特表2023-547746電池の筐体、電池、電力消費機器、電池の製造方法及び機器
(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】2023-11-14
(54)【発明の名称】電池の筐体、電池、電力消費機器、電池の製造方法及び機器
(51)【国際特許分類】
H01M 50/342 20210101AFI20231107BHJP
H01M 50/289 20210101ALI20231107BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20231107BHJP
H01M 10/6556 20140101ALI20231107BHJP
H01M 50/204 20210101ALN20231107BHJP
【ＦＩ】
H01M50/342 201
H01M50/289
H01M10/613
H01M10/6556
H01M50/204 401H
H01M50/204 401F
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022542014
(86)(22)【出願日】2021-09-22
(85)【翻訳文提出日】2022-07-07
(86)【国際出願番号】 CN2021119698
(87)【国際公開番号】W WO2023044619
(87)【国際公開日】2023-03-30
(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】100159329
【弁理士】
【氏名又は名称】三縄 隆
(72)【発明者】
【氏名】▲楊▼ ▲飄▼▲飄▼
(72)【発明者】
【氏名】▲陳▼ 小波
(72)【発明者】
【氏名】李 耀
(72)【発明者】
【氏名】金 秋
(72)【発明者】
【氏名】▲銭▼ 欧
【テーマコード（参考）】
5H012
5H031
5H040
【Ｆターム（参考）】
5H012BB01
5H012EE01
5H012FF01
5H012JJ00
5H031KK08
5H040AA37
5H040NN00
(57)【要約】
本願の実施例は電池の筐体、電池、電力消費機器、電池の製造方法及び機器を提供する。電池の筐体は、複数の電池セルを収容することに用いられ、電池セルの第１壁に圧力放出機構が設けられる電気室と、圧力放出機構の作動時に電池セルからの排出物を収集することに用いられる収集室と、電気室と収集室を隔離し、圧力放出機構に対応する圧力放出領域が設けられ、圧力放出領域は圧力放出機構の作動時に排出物を電気室から排出することに用いられることに用いられる隔離部材と、圧力放出領域を密封して圧力放出機構と収集室を隔離することに用いられ、圧力放出機構の作動時に破壊されて排出物を圧力放出領域を経由して電気室から排出することに用いられる第１絶縁層と、を備える。本願の実施例における電池の筐体、電池、電力消費機器、電池の製造方法及び機器は、電池の安全性を高めることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池の筐体であって、複数の電池セル（２０）を収容することに用いられ、前記電池セル（２０）の第１壁（２１ａ）に圧力放出機構（２１３）が設けられ、前記圧力放出機構（２１３）は前記電池セル（２０）の内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる電気室（１１ａ）と、
前記圧力放出機構（２１３）の作動時に前記電池セル（２０）からの排出物を収集することに用いられる収集室（１１ｂ）と、
前記電気室（１１ａ）と前記収集室（１１ｂ）を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構（２１３）に対応する圧力放出領域（１３１）が設けられ、前記圧力放出領域（１３１）は前記圧力放出機構（２１３）の作動時に前記排出物を前記電気室（１１ａ）から排出することに用いられる隔離部材（１３）と、
前記圧力放出領域（１３１）を密封して前記圧力放出機構（２１３）と前記収集室（１１ｂ）を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構（２１３）の作動時に破壊されて前記排出物を前記圧力放出領域（１３１）を経由して前記電気室（１１ａ）から排出することに用いられる第１絶縁層（１４）と、を備える、ことを特徴とする電池の筐体。
【請求項2】
前記圧力放出領域（１３１）は前記隔離部材（１３）を貫通する第１貫通孔である、ことを特徴とする請求項１に記載の筐体。
【請求項3】
前記第１絶縁層（１４）は前記隔離部材（１３）の前記第１壁（２１ａ）に近接する表面に設けられ、及び／又は、前記第１絶縁層（１４）は前記隔離部材（１３）の前記第１壁（２１ａ）から離れる表面に設けられる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の筐体。
【請求項4】
前記第１絶縁層（１４）は、前記圧力放出機構（２１３）の作動時に溶融して前記排出物を前記圧力放出領域（１３１）を経由して前記電気室（１１ａ）から排出することに用いられる、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項5】
前記第１絶縁層（１４）の面積は前記圧力放出機構（２１３）の面積よりも大きい、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項6】
前記隔離部材（１３）に流路（１３２）が設けられ、前記流路（１３２）は流体を収容して前記電池セル（２０）の温度を調整することに用いられる、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項7】
前記流路（１３２）は前記圧力放出機構（２１３）の作動時に破壊されて前記流体を前記流路（１３２）の内部から排出することに用いられる、ことを特徴とする請求項６に記載の筐体。
【請求項8】
前記流路（１３２）の第２壁に第２貫通孔（１３２１）が設けられ、前記第２壁は前記第１壁（２１ａ）にアタッチされ、前記筐体は、前記第２貫通孔（１３２１）を密封することに用いられ、前記圧力放出機構（２１３）の作動時に溶融して前記流体を前記第２貫通孔（１３２１）から前記電池セル（２０）へ流出することに用いられる第２絶縁層（１３２２）をさらに備える、ことを特徴とする請求項７に記載の筐体。
【請求項9】
前記流路（１３２）に複数の前記第２貫通孔（１３２１）が設けられ、複数の前記第２貫通孔（１３２１）は複数の前記電池セル（２０）に１対１で対応する、ことを特徴とする請求項８に記載の筐体。
【請求項10】
前記第２壁に凹溝（１３３１）が設けられ、前記凹溝（１３３１）の底壁に前記第２貫通孔（１３２１）が設けられ、前記凹溝（１３３１）の開口は前記第１壁（２１ａ）を向いており、前記第２絶縁層（１３２２）は前記凹溝（１３３１）内に充填される、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の筐体。
【請求項11】
前記第２絶縁層（１３２２）は前記凹溝（１３３１）の底壁の前記第１壁（２１ａ）から離れる表面で前記第２貫通孔（１３２１）を被覆する、ことを特徴とする請求項１０に記載の筐体。
【請求項12】
前記第２絶縁層（１３２２）の前記第１壁（２１ａ）に近接する表面と前記第２壁の前記第１壁（２１ａ）に近接する表面は面一である、ことを特徴とする請求項８～１１のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項13】
前記第２絶縁層（１３２２）の前記第１壁（２１ａ）に近接する表面は前記第２壁の前記第１壁（２１ａ）に近接する表面よりも突出している、ことを特徴とする請求項８～１１のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項14】
前記第２貫通孔（１３２１）の面積は２００ｍｍ２以下である、ことを特徴とする請求項８～１３のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項15】
電池であって、請求項１～１４のいずれか一項に記載の筐体と、
前記筐体内に収容される複数の電池セル（２０）と、を備え、前記電池セル（２０）の第１壁（２１ａ）に圧力放出機構（２１３）が設けられ、前記圧力放出機構（２１３）は前記電池セル（２０）の内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる、ことを特徴とする電池。
【請求項16】
電力消費機器であって、前記電力消費機器に電力を供給することに用いられる請求項１５に記載の電池を備える、ことを特徴とする電力消費機器。
【請求項17】
電池の製造方法であって、複数の電池セル（２０）を提供するステップと、
筐体を提供するステップと、を含み、
筐体を提供する前記ステップは、
複数の前記電池セル（２０）を収容することに用いられ、前記電池セル（２０）の第１壁（２１ａ）に圧力放出機構（２１３）が設けられ、前記圧力放出機構（２１３）は前記電池セル（２０）の内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる電気室（１１ａ）を提供するステップと、
前記圧力放出機構（２１３）の作動時に前記電池セル（２０）からの排出物を収集することに用いられる収集室（１１ｂ）を提供するステップと、
前記電気室（１１ａ）と前記収集室（１１ｂ）を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構（２１３）に対応する圧力放出領域（１３１）が設けられ、前記圧力放出領域（１３１）は前記圧力放出機構（２１３）の作動時に前記排出物を前記電気室（１１ａ）から排出することに用いられる隔離部材（１３）を提供するステップと、
前記圧力放出領域（１３１）を密封して前記圧力放出機構（２１３）と前記収集室（１１ｂ）を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構（２１３）の作動時に破壊されて前記排出物を前記圧力放出領域（１３１）を経由して前記電気室（１１ａ）から排出することに用いられる第１絶縁層（１４）を提供するステップと、を含む、ことを特徴とする電池の製造方法。
【請求項18】
電池の製造機器であって、提供モジュールを備え、前記提供モジュールは、複数の電池セル（２０）を提供すること、及び
筐体を提供することに用いられ、
前記提供モジュールはさらに、
複数の前記電池セル（２０）を収容することに用いられ、前記電池セル（２０）の第１壁（２１ａ）に圧力放出機構（２１３）が設けられ、前記圧力放出機構（２１３）は前記電池セル（２０）の内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる電気室（１１ａ）を提供すること、
前記圧力放出機構（２１３）の作動時に前記電池セル（２０）からの排出物を収集することに用いられる収集室（１１ｂ）を提供すること、
前記電気室（１１ａ）と前記収集室（１１ｂ）を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構（２１３）に対応する圧力放出領域（１３１）が設けられ、前記圧力放出領域（１３１）は前記圧力放出機構（２１３）の作動時に前記排出物を前記電気室（１１ａ）から排出することに用いられる隔離部材（１３）を提供すること、及び
