者】

【氏名】侯 ▲躍▼攀

(72)【発明者】

【氏名】王 ▲鵬▼

(72)【発明者】

【氏名】▲陳▼ 小波

(72)【発明者】

【氏名】李 耀

(72)【発明者】

【氏名】林 永寿

【審査官】上野 文城

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２０８２９８９０９（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１０９５８５７２６（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０９１０４２７４（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２０９４０１６６２（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国特許出願公開第１１１１０６２７８（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１１０６２７７（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２００９－２３８６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０９０７１４６１（ＣＮ，Ｕ）

【文献】中国実用新案第２１０５７６１６３（ＣＮ，Ｕ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／３４２ － ３６７

Ｈ０１Ｍ １０／６１３

Ｈ０１Ｍ １０／６５５４

Ｈ０１Ｍ １０／６５１

Ｈ０１Ｍ １０／６２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池であって、
圧力解放機構を含む電池セルであって、前記圧力解放機構は前記電池セルの第１壁に設置され、前記圧力解放機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力又は温度を解放することに用いられる電池セルと、
流体を収容して前記電池セルの温度を調節するための熱管理部材と、を含み、
前記熱管理部材の第１表面は前記電池セルの前記第１壁に取り付けられ、前記熱管理部材は、前記圧力解放機構が作動する時に前記電池セル内から排出された排出物により破壊されて、前記排出物を前記熱管理部材に通過させるように構成され、
前記電池はさらに、
複数の前記電池セルを収容するための電気キャビティと、
前記圧力解放機構が作動する時に前記排出物を収集するための収集キャビティと、を含み、
前記熱管理部材は前記電気キャビティと前記収集キャビティを分離することに用いられ、
前記熱管理部材は、前記圧力解放機構が作動する時に前記排出物により破壊されて、前記排出物が前記熱管理部材を通過して前記収集キャビティに入るように構成される電池。

【請求項2】

前記熱管理部材には薄化領域が設置され、前記薄化領域は、前記圧力解放機構が作動する時に前記排出物により破壊されて、前記排出物を前記薄化領域に通過させるように構成される請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記熱管理部材には前記圧力解放機構と対向して設置される凹溝が設置され、前記凹溝の底壁に前記薄化領域が形成される請求項２に記載の電池。

【請求項4】

前記凹溝は前記熱管理部材の前記第１壁に面する表面に設置される請求項３に記載の電池。

【請求項5】

前記熱管理部材は第１熱伝導板と、第２熱伝導板とを含み、前記第１熱伝導板は前記第１壁と前記第２熱伝導板との間に位置し且つ前記第１壁に取り付けられ、前記第１熱伝導板の第１領域は前記第２熱伝導板に向かって凹んで前記凹溝を形成し、前記第１領域は前記第２熱伝導板に接続されている請求項４に記載の電池。

【請求項6】

前記第１領域には貫通穴が設置され、前記貫通穴の半径方向サイズは前記凹溝の半径方向サイズ未満である請求項５に記載の電池。

【請求項7】

前記熱管理部材の前記薄化領域の周りに位置する部分は前記排出物により破壊されて、前記流体を前記熱管理部材の内部から排出させる請求項２～６のいずれか一項に記載の電池。

【請求項8】

前記凹溝の側面は前記排出物により破壊されて、前記流体を前記熱管理部材の内部から排出させる請求項３～６のいずれか一項に記載の電池。

【請求項9】

前記凹溝の半径方向サイズは前記圧力解放機構から離れる方向上に徐々に小さくなる請求項８に記載の電池。

【請求項10】

前記凹溝は、前記圧力解放機構が作動する時に開かれる逃げキャビティとして構成される請求項３～６のいずれか一項に記載の電池。

【請求項11】

前記凹溝の深さは１ｍｍより大きい請求項１０に記載の電池。

【請求項12】

前記圧力解放機構の少なくとも一部は前記第１壁から突出し、前記逃げキャビティは前記圧力解放機構の前記少なくとも一部を収容することに用いられる請求項１０～１１のいずれか一項に記載の電池。

【請求項13】

前記電池セルの第２壁には電極端子が設置され、前記第２壁は前記第１壁と異なり、前記第２壁と前記第１壁とは対向して設置される請求項１～１２のいずれか一項に記載の電池。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれか一項に記載の電池を含む電力消費装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願の実施例は電池分野に関し、且つ具体的には、電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

省エネルギー及び排出削減は自動車産業の持続可能な発展のキーである。この場合、電気自動車は省エネルギーで環境にやさしいとの利点があるため、自動車産業の持続可能な発展の重要な部分になっている。電気自動車にとっては、電池技術はその発展に関連する１つの重要な要素である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

電池技術の発展において、電池の性能の向上に加えて、安全性の問題も無視できない問題である。電池の安全性の問題を確保できなければ、該電池は使用できなくなる。従って、どのように電池の安全性を高めるかは、電池技術において緊急に解決する必要のある技術的課題である。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本願の実施例は電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置を提供し、電池の安全性を高めることができる。

【0005】

第１態様によれば、電池を提供し、圧力解放機構を含む電池セルであって、前記圧力解放機構は前記電池セルの第１壁に設置され、前記圧力解放機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力を解放することに用いられる、電池セルと、流体を収容して前記電池セルの温度を調節するための熱管理部材と、含み、前記熱管理部材の第１表面は前記電池セルの前記第１壁に取り付けられ、前記熱管理部材は、前記圧力解放機構が作動する時に前記電池セル内から排出された排出物により破壊されて、前記排出物を前記熱管理部材に通過させるように構成される。

【0006】

本願の実施例の技術案では、熱管理部材の第１表面は圧力解放機構が設置された第１壁に取り付けられ、このように、圧力解放機構が作動する時、電池セルの排出物は熱管理部材に向かって排出され、同時に、熱管理部材は、圧力解放機構が作動する時電池セル内から排出された排出物により破壊されて、排出物を熱管理部材に通過させるように構成される。このように、排出物は熱管理部材を通過して迅速に排出されて電池セルから離れることができ、リスクを減らし、それにより電池の安全性を高めることができる。

【0007】

いくつかの実施例では、前記熱管理部材には薄化領域が設置され、前記薄化領域は、前記圧力解放機構が作動する時に前記排出物により破壊されて、前記排出物を前記薄化領域に通過させるように構成される。

【0008】

薄化領域を設置することにより、排出物が熱管理部材を通過することを容易にすることができる。

【0009】

いくつかの実施例では、前記薄化領域と前記圧力解放機構とは対向して設置される。このように、前記圧力解放機構が作動する時、前記排出物は前記薄化領域を直接突撃して前記薄化領域を開くことができる。

【0010】

いくつかの実施例では、前記熱管理部材には前記圧力解放機構と対向して設置される凹溝が設置され、前記凹溝の底壁に前記薄化領域が形成される。

【0011】

いくつかの実施例では、前記凹溝は前記熱管理部材の前記第１壁に面する表面に設置される。

【0012】

いくつかの実施例では、前記熱管理部材は第１熱伝導板と、第２熱伝導板とを含み、前記第１熱伝導板は前記第１壁と前記第２熱伝導板との間に位置し且つ前記第１壁に取り付けられ、前記第１熱伝導板の第１領域は前記第２熱伝導板に向かって凹んで前記凹溝を形成し、前記第１領域は前記第２熱伝導板に接続されている。

【0013】

いくつかの実施例では、前記第１領域には貫通穴が設置され、前記貫通穴の半径方向サイズは前記凹溝の半径方向サイズ未満である。

【0014】

いくつかの実施例では、前記貫通穴に対応する前記第２熱伝導板の厚さはその他の領域の前記第２熱伝導板の厚さ未満である。このように、前記薄化領域はより容易に前記排出物により破壊される。

【0015】

いくつかの実施例では、前記薄化領域の厚さは３ｍｍ以下である。

【0016】

いくつかの実施例では、前記薄化領域は前記熱管理部材の残りの部分よりも低い融点を有する。

【0017】

いくつかの実施例では、前記薄化領域が使用した材料の融点は４００℃未満である。

【0018】

いくつかの実施例では、前記熱管理部材の前記薄化領域の周りに位置する部分は前記排出物により破壊されて、前記流体を前記熱管理部材の内部から排出させる。

【0019】

前記圧力解放機構が作動する時に、前記熱管理部材は破壊されて、流体が前記熱管理部材の内部から排出され、このように、電池セルの熱量を吸収し、排出物の温度を下げ、さらに排出物のリスクを減らすことができる。

