(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】2024-09-26
(54)【発明の名称】エンドキャップアセンブリ、電池及び電力消費機器
(51)【国際特許分類】
H01M 50/317 20210101AFI20240918BHJP
H01M 50/15 20210101ALI20240918BHJP
【ＦＩ】
H01M50/317 101
H01M50/15
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024517090
(86)(22)【出願日】2022-04-24
(85)【翻訳文提出日】2024-03-18
(86)【国際出願番号】 CN2022088766
(87)【国際公開番号】W WO2023205946
(87)【国際公開日】2023-11-02
(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】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】王利欽
(72)【発明者】
【氏名】李全坤
【テーマコード（参考）】
5H011
5H012
【Ｆターム（参考）】
5H011AA09
5H011BB04
5H011FF03
5H011KK01
5H012AA07
5H012BB02
5H012DD01
5H012EE01
(57)【要約】
エンドキャップアセンブリ、電池及び電力消費機器を提供する。エンドキャップアセンブリ（２１）は、電池に用いられ、エンドキャップ（２１１）と、通気弁（２１５）と、保護パッチ（２１７）とを含む。エンドキャップ（２１１）は、電池の内部に向かうための第一の側と、第一の側に対向する第二の側とを有し、第一の側と第二の側とを連通させる第一の通路（２１１３）を含み、通気弁（２１５）は、第一の通路（２１１３）と気体連通する通気膜（２１５２）を含み、通気膜（２１５２）は、エンドキャップ（２１１）の第二の側に向かって開放される通気部（２１５２Ａ）を含み、保護パッチ（２１７）は、エンドキャップ（２１１）の第二の側に設置され且つ通気部（２１５２Ａ）を覆う。電池は、このエンドキャップアセンブリを含む。電力消費機器は、この電池を含む。
【選択図】図７
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池に用いられるエンドキャップアセンブリ（２１）であって、前記電池の内部に向かうための第一の側と、前記第一の側に対向する第二の側とを有し、前記第一の側と前記第二の側とを連通させる第一の通路（２１１３）を含むエンドキャップ（２１１）と、
前記第一の通路（２１１３）と気体連通する通気膜（２１５２）を含む通気弁（２１５）であって、前記通気膜（２１５２）は、前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に向かって開放される通気部（２１５２Ａ）を含む通気弁（２１５）と、
前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に設置され且つ前記通気部（２１５２Ａ）を覆う保護パッチ（２１７）とを含む、エンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項2】
前記保護パッチ（２１７）と前記エンドキャップ（２１１）との間には、前記通気膜（２１５２）と気体連通する第二の通路がある、請求項１に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項3】
前記エンドキャップ（２１１）は、通気弁取り付け溝（２１１２）を含み、前記通気弁（２１５）は、前記通気弁取り付け溝（２１１２）内に位置し、前記第一の通路（２１１３）は、前記通気弁取り付け溝（２１１２）の底壁に設置され、前記第二の通路は、前記通気弁取り付け溝（２１１２）と連通し、ここで、前記通気弁取り付け溝（２１１２）の開口は、前記エンドキャップ（２１１）の前記第一の側に設置され、又は前記通気弁取り付け溝（２１１２）の開口は、前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に設置される、請求項２に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項4】
前記通気弁（２１５）は、弁板（２１５１）をさらに含み、前記弁板（２１５１）は、前記エンドキャップ（２１１）に取り付けられ、前記弁板（２１５１）の二つの側面を貫通する第三の通路（２１５１Ａ）を有し、前記通気膜（２１５２）は、前記弁板（２１５１）に固定され且つ前記第三の通路（２１５１Ａ）を覆い、ここで、前記通気弁取り付け溝（２１１２）は、階段溝であり、前記階段溝は、第一の溝部（２１１２Ａ）であって、前記通気弁取り付け溝（２１１２）の底壁に近接しており、前記通気膜（２１５２）は、前記第一の溝部（２１１２Ａ）内に位置し、且つ前記底壁と隙間を有する第一の溝部（２１１２Ａ）と、
第二の溝部（２１１２Ｂ）であって、前記第一の溝部（２１１２Ａ）に接続され且つ接続箇所に段差面（２１１２Ｃ）が形成され、前記弁板（２１５１）は、前記第二の溝部（２１１２Ｂ）内に位置し、前記段差面（２１１２Ｃ）と当接する第二の溝部（２１１２Ｂ）とを含む、請求項３に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項5】
前記第一の溝部（２１１２Ａ）の高さ（Ｈ１）は、前記通気膜（２１５２）の厚さよりも０．１－０．５ｍｍ大きく、及び／又は前記第二の溝部（２１１２Ｂ）の高さ（Ｈ２）は、前記弁板（２１５１）の厚さと等しく、又は、前記弁板（２１５１）の厚さよりも０．５ｍｍ以下大きい、請求項４に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項6】
前記エンドキャップ（２１１）は、エンドキャップ本体（２１１１）を含み、前記通気弁取り付け溝（２１１２）は、前記エンドキャップ本体（２１１１）に設置され、ここで、前記エンドキャップ（２１１）は、前記エンドキャップ本体（２１１１）に設置され且つ前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に向かって突出するボス（２１１４）であって、前記第二の通路が、前記ボス（２１１４）に設置される連通溝（２１１５）又は連通穴を含むボス（２１１４）、及び／又は
エンドキャップ本体（２１１１）に設置され、前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に位置し、且つ前記通気弁取り付け溝（２１１２）と連通する通気溝（２１１６）をさらに含み、前記第二の通路は、前記通気溝（２１１６）を含む、請求項３から５のいずれか１項に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項7】
前記ボス（２１１４）の高さ（Ｈ３）は、０．１－０．５ｍｍであり、及び／又は前記ボス（２１１４）は、前記通気弁取り付け溝（２１１２）の外側に位置し、且つ前記ボス（２１１４）の前記通気弁取り付け溝（２１１２）に近接するエッジと前記通気弁取り付け溝（２１１２）のエッジとの距離（Ｌ１）は、０．５－３ｍｍである、請求項６に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項8】
前記通気溝（２１１６）の深さ（Ｈ４）は、０．０５－０．３ｍｍであり、及び／又は前記通気溝（２１１６）の前記保護パッチ（２１７）の外側に位置するエッジと前記保護パッチ（２１７）のエッジとの距離（Ｌ２）は、０．１－０．５ｍｍである、請求項６又は７に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項9】
前記保護パッチ（２１７）は、前記通気部（２１５２Ａ）を覆うパッチ本体（２１７１）と固定接着剤層（２１７２）とを含み、前記固定接着剤層（２１７２）は、前記パッチ本体（２１７１）の前記エンドキャップ（２１１）に向かう側に設置され、前記パッチ本体（２１７１）は、前記固定接着剤層（２１７２）を介して前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に貼り付けられる、請求項１から８のいずれか１項に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項10】
前記固定接着剤層（２１７２）は、前記パッチ本体（２１７１）の一部の領域に付着され、ここで、前記パッチ本体（２１７１）の前記固定接着剤層（２１７２）が付着されていない領域は、透明であり、及び／又は
前記パッチ本体（２１７１）の前記固定接着剤層（２１７２）が付着された領域及び／又は前記固定接着剤層（２１７２）は、カラーである、請求項９に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項11】
前記固定接着剤層（２１７２）は、前記パッチ本体（２１７１）のエッジに位置し、及び／又は前記固定接着剤層（２１７２）は、前記第二の通路を回避する、請求項９又は１０に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項12】
前記保護パッチ（２１７）は、前記通気部（２１５２Ａ）を覆うパッチ本体（２１７１）を含み、ここで、前記パッチ本体（２１７１）は、ポリエチレンテレフタレートで製作され、及び／又は
前記パッチ本体（２１７１）の厚さは、０．１－０．２ｍｍである、請求項１から１１のいずれか１項に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項13】
前記エンドキャップ（２１１）は、パッチ取り付け溝（２１１７）を含み、前記保護パッチ（２１７）は、前記パッチ取り付け溝（２１１７）内に位置する、請求項１から１２のいずれか１項に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項14】
電池であって、請求項１から１３のいずれか１項に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）を含む、電池。
【請求項15】
電力消費機器であって、請求項１４に記載の電池を含み、前記電池は、前記電力消費機器に電力を提供するために用いられる、電力消費機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電池技術分野に関し、特にエンドキャップアセンブリ、電池及び電力消費機器に関する。
【背景技術】
【0002】
関連技術では、電池セルの内外部圧力を平衡させ、内部デバイスを保護するために、電池セルのエンドキャップアセンブリに通気弁を設置してもよい。電池セルの内外の気体は、圧力差の作用下で、通気弁の気体通路を通過し、通気膜を透過し、気体補充を行い、電池セルの内外の気体の圧力平衡を保つ。
【0003】
本開示を実現する過程では、発明者は、電池セルの組み立てを行うプロセス中、溶接プロセスで発生したスラグ、注液過程における噴出液などの異物がいずれも通気弁を汚染し、通気効果に影響を与えてしまうことを発見した。
【発明の概要】
【0004】
本開示は、通気弁に保護を提供し、通気弁の通気効果を改善するためのエンドキャップアセンブリ、電池及び電力消費機器を提供する。
【0005】
本開示の第一の態様は、エンドキャップアセンブリを提供する。エンドキャップアセンブリは、電池に用いられ、エンドキャップと、通気弁と、保護パッチとを含む。エンドキャップは、電池の内部に向かうための第一の側と、第一の側に対向する第二の側とを有し、第一の側と第二の側とを連通させる第一の通路を含む。通気弁は、第一の通路と気体連通する通気膜を含む。通気膜は、エンドキャップの第二の側に向かって開放される通気部を含む。保護パッチは、エンドキャップの第二の側に設置され且つ通気部を覆う。
【0006】
本開示によるエンドキャップアセンブリは、保護パッチが設置され、保護パッチが通気膜のエンドキャップの第二の側に向かう通気部を覆い、スラグ又は電解液による通気膜の汚染を防止することに有利であるため、このエンドキャップアセンブリにおける通気弁の通気膜が保護パッチにより保護されることができ、通気弁の通気効果を改善し、通気弁が電池セルの内外部圧力を平衡させ、内部デバイスを保護する機能をより良く実現する。
【0007】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、保護パッチとエンドキャップとの間には、通気膜と気体連通する第二の通路がある。
【0008】
パッチ本体とエンドキャップとの間には、通気膜と気体連通する第二の通路があるため、第二の通路によって、通気弁の通気膜を通過する気流が電池セルに順調に出入りすることができる。
【0009】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、エンドキャップは、通気弁取り付け溝を含み、通気弁は、通気弁取り付け溝内に位置し、第一の通路は、通気弁取り付け溝の底壁に設置され、第二の通路は、通気弁取り付け溝と連通し、ここで、通気弁取り付け溝の開口は、エンドキャップの第一の側に設置され、又は通気弁取り付け溝の開口は、エンドキャップの第二の側に設置される。
【0010】
弁板に通気膜を取り付けることにより、通気膜に対して防護と支持を形成し、エンドキャップに第一の通路を設置することによる悪影響を減少させることに有利である。通気弁の弁板と通気膜を通気弁取り付け溝内に設置することで、通気弁が通気弁の通気性に影響を与えることなく、その取り付けがエンドキャップの厚さをできるだけ占有せず、エンドキャップアセンブリと電池の全体高さの低減に有利である。
【0011】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、通気弁は、弁板をさらに含み、弁板は、エンドキャップに取り付けられ、弁板の二つの側面を貫通する第三の通路を有し、通気膜は、弁板に固定され且つ第三の通路を覆う。通気弁取り付け溝は、階段溝であり、階段溝は、第一の溝部と第二の溝部とを含む。第一の溝部は、通気弁取り付け溝の底壁に近接しており、通気膜は、第一の溝部内に位置し、且つ底壁と隙間を有する。第二の溝部は、第一の溝部に接続され且つ接続箇所に段差面が形成され、弁板は、第二の溝部内に位置し、段差面と当接する。
【0012】
以上の設置によって、通気膜と第一の通路及び第三の通路との流体連通を持つことに有利であり、通気膜が電池セルの内外圧力を平衡させる作用を安定して実現することに有利である。
【0013】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、第一の溝部の高さは、通気膜の厚さよりも０．１－０．５ｍｍ大きく、及び／又は第二の溝部の高さは、弁板の厚さと等しく又は弁板の厚さよりも０．５ｍｍ以下大きい。
【0014】
第一の溝部の高さと通気膜の厚さとの関係を合理的に設定することによって、通気膜と第一の通路との間が滞りなく通じることを維持することに有利である。第二の溝部の高さと弁板の厚さとの関係を合理的に設定することによって、通気弁によるエンドプレートの厚さ以外の余分な空間の占有を減少させることに有利であるとともに、通気弁取り付け溝の加工によるエンドプレートに対する悪影響を減少させることに有利である。
