JP2023539958A - 電池、電気機器、電池の製造方法及び装置 - Google Patents

電池、電気機器、電池の製造方法及び装置 Download PDF

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Abstract

電池（１０）、電気機器、電池の製造方法（３００）及び装置（４００）を提供する。該電池（１０）は、電池モジュール（１００）と、筐体（１１）とを備え、電池モジュール（１００）は筐体（１１）内に収納され、電池モジュール（１００）は、Ｎ列の電池セル（２０）であって、Ｎ列の電池セル（２０）内の各列の電池セル（２０）が第１方向に沿って配列され、Ｎ列の電池セル（２０）が第２方向に沿って配列され、Ｎが１より大きい整数であるＮ列の電池セル（２０）と、第１方向に沿って延在し且つ隣接する２列の電池セル（２０）の間に設けられ、該２列の電池セル（２０）内の各電池セル（２０）に固定接続されるＮ－１個のセパレータ（１０１）とを備え、セパレータ（１０１）の第１方向における端部に固定構造（１０２）が設けられ、セパレータ（１０１）は固定構造（１０２）を介して筐体（１１）に固定される。本願の実施例の技術案は、電池の性能を向上させることができる。

Description

本願は電池の技術分野に関し、特に電池、電気機器、電池の製造方法及び装置に関する。
環境汚染が深刻になっていることに伴って、新エネルギー産業はますます注目されている。新エネルギー産業では、電池技術はその発展に関連する重要な要素である。
電池内部のスペース利用率は、電池の電気量及びエネルギー密度に影響を与え、さらに電池の性能に影響を与える。如何に電池の性能を向上させるかは、電池技術では解決すべき技術的課題である。
本願は電池、電気機器、電池の製造方法及び装置を提供し、電池のエネルギー密度を向上させるとともに電池の構造強度を確保することができ、これにより電池の性能を向上させることができる。
第１態様では、電池を提供し、電池モジュールと、筐体とを備え、前記電池モジュールは前記筐体内に収納され、前記電池モジュールは、Ｎ列の電池セルであって、前記Ｎ列の電池セル内の各列の電池セルが第１方向に沿って配列され、前記Ｎ列の電池セルが第２方向に沿って配列され、Ｎが１より大きい整数であり、前記第１方向が前記第２方向に垂直であるＮ列の電池セルと、前記第１方向に沿って延在し且つ隣接する２列の電池セルの間に設けられ、前記２列の電池セル内の各電池セルに固定接続されるＮ－１個のセパレータとを備え、前記セパレータの前記第１方向における端部に固定構造が設けられ、前記セパレータは前記固定構造を介して前記筐体に固定される。
本願の実施例では、電池モジュールの隣接する２列の電池セルの間にセパレータが設けられ、該セパレータは該２列の電池セル内の各電池セルに固定接続され、セパレータの端部に固定構造が設けられ、セパレータは固定構造を介して筐体に固定される。これにより、電池内の各電池セルはセパレータ及び固定構造によって筐体に固定されるため、各電池セルはその荷重を筐体に伝達し、電池の構造強度を確保することができ、この場合、電池モジュールの外側に側板を設けなくてもよく、筐体の中央部にビーム等の構造を設ける必要もなく、電池内部のスペース利用率を大幅に向上させ、これにより電池のエネルギー密度を向上させることができる。従って、本願の実施例の技術案は、電池のエネルギー密度を向上させるとともに電池の構造強度を確保することができ、これにより電池の性能を向上させることができる。
可能な実現形態では、セパレータの厚さは０．１～５ｍｍ、０．２～２ｍｍ、０．３～１ｍｍ、０．１～０．５ｍｍ、又は０．２～０．４ｍｍであってもよい。該厚さのセパレータを使用することで、強度を確保するとともにセパレータが占有するスペースを小さくすることができる。
可能な実現形態では、各列の電池セル内の隣接する電池セルの間は接着されてもよく、例えば、構造用接着剤によって接着される。各列の電池セル内の隣接する電池セルの間を固定することにより、電池セルの固定効果をさらに向上させることができる。
可能な実現形態では、前記電池は、前記第２方向に沿って配列される複数の前記電池モジュールを備え、隣接する前記電池モジュールの間にギャップがある。
１つの電池モジュールにおいて、２列の電池セルの間にセパレータが設けられ、隣接する電池モジュールの間にセパレータが設けられない。これにより、一方では、電池内部のセパレータをできるだけ減少させることができ、他方では、隣接する電池モジュールの間に一定のギャップを形成して、電池セルに膨張スペースを与えることができる。
可能な実現形態では、前記固定構造は、前記セパレータの前記端部に固定接続され、且つ前記セパレータの前記端部に位置する電池セルに固定接続される固定板を備える。これにより、電池セルの固定効果をさらに強化することができる。
可能な実現形態では、前記固定板は前記第１方向に沿って前記電池モジュールから離れる方向に延在して形成される第１接続部を備え、前記第１接続部は前記筐体の壁に接続することに用いられる。
第１接続部を介して筐体の壁に接続されることにより、固定板と筐体の壁との固定接続を実現することができ、これにより電池セルの荷重を該筐体の壁に伝達し、電池の構造強度を確保することができる。
可能な実現形態では、第１接続部は固定板を屈曲することにより形成されてもよい。例えば、第１接続部は固定板の接続された壁に接近する縁部を、電池モジュールから離れる方向に屈曲することにより形成されてもよい。これにより、第１接続部と固定板の本体は一体構造であり、接続性能を向上させることができる。
可能な実現形態では、前記電池は、前記第２方向に沿って延在し、前記筐体内の複数の前記電池モジュールを接続するための第１接続バーをさらに備え、前記固定板は、前記第１方向に沿って前記電池モジュールから離れる方向に延在して形成される第２接続部をさらに備え、前記第２接続部は前記第１接続バーに接続することに用いられる。
第２接続部を介して第１接続バーに接続されることにより、筐体の底壁から離れる位置に、第１接続バーによって電池の構造強度をさらに確保することができる。
可能な実現形態では、第２接続部は固定板を屈曲することにより形成されてもよい。例えば、第２接続部は固定板の第１接続バーに接近する縁部を、電池モジュールから離れる方向に屈曲することにより形成されてもよい。これにより、第２接続部と固定板の本体は一体構造であり、接続性能を向上させることができる。
可能な実現形態では、前記固定板は、前記第１方向に沿って前記電池モジュールから離れる方向に延在して形成される第３接続部をさらに備え、前記第３接続部は前記固定板と前記セパレータを接続することに用いられる。第３接続部を介してセパレータに接続されることにより、固定板とセパレータの固定接続を実現し、両者の間の接続性能を確保することができる。
可能な実現形態では、第３接続部は固定板を屈曲することにより形成されてもよい。例えば、第３接続部は固定板のセパレータに接近する縁部を、電池モジュールから離れる方向に屈曲することにより形成されてもよい。これにより、第３接続部と固定板の本体は一体構造であり、接続性能を向上させることができる。
可能な実現形態では、複数の前記電池モジュールに対応する前記固定板は一体構造である。複数の電池モジュールに対応する固定板は一体型板であり、複数の電池モジュールはこの一体型板を介して筐体に固定され、これにより複数の電池モジュールの全体的な構造強度を向上させる。
可能な実現形態では、前記固定板には前記電池モジュールに対応するリミットバーが設けられ、前記リミットバーは隣接する前記電池モジュール間のギャップ内に挿入することに用いられる。これにより電池モジュールの装着を容易にすることができる。
可能な実現形態では、前記セパレータの前記端部は前記第１方向に前記Ｎ列の電池セルから突出し、前記固定構造は、前記セパレータの前記端部が前記第１方向に前記Ｎ列の電池セルから突出する第１突出部を備える。第１突出部を介して筐体の壁に接続されることにより、電池セルの荷重を該筐体の壁に伝達し、電池の構造強度を確保することができる。
可能な実現形態では、前記固定構造は、前記第１突出部に固定接続され且つ前記第２方向に沿って延在する第１延在部をさらに備え、前記第１延在部は前記筐体の壁に接続することに用いられる。
第１延在部を介して筐体の壁に接続されることにより、セパレータと筐体の壁との固定接続を実現することができ、これにより電池セルの荷重を該筐体の壁に伝達し、電池の構造強度を確保することができる。
可能な実現形態では、第１延在部と第１突出部は一体成形されてもよく、これにより接続性能を向上させることができる。
