特許 7504161 リチウムイオン電池及びリチウムイオン電池を備えた電気自動車

(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】2024-06-13

(45)【発行日】2024-06-21

(54)【発明の名称】リチウムイオン電池及びリチウムイオン電池を備えた電気自動車

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/531 20210101AFI20240614BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20240614BHJP

   H01M 50/15 20210101ALI20240614BHJP

   H01M 50/176 20210101ALI20240614BHJP

   H01M 50/188 20210101ALI20240614BHJP

   H01M 50/193 20210101ALI20240614BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20240614BHJP

   H01M 50/474 20210101ALI20240614BHJP

   H01M 50/477 20210101ALI20240614BHJP

   H01M 50/55 20210101ALI20240614BHJP

   H01M 50/564 20210101ALI20240614BHJP

   H01M 50/645 20210101ALI20240614BHJP

   H01M 50/533 20210101ALI20240614BHJP

【ＦＩ】

H01M50/531

H01M50/103

H01M50/15

H01M50/176

H01M50/188

H01M50/193

H01M50/342 101

H01M50/474

H01M50/477

H01M50/55 101

H01M50/564

H01M50/645

H01M50/533

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2022102168

(22)【出願日】2022-06-24

(65)【公開番号】P2023004982

(43)【公開日】2023-01-17

【審査請求日】2022-06-24

(31)【優先権主張番号】202110714367.X

(32)【優先日】2021-06-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(73)【特許権者】

【識別番号】522218301

【氏名又は名称】格力▲たい▼新能源股▲ふん▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジアン，シーヨン

(72)【発明者】

【氏名】ジャン，シーイン

(72)【発明者】

【氏名】シュー，デーレイ

(72)【発明者】

【氏名】リー，ハイジュン

(72)【発明者】

【氏名】チェン，アーホン

(72)【発明者】

【氏名】デン，サイジュン

【審査官】山下 裕久

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／１２００８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２１／０９３７４７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０７３９３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１５１３５７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－２２７１１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１５／０９３２８８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／５０－５９８

Ｈ０１Ｍ ５０／１０－１９８

Ｈ０１Ｍ ５０／４７４

Ｈ０１Ｍ ５０／４７７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

極端子（１０）及び極性接続部材（１９）を含み、前記極端子（１０）は前記極性接続部材（１９）に接続されるカバープレートアセンブリ（１）と、
セルタブアセンブリ（２００）を有し、前記極端子（１０）は前記極性接続部材（１９）を介して前記セルタブアセンブリ（２００）に接続され且つ導通するセルアセンブリ（２）と、を含み、
前記セルアセンブリ（２）及び前記極性接続部材（１９）が内設されるケース（３）と、
前記ケース（３）に内設され、前記セルアセンブリ（２）を支持するために用いられる支持部であって、前記カバープレートアセンブリ（１）は前記ケース（３）の開口部に設置され且つ前記支持部に接続される前記支持部と、をさらに含み、
前記極性接続部材（１９）は、極性プレートを含み、
前記極性プレートに第１貫通孔（１９０）が開設され、前記極性プレートの前記セルアセンブリ（２）の側に第１突起（１９２）及び第１フランジ（１９３）が設置され、前記第１フランジ（１９３）のエッジに第１凹溝（１９１）が開設され、前記第１突起（１９２）は、前記支持部に接続され、前記極端子（１０）の一部は、前記カバープレートアセンブリ（１）を貫通して前記ケース（３）内に延伸し、前記第１貫通孔（１９０）を介して前記極性プレートと締まり嵌めされ、前記第１凹溝（１９１）の溝壁は、前記セルタブアセンブリ（２００）に接続され、
前記セルアセンブリ（２）は、セル（２４）を含み、前記セル（２４）の表面に前記セルタブアセンブリ（２００）が設置され、
前記セルタブアセンブリ（２００）は、極性ラグ（２０１）と、接続プレート（２３）と、ベースプレート（２２）、を含み、
前記極性ラグ（２０１）は、２つあり、２つの前記極性ラグ（２０１）を対向して設置することで位置決め空間を形成し、
前記接続プレート（２３）は、一部が前記位置決め空間内に位置し、一端が前記第１凹溝（１９１）内に延伸し且つ前記第１凹溝（１９１）の側壁に接続され、
前記ベースプレート（２２）は、前記極性ラグ（２０１）の外表面に接続され、
前記支持部は、固定フレーム（２５）と、保護プレート（２１）と、を含み、
前記固定フレーム（２５）は、２つあり、２つの前記固定フレーム（２５）は、第１方向に沿って対向して設置され且つ互いに接続され、
前記保護プレート（２１）は、２つあり、２つの前記保護プレート（２１）は、第２方向に沿って対向して設置され、且つそれぞれ前記固定フレーム（２５）の両側に位置し、２つの前記固定フレーム（２５）と取り付け空間を形成し、
前記セルアセンブリ（２）は、前記取り付け空間内に位置し、前記セルアセンブリ（２）は、２つの前記セルタブアセンブリ（２００）を有し、２つの前記セルタブアセンブリ（２００）は、いずれも前記保護プレート（２１）の片側に向いて設置されることを特徴とする、リチウムイオン電池。

【請求項2】

前記セルタブアセンブリ（２００）は２つであり、前記極端子（１０）は２つであり、前記極性接続部材（１９）は２つであり、２つの前記セルタブアセンブリ（２００）は２つの前記極性接続部材（１９）と一対一で対応して設置され、２つの前記極性接続部材（１９）は２つの前記極端子（１０）と一対一で対応して設置され、２つの前記セルタブアセンブリ（２００）のうちの１つは正極であり、もう１つは負極であることを特徴とする、請求項１に記載のリチウムイオン電池。

