JP2023515439A - 電池列、電池パック及び車両 - Google Patents

Abstract

電池列（２０）は、順に配列された複数の電池（１０）を含み、電池（１０）は、ケース（１００）と、極板を含む電極体（２０１）を含み、極板は、集電体と、集電体に担持された被覆材層とを含み、電池列（２０）の構造は、（１－ＪＲｗ）＋（ＳＲｗ－１）＝１０％～１５％という式１を満たし、ここで、ＪＲｗは、電池（１０）の内部の電極体（２０１）の第１の方向における膨張空間であり、ＳＲｗは、電池（１０）の外部の第１の方向における膨張空間であり、第１の方向が電池（１０）の厚さ方向であり、ＪＲｗ＝Ｐｗ／（Ｃｅｌｌｗ－Ｋｗ－Ｃｗ）であり、ＳＲｗ＝（Ｍｗ－ＭＮｗ）／（Ｃｅｌｌｎ×Ｃｅｌｌｗ）である。

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２０２０年２月２１日に提出した、出願名称が「電池列、電池パック及び車両」である中国特許出願第「２０２０１０１０８８６６．Ｘ」号の優先権を主張するものである。

本願は、電池の技術分野に関し、特に、電池列、電池パック及び車両に関する。

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に対する使用要件は、ますます高まっている。従来の電池について、ケースに対して角形アルミニウムケースを用いることが多く、角形アルミニウムケースを有する電池に対して、電池のサイクル性能を向上させ、セパレータを傷つけずに電池をケース内に組み立てやすくするために、一般的に電極体とアルミニウムケースとの間に一定の組立隙間を残すが、隙間が大きすぎると、不十分な空間利用、電池容量の浪費を引き起こすだけでなく、電池内の電極体が動き回ることを引き起こし、かつ充放電過程においてガスが発生して界面状態が不良になり、リチウムイオンが悪い界面を通過して拡散できないため、リチウムイオンが放出し、電池の安全及び耐用年数に影響を与える。

本願は、少なくとも従来技術における技術的課題の１つを解決することを目的とする。このために、本願は、配置がより合理的であり、膨張隙間を制御するとともに、極板界面及びセル性能を改善できる電池列を提供する。

電池列は、順に配列された複数の電池を含み、前記電池は、ケースと、前記ケース内に位置し、極板を含む電極体とを含み、前記極板は、集電体と、前記集電体に担持された被覆材層とを含み、前記電池列の構造は、以下の式１を満たし、
（１－ＪＲ_ｗ）＋（ＳＲ_ｗ－１）＝１０％～１５％（式１）
ここで、前記ＪＲ_ｗは、電池の内部の電極体の第１の方向における膨張空間であり、前記ＳＲ_ｗは、電池の外部の第１の方向における膨張空間であり、前記第１の方向が前記電池の厚さ方向であり、
前記ＪＲ_ｗ＝Ｐ_ｗ／（Ｃｅｌｌ_ｗ－Ｋ_ｗ－Ｃ_ｗ）であり、ここで、前記Ｐ_ｗは、全ての被覆材層の第１の方向における任意の時点での厚さの総和であり、前記被覆材層の任意の時点での厚さの総和は、前記被覆材層の膨張前、膨張中又は膨張後の任意の時点での第１の方向における厚さの総和であり、前記Ｃｅｌｌ_ｗは、使用前の電池の第１の方向における厚さであり、前記Ｋ_ｗは、前記ケースの第１の方向における壁厚であり、前記Ｃ_ｗは、電極体の第１の方向における非圧縮性厚さであり、前記ＳＲ_ｗ＝（Ｍ_ｗ－ＭＮ_ｗ）／（Ｃｅｌｌ_ｎ×Ｃｅｌｌ_ｗ）であり、ここで、前記Ｍ_ｗは、電池列の第１の方向における厚さであり、前記ＭＮ_ｗは、電池列の第１の方向における非圧縮性厚さであり、前記Ｃｅｌｌ_ｎは、電池の個数である。

これにより、ＪＲ_ｗ及びＳＲ_ｗを調整して、電池列２０の構造及び／又は材料の選択に上記式１を満たさせることにより、膨張隙間を制御するとともに、極板界面及びセル性能を改善することができる。