可能な実現形態では、前記電池は、前記第２方向に沿って延在し、前記筐体内の複数の前記電池モジュールを接続するための第１接続バーをさらに備え、前記固定構造は、前記第１突出部に固定接続され且つ前記第２方向に沿って延在する第２延在部をさらに備え、前記第２延在部は前記第１接続バーに接続することに用いられる。
第２延在部を介して第１接続バーに接続されることにより、筐体の底壁から離れる位置に、第１接続バーによって電池の構造強度をさらに確保することができる。
可能な実現形態では、第２延在部と第１突出部は一体成形されてもよく、これにより接続性能を向上させることができる。
可能な実現形態では、前記電池モジュールは、前記第１方向に沿って延在し且つ前記セパレータに固定接続され、前記第２方向に沿って前記セパレータから突出し、前記隣接する２列の電池セル内の各電池セルに取り付けられる取付板をさらに備える。取付板によって電池セルの固定効果をさらに強化することができる。
可能な実現形態では、前記取付板は前記隣接する２列の電池セル内の各電池セルに固定接続される。これにより、各電池セルはいずれも取付板及びセパレータによって固定され、固定効果をさらに向上させることができる。
可能な実現形態では、前記取付板は前記第１方向に前記Ｎ列の電池セルから突出し、前記固定構造は、前記取付板が前記第１方向に前記Ｎ列の電池セルから突出する第２突出部を備える。
第２突出部を介して筐体の壁に接続されることにより、電池セルの荷重を該筐体の壁に伝達し、電池の構造強度を確保することができる。
可能な実現形態では、前記セパレータと前記取付板は一体成形される。これによりセパレータと取付板の接続性能を向上させることができる。
可能な実現形態では、Ｎは２である。これにより、電池内に少ないセパレータを設けることができるが、同時に各電池セルをいずれもセパレータに固定でき、セパレータ及び固定構造によって筐体に接続することを確保できる。
可能な実現形態では、前記電池セルは直方体形の電池セルであり、前記直方体形の電池セルは対向する２つの第１側壁及び対向する２つの第２側壁を備え、前記第１側壁の面積は前記第２側壁の面積よりも大きく、前記セパレータは前記第１側壁に固定接続される。
各列の電池セルの狭い側壁は接続され、これにより第１方向に沿って１列に配列され、セパレータは各電池セルの広い側壁に固定接続され、これによりセパレータは電池セルの荷重を容易に受けて、電池セルの荷重を筐体に伝達することを容易にする。
可能な実現形態では、前記セパレータは前記第１側壁に対応して設けられる開孔部を有し、前記開孔部の面積は前記第１側壁の面積よりも小さい。セパレータに開孔部を設けることで、セパレータの形材を減少させることができ、これによりセパレータの重量を低減させる。
可能な実現形態では、前記電池セルは円筒形電池セルであり、前記セパレータは前記円筒形電池セルの側面に適合したＳ字型セパレータであり、これにより各電池セルをより良好に接続することができる。
可能な実現形態では、前記セパレータは断熱板、冷却板又は加熱板である。これにより電池セルを固定するとともに電池セル間の断熱又は電池セルの冷却又は加熱を実現することができる。
可能な実現形態では、前記セパレータと前記筐体は一体成形され、これによりセパレータと筐体の接続性能を向上させることができる。
可能な実現形態では、前記電池は、前記電池セルに電気的に接続するためのバスバーをさらに備え、前記電池モジュール内の少なくとも３つの電池セルは前記バスバーを介して他の電池モジュール内の電池セルに接続される。
多くの電池セルはバスバーを介して他の電池モジュール内の電池セルに接続され、バスバーによって電池モジュール間の接続性能を向上させることができる。
可能な実現形態では、前記バスバーは前記第２方向に沿って前記電池セルを直列接続する。これにより隣接する電池モジュール間の各対の隣接する電池セルはいずれもバスバーを介して接続でき、これにより電池モジュール間の接続性能を向上させることができる。
可能な実現形態では、前記電池モジュールは前記筐体の底壁に設けられ、前記電池は、前記電池モジュールの前記筐体の底壁から離れる表面に設けられ、前記第２方向に沿って延在し、且つ前記筐体内の複数の前記電池モジュールに固定接続される第２接続バーをさらに備える。
第２接続バーによって電池セルを第２方向に拘束して電池の構造強度を向上させるとともに、電池セルの膨張力に抵抗することができる。
第２態様では、電気機器を提供し、上記第１態様又は第１態様の任意の可能な実現形態の電池を備え、前記電池は電気エネルギーを提供することに用いられる。
第３態様では、電池の製造方法を提供し、電池モジュールを提供するステップであって、前記電池モジュールは、Ｎ列の電池セルであって、前記Ｎ列の電池セル内の各列の電池セルが第１方向に沿って配列され、前記Ｎ列の電池セルが第２方向に沿って配列され、Ｎが１より大きい整数であり、前記第１方向が前記第２方向に垂直であるＮ列の電池セルと、前記第１方向に沿って延在し且つ隣接する２列の電池セルの間に設けられ、前記２列の電池セル内の各電池セルに固定接続されるＮ－１個のセパレータとを備え、前記セパレータの前記第１方向における端部に固定構造が設けられるステップと、筐体を提供するステップと、前記電池モジュールを前記筐体内に収納するステップであって、前記セパレータは前記固定構造を介して前記筐体に固定されるステップと、を含む。
第４態様では、電池の製造装置を提供し、上記第３態様の方法を実行するモジュールを備える。
本願の実施例の技術案は、電池モジュールの隣接する２列の電池セルの間にセパレータが設けられ、該セパレータが該２列の電池セル内の各電池セルに固定接続され、セパレータの端部に固定構造が設けられ、セパレータが固定構造を介して筐体に固定される。これにより、電池内の各電池セルはセパレータ及び固定構造によって筐体に固定されるため、各電池セルはその荷重を筐体に伝達することができる。従って、本願の実施例の技術案は、電池のエネルギー密度を向上させるとともに電池の構造強度を確保することができ、これにより電池の性能を向上させることができる。
本願の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下、本願の実施例で使用する必要がある図面を簡単に説明し、明らかに、以下に説明される図面は本願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労働を必要とせずに、図面に基づいて他の図面を取得することができる。
本願の一実施例に係る車両の模式図である。 本願の一実施例に係る電池の模式図である。 本願の一実施例に係る電池セルの模式図である。 本願の一実施例に係る電池の模式図である。 本願の一実施例に係る電池モジュールの模式図である。 本願の一実施例に係る電池モジュールの模式図である。 本願の一実施例に係る電池の模式図である。 本願の一実施例に係る電池モジュールの模式図である。 本願の一実施例に係る電池モジュールの模式図である。 本願の一実施例に係る電池モジュールの模式図である。 本願の一実施例に係るセパレータの模式図である。 本願の一実施例に係るＳ字型セパレータの模式図である。 本願の一実施例に係る電池の製造方法の模式的なフローチャートである。 本願の一実施例に係る電池の製造装置の模式的なブロック図である。
図面では、図面は実際の比例で描かれていない。
以下、図面及び実施例を参照しながら本願の実施形態をさらに詳細に説明する。以下の実施例の詳細な説明及び図面は、本願の原理を例示的に説明するためのものであるが、本願の範囲を限定するものではなく、すなわち本願は説明される実施例に限定されない。
本願の説明では、説明する必要があるように、特に説明されない限り、使用される全ての技術用語及び科学用語は、当業者が理解できる一般的な意味を有し、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であり、本願を限定するものではなく、本願の明細書、特許請求の範囲、及び上記図面の簡単な説明における用語「備える」、「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図するものであり、「複数」は２つ以上を意味し、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などの用語が示した方位又は位置関係は、本願を容易に説明し及び説明を簡素化するためのものに過ぎず、示した装置又は素子が必ず特定の方位を有し、特定の方位で構築及び操作されることを指示又は暗示しないため、本願を限定するものとして理解できない。また、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、説明するためのものに過ぎず、相対的な重要性を指示又は暗示するものとして理解できない。「垂直」は厳密な意味での垂直ではなく、誤差許容範囲内のものである。「平行」は厳密な意味での平行ではなく、誤差許容範囲内のものである。
