JP2022545324A - 電池のケース、電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置 - Google Patents

電池のケース、電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置 Download PDF

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Abstract

本願の実施例は、電池のケース、電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置を提供する。前記ケースは、電気キャビティであって、複数の電池セル及びバス部材を収容することに用いられ、前記バス部材は前記複数の電池セルの電気的接続を実現することに用いられ、前記複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルはリリーフ機構を備え、前記リリーフ機構は、前記リリーフ機構が設けられた電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力を解放することに用いられる電気キャビティと、流体を収容して前記複数の電池セルの温度を調整するための熱管理部材と、前記リリーフ機構が作動する場合に前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルからの排出物を収集するための収集キャビティと、を備え、前記熱管理部材は前記電気キャビティ及び前記収集キャビティを分離することに用いられる。本願の実施例の技術案は、電池の安全性を強化することができる。

Description

本願の実施例は電池の分野に関し、且つより具体的には、電池のケース、電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置に関する。
省エネ及び排出削減は自動車産業の持続可能な発展の鍵である。この場合、電気自動車は、その省エネで環境に優しい利点により、自動車産業の持続可能な発展の重要な構成部分となる。電気自動車にとって、電池技術はその発展に関連する重要な要素である。
電池技術の発展では、電池の性能を向上させることに加えて、安全問題も無視できない問題である。電池の安全問題を確保できない場合、該電池も使用できなくなる。従って、如何に電池の安全性を強化するかは、電池技術で早急に解決すべき技術的課題である。
本願の実施例は、電池のケース、電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置を提供し、電池の安全性を強化することができる。
第１態様は、電池のケースを提供し、電気キャビティであって、複数の電池セル及びバス部材を収容することに用いられ、前記バス部材は前記複数の電池セルの電気的接続を実現することに用いられ、前記複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルはリリーフ機構を備え、前記リリーフ機構は、前記リリーフ機構が設けられた電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力を解放することに用いられる電気キャビティと、流体を収容して前記複数の電池セルの温度を調整するための熱管理部材と、前記リリーフ機構が作動する場合に前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルからの排出物を収集するための収集キャビティと、を備え、前記熱管理部材は前記電気キャビティ及び前記収集キャビティを分離することに用いられる。
本願の実施例の技術案は、熱管理部材を使用して電池セルを収容する電気キャビティ及び排出物を収集する収集キャビティを分離し、リリーフ機構が作動する場合、電池セルの排出物は収集キャビティに入り、電気キャビティに入らず又は少し入り、それにより電気キャビティにおける電気的接続に影響を与えず、従って電池の安全性を強化することができる。
いくつかの実施例では、前記熱管理部材は、前記リリーフ機構が作動する場合に破壊されて、前記流体を前記熱管理部材の内部から排出させることを可能にするように構成され、前記収集キャビティはさらに前記熱管理部材の排出物を収集することに用いられる。
前記リリーフ機構が作動する場合、前記熱管理部材が破壊され、流体が前記熱管理部材の内部から排出され、このように電池セルの排出物を冷却し、排出物の危険性を低下させることができる。
いくつかの実施例では、前記熱管理部材は、前記電気キャビティ及び前記収集キャビティによって共有された壁を有する。
前記熱管理部材は前記電気キャビティ及び前記収集キャビティによって共有された壁として機能するため、排出物及び電気キャビティをできるだけ分離でき、それにより排出物の危険性を低下させ、電池の安全性を強化する。
いくつかの実施例では、前記ケースは開口部を有するカバー本体をさらに備え、前記熱管理部材は前記カバー本体の開口部を覆い、前記カバー本体と前記熱管理部材は前記電気キャビティを形成する。
いくつかの実施例では、前記カバー本体は、第１部分及び対向する両側にそれぞれ開口部を有する第２部分を備え、前記第１部分は前記第２部分の一方側の開口部を覆い、前記熱管理部材は前記第２部分の他方側の開口部を覆う。
いくつかの実施例では、前記ケースは、前記熱管理部材を保護することに用いられ、前記熱管理部材とともに前記収集キャビティを形成する保護部材をさらに備える。
前記保護部材と前記熱管理部材で形成された前記収集キャビティは、前記排出物を効果的に収集及び緩衝し、その危険性を低下させることができる。
いくつかの実施例では、前記ケースは密閉されたカバー本体をさらに備え、前記熱管理部材は前記カバー本体の内部に設置され、前記カバー本体の内部を前記電気キャビティ及び前記収集キャビティに分離する。
いくつかの実施例では、前記カバー本体は第１部分及び第２部分を備え、前記第２部分の一側には半密閉構造を形成するための開口部があり、前記熱管理部材は前記第２部分の内部に設置され、前記第１部分は前記第２部分の開口部を覆う。
いくつかの実施例では、前記電気キャビティは、前記熱管理部材を介して前記収集キャビティから隔絶される。
前記収集キャビティは前記電気キャビティと連通せず、前記収集キャビティ内の液体又はガスなどが前記電気キャビティに入ることができず、それにより前記電気キャビティをより良好に保護することができる。
いくつかの実施例では、前記熱管理部材に脆弱領域が設置され、前記脆弱領域は、前記リリーフ機構が作動する場合に破壊されて、前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルからの排出物を前記脆弱領域に通過させて前記収集キャビティに入らせることを可能にするように構成される。
前記熱管理部材に前記脆弱領域が設置されることにより、一方では、前記リリーフ機構が作動する場合、前記排出物は前記脆弱領域を通過して前記収集キャビティに入り、前記排出物が前記電気キャビティに入ることを回避することができ、他方では、前記リリーフ機構が作動しない場合、前記電気キャビティと前記収集キャビティとの間の隔絶を確保し、前記収集キャビティ内の物質が前記電気キャビティに入ることを回避することができる。
いくつかの実施例では、前記脆弱領域は前記リリーフ機構に対向して設置される。このように、前記リリーフ機構が作動する場合、前記排出物は、前記脆弱領域を直接衝撃して前記脆弱領域を開放することができる。
いくつかの実施例では、前記熱管理部材には前記リリーフ機構に対向して設置された凹溝が設置され、前記凹溝の底壁は前記脆弱領域を形成する。
いくつかの実施例では、前記リリーフ機構は前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルの第１壁に設置され、前記第１壁は前記熱管理部材に取り付けられ、前記凹溝は前記熱管理部材の前記第１壁に対向する表面に設置される。
いくつかの実施例では、前記熱管理部材は第１熱伝導板及び第２熱伝導板を備え、前記第１熱伝導板は前記第１壁と前記第２熱伝導板との間に位置し、且つ前記第１壁に取り付けられ、前記第１熱伝導板の第１領域は前記第２熱伝導板へ凹んで前記凹溝を形成し、前記第１領域は前記第２熱伝導板に接続される。
いくつかの実施例では、前記第１領域に第１貫通孔が設置され、前記第１貫通孔の半径方向サイズは前記凹溝の半径方向サイズ未満である。
いくつかの実施例では、前記第１貫通孔に対応する前記第２熱伝導板の厚さは他の領域の前記第２熱伝導板の厚さ未満である。このように、前記脆弱領域は前記排出物によってより容易に破壊され得る。
いくつかの実施例では、前記脆弱領域の厚さは３ｍｍ以下である。
いくつかの実施例では、前記脆弱領域は、前記熱管理部材の残りの部分よりも低い融点を有する。
いくつかの実施例では、前記脆弱領域で使用される材料の融点は４００℃未満である。
いくつかの実施例では、前記熱管理部材の前記脆弱領域の周りに位置する部分は、前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルからの排出物によって破壊されて、前記流体を前記熱管理部材の内部から排出させることを可能にする。
いくつかの実施例では、前記凹溝の側面は、前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルからの排出物によって破壊されて、前記流体を前記熱管理部材の内部から排出させることを可能にする。
前記凹溝が使用され、リリーフ機構が作動する場合、電池セルの排出物は前記凹溝に押し込まれ、前記凹溝の底壁が脆弱であるため、前記排出物は前記凹溝の底壁を破壊して前記収集キャビティに入り、また、前記凹溝内に押し込まれた排出物は同時に前記凹溝の側面を溶融し、流体を前記熱管理部材の内部から排出させ、それにより高熱排出物を降温する。
いくつかの実施例では、前記凹溝の半径方向サイズは前記リリーフ機構から離れる方向に沿って徐々に小さくなる。このように、排出物との接触面積を増加させることができ、前記排出物による破壊をより容易にする。
いくつかの実施例では、前記凹溝は、前記リリーフ機構が作動する場合に開放可能な逃げキャビティとして構成される。
逃げキャビティは前記リリーフ機構に変形スペースを提供して、前記リリーフ機構を前記熱管理部材に向かって変形して破裂させる。
いくつかの実施例では、前記凹溝の深さは前記リリーフ機構のサイズに関連する。
いくつかの実施例では、前記凹溝の深さは１ｍｍよりも大きい。
いくつかの実施例では、前記凹溝の開口部の面積は前記リリーフ機構の面積に関連する。
いくつかの実施例では、前記凹溝の開口部の面積と前記リリーフ機構の面積との比の値範囲は０．５～２である。
いくつかの実施例では、前記リリーフ機構の少なくとも一部は前記第１壁に突設され、前記逃げキャビティは前記リリーフ機構の前記少なくとも一部を収容することに用いられる。
いくつかの実施例では、前記第１壁の前記リリーフ機構の周りに位置する部分は突設され、前記逃げキャビティは前記第１壁の前記リリーフ機構の周りに位置する突設部を収容することに用いられる。
このように、電池セルの第１壁は前記熱管理部材の表面に密着することができ、電池セルの固定を容易にし、さらにスペースを節約し且つ熱管理効率を向上させることができ、且つ、リリーフ機構が作動する場合、電池セルの排出物は、逃げキャビティに向かって電池セルから離れて排出され、その危険性を低下させることができ、それにより電池の安全性を強化することができる。
いくつかの実施例では、前記熱管理部材に第２貫通孔が設置され、前記第２貫通孔は、前記リリーフ機構が作動する場合に前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルからの排出物が前記第２貫通孔を通過して前記収集キャビティに入ることができるように構成される。
いくつかの実施例では、前記第２貫通孔は前記リリーフ機構に対向して設置される。
