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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-21
(54)【発明の名称】動力電池トップカバーおよび動力電池
(51)【国際特許分類】
H01M 50/15 20210101AFI20221114BHJP
H01M 50/55 20210101ALI20221114BHJP
H01M 50/557 20210101ALI20221114BHJP
H01M 50/188 20210101ALI20221114BHJP
H01M 50/176 20210101ALI20221114BHJP
H01M 50/342 20210101ALI20221114BHJP
【ＦＩ】
H01M50/15
H01M50/55 101
H01M50/557
H01M50/188
H01M50/176
H01M50/342 101
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022508893
(86)(22)【出願日】2020-12-24
(85)【翻訳文提出日】2022-02-10
(86)【国際出願番号】 CN2020139014
(87)【国際公開番号】W WO2021129739
(87)【国際公開日】2021-07-01
(31)【優先権主張番号】201922344555.9
(32)【優先日】2019-12-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】201911346498.6
(32)【優先日】2019-12-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(31)【優先権主張番号】202021438092.9
(32)【優先日】2020-07-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520145160
【氏名又は名称】瑞浦蘭鈞能源股分有限公司
(71)【出願人】
【識別番号】520145171
【氏名又は名称】上▲海▼瑞浦青▲創▼新能源有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】▲喩▼ 先▲鋒▼
(72)【発明者】
【氏名】侯 ▲敏▼
(72)【発明者】
【氏名】▲劉▼ ▲嬋▼
(72)【発明者】
【氏名】胡 ▲鵬▼
(72)【発明者】
【氏名】蔡 云▲龍▼
(72)【発明者】
【氏名】余 招宇
(72)【発明者】
【氏名】曹 ▲輝▼
【テーマコード（参考）】
5H011
5H012
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H011AA09
5H011DD02
5H011KK01
5H012AA07
5H012BB02
5H012DD01
5H012EE01
5H012EE04
5H012FF01
5H012GG01
5H043AA13
5H043AA19
5H043BA19
5H043CA04
5H043DA05
5H043DA09
5H043HA31D
5H043JA01D
5H043JA02D
5H043JA03D
5H043JA07D
5H043JA12D
5H043LA11D
(57)【要約】
本発明は、動力電池トップカバーおよび動力電池に関し、動力電池トップカバーは、トップカバーシートの第１面に凹んで設けられる極柱凹部と当該極柱凹部内に位置する極柱孔とを含むトップカバーシートと、極柱孔を貫通する第１極柱ボスを含む第１極柱と、第１固定部材貫通孔を含む第１固定部材であって、第１極柱は部分的に第１固定部材貫通孔に設けられ、第１固定部材は部分的に前記極柱凹部に設けられる第１固定部材と、ボス孔を含む第２極柱ボスを含む第２極柱であって、第１極柱ボスはボス孔に入り込み、第１極柱は第２極柱に電気的に接触する第２極柱と、極柱凹部内に設けられかつ第１極柱に接触する第１密封部材と、絶縁板貫通孔を含む絶縁板であって、トップカバーシートの第２面側に設けられ、第２面は第１面の裏面であり、第２極柱ボスは絶縁板貫通孔を貫通して第１極柱に電気的に接触する絶縁板と、を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
動力電池トップカバーであって、トップカバーシートであって、極柱凹部と極柱孔を含み、前記極柱凹部は前記トップカバーシートの第１面に凹んで設けられ、前記極柱孔は前記極柱凹部内に位置するものと、
第１極柱であって、第１極柱ボスを含み、前記第１極柱ボスは前記極柱孔を貫通するものと、
第１固定部材であって、第１固定部材貫通孔を含み、前記第１極柱は部分的に前記第１固定部材貫通孔に設けられ、前記第１固定部材は部分的に前記極柱凹部に設けられるものと、
第２極柱であって、第２極柱ボスを含み、前記第２極柱ボスはボス孔を含み、前記第１極柱ボスは前記ボス孔に入り込み、前記第１極柱は前記第２極柱に電気的に接触するものと、
第１密封部材であって、前記極柱凹部内に設けられ、かつ前記第１極柱に接触するものと、
絶縁板であって、絶縁板貫通孔を含み、前記トップカバーシートの第２面側に設けられ、前記第２面は前記第１面の裏面であり、前記第２極柱ボスは前記絶縁板貫通孔を貫通して前記第１極柱に電気的に接触するものとを含むことを特徴とする動力電池トップカバー。
【請求項2】
前記第１極柱ボスと前記ボス孔は溶接によって接続されることを特徴とする請求項１に記載の動力電池トップカバー。
【請求項3】
前記第１極柱は溝をさらに含み、前記溝は前記第１極柱の腰部に位置し、前記第１固定部材は突出部をさらに含み、前記突出部は前記第１固定部材の腰部に位置し、前記突出部は前記溝に嵌め込まれることを特徴とする請求項１に記載の動力電池トップカバー。
【請求項4】
前記第１極柱および前記第１固定部材は、一体型射出成形または組立接続であることを特徴とする請求項３に記載の動力電池トップカバー。
【請求項5】
前記第１極柱は、導電性材料であり、前記第１極柱の材料は、前記第１固定部材の材料とは異なることを特徴とする請求項１または３に記載の動力電池トップカバー。
【請求項6】
前記第１密封部材は環状構造であり、前記第１密封部材の環状面積は前記第１固定部材貫通孔の孔面積より小さいことを特徴とする請求項１に記載の動力電池トップカバー。
【請求項7】
第１シール部材は、前記第１極柱と前記極柱凹部との間に挟まれた第１部分と、前記極柱孔に設けられた第２部分とを含み、前記第２部分は前記極柱凹部と前記第２極柱ボスとの間に挟まれることを特徴とする請求項１に記載の動力電池トップカバー。
【請求項8】
前記第１部分と前記第２部分は、その縦断面においてＬ字状であることを特徴とする請求項７に記載の動力電池トップカバー。
【請求項9】
前記第２極柱と前記第２面との間に少なくとも部分的に挟まれる第２シール部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の動力電池トップカバー。
【請求項10】
第２密封部材は環状構造であり、前記第２密封部材の環状面積は前記絶縁板貫通孔の孔面積より小さいことを特徴とする請求項９に記載の動力電池トップカバー。
【請求項11】
第２密封部材は第３部分と第４部分を含み、前記第３部分は前記第２極柱と前記第２面との間に挟まれ、前記第４部分は前記極柱孔に設けられ、前記第４部分は前記極柱凹部と前記第２極柱ボスとの間に挟まれることを特徴とする請求項９に記載の動力電池トップカバー。
【請求項12】
前記第３部分と前記第４部分は、その縦断面においてＬ字状であることを特徴とする請求項１１に記載の動力電池トップカバー。
【請求項13】
前記第１密封部材と第２密封部材は互いに接触することを特徴とする請求項９に記載の動力電池トップカバー。
【請求項14】
前記第１密封部材は前記極柱凹部と前記第２極柱ボスとの間に挟まれる第５部分を含み、前記第２密封部材は前記極柱凹部と前記第２極柱ボスとの間に挟まれる第６部分を含み、前記第５部分は前記第１面に平行する第１端部を含み、前記第６部分は前記第１面に平行する第２端部を含み、前記第１端部は前記第２端部に当接することを特徴とする請求項１３に記載の動力電池トップカバー。
【請求項15】
前記第１密封部材と第２密封部材は一体成形されることを特徴とする請求項９～１４のいずれか一項に記載の動力電池トップカバー。
【請求項16】
前記第１極柱と前記第２極柱が組み合わせられて動力電池の正極とする場合、前記第１固定部材は導電性材料または絶縁性材料であることを特徴とする請求項１に記載の動力電池トップカバー。
【請求項17】
前記第１極柱と前記第２極柱が組み合わせられて動力電池の負極とする場合、前記第１固定部材は絶縁性材料であることを特徴とする請求項１に記載の動力電池トップカバー。