【0020】

いくつかの実施例では、前記凹溝の側面は前記排出物により破壊されて、前記流体を前記熱管理部材の内部から排出させる。

【0021】

前記凹溝を採用する場合、圧力解放機構が作動する時、電池セルの排出物は前記凹溝に入り、前記凹溝の底壁は薄いため、前記排出物は前記凹溝の底壁を破壊して前記収集キャビティに入り、また、前記凹溝内に入った排出物はさらに同時に前記凹溝の側面を溶融させて、流体を前記熱管理部材の内部から排出させ、それにより高熱の排出物を冷却する。

【0022】

いくつかの実施例では、前記凹溝の半径方向サイズは前記圧力解放機構から離れる方向に徐々に小さくなる。このように、排出物との接触面積を増加することができ、前記排出物による破壊が容易になる。

【0023】

いくつかの実施例では、前記凹溝は、前記圧力解放機構が作動する時に開かれる逃げキャビティとして構成される。

【0024】

逃げキャビティは前記圧力解放機構に変形空間を提供して、前記圧力解放機構を前記熱管理部材に向かって変形させて破裂させる。

【0025】

いくつかの実施例では、前記凹溝の深さは前記圧力解放機構のサイズに関連する。

【0026】

いくつかの実施例では、前記凹溝の深さは１ｍｍより大きい。

【0027】

いくつかの実施例では、前記凹溝の開口の面積は前記圧力解放機構の面積に関連する。

【0028】

いくつかの実施例では、前記凹溝の開口の面積と前記圧力解放機構の面積との比の値の範囲は０．５～２である。

【0029】

いくつかの実施例では、前記圧力解放機構の少なくとも一部は前記第１壁から突出し、前記逃げキャビティは前記圧力解放機構の前記少なくとも一部を収容することに用いられる。

【0030】

このように、電池セルの第１壁は前記熱管理部材の表面に緊密に密着することができ、それにより電池セルの固定を容易にし、空間を節約し且つ熱管理効率を向上させることができ、且つ、圧力解放機構が作動する時、電池セルの排出物は逃げキャビティに向かって排出されて電池セルから離れ、そのリスクを減らし、それにより電池の安全性を高めることができる。

【0031】

いくつかの実施例では、前記第１壁の前記圧力解放機構の周りに位置する部分は外に突出し、前記逃げキャビティは前記第１壁の前記圧力解放機構の周りに位置する突出部分を収容することに用いられる。

【0032】

いくつかの実施例では、前記電池セルの第２壁には電極端子が設置され、前記第２壁は前記第１壁とは異なる。

【0033】

圧力解放機構及び電極端子を電池セルの異なる壁上に設置することで、圧力解放機構が作動する時、電池セルの排出物は電極端子からより離れることができ、それにより排出物の電極端子及びバス部材に対する影響を減少させ、従って、電池の安全性を高めることができる。

【0034】

いくつかの実施例では、前記第２壁と前記第１壁とは対向して設置される。

【0035】

いくつかの実施例では、前記圧力解放機構は感温圧力解放機構であり、前記感温圧力解放機構は前記電池セルの内部温度が閾値になった場合に溶融できるように構成され、及び／又は、前記圧力解放機構は感圧圧力解放機構であり、前記感圧圧力解放機構は前記電池セルの内部気圧が閾値になった場合に破裂できるように構成される。

【0036】

いくつかの実施例では、前記電池はさらに、複数の前記電池セルを収容するための電気キャビティと、前記圧力解放機構が作動する時に前記排出物を収集するための収集キャビティと、を含み、前記熱管理部材は前記電気キャビティと前記収集キャビティを分離することに用いられる。

【0037】

熱管理部材を利用して電池セルを収容する電気キャビティと排出物を収集する収集キャビティとを分離し、圧力解放機構が作動する時、電池セルの排出物は収集キャビティに入り、電気キャビティに入らず又は少量で入り、それにより電気キャビティでの電気的接続に影響を与えることがなく、従って、電池の安全性を高めることができる。

【0038】

いくつかの実施例では、前記熱管理部材は前記電気キャビティ及び前記収集キャビティにより共用される壁を有する。

【0039】

前記熱管理部材は前記電気キャビティ及び前記収集キャビティにより共用される壁として使用されるため、排出物と電気キャビティを最大限に分離することができ、それにより排出物のリスクを減らし、電池の安全性を高める。

【0040】

いくつかの実施例では、前記電池はさらに、前記熱管理部材を保護するための保護部材を含み、前記保護部材は前記熱管理部材と前記収集キャビティを形成する。

【0041】

前記保護部材と前記熱管理部材により形成された前記収集キャビティは、前記排出物を効果的に収集して緩衝することができ、そのリスクを減らす。

【0042】

いくつかの実施例では、前記電気キャビティは前記熱管理部材を介して前記収集キャビティから隔絶される。

【0043】

前記収集キャビティと前記電気キャビティとは連通せず、前記収集キャビティ内の液体又はガス等は前記電気キャビティに入ることができず、それにより前記電気キャビティをより効果的に保護できる。

【0044】

いくつかの実施例では、前記熱管理部材は、前記圧力解放機構が作動する時に前記排出物により破壊されて、前記排出物が前記熱管理部材を通過して前記収集キャビティに入るように構成される。

【0045】

第２態様によれば、第１態様の電池を含む電力消費装置を提供する。

【0046】

いくつかの実施例では、前記電力消費装置は車両、船又は宇宙機である。

【0047】

第３態様によれば、電池製造方法を提供し、電池セルを提供するステップであって、前記電池セルは圧力解放機構を含み、前記圧力解放機構は前記電池セルの第１壁に設置され、前記圧力解放機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力を解放することに用いられる、ステップと、流体を収容するための熱管理部材を提供するステップと、前記熱管理部材の第１表面を前記電池セルの前記第１壁に取り付けるステップであって、前記熱管理部材は、前記圧力解放機構が作動する時に前記電池セル内から排出された排出物により破壊されて、前記排出物を前記熱管理部材に通過させる、ステップと、を含む。

【0048】

いくつかの実施例では、前記熱管理部材には薄化領域が設置され、前記薄化領域は、前記圧力解放機構が作動する時に前記排出物により破壊されて、前記排出物を前記薄化領域に通過させるように構成される。

【0049】

いくつかの実施例では、前記熱管理部材には前記圧力解放機構と対向して設置される凹溝が設置され、前記凹溝の底壁に前記薄化領域が形成される。

【0050】

いくつかの実施例では、前記熱管理部材は第１熱伝導板と、第２熱伝導板とを含み、前記第１熱伝導板は前記第１壁と前記第２熱伝導板との間に位置し且つ前記第１壁に取り付けられ、前記第１熱伝導板の第１領域は前記第２熱伝導板に向かって凹んで前記凹溝を形成し、前記第１領域は前記第２熱伝導板に接続されている。

【0051】

いくつかの実施例では、前記第１領域には貫通穴が設置され、前記貫通穴の半径方向サイズは前記凹溝の半径方向サイズ未満である。

【0052】

第４態様によれば、上記第３態様の方法を実行するためのモジュールを含む電池製造装置を提供する。

【0053】

ここで説明される図面は本願の更なる理解を提供することに用いられ、本願の一部を構成し、本願の例示的な実施例及びその説明は本願を解釈することに用いられ、本願の不適切な限定を構成するものではない。

