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(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】2024-01-18
(45)【発行日】2024-01-26
(54)【発明の名称】電池、その関連装置、製造方法及び製造機器
(51)【国際特許分類】
H01M 50/367 20210101AFI20240119BHJP
H01M 50/342 20210101ALI20240119BHJP
H01M 50/505 20210101ALI20240119BHJP
H01M 50/204 20210101ALI20240119BHJP
H01M 50/375 20210101ALI20240119BHJP
H01M 50/271 20210101ALI20240119BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20240119BHJP
H01M 10/615 20140101ALI20240119BHJP
H01M 10/6556 20140101ALI20240119BHJP
H01M 10/6563 20140101ALI20240119BHJP
H01M 10/6568 20140101ALI20240119BHJP
H01M 50/249 20210101ALI20240119BHJP
H01M 10/625 20140101ALI20240119BHJP
H01M 50/35 20210101ALI20240119BHJP
【ＦＩ】
H01M50/367
H01M50/342 201
H01M50/342 101
H01M50/505
H01M50/204 401H
H01M50/375
H01M50/271 Z
H01M10/613
H01M10/615
H01M10/6556
H01M10/6563
H01M10/6568
H01M50/249
H01M10/625
H01M50/35 201
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2021576383
(86)(22)【出願日】2020-07-10
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-10-11
(86)【国際出願番号】 CN2020101439
(87)【国際公開番号】W WO2022006894
(87)【国際公開日】2022-01-13
【審査請求日】2021-12-21
【前置審査】
(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】▲曾▼ 毓群
(72)【発明者】
【氏名】▲陳▼ 小波
(72)【発明者】
【氏名】王 ▲鵬▼
(72)【発明者】
【氏名】李 耀
(72)【発明者】
【氏名】▲呉▼ ▲凱▼
【審査官】佐溝 茂良
(56)【参考文献】
【文献】独国特許出願公開第１０２０１７２１２２２３（ＤＥ，Ａ１）
【文献】特表２０１３－５０９６８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／０３４２２５（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ ５０／３０－５０／３９２
Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８
Ｈ０１Ｍ １０／５２－１０／６６７
Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５０／５９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池であって、複数の電池セルであって、前記複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルは、前記少なくとも１つの電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して前記内部圧力を放出するためのリリーフ機構を備える複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを電気的に接続するためのバス部材と、
を備え、
前記リリーフ機構及び前記バス部材はそれぞれ前記少なくとも１つの電池セルの異なる側に配置され、前記リリーフ機構が作動する時に前記少なくとも１つの電池セルからの排出物を前記バス部材から離れる方向に沿って排出させ、
前記電池は熱管理部材と、収集キャビティと、をさらに備え、
前記熱管理部材は流体を収容して前記複数の電池セルの温度を調整することに用いられ、前記熱管理部材は前記リリーフ機構が作動する時に破壊されて、前記電池セルからの排出物を前記熱管理部材に通過させるように構成され、
前記収集キャビティは前記リリーフ機構が作動する時に前記電池セルからの排出物を収集することに用いられる電池。
【請求項2】
前記熱管理部材は前記リリーフ機構が作動する時に破壊されて、前記流体を流出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】
前記熱管理部材は、前記複数の電池セルに取り付けられる第１熱伝導板と、
前記第１熱伝導板の前記電池セルから離れる側に配置される第２熱伝導板と、
前記第１熱伝導板と前記第２熱伝導板との間に前記流体が流れるために形成される流路と、を備える請求項１又は２に記載の電池。
【請求項4】
前記熱管理部材は、前記リリーフ機構の作動を可能にする空間を提供するように構成される逃げ構造をさらに備え、
前記熱管理部材は前記複数の電池セルに取り付けられて前記逃げ構造と前記リリーフ機構との間に逃げキャビティを形成し、又は、前記逃げ構造は前記熱管理部材を貫通する貫通孔であり、前記逃げ構造の逃げ側壁は前記貫通孔の孔壁である請求項１～３のいずれか一項に記載の電池。
【請求項5】
前記逃げ構造は逃げ底壁及び前記逃げキャビティを取り囲む逃げ側壁を備え、且つ前記逃げ底壁は、前記リリーフ機構が作動する時に破壊されて、前記電池セルからの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請求項４に記載の電池。
【請求項6】
前記逃げ側壁は前記リリーフ機構が作動する時に破壊されて、前記流体を流出させるように構成される請求項４又は５に記載の電池。
【請求項7】
前記逃げ側壁は前記リリーフ機構の前記熱管理部材に向かう方向に対して所定の夾角をなし、且つ前記所定の夾角は１５°以上８５°以下である請求項５又は６に記載の電池。
【請求項8】
前記収集キャビティは前記リリーフ機構が作動する時に前記熱管理部材からの排出物を収集することに用いられ、前記逃げキャビティ及び前記収集キャビティは前記熱管理部材によって分離され、又は、前記逃げ構造及び前記収集キャビティは連通する請求項４又は５に記載の電池。
【請求項9】
保護部材をさらに備え、前記保護部材は前記熱管理部材の前記電池セルから離れる側に配置され、且つ前記収集キャビティは前記熱管理部材と前記保護部材との間に配置される請求項８に記載の電池。
【請求項10】
前記電池セルは、複数の壁で囲んで形成された、開口部を有するハウジング及び前記開口部を密閉するカバー板をさらに備え、前記リリーフ機構は前記複数の壁のうちの少なくとも１つの壁に配置される請求項１～９のいずれか一項に記載の電池。
【請求項11】
前記リリーフ機構の外面は前記少なくとも１つの壁の外面と同一平面上にある又は前記少なくとも１つの壁の外面に凹んでおり、又は、前記リリーフ機構は前記複数の壁のうち隣接する２つの壁の間のコーナー部に配置され、又は、
前記リリーフ機構は複数設置され、複数の前記リリーフ機構は前記複数の壁のうちの１つの壁に配置され、又は、
複数の前記リリーフ機構は前記複数の壁のうちの少なくとも２つの壁に配置される請求項１０に記載の電池。
【請求項12】
電気エネルギーを供給するための請求項１～１１のいずれか一項に記載の電池を備える装置。
【請求項13】
電池製造方法であって、複数の電池セルを提供するステップであって、前記複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルは、前記少なくとも１つの電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して前記内部圧力を放出するためのリリーフ機構を備えるステップと、
バス部材を提供して、前記バス部材を前記複数の電池セルに電気的に接続するステップと、
前記リリーフ機構及び前記バス部材をそれぞれ前記少なくとも１つの電池セルの異なる側に配置して、前記リリーフ機構が作動時に前記少なくとも１つの電池セルからの排出物を前記バス部材から離れる方向に沿って排出させるステップと、
熱管理部材を提供するステップであって、前記熱管理部材は流体を収容して前記複数の電池セルの温度を調整することに用いられ、前記熱管理部材は前記リリーフ機構が作動する時に破壊されて、前記電池セルからの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ステップと、
前記リリーフ機構が作動する時に前記電池セルからの排出物を収集するための収集キャビティを提供するステップと、を含む電池製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は電池分野に関し、具体的には電池、その関連装置、製造方法及び製造機器に関する。
【背景技術】
【0002】
化学電池、電化電池、電気化学電池又は電気化学セルとは、酸化還元反応により、正極、負極活物質の化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置を指す。一般的な酸化還元反応とは異なり、酸化と還元反応は別々に行われ、酸化は負極で行われ、還元は正極で行われ、電子の増減は外部回路を介して行われ、それにより電流が形成される。これは全ての電池の本質的な特徴である。長期にわたる研究、発展の結果、化学電池は様々な種類があり、用途が多くなる。建物にしか収容できない大きな装置から、ミリメートルで計算する種類までの装置が挙げられる。現代の電子技術の発展は、化学電池に対して高い要件を求める。化学電池技術のあらゆる進展は、電子機器の革新的な発展をもたらしている。世界中の多くの電気化学科学者は、電気自動車の電力としての化学電池の分野に研究の関心を集中している。
【0003】
リチウムイオン電池は、化学電池の１つとして、体積が小さく、エネルギー密度が高く、電力密度が高く、サイクル使用の回数が多く、保存時間が長い等の利点を有し、いくつかの電子機器、電動交通機関、電動玩具及び電動機器に幅広く応用され、例えば、リチウムイオン電池は現在、携帯電話、ノートパソコン、電気自転車、電気自動車、電動飛行機、電動船、電動玩具車、電動玩具船、電動玩具飛行機及び電動工具等に幅広く応用される。
【0004】
リチウムイオン電池技術の継続的な発展に伴い、リチウムイオン電池の性能に対する要件が高くなり、リチウムイオン電池が複数の設計要素を同時に考慮することが期待され、その中で、リチウムイオン電池の安全性能は特に重要である。
【発明の概要】
【0005】
本願は、電池の安全性能を向上させるために、電池、その関連装置、製造方法及び製造機器を提供する。
【0006】
本願の第１態様によれば、電池を提供し、該電池は、複数の電池セルであって、複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルは、少なくとも１つの電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して内部圧力を放出するためのリリーフ機構を備える複数の電池セルと、複数の電池セルを電気的に接続するためのバス部材と、を備え、リリーフ機構及びバス部材はそれぞれ少なくとも１つの電池セルの異なる側に配置され、リリーフ機構が作動する時に少なくとも１つの電池セルからの排出物をバス部材から離れる方向に沿って排出させる。
【0007】
リリーフ機構及びバス部材の配置方式により、電池の安全性能を顕著に向上させる。先ず、例えば電池が電気自動車に応用され且つ内部に熱暴走が発生した場合、電池セルの排出物が運転室内の乗客に排出されることはなく、それにより該電池を使用する電気自動車の安全性を向上させる。次に、リリーフ機構及びバス部材がそれぞれ電池セルの異なる側に配置されるため、電池セルの排出物はバス部材の短絡をもたらすこともなく、それによりバス部材の短絡によるリスクを顕著に低減させ、電池の安全性能を向上させる。
【0008】
いくつかの実施例では、電池は熱管理部材をさらに備え、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整することに用いられ、且つ熱管理部材はリリーフ機構が作動する時に破壊されて、電池セルからの排出物を熱管理部材に通過させることができるように構成される。熱管理部材を設置することにより、電池セルの温度を柔軟で能動的に制御することができる。また、電池の内部に熱暴走が発生した場合、電池セルの排出物は効果的に排出でき、それにより、排出物の排出不良によるリスクを低減させる。
【0009】
いくつかの実施例では、熱管理部材はリリーフ機構が作動する時に破壊されて、流体を流出させることができるように構成される。このような配置方式により、電池セルからの高温高圧排出物を効果的に降温し、電池の安全性能を向上させることができる。
【0010】
いくつかの実施例では、熱管理部材は、複数の電池セルに取り付けられる第１熱伝導板と、第１熱伝導板の電池セルから離れる側に配置される第２熱伝導板と、第１熱伝導板と第２熱伝導板との間に流体が流れるために形成される流路と、を備える。このような方式により、熱管理部材はより容易に製造され、それにより製造コストを削減することができる。
【0011】
いくつかの実施例では、熱管理部材は、リリーフ機構の作動を可能にする空間を提供するように構成される逃げ構造をさらに備え、且つ熱管理部材は複数の電池セルに取り付けられて逃げ構造とリリーフ機構との間に逃げキャビティを形成する。逃げ構造を設置することにより、リリーフ機構が効果的に作動することを確保できる。また、逃げキャビティは電池セルの排出物を排出するための緩衝空間を提供でき、それにより電池セルの排出物による外部への衝撃圧力を低減させ、電池の安全性能をさらに向上させる。
【0012】
いくつかの実施例では、逃げ構造は逃げ底壁及び逃げキャビティを取り囲む逃げ側壁を備え、且つ逃げ底壁はリリーフ機構が作動する時に破壊されて、電池セルからの排出物を熱管理部材に通過させることができるように構成される。このような配置は、簡単な方式及び低いコストでリリーフ機構が作動する時に排出物を熱管理部材に通過させるという目的を実現する。
【0013】
いくつかの実施例では、熱管理部材は、リリーフ機構の作動を可能にする空間を提供するように構成される逃げ構造をさらに備え、且つ逃げ構造は熱管理部材を貫通する貫通孔であり、逃げ構造の逃げ側壁は貫通孔の孔壁である。貫通孔の方式を用いることにより、電池セルからの排出物を迅速に貫通孔を通過させて電池から排出させることができ、それにより排出不良による二次高圧のリスクを低減させ、電池の安全性能を向上させる。
【0014】
いくつかの実施例では、逃げ側壁はリリーフ機構が作動する時に破壊されて、流体を流出させるように構成される。該配置は、低コスト及び簡単な方式で流体を流出させることができ、それにより電池自体の流体を利用して電池セルからの排出物の温度を迅速に下げ、電池の安全性能をさらに向上させる。
【0015】
いくつかの実施例では、逃げ側壁はリリーフ機構の熱管理部材に向かう方向に対して所定の夾角をなし、且つ所定の夾角は１５°以上８５°以下である。このような方式により、逃げ構造はより容易に製造され、また、逃げ側壁が電池セルからの排出物により破壊されることを促進して、流体が流出できることを確保できる。
【0016】
いくつかの実施例では、熱管理部材は放出機構を備え、放出機構は、リリーフ機構が作動する時に作動されて、少なくとも電池セルからの排出物が熱管理部材を通過して排出されることを可能にするように構成される。このような配置は、簡単で効果的な方式で排出物が熱管理部材を適時に通過できることを確保する。
【0017】
いくつかの実施例では、電池は、リリーフ機構が作動する時に電池セル及び熱管理部材からの排出物を収集するための収集キャビティをさらに備え、逃げキャビティ及び収集キャビティは熱管理部材によって分離される。収集キャビティは排出物の排出に対してさらなる緩衝を提供し、排出物の衝撃圧力をさらに低減させることができる。また、収集キャビティはさらに排出物による外部への二次破壊のリスクを低減させることができる。
【0018】