【請求項18】
前記トップカバーシートは対称的に分布する二つの前記極柱凹部を含み、各前記極柱凹部には一つの前記極柱孔が含まれ、２セットの前記第１極柱、第１固定部材、第２極柱、第１密封部材はそれぞれ前記二つの極柱凹部と前記極柱孔に対応して設けられ、１セットの前記第１極柱と前記第２極柱は動力電池の正極とし、もう１セットの前記第１極柱と前記第２極柱は前記動力電池の負極とすることを特徴とする請求項１に記載の動力電池トップカバー。
【請求項19】
前記第２極柱ボスの内部は中空であることを特徴とする請求項１に記載の動力電池トップカバー。
【請求項20】
前記第１極柱ボスの外形は多角形、円形、楕円形またはトラック形のうちの一種であり、前記ボス孔の形状は多角形、円形、楕円形またはトラック形のうちの一種であり、前記第１極柱ボスと前記ボス孔は形状が適合することを特徴とする請求項１に記載の動力電池トップカバー。
【請求項21】
動力電池であって、請求項１～２０のいずれか一項に記載の動力電池トップカバーを含むことを特徴とする動力電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は動力電池分野に関し、特に動力電池トップカバーおよび動力電池に関する。
【背景技術】
【0002】
動力電池は、電気機器に十分な動力を供給することができる。リチウムイオン電池を例とする動力電池は、すでに新エネルギー自動車などの製品において作用を発揮している。現在、動力電池トップカバー構造には極柱、シールリングなどが含まれ、射出成形構造、リベット構造と溶接構造などに関する。このようなトップカバー構造は、構造が複雑であり、加工プロセスが複雑であり、加工設備が膨大であり、材料コストと加工コストが高い一方、リベット構造では、シール不良と絶縁性不良の問題を招く可能性がある。射出構造では、射出による力とシールリングを圧縮する力の方向が一致しないため、シールリングの圧縮不良問題を引き起こす可能性がある。溶接構造において、シールリングを圧縮するのに必要な力は溶接リングを介して間接的に極柱に伝達され、そしてシールリングに伝達され、シールリングの圧縮不良を引き起こしやすく、従って、極柱のシール不良を引き起こす。また、従来の動力電池トップカバー構造における極柱が多すぎて動力電池内外の空間を占用し、動力電池のエネルギー密度を低下させ、中実の極柱構造はさらに動力電池の重量を増加させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明が解決しようとする技術的問題は、構造を簡略化し、低コストで、低重量で、シール性が良好である動力電池トップカバーおよび当該動力電池トップカバーを含む動力電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明は上記技術的問題を解決するために、トップカバーシートであって、極柱凹部と極柱孔を含み、前記極柱凹部は前記トップカバーシートの第１面に凹んで設けられ、前記極柱孔は前記極柱凹部内に位置するものと、第１極柱であって、第１極柱ボスを含み、前記第１極柱ボスは前記極柱孔を貫通するものと、第１固定部材であって、第１固定部材貫通孔を含み、前記第１極柱は部分的に前記第１固定部材貫通孔に設けられ、前記第１固定部材は部分的に前記極柱凹部に設けられるものと、第２極柱であって、第２極柱ボスを含み、前記第２極柱ボスはボス孔を含み、前記第１極柱ボスは前記ボス孔に入り込み、前記第１極柱は前記第２極柱に電気的に接触するものと、第１密封部材であって、前記極柱凹部内に設けられ、かつ前記第１極柱に接触するものと、絶縁板であって、絶縁板貫通孔を含み、前記トップカバーシートの第２面側に設けられ、前記第２面は前記第１面の裏面であり、前記第２極柱ボスは前記絶縁板貫通孔を貫通して前記第１極柱に電気的に接触するものとを含む動力電池トップカバーを提供する。
【0005】
本発明は上記技術的問題を解決するために、以上に記載の動力電池トップカバーを含む動力電池をさらに提供する。
【0006】
本発明による動力電池トップカバーにおいて、第１極柱の第１極柱ボスは第２極柱のボス孔に入り込み、第１極柱と第１固定部材は溝と突出部を介して嵌合接続され、極柱モジュールの構造を簡略化し、極柱モジュールが占用する動力電池の内部と外部の高さ空間を減少させ、動力電池の内部と外部空間の利用率を向上させる。本発明による動力電池トップカバーは第１シール材と第２シールを採用し、極柱モジュールに対する二重シール構造を形成し、極柱シールの確実性を大幅に向上させる。また、第１極柱および第２極柱は溶接方式で接続され、溶接過程で発生した力は第１シール部材および第２シール部材に直接伝達され、この溶接力は第１シール部材および第２シール部材の圧縮力の方向と一致し、第１シール部材および第２シール部材に対する圧縮に寄与し、極柱のシール性をさらに向上させる。当該動力電池トップカバーは優れたシール性、耐圧性と高温耐性を有する。当該動力電トップカバーを含む動力電池は優れたシール性、耐圧性と高温耐性を有し、安全で確実である。
【図面の簡単な説明】
【0007】
以下の実施例およびその図面によって本発明の特徴および性能を更に説明する。
【図1A】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの構造の斜視図である。
【図1B】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの平面概略図である。
【図2】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの分解概略図である。
【図3A】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの断面概略図である。
【図3B】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの断面概略図である。
【図3C】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの断面概略図である。
【図4A】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。
【図4B】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。
【図4C】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。
【図5A】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。
【図5B】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。
【図5C】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。
【図6A】本発明の別の実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。
【図6B】本発明の別の実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。
【図6C】本発明の別の実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。
【図7A】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。
【図7B】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。
【図7C】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。
【図8A】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第１極柱３１０の形状を示す図である。
【図8B】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第１極柱３１０の形状を示す図である。
【図8C】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第１極柱３１０の形状を示す図である。
【図9A】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第２極柱３４０の形状を示す図である。
【図9B】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第２極柱３４０の形状を示す図である。
【図9C】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第２極柱３４０の形状を示す図である。