【図面の簡単な説明】

【0054】

【図1】本願の一実施例の車両の模式図である。

【図2】本願の一実施例の電池の構造模式図である。

【図3】本願の一実施例の電池モジュールの構造模式図である。

【図4】本願の一実施例の電池セルの分解図である。

【図5】本願の別の実施例の電池セルの分解図である。

【図6】本願の一実施例の電池の構造模式図である。

【図7】本願の一実施例の電池の構造模式図である。

【図8】本願の一実施例の電池の構造模式図である。

【図9a】本願の一実施例の電池の平面模式図である。

【図9b】図９ａに示される電池のＡ－Ａに沿う断面模式図である。

【図9c】図９ｂに示される電池のＢ部分の拡大図である。

【図10a】本願の一実施例の熱管理部材の立体模式図である。

【図10b】図１０ａに記載の熱管理部材のＡ－Ａに沿う断面模式図である。

【図10c】本願の一実施例の熱管理部材の分解図である。

【図11】本願の一実施例の電池の構造模式図である。

【図12】本願の一実施例の電池の構造模式図である。

【図13】本願の一実施例の電池の構造模式図である。

【図14】本願の一実施例の電池の構造模式図である。

【図15】本願の一実施例の電池の構造模式図である。

【図16】本願の一実施例の電池の構造模式図である。

【図17】本願の一実施例の電池の構造模式図である。

【図18】本願の一実施例の電池の分解図である。

【図19】本願の一実施例の電池製造方法の例示的なフローチャートである。

【図20】本願の一実施例の電池製造装置の例示的なブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0055】

本願の実施例の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下、本願の実施例における図面を参照しながら、本願の実施例の技術案を明確に説明し、明らかなように、説明される実施例は本願のいくつかの実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。本願の実施例に基づき、当業者が創造的な労働を必要としない前提において得るすべての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。

【0056】

特に定義されていない限り、本願で使用される技術用語又は科学用語は当業者によって一般的に理解される意味と同じである。本願において、出願の明細書で使用される用語は具体的な実施例を説明するためのものに過ぎず、本願を制限するものではなく、本願の明細書、特許請求の範囲及び上記図面の簡単な説明における用語「含む」、「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図する。本願の明細書及び特許請求の範囲又は上記図面における用語「第１」、「第２」等は特定の順序又は主従関係を説明するためのものではなく、異なる対象を区別するために使用される。

【0057】

本願に言及される「実施例」は、実施例を組み合わせて説明された特定の特徴、構造又は特性が本願の少なくとも１つの実施例に含まれてもよいことを意味する。明細書のさまざまな位置に現れる該語句は必ずしも同じ実施例を指すわけではなく、他の実施例と互いに排他的に独立した又は代替の実施例でもない。当業者は、本願において説明される実施例が他の実施例と組み合わせることができることを明示的又は暗黙的に理解できる。

【0058】

本願の説明において、説明する必要がある点として、特に明確な規定及び限定がない限り、「装着」、「連結」、「接続」、「取り付け」という用語は広義に理解すべきであり、たとえば、固定して接続されてもよく、取り外し可能に接続され、又は一体的に接続されてもよい。直接連結されてもよく、中間媒体を介して間接的に連結されてもよく、２つの素子内部の連通であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本願での具体的な意味を理解することができる。

【0059】

本願の「及び／又は」という用語は、関連対象の関連関係を説明するためのものに過ぎず、３種の関係が存在することを示し、たとえば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在し、ＡとＢとが同時に存在し、Ｂが単独で存在するという３種の状況を指す。また、本願の「／」という文字は、一般的に前後の関連対象が「又は」という関係であることを示す。

【0060】

本願において出現した「複数」は２つの以上（２つを含む）であることを指し、同様に、「複数のグループ」は２つのグループ以上（２つのグループを含む）であることを指し、「複数のシート」は２つのシート以上（２つのシートを含む）であることを指す。

【0061】

本願では、電池セルはリチウムイオン二次電池、リチウムイオン一次電池、リチウム硫黄電池、ナトリウムリチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池又はマグネシウムイオン電池等を含んでもよく、本願の実施例はこれに対して限定されない。電池セルは円柱体、偏平体、長方体又は他の形状等であってもよく、本願の実施例はこれに対しても限定されない。電池セルは一般的にパッケージ方式で、円筒形電池セル、角形電池セル及びソフトパック電池セルに分けられ、本願の実施例はこれに対しても限定されない。

【0062】

本願の実施例に言及された電池は、より高い電圧及び容量を供給するように１つ又は複数の電池セルを含む単一の物理モジュールである。たとえば、本願で言及された電池は電池モジュール又は電池パック等を含んでもよい。電池は一般的に１つ又は複数の電池セルをパッケージするためのボックスを含む。ボックスは液体やその他の異物が電池セルの充電又は放電に悪影響を与えることを回避することができる。

【0063】

電池セルは電極アセンブリ及び電解液を含み、電極アセンブリは正極板、負極板及びセパレータからなる。電池セルは主に金属イオンが正極板と負極板との間で移動することに依存して動作する。正極板は正極集電体及び正極活物質層を含み、正極活物質層は正極集電体の表面にコーティングされて、正極活物質層がコーティングされていない集電体は正極活物質層がコーティングされている集電体から突出し、正極活物質層がコーティングされていない集電体は正極タブとして使用される。リチウムイオン電池を例として、正極集電体の材料はアルミニウムであってもよく、正極活物質はコバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元リチウム又はマンガン酸リチウム等であってもよい。負極板は負極集電体及び負極活物質層を含み、負極活物質層は負極集電体の表面にコーティングされて、負極活物質層がコーティングされていない集電体は負極活物質層がコーティングされている集電体から突出し、負極活物質層がコーティングされていない集電体は負極タブとして使用される。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質はカーボン又はシリコーン等であってもよい。溶断が発生せずに高電流が流れることを確保するために、正極タブは、数が複数で一体に積層され、負極タブは数が複数で一体に積層される。セパレータの材質はＰＰ又はＰＥ等であってもよい。また、電極アセンブリは巻回型構造であってもよく、積層型構造であってもよく、本願の実施例はこれらに制限されない。電池技術の発展は、たとえば、エネルギー密度、サイクル寿命、放電容量、充放電速度等の性能パラメータという様々な設計要素を同時に考慮する必要があり、また、さらに電池の安全性を考慮する必要がある。

【0064】

電池セルについては、主な安全上の問題は充放電過程由来であり、同時に適切な環境温度の設計も必要であり、不要な損失を効果的に回避するために、電池セルに対して一般的に少なくとも３つの保護手段がある。具体的には、保護手段は少なくともスイッチング素子、適切なセパレータ材料の選択及び圧力解放機構を含む。スイッチング素子とは、電池セル内の温度又は抵抗が特定の閾値になった場合に電池の充電又は放電を停止させることができる素子である。セパレータは正極板と負極板を分離することに用いられ、温度が特定の数値に上昇した場合その上に付着されたミクロレベル（さらにナノレベル）の微細孔を自動的に溶解することができ、それにより金属イオンはセパレータを通過できなくなり、電池セルの内部反応を停止させる。

【0065】

圧力解放機構とは、電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値になった場合に作動して内部圧力又は温度を解放するための素子又は部材である。該閾値の設計は設計需要に応じて異なる。前記閾値は電池セル中の正極板、負極板、電解液及びセパレータのうちの１種又は複数種の材料に決められる可能性がある。圧力解放機構は防爆弁、空気弁、圧力解放弁又は安全弁等の形式を採用してもよく、かつ具体的に感圧又は感温素子又は構造を採用してもよく、すなわち、電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値になった場合に、圧力解放機構は動作を実行し、又は圧力解放機構内に設けられた薄化構造が破壊され、それにより内部圧力又は温度を解放するための開口又はチャンネルが形成される。

【0066】

本願で言及された「作動」とは、圧力解放機構が動作を発生させ又は一定の状態にアクティベートされ、それにより電池セルの内部圧力及び温度を解放することを指す。圧力解放機構による動作は、圧力解放機構の少なくとも一部の破裂、粉砕、裂け又は開放等を含むがこれらに制限されない。圧力解放機構が作動する時、電池セルの内部の高温高圧物質が排出物として作動部位から外部へ排出される。このような方式で圧力又は温度が制御可能な状況で電池セルに圧力を解放させることができ、それにより潜在的でより深刻な事故の発生が回避される。

【0067】

本願で言及された、電池セルからの排出物は、電解液、溶解又は分割された正負極板、セパレータの破片、反応による高温高圧ガス、炎等を含むがこれらに制限されない。

【0068】

電池セル上の圧力解放機構は電池の安全性に対して重要な影響を与える。たとえば、短絡や過充電等の現象が発生すると、電池セルの内部の熱暴走が発生して急激な圧力や温度の上昇を引き起こす可能性がる。このような場合に、圧力解放機構が作動することにより内部圧力及び温度を外部に解放することができ、それにより電池セルの爆発、発火が防止される。

