JP2023521793A - エンドカバーアセンブリ、電池セル、電池及び電力使用装置 - Google Patents

Abstract

本出願の実施例は、エンドカバーアセンブリ、電池セル、電池及び電力使用装置を提供する。そのうち、エンドカバーアセンブリ（１０）は電池セル（４００）に用いられ、且つエンドカバーアセンブリ（１０）は、エンドカバー本体（１）と、エンドカバー本体（１）に接続され、電解液を注入するための第１の貫通穴（２１）が設置されており、電池セル（４００）の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより電池セル（４００）内部圧力を逃すように配置される圧力逃がし部材（２）と、圧力逃がし部材（２）に取り外し可能に設置され、第１の貫通穴（２１）を閉塞するように配置される閉塞部材（３）とを含む。【選択図】図２

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年９月２１日に出願された「エンドカバーアセンブリ、電池セル、電池及び電力使用装置」という名称の中国特許出願第２０２０１０９９１７６９．Ｘの優先権を主張しており、当該出願の内容の全てを援用によって本明細書に組み込む。

本出願は、電池技術分野に関し、特に、エンドカバーアセンブリ、ケースアセンブリ、電池セル、電池及び電力使用装置に関する。

リチウムイオンなどの電池は、エネルギー密度が高く、出力密度が高く、リサイクル回数が多く、蓄電時間が長いなどの利点を有するため、電気自動車に一般的に適用されている。

しかし、電気自動車の電池の長寿命化は、業界の１つの課題である。

本出願の目的は、性能が改良されたリチウムイオン電池を提供することである。

本出願の第１の様態によれば、エンドカバーアセンブリを提供する。このエンドカバーアセンブリは、エンドカバー本体と、エンドカバー本体に接続され、電解液を注入するための第１の貫通穴が設置されており、電池セルの内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、電池セルの内部圧力を逃すように配置される圧力逃がし部材と、圧力逃がし部材に取り外し可能に設置され、第１の貫通穴を閉塞するように配置される閉塞部材と、を含む。

当該実施例のエンドカバーアセンブリは、圧力逃がし部材に電解液を注入するための第１の貫通穴が設置され、閉塞部材によって第１の貫通穴を閉塞する。閉塞部材が圧力逃がし部材に取り外し可能に設置されるため、閉塞部材と圧力逃がし部材の分離を実現することを可能にし、二次注液を実現することができ、セルの容量減少の程度を効果的に低下させ、電池セルの耐用寿命を延長することができる。また、第１の貫通穴が圧力逃がし部材に設置されるため、二次注液と電池セルの内部圧力逃し機能を同時に実現し、部材のエンドカバー本体における占有面積を減少させ、電池の組み立てと配線のレイアウトに空間を提供することができる。

いくつかの実施例において、エンドカバーアセンブリは、エンドカバー本体における電池セルの内部に近い一方側に設置され、圧力逃がし部材に当接することにより圧力逃がし部材を支持するインシュレータを更に含む。

当該実施例のエンドカバーアセンブリは、インシュレータが圧力逃がし部材に当接することにより、圧力逃がし部材を支持することができ、それによって、圧力逃がし部材が受けた外力を平衡させ、閉塞部材を着脱する過程において圧力逃がし部材が損傷することを防止し、二次注液時の電池セルの信頼性を向上させ、電池セルの耐用寿命を延長することができる。

いくつかの実施例において、圧力逃がし部材とインシュレータとの間に係合構造が設置されており、係合構造は、圧力逃がし部材がエンドカバー本体に対して圧力逃がし部材の周方向に沿って捩じり変形することを規制するように配置される。

当該実施例のエンドカバーアセンブリは、インシュレータと圧力逃がし部材との間に係合構造を設置することにより、圧力逃がし部材が受けた周方向の外力のバランスを取ることができ、カバーを着脱する過程において圧力逃がし部材が損傷することを防止し、二次注液時の電池セルの信頼性を向上させ、電池セルの耐用寿命を延長することができる。

いくつかの実施例において、係合構造は、相互に嵌合される第１の凸部と凹部とを含み、第一凸部は圧力逃がし部材におけるインシュレータに向かう面に設置され、凹部はインシュレータにおける圧力逃がし部材に向かう面に設置される。

当該実施例は、凸部と凹部が嵌合する係合構造を設置することにより、インシュレータによって圧力逃がし部材に対して周方向の規制効果を確実に提供することができ、圧力逃がし部材がエンドカバー本体に対して圧力逃がし部材の周方向に沿って捩じり変形することを防止し、アクチュエータ機構又は脆弱構造において圧力逃がし部材が受けた力を低減させ、圧力逃がし部材の構造安定性を向上させる。

いくつかの実施例において、係合構造が複数組設置されており、複数組の係合構造は圧力逃がし部材の軸線に対して周方向に均一に分布する。

当該実施例は、複数組の係合構造が圧力逃がし部材の軸線に対して周方向に均一に分布することにより、カバーをねじ込んで二次注液を実現する過程において、圧力逃がし部材に対するインシュレータの周方向の支持力をより均一にし、圧力逃がし部材が受けた周方向の外力を周方向全体に亘って平衡させることができ、カバーを着脱する過程において圧力逃がし部材に対する保護作用を向上させ、カバーを着脱する過程において圧力逃がし部材が損傷することを防止し、二次注液時の電池セルの信頼性を向上させ、電池セルの耐用寿命を延長することができる。

いくつかの実施例において、圧力逃がし部材の外側面に位置決め穴が設置されており、位置決め穴は、第１の貫通穴を閉塞する時に圧力逃がし部材の位置決めを補助するように配置される。

当該実施例は、エンドカバーアセンブリの組み立て又は二次注液の過程において、治具を位置決め穴に挿入することにより圧力逃がし部材に挟持力を提供することができ、圧力逃がし部材がその自体の厚さ方向又は周方向に沿って受けた外力を減少させることができ、アクチュエータ機構又は脆弱構造において圧力逃がし部材が力を受けることを防止し、圧力逃がし部材の構造安定性を向上させる。

いくつかの実施例において、第１の貫通穴は圧力逃がし部材の中心位置に位置する。

当該実施例は、圧力逃がし部材の第１の貫通穴以外に位置する部分の径方向幅を均一にし、圧力逃がし部材の強度を周方向全体に亘って均一にし、電池セルの内部圧力が閾値に達していない時に動作することが防止され、電池セルの使用安全性を向上させ、また、閉塞部材を着脱する時に圧力逃がし部材の周方向全体にアンバランス力を加えることを防止することもでき、閉塞部材を着脱する時の圧力逃がし部材の構造安定性を向上させる。

いくつかの実施例において、圧力逃がし部材は防爆弁を含み、第１の貫通穴は防爆弁に設置される。

当該実施例は、防爆弁の加工難易度を低減させることができ、且つ防爆弁の面積の増加に有利であり、電池セルの内部気圧が同じである場合、圧力逃がし部材が受けた圧力を高めることにより、電池セルの熱暴走時に電池セル内のガスを速やかに排出することを容易にし、電池セルの使用安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例において、防爆弁は、環状構造であって、防爆弁の周方向に延び、且つ電池セルの内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、電池セルの内部圧力を逃すように配置される脆弱領域を有する第１部と、防爆弁の径方向に沿って第１部内に設置され、厚さが第１部の厚さよりも大きい第２部と、を含む。

当該実施例の防爆弁は厚さが変化する構造を採用し、防爆弁に脆弱領域を設置することに有利であるとともに、第１の貫通穴が設置される領域を部分的に厚くすることもでき、それによって、閉塞部材と防爆弁との接続構造を設計することが容易であり、閉塞部材と防爆弁との接続強度を向上させ、注液部材と圧力逃がし部材の一体化設計の信頼性を向上させる。

いくつかの実施例において、防爆弁は、防爆弁の径方向に沿って第１部と第２部との間に接続される渡り部を更に含む。

当該実施例の防爆弁は、第１部と第２部との間に渡り部を設置することにより、第１部と第２部との間をスムーズに移行させることができ、厚さが変化する領域の応力集中の現象を減少させ、防爆弁の全体強度を向上させ、閉塞部材を着脱する時に防爆弁が変形又は損傷しにくくなる。

いくつかの実施例において、エンドカバーアセンブリは、エンドカバー本体における電池セルの内部に近い側面に設置され、電池セルの内部と脆弱領域を連通するように配置される第２の貫通穴が設置されているインシュレータを更に含む。

当該実施例は、インシュレータに第２の貫通穴を設置することにより、電池セルの内部ガスを脆弱領域に到達させるための流路を形成し、電池セルの内部圧力が閾値を超えた時に防爆弁によって内部圧力又は温度をスムーズに逃すことができ、電池セルの稼働の安全性を向上させる。

いくつかの実施例において、インシュレータにおけるエンドカバー本体に向かう面に第１の凹溝が設置されており、第２部は第１の凹溝に延伸する。

当該実施例は、第２部が第１の凹溝に延伸するようにし、防爆弁の強度を向上させた上で、エンドカバーアセンブリの全体厚さをできる限り増加させないようにすることができ、電池セルの体積を変化させずにエネルギー密度を高める。

いくつかの実施例において、圧力逃がし部材は、第１の貫通穴の外周に沿って独立して間隔をおいて配置される複数の防爆弁を含む。

当該実施例は、第１の貫通穴と防爆弁を独立に設置し、第１の貫通穴の防爆弁に接続される部分の厚さをエンドカバー本体の厚さと一致させることができ、接続部分の構造の強度を確保することができ、且つ防爆弁の脆弱領域は注液機構から独立しており、エンドカバーアセンブリの組み立て又は二次注液の過程において、閉塞部材を着脱する外力を防爆弁に直接に作用することを防止することができ、それによって、防爆弁は脆弱領域において変形又は損傷することを防止する。

いくつかの実施例において、圧力逃がし部材に複数の第２の凹溝が設置され、第２の凹溝は防爆弁を形成し、防爆弁は脆弱領域を有し、脆弱領域は、電池セルの内部圧力が閾値に達した時に動作することにより電池セルの内部圧力を逃すように配置される。

当該実施例は、複数の第２の凹溝を設置することにより、独立した複数の防爆弁を形成することができ、脆弱領域を設置することが容易であり、且つ防爆弁の脆弱領域は注液機構から独立しており、エンドカバーアセンブリの組み立て又は二次注液の過程において、閉塞部材を着脱する外力が防爆弁に直接作用することを防止し、防爆弁が脆弱領域において変形又は損傷することを防止することができる。

いくつかの実施例において、圧力逃がし部材はエンドカバー本体に一体に設置される。

当該実施例は、圧力逃がし部材とエンドカバー本体が一体に設置される構造を採用し、圧力逃がし部材とエンドカバー本体との接続強度を向上させることができ、且つ圧力逃がし部材をエンドカバー本体に固定する工程を削減することができ、エンドカバーアセンブリの製造難易度とコストを削減することができ、更に溶接などの固定手段を採用する場合に発生する防爆弁の動作圧力に対する溶接応力の影響を回避することもできる。

いくつかの実施例において、エンドカバー本体に第３の貫通穴が設置されており、圧力逃がし部材は第３の貫通穴内に固定される。

当該実施例は、独立した圧力逃がし部材をエンドカバー本体に固定し、製造プロセスの難易度を低下させることができ、圧力逃がし部材は、プレス加工によって予め形成し、エンドカバー本体に固定することができる。このように圧力逃がし部材のうちのプレス不良の部品を除去することができ、完成品の組み立ての不良率を低減し、製品の生産コストを削減することができる。

いくつかの実施例において、第３の貫通穴の穴壁にストッパが設置されており、ストッパはエンドカバー本体における電池セルの内部に近い一方側に配置され、圧力逃がし部材はストッパに当接することにより、エンドカバー本体に接続される。

当該実施例は、圧力逃がし部材を内部からストッパに当接させ、ストッパによって主に気圧の作用を受けることができ、圧力逃がし部材とエンドカバー本体との接続箇所が受けた力を減少させ、電池セルの長期使用後に、圧力逃がし部材とエンドカバー本体との接続位置におけるクリープの発生による密封不良の可能性を減少させ、電池セルの耐用寿命を延長する。

いくつかの実施例において、エンドカバーアセンブリは、圧力逃がし部材における電池セルの内部から離れた表面に貼設される保護シートを更に含む。

当該実施例は、外部の不純物又は水分が閉塞部材を介して電池セル内に侵入することを防止することができ、エンドカバーアセンブリのシール性を向上させることができる。

いくつかの実施例において、閉塞部材は、第１の貫通穴を密封するように配置されるシール部材と、シール部材の少なくとも一部を覆い、且つ回転によって取り外しを実現するように配置されるカバーと、を含む。

いくつかの実施例において、圧力逃がし部材に収容部が更に設置されており、収容部は圧力逃がし部材に設置され且つ第１の貫通穴の周方向に沿って設置され、カバーは位置規制部を含み、
そのうち、カバーを第１の位置に回転した場合、位置規制部は、カバーと圧力逃がし部材の分離を規制するように収容部内に位置し、カバーを第２の位置に回転した場合、位置規制部と収容部は、カバーと圧力逃がし部材の分離を実現するように、第１の貫通穴の周方向に沿って位置ずれする。

当該実施例は、カバーを回転することにより第１の貫通穴の開放と閉塞を実現し、カバーと圧力逃がし部材が取り外し可能な構造を形成し、カバーを開放する時に注液構造を破壊することがなく、二次注液を終了した後に更に第１の貫通穴を確実に閉塞することができ、二次注液後の電池セルの稼働の信頼性を確保することができ。従って、二次電池セルの外観は注液前と同じであり、二次注液後の使用に影響を与えることもない。また、カバーを回転することにより第１の貫通穴の閉塞を直接実現するため、レーザー溶接によって第１の貫通穴の密封を実現する必要がなく、レーザー溶接の前に第１の貫通穴を洗浄するステップを減少させ、電池セルの生産効率を向上させる。なお、カバーを回転することにより第１の貫通穴の開放と閉塞を実現し、カバーを着脱する時に厚さ方向に沿って圧力逃がし部材に比較的に大きい外力を加えることを減少させ、圧力逃がし部材が内向き又は外向きに変形することを防止することができる。

いくつかの実施例において、カバーは、シール部材の少なくとも一部を覆うように配置される胴部を更に含み、位置規制部は胴部に接続され且つ第１の貫通穴の径方向に延びる。

いくつかの実施例において、圧力逃がし部材は収容部に連通する案内部を更に含み、位置規制部は、案内部を介して収容部に進入するか又は案内部を介して圧力逃がし部材から分離するように配置される。

いくつかの実施例において、圧力逃がし部材は圧力逃し本体と取り付け部材とを含み、取り付け部材は、圧力逃し本体の表面に設置され、且つ第１の貫通穴の周りに設置され、収容部は取り付け部材に設置されるか、又は収容部は取り付け部材と圧力逃し本体によって囲まれて形成される。

当該実施例は、圧力逃がし部材を別体式の構造として設計し、圧力逃がし部材は薄板状構造であるため複雑な構造を加工することが難しく、取り付け部材を設置することにより収容部を形成しやすく、圧力逃がし部材の加工難易度を低減することができる。

本出願の第２の様態によれば、電池セルに用いられるケースアセンブリであって、ケースと、ケースの側壁に接続され、電解液を注入するための第１の貫通穴が設置されており、電池セルの内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、電池セルの内部圧力を逃すように配置される圧力逃がし部材と、ケースに取り外し可能に設置され、第１の貫通穴を閉塞するように配置される閉塞部材と、を含むケースアセンブリを提供する。

