JP2018190486A - 電池モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】1の電池が異常発熱した際に隣り合う電池が類焼することを抑制でき、一体化された複数の電池の配置自由度も大きくできる電池モジュールを提供すること。
【解決手段】電池モジュールが、扁平形状の電池64と、電池64の本体部75の周囲に配置された枠体63と、電池64の厚さ方向の一方側に配置された金属板62とを含む電池ユニット40が厚さ方向に積層された電池積層体30を備えるようにする。さらに、電池モジュールが、電池積層体30を一体化する一体化部を備えるようにする。
【選択図】図5
【解決手段】電池モジュールが、扁平形状の電池64と、電池64の本体部75の周囲に配置された枠体63と、電池64の厚さ方向の一方側に配置された金属板62とを含む電池ユニット40が厚さ方向に積層された電池積層体30を備えるようにする。さらに、電池モジュールが、電池積層体30を一体化する一体化部を備えるようにする。
【選択図】図5
Description
本開示は、電池モジュールに関する。
従来、電池モジュールとしては、特許文献1に記載されているものがある。この電池モジュールは、平行かつ一方向に連なるように配置された複数の扁平状の電池と、隣り合う電池の間に配置されたスペーサと、複数の電池を挟持する一対の挟持板と、一対の挟持板の夫々に連結された一対の側方板とを有する。スペーサは平面視で矩形の形状を有し、その一対の縁部は垂直に屈曲している。垂直に屈曲した一方の縁部が一方の側方板に固定され、垂直に屈曲した他方の縁部が他方の側方板に固定される。電池で発生した熱がスペーサを介して一対の側方板に伝導することによって電池の放熱が行われる。
1つの電池が異常発熱したことに伴って隣り合う電池が熱暴走して類焼に至ることを抑制するのは重要課題である。加えて、一体化された複数の電池の配置自由度が大きいことが望ましい。
本開示の一態様である電池モジュールは、シート材から構成される外装体であって、扁平形状の本体部、及び本体部の周縁部の少なくとも一部から延出し、シート材の端縁同士が接合されたシール部を含む外装体を有する電池と、本体部の周囲に配置された枠体と、電池の厚さ方向の一方側に配置された難燃性の板材とを含む電池ユニットが厚さ方向に積層された電池積層体と、電池積層体を一体化する一体化部と、を備える。
本開示の一態様によれば、1の電池が異常発熱した際に隣り合う電池が類焼することを抑制でき、一体化された複数の電池の配置自由度も大きくできる。
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。また、実施形態の説明で参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは現物と異なる場合がある。本明細書において「略**」との記載は、略全域を例に挙げて説明すると、全域はもとより実質的に全域と認められる場合を含む意図である。
図1は、一実施形態の電池モジュールの分解斜視図である。
図1に示すように、電池モジュールは、筐体10と、電池積層体30と、一体化部の一例としての締結部材50とを備える。筐体10は、プラスチック等の樹脂で構成されると好ましいが、金属等、樹脂以外の素材で構成されても構わない。筐体10は、蓋11と、電池積層体30を収容する本体12とを有する。蓋11は、平面視で矩形状の平板からなる。本体12は、平面視が矩形の平板からなる底板部13と、4つの側板部14,15,16,17とを有する。底板部13および4つの側板部14,15,16,17は直方体状の凹部を画定する。この例では、筐体10の本体12が直方体状の凹部を画定するが、筐体の本体が画定する凹部は、直方体形状に限らず立方体形状や円柱形状等、如何なる形状であってもよい。図1に示すように、蓋11の四隅には、蓋11を厚さ方向に貫通する貫通孔11aが設けられ、底板部13の四隅にも、底板部13を厚さ方向に貫通する貫通孔13aが設けられる。
電池積層体30は、複数の扁平形状の電池が略平行な状態で電池の厚さ方向に積み重なった構造を有する。電池積層体30は、平面視において略矩形の形状を有する。電池積層体30は、平面視における四隅に電池積層体30を厚さ方向に貫通する貫通孔30aを有する。電池積層体30の詳しい構造については、図3以下で説明する。
