JP2023509216A - 電池、電池モジュール、電池パック及び電気自動車 - Google Patents
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Abstract
電池（１）、電池モジュール、電池パック及び電気自動車。電池（１）は、ケース（１０）と、ケース（１０）内に配置される、Ｍ個（Ｍは２以上）のセルアセンブリ（２０）を含む。Ｍ個のセルアセンブリ（２０）は、積層して設置され、かつ電気的に接続されている。各セルアセンブリ（２０）は複数の電極体セット（２１）を含み、各セルアセンブリ（２０）における複数の電極体セット（２１）は、直列に接続されている。
Description
（関連出願の相互参照）
本願は、２０２０年１月１０日に中国国家知識産権局に提出された出願番号が２０２０２００５９４２５．０である中国特許出願に基づき、かつその優先権を主張するものであり、その全ての内容は参照により本願に組み込まれるものとする。
本願は、２０２０年１月１０日に中国国家知識産権局に提出された出願番号が２０２０２００５９４２５．０である中国特許出願に基づき、かつその優先権を主張するものであり、その全ての内容は参照により本願に組み込まれるものとする。
本願は、電池の分野に関し、具体的には、電池、電池モジュール、電池パック及び電気自動車に関する。
科学技術の発展に伴い、様々な電子機器、電動工具等が広く利用されている。中核部材として、電池の性能は、特に重要である。電池の容量は、トータルの電池寿命を決定する。関連技術において、隣接する２つの直列接続された電池の間の接続箇所に電力接続部材を別途設置することにより電力接続を行う必要があることが多いため、電池の取付構造が多くなり、コストが増加するだけでなく、動力電池パック全体の重量が増加し、また、取付構造が電池パックのパック本体の内部空間を多く占めるため、動力電池パック全体の容量が低下する。なお、電力接続を行うために複数の外付け電力接続部材を設置する必要があるため、電池パックの内部抵抗が大きくなり、動力電池パックの使用中の内部消耗が増加し、動力電池パックの航続能力が低下することにより、ユーザの使用体験が低下する。
本願は、従来技術における技術的課題の１つを少なくとも解決しようとする。このために、本願は、高容量及び高電圧を有し、航続能力が高く、かつケース材料を節約し、経済的利益がより高い電池を提供する。
本願の実施形態において、電池は、ケースと、Ｍ個のセルアセンブリであって、ケース内に設置され、Ｍ≧２であり、積層して設置され、かつ電気的に接続され、複数の電極体セットを含み、各セルアセンブリにおける複数の電極体セットが直列接続されるＭ個のセルアセンブリとを含む。
本願の実施形態に係る電池は、１つのケース内にＭ個のセルアセンブリを設置し、Ｍ≧２であることにより、１つのケース内に複数の電極体を設置することを実現し、複数の電極体を一体化することにより、電池が高容量又は高電圧を有することができ、また、電池の航続能力を向上させるとともに、ケース材料を節約し、電池全体の製造プロセス難度及び製造コストを低下させることができ、かつ複数の電極体が同一のケース内にコンパクトに設置されるため、電池の航続能力を向上させるとともに占有空間を節約し、空間利用率を向上させることができる。
本願のいくつかの実施形態において、ケースには、電流を引き出す電極端子が設置され、電極端子は、ケースの同じ側に位置する第１の電極端子及び第２の電極端子を含む。
本願のいくつかの実施形態において、ケースは、本体及び２つのカバープレートを含み、２つのカバープレートは、本体の反対側の両端に設置されて本体の内部空間を覆い、２つのカバープレートのうちの１つに電極端子が設置される。
本願のいくつかの実施形態において、Ｍは、偶数であり、隣接する２つのセルアセンブリは、直列接続される。
本願のいくつかの実施形態において、セルアセンブリにおける複数の電極体セットは、第１の方向に沿って順に配列され、複数個のセルアセンブリは、第１の方向に沿って反対側に設置された端部を有し、隣接する２つのセルアセンブリは、同一の端部に位置する２つの電極体セットにより直列接続される。
本願のいくつかの実施形態において、セルアセンブリにおける複数の電極体セットは、第１の方向に沿って順に配列され、電極体セットは、電流を引き出す第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材を含み、第１の電極引出部材と第２の電極引出部材は、第１の方向に沿って電極体セットの両側にそれぞれ設置される。
本願のいくつかの実施形態において、セルアセンブリにおける複数の電極体セットは、第１の接続部材により直列接続され、隣接する２つのセルアセンブリは、第２の接続部材により直列接続される。
本願のいくつかの実施形態において、第１の接続部材及び前記第２の接続部材のうちの少なくとも１つは、両端がそれぞれ隣接する２つの電極体セットに接続される金属接続部材と、金属接続部材の外側にはめ込まれる絶縁保護部材とを含む。
