特表 2023-542605 電池、受電装置、電池を作製する方法及び設備

(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】2023-10-11

(54)【発明の名称】電池、受電装置、電池を作製する方法及び設備

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20231003BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20231003BHJP

   H01M 50/35 20210101ALI20231003BHJP

   H01M 50/367 20210101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 401F

H01M50/342 101

H01M50/35 201

H01M50/367

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023504840

(86)(22)【出願日】2020-10-19

(85)【翻訳文提出日】2023-01-24

(86)【国際出願番号】 CN2020121998

(87)【国際公開番号】W WO2022082395

(87)【国際公開日】2022-04-28

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522010668

【氏名又は名称】ジアンス・コンテンポラリー・アンプレックス・テクノロジー・リミテッド

(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】胡 浪超

(72)【発明者】

【氏名】黄 小▲騰▼

(72)【発明者】

【氏名】洪 家▲榮▼

(72)【発明者】

【氏名】▲楊▼ ▲海▼奇

(72)【発明者】

【氏名】汪 文礼

【テーマコード（参考）】

5H012

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H012AA01

5H012AA07

5H012BB02

5H012DD05

5H040AA37

5H040AS07

5H040AT01

5H040AT02

5H040AT06

5H040AY05

5H040AY10

5H040CC05

5H040LL04

(57)【要約】

本願は、電池技術分野に関し、特に電池、受電装置、電池を作製する方法及び設備に関する。電池が熱暴走したときに、排出物を除圧し難いことによって、事故を引き起こしやすいという問題を解決することを目的とする。電池セルの内部圧力または温度が閾値に達したときに、内部圧力を放出するように作動するための除圧機構を含む電池セルを含み、消火チャンバと、収集チャンバと、消火チャンバと収集チャンバとを仕切るために用いられるとともに、除圧機構の作動時に、排出物が消火チャンバを介して収集チャンバに入るように、排出物を貫通させることができる仕切り部材と、をさらに含む、電池である。上記の電池を用いる受電装置がさらに開示されている。本願の実施例における電池は、消火すると同時に、熱暴走の電池セルから発生した排出物を収集し、安全事故の発生を減少させるという有益な効果を有する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

除圧機構（３３）を含む電池セル（３）であって、前記除圧機構（３３）は、前記電池セル（３）の内部圧力または温度が閾値に達したときに、前記内部圧力を放出するように作動するためのものである電池セル（３）と、
消火媒体を収容するための消火チャンバ（２５）であって、前記除圧機構（３３）の作動時に、前記消火媒体が前記電池セル（３）の内部に入るように前記消火媒体を放出するように構造されている消火チャンバ（２５）と、
前記消火チャンバ（２５）の前記電池セル（３）から離れる側に位置する、前記除圧機構（３３）の作動時に前記電池セル（３）からの排出物を収集するための収集チャンバ（２４）と、
前記消火チャンバ（２５）と前記収集チャンバ（２４）とを仕切るための仕切り部材（２２）と、を含む電池において、
前記仕切り部材（２２）は、前記除圧機構（３３）の作動時に、前記排出物が前記消火チャンバ（２５）を介して前記収集チャンバ（２４）に入るように、前記排出物を貫通させるように構造されている、電池。

【請求項2】

前記仕切り部材（２２）は、前記除圧機構（３３）の作動時に、前記排出物が前記消火チャンバ（２５）を介して前記収集チャンバ（２４）に入るように前記排出物によって破壊されるように構造されている、
請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記仕切り部材（２２）には、前記除圧機構（３３）の作動時に、前記排出物によって破壊されるように構造されている脆弱部（２２１）が設けられている、
請求項２に記載の電池。

【請求項4】

前記仕切り部材（２２）には、前記排出物が前記仕切り部材（２２）を貫通することが許容されるように構造されている貫通孔（２２２）が設けられている、
請求項１に記載の電池。

【請求項5】

前記仕切り部材（２２）は、前記消火チャンバ（２５）と前記収集チャンバ（２４）とが共通するチャンバ壁に構造されている、
請求項１～４のいずれか１項に記載の電池。

【請求項6】

前記電池は、
前記電池セル（３）を収容するためのシェル（１）と、
前記電池セル（３）をパッケージするように前記シェル（１）に接続されるための蓋体（２）と、をさらに含み、
前記消火チャンバ（２５）、前記収集チャンバ（２４）及び前記仕切り部材（２２）は、前記蓋体（２）の少なくとも一部として構造されている、
請求項１～５の何れか１項に記載の電池。

【請求項7】

前記蓋体（２）には、前記仕切り部材（２２）を貫通して前記収集チャンバ（２４）に入るように前記排出物を案内するための排出路（２６）が設けられている、
請求項６に記載の電池。

【請求項8】

前記消火チャンバ（２５）は、前記排出物が前記排出路（２６）を通過するときに、前記消火媒体を放出するように、前記排出物によって破壊されるように構造されている、
請求項７に記載の電池。

【請求項9】

前記排出路（２６）は、開口が前記除圧機構（３３）に向かって設けられている凹溝として構造されており、前記排出物は、前記開口を介して前記排出路（２６）に入る、
請求項７または８に記載の電池。

【請求項10】

前記凹溝は、前記除圧機構（３３）に対向して設けられている底壁（２６１）と、前記除圧機構（３３）に向かって延設されている、前記底壁（２６１）に接続された側壁（２６２）とを有している、
請求項９に記載の電池。

【請求項11】

前記底壁（２６１）は、前記仕切り部材（２２）の少なくとも一部として構造されており、前記側壁（２６２）は、前記消火チャンバ（２５）の少なくとも一部のチャンバ壁として構造されている、
請求項１０に記載の電池。

【請求項12】

前記消火チャンバ（２５）は、前記除圧機構（３３）の作動時に、前記消火媒体を放出するように、前記排出物によって破壊されるように構造されている、
請求項１～１１の何れか１項に記載の電池。

【請求項13】

前記消火チャンバ（２５）は、前記除圧機構（３３）に対向して設けられている収容凹部（２３１）を含み、前記除圧機構（３３）の作動時に前記消火媒体を前記収容凹部（２３１）に向かって流すように、前記収容凹部（２３１）は、前記消火チャンバ（２５）の前記除圧機構（３３）に向かうチャンバ壁が凹んで形成される、
請求項１～１２の何れか１項に記載の電池。

【請求項14】

前記収容凹部（２３１）は、少なくとも２つ設けられており、隣接する２つの前記収容凹部（２３１）の間は、互いに連通している、
請求項１３に記載の電池。

【請求項15】

前記電池は、前記電池セル（３）の温度を調整するための熱管理部材をさらに含み、かつ、前記熱管理部材は、前記消火チャンバ（２５）に前記消火媒体を送るように前記消火チャンバ（２５）に連通するように構造されている、
請求項１～１４の何れか１項に記載の電池。

【請求項16】

請求項１～１５の何れか１項に記載の電池を含み、前記電池が電力を提供するために用いられる、
受電装置。

【請求項17】

除圧機構（３３）を含む電池セル（３）であって、前記除圧機構（３３）は、前記電池セル（３）の内部圧力または温度が閾値に達したときに、前記内部圧力を放出するように作動するためのものである電池セル（３）を提供するステップと、
消火媒体を収容するための消火チャンバ（２５）であって、前記除圧機構（３３）の作動時に、前記消火媒体が前記電池セル（３）の内部に入るように前記消火媒体を放出するように構造されている消火チャンバ（２５）を提供するステップと、
前記消火チャンバ（２５）の前記電池セル（３）から離れる側に位置する、前記除圧機構（３３）の作動時に前記電池セル（３）からの排出物を収集するための収集チャンバ（２４）を提供するステップと、
前記消火チャンバ（２５）と前記収集チャンバ（２４）とを仕切るための仕切り部材（２２）を提供するステップと、を含む、電池を作製する方法において、
前記仕切り部材（２２）は、前記除圧機構（３３）の作動時に、前記排出物が前記消火チャンバ（２５）を介して前記収集チャンバ（２４）に入るように、前記排出物を貫通させるように構造されている、
電池を作製する方法。