電池パックは、上記いずれか１項に記載の電池列を含む。

車両は、上記電池パックを含む。

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。

本願の上記及び／又は追加の態様及び利点は、以下の図面を参照して実施例を説明することにより、明らかになって理解されやすくなる。

本願の実施例に係る電池列の概略構成図である。 本願の実施例に係る電池の概略構成図である。 本願の実施例に係る電池列の斜視図である。 本願の実施例に係る電池列の斜視図である。 本願の実施例に係る電池の断面構成図である。 本願の実施例に係る電池の斜視図である。 本願の実施例に係る電池パックを示す図である。 本願の実施例に係る車両の概略図である。

以下、本願の実施例を詳細に説明し、上記実施例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、或いは同一又は類似する機能を有する部品を示す。以下、図面を参照して説明される実施例は、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であると理解すべきではない。

なお、本願の説明において、用語「中心」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「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であると理解すべきではない。

なお、用語「第１の」、「第２の」は、説明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であると理解すべきではない。これにより、「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んでもよい。さらに、本願の説明において、特別な説明がない限り、「複数」は、２つ以上を意味する。

電池の厚さの変化は、可逆変化と不可逆変化の２種類に分けられ、可逆変化には、熱膨張とリチウムイオン放出による体積変化とが含まれ、同じＳＯＣで初期の厚さを回復することができ、上記過程が電池に不可逆的な損傷を引き起こさない。電池が構造部材により拘束され、充電後に正極及び負極における被覆材層が膨張し、電極体内の多孔質構造（多孔質電極、セパレータ）における電解液が排出される。充電の進行に伴い、残留電解液の量が増加し、充電が終了する段階で液面が最も高い。この場合、電極体が厚さ方向において最大程度で膨張し、それに対応して電池が最大の膨張力を受け、放電過程において電解液が孔質構造に吸収されて戻り、該過程は、電池の充放電呼吸効果であると理解できる。電池の可逆膨張は、一般的に、正負極材料の特性を反映し、材料体系を最適化することにより膨張比率を低減することができる。

図１及び図２に示すように、本願の実施例に係る電池列２０は、順に配列された複数の電池１０を含み、電池１０は、ケース１００と、ケース１００内に位置し、極板を含む電極体２０１とを含み、極板は、集電体と、集電体に担持された被覆材層とを含む。被覆材層は、活物質を含み、電池の充放電状況で膨張又は収縮することができる。

電池列２０１の構造は、以下の式１を満たし、
（１－ＪＲ_ｗ）＋（ＳＲ_ｗ－１）＝１０％～１５％（式１）
ここで、ＪＲ_ｗは、電池１０の内部の電極体２０１の第１の方向Ｘにおける膨張空間であり、ＳＲ_ｗは、電池１０の外部の第１の方向Ｘにおける膨張空間であり、第１の方向Ｘが電池の厚さ方向であり、
ＪＲ_ｗ＝Ｐ_ｗ／（Ｃｅｌｌ_ｗ－Ｋ_ｗ－Ｃ_ｗ）であり、
Ｐ_ｗは、全ての被覆材層の第１の方向Ｘにおける任意の時点での厚さの総和である。被覆材層の任意の時点での厚さの総和は、被覆材層の膨張前、膨張中又は膨張後の任意の時点での第１の方向における厚さの総和であってもよく、なお、全ての被覆材層の第１の方向Ｘにおける厚さの総和について、一般的に、電極体２０１は、多層の極板を積層するか又は長い極板を間隔を隔てて巻回することにより取得され、一般的に、極板は、正極板及び負極板を含み、電極体は、正極板、セパレータ及び負極板を積層するか又は正極板、セパレータ及び負極板を巻回することにより形成され、正極板は、正極集電体と、正極集電体に担持された正極被覆材層とを含み、該正極被覆材層は、単層の被覆材であっても２層の被覆材であってもよく、負極板は、負極集電体と、負極集電体に担持された負極被覆材層とを含み、該負極被覆材層は、単層の被覆材であっても２層の被覆材であってもよく、被覆材層の厚さの総和は、正極被覆材層の厚さ＋負極被覆材層の厚さ（被覆材層が単層である）又は正極被覆材層の厚さ＋負極被覆材層の厚さの２倍（被覆材層が２層である）である。必要な場合に、電極体２０１は、外部に被覆された絶縁紙をさらに含む。