締結部材50は、4つのボルト50a、4つのナット50bおよび4つのパイプ50cを有する。ボルト50aの軸部の長さはパイプ50cの軸部の長さよりも長くなっている。締結部材50を構成する各部材50a,50b,50cは金属材料からなる。
図1に示すように、ボルト50aの軸部を、蓋11の表側面11b側から貫通孔11aに挿通させた後、パイプ50c内を挿通させる。そして、軸部が挿通しているパイプ50cを、電池積層体30の貫通孔30aを挿通させた後、パイプ50cから突出しているボルト50aの軸部の先端側を、底板部13の貫通孔13aを挿通させる。続いて、底板部13の貫通孔13aから外部に突出しているボルト50aの軸部の先端部に、蓋11が本体12の凹部を密閉するまでナット50bを底板部13の裏面側から締め込んで、電池積層体30を筐体10の室内に固定する。4つのボルト50a、4つのナット50bおよび4つのパイプ50cで、電池積層体30は一体化され、一体化された状態が維持される。このようにして、図2の斜視図で示される電池モジュール45が作製される。
尚、本実施形態では、ボルト50a、ナット50bおよびパイプ50cで、電池積層体30が一体化される場合について説明したが、締結部材はパイプを有さなくてもよく、ボルトおよびナットで電池積層体が一体化されてもよい。また、筐体10内には電池積層体30を1つ収納する例を示したが、これに限定されず筐体内に電池積層体を複数列配置することも可能である。
また、締結部材50が電池積層体30を一体化する他に電池積層体30を筐体10に固定する例について説明したが、締結部材は電池積層体を一体化する役割のみを担ってもよい。例えば、ボルトを電池積層体の貫通孔のみに挿通させ、電池積層体から外部に突出しているボルトの軸部にナットを締めこむことによって、電池積層体を筐体に固定せずに単に電池積層体を一体化してもよい。この場合、例えば、筐体の内部側へ突出すると共に電池積層体30の4隅の位置を位置決めできる突出部を筐体の底板部に設けてもよい。そして、この突出部で画定されたスペースに電池積層体を嵌め込むことで電池積層体を筐体内の所定位置に位置決めしてもよい。
図3は電池積層体30の斜視図である。また、図4は図3のAA線断面図であり、金属板62の長手方向Xを含み金属板62を垂直に二等分する垂直二等分面で電池積層体30を切断したときの断面図である。また、図5は、図4にRで示す領域の部分拡大断面図である。
図3および図4に示すように、電池積層体30は、難燃性の板材の一例としての金属板62、枠体63及び扁平形状の電池64を有する。金属板62を枠体63の表側に装着し、電池64を枠体63の裏側に装着することによって電池ユニット40が構成される。電池積層体30は、電池ユニット40が電池64の厚さ方向に積層された構造を有する。枠体63は、金属で構成されると好ましく、アルミニウム等の軽金属で構成されると更に好ましい。図3に示すように、枠体63は、互いに平行な一対の長手方向延在縁63aと互いに平行な一対の幅方向延在縁63bとを有する。
図5に示すように、枠体63は、仕切壁63cを有する。仕切壁63cは、金属板62に略平行に広がっている。一対の長手方向延在縁63aの内面および一対の幅方向延在縁63bの内面で画定される内側スペースは、仕切壁63cによって2つの凹部80,81に分離される。図5に示すように、金属板62は枠体63の表側凹部80の形状に対応する形状を有する。枠体63の表側凹部80には、金属板62が嵌め込まれて固定される。また、図4に示すように、電池64は扁平形状を有する。図5に示すように、枠体63の裏側凹部81には、電池64の本体部75が嵌め込まれて固定される。
図3に示すように、各長手方向延在縁63aの長手方向Xの一端部は、一方の幅方向延在縁63bよりも長手方向Xの一方側に突出している。また、各長手方向延在縁63aの長手方向Xの他端部は、他方の幅方向延在縁63bよりも長手方向Xの他方側に突出している。各長手方向延在縁63aにおいて長手方向Xの一方および他方側に突出する突出部には、枠体63を厚さ方向Zに貫通する貫通孔30aが設けられる。
