DE202022002791U1 - Batterie, Batteriepack und Fahrzeug damit - Google Patents

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Abstract

Batterie, aufweisend
eine Elektrodenbaugruppe mit einer ersten Elektrode, einer zweiten Elektrode und einem Separator, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist und um eine Wicklungsachse gewickelt ist, die einen Kern und eine Außenumfangsfläche definiert, wobei die erste Elektrode einen ersten Aktivmassenbereich, der entlang einer Wicklungsrichtung mit einer Aktivmassenschicht beschichtet ist, und einen ersten unbeschichteten Bereich aufweist, der nicht mit der Aktivmassenschicht beschichtet ist, und zumindest ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs selbst als eine Elektrodenlasche verwendet wird;
einen ersten Stromabnehmer, der an zumindest einen Teil des ersten unbeschichteten Bereichs an der Elektrodenbaugruppe gekoppelt ist;
ein Batteriegehäuse zum Aufnehmen der Elektrodenbaugruppe und des ersten Stromabnehmers; und
einen Isolator, der zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich und/oder dem ersten Stromabnehmer und einer Innenfläche des Batteriegehäuses angeordnet ist, die dem ersten unbeschichteten Bereich und/oder dem ersten Stromabnehmer zugewandt ist, im eine elektrische Verbindung zwischen dem Batteriegehäuse und dem ersten unbeschichteten Bereich und/oder dem ersten Stromabnehmer zu verhindern.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Batterie, einen Batteriepack und ein Fahrzeug damit. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung eine Batterie mit einer Struktur, bei der ein positiver Elektrodenanschluss und ein negativer Elektrodenanschluss nahe beieinander auf einer einzigen Seite der Batterie angeordnet sind, ohne die Struktur vorhandener Batterie stark zu verändern, und einen Batteriepack sowie ein Fahrzeug damit.
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der am 19. Januar 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0007278 , der am 19. Februar 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0022897 , der am 19. Februar 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0022894 , der am 19. Februar 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0022891 , der am 19. Februar 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0022881 , der am 19. Februar 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0024424 , der am 23. Februar 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0030300 , der am 8. März 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0030291 , der am 8. März 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0046798 , der am 9. April 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0058183 , der am 4. Mai 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0077046 , der am 14. Juni 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0084326 , der am 28. Juni 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0131225 , der am 1. Oktober 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0131215 , der am 1. Oktober 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0131205 , der am 1. Oktober 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0131208 , der am 1. Oktober 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0131207 , der am 1. Oktober 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0137001 , der am 14. Oktober 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0137856 , der am 15. Oktober 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0142196 , der am 22. Oktober 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0153472 , der am 9. November 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0160823 , der am 19. November 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0163809 , der am 24. November 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0165866 , der am 26. November 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0172446 , der am 3. Dezember 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0177091 , der am 10. Dezember 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0194593 , der am 31. Dezember 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0194610 , der am 31. Dezember 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0194512 , der am 31. Dezember 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0194611 , der am 31. Dezember 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0194612 , der am 31. Dezember 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0194622 , der am 31. Dezember 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0001822 und der am 31. Dezember 2021 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2021-0194612 .
  • Stand der Technik
  • Bei einer Batterie kann eine Jellyroll-Struktur mit einer positiven Elektrodenlasche und einer negativen Elektrodenlasche, die sich entlang der Höhenrichtung eines Batteriegehäuses nach oben bzw. nach unten erstrecken, verwendet werden, um die Stromsammeleffizienz zu maximieren.
  • Gemäß der oben beschriebenen Struktur erstrecken sich die positive Elektrodenlasche und die negative Elektrodenlasche zu zwei Seiten der Jellyroll-Struktur in der Höhenrichtung, so dass die Möglichkeit besteht, dass die positive Elektrodenlasche das Batteriegehäuse berühren kann. Wenn das Batteriegehäuse elektrisch mit der negativen Elektrodenlasche verbunden ist, kann im Falle eines zusätzlichen Kontakts zwischen der positiven Elektrodenlasche und dem Batteriegehäuse ein Kurzschluss auftreten. Wenn in der Batterie ein Kurzschluss auftritt, kann eine Erhitzung oder Explosion der Batterie erfolgen. Demnach ist ein Isolierelement erforderlich, um den elektrischen Kontakt zwischen der positiven Elektrodenlasche, die sich nach oben erstreckt, und dem Batteriegehäuse wirksam zu verhindern.
  • Demnach besteht ein Bedarf für einen Ansatz zum Bereitstellen einer Batterie mit einem niedrigen Innenwiderstand der Batterie und einem niedrigen Kurzschlussrisiko und einen Batteriepack sowie ein Fahrzeug mit selbigen.
  • Zusätzlich kann die Batterie mit der oben beschriebenen Struktur einen Hohlraum aufweisen, insbesondere zwischen der positiven Elektrodenlasche und der oberen Fläche des Batteriegehäuses oder zwischen dem Stromabnehmer der positiven Elektrode und der oberen Fläche des Batteriegehäuses. Dieser Hohlraum kann bewirken, dass sich die Jellyroll-Struktur innerhalb des Batteriegehäuses bewegt, insbesondere entlang der Vertikalrichtung, d. h. der Höhenrichtung der Batterie. Wenn sich die Jellyroll-Struktur in der Vertikalrichtung bewegt, kann eine Beschädigung des Kopplungsteils zwischen dem Stromabnehmer und dem unbeschichteten Bereich erfolgen, und darüber hinaus kann eine Beschädigung des Kopplungsteils zwischen dem Stromabnehmer und dem Batteriegehäuse und des Kopplungsteils zwischen dem Stromabnehmer und dem Anschluss erfolgen.
  • Demnach ist es notwendig, den Bewegungsraum der Jellyroll-Struktur zu minimieren. Zusätzlich kann bei Verwendung einer zusätzlichen Komponente, die verwendet wird, um den Bewegungsraum der Jellyroll-Struktur zu reduzieren, die Verfahrenskomplexität zunehmen und die Herstellungskosten steigen, und Demnach besteht ein Bedarf, das Problem durch eine gute Verwendung einer vorhandenen Komponente zu lösen.
  • Währenddessen nimmt bei der Verwendung von Batterien in Elektrofahrzeugen der Formfaktor von Batterien zu. Das heißt, dass im Vergleich zu den vorhandenen 1865, 2170-Formfaktor-Batterien der Durchmesser und die Höhe von Batterien zunehmen. Der erhöhte Formfaktor führt zu einer erhöhten Energiedichte, einer erhöhten Sicherheit gegen thermisches Durchgehen und einer verbesserten Kühleffizienz.
  • Die Energiedichte von Batterien kann weiter erhöht werden, indem unnötiger Raum innerhalb des Batteriegehäuses mit zunehmendem Formfaktor minimiert wird. Demnach ist es erforderlich, den Aufbau einer Komponente zur elektrischen Isolierung zwischen der Elektrodenbaugruppe und dem Batteriegehäuse zu optimieren, um eine elektrische Isolierung sicherzustellen und die Batteriekapazität zu erhöhen.
  • BESCHREIBUNG
  • Technische Aufgabe
  • Die vorliegende Offenbarung soll das oben beschriebene Problem lösen, und daher zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, den Innenwiderstand einer Batterie zu reduzieren und einen internen Kurzschluss wirksam zu verhindern.
  • Darüber hinaus zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, eine Beschädigung in einem elektrischen Kopplungsteil aufgrund von Bewegung einer Elektrodenbaugruppe in einem Batteriegehäuse zu verhindern.
  • Darüber hinaus zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, Bewegungen einer Elektrodenbaugruppe zu verhindern, unter Verwendung vorhandener Komponenten bei der Herstellung einer Batterie, wobei eine Erhöhung der Herstellungsprozesskomplexität und der Herstellungskosten durch eine Verwendung zusätzlicher Komponente verhindert wird.
  • Darüber hinaus zielt die vorliegende Offenbarung darauf ab, die Struktur einer Komponente zur elektrischen Isolierung der Elektrodenbaugruppe zu optimieren, um unnötigen Raum innerhalb von Batterien mit größerem Formfaktor zu minimieren, um die Energiedichte zu maximieren.
  • Das technische Problem der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht auf das oben beschriebene Problem beschränkt, und andere Probleme, die hier nicht erwähnt sind, gehen für Fachleuten aus der folgenden Beschreibung klar hervor.
  • Technische Lösung
  • Um das oben beschriebene Problem zu lösen, umfasst eine Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Elektrodenbaugruppe, die eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und einen Separator umfasst, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist, die um eine Wicklungsachse gewickelt sind, die einen Kern und eine äußere Umfangsfläche definiert, wobei die erste Elektrode einen ersten Bereich aus Aktivmasse, der mit einer Aktivmasseschicht entlang einer Wicklungsrichtung beschichtet ist, und einen ersten unbeschichteten Bereich umfasst, der nicht mit der Aktivmassenschicht beschichtet ist, und mindestens ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs selbst als eine Elektrodenlasche verwendet wird; einen ersten Stromabnehmer, der mit mindestens einem Teil des ersten unbeschichteten Bereichs auf der Elektrodenbaugruppe gekoppelt ist; ein Batteriegehäuse, um die Elektrodenbaugruppe und den ersten Stromabnehmer aufzunehmen; und einen Isolator, der zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich und/oder dem ersten Stromabnehmer und einer Innenfläche des Batteriegehäuses angeordnet ist, die dem mindestens einen des ersten unbeschichteten Bereichs und des ersten Stromabnehmers zugewandt ist, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Batteriegehäuse und dem mindestens einen des ersten unbeschichteten Bereich und dem ersten Stromabnehmer zu verhindern.
  • In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Isolator einen ersten Abdeckungsabschnitt, der ein Ende des ersten unbeschichteten Bereichs und/oder eine Fläche des ersten Stromabnehmers abdeckt, die der Innenfläche des Batteriegehäuses zugewandt ist; und einen zweiten Abdeckungsabschnitt umfassen, der einen oberen Teil der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe abdeckt.
  • Vorzugsweise kann sich der zweite Abdeckungsabschnitt von einem Außenumfang des ersten Abdeckungsabschnitts vertikal nach unten erstrecken.
  • Vorzugsweise kann der erste Stromabnehmer an den ersten unbeschichteten Bereich an der Elektrodenbaugruppe gekoppelt sein und zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich und dem Isolator angeordnet sein.
  • Hier kann der erste Abdeckungsabschnitt eine Fläche des ersten Stromabnehmers abdecken, die einer oberen Innenfläche des Batteriegehäuses zugewandt ist.
  • Vorzugsweise kann der erste Abdeckungsabschnitt eine Dicke aufweisen, die einem Abstand zwischen dem ersten Stromabnehmer und einer oberen Innenfläche des Batteriegehäuses entspricht.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann zumindest ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs in eine Vielzahl von Segmenten entlang der Wicklungsrichtung der Elektrodenbaugruppe aufgeteilt sein.
  • Hier kann die Vielzahl von Segmenten entlang einer Radialrichtung der Elektrodenbaugruppe gebogen sein.
  • Vorzugsweise kann die Vielzahl von Segmenten einander entlang einer Radialrichtung der Elektrodenbaugruppe in mehreren Lagen überlappen.
  • In diesem Fall kann der Isolator einen ersten Abdeckungsabschnitt, der zwischen einer gebogenen Fläche, die durch die Biegung der Vielzahl von Segmenten des ersten unbeschichteten Bereichs gebildet ist, und der Innenfläche des Batteriegehäuses und/oder zwischen dem ersten Stromabnehmer und der Innenfläche des Batteriegehäuses angeordnet ist; und einen zweiten Abdeckungsabschnitt umfassen, der einen oberen Teil einer Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe abdeckt.
  • Hier kann der erste Stromabnehmer an die gebogene Fläche an der Elektrodenbaugruppe gekoppelt sein und zwischen der gebogenen Fläche und dem Isolator angeordnet sein.
  • Vorzugsweise kann der erste Abdeckungsabschnitt eine Fläche des ersten Stromabnehmers abdecken, die einer oberen Innenfläche des Batteriegehäuses zugewandt ist.
  • Vorzugsweise kann der erste Abdeckungsabschnitt eine Dicke aufweisen, die einem Abstand zwischen dem ersten Stromabnehmer und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses entspricht.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der zweite Abdeckungsabschnitt eine gesamte freiliegende äußerste Seite des ersten unbeschichteten Bereichs abdecken, um zu verhindern, dass der erste unbeschichtete Bereich zu einer Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses hin freiliegt.
  • Zum Beispiel kann eine verlängerte Länge des zweiten Abdeckungsabschnitts größer oder gleich einer verlängerten Länge des ersten unbeschichteten Bereichs sein.
  • Vorzugsweise kann eine verlängerte Länge des zweiten Abdeckungsabschnitts größer oder gleich einer Länge von einem unteren Endpunkt einer Schnittlinie zwischen der Vielzahl von Segmenten zu einer Biegungsstelle der Vielzahl von Segmenten sein.
  • Vorzugsweise kann ein unteres Ende des zweiten Abdeckungsabschnitts an einer niedrigeren Stelle als ein unteres Ende des ersten unbeschichteten Bereichs angeordnet sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Isolator ein isolierendes Polymermaterial umfassen.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Isolator aus einem Material mit elastischen Eigenschaften gebildet sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Isolator eine zentrale Öffnung mit einem vorbestimmten Durchmesser in einem Zentrum des ersten Abdeckungsabschnitts aufweisen.
  • Hier können ein Zentrum des ersten Stromabnehmers und das Wicklungszentrum der Elektrodenbaugruppe auf einer gleichen Linie angeordnet sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ein Durchmesser des ersten Stromabnehmers kleiner oder gleich dem Durchmesser der zentralen Öffnung des Isolators sein.
  • Vorzugsweise kann der Durchmesser des ersten Stromabnehmers größer als ein Durchmesser einer zentralen Wicklungsöffnung der Elektrodenbaugruppe sein.
  • Vorzugsweise kann der erste Abdeckungsabschnitt eine Dicke aufweisen, die einem Abstand zwischen einem Ende des ersten unbeschichteten Bereichs und einer oberen Innenfläche des Batteriegehäuses entspricht.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann zumindest ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs in eine Vielzahl von Segmenten entlang der Wicklungsrichtung der Elektrodenbaugruppe aufgeteilt sein.
  • Hier kann die Vielzahl von Segmenten entlang einer Radialrichtung der Elektrodenbaugruppe gebogen sein.
  • Vorzugsweise kann die Vielzahl von Segmenten einander entlang einer Radialrichtung der Elektrodenbaugruppe in mehreren Lagen überlappen.
  • Vorzugsweise kann der erste Abdeckungsabschnitt zwischen einer gebogenen Fläche, die durch die Biegung der Vielzahl von Segmenten des ersten unbeschichteten Bereichs gebildet wird, die einer oberen Innenfläche des Batteriegehäuses zugewandt ist, und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses angeordnet sein.
  • Vorzugsweise kann der erste Abdeckungsabschnitt eine Dicke aufweisen, die einem Abstand zwischen der gebogenen Fläche und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses entspricht.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Batterie ferner einen Anschluss umfassen, der elektrisch mit dem ersten unbeschichteten Bereich verbunden ist, wobei zumindest ein Teil des Anschlusses durch eine Durchgangsöffnung an der Oberseite des Batteriegehäuses freiliegt.
  • In diesem Fall kann der Anschluss einen in die Durchgangsöffnung eingesetzten Körperabschnitt umfassen: einen äußeren Flanschabschnitt, der sich von einem Seitenumfang des durch eine obere Außenfläche des Batteriegehäuses freiliegenden Körperabschnitts, entlang der Außenfläche erstreckt; einen inneren Flanschabschnitt, der sich von einem gegenüberliegenden Seitenumfang des durch eine obere Innenfläche des Batteriegehäuses freiliegenden Körperabschnitts zur Innenfläche erstreckt; und einen flachen Abschnitt, der innerhalb des inneren Flanschabschnitts vorgesehen ist.
  • Vorzugsweise können der flache Abschnitt und die obere Innenfläche des Batteriegehäuses parallel zueinander sein.