いくつかの実施例では、電池は、リリーフ機構が作動する時に電池セル及び熱管理部材からの排出物を収集するための収集キャビティをさらに備え、逃げ構造及び収集キャビティは連通する。このような配置方式により、排出物が収集キャビティに順調に入り、排出物による外部へのリスクを低減させ、外部環境への汚染を低減させることができる。また、収集キャビティは排出物の排出に対してさらなる緩衝を提供し、排出物の衝撃圧力をさらに低減させることができる。
【0019】
いくつかの実施例では、電池は保護部材をさらに備え、保護部材は熱管理部材の電池セルから離れる側に配置され、且つ収集キャビティは熱管理部材と保護部材との間に配置される。保護部材は電池に追加の保護を提供でき、電池が異物によって破壊されることを回避し、及び外部の埃塵又は雑異物が電池の内部に入ることを防止する。また、保護部材及び熱管理部材はさらに収集キャビティを形成してリリーフ機構が作動する時に排出物の排出に対してさらなる緩衝を提供し、排出物の衝撃圧力を低減させる。
【0020】
いくつかの実施例では、電池は、熱管理部材と保護部材との間に配置されて収集キャビティをシールするシール部材をさらに備える。シール部材の設置により、収集キャビティ内の排出物が予想外に排出されることを効果的に防止し、それにより電池の安全性能を向上させることができる。
【0021】
いくつかの実施例では、電池はカバー本体をさらに備え、カバー本体はバス部材に隣接し且つ両者の間の距離は２ｍｍ未満である。このような配置方式により、電池構造をよりコンパクトにし、電池の内部空間の有効利用率を向上させ、且つ電池の体積エネルギー密度を向上させる。
【0022】
いくつかの実施例では、カバー本体はバス部材に接触する。該配置は、電池の高電圧部材及び低電圧制御部材が占有した空間をさらに小さくし、且つ体積エネルギー密度を向上させることができる。
【0023】
いくつかの実施例では、電池は、カバー本体と共に取り込んで複数の電池セルを収容するための電気キャビティを形成する筐体をさらに備える。筐体及びカバー本体は複数の電池セルを収容するための空間を提供し且つ電池セルを保護することができる。
【0024】
いくつかの実施例では、電池はカバー本体をさらに備え、カバー本体は、バス部材を収容できるように構成される収容空間と、カバー本体に取り付けられ且つバス部材を少なくとも被覆するように構成される絶縁部と、を備える。バス部材をカバー本体に嵌め込むことにより、電池の外部構造をよりコンパクトにし、且つ体積エネルギー密度を向上させる。且つこのような方式は電池の保守操作をより容易にする。
【0025】
いくつかの実施例では、絶縁部はカバー本体に適用され又は組み立てられる。このような方式は電池の製造により役立つ。
【0026】
いくつかの実施例では、電池は、カバー本体と共に取り込んで複数の電池セルを収容するための電気キャビティを形成する筐体と、電気キャビティの外部に少なくとも部分的に配置される電池管理ユニットと、をさらに備える。電池管理ユニットは電気キャビティの外部に少なくとも部分的に配置されて、電池、特に電池管理ユニットを保守することにより役立つ。
【0027】
いくつかの実施例では、電池管理ユニットはカバー本体内に少なくとも部分的に埋め込まれる。電池管理ユニットは電気キャビティの外部に少なくとも部分的に配置されて、電池、特に電池管理ユニットを保守することにより役立つ。
【0028】
いくつかの実施例では、熱管理部材は筐体の底部部分であり、且つ筐体は側部部分をさらに備え、側部部分と熱管理部材はシール接続される。このような方式により、筐体をより容易に製造し、製造コストを削減することができる。
【0029】
いくつかの実施例では、熱管理部材は筐体の内側に集積又は配置される。このような方式により、筐体が熱管理部材に追加の保護を提供し、それにより電池構造の安定性を向上させることができる。
【0030】
いくつかの実施例では、収集キャビティは熱管理部材と筐体との間に形成され又は筐体の内側に集積される。このような配置方式により、収集キャビティがより容易に形成され、それにより電池の製造及び保守をより容易にすることができる。
【0031】
いくつかの実施例では、電池セルは、複数の壁で囲んで形成された、開口部を有するハウジング及び開口部を密閉するカバー板をさらに備え、且つリリーフ機構は複数の壁のうちの少なくとも１つの壁に配置される。該配置は、簡単で効果的な方式でリリーフ機構及びバス部材が異なる側に配置されるという目的を実現し、且つ電池の安全性能を向上させる。
【0032】
いくつかの実施例では、リリーフ機構の外面は少なくとも１つの壁の外面と同一平面上にある又は少なくとも１つの壁の外面に凹んでいる。このような設置方式は、一方では、リリーフ機構が予想外に破壊されることを回避でき、他方では、電池の内部に熱暴走が発生した場合、リリーフ機構に所定の逃げ空間を提供することができる。
【0033】
いくつかの実施例では、リリーフ機構は複数の壁のうち隣接する２つの壁の間のコーナー部に配置される。このような配置方式により、リリーフ機構の配置をより多様化し、それにより電池セルの配置及び置きの柔軟性を向上させることができる。
【0034】
いくつかの実施例では、リリーフ機構は複数設置され、複数のリリーフ機構は複数の壁のうちの１つの壁に配置され、又は、複数のリリーフ機構は複数の壁のうちの少なくとも２つの壁に配置される。複数のリリーフ機構を設置することにより、電池の内部に熱暴走が発生した場合、迅速にリリーフすることを実現でき、それにより電池の安全性能をさらに向上させる。
【0035】
いくつかの実施例では、電池セルは少なくとも２つの壁を備え、少なくとも２つの壁は交差して設置される第１壁及び第２壁を備え、リリーフ機構は第１壁に設置され、熱管理部材は第１壁に取り付けられ、且つ電池は支持部材をさらに備え、支持部材は第２壁に取り付けられ、電池セルを支持することに用いられる。リリーフ機構を側部に配置する方式は、電池の高さ方向におけるサイズをさらに小さくすることができ、且つ電池構造をよりコンパクトにし、体積エネルギー密度を向上させることに役立つ。
【0036】
いくつかの実施例では、電池は、リリーフ機構が作動する時に電池セル及び熱管理部材からの排出物を収集するための収集キャビティをさらに備え、且つ支持部材は追加収集キャビティを備え、追加収集キャビティは収集キャビティと連通する。このような配置方式により、排出物が収集キャビティに順調に入り、排出物による外部へのリスクを低減させることができる。また、追加収集キャビティは排出物の排出に対してさらなる緩衝を提供し、排出物の衝撃圧力をさらに低減させることができる。
【0037】
いくつかの実施例では、支持部材は追加収集キャビティを備え、追加収集キャビティは収集キャビティと連通する。追加収集キャビティは排出物の排出に対してさらなる緩衝を提供し、排出物の衝撃圧力をさらに低減させることができる。
【0038】
いくつかの実施例では、電池はケースをさらに備え、ケースはカバー本体及び筐体を備え、筐体はカバー本体と共に取り込んで複数の電池セルを収容するための電気キャビティを形成し、支持部材は筐体の底部部分であり又は筐体の内側に配置される。このように、支持部材の配置方式をより多様化し、それにより電池が多様化方式で製造され、製品の製造の柔軟性を向上させることができる。
【0039】
いくつかの実施例では、支持部材は筐体の底部部分であり又は筐体の内側に配置される。このように、支持部材の配置方式をより多様化し、それにより電池が多様化方式で製造され、製品の製造の柔軟性を向上させることができる。
【0040】
いくつかの実施例では、支持部材は熱管理部材と一体成形された全体部材であり又は支持部材は熱管理部材に締結される。このように、支持部材の配置方式をより多様化し、それにより電池が多様化方式で製造され、製品の製造の柔軟性を向上させることができる。
【0041】
いくつかの実施例では、支持部材は追加流路を備え、追加流路は熱管理部材内の流体が流れるための流路と相互に連通する。このような配置方式により、流体の流れを促進でき、それにより電池の温度調整効果を向上させ、且つ排出物の排出を良好にガイドすることができる。
【0042】
いくつかの実施例では、支持部材は追加収集キャビティを備え、追加収集キャビティは収集キャビティと連通する。追加収集キャビティは排出物の排出に対してさらなる緩衝を提供し、排出物の衝撃圧力をさらに低減させることができる。
【0043】
いくつかの実施例では、電池はカバー本体と筐体との間に延在するビームをさらに備え、熱管理部材はビームと電池セルとの間に配置される。このような配置方式により、空間利用率を十分に向上させることができ、且つ電池をよりコンパクトにすることができる。
【0044】
いくつかの実施例では、ビームは中空であり、且つビームの中空空間は収集キャビティを構成する。このような配置方式により、空間利用率をさらに向上させることができる。
【0045】
いくつかの実施例では、リリーフ機構の外面は第１壁の外面と同一平面上にある又は第１壁の外面に凹んでいる。このような方式は、リリーフ機構が予想外に破壊されることを回避できるとともに、リリーフ機構の作動に所定の逃げ空間を提供することができる。
【0046】
いくつかの実施例では、電池セルは、複数の壁で囲んで形成された、開口部を有するハウジング及び開口部を密閉するカバー板をさらに備え、第１壁はカバー板又はハウジングの複数の壁のうちの少なくとも１つの壁を備える。このような配置方式により、電池セルが種々な必要な姿勢で筐体に置かれることを可能にし、それにより電池製品をより多様化することができるとともに、電池の安全性に影響を与えることはない。
【0047】
いくつかの実施例では、電池は、接着剤を介して電池セルに取り付けられるように構成される取り付け部材と、接着剤が取り付け部材とリリーフ機構との間に塗布されることを防止するように構成される分離部材と、をさらに備える。分離部材を設置することにより、電池の生産過程で接着剤が取り付け部材とリリーフ機構との間に塗布されることを効果的な方式で防止できる。また、さらに接着剤の塗布効率及び精度を向上させ、それにより電池の生産効率を向上させることができる。
【0048】
いくつかの実施例では、分離部材は、本体と、本体表面から本体外側に向かう突出方向に沿って突出し、且つ本体が取り付け部材に取り付けられる場合にリリーフ機構と突出方向に位置合わせされるように構成され、且つ外周サイズがリリーフ機構の外周サイズ以上である凸部と、を備える。このような配置により、電池の生産過程で、簡単で効果的な方式で接着剤がリリーフ機構の表面に塗布されることを防止でき、それによりリリーフ機構が作動する時に阻害することを回避する。
【0049】
いくつかの実施例では、凸部は、高さが接着剤の所定の塗布高さ以上であり、且つ複数の電池セルが取り付け部材に取り付けられる場合に接着剤の塗布高さと一致するように圧縮されるように構成される。このような配置方式により、凸部は接着剤が取り付け部材とリリーフ機構との間に塗布されることを効果的に防止できることを確保する。また、分離部材は取り付け部材とリリーフ機構との間の確実な接着及びリリーフ機構の作動に影響を与えることはない。
【0050】
いくつかの実施例では、取り付け部材は熱管理部材を備える。このように、分離部材はリリーフ機構と熱管理部材との間に応用することができ、両者の間に接着剤が存在するためリリーフ機構の作動に影響を与えることはない。
【0051】
いくつかの実施例では、リリーフ機構は感圧リリーフ機構及び感温リリーフ機構のうちの少なくとも１つを備える。このように、リリーフ機構の選択をより多様化し、製品もより多様化し、異なる使用環境及び異なるユーザーの要件を満たすことができる。
【0052】
いくつかの実施例では、リリーフ機構は、開孔及び開孔の内壁に接続され且つ開孔の軸線に向かって延在する第１ボスを備える接続ユニットと、電池セルの内部圧力が閾値になった時に作動して内部圧力を放出することに用いられ、第１ボスの一側に設置されるリリーフシートと、リリーフシートを保護することに用いられ、第１ボスのリリーフシートから離れる他側に設置される第１保護シートと、第１保護シートを圧着することに用いられ、第１保護シートの第１ボスから離れる側に設置される押圧リングと、接続ユニットに接続され、且つ開孔の軸線に向かって付勢されて押圧リングを圧着することができる付勢構造と、を備える。このような方式により、リリーフシートが電池セル内の電解液に直接接触することを回避でき、さらにリリーフシートが電解液によって腐食されることを低減させることができ、電解液のリリーフシートに対する衝撃を低減させることもでき、また、装着過程で、接続ユニットの開孔の内壁にボスを設置して、保護シート及びリリーフシートをそれぞれ該ボスの両側に設置することにより、リリーフ機構の両側を同時に装着することを実現し、装着過程を簡素化することができ、保護シートが装着された側について、押圧リングを介して保護シートを圧着し、そして付勢構造を介して押圧リングを圧着することができ、全体構造は簡単であり、操作しやすい。
【0053】
いくつかの実施例では、リリーフ機構は、リリーフシートを保護するための第２保護シートをさらに備え、第２保護シートは接続ユニットに装着され且つリリーフシートの第１ボスから離れる側に位置し、且つリリーフシートを被覆する。リリーフシートの電池セルの内部から離れる側に設置される第２保護シートは、リリーフシートを外部の部材の影響から保護することができる。
【0054】
いくつかの実施例では、電池セルは接続機構をさらに備え、接続機構は、ハウジングのリリーフ機構が配置される壁の開口部内に位置し且つリング状であり、リリーフ機構と前記壁を接続することに用いられ、リリーフ機構は接続機構のハウジングの内部に近い側に位置する。このような設置により、電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった時、リリーフ機構は、電池セルの内部圧力を放出できるように、破裂されて開かれるのに十分な空間を有する。且つ、電池セルの内部に熱暴走が発生した場合、リリーフ機構は破裂され、電池セルの内部気圧を放出するとともに、外部へ液体又は固体燃焼物を噴射し、導電性物質も含む可能性があり、リリーフ機構をハウジングに設置して、カバー板上の電極端子と同じ側に位置せず、電極端子間の短絡を回避することができ、また、電池を車両内に装着することを考慮すると、通常、電極端子を上向きにして、すなわち、乗客の方向に向かうと、リリーフ機構は電極端子と同じ側に装着されず、リリーフ機構が破裂された後に放出した気流等の物質は乗客に向かって排出されず、このように乗客に火傷又は熱傷を引き起こさず、乗客の危険を低減させる。
【0055】
いくつかの実施例では、リリーフ機構は、電池セルのハウジングのリリーフ領域として構成され、リリーフ領域は、電池セルのハウジングの内面に設置される第１凹溝及びハウジングの外面に設置される第２凹溝を備え、第１凹溝と第２凹溝は対向して設置され、第１凹溝の底壁及び／又は第２凹溝の底壁に第３凹溝が設置され、リリーフ領域は、電池セルの内部圧力が閾値になった時に第３凹溝で破裂されて内部圧力を放出するように構成される。このような方式により、リリーフ領域における第３凹溝での厚さは電池セルの他の領域の厚さよりも薄く、このように、電池セルの内部に熱暴走が発生した場合、電池セルは薄い第３凹溝で破裂されて内部圧力を放出し、且つ、本願の実施例のリリーフ領域は、電池セル上にリリーフ機構が増設される方式と比較して、加工過程がより簡単であり、例えば、加圧成形方式によって第１凹溝、第２凹溝及び第３凹溝を設置することができ、第１凹溝と第２凹溝は対向して設置され、具体的には、対向成形方式を用いてもよく、２つの凹溝を同時に加工し、加工過程が容易で迅速であり、且つ３つの凹溝のサイズ及び形状等を柔軟に設定でき、実際の応用に応じて調整することができる。
【0056】
本願の第２態様によれば、装置を提供する。該装置は上記第１態様で説明される電池を備え、該電池は該装置に電気エネルギーを供給することに用いられる。
【0057】
本願の第３態様によれば、電池製造方法をさらに提供する。該方法は、複数の電池セルを提供するステップであって、複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルは、少なくとも１つの電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して内部圧力を放出するためのリリーフ機構を備えるステップと、複数の電池セルを電気的に接続するためのバス部材を提供するステップと、リリーフ機構及びバス部材をそれぞれ少なくとも１つの電池セルの異なる側に配置して、リリーフ機構が作動する時に少なくとも１つの電池セルからの排出物をバス部材から離れる方向に沿って排出させるステップと、を含む。
【0058】