Ｃｅｌｌ_ｗは、使用前の電池１０の第１の方向Ｘにおける厚さであり、すなわち、Ｃｅｌｌ_ｗは、電池１０のケース１００の供給時の厚さであってもよく、電池１０のケース１００の組立前の厚さであってもよく、ケース１００が組み立てられた後に膨張も収縮もしない場合の厚さであってもよい。

Ｋ_ｗは、ケース１００の第１の方向Ｘにおける壁厚であり（すなわち測定する場合に、ケース１００の第１の方向における側板の厚さの和であり、側板は、２つであっても複数であってもよい）、Ｃ_ｗは、電極体２０１の第１の方向Ｘにおける非圧縮性厚さである。さらに、電極体２０１の非圧縮性厚さは、電極体２０１におけるセパレータ、集電体の厚さを含み、或いは、電極体２０１の非圧縮性厚さは、セパレータ、集電体及び絶縁紙の厚さを含む。いくつかの実施例において、電極体２０１の非圧縮性厚さは、電極体２０１内の圧縮ガスが占める空間の第１の方向における厚さをさらに含み、電池が使用時にガスを生成し、ガスがケース１００内に溜まって一定の厚さを占めるため、本実施例において、非圧縮性厚さは、圧縮ガスの厚さを含む。

ＳＲ_ｗ＝（Ｍ_ｗ－ＭＮ_ｗ）／（Ｃｅｌｌ_ｎ×Ｃｅｌｌ_ｗ）
ここで、Ｍ_ｗは、電池列２０の第１の方向Ｘにおける厚さであり、ＭＮ_ｗは、電池列２０の第１の方向Ｘにおける非圧縮性厚さであり、Ｃｅｌｌ_ｎは、電池１０の個数である。本実施例において、電池列２０の外部にハウジング２１０が設置され、ハウジング２１０は、第１の方向Ｘの両側に位置する端板２１１を含み、ハウジング２１０と電池列２０との間に非圧縮性断熱綿２２０をさらに含み、この実施例において、電池列２０の非圧縮性厚さは、端板２１１及び非圧縮性断熱綿２２０の厚さを含む。ここで、Ｍ_ｗは、電池列２０の第１の方向Ｘにおける厚さであり、電池列２０の正常に使用されるか又は使用されない場合の任意の時点での第１の方向Ｘにおける厚さを指す。

本願において、電池列２０の構造は、電池列２０の空間位置での構造及び材料を含む。構造設計及び／又は材料の選択が上記式１を満たせば、本願に係る電池列２０となる。

第１の方向Ｘにおいて、（１－ＪＲ_ｗ）＋（ＳＲ_ｗ－１）で表される予約空間が小さすぎると、電池１０は、長期サイクル過程において大きすぎる拘束力を受け、充電時に電解液が押し出され、正負極板の界面間の電解液が不足し、リチウムイオンが正極に吸蔵できず、リチウムイオン放出現象が発生して、サイクルが迅速に減衰し、逆に（１－ＪＲ_ｗ）＋（ＳＲ_ｗ－１）で表される予約空間が大きすぎると、電池１０の極板界面が悪いという問題をもたらすとともに、電池と電池パックのエネルギー密度を犠牲にする。

本願において、ＪＲ_ｗ及びＳＲ_ｗを調整して、電池列２０の構造及び／又は材料の選択に上記式１を満たさせることにより、膨張隙間を制御するとともに、極板界面及びセル性能を改善することができる。

いくつかの実施例において、Ｐ_ｗ＝ＪＲ_厚さ－Ｃ_ｗであり、ここで、ＪＲ_厚さは、電池１０の内部の電極体２０１の第１の方向Ｘにおける任意の時点での厚さである。電極体２０１の任意の時点での厚さは、電極体２０１の膨張前、膨張中又は膨張後の任意の時点での第１の方向における厚さであってもよく、式１において、電池１０の内部の電極体２０１の第１の方向Ｘにおける任意の時点での厚さは、電池１０が膨張するか又は膨張しない場合にいずれも上記式１を満たし、膨張した電極体２０１の第１の方向Ｘにおける厚さが極値に達する場合に依然として上記式１を満たすと、電池１０の膨張による極板界面の破壊を回避することができる。

