特表 2024-510855 電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置

(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】2024-03-12

(54)【発明の名称】電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/593 20210101AFI20240305BHJP

   H01M 50/588 20210101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

H01M50/593

H01M50/588

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022529361

(86)(22)【出願日】2022-02-21

(85)【翻訳文提出日】2022-05-19

(86)【国際出願番号】 CN2022077152

(87)【国際公開番号】W WO2023155211

(87)【国際公開日】2023-08-24

(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】▲孫▼ 占宇

(72)【発明者】

【氏名】▲龍▼ 超

(72)【発明者】

【氏名】王 ▲鵬▼

(72)【発明者】

【氏名】▲陳▼ ▲興▼地

【テーマコード（参考）】

5H043

【Ｆターム（参考）】

5H043AA04

5H043CA03

5H043CA04

5H043CA08

5H043GA23

5H043GA24

5H043HA06

5H043JA15

5H043KA35

5H043LA02

(57)【要約】

本願の実施例は、電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置を提供する。該電池は、第１方向に沿って配置された複数の電池セルと、第１方向に沿って延在しかつ複数の電池セルのうちの各電池セルの第１壁と接続されているセパレータであって、該第１壁は電池セルのうち最大の表面積を有する壁であり、セパレータの表面には絶縁層が設置されており、セパレータの第２方向におけるサイズは０．５ｍｍ未満であり、該第２方向は第１壁に垂直であるセパレータと、を含む。本願の実施例の技術的解決手段により、電池の性能を向上させることができる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電池（１０）であって、
第１方向に沿って配置された複数の電池セル（２０）と、
前記第１方向に沿って延在しかつ前記複数の電池セル（２０）のうちの各電池セル（２０）の第１壁（２０１）と接続されているセパレータ（１０１）であって、前記第１壁（２０１）は前記電池セル（２０）のうち最大の表面積を有する壁であり、前記セパレータ（１０１）の表面には絶縁層（１０２）が設置されており、
前記セパレータ（１０１）の第２方向におけるサイズＴ１は０．５ｍｍ未満であり、前記第２方向は前記第１壁（２０１）に垂直であるセパレータ（１０１）と、を含む、ことを特徴とする電池（１０）。

【請求項2】

前記セパレータ（１０１）の前記第２方向におけるサイズＴ１は０．０５ｍｍ以上である、ことを特徴とする請求項１に記載の電池（１０）。

【請求項3】

前記複数の電池セル（２０）の前記第１壁（２０１）と接続されている前記セパレータ（１０１）の面の面積Ｓ１、前記セパレータ（１０１）の共通側と接続されている前記複数の電池セル（２０）の前記第１壁（２０１）の総面積Ｓ２は、０．２５≦Ｓ１／Ｓ２≦４を満たす、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池（１０）。

【請求項4】

第３方向において、前記セパレータ（１０１）のサイズＨ１及び前記電池セル（２０）の前記第１壁（２０１）のサイズＨ２は、０．２≦Ｈ１／Ｈ２≦２を満たし、前記第３方向は前記第１方向及び前記第２方向に垂直である、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の電池（１０）。

【請求項5】

前記第１方向において、前記セパレータ（１０１）のサイズＬ１及び前記複数の電池セル（２０）のサイズＬ２は、０．５≦Ｌ１／Ｌ２≦２を満たす、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の電池（１０）。

【請求項6】

前記絶縁層（１０２）の前記第２方向におけるサイズＴ２は、０．０１ｍｍ≦Ｔ２≦０．３ｍｍを満たす、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の電池（１０）。

【請求項7】

前記電池（１０）の電圧Ｕ及び前記絶縁層（１０２）の前記第２方向におけるサイズＴ２は、０．０１×１０^－３ｍｍ／Ｖ≦Ｔ２／Ｕ≦３×１０^－３ｍｍ／Ｖを満たす、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の電池（１０）。

【請求項8】

前記電池セル（２０）は前記第２方向に対向して設置されている２つの前記第１壁（２０１）と、前記第１方向に対向して設置されている２つの第２壁（２０２）とを含み、前記第１方向において、隣接する２つの前記電池セル（２０）の前記第２壁（２０２）は対向する、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の電池（１０）。

【請求項9】

前記電池（１０）は前記第１方向に沿って複数列に配置された複数の前記電池セル（２０）と、複数の前記セパレータ（１０１）とを含み、複数列の前記電池セル（２０）と複数の前記セパレータ（１０１）とは前記第２方向に交互に設置されている、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の電池（１０）。

【請求項10】

前記電池（１０）は複数の電池モジュール（１００）を含み、前記電池モジュール（１００）は前記第１方向に沿って少なくとも一列に配置された複数の前記電池セル（２０）と、少なくとも１つの前記セパレータ（１０１）とを含み、且つ少なくとも一列の前記電池セル（２０）と少なくとも１つの前記セパレータ（１０１）とは前記第２方向に交互に設置されている、ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の電池（１０）。

【請求項11】

前記電池モジュール（１００）はＮ列の前記電池セル（２０）と、Ｎ－１個の前記セパレータ（１０１）とを含み、前記セパレータ（１０１）は隣接する２列の前記電池セル（２０）の間に設置されており、Ｎは１より大きい整数である、ことを特徴とする請求項１０に記載の電池（１０）。

【請求項12】

複数の前記電池モジュール（１００）は前記第２方向に沿って配置され、隣接する前記電池モジュール（１００）の間には隙間がある、ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の電池（１０）。

【請求項13】

前記セパレータ（１０１）は前記第１壁（２０１）に接着されている、ことを特徴とする請求項１～１２のいずれか１項に記載の電池（１０）。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれか１項に記載の電気エネルギーを提供することに用いられる電池（１０）を含む、ことを特徴とする電力消費装置。

【請求項15】

電池（１０）の製造方法であって、
第１方向に沿って配置された複数の電池セル（２０）を提供するステップと、
前記第１方向に沿って延在しかつ前記複数の電池セル（２０）のうちの各電池セル（２０）の第１壁（２０１）と接続されているセパレータ（１０１）を提供するステップであって、前記第１壁（２０１）は前記電池セル（２０）のうち最大の表面積を有する壁であり、前記セパレータ（１０１）の表面には絶縁層（１０２）が設置されており、前記セパレータ（１０１）の第２方向におけるサイズＴ１は０．５ｍｍ未満であり、前記第２方向は前記第１壁（２０１）に垂直であるステップと、を含む、ことを特徴とする電池（１０）の製造方法。