【0015】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、エンドキャップは、エンドキャップ本体を含み、通気弁取り付け溝は、エンドキャップ本体に設置され、ここで、エンドキャップは、エンドキャップ本体に設置され且つエンドキャップの第二の側に向かって突出するボスであって、第二の通路が、ボスに設置される連通溝又は連通穴を含むボス、及び／又はエンドキャップ本体に設置され、エンドキャップの第二の側に位置し、且つ通気弁取り付け溝と連通する通気溝をさらに含み、第二の通路は、通気溝を含む。
【0016】
ボスを設置し且つボスに連通溝又は連通穴を第二の通路の少なくとも一部として設置し、又は通気溝を第二の通路の少なくとも一部として設置することで、簡単な構造と加工方式により第二の通路を実現することに有利であり、通気膜の通気機能が保護パッチの影響を受けないことを維持する。
【0017】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、ボスの高さは、０．１－０．５ｍｍであり、及び／又はボスは、通気弁取り付け溝の外側に位置し、且つボスの通気弁取り付け溝に近接するエッジと通気弁取り付け溝のエッジとの距離は、０．５－３ｍｍである。
【0018】
ボスの高さを合理的に設定することによって、通気弁が占有する高さをできるだけ減少させるとともに、電池セルの内外の気流が通気弁を通過する時に円滑に流れることを保つことに有利である。ボスと通気弁取り付け溝の相対位置を合理的に設定することによって、通気弁を組み立て、メンテナンスする時に操作しやすくなり、例えば弁板を取り付ける時にレーザ溶接を行うために操作空間を空ける。
【0019】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、通気溝の深さは、０．０５－０．３ｍｍであり、及び／又は通気溝の保護パッチの外側に位置するエッジと保護パッチのエッジとの距離は、０．１－０．５ｍｍである。
【0020】
通気溝の深さ及びそれと保護パッチとの距離を合理的に設定することによって、電池セルの内外の気流が通気弁を通過する時に円滑に流れることを保つことに有利である。
【0021】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、保護パッチは、通気部を覆うパッチ本体と固定接着剤層とを含み、固定接着剤層は、パッチ本体のエンドキャップに向かう側に設置され、パッチ本体は、固定接着剤層を介してエンドキャップの第二の側に貼り付けられる。
【0022】
保護パッチにパッチ本体と固定接着剤層を設置し、固定接着剤層を介してパッチ本体を固定的に接続することにより、保護パッチの迅速かつ強固な取り付けに有利である。
【0023】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、固定接着剤層は、パッチ本体の一部の領域に付着され、ここで、パッチ本体の固定接着剤層が付着されていない領域は、透明であり、及び／又はパッチ本体の固定接着剤層が付着された領域及び／又は固定接着剤層は、カラーである。
【0024】
パッチ本体の固定接着剤層が付着されていない領域は、透明であり、通気弁のエンドキャップアセンブリの第二の側に向かう表面に異物が存在するかどうかを観察することに有利であり、通気弁の問題をタイムリーに発見しやすい。パッチ本体の固定接着剤層が付着された領域及び／又は固定接着剤層は、カラーであり、エンドキャップアセンブリに保護パッチが設置されているかどうかを迅速に識別することに有利であり、貼り漏れによる通気膜が防護されていないことを防止する。
【0025】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、固定接着剤層は、パッチ本体のエッジに位置し、及び／又は固定接着剤層は、第二の通路を回避する。
【0026】
固定接着剤層をパッチ本体のエッジに位置させることにより、接着効果に影響を与えることなく、固定接着剤の使用を減少でき、固定接着剤層が第二の通路を回避することにより、ほこりが第二の通路のある位置に接着されて集まることを防止することに有利であり、それによって第二の通路が通じることを保つことに有利である。
【0027】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、保護パッチは、通気部を覆うパッチ本体を含み、パッチ本体は、ポリエチレンテレフタレートで製作され、及び／又はパッチ本体の厚さは、０．１－０．２ｍｍである。
【0028】
ポリエチレンテレフタレートでパッチ本体を製作し、及び／又はパッチ本体に対して適切な厚さを設定することにより、電解液、水蒸気、ほこりなどの異物を効果的に遮蔽できる。
【0029】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、エンドキャップは、パッチ取り付け溝を含み、保護パッチは、パッチ取り付け溝内に位置する。
【0030】
保護パッチをエンドキャップ２１１におけるパッチ取り付け溝内に取り付けることにより、保護パッチの正確な位置決め、迅速な組み立てに有利であり、保護パッチの脱落防止にも有利である。
【0031】
本開示の第二の態様は、電池を提供し、この電池は、本開示の第一の態様のエンドキャップアセンブリを含む。本開示の電池は、本開示のエンドキャップアセンブリの有する利点を有する。
【0032】
本開示の第三の態様は、電力消費機器を提供し、ここで、この電力消費機器は、本開示の第二の態様の電池を含み、電池は、電力消費機器に電力を提供するために用いられる。本開示の電力消費機器は、本開示のエンドキャップアセンブリ及び電池の有する利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【0033】
本開示の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下は、本開示の実施例に使用される必要のある図面を簡単に紹介し、自明なことに、以下に記述された図面は、ただ本開示のいくつかの実施例であり、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、図面に基づいて他の図面を得ることもできる。
【図1】本開示の一実施例の電力消費機器である車両の構造概略図である。
【図2】本開示の一実施例の電力消費機器である車両の底部の構造概略図である。
【図3】本開示の一実施例の電池の構造概略図である。
【図4】本開示の一実施例の電池における電池セルの分解構造概略図である。
【図5】本開示の一実施例の電池セルのエンドキャップアセンブリの構造概略図である。
【図13】本開示の一実施例の電池セルのエンドキャップアセンブリの構造概略図である。
【図19】本開示の一実施例の電池セルのエンドキャップアセンブリの構造概略図である。
【図25】本開示の一実施例の電池セルのエンドキャップアセンブリの構造概略図である。
【図29】本開示の一実施例の電池セルのエンドキャップアセンブリのエンドキャップの局所構造概略図である。 図面において、図面は、実際の縮尺に応じて描かれるものではない。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下では、図面と実施例を結び付けながら、本開示の実施の形態をさらに詳細に記述する。以下では、実施例の詳細な記述と図面は、本開示の原理を例示的に説明するためのものであるが、本開示の範囲を制限するためのものではなく、即ち本開示の記述された実施例に限らない。
【0035】
本開示の記述において、説明すべきこととして、特に断りのない限り、「複数」の意味は、二つ以上であり、用語である「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などにより指示される方位又は位置関係は、本開示を記述しやすく及び記述を簡略化するためのものにすぎず、言及された装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成して操作しなければならないことを指示又は暗示するものではないため、本開示に対する制限として理解してはいけない。なお、用語である「第一」、「第二」、「第三」などは、記述の目的のみで用いられるものであり、相対的な重要性を指示又は暗示すると理解すべきではない。「垂直」は、厳密な垂直ではなく、誤差許容範囲内である。「平行」は、厳密な平行ではなく、誤差許容範囲内である。
【0036】
下記記述に出現された方位詞は、いずれも図に示す方向であり、本開示の具体的な構造を限定するものではない。本開示の記述において、さらに説明すべきこととして、特に明確に規定、限定されていない限り、用語である「取り付け」、「繋がり」、「接続」は、広義に理解されるべきであり、例えば固定的な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、直接的な繋がりであってもよく、中間媒体による間接的な繋がりであってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて、上記用語の本開示における具体的な意味を理解することができる。
【0037】
電池及び電池セルにおける溶接プロセスで発生したスラグ、注液噴出液などの異物がいずれも通気弁を汚染し、通気効果に影響を与えてしまうという技術課題を解決するために、本開示の実施例は、通気弁を効果的に防護するエンドキャップアセンブリを提供する。さらに、本開示の実施例は、このエンドキャップアセンブリを有する電池及びこの電池を有する電力消費機器をさらに提供する。
【0038】
本開示の実施例は、電池を電源として使用する電力消費機器を提供し、電池は、電力消費機器に電気エネルギーを提供するように構成されている。電力消費機器は、携帯電話、携帯型機器、ノートパソコン、バッテリ車、電気自動車、汽船、宇宙航空機、電動玩具と電動工具などであってもよいが、これらに限らず、例えば宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトルと宇宙船などを含み、電動玩具は、据置型又は移動型の電動玩具、例えばゲーム機、電気自動車玩具、電気汽船玩具と電気飛行機玩具などを含み、電動工具は、金属切削電動工具、研磨電動工具、組み立て電動工具と鉄道用電動工具、例えば電気ドリル、電気グラインダ、電気レンチ、電気ドライバ、電気ハンマ、ハンマードリル、コンクリート振動機と電気カンナを含む。
【0039】
本開示の実施例の電池は、より高い電圧と容量を提供するために一つ又は複数の電池セルを含む単一の物理モジュールを指す。電池は、電池セル、電池モジュールと電池パックの三つのレベルを含んでもよい。
【0040】
電池セルは、電池モジュール又は電池パックを構成する最小ユニットを指す。複数の電池セルは、電極端子を介して直列接続及び／又は並列接続されて、様々な応用場合、例えば電気自動車などのパワーが大きいくつかの応用場合に応用されることができる。
【0041】
電池モジュールは、外部の衝撃、熱、振動などから電池セルを保護するために、一定数の電池セルを電気的に接続して一つのフレームワークに入れて形成されたものである。技術の発展に従って、電池モジュールというレベルは、省略されてもよく、即ち、直接に電池セルで電池パックが形成されてもよい。
【0042】
電池パックは、例えば電気自動車などのパワーが大きい電力消費機器に入れられる電池システムの最終的な状態である。電池パックは、一般的には一つ又は複数の電池セルをパッケージングするための筐体を含む。筐体は、液体又は他の異物による電池セルの充電又は放電への影響を避けることができる。筐体は、一般的に筐体ケースと筐体蓋からなる。現在のほとんどの電池パックは、一つ又は複数の電池モジュールに電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）、熱管理部材などの様々な制御と保護システムを組み立てて製造される。この改良によって、電池システムの重量エネルギー密度、体積エネルギー密度が高まるとともに、部材の数が顕著に低下する。
【0043】
説明の便宜上、以下、本開示のいくつかの実施例の電力消費機器である車両Ｄを例として説明する。
【0044】
図１と図２を参照すると、図１は、本開示のいくつかの実施例による車両Ｄの構造概略図である。車両Ｄは、燃料油自動車、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レンジエクステンダー自動車などであってもよい。車両Ｄの内部に電池Ｂが設置され、電池Ｂは、車両Ｄの底部又は頭部又は尾部に設置されてもよい。電池Ｂは、車両Ｄの給電に用いられてもよく、例えば車両Ｄの操作電源としてもよい。
【0045】
図２は、図１に示す車両の底部構造を示す。電池Ｂは、車両ＤのシャーシーＣＨに設置されてもよい。車両Ｄは、コントローラＣＯＮとモータＭとをさらに含んでもよく、電池Ｂは、モータＭ及び車両Ｄにおける他の部材の作動に電気エネルギーを提供するために用いられ、コントローラＣＯＮは、モータＭが作動し、例えば車両Ｄの起動、ナビゲーションと走行時の作動電力消費の需要に用いるように制御するためのものである。
【0046】
本開示のいくつかの実施例では、電池Ｂは、車両Ｄの操作電源として用いることができるだけでなく、車両Ｄの駆動電源として、ガソリン又は天然ガスの代わりに、又はその一部の代わりに車両Ｄに駆動動力を提供することもできる。
【0047】
【0048】
電池Ｂは、筐体１と、筐体１内に収容される電池セル２０とを含む。ここで、筐体１は、筐体ケース１１と、筐体ケース１１に係合される筐体蓋１２とを含み、筐体１は、電池セル２０に収容空間を提供するために用いられる。以上の実施例では、筐体１全体は、直方体であり、図示されていない実施例では、筐体１は、他の形状、例えば円筒体であってもよい。
【0049】
電池Ｂでは、電池セル２０は、複数であり、複数の電池セル２０の間は、直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよい。直並列接続は、複数の電池セル２０に直列接続も並列接続も含まれることを意味する。複数の電池セル２０の間を直接に直列接続又は並列接続又は直並列接続し、そして複数の電池セル２０からなる全体を筐体１内に収容してもよい。
【0050】
図３に示すように、電池Ｂは、複数の電池セル２０を直列接続又は並列接続又は直並列接続して構成される組電池２であってもよい。組電池２は、電池モジュールの形式を形成してもよい。複数の組電池２をさらに直列接続又は並列接続又は直並列接続して一体を形成し、筐体１内に収容する。電池Ｂは、他の構造をさらに含んでもよく、例えば複数の電池セル２０の間の電気的な接続を実現するために、この電池Ｂは、バスバー部材をさらに含んでもよい。
【0051】
電池セルは、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を含んでもよく、一次電池又は二次電池などであってもよく、本開示の実施例は、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を呈してもよく、本開示の実施例は、これに対しても限定しない。電池セルは、一般的にはパッケージングの方式で筒型電池セル、直方体四角形電池セルとパウチ電池セルという三つの種類に分けられ、本開示の実施例は、これに対しても限定しない。
【0052】
電池セルは、主に電極アセンブリと、ケースと、エンドキャップアセンブリとを含み、電極アセンブリは、エンドキャップアセンブリのエンドキャップを介してケース内にパッケージングされる。電極アセンブリの数は、例えば１つ、２つ又は複数である。
【0053】
電極アセンブリは、ケースの内部に設置される。電極アセンブリは、電池セルにおいて電気化学反応が生じる部材である。電極アセンブリは、捲回型構造であってもよく、積層型構造であってもよく、本開示の実施例は、これに限らない。
