特表 2023-546798 圧力解放機構、電池単体、電池、電力使用装置およびその製造方法

(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】2023-11-08

(54)【発明の名称】圧力解放機構、電池単体、電池、電力使用装置およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/342 20210101AFI20231031BHJP

   H01M 50/15 20210101ALI20231031BHJP

   H01M 50/103 20210101ALI20231031BHJP

【ＦＩ】

H01M50/342 101

H01M50/15

H01M50/103

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023519719

(86)(22)【出願日】2021-09-29

(85)【翻訳文提出日】2023-03-29

(86)【国際出願番号】 CN2021121962

(87)【国際公開番号】W WO2023050236

(87)【国際公開日】2023-04-06

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513196256

【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００

(74)【代理人】

【識別番号】100106220

【弁理士】

【氏名又は名称】大竹 正悟

(72)【発明者】

【氏名】黄 守君

(72)【発明者】

【氏名】鄭 于錬

(72)【発明者】

【氏名】王 鵬

(72)【発明者】

【氏名】陳 新祥

(72)【発明者】

【氏名】劉 彦宇

【テーマコード（参考）】

5H011

5H012

【Ｆターム（参考）】

5H011AA13

5H011BB03

5H011DD11

5H012AA07

5H012BB02

5H012CC01

5H012DD01

5H012EE04

5H012FF01

5H012FF08

5H012GG01

5H012JJ10

(57)【要約】

本出願の実施例は、圧力解放機構、電池単体、電池、電力使用装置およびその製造方法を提供する。圧力解放機構は、前記圧力解放機構の外周領域に位置し、前記ケーシングプレートに接続された接続部と、一端が前記接続部に接続され、他端が電池単体内部に向かう方向に傾斜して突出する第１部分と、前記第１部分の突出する前記他端に接続された薄弱部と、電池単体内部に向かう方向に突出する形状を有し、外縁領域が前記薄弱部に接続された第２部分と、を含み、その中で、前記電池単体の内部気圧または温度が第１所定値未満である場合、前記薄弱部は前記第１部分および／または前記第２部分によって押圧される。本出願の実施例の技術的解決手段によれば、圧力解放機構の寿命を効果的に延長することができる。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池単体のケーシングプレートに設けられた圧力解放機構であって、
前記圧力解放機構の外周領域に設けられ、前記ケーシングプレートに接続された接続部と、
一端が前記接続部に接続され、他端が電池単体内部に向かう方向に傾斜して突出する第１部分と、
前記第１部分の突出する前記他端に接続された薄弱部と、
電池単体内部に向かう方向に突出する形状を有し、外縁領域が前記薄弱部に接続された第２部分と、を含み、
前記電池単体の内部の温度または気圧が第１所定値未満である場合、前記薄弱部は前記第１部分および／または前記第２部分によって押圧される、圧力解放機構。

【請求項2】

電池単体の内部の温度または気圧が前記第１所定値以上である場合、前記第２部分は電池単体内部に向かう方向に突出する形状から電池単体内部から離れる方向に突出する形状に変化し、前記薄弱部が前記第２部分および／または前記第１部分によって引っ張られる、請求項１に記載の圧力解放機構。

【請求項3】

前記第１部分の厚さが前記第２部分の厚さ以上である、請求項１または２に記載の圧力解放機構。

【請求項4】

前記電池単体内部温度または気圧が第２所定値以上である場合、前記薄弱部の動作により前記電池単体の内部圧力が前記圧力解放機構を介して解放される、請求項１～３のいずれか１項に記載の圧力解放機構。

【請求項5】

前記第２部分は中間領域をさらに含み、前記中間領域が前記外縁領域に接続され、前記中間領域が前記ケーシングプレートの前記圧力解放機構が設けられた部位に概ね平行である、請求項１～４のいずれか１項に記載の圧力解放機構。

【請求項6】

前記第２部分に薄肉領域が設けられる、請求項１～５のいずれか１項に記載の圧力解放機構。

【請求項7】

前記第１部分に補強構造が設けられる、請求項１～６のいずれか１項に記載の圧力解放機構。

【請求項8】

前記補強構造は、前記第１部分の一側表面に設けられた突起した補強リブを含む、請求項７に記載の圧力解放機構。

【請求項9】

前記補強構造は、前記第１部分の他側表面に、前記補強リブに対応する位置に設けられた窪みをさらに含む、請求項８に記載の圧力解放機構。

【請求項10】

前記接続部は環状であり、２つの直線部および２つの前記直線部の端部をそれぞれ接続するための２つの円弧状部を含み、前記補強構造は前記直線部に対応する前記第１部分に位置する、請求項８または９に記載の圧力解放機構。

【請求項11】

前記薄弱部の少なくとも一部領域の厚さが前記第１部分と第２部分の厚さよりも小さい、請求項１～１０のいずれか１項に記載の圧力解放機構。

【請求項12】

前記薄弱部は窪みである、請求項１～１１のいずれか１項に記載の圧力解放機構。

【請求項13】

請求項１～１２のいずれか１項に記載の圧力解放機構を含む電池単体。

【請求項14】

請求項１３に記載の電池単体を含む電池。

【請求項15】

電気エネルギーを供給するための請求項１４に記載の電池を含む電力使用装置。

【請求項16】

圧力解放機構の外周領域に設けられ、ケーシングプレートに接続された接続部を用意するステップと、
一端が前記接続部に接続され、他端が電池単体内部に向かう方向に傾斜して突出する第１部分を用意するステップと、
前記第１部分の突出する前記他端に接続された薄弱部を用意するステップと、
電池単体内部に向かう方向に突出する形状を有し、外縁領域が前記薄弱部に接続された第２部分を用意するステップとを含み、
前記電池単体の内部気圧または温度が第１所定値未満である場合、前記薄弱部は前記第１部分および／または前記第２部分によって押圧される、ことを特徴とする圧力解放機構の製造方法。

【請求項17】

前記第１部分の厚さが前記第２部分の厚さ以上である、請求項１６に記載の製造方法。

【請求項18】

前記第２部分に、前記第２部分の変形を容易にするために薄肉領域が設けられる、請求項１６または１７に記載の製造方法。

【請求項19】

前記第１部分に補強構造が設けられて前記薄弱領域を支持する、請求項１６～１８のいずれか１項に記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、電池分野に関し、具体的には圧力解放機構、電池単体、電池、電力使用装置およびその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電池は、例えば過充電や金属導体による電極シート貫通およびホットボックス試験などの場合に、内部に熱やガスが急速に蓄積し、内部の気圧が上昇し、ひどい場合、電池の膨張や爆発が発生することもある。

【0003】

したがって、電池には、通常、圧力解放機構が設けられ、電池内部の気圧または温度がある程度上昇すると、圧力解放機構が適時に開かれ、内部ガスが圧力解放機構から放出され、電池の爆発を回避する。従来技術では、電池が正常動作状態である場合に、電池内部の気圧が圧力解放機構の設計動作圧力より小さくても、圧力解放機構が故障することもあり、圧力解放機構の耐用年数が短くなり、電池の安全性能に影響を与えるおそれがある。

