JP2023537449A - エンドキャップアセンブリ、電池単体、電池および電池使用装置 - Google Patents

エンドキャップアセンブリ、電池単体、電池および電池使用装置 Download PDF

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Abstract

本出願の実施例は、エンドキャップアセンブリ、電池単体、電池および電池使用装置を提供し、エンドキャップアセンブリは電池単体に用いられ、エンドキャップアセンブリは、エンドキャップ、およびエンドキャップに装着されたエンドキャップパッチを含み、その中で、エンドキャップパッチに少なくとも１つの貫通穴が設けられ、貫通穴に熱伝導部材が充填され、エンドキャップは熱伝導部材を介して外部と熱交換することで、電池単体の内部温度を調節する。本出願の実施例の技術的解決手段によれば、電池の耐用年数および安全性を向上させることができる。【選択図】図６

Description

［関連出願］
本出願は、２０２１年０７月２０日に出願された発明名称「エンドキャップアセンブリ、電池単体、電池および電池使用装置」の中国特許出願２０２１２１６５５２４２．６の優先権を主張し、この出願のすべての内容が参照により本出願に取り込まれる。
本出願は、電池の技術分野に関し、特にエンドキャップアセンブリ、電池単体、電池および電池使用装置に関する。
電池は、携帯電話、ノートパソコン、電池カー、電気車両、電機飛行機、電気ボート、電気玩具車、電気玩具船、電気玩具飛行機、電動工具などの電子機器に広く使用されている。
電池は、充放電の過程および使用過程で多くの熱を発生し、この熱を即時に放出しないと、電池耐用年数に影響を与えるだけでなく、安全上のリスクも生じる。したがって、どのように電池の放熱を解決し、電池の耐用年数と安全性を向上させるのは、大きな意義と価値がある。
本出願の実施例は、電池の耐用年数と安全性を向上させることができるエンドキャップアセンブリ、電池単体、電池および電池使用装置を提供する。
第１側面によれば、本出願の実施例は、電池単体に用いられるエンドキャップアセンブリを提供し、エンドキャップアセンブリは、エンドキャップ、および前記エンドキャップに装着されたエンドキャップパッチ、を含み、前記エンドキャップパッチに少なくとも１つの貫通穴が設けられ、前記貫通穴に熱伝導部材が充填され、前記エンドキャップは前記熱伝導部材を介して外部と熱交換して、前記電池単体の内部温度を調節する。
本出願の実施例の技術的解決手段として、エンドキャップパッチに貫通穴が設けられ、貫通穴に熱伝導部材が充填され、熱伝導部材を介する熱伝達によって、電池単体はエンドキャップと熱伝導部材を利用して外部と熱交換して電池単体の内部温度を調節し、電池の耐用年数と安全性を向上させる。
いくつかの実施例では、熱伝導部材は熱伝導ゲルである。
上記技術的解決手段では、熱伝導ゲルは良好な熱伝導および電気絶縁性能を有し、貫通穴に容易に充填することができる。
いくつかの実施例では、エンドキャップは、第１本体と第１突出部を含み、前記第１突出部は前記電池単体の内部から離れる方向に突出し、前記第１本体の前記第１突出部に対応する位置に、前記電池単体の内部から離れる方向に窪む第１凹部が形成され、前記第１凹部は、前記電池単体の電極アセンブリの少なくとも一部を収容するように構成される。
上記技術的解決手段では、エンドキャップの第１本体の第１突出部に対応する位置に電池単体の内部から離れる方向に窪む第１凹部が形成され、第１凹部は電極アセンブリの少なくとも一部を収容して、電極アセンブリのより多くの空間を解放し、電池単体のエネルギー密度の向上に寄与する。第１突出部の設置により第１凹部ができるだけ電池単体の内部から離れる方向に沿って窪み、電極アセンブリの少なくとも一部が第１凹部内に収容されるのに寄与する。
いくつかの実施例では、貫通穴は前記エンドキャップパッチの前記第１本体に装着された部分に設けられる。
上記技術的解決手段では、貫通穴は前記エンドキャップパッチの前記第１本体に装着された部分に設けられ、第１本体の部分が第１突出部よりも電池単体の内部に近く、電池単体の内部温度の調節に寄与する。
いくつかの実施例では、エンドキャップパッチは、前記第１本体に装着された第１部分と第２部分を有し、
前記エンドキャップパッチの長さ方向に沿って、前記第１部分は前記第１突出部の両側に位置し、前記エンドキャップパッチの幅方向に沿って、前記第２部分は前記第１突出部の両側に位置し、前記第２部分は２つの前記第１部分間に位置し、前記貫通穴は前記第１部分に設けられる。
上記技術的解決手段では、貫通穴が第１部分に設けられ、第２部分が第１突出部のエンドキャップパッチの幅方向に沿った両側に位置し、第２部分の幅が一般に比較的小さく、第１部分がエンドキャップパッチの長さ方向に沿った両側に設けられ、第１部分の幅が第２部分の幅よりも遥かに大きく、貫通穴の開設に寄与する。
いくつかの実施例では、貫通穴の開口径が１０ｍｍ未満である。
上記技術的解決手段では、貫通穴の開口径が大きすぎると、エンドキャップパッチの絶縁性に悪影響を与え、貫通穴の開口径が１０ｍｍ未満である場合、エンドキャップパッチの絶縁性能が確保される。
いくつかの実施例では、少なくとも１つの貫通穴の総面積は第１部分の面積の１０％～５０％である。
