JP2023524121A - 電池、電気デバイス、電池を製造するための方法及びデバイス - Google Patents

Abstract

本願の実施例は、電池、電気デバイス、電池を製造するための方法及びデバイスに関する。当該電池は、隣接する第１電池セル及び第２電池セルであって、当該第１電池セルが、第１電池セルの第１壁上に設置される圧力解放機構を含み、当該圧力解放機構が、当該第１電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達する時に当該内部圧力を解放するよう作動するために用いられる第１電池セル及び第２電池セルと、消火媒体を収容して当該圧力解放機構が作動する時に当該第１壁に当該消火媒体を排出するよう用いられる消火パイプラインと、第１壁に垂直な第１方向に沿って当該第１壁から突出し、当該第１電池セルから当該第２電池セルへの当該消火パイプラインから排出された当該消火媒体の流れを遮断するために用いられる遮断部材と、を含む。本願の実施例の電池、電気デバイス、電池を製造するための方法及びデバイスは、電池の安全性能を向上させることができる。

Description

本願は、エネルギー貯蔵デバイスの分野、特に、電池、電気デバイス、電池を製造するための方法及びデバイスに関する。

省エネルギー及び排出削減は、自動車産業の持続可能な発展の鍵である。この場合、電気自動車は、その省エネルギー及び環境にやさしい利点により、自動車産業の持続可能な発展の重要な構成部分になっている。電気自動車において、電池技術は、その発展に関わる重要な要因である。

電池技術の発展中、電池の性能の向上に加えて、セキュリティ問題も無視できない問題である。電池のセキュリティ問題が保証できない場合、当該電池を使用することができない。したがって、どのように電池の安全性を向上させるかは、電池技術における解決すべき緊急の技術的問題である。

本願は、電池の安全性能を向上させることができる電池、電気デバイス、電池を製造するための方法及びデバイスを提供する。

第１態様では、隣接する第１電池セル及び第２電池セルを含む複数の電池セルであって、前記第１電池セルが圧力解放機構を含み、前記圧力解放機構が前記第１電池セルの第１壁上に設置され、前記圧力解放機構が、前記第１電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達する時に前記内部圧力を解放するように作動するために用いられる複数の電池セルと、消火媒体を収容し、且つ前記圧力解放機構が作動する時に、前記第１壁に前記消火媒体を排出するために用いられる消火パイプラインと、第１方向に沿って前記第１壁から突出し、前記第１方向が前記第１壁に垂直な方向であり、前記第１電池セルから前記第２電池セルへの前記消火パイプラインから排出された前記消火媒体の流れを遮断するために用いられる遮断部材と、を含む、電池が提供される。

本願の実施例の電池は、複数の電池セルを含むことができ、少なくとも一部の電池セルには、電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達する時に当該内部圧力を解放するように作動するための圧力解放機構が設置され、それと同時に、電池セルの外部における圧力解放機構に対応する位置には、消火媒体を収容するための消火パイプラインが設置されてもよく、これによって、消火パイプラインは、圧力解放機構が作動する時に破壊され、破壊された領域から圧力解放機構を介して当該電池セルに消火媒体を排出できるため、温度をタイムリーに下げて冷却することができ、また、任意の隣接する２つの電池セルにおいて、遮断部材が設置されてもよく、当該遮断部材は、隣接する２つの電池セルの圧力解放機構が設置された壁の外面に対して突出するため、熱暴走した電池セルから隣接する電池セルへの消火パイプラインから流出した消火媒体の流れを効果的に防止し、さらに複数の電池セルの間の短絡の可能性を低減し、電池の安全性能を向上させることができる。

幾つかの実施例において、前記遮断部材の一部は、前記第１電池セルの第２壁と前記第２電池セルの第２壁との間に挟まれ、前記第１電池セルの第２壁と前記第２電池セルの第２壁の両方は、前記第１壁に垂直である。

例えば、前記遮断部材は、第１部分及び第２部分を含むことができ、前記第１部分は、前記遮断部材の前記第１方向に沿って前記第１壁から突出する部分であり、前記第２部分は、前記遮断部材の前記第１電池セルの第２壁と前記第２電池セルの第２壁との間に挟まれた部分である。

遮断部材を第１壁の表面に直接固定する場合に比べて、遮断部材の一部を隣接する２つの電池セルの間に挟ませて取り付ける場合、取り付けプロセスがより簡単であり、固定効果がより高い。

幾つかの実施例において、前記遮断部材の前記第１方向に沿った両端は、それぞれ前記第１電池セルの電極アセンブリの対応する端部を超えて延在し、及び／又は、前記遮断部材の前記第１方向に沿った両端は、それぞれ前記第２電池セルの電極アセンブリの対応する端部を超えて延在する。

即ち、第２部分は、断熱効果を奏し、隣接する電池セルへの熱暴走した電池セルの影響を低減するように、２つの電池セルの対向する２つの壁の間に設置されてもよい。

幾つかの実施例において、前記遮断部材は、前記第１電池セルの第２壁及び／又は前記第２電池セルの第２壁にコネクタで付着接続される。

例えば、当該コネクタは、構造用接着剤であってもよい。

幾つかの実施例において、前記電池は、前記第１電池セルの第２壁と前記第２電池セルの第２壁との間に挟まれた隔離部材をさらに含み、前記隔離部材は、前記遮断部材の前記第１方向に沿った側に位置し、且つ前記遮断部材の端部に当接する。

幾つかの実施例において、前記隔離部材の前記第１方向に沿った両端は、それぞれ前記第１電池セルの電極アセンブリの対応する端部を超えて延在し、及び／又は、前記隔離部材の前記第１方向に沿った両端は、それぞれ前記第２電池セルの電極アセンブリの対応する端部を超えて延在する。

当該隔離部材は、隣接する２つの電池セル間の熱を効果的に遮断し、隣接する電池セルへの熱暴走した電池セルの影響を低減することができる。

幾つかの実施例では、前記遮断部材の融点は、前記隔離部材の融点よりも高い。

幾つかの実施例において、前記遮断部材の融点は、５００℃以上である。

圧力解放機構の排出物の温度が高く、したがって、遮断部材が溶融することを防止するために、遮断部材は、融点の高い材料を選択するべきである。

幾つかの実施例において、前記遮断部材の硬度は、前記隔離部材の硬度よりも大きい。

遮断部材は、変形しにくい材料を選択するべきであり、このように、電池セルの圧力解放構造が作動する場合、遮断部材は、粒子が当該電池セルから隣接する電池セルに飛び散ることを防止し、さらに短絡を防止することができる。

幾つかの実施例において、前記複数の電池セルのうちの第１電池セルグループ及び第２電池セルグループは、第２方向に沿って並列に設置され、前記第２方向は、前記第１方向に垂直であり、前記第１電池セルグループには、第３方向に沿って並列に設置された少なくとも２つの前記第１電池セルが含まれ、前記第２電池セルグループには、第３方向に沿って並列に設置された少なくとも２つの前記第２電池セルが含まれ、前記第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向に垂直である。

幾つかの実施例において、前記第１電池セルの第２壁の面積は、前記第１電池セルの第３壁の表面の面積よりも小さく、前記第２電池セルの第２壁の面積は、前記第２電池セルの第３壁の表面の面積よりも小さく、前記第１電池セルの第２壁と前記第２電池セルの第２壁の両方は、前記第２方向に垂直であり、前記第１電池セルの第３壁と前記第２電池セルの第３壁の両方は、前記第３方向に垂直である。

幾つかの実施例において、前記第１電池セルグループと前記第２電池セルグループは、１つの一体型遮断部材に対応する。

幾つかの実施例において、前記第１電池セルの第１電極端子は、前記第１電池セルの第１壁に設置され、前記第１方向に沿って前記第１電池セルの第１壁から突出し、前記第２電池セルの第２電極端子は、前記第２電池セルの第１壁に設置され、前記第１方向に沿って前記第２電池セルの第１壁から突出し、前記第１電極端子と前記第２電極端子は、極性が逆であり、且つ前記第２方向に沿って隣接して設置される。

幾つかの実施例において、前記遮断部材は、前記第１方向に沿って前記第１電極端子及び／又は前記第２電極端子から突出する。

幾つかの実施例において、前記電池は、前記第１電池セルの第１電極端子を接続するために用いられる第１バス部材であって、前記遮断部材は、前記第１方向に沿って第１バス部材から突出し、又は第１バス部材と面一である第１バス部材、及び／又は、前記第２電池セルの第２電極端子を接続するために用いられる第２バス部材であって、前記遮断部材は、前記第１方向に沿って第２バス部材から突出し、又は第２バス部材と面一である第２バス部材をさらに含む。