いくつかの実施例では、該方法は熱管理部材を提供するステップをさらに含み、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整することに用いられ、且つ熱管理部材はリリーフ機構が作動する時に破壊されて、電池セルからの排出物を熱管理部材に通過させるように構成される。
【0059】
いくつかの実施例では、該方法は、熱管理部材を電池セルの少なくとも２つの壁のうちの第１壁に取り付け、且つリリーフ機構を第１壁に設置するステップと、電池セルを支持するための支持部材を第２壁に取り付けるステップと、をさらに含む。
【0060】
いくつかの実施例では、該方法は、接着剤を介して電池セルに取り付けられるように構成される取り付け部材を提供するステップと、接着剤が取り付け部材とリリーフ機構との間に塗布されることを防止するように構成される分離部材を提供するステップと、をさらに含む。
【0061】
本願の第４態様によれば、電池製造機器を提供する。該機器は、電池セル製造モジュールであって、複数の電池セルを製造することに用いられ、複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルは、少なくとも１つの電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して内部圧力を放出するためのリリーフ機構を備える電池セル製造モジュールと、複数の電池セルを電気的に接続するためのバス部材を製造するためのバス部材製造モジュールと、リリーフ機構及びバス部材をそれぞれ少なくとも１つの電池セルの異なる側に配置して、リリーフ機構が作動する時に少なくとも１つの電池セルからの排出物をバス部材から離れる方向に沿って排出させるための組み立てモジュールと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0062】
ここで説明される図面は本願のさらなる理解を提供するためのものであり、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ためのものであり、本願の不適切な限定を構成するものではない。図面では、
【図1】本願の電池を用いる車両のいくつかの実施例の構造模式図を示す。
【図2】本願のいくつかの実施例に係る電池の分解模式図を示す。
【図3】本願のいくつかの実施例に係る電池の分解模式図を示す。
【図4】本願のいくつかの実施例に係る電池セルの分解模式図を示す。
【図5】本願のいくつかの実施例に係る電池セルの斜視模式図を示す。
【図6】本願のいくつかの実施例に係る電池セルの斜視模式図を示す。
【図7】本願のいくつかの実施例に係る電池の断面図を示す。
【図9】本願のいくつかの実施例に係る熱管理部材の上面図を示す。
【図13】本願のいくつかの実施例に係る保護部材の上面図を示す。
【図15】本願のいくつかの実施例に係る電池の分解図を示す。
【図16】本願のいくつかの実施例に係る電池の分解図を示す。
【図17】本願のいくつかの実施例に係る電池の側面断面図を示す。
【図19】本願のいくつかの実施例に係る電池セルの分解図を示す。
【図20】本願のいくつかの実施例に係る電池セルの斜視図を示す。
【図23】本願のいくつかの実施例に係る電池の分解図を示す。
【図24】本願のいくつかの実施例に係る電池のケースの筐体部分の斜視図を示す。
【図25】本願のいくつかの実施例に係る電池のケースの筐体部分の斜視図を示す。
【図26】本願のいくつかの実施例に係る熱管理部材の分解図を示す。
【図27】本願のいくつかの実施例に係る分離部材の斜視図を示す。
【図28】本願のいくつかの実施例に係る分離部材が熱管理部材に取り付けられていない分解図を示す。
【図29】本願のいくつかの実施例に係る分離部材が熱管理部材に取り付けられた分解図を示す。
【図30】本願のリリーフ機構のいくつかの実施例の分解図である。
【図31】本願のリリーフ機構のいくつかの実施例の分解図である。
【図32】本願のリリーフ機構のいくつかの実施例の分解図である。
【図33】本願のリリーフ機構のいくつかの実施例の分解図である。
【図34】本願の実施例のリリーフ機構が設置された電池セルのハウジングのいくつかの実施例の部分模式図である。
【図35】本願の実施例のリリーフ機構が設置された電池セルのハウジングのいくつかの実施例の部分模式図である。
【図36】本願の電池セルのハウジングのいくつかの実施例の断面図である。
【図38】本願の電池セルのいくつかの実施例の分解図である。
【図39】本願のリリーフ機構を有する電池セルのいくつかの実施例の分解図である。
【図40】本願のリリーフ機構及び受け板を有する電池セルのいくつかの実施例の分解図である。
【図41】本願の電池製造方法のいくつかの実施例の模式的なフローチャートを示す。
【図42】本願の電池製造装置のいくつかの実施例の構造模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0063】
本願の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下、本願の複数の実施例を示す図面を参照しながら、本願の実施例の技術案を明確、かつ完全に説明する。理解できるように、説明される実施例は本願の一部の実施例に過ぎず、全部の実施例ではない。本願に記載の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働を必要とせずに得た全ての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属するものとなる。
【0064】
特に定義されていない限り、本願で使用される全ての技術用語又は科学用語は、当業者が理解できる通常の意味を有する。本願では、出願される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、本願を限定するものではない。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「備える」、「含む」、「有する」、「具備する」、「含有する」、「包含」等の用語は開放形態の用語である。従って、例えば、１つ又は複数のステップ又は素子を「備える」、「含む」、「有する」方法又は装置は、１つ又は複数のステップ又は素子を具備するが、この１つ又は複数の素子のみを具備することに限定されない。本願の明細書、特許請求の範囲又は上記図面における「第１」、「第２」等の用語は異なる対象を区別するためのものに過ぎず、特定の順序又は主従関係を説明するためのものではない。また、「第１」、「第２」という用語は、説明するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示又は暗示し、又は、指示された技術的特徴の数を暗黙的に示すものとして理解できない。それにより、「第１」、「第２」で限定される特徴は、１つ又は複数の該特徴を明示的又は暗黙的に含むことができる。本願の説明では、特に説明されていない限り、「複数」は２つ以上を意味する。
【0065】
本願の説明では、説明する必要があるように、「中心」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「軸方向」、「径方向」、「円周方向」等の用語が示す方位又は位置関係は、図面に示される方位又は位置関係であり、本願を容易に説明し及び説明を簡素化するためのものに過ぎず、示す装置又は素子が必ず特定の方位を有し、特定の方位で構築及び操作されることを指示又は暗示しないため、本願を限定するものとして理解できない。
【0066】
本願の説明では、説明する必要があるように、特に明確に規定及び限定されていない限り、「装着」、「接続」、「連結」、「取り付け」は広い意味で理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続又は一体的な接続であってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体を介した間接的接続であってもよく、２つの素子内部の連通であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。
【0067】
本願で言及されている「実施例」は、実施例を組み合わせて説明される特定の特徴、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。明細書の様々な位置に現れる該語句は必ずしも同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と相互に排他的に独立又は代替実施例でもない。当業者は、本願で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確又は暗黙的に理解できる。
【0068】
上記したように、強調する必要があるように、本明細書で「備える／含む」という用語を使用する場合、前記特徴、整数、ステップ又はユニットの存在を明確に示すために使用されるが、１つ又は複数の他の特徴、整数、ステップ、部材又はグループ化された特徴、整数、ステップ、部材が存在し又は追加することを排除しない。本願で使用されるように、文脈で明確に示されていない限り、単数形の「１つ」、「１」及び「該」は複数形も含む。
【0069】
本明細書における「１」、「１つ」は１つを表すことができるが、「少なくとも１つ」又は「１つ又は複数」と同じ意味を有することもできる。「約」という用語は通常、言及された数値に１０％を増やし又は減らし、又はより具体的には５％を増やし又は減らすことを意味する。特許請求の範囲で使用される「又は」という用語は、代替可能な技術案のみを指すことを明確にしない限り、「及び／又は」の意味を表す。
【0070】
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つの関係が存在し得ることを示し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在すること、ＡとＢが同時に存在すること、Ｂが単独で存在することの３つの状況を示すことができる。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」の関係であることを示す。
【0071】
本分野で言及される電池は、充電可能であるか否かに応じて一次電池及び充電式電池に分けることができる。一次電池（Ｐｒｉｍａｒｙ Ｂａｔｔｅｒｙ）は「使い捨て」電池及びガルバニ電池とも呼ばれ、その原因として、それらの電気量がなくなると、再充電して使用することができなくなり、廃棄することしかできない。充電式電池は二次電池（Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ Ｂａｔｔｅｒｙ）又はセカンダリ電池、蓄電池とも呼ばれる。充電式電池の製造材料及びプロセスは一次電池とは異なり、その利点は充電後に複数回で繰り返し使用でき、充電式電池の出力電流負荷容量が一次電池のほとんどよりも高いことである。現在、一般的な充電式電池のタイプについて、鉛酸電池、ニッケル水素電池及びリチウムイオン電池が挙げられる。リチウムイオン電池は、軽量、大容量（容量が同重量のニッケル水素電池の１．５倍～２倍である）、メモリー効果がない等の利点を有し、且つ自己放電率が非常に低いため、価格が高くても、依然として幅広く応用される。リチウムイオン電池は、現在、純電気自動車及びハイブリッド車にも幅広く応用され、このような用途に使用されるリチウムイオン電池は、容量が低いが、出力、充電電流が大きく、使用寿命が長いが、コストが高い。
【0072】
本願の実施例で説明される電池とは、充電式電池を指す。以下、主にリチウムイオン電池を例として本願に開示されている実施例を説明する。理解されるように、本願に開示されている実施例は他の任意の適切なタイプの充電式電池にも適用できる。本願に開示されている実施例で言及される電池は適切な装置に直接又は間接的に応用して該装置に給電することができる。
【0073】
本願に開示されている実施例で言及される電池とは、１つ又は複数の電池セルを備えることにより、所定の電圧及び容量を提供する単一の物理モジュールを指す。電池セルは、電池の基本単位であり、一般的に、包装方式に応じて、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ることができる。以下、主に角形電池セルを主として説明する。理解されるように、以下に説明される実施例はいくつかの側面で円筒形電池セル又はソフトパック電池セルにも適用できる。
【0074】
電池セルは正極板、負極板、電解液及び分離膜を備える。リチウムイオン電池セルは主にリチウムイオンが正極板と負極板との間で移動することにより動作する。例えば、リチウムイオン電池セルは電極材料として嵌め込まれたリチウム化合物を使用する。現在、リチウムイオン電池の正極材料として使用されるのは主に、一般的に、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）及びリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）である。分離膜は、正極板と負極板との間に設置されて３層材料を有する薄膜構造を形成する。該薄膜構造は一般的に巻回又は積層の方式で所要の形状を有する電極組立体として製造される。例えば、円筒形電池セルの場合、３層材料の薄膜構造は円筒形の電極組立体に巻回され、角形電池セルの場合、薄膜構造は略直方体状を有する電極組立体として巻回され又は積層される。
【0075】
一般的な電池セル構造では、電池セルは電池ボックス、電極組立体及び電解液を備える。電極組立体は電池セルの電池ボックスに収容され、電極組立体は正極板、負極板及び分離膜を備える。分離膜の材質はＰＰ又はＰＥ等であってもよい。電極組立体は巻回構造であってもよく、積層構造であってもよい。電池ボックスはハウジング及びカバー板を備える。ハウジングは複数の壁で形成された収容キャビティ及び開口部を備える。カバー板は開口部に配置されて収容キャビティを密閉する。電極組立体に加えて、収容キャビティ内に電解液がさらに収容される。電極組立体の正極板及び負極板はタブを備える。具体的には、正極板は正極集電体及び正極活物質層を備え、正極活物質層は正極集電体の表面に塗布され、正極活物質層が塗布されていない正極集電体は正極活物質層が塗布された正極集電体から突出し、正極活物質層が塗布されていない正極集電体は正極タブとして使用され、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く、負極板は負極集電体及び負極活物質層を備え、負極活物質層は負極集電体の表面に塗布され、負極活物質層が塗布されていない負極集電体は負極活物質層が塗布された負極集電体から突出し、負極活物質層が塗布されていない負極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、負極活物質は炭素又はシリコン等であってもよい。大電流が流れて溶断しないことを確保するために、正極タブは数が複数であり且つ一体に積層され、負極タブは数が複数であり且つ一体に積層される。タブは接続部材を介して電池セルの外部に位置する電極端子に電気的に接続され、電極端子は一般的に正電極端子及び負電極端子を備える。角形電池セルの場合、電極端子は一般的にカバー板部分に設置される。複数の電池セルは電極端子を介して直列接続及び／又は並列接続されて様々な応用シナリオに応用される。
【0076】
電気自動車等のいくつかの大電力応用シナリオでは、電池の応用は、電池セル、電池モジュール及び電池パックの３つのレベルを含む。電池モジュールは、外部の衝撃、熱、振動等から電池セルを保護し、所定の数の電池セルを一体に電気的に接続して１つのフレームに入れることによって形成されるものである。電池パックは電気自動車に搭載されている電池システムの最終状態である。電池パックは、一般的に１つ又は複数の電池セルを包装するためのケースを備える。ケースは液体又は他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避できる。ケースは一般的にカバー本体及び筐体で構成される。現在のほとんどの電池パックは１つ又は複数の電池モジュールに電池管理システム（ＢＭＳ）、熱管理部材等の様々な制御及び保護システムを組み立てることにより製造される。電池分野技術の発展に伴って、電池モジュールのレベルは省略されてもよく、すなわち、電池セルで電池パックを直接に形成することができる。この改良により、電池システムの重量エネルギー密度、体積エネルギー密度が向上するとともに、構成部品の数が顕著に減らす。本願で言及される電池は電池モジュール又は電池パックを備える。
【0077】
