▶ 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・リミテッドの特許一覧
(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】2023-10-12
(54)【発明の名称】電池、電気装置、電池の製造方法および装置
(51)【国際特許分類】
H01M 50/588 20210101AFI20231004BHJP
H01M 50/342 20210101ALI20231004BHJP
H01M 50/505 20210101ALI20231004BHJP
H01M 50/526 20210101ALI20231004BHJP
H01M 50/591 20210101ALI20231004BHJP
H01M 50/204 20210101ALI20231004BHJP
H01M 50/209 20210101ALI20231004BHJP
H01M 50/213 20210101ALI20231004BHJP
【ＦＩ】
H01M50/588
H01M50/342 101
H01M50/505
H01M50/526
H01M50/591 101
H01M50/204 401F
H01M50/209
H01M50/213
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023509570
(86)(22)【出願日】2020-10-19
(85)【翻訳文提出日】2023-02-09
(86)【国際出願番号】 CN2020122001
(87)【国際公開番号】W WO2022082398
(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】▲呉▼ ▲凱▼
(72)【発明者】
【氏名】黄 小▲騰▼
(72)【発明者】
【氏名】汪 文礼
(72)【発明者】
【氏名】洪 家▲榮▼
(72)【発明者】
【氏名】▲楊▼ ▲海▼奇
(72)【発明者】
【氏名】胡 浪超
【テーマコード（参考）】
5H012
5H040
5H043
【Ｆターム（参考）】
5H012AA01
5H012AA07
5H012FF08
5H012JJ06
5H012JJ10
5H040AA37
5H040AS07
5H040AT01
5H040AT02
5H040AT06
5H040AY04
5H040AY05
5H040AY08
5H040DD03
5H040NN01
5H043AA04
5H043AA13
5H043AA14
5H043BA19
5H043CA03
5H043CA04
5H043CA05
5H043FA04
5H043HA22F
5H043JA21F
5H043LA02F
(57)【要約】
本願は電池、電気装置、電池の製造方法および装置に関するものであり、電池は、電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルであって、母線部材によって電気接続されるように構成される複数の電池セルと、圧力解放機構の作動時に電池セルからの排出物が少なくとも一つの電池セルを短絡させることを防止するように、母線部材を被覆するための絶縁部材とを備える。絶縁部材で母線部材を被覆することにより、故障した一つまたは複数の電池セルから排出物が排出される場合、一部の排出物が母線部材などの導電物に飛散することを防止できるため、電池セルの短絡や高圧発火の発生確率を低減することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して前記内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルであって、母線部材によって電気接続されるように構成される複数の電池セルと、前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を被覆するための絶縁部材と、
を備える電池。
【請求項2】
前記絶縁部材および前記母線母材はいずれも複数に設けられ、各前記絶縁部材は少なくとも一つの前記母線部材を被覆する請求項１に記載の電池。
【請求項3】
前記絶縁部材は、前記圧力解放機構側に位置する複数の母線部材を被覆するように設置される請求項２に記載の電池。
【請求項4】
複数の前記電池セルは、電池モジュールとして積層して形成し、前記絶縁部材は、隣接する前記電池モジュールに位置する母線部材を被覆するように設置される請求項１～３のいずれか１項に記載の電池。
【請求項5】
前記絶縁部材の厚さは０．５～３ｍｍである請求項１～４のいずれか１項に記載の電池。
【請求項6】
消防媒体を収容するための、前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルに前記消防媒体を排出するように設置される消防配管をさらに備え、前記絶縁部材は、前記圧力解放機構の作動時に前記消防媒体が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するために用いられる請求項１～５のいずれか１項に記載の電池。
【請求項7】
前記消防配管は、前記圧力解放機構に対応する第１の領域と前記第１の領域の外周に位置する第２の領域とを含み、前記第１の領域は、前記圧力解放機構の作動時に破壊されることにより、前記消防媒体を排出させるために用いられ、前記第２の領域は、前記圧力解放機構の作動時に完全性を維持することにより、前記消防媒体が前記第２の領域から前記第１の領域へ流れることを可能にするために用いられる請求項６に記載の電池。
【請求項8】
前記消防配管と前記電池セルとの間に設けられ、前記第２の領域を保護するための防護部材をさらに備える請求項７に記載の電池。
【請求項9】
前記防護部材は、第３の領域と第４の領域と含み、前記第３の領域は、前記圧力解放機構の作動時に前記消防配管の前記第２の領域を保護するために用いられ、前記第４の領域は、前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が前記第４の領域によって前記第１の領域を破壊することを可能にするために用いられる請求項８に記載の電池。
【請求項10】
前記防護部材は、前記圧力解放機構の作動時に前記電池セル内に流入するための前記消防媒体を収集するための前記消防配管収容用第１の溝を形成するように設置される請求項９に記載の電池。
【請求項11】
前記第１の溝の底壁において、前記第１の領域に対応する領域には前記第４の領域が設けられている請求項１０に記載の電池。
【請求項12】
前記母線部材を装着するための隔離部材をさらに備える請求項８～１１のいずれか１項に記載の電池。
【請求項13】
前記隔離部材は、前記母線部材と前記電池セルとを電気接続するために、少なくとも一部の前記母線部材を露出するように設置される回避領域を有する請求項１２に記載の電池。
【請求項14】
前記隔離部材には、前記防護部材が配置された第２の溝が設けられている請求項１２または１３に記載の電池。
【請求項15】
請求項１～１４のいずれか１項に記載の電池から提供される電力を受け取るように設置される電気装置。
【請求項16】
電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して前記内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルを複数提供することと、複数の前記電池セルを母線部材によって電気接続することと、
前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を絶縁部材で被覆することと、
を含む電池の製造方法。
【請求項17】
電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して前記内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルを複数提供するための第１の装置と、複数の前記電池セルを母線部材によって電気接続するための第２の装置と、
前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を絶縁部材で被覆するための第３の装置と、