【請求項16】

電池（１０）の製造装置であって、
第１方向に沿って配置された複数の電池セル（２０）と、前記第１方向に沿って延在しかつ前記複数の電池セル（２０）のうちの各電池セル（２０）の第１壁（２０１）と接続されているセパレータ（１０１）を提供することに用いられる提供モジュールであって、前記第１壁（２０１）は前記電池セル（２０）のうち最大の表面積を有する壁であり、前記セパレータ（１０１）の表面には絶縁層（１０２）が設置されており、を
前記セパレータ（１０１）の第２方向におけるサイズＴ１は０．５ｍｍ未満であり、前記第２方向は前記第１壁（２０１）に垂直である提供モジュールとを含む、ことを特徴とする電池（１０）の製造装置。

【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、電力消費装置、電池の製造方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

環境汚染が深刻化するに伴って、新エネルギー産業はますます注目されている。新エネルギー産業では、電池技術はその発展に関連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】

電池の内部スペースの利用率は、電池の電気量及びエネルギー密度に影響を与え、さらに電池の性能に影響を与える。如何に電池の性能を向上させるかは、電池技術では解決すべき技術的課題である。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本願は電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置を提供しており、電池のエネルギー密度を向上させるとともに電池の電気絶縁を確保することができ、これにより、電池の性能を向上させることができる。

【0005】

第１態様では、第１方向に沿って配置された複数の電池セルと、前記第１方向に沿って延在しかつ前記複数の電池セルのうちの各電池セルの第１壁と接続されているセパレータであって、前記第１壁は前記電池セルのうち最大の表面積を有する壁であり、前記セパレータの表面には絶縁層が設置されており、前記セパレータの第２方向におけるサイズＴ１は０．５ｍｍ未満であり、前記第２方向は前記第１壁に垂直であるセパレータとを含む電池を提供している。

【0006】

本願の実施例では、電池において、セパレータは第１方向に沿って一列に配置された複数の電池セルのうちの各電池セルの表面積最大の第１壁と接続されているように構成され、セパレータの第１壁に垂直である第２方向におけるサイズは０．５ｍｍ未満であるように設定される。複数の電池セルはセパレータを介して一体に接続され、このようにして、電池内に側板を設置したり、ビーム等の構造を設置したりする必要がなくなり、電池の内部スペースの利用率をできるだけ向上させることができ、これにより、電池のエネルギー密度が向上し、セパレータの表面に絶縁層を設置することにより、セパレータと電池セルとの電気的接続が回避される。従って、本願の実施例の技術的解決手段により、電池のエネルギー密度を向上させるとともに電池の電気絶縁を確保することができ、これにより、電池の性能を向上させることができる。

【0007】

可能な一実現形態では、前記セパレータの前記第２方向におけるサイズＴ１は０．０５ｍｍ以上である。このようにして、セパレータの第２方向におけるサイズが小さすぎて電池の強度ニーズを満たすことはできないということが回避される。

【0008】

可能な一実現形態では、前記複数の電池セルの前記第１壁と接続されている前記セパレータの面の面積Ｓ１と、前記セパレータの共通側と接続されている前記複数の電池セルの前記第１壁の総面積Ｓ２は、０．２５≦Ｓ１／Ｓ２≦４を満たす。

【0009】

Ｓ１／Ｓ２の値が小さすぎる、すなわち、複数の電池セルの第１壁と接続されているセパレータの面の面積Ｓ１は、セパレータの共通側と接続されている複数の電池セルの第１壁の総面積Ｓ２よりも遥かに小さい場合、第１壁とセパレータとの接触面積が小さすぎて、電池の強度ニーズを満たすことができず、Ｓ１／Ｓ２の値が大きすぎる、すなわち、第１壁と接続されているセパレータの面の面積Ｓ１は、セパレータの共通側と接続されている複数の電池セルの第１壁の総面積Ｓ２よりも遥かに大きい場合、電池セルに比べて、セパレータが占有した電池内部のスペースは大きすぎ、電池のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｓ１／Ｓ２の値を０．２５～４に設定すると、電池のエネルギー密度を向上させるとともに、電池の強度を向上させることができる。

【0010】

可能な一実現形態では、第３方向において、前記セパレータのサイズＨ１と前記電池セルの前記第１壁のサイズＨ２は、０．２≦Ｈ１／Ｈ２≦２を満たし、前記第３方向は前記第１方向及び前記第２方向に垂直である。

【0011】

Ｈ１／Ｈ２が小さすぎる、すなわち、第３方向において、セパレータのサイズＨ１は電池セルの第１壁のサイズＨ２よりも遥かに小さい場合、第１壁とセパレータとの接触面積が小さすぎて、電池の強度ニーズを満たすことができず、Ｈ１／Ｈ２が大きすぎる、すなわち、第３方向において、セパレータのサイズＨ１は電池セルの第１壁のサイズＨ２よりも遥かに大きい場合、電池セルに比べて、セパレータが占有した電池内部のスペースは大きすぎ、電池のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｈ１／Ｈ２の値を０．２～２に設定すると、電池のエネルギー密度を向上させるとともに、電池の強度を向上させることができる。

【0012】

可能な一実現形態では、前記第１方向において、前記セパレータのサイズＬ１と前記複数の電池セルのサイズＬ２は、０．５≦Ｌ１／Ｌ２≦２を満たす。

【0013】

Ｌ１／Ｌ２が小さすぎる、すなわち、第１方向において、セパレータのサイズＬ１は電池セルの第１壁のサイズＨ２よりも遥かに小さい場合、第１壁とセパレータとの接触面積が小さすぎて、電池の強度ニーズを満たすことができず、Ｈ１／Ｈ２が大きすぎる、すなわち、第１方向において、セパレータのサイズＨ１は電池セルの第１壁のサイズＨ２よりも遥かに大きい場合、電池セルに比べて、セパレータが占有した電池内部のスペースは大きすぎ、電池のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｈ１／Ｈ２の値を０．５～２に設定すると、電池のエネルギー密度を向上させるとともに、電池の強度を向上させることができる。

【0014】

可能な一実現形態では、前記絶縁層の前記第２方向におけるサイズＴ２は、０．０１ｍｍ≦Ｔ２≦０．３ｍｍを満たす。

【0015】

絶縁層の第２方向におけるサイズＴ２が小さすぎる場合、絶縁層は電池セルとセパレータとの電気的接続を効果的に回避できず、その結果、電池では、絶縁不良の状況が発生し、絶縁層の第２方向におけるサイズＴ２が大きすぎる場合、電池内部のスペースがより多く占有され、電池のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｔ２の値を０．０１～０．３ｍｍに設定すると、電池のエネルギー密度を向上させるとともに、電池の安全性を確保することができる。