図6は、電池ユニット40の分解斜視図である。詳しくは、図6(a)は、枠体63と金属板62との一体化構造90を示す斜視図であり、図6(b)は、電池64の斜視図である。
上述のように、枠体63は表側凹部80(図5参照)を有し、金属板62は枠体63の表側凹部80の形状に対応する形状を有する。図6(a)に示される、枠体63と金属板62との一体化構造90は、金属板62が表側凹部80に嵌め込まれて固定されることによって形成される。
図6(b)を参照して、電池64は、電極体及び電解質を含む発電要素と、当該発電要素を収容する外装体70と、外装体70の縦方向一端部から延出した一対の電極タブ(正極タブ71、負極タブ72)とを有する。電極体の一例は、正極及び負極がセパレータを介して巻回された巻回型の電極体である。正極タブ71は正極に、負極タブ72は負極にそれぞれ接続される。この例では、一対の各電極タブ71,72が外装体70の縦方向一端部から延出する場合について説明したが、一対の各電極タブが外装体の別の辺から延出する構成であってもよい。また、電極体は正極及び負極がセパレータを介して積層された積層型であってもよい。外装体70を構成するラミネートフィルム77,78には、金属層の両面に樹脂層が形成されたフィルムを用いることが好ましい。金属層は、例えばアルミニウムの薄膜層であり、水分等の透過を防ぐ機能を有する。ラミネートフィルム77,78は、シート材の一例を構成する。シート材は、ラミネートフィルムに限らず、発電要素を密閉できる如何なる素材で構成されてもよい。
外装体70は、扁平形状の本体部75と、本体部75の少なくとも縦方向両端部から延出するシール部76とを含む。この例では、シール部76が本体部75の少なくとも縦方向両端部から延出する場合について説明したが、シール部は、本体部の周縁部の少なくとも一部から延出すればよい。シール部76は、ラミネートフィルム77,78の端縁同士を接合して形成される。電池64の本体部75内には、上記発電要素が収容される。図6(b)に示す例では、ラミネートフィルム77に扁平な略直方体形状の本体部75が形成される。本体部75は、ラミネートフィルム77をそれに対向配置されるラミネートフィルム78と反対側に凸となるように絞り加工して形成される。シール部76は、好ましくはラミネートフィルム77,78の端縁部同士をヒートシールして本体部75の周囲に設けられるが、シール部は本体部の周囲の一部のみに設けられてもよい。
図6(b)に示すように、シール部76は、本体部75の上面75aに略平行に延在している。以下では、本体部75の縦方向両端部から延出し、電池64の横方向に沿って形成されたシール部76を「シール部76a」、電池64の縦方向に沿って形成されたシール部76を「シール部76b」とする。シール部76bの幅は、本体部75の周側面73の上下方向長さと同じになっているか、やや短いことが好ましい。
シール部76aは、本体部75の厚み方向に沿った縦方向一方側の端面である周側面73の前面73a及び縦方向他方側の端面である後面73bの下部からそれぞれ縦方向に延びて形成される。シール部76aの幅は、例えばシール部76bの幅と略同一である。シール部76は周側面73に対して略垂直に形成されている。シール部76は、2枚のラミネートフィルム77,78が重なって形成されるため、剛性が高い。
正極タブ71及び負極タブ72は、外装体70における長手方向の前面73a側から延出している。即ち、一対の電極タブ71,72は、外装体70の前面73aからシール部76aを通って外装体70の外へ引き出される。正極タブ71及び負極タブ72は、薄板状の導電性部材であり、電池64の幅方向に並んで配置される。図6(b)に示す例では、正極タブ71が電池64の幅方向一端側に、負極タブ72が電池64の幅方向他端側に配置される。
正極タブ71及び負極タブ72は、少なくともシール部76aの先端から外装体70の外部に延出した露出部が、互いに同一形状、同一寸法であることが好ましいがそれに限らない。各電極タブ71,72の幅方向長さは、本体部75の幅方向長さの50%未満であり、好ましくは20〜40%である。