本願で言及されている「実施例」は、実施例を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。明細書の様々な位置に現れる該語句は必ずしも同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と相互に排他的な独立又は代替の実施例でもない。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ることができることを明確且つ暗黙的に理解できる。
以下の説明に現れる方位詞はいずれも図示される方向であり、本願の具体的な構造を限定するものではない。本願の説明では、説明する必要があるように、特に明確に規定及び限定されない限り、「装着」、「接続」、「連結」という用語は広い意味で理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続又は一体的な接続であってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体を介した間接的接続であってもよく、２つの素子内部の連通であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて上記用語の本願における具体的な意味を理解することができる。
本願における「及び／又は」という用語は、関連対象の関連関係を説明するためのものに過ぎず、３つの関係が存在し得ることを示し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａが単独で存在すること、Ａと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、本願における「／」という文字は、一般的に前後の関連対象が「又は」の関係であることを示す。
本願では、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んでもよく、本願の実施例はこれを限定しない。電池セルは、円筒体、扁平体、直方体又は他の形状などであってもよく、本願の実施例はこれを限定しない。電池セルは、一般的に包装方式に応じて、円筒形電池セル、角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、本願の実施例はこれを限定しない。
本願の実施例に係る電池とは、１つ又は複数の電池セルを備えることで、より高い電圧及び容量を提供する単一の物理モジュールを指す。例えば、本願に係る電池は、電池パックなどを含んでもよい。電池は、一般的に、１つ又は複数の電池セルを包装するための筐体を備える。筐体は、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できる。
電池セルは、電極組立体と、電解液とを備え、電極組立体は、正極板、負極板及び分離膜からなる。電池セルは主に金属イオンが正極板と負極板との間に移動することにより動作する。正極板は、正極集電体と、正極活物質層とを備え、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、正極活物質層が塗布されていない集電体は正極タブとして機能する。リチウムイオン電池を例とし、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。負極板は、負極集電体と、負極活物質層とを備え、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、負極活物質層が塗布されていない集電体は負極タブとして機能する。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。大電流が流れて溶断しないことを確保するために、正極タブは数が複数であり且つ一体に積層され、負極タブは数が複数であり且つ一体に積層される。分離膜の材質はポリプロピレン（ＰＰ）又はポリエチレン（ＰＥ）などであってもよい。また、電極組立体は、巻回構造であってもよく、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。
異なる電力需要を満たすために、電池は複数の電池セルを備えてもよく、複数の電池セルの間は直列接続又は並列接続又は直並列接続されてもよく、直並列接続とは直列接続と並列接続の組み合わせを指す。選択肢として、複数の電池セルをまず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形成し、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形成することができる。つまり、複数の電池セルは電池を直接形成してもよく、まず電池モジュールを形成し、次に電池モジュールが電池を形成してもよい。電池はさらに電気機器に設けられ、電気機器に電気エネルギーを提供する。
電池技術の発展は、例えば、エネルギー密度、サイクル寿命、放電容量、充放電レート、安全性などの複数の設計要素を同時に考慮する必要がある。電池の内部スペースが一定の場合、電池の内部スペースの利用率を向上させることは、電池のエネルギー密度を向上させるための効果的な手段である。しかし、電池の内部スペースの利用率を向上させる時に、電池の構造強度を低下させる可能性がある。例えば、通常、電池の筐体内部に、電池モジュールを搭載するためのビームが設けられ、また、電池内の電池モジュールに側板及び端板が設けられる。上記ビーム、側板及び端板は電池の固定を実現するとともに、電池の内部スペースを占有する。しかし、ビーム、側板及び端板を設けない場合、電池の構造強度が不足し、電池の性能に影響を与える。
これに鑑みて、本願の実施例は、電池モジュールの隣接する２列の電池セルの間にセパレータが設けられ、該セパレータが該２列の電池セル内の各電池セルに固定接続され、固定構造を介して筐体に固定されるという技術案を提供する。これにより、電池内の各電池セルはセパレータ及び固定構造によって筐体に固定されるため、その荷重を筐体に伝達し、電池の構造強度を確保することができ、この場合、電池モジュールの外側に側板を設けなくてもよく、筐体の中央部にビームなどの構造を設ける必要もなく、電池内部のスペース利用率を大幅に向上させ、これにより電池のエネルギー密度を向上させることができる。従って、本願の実施例の技術案は、電池のエネルギー密度を向上させるとともに電池の構造強度を確保することができ、これにより電池の性能を向上させることができる。
本願の実施例で説明される技術案は、例えば、携帯電話、ポータブルデバイス、ノートパソコン、電気自転車、電気玩具、電動工具、電気自動車、船舶及び宇宙機などの電池を使用する様々な装置に適用でき、例えば、宇宙機は、飛行機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙船などを含む。
理解されるように、本願の実施例で説明される技術案は、上記説明される装置に適用できるだけでなく、電池を使用する全ての装置に適用でき、説明を簡潔にするために、以下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は、本願の一実施例に係る車両１の構造模式図であり、車両１はガソリン車、ガス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電気自動車、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー自動車などであってもよい。車両１の内部にモータ４０、コントローラ３０及び電池１０が設けられてもよく、コントローラ３０は電池１０がモータ４０に給電するように制御することに用いられる。例えば、車両１の底部又は前部又は尾部に電池１０が設けられてもよい。電池１０は車両１の給電に用いられ、例えば、電池１０は車両１の操作電源として機能でき、車両１の回路システムに用いられ、例えば、車両１の起動、ナビゲーション及び走行時の動作電力需要に用いられる。本願の他の実施例では、電池１０は車両１の操作電源として機能できるだけでなく、車両１の駆動電源として機能でき、ガソリン又は天然ガスを代替又は部分的に代替して車両１に駆動動力を提供する。
