JP2023542757A - 液体カプセル、電池単体、電池および電力使用装置 - Google Patents

液体カプセル、電池単体、電池および電力使用装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2023542757A
JP2023542757A JP2022550751A JP2022550751A JP2023542757A JP 2023542757 A JP2023542757 A JP 2023542757A JP 2022550751 A JP2022550751 A JP 2022550751A JP 2022550751 A JP2022550751 A JP 2022550751A JP 2023542757 A JP2023542757 A JP 2023542757A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid capsule
battery
weak
battery cell
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2022550751A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7454692B2 (ja
Inventor
孫▲ジン▼軒
何建福
叶永煌
劉倩
孫雪陽
徐暁富
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Publication of JP2023542757A publication Critical patent/JP2023542757A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7454692B2 publication Critical patent/JP7454692B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/673—Containers for storing liquids; Delivery conduits therefor
    • H01M50/682—Containers for storing liquids; Delivery conduits therefor accommodated in battery or cell casings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4242—Regeneration of electrolyte or reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/52—Removing gases inside the secondary cell, e.g. by absorption
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/14—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery for protecting against damage caused by external factors
    • H01M50/143—Fireproof; Explosion-proof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317—Re-sealable arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/383—Flame arresting or ignition-preventing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/618—Pressure control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本出願の実施例は、電池単体（２０）を提供し、ケーシング（２１０）、前記ケーシング（２１０）内に収容された電池セル（２４０）、前記ケーシング（２１０）内に収容され前記電池セル（２４０）の側壁に対応して設置される複数の液体カプセル（４０）を含み、前記液体カプセル（４０）の表面に弱構造（４１２）が設けられ、各前記液体カプセル（４０）の弱構造（４１２）は異なるパッケージの強度を有し、異なる液体カプセル（４０）から異なる充填物が段階的に放出され得る。【選択図】図４

Description

本出願は、電池分野に関し、具体的には、液体カプセル、電池単体、電池および電力使用装置に関する。
自動車産業の持続可能な発展のためには、省エネルギーと排出ガス削減が重要であり、電気自動車はその省エネルギーと環境面での優位性から、自動車産業の持続可能な発展のために重要な役割を担っている。電気自動車では、電池技術も重要な開発要素の一つである。
本出願の発明者は、研究の結果、現在の電池が充放電の過程で、電池セルの経年劣化や充放電回数の増加に伴い、電解液不足などの問題が発生することを発見した。
本出願の実施例は、電池の安全性を高める液体カプセル、電池単体、電池および電力使用装置を提供する。
第１側面によれば、本出願の実施例は液体カプセルを提供し、前記液体カプセル内に複数の独立した収容空洞が設けられ、各前記収容空洞に対応の弱構造が設けられ、各前記弱構造は異なるパッケージの強度を有する。
本出願の実施例は、単一の液体カプセルにより様々な異なる充填物質を貯蔵する機能を達成し、異なる外部圧力に応じて、前記液体カプセル内の各収容空洞内に貯蔵された異なる充填物質を段階的に放出し、電池単体の内部圧力に応じて、電池セルに異なる段階で異なる量の補充液を提供し、または異なる段階で電池セルに必要な異なる物質を補充することができ、電池セルに必要な物質の補充をより意図化することができる。
いくつかの実施例では、前記液体カプセル内部に１つまたは複数の子液体カプセルが設けられ、前記液体カプセルと前記子液体カプセルは互いに嵌合され、独立した収容空洞を形成し、各前記収容空洞に対応する弱構造のパッケージの強度は外側から内側に向かって徐々に増加する。
本出願の実施例で提供される子母型液体カプセル構造は層状に嵌合され、構造が簡単で、単一の液体カプセルにより様々な異なる充填物質を貯蔵する機能を達成し、また、異なる外部圧力に応じて、前記液体カプセル内の各収容空洞内に貯蔵された異なる充填物質を段階的に放出することができる。
いくつかの実施例では、前記液体カプセル内にダイヤフラムが設けられ、前記ダイヤフラムは前記液体カプセル内部を複数の独立した収容空洞に分割し、前記液体カプセル表面の各前記収容空洞に対応する位置にそれぞれ弱構造が設けられ、前記各弱構造は異なるパッケージの強度を有する。
本出願の実施例で提供される双子型液体カプセル構造は、構造が簡単で、単一の液体カプセルにより様々な異なる充填物質を貯蔵する機能を達成し、前記液体カプセル内の各収容空洞内に貯蔵された異なる充填物質を段階的に放出する。
第２側面によれば、本出願の実施例は電池単体を提供し、この電池単体は、ケーシング、前記ケーシング内に収容された電池セル、前記ケーシング内に収容され前記電池セルの側壁に対応して設置される上記実施例の前記液体カプセルを含む。
本出願の実施例では、単一の液体カプセルにより様々な異なる充填物質を貯蔵する機能を達成し、異なる外部圧力に応じて、前記液体カプセル内の各収容空洞内に貯蔵された異なる充填物質を段階的に放出し、電池セルに必要な物質の補充をより意図化することができる。また、電池単体の内部に双子型液体カプセルおよび子母型液体カプセルを混合して設置することで、電池セルに物質を細かく補充することができる。
いくつかの実施例では、前記弱構造は前記電池セルの側壁に対応して設置される。
本出願の実施例では、充填物を最初に電池セルの側壁に接触させ、より良好な浸透効果を達成する。
いくつかの実施例では、複数の電池セルを含み、前記液体カプセルは前記電池セルと前記ケーシングの側壁間に設けられ、および／または、前記液体カプセルは隣接する前記電池セル間に設けられる。
本出願の実施例では、より良好な浸透効果を達成するために、電池セル同士に液体カプセル構造を設け、電池単体の内部ガス圧力が大きすぎると、または電池セルの使用中膨張すると、膨張力が前記液体カプセルの弱構造の耐圧閾値よりも大きい場合、電池セル間に設置される液体カプセルが破裂し、溢れた物質が直接電池セルと接触して、電池セルがより良好に必要な物質を吸収する。
いくつかの実施例では、前記液体カプセルは複数の弱構造を有し、前記複数の弱構造はそれぞれ電池セルの側壁に対応して設置される。
本出願の実施例では、複数の弱構造と電池セル側壁をそれぞれ対応して設置することで、前記液体カプセルは複数の弱構造から同時に充填物を放出し、充填物が電池セルの複数の箇所に同時に接触し、電池セルの浸透効果を高め、電池セルがより良好に必要な充填物を吸収する。
いくつかの実施例では、前記ケーシングに防爆弁が設けられ、前記液体カプセルは前記防爆弁に対向して設けられる。
本出願の実施例では、液体カプセルを前記防爆弁に対向して設けることで、液体カプセル内に貯蔵された充填物をより良好に放出する。
いくつかの実施例では、前記弱構造は異なるパッケージ厚さを有する。
本出願の実施例では、各収容空洞に対応する弱構造は異なるパッケージの強度を有し、このように、各収容空洞に対応する弱構造は電池単体内部のガス圧力の作用下で、パッケージの強度が最も弱い弱構造に対応する収容空洞内の充填物が最初に放出され、パッケージの強度が強いのが電池単体内部のガス圧力の増加に従って段階的に放出する。
いくつかの実施例では、前記弱構造のパッケージの強度の勾配が変化している。
本出願の実施例では、セルに必要な物質を徐々に放出するために、電池セルの内部圧力の特性および各圧力段階での電池セルに必要な物質に応じて、各収容空洞に対応する弱構造のパッケージの強度を勾配変化で設定する。
いくつかの実施例では、各前記収容空洞内に異なる物質が貯蔵される。
本出願の実施例では、異なる収容空洞に異なる物質を貯蔵し、電池セルに不足している異なる物質を補充することによって、電池セルの寿命向上および電池セルの安全性向上などの目的を達成する。
いくつかの実施例では、各前記収容空洞内に、前記弱構造のパッケージの強度の強さに従って順次難燃剤、ガス吸収剤、リチウム補給剤および電解液がそれぞれ貯蔵される。
本出願の実施例は、電池セルに各種の不足物質を提供し、電池セルの寿命向上および電池セル安全性向上などの目的を達成することをより目標とする。
