JP2023502698A - 電池、電池モジュール、電池パック及び自動車 - Google Patents
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Abstract
本願に係る電池（１００）は、ハウジング（１）と、前記ハウジング（１）内に位置する複数の収容キャビティ（１１）とを含み、隣接する２つの収容キャビティ（１１）は、仕切り板で仕切られ、前記収容キャビティ（１１）内には、少なくとも１つの電極体を含む電極体セット（２）が設置され、複数の前記電極体セット（２）は、第１の方向に沿って順に配列され、かつ直列接続され、前記仕切り板には、この仕切り板の両側にある隣接する２つの収容キャビティ（１１）を連通させる導液孔及び導気孔が設置され、前記電池（１００）は、導液孔を、開状態及び閉状態を含む設定状態にすることができるブロッキング機構を更に含む。
Description
（関連出願の相互参照）
本願は、ビーワイディー カンパニー リミテッドが２０１９年１１月２２日に提出した、発明の名称「電池、電池モジュール、電池パック及び自動車」の中国特許出願第「２０１９１１１５８９１８．８」号の優先権を主張するものである。
本願は、ビーワイディー カンパニー リミテッドが２０１９年１１月２２日に提出した、発明の名称「電池、電池モジュール、電池パック及び自動車」の中国特許出願第「２０１９１１１５８９１８．８」号の優先権を主張するものである。
本願は、電池の分野に関し、特に、電池、電池モジュール、電池パック及び自動車に関する。
新エネルギー自動車の普及が進むにつれて、新エネルギー自動車の動力電池の使用に対する要件はますます高まっている。特に、新エネルギー自動車の耐久走行距離に対するユーザの要件がますます高まっているため、新エネルギー自動車に使用される電池パックに関して、その全体的な容量を継続的に増やす必要があり、また、動力電池パックを使用する過程において、内部抵抗による内部消耗を最小限に抑える必要がある。
一般的な新エネルギー自動車は、一般的に、幅が１メートル以上であり、長さが数メートルであり、新エネルギー自動車の動力電池パックは、一般的に、新エネルギー自動車の底部に配置され、現在、市販されている動力電池パックは、一般的に、幅方向において新エネルギー自動車の幅と略一致し、約１メートル以上である。長さは、新エネルギー自動車の底部の保留空間に基づいて決定され、一般的に、２メートル以上である。全体として、動力電池パックは、長さ方向と幅方向の両方において１メートルを超える。しかしながら、現在、市場に出回っている単電池の長さが、一般的に、約０．３メートルであるため、少なくとも３つ、更にそれ以上の単電池を動力電池パックに並設する必要がある。
複数の単電池を並設する場合、各単電池にいずれも固定構造を追加する必要があると共に、隣接する２つの単電池を、外付けされる動力コネクタを介して動力接続する必要がある。その結果として、単電池の取り付け構造が多くなり、コストが増加するだけでなく、全体重量も増加し、また、電池パックの体積に関して、取り付け構造がパックの内部空間を大きく占めるため、動力電池パック全体の容量が低下し、並設される単電池が多いほど、無駄になる空間が大きくなる。更に、動力接続を行うために複数の外付け動力コネクタを設置する必要があるため、内部抵抗が増加し、動力電池パックの使用中の内部消耗が増加する。
本願の目的は、上記電解液注入問題を解決するために、各キャビティに電解液を注入するだけでなく、各キャビティの分離を確保することができる電池、電池モジュール、電池パック及び自動車を提供することである。
上記技術的課題を解決するために、本願の技術手段は以下のとおりである。
本願に係る電池は、ハウジングと、前記ハウジング内に位置する複数の収容キャビティとを含み、隣接する２つの収容キャビティは、仕切り板で仕切られ、前記収容キャビティ内には、少なくとも１つの電極体を含む電極体セットが設置され、複数の前記電極体セットは、第１の方向に沿って順に配列され、かつ直列接続され、前記仕切り板には、この仕切り板の両側にある隣接する２つの収容キャビティを連通させる導液孔及び導気孔が設置され、前記電池は、導液孔を、開状態及び閉状態を含む設定状態にすることができるブロッキング機構を更に含む。
本願の一実施形態では、前記ハウジングは、第１の方向に沿って延在する一体構造であり、複数の前記仕切り板は、前記ハウジング内に間隔を隔てて設置され、かつ前記仕切り板の側周面は、前記ハウジングの側壁としっかりと貼り合わせされて嵌合して前記ハウジングの内部を複数の前記収容キャビティに仕切り、前記収容キャビティの壁は、収容キャビティの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーと、前記隣接する２つの仕切り板の間又は仕切り板とエンドカバーとの間に位置する前記ハウジングとを含む。
本願の一実施形態では、前記ハウジングは、第１の方向に沿って延在する一体構造であり、前記ハウジング内に、セパレータ及び前記仕切り板を含むセルアセンブリが設置され、前記収容キャビティは、前記セパレータの内部に位置し、前記仕切り板は、前記セパレータ内に間隔を隔てて設置され、前記仕切り板の側周面は、前記セパレータと嵌合して前記セパレータの内部を複数の前記収容キャビティに仕切り、前記収容キャビティの壁は、収容キャビティの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーと、隣接する２つの仕切り板の間又は仕切り板とエンドカバーとの間に位置する前記セパレータとを含む。
本願の一実施形態では、前記ハウジングは、第１の方向に沿って延在する一体構造であり、前記ハウジング内に、セパレータ及び前記仕切り板を含むセルアセンブリが設置され、前記収容キャビティは、前記セパレータの内部に位置し、前記セパレータは、第１の方向に沿って設置された複数のサブセパレータを含み、前記仕切り板は、隣接する２つのサブセパレータに同時に接続され、隣接する２つの収容キャビティは、１つの前記仕切り板を共用し、前記収容キャビティの壁は、前記サブセパレータと、前記サブセパレータの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーとを含む。
本願の一実施形態では、前記ハウジングは、第１の方向に沿って設置された複数のサブハウジングを含み、前記仕切り板は、隣接する２つのサブハウジングに同時に接続され、隣接する２つの収容キャビティは、１つの前記仕切り板を共用し、前記収容キャビティの壁は、前記サブハウジングと、前記サブハウジングの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーとを含む。
本願の一実施形態では、前記電池は、略直方体であり、長さ、幅及び厚さを有し、長さが幅より大きく、幅が厚さより大きく、前記導気孔と前記導液孔は、幅方向に沿って前記仕切り板に間隔を隔てて設置される。
本願の一実施形態では、前記ブロッキング機構が第１の状態にあるとき、前記導液孔は、開状態にあり、前記ブロッキング機構が第２の状態にあるとき、前記導液孔は、閉状態にあり、前記ブロッキング機構は、第１の状態と第２の状態との間で切り替わることができる。
本願の一実施形態では、前記電池の電解液注入前又は電解液注入時に、前記ブロッキング機構は、第１の状態にあり、前記導液孔は、開状態にあり、この仕切り板の両側にある隣接する２つの収容キャビティを連通させ、前記電池の電解液注入後に、前記ブロッキング機構は、第１の状態から第２の状態に切り替わり、前記導液孔を閉じて、前記導液孔を閉状態にする。
本願の一実施形態では、前記電池の電解液注入後の電池形成時に、前記ブロッキング機構は、第１の状態にあり、前記導液孔は、開状態にあり、この仕切り板の両側にある隣接する２つの収容キャビティを連通させ、前記電池の電解液注入化後の電池形成後に、前記ブロッキング機構は、第１の状態から第２の状態に切り替わり、前記導液孔を閉じて、前記導液孔を閉状態にする。
本願の一実施形態では、前記導液孔が閉状態にあるとき、前記ブロッキング機構は、少なくとも部分的に前記導液孔に位置し、前記導液孔を閉じて、前記導液孔による隣接する２つの収容キャビティの連通を遮断する。
本願の一実施形態では、前記第１の状態は、前記ブロッキング機構が前記電池内の第１の位置に位置する状況を指し、前記第２の状態は、前記ブロッキング機構が前記電池内の第２の位置に位置する状況を指す。
本願の一実施形態では、前記仕切り板にブロッキング機構配置空間が設置され、前記ブロッキング機構は、前記ブロッキング機構配置空間内に位置し、前記ブロッキング機構配置空間内に前記第１の位置及び前記第２の位置が形成され、かつ前記ブロッキング機構は、力の作用下で、第１の位置と第２の位置との間で移動でき、前記ブロッキング機構が第１の位置に位置するとき、前記導液孔は、開状態にあり、隣接する２つの収容キャビティを連通させ、前記ブロッキング機構が第２の位置に位置するとき、前記ブロッキング機構は、前記導液孔を閉じて、前記導液孔を閉状態にすることにより、前記導液孔による隣接する２つの収容キャビティの連通を遮断する。
本願の一実施形態では、前記ブロッキング機構配置空間と前記導液孔とは、交差して設置され、前記導液孔は、前記ブロッキング機構配置空間によって、いずれも前記ブロッキング機構配置空間と連通する第１の導液孔及び第２の導液孔に仕切られる。
本願の一実施形態では、前記ブロッキング機構と前記ブロッキング機構配置空間の内壁とは、締り嵌めして接続される。
本願の一実施形態では、前記ブロッキング機構は、磁性を有する磁性体である。
本願の一実施形態では、前記ブロッキング機構の外部に弾性スリーブが被覆される。
本願の一実施形態では、各前記電極体セットは、いずれも電流を引き出す第１の電極引き出し部材及び第２の電極引き出し部材を含み、少なくとも１つの電極体セットの前記第１の電極引き出し部材と第２の電極引き出し部材は、それぞれ第１の方向に沿って該電極体セットの対向する両側に設置され、該電極体セットの長さ方向は、第１の方向に沿って延在する。
本願の一実施形態では、前記電池は、導気孔を、開状態及び閉状態を含む設定状態にすることができる導気孔ブロッキング機構を更に含む。
本願の一実施形態では、前記電池の電解液注入前、電解液注入時又は電解液注入後かつ化成時に、前記導気孔ブロッキング機構は、前記導気孔を開状態にして、前記導気孔によりこの仕切り板の両側にある隣接する２つの収容キャビティを連通させる。
本願の一実施形態では、前記電池の電解液注入後に、前記導気孔ブロッキング機構は、前記導気孔を閉じて、前記導気孔を閉状態にし、電池の過充電又は短絡時に、前記導気孔ブロッキング機構は、前記導気孔を開状態にして、前記導気孔により前記仕切り板の両側にある隣接する２つの収容キャビティを連通させる。
本願の一実施形態では、隣接する２つの電極体セットは、電極体コネクタにより直列接続され、前記電極体コネクタは、隣接する２つの電極体セットの間の仕切り板を貫通する。
本願の一実施形態では、前記電極体コネクタと前記仕切り板とは、一体成形される。
本願の一実施形態では、前記電極体コネクタは、銅接続部と銅接続部に接続されたアルミニウム接続部とを含み、前記銅接続部とアルミニウム接続部との接続位置は、前記仕切り板内に位置する。
本願に更に係る電池は、ハウジングと、前記ハウジング内に位置する複数の収容キャビティとを含み、隣接する２つの収容キャビティは、仕切り板で仕切られ、前記収容キャビティ内には、少なくとも１つの電極体を含む電極体セットが設置され、複数の前記電極体セットは、第１の方向に沿って順に配列され、かつ直列接続され、前記仕切り板には、この仕切り板の両側にある隣接する２つの収容キャビティを連通させる導液孔及び導気孔が設置され、前記電池は、少なくとも部分的に前記導液孔に位置し、前記導液孔を閉じて、前記導液孔による隣接する２つの収容キャビティの連通を遮断するブロッキング機構を更に含む。
本願の一実施形態では、前記ハウジングは、第１の方向に沿って延在する一体構造であり、複数の前記仕切り板は、前記ハウジング内に間隔を隔てて設置され、かつ前記仕切り板の側周面は、前記ハウジングの側壁としっかりと貼り合わせされて嵌合して前記ハウジングの内部を複数の前記収容キャビティに仕切り、前記収容キャビティの壁は、収容キャビティの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーと、前記隣接する２つの仕切り板の間又は仕切り板とエンドカバーとの間に位置する前記ハウジングとを含む。