【図10A】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。
【図10B】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。
【図10C】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。
【図11A】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。
【図11B】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。
【図11C】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。
【図12A】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの概略斜視図である。
【図13A】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の構造概略図である。
【図13B】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の構造概略図である。
【図14A】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の構造概略図である。
【図14B】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の構造概略図である。
【図15】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの絶縁板の底板の構造概略図である。
【図16】本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの分解概略図である。
【図17A】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの断面概略図である。
【図17B】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの断面概略図である。
【図17C】本発明の一実施例による動力電池トップカバーの断面概略図である。
【図18A】本発明による動力電池トップカバーの第１シール部材および第２シール部材の４つの実施形態である。
【図18B】本発明による動力電池トップカバーの第１シール部材および第２シール部材の４つの実施形態である。
【図18C】本発明による動力電池トップカバーの第１シール部材および第２シール部材の４つの実施形態である。
【図18D】本発明による動力電池トップカバーの第１シール部材および第２シール部材の４つの実施形態である。
【図19】本発明の一実施例による動力電池の構造概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明は、トップカバーシートであって、極柱凹部と極柱孔を含み、極柱凹部はトップカバーシートの第１面に凹んで設けられ、極柱孔は極柱凹部内に位置するものと、第１極柱であって、第１極柱ボスを含み、第１極柱ボスは極柱孔を貫通するものと、第１固定部材であって、第１固定部材貫通孔を含み、第１極柱は部分的に第１固定部材貫通孔に設けられ、第１固定部材は部分的に極柱凹部に設けられるものと、第２極柱であって、第２極柱ボスを含み、第２極柱ボスはボス孔を含み、第１極柱ボスはボス孔に入り込み、第１極柱は第２極柱に電気的に接触するものと、第１密封部材であって、極柱凹部内に設けられ、かつ第１極柱に接触するものと、絶縁板であって、絶縁板貫通孔を含み、トップカバーシートの第２面の側に設けられ、第２面は第１面の裏面であり、第２極柱ボスは絶縁板貫通孔を貫通して第１極柱に電気的に接触するものとを含む動力電池トップカバーを提供する。
【0009】
ここでは、第１極柱、第１固定部材、第２極柱と第１密封部材で動力電池の極柱モジュールを構成することができ、動力電池の電極を形成することに利用される。本発明は動力電池の電極の数を制限しない。理解できるように、極柱モジュールの数は、動力電池の電極の数に対応する。一般的には、動力電池は、２つの電極、すなわち、正電極および負電極を含む。本発明の実施例における極柱モジュールは、動力電池の正極または負極とすることができる。本明細書の図面は、２つの電極を有する動力電池に用いられる動力電池トップカバーを例に挙げて説明する。この実施例では、動力電池トップカバーは、対称的に設けられる２組の極柱モジュールを含む。
【0010】
図１Ａは本発明の一実施例による動力電池トップカバーの構造斜視図である。図１Ｂは本発明の一実施例による動力電池のトップカバーの平面概略図である。図１Ａおよび図１Ｂに関連して示されるように、動力電池トップカバー１００は、トップカバーシート１１０、２つの極柱モジュール２００、３００および絶縁板４００を含み、各極柱モジュールは、１セットの第１極柱、第１固定部材、第２極柱、および第１シール部材（図示せず）を含み、極柱モジュール２００、３００の具体的な構造は、他の図面に関連して以下に展開される。
【0011】
図１Ａを参照すると、動力電池トップカバー１００のトップカバーシート１１０は、矩形の板状構造であり、実際の使用には、方向Ｄに沿った方向に配置され、トップカバーシート１１０の第１面Ｓ１は、上面（正面とも称される）に位置し、トップカバーシート１２０の第２面Ｓ２は、下面または底面（底面とも称される）に位置し、第２面Ｓ２は、第１面Ｓ１の裏面である。
【0012】
図１Ａに示すように、絶縁板４００は、トップカバーシート１１０の第２面Ｓ２側に位置する。絶縁板４００は、トップカバーシート１１０の形状や大きさに合わせた板状構造である。トップカバーシート１１０の第２面Ｓ２から離れた絶縁板４００の底面には、動力電池トップカバー１００を動力電池トップカバーの下方に位置する動力電池内の他の部品、例えば電池本体に取り付けるための３つの接続部４０１が設けられる。
【0013】
図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、いくつかの実施例では、トップカバーシート１１０には防爆モジュールを取り付けるための防爆取付孔１４０がさらに含まれる。トップカバーシート１１０に液体注入孔１５０がさらに含まれ、当該液体注入孔１５０によって電池に液体を注入することができ、液体注入が完了した後に当該液体注入孔１５０をシールすることができる。
【0014】
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明による動力電池トップカバー１００のトップカバーシート１１０の具体的な大きさおよび形状、極柱モジュール２００、３００、防爆取付孔１４０および液体注入孔１５０の大きさ、形状、トップカバーシート１１０における具体的な位置等や、連結部４０１の具体的な形状、数量等を限定するものではない。
【0015】
図２は、本発明の一実施例による動力電池トップカバーの分解概略図である。図２は、図１Ａおよび図１Ｂに示す実施例に対応する動力電池トップカバー１００の分解図であり、極柱モジュール２００、３００の構成要素、トップカバーシート１１０内の具体的な要素、および絶縁板４００内の具体的な要素が示されている。
【0016】
図２に示すように、当該動力電池トップカバー１００におけるトップカバーシート１１０は極柱凹部１２０、１３０と極柱孔１２１、１３１を含み、極柱孔１２１は極柱凹部１２０に位置し、極柱孔１３１は極柱凹部１３０内に位置する。極柱凹部１２０、１３０はトップカバーシート１１０の第１面Ｓ１に凹んで設けられ、つまり、極柱凹部１２０、１３０は第１面Ｓ１に対して、沈降するようにトップカバーシート１１０内に位置し、極柱凹部１２０、１３０と第１面Ｓ１によって一定の高さの階段状を形成し、この階段の高さは極柱凹部１２０、１３０がトップカバーシート１１０に沈み込む沈降高さである。極柱凹部１２０、１３０は極柱モジュール２００、３００を取り付けるためのものであり、極柱凹部１２０、１３０は取付溝とも言われてもよく、極柱孔１２１、１３１は取付溝の底部に設けられ、極柱孔１２１、１３１は取付貫通孔とも呼ばれてもよい。
【0017】
図２に示すように、第１極柱２１０、第１固定部材２２０、第２極柱２４０と第１密封部材２３０で以上に記載の極柱モジュール２００が構成され、第１極柱３１０、第１固定部材３２０、第２極柱３４０と第１密封部材３３０で、以上に記載の極柱モジュール３００が構成される。極柱モジュール２００、３００は、動力電池を外部装置に電気的に接続するために使用される。図２に示すように、いくつかの実施例では、トップカバーシート１１０の第１面Ｓ１に、電極指示マーク１０１、１０２をさらに含むことができ、ここでは、電極指示マーク１０１が「＋」であることは、その近くにある極柱モジュール２００が動力電池のセルの正極タブに接続されることを示し、電極指示マーク１０２が「－」であることは、その近くにある極柱モジュール３００が動力電池のセルの負極タブに接続されることを示す。具体的には、第２極柱２４０とセルの正極タブは接続シートによって接続され、第２極柱３４０とセルの負極タブは別の接続シートによって接続され、それによってセルと外部装置の電気接続を実現する。