【発明の概要】

【0004】

本出願の実施例は、圧力解放機構、電池単体、電池、電力使用装置および圧力解放機構の製造方法を提供し、圧力解放機構が小さな気圧の場合に故障するのを防止し、圧力解放機構の耐用年数を確保し、電池の安全性能を向上させることができる。

【0005】

第１側面によれば、電池単体のケーシングプレートに設けられた圧力解放機構を提供し、前記圧力解放機構の外周領域に位置し、前記ケーシングプレートに接続された接続部と、一端が前記接続部に接続され、他端が電池単体内部に向かう方向に傾斜して突出する第１部分と、前記第１部分の突出する前記他端に接続された薄弱部と、電池単体内部に向かう方向に突出する形状を有し、外縁領域が前記薄弱部に接続された第２部分と、を含み、前記電池単体の内部の気圧または温度が第１所定値未満である場合、前記薄弱部は前記第１部分および／または前記第２部分によって押圧される。

【0006】

本出願の実施例の圧力解放機構では、電池単体内部の気圧作用下において、電池単体内部に向かう方向に傾斜して突出する第１部分と、電池単体内部に向かう方向に突出する形状を有する第２部分とは、電池単体内部から離れる方向に移動するか、または電池単体内部から離れる方向に移動する傾向があり、第１部分は接続部によって制限される。したがって、電池単体内部の気圧または温度が小さく、具体的には、第１所定値未満である場合、圧力解放機構の電池単体内部一側の輪郭は、周長が減少し、圧力解放機構を中心に収縮する傾向があり、薄弱部が第１部分および／または第２部分によって押圧され、薄弱部の割れを抑制し、小さな気圧の場合における圧力解放機構のクリープ破壊を防止し、圧力解放機構の寿命を効果的に延長することができる。

【0007】

いくつかの実施例では、電池単体内部の気圧または温度がさらに第１所定値以上に上昇すると、第１部分と第２部分がさらに電池単体内部から離れる方向に移動して、電池単体内部に向かう方向に突出する形状を有する第２部分が電池単体内部から離れる方向に突出する形状に変形し、このとき薄弱部が第１部分および／または第２部分によって引っ張られ、薄弱部の割れを促進し、圧力を迅速に解放し、電池の爆発をより効果的に回避する。

【0008】

いくつかの実施例では、前記第１部分の厚さが前記第２部分の厚さ以上である。第２部分が比較的薄く第１部分が比較的厚いため、電池単体の内部の気圧または温度がさらに第１所定値以上に上昇すると、第２部分が電池単体内部から離れる方向に突出する形状へと、より容易かつより迅速に変形し、大きく変形し、第１部分が小さく変形し、薄弱部をより効果的に引っ張り、薄弱部の割れを促進し、圧力を迅速に解放し、電池の爆発を回避する。

【0009】

いくつかの実施例では、前記電池単体内部温度または気圧が第２所定値以上である場合、前記薄弱部の動作により前記電池単体の内部圧力が前記圧力解放機構から解放される。つまり、第２所定値は圧力解放機構の破裂圧力または温度であり、電池単体の内部の温度または気圧が第２所定値以上である場合、薄弱部が動作して圧力解放機能を実現する。

【0010】

いくつかの実施例では、前記第２部分は、中間領域をさらに含み、前記中間領域は前記外縁領域に接続され、前記中間領域は前記ケーシングプレートの前記圧力解放機構が設けられた部位と概ね平行である。

【0011】

中間領域は前記エンドキャップと概ね平行であるため、第２部分が激しく変形せず、第２部分に割れが発生しにくく、薄弱部以外の位置から動作するリスクを低減する。

【0012】

いくつかの実施例では、前記第２部分に薄肉領域が設けられる。

【0013】

薄肉領域の設置により第２部分が気圧の作用下でさらに変形しやすい。圧力解放機構の寸法が小さく、第２部分全体を十分に薄くすることができない場合、薄肉領域を設けることで第２部分の変形を実現し、薄弱部の動作を促進することができる。

【0014】

いくつかの実施例では、前記第１部分に補強構造が設けられる。

【0015】

補強構造の設置により、第１部分の強度を高め、薄弱部をより良く支持し、第１部分の不要な変形を防止し、小さな気圧または温度下で第１部分が薄弱部を効果的に押圧し、薄弱部の割れを抑制し、電池単体の正常動作の場合圧力解放機構が作動するのを回避し、圧力解放機構の寿命を効果的に延長する。

【0016】

いくつかの実施例では、前記補強構造は、前記第１部分の一側表面に突起する補強リブを含む。

【0017】

この補強リブにより、第１部分の一部領域の厚さを増加させ、第１部分の強度を高めることができる。

【0018】

いくつかの実施例では、前記補強構造は、前記第１部分の他側表面に設けられ、前記補強リブに対応する位置に設けられた窪みをさらに含む。

【0019】

この窪みにより、第１部分の強度を高め、この補強リブと窪みをプレス加工により容易に製造することができる。

【0020】

いくつかの実施例では、前記接続部は環状であり、２つの直線部および２つの前記直線部の端部にそれぞれ接続された２つの円弧状部を含み、前記補強構造は前記直線部に対応する前記第１部分に位置する。

【0021】

直線部における第１部分の安定性が円弧状部よりも低いため、補強構造を直線部に対応する位置に設けることで、第１部分の強度をより効果的に高めることができる。

【0022】

つまり、圧力解放機構の輪郭がランウェイ形状であり、大きな排気面積を達成し、圧力解放に有利である。

【0023】

いくつかの実施例では、前記薄弱部の少なくとも一部領域の厚さが前記第１部分と第２部分の厚さよりも小さい。つまり、薄弱部の一部の厚さを薄くしないため、薄弱部が破断したとき、第２部分が気流などの排出物とともに飛び出すことがない。

【0024】

いくつかの実施例では、前記薄弱部は窪みである。窪み構造をプレス加工により容易に製造することができる。

【0025】

第２側面によれば、本出願は、第１側面の圧力解放機構を含む電池単体を提供する。

【0026】

第３側面によれば、本出願は、第２側面の電池単体を含む電池を提供する。

【0027】

第４側面によれば、本出願は、第３側面の電池を含み、この電池が電気エネルギーを供給する電力使用装置を提供する。

【0028】

第５側面によれば、圧力解放機構の製造方法を提供し、この方法は、前記圧力解放機構の外周領域に設けられ、前記ケーシングプレートに接続された接続部を用意するステップと、一端が前記接続部に接続され、他端が電池単体内部に向かう方向に傾斜して突出する第１部分を用意するステップと、前記第１部分の突出する前記他端に接続された薄弱部を用意するステップと、電池単体内部に向かう方向に突出する形状を有し、外縁領域が前記薄弱部に接続された第２部分を用意するステップとを含み、その中で、前記電池単体の内部気圧または温度が第１所定値未満である場合、前記薄弱部は前記第１部分および／または前記第２部分によって押圧される。