本願のいくつかの実施形態において、電極体セットは、電流を引き出す第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材を含み、第１の電極引出部材は、負極引出部材として構成され、第２の電極引出部材は、正極引出部材として構成され、金属接続部材は、銅接続部材及び銅接続部材に接続されたアルミニウム接続部材を含み、銅接続部材は、第１の電極引出部材に接続され、アルミニウム接続部材は、第２の電極引出部材に接続され、絶縁保護部材は、銅接続部材とアルミニウム接続部材との接続箇所を被覆する。
本願のいくつかの実施形態において、セルアセンブリは、複数の絶縁膜をさらに含み、複数の絶縁膜は、それぞれ複数の電極体セットを１対１に対応して被覆する。
本願は、前記電池を含む電池モジュールをさらに提供する。
本願に係る電池モジュールは、前記電池を含む。
本願の実施形態に係る電池モジュールは、前記高容量又は高電圧を有する電池を含み、電池モジュールの航続能力を向上させるとともに、同じ容量及び電圧の電池モジュールを取得しようとする前提で、電池モジュール内の電池の数を減少させることができ、これにより、電池の間の接続箇所の導通部材を減少させ、さらに電池モジュールのコストを低下させ、同時に電池モジュールにおける導通部材が占める空間体積を減少させ、かつ導通部材の減少により電池モジュールの内部抵抗が小さくなり、電池モジュールの航続能力を向上させる。
本願は、前記電池又は前記電池モジュールを含む電池パックをさらに提供する。
本願の実施形態に係る電池パックは、前記電池又は前記電池モジュールを含む。
本願の実施形態に係る電池パックは、前記電池又は前記電池モジュールを含み、電池パックの航続能力を向上させるとともに、同じ容量及び電圧の電池モジュールを取得しようとする前提で、電池パック内の電池モジュールの数を減少させることができ、これにより、電池モジュールの間の接続箇所の電力接続部材を減少させ、さらに電池パックの製造コストを低下させ、電池パックの製造プロセスを簡略化し、かつ電池パックにおける電力接続部材が占める空間体積を減少させ、かつ電力接続部材の減少により電池パックの内部抵抗が小さくなり、電池パックの使用中の内部消耗を低下させ、電池パックの航続能力を向上させる。
本願は、前記電池パックを含む電気自動車をさらに提供する。
本願の実施形態に係る電気自動車は、前記電池パックを含む。
本願の実施形態に係る電気自動車は、前記電池パックを含み、電気自動車の内部構造をよりコンパクトにし、かつ電池パックの使用中の内部消耗を低下させ、電池パックの航続能力を向上させることができ、これにより、電気自動車の使用体験を向上させ、エネルギーを節約し、使用コストを節約するという効果を達成し、さらにユーザの使用体験を向上させる。
本願の追加の態様及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明において明らかになるか又は本願の実施により把握される。
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の符号は、同一又は類似の部品、或いは同一又は類似の機能を有する部品を示す。以下、図面を参照して説明される実施形態は、例示的なものであり、本願を解釈するためのものに過ぎず、本願を限定するためのものとして理解すべきではない。
以下、図１～図６を参照して、本発明の実施形態に係る電池１について説明する。
図１～図５に示すように、本願の実施形態に係る電池１は、ケース１０及びＭ個のセルアセンブリ２０を含む。電池１は、電気自動車などの電子機器の動作に電源を供給する。
具体的には、Ｍ個のセルアセンブリ２０は、ケース１０内に設置され、Ｍ≧２であり、理解できるように、Ｍは、整数であり、例えば、Ｍは２であってもよく、３であってもよく、４であってもよい。ここではすべての数字を並べ立てることはしない。Ｍ個のセルアセンブリ２０が積層して設置され、かつ電気的に接続され、例えば、２つのセルアセンブリ２０が積層して設置され、また例えば、３つのセルアセンブリ２０が積層して設置される。セルアセンブリ２０は、複数の電極体セット２１を含み、電極体セット２１は、少なくとも１つの電極体２１２を含み、各セルアセンブリ２０における複数の電極体セット２１は、直列接続される。
理解されるように、複数個のセルアセンブリ２０の積層設置は、複数個のセルアセンブリ２０が順に直列接続されてもよく、複数個のセルアセンブリ２０が並列接続されてもよく、一部が直列接続され、一部が並列接続されてもよい。本願は、これに限定されるものではない。各セルアセンブリ２０における電極体セット２１の数は、全て同じであってもよく、全て異なってもよく、一部が同じで一部が異なってもよい。