【0069】

従来の圧力解放機構の設計案において、主に電池セル内部の高圧及び高熱を解放し、すなわち、前記排出物を電池セルの外部に排出することに注目している。しかしながら、電池の出力電圧又は電流を確保するために、通常、複数の電池セルが必要であり且つ複数の電池セルの間がバス部材によって電気的に接続される。電池セルの内部から排出された排出物は、残りの電池セルの短絡現象の発生を引き起こす恐れがあり、たとえば、排出された金屑が２つのバス部材と電気的に接続されると、電池の短絡を引き起こし、したがって、安全上の問題が存在する。且つ、高温高圧排出物は電池セルの圧力解放機構が設置される方向に向かって排出され、且つ具体的に圧力解放機構が作動する領域に向かう方向に排出され、このような排出物の力及び破壊力は非常に大きい可能性があり、さらに、該方向上の１つ又は複数の構造を突破するのに十分であり、更なる安全性の問題をもたらす可能性もある。

【0070】

これに鑑み、本願の実施例は技術案を提供し、電池セルの圧力解放機構が設置された壁を熱管理部材に取り付け、圧力解放機構が作動する時、電池セル内から排出された排出物は熱管理部材を通過して電池セルから迅速に離れることにより、排出物のリスクを減らし、それにより電池の安全性を高めることができる。

【0071】

熱管理部材は流体を収容して複数の電池セルの温度を調節することに用いられる。ここでの流体は、液体又はガスであってもよく、温度調節とは、複数の電池セルを加熱又は冷却することを指す。電池セルを冷却又は降温する場合、該熱管理部材は冷却流体を収容して複数の電池セルの温度を下げることに用いられ、このとき、熱管理部材は冷却部材、冷却システム又は冷却板等とも呼ばれ、それに収容されている流体は冷却媒体又は冷却流体とも呼ばれ、具体的には、冷却液又は冷却ガスとも呼ばれる。また、熱管理部材は加熱して複数の電池セルの温度を上げることにも用いられ、本願の実施例はこれに対して限定しない。選択可能に、前記流体は、より良い温度調節効果を達成するために、循環的に流れるものであってもよい。選択可能に、流体は水、水とエチレングリコールとの混合液又はエア等であってもよい。

【0072】

本願で言及された電気キャビティは複数の電池セル及びバス部材を収容することに用いられる。電気キャビティは密封されてもよく又は密封されなくてもよい。電気キャビティは電池セル及びバス部材のための装着空間を提供する。いくつかの実施例では、電気キャビティにはさらに電池セルを固定するための構造が設置されてもよい。電気キャビティの形状は収容された複数の電池セル及びバス部材に基づいて決められる。いくつかの実施例では、電気キャビティは四角形であってもよく、６つの壁を有する。電気キャビティ内の電池セルは電気的に接続することにより高い電圧出力が形成されるため、電気キャビティは「高圧キャビティ」とも呼ばれる。

【0073】

本願で言及されたバス部材は複数の電池セルの間の電気的接続、たとえば並列接続又は直列接続又は直並列接続を実現することに用いられる。バス部材は電池セルの電極端子を接続することにより電池セルの間の電気的接続を実現することができる。いくつかの実施例では、バス部材は溶接によって電池セルの電極端子に固定され得る。「高圧キャビティ」に対応し、バス部材により形成された電気的接続は「高圧接続」とも呼ばれる。

【0074】

本願で言及された収集キャビティは排出物を収集することに用いられ、密封されてもよく又は密封されなくてもよい。いくつかの実施例では、前記収集キャビティ内にはエア、又はその他のガスが含まれてもよい。収集キャビティ内には電圧出力に接続される電気的接続がなく、「高圧キャビティ」に対応し、収集キャビティは「低圧キャビティ」とも呼ばれる。選択可能に、又は付加的に、前記収集キャビティ内には、冷却媒体のような液体が含まれてもよく、又は、該液体を収容するための部材が設置されてもよく、それにより収集キャビティに入る排出物の温度をさらに下げる。さらに、選択可能に、収集キャビティ内のガス又は液体は循環するものである。

【0075】

本願の実施例により説明される技術案はいずれも電池を使用するさまざまな装置に適用でき、たとえば、携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、電動自転車、電気玩具、電動工具、電気自動車、船及び宇宙機等であり、たとえば、宇宙機は飛行機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙船等を含む。

【0076】

理解できるように、本願の実施例により説明される技術案は上記説明された機器に適用できるだけでなく、電池を使用するすべての機器に適用できるが、説明の便宜上、以下の実施例はいずれも電気自動車を例として説明する。

【0077】

たとえば、図１に示すように、本願の一実施例の車両１の構造模式図であり、車両１は燃料自動車、ガス燃料自動車又は新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は純粋な電気自動車、ハイブリッド電気自動車又はレンジエクステンダー式電気自動車等であってもよい。車両１の内部にはモータ４０、コントローラ３０及び電池１０が設置されてもよく、コントローラ３０は電池１０がモータ４０に給電するように制御することに用いられる。たとえば、車両１の底部又は前部又は尾部に電池１０を設置してもよい。電池１０は車両１に給電することに用いられ得、たとえば、電池１０は車両１の操作電源として、車両１の回路システムに用いられ、たとえば、車両１の起動、ナビゲーション及び運転時の作業電力需要に用いられる。本願の別の実施例では、電池１０は車両１の操作電源として使用できるだけでなく、車両１の駆動電源として、燃料又は天然ガスを代替又は部分的に代替して車両１に駆動動力を提供するために使用され得る。

【0078】

異なる電力需要を満たすために、電池は複数の電池セルを含んでもよく、ここで、複数の電池セルの間は直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよく、直並列接続とは、直列接続と並列接続との混合である。電池は電池パックとも呼ばされる。選択可能に、複数の電池セルはまず直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池モジュールを構成し、次に、複数の電池モジュールは直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池を構成する。つまり、複数の電池セルは電池を直接構成してもよく、又は、まず電池モジュールを構成して、次に、電池モジュールが電池を構成することもよい。

【0079】

たとえば、図２に示すように、本願の一実施例の電池１０の構造模式図であり、電池１０は複数の電池セル２０を含んでもよい。電池１０はさらにボックス（又はカバーとも呼ばれる）を含んでもよく、ボックス内部は中空構造であり、複数の電池セル２０はボックス内に収容される。図２に示すように、ボックスは２つの部分を含んでもよく、ここでそれぞれ第１部分１１１及び第２部分１１２と呼ばれ、第１部分１１１と第２部分１１２とは締め付けられる。第１部分１１１及び第２部分１１２の形状は複数の電池セル２０の組み合わせの形状に基づいて決定されてもよく、第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも１つの開口を有してもよい。たとえば、第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも中空長方体であり且つそれぞれ１つのみの面が開口面であることがよく、第１部分１１１の開口と第２部分１１２の開口とは対向して設置され、且つ第１部分１１１と第２部分１１２とは互いに締め付けられて閉鎖チャンバを有するボックスを形成する。複数の電池セル２０は互いに並列接続又は直列接続又は直並列接続されて組み合わせた後、第１部分１１１と第２部分１１２とが締め付けられることによって形成されたボックス内に配置される。

【0080】

選択可能に、電池１０はさらにその他の構造を含んでもよく、ここで詳細な説明は省略する。たとえば、該電池１０はさらにバス部材を含んでもよく、バス部材は複数の電池セル２０の間の電気的接続、たとえば並列接続又は直列接続又は直並列接続を実現することに用いられる。具体的には、バス部材は電池セル２０の電極端子を接続することにより電池セル２０の間の電気的接続を実現してもよい。さらに、バス部材は溶接によって電池セル２０の電極端子に固定され得る。複数の電池セル２０の電気エネルギーはさらに導電機構を介してボックスを通過して導出され得る。選択可能に、導電機構はバス部材に属してもよい。

【0081】

異なる電力需要に応じて、電池セル２０の数量は任意の数値に設定されてもよい。複数の電池セル２０は直列接続、並列接続又は直並列接続方式で接続されて大きな容量又はパワーを実現することができる。各電池１０中に含まれる電池セル２０の数量が多い可能性があるため、装着しやすくするために、電池セル２０をグループ分けして設置し、各グループの電池セル２０が電池モジュールを構成することもよい。電池モジュール中に含まれる電池セル２０の数量については制限されず、需要に応じて設定されてもよい。たとえば、図３は電池モジュールの１つの例である。電池は複数の電池モジュールを含んでもよく、それらの電池モジュールは直列接続、並列接続又は直並列接続方式で接続され得る。