電池セルについて、主な安全危険は充電及び放電過程より引き起こされ、また、適切な環境温度の設計も必要である。不必要な損失を効果的に回避するために、電池セルには一般的に少なくとも３つの保護対策がある。具体的には、保護対策は少なくともスイッチ素子、適切な分離膜材料の選択及びリリーフ機構を含む。スイッチ素子とは、電池セル内の温度又は抵抗が所定の閾値になった時に電池の充電又は放電を停止させることができる素子を指す。分離膜は正極板及び負極板を分離することに用いられ、温度が所定の数値に上昇する時に付着したミクロン単位（ひいてはナノ単位）の微細孔を自動的に溶解することができ、それによりリチウムイオンが分離膜を通過できなくなり、電池の内部反応を終了する。
【0078】
リリーフ機構とは、電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値になった時に作動して内部圧力及び／又は内部物質を放出できる素子又は部材を指す。リリーフ機構は防爆弁、空気弁、リリーフ弁又は安全弁等とも呼ばれる。本願で言及される「作動」とは、リリーフ機構が動きを発生し又は起動されて電池セルの内部圧力を放出することを指す。発生した動きは、リリーフ機構のうちの少なくとも一部の破裂、引き裂き、破砕又は開き等を含んでもよいがこれらに限定されない。リリーフ機構が作動する時、電池セルの内部の高温高圧物質は排出物として作動部位から外部へ排出される。このような方式により、圧力を制御できる場合、電池セルをリリーフさせることができ、それにより、より深刻な事故の発生を回避する。本願で言及される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、分離膜の破片、反応により生成した高温高圧ガス及び／又は炎等を含むがこれらに限定されない。該高温高圧排出物は、電池セルのリリーフ機構が設置された方向に向かって排出され、その力及び破壊力が巨大であり、ひいては該方向に設置されたカバー本体等の１つ又は複数の構造を突破することができる。
【0079】
従来のリリーフ機構は一般的に電池セルのカバー板に設置され、すなわち、カバー板上の電極端子と同じ側に配置される。このような配置方式は電池分野で長年にわたって応用され、存在の合理性を有する。具体的には、電池セルのボックスについて、カバー板は単独で加工され、平板状構造を有し、簡単で且つ適切なプロセスによってリリーフ機構をカバー板に安定して装着し又は形成することができる。これと比較して、リリーフ機構を電池セルのハウジングに単独で設置すると、より複雑なプロセスを使用し且つコストが高くなる可能性がある。
【0080】
また、従来のリリーフ機構について、作動する時に所定の逃げ空間を必要とする。逃げ空間とは、リリーフ機構が作動する時に（例えばリリーフ機構の少なくとも一部が引き裂かれる）、リリーフ機構の内部又は外部の作動方向（すなわち、引き裂かれる方向）での空間を指す。つまり、逃げ空間はリリーフ機構の作動を可能にする空間である。カバー板はハウジングよりも厚さが大きいため、リリーフ機構をカバー板に設置すると、逃げ空間をより容易に形成でき、それにより、電池セルの設計及び製造を容易にする。具体的には、電池セルのハウジングはアルミニウム薄板を加圧成形することにより形成される。カバー板と比較して、加圧成形されたハウジングの肉厚は非常に薄い。一方では、ハウジングの肉厚が薄いため、逃げ空間を必要とするリリーフ機構をその上に設置することは非常に困難である。他方では、ハウジングが一体的に凹んだ構造であるためリリーフ機構をその上に装着することは非常に困難であり、また、電池セルのコストの増加をもたらす。
【0081】
また、リリーフ機構をハウジングの壁に設置すると、リリーフ機構がハウジング内の電解液によってより容易に侵食されるという深刻な問題がさらに存在する。このような場合、リリーフ機構は電解液との長期の接触によって侵食され、侵食によりリリーフ機構が早期に故障する可能性があり、さらに潜在的な安全上のリスク及び電池セルの保守コストをもたらす。以上の問題はいずれも技術者が電池を設計する時に考慮する必要がある要素である。充電式電池産業が活発に発展している近年、電池メーカーは、コスト及び他の様々な要素を統合的に考慮すると、基本的に電池セル、特に動力電池セルのリリーフ機構を電池セルのカバー板に設置し、すなわち、リリーフ機構及び電池セルの電極端子を同じ側に設置する。これは、電池設計者が電池を設計する時に長年にわたって持っている設計概念である。
【0082】
一般的に、リリーフ機構がカバー板に設置されるという設計理念を変更することは、研究者及び当業者にとって様々な技術的課題を解決し且つ技術的偏見を克服する必要があり、一挙に成し遂げることはできない。
【0083】
例えば、電池が車両に応用される場合、リリーフ機構を電池セルのカバー板に設置すると、電池セルからの排出物が電池セル上方の構造を全て焼き尽くし、運転室内の人員の安全を危険にさらすという問題が存在する。この問題を解決する場合、多くの研究者は電池セルと運転室との間の複数の構造のうちの少なくとも１つの構造を補強処理して、このような問題の発生を防止することを容易に想到できる。つまり、上記様々な問題又は他の様々な問題の存在による技術的偏見のため、当業者は、リリーフ機構を電池セルの他の位置に設置してこの問題を解決することを容易に想到できない。これは、このような変更設計についてリスクが高く且つ困難が多く、このようなリスク及び困難は研究者がリリーフ機構を電池セルの他の位置に設置することを妨げるためである。
【0084】
従来技術の電池に存在する上記問題及び他の潜在的な問題を解決し又は少なくとも部分的に解決するために、本願の発明者は反対のことをして大量の研究及び実験を行った後、新型電池を提供する。本願の実施例で説明される電池の適用可能な装置は、携帯電話、ポータブルデバイス、ノートパソコン、電気自転車、電気自動車、船、宇宙機、電動玩具及び電動工具等を含むがこれらに限定されず、例えば、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み、電動玩具は、例えば、ゲーム機、電気自動車玩具、電動船玩具及び電動飛行機玩具等の固定式又は移動式の電動玩具を含み、電動工具は、例えば、電動ドリル、電動グラインダー、電動レンチ、電動ドライバ、電動ハンマー、インパクトドリル、コンクリートバイブレーター及び電動プレーナー等の金属切削電動工具、研削電動工具、組み立て電動工具及び鉄道用電動工具を含む。
【0085】
例えば、図１に示すように、該図は本願の一実施例に係る車両１の簡単な模式図であり、車両１はガソリン車、ガス車又は新エネルギー車であってもよく、新エネルギー車は純電気自動車、ハイブリッド車又はレンジエクステンダー自動車等であってもよい。車両１の内部に電池１０が設置されてもよく、例えば、車両１の底部又は前部又は尾部に電池１０が設置されてもよい。電池１０は車両１の給電に用いられてもよく、例えば、電池１０は車両１の操作電源として使用できる。且つ車両１はコントローラ３０及びモータ４０をさらに備えてもよい。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、例えば、車両１の始動、ナビゲーション及び走行時の動作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の駆動電源として使用でき、ガソリン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。
【0086】
図２及び図３はそれぞれ本願の実施例に係る電池の分解図を示す。図２及び図３に示すように、電池１０は、複数の電池セル２０と、複数の電池セル２０を電気的に接続するためのバス部材１２と、を備える。電池セル２０を外部の液体又は異物によって侵入又は腐食することを回避するために、図２及び図３に示すように、電池１０は、複数の電池セル２０及び他の必要な部材を包装するためのケース１１を備える。いくつかの実施例では、ケース１１はカバー本体１１１及び筐体１１２を備えてもよい。カバー本体１１１と筐体１１２は、一体にシールして組み合わせられて複数の電池セル２０を収容するための電気キャビティ１１ａを共同で囲んで形成する。いくつかの選択可能な実施例では、カバー本体１１１及び筐体１１２はシールされずに相互に組み合わせられてもよい。
【0087】
図４は本願の実施例に係る電池セル２０の分解図を示し、図５及び図６はそれぞれ電池セル２０を異なる角度で観察する時の斜視図を示す。図４～図６に示すように、本願に係る電池セル２０では、電池セル２０はボックス２１、電極組立体２２及び電解液を備え、電極組立体２２は電池セル２０の電池ボックス２１に収容される。電池ボックス２１はハウジング２１１及びカバー板２１２を備える。ハウジング２１１は複数の壁で形成された収容キャビティ２１１ａ及び開口部２１１ｂを備える。カバー板２１２は開口部２１１ｂに配置されて収容キャビティ２１１ａを密閉する。電極組立体２２に加えて、収容キャビティ２１１ａ内に電解液がさらに収容される。電極組立体２２の正極板及び負極板には一般的にタブが設けられる。タブは一般的に正極タブ及び負極タブを備える。タブは接続部材２３を介して電池セル２０の外部に位置する電極端子２１４に電気的に接続される。電極端子２１４は一般的に正電極端子２１４ａ及び負電極端子２１４ｂを備える。本願の電池１０の電池セル２０のうちの少なくとも１つの電池セル２０はリリーフ機構２１３を備える。いくつかの実施例では、複数の電池セル２０のうち、その電池１０での位置のため熱暴走を受けやすい可能性がある電池セル２０にリリーフ機構２１３が設置されてもよい。もちろん、電池１０の各電池セル２０にはいずれもリリーフ機構２１３が設置されてもよい。
【0088】
リリーフ機構２１３とは、電池セル２０の内部圧力又は温度が所定の閾値になった時に作動して内部圧力を放出する素子又は部材を指す。本願に係る閾値は圧力閾値又は温度閾値であってもよく、該閾値設計は設計需要の異なりによって異なり、例えば危険又は制御不能リスクが存在すると見なされる電池セル２０の内部圧力又は内部温度値に基づいて該閾値を設計又は決定することができる。また、該閾値は電池セル２０の正極板、負極板、電解液及び分離膜の１つ又は複数の材料により決められる可能性がある。つまり、リリーフ機構２１３はその所在する少なくとも１つの電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して電池セル２０の内部圧力を放出することに用いられ、それにより、より危険な事故の発生を回避する。上記したように、リリーフ機構２１３は防爆弁、空気弁、リリーフ弁又は安全弁等とも呼ばれ、且つ具体的に感圧又は感温の素子又は構造を用いてもよく、すなわち、電池セル２０の内部圧力又は温度が所定の閾値になった時、リリーフ機構２１３は動きを実行し又はリリーフ機構２１３に設けられた薄化構造は破壊され、それにより内部圧力を放出するための開口部又は通路を形成する。バス部材１２はバスバー又は母線等とも呼ばれ、複数の電池セル２０を直列接続及び／又は並列接続の方式で電気的に接続する部材である。複数の電池セル２０はバス部材１２を介して直並列に接続された後、高電圧を有するため、バス部材１２を有する側は高電圧側と呼ばれる場合がある。
【0089】
従来の電池とは異なり、本願の実施例に係る電池１０のリリーフ機構２１３及びバス部材１２はそれぞれ電池セル２０の異なる側に配置される。つまり、一般的にバス部材１２はカバー板２１２の所在する頂側に配置され、本願の実施例に係る電池セル２０のリリーフ機構２１３は該頂側とは異なる任意の適切な側に配置されてもよい。例えば、図７はリリーフ機構２１３がバス部材１２の反対側に配置されることを示す。実際には、リリーフ機構２１３は電池セル２０のハウジング２１１の任意の１つ又は複数の壁に配置されてもよく、これについては、以下、さらに説明される。
【0090】
一方では、例えば電池１０が電気自動車等に応用される場合、バス部材１２が設置された高電圧側は、配線等の関係のため、一般的に運転室に隣接する側に配置され、リリーフ機構２１３をそれとは異なる側に配置すると、リリーフ機構２１３が作動する時に電池セル２０からの排出物をバス部材１２から離れる方向に沿って排出させることができる。このような方式により、排出物が運転室に向かって排出されるため、乗客の安全を危険にさらすことによるリスクが排除され、それにより電池１０の安全性能を顕著に向上させる。
他方では、排出物内に様々な導電性液体又は固体が含まれるため、バス部材１２及びリリーフ機構２１３を同じ側に配置すると、排出物が高圧の正極及び負極を直接に導通して短絡させるという大きなリスクが存在する。短絡による一連の連動反応は電池１０の全ての電池セル２０の熱暴走又は爆発を発生させる可能性がある。バス部材１２及びリリーフ機構２１３を異なる側に設置して排出物をバス部材１２から離れる方向に向かって排出させることにより、上記問題の発生を回避し、それにより電池１０の安全性能をさらに向上させることができる。
他方では、排出物内に様々な導電性液体又は固体が含まれるため、バス部材１２及びリリーフ機構２１３を同じ側に配置すると、排出物が高圧の正極及び負極を直接に導通して短絡させるという大きなリスクが存在する。短絡による一連の連動反応は電池１０の全ての電池セル２０の熱暴走又は爆発を発生させる可能性がある。バス部材１２及びリリーフ機構２１３を異なる側に設置して排出物をバス部材１２から離れる方向に向かって排出させることにより、上記問題の発生を回避し、それにより電池１０の安全性能をさらに向上させることができる。
【0091】
図８は図７におけるＢ部分の拡大図を示す。図８に示すように、いくつかの実施例では、電池１０は熱管理部材１３をさらに備えてもよい。本願の熱管理部材１３とは、電池セル２０の温度を管理及び調整できる部材を指す。熱管理部材１３は流体を収容して電池セル２０の温度を管理及び調整することができる。ここでの流体は液体又はガスであってもよい。温度の管理及び調整は複数の電池セル２０を加熱又は冷却することを含んでもよい。例えば、電池セル２０を冷却又は降温する場合、該熱管理部材１３は冷却流体を収容して複数の電池セル２０の温度を下げることに用いられ、このとき、熱管理部材１３は冷却部材、冷却システム又は冷却板等と呼ばれてもよく、収容された流体は冷却媒体又は冷却流体と呼ばれてもよく、より具体的には、冷却液又は冷却ガスと呼ばれてもよく、冷却媒体は循環に流れるように設計されて、より良好な温度調整効果を達成することができる。冷却媒体は具体的に、例えば、水、水とエチレングリコールの混合液、又は空気等を用いてもよい。降温の有効性を実現するために、熱管理部材１３は一般的に、例えば熱伝導性シリコーン等の方式によって電池セル２０に取り付けられる。また、熱管理部材１３は加熱して複数の電池セル２０を昇温することに用いられてもよい。例えば、冬の気温がより低いいくつかの地域で電気自動車を始動する前に、電池１０を加熱して電池性能を向上させることができる。
【0092】
いくつかの実施例では、熱管理部材１３は一対の熱伝導板、及び該一対の熱伝導板の間に形成される流路１３３を備えてもよい。以下、説明の便宜上、図８に示すように、該一対の熱伝導板は、複数の電池セル２０に取り付けられる第１熱伝導板１３１、及び第１熱伝導板１３１の電池セル２０から離れる側に配置される第２熱伝導板１３２と呼ばれる。流路１３３は流体を収容し且つ流体がその中に流れることを可能にすることに用いられる。いくつかの実施例では、第１熱伝導板１３１、第２熱伝導板１３２及び流路１３３を備える熱管理部材１３はブロー成形等の適切なプロセスによって一体に形成されてもよく、又は第１熱伝導板１３１と第２熱伝導板１３２は溶接（例えば、はんだ付け）によって一体に組み立てられてもよい。いくつかの代替実施例では、第１熱伝導板１３１、第２熱伝導板１３２及び流路１３３はそれぞれ形成され且つ一体に組み立てられて熱管理部材１３を形成することができる。
【0093】
いくつかの実施例では、熱管理部材１３は複数の電池セル２０を収容するためのケース１１の一部を構成することができる。例えば、熱管理部材１３はケース１１の筐体１１２の底部部分１１２ａであってもよい。底部部分１１２ａに加えて、筐体１１２は側部部分１１２ｂをさらに備える。図７に示すように、いくつかの実施例では、側部部分１１２ｂはフレーム構造として形成され、且つ熱管理部材１３と一体に組み立てられて筐体１１２を形成することができる。このような方式により、電池１０の構造をよりコンパクトにし、空間の有効利用率を向上させることができ、エネルギー密度の向上に役立つ。
【0094】
熱管理部材１３及び側部部分１１２ｂは、シールリング等のシール部材及び締め具等を介して一体にシールして組み立てられ得る。シール効果を向上させるために、締め具はＦＤＳフロードリルスクリューを用いることができる。もちろん、理解されるように、このようなシール組み立て方式は例示的なものに過ぎず、本願の内容の保護範囲を限定するものではない。他の任意の適切な組み立て方式も可能である。例えば、いくつかの代替実施例では、熱管理部材１３は接着等の適切な方式によって一体に組み立てられてもよい。