本願の一実施形態では、前記ハウジングは、第１の方向に沿って延在する一体構造であり、前記ハウジング内に、セパレータ及び前記仕切り板を含むセルアセンブリが設置され、前記収容キャビティは、前記セパレータの内部に位置し、前記仕切り板は、前記セパレータ内に間隔を隔てて設置され、前記仕切り板の側周面は、前記セパレータと嵌合して前記セパレータの内部を複数の前記収容キャビティに仕切り、前記収容キャビティの壁は、収容キャビティの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーと、隣接する２つの仕切り板の間又は仕切り板とエンドカバーとの間に位置する前記セパレータとを含む。
本願の一実施形態では、前記ハウジングは、第１の方向に沿って延在する一体構造であり、前記ハウジング内に、セパレータ及び前記仕切り板を含むセルアセンブリが設置され、前記収容キャビティは、前記セパレータの内部に位置し、前記セパレータは、第１の方向に沿って設置された複数のサブセパレータを含み、前記仕切り板は、隣接する２つのサブセパレータに同時に接続され、隣接する２つの収容キャビティは、１つの前記仕切り板を共用し、前記収容キャビティの壁は、前記サブセパレータと、前記サブセパレータの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーとを含む。
本願の一実施形態では、少なくとも１つの前記仕切り板にブロッキング機構配置空間が設置され、前記ブロッキング機構は、前記ブロッキング機構配置空間内に位置し、前記ブロッキング機構配置空間内には、前記ブロッキング機構を収容する第１の位置及び第２の位置が形成され、前記ブロッキング機構は、第２の位置に位置し、かつ力の作用下で、第２の位置から第１の位置に切り替わるか又は第１の位置から第２の位置に切り替わることができる。
本願の一実施形態では、前記ブロッキング機構配置空間と前記導液孔とは、交差して設置され、前記導液孔は、前記ブロッキング機構配置空間によって、前記ブロッキング機構配置空間と連通する第１の導液孔及び第２の導液孔に仕切られる。
本願の一実施形態では、前記ブロッキング機構は、磁性を有する磁性体である。
本願の一実施形態では、前記ブロッキング機構の外部に弾性スリーブが被覆される。
本願の一実施形態では、隣接する２つの電極体セットは、電極体コネクタにより直列接続され、前記電極体コネクタは、隣接する２つの電極体セットの間の仕切り板を貫通する。
本願の一実施形態では、前記電極体コネクタと前記仕切り板とは、一体成形される。
本願の一実施形態では、前記電極体コネクタは、銅接続部と銅接続部に接続されたアルミニウム接続部とを含み、前記銅接続部とアルミニウム接続部との接続位置は、前記仕切り板内に位置する。
本願の一実施形態では、各前記電極体セットは、いずれも電流を引き出す第１の電極引き出し部材及び第２の電極引き出し部材を含み、少なくとも１つの電極体セットの前記第１の電極引き出し部材と第２の電極引き出し部材は、それぞれ第１の方向に沿って該電極体セットの対向する両側に設置され、該電極体セットの長さ方向は、第１の方向に沿って延在する。
本願に係る電池モジュールは、本願に係る複数の電池を含む。
本願に係る電池パックは、本願に係る複数の電池を含むか又は本願に係る複数の電池モジュールを含む。
本願に係る自動車は、本願に係る電池モジュール又は本願に係る電池パックを含む。
従来技術と比較して、本願の有益な効果は以下のとおりである。
本願に係る電池は、従来の複数の電池を並設する場合と比較して、複数の直列接続された電極体セットを電池のハウジングに設置することにより、ハウジング及び外部取り付け構造を減少させ、空間利用率を向上させ、電池パックの全体容量を保証し、また、外部の電力コネクタの使用を減少させ、ハウジングの内部の隣接する電極体セットを直接的に直列接続することにより、電力コネクタの接続安定性及び信頼性を考慮する必要がなくなり、接続による内部抵抗を低下させ、電池パックの使用中の内部消費量を減少させることができ、更に、本願において、２つの収容キャビティの間に位置する仕切り板に導液孔及び導気孔を共に開設することにより、電解液が注入されるときに導液孔を通して隣接する収容キャビティに流入することができ、また電解液注入中において、導気孔により排気することができ、電解液注入の抵抗力を低減することに役たつ。電解液注入が終了した後に、ブロッキング機構は、導液孔を閉じ、この場合、隣接する２つの収容キャビティが互いに分離し、このように、電解液が隣接する収容キャビティの間に流れなくなり、互いに影響せず、電圧差が大き過ぎることに起因する分解が発生せず、電池の安全性と耐用年数が確保される。
以下、本願の実施形態を詳細に説明し、上記実施形態の例は図面に示され、全体を通して同一又は類似する符号は、同一又は類似する部品、若しくは同一又は類似する機能を有する部品を示す。以下、図面を参照しながら説明される実施形態は、例示的なものに過ぎず、本願を解釈するためのものであり、本願を限定するためのものであると理解すべきではない。
本願の説明において、用語「長さ」、「幅」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂部」、「底部」、「内」、「外」などで示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本願を容易に説明し説明を簡略化するためのものに過ぎず、示された装置又は部品が特定の方位を有すると共に、特定の方位で構成されて動作しなければならないことを示すか又は示唆するものではないため、本願を限定するものとして理解すべきではない。
また、用語「第１」、「第２」は、説明目的のためのものに過ぎず、相対的な重要性を示すか又は示唆し、或いは示された技術的特徴の数を暗示的に示すものとして理解すべきではない。これにより、「第１」、「第２」で限定された特徴は、１つ以上の該特徴を明示的又は暗示的に含んでもよい。本願の説明において、「複数」とは、別に明確かつ具体的な限定がない限り、２つ又は２つ以上を意味する。
本願において、別に明確な規定及び限定がない限り、用語「取り付け」、「連結」、「接続」、「固定」などは、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続、着脱可能な接続、一体的な接続であってもよく、機械的な接続であってもよく、電気的な接続であってもよく、直接的な連結であってもよく、中間媒体を介した間接的な連結であってもよく、２つの部品の内部の連通又は２つの部品の相互作用の関係であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本願における上記用語の具体的な意味を理解することができる。
本願に係る電池は、ハウジングと、上記ハウジング内に位置する複数の収容キャビティとを含み、隣接する２つの収容キャビティは、仕切り板で仕切られ、上記収容キャビティ内には、少なくとも１つの電極体を含む電極体セットが設置され、複数の上記電極体セットは、第１の方向に沿って順に配列され、かつ直列接続され、上記仕切り板には、この仕切り板の両側にある隣接する２つの収容キャビティを連通させる導液孔及び導気孔が設置され、上記電池は、導液孔を、開状態及び閉状態を含む設定状態にすることができるブロッキング機構を更に含む。
従来技術と比較して、本願の有益な効果は以下のとおりである。従来の複数の電池を並設する場合と比較して、複数の直列接続された電極体セットを電池のハウジング内に設置することにより、ハウジング及び外部取り付け構造を減少させ、空間利用率を向上させ、電池パックの全体容量を保証し、また、外部の電力コネクタの使用を減少させ、ハウジングの内部の隣接する電極体セットを直接的に直列接続することにより、電力コネクタの接続安定性及び信頼性を考慮する必要がなくなり、接続による内部抵抗を低下させ、電池パックの使用中の内部消費量を減少させることができる。更に、本願において、２つの収容キャビティの間に位置する仕切り板に導液孔及び導気孔を共に開設することにより、電解液が注入されるときに、導液孔を通して隣接する収容キャビティに流入することができ、また電解液注入中において、導気孔により排気することができ、電解液注入の抵抗力を低減することに役たつ。電解液注入が終了した後に、ブロッキング機構は、導液孔を閉じ、この場合、隣接する２つの収容キャビティが互いに分離し、このように、電解液が隣接する収容キャビティの間に流れなくなり、互いに影響せず、電圧差が大き過ぎることに起因する分解が発生せず、電池の安全性と耐用年数が確保される。
図１～図２を共に参照して、図１は、本願に係る電池１００の概略断面図であり、図２は、電極体セット２の内部概略構成図である。上記電池１００は、ハウジング１及び電極体セット２を含む。上記ハウジング１内に複数の収容キャビティ１１があり、隣接する２つの収容キャビティ１１は、仕切り板１２で仕切られる。各収容キャビティ１１内には、いずれも、少なくとも１つの電極体２０１を含む上記電極体セット２が設置され、複数の上記電極体セット２は、第１の方向に沿って順に配列され、かつ直列接続される。上記仕切り板１２には、この仕切り板１２の両側にある隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させる導液孔１２１及び導気孔１５０が設置される。上記電池１００は、導液孔１２１を、開状態及び閉状態を含む設定状態にすることができるブロッキング機構１２２を更に含む。
すなわち、図１に示すように、本願において、２つの収容キャビティ１１の間に位置する仕切り板１２に導液孔及び導気孔１５０を共に開設することにより、電解液が注入されるときに導液孔を通して隣接する収容キャビティ１１に流入することができ、また電解液注入中において、導気孔１５０により排気することができ、電解液注入の抵抗力を低減することに役たつ。電解液注入が終了した後に、ブロッキング機構は、導液孔を閉じ、この場合、隣接する２つの収容キャビティが互いに分離し、このように、電解液が隣接する収容キャビティの間に流れなくなり、互いに影響せず、電圧差が大き過ぎることに起因する分解が発生せず、電池の安全性と耐用年数が確保される。
図１に示すように、一実施形態では、上記ハウジング１は、第１の方向に沿って延在する一体構造である。複数の上記仕切り板１２は、上記ハウジング１内に間隔を隔てて設置され、かつ上記仕切り板１２の側周面は、上記ハウジング１の側壁としっかりと貼り合わせされて嵌合して上記ハウジング１の内部を複数の上記収容キャビティ１１に仕切り、上記収容キャビティ１１の壁は、収容キャビティ１１の端部に位置する仕切り板１２又はエンドカバー１３と、上記隣接する２つの仕切り板１２の間又は仕切り板１２とエンドカバー１３との間に位置する上記ハウジング１とを含む。すなわち、電池１００の第１の方向に沿う端部にある収容キャビティ１１は、端部収容キャビティであり、電池１００の中間位置にある収容キャビティ１１は、中間収容キャビティであり、端部収容キャビティの壁は、エンドカバー１３と、仕切り板１２と、エンドカバー１３と仕切り板１２との間に位置する一部のハウジング１とを含み、中間収容キャビティの壁は、隣接する２つの仕切り板１２と、該隣接する２つの仕切り板１２の間に位置する一部のハウジング１とを含む。
本願における上記エンドカバー１３とは、上記仕切り板１２と平行であり、かつハウジング１の第１の方向に沿う端部に位置して上記端部を密閉する端部エンドカバーを指す。
上記ハウジング１の第１の方向に沿う両端のうちの少なくとも一端は、開口部であり、上記エンドカバー１３は、上記ハウジングの開口部である端部を密閉してハウジング１と嵌合して封止構造を形成する。
例えば、上記ハウジング１の第１の方向に沿う両端がいずれも開口部である場合、上記ハウジング１は、筒状構造であってもよく、上記ハウジングの第１の方向に沿う両端にいずれもエンドカバー１３が設置されて、上記ハウジング１の両端の開口部を密閉する。
本願において、第１の方向は、図１における左右方向であり、すなわち図１に示されるＸ方向である。