を含む電池の製造装置。
【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、電気装置、電池の製造方法および装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、新エネルギー自動車の登場は、社会の発展や環境保護の促進に大きな役割を果たしており、新エネルギー自動車の分野では、電池が重要な新動力源として広く使用されている。
【0003】
現在、使用中の電池の熱暴走による自然発火は、新エネルギー自動車の安全事故を引き起こす大きな要因である。電池内のある電池セルが熱暴走になった際に、電池セルから高温排出物が噴射され、該高温排出物は周囲の電池セルに飛散して重大な安全事故を引き起こしてしまう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本願は、電池の熱暴走による安全事故を減少可能な電池、電気装置、電池の製造方法および装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本願の第１の態様では、電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して前記内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルであって、母線部材によって電気接続されるように構成される複数の電池セルと、
前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を被覆するための絶縁部材と、を備える電池を提供する。
前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を被覆するための絶縁部材と、を備える電池を提供する。
【0006】
いくつかの実施例では、前記絶縁部材および前記母線母材はいずれも複数に設けられ、各前記絶縁部材は少なくとも一つの前記母線部材を被覆する。
【0007】
いくつかの実施例では、複数の前記電池セルは、電池モジュールとして積層して形成し、前記絶縁部材は、隣接する前記電池モジュールに位置する母線部材を被覆するように設置される。
【0008】
いくつかの実施例では、前記絶縁部材の厚さは０．５～３ｍｍである。
【0009】
いくつかの実施例では、消防媒体を収容し、前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルに前記消防媒体を排出するように設置される消防配管をさらに備え、前記絶縁部材は、前記圧力解放機構の作動時に前記消防媒体が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するために用いられる。
【0010】
いくつかの実施例では、前記消防配管は、前記圧力解放機構に対応する第１の領域と、前記第１の領域の外周に位置する第２の領域とを含み、前記の第１の領域は、前記圧力解放機構の作動時に破壊されることにより、前記消防媒体を排出させるために用いられ、前記第２の領域は、前記圧力解放機構の作動時に完全性を維持することにより、前記消防媒体が前記第２の領域から前記第１の領域へ流れることを可能にするために用いられる。
【0011】
いくつかの実施例では、前記消防配管と前記電池セルとの間に設けられ、前記第２の領域を保護するための防護部材をさらに備える。
【0012】
いくつかの実施例では、前記防護部材は、第３の領域と第４の領域とを含み、前記第３の領域は、前記圧力解放機構の作動時に前記消防配管の前記第２の領域を保護するために用いられ、前記第４の領域は、前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が前記第４の領域によって前記第１の領域を破壊することを可能にするために用いられる。
【0013】
いくつかの実施例では、前記防護部材は、前記圧力解放機構の作動時に前記電池セル内に流入するための前記消防媒体を収集するための前記消防配管収容用第１の溝を形成するように設置される。
【0014】
いくつかの実施例では、前記第１の溝の底壁において、前記第１の領域に対応する領域には前記第４の領域が設けられている。
【0015】
いくつかの実施例では、前記母線部材を装着するための隔離部材をさらに備える。
【0016】
いくつかの実施例では、前記隔離部材は、前記母線部材と前記電池セルを電気接続するために、少なくとも一部の前記母線部材を露出するように設置される回避領域を有する。
【0017】
いくつかの実施例では、前記隔離部材には、前記防護部材が配置された第２の溝が設けられている。
【0018】
本願の第２の態様では、前記電池から提供される電力を受け取るように設置される電気装置を提供する。
【0019】
本願の第３の態様では、電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して前記内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルを複数提供することと、
複数の前記電池セルを母線部材によって電気接続することと、
前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を絶縁部材で被覆することと、を含む電池の製造方法を提供する。
複数の前記電池セルを母線部材によって電気接続することと、
前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を絶縁部材で被覆することと、を含む電池の製造方法を提供する。
【0020】
本願の第４の態様では、電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルを複数提供するための第１の装置と、
複数の前記電池セルを母線部材によって電気接続するための第２の装置と、
前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を絶縁部材で被覆するための第３の装置と、を含む電池の製造装置を提供する。
複数の前記電池セルを母線部材によって電気接続するための第２の装置と、
前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を絶縁部材で被覆するための第３の装置と、を含む電池の製造装置を提供する。
【発明の効果】
【0021】
本願の実施例に係る電池によれば、絶縁部材を設けて母線部材を被覆することにより、電池が熱暴走になった際に、電池セルから解放される排出物が母線部材や他の導電物に飛散することを防止できるため、電池セルの短絡や高圧発火の発生確率を低減し、電池使用時の安全性を高めることができる。
【0022】
本願の実施例または公知技術における発明をより明確に説明するために、以下は実施例または公知技術の説明にとって必要な図面を簡単に説明する。下記の図面は本願のいくつかの実施例であり、当業者であれば、創造的な努力をせずに、これらの図面に基づいてさらに他の図面を取得できることは明らかである。
【0023】
ここで説明される図面は本願をさらに理解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およびその説明は本願を解釈するためのものであり、本願を不当に制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1-A】本願の実施例の電気装置の構造概略図である。
【図1-B】本願の実施例の電池の構造概略図である。
【図1-C】本願の実施例の電池モジュールの構造概略図である。
【図1-D】本願の実施例の電池セルの構造概略図である。
【図2】本願の実施例の電池ケース内部の構造概略図である。
【図4】本願の実施例の他の電池ケース内部の構造分解図である。
【図5】本願の実施例の更なる電池ケース内部の構造概略図である。
【図9】本願の実施例の電池の製造方法のフロチャートである。