例えば、電池１は、２つのセルアセンブリ２０を含み、２つのセルアセンブリ２０は、順に直列接続されてもよく、２つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数は、同じであってもよく、異なってもよい。或いは、電池１は、２つのセルアセンブリ２０を含み、２つのセルアセンブリ２０は、並列接続されてもよく、２つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数は、同じであってもよく、異なってもよい。
さらに、電池１は、３つのセルアセンブリ２０を含み、３つのセルアセンブリ２０は、順に直列接続されてもよく、３つのセルアセンブリ２０において、それぞれのセルアセンブリ２０が含む電極体セット２１の数がいずれも同じであってもよく、３つのうちの２つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数が同じであり、他の１個のセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数が残りの２つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数と異なってもよい。或いは、電池１は、３つのセルアセンブリ２０を含み、３つのセルアセンブリ２０は、並列接続され、３つのセルアセンブリ２０のうちのそれぞれにおける電極体セット２１の数がいずれも同じであってもよく、３つのうちの２つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数が同じであり、他の１つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数が残りの２つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数と異なってもよい。さらに、或いは、電池１は、３つのセルアセンブリ２０を含み、そのうちの２つのセルアセンブリ２０が並列接続された後に他の１つのセルアセンブリ２０と直列接続され、３つのセルアセンブリ２０のうちの各セルアセンブリ２０における電極体セット２１の数がいずれも同じであってもよく、３つのうちの２つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数が同じであり、他の１つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数が残りの２つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数と異なってもよい。
さらに、電池１は、４つのセルアセンブリ２０を含み、４つのセルアセンブリ２０が順に直列接続されてもよく、各セルアセンブリ２０における電極体セット２１の数がいずれも同じであってもよく、４つのうちの２つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数が同じであり、他の２つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数が同じであっても異なってもよく、４つのうちの３つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数が同じであってもよく、他の１つのセルアセンブリ２０における電極体セット２１の数が他の３つと異なってもよい。或いは、本開示では、すべてを網羅するものではないが、特に限定されず、単なる例として使用される。
理解されるように、複数個のセルアセンブリ２０のうちの各セルアセンブリ２０における電極体セット２１の数は、同じであってもよいため、複数個のセルアセンブリ２０の配列の規則性を向上させるだけでなく、ケース１０の空間利用率を向上させることができ、電池１の小型化を実現することに役立つ。しなしながら、本願は、これに限定されるものではない。
また、ケース１０は、金属製ケースであってもよく、複合材料製ケースであってもよく、本願のいくつかの実施形態において、アルミニウム製ケースであるため、ケース１０をより軽量化することができ、構造強度が適切で経済的であるが、本願は、これに限定されるものではない。
さらに、本願に言及された電極体２１２は、動力電池の分野の一般的な電極体２１２であり、電極体２１２及び電極体セット２１は、電池１のケース１０の内部の構成要素であり、電池１自体として理解されるべきではないことを理解されたい。電極体２１２は、巻回して形成されてもよく、積層の方式で製造されてもよい。一般的に、電極体２１２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、一般的に、完全に密封されないアセンブリを指す。したがって、本願で言及された電池１は、単電池であり、複数の電極体２１２を含むが、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。