本願において、言及された電極体２０１は、動力電池の分野の一般的な電極体であり、電極体２０１及び電極体セット２は、電池１００のケースの内部の構成要素であり、電池１００自体として理解すべきではなく、電極体２０１は、巻回して形成された電極体２０１であってもよく、積層の方式で製造された電極体２０１であってもよく、一般的に、電極体２０１は、少なくとも正極板、セパレータ、負極板及び電解液を含み、電極体２０１は、一般的に、完全にシールされていないアセンブリを指す。したがって、本願において言及された電池は、電池１００であり、複数の電極体２０１を含むため、それを電池モジュール又は組電池として簡単に理解すべきではない。本願において、電極体セット２は、１つの独立した電極体２０１で構成されてもよく、少なくとも２つの電極体２０１を含み、かつ少なくとも２つの電極体２０１が並列接続されて上記電極体セット２を構成してもよい。例えば、２つの電極体２０１が並列接続されて電極体セット２を構成するか又は４つの電極体２０１が並列接続されて電極体セット２を構成する。
図３を参照して、別の実施形態における電池１００の概略断面図である。更なる実施形態では、上記ハウジング１は、第１の方向に沿って延在する一体構造であり、上記ハウジング１内に、セパレータ１１１及び上記仕切り板１２を含むセルアセンブリ１２０が設置され、上記収容キャビティ１１は、上記セパレータ１１１の内部に位置し、上記仕切り板１２は、上記セパレータ１１１内に間隔を隔てて設置され、上記仕切り板１２の側周面は、上記セパレータ１１１と嵌合して上記セパレータセパレータ１１１の内部を複数の上記収容キャビティ１１に仕切り、上記収容キャビティ１１の壁は、収容キャビティ１１の端部に位置する仕切り板１２又はエンドカバー１３と、隣接する２つの仕切り板１２の間又は仕切り板１２とエンドカバー１３との間に位置する上記セパレータ１１１とを含む。すなわち、電池１００の第１の方向に沿う端部にある収容キャビティ１１は、端部収容キャビティであり、電池１００の中間位置にある収容キャビティ１１は、中間収容キャビティであり、端部収容キャビティの壁は、エンドカバー１３と、仕切り板１２と、エンドカバー１３と仕切り板１２との間に位置する一部のセパレータ１１１とを含み、中間収容キャビティの壁は、隣接する２つの仕切り板１２と、該隣接する２つの仕切り板１２の間に位置する一部のセパレータ１１１とを含む。
セパレータ１１１は、電解液中のリチウムイオンをハウジング１と分離させる。リチウムイオンとハウジング１との接触を効果的に防止し、リチウム－アルミニウム反応の可能性を低下させて、電池１００の安全性及び使用信頼性を向上させることができる。また、セパレータ１１１は、絶縁の役割を果たすこともできる。
図３に示される実施形態では、上記セパレータ１１１は、第１の方向に沿って延在する一体構造であり、セパレータ１１１は、各仕切り板１２の外周壁を包み、かつエンドカバー１３の少なくとも一部の外周壁を包むように延在することにより、上記仕切り板１２及び／又はエンドカバー１３と嵌合して複数の収容キャビティ１１を形成する。
図４に示すように、他の実施形態では、上記ハウジング１は、第１の方向に沿って延在する一体構造であり、上記ハウジング１内に、セパレータ１１１及び上記仕切り板１２を含むセルアセンブリ１２０が設置され、上記収容キャビティ１１は、上記セパレータ１１１の内部に位置し、上記セパレータ１１１は、第１の方向に沿って設置された複数のサブセパレータ１１１１を含み、上記仕切り板１２は、隣接する２つのサブセパレータ１１１１に同時に接続され、隣接する２つの収容キャビティ１１は、１つの上記仕切り板１２を共用し、上記収容キャビティ１１の壁は、上記サブセパレータ１１１１と、上記サブセパレータ１１１１の端部に位置する仕切り板１２又はエンドカバー１３とを含む。すなわち、電池１００の第１の方向に沿う端部にある収容キャビティ１１１は、端部収容キャビティであり、電池１００の中間位置にある収容キャビティ１１は、中間収容キャビティであり、端部収容キャビティの壁は、上記エンドカバー１３と、仕切り板１２と、エンドカバー１３と仕切り板１２との間に位置するサブセパレータ１１１１とを含み、中間収容キャビティの壁は、隣接する２つの仕切り板１２と、該隣接する２つの仕切り板１２の間に位置するサブセパレータ１１１１とを含む。
例えば、他の実施形態では、上記セパレータ１１１は、複数の独立したサブセパレータ１１１１を含み、サブセパレータ１１１１は、第１の方向に沿って、隣接する２つの仕切り板１２の側周壁又はエンドカバー１３の側周壁と該エンドカバー１３に隣接する仕切り板１２の側周壁とを包むように延在することにより収容キャビティ１１を形成する。
上記複数のサブセパレータ１１１１は、互いに分離した複数の独立した部分であり、すなわち、上記セパレータ１１１は、分離型セパレータ体であり、各上記サブセパレータ１１１１は、両端が開口した筒状構造であり、上記電極体セット２は、筒状のサブセパレータ１１１１の内部に位置し、上記仕切り板１２又は上記エンドカバー１３は、対応するセパレータ１１１の開口部に封止接続されて収容キャビティを形成する。
本願において、上記セパレータ１１１と上記仕切り板１２又は上記エンドカバー１３との封止接続方式及び具体的な構造が特に限定されず、例えば、上記仕切り板１２又は上記エンドカバー１３の材質は、プラスチック材質であり、上記セパレータ１１１がプラスチックで製造される場合、上記セパレータ１１１と上記仕切り板１２又は上記エンドカバー１３との間に熱融着で封止接続されてもよい。
しかしながら、本願の別のいくつかの実施形態では、電池１００は、セパレータバッグを更に含み、電極体セット２は、セパレータバッグ内に位置し、仕切り板１２は、セパレータバッグの内部を複数の収容キャビティ１１に仕切る。セパレータバッグは、絶縁の役割を果たし、電解液中のリチウムイオンとハウジング１との接触を防止して、電池１００の耐用年数を延長させることができる。
すなわち、別のいくつかの実施形態では、上記セパレータ１１１の代わりにバッグ状のセパレータバッグを用いてもよく、仕切り板１２は、セパレータバッグの内部に位置してセパレータバッグを複数の収容キャビティ１１に仕切り、各収容キャビティ１１内に少なくとも１つの電極体セット２が設置される。
本願において、セパレータ又はセパレータバッグを設置することにより、ハウジング１内にシール包み構造が追加され、電池１００全体のシール性を向上させる。
いくつかの実施形態では、ハウジング１は、アルミニウムハウジングのような金属ハウジングであり、当然のことながら、必要に応じて他の金属で製造されてもよい。電池１０の内部に直列接続された複数の電極体セット２が含まれるため、異なる電極体セット２の所在する収容キャビティ１１の外側にあるハウジング１は、帯びている電圧が異なり、場合によっては、アルミニウムハウジングの一部の位置での電位が低すぎて、リチウムイオンがアルミニウムハウジングに埋め込まれてリチウムアルミニウム合金を形成して、電池１０の耐用年数に影響を与える可能性がある。セパレータ又はセパレータバッグにより、リチウムイオンとハウジング１との接触を効果的に防止し、リチウム－アルミニウム反応の可能性を低下させて、電池１０の安全性及び使用信頼性を向上させることができる。また、セパレータ又はセパレータバッグは、絶縁の役割を果たすこともできる。
本願において、上記セパレータ１１１又はセパレータバッグの壁はいずれも二層膜であってもよい。
セパレータ１１１及びセパレータバッグは、いずれも一定の絶縁性及び電解液腐食耐性を有し、具体的にはイオンセパレータを採用してもよい。イオンセパレータの材料については、絶縁性を有し、電解液と反応しない限り、特に限定されない。いくつかの実施形態では、イオンセパレータの材料は、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）又は多層複合フィルムを含んでもよく、例えば、セパレータは、内層、外層、及び内層と外層との間に位置する中間層を含み、内層にはプラスチック材料が含まれ、例えば、内層は、電解液との反応性が低く、かつ絶縁特性を有する材料で製造されてもよく、中間層には金属材料が含まれ、電池の外部の水蒸気の侵入を防止すると共に、内部の電解液の漏れを防止することができる。金属層としては、アルミニウム箔、ステンレス鋼箔、銅箔などを使用することが好ましく、成形性能、軽量及びコストを考慮して、アルミニウム箔を使用することが最も好ましく、アルミニウム箔の材料としては、純アルミニウム系合金材料又はアルミニウム－鉄系合金材料を使用することが好ましい。外層は、保護層であり、主に融点の高いポリエステル材料又はナイロン材料で製造され、機械的性能が高く、外力による電池の損傷を回避して、電池を保護するという役割を果たす。外層は、例えば、アルミニウムプラスチック複合フィルムである。
図５及び図６を参照して、図５は、更なる実施形態における電池１００の概略図であり、図６は、更なる実施形態における電池１００の一部の位置の概略断面図である。別の実施形態では、上記ハウジング１は、第１の方向に沿って設置された複数のサブハウジング１０１を含み、上記仕切り板１２は、隣接する２つのサブハウジング１０１に同時に接続され、隣接する２つの収容キャビティ１１は、１つの上記仕切り板１２を共用し、上記収容キャビティ１１の壁は、上記サブハウジング１０１と、上記サブハウジング１０１の端部に位置する仕切り板１２又はエンドカバー１３とを含む。すなわち、電池１００の第１の方向に沿う端部にある収容キャビティ１１は、端部収容キャビティであり、電池１００の中間位置にある収容キャビティ１１は、中間収容キャビティであり、端部収容キャビティの壁は、エンドカバー１３と、仕切り板１２と、エンドカバー１３と仕切り板１２との間に位置するサブハウジング１０１とを含み、中間収容キャビティの壁は、隣接する２つの仕切り板１２と、該隣接する２つの仕切り板１２の間に位置するサブハウジング１とを含む。
例えば、別の実施形態では、上記ハウジング１は、第１の方向に沿って連続的ではなく、隣接する２つのサブハウジング１０１が１つの仕切り板１２を共用し、かつ上記仕切り板１２の周方向側壁の一部の領域を覆うように延在することにより、各サブハウジング１０１は、対応する仕切り板１２及び／又はエンドカバー１３と嵌合して上記収容キャビティ１１を形成する。図５に示すように、隣接する２つのサブハウジング１０１が互いに間隔を隔て、隣接する２つのサブハウジング１０１の隔てられた領域から上記仕切り板１２の周方向側壁が露出する。
図５に示される実施形態では、最外端の２つのサブハウジング１０１のうちの少なくとも１つは、仕切り板１２に対向する開口部を有し、上記エンドカバー１３は、第１の方向に沿う最外端のサブハウジング１０１の開口部に設置され、上記開口部を封止し、かつ上記サブハウジング１０１及び対向する仕切り板１２と嵌合して収容キャビティ１１を形成する。
本実施形態では、ハウジング１を、連続的ではない複数のサブハウジング１０１となるように設置することにより、一見して単電池が把握でき、かつ各収容キャビティ１１の位置を区別しやすく、電池の管理及びメンテナンスを行いやすい。
上記電池１００は、略直方体であり、長さ、幅及び厚さを有し、長さが幅より大きく、幅が厚さより大きく、上記導気孔１５０と上記導液孔１２１は、幅方向に沿って上記仕切り板１２に間隔を隔てて設置される。
図１に示すように、ハウジング１内に２つの仕切り板１２が設置され、２つの仕切り板１２は、ハウジング１の内部を３つの収容キャビティ１１に仕切ると共に、各収容キャビティ１１内に１つの電極体セット２がそれぞれ設置され、電極体セット２は順に直列接続される。本願の他の実施形態では、仕切り板１２は、１つであるか又は２つより大きくてもよく、また、図２に示すように、各収容キャビティ１１内に、１つの電極体セット２のみが収容されてもよく、１つの収容キャビティ１１内に２つ又は３つのような複数の電極体セット２が並んで収容されてもよい。電池１００を電力使用対象、例えば自動車１０００に取り付けられる場合、上記導気孔１５０は、仕切り板１２上の、上記導液孔１２１より地面から離れた位置に位置する。
電解液注入が完了した後又は電池１００を電力使用対象に取り付けて正常に使用した後、導気孔１５０は、隣接する収容キャビティ１１の間の接続を更に導通させ、電池１００に過充電又は短絡が発生すると、導気孔１５０により気体をできるだけ早く排出して、電池の膨張による危険を回避することができる。