他の実施例において、Ｐ_ｗ＝Ｘ_正×Ｙ_正×（１＋Ｓ_正）＋Ｘ_負×Ｙ_負×（１＋Ｓ_負）であり、ここで、極板は、間隔を隔てて設置された正極板及び負極板を含み、Ｘ_正は、正極板の層数であり、Ｙ_正は、単層の正極板における被覆材層の第１の方向Ｘにおける厚さであり、Ｓ_正は、正極板における被覆材層の膨張係数であり、Ｘ_負は、負極板の層数であり、Ｙ_負は、単層の負極板における被覆材層の第１の方向Ｘにおける厚さであり、Ｓ_負は、負極板における被覆材層の膨張係数である。該実施例の示し方式において、被覆材層の膨張厚さ自体により被覆材層の第１の方向における任意の時点での厚さを示す。

電池に対して、化成段階で電池内のガスを負圧で抜き出し、ガスが多いことによりリチウムイオンの放出が困難であり、界面が悪いという問題をもたらすことを防止し、電池の外部の大気圧がセルの内部圧力より大きく、ケース１００は、内向きの収縮力を受けて電極体２０１に密着固定され、サイクル過程において電極体２０１は、窪んだケース１００からの圧力を受け、電池の内部のガスが持続的に負圧で吸い出されるとともに、キャビティは充放電呼吸作用下で外向きに膨張し、充放電呼吸効果は、被覆材層の膨張係数Ｓを反映し、正負極材料の材質、正負極圧密、正負極面密度、ロールプレスプロセス（一次ロールプレス、二次ロールプレス）、ロールプレス後及び組立前の極板の反発時間などの方式で調整することができ、また、電池の異なる温度でのサイクル能力の要件を考える。いくつかの実施例において、電池は、出荷状態で満充電されない場合に、ＪＲ_ｗ≦９４％であり、電池は、出荷状態で満充電された場合に、ＪＲ_ｗ≦１００％である。

ＪＲ／ＳＲを制御することにより、セルのサイクル寿命を向上させることができ、負圧抜き出し後にケース１００が窪み、内へ窪んだ深さは、ケースが異なる帯電状態にある電極体２０１に貼り付けられることを保証し、内へ窪んだケース、特に内へ窪んだアルミニウムケースにより、電池設計を簡略化することができ、電池の大きな面が膨張時に窪んだ部分の空間を占めることができ、電池列における２つの電池の間の隙間設計を低減し、構造設計を簡略化し、極板界面を保証するとともに、膨張比を制御し、組立製造効率を向上させる。

電極体２０１がより長い極板を間隔を隔てて巻回することにより得られた場合、一部の被覆材層は、第１の方向Ｘにあり、他の部分の被覆材層は、第２の方向Ｙにあり、第２の方向にある被覆材層も膨張能力を有するため、いくつかの実施例において、電池列２０の構造は、さらに以下の式２を満たし、
８８％≦ＪＲ_Ｌ≦９２％（式２）
ここで、ＪＲ_Ｌは、電池１０の内部の電極体２０１の第２の方向Ｙにおける膨張空間であり、第２の方向Ｙが電池１０の幅方向であり、具体的には、図２に示すように、電池１０の内部の巻回電極体は、幅方向に積層して設置された極板を有し、第２の方向Ｙに積層して設置された極板を有するため、電極体２０１は、第２の方向Ｙに膨張能力を有する。

なお、電極体２０１の電池における配置方向は、上記実施例と異なる可能性があり、例えば、電極体２０１の側辺に円弧状領域がある部分が電池の短辺に向かう場合、電池１０の第１の方向Ｘにおける対応する寸法は、式１を満たすべきであり、電池１０の第２の方向Ｙにおける対応する寸法は、式２を満たすべきであり、電極体２０１の側辺に円弧状領域がある部分が電池の長辺に向かう場合、電池１０の第１の方向Ｘにおける対応する寸法は、式２を満たすべきであり、電池１０の第２の方向Ｙにおける対応する寸法は、式１を満たすべきである。