いくつかの実施例では、前記熱管理部材の前記第２貫通孔の周りに位置する部分は、前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルからの排出物によって破壊されて、前記流体を前記熱管理部材の内部から排出させることを可能にする。
いくつかの実施例では、前記第２貫通孔の孔壁は、前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルからの排出物によって破壊されて、前記流体を前記熱管理部材の内部から排出させることを可能にする。
リリーフ機構が作動する場合、電池セルの排出物は前記第２貫通孔に押し込まれ、前記排出物が高圧高熱排出物であるため、前記排出物は前記第２貫通孔を通過する場合に前記第２貫通孔の孔壁を溶融し、流体を前記熱管理部材の内部から排出させ、それにより排出物を降温する。
いくつかの実施例では、前記第２貫通孔の半径方向サイズは前記リリーフ機構から離れる方向に沿って徐々に小さくなる。このように、排出物との接触面積を増加させることができ、前記排出物による破壊をより容易にする。
いくつかの実施例では、前記第２貫通孔の開口部の面積は前記リリーフ機構の面積に関連する。
いくつかの実施例では、前記第２貫通孔の開口部の面積と前記リリーフ機構の面積との比の値範囲は０．５～２である。
いくつかの実施例では、前記リリーフ機構は前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルの第１壁に設置され、前記第１壁は前記熱管理部材に取り付けられ、前記リリーフ機構の少なくとも一部は前記第１壁に突設され、前記第２貫通孔は前記リリーフ機構の前記少なくとも一部を収容することに用いられる。
このように、電池セルの第１壁は前記熱管理部材の表面に密着することができ、電池セルの固定を容易にし、さらにスペースを節約し且つ熱管理効率を向上させることができ、且つ、リリーフ機構が作動する場合、電池セルの排出物は第２貫通孔に向かって電池セルから離れて排出され、その危険性を低下させることができ、それにより電池の安全性を強化することができる。
いくつかの実施例では、前記リリーフ機構は前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルの第１壁に設置され、前記第１壁は前記熱管理部材に取り付けられ、前記第１壁の前記リリーフ機構の周りに位置する部分は突設され、前記第２貫通孔は前記第１壁の前記リリーフ機構の周りに位置する突設部を収容することに用いられる。
いくつかの実施例では、前記リリーフ機構は前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルの第１壁に設置され、前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルの第２壁に電極端子が設置され、前記第２壁は前記第１壁とは異なる。
リリーフ機構及び電極端子が電池セルの異なる壁に設置され、リリーフ機構が作動する場合、電池セルの排出物は電極端子からより遠く離れ、それにより排出物による電極端子及びバス部材の影響を低下させ、従って電池の安全性を強化することができる。
いくつかの実施例では、前記第２壁は前記第１壁に対向して設置される。
いくつかの実施例では、前記リリーフ機構は感温リリーフ機構であり、前記感温リリーフ機構は、前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルの内部温度が閾値になった場合に溶融できるように構成され、及び／又は、前記リリーフ機構は感圧リリーフ機構であり、前記感圧リリーフ機構は、前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルの内部気圧が閾値になった場合に破裂できるように構成される。
第２態様は、電池を提供し、複数の電池セルであって、前記複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルはリリーフ機構を備え、前記リリーフ機構は、前記リリーフ機構が設けられた電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力を解放することに用いられる複数の電池セルと、前記複数の電池セルの電気的接続を実現するためのバス部材と、第１態様のケースと、を備える。
第３態様は、電力消費装置を提供し、第２態様の電池を備える。
いくつかの実施例では、前記電力消費装置は車両、船舶又は宇宙機である。
第４態様は、電池製造方法を提供し、複数の電池セルを提供するステップであって、前記複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルはリリーフ機構を備え、前記リリーフ機構は、前記リリーフ機構が設けられた電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力を解放することに用いられるステップと、前記複数の電池セルの電気的接続を実現するためのバス部材を提供するステップと、ケースを提供するステップであって、前記ケースは、電気キャビティ、流体を収容するための熱管理部材、及び収集キャビティを備え、前記熱管理部材は前記電気キャビティ及び前記収集キャビティを分離するステップと、前記複数の電池セル及び前記バス部材を前記電気ケースに収容するステップであって、前記収集キャビティは、前記リリーフ機構が作動する場合に前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルからの排出物を収集するステップと、を含む。
いくつかの実施例では、前記熱管理部材は、前記リリーフ機構が作動する場合に破壊されて、前記流体を前記熱管理部材の内部から排出させることを可能にし、前記収集キャビティはさらに前記熱管理部材の排出物を収集する。
いくつかの実施例では、前記熱管理部材は、前記電気キャビティ及び前記収集キャビティによって共有された壁を有する。
いくつかの実施例では、前記ケースは開口部を有するカバー本体をさらに備え、前記熱管理部材は前記カバー本体の開口部を覆い、前記カバー本体と前記熱管理部材は前記電気キャビティを形成する。
いくつかの実施例では、前記ケースは、前記熱管理部材を保護することに用いられ、前記熱管理部材とともに前記収集キャビティを形成する保護部材をさらに備える。
第５態様は、電池製造装置を提供し、上記第４態様の方法を実行するモジュールを備える。
ここで説明される図面は、本願の更なる理解を提供するためのものであり、本願の一部を構成し、本願の例示的な実施例及びその説明は、本願を解釈するためのものであり、本願を限定するものではない。図面では、
本願の一実施例に係る車両の模式図である。 本願の一実施例に係る電池の構造模式図である。 本願の一実施例に係る電池モジュールの構造模式図である。 本願の一実施例に係る電池セルの分解図である。 本願の別の実施例に係る電池セルの分解図である。 本願のいくつかの実施例に係るケースの構造模式図である。 本願のいくつかの実施例に係るケースの構造模式図である。 本願のいくつかの実施例に係るケースの構造模式図である。 本願のいくつかの実施例に係るケースの構造模式図である。 本願のいくつかの実施例に係るケースの構造模式図である。 本願のいくつかの実施例に係るケースの構造模式図である。 本願の一実施例に係る熱管理部材の脆弱領域の模式図である。 本願の一実施例に係る熱管理部材の凹溝の模式図である。 本願の一実施例に係る電池のケースの平面模式図である。 図１４ａ示されるケースのＡ－Ａに沿った断面模式図である。 図１４ｂ示されるケースのＢ部分の拡大図である。 本願の一実施例に係る熱管理部材の斜視模式図である。 図１５ａに記載の熱管理部材のＡ－Ａに沿った断面模式図である。 本願の一実施例に係る熱管理部材の分解図である。 本願の一実施例に係る熱管理部材の逃げキャビティの模式図である。 本願の一実施例に係る熱管理部材の貫通孔の模式図である。 本願の一実施例に係る電池の構造模式図である。 本願の一実施例に係る電池の分解図である。 本願の一実施例に係る電池製造方法の模式的なフローチャートである。 本願の一実施例に係る電池製造装置の模式的なブロック図である。
本願の実施例の目的、技術案及び利点をより明確にするために、以下、本願の実施例の図面を参照しながら、本願の実施例の技術案を明確に説明し、明らかに、説明される実施例は本願の実施例の一部であり、実施例の全部ではない。本願の実施例に基づき、当業者が創造的な労働を必要とせずに得た全ての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。
特に定義されない限り、本願で使用される全ての技術用語及び科学用語は、当業者が理解できる一般的な意味を有し、本願の明細書で使用される用語は、具体的な実施例を説明するためのものであり、本願を限定するものではなく、本願の明細書、特許請求の範囲及び上記図面の簡単な説明における用語「備える」、「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図するものである。本願の明細書、特許請求の範囲又は上記図面における用語「第１」、「第２」などは、異なる対象を区別するためのものであり、特定の順序又は主従関係を説明するためのものではない。
本願で言及されている「実施例」は、実施例を組み合わせて説明される特定の特徴、構造又は特性が本願の少なくとも１つの実施例に含まれてもよいことを意味する。明細書の様々な位置に現れる該語句は必ずしも同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と相互に排他的な独立又は代替の実施例でもない。当業者は、本願で説明される実施例が他の実施例と組み合わせることができることを明確且つ暗黙的に理解できる。
本願の説明では、なお、特に明確に規定及び限定されない限り、「装着」、「接続」、「連結」、「取り付け」という用語は広い意味で理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続又は一体的な接続であってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体を介した間接的接続であってもよく、２つの素子内部の連通であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。
本願における「及び／又は」という用語は、関連対象の関連関係を説明するためのものに過ぎず、３つの関係が存在し得ることを示し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在すること、ＡとＢが同時に存在すること、Ｂが単独で存在することの３つの状況を示すことができる。また、本願における「／」という文字は、一般的に前後の関連対象が「又は」の関係であることを示す。
本願に現れる「複数」は２つ以上（２つを含む）を意味し、同様に、「複数のグループ」は２つ以上のグループ（２つのグループを含む）を意味し、「複数枚」は２枚以上（２枚を含む）を意味する。
本願では、電池セルは、リチウムイオン二次電池、リチウムイオン一次電池、リチウム硫黄電池、ナトリウムリチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池又はマグネシウムイオン電池などを含んでもよく、本願の実施例はこれを限定しない。電池セルは、円筒体、扁平体、直方体又は他の形状などであってもよく、本願の実施例はこれを限定しない。電池セルは、一般的に包装方式に応じて、円筒形電池セル、角形電池セル及びソフトパック電池セルの３種類に分けられ、本願の実施例はこれを限定しない。
本願の実施例に係る電池とは、１つ又は複数の電池セルを備えることで、より高い電圧及び容量を提供する単一の物理モジュールを指す。例えば、本願に係る電池は、電池モジュール又は電池パックなどを備えてもよい。電池は、一般的に、１つ又は複数の電池セルを包装するためのケースを備える。ケースは、液体又は他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避できる。