【0054】
ケースは、収容空間を提供して電極アセンブリ、電解液及び他の部材をその内部に収容する部材を意味する。ケースは、様々な形状と様々なサイズ、例えば直方体形、円筒体形、六角柱型などであってもよい。具体的には、ケースの形状は、電極アセンブリの具体的な形状とサイズ大きさに応じて決定されてもよい。ケースの材質は、銅、鉄、アルミニウム、ステンレススチール、アルミニウム合金、プラスチックなどの材料を選択してもよい。
【0055】
エンドキャップとは、ケースの開口に被せられて電池セルの内部環境を外部環境から隔離する部材を意味する。エンドキャップの形状は、ケースに嵌合するようにケースの形状に適合してもよい。選択的に、エンドキャップは、一定の硬度と強度を有する材質（例えばアルミニウム合金）で製造されてもよく、このように、エンドキャップは、押圧・衝突時に変形しにくく、電池セルは、より高い構造強度を有することができ、安全性能も高まることができる。エンドキャップに例えば電極端子などの機能的部材が設置されてもよい。電極端子は、電池セルの電気エネルギーを出力又は入力するように、電極アセンブリに電気的に接続されるために用いられてもよい。いくつかの実施例では、エンドキャップには、電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると、内部圧力を逃すための放圧機構が設置されてもよい。エンドキャップの材質は、様々なもの、例えば、銅、鉄、アルミニウム、ステンレススチール、アルミニウム合金、プラスチックなどであってもよく、本開示の実施例は、これを制限しない。
【0056】
ケースとエンドキャップは、独立した部材であってもよく、ケースに開口が設置され、開口箇所でエンドキャップを開口に被せることにより、電池セルの内部環境を形成する。エンドキャップとケースとを一体化してもよいが、これに限定されない。具体的には、エンドキャップとケースは、他の部材をケースに入れる前に一つの共通の接続面を形成し、ケースの内部をパッケージングする必要がある時、エンドキャップをケースに被せ、ケースとエンドキャップを一体にパッケージングしてもよい。
【0057】
エンドキャップアセンブリは、放圧機構を含んでもよい。放圧機構とは、電池セルの内部圧力又は温度が所定閾値に達する時に作動して内部圧力又は温度を逃す素子又は部材である。放圧機構は、例えば防爆弁であり、防爆弁は、一般的には電池セルのエンドキャップに設けられ、防爆弁は、例えばエンドキャップの平板面の一部であってもよく、エンドキャップの平板面と溶接されてもよい。
【0058】
エンドキャップアセンブリは、通気弁をさらに含んでもよく、通気弁は、防水、通気、防油、ほこり防止の機能を有し、防護作用を果たすとともに、電池ボックスの内外部の圧力を平衡させ、内部デバイスを保護する。通気弁は、射出成形、溶接、接着、熱溶融などのプロセス手段により通気膜と弁体を結合して形成された組み立て可能で、取り外し可能な防護アセンブリである。電池セルのケース内外の気体は、圧力差の作用下で、通気弁の気体通路を通過し、通気膜を透過し、気体補充を行い、電池ボックスの内外の気体の圧力平衡を保つ。通気膜は、通気弁のコア構成部分であり、通気膜は、例えば延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅｘｐｅｎｄｅｄ ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙ、Ｅ－ＰＴＦＥ）を用いてもよい。通気弁は、通気膜と弁体の接続形式によって射出成形型、溶接型、締まり嵌め型及び接着型に分けられてもよく、気体流れ方向によって一方向型と双方向型に分けられてもよく、取り付け接続方式によって主にネジ型、押し込み型、係止型とボタン型などに分けられ、本開示の実施例は、これについていずれも制限しない。
【0059】
いくつかの実施例の電池セルでは、エンドキャップの内側に絶縁部材がさらに設置されてもよく、絶縁部材は、ケース内の電気的な接続部材とエンドキャップとを隔離して、短絡のリスクを低減させるために用いられてもよい。例示的には、絶縁部材は、例えば絶縁板であってもよく、プラスチック、ゴムなどの材料で製造されてもよい。
【0060】
図４に示すように、本開示のいくつかの実施例では、電池セル２０は、エンドキャップアセンブリ２１と、ケース２５と、第一の電極アセンブリ２４１と、第二の電極アセンブリ２４２と、第一の接続シート２２と、第一の接続シート２３とを含む。第一の接続シート２２は、第一の電極アセンブリ２４１及び第二の電極アセンブリ２４２の正極タブとエンドキャップアセンブリ２１のエンドキャップ２１１における第一の電極端子２１２とを接続し、第一の接続シート２３は、第一の電極アセンブリ２４１及び第二の電極アセンブリ２４２の負極タブとエンドキャップアセンブリ２１のエンドキャップ２１１における第二の電極端子２１３とを接続する。
【0061】
図４に示すように、エンドキャップアセンブリ２１は、エンドキャップ２１１と、第一の電極端子２１２と、第二の電極端子２１３と、防爆弁２１４と、通気弁２１５と、絶縁板２１６とを含む。エンドキャップ２１１は、ケース２５と嵌合して、第一の電極アセンブリ２４１と第二の電極アセンブリ２４２をエンドキャップ２１１とケース２５により形成された密閉空間内にパッケージングするために用いられる。第一の電極端子２１２は、正極端子であり、第一の接続シート２２を介して第一の電極アセンブリ２４１と第二の電極アセンブリ２４２の正極タブに電気的に接続され、第二の電極端子２１３は、負極端子であり、第一の接続シート２３を介して第一の電極アセンブリ２４１と第二の電極アセンブリ２４２の負極タブに電気的に接続される。絶縁板２１６は、エンドキャップ２１１と第一の接続シート２２、第一の接続シート２３及び第一の電極アセンブリ２４１並びに第二の電極アセンブリ２４２との間の絶縁を実現するために、エンドキャップ２１１と第一の接続シート２２及び第一の接続シート２３との間に配置される。
【0062】
図５から図２９に示すように、本開示の実施例によるエンドキャップアセンブリ２１は、電池に用いられ、エンドキャップ２１１と、エンドキャップ２１１に取り付けられる通気弁２１５とを含む。エンドキャップ２１１は、電池の内部に向かうための第一の側と、第一の側に対向する第二の側とを有し、第一の側と第二の側とを連通させる第一の通路２１１３を含む。通気弁２１５は、第一の通路２１１３と気体連通する通気膜２１５２を含む。通気膜２１５２は、エンドキャップ２１１の第二の側に向かって開放される通気部２１５２Ａを含む。通気弁２１５は、保護パッチ２１７をさらに含み、保護パッチ２１７は、エンドキャップ２１１の第二の側に設置され且つ通気部２１５２Ａを覆う。
【0063】
本開示の実施例によるエンドキャップアセンブリ２１は、保護パッチ２１７が設置され、保護パッチ２１７が通気膜２１５２のエンドキャップ２１１の第二の側に向かって開放される通気部２１５２Ａを覆い、スラグ又は電解液による通気膜２１５２の汚染を防止することに有利であるため、このエンドキャップアセンブリ２１における通気弁２１５の通気膜２１５２が保護パッチ２１７により保護されることができ、通気弁２１５の通気効果を改善し、通気弁が電池セルの内外部圧力を平衡させ、内部デバイスを保護する機能をより良く実現する。
【0064】
図５から図１０、図１３から図２２、図２５から図２９に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、保護パッチ２１７とエンドキャップ２１１との間には、通気膜２１５２と気体連通する第二の通路がある。
【0065】
保護パッチ２１７とエンドキャップ２１１との間には、通気膜２１５２と気体連通する第二の通路があるため、第二の通路によって、通気弁２１５の通気膜２１７を通過する気流が順調に電池セル２０に出入りすることができる。
【0066】
図６から図１０、図１４から図１８、図２０と図２２、図２６と図２８に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、エンドキャップ２１１は、通気弁取り付け溝２１１２を含み、通気弁は、通気弁取り付け溝２１１２内に位置し、第一の通路２１１３は、通気弁取り付け溝２１１２の底壁に設置され、第二の通路は、通気弁取り付け溝２１１２と連通し、ここで、通気弁取り付け溝２１１２の開口は、エンドキャップ２１１の第一の側に設置され、又は通気弁取り付け溝２１１２の開口は、エンドキャップ２１１の第二の側に設置される。
【0067】
弁板２１５１に通気膜２１５２を取り付けることにより、通気膜２１５２に対して防護と支持を形成し、エンドキャップ２１１に第一の通路２１１３を設置することによる悪影響を減少させることに有利である。通気弁の弁板２１５１と通気膜２１５２を通気弁取り付け溝２１１２内に設置することで、通気弁が通気弁の通気性に影響を与えることなく、その取り付けがエンドキャップ２１１の厚さをできるだけ占有せず、エンドキャップアセンブリ２１と電池の全体高さの低減に有利である。
【0068】
弁板２１５１は、例えばアルミニウム板で製作される。通気膜２１５２は、様々な固定方式により弁板２１５１に固定されてもよく、例えば通気膜２１５２と弁板２１５１は、化学結合により接続されてもよい。弁板２１５１は、様々な取り付け方式によりエンドキャップ２１１に取り付けられてもよく、例えばレーザ溶接によってエンドキャップ２１１に固定的に接続される。
【0069】
図６、図７、図１４、図１５、図２０、図２６に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、通気弁は、弁板２１５１をさらに含み、弁板２１５１は、エンドキャップ２１１に取り付けられ、弁板２１５１の二つの側面を貫通する第三の通路２１５１Ａを有し、通気膜２１５２は、弁板２１５１に固定され且つ第三の通路２１５１Ａを覆う。図６から図１０、図１４から図１８、図２０と図２２、図２６と図２８に示すように、通気弁取り付け溝２１１２は、階段溝であり、階段溝は、第一の溝部２１１２Ａと第二の溝部２１１２Ｂとを含む。第一の溝部２１１２Ａは、通気弁取り付け溝２１１２の底壁に近接しており、通気膜２１５２は、第一の溝部２１１２Ａ内に位置し、且つ底壁と隙間を有する。第二の溝部２１１２Ｂは、第一の溝部２１１２Ａに接続され且つ接続箇所に段差面２１１２Ｃが形成され、弁板２１５１は、第二の溝部２１１２Ｂ内に位置し、段差面２１１２Ｃと当接する。
【0070】
以上の設置によって、通気膜２１５２と第一の通路２１１３及び第三の通路２１５１Ａとの流体連通を持つことに有利であり、通気膜２１５２が電池セルの内外圧力を平衡させる作用を安定して実現することに有利である。
【0071】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、第一の溝部２１１２Ａの高さＨ１は、通気膜２１５２の厚さよりも０．１－０．５ｍｍ大きく、及び／又は第二の溝部２１１２Ｂの高さＨ２は、弁板２１５１の厚さと等しく又は弁板２１５１の厚さよりも０．５ｍｍ以下大きい。
【0072】
第一の溝部２１１２Ａの高さＨ１と通気膜２１５２の厚さとの関係を合理的に設定することによって、通気膜２１５２と第一の通路２１１３との間が滞りなく通じることを維持することに有利である。第二の溝部２１１２Ｂの高さＨ２と弁板２１５１の厚さとの関係を合理的に設定することによって、通気弁２１５によるエンドプレート２１１の厚さ以外の余分な空間の占有を減少させることに有利であるとともに、通気弁取り付け溝２１１２の加工によるエンドプレート２１１に対する悪影響を減少させることに有利である。
【0073】
図６から図１０、図１４から図１８、図２０と図２２、図２６と図２８に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、エンドキャップ２１１は、エンドキャップ本体２１１１を含み、通気弁取り付け溝２１１２は、エンドキャップ本体２１１１に設置され、ここで、エンドキャップ２１１は、エンドキャップ本体２１１１に設置され且つエンドキャップ２１１の第二の側に向かって突出するボス２１１４であって、第二の通路が、ボス２１１４に設置される連通溝２１１５又は連通穴を含むボス２１１４、及び／又はエンドキャップ本体２１１１に設置され、エンドキャップ２１１の第二の側に位置し、且つ通気弁取り付け溝２１１２と連通する通気溝２１１６をさらに含み、第二の通路は、通気溝２１１６を含む。
【0074】
ボス２１１４を設置し且つボス２１１４に連通溝２１１５又は連通穴を第二の通路の少なくとも一部として設置し、又は通気溝２１１６を第二の通路の少なくとも一部として設置することで、簡単な構造と加工方式により第二の通路を実現することに有利であり、通気膜２１５２の通気機能が保護パッチ２１７の影響を受けないことを維持する。
【0075】
ボス２１１４に単一又は複数の連通溝が開けられてもよく、連通溝の延伸方向と断面形状は、限られず、例えば断面形状は、円形、四角形、三角形、多角形などであってもよく、ボス２１１４に一つ又は複数の連通穴が開設されてもよく、連通穴の延伸方向と断面形状は、限られず、例えば断面形状は、円形、四角形、三角形、多角形などであってもよい。ボス２１１４に連通溝と連通穴の両方が設置されてもよい。連通溝又は連通穴の位置は、保護パッチ２１７の周囲の環境に基づいて合理的に設定されてもよく、連通溝又は連通穴の数とサイズは、第二の通路に必要な流通面積に基づいて合理的に設定されてもよい。
【0076】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、ボス２１１４の高さＨ３は、０．１－０．５ｍｍであり、及び／又はボス２１１４は、通気弁取り付け溝２１１２の外側に位置し、且つボス２１１４の通気弁取り付け溝２１１２に近接するエッジと通気弁取り付け溝２１１２のエッジとの距離Ｌ１は、０．５－３ｍｍである。
【0077】
ボス２１１４の高さＨ３を合理的に設定することによって、通気弁２１５が占有する高さをできるだけ減少させるとともに、電池セルの内外の気流が通気弁２１５を通過する時に円滑に流れることを保つことに有利である。ボス２１１４と通気弁取り付け溝２１１２の相対位置を合理的に設定することによって、通気弁を組み立て、メンテナンスする時に操作しやすくなり、例えば弁板を取り付ける時にレーザ溶接を行うために操作空間を空ける。
【0078】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、通気溝２１１６の深さＨ４は、０．０５－０．３ｍｍであり、及び／又は通気溝２１１６の保護パッチ２１７の外側に位置するエッジと保護パッチ２１７のエッジとの距離Ｌ２は、０．１－０．５ｍｍである。
【0079】
通気溝２１１６の深さ及びそれと保護パッチ２１７との距離を合理的に設定することによって、電池セルの内外の気流が通気弁２１５を通過する時に円滑に流れることを保つことに有利である。
【0080】
図１１と図１２、図２３と図２４に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、保護パッチ２１７は、通気部２１５２Ａを覆うパッチ本体２１７１と固定接着剤層２１７２とを含み、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエンドキャップ２１１に向かう側に設置され、パッチ本体２１７１は、固定接着剤層２１７２を介してエンドキャップ２１１の第二の側に貼り付けられる。
【0081】