【0095】
いくつかの代替実施例では、熱管理部材１３はさらに側部部分１１２ｂと一体成形されてもよい。つまり、ケース１１の筐体１１２は一体成形されてもよい。このような成形方式は、筐体１１２部分の強度を高くすることができ、且つ漏れが発生しにくくなる。いくつかの代替実施例では、筐体１１２の側部部分１１２ｂはカバー本体１１１と一体に形成されてもよい。つまり、このような場合、カバー本体１１１は下部開口部を有する構造を構成し、該下部開口部は熱管理部材１３によって密閉され得る。
【0096】
言い換えれば、熱管理部材１３とケース１１との間の関係は様々であってもよい。例えば、いくつかの代替実施例では、熱管理部材１３はケース１１の筐体１１２の一部ではなく、筐体１１２のカバー本体１１１に対向する側に組み立てられる部材であってもよい。このような方式は、ケース１１を密閉状態に維持することに役立つ。別のいくつかの代替実施例では、熱管理部材１３は適切な方式によって筐体１１２の内側に集積されてもよい。
【0097】
いくつかの実施例では、リリーフ機構２１３が作動する時に電池セル２０の外部のリリーフ機構２１３に対応する位置に逃げ構造１３４を設置する必要があり、このように、リリーフ機構２１３が順調に作動して当然の役割を果たすことができる。いくつかの実施例では、逃げ構造１３４は熱管理部材１３に配置されてもよく、それにより、熱管理部材１３が複数の電池セル２０に取り付けられる場合に逃げ構造１３４とリリーフ機構２１３との間に逃げキャビティ１３４ａを形成することができる。つまり、本願で言及される逃げキャビティ１３４ａとは、逃げ構造１３４とリリーフ機構２１３で取り囲んで形成された密閉キャビティを指し、このような技術案では、電池セル２０からの排出物の排出について、該逃げキャビティ１３４ａの入口側の表面はリリーフ機構２１３の作動によって開かれ、該入口側の表面に対向する出口側の表面は高温高圧排出物により部分的に破壊されて開かれ、それにより排出物の放出通路を形成する。別のいくつかの実施例によれば、該逃げキャビティ１３４ａは、例えば逃げ構造１３４とリリーフ機構２１３で取り囲んで形成された非密閉キャビティであってもよく、該非密閉キャビティの出口側の表面は、元々、排出物が流出するための通路を有してもよい。
【0098】
図８に示すように、いくつかの実施例では、熱管理部材１３に形成される逃げ構造１３４は、逃げ底壁１３４ｂ及び逃げキャビティ１３４ａを取り囲む逃げ側壁１３４ｃを備えてもよい。本願の逃げ底壁１３４ｂ及び逃げ側壁１３４ｃは逃げキャビティ１３４ａを対象とするものである。具体的には、逃げ底壁１３４ｂとは、逃げキャビティ１３４ａのリリーフ機構２１３に対向する壁を指し、逃げ側壁１３４ｃは逃げ底壁１３４ｂに隣接し且つ所定の角度をなして逃げキャビティ１３４ａを取り囲む壁である。いくつかの実施例では、逃げ底壁１３４ｂは第２熱伝導板１３２の一部であってもよく、逃げ側壁１３４ｃは第１熱伝導板１３１の一部であってもよい。
【0099】
例えば、いくつかの実施例では、逃げ構造１３４は、第１熱伝導板１３１の一部を第２熱伝導板１３２に向かって凹ませて開口部を形成し、且つ開口部のエッジ及び第２熱伝導板１３２を適切な固定方式で一体に固定することにより形成され得る。リリーフ機構２１３が作動する時、電池セル２０からの排出物は、先ず該逃げキャビティ１３４ａに入る。図８に示される逃げキャビティ１３４ａの矢印に示すように、排出物は略扇形の方向に外部へ排出される。
【0100】
従来の熱管理部材とは異なり、本願の実施例に係る熱管理部材１３は、リリーフ機構２１３が作動する時に破壊されて、電池セル２０からの排出物を熱管理部材１３に通過させることができる。このように設置する利点は、電池セル２０からの高温高圧排出物を熱管理部材１３に順調に通過させることができ、それにより排出物が適時に排出できないことによる二次事故を回避し、電池１０の安全性能を向上させることである。
【0101】
排出物を熱管理部材１３に順調に通過させることができるために、熱管理部材１３のリリーフ機構２１３に対向する位置に貫通孔又は放出機構を設置することができる。例えば、いくつかの実施例では、逃げ底壁１３４ｂ、すなわち、第２熱伝導板１３２に放出機構が設置されてもよい。本願の放出機構とは、リリーフ機構２１３が作動する時に作動して少なくとも電池セル２０からの排出物が熱管理部材１３を通過して排出されることを可能にする機構を指す。いくつかの実施例では、放出機構は電池セル２０上のリリーフ機構２１３と同じ構造を用いてもよい。つまり、いくつかの実施例では、放出機構は、第２熱伝導板１３２に配置された、リリーフ機構２１３と同じ構造を有する機構であってもよい。いくつかの代替実施例では、放出機構はリリーフ機構２１３とは異なる構造を用いてもよく、逃げ底壁１３４ｂに設置される薄化構造のみであり、薄化構造は、例えば、逃げ底壁１３４ｂと一体化された薄肉部、ノッチ（例えば、図９に示される十字状のノッチ１３４ｄ）又は逃げ底部１３４ｂに装着された、プラスチック等の易損材料で製造される易損部等を含んでもよいがこれらに限定されない。又は、放出機構は、感温又は感圧放出機構であってもよく、検知された温度又は圧力が閾値を超えた場合に作動する。
【0102】
いくつかの実施例では、排出物を熱管理部材１３に順調に通過させることができるために、逃げ構造１３４は熱管理部材１３を貫通する貫通孔であってもよい。つまり、逃げ構造１３４は逃げ側壁１３４ｃのみを有してもよく、且つ該逃げ側壁１３４ｃはすなわち貫通孔の孔壁である。このような場合、リリーフ機構２１３が作動する時に電池セル２０からの排出物は逃げ構造１３４を直接通過して排出することができる。このような方式により、二次高圧の形成を効果的に回避し、それにより電池１０の安全性能を向上させることができる。
【0103】
いくつかの実施例では、熱管理部材１３はさらに、リリーフ機構２１３が作動する時に破壊されて、流体を流出させることができるように構成される。流体が流出すると、電池セル２０からの高温高圧排出物を迅速に降温し及び消火し、それにより、他の電池セル２０及び電池１０をさらに損傷してより深刻な事故を引き起こすことを回避する。例えば、いくつかの実施例では、逃げ側壁１３４ｃは電池セル２０からの排出物により容易に破壊されるように形成されてもよい。電池セル２０の内部圧力が大きいため、電池セル２０からの排出物は略錐体形の形状で外部へ排出される。このような場合、逃げ側壁１３４ｃと排出物との接触面積を増加させると、逃げ側壁１３４ｃが破壊される可能性を向上させることができる。
【0104】
例えば、いくつかの実施例では、逃げ側壁１３４ｃはリリーフ機構２１３の熱管理部材１３に向かう方向に対して所定の夾角をなすように構成され、且つ該夾角は１５°以上８５°以下である。例えば、図８に示される所定の夾角は約４５°である。該夾角を合理的に設定することにより、逃げ側壁１３４ｃはリリーフ機構２１３が作動する時により容易に破壊され、さらに流体を流出させて排出物に接触させ、排出物を適時に冷却する効果を達成することができる。また、該所定の夾角はさらに該逃げ側壁１３４ｃをより容易に形成することができ、例えば、該所定の夾角は所定の抜き勾配を提供することができ、それにより逃げ側壁１３４ｃひいては第１熱伝導板１３１全体の製造に役立つ。
【0105】
また、逃げ側壁１３４ｃの配置方式は、上記逃げキャビティ１３４ａを有する状況及び逃げ構造１３４が貫通孔である状況に適用できる。例えば、逃げ構造１３４が貫通孔である場合、該貫通孔の孔径はリリーフ機構２１３の熱管理部材１３に向かう方向に沿って徐々に小さくなることができ、且つ該貫通孔の孔壁がリリーフ機構２１３の熱管理部材１３に向かう方向に対してなした夾角は１５°以上８５°以下である。
【0106】
もちろん、理解されるように、上記逃げ側壁１３４ｃがリリーフ機構２１の熱管理部材１３に向かう方向に対して所定の夾角をなす形状は例示的なものに過ぎず、本願の内容の保護範囲を限定するものではない。リリーフ機構２１３が作動する時に逃げ側壁１３４ｃが破壊されることに役立つ他の任意の適切な構造はいずれも実現可能である。例えば、いくつかの実施例では、逃げ側壁１３４ｃにも任意のタイプの薄化構造を有してもよい。
【0107】
上記実施例は、熱管理部材１３が逃げ構造１３４を有する状況を説明している。つまり、上記実施例で言及される逃げキャビティ１３４ａは熱管理部材１３上の逃げ構造１３４及びリリーフ機構２１３によって形成される。理解されるように、上記逃げキャビティ１３４ａに関するこれらの実施例は例示的なものに過ぎず、本願の内容の保護範囲を限定するものではなく、他の任意の適切な構造又は配置も可能である。例えば、いくつかの代替実施例では、熱管理部材１３は逃げ構造１３４を備えなくてもよい。このような場合、逃げキャビティ１３４ａは、例えばリリーフ機構２１３の周囲に形成された突出部及び熱管理部材１３によって形成され得る。且つ、熱管理部材１３のリリーフ機構２１３に対向する位置に放出機構又は薄化構造が設置されてもよく、電池セル２０からの排出物を熱管理部材１３に通過させ及び／又は熱管理部材１３を突破して流体を流出させることができる。
【0108】
もちろん、いくつかの実施例では、逃げキャビティ１３４ａを使用しなくてもよい。例えば、逃げ空間を要することなく作動できるリリーフ機構２１３の場合、リリーフ機構２１３は熱管理部材１３に密着して設置されてもよい。このようなリリーフ機構２１３は、例えば、感温リリーフ機構２１３を備えてもよいがこれに限定されない。感温リリーフ機構２１３は電池セル２０の温度が閾値になった時に作動して電池セル２０の内部圧力を放出する機構である。これに対応するのは感圧リリーフ機構２１３である。感圧リリーフ機構２１３はすなわち上記言及されるリリーフ機構２１３である。感圧リリーフ機構２１３はすなわち電池セル２０の内部圧力が閾値になった時に作動して電池セル２０の内部圧力を放出する機構である。リリーフ機構２１３は様々な形態を有してもよく、リリーフ機構２１３の具体的な改良については、以下、さらに詳細に説明される。
【0109】
いくつかの実施例では、図７及び図８に示すように、電池１０は収集キャビティ１１ｂをさらに備える。本願の収集キャビティ１１ｂとは、リリーフ機構２１３が作動する時に電池セル２０及び熱管理部材１３からの排出物を収集するキャビティを指す。収集キャビティ１１ｂは排出物を収集することに用いられ、シールされてもよく又はシールされなくてもよい。いくつかの実施例では、収集キャビティ１１ｂ内に、空気、又は他のガスを含んでもよい。選択可能に、収集キャビティ１１ｂ内に、冷却媒体等の液体を含んでもよく、又は、該液体を収容する部材が設置されてもよく、収集キャビティ１１ｂに入った排出物をさらに降温する。さらに選択可能に、収集キャビティ１１ｂ内のガス又は液体は循環に流れる。上記説明される逃げキャビティ１３４ａが存在する場合、逃げキャビティ１３４ａは熱管理部材１３によって収集キャビティ１１ｂから分離され得る。ここでのいわゆる「分離」は、仕切りであり、シールされなくてもよい。このような場合、排出物が逃げ側壁１３４ｃを突破して流体を流出させることにより役立ち、排出物をさらに降温及び消火し、それにより電池の安全性能を向上させることができる。また、上記説明される逃げ構造１３４が貫通孔である場合、逃げキャビティ１３４ａは収集キャビティ１１ｂと相互に連通することができる。このような方式は、排出物の排出により役立ち、それにより二次高圧による安全上のリスクを回避する。
【0110】
いくつかの実施例では、収集キャビティ１１ｂは熱管理部材１３の外部の開放キャビティであってもよい。例えば、熱管理部材１３がケース１１の筐体１１２の底部部分として使用される実施例では、電池セル２０からの排出物は熱管理部材１３を通過した後に熱管理部材１３の外部空間、すなわち、ケース１１の外部に直接排出されてもよく、それにより二次高圧の発生を回避する。いくつかの代替実施例では、図７に示すように、電池１０は保護部材１１５をさらに備えてもよい。本願の保護部材１１５とは、熱管理部材１３の電池セル２０から離れる側に配置されて熱管理部材１３及び電池セル２０を保護する部材を指す。これらの実施例では、収集キャビティ１１ｂは保護部材１１５と熱管理部材１３との間に配置されてもよい。
【0111】
いくつかの実施例では、保護部材１１５はケース１１の底部に装着されて保護する役割を果たす部分であってもよい。このような方式は、電気自動車等の電池１０の応用部位又は空間に対するより多様な設計を促進することに役立つ。例えば、いくつかの電気自動車について、製造コストを削減し、それにより最終製品の価格を削減するために、使用に影響を与えることなく、保護部材１１５が設置されなくてもよい。ユーザーは必要に応じて保護部材１１５を増設するか否かを選択することができる。このような場合、収集キャビティ１１ｂは上記言及される開放キャビティを構成し、電池セル２０からの排出物は電池１０の外部に直接排出され得る。
【0112】
いくつかの実施例では、保護部材１１５はケース１１の筐体１１２の底部部分１１２ａであってもよい。例えば、熱管理部材１３は筐体１１２の底部部分１１２ａとしての保護部材１１５に組み立てられてもよく、且つ熱管理部材１３が保護部材１１５に組み立てられ且つ両者の間に収集キャビティ１１ｂを形成するための隙間が残される。このような場合、収集キャビティ１１ｂは電池セル２０からの排出物の緩衝キャビティとして使用できる。該収集キャビティ１１ｂ内の排出物の温度、体積又は圧力のうちの少なくとも１つが所定の程度又は閾値になった時、保護部材１１５は部分的に破壊され、収集キャビティ１１ｂ内の圧力を適時に放出することができる。いくつかの代替実施例では、代替的又は付加的に、保護部材１１５と熱管理部材１３との間にシール部材（例えば、シールリング、シーラント等）が設置されて収集キャビティ１１ｂをシールすることができ、シール部材は収集キャビティ１１ｂ内の排出物の温度、体積又は圧力のうちの少なくとも１つが所定の程度又は閾値になった時に少なくとも部分的に破壊されて、収集キャビティ１１ｂ内の圧力を適時に放出し、二次破壊を回避することができる。
【0113】
いくつかの代替実施例では、保護部材１１５はさらに熱管理部材１３と一体に形成されてもよい。例えば、熱管理部材１３の外部に、熱保護部材１１５がさらに一体に形成され、保護部材１１５と熱管理部材１３との間に収集キャビティ１１ｂを形成するための間隔がある。保護部材１１５に薄化構造が設置されてもよく、このように、収集キャビティ１１ｂ内の排出物の温度、体積又は圧力が所定の程度又は閾値になった時、保護部材１１５は部分的に破壊されて、収集キャビティ１１ｂの圧力を適時に放出することができる。このような方式は、部材の数をさらに減らし、且つ組み立て時間を短縮し且つ組み立てコストを削減することができる。
【0114】
図９～図１２はそれぞれ本願のいくつかの実施例に係る熱管理部材１３の異なる角度からの図、断面図及び分解図を示す。図示されるように、いくつかの実施例では、第１熱伝導板１３１及び第２熱伝導板１３２には流路１３３に対応する半凹溝構造がそれぞれ形成されてもよく、且つ第１熱伝導板１３１及び第２熱伝導板１３２の半凹溝構造は相互に位置合わせされる。第１熱伝導板１３１及び第２熱伝導板１３２を一体に組み立てることにより、第１熱伝導板１３１及び第２熱伝導板１３２の半凹溝構造を流路１３３として組み合わせて、最終的に熱管理部材１３を形成する。
【0115】
もちろん、理解されるように、上記説明される熱管理部材１３の具体的な構造は例示的なものに過ぎず、本願の保護範囲を限定するものではない。他の任意の適切な構造又は配置も可能である。例えば、いくつかの代替実施例では、第１熱伝導板１３１、第２熱伝導板１３２及び流路１３３のうちの少なくとも１つは省略されてもよい。例えば、第２熱伝導板１３２は省略されてもよい。つまり、いくつかの実施例では、熱管理部材１３は第１熱伝導板１３１及び一側に配置され又はその中に埋め込まれる流路１３３のみを備えてもよい。
【0116】
上記説明から分かるように、いくつかの実施例では、リリーフ機構２１３を電池セル２０のバス部材１２に対して異なる側に配置する場合、構造を調整することにより、二重キャビティ構造を形成することができる。図８に示すように、二重キャビティとは、上記言及される電池セル２０のリリーフ機構２１３と逃げ構造１３４との間の逃げキャビティ１３４ａ及び収集キャビティ１１ｂを指す。該二重キャビティ構造は、リリーフ機構２１３が作動する時に電池セル２０からの排出物が制御可能であり且つ順番で適時に排出され得ることを確保することができる。また、いくつかの実施例では、逃げキャビティ１３４ａは破壊されて熱管理部材１３内の流体を流出させ、電池セル２０からの排出物を冷却及び消火することができ、それにより、電池セル２０からの排出物の温度を迅速に下げ、電池１０の安全性能を向上させることができる。
