特表 2025-501459 電池及び電力消費機器

(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】2025-01-22

(54)【発明の名称】電池及び電力消費機器

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/204 20210101AFI20250115BHJP

   H01M 50/342 20210101ALI20250115BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20250115BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20250115BHJP

   H01M 50/293 20210101ALI20250115BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20250115BHJP

   H01M 50/213 20210101ALI20250115BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20250115BHJP

   H01M 10/655 20140101ALI20250115BHJP

   H01M 10/6561 20140101ALI20250115BHJP

   H01M 10/6567 20140101ALI20250115BHJP

【ＦＩ】

H01M50/204 401E

H01M50/342 101

H01M50/291

H01M10/658

H01M50/293

H01M50/209

H01M50/213

H01M50/204 401H

H01M10/613

H01M10/655

H01M10/6561

H01M10/6567

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024533980

(86)(22)【出願日】2023-03-30

(85)【翻訳文提出日】2024-06-06

(86)【国際出願番号】 CN2023085205

(87)【国際公開番号】W WO2023202348

(87)【国際公開日】2023-10-26

(31)【優先権主張番号】202210423355.6

(32)【優先日】2022-04-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524304976

【氏名又は名称】香港時代新能源科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＣＯＮＴＥＭＰＯＲＡＲＹ ＡＭＰＥＲＥＸ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ （ＨＯＮＧ ＫＯＮＧ） ＬＩＭＩＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】ＬＥＶＥＬ １９， ＣＨＩＮＡ ＢＵＩＬＤＩＮＧ， ２９ ＱＵＥＥＮ’Ｓ ＲＯＡＤ ＣＥＮＴＲＡＬ， ＣＥＮＴＲＡＬ， ＣＥＮＴＲＡＬ ＡＮＤ ＷＥＳＴＥＲＮ ＤＩＳＴＲＩＣＴ， ＨＯＮＧ ＫＯＮＧ， ＣＨＩＮＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】胥 恩▲東▼

(72)【発明者】

【氏名】李 ▲ティン▼

(72)【発明者】

【氏名】肖 志▲偉▼

(72)【発明者】

【氏名】牛 少▲軍▼

(72)【発明者】

【氏名】金 ▲海▼族

【テーマコード（参考）】

5H012

5H031

5H040

【Ｆターム（参考）】

5H012BB01

5H012DD05

5H012FF01

5H031AA09

5H031KK02

5H031KK08

5H040AA28

5H040AA37

5H040AS07

5H040AS12

5H040AS13

5H040AS14

5H040AS19

5H040AS26

5H040AT01

5H040AT02

5H040AY04

5H040LL06

5H040NN01

(57)【要約】

本願の実施例は電池及び電力消費機器を開示する。該電池は、第１の壁に圧力逃がし機構が設けられる電池セルと、圧力逃がし機構に対向して設けられる高分子マトリックス複合繊維板である防護板とを含む。本願による技術案は、電池の筐体を電池の熱暴走時に発生した空気流衝撃と高温溶融から保護することができ、電池の安全性能を向上させる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の壁に圧力逃がし機構（６５）が設けられる電池セル（６）と、前記圧力逃がし機構（６５）に対向して設けられる高分子マトリックス複合繊維板である防護板（８）と、を含むことを特徴とする電池。

【請求項2】

前記高分子マトリックス複合繊維板は繊維強化樹脂複合板であることを特徴とする請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記電池セル（６）は筐体（２０）内に収容され、前記第１の壁は、前記電池セル（６）の前記筐体（２０）のトップカバー（２０１）に近く、かつ前記トップカバー（２０１）に対向して設けられる壁であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。

【請求項4】

前記防護板（８）は前記トップカバー（２０１）に一体に設けられることを特徴とする請求項３に記載の電池。

【請求項5】

前記防護板（８）は前記トップカバー（２０１）と前記第１の壁との間に設けられることを特徴とする請求項３に記載の電池。

【請求項6】

前記防護板（８）と前記トップカバー（２０１）の寸法は同じであることを特徴とする請求項５に記載の電池。

【請求項7】

前記防護板（８）の寸法は前記トップカバー（２０１）よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の電池。

【請求項8】

前記防護板（８）はストリップ状であり、前記防護板（８）の前記第１の壁における投影は前記圧力逃がし機構（６５）を覆うことを特徴とする請求項５に記載の電池。

【請求項9】

前記防護板（８）はボルト又は接着剤によって前記トップカバー（２０１）に接続されることを特徴とする請求項６～８のいずれか１項に記載の電池。

【請求項10】

前記電池セル（６）は筐体（２０）内に収容され、前記第１の壁は、前記電池セル（６）の前記筐体（２０）の底壁（２０２）に近く、かつ前記底壁（２０２）に対向して設けられる壁であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。

【請求項11】

前記防護板（８）は前記筐体（２０）の底壁（２０２）に一体に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の電池。

【請求項12】

前記防護板（８）は前記底壁（２０２）と前記第１の壁との間に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の電池。

【請求項13】

前記防護板（８）と前記第１の壁との間に熱管理部材（６６）が設けられ、前記熱管理部材（６６）は、前記電池セル（６）の温度を調整するように、流体を収容するために用いられる、ことを特徴とする請求項１２に記載の電池。

【請求項14】

前記熱管理部材（６６）に前記圧力逃がし機構（６５）に対向して設けられる脆弱領域（６６１）が設けられ、前記脆弱領域（６６１）は、前記圧力逃がし機構（６５）が動作する時に前記電池セル（６）の排出物によって破壊されて、前記排出物が前記脆弱領域（６６１）を通過することを可能にするように配置されることを特徴とする請求項１３に記載の電池。

【請求項15】

前記防護板（８）と前記筐体（２０）との間に断熱部材（６７）が設けられることを特徴とする請求項５又は１２に記載の電池。

【請求項16】

前記断熱部材（６７）は空気介在層であることを特徴とする請求項１５に記載の電池。

【請求項17】

前記防護板（８）は多層の繊維強化樹脂層（８１）を含み、前記繊維強化樹脂層（８１）は、繊維材料と樹脂材料とを複合して形成されることを特徴とする請求項１～１６のいずれか１項に記載の電池。

【請求項18】

前記樹脂材料は、シリコーン系エアロゲル変性樹脂又は耐高温難燃性樹脂であることを特徴とする請求項１７に記載の電池。

【請求項19】

前記繊維材料は、ガラス繊維、セラミックス繊維、炭素繊維、石英繊維、高シリカ繊維、ケイ酸アルミナ繊維、ムライト繊維、炭化珪素繊維、窒化シリコン繊維、アルミナ繊維、窒化ホウ素繊維、バサルト繊維、ブルーサイト繊維、アタパルガイド繊維、ボロン繊維、カーボンナノチューブ繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維など繊維のうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１７に記載の電池。

【請求項20】

前記繊維材料はセラミックス繊維材料であることを特徴とする請求項１９に記載の電池。

【請求項21】

前記セラミックス繊維材料はシリカ又はアルミナであることを特徴とする請求項２０に記載の電池。

【請求項22】

前記繊維材料の厚さは６～１００μｍであることを特徴とする請求項１７～２１のいずれか１項に記載の電池。

【請求項23】

前記防護板（８）の厚さは０．２～５ｍｍであることを特徴とする請求項１～２２のいずれか１項に記載の電池。

【請求項24】

請求項１～２３のいずれか１項に記載される電力を提供するための電池（２）を含む電力消費機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、２０２２年４月２１日に提出された発明の名称が「電池及び電力消費機器」である中国特許出願２０２２１０４２３３５５．６の優先権を主張しており、該出願の内容の全ては援用により本願に組み込まれる。