【0018】
図２を参照すると、極柱凹部１２０および極柱孔１２１は、極柱モジュール２００と組み合わせて動力電池の一方の電極を形成し、極柱凹部１３０および極柱孔１３１は、極柱モジュール３００と組み合わせて動力電池の他方の電極を形成する。
【0019】
いくつかの実施例では、極柱凹部１２０と極柱凹部１３０とは、形状や大きさが同じであり、トップカバーシート１１０内に対称的に設けられる。
【0020】
いくつかの実施例では、極柱凹部１２０と極柱凹部１３０とは、形状や大きさが異なる。
【0021】
いくつかの実施例では、極柱凹部１２０および極柱凹部１３０は、トップカバーシート１１０内に非対称的に設けられる。
【0022】
いくつかの実施例では、極柱孔１２１および極柱孔１３１の形状、大きさは同じであり、極柱孔１２１および極柱孔１３１のそれぞれ極柱凹部１２０および極柱凹部１３０における相対位置も同じである。
【0023】
いくつかの実施例では、極柱孔１２１と極柱孔１３１とは、形状や大きさが異なる。
【0024】
いくつかの実施例では、極柱孔１２１および極柱孔１３１のそれぞれ極柱凹部１２０および極柱凹部１３０における相対位置が異なる。
【0025】
極柱凹部と極柱孔の大きさ、形状と位置は、それに対応する極柱モジュールの大きさ、形状に対応する。
【0026】
極柱モジュール２００、３００の主な構成は同じであるので、極柱凹部１２０、極柱孔１２１、極柱モジュール２００を例に挙げて以下に説明し、極柱モジュール２００、３００の違いについて特に指摘する。
【0027】
【0028】
第１固定部材２２０は第１固定部材貫通孔２２１を含み、第１極柱２１０は第１固定部材貫通孔２２１内に部分的に設けられ、第１固定部材２２０は極柱凹部１２０内に部分的に設けられる。
【0029】
第２極柱２４０は第２極柱ボス２４１を含み、当該第２極柱ボス２４１はボス孔２４２を含み、組み立てられた動力電池トップカバー１００において、第１極柱ボスは当該ボス孔２４２に入り込み、第１極柱２１０と第２極柱２４０は電気的に接触する。第１極柱ボスおよびボス孔２４２の形状は、適合するか、または同じである。
【0030】
第１シール部材２３０は、極柱凹部１２０内に設けられ、第１極柱２１０と接触する。
【0031】
絶縁板４００は、絶縁板貫通孔４２０、４３０を含み、ここでは、絶縁板貫通孔４２０は極柱モジュール２００に対応し、絶縁板貫通孔４３０は極柱モジュール３００に対応する。絶縁板貫通孔４２０を例とし、当該絶縁板貫通孔４２０の絶縁板４００における位置とその大きさ、形状は極柱孔１２１、第１極柱ボス、第２極柱ボス２４１に適合すべきであり、これにより、第２極柱ボス２４１が当該絶縁板貫通孔４２０を貫通して第１極柱２１０と電気的に接続される。絶縁板４００は、トップカバーシート１１０の第２面Ｓ２側に設けられる。
【0032】
図２を参照すると、絶縁板４００には防爆弁孔４４０と液体注入孔４５０をさらに含む。なお、防爆弁孔４４０の形状、大きさおよび位置は、トップカバーシート１１０における防爆取付孔１４０に対応する。
【0033】
いくつかの実施例では、当該動力電池トップカバー１００は、保護パッチ１４１および防爆シート１４２をさらに含む。防爆取付孔１４０、保護パッチ１４１、防爆シート１４２および防爆弁孔４４０はともに防爆弁モジュールを構成する。防爆シート１４２と防爆取付孔１４０とは、溶接により組み立てられて密封される。保護パッチ１４１はトップカバーシート１１０に貼り付けられ、防爆モジュールの密封を実現する。防爆弁孔４４０は、防爆シート１４２を第２面Ｓ２に向かう方向から覆って防爆弁モジュールを保護する。
【0034】
いくつかの実施例では、保護パッチ１４１の材質はＰＥＴまたは他のプラスチック材質であり、防爆シート１４２の材質はアルミニウム材質またはアルミニウム合金材質である。
【0035】
図２を参照すると、液体注入孔４５０の形状、大きさ、および位置は、トップカバーシート１１０における液体注入孔１５０に対応する。液体注入孔４５０の形状、大きさは、液体注入孔１５０とは異なり、液体注入孔１５０および液体注入孔４５０によって電池への注液が可能であればよい。
【0036】
いくつかの実施例では、液体注入孔４５０は支持貫通孔構造であり、電解液注入後の電池内部への迅速な浸潤を促進することに有利である。
【0037】
いくつかの実施例では、絶縁板４００の材質は、ＰＰまたは優れた耐食性および高温耐性を有する他のプラスチック材質である。絶縁板４００は、プラスチック材料を用いて一体成形され、トップカバーシート１１０の下方に設けられるので、絶縁板４００は、一体化された下部プラスチック部材とも呼ばれる。
【0038】
図３Ａ～３Ｃは、本発明の一実施例による動力電池トップカバーの断面概略図である。図３Ａ～３Ｃは、図２のＡＡ’線に沿った断面図である。ここで、図３Ａは、図１～図３に示す動力電池トップカバー１００の断面概略図であり、トップカバーシート１１０と、極柱モジュール２００、３００と、絶縁板４００とを含む。ここでは、極柱モジュール２００は第１極柱２１０、第１固定部材２２０、第２極柱２４０および第１シール部材２３０を含む。極柱モジュール３００は、第１極柱３１０と、第１固定部材３２０と、第２極柱３４０と、第１シール部材３３０とを含む。保護パッチ１４１、防爆シート１４２等の防爆弁モジュールは、トップカバーシート１１０の中間部に設けられ、極柱モジュール２００、３００は、トップカバーシート１１０の両端にそれぞれ対称的に設けられる。
【0039】
図３Ｂは、極柱モジュール２００を含む部分構造の部分拡大概略図である。図３Ｂを参照すると、第１極柱２１０は、第１極柱ボス２１１を含む。第１極柱ボス２１１以外の第１極柱２１０の部分を極柱本体２１２という。図２に示すように、極柱本体２１２は、第１固定部材貫通孔２２１内に部分的に設けられ、極柱本体２１２は、方向Ｄに沿って一部が第１固定部材貫通孔２２１から突出している。第１極柱ボス２１１は極柱孔１２１を貫通してボス孔２４２に入り込み、第１極柱２１０と第２極柱２４０は第１極柱ボス２１１とボス孔２４２を介して電気的に接触する。図３Ｂを参照すると、第１極柱２１０の極柱本体２１２の下面はまた第２極柱２２０の第２極柱ボス２４１の上面と接触し、第１極柱２１０と第２極柱２４０はさらに極柱本体２１２の下面と第２極柱ボス２４１の上面を介して電気的に接触する。
【0040】
図３Ｂを参照すると、第１シール部材２３０は極柱凹部１２０内に設けられ、第１極柱２１０の極柱本体２１２の下面と接触する。
【0041】
いくつかの実施例では、第１シール部材２３０は、第１極柱２１０と極柱凹部１２０との間に挟まれた第１部分２３１と、極柱孔１２１に設けられた第２部分２３２とを含み、第２部分２３２は極柱凹部１２０と第２極柱ボス２４１との間に挟まれる。図３Ｂに示すように、第１部分２３１の上面は極柱本体２１２の下面と接触し、第１部分２３１の下面は極柱凹部１２０の上面と接触する。また、第２部分２３２の上面も極柱本体２１２の下面と接触し、第２部分２３２の外側面は、極柱凹部１２０の第２面Ｓ２まで下方に延びる側壁と接触し、第２部分２３２の内側面は、第２極柱ボス２４２と完全に接触しているか、部分的に接触しているか、または接触していない。
【0042】
いくつかの実施例では、第１部分２３１および第２部分２３２は、その縦断面においてＬ字状である。図３Ｂに示すように、第１部分２３１および第２部分２３２は、その縦断面において逆Ｌ字状である。このＬ字状の両辺として、第１部分２３１と第２部分２３２とは、互いに直交していてもよいし、一定の角度をなしていてもよい。
【0043】
図２に示す実施例では、極柱凹部１２０は正方形であり、第１固定部材２２０の外形は略正方形であり、極柱孔１２１、第１固定部材貫通孔２２１、第２極柱ボス２４１およびボス孔２４２はいずれも円形であり、第１シール部材２３０は円環状である。第１シール部材２３０は、シールリングとして実現することができる。極柱凹部１２０の辺長をＤ１、第１固定部材貫通孔２２１の直径をＤ２、第１シール部材２３０の外輪直径をＤ３、第１シール部材２３０の内輪直径をＤ４、ボス孔２４２の直径をＤ５とすると、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ４＞Ｄ５となる。
【0044】