第２態様では、第１態様又は第１態様の何れか一つの実施例に記載される電池を含む電気デバイスが提供される。

幾つかの実施例において、前記電気デバイスは、車両、船舶又は宇宙機である。

第３態様では、複数の電池セルを提供するステップであって、前記複数の電池セルは、隣接する第１電池セル及び第２電池セルを含み、前記第１電池セルは、圧力解放機構を含み、前記圧力解放機構は、前記第１電池セルの第１壁上に設置され、前記圧力解放機構は、前記第１電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達する時に前記内部圧力を解放するように作動するために用いられるステップと、消火パイプラインを提供するステップであって、前記消火パイプラインは、消火媒体を収容し、且つ前記圧力解放機構が作動する時に、前記第１壁に前記消火媒体を排出するために用いられるステップと、遮断部材を提供するステップであって、前記遮断部材は、第１方向に沿って前記第１壁から突出し、前記第１方向が前記第１壁に垂直な方向であり、前記遮断部材は、前記第１電池セルから前記第２電池セルへの前記消火パイプラインから排出された前記消火媒体の流れを遮断するために用いられるステップと、を含む、電池を製造するための方法が提供される。

第４態様では、上記第３態様の方法を実行するためのモジュールを含む、電池を製造するためのデバイスが提供される。

本願の実施例の車両の概略図である。 本願の実施例の電池の構造概略図である。 本願の実施例の電池モジュールの構造概略図である。 本願の実施例の電池セルの分解図である。 本願の実施例の電池の別の構造概略図である。 本願の実施例の電池のさらなる別の構造概略図である。 本願の実施例の電池の部分拡大図である。 本願の実施例の電池の分解図ある。 本願の実施例の電池に含まれる複数の電池セルの概略図である。 本願の実施例の電池に含まれる複数の電池セルの側面図である。 本願の実施例の遮断部材の概略図である。 本願の実施例の電池に含まれる複数の電池セルの別の概略図である。 本願の実施例の遮断部材の断面図である。 本願の実施例の遮断部材の別の断面図である。 本願の実施例の遮断部材と隔離部材の概略図である。 本願の実施例の遮断部材と隔離部材の断面図である。 本願の実施例の遮断部材と隔離部材の別の断面図である。 本願の実施例の電池を製造するための方法の概略フローチャートである。 本願の実施例の電池を製造するためのデバイスの概略ブロック図である。

本願の実施例の目的、技術的解決策と利点をより明確にするために、以下に本願の実施例の図面を参照して、本願の実施例における技術的解決策を明確かつ全面的に説明し、明らかに、説明される実施例は、本願の実施例の一部であり、全ての実施例ではない。本願の実施例に基づき、当業者が創造的な労力を要せずに得る全ての他の実施例は、本願の保護範囲に属する。

別段の定義がない限り、本願で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本願の技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じである。本願の明細書で使用される用語は、具体的な実施例を説明するためのものだけであり、本願の明細書及び特許請求の範囲、ならびに上記図面の説明における用語「含む」と「有する」及びそれらのいかなる変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図する。本願の明細書と特許請求の範囲又は上記図面における用語「第１」、「第２」などは、異なるオブジェクトを区別するために用いられるが、特定の順序又はプライマリとセカンダリの関係を説明するためのものではない。

本願に言及される「実施例」は、実施例と組み合わせて説明される特定の特徴、構造又は特性が本願の少なくとも１つの実施例に含まれてもよいことを意味する。本明細書の様々な位置に現れる当該フレーズは、必ずしも同じ実施例を指すわけではなく、他の実施例と相互に排他的に独立した実施例又は代替実施例ではない。当業者は、本願で説明される実施例が他の実施例と組み合わせられてもよいことを明示的及び暗黙的に理解できる。

本願の説明では、説明すべきものとして、特に明記及び限定されない限り、用語「取り付ける」、「つながる」、及び「付着接続する」という用語は、広義において、例えば固定接続、取り外し可能な接続、又は一体接続であってもよく、直接接続であってもよいし、中間媒体を介する間接接続であってもよいし、２つの素子の内部の連通であってもよいと理解されてもよい。当業者であれば、本願における上記の用語の具体的な意味を、具体的な状況に応じて理解することができる。

本願では「及び／又は」という用語は、関連付けられたオブジェクトの関連関係を説明するためのものだけであり、３種類の関係が存在できることを示し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在すること、Ａ及びＢが同時に存在すること、Ｂが単独で存在することの３つの状況を示すことができる。また、本明細書では文字「／」は、一般的に前後にある関連オブジェクトが「又は」の関係であることを示す。

本願の実施例において、同じ参照番号は、同じ部材を示し、簡潔にするために、異なる実施例において、同じ部材の詳細な説明は、省略される。添付の図面に示される本願の実施例における様々な部材の厚さ、長さ、幅などのサイズ、及び統合された装置の全体的な厚さ、長さ及び幅などのサイズが例示的に説明するものに過ぎず、本願への制限を構成するものではないことを理解すべきである。

本願における「複数」とは２つ以上（２つを含む）を意味し、同様に、「複数のグループ」とは２グループ以上（２グループを含む）を意味し、「複数枚」とは２枚以上（２枚を含む）を意味する。

本願において、電池セルは、リチウムイオン二次電池、リチウムイオン一次電池、リチウム硫黄電池、ナトリウムリチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池又はマグネシウムイオン電池などを含むことができ、本願の実施例は、これを限定しない。電池セルは、円柱体、扁平体、直方体又はその他の形状などを呈してもよく、本願の実施例は、これも限定しない。電池セルは、一般的に、パッケージング方式に従って、円筒形電池セル、角柱形電池セル及びソフトパック電池セルの３種類に分けられるが、本願の実施例は、これも限定しない。

本願の実施例で言及される電池は、より高い電圧及び容量を提供するために、１つ又は複数の電池セルを含む単一の物理モジュールを指す。例えば、本願で言及される電池は、電池モジュール又は電池パックなどを含むことができる。電池は、一般的に１つ又は複数の電池セルをパッケージングするためのボックスを含む。ボックスは、液体又は他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避することができる。

電池セルは、電極アセンブリと電解液を含み、電極アセンブリは、正極シート、負極シート及びセパレータで構成される。電池セルは、主に正極シートと負極シートの間の金属イオンの移動により動作する。正極シートは、正極集電体と正極活物質層とを含み、正極活物質層は、正極集電体の表面に塗布され、正極活物質層が塗布されていない集電体は、正極活物質層が塗布された集電体から突出して正極タブとして使用される。リチウムイオン電池を例とすると、正極集電体の材料は、アルミニウムであってもよく、正極活物質は、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元系リチウム又はマンガン酸リチウムなどであってもよい。負極シートは、負極集電体と負極活物質層とを含み、負極活物質層は、負極集電体の表面に塗布され、負極活物質層が塗布されていない集電体は、負極活物質層が塗布された集電体から突出して負極タブとして使用される。負極集電体の材料は、銅であってもよく、負極活物質は、炭素又はシリコンなどであってもよい。大電流が流れても溶断しないことを保証するために、正極タブは、複数積層され、負極タブは、複数積層される。セパレータの材質は、ＰＰ又はＰＥなどであってもよい。また、電極アセンブリは、捲回構造であってもよいし、積層構造であってもよく、本願の実施例は、これに限定されない。電池技術の発展に伴い、多方面の設計要素、例えば、エネルギー密度、サイクル寿命、放電容量、充放電倍率などの性能パラメータを同時に考慮する必要があり、さらに電池の安全性も考慮する必要がある。

電池セルにおいて、主な安全上の危険は、充電及び放電プロセスに起因し、同時に適切な周囲温度が設計され、不必要な損失を効果的に回避するために、電池セルに対して、一般的に少なくとも３つの保護対策が講じられる。具体的には、保護対策には、スイッチング素子、適切なセパレータ材料の選択及び圧力解放機構が少なくとも含まれる。スイッチング素子とは、電池セル内の温度又は抵抗が一定の閾値に達すると、電池の充電又は放電を停止させることができる素子を指す。セパレータは、正極シートと負極シートとを隔離するために使用され、温度が一定の値に上昇する時に、それに付着したマイクロスケール（さらにはナノスケール）の微細孔を自動的に溶解することができ、それによって金属イオンがセパレータ上で通過できなくなり、電池セルの内部反応を終止する。

圧力解放機構とは、電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値に達すると内部圧力又は温度を解放するように作動する素子又は部材を指す。当該閾値の設計は、様々な設計ニーズによって異なる。前記閾値は、電池セルの正極シート、負極シート、電解液及びセパレータのうちの１種又は複数種の材料に依存する可能性がある。圧力解放機構は、防爆弁、空気弁、圧力解放弁又は安全弁などの形態を採用することができ、具体的には圧力又は温度に敏感な素子又は構造を採用することができ、即ち、電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値に達すると、圧力解放機構は作動し、又は圧力解放機構に設置された弱い構造が破壊され、それによって内部圧力又は温度を解放するための開口部又はチャネルが形成される。

本願で言及される「作動」とは、電池セルの内部圧力及び温度が解放されるように、圧力解放機構が動作し又は一定の状態にアクティブ化されることを指す。圧力解放機構によって生じる動作は、圧力解放機構の少なくとも一部の破裂、破砕、破裂又は開放などを含むが、これらに限定されない。圧力解放機構が作動する場合、電池セルの内部の高温高圧物質が排出物として作動位置から外部に排出される。このようにして、圧力又は温度を制御できる場合で電池セルに圧力を解放させることができるため、潜在的且つより深刻な事故の発生が回避される。