上記技術的解決手段では、貫通穴の総面積が大きいほど、絶縁性能が悪くなり、貫通穴の総面積が小さいほど、熱伝導性能が悪くなるため、貫通穴の総面積を第１部分の面積の１０％～５０％に設定することで、エンドキャップパッチの絶縁性能を確保するだけでなく、貫通穴中の熱伝導部材の面積を確保し、熱伝導性能に影響を与えない。
いくつかの実施例では、貫通穴に前記電池単体の内部温度を収集するための温度センサーが設けられる。
上記技術的解決手段では、貫通穴に温度センサーが設けられ、熱伝導部材により温度センサーを固定し、温度センサーの固定に有利であり、かつ熱伝導部材の熱伝達により電池単体の内部温度を容易に収集することができ、温度の収集に寄与する。
第２側面によれば、本出願の実施例は、ケーシング、電極アセンブリおよび本出願の第１側面のいずれか１つの実施例のエンドキャップアセンブリを含む電池単体を提供する。ケーシングの端部は開口を有し、電極アセンブリはケーシング内に収容され、エンドキャップは開口を閉鎖する。
第３側面によれば、本出願の実施例は、本出願の第２側面のいずれか１つの実施例の電池単体、および熱管理部材を含み、エンドキャップは熱伝導部材を介して熱管理部材と熱交換して、電池単体の内部温度を調節する、電池を提供する。
上記技術的解決手段では、エンドキャップは熱伝導部材を介して熱管理部材と熱伝達して、電池単体と熱管理部材の熱伝達効率を向上させ、熱管理部材による電池単体の温度調節に寄与する。
いくつかの実施例では、熱管理部材はエンドキャップパッチの第１部分に装着され、熱管理部材は電池単体の内部温度を調節するように構成される。
上記技術的解決手段では、熱管理部材と第１部分の装着により、電池単体と熱管理部材間の熱伝達を実現し、熱管理部材による電池単体の温度調節に寄与する。
いくつかの実施例では、熱伝導部材は、エンドキャップとエンドキャップパッチ間に設けられた第１接続部を有する。
上記技術的解決手段では、エンドキャップとエンドキャップパッチ間の隙間は、熱伝導部材の第１接続部を介して充填され、同時に第１接続部はエンドキャップとエンドキャップパッチ間に設けられることにより、エンドキャップと熱管理部材間の伝熱効果をさらに向上させることができる。
いくつかの実施例では、熱伝導部材は、エンドキャップパッチと熱管理部材間に設けられた第２接続部を有する。
上記技術的解決手段では、熱伝導部材と熱管理部材間の隙間は熱伝導部材の第２接続部を介して充填され、熱管理部材とエンドキャップパッチの接続安定性および強固性を高め、同時に第２接続部がエンドキャップパッチと熱管理部材間に設けられることにより、エンドキャップと熱管理部材間の伝熱効果をさらに向上させることができる。
いくつかの実施例では、エンドキャップに電極端子が設けられ、電極端子は電池単体の内部から離れる端面を有し、熱管理部材は電池単体の内部から離れるの外面を有し、エンドキャップパッチの厚さ方向に沿って、外面が端面よりも電池単体の内部に近い。
上記技術的解決手段では、熱管理部材の外面が電極端子の端面よりも電池単体の内部に近いため、電池の全体高さを増加することなく、熱管理部材を電池単体に設置することができる。
第４側面によれば、本出願の実施例は、本出願の第３側面のいずれか１つの実施例の電池を含み、電池が電気エネルギーを供給するように用いられる、電池使用装置を提供する。
本出願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、本出願の実施例で使用される必要がある図面を簡単に説明するが、以下説明される図面は本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労働をすることなくこれらの図面に基づいて他の図面を得ることができるのは言うまでもない。添付図面において、図面は必ずしも実際の縮尺で描かれているわけではない。
本出願のいくつかの実施例の車両の構造概略図である。 本出願の一実施例の電池の構造概略図である。 図２に示す電池モジュールの構造概略図である。 本出願のいくつかの実施例の電池単体の分解図である。 図４に示す電池単体の組立後の断面図である。 図５のＡの部分拡大図である。 図４に示すエンドキャップパッチの上面図である。 本出願の別のいくつかの実施例の電池単体の部分断面図である。 図４に示す電池単体と熱管理部材の接続を示す概略図である。 図９に示す電池単体と熱管理部材の接続を示す部分断面図である。 本出願の別のいくつかの実施例の電池単体と熱管理部材の接続を示す部分断面図である。
１０ 箱体
１１ 第１部分
１２ 第２部分
１３ 収容空間
２０ 電池単体
２１ ケーシング
２２ 電極アセンブリ
２２１ 本体部
２２２ ラグ
２２２ａ 正極ラグ
２２２ｂ 負極ラグ
２３ エンドキャップアセンブリ
２３１ エンドキャップ
２３１１ 第１本体
２３１２ 第１突出部
２３１３ 第１凹部
２３２ 電極端子
２３２１ 端面
２３２ａ 正極電極端子
２３２ｂ 負極電極端子
２３３ 圧力解放機構
２３４ 集電部材
２３５ エンドキャップパッチ
２３５１ 貫通穴
２３５２ 第１部分
２３５３ 第２部分
２３５４ 部材穴
２３５５ 部材穴
２３６ 絶縁部材
２３６１ 第２本体
２３６２ 第２突出部