図３Ｂを参照すると、第１固定部材２２０は極柱凹部１２０内に部分的に嵌め込まれ、第１固定部材２２０の外側壁は極柱凹部１２０の第１面Ｓ１まで上方に延びる側壁と接触している。第１固定部材２２０の上部は極柱凹部１２０の外側から突出し、第１面Ｓ１から突出する。
【0045】
図３Ｂに示す実施例では、第１シール部材２３０は環状構造であり、第１シール部材２３０の環状面積は、第１固定部材貫通孔２２１の孔面積よりも小さい。図３Ｂに示すように、第１シール部材２３０の外輪直径Ｄ３は、第１固定部材貫通孔２２１の直径Ｄ２よりも小さい。
【0046】
図３Ｂに示される実施例では、極柱モジュール２００は、動力電池の正極として機能し、第１固定部材２２０は、導電性材料または絶縁性材料である。第１固定部材２２０が導電性材料である場合、それは導電性プラスチックであってよく、抵抗値は０～１００００オームであり、第１固定部材２２０とトップカバーシート１１０は導通状態にある。第１固定部材２２０が絶縁材料である場合、それは絶縁プラスチックであってもよく、抵抗値は２００メガオームであり、第１固定部材２２０とトップカバーシート１１０との間は絶縁されている。第１固定部材２２０がプラスチック材質である場合、トップカバーシート１１０の上方に位置するので、上部プラスチックと呼ぶことができる。
【0047】
いくつかの実施例では、トップカバーシート１１０の材質は、アルミニウム材質またはアルミニウム合金材質である。
【0048】
いくつかの実施例では、第１極柱ボス２１１とボス孔２４２とは、レーザ溶接などの溶接によって接続される。
【0049】
図２および図３Ｂに関連して示されるように、動力電池トップカバー１００を取り付ける際には、まず第１シール部材２３０を極柱凹部１２０内に置き、続いて第１固定部材２２０をトップカバーシート１１０の極柱凹部１２０の第１面Ｓ１まで上方に延びる側壁内に取り付け、第１極柱２１０を極柱凹部１２０および第１固定部材貫通孔２２１内に置き、第１固定部材２２０および第１シール部材２３０との密な接触を実現する。そして、第２極柱２４０を、絶縁板４００における絶縁板貫通孔４２０および極柱孔１２１を貫通させて、第１極柱ボス２１１をボス孔２４２に密に接触させる。最後にレーザ溶接を採用して第１極柱ボス２１１とボス孔２４２の接触面を隙間に沿って溶接し、または第１極柱２１０の極柱本体２１２の下面と第２極柱２４０の第２極柱ボス２４１の上面との接触面の間に１パスまたは複数パスの溶接を追加し、極柱モジュール２００の固定とシーリングを実現する。
【0050】
いくつかの実施例では、極柱モジュール２００が動力電池の正極に用いられる場合、第１極柱２１０および第２極柱２４０の材質は、アルミニウム材質またはアルミニウム合金材質であってもよい。
【0051】
いくつかの実施例では、第１固定部材２２０の材質は、優れた耐食性および高温耐性を有するプラスチック材質であってもよい。
【0052】
いくつかの実施例では、第１シール部材２３０の材質は、一定の弾性を有するゴム材質であってもよい。
【0053】
図３Ｂを参照すると、いくつかの実施例では、第１極柱２１０の頂部に頂部溝２１３をさらに含む。この実施例では、頂部溝２１３は、第１極柱ボス２１１と同じ形状を有し、全て円形であり、溝２１３の凹み深さは、第１極柱ボス２１１の突出高さと実質的に等しい。
【0054】
いくつかの実施例では、リベット接続のために、頂部溝２１３にリベット孔２１３ａが設けられる。
【0055】
他の実施例では、頂部溝２１３および第１極柱ボス２１１の形状は、多角形、円形、楕円形、トラック形、またはこれらの形状に基づいてフィレットまたはキー溝を加えた変形などの形状であってもよい。
【0056】
図３Ｂを参照すると、いくつかの実施例では、第２極柱２４０におけるボス孔２４２は、第１極柱ボス２１１と同じ形状を有する。
【0057】
いくつかの実施例では、第１極柱２１０の外形は、多角形、円形、楕円形、トラック形、またはこれらの形状に基づいてフィレットまたはキー溝を加えた変形などの形状であってもよい。
【0058】
図３Ｃは、極柱モジュール３００を含む部分構造の部分拡大概略図である。極柱モジュール３００の大部分の構造は極柱モジュール２００と同じであるので、その説明は省略する。極柱モジュール３００が極柱モジュール２００と異なる点について、図３Ｃを参照して以下に説明する。図３Ｃに示されるように、第１固定部材３２０、第２極柱３４０、および第１シール部材３３０は、それぞれ、第１固定部材２２０、第２極柱２４０、および第１シール部材２３０と同じである。第１極柱３１０は第１極柱ボス３１１を含む。第１極柱ボス３１１以外の第１極柱３１０の部分を極柱本体３１２という。極柱本体２１２とは異なって、極柱本体３１２は、方向Ｄに沿って２つの部分に分けられ、それぞれ上部３１２ａと下部３１２ｂであり、かつ、この２つの部分がそれぞれボスを有しているので、第１極柱ボス３１１も２つに分けられ、それぞれ上ボス３１１ａと下ボス３１１ｂである。上部３１２ａおよび下部３１２ｂは、一体的に成形されていてもよいし、別個の２つの部分が組み合わされて形成されていてもよい。ここでは、下ボス３１１ｂは、第２極柱３４０のボス孔３４２内に入り込んでいる。
【0059】
いくつかの実施例では、極柱モジュール３００が動力電池の負極に用いられる場合、第１極柱３１０の材質は銅アルミ複合材質であってもよく、ここでは、上部３１２ａの材質はアルミ材料またはアルミ合金材質であってもよく、下部３１２ｂの材質は銅材質または銅合金材質であってもよい。第２極柱３４０の材質は銅材質または銅合金材質であってもよい。第１固定部材３２０の材質は、優れた耐食性と高温耐性を有するプラスチック材質であってもよい。第１シール部材３３０の材質は、一定の弾性を有するゴム材質であってもよい。
【0060】
図３Ｃを参照すると、いくつかの実施例では、第１極柱３１０の頂部に頂部溝３１３をさらに含む。この実施例では、頂部溝３１３は、第１極柱ボス３１１と同じ形状を有し、全て円形であり、溝３１３の凹み深さは、第１極柱ボス３１１の突出高さと実質的に等しい。
【0061】
他の実施例では、頂部溝３１３および第１極柱ボス３１１の形状は、多角形、円形、楕円形、トラック形、またはこれらの形状に基づいてフィレットまたはキー溝を加えた変形などの形状であってもよい。
【0062】
図３Ｃを参照すると、いくつかの実施例では、第２極柱３４０におけるボス孔３４２は、第１極柱ボス３１１と同じ形状を有する。
【0063】
いくつかの実施例では、第１極柱３１０の外形は、多角形、円形、楕円形、トラック形、またはこれらの形状に基づいてフィレットまたはキー溝を加えた変形などの形状であってもよい。
【0064】
いくつかの実施例では、第１極柱２１０および第１極柱３１０の外形は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。それらが異なることで、誤り防止を実現でき、プロセス過程中に正負極の極柱を逆にして電池の腐食を引き起こすことを避けるという利点を有する。第２極柱２４０と第２極柱３４０の外形は同一であっても異なっていてもよい。
【0065】
本発明による動力電池トップカバーにおいて、第１極柱の第１極柱ボスを第２極柱のボス孔に入り込み、極柱モジュールが占用する動力電池の内部外部の高さ空間を減少させ、動力電池の内部外部空間の利用率を向上させる。本発明による動力電池トップカバーは、一次電池、二次電池などのタイプの電池、および動力、エネルギー貯蔵などの用途のための電池に用いることができる。
【0066】
図４Ａ～図４Ｃは、本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。ここで、図４Ａは底面図であり、第１極柱２１０の外形はフィレットを有する長方形であり、かつ右上隅に面取り部２１４を有し、円形の第１極柱ボス２１１は第１極柱２１０の中央部位に位置する。面取り部２１４は、取付時の方向の決定を容易にすることができる。図４Ｂは側面断面図であり、図３Ａ～３Ｂの視点と同じである。図４Ｂから分かるように、頂部溝２１３と第１極柱ボス２１１は、第１極柱２１０の対向する２つの面に対向して設けられる。図４Ｃは、上面図であり、頂部溝２１３が第１極柱２１０の中央部位に位置し、面取り部２１４はこの図の右下隅に位置することが分かる。
【0067】
図５Ａ～図５Ｃは、本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。なお、図５Ａは底面図であり、第２極柱２４０の外形はフィレットを有する正方形であり、円形のボス孔２４２が第２極柱２４０の中央部位に位置する。図５Ｂは側面断面図であり、第２極柱ボス２４１が第２極柱２４０の表面から突出し、ボス孔２４２が第２極柱ボス２４１の中央部位に位置することが分かる。図５Ｃは上面図であり、第２極柱ボス２４１が第２極柱２４０の中央部位に位置し、ボス孔２４２が第２極柱ボス２４１の中央部位に位置することが分かる。
【0068】