本願で言及される電池セルの排出物は、電解質、溶解又は分裂された正極シート及び負極シート、セパレータの破片、反応によって生成された高温高圧ガス、炎などを含むが、これらに限定されない。

電池セルの圧力解放機構は、電池の安全性に重要な影響を与える。例えば、短絡、過充電等の現像が発生する場合、電池セル内で熱暴走が発生し、圧力又は温度が急激に上昇する可能性がある。この場合、圧力解放機構の作動により、内部の圧力及び温度を外部に解放させて、電池セルの爆発及び発火を防止することができる。

現在の圧力解放機構の設計スキームでは、主に、電池セル内の高圧及び高熱を解放し、即ち、前記排出物を電池セルの外部に排出することに注目する。高温高圧の排出物は、電池セルに圧力解放機構を設置する方向に排出されるが、より具体的には、圧力解放機構が作動する領域の方向に排出されてもよく、このような排出物の威力と破壊力は、非常に大きい可能性があり、さらにはこの方向の１つ又は複数の構造物を突き破ることに十分であり、安全上の問題を引き起こす可能性がある。また、電池セル内で熱暴走が発生した後、電池セル内の高圧及び高熱が発生し続ける可能性があるため、セキュリティリスクが継続する。

上記の問題について、電池のボックス内に消火システムを設置することができ、消火システムの消火パイプラインは、電池セルの圧力解放機構が設置された壁の上に設置される。圧力解放機構が作動する場合、消火パイプラインから消火媒体が排出されるため、圧力解放機構から排出された排出物の温度を下げ、排出物の危険性を低減することができ、消火媒体は、さらに作動後の圧力解放機構を介して電池セルの内部に流れ込み、それによって電池セルの温度をさらに下げ、電池の安全性を向上させることもできる。例えば、消火パイプライン内の消火媒体を排出させるために、圧力解放機構が作動すると電池セルから排出された排出物により、当該消火パイプラインを破壊することができる。

本願の実施例における消火パイプラインは、消火媒体を収容するために使用され、ここでの消火媒体は、流体であってもよく、当該流体は、液体又は気体であってもよい。圧力解放機構が当該消火パイプラインを破壊しない場合、当該消火パイプライン内には、いかなる物質が収容されなくてもよいが、圧力解放機構が作動する場合、消火パイプラインには、消火媒体が収容され、例えば、消火媒体は、消火パイプラインに入るようにスイッチング弁によって制御されてもよい。又は、圧力解放機構が破壊されない場合、当該消火パイプライン内には、消火媒体が常に収容されてもよく、当該消火媒体は、電池セルの温度を調整するために使用されてもよい。温度調整とは、複数の電池セルを加熱又は冷却することを指す。電池セルを冷却し、又は電池セルの温度を下げる場合、当該消火パイプラインは、複数の電池セルの温度を下げるために冷却流体を収容するために使用され、この場合、消火パイプラインは、冷却部材、冷却システム又は冷却パイプなどと呼ばれてもよく、それに収容された消火媒体は、冷却媒体又は冷却流体と呼ばれてもよく、より具体的には、冷却液又は冷却ガスと呼ばれてもよい。選択可能に、前記消火媒体は、より高い温度調整効果を達成するために、循環的に流れることができる。選択可能に、消火媒体は、水、水とエチレングリコールの混合液、又は空気などであってもよい。

本願の実施例における電池のボックスは、複数の電池セル、バス部材及び電池の他の部材を収容するために用いられる。幾つかの実施例では、ボックスには、電池セルを固定するための構造物も設置されてもよい。ボックスの形状は、収容された複数の電池セルに応じて決定されてもよい。幾つかの実施例において、ボックスは、６つの壁がある正方形であってもよい。

バス部材は、より高い電圧出力を形成するために、複数の電池セル間の電気的接続、例えば並列接続又は直列接続又は直並列接続を実現するために用いられる。バス部材は、電池セルの電極端子を接続することにより、電池セル間の電気的接続を実現することができる。幾つかの実施例において、バス部材は、溶接によって電池セルの電極端子に固定されてもよい。バス部材によって形成された電気的接続は、「高電圧接続」と呼ばれてもよい。

バス部材に加えて、電池セル内には、電池セルの状態をセンシングするためのセンシングデバイスも設置されてもよい。本願の実施例において、電池内の電気的接続は、バス部材によって形成された電気的接続及び／又はセンシングデバイス内の電気的接続を含むことができる。

電池のボックスには、ボックスの内部及び外部の圧力のバランスをとるための圧力バランス機構も設置されてもよい。例えば、ボックス内の圧力がボックス外の圧力よりも高い場合、ボックス内のガスは、圧力バランス機構を介してボックスの外部に流れることができ、ボックス内の圧力がボックス外の圧力よりも低い場合、ボックス外のガスは、圧力バランス機構を介してボックス内に流れることができる。

上記の電池のボックス内の各部材は、本願の実施例を限定するものとして理解されるべきではなく、つまり、本願の実施例の電池のためのボックスは、上記の部材を含んでもよく、上記の部材を含んでいなくても良いとが理解されるべきである。

本願の実施例に記載される技術的解決策は、電池を使用する様々な装置、例えば、携帯電話、ポータブルデバイス、ノートパソコン、バッテリーカー、電気おもちゃ、電気ツール、電気自動車、船舶及び宇宙機などに適用し、例えば、宇宙機は、航空機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙船などを含む。

本願の実施例に記載される技術的解決策は、上記のデバイスに適用できるだけでなく、電池を使用する全てのデバイスに適用できることを理解すべきであり、しかし、説明を簡潔にするために、下記の実施例は、いずれも電気自動車を例として説明する。

例えば、図１に示すように、それは本願の１つの実施例の車両１の構造概略図である。車両１は、燃料自動車、ガス自動車又は新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は、純粋な電気自動車、ハイブリッド自動車又は航続距離延長型自動車などであってもよい。

車両１の内部には、モータ４０、コントローラ３０及び電池１０が設置されてもよく、コントローラ３０は、モータ４０に電力を供給するように電池１０を制御するために用いられる。例えば、車両１の底部又は前部又は後部には、電池１０が設置されてもよい。電池１０は、車両１への電力の供給のために使用されてもよく、例えば、電池１０は、車両１の動作電源として、車両１の回路システムに使用され、例えば、車両１の起動、ナビゲーション及び動作時の動作電力ニーズに使用されてもよい。本願の別の実施例では、電池１０は、車両１の動作電源だけでなく、車両１の駆動電源として、燃料又は天然ガスを代替又は部分的に代替して車両１に駆動力を供給することができる。

異なる電力ニーズを満たすために、電池は、複数の電池セルを含むことができ、ここで、複数の電池セルは、直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよく、直並列接続は、直列接続と並列接続との混合を指す。電池は、電池バックとも呼ばれてもよい。選択可能に、まず、複数の電池セルを直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池モジュールを構成し、次に、複数の電池モジュールを直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池を構成することができる。つまり、複数の電池セルを電池に直接構成することができ、まず、電池モジュールを構成し、次に、電池モジュールを電池に構成することもできる。

例えば、図２に示すように、本願の１つの実施例の電池１０の構造概略図である。電池１０は、複数の電池セル２０を含むことができる。電池１０は、筐体をさらに含むことができ、筐体の内部は、中空構造であり、複数の電池セル１０は、筐体内に収容される。図２に示すように、筐体は、それぞれ第１筐体１１１（上部筐体）及び第２筐体１１２（下部筐体）と呼ばれる２つの部分を含むことができ、第１筐体１１１と第２筐体１１２は、互いに係合される。第１筐体１１１及び第２筐体１１２の形状は、複数の電池セル２０を組み合わせた形状に応じて決定されてもよく、第１筐体１１１と第２筐体１１２の両方は、１つの開口部を有することができる。例えば、第１筐体１１１と第２筐体１１２の両方は、中空の直方体であってもよく、それぞれが開放面である１つの面のみを有し、第１筐体１１１の開口部と第２筐体１１２の開口部は、対向して設置され、且つ、第１筐体１１１と第２筐体１１２は、互いに係合され、密閉した空洞を有する筐体を形成する。複数の電池セル２０は、互いに並列接続又は直列接続又は直並列接続された後、第１筐体１１１と第２筐体１１２が互いに係合されて形成された筐体内に配置される。

選択可能に、電池１０は、他の構造をさらに含むことができ、ここでは説明を省略する。例えば、当該電池１０は、複数の電池セル２０の間の電気的接続、例えば並列接続又は直列接続又は直並列接続を実現するためのバス部材をさらに含むことができる。具体的には、バス部材は、電池セル２０の電極端子を接続することにより、電池セル２０の間の電気的接続を実現することができる。さらに、バス部材は、溶接によって電池セル２０の電極端子に固定されてもよい。複数の電池セル２０の電気エネルギーは、さらに導電機構を介して筐体を通して引き出されてもよい。選択可能に、導電機構は、バス部材に属することもできる。