上記ブロッキング機構１２２が第１の状態にあるとき、上記導液孔１２１は、開状態にあり、上記ブロッキング機構１２２が第２の状態にあるとき、上記導液孔１２１は、閉状態にあり、上記ブロッキング機構１２２は、第１の状態と第２の状態との間で切り替わることができる。
該ブロッキング機構１２２は、第２の状態にある場合、導液孔１２１を閉じる。図７～８は、電解液注入後の電池１００の状態を示し、このとき、ブロッキング機構１２２は、第２の状態にあり、電池１００の通常の使用状態と同じであり、該状態では、ブロッキング機構１２２は、導液孔１２１を閉じる。
本願のいくつかの実施形態では、隣接する収容キャビティ１１の間の電解液の分離を実現することができる限り、ブロッキング機構１２２は、上記導液孔１２１を完全に閉じてもよく、導液孔１２１を部分的に閉じてもよい。電池１００の一般的な使用条件で、収容キャビティ１１は、完全に閉じられて分離していないが、導液孔１２１が特定の高さを有するため、使用中に電解液の相互流動を引き起こすことは困難である。
すなわち、いくつかの実施形態では、電解液注入が完了した後に、上記ブロッキング機構１２２は、少なくとも部分的に上記導液孔１２１に位置し、上記導液孔１２１を閉じて、上記導液孔１２１による隣接する２つの収容キャビティ１１の連通を遮断する。したがって、電池１００については、電解液注入が完了した後に、導液孔１２１を導通させる必要がなく、このとき、上記ブロッキング機構１２２は、上記導液孔１２１を常に閉じて、上記導液孔１２１による隣接する２つの収容キャビティ１１の連通を常に遮断することができる。
本願の一実施形態では、電池の電解液注入前に、導液孔及び導気孔は、いずれも、仕切り板１２の両側にある隣接する２つの収容キャビティを連通させ、このように、そのうちの１つの収容キャビティに対して真空引き操作を行うときに隣接するもう１つの収容キャビティ内の空気が導液孔を通して該収容キャビティに流れることができることで、各収容キャビティに対してそれぞれ真空引き操作を行う必要がないため、作業効率を向上させて、コストを低減することに役立つ。
図７～図１０を参照して、本願の一実施形態では、電池１００の電解液注入時に、図９及び図１０に示すように、導液孔１２１は、隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させ、電池１００の電解液注入後の状態又は通常の使用状態にあるとき、ブロッキング機構１２２は、第２の状態にあり、図７及び図８に示すように、導液孔１２１を閉じて、導液孔１２１による隣接する２つの収容キャビティ１１の連通を遮断する。したがって、隣接する２つの収容キャビティ１１を完全に分離させる。
すなわち、上記電池１００の電解液注入前又は電解液注入時に、上記ブロッキング機構１２２は、第１の状態にあり、上記導液孔１２１は、開状態にあり、この仕切り板１２の両側にある隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させ、上記電池１００の電解液注入後に、上記ブロッキング機構１２２は、第１の状態から第２の状態に切り替わり、上記導液孔１２１を閉じて、上記導液孔１２１を閉状態にする。
いくつかの実施形態では、上記電池１００の電解液注入後かつ化成時に、上記ブロッキング機構１２２は、第１の状態にあり、上記導液孔１２１は、開状態にあり、この仕切り板１２の両側にある隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させ、上記電池１００の電解液注入化成後に、上記ブロッキング機構１２２は、第１の状態から第２の状態に切り替わり、上記導液孔１２１を閉じて、上記導液孔１２１を閉状態にする。
上記導液孔１２１が閉状態にあるとき、上記ブロッキング機構１２２は、少なくとも部分的に上記導液孔１２１に位置し、上記導液孔１２１を閉じて、上記導液孔１２１による隣接する２つの収容キャビティ１１の連通を遮断する。
例えば、図１に示すように、上記ブロッキング機構１２２は、柱状構造であり、上記導液孔１２１内に部分的に延在して上記導液孔１２１を閉じてもよい。
図１１に示すように、上記ブロッキング機構１２２は、シート状構造であり、上記導液孔１２１内に部分的に伸びて上記導液孔１２１を閉じてもよい。
上記第１の状態は、上記ブロッキング機構１２２が上記電池１００内の第１の位置に位置する状況を指し、上記第２の状態は、上記ブロッキング機構１２２が上記電池１００内の第２の位置に位置する状況を指す。
図９及び図１０に示すように、本願の一実施形態では、仕切り板１２にブロッキング機構配置空間１２５が設置され、上記ブロッキング機構配置空間１２５内には上記ブロッキング機構１２２を収容するための第１の位置及び第２の位置が形成され、かつ上記ブロッキング機構１２２は、力の作用下で、第１の位置から第２の位置へ移動することができ、上記電池１００の電解液注入前又は電解液注入中又は電解液注入化成前に、上記ブロッキング機構１２２は、第１の位置にあり、すなわち上記ブロッキング機構１２５は、第１の状態にあり、上記導液孔１２１は、隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させ、上記電池１００の電解液注入後又は通常の使用状態又は電解液注入化成後に、上記ブロッキング機構１２２は、第２の位置にあり、すなわち上記ブロッキング機構１２２は、第２の状態にあり、上記導液孔１２１を閉じて、上記導液孔１２１による隣接する２つの収容キャビティ１１の連通を遮断する。
図９及び図１０に示すように、ブロッキング機構配置空間１２５は、導液孔１２１と連通する。
上記実施形態では、ブロッキング機構配置空間１２５は、仕切り板１２の内部に設置された空間であり、すなわちブロッキング機構配置空間１２５は、仕切り板１２の周方向に開口部を有さず、ブロッキング機構１２２は、ブロッキング機構配置空間１２５内に配置されている。電解液注入前に、ブロッキング機構１２２は、ブロッキング機構配置空間１２５内の第１の位置に位置し、このとき、ブロッキング機構１２２は、導液孔１２１を閉じない。電解液注入後に、ブロッキング機構１２２に外力を印加して、それをブロッキング機構配置空間１２５内の第１の位置から第２の位置に移動させ、かつ上記導液孔１２１を閉じて、上記導液孔１２１による隣接する２つの収容キャビティ１１の連通を遮断する。
本願において、外力は、重力、電磁力、慣性力又は熱力から選択される１種又は複数種である。本願のいくつかの実施形態では、ブロッキング機構は、重力、電磁力又は慣性力の個別の作用下又は総合的な作用下で、第１の位置から第２の位置に切り替わることができ、別のいくつかの実施形態では、ブロッキング機構は、熱力の作用下で、熱融着の方式で上記電解液注入孔を閉じることができる。
本願の一実施形態では、図１０に示すように、ブロッキング機構配置空間１２５と導液孔１２１とは、交差して設置され、導液孔１２１は、ブロッキング機構配置空間１２５によって第１の導液孔１２１１及び第２の導液孔１２１２に分割され、第１の導液孔１２１１及び第２の導液孔１２１２は、いずれもブロッキング機構配置空間１２５の閉じた空間と連通し、すなわち、いずれもブロッキング機構配置空間１２５と連通して、隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させる。
別の一実施形態では、第１の導液孔１２１１及び第２の導液孔１２１２は、円柱形孔であり、かつ同軸に設置される。組み立て中に、特に電解液注入中に、電解液の液面高さの一致性をよく判断することができ、少なくとも電解液の液面レベルが第１の導液孔１２１１及び第２の導液孔１２１２の中心軸まで上昇すると、各収容キャビティ１１内の電解液の液面が一致することを判断することができる。
更に、第１の導液孔１２１１及び第２の導液孔１２１２の内径が同じであり、また、第１の導液孔１２１１及び第２の導液孔１２１２が同軸に設置されることを更に維持することで、電解液注入量及び電解液の高さをよりよく制御することができる。
本願の上記実施形態では、ブロッキング機構１２２が球体であり、ブロッキング機構１２２の外径が第１の導液孔１２１１及び／又は第２の導液孔１２１２の外径よりも大きいため、球体状のブロッキング機構１２２は、第１の導液孔１２１１及び／又は第２の導液孔１２１２をよりよく閉じて、隣接する２つの収容キャビティ１１の連通を遮断することができる。
該実施形態では、図８に示すように、球体状のブロッキング機構１２２が第１の導液孔１２１１及び／又は第２の導液孔１２１２を閉じるとき、球体状のブロッキング機構１２２の上側は、少なくとも部分的に第１の空間内に位置し、ブロッキング機構１２２の下側は、少なくとも部分的に第２の空間内に位置する。第１の空間は、ブロッキング機構１２２がその内に位置するとき、導液孔１２１を遮断することができる空間であり、すなわち閉じた空間であり、第２の空間は、第１の空間と連通してブロッキング機構１２２が動くための空間である。球体状のブロッキング機構１２２の閉じた空間に位置する部分が第１の導液孔１２１１及び／又は第２の導液孔１２１２を閉じ、かつ上部及び下部がいずれも閉じた空間の外部に位置し、ブロッキング機構１２２は、閉じた空間によりよく締り嵌めして、第１の導液孔１２１１及び／又は第２の導液孔１２１２を完全に閉じることができる。
本願において、ブロッキング機構１２２による第１の導液孔１２１１及び／又は第２の導液孔１２１２の分離を実現するために、ブロッキング機構１２２は、ブロッキング機構配置空間１２５の内壁と締り嵌めして接続されることにより、第１の導液孔１２１１及び／又は第２の導液孔１２１２の少なくとも１つの、内部が閉じた空間に対応する開口部をシールすることができる。
本実施形態では、ブロッキング機構１２２は、仕切り板１２に内蔵され、かつハウジング１内に位置し、電池１００の組み立て中に、一般的に、ブロッキング機構１２２を有する仕切り板１２を電極体セット２と組み合わせてからハウジング１内に入れる。組み立て後にハウジング１の内部に電解液を注入し、シールのステップが電解液注入後に発生するため、どのように仕切り板１２に内蔵されたブロッキング機構１２２を非シール位置からシール位置へ調整すると共に、シールの信頼性を保証できるかは、ブロッキング機構１２２を内蔵する解決手段の重要な問題である。
本願の一実施形態では、磁性を有する磁性シール体を選択して本願のブロッキング機構１２２として使用することができる。電池１００の製造中に、ブロッキング機構１２２を仕切り板１２内に配置し、かつ仕切り板１２内にブロッキング機構配置空間１２５を設置する。ブロッキング機構１２２が磁性を有するため、電解液注入後に、ブロッキング機構１２２の外部に磁場が印加されて、ブロッキング機構１２２に対して吸引力を生成し、それを第１の位置から第２の位置に移動させ、該解決手段では、外部磁場の作用により、磁力がブロッキング機構１２２への外力として使用されることで、仕切り板１２に対して他の構造的な設計を行わずにブロッキング機構１２２の移動動作をよく行うことができる。また、磁場の大きさを制御することにより、ブロッキング機構１２２が受けた外力の大きさを調整することができるため、異なる適用シナリオに応じて受けた力の大きさを調整して、ブロッキング機構１２２のシール作用を保証することができる。
一般的に、磁性を有する磁性体は、硬度及び靱性が高い。仕切り板１２は、その接続及び支持作用のために、一般的に、靱性及び硬度も高い。本願において、ブロッキング機構１２２を締り嵌めによって仕切り板１２の内部にパッケージングする必要があり、ブロッキング機構１２２と仕切り板１２はいずれも硬度が高い場合、両者は、効果的な締り嵌めを形成することができず、かつシール効果が低い。したがって、本願の一実施形態では、ゴム層などの絶縁層は磁性シール体の外側に被覆され、その変形効果が高く、シール体と仕切り板１２との締り嵌めを効果的に実現でき、かつシール効果及び信頼性を保証することができる。
上記ブロッキング機構１２２と上記ブロッキング機構配置空間１２５の内壁とは、締り嵌めして接続される。
図７、８に示すように、上記ブロッキング機構１２２が磁性を有する磁性体である場合、上記ブロッキング機構１２２の外部に弾性スリーブが更に被覆される。すなわち、上記ブロッキング機構１２２は、上記磁性体が弾性スリーブ１２２１を備える磁性材料ボール１２２２であり得るものであってもよい。磁性材料ボール１２２２は、磁石ボール又は鉄などの材質の金属ボールであってもよく、上記弾性スリーブ１２２１は、ゴムスリーブであってもよい。該解決手段では、磁性材料ボール１２２２は、シールの強さを保証し、弾性スリーブ１２２１は、シールの緊密性を向上させる。