２３６３ 第２凹部
２４ 熱伝導部材
２４１ 第１接続部
２４２ 第２接続部
３０ 電池モジュール
４０ バス部材
５０ 熱管理部材
５０１ 外面
６０ 温度センサー
１００ 電池
２００ コントローラー
３００ モータ
１０００ 車両
本出願の実施例の目的、技術的解決手段および利点をより明確にするために、以下本出願の実施例の図面を参照して、本出願の実施例の技術的解決手段を明らかに説明するが、説明される実施例は本出願の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。本出願の実施例に基づいて、当業者は創造的な労働をすることなく得られた他の実施例は、すべて本出願の保護範囲に含まれるべきである。
特に定義しない限り、本出願で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本出願の技術分野に属する技術者が一般的に理解するのと同じ意味を有し、本出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目的のみのものであり、本出願を制限するものではなく、本出願の明細書および特許請求の範囲並びに上記の図面の説明での用語「含む」、「有する」およびそれらの任意変形は、非排他的な包含を意図している。本出願の明細書と特許請求の範囲または上記図面での「第１」、「第２」などの用語は異なる対象を区別するために使用され、特定の順序または優先関係を説明することを意図しない。
本出願で言及される「実施例」とは、実施例に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本出願の少なくとも１つの実施例に含まれ得ることを意味する。本明細書の様々な場所でのこのフレーズの出現は、必ずしも全てが同じ実施例に言及しているわけではなく、他の実施例と相互に排他的である別個のまたは代替の実施例に言及しているわけでもない。
本出願の説明において、明示的に規定され限定されない限り、「取付」、「接続」、「連結」、「付属」という用語は広義に理解されるべきであることに留意すべきであり、例えば、固定接続であってもよい、着脱接続であってもよい、一体接続でもよい、直接接続でも中間媒体を介して間接接続でもよい、二つの構成要素の内部通信であってもよい、などが挙げられる。当業者にとって、本出願における上記用語の具体的な意味は、特定の状況に応じて理解することができる。
本出願の「および／または」の用語は、単に関連対象の関連関係を説明するものであり、例えば、Ａおよび／またはＢは、Ａ単独、ＡおよびＢの両方、Ｂ単独という３つの意味を有する。また、本出願の「／」の文字は、一般に、前後の関連対象が「または」の関係を有することを意味する。
本出願の実施例において、同じ参照数字は同じ構成要素を示し、簡潔さのために、異なる実施例において同じ構成要素の詳細な説明は省略される。添付図面に示された本出願の実施例における各種構成要素の厚さ、長さ、幅などの寸法や、一体型装置の全体の厚さ、長さ、幅などは、例示的な説明に過ぎず、本出願を限定するものではないことを理解されたい。
本出願で使用する「複数」という用語は、２つ以上（２つを含む）を意味する。
本出願の実施例で言及した電池は、より高い電圧及び容量を提供するために、１つ以上の電池単体を含む単一の物理的なモジュールを意味する。例えば、本出願で言及される電池は、電池モジュールまたは電池パックなどを含んでもよい。電池は、典型的には、１つ以上の電池単体を封入するための箱を含む。箱は、液体や他の異物が電池単体の充電または放電に影響を与えることを防止することができる。
電池単体は、電極アセンブリと電解液とを含み、電極アセンブリは、正極片、負極片およびセパレータによって構成されている。電池単体は、主に正極片と負極片の間の金属イオンの移動に依存して動作する。正極片は、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、正極活物質層のない正極集電体は正極活物質層が塗布された正極集電体から突出し、正極活物質層が塗布されていない正極集電体が正極ラグとして使用される。リチウムイオン電池を例にとると、正極集電体の材料はアルミニウムであり、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、マンガン酸リチウムであることが可能である。負極片は、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被覆され、負極活物質層のない負極集電体は、負極活物質層が被覆された負極集電体から突出し、負極活物質層で被覆されていない負極集電体が負極ラグとして使用される。負極集電体の材質は銅、負極活物質の材質は炭素またはシリコンとすることができる。また、溶断することなく大電流を流すために、正極ラグの数は複数で積層し、負極ラグの数は複数で積層している。さらに、電極アセンブリは、巻回構造であってもよく、積層構造であってもよく、本出願の実施例はこれに限定されるものではない。
現在、電池単体は、一般に、ケーシングと、電極アセンブリと、エンドキャップアセンブリとを含み、エンドキャップアセンブリは、ケーシングの開口を覆って、電極アセンブリと電解液とのための閉空間を提供する。