前記圧力放出領域（１３１）を密封して前記圧力放出機構（２１３）と前記収集室（１１ｂ）を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構（２１３）の作動時に破壊されて前記排出物を前記圧力放出領域（１３１）を経由して前記電気室（１１ａ）から排出することに用いられる第１絶縁層（１４）を提供することに用いられる、ことを特徴とする電池の製造機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は電池の技術分野に関し、特に電池の筐体、電池、電力消費機器、電池の製造方法及び機器に関する。
【背景技術】
【0002】
省エネ排出削減は自動車産業の持続可能な発展の鍵である。この場合、電動車両は、省エネで環境にやさしい利点を持つため、自動車産業の持続可能な発展の重要な部分になっている。電動車両の場合、電池技術はその発展を左右する重要な要素である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
電池技術の発展では、電池の性能を向上させることに加えて、安全性の問題も無視できない問題である。電池の安全性を確保できないと、該電池は使用不能になってしまう。従って、電池の安全性をどのように高めるかは、電池技術において解決を急ぐべき技術的問題となっている。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本願は、電池の安全性を高めることができる電池の筐体、電池、電力消費機器、電池の製造方法及び機器を提供する。
【0005】
第１態様によれば、複数の電池セルを収容することに用いられ、前記電池セルの第１壁に圧力放出機構が設けられ、前記圧力放出機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる電気室と、前記圧力放出機構の作動時に前記電池セルからの排出物を収集することに用いられる収集室と、前記電気室と前記収集室を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構に対応する圧力放出領域が設けられ、前記圧力放出領域は前記圧力放出機構の作動時に前記排出物を前記電気室から排出することに用いられる隔離部材と、前記圧力放出領域を密封して前記圧力放出機構と前記収集室を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構の作動時に破壊されて前記排出物を前記圧力放出領域を経由して前記電気室から排出することに用いられる第１絶縁層と、を備える、電池の筐体を提供する。
【0006】
従って、本願の実施例における電池は、隔離部材に第１絶縁層が設けられることで、圧力放出領域を密封して電気室と収集室を隔離することができ、下方の収集室に密封失敗が発生するとしても、該第１絶縁層によって上方の電気室を密封することを確保でき、それによって圧力放出機構を保護し、圧力放出機構の安全性を向上させ、例えば、収集室内の物質や粒子が圧力放出機構を破壊したり影響したりしないことを確保でき、それによって電池セルの熱暴走が発生していないとき、圧力放出機構は簡単に破壊されることがなく、また、電池セルの熱暴走が発生するとき、圧力放出機構が作動し、排出される高温排出物は該第１絶縁層を破壊させることができ、それによって該第１絶縁層は熱暴走が発生している電池セルが排出物を排出することに影響することがなく、排気及び放熱をタイムリーに行うことができ、さらに電池の安全性を向上させる。
【0007】
いくつかの実施例では、前記圧力放出領域は前記隔離部材を貫通する第１貫通孔である。
【0008】
隔離部材に第１貫通孔が圧力放出領域として設けられるとき、圧力放出機構が作動した後、排出される排出物は該貫通孔をより迅速かつスムーズに通過して電気室から排出することができる。該第１貫通孔が第１絶縁層で密封されるとしても、該第１絶縁層は圧力放出機構の作動後に迅速に破壊でき、該第１貫通孔から排出物を排出することに影響することがない。
【0009】
いくつかの実施例では、前記第１絶縁層は前記隔離部材の前記第１壁に近接する表面に設けられる。
【0010】
第１壁と隔離部材との間は、圧力放出機構及び圧力放出領域が位置する領域を除き、接着剤によって接続することができ、接着剤は一定の厚さを有し、すなわち、第１壁と隔離部材との間に一定の距離があり、この場合、第１絶縁層が隔離部材の第１壁に近接する表面に設けられることで、空間を別途追加する必要がなく、電池セルと隔離部材との間の取り付けに影響することがない。
【0011】
いくつかの実施例では、前記第１絶縁層は前記隔離部材の前記第１壁から離れる表面に設けられる。
【0012】
圧力放出機構の作動時に圧力放出機構は十分な変形空間を有する必要があることを考慮に入れ、従って、第１絶縁層は隔離部材の第１壁から離れる表面に設けられることで、該圧力放出機構から該第１絶縁層までの空間を増加させ、圧力放出機構に十分な変形空間を提供し、該圧力放出機構の変形への影響を防止することができる。
【0013】
いくつかの実施例では、前記第１絶縁層は、前記圧力放出機構の作動時に溶融して前記排出物を前記圧力放出領域を経由して前記電気室から排出することに用いられる。
【0014】
電池セルの熱暴走が発生するときに温度が高いことを考慮に入れ、従って、第１絶縁層は感温材料で設けられることで、圧力放出機構の作動時、第１絶縁層は迅速に溶融でき、排出物を圧力放出領域を経由して電気室からタイムリーに排出する。
【0015】
いくつかの実施例では、前記第１絶縁層の面積は前記圧力放出機構の面積よりも大きい。
【0016】
第１絶縁層の面積が圧力放出機構の面積に等しく、第１絶縁層と圧力放出機構が互いに対応して設けられることで、該圧力放出機構を完全に保護することができ、一方、第１絶縁層の面積が圧力放出機構の面積よりも大きいことで、該第１絶縁層の信頼性を確保するとともに、第１絶縁層に存在する可能性がある寸法公差などの問題を解決することができる。
【0017】
いくつかの実施例では、前記隔離部材に流路が設けられ、前記流路は流体を収容して前記電池セルの温度を調整することに用いられる。
【0018】
いくつかの実施例では、前記流路は前記圧力放出機構の作動時に破壊されて前記流体を前記流路の内部から排出することに用いられる。
【0019】
いくつかの実施例では、前記流路の第２壁に第２貫通孔が設けられ、前記第２壁は前記第１壁にアタッチされ、前記筐体は、前記第２貫通孔を密封することに用いられ、前記圧力放出機構の作動時に溶融して前記流体を前記第２貫通孔から前記電池セルへ流出することに用いられる第２絶縁層をさらに備える。
【0020】
本願の実施例における流路に第２貫通孔が設けられ、第２絶縁層によって該第２貫通孔を密封することで、該流路は密閉であり、流体を収容することができ、電池セルの熱暴走が発生するとき、電池セルの温度が高くなり、該第２絶縁層を溶融させることができ、流路内の流体を第２貫通孔から流出することができ、すなわち、流路が破壊可能であることを確保し、さらに流出した流体は直接電池セルを降温させることができ、また、該流体が圧力放出領域まで流れるとき、電池セルの排出物を降温させて熱拡散阻止の目的を達成することもできる。
【0021】
いくつかの実施例では、前記流路に複数の前記第２貫通孔が設けられ、複数の前記第２貫通孔は複数の前記電池セルに１対１で対応する。このように、いずれか１つの電池セルに熱暴走が発生するとき、対応する第２貫通孔内から流体を排出して降温を行う。
【0022】
いくつかの実施例では、前記第２壁に凹溝が設けられ、前記凹溝の底壁に前記第２貫通孔が設けられ、前記凹溝の開口は前記第１壁を向いており、前記第２絶縁層は前記凹溝内に充填される。
【0023】
第２絶縁層が凹溝内に充填されることで、該第２絶縁層と第２壁との接触面積を増加させ、該第２絶縁層の安定性及び信頼性を向上させることができる。
【0024】
いくつかの実施例では、前記第２絶縁層は前記凹溝の底壁の前記第１壁から離れる表面で前記第２貫通孔を被覆する。
【0025】
このように、第２絶縁層と第２貫通孔とはリベット締めによって固定され、該第２絶縁層の安定性を向上させることができる。
【0026】
いくつかの実施例では、前記第２絶縁層の前記第１壁に近接する表面と前記第２壁の前記第１壁に近接する表面は面一である。
【0027】
このように、該隔離部材の第１壁に近接する表面は相対的に平坦であり、該隔離部材の上方に設けられるほかの部材の取り付けに影響することがなく、例えば、電池セルの取り付けに影響することがない。
【0028】
いくつかの実施例では、前記第２絶縁層の前記第１壁に近接する表面は前記第２壁の前記第１壁に近接する表面よりも突出している。
【0029】
このように該第２絶縁層と第２壁との接触面積を増加させることができ、流路内の流体が流出し難いことを確保し、該第２絶縁層の密封性及び信頼性を向上させることができる。
【0030】
いくつかの実施例では、前記第２貫通孔の面積は２００ｍｍ２以下である。
【0031】
第２貫通孔の面積が大きすぎるように設定されると、流体の流出が速すぎ、流路内の流体の総量が限られるため、降温効果を損なってしまう。
【0032】
第２態様によれば、第１態様における筐体と、前記筐体内に収容される複数の電池セルとを備え、前記電池セルの第１壁に圧力放出機構が設けられ、前記圧力放出機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる、電池を提供する。
【0033】
第３態様によれば、電力消費機器に電力を供給することに用いられる第２態様における電池を備える、電力消費機器を提供する。
【0034】
いくつかの実施例では、前記電力消費機器は車両、船舶又は宇宙機である。
【0035】
第４態様によれば、複数の電池セルを提供するステップと、筐体を提供するステップと、を含み、筐体を提供する前記ステップは、複数の前記電池セルを収容することに用いられ、前記電池セルの第１壁に圧力放出機構が設けられ、前記圧力放出機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる電気室を提供するステップと、前記圧力放出機構の作動時に前記電池セルからの排出物を収集することに用いられる収集室を提供するステップと、前記電気室と前記収集室を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構に対応する圧力放出領域が設けられ、前記圧力放出領域は前記圧力放出機構の作動時に前記排出物を前記電気室から排出することに用いられる隔離部材を提供するステップと、前記圧力放出領域を密封して前記圧力放出機構と前記収集室を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構の作動時に破壊されて前記排出物を前記圧力放出領域を経由して前記電気室から排出することに用いられる第１絶縁層を提供するステップと、を含む電池の製造方法を提供する。
【0036】
第５態様によれば、前記第４態様における方法を実行するモジュールを備える、電池の製造機器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本願の一実施例に開示されている車両の構造模式図である。
【図2】本願の一実施例に開示されている電池の構造模式図である。
【図3】本願の一実施例に開示されている電池モジュールの構造模式図である。
【図4】本願の一実施例に開示されている電池セルの分解図である。
【図5】本願の一実施例に開示されている別の電池の分解構造模式図である。
【図6】本願の一実施例に開示されている電池の筐体の模式図である。
【図7】本願の一実施例に開示されている収集室の分解模式図である。
【図8】本願の一実施例に開示されている別の収集室の分解模式図である。