【請求項18】

除圧機構（３３）を含む電池セル（３）であって、前記除圧機構（３３）は、前記電池セル（３）の内部圧力または温度が閾値に達したときに、前記内部圧力を放出するように作動するためのものである電池セル（３）を提供するための第１設備と、
消火媒体を収容するための消火チャンバ（２５）であって、前記除圧機構（３３）の作動時に、前記消火媒体が前記電池セル（３）の内部に入るように前記消火媒体を放出するように構造されている消火チャンバ（２５）を提供するための第２設備と、
前記消火チャンバ（２５）の前記電池セル（３）から離れる側に位置する、前記除圧機構（３３）の作動時に前記電池セル（３）からの排出物を収集するための収集チャンバ（２４）を提供するための第３設備と、
前記消火チャンバ（２５）と前記収集チャンバ（２４）とを仕切るための仕切り部材（２２）を提供するための第４設備と、を含む、電池を作製する設備において、
第４設備に提供される前記仕切り部材（２２）は、前記除圧機構（３３）の作動時に、前記排出物が前記消火チャンバ（２５）を介して前記収集チャンバ（２４）に入るように、前記排出物を貫通させるように構造されている、
電池を作製する設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、電池技術分野に関し、特に電池、受電装置、電池を作製する方法及び設備に関する。

【背景技術】

【0002】

電力を駆動エネルギーとして採用する装置において、電池は、その中核部材とし、電池の使用安全性を確保することは、装置全体の使用安全を確保するために非常に重要であり、電池の熱暴走は、電池の使用安全を脅かす重要な要因の１つである。

【0003】

現在の電池では、１つの電池セルが熱暴走を起こすと、該電池セルの内部から、高温の煙（深刻な場合に直火を発生させる）や揮発した高温の電解液などの物質を含む排出物が発生し、これらの排出物は、排出の過程で熱拡散を起こすため、他の電池セルが熱暴走を起こし、さらに爆発などの事故を引き起こす。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

熱暴走の電池セルをタイムリーに制御し、安全事故の発生を減少させるために、本願は、電池、受電装置、電池を作製する方法及び設備を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本願の第１態様は、
除圧機構を含む電池セルであって、前記除圧機構は、前記電池セルの内部圧力または温度が閾値に達したときに、前記内部圧力を放出するように作動するためのものである電池セルと、
消火媒体を収容するための消火チャンバであって、前記除圧機構の作動時に、前記消火媒体が前記電池セルの内部に入るように前記消火媒体を放出するように構造されている消火チャンバと、
前記消火チャンバの前記電池セルから離れる側に位置する、前記除圧機構の作動時に前記電池セルからの排出物を収集するための収集チャンバと、
前記消火チャンバと前記収集チャンバとを仕切るための仕切り部材と、を含む電池において、
前記仕切り部材は、前記除圧機構の作動時に、前記排出物が前記消火チャンバを介して前記収集チャンバに入るように、前記排出物を貫通させるように構造されている、電池を提供する。

【0006】

幾つかの実施例において、前記仕切り部材は、前記除圧機構の作動時に、前記排出物が前記消火チャンバを介して前記収集チャンバに入るように、前記排出物によって破壊されるように構造されている。

【0007】

幾つかの実施例において、前記仕切り部材には、前記除圧機構の作動時に前記排出物によって破壊されるように構造されている脆弱部が設けられている。

【0008】

幾つかの実施例において、前記脆弱部は、前記除圧機構に対向して設けられている。

【0009】

幾つかの実施例において、前記仕切り部材には、前記排出物が前記仕切り部材を貫通することが許容されるように構造されている貫通孔が設けられている。

【0010】

幾つかの実施例において、前記貫通孔は、前記除圧機構に対向して設けられている。

【0011】

幾つかの実施例において、前記仕切り部材は、前記消火チャンバと前記収集チャンバとが共通するチャンバ壁に構造されている。

【0012】

幾つかの実施例において、前記電池は、
前記電池セルを収容するためのシェルと、
前記電池セルをパッケージするように前記シェルに接続されるための蓋体と、をさらに含み、
前記消火チャンバ、前記収集チャンバ及び前記仕切り部材は、前記蓋体の少なくとも一部として構造されている。

【0013】

幾つかの実施例において、前記蓋体には、前記仕切り部材を貫通して前記収集チャンバに入るように前記排出物を案内するための排出路が設けられている。

【0014】

幾つかの実施例において、前記排出路は、前記除圧機構に対向して設けられている。

【0015】

幾つかの実施例において、前記消火チャンバは、前記排出物が前記排出路を通過するときに、前記消火媒体を放出するように、前記排出物によって破壊されるように構造されている。

【0016】

幾つかの実施例において、前記排出路は、開口が前記除圧機構に向かって設けられている凹溝として構造されており、前記排出物は、前記開口を介して前記排出路に入る。

【0017】

幾つかの実施例において、前記凹溝は、前記除圧機構に対向して設けられている底壁と、前記除圧機構に向かって延設されている、前記底壁に接続された側壁とを有している。

【0018】

幾つかの実施例において、前記底壁は、前記仕切り部材の少なくとも一部として構造されており、前記側壁は、前記消火チャンバの少なくとも一部のチャンバ壁として構造されている。

【0019】

幾つかの実施例において、前記消火チャンバは、前記除圧機構の作動時に、前記消火媒体を放出するように、前記排出物によって破壊されるように構造されている。

【0020】

幾つかの実施例において、前記消火チャンバは、前記除圧機構に対向して設けられている。

【0021】

幾つかの実施例において、前記消火チャンバは、前記除圧機構に対向して設けられている収容凹部を含み、前記除圧機構の作動時に前記消火媒体を前記収容凹部に向かって流すように、前記収容凹部は、前記消火チャンバの前記除圧機構に向かうチャンバ壁が凹んで形成される。

【0022】

幾つかの実施例において、前記収容凹部は、少なくとも２つ設けられており、隣接する２つの前記収容凹部の間は、互いに連通している。

【0023】

幾つかの実施例において、前記電池は、前記電池セルの温度を調整するための熱管理部材をさらに含み、かつ、前記熱管理部材は、前記消火チャンバに前記消火媒体を送るように前記消火チャンバに連通するように構造されている。

【0024】

本願の第２態様は、上記の実施例に係る電池を含み、前記電池が電力を提供するために用いられる受電装置を提供する。

【0025】

本願の第３態様は、
除圧機構を含む電池セルであって、前記除圧機構は、前記電池セルの内部圧力または温度が閾値に達したときに、前記内部圧力を放出するように作動するためのものである電池セルを提供するステップと、
消火媒体を収容するための消火チャンバであって、前記除圧機構の作動時に、前記消火媒体が前記電池セルの内部に入るように前記消火媒体を放出するように構造されている消火チャンバを提供するステップと、
前記消火チャンバの前記電池セルから離れる側に位置する、前記除圧機構の作動時に前記電池セルからの排出物を収集するための収集チャンバを提供するステップと、
前記消火チャンバと前記収集チャンバとを仕切るための仕切り部材を提供するステップと、を含む電池の作製方法において、
前記仕切り部材は、前記除圧機構の作動時に、前記排出物が前記消火チャンバを介して前記収集チャンバに入るように、前記排出物を貫通させるように構造されている、電池の作製方法を提供する。

【0026】

本願の第４態様は、
除圧機構を含む電池セルであって、前記除圧機構は、前記電池セルの内部圧力または温度が閾値に達したときに、前記内部圧力を放出するように作動するためのものである電池セルを提供するための第１設備と、
消火媒体を収容するための消火チャンバであって、前記除圧機構の作動時に、前記消火媒体が前記電池セルの内部に入るように前記消火媒体を放出するように構造されている消火チャンバを提供するための第２設備と、
前記消火チャンバの前記電池セルから離れる側に位置する、前記除圧機構の作動時に前記電池セルからの排出物を収集するための収集チャンバを提供するための第３設備と、
前記消火チャンバと前記収集チャンバとを仕切るための仕切り部材を提供するための第４設備と、を含む電池の作製設備において、
第４設備に提供される前記仕切り部材は、前記除圧機構の作動時に、前記排出物が前記消火チャンバを介して前記収集チャンバに入るように、前記排出物を貫通させるように構造されている、電池の作製設備を提供する。