【請求項3】

前記カバープレートアセンブリ（１）は、カバープレート（１７）と、絶縁ホルダ（１８）とを含み、
前記カバープレート（１７）に少なくとも１つの第２貫通孔（１７０）が設置され、前記極端子（１０）は前記カバープレート（１７）の外表面の片側に位置し、前記極端子（１０）の一部は前記第２貫通孔（１７０）を貫通して前記極性接続部材（１９）に接続され、
前記絶縁ホルダ（１８）は前記カバープレート（１７）に接続され、
前記絶縁ホルダ（１８）に前記第２貫通孔（１７０）と一対一で対応する第３貫通孔（１８２）が設置され、
前記絶縁ホルダ（１８）の端部は前記支持部に係止されることを特徴とする、請求項１に記載のリチウムイオン電池。

【請求項4】

前記カバープレート（１７）及び前記絶縁ホルダ（１８）に第４貫通孔（１８０）が設置され、前記第４貫通孔（１８０）に防爆弁（１４）及び保護ステッカー（１３）が設置され、前記保護ステッカー（１３）は前記防爆弁（１４）の外表面の側に設置されることを特徴とする、請求項３に記載のリチウムイオン電池。

【請求項5】

前記カバープレート（１７）及び前記絶縁ホルダ（１８）に第５貫通孔（１８３）が設けられ、前記第５貫通孔（１８３）にシールプラグ（１６）及びシールステッカー（１５）が設けられ、前記シールステッカー（１５）は前記シールプラグ（１６）の外表面の側に設置されることを特徴とする、請求項３に記載のリチウムイオン電池。

【請求項6】

前記カバープレートアセンブリ（１）は、
前記極端子（１０）に配置され、前記カバープレート（１７）の外表面の側に位置し、前記カバープレート（１７）との間にシールリング（１２）が設置される保護スリーブ（１１）をさらに含むことを特徴とする、請求項３に記載のリチウムイオン電池。

【請求項7】

２つの前記固定フレーム（２５）のうちの１つにロックコラム（２５１）が設置され、もう１つに前記ロックコラム（２５１）と嵌合する接続孔（２５２）が設置され、
及び／又は、
前記固定フレーム（２５）は、第１端に前記ロックコラム（２５１）が設置され、第２端に前記接続孔（２５２）が設置されることを特徴とする、請求項１に記載のリチウムイオン電池。

【請求項8】

前記固定フレーム（２５）は、プレート構造（２５６）を含み、
前記プレート構造（２５６）の第１端の前記保護プレート（２１）を向いた側に第１Ｕ字型プレート（２５７）が設置され、前記プレート構造（２５６）の第２端の保護プレート（２１）を向いた側に第２Ｕ字型プレート（２５８）が設置され、前記第１Ｕ字型プレート（２５７）の開口側は前記第２Ｕ字型プレート（２５８）の開口側に対向して設置され、前記第１Ｕ字型プレート（２５７）及び前記第２Ｕ字型プレート（２５８）のうちの少なくとも１つの外表面に少なくとも１つの第２突起（２５９）が設置され、前記第２突起（２５９）は前記セルタブアセンブリ（２００）の接続プレート（２３）に当接することを特徴とする、請求項７に記載のリチウムイオン電池。

【請求項9】

前記プレート構造（２５６）の第１端の端部に少なくとも１つの第１位置決め溝（２５４）が設置され、前記極性接続部材（１９）の第１突起（１９２）は前記第１位置決め溝（２５４）内に延伸することを特徴とする、請求項８に記載のリチウムイオン電池。

【請求項10】

前記第１Ｕ字型プレート（２５７）及び前記第２Ｕ字型プレート（２５８）のうちの少なくとも１つは中空構造を呈することを特徴とする、請求項８に記載のリチウムイオン電池。

【請求項11】

前記第２Ｕ字型プレート（２５８）の対向して設置される２枚の側板の外表面にいずれも第２位置決め溝（２５８１）が設置され、前記保護プレート（２１）の一部は前記第２位置決め溝（２５８１）内に延伸することを特徴とする、請求項８に記載のリチウムイオン電池。

【請求項12】

前記保護プレート（２１）は、保護プレート本体（２１０）を含み、
前記保護プレート本体（２１０）の第１端の内表面は円弧状の面取り構造を呈し、前記保護プレート本体（２１０）の第２端に第２フランジ（２１４）が設置され、前記第２フランジ（２１４）の長さ方向は前記保護プレート本体（２１０）の幅方向に沿って設置され、前記第２フランジ（２１４）の前記固定フレーム（２５）を向いた側の表面に第３突起（２１５）が設置され、前記第３突起（２１５）は前記第２位置決め溝（２５８１）と嵌合して設置されることを特徴とする、請求項１１に記載のリチウムイオン電池。

【請求項13】

前記保護プレート（２１）は中空構造を呈し、前記保護プレート（２１）の前記固定フレーム（２５）を向いた側の表面に第１位置決めコラム（２１１）及び第２位置決めコラム（２１２）が設置され、前記第１位置決めコラム（２１１）及び前記第２位置決めコラム（２１２）は対向して設置され、前記第１位置決めコラム（２１１）及び前記第２位置決めコラム（２１２）は前記固定フレーム（２５）に当接することを特徴とする、請求項１に記載のリチウムイオン電池。

【請求項14】

前記シールリング（１２）と前記絶縁ホルダ（１８）のうちの少なくとも１つはＰＦＡ材で製造されることを特徴とする、請求項６に記載のリチウムイオン電池。

【請求項15】

リチウムイオン電池を含む電気自動車であって、前記リチウムイオン電池は請求項１から１４のいずれか一項に記載のリチウムイオン電池であることを特徴とする、電気自動車。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電池設計技術分野に関し、具体的には、リチウムイオン電池及びリチウムイオン電池を備えた電気自動車に関する。

【背景技術】

【0002】

新エネルギー産業の発展に伴い、電気自動車産業とエネルギー貯蔵システムにおいてリチウムイオン電池に対する需要量が絶えず増大し、リチウムイオン電池は新エネルギー産業全体で主導的な役割を占めている。現在市販のリチウムイオン電池にはソフトパックポリマー電池、円筒形電池及び角形電池がある。

【0003】

ソフトパックポリマー電池はエネルギー密度が高く、安全性が高く、外形寸法の設計に融通性があるものの、その構造と外形の影響を受けて、モジュールに組み合わせることが容易ではなく、モジュールＰＡＣＫに一定の制限があるため、動力電池市場において応用される種類及び型番が少ない。