異なる電力ニーズに応じて、電池セル２０の数は、任意の値に設定されてもよい。複数の電池セル２０は、より大きな容量又はパワーを達成するために、直列接続、並列接続又は直並列接続の方式で接続されてもよい。各電池１０に含まれる電池セル２０の数が多い可能性があるため、取り付けを容易にするために、電池セル２０をグループに分けて設置することができ、各グループの電池セル２０は、電池モジュールを構成する。電池モジュールに含まれる電池セル２０の数は、限定されず、ニーズに応じて設定されてもよい。例えば、図３は電池モジュールの１つの例である。電池は、複数の電池モジュールを含むことができ、これらの電池モジュールは、直列接続、並列接続又は直並列接続の方式で接続されてもよい。

以下にいずれかの電池セルについて詳細に説明する。図４は本願の１つの実施例の電池セル２０の構造概略図である。電池セル２０は、１つ又は複数の電極アセンブリ２２、ケース２１１及びカバープレート２１２を含む。図４に示す座標系は、図３における座標系と同じである。ケース２１１とカバープレート２１２は、ハウジング又は電池ボックス２１を形成する。ケース２１１の壁とカバープレート２１２の両方は、電池セル２０の壁と呼ばれる。ケース２１１は、１つ又は複数の電極アセンブリ２２を組み合わせた形状に応じて決定され、例えば、ケース２１１は、中空の直方体又は立方体又は円柱体であってもよく、且つ、ケース２１１の一面は、１つ又は複数の電極アセンブリ２２をケース２１１内に配置することができるように開口部を有する。例えば、ケース２１１が中空の直方体又は立方体である場合、ケース２１１の１つの平面は、開口面であり、即ち、当該平面に壁がないため、ケース２１１の内部と外部は、連通する。ケース２１１が中空の円柱体であってもよい場合、ケース２１１の端面は、開放面であり、即ち、当該端面に壁がないため、ケース２１１の内部と外部は、連通する。カバープレート２１２は、開口部を覆い、且つケース２１１に接続されて、電極アセンブリ２２を配置するための密閉した空洞を形成する。ケース２１１には、電解質、例えば電解液が充填されている。

選択可能に、本願の実施例における電池セル２０は、ケース２１１の外面に設置された保護膜をさらに含むことができ、例えは、当該保護膜は、青色膜であってもよく、当該青色膜は、ケース２１１を包むために使用されてもよく、主に絶縁効果を奏する。当該青色膜の材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリエチレン（ＰＥ：ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ）及びポリプロピレン（ＰＰ：ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）のうちの少なくとも１種を選択することができるが、本願の実施例は、これらに限定されない。

当該電池セル２０は、２つの電極端子２１４をさらに含むことができ、２つの電極端子２１４は、カバープレート２１２上に設置されてもよい。カバープレート２１２は、通常、平板の形状であり、２つの電極端子２１４は、カバープレート２１２の平板面上に固定され、２つの電極端子２１４は、それぞれ正電極端子２１４ａと負電極端子２１４ｂである。各電極端子２１４には、電極アセンブリ２２と電極端子２１４とを電気的に接続するためにカバープレート２１２と電極アセンブリ２２の間に位置する、集電部材２３とも呼ばれてもよい接続部材２３が対応して設置される。

図４に示すように、各電極アセンブリ２２は、第１タブ２２１ａと第２タブ２２２ａを有する。第１タブ２２１ａと第２タブ２２２ａの極性は、逆である。例えば、第１タブ２２１ａが正極タブである場合、第２タブ２２２ａは、負極タブである。１つ又は複数の電極アセンブリ２２の第１タブ２２１ａは、１つの接続部材２３を介して１つの電極端子に接続され、１つ又は複数の電極アセンブリ２２の第２タブ２１２ａは、別の接続部材２３を介して別の電極端子に接続される。例えば、正電極端子２１４ａは、１つの接続部材２３を介して正極タブに接続され、負電極端子２１４ｂは、別の接続部材２３を介して負極タブに接続される。

当該電池セル２０では、実際の使用ニーズに応じて、電極アセンブリ２２は、単一又は複数設置されてもよく、図４に示すように、電池セル２０には、４つの独立した電極アセンブリ２２が設置されている。

電池セル２０には、圧力解放機構２１３も設置されてもよい。圧力解放機構２１３は、電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達すると内部圧力又は温度を解放するように作動するために用いられる。

圧力解放機構２１３は、各種の可能な圧力解放構造であってもよく、本願の実施例は、これを限定しない。例えば、圧力解放機構２１３は、圧力解放機構２１３が設置された電池セル２０の内部温度が閾値に達すると溶融できるように設置される感温圧力解放機構であってもよく、及び／又は、圧力解放機構２１３は、圧力解放機構２１３が設置された電池セル２０の内部空気圧が閾値に達すると破裂できるように設置される感圧圧力解放機構であってもよい。

圧力解放機構が作動すると高温の排出物が排出されることを考慮して、他の構造物への当該排出物の破壊を減らすために、電池セルの圧力解放機構が設置された壁の上方に消火システムを設置することができ、圧力解放機構が作動すると電池セル内から排出された排出物が当該消火システム内の消火パイプラインを通過して破壊することにより、消火パイプライン内の消火媒体は、圧力解放機構から排出された排出物を冷却してその温度を下げ、排出物の危険性を低減し、それによって電池の安全性を向上させることができる。

熱暴走した電池セルの場合、圧力解放機構が作動すると、排出された排出物がフレア状に消火パイプライン内に噴出されるため、大きな面積の消火パイプラインが破壊される可能性が高く、消火媒体が大量に流出し、つまり、消火媒体は、熱暴走した電池セルだけでなく、熱暴走した電池セルに隣接する他の電池セルにも流れる可能性もあり、消火媒体は、通常、導電性であり、その結果、熱暴走した電池セルと隣接する電池セルとの間の絶縁が無効になり、それによって短絡を引き起こし、特に２つの電池セル間の電圧差が大きい場合、火花現象を引き起こす可能性があり、且つ、電池セルが熱暴走した場合、隣接する電池セルの青色膜が溶け、また、熱暴走した電池セルと隣接する電池セルとの間の絶縁が無効になる。したがって、本願の実施例は、上記問題を解決できる電池を提供する。

具体的には、図５は本願の実施例の電池１０の別の概略図である。図６は図５に示す一部の電池セルのみが表示される場合の電池１０の概略図である。図７は図６の領域Ａの部分拡大図である。図８は図６の部分分解図である。図５～図８に示すように、当該電池１０は、複数の電池セル２０を含み、当該複数の電池セル２０のうちの任意の隣接する２つの電池セルは、第１電池セル２０１と第２電池セル２０２と呼ばれ、当該第１電池セル２０１は、圧力解放機構２１３を含み、当該圧力解放機構２１３は、第１電池セル２０１の任意の壁に設置されてもよく、ここでは当該圧力解放機構２１３が設置された壁を第１壁２０１１と呼び、即ち、圧力解放機構は、当該第１電池セル２０１の第１壁２０１１に設置され、例えば、図５～図８に示すように、本願の実施例において当該第１壁２０１１が電池セル２０のカバープレートであることを例として説明する。当該圧力解放機構２１３は、当該第１電池セル２０１の内部圧力又は温度が閾値に達すると当該内部圧力又は温度を解放するように作動するために用いられる。

当該図５～図８における電池１０は、図２に示す電池１０に対応し、且つ図５～図８に示す電池１０が筐体などの部材をさらに含むことができることなどの電池１０の関連説明に適用することができ、当該図５～図８に示す電池１０に含まれる電池セルは、図３及び図４に示す電池セル２０に対応し、且つ当該図５～図８に示す電池セル２０に含まれる圧力解放機構２１３が図４に示す圧力解放機構２１３に対応できることなどの図３及び図４に示す電池セル２０の関連説明に適用することができることが理解されるべきであり、簡潔にするために、ここでは説明を省略する。

また、図５～図８に示すように、当該電池１０は、消火媒体を収容し、且つ圧力解放機構２１３が作動する時に、第１電池セル２０１の第１壁２０１１に当該消火媒体を排出するために用いられる消火パイプライン１３と、第１方向に沿って当該第１壁２０１１から突出し、即ち第１壁２０１１の電池セル２０の内部から離れる外面から突出し、当該第１方向が当該第１壁２０１１の方向に垂直であり、当該第１電池セル２０１から当該第２電池セル２０２への当該消火パイプライン１３から排出された消火媒体の流れを遮断するために用いられる遮断部材１４と、をさらに含むことができる。