【図9】本願の一実施例に開示されている別の電池の筐体の模式図である。
【図10】本願の一実施例に開示されているさらに別の電池の筐体の模式図である。
【図11】本願の一実施例に開示されている第１絶縁層及び隔離部材の分解模式図である。
【図12】本願の一実施例に開示されている電池セルが筐体内の第２部分に収容されている時の模式的平面図である。
【図15】本願の一実施例に開示されている第１絶縁層が設けられる隔離部材の平面図である。
【図17】本願の一実施例に開示されている第１絶縁層が設けられる別の隔離部材の平面図である。
【図18】本願の一実施例に開示されている別の隔離部材の分解模式図である。
【図19】本願の一実施例に開示されている隔離部材の平面図である。
【図28】本願の一実施例に開示されている電池の製造方法の模式的フローチャートである。
【図29】本願の一実施例に開示されている電池の製造機器の模式的ブロック図である。
【0038】
図面では、図面は実際の縮尺で描かれていない。
【発明を実施するための形態】
【0039】
以下、図面及び実施例を参照しながら本願の実施形態をさらに詳細に説明する。以下の実施例についての詳細説明及び図面は本願の原理を例示的に説明することに用いられるが、本願の範囲を限定するものではなく、すなわち、本願は説明される実施例に限定されない。
【0040】
本願の説明では、説明する必要がある点として、特に断らない限り、「複数」の意味は２つ以上（２つを含む）であり、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などの用語で指示される方位又は位置関係は本願を説明しやすくし説明を簡素化するためのものに過ぎず、係る装置又は素子が必ずしも特定の方位を有したり、特定の方位で構成及び操作されたりすることを指示又は暗示するものではなく、従って、本願を制限しないと理解すべきである。また、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、相対的な重要性を指示又は暗示するものではなく、説明するためのものに過ぎない。「垂直」は厳密には垂直ではなく、誤差許容範囲内のものである。「平行」は厳密には平行ではなく、誤差許容範囲内のものである。
【0041】
以下の説明に出現する方位語はいずれも図示されている方向であり、本願の具体的な構造を限定するものではない。本願の説明において、さらに説明する必要がある点として、特に明確な規定及び限定がない限り、「取り付け」、「連結」、及び「接続」のような用語は広義に理解すべきであり、例えば、固定して接続されてもよく、取り外し可能に接続されるか、又は一体的に接続されてもよく、直接連結されてもよく、中間媒体を介して間接的に連結されてもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願での具体的な意味を理解することができる。
【0042】
本願では、電池セルは一次電池、二次電池を含んでもよく、例えば、リチウムイオン電池、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又はマグネシウムイオン電池などであってもよく、本願の実施例はこれを限定しない。電池セルは円筒状、扁平状、直方体又はほかの形状などであってもよく、同様に、本願の実施例はこれを限定しない。電池セルは一般的に、パッケージ方式に従って、円筒形電池セル、角形電池セル及びソフトパック電池セルの３種類に分けられ、同様に、本願の実施例はこれを限定しない。
【0043】
本願の実施例で言及される電池とは、より高い電圧及び容量を提供するように１つ又は複数の電池セルを備える単一の物理モジュールである。例えば、本願で言及される電池は電池モジュール又は電池パックなどを含んでもよい。電池パックは、一般的に、１つ又は複数の電池セルをパッケージするための筐体を備える。筐体は、液体や他の異物が電池セルの充電又は放電に影響することを回避することができる。
【0044】
電池セルは電極組立体と電解液を備え、電極組立体は正極板、負極板及び隔膜を備える。電池セルは主に正極板と負極板との間での金属イオンの移動に依存して動作する。正極板は正極集電体及び正極活物質層を備え、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集電体は正極活物質層が塗布されている集電体よりも突出し、正極活物質層が塗布されていない集電体は正極タブとして使用される。リチウムイオン電池を例として、正極集電体の材料はアルミニウムであってもよく、正極活物質は、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元リチウム又はマンガン酸リチウムなどであってもよい。負極板は負極集電体及び負極活物質層を備え、負極活物質層は負極集電体の表面に塗布され、負極活物質層が塗布されていない集電体は負極活物質層が塗布されている集電体よりも突出し、負極活物質層が塗布されていない集電体は負極タブとして使用される。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質はカーボン又はシリコンなどであってもよい。溶断が発生せずに高電流が流れることを確保するために、正極タブは、複数であり、一体に積層され、負極タブは、複数であり、一体に積層される。隔膜の材質はＰＰ又はＰＥなどであってもよい。また、電極組立体は、巻回型構造であってもよく、積層型構造であってもよく、本願の実施例はこれらに限定されない。電池技術の発展は、例えば、エネルギー密度、サイクル寿命、放電容量、充放電レートなどの性能パラメータのような様々な設計要素を同時に考慮する必要があり、また、さらに電池の安全性を考慮する必要がある。
【0045】
電池の場合、主な安全上の危険は充電及び放電過程由来であり、電池の安全性を向上させるために、電池セルは一般的に圧力放出機構が設けられる。圧力放出機構とは、電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値に達すると、内部圧力又は温度を放出するように作動する素子又は部材である。該所定の閾値は様々な設計需要に応じて調整することができる。前記所定の閾値は、電池セルの正極極板、負極極板、電解液及び隔膜のうちの１つ又は複数の材料に依存し得る。圧力放出機構は、例えば、感圧又は感温素子又は部材を使用してもよく、すなわち、電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値に達すると、圧力放出機構が作動し、それによって内部圧力又は温度を放出できる通路を形成する。
【0046】
本願で言及される「作動」とは、圧力放出機構が動作を発生させて電池セルの内部圧力及び温度を放出することである。圧力放出機構で発生する動作は、圧力放出機構の少なくとも一部の破裂、引き裂き又は溶融などを含んでもよいが、これらに限定されない。圧力放出機構が作動すると、電池セル内部の高温高圧物質は排出物として圧力放出機構から外へ排出される。このようにして、圧力又は温度が制御可能な場合に電池セルに対して圧力放出を行い、それにより潜在的かつより深刻な事故を回避する。
【0047】
本願で言及される電池セル由来の排出物は、電解液、溶解した又は割れた正負極極板、隔膜の破片、反応で生じた高温高圧ガス、炎などを含むが、これらに限定されない。
【0048】
電池セルの圧力放出機構は電池の安全性に重要な影響を与える。例えば、電池セルに短絡、過充電などの現象が発生するとき、電池セルの内部に熱暴走が発生して圧力又は温度が急激に上昇する可能性がある。この場合、圧力放出機構が作動することによって内部圧力及び温度向を外へ放出して電池セルの爆発、発火を防止することができる。
【0049】
従来の圧力放出機構の設計手段では、主に電池セル内部の高圧及び高温を放出すること、すなわち、前記排出物を電池セルの外部に排出することに注目している。しかしながら、電池の出力電圧又は電流を確保するために、通常、互いにバスバー部材を介して電気的に接続される複数の電池セルが必要である。電池セルの内部から排出される排出物は残りの電池セルの短絡現象を引き起こす可能性があり、例えば、排出される金属スクラップが２つのバスバー部材に電気的に接続されると、電池の短絡を引き起こし、従って、安全上のリスクが存在する。また、高温高圧の排出物は電池セルに圧力放出機構を設ける方向へ排出され、より具体的には圧力放出機構が作動する領域を向く方向に沿って排出されてもよく、このような排出物の威力や破壊力は非常に大きい可能性があり、さらに該方向で１つ又は複数の構造を壊し、さらなる安全上の問題を招いてしまう可能性がある。
【0050】
従って、本願の実施例における電池は隔離部材をさらに備えてもよく、該隔離部材を利用して電池セルを収容する電気室と排出物を収集する収集室とを分離し、圧力放出機構の作動時、電池セルの排出物は収集室に入り、電気室に入らないかわずかに入り、それによって電気室内の電気接続部材を導通して短絡が発生することはなく、従って電池の安全性を高めることができる。
【0051】
具体的には、隔離部材は電気室と収集室を隔離して電気室と収集室を隔離部材の両側に設けることに用いられる。選択可能に、本願の実施例における隔離部材は熱管理部材としても機能でき、すなわち、該隔離部材は流体を収容して複数の電池セルの温度を調整することができる。ここでの流体は液体又は気体であってもよく、温度調整とは、複数の電池セルを加熱又は冷却することである。電池セルを冷却又は降温させる場合、該隔離部材は冷却流体を収容して複数の電池セルの温度を低下させることに用いられ、また、隔離部材は加熱して複数の電池セルを昇温させることに用いられてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。選択可能に、前記流体は、よりよい温度調整の効果を達成するように循環的に流れてもよい。選択可能に、流体は水、水とエチレングリコールとの混合液又は空気などであり得る。
【0052】
本願で言及される電気室は複数の電池セル及びバスバー部材を収容することに用いられる。電気室は電池セル及びバスバー部材の取り付け空間を提供する。いくつかの実施例では、電気室内には電池セルを固定するための構造がさらに設けられてもよい。電気室の形状は収容される電池セル及びバスバー部材の数及び形状に応じて決められてもよい。いくつかの実施例では、電気室は角形であってもよく、６つの壁を有する。本願で言及されるバスバー部材は複数の電池セル間の電気的接続、例えば並列接続又は直列接続又は直並列接続を実現することに用いられる。バスバー部材は電池セルの電極端子に接続されることによって電池セル間の電気的接続を実現してもよい。いくつかの実施例では、バスバー部材は溶接によって電池セルの電極端子に固定されてもよい。
【0053】
本願で言及される収集室は排出物を収集することに用いられる。いくつかの実施例では、前記収集室内には空気、又はほかのガスが含まれてもよい。選択可能に、前記収集室内には、例えば冷却媒体のような液体が含まれるか、又は、収集室に入る排出物をさらに降温させるように該液体を収容する部材が設けられてもよい。さらに選択可能に、収集室内の気体又は液体は循環的に流れている。
【0054】
理解できるように、本願の実施例における隔離部材には圧力放出機構に対応する圧力放出領域が設けられ、例えば、該圧力放出領域は圧力放出孔であってもよく、それによって圧力放出機構が遮蔽されることを回避し、圧力放出機構がスムーズに破壊できることを確保するとともに、電池セル内から排出される排出物を該圧力放出孔によって排出することができ、また、該隔離部材はさらに電池セルを降温させて電池セルの爆発を回避することができる。