  • Vorzugsweise können der flache Abschnitt und der erste Stromabnehmer parallel zueinander sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung können der Körperabschnitt, der innere Flanschabschnitt und der flache Abschnitt des Anschlusses durch die Durchgangsöffnung in das Batteriegehäuse eingeführt sein.
  • Beispielsweise kann der innere Flanschabschnitt an die obere Innenfläche des Batteriegehäuses genietet und befestigt sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Durchmesser der zentralen Öffnung des Isolators größer oder gleich einem Durchmesser des Körperabschnitts sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Durchmesser der zentralen Öffnung des Isolators größer oder gleich einem Durchmesser des inneren Flanschabschnitts sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Körperabschnitt des Anschlusses durch die zentrale Öffnung des Isolators verlaufen.
  • Vorzugsweise kann der flache Abschnitt des Anschlusses durch die zentrale Öffnung des Isolators elektrisch an den ersten Stromabnehmer gekoppelt sein.
  • Beispielsweise kann der flache Abschnitt des Anschlusses durch Schweißen an den ersten Stromabnehmer gekoppelt sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Batterie ferner eine Isolierdichtung umfassen, die zwischen dem Batteriegehäuse und dem Anschluss angeordnet ist, um die elektrische Verbindung zwischen dem Batteriegehäuse und dem Anschluss zu verhindern.
  • Vorzugsweise kann die Isolierdichtung mit dem Isolator verbunden und einstückig damit ausgebildet sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Batterie ferner einen Seitenabstandshalter umfassen, der mindestens einen Teil einer Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe abdeckt und eine Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses kontaktiert.
  • Hier kann der Seitenabstandshalter zumindest einen Teil einer Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe entlang eines Außenumfangs der Elektrodenbaugruppe abdecken.
  • Vorzugsweise kann der Seitenabstandshalter eine Dicke aufweisen, die einem Abstand zwischen einer Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe und einer Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses entspricht.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Seitenabstandshalter mit dem Isolator verbunden und einstückig damit ausgebildet sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Seitenabstandshalter ein isolierendes Polymermaterial umfassen.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Seitenabstandshalter aus einem Material mit elastischen Eigenschaften gebildet sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die zweite Elektrode einen zweiten Aktivmassenbereich, der entlang der Wicklungsrichtung mit einer Aktivmassenschicht beschichtet ist, und einen zweiten unbeschichteten Bereich aufweisen, der nicht mit der Aktivmassenschicht beschichtet ist, und zumindest ein Teil des zweiten unbeschichteten Bereichs selbst kann als eine Elektrodenlasche verwendet werden.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Batterie ferner einen zweiten Stromabnehmer umfassen, der unterhalb der Elektrodenbaugruppe an den zweiten unbeschichteten Bereich gekoppelt ist.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann das Batteriegehäuse einen Sickenabschnitt aufweisen, der an einem Ende benachbart zu einem an der Unterseite gebildeten Öffnungsabschnitt gebildet und nach innen eingepresst ist; und einen Crimpabschnitt aufweisen, der an einer Seite gebildet ist, die näher am Öffnungsabschnitt liegt als der Sickenabschnitt, und der sich zum Öffnungsabschnitt hin erstreckt und gebogen ist.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der zweite Stromabnehmer zumindest einen Laschen-Kopplungsabschnitt aufweisen, der an den zweiten unbeschichteten Bereich gekoppelt ist; und zumindest einen Gehäuse-Kopplungsabschnitt, der elektrisch an den Sickenabschnitt der Innenfläche des Batteriegehäuses gekoppelt ist.
  • Vorzugsweise kann der Gehäuse-Kopplungsabschnitt durch den Crimpabschnitt komprimiert und fixiert sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der Gehäuse-Kopplungsabschnitt durch Schweißen an den Sickenabschnitt gekoppelt sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Batterie ferner eine Kappe zum Bedecken des Öffnungsabschnitts des Batteriegehäuses aufweisen.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Batterie ferner einen unteren Abstandshalter umfassen, der zwischen der Kappe und dem zweiten Stromabnehmer angeordnet ist, um eine Bewegung der Elektrodenbaugruppe zu verhindern.
  • Vorzugsweise kann der untere Abstandshalter eine Höhe aufweisen, die zu einem Abstand zwischen dem zweiten Stromabnehmer und der Kappe korrespondiert.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der untere Abstandshalter ein isolierendes Polymermaterial umfassen.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der untere Abstandshalter aus einem Material mit elastischen Eigenschaften gebildet sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann sich eine Dicke des ersten Abdeckungsabschnitts von einer Dicke des zweiten Abdeckungsabschnitts unterscheiden.
  • Vorzugsweise kann eine Dicke des zweiten Abdeckungsabschnitts kleiner als eine Dicke des ersten Abdeckungsabschnitts sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann der erste Abdeckungsabschnitt einen runden Abschnitt mit einem vorbestimmten Krümmungsradius an einem Außenumfang des ersten Abdeckungsabschnitts umfassen.
  • Vorzugsweise kann der runde Abschnitt an einem Schnittpunkt zwischen einer oberen Fläche des ersten Abdeckungsabschnitts und einer Seite des zweiten Abdeckungsabschnitts gebildet sein.
  • Vorzugsweise kann der Krümmungsradius des runden Abschnitts kleiner oder gleich einem Krümmungsradius sein, der an dem Schnittpunkt zwischen der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses und der Seite des Batteriegehäuses gebildet ist.
  • Vorzugsweise kann der runde Abschnitt spaltfrei in engen Kontakt mit der Innenfläche des Batteriegehäuses kommen.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung können der erste Abdeckungsabschnitt und der zweite Abdeckungsabschnitt einstückig ausgebildet sein.
  • Alternativ können der erste Abdeckungsabschnitt und der zweite Abdeckungsabschnitt separat gebildet und miteinander kombiniert sein.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann die Isolierdichtung einen Dichtungsfreilegungsabschnitt, der zwischen dem äußeren Flanschabschnitt und dem Batteriegehäuse angeordnet ist; und einen Dichtungseinsetzabschnitt aufweisen, der zwischen dem inneren Flanschabschnitt und dem Batteriegehäuse angeordnet ist.
  • Vorzugsweise können der Dichtungsfreilegungsabschnitt und der Dichtungseinsetzabschnitt für jede Stelle unterschiedliche Dicken aufweisen.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner eine Vielzahl von Öffnungen mit einem kleineren Durchmesser als die zentrale Öffnung um die zentrale Öffnung des ersten Abdeckungsabschnitts herum gebildet sein.
  • Unterdessen weist ein Batteriepack gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Vielzahl von Batterien gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wie oben beschrieben und ein Packgehäuse zum Aufnehmen der Vielzahl von Batterien auf.
  • Ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung weist den Batteriepack gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wie oben beschrieben auf.
  • Vorteile
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine Batteriestruktur mit einer Struktur bereitzustellen, bei der in der gleichen Richtung ein positiver Elektrodenanschluss und ein negativer Elektrodenanschluss verwendet werden, wodurch eine elektrische Verbindungsstruktur für eine Vielzahl von Batterien vereinfacht wird.
  • Zusätzlich ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, einen internen Kurzschluss einer Batterie wirksam zu verhindern, indem der elektrische Kontakt zwischen dem unbeschichteten Bereich und dem Batteriegehäuse verhindert wird.
  • Darüber hinaus ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, die Bewegung der Elektrodenbaugruppe in dem Batteriegehäuse zu minimieren, wodurch eine Beschädigung in einem elektrischen Kopplungsteil verhindert wird.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, eine ausreichende Fläche zum Schweißen zwischen dem Elektrodenanschluss der Batterie und einer elektrischen Verbindungskomponente wie etwa einer Sammelschiene bereitzustellen, wodurch eine ausreichende Verbindungsfestigkeit zwischen dem Elektrodenanschluss und der elektrischen Verbindungskomponente sichergestellt wird und der Widerstand an der Schweißverbindung zwischen der elektrischen Verbindungskomponente und dem Elektrodenanschluss auf ein gewünschtes Niveau reduziert wird.
  • Figurenliste
  • Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der nachfolgend beschriebenen detaillierten Beschreibung der vorliegenden Offenbarung dazu, ein weitergehendes Verständnis der technischen Aspekte der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen, und daher sollte die vorliegende Offenbarung nicht als auf die Zeichnungen beschränkt ausgelegt werden.
    • 1 ist eine Darstellung zum Beschreiben einer Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 2 ist eine vertikale Querschnittsansicht der Batterie von 1.
    • 3 ist eine perspektivische Ansicht, die das Innere der Batterie von 1 zeigt.
    • 4 ist eine Querschnittsansicht zum Beschreiben des Inneren der Batterie von 1.
    • 5a ist eine Darstellung zum Beschreiben einer Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 5b bis 5e sind Diagramme zum Beschreiben einer Batterie gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 6 und 7 sind Darstellungen zum Beschreiben einer Batterie gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 8 und 9 sind Darstellungen zum Beschreiben einer zylindrischen Sekundärbatterie gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
    • 10 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines Batteriepacks mit der Batterie von 1.
    • 11 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines Fahrzeugs mit dem Batteriepack von 10.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Zu Beginn der Beschreibung versteht es sich, dass die Begriffe oder Wörter, die in der Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen verwendet werden, nicht als auf allgemeine und wortwörtliche Bedeutungen beschränkt ausgelegt werden sollten, sondern vielmehr auf der Grundlage der Bedeutungen und Konzepte, die den technischen Aspekten der vorliegenden Offenbarung entsprechen, auf der Grundlage des Grundsatzes interpretiert werden sollten, dass der Erfinder die Begriffe für die beste Erklärung angemessen definieren darf.
  • Daher sind die hier beschriebenen Ausführungsformen und Veranschaulichungen, die in den Zeichnungen gezeigt sind, nur einige der am meisten bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, aber nicht dazu gedacht, die technischen Aspekte der vorliegenden Offenbarung vollständig zu beschreiben, so dass es sich versteht, dass verschiedene andere Entsprechungen und Modifikationen daran zum Zeitpunkt der Einreichung der Anmeldung vorgenommen worden sein könnten.
  • Zusätzlich können die beigefügten Zeichnungen, um das Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern, einige Elemente in übertriebenen Abmessungen, nicht in tatsächlichem Maßstab, veranschaulichen. Ferner kann dasselbe Element in verschiedenen Ausführungsformen mit demselben Bezugszeichen versehen sein.
  • Wenn zwei Komponenten als gleich bezeichnet werden, bedeutet dies, dass sie „im Wesentlichen gleich“ sind. Demnach kann „im Wesentlichen gleich“ alle Fälle umfassen, in denen die Abweichung in dem entsprechenden technischen Gebiet als ein niedriges Niveau angesehen wird, zum Beispiel eine Abweichung von 5 % oder weniger. Zusätzlich kann ein einheitlicher Parameter in einem vorbestimmten Bereich aus der Sicht des Durchschnitts einheitlich sein.
  • Obwohl die Begriffe erstes, zweites oder dergleichen verwendet werden, um verschiedene Elemente zu beschreiben, sind diese Elemente nicht durch die Begriffe beschränkt. Diese Begriffe werden verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden, und sofern nicht anders angegeben, kann ein erstes Element ein zweites Element sein.
  • In der gesamten Beschreibung kann jedes Element, sofern nicht anders angegeben, einzahlig oder mehrfach sein.
  • Wenn sich ein Element „über (oder unter)“ oder „auf (oder unter)“ einem anderen Element befindet, kann sich das Element auf einer oberen Fläche (oder einer unteren Fläche) des anderen Elements befinden, und Zwischenelemente können zwischen dem Element und dem anderen Element auf (oder unter) dem Element vorhanden sein.
  • Wenn zusätzlich ein Element als an ein anderes oder mit einem anderen Element „verbunden“, „gekoppelt“ oder „verknüpft“ bezeichnet wird, kann das Element direkt mit dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein, aber es versteht sich, dass Zwischenelemente zwischen jedem Element vorhanden sein können, oder jedes Element kann durch ein anderes Element miteinander „verbunden“, „gekoppelt“ oder „verknüpft“ sein.
  • In der gesamten Beschreibung bezieht sich „A und/oder B“ auf entweder A oder B oder sowohl A als auch B, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben, und „C bis D“ bezieht sich auf C oder größer und D oder kleiner, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.
  • Zur Vereinfachung der Beschreibung wird eine Richtung, die entlang einer Längsrichtung einer Wicklungsachse einer Elektrodenanordnung verläuft, die in einer Rollenform gewickelt ist, hier als eine Achsenrichtung Y bezeichnet. Zusätzlich wird eine Richtung um die Wicklungsachse hier als eine Umfangsrichtung oder Umfangsrichtung X bezeichnet. Zusätzlich wird eine Richtung, die sich der Wicklungsachse nähert oder von dieser weg zeigt, als eine Radialrichtung bezeichnet. Unter ihnen wird insbesondere die Richtung, die sich der Wicklungsachse nähert, als eine Zentripetalrichtung bezeichnet, und die Richtung, die von der Wicklungsachse weg zeigt, wird als eine Zentrifugalrichtung bezeichnet.
  • Unter Bezugnahme auf 1 bis 4, 8 und 9 weist eine Batterie 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Elektrodenbaugruppe 10, ein Batteriegehäuse 20, einen ersten Stromabnehmer 30 und einen Isolator 40 auf.
  • Zusätzlich zu den oben beschriebenen Elementen kann die Batterie 1 ferner einen Anschluss 50 und/oder eine Isolierdichtung 60 und/oder einen Seitenabstandshalter 70 und/oder einen zweiten Stromabnehmer 80 und/oder eine Kappe 90 und/oder eine Dichtung 100 und/oder einen unteren Abstandshalter 110 aufweisen.
  • Die Elektrodenbaugruppe 10 weist eine erste Elektrode mit einer ersten Polarität, eine zweite Elektrode mit einer zweiten Polarität und einen Separator auf, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist. Die erste Elektrode entspricht einer positiven oder negativen Elektrode, und die zweite Elektrode entspricht einer Elektrode mit der entgegengesetzten Polarität zu der ersten Elektrode.
  • Die Elektrodenbaugruppe 10 kann zum Beispiel eine gewickelte Form aufweisen. Das heißt, die Elektrodenbaugruppe 10 kann durch Wickeln eines Stapels um ein Wicklungszentrum C hergestellt werden, wobei der Stapel gebildet wird durch mindestens einfaches Stapeln der ersten Elektrode, der zweiten Elektrode und des Separators, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist. In diesem Fall kann ein zusätzlicher Separator auf der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 zur Isolierung von dem Batteriegehäuse 20 bereitgestellt werden. Die Elektrodenbaugruppe 10 kann ohne Einschränkung jede bekannte Wicklungsstruktur auf dem verwandten technischen Gebiet aufweisen.
  • Die erste Elektrode weist einen ersten Elektrodenstromabnehmer und einen ersten Aktivmassenbereich auf, der auf einer oder zwei Oberflächen des ersten Elektrodenstromabnehmers beschichtet ist. Ein unbeschichteter Bereich ohne ersten Aktivmassenbereich existiert an einem Ende in der Breitenrichtung des ersten Elektrodenstromkollektors (einer Richtung parallel zu der Z-Achse). Der unbeschichtete Bereich selbst wirkt als eine erste Elektrodenlasche. Der erste unbeschichtete Bereich 11 ist auf der Elektrodenbaugruppe 10 bereitgestellt, die in dem Batteriegehäuse 20 in der Höhenrichtung (der Richtung parallel zu der Z-Achse) aufgenommen ist.
  • Die zweite Elektrode weist einen zweiten Elektrodenstromabnehmer und einen zweiten Aktivmassenbereich auf, der auf einer oder zwei Oberflächen des zweiten Elektrodenstromabnehmers beschichtet ist. Ein unbeschichteter Bereich ohne zweiten Aktivmassenbereich existiert an dem in der Breitenrichtung anderen Ende des zweiten Elektrodenstromabnehmers (der Richtung parallel zu der Z-Achse). Der unbeschichtete Bereich selbst wirkt als eine zweite Elektrodenlasche. Der zweite unbeschichtete Bereich 12 ist unter der Elektrodenbaugruppe 10 bereitgestellt, die in dem Batteriegehäuse 20 in der Höhenrichtung (der Richtung parallel zu der Z-Achse) aufgenommen ist.