【0029】

上記の説明は、本出願の技術的解決手段の概要に過ぎず、本出願の技術的手段をより明確に理解できるように、明細書の内容に従って実施でき、本出願の上記および他の目的、特徴および利点をより明確に理解できるように、以下、本出願の具体的な実施形態を挙げて説明する。

【図面の簡単な説明】

【0030】

以下の好ましい実施形態の詳細な説明により、様々な他の利点および利益が当業者にとって明らかになるであろう。図面は、好ましい実施形態を示す目的でのみ使用され、本出願を限定するものではない。すべて図面において、同じ部材を同じ符号で示す。

【0031】

【図1】本出願のいくつかの実施例の車両の構造概略図である。

【図2】本出願のいくつかの実施例の電池の構造概略図である。

【図3】本出願のいくつかの実施例の電池単体の分解図である。

【図4】本出願のいくつかの実施例のエンドキャップの正面図である。

【図5】図４のａ－ａ断面図である。

【図6】本出願のいくつかの実施例の圧力解放機構の斜視図である。

【図7】図６の圧力解放機構の図である。

【図8】図７のｂ－ｂ断面図である。

【図9】図８中の領域Ｘ１の拡大図である。

【図10】電池単体の内部の気圧または温度が第１所定値未満である場合の圧力解放機構の斜視図である。

【図11】圧力解放機構の断面図である。

【図12】図１１の領域Ｘ２の拡大図である。

【図13】電池単体の内部の気圧または温度が第１所定値以上に上昇し、第２部分が上方に突出する状態に変化する場合の斜視図である。

【図14】圧力解放機構の断面図である。

【図15】図１４の領域Ｘ３の拡大図である。

【図16】電池単体の内部の気圧または温度が第２所定値以上に上昇し、圧力解放機構が破断する直前の斜視図である。

【図17】圧力解放機構の断面図である。

【図18】図１７の領域Ｘ４の拡大図である。

【図19】本出願のいくつかの実施例の圧力解放機構の領域Ｘ１に対応する部分の拡大図であり、圧力解放機構の一変形例を示す。

【図20】従来技術の圧力解放機構の初期状態を示す。

【図21】図２０の領域Ｘ５の拡大図である。

【図22】従来技術の圧力解放機構の低い気圧下での状態を示す。

【図23】図２２の領域Ｘ６の拡大図である。

【図24】従来技術の圧力解放機構が割れた状態を示す。

【図25】図２４の領域Ｘ７の拡大図である。

【図26】本出願の別の実施例の圧力解放機構の部分拡大図である。

【図27】本出願のさらに別のいくつかの実施例の圧力解放機構の斜視図である。

【図28】図２７の領域Ｘ９の拡大図である。

【図29】図２７の圧力解放機構の別の方向の斜視図である。

【図30】図２９の領域Ｘ１０の拡大図である。

【図31】図２７の圧力解放機構の電池単体から離れた側の正面図である。

【図32】図３１の圧力解放機構の断面図である。

【図33】図３１の圧力解放機構の別の断面図である。

【図34】本出願のいくつかの実施例の圧力解放機構の製造方法の概略フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0032】

以下、図面を参照して本出願の技術的解決手段の実施例を詳細に説明する。以下の実施例は例示であり、本出願の技術的解決手段をより明確に説明するためにのみ使用され、本出願の保護範囲はそれに限定されない。

【0033】

特に定義しない限り、本出願で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本出願の技術分野に属する技術者が一般的に理解するのと同じ意味を有し、本出願の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のみのものであり、本出願を制限するものではなく、本出願の明細書および特許請求の範囲並びに図面における説明中にある用語「含む」、「有する」およびそれらの任意変形は、非排他的な包含を意図している。本出願の明細書と特許請求の範囲または図面における「第１」、「第２」などの用語は、異なる対象を区別するために使用され、特定の順序または優先関係を説明することを意図しない。

【0034】

本出願で言及される「実施例」とは、実施例に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本出願の少なくとも１つの実施例に含まれ得ることを意味する。本明細書の様々な場所でのこのフレーズの出現は、必ずしも全てが同じ実施例に言及しているわけではなく、他の実施例と相互に排他的である別個のまたは代替の実施例に言及しているわけでもない。本出願で説明される実施例が他の実施例と組み合わせることができることを、明示的にも暗黙的にも、当業者は理解することができる。

【0035】

本出願の説明において、明示的に規定され限定されない限り、「取付」、「接続」、「連結」、「付属」という用語は広義に理解されるべきであることに留意すべきであり、例えば、固定接続であってもよい、着脱接続であってもよい、一体接続でもよい、直接接続でも中間媒体を介して間接接続でもよい、二つの構成要素の内部の連通であってもよい、などが挙げられる。当業者にとって、本出願における上記用語の具体的な意味は、特定の状況に応じて理解することができる。

【0036】

本出願の「および／または」の用語は、単に関連対象の関連関係を説明するものであり、例えば、Ａおよび／またはＢは、Ａ単独、ＡおよびＢの両方、Ｂ単独という３つの意味を有する。また、本出願の「／」の文字は、一般に、前後の関連対象が「または」の関係を有することを意味する。

【0037】

本出願で言及される「複数」とは２つ以上（２つを含む）を意味し、同様に、「複数組」とは２組以上（２組を含む）を意味し、「複数枚」とは２枚以上（２枚を含む）を意味する。

【0038】

本出願では、電池単体は、リチウムイオン二次電池、リチウムイオン一次電池、リチウム硫黄電池、ナトリウムリチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池またはマグネシウムイオン電池などを含むが、本出願の実施例はそれに限定されない。電池単体は円筒形、平板形、角形または他の形状などであり得るが、本出願の実施例はそれに限定されない。電池単体は一般にパッケージ方法によって円筒電池単体、角形電池単体およびソフトパック電池単体とうい３種類に大別されるが、本出願の実施例は特に限定されない。

【0039】

本出願の実施例で提出される電池は、より高い電圧と容量を提供するために、１つまたは複数の電池単体からなる単一の物理モジュールである。例えば、本出願で提出される電池は、電池モジュールまたは電池パックなどを含んでもよい。電池は一般的に、１つまたは複数の電池単体をパッケージするための箱体を含んでいる。箱体により、液体や他の異物が電池単体の充放電に影響を与えるのを防止することができる。

