JP2023546802A - 電池セル、電池及び電力消費装置 - Google Patents

Abstract

本出願は、電池セル、電池及び電力消費装置に関し、電池製造技術分野に属する。本出願は、電池セルを提供し、この電池セルは、外筐と、外筐の第一の壁に設置される放圧部材と、外筐の内部に設置される電極アセンブリと、電極アセンブリが浸漬される電解液と、外筐の内部に設置されるパッケージング部材及び活物質であって、パッケージング部材は、活物質を電極アセンブリの第一の壁に近い側にパッケージングするために用いられ、パッケージング部材は、電池セルの内部圧力又は温度が第一の閾値に達した時に作動して活物質を放出するように構成され、活物質は、電解液及び／又は電極アセンブリと反応可能で、電池セルの内部圧力又は温度を上昇させることにより放圧部材を作動させるパッケージング部材及び活物質を含む。本出願が提案した電池セルは、熱暴走が発生した時に内部の温度と圧力を急速に放出することができ、比較的に良い安全性能を有する。本出願は、この電池セルを含む電池と電力消費装置をさらに提案する。【選択図】図５

Description

本出願は、電池製造技術分野に関し、具体的には、電池セル、電池及び電力消費装置に関する。

新エネルギー自動車業界の急速な発展に伴い、リチウム電池業界の技術レベルも急速に向上し、電池セルの安全性能にも非常に高い要求がある。

電池セルに熱暴走が発生すると内部温度と圧力が急激に上昇し、内部温度と圧力をタイムリーに排出できなければ、電池セルが爆発して、重大な安全事故が発生する恐れがある。

このため、本出願は、電池セルに熱暴走が発生した時に内部の温度と圧力を急速に放出することができ、比較的に良い安全性能を有する電池セル、電池及び電力消費装置を提案する。

本出願の第一の態様の実施例は、電池セルを提案する。この電池セルは、外筐と、前記外筐の第一の壁に設置される放圧部材と、前記外筐の内部に設置される電極アセンブリと、前記電極アセンブリが浸漬される電解液と、前記外筐の内部に設置されるパッケージング部材及び活物質であって、前記パッケージング部材は、前記活物質を前記電極アセンブリの前記第一の壁に近い側にパッケージングするために用いられ、前記パッケージング部材は、前記電池セルの内部圧力又は温度が第一の閾値に達した時に作動して前記活物質を放出するように構成され、前記活物質は、前記電解液及び／又は前記電極アセンブリと反応可能で、前記電池セルの内部圧力又は温度を上昇させることにより前記放圧部材を作動させるパッケージング部材及び活物質とを含む。

本出願の実施例の電池セルでは、放圧部材の近傍に活物質がパッケージングされている。電池セル内部のある部位に熱暴走が発生した時、パッケージング部材は、電池内部の温度又は圧力が放圧部材の作動閾値に達する前に作動して活物質を放出して、電極アセンブリの放圧部材に近い側に熱暴走を発生させ、電極アセンブリが破砕分解され、且つそれに伴って大量の高温高圧ガスが発生することにより、放圧部材の近傍の温度又は圧力を急速に上昇させて放圧部材を作動させることによって、電池セル内部の圧力又は温度を放出する。特に、電池セルの熱暴走部位が放圧部材から比較的に遠い場合、電池セル内部に活物質を放出することによって、電池セル内部に熱暴走が発生した時に放圧部材が効果的に作動して、電池セル内部の圧力又は温度を順調に放出することを確保することができ、電池セルに比較的高い安全性能を有させる。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記放圧部材は、前記電池セルの内部圧力又は温度が第二の閾値に達した時に作動して圧力を放出するように構成され、前記第二の閾値は、前記第一の閾値よりも大きい。

上記態様では、放圧部材とパッケージング部材は、いずれも圧力破裂作動を採用し、且つ放圧部材の作動閾値は、パッケージング部材の作動閾値よりも大きくすることによって、パッケージング部材が放圧部材の前に作動することを確実に実現して、放圧部材によって電池セル内部の圧力を放出することができ、電池セルに比較的に良い安全性能を有させる。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記活物質は、酸化剤である。

上記態様では、酸化剤を採用して電極アセンブリ及び／又は電解液と反応させ、反応が急速で激しく、電極アセンブリを破砕分解させ、且つそれに伴って大量の高温高圧ガスを発生させ、放圧部材を作動させることを確保することができ、且つ電池セル内部の熱暴走部位の圧力又は温度を放圧部材を介して順調に排出することができる。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記活物質は、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、オキシドール、二酸化鉛、過ヨウ素酸、トリフルオロ化コバルト及び過鉄酸ナトリウムのうちの少なくとも一つを含む。

上記態様では、上記種類の活物質は、外筐及びパッケージング部材とは反応せず、且つよく見られる酸化剤であり、入手しやすく、コストが安い。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記パッケージング部材は、前記活物質のうちの少なくとも一部を前記放圧部材に対応する位置にパッケージングする。

上記態様では、活物質は、放圧部材の近傍の位置で化学反応を起こして放圧部材を作動させるだけでなく、さらに電池セル内部の他の位置で化学反応を起こして対応位置の電極アセンブリを破砕させることによって、電池セルの熱暴走部位から放圧部材までの排気通路をスムーズにさせ、電池セルの熱暴走部位で発生したガスを放圧部材を介して順調に排出できることを確保する。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記外筐に放圧穴が設置され、前記放圧部材と前記パッケージング部材は、いずれも前記放圧穴を覆い、前記パッケージング部材は、前記放圧部材の前記電極アセンブリに近い側に設置され、前記パッケージング部材、前記放圧部材及び前記放圧穴の穴壁は、共に前記活物質を収容する密閉空間を画定する。

上記態様では、活物質は、放圧穴内にパッケージングされ、電池セル内部の空間を過度に占有しないことにより、電池セルの本来のエネルギー密度を維持する。且つパッケージング部材は、作動する時に活物質を放出し、活物質は、放圧穴に近い位置で化学反応を起こすことができ、確実に放圧部材を作動させることができ、電池セルに比較的に良い安全性能を有させる。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記放圧部材と前記パッケージング部材は、いずれもシート状である。

上記態様では、放圧部材とパッケージング部材は、いずれもシート状であり、放圧穴内で比較的に小さい空間を占めるので、放圧穴内においてより多くの空間に活物質を貯蔵することができる。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記パッケージング部材は、絶縁材質であり、前記パッケージング部材は、前記電極アセンブリと前記第一の壁とを絶縁隔離するように、前記第一の壁と前記電極アセンブリとの間に設置される。

上記態様では、パッケージング部材は、活物質をパッケージングするために用いられるだけでなく、さらに電極アセンブリと第一の壁とを絶縁隔離するために用いられることによって、パッケージング部材に絶縁機能と活物質のパッケージング機能を集積させ、電池セル内部の部品数を減少させ、電池セルの構造をコンパクト化し、比較的高いエネルギー密度を有させる。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記パッケージング部材は、前記放圧部材の位置に対応する第一の収容キャビティを有し、前記活物質のうちの少なくとも一部は、前記第一の収容キャビティ内にパッケージングされる。

上記態様では、パッケージング部材は、作動する時に第一の収容キャビティ内の活物質を放出することができ、放圧部材の近傍で化学反応を起こして、確実に放圧部材を作動させることができ、電池セルに比較的に良い安全性能を有させる。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記第一の収容キャビティは、第一の開口を有し、前記第一の壁と前記放圧部材は、共に前記第一の開口を閉塞する。

上記態様では、第一の壁、放圧部材及びパッケージング部材は、共に密閉した第一の収容キャビティを形成し、活物質を放圧部材の近傍にパッケージングするだけでなく、活物質は放出されると放圧部材の近傍で化学反応を起こすことができ、且つ活物質のパッケージングを容易に実現する。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記第一の壁は、長方形であり、前記パッケージング部材は、二つの第二の収容キャビティをさらに有し、前記第一の壁の長手方向において、二つの前記第二の収容キャビティは、それぞれ前記第一の収容キャビティの両側に位置し、前記活物質の一部は、前記第一の収容キャビティ内にパッケージングされ、もう一部は、二つの前記第二の収容キャビティ内にパッケージングされる。