なお、１つの電極体セット２１は、１つの電極体２１２を含んでもよく、電極体セット２１は、少なくとも２つの電極体２１２を含み、かつ少なくとも２つの電極体２１２が並列接続されて１つの電極体セット２１を構成してもよい。また、１つの電極体セット２１は、３つの電極体２１２又はより多くの電極体２１２をさらに含んでもよく、本開示では、すべてを網羅するものではない。これにより理解されるように、各セルアセンブリ２０が複数の電極体セット２１を含む場合、各電極体セット２１における電極体２１２の数は、同じであってもよく、異なってもよく、一部が同じで一部が異なってもよい。
また、本願に係る電極体セット２１の直列接続方式としては、隣接する電極体セット２１が直列接続されてもよく、具体的な実現方式としては、隣接する電極体セット２１の電流引出部材が直接的に接続されてもよく、追加の導電部材により電気的に接続されてもよく、すなわち、隣接する２つの電極体セット２１は、直接的に電気的に接続されてもよく、間接的に電気的に接続されてもよい。
具体的には、本願の１つの実施形態において、セルアセンブリ２０は、２つ設置され、各セルアセンブリ２０は、６つの電極体セット２１を含み、６つの電極体セット２１は、ケース１０の長さ方向に間隔を隔てて直列接続され、各電極体セット２１は、１つの電極体２１２を含む。
本願の実施形態に係る電池１は、１つのケース１０内にＭ個のセルアセンブリ２０を設置し、Ｍ≧２であることにより、１つのケース１０内に複数の電極体２１２を設置することを実現し、複数の電極体２１２を一体化することにより、電池１が高容量又は高電圧を有することができ、また、電池１の航続能力を向上させるとともに、ケース１０材料を節約し、電池１全体の製造プロセス難度及び製造コストを低下させることができ、かつ複数の電極体２１２が同一のケース１０内にコンパクトに設置されるため、電池１の航続能力を向上させるとともに占有空間を節約し、空間利用率を向上させることができる。
本願のいくつかの実施形態において、ケース１０には、電流を引き出す電極端子が設置され、電極端子は、ケース１０の同じ側に位置する第１の電極端子１２及び第２の電極端子１３を含む。第１の電極端子１２及び第２の電極端子１３は、外部機器と接続され、外部機器の動作に電源を供給する。第１の電極端子１２は、正電極端子であってもよく、第２の電極端子１３は、負電極端子であってもよく、或いは、第１の電極端子１２は、負電極端子であってもよく、第２の電極端子１３は、正電極端子であってもよい。このように第１の電極端子１２及び第２の電極端子１３をケース１０の同じ側に設置し、電池１が電池モジュールに適用される場合、電池モジュール内の電池１同士の導通部材の配置に役立ち、電池１が電池パックに適用される場合、電池パック内の電池１同士の電力接続部材の配置に役立つ。
図３に示すように、本願のいくつかの実施形態において、ケース１０は、本体１１及び２つのカバープレートを含み、２つのカバープレートは、本体１１の反対側の両端に設置されて本体１１の内部空間を覆い、２つのカバープレートのうちの１つに電極端子が設置される。具体的には、２つのカバープレートをそれぞれ第１の端部カバープレート１４と第２の端部カバープレート１５と命名する。第１の端部カバープレート１４に電極端子が設置され、又は第２の端部カバープレート１５に電極端子が設置される。これにより、正負電極端子を１つのカバープレートに設置することを実現するため、コストを節約することができる。
図３に示すように、本体１１は、環状に形成され、両端が開放されるため、セルアセンブリ２０を本体１１で形成された環状室に取り付けることを実現することができ、第１の端部カバープレート１４は、本体１１に設置されて本体１１の一端の開口を閉塞し、第２の端部カバープレート１５は、本体１１に設置されて本体１１の他端の開口を閉塞する。
なお、第１の端部カバープレート１４、第２の端部カバープレート１５及び本体１１は、一体成形されてもよいため、組立工程を減少させ、組立効率を向上させ、かつケース１０の構造強度を向上させ、ケース１０の接続信頼性を保証することができる。或いは、第１の端部カバープレート１４及び本体１１は、一体成形され、第２の端部カバープレート１５と本体１１とがそれぞれ独立して加工された後に接続され、さらに、或いは、第１の端部カバープレート１４、第２の端部カバープレート１５及び本体１１がそれぞれ別体として加工された後に接続されるため、ケース１０の加工難度を低下させ、ケース１０の製造効率を向上させることができる。
理解されるように、第１の端部カバープレート１４に電極端子が設置され、電池１におけるセルアセンブリ２０が奇数個であり、すなわち、Ｍが奇数である場合、そのうちの２つのセルアセンブリ２０が並列接続された後に残りのセルアセンブリ２０と直列接続されてもよく、例えば、３つである場合、そのうちの２つのセルアセンブリ２０が並列接続された後に他の１つのセルアセンブリ２０と直列接続されてもよい。さらに、Ｍ－１個のセルアセンブリ２０が並列接続された後に他の１つのセルアセンブリ２０と直列接続され、本開示では、すべてを網羅するものではなく、特に制限されず、単なる例として使用される。