【0040】

電池単体は、電極アセンブリと電解液を含み、電極アセンブリは正極片、負極片およびダイヤフラムから構成される。電池単体は主に正極片と負極片間の金属イオンの移動によって動作する。正極片は、正極集電体と正極活物質層を含み、正極活物質層は正極集電体の表面に塗布され、正極活物質層が塗布されていない正極集電体は正極活物質層が塗布された正極集電体から突出し、正極活物質層が塗布されていない正極集電体を正極ラグとする。リチウムイオン電池を例にとると、正極集電体の材料はアルミニウムであり、正極活物質はコバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元系リチウム、マンガン酸リチウムであることが可能である。負極片は、負極集電体と負極活物質層とを含み、負極活物質層は、負極集電体の表面に被覆され、負極活物質層のない負極集電体は、負極活物質層が被覆された負極集電体から突出し、負極活物質層で被覆されていない負極集電体が負極ラグとして使用される。負極集電体の材質は銅、負極活物質の材質は炭素またはシリコンとすることができる。また、溶断することなく大電流を流すために、正極ラグの数は複数で積層し、負極ラグの数は複数で積層している。ダイヤフラムの材質はＰＰまたはＰＥなどであり得る。また、電極アセンブリは、巻回構造であってもよく、積層構造であってもよく、本出願の実施例はこれに限定されるものではない。

【0041】

電池技術の発展は、エネルギー密度、循環寿命、放電容量、充放電速度などの性能パラメータに加え、電池の安全性も同時考慮する必要がある。

【0042】

電池単体の場合、主な安全上危険は充電と放電過程から生じ、同時に適切な環境温度設計からの影響も受け、不必要な損失を効果的に避けるために、一般に３種類の電池単体保護対策がある。具体的には、保護対策は少なくともスイッチングデバイス、適切なダイヤフラム材料および圧力解放機構を含む。スイッチングデバイスとは、電池単体内の温度または抵抗が一定閾値に達すると電池の充電または放電を停止するためのデバイスを指す。ダイヤフラムは正極片と負極片を隔離するために使用され、温度が一定値に上昇するとその上に付着したミクロンオーダー（あるいはナノオーダー）微細穴を自動的に溶解し、金属イオンがダイヤフラムを通過することを遮断して、電池単体の内部反応を終了させることができる。

【0043】

圧力解放機構とは、電池単体の内部圧力または温度が所定閾値に達すると動作して内部圧力または温度を解放するためのデバイスまたは部材を指す。この閾値は、設計要件に応じて設計され得る。前記閾値は、電池単体中の正極片、負極片、電解液とダイヤフラムのうちの１つまたは複数の材料に依存する。圧力解放機構は防爆弁、ガス弁、圧力解放弁または安全弁などの形を採用し、具体的には、圧力や温度に敏感な部品や構造物の形態をとることができる。電池単体の内部圧力または温度が所定閾値に達すると、圧力解放機構が動作しまたは圧力解放機構に設けられた弱構造が破壊されて割れ、内部圧力または温度の解放開口または通路を形成する。

【0044】

本出願で提出される「動作」とは、圧力解放機構が動作しまたは一定の状態まで活性化されて、電池単体の内部圧力及温度を解放することを意味する。圧力解放機構の動作は、圧力解放機構中の少なくとも一部が破断、破砕、裂かれまたは開かれるなどを含むが、これらに限定されない。圧力解放機構の動作時、電池単体の内部の高温高圧物質が排出物として動作部位から外部へ排出される。このように、圧力または温度を制御可能の場合に電池単体の圧力を解放し、温度を下げて、潜在的なより重大な事故を未然に防止することができる。

【0045】

本出願で言う電池単体からの排出物は、電解液、溶解または分割した正負極片、ダイヤフラムの破片、反応による高温高圧ガス、火炎などを含むが、これらに限定されない。

【0046】

電池単体の圧力解放機構は、電池の安全性に重要な影響を与える。例えば、短絡、過充電などの場合、電池単体内部で熱暴走が起こり、圧力または温度が急激に上昇することがある。このような場合に、圧力解放機構の動作により内部圧力および温度を外部に放出でき、電池単体の爆発や発火を防止することができる。

【0047】

電池単体が正常に動作する場合、電池単体内部に一定の気圧が圧力解放機構に作用し、この気圧が設計された初期動作気圧の下限よりも低いが、気圧の継続的な作用および電池単体内部の温度作用下で、圧力解放機構の粒界が滑り、粒界に沿って粒子が広がり、圧力解放機構の構造が薄くなり、圧力解放機構の耐圧能力が低下し、圧力解放機構が設定された動作圧力より小さい圧力の作用下で破断し故障する可能性がある。

【0048】

これを鑑み、本出願は、圧力解放機構を提供し、この圧力解放機構は、一端が電池単体内部に向かう方向に傾斜して突出する第１部分、電池単体内部に向かう方向に突出する形状を有する第２部分を含む。電池単体内部の気圧および温度の作用下で、第２部分が電池単体内部から離れる方向に移動し、第１部分が接続部によって制限され、電池単体内部から離れる方向に移動する傾向がある。したがって、電池単体内部の気圧または温度が小さいと、具体的には、第１所定値未満である場合、圧力解放機構の電池単体内部の一側の輪郭は周長が減少し、圧力解放機構中心に収縮する傾向があり、薄弱部が第１部分および／または第２部分によって押圧され、薄弱部の割れを抑制し、圧力解放機構が小さな気圧の場合に割れるのを防止し、圧力解放機構の寿命を効果的に延長する。

【0049】

ここで、第１所定値を第１部分および／または第２部分が薄弱部を押圧する状態から薄弱部を引っ張る状態に変化する気圧または温度値として設定する。

【0050】

本出願の実施例で説明される技術的解決手段は、電池を使用する各種の装置、例えば、携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、電気自転車、電動玩具、電気工具、電気車両、船舶および航行器などに適用され、例えば、航行器は飛行機、ロケット、スペースシャトルおよび宇宙船等を含む。

【0051】

理解できるように、本出願の実施例で説明される技術的解決手段は、上記説明される装置に適用されるだけでなく、電池を使用するすべて装置に適用され得る。説明を簡略化するために、下記の実施例では電気車両を例にして説明する。

【0052】

次に、本出願の具体的な実施例を詳細に説明する。

【0053】

図１は本出願の一実施例の車両８００の構造概略図である。車両８００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り、新エネルギー自動車は、純電自動車、ハイブリッド自動車または長距離自動車などであってもよい。車両の内部にモータ４００、コントローラー３００および電池５００が設けられ、コントローラー３００は電池５００を制御してモータ４００に給電させる。例えば、車両の底部、前部または後部に電池５００を設けてもよい。電池５００は車両の給電に使用され、例えば、電池５００は車両の操作電源として、車両８００の回路システムに使用され、例えば車両８００の起動、ナビゲーションおよび走行時の動作電力使用要件を満たす。本出願の別の実施例では、電池５００は車両８００の操作電源とするだけでなく、車両８００の駆動電源として、燃料またはガスの一部または全部を代替して車両８００に駆動力を提供する。

【0054】

異なる電力使用要件を満たすために、電池は複数の電池単体を含み得、その中で、複数の電池単体は直列、並列または混在して接続され得、混在とは直列と並列の混合を意味する。電池は電池パックとも呼ばれる。いくつかの実施例では、複数の電池単体はまず直列、並列または混在し接続して電池モジュールを形成した後、複数の電池モジュールを直列、並列または混在し接続して電池を形成する。つまり、複数の電池単体は電池を直接形成してもよいし、電池モジュールを形成して、電池モジュールで電池を形成してもよい。