【0004】

円筒形電池の多くは鋼製ケース又はアルミニウムケースを主とし、動力市場において幅広く応用されているが、ＰＡＣＫに組み立てた後のエネルギー密度が低く、市場における航続距離に対するニーズを満たすことができない。現在市場の角形電池の多くはアルミニウムケースを主とし、製品の型番が多様化しており、モジュールに組み合わせることが容易であり、エネルギー密度が高く、航続距離が長く、新エネルギー動力産業において幅広く応用されている。

【0005】

現在市販の角形電池は一般的にカバープレートアセンブリ、ケース、セル及び他の補助接続部材及び補助支持部材で構成される。補助接続部材はセルとカバープレートアセンブリを接続するストラップであり、電池内部に閉じた導電通路を形成させ、補助支持部材はセルに対して固定支持作用を発揮し、セルとケースを絶縁し、セルとケースの衝突を防ぐ。

【0006】

従来技術において、電池内部の補助接続部材の多くはソフト接続構造であり、セルタブとカバープレートアセンブリの極性端子部材（正、負極極端子）を接続する。ソフト接続は放熱能力が高いが、その負荷電流特性は弱く、電池のレート特性の向上に不利である。

【0007】

さらに、ソフト接続溶接の信頼性が低く、溶接強度を強化するために、溶接時に超音波溶接とレーザ溶接を組み合わせる必要があるが、作業工程が複雑であり、作業時間が長く、生産効率が低く、電池の量産に影響を与える。現在、電池内部の補助支持部材には、固定する位置決め能力が低く、組み合わせのしやすさに劣り、作業工程が煩雑である等の問題が存在し、セルの固定に不利であり、電池の量産にも適さない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、主に、電池の負荷電流特性が弱い従来技術の課題を解決するために、リチウムイオン電池及びそれを備えた電気自動車を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明の一側面によれば、リチウムイオン電池を提供する。

【0010】

リチウムイオン電池は、
極端子及び極性接続部材を含み、極端子は極性接続部材に接続されるカバープレートアセンブリと、
セルタブアセンブリを有し、極端子は極性接続部材を介してセルタブアセンブリに接続され且つ導通するセルアセンブリと、を含む。

【0011】

さらに、リチウムイオン電池は、
セルアセンブリ及び極性接続部材が内設されるケースと、
ケースに内設され、セルアセンブリを支持するために用いられる支持部であって、カバープレートアセンブリはケースの開口部に設置され且つ支持部に接続される支持部と、をさらに含む。

【0012】

さらに、極性接続部材は、極性プレートを含み、
極性プレートに第１貫通孔が開設され、極性プレートのセルアセンブリの側に第１突起及び第１フランジが設置され、第１フランジのエッジに第１凹溝が開設され、第１突起は支持部に接続され、極端子の一部はカバープレートアセンブリを貫通してケース内に延伸し、第１貫通孔を介して極性プレートと締まり嵌めされ、第１凹溝の溝壁はセルタブアセンブリに接続される。

【0013】

さらに、セルアセンブリはセルを含み、セルの表面にセルタブアセンブリが設置される。セルタブアセンブリは、極性ラグと、接続プレートと、ベースプレートを含み、極性ラグは、２つあり、2つの極性ラグを対向して設置することで位置決め空間を形成し、接続プレートは、一部が位置決め空間内に位置し、一端が第１凹溝内に延伸し且つ第１凹溝の側壁に接続され、ベースプレートは、極性ラグの外表面に接続される。

【0014】

さらに、セルタブアセンブリは２つであり、極端子は２つであり、極性接続部材は２つであり、２つのセルタブアセンブリは２つの極性接続部材と一対一で対応して設置され、２つの極性接続部材は２つの極端子と一対一で対応して設置され、２つのセルタブアセンブリのうちの１つは正極であり、もう１つは負極である。

【0015】

さらに、カバープレートアセンブリは、カバープレートと、絶縁ホルダとを含み、カバープレートに少なくとも１つの第２貫通孔が設置され、極端子はカバープレートの外表面の片側に位置し、極端子の一部は第２貫通孔を貫通して極性接続部材に接続され、絶縁ホルダはカバープレートに接続され、絶縁ホルダに第２貫通孔と一対一で対応する第３貫通孔が設置され、絶縁ホルダの端部は支持部に係止される。

【0016】

さらに、カバープレート及び絶縁ホルダに第４貫通孔が設置され、第４貫通孔に防爆弁及び保護ステッカーが設置され、保護ステッカーは防爆弁の外表面の側に設置される。

【0017】

さらに、カバープレート及び絶縁ホルダに第５貫通孔が設けられ、第５貫通孔にシールプラグ及びシールステッカーが設けられ、シールステッカーはシールプラグの外表面の側に設置される。

【0018】

さらに、カバープレートアセンブリは、極端子に配置され、カバープレートの外表面の側に位置し、カバープレートとの間にシールリングが設置される保護スリーブをさらに含む。

【0019】

さらに、支持部は、固定フレームと、保護プレートと、を含み、固定フレームは２つあり、２つの固定フレームは、第１方向に沿って対向して設置され且つ互いに接続され、保護プレートは、２つあり、2つの保護プレートは、第２方向に沿って対向して設置され、且つそれぞれ固定フレームの両側に位置し、２つの固定フレームと取り付け空間を形成し、セルアセンブリは取り付け空間内に位置し、セルアセンブリは２つのセルタブアセンブリを有し、２つのセルタブアセンブリはいずれも保護プレートの片側に向いて設置される。

【0020】

さらに、２つの固定フレームのうちの１つにロックコラムが設置され、もう１つにロックコラムと嵌合する接続孔が設置され、及び／又は、固定フレームは、第１端にロックコラムが設置され、第２端に接続孔が設置される。