保護パッチ２１７にパッチ本体２１７１と固定接着剤層２１７２を設置し、固定接着剤層２１７２を介してパッチ本体２１７１を固定的に接続することにより、保護パッチ２１７の迅速かつ強固な取り付けに有利である。
【0082】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１の一部の領域に付着され、ここで、パッチ本体２１７１の固定接着剤層２１７２が付着されていない領域は、透明であり、及び／又はパッチ本体２１７１の固定接着剤層２１７２が付着された領域及び／又は固定接着剤層２１７２は、カラーである。
【0083】
パッチ本体２１７１の固定接着剤層２１７２が付着されていない領域は、透明であり、通気弁２１５のエンドキャップアセンブリ２１の第二の側に向かう表面に異物が存在するかどうかを観察することに有利であり、通気弁２１５の問題をタイムリーに発見しやすい。パッチ本体２１７１の固定接着剤層２１７２が付着された領域及び／又は固定接着剤層２１７２は、カラーであり、例えば赤色、緑色、青色、黄色などであってもよく、エンドキャップアセンブリ２１に保護パッチ２１７が設置されているかどうかを迅速に識別することに有利であり、貼り漏れによる通気膜２１７が防護されていないことを防止する。
【0084】
図１１と図１２、図２３と図２４に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエッジに位置し、及び／又は固定接着剤層２１７２は、第二の通路を回避する。
【0085】
固定接着剤層２１７２をパッチ本体２１７１のエッジに位置させることにより、接着効果に影響を与えることなく、固定接着剤の使用を減少でき、固定接着剤層２１７２が第二の通路を回避することにより、ほこりが第二の通路のある位置に接着されて集まることを防止することに有利であり、それによって第二の通路が通じることを保つことに有利である。
【0086】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、保護パッチ２１７は、通気部２１５２Ａを覆うパッチ本体２１７１を含み、パッチ本体２１７１は、ポリエチレンテレフタレートｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴで製作され、及び／又は、パッチ本体２１７１の厚さは、０．１－０．２ｍｍである。
【0087】
ポリエチレンテレフタレートでパッチ本体２１７１を製作し、及び／又はパッチ本体２１７１に対して適切な厚さを設定することにより、電解液、水蒸気、ほこりなどの異物を効果的に遮蔽できる。
【0088】
図２９に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、エンドキャップ２１１は、パッチ取り付け溝２１１７を含み、保護パッチ２１７は、パッチ取り付け溝２１１７内に位置する。
【0089】
保護パッチ２１７をエンドキャップ２１１におけるパッチ取り付け溝２１１７内に取り付けることにより、保護パッチ２１７の正確な位置決め、迅速な組み立てに有利であり、保護パッチ２１７の脱落防止にも有利である。
【0090】
本開示の実施例の電池は、本開示の実施例のエンドキャップアセンブリ２１を含む。本開示の電池は、本開示のエンドキャップアセンブリ２１の有する利点を有する。
【0091】
本開示の実施例の電力消費機器は、本開示の実施例の電池を含み、電池は、電力消費機器に電力を提供するために用いられる。本開示の電力消費機器は、本開示のエンドキャップアセンブリ２１及び電池の有する利点を有する。
【0092】
以下、図５から図２９を併せて本開示のいくつかの実施例のエンドキャップアセンブリをより詳細に説明する。本開示の実施例の電池は、本開示の実施例のエンドキャップアセンブリを含み、本開示の実施例の電力消費機器は、本開示の実施例の電池を含み、以下、電池及び電力消費機器を詳しく述べない。
【0093】
図５から図１２に示す実施例では、エンドキャップアセンブリ２１は、エンドキャップ２１１と、第一の電極端子２１２と、第二の電極端子２１３と、防爆弁２１４と、通気弁２１５と、絶縁板２１６とを含む。第一の電極端子２１２、第二の電極端子２１３、防爆弁２１４、通気弁２１５と絶縁板２１６は、いずれもエンドキャップ２１１に取り付けられる。
【0094】
エンドキャップ２１１は、電池の内部に向かうための第一の側（図６の下側に対応）と、第一の側に対向する第二の側（図６の上側に対応）とを有し、第一の側と第二の側とを連通させる第一の通路２１１３を含む。第一の通路２１１３は、エンドキャップ２１１のエンドキャップ本体２１１１に開設される貫通穴である。
【0095】
通気弁２１５は、通気弁を含み、通気弁は、エンドキャップ本体２１１１に取り付けられる弁板２１５１と、弁板２１５１に取り付けられる、第一の通路２１１３と気体連通する通気膜２１５２とを含む。
【0096】
弁板２１５１は、アルミニウム板で製造され、それに第三の通路２１５１Ａが設置される。第三の通路２１５１Ａは、弁板２１５１の両側を連通させるスルーホールである。スルーホールの形状、数と大きさは、通気需要に応じて設定されてもよい。弁板２１５１は、レーザ溶接の方式により、エンドキャップ本体２１１１に固定される。
【0097】
通気膜は、化学結合方式により弁板２１５１の一方側に結合され、且つ通気膜２１５２は、弁板２１５１の第三の通路２１５１Ａを覆うことにより、第三の通路２１５１Ａを流れる気流がいずれも通気膜２１５２を通過することを確保する。
【0098】
図７に示すように、本実施例では、通気膜２１５２は、弁板２１５１の第一の側（図７の下側に対応）に位置するが、通気膜２１５２の第三の通路２１５１Ａを覆う領域は、エンドキャップ２１１の第二の側（図７の上側に対応）に向かって開放され、通気部２１５２Ａを形成する。
【0099】
図５から図７に示すように、保護パッチ２１７は、エンドキャップ２１１の第二の側に固定される。保護パッチ２１７は、パッチ本体２１７１を含み、パッチ本体２１７１は、通気膜２１５２のエンドキャップ２１１の第二の側に向かって開放される通気部２１５２Ａを覆う。パッチ本体２１７１は、ＰＥＴで製作され、厚さが０．２ｍｍである。
【0100】
保護パッチ２１７の設置が通気弁２１５の正常な作動に影響を与えることを防止するために、パッチ本体２１７１とエンドキャップ２１１との間には、通気膜２１５２と気体連通する第二の通路が設けられる。
【0101】
図６から図１０に示すように、エンドキャップ２１１は、エンドキャップ本体２１１１と、エンドキャップ本体２１１１に設置され且つエンドキャップ２１１の第二の側に向かって突出するボス２１１４を含む。エンドキャップ本体２１１１に通気弁取り付け溝２１１２が設置される。通気弁２１５の通気弁は、通気弁取り付け溝２１１２内に取り付けられる。第一の通路２１１３は、通気弁取り付け溝２１１２の底壁に設置され、保護パッチ２１７とエンドキャップ２１１との間に設置される第二の通路は、通気弁取り付け溝２１１２と連通することにより、通気弁２１５が電池セル２０の内外気圧を平衡させることを保証する。通気弁取り付け溝２１１２の開口は、エンドキャップ２１１の第一の側に設置される。
【0102】
図６から図１０に示すように、通気弁取り付け溝２１１２は、階段溝であり、階段溝は、第一の溝部２１１２Ａと第二の溝部２１１２Ｂとを含む。第一の溝部２１１２Ａは、通気弁取り付け溝２１１２の底壁に近接しており、通気膜２１５２は、第一の溝部２１１２Ａ内に位置し、且つ底壁と隙間を有することにより、第一の通路２１１３から電池セル２０に出入りする気流が通気膜２１５２を順調に通過することを保証する。第二の溝部２１１２Ｂは、第一の溝部２１１２Ａに接続され且つ接続箇所に段差面２１１２Ｃが形成され、弁板２１５１は、第二の溝部２１１２Ｂ内に位置し、段差面２１１２Ｃと当接する。弁板２１５１と段差面２１１２Ｃとは、レーザ溶接方式により固定的に接続される。
【0103】
通気膜２１５２と第一の通路２１１３との間の気体がスムーズに流れることを保つために、第一の溝部２１１２Ａの高さＨ１は、通気膜２１５２の厚さよりも０．３ｍｍ大きい。通気膜２１５２と第二の通路との間の気流がスムーズに流れることを保つために、第二の溝部２１１２Ｂの高さＨ２は、弁板２１５１の厚さよりも０．１ｍｍ大きい。
【0104】
ボス２１１４は、通気弁取り付け溝２１１２の外側に位置する。ボス２１１４のエンドキャップ２１１の長手方向（図５から図１０の左右方向に対応）に沿って対向する両側のそれぞれに、断面が矩形である一つの連通溝２１１５が設置される。各連通溝２１１５の高さは、ボス２１１４の高さと等しい。二つの連通溝２１１５が第二の通路とされ、それによって通気弁２１５に出入りする気流が順調に流れることを保証する。ボス２１１４の高さＨ３は、０．３ｍｍである。ボス２１１４の通気弁取り付け溝２１１２に近接するエッジと通気弁取り付け溝２１１２のエッジとの距離Ｌ１は、２ｍｍである。
【0105】
図１１と図１２に示すように、保護パッチ２１７は、固定接着剤層２１７２をさらに含み、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエンドキャップ２１１に向かう側に設置され、パッチ本体２１７１は、固定接着剤層２１７２を介してエンドキャップ２１１の第二の側に貼り付けられる。固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１の一部の領域に付着される。パッチ本体２１７１の固定接着剤層２１７２が付着されていない領域は、透明である。固定接着剤層２１７２は、緑色である。
【0106】
図１１と図１２に示すように、本実施例では、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエッジに位置し、ボス２１１４の連通溝２１１５が開設されていない位置に対応することによって、固定接着剤層２１７２が第二の通路を回避することを実現する。通気弁２１５の弁板２１５１、通気膜２１５２と保護パッチ２１７は、いずれもエンドキャップ２１１の幅方向（図５の上下方向に対応）に沿って延伸する長円形である。図８に示すように、ボス２１１４の連通溝２１１５が開設されていない部分は、エンドキャップに開口が対向し、間隔をおいて設置される一対のＵ字状形状を形成する。それに応じて、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエッジにも開口が対向し、間隔をおいて設置される一対のＵ字状形状を形成する。保護パッチ２１７によりボス２１１４の上方をカバーし、固定接着剤層２１７２をボス２１１４と位置合わせて貼り合わせることによって、保護パッチ２１７をエンドキャップ２１１の第二の側に固定する。
【0107】
【0108】
図１３から図１８に示すように、エンドキャップ２１１のエンドキャップ本体２１１１の第二の側の保護パッチ２１７が設置される位置にボスが設置されておらず、保護パッチ２１７は、エンドキャップ本体２１１１の第二の側の表面に直接に付着される。第二の通路は、エンドキャップ本体２１１１の第二の側に設置され且つ通気弁取り付け溝２１１２と連通する通気溝２１１６を含む。通気弁２１５の気流が通じることを保つために、通気溝２１１６の深さＨ４は、０．２ｍｍであり、通気溝２１１６の保護パッチ２１７の外側に位置するエッジと保護パッチ２１７のエッジとの距離Ｌ２は、０．４ｍｍであり、第二の溝部２１１２Ｂの高さＨ２は、弁板２１５１の厚さよりも０．３ｍｍ大きい。
【0109】
通気溝２１１６は、対向して設置される二つの矩形溝である。図示されていない実施例では、通気溝は、他の形状、例えば弧形断面、台形断面、三角形断面などを有するものであってもよく、他の数、例えば一つ、三つ、又は四つ以上などであってもよい。通気溝のサイズ、形状と数は、第二の通路の通流面積に応じて合理的に設定されてもよい。通気溝の設置位置は、保護パッチの周囲の環境に応じて合理的に設定されてもよい。
【0110】
以上、図１３から図１８に示す実施例と図５から図１２に示す実施例との相違点のみを説明したが、本実施例の説明されていない部分は、いずれも図５から図１２に示す実施例の関連内容を参照すればよい。ここで繰り返し記述しない。
【0111】
【0112】
図１９から図２２に示すように、本実施例では、通気弁取り付け溝２１１２の開口は、エンドキャップ２１１の第一の側に向かう。通気膜２１５２のエンドキャップ２１１の第二の側に向かって開放される通気部２１５２Ａは、第三の通路２１１３の開孔領域内に位置する。エンドキャップ２１１の第二の側では、第三の通路２１１３の、エンドキャップ２１１の第二の側に位置する端部開口の周りにボス２１１４が設置され、ボス２１１４に二つの連通溝２１１６が第二の通路として設置される。
【0113】
図２３と図２４に示すように、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエッジに位置し、ボス２１１４の連通溝２１１５が開設されていない位置に対応することによって、固定接着剤層２１７２が第二の通路を回避することを実現する。通気弁２１５の弁板２１５１、通気膜２１５２は、いずれもエンドキャップ２１１の幅方向（図５の上下方向に対応）に沿って延伸する長円形である。第三の通路２１１３は、エンドキャップ本体２１１１に設置される円穴であり、ボス２１１４は、第三の通路２１１３の端部開口の周りに設置され、連通溝２１１５が開設されていない部分は、間隔をおいて対向する二つのアーチ形状である。保護パッチ２１７は、円形である。ボス２１１４に対応して、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエッジにも、開口が間隔をおいて設置され、対向する一対のアーチ形状を形成する。保護パッチ２１７によりボス２１１４の上方をカバーし、固定接着剤層２１７２をボス２１１４と位置合わせて貼り合わせることによって、保護パッチ２１７をエンドキャップ２１１の第二の側に固定する。
【0114】
以上、図１９から図２４に示す実施例と図５から図１２に示す実施例との相違点のみを説明したが、本実施例の説明されていない部分は、いずれも図５から図１２に示す実施例の関連内容を参照すればよい。ここで繰り返し記述しない。
【0115】
図２５から図２８に示すように、図１９から図２４に示す実施例との相違点は、エンドキャップ２１１のエンドキャップ本体２１１１の第二の側の保護パッチ２１７が設置される位置にボスが設置されておらず、保護パッチ２１７がエンドキャップ本体２１１１の第二の側の表面に直接に付着されることである。第二の通路は、エンドキャップ本体２１１１の第二の側に設置され且つ通気弁取り付け溝２１１２と連通する通気溝２１１６を含む。通気弁２１５の気流が通じることを保つために、通気溝２１１６の深さＨ４は、０．３ｍｍであり、通気溝２１１６の保護パッチ２１７の外側に位置するエッジと保護パッチ２１７のエッジとの距離Ｌ２は、０．５ｍｍである。第二の溝部２１１２Ｂの高さＨ２は、弁板２１５１の厚さよりも０．１ｍｍ大きい。
【0116】
本実施例では、通気溝２１１６は、対向して設置される二つの矩形溝である。図示されていない実施例では、通気溝は、他の形状、例えば弧形断面、台形断面、三角形断面などを有するものであってもよく、他の数、例えば一つ、三つの、又は四つ以上などであってもよい。通気溝のサイズ、形状と数は、第二の通路の通流面積に応じて合理的に設定されてもよい。通気溝の設置位置は、保護パッチの周囲の環境に応じて合理的に設定されてもよい。
【0117】
以上、図２５から図２８に示す実施例と図１９から図２４に示す実施例との相違点のみを説明したが、本実施例の説明されていない部分は、いずれも図５から図１２及び図１９から図２４に示す実施例の関連内容を参照すればよい。ここで繰り返し記述しない。
【0118】