【0016】

可能な一実現形態では、前記電池の電圧Ｕと前記絶縁層の前記第２方向におけるサイズＴ２は、０．０１×１０^－３ｍｍ／Ｖ≦Ｔ２／Ｕ≦３×１０^－３ｍｍ／Ｖを満たす。

【0017】

Ｔ２／Ｕが小さすぎる、すなわち、単位電圧あたりの絶縁層の第２方向におけるサイズＴ２が小さすぎる場合、絶縁層は電池セルとセパレータとの電気的接続を効果的に回避できず、その結果、電池では絶縁不良の状況が発生し、セキュリティリスクが存在し、Ｔ２／Ｕが大きすぎると、すなわち、単位電圧あたりの絶縁層の第２方向におけるサイズＴ２が大きすぎる場合、電池内部のスペースがより多く占有され、電池のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｔ２／Ｕの値を０．０１×１０^－３～３×１０^－３ｍｍ／Ｖに設定すると、電池のエネルギー密度を向上させるとともに、電池の安全性を確保することができる。

【0018】

可能な一実現形態では、前記電池セルは前記第２方向に対向して設置されている２つの前記第１壁と、前記第１方向に対向して設置されている２つの第２壁とを含み、前記第１方向において、隣接する２つの前記電池セルの前記第２壁は対向する。

【0019】

可能な一実現形態では、前記電池は前記第１方向に沿って複数列に配置された複数の前記電池セルと、複数の前記セパレータとを含み、複数列の前記電池セルと複数の前記セパレータとは前記第２方向に交互に設置されている。

【0020】

このように、各列の第１方向Ｘに配置された複数の電池セルの第１壁はいずれもセパレータと接続することができ、各列の第１方向Ｘに配置された複数の電池セルはいずれもセパレータを介して一体に接続することができ、これにより、電池の強度が効果的に向上する。

【0021】

可能な一実現形態では、前記電池は複数の電池モジュールを含み、前記電池モジュールは前記第１方向に沿って少なくとも一列に配置された複数の前記電池セルと、少なくとも１つの前記セパレータとを含み、且つ少なくとも一列の前記電池セルと少なくとも１つの前記セパレータとは前記第２方向に交互に設置されている。このように、複数列の電池セルと複数のセパレータとは互いに接続されて一体になり、筐体に収容され、これにより、各列の電池セルを効果的に固定するだけでなく、電池全体のエネルギー密度を確保することができ、これにより、電池の性能を向上させることができる。

【0022】

可能な一実現形態では、前記電池モジュールはＮ列の前記電池セルとＮ－１個の前記セパレータとを含み、前記セパレータは隣接する２列の前記電池セルの間に設置されており、Ｎは１より大きい整数である。このように、電池内に少ないセパレータを設置しても、各電池セルがいずれもセパレータに接続されていることを確保することができる。

【0023】

可能な一実現形態では、複数の前記電池モジュールは前記第２方向に沿って配置され、隣接する前記電池モジュールの間には隙間がある。該隙間により電池セルに膨張空間が提供される。

【0024】

可能な一実現形態では、前記セパレータは前記第１壁に接着されている。

【0025】

セパレータと第１壁とが接着により固定して接続されるので、構造が簡単であり、加工や組み立てが容易である。

【0026】

第２態様では、上記第１態様又は第１態様の任意の可能な実現形態における電池を含み、前記電池は電気エネルギーを提供する電力消費装置を提供している。

【0027】

第３態様では、第１方向に沿って配置された複数の電池セルを提供するステップと、前記第１方向に沿って延在しかつ前記複数の電池セルのうちの各電池セルの第１壁と接続されているセパレータを提供するステップであって、前記第１壁は前記電池セルのうち最大の表面積を有する壁であり、前記セパレータの表面には絶縁層が設置されており、前記セパレータの第２方向におけるサイズＴ１は０．５ｍｍ未満であり、前記第２方向は前記第１壁に垂直であるステップとを含む、電池の製造方法を提供している。

【0028】

第４態様では、上記第３態様の方法を実行するモジュールを含む電池の製造装置を提供している。

【0029】

本願の実施例では、セパレータは第１方向に沿って一列に配置された複数の電池セルのうちの各電池セルの表面積最大の第１壁と接続されているように構成され、セパレータの第１壁に垂直である第２方向におけるサイズは０．５ｍｍ未満であるように設定される。複数の電池セルはセパレータを介して一体に接続され、このようにして、電池内に側板を設置したり、ビーム等の構造を設置したりする必要がなくなり、電池の内部スペースの利用率をできるだけ向上させることができ、これにより、電池のエネルギー密度が向上し、セパレータの表面に絶縁層を設置することにより、セパレータと電池セルとの電気的接続が回避される。従って、本願の実施例の技術的解決手段により、電池のエネルギー密度を向上させるとともに電池の電気絶縁を確保することができ、これにより、電池の性能を向上させることができる。

【0030】

図面の簡単な説明
本願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、本願の実施例で使用する必要がある図面を簡単に説明し、明らかに、以下に説明される図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労働を必要とせずに、図面に基づいて他の図面を取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本願の一実施例に係る車両の構造模式図である。

【図2】本願の一実施例に係る電池の分解構造模式図である。

【図3】本願の一実施例に係る電池セルの分解構造模式図である。

【図4】本願の一実施例に係る電池の部分構造模式図である。

【図5】本願の一実施例に係る電池の部分構造模式図である。

【図6】本願の一実施例に係る電池セルの模式図である。

【図7】本願の一実施例に係る電池の部分構造模式図である。

【図8】本願の一実施例に係る電池モジュールの構造模式図である。

【図9】本願の一実施例に係る電池の構造模式図である。

【図10】本願の一実施例に係る電池の製造方法の模式的なフローチャートである。

【図11】本願の一実施例に係る電池の製造装置の模式的なブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0032】

図面では、図面は実際の比例で描かれていない。

【0033】

発明を実施するための形態
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。以下の実施例の詳細な説明及び図面は、本願の原理を例示的に説明するためのものであるが、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。