すなわち、電極体２０１の側辺に円弧状領域がある部分が電池１０の短辺に向かう場合、電池１０の厚さ方向における対応する寸法は、式１を満たすべきであり、電池１０の幅方向における対応する寸法は、式２を満たすべきであり、電極体２０１の側辺に円弧状領域がある部分が電池１０の長辺に向かう場合、電池１０の幅方向における対応する寸法は、式１を満たすべきであり、電池１０の厚さ方向における対応する寸法は、式２を満たすべきである。ＪＲ_Ｌ＝Ｐ_Ｌ／（Ｃｅｌｌ_Ｌ－Ｋ_Ｌ－Ｃ_Ｌ）であり、ここで、Ｐ_Ｌは、全ての被覆材層の第２の方向Ｙにおける任意の時点での幅の総和であり、被覆材層の任意の時点での幅の総和は、被覆材層の膨張前、膨張中又は膨張後の任意の時点での第２の方向Ｙにおける幅の総和であってもよい。Ｃｅｌｌ_Ｌは、使用前の電池１０の幅であり、Ｋ_Ｌは、ケース１００の第２の方向Ｙにおける壁幅であり、Ｃ_Ｌは、電極体の第２の方向Ｙにおける非圧縮性幅であり、同様に、電極体２０１の非圧縮性幅は、電極体２０１におけるセパレータ及び集電体の幅を含み、或いは、電極体２０１の非圧縮性幅は、セパレータ、集電体及び絶縁紙の幅を含む。他の実施例において、電極体２０１の非圧縮性幅は、電極体２０１内の圧縮ガスが占める空間の第２の方向における幅をさらに含み、上記と同様である。

第１の方向Ｘ及び第２の方向Ｙにおいて電池列２０にそれぞれ上記式１及び式２を満たさせることにより、膨張隙間をよりよく制御するとともに、極板界面及びセル性能を改善することができる。

いくつかの実施例において、Ｐ_Ｌ＝ＪＲ_幅－Ｃ_Ｌであり、ここで、ＪＲ_幅は、電池１０の内部の電極体２０１の電池の第２の方向Ｙにおける任意の時点での幅であり、電極体２０１の任意の時点での幅は、電極体２０１の膨張前、膨張中又は膨張後の任意の時点での第２の方向Ｙにおける幅であってもよい。

いくつかの実施例において、Ｐ_Ｌ＝Ｘ_正×Ｙ_正二×（１＋Ｓ_正）＋Ｘ_負×Ｙ_負二×（１＋Ｓ_負）であり、ここで、電極体２０１は、間隔を隔てて設置された正極板及び負極板を含み、Ｘ_正は、正極板の層数であり、Ｙ_正二は、単層の正極板における被覆材層の第２の方向Ｙにおける幅であり、Ｓ_正は、正極板における被覆材層の膨張係数であり、Ｘ_負は、負極板の層数であり、Ｙ_負二は、単層の負極板における被覆材層の第２の方向Ｙにおける幅であり、Ｓ_負は、負極板における被覆材層の膨張係数である。

図３に示すように、いくつかの実施例において、隣接する２つの電池１０の間に位置規制構造３００が設置される。電池１０の間の隙間の均一性を保証することにより、電池１０の間のサイクル性能の一致性を向上させ、応力の不均一による個別の電池１０に極板界面の不良が発生してモジュール及びパック全体の電気的性能に影響を与えることを回避するために、本願に係る電池１０の第１の方向Ｘに沿って対向する表面が内向きに窪んだ後、隣接する２つの電池１０の間の位置規制構造の厚さを減少させ、位置規制構造の材料の使用量を低下させることができ、電池が膨張する場合に、まず、窪み空間を占めるとともに、サイクル過程における界面品質を保証する。本願において、位置規制構造３００は、位置規制フレームである。