【0082】

図４に示すように、本願の一実施例の電池セル２０の構造模式図であり、電池セル２０は１つ又は複数の電極アセンブリ２２、ハウジング２１１及びカバープレート２１２を含む。図４中に示される座標系は図３におけるものと同じである。ハウジング２１１とカバープレート２１２とによりケーシング又は電池ケース２１が形成される。ハウジング２１１の壁及びカバープレート２１２はいずれも電池セル２０の壁と呼ばれる。ハウジング２１１は１つ又は複数の電極アセンブリ２２の組み合わせ後の形状に基づいて決定され、たとえば、ハウジング２１１は中空の長方体又は立方体又は円柱体であってもよく、且つハウジング２１１の１つの面は開口を有して１つ又は複数の電極アセンブリ２２をハウジング２１１内に配置することを容易にする。たとえば、ハウジング２１１は中空の長方体又は立方体である場合、ハウジング２１１の１つの平面は開口面であり、すなわち該平面は壁体がなく、ハウジング２１１の内部と外部とを連通させる。ハウジング２１１は中空の円柱体である場合、ハウジング２１１の端面は開口面であり、すなわち該端面は壁体がなく、ハウジング２１１の内部と外部とを連通させる。カバープレート２１２は開口を被覆し且つハウジング２１１と接続されて、それにより電極アセンブリ２２を配置する密閉キャビティを形成する。ハウジング２１１内には電解質、たとえば電解液が充填される。

【0083】

該電池セル２０はさらに２つの電極端子２１４を含んでもよく、２つの電極端子２１４はカバープレート２１２上に設置されてもよい。カバープレート２１２は、通常、平板形状であり、２つの電極端子２１４はカバープレート２１２の平板面上に固定され、２つの電極端子２１４はそれぞれ正極端子２１４ａ及び負極端子２１４ｂである。各電極端子２１４にはそれぞれ１つの接続部材２３が対応して設置され、又は集電部材２３とも呼ばれ、それはカバープレート２１２と電極アセンブリ２２との間に位置し、電極アセンブリ２２と電極端子２１４との電気的接続を実現することに用いられる。

【0084】

図４に示すように、各電極アセンブリ２２は第１タブ２２１ａ及び第２タブ２２２ａを有する。第１タブ２２１ａと第２タブ２２２ａとは極性が逆である。たとえば、第１タブ２２１ａは正極タブである場合、第２タブ２２２ａは負極タブである。１つ又は複数の電極アセンブリ２２の第１タブ２２１ａは１つの接続部材２３を介して１つの電極端子と接続されており、１つ又は複数の電極アセンブリ２２の第２タブ２２２ａは他の接続部材２３を介して他の電極端子と接続されている。たとえば、正極端子２１４ａは１つの接続部材２３を介して正極タブと接続されており、負極端子２１４ｂは他の接続部材２３を介して負極タブと接続されている。

【0085】

該電池セル２０では、実際の使用需要に応じて、電極アセンブリ２２は単一で、又は複数であるように設置されてもよく、図４に示すように、電池セル２０内には４つの独立した電極アセンブリ２２が設置される。

【0086】

図５に示すように、本願の別の実施例の圧力解放機構２１３を含む電池セル２０の構造模式図である。

【0087】

図５におけるハウジング２１１、カバープレート２１２、電極アセンブリ２２及び接続部材２３は図４におけるハウジング２１１、カバープレート２１２、電極アセンブリ２２及び接続部材２３に一致し、簡潔のために、ここで詳細な説明は省略する。

【0088】

電池セル２０の１つの壁については、たとえば、図５に示される第１壁２１ａ上にはさらに圧力解放機構２１３が設置されてもよい。容易に表すために、図５において第１壁２１ａとハウジング２１１とが分離されるが、ハウジング２１１の底側に開口を有することが限定されない。圧力解放機構２１３は電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して内部圧力又は温度を解放することに用いられる。

【0089】

該圧力解放機構２１３は第１壁２１ａの一部であってもよく、第１壁２１ａと分割式構造であってよく、たとえば溶接方式で第１壁２１ａ上に固定される。圧力解放機構２１３は第１壁２１ａの一部である場合、たとえば、圧力解放機構２１３は第１壁２１ａ上にノッチを設置する方式で形成されてもよく、該ノッチに対応する第１壁２１ａの厚さは圧力解放機構２１３のノッチ以外の他の領域の厚さ未満である。

【0090】

ノッチの箇所は圧力解放機構２１３の最も薄い位置である。電池セル２０によるガスが大きすぎるためハウジング２１１の内部圧力が高くなって閾値に達し、又は電池セル２０の内部反応により熱量をもたらし、電池セル２０の内部の温度が高くなって閾値に達する場合、圧力解放機構２１３はノッチの箇所に破裂してハウジング２１１の内部と外部とを連通させることができ、ガスの圧力及び温度は圧力解放機構２１３の破裂で外部へ解放され、さらに電池セル２０の爆発の発生が回避される。

【0091】

選択可能に、本願の一実施例では、図５に示すように、圧力解放機構２１３が電池セル２０の第１壁２１ａに設置される場合、電池セル２０の第２壁には電極端子２１４が設置され、第２壁は第１壁２１ａと異なる。

【0092】

選択可能に、第２壁と第１壁２１ａとは対向して設置される。たとえば、第１壁２１ａは電池セル２０の底壁であってもよく、第２壁は電池セル２０の頂壁、すなわちカバープレート２１２であってもよい。

【0093】

選択可能に、図５に示すように、該電池セル２０はさらにパッド２４を含んでもよく、該パッド２４は電極アセンブリ２２とハウジング２１１の底壁との間に位置し、電極アセンブリ２２を支持する役割を果たすことができ、さらに電極アセンブリ２２がハウジング２１１の底壁の周りの角丸に干渉することを効果的に防止することができる。また、該パッド２４上には１つ又は複数の貫通穴が設置されてもよく、たとえば、均一に並べられた複数の貫通穴が設置されてもよく、又は、圧力解放機構２１３がハウジング２１１の底壁に設置される場合、該圧力解放機構２１３に対応する位置に貫通穴を設置して、液体および気体の伝導を容易にすることもよく、具体的には、このようにすると、パッド２４上下表面の空間が連通し、電池セル２０内部によるガス及び電解液はいずれも自由にパッド２４を通過することができる。

【0094】

圧力解放機構２１３及び電極端子２１４を電池セル２０の異なる壁上に設置することで、圧力解放機構２１３が作動する時、電池セル２０の排出物が電極端子２１４からより離れ、それにより電極端子２１４及びバス部材に対する排出物の影響を減らし、従って、電池の安全性を高めることができる。

【0095】

さらに、電極端子２１４は電池セル２０のカバープレート２１２上に設置される場合、圧力解放機構２１３を電池セル２０の底壁に設置することで、圧力解放機構２１３が作動する時、電池セル２０の排出物は電池１０の底部へ排出される。このように、一方で、電池１０の底部の熱管理部材等を利用して排出物のリスクを減らすことができ、他方で、電池１０の底部は通常、ユーザから離れ、それによりユーザへの害を減らすことができる。

【0096】

圧力解放機構２１３はさまざまな可能な圧力解放構造であってもよく、本願の実施例はこれに対して限定しない。たとえば、圧力解放機構２１３は感温圧力解放機構であってもよく、感温圧力解放機構は圧力解放機構２１３が設置された電池セル２０の内部温度が閾値になった場合に溶融できるように構成され、及び／又は、圧力解放機構２１３は感圧圧力解放機構であってもよく、感圧圧力解放機構は圧力解放機構２１３が設置された電池セル２０の内部気圧が閾値になった場合に破裂できるように構成される。

【0097】

図６は本願の一実施例の電池１０の模式図である。図６に示すように、電池１０は電池セル２０及び熱管理部材１３を含んでもよい。

【0098】

電池セル２０は圧力解放機構２１３を含み、圧力解放機構２１３は電池セル２０の第１壁２１ａに設置され、圧力解放機構２１３は、電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して内部圧力又は温度を解放することに用いられる。たとえば、電池セル２０は図５における電池セル２０であってもよい。