異なる使用電力需要を満たすために、電池１０は複数の電池セルを備えてもよい。例えば、図２は、本願の一実施例に係る電池１０の構造模式図であり、電池１０は複数の電池セル２０を備えてもよい。電池１０は筐体１１をさらに備えてもよく、筐体１１の内部は中空構造であり、複数の電池セル２０は筐体１１内に収納される。例えば、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して組み合わせられて筐体１１内に置かれる。
選択肢として、電池１０は、他の構造をさらに備えてもよく、ここで詳細な説明を省略する。例えば、該電池１０はバスバーをさらに備えてもよく、バスバーは複数の電池セル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ことに用いられる。具体的には、バスバーは電池セル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、バスバー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貫通して引き出され得る。選択肢として、導電機構はバスバーに属してもよい。
異なる電力需要に応じて、電池セル２０の数は任意の数値に設定されてもよい。複数の電池セル２０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大きな容量又は電力を実現することができる。各電池１０に備えられる電池セル２０の数は多い可能性があるため、装着を容易にするために、電池セル２０をグループ化して設けることができ、各グループの電池セル２０は電池モジュールを形成する。電池モジュールに備えられる電池セル２０の数は限られず、必要に応じて設定できる。電池は複数の電池モジュールを備えてもよく、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。
図３は、本願の一実施例に係る電池セル２０の構造模式図であり、電池セル２０は、１つ又は複数の電極組立体２２と、ケース２１１と、蓋板２１２とを備える。ケース２１１と蓋板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の壁及び蓋板２１２はいずれも電池セル２０の壁と呼ばれ、直方体形の電池セル２０について、ケース２１１の壁は底壁及び４つの側壁を備える。ケース２１１は１つ又は複数の電極組立体２２を組み合わせた形状に応じて決められ、例えば、ケース２１１は中空の直方体又は立方体又は円筒体であってもよく、且つケース２１１の１つの面には、１つ又は複数の電極組立体２２をケース２１１内に置くことができる開口部がある。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つの面は開口面であり、すなわち該面は壁体を有さずにケース２１１の内外を連通させる。ケース２１１が中空の円筒体である場合、ケース２１１の端面は開口面であり、すなわち該端面は壁体を有さずにケース２１１の内外を連通させる。蓋板２１２は開口部を覆い且つケース２１１に接続することで、電極組立体２２を置く密閉キャビティを形成する。ケース２１１内に電解液などの電解質が充填される。
該電池セル２０は２つの電極端子２１４をさらに備えてもよく、２つの電極端子２１４は蓋板２１２に設けられてもよい。蓋板２１２は通常、平板形状であり、２つの電極端子２１４は蓋板２１２の平板面に固定され、２つの電極端子２１４はそれぞれ正電極端子２１４ａ及び負電極端子２１４ｂである。各電極端子２１４にはそれぞれ接続部材２３が対応して設けられ、接続部材２３は、集電部材２３とも呼ばれ、蓋板２１２と電極組立体２２との間に位置し、電極組立体２２と電極端子２１４の電気的接続を実現することに用いられる。
図３に示すように、各電極組立体２２は第１タブ２２１ａ及び第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つ又は複数の電極組立体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つ又は複数の電極組立体２２の第２タブ２２２ａは他の接続部材２３を介して他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は他の接続部材２３を介して負極タブに接続される。
該電池セル２０においては、実際の使用需要に応じて、電極組立体２２は１つ又は複数設けられてもよく、図３に示すように、電池セル２０内に４つの独立した電極組立体２２が設けられる。
電池セル２０にリリーフ機構２１３がさらに設けられてもよい。リリーフ機構２１３は、電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値になった時に作動して内部圧力又は温度を解放することに用いられる。
リリーフ機構２１３は様々な可能なリリーフ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、リリーフ機構２１３は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０の内部温度が閾値になった時に溶融できるように構成される感温リリーフ機構であってもよく、及び／又は、リリーフ機構２１３が設けられた電池セル２０の内部空気圧が閾値になった時に破裂できるように構成される感圧リリーフ機構であってもよい。
図４は本願の一実施例に係る電池１０の構造模式図である。図４に示すように、電池１０は、電池モジュール１００と、筐体１１とを備える。電池モジュール１００は筐体１１内に収納される。図５は本願の一実施例に係る電池モジュール１００の構造模式図である。図５に示すように、電池モジュール１００は、Ｎ列の電池セル２０と、Ｎ－１個のセパレータ１０１とを備えてもよい。Ｎは１より大きい整数であり、本願の図面ではＮが２であることを例示し、すなわち、電池モジュール１００は、２列の電池セル２０と、１つのセパレータ１０１とを備えるが、本願の実施例はこれを限定しない。例えば、電池モジュール１００はより多くの列の電池セル２０を備えてもよい。
Ｎ列の電池セル２０内の各列の電池セル２０は、第１方向、例えば図５のｘ方向に沿って配列される。Ｎ列の電池セル２０は、第２方向、例えば図５のｙ方向に沿って配列され、第１方向は第２方向に垂直である。換言すれば、第１方向は各列の電池セル２０内の電池セル２０の配列方向であり、第２方向はＮ列の電池セル２０の配列方向である。
セパレータ１０１は第１方向に沿って延在し且つ隣接する２列の電池セル２０の間に設けられ、セパレータ１０１は該２列の電池セル２０内の各電池セル２０に固定接続される。図５に示すように、隣接する２列の電池セル２０はそれぞれセパレータ１０１の両側に固定されてもよく、つまり、１つのセパレータ１０１を介して隣接する２列の電池セル２０内の各電池セル２０を固定接続することができる。例えば、図５に示すように、セパレータ１０１は垂直に設けられ、すなわち、セパレータ１０１は第２方向に垂直であり、２列の電池セル２０の間に設けられる。
本願の実施例では、電池モジュール１００は、Ｎ列の電池セル２０と、Ｎ－１個のセパレータ１０１とを備え、Ｎ－１個のセパレータ１０１はＮ列の電池セル２０の間に設けられる。つまり、セパレータ１０１は電池モジュール１００の内部に設けられ、電池モジュール１００の外側にセパレータ１０１が設けられなくなる。例えば、２列の電池セル２０の間に１つのセパレータ１０１が設けられ、３列の電池セル２０の間に２つのセパレータ１０１が設けられ、このように類推する。このように設けることで、少ないセパレータ１０１を使用して電池モジュール１００内の各電池セル２０をセパレータ１０１によって固定接続することができる。
セパレータ１０１の第１方向における端部に固定構造１０２が設けられ、セパレータ１０１は固定構造１０２を介して筐体１１に固定される。図５に示すように、固定構造１０２はセパレータ１０１のｘ方向における両端に設けられる。セパレータ１０１は固定構造１０２を介して筐体１１に固定され、さらに電池モジュール１００を筐体１１に固定することを実現する。上記したように、電池モジュール１００内の各電池セル２０はいずれもセパレータ１０１によって固定接続され、さらに固定構造１０２によって各電池セル２０と筐体１１の固定接続を実現することができる。
本願の実施例では、電池モジュール１００の隣接する２列の電池セル２０の間にセパレータ１０１が設けられ、該セパレータ１０１は該２列の電池セル２０内の各電池セル２０に固定接続され、セパレータ１０１の端部に固定構造１０２が設けられ、セパレータ１０１は固定構造１０２を介して筐体１１に固定される。これにより、電池１０内の各電池セル２０はセパレータ１０１及び固定構造１０２によって筐体１１に固定されるため、各電池セル２０はその荷重を筐体１１に伝達し、電池１０の構造強度を確保することができ、この場合、電池モジュール１００の外側に側板を設けなくてもよく、筐体１１の中央部にビームなどの構造を設ける必要もなく、電池１０の内部のスペース利用率を大幅に向上させ、電池１０のエネルギー密度を向上させることができる。従って、本願の実施例の技術案は、電池１０のエネルギー密度を向上させるとともに電池１０の構造強度を確保することができ、これにより電池１０の性能を向上させることができる。