【0027】

本願に提供された電池は、蓋体に隣接する消火チャンバと収集チャンバとが設けられており、電池セルの持続的な熱暴走による消火チャンバの膨らみ、さらなる爆発を阻止するように、収集チャンバが消火チャンバ内の消火媒体を除圧することができる。これにより、本願の実施例における電池は、電池セルの熱暴走の状況をタイムリーに制御し、それ以上の発熱や高温排出物の発生を防止することができるだけでなく、さらに電池セルから既に発生した熱や排出物を除圧し、ケースにおける熱や排出物が蓄積し続けて爆発し、より深刻な安全事故を引き起こすのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1-A】本願の一実施例における受電装置の概略構成図である。

【図1-B】関連技術における電池の概略構成図である。

【図1-C】関連技術における電池モジュールの概略構成図である。

【図1-D】関連技術における電池セルの概略構成図である。

【図2】本願の一実施例に係る電池の爆発構成概略図である。

【図3】蓋体の爆発構成概略図である。

【図4】蓋体と電池セルとの組み立て状態での断面概略構成図である。

【図5】図４におけるＡ部分の一部拡大図である。

【図6】収容凹部が複数設けられ、互いに連通せず、かつ、補強板が設けられていない場合の概略構成図である。

【図7】図６におけるＢ－Ｂ断面の断面図であり、収容凹部を明確に示すために、図中には、収集チャンバと仕切り部材は図示されていない。

【図8】図７におけるＣ部分の一部拡大図である。

【図9】収容凹部が複数設けられ、互いに連通し、かつ、補強板が設けられている場合の概略図である。

【図10】図９におけるＤ－Ｄ断面の断面図であり、収容凹部を明確に示すために、図中には、収集チャンバと仕切り部材は図示されていない。

【図11】図１０におけるＥ部分の一部拡大図である。

【図12】本願の一実施例における仕切り部材の概略図である。

【図13】本願の別の実施例における仕切り部材の概略図である。

【図14】本願の別の実施例における仕切り部材の概略図である。

【図15】本願の別の実施例における仕切り部材の概略図である。

【図16】本願の一実施例における電池の作製方法のプロセスフローチャートである。

【図17】本願の一実施例における電池の作製設備の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本願の目的、技術的解決手段及び利点をより明らかにするために、以下、図面及び実施例に合わせて、本願をさらに詳しく説明する。理解すべきこととして、ここで説明される具体的な実施例は、本願を解釈するためのものにすぎず、本願の好適な実施例であり、これによって本願の保護範囲を制限するものではない。したがって、本願の構造、形状、原理による全ての等価変化は、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。

【0030】

別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術と科学用語は、当業者に一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、具体的な実施例を説明する目的にのみ使用され、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の図面に関する説明の「含む」、「有する」という用語及びそれらの任意の変形は、非排他的包含をカバーすることを意図する。

【0031】

本明細書での「実施例」への言及は、実施例に説明される特定の特徴、構造又は特性に合わせて、本願の少なくとも１つの実施例に含まれ得ることを意味する。明細書の様々な位置で当該フレーズの「実施例」の出現は、必ずしも全てが同じ実施例を指すとは限らず、他の実施例と相互排除する独立又は代替の実施例でもない。当業者によって明示的及び暗黙的に理解されるべきことは、本明細書に記載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ということである。

【0032】

本明細書において、「及び／又は」という用語は、関連するオブジェクトを説明するための関連関係に過ぎず、３種類の関係が存在できることを示す。例えば、単独のＡ、ＡとＢとの組み合わせ、単独のＢの３つのケースを示すことができる。また、本明細書の文字「／」は、一般的に、前後に関連するオブジェクトが「又は」の関係であることを示す。

【0033】

また、本願の明細書と特許請求の範囲または上記図面における「第１」、「第２」などの用語は、異なるオブジェクトを区別するために使用され、特定の順序を説明するものではなく、１つまたはより多くの該特徴を明示的または暗黙的に含むことができる。

【0034】

本願の説明において、別段の説明がない限り、「複数」の意味は２つ以上（２つを含む）を指す。同様に、「複数のグループ」とは、２つ以上のグループ（２つのグループを含む）を指す。

【0035】

本願の説明において、説明すべきこととして、別途明確な規定や限定がない限り、「取り付け」、「連結」、「接続」という用語は、広く理解されるべきである。例えば、機械構造の「連結」または「接続」は、物理的な接続を指してもよく、物理的な接続は、固定接続であってもよい。例えば、固定部材により固定接続され、例えば、ねじ、ボルト又は他の固定部材により固定接続される。物理的な接続は、着脱可能に接続されてもよく、例えば、互いに係止されるか又は係合接続される。物理的な接続は、一体的に接続されてもよく、例えば、溶接、接着又は一体成形により接続を形成して接続される。回路構造の「連結」又は「接続」は、物理的な接続を指すことができるほか、さらに電気的接続又は信号接続を指してもよく、例えば、物理的に接続されるなど、直接連結されてもよく、中間の少なくとも一つの素子により間接連結されてもよく、回路が連通することを達成すればよく、さらに、二つの素子内部での連通であってもよい。信号接続は、回路により信号接続を行うことができるほか、例えば、無線電波などの、媒体により信号接続を行うことを指してもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて、本願の実施例における上記用語の具体的な意味を理解することができる。

【0036】

以下の実施例において各方位を明確に説明するために、幾つかの方位用語を使用することができ、例えば、図１－Ｄにおける座標系は、電池２００の各方位方向を定義し、Ｘ方向は、電池セル３の長さ方向を示し、Ｙ方向は、水平面内でＸ方向と垂直であり、電池セル３の幅方向を示し、Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直であり、電池２００の高さ方向を示す。また、上記説明されたＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向などの、本実施例の電池２００の各部材の動作及び構造の指示方向を説明するための表現は、絶対的ではなく相対的であり、かつ、電池２００の各部材が図に示す位置にある場合に、これらの指示は適切であるが、これらの位置が変化する場合に、前記変化に対応するために、これらの方向は異なる解釈を有するべきである。

【0037】

同じ方位に対する理解に基づいて、本願の説明において、「中央」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「円周方向」などにより指示される方向又は位置関係は、図面に示される方向又は位置関係に基づくものであり、本願を説明しやすくし、説明を簡略化するためのものに過ぎず、示される装置又は素子が必ず特定の方位を有し、特定の方位で構成又は操作しなければならないことを指示又は暗示するものではない。従って、本願を制限するものとして理解されるべきではない。

【0038】

充電池は、二次電池または動力電池と呼ぶことができる。現在、比較的に広く用いられている充電池は、リチウム電池であり、例えば、リチウム硫黄電池、ナトリウムリチウムイオン電池またはマグネシウムイオン電池であるが、これらに限定されない。説明しやすいために、本明細書において、充電池を電池２００と総称することができる。

【0039】

電池２００の安全特性は、電池２００を評価する重要な特性であり、使用時や充電時には、電池２００の安全性をできるだけ確保する必要がある。

【0040】

電池２００は、複数の電池セル３を接続して組み立てて構成されるものが一般的であり、電池セル３に外部短絡、過充電、針刺し、プレート衝撃などの状況が発生すると、電池セル３が熱暴走しやすくなり、該電池セル３の内部から、高温の煙（深刻な場合に直火を発生させる）や揮発した高温の電解液などの物質を含む排出物が発生し、これらの排出物は、排出の過程で熱拡散を起こすため、他の電池セル３が熱暴走を起こし、さらに爆発などの事故を引き起こす。

【0041】

電池セル３の熱暴走に対しては、現在、効果的な解決手段として、消火システムを設定し、電池セル３に熱暴走が発生した場合に、電池セル３の爆発や失火の発生を阻止したり、遅らせたりするように消火システムが消火を行うことである。

【0042】

消火システムは、一般的に電池セル３の除圧機構３３に対向して設けられ、例えば、電池２００を収容するケース１の上部の蓋体２内に消火システムを設けることができ、例えば、蓋体２内に消火媒体を収容する消火チャンバ２５が設けられており、電池セル３の排出物が消火チャンバ２５のチャンバ壁を破壊したときに、消火媒体が流出して電池セル３内に入り、電池セル３の排出物も消火チャンバ２５に入ることができる。