【0099】

熱管理部材１３は、流体を収容して複数の電池セル２０の温度を調節することに用いられる。電池セル２０の温度を下げる場合、該熱管理部材１３は冷却媒体を収容して複数の電池セル２０の温度を調節することができ、この時、熱管理部材１３は冷却部材、冷却システム又は冷却板等とも呼ばれる。また、熱管理部材１３は加熱することに用いられてもよく、本願の実施例はこれに対して限定しない。選択可能に、前記流体は、より良い温度調節効果を達成するために、循環するものであってもよい。

【0100】

熱管理部材１３の第１表面（図６に示される上面）は第１壁２１ａに取り付けられる。つまり、電池セル２０の圧力解放機構２１３が設置される壁は熱管理部材１３に取り付けられる。熱管理部材１３は圧力解放機構２１３が作動する時に電池セル２０内から排出された排出物により破壊されて、排出物を熱管理部材１３に通過させるように構成される。

【0101】

本願の実施例では、熱管理部材１３の第１表面は圧力解放機構２１３が設置される第１壁２１ａに取り付けられ、このように、圧力解放機構２１３が作動する時、電池セル２０の排出物が熱管理部材１３へ排出され、同時に、熱管理部材１３は、圧力解放機構２１３が作動する時に電池セル２０内から排出された排出物により破壊されて、排出物を熱管理部材１３に通過させるように構成される。このように、排出物は熱管理部材１３を通過して迅速に排出されて電池セル２０から離れることができ、そのリスクを減らし、それにより電池の安全性を高めることができる。

【0102】

選択可能に、図７に示すように、本願の一実施例では、排出物が熱管理部材１３を通過することを容易にするために、熱管理部材１３には薄化領域１３５が設置され、薄化領域１３５は、圧力解放機構２１３が作動する時に排出物により破壊されて、排出物を薄化領域１３５に通過させるように構成される。

【0103】

選択可能に、薄化領域１３５と圧力解放機構２１３とは対向して設置されてもよい。このように、圧力解放機構２１３が作動する時、排出物は薄化領域１３５に直接突撃して薄化領域１３５を開くことができる。

【0104】

薄化領域１３５は排出物により容易に破壊され得るさまざまな設置を採用してもよく、本願の実施例はこれに対して限定しない、以下、例を挙げて説明する。

【0105】

選択可能に、図８に示すように、本願の一実施例では、熱管理部材１３には圧力解放機構２１３と対向して設置される凹溝１３４が設置され、凹溝１３４の底壁は薄化領域１３５を形成する。凹溝１３４の底壁は熱管理部材１３の他の領域よりも薄いため、排出物により容易に破壊され、圧力解放機構２１３が作動する時、排出物は凹溝１３４の底壁を破壊して熱管理部材１３を通過することができる。

【0106】

選択可能に、凹溝１３４は熱管理部材１３の第１壁２１ａに面する表面に設置される。つまり、凹溝１３４の開口は第１壁２１ａに面する。

【0107】

理解できるように、凹溝１３４の開口は第１壁２１ａとは反対側に設置されてもよい。このような場合、凹溝１３４の底壁は同様に排出物により容易に破壊される。

【0108】

熱管理部材１３は熱伝導材料で流体のランナーを形成してもよい。流体がランナーにおいて流れ、かつ熱伝導材料によって熱量を伝導することにより電池セル２０の温度を調節する。選択可能に、薄化領域は熱伝導材料のみがあるが流体がなくてもよく、より薄い熱伝導材料層を形成して、それにより排出物により容易に破壊される。たとえば、凹溝１３４の底壁は、薄化領域１３５を形成するように、熱伝導材料の薄層であってもよい。

【0109】

選択可能に、図９ａ～９ｃに示すように、本願の一実施例では、熱管理部材１３は第１熱伝導板１３１及び第２熱伝導板１３２を含んでもよい。第１熱伝導板１３１及び第２熱伝導板１３２はランナー１３３を形成し、流体を収容することに用いられる。第１熱伝導板１３１は第１壁２１ａと第２熱伝導板１３２との間に位置し且つ第１壁２１ａに取り付けられる。第１熱伝導板１３１の第１領域１３１ａは第２熱伝導板１３２に向かって凹んで凹溝１３４を形成し、第１領域１３１ａは第２熱伝導板１３２に接続されている。このように、凹溝１３４の周りにランナー１３３が形成されるが、凹溝１３４の底壁内にランナーがなく、それにより薄化領域が形成される。

【0110】

選択可能に、さらに凹溝１３４の底壁での第１熱伝導板１３１又は第２熱伝導板１３２を取り外して、より薄い薄化領域を形成してもよい。たとえば、図９ｃに示すように、本願の一実施例では、第１領域１３１ａには第１貫通穴１３６が設置され、第１貫通穴１３６の半径方向サイズは凹溝１３４の半径方向サイズ未満であり、すなわち凹溝１３４の底壁での第１熱伝導板１３１を取り外し、かつ凹溝１３４の底部エッジでの第１熱伝導板１３１と第２熱伝導板１３２との接続を保持して、凹溝１３４の周りのランナー１３３を形成する。

【0111】

選択可能に、さらに第１貫通穴１３６に対応する第２熱伝導板１３２に対して薄化処理を行ってもよく、すなわち、第１貫通穴１３６に対応する第２熱伝導板１３２の厚さをその他の領域の第２熱伝導板１３２の厚さ未満にし、それにより薄化領域が排出物により破壊されることを容易にする。選択可能に、さらに第１貫通穴１３６に対応する第２熱伝導板１３２上に薄化溝を設置してもよい。

【0112】

図１０ａ～図１０ｃは熱管理部材１３の模式図である。図１０ａ～図１０ｃに示すように、第１熱伝導板１３１が凹んで凹溝１３４を形成し、第２熱伝導板１３２は凹溝１３４に対応する領域にランナーがなくかつ薄化溝１３２ａが設置され、このように、第１熱伝導板１３１と第２熱伝導板１３２とが接続された後、凹溝１３４の底壁に薄化領域が形成される。

【0113】

理解できるように、さらにその他の薄化方式を採用して凹溝１３４の底壁を薄化してもよく、たとえば、第１熱伝導板１３１の第１領域１３１ａ上に止まり穴又は段付き穴を設置してもよく、及び／又は、第２熱伝導板上に止まり穴等を設置してもよい。

【0114】

選択可能に、本願の一実施例では、薄化領域１３５の厚さは３ｍｍ以下である。たとえば、薄化領域１３５の厚さは１ｍｍ以下であってもよい。

【0115】

厚さのより薄い薄化領域１３５を採用することに加えて、低融点材料の薄化領域１３５を採用してもよく、それにより排出物により溶融されやすい。つまり、薄化領域１３５は熱管理部材１３の残りの部分よりも低い融点を有してもよい。たとえば、薄化領域１３５が使用した材料の融点は４００℃未満である。

【0116】

理解できるように、薄化領域１３５は低融点材料及び厚さのより薄いという設定を同時に採用してもよく、つまり、上記２種の実施形態は別々に実施してもよく、組み合わせて実施してもよい。

【0117】

選択可能に、本願の一実施例では、熱管理部材１３は、圧力解放機構２１３が作動する時に破壊されて、流体を熱管理部材１３の内部から排出させるように構成される。

【0118】

具体的には、圧力解放機構２１３が作動する時、熱管理部材１３は破壊され、流体は熱管理部材１３の内部から排出され、このようにして、電池セル２０の熱量を吸収して、排出物の温度を下げ、さらに排出物のリスクを減らすことができる。流体が冷却され、電池セル２０の排出物の温度を迅速に下げることができるため、電池の他の部分、たとえばその他の電池セル２０に対して、より深刻な影響をもたらすことがなく、それにより単一の電池セル２０の異常による破壊性をタイムリーに抑制して、電池爆発の可能性を低減させることができる。

【0119】

選択可能に、本願の一実施例では、熱管理部材１３の薄化領域１３５の周りに位置する部分は排出物により破壊されて、流体を熱管理部材１３の内部から排出させることができる。