【0055】
理解できるように、電池セルは圧力放出機構の壁と隔離部材との間に設けられ、圧力放出領域を除き、通常、接着剤によって電池セルと隔離部材との接続を実現する。例えば、該接着剤は熱伝導接着剤であってもよく、一定の厚さを有し、電池セルの壁を保護することもできる。しかし、電池セルの圧力放出機構領域において対応する隔離部材に圧力放出領域が設けられ、該圧力放出領域は接着剤が設けられず、且つ相対的に脆弱であるか、又は、該圧力放出領域は圧力放出孔であってもよく、この場合、該圧力放出機構は収集室に連通し、電池の長時間使用過程では、深刻な安全上のリスクがある。例えば、電池の使用過程では、電池の振動によって収集室内の物体や粒子は圧力放出孔によって圧力放出機構に影響し、圧力放出機構の故障を引き起こす可能性があり、例えば、圧力放出機構は電池セルの熱暴走が発生していないときに破壊され、電池の寿命に影響する可能性がある。
【0056】
従って、本願の実施例における電池の隔離部材に第１絶縁層が設けられ、該第１絶縁層は圧力放出領域を密封して電気室と収集室を隔離することができ、このように、下方の収集室に密封失敗が発生するとしても、上方の電気室を密封することを確保でき、それによって圧力放出機構を保護し、圧力放出機構の安全性を向上させ、また、電池セルの熱暴走が発生すると圧力放出機構が作動し、排出される高温排出物は該第１絶縁層を破壊でき、それによって該第１絶縁層は熱暴走が発生している電池セルの排気に影響しない。
【0057】
本願の実施例で説明される技術的解決手段はいずれも電池を使用する様々な機器に適用でき、例えば、携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、電動自転車、電動玩具、電動工具、電動車両、船舶及び宇宙機などに適用でき、例えば、宇宙機は飛行機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙船などを含む。
【0058】
理解できるように、本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た機器に適用できるだけでなく、電池を使用するすべての機器にも適用できるが、説明を簡潔にするために、以下の実施例はいずれも電動車両を例として説明される。
【0059】
例えば、図１に示すように、本願の一実施例における車両１の構造模式図であり、車両１は燃料自動車、燃料ガス自動車又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電気自動車、ハイブリッド自動車又はエクステンデッド・レンジ電気自動車などであってもよい。車両１の内部にモータ４０、コントローラ３０及び電池１０が設けられてもよく、コントローラ３０はモータ４０に給電するように電池１０を制御することに用いられる。例えば、車両１の底部又は前部又は尾部に電池１０が設けられてもよい。電池１０は車両１の給電に用いられてもよく、例えば、電池１０は車両１の操作電源として使用されてもよく、車両１の回路システムに用いられ、例えば、車両１の始動、ナビゲーション及び運転時の動作電力需要に用いられる。本願の別の実施例では、電池１０は車両１の操作電源として使用できるだけでなく、車両１の駆動電源として使用でき、燃料又は天然ガスを代替又は部分的に代替して車両１に駆動動力を提供する。
【0060】
様々な電力使用需要を満たすために、電池は複数の電池セルを備えてもよく、複数の電池セル同士は直列接続又は並列接続又は直並列接続されてもよく、直並列接続とは、直列接続と並列接続との組合せである。電池は電池パックとも呼ばれ得る。選択可能に、まず、複数の電池セルを直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池モジュールを構成し、次に複数の電池モジュールを直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池を構成するようにしてもよい。つまり、複数の電池セルは直接電池を構成してもよく、まず、電池モジュールを構成し、次に、電池モジュールから電池を構成するようにしてもよい。
【0061】
例えば、図２は本願の一実施例における電池１０の構造模式図を示す、電池１０は少なくとも１つの電池モジュール２００を備えてもよい。電池モジュール２００は複数の電池セル２０を備える。電池１０は筐体１１をさらに備えてもよく、筐体１１の内部は中空構造であり、複数の電池セル２０は筐体１１内に収容される。図２は本願の実施例における筐体１１の可能な実現形態を示し、図２に示すように、筐体１１は２つの部分を備えてもよく、ここでは、それぞれ第１部分１１１及び第２部分１１２と呼ばれ、第１部分１１１と第２部分１１２は一体に係合される。第１部分１１１及び第２部分１１２の形状は電池モジュール２００を組み合わせた後の形状に応じて決められてもよく、第１部分１１１及び第２部分１１２のうちの少なくとも一方は１つの開口を有する。例えば、図２に示すように、該第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも中空の直方体であり、且つそれぞれ１つのみの面が開口面であり、第１部分１１１の開口と第２部分１１２の開口は対向して設けられ、第１部分１１１と第２部分１１２は相互に係合して密閉チャンバーを有する筐体１１を形成するようにしてもよい。
【0062】
さらに例えば、図２に示すものと異なるように、第１部分１１１及び第２部分１１２のうちの一方のみは開口を有する中空の直方体であり、他方は開口を覆うように板状である。例えば、ここでは、第２部分１１２は中空の直方体で且つ１つのみの面が開口面であり、第１部分１１１は板状であることを例とすると、第１部分１１１は第２部分１１２の開口を覆って閉鎖チャンバーを有する筐体１１を形成し、該チャンバーは複数の電池セル２０を収容することに用いられ得る。複数の電池セル２０は相互に並列接続又は直列接続又は直並列接続して組み合わせられた後、第１部分１１１と第２部分１１２を係合することで形成された筐体１１内に収容される。
【0063】
選択可能に、電池１０はほかの構造をさらに備えてもよく、ここでは詳細説明を省略する。例えば、該電池１０はバスバー部材をさらに備えてもよく、バスバー部材は複数の電池セル２０間の電気的接続、例えば並列接続又は直列接続又は直並列接続を実現することに用いられる。具体的には、バスバー部材は電池セル２０の電極端子に接続されることによって電池セル２０間の電気的接続を実現してもよい。さらに、バスバー部材は溶接によって電池セル２０の電極端子に固定されてもよい。複数の電池セル２０の電力はさらに導電機構によって筐体１１を通過して導出されてもよい。
【0064】
様々な電力需要に応じて、電池モジュール２００の電池セル２０の数は任意の数値に設定されてもよい。複数の電池セル２０は直列接続、並列接続又は直並列接続の方式で接続されて大きな容量又は電力を実現することができる。各電池１０に備えられる電池セル２０の数が多い可能性があるため、取り付けを容易にするために、電池セル２０をグループ分けして設置し、各グループの電池セル２０は電池モジュール２００を構成する。電池モジュール２００に備えられる電池セル２０の数について限定せず、需要に応じて設定することができる。例えば、図３は電池モジュール２００の一例である。電池１０は複数の電池モジュール２００を備えてもよく、これらの電池モジュール２００は直列接続、並列接続又は直並列接続の方式で接続されてもよい。
【0065】
図４は本願の一実施例における電池セル２０の構造模式図であり、電池セル２０は、１つ又は複数の電極組立体２２、ハウジング２１１及びカバープレート２１２を備える。ハウジング２１１とカバープレート２１２はケーシング２１を形成する。ハウジング２１１の壁及びカバープレート２１２はいずれも電池セル２０の壁と呼ばれる。ハウジング２１１は１つ又は複数の電極組立体２２を組み合わせた後の形状に応じて決められ、例えば、ハウジング２１１は中空の直方体又は立方体又は円筒状であってもよく、且つハウジング２１１の１つの面は１つ又は複数の電極組立体２２をハウジング２１１内に簡単に収容できるように開口を有する。例えば、ハウジング２１１が中空の直方体又は立方体である場合、ハウジング２１１の１つの平面は開口面であり、すなわち、該平面は壁がないことでハウジング２１１の内外部を連通させる。ハウジング２１１が中空の円筒状であり得る場合、ハウジング２１１の端面は開口面であり、すなわち、該端面は壁体がないことでハウジング２１１の内外部を連通させる。カバープレート２１２は開口をカバーし且つハウジング２１１に接続されることで、電極組立体２２を収容する密閉チャンバーを形成する。ハウジング２１１内に、例えば電解液のような電解質が充填されている。
【0066】
該電池セル２０は２つの電極端子２１４をさらに備えてもよく、２つの電極端子２１４はカバープレート２１２に設けられてもよい。カバープレート２１２は通常、平板形状であり、２つの電極端子２１４はカバープレート２１２の平板面に固定され、２つの電極端子２１４はそれぞれ第１電極端子２１４ａと第２電極端子２１４ｂである。２つの電極端子２１４の極性は反対である。例えば、第１電極端子２１４ａは正電極端子である場合、第２電極端子２１４ｂは負電極端子である。各電極端子２１４にそれぞれ１つの接続部材２３が対応して設けられ、接続部材２３はカバープレート２１２と電極組立体２２との間に位置し、電極組立体２２と電極端子２１４との電気的接続を実現することに用いられる。
【0067】
図４に示すように、各電極組立体２２は第１タブ２２１ａと第２タブ２２２ａとを有する。第１タブ２２１ａと第２タブ２２２ａの極性は反対である。例えば、第１タブ２２１ａは正極タブである場合、第２タブ２２２ａは負極タブである。１つ又は複数の電極組立体２２の第１タブ２２１ａは１つの接続部材２３を介して１つの電極端子に接続され、１つ又は複数の電極組立体２２の第２タブ２２２ａはもう１つの接続部材２３を介してもう１つの電極端子に接続される。例えば、正電極端子２１４ａは１つの接続部材２３を介して正極タブに接続され、負電極端子２１４ｂはもう１つの接続部材２３を介して負極タブに接続される。
【0068】
該電池セル２０では、実際の使用需要に応じて、電極組立体２２は１つ又は複数設けられてもよく、図４に示すように、電池セル２０内には４つの独立した電極組立体２２が設けられる。
【0069】
図４に示すように、電池セル２０の１つの壁に圧力放出機構２１３がさらに設けられてもよく、例えば、電池セル２０の第１壁２１ａに圧力放出機構２１３が設けられ、該第１壁２１ａはハウジング２１１のいずれか１つの壁であってもよい。具体的には、ここでは、第１壁２１ａがハウジング２１１の底壁であることを例として、該ハウジング２１１の底壁は開口と対向する壁（図４には図示せず）である。
【0070】
選択可能に、該第１壁２１ａはハウジング２１１と分離して設けられてもよく、すなわち、ハウジング２１１の底側に開口を有し、第１壁２１ａは底側の開口をカバーし且つハウジング２１１に接続され、接続方式は溶接又は接着などであり得る。代替可能に、第１壁２１ａとハウジング２１１は一体式構造であり得る。圧力放出機構２１３は電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達すると、内部圧力又は温度を放出するように作動することに用いられる。
【0071】