本発明者は、電池は充放電過程及び使用過程で多くの熱を発生し、エンドキャップアセンブリのエンドキャップ表面は保護及び絶縁のためにエンドキャップパッチで覆われ、エンドキャップの放熱に影響することを見出した。ケーシングとエンドキャップアセンブリとで形成される閉鎖空間の熱が放熱されないと、電池の寿命に影響を与えるだけでなく、安全上の問題も生じる。
これに鑑み、本出願の実施例は以下の技術的解決手段を提供し、エンドキャップアセンブリは電池単体に用いられ、エンドキャップアセンブリはエンドキャップおよびエンドキャップパッチを含み、エンドキャップパッチがエンドキャップに装着され、その中で、エンドキャップパッチに少なくとも１つの貫通穴が設けられ、貫通穴に熱伝導部材が充填され、エンドキャップは熱伝導部材を介して外部と熱交換して、電池単体の内部温度を調節し、電池の耐用年数と安全性を向上させる。
本出願の実施例で説明される技術的解決手段は電池および電池使用装置に適している。
電池使用装置は車両、携帯電話、便携式機器、ノートパソコン、船舶、航行器、電気玩具および電動工具などであり得る。車両は、燃料車両、ガス車両、新エネルギー車両であり得、新エネルギー車両は純電気車両、ハイブリッド車両、長距離車両などであり得、航行器は、飛行機、ロケット、スペースシャトル、宇宙船などであり得、電気玩具はゲーム機、電気車両玩具、電気船玩具、電気飛行機玩具など、固定型または移動型の電動玩具であり得、電動工具は金属切削用電動工具、研削用電動工具、組立用電動工具、鉄道用電動工具などであり得、例えば、電気ドリル、電気グラインダー、電気レンチ、電気ドライバー、電気ハンマー、電気インパクトドリル、コンクリートバイブレーター、電気カンナなどがある。本出願の実施例では、上記電池使用装置に対して特に限定されない。
以下の実施例では、説明の便宜上、本出願発明の実施例に係る電力使用装置の一例として、車両１０００を用いて説明する。
図１を参照すると、図１は本出願のいくつかの実施例の車両１０００の構造概略図であり、車両１０００の内部に電池１００が配置され、電池１００は車両１０００の底部、前部または後部に配置され得る。電池１００は車両１０００に電力を供給し、例えば、電池１００は車両１０００の動作電源として使用され得る。
車両１０００はコントローラー２００とモータ３００をさらに含み得、コントローラー２００は電池１００を制御してモータ３００に電力を供給し、例えば、車両１０００の起動、ナビゲーションおよび走行時の作業電力要件を満たす。
いくつかの実施例では、電池１００は、車両１０００の動作電源として使用できるだけでなく、車両１０００に駆動力を供給するために、燃料又は天然ガスの代わりに又は部分的に、車両１０００の駆動電源として使用することも可能である。
いくつかの実施例では、図２を参照すると、図２は本出願のいくつかの実施例の電池１００の構造概略図であり、電池１００は箱体１０と電池単体２０を含み、電池単体２０は箱体１０内に収容される。
箱体１０は、円柱体、長方体など、様々な形状を有し得る。もちろん、箱体１０は様々な構造を有し得る。
いくつかの実施例では、箱体１０は、第１部分１１と第２部分１２を含み、第１部分１１と第２部分１２が互いに覆いあって、電池単体２０を収容するための収容空間１３を画定する。もちろん、第１部分１１と第２部分１２の接続部は、封止部材によって封止され、封止部材は封止リング、封止剤などであり得る。
第１部分１１と第２部分１２は、長方体、円柱体など、様々な形状であり得る。第１部分１１は一面が開放された中空構造であってもよく、第２部分１２も一面が開放された中空構造であってもよく、第２部分１２の開口側を第１部分１１の開口側に被せることで収容空間１３を有する箱体１０を形成することができる。もちろん、第１部分１１を一側が開放された中空構造とし、第２部分１２を板状構造とし、第２部分１２を第１部分１１の開口側に被せることで収容空間１３を有する箱体１０を形成してもよい。
電池１００において、電池単体２０は１つであってもよいし、複数であってもよい。電池単体２０が複数の場合、複数の電池単体２０間が直列、並列または混在して接続されてもよく、混在とは複数の電池単体２０が直列および並列接続の両方があることを意味する。
いくつかの実施例では、図２を引き続き参照すると、電池１００は熱管理部材５０をさらに含み、熱管理部材５０は電池単体２０の温度を調節するように構成される。
熱管理部材５０は、電池単体２０の温度を調節するための部材であり、ここでの温度調節とは、電池単体２０を加熱または冷却することであり、つまり、熱管理部材５０は電池単体２０を加熱するための加熱部材であってもよいし、電池単体２０を冷却するための冷却部材であってもよい。
例示的に、熱管理部材５０は、複数の電池単体２０の温度を調整するための流体を含有するために用いられ、ここでの流体は、水、水とグリコールとの混合物、または空気などの液体または気体であってよい。
熱管理部材５０は、箱体１０の内部に設置されてもよく、熱管理部材５０は、箱体１０の第１部分１１に設置されてもよく、また、箱体１０の第２部分１２に設置されてもよい。
熱管理部材５０の形状もここでは限定されず、電池単体２０に熱を伝導したり、電池単体２０の熱を奪うことができれば、全体として平板であってもよいし、複数の帯状構造を連結して形成してもよい。