【0055】

図２は本出願の一実施例の電池５００の構造概略図である。電池５００は、複数の電池単体１を含む。電池５００は箱体６００（カバーとも呼ばれる）をさらに含み、箱体６００は中空構造であり、複数の電池単体１が箱体６００内に収容される。図２に示すように、箱体６００は、第１ケース６０１と第２ケース６０２を含み、第１ケース６０１と第２ケース６０２が係合される。第１ケース６０１と第２ケース６０２の形状は、複数の電池単体１の組み合わせ形状に応じて決定され、第１ケース６０１と第２ケース６０２にそれぞれ１つの開口が設けられる。例えば、第１ケース６０１と第２ケース６０２は中空角形でありそれぞれの一側が開放され、第１ケース６０１の開口と第２ケース６０２の開口が対向して配置され、第１ケース６０１と第２ケース６０２が互いに係合されて封止チャンバーを有する箱体を形成する。複数の電池単体１は、互いに並列、直列または混在して組み合わせた後、第１ケース６０１と第２ケース６０２が係合されて形成された箱体内に配置され得る。

【0056】

異なる電力要件に応じて、電池単体１の数は、任意に設定され得る。複数の電池単体１は、直列、並列または混在して接続されて大容量または大パワーを形成する。各電池５００に含まれる電池単体１の数が多いため、取付けを容易にするために、電池単体１がグループ化され、各グループの電池単体１が電池モジュールを構成する。電池モジュールに含まれる電池単体１の数には制限がなく、必要に応じて設定すればよい。例えば、電池は複数の電池モジュールを含み、これらの電池モジュールは直列、並列または混在して接続される。

【0057】

図３は、本出願のいくつかの実施例の電池単体１の分解図である。図４は、本出願のいくつかの実施例のエンドキャップ１０の上面図である。図５は、図４中の直線ａ－ａにおける矢印Ａ方向に沿った断面図である。

【0058】

図３に示すように、電池単体１は、ケーシングプレート５０およびケーシングプレート５０内に設けられた電極アセンブリ４０を含み、ケーシングプレート５０は、エンドキャップ１０およびケーシング２０を含み、ケーシング２０は開口を有し、電極アセンブリ４０はケーシング２０の開口を介してケーシング２０に配置される。電極アセンブリ４０は、本体部４１とラグ４２を含み、ラグ４２は本体部４１から延伸する。本体部４１は、正極片、負極片およびダイヤフラムを含む。本体部４１は、正極片、ダイヤフラムおよび負極片を巻き付けて形成された巻付構造であってもよいし、正極片、ダイヤフラムおよび負極片を積層して配置することで形成された積層式構造であってもよい。正極ラグ４２１と負極ラグ４２２は、本体部４１の同一側に位置してもよいし、それぞれ本体部４１の対向する両側に位置してもよい。図３では、正極ラグ４２１と負極ラグ４２２が本体部４１の同一側に位置する場合を例示的に示す。エンドキャップ１０は、ケーシング２０の開口を被覆して、電極アセンブリ４０および電解質を収容するための密閉空間を形成し、電解質は電解液であり得る。

【0059】

図３、図４、および図５に示すように、いくつかの実施例では、圧力解放機構１００は、エンドキャップ１０のおおよそ中間部位に配置されるが、電極アセンブリの設置方法および位置によって異なり、圧力解放機構１００はケーシングプレート５０の他の位置に配置されてもよい。エンドキャップ１０に２つの電極端子３０がさらに設けられ、電極端子３０はラグ４２に電気的に接続されて電池単体１の電気エネルギーを出力し、または外部電源に接続されて電池単体を充電するために使用される。圧力解放機構１００は、２つの電極端子３０間に配置される。電池単体１は、接続部材６０をさらに含み、電極端子３０はラグ４２と接続部材６０を介して電気的に接続される。

【0060】

図６は、本出願のいくつかの実施例の圧力解放機構１００の斜視図である。図７は、圧力解放機構１００の電池単体内部に向かう側からの図である。図８は、図７の直線ｂ－ｂにおける、矢印Ｂ方向に沿った断面図である。図９は、図８の領域Ｘ１の拡大図である。

【0061】

図６～図９は、圧力解放機構１００の初期状態、つまり圧力が作用しない状態を示す。

【0062】

図６～図９に示すように、圧力解放機構１００は、接続部１０１、第１部分１０２、薄弱部１０３と第２部分１０４を含む。接続部１０１は圧力解放機構１００の外周領域に設けられ、図３、図４、図５中のエンドキャップ１０に接続される。一実施例では、例えば、図７に示すように、接続部１０１は２つの直線部１０１１と２つの直線部１０１１の端部にそれぞれ接続された２つの円弧状部１０１２を含み、全体がランウェイ形状である。

【0063】

図９に示すように、第１部分１０２の一端が接続部１０１に接続され、他端が電池単体１の内部の電極アセンブリ４０の方向、つまり図３の下方向に傾斜して突出する。薄弱部１０３は第１部分１０２の突出する前記他端に接続される。図６、図８に示すように、第２部分１０４は電池単体１内部に向かう方向に突出する形状を有し、第２部分１０４の外縁領域１０４１は薄弱部１０３に接続される。電池単体１の内部の気圧または温度が第１所定値未満である場合、薄弱部１０３は、第１部分１０２および／または第２部分１０４によって押圧される。

【0064】

図９に示すように、第１部分１０２全体は、接続部１０１よりも電池単体１の内部に近い。第１部分１０２の突出部分の形状は、特に限定されなく、本実施例では、図９に示すように、第１部分１０２は概ね直線方向に沿って電池単体１の内部から突出するが、第１部分１０２は円弧状であり、曲線形状に突出してもよい。

【0065】

薄弱部１０３は、第１部分１０２と第２部分１０４間に位置し、つまり第１部分１０２の突出する前記他端に位置し、第１部分１０２よりも電池単体１の内部に近い。薄弱部１０３の強度は、第１部分１０２と第２部分１０４よりも小さく、圧力を解放するとき薄弱部１０３も動作して圧力を解放する。

【0066】

図６、図７、図８に示すように、第２部分１０４は、圧力解放機構１００中の最も大きな面積の部分であり、圧力解放機構１００の中央部に位置し、外縁領域１０４１と中間領域１０４２を含み（図８）、外縁領域１０４１の一端が薄弱部１０３に接続され、他端が中間領域１０４２に接続される。第２部分１０４全体は薄弱部１０３よりも電池単体１の内部に近く、電池単体１内部に向かう方向に突出する形状を有し、例えば、第２部分１０４は電池単体１の内部方向に突出するアーチ形状であるが、不規則的な突出形状であってもよい。図８に示すように、第２部分１０４の外縁領域１０４１は、電池単体内部に向かう方向に傾斜して延伸し、延伸方向が第１部分１０２の突出方向と概ね同じであり、中間領域１０４２は、圧力解放機構１００が設けられたエンドキャップ１０に概ね平行である。