【0117】
また、リリーフ機構２１３を電池セル２０のバス部材１２の異なる側に配置することにより、電池セル２０からの排出物もケース１１で形成された電気キャビティ１１ａに入らず又は少量入る。これは、電気安全を確保し、及びバス部材１２の間の短絡を回避することに特に役立つ。このような電気キャビティ１１ａ及び上記言及される二重キャビティ構造が仕切られる構造に基づいて、ケース１１のカバー本体１１１はバス部材１２により近くなるように設計されてもよい。これは、電池セル２０からの排出物が逃げキャビティ１３４ａ及び／又は収集キャビティ１１ｂに排出され、電気キャビティ１１ａ部分には排出物が流れるための通路を設置する必要がなく、それによりカバー本体１１１がバス部材１２により近くなり、さらにバス部材１２に接触することができるためである。これは、電池１０の上部構造をよりコンパクトにして、電池１０の電池セル２０を収容するための有効空間を増加させ、それにより電池１０の体積エネルギー密度を向上させることができる。
【0118】
具体的には、従来の電池１０では、特に電池セル２０が三元リチウムイオン電池セルを用いる場合、カバー本体１１１をバス部材１２に接触させることは言うまでもなく、両者の距離を７ｍｍ未満に設定することも基本的に実現できない。その原因として、従来の電池セル２０は、バス部材１２及びリリーフ機構２１３がいずれも電池セル２０の同じ側に設置され、リリーフ機構２１３が作動する時にリリーフ機構２１３が正常に起動でき且つ電池セル２０からの排出物を順調に排出及び通過させることを確保するために、通常、バス部材１２とカバー本体１１１との間の距離を７ｍｍ又は７ｍｍ以上に設定して、電池１０の安全性を確保する。
【0119】
従来の電池１０とは異なり、リリーフ機構２１３及びバス部材１２を電池セル２０の異なる側に設置した後、電池セル２０からの排出物は逃げキャビティ１３４ａ及び／又は収集キャビティ１１ｂに排出されるため、電池セル２０のカバー板にリリーフ機構２１３の設置に必要な位置を残す必要がなく、且つ電気キャビティ１１ａ部分には排出物が流れるための通路を設置する必要がなく、図１４に示すように、カバー本体１１１及びバス部材１２は隣接するように設置されてもよく且つ両者の間の距離は２ｍｍ未満であってもよい。このようなサイズの隙間は、電池技術の発展に非常に役立つ。具体的には、現在までの電池技術の発展により、安全性を確保する場合、電池セル２０を収容する空間を除いて、電池１０の各構造及び部材が占有したサイズを１ｍｍまで縮小することは非常に困難である。従って、リリーフ機構２１３及びバス部材１２を電池セル２０の異なる側に設置することにより、電池１０構造のコンパクトさを顕著に向上させ、電池セルの有効収容空間１１１ａを合理的に増加させ、それにより電池１０の体積エネルギー密度を向上させることができる。
【0120】
いくつかの実施例では、バス部材１２はさらにカバー本体１１１に埋め込まれてもよい。図１５～図１８はバス部材１２がカバー本体１１１に嵌め込まれる模式図を示す。図示されるように、いくつかの実施例では、カバー本体１１１は収容空間１１１ａを備えてもよく、収容空間１１１ａはバス部材１２を収容することができる。いくつかの実施例では、収容空間１１１ａはカバー本体１１１に形成される貫通孔であってもよい。バス部材１２は適切な方式によって貫通孔に固定されてもよい。例えば、図１８に示すように、バス部材１２は、カバー本体１１１が射出成形される前に金型に装入されてもよく、それによりカバー本体１１１が形成された後、バス部材１２はカバー本体１１１に嵌め込まれ得る。
【0121】
理解されるように、バス部材１２はカバー本体１１１の電池セル２０の電極端子２１４に対応する位置に配置される。ケース１１１内の電池セル２０は所定の位置に置かれた後、カバー本体１１１を筐体１１２に直接組み立て、次に溶接、例えば、レーザー溶接又は超音波溶接等の固定方式によってバス部材１２と電池セル２０の電極端子２１４を電気的に接続することができる。その後、カバー本体１１１に取り付けられる絶縁部１１３によってバス部材１２を少なくとも被覆して、包装されたケース１１を形成する。
【0122】
いくつかの実施例では、絶縁部１１３はシート状又は薄板状構造であってもよく、絶縁部１１３の材質はＰＰ、ＰＥ又はＰＥＴ等であってもよく、いくつかの他の実施例では、絶縁部１１３は絶縁接着剤又は絶縁塗料等であってもよい。
【0123】
いくつかの実施例では、絶縁部１１３はカバー本体１１１に適用され又は組み立てられてもよい。例えば、バス部材１２は電池セル２０の電極端子２１４に電気的に接続された後、バス部材１２を有するカバー本体１１１の部位に絶縁層を塗布して絶縁部１１３を形成することができる。いくつかの代替実施例では、絶縁部１１３はカバー本体１１１に組み立てられた、バス部材１２を少なくとも被覆する部材であってもよい。絶縁部１１３及びカバー本体１１１はシールして組み立てられ、ケース１１のシール性を確保することができる。いくつかの実施例では、塗布された絶縁層又は組み立てられた絶縁部１１３は、カバー本体１１１全体の外面を被覆することができる。
【0124】
いくつかの実施例では、絶縁部１１３はカバー本体１１１と一体成形されてもよい。例えば、絶縁部１１３はカバー本体１１１上の外面から突出する部分として形成されてもよく、該部分の内部に収容空間１１１ａが形成されてバス部材１２を収容する。これらの実施例では、バス部材１２は、例えば射出成形等の方式によってカバー本体１１１に嵌め込まれてもよく、又はカバー本体１１１が形成された後にカバー本体１１１に組み立てられてもよい。この場合、後述するように、バス部材１２は抵抗溶接等の方式によって電池セル２０の電極端子２１４に電気的に接続されてもよい。
【0125】
従来の電池１０の場合、このようなバス部材１２をカバー本体１１１に嵌め込む方式は基本的に不可能である。その原因として、上記したように、従来の電池１０の電池セル２０のリリーフ機構２１３はバス部材１２の同じ側に設置され、バス部材１２をカバー本体１１１に嵌め込むと、電池セル２０からの排出物が流れなくなり、それにより、より深刻な安全事故を引き起こす。
【0126】
上記実施例で説明されるバス部材１２をカバー本体１１１に嵌め込む配置によれば、電池１０の安全性に影響を与えず、ひいては電池１０の安全性を向上させるとともに、電池１０の体積を大幅に小さくし、それにより電池１０の体積エネルギー密度を向上させることができる。また、このような方式はさらに電池１０の組み立て難度を低減させ、それにより組み立てコストを削減することができる。また、バス部材１２をカバー本体１１１に嵌め込むことにより、上記言及される電池管理ユニット１５を電気キャビティ１１ａの外部に少なくとも部分的に配置することも実現できる。
【0127】
具体的には、従来の電池の場合、カバー本体１１１及び筐体１１２をシールする前に、電気キャビティ１１ａ内の部材を適切に接続する必要がある。その接続はバス部材１２と電極端子２１４との接続及び電池管理ユニット１５とバス部材１２との接続を含む。つまり、従来の電池では、電池管理ユニット１５はシールされたケース１１内に包装される。しかしながら、電池管理ユニット１５は他の部材と比較して易損部材に属する。電池管理ユニット１５が損傷又は故障した後にシールされたケース１１を開いて変換する必要があり、操作は時間と手間がかかるとともに、ケース１１のシール性に影響を与える。
【0128】
従来の電池とは異なり、バス部材１２がカバー本体１１１に嵌め込まれる場合、電池管理ユニット１５は電気キャビティ１１ａの外部に少なくとも部分的に配置されてもよい。例えば、図１６に示すように、電池管理ユニット１５の制御部（図示せず）とバス部材１２との間の電気接続部１５１のうちの少なくとも１つはカバー本体１１１に嵌め込まれてもよい。制御部はカバー本体１１１と一体化された収容部に収容されてもよい。このような場合、電池管理ユニット１５の制御部又は電気接続部１５１が故障した場合、ケース１１を開くことなく、メンテナンスすることができ、このように保守コストを削減するとともにケース１１のシール性が影響を受けないことを確保でき、それにより電池の安全性能及びユーザー体験を向上させる。いくつかの実施例では、電気接続部１５１は、例えば、回路基板（例えば、プリント回路基板又はフレキシブル回路基板）、ケーブル、ワイヤー、導電性シート又は導電性バー等のうちの少なくとも１つを含んでもよいがこれらに限定されない。電気接続部１５１は、複数の電池セル２０に電気的に接続されて複数の電池セル２０の温度又は電圧信号を収集することに用いられる。
【0129】
以上、主にリリーフ機構２１３及び熱管理部材１３が電池セル２０の底部（すなわち、電池セル２０のバス部材１２に対向する側）に設置されることを例として本願の内容の発想を説明するが、理解されるように、図１９～図２６に示すように、リリーフ機構２１３及び熱管理部材１３は、電池セル２０が、ケース１１に直立して配置され、横向きに配置され、平らに配置され（平らに置かれる）又は逆さまに配置されるかにかかわらず、電池セル２０の側部に配置されてもよい。本願の「直立して配置される」ことは、図２～７、図１５～１７、図１９及び図２３に示すように、電池セル２０は、カバー板２１２がカバー本体１１１に隣接し且つほぼ平行になる方式でケース１１に装着されることを指す。同様に、「平らに配置される」又は「横向きに配置される」ことは、図２０～図２２に示すように、電池セル２０は、カバー板２１２がカバー本体１１１にほぼ垂直になる方式でケース１１に装着されることを指す。「逆さまに配置される」ことは、電池セル２０は、カバー板２１２が筐体１１２の底部部分に隣接し且つほぼ平行になる方式でケース１１に装着されることを指す。
【0130】
これらの状況をカバーするために、以下の説明では、電池セル２０の第１壁、第２壁及び電池１０の支持部材１６の概念が導入される。第１壁及び第２壁とは、電池セル２０の交差する２つの壁を指す。交差できる限り、第１壁及び第２壁は上記言及される電池セル２０の任意の適切な壁であってもよく、側壁、底壁及びカバー板２１２を備える。電池１０の支持部材１６とは、電池セル２０を支持するための部材であり、上記言及される熱管理部材１３、筐体１１２の底部部分１１２ａ又は保護部材１１５等であってもよい。もちろん、支持部材１６は筐体１１２の内側に配置され、電池セル２０を支持するための部材のみであってもよい。
【0131】
いくつかの実施例では、図２３及び図２４に示すように、リリーフ機構２１３は電池セル２０の第１壁に設置されてもよく、且つ熱管理部材１３は該第１壁に取り付けられる。いくつかの実施例では、リリーフ機構２１３はその外面が第１壁の外面と同一平面上にあるように構成されてもよい。このような同一平面上にある配置方式は、第１壁と熱管理部材１３との間の取り付けにより役立つ。いくつかの代替実施例では、リリーフ機構２１３の外面は第１壁の外面に凹んでいるように構成されてもよい。このような凹み構造は一部の逃げ空間を提供することができ、それにより、例えば熱管理部材１３の逃げ構造１３４を減少ひいては省略する。
【0132】
また、支持部材１６は第２壁に取り付けられ、重力方向とは反対の方向に沿って電池セル２０を支持する。電池セル２０が如何にケース１１に置かれるかにかかわらず、リリーフ機構２１３及び熱管理部材１３は電池セル２０の重力方向に平行な第１壁に設置されることが分かる。例えば、電池セル２０がケース１１に直立して配置され又は逆さまに配置される場合、該第１壁はすなわち電池セル２０の側壁であり、電池セル２０がケース１１に平らに配置される場合、該第１壁はカバー板２１２又はカバー板２１２に対向する壁であってもよい。説明の便宜上、以下、リリーフ機構２１３及び熱管理部材１３を電池セル２０の側部又は第１壁に配置していくつかの実施例を説明する。
【0133】
リリーフ機構２１３及び熱管理部材１３が電池セル２０の側部に配置される実施例では、熱管理部材１３の構造的特徴及び属性も電池セル２０の底部に配置される状況と同じであり、例えば逃げキャビティ１３４ａ、貫通孔等の特徴を有してもよく、以下、これについて詳細な説明が省略される。また、リリーフ機構２１３及び熱管理部材１３が電池セル２０の側部に配置される場合、電池１０は収集キャビティ１１ｂを備えてもよい。且つ該収集キャビティ１１ｂも同様にリリーフ機構２１３が作動する時に電池セル２０及び熱管理部材１３からの排出物を収集することに用いることができる。
【0134】
いくつかの実施例では、図２４及び図２５に示すように、該収集キャビティ１１ｂは、筐体１１２の側部部分１１２ｂの少なくとも一部で構成されてもよい。例えば、側部部分１１２ｂは中空構造として構成されてもよく、且つ該中空構造は収集キャビティ１１ｂを構成し、このような方式は、電池１０の構造をよりコンパクトにするとともに電池１０を軽量化することができる。熱管理部材１３は側部部分１１２ｂと電池セル２０との間に配置されてもよい。いくつかの実施例では、側部部分１１２ｂの逃げ構造１３４に対応する部分には薄化構造、貫通孔（図２５に示される貫通孔１１４ａ）又は上記言及されるリリーフ機構２１３等の放出機構が設置されてもよく、それにより電池セル２０からの排出物が収集キャビティ１１ｂに容易に入る。
【0135】
付加的又は代替的な技術案として、いくつかの実施例では、該収集キャビティ１１ｂはさらにカバー本体１１１と筐体１１２との間に延在するように構成されるビーム１１４で構成されてもよい。ビーム１１４は筐体１１２の底部部分から底部部分に垂直な方向に沿ってカバー本体１１１に向かって延在する。熱管理部材１３はビーム１１４と電池セル２０との間に配置されてもよい。いくつかの実施例では、ビーム１１４は中空構造を有してもよく、且つビーム１１４の中空空間は収集キャビティ１１ｂを構成することができる。いくつかの実施例では、ビーム１１４の逃げ構造１３４に対応する部分には薄化構造、貫通孔（図２５に示される貫通孔１１４ａ）又は上記言及されるリリーフ機構２１３等の放出機構が設置されてもよく、それにより電池セル２０からの排出物が収集キャビティ１１ｂに容易に入る。
【0136】
いくつかの実施例では、筐体１１２の側部部分１１２ｂ及びビーム１１４は同じ部材であってもよい。
【0137】
いくつかの実施例では、支持部材１６は追加収集キャビティ（図示せず）をさらに備えてもよく、且つ追加収集キャビティは収集キャビティ１１ｂと連通でき、電池セル２０からの排出物を収容することに用いられる。追加収集キャビティは排出物に対してより大きな放熱面積を提供することができ、排出物を、電池１０を効果的に降温した後に排出することができ、それにより電池１０の安全性能を向上させる。
【0138】
また、いくつかの実施例では、支持部材１６は追加流路（図示せず）をさらに備えてもよく、追加流路は熱管理部材１３の流路１３３と連通でき、それにより流体が熱管理部材１３の流路１３３及び支持部材１６の追加流路に流れることができる。このような方式は、電池セル２０が底部及び側部でいずれも冷却され、それにより電池セル２０に対する冷却効果を向上させることができる。追加流路と流路１３３との連通は制御可能な連通であってもよい。例えば、電池セル２０の温度が正常レベルである場合、追加流路と流路１３３との間の連通を閉状態にしてもよい。電池セル２０の温度が所定の程度又は所定の閾値になった時、例えば、５０℃を超えた場合、追加流路と流路１３３との間を連通させることができ、それにより、流体が電池セル２０の複数の方向に電池セル２０を冷却し、冷却効果を向上させることができる。
【0139】
いくつかの実施例では、熱管理部材１３はさらに支持部材１６と一体成形されてもよい。例えば、熱管理部材１３及び支持部材１６はＬ字型、Ｔ字型又はＵ字型等の構造を形成する。このような方式は、電池の構造強度を向上させることができる。いくつかの代替実施例では、支持部材１６は熱管理部材１３と適切な方式で一体に締結されてもよい。このような方式は、支持部材１６及び熱管理部材１３の製造をより容易にし、且つ製造コストを削減する。
【0140】
熱管理部材１３の温度調整機能を向上させるために、熱管理部材１３が電池セル２０の側部又は底部に配置されるかにかかわらず、熱管理部材１３と電池セル２０との間は熱伝導性シリコーンを介して一体に接着されてもよい。熱伝導性シリコーンは熱管理部材１３と電池セル２０の結合に必要な接着力を提供できるだけでなく、熱管理部材１３と電池セル２０との間の熱量の伝導に役立ち、それにより熱管理部材１３の電池セル２０に対する温度調整に役立つ。
【0141】