本出願の第３の様態によれば、電池セルを提供する。この電池セルは、電極アセンブリと、電極アセンブリを収容するためのケーシングとを含み、ケーシングはケースとエンドカバーアセンブリとを含み、ケースは端部開口を有し、エンドカバーアセンブリはケースの端部開口を覆うか、或いは、
この電池セルは、電極アセンブリと、電極アセンブリを収容するためのケーシングとを含み、ケーシングはエンドカバー本体とケースアセンブリとを含み、ケースは端部開口を有し、エンドカバー本体はケースの端部開口を覆う。

本出願の第４の様態によれば、電池を提供する。この電池は複数の上述した実施例の電池セルを含む。

本出願の第５の様態によれば、電力使用装置を提供する。この電力使用装置は、上述した実施例の電池セルを含み、そのうち、電池セルは電力を供給するために用いられる。

本出願の第６の様態によれば、
電池セルの圧力逃がし部材における第１の貫通穴を介して電解液を注入することであって、圧力逃がし部材はケーシングの側壁に設置され、圧力逃がし部材は電池セルの内部圧力が閾値に達した時に動作することにより電池セルの内部圧力を逃すように配置されることと、
閉塞部材を圧力逃がし部材に取り付けることにより、第１の貫通穴を閉塞することと、を含む電池セルの注液方法を提供する。

いくつかの実施例において、閉塞部材はシール部材とカバーとを含み、シール部材は、第１の貫通穴を密封するように配置され、カバーは、シール部材の少なくとも一部を覆うように配置され、閉塞部材を圧力逃がし部材に取り付けることにより第１の貫通穴を閉塞することは、
カバーを圧力逃がし部材に配置し、カバーはシール部材の少なくとも一部を覆い、カバーは第２の位置に配置され、カバーの位置規制部とケーシングにおけるケーシング内から離れた一方側の収容部は第１の貫通穴の周方向に沿って位置ずれすることと、
位置規制部が収容部内に進入し、カバーと圧力逃がし部材の分離を規制するように、カバーを第２の位置から第１の位置に回転することと、を含む。

当該実施例は、溶接の工程を回避するだけではなく、溶接による後続のスラグ洗浄及びこの洗浄残留液の乾燥などの複数の工程も回避する。従って、本出願は電池セルの生産効率を向上させることができる。本出願は、閉塞部材を圧力逃がし部材に取り付けることにより第１の貫通穴を閉塞し、注液部材と圧力逃がし部材を一体に設置することにより占有空間を省くことができ、二次注液中に操作をより容易にすることができる。

いくつかの実施例において、電池セルの注液方法は、
位置規制部と収容部が第１の貫通穴の周方向に沿って位置ずれするように、カバーを第１の位置から第２の位置に回転することと、
カバーと圧力逃がし部材を分離することと、を更に含む。

当該実施例は、電解液不足又は電解液の性能低下時に閉塞部材を容易に取り外して二次注液を行ったり、電池セル内のガスを排出したりするように、カバーの取り外しを柔軟かつ容易に実現することができる。

いくつかの実施例において、電池セルの注液方法は、第１の貫通穴を閉塞する場合、圧力逃がし部材の外側面に設置される位置決め穴によって、圧力逃がし部材の位置決めを補助することを更に含む。

当該実施例は、電池セルの組み立て又は二次注液中に、冶具を位置決め穴に挿入することにより圧力逃がし部材に挟持力を提供することができ、圧力逃がし部材がその自体の厚さ方向又は周方向に沿って受けた外力を減少させることができ、アクチュエータ機構又は脆弱構造において圧力逃がし部材が力を受けることを防止し、圧力逃がし部材の構造安定性を向上させる。

本出願の第７の様態によれば、電池セルに用いられる注液装置であって、
電池セルに設置される圧力逃がし部材における第１の貫通穴を介して電解液を注入するように配置される注液機構であって、圧力逃がし部材はケーシングの側壁に設置され、圧力逃がし部材は、電池セルの内部圧力が閾値に達した時に動作することにより電池セルの内部圧力を逃すように配置される注液機構と、
閉塞部材を圧力逃がし部材に取り付けることにより、第１の貫通穴を閉塞するように配置される封止及び開封機構と、を含む注液装置を提供する。

本出願の実施例のエンドカバーアセンブリは、圧力逃がし部材に電解液を注入するための第１の貫通穴を設置し、閉塞部材によって第１の貫通穴を閉塞する。閉塞部材は圧力逃がし部材に取り外し可能に設置されるため、閉塞部材と圧力逃がし部材の分離を実現し、二次注液を実現することができ、二次注液を容易に行うことにより、本出願は、セルの容量減少の程度を効果的に低下させ、電池セルの耐用寿命を延長することができる。また、第１の貫通穴を圧力逃がし部材に設置することにより、エンドカバー本体における各部材の占有面積を減少させた上で、二次注液と電池セルの内部圧力逃し機能を同時に実現し、電池セルが組になった時の組み立てと配線のレイアウトにより多くの空間を提供することができる。

ここで説明する図面は、本出願に対するさらなる理解を提供するために用いられ、本出願の一部を構成し、本出願の模式的な実施例及びその説明は、本出願を解釈するためのものであり、本出願を不当に限定するものではない。

図１－Ａは本出願を採用する電池セルが車両に取り付けられるいくつかの実施例の構造概略図である。 図１－Ｂは本出願の電池のいくつかの実施例の構造概略図である。 図１－Ｃは本出願の電池モジュールのいくつかの実施例の構造概略図である。 図１－Ｄは本出願の電池セルのいくつかの実施例の分解図である。 図２は本出願の電池セルにおけるエンドカバーアセンブリの第１の実施例の構造概略図である。 図３は本出願のエンドカバーアセンブリの第１の実施例の分解図である。 図４と図５はいずれも第１の実施例におけるエンドカバーアセンブリの部分断面図である。 図６は第１の実施例における圧力逃がし部材とエンドカバー本体が一体に設置される構造概略図である。 図７は第１の実施例におけるエンドカバー本体のインシュレータに向かう一方側の構造概略図である。 図８は第１の実施例におけるインシュレータのエンドカバー本体に向かう一方側の構造概略図である。 図９は第１の実施例におけるインシュレータの電池セルの内部に向かう一方側の構造概略図である。 図１０Ａと図１０Ｂはそれぞれ第１の実施例における取り付け部材の正面と裏面の構造概略図である。 図１１は第１の実施例におけるカバーの構造概略図である。 図１２は第１の実施例におけるシール部材の構造概略図である。 図１３は本出願の電池セルにおけるエンドカバーアセンブリの第２の実施例の構造概略図である。 図１４は本出願のエンドカバーアセンブリの第２の実施例の分解図である。 図１５は第２の実施例におけるエンドカバーアセンブリの部分断面図である。 図１６Ａと１６Ｂはそれぞれ第２の実施例における圧力逃がし部材の正面と裏面の構造概略図である。 図１７は第２の実施例における圧力逃がし部材とエンドカバー本体との接続のいくつかの変形例の構造概略図である。 図１８は本出願の電池セルにおけるエンドカバーアセンブリの第３の実施例の構造概略図である。 図１９は本出願のエンドカバーアセンブリの第３の実施例の分解図である。 図２０は第３の実施例における単一の防爆弁の断面図である。 図２１は本出願の電池セルにおけるケーシングのいくつかの実施例の構造概略図である。 図２２は本出願の電池セルの注液方法のいくつかの実施例のフローチャートである。 図２３は本出願の電池セルの注液方法の別のいくつかの実施例のフローチャートである。 図２４は本出願の注液装置のいくつかの実施例の構成概略図である。

以下、本出願を詳しく説明する。以下の段落において、実施例の様々な様態を更に詳しく限定する。特に組み合わせることができないことを明示しない限り、このように限定された各様態は任意の他の１つの様態又は複数の様態と組み合わせることができる。特に、好ましい又は有利であると考えられる任意の特徴は、好ましい又は有利であると考えられる１つ又は複数の他の特徴と組み合わせることができる。

本出願に示される「第１」、「第２」などの用語は、単に説明を容易にするためのものに過ぎず、同じ名称を有する様々な構成部材を区別し、前後関係又は主従関係を表すものではない。

なお、素子が別の素子の「上」に「位置する」と称される場合、当該素子は、前記別の素子に直接位置したり、前記別の素子に間接的に位置し且つそれらの間に１つ又は複数の中間要素を挿入したりすることができる。また、素子が別の素子に「接続される」と称される場合、当該素子は、前記別の素子に直接接続されたり、又は前記別の素子に間接的に接続され且つそれらの間に１つ又は複数の中間素子を挿入したりすることができる。以下、同じ符号は同じ要素を表す。

本出願に示される「複数」とは、２つ以上（２つを含む）を意味し、同様に、「複数組」とは、２組以上（２組を含む）を意味する。

以下の実施例において各方位を明確に説明するために、例えば、図１－Ｄにおける座標系において、電池セル４００の各方向を定義しており、ｘ方向は電池セル４００の長さ方向を示し、ｙ方向は水平面内でｘ方向に垂直であり、電池セル４００の幅方向を示し、ｚ方向はｘとｙ方向によって形成される平面に垂直であり、電池セル４００の高さ方向を示す。このような方位定義に基づいて、「上」、「下」、「頂」、「底」、「前」、「後」、「内」及び「外」などの方位又は位置関係示す説明を採用し、これは、単に本出願を説明することを容易にするためのものであり、指される装置が特定の方位を有し、特定の方位で構成及び操作しなければならないことを指示または暗示するものではないため、本出願の保護範囲に対する限定であると理解されるべきではない。

リチウムイオン電池セルの耐用寿命を引き起こす多くの問題があり、長年に亘って、当業者は様々な観点から当該問題を解決しようと試みてきたが、期待される効果は達成されていない。

本出願の発明創造の過程の一部として、発明者は、多くの試験及び検証を重ねた結果、電池の耐用寿命の問題を引き起こす原因の１つは、電池の使用中に、複数回の充放電サイクルにより、電池セルの内部の電解液に不可逆の反応消費が発生することを回避することができず、電池セルの使用容量がそれなりに減少することであることを見出した。従って、発明者は、電池セルの使用中に電池セルの内部の電解液を補充することができれば、電池セルの容量減少の程度を効果的に低下させ、電池セルの耐用寿命を延長することができることを見出した。

リチウムイオン電池セルは、主に正極材料、負極材料、電解液及びセパレータという４つの部分からなり、そのうち、電解液は電池セルの正極と負極との間に伝導機能を果すイオン伝導体であり、一般的に、電解質リチウム塩と有機溶剤という２つの部分からなる。使用中に電解液が漏洩して周囲の空気と環境を汚染したり、水分又は金属粒子が電池セルの内部に侵入して正負電極が短絡したりすることを防止するために、電池セルは構造の閉塞性に対する要求が高い。発明者に知られている関連技術では、通常、電池セルの電解液の注液は製造段階で行われ、電解液の注液を終了した後、電池セルのシール性を確保するために、通常、レーザー溶接によって注液穴を閉塞する。

このような電池セルは、使用中に補充することが難しく、補充しようとする場合、レーザービード構造を破壊する必要もあり、再び密封することが困難であり、且つ電池セルの構造に不可逆の損傷を引き起こし、電池セルの使用性能に影響を与えてしまう。

これに鑑み、本出願は、注液を実現するための閉塞部材の繰り返し着脱を実現することにより、閉塞部材を容易に取り外して補充を行い、補充を終了した後に注液穴を確実に閉塞する電池セルを提供しようとする。しかし、リチウム電池セルの構造特性及び性能要求を結び付けて、このような閉塞部材が取り外し可能な電池セルを設計しつつ多くの問題を解決する必要がある。

まず、図１－Ｄに示すように、レーザー溶接に比べると、取り外し可能な閉塞部材３のエンドカバー本体１における占有面積が比較的に大きく、エンドカバー本体１から比較的に大きい高さを突出しやすく、また、電池セル４００の使用安全性を向上させるために、エンドカバー本体１に圧力逃がし部材２を設置する必要がある。それにより、閉塞部材と圧力逃がし部材２はエンドカバー本体１に比較的に大きい面積を占める必要があり、複数の電池セル４００を圧着して電池モジュール３００を形成する場合、圧着時に干渉することを回避するために、圧着に用いられる冶具における圧力逃がし部材２と閉塞部材３に対応する位置に穴又は溝を設置する必要がある。同様に、電池モジュール３００の頂部にワイヤハーネス仕切板を設置する場合、退避するように、ワイヤハーネス仕切板における圧力逃がし部材２と閉塞部材３に対応する位置に穴又は溝を設置する必要がある。このような構造は、電池モジュール３００におけるワイヤハーネス仕切板と組み立て冶具の構造を複雑にする。

次に、圧力逃がし部材２を設計する場合、圧力逃がし部材２の面積が大きいほど、電池セル４００の内部気圧が同じである場合に圧力逃がし部材２が受けた圧力が大きくなり、それによって、電池セル４００の熱暴走時に、電池セル４００内のガスを速やかに排出し、ガス生成量よりもガス排出量が少ないことによる電池セル４００の爆発問題を回避することができる。従って、電池セル４００の使用安全性を向上させるために、圧力逃がし部材２の面積をできる限り大きくする必要があるが、エンドカバー本体１の総面積に制約されるため、エンドカバー本体１における各部材の配置空間がより制約される。圧力逃がし部材２を閉塞部材３に設置して閉塞部材３全体として取り外して二次注液を実現すると、それに応じて閉塞部材３の体積が大きくなり、電池セル４００のエネルギー密度を減少させる。

従って、電池セル４００を設計する場合、サイズの需要、エネルギー密度、メンテナンス、信頼性、安全性及び耐用寿命などの様々な性能を満たすことは依然として困難である。

上述した課題を総合的に考慮した上で、本出願は、圧力逃がし部材２に注液部材を設置し、電池セル４００の二次注液及び内部圧力の逃しを容易に実現することができる。

具体的には、注液は、即ち、予め設けられた注液穴を通じて必要となる量に応じて電解液を電池セルの内部に注入するプロセスであり、一次注液と二次注液に分けられる。二次注液は、補充注液、さらなる注液などとも呼ばれる。二次注液とは、電池セルに電解液を補充又は交換したり、電池セルに任意の固体、液体又はガスを添加又は補充したりするプロセスを意味する。二次注液を容易にすることを実現することにより、本出願は、セルの容量減少の程度を効果的に低下させ、電池セル４００の耐用寿命を延長することができる。

具体的には、圧力逃がし部材２とは、電池セル４００の内部圧力又は温度が予め設定された閾値に達した時に動作することにより、内部圧力又は温度を逃す素子又は部材を指す。当該閾値の設計は設計需要によって異なる。前記閾値は、電池セル４００における正極シート、負極シート、電解液及びセパレータのうちの１つ又は幾つかの材料による可能性がある。圧力逃がし部材２は、例えば防爆弁、ガス弁、圧力逃がし弁又は安全弁などの形態を採用することができ、具体的に、感圧又は感温の素子又は構造を採用することができ、即ち、電池セル４００の内部圧力又は温度が予め設定された閾値に達した時、圧力逃がし部材２は動作を実行するか、又は圧力逃がし部材２に設置される脆弱構造が破壊され、それによって、内部圧力又は温度を逃す開口又は通路が形成される。