該圧力放出機構２１３は第１壁２１ａの一部であってもよく、第１壁２１ａとは別体の構造であってもよく、例えば、溶接によって第１壁２１ａに固定される。圧力放出機構２１３が第１壁２１ａの一部である場合、例えば、圧力放出機構２１３は第１壁２１ａに切り欠きを設けることによって形成されてもよく、第１壁２１ａの該切り欠きでの厚さは切り欠きを除くほかの領域の厚さ未満である。切り欠きは圧力放出機構２１３の最も脆弱な位置である。電池セル２０に生じたガスが多すぎてハウジング２１１の内部圧力が上昇し且つ閾値に達するか、又は電池セル２０の内部で反応して熱を発生させて電池セル２０の内部温度が上昇し且つ閾値に達すると、圧力放出機構２１３は切り欠きで破裂してハウジング２１１の内外部を連通させ、ガス圧力及び温度が圧力放出機構２１３の破裂によって外部へ放出され、それにより電池セル２０の爆発が回避される。
【0072】
選択可能に、本願の一実施例では、図４に示すように、圧力放出機構２１３が電池セル２０の第１壁２１ａに設けられる場合、電池セル２０の第２壁に電極端子２１４が設けられ、第２壁は、第１壁２１ａとは異なる。
【0073】
選択可能に、第２壁と第１壁２１ａは対向して設けられる。例えば、第１壁２１ａは電池セル２０の底壁、第２壁は電池セル２０のカバープレート２１２であり得る。
【0074】
圧力放出機構２１３と電極端子２１４が電池セル２０の異なる壁に設けられることで、圧力放出機構２１３が作動するとき、電池セル２０の排出物をさらに電極端子２１４から遠くすることができ、それによって電極端子２１４及びバスバー部材に対する排出物の影響を減少させ、従って電池１０の安全性を高めることができる。
【0075】
さらに、電極端子２１４が電池セル２０のカバープレート２１２に設けられる場合、圧力放出機構２１３が電池セル２０の底壁に設けられることで、圧力放出機構２１３が作動するとき、電池セル２０の排出物を電池１０の底部に排出することができる。このように、一方では、電池１０の底部の熱管理部材を使用して排出物の危険性を低減させることができ、他方では、電池１０が車両内に設けられるとき、電池１０の底部が通常乗員から遠いことで、乗員への害を低減させることができる。
【0076】
圧力放出機構２１３は様々な可能な圧力放出構造であってもよく、本願の実施例はこれを限定しない。例えば、圧力放出機構２１３は感温圧力放出機構であってもよく、感温圧力放出機構は、圧力放出機構２１３を設けた電池セル２０の内部温度が閾値に達すると溶融できるように構成され、及び／又は、圧力放出機構２１３は感圧圧力放出機構であってもよく、感圧圧力放出機構は、圧力放出機構２１３を設けた電池セル２０の内部気圧が閾値に達すると破裂できるように構成される。
【0077】
電池セル２０の温度を調整するために、電池セル２０の下方に熱管理部材が設けられてもよい。具体的には、該熱管理部材は流体を収容して電池セル２０の温度を調整することに用いられ得、圧力放出機構２１３が作動するとき、該熱管理部材は圧力放出機構２１３を設けた電池セル２０からの排出物を降温させることができる。
【0078】
選択可能に、該熱管理部材に圧力放出領域がさらに設けられてもよく、例えば、該圧力放出領域は圧力放出孔であってもよく、このように、圧力放出機構２１３が作動するとき、圧力放出機構２１３は開放して電池セル２０内の排出物を排出し、該排出物はさらに圧力放出孔によって熱管理部材を通過して排出されてもよい。
【0079】
理解できるように、電池セル２０は圧力放出機構２１３の壁と熱管理部材との間に設けられ、圧力放出領域を除き、通常、接着剤によって電池セル２０と熱管理部材との接続を実現する。例えば、該接着剤は熱伝導接着剤であってもよく、一定の厚さを有し、電池セル２０の壁を保護することもできる。しかし、電池セル２０の圧力放出機構２１３に対応する位置において、隔離部材に圧力放出領域が設けられ、該圧力放出領域は接着剤が設けられず、且つ相対的に脆弱であるか、又は、該圧力放出領域は圧力放出孔であってもよく、この場合、該圧力放出機構２１３は外部に連通し、電池１０の長時間使用過程では、深刻な安全上のリスクがある。例えば、電池１０の使用過程では、電池１０の振動によって、元々熱管理部材の外部にある物体や粒子が圧力放出孔によって圧力放出機構２１３に影響し、圧力放出機構２１３の故障を引き起こす可能性があり、例えば、圧力放出機構２１３は電池セル２０の熱暴走が発生していないときに破壊され、電池１０の寿命に影響する可能性がある。
【0080】
従って、本願の実施例は電池１０を提供し、上記問題を解決することができる。
【0081】
図５は本願の実施例における電池１０の別の分解模式図を示す。図５に示すように、該電池１０は、複数の電池セル２０を収容することに用いられ、電池セル２０の第１壁２１ａに圧力放出機構２１３が設けられ、圧力放出機構２１３は電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達すると、内部圧力を放出するように作動することに用いられる電気室１１ａと、圧力放出機構２１３の作動時に電池セル２０からの排出物を収集することに用いられる収集室１１ｂと、電気室１１ａと収集室１１ｂを隔離することに用いられ、圧力放出機構２１３に対応する圧力放出領域１３１が設けられ、圧力放出領域１３１は圧力放出機構２１３の作動時に排出物を電気室１１ａから排出することに用いられる隔離部材１３と、圧力放出領域１３１を密封して圧力放出機構２１３と収集室１１ｂを隔離することに用いられ、圧力放出機構２１３の作動時に破壊されて排出物を圧力放出領域１３１を経由して電気室１１ａから排出することに用いられる第１絶縁層１４と、を備える。
【0082】
従って、本願の実施例における電池１０は、隔離部材１３に第１絶縁層１４が設けられることで、圧力放出領域１３１を密封して電気室１１ａと収集室１１ｂを隔離することができ、下方の収集室１１ｂに密封失敗が発生するとしても、該第１絶縁層１４によって上方の電気室１１ａを密封することを確保でき、それによって圧力放出機構２１３を保護し、圧力放出機構２１３の安全性を向上させ、例えば、収集室１１ｂ内の物質や粒子が圧力放出機構２１３を破壊したり影響したりしないことを確保でき、それによって電池セル２０の熱暴走が発生していないとき、圧力放出機構２１３は簡単に破壊されることがなく、また、電池セル２０の熱暴走が発生するとき、圧力放出機構２１３が作動し、排出される高温排出物は該第１絶縁層１４を破壊させることができ、それによって該第１絶縁層１４は熱暴走が発生している電池セル２０が排出物を排出することに影響することがなく、排気及び放熱をタイムリーに行うことができ、さらに電池１０の安全性を向上させる。
【0083】
理解できるように、本願の実施例における電池１０は電気室１１ａ及び収集室１１ｂを備えてもよい。以下、図面を参照しながら電気室１１ａ、収集室１１ｂ及び隔離部材１３を設けた電池１０を詳細に説明する。
【0084】
図６は本願の一実施例における電池１０の筐体１１の模式図である。図６に示すように、本願の実施例における筐体１１は電気室１１ａ、収集室１１ｂ及び隔離部材１３を備えてもよい。隔離部材１３は電気室１１ａと収集室１１ｂを隔離することに用いられる。ここでは、いわゆる「隔離」とは、分離であり、密閉又は非密閉であってもよい。
【0085】
電気室１１ａは複数の電池セル２０を収容することに用いられ、選択可能に、電気室１１ａはさらに、複数の電池セル２０間の電気的接続を実現するようにバスバー部材１２を収容することに用いられてもよい。電気室１１ａは電池セル２０及びバスバー部材１２の収納空間を提供し、電気室１１ａの形状は複数の電池セル２０及びバスバー部材１２に応じて決められてもよい。
【0086】
バスバー部材１２は複数の電池セル２０の電気的接続を実現することに用いられる。バスバー部材１２は電池セル２０の電極端子２１４に接続されることで電池セル２０間の電気的接続を実現してもよい。
【0087】
複数の電池セル２０のうちの少なくとも１つの電池セル２０は圧力放出機構２１３を備えてもよく、例えば、該圧力放出機構２１３は電池セル２０の第１壁２１ａに設けられてもよく、図６において該第１壁２１ａが電池セル２０の底壁であることを例として説明を行う。圧力放出機構２１３は圧力放出機構２１３を設けた電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達すると、内部圧力又は温度を放出するように作動することに用いられる。
【0088】
説明の便宜上、以下の圧力放出機構２１３についての関連説明に係る電池セル２０は圧力放出機構２１３を設けた電池セル２０である。例えば、電池セル２０は図４における電池セル２０であり得る。
【0089】
収集室１１ｂは、圧力放出機構２１３の作動時に圧力放出機構２１３を設けた電池セル２０からの排出物を収集することに用いられる。
【0090】
本願の実施例では、隔離部材１３を使用して電気室１１ａと収集室１１ｂを隔離する。つまり、複数の電池セル２０及びバスバー部材１２を収容する電気室１１ａと排出物を収集する収集室１１ｂは分離して設けられる。このように、圧力放出機構２１３の作動時、電池セル２０の排出物は収集室１１ｂに入り、電気室１１ａに入らないかわずかに入り、それによって電気室１１ａにおける電気的接続に影響せず、従って、電池の安全性を高めることができる。
【0091】
選択可能に、本願の一実施例では、隔離部材１３は電気室１１ａと収集室１１ｂによって共有される壁を有する。図６に示すように、隔離部材１３は同時に電気室１１ａの１つの壁及び収集室１１ｂの１つの壁としてもよい。つまり、隔離部材１３（又はその一部）は直接電気室１１ａと収集室１１ｂによって共有される壁としてもよく、このように、電池セル２０の排出物は隔離部材１３を通過して収集室１１ｂに入ることが可能であり、また、隔離部材１３が存在することで、該排出物を電気室１１ａからできるだけ隔離することができ、それによって排出物の危険性を低減させ、電池の安全性を高める。
【0092】
理解できるように、本願の実施例における電池１０の筐体１１は様々な実現形態を有してもよく、対応して、筐体１１に備えられる電気室１１ａ及び収集室１１ｂは様々な実現形態を有してもよい。選択可能に、本願の一実施例では、電気室１１ａは開口を有するカバー及び隔離部材１３から形成されてもよい。例えば、図７は本願の実施例における電気室１１ａの分解模式図を示してもよく、図７に示すように、筐体１１は開口を有するカバー１１０（例えば、図７におけるカバー１１０の下側は開口である）を備えてもよい。開口を有するカバー１１０は半密閉チャンバーであり、外部に連通する開口を有し、隔離部材１３は該開口を覆って、チャンバー、すなわち電気室１１ａを形成する。
【0093】
選択可能に、カバー１１０は複数の部分からなってもよく、例えば、図８は本願の実施例における電気室１１ａの別の分解模式図を示し、カバー１１０は第１部分１１１及び第２部分１１２を備えてもよい。第２部分１１２の両側にそれぞれ開口を有し、すなわち第２部分１１２は周壁のみを有し、第１部分１１１は第２部分１１２の一方側の開口を覆い、隔離部材１３は第２部分１１２の他方側の開口を覆い、それにより電気室１１ａが形成される。
【0094】
図８の実施例は図２をもとに改良することで得られるものである。具体的に言えば、図２における第２部分１１２の底壁を隔離部材１３で置換し、隔離部材１３を電気室１１ａの１つの壁とすることによって、図８における電気室１１ａを形成するようにしてもよい。換言すれば、図２における第２部分１１２の底壁を除去し、すなわち、両側が開口する環状壁を形成し、第１部分１１１と隔離部材１３はそれぞれ第２部分１１２の両側の開口を覆って、チャンバー、すなわち電気室１１ａを形成するようにしてもよい。
【0095】