熱伝導性シリコーン等の接着剤が熱管理部材１３とリリーフ機構２１３との間に塗布されるため、リリーフ機構２１３の作動に影響を与えることを回避するために、いくつかの実施例では、電池１０は分離部材１４をさらに備えてもよい。図２７は分離部材１４の斜視図を示し、図２８は分離部材１４と熱管理部材１３が一体に組み立てられていない分解図を示し、図２９は分離部材１４と熱管理部材１３が一体に取り付けられる時の斜視図を示す。分離部材１４は接着剤を塗布する前に熱管理部材１３に取り付けられ、且つその特別な構造的特徴が少なくともリリーフ機構２１３又は逃げ構造１３４に対応することが分かる。このような方式により、接着剤を塗布する時に、接着剤は熱管理部材１３のリリーフ機構２１３又は逃げ構造１３４に対応する領域に入らず又は少量入り、それにより、逃げ構造１３４をブロックすることなく、リリーフ機構２１３が作動できることを確保する。また、分離部材１４を用いることにより、接着剤の塗布速度及び精度を向上させ、生産時間及びコストを節約することができる。
【0142】
説明する必要があるように、以上、電池セル２０と熱管理部材１３との間に分離部材１４が設置されて、接着剤が熱管理部材１３とリリーフ機構２１３との間に塗布されることを防止することができることを例示的に説明するが、理解されるように、接着剤を介して電池セル２０と一体に接着されるのは、上記言及される支持部材１６等の他の任意の適切な部材であってもよい。つまり、接着剤を介して電池セル２０と一体に接着される必要がある部材はいずれも分離部材１４を使用してもよい。説明の便宜上、以下、接着剤を介して電池セル２０と一体に接着される必要がある部材は取り付け部材と呼ばれる。取り付け部材はすなわち接着剤を介して電池セル２０に取り付けられる部材であり、熱管理部材１３又は支持部材１６等を備えてもよいがこれらに限定されない。接着剤は、例えば熱伝導性シリコーン、エポキシ樹脂接着剤、ポリウレタン接着剤等を用いてもよい。分離部材１４を取り付け部材と電池セル２０との間に設置することにより、接着剤が取り付け部材とリリーフ機構２１３との間に塗布されることを防止できる。
【0143】
いくつかの実施例では、分離部材１４は本体１４１及び凸部１４２を備えてもよい。本体１４１は取り付け部材に取り付けられるように構成される。凸部１４２は本体１４１の表面から外部へ突出し、且つ凸部１４２は本体１４１が取り付け部材に取り付けられる場合にリリーフ機構２１３と突出方向に位置合わせされるように構成され、且つ凸部１４２の外周サイズはリリーフ機構２１３の外周サイズ以上である。このような方式により、接着剤を塗布する時に、一方では、塗布機をガイドして所定の経路に従って塗布操作を行うことができ、他方では、リリーフ機構２１３の所在する位置に塗布しないことを確保でき、それにより、接着剤が適切な位置に効率的且つ正確に塗布されることを確保できる。
【0144】
いくつかの実施例では、凸部１４２の高さは、接着剤の所定の塗布高さ以上であってもよく、このように、接着剤を塗布する時に接着剤がリリーフ機構２１３と取り付け部材との間の領域に入らず又は少量入ることを確保でき、特に、取り付け部材に逃げ構造１３４が設置される場合に非常に役立つ。また、凸部１４２はさらに電池セル２０が取り付け部材に取り付けられる場合に接着剤の高さと一致するように圧縮されるように構成され、それにより取り付け部材と電池セル２０との間の接続を確保する。また、分離部材１４はさらに電池セル２０からの排出物により容易に破壊される材料で製造されてもよく、それにより排出物が分離部材１４を容易に突破することができる。つまり、凸部１４２又は分離部材１４全体は可変であり且つ破壊強度の低い材料又は構造で製造されてもよい。例えば、いくつかの実施例では、分離部材１４はブロー成形プロセスによって熱可塑性材料で製造されてもよい。また、分離部材１４の肉厚は０．０１ｍｍ～０．０５ｍｍの間であってもよい。
【0145】
複数の電池セル２０は一般的に取り付け部材に一列に取り付けられるため、いくつかの実施例では、複数の電池セル２０に用いられる複数の分離部材１４は一体成形される全体的なシート材料であってもよい。例えば、一列又は複数列に配置される分離部材１４はブロー成形方式によって一体に製造されてもよい。且つ一列に配置される複数の分離部材１４の位置はそれぞれ複数の電池セル２０のリリーフ機構２１３の位置に対応し、それにより、分離部材１４を確実に利用してリリーフ機構２１３を保護して電池セル２０を取り付け部材に取り付けることができる。
【0146】
もちろん、理解されるように、上記分離部材１４が凸部１４２の構造を用いて接着剤が取り付け部材とリリーフ機構２１３との間に塗布されることを防止する実施例は例示的なものに過ぎず、本願の保護範囲を限定するものではなく、他の任意の適切な配置又は構造も可能である。例えば、いくつかの代替実施例では、分離部材１４は凸部１４２を有さない構造を用いてもよく、リリーフ機構２１３に対応する位置には、接着剤が取り付け部材とリリーフ機構２１３との間に塗布されることを防止するための専用塗膜を設置すればよい。
【0147】
取り付け部材と電池セル２０との間に分離部材１４を用いることにより、接着剤が取り付け部材とリリーフ機構２１３との間に塗布されることを防止できることが分かる。また、より先進的で自動化された手段によって塗布操作を行うことをガイドし、操作者が慎重に操作する必要がなくなる。このような方式により、接着剤の塗布効率を効果的に向上させ、それにより電池１０の組み立てコストを削減する。また、接着剤が取り付け部材とリリーフ機構２１３との間に塗布されることを効果的に回避でき、リリーフ機構２１３が効果的に作動できることに役立ち、及び逃げキャビティ１３４ａが形成された逃げ構造１３４を接着剤でブロックすることを回避し、それにより電池１０の安全性を向上させる。
【0148】
上記言及されるリリーフ機構２１３は様々な形態を有してもよい。例えば、いくつかの実施例では、図３０及び図３１に示すように、本願の実施例の電池セル２０に設置されるリリーフ機構２１３は、接続ユニット２１３１、リリーフシート２１３２、第１保護シート２１３３、押圧リング２１３４及び付勢構造２１３５を備えてもよい。具体的には、該接続ユニット２１３１は開孔２１３１ａ及び第１ボス２１３１ｂを備え、該第１ボス２１３１ｂは該開孔２１３１ａの内壁に接続され且つ該開孔２１３１ａの軸線に向かって延在し、該リリーフシート２１３２は該第１ボス２１３１ｂの一側に設置され、第１保護シート２１３３は該第１ボス２１３１ｂの該リリーフシート２１３２から離れる他側に設置され、該リリーフシート２１３２は電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して該内部圧力を放出することに用いられ、該第１保護シート２１３３は該リリーフシート２１３２を保護することに用いられ、第１ボス２１３１ｂの第１保護シート２１３３が設置される側について、第１保護シート２１３３の該第１ボス２１３１ｂから離れる側に押圧リング２１３４が設置され、該第１保護シート２１３３を圧着することに用いられ、付勢構造２１３５は該接続ユニット２１３１に接続され、且つ該開孔２１３１ａの該軸線方向に向かって付勢されて該押圧リング２１３４を圧着し、図３０は付勢構造が付勢される前の模式図であり、図３１は付勢構造が付勢された後の模式図である。
【0149】
また、リリーフ機構２１３を電池セル２０に装着する場合、固定を容易にすることを考慮すると、リリーフ機構２１３の外側にボスを設置することができる。具体的には、図３２（図３２における付勢構造２１３５は付勢される前のものである）～図３３（図３３における付勢構造２１３５は付勢された後のものである）に示すように、接続ユニット２１３１は第２ボス２１３１ｃをさらに備えてもよく、該第２ボス２１３１ｃは該接続ユニット２１３１の外壁に接続され且つ該開孔２１３１ａから離れる軸線に向かって延在し、該第２ボス２１３１ｃは該リリーフ機構２１３を該電池セル２０に装着することに用いられる。
【0150】
リリーフ機構２１３を装着する場合、第１保護シート２１３３がリリーフシート２１３２よりも電池セル２０の内部に近いことを考慮すると、図３０～図３３に示すように、該第２ボス２１３１ｃを該接続ユニット２１３１の該付勢構造２１３５に近い端に設置することができる。このように、電池セル２０の１つの壁に該リリーフ機構２１３を装着する時、リリーフ機構２１３の電池セル２０の内部に近い表面がその所在する壁の内面と基本的に同一平面上にあることができ、それにより、電池セル２０の内部の電極組立体２２及び受け板２４等の部材の装着に影響を与えず、内部空間を節約する。
【0151】
また、第１保護シート２１３３のシール性を向上させるために、第１保護シート２１３３と第１ボス２１３１ｂとの間にガスケットを設置することができる。具体的には、図３２及び図３３に示すように、該リリーフ機構２１３はリング状のガスケット２１３６をさらに備えてもよく、それは第１保護シート２１３３と第１ボス２１３１ｂの間に設置され、それにより第１保護シート２１３３のシール性を向上させる。
【0152】
リリーフ機構２１３を電池セル２０に装着する場合、リリーフシート２１３２が第１保護シート２１３３よりも電池セル２０の内部から離れ、又はリリーフシート２１３２が電池セル２０の外部に位置することを考慮すると、リリーフシート２１３２が電池セル２０以外の他の部材の影響から保護するために、図３２～図３３に示すように、該リリーフ機構２１３は、該リリーフシート２１３２を保護するための第２保護シート２１３７をさらに備えてもよく、該第２保護シート２１３７は該接続ユニット２１３１に装着され且つ該リリーフシート２１３２の該第１ボス２１３１ｂから離れる側に位置し、且つ該リリーフシート２１３２を被覆する。
【0153】
リリーフ機構２１３を壁に組み立てることを容易にするために、いくつかの実施例では、図３４に示すように、電池セル２０は接続機構２４３１をさらに備えてもよい。図３４はハウジング２１１の１つの壁の部分模式図を示し、該壁はハウジング２１１の底壁又は側壁であってもよく、すなわち図３４におけるハウジング２１１とは、ハウジング２１１の底壁の一部を指し、且つ、図３４及び図３５では、上方はハウジング２１１の内部を対応して示し、下方はハウジング２１１の外部を対応して示し、すなわち、図中のハウジング２１１の該壁の上面はハウジング２１１の内面又は壁の内面を示し、ハウジング２１１の内部に向かう表面であり、図中のハウジング２１１の該壁の下面はハウジング２１１の外面又は該壁の外面を示し、ハウジング２１１の外部に向かう表面である。該ハウジング２１１の壁に貫通孔（図示せず）が設置され、接続機構２４３１は該貫通孔内に位置し且つリング状であり、該接続機構２４３１は該リリーフ機構２１３と該壁を接続することに用いられ、該リリーフ機構２１３は該接続機構２４３１の該ハウジング２１１の内部に近い側に位置し、及び、リリーフ機構２１３は該電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して該内部圧力を放出することに用いられる。
【0154】
理解されるように、本願の実施例の接続機構２４３１及びリリーフ機構２１３は別々に設置される２つの部材であってもよく、又は一体成形される構造であってもよい。具体的には、図３４に示すように、接続機構２４３１及びリリーフ機構２１３は２つの部材であってもよく、リリーフ機構２１３はシート状のリリーフシートであってもよく、該リリーフ機構２１３は接続機構２４３１のハウジング２１１の内部に近い側に固定されてもよく、例えば、リリーフ機構２１３と接続機構２４３１とは溶接等の方式によって固定されてもよく、例えば、リリーフ機構２１３はレーザー溶接の方式によって接続機構２４３１の一側に固定されてもよい。逆に、図３５に示すように、該接続機構２４３１とリリーフ機構２１３は一体成形されてもよく、すなわち接続機構２４３１とリリーフ機構２１３は完全な部材であり、例えば、接続機構２４３１とリリーフ機構２１３は全体として加圧成形の方式によって加工されてもよいが、本願の実施例はこれに限定されない。
【0155】
図３５に示されるリリーフ機構２１３と接続機構２４３１が一体成形される状況について、該接続機構２４３１の該ハウジング２１１の内部に近い側の表面と該リリーフ機構２１３の該ハウジング２１１の内部に近い側の表面は同じ表面であり、従って、両者は同一平面上にある。図３４に示されるリリーフ機構２１３と接続機構２４３１について、該接続機構２４３１の該ハウジング２１１の内部に近い側の表面と該リリーフ機構２１３の該ハウジング２１１の内部に近い側の表面を基本的に同一平面上にするために、接続機構２４３１に凹溝を設置することにより実現することができる。
【0156】
しかしながら、図３４及び図３５のどの状況にかかわらず、該接続機構２４３１とリリーフ機構２１３は全体として略凹溝状になり、凹溝の開口部に対向するのは凹溝の底壁であり、凹溝の開口部に隣接するのは凹溝の側壁であり、リリーフ機構２１３は該凹溝の底壁であり、接続機構２４３１は凹溝の側壁であり、このように、電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった時、リリーフ機構２１３は破裂されて開かれるのに十分な空間を有し、すなわちリリーフ機構２１３は凹溝部分に対して開かれて、電池セル２０の内部圧力を放出することができる。いくつかの実施例では、リリーフ機構２１３はさらにハウジング２１１と一体成形されてもよい。このような実施例では、リリーフ機構２１３はリリーフ領域として構成される。図３６は本願の実施例のハウジング２１１の断面図を示し、例えば、該断面図に示される表面はリリーフ領域を通過し且つハウジング２１１の面積の小さい側壁に平行な面であり、図３７は図３６における領域Ａ１の拡大図であり、該領域Ａ１にはリリーフ領域が含まれ、図３７における上方はハウジング２１１の内部に対応し、図３６における下方はハウジング２１１の外部に対応する。具体的には、図３７に示すように、本願の実施例の該リリーフ領域は、該電池セル２０のハウジング２１１の内面に設置される第１凹溝２２３１及び該電池セル２０のハウジング２１１の外面に設置される第２凹溝２２３２を備えてもよく、該第１凹溝２２３１と該第２凹溝２２３２は対向して設置され、該第１凹溝２２３１の底壁及び／又は該第２凹溝２２３２の底壁に第３凹溝２２３３が設置され、該リリーフ領域は該電池セル２０の内部圧力が閾値になった時に該第３凹溝２２３３で破裂されて該内部圧力を放出するように構成される。
【0157】
このように、電池セル２０の内部に熱暴走が発生した場合、電池セル２０は薄い第３凹溝２２３３で破裂されて内部圧力を放出することができ、且つ、本願の実施例のリリーフ領域は、電池セル２０上にリリーフ機構２１３が増設される方式と比較して、加工過程がより簡単であり、例えば、加圧成形方式によって第１凹溝２２３１、第２凹溝２２３２及び第３凹溝２２３３を設置することができ、第１凹溝２２３１と第２凹溝２２３２は対向して設置され、具体的には、対向成形方式を用いてもよく、２つの凹溝を同時に加工し、加工過程が容易で迅速であり、且つ３つの凹溝のサイズ及び形状等を柔軟に設定でき、実際の応用に応じて調整することができ、且つ、ハウジング２１１で使用される材料は通常、金属アルミニウムであり、該リリーフ領域の材料も同様にアルミニウムであり、増設された他の材料のリリーフ機構２１３と比較して、本願の実施例のリリーフ領域がより容易に加工され、電池セル２０の内部に熱暴走が発生した場合に適時に開くことを容易にし、それにより排気をより順調にさせ、排気速度を高くする。
【0158】
また、電極端子２１４が通常、電池セル２０のカバー板２１２に設置されることを考慮すると、リリーフ領域もカバー板２１２に設置される場合、電池セル２０の内部に熱暴走が発生した場合、リリーフ領域が破裂され、電池セル２０の内部気圧を放出するとともに、外部へ液体又は固体燃焼物を噴射し、導電性物質を含む可能性もあり、電極端子２１４の間の短絡を引き起こし、また、電池を車両内に装着することを考慮すると、通常、電極端子２１４を上向きにして、つまり、乗客の方向に向かうと、リリーフ領域を電極端子２１４の同じ側に装着する場合、リリーフ領域が破裂された後に放出した気流等の物質が上向きに排出され、このように乗客に火傷や熱傷を引き起こし、乗客の危険を増加させる可能性がある。従って、本願の実施例のリリーフ領域が電池セル２０のハウジング２１１の底壁又は側壁に設置されることを柔軟に選択でき、加工方式によって制限されない。
【0159】
本願の実施例では、第３凹溝２２３３は第１凹溝２２３１の底壁及び／又は第２凹溝２２３２の底壁に設置されてもよいが、第１凹溝２２３１が電池セル２０のハウジング２１１の内面に設置されることを考慮すると、第３凹溝２２３３を第１凹溝２２３１の底壁に設置する場合、ハウジング２１１内に電解液が存在するため、該電解液は第３凹溝２２３３内に堆積され、該第３凹溝２２３３部分を腐食し、該リリーフ領域を第３凹溝２２３３で早期に破裂させる可能性があり、従って、通常、第３凹溝２２３３を外面に位置する第２凹溝２２３２の底壁に設置することにより、電解液による腐食を回避する。以下、第３凹溝２２３３が第２凹溝２２３２の底壁に設置されることを例として説明する。
【0160】