図6を参照して、電池64の厚さ方向Aに電池64に接近させるように一体化構造90を電池64に対して相対移動させる。そして、図5に示すように、シール部76を除く電池64の本体部75が枠体63の裏側凹部81に略隙間がない状態で嵌め込まれる。このようにして電池積層体30(図3参照)の基本構造をなす電池ユニット40が形成される。図5に示すように、電池ユニット40を構成した状態で、枠体63は本体部75の周囲に配置される。電池ユニット40を構成した状態で、枠体63の裏側凹部81の内面は、電池64の本体部75の周側面73に当接し、周側面73を覆っている。また、図5および図6を参照して、電池ユニット40を構成した状態で、平板状の金属板62の法線方向は電池64の厚さ方向に略一致する。また、図5および図6を参照して、電池積層体30では、電池64と金属板62とが電池64の厚さ方向に交互に配置される。
図5に示すように、枠体63の表側凹部80に略隙間無く嵌入されている金属板62の表側面62aと、枠体63の表側面63dとは、電池積層体30の厚さ方向Zの位置が略等しくなっている。金属板62の表側面62aと、枠体63の表側面63dとは、略面一につながっている。図5に示すように、シール部76は、裏側凹部81からはみだしている。電池積層体30において、電池64のシール部76の裏側面は電池ユニット40の表側面に当接している。図5に示すように、電池積層体30において、枠体63と、それに電池積層体30の厚さ方向Zに隣り合う枠体63との間にはシール部76が挟持される。上記厚さ方向Zに隣り合う2つの枠体63は、直接接触せず間隔をおいて位置する。
図7は、電池ユニット40を、長手方向Xの一方側端部の斜め上方側から見たときの斜視図である。
図7に示すように、枠体63の幅方向延在縁63bは、幅方向Yの両端部に長手方向Xに突出する直方体状の突出部69を有し、長手方向Xの一方側および厚さ方向Zの両側に開口する凹部66を有する。図7に示すように、正極タブ71および負極タブ72の夫々は、凹部66に対して厚さ方向Zに重なるように長手方向Xの一方側に突出する。
図8は、電池ユニット40を、長手方向Xの他方側端部の斜め上方側から見たときの斜視図である。
図8に示すように、枠体63の一方の幅方向延在縁63bには、切欠56が設けられる。切欠56は、枠体63を長手方向Xに貫通する一方、枠体63の厚さ方向Zの一方側のみに開口する。図5に示すように、枠体63において切欠56が存在しない部分は、シール部76の表側面を押圧する。切欠56の存在によってシール部の一部55が厚さ方向に露出する。厚さ方向に露出するシール部の一部55の強度を小さくすることによって、電池が異常発熱した場合にこのシール部の一部55を優先的に破断させる。このようにして電池が異常発熱した場合に電池内で発生する高熱の排気ガスが外部に放出されることによって熱が外部に流動し出火が抑制される。
尚、枠体の一方の幅方向延在縁が幅方向に間隔をおいて位置する2つの部分からなってもよい。そして、この幅方向延在縁が存在しない幅方向の箇所で切欠を構成してもよい。また、切欠は、幅方向延在縁に限らず枠体のいずれの箇所に設けられてもよい。
電池積層体30が筐体10内に固定された後、電池積層体30の外面と筐体10の内面とで排気ダクトが画定される。筐体10には図示しない1以上の貫通孔が設けられる。核貫通孔は、排気ダクトと電池モジュール45の外部とを連通する。電池64の異常発熱により電池64内で発生した排気ガスを、シール部の一部55を破断させて電池64外に排出した後、その排出された排気ガスを、上記排気ダクトおよび上記1以上の貫通孔をこの順で流動させることによって外部に排出させる。
電池積層体30の各層を構成する各電池ユニット40の正極タブ71は、その電池ユニット40の厚さ方向Zの一方側に隣り合う電池ユニット40の負極タブ72に金属金具等(図示せず)で電気接続される。また、各電池ユニット40の負極タブ72は、その電池ユニット40の厚さ方向Zの他方側に隣り合う電池ユニット40の正極タブ71に金属金具等(図示せず)で電気接続される。このようにして電池積層体30に含まれる複数の電池64を直列接続する。直列接続された複数の電池64における一方および他方の端子の夫々は、筐体10に空けられた図示しない貫通孔を介して電池モジュール45の外部に引き出される。上記一方および他方の端子で、電池モジュール45の2つの端子が構成される。電池モジュール45は組電池を構成する。