【図10】本願の実施例の電池の製造装置のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本願の目的、発明および利点をより明確化するために、以下は図面および実施を参照し、本願をさらに詳しく説明する。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過ぎず、本願の好ましい実施例であり、これにより本願の保護範囲を制限するわけではないと理解すべきである。したがって、本願の構造、形状、原理に基づいて行われる等価な変形は、いずれも本願の範囲内である。
【0026】
特に定義しない限り、本明細書で用いられる全ての技術用語および科学用語は、本願に係る当業者が一般的に理解するものと同じ意味を有する。本明細書で用いられる用語は、具体的な実施例を説明するためだけであり、本願を限定することを意図するものではない。本願の明細書、特許請求の範囲および図面の簡単な説明における「含む」や「有する」という用語、並びにそれらのいかなる変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図するものである。
【0027】
本明細書で言う「実施例」は、実施例に記載の特定の特徴、構造または特性を組み合わせたものが本願の少なくとも１つの実施例に含まれ得ることを意味する。本明細書の各箇所に現れるこの「実施例」という用語は、必ずしも全てが同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と互いに排他的で独立または代替の実施例を意味するものでもない。当業者は、本明細書に記載された実施例が他の実施例と組み合わされてもよいことを明示的にも暗黙的にも理解できる。
【0028】
本願の「および／または」という用語は、関連する対象の関連関係を説明するものに過ぎず、３つの関係があり得ることを意味する。「Ａおよび／またはＢ」を例にすると、単にＡ、ＡとＢの両方、単にＢという３つの場合があり得る。また、本文中の「／」は、一般的に前後の関連対象が「または」という関係を有すると示す。
【0029】
また、本願の明細書や特許請求の範囲または前記図面における「第１」「第２」などの用語は、特定の順序を記述するためではなく、異なる対象を区別するために用いられ、１つまたはそれ以上の該特徴が含まれていると明示的または暗黙的に示してもよい。
【0030】
本願の説明において、特に定義しない限り、「複数」という用語は２つ以上（２つを含む）を意味し、同様に、「複数組」は２組以上（２組を含む）を意味する。
【0031】
なお、本願の説明において、特に明確な規定や制限がない限り、「装着」、「つながる」、「接続」などの用語は、広義に理解されるべきである。例えば、機械構造の「つながる」、「接続」は物理的接続であってもよい。物理的接続は、ねじ、ボルトまたは他の固定部材による固定接続でも、インターロック式またはスナップフィット式のような取り外し可能な接続でも、溶接、接着または一体成形による一体化型接続でもよい。回路構造の「つながる」、「接続」は、物理的接続のほか、電気接続または信号接続であってもよい。例えば、直接つながり、つまり物理的接続でも、少なくとも一つの素子を介した間接つながってもよく、回路の連通を実現すればよく、さらに両素子の内部的な連通であってもよい。信号接続は、電気回路を介して信号接続するほかに、無線電波のようなメディア媒体を介した信号接続を指すこともできる。当業者からすれば、具体的な状況に応じて本願の実施例におけるこれらの用語の具体的な意味を理解できる。
【0032】
以下の実施例において各方位を明確に説明するために、いくつかの方位用語を使用することができる。例えば、図１－Ｄの座標系は、電池の各方位の方向を定義している。ｘ方向は電池セル４００の長さ方向を示し、水平面内でｘ方向に垂直なｙ方向は、電池セル４００の幅方向を示し、ｘおよびｙ方向に垂直なｚ方向は、電池の高さ方向を示す。また、本実施例の電池の各部材の動作や構造を示す方向を説明するために用いた前記ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向という表現は、絶対的なものではなく相対的なものであり、かつ電池の各部材が図面に示す位置にある場合にこれらの表示は適切であるが、これらの位置が変化した場合に、前記変化に対応するために、これらの方向も異なって解釈されるべきである。
【0033】
方位に対する同じ理解に基づき、本願の説明では、「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」、「逆時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語が示す方位または位置関係は、図面に示された方位または位置関係に基づくものであり、本願の説明を容易にして簡略化することのみを意図しており、示された装置または素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成され、動作しなければならないことを示すまたは暗示するものではないため、本願を限定するものと理解してはならない。
【0034】
充電できる電池は、二次電池またはパワー電池とも呼ばれる。現在、広く使用されている充電できる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などがあるが、これらに限定されるものではない。説明の便宜上、本明細書には充電できる電池を「電池」と総称することができる。
【0035】
電池の安全性は、電池を評価するための重要な性能であり、使用時または充電時に可能な限り電池の安全性を確保する必要がある。
【0036】
電池は一般に複数の電池セルを接続して構成されており、電池セルが外部短絡、過充電、ピンプリック、プレートインパクトなどを受けると熱暴走を起こしやすい。電池セルが熱暴走した場合、該電池セル内部では高温ヒューム（ひどい場合は裸火）や揮発性の高温電解液などの物質が含まれる排出物を形成するが、これらの排出物は排出時に熱拡散を起こし、他の電池セルの熱暴走ひいては爆発などの事故につながる可能性がある。本願で高めた電池セル由来の排出物には、電解液、溶融または分裂された正負電極シート、隔離膜の破片、反応による高温高圧ガス、火炎などが含まれるが、これらに限定されないことが理解できる。
【0037】
出願人らは、１つの電池セルが熱暴走すると、周囲の電池セルの短絡または高圧発火などの問題を引き起こすことを見出した。
【0038】
この問題に対し、本発明者らは研究したところ、電池セルの熱暴走による短絡や高圧発火などの問題は、電池内部から排出される排出物と母線部材との接触に起因していることを見出した。
【0039】
これに鑑み、本願は、電池セルの熱暴走時に、該電池セルから排出される高温排出物が母線部材に飛散することを防止し、電池セルの短絡や高圧発火問題の発生を低減できる電池を提供することを目的とする。したがって、本願の電池は、電池セルの熱暴走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を防止できるだけでなく、前記高温排出物が母線部材に飛散することを防止し、電池セルの短絡や高圧発火の発生を減少することも可能である。
【0040】
本願の実施例に係る電池は、電気エネルギーをパワー源として供給可能な様々な電気装置に適用できる。ここでの電気装置は、電気自動車、電気列車、電動自転車、ゴルフカート、ドローンまたは船舶などであってもよいが、これらに限定されるものではない。さらに、電気装置は、電池のみをパワーとして使用する装置であってもよいし、ハイブリッド型装置であってもよい。電池は電気装置に電気エネルギーを供給し、モータによって電動装置の走行を駆動させる。
【0041】
例えば、本願の一実施例の電気装置の構造概略図である図１－Ａに示すように、電気装置はガソリン自動車、天然ガス自動車または新エネルギー自動車などの自動車であってもよく、新エネルギー自動車は、純電気自動車、ハイブリッド自動車またはレンジエクステンダー電気自動車などであってもよい。自動車は、電池２００、コントローラ２１０およびモータ２２０を備える。電池２００は、自動車コントローラ２１０およびモータ２２０に電力を供給するために用いられ、自動車の動作電源および駆動電源として、例えば、電池２００は、自動車の始動時、ナビゲーション時、走行時の作業用電力のニーズに使用する。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は電池２００からモータ２２０への給電を制御し、モータ２２０は電池２００からの電力を車両の駆動力源として受けて使用し、ガソリンや天然ガスの代替又は部分的な代替として、自動車に駆動力を提供する。