【0021】

さらに、固定フレームは、プレート構造を含み、プレート構造の第１端の保護プレートを向いた側に第１Ｕ字型プレートが設置され、プレート構造の第２端の保護プレートを向いた側に第２Ｕ字型プレートが設置され、第１Ｕ字型プレートの開口側は第２Ｕ字型プレートの開口側に対向して設置され、第１Ｕ字型プレート及び第２Ｕ字型プレートのうちの少なくとも１つの外表面に少なくとも１つの第２突起が設置され、第２突起はセルタブアセンブリの接続プレートに当接する。

【0022】

さらに、プレート構造の第１端の端部に少なくとも１つの第１位置決め溝が設置され、極性接続部材の第１突起は第１位置決め溝内に延伸する。

【0023】

さらに、第１Ｕ字型プレート及び第２Ｕ字型プレートのうちの少なくとも１つは中空構造を呈する。

【0024】

さらに、第２Ｕ字型プレートの対向して設置される２枚の側板の外表面にいずれも第２位置決め溝が設置され、保護プレートの一部は第２位置決め溝内に延伸する。

【0025】

さらに、保護プレートは、保護プレート本体を含み、保護プレート本体の第１端の内表面は円弧状の面取り構造を呈し、保護プレート本体の第２端に第２フランジが設置され、第２フランジの長さ方向は保護プレート本体の幅方向に沿って設置され、第２フランジの固定フレームを向いた側の表面に第３突起が設置され、第３突起は第２位置決め溝と嵌合して設置される。

【0026】

さらに、保護プレートは中空構造を呈し、保護プレートの固定フレームを向いた側の表面に第１位置決めコラム及び第２位置決めコラムが設置され、第１位置決めコラム及び第２位置決めコラムは対向して設置され、第１位置決めコラム及び第２位置決めコラムは固定フレームに当接する。

【0027】

さらに、シールリングと絶縁ホルダのうちの少なくとも１つはＰＦＡ材で製造される。

【0028】

本発明の一側面によれば、リチウムイオン電池を含む電気自動車であって、リチウムイオン電池は上記リチウムイオン電池である電気自動車を提供する。

【発明の効果】

【0029】

本発明の技術的解決手段を応用し、極端子及び極性接続部材を設置し、且つ極端子は極性接続部材を介してセルタブアセンブリに接続し且つ導通する。このように設置することで極端子とセルタブアセンブリとの間のハード接続を実現し、リチウムイオン電池の負荷電流特性を効果的に向上させるとともに、電池構造の放熱能力を最適化し、リチウムイオン電池の接続信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

本願の一部分を構成する明細書の図面は本発明に対するさらなる理解を提供するために用いられるが、本願の例示的な実施例及びその説明は本願を説明するために用いられ、本願に対する不当な制限を構成するものではない。図面は以下のとおりである。

【図1】図１は本発明に係るリチウムイオン電池の第１実施例の分解構造概略図である。

【図2】図２は本発明に係るリチウムイオン電池の第２実施例の分解構造概略図である。

【図3】図３は本発明に係るリチウムイオン電池の実施例の構造概略図である。

【図4】図４は本発明に係るカバープレートアセンブリの実施例の構造概略図である。

【図5】図５は本発明に係る保護プレートの第１実施例の構造概略図である。

【図6】図６は本発明に係る保護プレートの第２実施例の構造概略図である。

【図7】図７は本発明に係るカバープレートアセンブリの第１実施例の分解構造概略図である。

【図8】図８は本発明に係るカバープレートアセンブリの第２実施例の分解構造概略図である。

【図9】図９は本発明に係る固定フレームの第１実施例の構造概略図である。

【図10】図１０は本発明に係る固定フレームの第２実施例の構造概略図である。

【図11】図１１は本発明に係るセルアセンブリの実施例の分解構造概略図である。

【図12】図１２は本発明に係るリチウムイオン電池の第３実施例の分解構造概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

なお、本願における実施例及び実施例における特徴は、矛盾しない限り、互いに組み合わせることができる。以下で、本発明については、図面を参照しながら実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0032】

なお、ここで使用された用語は、ただ具体的な実施の形態を説明するためのものであり、本願に係る例示的な実施形態を意図的に限定するものではない。ここで使用されている単数形は、文脈に特記しない限り、複数形をも含むことが意図されており、さらに、本明細書において「含有」及び／又は「含む」という用語が使用された場合、特徴、ステップ、操作、デバイス、アセンブリ及び／又はそれらの組み合わせの存在を示す。

【0033】

なお、本願の明細書と特許請求の範囲、及び上記図面における「第１」、「第２」等の用語は類似の対象を区別するために用いられるものであり、特定の順序又は前後を説明するために用いられる必要はない。このように使用される用語は、本明細書で説明される本願の実施形態を本明細書で図示又は説明された以外の順序で実施するために、適切な状況で入れ替えられることを理解されたい。

【0034】

また、「含む」及び「有する」という用語及びそれらの任意の同義語は、排他的でない包含を網羅することを意図しており、例えば、一連のステップ又はユニットを含むプロセス、方法、システム、製品又は装置が明示的に列挙されたそれらのステップ又はユニットに限定される必要はなく、明示的に列挙されないもの、或いはこれらのプロセス、方法、製品又は装置に固有の他のステップ又はユニットを含むことができる。

【0035】

説明しやすくするために、明細書に、図示するデバイス又は特徴と他のデバイス又は特徴の空間的位置関係を説明するために、例えば、「・・・上にある」「・・・上方にある」「・・・上面にある」「上方の」等の、空間的な相対位置関係を示す用語を使用することができる。

【0036】

空間的な相対位置関係を示す用語は、図示する方位以外の使用中又は操作中においける異なる方位を含むのを意図することを理解されたい。例えば、図中のデバイスが反転される場合、デバイスを「その他のデバイス又は構造の上方にある」又は「その他のデバイス又は構造の上にある」ように説明するのに対して、その他のデバイス又は構造の下方にある」又は「その他のデバイス又は構造の下にある」位置決めのように説明する。従って、例示的用語である「・・・上方にある」は、「・・・上方にある」と「・・・下方にある」の２種類の方位を含んでもよい。該デバイスは、異なる他の方法で位置決めを行い（９０°回転するか、又は他の方位にある）、且つここで使用される空間的相対関係については、該当する説明がなされる。