【0002】

本願は、電池技術の分野に関し、特に電池及び電力消費機器に関する。

【背景技術】

【0003】

省エネルギーと排出削減は自動車工業のサスティナビリティの鍵である。この場合、電気自動車はその省エネルギー及び環境保護の利点を備えるため車両のサスティナビリティの重要な構成要素である。電気自動車にとって、電池技術はその発展に係る重要な要素である。

【0004】

電池技術の発展において、電池の性能を向上させることに加えて、安全性も無視できない問題である。電池の安全性問題が保証されることができない場合、該電池は使用できない。従って、如何に電池の安全性を向上させるかは、電池技術において解決すべき緊急の課題である。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記課題に鑑み、本願の実施例は、電池の筐体を電池の熱暴走時に発生した空気流衝撃及び高温溶融から保護して、電池の安全性能を向上させることができる電池及び電力消費機器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様によれば、電池を提供する。この電池は、第１の壁に圧力逃がし機構が設けられる電池セルと、前記圧力逃がし機構に対向して設けられる高分子マトリックス複合繊維板である防護板とを含む。

【0007】

本願の実施例において、該電池は、第１の壁に電池セルを保護するための圧力逃がし機構が設けられる電池セルを含み、電池は、圧力逃がし機構に対向して設けられる防護板をさらに含み、即ち、防護板は圧力逃がし機構に正対する。防護板は高分子マトリックス複合繊維板であり、耐高温性と耐衝撃性を有する。圧力逃がし機構を防護板に対向して設けることにより、電池セルが熱暴走する場合に、高分子マトリックス複合繊維である防護板は、圧力逃がし機構から放出された高温高速の気固混合物を遮蔽することができ、電池の筐体を空気流衝撃と高温溶融から保護して、電池の安全性を保証する。

【0008】

１つの可能な実施の形態では、前記高分子マトリックス複合繊維板は繊維強化樹脂複合板である。

【0009】

本願の実施例において、高分子材料における樹脂をマトリックスとして繊維強化樹脂複合板を防護板として製造し、他の高分子材料マトリックスに比べ、繊維強化樹脂複合板の耐高温性能及び耐衝撃性能はいずれも優れる。

【0010】

１つの可能な実施の形態では、前記電池セルは筐体内に収容され、前記第１の壁は、前記電池セルの前記筐体のトップカバーに近く、かつ前記トップカバーに対向して設けられる壁である。

【0011】

本願の実施例において、第１の壁が電池セルの筐体のトップカバーに近く、かつトップカバーに対向して設けられる壁である場合、圧力逃がし機構はトップカバーに向かう。防護板は圧力逃がし機構に対向して設けられ、即ち、防護板はトップカバーの近くに設けられる。電池セルが熱暴走する場合に、高分子マトリックス複合繊維である防護板は圧力逃がし機構から放出された高温高速の気固混合物を遮蔽することができ、電池のトップカバーを空気流衝撃と高温溶融から保護することができる。

【0012】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板は前記トップカバーに一体に設けられる。

【0013】

本願の実施例において、防護板はトップカバーに一体に設けられる。防護板はトップカバーとともに電池のトップカバーとして機能してもよく、防護板は単独で電池のトップカバーとして機能してもよい。防護板がトップカバーとともに電池のトップカバーとして機能する場合、防護板はトップカバーを保護して、電池をよりよく保護する。防護板が単独で電池のトップカバーとして機能する場合、電池のトップカバーを高温と空気流衝撃から保護するとともに、電池のトップカバーの構造をさらに簡略化させる。

【0014】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板は前記トップカバーと前記第１の壁との間に設けられる。

【0015】

本願の実施例において、防護板はトップカバーと第１の壁との間に設けられ、即ち、防護板はトップカバーと圧力逃がし機構との間に設けられる。このように、防護板はトップカバーを直接に保護することができ、トップカバーを高温と空気流衝撃から保護して、電池の安全性能を向上させる。

【0016】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板と前記トップカバーの寸法は同じである。

【0017】

本願の実施例において、防護板はトップカバーと第１の壁との間に設けられる。防護板とトップカバーの寸法が同じである場合、防護板はトップカバーを保護し、トップカバーを圧力逃がし機構から放出された高温高速の気固混合物から保護することができるとともに、電池の内部をシールする効果を向上させることができる。そして、防護板とトップカバーの寸法が同じである場合、装着作業に有利であり、装着の難しさを低減させる。

【0018】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板の寸法は前記トップカバーよりも小さい。

【0019】

本願の実施例において、防護板はトップカバーと第１の壁との間に設けられる。防護板の寸法がトップカバーよりも小さい場合、防護板はトップカバーを保護することができるとともに、コストを低減させる。

【0020】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板はストリップ状であり、前記防護板の前記第１の壁における投影は前記圧力逃がし機構を覆う。

【0021】

本願の実施例において、防護板はトップカバーと第１の壁との間に設けられる。防護板がストリップ状であり、かつ第１の壁における投影が圧力逃がし機構を覆う場合、防護板はトップカバーに対する優れた保護効果を維持することができるとともに、コストを可能な限り低減させ、非保護領域の材料の無駄遣いを避けることができる。

【0022】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板はボルト又は接着剤によって前記トップカバーに接続される。

【0023】

本願の実施例において、ボルト又は接着剤によって防護板とトップカバーとの接続を実現することができ、該接続方式は簡単で、作業性は良く、生産における広範な運用に有利である。

【0024】

１つの可能な実施の形態では、前記電池セルは筐体内に収容され、前記第１の壁は、前記電池セルの前記筐体の底壁に近く、かつ前記底壁に対向して設けられる壁である。

【0025】

本願の実施例において、第１の壁が電池セルの筐体の底壁に近く、かつ底壁に対向して設けられる壁である場合、圧力逃がし機構は底壁に向かう。防護板は圧力逃がし機構に対向して設けられ、即ち、防護板は底壁の近くに設けられる。電池セルの内部に熱暴走が発生する場合、高分子マトリックス複合繊維である防護板は圧力逃がし機構から放出された高温高速の気固混合物を遮蔽し、電池の底壁を空気流衝撃と高温溶融から保護することができる。

【0026】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板は前記筐体の底壁に一体に設けられる。

【0027】

本願の実施例において、防護板は底壁に一体に設けられる。防護板は底壁とともに電池の底壁として機能してもよく、防護板は単独で電池の底壁として機能してもよい。防護板が底壁とともに電池の底壁として機能する場合、防護板は底壁を保護して、電池の安全性をよりよく保護する。防護板が単独で電池の底壁として機能する場合、電池の底壁を高温と空気流衝撃から保護するとともに、電池の底壁の構造をより簡略化させる。

【0028】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板は前記底壁と前記第１の壁との間に設けられる。

【0029】

本願の実施例において、防護板は底壁と第１の壁との間に設けられ、即ち、防護板は底壁と圧力逃がし機構との間に設けられる。このように、防護板は底壁を直接に保護することができ、底壁を高温と空気流衝撃から保護して、電池の安全性能が保証される。