図２９に示すように、図１３から図１８に示す実施例との相違点は、エンドキャップ本体２１１１にパッチ取り付け溝２１１７がさらに設置され、保護パッチ２１７がパッチ取り付け溝２１１７内に位置することである。保護パッチ２１７をエンドキャップ２１１におけるパッチ取り付け溝２１１７内に取り付けることにより、保護パッチ２１７の正確な位置決め、迅速な組み立てに有利であり、保護パッチ２１７の脱落防止にも有利である。
【0119】
以上、図２９に示す実施例と図１３から図１８に示す実施例との相違点のみを説明したが、本実施例の説明されていない部分は、いずれも図５から図１２及び図１３から図１８に示す実施例の関連内容を参照すればよい。ここで繰り返し記述しない。
【0120】
すでに好ましい実施例を参照して本開示を記述したが、本開示の範囲を逸脱することなく、それに対して様々な改良を行い、それにおける部材を等価物で置き換えることができる。特に、構造的衝突がない限り、各実施例に言及された各技術的特徴は、いずれもいずれかの方式で組み合わせることができる。本開示は、明細書に開示される特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に含まれるすべての技術案を含む。
【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】2024-03-18
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、電池技術分野に関し、特にエンドキャップアセンブリ、電池及び電力消費機器に関する。
【背景技術】
【0002】
関連技術では、電池セルの内外部圧力を平衡させ、内部デバイスを保護するために、電池セルのエンドキャップアセンブリに通気弁を設置してもよい。電池セルの内外の気体は、圧力差の作用下で、通気弁の気体通路を通過し、通気膜を透過し、気体補充を行い、電池セルの内外の気体の圧力平衡を保つ。
【0003】
本開示を実現する過程では、発明者は、電池セルの組み立てを行うプロセス中、溶接プロセスで発生したスラグ、注液過程における噴出液などの異物がいずれも通気弁を汚染し、通気効果に影響を与えてしまうことを発見した。
【発明の概要】
【0004】
本開示は、通気弁に保護を提供し、通気弁の通気効果を改善するためのエンドキャップアセンブリ、電池及び電力消費機器を提供する。
【0005】
本開示の第一の態様は、エンドキャップアセンブリを提供する。エンドキャップアセンブリは、電池に用いられ、エンドキャップと、通気弁と、保護パッチとを含む。エンドキャップは、電池の内部に向かうための第一の側と、第一の側に対向する第二の側とを有し、第一の側と第二の側とを連通させる第一の通路を含む。通気弁は、第一の通路と気体連通する通気膜を含む。通気膜は、エンドキャップの第二の側に向かって開放される通気部を含む。保護パッチは、エンドキャップの第二の側に設置され且つ通気部を覆う。
【0006】
本開示によるエンドキャップアセンブリは、保護パッチが設置され、保護パッチが通気膜のエンドキャップの第二の側に向かう通気部を覆い、スラグ又は電解液による通気膜の汚染を防止することに有利であるため、このエンドキャップアセンブリにおける通気弁の通気膜が保護パッチにより保護されることができ、通気弁の通気効果を改善し、通気弁が電池セルの内外部圧力を平衡させ、内部デバイスを保護する機能をより良く実現する。
【0007】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、保護パッチとエンドキャップとの間には、通気膜と気体連通する第二の通路がある。
【0008】
パッチ本体とエンドキャップとの間には、通気膜と気体連通する第二の通路があるため、第二の通路によって、通気弁の通気膜を通過する気流が電池セルに順調に出入りすることができる。
【0009】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、エンドキャップは、通気弁取り付け溝を含み、通気弁は、通気弁取り付け溝内に位置し、第一の通路は、通気弁取り付け溝の底壁に設置され、第二の通路は、通気弁取り付け溝と連通し、ここで、通気弁取り付け溝の開口は、エンドキャップの第一の側に設置され、又は通気弁取り付け溝の開口は、エンドキャップの第二の側に設置される。
【0010】
弁板に通気膜を取り付けることにより、通気膜に対して防護と支持を形成し、エンドキャップに第一の通路を設置することによる悪影響を減少させることに有利である。通気弁の弁板と通気膜を通気弁取り付け溝内に設置することで、通気弁が通気弁の通気性に影響を与えることなく、その取り付けがエンドキャップの厚さをできるだけ占有せず、エンドキャップアセンブリと電池の全体高さの低減に有利である。
【0011】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、通気弁は、弁板をさらに含み、弁板は、エンドキャップに取り付けられ、弁板の二つの側面を貫通する第三の通路を有し、通気膜は、弁板に固定され且つ第三の通路を覆う。通気弁取り付け溝は、階段溝であり、階段溝は、第一の溝部と第二の溝部とを含む。第一の溝部は、通気弁取り付け溝の底壁に近接しており、通気膜は、第一の溝部内に位置し、且つ底壁と隙間を有する。第二の溝部は、第一の溝部に接続され且つ接続箇所に段差面が形成され、弁板は、第二の溝部内に位置し、段差面と当接する。
【0012】
以上の設置によって、通気膜と第一の通路及び第三の通路との流体連通を持つことに有利であり、通気膜が電池セルの内外圧力を平衡させる作用を安定して実現することに有利である。
【0013】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、第一の溝部の高さは、通気膜の厚さよりも０．１－０．５ｍｍ大きく、及び／又は第二の溝部の高さは、弁板の厚さと等しく又は弁板の厚さよりも０．５ｍｍ以下大きい。
【0014】
第一の溝部の高さと通気膜の厚さとの関係を合理的に設定することによって、通気膜と第一の通路との間が滞りなく通じることを維持することに有利である。第二の溝部の高さと弁板の厚さとの関係を合理的に設定することによって、通気弁によるエンドプレートの厚さ以外の余分な空間の占有を減少させることに有利であるとともに、通気弁取り付け溝の加工によるエンドプレートに対する悪影響を減少させることに有利である。
【0015】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、エンドキャップは、エンドキャップ本体を含み、通気弁取り付け溝は、エンドキャップ本体に設置され、ここで、エンドキャップは、エンドキャップ本体に設置され且つエンドキャップの第二の側に向かって突出するボスであって、第二の通路が、ボスに設置される連通溝又は連通穴を含むボス、及び／又はエンドキャップ本体に設置され、エンドキャップの第二の側に位置し、且つ通気弁取り付け溝と連通する通気溝をさらに含み、第二の通路は、通気溝を含む。
【0016】
ボスを設置し且つボスに連通溝又は連通穴を第二の通路の少なくとも一部として設置し、又は通気溝を第二の通路の少なくとも一部として設置することで、簡単な構造と加工方式により第二の通路を実現することに有利であり、通気膜の通気機能が保護パッチの影響を受けないことを維持する。
【0017】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、ボスの高さは、０．１－０．５ｍｍであり、及び／又はボスは、通気弁取り付け溝の外側に位置し、且つボスの通気弁取り付け溝に近接するエッジと通気弁取り付け溝のエッジとの距離は、０．５－３ｍｍである。
【0018】
ボスの高さを合理的に設定することによって、通気弁が占有する高さをできるだけ減少させるとともに、電池セルの内外の気流が通気弁を通過する時に円滑に流れることを保つことに有利である。ボスと通気弁取り付け溝の相対位置を合理的に設定することによって、通気弁を組み立て、メンテナンスする時に操作しやすくなり、例えば弁板を取り付ける時にレーザ溶接を行うために操作空間を空ける。
【0019】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、通気溝の深さは、０．０５－０．３ｍｍであり、及び／又は通気溝の保護パッチの外側に位置するエッジと保護パッチのエッジとの距離は、０．１－０．５ｍｍである。
【0020】
通気溝の深さ及びそれと保護パッチとの距離を合理的に設定することによって、電池セルの内外の気流が通気弁を通過する時に円滑に流れることを保つことに有利である。
【0021】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、保護パッチは、通気部を覆うパッチ本体と固定接着剤層とを含み、固定接着剤層は、パッチ本体のエンドキャップに向かう側に設置され、パッチ本体は、固定接着剤層を介してエンドキャップの第二の側に貼り付けられる。
【0022】
保護パッチにパッチ本体と固定接着剤層を設置し、固定接着剤層を介してパッチ本体を固定的に接続することにより、保護パッチの迅速かつ強固な取り付けに有利である。
【0023】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、固定接着剤層は、パッチ本体の一部の領域に付着され、ここで、パッチ本体の固定接着剤層が付着されていない領域は、透明であり、及び／又はパッチ本体の固定接着剤層が付着された領域及び／又は固定接着剤層は、カラーである。
【0024】
パッチ本体の固定接着剤層が付着されていない領域は、透明であり、通気弁のエンドキャップアセンブリの第二の側に向かう表面に異物が存在するかどうかを観察することに有利であり、通気弁の問題をタイムリーに発見しやすい。パッチ本体の固定接着剤層が付着された領域及び／又は固定接着剤層は、カラーであり、エンドキャップアセンブリに保護パッチが設置されているかどうかを迅速に識別することに有利であり、貼り漏れによる通気膜が防護されていないことを防止する。
【0025】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、固定接着剤層は、パッチ本体のエッジに位置し、及び／又は固定接着剤層は、第二の通路を回避する。
【0026】
固定接着剤層をパッチ本体のエッジに位置させることにより、接着効果に影響を与えることなく、固定接着剤の使用を減少でき、固定接着剤層が第二の通路を回避することにより、ほこりが第二の通路のある位置に接着されて集まることを防止することに有利であり、それによって第二の通路が通じることを保つことに有利である。
【0027】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、保護パッチは、通気部を覆うパッチ本体を含み、パッチ本体は、ポリエチレンテレフタレートで製作され、及び／又はパッチ本体の厚さは、０．１－０．２ｍｍである。
【0028】
ポリエチレンテレフタレートでパッチ本体を製作し、及び／又はパッチ本体に対して適切な厚さを設定することにより、電解液、水蒸気、ほこりなどの異物を効果的に遮蔽できる。
【0029】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、エンドキャップは、パッチ取り付け溝を含み、保護パッチは、パッチ取り付け溝内に位置する。
【0030】
保護パッチをエンドキャップ２１１におけるパッチ取り付け溝内に取り付けることにより、保護パッチの正確な位置決め、迅速な組み立てに有利であり、保護パッチの脱落防止にも有利である。
【0031】
本開示の第二の態様は、電池を提供し、この電池は、本開示の第一の態様のエンドキャップアセンブリを含む。本開示の電池は、本開示のエンドキャップアセンブリの有する利点を有する。
【0032】
本開示の第三の態様は、電力消費機器を提供し、ここで、この電力消費機器は、本開示の第二の態様の電池を含み、電池は、電力消費機器に電力を提供するために用いられる。本開示の電力消費機器は、本開示のエンドキャップアセンブリ及び電池の有する利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【0033】
本開示の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下は、本開示の実施例に使用される必要のある図面を簡単に紹介し、自明なことに、以下に記述された図面は、ただ本開示のいくつかの実施例であり、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、図面に基づいて他の図面を得ることもできる。
【図1】本開示の一実施例の電力消費機器である車両の構造概略図である。
【図2】本開示の一実施例の電力消費機器である車両の底部の構造概略図である。
【図3】本開示の一実施例の電池の構造概略図である。
【図4】本開示の一実施例の電池における電池セルの分解構造概略図である。
【図5】本開示の一実施例の電池セルのエンドキャップアセンブリの構造概略図である。
【図13】本開示の一実施例の電池セルのエンドキャップアセンブリの構造概略図である。
【図19】本開示の一実施例の電池セルのエンドキャップアセンブリの構造概略図である。
【図25】本開示の一実施例の電池セルのエンドキャップアセンブリの構造概略図である。
【図29】本開示の一実施例の電池セルのエンドキャップアセンブリのエンドキャップの局所構造概略図である。 図面において、図面は、実際の縮尺に応じて描かれるものではない。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下では、図面と実施例を結び付けながら、本開示の実施の形態をさらに詳細に記述する。以下では、実施例の詳細な記述と図面は、本開示の原理を例示的に説明するためのものであるが、本開示の範囲を制限するためのものではなく、即ち本開示の記述された実施例に限らない。
【0035】
本開示の記述において、説明すべきこととして、特に断りのない限り、「複数」の意味は、二つ以上であり、用語である「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などにより指示される方位又は位置関係は、本開示を記述しやすく及び記述を簡略化するためのものにすぎず、言及された装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成して操作しなければならないことを指示又は暗示するものではないため、本開示に対する制限として理解してはいけない。なお、用語である「第一」、「第二」、「第三」などは、記述の目的のみで用いられるものであり、相対的な重要性を指示又は暗示すると理解すべきではない。「垂直」は、厳密な垂直ではなく、誤差許容範囲内である。「平行」は、厳密な平行ではなく、誤差許容範囲内である。
【0036】
下記記述に出現された方位詞は、いずれも図に示す方向であり、本開示の具体的な構造を限定するものではない。本開示の記述において、さらに説明すべきこととして、特に明確に規定、限定されていない限り、用語である「取り付け」、「繋がり」、「接続」は、広義に理解されるべきであり、例えば固定的な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、直接的な繋がりであってもよく、中間媒体による間接的な繋がりであってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて、上記用語の本開示における具体的な意味を理解することができる。
【0037】