【0037】

以下、図面を参照しながら、本願に係る例示的な実施形態をより詳細に説明する。しかしながら、これらの例示的な実施形態は、多くの異なる形態で実施可能であり、且つ、本明細書に記載の実施形態に限定されると解釈されるべきではない。これらの実施形態は、本願の開示が十分かつ完全であり、且つこれらの例示的な実施形態の構想を当業者に十分に説明するように提供されること、図面において、層及び領域の厚さは明瞭にするために誇張されている場合があり、同一の符号で同デバイスを示すため、それらの説明は省略されることを理解されたい。

【0038】

図１から図１２に示すように、本願の具体的な実施例に基づき、リチウムイオン電池を提供する。

【0039】

図１２に示すように、リチウムイオン電池はカバープレートアセンブリ１及びセルアセンブリ２を含む。図４に示すように、カバープレートアセンブリ１は極端子１０及び極性接続部材１９を含み、極端子１０は極性接続部材１９に接続され、図１１に示すように、セルアセンブリ２はセルタブアセンブリ２００を有し、極端子１０は極性接続部材１９を介してセルタブアセンブリ２００に接続され且つ導通する。極性接続部材１９は極端子１０と締まり嵌めされ、レーザ溶接を行い、接続の信頼性が高く、過電流特性が高く、電子の導通が容易である。

【0040】

一般的に、極性接続部材１９の材質は導電性の金属材質であり、好ましくはアルミニウム又は銅である。極端子１０及び極性接続部材１９を設置し、且つ極端子１０を、極性接続部材１９を介してセルタブアセンブリ２００に接続することにより導通させる。このように設置することにより極端子１０とセルタブアセンブリ２００との間のハード接続を実現し、リチウムイオン電池の負荷電流特性を効果的に向上させることができ、同時に電池構造の放熱能力を最適化し、リチウムイオン電池の接続信頼性を向上させる。

【0041】

図２及び図３に示すように、リチウムイオン電池はさらにケース３及び支持部を含み、セルアセンブリ２及び極性接続部材１９はケース３内に設置され、支持部はケース３内に設置され、支持部はセルアセンブリ２を支持するために用いられ、カバープレートアセンブリ１はケース３の開口部に設置され且つ支持部に接続される。支持部はセルアセンブリ２を固定して支持するために用いられ、セルアセンブリを位置決めし、同時にセルへの衝突を防止することができる。ケース３はセルアセンブリ２を保護するために用いられ、セルアセンブリ２が外部から押圧されることを防ぎ、セルアセンブリ２が水、油等に侵食されて安全上のリスクが生じるという問題を防ぐ。

【0042】

具体的には、図７及び図８を参照すると、極性接続部材１９は極性プレートを含み、極性プレートに第１貫通孔１９０が開設され、極性プレートのセルアセンブリ２の側に第１突起１９２及び第１フランジ１９３が設置され、第１フランジ１９３のエッジに第１凹溝１９１が開設され、第１突起１９２は支持部に接続され、極端子１０の一部はカバープレートアセンブリ１を貫通してケース３内に延伸し、第１貫通孔１９０を介して極性プレートと締まり嵌めされ、第１凹溝１９１の溝壁はセルタブアセンブリ２００に接続される。第１凹溝１９１は２つ設置してもよく（図７参照）、１つ設置してもよく（図８参照）、第１凹溝１９１の溝壁はセルタブアセンブリ２００に接続され、電池の充放電の正常な動作を保証することができる。

【0043】

図１１に示すように、セルアセンブリ２はセル２４を含み、セル２４の表面にセルタブアセンブリ２００が設置され、セルタブアセンブリ２００は極性ラグ２０１と、接続プレート２３と、ベースプレート２２と、を含み、極性ラグ２０１は２つであり、２つの極性ラグ２０１を対向して設置することで位置決め空間を形成し、接続プレート２３の一部は位置決め空間内に位置し、接続プレート２３の一端は第１凹溝１９１内に延伸し且つ第１凹溝１９１の側壁に接続され、ベースプレート２２は極性ラグ２０１の外表面に接続される。

【0044】

図１１に示すセルの具体的な実施例において、セル２４は２つであり、２つの単体セル２４は並列に設置され、セルを並列に設置することにより電池容量を増大させ、内部抵抗を減少させ、給電時間を延長し、電池性能を向上させることができる。２つの極性ラグ２０１は共同で位置決め空間を形成し、接続プレート２３を固定するために用いられ、それにより接続プレート２３に位置ずれが発生せず、ベースプレート２２は極性ラグ２０１の表面を覆い、保護作用を有し、レーザ溶接時にスラグの飛散を効果的に防止することができ、溶接の信頼性を向上させることに役立つ。接続プレート２３の一端と第１凹溝１９１はレーザ溶接によって緊密に接続することができる。接続プレートは厚さ１－１０mmの金属アルミニウム板又は銅板であり、セルのタブに接続され、ベースプレートは厚さ１０～４０umの薄板であり、好ましくはアルミニウム箔又は銅箔である。

【0045】

さらに、セルタブアセンブリ２００は２つであり、極端子１０は２つであり、極性接続部材１９は２つであり、２つのセルタブアセンブリ２００は２つの極性接続部材１９と一対一で対応して設置され、２つの極性接続部材１９は２つの極端子１０と一対一で対応して設置され、ここで、２つのセルタブアセンブリ２００のうちの１つは正極であり、もう１つは負極である。極端子１０、極性接続部材１９、セルタブアセンブリ２００はいずれも２つであり、且つ一対一で対応して設置され、セルタブアセンブリ２００のうちの１つは正極で１つは負極であり、電池の充放電の正常な動作を保証する。