【0030】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板と前記第１の壁との間に熱管理部材が設けられ、前記熱管理部材は、前記電池セルの温度を調整するように、流体を収容するために用いられる。

【0031】

本願の実施例において、防護板を第１の壁と電池の筐体との間に設けるか、又は防護板を直接に電池の筐体として機能させることにより、電池の筐体を高温と空気流衝撃から保護して、電池の安全性能を向上させる。第１の壁と防護板との間に電池セルの温度を調整する熱管理部材を設けることにより、電池セルの実際のニーズに応じて、電池セルの温度を調整することができ、電池セルが通常に動作することが保証される。

【0032】

１つの可能な実施の形態では、前記熱管理部材に前記圧力逃がし機構に対向して設けられる脆弱領域が設けられ、前記脆弱領域は、前記圧力逃がし機構が動作する時に前記電池セルの排出物に破壊されて、前記排出物が前記脆弱領域を通過することを可能にするように配置される。

【0033】

本願の実施例において、防護板を第１の壁と電池の筐体との間に設けるか、又は防護板を直接に電池の筐体として機能させることにより、電池の筐体の安全性を保護することができる。第１の壁と防護板との間に熱管理部材を設けることにより、電池セルの実際のニーズに応じて、電池セルの温度を調整することができ、電池セルが通常に動作することが保証される。熱管理部材に脆弱領域が設けられ、空気流衝撃又は高温が脆弱領域を破壊した場合、排出物は脆弱領域を通って速やかに排出され電池セルから離れることができ、電池への排出物の危険性を低減させ、電池の安全性能を向上させることができる。

【0034】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板と前記筐体との間に断熱部材が設けられる。

【0035】

本願の実施例において、圧力逃がし機構が設けられる第１の壁と筐体との間に防護板を増設することにより、電池の筐体を高温高速の空気流衝撃から保護することができる。防護板と筐体との間に断熱部材をさらに設けることにより、筐体の温度をさらに低減させ、電池の安全性能を向上させることができる。

【0036】

１つの可能な実施の形態では、前記断熱部材は空気介在層である。

【0037】

本願の実施例において、空気介在層を断熱部材として防護板と筐体との間に設けることにより、筐体の温度をさらに低減させ、電池の安全性能を向上させることができる。

【0038】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板は多層の繊維強化樹脂層を含み、前記繊維強化樹脂層は、繊維材料と樹脂材料とを複合して形成される。

【0039】

本願の実施例において、繊維強化樹脂は耐高温、耐衝撃の材料である。該材料を採用して防護板を製造し、防護板を圧力逃がし機構と筐体との間に設けることにより、電池セルの内部の高温と排泄物が電池セルから高速に飛び出す際に、防護板は筐体を保護することができ、筐体を高温溶融と高速の排出物の衝撃から保護して、電池の安全性を保護する。

【0040】

１つの可能な実施の形態では、前記樹脂材料は、シリコーン系エアロゲル変性樹脂又は耐高温難燃性樹脂である。

【0041】

本願の実施例において、繊維と樹脂とを複合して形成された材料は、耐高温と耐衝撃の性能を備える。シリコーン系エアロゲル変性樹脂又は耐高温難燃性樹脂という２種類の材料を採用することにより、防護板の耐高温と耐衝撃の性能をさらに向上させることができる。

【0042】

１つの可能な実施の形態では、前記繊維材料は、ガラス繊維、セラミックス繊維、炭素繊維、石英繊維、高シリカ繊維、ケイ酸アルミナ繊維、ムライト繊維、炭化珪素繊維、窒化シリコン繊維、アルミナ繊維、窒化ホウ素繊維、バサルト繊維、ブルーサイト繊維、アタパルガイド繊維、ボロン繊維、カーボンナノチューブ繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維などの繊維のうちの少なくとも１種である。

【0043】

１つの可能な実施の形態では、前記繊維材料はセラミックス繊維材料である。

【0044】

本願の実施例において、繊維と樹脂とを複合して形成される材料は、耐高温と耐衝撃の性能を備える。セラミックス繊維材料は他の繊維材料に比べ、より優れた耐高温性能を備える。

【0045】

１つの可能な実施の形態では、前記セラミックス繊維材料は、シリカ又はアルミナである。

【0046】

本願の実施例において、シリカ又はアルミナを採用して製造される防護板は、その耐高温性能が最も良い。

【0047】

１つの可能な実施の形態では、前記繊維材料の厚さは６～１００μｍである。

【0048】

本願の実施例において、厚さが６～１００μｍの繊維材料を採用することにより、防護板は耐高温と耐衝撃の性能を備えるとともに、生産コストを低減させることができる。

【0049】

１つの可能な実施の形態では、前記防護板の厚さは０．２～５ｍｍである。

【0050】

本願の実施例において、厚さが０．２～５ｍｍである防護板を採用することにより、防護板は耐高温と耐衝撃の性能を備えるとともに、生産コストを低減させることができる。

【0051】

第２の態様によれば、電力消費機器を提供する。この電力消費機器は、上記実施例のいずれか１項に記載される、電力を提供するための電池を含む。

【図面の簡単な説明】

【0052】

【図1】本願の一実施例の車両の構造概略図である。

【図2】本願の一実施例の電池の分解構造概略図である。

【図3】本願の一実施例の電池セルの分解構造概略図である。

【図4】本願の他の一実施例の電池の分解構造概略図である。

【図5】本願の一実施例の電池筐の半断面構造概略図である。

【図6】本願の一実施例の電池のトップカバーの概略図である。

【図7】本願の別の一実施例の電池の分解構造概略図である。

【図8】本願の別の一実施例の電池の分解構造概略図である。

【図9】本願の一実施例の電池の底壁の分解構造概略図である。

【図10】本願の他の一実施例の電池の筐体の半断面構造概略図である。

【図11】本願の他の一実施例の電池の底壁の分解構造概略図である。

【図12】本願の一実施例の繊維樹脂強化層の構造概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0053】

以下、図面を参照しながら本願の技術案の実施例を詳細に記述する。以下の実施例は単に本願の技術案をより明確に説明するためのものであるため、例示に過ぎず、それによって本願の保護範囲を制限するものではない。

【0054】

別途に定義されていない限り、本明細書で使用されるすべての技術と科学用語は、当業者に一般的に理解される意味と同じである。本明細書で使用される用語は具体的な実施例を説明するためのものに過ぎず、本願を制限することを意図するものではない。本願の明細書、特許請求の範囲及び上記図面の説明における「含む」、「有する」という用語及びそれらの任意の変形は、非排他的な「含む」をカバすることを意図するものである。

【0055】

本願の実施例の説明において、「第１」、「第２」などの技術用語は、異なる対象を区別するためのものであり、相対的重要性を指示し又は黙示したり、示される技術的特徴の数量、特定の順番又は主従の関係を示唆したりするものとして理解されるべきではない。本願の実施例の説明において、特に明確で具体的な限定がない限り、「複数」とは、２つ以上を意味する。

【0056】

本明細書において、「実施例」が言及された場合、実施例を結び付けて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得ることを意味する。明細書の各位置に現れた当該言葉はいずれも同じ実施例を指すとは限らず、他の実施例と相互排他的で独立的又は選択的な実施例でもない。当業者は、本明細書に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と明確又は暗黙に理解できる。