【0034】

なお、本願の説明では、特に断らない限り、使用される全ての技術用語及び科学用語は、当業者が理解できる一般的な意味と同じであり、使用される用語は、本願を限定するものではなく、具体的な実施例を説明するためのものであり、本願の明細書、特許請求の範囲、及び上記図面の簡単な説明における用語「含む」、「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図するものであり、「複数」は２つ以上を意味し、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などの用語が示した方位又は位置関係は、本願を容易に説明し、説明を簡素化するためのものに過ぎず、示した装置又は素子が必ず特定の方位を有したり、特定の方位で構築、操作されたりすることを指示又は示唆しないため、本願を限定するものとして理解できない。また、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、説明するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示又は示唆するものとして理解できない。「垂直」は厳密な意味で垂直ではなく、誤差許容範囲内のものである。「平行」は厳密な意味で平行ではなく、誤差許容範囲内のものである。

【0035】

本願で言及されている「実施例」は、実施例を参照しながら説明される特定の特徴、構造又は特性が本願の少なくとも１つの実施例に含まれてもよいことを意味する。明細書の様々な位置に現れる当該語句は必ずしも同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と相互に排他的な独立又は代替の実施例でもない。当業者は、本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確且つ暗黙的に理解できる。

【0036】

以下の説明に現れる方位詞はいずれも図示される方向であり、本願の具体的な構造を限定するものではない。なお、本願の説明では、特に明確に規定、限定されない限り、「装着」、「接続」、「連結」という用語は広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続又は一体的な接続であってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体を介した間接的接続であってもよく、２つの素子内部の連通であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本願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。

【0037】

本願における「及び／又は」という用語は、関連対象の関連関係を説明するためのものに過ぎず、３つの関係が存在し得ることを示し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在すること、ＡとＢが同時に存在すること、Ｂが単独で存在することの３つの状況を示すことができる。また、本願における「／」という符号は、一般的に前後の関連対象が「又は」の関係であることを示す。

【0038】

本願では、電池セルは、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又はマグネシウムイオン電池などを含んでもよく、本願の実施例はこれを限定しない。電池セルは、円筒体、扁平体、直方体又は他の形状などであってもよく、本願の実施例はこれも限定しない。電池セルは、一般的にパッケージ方式によって、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、本願の実施例はこれも限定しない。

【0039】

本願の実施例に係る電池とは、１つ又は複数の電池セルを含むことで、高い電圧及び容量を提供する単一の物理モジュールを指す。例えば、本願に係る電池は、電池パックなどを含んでもよい。電池は、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含む。筐体は、液体又は他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避できる。

【0040】

電池セルは、電極組立体と、電解液とを含み、電極組立体は、正極板、負極板及び分離膜からなる。電池セルは主に金属イオンが正極板と負極板との間に移動することにより動作する。正極板は、正極集電体と、正極活物質層とを含み、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集電体は正極活物質層が塗布された集電体から突出し、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機能する。リチウムイオン電池を例とし、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た集電体から突出し、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機能する。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質は炭素又はシリコンなどであってもよい。大電流が流れても溶断しないことを確保するために、正極タブは複数積層されて一体になり、負極タブは複数積層されて一体になる。分離膜の材質はポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレン（ＰＥ）などであってもよい。また、電極組立体は、巻回構造であってもよく、積層構造であってもよく、本願の実施例はこれに限定されない。

【0041】

さまざまな電力需要を満たすために、電池は複数の電池セルを含んでもよく、複数の電池セルは直列接続、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の組み合わせを指す。選択可能に、まず複数の電池セルを直列接続、並列接続又は直並列接続して電池モジュールを形成し、次に複数の電池モジュールを直列接続、並列接続又は直並列接続して電池を形成してもよい。つまり、複数の電池セルは組み立てられて電池を構成してもよく、電池モジュールを形成してから、電池モジュールで電池を構成してもよい。電池はさらに電力消費装置に設置され、電力消費装置に電気エネルギーを提供する。

【0042】

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、安全性などの複数の設計の要素を同時に考慮する必要がある。電池の内部スペースが一定の場合、電池の内部スペースの利用率を向上させることは、電池のエネルギー密度を向上させるための効果的な手段である。しかし、電池の内部スペースの利用率を向上させることにより、電池の構造強度を低下させる可能性がある。例えば、通常、電池の筐体内部に、電池モジュールを搭載するためのビームが設置され、また、電池内の電池モジュールに側板及び端板が設置される。上記ビーム、側板及び端板は電池の固定を実現するが、電池の内部スペースを占有する。しかし、ビーム、側板及び端板を設置しない場合、電池の構造強度が不足し、電池の性能に悪影響を与える。

【0043】

これに鑑み、本願の実施例は技術的解決手段を提供しており、本願の実施例では、セパレータは第１方向に沿って一列に配置された複数の電池セルのうちの各電池セルの表面積最大の第１壁と接続されているように構成され、セパレータの第１壁に垂直である第２方向におけるサイズは０．５ｍｍ未満であるように設定される。複数の電池セルはセパレータを介して一体に接続され、このようにして、電池内に側板を設置したり、ビーム等の構造を設置したりする必要がなくなり、電池の内部スペースの利用率をできるだけ向上させることができ、これにより、電池のエネルギー密度が向上し、セパレータの表面に絶縁層を設置することにより、セパレータと電池セルとの電気的接続が回避される。従って、本願の実施例の技術的解決手段により、電池のエネルギー密度を向上させるとともに電池の電気絶縁を確保することができ、これにより、電池の性能を向上させることができる。

【0044】

本願の実施例で説明される技術的解決手段は、例えば、携帯電話、ポータブルデバイス、ノートパソコン、電気自転車、電気玩具、電動工具、電気自動車、船舶や宇宙機など、電池を使用する様々な装置に適用でき、例えば、宇宙機は、飛行機、ロケット、スペースシャトルや宇宙船などを含む。

【0045】

理解されるように、本願の実施例で説明される技術的解決手段は、上記説明される装置に適用できるだけでなく、電池を使用する全ての装置に適用でき、説明を簡潔にするために、以下の実施例はいずれも電気自動車を例として説明する。

【0046】

例えば、図１は、本願の一実施例に係る車両１の構造模式図であり、車両１はガソリン車、ガス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レンジエクステンダー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が設置されてもよく、コントローラ３０は電池１０がモータ４０に給電するように制御することに用いられる。例えば、車両１の底部や前部又は尾部に電池１０が設置されてもよい。電池１０は車両１の給電に用いられ、例えば、電池１０は車両１の操作電源として、車両１の回路システムに用いられ、例えば、車両１の起動、ナビゲーションや走行時の動作電力供給に用いられる。本願の他の実施例では、電池１０は車両１の操作電源として機能できるだけでなく、車両１の駆動電源として、ガソリン又は天然ガスを代替又は部分的に代替して車両１に駆動動力を提供してもよい。