第３側面によれば、本出願の実施例は、電池単体を提供し、この電池単体は、ケーシング、前記ケーシング内に収容された電池セル、前記ケーシング内に収容され前記電池セルの側壁に対応して設置された複数の液体カプセルを含み、前記液体カプセル表面に弱構造が設けられ、各前記液体カプセルの弱構造は異なるパッケージの強度を有する。
本出願の実施例では、複数の異なるパッケージの強度を有する弱構造の単体液体カプセルを電池単体内に設けることで、異なる圧力で、異なる単体液体カプセルが順次異なる充填物を段階的に放出する。
いくつかの実施例では、前記弱構造は前記電池セルの側壁に対応して設置される。
本出願の実施例では、充填物が最初に電池セル側壁に接触し、より良好な浸透効果を達成する。
いくつかの実施例では、複数の電池セルを含み、前記液体カプセルは前記電池セルと前記ケーシングの側壁間に設けられ、および／または、前記液体カプセルは隣接する前記電池セル間に設けられる。
本出願の実施例では、より良好な浸透効果を達成するために、電池セル同士に液体カプセル構造を設けることで、電池単体の内部ガス圧力が大きすぎると、または電池セルの使用中膨張すると、膨張力が前記液体カプセルの弱構造の耐圧閾値よりも大きい場合、電池セル間に設けられた液体カプセルが破裂し、溢れた物質が直接電池セルに接触して、電池セルが必要な物質をより良好に吸収する。
いくつかの実施例では、前記液体カプセルは複数の弱構造を有し、前記複数の弱構造はそれぞれ電池セルの側壁に対応して設置される。
本出願の実施例では、複数の弱構造をそれぞれ電池セル側壁に対応して設置することで、前記液体カプセルは複数の弱構造から同時に充填物を放出し、充填物が電池セルの複数の箇所に同時に接触して、電池セルの浸透効果を高め、電池セルはより良好に必要な充填物を吸収することができる。
いくつかの実施例では、各前記液体カプセルの弱構造は異なるパッケージ厚さを有する。
本出願の実施例では、各収容空洞に対応する弱構造は異なるパッケージの強度を有し、このように、各収容空洞に対応する弱構造は電池単体内部のガス圧力の作用下で、パッケージの強度が最も弱い弱構造に対応する収容空洞内の充填物が最初に放出され、パッケージの強度が強いのが電池単体内部のガス圧力の増加に従って段階的に放出する。
いくつかの実施例では、各前記液体カプセルの弱構造のパッケージの強度が勾配で変化する。
本出願の実施例では、電池セルの内部圧力の特性および電池セルの各圧力段階の必要な物質に応じて、各収容空洞に対応する弱構造のパッケージ強度を勾配変化で設定して、セルに必要な物質を段階的に放出する。
第４側面によれば、本出願の実施例は、上記実施例の電池単体を含む電池を提供する。
第５側面によれば、本出願の実施例は、電力使用装置を提供し、前記電力使用装置は実施例の電池を含み、前記電池は電気エネルギーを提供するために使用される。
ここで説明される図面は、本出願のさらなる理解を提供し、本出願の一部を構成し、本出願の例示的な実施例およびその説明は本出願を解釈するために使用され、本出願を不当に限定するものではない。
本出願の実施例によって提供される車両の構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される電池の分解構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される電池単体の構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される子母型液体カプセルの構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される子母型液体カプセルに異なる物質が充填される場合の概略図である。 本出願の実施例によって提供される双子型液体カプセルの構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される双子型液体カプセルに異なる物質が充填される場合の概略図である。 本出願の実施例によって提供される電池単体の構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される別の電池単体の構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される様々な液体カプセルが混合して設置される電池単体の構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される複数の電池セルの電池単体の構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される複数の弱構造を有する子母型液体カプセルの構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される複数の弱構造を有する双子型液体カプセルの構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される複数の単体液体カプセルが設けられる電池単体の構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される単体液体カプセルの構造概略図である。 本出願の実施例によって提供される単体液体カプセルの弱構造の概略図である。 本出願の実施例によって提供される複数の弱構造を有する単体液体カプセルの構造概略図である。
本出願の実施例の目的、技術的解決策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と併せて、本出願の実施例の技術的解決策を明確に説明するが、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。
特に明記しない限り、本出願で使用されるすべての技術的および科学的な用語は、本出願の技術分野に属する技術者によって一般的に理解され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でのみ使用され、本出願を限定する意図がなく、本出願の明細書および特許請求の範囲ならびに上記の図面の説明の用語「含む」、「有する」、およびそれらの変形は、非排他的な包含を意図している。本出願の明細書および特許請求の範囲または上記図面の用語「第１」、「第２」など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ものではない。
本出願における「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。明細書中の各位置での該用語は必ずしも同一実施例を意味するものではなく、また他の実施例と相互に排他的である別個または代替実施例を意味するものではない。当業者は、本出願で説明される実施例は他の実施例と組み合わせることができるのを、明示的にも暗黙的にも理解されたい。
本出願の説明において、明確に規定および限定しない限り、「取付」、「連結」、「接続」、「付加」の用語は広義に理解されるべきであり、例えば、固定的に接続されてもよく、着脱可能に接続されてもよく、または一体に接続されてもよく、直接に連結してもよく、中間媒体を介して間接に連結してもよく、２つのデバイスの内部連通であってもよい。当業者は、具体的な状況に応じて本出願中の上記用語の具体的な意味を理解すればよい。
本出願において、「および／または」の用語は、単に関連する対象の関連関係を示すものであり、例えば、Ａおよび／またはＢとは、Ａが単独存在する、ＡおよびＢが同時存在する、Ｂが単独存在するという３つの関係が存在し得る。また、本出願の「／」とは、一般に前後の関連対象は「または」の関係であるのを示す。
本出願の「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）を意味し、「複数枚」とは２枚以上（２枚を含む）を意味する。
本出願では、電池単体は、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またはマグネシウムイオン電池などを挙げ、本出願の実施例では特に限定されない。電池単体は、円筒形、タブレット形、直方体または他の形状などであり、本出願の実施例では特に限定されない。電池単体は一般に、パッケージの仕方によって円柱形電池単体、角形電池単体およびソフトパック電池単体の３つの種類に大別されるが、本出願の実施例では特に限定されない。
現在、技術の発展に伴い、電力用電池の用途はますます広がっている。電力用電池は、水力、火力、風力、太陽光発電所などのエネルギー貯蔵パワーシステムだけでなく、電動自転車、電動バイク、電気自動車などの電気自動車や、軍事機器、航空宇宙など多くの分野で幅広く使用されている。電力用電池の応用分野が拡大するにつれ、その市場需要も拡大している。
本願発明者らは、電池が充放電サイクル中に正極活物質および負極活物質からイオンを包含または流出させてセル内部が膨張すると、セル内部の電解液が徐々に減少し、セル内部の電解液が不足するとともに、リチウム活物質が不足することに着目した。電池セルが古くなり、電池セル内部で発生するガスの量が多くなると、徐々に金属の溶出が起こることがある。さらに深刻な場合は、熱暴走を起こし、その結果、電池の発火や爆発の危険性があり、安全上無視できない問題である。
以上のことから、通常、電池セルには補充機構が設けられ、前記補充機構は、内部に電解質を含有し、電池セルが内部膨張して内圧が上昇すると、前記補充機構が破裂して予め蓄えておいた電解液を放出し、充放電回数の増加や経年変化により不足する電解液を補充して前記セルに供給する。
しかし、本願発明者らは研究の結果、電池セルの使用時間の違いにより、電解液の不足量も異なり、例えば、使用時間が経過すると、不足した電解質を少量ずつ補充することになるが、使用時間が長くなると、徐々に不足する電解質が増え、段階的に異なる量の電解質を電池セルに補充することが必要になる。同時に、電池セル内部の電解液の不足が電池セルに異なる段階で異なるリスクをもたらし、電解液の補充だけでは電池セルの長期使用中の問題を解決することができない。現状では、電池単体の不足物質の補充や異なる段階のリスク解消を狙う方法がまだなく、洗練された解決方法がない。
上記のことから、電池セルの使用中の多すぎる充放電回数および電池セルの経年劣化による電池セルの内部物質不足という問題を解決するために、本出願の発明者らは深く検討した結果、新規な液体カプセル、電池単体および電力使用装置を設計する。液体カプセルの内部に複数の独立した収容空洞を設けて、各収容空洞に異なるパッケージの強度を有する弱構造を設けることで、電池セルの使用中、および異なる経年劣化状態で、電池セル内部の圧力に応じて同じまたは異なる物質を段階的に放出して、電池セルに異なる段階で異なる量の補充液を提供し、または異なる段階で電池セルに必要な異なる物質を補充し、電池セルの物質補充をより意図化にすることができ、電池セルが異なる使用段階で発生する電解液不足、活性リチウム不足、大きなガス発生量、遷移金属の溶出および熱暴走などの一連問題を解決することができる。