  • Das heißt, die Elektrodenbaugruppe 10 kann eine Elektrodenbaugruppe 10 sein, die die erste Elektrode, die zweite Elektrode und den Separator aufweist, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist und um die Wicklungsachse gewickelt ist, um einen Kern und eine Außenumfangsfläche zu definieren. In diesem Fall weist die erste Elektrode den ersten Aktivmassenbereich, der entlang der Wicklungsrichtung mit einer Aktivmassenschicht beschichtet ist, und den ersten unbeschichteten Bereich auf, der nicht mit der Aktivmassenschicht beschichtet ist, und zumindest ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs selbst kann als die Elektrodenlasche verwendet werden. Andererseits weist die zweite Elektrode den zweiten Aktivmassenbereich, der entlang der Wicklungsrichtung mit einer Aktivmassenschicht beschichtet ist, und den zweiten unbeschichteten Bereich auf, der nicht mit der Aktivmassenschicht beschichtet ist, und zumindest ein Teil des zweiten unbeschichteten Bereichs 12 selbst kann als die Elektrodenlasche verwendet werden.
  • Vorzugsweise kann die Elektrodenbaugruppe 10 eine gewickelte Elektrodenbaugruppe 10 sein, die eine Struktur aufweist, bei der der erste Elektrodenstromabnehmer und der zweite Stromabnehmer, die eine Blattform aufweisen, und der Separator, der zwischen dem ersten und dem zweiten Elektrodenstromabnehmer angeordnet ist, in einer Richtung aufgewickelt sind. Der erste Elektrodenstromabnehmer weist den ersten unbeschichteten Bereich 11 auf, der am Ende der langen Seite nicht mit der Aktivmassenschicht beschichtet ist, und zumindest ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs 11 selbst kann als die Elektrodenlasche verwendet werden. Zusätzlich weist der zweite Elektrodenstromabnehmer den zweiten unbeschichteten Bereich 12 auf, der am Ende der langen Seite nicht mit der Aktivmassenschicht beschichtet ist, und zumindest ein Teil des zweiten unbeschichteten Bereichs 12 selbst kann als die Elektrodenlasche verwendet werden.
  • Die Elektrodenbaugruppe 10 kann eine gewickelte Elektrodenbaugruppe sein, bei der sich der erste unbeschichtete Bereich 11 und der zweite unbeschichtete Bereich 12, die unterschiedliche Polaritäten aufweisen, in die entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Das heißt, der erste unbeschichtete Bereich 11 und der zweite unbeschichtete Bereich 12 können sich entlang der Breitenrichtung der Elektrodenbaugruppe 10, d. h. der Höhenrichtung der Batterie 1 (der Richtung parallel zu der Z-Achse), in entgegengesetzte Richtungen erstrecken und vorstehen.
  • In der vorliegenden Offenbarung kann eine Aktivmasse der positiven Elektrode, die auf einer positiven Elektrodenplatte beschichtet ist, und eine Aktivmasse der negativen Elektrode, die auf einer negativen Elektrodenplatte beschichtet ist, ohne Einschränkung jede bekannte Aktivmasse aus dem technischen Gebiet aufweisen, das zu der vorliegenden Offenbarung gehört.
  • In einem Beispiel kann die Aktivmasse der positiven Elektrode eine Alkalimetallverbindung aufweisen, die durch die Formel A[AxMy]O2+z dargestellt ist (A weist mindestens eines von Li, Na oder K auf; M umfasst mindestens eines, das aus Ni, Co, Mn, Ca, Mg, Al, Ti, Si, Fe, Mo, V, Zr, Zn, Cu, Al, Mo, Sc, Zr, Ru und Cr ausgewählt ist; x ≥ 0, 1 ≤ x + y≤ 2, 0,1 ≤ z ≤ 2; die stöchiometrischen Koeffizienten x, y und z sind so ausgewählt, dass die Verbindung elektrisch neutral bleibt).
  • In einem anderen Beispiel kann die Aktivmasse der positiven Elektrode eine Alkalimetallverbindung xLiM1O2-(1-x)Li2M2O3 sein (M1 umfasst mindestens ein Element mit einer durchschnittlichen dreiwertigen Oxidationsstufe; M2 umfasst mindestens ein Element mit einer durchschnittlichen vierwertigen Oxidationsstufe; 0 ≤ x ≤ 1), die durch US6,677,082 und US6,680,143 offenbart ist.
  • In noch einem anderen Beispiel kann die Aktivmasse der positiven Elektrode Lithiummetallphosphat sein, das durch die Formel LiaM1 xFe1-xM2 yP1-yM3zO4-z dargestellt ist (M1 umfasst mindestens eines, das aus Ti, Si, Mn, Co, Fe, V, Cr, Mo, Ni, Nd, Al, Mg und Al ausgewählt ist; M2 umfasst mindestens eines, das aus Ti, Si, Mn, Co, Fe, V, Cr, Mo, Ni, Nd, Al, Mg, Al, As, Sb, Si, Ge, V und S ausgewählt ist; M3 umfasst ein Halogengruppenelement, das optional F umfasst; 0 a ≤ 2, 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y 1, 0 ≤ z 1; die stöchiometrischen Koeffizienten a, x, y und z sind so ausgewählt, dass die Verbindung elektrisch neutral bleibt) oder Li3M2(PO4)3 [M umfasst mindestens eines, das aus Ti, Si, Mn, Fe, Co, V, Cr, Mo, Ni, Al, Mg und Al ausgewählt ist].
  • Vorzugsweise kann die Aktivmasse der positiven Elektrode Primärpartikel und/oder Sekundärpartikel aufweisen, die durch Agglomeration der Primärpartikel gebildet werden.
  • In einem Beispiel kann die Aktivmasse der negativen Elektrode eine Kohlenstoffmasse, Lithiummetall oder eine Lithiummetallverbindung, Silizium oder eine Siliziumverbindung, Zinn oder eine Zinnverbindung aufweisen. Metalloxid mit einem Potential von weniger als 2 V, wie etwa Tio2 und Sno2, kann als Aktivmasse der negativen Elektrode verwendet werden. Die Kohlenstoffmasse kann niedrigkristallinen Kohlenstoff oder hochkristallinen Kohlenstoff aufweisen.
  • Zum Beispiel kann der Separator einen porösen Polymerfilm aufweisen, der aus einem Polymer auf Polyolefinbasis hergestellt ist, wie etwa einem Ethylenhomopolymer, einem Propylenhomopolymer, einem Ethylen/Buten-Copolymer, einem Ethylen/Hexen-Copolymer und einem Ethylen/Methacrylat-Copolymer, die einzeln oder als Stapel verwendet werden. In einem anderen Beispiel kann der Separator einen üblichen porösen Vliesstoff aufweisen, zum Beispiel einen Vliesstoff, der aus Glasfasern mit hohem Schmelzpunkt und Polyethylenterephthalatfasern hergestellt ist.
  • Der Separator kann eine Beschichtungslage aus anorganischen Partikeln auf zumindest einer Oberfläche davon aufweisen. Zusätzlich kann der Separator selbst eine Beschichtungslage aus anorganischen Partikeln sein. Die Partikel, die die Beschichtungslage bilden, können mit einem Bindemittel aneinander gebunden sein, um ein interstitielles Volumen zwischen benachbarten Partikeln zu erzeugen.
  • Die anorganischen Partikel können anorganische Stoffe mit einer Dielektrizitätskonstante von 5 oder mehr sein. Nicht einschränkende Beispiele der anorganischen Partikel können mindestens ein Material umfassen, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Pb(Zr,Ti)O3 (PZT), Pb1-xLaxZr1-yTiyO3 (PLZT), PB(Mg3Nb2/3)O3-PbTiO3 (PMN-PT), BaTiO3, Hafniumoxid hafnia (HfO2), SrTiO3, TiO2, Al2O3, ZrO2, SnO2, CeO2, MgO, CaO, ZnO und Y2O3 besteht.
  • Ein Elektrolyt kann ein Salz mit einer Struktur von A+B- sein. Hier umfasst A+ ein Alkalimetallkation wie Li+, Na+, K+ oder eine Kombination davon. B- umfasst mindestens ein Anion, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus F-, Cl-, Br-, I-, NO3 -, N(CN)2 -, BF4 -, ClO4 -, AlO4 -, AlCl4 -, PF6 -, SbF6 -, AsF6 -, BF2C2O4 -, BC4O8 -, (CF3)2PF4 -, (CF3)3PF3 -, (CF3)4PF2 -, (CF3)5PF-, (CF3)6P-, CF3SO3 -, C4F9SO3 -, CF3CF2SO3 -, (CF3SO2)2N-, (FSO2)2N-, CF3CF2(CF3)2CO-, (CF3SO2)2CH-, (SF5)3C-, (CF3SO2)3C-, CF3(CF2)7SO3 -, CF3CO2 -, CH3CO2 -, SCN- und (CF3CF2SO2)2N- besteht.
  • Der Elektrolyt kann durch Auflösen in einem organischen Lösungsmittel verwendet werden. Das organische Lösungsmittel kann mindestens eines von Propylencarbonat (PC), Ethylencarbonat (EC), Diethylcarbonat (DEC), Dimethylcarbonat (DMC), Dipropylcarbonat (DPC), Dimethylsulfoxid, Acetonitril, Dimethoxyethan, Diethoxyethan, Tetrahydrofuran, N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP), Ethylmethylcarbonat (EMC) oder γ-Butyrolacton umfassen.
  • Derweil kann zumindest ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs 11 entlang der Wicklungsrichtung der Elektrodenbaugruppe 10 in eine Vielzahl von Segmenten aufgeteilt sein. Die Segmente können zum Beispiel eine trapezförmige Form, eine quadratische oder rechteckige Form, eine Parallelogrammform, eine halbkreisförmige Form und eine halbovale Form aufweisen und können wiederholt in einem vorbestimmten Intervall entlang der Wicklungsrichtung angeordnet sein. Die Segmente können eine größere untere Breite als eine obere Breite aufweisen und die Breite kann von unten nach oben (d. h. in der z-Richtung von 2) allmählich und/oder schrittweise zunehmen. Die Vielzahl von Segmenten kann entlang der Radialrichtung der Elektrodenbaugruppe 10 gebogen sein. Hier bezieht sich die Radialrichtung auf eine Richtung zum Kern der Elektrodenbaugruppe 10 oder eine Richtung zum Außenumfang der Elektrodenbaugruppe 10. Zum Beispiel kann, wie in 5b gezeigt, die Vielzahl von Segmenten zum Kern hin gebogen sein. Zusätzlich kann die Vielzahl von Segmenten einander in mehreren Lagen überlappen. Vorzugsweise kann die Vielzahl von Segmenten einander entlang der Radialrichtung der Elektrodenbaugruppe 10 in mehreren Lagen überlappen. Unterdessen kann die Vielzahl von Segmenten durch einen Laser gekerbt sein. Die Segmente können durch den bekannten Metallfolienschneidprozess, zum Beispiel Ultraschallschneiden oder -stanzen, gebildet werden.
  • Es ist wünschenswert, eine vorbestimmte Lücke zwischen dem unteren Ende der Schnittlinie zwischen den Segmenten und der Aktivmaterialschicht zu bilden, um eine Beschädigung der Aktivmaterialschicht beim Biegen des ersten unbeschichteten Bereichs 11 zu verhindern. Dies liegt daran, dass sich Spannung auf oder nahe dem unteren Ende der Schnittlinie konzentriert, wenn der erste unbeschichtete Bereich 11 gebogen wird. Zusätzlich liegt dies daran, dass es schwierig ist, ein Muster beim Schneiden durch einen Laser zu bilden. Die Lücke misst vorzugsweise 0,2 bis 4 mm. Wenn die Lücke auf den entsprechenden numerischen Bereich eingestellt ist, ist es möglich, eine Beschädigung der Aktivmaterialschicht nahe dem unteren Ende der Schnittlinie aufgrund der beim Biegen des ersten unbeschichteten Bereichs 11 auftretenden Spannung zu verhindern. Zusätzlich kann die Lücke eine Beschädigung der Aktivmaterialschicht durch den Zwischenraum beim Kerben oder Schneiden der Segmente verhindern.
  • Die Biegerichtung des ersten unbeschichteten Bereichs 11 kann beispielsweise eine Richtung zum Wicklungszentrum C der Elektrodenbaugruppe 10 sein. Wenn der erste unbeschichtete Bereich 11 die wie oben beschriebene gebogene Form aufweist, reduziert sich der von dem ersten unbeschichteten Bereich 11 eingenommene Raum, wodurch die Energiedichte verbessert wird. Zusätzlich kann die erhöhte Kopplungsfläche zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich 11 und dem ersten Stromabnehmer 30 zu einer weiter verbesserten Kopplungsfestigkeit und einem zusätzlichen Effekt reduzierten Widerstands führen.
  • Obwohl die Biegung und Überlappung des ersten unbeschichteten Bereichs 11 oben beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass am zweiten unbeschichteten Bereich 12 die gleiche Struktur wie der erste unbeschichtete Bereich 11 verwendet werden kann.
  • Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 kann das Batteriegehäuse 20 die Elektrodenbaugruppe 10 und den ersten Stromabnehmer 30 aufnehmen. Das Batteriegehäuse 20 ist ein ungefähr zylindrischer Behälter mit einem Öffnungsabschnitt an der Unterseite und kann beispielsweise aus einem Material mit leitenden Eigenschaften, wie beispielsweise einem Metall, gebildet sein. Das Material des Batteriegehäuses 20 kann beispielsweise Aluminium, Stahl, Edelstahl und Nickel sein. Die Unterseite des Batteriegehäuses 20 mit dem Öffnungsabschnitt wird als offenes Ende bezeichnet. Die Seite (die Außenumfangsfläche) und die obere Fläche des Batteriegehäuses 20 können einstückig ausgebildet sein. Die obere Fläche (eine Fläche parallel zur X-Y-Ebene) des Batteriegehäuses 20 weist eine ungefähr flache Form auf. Die obere Fläche, die an einer Seite gegenüber dem Öffnungsabschnitt (oder dem offenen Ende) angeordnet ist, wird als geschlossener Abschnitt bezeichnet. Das Batteriegehäuse 20 nimmt das Elektrolyt zusammen mit der Elektrodenbaugruppe 10 durch den an der Unterseite gebildeten Öffnungsabschnitt auf.
  • Das Batteriegehäuse 20 ist elektrisch mit der Elektrodenbaugruppe 10 verbunden. Zum Beispiel ist das Batteriegehäuse 20 elektrisch mit dem zweiten unbeschichteten Bereich 12 der Elektrodenbaugruppe 10 verbunden. In diesem Fall weist das Batteriegehäuse 20 die gleiche Polarität wie der zweite unbeschichtete Bereich 12 auf.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 und 4 kann das Batteriegehäuse 20 einen Sickenabschnitt 21 und einen Crimpabschnitt 22 aufweisen, die am unteren Ende gebildet sind. Der Sickenabschnitt 21 ist unter der Elektrodenbaugruppe 10 angeordnet. Der Sickenabschnitt 21 wird durch Einpressen des Umfangs der Außenumfangsfläche des Batteriegehäuses 20 gebildet. Zum Beispiel kann der Sickenabschnitt 21 an dem Ende benachbart zu dem an der Unterseite gebildeten Öffnungsabschnitt gebildet und nach innen eingepresst sein. Der Sickenabschnitt 21 kann verhindern, dass die Elektrodenbaugruppe 10, die eine Größe aufweist, die ungefähr dem Innendurchmesser des Batteriegehäuses 20 entspricht, aus dem an der Unterseite des Batteriegehäuses 20 gebildeten Öffnungsabschnitt herausrutscht, und als eine Stütze wirken, in der die Kappe 90 sitzt.