【0047】

さまざまな使用電力需要を満たすために、電池１０は複数の電池セルを含んでもよい。例えば、図２は、本願の一実施例に係る電池１０の構造模式図であり、電池１０は複数の電池セル２０を含んでもよい。電池１０はさらに筐体１１を含んでもよく、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に収容される。例えば、複数の電池セル２０は互いに並列接続、直列接続又は直並列接続されてから組み合わせられて筐体１１に置かれる。

【0048】

選択可能に、電池１０はさらにその他の構造を含んでもよいが、ここで詳細な説明を省略する。例えば、該電池１０はさらにバス部材を含んでもよく、バス部材は複数の電池セル２０の間の電気的接続、例えば、並列接続、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、バス部材は電池セル２０の電極端子を接続することにより電池セル２０の間の電気的接続を実現することができる。さらに、バス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の電気エネルギーはさらに、導電機構を介して筐体を通過して引き出され得る。選択可能に、導電機構はバス部材に属してもよい。

【0049】

さまざまな電力需要に応じて、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により接続されて、大きな容量又は電力を実現することができる。各電池１０に含まれる電池セル２０の数が多い可能性があるため、装着を容易にするために、電池セル２０はグループ化されて、各グループの電池セル２０は電池モジュールを形成するようにしてもよい。電池モジュールに含まれる電池セル２０の数について限定がなく、必要に応じて設定してもよい。電池は複数の電池モジュールを含んでもよく、これらの電池モジュールは直列接続、並列接続又は直並列接続により接続されてもよい。

【0050】

図３は、本願の一実施例に係る電池セル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と、ケース２１１と、蓋板２１２とを含む。ケース２１１と蓋板２１２によりハウジング又は電池ボックス２１が形成される。ケース２１１の壁及び蓋板２１２はいずれも電池セル２０の壁と呼ばれ、直方体形の電池セル２０の場合、ケース２１１の壁は底壁と、４つの側壁とを含む。ケース２１１は１つ又は複数の電極組立体２２を組み合わせた形状に応じて決められ、例えば、ケース２１１は中空の直方体又は立方体又は円筒体であってもよく、且つケース２１１の１つの面には、１つ又は複数の電極組立体２２をケース２１１に入れることを可能とする開口部がある。例えば、ケース２１１が中空の直方体又は立方体である場合、ケース２１１の１つの面は開口面であり、すなわち、該面は、壁体を有さず、ケース２１１の内外を連通させる。ケース２１１が中空の円筒体である場合、ケース２１１の端面は開口面であり、すなわち、該端面は、壁体を有さず、ケース２１１の内外を連通させる。蓋板２１２は開口部を覆い、且つケース２１１に接続され、これにより、電極組立体２２を収納する密閉キャビティが形成される。ケース２１１内に電解液などの電解質が充填されている。

【0051】

該電池セル２０はさらに２つの電極端子２１４を含んでもよく、２つの電極端子２１４は蓋板２１２に設置されてもよい。蓋板２１２は通常、平板形状であり、２つの電極端子２１４は蓋板２１２の平面に固定され、２つの電極端子２１４はそれぞれ正電極端子２１４ａ及び負電極端子２１４ｂである。各電極端子２１４には接続部材２３が対応して設置され、接続部材２３は、集電部材２３とも呼ばれ、蓋板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。

【0052】

図３に示すように、各電極組立体２２は第１タブ２２１ａ及び第２タブ２２２ａを有する。第１タブ２２１ａと第２タブ２２２ａの極性は逆である。例えば、第１タブ２２１ａが正極タブである場合、第２タブ２２２ａが負極タブである。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は他の接続部材２３を介して他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は他の接続部材２３を介して負極タブに接続される。

【0053】

該電池セル２０においては、実際の使用のニーズに応じて、電極組立体２２は１つ又は複数設置されてもよく、図３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が設置されている。

【0054】

電池セル２０には、圧力解放機構２１３がさらに設置されてもよい。圧力解放機構２１３は、電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して内部圧力又は温度を解放することに用いられる。

【0055】

圧力解放機構２１３は様々な利用可能な圧力解放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、圧力解放機構２１３は、圧力解放機構２１３が設置された電池セル２０の内部温度が閾値になった時に溶融できるように構成される感温圧力解放機構であってもよく、及び／又は、圧力解放機構２１３は、圧力解放機構２１３が設置された電池セル２０の内部気圧が閾値になった時に破裂できるように構成される感圧圧力解放機構であってもよい。

【0056】

図４は本願の一実施例に係る電池１０の構造模式図である。図４の（ａ）に示すように、電池１０は第１方向Ｘに沿って配置された複数の電池セル２０と、セパレータ１０１とを含み、セパレータ１０１は第１方向Ｘに沿って延在しかつ複数の電池セル２０のうちの各電池セル２０の第１壁２０１と接続されており、該第１壁２０１は電池セル２０のうち最大の表面積を有する壁である。

【0057】

このように、複数の電池セル２０のうちの各電池セル２０のうち最大の表面積を有する第１壁２０１は全てセパレータ１０１に接続され、複数の電池セル２０はセパレータ１０１を介して一体に接続され、このように、電池１０内に側板を設置したり、ビーム等の構造を設置したりする必要がなくなり、電池１０の内部スペースの利用率をできるだけ向上させ、電池１０のエネルギー密度を向上させることができる。

【0058】

本願の実施例では、図４の（ｂ）に示すように、セパレータ１０１の第２方向ＹにおけるサイズＴ１は０．５ｍｍ未満であり、該第２方向Ｙは前記第１壁２０１に垂直である。

【0059】

このようにして、セパレータ１０１の第２方向Ｙにおけるサイズが大きすぎて電池１０の内部スペースを多く占有することが回避され、さらに電池１０の内部スペースの利用率を向上させ、これにより、電池１０のエネルギー密度を向上させる。

【0060】

本願の実施例では、図４の（ｃ）に示すように、セパレータ１０１の表面には絶縁層１０２が設置されることにより、セパレータ１０１と電池セル２０との電気的接続が回避され、電池１０の安全性が向上する。選択可能に、絶縁層１０２はセパレータ１０１の表面に接着された絶縁膜又はセパレータ１０１の表面に塗布された絶縁ワニスであってもよい。