【0042】
使用ニーズを満たすように電池が高いレベルの機能に達するように、電池２００は互いに接続される複数の電池モジュール３００を含んでもよい。図１－Ｂに示すように、電池２００は第１の筐体２０１、第２の筐体２０２および複数の電池モジュール３００を備える。第１の筐体２０１と第２の筐体２０２が互いに嵌合されており、複数の電池モジュール３００は、第１の筐体２０１と第２の筐体２０２によって囲まれた空間に配列されている。
【0043】
図１－Ｃに示すように、電池モジュール３００は、直列接続、並列接続、あるいは直列接続と並列接続との組み合わせを意味する直並列方式で接続され、大きい電流または電圧を可能にする複数の電池セル４００を含む。引き続き図１－Ｃを参照すると、電池セル４００を縦置きにしてもよく、電池セル４００の高さ方向はｚ方向に一致し、電池セル４００の長さ方向はｘ方向に一致し、複数の電池セル４００はその幅方向に沿ってｙ方向に並んで設けられ、あるいは、電池セルを横置きにしてもよく、電池セル４００の幅方向はｚ方向に一致し、電池セル４００の長さ方向はｘ方向に一致し、複数の電池セル４００はｚ方向沿って少なくとも一つの層を積層し、各層はｘ方向に沿って間隔をおいて設けられた複数の電池セル４００を含む。
【0044】
本願の改善点を当業者に明確に理解させるために、まず、電池セル４００の全体構造について説明する。
【0045】
図１－Ｄに示すように、電池セル４００は、ケース４０、電極アセンブリ３０およびエンドキャップアセンブリ１０を備え、エンドキャップアセンブリ１０は、ケース４０に接続（例えば、溶接）されて電池セル４００の外殻を形成するエンドキャッププレート１０'を含み、電極アセンブル３０は、電解液が充填されたケース４０内に設けられている。電池セル４００は、立方体、直方体、または円筒形であってもよい。
【0046】
実際の使用ニーズに応じて、電極アセンブル３０を一つまたは複数設けてもよい。図１－Ｄに示すように、電池内には、少なくとも２つの独立して巻回された電極アセンブリ３０が設けられてもよい。電極アセンブル３０は、第１電極シート、第２電極シート、及び隣接する第１の電極シートと第２の電極シートとの間に位置する絶縁体であるセパレータを一同に巻回するかまたは積層することによって、本体部を形成することができる。本体部は、対向する２つの端面を有する。本実施例では、例示的に第１の電極シートを正極シートとし、第２の電極シートを負極シートとして説明する。正極活物質は正極シートの塗布領域に塗布され、負極活物質は負極シートの塗布領域に塗布される。本体部の塗布領域から延出する複数の未塗布領域はタブとして積層されている。電極アセンブリは、２つのタブ３０１、すなわち正極タブと負極タブとを含む。正極タブは正極シートの塗布領域から、負極タブは負極シートの塗布領域から延出している。
【0047】
エンドキャップアセンブリ１０は、電極アセンブリ３０の頂部に設けられる。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’および二つの電極端子５を含み、二つの電極端子５はそれぞれ正極端子と負極端子であり、各電極端子５には、エンドキャップ１０’と電極アセンブリ３０の間に位置する一つの接続部材２０が対応して設けられている。
【0048】
例えば、図１－Ｄにおける電極アセンブリ３０のタブ３０１は頂部に位置し、正極タブは一つの接続部材２０を介して正極端子に接続され、負極タブはもう一つの接続部材２０を介して負極端子に接続される。選択的には、電池セル４００は、ケース４０の両端にそれぞれ設けられたエンドキャップアセンブリ１０を二つ含んでもよく、各エンドキャップアセンブリ１０には一つの端子５が設けられている。
【0049】
エンドキャッププレート１０’には、電池セル４００内のガスが多すぎる場合、電池セル４００内のガスをタイムリーに放出し、爆発を回避するための防爆部材がさらに設けられてもよい。
【0050】
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１０’の長さ方向上の中間位置に設けられてもよい。防爆部材は、排気孔に設けられた圧力解放機構６を含む。通常状態では、圧力解放機構６は、排気孔に密封して装着されており、電池が膨張して外殻内の気圧が所定値以上に上昇する場合、圧力解放機構６が作動して始動し、ガスは圧力解放機構６から外部へ放出される。
【0051】
圧力解放機構６とは、電池セル４００の内圧または温度が所定の閾値に達したときに作動して内圧および／または内部物質を解放するための素子や部材を指す。圧力解放機構６は、具体的には、例えば防爆弁、ガス弁、圧力解放弁または安全弁などの形を採用してもよく、具体的には感圧性や感温性の素子または構造を採用可能である。つまり、電池セル４００の内圧または温度が所定の閾値に達したときに、圧力解放機構６が作動しまたは圧力解放機構６に設けられている弱い構造が破壊され、内圧を解放するための開口または通路を形成する。本願で言う閾値は、圧力閾値又は温度閾値でもよく、該閾値の設計は、設計ニーズによって異なる。例えば、危険や制御不能のリスクがあると考えられる電池セル４００の内圧または内部温度値に基づいて閾値を設計または決定することができる。また、該閾値は、電池セル４００内の正極シート、負極シート、電解液およびセパレータのうちの１つまたは複数の使用材料によって決められてもよい。
【0052】
本願で言う「作動」とは、圧力解放機構６が動作を行い、または一定の状態まで活性化されて電池セル４００の内圧や温度が解放させることを意味する。圧力解放機構６による動作は、圧力解放機構６の少なくとも一部が破損、粉砕、破断、開放されたなどの場合を含み得るが、これらに限定されない。圧力解放機構６が作動する場合、電池セル４００の内部の高温高圧物質は、排出物として作動した箇所から外部に排出される。このように、制御可能な圧力または温度で、電池セル４００の圧力を解放することにより、潜在しているより重大な事故を回避することができる。本願で言及された電池セル４００からの排出物は、電解液、溶解または分解された正極・負極シート、セパレータの破片、反応による高温高圧ガス、火炎などが含まれるが、これらに限定されない。高温高圧の排出物は、電池セル４００の圧力解放機構６が設けられている方向、より具体的には圧力解放機構６が作動している領域の方向に向けて排出されるため、そのような排出物は、その方向上の蓋体など一つまたは複数の構造を突破して安全性問題を引き起こすほど強力で破壊的である可能性がある。
【0053】
いくつかの実施例では、図１－Ｄに示すように、エンドキャッププレート１０’には、電池セル４００に電解液を注入するための貫通孔が設けられており、貫通孔は、丸孔、楕円孔、多角孔または他の形状の孔で、エンドキャッププレート１０’の高さ方向に沿って延在してもよい。エンドキャッププレート１０’には、貫通孔を密閉するための液体注入部材２が設けられている。
【0054】
図２および図３に示すように、本願の実施例に係る電池２００は、複数の電池セル４００と、母線部材５００と、絶縁部材６００とを備える。複数の電池セル４００は、母線部材によって電気接続されるように構成され、電池セル４００は、電池セル４００の内圧または温度が閾値に達したときに作動して内圧を解放するための圧力解放機構６をさらに含み、絶縁部材６００は、圧力解放機構６の作動時に電池セル４００からの排出物が少なくとも一つの電池セル４００を短絡させることを防止するように、母線部材５００を被覆することに用いられる。
【0055】
実際の応用では、母線部材５００は、溶接またはボルト接続によって複数の電池セル４００に電気接続されてもよい。本願の実施例では、複数の電池セル４００は、電池セル４００で発生した電流を伝送するための母線部材５００によって電気接続されるように構成され、これにより複数の電池単体４００間の直列接続および／または並列接続を可能にする。