【0067】

中間領域１０４２は、エンドキャップ１０に概ね平行であるため、第２部分１０４は激しく変形せず、第２部分１０４で割れが発生しにくく、薄弱部１０３以外の位置から動作するリスクを低減することができる。

【0068】

図１０～図１８は、本出願の実施例の圧力解放機構１００が異なる気圧または温度下での状態を示す。

【0069】

図１０は、電池単体１の内部気圧または温度が第１所定値未満である場合の圧力解放機構１００の斜視図である。図１１は、圧力解放機構１００の断面図であり、切断位置と観察視角が図８と同じであり、図８中の説明を参照すればよい。図１２は、図１１中の領域Ｘ２の拡大図である。

【0070】

電池単体１が正常に動作する場合、電池単体１の内部の気圧または温度は低い。以下、気圧を例にして説明する。電池単体１の内部の気圧が圧力解放機構１００に継続的な作用して、第１部分１０２、薄弱部１０３と第２部分１０４が上向きに移動するか、または上向きに移動する傾向があり、第１部分１０２、薄弱部１０３と第２部分１０４は全体として、輪郭の周長が減少して中心に収縮する。

【0071】

具体的に、図１１、図１２に示すように、第１部分１０２が電池単体１の内部に傾斜し、薄弱部１０３の位置が接続部１０１よりも電池単体の内部に近く、つまり薄弱部１０３の位置が圧力解放機構１００とエンドキャップ１０の固定点の位置よりも電池単体の内部に近い。そして、第１部分１０２の一端が接続部１０１によって制限され、第１部分１０２の電池単体１の内部に突出する他端が図１２の右の矢印方向に沿って薄弱部１０３を押圧し、薄弱部１０３の割れを抑制し、電池単体１が正常に動作するとき圧力解放機構１００がクリープ破壊されるのを防止し、圧力解放機構の寿命を効果的に延長する。同様に、図１２に示すように、第２部分１０４は気圧作用下で上向きに移動し、第２部分１０４は図１２の左の矢印方向に沿って薄弱部１０３を押圧し、薄弱部１０３の割れを抑制し、電池単体１が正常に動作するとき圧力解放機構１００がクリープ破壊を防止し、圧力解放機構１００の寿命を効果的に延長する。

【0072】

図１３は、電池単体１の内部気圧または温度が第１所定値以上に上昇し、第２部分１０４が上向きに反転して突出する過程の状態図である。図１４は、圧力解放機構１００の断面図であり、切断位置と観察視角は図８、図１１と同じである。図１５は、図１４中の領域Ｘ３の拡大図である。

【0073】

図１３～図１５に示すように、電池単体１の内部気圧または温度が第１所定値以上に上昇すると、第１部分１０２、薄弱部１０３と第２部分１０４全体が継続的に上向きに移動し、第２部分１０４が大きく変形し、下向きに突出する形状から上向きに反転し、上向きに突出する形状に変化する。このとき、第２部分１０４の中間領域１０４２が薄弱部１０３の上方まで移動し、第１部分１０２が接続部１０１によって制限され、わずかに移動する。第２部分１０４の反転が完了した後、第２部分１０４全体が薄弱部１０３上方まで移動し、第２部分１０４が図１２に示すような薄弱部１０３を押圧する状態から薄弱部１０３を引っ張る状態に変化し、薄弱部１０３の割れを促進し、圧力を迅速に解放することに有利である。

【0074】

ここで、第２所定値は、圧力解放機構１００の所定圧力解放温度または圧力値として定義される。つまり、電池単体１の内部の温度または圧力値が第２所定値に達すると、圧力解放機構１００が作動し、例えば、薄弱部１０３が割れ、電池単体１の内部圧力が圧力解放機構１００を介して解放される。

【0075】

図１６は、電池単体１の内部の気圧または温度が第２所定値以上に上昇し、圧力解放機構１００が破断される直前の斜視図である。図１７は、圧力解放機構１００の断面図であり、切断位置と観察視角は図８、図１１、図１４と同じである。図１８は、図１７中の領域Ｘ４の拡大図である。

【0076】

図１６～図１８に示すように、電池単体１の内部の気圧または温度が第２所定値に達すると、第１部分１０２、薄弱部１０３と第２部分１０４全体が継続的に上向きに移動し、薄弱部１０３により大きな引張力を加える。第１部分１０２が接続部１０１によって制限され、わずかに移動するため、第２部分１０４と第１部分１０２により薄弱部１０３を効果的に引っ張り、薄弱部１０３が破断され、電池単体１の内部圧力が放出される。

【0077】

図１９は、図９中の圧力解放機構１００の一変形例である。

【0078】

図１９に示すように、いくつかの実施例では、第１部分１０２の厚さが第２部分１０４の厚さ以上である。

【0079】

第２部分１０４が比較的薄く第１部分１０２が比較的厚いため、電池単体１の内部の気圧または温度が上昇すると、薄い第２部分１０４がより容易かつ迅速に電池単体１の内部から離れる方向に突出する形状に変化し、大きく変形し、厚い第１部分１０２は小さく変形するため、第１部分１０２、第２部分１０４により薄弱部１０３を良好に引っ張り、薄弱部１０３の割れを促進し、圧力を迅速に解放し、電池の爆発を効果的に防止する。

【0080】

比較例として、以下従来技術の圧力解放機構を説明する。

【0081】

図２０は、従来技術の圧力解放機構の断面図であり、切断位置と観察視角は図８と同じである。図２１は、図２０中の領域Ｘ５の拡大図である。

【0082】

図２０～図２１は、圧力解放機構２００の初期状態、つまり圧力が作用しない状態を示す。

【0083】

図２０、図２１に示す従来技術の圧力解放機構２００は、接続部２０１、第１部分２０２、薄弱部２０３と第２部分２０４を含む。圧力解放機構２００の輪郭形状は、本出願の圧力解放機構１００と概ね同じである。図２０に示すように、第１部分２０２、第２部分２０４と接続部２０１が同一平面に位置し、圧力解放機構２００の第１部分２０２が電池単体内部に突出することなく、第２部分２０４は電池単体１の内部方向に突出する形状を有しない。

【0084】

図２２は、従来技術の圧力解放機構２００が低気圧作用下での状態を示す（切断位置と観察視角は図２０と同じである）。図２３は、図２２中の領域Ｘ６の拡大図である。

【0085】

電池単体が正常動作する場合、電池単体の内部の気圧が圧力解放機構２００に作用し、このとき、第１部分２０２と第２部分２０４が電池単体内部から離れる方向に移動し、電池単体の内部気圧の継続的な作用下で、第１部分２０２と第２部分２０４がそれぞれ図２３の矢印方向に沿って薄弱部２０３を継続的に引っ張るため、電池単体が正常に動作する場合、薄弱部２０３小さな気圧作用で割れるおそれがある。