上記態様では、第一の壁の長手方向において、第一の収容キャビティの両側にそれぞれ一つの第二の収容キャビティが設置され、第二の収容キャビティ内に活物質の一部がパッケージングされ、第二の収容キャビティ内の活物質は放出されると電極アセンブリの対応位置で化学反応を起こして、電極アセンブリの放圧部材に近い側を十分に破砕させることができ、電池セルの熱暴走部位から放圧部材までの排気通路がスムーズになるように維持する。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記第二の収容キャビティは、第二の開口を有し、前記第一の壁は、前記第二の開口を閉塞する。

上記態様では、第一の壁とパッケージング部材は、共に密閉した第二の収容キャビティを形成し、活物質は放出されると対応位置で化学反応を起こすことができ、且つ活物質のパッケージングを容易に実現する。

本出願のいくつかの実施例によれば、前記外筐は、ハウジングとエンドカバーとを含み、前記ハウジングは、開口を有し、前記ハウジングは、側壁と底壁とを含み、前記底壁は、前記開口に対向して設置され、前記エンドカバーは、前記側壁に接続され且つ前記開口を覆い、前記第一の壁は、前記エンドカバー、前記底壁又は前記側壁である。

上記態様では、第一の壁は、エンドカバー、底壁又は側壁であり、第一の壁に放圧部材が設けられる。電池セル内部のある部位に熱暴走が発生した時、パッケージング部材は、電池内部の温度又は圧力が放圧部材の作動閾値に達する前に作動して活物質を放出して、電極アセンブリの放圧部材に近い部分が化学反応で破砕分解され、且つ化学反応に伴って大量の高温高圧ガスが発生することにより、放圧部材の近傍の温度又は圧力を急速に上昇させて放圧部材を作動させることによって、電池セル内部の圧力又は温度を放出する。

本出願の第二の態様の実施例は、電池を提案する。この電池は、本出願の第一の態様の実施例に係る電池セルを含む。

本出願の第一の態様の実施例に係る電池セルの特性により、本出願の第二の態様の実施例の電池も、比較的に良い安全性能を備える。

本出願の第三の態様の実施例は、電力消費装置を提案する。この電力消費装置は、本出願の第二の態様の実施例に係る電池を含む。

本出願の第二の態様の実施例に係る電池の特性により、本出願の第三の態様の実施例の電力消費装置も、比較的に良い安全性能を備える。

本出願の第四の態様の実施例は、電池セルの製造方法を提案する。この電池セルの製造方法は、
第一の壁に放圧部材が設置されている外筐を提供することと、
電極アセンブリを提供することと、
電解液を提供することと、
パッケージング部材及び活物質を提供することであって、前記パッケージング部材は、前記活物質をパッケージングするために用いられ、前記パッケージング部材は、前記電池セルの内部圧力又は温度が第一の閾値に達した時に作動して前記活物質を放出するように構成され、前記活物質は、前記電解液及び／又は前記電極アセンブリと反応可能で、前記電池セルの内部圧力又は温度を上昇させることにより前記放圧部材を作動させることと、
前記電極アセンブリを前記外筐内に設置し、前記パッケージング部材を用いて前記活物質を前記電極アセンブリの前記第一の壁に近い側にパッケージングし、前記電解液を前記外筐内に注入することとを含む。

本出願の第五の態様の実施例は、電池セルの製造機器を提案する。この電池セルの製造機器は、
第一の壁に放圧部材が設置されている外筐を提供するための第一の提供装置と、
電極アセンブリを提供するための第二の提供装置と、
電解液を提供するための第三の提供装置と、
パッケージング部材及び活物質を提供するための第四の提供装置であって、前記パッケージング部材は、前記活物質をパッケージングするために用いられ、前記パッケージング部材は、前記電池セルの内部圧力又は温度が第一の閾値に達した時に作動して前記活物質を放出するように構成され、前記活物質は、前記電解液及び／又は前記電極アセンブリと反応可能で、前記電池セルの内部圧力又は温度を上昇させることにより前記放圧部材を作動させる第四の提供装置と、
前記電極アセンブリを前記外筐内に設置し、前記パッケージング部材を用いて前記活物質を前記電極アセンブリの前記第一の壁に近い側にパッケージングし、前記電解液を前記外筐内に注入するための取り付けモジュールとを含む。

本出願の追加の態様及び利点は、以下の記述において一部が示され、一部が以下の記述において明らかになり、又は本出願の実施によって理解される。

本出願の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下では、実施例に使用される必要のある図面を簡単に紹介する。理解すべきこととして、以下の図面は、本出願のいくつかの実施例のみを示すため、本出願の範囲に対する限定と見なされるべきではなく、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、これらの図面に基づいて他の関連図面を得ることもできる。

本出願の一つの実施例における車両の簡易概略図を示す。 図１における車両の電池の構造の概略図を示す。 本出願のいくつかの実施例の第一の形式の電池セルの構造の概略図を示す。 図３における電池セルのエンドカバーに電極端子、放圧部材及びパッケージング部材が接続される構造の概略図を示す。 図４におけるＡ－Ａ断面図である。 本出願のいくつかの実施例の第二の形式の電池セルの構造の概略図を示す。 図６における電池セルのエンドカバーに電極端子、放圧部材及びパッケージング部材が接続される構造の概略図を示す。 図７におけるＢ－Ｂ断面図である。 図８におけるＣ部の部分拡大図である（第一の形式の第一の収容キャビティを具現化する）。 図６における電池セルの第二の形式の第一の収容キャビティの構造の概略図を示す。 図６における電池セルの第三の形式の第一の収容キャビティの構造の概略図を示す。 図１１における電池セルの第三の形式の第一の収容キャビティに対応するパッケージング部材の構造の概略図を示す。 図８におけるＤ部の部分拡大図である。

上記図面は、縮尺どおりに提供されるものではない。

本出願の実施例の目的、技術案と利点をより明確にするために、以下は、本出願の実施例における図面を結び付けながら、本出願の実施例における技術案を明瞭に記述する。明らかに、記述された実施例は、本出願の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。本出願における実施例に基づき、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られたすべての他の実施例は、いずれも本出願の保護範囲に属する。

特に定義されない限り、本出願に使用されるすべての技術的と科学的用語は、本出願の技術分野に属する当業者によって一般的に理解される意味と同じであり、本出願では出願の明細書に使用される用語は、具体的な実施例を記述するためのものに過ぎず、本出願を限定することを意図していない。本出願の明細書と特許請求の範囲及び上記図面の説明における用語である「含む」と「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的な「含む」を意図的にカバーするものである。本出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である「第一」、「第二」などは、特定の順序又は主従関係を記述するためのものではなく、異なる対象を区別するためのものである。

本出願に言及された「実施例」は、実施例を結び付けて記述された特定の特徴、構造又は特性が本出願の少なくとも一つの実施例に含まれ得ることを意味している。明細書における各位置でのこのフレーズの出現は、必ずしも全てが同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と互いに排他する独立した又は代替的な実施例でもない。当業者は、本出願に記述された実施例が他の実施例と組み合わされることが可能であることを明示的及び非明示的に理解する。

本出願の記述において説明すべきこととして、特に明確に規定、限定されていない限り、用語である「取り付け」、「繋がり」、「接続」、「装着」は、広義に理解されるべきであり、例えば固定接続であってもよく、着脱可能な接続、又は一体的な接続であってもよく、直接的な繋がりであってもよく、中間媒体による間接的な繋がりであってもよく、二つの要素内部の連通であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本出願における具体的な意味を理解することができる。

本出願に出現された「複数」は、二つ以上（二つを含む）を指す。

本出願では、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、本出願の実施例は、それを限定しない。電池セルは、円柱体、扁平体、直方体又は他の形状などであってもよく、本出願の実施例は、それも限定しない。電池セルは、一般的にはパッケージングの方式によって円柱電池セルと四角形電池セルとパウチ電池セルとの三つの種類に分けられる。