【0056】
本願の実施例では、各電池セル４００はいずれも、電池セル４００の内圧または温度が閾値に達したときに作動して内圧を解放するための圧力解放機構６を含む。圧力解放機構６の設置位置および構造形態は前述の実施例で詳しく説明した。
【0057】
上述のように、圧力解放機構６はエンドキャッププレート１０’の排気孔に設けられている。通常状態では、圧力解放機構６は、排気孔に密封して装着されており、電池セル４００が膨張して外殻内の圧力または温度が閾値以上に上昇する場合、圧力解放機構６が作動して始動し、電池セル４００内のガスなどの高温排出物は圧力解放機構６から外部へ放出され、これにより電池セル４００内の圧力を解放し、爆発などの危険な事故の発生を回避することができる。
【0058】
本願の実施例では、母線部材５００を被覆するための絶縁部材６００を設けることにより、母線部材５００に対して隔離や被覆する役割を果たすことができるため、電池セル４００の一つまたは複数が故障して圧力解放機構６から外へ排出物を排出する際に、一部の排出物が母線部材５００に飛散することで一部の電池セル４００の正・負極が直接接触して短絡することを防止し、電池２００の短絡や高圧発火の発生を減少する。
【0059】
図１－Ｂ、１－Ｃおよび１－Ｄに示すように、電池２００内部の電池モジュール３００は複数の電池セル４００を含み、各電池セル４００には、電極アセンブリ３０の正極タブに接続される正極端子と、電極アセンブリ３０的負極タブに接続される負極端子という二つの電極端子５が設けられている。
【0060】
図３に示すように、電池２００では、母線部材５００の役割は、隣接する電池セル４００の電極端子５を接続することにより、複数の電池セル４００の直列接続または並列接続を可能にすることである。
【0061】
引き続き図３を参照すると、一つの母線部材５００は、隣接する２つの電池セル４００の電極端子５を接続する。接続された前記２つの電池セル４００上の電極端子５が両方とも正極端子または両方とも負極端子である場合、母線部材５００は２つの電池セル４００の並列接続を実現する。接続された前記２つの電池セル４００上の電極端子５が、一方が正極端子、他方が負極端子である場合、母線部材５００は２つの電池セル４００の直列接続を実現する。
【0062】
実際の応用において、二つの電極端子５は、電池セル４００の同じ側に位置してもよく、電池セル４００の両側に位置してもよい。したがって、母線部材５００は、電池セル４００の同じ側に位置する可能性があり、電池セル４００の両側に位置する可能性もある。
【0063】
本願では、圧力解放機構６を有する電池セル４００の側に電極端子５が設けられているため、本願の実施例に係る絶縁部材６００からすれば、主に圧力解放機構６側に位置する母線部材５００を被覆するために用いられ、圧力解放機構６から解放される排出物が圧力解放機構６付近の母線部材５００に直接飛散することを防止する。
【0064】
無論、実際の応用では、圧力解放機構６を有しない側に電極端子５を設けてもよい。この場合、電池セル４００の短絡や高圧発火の発生確率をさらに低減するために、絶縁部材６００は圧力解放機構６を有しない側の母線部材５００を被覆してもよく、排出物が電池セル４００から前記母線部材５００への流れを防止し、母線部材５００全体を被覆するという目的を果たす。
【0065】
一つの電池モジュール３００の場合、通常複数の電池セル４００を含むため、前記複数の電池セル４００に接続される母線部材５００も複数ある。図３に示すように、そのうちの一つの電池セル４００における電極端子５と、隣接する電池セル４００における一つの電極端子５とは、一つの母線部材５００によって接続されており、つまり一つの電池２００には、複数の母線部材５００が含まれている。
【0066】
本願の実施例では、絶縁部材６００も複数設けられており、各絶縁部材６００は少なくとも一つの母線部材５００を被覆している。
【0067】
選択的に、本願の実施例では、図３に示すように、絶縁部材６００は、長尺状で、１つの絶縁部材６００がｙ方向に沿って一列に配置された複数の電池単体４００上の複数の母線部材５００を被覆するように設置されてもよい。同様に、絶縁部材６００は、複数列の母線部材５００を被覆可能な形状であるように設置されてもよい。つまり、絶縁部材６００の長さは、同一列の複数の電池セル４００を組み合わせた長さと同じであってもよく、絶縁部材６００の幅は、１つの母線部材５００の幅であっても、１つの電池セル４００の幅であってもよく、母線部材５００を被覆し、圧力開放機構６から解放される排出物による電池セルの短絡を防止する機能さえ実現できればよい。本願の実施例では、絶縁部材６００の長さや幅に対する具体的な限定がない。
【0068】
選択的に、本願の実施例では、図４に示すように、絶縁部材６００は、複数の電池セル４００上の全ての母線部材５００を被覆するように、一体式構造として設置されてもよい。複数の電池セル４００は、一つの電池モジュール３００の中のものでもよく、複数の電池モジュール３００の中のものでもよく、本願の実施例ではそれに対する特別な限定がない。
【0069】
実際の応用では、絶縁部材６００によって圧力開放機構６が遮断され、圧力開放機構が作動しなくなることを避けるために、絶縁部材６００は、圧力開放機構６が正常に作動できるように、電池セル４００上の圧力開放機構６を回避する必要がある。例えば、絶縁部材６００が長尺状である場合、隣接する絶縁部材の間隔は、電池セル４００における圧力開放機構６を回避するのに十分な間隔でなければならない。
【0070】
しかし、絶縁部材６００の幅が圧力解放機構６を遮断するほど大きい場合、または絶縁部材６００が一体式構造として設置される場合、圧力解放機構６を回避するための第１の回避孔６１０を絶縁部材６００に設ける必要があり、これにより圧力解放機構６から排出される排出物は第１の回避孔６１０から排出できる。
【0071】
実際の応用では、第１の回避孔６１０の数は、圧力解放機構６の数と同じである必要があり、第１の回避孔６１０の位置は圧力解放機構６の位置と対向し、第１の回避孔６１０の形状は、圧力解放機構６の形状と同じか、または圧力解放機構６の形状より少し大きくてもよく、圧力解放機構６から排出される排出物が遮断されないことを確保する。
【0072】
実際の応用では、複数の電池セル４００は電池モジュール３００として積層して形成し、絶縁部材６００は、隣接する電池モジュール３００に位置する母線部材５００を被覆するように設置される。図３に示すように、隣接する電池モジュール３００上の二つの電極端子５を接続する母線部材５００は、他の母線部材５００の配置方向に垂直し、該母線部材５００を二つの絶縁部材６００で被覆することができる。該母線部材５００を比較的に幅広い絶縁部材６００で被覆することもできるが、本願の実施例ではそれに対する特別な限定がない。
【0073】
実際の応用では、電池２００は、母線部材５００を装着するための隔離部材７００をさらに備えてもよい。図３に示すように、隔離部材７００は、電池セル４００に設けられており、母線部材５００は、隔離部材７００の電池セル４００から離れた側に設けられており、かつ隔離部材７００は回避領域７２０をさらに有している。図４に示すように、回避領域７２０は、少なくとも一部の母線部材５００を露出するように設置され、つまり回避領域７２０は貫通孔であり、これにより母線部材５００と電池セル４００とを電気接続させ、より適切的には母線部材５００と電池セル４００の電極端子５とを接続させる。
【0074】
本願の実施例では、回避領域７２０は、電極端子５の形状に合わせた貫通孔であり、電極端子５は貫通孔を介して母線部材５００に接続されてもよく、電池２００内部の空間の節約に資するとともに、隔離部材７００と電池セル４００との接続がより緊密化させ、電池２００全体の構造を一層コンパクト化させる。
【0075】
本願の実施例では、隔離部材７００によって圧力解放機構６が遮断されることを防止するために、隔離部材７００には圧力解放機構６を回避するための第２の回避孔７１０が設けられており、圧力解放機構６から排出される排出物が第２の回避孔７１０および第１の回避孔６１０から排出できるようにしている。
【0076】