いくつかの実施例では、第２極柱ボス２４１の内部２４１ａは、図５Ｂに示されるように中空であり、第２極柱ボス２４１の頂部厚さＴは、０．１～５ｍｍである。
【0069】
図６Ａ～図６Ｃは、本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。ここでは、図６Ａは底面図、図６Ｂは側面断面図、図６Ｃは上面図である。この実施例における第１極柱２１０と、図４Ａ～図４Ｃに示す第１極柱２１０とは、第１極柱ボス２１１と頂部溝２１３の形状が異なるという点で異なる。図６Ａ～図６Ｃを参照すると、この実施例における第１極柱ボス２１１および頂部溝２１３は、いずれも略楕円形状であり、図６Ａおよび図６Ｃに示す視点で、上方および下方に突出するキー溝を有している。
【0070】
図７Ａ～７Ｃは、本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。なお、図７Ａは底面図、図７Ｂは側面断面図、図７Ｃは上面図である。この実施例における第２極柱２４０と、図５Ａ～図５Ｃに示されている第２極柱２４０とは、ボス孔２４２の形状が異なっており、かつ第２極柱２４０の輪郭が面取り部２４３をさらに含むという点で異なる。図７Ａ～図７Ｃを参照すると、この実施例におけるボス孔２４２は、略楕円形状であり、図６Ａおよび図６Ｃに示す視点で、上方および下方に突出するキー溝を有し、図６Ａ～図６Ｃに示す第１極柱ボス２１１および頂部溝２１３と形状が類似している。
【0071】
図８Ａ～図８Ｃは、本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第１極柱３１０の形状を示す図である。第１極柱３１０は極柱モジュール３００に含まれ、極柱モジュール３００は動力電池の負極とすることができる。ここで、図８Ａは底面図であり、第１極柱３１０の外形はフィレットを有する長方形であり、左上隅に面取り部３１４を有し、円形の第１極柱ボス３１１は第１極柱３１０の中央部位に位置する。面取り部３１４は、取付時の方向の決定を容易にすることができる。図８Ｂは側面断面図であり、図３Ａ－３Ｂの視点と同じである。図８Ｂから分かるように、頂部溝３１３と第１極柱ボス３１１は、第１極柱３１０の対向する２つの面に対向して設けられる。図８Ｃは、上面図であり、頂部溝３１３が第１極柱３１０の中央部位に位置し、切断角３１４が同図において左下隅に位置することが分かる。
【0072】
図９Ａ～図９Ｃは、本発明の一実施例による動力電池トップカバーの第２極柱３４０の形状を示す図である。ここで、図９Ａは底面図であり、第２極柱３４０の外形はフィレットを帯びた正方形であり、かつ、右下隅に面取り部３４３を有し、円形のボス孔３４２は第２極柱３４０の中央部位に位置する。図９Ｂは側面断面図であり、第２極柱ボス３４１が第２極柱３４０の表面から突出し、ボス孔３４２が第２極柱ボス３４１の中央部位に位置することが分かる。図９Ｃは上面図であり、第２極柱ボス３４１が第２極柱３４０の中央部位に位置し、ボス孔３４２が第２極柱ボス３４１の中央部位に位置し、面取り部３４３が同図において右上隅に位置することがわかる。
【0073】
いくつかの実施例では、第２極柱ボス３４１の内部３４１ａは、図９Ｂに示されるように中空であり、第２極柱ボス３４１の頂部厚さＴは、０．１～５ｍｍである。
【0074】
第２極柱ボス２４１、３４１の内部２４１ａ、３４１ａは中空の設計を採用し、動力電池トップカバーの重量を軽減することができる。
【0075】
図１０Ａ～図１０Ｃは、本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第１極柱２１０の形状を示す図である。ここでは、図１０Ａは底面図、図１０Ｂは側面断面図、図１０Ｃは上面図である。この実施例における第１極柱２１０と、図８Ａ～図８Ｃに示す第１極柱２１０とは、第１極柱ボス２１１と頂部溝２１３の形状が異なっており、面取り部３１４が図８Ａにおいて左上隅に位置するという点で異なる。図１０Ａ～図１０Ｃを参照すると、この実施例における第１極柱ボス２１１および頂部溝２１３は、いずれも略楕円形状であり、図１０Ａおよび図１０Ｃに示す視点で、上方および下方に突出するキー溝を有している。
【0076】
図１１Ａ～図１１Ｃは、本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の形状を示す図である。なお、図１１Ａは底面図、図１１Ｂは側面断面図、図１１Ｃは上面図である。この実施例における第２極柱２４０と、図９Ａ～図９Ｃに示す第２極柱２４０とは、ボス孔２４２の形状が異なっており、面取り部３４３が図１１Ａにおいて左上隅に位置する点で異なる。図１１Ａ～図１１Ｃに示すように、この実施例におけるボス孔２４２は、略楕円形状であり、図１１Ａおよび図１１Ｃに示す視点で、上方および下方に突出するキー溝を有し、図１０Ａ～図１０Ｃに示す第１極柱ボス２１１および頂部溝２１３と形状が類似している。
【0077】
図１２Ａは本発明の他の実施例による動力電池のトップカバーの概略斜視図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示される実施例による動力電池トップカバーの分解概略図である。図１２Ａおよび図１２Ｂに示す実施例では、第１電極２１０、３１０の外形は円形であり、第１固定部材２２０、３２０の外形は円形であり、極柱凹部１２０、１３０の外形も円形である。この実施例では、第１シール部材２３０、３３０および第１固定部材２２０、３２０は、いずれも円環状である。なお、図１２Ｂでは、第１シール部材２３０、３３０が第１固定部材２２０、３２０の上方に位置するが、第１シール部材２３０、３３０の外輪直径は第１固定部材２２０、３２０の外輪直径よりも小さいので、組み立てられた後、第１シール部材２３０、３３０は第１固定部材２２０、２３０における第１固定部材貫通孔２２１、３２１にそれぞれ位置する。
【0078】
図１３Ａ～１３Ｂは本発明の他の実施例による動力電池のトップカバーの第１極柱２１０の構造概略図である。ここでは、図１３Ａは底面図、図１３Ｂは側面図である。この実施例では、第１極柱２１０の第１極柱ボス２１１はトラック形状である。
【0079】
図１４Ａおよび図１４Ｂは、本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの第２極柱２４０の構造概略図である。ここでは、図１４Ａは底面図、図１４Ｂは側面図である。この実施例では、第２極柱２４０のボス孔２４２はトラック形状であり、図１３Ａおよび図１３Ｂに示す実施例における第１極柱ボス２１１と互いに嵌合することができる。
【0080】
図１３Ａ、図１３Ｂ、図１４Ａおよび図１４Ｂに示される実施例によれば、互いに嵌合される第１極柱ボス２１１およびボス孔２４２はいずれもトラック形状であり、第１極柱２１０および第２極柱２４０の溶接軌跡を増加させることができ、これにより、極柱モジュール２００、３００の応力強度および過電流耐量を向上させる。
【0081】
図１５は、本発明の一実施例による動力電池トップカバーの絶縁板底板の構造概略図である。図２および図１５に関連して示されるように、絶縁板底板４６０は、絶縁板４４０の底部に位置する。絶縁板底板４６０に防爆弁孔４４０と液体注入孔４５１が含まれる。当該防爆弁孔４４０は多孔構造を含む。絶縁板底板４６０には、絶縁板貫通孔４２１、４３１がさらに含まれる。図２に示す実施例では、絶縁板底板４６０の上面には、絶縁板貫通孔４２０、４３０、液体注入孔４５０が実質的に位置する平板をさらに有する。図１５に示す、絶縁板底板４６０に位置する絶縁板貫通孔４２１、４３１および液体注入孔４５１は、それぞれ絶縁板貫通孔４２０、４３０および液体注入孔４５０に対応する。
【0082】
図１６は、本発明の他の実施例による動力電池トップカバーの分解概略図である。図１６を参照すると、この実施例による動力電池トップカバー１６００は、トップカバーシート５１０と、絶縁板８００と、第１極柱６１０、第１固定部材６２０、第２極柱６４０、第１シール部材６３０および第２シール部材６５０からなる極柱モジュール６００と、第１極柱７１０、第１固定部材７２０、第２極柱７４０、第１シール部材７３０および第２シール部材７５０からなる極柱モジュール７００とを含む。
【0083】
この実施例では、トップカバーシート５１０は極柱凹部５２０、５３０と極柱孔５２１、５３１を含み、極柱凹部５２０、５３０はトップカバーシート５１０の第１面Ｓ１内に凹んで設けられ、極柱孔５２１、５３１は極柱凹部５２０、５３０内に位置する。
【0084】
極柱モジュール６００、７００の主な構造は同じである。極柱モジュール６００を例として、図１６に示す実施例では、第１極柱６１０は、トップカバーシート５１０における極柱孔５２１を貫通する第１極柱ボス（図示せず）を含む。図１６に示す視点において、第１極柱ボスは、第１極柱６１０の下面に突設される。
【0085】