選択肢として、セパレータ１０１と隣接する２列の電池セル２０内の各電池セル２０との間は接着の方式で固定接続されてもよい。例えば、本願の一実施例では、図６に示すように、セパレータ１０１と隣接する２列の電池セル２０内の各電池セル２０は構造用接着剤１１０で接着されてもよいが、本願の実施例はこれを限定しない。
選択肢として、Ｎ列の電池セル２０内の各列の電池セル２０の隣接する電池セル２０の間は接着されてもよく、例えば、図６に示すように、構造用接着剤１１０で接着されるが、本願の実施例はこれを限定しない。各列の電池セル２０内の隣接する電池セル２０の間を固定することにより、電池セル２０の固定効果をさらに向上させることができる。
選択肢として、セパレータ１０１は、鋼板又はアルミニウム板などの金属板であってもよく、プラスチック板であってもよく、セパレータ１０１の材料は、複合材であってもよく、例えば、金属板の表面に他の材料が塗布され、本願の実施例はこれを限定しない。
選択肢として、セパレータ１０１の厚さは０．１～０．５ｍｍであってもよく、例えば、本願の一実施例では、セパレータ１０１の厚さは０．２～０．４ｍｍであってもよい。該厚さのセパレータ１０１を使用することで、強度を確保するとともにセパレータ１０１が占有するスペースを小さくすることができる。
選択肢として、本願の一実施例では、電池１０は複数の電池モジュール１００を備え、複数の電池モジュール１００は第２方向に沿って配列され、隣接する電池モジュール１００の間にギャップがある。すなわち、複数の電池モジュール１００はｙ方向に沿って配列され、隣接する電池モジュール１００の間にセパレータ１０１がなく、一定のギャップがある。つまり、１つの電池モジュール１００内に、２列の電池セル２０の間にセパレータ１０１が設けられるが、隣接する電池モジュール１００の間にセパレータ１０１が設けられない。これにより、一方では、電池１０内部のセパレータ１０１をできるだけ減少させることができ、他方では、隣接する電池モジュール１００の間に一定のギャップを形成して、電池セル２０に膨張スペースを与えることができる。
選択肢として、本願の一実施例では、電池モジュール１００は２列の電池セル２０を備え、すなわち、Ｎは２である。それに対応して、２列の電池セル２０内に１つのセパレータ１０１が設けられる。上記したように、隣接する電池モジュール１００の間にセパレータ１０１が設けられず、これにより、該実施例は、電池１０内に少ないセパレータ１０１を設けることができるが、同時に各電池セル２０をセパレータ１０１に固定でき、セパレータ１０１及び固定構造１０２によって筐体１１に接続することを確保できる。
選択肢として、本願の一実施例では、Ｎ列の電池セル２０を備える電池モジュール１００について、Ｎ／２個のセパレータ１０１が設けられてもよく、各セパレータ１０１は隣接する２列の電池セル２０の間に設けられ、各列の電池セル２０はいずれも１つのセパレータ１０１に固定接続される。例えば、４列の電池セル２０を備える電池モジュール１００について、２つのセパレータ１０１が設けられてもよく、一方のセパレータ１０１は電池セル２０の第１列と第２列の間に設けられ、他方のセパレータ１０１は電池セル２０の第３列と第４列の間に設けられ、６列の電池セル２０を備える電池モジュール１００について、３つのセパレータ１０１が設けられてもよく、１番目のセパレータ１０１は電池セル２０の第１列と第２列の間に設けられ、２番目のセパレータ１０１は電池セル２０の第３列と第４列の間に設けられ、３番目のセパレータ１０１は電池セル２０の第５列と第６列の間に設けられ、このように類推する。このように設けることで、各電池セル２０をセパレータ１０１に固定でき、セパレータ１０１及び固定構造１０２によって筐体１１に接続することを確保できる。
選択肢として、本願の一実施例では、固定構造１０２は固定板１０４を備えてもよい。固定板１０４はセパレータ１０１の端部に固定接続され、且つセパレータ１０１の端部に位置する電池セル２０に固定接続される。例えば、直方体形の電池セル２０について、固定板１０４はセパレータ１０１に垂直に接続されてもよく、セパレータ１０１とそれぞれ直方体形の電池セル２０の２つの隣接する側壁に接続され、これにより電池セル２０の固定効果をさらに強化することができる。
選択肢として、固定板１０４はセパレータ１０１と同じ材料、例えば、金属、プラスチック又は複合材を使用してもよい。固定板１０４の厚さはセパレータ１０１と同じであってもよい。固定板１０４の材料又は厚さはセパレータ１０１と異なってもよく、例えば、固定板１０４はより高い強度又は厚さで設けられてもよいが、本願の実施例はこれを限定しない。
選択肢として、セパレータ１０１と固定板１０４との接続方式は抵抗溶接、抵抗リベット留め、ＳＰＲリベット留め、ロックボルト又は係接などであってもよく、固定板１０４は抵抗溶接、抵抗リベット留め、ＳＰＲリベット留め、ロックボルト又は係接などの接続方式で筐体に固定されてもよいが、本願の実施例はこれを限定しない。
選択肢として、固定板１０４と電池セル２０は接着の方式で固定接続され、例えば、構造用接着剤で接着されてもよいが、本願の実施例はこれを限定しない。
選択肢として、本願の一実施例では、固定板１０４は、第１方向に沿って電池モジュール１００から離れる方向に延在して形成される第１接続部１０５を備え、第１接続部１０５は筐体１１の壁に接続することに用いられる。例えば、筐体１１の底壁に接続されることを例とし、固定板１０４の底壁に接近する位置に、電池モジュール１００から離れる方向に、すなわち外へ延在して第１接続部１０５を形成してもよく、第１接続部１０５を介して筐体１１の底壁に接続される。もちろん、固定板１０４の第１接続部１０５は筐体１１の側壁に接続されてもよく、本願はこれを限定しない。
第１接続部１０５は接続された筐体１１の壁に平行してもよく、例えば、第１接続部１０５は筐体１１の底壁に平行する。第１接続部１０５の面積は接続された筐体１１の壁との固定方式に基づいて設定されてもよく、これにより必要な固定効果を満たす。
選択肢として、本願の一実施例では、第１接続部１０５は固定板１０４を屈曲することにより形成されてもよい。例えば、第１接続部１０５は固定板１０４の接続された壁に接近する縁部を、電池モジュール１００から離れる方向に屈曲することにより形成されてもよい。筐体１１の底壁に接続されることを例とし、固定板１０４の下縁を外へ屈曲して第１接続部１０５を形成することができる。これにより、第１接続部１０５と固定板１０４の本体は一体構造であり、接続性能を向上させることができる。
第１接続部１０５を介して筐体１１の壁に接続されることで、固定板１０４と筐体１１の壁の固定接続を実現することができ、これにより電池セル２０の荷重を該筐体１１の壁に伝達し、電池１０の構造強度を確保することができる。
選択肢として、本願の一実施例では、電池１０は、第２方向に沿って延在し、筐体１１内の複数の電池モジュール１００を接続するための第１接続バー１３をさらに備える。第１接続バー１３は第２方向に複数の電池モジュール１００を接続し、複数の電池モジュール１００の全体的な構造強度を向上させることができる。
この場合、固定板１０４は、第１方向に沿って電池モジュール１００から離れる方向に延在して形成される第２接続部１０６をさらに備え、第２接続部１０６は第１接続バー１３に接続することに用いられる。選択肢として、第２接続部１０６は第１接続部１０５とそれぞれ固定板１０４の両端に設けられてもよい。例えば、第１接続部１０５が筐体１１の底壁に接続される場合、第２接続部１０６は固定板１０４の底壁から離れる位置に設けられてもよい。すなわち、固定板１０４の底壁から離れる位置に、電池モジュール１００から離れる方向に、すなわち外へ延在して第２接続部１０６を形成してもよく、第２接続部１０６を介して第１接続バー１３に接続される。これにより、底壁から離れる位置に、第１接続バー１３によって電池１０の構造強度をさらに確保することができる。
第２接続部１０６は第１接続バー１３に平行してもよい。第２接続部１０６の面積は第１接続バー１３との固定方式に基づいて設定されてもよく、これにより必要な固定効果を満たす。