この例では、全ての電池64を直列接続する場合について説明した。しかし、難燃性の板材の厚さ方向に近接配置される2以上の電池が並列接続されてもよく、その並列接続された2以上の電池の複数組を直列接続してもよい。また、この例では、電池積層体30に6つの電池64が含まれたが、電池積層体に2以上の如何なる数の電池が含まれてもよい。
上記実施形態によれば、扁平形状を有する電池64と難燃性の金属板62とが、電池64の厚さ方向に複数回交互に配置されて電池積層体30が構成される。したがって、一の電池64で異常発熱が発生しても難燃性の金属板62でその電池64に隣り合う電池64の昇温を抑制でき、隣り合う電池64,64の類焼を抑制できる。
また、電池積層体30に難燃性の金属板62が組み込まれて、電池積層体30が内部に昇温抑制機構を有するから、電池積層体30が必ずしも外部のヒートシンク等に接続される必要がない。したがって、電池積層体30の配置の自由度を大きくできる。
また、枠体63および金属板62の両方が熱伝導性に優れる金属で構成され、枠体63と金属板62とが接触し、かつ厚さ方向Zに隣り合う枠体63同士が金属製のボルト50aで結合されている。したがって、1の電池64が異常発熱した場合でもその電池64で発生した熱を迅速に電池積層体30全体に拡散させることができ、電池積層体30の温度を大局的に均一化させることができる。したがって、局所的に大きな熱量が集中するホットスポットの発生を抑制でき、発火、類焼を効率的に抑制できる。
また、金属製の締結部材50が、電池積層体30を一体化するのに加えて、電池積層体30を筐体10に固定する役割も果たしている。したがって、1の電池64で異常発熱が生じた場合でも、その電池64で発生した熱を、締結部材50を介して大容積を有して大きな熱容量を有する筐体10に流動させることができる。よって、温度低減効果を更に大きくできる。
更には、枠体63がシール部76の一部55を厚さ方向に露出させる切欠56を有し、電池積層体30の外面と筐体10の内面との間に排気ダクトが設けられ、この排気ダクトが筐体10に設けられた1以上の貫通孔を介して外部に連通する。したがって、シール部76の一部55の破断によって電池64外に流動した排気ガスを、電池モジュール45の外部に排出させる排気経路が設けられるから、この観点からも温度低減効果を大きくでき、電池モジュール45の類焼を抑制できる。
尚、本発明は、上記実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲において種々の改良や変更が可能である。
例えば、図3に想像線で示す如く、電池積層体30の両側(あるいは周囲)に気体(空気など)や液体の冷媒を矢印Bに示す方向に流す通路68を形成することにより枠体63(および金属板62)を効率よく放熱すると好ましい。
また、上記実施形態では、枠体63が表側凹部80を有し、金属板62が枠体63の表側凹部80に嵌め込まれて金属板62と枠体63とが一体化される場合について説明した。しかし、図9、すなわち、変形例の図5に対応する拡大断面図に示すように、電池ユニット140は、電池164の周囲に配置された枠体163の上面に難燃性の金属板162を載置することによって構成されてもよい。この場合に、枠体163の4つの角部に加えて難燃性の金属板162がその4つの角部に締結部材挿通孔を設けると好ましい。
また、上記実施形態では、電池ユニット40において金属板62と電池64とが枠体63の仕切壁63cで隔てられて互いに非接触となる例について説明したが、枠体が仕切壁を有さなくてもよい。電池ユニットにおいて金属板と電池とが接触してもよいし、金属板と電池との間に充放電に伴う電池の膨張を許容する隙間を設けることも好ましい。電池上面に金属板との隙間を設けた場合、電池下面に下に隣接する金属板を接触させることにより電池の均熱化を確保すると好ましい。
また、上記実施形態では、枠体63が金属製であって熱伝導性に優れる素材からなる場合について説明した。しかし、枠体は、金属以外の熱伝導性に優れる素材で構成されてもよく、断熱樹脂等、熱伝導性が金属よりも低い素材から構成されてもよい。また、枠体は、熱伝導性に優れる素材と、その熱伝導性に優れる素材よりも熱伝導性が低い素材とを接合することによって構成されてもよい。この場合、枠体において金属製の締結部材に接触する部分を熱伝導性に優れる素材で構成すると、熱を締結部材を介して電池積層体の全体に伝えることができて熱が分散されて好ましい。