【0057】

本願の実施例の説明において、「及び／又は」という用語は、関連対象の相互関係を述べるものに過ぎず、３つの関係があり得ることを示し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａだけが存在すること、Ａ及びＢが同時に存在すること、及びＢだけが存在すること、という３つの場合を示すことができる。また、本明細書において、「／」という文字は、一般的には、前後に関係する対象が「又は」という関係であることを示す。

【0058】

本願の実施例の説明において、「複数」という用語は２つ以上（２つを含む）を指し、同様に、「複数の群」とは、２群以上（２群を含む）を指し、「複数の枚」とは、２枚以上（２枚を含む）を指す。

【0059】

本願の実施例の説明において、技術用語である「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などによって指示された方位又は位置関係は、図面に基づく方位又は位置関係であり、本願の実施例の説明の便宜及び説明の簡略化のためのものに過ぎず、示された装置や素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成され、操作されなければならないことを指示又は黙示するものではないので、本願の実施例を制限するものとして理解できない。

【0060】

本願の実施例の記載において、特に明確な規定及び限定がない限り、「取り付け」、「繋がる」、「接続する」、「固定する」などの用語は広い意味で理解すべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、又は一体化であってもよく、機械的接続であってもよく、電気的接続であってもよく、直接に繋がってもよく、介在物によって間接に繋がってもよく、２つの素子の内部の連通又は２つの素子の相互作用関係であってもよい。当業者にとっては、具体的な状況に応じて、上記の用語の本願の実施例における具体的な意味を理解することができる。

【0061】

本願において、電池セルは、リチウム金属電池、ナトリウム金属電池又はマグネシウム金属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。電池セルは円柱体、扁平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についても限定しない。電池セルは、一般的に、パッケージの方式によって、柱状電池セル、方形状電池セル及びパウチ電池セルという３つの種類に分けられ、本願の実施例はこれについても限定しない。以下の実施例において、説明の便宜上、リチウム金属電池を例として説明する。

【0062】

本願の実施例で言及される電池とは、より高い電圧と容量を提供するように、１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。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放電に影響を与えることを避けることができる。

【0063】

新エネルギー電池自動車では、エネルギーとしての電池ケースは自動車内に取り付けられ、電池ケースにおける電池が放電することにより、新エネルギー自動車のモータを運転させるように駆動する。新エネルギー自動車に対する要求が徐々に高まる中、電池のエネルギー密度に対する要求も絶えず高まっている。陽極シリコン添加の高エネルギー電池システムにとって、電池システム内の単一の電池又は複数の電池が熱暴走する際に、温度が１５００℃よりも大きいガスが発生する。ガスの最高速度が音速よりも大きくなる場合、従来技術における主にエアロゲルを成分とする断熱材料は、このような高温高速の空気流の温度衝撃及び空気流衝撃を受け止めることができないため、主にエアロゲルを成分とする断熱材料は構造上の熱解体及び機械解体が発生し、防護が失敗する。高温高速の空気流が電池パック筐体を通って、融点が１５００℃である鋼板製の電池の筐体は直接に燃焼し、約３０ｓを持続して燃焼すると、新エネルギー自動車の本体は直接に破壊され、乗客の安全に危害を及ぼす。

【0064】

上記問題を解決するために、本願の実施例は技術案を提供する。電池パックの筐体内に、電池が熱暴走する際に発生した高温高速の気固混合物を遮蔽することができる保護板材が設けられ、電池の筐体を空気流衝撃及び高温溶融から保護して、電池の安全性能を向上させる。

【0065】

本願の実施例において記述される防護板は、電池及び電池を使用する電力消費機器に適する。

【0066】

電力消費機器は、車両、携帯電話、携帯機器、ノードパソコン、船舶、宇宙航空機、電動玩具及び電動工具などであってもよい。車両は、ガソリン自動車、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デッド自動車などであってもよく、宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙船などを含み、電動玩具は、固定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、電動船舶玩具及び電動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、装着電動工具及び鉄道用電動工具、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及び電気カンナなどを含む。本願の実施例は、上述した電力消費機器を特に制限しない。

【0067】

以下の実施例では、説明の便宜上、電力消費機器が車両であることを例として説明する。

【0068】

図１は、本願の一実施例による車両１の構造概略図である。図１に示すように、車両１の内部に電池２が設けられ、電池２は車両１の底部、頭部又は尾部に設けられてもよい。電池２は車両１に給電するために用いられてもよく、例えば電池２は車両１の操作電源として機能してもよい。

【0069】

図２は、本願の一実施例による電池２の分解概略図である。図２に示すように、電池２は筐体２０、電池セル６及び防護板８を含む。電池セル６と防護板８は筐体２０内に収容される。

【0070】

筐体２０は電池セル６を収容するために用いられる。筐体２０は様々な構造であってもよい。いくつかの実施例において、筐体２０は第１の筐体部２０１と第２の筐体部２０２とを含んでもよく、第１の筐体部２０１と第２の筐体部２０２は相互に係合され、第１の筐体部２０１は第２の筐体部２０２とともに電池セル６を収容するための収容空間２０３を限定する。第２の筐体部２０２は一端が開口する中空構造であってもよく、第１の筐体部２０１は板状構造であり、第１の筐体部２０１は第２の筐体部２０２の開口側に係合されて、収容空間２０３を有する筐体２０が形成され、第１の筐体部２０１と第２の筐体部２０２はいずれも一方側が開口する中空構造であってもよく、第１の筐体部２０１の開口側は第２の筐体部２０２の開口側に係合されて、収容空間２０３を有する筐体２０が形成される。もちろん、第１の筐体部２０１と第２の筐体部２０２は様々な形状、例えば円柱体、直方体などであってもよい。

【0071】

第１の筐体部２０１と第２の筐体部２０２が接続された後のシール性を向上させるために、第１の筐体部２０１と第２の筐体部２０２との間にシール材、例えば、シーラント、シールリングなどを設けてもよい。

【0072】

第１の筐体部２０１が第２の筐体部２０２の頂部に係合される場合、第１の筐体部２０１はトップカバーと呼ばれてもよく、第２の筐体部２０２は底壁と呼ばれてもよい。

【0073】

電池２では、電池セル６は複数である。複数の電池セル６の間は直列接続され、又は並列接続され、又は直並列接続されてもよく、直並列接続とは、複数の電池セル６において、直列接続されるものがあるし、並列接続されるものもあることを意味する。複数の電池セル６の間は、直接に直列接続され、又は並列接続され、又は直並列接続されてから、複数の電池セル６からなる全体を筐体２０内に収容してもよく、もちろん、複数の電池セル６は先ず直列接続され、又は並列接続され、又は直並列接続されて電池モジュール（図示せず）を構成し、そして、複数の電池モジュールは、直列接続され、又は並列接続され、又は直並列接続されて１つの全体を形成し、筐体２０内に収容されてもよい。電池モジュールにおける複数の電池セル６の間はバスバー部材を介して電気的な接続を実現して、電池モジュールにおける複数の電池セル６の並列接続、又は直列接続又は直並列接続を実現してもよい。