したがって、本願の実施例における電池１０は、複数の電池セル２０を含むことができ、当該複数の電池セル２０のうちの少なくとも１つの電池セル２０には、電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達する時に当該内部圧力を解放するように作動するための圧力解放機構２１３が設置され、それと同時に、電池セル２０の外部における圧力解放機構２１３に対応する位置には、消火媒体を収容するための消火パイプライン１３が設置されてもよく、消火パイプライン１３は、圧力解放機構２１３が作動する時に破壊され、破壊された領域から圧力解放機構２１３を介して当該電池セル２０に消火媒体を排出することにより、温度をタイムリーに下げて冷却することができ、また、任意の隣接する２つの電池セル２０の場合、遮断部材１４が設置されてもよく、当該遮断部材１４は、隣接する２つの電池セル２０の圧力解放機構２１３が設置された壁の外面に対して突出するため、熱暴走した電池セル２０から隣接する電池セルへの消火媒体の流れを効果的に防止し、さらに複数の電池セル２０の間の短絡の可能性を低減し、電池の安全性能を向上させることができる。

選択可能に、本願の実施例における消火パイプライン１３は、実際の用途に応じて任意の形状に設定されてもよい。例えば、消火パイプライン１３の断面形状は、用途に応じて任意の形状に設定されてもよい。スペースの利用率及び取り付けの容易さを考慮して、消火パイプライン１３を図５及び図６に示す平らなパイプとして設置することができ、又は、それを円筒状などの他の形状のパイプなどに設置することもでき、本願の実施例は、これに限定されない。

また、本願の実施例における各電池１０に２つ以上の電池セル２０が含まれてもよいため、電池１０に多数の電池セル２０が含まれる場合、複数の電池セル２０をアレイ状に配列することができる。例えば、図５における電池１０は、アレイ状に配列された６×１８個の電池セル２０を含むことができ、図６及び図８には、電池１０のうちの中央位置にある電池セル２０の一部のみが示され、両側の複数の電池セル２０が示されていないが、図６及び図８に示されるこれらの電池セル２０は、２×１８のアレイと見なされてもよい。

それに応じて、電池セル２０の上方に設置された消火パイプライン１３に対して、その外観は、対応する形状に設定されてもよい。例えば、電池１０に含まれる任意の列の電池セル２０に対して、消火パイプライン１３は、電池セル２０の上方に設置された１つの直線型連通パイプであってもよく、一組の弁によって制御される。任意の隣接する２列の電池セル２０に対して、スペースを節約し、制御を容易にするために、消火パイプライン１３は、１つの折り曲げを有するＵ字型の連通パイプとして設置されてもよく、一組の弁によって制御される。同様に、電池１０に含まれる隣接する３列の電池セル２０に対して、消火パイプライン１３は、さらに図５、図６及び図８に示す２つの折り曲げを有するＳ字型の連通パイプ（図５及び図６には、２つのＳ字型の消火パイプラインがそれぞれ含まれる）として設置されてもよく、一組の弁によって制御される。このように類推し、電池１０に含まれる任意の隣接する３列以上の電池セル１１０に対して、消火パイプライン１３は、より多くの折り曲げを有する曲線型連通パイプとして設置されてもよく、一組の弁によって制御され、又は、複数組の弁によってそれぞれ制御される複数の連通チャネルとして設置されてもよく、例えば、当該複数の連通パイプは、直線型パイプ、Ｕ字型パイプとＳ字型パイプのうちの少なくとも１種を含むことができ、図５及び図６に示すように、当該電池セル１０には、２つのＳ字型の消火パイプラインが含まれ、これら２つのＳ字型の消火パイプラインは、２組の弁によってそれぞれ制御されるが、本願の実施例は、これに限定されない。

本願の実施例における１組の弁は、入口弁及び／又は出口弁を含み、入口弁は、消火パイプライン１３内に消火媒体を充填させるために使用され、逆に、出口弁は、外部に消火媒体を排出するために使用され、例えば、図５及び図６に示すように、Ｓ型の消火パイプライン１３は、１３１及び１３２の２つの弁を含むことができ、例えば、弁１３１が入口弁であってもよい場合、弁１３２は、出口弁であり、又は弁１３１が出口弁であってもよい場合、弁１３２は、入口弁であり、入口弁と出口弁を同時に設置することにより、消火パイプライン１３内の消火媒体の循環を実現することができるため、消火パイプライン１３は、破壊されない時に、冷却又は加熱のために使用されてもよい。また、弁の位置は、実際の用途に応じて設定されてもよく、例えば、電池１０に複数組の弁が含まれる場合、取り付けを容易にするために、複数組の弁を電池１０の同じ側に設置することができ、又は、図５及び図６に示すように、弁を両側に設置することができるが、制御を容易にするために、すべての入口弁を同じ側に設置し、すべての出口弁を他の側に設置することができるが、本願の実施例は、これに限定されない。

図５～図８に示すように、本願の実施例における遮断部材１４は、電池セル２０の第１壁２０１１に対して突出し、遮断部材１４の第１壁２０１１に対して突出する突出部分は、第１壁２０１１に垂直であってもよく、又は第１壁２０１１にほぼ垂直であってもよく、即ち、遮断部材１４の第１壁２０１１に対して突出する突出部分は、第１方向に平行であってもよいし、第１方向からわずかにずれてもよいことが理解されるべきであり、本願の実施例は、これに限定されない。

選択可能に、本願の実施例における遮断部材１４の設置方式は、当該遮断部材１４が２つの電池セル２０の間に設置されてもよく、例えば、当該遮断部材１４の一部が第１電池セル２０１と第２電池セル２０２との間に挟まれることを含むことができ、又は、当該遮断部材１４が第１電池セルの第１壁上の第２電池セルのエッジに近い位置に設置されてもよく、例えば、当該遮断部材１４が第１電池セルから第２電池セルへの消火媒体の流れを遮断するために、第１電池セルの第１壁の外面の第２電池セルに近いエッジに貼り付けられてもよいことを含むこともできる。容易に説明するために、本明細書で遮断部材１４が第１電池セル２０１と第２電池セル２０２との間に設置されることを例とするが、本願の実施例は、これに限定されない。

選択可能に、図８に示すように、本願の実施例の電池１０は、隔離部材１５をさらに含むことができ、当該隔離部材１５は、隣接する２つの電池セル２０の間に挟まれてもよく、例えば、当該隔離部材１５は、第１電池セル２０１と第２電池セル２０２との間に挟まれ、また、当該隔離部材１５は、当該遮断部材１４の当該第１方向に沿った側に位置し、且つ当該遮断部材１４の端部に当接することができる。当該隔離部材は、隣接する２つの電池セルの熱を遮断するために使用されてもよい。また、本願の実施例における任意の隣接する２列の電池セル２０の間に設置された遮断部材１４に対して、当該遮断部材１４は、分離した複数の部材であってもよく、又は、図８に示す一体な部材であってもよく、本願の実施例は、これに限定されない。以下に図面を参照しながら本願の実施例における遮断部材１４及び隔離部材１５を詳細に説明する。

まず、本願の実施例における遮断部材１４の設置位置を詳細に説明する。

図９は本願の実施例における複数の電池セル２０を示す概略図である。当該図９では２×９個の電池セル２０を例として説明し、例えば、当該８に示す２×９個の電池セル２０は、図５、図６又は図８に示す電池１０に含まれる複数の電池セル２０のうちの一部であってもよく、関連技術に適用し、簡潔にするために、ここでは説明を省略する。

図９に示すように、各電池セル２０は、略直方体であり、各電池セル２０の圧力解放機構２１３は、いずれも電池セル２０のカバープレート上に設置される。説明を容易にするために、ここでまず３つの方向を定義し、圧力解放機構２１３が設置された壁に垂直な方向は、第１方向であり、図９に示すように、当該第１方向は、Ｚ方向とＺ方向の反対方向を含み、第２方向は、Ｚ方向に垂直であり、図９に示すように、当該第２方向は、Ｘ方向及びＸ方向の反対方向を含み、第３方向は、Ｚ方向及びＸ方向に垂直であり、図９に示すように、当該第３方向は、Ｙ方向及びＹ方向の反対方向を含む。

図９に示すように、複数の電池セル２０は、Ｘ方向に沿って配列された２つのグループに分けられ、これらは、それぞれ第１電池セルグループ及び第２電池セルグループと呼ばれ、当該第１電池セルグループには、Ｙ方向に沿って並列に設置された少なくとも２つの電池セルが含まれ、同様に、当該第２電池セルグループには、Ｙ方向に沿って並列に設置された少なくとも２つの電池セルが含まれる。図９に示すように、本願の実施例における第１電池セルは、第１電池セルグループに位置する電池セル２０１を指し、それに隣接する第２電池セルは、第１電池セルグループにも位置する電池セル２０３、及び／又は、第２電池セルグループに位置して電池セル２０１に隣接する電池セル２０２を指すことができる。つまり、図９に示すように、本願の実施例における第１電池セルと第２電池セルは、第１電池セルグループの任意の２つの隣接する電池セル、例えば電池セル２０１及び２０３を指すことができ、第２電池グループの任意の２つの隣接する電池セル、例えば電池セル２０２及び２０４を指すこともでき、第１電池セルグループと第２電池セルグループにそれぞれ位置する電池セル２０１及び２０２を指すこともでき、第１電池セルグループと第２電池セルグループにそれぞれ位置する電池セル２０３及び２０４を指すこともでき、本願の実施例は、これに限定されない。