また、上記実施形態では、難燃性の板材が金属板62である場合について説明したが、難燃性の板材は、金属以外の熱伝導性に優れる素材で構成されてもよい。また、難燃性の板材は、断熱樹脂等、金属よりも熱伝導性が低い素材で構成されてもよい。この場合、枠体を金属等の熱伝導性が高い素材で構成すると、電池、枠体および難燃性の板で構成される電池ユニットにおける熱の均一化が行いにくくなるが、異なる電池ユニット間の熱の均一化は金属製の枠体および金属製の締結部材を介して実行できる。
また、難燃性の板材が、断熱樹脂等、熱伝導性が金属よりも低い素材で構成され、枠体も、断熱樹脂等、熱伝導性が金属よりも低い素材で構成されてもよい。このようにして、各電池の周りを断熱性が高い材質で覆って、1つの電池の異常発熱で生じた熱が他の電池に伝わりにくいようにして類焼を抑制してもよい。
また、難燃性の板材は、熱伝導性に優れる素材と、その熱伝導性に優れる素材よりも熱伝導性が低い素材とを接合することによって構成されてもよい。板材は、難燃性を有する素材で構成されていればよいが、不燃性を有する素材で構成されると好ましい。
また、上記実施形態では、電池モジュール45が電池積層体30を覆う筐体10を有する例について説明した。しかし、電池モジュールは筐体を有さなくてもよい。また、上記実施形態では、枠体63がシール部76の一部55を厚さ方向に露出させる切欠56を有する例について説明したが、枠体は切欠を有さなくてもよい。
また、上記実施形態では、一体化部が締結部材50である場合について説明したが、一体化部は、締結部材に限らず、電池積層体の各層間を接着する接着剤や、各層間を溶着している溶着部であってもよい。
10 筐体、 30 電池積層体、 40, 140 電池ユニット、 45 電池モジュール、 50 締結部材、 50a ボルト、 50b ナット、 50c パイプ、 55 シール部の一部、 56 切欠、 62, 162 金属板、 63, 163 枠体、 64, 164 電池、 70 外装体、 75 電池の本体部、 76 電池のシール部。
Claims (6)
- シート材から構成される外装体であって、扁平形状の本体部、及び前記本体部の周縁部の少なくとも一部から延出し、前記シート材の端縁同士が接合されたシール部を含む外装体を有する電池と、前記本体部の周囲に配置された枠体と、前記電池の厚さ方向の一方側に配置された難燃性の板材とを含む電池ユニットが前記厚さ方向に積層された電池積層体と、
前記電池積層体を一体化する一体化部と、
を備える電池モジュール。 - 請求項1に記載の電池モジュールにおいて、
前記一体化部が、前記電池積層体の前記枠体を前記厚さ方向に貫通する締結部材を有する、電池モジュール。 - 請求項1または2に記載の電池モジュールにおいて、
前記枠体が、前記シール部の一部を前記厚さ方向に露出させる切欠を有する、電池モジュール。 - 請求項1乃至3のいずれか一つに記載の電池モジュールにおいて、
前記電池積層体を収容する筐体を備え、
前記一体化部は、前記筐体の2箇所と前記電池積層体の前記枠体とを前記厚さ方向に貫通するボルトと、前記筐体の外面に接触した状態で前記筐体から外部に突出するボルト軸部に締め込まれたナットとを有する、電池モジュール - 請求項1乃至4のいずれか一つに記載の電池モジュールにおいて、
前記枠体が前記板材に接触し、
前記枠体および前記板材の夫々が金属材料からなる、電池モジュール。 - 請求項1乃至4のいずれか一つに記載の電池モジュールにおいて、
前記枠体および前記板材のうちの少なくとも一方が、断熱性を有する材料からなる、電池モジュール。
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022551295A (ja) * | 2019-10-10 | 2022-12-08 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 | 防火部材、電池パック及び電池を電源として使用する装置 |
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