本願のいくつかの実施形態において、Ｍは、偶数であり、隣接する２つのセルアセンブリ２０は、直列接続される。
これにより、第１の電極端子１２及び第２の電極端子１３がいずれも第１の端部カバープレート１４又は第２の端部カバープレート１５に設置されるため、電池１は、高電圧出力を実現することができる。
本願のいくつかの実施形態によれば、隣接する２つのセルアセンブリ２０が並列接続されるため、電池１は、高容量出力を実現する。
例えば、図５に示すように、電極体セット２１は、２つあり、第１の電極端子１２及び第２の電極端子１３は、いずれも第１の端部カバープレート１４に設置される。本願のいくつかの実施形態において、第２の端部カバープレート１５及び本体１１は、一体成形され、第１の端部カバープレート１４及び本体１１が別体として加工された後に接続されるため、加工工程を減少させ、作業時間を節約し、さらに製造コストを低下させることができる。しかしながら、本願は、これに限定されるものではない。
さらに、セルアセンブリ２０における複数の電極体セット２１は、第１の方向に沿って順に配列され、第１の方向は、図１に示すような左右方向である。なお、第１の方向は、電池１の長さ方向である。複数個のセルアセンブリ２０は、第１の方向に沿って反対側に設置された端部を有し、隣接する２つのセルアセンブリ２０は、同一の端部に位置する２つの電極体セット２１により直列接続される。これにより、隣接する２つのセルアセンブリ２０の接続難度を低下させ、隣接する２つのセルアセンブリ２０の接続距離を短縮し、接続効率を相対的に向上させるため、コストを低下させるという目的を達成する。
本願のいくつかの実施形態において、セルアセンブリ２０における複数の電極体セット２１は、第１の方向に沿って順に配列され、第１の方向は、図１に示すような左右方向である。電極体セット２１は、電流を引き出す第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材を含み、第１の電極引出部材と第２の電極引出部材は、第１の方向に沿って電極体セット２１の両側にそれぞれ設置される。なお、第１の方向は、電池１の長さ方向である。なお、ここでのセルアセンブリ２０における複数の電極体セット２１が第１の方向に沿って順に配列されることは、同じセルアセンブリ２０における複数の電極体セット２１が第１の方向に沿って順に配列されることを指す。
理解されるように、複数の電極体セット２１が直列接続される場合、各電極体セット２１を直列接続する必要があり、各電極体セット２１に第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材を設置することにより、第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材を利用して、隣接する２つの電極体セット２１の間の直列接続を実現することができ、かつ接続難度が相対的に低く、接続効率が相対的に高い。理解されるように、いくつかの実施形態において、第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材は、電極体の正極タブ及び負極タブを指すが、本願は、これに限定されるものではない。
例えば、１つの電極体セット２１に１つの電極体２１２のみが含まれる場合、第１の電極引出部材と第２の電極引出部材は、それぞれ電極体２１２の正極タブと負極タブであってもよい。１つの電極体セット２１に複数の電極体２１２が含まれる場合、第１の電極引出部材は、複数の電極体２１２の正極タブを複合溶接して形成された正極引出端であってもよく、第２の電極引出部材は、複数の電極体２１２の負極タブを複合溶接して形成された負極引出端であってもよい。或いは、第１の電極引出部材は、複数の電極体２１２の負極タブを溶接して形成された負極引出端であってもよく、第２の電極引出部材は、複数の電極体２１２の正極タブを複合溶接して形成された正極引出端であってもよい。
なお、第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材の「第１の」及び「第２の」は、名称の区別のみに用いられ、数量を限定するものではない。
本願のいくつかの実施形態において、セルアセンブリ２０における複数の電極体セット２１は、第１の方向に沿って順に配列され、第１の方向は、図１に示すような左右方向である。電極体セット２１は、電流を引き出す第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材を含み、第１の電極引出部材と第２の電極引出部材は、第１の方向に沿って電極体セット２１の両側に設置される。複数個のセルアセンブリ２０は、第１の方向に沿って反対側に設置された第１の端部及び第２の端部を有し、第１の電極端子１２及び第２の電極端子１３は、同一のカバープレートに設置され、すなわち第１の端部又は第２の端部位置に共に設置される。