選択肢として、本願の一実施例では、第２接続部１０６は固定板１０４を屈曲することにより形成されてもよい。例えば、第２接続部１０６は固定板１０４の第１接続バー１３に接近する縁部を、電池モジュール１００から離れる方向に屈曲することにより形成されてもよい。例えば、固定板１０４の上縁を外へ屈曲して第２接続部１０６を形成することができる。これにより、第２接続部１０６と固定板１０４の本体は一体構造であり、接続性能を向上させることができる。
選択肢として、本願の一実施例では、固定板１０４は、第１方向に沿って電池モジュール１００から離れる方向に延在して形成される第３接続部１０７をさらに備え、第３接続部１０７は固定板１０４とセパレータ１０１を接続することに用いられる。例えば、固定板１０４とセパレータ１０１の接続位置に、電池モジュール１００から離れる方向に、すなわち外へ延在して第３接続部１０７を形成してもよく、固定板１０４は第３接続部１０７を介してセパレータ１０１に固定接続される。
選択肢として、セパレータ１０１に接続される以外に、第３接続部１０７はさらに固定板１０４の間の接続を同時に実現することができる。例えば、電池モジュール１００内の各列の電池セル２０に１つの固定板１０４が設けられ、電池モジュール１００内のセパレータ１０１と２列の電池セル２０に対応する２つの固定板１０４とは第３接続部１０７を介して一体に固定される。
第３接続部１０７はセパレータ１０１に平行してもよい。第３接続部１０７の面積は固定方式に基づいて設定されてもよく、これにより必要な固定効果を満たす。
選択肢として、本願の一実施例では、第３接続部１０７は固定板１０４を屈曲することにより形成されてもよい。例えば、第３接続部１０７は固定板１０４のセパレータ１０１に接近する縁部を、電池モジュール１００から離れる方向に屈曲することにより形成されてもよい。これにより、第３接続部１０７と固定板１０４の本体は一体構造であり、接続性能を向上させることができる。
選択肢として、本願の一実施例では、セパレータ１０１は隣接する２列の電池セル２０内の１列の電池セル２０の両端の固定板１０４と一体成形されてもよく、これにより他の１列の電池セル２０に固定板１０４を設けるだけでよく、又は、セパレータ１０１は隣接する２列の電池セル２０に対応する固定板１０４と一体成形されてもよい。
選択肢として、本願の一実施例では、複数の電池モジュール１００に対応する固定板１０４は一体構造であってもよい。図７に示すように、複数の電池モジュール１００に対応する固定板１０４は一体型板であってもよく、複数の電池モジュール１００はこの一体型板を介して筐体１１に固定され、これにより複数の電池モジュール１００の全体的な構造強度を向上させる。選択肢として、固定板１０４には電池モジュール１００に対応するリミットバー１０８が設けられてもよく、リミットバー１０８は隣接する電池モジュール１００の間のギャップ内に挿入することに用いられ、これにより電池モジュール１００の装着を容易にすることができる。
選択肢として、本願の一実施例では、図８に示すように、セパレータ１０１の端部は第１方向にＮ列の電池セル２０から突出し、固定構造１０２は、セパレータ１０１の端部が第１方向にＮ列の電池セル２０から突出する第１突出部１２１を備える。セパレータ１０１は第１突出部１２１を介して筐体１１の壁に接続されてもよい。例えば、筐体１１の壁には第１突出部１２１に対応する接続部が設けられてもよく、これにより両者の間の接続を実現する。
選択肢として、本願の一実施例では、図９に示すように、固定構造１０２は、第１突出部１２１に固定接続され且つ第２方向に沿って延在する第１延在部１２３をさらに備え、第１延在部１２３は筐体１１の壁に接続することに用いられる。例えば、筐体１１の底壁に接続されることを例とし、第１突出部１２１の底壁に接近する位置に、第１延在部１２３は第１突出部１２１に固定接続され且つ第２方向に沿って延在して、底壁に接続される領域を形成し、これにより筐体１１の底壁に接続される。もちろん、固定構造１０２の第１延在部１２３は筐体１１の側壁に接続されてもよく、本願はこれを限定しない。
第１延在部１２３は接続された筐体１１の壁に平行してもよく、例えば、第１延在部１２３は筐体１１の底壁に平行する。第１延在部１２３の面積は接続された筐体１１の壁との固定方式に基づいて設定されてもよく、これにより必要な固定効果を満たす。
選択肢として、第１延在部１２３と第１突出部１２１は一体成形されてもよく、これにより接続性能を向上させることができる。
選択肢として、本願の一実施例では、電池１０に第１接続バー１３が設けられる場合、固定構造１０２は、第１突出部１２１に固定接続され且つ第２方向に沿って延在する第２延在部１２４をさらに備え、第２延在部１２４は第１接続バー１３に接続することに用いられる。例えば、第１延在部１２３が筐体１１の底壁に接続される場合、第２延在部１２４は第１突出部１２１の底壁から離れる位置に設けられてもよい。すなわち、第１突出部１２１の底壁から離れる位置に、第２延在部１２４は第１突出部１２１に固定接続され且つ第２方向に沿って延在して、第１接続バー１３に接続される領域を形成し、これにより第１接続バー１３に接続される。これにより、底壁から離れる位置に、第１接続バー１３によって電池１０の構造強度をさらに確保することができる。
第２延在部１２４は第１接続バー１３に平行してもよい。第２延在部１２４の面積は第１接続バー１３との固定方式に基づいて設定されてもよく、これにより必要な固定効果を満たす。
選択肢として、第２延在部１２４と第１突出部１２１は一体成形されてもよく、これにより接続性能を向上させることができる。
選択肢として、本願の一実施例では、図１０に示すように、電池モジュール１００は取付板１０９をさらに備えてもよい。取付板１０９は第１方向に沿って延在し且つセパレータ１０１に固定接続され、取付板１０９は第２方向に沿ってセパレータ１０１から突出し、隣接する２列の電池セル２０内の各電池セル２０に取り付けられる。例えば、取付板１０９はセパレータ１０１に垂直に接続されてもよく、これによりセパレータ１０１を電池セル２０の側壁に接続し、取付板１０９は、電池セル２０の底壁及び／又は頂壁に接続され、これにより電池セル２０の固定効果をさらに強化する。
選択肢として、取付板１０９はセパレータ１０１と同じ材料、例えば、金属、プラスチック又は複合材を使用してもよい。取付板１０９の厚さはセパレータ１０１と同じであってもよい。取付板１０９の材料又は厚さはセパレータ１０１と異なってもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
選択肢として、取付板１０９は隣接する２列の電池セル２０内の各電池セル２０に固定接続されてもよい。これにより、各電池セル２０はいずれも取付板１０９及びセパレータ１０１によって固定され、固定効果をさらに向上させることができる。
選択肢として、取付板１０９と電池セル２０との間は接着の方式で固定接続されてもよく、例えば、構造用接着剤によって接着されるが、本願の実施例はこれを限定しない。
選択肢として、本願の一実施例では、取付板１０９は第１方向にＮ列の電池セル２０から突出し、固定構造１０２は、取付板１０９が第１方向にＮ列の電池セル２０から突出する第２突出部１２２を備える。第２突出部１２２は、筐体１１の壁に接続することに用いられ、例えば、筐体１１の底壁に接続されてもよく、これにより電池セル２０の荷重を該筐体１１の壁に伝達し、電池１０の構造強度を確保することができる。もちろん、取付板１０９の第２突出部１２２は筐体１１の側壁に接続されてもよく、本願はこれを限定しない。
第２突出部１２２の面積は接続対象の筐体１１の壁との固定方式に基づいて設定されてもよく、これにより必要な固定効果を満たす。
選択肢として、本願の一実施例では、セパレータ１０１と取付板１０９の第１方向に垂直な断面形状は、逆Ｔ字型、Ｉ字型、Ｚ字型、Ｓ字型、Ｔ字型、Ｃ字型又はＬ字型などであってもよい。
具体的には、セパレータ１０１と取付板１０９の第１方向に垂直な断面形状が逆Ｔ字型又はＬ字型の場合、第２突出部１２２は筐体１１の底壁に接続することに用いられ、Ｉ字型、Ｚ字型、Ｓ字型又はＣ字型の場合、第２突出部１２２は筐体１１の底壁及び第１接続バー１３に接続することに用いられ、Ｔ字型の場合、第２突出部１２２は筐体１１の頂壁及び／又は第１接続バー１３に接続することに用いられる。
選択肢として、本願の一実施例では、セパレータ１０１と取付板１０９は一体成形されてもよく、これによりセパレータ１０１と取付板１０９の接続性能を向上させることができる。セパレータ１０１と取付板１０９は様々な固定方式で接続されてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