電池セルは、電極組立体と、電解液とを備え、電極組立体は、正極板、負極板及びセパレーターからなる。電池セルは主に金属イオンが正極板と負極板との間に移動することにより動作する。正極板は、正極集電体と、正極活物質層とを備え、正極活物質層は正極集電体の表面に塗布され、正極活物質層が塗布されていない集電体は正極活物質層が塗布された集電体から突出し、正極活物質層が塗布されてない集電体は正極タブとして機能する。リチウムイオン電池を例とし、正極集電体の材料はアルミニウムであってもよく、正極活物質はコバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元リチウム又はマンガン酸リチウムなどであってもよい。負極板は、負極集電体と、負極活物質層とを備え、負極活物質層は負極集電体の表面に塗布され、負極活物質層が塗布されていない集電体は負極活物質層が塗布された集電体から突出し、負極活物質層が塗布されていない集電体は負極タブとして機能する。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質は炭素又はシリコンなどであってもよい。大電流が流れて溶断しないことを確保するために、正極タブは数が複数であり且つ一体に積層され、負極タブは数が複数であり且つ一体に積層される。セパレーターの材質はＰＰ又はＰＥなどであってもよい。また、電極組立体は、巻回構造であってもよく、積層構造であってもよく、本願の実施例はこれらに限定されない。
電池技術の発展は、複数の設計要素、例えば、エネルギー密度、サイクル寿命、放電容量、充放電レートなどの性能パラメータを同時に考慮する必要があり、また、さらに電池の安全性を考慮する必要がある。
電池セルについては、主な安全危険は充電及び放電過程から生じ、同時に適切な環境温度設計があり、不必要な損失を効果的に回避するために、電池セルに対して、一般的に少なくとも３つの保護対策がある。具体的には、保護対策は、スイッチング素子、適切なセパレーター材料の選択及びリリーフ機構を少なくとも含む。スイッチング素子とは、電池セル内の温度又は抵抗が一定の閾値になった場合に電池の充電又は放電を停止させることができる素子を指す。セパレーターは、正極板及び負極板を分離することに用いられ、温度が一定の数値に上昇した場合にその上に付着したミミクロレベル（ひいてはナノレベル）の微細孔を自動的に溶解し、それにより金属イオンがセパレーターを通過できず、電池セルの内部反応を終止することができる。
リリーフ機構とは、電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値になった場合に作動して内部圧力又は温度を解放する素子又は部材を指す。該閾値設計は設計必要によって異なる。前記閾値は、電池セルの正極極板、負極極板、電解液及びセパレーターのうちの１つ又は複数の材料により決められる可能性がある。リリーフ機構は、例えば、防爆弁、ガス弁、リリーフ弁又は安全弁などの形態を使用してもよく、具体的には、感圧又は感温素子又は構造を使用でき、すなわち、電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値になった場合、リリーフ機構は動作を実行し又はリリーフ機構に設けられた脆弱構造が破壊され、それにより内部圧力又は温度を解放できるための開口部又は通路を形成する。
本願に係る「作動」とは、リリーフ機構が動作を生成し又は一定の状態まで起動され、それにより電池セルの内部圧力及び温度を解放させることを指す。リリーフ機構が生成した動作は、リリーフ機構の少なくとも一部の破裂、破砕、引き裂き又は開放などを含んでもよいがこれらに限定されない。リリーフ機構が作動する場合、電池セルの内部の高温高圧物質は排出物として作動部位から外部に排出される。このように、制御可能な圧力又は温度の場合で電池セルの圧力及び温度を解放させ、それにより潜在的により深刻な事故の発生を回避することができる。
本願に係る電池セルからの排出物は、電解液、溶解又は分裂された正負極極板、セパレーターの破片、反応によって生成された高温高圧ガス、火炎などを含むがこれらに限定されない。
電池セルのリリーフ機構は電池の安全性に重要な影響を与える。例えば、短絡、過充電などの現象が発生する場合、電池セルの内部に熱暴走が発生して圧力又は温度を急激に上昇させることを引き起こす可能性がある。この場合、リリーフ機構が作動することにより内部圧力及び温度を外部に解放して、電池セルの爆発、発火を防止することができる。
現在のリリーフ機構の設計案では、電池セル内部の高圧及び高熱を解放し、すなわち前記排出物を電池セルの外部に排出することが主に注目されている。しかし、電池の出力電圧又は電流を確保するために、常に、複数の電池セルを必要とし且つ複数の電池セルの間がバス部材を介して電気的に接続される。電池セルの内部から排出された排出物は残りの電池セルを短絡させる可能性があり、例えば、排出された金属屑が２つのバス部材に電気的に接続される場合に電池の短絡を発生させる可能性があり、従って、安全上のリスクが存在する。且つ、高温高圧排出物は電池セルのリリーフ機構が設置された方向に向かって排出され、且つより具体的にリリーフ機構が作動する領域に向かう方向に沿って排出され、このような排出物の力及び破壊力が大きい可能性があり、ひいては該方向での１つ又は複数の構造を突破するのに十分であり、更なる安全問題を引き起こす。
これに鑑みて、本願は技術案を提供し、熱管理部材を使用して、電池のケースの内部を、電池セルを収容する電気キャビティ及び排出物を収集する収集キャビティに分離し、リリーフ機構が作動する場合、電池セルの排出物は収集キャビティに入り、電気キャビティに入らず又は電気キャビティに少し入り、それにより排出物による電気キャビティのバス部材の影響を低下させ、従って電池の安全性を強化することができる。且つ、電池セルの排出物が収集キャビティによって収集されるため、高温高圧排出物を緩衝させ、排出物の圧力及び温度を低下させ、他の構造への破壊力を低下させ、それにより電池の安全性をさらに強化する。
熱管理部材は流体を収容して複数の電池セルの温度を調整することに用いられる。ここでの流体は液体又はガスであってもよく、温度の調整とは、複数の電池セルを加熱又は冷却することを意味する。電池セルを冷却又は降温する場合、該熱管理部材は冷却流体を収容して複数の電池セルの温度を低下させることに用いられ、このとき、熱管理部材は冷却部材、冷却システム又は冷却板などと呼ばれてもよく、収容された流体は冷却媒体又は冷却流体と呼ばれてもよく、より具体的には、クーラント又は冷却ガスと呼ばれてもよい。また、熱管理部材は加熱して複数の電池セルを昇温することにも用いられ、本願の実施例はこれを限定しない。選択可能に、前記流体は循環して流れてもよく、より良好な温度調整効果を達成する。選択可能に、流体は水、水とエチレングリコールの混合液又は空気などであってもよい。
電気キャビティは複数の電池セル及びバス部材を収容することに用いられる。電気キャビティは封止されてもよく、又は封止されなくてもよい。電気キャビティは電池セル及びバス部材の装着スペースを提供する。いくつかの実施例では、電気キャビティには電池セルを固定するための構造がさらに設置されてもよい。電気キャビティの形状は収容された複数の電池セル及びバス部材に応じて決められ得る。いくつかの実施例では、電気キャビティは角形であってもよく、６つの壁を有する。電気キャビティ内の電池セルが電気的に接続されて高い電圧出力を形成するため、電気キャビティは「高電圧キャビティ」と呼ばれてもよい。
バス部材は、複数の電池セルの間の電気的接続、例えば、並列接続又は直列接続又は直並列接続などを実現することに用いられる。バス部材は、電池セルの電極端子を接続することにより電池セルの間の電気的接続を実現することができる。いくつかの実施例では、バス部材は電池セルの電極端子に溶接で固定され得る。「高電圧キャビティ」に対応して、バス部材で形成された電気的接続は「高電圧接続」と呼ばれてもよい。
収集キャビティは排出物を収集することに用いられ、封止されてもよく、又は封止されなくてもよい。いくつかの実施例では、前記収集キャビティ内に空気、又は他のガスが含まれてもよい。収集キャビティ内に電圧出力に接続された電気的接続がなく、「高電圧キャビティ」に対応して、収集キャビティは「低電圧キャビティ」と呼ばれもてよい。選択可能に、又は付加的に、前記収集キャビティ内に冷却媒体などの液体が含まれてもよく、又は、該液体を収容する部材が設置されて、収集キャビティに入った排出物をさらに降温する。さらに選択可能に、収集キャビティ内のガス又は液体は循環して流れている。
本願の実施例で説明される技術案は、例えば、携帯電話、ポータブルデバイス、ノートパソコン、電気自転車、電気玩具、電動工具、電気自動車、船舶及び宇宙機などの電池を使用する様々な装置に適用でき、例えば、宇宙機は、飛行機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙船などを含む。
理解されるように、本願の実施例で説明される技術案は、上記説明される装置に適用できるだけでなく、電池を使用する全ての装置に適用でき、説明を簡潔にするために、以下の実施例はいずれも電気自動車を例として説明する。
例えば、図１は、本願の一実施例に係る車両１の構造模式図であり、車両１は、ガソリン車、ガス車又は新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は純電気自動車、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー自動車などであってもよい。車両１の内部にモータ４０、コントローラ３０及び電池１０が設置されてもよく、コントローラ３０は電池１０がモータ４０に給電するように制御することに用いられる。例えば、車両１の底部又は前部又は尾部に電池１０が設置されてもよい。電池１０は車両１の給電に用いられ、例えば、電池１０は車両１の操作電源として機能でき、車両１の回路システムに用いられ、例えば、車両１の起動、ナビゲーション及び走行時の動作電力需要に用いられる。本願の別の実施例では、電池１０は車両１の操作電源として機能できるだけでなく、車両１の駆動電源として機能でき、ガソリン又は天然ガスを代替的又は部分的に代替して車両１に駆動動力を提供する。
異なる使用電力需要を満たすために、電池は複数の電池セルを備えてもよく、複数の電池セルの間は、直列接続又は並列接続又は直並列接続されてもよく、直並列接続とは直列接続と並列接続の組み合わせを指す。電池は電池パックと呼ばれてもよい。選択可能に、複数の電池セルは先ず直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池モジュールを形成するか、複数の電池モジュールはそして直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池を形成してもよい。すなわち、複数の電池セルは電池を直接形成してもよく、先ず電池モジュールを形成し、電池モジュールが電池を形成するようにしてもよい。
例えば、図２は、本願の一実施例に係る電池１０の構造模式図であり、電池１０は複数の電池セル２０を備えてもよい。電池１０は、ケース（又はカバー本体と呼ばれる）をさらに備えてもよく、ケースの内部は中空構造であり、複数の電池セル１０はケース内に収容される。図２に示すように、ケースは２つの部分を備えてもよく、ここではそれぞれ第１部分１１１及び第２部分１１２と呼ばれ、第１部分１１１及び第２部分１１２は係合される。第１部分１１１及び第２部分１１２の形状は複数の電池セル２０を組み合わせた形状に応じて決められ、第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも１つの開口部を有してもよい。例えば、第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも中空直方体であってもよく且つそれぞれ１つのみの面が開口面であり、第１部分１１１の開口部は第２部分１１２の開口部に対向して設置され、且つ第１部分１１１及び第２部分１１２は互いに係合されて密閉チャンバを有するケースを形成する。複数の電池セル２０は、互いに並列接続又は直列接続又は直並列接続して組み合わせられて第１部分１１１及び第２部分１１２が係合された後に形成されたケース内に配置される。