【0120】

具体的には、圧力解放機構２１３が作動する時、電池セル２０の排出物はまず薄化領域１３５を破壊（突破又は溶融）して、薄化領域１３５を通過して排出され、また、排出物はさらに薄化領域１３５の周りの部分を破壊し、たとえば、高熱の排出物は周りの熱管理部材１３を溶融して、流体を熱管理部材１３の内部から排出させ、それにより高熱の排出物の温度を下げる。排出物の温度が非常に高いため、流体が電池セル２０を加熱又は冷却することにかかわらず、流体の温度はいずれも排出物の温度未満であり、従って排出物を冷却することができる。

【0121】

選択可能に、本願の一実施例では、熱管理部材１３には凹溝１３４が設置される場合、凹溝１３４の側面は排出物により破壊され、流体を熱管理部材１３の内部から排出させることができる。

【0122】

凹溝１３４を採用する場合、圧力解放機構２１３が作動する時、電池セル２０の排出物は凹溝１３４に入り、凹溝１３４の底壁がより薄いため、排出物は凹溝１３４の底壁を破壊して熱管理部材１３を通過し、また、凹溝１３４内に入った排出物はさらに凹溝１３４の側面を同時に溶融して、流体を熱管理部材１３の内部から排出させることができ、それにより高熱排出物の温度を下げる。

【0123】

選択可能に、凹溝１３４の半径方向サイズは圧力解放機構２１３から離れる方向上に徐々に小さくなる。つまり、凹溝１３４の側面は傾斜面であり、このようにすると、排出物との接触面積を増加することができ、排出物により破壊されることをより容易にする。たとえば、凹溝１３４の側面の傾斜角（底壁の位置する平面との夾角）の角度範囲は１５～８５度であってもよい。

【0124】

圧力解放機構２１３は作動する時、変形して電池セル２０の内部と外部とを連通させる。たとえば、ノッチを採用した圧力解放機構２１３については、圧力解放機構２１３が作動する時にノッチの箇所で破裂しかつ両側へ開き、対応して、圧力解放機構２１３は一定の変形空間を必要とする。本願の一実施例では、凹溝１３４は圧力解放機構２１３が作動する時に開かれる逃げキャビティとして構成される。逃げキャビティは圧力解放機構２１３に変形空間を提供して、圧力解放機構２１３を熱管理部材１３に向かって変形させて破裂させる。

【0125】

逃げキャビティとして使用される場合、凹溝１３４の設置は圧力解放機構２１３が作動する時に開かれる条件を満たす必要がある。具体的には、凹溝１３４の深さは圧力解放機構２１３のサイズに関連する。本願の１つの実施例として、凹溝１３４の深さは１ｍｍより大きい。たとえば、凹溝１３４の深さは３ｍｍ以上であってもよく、それにより圧力解放機構２１３が容易に開かれる。凹溝１３４の開口の面積は圧力解放機構２１３の面積に関連する。圧力解放機構２１３を開くために、凹溝１３４の開口の面積と圧力解放機構２１３の面積との比は特定の値より大きい必要がある。また、凹溝１３４の側面が排出物により破壊されることを容易にするために、凹溝１３４の開口の面積と圧力解放機構２１３の面積との比は特定の値未満である必要がある。たとえば、凹溝１３４の開口の面積と圧力解放機構２１３の面積との比の値範囲は０．５～２であってもよい。

【0126】

圧力解放機構２１３を電池セル２０の第１壁２１ａに設置する時、圧力解放機構２１３の少なくとも一部が第１壁２１ａから突出し、このように、圧力解放機構２１３を容易に装着し、電池セル２０の内部の空間を確保することができる。選択可能に、図１１に示すように、本願の一実施例では、圧力解放機構２１３の少なくとも一部が第１壁２１ａから突出される場合、逃げキャビティは圧力解放機構２１３の少なくとも一部を収容することに用いられてもよい。このように、電池セル２０の第１壁２１ａは熱管理部材１３の表面に緊密に密着することができ、電池セル２０の固定を容易にすることができるだけでなく、空間を節約し且つ熱管理効率を向上させることができ、且つ、圧力解放機構２１３が作動する時、電池セル２０の排出物は逃げキャビティに向かって排出されて電池セル２０から離れることができ、そのリスクを減らし、それにより電池の安全性を高めることができる。

【0127】

選択可能に、本願の一実施例では、第１壁２１ａの圧力解放機構２１３の周りに位置する部分が外に突出し、逃げキャビティは第１壁２１ａの圧力解放機構２１３の周りに位置する突出部分を収容することに用いられる。類似し、第１壁２１ａの圧力解放機構２１３の周りに位置する部分が突出される場合、逃げキャビティは電池セル２０の第１壁２１ａが熱管理部材１３の表面に緊密に密着できることを確保でき、電池セル２０の固定を容易にすることができるだけでなく、空間を節約し且つ熱管理効率を向上させることができる。

【0128】

理解できるように、熱管理部材１３上に、熱管理部材１３が、圧力解放機構２１３が作動する時に破壊されることを可能にする構造を設置することに加え、圧力解放機構２１３上に、熱管理部材１３が、圧力解放機構２１３が作動する時に破壊されることを可能にする構造を設置してもよい。

【0129】

選択可能に、本願の一実施例では、圧力解放機構２１３上には破壊装置が設置され、破壊装置は圧力解放機構２１３が作動する時に熱管理部材１３を破壊して、流体を熱管理部材１３の内部から排出させることに用いられる。たとえば、破壊装置はとげであってもよいが、本願の実施例はこれに対して限定されない。

【0130】

選択可能に、本願の一実施例では、図１２に示すように、電池１０はさらに電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂを含んでもよい。熱管理部材１３は電気キャビティ１１ａと収集キャビティ１１ｂを分離することに用いられる。ここでの「分離」は分けることを意味しており、密封されなくてもよい。

【0131】

電気キャビティ１１ａは複数の電池セル２０を収容することに用いられる。電気キャビティ１１ａはさらにバス部材１２を収容することに用いられてもよい。電気キャビティ１１ａは電池セル２０及びバス部材１２のための収容空間を提供し、電気キャビティ１１ａの形状は複数の電池セル２０及びバス部材１２に基づいて決定されてもよい。バス部材１２は複数の電池セル２０の電気的接続を実現することに用いられる。バス部材１２は電池セル２０の電極端子２１４を接続することにより電池セル２０の間の電気的接続を実現することができる。収集キャビティ１１ｂは圧力解放機構２１３が作動する時に排出物を収集することに用いられる。

【0132】

本願の実施例では、熱管理部材１３で電気キャビティ１１ａと収集キャビティ１１ｂとを分離する。つまり、複数の電池セル２０及びバス部材１２を収容するための電気キャビティ１１ａと、排出物を収集するための収集キャビティ１１ｂとが分離される。このように、圧力解放機構２１３が作動する時、電池セル２０の排出物は収集キャビティ１１ｂに入るが、電気キャビティ１１ａに入らず又は少量で入り、それにより電気キャビティ１１ａ中の電気的接続に影響を与えることがなく、従って、電池の安全性を高めることができる。

【0133】

選択可能に、本願の一実施例では、熱管理部材１３は、圧力解放機構２１３が作動する時に排出物により破壊され、排出物が熱管理部材１３を通過して収集キャビティ１１ｂに入るように構成される。

【0134】

選択可能に、本願の一実施例では、熱管理部材１３は電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂにより共用される壁を有する。図１２に示すように、熱管理部材１３は同時に電気キャビティ１１ａの１つの壁及び収集キャビティ１１ｂの１つの壁として使用されてもよい。つまり、熱管理部材１３（又はその一部）は電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂにより共用される壁として直接使用されてもよく、このように、電池セル２０の排出物は熱管理部材１３を通過して収集キャビティ１１ｂに入ることができ、また、熱管理部材１３が存在するため、該排出物と電気キャビティ１１ａを最大限に分離することができ、それにより排出物のリスクを減らし、電池の安全性を高める。

【0135】

選択可能に、本願の一実施例では、電気キャビティ１１ａは開口を有するカバー及び熱管理部材１３で形成されてもよい。たとえば、図１３に示すように、カバー１１０は開口（図１３における下側開口）を有する。開口を有するカバー１１０は半密閉型のチャンバであり、外部と連通する開口を有し、熱管理部材１３は該開口をカバーし、チャンバ、すなわち電気キャビティ１１ａを形成する。