本出願の実施例に言及された電池は、一つ又は複数の電池セルを含み、より高い電圧と容量を提供する単一の物理モジュールである。例えば、本出願に言及された電池は、電池モジュール又は電池パックなどを含んでもよい。電池は、一般的には一つ又は複数の電池セルをパッケージングするための筐体を含み、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、正極極板と負極極板とセパレータとにより構成される。電池セルは、主に金属イオンが正極極板と負極極板との間で移動することによって作動する。正極極板は、正極集電体と正極活物質層を含み、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正極集電体は、正極活物質層がすでに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は正極タブとなる。リチウムイオン電池を例として、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。負極極板は、負極集電体と負極活物質層を含み、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負極集電体は、負極活物質層がすでに塗布された負極集電体から突出し、負極活物質層が塗布されていない負極集電体は負極タブとなる。負極集電体の材料は、銅であってもよく、負極活物質は、炭素又はケイ素などであってもよい。大電流を流しても溶断が発生しないことを確保するために、正極タブの数は複数であり、且つ積層され、負極タブの数は複数であり、且つ積層される。セパレータの材質は、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）又はＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリエチレン）などであってもよい。なお、電極アセンブリは、捲回型構造であってもよく、積層型構造であってもよく、本出願の実施例では、これに限らない。

電池セルは、放圧部材をさらに含み、放圧部材は、電池セル内部の圧力が閾値に達した時に作動する。閾値の設計は、設計のニーズに応じて異なる。閾値は、電池セルの正極極板、負極極板、電解液及びセパレータのうちの一つ又は複数の材料により決められる可能性がある。放圧部材は、例えば防爆弁、空気弁、放圧弁又は安全弁などの形式を採用してもよく、且つ感圧又は感温の素子又は構造を採用してもよい。即ち、電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達した時、放圧部材が動作を実行するか、又は放圧部材内に設けられる脆弱な構造が破壊されることによって内部圧力又は温度を放出可能な開口又は通路が形成される。

本出願に言及された「作動」は、放圧部材が動作するか、又は一定の形態にアクティブ化されることを指し、それによって電池セルの内部圧力及び温度が逃される。放圧部材が発生する動作は、放圧部材のうちの少なくとも一部の破裂、破砕、引裂き又は開放などを含んでもよいが、それらに限らない。放圧部材が作動する時、電池セルの内部の高温高圧物質は、排出物として開かれた部位から外へ排出される。この方式によって、制御可能な圧力又は温度の下で電池セルに圧力放出及び温度放出を発生させることができ、それによって潜在的でより重大な事故の発生を回避する。

関連技術において、電池セルの内部に熱暴走が発生すると、電池セル内部の圧力又は温度は上昇し始め、電池セル内部の圧力又は温度が放圧部材を作動させる閾値に上昇した時、放圧部材の少なくとも一部は、破裂し、破砕し、引裂き又は開放し、電池セルの内部の高温高圧物質は、開かれた部位から外へ排出され、それによって潜在的でより重大な事故の発生を回避する。

発明者の研究によると、電池セルの熱暴走の部位が放圧部材から比較的に遠い場合、例えば熱暴走部位が電極アセンブリの放圧部材から離れる一側にある場合、熱暴走による反力は、電極アセンブリを放圧部材へ移動するように押して、放圧部材が閉塞され、放圧部材は効果的に作動できなくなり、電池セル内部の高温高圧ガスが放圧部材から排出できず、それによって電池セルを爆発させる。

上記構想に基づき、本出願は、熱暴走部位が放圧部材から比較的に遠い場合にも、放圧部材を効果的に作動させ、電池セル内部の圧力又は温度を急速に放出して、電池セルに比較的高い安全性能を有させることができる新しい技術案を提案した。

理解できるように、本出願の実施例に記述された電池セルは、電力消費装置に対して直接給電してもよく、並列接続又は直列接続の方式によって電池を形成し、電池の形式で様々な電力消費装置に給電してもよい。

理解できるように、本出願の実施例に記述された、電池セルを使用するか又は電池が適用される電力消費装置は、様々な形式、例えば携帯電話、携帯型機器、ノートパソコン、電気バイク、電気自動車、船舶、宇宙機、電気玩具及び電気工具などであってもよく、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み、電気玩具は、据置式又は移動式の電気玩具、例えばゲーム機、電気自動車玩具、電気船舶玩具及び電気飛行機玩具などを含み、電気工具は、金属切削電気工具、研削電気工具、組み立て電気工具及び鉄道用電気工具、例えば電気ドリル、電気グラインダ、電気レンチ、電気ドライバ、電気ハンマ、電気インパクトドリル、コンクリートバイブレータ及び電気カンナを含む。

本出願の実施例に記述された電池セル及び電池は、以上で記述された電力消費装置に適用できるだけでなく、すべての電池セル及び電池を使用する電力消費装置に適用できるが、記述を簡潔にするために、下記実施例は、いずれも電気自動車を例として説明を行う。

図１は、本出願の一つの実施例における車両の簡易概略図を示し、図２は、図１における車両の電池の構造の概略図を示す。

図１に示すように、車両１０００の内部には電池１００、コントローラ２００及びモータ３００が設置され、例えば車両１０００の底部又は先端又は後端に電池１００が設置されてもよい。車両１０００は、燃料油自動車、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。

本出願のいくつかの実施例では、電池１００は、車両１０００に給電するために用いられてもよく、例えば電池１００は、車両１０００の操作電源としてもよい。コントローラ２００は、電池１００を制御してモータ３００に給電するために用いられ、例えば車両１０００の起動、ナビゲーション及び走行時の作動用電力需要に用いられる。

他の実施例では、電池１００は、車両１０００の操作電源としてもよく、車両１０００の駆動電源としてもよく、燃料油又は天然ガスを代替し又はその一部を代替して車両１０００に駆動動力を提供する。

ここで、本出願の実施例に言及された電池１００は、一つ又は複数の電池セル１０を含み、より高い電圧と容量を提供する単一の物理モジュールを指す。例えば、電池１００は、複数の電池セル１０が直列接続又は並列接続されて形成される。

図２に示すように、電池１００は、複数の電池セル１０と筐体２０を含み、複数の電池セル１０は、筐体２０内に置かれる。筐体２０は、第一の筐体２１と第二の筐体２２を含み、第一の筐体２１と第二の筐体２２は、互いに蓋合わせして電池１００キャビティを形成し、複数の電池セル１０は、電池キャビティ内に置かれる。ここで、第一の筐体２１と第二の筐体２２の形状は、複数の電池セル１０が組み合わせられた形状により決められてもよく、第一の筐体２１と第二の筐体２２は、いずれも一つの開口１１３を有してもよい。例えば、第一の筐体２１と第二の筐体２２は、いずれも中空直方体であってもよく且つそれぞれ一つの面のみが開口面であり、第一の筐体２１と第二の筐体２２の開口１１３は、対向して設置されるとともに、第一の筐体２１と第二の筐体２２は、互いに係合されて密閉チャンバを有する筐体２０を形成する。複数の電池セル１０は、互いに並列接続又は直列接続されるか、又は直並列接続されて組み合わせられた後に、第一の筐体２１と第二の筐体２２との係合により形成される筐体２０内に置かれる。

図３は、本出願のいくつかの実施例の第一の形式の電池セルの構造の概略図を示す。

図３に示すように、電池セル１０は、外筐１１、電極アセンブリ１２、放圧部材１３、二つの電極端子１４、二つの集電部品（図示しない）を含み、外筐１１は、ハウジング１１１とエンドカバー１１２を含み、ハウジング１１１は、側壁１１１２と底壁１１１１を含み、底壁１１１１は、開口１１３に対向して設置され、エンドカバー１１２は、側壁１１１２に接続され且つ開口１１３を覆う。電極アセンブリ１２と電解液は、外筐１１の内部に設置され、電極アセンブリ１２は、電解液に浸漬される。

ハウジング１１１は、六面体形であってもよく、円柱形又は楕円柱形であってもよい。ハウジング１１１は、金属材料、例えばアルミニウム、アルミニウム合金又はニッケルめっき鋼で製造されてもよい。エンドカバー１１２のサイズと形状は、ハウジング１１１の開口１１３にマッチングし、エンドカバー１１２は、ハウジング１１１の開口１１３に固定され、それによって電極アセンブリ１２と電解液をハウジング１１１の収容キャビティに閉じ込める。エンドカバー１１２は、金属材料、例えばアルミニウム、鋼などの材料で製造されてもよい。エンドカバー１１２に二つの電極引出穴が設置され、二つの電極端子１４は、エンドカバー１１２の二つの電極引出穴に設置される。二つの電極端子１４のうちの一つは正極の電極端子であり、もう一つは負極の電極端子である。