本出願において言う「動作する」とは、圧力逃がし部材２が動作を発生する又は特定の状態まで活性化されることにより、電池セル４００の内部圧力及び温度を逃すことを意味する。圧力逃がし部材２によって発生する動作は、圧力逃がし部材２の少なくとも一部が破裂、破砕、引裂又は開放されることなどを含むことができるが、これらに限らない。圧力逃がし部材２が動作する時に、電池セル４００の内部の高温高圧物質を排出物として動作する部位から外部に排出する。このように圧力又は温度を制御することができる状況で電池セル４００の圧力及び温度を逃すことができ、潜在的なより重大な事故の発生を回避することができる。

電力使用装置は、装置に電力を提供するための電池セル４００を含み、装置は携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、電気自転車、電気自動車、船舶、航空機、電動玩具及び電動工具などであってもよく、例えば、航空機は飛行機、ロケット、航空飛行機及び宇宙船などを含み、電動玩具は、例えば、遊技機、電気自動車玩具、電動船舶玩具及び電動飛行機玩具などの固定式又は移動式の電動玩具を含み、電動工具は金属切削電動工具、研磨電動工具、組み立て電動工具及び鉄道用電動工具、例えば、電気ドリル、電動グラインダ、電動レンチ、電動ドライバ、電動ハンマ、インパクト電気ドリル、コンクリートバイプレーター及び電動カンナを含む。

図１－Ａに示すように、電力使用装置は、例えば新エネルギー自動車などの車両１００であってもよく、新エネルギー自動車は、純粋な電気自動車、ハイブリット自動車又はレンジエクステンダー型自動車などであってもよく、又は電力使用装置はドローン又は船舶などであってもよい。具体的には、車両１００はアクスル１０１、アクスル１０１に接続される車輪１０２、モータ１０３、コントローラ１０４及び電池２００を含んでもよく、モータ１０３はアクスル１０１を回動させるように駆動するために用いられ、コントローラ１０４はモータ１０３の稼働を制御するために用いられ、電池２００にはモータ１０３及び車両における他の部材の稼働に電力を提供するための複数の電池セル４００が含まれる。二次注液を実現することが可能な電池セル４００により、当該装置は、電池セルの交換頻度を減少させ、コストを削減し、装置の稼働の信頼性と動力性能を向上させることができる。

電池セル４００が比較的に高い電力に達して使用の需要を満たすために、図１－Ｂに示すように、電力使用装置に電池２００が設置されてもよい。いくつかの実施例において、電池２００は、相互に係合される第１のケース２０１と第２のケース２０２を含み、そのうち、第１のケース２０１と第２のケース２０２によって囲まれて形成される空間に複数の電池セル４００を設置することができ、複数の電池セル４００は、組になって電池モジュール３００又は両者の組み合わせを形成する。

図１－Ｃに示すように、電池モジュール３００は複数の電池セル４００を含み、複数の電池セル４００は、比較的に大きい容量又は電力を実現するために、直列、並列又は直並列の方式によって接続することができる。例えば、図１－Ｃに示すように、電池セル４００が縦置きしてもよく、電池セル４００の高さ方向は鉛直方向と一致し、複数の電池セル４００は幅方向に沿って並列に設置され、或いは電池セル４００が水平に配置されてもよく、電池セル４００の幅方向は鉛直方向と一致し、複数の電池セル４００は幅方向に沿って少なくとも一層を積層することができ、各層には長さ方向に沿って間隔をおいて設置される複数の電池セル４００が含まれる。

当業者に本出願の改良点を明確に理解させるために、先ず、電池セル４００の全体構造を説明する。

図１－Ｄに示すように、電池セル４００は、ケース４０、電極アセンブリ３０及びエンドカバーアセンブリ１０を含み、エンドカバーアセンブリ１０は圧力逃がし部材２を含み、エンドカバーアセンブリ１０とケース４０を接続することにより電池セル４００のケーシングを形成し、電極アセンブリ３０はケース４０内に設置され、且つケース４０内に電解液が充填される。電池セル４００は、方形状、円柱状又は他の形状であってもよい。

実際の使用需要に応じて、電極アセンブリ３０は１つ又は複数設置されてもよい。図１－Ｄに示すように、電池セル内には、独立に巻き取られる少なくとも２つの電極アセンブリ３０が設置されてもよい。電極アセンブリ３０は、第１の極シート、第２の極シート及び第１の極シートと第２の極シートとの間に位置するセパレータを一緒に巻き取り、又は積層することにより胴部を形成することができ、そのうち、セパレータは第１の極シートと第２の極シートとの間に位置する絶縁体である。胴部は対向する２つの端面を有する。本実施例において、第１の極シートが正極シートであり、第２の極シートが負極シートであることを例として説明する。正極活物質が正極シートの塗布領域に塗布され、負極活物質が負極シートの塗布領域に塗布される。胴部の塗布領域から延び出した複数の塗布されていない領域をタブとして積層する。電極アセンブリは２つのタブ３０１、即ち正極タブと負極タブを含む。正極タブは正極シートの塗布領域から延び出し、負極タブは負極シートの塗布領域から延び出す。

エンドカバーアセンブリ１０は電極アセンブリ３０の頂部に設置され、図１－Ｄに示すように、エンドカバーアセンブリ１０はエンドカバー本体１と２つの端子５とを含み、２つの端子５はそれぞれ正極端子と負極端子であり、各端子５は１つのアダプター２０を対応して設置し、アダプター２０はエンドカバー本体１と電極アセンブリ３０との間に位置する。例えば、図１－Ｄにおいて電極アセンブリ３０のタブ３０１は頂部に位置し、正極タブは１つのアダプター２０を介して正極端子に接続され、負極タブは別のアダプター２０を介して負極端子に接続される。選択的に、電池セル４００はそれぞれケース４０の両端に設置される２つのエンドカバーアセンブリ１０を含むことができ、各エンドカバーアセンブリ１０に１つの端子５が設置される。

電池セル４００の全体構造及び適用を説明した後、以下、本出願の改良点を詳しく説明する。まず、閉塞部材３と圧力逃がし部材２がいずれもエンドカバーアセンブリ１０に設置されることを例として説明し、この構造に基づいて、本出願は複数の実施例を提供する。

いくつかの実施例において、図２に示すように、電池セル４００に用いられるエンドカバーアセンブリ１０は、エンドカバー本体１、圧力逃がし部材２及び閉塞部材３を含む。

エンドカバー本体１は矩形板状構造であってもよく、圧力逃がし部材２はエンドカバー本体１に接続され、圧力逃がし部材２は、電池セル４００の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、電池セル４００の内部圧力を逃すように配置される。圧力逃がし部材２は、２つの端子５の間の任意の位置に設けられてもよく、例えば２つの端子５の間に位置し、且つ長さ方向におけるエンドカバー本体１の中間位置に位置する。圧力逃がし部材２に電解液を注入するための第１の貫通穴２１が設置されており、第１の貫通穴２１は円形、楕円形、多角形の穴又は他の形状の穴を採用することができる。電池セル４００を基準とし、第１の貫通穴２１は電池セル４００の高さ方向に沿って設置されてもよく、即ち、エンドカバー本体１の厚さ方向に沿って設置されてもよく、又は傾斜して設置されてもよい。第１の貫通穴２１の側壁は、圧力逃がし部材２の外郭の内部に位置してもよい。

閉塞部材３は圧力逃がし部材２に取り外し可能に設置され、閉塞部材３は、圧力逃がし部材２に取り付けられる時に第１の貫通穴２１を閉塞し、且つ圧力逃がし部材２から離れる時に第１の貫通穴２１を露出させ、当該状態では電解液を注入することができるように配置される。

本出願は、閉塞部材３と圧力逃し本体２５を分離することにより、二次注液を実現することができる。二次注液を容易にすることで、本出願は、電池セル４００の容量減少の程度を効果的に低下させ、電池セル４００の耐用寿命を延長することができる。更に、閉塞部材３が取り外されたため、ケース４０の内部が第１の貫通穴２１を介して外気に連通されるため、ケース４０内のガス又は極シートの間の気泡を排出することができる。極シートの間の気泡を排出することにより、極シートの間の隙間を短くし、電池セル４００のサイクル性能を向上させ、電池セル４００の耐用寿命を更に延長することができる。電池セル４００のケース内のガスを排出することにより、本出願は、ケース４０内の圧力を逃すこともでき、それによって、ケース４０内にガスが圧力逃がし部材２に対して持続的に力を付勢することを低下させ、圧力逃がし部材２のクリープ破裂による電池セル４００の漏液又は水分侵入による短寿命化のリスクを低下させ、セルの耐用寿命を更に延長する。

本出願は、閉塞部材３と圧力逃がし部材２との間に取り外し可能な構造を形成し、閉塞部材３を開放する時に注液構造を破壊することがなく、二次注液を終了した後に第１の貫通穴２１を確実に閉塞することもでき、二次注液後の電池セルの稼働の信頼性を確保することができる。従って、電池セル４００の外観は注液前と同じであり、二次注液後の使用に影響を与えることもない。更に、取り外し可能な閉塞部材３によって第１の貫通穴２１の閉塞を直接実現するため、レーザー溶接によって第１の貫通穴２１の密封を実現する必要がなく、レーザー溶接前に第１の貫通穴２１を洗浄するステップを削減し、電池セルの生産効率を向上させる。

本出願は、電解液を注入するための第１の貫通穴２１を圧力逃がし部材２に設置し、閉塞部材３によって第１の貫通穴２１を閉塞し、閉塞部材３と圧力逃がし部材２を一体に設置することに相当し、それにより、エンドカバー本体１における閉塞部材３と圧力逃がし部材２の占有面積を減少させるだけではなく、複数の電池セル４００を圧着して電池モジュール３００を形成する時、圧着するための冶具に設置される逃げ穴又は溝の数を減少させることもできる。同様に、複数の電池セル４００の頂部にワイヤハーネス仕切板が設置されるため、ワイヤハーネス仕切板に設置される逃げ穴又は溝の数を減少させることもできる。また、冶具とワイヤハーネス仕切板に設置される逃げ穴又は溝の数は半分に減少させることができ、それにより、本出願のエンドカバーアセンブリ１０は、電池モジュール３００においてワイヤハーネス仕切板と組み立て冶具の構造の複雑度を大幅に低減させることができる。

次に、圧力逃がし部材２を設計する場合、電池セル４００の排気安全性を向上させるために、圧力逃がし部材２を設計する時に圧力逃がし部材２の面積をできる限り増加させる必要がある。本出願のエンドカバーアセンブリ１０は、閉塞部材３と圧力逃がし部材２を一体に設置するため、エンドカバー本体１における閉塞部材３と圧力逃がし部材２の占有空間を減少させることができ、従って、エンドカバー本体１の面積が一定である場合、圧力逃がし部材２の面積の増加に有利であり、電池セル４００の内部気圧が同じである場合に圧力逃がし部材２が受けた圧力を高めることにより、電池セル４００の熱暴走時に、電池セル４００内のガスを速やかに排出し、ガス生成量よりもガス排出量が少ないことによる電池セル４００の爆発の問題を回避し、電池セル４００の使用安全性を向上させることができる。

本出願のエンドカバーアセンブリ１０は、圧力逃がし部材２全体を取り除くのではなくて、第１の貫通穴２１を圧力逃がし部材２に設置することにより注液し、このように、第１の貫通穴２１の面積が圧力逃がし部材２よりも小さく、圧力逃がし部材２の面積を増加させた上で、閉塞部材３の体積を減少させることができ、それにより、電池セル４００のエネルギー密度を向上させる。

いくつかの実施例において、図２と図３に示すように、本出願のエンドカバーアセンブリ１０はインシュレータ４を更に含み、例えば、インシュレータ４はプラスチックなどの絶縁材料で作られた絶縁板であり、インシュレータ４は、エンドカバー本体１の形状及びサイズに適合する矩形板状の構造を採用することができる。図７に示すように、エンドカバー本体１に２つの取り付け穴１１が設置されており、図８に示すように、インシュレータ４に２つの連通穴４５が設置されており、端子５は、連通穴４５を介してタブ３０１におけるアダプター２０に接続され、電極アセンブリ３０の正極タブはアダプター２０によって連通穴４５を介して正極端子に接続され、電極アセンブリ３０の負極タブはアダプター２０によって連通穴４５を介して負極端子に接続される。インシュレータ４におけるエンドカバー本体１から離れた一方側に凹溝４４が設置されており、例えば、インシュレータ４の長さ方向に沿って間隔をおいて２つの凹溝４４を設置することができることにより、インシュレータ４におけるエンドカバー本体１から離れた一方側に３つのリブを形成し、電極アセンブリ３０を押圧し、例えば、車両１００に適用される時に、車両の走行中に電極アセンブリ３０が振動してタブを引っ張って電気的に接続される箇所が破断することを防止することができる。

図４に示すように、インシュレータ４はエンドカバー本体１における電池セル４００の内部に近い一方側に設置され、且つ圧力逃がし部材２に当接することにより、圧力逃がし部材２を支持する。インシュレータ４はエンドカバー本体１の対向面に当接し、例えば、圧力逃がし部材２は、全体としてインシュレータ４に当接することができ、それによって、圧力逃がし部材２に安定且つ確実な支持力を提供し、或いは圧力逃がし部材２の一部の領域はインシュレータ４に当接する。そのうち、当接は、平面と平面との接触、平面と曲面との接触、又は凹凸係合構造などを採用することができる。

閉塞部材３の着脱中に、圧力逃がし部材２に外力を加えることは避けられなく、例えば、圧力逃がし部材２に下向きの圧力、上向きの引っ張り力又は周方向の回転付勢力などを加え、一般的に、圧力逃がし部材２にアクチュエータ機構又は脆弱構造が設置されており、それによって、電池セル４００の内部圧力が予め設定した閾値に達した時に動作することにより、電池セル４００の内部圧力を逃し、このように、圧力逃がし部材２に加えた外力はアクチュエータ機構又は脆弱構造の変形又は破壊を引き起こし、通常の圧力逃しに影響を与える可能性がある。

本出願のエンドカバーアセンブリ１０は、インシュレータ４を圧力逃がし部材２に当接することにより、圧力逃がし部材２を支持することができ、圧力逃がし部材２が受けた外力を平衡させ、それによって、閉塞部材３の着脱中に圧力逃がし部材２の損傷を防止し、二次注液時の電池セル４００の信頼性を向上させるとともに、電池セル４００の耐用寿命を延長することができる。また、エンドカバーアセンブリ１０が外力作用を受けた時に、インシュレータ４の支持によって圧力逃がし部材２の変形又は損傷を防止することができ、期待される圧力逃し効果が確保され、電池セル４００の使用安全性を向上させる。例えば電池セル４００を車両１００に取り付ける場合、走行中に車両１００は振動又は外部のインパクトを受け、インシュレータ４の支持によって、圧力逃がし部材２が振動又はインパクト作用で変形することを防止することができる。

いくつかの実施例において、図４に示すように、圧力逃がし部材２とインシュレータ４との間に係合構造が設置されており、係合構造は、圧力逃がし部材２がエンドカバー本体１に対して圧力逃がし部材２の周方向に沿って捩じり変形することを規制するように配置される。

