JP2024507420A - 電池の筐体、電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置 - Google Patents

電池の筐体、電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置 Download PDF

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Abstract

本願の実施例は電池の筐体、電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置を提供する。前記筐体は、電池セルを収容するための電気キャビティであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられる電気キャビティと、前記放圧機構が作動するときに前記電池セルからの排出物を収集することに用いられ、前記電気キャビティと隔離する収集キャビティと、流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記電池セルの前記第１壁とは異なる第２壁に装着される第１熱管理部材と、を含む。本願の実施例の技術的解決手段は、電池の安全性を高めることができる。

Description

本願は電池の技術分野に関し、特に、電池の筐体、電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置に関する。
省エネ及び排出削減は自動車産業の持続可能な発展の重要なポイントである。この場合、電動車両は、省エネであり、環境に優しいという優位性のため、自動車産業の持続可能な発展の重要な部分となっている。電動車両にとって、電池技術はその発展の重要な要素である。
電池技術の発展において、電池の性能の向上に加えて、安全上の問題も無視できない問題である。電池の安全を確保できなければ、該電池は使用できない。従って、如何に電池の安全性を高めるかは、電池技術において解決すべき技術的問題である。
本願は電池の筐体、電池、電力消費機器、電池の製造方法及び装置を提供し、電池の安全性を高めることができる。
第１態様では、電池の筐体を提供し、電池セルを収容するための電気キャビティであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられる電気キャビティと、前記放圧機構が作動するときに前記電池セルからの排出物を収集するための収集キャビティと、流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記電池セルの前記第１壁とは異なる第２壁に装着される第１熱管理部材と、を含む。
本願の実施例の技術的解決手段は、第１熱管理部材を電池セルの放圧機構が設置されていない第２壁に装着し、このように、第１熱管理部材と電池セルとの接触面積が大きく、電池セルが正常に動作する場合、電池セルに対する温度調節効果は著しい。また、第１熱管理部材が装着された第２壁は電池セルの放圧機構が設置された第１壁ではないため、このように、電池セルに熱暴走が発生するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物は該第１熱管理部材から離れる方向に排出され、従って、排出物は該第１熱管理部材を破らず、危険性を低下させ、電池の安全性を高める。
いくつかの実施例では、前記電池セルの第３壁に電極端子が設置され、前記第３壁は前記第１壁とは異なり、且つ前記第３壁は前記第２壁とは異なる。
放圧機構が位置する壁、電極端子が位置する壁及び第１熱管理部材が装着される壁は電池セルの３つの異なる壁である。このように、放圧機構が作動するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物は該第１熱管理部材及び電極端子から離れる方向に排出され、従って、排出物は該第１熱管理部材を破らない。同時に、排出物による電極端子への影響を減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
いくつかの実施例では、前記第３壁の第１領域に前記電極端子が設置され、前記筐体は、流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記第３壁の前記第１領域とは異なる第２領域に装着される第２熱管理部材をさらに含む。
第３壁の電極端子が設置されていない領域に第２熱管理部材がさらに装着して設置されてもよく、このように、熱管理部材と電池セルとの接触面積をさらに増加し、電池セルが正常に動作する場合、電池セルに対する温度調節効果はより著しい。また、第２熱管理部材が装着された第３壁は電池セルの放圧機構が設置された第１壁ではないため、このように、電池セルに熱暴走が発生するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物は該第２熱管理部材及び電極端子から離れる方向に排出され、従って、排出物は該第２熱管理部材を破らず、同時に、排出物による電極端子への影響を減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