図４に示すように、別の実施例において、隣接する２つの電池１０のケース１００の間に位置規制構造３００及び断熱材４００が設置され、断熱材４００は、位置規制構造３００に充填されるか又は位置規制構造３００と電池ケース１００との間に設置される。電池１０の間にさらに断熱材４００を配置する必要があり、電池１０が極端な環境で失効して熱拡散が発生することを防止し、位置規制構造３００が図３に示すフレーム構造である場合、断熱材４００は、位置規制構造３００と電池１０の表面とで限定された隙間内に充填され、位置規制構造３００が板状部材である場合、断熱材４００は、電池１０と位置規制構造３００との間に設置される。

図５に示すように、別の実施例において、ケース１００は、第１の方向Ｘに沿って対向する２つの第１の表面を有し、少なくとも１つの第１の表面は、ケース１００の内部へ窪んで凹部１１０を形成する。

いくつかの実施例において、２つの第１の表面は、いずれもケース１００の内部へ窪んで、電極体２０１を挟持する。

図５及び図６に示すように、いくつかの実施例において、電池は、複数の電極体２０１を含み、電極体セット２００は、複数の電極体２０１を有し、各電極体セット２００は、１つの電極体２０１を含んでもよく、複数の電極体２０１を含んでもよく、複数の電極体２０１を含む場合、複数の電極体２０１が並列接続されて電極体セット２００を形成するか、又は複数の電極体２０１が直列接続されて電極体セット２００を形成するか、又は複数の電極体２０１が組に分けられ、各組における複数の電極体２０１が直列接続された後に、各組の電極体２１０がさらに並列接続されて電極体セット２００を形成し、電極体セット２００は、第３の方向Ｚに沿って配列され、複数の電極体セット２００は、直列接続され、電極体セット２００の長さ方向が第３の方向Ｚと一致し、第１の表面は、複数の凹部１１０を含み、１つの凹部１１０は、１つの電極体セット２００に対応して設置される。他の実施例において、２つの対向して設置された第１の表面に同時に複数の凹部１１０が設置され、電極体セット２００は、両側の凹部１１０により挟持される。

図７に示すように、本願の実施例は、さらに、上記いずれか１つの実施例に係る電池列２０を含む電池パック３０を提供する。電池列２０は、複数の電池１０を含み、複数の電池１０は、第１の方向Ｘに沿って順に配列されて電池列２０を形成し、すなわち、複数の電池１００は、電池の厚さ方向に沿って配列されて電池列を形成する。

電池列２０は、１つであっても複数であってもよく、各電池列２０における電池１０は、１つであっても複数であってもよく、実際の製造において、電池１０の数は、実際の需要に応じて設定されてもよく、電池列２０の数は、実際の需要に応じて設定されてもよく、本願は、これを具体的に限定しない。

図８に示すように、本願は、さらに、上記電池パック３０を含む車両１を提供する。

本願の実施例を示し、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、これらの実施例に対して、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。

電池列２０の構造は、以下の式１を満たし、
（１－ＪＲ_ｗ）＋（ＳＲ_ｗ－１）＝１０％～１５％（式１）
ここで、ＪＲ_ｗは、電池１０の内部の電極体２０１の第１の方向Ｘにおける膨張空間であり、ＳＲ_ｗは、電池１０の外部の第１の方向Ｘにおける膨張空間であり、第１の方向Ｘが電池の厚さ方向であり、
ＪＲ_ｗ＝Ｐ_ｗ／（Ｃｅｌｌ_ｗ－Ｋ_ｗ－Ｃ_ｗ）であり、
Ｐ_ｗは、全ての被覆材層の第１の方向Ｘにおける任意の時点での厚さの総和である。被覆材層の任意の時点での厚さの総和は、被覆材層の膨張前、膨張中又は膨張後の任意の時点での第１の方向における厚さの総和であってもよく、なお、全ての被覆材層の第１の方向Ｘにおける厚さの総和について、一般的に、電極体２０１は、多層の極板を積層するか又は長い極板を間隔を隔てて巻回することにより取得され、一般的に、極板は、正極板及び負極板を含み、電極体は、正極板、セパレータ及び負極板を積層するか又は正極板、セパレータ及び負極板を巻回することにより形成され、正極板は、正極集電体と、正極集電体に担持された正極被覆材層とを含み、該正極被覆材層は、単層の被覆材であっても２層の被覆材であってもよく、負極板は、負極集電体と、負極集電体に担持された負極被覆材層とを含み、該負極被覆材層は、単層の被覆材であっても２層の被覆材であってもよく、被覆材層の厚さの総和は、正極被覆材層の厚さ＋負極被覆材層の厚さ（被覆材層が単層である）又は正極被覆材層の厚さ＋負極被覆材層の厚さの２倍（被覆材層が２層である）である。必要な場合に、電極体２０１は、外部に被覆された絶縁紙をさらに含む。