本願の実施例における各電池セル２０には、いずれも極性が逆である２つの電極端子が設置され、且つ複数の電池セル２０の電極端子の配列方向が通常、同じであることを理解すべきである。具体的には、図９における電池セル２０１と電池セル２０２を例とすると、電池セル２０１の圧力解放機構２１３が設置された壁には、Ｘ方向に沿って分布する２つの電極端子も設置され、且つこれら２つの電極端子の極性は、逆であり、電池セル２０２に近い電極端子は、第１電極端子２１４１と呼ばれ、同様に、電池セル２０２の圧力解放機構２１３が設置された壁には、Ｘ方向に沿って分布する２つの電極端子も設置され、且つこれら２つの電極端子の極性は、逆であり、電池セル２０１に近い電極端子は、第２電極端子２１４２と呼ばれる。第１電極端子２１４１と第２電極端子２１４２の極性は、同じであってもよいし、異なってもよいことが理解されるべきである。

選択可能に、依然として図９を例とすると、複数の電池セル２０の電極端子は、バス部材１２を介して電気的に接続されてもよく、第１電極端子２１４１を電気的に接続するためのバス部材１２１は、第１バス部材１２１と呼ばれ、例えば、当該第１バス部材１２１は、電池セル２０１の第１電極端子２１４１と電池セル２０３の１つの電極端子を電気的に接続するために使用されてもよく、同様に、第２電極端子２１４２を電気的に接続するためのバス部材は、第２バス部材１２２と呼ばれ、例えば、当該第２バス部材１２２は、電池セル２０２の第２電極端子２１４２と電池セル２０４の１つの電極端子を電気的に接続するために使用されてもよい。したがって、図９に示すバス部材の接続方式により分かるように、当該第１電極端子２１４１と当該第２電極端子２１４２は、極性が逆であり、且つそれらの間に電圧差があり、電圧差の大きさは、電池セル２０の設置個数に関連する。電池セル２０１と電池セル２０２との間の電圧差が大きい場合、電池セル２０１が熱暴走すると、圧力解放機構２１３が作動して消火パイプライン１３が破壊された状況で、圧力解放機構２１３により噴出された高温粒子又は消火パイプライン１３から流出した消火媒体は、電池セル２０１と電池セル２０２との間の短絡を引き起こす可能性があり、火花現象が発生し、したがって、熱暴走した電池セル２０１から電池セル２０２への消火媒体又は圧力解放機２３の排出物の流れを遮断し、電池セルの安全性能を向上させるように、電池セル２０１と電池セル２０２との間に遮断部材１４を設置する必要がある。

また、１つの例として、本願の実施例では、電池セル２０１と電池セル２０２との間、電池セル２０３と電池セル２０４との間に遮断部材１４を設置することのみを例として説明し、即ち、図９に示すように、第１電池セルグループに含まれる複数の電池セルは、第１電池セルと呼ばれ、主に電池セル２０１を例として説明し、第２電池セルグループに含まれる複数の電池セルは、第２電池セルと呼ばれ、主に電池セル２０１に隣接する電池セル２０２を例として説明するが、本願の実施例は、これに限定されない。例えば、電池セル２０１と電池セル２０３との間には、電池セル２０１から電池セル２０３への消火媒体の流れを遮断し、又は電池セル２０３から電池セル２０１への消火媒体の流れを遮断するための遮断部材１４も設置されてもよく、又は、電池セル２０２と電池セル２０４との間には、電池セル２０２から電池セル２０４への消火媒体の流れを遮断し、又は、電池セル２０４から電池セル２０２への消火媒体の流れを遮断するための遮断部材１４も設置されてもよい。

また、図９に示す配列方式に従って、電池セル２０１の圧力解放機構２１３が設置された壁が第１壁２０１１である場合、第１壁２０１１に垂直な壁は、小さい面積の第２壁と大きい面積の第３壁を含み、第２壁と第３壁の両方は、側壁であり、同様に、電池セル２０２の圧力解放機構２１３が設置された壁が第１壁２０２１である場合、電池セル２０２の第１壁２０２１に垂直な壁は、小さい面積の第２壁と大きい面積の第３壁とを含み、第２壁と第３壁の両方も側壁である。図９において、遮断部材１４は、電池セル２０１の小さい面積の第２壁と電池セル２０２の小さい面積の第２壁との間に設置され、逆に、図９の配置方式とは異なり、遮断部材１４は、電池セル２０１の大きい面積の第３壁と電池セル２０２の大きい面積の第３壁との間にも設置されてもよく、本願の実施例は、これに限定されない。

以下に図面を参照しながら本願の実施例における遮断部材１４の形態を詳しく説明する。

図１０は図９に示す複数の電池セル２０を示す側面図である。当該側面図には、Ｚ方向及びＸ方向がある平面に平行な側面が示される。図１０に示すように、電池セル２０の電極端子２１４は、当該Ｚ方向に沿って電池セル２０の圧力解放機構２１３が設置された第１壁の上面から突出し、異なる電極端子２１４を電気的に接続するためのバス部材１２は、電極端子２１４の上面に覆われる。また、当該遮断部材１４は、当該Ｚ方向に沿って電極端子２１４から突出し、且つ、当該遮断部材は、図１０に示す左右の２つの電池セルの電極端子が消火媒体を介して導通する可能性を低減するように、Ｚ方向に沿ってバス部材１２から突出し、又はバス部材１２と面一であり、又はそれよりわずかに低い。

図１０に示すように、当該遮断部材１４は、一部がＺ方向に沿って電池セル２０の第１壁の上面から突出し、他の部分が２つの電池セル２０の間に挟まれ、したがって、説明を容易にするために、本願の実施例において、遮断部材１４は、第１部分と第２部分に分けられ、第１部分は、Ｚ方向に沿って電池セル２０の第１壁の上面から突出する部分であり、第２部分は、第１部分以外の部分であり、即ち、第２部分は、２つの電池セル２０の間に挟まれた部分である。

図１１は本願の実施例における遮断部材１４を示す概略図である。例えば、図９における電池セル２０１と電池セル２０２との間の遮断部材１４が図１１に示され、図１１に示すように、遮断部材１４は、第１部分１４１と第２部分１４２を含み、当該第１部分１４１は、当該遮断部材１４のＺ方向に沿って電池セル２０の第１壁の上面から突出する部分であり、当該第２部分１４２は、当該遮断部材１４の電池セル２０１の第２壁と電池セル２０２の第２壁との間に挟まれた部分である。

選択可能に、図１１に示すように、第１部分１４１の高さｈ１は、電極端子２１４の第１壁から突出する高さ以上であり、且つ、ｈ１は、バス部材１２の上面から第１壁２０１１の上面までの高さ以下である。第２部分１４２の高さｈ２は、電池セル２０の電極アセンブリの高さ以上であり、好ましくは、当該第２部分１４２は、Ｚ方向とＺ方向の反対方向に沿って電池セル２０の電極アセンブリの対応する２つの端部をそれぞれ超えて延在することができ、即ち、第２部分１４２は、Ｚ方向に沿って電池セル２０の電極アセンブリの上端を超えて延在し、当該上端は、電極端子に近い端部であり、且つ当該第２部分１４２は、Ｚ方向の反対方向に沿って電池セル２０の電極アセンブリの下端を超えて延在し、当該下端は、上端に対向し、電極端子から離れる端部である。電池セル２０の熱暴走は、通常、電極アセンブリの本体内部で激しい化学反応が発生すると、非常に高温になることを意味する。第２部分１４２を設置することにより、隣接する２つの電池セル間の熱を隔離する役割を果たすことができる。

図１１に示す第１部分１４１と第２部分１４２の高さに対して、第２部分１４２が隣接する２つの電池セル２０の間に挟まれる必要があるため、より良く固定して取り付けるために、通常、図１２に示す形態を採用する。具体的には、図１２は本願の実施例における複数の電池セル２０を示す別の概略図である。図１２のＢ－Ｂ方向に沿った断面図の１つの可能性が図１３に示される。図１２と図９とを比較し、図１３を参照することにより分かるように、図１２と図１３における遮断部材１４は、複数の分離した部材であり、例えば、電池セル２０１と電池セル２０２との間の遮断部材１４は、電池セル２０３と電池セル２０４との間の遮断部材１４と互いに分離し、このようにして複数の電池セル２０の位置の設定に対する遮断部材１４の設置の影響を低減することができ、複数の互いに隣接する電池セル２０が位置合わせして設置されてもよいことをできるだけ保証し、取り付けがより便利であるが、本願の実施例は、これに限定されない。