理解されるように、本願の実施例の第１凹溝２２３１と第２凹溝２２３２の位置は対向して設置され、つまり、電池セル２０の第１凹溝２２３１の所在する内面に対して、該第２凹溝２２３２の該内面での投影は第１凹溝２２３１と少なくとも部分的に重なる。例えば、以下、該第１凹溝２２３１と第２凹溝２２３２が互いに対向して設置されることを例として説明し、つまり、該第１凹溝２２３１の底壁に垂直な軸線と該第２凹溝２２３２の底壁に垂直な軸線は同じである。
【0161】
本願の実施例のリリーフ領域に含まれる第１凹溝２２３１及び第２凹溝２２３２の底壁の形状は実際の応用に応じて設定でき、且つ、第１凹溝２２３１の底壁の形状と第２凹溝２２３２の底壁の形状は同じであってもよく又は異なってもよい。説明の便宜上、以下、第１凹溝２２３１の底壁の形状と第２凹溝２２３２の底壁の形状が同じであることを例として説明する。第１凹溝２２３１の底壁の形状と第２凹溝２２３２の底壁の形状は矩形、円形、楕円形又はリング状であってもよく、以下、２つの実施例を組み合わせて詳細に説明する。
【0162】
選択可能に、第１実施例として、図３６及び図３７に示すように、該第１凹溝２２３１の底壁の形状及び第２凹溝２２３２の底壁の形状はリング状であってもよく、例えば、四角形リング、円形リング又は他の形状のリング状であってもよく、例えば、レーストラック形のリング状を例として、該レーストラック形は楕円形と類似し、両端が円弧状であり、中間が直線形であるが、本願の実施例はこれらに限定されない。
【0163】
図３７に示すように、加工を容易にするために、第２凹溝２２３２の底壁に第３凹溝２２３３を設置することは、該第２凹溝２２３２の底壁に第４凹溝２２３４を設置し、該第３凹溝２２３３を該第４凹溝２２３４の底壁に設置することを含んでもよい。第２凹溝２２３２の底壁の形状がリング状であることを考慮すると、該第４凹溝２２３４の底壁の形状は第２凹溝２２３２の底壁の形状と一致してもよく、リング状に設定されてもよいが、本願の実施例はこれに限定されない。
【0164】
図３７に示すように、本願の実施例の第１凹溝２２３１、第２凹溝２２３２、第３凹溝２２３３及び第４凹溝２２３４の図３７に示される断面の形状は、実際の応用に応じて設定されてもよく、例えば、凹溝の底壁と側壁がなす角度については、図３７における第２凹溝２２３２と第４凹溝２２３４に示される直角形の凹溝であってもよく、又は図３７における第１凹溝２２３１と第３凹溝２２３３に示される傾斜角度を有する凹溝であってもよく、本願の実施例はこれらに限定されない。
【0165】
第１凹溝２２３１及び第２凹溝２２３２がリング状の凹溝であるため、その中心領域に突出構造が存在し、ここでハウジング２１１の内部に近い突出構造２２３６を例として説明する。突出構造２２３６はリング状の第１凹溝２２３１の中間領域であり、該突出構造２２３６のハウジング２１１に近い表面はリリーフ領域を除いて、ハウジング２１１の内面に対して突出しなくてもよく、例えば、該突出構造２２３６のハウジング２１１に近い表面はリリーフ領域を除いて、ハウジング２１１の内面と基本的に同一平面上にあってもよく、又は、図３７に示すように、該突出構造２２３６のハウジング２１１に近い表面はリリーフ領域を除いて、ハウジング２１１の内面に対して凹んでもよく、本願の実施例はこれらに限定されない。
【0166】
また、該第１凹溝２２３１の外周はハウジング２１１の内面に対して突出せず、このように、該ハウジング２１１の内面上に突出部分がなく、ハウジング２１１内部の電極組立体２２等の部材を装着する場合、影響を受けることはなく、突出部分を回避するためのさらなる設計を必要とせず、それにより内部空間を節約することができる。
【0167】
図３７に示すように、ハウジング２１１の外部については、該ハウジング２１１の外面には該第２凹溝２２３２を取り囲んで突出部２２３７をさらに有してもよく、該突出部２２３７はハウジング２１１の外面に対してハウジング２１１の内部から離れる方向に向かって延在する。加圧成形方式によって第１凹溝２２３１及び第２凹溝２２３２を加工することを考慮すると、凹溝のエッジに通常突出部２２３７が存在し、該突出部２２３７が内部に設置される場合、内部の電極組立体２２の装着に影響を与え、従って、該突出部２２３７がハウジング２１１の外面に設置されてもよい。
【0168】
電池セル２０が電池１０として組み立てられる場合、電池セル２０の下方に特定の部材を設置する必要があり、例えば電池セル２０を降温するための冷却板が設置されてもよく、又は底部保護板が設置されてもよく、本願の実施例はこれらに限定されない。該突出部２２３７が存在するため、該電池セル２０の下方に位置する部材について、凹んだ逃げ領域を表面に設置することにより、該電池セル２０を組み立てることができる。例えば、電池セル２０の下方に冷却板が設置される場合、冷却板のリリーフ領域に対応する領域に凹溝又は貫通孔が設置されてもよく、それにより該リリーフ領域の突起している該突出部２２３７が凹溝又は貫通孔に収容可能であり、空間を節約する。
【0169】
また、該突出部２２３７が存在するため、該リリーフ領域のハウジング２１１の内部から離れる表面とリリーフ領域の下方に位置する部材（例えば、熱管理部材又は底部保護板）の表面との間に隙間があり、リリーフ領域が排気する時に、所定の開き空間を有し、リリーフ領域の第３凹溝２２３３が破裂されて開かれることを確保し、内部圧力を放出することができる。
【0170】
図３７に示すように、リリーフ領域のハウジング２１１から離れる側が電池セル２０以外の他の部材の影響から保護するために、該リリーフ領域は保護シート２２３５をさらに備えてもよく、それは該リリーフ領域を保護することに用いられ、該電池セル２０のハウジング２１１の外面に設置され且つ該第２凹溝２２３２を被覆する。
【0171】
以上、リリーフ機構２１３が電池セル２０のハウジング２１１のコーナー部に設置されてもよいことが説明される。例えば、いくつかの実施例では、上記したように、図３８に示すように、本願の実施例の電池セル２０は少なくとも２つの壁を備え、任意の隣接する２つの壁については、説明の便宜上、以下、第１壁２１ａ及び第２壁２１ｂと呼ばれ、すなわち、電池セル２０が有する少なくとも２つの壁は第１壁２１ａ及び第２壁２１ｂを備え、第１壁２１ａと第２壁２１ｂは交差する。このような場合、リリーフ機構２１３は相互に接続される第１部分２３３１及び第２部分２３３２を備え、第１部分２３３１は第１壁２１ａに設置され、第２部分２３３２は第２壁２１ｂに設置され、つまり、リリーフ機構２１３は曲げられて第１部分２３３１及び第２部分２３３２の２つの部分を形成し、それぞれ第１壁２１ａ及び第２壁２１ｂに設置することができる。リリーフ機構２１３がそれぞれ２つの壁に設置され、それに対応して、該リリーフ機構２１３の２つの部分すなわち該第１部分２３３１及び／又は該第２部分２３３２は該電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった時に破壊されて該内部圧力を放出することができるように構成される。
【0172】
従って、本願の実施例の電池セル２０は、隣接する任意の２つの壁の交差位置にリリーフ機構２１３が設置され、すなわちリリーフ機構２１３は電池セル２０のハウジング２１１の２つの壁の交差箇所に位置し、１つのみの壁に設置されることと比較して、リリーフ機構２１３の全面積を増加させることができ、短絡、過充電が発生し、電池セル２０の内部温度及び気圧が急激に上昇する場合、電池セル２０上のリリーフ機構２１３は２つの壁に対応する２つの部分から適時に破断されて、温度及び気圧を外部へ放出し、電池の爆発発火を防止することができ、また、リリーフ機構２１３が２つの壁の交差位置に設置されるため、電池セル２０の内部の各アセンブリからの影響が小さく、例えば、電極組立体２２から受けた落下衝撃作用が小さく、リリーフ機構２１３を早期に破断することを回避でき、且つ、電池セル２０の壁の２つの壁の交差位置での変形が小さく、リリーフ機構２１３が変形やクリープ現象の影響を受けないことを確保でき、電池の統合性能を全体的に向上させる。
【0173】
理解されるように、本願の実施例のリリーフ機構２１３を第１壁２１ａ及び第２壁２１ｂに設置することは様々な方式を用いてもよく、且つリリーフ機構２１３の第１部分２３３１及び第２部分２３３２は同じ又は異なる加工方式を用いてもよい。しかしながら、加工を容易にするために、リリーフ機構２１３の第１部分２３３１及び第２部分２３３２は通常、同じ加工方式を用い、本願の実施例はリリーフ機構２１３の第１部分２３３１及び第２部分２３３２が通常、同じ加工方式を用いることを例として説明するが、本願の実施例はこれに限定されない。
【0174】
例えば、リリーフ機構２１３を第１壁２１ａ及び第２壁２１ｂに設置することは、リリーフ機構２１３、第１壁２１ａ及び第２壁２１ｂが一体成形されてもよく、すなわち、第１壁２１ａと第２壁２１ｂの対応する領域を直接薄化して、リリーフ機構２１３を形成することを含んでもよい。しかしながら、第１壁２１ａ及び第２壁２１ｂがハウジング２１１の底壁及び側壁であることを考慮すると、ハウジング２１１が中空構造であるため、底壁及び側壁を部分的に薄化することを実現することは非常に困難である。従って、リリーフ機構２１３を第１壁２１ａ及び第２壁２１ｂに設置することは、第１壁２１ａ及び第２壁２１ｂにそれぞれ開口部を設置して、リリーフ機構２１３が開口領域を被覆することをさらに含んでもよい。
【0175】
具体的には、図３８に示すように、該第１壁２１ａは、該第１部分２３３１の所在する領域に第１開口部２１１１が設置され、該第１部分２３３１は該第１開口部２１１１を被覆し、同様に、該第２壁２１ｂは、該第２部分２３３２の所在する領域に第２開口部２１１２が設置され、該第２部分２３３２は該第２開口部２１１２を被覆する。つまり、リリーフ機構２１３は電池セル２００のハウジング２１１と一体成形されるものではなく、このように、リリーフ機構２１３は電池セル２０と個別に設置されてもよく、例えばリリーフ機構２１３の材質は電池セル２０の材質とは異なってもよく、厚さも異なるように設定されてもよく、それにより、リリーフ機構２１３は実際の必要に応じて柔軟に設置されてもよい。
【0176】
リリーフ機構２１３の第１部分２３３１と第２部分２３３２が接続されることを考慮すると、加工を容易にするために、該第１開口部２１１１と該第２開口部２１１２は接続されてもよい。すなわち、第１壁２１ａ上の第１開口部２１１１及び第２壁２１ｂ上の第２開口部２１１２は実際に連通する開口部であり、このように、電池セル２０の隣接する２つの壁の交差位置に開孔のみを加工すればよく、加工過程が容易である。
【0177】
また、本願の実施例のリリーフ機構２１３の第１部分２３３１と第２部分２３３２が接続されてもよく、装着前のリリーフ機構２１３は、シート状構造であってもよく、リリーフ機構２１３を装着する場合、ハウジング２１１の底壁及び側壁に装着することを例として、まず底面を溶接し、すなわち、リリーフ機構２１３の第１部分２３３１を底壁に溶接し、そしてリリーフ機構２１３を曲げて、第２部分２３３２を形成し、第２部分２３３２を側壁に溶接し、このように、加工がより容易で迅速である。
【0178】
いくつかの実施例では、図３９に示すように、該電池セル２０は受け板２４をさらに備えてもよく、該受け板２４は電極組立体２２とハウジング２１１の底壁との間に位置し、電極組立体２２を支持する役割を果たすことができ、さらに電極組立体２２がハウジング２１１の底壁の周りの丸い角に干渉することを効果的に防止できる。本願の実施例の受け板２４の形状は実際の応用に応じて設定されてもよく、例えば、図３９に示すように、受け板２４はハウジング２１１の底壁の形状と一致する長方形に設定されてもよく、又は、他の形状に設定されてもよく、また、該受け板２４に１つ又は複数の貫通孔が設置されてもよく、例えば、均一又は対称的に配列された複数の貫通孔が設置されてもよく、このように受け板２４の上下面の空間を連通させ、電解液及び電極組立体２２の内部に生成したガス及び電解液がいずれも受け板２４を自由に通過でき、液体及びガスの伝導を容易にする。
【0179】
該受け板２４の厚さは一般的に０．３～５ｍｍに設定され、好ましくは絶縁部材であり、絶縁されなくてもよい。例えば、該受け板２４の材料はＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＰＳ、テフロン（登録商標）、ステンレス鋼、アルミニウム等の電解液に耐性があり及び絶縁される材料であってもよく、ＰＰ、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＰＳ等のプラスチック材料は防火材料を選択してもよく、アルミニウム又はステンレス鋼等の金属材料の表面は絶縁のために陽極酸化処理されてもよい。該受け板２４は、電極組立体２２を支持することに用いることができ、且つ該ハウジング２１１の第１壁の内側に位置し、該受け板２４は突起２４１を有し、図４０に示すように、該突起２４１は該リリーフ機構２１３に向かって延在し且つ該開口部２２１１内に収容される。突起２４１を設置することにより、該突起２４１は該リリーフ機構２１３に向かって延在し、つまり、該凹み箇所に充填されてもよく、それにより、該部分に堆積された電解液を減少させ、電解液によるリリーフ機構２１３への衝撃及び腐食を緩和し、リリーフ機構２１３の早期破裂を回避する。
【0180】
【0181】
具体的には、図４１は本願の実施例の電池製造方法５０の模式的なフローチャートを示す。図４１に示すように、該方法５０は、複数の電池セルを提供するステップ５１であって、複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルは、少なくとも１つの電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して内部圧力を放出するためのリリーフ機構を備えるステップ５１と、複数の電池セルを電気的に接続するためのバス部材を提供するステップ５２と、リリーフ機構及びバス部材をそれぞれ少なくとも１つの電池セルの異なる側に配置して、リリーフ機構が作動する時に少なくとも１つの電池セルからの排出物をバス部材から離れる方向に沿って排出させるステップ５３と、を含む。
【0182】
いくつかの実施例では、該方法は熱管理部材を提供するステップをさらに含み、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整することに用いられ、且つ熱管理部材はリリーフ機構が作動する時に破壊されて、電池セルからの排出物を熱管理部材に通過させるように構成される。
【0183】
いくつかの実施例では、該方法は、熱管理部材を電池セルの少なくとも２つの壁のうちの第１壁に取り付け、且つリリーフ機構を第１壁に設置するステップと、電池セルを支持するための支持部材を第２壁に取り付けるステップと、をさらに含む。
【0184】
いくつかの実施例では、該方法は、接着剤を介して電池セルに取り付けられるように構成される取り付け部材を提供するステップと、接着剤が取り付け部材とリリーフ機構との間に塗布されることを防止するように構成される分離部材を提供するステップと、をさらに含む。
【0185】
図４２は本願の実施例の電池製造装置６０の模式的なブロック図を示す。図４２に示すように、本願の実施例に係る装置６０は、電池セル製造モジュール６１であって、複数の電池セルを製造することに用いられ、複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルは、少なくとも１つの電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して内部圧力を放出するためのリリーフ機構を備える電池セル製造モジュール６１と、複数の電池セルを電気的に接続するためのバス部材を製造するためのバス部材製造モジュール６２と、リリーフ機構及びバス部材をそれぞれ少なくとも１つの電池セルの異なる側に配置して、リリーフ機構が作動する時に少なくとも１つの電池セルからの排出物をバス部材から離れる方向に沿って排出させるための組み立てモジュール６３と、を備える。
【0186】
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ためのものに過ぎず、それを限定するものではない。上記実施例を参照して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、又はその技術的特徴の一部を等価置換することができるが、こ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】
【0187】
１０ 電池
１２ バス部材
２０ 電池セル
２１３ リリーフ機構
１２ バス部材
２０ 電池セル
２１３ リリーフ機構
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】