本出願のいくつかの実施例では、ハウジング１１１の長手方向は、第一の方向Ｘに沿って延び、高さ方向は、第二の方向Ｚに沿って延び、厚さ方向は、第三の方向Ｙに沿って延び、ハウジング１１１の開口１１３と底壁１１１１は、第二の方向Ｚにおいて対向して設置される。エンドカバー１１２は、長方形であり、エンドカバー１１２の長手方向は、第一の方向Ｘに沿って延び、幅方向は、第三の方向Ｙに沿って延び、厚さ方向は、第二の方向Ｚに沿って延び、第一の方向Ｘ、第二の方向Ｚ及び第三の方向Ｙは、互いに垂直である。

他の実施例では、ハウジング１１１は、軸線が第二の方向Ｚに沿って延びる円柱体又は楕円柱形体であってもよく、エンドカバー１１２のサイズと形状は、ハウジング１１１の開口１１３にマッチングする。

電極アセンブリ１２は、本体１２１と二つの極性のタブ１２２を含み、二つのタブ１２２のうちの一つは、正極タブ１２２であり、もう一つは、負極タブ１２２である。本体１２１は、正極極板、負極極板及びセパレータを含み、セパレータは、正極極板と負極極板との間に位置し、正極極板と負極極板を仕切るために用いられる。二つのタブ１２２のうちの一つは、正極のタブ１２２であり、もう一つは、負極のタブ１２２である。正極の電極端子１４と正極のタブ１２２との間は、一つの集電部品を介して電気的に接続され、負極の電極端子１４は、もう一つの集電部品を介して負極のタブ１２２に電気的に接続される。

本出願のいくつかの実施例では、電池セル１０は、二つの電極アセンブリ１２を含み、二つの電極アセンブリ１２は、第三の方向Ｙに沿って積層して設置され、各電極アセンブリ１２は、いずれも一つの本体１２１と二つの異なる極性のタブ１２２を含み、二つの電極アセンブリ１２の極性が同じタブ１２２は、同一の集電部品を介して対応する一つの電極端子１４に接続される。他の実施例では、電池セル１０は、一つの電極アセンブリ１２のみを含んでもよく、又は積層して設置される他の数の電極アセンブリ１２を含んでもよい。

本出願のいくつかの実施例では、二つの異なる極性のタブ１２２は、いずれも本体１２１のエンドカバー１１２に近い側に位置する。他の実施例では、二つの異なる極性のタブ１２２は、第一の方向Ｘにおいて本体１２１の両側に位置するか、又は第二の方向Ｚにおいて本体１２１のエンドカバー１１２から離れる一側に位置してもよい。二つの異なる極性のタブ１２２は、第二の方向Ｚにおいて本体１２１の両側に位置してもよい。

放圧部材１３は、外筐１１に設置され、放圧部材１３は、電池セル１０の内部圧力又は温度が第二の閾値に達した時に作動することで、電池セル１０の内部圧力及び温度を放出するために用いられる。第二の閾値は、温度閾値であってもよく、圧力閾値であってもよい。放圧部材１３は、ハウジング１１１の底壁１１１１又は側壁１１１２に設置されてもよく、エンドカバー１１２に設置されてもよい。

図３に示すように、本出願のいくつかの実施例では、エンドカバー１１２における第一の方向Ｘの中央位置に放圧穴１１２１が設けられ、放圧部材１３は、放圧穴１１２１に設置される。二つの電極端子１４は、第一の方向Ｘにおいて放圧穴１１２１の両側にそれぞれ設置される。他の実施例では、電池セル１０の形状によって、エンドカバー１１２は、他の形状、例えば円形又は楕円形であってもよく、電極端子１４と放圧部材１３は、他の配置形態であってもよい。

図３に示すように、本出願のいくつかの実施例の電池セル１０において、電池セル１０は、外筐１１、放圧部材１３、電極アセンブリ１２、電解液（図示しない）、パッケージング部材１５及び活物質１６（図５を参照する）を含む。電極アセンブリ１２は、外筐１１の内部に設置され、電解液に電極アセンブリ１２が浸漬され、放圧部材１３は、外筐１１の第一の壁に設置される。パッケージング部材１５と活物質１６は、外筐１１の内部に設置され、パッケージング部材１５は、活物質１６を電極アセンブリ１２の第一の壁に近い側にパッケージングするために用いられ、パッケージング部材１５は、電池セル１０の内部圧力又は温度が第一の閾値に達した時に作動して活物質１６を放出するように構成され、活物質１６は、電解液及び／又は電極アセンブリ１２と反応可能で、電池セル１０の内部圧力又は温度を上昇させることにより放圧部材１３を作動させる。

第一の壁は、ハウジング１１１の側壁１１１２又は底壁１１１１に位置してもよく、エンドカバー１１２に位置してもよい。つまり、放圧部材１３は、側壁１１１２、底壁１１１１又はエンドカバー１１２に位置してもよい。

第一の壁には放圧穴１１２１が設置され、放圧部材１３は、第一の壁に接続され且つ放圧穴１１２１を覆う。放圧部材１３は、第一の壁の中央位置に設置されてもよく、第一の壁の縁に近い部分に設置されてもよい。放圧部材１３の作動方式として、様々な実施形式があり、電池セル１０の内部圧力が第二の閾値に達した時に破砕して電池セル１０の内部圧力又は温度を放出するようにしてもよく、電池セル１０の内部温度が第二の閾値に達した時に溶解して電池セル１０の内部圧力又は温度を放出するようにしてもよい。

パッケージング部材１５が作動する時、活物質１６は、放圧部材１３の近傍にすべて放出されてもよく、放圧部材１３の近傍に一部放出され、他の位置に一部放出されてもよい。

パッケージング部材１５が活物質１６をパッケージングする方式として、様々な実施形式がありうる。パッケージング部材１５は、第一の壁、放圧部材１３などと共に囲み合って密閉した空間を形成して活物質１６をパッケージングするようにしてもよく、パッケージング部材１５の内部に中空の密閉空間を有し、複合射出成形の方式を採用して活物質１６をパッケージング部材１５の内部にパッケージングするようにしてもよい。活物質１６は、上記密閉した空間を全部満たしてもよく、上記密閉した空間の一部を充填してもよい。

パッケージング部材１５は、活物質１６をパッケージングする機能を実現するために独立して設置された部材であってもよく、活物質１６をパッケージングする機能を有するように電池セル１０の内部における絶縁、シールなどを実現するための既存の部材の構造を改良したものであってもよい。

パッケージング部材１５の作動方式として、様々な実施形式があり、第一の閾値は、圧力閾値又は温度閾値であってもよい。パッケージング部材１５は、電池セル１０の内部圧力が第一の閾値に達した時に破砕して活物質１６を放出するようにしてもよく、電池セル１０の内部温度が第一の閾値に達した時に溶解して活物質１６を放出するようにしてもよい。

活物質１６は、液体であってもよく、固体又は粉末状態であってもよい。活物質１６は、電解液と化学反応する物質であってもよく、電極アセンブリ１２と化学反応する物質であってもよく、又は電解液と電極アセンブリ１２の両方と化学反応する物質であってもよい。活物質１６は、酸化剤であってもよく、電解液及び／又は電極アセンブリ１２と化学反応可能で、大量の高温高圧ガスを発生させ且つ電極アセンブリ１２を破砕させる他の物質であってもよい。

本出願の実施例の電池セル１０では、放圧部材１３の近傍に活物質１６がパッケージングされている。電池セル１０内部のある部位に熱暴走が発生した時、パッケージング部材１５は、電池１００の内部温度又は圧力が放圧部材１３の作動閾値に達する前に作動して活物質１６を放出して、電極アセンブリ１２の放圧部材１３に近い側に熱暴走を発生させ、電極アセンブリが破砕分解され、且つそれに伴って大量の高温高圧ガスが発生することにより、放圧部材１３の近傍の温度又は圧力を急速に上昇させて放圧部材１３を作動させることによって、電池セル１０の内部圧力又は温度を放出する。特に、電池セル１０の熱暴走部位が放圧部材１３から比較的に遠い場合、電池セル１０の内部に活物質１６を放出することによって、電池セル１０の内部に熱暴走が発生した時に放圧部材１３が効果的に作動して、電池セル１０の内部の圧力又は温度を順調に放出することを確保することができ、電池セル１０に比較的高い安全性能を有させる。