本出願の実施例で開示される液体カプセルおよび電池単体は、車両、船舶または航空機などの電力使用装置に使用され得るが、これらに限定されない。本出願で開示される液体カプセル、電池単体などを使用して該電力使用装置の電源システムを構成し、このように、電池セル使用中の物質不足および安全性の低下などの問題を緩和し、電池性能の安定性を向上させ、使用寿命を延長することができる。
本出願の実施例は、電池を電源として使用する電力使用装置を提供し、電力使用装置は、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、電動玩具、電動工具、バッテリーカー、電気自動車、船舶、航天器などであり得るが、これらに限定されない。その中で、電動玩具は、据置型または移動型の電動玩具、例えば、ゲーム機、電動カー玩具、電動ボート玩具、電動航空機玩具などが含まれ、航天器には、航空機、ロケット、スペースシャトル、宇宙船などが含まれる。
以下の実施例では、説明を容易にするために、本出願の一実施例の電力使用装置が車両１０００である場合を例にして説明する。
図１を参照すると、図１は本出願の実施例によって提供される車両１０００の構造概略図である。車両１０００は、燃料自動車、ガス自動車また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またはエクステンデッドレンジ自動車などであり得る。車両１０００の内部に、電池１００が設けられ、電池１００は車両１０００の底部または頭部または尾部に設けられてもよい。電池１００は、車両１０００に電力を供給し、例えば、電池１００は車両１０００の操作電源として用いられてもよい。車両１０００は、コントローラー２００およびモータ３００をさらに含んでもよく、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動作に電力を供給する。
本出願のいくつかの実施例では、電池１００は車両１０００の操作電源としてだけでなく、車両１０００の駆動電源として、燃料またはガスを完全または一部に代替して車両１０００に駆動動力を提供する。
図２を参照すると、図２は本出願の実施例によって提供される電池１００の分解図である。電池１００は、ケース１０および電池単体２０を含み、電池単体２０はケース１０内に収容される。その中で、ケース１０は電池単体２０に収容空間を提供し、ケース１０は様々な構造を採用している。いくつかの実施例では、ケース１０は上部ケース１１および下部ケース１２を含んでもよく、上部ケース１１と下部ケース１２が互いに係合され、上部ケース１１および下部ケース１２によって電池単体２０を収容するための収容空間が限定される。下部ケース１２は、一端が開口した中空構造であってもよく、上部ケース１１は板状構造であってもよく、上部ケース１１が下部ケース１２の開口側に係合されて、上部ケース１１と下部ケース１２によって収容空間が限定され、上部ケース１１および下部ケース１２はそれぞれ一側が開口した中空構造であってもよく、上部ケース１１の開口側が下部ケース１２の開口側に係合される。もちろん、上部ケース１１および下部ケース１２によって形成されたケース１０は、円筒体、直方体などの様々な形状であり得る。
本出願の実施例で言及された電池１００とは、１つまたは複数の電池単体を含んでより高い電圧および容量を提供する単一の物理的モジュールであり得る。例えば、本出願で言及された電池１００は、電池モジュールまたは電池パックなどを含み得る。電池単体２０は複数あり、複数の電池単体２０が直列や並列または混合接続されてもよく、混合接続とは、複数の電池単体２０が直列および並列に接続されるのを意味する。複数の電池単体２０は、直列や並列または混合接続され、複数の電池単体２０で構成された全体をケース１０内に収容し、もちろん、複数の電池単体２０がまず直列または並列または混合接続されて電池モジュールのような電池１００を構成してから、複数の電池モジュールが直列または並列または混合接続されて１つの全体を形成し、ケース１０内に収容してもよい。電池１００は、他の構造をさらに含んでもよく、例えば、該電池１００は、複数の電池単体２０を電気的に接続するためのバス部材をさらに含んでもよい。
その中で、各電池単体２０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またはマグネシウムイオン電池であり得るが、これらに限定されない。電池単体２０は、円筒体、タブレット形、直方体または他の形状などであり得る。
本出願の実施例によって提供される液体カプセルおよび電池単体をさらに説明するために、図３の電池単体２０が提供され、前記電池単体２０は、ケーシング２１０、電極２２０および電池セル２４０を含み、前記電池セル２４０は前記ケーシング２１０内に電極２２０に接続されて、外部に電気エネルギーを出力するために使用される。
前記ケーシング２１０は、電池単体の内部環境を形成するための部材であり、その中で、形成された内部環境は電池セル、電解液および他の部件を収容するために用いられる。ケーシング２１０は外部引出し電極２２０を有し、前記電極は、正電極および負電極を含み、前記正電極および負電極はアダプタ端子を介して電池セルの正極ラグおよび負極ラグに接続される。前記ケーシングは、様々な形状および様々なサイズであってもよく、例えば直方体形、円筒体形、六角円柱形などであり得る。具体的には、ケーシングの形状は、電池セル部材の具体的な形状およびサイズに応じて決定され得る。ケーシングの材質は、銅、鉄、アルミニウム、ステンレススチール、アルミニウム合金、プラスチックなどの様々な材質であり得るが、本出願の実施例では特に限定されない。
同時に、電池単体の使用中、電池セルの使用に従い、電池セルの内部にガスが発生し、ケーシング内部のガスの圧力が徐々に増加し、電池単体の安全性を確保するために、ケーシング上の電極間の位置に防爆弁２３０を設けて、電池単体の内部のガス圧力が一定強度に達すると、防爆弁を介して圧力を放出して、電池単体の爆発などの安全性の問題を回避する。
電池セル２４０は、電池単体２０で電気化学反応が行われる部件である。ケーシング内に１つまたは複数の電池セルが含まれる。電池セルは主に正極シートおよび負極シートを巻き付け、または積層して形成され、通常、正極シートと負極シート間にダイヤフラムが設けられる。正極シートおよび負極シートの活性物質を持つ部分が電池セル部材の主要部分を構成し、正極シートおよび負極シートの活性物質を持たない部分がそれぞれラグを構成する。正極ラグおよび負極ラグは、ともに主要部分の一端に配置されることも、またはそれぞれ主要部分の両端に配置されることも可能である。電池の充放電過程中、正極活性物質および負極活性物質が電解液と反応し、ラグが電極端子に接続されて電流回路を形成する。前記正極ラグはアダプタ端子を介して前記ケーシング上の正極に接続され、前記負極ラグはアダプタ端子を介して前記ケーシング上の負極に接続される。
電池単体の使用中、電池セルに必要な物質を補充するために、前記電池セル２４０とケーシング２１０間に１つまたは複数の液体カプセル４０が配置され、前記液体カプセル４０の内部に電解液などの電池セルでの比較的大きい消費量の物質が含まれ、電池単体の内部ガス圧力または電池セルの膨張力が一定の強度に達すると、前記圧力が前記液体カプセルに作用し、液体カプセルが破壊され、液体カプセル内部の電解液が放出され、電池セルの電解液を補充して、電池の長期間使用後の電解液不足による性能欠点などの問題を解決する。
従来技術における上記問題を解決するために、本出願の実施例によって提供される液体カプセルが上記電池単体に適用され、本出願で提供される液体カプセルを利用して、電池セルの使用中および異なる経年劣化状態で、電池セルの内部圧力に応じて同じまたは異なる物質を段階的に放出して、電池セルに異なる段階で異なる量の補充液を提供し、または異なる段階で電池セルに必要な異なる物質を補充することにより、電池単体の使用中の物質不足および安全性能の低下などの問題を解決することができる。
具体的には、本出願の実施例によって提供される液体カプセルは、図４～図７に示すように、本出願の実施例によって提供される液体カプセル内に複数の独立した収容空洞が設けられ、各前記収容空洞に対応の弱構造が設けられ、各前記弱構造は異なるパッケージの強度を有する。
本出願の実施例では、前記液体カプセルは通常、可撓性材料からなるカプセル状または他の形状であり、液体、不活性ガスまたは他の形式の物質が貯蔵され得る収容機能を有する物体であり、なお、液体カプセルは必ずしもカプセル状ではなく、適用環境の要件に応じて、正方形、円形、楕円形または不規則形状などの任意の形状であってもよい。前記可撓性材料は、シェルパンチング加工を施したアルミニウム材の表面に、不活性物質、例えばＰＰ／ＰＥ／ＰＥＴ／ＰＶＣなどの高分子ポリマーを吹き付けたものを採用する可能である。一定の柔軟性および硬度を有する他の材料を使用することも可能である。
前記液体カプセル内に、図４または図６のように複数の独立した収容空洞を設置し、同じ液体カプセル材料または異なる液体カプセル材料を使用して、液体カプセルの内部空間を複数の独立した密閉空間に分割し、前記密閉空間が独立した収容空洞を形成し、前記収容空洞に液体または不活性ガスが貯蔵され、独立した収容空洞にすることで異なる液体または不活性ガスを分離して、異なる物質を意図的に放出する目的を達成する。
各前記収容空洞はいずれも可撓性材料で囲まれ、各収容空洞に対応する可撓性材料の外壁にそれぞれ弱構造が設けられ、つまり、液体カプセル内に形成された各収容空洞は１つの弱構造に別々に対応する。このように、各収容空洞内に貯蔵された液体または不活性ガスが、各弱構造を介して放出され、他の収容空洞内に貯蔵された充填物に影響を与えない。
各収容空洞内に貯蔵された充填物を段階的に放出する目的を達成するために、本出願では、各収容空洞に対応する弱構造は異なるパッケージの強度を有することにより、各収容空洞に対応する弱構造は電池単体の内部圧力の作用下で、パッケージの強度が最も弱い弱構造に対応する収容空洞内の充填物が最初に放出され、パッケージの強度が強い弱構造に対応する収容空洞内の充填物が電池単体の内部圧力の増加に従って段階的に放出される。前記弱構造のパッケージの強度は、前記可撓性材料のある部分をレーザーエッチング、アルミニウム材の酸エッチングまたはアルミニウム材のナイフスクラッチなどの手段で厚さを薄くして弱領域を形成し、弱領域が液体カプセルの外壁全体面積の約１０～５０％を占め、厚さが通常１０～３００μｍであり、該弱領域が他の薄くなっていない領域よりも耐圧が小さい。各異なる弱領域間に、パッケージの強度の要件に応じて、異なる厚さを有する。弱領域の耐圧閾値が厚さに比例する（例えば弱領域の厚さが１００μｍである時、内圧閾値が０．２５ＭＰａであり、厚さが２００μｍである時、内圧閾値が０．４ＭＰａである）、各液体カプセルは、弱領域の厚さ勾配によって放出順序が調整される。前記弱領域の設置により、前記液体カプセルの外壁のある部分領域にスクラッチを設けて弱領域を形成し、前記スクラッチの深さが前記弱領域のパッケージの強度を表し、深さが深いほど、パッケージの強度が小さくなり、深さが浅いほど、パッケージの強度が大きくなる。