選択可能に、電池１０は、他の構造をさらに備えてもよく、ここで詳細な説明を省略する。例えば、該電池１０はバス部材をさらに備えてもよく、バス部材は、複数の電池セル２０の間の電気的接続、例えば、並列接続又は直列接続又は直並列接続などを実現することに用いられる。具体的には、バス部材は、電池セル２０の電極端子を接続することにより電池セル２０の間の電気的接続を実現することができる。さらに、バス部材は電池セル２０の電極端子に溶接で固定され得る。複数の電池セル２０の電気エネルギーはさらに、導電機構を介してケースを通過して引き出され得る。選択可能に、導電機構はバス部材に属してもよい。
異なる電力需要に応じて、電池セル２０の数は任意の数値に設定されてもよい。複数の電池セル２０は、直列接続、並列接続又は直並列接続の方式で接続されて大きな容量又は電力を実現することができる。各電池１０に備えられる電池セル２０の数は多い可能性があるため、装着を容易にするために、電池セル２０をグループ化して設置することができ、各グループの電池セル２０は電池モジュールを形成する。電池モジュールに備えられる電池セル２０の数は限られず、需要に応じて設定できる。例えば、図３は電池モジュールの一例である。電池は複数の電池モジュールを備えてもよく、これらの電池モジュールは直列接続、並列接続又は直並列接続の方式で接続されてもよい。図４は、本願の一実施例に係る電池セル２０の構造模式図であり、電池セル２０は、１つ又は複数の電極組立体２２と、筐体２１１と、蓋板２１２とを備える。図４に示される座標系は図３と同じである。筐体２１１及び蓋板２１２はハウジング又は電池ボックス２１を形成する。筐体２１１の壁及び蓋板２１２はいずれも電池セル２０の壁と呼ばれる。筐体２１１は１つ又は複数の電極組立体２２を組み合わせた形状に応じて決められ、例えば、筐体２１１は中空の直方体又は立方体又は円筒体であってもよく、且つ筐体２１１の１つの面には、１つ又は複数の電極組立体２２を筐体２１１内に配置できる開口部がある。例えば、筐体２１１が中空の直方体又は立方体である場合、筐体２１１の１つの平面は開口面であり、すなわち該平面は壁体を有さずに筐体２１１の内外を連通させる。筐体２１１が中空の円筒体である場合、筐体２１１の端面は開口面であり、すなわち該端面は壁体を有さずに筐体２１１の内外を連通させる。蓋板２１２は開口部を覆い且つ筐体２１１に接続されて、電極組立体２２を配置する密閉キャビティを形成する。筐体２１１内に電解液などの電解質が充填される。
該電池セル２０は２つの電極端子２１４をさらに備えてもよく、２つの電極端子２１４は蓋板２１２に設置されてもよい。蓋板２１２は、通常、平板形状であり、２つの電極端子２１４は蓋板２１２の平板面に固定され、２つの電極端子２１４はそれぞれ正電極端子２１４ａ及び負電極端子２１４ｂである。各電極端子２１４にはそれぞれ１つ接続部材２３が対応して設置され、接続部材２３は、集電部材２３とも呼ばれ、蓋板２１２と電極組立体２２との間に位置し、電極組立体２２と電極端子２１４の電気的接続を実現することに用いられる。
図４に示すように、各電極組立体２２は第１タブ２２１ａ及び第２タブ２２２ａを有する。第１タブ２２１ａと第２タブ２２２ａの極性は逆である。例えば、第１タブ２２１ａが正極タブである場合、第２タブ２２２ａは負極タブである。１つ又は複数の電極組立体２２の第１タブ２２１ａは１つの接続部材２３を介して１つの電極端子に接続され、１つ又は複数の電極組立体２２の第２タブ２１２ａは他の接続部材２３を介して他の電極端子に接続される。例えば、正電極端子２１４ａは１つの接続部材２３を介して正極タブに接続され、負電極端子２１４ｂは他の接続部材２３を介して負極タブに接続される。
該電池セル２０では、実際の使用需要に応じて、電極組立体２２は１つ又は複数設置されてもよく、図４に示すように、電池セル２０内に４つの独立した電極組立体２２が設置される。
図５は、本願の別の実施例に係るリリーフ機構２１３を備える電池セル２０の構造模式図である。
図５の筐体２１１、蓋板２１２、電極組立体２２及び接続部材２３は、図４の筐体２１１、蓋板２１２、電極組立体２２及び接続部材２３と一致し、簡潔にするために、ここで詳細な説明を省略する。
電池セル２０の１つの壁、図５に示される第１壁２１ａにリリーフ機構２１３がさらに設置されてもよい。表示を容易にするために、図５では第１壁２１ａが筐体２１１から分離されるが、筐体２１１の底側に開口部を有することを限定するものではない。リリーフ機構２１３は、電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して内部圧力又は温度を解放することに用いられる。
該リリーフ機構２１３は第１壁２１ａの一部であってもよく、第１壁２１ａとは個別の構造であってもよく、例えば溶接の方式で第１壁２１ａに固定される。リリーフ機構２１３が第１壁２１ａの一部である場合、例えば、リリーフ機構２１３は第１壁２１ａにノッチを設置する方式で形成され、該ノッチに対応する第１壁２１ａの厚さはリリーフ機構２１３のノッチ以外の他の領域の厚さ未満である。ノッチ箇所はリリーフ機構２１３の最も薄い位置である。電池セル２０によって生成されたガスが多すぎると、筐体２１１の内部の圧力が上昇し且つ閾値になり、又は電池セル２０の内部反応により熱量を発生させて電池セル２０の内部温度が上昇し且つ閾値になった場合に、リリーフ機構２１３は、ノッチ箇所に破裂して筐体２１１の内外を連通させ、ガスの圧力及び温度がリリーフ機構２１３の破裂により外部に解放され、さらに電池セル２０の爆発を回避する。
選択可能に、本願の一実施例では、図５に示すように、リリーフ機構２１３が電池セル２０の第１壁２１ａに設置される場合、電池セル２０の第２壁に電極端子２１４が設置され、第２壁は第１壁２１ａとは異なる。
選択可能に、第２壁は第１壁２１ａに対向して設置される。例えば、第１壁２１ａは電池セル２０の底壁であってもよく、第２壁は電池セル２０の頂壁、すなわち蓋板２１２であってもよい。
選択可能に、図５に示すように、該電池セル２０は当て板２４をさらに備えてもよく、該当て板２４は電極組立体２２と筐体２１１の底壁との間に位置し、電極組立体２２を支持する役割を果たすだけでなく、電極組立体２２が筐体２１１の底壁の周りの丸い角に干渉することを効果的に防止できる。また、該当て板２４に１つ又は複数の貫通孔が設置されてもよく、例えば、均一に配列された複数の貫通孔が設置されてもよく、又は、リリーフ機構２１３が筐体２１１の底壁に設置される場合、該リリーフ機構２１３に対応する位置に貫通孔が設置されてもよく、液体及びガスの伝導を容易にし、具体的には、このように、当て板２４の上下表面のスペースを連通させ、電池セル２０の内部に生成されたガス及び電解液は当て板２４を自由に通過することができる。
リリーフ機構２１３及び電極端子２１４は電池セル２０の異なる壁に設置され、リリーフ機構２１３が作動する場合、電池セル２０の排出物は電極端子２１４からより遠く離れ、それにより排出物による電極端子２１４及びバス部材の影響を低下させ、従って電池の安全性を強化することができる。
さらに、電極端子２１４が電池セル２０の蓋板２１２に設置される場合、リリーフ機構２１３を電池セル２０の底壁に設置することにより、リリーフ機構２１３が作動する場合、電池セル２０の排出物は電池１０の底部に向かって排出される。このように、一方では、電池１０底部の熱管理部材などを使用して排出物の危険性を低下させることができ、他方では、電池１０底部は、通常、ユーザーから離れ、それによりユーザーへの危害を低下させることができる。
リリーフ機構２１３は、様々な可能なリリーフ構造であってもよく、本願の実施例はこれを限定しない。例えば、リリーフ機構２１３は感温リリーフ機構であってもよく、感温リリーフ機構は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０の内部温度が閾値になった場合に溶融できるように構成され、及び／又は、リリーフ機構２１３は感圧リリーフ機構であってもよく、感圧リリーフ機構は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０の内部気圧が閾値になった場合に破裂できるように構成される。
図６は、本願の一実施例に係る電池のケース１１の模式図である。図６に示すように、ケース１１は、電気キャビティ１１ａと、収集キャビティ１１ｂと、熱管理部材１３とを備えてもよい。熱管理部材１３は電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂを分離することに用いられる。ここでいわゆる「分離」は隔離を指し、封止されなくてもよい。
電気キャビティ１１ａは複数の電池セル２０及びバス部材１２を収容することに用いられる。電気キャビティ１１ａは電池セル２０及びバス部材１２の収容スペースを提供し、電気キャビティ１１ａの形状は複数の電池セル２０及びバス部材１２に応じて決められ得る。
バス部材１２は複数の電池セル２０の電気的接続を実現することに用いられる。バス部材１２は、電池セル２０の電極端子２１４を接続することにより電池セル２０間の電気的接続を実現することができる。
複数の電池セル２０のうちの少なくとも１つの電池セル２０はリリーフ機構２１３を備えてもよく、リリーフ機構２１３は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して内部圧力又は温度を解放することに用いられる。
説明を容易にするために、以下、リリーフ機構２１３の関連説明に関する電池セル２０とはリリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０を指す。例えば、電池セル２０は図５の電池セル２０であってもよい。
熱管理部材１３は、流体を収容して複数の電池セル２０の温度を調整することに用いられる。電池セル２０を降温する場合、該熱管理部材１３は冷却媒体を収容して複数の電池セル２０の温度を調整することができ、このとき、熱管理部材１３は冷却部材、冷却システム又は冷却板などと呼ばれてもよい。また、熱管理部材１３は加熱に用いられてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。選択可能に、前記流体は循環して流れてもよく、より良好な温度調整効果を達成する。
収集キャビティ１１ｂは、リリーフ機構２１３が作動する場合にリリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０からの排出物を収集することに用いられる。
本願の実施例では、熱管理部材１３を使用して電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂを分離する。すなわち、複数の電池セル２０及びバス部材１２を収容する電気キャビティ１１ａは排出物を収集する収集キャビティ１１ｂから分離される。このように、リリーフ機構２１３が作動する場合、電池セル２０の排出物は収集キャビティ１１ｂに入り、電気キャビティ１１ａに入らず又は少し入り、それにより電気キャビティ１１ａにおける電気的接続に影響を与えず、従って電池の安全性を強化することができる。
選択可能に、本願の一実施例では、熱管理部材１３は、電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂによって共有された壁を有する。図６に示すように、熱管理部材１３は同時に電気キャビティ１１ａの１つの壁及び収集キャビティ１１ｂの１つの壁であってもよい。すなわち、熱管理部材１３（又はその一部）は直接電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂによって共有された壁として機能でき、このように、電池セル２０の排出物は熱管理部材１３を通過して収集キャビティ１１ｂに入ることができ、また、熱管理部材１３が存在するため、該排出物及び電気キャビティ１１ａをできるだけ分離でき、それにより排出物の危険性を低下させ、電池の安全性を強化する。