いくつかの実施例では、図３を参照すると、図３は図２に示す電池モジュール３０の構造概略図であり、複数の電池単体２０は、直列又は並列に接続され、又は混在されて、電池モジュール３０を形成することができ、複数の電池モジュール３０は直列、並列または混在して全体を形成し、箱体１０（図２に示される）に収容される。別のいくつかの実施例では、複数の電池単体２０を直接に直列、並列または混在して接続し、複数の電池単体２０によって形成された全体を箱体１０内に収容してもよい。
いくつかの実施例では、電池１００はバス部材４０をさらに含み、複数の電池単体２０はバス部材４０を介して電気接続を実現し、複数の電池単体２０を直列、並列または混在して接続する。
バス部材４０は、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼またはアルミニウム合金などの金属導体であり得る。
図４を参照すると、図４は本出願のいくつかの実施例の電池単体２０の分解図であり、電池単体２０はケーシング２１、電極アセンブリ２２およびエンドキャップアセンブリ２３を含み得る。ケーシング２１は開口を有し、電極アセンブリ２２がケーシング２１内に収容され、エンドキャップアセンブリ２３は開口を閉鎖するために使用される。
ケーシング２１は、円柱体、長方体など、様々ン形状であり得る。ケーシング２１の形状は電極アセンブリ２２の具体的な形状に応じて決定される。例えば、電極アセンブリ２２が円柱体構造であると、ケーシング２１を円柱体構造とし、電極アセンブリ２２が長方体構造であると、ケーシング２１を長方体構造とする。
例示的に、図４では、ケーシング２１は一端が開口した中空長方体構造である。
ケーシング２１の材質は、プラスチック、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼またはアルミニウム合金など、様々な材料であり得、本出願の実施例ではこれに限定されない。
なお、ケーシング２１内の電極アセンブリ２２は１つまたは複数であり得る。例示的に、図４では、ケーシング２１内の電極アセンブリ２２は２つであり、２つの電極アセンブリ２２がケーシング２１内に積層して配置される。
いくつかの実施例では、電極アセンブリ２２は本体部２２１とラグ２２２を含み、ラグ２２２は本体部２２１から延伸する。本体部２２１は正極片、負極片およびセパレータを含み得る。本体部２２１は正極片、セパレータおよび負極片を巻き取って形成された巻取式構造であってもよい。本体部２２１は正極片、セパレータおよび負極片を積層して配置されて形成された積層式構造であってもよい。
正極ラグ２２２ａと負極ラグ２２２ｂは本体部２２１の同一側に配置されてもよいし、本体部２２１の対向する両側にそれぞれ配置されてもよい。図４では、正極ラグ２２２ａと負極ラグ２２２ｂが本体部２２１の同一側に配置される場合を例示的に示している。
いくつかの実施例では、図４を引き続き参照すると、エンドキャップアセンブリ２３はエンドキャップ２３１および電極端子２３２を含み得る。エンドキャップ２３１はケーシング２１の開口を閉鎖するために使用される。電極端子２３２はエンドキャップ２３１に取り付けられ、電極端子２３２はラグ２２２に電気的接続され、電極端子２３２は電池単体２０の電気エネルギーを出力するために使用される。
その中で、エンドキャップ２３１はケーシング２１の開口を閉鎖し、電極アセンブリ２２と電解質を収容するための密閉空間を形成し、電解質は電解液であり得る。
エンドキャップアセンブリ２３中の電極端子２３２は１つまたは複数であり得る。エンドキャップアセンブリ２３は２つの電極端子２３２を含む場合を例にすると、２つの電極端子２３２はそれぞれ正極電極端子２３２ａと負極電極端子２３２ｂであり、正極電極端子２３２ａは正極ラグ２２２ａに電気的接続され、負極電極端子２３２ｂは負極ラグ２２２ｂに電気的接続される。
いくつかの実施例では、エンドキャップアセンブリ２３は圧力解放機構２３３をさらに含み、圧力解放機構２３３は、電池単体２０の内部圧力または温度が閾値に達したとき電池単体２０の内部圧力を解放するために使用され、圧力解放機構２３３はエンドキャップ２３１に取り付けられる。
圧力解放機構２３３は、防爆弁、バーストディスク、ガスバルブまたは圧力解放弁などの部材であり得る。
いくつかの実施例では、電池単体２０は、集電部材２３４をさらに含み得、電極端子２３２はラグ２２２と集電部材２３４を介して電気的に接続される。
図４では、エンドキャップアセンブリ２３は２つの電極端子２３２を含む場合を例にすると、２つの電極端子２３２はそれぞれ正極電極端子２３２ａと負極電極端子２３２ｂであり、正極電極端子２３２ａは電極アセンブリ２２の正極ラグ２２２ａと１つの集電部材２３４を介して電気的に接続され、負極電極端子２３２ｂは電極アセンブリ２２の負極ラグ２２２ｂともう１つの集電部材２３４を介して電気的に接続される。
集電部材２３４は、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼またはアルミニウム合金などの金属導体であり得る。