【0136】

選択可能に、カバー１１０は複数の部分で構成されてもよく、たとえば、図１４に示すように、カバー１１０は第１部分１１１及び第２部分１１２を含んでもよい。第２部分１１２の両側にはそれぞれ開口を有し、第１部分１１１は第２部分１１２の一側の開口をカバーし、熱管理部材１３は第２部分１１２の他側の開口をカバーし、それにより電気キャビティ１１ａを形成する。

【0137】

図１４の実施例は図２を基礎として改良することにより得られる。具体的には、図２における第２部分１１２の底壁を熱管理部材１３に置換し、熱管理部材１３を電気キャビティ１１ａの１つの壁として、それにより図１４における電気キャビティ１１ａを形成する。換言すれば、図２における第２部分１１２の底壁を取り外し、すなわち、両側が開口する環状壁を形成して、第１部分１１１及び熱管理部材１３がそれぞれ第２部分１１２の両側開口をカバーし、チャンバ、すなわち電気キャビティ１１ａを形成することもよい。

【0138】

選択可能に、本願の一実施例では、収集キャビティ１１ｂについては、熱管理部材１３及び保護部材で形成されてもよい。たとえば、図１５に示すように、電池１０はさらに保護部材１１５を含む。保護部材１１５は熱管理部材１３を保護することに用いられ、且つ、保護部材１１５は熱管理部材１３と収集キャビティ１１ｂを形成する。保護部材１１５と熱管理部材１３とが形成した収集キャビティ１１ｂは、電池セルを収容する空間を占用せず、従って、より大きな空間がある収集キャビティ１１ｂを設置することができ、それにより排出物を効果的に収集して緩衝し、そのリスクを減らすことができる。

【0139】

選択可能に、本願の一実施例では、収集キャビティ１１ｂ内にはさらに冷却媒体のような流体が設置されてもよく、又は、流体を収容するための部材が設置されてもよく、収集キャビティ１１ｂ内に入る排出物の温度をさらに下げる。

【0140】

選択可能に、本願の一実施例では、収集キャビティ１１ｂは密封されたチャンバであってもよい。たとえば、保護部材１１５と熱管理部材１３との接続部は密封部材によって密封されてもよい。

【0141】

選択可能に、本願の一実施例では、収集キャビティ１１ｂは密封されたチャンバではなくてもよい。たとえば、収集キャビティ１１ｂはエアと連通してもよく、このように、一部の排出物はさらに収集キャビティ１１ｂの外部に排出され得る。

【0142】

上記実施例では、熱管理部材１３はカバー１１０の開口をカバーして電気キャビティ１１ａを形成し、熱管理部材１３と保護部材１１５とが収集キャビティ１１ｂを形成する。選択可能に、熱管理部材１３は密閉されたカバーを電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂに直接分離してもよい。

【0143】

たとえば、図１６に示すように、本願の一実施例では、熱管理部材１３はカバー１１０内部に設置され、かつカバー１１０内部を電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂに分離する。つまり、密閉されたカバー１１０はその内部にチャンバを形成し、熱管理部材１３はカバー１１０の内部のチャンバを２つのチャンバ、すなわち電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂに分離する。

【0144】

電気キャビティ１１ａは複数の電池セル２０等を収容するために大きな空間を必要とするため、熱管理部材１３はカバー１１０のある壁に近い位置に設置されてもよく、それにより大きな空間を有する電気キャビティ１１ａ及びより小さな空間を有する収集キャビティ１１ｂに分離する。

【0145】

選択可能に、図１７に示すように、本願の一実施例では、カバー１１０は第１部分１１１及び第２部分１１２を含んでもよい。第２部分１１２の一側に開口を有して半密閉構造が形成される。半密閉構造はすなわち開口を有するチャンバである。熱管理部材１３は第２部分１１２の内部に設置され、第１部分１１１は第２部分１１２の開口をカバーする。換言すれば、まず熱管理部材１３を半密閉された第２部分１１２内に設置して、収集キャビティ１１ｂを分離し、次に第１部分１１１で第２部分１１２の開口をカバーして、電気キャビティ１１ａを形成する。

【0146】

選択可能に、本願の一実施例では、電気キャビティ１１ａは熱管理部材１３を介して収集キャビティ１１ｂから隔絶される。つまり、収集キャビティ１１ｂと電気キャビティ１１ａとは連通せず、収集キャビティ１１ｂ内の液体又はガス等が電気キャビティ１１ａに入ることができず、それにより電気キャビティ１１ａをより効果的に保護することができる。

【0147】

図１８は本願の一実施例の電池１０の分解図である。図１８に示される実施例では、熱管理部材１３には凹溝１３４が設置され、かつ保護部材１１５と収集キャビティを形成する。

【0148】

電池１０における各部材についての説明は上記各実施例を参照でき、簡潔のために、ここで詳細な説明は省略する。

【0149】

本願の一実施例はさらに電力消費装置を提供し、該電力消費装置は上記各実施例の電池１０を含んでもよい。選択可能に、電力消費装置は車両１、船又は宇宙機であってもよい。

【0150】

上文で本願の実施例の電池及び電力消費装置を説明しており、以下、本願の実施例の電池製造方法及び装置を説明し、ここで詳細に説明されていない部分は上記各実施例を参照できる。

【0151】

図１９は本願の一実施例の電池製造方法３００の例示的なフローチャートである。図１９に示すように、該方法３００はステップ３１０～ステップ３３０を含んでもよい。
３１０、電池セル２０を提供し、電池セル２０は圧力解放機構２１３を含み、圧力解放機構２１３は電池セル２０の第１壁２１ａに設置され、圧力解放機構２１３は電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して内部圧力又は温度を解放することに用いられる。
３２０、流体を収容するための熱管理部材１３を提供する。
３３０、熱管理部材１３の第１表面を電池セル２０の第１壁２１ａに取り付け、熱管理部材１３は圧力解放機構２１３が作動する時に電池セル２０内から排出された排出物により破壊されて、排出物を熱管理部材１３に通過させることができる。

【0152】

図２０は本願の一実施例の電池製造装置４００の例示的なブロック図である。図２１に示すように、電池製造装置４００は提供モジュール４１０及び装着モジュール４２０を含んでもよい。

【0153】

前記提供モジュール４１０は、電池セル２０を提供することであって、電池セル２０は圧力解放機構２１３を含み、圧力解放機構２１３は電池セル２０の第１壁２１ａに設置され、圧力解放機構２１３は電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して内部圧力又は温度を解放することに用いられる、ことと、流体を収容するための熱管理部材１３を提供することと、に用いられる。

【0154】

前記装着モジュール４２０は、熱管理部材１３の第１表面を電池セル２０の第１壁２１ａに取り付けることに用いられ、熱管理部材１３は、圧力解放機構２１３が作動する時に電池セル２０内から排出された排出物により破壊され、排出物を熱管理部材１３に通過させることができる。

【0155】

最終的に説明されるように、以上の実施例は本願の技術案を説明するものに過ぎず、それを制限するものではなく、上記実施例を参照しながら本願を詳細に説明したが、当業者は、依然として上記各実施例に記載の技術案を修正し、又は一部の技術的特徴に対して等価置換を行うことができるが、それらの修正や置換が対応する技術案の本質を本願の各実施例の技術案の精神及び範囲から逸脱させるものではないことを理解すべきである。

【符号の説明】

【0156】

１ 車両
１０ 電池
１１ 電気キャビティ
１２ バス部材
１３ 熱管理部材
２０ 電池セル
２１ 電池ケース
２１ａ 第１壁
２２ 電極アセンブリ
２３ 接続部材
２４ パッド
３０ コントローラ
４０ モータ
１１０ カバー
１１１ 第１部分
１１２ 第２部分
１１５ 保護部材
１３１ 第１熱伝導板
１３１ａ 第１領域
１３２ 第２熱伝導板
１３２ａ 薄化溝
１３３ ランナー
１３４ 凹溝
１３５ 薄化領域
１３６ 貫通穴
２１１ ハウジング
２１２ 第２タブ
２１２ カバープレート
２１３ 圧力解放機構
２１４ 電極端子
２２１ 第１タブ
２２２ 第２タブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9a】

【図9b】

【図9c】

【図10a】

【図10b】

【図10c】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】