選択可能に、本願の一実施例では、電気キャビティ１１ａは開口部を有するカバー本体及び熱管理部材１３で形成されてもよい。例えば、図７に示すように、ケース１１は開口部を有するカバー本体１１０（図７における下側開口部）をさらに備えてもよい。開口部を有するカバー本体１１０は半密閉チャンバであり、外部と連通する開口部を有し、熱管理部材１３は該開口部を覆って、チャンバ、すなわち電気キャビティ１１ａを形成する。
選択可能に、カバー本体１１０は複数の部分で構成されてもよく、例えば、図８に示すように、カバー本体１１０は第１部分１１１及び第２部分１１２を備えてもよい。第２部分１１２の両側にそれぞれ開口部があり、第１部分１１１は第２部分１１２の一方側の開口部を覆い、熱管理部材１３は第２部分１１２の他方側の開口部を覆い、それにより電気キャビティ１１ａを形成する。
図８の実施例は図２を基礎として改良して得られるものであり得る。具体的には、図２の第２部分１１２の底壁が熱管理部材１３に置き換えられ、熱管理部材１３を電気キャビティ１１ａの１つの壁として機能することにより、図８の電気キャビティ１１ａを形成する。換言すれば、図２の第２部分１１２の底壁を取り外すと、両側が開口された環状壁を形成し、第１部分１１１及び熱管理部材１３はそれぞれ第２部分１１２の両側開口部を覆って、チャンバ、すなわち電気キャビティ１１ａを形成する。
選択可能に、本願の一実施例では、収集キャビティ１１ｂについては、熱管理部材１３及び保護部材で形成されてもよい。例えば、図９に示すように、ケース１１は保護部材１１５をさらに備える。保護部材１１５は熱管理部材１３を保護することに用いられ、且つ、保護部材１１５と熱管理部材１３は収集キャビティ１１ｂを形成する。
保護部材１１５と熱管理部材１３で形成された収集キャビティ１１ｂは、電池セル２０を収容可能なスペースを占有せず、従ってスペースの大きな収集キャビティ１１ｂを設置でき、それにより排出物を効果的に収集及び緩衝し、その危険性を低下させることができる。
選択可能に、本願の一実施例では、収集キャビティ１１ｂ内に冷却媒体などの流体がさらに設置されてもよく、又は、該流体を収容する部材が設置されて、収集キャビティ１１ｂ内に入った排出物をさらに降温する。
選択可能に、本願の一実施例では、収集キャビティ１１ｂは封止されたチャンバであってもよい。例えば、保護部材１１５と熱管理部材１３の接続箇所は封止部材で封止されてもよい。
選択可能に、本願の一実施例では、収集キャビティ１１ｂは封止されたチャンバではなくてもよい。例えば、収集キャビティ１１ｂは空気と連通でき、このように、一部の排出物をケース１１の外部にさらに排出することができる。
上記実施例では、熱管理部材１３はカバー本体１１０の開口部を覆って電気キャビティ１１ａを形成し、熱管理部材１３と保護部材１１５は収集キャビティ１１ｂを形成する。選択可能に、熱管理部材１３は、密閉されたカバー本体を電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂに直接分割してもよい。
例えば、図１０に示すように、本願の一実施例では、ケース１１は密閉されたカバー本体１１０をさらに備える。熱管理部材１３はカバー本体１１０の内部に設置され、カバー本体１１０の内部を電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂに分離する。すなわち、密閉されたカバー本体１１０はその内部にチャンバを形成し、熱管理部材１３はカバー本体１１０内部のチャンバを２つのチャンバ、すなわち電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂに分離する。
電気キャビティ１１ａは複数の電池セル２０などを収容するために大きなスペースを必要とし、熱管理部材１３はカバー本体１１０のある壁に近い位置に設置され、スペースのより大きな電気キャビティ１１ａ及びスペースのより小さな収集キャビティ１１ｂを分離する。
選択可能に、図１１に示すように、本願の一実施例では、カバー本体１１０は第１部分１１１及び第２部分１１２を備えてもよい。第２部分１１２の一側に半密閉構造を形成するための開口部がある。半密閉構造はすなわち開口部を有するチャンバである。熱管理部材１３は第２部分１１２の内部に設置され、第１部分１１１は第２部分１１２の開口部を覆う。換言すれば、先ず熱管理部材１３を半密閉された第２部分１１２内に設置し、収集キャビティ１１ｂを分離し、次に第１部分１１１を第２部分１１２の開口部に覆って、電気キャビティ１１ａを形成する。
選択可能に、本願の一実施例では、電気キャビティ１１ａは熱管理部材１３を介して収集キャビティ１１ｂから隔絶される。すなわち、収集キャビティ１１ｂは電気キャビティ１１ａと連通せず、収集キャビティ１１ｂ内の液体又はガスなどが電気キャビティ１１ａに入ることができず、それにより電気キャビティ１１ａをより良好に保護することができる。
リリーフ機構２１３が作動する場合、リリーフ機構２１３が開放され、電池セル２０内の排出物を排出する。排出物は熱管理部材１３を破壊でき、それにより熱管理部材１３を通過して収集キャビティ１１ｂに入る。
選択可能に、図１２に示すように、本願の一実施例では、排出物が熱管理部材１３を通過することを容易にするために、熱管理部材１３に脆弱領域１３５が設置され、脆弱領域１３５は、リリーフ機構２１３が作動する場合に破壊されて、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０からの排出物を脆弱領域１３５に通過させて収集キャビティ１１ｂに入らせることを可能にするように構成される。
選択可能に、脆弱領域１３５はリリーフ機構２１３に対向して設置されてもよい。このように、リリーフ機構２１３が作動する場合、排出物は脆弱領域１３５を直接衝撃して脆弱領域１３５を開放することができる。
脆弱領域１３５は、排出物による破壊を容易にする様々な設置を使用してもよく、本願の実施例はこれを限定せず、以下、例示して説明する。
選択可能に、図１３に示すように、本願の一実施例では、熱管理部材１３にはリリーフ機構２１３に対向して設置された凹溝１３４が設置され、凹溝１３４の底壁は脆弱領域１３５を形成する。凹溝１３４の底壁が熱管理部材１３の他の領域よりも脆弱であり、排出物によって容易に破壊されるため、リリーフ機構２１３が作動する場合、排出物は凹溝１３４の底壁を破壊して収集キャビティ１１ｂに入ることができる。
選択可能に、リリーフ機構２１３はリリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０の第１壁２１ａに設置され、第１壁２１ａは熱管理部材１３に取り付けられ、凹溝１３４は熱管理部材１３の第１壁２１ａに対向する表面に設置される。すなわち、凹溝１３４の開口部は第１壁２１ａに対向する。
理解されるように、凹溝１３４の開口部は第１壁２１ａに背向してもよい。この場合、凹溝１３４の底壁は同様に排出物によって容易に破壊される。
熱管理部材１３は熱伝導材料で流体の流路を形成することができる。流体が流路中で流れ、熱伝導材料を介して熱量を伝導して電池セル２０を降温する。選択可能に、脆弱領域１３５は熱伝導材料のみがあり、流体がなく、薄い熱伝導材料層を形成し、それにより排出物によって容易に破壊される。例えば、凹溝１３４の底壁は熱伝導材料薄層であってもよく、脆弱領域１３５を形成する。
選択可能に、図１４ａ～１４ｃに示すように、本願の一実施例では、熱管理部材１３は第１熱伝導板１３１及び第２熱伝導板１３２を備えてもよい。第１熱伝導板１３１及び第２熱伝導板１３２は流路１３３を形成し、流体を収容することに用いられる。第１熱伝導板１３１は第１壁２１ａと第２熱伝導板１３２との間に位置し、且つ第１壁２１ａに取り付けられる。第１熱伝導板１３１の第１領域１３１ａは第２熱伝導板１３２へ凹んで凹溝１３４を形成し、第１領域１３１ａは第２熱伝導板１３２に接続される。このように、凹溝１３４の周りに流路１３３が形成され、凹溝１３４の底壁内に流路がなく、それにより脆弱領域を形成する。
選択可能に、凹溝１３４の底壁の第１熱伝導板１３１又は第２熱伝導板１３２を取り外してもよく、より薄い脆弱領域を形成する。例えば、図１４ｃに示すように、本願の一実施例では、第１領域１３１ａに第１貫通孔１３６が設置され、第１貫通孔１３６の半径方向サイズは凹溝１３４の半径方向サイズ未満であり、すなわち凹溝１３４の底壁の第１熱伝導板１３１を取り外し、凹溝１３４の底部縁部の第１熱伝導板１３１と第２熱伝導板１３２の接続を維持し、凹溝１３４の周りの流路１３３を形成する。
選択可能に、さらに第１貫通孔１３６に対応する第２熱伝導板１３２を薄くして処理してもよく、すなわち、第１貫通孔１３６に対応する第２熱伝導板１３２の厚さは他の領域の第２熱伝導板１３２の厚さ未満になり、それにより脆弱領域は排出物によってより容易に破壊される。選択可能に、さらに第１貫通孔１３６に対応する第２熱伝導板１３２上に脆弱溝が設置されてもよい。
図１５ａ～図１５ｃは、熱管理部材１３の模式図を示す。図１５ａ～図１５ｃに示すように、第１熱伝導板１３１は凹んで凹溝１３４を形成し、第２熱伝導板１３２の凹溝１３４に対応する領域に流路がなく、脆弱溝１３２ａが設置され、このように、第１熱伝導板１３１は第２熱伝導板１３２に接続された後、凹溝１３４の底壁に脆弱領域を形成する。
理解されるように、さらに他の薄くする方式を使用して凹溝１３４の底壁を薄くしてもよく、例えば、第１熱伝導板１３１の第１領域１３１ａにブラインドビア又は段付き孔が設置されてもよく、及び／又は、第２熱伝導板１３２にブラインドビアなどが設置されてもよい。
選択可能に、本願の一実施例では、脆弱領域１３５の厚さは３ｍｍ以下である。例えば、脆弱領域１３５の厚さは１ｍｍ以下であってもよい。
小さい厚さの脆弱領域１３５を使用することに加えて、さらに低融点材料の脆弱領域１３５を使用でき、排出物による溶融及び破壊を容易にする。すなわち、脆弱領域１３５は熱管理部材１３の残りの部分よりも低い融点を有してもよい。例えば、脆弱領域１３５で使用される材料の融点は４００℃未満である。
理解されるように、脆弱領域１３５は低融点材料及び小さい厚さの設置を同時に使用してもよく、すなわち、上記２つの実施形態は単独で実施されてもよく、組み合わせて実施されてもよい。
熱管理部材１３に脆弱領域１３５を設置することにより、一方では、リリーフ機構２１３が作動する場合、排出物は脆弱領域１３５を通過して収集キャビティ１１ｂに入り、排出物が電気キャビティ１１ａに入ることを回避することができ、他方では、リリーフ機構２１３が作動しない場合に電気キャビティ１１ａと収集キャビティ１１ｂとの間の隔絶を確保し、収集キャビティ１１ｂ内の物質が電気キャビティ１１ａに入ることを回避することができる。
選択可能に、本願の一実施例では、熱管理部材１３は、リリーフ機構２１３が作動する場合に破壊されて、流体を熱管理部材１３の内部から排出させることを可能にするように構成され、収集キャビティ１１ｂはさらに熱管理部材１３の排出物を収集することに用いられる。
具体的には、リリーフ機構２１３が作動する場合、熱管理部材１３が破壊され、流体が熱管理部材１３の内部から排出され、このように、電池セル２０の熱量を吸収し、排出物の温度を低下させ、さらに排出物の危険性を低下させることができる。この場合、流体と流体で冷却された排出物は収集キャビティ１１ｂに入る。流体の冷却により、電池セル２０の排出物の温度を迅速に低下させることができ、従って収集キャビティ１１ｂに入った排出物の危険性を大幅に低下させ、電池の他の部分、例えば他の電池セル２０に大きな影響を与えることがなく、それにより単一の電池セル２０の異常による破壊性を即座に抑制し、電池爆発の可能性を低下させることができる。
選択可能に、本願の一実施例では、熱管理部材１３の脆弱領域１３５の周りに位置する部分は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０からの排出物によって破壊されて、流体を熱管理部材１３の内部から排出させることを可能にする。