【0061】

本願の実施例では、絶縁層１０２の第２方向ＹにおけるサイズＴ２は、０．０１ｍｍ≦Ｔ２≦０．３ｍｍを満たす。

【0062】

絶縁層１０２の第２方向ＹにおけるサイズＴ２が小さすぎる場合、絶縁層１０２は電池セル２０とセパレータ１０１との電気的接続を効果的に回避することができず、その結果、電池１０では絶縁不良の状況が発生し、セキュリティリスクが存在し、絶縁層１０２の第２方向ＹにおけるサイズＴ２が大きすぎる場合、電池１０の内部スペースが多く占有され、電池１０のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｔ２の値を０．０１～０．３ｍｍに設定すると、電池１０のエネルギー密度を向上させるとともに、電池１０の安全性を確保することができる。

【0063】

本願の実施例では、電池１０の電圧Ｕと絶縁層１０２の第２方向ＹにおけるサイズＴ２は、０．０１×１０^－３ｍｍ／Ｖ≦Ｔ２／Ｕ≦３×１０^－３ｍｍ／Ｖを満たす。

【0064】

絶縁層１０２の絶縁効果は絶縁層１０２の厚さに関連するだけでなく、単位電圧に対応する絶縁層１０２の厚さにも関連し、Ｔ２／Ｕが小さすぎる、すなわち、単位電圧あたりの絶縁層１０２の第２方向ＹにおけるサイズＴ２が小さすぎる場合、絶縁層１０２は電池セル２０とセパレータ１０１との電気的接続を効果的に回避することができず、その結果、電池１０では絶縁不良の状況が発生し、セキュリティリスクが存在し、Ｔ２／Ｕが大きすぎる、すなわち、単位電圧あたりの絶縁層１０２の第２方向ＹにおけるサイズＴ２が大きすぎる場合、電池１０の内部スペースが多く占有され、電池１０のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｔ２／Ｕの値を０．０１×１０^－３～３×１０^－３ｍｍ／Ｖに設定すると、電池１０のエネルギー密度を向上させるとともに、電池１０の安全性を確保することができる。

【0065】

本願の実施例では、セパレータ１０１の第２方向ＹにおけるサイズＴ１は０．０５ｍｍ以上である。このようにして、セパレータ１０１の第２方向におけるサイズが小さすぎる、すなわち、セパレータ１０１の厚さが小さく、セパレータ１０１の剛性が小さいため、電池１０の強度ニーズを満たせないことが回避される。

【0066】

本願の実施例では、前記複数の電池セル２０の前記第１壁２０１と接続されている前記セパレータ１０１の面の面積Ｓ１と、前記セパレータ１０１の共通側と接続されている前記複数の電池セル２０の前記第１壁２０１の総面積Ｓ２は、０．２５≦Ｓ１／Ｓ２≦４を満たし、ここで、Ｓ１＝Ｈ１＊Ｌ１、Ｓ２＝Ｈ２＊Ｌ２である。図５に示すように、Ｈ１はセパレータ１０１の第３方向Ｚにおけるサイズであり、Ｌ１はセパレータ１０１の第１方向Ｘにおけるサイズであり、Ｈ２は１つの電池セル２０の第３方向Ｚにおけるサイズであり、Ｌ２は複数の電池セル２０の第１方向Ｘにおけるサイズの総和である。

【0067】

Ｓ１／Ｓ２の値が小さすぎる、すなわち、複数の電池セル２０の第１壁２０１と接続されているセパレータ１０１の面の面積Ｓ１は、セパレータ１０１の共通側と接続されている複数の電池セル２０の第１壁２０１の総面積Ｓ２よりも遥かに小さい場合、第１壁２０１とセパレータ１０１との接触面積が小さすぎて、電池１０の強度ニーズを満たすことができず、Ｓ１／Ｓ２の値が大きすぎる、すなわち、第１壁２０１と接続されているセパレータ１０１の面の面積Ｓ１はセパレータ１０１の共通側と接続されている複数の電池セル２０の第１壁２０１の総面積Ｓ２よりも遥かに大きい場合、電池セル２０に比べて、セパレータ１０１が占有した電池１０の内部のスペースは大きすぎ、電池１０のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｓ１／Ｓ２の値を０．２５～４に設定すると、電池１０のエネルギー密度を向上させるとともに、電池１０の強度を向上させることができる。

【0068】

本願の実施例では、図５に示すように、第３方向Ｚ上、セパレータ１０１のサイズＨ１と電池セル２０の第１壁２０１のサイズＨ２は、０．２≦Ｈ１／Ｈ２≦２を満たし、該第３方向Ｚは第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに垂直である。

【0069】

Ｈ１／Ｈ２が小さすぎる、すなわち、第３方向Ｚにおいて、セパレータ１０１のサイズＨ１は電池セル２０の第１壁２０１のサイズＨ２よりも遥かに小さい場合、第１壁２０１とセパレータ１０１との接触面積が小さすぎて、電池１０の強度ニーズを満たすことができず、Ｈ１／Ｈ２が大きすぎると、すなわち、第３方向Ｚにおいて、セパレータ１０１のサイズＨ１は電池セル２０の第１壁２０１のサイズＨ２よりも遥かに大きい場合、電池セル２０に比べて、セパレータ１０１が占有した電池１０の内部のスペースは大きすぎ、電池１０のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｈ１／Ｈ２の値を０．２～２に設定すると、電池１０のエネルギー密度を向上させるとともに、電池１０の強度を向上させることができる。

【0070】

本願の実施例では、図５に示すように、第１方向Ｘにおいて、セパレータ１０１のサイズＬ１と複数の電池セル２０のサイズＬ２は、０．５≦Ｌ１／Ｌ２≦２を満たす。

【0071】

Ｌ１／Ｌ２が小さすぎる、すなわち、第１方向Ｘにおいて、セパレータ１０１のサイズＬ１は電池セル２０の第１壁２０１のサイズＨ２よりも遥かに小さい場合、第１壁２０１とセパレータ１０１との接触面積が小さすぎて、電池１０の強度ニーズを満たすことができず、Ｈ１／Ｈ２が大きすぎると、すなわち、第１方向Ｘにおいて、セパレータ１０１のサイズＨ１は電池セル２０の第１壁２０１のサイズＨ２よりも遥かに大きい場合、電池セル２０に比べて、セパレータ１０１が占有した電池１０の内部のスペースは大きすぎ、電池１０のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｈ１／Ｈ２の値を０．５～２に設定すると、電池１０のエネルギー密度を向上させるとともに、電池１０の強度を向上させることができる。