本出願の実施例では、液体カプセルの内部に複数の独立した収容空洞を設けることで、各前記収容空洞に対応の弱構造が設けられ、各前記弱構造は異なるパッケージの強度を有し、単一の液体カプセルにより様々な異なる充填物質を貯蔵する機能を達成する可能であり、また、異なる外部圧力に応じて、前記液体カプセル内の各収容空洞内に貯蔵された異なる充填物質を段階的に放出し、電池単体の内部圧力に応じて、電池セルに異なる段階で異なる量の補充液を提供し、または異なる段階で電池セルに必要な異なる物質を補充することができ、電池セルに必要な物質の補充をより意図化することができる。
前記液体カプセルをより詳細に説明するために、図４は子母型液体カプセル構造を提供し、前記液体カプセルの内部に１つまたは複数の子液体カプセルが設けられ、前記液体カプセルと前記子液体カプセルが互いに嵌合され、独立した収容空洞を形成し、各前記収容空洞に対応する弱構造のパッケージの強度は外側から内側に向かって徐々に増加する。図５は前記子母型液体カプセル構造内に異なる充填物が充填された後の効果図を示す。
図４および図５に示すように、前記子母型液体カプセル構造５０は、第１収容空洞５１０、第２収容空洞５２０および第３収容空洞５３０を含み、第１収容空洞５１０は第１液体カプセル壁５１１、第１弱構造５１２によって囲まれる。前記第１収容空洞５１０の内部に、子液体カプセルが設けられ、前記子液体カプセルは第２収容空洞５２０を含み、前記第２収容空洞５２０は第２液体カプセル壁５２１、第２弱構造５２２によって囲まれる。前記第２収容空洞５２０の内部に、１つの子液体カプセルがさらに設けられ、前記子液体カプセルは第３収容空洞５３０を含み、前記第３収容空洞５３０は第３液体カプセル壁５３１、第３弱構造５３２によって囲まれる。図４から分かるように、最外側の液体カプセルは子母型液体カプセル構造の母液体カプセルを形成し、その内部に２つの子液体カプセルが形成され、つまり、前記液体カプセルと前記子液体カプセルが互いに嵌合されて独立した収容空洞を形成し、液体カプセル内に液体カプセルがさらに嵌合され、層状に嵌合される。
前記子母型液体カプセルの成形時、まず最も内側の子液体カプセルを得て、前記第３収容空洞５３０内部に第３充填物５３３を注入した後、レーザー溶接または他の手段で封止する同時に、前記第３液体カプセル壁５３１に第３弱構造５３２が形成される。その後、該子液体カプセルの外部に可撓性材料が被覆され、該子液体カプセルの母液体カプセルを形成し、子液体カプセルと母液体カプセル間に第２収容空洞５２０が形成され、前記第２収容空洞５２０の内部に第２充填物５２３が注入された後、レーザー溶接または他の手段で封止する同時に、第２液体カプセル壁５２１に第２弱構造５２２が形成される。最後に、第２の子液体カプセルの外側に再度可撓性材料を被覆して、第２子液体カプセルの母液体カプセルを形成し、子液体カプセルと母液体カプセル間に第１収容空洞５１０が形成され、前記第１収容空洞５１０の内部に第１充填物５１３を注入した後、レーザー溶接または他の手段で封止する同時に、第１液体カプセル壁５１１に第１弱構造５１２が形成される。なお、図４では子母型液体カプセルの内部に３つの独立した収容空洞が設けられる構造のみを示すが、必要に応じてより少ない数またはより多い数の子液体カプセルを設けることが可能であり、ここでは繰り返さない。
前記子母型液体カプセル構造において、前記弱構造は前記子母型液体カプセル構造の外側から内側に向かって、前記各弱構造のパッケージの強度が順次に大きくなる。前記第１弱構造５１２が最外側の液体カプセルの表面に位置し、そのパッケージの強度が最も小さく、電池単体の内部圧力が受けると、最初に破裂し、前記第２弱構造５２２のパッケージの強度が第１弱構造のパッケージの強度よりもわずかに大きく、第３弱構造５３２のパッケージの強度が最も大きい。電池単体の内部圧力の作用下で、前記子母型液体カプセルの弱構造が外側から内側に向かって順次破裂し、第１充填物５１３、第２充填物５２３および第３充填物５３３を順次放出する。
上記の実施例から分かるように、前記子母型液体カプセル構造は層状に嵌合され、複数の独立した収容空洞を設置し、各前記収容空洞に対応の弱構造が設けられ、各前記弱構造は異なるパッケージの強度を有し、単一の液体カプセルにより様々な異なる充填物質を貯蔵する機能を達成し、異なる外部圧力に応じて、前記液体カプセル内の各収容空洞内に貯蔵された異なる充填物質を段階的に放出し、電池セルに必要な物質の補充をより意図化することができる。
本出願の別の実施例では、別の双子型液体カプセル構造６０をさらに提供し、図６に示すように、前記双子型液体カプセル内にダイヤフラムが設けられ、前記ダイヤフラムは前記液体カプセル内部を複数の独立した収容空洞に分割し、前記液体カプセルの表面の各前記収容空洞に対応する位置にそれぞれ弱構造が設けられ、前記各弱構造は異なるパッケージの強度を有する。図７は、前記双子型液体カプセル内に異なる充填物が充填された後の概略図を示す。
図６に示すように、前記双子型液体カプセル６０内に第１収容空洞６１０、第２収容空洞６２０および第３収容空洞６３０が設置され、第１収容空洞６１０と第２収容空洞６２０は第１ダイヤフラム６１４を介して分離され、第２収容空洞６２０と第３収容空洞６３０は第２ダイヤフラム６２４を介して分離され、それぞれ互いに分離される。第１収容空洞６１０は第１液体カプセル壁６１１、第１弱構造６１２、第１ダイヤフラム６１４によって囲まれ、前記第１液体カプセル壁６１１および第１弱構造は前記双子型液体カプセル６０の外側に設置され、外部に露出し、前記第１ダイヤフラム６１４は前記双子型液体カプセル６０の内部に位置し、第１収容空洞６１０と第２収容空洞６２０を仕切り、互いに分離される。前記第１ダイヤフラム６１４は、第１液体カプセル壁と同じ材料で形成されてもよく、異なる材料で形成されてもよい。前記第１弱構造６１２は第１収容空洞６１０に対応する液体カプセル壁に設置され、第１弱構造６１２が破裂した時、前記第１収容空洞６１０内の充填物が放出される。
第２収容空洞６２０は第２液体カプセル壁６２１、第２弱構造６２２、第１ダイヤフラム６１４、第２ダイヤフラム６２４によって囲まれ、その中で、前記第２液体カプセル壁６２１および第２弱構造６２２が前記双子型液体カプセル６０の外部に位置し、第１収容空洞に対応する液体カプセル外壁と一体になり、前記第２ダイヤフラム６２４は前記双子型液体カプセル６０の内部に位置し、第１ダイヤフラム６１４とともに前記双子型液体カプセル６０内部の空間を独立した第２収容空洞６２０に分割する。前記第２ダイヤフラム６２４は、第２液体カプセル壁と同じ材料で形成されてもよく、異なる材料で形成されてもよい。前記第２弱構造６２２は第２収容空洞６２０に対応する液体カプセル壁に設置され、第２弱構造６２２が破裂した時、前記第２収容空洞６２０内の充填物が放出される。
第３収容空洞６３０は第３液体カプセル壁６３１、第３弱構造６３２、第２ダイヤフラム６２４によって囲まれ、その中で、前記第３液体カプセル壁６３１、第３弱構造６３２が前記双子型液体カプセルの外部に位置し、第２収容空洞６２０に対応する液体カプセル外壁に接続され、前記第２ダイヤフラム６２４は前記双子型液体カプセル６０の内部に設置され、前記双子型液体カプセル６０の内部空間を第２収容空洞６２０および第３収容空洞６３０に分割する。前記第３弱構造６３２は第３収容空洞６３０に対応する液体カプセル壁に設置され、第３弱構造６３２が破裂した時、前記第３収容空洞６３０内の充填物が放出される。
図６に記載の双子型液体カプセル内に、第１ダイヤフラム６１０および第２ダイヤフラム６２０が設置され、前記双子型液体カプセル６０の内部空間を３つの独立した収容空洞に分割し、３つの独立した収容空洞がそれぞれ単独の弱構造に対応する。その中で、前記各収容空洞に対応する弱構造は異なるパッケージの強度を有し、例えば、図６では、第１弱構造６１２のパッケージの強度が第２弱構造６２２のパッケージの強度よりも大きく、第２弱構造６２２のパッケージの強度が第３弱構造６３２のパッケージの強度より大きい。このように、各収容空洞に対応する弱構造が電池単体の内部ガスの作用下で、パッケージの強度が最も弱い弱構造に対応する収容空洞内の充填物が最初に放出され、パッケージの強度が強い弱構造に対応する収容空洞内の充填物が電池単体の内部圧力の増加に従って徐々に放出される。つまり、第３収容空洞６３０内に充填された充填物が最初に放出され、次に第２収容空洞６２０内の充填物が放出され、第１収容空洞６１０内の充填物が最後に放出される。その中で、前記弱構造のパッケージの強度は、前記可撓性材料のある部分をレーザーエッチング、アルミニウム材の酸エッチングまたはアルミニウム材のナイフスクラッチなどで厚さを薄くして弱領域を形成し、弱領域が液体カプセルの外壁全体面積の約１０～５０％を占め、厚さが通常１０～３００μｍであり、該弱領域が他の薄くなっていない領域よりも耐圧が小さい。各異なる弱領域間に、パッケージの強度の要件に応じて、異なる厚さを有し得る。弱領域の耐圧閾値が厚さに比例する（例えば弱領域の厚さが１００μｍである時、内圧閾値が０．２５ＭＰａであり、厚さが２００μｍである時、内圧閾値が０．４ＭＰａである）、各カプセルは弱領域の厚さ勾配に応じて放出順序が調整される。前記弱領域は様々な方法で設置されてもよく、前記液体カプセルの外壁のある部分にスクラッチを設けて弱領域を形成してもよく、前記スクラッチの深さが前記弱領域のパッケージの強度を表し、深さが深いほど、パッケージの強度が小さくなり、深さが浅いほど、パッケージの強度が大きくなる。
前記双子型液体カプセル６０の成形時、まず液体カプセル壁の内部に溶接または接着剤などによって第１ダイヤフラム６１４および第２ダイヤフラム６２を設けて、第１ダイヤフラム６１４、第２ダイヤフラム６２、および液体カプセル外壁によって収容空洞が形成され、充填物を各収容空洞に注入した後、レーザー溶接または他の手段で封止して、双子型液体カプセル構造を形成する。