具体的には、リリーフ機構２１３が作動する場合、電池セル２０の排出物は先ず脆弱領域１３５を破壊（突破又は溶融破壊）し、脆弱領域１３５を通過して収集キャビティ１１ｂに入り、また、排出物はさらに脆弱領域１３５の周りの部分を破壊し、例えば、高熱排出物は周りの熱管理部材１３を溶融破壊して、流体を熱管理部材１３の内部から排出させ、それにより高熱排出物を降温する。排出物の温度が非常に高いため、流体が電池セル２０を加熱又は冷却することにかかわらず、流体の温度はいずれも排出物の温度未満であり、従って排出物を冷却することができる。
選択可能に、本願の一実施例では、熱管理部材１３に凹溝１３４が設置される場合、凹溝１３４の側面は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０からの排出物によって破壊されて、流体を熱管理部材１３の内部から排出させることを可能にする。
凹溝１３４が使用され、リリーフ機構２１３が作動する場合、電池セル２０の排出物は凹溝１３４に押し込まれ、凹溝１３４の底壁が脆弱であるため、排出物は凹溝１３４の底壁を破壊して収集キャビティ１１ｂに入り、また、凹溝１３４内に押し込まれた排出物はさらに凹溝１３４の側面を溶融し、流体を熱管理部材１３の内部から排出させ、それにより高熱排出物を降温する。
選択可能に、凹溝１３４の半径方向サイズはリリーフ機構２１３から離れる方向に沿って徐々に小さくなる。すなわち、凹溝１３４の側面は傾斜面であり、このように、排出物との接触面積を増加させることができ、排出物による破壊をより容易にする。例えば、凹溝１３４の側面の傾斜角（底壁が位置する平面との夾角）の角度範囲は１５～８５度であってもよい。
リリーフ機構２１３が作動する場合に、変形して電池セル２０の内外を連通させる。例えば、ノッチが使用されたリリーフ機構２１３について、リリーフ機構２１３は作動する場合にノッチ箇所に破裂し且つ両側へ開放され、それに対応し、リリーフ機構２１３は一定の変形スペースを必要とする。本願の一実施例では、凹溝１３４は、リリーフ機構２１３が作動する場合に開放可能な逃げキャビティとして構成される。逃げキャビティはリリーフ機構２１３に変形スペースを提供して、リリーフ機構２１３を熱管理部材１３に向かって変形して破裂させる。
逃げキャビティとして機能する場合、凹溝１３４の設置はリリーフ機構２１３が作動する場合に開放され得る条件を満たす必要がある。具体的には、凹溝１３４の深さはリリーフ機構２１３のサイズに関連する。本願の一実施例として、凹溝１３４の深さは１ｍｍよりも大きい。例えば、凹溝１３４の深さは３ｍｍ以上であってもよく、それによりリリーフ機構２１３が開放されることをより容易にする。凹溝１３４の開口部の面積はリリーフ機構２１３の面積にも関連する。リリーフ機構２１３が開放されることを容易にするために、凹溝１３４の開口部の面積とリリーフ機構２１３の面積との比は一定の値よりも大きい必要がある。また、凹溝１３４の側面が排出物によって破壊されることを容易にするために、凹溝１３４の開口部の面積とリリーフ機構２１３の面積との比は一定の値未満である必要もある。例えば、凹溝１３４の開口部の面積とリリーフ機構２１３の面積との比の値範囲は０．５～２であってもよい。
リリーフ機構２１３が電池セル２０の第１壁２１ａに設置される場合、リリーフ機構２１３の少なくとも一部は第１壁２１ａに突設され、このように、リリーフ機構２１３の装着を容易にし、及び電池セル２０内部のスペースを確保することができる。選択可能に、図１６に示すように、本願の一実施例では、リリーフ機構２１３の少なくとも一部が第１壁２１ａに突設される場合、逃げキャビティはリリーフ機構２１３の少なくとも一部を収容することに用いることができる。このように、電池セル２０の第１壁２１ａは熱管理部材１３の表面に密着することができ、電池セル２０の固定を容易にし、さらにスペースを節約し且つ熱管理効率を向上させることができ、且つ、リリーフ機構２１３が作動する場合、電池セル２０の排出物は、逃げキャビティに向かって電池セル２０から離れて排出され、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を強化することができる。
選択可能に、本願の一実施例では、第１壁２１ａのリリーフ機構２１３の周りに位置する部分は突設され、逃げキャビティは第１壁２１ａのリリーフ機構２１３の周りに位置する突設部を収容することに用いられる。同様に、第１壁２１ａのリリーフ機構２１３の周りに位置する部分が突設される場合、逃げキャビティは電池セル２０の第１壁２１ａを熱管理部材１３の表面に密着できることを確保でき、電池セル２０の固定を容易にし、さらにスペースを節約し且つ熱管理効率を向上させることができる。
上記実施例では、脆弱領域１３５を設置することにより、リリーフ機構２１３が作動する場合に電池セル２０の排出物は脆弱領域１３５を通過して収集キャビティ１１ｂに入る。脆弱領域に加えて、さらに貫通孔を設置することにより、排出物は収集キャビティ１１ｂに入ることができる。
選択可能に、図１７に示すように、本願の一実施例では、熱管理部材１３に第２貫通孔１３７が設置され、第２貫通孔１３７は、リリーフ機構２１３が作動する場合にリリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０からの排出物が第２貫通孔１３７を通過して収集キャビティ１１ｂに入ることができるように構成される。
選択可能に、第２貫通孔１３７はリリーフ機構２１３に対向して設置されてもよい。このように、リリーフ機構２１３が作動する場合、排出物は第２貫通孔１３７を通過して収集キャビティ１１ｂに直接入ることができる。
選択可能に、本願の一実施例では、第２貫通孔１３７が設置される状況について、熱管理部材１３の第２貫通孔１３７の周りに位置する部分は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０からの排出物によって破壊されて、流体を熱管理部材１３の内部から排出させることを可能にする。
具体的には、リリーフ機構２１３が作動する場合、電池セル２０の排出物は第２貫通孔１３７を通過して収集キャビティ１１ｂに入り、また、排出物はさらに第２貫通孔１３７の周りの部分を破壊し、例えば、高熱排出物は周りの熱管理部材１３を溶融破壊し、流体を熱管理部材１３の内部から排出させ、それにより高熱排出物を降温する。
選択可能に、本願の一実施例では、第２貫通孔１３７の孔壁は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０からの排出物によって破壊されて、流体を熱管理部材１３の内部から排出させることを可能にする。
リリーフ機構２１３が作動する場合、電池セル２０の排出物は第２貫通孔１３７に押し込まれ、排出物が高圧高熱排出物であるため、排出物は第２貫通孔１３７を通過する場合に第２貫通孔１３７の孔壁を溶融し、流体を熱管理部材１３の内部から排出させ、それにより排出物を降温する。
選択可能に、第２貫通孔１３７の半径方向サイズはリリーフ機構２１３から離れる方向に沿って徐々に小さくなる。すなわち、第２貫通孔１３７の孔壁は傾斜面であり、このように、排出物との接触面積を増加させることができ、排出物による破壊をより容易にする。
選択可能に、上記凹溝１３４と同様に、第２貫通孔１３７の設置もリリーフ機構２１３が作動する場合に開放され得る条件を満たす必要がある。本願の一実施例として、第２貫通孔１３７の開口部の面積はリリーフ機構２１３の面積に関連する。リリーフ機構２１３が開放されることを可能にするために、第２貫通孔１３７の開口部の面積とリリーフ機構２１３の面積との比は一定の値よりも大きい必要がある。また、第２貫通孔１３７の側壁が排出物によって破壊されることを容易にするために、第２貫通孔１３７の開口部の面積とリリーフ機構２１３の面積との比は一定の値未満である必要もある。例えば、第２貫通孔１３７の開口部の面積とリリーフ機構２１３の面積との比の値範囲は０．５～２である。
選択可能に、本願の一実施例では、リリーフ機構２１３は電池セル２０の第１壁２１ａに設置され、第１壁２１ａは熱管理部材１３に取り付けられ、リリーフ機構２１３の少なくとも一部は第１壁２１ａに突設され、第２貫通孔１３７はリリーフ機構２１３の少なくとも一部を収容することに用いられる。このように、電池セル２０の第１壁２１ａは熱管理部材１３の表面に密着することができ、電池セル２０の固定を容易にし、さらにスペースを節約し且つ熱管理効率を向上させることができ、且つ、リリーフ機構２１３が作動する場合、電池セル２０の排出物は、第２貫通孔１３７に向かって電池セル２０から離れて排出され、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を強化することができる。
選択可能に、本願の一実施例では、第１壁２１ａのリリーフ機構２１３の周りに位置する部分は突設され、第２貫通孔１３７は第１壁２１ａのリリーフ機構２１３の周りに位置する突設部を収容することに用いられる。第１壁２１ａのリリーフ機構２１３の周りに位置する部分が突設される場合、第２貫通孔１３７は電池セル２０の第１壁２１ａを熱管理部材１３の表面に密着できることを確保でき、電池セル２０の固定を容易にし、さらにスペースを節約することができる。
理解されるように、熱管理部材１３にはリリーフ機構２１３が作動する場合に熱管理部材１３が破壊され得る構造が設置されることに加えて、さらにリリーフ機構２１３にはリリーフ機構２１３が作動する場合に熱管理部材１３が破壊され得る構造が設置されてもよい。
選択可能に、本願の一実施例では、リリーフ機構２１３に破壊装置が設置され、破壊装置は、リリーフ機構２１３が作動する場合に熱管理部材１３を破壊して、流体を熱管理部材１３の内部から排出させることに用いられる。例えば、破壊装置はとげであってもよいが、本願の実施例はこれを限定しない。
図１８は、本願の一実施例に係る電池１０の模式図である。該電池１０は、ケース１１と、複数の電池セル２０と、バス部材１２とを備えてもよい。
複数の電池セル２０のうちの少なくとも１つの電池セル２０はリリーフ機構２１３を備え、リリーフ機構２１３は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して内部圧力又は温度を解放することに用いられる。
バス部材１２は複数の電池セル２０の電気的接続を実現することに用いられる。
ケース１１は上記各実施例で説明されるケース１１であり、ケース１１の電気キャビティ１１ａは複数の電池セル２０及びバス部材１２を収容することに用いられ、ここで、ケース１１の収集キャビティ１１ｂは、リリーフ機構２１３が作動する場合にリリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０からの排出物を収集する。
図１９は、本願の一実施例に係る電池１０の分解図である。図１９に示される実施例では、熱管理部材１３に凹溝１３４が設置され、保護部材１１５とともに収集キャビティを形成する。
電池１０の各部材に関する説明は上記各実施例を参照すればよく、簡潔にするために、ここで詳細な説明を省略する。
本願の一実施例はさらに電力消費装置を提供し、該電力消費装置は上記各実施例の電池１０を備えてもよい。選択可能に、電力消費装置は車両１、船舶又は宇宙機であってもよい。
以上、本願の実施例の電池のケース、電池及び電力消費装置が説明されており、以下、本願の実施例の電池製造方法及び装置が説明され、ここで詳細に説明されていない部分は上記各実施例を参照すればよい。
図２０は、本願の一実施例に係る電池製造方法３００の模式的なフローチャートを示す。図２０に示すように、該方法３００は以下を含んでもよい。
３１０：複数の電池セル２０を提供し、複数の電池セル２０のうちの少なくとも１つの電池セル２０はリリーフ機構２１３を備え、リリーフ機構２１３は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して内部圧力又は温度を解放することに用いられ、
３２０：複数の電池セル２０の電気的接続を実現するためのバス部材１２を提供し、