選択肢として、本願の一実施例では、電池セル２０は直方体形の電池セル２０である。直方体形の電池セル２０は対向する２つの第１側壁及び対向する２つの第２側壁を備え、第１側壁の面積は第２側壁の面積よりも大きく、すなわち、第１側壁は広い側壁であり、第２側壁は狭い側壁である。この場合、セパレータ１０１は第１側壁、すなわち広い側壁に固定接続される。つまり、本実施例では、各列の電池セル２０の狭い側壁が接続され、これにより第１方向に沿って１列に配列され、セパレータ１０１は各電池セル２０の広い側壁に固定接続される。これにより、セパレータ１０１は電池セル２０の荷重を容易に受けて、電池セル２０の荷重を筐体に伝達することを容易にすることができる。
選択肢として、本願の一実施例では、図１１に示すように、セパレータ１０１は第１側壁に対応して設けられる開孔部１２５を有してもよく、開孔部１２５の面積は第１側壁の面積よりも小さく、これにより、各開孔部１２５のフレームは電池セル２０の第１側壁に固定接続され得る。開孔部１２５は角形又は円形であってもよく、本願の実施例はこれを限定しない。セパレータ１０１に開孔部１２５を設けることで、セパレータ１０１の材料を減少させることができ、これによりセパレータ１０１の重量を低減させる。
選択肢として、本願の一実施例では、図１２に示すように、電池セル２０は円筒形電池セル２０であってもよく、この場合、セパレータ１０１は円筒形電池セル２０の側面に適合したＳ字型セパレータ１０１であってもよく、これにより、各電池セル２０をより良好に接続することができる。
理解されるように、図１２について、対応する固定構造１０２は上記各実施例の配置を使用することができ、簡潔にするために、ここで詳細な説明を省略する。
選択肢として、本願の一実施例では、セパレータ１０１又は取付板１０９は断熱板であってもよい。例えば、セパレータ１０１又は取付板１０９の材料は断熱材料であってもよく、又は、セパレータ１０１又は取付板１０９の表面に断熱材料がスプレーされてもよく、これにより電池セル２０を固定するとともに電池セル２０間の断熱を実現することができる。
選択肢として、本願の一実施例では、セパレータ１０１又は取付板１０９は冷却板又は加熱板であってもよい。例えば、セパレータ１０１又は取付板１０９に冷却流路又は加熱抵抗ワイヤが設けられてもよく、これにより電池セル２０を固定するとともに、電池セル２０の冷却又は加熱を実現することができる。
選択肢として、本願の一実施例では、セパレータ１０１と筐体１１は一体成形されてもよい。例えば、筐体１１の形材を使用してセパレータ１０１を押し出すことができる。これにより、セパレータ１０１と筐体１１の接続性能を向上させることができる。
選択肢として、本願の一実施例では、電池１０はバスバー１２をさらに備える。バスバー１２は、電池セル２０に電気的に接続することに用いられる。電池モジュール１００内の少なくとも３つの電池セル２０はバスバー１２を介して他の電池モジュール１００内の電池セル２０に接続される。多くの電池セル２０はバスバー１２を介して他の電池モジュール１００内の電池セル２０に接続され、バスバー１２によって電池モジュール１００間の接続性能を向上させることができる。
選択肢として、バスバー１２は第２方向に沿って電池セル２０を直列接続してもよい。電池モジュール１００内の各列の電池セル２０が第１方向に沿って配列される場合、バスバー１２は第２方向に沿って電池セル２０を直列接続し、隣接する電池モジュール１００間の各対の隣接する電池セル２０はいずれもバスバー１２を介して接続でき、これにより電池モジュール１００間の接続性能を向上させることができる。
選択肢として、本願の一実施例では、電池１０は第２接続バー１４をさらに備えてもよい。電池モジュール１００が筐体１１の底壁に設けられる場合、第２接続バー１４は電池モジュール１００の筐体１１の底壁から離れる表面に設けられ、第２接続バー１４は第２方向に沿って延在し、且つ筐体１１内の複数の電池モジュール１００に固定接続される。つまり、第２接続バー１４は電池モジュール１００の上面に設けられ、これにより電池セル２０を第２方向に拘束して電池１０の構造強度を向上させるとともに、電池セル２０の膨張力に抵抗することができる。
理解されるように、本願の各実施例の関連部分は互いに参照すればよく、簡潔にするために、詳細な説明を省略する。
本願の一実施例は電気機器をさらに提供し、該電気機器は上記実施例の電池１０を備えてもよい。選択肢として、該電気機器は車両１、船舶又は宇宙機などであってもよいが、本願の実施例はこれを限定しない。
以上、本願の実施例の電池１０及び電気機器を説明しており、以下、本願の実施例の電池の製造方法及び装置について説明し、詳細に説明されていない部分は上記各実施例を参照すればよい。
図１３は本願の一実施例に係る電池の製造方法３００の模式的なフローチャートである。図１３に示すように、該方法３００は以下のステップを含んでもよい。
ステップ３１０において、電池モジュール１００を提供し、電池モジュール１００は、Ｎ列の電池セル２０であって、Ｎ列の電池セル２０内の各列の電池セル２０が第１方向に沿って配列され、Ｎ列の電池セル２０が第２方向に沿って配列され、Ｎが１より大きい整数であり、第１方向が第２方向に垂直であるＮ列の電池セル２０と、第１方向に沿って延在し且つ隣接する２列の電池セル２０の間に設けられ、２列の電池セル２０内の各電池セル２０に固定接続されるＮ－１個のセパレータ１０１とを備え、セパレータ１０１の第１方向における端部に固定構造１０２が設けられる。
ステップ３２０において、筐体１１を提供する。
ステップ３３０において、電池モジュール１００を筐体１１内に収納し、セパレータ１０１が固定構造１０２を介して筐体１１に固定される。
図１４は本願の一実施例に係る電池の製造装置４００の模式的なブロック図である。図１４に示すように、電池の製造装置４００は、提供モジュール４１０と、装着モジュール４２０とを備えてもよい。
提供モジュール４１０は、電池モジュール１００及び筐体１１を提供することに用いられ、電池モジュール１００は、Ｎ列の電池セル２０であって、Ｎ列の電池セル２０内の各列の電池セル２０が第１方向に沿って配列され、Ｎ列の電池セル２０が第２方向に沿って配列され、Ｎが１より大きい整数であり、第１方向が第２方向に垂直であるＮ列の電池セル２０と、第１方向に沿って延在し且つ隣接する２列の電池セル２０の間に設けられ、２列の電池セル２０内の各電池セル２０に固定接続されるＮ－１個のセパレータ１０１とを備え、セパレータ１０１の第１方向における端部に固定構造１０２が設けられる。
装着モジュール４２０は、電池モジュール１００を筐体１１内に収納することに用いられ、セパレータ１０１は固定構造１０２を介して筐体１１に固定される。
好ましい実施例を参照して本願を説明したが、本願の範囲から逸脱することなく、様々な改良を行い、等価物でその中の部材を置き換えることができる。特に、構造上の矛盾がない限り、各実施例に記載されている各技術的特徴を任意の方式で組み合わせることができる。本願は本明細書に開示されている特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲内にある全ての技術案を含む。

Claims (27)

  1. 電池であって、
    電池モジュール（１００）と、筐体（１１）とを備え、前記電池モジュール（１００）は前記筐体（１１）内に収納され、
    前記電池モジュール（１００）は、
    Ｎ列の電池セル（２０）であって、前記Ｎ列の電池セル（２０）内の各列の電池セル（２０）が第１方向に沿って配列され、前記Ｎ列の電池セル（２０）が第２方向に沿って配列され、Ｎが１より大きい整数であり、前記第１方向が前記第２方向に垂直であるＮ列の電池セル（２０）と、
    前記第１方向に沿って延在し且つ隣接する２列の電池セル（２０）の間に設けられ、前記２列の電池セル（２０）内の各電池セル（２０）に固定接続されるＮ－１個のセパレータ（１０１）と、
    を備え、
    前記セパレータ（１０１）の前記第１方向における端部に固定構造（１０２）が設けられ、前記セパレータ（１０１）は前記固定構造（１０２）を介して前記筐体（１１）に固定されることを特徴とする電池。
  2. 前記電池は、前記第２方向に沿って配列される複数の前記電池モジュール（１００）を備え、隣接する前記電池モジュール（１００）の間にギャップがあることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  3. 前記固定構造（１０２）は、前記セパレータ（１０１）の前記端部に固定接続され、且つ前記セパレータ（１０１）の前記端部に位置する電池セル（２０）に固定接続される固定板（１０４）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