実際の応用では、第２の回避孔７１０の位置は第１の回避孔６１０の位置、圧力解放機構６の位置に対向しており、第２の回避孔７１０の数は圧力解放機構６の数と同じで、第１の回避孔６１０の形状は圧力解放機構６の形状と同じか、または圧力解放機構６の形状より少し大きくてもよく、圧力解放機構６から排出される排出物が遮断されないことを確保する。また、加工や取り付け位置決めを容易にするために、第２の回避孔７１０の形状は、第１の回避孔６１０の形状と同じであってもよい。
【0077】
本願の実施例では、隔離部材７００は、ホットプレス工程によって母線部材５００と一体式構造として形成可能なハーネス隔離板アセンブリであってもよく、かつ隔離部材７００は、電池モジュール３００における電池セル４００を全て電気接続するように、電池モジュール３００の寸法に近い一体式構造であってもよい。
【0078】
本願の実施例では、図３および図４に示すように、母線部材５００は隔離部材７００に取り付けられており、一方では電極端子５に接続するための回避領域７２０を母線部材５００に提供でき、他方では母線部材５００と電池セル４００における他の部材との接触を防止し、電流伝送時の干渉を回避することができる。
【0079】
さらに、圧力解放機構６から排出される排出物が回避領域７２０から電池セル４００へ流れ、少なくとも一つの電池セル４００を短絡させることを防止するために、本願の実施例では、絶縁部材６００はさらに回避領域７２０を遮断し、つまり母線部材５００を遮断するとともに、回避領域７２０を遮断する必要がある。
【0080】
実際の応用では、母線部材５００および回避領域７２０を遮断することは、母線部材５００および回避領域７２０を被覆することを指す。また、絶縁部材６００で母線部材５００および回避領域７２０を被覆すると同時に、圧力解放機構６から解放される排出物が順調に噴出できるように、第２の回避孔７１０を回避する必要がある。
【0081】
選択的に、実際の応用では、母線部材５００を被覆するために、絶縁部材６００は、回避領域７２０の外側の隔離部材７００に直接接続されてもよく、かつ接続方式は、接着、溶接、めっき、塗装またはスプレータイプのうちの１つまたは複数であってもよい。
【0082】
選択的に、本願の実施例では、絶縁部材６００は、エポキシ樹脂フィルム、マイカ紙、電気泳動フィルム、アスベスト層、セラミック層、酸化ケイ素膜、窒化ケイ素膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、ポリイミド膜、ポリエチレン膜、ポリフッ化ビニリデン膜およびポリテトラフルオロエチレン膜のうちの少なくとも１種であってもよい。
【0083】
実際の応用では、絶縁部材６００の厚さは実際の状況に応じて設けてもよい。例えば、絶縁部材６００の厚さは０.５～３ｍｍなどであってもよい。絶縁部材６００の厚さに対して、十分な耐食性、すなわち、高温高圧の排出物によって腐食されることなく、電池２００内部の空間を節約し、電池のエネルギー密度を高めるために十分に薄いことが求められるが、本願の実施例では、絶縁部材６００の具体的な厚さに対する特別な限定がない。
【0084】
実際の応用では、電池セル４００から排出される高温高圧の排出物は、主に圧力解放機構６の方向に向けて排出され、より具体的には圧力解放機構６が作動している領域の方向に向けて排出される。このような排出物は、その方向上の一つまたは複数の構造を突破して安全性問題を引き起こすほど強力で破壊的である可能性がある。また、電池セル４００内部で熱暴走が生じた後、電池セル４００内部の高圧や高熱が発生し続け、持続的な安全上の懸念を招く可能性がある。
【0085】
上記問題に対し、本願の実施例では、図６に示すように、電池２００の筐体には消防システムが設けられてもよく、消防システムの消防配管８００は、電池セル４００の圧力解放機構を有する側の上方に設けられている。消防管道８００は、消防媒体を収容し、圧力解放機構６の作動時に電池セル４００に向けて消防媒体を排出するように設置され、圧力解放機構６から排出される排出物に対して降温を行って排出物の危険性を低減することができる。消防媒体は、作動した後の圧力解放機構６を介して電池セルの内部４００にさらに流入できるので、電池セル４００に対して更なる降温を行い、電池２００の安全性を向上させる。また、圧力解放機構６の作動時に電池セル４００から排出される排出物を利用して該消防配管８００を破壊し、消防配管８００内の消防媒体を排出させることができる。
【0086】
本願の実施例では、絶縁部材６００は、圧力解放機構６の作動時に消防管道８００から流出される消防媒体による少なくとも一つの電池セル４００の短絡を防止するためにさらに用いられる。言い換えれば、本願の実施例に係る絶縁部材６００は、圧力解放機構６から排出される排出物による電池セル４００短絡を防止できるだけではなく、消防管道８００から排出される消防媒体による電池セル４００の短絡も防止できる。
【0087】
実際の応用では、消防管道８００から排出される消防媒体が圧力解放機構６から電池セル４００内部へ直接流入しやくするために、消防管道８００は圧力解放機構６に対向する位置に設けられている。本願の実施例では、圧力解放機構６の上部に隔離部材７００が設けられているため、圧力解放機構６から排放される排出物は、隔離部材７００の第２の回避孔７１０から排出できる。したがって、消防管道８００と圧力解放機構６との対向を実現するように、消防管道８００は、隔離部材７００上部において第２の回避孔７１０に対向する位置に設けられる。
【0088】
本願の実施例では、消防管道８００は、圧力解放機構６に対応する第１の領域と第１の領域の外周に位置する第２の領域とを含み、第１の領域は圧力解放機構６の作動時に破壊されて消防媒体を排出するために用いられ、第２の領域は圧力解放機構６の作動時に完全性を維持することにより、消防媒体が第２の領域から第１の領域へ流れることを可能にするために用いられる。
【0089】
本願の実施例では、消防管道８００は、圧力解放機構６の作動時に電池セル４００からの排出物によって第１の領域が破壊され、消防媒体が第１の領域から排出されて圧力解放機構６を介して電池セル４００内部に進入するように設置されている。つまり、電池に故障が生じ、電池内部の気圧が所定値以上に上昇することにより、電池セル４００内部の高温高圧物質が排出物として圧力解放機構６の作動箇所から排出される場合、前記高温高圧排出物が消防管道８００の第１の領域を破る可能性がある結果、消防媒体は消防管道８００から流出し、圧力解放機構６を介して電池セル４００内部に流入することで、電池セル４００内部に対して消防を施す。
【0090】
本願の実施例では、電池セル４００内部から噴出される高温高圧排出物を利用して消防管道８００の第１の領域を破り、故障した電池セル４００に対する的確な消防を実現する。故障した電池セル４００に対向している消防管道８００の第１の領域だけが破られ、第２の領域が完全性を維持しているため、消防媒体を第１の領域に向かって集中的に流出させ、より良い消防効果を実現できる。
【0091】
実際の応用では、消防管道８００から排出される消防媒体は、圧力解放機構６から電池セル４００内部に進入できるため、本願の実施例に記載の的確な消防方式は、消防媒体の利用率を高め、より良い消防効果を実現できる。
【0092】
本願の実施例では、消防管道８００の第１の領域が容易に破れるように、第１の領域は、圧力解放機構６の作動時に排出物によって破壊される第１の弱点領域であってもよく、これにより消防媒体は該第１の弱点領域から排出しやすくなり、消防の目的を果たす。
【0093】
本願の実施例では、消防管道８００に第１の弱点領域を設けることにより、電池セル４００内部から噴出される高温高圧排出物がより速く消防管道８００を破り、消防の適時性に有利である。
【0094】
本願の実施例では、第１の弱点領域は構造的に弱くてもよく、例えば、第１の弱点領域の厚さが消防管道８００の他の部分の厚さよりも薄く、または第１の弱点領域は材質的に弱くてもよく、例えば、第１の弱点領域の材質は電池セル４００内部からから噴出される高温高圧排出物によって破壊されやすい材質であってもよく、または第１の弱点領域の強度が消防管道８００の他の部分の強度よりも低くてもよい。本願の実施例ではそれに対する特別な限定がない。
【0095】