本願の一実施形態では、図７～８、図１１に示すように、ブロッキング機構１２２は、円柱体、楕円柱、シート状体又は球体のうちのいずれか１種である。
いくつかの実施形態では、図７～１１に示すように、上記ブロッキング機構１２２は、シールプラグであり、上記ブロッキング機構配置空間１２５は、シール孔であってもよい。
図７～８に示すように、上記シールプラグは、球形であり、かつ上記導液孔１２１の孔壁及び導液孔１２１とシール孔との連通口と締り嵌めする。
図１２に示すように、いくつかの実施形態では、上記シールプラグは、楔形構造であり、第１の端から第２の端へ寸法が次第に大きくなり、上記シールプラグの第１の端は、上記シール孔を貫通してから上記導液孔１２１内に位置することにより導液孔１２１を閉状態にし、上記シールプラグの第２の端は、上記導液孔１２１から離れる一側に位置する。
図１３を参照して、別の実施形態では、上記シールプラグは、ナット及びスタッドを含むボルト構造であり、上記スタッドは、雄ねじを有し、上記シール孔は、雌ねじを有し、上記スタッドと上記シールプラグとはねじで接続され、かつ上記スタッドは、導液孔内に回転して導液孔を閉状態にする。
一実施形態では、上記シールプラグは、円柱形構造であり、かつ上記シールプラグの柱面は、雄ねじを有し、上記シール孔は、雌ねじを有し、上記シールプラグと上記シール孔とはねじで接続される。
いくつかの実施形態では、上記シールプラグと上記シール孔とはスナップフィットにより接続されて固定され、上記シールプラグの周方向に弾性シールリングが設置され、上記シールプラグがシール孔を通過するとき、弾性シールリングは、シールプラグとシール孔との間に締り嵌めしてシールを実現する。
図１４を参照して、別の実施形態における電池１００の概略断面図である。別の実施形態では、上記電池は、導気孔１５０を、開状態及び閉状態を含む設定状態にすることができる導気孔ブロッキング機構１５１を更に含む。電池の一般的な使用条件で、収容キャビティは、完全に閉じられて分離していないが、導気孔が特定の高さを有するため、使用中に電解液の相互流動を引き起こすことは困難である。しかしながら、念の為、最も好ましい効果を達成するために、使用中に、導気孔ブロッキング機構は、導気孔を閉状態にして、収容キャビティの間の連通を遮断することができる。
上記電池１００の電解液注入前、電解液注入時又は電解液注入後かつ化成前又は電解液注入後かつ化成時に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、上記導気孔１５０を開状態にして、上記導気孔１５０により、この仕切り板１２の両側にある隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させる。
具体的には、上記電池１００の電解液注入前、電解液注入時又は電解液注入後かつ化成前又は電解液注入後かつ化成時に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、第１の位置にあることにより、導気孔１５０を開状態にして、上記導液孔１２１により隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させる。
上記電池１００の電解液注入後又は通常の使用状態又は電解液注入化成後に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、上記導気孔１５０を閉じて、上記導気孔１５０を閉状態にし、上記電池１００の過充電又は短絡時に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、上記導気孔１５０を開状態にして、上記導気孔１５１により、上記仕切り板１２の両側にある隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させる。
上記電池１００の電解液注入後又は通常の使用状態又は電解液注入化成後に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、第２の位置にあることにより、導気孔１５０を閉状態にすることができる。
これにより、電解液注入中に、導気孔１５０を導通状態にすることにより、電解液注入中に空気を流通させることに役立ち、電解液注入速度を増加させることができる。電解液注入が完了した後又は通常の使用状態又は電解液注入化成後に、導気孔１５０を閉状態にすることができ、前述したように、このときに電解液注入孔１２１も閉状態にあるため、隣接する収容キャビティ１１が完全に分離して、電解液が２つの収容キャビティ１１の間を流れることによる短絡などの問題を回避する。
また、電池１００が過充電状態又は短絡状態にある可能性があり、このような状態で、電池１００の内部の気体をできるだけ早く排出する必要があり、上記電池１００の過充電又は短絡時に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、上記導気孔１５０を開状態にして、上記導気孔１５０により上記仕切り板１２の両側にある隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させることにより、その内の気体をハウジング１１の外部にできるだけ早く排出する。或いは、ある収容キャビティ１１内の電極体セット２に過充電状態又は短絡状態が発生すると、上記導気孔１５０を導通させて収容キャビティ１１の隣接する収容キャビティ１１を連通させることにより、収容キャビティ内の気体が過充電及び短絡による温度により膨張すると、この気体を他の収容キャビティ１１に排出して、収容キャビティ１１内の空気圧を低下させることができる。したがって、電池１００が過充電状態又は短絡状態にあるとき、導気孔ブロッキング機構１５１は、上記導気孔１５０を開状態にして、導気孔１５０は、隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させる。
仕切り板１２に導気孔ブロッキング機構配置空間が更に設置されてもよく、上記導気孔ブロッキング機構配置空間内には、上記導気孔ブロッキング機構１５１を収容するための第１の位置及び第２の位置が形成され、かつ上記導気孔ブロッキング機構１５１は、力の作用下で、第１の位置から第２の位置へ移動することができ、上記電池１００の電解液注入前又は電解液注入中又は電解液注入化成前に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、第１の位置にあり、上記導気孔１５０は、隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させ、上記電池１００の電解液注入後又は通常の使用状態又は電解液注入化成後に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、第２の位置にあり、上記導気孔１５０を閉じて、上記導気孔１５０による隣接する２つの収容キャビティ１１の連通を遮断する。上記電池１００の使用中に過充電又は短絡が発生すると、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、第１の位置に切り替わり、上記導気孔１５０を開状態にして、上記導気孔１５０により上記仕切り板１２の両側にある隣接する２つの収容キャビティ１を連通させる。
導気孔ブロッキング機構配置空間は、導気孔１５０と連通する。
上記実施形態では、導気孔ブロッキング機構配置空間は、仕切り板１２の内部に設置された空間であり、すなわち導気孔ブロッキング機構配置空間は、仕切り板１２の周方向に開口部を有さず、導気孔ブロッキング機構１５１は、導気孔ブロッキング機構配置空間に配置されている。
上記導気孔１５０、導気孔ブロッキング機構１５１、導気孔ブロッキング機構配置空間の構造及び相互関係は、前述の導液孔１２１、ブロッキング機構１２２及びブロッキング機構配置空間１２５と基本的に同じであり、前述の導液孔１２１、ブロッキング機構１２２及びブロッキング機構配置空間１２５の各変形の実施形態は、いずれも上記導気孔１５０、導気孔ブロッキング機構１５１、導気孔ブロッキング機構配置空間に適用することができる。例えば、導気孔ブロッキング機構１５１は、円柱体、楕円柱、シート状体又は球体のうちのいずれか１種である。また、例えば、導気孔ブロッキング機構１５１は、球形であり、かつ上記導気孔１５１の孔壁と締り嵌めする。ここでは説明を省略する。
更に、いくつかの実施形態では、上記導気孔１５０、導気孔ブロッキング機構１５１及び導気孔ブロッキング機構配置空間と、前述の導液孔１２１、ブロッキング機構１２２及びブロッキング機構配置空間１２５とは、仕切り板１２に設置された対称構造であってもよい。
本願において、電極体セット２は、１つの独立した電極体２０１で構成されてもよく、少なくとも２つの電極体２０１を含み、かつ少なくとも２つの電極体２０１が並列接続されて上記電極体セット２を構成してもよい。図２に示すように、２つの電極体２０１が並列接続されて電極体セット２を構成するか又は４つの電極体２０１が並列接続されて電極体セット２を構成する。
ハウジング１の内部に少なくとも１つの仕切り板１２が設置され、仕切り板１２は、１つ、２つ、３つ又はそれ以上であってもよく、一般的に、好ましくは２つ以上である。
本願において、電池１００が長すぎると、その中の電解液が大きな圧力差により分解され、電池１００の性能に影響を与えるという問題を解決するために、特に、隣接する収容キャビティ１１の間に仕切り板１２を設置する。好ましくは、絶縁分離の役割をよりよく果たすために、仕切り板１２自体が絶縁材料で製造されてもよく、すなわち、仕切り板１２が絶縁仕切り板１２である。このようにして、他の操作を行わずに仕切り板１２により２つの収容キャビティ１１を直接的に分離させ、かつ両者の間の絶縁性を維持することができる。
仕切り板１２は、ハウジング１１の内部を少なくとも２つの収容キャビティ１１に分割し、電極体セット２が収容キャビティ１１内に収容される。一般的に、図２に示すように、１つの収容キャビティ１１内に１つの電極体セット２が収容される。少なくとも２つの電極体セット２が直列接続され、一般的に、直列接続された電極体セット２の数は、各電極体セット２の出力電圧、電池パックの幅及び電池パック全体の電圧需要に応じて決定される。例えば、ある車種については、電池１０のシステムにより出力される電圧が３００Ｖであることが要求されるが、従来の鉄リチウム電池１０の電圧が３．２Ｖであるため、従来技術において、需要を満たすために、電池パック内に１００個の電池１００を直列接続する必要がある。本願に係る電池パックにおいて、１つの電池１００の内部に２つの電極体セット２が直列接続されると仮定すると、５０個の電池１００を配列すればよい。電池パック全体の設計及び電池１００の配列を大幅に簡略化させ、空間を効果的に利用し、空間利用率を向上させることができる。
当然のことながら、１つの収容キャビティ１１内に複数の電極体セット２が収容されてもよく、各収容キャビティ１１内の複数の電極体セット２が並列接続される。例えば、１つの収容キャビティ１１内の電極体セット２の数は２つ又は３つであり、２つの電極体セット２が並列接続されるか又は３つの電極体セット２が並列接続される。理解できるように、実際の使用需要に応じて、各収容キャビティに収容される電極体セットの数は、同じであっても異なってもよい。
本願において、異なる収容キャビティ１１内に位置する電極体セット２は直列接続される。
なお、隣接する２つの収容キャビティ内の電極体セットの直列接続は、直接的な直列接続であってもよく、間接的な直列接続、例えば中間部品による直列接続であってもよい。
図１５～図１６を共に参照して、本願の一実施形態では、電池１００は、電極体コネクタ３を更に含み、隣接する２つの電極体セット２は、上記電極体コネクタ３により直列接続される。本願において、隣接する２つの電極体セット２が共に１つのハウジング１１の内部に位置するため、２つの電極体セット２の間の距離を大幅に短縮させ、２つの電池１００が電力コネクタにより連結される場合に比べて、後続の電池パックの組み立てプロセスを簡略化するとともに、材料の使用を減少させ、重量を軽減する。また、２つの電極体セット２が同じハウジング１１内に取り付けられることにより、電極体コネクタ３の安定性及び堅牢性の要件を大幅に低下させ、接続信頼性を考慮する必要がないため、電極体コネクタ３により大きな設計空間を与えることができることで、流れ面積を増加させ、電池１００の内部抵抗を低減する。