図７は前記双子型液体カプセル６０内の各独立した収容空洞が充填物で充填された後の概略図を示し、第１収容空洞６１０内に第１充填物６１３が充填され、第２収容空洞６２０内に第２充填物６２３が充填され、第３収容空洞６３０内に第３充填物６３３が充填され、前記第１充填物は同じであってもよく、異なってもよい。同じ物質が充填される場合、電池単体の内部の異なる圧力下で、同じ物質を順次に放出することができる。異なる物質が貯蔵される場合、電池単体の内部の異なる圧力下で、異なる物質を順次に放出し、電池セルに様々な必要な物質を補充することができる。
もちろん、前記双子型液体カプセルの使用自由度を高めるために、前記各弱構造間のパッケージの強度は必要に応じて自由に設置され、例えば、前記双子型液体カプセル内部が多くの独立した収容空洞、例えば、５～９個に分割された場合、２つまたは３つのある収容空洞に対応する弱構造を同じパッケージの強度に設置することで、ある物質の１回放出量を増やすことができる。各弱構造のパッケージの強度の差を小さくすることで、異なる収容空洞の充填物質放出間隔を短くし、電池セルに必要な物質を高密度に勾配で補充することができる。さらに、各前記収容空洞の容量が同一でも異なっていてもよく、電池セルの使用特性に応じて、各収容空洞の容量を自由に設置し、電池セルの消費量が大きい物質を大容量の収容空洞内に貯蔵し、消費量が小さい物質を小容量の収容空洞内に貯蔵する。もちろん、他の設置方法であってもよく、本出願の実施例は特に限定されなく、収容空洞の容量および弱構造のパッケージの強度を自由に調整することにより、電池単体に必要な物質をより良く補充することができる。
上記実施例から分かるように、前記双子型液体カプセル構造はダイヤフラムを介して液体カプセルの内部空間を複数の独立した収容空洞に分割し、各前記収容空洞に対応の弱構造が設けられ、各前記弱構造は異なるパッケージの強度を有し、単一の液体カプセルにより様々な異なる充填物質を貯蔵する機能を達成し、異なる外部圧力に応じて、前記液体カプセル内の各収容空洞内に貯蔵された異なる充填物質を段階的に放出し、電池セルに必要な物質の補充をより意図化することができる。
本出願の実施例は、電池単体をさらに提供し、図８～図１０に示すように、前記電池単体は、ケーシング２１０、電池セル２４０および上記実施例の子母型液体カプセル５０および／または双子型液体カプセル６０を含む。前記電池セル２４０は前記ケーシング２１０内に収容され、前記子母型液体カプセル５０および／または双子型液体カプセル６０は、前記ケーシング内に収容され、前記電池セル２４０の側壁に対応して設置される。
図８に示すように、前記電池単体２０は、１つまたは複数の子母型液体カプセル５０を含み、前記子母型液体カプセル５０の構造は図４および図５に示され、ここで説明が繰り返さない。図８では、前記子母型液体カプセルは前記電池セル２４０の側壁に対応して設置され、前記電池セルの側壁には、電池セルの高さ方向上の側壁、幅方向上の側壁および電池セルの厚さ方向上の側壁などが含まれる。図８に示すように、第１子母型液体カプセル５０１および第２子母型液体カプセル５０２は、電池セルの高さ方向上の側壁とケーシング間に設けられ、子母型液体カプセルは接着剤またはレーザー溶接などによってケーシングに設置され、または電池セルに設置され、さらに、側壁とケーシング間の任意の隙間に子母型液体カプセルを設置してもよく、すべての空間に充填する。第３子母型液体カプセル５０３は電池セルの高さ方向上の側壁に対応して設置され、電池単体ケーシングの底部に設置され、第４子母型液体カプセル５０４は電池セルの高さ方向上の他端の側壁に対応して設置され、電池セルの頂端に設置される。子母型液体カプセルが電池セルの高さ方向上の頂端に設置される場合、重力の作用下で、放出された物質がより良好に電池セルのコイルコア内部まで浸透し、より良好な補充液効果を達成する。
図９に示すように、前記電池単体２０は１つまたは複数の双子型液体カプセル６０を含み、前記双子型液体カプセル６０の構造は図６および図７に示され、ここで説明が繰り返さない。図９では、前記双子型液体カプセルは前記電池セル２４０の側壁に対応して設置され、前記電池セルの側壁には、電池セルの高さ方向上の側壁、幅方向上の側壁および電池セルの厚さ方向上の側壁などが含まれ、電池セル内部の任意の隙間に設置され、電池セルの両側／上方／他の任意隙間を含み、数および形状が特に限定されない。
図９に示すように、第１双子型液体カプセル６０１および第２双子型液体カプセル６０２は電池セルの高さ方向の側壁とケーシング間に設置され、双子型液体カプセルは接着剤またはレーザー溶接などによってケーシングに設置されまたは電気セルに設置され、側壁とケーシング間のすべての隙間内に双子型液体カプセルを設置してもよく、すべての空間を充填する。第３双子型液体カプセル６０３は電池セルの高さ方向の側壁に対応して電池単体ケーシングの底部に設置され、第４双子型液体カプセル６０４は電池セルの高さ方向の頂端の側壁に対応して設置される。双子型液体カプセルが電池セルの高さ方向上の頂端に設置される時、重力の作用下で、放出された物質が電池セルのコイルコア内部により良く浸透し、より良好な補充液効果を達成する。
本出願の実施例では、さらに、図１０に示すように、前記子母型液体カプセル５０、双子型液体カプセル６０、および単体液体カプセル４０を混合して電池単体内に設置してもよい。図１０に示すように、電池セルの高さ方向上の一側の側壁とケーシング２１０間に単体液体カプセル４０および子母型液体カプセル５０が設置され、電池セルの高さ方向の他側の側壁とケーシング２０１間に単体液体カプセル４０および双子型液体カプセル６０が設置される。単体液体カプセル４０は単一の収容空洞を有する液体カプセルであり、１つの収容空洞を有するため、同じ大きさの場合、貯蔵された単一の物質の量が双子型液体カプセル６０および子母型液体カプセル５０よりも多いため、単体液体カプセル４０および双子型液体カプセル６０および子母型液体カプセル５０が混合して設置され、ある物質を大量に補充する要件を満たすことができる。例えば、電池セルの使用に従って、電解液は消費量が最も大きい物質であるため、単体液体カプセル４０内に電解液を貯蔵し、双子型液体カプセル６０および子母型液体カプセル５０内に他の物質を貯蔵することが可能である。このような組み合わせにより、電池セルの物質補充方法がより多様になる。図１０に示すように、前記液体カプセルは、電池セルの高さ方向上の側壁、幅方向上の側壁および電池セルの厚さ方向上の側壁などを含む前記電池セルの側壁に設置されることもできる。
電池単体内に複数の収容空洞を有する液体カプセルが設けられ、単一の液体カプセルにより様々な異なる充填物質を貯蔵する機能を達成し、異なる外部圧力に応じて、前記液体カプセル内の各収容空洞内に貯蔵された異なる充填物質を段階的に放出し、電池セルに必要な物質の補充をより意図化することができる。さらに、電池単体の内部に双子型液体カプセルおよび子母型液体カプセルを混合して設置することにより、電池セルに物質を細かく補充することが可能である。
いくつかの実施例では、図８および図９に示すように、より良好な浸透効果を達成し、本出願の実施例では、前記液体カプセルの弱構造が電池セルの側壁に対応して設置される。つまり、弱構造を電池セルの外壁に貼り付ける。単体液体カプセルでも、子母型液体カプセルでも双子型液体カプセル構造でも、その内部の収容空洞に貯蔵された充填物がいずれも弱構造から放出され、前記弱構造が電池セル側壁に対応して設置されることにより、充填物が最初に電池セルの側壁に接触して、より良好な浸透効果を果たす。電池セルの高さ方向の一端に設置された液体カプセルについて、その弱構造が下向きに電池セルのラグ部分に貼り付けられ、弱構造が破裂した時、重力の作用下で、放出された充填物がより容易に電池セルの内部に浸透する。
いくつかの実施例では、図１１に示すように、前記電池単体は、複数の電池セルを含み、前記液体カプセルが前記電池セルと前記ケーシングの側壁間に設置され、および／または、前記液体カプセルが隣接する前記電池セル間に設置される。
図１１に示すように、前記電池単体２０は複数の電池セルを含み、前記単体液体カプセル、双子型液体カプセルおよび子母型液体カプセルが混合して前記電池セル側壁とケーシング間に設置される。同時に、電池セルと電池セル間にも、液体カプセル構造が設置される。より良好な浸透効果を達成するために、電池セルと電池セル間に液体カプセル構造が設けられ、電池単体の内部ガス圧力が大きすぎると、または電池セルの使用中膨張すると、膨張力が前記液体カプセルの弱構造の耐圧閾値よりも大きい場合、電池セル間に設置される液体カプセルが破裂し、溢れた物質が直接電池セルに接触して、電池セルがより良好に必要な物質を吸収する。
前記電池セル間に設置された液体カプセル構造について、より良好な浸透効果を達成するために、前記液体カプセルは複数の弱構造を有し、前記複数の弱構造はそれぞれ電池セルの側壁に対応して設置される。図１２および図１３に示される。図１２は、子母型液体カプセル構造を示し、前記子母型液体カプセルは複数の独立した収容空洞を含み、各前記収容空洞に対応する液体カプセル壁に少なくとも２つの弱構造が設けられる。図１２では、収容空洞５１０に対応する液体カプセル壁に２つの第１弱構造５１２および５１５が含まれ、それぞれ液体カプセルの両側に配置され、２つの弱構造はそれぞれ両側の電池セルの側壁に対応して設置される。同様に、収容空洞５２０に対応する子液体カプセルについて、２つの第２弱構造５２２および５２５を含む。第２弱構造が破裂した後、電池単体内部の圧力が第１弱構造の圧力閾値に達すると、子液体カプセルの両側の弱構造が同時に破裂し、両側から充填物が溢れ、両側の電池セルが溢れた充填物と接触して、より良好な浸透効果を達成する。同様に、収容空洞５３０に対応する子液体カプセルについて、２つの第３弱構造５３２および５３５を含み、電池単体の内部圧力が閾値に達すると、前記第３弱構造が同時に破裂し、より良好な浸透効果を達成する。
図１３は、双子型液体カプセル構造を示し、前記双子型液体カプセルは、複数の独立した収容空洞を含み、各前記収容空洞に対応する液体カプセル壁に少なくとも２つの弱構造が設けられる。図１３では、収容空洞６１０は２つの第１弱構造６１２および６１５を含み、それぞれ液体カプセルの両側に配置され、２つの弱構造はそれぞれ両側の電池セルの側壁に対応して設置される。同様に、収容空洞６２０に対応する液体カプセルについて、２つの第２弱構造６２２および６２５を含み、第２弱構造が破裂した後、電池単体内部の圧力が第１弱構造の圧力閾値に達すると、液体カプセルの両側の弱構造が同時に破裂し、両側から充填物が溢れ、両側の電池セルが溢れた充填物と接触して、より良好な浸透効果を達成する。同様に、収容空洞６３０に対応する液体カプセルについて、２つの第３弱構造６３２および６３５を含む。
前記収容腔に対応液体カプセル壁に複数の弱構造を設けて、複数の弱構造をそれぞれ電池セル側壁に対応して設置されることで、前記液体カプセルが複数の弱構造から同時に充填物を放出し、電池セルの複数の箇所が同時に充填物に接触し、電池セルの浸透効果を高め、電池セルがより良好に必要な充填物を吸収することができる。