いくつかの実施例では、電池単体２０は、エンドキャップパッチ２３５をさらに含み得、エンドキャップパッチ２３５はエンドキャップ２３１に装着され、エンドキャップパッチ２３５は絶縁材料で形成され、エンドキャップ２３１の損傷を防止しながら絶縁作用を果たし、エンドキャップ２３１が他の線路と接触して短絡が発生することを回避する。
本出願の実施例では、図５と図６を参照すると、図５は図４に示す電池単体の組立後の断面図であり、図６は図５のＡの部分拡大図であり、エンドキャップアセンブリ２３はエンドキャップ２３１とエンドキャップパッチ２３５を含み、エンドキャップパッチ２３５はエンドキャップ２３１に装着される。エンドキャップパッチ２３５に少なくとも１つの貫通穴２３５１が設けられ、貫通穴２３５１に熱伝導部材２４が充填され、エンドキャップ２３１は熱伝導部材２４を介して外部と熱交換して、電池単体２０の内部温度を調節する。エンドキャップパッチ２３５をエンドキャップ２３１に装着する場合、エンドキャップパッチ２３５をエンドキャップ２３１に貼り付けてもよい。エンドキャップ２３１は熱伝導部材２４を介して外部と熱交換することは、電池単体２０が配置されている環境の空気と熱交換してもよいし、他の熱交換機器と熱交換してもよく、例えば電池１００の熱管理部材５０（図２に示される）と熱交換を行う。
本出願の実施例のエンドキャップアセンブリ２３では、貫通穴２３５１に熱伝導部材２４が充填され、熱伝導部材２４で熱伝達を行い、電池単体２０はエンドキャップ２３１と熱伝導部材２４を介して外部と熱交換して電池単体２０の内部温度を調節し、電池の耐用年数と安全性を向上させることができる。
いくつかの実施例では、熱伝導部材２４は熱伝導ゲルである。熱伝導ゲルは良好な熱伝導および電気絶縁性能を有し、貫通穴２３５１に容易に充填することができる。
いくつかの実施例では、図６を引き続き参照すると、エンドキャップ２３１は第１本体２３１１と第１突出部２３１２を含み、第１突出部２３１２は電池単体２０の内部から離れる方向に突出し、第１本体２３１１の第１突出部２３１２に対応する位置に電池単体２０の内部から離れる方向に窪む第１凹部２３１３が形成され、第１凹部２３１３は電池単体２０の電極アセンブリ２２の少なくとも一部を収容するように構成され、本出願の実施例では、電極アセンブリ２２の少なくとも一部はラグ２２２の少なくとも一部であり得る。
第１凹部２３１３は電極アセンブリ２２の少なくとも一部を収容することができるため、電極アセンブリ２２のより多くの空間を解放し、電池単体２０のエネルギー密度の向上に寄与する。第１突出部２３１２の設置により第１凹部２３１３ができるだけ電池単体２０の内部から離れる方向に沿って窪み、電極アセンブリ２２の少なくとも一部を第１凹部２３１３内に収容するのに寄与する。
なお、第１凹部２３１３に収容された電極アセンブリ２２の少なくとも一部がラグ２２２である場合、第１凹部２３１３は正極ラグ２２２ａの少なくとも一部のみを収容してもよく、負極ラグ２２２ｂの少なくとも一部のみを収容してもよく、もちろん、正極ラグ２２２ａの少なくとも一部も、負極ラグ２２２ｂの少なくとも一部も収容してもよい。
いくつかの実施例では、図６を引き続き参照すると、電極端子２３２は第１突出部２３１２に取り付けられ、電極端子２３２とラグ２２２が集電部材２３４を介して電気的に接続される場合、集電部材２３４は第１凹部２３１３内に収容され得る。
いくつかの実施例では、図６を引き続き参照すると、エンドキャップアセンブリ２３は絶縁部材２３６をさらに含み、絶縁部材２３６はエンドキャップ２３１の電池単体２０の内部に面する側に配置され、絶縁部材２３６はエンドキャップ２３１と電極アセンブリ２２を隔離する作用を果たし、エンドキャップ２３１と電極アセンブリ２２が接触して電池単体２０の短絡を引き起こすリスクを低減することができる。
本出願の実施例では、絶縁部材２３６は絶縁材質であり、絶縁部材２３６はゴム、プラスチックなどの材質であり得る。エンドキャップ２３１は、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの金属材質であり得る。
なお、本出願の実施例では、エンドキャップアセンブリ２３に絶縁部材２３６が設けられていない場合、エンドキャップ２３１は絶縁材質である。
いくつかの実施例では、図６を引き続き参照すると、絶縁部材２３６は第２本体２３６１と第２突出部２３６２を含み、第２突出部２３６２は電池単体２０の内部から離れる方向に突出し、第２本体２３６１の第２突出部２３６２に対応する位置に電池単体２０の内部から離れる方向に窪む第２凹部２３６３が形成される。第１凹部２３１３は第２突出部２３６２を収容するように構成され、第２凹部２３６３は電極アセンブリ２２の少なくとも一部を収容するように構成される。
本出願のいくつかの実施例では、図６を引き続き参照すると、貫通穴２３５１はエンドキャップパッチ２３５の第１本体２３１１に装着された部分に設けられる。貫通穴２３５１はエンドキャップパッチ２３５の第１本体２３１１に装着された部分に設けられ、第１本体２３１１の部分は第１突出部２３１２よりも電池単体２０の内部に近く、電池単体２０の内部温度調節に寄与する。
なお、第１突出部２３１２に貫通穴２３５１が設けられてもよく、本出願の実施例では、第１突出部２３１２に貫通穴２３５１が設けられていなくてもよい。