３３０：ケース１１を提供し、ケース１１は、電気キャビティ１１ａ、流体を収容するための熱管理部材１３、及び収集キャビティ１１ｂを備え、熱管理部材１３は電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂを分離し、
３４０：複数の電池セル２０及びバス部材１２を電気キャビティ１１ａに収容し、収集キャビティ１１ｂは、リリーフ機構２１３が作動する場合にリリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０からの排出物を収集する。
図２１は、本願の一実施例に係る電池製造装置４００の模式的なブロック図を示す。図２１に示すように、電池製造装置４００は、提供モジュール４１０と、装着モジュール４２０とを備えてもよい。
提供モジュール４１０は、複数の電池セル２０を提供することであって、複数の電池セル２０のうちの少なくとも１つの電池セル２０はリリーフ機構２１３を備え、リリーフ機構２１３は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して内部圧力又は温度を解放することに用いられることと、複数の電池セル２０の電気的接続を実現するためのバス部材１２を提供することと、ケース１１を提供することであって、ケース１１は、電気キャビティ１１ａ、流体を収容するための熱管理部材１３、及び収集キャビティ１１ｂを備え、熱管理部材１３は電気キャビティ１１ａ及び収集キャビティ１１ｂを分離することと、に用いられ、
装着モジュール４２０は、複数の電池セル２０及びバス部材１２を電気キャビティ１１ａに収容することに用いられ、収集キャビティ１１ｂは、リリーフ機構２１３が作動する場合にリリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０からの排出物を収集する。
最後に、上記実施例は、本願の技術案を説明するためのものに過ぎず、それを限定するものではなく、上記実施例を参照して本願を詳細に説明したが、当業者は、依然として上記各実施例に記載の技術案を修正し、又はそのうちの一部の技術的特徴に対して等価置換を行うことができるが、これらの修正又は置換は、対応する技術案の本質を本願の各実施例技術案の精神及び範囲から逸脱させることはない。
１１ ケース
１１ａ 電気キャビティ
１１ｂ 収集キャビティ
１２ バス部材
１３ 熱管理部材
２０ 電池セル
２１３ リリーフ機構
第４態様は、電池製造方法を提供し、複数の電池セルを提供するステップであって、前記複数の電池セルのうちの少なくとも１つの電池セルはリリーフ機構を備え、前記リリーフ機構は、前記リリーフ機構が設けられた電池セルの内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力を解放することに用いられるステップと、前記複数の電池セルの電気的接続を実現するためのバス部材を提供するステップと、ケースを提供するステップであって、前記ケースは、電気キャビティ、流体を収容するための熱管理部材、及び収集キャビティを備え、前記熱管理部材は前記電気キャビティ及び前記収集キャビティを分離するステップと、前記複数の電池セル及び前記バス部材を前記電気キャビティに収容するステップであって、前記収集キャビティは、前記リリーフ機構が作動する場合に前記リリーフ機構が設けられた前記電池セルからの排出物を収集するステップと、を含む。
例えば、図２は、本願の一実施例に係る電池１０の構造模式図であり、電池１０は複数の電池セル２０を備えてもよい。電池１０は、ケース（又はカバー本体と呼ばれる）をさらに備えてもよく、ケースの内部は中空構造であり、複数の電池セル２０はケース内に収容される。図２に示すように、ケースは２つの部分を備えてもよく、ここではそれぞれ第１部分１１１及び第２部分１１２と呼ばれ、第１部分１１１及び第２部分１１２は係合される。第１部分１１１及び第２部分１１２の形状は複数の電池セル２０を組み合わせた形状に応じて決められ、第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも１つの開口部を有してもよい。例えば、第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも中空直方体であってもよく且つそれぞれ１つのみの面が開口面であり、第１部分１１１の開口部は第２部分１１２の開口部に対向して設置され、且つ第１部分１１１及び第２部分１１２は互いに係合されて密閉チャンバを有するケースを形成する。複数の電池セル２０は、互いに並列接続又は直列接続又は直並列接続して組み合わせられて第１部分１１１及び第２部分１１２が係合された後に形成されたケース内に配置される。
図４に示すように、各電極組立体２２は第１タブ２２１ａ及び第２タブ２２２ａを有する。第１タブ２２１ａと第２タブ２２２ａの極性は逆である。例えば、第１タブ２２１ａが正極タブである場合、第２タブ２２２ａは負極タブである。１つ又は複数の電極組立体２２の第１タブ２２１ａは１つの接続部材２３を介して１つの電極端子に接続され、１つ又は複数の電極組立体２２の第２タブ２２２ａは他の接続部材２３を介して他の電極端子に接続される。例えば、正電極端子２１４ａは１つの接続部材２３を介して正極タブに接続され、負電極端子２１４ｂは他の接続部材２３を介して負極タブに接続される。

Claims (50)

  1. 電池のケース（１１）であって、
    電気キャビティ（１１ａ）であって、複数の電池セル（２０）及びバス部材（１２）を収容することに用いられ、前記バス部材（１２）は前記複数の電池セル（２０）の電気的接続を実現することに用いられ、前記複数の電池セル（２０）のうちの少なくとも１つの電池セル（２０）はリリーフ機構（２１３）を備え、前記リリーフ機構（２１３）は、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた電池セル（２０）の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力を解放することに用いられる電気キャビティと、
    流体を収容して前記複数の電池セル（２０）の温度を調整するための熱管理部材（１３）と、
    前記リリーフ機構（２１３）が作動する場合に前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）からの排出物を収集するための収集キャビティ（１１ｂ）と、
    を備え、
    前記熱管理部材（１３）は前記電気キャビティ（１１ａ）及び前記収集キャビティ（１１ｂ）を分離することに用いられることを特徴とする電池のケース。
  2. 前記熱管理部材（１３）は、前記リリーフ機構（２１３）が作動する場合に破壊されて、前記流体を前記熱管理部材（１３）の内部から排出させることを可能にするように構成され、前記収集キャビティ（１１ｂ）はさらに、前記熱管理部材（１３）の排出物を収集することに用いられることを特徴とする請求項１に記載のケース。
  3. 前記熱管理部材（１３）は、前記電気キャビティ（１１ａ）及び前記収集キャビティ（１１ｂ）によって共有された壁を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のケース。
  4. 前記ケース（１１）は開口部を有するカバー本体（１１０）をさらに備え、前記熱管理部材（１３）は前記カバー本体（１１０）の開口部を覆い、前記カバー本体（１１０）と前記熱管理部材（１３）は前記電気キャビティ（１１ａ）を形成することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のケース。
  5. 前記カバー本体（１１０）は、第１部分（１１１）及び対向する両側にそれぞれ開口部を有する第２部分（１１２）を備え、前記第１部分（１１１）は前記第２部分（１１２）の一方側の開口部を覆い、前記熱管理部材（１３）は前記第２部分（１１２）の他方側の開口部を覆うことを特徴とする請求項４に記載のケース。
  6. 前記ケース（１１）は、
    前記熱管理部材（１３）を保護することに用いられ、前記熱管理部材（１３）とともに前記収集キャビティ（１１ｂ）を形成する保護部材（１１５）をさらに備えることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載のケース。
  7. 前記ケース（１１）は密閉されたカバー本体（１１０）をさらに備え、前記熱管理部材（１３）は前記カバー本体（１１０）の内部に設置され、前記カバー本体（１１０）の内部を前記電気キャビティ（１１ａ）及び前記収集キャビティ（１１ｂ）に分離することを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のケース。
  8. 前記カバー本体（１１０）は第１部分（１１１）及び第２部分（１１２）を備え、前記第２部分（１１２）の一側には半密閉構造を形成するための開口部があり、前記熱管理部材（１３）は前記第２部分（１１２）の内部に設置され、前記第１部分（１１１）は前記第２部分（１１２）の開口部を覆うことを特徴とする請求項７に記載のケース。
  9. 前記電気キャビティ（１１ａ）は、前記熱管理部材（１３）を介して前記収集キャビティ（１１ｂ）から隔絶されることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のケース。
  10. 前記熱管理部材（１３）に脆弱領域（１３５）が設置され、前記脆弱領域（１３５）は、前記リリーフ機構（２１３）が作動する場合に破壊されて、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）からの排出物を前記脆弱領域（１３５）に通過させて前記収集キャビティ（１１ｂ）に入らせることを可能にするように構成されることを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載のケース。
  11. 前記脆弱領域（１３５）は前記リリーフ機構（２１３）に対向して設置されることを特徴とする請求項１０に記載のケース。
  12. 前記熱管理部材（１３）には前記リリーフ機構（２１３）に対向して設置された凹溝（１３４）が設置され、前記凹溝（１３４）の底壁は前記脆弱領域（１３５）を形成することを特徴とする請求項１０又は１１に記載のケース。
  13. 前記リリーフ機構（２１３）は前記前記リリーフ機構（２１３）が設けられた電池セル（２０）の第１壁（２１ａ）に設置され、前記第１壁（２１ａ）は前記熱管理部材（１３）に取り付けられ、前記凹溝（１３４）は前記熱管理部材（１３）の前記第１壁（２１ａ）に対向する表面に設置されることを特徴とする請求項１２に記載のケース。
  14. 前記熱管理部材（１３）は第１熱伝導板（１３１）及び第２熱伝導板（１３２）を備え、前記第１熱伝導板（１３１）は前記第１壁（２１ａ）と前記第２熱伝導板（１３２）との間に位置し、且つ前記第１壁（２１ａ）に取り付けられ、前記第１熱伝導板（１３１）の第１領域（１３１ａ）は前記第２熱伝導板（１３２）へ凹んで前記凹溝（１３４）を形成し、前記第１領域（１３１ａ）は前記第２熱伝導板（１３２）に接続されることを特徴とする請求項１３に記載のケース。
  15. 前記第１領域（１３１ａ）に第１貫通孔（１３６）が設置され、前記第１貫通孔（１３６）の半径方向サイズは前記凹溝（１３４）の半径方向サイズ未満であることを特徴とする請求項１４に記載のケース。
  16. 前記第１貫通孔（１３６）に対応する前記第２熱伝導板（１３２）の厚さは他の領域の前記第２熱伝導板（１３２）の厚さ未満であることを特徴とする請求項１５に記載のケース。
  17. 前記脆弱領域（１３５）の厚さは３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０～１６のいずれか一項に記載のケース。
  18. 前記脆弱領域（１３５）は、前記熱管理部材（１３）の残りの部分よりも低い融点を有することを特徴とする請求項１０～１７のいずれか一項に記載のケース。