電池及び電池セルにおける溶接プロセスで発生したスラグ、注液噴出液などの異物がいずれも通気弁を汚染し、通気効果に影響を与えてしまうという技術課題を解決するために、本開示の実施例は、通気弁を効果的に防護するエンドキャップアセンブリを提供する。さらに、本開示の実施例は、このエンドキャップアセンブリを有する電池及びこの電池を有する電力消費機器をさらに提供する。
【0038】
本開示の実施例は、電池を電源として使用する電力消費機器を提供し、電池は、電力消費機器に電気エネルギーを提供するように構成されている。電力消費機器は、携帯電話、携帯型機器、ノートパソコン、バッテリ車、電気自動車、汽船、宇宙航空機、電動玩具と電動工具などであってもよいが、これらに限らず、例えば宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトルと宇宙船などを含み、電動玩具は、据置型又は移動型の電動玩具、例えばゲーム機、電気自動車玩具、電気汽船玩具と電気飛行機玩具などを含み、電動工具は、金属切削電動工具、研磨電動工具、組み立て電動工具と鉄道用電動工具、例えば電気ドリル、電気グラインダ、電気レンチ、電気ドライバ、電気ハンマ、ハンマードリル、コンクリート振動機と電気カンナを含む。
【0039】
本開示の実施例の電池は、より高い電圧と容量を提供するために一つ又は複数の電池セルを含む単一の物理モジュールを指す。電池は、電池セル、電池モジュールと電池パックの三つのレベルを含んでもよい。
【0040】
電池セルは、電池モジュール又は電池パックを構成する最小ユニットを指す。複数の電池セルは、電極端子を介して直列接続及び／又は並列接続されて、様々な応用場合、例えば電気自動車などのパワーが大きいくつかの応用場合に応用されることができる。
【0041】
電池モジュールは、外部の衝撃、熱、振動などから電池セルを保護するために、一定数の電池セルを電気的に接続して一つのフレームワークに入れて形成されたものである。技術の発展に従って、電池モジュールというレベルは、省略されてもよく、即ち、直接に電池セルで電池パックが形成されてもよい。
【0042】
電池パックは、例えば電気自動車などのパワーが大きい電力消費機器に入れられる電池システムの最終的な状態である。電池パックは、一般的には一つ又は複数の電池セルをパッケージングするための筐体を含む。筐体は、液体又は他の異物による電池セルの充電又は放電への影響を避けることができる。筐体は、一般的に筐体ケースと筐体蓋からなる。現在のほとんどの電池パックは、一つ又は複数の電池モジュールに電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）、熱管理部材などの様々な制御と保護システムを組み立てて製造される。この改良によって、電池システムの重量エネルギー密度、体積エネルギー密度が高まるとともに、部材の数が顕著に低下する。
【0043】
説明の便宜上、以下、本開示のいくつかの実施例の電力消費機器である車両Ｄを例として説明する。
【0044】
図１と図２を参照すると、図１は、本開示のいくつかの実施例による車両Ｄの構造概略図である。車両Ｄは、燃料油自動車、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レンジエクステンダー自動車などであってもよい。車両Ｄの内部に電池Ｂが設置され、電池Ｂは、車両Ｄの底部又は頭部又は尾部に設置されてもよい。電池Ｂは、車両Ｄの給電に用いられてもよく、例えば車両Ｄの操作電源としてもよい。
【0045】
図２は、図１に示す車両の底部構造を示す。電池Ｂは、車両ＤのシャーシーＣＨに設置されてもよい。車両Ｄは、コントローラＣＯＮとモータＭとをさらに含んでもよく、電池Ｂは、モータＭ及び車両Ｄにおける他の部材の作動に電気エネルギーを提供するために用いられ、コントローラＣＯＮは、モータＭが作動し、例えば車両Ｄの起動、ナビゲーションと走行時の作動電力消費の需要に用いるように制御するためのものである。
【0046】
本開示のいくつかの実施例では、電池Ｂは、車両Ｄの操作電源として用いることができるだけでなく、車両Ｄの駆動電源として、ガソリン又は天然ガスの代わりに、又はその一部の代わりに車両Ｄに駆動動力を提供することもできる。
【0047】
【0048】
電池Ｂは、筐体１と、筐体１内に収容される電池セル２０とを含む。ここで、筐体１は、筐体ケース１１と、筐体ケース１１に係合される筐体蓋１２とを含み、筐体１は、電池セル２０に収容空間を提供するために用いられる。以上の実施例では、筐体１全体は、直方体であり、図示されていない実施例では、筐体１は、他の形状、例えば円筒体であってもよい。
【0049】
電池Ｂでは、電池セル２０は、複数であり、複数の電池セル２０の間は、直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよい。直並列接続は、複数の電池セル２０に直列接続も並列接続も含まれることを意味する。複数の電池セル２０の間を直接に直列接続又は並列接続又は直並列接続し、そして複数の電池セル２０からなる全体を筐体１内に収容してもよい。
【0050】
図３に示すように、電池Ｂは、複数の電池セル２０を直列接続又は並列接続又は直並列接続して構成される組電池２であってもよい。組電池２は、電池モジュールの形式を形成してもよい。複数の組電池２をさらに直列接続又は並列接続又は直並列接続して一体を形成し、筐体１内に収容する。電池Ｂは、他の構造をさらに含んでもよく、例えば複数の電池セル２０の間の電気的な接続を実現するために、この電池Ｂは、バスバー部材をさらに含んでもよい。
【0051】
電池セルは、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を含んでもよく、一次電池又は二次電池などであってもよく、本開示の実施例は、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を呈してもよく、本開示の実施例は、これに対しても限定しない。電池セルは、一般的にはパッケージングの方式で筒型電池セル、直方体四角形電池セルとパウチ電池セルという三つの種類に分けられ、本開示の実施例は、これに対しても限定しない。
【0052】
電池セルは、主に電極アセンブリと、ケースと、エンドキャップアセンブリとを含み、電極アセンブリは、エンドキャップアセンブリのエンドキャップを介してケース内にパッケージングされる。電極アセンブリの数は、例えば１つ、２つ又は複数である。
【0053】
電極アセンブリは、ケースの内部に設置される。電極アセンブリは、電池セルにおいて電気化学反応が生じる部材である。電極アセンブリは、捲回型構造であってもよく、積層型構造であってもよく、本開示の実施例は、これに限らない。
【0054】
ケースは、収容空間を提供して電極アセンブリ、電解液及び他の部材をその内部に収容する部材を意味する。ケースは、様々な形状と様々なサイズ、例えば直方体形、円筒体形、六角柱型などであってもよい。具体的には、ケースの形状は、電極アセンブリの具体的な形状とサイズ大きさに応じて決定されてもよい。ケースの材質は、銅、鉄、アルミニウム、ステンレススチール、アルミニウム合金、プラスチックなどの材料を選択してもよい。
【0055】
エンドキャップとは、ケースの開口に被せられて電池セルの内部環境を外部環境から隔離する部材を意味する。エンドキャップの形状は、ケースに嵌合するようにケースの形状に適合してもよい。選択的に、エンドキャップは、一定の硬度と強度を有する材質（例えばアルミニウム合金）で製造されてもよく、このように、エンドキャップは、押圧・衝突時に変形しにくく、電池セルは、より高い構造強度を有することができ、安全性能も高まることができる。エンドキャップに例えば電極端子などの機能的部材が設置されてもよい。電極端子は、電池セルの電気エネルギーを出力又は入力するように、電極アセンブリに電気的に接続されるために用いられてもよい。いくつかの実施例では、エンドキャップには、電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると、内部圧力を逃すための放圧機構が設置されてもよい。エンドキャップの材質は、様々なもの、例えば、銅、鉄、アルミニウム、ステンレススチール、アルミニウム合金、プラスチックなどであってもよく、本開示の実施例は、これを制限しない。
【0056】
ケースとエンドキャップは、独立した部材であってもよく、ケースに開口が設置され、開口箇所でエンドキャップを開口に被せることにより、電池セルの内部環境を形成する。エンドキャップとケースとを一体化してもよいが、これに限定されない。具体的には、エンドキャップとケースは、他の部材をケースに入れる前に一つの共通の接続面を形成し、ケースの内部をパッケージングする必要がある時、エンドキャップをケースに被せ、ケースとエンドキャップを一体にパッケージングしてもよい。
【0057】
エンドキャップアセンブリは、放圧機構を含んでもよい。放圧機構とは、電池セルの内部圧力又は温度が所定閾値に達する時に作動して内部圧力又は温度を逃す素子又は部材である。放圧機構は、例えば防爆弁であり、防爆弁は、一般的には電池セルのエンドキャップに設けられ、防爆弁は、例えばエンドキャップの平板面の一部であってもよく、エンドキャップの平板面と溶接されてもよい。
【0058】
エンドキャップアセンブリは、通気弁をさらに含んでもよく、通気弁は、防水、通気、防油、ほこり防止の機能を有し、防護作用を果たすとともに、電池ボックスの内外部の圧力を平衡させ、内部デバイスを保護する。通気弁は、射出成形、溶接、接着、熱溶融などのプロセス手段により通気膜と弁体を結合して形成された組み立て可能で、取り外し可能な防護アセンブリである。電池セルのケース内外の気体は、圧力差の作用下で、通気弁の気体通路を通過し、通気膜を透過し、気体補充を行い、電池ボックスの内外の気体の圧力平衡を保つ。通気膜は、通気弁のコア構成部分であり、通気膜は、例えば延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅｘｐｅｎｄｅｄ ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙ、Ｅ－ＰＴＦＥ）を用いてもよい。通気弁は、通気膜と弁体の接続形式によって射出成形型、溶接型、締まり嵌め型及び接着型に分けられてもよく、気体流れ方向によって一方向型と双方向型に分けられてもよく、取り付け接続方式によって主にネジ型、押し込み型、係止型とボタン型などに分けられ、本開示の実施例は、これについていずれも制限しない。
【0059】
いくつかの実施例の電池セルでは、エンドキャップの内側に絶縁部材がさらに設置されてもよく、絶縁部材は、ケース内の電気的な接続部材とエンドキャップとを隔離して、短絡のリスクを低減させるために用いられてもよい。例示的には、絶縁部材は、例えば絶縁板であってもよく、プラスチック、ゴムなどの材料で製造されてもよい。
【0060】
図４に示すように、本開示のいくつかの実施例では、電池セル２０は、エンドキャップアセンブリ２１と、ケース２５と、第一の電極アセンブリ２４１と、第二の電極アセンブリ２４２と、第一の接続シート２２と、第一の接続シート２３とを含む。第一の接続シート２２は、第一の電極アセンブリ２４１及び第二の電極アセンブリ２４２の正極タブとエンドキャップアセンブリ２１のエンドキャップ２１１における第一の電極端子２１２とを接続し、第一の接続シート２３は、第一の電極アセンブリ２４１及び第二の電極アセンブリ２４２の負極タブとエンドキャップアセンブリ２１のエンドキャップ２１１における第二の電極端子２１３とを接続する。
【0061】
図４に示すように、エンドキャップアセンブリ２１は、エンドキャップ２１１と、第一の電極端子２１２と、第二の電極端子２１３と、防爆弁２１４と、通気弁２１５と、絶縁板２１６とを含む。エンドキャップ２１１は、ケース２５と嵌合して、第一の電極アセンブリ２４１と第二の電極アセンブリ２４２をエンドキャップ２１１とケース２５により形成された密閉空間内にパッケージングするために用いられる。第一の電極端子２１２は、正極端子であり、第一の接続シート２２を介して第一の電極アセンブリ２４１と第二の電極アセンブリ２４２の正極タブに電気的に接続され、第二の電極端子２１３は、負極端子であり、第一の接続シート２３を介して第一の電極アセンブリ２４１と第二の電極アセンブリ２４２の負極タブに電気的に接続される。絶縁板２１６は、エンドキャップ２１１と第一の接続シート２２、第一の接続シート２３及び第一の電極アセンブリ２４１並びに第二の電極アセンブリ２４２との間の絶縁を実現するために、エンドキャップ２１１と第一の接続シート２２及び第一の接続シート２３との間に配置される。
【0062】
図５から図２９に示すように、本開示の実施例によるエンドキャップアセンブリ２１は、電池に用いられ、エンドキャップ２１１と、エンドキャップ２１１に取り付けられる通気弁２１５とを含む。エンドキャップ２１１は、電池の内部に向かうための第一の側と、第一の側に対向する第二の側とを有し、第一の側と第二の側とを連通させる第一の通路２１１３を含む。通気弁２１５は、第一の通路２１１３と気体連通する通気膜２１５２を含む。通気膜２１５２は、エンドキャップ２１１の第二の側に向かって開放される通気部２１５２Ａを含む。通気弁２１５は、保護パッチ２１７をさらに含み、保護パッチ２１７は、エンドキャップ２１１の第二の側に設置され且つ通気部２１５２Ａを覆う。
【0063】
本開示の実施例によるエンドキャップアセンブリ２１は、保護パッチ２１７が設置され、保護パッチ２１７が通気膜２１５２のエンドキャップ２１１の第二の側に向かって開放される通気部２１５２Ａを覆い、スラグ又は電解液による通気膜２１５２の汚染を防止することに有利であるため、このエンドキャップアセンブリ２１における通気弁２１５の通気膜２１５２が保護パッチ２１７により保護されることができ、通気弁２１５の通気効果を改善し、通気弁が電池セルの内外部圧力を平衡させ、内部デバイスを保護する機能をより良く実現する。
【0064】
図５から図１０、図１３から図２２、図２５から図２９に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリでは、保護パッチ２１７とエンドキャップ２１１との間には、通気膜２１５２と気体連通する第二の通路がある。
【0065】
保護パッチ２１７とエンドキャップ２１１との間には、通気膜２１５２と気体連通する第二の通路があるため、第二の通路によって、通気弁２１５の通気膜２１５２を通過する気流が順調に電池セル２０に出入りすることができる。
【0066】
図６から図１０、図１４から図１８、図２０と図２２、図２６と図２８に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、エンドキャップ２１１は、通気弁取り付け溝２１１２を含み、通気弁は、通気弁取り付け溝２１１２内に位置し、第一の通路２１１３は、通気弁取り付け溝２１１２の底壁に設置され、第二の通路は、通気弁取り付け溝２１１２と連通し、ここで、通気弁取り付け溝２１１２の開口は、エンドキャップ２１１の第一の側に設置され、又は通気弁取り付け溝２１１２の開口は、エンドキャップ２１１の第二の側に設置される。
【0067】
弁板２１５１に通気膜２１５２を取り付けることにより、通気膜２１５２に対して防護と支持を形成し、エンドキャップ２１１に第一の通路２１１３を設置することによる悪影響を減少させることに有利である。通気弁の弁板２１５１と通気膜２１５２を通気弁取り付け溝２１１２内に設置することで、通気弁が通気弁の通気性に影響を与えることなく、その取り付けがエンドキャップ２１１の厚さをできるだけ占有せず、エンドキャップアセンブリ２１と電池の全体高さの低減に有利である。