Ｍが偶数である場合、隣接する２つのセルアセンブリ２０は、第１の端部に位置する２つの電極体セット２１又は第２の端部２２に位置する２つの電極体セット２１により直列接続される。理解されるように、このとき、各セルアセンブリ２０における第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材の配列方向は、隣接するセルアセンブリ２０における第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材の配列方向と逆であり、例えば、Ｍが２つである場合、１つのセルアセンブリ２０における第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材の配列方向は、他の１つのセルアセンブリ２０における第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材の配列方向と逆である。Ｍが奇数である場合、少なくとも１つのセルアセンブリ２０における第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材の配列方向は、その隣接するセルアセンブリ２０における第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材の配列方向と逆であり、例えばＭが３である場合、そのうちの隣接する２つのセルアセンブリ２０における第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材の配列方向は、同じであり、かつ他の１つのセルアセンブリ２０における第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材の配列方向と逆である。
さらに、セルアセンブリ２０における複数の電極体セット２１が第１の接続部材３０により直列接続されるため、複数の電極体セット２１を直列接続することを実現し、隣接する２つのセルアセンブリ２０が第２の接続部材４０により直列接続されるため、複数個のセルアセンブリ２０を直列接続することを実現する。第１の接続部材３０及び第２の接続部材４０は、いずれも導電可能であり、具体的な構造は、実際の必要に応じて設置される。
さらに、図６に示すように、第１の接続部材３０及び第２の接続部材４０のうちの少なくとも１つは、金属接続部材ａ及び絶縁保護部材ｂを含み、金属接続部材ａの両端は、それぞれ隣接する２つの電極体セット２１に接続されるため、２つの電極体セット２１を直列接続することを実現し、絶縁保護部材ｂが金属接続部材ａの外側にはめ込まれ、金属接続部材ａの構造強度を向上させ、かつ安全な絶縁作用を果たし、金属接続部材ａが漏電する可能性を低下させることができる。
さらに、図５及び図６に示すように、電極体セット２１は、電流を引き出す第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材を含み、第１の電極引出部材は、負極引出部材として構成され、第２の電極引出部材は、正極引出部材として構成され、金属接続部材ａは、銅接続部材ａ１及びアルミニウム接続部材ａ２を含み、銅接続部材ａ１は、第１の電極引出部材に接続され、アルミニウム接続部材ａ２は、第２の電極引出部材に接続され、銅接続部材ａ１の一端は、アルミニウム接続部材ａ２の一端に接続され、絶縁保護部材ｂは、銅接続部材ａ１とアルミニウム接続部材ａ２との接続箇所を被覆する。現在汎用されている電極体２１２の構造は、一般的に負極引出端が銅構造部材であるように構成され、銅構造部材が低電位に設置されるため、リチウムが埋め込まれにくく、第２の電極引出部材は、正極引出端であり、現在汎用されている電極体２１２の正極引出端は、アルミニウム構造部材であり、アルミニウム構造部材の表面に酸化層があり、かつ高電位に設置されるため、正極引出端が酸化されにくい。銅接続部材ａ１の他端は、隣接する２つの電極体セット２１のうちの１つの銅構造部材に接続され、アルミニウム接続部材ａ２の他端は、隣接する２つの電極体２１２のうちの他のアルミニウム構造部材に接続されるため、金属接続部材ａを設置することにより、金属接続部材ａを従来の電極体２１２の構造にマッチングさせ、金属接続部材ａと電極体２１２との接続信頼性をより高くすることができる。
さらに、銅接続部材ａ１とアルミニウム接続部材ａ２は、溶接接続されるため、隣接する２つの電極体２１２を直列接続することを実現する。
さらに、絶縁保護部材ｂは、プラスチックディッピングプロセス、熱収縮プロセス、スプレープロセス又はホットメルトプロセスにより金属接続部材ａの外側にはめ込まれるため、絶縁保護部材ｂが金属接続部材ａから脱落する可能性を低下させることができ、絶縁保護部材ｂと金属接続部材ａとの間の隙間をより大きく低下させ、ケース１０が金属ケース１０である場合、金属接続部材ａがケース１０に接触して漏電する可能性を低下させる。