選択可能に、本願の一実施例では、収集室１１ｂは隔離部材１３及び保護部材１１３から形成されてもよい。例えば、図９は本願の実施例における筐体１１の模式図を示し、図９における電気室１１ａは図７に示す電気室１１ａであり、図１０は本願の実施例における筐体１１の別の模式図を示し、図１０における電気室１１ａは図８に示す電気室１１ａである。図９及び図１０に示すように、筐体１１は保護部材１１３をさらに備える。保護部材１１３は隔離部材１３を保護することに用いられ、且つ、保護部材１１３と隔離部材１３は収集室１１ｂを形成する。
【0096】
保護部材１１３と隔離部材１３によって形成される収集室１１ｂは、電池セルを収容可能な空間を占有せず、従って、空間が大きい収集室１１ｂを設けることができ、それによって排出物を効果的に収集及び緩衝し、その危険性を低減させることができる。
【0097】
選択可能に、本願の一実施例では、収集室１１ｂ内には、例えば冷却媒体のような流体がさらに設けられるか、又は、該流体を収容する部材がさらに設けられるようにしてもよく、それによって収集室１１ｂ内に入る排出物をさらに降温させる。
【0098】
選択可能に、本願の一実施例では、収集室１１ｂは筐体１１の外部に対して密閉チャンバーであってもよい。例えば、保護部材１１３と隔離部材１３との接続部は密封部材によって密封されてもよい。
【0099】
選択可能に、本願の一実施例では、収集室１１ｂは筐体１１の外部に対して非密閉チャンバーであってもよい。例えば、収集室１１ｂは外気に連通してもよく、このように、一部の排出物はさらに筐体１１の外部に排出されてもよい。
【0100】
上記実施例では、隔離部材１３はカバー１１０の開口を覆って電気室１１ａを形成し、隔離部材１３と保護部材１１３は収集室１１ｂを形成する。選択可能に、保護部材１１３を別途に設ける必要がなく、隔離部材１３は直接密閉筐体１１を仕切って電気室１１ａと収集室１１ｂを形成するようにしてもよい。
【0101】
例えば、本願の一実施例では、図８を例として、カバー１１０は第１部分１１１及び第２部分１１２を備えてもよく、第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも一側に開口を有するキャビティ構造であり、それぞれ半密閉構造を形成することができる。隔離部材１３は第２部分１１２の内部に設けられてもよく、第１部分１１１は第２部分１１２の開口を覆う。換言すれば、まず、隔離部材１３を半密閉な第２部分１１２内に設けて収集室１１ｂを形成し、次に、第１部分１１１で第２部分１１２の開口を覆って電気室１１ａを形成するようにしてもよく、このように、図１０と比較してわかるように、保護部材１１３の代わりに第２部分１１２の底壁を使用して収集室１１ｂを形成するようにしてもよい。
【0102】
以下、図面を参照しながら本願の実施例における隔離部材１３及び第１絶縁層１４を詳細に説明する。図１１は本願の実施例における第１絶縁層１４及び隔離部材１３の分解模式図を示す。選択可能に、本願の実施例における隔離部材１３はさらに熱管理部材として機能でき、すなわち、該隔離部材１３は流体を収容して複数の電池セル２０の温度を調整することができる。
【0103】
図１１に示すように、本願の実施例における隔離部材１３は第１熱伝導板１３３及び第２熱伝導板１３４を備えてもよく、該第１熱伝導板１３３は第２熱伝導板１３４と電池セル２０の第１壁２１ａとの間に設けられ、且つ第１熱伝導板１３３は第１壁２１ａにアタッチされ、該第１熱伝導板１３３の上面は電池セル２０の第１壁２１ａにアタッチされ、第１熱伝導板１３３と第２熱伝導板１３４は接続される。
【0104】
理解できるように、本願の実施例では、該第１熱伝導板１３３の上面が電池セル２０の第１壁２１ａにアタッチされることは、該第１熱伝導板１３３の上面が接着剤によって第１壁２１ａに接触して該第１熱伝導板１３３の上面と電池セル２０の第１壁２１ａとの接続及び熱交換を実現することを含んでもよく、該接着剤は熱伝導接着剤又はほかの物質であり得る。
【0105】
理解できるように、本願の実施例における隔離部材１３に圧力放出領域１３１が設けられる。例えば、該圧力放出領域１３１は貫通孔又は凹溝であり得る。図１１に示すように、該圧力放出領域１３１は隔離部材１３を貫通する第１貫通孔１３１であることを例とする場合、それぞれ第１熱伝導板１３３及び第２熱伝導板１３４には位置が相互に対応する貫通孔が設けられ、それにより第１貫通孔１３１が形成され、すなわち、該第１貫通孔１３１はそれぞれ該第１熱伝導板１３３及び第２熱伝導板１３４を貫通する。隔離部材１３に第１貫通孔１３１が設けられる場合、圧力放出機構２１３が作動すると、排出される排出物はより迅速かつスムーズに該貫通孔を通過して電気室１１ａから排出できる。
【0106】
又は、図１１に示すものと異なるように、本願の実施例における圧力放出領域１３１は凹溝であってもよく、且つ様々な方式によって凹溝を設けて圧力放出領域１３１を形成してもよい。例えば、第１熱伝導板１３３及び第２熱伝導板１３４には開口方向が一致する凹溝を設けて圧力放出領域１３１を形成してもよく、該凹溝の開口は電池セル２０の圧力放出機構２１３を向く。さらに例えば、第１熱伝導板１３３には貫通孔を設けるが、第２熱伝導板１３４の対応する位置には開口が第１熱伝導板１３３を向く凹溝を設けて圧力放出領域１３１を形成してもよく、本願の実施例はこれに限定されない。隔離部材１３に凹溝が圧力放出領域１３１として設けられる場合、隔離部材１３が破壊されていないとき、電気室１１ａと収集室１１ｂは相対的に密閉であり、圧力放出機構２１３はより安定する。
【0107】
説明の便宜上、以下、圧力放出領域１３１が第１貫通孔１３１であることを例として説明を行う。例えば、本願の実施例における第１絶縁層１４は隔離部材１３の圧力放出領域１３１を密封することに用いられ、すなわち、第１絶縁層１４は第１貫通孔１３１を密封することに用いられてもよい。
【0108】
選択可能に、本願の実施例における第１絶縁層１４は、該第１貫通孔１３１を密封するように第１貫通孔１３１のいずれかの横断面に設けられてもよい。具体的には、図１２は本願の実施例における電池セル２０が筐体１１内の第２部分１１２に収容されている時の模式的平面図であり、図１３は図１２に示すＡ－Ａ’方向の断面図であり、図１３において圧力放出機構２１３及び第１貫通孔１３１を備える領域Ｂについて、図１４は該領域Ｂの可能な部分拡大図を示し、図１５は図１４に対応する第１絶縁層１４が設けられる隔離部材１３の平面図であり、図１６は領域Ｂの別の可能な部分拡大図を示し、図１７は図１６に対応する第１絶縁層１４が設けられる隔離部材１３の平面図である。
【0109】
図１４及び図１５に示すように、本願の実施例における第１絶縁層１４は隔離部材１３の第１壁２１ａに近接する表面に設けられてもよく、すなわち、該第１絶縁層１４は第１貫通孔１３１の圧力放出機構２１３に近接する一端に設けられてもよい。図１４に示すように、第１壁２１ａと第１熱伝導板１３３との間は、圧力放出機構２１３及び第１貫通孔１３１が位置する領域を除き、接着剤によって接続することができ、接着剤は一定の厚さを有し、すなわち、第１壁２１ａと第１熱伝導板１３３との間に一定の距離があり、この場合、第１絶縁層１４が第１熱伝導板１３３の表面に設けられることで、空間を別途追加する必要がなく、電池セル２０と隔離部材１３との間の取り付けに影響することがない。
【0110】
図１６及び図１７に示すように、本願の実施例における第１絶縁層１４はさらに隔離部材１３の第１壁２１ａから離れる表面に設けられてもよく、すなわち、第１絶縁層１４は第１貫通孔１３１の圧力放出機構２１３から離れる一端に設けられてもよい。図１６に示すように、圧力放出機構２１３の作動時に圧力放出機構２１３は十分な変形空間を有する必要があることを考慮に入れ、従って、第１絶縁層１４は第２熱伝導板１３４の表面に設けられることで、該圧力放出機構２１３から該第１絶縁層１４までの空間を増加させ、圧力放出機構２１３に十分な変形空間を提供し、該圧力放出機構２１３の変形への影響を防止することができる。
【0111】
理解できるように、上記図面はそれぞれ第１絶縁層１４が第１熱伝導板１３３及び第２熱伝導板１３３に設けられる場合を示し、又は、圧力放出機構２１３の安全性を向上させるようにようい、図１４と図１６を組み合わせて同時に第１貫通孔１３１の両端にそれぞれ１つの第１絶縁層１４を設けてもよい。また、圧力放出領域１３１が凹溝である場合、第１貫通孔１３１の場合とは異なり、第１絶縁層１４は通常、該凹溝の開口に設けられ、例えば、該凹溝の開口は圧力放出機構２１３を向くか又は圧力放出機構２１３とは反対側を向くようにしてもよく、第１絶縁層１４は凹溝の開口を被覆してもよく、それによって該凹溝をもとに密封効果を向上させ、さらに圧力放出機構２１３を保護する。
【0112】
理解できるように、本願の実施例における第１絶縁層１４の寸法は実際の応用に応じて設定されてもよい。例えば、第１絶縁層１４の面積を圧力放出機構２１３の面積に等しく設定し、且つ第１絶縁層１４と圧力放出機構２１３は対向して設けられるようにしてもよく、それによって該第１絶縁層１４は該圧力放出機構２１３を完全に保護することができ、しかし、該第１絶縁層１４の信頼性及び寸法公差を考慮に入れる場合、通常、第１絶縁層１４の面積を圧力放出機構２１３の面積よりも大きく設定し、例えば、圧力放出機構２１３の面積よりも５０％大きく設定してもよく、それによって該第１絶縁層１４の信頼性を確保する。
【0113】
理解できるように、熱暴走が発生している電池セル２０の排気に影響しないため、圧力放出機構２１３の作動時、本願の実施例における第１絶縁層１４は破壊でき、電池セル２０の排出物を圧力放出領域１３１を経由して排出することができる。電池セル２０の熱暴走が発生するときに温度が高いことを考慮に入れ、従って、第１絶縁層１４は感温材料で設けられてもよく、すなわち、該第１絶縁層１４は圧力放出機構２１３の作動時に迅速に溶融でき、排出物を圧力放出領域１３１を経由して電気室１１ａから排出する。
【0114】
理解できるように、電池セル２０の熱暴走が発生するとき、排出される排出物の温度は通常５００℃以上であることを考慮に入れ、従って、第１絶縁層１４の融点は５００℃以下である必要があり、例えば、該第１絶縁層１４がスムーズかつ迅速に溶融できることを確保するために、融点が３００℃以下の材料を第１絶縁層１４として選択することができる。
【0115】
具体的には、該第１絶縁層１４は相変化材料で設けられてもよく、低融点金属又は低融点合金などであってもよいが、本願の実施例はこれに限定されない。例えば、該第１絶縁層１４の材料は、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、ＰＶＣ）、ポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｎｅ、ＰＥ）、ゴム、絶縁処理済みの錫及びガリウムアルミニウム合金のうちの少なくとも１種であってもよい。
【0116】
理解できるように、本願の実施例における第１絶縁層１４は様々な方式によって該第１貫通孔１３１を密封することができる。例えば、該第１絶縁層１４は接着剤によって該隔離部材１３に貼り付けられるか、又は、該第１絶縁層１４は熱成形の方式によって該隔離部材１３に設けられるようにしてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
【0117】
選択可能に、本願の実施例における隔離部材１３は熱管理部材１３としても機能でき、すなわち、該隔離部材１３は流体を収容して複数の電池セル２０の温度を調整することができる。具体的には、図１１～図１７に示すように、本願の実施例における隔離部材１３に流路１３２がさらに設けられてもよく、該流路１３２は流体を収容して複数の電池セル２０の温度を調整することに用いられ、また、圧力放出機構２１３の作動時、電池セル２０は圧力放出機構２１３によって排出される排出物で流路１３２を破壊でき、流路１３４内の流体を排出し、それによって排出物を降温させる。