第１固定部材６２０は第１固定部材貫通孔６２１を含み、第１極柱６１０は第１固定部材貫通孔６２１内に部分的に設けられ、第１固定部材６２０は極柱凹部５２０内に部分的に設けられる。
【0086】
第２極柱６４０は第２極柱ボス６４１を含み、当該第２極柱ボス６４１はボス孔６４２を含み、組み立てられた動力電池トップカバー１６００において、第１極柱ボスは当該ボス孔６４２に入り込み、第１極柱６１０と第２極柱６４０は電気的に接触する。
【0087】
第１シール部材６３０は、極柱凹部５２０内に設けられ、第１極柱６１０と接触する。
【0088】
絶縁板８００は、絶縁板貫通孔８２０、８３０を含み、ここでは、絶縁板貫通孔８２０は極柱モジュール６００に対応し、絶縁板貫通孔８３０は極柱モジュール７００に対応する。絶縁板貫通孔８２０を例とすると、当該絶縁板貫通孔８２０の絶縁板８００における位置とその大きさ、形状は極柱孔６２１、第１極柱ボス、第２極柱ボス６４１に適合すべきであり、これにより、第２極柱ボス６４１が当該絶縁板貫通孔８２０を貫通して第１極柱６１０と電気的に接続される。絶縁板８００は、トップカバーシート５１０の第２面Ｓ２側に設けられる。
【0089】
【0090】
図１６を参照すると、この実施例の第１極柱６１０は、第１極柱６１０の腰部に位置する溝６１１をさらに含む。第１固定部材６２０は突出部６２２をさらに含み、突出部６２２は第１固定部材６２０の腰部に位置し、突出部６２２は溝６１１に嵌め込まれる。
【0091】
いくつかの実施例では、第１極柱６１０および第１固定部材６２０は、一体型射出成形または組立接続である。これらの実施例によれば、動力電池トップカバー１６００を組み立てる時に、まず第１極柱６１０と第１固定部材６２０を一体射出成形または組立接続によって嵌合固定し、そしてこの嵌合固定された第１極柱６１０と第１固定部材６２０を極柱凹部５２０内に入れる。第１極柱６１０と第１固定部材６２０は構造が簡単で、空間を省き、シール性がよい。
【0092】
いくつかの実施例では、第１極柱６１０は、導電性材料であり、第１極柱６１０の材料は、第１固定部材６２０の材料とは異なる。極柱モジュール６００を動力電池の正極とする場合、第１固定部材６２０の材料は、導電性材料であってもよいし、絶縁性材料であってもよい。示される第１固定部材６２０が導電材料である場合、その材質は第１極柱６１０の材質と異なる。
【0093】
図１６に示す実施例では、当該動力電池トップカバー１６００は、第２極柱６４０と第２面Ｓ２との間に少なくとも部分的に挟まれた第２シール部材６５０をさらに含む。
【0094】
図１７Ａ～１７Ｃは、本発明の一実施例による動力電池トップカバーの断面概略図である。図１７Ａ～１７Ｃは、図３Ａ～３Ｃの視点と同じである。ここで、図１７Ａは、動力電池のトップカバー１６００の断面概略図であり、トップカバーシート５１０、電極群６００、７００、および絶縁板８００を含む。ここでは、極柱モジュール６００は第１極柱６１０、第１固定部材６２０、第２極柱６４０、第１シール部材６３０および第２シール部材６５０を含む。極柱モジュール７００は、第１極柱７１０と、第１固定部材７２０と、第２極柱７４０と、第１シール部材７３０と、第２シール部材７５０とを含む。
【0095】
図１７Ｂは、図１７Ａにおける極柱モジュール６００を含む部分拡大概略図である。図１７Ｂを参照すると、通常使用時、第１極柱６１０は方向Ｄに一定の高さを有し、溝６１１は第１極柱６１０の腰部に位置し、すなわち溝６１１は第１極柱６１０の高さ方向の中間部位に位置する。対応的に、第１固定部材６２０の突出部６２２も、第１固定部材６２０の腰部に位置し、突出部６２２の位置、大きさ、および形状は、突出部６２２が溝６１１にはめ込むようにすることができ、第１極柱６１０および第１固定部材６２０が密に接触する構造を形成するように、溝６１１に適合される。第１極柱６１０の第１極柱ボス６１２は、第２極柱ボス６４１のボス孔６４２に入り込む。
【0096】
図１７Ｂを参照すると、第１シール部材６３０は、図３Ｂの実施例における第１シール部材２３０の位置、大きさ、構造に類似している。図１７Ｂに示す実施例では、第２シール部材６５０は、第２極柱６４０と第２面Ｓ２との間に少なくとも部分的に挟まれている。
【0097】
いくつかの実施例では、極柱モジュール６００が動力電池の正極に使用される場合、第１極柱６１０および第２極柱６４０の材料は、アルミニウム材料またはアルミニウム合金材料であってもよい。
【0098】
図１７Ｃは、図１７Ａの極柱モジュール７００を含む部分拡大概略図である。図１７Ｃを参照すると、第１極柱７１０の腰部には溝７１１を有し、第１固定部材７２０の腰部には極柱モジュール６００と同様に溝７１１に嵌め込まれた突出部７２２を有し、第１極柱７１０と第１固定部材７２０は密着構造を形成する。
【0099】
図１７Ｃに示される極柱モジュール７００における第２シール部材７５０は、極柱モジュール６００における第２シール部材６５０と類似している。極柱モジュール７００が極柱モジュール６００と異なる点として、第１極柱７１０の極柱本体７１２が方向Ｄに沿って２つの部分に分けられ、それぞれ上部７１２ａと下部７１２ｂであり、かつ、この２つの部分がそれぞれボスを有するので、第１極柱ボス７１３も２つの部分に分けられ、それぞれ上ボス７１３ａと下ボス７１３ｂである。上部７１２ａおよび下部７１２ｂは、一体的に成形されていてもよいし、別個の２つの部分が組み合わされて形成されていてもよい。ここでは、下ボス７１３ｂは、第２極柱７４０の第２極柱ボス７４１におけるボス孔７４２に入り込まれる。
【0100】
いくつかの実施例では、極柱モジュール７００が動力電池の負極に用いられる場合、第１極柱７１０の材質は銅アルミ複合材質であってもよく、ここでは、上部７１２ａの材質はアルミ材質またはアルミ合金材質であってもよく、下部７１２ｂの材質は銅材質または銅合金材質であってもよい。第２極柱７４０の材質は銅材質であっても銅合金材質であってもよい。第１固定部材７２０の材質は、優れた耐食性と高温耐性を有するプラスチック材質であってもよい。第１シール部材７３０の材質は、一定の弾性を有するゴム材質であってもよい。
【0101】
本発明による動力電池トップカバー１６００において、第１極柱の溝と第１固定部材の突出部が嵌合され、かつ射出成形の方式によって第１極柱と第１固定部材が接続されことができ、構造が簡単で安定し、優れたシール性を有する。
【0102】
図１８Ａ～１８Ｄは本発明による動力電池のトップカバーの第１シール材および第２シール材の４つの実施形態である。図１８Ａ～図１８Ｄは、第１シール部材６３０および第２シール部材６５０を含む図１７Ｂの構造の部分拡大概略図とすることができ、ここでは、第１シール部材６３０および第２シール部材６５０以外の他の要素は省略されている。図１８Ａ～図１８Ｄはまた、図１７Ｃの第１シール部材７３０および第２シール部材７５０を含む構造の部分拡大概略図としてもよい。１８Ａ～１８Ｄでは、第１シール部材６３０および第２シール部材６５０を例に挙げて説明しているが、第１シール部材７３０および第２シール部材７５０についても同様である。
【0103】
図１８Ａに示す実施形態では、第１シール部材６３０は、図１７Ｂに示すように、第１極柱６１０と極柱凹部６２０との間に挟まれた第１部分６３０ａと、極柱孔６２１に設けられた第２部分６３０ｂとを含み、第２部分６３０ｂは極柱凹部６２０と第２極柱ボス６４１との間に挟まれる。図１７Ｂに示すように、第１部分６３０ａの上面は極柱本体６１３の下面と接触し、第１部分６３０ａの下面は極柱凹部７２０の上面と接触する。また、第２部分６３０ｂの上面も極柱本体６１３の下面と接触し、第２部分６３０ｂの外側面は極柱凹部６２０の第２面Ｓ２まで下方に延びる側壁と接触し、第２部分６３０ｂの内側面は第２極柱ボス６４２と完全に接触しているか、部分的に接触しているか、または接触していない。
【0104】
図１８Ａに示す実施形態では、第１部分６３０ａおよび第２部分６３０ｂは、その縦断面においてＬ字状であり、図１８Ａに示すように逆Ｌ字状であることは、第１シール部材６３０は、リブを有する環状構造であり、第１部分６３０ａが環状構造であり、第２部分６３０ｂが環状リブであることを示す。
【0105】
図１８Ａに示す実施形態では、第２シール部材６５０は、縦断面が一字状であり、円環状であることが示される。図１７Ｂに関連して示されるように、第２シール部材６５０は第２極柱６４０と第２面Ｓ２との間に挟まれ、第２シール部材６５０の方向Ｄにおける上面は第２面Ｓ２と接触し、第２シール部材６５０の下面は第２極柱６４０の上面と接触し、第２シール部材６５０の内側壁は第２極柱ボス６４１の外側壁と接触するか、または接触しない。
【0106】