【0072】

本願の実施例では、図６に示すように、電池セル２０は第２方向Ｙに対向して設置されている２つの第１壁２０１と、第１方向Ｘに対向して設置されている２つの第２壁２０２とを含み、第１方向Ｘにおいて、隣接する２つの電池セル２０の第２壁２０２は対向する。

【0073】

本願の実施例では、図７に示すように、電池１０は第１方向Ｘに沿って複数列に配置された複数の電池セル２０と、複数のセパレータ１０１とを含み、複数列の電池セル２０と複数のセパレータ１０１とは第２方向Ｙに交互に設置されている。

【0074】

このように、各列の第１方向Ｘに配置された複数の電池セル２０の第１壁２０１は全てセパレータ１０１と接続することができ、各列の第１方向Ｘに配置された複数の電池セル２０は全てセパレータ１０１を介して一体に接続され、これにより、電池１０の強度を効果的に向上させる。

【0075】

本願の実施例では、電池１０は複数の電池モジュール１００を含み、図８に示すように、該電池モジュール１００は第１方向Ｘに沿って少なくとも一列に配置された複数の電池セル２０と、少なくとも１つのセパレータ１０１とを含み、且つ少なくとも一列の電池セル２０と少なくとも１つのセパレータ１０１とは第２方向Ｙに交互に設置されている。

【0076】

本願の実施例では、電池モジュール１００はＮ列の電池セル２０とＮ－１個のセパレータ１０１とを含み、セパレータ１０１は隣接する２列電池セル２０の間に設置されており、Ｎは１より大きい整数である。図９に示すように、Ｎが２であることを例として説明する。

【0077】

本願の実施例では、図９に示すように、複数の電池モジュール１００は第２方向Ｙに沿って配置され、隣接する電池モジュール１００の間には隙間がある。

【0078】

選択可能に、セパレータ１０１の第１方向Ｘの端部には固定構造１０３が設置されており、該固定構造１０３はセパレータ１０１の第１方向Ｘの端部の固定部材１０４と接続されており、セパレータ１０１が固定される。

【0079】

本願の実施例では、セパレータ１０１は第１壁２０１に接着されている。セパレータ１０１と第１壁２０１とは接着により固定して接続されるので、構造が簡単であり、加工や組み立てが容易である。

【0080】

理解されるように、セパレータ１０１と第１壁２０１とは、リベット、溶接など他の方式により接続されてもよく、本願はこれに対して限定しない。

【0081】

本願の一実施例はさらに電力消費装置を提供しており、該電力消費装置は上記実施例における電池１０を含んでもよい。選択可能に、該電力消費装置は車両１、船舶や宇宙機等であってもよいが、本願の実施例はこれを限定しない。

【0082】

以上は本願の実施例の電池１０及び電力消費装置を説明しており、以下、本願の実施例の電池１０の製造方法及び装置を説明し、詳細に説明していない部分は上記各実施例を参照すればよい。

【0083】

図１０は本願の一実施例に係る電池１０の製造方法３００の模式的なフローチャートである。図１０に示すように、該方法３００は、ステップ３１０と、ステップ３２０とを含んでもよい。

【0084】

３１０、第１方向Ｘに沿って配置された複数の電池セル２０を提供する。

【0085】

３２０、第１方向Ｘに沿って延在しかつ複数の電池セル２０における各電池セル２０の第１壁２０１と接続されているセパレータ１０１であって、該第１壁２０１は電池セル２０のうち最大の表面積を有する壁であり、セパレータ１０１の表面には絶縁層１０２が設置されており、セパレータ１０１の第２方向ＹにおけるサイズＴ１は０．５ｍｍ未満であり、該第２方向Ｙは第１壁２０１に垂直であるセパレータ１０１を提供する。

【0086】

図１１は本願の一実施例に係る電池１０の製造装置４００の模式的なブロック図である。図１１に示すように、電池１０の製造装置４００は、提供モジュール４１０を含んでもよい。

【0087】

提供モジュール４１０は、第１方向Ｘに沿って配置された複数の電池セル２０及びセパレータ１０１を提供することに用いられ、セパレータ１０１は第１方向Ｘに沿って延在しかつ複数の電池セル２０のうちの各電池セル２０の第１壁２０１と接続されており、該第１壁２０１は電池セル２０のうち最大の表面積を有する壁であり、セパレータ１０１の表面には絶縁層１０２が設置されており、セパレータ１０１の第２方向ＹにおけるサイズＴ１は０．５ｍｍ未満であり、該第２方向Ｙは第１壁２０１に垂直である。

【0088】

以下、本願の実施例を説明する。以下に説明される実施例は模式的なものであり、本願を解釈するだけのものに過ぎず、本願を制限するものとして理解できない。実施例においては具体的な技術又は条件を説明していない場合、本分野にかかる文献に記載の技術、条件や製品の取扱書に従って行われる。

【0089】

図面に示される電池セル２０及びセパレータ１０１を使用し、ＧＢ ３８０３１－２０２０『電気自転車用動力蓄電池の安全要求』の標準に準じてセパレータの耐振動性及び耐衝撃性試験を行い、試験結果を表１に示す。表１においては、Ｔ１はセパレータの第２方向Ｙにおけるサイズであり、Ｈ１はセパレータの第３方向Ｚにおけるサイズであり、Ｌ１はセパレータの第１方向Ｘにおけるサイズであり、Ｈ２は１つの電池セルの第３方向Ｚにおけるサイズであり、Ｌ２は複数の電池セルの第１方向Ｘにおけるサイズの総和であり、Ｓ１＝Ｈ１＊Ｌ１、Ｓ２＝Ｈ２＊Ｌ２である。

【0090】

【表1】

【0091】

図面に示される電池セル２０及びセパレータ１０１を使用し、ＩＥＣ ６０６６４－１に準じて、絶縁試験では１０００ＶＤＣを印加したところ、絶縁抵抗値≧５００ＭΩであり、耐圧試験では、２７００ＶＤＣを６０Ｓ印加し、漏れ電流≦１ｍＡ条件においてセパレータのアイソレーション耐電圧能力を試験したところ、試験結果は表２に示される。表２のＴ２は絶縁層の第２方向Ｙにおけるサイズであり、Ｕは電池電圧である。