図３に示すように、本出願のいくつかの実施例では、外筐１１は、ハウジング１１１とエンドカバー１１２を含み、ハウジング１１１は、開口１１３を有し、ハウジング１１１は、側壁１１１２と底壁１１１１を含み、底壁１１１１は、開口１１３に対向して設置され、エンドカバー１１２は、側壁１１１２に接続され且つ開口１１３を覆い、第一の壁は、エンドカバー１１２、底壁１１１１又は側壁１１１２である。

具体的には、底壁１１１１と開口１１３は、第二の方向Ｚにおいて対向して設置され、エンドカバー１１２の厚さ方向は、第二の方向Ｚに沿って延び、エンドカバー１１２は、側壁１１１２の底壁１１１１から離れる縁に接続され且つ開口１１３を覆って、電極アセンブリ１２を外筐１１の内部に閉じ込める。

理解できるように、底壁１１１１、側壁１１１２及びエンドカバー１１２の位置は、電池セル１０の置き状態に関連する。

本出願のいくつかの実施例では、第二の方向Ｚは、鉛直方向に沿って延び、電池セル１０は、正置きされ、第一の壁は、エンドカバー１１２であり、放圧穴１１２１は、上を向いて設置され、放圧部材１３は、電池セル１０の上側に位置し、底壁１１１１は、電池セル１０の底側に位置する。電池セル１０の内部に熱暴走が発生した時、熱暴走部位は、電極アセンブリ１２の内部にある可能性があり、電極アセンブリ１２の表面に近い可能性もある。また、電極アセンブリ１２の底壁１１１１又は側壁１１１２に近い部分にある可能性があり、エンドカバー１１２に近い部分にある可能性もある。特に、電極アセンブリ１２の底壁１１１１に近い位置に熱暴走が発生した時、電極アセンブリ１２の底壁１１１１に近い側から放圧部材１３までの排気通路はスムーズではない。放圧部材１３が作動する前に早期にパッケージング部材１５を作動させすることによって、電極アセンブリ１２が局所的な気圧作用で上へ突き上げられ、電極アセンブリ１２の頂部がエンドカバー１１２に密着して放圧穴１１２１を閉塞するため、放圧部材１３が効果的に作動できないことを回避することができる。

他の実施例では、電池セル１０の置き状態及び第一の壁の配置位置に応じて、放圧穴１１２１は、水平方向に沿って開けられるか、又は下を向いて設置されてもよく、パッケージング部材１５は、早期に作動して活物質１６を放出することにより、放圧部材１３の効果的な作動を確保することができる。

上記態様では、第一の壁は、エンドカバー１１２、底壁１１１１又は側壁１１１２であり、第一の壁に放圧部材１３が設けられる。電池セル１０の内部のある部位に熱暴走が発生した時、パッケージング部材１５は、電池１００の内部温度又は圧力が放圧部材１３の作動閾値に達する前に作動して活物質１６を放出して、電極アセンブリ１２の放圧部材１３に近い部分が化学反応で破砕分解され、且つ化学反応に伴って大量の高温高圧ガスが発生することにより、放圧部材１３の近傍の温度又は圧力を急速に上昇させて放圧部材１３を作動させることによって、電池セル１０の内部圧力又は温度を放出する。

本出願のいくつかの実施例では、放圧部材１３は、電池セル１０の内部圧力又は温度が第二の閾値に達した時に作動して圧力を放出するように構成され、第二の閾値は、第一の閾値よりも大きい。

電池セル１０の内部圧力が第二の閾値に達した時に放圧部材１３が作動する具体的な実施形式は、様々である。放圧部材１３は、表面に切り込みがある金属片であってもよく、局所的に厚みを薄くした高分子膜であってもよく、電池セル１０の内部圧力が第二の閾値に達した時に切り込み又は局所的に薄くした領域が破裂して、電池セル１０の内部の圧力を放出する。放圧部材１３の縁は、第一の壁に接着されてもよく、シール部材などを採用して第一の壁に締め付けられてもよく、電池セル１０の内部圧力が第二の閾値に達した時に放圧部材１３の縁が第一の壁から分離して、電池セル１０の内部の圧力を放出する。

他の実施例では、放圧部材１３は、電池セル１０の内部温度が作動閾値に達した時に作動してもよく、放圧部材１３の作動温度閾値は、パッケージング部材１５が作動する時の電池セル１０内部の温度よりも高い。

放圧部材１３とパッケージング部材１５は、いずれも圧力破裂作動を採用し、且つ放圧部材１３の作動閾値は、パッケージング部材１５の作動閾値よりも大きくすることによって、パッケージング部材１５が放圧部材１３の前に作動することを確実に実現して、放圧部材１３によって電池セル１０の内部の圧力を放出することができ、電池セル１０に比較的に良い安全性能を有させる。

本出願のいくつかの実施例では、活物質１６は、酸化剤であってもよい。

酸化剤は、電解液及び／又は電極アセンブリ１２における極板と反応可能で、大量の高温高圧ガスを発生させ、極板を破砕させる。

酸化剤を採用して電極アセンブリ１２及び／又は電解液と反応させ、反応が急速で激しく、電極アセンブリ１２を破砕分解させ、且つそれに伴って大量の高温高圧ガスを発生させ、放圧部材１３を作動させることを確保することができ、且つ電池セル１０内部の熱暴走部位の圧力又は温度を放圧部材１３を介して順調に排出することができる。

本出願のいくつかの実施例では、活物質１６は、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、オキシドール、二酸化鉛、過ヨウ素酸、トリフルオロ化コバルト及び過鉄酸ナトリウムのうちの少なくとも一つを含む。

活物質１６は、単一種類の酸化剤であってもよく、複数の酸化剤の混合物であってもよい。活物質１６が異なる収容キャビティによって分離され貯蔵される場合、異なる収容キャビティの活物質１６は、同じものであってもよく、異なるものであってもよい。

上記種類の活物質１６は、外筐１１及びパッケージング部材１５とは反応せず、且つよく見られる酸化剤であり、入手しやすく、コストが安い。

本出願のいくつかの実施例では、パッケージング部材１５は、活物質１６のうちの少なくとも一部を放圧部材１３に対応する位置にパッケージングする。

活物質１６は、すべて放圧部材１３に対応する位置にパッケージングされてもよい。活物質１６は、電極アセンブリ１２の放圧部材１３に近い部分での化学反応を起こすために、一部が放圧部材１３に対応する位置にパッケージングされてもよく、もう一部は、電極アセンブリ１２の第一の壁に近い他の位置での化学反応を起こすために、電極アセンブリ１２の第一の壁に近い他の位置にパッケージングされてもよい。

活物質１６は、放圧部材１３の近傍の位置で化学反応を起こして放圧部材１３を作動させるだけでなく、さらに電池セル１０の内部の他の位置で化学反応を起こして対応位置の電極アセンブリ１２を破砕させることによって、電池セル１０の熱暴走部位から放圧部材１３までの排気通路をスムーズにさせ、電池セル１０の熱暴走部位で発生したガスを放圧部材１３を介して順調に排出できることを確保する。

図４は、図３における電池セルのエンドカバーに電極端子、放圧部材及びパッケージング部材が接続される構造の概略図を示し、図５は、図４におけるＡ－Ａ断面図である。

図４と図５に示すように、本出願のいくつかの実施例では、外筐１１に放圧穴１１２１が設置され、放圧部材１３とパッケージング部材１５は、いずれも放圧穴１１２１を覆い、パッケージング部材１５は、放圧部材１３の電極アセンブリ１２に近い側に設置され、パッケージング部材１５、放圧部材１３及び放圧穴１１２１の穴壁１１２１１は、共に活物質１６を収容する密閉空間を画定する。

図３、図４及び図５に示すように、前述した「第一の壁は、エンドカバー１１２である」実施形式により、エンドカバー１１２の第二の方向Ｚにおける両側は、それぞれ第一の側１１２２と第二の側１１２３であり、第一の側１１２２は、電極アセンブリ１２に近接して設置され且つ電池セル１０の内部に位置し、第二の側１１２３は、電極アセンブリ１２から離れ且つ電池セル１０の外部に位置する。放圧部材１３は、第二の側１１２３に近接して設置され、パッケージング部材１５は、第一の側１１２２に近接して設置され、放圧部材１３、パッケージング部材１５及び放圧穴１１２１の穴壁１１２１１は、共に密閉空間を画定する。

エンドカバー１１２の厚さ方向において、放圧部材１３は、放圧穴１１２１の内部に設置され、放圧部材１３の縁は、放圧穴１１２１の内壁に接続され、パッケージング部材１５は、放圧穴１１２１の外部に位置し、パッケージング部材１５は、放圧穴１１２１の第一の側１１２２に近い表面に接続される。