例えば、複数の隣接する電池セル２０の間の遮断部材１４は、完全な板状構造として設置されてもよい。図９のＣ－Ｃ方向に沿った断面図の１つの可能性が図１４に示され、図１４に示すように、２列の隣接する電池セル２０の間の遮断部材１４は、完全な板状構造として設置される。

選択可能に、図１５は本願の実施例における遮断部材１４を示す別の概略図である。図１５に示すように、第１部分１４１の高さｈ１は、図１１における第１部分１４１の高さと一致するように維持されるが、第２部分１４２の高さｈ２は、小さく、当該第２部材１４２は、２つの電池セルの間に遮断部材１４を挟んで固定するために用いられる。また、当該遮断部材１４の下、即ち２つの電池セル２０の間に、隔離部材１５を設置することができ、当該隔離部材１５は、遮断部材１４の第１方向に沿った側に位置し、且つ遮断部材１４の端部に当接し、即ち第２部分１４２に当接し、又は、当該隔離部材１５は、第２部分１４２と接触しなくてもよく、Ｚ方向に沿って間隔距離が存在し、本願の実施例は、これに限定されない。本願では図１５に示す当該隔離部材１５が第２部分１４２に当接することを例とする。

当該隔離部材１５の高さｈ３は、電池セル２０の電極アセンブリの高さ以上であり、好ましくは、当該隔離部材１５は、Ｚ方向とＺ方向の反対方向に沿って電池セル２０の電極アセンブリの対応する２つの端部をそれぞれ超えて延在することができ、即ち、隔離部材１５は、Ｚ方向に沿って電池セル２０の電極アセンブリの上端を超えて延在し、当該上端は、電極端子に近い端部であり、且つ当該当該隔離部材１５は、Ｚ方向の反対方向に沿って電池セル２０の電極アセンブリの下端を超えて延在し、当該下端は、上端に対向し、電極端子から離れる端部であり、このようにして、当該隔離部材１５は、図１１の第２部材１４２と類似することができ、それによって隣接する２つの電池セルの間の熱を隔離する役割を果たすことができる。

選択可能に、図１５に示す遮断部材１４の第１部分１４１及び第２部分１４２の高さに対して、通常、図８に示す形態が選択され、即ち、一体型遮断部材１４が電池セル２０の間に設置され、図１２に示す分離した構造を採用することもでき、即ち、異なる隣接する２つの電池セル２０の間の遮断部材１４は、互いに分離する。同様に、２つの電池セル２０の間に設置された隔離部材１５に対して、複数の電池セル２０の位置合わせ及び固定を容易にするために、複数の分離した構造を採用することもでき、又は、１つの一体型構造を採用することもでき、隣接する２列の電池セル２０には、同じ隔離部材１５が設置される。また、一体型構造又は分離構造の遮断部材１４は、分離構造の隔離部材１５と組み合わせて使用されてもよく、同様に一体型構造の隔離部材１５と組み合わせて使用されてもよく、本願の実施例は、これに限定されない。

例えば、図９のＣ－Ｃ方向に沿った断面図の別の可能性が図１６に示され、即ち、遮断部材１４については、一体型構造が採用されるが、隔離部材１５については、分離構造が採用され、電池セル２０及びそれらの間の隔離部材１５が固定して取り付けられた後、取り付け効率を向上させるために遮断部材１４全体をその中に挿入することができる。また、例えば、図９のＣ－Ｃ方向に沿った断面図のさらなる別の可能性が図１７に示され、即ち、遮断部材１４については、一体型構造が採用されるが、隔離部材１５については、一体型構造も採用される。

上述した電極アセンブリの高さは、２つのタブが含まれない電極組アセンブリの高さを指すことができ、それに応じて、電極アセンブリの両端は、２つのタブが含まれない場合の電極アセンブリの第１方向に垂直な２つの端面を指し、且つこれら２つの端面の間の距離は、上記電極アセンブリの高さであることが理解されるべきである。

本願の実施例における遮断部材１４及び／又は隔離部材１５は、２つの電池セル間にコネクタで固定されてもよく、例えば、電池セル２０１と電池セル２０２との間の遮断部材１４を例とすると、第２部分１４２を当該電池セル２０１の第２壁及び／又は当該電池セル２０２の第２壁にコネクタで付着接続させることができることが理解されるべきである。例えば、当該接続部材は、構造用接着剤などであってもよい。

圧力解放機構２１３が作動すると、排出された排出物の温度が高いため、遮断部材１４については、融点の高い材料を選択するが、選択可能に、当該遮断部材１４の融点は、当該隔離部材１５の融点よりも高くてもよい。例えば、融点が３００℃以上である材料を遮断部材１４として選択してもよく、又は融点が５００℃以上である材料を遮断部材１４として選択してもよく、本願の実施例はこれに限定されない。

遮断部材１４については、変形しにくい材料を選択するべきであり、これにより、第１電池セルの圧力解放構造が作動する場合、遮断部材１４は、粒子が第１電池セルから第２電池セルに飛び散ることを防止し、さらに短絡を防止することができる。例えば、当該遮断部材１４については、硬度の高い材料を選択することができ、且つ、当該遮断部材１４の硬度は、隔離部材１５の硬度よりも大きい。

例えば、本願の実施例における遮断部材１４については、雲母板、セラミック及び発泡綿を選択することができ、隔離部材１５については、断熱効果を達成するために、エアロゲル複合材料、無機繊維綿、熱硬化性樹脂フォーム、無機フォームのうちの少なくとも１つを選択することができるが、本願の実施例はこれに限定されない。

したがって、本願の実施例における電池１０は、複数の電池セル２０を含むことができ、当該複数の電池セル２０のうちの少なくとも１つの電池セル２０には、電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達する時に当該内部圧力を解放するように作動するための圧力解放機構２１３が設置され、それと同時に、電池セル２０の外部における圧力解放機構２１３に対応する位置には、消火媒体を収容するための消火パイプライン１３が設置されてもよく、消火パイプライン１３は、圧力解放機構２１３が作動する時に破壊され、破壊された領域から圧力解放機構２１３を介して当該電池セル２０に消火媒体を排出することにより、温度をタイムリーに下げて冷却することができ、また、任意の隣接する２つの電池セル２０の場合、遮断部材１４が設置されてもよく、当該遮断部材１４は、隣接する２つの電池セル２０の圧力解放機構２１３が設置された壁の外面に対して突出するため、熱暴走した電池セル２０から隣接する電池セルへの消火媒体の流れを効果的に防止し、さらに複数の電池セル２０の間の短絡の可能性を低減し、電池の安全性能を向上させることができる。

本願の１つの実施例は、上記の各実施例における電池１０を含むことができる電気デバイスをさらに提供する。選択可能に、電気デバイスは、車両１、船舶又は宇宙機であってもよい。

以上に本願の実施例の電池と電気デバイスが説明されたが、以下に本願の実施例の電池を製造するための方法及びデバイスを説明し、詳細に説明されていない部分については上記の各実施例を参照することができる。

図１８は本願の１つの実施例の電池を製造するための方法３００を示す概略フローチャートである。図１８に示すように、当該方法３００は、複数の電池セルを提供するステップであって、前記複数の電池セルは、隣接する第１電池セル及び第２電池セルを含み、前記第１電池セルは、圧力解放機構を含み、前記圧力解放機構は、前記第１電池セルの第１壁上に設置され、前記圧力解放機構は、前記第１電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達する時に前記内部圧力を解放するように作動するために用いられるステップ３１０と、消火パイプラインを提供するステップであって、前記消火パイプラインは、消火媒体を収容し、前記圧力解放機構が作動する時に、第１壁に前記消火媒体を排出するために用いられるステップ３２０と、遮断部材を提供するステップであって、前記遮断部材は、第１方向に沿って前記第１壁から突出し、前記第１方向が前記第１壁に垂直な方向であり、前記遮断部材は、前記第１電池セルから前記第２電池セルへの前記消火パイプラインから排出された前記消火媒体の流れを遮断するために用いられるステップ３３０と、を含むことができる。

図１９は本願の１つの実施例の電池を製造するためのデバイス４００を示す概略ブロック図である。図１９に示すように、電池を製造するためのデバイス４００は、提供モジュール４１０を含むことができる。前記提供モジュールは、隣接する第１電池セル及び第２電池セルを含む複数の電池セルであって、前記第１電池セルが圧力解放機構を含み、前記圧力解放機構が前記第１電池セルの第１壁上に設置され、前記圧力解放機構が前記第１電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達する時に前記内部圧力を解放するように作動するために用いられる複数の電池セルと、消火媒体を収容し、且つ前記圧力解放機構が作動する時に、第１壁に前記消火媒体を排出するために用いられる消火パイプラインと、第１方向に沿って前記第１壁から突出し、前記第１方向が前記第１壁に垂直な方向であり、前記第１電池セルから前記第２電池セルへの前記消火パイプラインから排出された前記消火媒体の流れを遮断するために用いられる遮断部材と、に用いられる。