実際の応用では、消防媒体は流体であってもよく、該流体は液体または気体であってもよい。圧力解放機構６が該消防配管８００を破壊していない場合、該消防配管８００に何らかの物質が含まれていなくてもよいが、圧力解放機構６が作動した場合、消防配管８００に消防媒体を収容させるようにし、例えば、消防配管８００への消防媒体の移動をスイッチ弁によって制御してもよい。あるいは、圧力解放機構６が破壊されていない場合、該消防配管８００に消防媒体が終始含まれていることも可能であり、該消防媒体は電池セル４００の温度調節にも使用できる。温度調節は複数の電池セル４００を加熱または冷却することを指す。電池セル４００に対して冷却または降温を行う場合、該消防配管８００は複数の電池セル４００の温度を下げるための冷却流体を収容することに用いられる。この場合、消防配管８００は冷却部材、冷却システムまたは冷却管などとも呼ばれ、その収容される消防媒体は、冷却媒体または冷却流体とも呼ばれ、より具体的には、冷却液または冷却ガスとも呼ばれる。選択的には、より良い温度調節効果に達成するために、前記消防媒体は循環流動するものでもよい。選択的には、消防媒体は、水、水とエチレングリコールの混合液、空気などであってもよい。
【0096】
本願の実施例では、消防管道８００は長尺状の配管であってもよく、消防管道８００の断面は方形、円形、半円形など様々な形状であってもよく、本願の実施例ではそれに対する特別な限定がない。消防管道８００の寸法は実際の電池の尺寸に応じて確定でき、本願の実施例ではそれに対する特別な限定がない。
【0097】
実際の応用では、通常、電池２００の内部には、複数の電池セル４００を設ける必要があり、かつ複数の電池セル４００は、並列接続、直列接続または直並列接続で接続して電池モジュール３００を形成することができる。
【0098】
本願の実施例では、複数の電池セル４００は、少なくとも一つの電池モジュール３００として設置され、各電池モジュール３００は少なくとも一つの電池セル４００を含み、各電池モジュール３００における電池セル４００の圧力解放機構６はいずれも一つの消防管道８００に対向して設けられる。
【0099】
一つの電池モジュール３００は、一つの消防管道８００に対応し、この電池モジュール３００内部の電池セル４００の圧力解放機構はいずれもこの一つの消防管道８００に対向しているので、同じ消防管道８００によって同じ電池モジュール３００内の複数の電池セル４００に対して消防を施すことができ、これにより消防管道８００の数量を節約し、コストを削減することができる。
【0100】
図７に示すように、本願の実施例に係る電池２００は、防護部材９００をさらに備える。防護部材９００は、第２の領域を保護し、圧力解放機構６から排出される排出物による第２の領域への破壊を回避止し、さらに消防管路８００内の消防媒体が第２の領域を通じて電池セル４００外へ流れて良好な消防効果を実現できないことを回避するように、消防管道８００と電池セル４００の間に設けられている。
【0101】
本願の実施例では、防護部材９００は、第３の領域９１０と第４の領域９２０とを含み、第３の領域９１０は、圧力解放機構６の作動時に消防管道８００の第２の領域を保護するために用いられ、第３の領域９２０は、圧力解放機構６の作動時に電池セル４００からの排出物が第４の領域９２０によって第１の領域を破壊することを可能にするために用いられる。
【0102】
実際の応用では、第３の領域９１０は保護領域であり、第４の領域９２０は第２の弱点領域であり、第２の弱点領域は、電池セル４００内部から噴出される高温高圧排出物がより速く防護部材９００を破り、さらに消防管道８００を破ることに有利であるため、消防の適時性を高める。保護領域と弱点領域の同時設置は、消防管道８００内の消防媒体を電池セル４００の圧力解放機構６に向けて指向的に排出することを実現でき、熱暴走した電池コアの安全性問題の効率的な解決、急速降温、電池使用時の安全性の向上に有利である。
【0103】
本願の実施例では、第２の弱点領域は構造的に弱くてもよく、例えば、第２の弱点領域の厚さが第３の領域９１０の厚さよりも薄く、または第２の弱点領域は材質的に弱くてもよく、例えば、第２の弱点領域の材質は電池セル４００内部からから噴出される高温高圧排出物によって破壊されやすい材質であってもよく、または第２の弱点領域の強度が第３領域９１０の強度よりも低くてもよく、または、第２の弱点領域は防護部材９００を貫通する貫通孔であってもよい。本願の実施例ではそれに対する特別な限定がない。
【0104】
本願の実施例では、図８に示すように、防護部材９００は、圧力解放機構６の作動時に電池セル４００内に流入するための消防媒体を収集するための消防管道８００収容用第１の溝９３０を形成するように設置される。第４の領域は第１の溝９３０の底壁における第１の領域に対応する領域に設けられている。
【0105】
なお、実際の応用では、消防管道８００から消防媒体を噴出することは、通常圧力解放機構６から排出物を排出すると同時に行われるため、消防管道８００から噴出される消防媒体は飛散する可能性が高く、圧力解放機構６の外側から流出し、無駄が発生する。本願の実施例は、第１の溝９３０を設け、第１の溝９３０によって消防管道８００から噴出される消防媒体を収集することにより、圧力解放機構６から電池セル４００内部へ流入していない消防媒体を第１の溝９３０内に一時保存し、条件が整ったときに第１の溝９３０から圧力解放機構６に流入することを可能にする。例えば、前記条件とは、圧力解放機構６から排出物が排出されていない場合、または排出速度が低下した場合などを指すが、本願の実施例ではそれに対する特別な限定がない。
【0106】
本願の実施例に係る電池２００では、防護部材９００上に第１の溝９３０を設けることにより、消防管道８００から排出される消防媒体をより多く圧力解放機構６から電池セル４００内部に流入させ、さらに消防媒体の利用率を高め、より良い消防効果を実現することができる。
【0107】
実際の応用では、防護部材９００は隔離部材７００に取り付けられている。また、異なる方式で防護部材９００を隔離部材７００上に固定してもよい。例えば、防護部材９００は、締結具によって隔離部材７００に係着されてもよく、接着又は溶接によって隔離部材７００に固定されてもよく、あるいは一体成形の方法で隔離部材７００と一体成形されてもよいが、本願の実施例ではそれに対する特別な限定がない。
【0108】
防護部材９００を隔離部材７００に取り付ける場合、隔離部材７００に第２の溝を設け、防護部材９００を第２の溝内に設けてもよく、第２の溝の位置及び大きさは、防護部材９００の実際の状況に応じて設けてもよく、本願の実施例ではではそれに対する特別な限定がない。
【0109】
以下は電池モジュール３００における複数の電池セル４００の配列方向に基づき、消防管道８００および防護部材９００の配列方向に対して説明する。
【0110】
図６に示すように、消防管道８００は防護部材９００に設けられ、隣接する二つの絶縁部材６００の間に位置する。本願の実施例では、一つの電池モジュール３００は所定方向に沿って配列される複数の電池セル４００を含み、消防管道８００の長さ方向は複数の電池セル４００の配列方向と一致しており、これにより各電池セル４００の圧力解放機構６と該消防管道８００とを対向させ、つまり一つの消防管道８００は一つの電池モジュール３００における複数の電池セル４００に消防サービスを提供する。
【0111】
前記実施例では、消防管道８００の長さ方向は複数の電池セル４００の配列と一致しており、防護部材９００の長さ方向も複数の電池セル４００の配列方向と一致している。また、消防管道８００における第１の領域は複数であり、防護部材９００における第４の領域９２０も複数であり、かつ第１の領域、第４の領域９２０の数は圧力解放機構６の数と同じである。
【0112】
一方、本願は、前記の電池から提供される電力を受け取るように設置される電気装置をさらに提供する。電池２００の具体的な構造形態および作業原理は上述した実施例で詳しく説明したため、本実施例ではそれを省略する。
【0113】
上述のように、本願の実施例に係る電気装置は、絶縁部材を設けて母線部材を被覆するような前記電池を配置することにより、一つ又は複数の故障した電池セルから排出物が放出される場合、一部の排出物が母線部材などの導電物に飛散することを防止できるため、電池セルの短絡や高圧発火の発生確率を低減できる。