図５に示すように、エンドカバー１１２は、第一の部分１１２４と第二の部分１１２５をさらに含み、第一の部分１１２４は、放圧穴１１２１の穴壁１１２１１から第一の壁の表面に突出し、第二の部分１１２５は、第一の側１１２２から第一の壁の表面に突出する。放圧部材１３の縁は、第一の部分１１２４に接続され、パッケージング部材１５は、第二の部分１１２５に接続され、第一の部分１１２４、第二の部分１１２５、放圧部材１３及びパッケージング部材１５は、共に密閉空間１１２６を画定する。

他の実施例では、放圧部材１３とパッケージング部材１５は、放圧穴１１２１を覆う様々な方式を有する。例えば、放圧部材１３とパッケージング部材１５は、それぞれ第二の方向Ｚにおいてエンドカバー１１２の第一の側１１２２と第二の側１１２３からエンドカバー１１２に接続される。さらに例えば、放圧部材１３は、放圧穴１１２１の内部に設置され、パッケージング部材１５の面積は、放圧穴１１２１の面積よりも大きく、パッケージング部材１５は、エンドカバー１１２の第一の側１１２２から放圧穴１１２１を覆い、且つパッケージング部材１５の縁は、エンドカバー１１２の表面に接続される。

活物質１６は、放圧穴１１２１内にパッケージングされ、電池セル１０の内部の空間を過度に占有しないことにより、電池セル１０の本来のエネルギー密度を維持する。且つパッケージング部材１５は、作動する時に活物質１６を放出し、活物質１６は、放圧穴１１２１に近い位置で化学反応を起こすことができ、確実に放圧部材１３を作動させることができ、電池セル１０に比較的に良い安全性能を有させる。

図５に示すように、本出願のいくつかの実施例では、放圧部材１３とパッケージング部材１５は、いずれもシート状である。

放圧部材１３とパッケージング部材１５は、いずれもシート状であり、放圧穴１１２１内で比較的小さい空間を占めるので、放圧穴１１２１内においてより多くの空間に活物質１６を貯蔵することができる。

図６は、本出願のいくつかの実施例の第二の形式の電池セルの構造の概略図を示す。

図６に示すように、本出願のいくつかの実施例では、パッケージング部材１５は、絶縁材質であり、パッケージング部材１５は、電極アセンブリ１２と第一の壁とを絶縁隔離するように、第一の壁と電極アセンブリ１２との間に設置される。

前述した「第一の壁は、エンドカバー１１２である」実施形態により、パッケージング部材は、電極アセンブリ１２とエンドカバー１１２とを絶縁隔離するように、エンドカバー１１２と電極アセンブリ１２との間に設置される。

パッケージング部材１５は、プラスチック部材であってもよく、電池１００内部の温度が第一の閾値に達した時に溶解して活物質１６を放出するようにしてもよい。パッケージング部材１５は、電池１００内部の圧力が第一の閾値に達した時に破砕する局所的な脆弱部位を有してもよい。パッケージング部材１５は、電極端子１４を集電部品に接続し、放圧穴１１２１を電池セル１０内部の収容キャビティに連通させるために、電極引出穴及び放圧穴１１２１に対応する貫通穴をさらに含む。

パッケージング部材１５は、活物質１６をパッケージングするために用いられるだけでなく、さらに電極アセンブリ１２と第一の壁とを絶縁隔離するために用いられることによって、パッケージング部材１５に絶縁機能と活物質１６のパッケージング機能を集積させ、電池セル１０内部の部品数を減少させ、電池セル１０の構造をコンパクト化し、比較的高いエネルギー密度を有させる。

図７は、図６における電池セルのエンドカバーに電極端子、放圧部材及びパッケージング部材が接続される構造の概略図を示し、図８は、図７におけるＢ－Ｂ断面図である。

図７と図８に示すように、本出願のいくつかの実施例では、パッケージング部材１５は、放圧部材１３の位置に対応する第一の収容キャビティ１５１２を有し、活物質１６のうちの少なくとも一部は、第一の収容キャビティ１５１２内にパッケージングされる。

活物質１６は、すべて第一の収容キャビティ１５１２にパッケージングされてもよく、一部が第一の収容キャビティ１５１２にパッケージングされ、残りの部分が他の位置にパッケージングされてもよい。

第一の収容キャビティ１５１２は、パッケージング部材１５と他の部材が共に囲み合って形成されたものであってもよく、パッケージング部材１５の内部に独立して存在するものであってもよい。

放圧穴１１２１のＸＹ平面への投影が第一の収容キャビティ１５１２のＸＹ平面への投影に入るようにしてもよく、それにより、第一の収容キャビティ１５１２内に放出された活物質１６が放圧部材１３の近傍の比較的大きい領域で化学反応を起こして、大量のガスを急速に発生させて放圧部材１３を作動させることができる。第一の収容キャビティ１５１２のＸＹ平面への投影が放圧穴１１２１のＸＹ平面への投影に入るか、又は第一の収容キャビティ１５１２のＸＹ平面への投影が放圧穴１１２１のＸＹ平面への投影部分と重なり合うようにしてもよく、それにより、電池セル１０内部の空間に応じて活物質１６の貯蔵位置を柔軟に配置し、パッケージング部材１５の作動時に活物質１６が起こした化学反応による大量ガスにより放圧部材１３を作動させることができればよい。

パッケージング部材１５は、作動する時に第一の収容キャビティ１５１２内の活物質１６を放出することができ、放圧部材１３の近傍で化学反応を起こして、確実に放圧部材１３を作動させることができ、電池セル１０に比較的に良い安全性能を有させる。

図９は、図８におけるＣ部の部分拡大図であり、図９は、図６における電池セルの第一の形式の第一の収容キャビティの構造の概略図を示す。

図９に示すように、本出願のいくつかの実施例では、第一の収容キャビティ１５１２は、第一の開口を有し、第一の壁と放圧部材１３は、共に第一の開口を閉塞する。

「第一の壁は、エンドカバー１１２である」実施形式により、第一の方向Ｘにおいて、パッケージング部材１５の中央位置に第一の凹溝１５１が設置され、第一の凹溝１５１は、パッケージング部材１５の表面がエンドカバー１１２から離反する方向に凹んで形成され、第一の凹溝１５１の内部は、第一の収容キャビティ１５１２を有し、第一の凹溝１５１のエンドカバー１１２に近い側の開口１１３は、第一の開口を構成し、放圧部材１３のＸＹ平面への投影は、第一の凹溝１５１のＸＹ平面への投影に入り、エンドカバー１１２の第一の側１１２２は、パッケージング部材１５に密着し且つ第一の開口を閉塞して、密閉した第一の収容キャビティ１５１２を構成する。

図１０は、図６における電池セルの第二の形式の第一の収容キャビティの構造の概略図を示す。

図１０に示すように、具体的には、第一の凹溝１５１の中部は、さらにエンドカバー１１２から離反する方向に凹んで貯蔵部１５１３を形成し、貯蔵部１５１３は、活物質１６を貯蔵するために用いられることによって、より多くの活物質１６が放圧部材１３の近傍に対応して貯蔵される。貯蔵部１５１３のＸＹ平面への投影は、放圧部材１３のＸＹ平面への投影に入り、パッケージング部材１５の作動時、放圧部材１３の近傍の部分での化学反応を優先させ、放圧部材１３を作動させる速度を高めることができる。貯蔵部のエンドカバー１１２から離れる一側は、電極アセンブリ１２の表面に当接するために用いられてもよく、それにより、パッケージング部材１５の両側をエンドカバー１１２と電極アセンブリ１２との間に当接させ、電池セル１０の構造をコンパクト化する。

図１１は、図６における電池セルのパッケージング部材の第三の形式の第一の収容キャビティの構造の概略図を示し、図１２は、図１１におけるパッケージング部材の構造の概略図を示す。