電極体コネクタ３について、本願の一実施形態は、電極体コネクタ３と仕切り板１２との接続及び位置関係を開示する。図１４に示すように、仕切り板１２に連通孔１２３がさらに開設され、電極体コネクタ３は、連通孔１２３内に穿設され、すなわち、電極体コネクタ３は、上記連通孔１２３を貫通し、電極体コネクタ３の一端は、仕切り板１２の一側にある電極体セット２に接続され、電極体コネクタ３の他端は、仕切り板１２の他側にある電極体セット２に接続される。仕切り板１２の両側にある収容キャビティ１１を分離させるために、連通孔１２３内にパッケージ構造１３０が設置され、該パッケージ構造１３０は、電極体コネクタ３を連通孔１２３内にパッケージングすると共に、連通孔１２３を閉じて、仕切り板１２の両側にある隣接する収容キャビティ１１を分離させることができる。
上記は本願の一実施形態に係る具体的な電極体コネクタ３の取り付け解決手段であるが、該解決手段では、連通孔１２３を２回パッケージングする必要があり、操作が非常に不便であり、また、２回パッケージングするとき、パッケージ構造１３０に使用される材料の選択は複雑であり、電池１００の内部の電解液に影響を与える可能性がある。これに鑑み、本願の別の実施形態では、図１５に示すように、電極体コネクタ３と仕切り板１２とを一体成形する解決手段が提供される。該解決手段では、電極体コネクタ３を仕切り板１２と一体成形し、具体的には、まず電極体コネクタ３を製造し、更に電極体コネクタ３の外部に仕切り板１２を射出成形する。組み立て中に、電極体セット２を電極体コネクタ３に直接的に接続すればよく、パッケージングする必要がある連通孔１２３がなく、プロセスを簡略化すると共にリスクを低減する。
いくつかの実施形態では、電極体コネクタ５００は、異なる材料で製造された２つの接続部を含む。
図１５及び図１６に示すように、電極体コネクタ３は、銅接続部３０１及びアルミニウム接続部３０２を含み、銅接続部３０１及びアルミニウム接続部３０２は電気的に接続され、その電気的接続位置が上記仕切り板１２の内部に位置する。該実施形態では、銅接続部３０１は、仕切り板１２の一側にある電極体セット２の電極引き出し部材２２に接続され、アルミニウム接続部３０２は、仕切り板１２の他側にある電極体セット２の電極引き出し部材２２の引き出し端子に接続される。
より具体的には、まず銅接続部３０１とアルミニウム接続部３０２とを複合接続して、複合接続部を形成し、次に、複合接続部の外部に射出成形して仕切り板１２を形成する。このようにして、銅接続部３０１とアルミニウム接続部３０２とが接触する位置（複合接続部）が仕切り板１２の内部にシールされることにより、複合接続部が電池１００の内部空間に露出することを回避し、特に、複合接続部と電解液との接触を防止し、銅とアルミニウムとの接続位置が腐食されることを回避する。
いくつかの実施形態では、上記電極体セット２の両端の電極引き出し部材２２の材料は異なり、かつ対向する仕切り板１２の電極体コネクタ３の接続部の材質とそれぞれ同じであってもよい。例えば、電極体セット２が電極体コネクタ３の銅接続部３０１に接続された電極引き出し部材２２の材質も銅であり、電極体セット２の他端が電極体コネクタ３のアルミニウム接続部３０２に接続された電極引き出し部材２２の材質もアルミニウムである。
本願の一実施形態では、電極体セット２の両端の電極引き出し部材２２は、第１の方向に沿って電極体セット２の対向する両側に設置され、ハウジング内の全ての電極体セット２は、第１の方向に沿って配列され、第１の方向は電池１００の長さ方向である。すなわち、電極体セット２は、端部と端部とが接続されるという配列方式を採用し、このような配列方式により電極体セット２の間の直列接続を実現しやすく、接続方式、加工、組み立てプロセスが比較的に簡単である。
本願の一実施形態では、図１に示すように、ハウジング１の開口部は、ハウジング１の第１の方向（図１におけるＸ方向）に沿う端部に設置され、エンドカバー１３は、ハウジング１の開口部を密閉し、ハウジング１の上下側は、ハウジング１の側壁本体である。一般的な設計では、エンドカバー１３に電解液注入孔を設置することを選択するが、本願において、仕切り板１２に導液孔１２１が設置され、このようにして、電池１００の端部のエンドカバー１３のみから電解液を注入すれば、電解液を各収容キャビティ１１内に導入することができる。この解決手段では、複数回開口して電解液を複数回注入する必要がなく、一度に電解液を各収容キャビティ１１に注入することができる。図１に示すように、本願の一実施形態では、第１の方向（左右方向）は、電池１００の長さ方向であり、電池１００の内部の電極体セット２の配列方向（直列接続方向）でもある。
しかしながら、別の実施形態では、電解液注入孔の数が２つである場合、複数の仕切り板１２のうちの１つの仕切り板１２に導液孔１２１が設置されなくてもよい。例えば、ハウジング１の第１の方向に沿う両端にいずれもエンドカバー１３が設置され、各エンドカバー１３に電解液注入通路、すなわち電解液注入孔が設置される。複数の仕切り板１２のうちの１つ仕切り板１２に導液孔１２１が設置されず、該仕切り板１２は、第１の仕切り板としてマークされる。残りの仕切り板にいずれも導液孔が設置され、かつ第２の仕切り板としてマークされる。第１の仕切り板の第１の側に位置するエンドカバー１３の電解液注入通路により第１の側に位置する収容キャビティ１１に電解液を注入し、第１の仕切り板の第２の側に位置するエンドカバー１３の電解液注入通路により第２の側に位置する収容キャビティ１１に電解液を注入し、第２の仕切り板の導液孔１２１が第２の仕切り板の両側に位置する収容キャビティ１１を連通させる。これにより、第１の仕切り板の第１の側に位置するエンドカバー１３の電解液注入通路から注入された電解液は、第１の側に設置された第２の仕切り板の導液孔１２１を通して第１の仕切り板の第１の側にある全ての収容キャビティ１１内に流入し、第１の仕切り板の第２の側に位置するエンドカバー１３の電解液注入通路から注入された電解液は、第２の側に設置された第２の仕切り板の導液孔１２１を通して第１の仕切り板の第２の側にある全ての収容キャビティ１１内に流入する。当然のことながら、電解液注入通路の位置は、実際の需要に応じてハウジング１に設置されてもよい。例えば、ハウジング１のある収容キャビティ１１に対応するハウジング壁に設置されてもよい。
動力電池の分野において、各電池１００の動作状況の一致性は、非常に重要であり、電池パック全体の性能に直接的に影響を与える。同様に、本願において、電池１００の内部の各電極体セット２の動作状況の一致性も各電池１００全体の性能の表現に影響を与え、更に電池パック全体の性能に影響を与える。電池１００の内部では、電解液の量は、容量、活性などの電池１００の性能表現に影響を与える。したがって、本願において、少なくとも２つの仕切り板１２は、ハウジング１の内部を少なくとも３つの収容キャビティ１１に分割し、各仕切り板１１の導液孔１２１は、第１の方向に上記仕切り板１２を貫通する円柱形孔であり、かつ同軸に設置される。このようにして、導液孔１２１の中心軸を基準線として、各収容キャビティ１１内の電解液の液面高さをよく制御することができ、すなわち、各収容キャビティ１１内の電解液の量の一致性をよく制御することにより、各電極体セット２の一致性を保証することができる。
また、より好ましくは、各導液孔１２１を、内径が同じで同軸に設置されるように作成することを選択することができ、このようにして、電解液の量の一致性をより容易かつ正確に制御することができる。そして、電解液の液面高さが一致するか否かを中心軸の軸線以下で判断することができる。一致性が全体的に向上し、かつ一致性判断の難しさが低下し、操作可能性が向上し、電池１００の性能が保証される。
いくつかの実施形態では、上記電池１００は、導気孔ブロッキング機構１５１及び導気孔ブロッキング機構配置空間を含まなくてもよい。電池１００の一般的な使用条件で、収容キャビティ１１の間の導気孔１５０が開けられたが、導気孔１５０が特定の高さを有するため、使用中に電解液の相互流動を引き起こすことは困難である。
いくつかの実施形態では、上記導気孔１５０の予め設定された部位の孔壁は、予め設定された方向に凹んで電解液貯蔵溝を形成し、上記予め設定された方向は、上記電池１００を電力使用対象、例えば自動車１０００のに取り付けた後に正常に使用するときに地面に向かう方向であり、上記予め設定された部位の孔壁は、上記導気孔１５０の地面に近い孔壁である。これにより、極端な状況で、例えば電池１００の傾斜角度が大き過ぎる場合、少量の電解液が導気孔１５０内に流入しても、該少量の電解液が電解液貯蔵溝内に導入されるため、電解液が導気孔１５０を通って隣接する電極体セット２の間に流れることを回避し、短絡の発生を回避し、電池の安全性を向上させることができる。
上記電池１００が電力使用対象に取り付けられた後に正常に使用されるとき、上記収容キャビティ１１内に収容された電解液の液面が上記導気孔１５０より明らかに低い。
いくつかの実施形態では、上記ハウジング１内には、上記電極体セット２の電気的パラメータをサンプリングするためのサンプリングラインが設置される。上記サンプリングラインは、複数含まれてもよく、複数のサンプリングラインは、複数の収容キャビティ１１内の電極体セット２の電気的パラメータをそれぞれサンプリングする。
上記電気的パラメータは、電圧、電流、温度のうちの少なくとも１種を含んでもよい。電池１００の短絡、過充電などの異常状態は、サンプリングラインによりサンプリングされた電気的パラメータにより得ることができる。
一実施形態では、各サンプリングラインは、対応する電極体セット２の電極引き出し部材２２に接続され、かつ仕切り板１２を貫通した後にハウジング１の内側壁から上記ハウジング１の端部に延在し、ハウジング１の端部に設置されたエンドカバー１３により外部管理ユニットと電気的に接続されてもよい。
別の実施形態では、各サンプリングラインは、対応する電極体セット２の電極引き出し部材２２に接続され、かつ隣接する仕切り板１２を介してハウジング１の上記仕切り板１２に対応する部位からハウジング１の外部に延在して外部管理ユニットと電気的に接続されてもよい。
更に、複数のサンプリングラインは、いずれも電気的接続インタフェースに延在して、上記電気的接続インタフェースにおける複数のピンと１つずつ電気的に接続され、かつ上記電気的接続インタフェースにより外部管理ユニットと挿抜可能に接続されてもよい。
本願の一実施形態では、電池１００の長さは、第１の方向に沿って延在し、第１の方向は、電池１００の長さ方向である。
図１７に示すように、電池１００は、略直方体であり、長さＬ、幅Ｈ及び厚さＤを有し、長さＬが幅Ｈより大きく、幅Ｈが厚さＤより大きい。電池１００の長さは、４００～２５００ｍｍである。電池１００の長さと幅の比は、４～２１である。
なお、電池が略直方体であることは、電池が直方体形状、立方体形状であってもよく、局所に異形があるが、ほぼ直方体形状又は立方体形状であってもよく、或いは、その一部に切欠き、突起、面取り、弧度、湾曲が存在するが、全体として略直方体形状、立方体形状であることが理解されたい。
図２に示すように、本願に係る電池１００では、各電極体２０１は、タブ２０２を含み、電極体セット２の電極引き出し部材２２は、電極体セット２における電極体２０１のタブ２０２を組み合わせて溶接して形成された引き出し部材である。図Ｘに示すように、電極体２０１のタブ２０２は、電極体コネクタ３に接続されてもよく、例えば、両者は、積み重ねられて溶接されて、動力接続領域２０３を形成することができる。
図６に示すように、本願の１つの具体的な実施形態では、各上記電極体セット２の電極引き出し部材２２は、いずれも、電流を引き出す第１の電極引き出し部材２２１及び第２の電極引き出し部材２２２を含み、少なくとも１つの電極体セット２の上記第１の電極引き出し部材２２１及び第２の電極引き出し部材２２２は、第１の方向に沿って該電極体セット２の対向する両側にそれぞれ設置され、該電極体セット２の長さ方向は、第１の方向に沿って延在する。第１の電極引き出し部材２２１及び第２の電極引き出し部材２２２は、電極体セット２における電極体２０１のタブを組み合わせて溶接して形成された引き出し部材であってもよい。