【0043】

しかし、発明者らの長期にわたった研究により、蓋体２の消火チャンバ２５内に多くの排出物が入ると、蓋体２は、膨らみや爆発などの安全上の問題が発生しやすいことが判明する。この問題は、主に、蓋体２が一般的に非金属や金属薄板でできており、強度が小さく、消火チャンバ２５の容積が小さい一方、消火の過程でケース内の排出物や温度が上昇し続け、熱暴走による排出物の量が急激に上昇することがあることによって、消火チャンバ２５の容積が排出物の収容要求を満たすことが困難になるためである。

【0044】

関連技術によれば、消火剤を用いて熱暴走を起こした電池セル３を消火することがあるが、消火チャンバ２５は、熱暴走の過程で既に発生した排出物を排出することができず、排出物の量がある程度に達した後で、低い程度でケースが変形し、高い程度で爆発し、深刻な安全事故が発生する。

【0045】

これに鑑み、本願は、消火媒体を収容する蓋体２内の消火チャンバ２５に対して、消火チャンバ２５内の排出物を収集するための隣接する収集チャンバ２４を追加し、除圧効果を達成する電池を提供する。したがって、本願に提供された電池２００は、電池セル３の熱暴走の状況をタイムリーに制御し、それ以上の熱と高温の排出物の発生を防止することができるだけでなく、電池セル３が既に発生した熱や排出物を除圧して、ケース中の熱や排出物が累積し続けて爆発し、さらなる安全事故を引き起こすことを防止することができる。

【0046】

本願の実施例における電池２００は、電力で動力源を提供することができる様々な受電装置に適用することができる。ここでの受電装置は、電気自動車、電動列車、電動自転車、ゴルフカート、船舶などであってもよいが、これらに限定されない。また、受電装置は、電池２００のみを用いて動力を提供する装置であってもよいし、ハイブリッド型の装置であってもよい。電池２００は、受電装置に電力を提供するとともに、モーターによって電動装置を走行させるように駆動する。

【0047】

例えば、図１－Ａに示すように、本願の一実施例に係る受電装置の概略構成図であり、受電装置は、自動車であってもよく、自動車は、燃料自動車、ガス自動車または新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は、純粋な電気自動車、ハイブリッド自動車またはレンジエクステンデッド自動車などであってもよい。自動車は、電池２００と、コントローラ２１０と、モーター２２０と、を含む。電池２００は、コントローラ２１０とモーター２２０に自動車の操作電源と駆動電源として電力を提供するために用いられ、例えば、電池２００は、自動車の起動、ナビゲーション及び運転時の動作電力消費のニーズに用いられる。例えば、電池２００は、コントローラ２１０に電力を供給し、コントローラ２１０は、モーター２２０に電力を提供するように電池２００を制御し、モーター２２０は、電池２００の電力を受電するとともに、自動車の駆動電源として用いて、燃料油または天然ガスの代わりにまたは燃料油または天然ガスの一部の代わりに自動車に駆動力を提供する。

【0048】

電池２００の高機能化を図ることによって、使用のニーズを満たすために、電池２００は、互いに電気的に接続される複数の電池モジュール３００を含むことができ、図１－Ｂに示すように、電池２００は、第１ケース２０１と、第２ケース２０２と、複数の電池モジュール３００と、を含み、ここで、第１ケース２０１と第２ケース２０２とが互いに係合され、複数の電池モジュール３００が第１ケース２０１と第２ケース２０２により囲まれて形成された空間内に配置されている。幾つかの実施例において、第１ケース２０１と第２ケース２０２とは、封止して接続されている。

【0049】

図１－Ｃに示すように、電池モジュール３００は、直列、並列、または直列と並列の組み合わせを意味する直並列の態様で電気的に接続されることによって、大きな電流または電圧を実現することができる複数の電池セル３を含む。例えば、図１－Ｃに示すように、電池セル３は、立設可能であり、電池セル３の高さ方向は、鉛直方向と一致し、複数の電池セル３は、幅方向に沿って併設される。あるいは、電池セル３を水平に寝かせてもよく、電池セル３の幅方向が鉛直方向と一致し、複数の電池セル３を幅方向に沿って少なくとも１層堆積することができ、各層ごとに長手方向に沿って配列された複数の電池セル３を含む。

【0050】

本願の改善点を当業者に明らかに理解されるために、まず、電池セル３の全体的な構成を説明する。

【0051】

図１－Ｄに示すように、電池セル３は、筐体３１と、電極アセンブリ３０と、エンドキャップアセンブリ１０と、を含み、エンドキャップアセンブリ１０は、筐体３１に接続（例えば、溶接）されて電池セル３のハウジングを形成するエンドキャッププレート１０’を含み、電極アセンブリ３０が筐体３１内に設けられるとともに、筐体３１内に電解液が充填された。電池セル３は、立方体形、直方体形、または円柱形であってもよい。

【0052】

実際の使用ニーズに応じて、電極アセンブリ３０は、単一または複数設けられてもよい。図１－Ｄに示すように、電池２００内に独立して巻回された電極アセンブリ３０を少なくとも２つ設けてもよい。電極アセンブリ３０は、第１タブと、第２タブと、隣り合う第１タブと第２タブとの間に位置するセパレータとを一緒に巻回または堆積することで本体部を形成することができ、ここで、セパレータが、隣り合う第１タブと第２タブとの間に介在する絶縁体である。本実施例において、第１タブを正極タブとし、第２タブを負極タブとして例示的に説明する。正極活物質は、正極タブのコーティングエリアにコーティングされる一方、負極活物質は、負極タブのコーティングエリアにコーティングされる。本体部のコーティングエリアからはみだした複数の不コーティングエリアが積層されてタブリード３０１とされる。電極アセンブリ３０は、正極タブリードと負極タブリードという２つのタブリード３０１を含む。正極タブリードは、正極タブのコーティングエリアからはみだす一方、負極タブリードは、負極タブのコーティングエリアからはみだす。

【0053】

エンドキャップアセンブリ１０は、電極アセンブリ３０の上部に設けられており、図１－Ｄに示すように、エンドキャップアセンブリ１０は、エンドキャッププレート１０’と、２つの電極端子３２とを含み、２つの電極端子３２は、それぞれ正極端子と、負極端子とであり、各電極端子３２ごとに、エンドキャッププレート１０’と電極アセンブリ３０との間に位置する１つの接続部材２０が対応して設けられた。

【0054】

例えば、図１－Ｄにおける電極アセンブリ３０のタブリード３０１は、上部に位置し、１つの接続部材２０を介して正極端子に正極タブリードが接続されており、もう１つの接続部材２０を介して負極端子に負極タブリードが接続されている。例えば、電池セル３は、筐体３１の両端にそれぞれ設けられた２つのエンドキャップアセンブリ１０を含んでもよく、各エンドキャップアセンブリ１０ごとに１つの電極端子３２が設けられた。

【0055】

エンドキャッププレート１０’には、電池セル３内のガスが多すぎる場合に、電池セル３内のガスをタイムリーに釈放し、爆発の発生を避ける防爆部材がさらに設けられてもよい。

【0056】

エンドキャッププレート１０’には、排気孔が設けられており、排気孔は、エンドキャッププレート１０’の長手方向に沿った中央位置に設けられることができる。防爆部材は、排気孔に設けられた除圧機構３３を含み、通常状態で、除圧機構３３が排気孔に封止して取り付けられ、電池セル３が膨張してハウジング内の気圧が上昇して所定値を超えると、除圧機構３３が開き、ガスが除圧機構３３で外部に釈放される。

【0057】

除圧機構３３とは、電池セル３の内部圧力または内部温度が所定の閾値に達したときに、内部圧力および／または内部物質を放出するように作動することができる部品または部材を指す。除圧機構３３は、具体的に、例えば、防爆弁、エアバルブ、除圧弁または安全弁などの形態を用いることができ、かつ、具体的に、感圧又は感温の部品や構造を用いることができ、すなわち、電池セル３の内部圧力や温度が所定の閾値に達したときに、除圧機構３３が動作を実行したり、除圧機構３３に設けられた脆弱な構造が破壊されたりして、内部圧力を放出することが可能な開口や通路を形成する。本願でいう閾値は、圧力閾値または温度閾値であってもよく、設計要求によって該閾値の設計が異なり、例えば、危険または暴走のリスクがあると考えられる電池セル３の内部圧力または内部温度値に基づいて該閾値を設計または特定することができる。また、該閾値は、例えば、電池セル３における正極タブ、負極タブ、電解液及びセパレータのうちの一種又は複数種に用いられる材料によって決定される可能性がある。