図１８Ｂに示されている実施形態では、図１８Ａに示されていることをもとに、第１シール部材６３０の縦断面は逆Ｌ字状であり、第２部分６３０ｂの方向Ｄの長さは、図１８Ａにおける第２部分６３０ｂの長さよりも長く、対応的には、第２シール部材６５０の縦断面は一字状であり、それが第２面Ｓ２に平行する長さは、図１８Ａにおける第２シール部材６５０よりも短い。図１７Ｂに関連して示されるように、第２シール部材６５０の内側壁は、第１シール部材６３０の第２部分６３０ｂと接触している。
【0107】
図１８Ｃに示される実施形態では、第１シール部材６３０はＬ字状の縦断面を有し、第１部分６３０ａおよび第２部分６３０ｂを含む。第２シール部材６５０は、第３部分６５０ａおよび第４部分６５０ｂを含む。ここで、第３、第４は、第１、第２と区別するためのものに過ぎず、第２シール部材６５０が４つの部分を含むことを意味するものではないことを理解されたい。図１７Ｂに示すように、第３部分６５０ａは第２極柱６４０と第２面Ｓ２との間に挟まれ、第４部分６５０ｂは極柱孔６２１に設置し、第４部分６５０ｂは極柱凹部６２０と第２極柱ボス６４１との間に挟まれる。図１７Ｂに示すように、第３部分６５０ａの上面は第２面Ｓ２に接触し、第３部分６５０ａの下面は第２極柱６４０の上面に接触する。また、第４部分６５０ｂの下面も、第２極柱６４０の上面と接触し、第４部分６５０ｂの外側面は、極柱凹部６２０の第２面Ｓ２まで下方に延びる側壁と接触し、第４部分６５０ｂの内側面は、第２極柱ボス６４２と完全に接触しているか、部分的に接触しているか、または接触していない。
【0108】
図１８Ｃに示す実施形態では、第３部分６５０ａおよび第４部分６５０ｂは、その縦断面においてＬ字状である。
【0109】
図１８Ｄに示す実施形態では、第１シール部材６３０および第２シール部材６５０は、一体成形されてシール部材６３５を形成する。当該シール部材６３５の外形は、図１８Ａ～図１８Ｃに示す第１シール部材６３０および第２シール部材６５０が組み合わされた全体の外形と同じである。
【0110】
いくつかの実施例では、第１シール部材６３０および第２シール部材６５０は、互いに接触する。図１８Ａおよび図１８Ｂに示す実施例のように、第１シール部材６３０の第２部分６３０ｂは、第２シール部材６５０と密に接触している。図１８Ｃに示す実施例のように、第１シール部材６３０の第２部分６３０ｂは、第２シール部材６５０の第４部分６５０ｂと密に接触している。
【0111】
図１７Ｂおよび図１８Ｃに関連して示されるように、いくつかの実施例では、第１シール部材６３０は、極柱凹部６２０と第２極柱ボス６４１との間に挟まれた第５部分６３０ｂを含み、第２シール部材６５０は、極柱凹部６２０と第２極柱ボス６４１との間に挟まれた第６部分６５０ｂを含み、第５部分６３０ｂは、前記第１面Ｓ１に平行な第１端部６３１を含み、第６部分６５０ｂは、第１面Ｓ１に平行な第２端部６５１を含み、第１端部６３１は第２端部６５１に当接する。ここで、第５部分６３０ｂは、第１シール部材６３０の第２部分６３０ｂであり、第６部分６５０ｂは、第２シール部材６５０の第４部分６５０ｂである。
【0112】
図１８Ａ～図１８Ｄは一例に過ぎず、第１シール部材６３０および第２シール部材６５０の具体的な構造を限定するためのものではなく、図１８Ａ～図１８Ｄに示す実施例に基づいて行われるいずれかの変形は、本発明の保護範囲内にある。
【0113】
本発明による動力電池トップカバーは第１シール部材と第２シール部材を採用し、極柱モジュールに対する二重シール構造を形成し、極柱シールの確実性を大幅に向上させる。また、第１極柱および第２極柱は溶接方式で接続され、溶接過程で発生した力は第１シール材および第２シール材に直接伝達され、この溶接力は第１シール材および第２シール材の圧縮力の方向と一致し、第１シール材および第２シール材の圧縮に寄与し、極柱のシール性をさらに向上させる。当該動力電池トップカバーは優れたシール性、耐圧性と高温耐性を有する。
【0114】
本発明は、本発明の実施例による動力電池トップカバーを含む動力電池をさらに含む。
【0115】
図１９は本発明の一実施例による動力電池の構造概略図である。当該動力電池１９００は、本発明による動力電池トップカバーと電池本体１９０１とを含む。当該動力電池トップカバーは、上述した動力電池トップカバー１００または１６００であってもよく、ここでは、電極モジュール２００、６００は当該動力電池１９００の正極とすることができ、電極モジュール３００、７００は当該動力電池１９００の負極とすることができる。
【0116】
いくつかの実施例では、本発明の動力電池は、リチウムイオン電池である。
【0117】
本発明による動力電池トップカバーを採用するため、動力電池１９００も優れたシール性、耐圧性と高温耐性を有し、安全で確実である。
【符号の説明】
【0118】
１００ 動力電池トップカバー
１０１、１０２ 電極指示マーク
１１０ トップカバーシート
１２０、１３０ 極柱凹部
１２１、１３１ 極柱孔
１４０ 防爆取付孔
１４１ 保護パッチ
１４２ 防爆シート
１５０ 液体注入孔
２００ 極柱モジュール
２１０ 第１極柱
２１１ 第１極柱ボス
２１２ 極柱本体
２１３ 頂部溝
２１４ 面取り部
２２０ 第１固定部材
２２１ 第１固定部材貫通孔
２３０ 第１密封部材
２３１ 第１部分
２３２ 第２部分
２４０ 第２極柱
２４１ 第２極柱ボス
２４２ ボス孔
２４３ 面取り部
３００ 極柱モジュール
３１０ 第１極柱
３１１ 第１極柱ボス
３１１ａ 上ボス
３１１ｂ 下ボス
３１２ 極柱本体
３１２ａ 上部
３１２ｂ 下部
３１３ 頂部溝
３１４ 面取り部
３２０ 第１固定部材
３２１ 第１固定部材貫通孔
３３０ 第１密封部材
３４０ 第２極柱
３４１ 第２極柱ボス
３４２ ボス孔
３４３ 面取り部
４００ 絶縁板
４０１ 連結部
４２０、４２１、４３０、４３１ 絶縁板貫通孔
４４０ 防爆弁孔
４５０、４５１ 液体注入孔
４６０ 絶縁板底板
５１０ トップカバーシート
５２０、５３０ 極柱凹部
５２１、５３１ 極柱孔
６００ 極柱モジュール
６１０ 第１極柱
６１１ 溝
６１２ 第１極柱ボス
６１３ 極柱本体
６２０ 第１固定部材
６２１ 第１固定部材貫通孔
６２２ 突出部
６３０ 第１シール部材
６３５ シール部材
６４０ 第２極柱
６４１ 第２極柱ボス
６４２ ボス孔
６５０ 第２シール部材
６５１ 第２端部
７００ 極柱モジュール
７１０ 第１極柱
７１１ 溝
７１２ 極柱本体
７１２ａ 上部
７１２ｂ 下部
７１３ 第１極柱ボス
７１３ａ 上ボス
７１３ｂ 下ボス
７２０ 第１固定部材
７２２ 突出部
７３０ 第１シール部材
７４０ 第２極柱
７４１ 第２極柱ボス
７４２ ボス孔
７５０ 第２シール部材
８００ 絶縁板
８２０、８３０ 絶縁板貫通孔
１６００ 動力電池トップカバー
１９００ 動力電池
１９０１ 電池本体
１０１、１０２ 電極指示マーク
１１０ トップカバーシート
１２０、１３０ 極柱凹部
１２１、１３１ 極柱孔
１４０ 防爆取付孔
１４１ 保護パッチ
１４２ 防爆シート
１５０ 液体注入孔
２００ 極柱モジュール
２１０ 第１極柱
２１１ 第１極柱ボス
２１２ 極柱本体
２１３ 頂部溝
２１４ 面取り部
２２０ 第１固定部材
２２１ 第１固定部材貫通孔
２３０ 第１密封部材
２３１ 第１部分
２３２ 第２部分
２４０ 第２極柱
２４１ 第２極柱ボス
２４２ ボス孔
２４３ 面取り部
３００ 極柱モジュール
３１０ 第１極柱
３１１ 第１極柱ボス
３１１ａ 上ボス
３１１ｂ 下ボス
３１２ 極柱本体
３１２ａ 上部
３１２ｂ 下部
３１３ 頂部溝
３１４ 面取り部
３２０ 第１固定部材
３２１ 第１固定部材貫通孔
３３０ 第１密封部材
３４０ 第２極柱
３４１ 第２極柱ボス
３４２ ボス孔
３４３ 面取り部
４００ 絶縁板
４０１ 連結部
４２０、４２１、４３０、４３１ 絶縁板貫通孔
４４０ 防爆弁孔
４５０、４５１ 液体注入孔
４６０ 絶縁板底板
５１０ トップカバーシート
５２０、５３０ 極柱凹部
５２１、５３１ 極柱孔
６００ 極柱モジュール
６１０ 第１極柱
６１１ 溝
６１２ 第１極柱ボス
６１３ 極柱本体
６２０ 第１固定部材
６２１ 第１固定部材貫通孔
６２２ 突出部
６３０ 第１シール部材
６３５ シール部材
６４０ 第２極柱
６４１ 第２極柱ボス
６４２ ボス孔
６５０ 第２シール部材
６５１ 第２端部
７００ 極柱モジュール
７１０ 第１極柱
７１１ 溝
７１２ 極柱本体
７１２ａ 上部
７１２ｂ 下部
７１３ 第１極柱ボス
７１３ａ 上ボス
７１３ｂ 下ボス
７２０ 第１固定部材
７２２ 突出部
７３０ 第１シール部材
７４０ 第２極柱
７４１ 第２極柱ボス
７４２ ボス孔
７５０ 第２シール部材
８００ 絶縁板
８２０、８３０ 絶縁板貫通孔
１６００ 動力電池トップカバー
１９００ 動力電池
１９０１ 電池本体
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図18D】
【図19】
【図】
【国際調査報告】