最後に説明すべきことは、以上の実施形態が本願の技術的解決策を説明するためのものだけであり、それを制限しないことである。前記実施例を参照して本願を詳しく説明したが、当業者であれば、依然として上記の各実施例に記載される技術的解決策を変更し、又はその中の一部の技術的特徴に対して同等入れ替えを行うことができることを理解すべきであり、これらの変更又は入れ替えは、対応する技術的解決策の本質を本願の各実施形態の各技術的解決策の精神及び範囲から逸脱させない。

１ 車両
１０ 電池
１２ バス部材
１３ 消火パイプライン
１４ 遮断部材
１５ 隔離部材
２０ 電池セル
２１ ハウジング
２２ 電極アセンブリ
２３ 接続部材
３０ コントローラ
４０ モータ
１１０ 電池セル
１１１ 第１筐体
１１２ 第２筐体
１２１ 第１バス部材
１２２ 第２バス部材
１３１、１３２ 弁
１４１ 第１部分
１４２ 第２部分
２０１ 第１電池セル
２０２ 第２電池セル
２０３、２０４ 電池セル
２１１ ケース
２１２ カバープレート
２１３ 圧力解放機構
２１４ 電極端子
２１４ａ 正電極端子
２１４ｂ 負電極端子
２２１ 第１タブ
２２２ 第２タブ
４００ デバイス
４１０ 提供モジュール
２０１１ 第１壁
２０２１ 第１壁
２１４１ 第１電極端子
２１４２ 第２電極端子

Claims (17)

1. 隣接する第１電池セル（２０１）と第２電池セル（２０２）とを含む複数の電池セル（２０）であって、前記第１電池セル（２０１）は、圧力解放機構（２１３）を含み、前記圧力解放機構（２１３）は、前記第１電池セル（２０１）の第１壁（２０１１）上に設置され、前記圧力解放機構（２１３）は、前記第１電池セル（２０１）の内部圧力又は温度が閾値に達する時に前記内部圧力を解放するように作動するために用いられる複数の電池セル（２０）と、
   消火媒体を収容し、且つ前記圧力解放機構（２１３）が作動する時に、前記第１壁（２０１１）に前記消火媒体を排出するために用いられる消火パイプライン（１３）と、
   第１方向に沿って前記第１壁（２０１１）から突出し、前記第１方向が前記第１壁（２０１１）に垂直な方向であり、前記第１電池セル（２０１）から前記第２電池セル（２０２）への前記消火パイプライン（１３）から排出された前記消火媒体の流れを遮断するために用いられる遮断部材（１４）と、を含むことを特徴とする、電池。
2. 前記遮断部材（１４）の一部は、前記第１電池セル（２０１）の第２壁と前記第２電池セル（２０２）の第２壁との間に挟まれ、前記第１電池セル（２０１）の第２壁と前記第２電池セル（２０２）の第２壁の両方は、前記第１壁（２０１１）に垂直であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
3. 前記遮断部材（１４）の一部は、前記第１電池セル（２０１）の第２壁及び／又は前記第２電池セル（２０２）の第２壁にコネクタで付着接続されることを特徴とする請求項２に記載の電池。
4. 前記遮断部材（１４）の前記第１方向に沿った両端は、それぞれ前記第１電池セル（２０１）の電極アセンブリの対応する端部を超えて延在し、及び／又は、前記遮断部材（１４）の前記第１方向に沿った両端は、それぞれ前記第２電池セル（２０２）の電極アセンブリの対応する端部を超えて延在することを特徴とする請求項２又は３に記載の電池。
5. 前記電池は、
   前記第１電池セル（２０１）の第２壁と前記第２電池セル（２０２）の第２壁との間に挟まれ、前記遮断部材（１４）の前記第１方向に沿った側に位置し、且つ前記遮断部材（１４）の端部に当接する隔離部材（１５）をさらに含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の電池。
6. 前記隔離部材（１５）の前記第１方向に沿った両端は、それぞれ前記第１電池セル（２０１）の電極アセンブリの対応する端部を超えて延在し、及び／又は、前記隔離部材（１５）の前記第１方向に沿った両端は、それぞれ前記第２電池セル（２０２）の電極アセンブリの対応する端部を超えて延在することを特徴とする請求項５に記載の電池。
7. 前記遮断部材（１４）の融点は、前記隔離部材（１５）の融点よりも高いことを特徴とする請求項５又は６に記載の電池。
8. 前記遮断部材（１４）の融点は、５００℃以上であることを特徴とする請求項７に記載の電池。
9. 前記遮断部材（１４）の硬度は、前記隔離部材（１５）の硬度よりも大きいことを特徴とする請求項５～８のいずれか一項に記載の電池。
10. 前記複数の電池セル（２０）のうちの第１電池セルグループ及び第２電池セルグループは、第２方向に沿って並列に設置され、前記第２方向は、前記第１方向に垂直であり、前記第１電池セルグループには、第３方向に沿って並列に設置された少なくとも２つの前記第１電池セル（２０１）が含まれ、前記第２電池セルグループには、第３方向に沿って並列に設置された少なくとも２つの前記第２電池セル（２０２）が含まれ、前記第３方向は、前記第１方向及び前記第２方向に垂直であることを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の電池。
11. 前記第１電池セル（２０１）の第２壁の面積は、前記第１電池セル（２０１）の第３壁の表面の面積よりも小さく、前記第２電池セル（２０２）の第２壁の面積は、前記第２電池セル（２０２）の第３壁の表面の面積よりも小さく、前記第１電池セル（２０１）の第２壁と前記第２電池セル（２０２）の第２壁の両方は、前記第２方向に垂直であり、前記第１電池セル（２０１）の第３壁と前記第２電池セル（２０２）の第３壁の両方は、前記第３方向に垂直であることを特徴とする請求項１０に記載の電池。
12. 前記第１電池セル（２０１）の第１電極端子（２１４１）は、前記第１電池セル（２０１）の第１壁（２０１１）に設置され、前記第１方向に沿って前記第１電池セル（２０１）の第１壁（２０１１）から突出し、
    前記第２電池セル（２０２）の第２電極端子（２１４２）は、前記第２電池セル（２０２）の第１壁（２０２１）に設置され、前記第１方向に沿って前記第２電池セル（２０２）の第１壁（２０２１）から突出し、
    前記第１電極端子（２１４１）と前記第２電極端子（２１４２）は、極性が逆であり、且つ前記第２方向に沿って隣接して設置されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の電池。
13. 前記遮断部材（１４）は、前記第１方向に沿って前記第１電極端子（２１４１）及び／又は前記第２電極端子（２１４２）から突出することを特徴とする請求項１２に記載の電池。
14. 前記電池は、
    前記第１電池セル（２０１）の第１電極端子（２１４１）を接続するために用いられる第１バス部材（１２１）であって、前記遮断部材（１４）は、前記第１方向に沿って第１バス部材から突出し、又は第１バス部材と面一である第１バス部材（１２１）、及び／又は
    前記第２電池セル（２０２）の第２電極端子（２１４２）を接続するために用いられる第２バス部材（１２２）であって、前記遮断部材（１４）は、前記第１方向に沿って第２バス部材から突出し、又は第２バス部材と面一である第２バス部材（１２２）をさらに含むことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の電池。
15. 請求項１～１４のいずれか一項に記載の電池を含む電気デバイス。
16. 複数の電池セルを提供するステップであって、前記複数の電池セルは、隣接する第１電池セル及び第２電池セルを含み、前記第１電池セルは、圧力解放機構を含み、前記圧力解放機構は、前記第１電池セルの第１壁上に設置され、前記圧力解放機構は、前記第１電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達する時に前記内部圧力を解放するように作動するために用いられるステップと、
    消火パイプラインを提供するステップであって、前記消火パイプラインは、消火媒体を収容し、且つ前記圧力解放機構が作動する時に、前記第１壁に前記消火媒体を排出するために用いられるステップと、
    遮断部材を提供するステップであって、前記遮断部材は、第１方向に沿って前記第１壁から突出し、前記第１方向が前記第１壁に垂直な方向であり、前記遮断部材は、前記第１電池セルから前記第２電池セルへの前記消火パイプラインから排出された前記消火媒体の流れを遮断するために用いられるステップと、を含む、電池を製造するための方法。
17. 提供モジュールを含み、
    前記提供モジュールは、
    隣接する第１電池セル及び第２電池セルを含む複数の電池セルであって、前記第１電池セルが圧力解放機構を含み、前記圧力解放機構が前記第１電池セルの第１壁上に設置され、前記圧力解放機構が前記第１電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達する時に前記内部圧力を解放するように作動するために用いられる複数の電池セルと、
    消火媒体を収容し、且つ前記圧力解放機構が作動する時に、前記第１壁に前記消火媒体を排出するために用いられる消火パイプラインと、
    第１方向に沿って前記第１壁から突出し、前記第１方向が前記第１壁に垂直な方向であり、前記第１電池セルから前記第２電池セルへの前記消火パイプラインから排出された前記消火媒体の流れを遮断するために用いられる遮断部材と、に用いられる、電池を製造するためのデバイス。

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