図４に示すように、閉塞部材３はシール部材３１とカバー３２とを含む。シール部材３１は第１の貫通穴２１を密封するように配置され、カバー３２はシール部材３１の少なくとも一部を覆い且つ回転によって取り外しを実現するように配置される。回転によって取り外しを実現するカバー３２について、カバー３２をねじ込んで二次注液を実現する過程において、カバー３２によって圧力逃がし部材２に周方向の付勢力を伝達する。本出願のエンドカバーアセンブリ１０は、インシュレータ４と圧力逃がし部材２との間に係合構造を設置することにより、圧力逃がし部材２が受けた周方向の外力を平衡させることができ、それによって、カバー３２の着脱中に圧力逃がし部材２の損傷を防止し、二次注液時の電池セル４００の信頼性を向上させるとともに、電池セル４００の耐用寿命を延長することができる。

いくつかの実施例において、図５、図７及び図８に示すように、係合構造は、相互に嵌合される第１の凸部２２５と凹部４２を含む。第１の凸部２２５は圧力逃がし部材２におけるインシュレータ４に向かう面に設置することができ、第１の凸部２２５は機械加工又はプレス加工によって形成することができ、凹部４２はインシュレータ４における圧力逃がし部材２に向かう面に設置される。

例えば、第１の凸部２２５と凹部４２の形状について、点状構造、条状構造又はブロック状の構造を採用することができ、第１の凸部２２５と凹部４２の設置位置について、圧力逃がし部材２とインシュレータ４が当接する平面に設置されてもよく、或いは圧力逃がし部材２とインシュレータ４との間に周方向の嵌合構造が設置され、係合構造が周方向の嵌合構造に設置されてもよく、係合構造の設置数について、１組又は複数組を設置してもよく、第１の凸部２２５と凹部４２の設置位置を交換してもよく、第１の凸部２２５をインシュレータ４に設置し、凹部４２を圧力逃がし部材２に設置する。圧力逃がし部材２が周方向に沿って捩じり変形することを規制することが可能な構造であれば、いずれも本出願の保護範囲内にある。

当該実施例は、第１の凸部２２５と凹部４２が嵌合される係合構造を設置することにより、インシュレータ４によって圧力逃がし部材２に対して確実な周方向の規制効果を提供することができ、圧力逃がし部材２がエンドカバー本体１に対して圧力逃がし部材２の周方向に沿って捩じり変形することを防止し、圧力逃がし部材２がアクチュエータ機構又は弱構造箇所において受けた力を低減させ、圧力逃がし部材２の構造安定性を向上させる。そして、圧力逃がし部材２の厚さが小さく且つ強度が低いため、圧力逃がし部材２に第１の凸部２２５を設置することにより構造の強度を高めることができ、それによって、通常の圧力逃し性能が確保される。

選択的に、第１の凸部２２５と凹部４２は、中間嵌め又は締り嵌めを採用することができ、圧力逃がし部材２に対するインシュレータ４の周方向の規制効果を確保することができる。

いくつかの実施例において、係合構造が複数組設置されており、複数組の係合構造は圧力逃がし部材２の軸線に対して周方向に均一に分布する。

図７と図８に示すように、圧力逃がし部材２におけるインシュレータ４に向かう面には、圧力逃がし部材２の軸線を中心に複数の第１の凸部２２５が放射状に設置され、且つインシュレータ４における圧力逃がし部材２に向かう面には、圧力逃がし部材２の軸線を中心に複数の凹部４２が放射状に設置され、複数の第１の凸部２２５と複数の凹部４２は一対一に対応して設置される。例えば、複数の第１の凸部２２５は十字ボスを形成し、複数の凹部４２は十字凹溝を形成する。

或いは、図７と図８に基づいて、第１の凸部２２５と凹部４２は、圧力逃がし部材２の径方向に対して角度を成すように設置されてもよく、例えば９０°であってもよい。

当該実施例は、複数組の係合構造を圧力逃がし部材２の軸線に対して周方向に均一に分布することにより、カバー３２をねじ込んで二次注液を実現する過程において、圧力逃がし部材２に対するインシュレータ４の周方向の支持力をより均一にすることができ、周方向全体に亘って圧力逃がし部材２が受けた周方向の外力を平衡させ、それによって、カバー３２の着脱中に圧力逃がし部材２に対する保護作用を向上させ、着脱カバー３２の着脱中に圧力逃がし部材２が損傷することを防止し、二次注液時の電池セル４００の信頼性を向上させるとともに、電池セル４００の耐用寿命を延長することができる。

いくつかの実施例において、図１３に示すように、圧力逃がし部材２の外側面に位置決め穴２２６が設置されており、位置決め穴２２６は、閉塞部材３によって第１の貫通穴２１を閉塞する時に圧力逃がし部材２の位置決めを補助するように配置される。例えば、圧力逃がし部材２の外側面に周方向に沿って間隔をおいて複数の位置決め穴２２６が設置され、例えば２つ、３つ、４つなどが設置され、エンドカバーアセンブリ１０の組み立て又は二次注液中に、冶具を位置決め穴２２６に挿入して圧力逃がし部材２に挟持力を提供することができ、圧力逃がし部材２がその自体の厚さ方向又は周方向に沿って受けた外力を低減させることができ、アクチュエータ機構又は脆弱構造箇所において圧力逃がし部材２が力を受けることを防止し、圧力逃がし部材２の構造安定性を向上させる。

いくつかの実施例において、図２に示すように、第１の貫通穴２１は圧力逃がし部材２の中心位置に位置する。

当該実施例は、圧力逃がし部材２の第１の貫通穴２１以外に位置する部分の径方向幅を均一にすることができ、それによって、圧力逃がし部材２の強度を周方向全体に亘って均一にし、電池セル４００の内部圧力が閾値に達していない時に動作することが防止され、電池セル４００の使用安全性を向上させ、また、閉塞部材３を着脱する時に圧力逃がし部材２の周方向全体にアンバランスの力を加えることを防止することもでき、閉塞部材３を着脱する時の圧力逃がし部材２の構造安定性を向上させる。選択的に、第１の貫通穴２１は圧力逃がし部材２の中心位置以外の領域に位置してもよい。

いくつかの実施例において、図３に示すように、圧力逃がし部材２は防爆弁２２を含み、第１の貫通穴２１は防爆弁２２に設置される。

例えば、防爆弁２２が１つ設置され、第１の貫通穴２１は防爆弁２２の中心位置に設置され、このような構造は防爆弁２２の加工難易度を低減させることができ、防爆弁２２の面積の増加に有利であり、電池セル４００の内部気圧が同じである場合に圧力逃がし部材２が受けた圧力を高めることにより、電池セル４００の熱暴走時に電池セル４００内のガスを速やかに排出し、ガス生成量よりもガス排出量が少ないことによる電池セル４００の爆発の問題を回避し、電池セル４００の使用安全性を向上させることができる。或いは防爆弁２２が複数設置され、第１の貫通穴２１はそのうちの１つの防爆弁２２に設置されるか、又は少なくとも一部の防爆弁２２に何れも第１の貫通穴２１が設置されている。

いくつかの実施例において、図３と図４に示すように、防爆弁２２は第１部２２１と第２部２２２を含む。

第１部２２１は環状構造であり、第１部２２１は脆弱領域２２４を有し、脆弱領域２２４は第１の貫通穴２１の外に位置し且つ防爆弁２２の周方向に沿って延び、脆弱領域２２４は、電池セル４００の内部圧力が閾値に達した時に損傷することにより、電池セル４００の内部圧力を逃すように配置される。第１部２２１の外縁は脆弱領域２２４の外縁に位置してもよく、或いは脆弱領域２２４の外縁から外に向けて一定の距離を外した箇所に位置してもよい。

例えば、脆弱領域２２４は防爆弁２２の周方向全体に亘って延び、或いは防爆弁２２の一部の周方向に沿って延び、脆弱領域２２４は、連続に延び（例えば３／４円周）又は複数のセクションが間隔をおいて設置される構造を採用することができ、このように、脆弱領域２２４が動作して損傷した後、防爆弁２２は依然としてエンドカバー本体１に接続され、他の部材に飛び出して車両１００などの装置の通常の稼働に影響を与えることを防止し、装置の稼働の安全性を向上させることができる。

図４に示すように、脆弱領域２２４は厚さ減少部であり、防爆弁２２の外面又は内面に切れ込みを設置することにより、防爆弁２２の局部厚さを減少させ、厚さ減少部が形成され、切れ込みの断面は三角形又は台形などであってもよい。脆弱領域２２４を容易に設置するために、第１部２２１における切れ込みから離れた側面は内に向けて凹んでもよい。このような構造では、防爆弁２２は、切れ込みと凹み構造を設置した後に形成した弁シート構造として定義される。

選択的に、脆弱領域２２４の融点は、防爆弁２２における他の領域の融点よりも低い。

図４に示すように、第２部２２２は防爆弁２２の径方向に沿って第１部２２１の内に設置され、第２部２２２の厚さは第１部２２１の厚さよりも大きい。第１の貫通穴２１は防爆弁２２の中心位置に位置し、相応して第２部２２２も防爆弁２２の中心位置に位置し、第１の貫通穴２１は第２部２２２に設置される。

当該実施例の防爆弁２２は厚さが変化する構造を採用し、防爆弁２２に脆弱領域２２４を設置することに有利であるとともに、第１の貫通穴２１が設置される領域を部分的に厚くすることもでき、それによって、閉塞部材３と防爆弁２２との接続構造を設計することが容易であり、閉塞部材３と防爆弁２２との接続強度を向上させ、閉塞部材３と圧力逃がし部材２の一体化設計の信頼性を向上させる。

いくつかの実施例において、図４に示すように、防爆弁２２は渡り部２２３を更に含み、渡り部２２３は、環状構造であり、且つ防爆弁２２の径方向に沿って第１部２２１と第２部２２２との間に接続される。例えば、渡り部２２３は径方向に沿って厚さが徐々に変化し、具体的には、渡り部２２３の外面と第１部２２１の外面とを面一にし、内面を傾斜面として形成してもよく、又は渡り部２２３の内面は階段状、曲面の移行である。

当該実施例の防爆弁２２は、第１部２２１と第２部２２２との間に渡り部２２３を設置することにより、第１部２２１と第２部２２２との間をスムーズに移行させることができ、厚さが変化する領域の応力集中の現象の発生を減少させ、それによって、防爆弁２２の全体強度を向上させ、閉塞部材３の着脱時に防爆弁２２が変形又は損傷しにくくなる。選択的に、第１部２２１と第２部２２２は直接接続されてもよい。

いくつかの実施例において、図８に示すように、エンドカバーアセンブリ１０はインシュレータ４を更に含み、インシュレータ４はエンドカバー本体１における電池セル４００の内部に近い側面に設置され、インシュレータ４に第２の貫通穴４３が設置されており、第２の貫通穴４３は、電池セル４００の内部と脆弱領域２２４を連通するように配置される。第２の貫通穴４３は１つ又は複数設置されてもよい。

当該実施例は、インシュレータ４に第２の貫通穴４３を設置することにより、電池セル４００の内部のガスを脆弱領域２２４に到達させる通路を形成し、それによって、電池セル４００の内部圧力が閾値を超えた時に防爆弁２２によって内部圧力又は温度をスムーズに逃すことができ、電池セル４００の稼働の安全性を向上させる。

いくつかの実施例において、図４に示すように、インシュレータ４におけるエンドカバー本体１に向かう面に第１の凹溝４１が設置されており、第２部２２２は第１の凹溝４１内に延伸する。

防爆弁２２の強度を向上させるために、第２部２２２を厚くし、当該実施例は、第２部２２２を第１の凹溝４１に延伸させ、防爆弁２２の強度を向上させた上で、エンドカバーアセンブリ１０の全体厚さをできる限り増加させないようにすることができ、それによって、電池セル４００の体積を変化させずにエネルギー密度を高める。

これに加え、図４に示すように、第２部２２２は、防爆弁２２に支持力を提供し、防爆弁２２の構造を安定させるように、第１の凹溝４１の底面に当接することができ、閉塞部材３を着脱する時に、防爆弁２２の変形を防止する。相応して、第２の貫通穴４３は第１の凹溝４１の底面に設置されるか又は第１の凹溝４１の側壁に設置される。図８に示すように、第１の凹溝４１の側壁は傾斜面となり、応力集中を減少させることができ、第１の凹溝４１の径方向のサイズを減少させるとともに、電池セル４００の内部と脆弱領域２２４との連通を実現する。

選択的に、図１７に示すように、第２部２２２は第１の凹溝４１内に延伸し、第２部２２２と第１の凹溝４１の底面の間に予め設定された距離を有する。

いくつかの実施例において、図１８に示すように、圧力逃がし部材２は複数の防爆弁２２を含み、複数の防爆弁２２は第１の貫通穴２１の外周に沿って独立して間隔をおいて配置される。圧力逃がし部材２は複数の防爆弁２２の外縁によって囲まれた部分として定義される。例えば、複数の防爆弁２２は間隔をおいて均一に分布し、圧力逃がし部材２の周方向の各箇所が受けた力を平衡させる。防爆弁２２の数は、２つ、３つ、４つ又はそれ以上であってもよく、防爆弁２２は円弧溝であってもよい。

当該実施例は、第１の貫通穴２１と防爆弁２２を個別に設置し、第１の貫通穴２１の防爆弁２２に接続される部分の厚さをエンドカバー本体１の厚さと一致させることができ、接続部分の構造強度を確保することができ、且つ防爆弁２２の脆弱領域２２４は注液機構から独立しており、エンドカバーアセンブリ１０の組み立て又は二次注液中に、防爆弁２２は脆弱領域２２４において変形又は損傷しないように、閉塞部材３を着脱する時の外力を防爆弁２２に直接作用することを防止することができる。

いくつかの実施例において、図１８と図１９に示すように、圧力逃がし部材２に複数の第２の凹溝２４が設置されており、圧力逃がし部材２は、厚さ方向における第２の凹溝２４以外の部分に防爆弁２２が形成され、第２の凹溝２４は、圧力逃がし部材２における電池セル４００の内部から離れた表面に設置することができる。図２０に示すように、防爆弁２２は脆弱領域２２４を有し、脆弱領域２２４は、電池セル４００の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、電池セル４００の内部圧力を逃すように配置される。脆弱領域２２４は、厚さ減少部又は融点低減領域を採用することができる。例えば、各防爆弁２２に何れも脆弱領域２２４が設置され、第２の凹溝２４の底面に防爆弁２２の周方向の少なくとも一部に沿って延びる切れ込みを設置してもよく、或いは圧力逃がし部材２の内側面における第２の凹溝２４に対応する領域に切れ込みを設置することにより、脆弱領域２２４を形成してもよい。

当該実施例は、複数の第２の凹溝２４を設置することにより、独立した複数の防爆弁２２を形成することができ、脆弱領域２２４の設置を容易にし、且つ防爆弁２２の脆弱領域２２４が閉塞部材３から独立しており、エンドカバーアセンブリ１０の組み立て又は二次注液中に、防爆弁２２が脆弱領域２２４において変形又は損傷しないように、閉塞部材３を着脱する外力を防爆弁２２に直接作用することを防止することができる。

いくつかの実施例において、図２～図７に示すように、圧力逃がし部材２はエンドカバー本体１に一体に設置され、圧力逃がし部材２における脆弱領域２２４としての厚さ減少部は、局部のプレス加工によって直接に形成することができる。