【0068】
弁板２１５１は、例えばアルミニウム板で製作される。通気膜２１５２は、様々な固定方式により弁板２１５１に固定されてもよく、例えば通気膜２１５２と弁板２１５１は、化学結合により接続されてもよい。弁板２１５１は、様々な取り付け方式によりエンドキャップ２１１に取り付けられてもよく、例えばレーザ溶接によってエンドキャップ２１１に固定的に接続される。
【0069】
図６、図７、図１４、図１５、図２０、図２６に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、通気弁は、弁板２１５１をさらに含み、弁板２１５１は、エンドキャップ２１１に取り付けられ、弁板２１５１の二つの側面を貫通する第三の通路２１５１Ａを有し、通気膜２１５２は、弁板２１５１に固定され且つ第三の通路２１５１Ａを覆う。図６から図１０、図１４から図１８、図２０と図２２、図２６と図２８に示すように、通気弁取り付け溝２１１２は、階段溝であり、階段溝は、第一の溝部２１１２Ａと第二の溝部２１１２Ｂとを含む。第一の溝部２１１２Ａは、通気弁取り付け溝２１１２の底壁に近接しており、通気膜２１５２は、第一の溝部２１１２Ａ内に位置し、且つ底壁と隙間を有する。第二の溝部２１１２Ｂは、第一の溝部２１１２Ａに接続され且つ接続箇所に段差面２１１２Ｃが形成され、弁板２１５１は、第二の溝部２１１２Ｂ内に位置し、段差面２１１２Ｃと当接する。
【0070】
以上の設置によって、通気膜２１５２と第一の通路２１１３及び第三の通路２１５１Ａとの流体連通を持つことに有利であり、通気膜２１５２が電池セルの内外圧力を平衡させる作用を安定して実現することに有利である。
【0071】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、第一の溝部２１１２Ａの高さＨ１は、通気膜２１５２の厚さよりも０．１－０．５ｍｍ大きく、及び／又は第二の溝部２１１２Ｂの高さＨ２は、弁板２１５１の厚さと等しく又は弁板２１５１の厚さよりも０．５ｍｍ以下大きい。
【0072】
第一の溝部２１１２Ａの高さＨ１と通気膜２１５２の厚さとの関係を合理的に設定することによって、通気膜２１５２と第一の通路２１１３との間が滞りなく通じることを維持することに有利である。第二の溝部２１１２Ｂの高さＨ２と弁板２１５１の厚さとの関係を合理的に設定することによって、通気弁２１５によるエンドプレートの厚さ以外の余分な空間の占有を減少させることに有利であるとともに、通気弁取り付け溝２１１２の加工によるエンドプレートに対する悪影響を減少させることに有利である。
【0073】
図６から図１０、図１４から図１８、図２０と図２２、図２６と図２８に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、エンドキャップ２１１は、エンドキャップ本体２１１１を含み、通気弁取り付け溝２１１２は、エンドキャップ本体２１１１に設置され、ここで、エンドキャップ２１１は、エンドキャップ本体２１１１に設置され且つエンドキャップ２１１の第二の側に向かって突出するボス２１１４であって、第二の通路が、ボス２１１４に設置される連通溝２１１５又は連通穴を含むボス２１１４、及び／又はエンドキャップ本体２１１１に設置され、エンドキャップ２１１の第二の側に位置し、且つ通気弁取り付け溝２１１２と連通する通気溝２１１６をさらに含み、第二の通路は、通気溝２１１６を含む。
【0074】
ボス２１１４を設置し且つボス２１１４に連通溝２１１５又は連通穴を第二の通路の少なくとも一部として設置し、又は通気溝２１１６を第二の通路の少なくとも一部として設置することで、簡単な構造と加工方式により第二の通路を実現することに有利であり、通気膜２１５２の通気機能が保護パッチ２１７の影響を受けないことを維持する。
【0075】
ボス２１１４に単一又は複数の連通溝が開けられてもよく、連通溝の延伸方向と断面形状は、限られず、例えば断面形状は、円形、四角形、三角形、多角形などであってもよく、ボス２１１４に一つ又は複数の連通穴が開設されてもよく、連通穴の延伸方向と断面形状は、限られず、例えば断面形状は、円形、四角形、三角形、多角形などであってもよい。ボス２１１４に連通溝と連通穴の両方が設置されてもよい。連通溝又は連通穴の位置は、保護パッチ２１７の周囲の環境に基づいて合理的に設定されてもよく、連通溝又は連通穴の数とサイズは、第二の通路に必要な流通面積に基づいて合理的に設定されてもよい。
【0076】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、ボス２１１４の高さＨ３は、０．１－０．５ｍｍであり、及び／又はボス２１１４は、通気弁取り付け溝２１１２の外側に位置し、且つボス２１１４の通気弁取り付け溝２１１２に近接するエッジと通気弁取り付け溝２１１２のエッジとの距離Ｌ１は、０．５－３ｍｍである。
【0077】
ボス２１１４の高さＨ３を合理的に設定することによって、通気弁２１５が占有する高さをできるだけ減少させるとともに、電池セルの内外の気流が通気弁２１５を通過する時に円滑に流れることを保つことに有利である。ボス２１１４と通気弁取り付け溝２１１２の相対位置を合理的に設定することによって、通気弁を組み立て、メンテナンスする時に操作しやすくなり、例えば弁板を取り付ける時にレーザ溶接を行うために操作空間を空ける。
【0078】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、通気溝２１１６の深さＨ４は、０．０５－０．３ｍｍであり、及び／又は通気溝２１１６の保護パッチ２１７の外側に位置するエッジと保護パッチ２１７のエッジとの距離Ｌ２は、０．１－０．５ｍｍである。
【0079】
通気溝２１１６の深さ及びそれと保護パッチ２１７との距離を合理的に設定することによって、電池セルの内外の気流が通気弁２１５を通過する時に円滑に流れることを保つことに有利である。
【0080】
図１１と図１２、図２３と図２４に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、保護パッチ２１７は、通気部２１５２Ａを覆うパッチ本体２１７１と固定接着剤層２１７２とを含み、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエンドキャップ２１１に向かう側に設置され、パッチ本体２１７１は、固定接着剤層２１７２を介してエンドキャップ２１１の第二の側に貼り付けられる。
【0081】
保護パッチ２１７にパッチ本体２１７１と固定接着剤層２１７２を設置し、固定接着剤層２１７２を介してパッチ本体２１７１を固定的に接続することにより、保護パッチ２１７の迅速かつ強固な取り付けに有利である。
【0082】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１の一部の領域に付着され、ここで、パッチ本体２１７１の固定接着剤層２１７２が付着されていない領域は、透明であり、及び／又はパッチ本体２１７１の固定接着剤層２１７２が付着された領域及び／又は固定接着剤層２１７２は、カラーである。
【0083】
パッチ本体２１７１の固定接着剤層２１７２が付着されていない領域は、透明であり、通気弁２１５のエンドキャップアセンブリ２１の第二の側に向かう表面に異物が存在するかどうかを観察することに有利であり、通気弁２１５の問題をタイムリーに発見しやすい。パッチ本体２１７１の固定接着剤層２１７２が付着された領域及び／又は固定接着剤層２１７２は、カラーであり、例えば赤色、緑色、青色、黄色などであってもよく、エンドキャップアセンブリ２１に保護パッチ２１７が設置されているかどうかを迅速に識別することに有利であり、貼り漏れによる通気膜２１５２が防護されていないことを防止する。
【0084】
図１１と図１２、図２３と図２４に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエッジに位置し、及び／又は固定接着剤層２１７２は、第二の通路を回避する。
【0085】
固定接着剤層２１７２をパッチ本体２１７１のエッジに位置させることにより、接着効果に影響を与えることなく、固定接着剤の使用を減少でき、固定接着剤層２１７２が第二の通路を回避することにより、ほこりが第二の通路のある位置に接着されて集まることを防止することに有利であり、それによって第二の通路が通じることを保つことに有利である。
【0086】
いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、保護パッチ２１７は、通気部２１５２Ａを覆うパッチ本体２１７１を含み、パッチ本体２１７１は、ポリエチレンテレフタレートｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ、ＰＥＴで製作され、及び／又は、パッチ本体２１７１の厚さは、０．１－０．２ｍｍである。
【0087】
ポリエチレンテレフタレートでパッチ本体２１７１を製作し、及び／又はパッチ本体２１７１に対して適切な厚さを設定することにより、電解液、水蒸気、ほこりなどの異物を効果的に遮蔽できる。
【0088】
図２９に示すように、いくつかの実施例のエンドキャップアセンブリ２１では、エンドキャップ２１１は、パッチ取り付け溝２１１７を含み、保護パッチ２１７は、パッチ取り付け溝２１１７内に位置する。
【0089】
保護パッチ２１７をエンドキャップ２１１におけるパッチ取り付け溝２１１７内に取り付けることにより、保護パッチ２１７の正確な位置決め、迅速な組み立てに有利であり、保護パッチ２１７の脱落防止にも有利である。
【0090】
本開示の実施例の電池は、本開示の実施例のエンドキャップアセンブリ２１を含む。本開示の電池は、本開示のエンドキャップアセンブリ２１の有する利点を有する。
【0091】
本開示の実施例の電力消費機器は、本開示の実施例の電池を含み、電池は、電力消費機器に電力を提供するために用いられる。本開示の電力消費機器は、本開示のエンドキャップアセンブリ２１及び電池の有する利点を有する。
【0092】
以下、図５から図２９を併せて本開示のいくつかの実施例のエンドキャップアセンブリをより詳細に説明する。本開示の実施例の電池は、本開示の実施例のエンドキャップアセンブリを含み、本開示の実施例の電力消費機器は、本開示の実施例の電池を含み、以下、電池及び電力消費機器を詳しく述べない。
【0093】
図５から図１２に示す実施例では、エンドキャップアセンブリ２１は、エンドキャップ２１１と、第一の電極端子２１２と、第二の電極端子２１３と、防爆弁２１４と、通気弁２１５と、絶縁板２１６とを含む。第一の電極端子２１２、第二の電極端子２１３、防爆弁２１４、通気弁２１５と絶縁板２１６は、いずれもエンドキャップ２１１に取り付けられる。
【0094】
エンドキャップ２１１は、電池の内部に向かうための第一の側（図６の下側に対応）と、第一の側に対向する第二の側（図６の上側に対応）とを有し、第一の側と第二の側とを連通させる第一の通路２１１３を含む。第一の通路２１１３は、エンドキャップ２１１のエンドキャップ本体２１１１に開設される貫通穴である。
【0095】
通気弁２１５は、通気弁を含み、通気弁は、エンドキャップ本体２１１１に取り付けられる弁板２１５１と、弁板２１５１に取り付けられる、第一の通路２１１３と気体連通する通気膜２１５２とを含む。
【0096】
弁板２１５１は、アルミニウム板で製造され、それに第三の通路２１５１Ａが設置される。第三の通路２１５１Ａは、弁板２１５１の両側を連通させるスルーホールである。スルーホールの形状、数と大きさは、通気需要に応じて設定されてもよい。弁板２１５１は、レーザ溶接の方式により、エンドキャップ本体２１１１に固定される。
【0097】
通気膜は、化学結合方式により弁板２１５１の一方側に結合され、且つ通気膜２１５２は、弁板２１５１の第三の通路２１５１Ａを覆うことにより、第三の通路２１５１Ａを流れる気流がいずれも通気膜２１５２を通過することを確保する。
【0098】
図７に示すように、本実施例では、通気膜２１５２は、弁板２１５１の第一の側（図７の下側に対応）に位置するが、通気膜２１５２の第三の通路２１５１Ａを覆う領域は、エンドキャップ２１１の第二の側（図７の上側に対応）に向かって開放され、通気部２１５２Ａを形成する。
【0099】
図５から図７に示すように、保護パッチ２１７は、エンドキャップ２１１の第二の側に固定される。保護パッチ２１７は、パッチ本体２１７１を含み、パッチ本体２１７１は、通気膜２１５２のエンドキャップ２１１の第二の側に向かって開放される通気部２１５２Ａを覆う。パッチ本体２１７１は、ＰＥＴで製作され、厚さが０．２ｍｍである。
【0100】
保護パッチ２１７の設置が通気弁２１５の正常な作動に影響を与えることを防止するために、パッチ本体２１７１とエンドキャップ２１１との間には、通気膜２１５２と気体連通する第二の通路が設けられる。
【0101】
図６から図１０に示すように、エンドキャップ２１１は、エンドキャップ本体２１１１と、エンドキャップ本体２１１１に設置され且つエンドキャップ２１１の第二の側に向かって突出するボス２１１４を含む。エンドキャップ本体２１１１に通気弁取り付け溝２１１２が設置される。通気弁２１５の通気弁は、通気弁取り付け溝２１１２内に取り付けられる。第一の通路２１１３は、通気弁取り付け溝２１１２の底壁に設置され、保護パッチ２１７とエンドキャップ２１１との間に設置される第二の通路は、通気弁取り付け溝２１１２と連通することにより、通気弁２１５が電池セル２０の内外気圧を平衡させることを保証する。通気弁取り付け溝２１１２の開口は、エンドキャップ２１１の第一の側に設置される。
【0102】
図６から図１０に示すように、通気弁取り付け溝２１１２は、階段溝であり、階段溝は、第一の溝部２１１２Ａと第二の溝部２１１２Ｂとを含む。第一の溝部２１１２Ａは、通気弁取り付け溝２１１２の底壁に近接しており、通気膜２１５２は、第一の溝部２１１２Ａ内に位置し、且つ底壁と隙間を有することにより、第一の通路２１１３から電池セル２０に出入りする気流が通気膜２１５２を順調に通過することを保証する。第二の溝部２１１２Ｂは、第一の溝部２１１２Ａに接続され且つ接続箇所に段差面２１１２Ｃが形成され、弁板２１５１は、第二の溝部２１１２Ｂ内に位置し、段差面２１１２Ｃと当接する。弁板２１５１と段差面２１１２Ｃとは、レーザ溶接方式により固定的に接続される。
【0103】
通気膜２１５２と第一の通路２１１３との間の気体がスムーズに流れることを保つために、第一の溝部２１１２Ａの高さＨ１は、通気膜２１５２の厚さよりも０．３ｍｍ大きい。通気膜２１５２と第二の通路との間の気流がスムーズに流れることを保つために、第二の溝部２１１２Ｂの高さＨ２は、弁板２１５１の厚さよりも０．１ｍｍ大きい。
【0104】
ボス２１１４は、通気弁取り付け溝２１１２の外側に位置する。ボス２１１４のエンドキャップ２１１の長手方向（図５から図１０の左右方向に対応）に沿って対向する両側のそれぞれに、断面が矩形である一つの連通溝２１１５が設置される。各連通溝２１１５の高さは、ボス２１１４の高さと等しい。二つの連通溝２１１５が第二の通路とされ、それによって通気弁２１５に出入りする気流が順調に流れることを保証する。ボス２１１４の高さＨ３は、０．３ｍｍである。ボス２１１４の通気弁取り付け溝２１１２に近接するエッジと通気弁取り付け溝２１１２のエッジとの距離Ｌ１は、２ｍｍである。
【0105】