【0118】
理解できるように、本願の実施例における流路１３２は第１熱伝導板１３３及び／又は第２熱伝導板１３４に凹溝が設けられることで形成されてもよい。具体的には、第２熱伝導板１３４に凹溝が設けられることを例として、図１１～図１７に示すように、該第２熱伝導板１３４には開口が第１熱伝導板１３３を向く凹溝が設けられ、第１熱伝導板１３３と第２熱伝導板１３４が密着して設けられる場合、該第１熱伝導板１３３は該凹溝の開口を覆い、それによって中空構造を形成し、該中空構造は流路１３２である。
【0119】
選択可能に、本願の実施例における流路１３２の形状、寸法及び位置はいずれも実際の応用に応じて柔軟に設定されてもよい。例えば、図１１及び図１７における流路１３２はいずれも長尺状に設けられ、且つ隔離部材１３の異なる位置に設けられる複数の流路１３２の形状及び寸法は同じであってもよいが、本願の実施例はこれに限定されない。
【0120】
圧力放出機構２１３を通過する排出物が該隔離部材１３の第１貫通孔１３１によって排出されることを考慮に入れ、隔離部材１３内の流体が排出物をよりよく降温させるために、又は、さらに、隔離部材１３を排出物で破壊しやすくして内部の流体をスムーズに排出するために、隔離部材１３の流路１３２は通常、第１貫通孔１３１の周囲に設けられ、該第１貫通孔１３１を通過するより多くの排出物を直接流路１３２に接触させて流路１３２内の流体で降温させ、さらに、排出物が流路１３２に接触するときに流路１３２を大面積で破壊し、流路１３２内のより多くの流体をスムーズに排出することができる。
【0121】
さらに、流路１３２内の流体は熱暴走が発生している電池セル２０をよりよく降温させることができるために、流路１３２に貫通孔が設けられ、さらに絶縁材料で該貫通孔を密封するようにしてもよく、それによって電池セル２０の熱暴走が発生するとき、該絶縁材料は流路１３２のほかの領域よりも破壊され易く、流路１３２内の流体をタイムリーに排出でき、電池セル２０を降温させる。具体的には、図１８は本願の実施例における隔離部材１３のさらに別の分解模式図を示し、図１９は隔離部材１３の平面図である。図１８に示すように、流路１３２の第２壁に第２貫通孔１３２１がさらに設けられてもよく、第２壁は第１壁２１ａにアタッチされ、例えば、該第２壁は第１熱伝導板１３３であってもよく、すなわち、第１熱伝導板１３３の流路１３２に対応する位置に第２貫通孔１３２１が設けられ、図１９に示すように、該電池１０は、第２貫通孔１３２１を密封することに用いられる第２絶縁層１３２２を備えてもよく、第２絶縁層１３２２は圧力放出機構２１３の作動時に溶融して流体を第２貫通孔１３２１から電池セル２０へ流出することに用いられる。
【0122】
従って、本願の実施例における流路１３２に第２貫通孔１３２１が設けられ、第２絶縁層１３２２によって該第２貫通孔１３２１を密封することで、該流路１３２は密閉であり、流体を収容することができ、電池セル２０の熱暴走が発生するとき、電池セル２０の温度が高くなり、該第２絶縁層１３２２を溶融させることができ、流路１３２内の流体を第２貫通孔１３２１から流出することができ、すなわち、流路１３２が破壊可能であることを確保し、さらに流出した流体は直接電池セル２０を降温させることができ、また、該流体が圧力放出領域１３１まで流れるとき、電池セル２０の排出物を降温させて熱拡散阻止の目的を達成することもできる。
【0123】
理解できるように、本願の実施例における第２貫通孔１３２１の位置、寸法、形状及び数は実際の応用に応じて設定されてもよい。例えば、電池セル２０の位置に応じて第２貫通孔１３２１の位置を合理的に設定してもよく、それによって流体は第２貫通孔１３２１から流出した後、電池セル２０を効果的に降温させることができる。例えば、各流路１３２に複数の第２貫通孔１３２１が設けられてもよく、複数の第２貫通孔１３２１は複数の電池セル２０に１対１で対応し、同様に、各電池セル２０に第２絶縁層１３２２が対応して設けられることで、いずれか１つの電池セル２０に熱暴走が発生するとき、対応する第２貫通孔１３２１内から流体を排出して降温を行うことができる。さらに例えば、各電池セル２０に複数の第２貫通孔１３２１及び第２絶縁層１３２２が設けられてもよく、図１８及び図１９を例として、各電池セル２０に２つの第２貫通孔１３２１及び対応する第２絶縁層１３２２が設けられてもよく、且つこれら２つの第２貫通孔１３２１は圧力放出領域１３１に対して対称的であり、このように、２つの第２貫通孔１３２１は電池セル２０の圧力放出機構２１３を設けた第１壁２１ａに位置合わせして、熱暴走が発生している電池セル２０をタイムリーかつ効果的に降温させることができる。さらに例えば、第２貫通孔１３２１の面積も合理的に設定する必要があり、大きすぎるように設定されると、流体の流出は速すぎ、流路１３２内の流体の総量が限られるため、降温効果を損なってしまい、従って、該第２貫通孔１３２１の面積は通常、２００ｍｍ２以下に設定される。
【0124】
選択可能に、本願の実施例における第２絶縁層１３２２は様々な方式によって該第２貫通孔１３２１を密封することができ、例えば、該第２絶縁層１３２２は接着剤によって該隔離部材１３に貼り付けられるか、又は、該第２絶縁層１３２２は熱成形の方式によって該隔離部材１３に設けられるようにしてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
【0125】
以下、熱成形の方式を例として、本願の実施例において該第２絶縁層１３２２を隔離部材１３に設けるいくつかの方式を説明する。
【0126】
図２０は図１９における方向Ｃ－Ｃ’に沿う可能な断面模式図であり、図２１は図２０における領域Ｄの部分拡大図であり、図２２は図１９における方向Ｃ－Ｃ’に沿う別の可能な断面模式図であり、図２３は図２２における領域Ｅの部分拡大図であり、図２４は図２１及び図２３において第２絶縁層１３２２が設けられていない隔離部材１３の模式図である。
【0127】
図２０～図２４に示すように、流路１３２の第２壁に凹溝１３３１が設けられてもよく、すなわち、第１熱伝導板１３３の流路１３２の位置に凹溝１３３１が設けられ、該凹溝１３３１の底壁に第２貫通孔１３２１が設けられ、凹溝１３３１の開口は第１壁２１ａを向いており、第２絶縁層１３２２は凹溝１３３１内に充填されることで、該第２絶縁層１３２２と第１熱伝導板１３３との接触面積を増加させ、該第２絶縁層１３２２の安定性及び信頼性を向上させる。
【0128】
選択可能に、図２１における方式によって該第２絶縁層１３２２が設けられてもよく、すなわち、該第２絶縁層１３２２の第２熱伝導板１３２を向く表面は凹溝１３３１の底壁の第２熱伝導板１３２を向く表面と面一であってもよく、又は、図２３に示す方式によって該第２絶縁層１３２２が設けられてもよく、すなわち、第２絶縁層１３２２は凹溝１３３１の底壁の第１壁２１ａから離れる表面で第２貫通孔１３２１を被覆することで、第２絶縁層１３２２と凹溝１３３１をリベット締めの方式によって固定し、該第２絶縁層１３２２の安定性及び信頼性を向上させることができる。
【0129】
図２５は図１９における方向Ｃ－Ｃ’に沿うさらに別の可能な断面模式図であり、図２６は図２５における領域Ｆの部分拡大図であり、図２７は図２６において第２絶縁層１３２２が設けられていない隔離部材１３の模式図である。図２５～図２７に示すように、凹溝１３３１を設けず、該第２絶縁層１３２２は直接第２貫通孔１３２１内に設けられてもよい。
【0130】
選択可能に、第２絶縁層１３２２の第１壁２１ａに近接する表面について、上記いずれの設置方式を使用しても第２絶縁層１３２２の第１壁２１ａに近接する表面を第２壁の第１壁２１ａに近接する表面と面一にすることができ、例えば、図２１及び図２３に示すように、このように、該隔離部材１３の第１壁２１ａに近接する表面は相対的に平坦であり、該隔離部材１３の上方に設けられるほかの部材の取り付けに影響せず、例えば、電池セル２０の取り付けに影響することがない。
【0131】
又は、さらに第２絶縁層１３２２の第１壁２１ａに近接する表面は第２壁の第１壁２１ａに近接する表面よりも突出するように設けられてもよく、例えば、図２６に示すように、このように、該第２絶縁層１３２２と第１熱伝導板１３３との接触面積を増加させ、流路１３２内の流体が流出し難いことを確保し、該第２絶縁層１３２２の密封性及び信頼性を向上させることができる。
【0132】
第１絶縁層１４と類似し、電池セル２０の熱暴走が発生するとき、排出される排出物の温度は通常５００℃以上であることを考慮に入れ、従って、第２絶縁層１３２２の融点は５００℃以下である必要があり、例えば、該第２絶縁層１３２２がスムーズかつ迅速に溶融できることを確保するために、融点が３００℃以下の材料を第２絶縁層１３２２として選択することができる。具体的には、第２絶縁層１３２２は相変化材料で設けられてもよいか、又は低融点金属又は低融点合金などであってもよく、簡潔にするために、ここでは詳細説明を省略する。
【0133】
従って、本願の実施例における電池１０は、隔離部材１３に第１絶縁層１４が設けられることで、圧力放出領域１３１を密封して電気室１１ａと収集室１１ｂを隔離することができ、下方の収集室１１ｂに密封失敗が発生するとしても、該第１絶縁層１４によって上方の電気室１１ａを密封することを確保でき、それによって圧力放出機構２１３を保護し、圧力放出機構２１３の安全性を向上させ、例えば、収集室１１ｂ内の物質や粒子が圧力放出機構２１３を破壊したり影響したりしないことを確保でき、それによって電池セル２０の熱暴走が発生していないとき、圧力放出機構２１３は簡単に破壊されることがなく、また、電池セル２０の熱暴走が発生するとき、圧力放出機構２１３が作動し、排出される高温排出物は該第１絶縁層１４を破壊させることができ、それによって該第１絶縁層１４は熱暴走が発生している電池セル２０が排出物を排出することに影響することがなく、排気及び放熱をタイムリーに行うことができ、さらに電池１０の安全性を向上させる。
【0134】
また、本願の実施例における隔離部材１３には、流体を収容する流路１３２がさらに設けられてもよく、該流体は電池セル２０の温度を調整することに用いられ得る。本願の実施例における流路１３２に第２貫通孔１３２１が設けられ、第２絶縁層１３２２によって該第２貫通孔１３２１を密封することで、該流路１３２は密閉であり、流体を収容することができ、電池セル２０の熱暴走が発生するとき、電池セル２０の温度が高くなり、該第２絶縁層１３２２を溶融させることができ、流路１３２内の流体を第２貫通孔１３２１から流出することができ、すなわち、流路１３２が破壊可能であることを確保し、さらに流出した流体は直接電池セル２０を降温させることができ、また、該流体が圧力放出領域１３１まで流れるとき、電池セル２０の排出物を降温させて熱拡散阻止の目的を達成することもできる。
【0135】
以上、本願の実施例における電池及び電力消費機器を説明したが、以下、本願の実施例における電池の製造方法及び機器を説明し、詳細に説明されていない部分について、上記各実施例を参照することができる。
【0136】