  • Der Crimpabschnitt 22 ist unter dem Sickenabschnitt 21 gebildet. Der Crimpabschnitt 22 kann an der Seite gebildet sein, die dem Öffnungsabschnitt und nicht dem Sickenabschnitt 21 zugewandt ist, und kann sich zum Öffnungsabschnitt hin erstrecken und gebogen sein. Der Crimpabschnitt 22 erstreckt sich und ist um die Außenumfangsfläche der Kappe 90 gebogen, die unter dem Sickenabschnitt 21 und zumindest einem Teil der Unterseite der Kappe 90 positioniert ist.
  • Währenddessen schließt die vorliegende Offenbarung nicht aus, dass das Batteriegehäuse 20 den Sickenabschnitt 21 und/oder den Crimpabschnitt 22 nicht aufweist. Das heißt, in der vorliegenden Offenbarung, wenn das Batteriegehäuse 20 den Sickenabschnitt 21 und/oder den Crimpabschnitt 22 nicht aufweist, kann das Fixieren der Elektrodenbaugruppe 10 und/oder das Abdichten des Batteriegehäuses 20 beispielsweise durch Aufbringen einer zusätzlichen Komponente erreicht werden, die als ein Anschlag für die Elektrodenbaugruppe 10 dienen kann. Zusätzlich kann, wenn die Batterie 1 der vorliegenden Offenbarung die Kappe 90 aufweist, das Fixieren der Elektrodenbaugruppe 10 und/oder das Abdichten des Batteriegehäuses 20 beispielsweise durch Aufbringen einer zusätzlichen Struktur, in der die Kappe 90 sitzen kann, und/oder durch Schweißen zwischen dem Batteriegehäuse 20 und der Kappe 90 erreicht werden. Beispielsweise offenbart die Patentveröffentlichung KR 10-2019-0030016 A der Anmelderin eine Batterie, in der der Sickenabschnitt weggelassen ist, und diese Struktur kann in der vorliegenden Offenbarung eingesetzt werden.
  • Unter Bezugnahme auf 2 bis 5a kann der erste Stromabnehmer 30 an die Elektrodenbaugruppe 10 gekoppelt sein. Beispielsweise kann der erste Stromabnehmer 30 an den ersten unbeschichteten Bereich 11 an der Elektrodenbaugruppe 10 gekoppelt sein. Der erste Stromabnehmer 30 kann zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich 11 und dem Isolator 40 angeordnet sein. Beispielsweise kann der erste Stromabnehmer 30 an den ersten unbeschichteten Bereich 11 an der Elektrodenbaugruppe 10 gekoppelt sein und zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich 11 und dem Isolator 40 angeordnet sein. Der erste Stromabnehmer 30 kann aus einem Metallmaterial mit leitenden Eigenschaften gebildet sein. Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, kann der erste Stromabnehmer 30 eine Vielzahl von konkav-konvexen Mustern umfassen, die radial an der unteren Oberfläche davon gebildet sind. Wenn die konkav-konvexen Muster gebildet sind, können die konkav-konvexen Muster durch Drücken des ersten Stromabnehmers 30 in den ersten unbeschichteten Bereich 11 geprägt werden.
  • Die Batterie 1 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann den ersten Stromabnehmer 30 nicht aufweisen. In diesem Fall kann der erste unbeschichtete Bereich 11 direkt elektrisch mit dem Anschluss 50 verbunden sein.
  • Unter Bezugnahme auf 3 und 4 kann der erste Stromabnehmer 30 an das Ende des ersten unbeschichteten Bereichs 11 gekoppelt sein. Die Kopplung zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich 11 und dem ersten Stromabnehmer 30 kann beispielsweise durch Laserschweißen erreicht werden. Das Laserschweißen kann durch teilweises Schmelzen des Basismaterials des ersten Stromabnehmers 30 durchgeführt werden und kann selektiv mit einem Lot zum Schweißen durchgeführt werden, das zwischen dem ersten Stromabnehmer 30 und dem ersten unbeschichteten Bereich 11 angeordnet ist. In diesem Fall weist das Lot vorzugsweise einen niedrigeren Schmelzpunkt auf als der erste Stromabnehmer 30 und der erste unbeschichtete Bereich 11. Zusätzlich zum Laserschweißen kann Widerstandsschweißen, Ultraschallschweißen, Punktschweißen usw. verwendet werden, aber das Schweißverfahren ist nicht darauf beschränkt.
  • Unter Bezugnahme auf 5b kann der erste Stromabnehmer 30 an eine Kopplungsfläche gekoppelt sein, die durch die Endbiegung des ersten unbeschichteten Bereichs 11 in einer Richtung parallel zu dem ersten Stromabnehmer 30 gebildet wird. Die Biegerichtung des ersten unbeschichteten Bereichs 11 kann beispielsweise eine Richtung zum Wicklungszentrum C der Elektrodenbaugruppe 10 sein. Wenn der erste unbeschichtete Bereich 11 eine wie oben beschriebene gebogene Form aufweist, reduziert sich der von dem ersten unbeschichteten Bereich 11 eingenommene Raum, was zu einer Verbesserung der Energiedichte führt. Zusätzlich kann die erhöhte Kopplungsfläche zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich 11 und dem ersten Stromabnehmer 30 zu einer Verbesserung der Kopplungsfestigkeit und einem Effekt reduzierten Widerstands an der Kopplungsfläche führen.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 bis 5a kann der Isolator 40 zwischen der Innenfläche des Batteriegehäuses 20, die dem ersten unbeschichteten Bereich 11 oder dem ersten Stromabnehmer 30 zugewandt ist, und dem ersten unbeschichteten Bereich 11 oder dem ersten Stromabnehmer 30 angeordnet sein, um eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich 11 und dem Batteriegehäuse 20 zu verhindern. Beispielsweise kann der Isolator 40 zwischen der Oberseite der Elektrodenbaugruppe 10 und der Innenfläche des Batteriegehäuses 20 oder zwischen dem ersten Stromabnehmer 30, der an die Elektrodenbaugruppe 10 gekoppelt ist, und der Innenfläche des Batteriegehäuses 20 vorgesehen sein. Der Isolator 40 verhindert einen Kontakt zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich 11 und dem Batteriegehäuse 20 und/oder den Kontakt zwischen dem ersten Stromabnehmer 30 und dem Batteriegehäuse 20. Das heißt, der Isolator 40 ist in dem Batteriegehäuse 20 aufgenommen, bedeckt zumindest einen Teil der Elektrodenbaugruppe 10 und ist dazu ausgelegt, eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich 11 und dem Batteriegehäuse 20 zu verhindern. Demnach kann der Isolator 40 aus einem Material mit Isolierwirkung gebildet sein. Beispielsweise kann der Isolator 40 ein isolierendes Polymermaterial umfassen.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 bis 5a kann der Isolator 40 einen ersten Abdeckungsabschnitt 41 und einen zweiten Abdeckungsabschnitt 42 aufweisen.
  • Der zweite Abdeckungsabschnitt 42 kann sich vom Außenumfang des ersten Abdeckungsabschnitts 41 vertikal nach unten erstrecken. Das heißt, der zweite Abdeckungsabschnitt 42 bezieht sich auf einen vertikal erstreckten Teil (parallel zu der Z-Achse) von der Außenkante des ersten Abdeckungsabschnitts 41. Demnach können der erste Abdeckungsabschnitt 41 und der zweite Abdeckungsabschnitt 42 die Form eines Bechers aufweisen. Der erste Abdeckungsabschnitt 41 bezieht sich auf den verbleibenden Teil des Isolators 40 mit Ausnahme des zweiten Abdeckungsabschnitts 42. Zum Beispiel bezieht sich in den 2 bis 5a der erste Abdeckungsabschnitt 41 auf einen horizontal erstreckten Teil des Isolators 40 (parallel zu der X-Y-Ebene). Der erste Abdeckungsabschnitt 41 kann das Ende des ersten unbeschichteten Bereichs 11 oder die Fläche des ersten Stromabnehmers 30 abdecken, die der Innenfläche des Batteriegehäuses 20 zugewandt ist. Zum Beispiel kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 die Fläche des ersten Stromabnehmers 30 abdecken, die der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 zugewandt ist.
  • Der Isolator 40 kann eine zentrale Öffnung mit einem vorbestimmten Durchmesser in dem Zentrum des ersten Abdeckungsabschnitts 41 aufweisen. Zum Beispiel kann der Isolator 40 die zentrale Öffnung benachbart zu dem Wicklungszentrum C aufweisen. Zum Beispiel kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 die ungefähr kreisförmige zentrale Öffnung benachbart zu dem Wicklungszentrum C aufweisen. Aufgrund des Vorhandenseins der zentralen Öffnung kann der Anschluss 50 mit dem ersten Stromabnehmer 30 oder dem ersten unbeschichteten Bereich 11 in Kontakt kommen.
  • In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann ferner eine Vielzahl von Öffnungen mit einem kleineren Durchmesser als die zentrale Öffnung um die zentrale Öffnung des ersten Abdeckungsabschnitts 41 herum gebildet sein. Zum Beispiel kann die Vielzahl von Öffnungen um die zentrale Öffnung des ersten Abdeckungsabschnitts 41 herum gebildet sein, um zu ermöglichen, dass sich eine Elektrolytlösung bewegt. Hier kann, wenn die Elektrolytlösung in das Batteriegehäuse 20 injiziert wird, der Isolator 40 an der Unterseite platziert werden. Das heißt, wenn die Batterie 1 von 2 umgedreht wird, d. h. der Anschluss 50 an der unteren Seite angeordnet ist, kann die Elektrolytlösung in das Batteriegehäuse 20 injiziert werden.
  • Die Elektrolytlösung kann sich durch die zentrale Öffnung, die in dem ersten Abdeckungsabschnitt 41 des Isolators 40 bereitgestellt ist, nach unten bewegen, sich in der horizontalen Richtung durch die Oberfläche des ersten Abdeckungsabschnitts 41 bewegen oder sich durch die Vielzahl von Öffnungen nach oben bewegen. Demnach kann die Elektrolytlösung über die gesamte Elektrodenbaugruppe 10 zugeführt werden. Das heißt, wenn der erste Abdeckungsabschnitt 41 des Isolators 40 die Vielzahl von Öffnungen aufweist, kann die Elektrolytlösung geschmeidig und einfach der Elektrodenbaugruppe 10 zugeführt werden.
  • Währenddessen kann die Vielzahl von Öffnungen in einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sein. Zum Beispiel kann die Vielzahl von Öffnungen auf einer beliebigen geraden Linie angeordnet sein, die von der Mitte des Isolators 40 zu der äußeren Umfangsfläche des Isolators 40 verläuft.
  • Der erste Abdeckungsabschnitt 41 kann mit dem zweiten Abdeckungsabschnitt 42 verbunden sein. Zum Beispiel können der erste Abdeckungsabschnitt 41 und der zweite Abdeckungsabschnitt 42 einstückig ausgebildet sein. Zum Beispiel können der erste Abdeckungsabschnitt 41 und der zweite Abdeckungsabschnitt 42 eine einstückig ausgebildete Polymerstruktur sein. Alternativ können der erste Abdeckungsabschnitt 41 und der zweite Abdeckungsabschnitt 42 separat gebildet und miteinander kombiniert sein. Zum Beispiel können der erste Abdeckungsabschnitt 41 und der zweite Abdeckungsabschnitt 42 separat gebildet und zu einer Polymerstruktur kombiniert sein.
  • In diesem Fall kann sich die Dicke des ersten Abdeckungsabschnitts 41 von der Dicke des zweiten Abdeckungsabschnitts 42 unterscheiden. Insbesondere kann, wie in 5a zu sehen ist, die Dicke des zweiten Abdeckungsabschnitts 42 kleiner als die Dicke des ersten Abdeckungsabschnitts 41 sein.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann zumindest ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs 11, der am Außenumfang der Elektrodenbaugruppe 10 angeordnet ist, weggelassen werden. Demnach kann ein vorbestimmter Raum oben auf dem Außenumfang der Elektrodenbaugruppe 10 gebildet sein, wo der erste unbeschichtete Bereich 11 weggelassen ist. Demnach kann der elektrische Kontakt zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich 11 und dem Batteriegehäuse 20 mittels des vorbestimmten Raums verhindert werden. Um jedoch eine zuverlässigere Isolierung sicherzustellen, kann der zweite Abdeckungsabschnitt 42 bereitgestellt sein. In diesem Fall ist die Dicke des zweiten Abdeckungsabschnitts 42 kleiner als die Dicke des ersten Abdeckungsabschnitts 41, aber es ist möglich, eine ausreichende Isolierwirkung sicherzustellen. Da die Dicke des zweiten Abdeckungsabschnitts 42 kleiner als die Dicke des ersten Abdeckungsabschnitts 41 ist, ist es ferner möglich, den von dem Isolator 40 eingenommenen Raum zu minimieren.
  • Unter Bezugnahme auf 5a kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 am Außenumfang des ersten Abdeckungsabschnitts 41 einen runden Abschnitt R mit einem vorbestimmten Krümmungsradius aufweisen. Der runde Abschnitt R kann an dem Schnittpunkt zwischen der oberen Fläche des ersten Abdeckungsabschnitts 41 und der Seite des zweiten Abdeckungsabschnitts 42 gebildet sein. In diesem Fall kann der Krümmungsradius des runden Abschnitts R kleiner oder gleich dem Krümmungsradius sein, der an dem Schnittpunkt zwischen der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 und der Seite des Batteriegehäuses 20 gebildet ist. Mit dieser Struktur kann der runde Abschnitt R spaltfrei in engen Kontakt mit der Innenfläche des Batteriegehäuses 20 kommen. Mit dieser Struktur ist es möglich, die Bewegung der Elektrodenbaugruppe 10 in dem Batteriegehäuse 20 zu minimieren, wodurch eine Beschädigung des elektrischen Kopplungsteils verhindert wird, wenn Vibrationen und äußere Stöße auf die Batterie 1 wirken. Wenn jedoch beispielsweise der Krümmungsradius des runden Abschnitts R größer als der Krümmungsradius ist, der an dem Schnittpunkt zwischen der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 und der Seite des Batteriegehäuses 20 gebildet ist, kann ein Raum zwischen dem runden Abschnitt R und der Innenfläche des Batteriegehäuses 20 gebildet sein. In diesem Fall könnten, wenn Vibrationen und äußere Stöße auf die Batterie 1 wirken, Bewegungen der Elektrodenbaugruppe 10 auftreten, die eine Beschädigung des elektrischen Kopplungsteils verursachen.
  • Derweil kann die Batterie 1 der vorliegenden Offenbarung den ersten Stromabnehmer 30 nicht aufweisen. In diesem Fall kann der Isolator 40 den ersten Abdeckungsabschnitt 41 umfassen, um das Ende des ersten unbeschichteten Bereichs 11 abzudecken, und den zweiten Abdeckungsabschnitt 42, um die Oberseite der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 abzudecken. Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 in dem Raum zwischen dem Ende des ersten unbeschichteten Bereichs 11 und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 angeordnet sein.
  • In diesem Fall kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 des Isolators 40 die Dicke aufweisen, die dem Abstand zwischen dem Ende des ersten unbeschichteten Bereichs 11 und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 entspricht. Demnach kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 den Raum zwischen dem Ende des ersten unbeschichteten Bereichs 11 und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 spaltfrei ausfüllen. Demnach ist es möglich, die Bewegung der Elektrodenbaugruppe 10 in dem Batteriegehäuse 20 zu minimieren, wodurch eine Beschädigung des elektrischen Kopplungsteils verhindert wird, wenn Vibrationen und äußere Stöße auf die Batterie 1 wirken.