図１１と図１２に示すように、保護パッチ２１７は、固定接着剤層２１７２をさらに含み、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエンドキャップ２１１に向かう側に設置され、パッチ本体２１７１は、固定接着剤層２１７２を介してエンドキャップ２１１の第二の側に貼り付けられる。固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１の一部の領域に付着される。パッチ本体２１７１の固定接着剤層２１７２が付着されていない領域は、透明である。固定接着剤層２１７２は、緑色である。
【0106】
図１１と図１２に示すように、本実施例では、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエッジに位置し、ボス２１１４の連通溝２１１５が開設されていない位置に対応することによって、固定接着剤層２１７２が第二の通路を回避することを実現する。通気弁２１５の弁板２１５１、通気膜２１５２と保護パッチ２１７は、いずれもエンドキャップ２１１の幅方向（図５の上下方向に対応）に沿って延伸する長円形である。図８に示すように、ボス２１１４の連通溝２１１５が開設されていない部分は、エンドキャップに開口が対向し、間隔をおいて設置される一対のＵ字状形状を形成する。それに応じて、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエッジにも開口が対向し、間隔をおいて設置される一対のＵ字状形状を形成する。保護パッチ２１７によりボス２１１４の上方をカバーし、固定接着剤層２１７２をボス２１１４と位置合わせて貼り合わせることによって、保護パッチ２１７をエンドキャップ２１１の第二の側に固定する。
【0107】
【0108】
図１３から図１８に示すように、エンドキャップ２１１のエンドキャップ本体２１１１の第二の側の保護パッチ２１７が設置される位置にボスが設置されておらず、保護パッチ２１７は、エンドキャップ本体２１１１の第二の側の表面に直接に付着される。第二の通路は、エンドキャップ本体２１１１の第二の側に設置され且つ通気弁取り付け溝２１１２と連通する通気溝２１１６を含む。通気弁２１５の気流が通じることを保つために、通気溝２１１６の深さＨ４は、０．２ｍｍであり、通気溝２１１６の保護パッチ２１７の外側に位置するエッジと保護パッチ２１７のエッジとの距離Ｌ２は、０．４ｍｍであり、第二の溝部２１１２Ｂの高さＨ２は、弁板２１５１の厚さよりも０．３ｍｍ大きい。
【0109】
通気溝２１１６は、対向して設置される二つの矩形溝である。図示されていない実施例では、通気溝は、他の形状、例えば弧形断面、台形断面、三角形断面などを有するものであってもよく、他の数、例えば一つ、三つ、又は四つ以上などであってもよい。通気溝のサイズ、形状と数は、第二の通路の通流面積に応じて合理的に設定されてもよい。通気溝の設置位置は、保護パッチの周囲の環境に応じて合理的に設定されてもよい。
【0110】
以上、図１３から図１８に示す実施例と図５から図１２に示す実施例との相違点のみを説明したが、本実施例の説明されていない部分は、いずれも図５から図１２に示す実施例の関連内容を参照すればよい。ここで繰り返し記述しない。
【0111】
【0112】
図１９から図２２に示すように、本実施例では、通気弁取り付け溝２１１２の開口は、エンドキャップ２１１の第一の側に向かう。通気膜２１５２のエンドキャップ２１１の第二の側に向かって開放される通気部２１５２Ａは、第三の通路２１１３の開孔領域内に位置する。エンドキャップ２１１の第二の側では、第三の通路２１１３の、エンドキャップ２１１の第二の側に位置する端部開口の周りにボス２１１４が設置され、ボス２１１４に二つの連通溝２１１６が第二の通路として設置される。
【0113】
図２３と図２４に示すように、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエッジに位置し、ボス２１１４の連通溝２１１５が開設されていない位置に対応することによって、固定接着剤層２１７２が第二の通路を回避することを実現する。通気弁２１５の弁板２１５１、通気膜２１５２は、いずれもエンドキャップ２１１の幅方向（図５の上下方向に対応）に沿って延伸する長円形である。第三の通路２１１３は、エンドキャップ本体２１１１に設置される円穴であり、ボス２１１４は、第三の通路２１１３の端部開口の周りに設置され、連通溝２１１５が開設されていない部分は、間隔をおいて対向する二つのアーチ形状である。保護パッチ２１７は、円形である。ボス２１１４に対応して、固定接着剤層２１７２は、パッチ本体２１７１のエッジにも、開口が間隔をおいて設置され、対向する一対のアーチ形状を形成する。保護パッチ２１７によりボス２１１４の上方をカバーし、固定接着剤層２１７２をボス２１１４と位置合わせて貼り合わせることによって、保護パッチ２１７をエンドキャップ２１１の第二の側に固定する。
【0114】
以上、図１９から図２４に示す実施例と図５から図１２に示す実施例との相違点のみを説明したが、本実施例の説明されていない部分は、いずれも図５から図１２に示す実施例の関連内容を参照すればよい。ここで繰り返し記述しない。
【0115】
図２５から図２８に示すように、図１９から図２４に示す実施例との相違点は、エンドキャップ２１１のエンドキャップ本体２１１１の第二の側の保護パッチ２１７が設置される位置にボスが設置されておらず、保護パッチ２１７がエンドキャップ本体２１１１の第二の側の表面に直接に付着されることである。第二の通路は、エンドキャップ本体２１１１の第二の側に設置され且つ通気弁取り付け溝２１１２と連通する通気溝２１１６を含む。通気弁２１５の気流が通じることを保つために、通気溝２１１６の深さＨ４は、０．３ｍｍであり、通気溝２１１６の保護パッチ２１７の外側に位置するエッジと保護パッチ２１７のエッジとの距離Ｌ２は、０．５ｍｍである。第二の溝部２１１２Ｂの高さＨ２は、弁板２１５１の厚さよりも０．１ｍｍ大きい。
【0116】
本実施例では、通気溝２１１６は、対向して設置される二つの矩形溝である。図示されていない実施例では、通気溝は、他の形状、例えば弧形断面、台形断面、三角形断面などを有するものであってもよく、他の数、例えば一つ、三つの、又は四つ以上などであってもよい。通気溝のサイズ、形状と数は、第二の通路の通流面積に応じて合理的に設定されてもよい。通気溝の設置位置は、保護パッチの周囲の環境に応じて合理的に設定されてもよい。
【0117】
以上、図２５から図２８に示す実施例と図１９から図２４に示す実施例との相違点のみを説明したが、本実施例の説明されていない部分は、いずれも図５から図１２及び図１９から図２４に示す実施例の関連内容を参照すればよい。ここで繰り返し記述しない。
【0118】
図２９に示すように、図１３から図１８に示す実施例との相違点は、エンドキャップ本体２１１１にパッチ取り付け溝２１１７がさらに設置され、保護パッチ２１７がパッチ取り付け溝２１１７内に位置することである。保護パッチ２１７をエンドキャップ２１１におけるパッチ取り付け溝２１１７内に取り付けることにより、保護パッチ２１７の正確な位置決め、迅速な組み立てに有利であり、保護パッチ２１７の脱落防止にも有利である。
【0119】
以上、図２９に示す実施例と図１３から図１８に示す実施例との相違点のみを説明したが、本実施例の説明されていない部分は、いずれも図５から図１２及び図１３から図１８に示す実施例の関連内容を参照すればよい。ここで繰り返し記述しない。
【0120】
すでに好ましい実施例を参照して本開示を記述したが、本開示の範囲を逸脱することなく、それに対して様々な改良を行い、それにおける部材を等価物で置き換えることができる。特に、構造的衝突がない限り、各実施例に言及された各技術的特徴は、いずれもいずれかの方式で組み合わせることができる。本開示は、明細書に開示される特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に含まれるすべての技術案を含む。
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池に用いられるエンドキャップアセンブリ（２１）であって、前記電池の内部に向かうための第一の側と、前記第一の側に対向する第二の側とを有し、前記第一の側と前記第二の側とを連通させる第一の通路（２１１３）を含むエンドキャップ（２１１）と、
前記第一の通路（２１１３）と気体連通する通気膜（２１５２）を含む通気弁（２１５）であって、前記通気膜（２１５２）は、前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に向かって開放される通気部（２１５２Ａ）を含む通気弁（２１５）と、
前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に設置され且つ前記通気部（２１５２Ａ）を覆う保護パッチ（２１７）とを含む、エンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項2】
前記保護パッチ（２１７）と前記エンドキャップ（２１１）との間には、前記通気膜（２１５２）と気体連通する第二の通路がある、請求項１に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項3】
前記エンドキャップ（２１１）は、通気弁取り付け溝（２１１２）を含み、前記通気弁（２１５）は、前記通気弁取り付け溝（２１１２）内に位置し、前記第一の通路（２１１３）は、前記通気弁取り付け溝（２１１２）の底壁に設置され、前記第二の通路は、前記通気弁取り付け溝（２１１２）と連通し、ここで、前記通気弁取り付け溝（２１１２）の開口は、前記エンドキャップ（２１１）の前記第一の側に設置され、又は前記通気弁取り付け溝（２１１２）の開口は、前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に設置される、請求項２に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項4】
前記通気弁（２１５）は、弁板（２１５１）をさらに含み、前記弁板（２１５１）は、前記エンドキャップ（２１１）に取り付けられ、前記弁板（２１５１）の二つの側面を貫通する第三の通路（２１５１Ａ）を有し、前記通気膜（２１５２）は、前記弁板（２１５１）に固定され且つ前記第三の通路（２１５１Ａ）を覆い、ここで、前記通気弁取り付け溝（２１１２）は、階段溝であり、前記階段溝は、第一の溝部（２１１２Ａ）であって、前記通気弁取り付け溝（２１１２）の底壁に近接しており、前記通気膜（２１５２）は、前記第一の溝部（２１１２Ａ）内に位置し、且つ前記底壁と隙間を有する第一の溝部（２１１２Ａ）と、
第二の溝部（２１１２Ｂ）であって、前記第一の溝部（２１１２Ａ）に接続され且つ接続箇所に段差面（２１１２Ｃ）が形成され、前記弁板（２１５１）は、前記第二の溝部（２１１２Ｂ）内に位置し、前記段差面（２１１２Ｃ）と当接する第二の溝部（２１１２Ｂ）とを含む、請求項３に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項5】
前記第一の溝部（２１１２Ａ）の高さ（Ｈ１）は、前記通気膜（２１５２）の厚さよりも０．１－０．５ｍｍ大きく、及び／又は前記第二の溝部（２１１２Ｂ）の高さ（Ｈ２）は、前記弁板（２１５１）の厚さと等しく、又は、前記弁板（２１５１）の厚さよりも０．５ｍｍ以下大きい、請求項４に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項6】
前記エンドキャップ（２１１）は、エンドキャップ本体（２１１１）を含み、前記通気弁取り付け溝（２１１２）は、前記エンドキャップ本体（２１１１）に設置され、ここで、前記エンドキャップ（２１１）は、前記エンドキャップ本体（２１１１）に設置され且つ前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に向かって突出するボス（２１１４）であって、前記第二の通路が、前記ボス（２１１４）に設置される連通溝（２１１５）又は連通穴を含むボス（２１１４）、及び／又は
エンドキャップ本体（２１１１）に設置され、前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に位置し、且つ前記通気弁取り付け溝（２１１２）と連通する通気溝（２１１６）をさらに含み、前記第二の通路は、前記通気溝（２１１６）を含む、請求項３から５のいずれか１項に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項7】
前記ボス（２１１４）の高さ（Ｈ３）は、０．１－０．５ｍｍであり、及び／又は前記ボス（２１１４）は、前記通気弁取り付け溝（２１１２）の外側に位置し、且つ前記ボス（２１１４）の前記通気弁取り付け溝（２１１２）に近接するエッジと前記通気弁取り付け溝（２１１２）のエッジとの距離（Ｌ１）は、０．５－３ｍｍである、請求項６に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項8】
前記通気溝（２１１６）の深さ（Ｈ４）は、０．０５－０．３ｍｍであり、及び／又は前記通気溝（２１１６）の前記保護パッチ（２１７）の外側に位置するエッジと前記保護パッチ（２１７）のエッジとの距離（Ｌ２）は、０．１－０．５ｍｍである、請求項６に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項9】
前記保護パッチ（２１７）は、前記通気部（２１５２Ａ）を覆うパッチ本体（２１７１）と固定接着剤層（２１７２）とを含み、前記固定接着剤層（２１７２）は、前記パッチ本体（２１７１）の前記エンドキャップ（２１１）に向かう側に設置され、前記パッチ本体（２１７１）は、前記固定接着剤層（２１７２）を介して前記エンドキャップ（２１１）の前記第二の側に貼り付けられる、請求項１または２に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項10】
前記固定接着剤層（２１７２）は、前記パッチ本体（２１７１）の一部の領域に付着され、ここで、前記パッチ本体（２１７１）の前記固定接着剤層（２１７２）が付着されていない領域は、透明であり、及び／又は
前記パッチ本体（２１７１）の前記固定接着剤層（２１７２）が付着された領域及び／又は前記固定接着剤層（２１７２）は、カラーである、請求項９に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項11】
前記固定接着剤層（２１７２）は、前記パッチ本体（２１７１）のエッジに位置し、及び／又は前記固定接着剤層（２１７２）は、前記第二の通路を回避する、請求項９に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項12】
前記保護パッチ（２１７）は、前記通気部（２１５２Ａ）を覆うパッチ本体（２１７１）を含み、ここで、前記パッチ本体（２１７１）は、ポリエチレンテレフタレートで製作され、及び／又は
前記パッチ本体（２１７１）の厚さは、０．１－０．２ｍｍである、請求項１または２に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項13】
前記エンドキャップ（２１１）は、パッチ取り付け溝（２１１７）を含み、前記保護パッチ（２１７）は、前記パッチ取り付け溝（２１１７）内に位置する、請求項１または２に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）。
【請求項14】
電池であって、請求項１または２に記載のエンドキャップアセンブリ（２１）を含む、電池。
【請求項15】
電力消費機器であって、請求項１４に記載の電池を含み、前記電池は、前記電力消費機器に電力を提供するために用いられる、電力消費機器。
【国際調査報告】