【0046】

好ましくは、図７及び図８に示すように、カバープレートアセンブリ１はカバープレート１７及び絶縁ホルダ１８を含み、カバープレート１７に少なくとも１つの第２貫通孔１７０が設置され、極端子１０はカバープレート１７の外表面の片側に位置し、極端子１０の一部は第２貫通孔１７０を貫通して極性接続部材１９に接続され、絶縁ホルダ１８はカバープレート１７に接続され、絶縁ホルダ１８に第２貫通孔１７０と一対一で対応する第３貫通孔１８２が設置され、絶縁ホルダ１８の端部は支持部に係止される。第２貫通孔１７０と第３貫通孔１８２は対応して設置され、極端子の一部を第２貫通孔１７０と第３貫通孔１８２にスムーズに貫通させることができる。カバープレート１７は構造支持部材として用いられ、絶縁ホルダ１８は絶縁、支持、密封の作用を有する。

【0047】

さらに、カバープレート１７及び絶縁ホルダ１８に第４貫通孔１８０が設置され、第４貫通孔１８０に防爆弁１４及び保護ステッカー１３が設置され、保護ステッカー１３は防爆弁１４の外表面の側に設置される。防爆弁１４と保護ステッカー１３を設置することにより、高温で内部ガスが膨張し、圧力が増大するなどの状況で電池が爆発するのを防止することができ、気圧の安全保護作用を有する。

【0048】

カバープレート１７及び絶縁ホルダ１８に第５貫通孔１８３が設置され、第５貫通孔１８３にシールプラグ１６及びシールステッカー１５が設置され、シールステッカー１５はシールプラグ１６の外表面の側に設置される。好ましくは、図７及び図８の実施例において、シールプラグ１６と絶縁ホルダ１８はナノ射出成形プロセスによって一体成形され、結合強度が高く、密封性が高い。シールプラグ１６とシールステッカー１５は注液孔を封止するために用いられ、電池の液もれを防止することができる。

【0049】

カバープレートアセンブリ１はさらに保護スリーブ１１を含み、保護スリーブ１１は極端子１０に配置され、保護スリーブ１１はカバープレート１７の外表面の側に位置し、保護スリーブ１１とカバープレート１７との間にシールリング１２が設置される。保護スリーブ１１は極端子１０に配置され、極端子が外部からの衝撃及び摩擦を受けることを防止し、シールリング１２は保護スリーブ１１とカバープレート１７との間に設置され、隔離、位置決め、絶縁、支持の役割を有する。

【0050】

図１、図２及び図１２を参照すると、支持部は固定フレーム２５及び保護プレート２１を含み、固定フレーム２５は２つであり、２つの固定フレーム２５は第１方向に沿って対向して設置且つ接続され、保護プレート２１は２つであり、２つの保護プレート２１は第２方向に沿って対向して設置され、且つ２つの保護プレート２１はそれぞれ固定フレーム２５の両側に位置し、２つの固定フレーム２５及び２つの保護プレート２１は、取り付け空間を囲んで形成し、セルアセンブリ２は取り付け空間内に位置し、セルアセンブリ２は２つのセルタブアセンブリ２００を有し、２つのセルタブアセンブリ２００はいずれも保護プレート２１の側に向けて設置される。

【0051】

固定フレーム２５と保護プレート２１で形成された取り付け空間はセルアセンブリ２全体を取り囲み、セルアセンブリ２の移動を制限する。本実施例において、支持部はＰＰＳという絶縁性材を選択し、誘電特性に優れ、耐熱性、耐電解液腐食性、難燃性に優れ、且つ一定の強度を有する。図２に示すように、該リチウム電池は角形リチウムイオン電池であり、第１方向は角形リチウムイオン電池の厚み方向であってもよく、第２方向は角形リチウムイオン電池の幅方向であってもよい。

【0052】

２つの固定フレーム２５のうちの１つにロックコラム２５１が設置され、もう１つの固定フレーム２５にロックコラム２５１と嵌合する接続孔２５２が設置され、固定フレーム２５の第１端にロックコラム２５１が設置され、固定フレーム２５の第２端に接続孔２５２が設置される。好ましくは、図９に示すように、固定フレーム２５の上下に計２組のロックコラム２５１と接続孔２５２を有し、ロックコラム２５１と接続孔２５２は共同でロック構造を構成し、組み立て時にセルを固定してロックすることができる。

【0053】

具体的には、図９及び図１０に示すように、固定フレーム２５はプレート構造２５６を含み、プレート構造２５６の第１端の保護プレート２１を向いた片側に第１Ｕ字型プレート２５７が設置され、プレート構造２５６の第２端の保護プレート２１を向いた片側に第２Ｕ字型プレート２５８が設置され、第１Ｕ字型プレート２５７の開口側は第２Ｕ字型プレート２５８の開口側に対向して設置され、第１Ｕ字型プレート２５７及び第２Ｕ字型プレート２５８のうちの少なくとも１つの外表面に少なくとも１つの第２突起２５９が設置され、第２突起２５９はセルタブアセンブリ２００の接続プレート２３に当接する。第２突起２５９は位置決め構造として使用され、接続プレート２３を位置決めし固定するために用いられる。

【0054】

ここで、プレート構造２５６の第１端の端部に少なくとも１つの第１位置決め溝２５４が設置され、極性接続部材１９の第１突起１９２は第１位置決め溝２５４内に延伸する。図９に示す実施例において、第１位置決め溝２５４は円弧状構造である。電池を組み立てる時、第１突起１９２は第１位置決め溝２５４内に延伸して、第１位置決め溝２５４の底部に接触し、極性接続部材１９を位置決めし固定するために用いられる。

【0055】

好ましくは、第１Ｕ字型プレート２５７及び第２Ｕ字型プレート２５８のうちの少なくとも１つは中空構造を呈する。中空構造は電池の重量を軽減し、電池のエネルギー密度を向上させることができる。

【0056】

さらに、第２Ｕ字型プレート２５８の対向して設置される２枚の側板の外表面にいずれも第２位置決め溝２５８１が設置され、保護プレート２１の一部は第２位置決め溝２５８１内に延伸する。第２位置決め溝２５８１を設置することにより、保護プレートと固定フレームを嵌合してセルアセンブリを位置決めし固定することができる。