図１１と図１２に示すように、他の実施例では、第一の収容キャビティ１５１２は、パッケージング部材１５内部に独立して形成された密閉空間であってもよく、複合射出成形の形式を採用して活物質１６を第一の収容キャビティ１５１２の内部にパッケージングする。具体的には、パッケージング部材１５における放圧穴１１２１に対応する貫通穴に支持部１５４を有し、支持部１５４は、貫通穴の一部を閉塞し且つ貫通穴の第一の方向Ｘにおける両側の空間を露出させ、二つの排気空間１５５を形成する。支持部１５４の一側は、放圧部材１３に当接することによって、二つの排気空間１５５を電池セル１０の内部に連通させる。支持部１５４は、第一の凹溝１５１の貯蔵部１５１３と共に囲み合って密閉した第一の収容キャビティ１５１２を形成し、活物質１６は、第一の収容キャビティ１５１２の内部にパッケージングされる。

第一の壁、放圧部材１３及びパッケージング部材１５は、共に密閉した第一の収容キャビティ１５１２を形成し、活物質１６を放圧部材１３の近傍にパッケージングするだけでなく、活物質１６は放出されると放圧部材１３の近傍で化学反応を起こすことができ、且つ活物質１６のパッケージングを容易に実現する。

図１３は、図８におけるＤ部の部分拡大図である。

図８と図１３に示すように、本出願のいくつかの実施例では、第一の壁は、長方形であり、パッケージング部材１５は、二つの第二の収容キャビティ１５２２をさらに有し、第一の壁の長手方向において、二つの第二の収容キャビティ１５２２は、それぞれ第一の収容キャビティ１５１２の両側に位置し、活物質１６の一部は、第一の収容キャビティ１５１２内にパッケージングされ、もう一部は、二つの第二の収容キャビティ１５２２内にパッケージングされる。

「第一の壁は、エンドカバー１１２である」実施形式により、エンドカバー１１２は、長手方向が第一の方向Ｘに沿って延び、幅方向が第三の方向Ｙに沿って延びる長方形であり、第一の方向において、パッケージング部材１５の両端にそれぞれ一つの第二の収容キャビティ１５２２が設置される。第二の収容キャビティ１５２２は、パッケージング部材１５内部に独立して形成された密閉空間であってもよく、複合射出成形の形式を採用して活物質１６を第二の収容キャビティ１５２２の内部にパッケージングする。第二の収容キャビティ１５２２は、パッケージング部材１５とエンドカバー１１２とが共に囲み合って形成された密閉空間であってもよい。

第一の壁の長手方向において、第一の収容キャビティ１５１２の両側にそれぞれ一つの第二の収容キャビティ１５２２が設けられ、第二の収容キャビティ１５２２内に活物質１６の一部がパッケージングされ、第二の収容キャビティ１５２２内の活物質１６は放出されると電極アセンブリ１２の対応位置で化学反応を起こして、電極アセンブリ１２の放圧部材１３に近い側を十分に破砕させることができ、電池セル１０の熱暴走部位から放圧部材１３までの排気通路がスムーズになるように維持する。

図１３に示すように、本出願のいくつかの実施例では、前記第二の収容キャビティ１５２２は、第二の開口を有し、前記第一の壁は、前記第二の開口を閉塞する。

具体的には、第一の方向において、パッケージング部材１５の両端にそれぞれ一つの第二の凹溝１５２が設けられ、第二の凹溝１５２は、パッケージング部材１５の表面がエンドカバー１１２から離反する方向に凹んで形成され、第二の凹溝１５２の内部は、第二の収容キャビティ１５２２を有し、第二の凹溝１５２のエンドカバー１１２に近い開口１１３は、第二の開口を構成する。パッケージング部材１５は、エンドカバー１１２に密着し第二の開口を閉塞して、密閉した第二の収容キャビティ１５２２を形成する。

第二の収容キャビティ１５２２は、第三の方向Ｙに沿って電極アセンブリ１２と同じサイズであってもよく、電極アセンブリ１２のエンドカバー１１２に近い側の第一の方向Ｘの両端の端角部位を破砕分解させ、電極アセンブリ１２の熱暴走部位から放圧部材１３までの排気通路をスムーズにさせる。第二の収容キャビティ１５２２は、第三の方向Ｙに沿って電極アセンブリ１２に対して中央に設置されてもよい。

具体的には、パッケージング部材１５の第一の方向Ｘにおける両側には、電極アセンブリ１２の表面に当接する接続部１５３が設けられ、接続部１５３は、パッケージング部材１５のエンドカバー１１２から離れる一側が第二の方向Ｚに沿って突出することにより形成され、第二の凹溝１５２は、接続部材の内部に形成されて、パッケージング部材１５の構造をコンパクト化する。

第一の壁とパッケージング部材１５は、共に密閉した第二の収容キャビティ１５２２を形成し、活物質１６は放出されると対応位置で化学反応を起こすことができ、且つ活物質１６のパッケージングを容易に実現する。

本出願のいくつかの実施例は、電池１００を提案する。この電池１００は、本出願のいくつかの実施例の電池セル１０を含む。

電池セル１０の特性により、本出願のいくつかの実施例の電池１００も、比較的に良い安全性能を備える。

本出願のいくつかの実施例は、電力消費装置を提案し、それは、電池１００を含む。

電池１００の特性により、本出願のいくつかの実施例の電力消費装置も、比較的に良い安全性能を備える。

本出願のいくつかの実施例は、電池セル１０の製造方法を提案する。この電池セル１０の製造方法は、
第一の壁に放圧部材１３が設置されている外筐１１を提供することと、
電極アセンブリ１２を提供することと、
電解液を提供することと、
パッケージング部材１５及び活物質１６を提供することであって、パッケージング部材１５は、活物質１６をパッケージングするために用いられ、パッケージング部材１５は、電池セル１０の内部圧力又は温度が第一の閾値に達した時に作動して活物質１６を放出するように構成され、活物質１６は、電解液及び／又は電極アセンブリ１２と反応可能で、電池セル１０の内部圧力又は温度を上昇させることにより放圧部材１３を作動させることと、
電極アセンブリ１２を外筐１１内に設置し、パッケージング部材１５を用いて活物質１６を電極アセンブリ１２の第一の壁に近い側にパッケージングし、電解液を外筐１１内に注入することとを含む。

本出願のいくつかの実施例は、電池セル１０の製造機器を提案する。この電池セル１０の製造機器は、
第一の壁に放圧部材１３が設置されている外筐１１を提供するための第一の提供装置と、
電極アセンブリ１２を提供するための第二の提供装置と、
電解液を提供するための第三の提供装置と、
パッケージング部材１５及び活物質１６を提供するための第四の提供装置であって、パッケージング部材１５は、活物質１６をパッケージングするために用いられ、パッケージング部材１５は、電池セル１０の内部圧力又は温度が第一の閾値に達した時に作動して活物質１６を放出するように構成され、活物質１６は、電解液及び／又は電極アセンブリ１２と反応可能で、電池セル１０の内部圧力又は温度を上昇させることにより放圧部材１３を作動させる第四の提供装置と、
電極アセンブリ１２を外筐１１内に設置し、パッケージング部材１５を用いて活物質１６を電極アセンブリ１２の第一の壁に近い側にパッケージングし、電解液を外筐１１内に注入するための取り付けモジュールとを含む。

図３から図５に示すように、本出願のいくつかの実施例は、電池セル１０を提案する。電池セル１０は、ハウジング１１１、エンドカバー１１２、電極アセンブリ１２、放圧部材１３及びパッケージング部材１５を含み、エンドカバー１１２に放圧穴１１２１が設けられ、放圧穴１１２１に上下二層構造の防爆シートが設置され、上層防爆シートは、放圧部材１３であり、下層防爆シートは、パッケージング部材１５である。防爆シートは、一般的には金属材質、例えばアルミニウム、鋼などであり、プラスチック材質であってもよい。上下二層防爆シート間に活物質１６を添加し、活物質１６は、一般的には強酸化剤、例えば過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、オキシドール、二酸化鉛、過ヨウ素酸、トリフルオロ化コバルト、過鉄酸ナトリウムなどである。電池セル内部の熱暴走によりガスが徐々に発生すると、内部気圧が第一の閾値に達し、上層防爆シートの開放圧力よりも低く、電池セル内部の気圧は、下層防爆シートを押し開き、活物質１６を放出して電解液と反応させ、放圧部材１３の近傍に近い電極アセンブリを失効させ、大量の高温高圧ガスを発生させ、上層防爆シートをさらに押し破り、熱量を放出すると同時に、破砕分解された極板を噴出し、放圧穴１１２１における排気隙間を増加させて、放圧穴１１２１から遠い電極アセンブリが失効する時に失効極板を順調に排出させることができ、それによって放圧部材１３の開放故障により電極アセンブリ１２が上へ突き上げられ電池セル１０が爆発し、重大な安全事故が発生することを防止することができる。