【0058】

本願において言及された「作動」とは、除圧機構３３が動作するか又は一定の状態にアクティブ化されることにより、電池セル３の内部圧力が放出されることを可能にすることを指す。除圧機構３３により発生された動作は、除圧機構３３における少なくとも一部が破裂し、破砕し、引き裂かれ又は開かれる等を含むことができるが、それらに限定されない。除圧機構３３が作動する時に、電池セル３の内部の高温高圧の物質は、排出物として作動する部位から外部へ排出される。このように、圧力又は温度が制御可能な場合に、電池セル３に除圧を発生させることにより、潜在的なより深刻な事故の発生を回避することができる。本願において言及された電池セル３からの排出物は、電解液、溶解又は分裂された正負極タブ、セパレータの破片、反応により生成された高温高圧ガス、火炎等を含むが、それらに限定されない。高温高圧の排出物は、電池セル３の除圧機構３３が設けられた方向に向かって排出されるとともに、より具体的に、除圧機構３３が作動する領域の方向に向かって排出されることができ、このような排出物の威力及び破壊力が非常に大きく、ひいては該方向での一つ又は複数の構造を突き破ることに十分である可能性がある。

【0059】

幾つかの実施例において、図１－Ｄに示すように、エンドキャッププレート１０’に電池セル３内に電解液を注入するための貫通孔が設けられ、貫通孔は、円孔、楕円孔、多角形孔又は他の形状の孔を用いることができ、かつ、エンドキャッププレート１０’の高さ方向に沿って延在することができる。エンドキャッププレート１０’には、貫通孔を閉塞するための注液部材４０が設けられている。

【0060】

電池２００の使用過程における上記問題を解決するために、本願により提供される電池２００の具体的な構造は、以下のとおりである。

【0061】

図２を参照し、電池２００は、シェル１と、蓋体２と、少なくとも１つの電池モジュール３００と、を含む。シェル１は、中空構造であり、かつ開口を有し、シェル１と蓋体２は、開口部で互いに結合されてケースを形成し、該ケースは、少なくとも１つの電池モジュール３００を収容するための収容チャンバを有する。

【0062】

例えば、シェル１と蓋体２は、溶接、ボルト接続、ねじ接続、接着等の方式を用いて接続されてケースを形成することができ、１つ又は複数の電池モジュール３００を収容するために用いられ、シェル１の上方の開口は、取り付け又は交換過程において電池モジュール３００を出し入れするために用いられる。シェル１及び蓋体２は、アルミニウム、アルミニウム合金又は他の金属材料で製造することができる。

【0063】

蓋体２は、シェル１に封止して接続されてシェル１上の開口を閉塞することにより、電池モジュール３００をケース内にパッケージする。

【0064】

図２を参照し、電池モジュール３００は、一つ又は複数の電池セル３を含むことができ、電池モジュール３００が複数の電池セル３を含む場合に、該複数の電池セル３は、所定の規則に従って配列されてもよく、例えば、複数の電池セル３は、直線に沿って一列に配列される。

【0065】

図３、図４、図５を参照し、本願の実施例における蓋体２は、上層板２１と、下層板２３と、仕切り部材２２とを含み、上層板２１は、蓋体２のシェル１から離れるパネルであり、下層板２３は、蓋体２のシェル１に近いパネルであり、例えば、上層板２１と下層板２３は、略平行であり、上層板２１と下層板２３は、それらの周辺の側板２１２によりチャンバを形成し、仕切り部材２２は、チャンバを収集チャンバ２４と消火チャンバ２５に分割するために用いられ、ここで、仕切り部材２２は、板状であってもよく、収集チャンバ２４と消火チャンバ２５は、下層板２３に垂直な方向に沿って分布し、かつ、下層板２３に垂直な方向に沿って、消火チャンバ２５は、収集チャンバ２４の下に位置し、これにより、消火チャンバ２５は、電池セル３に近接し、収集チャンバ２４は、電池セル３から離れる。

【0066】

例えば、上層板２１の縁は、シェル１が位置する側に延在して側板２１２を形成し、側板２１２は、さらに下層板２３と結合されてチャンバが形成され、例えば、側板２１２と下層板２３とが溶接結合され、仕切り部材２２と下層板２３との間に消火チャンバ２５が形成され、仕切り部材２２と上層板２１との間に収集チャンバ２４が形成され、仕切り部材２２は、消火チャンバ２５と収集チャンバ２４とが共通するチャンバ壁であり、消火チャンバ２５と収集チャンバ２４とを仕切るために用いられ、ここで、仕切り部材２２が消火チャンバ２５と収集チャンバ２４とを仕切るとは、２つのチャンバを分けて、消火チャンバ２５と収集チャンバ２４とが連通するか否かを制限しないことを指す。例えば、消火チャンバ２５と収集チャンバ２４とは、仕切り部材２２の貫通孔を介して連通してもよく、消火チャンバ２５と収集チャンバ２４とは連通せず、例えば、仕切り部材２２に貫通孔がなくてもよい。仕切り部材２２と下層板２３の縁は、いずれも側板２１２に接着または溶接で接続されていてもよい。

【0067】

消火チャンバ２５の内部には消火媒体が収容されている。消火媒体としては、例えば、水、液体窒素などの液体消火剤であってもよいし、例えば、ドライパウダー消火剤、フッ化タンパク泡消火剤、水成膜泡消火剤などの固体粉末消火剤であってもよい。例えば、比熱が大きく、熱暴走した電池セル３を迅速に降温させることが可能な、低コストで保存要求も低い液体水を消火媒体として用いる。そして、下層板２３は、電池２００の正常状態では上層板２１の側板２１２との間で水を貯留するように閉塞状態にある。

【0068】

図４、図５を参照し、電池セル３の内部により正確に消火媒体を進入させ、熱暴走した電池セル３内の熱や排出物の発生をより速い速度で阻止し、熱拡散を防止するために、電池セル３上の除圧機構３３は、消火チャンバ２５に対向して設けられている。

【0069】

そして、消火媒体が液体消火剤である場合に、電池セル３の電極端子３２及び電極端子３２に接続されたバスバー部材（不図示）を保護し、消火媒体が電極端子３２及びバスバー部材に散布されたことによる短絡ないしより危険な事故を回避するために、図１、図３を参照し、本願の実施例における電池セル３の電極端子３２と除圧機構３３とは、それぞれ電池セル３の異なる面に位置する。例えば、電極端子３２と除圧機構３３とは、それぞれ電池セル３の互いに垂直な２つの面に位置する。例えば、電池セル３の除圧機構３３が設けられている面を電池セル３の上面と呼ぶことができ、電池セル３の電極端子３２が設けられている面を電池セル３の側面と呼ぶことができ、上面と側面が互いに垂直であり、電池セル３に接続されているバスバー部材は、同様に電池セル３の側面に位置する。消火媒体が電極端子３２とバスバー部材に散布されないようにある程度確保されることによって、消火過程中の安全性が確保される。

【0070】

図５を参照し、除圧機構３３が排出物を噴出するときに、熱暴走した電池セル３をできるだけ速く消火降温するために、下層板２３全体、または少なくとも下層板２３の除圧機構３３との正対箇所を排出物によって破壊されやすい構造とし、ここでの「破壊」の形態は、貫通、破裂、破砕、引き裂かれのうちの１つを含むが、これらに限定されない。本願の実施例において、下層板２３の除圧機構３３との正対箇所を、電池セル３の内部で発生する高温高圧の排出物に溶けられやすい脆弱構造または低融点構造に構造することにより、高温高圧の排出物が作動した除圧機構３３から排出されたときに、排出物が下層板２３を迅速に溶け、消火チャンバ２５の除圧機構３３に対向して設けられたチャンバ壁が破壊されることによって、消火チャンバ２５内の消火媒体が放出され、消火媒体が除圧機構３３を通って電池セル３の内部に入ることによって、熱暴走した電池セル３を消火降温の処理をする。