【0092】

【表2】

【0093】

好ましい実施例を参照して本願を説明したが、本願の範囲から逸脱することなく、様々な改良を行い、等価物でその中の部材を置き換えることができる。特に、構造上の矛盾がない限り、各実施例に記載されている各技術的特徴を任意の方式で組み合わせることができる。本願は本明細書に開示されている特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲内にある全ての技術的解決手段を含む。

【符号の説明】

【0094】

１ 車両
１０ 電池
１１ 筐体
２０ 電池セル
２１ ハウジング
２２ 電極組立体
２３ 接続部材
３０ コントローラ
４０ モータ
１００ 電池モジュール
１０１ セパレータ
１０２ 絶縁層
１０３ 固定構造
１０４ 固定部材
２０１ 第１壁
２０２ 第２壁
２１１ ケース
２１２ 蓋板
２１３ 圧力解放機構
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 製造装置
４１０ 提供モジュール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2022-05-19

【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】

電池であって、
第１方向に沿って配置された複数の電池セルと、
前記第１方向に沿って延在しかつ前記複数の電池セルのうちの各電池セルの第１壁と接続されているセパレータであって、前記第１壁は前記電池セルのうち最大の表面積を有する壁であり、前記セパレータの表面には絶縁層が設置されており、
前記セパレータの第２方向におけるサイズＴ１は０．５ｍｍ未満であり、前記第２方向は前記第１壁に垂直であるセパレータと、を含む、電池。

【請求項2】

前記セパレータの前記第２方向におけるサイズＴ１は０．０５ｍｍ以上である、請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記複数の電池セルの前記第１壁と接続されている前記セパレータの面の面積Ｓ１、前記セパレータの共通側と接続されている前記複数の電池セルの前記第１壁の総面積Ｓ２は、０．２５≦Ｓ１／Ｓ２≦４を満たす、請求項１又は２に記載の電池。

【請求項4】

第３方向において、前記セパレータのサイズＨ１及び前記電池セルの前記第１壁のサイズＨ２は、０．２≦Ｈ１／Ｈ２≦２を満たし、前記第３方向は前記第１方向及び前記第２方向に垂直である、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池。

【請求項5】

前記第１方向において、前記セパレータのサイズＬ１及び前記複数の電池セルのサイズＬ２は、０．５≦Ｌ１／Ｌ２≦２を満たす、請求項１～４のいずれか１項に記載の電池。

【請求項6】

前記絶縁層の前記第２方向におけるサイズＴ２は、０．０１ｍｍ≦Ｔ２≦０．３ｍｍを満たす、請求項１～５のいずれか１項に記載の電池。

【請求項7】

前記電池の電圧Ｕ及び前記絶縁層の前記第２方向におけるサイズＴ２は、０．０１×１０^－３ｍｍ／Ｖ≦Ｔ２／Ｕ≦３×１０^－３ｍｍ／Ｖを満たす、請求項１～６のいずれか１項に記載の電池。

【請求項8】

前記電池セルは前記第２方向に対向して設置されている２つの前記第１壁と、前記第１方向に対向して設置されている２つの第２壁とを含み、前記第１方向において、隣接する２つの前記電池セルの前記第２壁は対向する、請求項１～７のいずれか１項に記載の電池。

【請求項9】

前記電池は前記第１方向に沿って複数列に配置された複数の前記電池セルと、複数の前記セパレータとを含み、複数列の前記電池セルと複数の前記セパレータとは前記第２方向に交互に設置されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の電池。

【請求項10】

前記電池は複数の電池モジュールを含み、前記電池モジュールは前記第１方向に沿って少なくとも一列に配置された複数の前記電池セルと、少なくとも１つの前記セパレータとを含み、且つ少なくとも一列の前記電池セルと少なくとも１つの前記セパレータとは前記第２方向に交互に設置されている、請求項１～８のいずれか１項に記載の電池。

【請求項11】

前記電池モジュールはＮ列の前記電池セルと、Ｎ－１個の前記セパレータとを含み、前記セパレータは隣接する２列の前記電池セルの間に設置されており、Ｎは１より大きい整数である、請求項１０に記載の電池。

【請求項12】

複数の前記電池モジュールは前記第２方向に沿って配置され、隣接する前記電池モジュールの間には隙間がある、請求項１０又は１１に記載の電池。

【請求項13】

前記セパレータは前記第１壁に接着されている、請求項１～１２のいずれか１項に記載の電池。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれか１項に記載の電気エネルギーを提供することに用いられる電池を含む、電力消費装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0013】

Ｌ１／Ｌ２が小さすぎる、すなわち、第１方向において、セパレータのサイズＬ１は電池セルの第１壁のサイズＬ２よりも遥かに小さい場合、第１壁とセパレータとの接触面積が小さすぎて、電池の強度ニーズを満たすことができず、Ｌ１／Ｌ２が大きすぎる、すなわち、第１方向において、セパレータのサイズＬ１は電池セルの第１壁のサイズＬ２よりも遥かに大きい場合、電池セルに比べて、セパレータが占有した電池内部のスペースは大きすぎ、電池のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｌ１／Ｌ２の値を０．５～２に設定すると、電池のエネルギー密度を向上させるとともに、電池の強度を向上させることができる。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0020】

このように、各列の第１方向に配置された複数の電池セルの第１壁はいずれもセパレータと接続することができ、各列の第１方向に配置された複数の電池セルはいずれもセパレータを介して一体に接続することができ、これにより、電池の強度が効果的に向上する。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0071】

Ｌ１／Ｌ２が小さすぎる、すなわち、第１方向Ｘにおいて、セパレータ１０１のサイズＬ１は電池セル２０の第１壁２０１のサイズＬ２よりも遥かに小さい場合、第１壁２０１とセパレータ１０１との接触面積が小さすぎて、電池１０の強度ニーズを満たすことができず、Ｌ１／Ｌ２が大きすぎる、すなわち、第１方向Ｘにおいて、セパレータ１０１のサイズＬ１は電池セル２０の第１壁２０１のサイズＬ２よりも遥かに大きい場合、電池セル２０に比べて、セパレータ１０１が占有した電池１０の内部のスペースは大きすぎ、電池１０のエネルギー密度の向上に不利であり、従って、Ｌ１／Ｌ２の値を０．５～２に設定すると、電池１０のエネルギー密度を向上させるとともに、電池１０の強度を向上させることができる。

【国際調査報告】