当該実施例は、圧力逃がし部材２とエンドカバー本体１が一体に設置された構造を採用し、圧力逃がし部材２とエンドカバー本体１との接続強度を向上させることができ、また、圧力逃がし部材２をエンドカバー本体１に固定する工程を削減することができ、エンドカバーアセンブリ１０の製造難易度とコストを削減することができ、溶接などの固定手段を採用する場合に発生する溶接応力が防爆弁２２の動作圧力に与える影響を回避することもできる。

いくつかの実施例において、図１３と図１４に示すように、エンドカバー本体１に第３の貫通穴１２が設置されており、圧力逃がし部材２は第３の貫通穴１２内に固定される。例えば、圧力逃がし部材２は溶接によって第３の貫通穴１２内に固定することができる。圧力逃がし部材２とエンドカバー本体１との接続強度を向上させるために、第３の貫通穴１２の外周に環状ボス１３を設置することにより、第３の貫通穴１２の高さを増加させることができる。

当該実施例は、独立した圧力逃がし部材２をエンドカバー本体１に固定し、製造プロセスの難易度を低減させることができ、圧力逃がし部材２は、プレス加工によって予め形成し、その後、エンドカバー本体１に固定することができる。このように圧力逃がし部材２のうちのプレス不良の部品を除去することができ、完成品の組み立ての不良率を低減し、製品の生産コストを削減することができる。

いくつかの実施例において、図１５に示すように、第３の貫通穴１２の穴壁にストッパ１２１が設置されており、ストッパ１２１はエンドカバー本体１における電池セル４００の内部に近い一方側に設置され、圧力逃がし部材２は、エンドカバー本体１に接続するように、ストッパ１２１に当接する。

電池セル４００の内部気圧が内から外に作用するため、当該実施例は、圧力逃がし部材２を内部からストッパ１２１に当接させ、ストッパ１２１によって主に気圧の作用を受けることができ、それによって、圧力逃がし部材２とエンドカバー本体１との接続箇所が受けた力を減少させ、電池セル４００の長期使用後に、圧力逃がし部材２とエンドカバー本体１との接続位置におけるクリープの発生による密封不良の可能性を減少させ、電池セル４００の耐用寿命を延長する。選択的に、図１７に示すように、ストッパ１２１はエンドカバー本体１における電池セル４００の内部に近い一方側に設置され、圧力逃がし部材２は、エンドカバー本体１に接続するように、ストッパ１２１に当接する。このような構造は、圧力逃がし部材２をエンドカバーアセンブリ１０の外側に接近して設置し、電池セル４００のエネルギー密度を向上させることができる。

いくつかの実施例において、図１５に示すように、エンドカバーアセンブリ１０は保護シート６を更に含み、保護シート６は圧力逃がし部材２における電池セル４００の内部から離れた表面に貼設される。当該実施例は、外部の不純物又は水分が閉塞部材３を介して電池セル４００内に侵入することを防止することができ、エンドカバーアセンブリ１０のシール性を向上させることができる。

いくつかの実施例において、図２～図５、図１３～図１５、図１８～図１９に示すように、閉塞部材３はシール部材３１とカバー３２を含む。そのうち、シール部材３１は第１の貫通穴２１を密封するように配置され、カバー３２はシール部材３１の少なくとも一部を覆うように配置され、カバー３２は回転によって取り外しを実現するように配置される。例えば、高さ方向に垂直する平面内に回転することができ、回転軸線は第１の貫通穴２１の軸線であってもよい。シール部材３１とバー３２は一体の構造として設置されてもよく、別体の構造であってもよい。

カバー３２は、シール部材３１が変形して密封効果を向上するようにシール部材３１を押圧してもよく、或いは単にシール部材３１に接触して高さ方向における自由度を規制する。シール部材３１と第１の貫通穴２１が密嵌し且つ第１の貫通穴２１を独立に閉塞することができる場合、カバー３２とシール部材３１は、高さ方向に間隔をおいて設置されてもよい。カバー３２は、シール材３１に圧力を加え、位置を規制し、又は外部の不純物が電池に侵入することを防止するように、シール部材３１全体を覆うことができる。シール部材３１と第１の貫通穴２１が密嵌し且つ第１の貫通穴２１を独立に閉塞することができる場合、カバー３２はシール部材３１の一部を覆ってもよい。

当該実施例は、カバー３２を回転することにより第１の貫通穴２１の開放と閉塞を実現し、カバー３２と圧力逃がし部材２とが取り外し可能な構造を形成し、カバー３２を開放する時に注液構造を破壊することがなく、二次注液を終了した後に第１の貫通穴２１を確実に閉塞することもでき、二次注液後の電池セル４００の稼働の信頼性を確保することができる。従って、二次電池セル４００の外観は注液前と同じであり、二次注液後の使用に影響を与えることもない。また、カバー３２を回転することにより第１の貫通穴２１の閉塞を直接実現するため、レーザー溶接によって第１の貫通穴２１の密封を実現する必要がなく、レーザー溶接の前に第１の貫通穴２１を洗浄するステップを削減し、電池セル４００の生産効率を向上させる。なお、カバー３２を回転することにより第１の貫通穴２１の開放と閉塞を実現し、カバー３２を着脱する時に厚さ方向に沿って圧力逃がし部材２に比較的に大きい外力が加わることを削減し、圧力逃がし部材２が内向き又は外向きに変形することを防止することができる。

いくつかの実施例において、圧力逃がし部材２に収容部２３が更に設置されており、収容部２３は圧力逃がし部材２に設置され且つ第１の貫通穴２１の周方向に沿って設置され、カバー３２は位置規制部３２２を含む。位置規制部３２２と収容部２３とは係合構造を形成され、カバー３２を第１の位置に回転した場合、位置規制部３２２は収容部２３内に位置し、カバー３２と圧力逃がし部材２の分離を規制し、カバー３２を第２の位置に回転した場合、位置規制部３２２と収容部２３は第１の貫通穴２１の周方向に沿って位置ずれし、カバー３２と圧力逃がし部材２の分離を実現する。選択的に、カバー３２と圧力逃がし部材２とは、螺合接続、スナップ接続などの構造を採用して取り外し可能な接続を実現してもよい。

当該実施例において、位置規制部３２２の第１の貫通穴２１の周方向に沿って延びる長さ及び第１の貫通穴２１の径方向に沿って延びる幅は、係合構造の強度を確保し、着脱の回数が比較的に多い場合、係合構造が損傷することを防止することもでき、電池セル４００の稼働の信頼性と耐用寿命を確保する。

また、カバー３２の回転によって位置規制部３２２と収容部２３の嵌合又は離脱を実現し、構造が簡単で、嵌合精度に対する要求が低く、繰り返し使用することができる。組み立て及びメンテナンスに関して、カバー３２の着脱操作が容易であり、生産時に電池セル４００の組み立て効率を向上させ、二次注液時にメンテナンス時間を短縮することができる。

更に、図４に示すように、収容部２３は、圧力逃がし部材２におけるケース４０から離れた一方側に位置し且つ第１の貫通穴２１の周方向に沿って設置され、収容部２３は第１の貫通穴２１の周方向の一部に沿って延びる空洞部であってもよい。収容部２３と圧力逃がし部材２における電池セル４００の内部に近い面との間に予め設定された距離を有し、予め設定された距離の大きさは限定されず、例えば、収容部２３は、圧力逃がし部材２の少なくとも一部が収容部２３と電極アセンブリ３０との間に位置するように、圧力逃がし部材２の上部領域、中部領域又は下部領域に設置することができる。

カバー３２は回転によって収容部２３との位置規制又は分離を実現し、回転中に、位置規制部３２２と収容部２３の内壁との間に摩擦が発生し、金属粒子を生成する可能性がある。本出願において、収容部２３が圧力逃がし部材２における電池セル４００の内部から離れた一方側に位置するため、回転中において生成する金属粒子はケース４０内に直接落ちることによる電池セル４００の短絡を引き起こすことがなく、電池セル４００の安全性を更に向上させる。選択的に、収容部２３は圧力逃がし部材２の底面に直接開設されてもよい。

いくつかの実施例において、カバー３２は胴部３２１を更に含み、胴部３２１はシール部材３１の少なくとも一部を覆うように配置され、位置規制部３２２は胴部３２１に接続され且つ第１の貫通穴２１の径方向に沿って延びる。

いくつかの実施例において、図５と図１１に示すように、カバー３２は胴部３２１を更に含み、シール部材３１の少なくとも一部を覆うために用いられ、例えば、胴部３２１はディスク状又は環状構造などであってもよい。位置規制部３２２は胴部３２１に接続され且つ第１の貫通穴２１の径方向に沿って延び、カバー３２と圧力逃がし部材２との嵌合形態に応じて、位置規制部３２２は径方向に沿って内向き又は外向きに延びることができる。例えば、位置規制部３２２は胴部３２１の周方向に沿って延びるボスであってもよく、ボスの断面形状は収容部２３に適合する。

図１１に示すように、位置規制部３２２が複数設置され、複数の位置規制部３２２は胴部３２１の周方向に沿って間隔をおいて設置され、相応して、収容部２３も複数設置され、複数の位置規制部３２２と複数の収容部２３は一対一に対応して設置される。図１１に位置規制部３２２が２つ設置されており、且つ２つの位置規制部３２２は胴部３２１の中心に対して対向して設置される。

いくつかの実施例において、図１０Ａと図１０Ｂに示すように、圧力逃がし部材２は案内部２７を更に含み、案内部２７は収容部２３に連通し、且つ位置規制部３２２は、案内部２７を介して収容部２３に進入するか又は案内部２７を介して圧力逃がし部材２から分離するように配置される。例えば、収容部２３は周方向に沿って複数設置されており、案内部２７は、隣接する収容部２３の間に形成される開口領域であり、カバー３２が第２の位置に位置する場合、位置規制部３２２と収容部２３は周方向に位置ずれし、案内部２７内に位置する。或いは、収容部２３は周方向に沿って１つだけ設置されており、案内部２７は周方向における収容部２３以外の開口領域である。

いくつかの実施例において、図５に示すように、収容部２３は、第１の位置規制壁２３Ａ、第１の位置規制壁２３Ａに対向して設置される第２の位置規制壁２３Ｂ、及び第１の位置規制壁２３Ａと第２の位置規制壁２３Ｂを接続するための側壁２３Ｃを含む。

図５に示すように、カバー３２を第１の位置に回転した場合、第１の位置規制壁２３Ａは位置規制部３２２に当接し、第１の位置規制壁２３Ａは、頂壁であり、カバー３２が高さ方向に沿って上向きに移動する自由度を規制することができ、それによって、カバー３２と圧力逃がし部材２の分離を規制する。第２の位置規制壁２３Ｂは、底壁であり、且つ第２の位置規制壁２３Ｂと圧力逃がし部材２における電池セル４００の内部に近い面との間に予め設定された距離を有する。回転時のカバー３２の抵抗を減少させるために、第２の位置規制壁２３Ｂと位置規制部３２２との間に隙間を有してもよく、選択的に、第２の位置規制壁２３Ｂは位置規制部３２２に当接してもよい。同様に、回転時のカバー３２の抵抗を減少させるために、側壁２３Ｃと位置規制部３２２との間に隙間を有してもよく、選択的に、側壁２３Ｃは位置規制部３２２に接触してもよい。

カバー３２を取り付ける必要がある場合、カバー３２に下向きの付勢力を加え、シール部材３１の変形によって位置規制部３２２と第１の位置規制壁２３Ａとの間に隙間が生じ、この時、カバー３２を回動することで位置規制部３２２をスムーズに収容部２３に進入させ、第１の位置に到達した後、カバー３２を緩め、位置規制部３２２の頂面が第１の位置規制壁２３Ａに当接するまで、カバー３２はシール部材３１の弾性作用によって上向きに移動し、この時、位置規制部３２２の底面と第２の位置規制壁２３Ｂとの間に隙間が生じる可能性がある。

カバー３２を取り外す必要がある場合、カバー３２に下向きの付勢力を加え、シール部材３１の変形によって位置規制部３２２と第１の位置規制壁２３Ａとの間に隙間が生じ、この時、カバー３２を回動することで位置規制部３２２がスムーズに収容部２３と周方向に位置ずれし且つ全体として案内部２７内に位置し、この時、第２の位置に到達し、カバー３２を取り外して注液を行う。

いくつかの実施例において、収容部２３内に位置規制部３２２の最大回転ストロークを規制するように配置される突き当て部２３１が設置されている。各収容部２３に何れも１つの突き当て部２３１を設置することができる。突き当て部２３１は、位置規制部３２２の回転を阻止することができ、位置規制部３２２が収容部２３から直接に回し出すことを防止する。

最大回転ストロークに到達した状態では、位置規制部３２２の周方向に沿う側面は突き当て部２３１に完全に貼り合う。例えば、胴部３２１に周方向に沿って２つの位置規制部３２２を均一に設置し、位置規制部３２２の周方向に沿う２つの側面はいずれもカバー３２の中心平面に平行し、相応して、２つの収容部２３の突き当て部２３１は第１の貫通穴２１の中心平面に対して中心対称であり、２つの突き当て部２３１は相互に平行する。選択的に、位置規制部３２２の周方向に沿う側面は突き当て部２３１の一部に当接してもよい。

いくつかの実施例において、位置規制部３２２と収容部２３との間にカバー３２が第１の位置に位置する時に収容部２３と位置ずれして分離することを規制するように配置される位置規制構造が設置されている。電池セル４００を使用する装置が稼働中に比較的に大きい振動又はインパクトを発生する場合、位置規制構造により、位置規制部３２２と収容部２３は、第１の位置に位置する時に確実に係合することができ、位置規制部３２２が周方向に回転して収容部２３から離脱することを防止し、カバー３２と圧力逃がし部材２をより確実に接続し、電解液に対するシール性を向上させ、電池稼働の信頼性が確保される。

図１０Ｂと図１１に示すように、位置規制構造は位置規制開口３２２２と第２の凸部２３２を含む。そのうち、位置規制開口３２２２は、位置規制部３２２と収容部２３のうちの１つに設置され、例えば、位置規制開口３２２２は穴又は溝などであってもよく、第２の凸部２３２は、位置規制開口３２２２に係合し、且つ位置規制部３２２と収容部２３のうちのもう１つに設置される。カバー３２が第１の位置に位置する場合、シール部材３１の弾性作用によって、位置規制開口３２２２と第２の凸部２３２は係合し、位置規制部３２２と収容部２３とが振動、インパクトなどの外力によって回転して外れないようにし、あるいは、カバー３２は、位置規制開口３２２２と第２の凸部２３２との締り嵌めによって係合を実現する。

図１０Ｂに示すように、第２の凸部２３２は収容部２３の第１の位置規制壁２３Ａに設置され、第２の凸部２３２は円柱であり、図１１に示すように、位置規制部３２２の頂面に位置規制開口３２２２が設置されており、位置規制開口３２２２は丸穴又は弧形状長円穴であり、カバー３２が第１の位置に位置する場合、円柱は丸穴又は弧形状長円穴内に嵌入することにより、カバー３２の回転を規制する。

図４に示すように、第１の貫通穴２１の軸方向の投影に沿って、シール部材３１の最大直径は第１の貫通穴２１の最小直径よりも大きい。当該構造は、組み立て又は二次注液中においてシール部材３１が第１の貫通穴２１を介してケース４０内に進入することを防止することができる。シール部材３１は、密封シート、密封ピン又は密封リングなどであってもよい。