いくつかの実施例において、Ｐ_Ｌ＝Ｘ_正×Ｙ_正二×（１＋Ｓ_正）＋Ｘ_負×Ｙ_負二×（１＋Ｓ_負）であり、ここで、極板は、間隔を隔てて設置された正極板及び負極板を含み、Ｘ_正は、正極板の層数であり、Ｙ_正二は、単層の正極板における被覆材層の第２の方向Ｙにおける幅であり、Ｓ_正は、正極板における被覆材層の膨張係数であり、Ｘ_負は、負極板の層数であり、Ｙ_負二は、単層の負極板における被覆材層の第２の方向Ｙにおける幅であり、Ｓ_負は、負極板における被覆材層の膨張係数である。

Claims (16)

1. 電池列であって、順に配列された複数の電池を含み、各電池は、ケースと、前記ケース内に配置された電極体とを含み、前記電極体は、極板を含み、前記極板は、集電体と、前記集電体上に配置された被覆材層とを含み、前記電池列は、以下の式１を満たし、
   （１－ＪＲ_ｗ）＋（ＳＲ_ｗ－１）＝１０％～１５％（式１）
   ここで、ＪＲ_ｗは、複数の電池の各電池において、内部の電極体の第１の方向の膨張空間であり、ＳＲ_ｗは、複数の電池において、電池の外部の第１の方向の膨張空間であり、複数の電池における各電池の厚さ方向が、第１の方向として定義され、
   ＪＲ_ｗ＝Ｐ_ｗ／（Ｃｅｌｌ_ｗ－Ｋ_ｗ－Ｃ_ｗ）であり、ここで、Ｐ_ｗは、全ての被覆材層の第１の方向の、任意の時点での厚さの総和であり、被覆材層の任意の時点での厚さの総和は、被覆材層の膨張前、膨張中又は膨張後の任意の時点での第１の方向の厚さの総和であり、Ｃｅｌｌ_ｗは、使用前の電池の第１の方向における厚さであり、Ｋ_ｗは、前記ケースの第１の方向における壁厚であり、Ｃ_ｗは、電極体の第１の方向における非圧縮性厚さであり、
   ＳＲ_ｗ＝（Ｍ_ｗ－ＭＮ_ｗ）／（Ｃｅｌｌ_ｎ×Ｃｅｌｌ_ｗ）であり、ここで、Ｍ_ｗは、電池列の第１の方向における厚さであり、ＭＮ_ｗは、電池列の第１の方向における非圧縮性厚さであり、Ｃｅｌｌ_ｎは、電池の個数であることを特徴とする、電池列。
2. Ｐ_ｗ＝ＪＲ_厚さ－Ｃ_ｗであり、ここで、ＪＲ_厚さは、複数の電池の各電池において内部の電極体の第１の方向における任意の時点での厚さであり、電極体の任意の時点での厚さは、前記電極体の膨張前、膨張中又は膨張後の任意の時点での第１の方向における厚さであることを特徴とする、請求項１に記載の電池列。
3. Ｐ_ｗ＝Ｘ_正×Ｙ_正×（１＋Ｓ_正）＋Ｘ_負×Ｙ_負×（１＋Ｓ_負）であり、ここで、前記極板は、間隔を隔てて設置された正極板及び負極板を含み、Ｘ_正は、前記正極板の層数であり、Ｙ_正は、単層の前記正極板における被覆材層の第１の方向における厚さであり、Ｓ_正は、前記正極板における被覆材層の膨張係数であり、Ｘ_負は、前記負極板の層数であり、Ｙ_負は、単層の前記負極板における被覆材層の第１の方向における厚さであり、Ｓ_負は、前記負極板における被覆材層の膨張係数であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の電池列。
4. 前記被覆材層は、活物質を含み、電池の充放電状況で膨張又は収縮することができることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載の電池列。
5. 前記電極体の非圧縮性厚さは、電極体におけるセパレータ、集電体又は絶縁紙の厚さを含むことを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載の電池列。