本願のいくつかの実施形態によれば、すべての電極体セット２１における電極体２１２の数が同じであるため、ケース１０内の空間の利用率をより最大限に向上させることができる。
本願のいくつかの実施形態において、セルアセンブリ２０は、複数の絶縁膜をさらに含み、複数の絶縁膜は、それぞれ複数の電極体セット２１を１対１に対応して被覆する。これにより、電極体セット２１とケース１０とを絶縁し、電池１の内部に短絡が発生する可能性を低下させることができる。また、各電極体セット２１の外に絶縁膜が設置され、絶縁膜内に電解液を注入することができ、このように電極体セット２１の間で電解液が共有されず、電池１の内部に短絡が発生する可能性を低下させるとともに、電解液も電位差により分解されない。絶縁膜は、一定の絶縁性及び耐電解液腐食性を有する必要があり、絶縁膜の材料は、特に限定されず、絶縁し、かつ電解液と反応しなければよく、例えば、絶縁膜の材料は、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレン（ＰＥ）膜を含んでもよい。
本願の実施形態に係る電池モジュールは、上記電池１を含む。
本願のいくつかの実施形態において、ケース１０にさらに通信端子が設置され、通信端子は、各電極体セット２１にいずれも電気的に接続され、各電極体セット２１の状態情報（例えば、電圧、温度等）を検出することができる。安全性及び安定性は、電池１にとって重要であり、関連技術における電池１については、独立した電池１を直列／並列接続して電池モジュール又は電池パックを形成することにより、各電池１の外部から各電池１をサンプリングすることができ、複数の電極体セット２１を直列接続して電池１のケース１０内に設置すれば、電池１の外部からサンプリングするときに各電極体セット２１の動作状況を監視することができず、各電極体セット２１にいずれも電気的に接続される通信端子を設置することにより、ケース１０内部の各電極体セット２１をサンプリングして、各電極体セット２１の状態を監視し、さらに電池１の安全性及び安定性を確保することができる。
本願の実施形態に係る電池モジュールは、上記高容量又は高電圧を有する電池１を含み、電池モジュールの航続能力を向上させるとともに、同じ容量及び電圧の電池モジュールを取得しようとする前提で、電池モジュール内の電池１の数を減少させることができ、これにより、電池の間の接続箇所の導通部材を減少させ、さらに電池モジュールのコストを低下させ、同時に電池モジュールにおける導通部材が占める空間体積を減少させ、かつ導通部材の減少により電池モジュールの内部抵抗が小さくなり、電池モジュールの航続能力を向上させる。
本願の実施形態に係る電池パックは、上記電池又は上記電池モジュールを含む。
本願の実施形態に係る電池パックは、上記電池又は上記電池モジュールを含み、電池パックの航続能力を向上させるとともに、同じ容量及び電圧の電池モジュールを取得しようとする前提で、電池パック内の電池モジュールの数を減少させることができ、これにより、電池モジュールの間の接続箇所の電力接続部材を減少させ、さらに電池パックの製造コストを低下させ、電池パックの製造プロセスを簡略化し、かつ電池パックにおける電力接続部材が占める空間体積を減少させ、かつ電力接続部材の減少により電池パックの内部抵抗が小さくなり、電池パックの使用中の内部消耗を低下させ、電池パックの航続能力を向上させる。
本願の実施形態に係る電気自動車は、上記電池パックを含む。
本願の実施形態に係る電気自動車は、上記電池パックを含み、電気自動車の内部構造をよりコンパクトにし、かつ電池パックの使用中の内部消耗を低下させ、電池パックの航続能力を向上させることができ、これにより、電気自動車の使用体験を向上させ、エネルギーを節約し、使用コストを節約するという効果を達成し、さらにユーザの使用体験を向上させる。
なお、本願の説明において、用語「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「半径方向」、「周方向」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ともに、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指示するか又は示唆するものではないため、本願を限定するものであると理解すべきではない。また、「第１の」、「第２の」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むことができる。本願の説明において、別に説明しない限り、「複数」は、２つ以上を意味する。