図２８は本願の一実施例における電池の製造方法３００の模式的フローチャートを示す。図２８に示すように、該方法３００は、Ｓ３１０、複数の電池セル２０を提供するステップと、Ｓ３２０、筐体を提供するステップと、を含み、筐体を提供する前記ステップは、具体的には、複数の前記電池セル２０を収容することに用いられ、前記電池セル２０の第１壁２１ａに圧力放出機構２１３が設けられ、前記圧力放出機構２１３は前記電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる電気室１１ａを提供するステップと、前記圧力放出機構２１３の作動時に前記電池セル２０からの排出物を収集することに用いられる収集室１１ｂを提供するステップと、前記電気室１１ａと前記収集室１１ｂを隔離することに用いられ、前記圧力放出機構２１３に対応する圧力放出領域１３１が設けられ、前記圧力放出領域１３１は前記圧力放出機構２１３の作動時に前記排出物を前記電気室１１ａから排出することに用いられる隔離部材１３を提供するステップと、前記圧力放出領域１３１を密封して前記圧力放出機構２１３と前記収集室１１ｂを隔離することに用いられ、前記圧力放出機構２１３の作動時に破壊されて前記排出物を前記圧力放出領域１３１を経由して前記電気室１１ａから排出することに用いられる第１絶縁層１４を提供するステップと、を含む。
【0137】
図２９は本願の一実施例における電池の製造機器４００の模式的ブロック図を示す。図２９に示すように、該機器４００は提供モジュール４１０を備えてもよい。該提供モジュール４１０は、複数の電池セル２０を提供すること、及び筐体１１を提供することに用いられ、前記提供モジュール４１０はさらに、複数の前記電池セル２０を収容することに用いられ、前記電池セル２０の第１壁２１ａに圧力放出機構２１３が設けられ、前記圧力放出機構２１３は前記電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる電気室１１ａを提供すること、前記圧力放出機構２１３の作動時に前記電池セル２０からの排出物を収集することに用いられる収集室１１ｂを提供すること、前記電気室１１ａと前記収集室１１ｂを隔離することに用いられ、前記圧力放出機構２１３に対応する圧力放出領域１３１が設けられ、前記圧力放出領域１３１は前記圧力放出機構２１３の作動時に前記排出物を前記電気室１１ａから排出することに用いられる隔離部材１３を提供すること、及び、前記圧力放出領域１３１を密封して前記圧力放出機構２１３と前記収集室１１ｂを隔離することに用いられ、前記圧力放出機構２１３の作動時に破壊されて前記排出物を前記圧力放出領域１３１を経由して前記電気室１１ａから排出することに用いられる第１絶縁層１４を提供することに用いられる。
【0138】
好適実施例を参照しながら本願を説明したが、本願の範囲を逸脱せずに種々の改良を行ったりその部材を同等物で置換したりすることができる。特に、構造上の矛盾がない限り、各実施例で言及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。本願は明細書に開示されている特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲に属するすべての技術的解決手段を含む。
【符号の説明】
【0139】
１ 車両
１０ 電池
１１ 筐体
１２ バスバー部材
１３ 隔離部材
１４ 第１絶縁層
２０ 電池セル
２１ ケーシング
２２ 電極組立体
２３ 接続部材
３０ コントローラ
４０ モータ
１１０ カバー
１１１ 第１部分
１１２ 第２部分
１１３ 保護部材
１３１ 圧力放出領域
１３２ 流路
１３３ 第１熱伝導板
１３４ 第２熱伝導板
２００ 電池モジュール
２１１ ハウジング
２１２ カバープレート
２１３ 圧力放出機構
２１４ 電極端子
２１４ａ 正電極端子
２１４ｂ 負電極端子
２２１ 第１タブ
２２２ 第２タブ
４００ 電池の製造機器
４１０ 提供モジュール
１３２１ 第２貫通孔
１３２２ 第２絶縁層
１３３１ 凹溝
１０ 電池
１１ 筐体
１２ バスバー部材
１３ 隔離部材
１４ 第１絶縁層
２０ 電池セル
２１ ケーシング
２２ 電極組立体
２３ 接続部材
３０ コントローラ
４０ モータ
１１０ カバー
１１１ 第１部分
１１２ 第２部分
１１３ 保護部材
１３１ 圧力放出領域
１３２ 流路
１３３ 第１熱伝導板
１３４ 第２熱伝導板
２００ 電池モジュール
２１１ ハウジング
２１２ カバープレート
２１３ 圧力放出機構
２１４ 電極端子
２１４ａ 正電極端子
２１４ｂ 負電極端子
２２１ 第１タブ
２２２ 第２タブ
４００ 電池の製造機器
４１０ 提供モジュール
１３２１ 第２貫通孔
１３２２ 第２絶縁層
１３３１ 凹溝
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【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】
【手続補正書】
【提出日】2022-07-07
【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】
電池の筐体であって、複数の電池セルを収容することに用いられ、前記電池セルの第１壁に圧力放出機構が設けられ、前記圧力放出機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる電気室と、
前記圧力放出機構の作動時に前記電池セルからの排出物を収集することに用いられる収集室と、
前記電気室と前記収集室を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構に対応する圧力放出領域が設けられ、前記圧力放出領域は前記圧力放出機構の作動時に前記排出物を前記電気室から排出することに用いられる隔離部材と、
前記圧力放出領域を密封して前記圧力放出機構と前記収集室を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構の作動時に破壊されて前記排出物を前記圧力放出領域を経由して前記電気室から排出することに用いられる第１絶縁層と、を備える、電池の筐体。
【請求項2】
前記圧力放出領域は前記隔離部材を貫通する第１貫通孔である、請求項１に記載の筐体。
【請求項3】
前記第１絶縁層は前記隔離部材の前記第１壁に近接する表面に設けられ、及び／又は、前記第１絶縁層は前記隔離部材の前記第１壁から離れる表面に設けられる、請求項１又は２に記載の筐体。
【請求項4】
前記第１絶縁層は、前記圧力放出機構の作動時に溶融して前記排出物を前記圧力放出領域を経由して前記電気室から排出することに用いられる、請求項１～３のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項5】
前記第１絶縁層の面積は前記圧力放出機構の面積よりも大きい、請求項１～４のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項6】
前記隔離部材に流路が設けられ、前記流路は流体を収容して前記電池セルの温度を調整することに用いられる、請求項１～５のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項7】
前記流路は前記圧力放出機構の作動時に破壊されて前記流体を前記流路の内部から排出することに用いられる、請求項６に記載の筐体。
【請求項8】
前記流路の第２壁に第２貫通孔が設けられ、前記第２壁は前記第１壁にアタッチされ、前記筐体は、前記第２貫通孔を密封することに用いられ、前記圧力放出機構の作動時に溶融して前記流体を前記第２貫通孔から前記電池セルへ流出することに用いられる第２絶縁層をさらに備える、請求項７に記載の筐体。
【請求項9】
前記流路に複数の前記第２貫通孔が設けられ、複数の前記第２貫通孔は複数の前記電池セルに１対１で対応する、請求項８に記載の筐体。
【請求項10】
前記第２壁に凹溝が設けられ、前記凹溝の底壁に前記第２貫通孔が設けられ、前記凹溝の開口は前記第１壁を向いており、前記第２絶縁層は前記凹溝内に充填される、請求項８又は９に記載の筐体。
【請求項11】
前記第２絶縁層は前記凹溝の底壁の前記第１壁から離れる表面で前記第２貫通孔を被覆する、請求項１０に記載の筐体。
【請求項12】
前記第２絶縁層の前記第１壁に近接する表面と前記第２壁の前記第１壁に近接する表面は面一である、請求項８～１１のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項13】
前記第２絶縁層の前記第１壁に近接する表面は前記第２壁の前記第１壁に近接する表面よりも突出している、請求項８～１１のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項14】
前記第２貫通孔の面積は２００ｍｍ２以下である、請求項８～１３のいずれか一項に記載の筐体。
【請求項15】
電池であって、請求項１～１４のいずれか一項に記載の筐体と、
前記筐体内に収容される複数の電池セルと、を備え、前記電池セルの第１壁に圧力放出機構が設けられ、前記圧力放出機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる、電池。
【請求項16】
電力消費機器であって、前記電力消費機器に電力を供給することに用いられる請求項１５に記載の電池を備える、電力消費機器。
【請求項17】
電池の製造方法であって、複数の電池セルを提供するステップと、
筐体を提供するステップと、を含み、
筐体を提供する前記ステップは、
複数の前記電池セルを収容することに用いられ、前記電池セルの第１壁に圧力放出機構が設けられ、前記圧力放出機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる電気室を提供するステップと、
前記圧力放出機構の作動時に前記電池セルからの排出物を収集することに用いられる収集室を提供するステップと、
前記電気室と前記収集室を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構に対応する圧力放出領域が設けられ、前記圧力放出領域は前記圧力放出機構の作動時に前記排出物を前記電気室から排出することに用いられる隔離部材を提供するステップと、
前記圧力放出領域を密封して前記圧力放出機構と前記収集室を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構の作動時に破壊されて前記排出物を前記圧力放出領域を経由して前記電気室から排出することに用いられる第１絶縁層を提供するステップと、を含む、電池の製造方法。
【請求項18】
電池の製造機器であって、提供モジュールを備え、前記提供モジュールは、複数の電池セルを提供すること、及び
筐体を提供することに用いられ、
前記提供モジュールはさらに、
複数の前記電池セルを収容することに用いられ、前記電池セルの第１壁に圧力放出機構が設けられ、前記圧力放出機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると、前記内部圧力を放出するように作動することに用いられる電気室を提供すること、
前記圧力放出機構の作動時に前記電池セルからの排出物を収集することに用いられる収集室を提供すること、
前記電気室と前記収集室を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構に対応する圧力放出領域が設けられ、前記圧力放出領域は前記圧力放出機構の作動時に前記排出物を前記電気室から排出することに用いられる隔離部材を提供すること、及び
前記圧力放出領域を密封して前記圧力放出機構と前記収集室を隔離することに用いられ、前記圧力放出機構の作動時に破壊されて前記排出物を前記圧力放出領域を経由して前記電気室から排出することに用いられる第１絶縁層を提供することに用いられる、電池の製造機器。
【国際調査報告】