【0074】

図３は、本願の１つの実施例の電池セル６の構造概略図である。図３に示すように、電池セル６は、１つ又は複数の電極アセンブリ６１、ケース６２１及びエンドカバー６２２を含む。ケース６２１とエンドカバー６２２はハウジング又は電池ボックス６２を形成する。ケース６２１の壁及びエンドカバー６２２はいずれも電池セル６の壁と呼ばれ、直方体式の電池セル６である場合、ケース６２１の壁は底壁と４つの側壁を含む。ケース６２１は１つ又は複数の電極アセンブリ６１が組み合わせられた後の形状によって決められ、例えば、ケース６２１は中空の直方体又は正方体又は円柱体であってもよく、かつケース６２１の１つの面に開口を有して１つ又は複数の電極アセンブリ６１をケース６２１内に配置することができる。例えば、ケース６２１が中空の直方体又は正方体である場合、ケース６２１の１つの平面は開口面であり、即ち、該平面は壁を有せずケース６２１の内外を連通させる。ケース６２１が中空の円柱体である場合、ケース６２１の端面は開口面であり、即ち、該端面は壁を有せずケース６２１の内外を連通させる。エンドカバー６２２は開口を覆い、かつケース６２１に接続されて、電極アセンブリ６１を配置するための閉塞されたチャンバーが形成される。ケース６２１内に電解質、例えば電解液が充填される。

【0075】

該電池セル６は、２つの電極端子６３をさらに含んでもよく、２つの電極端子６３はエンドカバー６２２に設けられてもよい。エンドカバー６２２は一般的に平板形状であり、２つの電極端子６３はエンドカバー６２２の平板面に固定され、２つの電極端子６３はそれぞれ正電極端子６３１と負電極端子６３２である。各電極端子６３にそれぞれ１つの接続ユニット６４（又は集電ユニット６４と呼ばれでもよい）が対応して設けられ、それはエンドカバー６２２と電極アセンブリ６１との間に位置し、電極アセンブリ６１と電極端子６３とを電気的に接続することを実現するために用いられる。

【0076】

該電池セル６では、実際の使用ニーズに応じて、単一の電池アセンブリ６１が設けられてもよく、複数の電池アセンブリ６１が設けられてもよく、図３に示すように、電池セル６内に４つの独立する電池アセンブリ６１が設けられる。

【0077】

電池セル６に圧力逃がし機構６５が設けられてもよい。圧力逃がし機構６５は、電池セル６の内部の圧力又は温度が閾値に達する時に動作して内部の圧力又は温度を逃すために用いられる。

【0078】

図４は、本願の他の一実施例の電池の分解構造概略図である。図４に示すように、該電池２は電池セル６を含み、電池セル６の第１の壁に圧力逃がし機構６５と防護板８が設けられ、防護板８は圧力逃がし機構６５に対向して設けられ、ここで、防護板８は高分子マトリックス複合繊維板である。

【0079】

本願の実施例において、圧力逃がし機構６５は、電池セル６の内部の圧力又は温度が閾値に達する時に動作して電池セル６の内部の圧力を逃す構造部材である。例えば、圧力逃がし機構６５は感温圧力逃がし機構であってもよく、感温圧力逃がし機構は、圧力逃がし機構６５が設けられる電池セル６の内部の温度が閾値に達する時に溶融できるように配置され、及び／又は、圧力逃がし機構６５は感圧圧力逃がし機構であってもよく、感圧圧力逃がし機構は、圧力逃がし機構６５が設けられる電池セル６の内部の気圧が閾値に達する時に破裂することができるように配置され、本願は圧力逃がし機構のタイプを限定しない。

【0080】

電池２は電池セル６を含み、電池セル６の第１の壁に電池セル６を保護するための圧力逃がし機構６５が設けられる。電池２は防護板８をさらに含み、防護板８は圧力逃がし機構６５に対向して設けられ、即ち、防護板８は圧力逃がし機構６５に正対する。防護板８は高分子マトリックス複合繊維板であり、耐高温性及び耐衝撃性を備える。

【0081】

上述した技術案では、圧力逃がし機構６５を圧力逃がし機構６５に対向して設けることにより、電池セル６の内部に熱暴走が発生する場合、高分子マトリックス複合繊維である防護板８は、圧力逃がし機構６５から放出された高温高速の気固混合物を遮蔽し、電池ケースを空気流衝撃と高温溶融から保護して、電池２の安全性を保証することができる。

【0082】

選択的に、高分子マトリックス複合繊維板は繊維強化樹脂複合板である。

【0083】

上述した技術案では、高分子材料における樹脂をマトリックスとして繊維強化樹脂複合板を製造して防護板８とし、他の高分子材料マトリックスに比べ、繊維強化樹脂複合板の耐高温及び耐衝撃の性能はいずれも優れる。

【0084】

選択的に、図４に示すように、電池セル６は筐体２０内に収容され、第１の壁は、電池セル６における筐体２０のトップカバー２０１に近く、かつトップカバー２０１に対向して設けられる壁である。

【0085】

第１の壁が電池セル６における筐体２０のトップカバー２０１に近く、かつトップカバー２０１に対向して設けられる壁である場合、圧力逃がし機構６５はトップカバー２０１に近づいて向かう。

【0086】

上述した技術案では、防護板８は圧力逃がし機構６５とトップカバー２０１との間に設けられる。電池セル６が熱暴走する場合に、圧力逃がし機構６５から電池セル６の内部の温度及び圧力を逃す場合、高分子マトリックス複合繊維である防護板８は、圧力逃がし機構６５から放出された高温高速の気固混合物を遮蔽し、電池２のトップカバー２０１を空気流衝撃と高温溶融から保護して、電池２の安全性を保護することができる。

【0087】

図５は、本願の一実施例の電池の筐体の半断面構造概略図である。図５に示すように、選択的に、防護板８はトップカバー２０１に一体に設けられる。

【0088】

防護板８はトップカバー２０１に一体に設けられ、即ち、防護板８はトップカバー２０１とともに電池２のトップカバー２０１として機能してもよく、防護板８は図５に示すように、単独で電池２のトップカバー２０１として機能してもよい。

【0089】

上述した技術案では、防護板８がトップカバー２０１とともに電池２のトップカバー２０１として機能する場合、電池２のトップカバー２０１は二層構造を有し、防護板８はトップカバー２０１を保護して、電池２の安全性をよりよく保護する。防護板８が単独で電池２のトップカバー２０１として機能する場合、防護板８は、電池２のトップカバー２０１を高温及び空気流衝撃から保護するのを維持することができるとともに、電池２の構造をより簡略化させ、電池２の生産コストを低減させることができる。

【0090】

図６は、本願の一実施例のトップカバーの概略図である。図６に示すように、防護板８がトップカバー２０１に一体に設けられる場合、トップカバー２０１は不定形状であってもよい。本願の実施例において、トップカバー２０１は方形状、円形などであってもよく、本願はこれについて限定せず、即ち、生産過程において、具体的な製品のニーズに応じて任意形状のトップカバー２０１と防護板８を製造することができる。

【0091】

選択的に、図４に示すように、防護板８はトップカバー２０１と第１の壁との間に設けられる。

【0092】

防護板８はトップカバー２０１と第１の壁との間に設けられ、即ち、圧力逃がし機構６５はトップカバー２０１に向かっており、防護板８はトップカバー２０１と圧力逃がし機構６５との間に設けられる。

【0093】

上述した技術案では、防護板８をトップカバー２０１と圧力逃がし構造６５との間に設けることにより、圧力逃がし機構６５はトップカバー２０１に向かう。このように、防護板８はトップカバー２０１を直接に保護することができ、圧力逃がし機構６５が正対するトップカバー２０１を高温と空気流の衝撃から保護して、電池２の安全性が保証される。