6. 前記電池列の外部にハウジングが設置され、前記ハウジングは、第１の方向の両側に位置する端板を含み、前記ハウジングと前記電池列との間に非圧縮性断熱綿をさらに含み、前記電池列の非圧縮性厚さは、前記端板及び前記非圧縮性断熱綿の厚さを含むことを特徴とする、請求項１～５のいずれか１項に記載の電池列。
7. 前記電池は、出荷状態で満充電されない場合に、ＪＲ_ｗ≦９４％であり、前記電池は、出荷状態で満充電される場合に、ＪＲ_ｗ≦１００％であることを特徴とする、請求項１～６のいずれか１項に記載の電池列。
8. 前記電池列の構造は、さらに以下の式２を満たし、
   ８８％≦ＪＲ_Ｌ≦９２％（式２）
   ここで、ＪＲ_Ｌは、電池の内部の電極体の第２の方向における膨張空間であり、前記電池の幅方向が前記第２の方向と定義されており、
   ＪＲ_Ｌ＝Ｐ_Ｌ／（Ｃｅｌｌ_Ｌ－Ｋ_Ｌ－Ｃ_Ｌ）であり、ここで、Ｐ_Ｌは、全ての被覆材層の第２の方向における任意の時点での幅の総和であり、前記被覆材層の任意の時点での幅の総和は、前記被覆材層の膨張前、膨張中又は膨張後の任意の時点での第２の方向における幅の総和であり、Ｃｅｌｌ_Ｌは、使用前の電池の第２の方向の幅であり、Ｋ_Ｌは、前記ケースの第２の方向における壁幅であり、Ｃ_Ｌは、電極体の第２の方向における非圧縮性幅であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載の電池列。
9. Ｐ_Ｌ＝ＪＲ_幅－Ｃ_Ｌであり、ここで、ＪＲ_幅は、電池の内部の電極体の電池の第２の方向における任意の時点での幅であり、前記電極体の任意の時点での幅は、前記電極体の膨張前、膨張中又は膨張後の任意の時点での第２の方向における幅であることを特徴とする、請求項８に記載の電池列。
10. Ｐ_Ｌ＝Ｘ_正×Ｙ_正二×（１＋Ｓ_正）＋Ｘ_負×Ｙ_負二×（１＋Ｓ_負）であり、ここで、前記電極体は、間隔を隔てて設置された正極板及び負極板を含み、Ｘ_正は、前記正極板の層数であり、Ｙ_正二は、単層の前記正極板における被覆材層の第２の方向における幅であり、Ｓ_正は、前記正極板における被覆材層の膨張係数であり、Ｘ_負は、前記負極板の層数であり、Ｙ_負二は、単層の前記負極板における被覆材層の第２の方向における幅であり、Ｓ_負は、前記負極板における被覆材層の膨張係数であることを特徴とする、請求項８に記載の電池列。
11. 隣接する２つの前記電池の間に位置規制構造が設置されていることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか１項に記載の電池列。
12. 隣接する２つの前記電池のケースの間に位置規制構造及び断熱材が設置され、前記断熱材は、前記位置規制構造に充填されるか又は前記位置規制構造と前記電池ケースとの間に設置されることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか１項に記載の電池列。
13. 前記ケースは、第１の方向に沿って対向する２つの第１の表面を有し、少なくとも１つの前記第１の表面は、ケースの内部へ窪んで凹部を形成することを特徴とする、請求項１～１２のいずれか１項に記載の電池列。
14. 前記２つの第１の表面は、いずれもケースの内部へ窪んで、電極体を挟持することを特徴とする、請求項１３に記載の電池列。
15. 複数の請求項１～１４のいずれか１項に記載の電池列を含むことを特徴とする、電池パック。
16. 請求項１５に記載の電池パックを含むことを特徴とする、車両。
    
    

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