【0057】

図５及び図６に示すように、保護プレート２１は保護プレート本体２１０を含み、保護プレート本体２１０の第１端の内表面は円弧状の面取り構造を呈し（図６参照）、保護プレート本体２１０の第２端に第２フランジ２１４が設置され、第２フランジ２１４の長さ方向は保護プレート本体２１０の幅方向に沿って設置され、第２フランジ２１４の固定フレーム２５を向いた側の表面に第３突起２１５が設置され、第３突起２１５は第２位置決め溝２５８１と嵌合して設置される。

【0058】

図６に示す保護プレートの実施例において、保護プレート本体２１０の第１端の内表面に円弧形の面取り構造が設置され、図８に示すカバープレートアセンブリ１における絶縁ホルダ１８のエッジに位置する突起構造と嵌合させ、係止して固定することができ、カバープレートアセンブリ１の左右位置決めを行い、且つ保護プレート２１の上下移動を制限する。第２フランジ２１４は固定フレーム２５の表面と固定接触し、第２フランジに設置された第３突起２１５を固定フレーム２５の第２位置決め溝２５８１内で固定して、セルアセンブリを制限し、且つ保護プレート２１を固定フレーム２５と嵌合させ、係止して固定する。

【0059】

好ましくは、保護プレート２１は中空構造を呈し、保護プレート２１の固定フレーム２５を向いた側の表面に第１位置決めコラム２１１及び第２位置決めコラム２１２が設置され、第１位置決めコラム２１１及び第２位置決めコラム２１２は対向して設置され、第１位置決めコラム２１１及び第２位置決めコラム２１２は固定フレーム２５に当接する。図５及び図６に示すように、第１位置決めコラム２１１及び第２位置決めコラム２１２はそれぞれ保護プレート２１の左右両端に位置し、固定フレーム２５の内表面と固定され位置決めを行う。

【0060】

シールリングと絶縁ホルダの材質は絶縁材料を選択し、絶縁作用を果たす。本実施例において、シールリング１２及び絶縁ホルダ１８のうちの少なくとも１つはＰＦＡ材で製造され、実際の応用においては、実際の状況に応じてＰＰ、ＰＰＳ、ＰＦＡ、ＰＥＴ等の絶縁材を選択してもよい。

【0061】

上記実施例におけるリチウムイオン電池はさらに車両装置の技術分野に用いることができ、すなわち本発明に係る別の実施例は、リチウムイオン電池を含む電気自動車を提供し、リチウムイオン電池は上記実施例におけるリチウムイオン電池である。

【0062】

上記実施例において、リチウムイオン電池はカバープレートアセンブリ、セルアセンブリ、支持部及びケースを含む。カバープレートアセンブリはハード接続構造を導入し、セルタブアセンブリを接続するために用いられ、支持部は固定フレーム及び保護プレートを含み、カバープレートアセンブリとの嵌合固定により、セルアセンブリに対して位置決め、固定、支持、衝突防止を行い、同時に電解液の浸潤及び浸透に役立ち、セルアセンブリはセル、接続プレート、ベースプレートから構成され、電池の内部空間を増大させ、有効空間の利用率を向上させて、電池の放熱能力を効果的に改善する。カバープレートアセンブリ、セルアセンブリ及び支持部の構造を改善することにより、電池の構造部材の放熱能力及び過電流特性を強化し、溶接の信頼性を向上させ、電池のレート特性の向上に有利であり、電池の生産効率を向上させ、量産に適する。

【0063】

本願の１つの実施例において、該リチウムイオン電池はチタン酸リチウム角形電池であり、リチウムイオン電池はカバープレートアセンブリ１、ケース３、セルアセンブリ２、支持部を含む。カバープレートアセンブリ１とケース３はレーザ溶接によって密閉されたキャビティを形成し、セルアセンブリ２はキャビティの内部に位置する。セルアセンブリ２は２つの単体セル２４と、セルタブアセンブリ２００と、を含み、２つの単体セル２４は並列接続される。セルタブアセンブリは接続プレート２３と、ベースプレート２２と、極性ラグ２０１と、を含み、接続プレート２３はカバープレートアセンブリ１における極性接続部材１９にレーザ溶接で接続され、支持部はセル２４を固定して支持するために用いられ、セル２４を位置決めし、同時にセル２４への衝突を防止することができる。

【0064】

本実施例において、カバープレートアセンブリ１は極性端子部材、シールリング１２、絶縁ホルダ１８、防爆弁１４、保護ステッカー１３、シールプラグ１６及びシールステッカー１５で構成される。ここで、極性端子部材は正負極端子１０、極端子保護スリーブ１１、正負極性接続部材１９を含み、極性接続部材１９はハード接続部材であり、極性ラグ２０１と直接又は間接的に接続される。極性接続部材１９は正負極端子１０と締まり嵌めされ、レーザ溶接を行い、接続の信頼性が高く、過電流特性が高く、電子の導通が容易であり、材質は導電性の金属アルミニウムである。絶縁ホルダ１８の両側にエッジ突起構造を有し、極性接続部材１９は第１凹溝１９１と第１突起１９２を有し、エッジ突起構造、第１凹溝１９１及び第１突起１９２は固定し位置決めする役割を有する。カバープレートアセンブリ１を組み立てる時、シールリング１２と絶縁ホルダ１８はナノ射出成形プロセスによって一体成形され、結合強度が高く、密封性が高く、シールリング１２と絶縁ホルダ１８の材質はＰＦＡ材である。

【0065】

セルタブアセンブリ２００は極性ラグ２０１、接続プレート２３及びベースプレート２２を含み、接続プレート２３及びベースプレート２２は共同でハード接続を構成する。接続プレート２３は厚さ０.３５mmの金属アルミニウム板であり、極性ラグ２０１に接続され、ベースプレート２２は厚さ２０umのアルミニウム箔であり、レーザ溶接時にスラグが飛散することを防止して、レーザ溶接の信頼性を向上させることに役立つ。セルアセンブリを取り付ける時、機器を利用するか又は手作業でセルの同じ極性の極性ラグ２０１を均等に２つの部分に分けて９０度折り曲げ、それを接続プレート２３の表面と接触させ、電池内部の空間を増大させ、有効空間の利用率を向上させ、無駄な空間をなくして、同時に電池の放熱能力を改善し、電池性能を向上させることができる。