本出願のいくつかの実施例では、図６および図７を参照すると、図７は図４に示すエンドキャップパッチ２３５の上面図であり、エンドキャップパッチ２３５は第１本体２３１１に装着された第１部分２３５２と第２部分２３５３を含み、エンドキャップパッチ２３５の長さ方向Ｘに沿って、第１部分２３５２が第１突出部２３１２の両側に位置し、エンドキャップパッチ２３５の幅方向Ｙに沿って、第２部分２３５３が第１突出部２３１２の両側に位置し、第２部分２３５３は２つの第１部分２３５２間に位置し、貫通穴２３５１は第１部分２３５２に設けられる。第２部分２３５３は第１突出部２３１２のエンドキャップパッチ２３５の幅方向Ｙに沿った両側に位置し、第２部分２３５３の幅が一般に比較的小さく、開穴に不便であり、第１部分２３５２がエンドキャップパッチ２３５の長さ方向の両側に設けられ、第１部分２３５２の幅が第２部分２３５３の幅よりも遥かに大きく、貫通穴２３５１の開設に有利する。
なお、エンドキャップパッチ２３５は、第１突出部２３１２に貼り付けてもよいし、貼り付けなくてもよいが、第１突出部２３１２にエンドキャップパッチ２３５を貼り付ける場合、第１突出部２３１２の電極端子２３２と圧力解放機構２３３に対応する位置にそれぞれ部材穴２３５４、２３５５が開設され、他の機能部材がある場合、これらの機能部材との干渉を回避するために、対応の部材穴も設けることが好ましい。
本出願のいくつかの実施例では、図７を引き続き参照すると、貫通穴の開口径が１０ｍｍ未満であり、エンドキャップパッチ２３５の絶縁性能が確保される。貫通穴２３５１の開口径が大きすぎると、エンドキャップパッチ２３５の絶縁性に影響を与える。
本出願のいくつかの実施例では、図７を引き続き参照すると、すべての貫通穴２３５１の総面積が第１部分２３５２の面積の１０％～５０％である。貫通穴２３５１の総面積が大きいほど、絶縁性能が悪くなり、貫通穴２３５１の総面積が小さいほど、熱伝導性能が悪くなり、貫通穴２３５１の総面積を第１部分２３５２の面積の１０％～５０％に設定することにより、エンドキャップパッチ２３５の絶縁性能を確保しながら、貫通穴２３５１の熱伝導部材２４の面積を確保し、熱伝導性能に影響を与えない。
本出願のいくつかの実施例では、図８を参照すると、図８は本出願の別のいくつかの実施例の電池単体の部分断面図であり、貫通穴２３５１に、電池単体２０の内部温度を収集するための温度センサー６０が設けられる。貫通穴２３５１に温度センサー６０を設けることで、熱伝導部材２４により温度センサー６０を固定し、温度センサー６０の固定に有利であり、熱伝導部材２４の熱伝達により電池単体２０の内部温度を容易に収集でき、温度の収集に寄与する。
本出願の実施例は電池単体２０をさらに提供し、電池単体２０はケーシング２１、電極アセンブリ２２、上記の各実施例中のエンドキャップアセンブリ２３を含む。ケーシング２１の端部は開口（図４に示される）を有し、電極アセンブリ２２はケーシング２１内に収容され、エンドキャップアセンブリ２３は開口を閉鎖するために使用される。
本出願の実施例は、電池１００をさらに提供し、図９および図１０を参照すると、図９は図４に示す電池単体２０と熱管理部材５０の接続を示す概略図であり、図１０は図９に示す電池単体２０と熱管理部材５０の接続を示す部分断面図である。電池１００は上記の実施例の電池単体２０、および熱管理部材５０を含み、エンドキャップ２３１は熱伝導部材２４を介して熱管理部材５０と熱交換して、電池単体２０の内部温度を調節する。エンドキャップ２３１は熱伝導部材２４を介して熱管理部材５０と熱伝達して、電池単体２０と熱管理部材５０の熱伝達効率を向上させ、熱管理部材５０により電池単体２０の温度を調節することができる。
本出願のいくつかの実施例では、図１０を引き続き参照すると、熱管理部材５０は第１部分２３５２に装着され、熱管理部材５０は前記電池単体２０の内部温度を調節するために使用される。熱管理部材５０は第１部分２３５２の貫通穴２３５１中の熱伝導部材２４を介してエンドキャップ２３１と熱伝達し、電池単体２０と熱管理部材５０間の熱伝達を実現し、熱管理部材５０により電池単体２０の温度を調節することができる。熱管理部材５０と第１部分２３５２の装着について、両者が接触しているだけで接続されなくてもよく、両者が接続されてもよい。
本出願のいくつかの実施例では、図１０を引き続き参照すると、熱伝導部材２４は第１接続部２４１を有し、第１接続部２４１はエンドキャップ２３１とエンドキャップパッチ２３５間に設けられる。エンドキャップ２３１とエンドキャップパッチ２３５間の隙間が熱伝導部材２４の第１接続部２４１を介して充填され、同時に第１接続部２４１がエンドキャップ２３１とエンドキャップパッチ２３５間に設けられ、エンドキャップ２３１と熱管理部材５０間の伝熱効果をさらに向上させることができる。
本出願のいくつかの実施例では、図１１を参照すると、図１１は本出願の別のいくつかの実施例の電池単体２０と熱管理部材５０の接続を示す部分断面図であり、熱伝導部材２４は第２接続部２４２を有し、第２接続部２４２はエンドキャップパッチ２３５と熱管理部材５０間に設けられる。熱伝導部材と熱管理部材間の隙間が熱伝導部材の第２接続部を介して充填され、熱管理部材５０とエンドキャップパッチ２３５の接続安定性および強固性を高める同時に、第２接続部２４２がエンドキャップパッチ２３５と熱管理部材５０間に設けられ、エンドキャップ２３１と熱管理部材５０間の伝熱効果をさらに向上させることができる。