図４と図１２に示すように、シール部材３１は密封柱３１２と密封柱３１２の一方端に接続されるスラスト部３１１とを含む。密封柱３１２は第１の貫通穴２１内に挿入され、例えば、密封柱３１２と第１の貫通穴２１は密嵌することにより、電解液に対する密封効果を向上させる。スラスト部３１１は径方向に沿って設置され且つ圧力逃がし部材２に当接する。密封柱３１２を第１の貫通穴２１内に挿入するために、密封柱３１２におけるスラスト部３１１から離れた一方端にガイド部３１３が設置されている。

このようなシール部材３１は第１の貫通穴２１を単独に閉塞することができ、二次注液を行う必要がある場合、カバー３２を取り外した後に、第１の貫通穴２１は依然としてシール部材３１に閉塞され、最後にシール部材３１を取り外せば電解液を注入することができる。カバー３２を取り付ける時に、先ず、シール部材３１によって第１の貫通穴２１を閉塞し、更にカバー３２を取り付ける。このように、カバー３２の着脱中に、第１の貫通穴２１は常時に閉塞状態にあり、カバー３２を回転する時に収容部２３との摩擦によって生成する金属屑がケース４０内に落ちることによる電極アセンブリ３０の正負電極の短絡を招くことを更に防止することができ、電池セル４００の稼働性能を確保する。

カバー３２を容易に回転させるために、カバー３２の胴部３２１に外部からの操作によってカバー３２を回動させるように駆動するように配置される挟持部３２１１が設置されている。挟持部３２１１を設置することにより、冶具と挟持部３２１１との係合によってカバー３２を容易に回転し、カバー３２を着脱する時に外力を加えることが容易であり、また、カバー３２の回転角度を制御しやすい。図１１に示すように、挟持部３２１１は十字凹溝を含む。或いは、挟持部３２１１は、胴部３２１に設置される複数の穴を含む。

いくつかの実施例において、図３～図５に示すように、圧力逃がし部材２は圧力逃し本体２５と取り付け部材２６とを含み、取り付け部材２６は、圧力逃し本体２５の表面に設置され、且つ第１の貫通穴２１の周りに設置され、例えば、取り付け部材２６は圧力逃し本体２５におけるケース４０から離れた表面に設置されてもよく、収容部２３は取り付け部材２６に設置されるか、又は収容部２３は取り付け部材２６と圧力逃し本体２５によって囲まれて形成される。

当該実施例は、圧力逃がし部材２を別体式の構造として設計し、圧力逃がし部材２は薄板状構造であるため複雑な構造を加工することが難しく、取り付け部材２６を設置することにより収容部２３を形成しやすく、圧力逃がし部材２の加工難易度を低減することができる。

図５に示すように、収容部２３は取り付け部材２６と圧力逃し本体２５によって囲まれて形成される。図１０Ａに示すように、取り付け部材２６は取り付けリング２６１と位置規制台２６２とを含み、位置規制台２６２は取り付けリング２６１の内壁に接続され且つ径方向に沿って内向きに延び、取り付けリング２６１は圧力逃し本体２５に固定され、位置規制台２６２と圧力逃し本体２５との間に収容部２３が形成され、位置規制台２６２の底面を第１の位置規制壁２３Ａとする。

図５に示すように、圧力逃し本体２５におけるケース４０から離れた表面に第３の凹溝２５１が設置されており、取り付け部材２６は第３の凹溝２５１内に固定され、第１の貫通穴２１は第３の凹溝２５１の底壁に設置される。収容部２３は取り付け部材２６の内側壁に形成される。

このような構造は、圧力逃し本体２５に対する取り付け部材２６の高さを低減することができ、それによって、閉塞部材３の圧力逃し本体２５からの突出高さを低減し、電池の全体高さを減少させるとともに、電池セル４００の取り付け又は使用中に閉塞部材３が他の部材と衝突する可能性を減少させることができる。

具体的には、取り付け部材２６は、様々な方法によって第３の凹溝２５１内に固定されてもよい。例えば、密嵌、接着、ファスナーによる取り付け又は溶接などであってもよい。図５に示すように、収容部２３は取り付け部材２６の内側壁に形成され、カバー３２はシール部材３１の少なくとも一部を覆うための胴部３２１を更に含み、且つ胴部３２１は、取り付け部材２６が第１の貫通穴２１を囲んで形成する開口２６３に位置し、開口２６３は収容部２３に連通し、位置規制部３２２は胴部３２１の外側壁に接続され且つ第１の貫通穴２１の径方向に沿って延びる。

当該実施例は、カバー３２を開口２６３内に配置することにより、閉塞部材３の圧力逃し本体２５からの突出高さを低減させることに有利であり、電池セル４００の取り付け又は使用中に閉塞部材３が他の部材と衝突する可能性を減少させるだけではなく、電池セル４００を電池２００に適用する場合、エンドカバーアセンブリ１０の上方に他の部材、例えば電池セル４００の信号を取得するための検知回路を取り付けることを容易にする。

具体的には、図１０Ａと１０Ｂに示すように、取り付け部材２６は取り付けリング２６１と位置規制台２６２とを含み、位置規制台２６２は取り付けリング２６１の内壁に接続され、位置規制台２６２は、高さ方向において収容部２３を形成するために空間を残すために、取り付けリング２６１における第１の貫通穴２１から離れた一方端に設置することができる。位置規制台２６２と取り付けリング２６１における第１の貫通穴２１から離れた表面とを面一にし、収容部２３の高さをできる限り増加させ、相応して位置規制部３２２の厚さを増加させることができ位置規制部３２２と収容部２３との係合強度を向上させる。そのうち、取り付け部材２６において複数の位置規制台２６２によって囲まれて形成される内部領域に開口２６３が形成され、胴部３２１は開口２６３内に位置し、開口２６３は収容部２３に連通する。

取り付け部材２６が第３の凹溝２５１内に設置され、位置規制台２６２の底壁、取り付けリング２６１の側壁及び第３の凹溝２５１の底壁に囲まれて収容部２３が形成されるため、位置規制台２６２の底壁を第１の位置規制壁２３Ａとし、第３の凹溝２５１の底壁を第２の位置規制壁１２Ｂとし、取り付けリング２６１の側壁を側壁１２Ｃとする。

そのうち、位置規制台２６２は、取り付けリング２６１の内側壁から径方向に沿って内向きに延びることができ、且つ位置規制台２６２は周方向に沿って延びる。例えば、取り付けリング２６１には周方向に沿って間隔をおいて複数の位置規制台２６２が設置され、複数の位置規制台２６２は均一に分布することができ、隣接する位置規制台２６２の間に案内部２７が形成され、案内部２７は収容部２３に連通する。いくつかの実施例において、図１０Ｂに示すように、位置規制台２６２、第１の位置規制壁２３Ａ及び第２の位置規制壁２３Ｂの少なくとも１つに、位置規制台２６２が収容部２３に進入するように案内するように配置される傾斜面３２２１が設置されている。このような構造は、傾斜面３２２１を設置することにより、位置規制台２６２を指定された高さまでに調整するように補正することなく、位置規制台２６２をスムーズに収容部２３に進入させることができ、組み立て効率を向上させることができ、位置規制台２６２が収容部２３の入り口と衝突することを防止することもでき、閉塞部材３の耐用寿命を延長するとともに、金属屑の生成を減少させる。傾斜面３２２１は平面又は弧面などであってもよい。

具体的には、図１０Ｂに示すように、位置規制台２６２に位置規制台２６２が収容部２３に進入するように案内するように配置される傾斜面３２２１が設置されている。傾斜面３２２１を位置規制台２６２に設置することで加工が容易である。

図５に示すように、カバー３２における電池セル４００の内部に向かう面に第４の凹溝３２３が設置されており、シール部材３１のスラスト部３１１は第４の凹溝３２３内に位置する。

図５に示すように、カバー３２を回転する場合、位置規制台２６２と収容部２３との衝突を減少させるために、位置規制台２６２の高さを低くしてよりスムーズに収容部２３に進入するようにカバー３２に下向きの付勢力を加えることができるが、付勢力が大き過ぎるとシール部材３１を押し潰す。第４の凹溝３２３によって、下向きの力が大き過ぎる時にカバー３２の底面は圧力逃し本体２５に当接し、シール部材３１の最大圧縮量は第４の凹溝３２３の高さであり、加えた付勢力が大き過ぎ、シール部材３１の圧縮量がその自体の能力を超え、シール部材３１を押し潰して密封効果に影響を与えることが回避される。

図５に示すように、取り付け部材２６の頂面は圧力逃し本体２５の頂面を超えず、例えば両者は面一となる。また、カバー３２の頂面が取り付け部材２６の頂面を超えないように、シール部材３１の少なくとも一部を第４の凹溝３２３内に設置し、それにより、閉塞部材３は、圧力逃し本体２５及びエンドカバー本体１の頂面よりも高いことはない。

このような構造は、電池セル４００の全体高さを低減させ、エネルギー密度を向上させ、電池セル４００の取り付け又は使用中に閉塞部材３が他の部材と衝突する可能性を減少させることができる。

位置規制台２６２が回転することにより収容部２３に進入することを容易にするために、収容部２３の高さは位置規制台２６２よりも大きい。位置規制台２６２が収容部２３に進入した後、シール部材３１の弾性作用によって、位置規制台２６２の頂面は、第１の位置規制壁２３Ａに接触するが、位置規制台２６２の底面と第２の位置規制壁２３Ｂとの間に隙間を有する。従って、カバー３２の頂面が取り付け部材２６の頂面を超えないように、カバー３２の高さは取り付け部材２６の高さよりも小さい。このような構造により、カバー３２をスムーズに回転させることができるだけではなく、電池の全体高さを減少させるとともにシール部材３１の取り付けに空間を残しておくことができる。

以下、各実施例の具体的な構造を詳しく説明する。

図２～図１２は、本出願の第１の実施例のエンドカバーアセンブリ１０の構造概略図である。図２に示すように、圧力逃がし部材２はエンドカバー本体１に一体に設置され、且つ２つの端子５の間に位置する。圧力逃がし部材２は単一の防爆弁２２を含み、防爆弁２２の中心位置に電解液を注入するための第１の貫通穴２１が設置されており、第１の貫通穴２１は取り外し可能な閉塞部材３によって閉塞される。圧力逃がし部材２に脆弱領域２２４が設置されており、脆弱領域２２４は厚さ減少部を含み、厚さ減少部は、第１の貫通穴２１の外を囲み且つ同軸に設置される切れ込みを含み、切れ込みは圧力逃がし部材２における電池セル４００の内部から離れた表面内に設置される。例えば、切れ込みはプレス加工によって形成することができる。

圧力逃がし部材２について、厚さ減少部を設置することに有利であるとともに、閉塞部材３との接続強度を確保することができるために、図４に示すように、防爆弁２２は第１部２２１と第２部２２２とを含む。第１部２２１は環状構造であり、脆弱領域２２４は第１部２２１に設置され、第２部２２２は防爆弁２２の径方向に沿って第１部２２１内に設置され、第２部２２２の厚さは第１部２２１の厚さよりも大きい。第１の貫通穴２１は防爆弁２２の中心位置に位置し、相応して第２部２２２も防爆弁２２の中心位置に位置し、第１の貫通穴２１は第２部２２２に設置される。防爆弁２２は渡り部２２３を更に含んでもよく、渡り部２２３は環状構造であり、防爆弁２２の径方向に沿って第１部２２１と第２部２２２との間に接続される。

図３に示すように、閉塞部材３はシール部材３１とカバー３２とを含み、シール部材３１は第１の貫通穴２１を密封するように配置され、カバー３２はシール部材３１を覆い、カバー３２は回転することにより取り外しを実現するように配置される。カバー３２の着脱中に、圧力逃がし部材２に外力を加えることは避けられなく、例えば、圧力逃がし部材２に対して下向きの圧力、上向きの引っ張り力又は周方向の回転付勢力などを加え、このように、圧力逃がし部材２に加えた外力によって脆弱領域２２４の破壊を引き起こす可能性がある。

当該問題を解決するために、図３に示すように、エンドカバーアセンブリ１０はインシュレータ４を更に含み、インシュレータ４はエンドカバー本体１における電池セル４００の内部に近い一方側に設置され、且つ圧力逃がし部材２に当接することにより、圧力逃がし部材２を支持する。具体的には、インシュレータ４におけるエンドカバー本体１に向かう面に第１の凹溝４１が設置されており、第２部２２２は第１の凹溝４１内に延伸することにより、エンドカバーアセンブリ１０の厚さを減少させ、且つ第２部２２２は第１の凹溝４１の底面に当接する。第１の凹溝４１の底面に複数の第２の貫通穴４３が設置され、電池セル４００の内部ガスが脆弱領域２２４に到達する通路を形成し、それによって、電池セル４００の内部圧力が閾値を超えた時に防爆弁２２によって内部圧力又は温度をスムーズに逃すことができ、電池セル４００の稼働の安全性を向上させる。

更に、図７と図８に示すように、圧力逃がし部材２とインシュレータ４との間に係合構造が設置されており、係合構造は、圧力逃がし部材２がエンドカバー本体１に対して圧力逃がし部材２の周方向に沿って捩じり変形することを規制するように配置される。具体的には、係合構造は相互に嵌合する第１の凸部２２５と凹部４２とを含み、例えば、中間嵌め又は密嵌を採用する。第１の凸部２２５は圧力逃がし部材２におけるインシュレータ４に向かう面に設置され、凹部４２は第１の凹溝４１の底面に設置される。

図３～５に示すように、圧力逃がし部材２に収容部２３が更に設置されており、収容部２３は圧力逃がし部材２に設置され且つ第１の貫通穴２１の周方向に沿って設置され、カバー３２は位置規制部３２２を含む。位置規制部３２２と収容部２３とは係合構造が形成され、カバー３２が第１の位置に回転した場合、位置規制部３２２は、カバー３２と圧力逃がし部材２の分離を規制するように収容部２３内に位置し、カバー３２が第２の位置に回転した場合、位置規制部３２２と収容部２３は、カバー３２と圧力逃がし部材２の分離を実現するように第１の貫通穴２１の周方向に位置ずれする。

収容部２３は圧力逃がし部材２におけるケース４０から離れた一方側に位置し且つ第１の貫通穴２１の周方向に沿って設置され、収容部２３は第１の貫通穴２１の周方向の一部に沿って延びる空洞部であってもよい。図５に示すように、収容部２３は、第１の位置規制壁２３Ａ、第１の位置規制壁２３Ａに対向して設置される第２の位置規制壁２３Ｂ、及び第１の位置規制壁２３Ａと第２の位置規制壁２３Ｂを接続するための側壁２３Ｃを含む。

図３～図５に示すように、圧力逃がし部材２は圧力逃し本体２５と取り付け部材２６とを含み、取り付け部材２６は、圧力逃し本体２５の表面に設置され、且つ第１の貫通穴２１の周りに設置される。図６に示すように、圧力逃し本体２５の表面に第３の凹溝２５１が設置されており、取り付け部材２６は第３の凹溝２５１内に固定され、第１の貫通穴２１は第３の凹溝２５１の底壁に設置される。収容部２３は取り付け部材２６の内側壁に形成される。

図１１に示すように、カバー３２は、胴部３２１と、胴部３２１の外側壁に接続される位置規制部３２２とを含み、胴部３２１はシール部材３１を覆うように配置され、位置規制部３２２は、胴部３２１の外側壁に接続され且つ第１の貫通穴２１の径方向に沿って延びる。位置規制部３２２と収容部２３は嵌合する。