【0094】

続いて図４を参照し、選択的に、防護板８とトップカバー２０１の寸法は同じである。

【0095】

防護板８はトップカバー２０１と圧力逃がし構造６５との間に設けられ、かつ防護板８とトップカバー２０１の寸法は同じであることにより、防護板８はトップカバー２０１をよりよく保護することができる。

【0096】

上述した技術案では、防護板８はトップカバー２０１と圧力逃がし構造６５との間に設けられ、かつ防護板８とトップカバー２０１の寸法は同じであることにより、防護板８はトップカバー２０１をよりよく保護して、トップカバー２０１を圧力逃がし機構６５から放出された高温高速の気固混合物から保護することができるとともに、電池２の内部をシールする役割を果たすことができる。そして、防護板８とトップカバー２０１の寸法が同じである場合、装着作業に有利であり、装着の難しさを低減させる。

【0097】

図７は、本願の別の一実施例の電池の分解構造概略図である。図７に示すように、選択的に、防護板８の寸法はトップカバー２０１よりも小さい。

【0098】

上述した技術案では、防護板８はトップカバー２０１と圧力逃がし機構６５が設けられる第１の壁との間に設けられる。防護板８の寸法がトップカバー２０１よりも小さい場合、防護板８はトップカバー２０１を保護して電池２の安全性能を向上させることができるとともに、生産コストを低減させることもできる。

【0099】

図８は、本願の別の一実施例の電池の分解構造概略図である。図８に示すように、選択的に、防護板８はストリップ状であり、防護板８の第１の壁における投影は圧力逃がし機構６５を覆う。

【0100】

防護板８の形状は、図８に示すストリップ状であってもよく、円形又は他の任意形状であってもよく、防護板８の第１の壁における投影は圧力逃がし機構６５を覆い、電池２の筐体を保護する機能を発揮することができればよく、本願は防護板８の形状を限定しない。

【0101】

上述した技術案では、防護板８はトップカバー２０１と第１の壁との間に設けられる。防護板８がストリップ状であり、かつ第１の壁における投影が圧力逃がし機構６５を覆う場合、防護板８はトップカバー２０１をよく保護する効果を維持することができるとともに、コストをできる限り低減させることができ、非保護領域の材料の無駄使いを避ける。

【0102】

選択的に、防護板８はボルト又は接着剤によってトップカバー２０１に接続される。

【0103】

防護板８とトップカバー２０１の接続方式は様々であり、両者を固定することができればよく、本願はこれを限定しない。実際の生産過程において、簡単で作業性の良い接続方式を選択することにより、実際の運用において広く普及するのに有利である。

【0104】

上述した技術案では、ボルト又は接着剤を利用して防護板８とトップカバー２０１との間の接続を実現し、該接続方式は簡単で、作業性は良く、生産における広範な運用に有利である。

【0105】

図９は、本願の一実施例の電池の底壁の構造概略図である。図９に示すように、選択的に、電池セル６は筐体２０内に収容され、第１の壁は電池セル６における筐体２０の底壁２０２に近く、かつ底壁２０２に対向して設けられる壁である。

【0106】

第１の壁が電池セル６における筐体２０の底壁２０２に近く、かつ底壁２０２に対向して設けられる壁である場合、圧力逃がし機構６５は底壁２０２に近づいて向かう。

【0107】

上述した技術案では、防護板８は圧力逃がし機構６５と底壁２０２との間に設けられる。電池セル６が熱暴走すると、圧力逃がし機構６５は電池セル６の内部の温度及び圧力を逃す場合、高分子マトリックス複合繊維である防護板８は圧力逃がし機構６５から放出された高温高速の気固混合物を遮蔽し、電池２の底壁２０２を空気流衝撃及び高温溶融から保護して、電池２の安全性を保護することができる。

【0108】

図１０は、本願の他の一実施例の電池の筐体の半断面構造概略図である。図１０に示すように、選択的に、防護板８は底壁２０２に一体に設けられる。

【0109】

防護板８は底壁２０２に一体に設けられ、即ち、防護板８は底壁２０２とともに電池２の底壁２０２として機能してもよく、防護板８は図１０に示すように、単独で電池２の底壁２０２として機能してもよい。

【0110】

上述した技術案では、防護板８が底壁２０２とともに電池２の底壁２０２として機能する場合、電池２の底壁２０２は二層構造を有し、防護板８は底壁２０２を保護して、電池２の安全性をよりよく保護する。防護板８が単独で電池２の底壁２０２として機能する場合、防護板８は電池２の底壁２０２を高温と空気流衝撃から保護することができるとともに、電池２の構造をさらに簡略化させ、電池２の生産コストを低減させることができる。

【0111】

電池２の内部の圧力逃がし機構６５がトップカバー２０１のみに向かう場合、防護板８はトップカバー２０１に一体に設けられて電池２の安全性を保護し、圧力逃がし機構６５が底壁２０２のみに向かう場合、防護板８は底壁２０２に一体に設けられて電池２の安全性を保護する。電池２の内部の圧力逃がし機構６５がトップカバー２０１に向かうとともに、底壁２０２にも向かう場合、図１０に示すように、トップカバー２０１と底壁２０２にいずれも防護板８が設けられてもよい。本願は、防護板８の電池２における設置を具体的に限定せず、電池２における電池セル６の圧力逃がし機構６５が正対する壁には防護板８が存在すればよく、つまり、防護板８はトップカバー２０１、底壁２０２及び側壁であってもよい。また、防護板８は電池２におけるクロスメンバであってもよく、防護板８の具体的な位置は電池２における電池セル６の配列位置に応じて変更してもよく、実際の運用のニーズに応じて電池２における任意位置に設けられてもよい。

【0112】

選択的に、図９に示すように、防護板８は底壁２０２と第１の壁との間に設けられる。

【0113】

防護板８は底壁２０２と第１の壁との間に設けられ、即ち、圧力逃がし機構６５は底壁２０２に向かっており、防護板８は底壁２０２と圧力逃がし機構６５との間に設けられる。

【0114】

上述した技術案では、防護板８は底壁２０２と圧力逃がし構造６５との間に設けられ、圧力逃がし機構６５はトップカバー２０１に向かう。このように、防護板８は底壁２０２を直接に保護することができ、圧力逃がし機構６５が正対する底壁２０２を高温と空気流の衝撃から保護して、電池２の安全性が保証される。

【0115】

選択的に、図９に示すように、防護板８と第１の壁との間に熱管理部材６６が設けられ、熱管理部材６６は流体を収容して電池セル６の温度を調整するために用いられる。

【0116】

熱管理部材６６は流体を収容して電池セル６の温度を調整するために用いられる。ここでの流体は液体又はガスであってもよく、温度を調整することとは、電池セル６を加熱又は冷却することを指す。電池セル６を冷却又は降温させる場合、該熱管理部材６６は冷却流体を収容して電池セル６の温度を下げるために用いられ、この場合、熱管理部材６６は冷却部材、冷却システム又は冷却板などと呼ばれてもよく、収容される流体は冷却媒体又は冷却流体と呼ばれてもよく、より具体的には、冷却液又は冷却ガスと呼ばれてもよい。また、熱管理部材６６は加熱して電池セル６の温度を上昇するために用いられてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。選択的に、前記流体は、温度を調整する効果を向上させるように、循環して流れてもよい。選択的に、流体は水、水とエチレングリコールの混合液又は空気などであってもよい。