【0071】

下層板２３の除圧機構３３との正対箇所が脆弱構造に構造されるには、該正対箇所の強度を下層板２３の残りの部分の強度よりも小さくしてもよい。例えば、正対箇所の厚さは、下層板２３の残りの部分の厚さよりも小さく、または、該正対箇所は、貫通孔である。

【0072】

下層板２３の除圧機構３３との正対箇所が低融点構造に構造されるには、該正対箇所の融点を下層板２３の残りの部分の融点よりも小さくしてもよい。

【0073】

本願の他の幾つかの実施例において、下層板２３の除圧機構３３との正対箇所を下層板２３の残りの部位との間にミシン目で接続されたシート状の構造に構造してもよい。これにより、消火媒体を放出するように除圧機構３３から排出された排出物に突き破られやすくなり、消火媒体が除圧機構３３を通って電池セル３の内部に入ることによって、熱暴走した電池セル３を消火降温の処理をする。

【0074】

本願の実施例でいう「ミシン目」とは、引き裂く必要がある部位と引き裂く必要のない部位との間を外力で断続的に破壊することによって形成された断続的なスクライブであり、破壊された材料の位置は、薄くても貫通されず、わずかな外力を受ければ割れることができるが、破壊されていない材料の位置部分は、元の材料の厚さを保留し、このように断続的に破壊されることによって形成される線をミシン目と呼ぶ。ミシン目は、レーザー穴あけ機、レーザーマーカー、レーザースクライブ機またはレーザーカッターで形成することができる。

【0075】

図６～図１１を参照し、除圧機構３３の作動時に消火チャンバ２５がより破壊されやすく、かつ消火チャンバ２５内の消火媒体が電池セル３内に流入しやすくするために、消火チャンバ２５のチャンバ壁である下層板２３には、下層板２３が電池セル３側に凹んで形成された収容凹部２３１が設けられ、下層板２３の電池セル３から離れた表面が凹んで収容凹部２３１が形成され、収容凹部２３１の開口は、仕切り部材２２に向かっており、収容凹部２３１の厚さは、下層板２３の他の部位の厚さよりも薄くなることによって、電池セル３の排出物によって収容凹部２３１が破壊されやすくなる。収容凹部２３１は、１つまたは複数設けられるとともに、各収容凹部２３１は、少なくとも１つの除圧機構３３に対向して設けられている。

【0076】

上記消火チャンバ２５の構造により、収容凹部２３１と除圧機構３３との間の距離が近くなり、かつ厚さも薄いため、除圧機構３３の作動時に、電池セル３から発生する排出物によって速やかに溶け破壊されることによって、消火媒体を釈放して消火降温し、熱拡散の発生を阻止することができる。また、収容凹部２３１が破壊された後でも、収容凹部２３１は、消火チャンバ２５内の消火媒体を収容凹部２３１に案内して流入させるとともに、収容凹部２３１の破壊された部位に向かって流し続け、電池セル３の内部にできるだけ速やく進入させるためのガイド作用をさらに奏することができ、熱暴走を速やかに抑制する効果を図る。

【0077】

図６～図８を参照し、収容凹部２３１が２つ以上設けられている場合に、隣接する２つの収容凹部２３１の間は、互いに独立して互いに分離することができ、各収容凹部２３１の内部の消火媒体は、該収容凹部２３１の内部を流通することによって、各収容凹部２３１内で一定の消火媒体を保持することができる。

【0078】

また、図９～図１１を参照し、収容凹部２３１が２つ以上設けられている場合に、隣り合う２つの収容凹部２３１の間は、互いに連通してもよい。例えば、隣り合う２つの収容凹部２３１は、異なる収容凹部２３１の内部の消火媒体が互いに流通できるように、開口方向が収容凹部２３１の開口方向と同じであるガイド溝を介して互いに連通しており、１つの収容凹部２３１に対応する１つの除圧機構３３が作動すると、各収容凹部２３１の内部の消火媒体がいずれも該除圧機構３３に向かって流動することができ、消火媒体の十分な供給が確保される。

【0079】

消火チャンバ２５のチャンバ壁が破壊された瞬間とその後の短時間内で、熱暴走した電池セル３は、熱や排出物を発生するとともに、除圧機構３３を通って排出され、熱や排出物は、消火チャンバ２５にあふれるようになる。

【0080】

熱や排出物によって消火チャンバ２５内の気圧が必ず膨らみが生じるまで上昇し、深刻な場合に、爆発を引き起こすなどの状況を回避するために、本願の実施例において、収集チャンバ２４を消火チャンバ２５の電池セル３から離れた側に位置するように設けるとともに、仕切り部材２２を、除圧機構３３の作動時に排出物が貫通し得る構造に構造することによって、排出物が消火チャンバ２５を介して収集チャンバ２４に入り、消火チャンバ２５内の気圧が高くなりすぎる状況を緩和し、深刻な安全事故の発生を回避する。

【0081】

図１２を参照し、本願の一実施例に開示されている電池２００において、仕切り部材２２は、除圧機構３３の作動時に排出物によって破壊されることによって、排出物が消火チャンバ２５を介して収集チャンバ２４に入るように構造される。ここでの「破壊」の形態は、貫通、破裂、破砕、引き裂かれのうちの１つを含むが、それらに限定されない。

【0082】

例えば、仕切り部材２２は、除圧機構３３に対向して設けられた少なくとも１箇所の脆弱部２２１を含む。脆弱部２２１は、本実施例において、電池セル３の内部で発生する高温高圧の排出物に溶けられたり突き破られたりしやすい脆弱構造または低融点構造である。例えば、脆弱部２２１は、仕切り部材２２の一部であり、かつ、脆弱部２２１の強度が仕切り部材２２の他の部分よりも低い。例えば、脆弱部２２１の厚さが仕切り部材２２の他の部分よりも小さい。あるいは、脆弱部２２１と仕切り部材２２の残りの部位との間をミシン目で接続することで、高温高圧の排出物により、下層板２３が破壊された後で、消火チャンバ２５から消火媒体を放出すると同時に、排出物が溶けや高圧突き破りで脆弱部２２１を迅速に破壊するとともに、収集チャンバ２４内に入り、収集チャンバ２４が消火チャンバ２５内の排出物に対して除圧し、電池２００に膨らみや爆発の発生を回避し、電池２００の使用安全性を向上させることができる。

【0083】

図１３を参照し、本願の別の実施例に開示されている電池２００は、上記実施例における電池と基本的に同じであるが、仕切り部材２２の構造が異なることに相違している。

【0084】

例えば、本実施例における仕切り部材２２には、消火チャンバ２５と収集チャンバ２４とを連通する貫通孔２２２が設けられており、これにより、排出物が消火チャンバ２５のチャンバ壁を破壊した後で、貫通孔２２２を介して仕切り部材２２を貫通して収集チャンバ２４内に入ることが許容される。

【0085】

本実施例における貫通孔２２２は、除圧機構３３に対向して設けられることにより、排出物が消火チャンバ２５を介して速やかに収集チャンバ２４内に直接的に入り、消火チャンバ２５の圧力を緩和する。

【0086】

図１４を参照し、本願の別の実施例は、他の実施例と基本的に同じであるが、仕切り部材２２と下層板２３との間に、排出物を収集チャンバ２４内に速やかに導入するための排出路２６がさらに設けられており、排出路２６が除圧機構３３に対向して設けられており、各排出路２６ごとに１つまたは複数の除圧機構３３を対応させており、例えば、１つの排出路２６が１つの電池セル３上の除圧機構３３、または、複数の電池セル３上の除圧機構３３に対応していることに相違している。

【0087】

本実施例における排出路２６は、開口が除圧機構３３に向かって設けられている凹溝として構造されている。凹溝の具体的な構造として、凹溝は、仕切り部材２２の少なくとも一部として構造された底壁２６１と、消火チャンバ２５と排出路２６とを仕切るための、消火チャンバ２５の少なくとも一部のチャンバ壁として構造された、底壁２６１に接続された側壁２６２とを有している。底壁２６１は、除圧機構３３に対向して設けられている。ここでの底壁２６１は、前記の実施例における脆弱部２２１と同じ構造に構造されている。側壁２６２は、除圧機構３３に向かって延設されている。本実施例における側壁２６２と底壁２６１との間は、直接接続されており、側壁２６２の底壁２６１から離れる一端は、下層板２３に当接している。