第１の実施例のエンドカバーアセンブリ１０の組み立てプロセスは次の通りである。先ず、取り付け部材２６を第３の凹溝２５１内に配置し、溶接を行い、次に、第１の貫通穴２１から電解液を注入し、注液を終了した後にシール部材３１を取り付け、その後、カバー３２を圧力逃がし部材２に配置し、カバー３２はシール部材３１の少なくとも一部を覆い、そのうち、カバー３２は、位置規制部３２２と収容部２３が周方向に位置ずれする第２の位置に配置され、最後に、専用の工具を用いて十字凹溝状の挟持部３２１１を係止し、下向きに付勢力を加えることによって位置規制部３２２と第１の位置規制壁２３Ａとの間に隙間を有し、９０°を回転してカバー３２を第２の位置から第１の位置に到達させ、位置規制部３２２は収容部２３内に進入することにより、カバー３２と圧力逃がし部材２の分離を規制する。特定の位置に回転した後、カバー３２を解放し、シール部材３１の弾性力によってカバー３２を第１の位置規制壁２３Ａに当接させる。

当該電池セル４００に二次注液を行う必要がある場合、専用の工具を用いて十字凹溝状の挟持部３２１１を係止し、カバー３２を逆回転して第１の位置を第２の位置に到達させ、カバー３２を取り外し、シール部材３１を取り外し、電解液を注入した後、組み立てプロセスを繰り返せば、電池セル４００のメンテナンスを完成することができる。

図１３～図１６Ｂは、本出願の第２の実施例のエンドカバーアセンブリ１０の構造概略図である。第１の実施例との異なる点について、図１４に示すように、エンドカバー本体１に第３の貫通穴１２が設置されており、圧力逃がし部材２は第３の貫通穴１２内に固定される。例えば、圧力逃がし部材２は溶接によって第３の貫通穴１２内に固定することができ、圧力逃がし部材２はプレス加工によって形成することができる。圧力逃がし部材２とエンドカバー本体１との接続強度を向上させるために、第３の貫通穴１２の外周に環状ボス１３を設置することができ、第３の貫通穴１２の高さを増加させる。

図１４に示すように、圧力逃がし部材２の外縁はエンドカバー本体１に接続され、カバー３２にねじ込み力を加えて着脱を行う場合、接続箇所に外力を加え、且つ電池セル４００の長期使用後に圧力逃がし部材２とエンドカバー本体１との接続箇所の強度は低下する。このために、圧力逃がし部材２の外側面に周方向に沿って間隔をおいて複数の位置決め穴２２６が設置されており、位置決め穴２２６は、閉塞部材３によって第１の貫通穴２１を閉塞する時に圧力逃がし部材２の位置決めを補助するように配置される。エンドカバーアセンブリ１０の組み立て又は二次注液中に、冶具を位置決め穴２２６に挿入することにより圧力逃がし部材２に挟持力を提供することができ、圧力逃がし部材２がその自体の厚さ方向又は周方向に沿って受けた外力を減少させることができ、アクチュエータ機構又は脆弱構造箇所において圧力逃がし部材２が力を受けることを防止し、圧力逃がし部材２の構造安定性を向上させる。

図１５に示すように、第３の貫通穴１２の穴壁にストッパ１２１が設置されており、ストッパ１２１はエンドカバー本体１における電池セル４００の内部に近い一方側に設置され、圧力逃がし部材２は、エンドカバー本体１に接続するようにストッパ１２１に当接する。電池セル４００の内部気圧は内から外に作用するため、当該実施例は、圧力逃がし部材２を内部からストッパ１２１に当接させ、ストッパ１２１によって主に気圧作用を受けることができ、それによって、圧力逃がし部材２とエンドカバー本体１との接続箇所が受けた力を減少させ、電池セル４００の長期使用後に、圧力逃がし部材２とエンドカバー本体１との接続位置におけるクリープの発生による密封不良の可能性を減少させ、電池セル４００の耐用寿命を延長する。

図１５に示すように、エンドカバーアセンブリ１０は保護シート６を更に含み、保護シート６は圧力逃がし部材２８における電池セル４００の内部から表面に貼設され、外部の不純物又は水分が閉塞部材３を介して電池セル４００内に侵入することを防止することができ、エンドカバーアセンブリ１０のシール性を向上させることができる。

図１７は第２の実施例の変形例であり、第２の実施例との異なる点は次の通りである。ストッパ１２１はエンドカバー本体１における電池セル４００の内部から離れた一方側に設置され、圧力逃がし部材２は、エンドカバー本体１に接続するようにストッパ１２１に当接する。第２部２２２と第１の凹溝４１の底面との間に予め設定された距離を有する。当該実施例は、圧力逃がし部材２をエンドカバーアセンブリ１０における外に近い位置に設置することができ、電池セル４００のエネルギー密度を向上させることができる。

図１８～図２０は、本出願の第３の実施例のエンドカバーアセンブリ１０の構造概略図である。第１の実施例及び第２の実施例との異なる点は次の通りである。図１８に示すように、圧力逃がし部材２は複数の防爆弁２２を含み、複数の防爆弁２２は第１の貫通穴２１の外周の周りに間隔をおいて配置される。圧力逃がし部材２は複数の防爆弁２２の外縁によって囲まれた部分として定義される。例えば、複数の防爆弁２２は間隔をおいて均一に分布し、圧力逃がし部材２の周方向の各箇所が受けた力を平衡させる。防爆弁２２の数は、２つ、３つ、４つ又はそれ以上であってもよく、防爆弁２２は円弧溝であってもよい。

第１の貫通穴２１と防爆弁２２は個別に設置され、第１の貫通穴２１の防爆弁２２に接続される部分の厚さをエンドカバー本体１の厚さと一致させることができ、接続部分の構造強度を確保することができ、且つ防爆弁２２の脆弱領域２２４は注液機構から独立しており、エンドカバーアセンブリ１０の組み立て又は二次注液中に、防爆弁２２が脆弱領域２２４において変形又は損傷しないように、閉塞部材３を着脱する外力を防爆弁２２に直接作用することを防止することができる。

いくつかの実施例において、図１８と図１９に示すように、圧力逃がし部材２に複数の第２の凹溝２４が設置されており、圧力逃がし部材２の厚さ方向における第２の凹溝２４以外の部分は、防爆弁２２を形成し、第２の凹溝２４は、圧力逃がし部材２における電池セル４００の内部から離れた表面に設置することができる。図２０に示すように、防爆弁２２は脆弱領域２２４を有し、脆弱領域２２４は厚さ減少部を含み、例えば、厚さ減少部は、第２の凹溝２４の底面に設置され且つ防爆弁２２の周方向の少なくとも一部に沿って延びる切れ込みを含むか、或いは圧力逃がし部材２の内側面における第２の凹溝２４に対応する領域に切れ込みを設置する。

上述した実施例におけるエンドカバーアセンブリ１０に対する改良に基づいて、本出願の別の様態は電池セル４００に用いられるケースアセンブリ４１０を更に提供する。いくつかの実施例において、図２１に示すように、ケースアセンブリ４１０はケース４０、圧力逃がし部材２及び閉塞部材３を含む。そのうち、圧力逃がし部材２はケース４０の側壁に接続され、圧力逃がし部材２に電解液を注入するための第１の貫通穴２１が設置されており、圧力逃がし部材２は、電池セル４００の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、電池セル４００の内部圧力を逃すように配置される。閉塞部材３はケース４０に取り外し可能に設置され、閉塞部材３は第１の貫通穴２１を閉塞するように配置される。

当該実施例において、第１の貫通穴２１は、第１の貫通穴２１の設置位置をより柔軟にするように、ケース４０の任意の壁面に設置することができる。図１－Ｄに示すように、リチウム電池の体積が比較的に小さく、且つエンドカバー本体１に端子５が設置されており、又は別の幾つかの構造にエンドカバーの温度収集構造が設置されるため、エンドカバー本体１に残された面積が比較的に小さく、第１の貫通穴２１をケース４０のうちの１つの面に設置すると、圧力逃がし部材２の面積の増加が許容され、電池セル４００の内部気圧が同じである場合に圧力逃がし部材２が受けた圧力が大きくなるため、電池セル４００の熱暴走時に、電池セル４００内のガスを速やかに排出し、電池セル４００の使用安全性を向上させることができる。また、閉塞部材３と圧力逃がし部材２との間に取り外し可能な接続構造を設置することが容易であり、閉塞部材３と圧力逃がし部材２との接続構造の強度を向上させることもでき、振動する稼働環境では電解液を閉塞する信頼性を向上させ、また、閉塞部材３を着脱する時に比較的に大きい操作空間を有する。

図２１に示すように、第１の貫通穴２１は、ケース４０におけるエンドカバー本体１に隣接する壁面に設置され、電池セル４００をエンドカバー本体１が上に向いた状態で安定して配置することができる。例えば、第１の貫通穴２１はケース４０における最大側面に隣接する壁面に設置され、このようにして、複数の電池セル４００は水平配置又は縦配置によって電池モジュール３００を形成する場合、隣接する電池セル４００の最大側面の接触を依然として維持することができ、電池モジュール３００の構造をより安定させ、体積を減少させることもできる。図２１における圧力逃がし部材２と閉塞部材３は、エンドカバーアセンブリ１０に関する部分において記載された任意の実施例を選択することができる。

当該実施例のケースアセンブリ４１０は、閉塞部材３の繰り返し着脱を柔軟且つ容易に実現することができ、電解液不足又は電解液の性能低下時に閉塞部材３を容易に取り外して二次注液を行い、電池セル４００内のガスを排出し、二次注液を終了した後に注液する第１の貫通穴２１を確実に閉塞することもでき、二次注液後の電池セル４００の稼働の信頼性を確保することができ、電池の外観が注液前と同じであるように維持することもできる。

また、電解液を注入するための第１の貫通穴２１を圧力逃がし部材２に設置することは、閉塞部材３と圧力逃がし部材２を一体に設置することに相当し、エンドカバー本体１における閉塞部材３と圧力逃がし部材２の占有面積を減少させるだけではなく、電池モジュール３００を形成する時に使用される冶具及びワイヤハーネス仕切板に設置される逃げ穴又は溝の数を減少させることもでき、それによって、電池モジュール３００におけるワイヤハーネス仕切板と組み立て冶具の構造の複雑度を低減させる。

なお、本出願のエンドカバーアセンブリ１０は、閉塞部材３と圧力逃がし部材２を一体に設置するため、エンドカバー本体１における閉塞部材３と圧力逃がし部材２の占有空間を減少させることができ、従って、エンドカバー本体１の面積が一定である場合、圧力逃がし部材２の面積の増加に有利であり、電池セル４００の内部気圧が同じである場合に圧力逃がし部材２が受けた圧力が大きくなるため、電池セル４００の熱暴走時に、電池セル４００内のガスを速やかに排出することができ、ガス生成量よりもガス排出量が少ないことによる電池セル４００の爆発の問題を回避し、電池セル４００の使用安全性を向上させる。

なお、本出願のエンドカバーアセンブリ１０は、圧力逃がし部材２全体を取り外して注液穴とするのではなく、第１の貫通穴２１を圧力逃がし部材２に設置することにより、第１の貫通穴２１の径方向のサイズが圧力逃がし部材２よりも小さく、圧力逃がし部材２の面積を増加した上で、閉塞部材３の体積を減少させることができ、それにより、電池セル４００のエネルギー密度を向上させる。

ケース４０の他の面に圧力逃がし部材２と閉塞部材３を設置する実施例は、エンドカバー本体１に圧力逃がし部材２と閉塞部材３を設置する上述した各実施例を参照することができ、ここではその説明を省略する。

図１－Ｄに示すように、本出願の別の様態は電池セル４００を更に提供する。いくつかの実施例において、電池セル４００は、電極アセンブリ３０と、電極アセンブリ３０を収容するためのケーシング４１０’とを含み、ケーシング４１０’はケース４０と上述した実施例のエンドカバーアセンブリ１０とを含み、ケース４０は端部開口を有し、エンドカバーアセンブリ１０はケース４０の端部開口を覆う。

或いは、図２１に示すように、電池セル４００は、電極アセンブリ３０と、電極アセンブリ３０を収容するためのケーシング４１０’とを含み、ケーシング４１０’はエンドカバー本体１と上述した実施例のケースアセンブリ４１０とを含み、ケース４０は端部開口を有し、エンドカバー本体１はケース４０の端部開口を覆う。

図２２に示すように、本出願の別の様態は電池セル４００の注液方法を提供する。この注液方法は、
電池セル４００の圧力逃がし部材２における第１の貫通穴２１を介して電解液を注入するステップＳ１０１であって、そのうち、圧力逃がし部材２はケーシング４１０’の側壁に設置され、且つ圧力逃がし部材２は、電池セル４００の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、電池セル４００の内部圧力を逃すように配置されるステップＳ１０１と、
閉塞部材３を圧力逃がし部材２に取り付けることにより第１の貫通穴２１を閉塞するステップＳ１０２と、を含む。

そのうち、ステップＳ１０２はＳ１０１の後に実行される。レーザー溶接によって注液穴を閉塞する従来の方法に比べると、本出願は、溶接の工程を回避するだけではなく、溶接による後続のスラグ洗浄及びこの洗浄残留液の乾燥などの複数の工程も回避する。従って、本出願は電池セルの生産効率を向上させることができる。本出願は、閉塞部材３を圧力逃がし部材２に取り付けることにより第１の貫通穴２１を閉塞し、閉塞部材３と圧力逃がし部材２を一体に設置することにより、占有空間を省くことができ、二次注液プロセスにおける操作をより容易にすることができる。

いくつかの実施例において、閉塞部材３はシール部材３１とカバー３２とを含み、シール部材３１は第１の貫通穴２１を密封するように配置され、カバー３２はシール部材３１の少なくとも一部を覆うように配置され、閉塞部材３を圧力逃がし部材２に取り付けることにより第１の貫通穴２１を閉塞するステップＳ１０２は、
カバー３２を圧力逃がし部材２に配置するステップＳ１０２Ａであって、カバー３２はシール部材３１の少なくとも一部を覆い、そのうち、カバー３２は第２の位置に配置され、カバー３２の位置規制部３２２とケーシング４１０’におけるケーシング４１０’内から離れた一方側の収容部２３は第１の貫通穴２１の周方向に沿って位置ずれするステップＳ１０２Ａと、
位置規制部３２２が収容部２３内に進入し、カバー３２と圧力逃がし部材２の分離を規制するように、回転カバー３２を第２の位置から第１の位置に回転するステップＳ１０２Ｂと、を含む。

そのうち、ステップＳ１０２ＢはＳ１０２Ａの後に実行され、これらの２つのステップは図示されていない。当該実施例は、カバー３２の回転によって位置規制部３２２と収容部２３との嵌合を実現し、簡単で速やかであり、電池セル４００の組み立て中に閉塞部材３の組み立て効率を向上させることができ、電池セル４００の生産効率を更に向上させる。

いくつかの実施例において、図２３に示すように、本出願の注液方法は、
位置規制部３２２と収容部２３が第１の貫通穴２１の周方向に沿って位置ずれするように、カバー３２を第１の位置から第２の位置に回転するステップＳ１０３と、
カバー３２と圧力逃がし部材２を分離するステップＳ１０４と、を更に含む。