【0066】

ベースプレート２２を極性ラグ２０１の上面に覆い、治具機器を利用して接続プレート２３、極性ラグ２０１、ベースプレート２２を締め付ける。レーザ溶接を行い、接続プレート２３、極性ラグ２０１、ベースプレート２２を締め付ける。ここで、接続プレート２３はカバープレートアセンブリ１における極性接続部材１９の第１凹溝１９１にレーザ溶接されてそれと緊密に接続される。

【0067】

支持部は１組の固定フレーム２５と１対の左右保護プレート２１で構成される。固定フレーム２５と保護プレート２１はセルアセンブリ２を囲む。固定フレーム２５はロック構造及び位置決め構造を有する。ロック構造はロックコラム２５１及び対応する接続孔２５２で構成される。上下計２対のロック構造によって固定及びロックを行う。電池を組み立てる時、セルアセンブリ２は中間に位置し、１組の固定フレーム２５はセルアセンブリ２を固定してロックし且つ完全に包み込み、上下２対のロックコラム２５１及び接続孔２５２をロックして固定する。

【0068】

位置決め構造は第２突起２５９であり、接続プレート２３を位置決めするために用いられる。固定フレーム２５の下端面は複数本のストライプ状の補強リブ構造を有し、強度を増加させる。固定フレーム２５の上端面に、円弧状溝として設置される第１位置決め溝２５４を有する。電池を組み立てる時、カバープレートアセンブリ１における極性接続部材１９の第２突起２５９は、固定フレーム２５の第１位置決め溝２５４の底部に接触し、極性接続部材１９を位置決めして固定するために用いられ、上端面はカバープレートアセンブリ１と嵌合し、カバープレートアセンブリ１における絶縁ホルダ１８に対しても固定支持の役割を有する。

【0069】

保護プレート２１の左右両側は第１位置決めコラム２１１と第２位置決めコラム２１２を有し、上端部は円弧状の面取り形状を呈し、下端面は第２フランジ２１４及び第３突起２１５を有し、その本体表面は中空構造を呈し、重量を軽減し、電池のエネルギー密度を向上させることができる。保護プレート２１の左右両側の第１位置決めコラム２１１、第２位置決めコラム２１２は固定フレーム２５の内表面と固定されて位置決めを行い、保護プレート２１の上端部の円弧状の面取り形状はカバープレートアセンブリ１における絶縁ホルダ１８のエッジ突起構造と係止して固定することができ、保護プレート２１の下端面の第２フランジ２１４は固定フレーム２５の表面に接触して固定され、保護プレート２１の下端面の第３突起２１５を固定フレーム２５の第２位置決め溝２５８１内に固定させる。ここで、支持部はＰＰＳという絶縁材であり、誘電特性に優れ、耐熱性、耐電解液腐食性、難燃性に優れ、且つ一定の強度を有する。

【0070】

さらに、カバープレートアセンブリの極性接続部材１９はセルアセンブリ２における固定フレーム２５の上端部の第１位置決め溝２５４に係止して固定され、カバープレートアセンブリ１における絶縁ホルダ１８のエッジ突起構造はセルアセンブリ２における保護プレート２１の上端部の円弧状面取り形状構造と接触し係止して固定され、保護プレート２１の上下移動を制限する。

【0071】

本実施例は、技術的解決手段に極性ハード接続の構造設計を導入して、カバープレートアセンブリの構造を最適化し、電池の支持部の構造を改善することにより、従来技術における溶接の信頼性が低く、生産効率が低く、電池のレート特性が低い等の好ましくない現象を防ぎ、構造部材の放熱能力及び過電流特性を改善し、溶接の信頼性を向上させ、レート特性の向上に役立つ。同時に、該角形電池は生産効率が高く、量産に適する。

【0072】

なお、上記に加えて、本明細書で言及される「一実施形態」、「別の実施形態」、「実施形態」などは、この実施形態に説明される具体的な特徴、構造又は特徴を参照しながら、本出願で一般的に記載される少なくとも１つの実施形態に含まれることである。本明細書には同じ表現が複数個所あるが、同実施例に限定されていない。さらに、任意の一実施形態を参照しながら具体的な特徴、構造又は特徴を説明する場合、他の実施形態を加味してその特徴、構造又は特徴を実現することは、本発明の範囲内であることを主張する。

【0073】

上記実施例において、各実施例に対する説明はいずれもある方面に重点が置かれており、ある実施例において詳述されていない部分は、他の実施例の関連説明を参照することができる。

【0074】

以上は本発明の好ましい実施例に過ぎず、本願を限定するものではなく、当業者にとって、本発明は様々な修正及び変更が可能である。本発明の主旨及び原則の範囲内でなされる任意の修正、等価置換、改良等は、いず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】

【0075】

１、カバープレートアセンブリ；２、セルアセンブリ；３、ケース；１０、極端子；１１、保護スリーブ；１２、シールリング；
１３、保護ステッカー；１４、防爆弁；１５、シールステッカー；１６、シールプラグ；１７、カバープレート；１８、絶縁ホルダ；１９、極性接続部材；
２１、保護プレート；２２、ベースプレート；２３、接続プレート；２４、セル；２５、固定フレーム；
１７０、第２貫通孔；１８２、第３貫通孔；１８０、第４貫通孔；１８３、第５貫通孔；１９０、第１貫通孔；１９１、第１凹溝；１９２、第１突起；１９３、第１フランジ；
２００、セルタブアセンブリ；２０１、極性ラグ；
２１０、保護プレート本体；２１１、第１位置決めコラム；２１２、第２位置決めコラム；２１４、第２フランジ；２１５、第３突起；
２５１、ロックコラム；２５２、接続孔；２５４、第１位置決め溝；２５６、プレート構造；２５７、第１Ｕ字型プレート；２５８、第２Ｕ字型プレート；２５９、第２突起；２５８１、第２位置決め溝。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】