【0086】

図２４は、従来技術の圧力解放機構の割れ状態を示す（切断位置と観察視角は図２０と同じである）。図２５は、図２４の中の領域Ｘ７の拡大図である。

【0087】

電池単体の内部気圧が圧力解放機構２００に長期間作用し、薄弱部２０３が第１部分２０２と第２部分２０４によって継続的に引っ張られクリープ破壊が発生し、第１部分２０２と第２部分２０４が継続的に上方に移動し、薄弱部２０３が電池単体の正常動作状態下で破断し、クリープ破壊されることを招き得る。

【0088】

図２６は、本出願の他の実施例の圧力解放機構の断面図の局所拡大図である（切断位置と観察視角は図８と同じである）。

【0089】

図２６に示すように、第２部分１０４に薄肉領域１０４３が設けられ、この薄肉領域１０４３の厚さは、第２部分１０４の他の領域の厚さよりも小さい。いくつかの実施例では、薄肉領域１０４３は電池単体１の内部に向かう方向に開放された環状窪みである。

【0090】

圧力解放機構１００の寸法が小さいと、第２部分１０４を十分に薄くする必要があり、気圧または温度が第１所定値以上であると、第２部分１０４が電池単体１の内部から離れる方向に突出する状態に変化し、薄弱部１０３の割れを促進し、大寸法の圧力解放機構と同様の圧力解放効果を達成する。しかしながら、製造装置や製造プロセスの制限によって、第２部分１０４を十分に薄くすることが困難である。そのために、第２部分１０４に薄肉領域１０４３を設けて、気圧作用下で、第２部分１０４の他の領域と比較して、薄肉領域１０４３がより変形しやすく、第２部分１０４が電池単体１の内部から離れる方向に突出する状態に変化しやすい。

【0091】

本出願の薄肉領域１０４３は上記構造に限定されず、電池単体１の内部から離れる方向に開放された環状窪みであってもよいし、第２部分１０４の上面と下面に両方とも環状窪みを設けてもよい。また、薄肉領域１０４３の形状は特に制限なく、環状ではなく円弧状、直線形または他の形状であってもよく、気圧を均一にするために、好ましくは第２部分１０４に薄肉領域１０４３を対称に設ける。また、薄肉領域１０４３の数も特に制限なく、必要に応じて適切に設定すればよい。

【0092】

図２７は、本出願の他の実施例の圧力解放機構１００の電池単体１の内部から離れる方向の側からの図である。図２８は、図２７の領域Ｘ９の拡大図である。

【0093】

図２９は、図２７の圧力解放機構１００の他側の斜視図である。図３０は、図２９の領域Ｘ１０の拡大図である。

【0094】

図３１は、図２７の圧力解放機構１００の電池単体１の内部から離れる方向の側からの平面図である。図３２は、図３１中の圧力解放機構１００の断面図である（切断位置と観察視角は図８と同じである）。図３３は、図３１中の圧力解放機構１００の直線ｌ－ｌにおける矢印Ｌ方向に沿った断面図である。

【0095】

いくつかの実施例では、図２７～図３０に示すように、第１部分１０２に補強構造１０２１が設けられる。

【0096】

大寸法の圧力解放機構の場合、圧力解放機構１００の面積が大きく、気圧の圧力が高く、低気圧の場合でも第１部分１０２が大きく移動し、薄弱部１０３を効果的に押圧することができない。第１部分１０２の厚さを増加させて不要な変形を防止するために、第１部分と設計された薄弱部１０３の厚み差が大きすぎ、所要厚さの薄弱部１０３を形成し難く、製造コストが上昇する。そのために、補強構造１０２１を設けることで、第１部分１０２の強度を補強しながら加工しやすい。

【0097】

いくつかの実施例では、図３３に示すように、第１部分１０２の一側表面に突起する補強リブ１０２１ｂが設けられる。補強リブ１０２１ｂは、第１部分１０２の電池単体１の内部から離れる方向の一側に設けられてもよいし、第１部分１０２の電池単体１の内部に向かう方向の一側に設けられてもよい。

【0098】

いくつかの実施例では、第１部分１０２の他側の表面に、補強リブ１０２１ｂに対応する位置に窪み１０２１ａが設けられ、具体的に、図３３に示すように、補強リブ１０２１ｂと窪み１０２１ａは補強構造１０２１を構成する。本実施例では、窪み１０２１ａの窪む深さが補強リブ１０２１ｂの突出高さよりも大きく、窪み１０２１ａの開口部の幅（図３３の左右方向）が補強リブ１０２１ｂの幅よりも小さい。したがって、窪み１０２１ａの左右両側に２つの局所増肉領域１０２１ｃが設けられ、この局所増肉領域１０２１ｃの厚さは第１部分１０２の他の位置の厚さよりも大きい。このような構造は第１部分１０２全体の体積を増加することなく、第１部分１０２の主受力方向の強度を向上させることができる。また、このような構造の補強構造１０２１はプレス加工によって容易に製造できる。

【0099】

以上の構造に加えて、補強構造１０２１は、第１部分１０２の一部の領域を化学的処理して強度を高めた構造であってもよい。

【0100】

いくつかの実施例では、図２７、２９、３１を参照すると、接続部１０１は環状の板状構造であり、例えば溶接によってエンドキャップ１０に接続される。溶接位置はエンドキャップ１０の外側であり、第１部分１０２がエンドキャップの厚さを超えて延伸すると、溶接位置はエンドキャップ１０の内側であってもよい。接続部１０１は、２つの直線部１０１１と２つの直線部１０１１の端部にそれぞれ接続された２つの円弧状部１０１２を含み、上記補強構造１０２１は直線部１０１１に対応する第１部分１０２に位置する。直線部１０１１における第１部分１０２の安定性が円弧状部１０１２における第１部分１０２より低いため、補強構造１０２１を直線部１０１１に対応する位置に設けることで、第１部分１０２の強度をより効果的に高めることができる。もちろん、必要に応じて、補強構造１０２１は円弧状部１０１２に対応する位置に設けられてもよい。２つの直線部１０１１同士は概ね平行であり、２つの直線部１０１１と２つの円弧状部１０１２で構成された接続部１０１全体は環状のランウェイ形状である。

【0101】

通常の円形防爆シートと比較して、本実施例の接続部１０１は環状ランウェイ形状であり、圧力解放機構１００が小寸法の電池単体に適用されると、同じ縦横面積で、圧力解放時の排気面積がより大きく、ガスをより迅速に排出することができる。