本明細書の説明において、用語「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「例示的な実施形態」、「例」、「具体的な例」又は「いくつかの例」などを参照する説明は、該実施形態又は例を組み合わせて説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性が本願の少なくとも１つの実施形態又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語の例示的な表現は、必ずしも同一の実施形態又は例に限定されるものではない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、任意の１つ又は複数の実施形態又は例において適切に組み合わせることができる。
本願の実施形態を例示して説明したが、当業者であれば理解できるように、本願の原理及び趣旨から逸脱しない場合、これらの実施形態に対して、様々な変更、修正、置換及び変形を行うことができ、本願の範囲は、特許請求の範囲及びその均等物によって限定される。
電池１、
ケース１０、本体１１、第１の電極端子１２、第２の電極端子１３、第１の端部カバープレート１４、第２の端部カバープレート１５、
セルアセンブリ２０、電極体セット２１、電極体２１２、
第１の接続部材３０、第２の接続部材４０、金属接続部材ａ、銅接続部材ａ１、アルミニウム接続部材ａ２、絶縁保護部材ｂ。
ケース１０、本体１１、第１の電極端子１２、第２の電極端子１３、第１の端部カバープレート１４、第２の端部カバープレート１５、
セルアセンブリ２０、電極体セット２１、電極体２１２、
第１の接続部材３０、第２の接続部材４０、金属接続部材ａ、銅接続部材ａ１、アルミニウム接続部材ａ２、絶縁保護部材ｂ。
Claims (13)
- ケースと、
前記ケース内に配置される、Ｍ個（Ｍ≧２）のセルアセンブリと
を備える電池であって、
Ｍ個のセルアセンブリは、積層され、かつ電気的に接続され、各セルアセンブリは、複数の電極体セットを含み、各セルアセンブリにおける複数の電極体セットは、直列に接続されている、電池。 - 前記ケースには、電流を引き出す電極端子が配置され、前記電極端子は、前記ケースの同じ側に位置する第１の電極端子及び第２の電極端子を含む、請求項１に記載の電池。
- 前記ケースは、本体及び２つのカバープレートを含み、２つの前記カバープレートは、本体の反対側の２つの端部に配置されて前記本体の内部空間を覆い、２つのカバープレートのうちの１つに前記電極端子が設置される、請求項２に記載の電池。
- 前記Ｍは、偶数であり、隣接する２つの前記セルアセンブリは、直列接続される、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池。
- 前記セルアセンブリにおける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、前記セルアセンブリは、前記第１の方向に沿って反対側に配置された端部を有し、隣接する２つの前記セルアセンブリは、同一の端部に位置する２つの電極体セットにより直列接続される、請求項４に記載の電池。
- 前記セルアセンブリにおける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、各電極体セットは、電流を引き出す第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材を含み、第１の電極引出部材と第２の電極引出部材は、前記第１の方向に沿って前記電極体セットの両側にそれぞれ配置される、請求項１～５のいずれか１項に記載の電池。
- 前記セルアセンブリにおける、隣接する２つの電極体セットは、第１の接続部材により直列接続され、隣接する２つの前記セルアセンブリは、第２の接続部材により直列接続される、請求項１～６のいずれか１項に記載の電池。
- 前記第１の接続部材及び前記第２の接続部材のうちの少なくとも１つは、
金属接続部材であって、金属接続部材の両端がそれぞれ隣接する２つの前記電極体セットに接続される金属接続部材と、
前記金属接続部材の外側にはめ込まれる絶縁保護部材とを含む、請求項７に記載の電池。 - 前記電極体セットは、電流を引き出す第１の電極引出部材及び第２の電極引出部材を含み、前記第１の電極引出部材は、負極引出部材として構成され、前記第２の電極引出部材は、正極引出部材として構成され、前記金属接続部材は、銅接続部材及び銅接続部材に接続されたアルミニウム接続部材を含み、前記銅接続部材は、前記第１の電極引出部材に接続され、前記アルミニウム接続部材は、前記第２の電極引出部材に接続され、前記絶縁保護部材は、前記銅接続部材と前記アルミニウム接続部材との接続箇所を被覆する、請求項８に記載の電池。
- 前記セルアセンブリは、複数の絶縁膜をさらに含み、複数の前記絶縁膜は、それぞれ複数の前記電極体セットを１対１に対応して被覆する、請求項１～９のいずれか１項に記載の電池。
- 請求項１～１０のいずれか１項に記載の電池を含む、電池モジュール。
- 請求項１～１０のいずれか１項に記載の電池、又は請求項１１に記載の電池モジュールを含む、電池パック。
- 請求項１２に記載の電池パックを含む、電気自動車。
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