  • Derweil kann der Isolator 40 die Dicke aufweisen, die größer oder gleich etwa 0,1 mm ist. Wenn der Isolator 40 zu dünn ist, kann sich die Isolierung verschlechtern. In einem anderen Aspekt liegt dies daran, dass das Formen des Isolators 40 mit der Dicke, die kleiner oder gleich einer bestimmten Dicke ist, verfahrenstechnisch schwierig zu erreichen sein kann. Derweil kann die Obergrenze der Dicke des Isolators 40 eine Dicke sein, die dem Abstand zwischen der Innenfläche des Batteriegehäuses 20 und dem ersten unbeschichteten Bereich 11 oder dem Abstand zwischen der Innenfläche des Batteriegehäuses 20 und dem ersten Stromabnehmer 30 entspricht. Wenn der Isolator 40 zu dick ist, nimmt der Isolator 40 einen großen Bereich des Innenraums des Batteriegehäuses 20 ein, was zu einer niedrigen Kapazität und hohen Kosten der Batteriezelle führt. Demnach kann die Dicke des Isolators 40 in dem geeigneten Bereich eingestellt werden, um eine ordnungsgemäße Isolierung aufrechtzuerhalten und die Kapazitätsreduzierung der Batteriezelle zu verhindern. Die Dicke des Isolators 40 ist jedoch nicht auf den oben beschriebenen Bereich beschränkt, und jeder Dickenbereich zum Sicherstellen einer Isolierung und Verhindern einer Beschädigung des elektrischen Kopplungsteils durch Minimieren der Bewegung der Elektrodenbaugruppe 10 in dem Batteriegehäuse 20 ist im Umfang der vorliegenden Offenbarung enthalten.
  • Derweil kann, wenn die Batterie 1 der vorliegenden Offenbarung den ersten Stromabnehmer 30 umfasst, der Isolator 40 den ersten Abdeckungsabschnitt 41 umfassen, um mindestens einen Teil des ersten Stromabnehmers 30 abzudecken, und den zweiten Abdeckungsabschnitt 42, um die Oberseite der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 abzudecken. Das heißt, der erste Abdeckungsabschnitt 41 kann zumindest einen Teil des ersten Stromabnehmers 30 abdecken. Zum Beispiel kann unter Bezugnahme auf 3 der erste Abdeckungsabschnitt 41 alle Bereiche abdecken, mit Ausnahme einiger Bereiche, die in der Mitte auf der oberen Fläche des ersten Stromabnehmers 30 angeordnet sind. Zusätzlich kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 einige Bereiche des ersten unbeschichteten Bereichs 11 abdecken, die nicht durch den ersten Stromabnehmer 30 bedeckt sind.
  • In diesem Fall kann zum Beispiel, wie in 5a gezeigt, der erste Abdeckungsabschnitt 41 des Isolators die Dicke aufweisen, die dem Abstand zwischen dem ersten Stromabnehmer 30 und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 entspricht. Demnach kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 den Raum zwischen dem ersten Stromabnehmer 30 und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 spaltfrei ausfüllen. Demnach ist es möglich, die Bewegung der Elektrodenbaugruppe 10 in dem Batteriegehäuse 20 zu minimieren, wodurch verhindert wird, dass eine Beschädigung in dem elektrischen Kopplungsteil auftritt, wenn Vibrationen und äußere Stöße auf die Batterie 1 wirken.
  • Unter Bezugnahme auf 5b oder 5e kann in einer anderen Ausführungsform zumindest ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs 11 in die Vielzahl von Segmenten aufgeteilt sein. Hier kann die Vielzahl von Segmenten zum Kern hin gebogen sein. Zusätzlich kann die Vielzahl von Segmenten einander entlang der Radialrichtung in mehreren Lagen überlappen. In diesem Fall kann sich die Vielzahl von Segmenten des ersten unbeschichteten Bereichs 11 biegen und überlappen, um eine gebogene Fläche zu bilden. Die gebogene Fläche kann ungefähr parallel zur oberen Fläche des Batteriegehäuses sein. In diesem Fall kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 die gebogene Fläche abdecken, die durch die Biegung der Vielzahl von Segmenten des ersten unbeschichteten Bereichs 11 gebildet wird. Der zweite Abdeckungsabschnitt 42 kann den oberen Teil der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 abdecken. Unter Bezugnahme auf 5e kann die Fläche des ersten Stromabnehmers 30, der an die gebogene Fläche der Vielzahl von Segmenten an der Elektrodenbaugruppe 10 gekoppelt ist und zwischen der gebogenen Fläche und dem Batteriegehäuse 20 angeordnet ist, viel kleiner als die Fläche der oberen Fläche oder Oberseite der Elektrodenbaugruppe 10 sein. Zum Beispiel kann der Durchmesser des ersten Stromabnehmers 30 kleiner oder gleich dem Durchmesser der zentralen Öffnung des Isolators 40 sein. Zusätzlich kann der Durchmesser des ersten Stromabnehmers 30 größer als der Durchmesser der zentralen Wicklungsöffnung der Elektrodenbaugruppe 10 sein. Da der Durchmesser des ersten Stromabnehmers 30 größer als der Durchmesser der zentralen Wicklungsöffnung der Elektrodenbaugruppe 10 ist, kann der erste Stromabnehmer 30 an der Elektrodenbaugruppe 10 abgestützt sein. Derweil können das Zentrum des ersten Stromabnehmers 30 und das Wicklungszentrum der Elektrodenbaugruppe 10 auf derselben Linie angeordnet sein. Demnach können der erste Stromabnehmer 30 und der Anschluss 50 miteinander in Kontakt gehalten werden, um sie anschließend zu verschweißen. Derweil kann die Vielzahl von Segmenten des ersten unbeschichteten Bereichs 11 einander entlang der Radialrichtung der Elektrodenbaugruppe 10 überlappend gebogen sein. Demnach kann die Elektrodenbaugruppe 10 die Stromsammelwirkung an der gebogenen Fläche durch die Überlappung der Vielzahl von Segmenten aufweisen. Da ferner zumindest ein Teil der gebogenen Fläche elektrisch an den ersten Stromabnehmer 30 gekoppelt ist, kann die Elektrodenbaugruppe 10 durch den ersten Stromabnehmer 30 elektrisch mit dem Anschluss 50 verbunden sein. Derweil kann, wie bei 5d, bei der Ausführungsform von 5e die vorliegende Offenbarung eine Ausführungsform annehmen, bei der nur der erste unbeschichtete Bereich 11 nicht gebogen ist.
  • Unter Bezugnahme auf 5b oder 5e kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 die Dicke aufweisen, die dem Abstand zwischen der gebogenen Fläche der Vielzahl von Segmenten und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 entspricht. Demnach kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 den Raum zwischen der gebogenen Fläche und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 spaltfrei ausfüllen. Zum Beispiel kann, unter Bezugnahme auf 5e, der erste Abdeckungsabschnitt 41 zwischen der gebogenen Fläche, die durch die Biegung der Vielzahl von Segmenten des ersten unbeschichteten Bereichs 11 gebildet wird, die der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 zugewandt ist, und der oberen Innenfläche oder Innenseite des Batteriegehäuses 20 angeordnet sein. Derweil kann, unter Bezugnahme auf 5b, der erste Abdeckungsabschnitt zwischen dem ersten Stromabnehmer 30 und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 angeordnet sein. In diesem Fall kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 die Dicke aufweisen, die dem Abstand zwischen dem ersten Stromabnehmer 30 und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 entspricht.
  • Demnach ist es möglich, die Bewegung der Elektrodenbaugruppe 10 in dem Batteriegehäuse 20 zu minimieren, wodurch eine Beschädigung des elektrischen Kopplungsteils verhindert wird, wenn Vibrationen und äußere Stöße auf die Batterie 1 wirken.
  • Alternativ kann, unter Bezugnahme auf 5b, in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, die Fläche des ersten Stromabnehmers 30, der an die gebogene Fläche der Vielzahl von Segmenten an der Elektrodenbaugruppe 10 gekoppelt ist und zwischen der gebogenen Fläche und dem Batteriegehäuse 20 angeordnet ist, näherungsweise ähnlich der Fläche der oberen Fläche der Elektrodenbaugruppe 10 sein. In diesem Fall kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 den ersten Stromabnehmer 30 abdecken. Der erste Abdeckungsabschnitt 41 kann die Dicke aufweisen, die dem Abstand zwischen dem ersten Stromabnehmer 30 und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 entspricht. Demnach kann der erste Abdeckungsabschnitt 41 den Raum zwischen dem ersten Stromabnehmer 30 und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses 20 spaltfrei ausfüllen. Demnach ist es möglich, die Bewegung der Elektrodenbaugruppe 10 in dem Batteriegehäuse 20 zu minimieren, wodurch eine Beschädigung des elektrischen Kopplungsteils verhindert wird, wenn Vibrationen und äußere Stöße auf die Batterie 1 wirken.
  • Der zweite Abdeckungsabschnitt 42 kann den oberen Teil der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 abdecken. Zum Beispiel kann, unter Bezugnahme auf 3 und 4, der zweite Abdeckungsabschnitt 42 die Seite des ersten unbeschichteten Bereichs 11 abdecken. Insbesondere kann der zweite Abdeckungsabschnitt 42 die gesamte freiliegende äußerste Seite des ersten unbeschichteten Bereichs 11 abdecken, um zu verhindern, dass der erste unbeschichtete Bereich 11 zu der Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses 20 freiliegt. Demnach ist es möglich, den elektrischen Kontakt zwischen dem Batteriegehäuse 20 mit der entgegengesetzten Polarität zu dem ersten unbeschichteten Bereich 11 und dem ersten unbeschichteten Bereich 11 wirksam zu verhindern. Demnach ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung möglich, einen internen Kurzschluss der zylindrischen Sekundärbatterie 1 wirksam zu verhindern.
  • Insbesondere kann, unter Bezugnahme auf 4, die verlängerte Länge des zweiten Abdeckungsabschnitts 42 größer oder gleich der verlängerten Länge des ersten unbeschichteten Bereichs 11 sein. Mit dieser Struktur ist es möglich, den elektrischen Kontakt zwischen dem Batteriegehäuse 20 mit der zweiten Polarität und dem ersten unbeschichteten Bereich 11 mit der ersten Polarität zu verhindern. Demnach sollte die verlängerte Länge des zweiten Abdeckungsabschnitts 42 zumindest gleich der verlängerten Länge des ersten unbeschichteten Bereichs 11 sein, und um eine zuverlässige Isolierung zu gewährleisten, ist die verlängerte Länge des zweiten Abdeckungsabschnitts 42 vorzugsweise sogar etwas länger als die verlängerte Länge des ersten unbeschichteten Bereichs 11. In einer anderen Ausführungsform kann, wenn sich die Vielzahl von Segmenten des ersten unbeschichteten Bereichs 11 biegt und überlappt, um eine gebogene Fläche zu bilden, die verlängerte Länge des zweiten Abdeckungsabschnitts 42 größer oder gleich der Länge von dem unteren Endpunkt der Schnittlinie zwischen der Vielzahl von Segmenten zu der Biegungsstelle der Vielzahl von Segmenten sein. Vorzugsweise kann das untere Ende des zweiten Abdeckungsabschnitts 42 an einer niedrigeren Stelle als das untere Ende des ersten unbeschichteten Bereichs 11 angeordnet sein. Mit dieser Struktur kann der zweite Abdeckungsabschnitt 42 den elektrischen Kontakt zwischen der Seite des ersten unbeschichteten Bereichs 11 und dem Batteriegehäuse 20 wirksam verhindern.
  • Unter Bezugnahme auf 2 und 4 kann der Anschluss 50 elektrisch mit der ersten Elektrodenlasche 11 der Elektrodenbaugruppe 10 verbunden sein. Das heißt, der Anschluss 50 kann aus einem Metallmaterial mit leitenden Eigenschaften gebildet sein. Der Anschluss 50 kann elektrisch mit dem ersten unbeschichteten Bereich 11 verbunden sein, und zumindest ein Teil des Anschlusses 50 kann durch eine an der Oberseite des Batteriegehäuses 20 ausgebildete Durchgangsöffnung freiliegen. Beispielsweise kann der Anschluss 50 ungefähr durch die Mitte des an der Oberseite des Batteriegehäuses 20 gebildeten geschlossenen Abschnitts verlaufen. Das heißt, das Batteriegehäuse 20 kann die Durchgangsöffnung an dem an der Oberseite des Batteriegehäuses 20 bereitgestellten geschlossenen Abschnitt aufweisen. Der Anschluss 50 kann durch die Durchgangsöffnung in das Batteriegehäuse 20 eingeführt sein. Insbesondere können ein Körperabschnitt 50a, ein innerer Flanschabschnitt 50c und ein flacher Abschnitt 50d des Anschlusses 50 durch die Durchgangsöffnung in das Batteriegehäuse 20 eingeführt sein. Demnach kann ein Teil des Anschlusses 50 an der Oberseite des Batteriegehäuses 20 freiliegen und der verbleibende Teil kann in dem Batteriegehäuse 20 angeordnet sein. Vorzugsweise kann der Anschluss 50 durch die Durchgangsöffnung genietet sein. Beispielsweise kann der Anschluss 50 an die obere Innenfläche des Batteriegehäuses 20 genietet und befestigt sein. Insbesondere kann der innere Flanschabschnitt 50c des Anschlusses 50 an der Innenfläche des geschlossenen Abschnitts des Batteriegehäuses 20 befestigt sein, beispielsweise durch Nieten. Der Anschluss 50 kann durch den Isolator 40 an den ersten Stromabnehmer 30 oder den ersten unbeschichteten Bereich 11 gekoppelt sein. Beispielsweise kann der Anschluss 50 durch die zentrale Öffnung, die in dem Isolator 40 bereitgestellt ist, an den ersten Stromabnehmer 30 oder den ersten unbeschichteten Bereich 11 gekoppelt sein. In diesem Fall kann der Durchmesser der zentralen Öffnung des Isolators 40 größer oder gleich dem Durchmesser des inneren Flanschabschnitts 50c sein, wie im Folgenden beschrieben. Der flache Abschnitt 50d des Anschlusses 50 kann durch die zentrale Öffnung des Isolators 40 elektrisch an den ersten Stromabnehmer 30 gekoppelt sein. In diesem Fall kann der Anschluss 50 die erste Polarität aufweisen. Weiter bevorzugt kann der flache Abschnitt 50d des Anschlusses 50 durch Schweißen an den ersten Stromabnehmer 30 gekoppelt sein. Das heißt, das Schweißen kann zwischen dem flachen Abschnitt 50d, der innerhalb des inneren Flanschabschnitts 50c bereitgestellt ist, und dem ersten Stromabnehmer 30 durchgeführt werden. Der flache Abschnitt 50d kann an dem unteren Ende des Anschlusses 50 bereitgestellt sein. Der flache Abschnitt 50d und die obere Innenfläche des Batteriegehäuses 20 können parallel zueinander sein. Demnach können der flache Abschnitt 50d und der erste Stromabnehmer 30 parallel zueinander sein. Das Schweißverfahren kann Laserschweißen umfassen. Zusätzlich zum Laserschweißen kann Widerstandsschweißen und Ultraschallschweißen verwendet werden, aber das Schweißverfahren ist nicht darauf beschränkt. Mit dieser Struktur kann der Anschluss 50 als ein erster Elektrodenanschluss in der Batterie 1 der vorliegenden Offenbarung wirken. Wenn der Anschluss 50 die erste Polarität aufweist, ist der Anschluss 50 elektrisch von dem Batteriegehäuse 20 mit der zweiten Polarität isoliert. Die elektrische Isolierung zwischen dem Anschluss 50 und dem Batteriegehäuse 20 kann durch verschiedene Methoden erreicht werden. Beispielsweise kann die Isolierung durch Anordnen der Isolierdichtung 60, wie im Folgenden beschrieben, zwischen dem Anschluss 50 und dem Batteriegehäuse 20 erreicht werden. Alternativ kann die Isolierung durch Bilden einer isolierenden Beschichtungslage in einem Teil des Anschlusses 50 erreicht werden. Alternativ kann der Anschluss 50 strukturell fest befestigt sein, um den Kontakt zwischen dem Anschluss 50 und dem Batteriegehäuse 20 zu verhindern. Alternativ können zwei oder mehr der oben beschriebenen Verfahren zusammen verwendet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 4 umfasst der Anschluss 50 den in die Durchgangsöffnung eingesetzten Körperabschnitt 50a; einen äußeren Flanschabschnitt 50b, der sich entlang der Außenfläche von einem Seitenumfang des durch die obere Außenfläche des Batteriegehäuses 20 freiliegenden Körperabschnitts 50a erstreckt; den inneren Flanschabschnitt 50c, der sich von dem gegenüberliegenden Seitenumfang des durch die obere Innenfläche des Batteriegehäuses 20 freiliegenden Körperabschnitts 50a zur Innenfläche erstreckt; und den flachen Abschnitt 50d, der innerhalb des inneren Flanschabschnitts 50c vorgesehen ist.