  4. 前記固定板（１０４）は、前記第１方向に沿って前記電池モジュール（１００）から離れる方向に延在して形成される第１接続部（１０５）を備え、前記第１接続部（１０５）は前記筐体（１１）の壁に接続することに用いられることを特徴とする請求項３に記載の電池。
  5. 前記電池は、前記第２方向に沿って延在し、前記筐体（１１）内の複数の前記電池モジュール（１００）を接続するための第１接続バー（１３）をさらに備え、
    前記固定板（１０４）は、前記第１方向に沿って前記電池モジュール（１００）から離れる方向に延在して形成される第２接続部（１０６）をさらに備え、前記第２接続部（１０６）は前記第１接続バー（１３）に接続することに用いられることを特徴とする請求項４に記載の電池。
  6. 前記固定板（１０４）は、前記第１方向に沿って前記電池モジュール（１００）から離れる方向に延在して形成される第３接続部（１０７）をさらに備え、前記第３接続部（１０７）は前記固定板（１０４）と前記セパレータ（１０１）を接続することに用いられることを特徴とする請求項４又は５に記載の電池。
  7. 複数の前記電池モジュール（１００）に対応する前記固定板（１０４）は一体構造であることを特徴とする請求項３～６のいずれか一項に記載の電池。
  8. 前記固定板（１０４）には前記電池モジュール（１００）に対応するリミットバー（１０８）が設けられ、前記リミットバー（１０８）は隣接する前記電池モジュール（１００）間のギャップ内に挿入することに用いられることを特徴とする請求項７に記載の電池。
  9. 前記セパレータ（１０１）の前記端部は前記第１方向に前記Ｎ列の電池セル（２０）から突出し、前記固定構造（１０２）は、前記セパレータ（１０１）の前記端部が前記第１方向に前記Ｎ列の電池セル（２０）から突出する第１突出部（１２１）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
  10. 前記固定構造（１０２）は、前記第１突出部（１２１）に固定接続され且つ前記第２方向に沿って延在する第１延在部（１２３）をさらに備え、前記第１延在部（１２３）は前記筐体（１１）の壁に接続することに用いられることを特徴とする請求項９に記載の電池。
  11. 前記電池は、前記第２方向に沿って延在し、前記筐体（１１）内の複数の前記電池モジュール（１００）を接続するための第１接続バー（１３）をさらに備え、
    前記固定構造（１０２）は、前記第１突出部（１２１）に固定接続され且つ前記第２方向に沿って延在する第２延在部（１２４）をさらに備え、前記第２延在部（１２４）は前記第１接続バー（１３）に接続することに用いられることを特徴とする請求項１０に記載の電池。
  12. 前記電池モジュール（１００）は、
    前記第１方向に沿って延在し且つ前記セパレータ（１０１）に固定接続され、前記第２方向に沿って前記セパレータ（１０１）から突出し、前記隣接する２列の電池セル（２０）内の各電池セル（２０）に取り付けられる取付板（１０９）をさらに備えることを特徴とする請求項１～１１のいずれか一項に記載の電池。
  13. 前記取付板（１０９）は前記隣接する２列の電池セル（２０）内の各電池セル（２０）に固定接続されることを特徴とする請求項１２に記載の電池。
  14. 前記取付板（１０９）は前記第１方向に前記Ｎ列の電池セル（２０）から突出し、前記固定構造（１０２）は、前記取付板（１０９）が前記第１方向に前記Ｎ列の電池セル（２０）から突出する第２突出部（１２２）を備えることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の電池。
  15. 前記セパレータ（１０１）と前記取付板（１０９）は一体成形されることを特徴とする請求項１２～１４のいずれか一項に記載の電池。
  16. Ｎは２であることを特徴とする請求項１～１５のいずれか一項に記載の電池。
  17. 前記電池セル（２０）は直方体形の電池セル（２０）であり、前記直方体形の電池セル（２０）は対向する２つの第１側壁及び対向する２つの第２側壁を備え、前記第１側壁の面積は前記第２側壁の面積よりも大きく、前記セパレータ（１０１）は前記第１側壁に固定接続されることを特徴とする請求項１～１６のいずれか一項に記載の電池。
  18. 前記セパレータ（１０１）は前記第１側壁に対応して設けられる開孔部（１２５）を有し、前記開孔部（１２５）の面積は前記第１側壁の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１７に記載の電池。
  19. 前記電池セル（２０）は円筒形電池セル（２０）であり、前記セパレータ（１０１）は前記円筒形電池セル（２０）の側面に適合したＳ字型セパレータ（１０１）であることを特徴とする請求項１～１８のいずれか一項に記載の電池。
  20. 前記セパレータ（１０１）は断熱板、冷却板又は加熱板であることを特徴とする請求項１～１９のいずれか一項に記載の電池。
  21. 前記セパレータ（１０１）と前記筐体（１１）は一体成形されることを特徴とする請求項１～２０のいずれか一項に記載の電池。
  22. 前記電池は、前記電池セル（２０）に電気的に接続するためのバスバー（１２）をさらに備え、
    前記電池モジュール（１００）内の少なくとも３つの電池セル（２０）は前記バスバー（１２）を介して他の電池モジュール（１００）内の電池セル（２０）に接続されることを特徴とする請求項１～２１のいずれか一項に記載の電池。
  23. 前記バスバー（１２）は前記第２方向に沿って前記電池セル（２０）を直列接続することを特徴とする請求項２２に記載の電池。
  24. 前記電池モジュール（１００）は前記筐体（１１）の底壁に設けられ、
    前記電池は、
    前記電池モジュール（１００）の前記筐体（１１）の底壁から離れる表面に設けられ、前記第２方向に沿って延在し、且つ前記筐体（１１）内の複数の前記電池モジュール（１００）に固定接続される第２接続バー（１４）をさらに備えることを特徴とする請求項１～２３のいずれか一項に記載の電池。
  25. 電気機器であって、請求項１～２４のいずれか一項に記載の電池（１０）を備え、前記電池（１０）は電気エネルギーを提供することに用いられることを特徴とする電気機器。
  26. 電池の製造方法であって、
    電池モジュール（１００）を提供するステップ（３１０）であって、前記電池モジュール（１００）は、
    Ｎ列の電池セル（２０）であって、前記Ｎ列の電池セル（２０）内の各列の電池セル（２０）が第１方向に沿って配列され、前記Ｎ列の電池セル（２０）が第２方向に沿って配列され、Ｎが１より大きい整数であり、前記第１方向が前記第２方向に垂直であるＮ列の電池セル（２０）と、
    前記第１方向に沿って延在し且つ隣接する２列の電池セル（２０）の間に設けられ、前記２列の電池セル（２０）内の各電池セル（２０）に固定接続されるＮ－１個のセパレータ（１０１）とを備え、
    前記セパレータ（１０１）の前記第１方向における端部に固定構造（１０２）が設けられるステップと、
    筐体（１１）を提供するステップ（３２０）と、
    前記電池モジュール（１００）を前記筐体（１１）内に収納するステップ（３３０）であって、前記セパレータ（１０１）は前記固定構造（１０２）を介して前記筐体（１１）に固定されるステップと、
    を含むことを特徴とする電池の製造方法。
  27. 電池の製造装置であって、提供モジュール（４１０）と、装着モジュール（４２０）とを備え、
    前記提供モジュール（４１０）は電池モジュール（１００）及び筐体（１１）を提供することに用いられ、
    前記電池モジュール（１００）は、
    Ｎ列の電池セル（２０）であって、前記Ｎ列の電池セル（２０）内の各列の電池セル（２０）が第１方向に沿って配列され、前記Ｎ列の電池セル（２０）が第２方向に沿って配列され、Ｎが１より大きい整数であり、前記第１方向が前記第２方向に垂直であるＮ列の電池セル（２０）と、
    前記第１方向に沿って延在し且つ隣接する２列の電池セル（２０）の間に設けられ、前記２列の電池セル（２０）内の各電池セル（２０）に固定接続されるＮ－１個のセパレータ（１０１）と、
    を備え、
    前記セパレータ（１０１）の前記第１方向における端部に固定構造（１０２）が設けられ、
    前記装着モジュール（４２０）は、前記電池モジュール（１００）を前記筐体（１１）内に収納することに用いられ、前記セパレータ（１０１）は前記固定構造（１０２）を介して前記筐体（１１）に固定されることを特徴とする電池の製造装置。
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