いくつかの実施例では、前記電池単体２０のケーシング２１０に防爆弁が設けられ、前記液体カプセルは前記防爆弁２３０に対向して設けられる。図８～図１１に示すように、電池単体のケーシングに、電極２２０間にも防爆弁２３０が設けられ、防爆弁２３０は、電池単体の内部ガス圧力が大きすぎるのを防止するために設けられた圧力逃がし穴であり、電池単体内部の他の圧力がある閾値よりも大きいと、その内部のガスが防爆弁を介して漏れ、電池単体の内部ガス圧力が低下する。液体カプセルが前記防爆弁に対向して設けられることにより、液体カプセル内に貯蔵された充填物がより良好に放出され得る。
いくつかの実施例では、前記液体カプセルの弱構造は異なるパッケージ厚さを有する。各収容空洞内に貯蔵された充填物を段階的に放出する目的を達成するために、本出願では、各収容空洞に対応する弱構造は異なるパッケージの強度を有し、このように、各収容空洞に対応する弱構造は電池単体内部のガス圧力の作用下で、パッケージの強度が最も弱い弱構造に対応する収容空洞内の充填物が最初に放出され、パッケージの強度が強いのが電池単体内部のガス圧力の増加に従って段階的に放出される。前記弱構造のパッケージの強度は、前記可撓性材料のある部分をレーザーエッチング、アルミニウム材の酸エッチングまたはアルミニウム材のナイフスクラッチなどで厚さを薄くして弱領域を形成し、弱領域が液体カプセルの外壁全体面積の約１０～５０％を占め、厚さが通常１０～３００μｍであり、該弱領域が他の薄くなっていない領域よりも耐圧が小さい。各異なる弱領域間に、パッケージの強度の要件に応じて、異なる厚さを有し得る。弱領域の耐圧閾値が厚さに比例するため（例えば弱領域の厚さが１００μｍである時、内圧閾値が０．２５ＭＰａであり、厚さが２００μｍである時、内圧閾値が０．４ＭＰａである）、各カプセルは弱領域の厚さ勾配に応じて放出順序が調整される。前記弱領域が様々に設置されてもよく、前記液体カプセルの外壁のある部分にスクラッチを設けて、弱領域を形成し、前記スクラッチの深さが前記弱領域のパッケージの強度を表し、深さが深いほど、パッケージの強度が小さくなり、深さが浅いほど、パッケージの強度が大きくなる。
いくつかの実施例では、前記弱構造のパッケージの強度が勾配で変化する。電池単体の内部圧力に適合して、前記液体カプセルの内部の各収容空洞内に充填された充填物を徐々に一括して放出するために、本出願では、電池セルの内部圧力の特性および電池セルに応じて各圧力の段階で必要な物質を放出するために、各収容空洞に対応する弱構造のパッケージの強度が勾配変化で設定して、セルに必要な物質を徐々に放出する。
いくつかの実施例では、各前記収容空洞内に異なる物質が貯蔵される。上記の実施例で説明されるように、各前記収容空洞内に電池セルの各異なる段階に応じて必要な物質をそれぞれ貯蔵し、例えば、リチウム補給剤／難燃剤／電解液およびその成分／ガス吸収剤、金属捕捉剤などを貯蔵し、貯蔵物質を放出することで、電池セルの寿命向上および電池セルの安全性向上などの目的を実現することができる。
もちろん、前記液体カプセルに対応する収容空洞内に、同じ物質、例えば電解液が貯蔵されてもよく、電池のライフサイクルの初期と中期に十分な電解液がある。電池の経年劣化状態に従い、電解液が消費され続けると、副反応生成物が蓄積され、内部气圧が上昇し続ける。弱領域の薄い部分から厚い部分への順序で、対応領域内の電解液が内圧の増加（つまり経年劣化レベルの上昇）に伴い順次破裂し、各領域から順次電解液が放出され、電解液還流不足によるリチウム析出に起因して電池セルダイビングの問題を解決することができる。
本出願のいくつかの実施例では、各前記収容空洞内に、前記弱構造のパッケージの強度の強弱から順次に難燃剤、ガス吸収剤、リチウム補給剤および電解液がそれぞれ貯蔵される。電池セルの使用過程中、通常、電解液不足やリチウムイオン不足の問題が発生し、後期には内部のガス量増加および火炎リスク増加などの問題が発生する可能性が高い。本出願の実施例では、上記のいくつかのリスクを意図的に解消する。それぞれ電池セルに電解液、リチウム補給剤、ガス吸収剤および難燃剤を補充する。
ライフサイクルの中期および後期に電解液が枯渇した場合、電解液を適時に補充し、電極シートの浸透性を高め、還流不足による中心リチウム析出を回避し、ＥＯＬ容量保持率、長寿命、電力性能、急速充電能力などを向上するために、電解液およびリチウムイオンを大量に補充する必要がある。同時に、電池セルの使用に従い、その内部のガス量が大幅に増加し、このとき、カプセルからのガス硬化剤／吸収剤（例えばＣａＯ）の放出により、電池セル内部のガス（例えばＣＯ２）を硬化／吸収し、ＥＯＬガス発生および内圧の低減効果を達成し、開弁リスクを低減することができる。電池セルの使用後期には、ライフサイクルの後期電池セルの欠点によるリチウム析出に起因するダイヤフラム突刺／テスト乱用による熱暴走の時、瞬間圧力が増加し、パッケージの強度が最も大きい弱構造のパッケージの強度閾値に達すると、難燃剤を放出し、急速冷却および熱暴走程度を制御して、安全性能を向上させる必要がある。
いくつかの実施例では、別の電池単体２０をさらに提供し、図１４に示すように、前記電池単体はケーシング２１０、電池セル２４０および複数の液体カプセルを含み、前記電池セルは前記ケーシング内に収容され、前記複数の液体カプセルは前記ケーシング内に収容され、前記電池セルの側壁に対応して設置され、前記液体カプセルの表面に弱構造が設けられ、各前記液体カプセルの弱構造は異なるパッケージの強度を有する。
図１５に示すように、前記液体カプセルは単体液体カプセル４０であり、前記単体液体カプセル４０は収容空洞４１０を含み、前記収容空洞４１０は液体カプセル壁４１１および弱構造４１２によって囲まれ、上記の実施例に記載されるように、前記弱構造４１２のパッケージの強度は、前記可撓性材料のある部分をレーザーエッチング、アルミニウム材の酸エッチングまたはアルミニウム材のナイフスクラッチなどによって厚さを薄くして、弱領域を形成し、弱領域が液体カプセルの外壁全体面積の約１０～５０％を占め、厚さが通常１０～３００μｍであり、該弱領域が他の薄くなっていない領域よりも耐圧が小さい。各異なる弱領域間に、パッケージの強度の要件に応じて、異なる厚さを有し得る。弱領域の耐圧閾値が厚さに比例する（例えば弱領域の厚さが１００μｍである時、内圧閾値が０．２５ＭＰａであり、厚さが２００μｍである時、内圧閾値が０．４ＭＰａである）、各カプセルは弱領域の厚さ勾配に応じて放出順序が調整される。前記弱領域は様々な方式で設置され、前記液体カプセルの外壁のある部分にスクラッチを設置し、図１６に示すように、スクラッチによって弱領域４１３を形成し、前記スクラッチの深さが前記弱領域のパッケージの強度を表し、深さが深いほど、パッケージの強度が小さくなり、深さが浅いほど、パッケージの強度が大きくなる。
異なる弱構造を有する複数の単体液体カプセルをそれぞれ電池単体内部に設けて、図１４に示すように、第１単体液体カプセル４０１、第２単体液体カプセル４０２、第３単体液体カプセル４０３および第４単体液体カプセル４０４などを含み、複数の単体液体カプセルは前記ケーシング内に収容され、前記電池セルの側壁に対応して設置される。第１単体液体カプセル４０１は第１液体カプセル壁４１１および第１弱構造４１２を有し、第２単体液体カプセル４０２は第１液体カプセル壁４２１および第２弱構造４２２を有し、第１弱構造および第２弱構造は異なるパッケージの強度を有し、同様に、第３単体液体カプセルおよび第４単体液体カプセルも異なるパッケージの強度を有する弱構造を有する。複数の異なるパッケージの強度を有する弱構造の単体液体カプセルを電池単体内に設けることで、異なる圧力で、異なる単体液体カプセルが異なる充填物を段階的に放出することができる。
いくつかの実施例では、より良好な浸透効果を達成するために、前記液体カプセルの弱構造は電池セルの側壁に対応して設置される。つまり、弱構造を電池セルの外壁に貼り付ける。単体液体カプセル、子母型液体カプセルまたは双子型液体カプセル構造について、その内部の収容空洞に貯蔵された充填物がいずれも弱構造から溢れ、前記弱構造が電池セル側壁に対応して設置されることによって、充填物が最初に電池セル側壁に接触し、より良好な浸透効果を達成する。電池セルの高さ方向一端に設けられた液体カプセルについて、その弱構造が下向きに電池セルのラグ部分に貼り付けられ、弱構造が破裂した時、溢れた充填物がより容易に電池セル内部まで浸透する。
いくつかの実施例では、前記電池単体は複数の電池セルを含み、前記液体カプセルが前記電池セルと前記ケーシングの側壁間に設けられ、および／または、前記液体カプセルが隣接する前記電池セル間に設けられる。
図１１に示すように、前記電池単体２０は、複数の電池セルを含み、電池セル間に、図１１中の双子型液体カプセルおよび子母型液体カプセルを単体液体カプセルに置換してもよく、ここで説明が繰り返さない。より良好な浸透効果を達成するために、電池セルと電池セル間に液体カプセル構造が設けられ、電池単体の内部ガス圧力が大きすぎると、または電池セルの使用中膨張すると、膨張力が前記液体カプセルの弱構造の耐圧閾値よりも大きい場合、電池セル間に設けられた液体カプセルが破裂し、溢れた物質が直接電池セルに接触し、電池セルがより良好に必要な物質を吸収することができる。
前記電池セル間に設けられた単体構造について、より良好な浸透効果を達成するために、前記単体液体カプセルのカプセル壁に複数の弱構造が設けられ、前記複数の弱構造はそれぞれ電池セルの側壁に対応して設置される。図１７に示される。図１７は、単体液体カプセル構造を示し、前記単体液体カプセルは第１弱構造４１２および４１４を有し、電池単体内部の圧力が第１弱構造の圧力閾値に達すると、単体液体カプセル両側の弱構造が同時に破裂し、充填物が両側から溢れ、両側の電池セルは溢れた充填物に接触し、より良好な浸透効果を達成する。
いくつかの実施例では、前記液体カプセルの弱構造は異なるパッケージ厚さを有する。前記弱構造のパッケージの強度は、前記可撓性材料のある部分をレーザーエッチング、アルミニウム材の酸エッチングまたはアルミニウム材のナイフスクラッチなどによって厚さを薄くして、弱領域を形成し、弱領域が液体カプセルの外壁全体面積の約１０～５０％を占め、厚さが通常１０～３００μｍであり、該弱領域が他の薄くなっていない領域よりも耐圧が小さい。各異なる弱領域間に、パッケージの強度の要件に応じて、異なる厚さを有し得る。
いくつかの実施例では、前記弱構造のパッケージの強度が勾配で変化する。電池単体内部のガス圧力に適応して、各前記液体カプセル内に充填された充填物を段階的に放出するために、本出願は、電池セルの内部圧力の特性および電池セルの各圧力段階で必要な物質に応じて、各液体カプセルに対応する弱構造のパッケージ強度を勾配変化で設定し、セルに必要な物質を段階的に放出する。