図６から図１３に示すように、本出願のいくつかの実施例は、電池セル１０を提案する。電池セル１０は、ハウジング１１１、エンドカバー１１２、電極アセンブリ１２、放圧部材１３及びパッケージング部材１５を含み、エンドカバー１１２に放圧部材１３が設けられる。パッケージング部材１５は、下プラスチックであり、エンドカバー１１２と電極アセンブリ１２との間に設置される。エンドカバー１１２の長手方向（即ち第一の方向Ｘ）に沿って、パッケージング部材１５の長さは、電極アセンブリ１２の長さとほぼ同じであり、パッケージング部材１５の中部及び両端にいずれも半開の凹溝があり、パッケージング部材１５は、エンドカバー１１２に密着して、活物質１６を凹溝の内部にパッケージングする。電池セル１０の内部にガスが発生して高温になると、下プラスチックが溶解され、活物質１６が放出され電極アセンブリと反応し、放圧穴１１２１に比較的に近い極板を排出し、排気隙間を空けて、エンドカバー１１２がハウジング１１１から爆発することを防止する。

説明すべきこととして、衝突しない限り、本出願における実施例における特徴は、互いに結合されてもよい。

上述したものは、本出願の好ましい実施例であり、本出願を限定するためのものではなく、当業者にとって、本出願は、様々な変更と変化が可能である。本出願の精神と原則の範囲内で行われた任意の修正、同等置き換え、改良などは、いずれも本出願の保護範囲内に含まれるべきである。

１０００ 車両
１００ 電池
１０ 電池セル
１１ 外筐
１１１ ハウジング
１１１１ 底壁
１１１２ 側壁
１１２ エンドカバー
１１２１ 放圧穴
１１２１１ 穴壁
１１２２ 第一の側
１１２３ 第二の側
１１２４ 第一の部分
１１２５ 第二の部分
１１２６ 密閉空間
１１３ 開口
１２ 電極アセンブリ
１２１ 本体
１２２ タブ
１３ 放圧部材
１４ 電極端子
１５ パッケージング部材
１５１ 第一の凹溝
１５１２ 第一の収容キャビティ
１５１３ 貯蔵部
１５２ 第二の凹溝
１５２２ 第二の収容キャビティ
１５３ 接続部
１５４ 支持部
１５５ 排気空間
１６ 活物質
２０ 筐体
２１ 第一の筐体
２２ 第二の筐体
２００ コントローラ
３００ モータ

Claims (17)

1. 電池セルであって、
   外筐と、
   前記外筐の第一の壁に設置される放圧部材と、
   前記外筐の内部に設置される電極アセンブリと、
   前記電極アセンブリが浸漬される電解液と、
   前記外筐の内部に設置されるパッケージング部材及び活物質であって、前記パッケージング部材は、前記活物質を前記電極アセンブリの前記第一の壁に近い側にパッケージングするために用いられ、前記パッケージング部材は、前記電池セルの内部圧力又は温度が第一の閾値に達した時に作動して前記活物質を放出するように構成され、前記活物質は、前記電解液及び／又は前記電極アセンブリと反応可能で、前記電池セルの内部圧力又は温度を上昇させることにより前記放圧部材を作動させるパッケージング部材及び活物質とを含む、ことを特徴とする電池セル。
2. 前記放圧部材は、前記電池セルの内部圧力又は温度が第二の閾値に達した時に作動して圧力を放出するように構成され、前記第二の閾値は、前記第一の閾値よりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の電池セル。
3. 前記活物質は、酸化剤である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池セル。
4. 前記活物質は、過マンガン酸カリウム、重クロム酸カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、オキシドール、二酸化鉛、過ヨウ素酸、トリフルオロ化コバルト及び過鉄酸ナトリウムのうちの少なくとも一つを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の電池セル。
5. 前記パッケージング部材は、前記活物質のうちの少なくとも一部を前記放圧部材に対応する位置にパッケージングする、ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電池セル。
6. 前記外筐に放圧穴が設置され、前記放圧部材と前記パッケージング部材は、いずれも前記放圧穴を覆い、前記パッケージング部材は、前記放圧部材の前記電極アセンブリに近い側に設置され、前記パッケージング部材、前記放圧部材及び前記放圧穴の穴壁は、共に前記活物質を収容する密閉空間を画定する、ことを特徴とする請求項５に記載の電池セル。
7. 前記放圧部材と前記パッケージング部材は、いずれもシート状である、ことを特徴とする請求項６に記載の電池セル。
8. 前記パッケージング部材は、絶縁材質であり、前記パッケージング部材は、前記電極アセンブリと前記第一の壁とを絶縁隔離するように、前記第一の壁と前記電極アセンブリとの間に設置される、ことを特徴とする請求項５に記載の電池セル。
9. 前記パッケージング部材は、前記放圧部材の位置に対応する第一の収容キャビティを有し、前記活物質のうちの少なくとも一部は、前記第一の収容キャビティ内にパッケージングされる、ことを特徴とする請求項８に記載の電池セル。
10. 前記第一の収容キャビティは、第一の開口を有し、前記第一の壁と前記放圧部材は、共に前記第一の開口を閉塞する、ことを特徴とする請求項９に記載の電池セル。
11. 前記第一の壁は、長方形であり、前記パッケージング部材は、二つの第二の収容キャビティをさらに有し、前記第一の壁の長手方向において、二つの前記第二の収容キャビティは、それぞれ前記第一の収容キャビティの両側に位置し、
    前記活物質の一部は、前記第一の収容キャビティ内にパッケージングされ、もう一部は、二つの前記第二の収容キャビティ内にパッケージングされる、ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の電池セル。
12. 前記第二の収容キャビティは、第二の開口を有し、前記第一の壁は、前記第二の開口を閉塞する、ことを特徴とする請求項１１に記載の電池セル。
13. 前記外筐は、ハウジングとエンドカバーとを含み、前記ハウジングは、開口を有し、前記ハウジングは、側壁と底壁とを含み、前記底壁は、前記開口に対向して設置され、前記エンドカバーは、前記側壁に接続され且つ前記開口を覆い、前記第一の壁は、前記エンドカバー、前記底壁又は前記側壁である、ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の電池セル。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の電池セルを含む、ことを特徴とする電池。
15. 請求項１４に記載の電池を含む、ことを特徴とする電力消費装置。
16. 電池セルの製造方法であって、
    第一の壁に放圧部材が設置されている外筐を提供することと、
    電極アセンブリを提供することと、
    電解液を提供することと、
    パッケージング部材及び活物質を提供することであって、前記パッケージング部材は、前記活物質をパッケージングするために用いられ、前記パッケージング部材は、前記電池セルの内部圧力又は温度が第一の閾値に達した時に作動して前記活物質を放出するように構成され、前記活物質は、前記電解液及び／又は前記電極アセンブリと反応可能で、前記電池セルの内部圧力又は温度を上昇させることにより前記放圧部材を作動させることと、
    前記電極アセンブリを前記外筐内に設置し、前記パッケージング部材を用いて前記活物質を前記電極アセンブリの前記第一の壁に近い側にパッケージングし、前記電解液を前記外筐内に注入することとを含む、ことを特徴とする電池セルの製造方法。
17. 電池セルの製造機器であって
    第一の壁に放圧部材が設置されている外筐を提供するための第一の提供装置と、
    電極アセンブリを提供するための第二の提供装置と、
    電解液を提供するための第三の提供装置と、
    パッケージング部材及び活物質を提供するための第四の提供装置であって、前記パッケージング部材は、前記活物質をパッケージングするために用いられ、前記パッケージング部材は、前記電池セルの内部圧力又は温度が第一の閾値に達した時に作動して前記活物質を放出するように構成され、前記活物質は、前記電解液及び／又は前記電極アセンブリと反応可能で、前記電池セルの内部圧力又は温度を上昇させることにより前記放圧部材を作動させる第四の提供装置と、
    前記電極アセンブリを前記外筐内に設置し、前記パッケージング部材を用いて前記活物質を前記電極アセンブリの前記第一の壁に近い側にパッケージングし、前記電解液を前記外筐内に注入するための取り付けモジュールとを含む、ことを特徴とする電池セルの製造機器。