上記電池１００は、リチウムイオン電池であってもよい。
図１８を参照して、本願に係る電池パック２００は、トレイ３００と、トレイ３００に配列された電池１００とを含む。
本願の一実施形態では、ハウジング１は、金属ハウジング１、例えばアルミニウムハウジングであり、当然のことながら、必要に応じて他の金属で製造されてもよい。
図１９に示すように、本願に係る電池モジュール４００は、本願に係る複数の電池１００を含む。
図１８及び図２０に示すように、本願に係る電池パック２００は、本願に係る複数の電池１００又は本願に係る電池モジュール４００を含む。
図２１及び図２２に示すように、本願に係る自動車１０００は、本願に係る電池モジュール４００又は電池パック２００を含む。
以上から分かるように、本願は、以上に記載の優れた性能を有するため、使用において、従来技術が達成できない効果の向上により実用性を有し、実用的価値の高い製品となる。
以上の記載は、本願の好ましい実施形態に過ぎず、本願を限定するものではなく、本願の思想及び原則内に行われるいかなる修正、同等置換又は改善などは、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。
電池１００、ハウジング１、エンドカバー１３、電極体セット２、サブハウジング１０１、電極体２０１、タブ２０２、動力接続領域２０３、仕切り板１２、導液孔１２１、第１の導液孔１２１１、第２の導液孔１２１２、ブロッキング機構１２２、導気孔１５０、導気孔ブロッキング機構１５１、弾性スリーブ１２２１、磁性材料ボール１２２２、ブロッキング機構配置空間１２５、パッケージ構造１３０、連通孔１２３、収容キャビティ１１、電極体コネクタ３、銅接続部３０１、アルミニウム接続部３０２、セパレータ１１１、サブセパレータ１１１１、トレイ３００、電池パック２００、電極引き出し部材２２、第１の電極引き出し部材２２１、第２の電極引き出し部材２２２、電池モジュール４００、自動車１０００。
図４に示すように、他の実施形態では、上記ハウジング１は、第１の方向に沿って延在する一体構造であり、上記ハウジング１内に、セパレータ１１１及び上記仕切り板１２を含むセルアセンブリ１２０が設置され、上記収容キャビティ１１は、上記セパレータ１１１の内部に位置し、上記セパレータ１１１は、第１の方向に沿って設置された複数のサブセパレータ１１１１を含み、上記仕切り板１２は、隣接する２つのサブセパレータ１１１１に同時に接続され、隣接する２つの収容キャビティ１１は、１つの上記仕切り板１２を共用し、上記収容キャビティ１１の壁は、上記サブセパレータ１１１１と、上記サブセパレータ１１１１の端部に位置する仕切り板１２又はエンドカバー１３とを含む。すなわち、電池１００の第１の方向に沿う端部にある収容キャビティ１１は、端部収容キャビティであり、電池１００の中間位置にある収容キャビティ１１は、中間収容キャビティであり、端部収容キャビティの壁は、上記エンドカバー１３と、仕切り板１２と、エンドカバー１３と仕切り板１２との間に位置するサブセパレータ１１１１とを含み、中間収容キャビティの壁は、隣接する２つの仕切り板１２と、該隣接する２つの仕切り板１２の間に位置するサブセパレータ１１１１とを含む。
いくつかの実施形態では、ハウジング１は、アルミニウムハウジングのような金属ハウジングであり、当然のことながら、必要に応じて他の金属で製造されてもよい。電池１００の内部に直列接続された複数の電極体セット２が含まれるため、異なる電極体セット２の所在する収容キャビティ１１の外側にあるハウジング１は、帯びている電圧が異なり、場合によっては、アルミニウムハウジングの一部の位置での電位が低すぎて、リチウムイオンがアルミニウムハウジングに埋め込まれてリチウムアルミニウム合金を形成して、電池１００の耐用年数に影響を与える可能性がある。セパレータ又はセパレータバッグにより、リチウムイオンとハウジング１との接触を効果的に防止し、リチウム－アルミニウム反応の可能性を低下させて、電池１００の安全性及び使用信頼性を向上させることができる。また、セパレータ又はセパレータバッグは、絶縁の役割を果たすこともできる。
具体的には、上記電池１００の電解液注入前、電解液注入時又は電解液注入後かつ化成前又は電解液注入後かつ化成時に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、第１の位置にあることにより、導気孔１５０を開状態にして、上記導液孔１５０により隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させる。
上記電池１００の電解液注入後又は通常の使用状態又は電解液注入化成後に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、上記導気孔１５０を閉じて、上記導気孔１５０を閉状態にし、上記電池１００の過充電又は短絡時に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、上記導気孔１５０を開状態にして、上記導気孔１５０により、上記仕切り板１２の両側にある隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させる。
これにより、電解液注入中に、導気孔１５０を導通状態にすることにより、電解液注入中に空気を流通させることに役立ち、電解液注入速度を増加させることができる。電解液注入が完了した後又は通常の使用状態又は電解液注入化成後に、導気孔１５０を閉状態にすることができ、前述したように、このときに導液孔１２１も閉状態にあるため、隣接する収容キャビティ１１が完全に分離して、電解液が２つの収容キャビティ１１の間を流れることによる短絡などの問題を回避する。
また、電池１００が過充電状態又は短絡状態にある可能性があり、このような状態で、電池１００の内部の気体をできるだけ早く排出する必要があり、上記電池１００の過充電又は短絡時に、上記導気孔ブロッキング機構１５１は、上記導気孔１５０を開状態にして、上記導気孔１５０により上記仕切り板１２の両側にある隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させることにより、その内の気体をハウジング１の外部にできるだけ早く排出する。或いは、ある収容キャビティ１１内の電極体セット２に過充電状態又は短絡状態が発生すると、上記導気孔１５０を導通させて収容キャビティ１１の隣接する収容キャビティ１１を連通させることにより、収容キャビティ内の気体が過充電及び短絡による温度により膨張すると、この気体を他の収容キャビティ１１に排出して、収容キャビティ１１内の空気圧を低下させることができる。したがって、電池１００が過充電状態又は短絡状態にあるとき、導気孔ブロッキング機構１５１は、上記導気孔１５０を開状態にして、導気孔１５０は、隣接する２つの収容キャビティ１１を連通させる。
上記導気孔１５０、導気孔ブロッキング機構１５１、導気孔ブロッキング機構配置空間の構造及び相互関係は、前述の導液孔１２１、ブロッキング機構１２２及びブロッキング機構配置空間１２５と基本的に同じであり、前述の導液孔１２１、ブロッキング機構１２２及びブロッキング機構配置空間１２５の各変形の実施形態は、いずれも上記導気孔１５０、導気孔ブロッキング機構１５１、導気孔ブロッキング機構配置空間に適用することができる。例えば、導気孔ブロッキング機構１５１は、円柱体、楕円柱、シート状体又は球体のうちのいずれか１種である。また、例えば、導気孔ブロッキング機構１５１は、球形であり、かつ上記導気孔１５０の孔壁と締り嵌めする。ここでは説明を省略する。
仕切り板１２は、ハウジング１の内部を少なくとも２つの収容キャビティ１１に分割し、電極体セット２が収容キャビティ１１内に収容される。一般的に、図２に示すように、１つの収容キャビティ１１内に１つの電極体セット２が収容される。少なくとも２つの電極体セット２が直列接続され、一般的に、直列接続された電極体セット２の数は、各電極体セット２の出力電圧、電池パックの幅及び電池パック全体の電圧需要に応じて決定される。例えば、ある車種については、電池１００のシステムにより出力される電圧が３００Ｖであることが要求されるが、従来の鉄リチウム電池１００の電圧が３．２Ｖであるため、従来技術において、需要を満たすために、電池パック内に１００個の電池１００を直列接続する必要がある。本願に係る電池パックにおいて、１つの電池１００の内部に２つの電極体セット２が直列接続されると仮定すると、５０個の電池１００を配列すればよい。電池パック全体の設計及び電池１００の配列を大幅に簡略化させ、空間を効果的に利用し、空間利用率を向上させることができる。
図１５～図１６を共に参照して、本願の一実施形態では、電池１００は、電極体コネクタ３を更に含み、隣接する２つの電極体セット２は、上記電極体コネクタ３により直列接続される。本願において、隣接する２つの電極体セット２が共に１つのハウジング１の内部に位置するため、２つの電極体セット２の間の距離を大幅に短縮させ、２つの電池１００が電力コネクタにより連結される場合に比べて、後続の電池パックの組み立てプロセスを簡略化するとともに、材料の使用を減少させ、重量を軽減する。また、２つの電極体セット２が同じハウジング１内に取り付けられることにより、電極体コネクタ３の安定性及び堅牢性の要件を大幅に低下させ、接続信頼性を考慮する必要がないため、電極体コネクタ３により大きな設計空間を与えることができることで、流れ面積を増加させ、電池１００の内部抵抗を低減する。
いくつかの実施形態では、電極体コネクタ３は、異なる材料で製造された２つの接続部を含む。
動力電池の分野において、各電池１００の動作状況の一致性は、非常に重要であり、電池パック全体の性能に直接的に影響を与える。同様に、本願において、電池１００の内部の各電極体セット２の動作状況の一致性も各電池１００全体の性能の表現に影響を与え、更に電池パック全体の性能に影響を与える。電池１００の内部では、電解液の量は、容量、活性などの電池１００の性能表現に影響を与える。したがって、本願において、少なくとも２つの仕切り板１２は、ハウジング１の内部を少なくとも３つの収容キャビティ１１に分割し、各仕切り板１の導液孔１２１は、第１の方向に上記仕切り板１２を貫通する円柱形孔であり、かつ同軸に設置される。このようにして、導液孔１２１の中心軸を基準線として、各収容キャビティ１１内の電解液の液面高さをよく制御することができ、すなわち、各収容キャビティ１１内の電解液の量の一致性をよく制御することにより、各電極体セット２の一致性を保証することができる。
Claims (38)
- ハウジングと、
前記ハウジング内に位置する複数の収容キャビティと、
隣接する２つの前記収容キャビティを仕切る仕切り板であって、電極体セットが前記収容キャビティに配置され、複数の電極体セットが第１の方向に沿って順に配列され、かつ直列接続されている、仕切り板と、
前記仕切り板に設置され、この仕切り板の両側にある隣接する２つの収容キャビティを連通させる導液孔及び導気孔と、
導液孔を、開状態及び閉状態を含む設定状態にすることができるブロッキング機構とを含む、ことを特徴とする電池。 - 前記ハウジングは、前記第１の方向に沿って延在する一体構造であり、複数の前記仕切り板は、前記ハウジング内に間隔を隔てて設置され、かつ前記仕切り板の側周面は、前記ハウジングの側壁と嵌合して前記ハウジングの内部を複数の前記収容キャビティに仕切り、前記収容キャビティの壁は、収容キャビティの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーと、前記隣接する２つの仕切り板の間又は仕切り板とエンドカバーとの間に位置する前記ハウジングとを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の電池。
- 前記ハウジングは、前記第１の方向に沿って延在する一体構造であり、前記ハウジング内に、セパレータ及び前記仕切り板を含むセルアセンブリが設置され、前記収容キャビティは、前記セパレータの内部に位置し、複数の前記仕切り板は、前記セパレータ内に間隔を隔てて設置され、前記仕切り板の側周面は、前記セパレータと嵌合して前記セパレータの内部を複数の前記収容キャビティに仕切り、