【0117】

上述した技術案では、防護板８は第１の壁と電池２の筐体との間に設けられ、又は防護板８は直接に電池２の筐体として機能し、これにより、電池２の筐体を高温と空気流衝撃から保護して、電池２の安全性を保護する。第１の壁と防護板８との間に電池セル６の温度を調整する熱管理部材を設けることにより、電池セル６のニーズに応じて、電池セル６の温度を調整して電池セル６を通常に動作させることができる。

【0118】

選択的に、熱管理部材６６に圧力逃がし機構６５に対向して設けられる脆弱領域６６１が設けられ、脆弱領域６６１は、圧力逃がし機構６５が動作する時に電池セル６の排出物によって破壊され、排出物が脆弱領域６６１を通過することを可能にするように配置される。

【0119】

脆弱領域６６１は、排出物によって容易に破壊される様々な設計を採用してもよく、本願の実施例はこれを限定しない。

【0120】

熱管理部材６６は、導熱材料からなり、流体を有する通路を含んでもよい。流体は流路を流れ、かつ導熱材料によって熱量を伝達することにより電池セル６の温度を調整する。本願の実施例において、脆弱領域６６１は導熱材料のみを有し流体を有しなくてもよく、既に薄い導熱材料層が形成されており、排出物によって破壊されやすい。例えば、脆弱領域６６１の底壁２０２に近い側は、脆弱領域６６１を形成するように、導熱材料層であってもよい。

【0121】

上述した技術案では、防護板８は第１の壁と電池２の筐体との間に設けられ、又は防護板８は直接に電池２の筐体として機能し、電池２の安全性を保護することができる。第１の壁と防護板８との間に熱管理部材６６を設けることにより、電池セル６の実際のニーズに応じて電池セル６の温度を調整して、電池セル６が通常に機能することを保証することができる。熱管理部材６６に脆弱領域６６１を設けることにより、空気流衝撃又は高温が脆弱領域６６１を破壊する場合、排出物は脆弱領域６６１を通って速やかに排出されて電池セル６から離れることができ、電池２への排出物の危険性を低減させ、電池２の安全性能を向上させる。

【0122】

図１１は、本願の他の一実施例の電池の底壁の分解構造概略図である。図１１に示すように、本願の１つの実施例では、防護板８と筐体２０との間に断熱部材６７が設けられる。

【0123】

上述した技術案では、圧力逃がし機構６５が設けられる第１の壁と筐体２０との間に防護板８を増設することにより、電池２の筐体２０を高温高速の空気流衝撃から保護することができる。防護板８と筐体２０との間に断熱部材６７をさらに設けることにより、筐体２０の温度をさらに低減させることができ、電池２の安全性を保護する。

【0124】

選択的に、空気部材６７は空気介在層である。

【0125】

断熱部材６７を増設することは、筐体２０の温度をさらに低減させるためであり、空気介在層を採用して断熱部材６７とする場合、電池２の内部の熱量を筐体２０に伝達することを大幅に低減させることができ、断熱効果は非常に顕著である。

【0126】

上述した技術案では、空気介在層を断熱部材６７として防護板８と筐体２０との間に設けることにより、筐体２０の温度をさらに低減させ、電池２の安全性能を向上させることができる。

【0127】

図１２は、本願の一実施例の繊維強化樹脂層の構造概略図である。図１２に示すように、選択的に、防護板８は多層の繊維強化樹脂層８１を含み、繊維強化樹脂層８１は繊維材料と樹脂材料とを複合して形成される。

【0128】

本願は、繊維材料と樹脂材料とを複合する過程について限定しない。例えば、単一の繊維材料層８１１を樹脂材料のスラリーに浸して、樹脂材料のスラリーを単一の繊維材料層８１１における繊維細孔８１２に充分に浸潤させ、そして、６０℃～１２０℃の温度条件で３～３０分間焼成することにより、繊維強化樹脂層８１を製造することができる。１～２０層の繊維強化樹脂層８１を積層し、０．１～１０Ｍｐａの圧力の条件で、１００℃～２００℃の温度条件で、熱間プレス成形して、防護板８を製造する。

【0129】

本願は、樹脂材料のスラリーの製造方法についても限定しない。例えば、本願の実施例において、樹脂材料のスラリーは、水性弾性塗料、樹脂材料、難燃剤、分散剤、カップリング剤、シリカ粉末、短繊維を質量比（３５～５５）：（１５～３４）：（１５～２０）：（１～３）：（０．５～３）：（１～３）：（０．５～３）で構成されてもよい。

【0130】

本願の実施例における繊維強化樹脂材料は、黒褐色であり、優れた耐酸性能、機械的性能、耐熱性能を有する材料であり、非常に高い温度でもその構造の完全性及び寸法の安定性を維持することができ、防腐工学、接着剤及び難燃剤に広く利用されている。

【0131】

上述した技術案では、繊維強化樹脂は耐高温、耐衝撃の材料である。該材料を採用して防護板８を製造し、防護板８を圧力逃がし機構６５と筐体２０との間に設けることにより、電池セル６の内部の高温と排出物が電池セル６から高速に飛び出す際に、防護板８は筐体２０を保護し、筐体２０を高温溶融と高速の排出物の衝撃から保護して、電池２の安全性を保護することができる。

【0132】

選択的に、樹脂材料は、シリコーン系エアロゲル変性樹脂又は耐高温難燃性樹脂である。

【0133】

本願の実施例における樹脂材料は、シリコーン系エアロゲル変性樹脂又は耐高温難燃性樹脂であってもよい。

【0134】

上述した技術案では、繊維と樹脂とを複合して形成された材料は耐高温と耐衝撃の性能を備える。シリコーン系エアロゲル変性樹脂又は耐高温難燃性樹脂という２種の材料を採用することにより、防護板８の耐高温と耐衝撃の性能をさらに向上させることができる。

【0135】

選択的に、繊維材料は、ガラス繊維、炭素繊維、石英繊維、高シリカ繊維、ケイ酸アルミナ繊維、ムライト繊維、炭化珪素繊維、窒化シリコン繊維、アルミナ繊維、窒化ホウ素繊維、バサルト繊維、ブルーサイト繊維、アタパルガイド繊維、ボロン繊維、カーボンナノチューブ、アラミド繊維、ポリイミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維などの繊維のうちの少なくとも１種であってもよい。

【0136】

選択的に、繊維材料はセラミックス繊維材料である。

【0137】

本願の実施例において、セラミックス繊維は、様々な繊維材料において優れた耐高温性能を持つ。

【0138】

上述した技術案では、繊維と樹脂とを複合して形成された材料は耐高温と耐衝撃の性能を備える。セラミックス繊維材料は他の繊維材料に比べ、より優れる耐高温性能を備える。

【0139】

選択的に、セラミックス繊維材料はシリカ又はアルミナである。

【0140】

上述した技術案では、シリカ又はアルミナを採用して製造された防護板８は、その耐高温性能が最も良い。

【0141】

選択的に、繊維材料の厚さは６～１００μｍである。

【0142】

上述した技術案では、厚さが６～１００μｍである繊維材料を採用することにより、防護板８は耐高温と耐衝撃の性能を備えるとともに、生産コストを低減させることもできる。

【0143】

選択的に、防護板８の厚さは０．２～５ｍｍである。

【0144】

上述した技術案では、厚さが０．２～５ｍｍである防護板８を採用することにより、防護板８は耐高温と耐衝撃の性能を備えるとともに、生産コストを低減させることもできる。

【0145】

本願の実施例は電力消費機器をさらに提供する。この電力消費機器は、上述した実施例における、電力を提供するための電池２を含む。

【0146】

以下、本願の実施例を説明する。以下に記述される実施例は例示的なものであり、本願を解釈するためのものに過ぎず、本願に対する制限として理解されるべきではない。実施例において具体的な技術や条件が明示されていない場合、本分野の文献に記述される技術、条件又は製品の説明書に従って行われるものとする。