  19. 前記脆弱領域（１３５）で使用される材料の融点は４００℃未満であることを特徴とする請求項１８に記載のケース。
  20. 前記熱管理部材（１３）の前記脆弱領域（１３５）の周りに位置する部分は、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）からの排出物によって破壊されて、前記流体を前記熱管理部材（１３）の内部から排出させることを可能にすることを特徴とする請求項１０～１９のいずれか一項に記載のケース。
  21. 前記凹溝（１３４）の側面は、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）からの排出物によって破壊されて、前記流体を前記熱管理部材（１３）の内部から排出させることを可能にすることを特徴とする請求項１２～１６のいずれか一項に記載のケース。
  22. 前記凹溝（１３４）の半径方向サイズは、前記リリーフ機構（２１３）から離れる方向に沿って徐々に小さくなることを特徴とする請求項２１に記載のケース。
  23. 前記凹溝（１３４）は、前記リリーフ機構（２１３）が作動する場合に開放可能な逃げキャビティとして構成されることを特徴とする請求項１３～２２のいずれか一項に記載のケース。
  24. 前記凹溝（１３４）の深さは前記リリーフ機構（２１３）のサイズに関連することを特徴とする請求項２３に記載のケース。
  25. 前記凹溝（１３４）の深さは１ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項２３又は２４に記載のケース。
  26. 前記凹溝（１３４）の開口部の面積は前記リリーフ機構（２１３）の面積に関連することを特徴とする請求項２３～２５のいずれか一項に記載のケース。
  27. 前記凹溝（１３４）の開口部の面積と前記リリーフ機構（２１３）の面積との比の値範囲は０．５～２であることを特徴とする請求項２６に記載のケース。
  28. 前記リリーフ機構（２１３）の少なくとも一部は前記第１壁（２１ａ）に突設され、前記逃げキャビティは前記リリーフ機構（２１３）の前記少なくとも一部を収容することに用いられることを特徴とする請求項２３～２７のいずれか一項に記載のケース。
  29. 前記第１壁（２１ａ）の前記リリーフ機構（２１３）の周りに位置する部分は突設され、前記逃げキャビティは前記第１壁（２１ａ）の前記リリーフ機構（２１３）の周りに位置する突設部を収容することに用いられることを特徴とする請求項２３～２８のいずれか一項に記載のケース。
  30. 前記熱管理部材（１３）に第２貫通孔（１３７）が設置され、前記第２貫通孔（１３７）は、前記リリーフ機構（２１３）が作動する場合に前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）からの排出物が前記第２貫通孔（１３７）を通過して前記収集キャビティ（１１ｂ）に入ることができるように構成されることを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載のケース。
  31. 前記第２貫通孔（１３７）は前記リリーフ機構（２１３）に対向して設置されることを特徴とする請求項３０に記載のケース。
  32. 前記熱管理部材（１３）の前記第２貫通孔（１３７）の周りに位置する部分は、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）からの排出物によって破壊されて、前記流体を前記熱管理部材（１３）の内部から排出させることを可能にすることを特徴とする請求項３０又は３１に記載のケース。
  33. 前記第２貫通孔（１３７）の孔壁は、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）からの排出物によって破壊されて、前記流体を前記熱管理部材（１３）の内部から排出させることを可能にすることを特徴とする請求項３０～３２のいずれか一項に記載のケース。
  34. 前記第２貫通孔（１３７）の半径方向サイズは前記リリーフ機構（２１３）から離れる方向に沿って徐々に小さくなることを特徴とする請求項３３に記載のケース。
  35. 前記第２貫通孔（１３７）の開口部の面積は前記リリーフ機構（２１３）の面積に関連することを特徴とする請求項３０～３４のいずれか一項に記載のケース。
  36. 前記第２貫通孔（１３７）の開口部の面積と前記リリーフ機構（２１３）の面積との比の値範囲は０．５～２であることを特徴とする請求項３５に記載のケース。
  37. 前記リリーフ機構（２１３）は前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）の第１壁（２１ａ）に設置され、前記第１壁（２１ａ）は前記熱管理部材（１３）に取り付けられ、前記リリーフ機構（２１３）の少なくとも一部は前記第１壁（２１ａ）に突設され、前記第２貫通孔（１３７）は前記リリーフ機構（２１３）の前記少なくとも一部を収容することに用いられることを特徴とする請求項３０～３６のいずれか一項に記載のケース。
  38. 前記リリーフ機構（２１３）は前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）の第１壁（２１ａ）に設置され、前記第１壁（２１ａ）は前記熱管理部材（１３）に取り付けられ、前記第１壁（２１ａ）の前記リリーフ機構（２１３）の周りに位置する部分は突設され、前記第２貫通孔（１３７）は前記第１壁（２１ａ）の前記リリーフ機構（２１３）の周りに位置する突設部を収容することに用いられることを特徴とする請求項３０～３７のいずれか一項に記載のケース。
  39. 前記リリーフ機構（２１３）は前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）の第１壁（２１ａ）に設置され、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）の第２壁に電極端子（２１４）が設置され、前記第２壁は前記第１壁（２１ａ）とは異なることを特徴とする請求項１～３８のいずれか一項に記載のケース。
  40. 前記第２壁は前記第１壁（２１ａ）に対向して設置されることを特徴とする請求項３９に記載のケース。
  41. 前記リリーフ機構（２１３）は感温リリーフ機構であり、前記感温リリーフ機構は、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）の内部温度が閾値になった場合に溶融できるように構成され、及び／又は、
    前記リリーフ機構（２１３）は感圧リリーフ機構であり、前記感圧リリーフ機構は、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）の内部気圧が閾値になった場合に破裂できるように構成されることを特徴とする請求項１～４０のいずれか一項に記載のケース。
  42. 電池（１０）であって、
    複数の電池セル（２０）であって、前記複数の電池セル（２０）のうちの少なくとも１つの電池セル（２０）はリリーフ機構（２１３）を備え、前記リリーフ機構（２１３）は、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた電池セル（２０）の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力を解放することに用いられる複数の電池セルと、
    前記複数の電池セル（２０）の電気的接続を実現するためのバス部材（１２）と、
    請求項１～４１のいずれか一項に記載のケース（１１）と、
    を備えることを特徴とする電池。
  43. 請求項４２に記載の電池（１０）を備えることを特徴とする電力消費装置。
  44. 前記電力消費装置は車両（１）、船舶又は宇宙機であることを特徴とする請求項４３に記載の電力消費装置。
  45. 電池製造方法（３００）であって、
    複数の電池セル（２０）を提供するステップ（３１０）であって、前記複数の電池セル（２０）のうちの少なくとも１つの電池セル（２０）はリリーフ機構（２１３）を備え、前記リリーフ機構（２１３）は、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた電池セル（２０）の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力を解放することに用いられるステップ（３１０）と、
    前記複数の電池セル（２０）の電気的接続を実現するためのバス部材（１２）を提供するステップ（３２０）と、
    ケース（１１）を提供するステップ（３３０）であって、前記ケース（１１）は、電気キャビティ（１１ａ）、流体を収容するための熱管理部材（１３）、及び収集キャビティ（１１ｂ）を備え、前記熱管理部材（１３）は前記電気キャビティ（１１ａ）及び前記収集キャビティ（１１ｂ）を分離するステップ（３３０）と、
    前記複数の電池セル（２０）及び前記バス部材（１２）を前記電気キャビティ（１１ａ）に収容するステップ（３４０）であって、前記収集キャビティ（１１ｂ）は、前記リリーフ機構（２１３）が作動する場合に前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）からの排出物を収集するステップ（３４０）と、
    を含むことを特徴とする電池製造方法。
  46. 前記熱管理部材（１３）は、前記リリーフ機構（２１３）が作動する場合に破壊されて、前記流体を前記熱管理部材（１３）の内部から排出させることを可能にし、前記収集キャビティ（１１ｂ）はさらに前記熱管理部材（１３）の排出物を収集することを特徴とする請求項４５に記載の方法。
  47. 前記熱管理部材（１３）は、前記電気キャビティ（１１ａ）及び前記収集キャビティ（１１ｂ）によって共有された壁を有することを特徴とする請求項４５又は４６に記載の方法。
  48. 前記ケース（１１）は開口部を有するカバー本体（１１０）をさらに備え、前記熱管理部材（１３）は前記カバー本体（１１０）の開口部を覆い、前記カバー本体（１１０）と前記熱管理部材（１３）は前記電気キャビティ（１１ａ）を形成することを特徴とする請求項４５～４７のいずれか一項に記載の方法。
  49. 前記ケース（１１）は、
    前記熱管理部材（１３）を保護することに用いられ、前記熱管理部材（１３）とともに前記収集キャビティ（１１ｂ）を形成する保護部材（１１５）をさらに備えることを特徴とする請求項４５～４８のいずれか一項に記載の方法。
  50. 電池製造装置（４００）であって、
    提供モジュール（４１０）と、装着モジュール（４２０）と、を備え、
    前記提供モジュール（４１０）は、
    複数の電池セル（２０）を提供することであって、前記複数の電池セル（２０）のうちの少なくとも１つの電池セル（２０）はリリーフ機構（２１３）を備え、前記リリーフ機構（２１３）は、前記リリーフ機構（２１３）が設けられた電池セル（２０）の内部圧力又は温度が閾値になった場合に作動して前記内部圧力を解放することに用いられることと、
    前記複数の電池セル（２０）の電気的接続を実現するためのバス部材（１２）を提供することと、
    ケース（１１）を提供することであって、前記ケース（１１）は、電気キャビティ（１１ａ）、流体を収容するための熱管理部材（１３）、及び収集キャビティ（１１ｂ）を備え、前記熱管理部材（１３）は前記電気キャビティ（１１ａ）及び前記収集キャビティ（１１ｂ）を分離することと、
    に用いられ、
    前記装着モジュール（４２０）は、前記複数の電池セル（２０）及び前記バス部材（１２）を前記電気キャビティ（１１ａ）に収容することに用いられ、前記収集キャビティ（１１ｂ）は、前記リリーフ機構（２１３）が作動する場合に前記リリーフ機構（２１３）が設けられた前記電池セル（２０）からの排出物を収集することを特徴とする電池製造装置（４００）。
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