【0088】

消火チャンバ２５は、排出物が排出路２６を通過するときに排出物によって破壊されるとともに、消火媒体を放出する。それと同時に、排出物は、排出路２６の開口を介して排出路２６に入るとともに、凹溝の底壁２６１を破壊する。排出路２６は、仕切り部材２２を貫通して収集チャンバ２４に入るように排出物を案内するために用いられ、これによって、排出物は収集される。

【0089】

図１５を参照し、本願の別の実施例は、上記の実施例と基本的に同じであるが、本実施例における排出路２６が、下層板２３の電池セル３から離れる側に接続された側壁２６２のみを有し、側壁２６２が電池セル３から離れる方向に延在するように構造され、仕切り部材２２は、上記の実施例と同様に貫通孔２２２を有する構造を用い、側壁２６２が貫通孔２２２の縁に当接するか、または貫通孔２２２内に挿入されることによって、消火チャンバ２５を封止することに相違している。

【0090】

消火チャンバ２５は、排出物が排出路２６を通過するときに排出物によって破壊されるとともに、消火媒体を放出する。それと同時に、排出物は、側壁２６２で囲まれた領域を介して排出路２６に入り、仕切り部材２２上の貫通孔２２２を経て収集チャンバ２４に入る。これにより、排出物は収集される。

【0091】

図１、図２を参照し、上記の各実施例において、収集チャンバ２４にも、気圧が飽和することがあるため、蓋体２には、電池セル３の熱暴走時に収集チャンバ２４で収集された排出物を電池２００の外部に排出し、電池２００の使用安全性を向上させるための、例えば、防爆弁、エアバルブ、除圧弁または安全弁などの圧力で作動する弁２７が設けられてもよい。

【0092】

また、図８、図９及び図１０を参照し、蓋体２の上層板２１が高温高圧の排出物によって噴付貫通されるのを防止するために、上層板２１には補強板２１１が設けられており、補強板２１１は、上層板２１と一体で、厚くされた構造に構造されてもよいし、上層板２１に溶接や接着、またはねじ接続された補強構造に構造されてもよい。補強板２１１は、金属板であってもよいし、雲母板、ロックウール板、フライアッシュバルン板、バーミキュライト板などの軽量耐火板であってもよい。補強板２１１は、蓋体２の内部に設けられてもよいし、蓋体２の外部に設けられてもよい。補強板２１１は、上層板２１全体を覆ってもよいし、下層板２３上の収容凹部２３１に対する上層板２１の位置のみに設けられてもよい。図中、補強板２１１は、下層板２３上の収容凹部２３１に対する上層板２１の位置に設けられるとともに、蓋体２の外部に設けられた場合の概略図のみが示されており、補強板２１１の残りの設置状況は、図示されていないが、当業者は、これに基づいて合理的に推定することができ、図示は省略する。

【0093】

蓋体２の上層板２１は、補強されているため、排出物に噴付貫通されにくい。電池２００の使用安全性は、確保されている。

【0094】

本願の別の実施例において、消火チャンバ２５内の消火媒体は、消火チャンバ２５内に予め収容されてもよい。

【0095】

本願の別の実施例において、電池２００は、電池セル３の温度を調整するための熱管理部材（不図示）をさらに含み、かつ、熱管理部材は、消火チャンバ２５に消火媒体を送るように消火チャンバ２５に連通するように構造されている。消火媒体は、熱管理部材によって電池セル３を温度制御することができるだけでなく、さらに、電池セル３に熱暴走が発生した場合に、熱管理部材が消火チャンバ２５に消火媒体を送ることによって、消火媒体の十分な供給を確保する効果を図ることができる。

【0096】

一般的に、熱管理部材は、電池セル３の底部に設けられ、電池セル３の温度を調整するために用いられ、例えば、熱管理部材は、電池セル３を降温させたり、予め設定された温度まで昇温させたりするために用いられる。電池セル３を冷却または降温させる場合、該熱管理部材は、複数の電池セル３を降温させるために冷却流体を収容するために用いられる。このとき、熱管理部材は、冷却部材、冷却システムまたは冷却板などと呼ばれてもよく、それに収容されている流体は、冷却媒体または冷却流体と呼ばれてもよく、より具体的には、冷却液または冷却ガスと呼ばれてもよく、それに収容されている流体は、直接的に、消火媒体であってもよく、ここでの流体は、循環して流れるように設定することができる。また、熱管理部材は、複数の電池セル３を昇温させるように加熱するために用いられてもよく、本願の実施例は、これを限定しない。

【0097】

例えば、熱管理部材は、ケースを貫通してシェル１の外部に延在する接続管を含み、電池２００の外部に設けられた貯液容器（図中、不図示）に連結される。貯液容器内に消火媒体が収容され、ここで、熱管理部材と貯液容器とは、接続管を介して循環回路を構成する。熱管理部材は、消火チャンバ２５に連通するように構造されており、例えば、熱管理部材は、管路を介して消火チャンバ２５に連通したり、熱管理部材、消火チャンバ２５及び接続管は、三方管を介して連通したりする。

【0098】

熱管理部材が電池セル３の温度を降下させる必要がある場合に、電池セル３の温度を降下させるように、温度の低い消火媒体が接続管を介して貯液容器と熱管理部材との間を循環して流れる。熱管理部材が電池セル３の温度を上昇させる必要がある場合に、貯液容器に温度の高い消火媒体を収容してもよい。消火媒体は、接続管を介して貯液容器と熱管理部材の間を循環して流れ、電池セル３に対する昇温を実現し、電池セル３に対する温度調整を実現し、電池セル３を所定の温度で動作させることが確保され、電池２００の使用性能が確保される。

【0099】

以上により、本願に提供された電池２００は、蓋体２に隣接する消火チャンバ２５と収集チャンバ２４とが設けられており、電池セル３の熱暴走時に消火チャンバ２５の膨らみ、さらなる爆発を阻止するように、収集チャンバ２４が消火チャンバ２５内の消火媒体を除圧することができる。これにより、本願の実施例における電池２００は、電池セル３の熱暴走の状況をタイムリーに制御し、それ以上の発熱や高温排出物の発生を防止することができるだけでなく、さらに電池セル３から既に発生した熱や排出物を除圧し、ケースにおける熱や排出物が蓄積し続けて爆発し、より深刻な安全事故を引き起こすのを防止することができる。

【0100】

そして、本願における電池２００は、上記の特性を有しているため、本願に提供される電池２００により提供される電力を用いる受電装置は、電池爆発による安全事故が発生しにくく、使用安全性が高い。

【0101】

また、本願は、本願における上記の電池２００を作製するための電池の作製方法もさらに提供する。

【0102】

図１６を参照し、本願の一実施例において、電池２００の作製方法は、
電池セル３であって、電池セル３の数が１つまたは複数であってもよく、電池セル３は、電池セル３の内部圧力または温度が閾値に達したときに、内部圧力を放出するように作動するための除圧機構６を含む電池セル３を提供するステップａと、
消火媒体を収容するための消火チャンバ２５であって、いくつかの実施例において、除圧機構３３の作動時に、消火媒体が電池セル３の内部に入るように消火媒体を放出するように構造されている消火チャンバ２５を提供するステップｂと、
消火チャンバ２５の電池セル３から離れる側に位置する、除圧機構３３の作動時に電池セル３からの排出物を収集するための収集チャンバ２４を提供するステップｃと、
消火チャンバ２５と収集チャンバ２４とを仕切るための仕切り部材２２を提供するステップｄと、を含む。

【0103】

ここで、仕切り部材２２は、除圧機構３３の作動時に、排出物が消火チャンバ２５を介して収集チャンバ２４に入るように、排出物を貫通させるように構造されている。

【0104】

上記の各ステップの順序は、上記の配列順に完全に従って行われるわけではなく、実際に電池２００を製造する過程で、上記のステップの順序を実情に応じて調整したり、同期して行ったり、あるいは他のステップを加えて電池２００の他の部材を製造したりすることによって、最終的に必要な電池２００を得ることができる。具体的には、電池２００の一部の実施例を参照されたい。