本出願で提出された、いくつかの実施例では、以下の電池も提供され、前記電池は上記実施例で述べた任意の電池単体を含む。前記電池単体は、１つまたは複数の子母型液体カプセルを含んでもよく、１つまたは複数の双子型液体カプセルを含んでもよく、複数の単体液体カプセルを含んでもよく、同時に子母型液体カプセル、双子型液体カプセルおよび単体液体カプセルを含んでもよい。各液体カプセルは１つまたは複数種類の電池セルに必要な物質を貯蔵して、電池セルが使用中および異なる経年劣化状態下で、電池セルの内部圧力に応じて同じまたは異なる物質を段階的に放出し、電池セルに異なる段階で異なる量の補充液を提供し、または異なる段階で電池セルに必要な異なる物質を補充して、電池セル物質の補充をより意図化することができる。
本出願で提出された、いくつかの実施例では、電力使用装置も提供され、前記電力使用装置は上記実施例で述べた電池を含み、前記電池は前記電力使用装置に電気エネルギーを提供する。前記電力使用装置は、携帯電話、タブレット、ノートパソコン、電動玩具、電動工具、バッテリーカー、電気自動車、船舶、航天器などであり得るが、これらに限定されない。その中で、電動玩具は、固定式または移動式電動玩具、例えば、ゲーム機、電気自動車玩具、電動船舶玩具および電動航空機玩具などを含み、航天器は航空機、ロケット、スペースシャトルおよび宇宙船などを含む。
最後に、以上の実施例は本出願の技術的解決策を説明することのみを目的としており、それらを制限するものではなく、前記の実施例を参照して本出願を詳細に説明したが、当業者は、前記の各実施例に記載の技術的解決策を修正し、または一部の技術特徴を同等置換することができ、それらの修正や置換は、関連する技術的解決策の本質を本出願の各実施例の技術的解決策の精神および範囲から逸脱させるものではない。
１０００ 車両
１００ 電池
１０ ケース
１１ 上部ケース
１２ 下部ケース
２００ コントローラー
３００ モータ
２０ 電池単体
２１０ ケーシング
２２０ 電極
２３０ 防爆弁
２４０ 電池セル
４０ 単体液体カプセル
４１０ 収容空洞
４１１ 液体カプセル壁
４１２ 弱構造
４０１ 第１単体液体カプセル
４１１ 第１液体カプセル壁
４１４ 第１弱構造
４０２ 第２単体液体カプセル
４２１ 第２液体カプセル壁
４２２ 第２弱構造
４０３ 第３単体液体カプセル
４０４ 第４単体液体カプセル
５０ 子母型液体カプセル
５０１ 第１子母型液体カプセル
５０２ 第２子母型液体カプセル
５０３ 第３子母型液体カプセル
５０４ 第４子母型液体カプセル
５１０ 第１収容空洞
５１１ 第１液体カプセル壁
５１２、５１５ 第１弱構造
５１３ 第１充填物
５２０ 第２収容空洞
５２１ 第２液体カプセル壁
５２２、５２５ 第２弱構造
５２３ 第２充填物
５３０ 第３収容空洞
５３１ 第３液体カプセル壁
５３２、５３５ 第３弱構造
５３３ 第３充填物
６０ 双子型液体カプセル
６０１ 第１双子型液体カプセル
６０２ 第２双子型液体カプセル
６０３ 第３双子型液体カプセル
６０４ 第４双子型液体カプセル
６１０ 第１収容空洞
６１１ 第１液体カプセル壁
６１２、６１５ 第１弱構造
６１３ 第１充填物
６１４ 第１ダイヤフラム
６２０ 第２収容空洞
６２１ 第２液体カプセル壁
６２２、６２５ 第２弱構造
６２３ 第２充填物
６２４ 第２ダイヤフラム
６３０ 第３収容空洞
６３１ 第３液体カプセル壁
６３２、６３５ 第３弱構造
６３３ 第３充填物

Claims (20)

  1. 液体カプセルであって、前記液体カプセル内に複数の独立した収容空洞が設けられ、各前記収容空洞に対応の弱構造が設けられ、各前記弱構造は異なるパッケージの強度を有する、ことを特徴とする液体カプセル。
  2. 前記液体カプセル内部に１つまたは複数の子液体カプセルが設けられ、前記液体カプセルと前記子液体カプセルは互いに嵌合され、独立した収容空洞を形成し、
    各前記収容空洞に対応する弱構造のパッケージの強度は外側から内側に向かって徐々に増加する、ことを特徴とする請求項１に記載の液体カプセル。
  3. 前記液体カプセル内にダイヤフラムが設けられ、前記ダイヤフラムによって前記液体カプセル内部を複数の独立した収容空洞に分割し、
    前記液体カプセル表面の各前記収容空洞に対応する位置にそれぞれ弱構造が設けられ、前記各弱構造は異なるパッケージの強度を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の液体カプセル。
  4. ケーシングと、
    前記ケーシング内に収容された電池セルと、
    前記ケーシング内に収容され、前記電池セルの側壁に対応して設置される請求項１～３のいずれか１項に記載の液体カプセルと、を含む、ことを特徴とする電池単体。
  5. 前記弱構造は前記電池セルの側壁に対応して設置される、ことを特徴とする請求項４に記載の電池単体。
  6. 複数の電池セルを含み、
    前記液体カプセルは前記電池セルと前記ケーシングの側壁間に設けられ、および／または、前記液体カプセルは隣接する前記電池セル間に設けられる、ことを特徴とする請求項４に記載の電池単体。
  7. 前記液体カプセルは複数の弱構造を有し、前記複数の弱構造はそれぞれ電池セルの側壁に対応して設置される、ことを特徴とする請求項６に記載の電池単体。
  8. 前記ケーシングに防爆弁が設けられ、前記液体カプセルは前記防爆弁に対向して設けられる、ことを特徴とする請求項４に記載の電池単体。
  9. 前記弱構造は異なるパッケージ厚さを有する、ことを特徴とする請求項４に記載の電池単体。
  10. 前記弱構造のパッケージの強度が勾配で変化する、ことを特徴とする請求項９に記載の電池単体。
  11. 各前記収容空洞内に異なる物質が貯蔵される、ことを特徴とする請求項４に記載の電池単体。
  12. 各前記収容空洞内に、前記弱構造のパッケージの強度に準じた強度の順に、それぞれ難燃剤、ガス吸収剤、リチウム補給剤および電解液が貯蔵される、ことを特徴とする請求項１１に記載の電池単体。
  13. ケーシングと、
    前記ケーシング内に収容された電池セルと、
    前記ケーシング内に収容され、前記電池セルの側壁に対応して設置される複数の液体カプセルと、を含み、
    前記液体カプセルの表面に弱構造が設けられ、各前記液体カプセルの弱構造は異なるパッケージの強度を有する、ことを特徴とする電池単体。
  14. 前記弱構造は前記電池セルの側壁に対応して設置される、ことを特徴とする請求項１３に記載の電池単体。
  15. 複数の電池セルを含み、
    前記液体カプセルは前記電池セルと前記ケーシングの側壁間に設けられ、および／または、前記液体カプセルは隣接する前記電池セル間に設けられる、ことを特徴とする請求項１３に記載の電池単体。
  16. 前記液体カプセルは複数の弱構造を有し、前記複数の弱構造はそれぞれ電池セルの側壁に対応して設置される、ことを特徴とする請求項１５に記載の電池単体。
  17. 各前記液体カプセルの弱構造は異なるパッケージ厚さを有する、ことを特徴とする請求項１３に記載の電池単体。
  18. 各前記液体カプセルの弱構造のパッケージの強度が勾配で変化する、ことを特徴とする請求項１４に記載の電池単体。
  19. 請求項４～１２のいずれか１項に記載の電池単体、または、請求項１３～１８のいずれか１項に記載の電池単体を含む、ことを特徴とする電池。
  20. 請求項１９に記載の電池を含み、前記電池が電気エネルギーを提供するために使用される、ことを特徴とする電力使用装置。
JP2022550751A 2021-08-26 2021-08-26 液体カプセル、電池単体、電池および電力使用装置 Active JP7454692B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2021/114640 WO2023023999A1 (zh) 2021-08-26 2021-08-26 液囊、电池单体、电池和用电装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023542757A true JP2023542757A (ja) 2023-10-12
JP7454692B2 JP7454692B2 (ja) 2024-03-22

Family

ID=85286992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022550751A Active JP7454692B2 (ja) 2021-08-26 2021-08-26 液体カプセル、電池単体、電池および電力使用装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230068186A1 (ja)
EP (1) EP4167373A1 (ja)
JP (1) JP7454692B2 (ja)
KR (1) KR20230031287A (ja)
CN (1) CN116648239A (ja)
WO (1) WO2023023999A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116995310B (zh) * 2023-09-22 2023-12-29 江苏正力新能电池技术有限公司 应用于电芯的支撑件、裸电芯组件、电池单体及用电设备

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0614975B2 (ja) * 1982-03-18 1994-03-02 メルク・エンド・カムパニ−・インコ−ポレ−テツド 浸透薬品投与装置
JPH09267093A (ja) * 1996-01-29 1997-10-14 Gastar Corp 浴槽水殺菌装置およびそのカプセル型の溶解遅延殺菌剤
JPH11501948A (ja) * 1996-01-08 1999-02-16 アストラ・アクチエボラーグ プロトンポンプ阻害剤およびｎｓａｉｄからなる経口用医薬剤形
JP2003327270A (ja) * 1999-11-17 2003-11-19 Reckitt Benckiser (Uk) Ltd 射出成型された水溶性容器
JP2004043531A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Kunio Sone マイクロカプセルに封入された発泡剤を含む洗剤
JP2009004362A (ja) * 2007-05-24 2009-01-08 Sanyo Electric Co Ltd 組電池および二次電池