本出願のいくつかの実施例では、図１１を引き続き参照すると、エンドキャップ２３１に電極端子２３２が設けられ、電極端子２３２は電池単体２０の内部から離れる端面２３２１を有し、熱管理部材５０は電池単体２０の内部から離れる外面５０１を有し、エンドキャップパッチ２３５の厚さ方向Ｚに沿って、外面５０１が端面２３２１よりも電池単体２０の内部に近い。熱管理部材５０の外面５０１が電極端子２３２の端面２３２１よりも電池単体２０の内部に近いので、電池１００の全体高さを増加することなく、熱管理部材５０を電池単体２０に設けることができる。
本出願の実施例は電池使用装置をさらに提供し、この電池使用装置は上記の各実施例中の電池１００を含み、電池１００は電気エネルギーを供給するために使用される。
好ましい実施例を参照して本出願を説明したが、本出願の範囲から逸脱することなく、様々な変化を行うことができ、その一部を等価物で代用することも可能である。特に、構造上の矛盾がない限り、各実施例で述べた各技術的特徴は、どのように組み合わせてもよい。本出願は、ここに開示された特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に該当する全ての技術的解決手段を含むものである。

Claims (15)

  1. 電池単体に用いられるエンドキャップアセンブリであって、前記エンドキャップアセンブリは、
    エンドキャップ、および
    前記エンドキャップに装着されたエンドキャップパッチ、を含み、
    前記エンドキャップパッチに少なくとも１つの貫通穴が設けられ、前記貫通穴に熱伝導部材が充填され、前記エンドキャップは前記熱伝導部材を介して外部と熱交換して、前記電池単体の内部温度を調節する、エンドキャップアセンブリ。
  2. 前記熱伝導部材は熱伝導ゲルである、請求項１に記載のエンドキャップアセンブリ。
  3. 前記エンドキャップは、第１本体と第１突出部を含み、前記第１突出部は前記電池単体の内部から離れる方向に突出し、前記第１本体の前記第１突出部に対応する位置に、前記電池単体の内部から離れる方向に窪む第１凹部が形成され、前記第１凹部は、前記電池単体の電極アセンブリの少なくとも一部を収容するように構成される、請求項１または２に記載のエンドキャップアセンブリ。
  4. 前記貫通穴は、前記エンドキャップパッチの前記第１本体に装着された部分に設けられる、請求項３に記載のエンドキャップアセンブリ。
  5. 前記エンドキャップパッチは、前記第１本体に装着された第１部分と第２部分を有し、
    前記エンドキャップパッチの長さ方向に沿って、前記第１部分は前記第１突出部の両側に位置し、
    前記エンドキャップパッチの幅方向に沿って、前記第２部分は前記第１突出部の両側に位置し、
    前記第２部分は２つの前記第１部分間に位置し、前記貫通穴は前記第１部分に設けられる、請求項４に記載のエンドキャップアセンブリ。
  6. 前記貫通穴の開口径が１０ｍｍ未満である、請求項１～５のいずれか１項に記載のエンドキャップアセンブリ。
  7. 前記少なくとも１つの貫通穴の総面積が前記第１部分の面積の１０％～５０％である、請求項５に記載のエンドキャップアセンブリ。
  8. 前記貫通穴に、前記電池単体の内部温度を収集するための温度センサーが設けられる、請求項１～７のいずれか１項に記載のエンドキャップアセンブリ。
  9. 端部に開口を有するケーシング、
    前記ケーシング内に収容された電極アセンブリ、および
    請求項１～８のいずれか１項に記載のエンドキャップアセンブリを含み、前記エンドキャップは前記開口を閉鎖する、電池単体。
  10. 請求項９に記載の電池単体、および
    熱管理部材を含み、前記エンドキャップは熱伝導部材を介して前記熱管理部材と熱交換して、前記電池単体の内部温度を調節する、電池。
  11. 前記熱管理部材は、前記エンドキャップパッチの第１部分に装着され、前記熱管理部材は前記電池単体の内部温度を調節するように構成される、請求項１０に記載の電池。
  12. 前記熱伝導部材は第１接続部を有し、前記第１接続部は前記エンドキャップと前記エンドキャップパッチ間に設けられる、請求項１０または１１に記載の電池。
  13. 前記熱伝導部材は第２接続部を有し、前記第２接続部は前記エンドキャップパッチと前記熱管理部材間に設けられる、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の電池。
  14. 前記エンドキャップに電極端子が設けられ、前記電極端子は前記電池単体の内部から離れる端面を有し、
    前記熱管理部材は前記電池単体の内部から離れる外面を有し、
    前記エンドキャップパッチの厚さ方向に沿って、前記外面が前記端面よりも前記電池単体の内部に近い、請求項１０～１３のいずれか１項に記載の電池。
  15. 請求項１０～１４のいずれか１項に記載の電池を含み、前記電池は電気エネルギーを供給するために使用される、電池使用装置。
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