前記収容キャビティの壁は、収容キャビティの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーと、隣接する２つの仕切り板の間又は仕切り板とエンドカバーとの間に位置する前記セパレータとを含む、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。 - 前記ハウジングは、前記第１の方向に沿って延在する一体構造であり、前記ハウジング内に、セパレータ及び前記仕切り板を含むセルアセンブリが設置され、前記収容キャビティは、前記セパレータの内部に位置し、前記セパレータは、前記第１の方向に沿って設置された複数のサブセパレータを含み、同一の仕切り板が隣接する２つのサブセパレータに接続されており、
前記収容キャビティの壁は、前記サブセパレータと、前記サブセパレータの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーとを含む、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の電池。 - 前記ハウジングは、前記第１の方向に沿って設置された複数のサブハウジングを含み、同一の仕切り板が、隣接する２つのサブハウジングに接続され、前記収容キャビティの壁は、前記サブハウジングと、前記サブハウジングの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーとを含む、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の電池。
- 長さ、幅及び厚さで定義される略直方体であり、長さが幅より大きく、幅が厚さより大きく、前記導気孔と前記導液孔は、電池の幅方向に沿って前記仕切り板に間隔を隔てて設置される、ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の電池。
- 前記ブロッキング機構が第１の状態にあるとき、前記導液孔は、開状態にあり、前記ブロッキング機構が第２の状態にあるとき、前記導液孔は、閉状態にあり、前記ブロッキング機構は、第１の状態と第２の状態との間で切り替え可能である、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の電池。
- 前記電池の電解液注入前又は電解液注入時に、前記ブロッキング機構は、第１の状態にあり、前記導液孔は、開状態にあり、この仕切り板の両側にある隣接する２つの収容キャビティを連通させ、前記電池の電解液注入後に、前記ブロッキング機構は、第１の状態から第２の状態に切り替わり、前記導液孔を閉じて、前記導液孔を閉状態にする、ことを特徴とする請求項７に記載の電池。
- 電解液の注入後の電池形成時に、前記ブロッキング機構は、第１の状態にあり、前記導液孔は、開状態にあり、この仕切り板の両側にある隣接する２つの収容キャビティを連通させ、電解液注入後の電池形成後に、前記ブロッキング機構は、第１の状態から第２の状態に切り替わり、前記導液孔を閉じて、前記導液孔を閉状態にする、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の電池。
- 前記導液孔が閉状態にあるとき、前記ブロッキング機構は、少なくとも部分的に前記導液孔に位置し、前記導液孔を閉じて、前記導液孔による隣接する２つの前記収容キャビティの連通を遮断する、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の電池。
- 前記第１の状態は、前記ブロッキング機構が前記電池内の第１の位置に位置する状況を指し、前記第２の状態は、前記ブロッキング機構が前記電池内の第２の位置に位置する状況を指す、ことを特徴とする請求項８～１０のいずれか一項に記載の電池。
- 前記仕切り板にブロッキング機構配置空間が設置され、前記ブロッキング機構は、前記ブロッキング機構配置空間内に位置し、前記ブロッキング機構配置空間内に前記第１の位置及び前記第２の位置が形成され、かつ前記ブロッキング機構は、力の作用下で、前記第１の位置と前記第２の位置との間に移動でき、前記ブロッキング機構が前記第１の位置に位置するとき、前記導液孔は、開状態にあり、隣接する２つの前記収容キャビティを連通させ、前記ブロッキング機構が前記第２の位置に位置するとき、前記ブロッキング機構は、前記導液孔を閉じて、前記導液孔を閉状態にすることにより、前記導液孔による隣接する２つの前記収容キャビティの連通を遮断する、ことを特徴とする請求項１１に記載の電池。
- 前記ブロッキング機構配置空間と前記導液孔とは、交差して設置され、前記導液孔は、前記ブロッキング機構配置空間によって、いずれも前記ブロッキング機構配置空間と連通する第１の導液孔及び第２の導液孔に仕切られる、ことを特徴とする請求項１２に記載の電池。
- 前記ブロッキング機構と前記ブロッキング機構配置空間の内壁とは締り嵌めして接続される、ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の電池。
- 前記ブロッキング機構は、磁性を有する磁性体である、ことを特徴とする請求項１２～１４のいずれか一項に記載の電池。
- 前記ブロッキング機構の外部に弾性スリーブが被覆される、ことを特徴とする請求項１５に記載の電池。
- 各電極体セットは、いずれも電流を引き出す第１の電極引き出し部材及び第２の電極引き出し部材を含み、少なくとも１つの電極体セットにおける第１の電極引き出し部材と第２の電極引き出し部材は、それぞれ前記第１の方向に沿って該電極体セットの反対側に位置し、該電極体セットの長さ方向は、前記第１の方向に沿って延在する、ことを特徴とする請求項１～１５のいずれか一項に記載の電池。
- 導気孔を、開状態及び閉状態を含む設定状態にすることができる導気孔ブロッキング機構を更に含む、ことを特徴とする請求項１～１７のいずれか一項に記載の電池。
- 前記電池に電解液注入前、又は、注入時、又は、電解液注入後の電池形成時に、前記導気孔ブロッキング機構は、前記導気孔を開状態にして、前記導気孔によりこの仕切り板の両側にある隣接する２つの前記収容キャビティを連通させる、ことを特徴とする請求項１８に記載の電池。
- 前記電池の電解液注入後に、前記導気孔ブロッキング機構は、前記導気孔を閉じて、前記導気孔を閉状態にし、前記電池の過充電又は短絡時に、前記導気孔ブロッキング機構は、前記導気孔を開状態にして、前記導気孔により前記仕切り板の両側にある隣接する２つの前記収容キャビティを連通させる、ことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の電池。
- 隣接する２つの前記電極体セットは、電極体コネクタにより直列接続され、前記電極体コネクタは、隣接する２つの前記電極体セットの間の仕切り板を貫通する、ことを特徴とする請求項１～２０のいずれか一項に記載の電池。
- 前記電極体コネクタと前記仕切り板とは一体成形される、ことを特徴とする請求項２１に記載の電池。
- 前記電極体コネクタは、銅接続部と銅接続部に接続されたアルミニウム接続部とを含み、前記銅接続部とアルミニウム接続部との接続位置は前記仕切り板内に位置する、ことを特徴とする請求項２１又は２２に記載の電池。
- ハウジングと、
前記ハウジング内に位置する複数の収容キャビティと、
隣接する２つの前記収容キャビティを仕切る仕切り板であって、電極体セットが前記収容キャビティに配置され、複数の電極体セットが第１の方向に沿って順に配列され、かつ直列接続されている、仕切り板と、
前記仕切り板に設置され、この仕切り板の両側にある隣接する２つの前記収容キャビティを連通させる導液孔及び導気孔と、
少なくとも部分的に前記導液孔に位置し、前記導液孔を閉じて、前記導液孔による隣接する２つの前記収容キャビティの連通を遮断するブロッキング機構とを含む、ことを特徴とする電池。 - 前記ハウジングは、前記第１の方向に沿って延在する一体構造であり、複数の前記仕切り板は、前記ハウジング内に間隔を隔てて設置され、かつ前記仕切り板の側周面は、前記ハウジングの側壁と嵌合して前記ハウジングの内部を複数の前記収容キャビティに仕切り、前記収容キャビティの壁は、収容キャビティの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーと、前記隣接する２つの仕切り板の間又は仕切り板とエンドカバーとの間に位置する前記ハウジングとを含む、ことを特徴とする請求項２４に記載の電池。
- 前記ハウジングは、前記第１の方向に沿って延在する一体構造であり、前記ハウジング内に、セパレータ及び前記仕切り板を含むセルアセンブリが設置され、前記収容キャビティは、前記セパレータの内部に位置し、複数の前記仕切り板は、前記セパレータ内に間隔を隔てて設置され、前記仕切り板の側周面は、前記セパレータと嵌合して前記セパレータの内部を複数の前記収容キャビティに仕切り、
前記収容キャビティの壁は、収容キャビティの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーと、隣接する２つの仕切り板の間又は仕切り板とエンドカバーとの間に位置する前記セパレータとを含む、ことを特徴とする請求項２５に記載の電池。 - 前記ハウジングは、前記第１の方向に沿って延在する一体構造であり、前記ハウジング内に、セパレータ及び前記仕切り板を含むセルアセンブリが設置され、前記収容キャビティは、前記セパレータの内部に位置し、前記セパレータは、前記第１の方向に沿って設置された複数のサブセパレータを含み、同一の前記仕切り板は、隣接する２つの前記サブセパレータに接続され、前記収容キャビティの壁は、前記サブセパレータと、前記サブセパレータの端部に位置する仕切り板又はエンドカバーとを含む、ことを特徴とする請求項２４～２６のいずれか一項に記載の電池。
- 少なくとも１つの前記仕切り板にブロッキング機構配置空間が設置され、前記ブロッキング機構は、前記ブロッキング機構配置空間内に位置し、前記ブロッキング機構配置空間内には、前記ブロッキング機構を収容する第１の位置及び第２の位置が形成され、前記ブロッキング機構は、第２の位置に位置し、かつ力の作用下で、第２の位置から第１の位置に切り替わるか又は第１の位置から第２の位置に切り替わることができる、ことを特徴とする請求項２４～２７のいずれか一項に記載の電池。
- 前記ブロッキング機構配置空間と前記導液孔とは、交差して設置され、前記導液孔は、前記ブロッキング機構配置空間によって、前記ブロッキング機構配置空間と連通する第１の導液孔及び第２の導液孔に仕切られる、ことを特徴とする請求項２８に記載の電池。
- 前記ブロッキング機構は、磁性を有する磁性体である、ことを特徴とする請求項２８又は２９に記載の電池。
- 前記ブロッキング機構の外部に弾性スリーブが被覆される、ことを特徴とする請求項３０に記載の電池。
- 隣接する２つの前記電極体セットは、電極体コネクタにより直列接続され、前記電極体コネクタは、隣接する２つの前記電極体セットの間の仕切り板を貫通する、ことを特徴とする請求項２４～３１のいずれか一項に記載の電池。
- 前記電極体コネクタと前記仕切り板とは、一体成形される、ことを特徴とする請求項３２に記載の電池。
- 前記電極体コネクタは、銅接続部と銅接続部に接続されたアルミニウム接続部とを含み、前記銅接続部とアルミニウム接続部との接続位置は、前記仕切り板内に位置する、ことを特徴とする請求項３２又は３３に記載の電池。
- 各前記電極体セットは、いずれも電流を引き出す第１の電極引き出し部材及び第２の電極引き出し部材を含み、少なくとも１つの電極体セットの前記第１の電極引き出し部材と第２の電極引き出し部材は、それぞれ前記第１の方向に沿って該電極体セットの反対側に配置され、該電極体セットの長さ方向は、前記第１の方向に沿って延在する、ことを特徴とする請求項２４～３４のいずれか一項に記載の電池。
- 請求項１～３５のいずれか一項に記載の複数の電池を含む、ことを特徴とする電池モジュール。
- 請求項１～３５のいずれか一項に記載の複数の電池を含むか又は請求項３６に記載の複数の電池モジュールを含む、ことを特徴とする電池パック。
- 請求項３６に記載の電池モジュール又は請求項３７に記載の電池パックを含む、ことを特徴とする自動車。
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