  • Der äußere Flanschabschnitt 50b liegt an der Außenseite des Batteriegehäuses 20 frei. Der äußere Flanschabschnitt 50b kann ungefähr in der Mitte der oberen Fläche des Batteriegehäuses 20 angeordnet sein. Die maximale Breite des äußeren Flanschabschnitts 50b kann größer als die maximale Breite der im Batteriegehäuse 20 durch das Eindringen des Anschlusses 50 gebildeten Öffnung sein.
  • Der Körperabschnitt 50a kann in das Batteriegehäuse 20 eingeführt sein. Der Körperabschnitt 50a kann ungefähr durch die Mitte der oberen Fläche des Batteriegehäuses 20 elektrisch mit dem ersten unbeschichteten Bereich 11 verbunden sein. Insbesondere kann der Körperabschnitt 50a gleichzeitig durch das Batteriegehäuse 20 und den Isolator 40 an den ersten Stromabnehmer 30 oder den ersten unbeschichteten Bereich 11 gekoppelt sein. Der Körperabschnitt 50a kann durch den inneren Flanschabschnitt 50c an die Innenfläche des Batteriegehäuses 20 genietet sein. Das heißt, der zur Innenfläche des Batteriegehäuses 20 gebogene innere Flanschabschnitt 50c kann durch die Anwendung einer Spannvorrichtung am unteren Umfangsende des Körperabschnitts 50a bereitgestellt sein. Demnach kann die maximale Breite des Körperabschnitts 50a größer als die maximale Breite der durch das Eindringen des Körperabschnitts 50a gebildeten Öffnung des Batteriegehäuses 20 sein.
  • Währenddessen kann der Körperabschnitt 50a in einer anderen Ausführungsform nicht zur Innenfläche des Batteriegehäuses 20 gebogen sein. Das heißt, der Körperabschnitt 50a kann den inneren Flanschabschnitt 50c nicht umfassen. Zum Beispiel kann unter Bezugnahme auf 6 der Körperabschnitt 50a eine ungefähr kreisförmige Form aufweisen, die durch die Öffnung verläuft, die ungefähr in der Mitte der oberen Fläche des Batteriegehäuses 20 angeordnet ist. In einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann der Körperabschnitt 50a eine kreisförmige Form auf der Ebene aufweisen, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Körperabschnitt 50a kann selektiv eine polygonale Form, eine Sternform, eine Form mit einem sich von der Mitte erstreckenden Schenkel usw. aufweisen.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 bis 5a ist die Isolierdichtung 60 zwischen dem Batteriegehäuse 20 und dem Anschluss 50 angeordnet, um zu verhindern, dass das Batteriegehäuse 20 und der Anschluss 50 mit den entgegengesetzten Polaritäten einander berühren. Das heißt, die Isolierdichtung 60 verhindert die elektrische Verbindung zwischen dem Batteriegehäuse 20 und dem Anschluss 50. Demnach kann die obere Fläche des Batteriegehäuses 20 mit der ungefähr flachen Form als ein zweiter Elektrodenanschluss der Batterie 1 wirken.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 bis 5a umfasst die Isolierdichtung 60 einen Dichtungsfreilegungsabschnitt 61 und einen Dichtungseinsetzabschnitt 62. Der Dichtungsfreilegungsabschnitt 61 ist zwischen dem äußeren Flanschabschnitt 50b des Anschlusses 50 und dem Batteriegehäuse 20 angeordnet. Der Dichtungseinsetzabschnitt 62 ist zwischen dem Körperabschnitt 50a des Anschlusses 50 und dem Batteriegehäuse 20 angeordnet. Vorzugsweise ist der Dichtungseinsetzabschnitt 62 zwischen dem inneren Flanschabschnitt 50c und dem Batteriegehäuse 20 angeordnet. Der Dichtungseinsetzabschnitt 62 kann in engen Kontakt mit der Innenfläche des Batteriegehäuses 20 kommen, wenn die Form des Dichtungseinsetzabschnitts 62 zusammen mit dem Körperabschnitt 50a während des Nietens des Körperabschnitts 50a geändert wird. Der Dichtungsfreilegungsabschnitt 61 und der Dichtungseinsetzabschnitt 62 der Isolierdichtung 60 können für jede Stelle unterschiedliche Dicken aufweisen.
  • Derweil kann die Isolierdichtung 60 aus einem Harzmaterial mit isolierenden Eigenschaften gebildet sein. Falls die Isolierdichtung 60 aus einem Harzmaterial gebildet ist, kann die Isolierdichtung 60 durch Wärmefusion mit dem Batteriegehäuse 20 und dem Anschluss 50 gekoppelt sein. In diesem Fall ist es möglich, die Abdichtbarkeit an der Kopplungsschnittstelle zwischen der Isolierdichtung 60 und dem Anschluss 50 und der Kopplungsschnittstelle zwischen der Isolierdichtung 60 und dem Batteriegehäuse 20 zu verbessern.
  • Der gesamte verbleibende Bereich mit Ausnahme des Bereichs, der von dem Anschluss 50 und der Isolierdichtung 60 auf der oberen Fläche des Batteriegehäuses 20 eingenommen wird, entspricht dem zweiten Elektrodenanschluss mit der zu dem Anschluss 50 entgegengesetzten Polarität. Alternativ kann in der vorliegenden Offenbarung, wenn die Isolierdichtung 60 weggelassen wird und die isolierende Beschichtungslage teilweise in dem Anschluss 50 vorgesehen ist, der gesamte verbleibende Bereich mit Ausnahme des Bereichs, der von dem Anschluss 50 mit der isolierenden Beschichtungslage auf der oberen Fläche des Batteriegehäuses 20 eingenommen wird, als der zweite Elektrodenanschluss dienen.
  • Die zylindrische Seitenwand des Batteriegehäuses 20 kann einstückig mit dem zweiten Elektrodenanschluss ausgebildet sein, um eine Diskontinuität zum zweiten Elektrodenanschluss zu verhindern. Die Verbindung von der Seitenwand des Batteriegehäuses 20 zu dem zweiten Elektrodenanschluss kann eine glatte Kurve sein. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt und der verbundene Teil kann mindestens eine Ecke mit einem vorbestimmten Winkel umfassen.
  • Die Batterie 1 gemäß der Ausführungsform von 6 und 7 ist der Batterie 1 der vorherigen Ausführungsform von 5a ähnlich und überlappende Beschreibungen der Elemente, die im Wesentlichen identisch oder ähnlich der vorherigen Ausführungsform sind, werden weggelassen und Unterschiede zwischen dieser Ausführungsform und der vorherigen Ausführungsform werden nachfolgend beschrieben.
  • Unter Bezugnahme auf 6 weist der Körperabschnitt 50a eine näherungsweise kreisförmige Form auf, die durch die Öffnung verläuft, die etwa in der Mitte der oberen Fläche des Batteriegehäuses 20 angeordnet ist. Demnach kann der Dichtungseinsetzabschnitt 62, der um den Körperabschnitt 50a angeordnet ist, in engen Kontakt mit der Außenumfangsfläche des Körperabschnitts 50a kommen. Gleichzeitig kann der Dichtungseinsetzabschnitt 62 in engen Kontakt mit dem ersten Stromabnehmer 30 kommen. Mit dieser Struktur kann es einfach sein, den Anschluss 50 in die Öffnung des Batteriegehäuses 20 einzuführen.
  • Unter Bezugnahme auf die 5c und 7 können die Isolierdichtung 60 und der Isolator 40 aus dem gleichen Material gebildet sein. Ferner kann die Isolierdichtung 60 mit dem Isolator 40 verbunden und einstückig mit dem Isolator 40 ausgebildet sein. Die Isolierdichtung 60 kann zum Beispiel aus einem Material gebildet sein, das in der Lage ist, seine ursprüngliche Form wiederherzustellen. Demnach kann die Isolierdichtung 60 in eine Form gebracht werden, die einfach zu Koppeln ist, während sie in die Öffnung des Batteriegehäuses 20 eingeführt wird, und wenn das Koppeln abgeschlossen ist, kann die Isolierdichtung 60 in den Zustand der 5c und 7 zurückkehren. Dies ist jedoch ein Beispiel für das Koppeln der Isolierdichtung 60 mit der Öffnung des Batteriegehäuses 20, und das Kopplungsverfahren ist nicht darauf beschränkt, und es ist offensichtlich, dass andere Kopplungsverfahren eingesetzt werden können. Mit dieser Struktur ist es möglich, die Fixierung und den Vibrationswiderstand durch die Isolierdichtung 60 und den einstückig damit ausgebildeten Isolator 40 weiter zu verbessern.
  • Unter Bezugnahme auf 8 kann die Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ferner einen Seitenabstandshalter 70 aufweisen. Der Seitenabstandshalter 70 kann mindestens einen Teil der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 abdecken. Der Seitenabstandshalter 70 kann wenigstens einen Teil des Batteriegehäuses 20 kontaktieren. Zum Beispiel kann der Seitenabstandshalter 70 die Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses 20 kontaktieren. Vorzugsweise kann der Seitenabstandshalter 70 mindestens einen Teil der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 entlang des Außenumfangs der Elektrodenbaugruppe 10 abdecken. Das heißt, der Seitenabstandshalter 70 kann zwischen der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 und der Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses 20 angeordnet sein. In diesem Fall kann der Seitenabstandshalter 70 eine Dicke aufweisen, die dem Abstand zwischen der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 und der Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses 20 entspricht. Zum Beispiel, unter Bezugnahme auf 8, ist die Dicke des Seitenabstandshalters 70 ungefähr gleich dem Abstand zwischen der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 und der Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses 20. Derweil kann die Dicke des Seitenabstandshalters 70 näherungsweise gleich der Dicke des zweiten Abdeckungsabschnitts 42 des Isolators 40 sein.
  • Mit diesem strukturellen Merkmal des Seitenabstandshalters 70 ist es möglich, den Raum zwischen der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 und der Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses 20 auszufüllen. Demnach ist es möglich, die Bewegung der Elektrodenbaugruppe 10 in dem Batteriegehäuse 20 zu minimieren, wodurch eine Beschädigung des elektrischen Kopplungsteils verhindert wird, wenn Vibrationen und äußere Stöße auf die Batterie 1 wirken.
  • Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, kann der Seitenabstandshalter 70 mit seinem Ende in Kontakt mit dem zweiten Abdeckungsabschnitt 42 des Isolators 40 gebildet sein. Ferner kann der Seitenabstandshalter 70 einstückig mit dem zweiten Abdeckungsabschnitt 42 ausgebildet sein. Das heißt, der Seitenabstandshalter 70 kann mit dem Isolator 40 verbunden und einstückig mit dem Isolator 40 ausgebildet sein. Mit dieser Struktur ist es möglich, den leeren Raum zwischen der Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe 10 und der Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses 20 weiter zu reduzieren, wodurch der Vibrationswiderstand weiter verbessert wird. Währenddessen kann der Seitenabstandshalter 70 ein isolierendes Polymermaterial umfassen.
  • Unter Bezugnahme auf 2, 4 und 9 ist der zweite Stromabnehmer 80 an die Unterseite der Elektrodenbaugruppe 10 gekoppelt. Der zweite Stromabnehmer 80 ist aus einem Metallmaterial mit leitenden Eigenschaften gebildet und mit dem zweiten unbeschichteten Bereich 12 verbunden.
  • Unter Bezugnahme auf 4 kann der zweite Stromabnehmer 80 zumindest einen Laschen-Kopplungsabschnitt 81 aufweisen, der an den zweiten unbeschichteten Bereich 12 gekoppelt ist, und zumindest einen Gehäuse-Kopplungsabschnitt 82, der elektrisch an den Sickenabschnitt 21 der Innenfläche des Batteriegehäuses 20 gekoppelt ist. Der Gehäuse-Kopplungsabschnitt 82 kann durch den Crimpabschnitt 22 komprimiert und fixiert sein. Vorzugsweise kann der Gehäuse-Kopplungsabschnitt 82 durch Schweißen an den Sickenabschnitt 21 gekoppelt sein. Der zweite Stromabnehmer 80 ist elektrisch mit dem Batteriegehäuse 20 verbunden. Wie in den 4 und 8 gezeigt, kann der zweite Stromabnehmer 80 zwischen der Innenfläche (der unteren Fläche) des Sickenabschnitts 21 des Batteriegehäuses 20 und der Dichtung 100 angeordnet und fixiert sein. Alternativ kann der zweite Stromabnehmer 80 an die Innenfläche (die untere Fläche) des Sickenabschnitts 21 geschweißt sein.
  • Der zweite Stromabnehmer 80 kann eine Schenkelstruktur aufweisen, bei der sich der Laschen-Kopplungsabschnitt 81 und der Gehäuse-Kopplungsabschnitt 82 entlang der Radialrichtung erstrecken. Vorzugsweise kann eine Vielzahl von Schenkelstrukturen vorgesehen sein. Der Laschen-Kopplungsabschnitt 81 kann unter der Elektrodenbaugruppe 10 positioniert und an einer höheren Stelle als der Sickenabschnitt 21 angeordnet sein.
  • Der zweite Stromabnehmer 80 weist eine kreisförmige Stromabnehmeröffnung an einer Stelle auf, die der zentralen Wicklungsöffnung in der Mitte der Elektrodenbaugruppe 10 entspricht. Die zentrale Wicklungsöffnung und die Stromabnehmeröffnung, die miteinander in Verbindung stehen, können als ein Durchgang zum Einführen eines Schweißstabs zum Schweißen zwischen dem Anschluss 50 und dem ersten Stromabnehmer 30 oder zum Einstrahlen eines Laserschweißstrahls dienen.
  • Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, kann der zweite Stromabnehmer 80 eine Vielzahl von konkav-konvexen Mustern aufweisen, die radial an einer Oberfläche davon gebildet sind. Wenn die konkav-konvexen Muster gebildet sind, können die konkav-konvexen Muster durch Drücken des zweiten Stromabnehmers 80 in den zweiten unbeschichteten Bereich 12 geprägt werden.
  • Unter Bezugnahme auf 9 ist der zweite Stromabnehmer 80 an das Ende des zweiten unbeschichteten Bereichs 12 gekoppelt. Beispielsweise kann die Kopplung zwischen dem zweiten unbeschichteten Bereich 12 und dem zweiten Stromabnehmer 80 durch Laserschweißen erreicht werden. Das Laserschweißen kann durch teilweises Schmelzen des Basismaterials des zweiten Stromabnehmers 80 durchgeführt werden und kann selektiv mit einem Lot zum Schweißen durchgeführt werden, das zwischen dem zweiten Stromabnehmer 80 und dem zweiten unbeschichteten Bereich 12 angeordnet ist. In diesem Fall weist das Lot vorzugsweise einen niedrigeren Schmelzpunkt auf als der zweite Stromabnehmer 80 und der zweite unbeschichtete Bereich 12. Zusätzlich zum Laserschweißen kann Widerstandsschweißen, Ultraschallschweißen usw. verwendet werden, aber das Schweißverfahren ist nicht darauf beschränkt.