【0147】

繊維強化樹脂材料によって製造された防護板に対して引張性能テストを行い、そのテスト結果を表１に示し、圧縮性能テストを行い、そのテスト結果を表２に示し、曲げ性能テストを行い、そのテスト結果を表３に示し、リブのせん断性能テストを行い、そのテスト結果を表４に示し、衝撃性能テストを行い、そのテスト結果を表５に示す。

【0148】

【表1】

【0149】

【表2】

【0150】

【表3】

【0151】

【表4】

【0152】

【表5】

【0153】

また、厚さが３ｍｍである防護板に対して硬さテストを行い、テスト結果は、ショアＤ硬さが８７であり、バーコル厚さが４６であることである。

【0154】

好ましい実施例を参考して本願を記述したが、本願の範囲を逸脱しない限り、様々な改良を行うことができ、かつ同等物によってそのうちの部材を置き換えることができる。特に、構造上に矛盾しない限り、各実施例において言及される各技術的特徴はいずれも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た特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に含まれるすべての技術案を含むものとする。

【符号の説明】

【0155】

１ 車両
２ 電池
６ 電池セル
８ 防護板
２０ 筐体
６１ 電極アセンブリ
６２ ハウジング
６３ 電極端子
６４ 接続ユニット
６５ 圧力逃がし機構
６６ 熱管理部材
６７ 断熱部材
８１ 繊維強化樹脂層
８１１ 繊維材料層
８１２ 繊維細孔
２０１ 第１の筐体部／トップカバー
２０２ 第２の筐体部／底壁
２０３ 収容空間
６２１ ケース
６２２ エンドカバー
６３１ 正電極端子
６３２ 負電極端子
６６１ 脆弱領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【手続補正書】

【提出日】2024-06-06

【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】

第１の壁に圧力逃がし機構（６５）が設けられる電池セル（６）と、前記圧力逃がし機構（６５）に対向して設けられる高分子マトリックス複合繊維板である防護板（８）と、を含むことを特徴とする電池。

【請求項2】

前記高分子マトリックス複合繊維板は繊維強化樹脂複合板であることを特徴とする請求項１に記載の電池。

【請求項3】

前記電池セル（６）は筐体（２０）内に収容され、前記第１の壁は、前記電池セル（６）の前記筐体（２０）のトップカバー（２０１）に近く、かつ前記トップカバー（２０１）に対向して設けられる壁であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。

【請求項4】

前記防護板（８）は前記トップカバー（２０１）に一体に設けられることを特徴とする請求項３に記載の電池。

【請求項5】

前記防護板（８）は前記トップカバー（２０１）と前記第１の壁との間に設けられることを特徴とする請求項３に記載の電池。

【請求項6】

前記防護板（８）と前記トップカバー（２０１）の寸法は同じであることを特徴とする請求項５に記載の電池。

【請求項7】

前記防護板（８）の寸法は前記トップカバー（２０１）よりも小さいことを特徴とする請求項５に記載の電池。

【請求項8】

前記防護板（８）はストリップ状であり、前記防護板（８）の前記第１の壁における投影は前記圧力逃がし機構（６５）を覆うことを特徴とする請求項５に記載の電池。

【請求項9】

前記防護板（８）はボルト又は接着剤によって前記トップカバー（２０１）に接続されることを特徴とする請求項６に記載の電池。

【請求項10】

前記電池セル（６）は筐体（２０）内に収容され、前記第１の壁は、前記電池セル（６）の前記筐体（２０）の底壁（２０２）に近く、かつ前記底壁（２０２）に対向して設けられる壁であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。

【請求項11】

前記防護板（８）は前記筐体（２０）の底壁（２０２）に一体に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の電池。

【請求項12】

前記防護板（８）は前記底壁（２０２）と前記第１の壁との間に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の電池。

【請求項13】

前記防護板（８）と前記第１の壁との間に熱管理部材（６６）が設けられ、前記熱管理部材（６６）は、前記電池セル（６）の温度を調整するように、流体を収容するために用いられる、ことを特徴とする請求項１２に記載の電池。

【請求項14】

前記熱管理部材（６６）に前記圧力逃がし機構（６５）に対向して設けられる脆弱領域（６６１）が設けられ、前記脆弱領域（６６１）は、前記圧力逃がし機構（６５）が動作する時に前記電池セル（６）の排出物によって破壊されて、前記排出物が前記脆弱領域（６６１）を通過することを可能にするように配置されることを特徴とする請求項１３に記載の電池。

【請求項15】

前記防護板（８）と前記筐体（２０）との間に断熱部材（６７）が設けられることを特徴とする請求項５に記載の電池。

【請求項16】

前記断熱部材（６７）は空気介在層であることを特徴とする請求項１５に記載の電池。

【請求項17】

前記防護板（８）は多層の繊維強化樹脂層（８１）を含み、前記繊維強化樹脂層（８１）は、繊維材料と樹脂材料とを複合して形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。

【請求項18】

前記樹脂材料は、シリコーン系エアロゲル変性樹脂又は耐高温難燃性樹脂であることを特徴とする請求項１７に記載の電池。

【請求項19】

前記繊維材料は、ガラス繊維、セラミックス繊維、炭素繊維、石英繊維、高シリカ繊維、ケイ酸アルミナ繊維、ムライト繊維、炭化珪素繊維、窒化シリコン繊維、アルミナ繊維、窒化ホウ素繊維、バサルト繊維、ブルーサイト繊維、アタパルガイド繊維、ボロン繊維、カーボンナノチューブ繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、超高分子量ポリエチレン繊維など繊維のうちの少なくとも１種であることを特徴とする請求項１７に記載の電池。

【請求項20】

前記繊維材料はセラミックス繊維材料であることを特徴とする請求項１９に記載の電池。

【請求項21】

前記セラミックス繊維材料はシリカ又はアルミナであることを特徴とする請求項２０に記載の電池。

【請求項22】

前記繊維材料の厚さは６～１００μｍであることを特徴とする請求項１７に記載の電池。

【請求項23】

前記防護板（８）の厚さは０．２～５ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。

【請求項24】

請求項１又は２に記載される電力を提供するための電池（２）を含む電力消費機器。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0076】

該電池セル６では、実際の使用ニーズに応じて、単一の電極アセンブリ６１が設けられてもよく、複数の電極アセンブリ６１が設けられてもよく、図３に示すように、電池セル６内に４つの独立する電極アセンブリ６１が設けられる。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0081】

上述した技術案では、圧力逃がし機構６５を防護板８に対向して設けることにより、電池セル６の内部に熱暴走が発生する場合、高分子マトリックス複合繊維である防護板８は、圧力逃がし機構６５から放出された高温高速の気固混合物を遮蔽し、電池ケースを空気流衝撃と高温溶融から保護して、電池２の安全性を保証することができる。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０１２４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0124】

選択的に、断熱部材６７は空気介在層である。

【国際調査報告】