レーザー溶接によって注液穴を閉塞する従来の方法は電池の二次注液を許容しない。本出願は、ステップＳ１０３とＳ１０４によってカバー３２の取り外しを柔軟且つ容易に実現することができ、電解液不足又は電解液の性能低下時に閉塞部材３を容易に取り外して二次注液を行ったり、電池セル４００内のガスを排出したりする。注液を終了した後に、更にステップＳ１０２ＡとＳ１０２Ｂによってカバー３２を取り付けることにより、第１の貫通穴２１を閉塞する。二次注液によって電池セル４００の耐用寿命を延長する。

当該注液方法は、閉塞部材３の繰り返し着脱を柔軟且つ容易に実現することができ、二次注液を終了した後に第１の貫通穴２１を確実に閉塞することもでき、二次注液後の電池セル４００の稼働の信頼性を確保することができ、電池セル４００の外観が注液前と同じであるように維持することもできる。また、二次注液時にメンテナンス時間を短縮することができ、且つ電池セル４００の性能低下時に速やかに補充することができ、電池セル４００の稼働性能が確保される。

いくつかの実施例において、本出願の注液方法は、第１の貫通穴２１を閉塞する場合、圧力逃がし部材２の外側面に設置される位置決め穴２２６によって、圧力逃がし部材２の位置決めを補助することを更に含む。

当該実施例は、電池セル４００の組み立て又は二次注液中に、冶具を位置決め穴２２６に挿入することにより圧力逃がし部材２に挟持力を提供することができ、圧力逃がし部材２がその自体の厚さ方向又は周方向に沿って受ける力を減少させることができ、アクチュエータ機構又は脆弱構造において圧力逃がし部材２が力を受けることを防止し、圧力逃がし部材２の構造安定性を向上させる。

図２４に示すように、本出願の別の様態は、電池セル４００に用いられる注液装置５００を更に提供する。いくつかの実施例において、注液装置５００は注液機構５０１と封止及び開封機構５０２とを含む。そのうち、注液機構５０１は、電池セル４００の圧力逃がし部材２に設置される第１の貫通穴２１を介して電解液を注入するように配置され、そのうち、圧力逃がし部材２はケーシング４１０’の側壁に設置され、且つ圧力逃がし部材２は、電池セル４００の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、電池セル４００の内部圧力を逃すように配置され、封止及び開封機構５０２は、閉塞部材３を圧力逃がし部材２に取り付けることにより第１の貫通穴２１を閉塞するように配置される。

レーザー溶接によって注液穴を閉塞する従来の方法に比べると、本出願は、溶接の工程を回避するだけではなく、溶接によるスラグ洗浄及び該洗浄残留液の乾燥などの複数の工程も回避する。当該装置は、電池セル４００を簡単で効率的に生産することができ、電池セル４００の組み立て効率を向上させる。

本出願の上述した各保護主旨及び各実施例における特徴の間は相互に参照することができ、構造上に許容される場合、当業者は、異なる実施例における技術的特徴を柔軟に組み合わせることにより、より多くの実施例を形成することもできる。

以上は、本出願により提供される電池セルエンドカバーアセンブリ、電池セル及び電力使用装置を詳しく紹介した。本明細書において、具体的な実施例を用いて本出願の原理及び実施形態を説明したが、以上の実施例の説明は、あくまで本出願の方法及び趣旨の理解を容易にするために用いている。指摘すべきことは、当業者にとって、本出願の要旨を逸脱しない限り、本出願に対して複数の改良又は修飾を行うこともでき、これらの改良及び修飾も本出願の特許請求の保護範囲内に入るものとする。

Claims (32)

1. 電池セル（４００）に用いられるエンドカバーアセンブリ（１０）であって、前記エンドカバーアセンブリ（１０）は、
   エンドカバー本体（１）と、
   前記エンドカバー本体（１）に接続され、電解液を注入するための第１の貫通穴（２１）が設置されており、前記電池セル（４００）の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、前記電池セル（４００）の内部圧力を逃すように配置される圧力逃がし部材（２）と、
   前記圧力逃がし部材（２）に取り外し可能に設置され、前記第１の貫通穴（２１）を閉塞するように配置される閉塞部材（３）と、を含む、エンドカバーアセンブリ（１０）。
2. 前記エンドカバー本体（１）における前記電池セル（４００）の内部に近い一方側に設置され、前記圧力逃がし部材（２）に当接することにより前記圧力逃がし部材（２）を支持するインシュレータ（４）を更に含む、請求項１に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
3. 前記圧力逃がし部材（２）と前記インシュレータ（４）との間に係合構造が設置されており、前記係合構造は、前記圧力逃がし部材（２）が前記エンドカバー本体（１）に対して前記圧力逃がし部材（２）の周方向に沿って捩じり変形することを規制するように配置される、請求項２に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
4. 前記係合構造は、相互に嵌合される第１の凸部（２２５）と凹部（４２）とを含み、前記第１の凸部（２２５）は前記圧力逃がし部材（２）における前記インシュレータ（４）に向かう面に設置され、前記凹部（４２）は前記インシュレータ（４）における前記圧力逃がし部材（２）に向かう面に設置される、請求項３に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
5. 前記係合構造が複数組設置されており、複数組の前記係合構造は前記圧力逃がし部材（２）の軸線に対して周方向に均一に分布する、請求項３又は４に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
6. 前記圧力逃がし部材（２）の外側面に位置決め穴（２２６）が設置されており、前記位置決め穴（２２６）は、前記第１の貫通穴（２１）を閉塞する時に前記圧力逃がし部材（２）の位置決めを補助するように配置される、請求項１～５のいずれか１項に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
7. 前記第１の貫通穴（２１）は前記圧力逃がし部材（２）の中心位置に位置する、請求項１～６のいずれか１項に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
8. 前記圧力逃がし部材（２）は防爆弁（２２）を含み、前記第１の貫通穴（２１）は前記防爆弁（２２）に設置される、請求項１～７のいずれか１項に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
9. 前記防爆弁（２２）は、
   環状構造であって、前記防爆弁（２２）の周方向に沿って延び、且つ前記電池セル（４００）の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、前記電池セル（４００）の内部圧力を逃すように配置される脆弱領域（２２４）を有する第１部（２２１）と、
   前記防爆弁（２２）の径方向に沿って前記第１部（２２１）内に設置され、厚さが前記第１部（２２１）の厚さよりも大きい第２部（２２２）と、を含む、請求項８に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
10. 前記防爆弁（２２）は、前記防爆弁（２２）の径方向に沿って第１部（２２１）と前記第２部（２２２）との間に接続される渡り部（２２３）を更に含む、請求項９に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
11. 前記エンドカバー本体（１）における前記電池セル（４００）の内部に近い側面に設置され、前記電池セル（４００）の内部と前記脆弱領域（２２４）を連通するように配置される第２の貫通穴（４３）が設置されているインシュレータ（４）を更に含む、請求項９又は１０に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
12. 前記インシュレータ（４）における前記エンドカバー本体（１）に向かう面に第１の凹溝（４１）が設置されており、前記第２部（２２２）は前記第１の凹溝（４１）内に延伸する、請求項１１に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
13. 前記圧力逃がし部材（２）は、前記第１の貫通穴（２１）の外周に沿って独立して間隔をおいて配置される複数の防爆弁（２２）を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
14. 前記圧力逃がし部材（２）に複数の第２の凹溝（２４）が設置されており、前記第２の凹溝（２４）は前記防爆弁（２２）を形成し、前記防爆弁（２２）は脆弱領域（２２４）を有し、前記脆弱領域（２２４）は、前記電池セル（４００）の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより前記電池セル（４００）の内部圧力を逃すように配置される、請求項１３に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
15. 前記圧力逃がし部材（２）は前記エンドカバー本体（１）に一体的に設置される、請求項１～１４のいずれか１項に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
16. 前記エンドカバー本体（１）に第３の貫通穴（１２）が設置されており、前記圧力逃がし部材（２）は前記第３の貫通穴（１２）内に固定される、請求項１～１４のいずれか１項に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
17. 前記第３の貫通穴（１２）の穴壁にストッパ（１２１）が設置されており、前記ストッパ（１２１）は前記エンドカバー本体（１）における前記電池セル（４００）の内部に近い一方側に設置され、前記圧力逃がし部材（２）は前記ストッパ（１２１）に当接することにより、前記エンドカバー本体（１）に接続される、請求項１６に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
18. 前記圧力逃がし部材（２）における前記電池セル（４００）の内部から離れた表面に貼設される保護シート（６）を更に含む、請求項１～１７のいずれか１項に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
19. 前記閉塞部材（３）は、
    前記第１の貫通穴（２１）を密封するように配置されるシール部材（３１）と、
    前記シール部材（３１）の少なくとも一部を覆い、且つ回転によって取り外しを実現するように配置されるカバー（３２）と、を含む、請求項１～１８のいずれか１項に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
20. 前記圧力逃がし部材（２）に収容部（２３）が更に設置されており、前記収容部（２３）は前記圧力逃がし部材（２）に設置され且つ前記第１の貫通穴（２１）の周方向に沿って設置され、前記カバー（３２）は位置規制部（３２２）を含み、
    そのうち、前記カバー（３２）を第１の位置に回転した場合、前記位置規制部（３２２）は、前記カバー（３２）と前記圧力逃がし部材（２）の分離を規制するように前記収容部（２３）内に位置し、前記カバー（３２）を第２の位置に回転した場合、前記位置規制部（３２２）と前記収容部（２３）は、前記カバー（３２）と前記圧力逃がし部材（２）の分離を実現するように前記第１の貫通穴（２１）の周方向に沿って位置ずれする、請求項１９に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
21. 前記カバー（３２）は、前記シール部材（３１）の少なくとも一部を覆うように配置される胴部（３２１）を更に含み、前記位置規制部（３２２）は前記胴部（３２１）に接続され且つ前記第１の貫通穴（２１）の径方向に沿って延びる、請求項２０に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
22. 前記圧力逃がし部材（２）は前記収容部（２３）に連通する案内部（２７）を更に含み、前記位置規制部（３２２）は、前記案内部（２７）を介して前記収容部（２３）に進入するか又は前記案内部（２７）を介して前記圧力逃がし部材（２）から離れるように配置される、請求項２０又は２１に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
23. 前記圧力逃がし部材（２）は圧力逃し本体（２５）と取り付け部材（２６）とを含み、前記取り付け部材（２６）は、前記圧力逃し本体（２５）の表面に設置され、且つ前記第１の貫通穴（２１）の周りに設置され、前記収容部（２３）は前記取り付け部材（２６）に設置されるか、又は前記収容部（２３）は前記取り付け部材（２６）と前記圧力逃し本体（２５）によって囲まれて形成される、請求項２０～２２のいずれか１項に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）。
24. 電池セル（４００）に用いられるケースアセンブリ（４１０）であって、
    ケース（４０）と、
    前記ケース（４０）の側壁に接続され、電解液を注入するための第１の貫通穴（２１）が設置されており、前記電池セル（４００）の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、前記電池セル（４００）の内部圧力を逃すように配置される圧力逃がし部材（２）と、
    前記ケース（４０）に取り外し可能に設置され、前記第１の貫通穴（２１）を閉塞するように配置される閉塞部材（３）と、を含む、ケースアセンブリ（４１０）。
25. 電極アセンブリ（３０）と、前記電極アセンブリ（３０）を収容するためのケーシング（４１０’）とを含み、前記ケーシング（４１０’）はケース（４０）と請求項１～２３のいずれか１項に記載のエンドカバーアセンブリ（１０）とを含み、前記ケース（４０）は端部開口を有し、前記エンドカバーアセンブリ（１０）は前記ケース（４０）の端部開口を覆うか、或いは、
    電極アセンブリ（３０）と、前記電極アセンブリ（３０）を収容するためのケーシング（４１０’）とを含み、前記ケーシング（４１０’）はエンドカバー本体（１）と請求項２４に記載のケースアセンブリ（４１０）とを含み、前記ケース（４０）は端部開口を有し、前記エンドカバー本体（１）は前記ケース（４０）の端部開口を覆う、電池セル（４００）。
26. 複数の請求項２５に記載の電池セル（４００）を含む、電池（２００）。
27. 請求項２５に記載の電池セル（４００）を含み、前記電池セル（４００）は電力を提供するために用いられる、電力使用装置。
28. 電池セル（４００）の注液方法であって、
    電池セル（４００）の圧力逃がし部材（２）における第１の貫通穴（２１）を介して電解液を注入することであって、前記圧力逃がし部材（２）は前記ケーシング（４１０’）の側壁に設置され、前記圧力逃がし部材（２）は前記電池セル（４００）の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより前記電池セル（４００）の内部圧力を逃すように配置されることと、
    前記閉塞部材（３）を前記圧力逃がし部材（２）に取り付けることにより、前記第１の貫通穴（２１）を閉塞することと、を含む、注液方法。
29. 前記閉塞部材（３）はシール部材（３１）とカバー（３２）とを含み、前記シール部材（３１）は、前記第１の貫通穴（２１）を密封するように配置され、前記カバー（３２）は、前記シール部材（３１）の少なくとも一部を覆うように配置され、前記閉塞部材（３）を前記圧力逃がし部材（２）に取り付けることにより前記第１の貫通穴（２１）を閉塞することは、
    前記カバー（３２）を前記圧力逃がし部材（２）に配置し、前記カバー（３２）は前記シール部材（３１）の少なくとも一部を覆い、そのうち、前記カバー（３２）は第２の位置に配置され、前記カバー（３２）の位置規制部（３２２）と前記ケーシング（４１０’）における前記ケーシング（４１０’）内から離れた一方側の収容部（２３）は前記第１の貫通穴（２１）の周方向に沿って位置ずれすることと、
    前記位置規制部（３２２）が前記収容部（２３）内に進入し、前記カバー（３２）と前記圧力逃がし部材（２）の分離を規制するように、前記カバー（３２）を前記第２の位置から第１の位置に回転することと、を含む、請求項２８に記載の注液方法。
30. 前記位置規制部（３２２）と前記収容部（２３）が前記第１の貫通穴（２１）の周方向に沿って位置ずれするように、前記カバー（３２）を前記第１の位置から前記第２の位置に回転することと、
    前記カバー（３２）と前記圧力逃がし部材（２）を分離することと、を含む、請求項２９に記載の注液方法。
31. 前記第１の貫通穴（２１）を閉塞する時に、前記圧力逃がし部材（２）の外側面に設置される位置決め穴（２２６）によって、前記圧力逃がし部材（２）の位置決めを補助する、請求項２８～３０のいずれか１項に記載の注液方法。
32. 電池セル（４００）に用いられる注液装置（５００）であって、
    電池セル（４００）に設置される圧力逃がし部材（２）の第１の貫通穴（２１）を介して電解液を注入するように配置される注液機構（５０１）であって、前記圧力逃がし部材（２）は前記ケーシング（４１０’）の側壁に設置され、前記圧力逃がし部材（２）は、前記電池セル（４００）の内部圧力が閾値に達した時に動作することにより、前記電池セル（４００）の内部圧力を逃すように配置される注液機構（５０１）と、
    前記閉塞部材（３）を前記圧力逃がし部材（２）に取り付けることにより、前記第１の貫通穴（２１）を閉塞するように配置される封止及び開封機構（５０２）と、を含む、注液装置（５００）。

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