  • Obwohl in der Zeichnung nicht gezeigt, kann der zweite Stromabnehmer 80 an eine Kopplungsfläche gekoppelt sein, die durch Biegen des Endes des zweiten unbeschichteten Bereichs 12 in einer Richtung parallel zu dem zweiten Stromabnehmer 80 gebildet wird. Zum Beispiel kann die Biegungsrichtung des zweiten unbeschichteten Bereichs 12 eine Richtung hin zum Wicklungszentrum C der Elektrodenbaugruppe 10 sein. Auf die gleiche Weise wie der erste unbeschichtete Bereich 11 kann der zweite unbeschichtete Bereich 12 eine Vielzahl von Segmenten umfassen, um eine gebogene Struktur zu bilden. Wenn der zweite unbeschichtete Bereich 12 eine wie oben beschriebene gebogene Form aufweist, reduziert sich der von dem zweiten unbeschichteten Bereich 12 eingenommene Raum, was zu einer verbesserten Energiedichte führt. Zusätzlich kann die erhöhte Kopplungsfläche zwischen dem zweiten unbeschichteten Bereich 12 und dem zweiten Stromabnehmer 80 zu einer Verbesserung der Kopplungsfestigkeit und einem Effekt reduzierten Widerstands an der Kopplungsfläche führen.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 und 9 kann die Kappe 90 zum Beispiel aus einem Metallmaterial gebildet sein, um eine Festigkeit sicherzustellen. Die Kappe 90 bedeckt den Öffnungsabschnitt (das offene Ende), der an der Unterseite des Batteriegehäuses 20 gebildet ist. Das heißt, die Kappe 90 bildet die Unterseite der Batterie 1. In der Batterie 1 der vorliegenden Offenbarung ist die Kappe 90 selbst dann unpolar, wenn die Kappe 90 aus einem Metallmaterial mit Leitfähigkeitseigenschaften gebildet ist. Unpolar kann bedeuten, dass die Kappe 90 elektrisch von dem Batteriegehäuse 20 und dem Anschluss 50 isoliert ist. Demnach dient die Kappe 90 nicht als positiver oder negativer Elektrodenanschluss. Demnach muss die Kappe 90 nicht elektrisch mit der Elektrodenbaugruppe 10 und dem Batteriegehäuse 20 verbunden sein, und ihr Material ist nicht notwendigerweise ein leitendes Metall.
  • Wenn das Batteriegehäuse 20 der vorliegenden Offenbarung den Sickenabschnitt 21 aufweist, kann die Kappe 90 auf dem im Batteriegehäuse 20 gebildeten Sickenabschnitt 21 sitzen. Zusätzlich wird, wenn das Batteriegehäuse 20 der vorliegenden Offenbarung den Crimpabschnitt 22 aufweist, die Kappe 90 durch den Crimpabschnitt 22 fixiert. Die Dichtung 100 kann zwischen der Kappe 90 und dem Crimpabschnitt 22 des Batteriegehäuses 20 angeordnet sein, um eine Abdichtbarkeit des Batteriegehäuses 20 sicherzustellen. Derweil kann, wie zuvor beschrieben, das Batteriegehäuse 20 der vorliegenden Offenbarung den Sickenabschnitt 21 und/oder den Crimpabschnitt 22 nicht aufweisen, und in diesem Fall kann die Dichtung 100 zwischen einer Struktur zum Fixieren, die an der Öffnungsseite des Batteriegehäuses 20 vorgesehen ist, und der Kappe 90 angeordnet sein, um eine Abdichtbarkeit des Batteriegehäuses 20 sicherzustellen.
  • Unter Bezugnahme auf die 2 und 9 kann die Kappe 90 ferner einen Entlüftungsabschnitt 91 aufweisen, um zu verhindern, dass der Innendruck aufgrund von im Batteriegehäuse 20 erzeugtem Gas über einen voreingestellten Wert steigt. Der Entlüftungsabschnitt 91 korrespondiert zu einem Bereich mit einer kleineren Dicke als die anderen Bereiche in der Kappe 90. Der Entlüftungsabschnitt 91 ist strukturell schwächer als jeder andere Bereich. Demnach reißt der Entlüftungsabschnitt 91, wenn der Innendruck des Batteriegehäuses 20 aufgrund von Fehlern in der Batterie 1 über das vorbestimmte Niveau steigt, um das im Batteriegehäuse 20 erzeugte Gas herauszudrängen. Zum Beispiel kann der Entlüftungsabschnitt 91 durch teilweises Reduzieren der Dicke des Batteriegehäuses 20 durch Kerben an der Oberseite und/oder den Unterseiten der Kappe 90 gebildet werden.
  • Unter Bezugnahme auf 9 kann die Dichtung 100 eine ungefähr ringförmige Form aufweisen, die um die Kappe 90 herum angeordnet ist. Die Dichtung 100 kann gleichzeitig die Unterseite, die Oberseite und die Seite der Kappe 90 bedecken. Die radiale Länge eines Bereichs der Dichtung 100, der die Oberseite der Kappe 90 bedeckt, kann kleiner oder gleich der radialen Länge eines Bereichs der Dichtung 100 sein, der die Unterseite der Kappe 90 bedeckt. Wenn die radiale Länge des Bereichs der Dichtung 100, der die Oberseite der Kappe 90 bedeckt, zu lang wäre, könnte die Möglichkeit bestehen, dass die Dichtung 100 den zweiten Stromabnehmer 80 drücken könnte, was zu einer Beschädigung des zweiten Stromabnehmers 80 oder des Batteriegehäuses 20 führen würde, wenn das Batteriegehäuse 20 vertikal komprimiert würde. Demnach ist es notwendig, eine kleine radiale Länge des Bereichs der Dichtung 100, der die Oberseite der Kappe 90 bedeckt, auf einem vorbestimmten Niveau aufrechtzuerhalten.
  • Unter Bezugnahme auf 9 kann die Batterie 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ferner den unteren Abstandshalter 110 aufweisen. Der untere Abstandshalter 110 kann zwischen der Kappe 90 und dem zweiten Stromabnehmer 80 angeordnet sein. Der untere Abstandshalter 110 kann dazu ausgelegt sein, Bewegungen der Elektrodenbaugruppe 10 zu verhindern. Zum Beispiel kann, wie in 9 gezeigt, der untere Abstandshalter eine Höhe aufweisen, die zu dem Abstand zwischen dem zweiten Stromabnehmer 80 und der Kappe 90 korrespondiert. Demnach füllt der untere Abstandshalter 110 den Raum zwischen der Kappe 90 und dem zweiten Stromabnehmer 80 aus. Demnach ist es möglich, die Bewegung der Elektrodenbaugruppe 10 in dem Batteriegehäuse 20 zu minimieren, wodurch eine Beschädigung des elektrischen Kopplungsteils verhindert wird, wenn Vibrationen und äußere Stöße auf die Batterie 1 wirken. Derweil kann der untere Abstandshalter 110 ein isolierendes Polymermaterial umfassen.
  • Derweil können der Isolator 40, die Isolierdichtung 60, der Seitenabstandshalter 70 und der untere Abstandshalter 110 der vorliegenden Offenbarung zum Beispiel ein Material mit elastischen Eigenschaften umfassen. Demnach können, wenn Vibrationen und äußere Stöße auf die Batterie 1 wirken, der Isolator 40, die Isolierdichtung 60, der Seitenabstandshalter 70 und der untere Abstandshalter 110 die Stöße absorbieren, während er komprimiert wird und dann durch die elastischen Eigenschaften in den ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Demnach ist es möglich, eine Beschädigung der internen Komponenten der Batterie 1 zu minimieren, wenn Vibrationen und äußere Stöße auf die Batterie 1 wirken.
  • Vorzugsweise kann die Batterie gemäß der vorliegenden Offenbarung zum Beispiel ein Verhältnis des Formfaktors (ein Wert, der durch Teilen des Durchmessers der Batterie durch ihre Höhe erhalten wird, d. h. definiert als ein Verhältnis von Durchmesser Φ zu Höhe H) aufweisen, das größer als ungefähr 0,4 ist. Hier bezieht sich der Formfaktor auf einen Wert, der den Durchmesser und die Höhe der Batterie angibt.
  • Vorzugsweise kann die zylindrische Batterie einen Durchmesser von 40 mm bis 50 mm und eine Höhe von 60 mm bis 130 mm aufweisen. Die Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann zum Beispiel 46110 Zelle, 4875 Zelle, 48110 Zelle, 4880 Zelle, 4680 Zelle sein. In dem Wert, der den Formfaktor angibt, geben die ersten beiden Zahlen den Durchmesser der Zelle an und die verbleibenden Zahlen geben die Höhe der Zelle an.
  • In letzter Zeit nimmt bei der Verwendung von Batterien in Elektrofahrzeugen im Vergleich zu den vorhandenen 1865, 2170-Batterien der Formfaktor von Batterien zu. Der erhöhte Formfaktor führt zu einer erhöhten Energiedichte, einer erhöhten Sicherheit gegen thermisches Durchgehen und einer verbesserten Kühleffizienz.
  • Die Energiedichte von Batterien kann weiter erhöht werden, indem mit zunehmendem Formfaktor unnötiger Raum innerhalb des Batteriegehäuses minimiert wird. Die Batterie gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine optimale Struktur zum Erhöhen der Kapazität der Batterie auf, während eine elektrische Isolierung zwischen der Elektrodenbaugruppe und dem Batteriegehäuse sichergestellt wird.
  • Die Batterie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann eine Batterie mit einer ungefähr zylindrischen Form mit dem Durchmesser von ungefähr 46 mm, der Höhe von ungefähr 110 mm und dem Verhältnis des Formfaktors von ungefähr 0,418 sein.
  • Die Batterie gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Batterie mit einer ungefähr zylindrischen Form mit dem Durchmesser von ungefähr 48 mm, der Höhe von ungefähr 75 mm und dem Verhältnis des Formfaktors von ungefähr 0,640 sein.
  • Die Batterie gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Batterie mit einer ungefähr zylindrischen Form mit dem Durchmesser von ungefähr 48 mm, der Höhe von ungefähr 110 mm und dem Verhältnis des Formfaktors von ungefähr 0,436 sein.
  • Die Batterie gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Batterie mit einer ungefähr zylindrischen Form mit dem Durchmesser von ungefähr 48 mm, der Höhe von ungefähr 80 mm und dem Verhältnis des Formfaktors von ungefähr 0,600 sein.
  • Die Batterie gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Batterie mit einer ungefähr zylindrischen Form mit dem Durchmesser von ungefähr 46 mm, der Höhe von ungefähr 80 mm und dem Verhältnis des Formfaktors von ungefähr 0,575 sein.
  • Herkömmlicherweise wurden Batterien mit dem Verhältnis des Formfaktors von ungefähr 0,4 oder weniger verwendet. Das heißt, beispielsweise wurden 1865 Batterien und 2170 Batterien verwendet. Im Fall von 1865 Batterien beträgt der Durchmesser ungefähr 18 mm, die Höhe ungefähr 65 mm und das Verhältnis des Formfaktors ungefähr 0,277. Im Fall von 2170 Batterien beträgt der Durchmesser ungefähr 21 mm, die Höhe ungefähr 70 mm und das Verhältnis des Formfaktors ungefähr 0,300.
  • Die Batterie gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform kann zur Herstellung eines Batteriepacks verwendet werden.
  • 10 ist eine Darstellung, die schematisch die Konfiguration des Batteriepacks gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
  • Unter Bezugnahme auf 10 weist der Batteriepack 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung eine Baugruppe mit einer Vielzahl von Batterien 1, die elektrisch miteinander verbunden sind, und ein Packgehäuse 2 auf, in dem die Baugruppe aufgenommen ist. Die Batterie 1 ist eine Batterie gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform. Zur Vereinfachung der Veranschaulichung in den Zeichnungen wird die Veranschaulichung einiger Komponenten wie etwa einer Sammelschiene zur elektrischen Verbindung der Batterien 1, einer Kühleinheit und eines externen Anschlusses weggelassen.
  • Der Batteriepack 3 kann in einem Fahrzeug montiert sein. Das Fahrzeug kann zum Beispiel ein Elektrofahrzeug, ein Hybridelektrofahrzeug oder ein Plug-In-Hybridelektrofahrzeug sein. Das Fahrzeug umfasst ein Vierradfahrzeug oder ein Zweiradfahrzeug.
  • 11 ist eine Darstellung zum Beschreiben des Fahrzeugs mit dem Batteriepack 3 von 10.
  • Unter Bezugnahme auf 11 weist das Fahrzeug 5 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung den Batteriepack 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung auf. Das Fahrzeug 5 arbeitet durch die Leistung, die von dem Batteriepack 3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt wird.
  • Während die vorliegende Offenbarung vorstehend in Bezug auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen und Zeichnungen beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und es ist für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Änderungen daran innerhalb der technischen Aspekte der vorliegenden Offenbarung und des äquivalenten Umfangs der beigefügten Ansprüche vorgenommen werden können.
  • Bezugszeichenliste
    • 5
    Fahrzeug
    3
    Batteriepack
    2
    Packgehäuse
    1
    Batterie
    10
    Elektrodenbaugruppe
    C
    Wicklungszentrum
    11
    erster unbeschichteter Bereich
    12
    zweiter unbeschichteter Bereich
    20
    Batteriegehäuse
    21
    Sickenabschnitt
    22
    Crimpabschnitt
    30
    erster Stromabnehmer
    40
    Isolator
    41
    erster Abdeckungsabschnitt
    42
    zweiter Abdeckungsabschnitt
    50
    Anschluss
    50a
    Körperabschnitt
    50b
    äußerer Flanschabschnitt
    50c
    innerer Flanschabschnitt
    50d
    flacher Abschnitt
    60
    Isolierdichtung
    61
    Dichtungsfreilegungsabschnitt
    62
    Dichtungseinsetzabschnitt
    70
    Seitenabstandshalter
    80
    zweiter Stromabnehmer
    81
    Laschen-Kopplungsabschnitt
    82
    Gehäuse-Kopplungsabschnitt
    90
    Kappe
    100
    Dichtung
    110
    unterer Abstandshalter
    R
    runder Abschnitt
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • KR 1020210007278 [0002]
    • KR 1020210022897 [0002]
    • KR 1020210022894 [0002]
    • KR 1020210022891 [0002]
    • KR 1020210022881 [0002]
    • KR 1020210024424 [0002]
    • KR 1020210030300 [0002]
    • KR 1020210030291 [0002]
    • KR 1020210046798 [0002]
    • KR 1020210058183 [0002]
    • KR 1020210077046 [0002]
    • KR 1020210084326 [0002]
    • KR 1020210131225 [0002]
    • KR 1020210131215 [0002]
    • KR 1020210131205 [0002]
    • KR 1020210131208 [0002]
    • KR 1020210131207 [0002]
    • KR 1020210137001 [0002]
    • KR 1020210137856 [0002]
    • KR 1020210142196 [0002]
    • KR 1020210153472 [0002]
    • KR 1020210160823 [0002]
    • KR 1020210163809 [0002]
    • KR 1020210165866 [0002]
    • KR 1020210172446 [0002]
    • KR 1020210177091 [0002]
    • KR 1020210194593 [0002]
    • KR 1020210194610 [0002]
    • KR 1020210194512 [0002]
    • KR 1020210194611 [0002]
    • KR 1020210194612 [0002]
    • KR 1020210194622 [0002]
    • KR 1020210001822 [0002]
    • US 6677082 [0113]
    • US 6680143 [0113]
    • KR 1020190030016 A [0130]

Claims (71)

  1. Batterie, aufweisend eine Elektrodenbaugruppe mit einer ersten Elektrode, einer zweiten Elektrode und einem Separator, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist und um eine Wicklungsachse gewickelt ist, die einen Kern und eine Außenumfangsfläche definiert, wobei die erste Elektrode einen ersten Aktivmassenbereich, der entlang einer Wicklungsrichtung mit einer Aktivmassenschicht beschichtet ist, und einen ersten unbeschichteten Bereich aufweist, der nicht mit der Aktivmassenschicht beschichtet ist, und zumindest ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs selbst als eine Elektrodenlasche verwendet wird; einen ersten Stromabnehmer, der an zumindest einen Teil des ersten unbeschichteten Bereichs an der Elektrodenbaugruppe gekoppelt ist; ein Batteriegehäuse zum Aufnehmen der Elektrodenbaugruppe und des ersten Stromabnehmers; und einen Isolator, der zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich und/oder dem ersten Stromabnehmer und einer Innenfläche des Batteriegehäuses angeordnet ist, die dem ersten unbeschichteten Bereich und/oder dem ersten Stromabnehmer zugewandt ist, im eine elektrische Verbindung zwischen dem Batteriegehäuse und dem ersten unbeschichteten Bereich und/oder dem ersten Stromabnehmer zu verhindern.