JP2011068664A (ja) * 2002-04-10 2011-04-07 Fred H Miller 多重相・複数コンパートメントカプセルシステム
JP2012129009A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Nissan Motor Co Ltd 電池パック
CN203800134U (zh) * 2014-03-25 2014-08-27 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种卷绕式锂离子电池
JP2014523622A (ja) * 2011-07-07 2014-09-11 フェデラル エクスプレス コーポレイション バッテリ冷却方法およびシステム
WO2017191759A1 (ja) * 2016-05-06 2017-11-09 公立大学法人名古屋市立大学 眼科薬物徐放装置
JP2018016318A (ja) * 2016-07-25 2018-02-01 凸版印刷株式会社 パウチ
JP2019087371A (ja) * 2017-11-06 2019-06-06 トヨタ自動車株式会社 二次電池の製造方法
CN211265542U (zh) * 2019-10-15 2020-08-14 上海奕锐信息技术有限公司 一种可输入输出220v的便携式锂电池电源
CN213845424U (zh) * 2021-01-07 2021-07-30 深圳市移动能科技有限公司 一款带防火装置的电动平衡车锂电池
JP2021132011A (ja) * 2020-02-21 2021-09-09 株式会社ニチボウ 消火被覆材とこの消火被覆材を用いた二次電池用梱包材
JP2022546496A (ja) * 2019-08-29 2022-11-04 アッヴィ・インコーポレイテッド 複数種薬物送達の系及び方法
JP2023539705A (ja) * 2021-07-13 2023-09-19 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 電池セル、電池及び電気消費装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH704060A1 (de) * 2010-11-08 2012-05-15 Chemspeed Technologies Ag Substanzbehältnis für eine chemische Reaktion.
US9534977B2 (en) * 2014-08-20 2017-01-03 Empire Technology Development Llc Intraluminal pressure detection for diverticular disease
CN105742733A (zh) * 2016-03-01 2016-07-06 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种增强锂离子电池安全性的方法
CN209785980U (zh) * 2018-12-19 2019-12-13 南昌卡耐新能源有限公司 一种新型锂离子电池结构

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0614975B2 (ja) * 1982-03-18 1994-03-02 メルク・エンド・カムパニ−・インコ−ポレ−テツド 浸透薬品投与装置
JPH11501948A (ja) * 1996-01-08 1999-02-16 アストラ・アクチエボラーグ プロトンポンプ阻害剤およびｎｓａｉｄからなる経口用医薬剤形
JPH09267093A (ja) * 1996-01-29 1997-10-14 Gastar Corp 浴槽水殺菌装置およびそのカプセル型の溶解遅延殺菌剤
JP2003327270A (ja) * 1999-11-17 2003-11-19 Reckitt Benckiser (Uk) Ltd 射出成型された水溶性容器
JP2011068664A (ja) * 2002-04-10 2011-04-07 Fred H Miller 多重相・複数コンパートメントカプセルシステム
JP2004043531A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Kunio Sone マイクロカプセルに封入された発泡剤を含む洗剤
JP2009004362A (ja) * 2007-05-24 2009-01-08 Sanyo Electric Co Ltd 組電池および二次電池
JP2012129009A (ja) * 2010-12-14 2012-07-05 Nissan Motor Co Ltd 電池パック
JP2014523622A (ja) * 2011-07-07 2014-09-11 フェデラル エクスプレス コーポレイション バッテリ冷却方法およびシステム
CN203800134U (zh) * 2014-03-25 2014-08-27 湖南立方新能源科技有限责任公司 一种卷绕式锂离子电池
WO2017191759A1 (ja) * 2016-05-06 2017-11-09 公立大学法人名古屋市立大学 眼科薬物徐放装置
JP2018016318A (ja) * 2016-07-25 2018-02-01 凸版印刷株式会社 パウチ
JP2019087371A (ja) * 2017-11-06 2019-06-06 トヨタ自動車株式会社 二次電池の製造方法
JP2022546496A (ja) * 2019-08-29 2022-11-04 アッヴィ・インコーポレイテッド 複数種薬物送達の系及び方法
CN211265542U (zh) * 2019-10-15 2020-08-14 上海奕锐信息技术有限公司 一种可输入输出220v的便携式锂电池电源
JP2021132011A (ja) * 2020-02-21 2021-09-09 株式会社ニチボウ 消火被覆材とこの消火被覆材を用いた二次電池用梱包材
CN213845424U (zh) * 2021-01-07 2021-07-30 深圳市移动能科技有限公司 一款带防火装置的电动平衡车锂电池
JP2023539705A (ja) * 2021-07-13 2023-09-19 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 電池セル、電池及び電気消費装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230031287A (ko) 2023-03-07
EP4167373A1 (en) 2023-04-19
CN116648239A (zh) 2023-08-25
US20230068186A1 (en) 2023-03-02
WO2023023999A1 (zh) 2023-03-02
JP7454692B2 (ja) 2024-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112018301B (zh) 电池、用电设备、制备电池的方法和设备
CN112018302B (zh) 电池、用电装置、制备电池的方法和设备
WO2023045401A1 (zh) 注液孔密封装置、端盖组件、电池单体、电池以及用电设备
KR20220119696A (ko) 전지 셀, 전지 및 전기 장치
US20230046770A1 (en) Battery cell, battery and power consumption apparatus
US11855297B2 (en) Battery unit, battery, and electric apparatus
JP7454692B2 (ja) 液体カプセル、電池単体、電池および電力使用装置
WO2023207402A1 (zh) 顶盖组件、电池单体、电池及用电设备
US20230361408A1 (en) Battery box, battery, electric device, and method and device for manufacturing battery
CN115425374B (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN218241940U (zh) 储锂结构、电池单体及电池
WO2024026977A1 (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN218414787U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN218939835U (zh) 包装膜、电池单体、电池及用电装置
JP2023542761A (ja) 電池単体、電池および電力使用装置
JPWO2023024000A5 (ja)
CN115881887A (zh) 一种电极组件、电池单体、电池及用电装置
CN218274970U (zh) 电芯组件、电池和用电装置
CN220341341U (zh) 外壳、电池单体、电池及用电设备
CN220934315U (zh) 一种电池和用电装置
CN218414938U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN216903167U (zh) 一种注胶结构、电池包及用电装置
CN219642897U (zh) 储能装置、储能模组及用电设备
CN220492166U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN220963654U (en) End cover assembly, battery monomer, battery and electric equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20231024

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20231214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240227

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240311

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7454692

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150