【0105】

いかなる関連部材の製造および関連部材の接続が可能な方法は、いずれも本願の実施例の保護範囲内に収まる。本願の実施例は、ここで詳しい説明を省略する。

【0106】

本願の第４態様は、電池の作製設備を提供し、図１７を参照し、電池の作製設備は、
電池セル３の内部圧力または温度が閾値に達したときに、内部圧力を放出するように作動するための除圧機構３３を含む電池セル３を提供するための第１設備４０１と、
消火媒体を収容するための消火チャンバ２５であって、除圧機構３３の作動時に、消火媒体が電池セル３の内部に入るように消火媒体を放出するように構造されている消火チャンバ２５を提供するための第２設備４０２と、
消火チャンバ２５の電池セル３から離れる側に位置する、除圧機構３３の作動時に電池セル３からの排出物を収集するための収集チャンバ２４を提供するための第３設備４０３と、
消火チャンバ２５と収集チャンバ２４とを仕切るための仕切り部材２２を提供するための第４設備４０４と、を含む。

【0107】

ここで、第４設備４０４に提供される仕切り部材２２は、除圧機構３３の作動時に、排出物が消火チャンバ２５を介して収集チャンバ２４に入るように、排出物を貫通させるように構造されている。

【0108】

上記の各電池２００を作製する設備が有するべき具体的な機能と詳細について、対応する電池２００の実施例において既に詳細に説明されたため、ここで、詳しい説明を省略する。

【0109】

本願において、上記の各保護主題と各実施例における特徴との間は、相互に参考にすることができ、当業者は、構造が許す限り、より多くの実施例を形成するように、異なる実施例における構成要件を柔軟に組み合わせることもできる。

【0110】

以上、本願に提供される電池、受電装置、電池を作製する方法及び設備を詳しく紹介した。本明細書では、具体的な実施例を適用して本願の原理及び実施形態を述べたが、以上の実施例の説明は、単に本願の方法及びその中心思想を理解しやすくするためのものに過ぎない。なお、当業者にとっては、本願の原理を逸脱することなく、本願にいくつかの改良や修飾を行うことができ、これらの改良や修飾も本願の特許請求の範囲による保護範囲内にある。

【符号の説明】

【0111】

２００ 電池
２１０ コントローラ
２２０ モーター
３００ 電池モジュール
２０１ 第１ケース
２０２ 第２ケース
３０ 電極アセンブリ
３０１ タブリード
１０ エンドキャップアセンブリ
１０’ エンドキャッププレート
２０ 接続部材
４０ 注液部材
１ シェル
２ 蓋体
２１ 上層板
２１１ 補強板
２１２ 側板
２２ 仕切り部材
２２１ 脆弱部
２２２ 貫通孔
２３ 下層板
２３１ 収容凹部
２４ 収集チャンバ
２５ 消火チャンバ
２６ 排出路
２６１ 底壁
２６２ 側壁
２７ 弁
３ 電池セル
３１ 筐体
３２ 電極端子
３３ 除圧機構
４０１ 第１設備
４０２ 第２設備
４０３ 第３設備
４０４ 第４設備

【図1-A】

【図1-B】

【図1-C】

【図1-D】

【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】

【手続補正書】

【提出日】2023-01-24

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１０２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0102】

図１６を参照し、本願の一実施例において、電池２００の作製方法は、
電池セル３であって、電池セル３の数が１つまたは複数であってもよく、電池セル３は、電池セル３の内部圧力または温度が閾値に達したときに、内部圧力を放出するように作動するための除圧機構３３を含む電池セル３を提供するステップａと、
消火媒体を収容するための消火チャンバ２５であって、いくつかの実施例において、除圧機構３３の作動時に、消火媒体が電池セル３の内部に入るように消火媒体を放出するように構造されている消火チャンバ２５を提供するステップｂと、
消火チャンバ２５の電池セル３から離れる側に位置する、除圧機構３３の作動時に電池セル３からの排出物を収集するための収集チャンバ２４を提供するステップｃと、
消火チャンバ２５と収集チャンバ２４とを仕切るための仕切り部材２２を提供するステップｄと、を含む。

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

除圧機構を含む電池セルであって、前記除圧機構は、前記電池セルの内部圧力または温度が閾値に達したときに、前記内部圧力を放出するように作動するためのものである電池セルと、
消火媒体を収容するための消火チャンバであって、前記除圧機構の作動時に、前記消火媒体が前記電池セルの内部に入るように前記消火媒体を放出するように構造されている消火チャンバと、
前記消火チャンバの前記電池セルから離れる側に位置する、前記除圧機構の作動時に前記電池セルからの排出物を収集するための収集チャンバと、
前記消火チャンバと前記収集チャンバとを仕切るための仕切り部材と、を含む電池において、
前記仕切り部材は、前記除圧機構の作動時に、前記排出物が前記消火チャンバを介して前記収集チャンバに入るように、前記排出物を貫通させるように構造されている、電池。

【請求項2】

前記仕切り部材は、前記除圧機構の作動時に、前記排出物が前記消火チャンバを介して前記収集チャンバに入るように前記排出物によって破壊されるように構造されている、
請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記仕切り部材には、前記除圧機構の作動時に、前記排出物によって破壊されるように構造されている脆弱部が設けられている、
請求項２に記載の電池。

【請求項4】

前記仕切り部材には、前記排出物が前記仕切り部材を貫通することが許容されるように構造されている貫通孔が設けられている、
請求項１に記載の電池。

【請求項5】

前記仕切り部材は、前記消火チャンバと前記収集チャンバとが共通するチャンバ壁に構造されている、
請求項１～４のいずれか１項に記載の電池。

【請求項6】

前記電池は、
前記電池セルを収容するためのシェルと、
前記電池セルをパッケージするように前記シェルに接続されるための蓋体と、をさらに含み、
前記消火チャンバ、前記収集チャンバ及び前記仕切り部材は、前記蓋体の少なくとも一部として構造されている、
請求項１～５の何れか１項に記載の電池。

【請求項7】

前記蓋体には、前記仕切り部材を貫通して前記収集チャンバに入るように前記排出物を案内するための排出路が設けられている、
請求項６に記載の電池。

【請求項8】

前記消火チャンバは、前記排出物が前記排出路を通過するときに、前記消火媒体を放出するように、前記排出物によって破壊されるように構造されている、
請求項７に記載の電池。

【請求項9】

前記排出路は、開口が前記除圧機構に向かって設けられている凹溝として構造されており、前記排出物は、前記開口を介して前記排出路に入る、
請求項７または８に記載の電池。

【請求項10】

前記凹溝は、前記除圧機構に対向して設けられている底壁と、前記除圧機構に向かって延設されている、前記底壁に接続された側壁とを有している、
請求項９に記載の電池。

【請求項11】

前記底壁は、前記仕切り部材の少なくとも一部として構造されており、前記側壁は、前記消火チャンバの少なくとも一部のチャンバ壁として構造されている、
請求項１０に記載の電池。

【請求項12】

前記消火チャンバは、前記除圧機構の作動時に、前記消火媒体を放出するように、前記排出物によって破壊されるように構造されている、
請求項１～１１の何れか１項に記載の電池。

【請求項13】

前記消火チャンバは、前記除圧機構に対向して設けられている収容凹部を含み、前記除圧機構の作動時に前記消火媒体を前記収容凹部に向かって流すように、前記収容凹部は、前記消火チャンバの前記除圧機構に向かうチャンバ壁が凹んで形成される、
請求項１～１２の何れか１項に記載の電池。

【請求項14】

前記収容凹部は、少なくとも２つ設けられており、隣接する２つの前記収容凹部の間は、互いに連通している、
請求項１３に記載の電池。

【請求項15】

前記電池は、前記電池セルの温度を調整するための熱管理部材をさらに含み、かつ、前記熱管理部材は、前記消火チャンバに前記消火媒体を送るように前記消火チャンバに連通するように構造されている、
請求項１～１４の何れか１項に記載の電池。

【請求項16】

請求項１～１５の何れか１項に記載の電池を含み、前記電池が電力を提供するために用いられる、
受電装置。

【国際調査報告】