【0102】

いくつかの実施例では、圧力解放機構１００をエンドキャップ１０に設ける方法は、図４に示すように、圧力解放機構１００が２つの電極端子３０間に位置し、直線部よりも、２つの円弧状部がそれぞれ圧力解放機構１００両側の電極端子３０に近く、より具体的には、２つの円弧状部１０１２の円弧状中点の結線と２つの電極端子３０の結線とが同一直線上にある。例えば、２つの円弧状部１０１２の円弧状中点の結線と２つの電極端子３０の結線とは、すべて図４に示すａ－ａ線上にある。このように、他の設置方向と比較すると、圧力解放機構１００の応力作用による変形が最も大きい。もちろん、圧力解放機構１００は、図３に示すように、直線部が電極端子３０により近づくように設定することも可能である。

【0103】

いくつかの実施例では、薄弱部１０３の少なくとも一部領域の厚さが第１部分１０２と第２部分１０４の厚さよりも小さく、つまり、薄弱部１０３すべての部分の厚さが第１部分１０２と第２部分１０４の厚さよりも小さいのではなく、薄弱部１０３の一部のみ厚さが第１部分１０２と第２部分１０４の厚さよりも小さく、他の部分の厚さは第１部分１０２および／または第２部分１０４の厚さ以上であってもよい。

【0104】

薄弱部１０３の一部の厚さが減少しないので、薄弱部１０３が破断しても、第２部分１０４が気流などの排出物とともに飛び出すことがない。

【0105】

いくつかの実施例では、薄弱部１０３は窪み構造であり、例えば、電池単体１の内部の一側に開放された環状窪み構造である。また、この環状窪み構造は、複数の断続的な窪みを含んでもよく、つまり、薄弱部１０３の部分領域の厚さが第１部分１０２と第２部分１０４の厚さよりも小さいのを満たす。

【0106】

薄弱部１０３は窪み構造であり、薄弱部１０３の厚さと強度が第１部分１０２および第２部分１０４よりも小さいので、薄弱部１０３が割れやすい。

【0107】

薄弱部１０３は窪み構造に限定されなく、薄弱部１０３の強度が第１部分１０２と第２部分１０４の構造よりも十分に小さいものであればよい。例えば、薄弱部１０３は、化学的処理して薄弱部１０３の強度を低下させた構造であってもよい。

【0108】

以上、本出願の実施例の圧力解放機構１００を説明した。

【0109】

本出願の別の側面によれば、上記の電池単体１を含む電池５００をさらに提供する。

【0110】

本出願の別の側面によれば、電気エネルギーを供給するための上記電池５００を含む電力使用装置をさらに提供する。選択可能に、電力使用装置は図１に示す車両８００や船舶または航行器であってもよい。

【0111】

本出願は、圧力解放機構の製造方法をさらに提供する。

【0112】

図３４は、本出願の一実施例の圧力解放機構１００の製造方法のフローチャートである。

【0113】

図３４に示すように、本実施例の製造方法は、以下のステップを含む。

【0114】

ステップＳ１、圧力解放機構１００の外周領域に設けられ、エンドキャップ１０に接続される接続部１０１を用意する。

【0115】

ステップＳ２、一端が接続部１０１に接続され、他端が電池単体内部方向に傾斜して突出する第１部分１０２を用意する。

【0116】

ステップＳ３、薄弱部１０３を用意し、それを第１部分１０２の突出する上記他端に接続する。および

【0117】

ステップＳ４、電池単体内部に向かう方向に突出する形状を有し、外縁領域が薄弱部１０３に接続される第２部分１０４を用意する。電池単体の内部の気圧または温度が第１所定値未満である場合、薄弱部１０３が第１部分１０２および／または第２部分１０４によって押圧される。

【0118】

より具体的には、金属材料を用いて上記接続部１０１、第１部分１０２および第２部分１０４が金型で一体的に成形される。金属材料は、例えばアルミニウム箔、銅箔などであってもよい。このとき、第１部分１０２および第２部分１０４は、外観上区別されない。第１部分１０２および第２部分１０４の全体にプレス加工や切削加工などにより予設位置に窪み状の薄弱部１０３を形成して、図６～図１０に示す圧力解放機構１００を得る。適切な材料を選択し、第１部分１０２の厚さ、第１部分１０２の突出長さ、第２部分１０４の面積、第２部分１０４の厚さ、薄弱部１０３の厚さなどのパラメータを設定することで、電池単体の内部気圧または温度が第１所定値未満である場合、薄弱部１０３が第１部分１０２、第２部分１０４によって押圧されるという効果が達成される。具体的なパラメータは、圧力解放機構の寸法などによって適切に設定され、本出願では詳しく説明しない。

【0119】

好ましい実施例では、第１部分１０２の厚さは、前記第２部分１０４の厚さ以上である。これは、例えば、成形金型の形状を調整することで実現することができる。

【0120】

好ましい実施例では、第２部分１０４に図２６に示す薄肉領域１０４３が設けられ、第２部分１０４の変形に有利である。薄肉領域１０４３は、第２部分１０４をプレス加工や切削加工などにより形成されてもよいし、金型の形状を設定して第２部分１０４と一体的に成形されてもよい。

【0121】

好ましい実施例では、第１部分１０２に図２７～図３２に示す補強構造１０２１が設けられ、薄弱領域１０３を支持する。補強構造１０２１は第１部分１０２をプレス加工することで形成されてもよいし、金型の形状を設定し第１部分１０２と一体的に成形されてもよい。

【0122】

最後に、以上の各実施例は本出願の技術的解決手段を説明するために使用され、限定するものではなく、前記各実施例を参照して本出願を詳細に説明したが、当業者は、前記各実施例に記載される技術的解決手段を修正したり、その一部または全部の技術特徴を同等置換することができ、それらの修正や置換は、かかる技術的解決手段の本質を本出願の各実施例の技術的解決手段の範囲から逸脱させることなく、すべて本出願の特許請求の範囲および明細書の範囲に含まれるものとする。特に、構造上矛盾しない限り、各実施例で提出される各技術的特徴を任意に組み合わせることができる。本出願は以上の特定の実施例に限定されなく、特許請求の範囲内のすべての技術的解決手段を含むことを意図している。

【符号の説明】

【0123】

１ 電池単体
１０ エンドキャップ
２０ ケーシング
３０ 電極端子
４０ 電極アセンブリ
４１ 本体部
４２ ラグ
４２１ 正極ラグ
４２２ 負極ラグ
５０ ケーシングプレート
６０ 接続部材
１００ 圧力解放機構
１０１ 接続部
１０２ 第１部分
１０３ 薄弱部
１０４ 第２部分
１０４１ 外縁領域
１０４２ 中間領域
１０４３ 薄肉領域
１０２１ 補強構造
１０２１ｂ 補強リブ
１０２１ａ 窪み
１０２１ｃ 局所増肉部
１０１１ 直線部
１０１２ 円弧状部
２００ 比較例の圧力解放機構
２０１ 接続部
２０２ 第１部分
２０３ 薄弱部
２０４ 第２部分
３００ コントローラー
４００ モータ
５００ 電池
６００ 箱体
６０１ 第１ケース
６０２ 第２ケース
８００ 車両

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【国際調査報告】