  2. Batterie nach Anspruch 1, wobei der Isolator umfasst: einen ersten Abdeckungsabschnitt, der ein Ende des ersten unbeschichteten Bereichs und/oder eine Fläche des ersten Stromabnehmers abdeckt, die der Innenfläche des Batteriegehäuses zugewandt ist; und einen zweiten Abdeckungsabschnitt, der einen oberen Teil einer Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe abdeckt.
  3. Batterie nach Anspruch 2, wobei sich der zweite Abdeckungsabschnitt von einem Außenumfang des ersten Abdeckungsabschnitts vertikal nach unten erstreckt.
  4. Batterie nach Anspruch 2, wobei der erste Stromabnehmer an den ersten unbeschichteten Bereich auf der Elektrodenbaugruppe gekoppelt ist und zwischen dem ersten unbeschichteten Bereich und dem Isolator angeordnet ist.
  5. Batterie nach Anspruch 4, wobei der erste Abdeckungsabschnitt eine Fläche des ersten Stromabnehmers abdeckt, die einer oberen Innenfläche des Batteriegehäuses zugewandt ist.
  6. Batterie nach Anspruch 4, wobei der erste Abdeckungsabschnitt eine Dicke aufweist, die einem Abstand zwischen dem ersten Stromabnehmer und einer oberen Innenfläche des Batteriegehäuses entspricht.
  7. Batterie nach Anspruch 1, wobei zumindest ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs in eine Vielzahl von Segmenten entlang der Wicklungsrichtung der Elektrodenbaugruppe aufgeteilt ist.
  8. Batterie nach Anspruch 7, wobei die Vielzahl von Segmenten entlang einer Radialrichtung der Elektrodenbaugruppe gebogen ist.
  9. Batterie nach Anspruch 7, wobei die Vielzahl von Segmenten einander entlang einer Radialrichtung der Elektrodenbaugruppe in mehreren Lagen überlappen.
  10. Batterie nach Anspruch 8, wobei der Isolator umfasst: einen ersten Abdeckungsabschnitt, der zwischen einer gebogenen Fläche, die durch die Biegung der Vielzahl von Segmenten des ersten unbeschichteten Bereichs gebildet wird, und der Innenfläche des Batteriegehäuses und/oder zwischen dem ersten Stromabnehmer und der Innenfläche des Batteriegehäuses angeordnet ist; und einen zweiten Abdeckungsabschnitt, der einen oberen Teil einer Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe abdeckt.
  11. Batterie nach Anspruch 10, wobei der erste Stromabnehmer an die gebogene Fläche an der Elektrodenbaugruppe gekoppelt ist und zwischen der gebogenen Fläche und dem Isolator angeordnet ist.
  12. Batterie nach Anspruch 11, wobei der erste Abdeckungsabschnitt eine Oberfläche des ersten Stromabnehmers bedeckt, die einer oberen Innenfläche des Batteriegehäuses zugewandt ist.
  13. Batterie nach Anspruch 12, wobei der erste Abdeckungsabschnitt eine Dicke aufweist, die einem Abstand zwischen dem ersten Stromabnehmer und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses entspricht.
  14. Batterie nach Anspruch 2, wobei der zweite Abdeckungsabschnitt eine gesamte freiliegende äußerste Seite des ersten unbeschichteten Bereichs bedeckt, um zu verhindern, dass der erste unbeschichtete Bereich zu einer Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses hin freiliegt.
  15. Batterie nach Anspruch 2, wobei eine verlängerte Länge des zweiten Abdeckungsabschnitts größer oder gleich einer verlängerte Länge des ersten unbeschichteten Bereichs ist.
  16. Batterie nach Anspruch 10, wobei eine verlängerte Länge des zweiten Abdeckungsabschnitts größer oder gleich einer Länge von einem unteren Endpunkt einer Schnittlinie zwischen der Vielzahl von Segmenten zu einer Biegungsstelle der Vielzahl von Segmenten ist.
  17. Batterie nach Anspruch 3, wobei ein unteres Ende des zweiten Abdeckungsabschnitts an einer niedrigeren Stelle als ein unteres Ende des ersten unbeschichteten Bereichs angeordnet ist.
  18. Batterie nach Anspruch 2, wobei der Isolator ein isolierendes Polymermaterial umfasst.
  19. Batterie nach Anspruch 2, wobei der Isolator aus einem Material mit elastischen Eigenschaften gebildet ist.
  20. Batterie nach Anspruch 2, wobei der Isolator eine zentral Öffnung mit einem vorbestimmten Durchmesser in einem Zentrum des ersten Abdeckungsabschnitts aufweist.
  21. Batterie nach Anspruch 20, wobei ein Zentrum des ersten Stromabnehmers und das Wicklungszentrum der Elektrodenbaugruppe auf einer gleichen Linie angeordnet sind.
  22. Batterie nach Anspruch 21, wobei ein Durchmesser des ersten Stromabnehmers kleiner oder gleich dem Durchmesser der zentralen Öffnung des Isolators ist.
  23. Batterie nach Anspruch 21, wobei der Durchmesser des ersten Stromabnehmers größer als ein Durchmesser einer zentralen Wicklungsöffnung der Elektrodenbaugruppe ist.
  24. Batterie nach Anspruch 22, wobei der erste Abdeckungsabschnitt eine Dicke aufweist, die einem Abstand zwischen einem Ende des ersten unbeschichteten Bereichs und einer oberen Innenfläche des Batteriegehäuses entspricht.
  25. Batterie nach Anspruch 22, wobei zumindest ein Teil des ersten unbeschichteten Bereichs in eine Vielzahl von Segmenten entlang der Wicklungsrichtung der Elektrodenbaugruppe unterteilt ist.
  26. Batterie nach Anspruch 25, wobei die Vielzahl von Segmenten entlang einer Radialrichtung der Elektrodenbaugruppe gebogen ist.
  27. Batterie nach Anspruch 25, wobei die Vielzahl von Segmenten einander entlang einer Radialrichtung der Elektrodenbaugruppe in mehreren Lagen überlappen.
  28. Batterie nach Anspruch 26, wobei der erste Abdeckungsabschnitt zwischen einer gebogenen Fläche, die durch die Biegung der Vielzahl von Segmenten des ersten unbeschichteten Bereichs gebildet wird, die einer oberen Innenfläche des Batteriegehäuses zugewandt ist, und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses angeordnet ist.
  29. Batterie nach Anspruch 28, wobei der erste Abdeckungsabschnitt eine Dicke aufweist, die einem Abstand zwischen der gebogenen Fläche und der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses entspricht.
  30. Batterie nach Anspruch 20, ferner aufweisend: einen Anschluss, der elektrisch mit dem ersten unbeschichteten Bereich verbunden ist, wobei zumindest ein Teil des Anschlusses durch eine Durchgangsöffnung an der Oberseite des Batteriegehäuses freiliegt.
  31. Batterie nach Anspruch 30, wobei der Anschluss umfasst: einen in die Durchgangsöffnung eingesetzten Körperabschnitt; einen äußeren Flanschabschnitt, der sich von einem Seitenumfang des durch eine obere Außenfläche des Batteriegehäuses freiliegenden Körperabschnitts, entlang der Außenfläche erstreckt; einen inneren Flanschabschnitt, der sich von einem gegenüberliegenden Seitenumfang des durch eine obere Innenfläche des Batteriegehäuses freiliegenden Körperabschnitts zur Innenfläche erstreckt; und einen flachen Abschnitt, der innerhalb des inneren Flanschabschnitts vorgesehen ist.
  32. Batterie nach Anspruch 31, wobei der flache Abschnitt und die obere Innenfläche des Batteriegehäuses parallel zueinander sind.
  33. Batterie nach Anspruch 31, wobei der flache Abschnitt und der erste Stromabnehmer parallel zueinander sind.
  34. Batterie nach Anspruch 31, wobei der Körperabschnitt, der innere Flanschabschnitt und der flache Abschnitt des Anschlusses durch die Durchgangsöffnung in das Batteriegehäuse eingeführt sind.
  35. Batterie nach Anspruch 31, wobei der innere Flanschabschnitt an die obere Innenfläche des Batteriegehäuses genietet und befestigt ist.
  36. Batterie nach Anspruch 31, wobei der Durchmesser der zentralen Öffnung des Isolators größer oder gleich einem Durchmesser des Körperabschnitts ist.
  37. Batterie nach Anspruch 31, wobei der Durchmesser der zentralen Öffnung des Isolators größer oder gleich einem Durchmesser des inneren Flanschabschnitts ist.
  38. Batterie nach Anspruch 31, wobei der Körperabschnitt des Anschlusses durch die zentrale Öffnung des Isolators verläuft.
  39. Batterie nach Anspruch 31, wobei der flache Abschnitt des Anschlusses durch die zentrale Öffnung des Isolators elektrisch an den ersten Stromabnehmer gekoppelt ist.
  40. Batterie nach Anspruch 39, wobei der flache Abschnitt des Anschlusses durch Schweißen an den ersten Stromabnehmer gekoppelt ist.
  41. Batterie nach Anspruch 31, ferner aufweisend: eine Isolierdichtung, die zwischen dem Batteriegehäuse und dem Anschluss angeordnet ist, um die elektrische Verbindung zwischen dem Batteriegehäuse und dem Anschluss zu verhindern.
  42. Batterie nach Anspruch 41, wobei die Isolierdichtung mit dem Isolator verbunden und einstückig damit ausgebildet ist.
  43. Batterie nach Anspruch 2, ferner aufweisend: einen Seitenabstandshalter, der mindestens einen Teil einer Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe abdeckt und eine Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses kontaktiert.
  44. Batterie nach Anspruch 43, wobei der Seitenabstandshalter zumindest einen Teil einer Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe entlang eines Außenumfangs der Elektrodenbaugruppe bedeckt.
  45. Batterie nach Anspruch 43, wobei der Seitenabstandshalter eine Dicke aufweist, die einem Abstand zwischen einer Außenumfangsfläche der Elektrodenbaugruppe und einer Innenumfangsfläche des Batteriegehäuses entspricht.
  46. Batterie nach Anspruch 43, wobei der Seitenabstandshalter mit dem Isolator verbunden und einstückig damit ausgebildet ist.
  47. Batterie nach Anspruch 43, wobei der Seitenabstandshalter ein isolierendes Polymermaterial umfasst.
  48. Batterie nach Anspruch 43, wobei der Seitenabstandshalter aus einem Material mit elastischen Eigenschaften gebildet ist.
  49. Batterie nach Anspruch 1, wobei die zweite Elektrode einen zweiten Aktivmassenbereich, der entlang der Wicklungsrichtung mit einer Aktivmassenschicht beschichtet ist, und einen zweiten unbeschichteten Bereich aufweist, der nicht mit der Aktivmassenschicht beschichtet ist, wobei zumindest ein Teil des zweiten unbeschichteten Bereichs selbst als eine Elektrodenlasche verwendet wird.
  50. Batterie nach Anspruch 49, ferner aufweisend: einen zweiten Stromabnehmer, der unterhalb der Elektrodenbaugruppe an den zweiten unbeschichteten Bereich gekoppelt ist.
  51. Batterie nach Anspruch 50, wobei das Batteriegehäuse umfasst: einen Sickenabschnitt, der an einem Ende benachbart zu einem an der Unterseite gebildeten Öffnungsabschnitt gebildet und nach innen eingepresst ist; und einen Crimpabschnitt, der an einer Seite gebildet ist, die näher am Öffnungsabschnitt liegt als der Sickenabschnitt, und der sich zum Öffnungsabschnitt hin erstreckt und gebogen ist.
  52. Batterie nach Anspruch 51, wobei der zweite Stromabnehmer umfasst: zumindest einen Laschen-Kopplungsabschnitt, der an den zweiten unbeschichteten Bereich gekoppelt ist; und zumindest einen Gehäuse-Kopplungsabschnitt, der elektrisch an den Sickenabschnitt der Innenfläche des Batteriegehäuses gekoppelt ist.
  53. Batterie nach Anspruch 52, wobei der Gehäuse-Kopplungsabschnitt durch den Crimpabschnitt komprimiert und fixiert ist.
  54. Batterie nach Anspruch 52, wobei der Gehäuse-Kopplungsabschnitt durch Schweißen an den Sickenabschnitt gekoppelt ist.
  55. Batterie nach Anspruch 50, ferner aufweisend: eine Kappe zum Bedecken des Öffnungsabschnitts des Batteriegehäuses.
  56. Batterie nach Anspruch 55, ferner aufweisend: einen unteren Abstandshalter, der zwischen der Kappe und dem zweiten Stromabnehmer angeordnet ist, um eine Bewegung der Elektrodenbaugruppe zu verhindern.
  57. Batterie nach Anspruch 56, wobei der untere Abstandshalter eine Höhe aufweist, die zu einem Abstand zwischen dem zweiten Stromabnehmer und der Kappe korrespondiert.
  58. Batterie nach Anspruch 56, wobei der untere Abstandshalter ein isolierendes Polymermaterial umfasst.
  59. Batterie nach Anspruch 56, wobei der untere Abstandshalter aus einem Material mit elastischen Eigenschaften gebildet ist.
  60. Batterie nach Anspruch 2, wobei sich eine Dicke des ersten Abdeckungsabschnitts von einer Dicke des zweiten Abdeckungsabschnitts unterscheidet.
  61. Batterie nach Anspruch 2, wobei eine Dicke des zweiten Abdeckungsabschnitts kleiner als eine Dicke des ersten Abdeckungsabschnitts ist.
  62. Batterie nach Anspruch 2, wobei der erste Abdeckungsabschnitt einen runden Abschnitt mit einem vorbestimmten Krümmungsradius an einem Außenumfang des ersten Abdeckungsabschnitts umfasst.
  63. Batterie nach Anspruch 62, wobei der runde Abschnitt an einem Schnittpunkt zwischen einer oberen Fläche des ersten Abdeckungsabschnitts und einer Seite des zweiten Abdeckungsabschnitts gebildet ist.
  64. Batterie nach Anspruch 62, wobei der Krümmungsradius des runden Abschnitts kleiner oder gleich einem Krümmungsradius ist, der an dem Schnittpunkt zwischen der oberen Innenfläche des Batteriegehäuses und der Seite des Batteriegehäuses gebildet ist.
  65. Batterie nach Anspruch 64, wobei der runde Abschnitt spaltfrei in engen Kontakt mit der Innenfläche des Batteriegehäuses kommt.
  66. Batterie nach Anspruch 2, wobei der erste Abdeckungsabschnitt und der zweite Abdeckungsabschnitt einstückig ausgebildet sind.
  67. Batterie nach Anspruch 2, wobei der erste Abdeckungsabschnitt und der zweite Abdeckungsabschnitt separat gebildet und miteinander kombiniert sind.
  68. Batterie nach Anspruch 41, wobei die Isolierdichtung umfasst: einen Dichtungsfreilegungsabschnitt, der zwischen dem äußeren Flanschabschnitt und dem Batteriegehäuse angeordnet ist; und einen Dichtungseinsetzabschnitt, der zwischen dem inneren Flanschabschnitt und dem Batteriegehäuse angeordnet ist, und wobei der Dichtungsfreilegungsabschnitt und der Dichtungseinsetzabschnitt für jede Stelle unterschiedliche Dicken aufweisen.
  69. Batterie nach Anspruch 20, wobei eine Vielzahl von Öffnungen mit einem kleineren Durchmesser als die zentrale Öffnung ferner um die zentrale Öffnung des ersten Abdeckungsabschnitts herum ausgebildet ist.
  70. Batteriepack, aufweisend: eine Vielzahl von Batterien nach einem der Ansprüche 1 bis 69; und ein Packgehäuse zum Aufnehmen der Vielzahl von Batterien.
  71. Fahrzeug, aufweisend den Batteriepack nach Anspruch 70.
DE202022002791.5U 2021-01-19 2022-01-19 Batterie, Batteriepack und Fahrzeug damit Active DE202022002791U1 (de)

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KR10-2021-0030300 2021-03-08
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