【0114】
一方、本願は電池の製造方法をさらに提供する。図９を参照すると、本願に基づく電池の製造方法を示しており、該電池の製造方法は以下のスッテプを含んでもよい。
【0115】
ステップＳ９１０：電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルを複数提供する。
【0116】
ステップＳ９２０：複数の電池セルを母線部材によって電気接続する。
【0117】
ステップＳ９３０：圧力解放機構の作動時に電池セルからの排出物が少なくとも一つの電池セルを短絡させることを防止するように、母線部材を絶縁部材で被覆する。
【0118】
電池部分の実施例を参照して分かるように、電池セル４００に圧力解放機構６を製造し、且つ母線部材５００を製造して複数の電池セル４００の電極端子５を電気接続する必要がある。
【0119】
本願の実施例では、絶縁部材６００をさらに製造し、母線部材５００を絶縁部材６００で被覆する必要があり、具体的には、接着、溶接、めっき、塗装またはスプレータイプのうちの１つまたは複数によって母線部材５００を絶縁部材６００で被覆する。
【0120】
電池２００部分の実施例を参照して分かるように、電池２００は他の部材をさらに備える。所望の電池２００を最終的に得るために、対応する方法でこれらの部材を製造してもよい。実際の応用では、関連部材を製造・接続可能な方法はいずれも本願の実施例の保護範囲内にあり、本願の実施例はそれを省略する。
【0121】
一方、本願は電池の製造装置をさらに提供する。図１０を参照すると、本願の実施例に係る電池の製造装置のブロック図を示している。図１０に示すように、該電池の製造装置１０００は、第１の装置１０１０、第２の装置１０２０および第３の装置１０３０を含んでもよい。
【0122】
第１の装置１０１０は、電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルを複数提供することに用いられる。
【0123】
第２の装置１０２０は、複数の電池セルを母線部材によって電気接続することに用いられる。
【0124】
第３の装置１０３０は、圧力解放機構の作動時に電池セルからの排出物が少なくとも一つの電池セルを短絡させることを防止するように、母線部材を絶縁部材で被覆することに用いられる。
【0125】
上述した各電池の製造装置の具体的な部分は、対応する電池の実施例において詳しく説明したため、ここでは省略する。
【0126】
本願の上述した各保護主題および各実施例における特徴同士は互いに引き合わせることができ、異なる実施形態における技術的特徴は、構造が許す限り、当業者によって適当に組み合わされて、さらなる実施例を形成することも可能である。
【0127】
以上、本願に係る電池および電気装置を詳しく説明した。本明細書には、具体的な実施例により、本願の原理および実施形態を説明したが、上述の実施例の説明は本願の方法やその中心的な思想の理解に資するためのものに過ぎない。当業者にとって、本願の原理から逸脱しない前提で、本願に対して若干の改良や修正をさらに行ってもよく、これらの改良や修正も本願の請求項の保護範囲に含まれると理解できる。
【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】
【手続補正書】
【提出日】2023-02-09
【手続補正1】
【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】
電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して前記内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルであって、母線部材によって電気接続されるように構成される複数の電池セルと、前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を被覆するための絶縁部材と、
を備える電池。
【請求項2】
前記絶縁部材および前記母線母材はいずれも複数に設けられ、各前記絶縁部材は少なくとも一つの前記母線部材を被覆し、または
前記絶縁部材は、前記圧力解放機構側に位置する複数の母線部材を被覆するように設置され、または
複数の前記電池セルは、電池モジュールとして積層して形成し、
前記絶縁部材は、隣接する前記電池モジュールに位置する母線部材を被覆するように設置される請求項１に記載の電池。
【請求項3】
前記絶縁部材の厚さは０．５～３ｍｍである請求項１または２に記載の電池。
【請求項4】
消防媒体を収容するための、前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルに前記消防媒体を排出するように設置される消防配管をさらに備え、前記絶縁部材は、前記圧力解放機構の作動時に前記消防媒体が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するために用いられる請求項１～３のいずれか１項に記載の電池。
【請求項5】
前記消防配管は、前記圧力解放機構に対応する第１の領域と前記第１の領域の外周に位置する第２の領域とを含み、前記第１の領域は、前記圧力解放機構の作動時に破壊されることにより、前記消防媒体を排出させるために用いられ、前記第２の領域は、前記圧力解放機構の作動時に完全性を維持することにより、前記消防媒体が前記第２の領域から前記第１の領域へ流れることを可能にするために用いられる請求項４に記載の電池。
【請求項6】
前記消防配管と前記電池セルとの間に設けられ、前記第２の領域を保護するための防護部材をさらに備える請求項５に記載の電池。
【請求項7】
前記防護部材は、第３の領域と第４の領域と含み、前記第３の領域は、前記圧力解放機構の作動時に前記消防配管の前記第２の領域を保護するために用いられ、前記第４の領域は、前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が前記第４の領域によって前記第１の領域を破壊することを可能にするために用いられる請求項６に記載の電池。
【請求項8】
前記防護部材は、前記圧力解放機構の作動時に前記電池セル内に流入するための前記消防媒体を収集するための前記消防配管収容用第１の溝を形成するように設置される請求項７に記載の電池。
【請求項9】
前記第１の溝の底壁において、前記第１の領域に対応する領域には前記第４の領域が設けられている請求項８に記載の電池。
【請求項10】
前記母線部材を装着するための隔離部材をさらに備える請求項６～９のいずれか１項に記載の電池。
【請求項11】
前記隔離部材は、前記母線部材と前記電池セルとを電気接続するために、少なくとも一部の前記母線部材を露出するように設置される回避領域を有する請求項１０に記載の電池。
【請求項12】
前記隔離部材には、前記防護部材が配置された第２の溝が設けられている請求項１０または１１に記載の電池。
【請求項13】
請求項１～１２のいずれか１項に記載の電池から提供される電力を受け取るように設置される電気装置。
【請求項14】
電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して前記内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルを複数提供することと、複数の前記電池セルを母線部材によって電気接続することと、
前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を絶縁部材で被覆することと、
を含む電池の製造方法。
【請求項15】
電池セルの内圧または温度が閾値に達したときに作動して前記内圧を解放するための圧力解放機構を含む電池セルを複数提供するための第１の装置と、複数の前記電池セルを母線部材によって電気接続するための第２の装置と、
前記圧力解放機構の作動時に前記電池セルからの排出物が少なくとも一つの前記電池セルを短絡させることを防止するように、前記母線部材を絶縁部材で被覆するための第３の装置と、
を含む電池の製造装置。
【国際調査報告】