いくつかの実施例では、前記第２領域には前記電池セルの内部から離れる方向に突出する突出部が設置され、前記第２熱管理部材は前記突出部に装着される。
第２領域には電池セルの内部から離れる方向に突出する突出部を設置し、第２熱管理部材を該突出部に装着することで、さらに第２熱管理部材を電池セルに装着しやすくすることができる。
いくつかの実施例では、前記第３壁と前記第１壁は対向して設置され、前記第２壁は前記第３壁と前記第１壁を接続する。
電池セルの対向する２つの壁のうちの一方の壁に電極端子が設置され、他方の壁に放圧機構が設置され、このように、放圧機構が作動するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物は該電極端子から離れる方向に排出され、従って、さらに排出物による電極端子への影響を減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
いくつかの実施例では、前記第２壁と前記第１壁は対向して設置され、前記第３壁は前記第２壁と前記第１壁を接続する。
いくつかの実施例では、前記第２壁に電極端子が設置される。
いくつかの実施例では、前記筐体は、前記電気キャビティと前記収集キャビティを隔離することに用いられ、前記第１壁に装着される隔離部材を含む。
隔離部材を利用して電池セルを収容する電気キャビティと排出物を収集する収集キャビティとを分離し、放圧機構が作動するときに、電池セルの排出物が収集キャビティに入り、電気キャビティに入らず、又は少量で電気キャビティに入り、それにより電気キャビティ内の電気的接続に影響を与えず、従って、電池の安全性を高めることができる。
いくつかの実施例では、前記隔離部材に弱い領域が設置され、前記弱い領域は、前記放圧機構が作動するときに破壊されて、前記排出物が前記弱い領域を通過して前記収集キャビティに入ることに用いられる。
隔離部材に弱い領域を設置することによって、一方では、放圧機構が作動するときに排出物は弱い領域を通過して収集キャビティに入ることができ、排出物が電気キャビティに入ることを回避し、他方では、放圧機構が作動しないときに電気キャビティと収集キャビティとの間の隔離を確保することができ、収集キャビティ内の物質が電気キャビティに入ることを回避する。
いくつかの実施例では、前記弱い領域と前記放圧機構は対向して設置される。このように、放圧機構が作動するときに、排出物は直接弱い領域を突撃して弱い領域を開くことができる。
いくつかの実施例では、前記隔離部材に貫通穴が設置され、前記貫通穴は、前記放圧機構が作動するときに前記排出物が前記貫通穴を通過して前記収集キャビティに入ることに用いられる。
いくつかの実施例では、前記貫通穴は前記放圧機構と対向して設置される。
第２態様では、電池を提供し、複数の電池セルであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられる複数の電池セルと、第１態様のいずれか一項に記載の筐体であって、前記複数の電池セルが前記筐体に収容される筐体と、を含む。
第３態様では、電力消費装置を提供し、第２態様に記載の電池を含み、前記電池は前記電力消費装置に電気エネルギーを提供することに用いられる。
第４態様では、電池の製造方法を提供し、複数の電池セルを提供するステップであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられるステップと、電気キャビティ、収集キャビティ及び第１熱管理部材を含む筐体を提供するステップと、前記複数の電池セルを前記電気キャビティ内に収容するステップと、を含み、前記収集キャビティは前記放圧機構が作動するときに前記電池セルからの排出物を収集することに用いられ、前記第１熱管理部材は流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記第１熱管理部材は前記電池セルの第２壁に装着され、前記第２壁は前記第１壁とは異なる。
第５態様では、電池の製造装置を提供し、複数の電池セルを提供することであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられることと、電気キャビティ、収集キャビティ及び第１熱管理部材を含む筐体を提供することと、に用いられる提供モジュールと、前記複数の電池セルを前記電気キャビティ内に収容することに用いられる取付モジュールと、を含み、前記収集キャビティは前記放圧機構が作動するときに前記電池セルからの排出物を収集することに用いられ、前記第１熱管理部材は流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記第１熱管理部材は前記電池セルの第２壁に装着され、前記第２壁は前記第１壁とは異なる。
本願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、本願の実施例に使用される必要がある図面を簡単に紹介し、明らかなように、以下に説明される図面は単に本願のいくつかの実施例であり、当業者にとって、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。
本願の一実施例に開示される車両の構造模式図である。 本願の一実施例に開示される電池の構造模式図である。 本願の一実施例に開示される電池モジュールの構造模式図である。 本願の一実施例に開示される電池セルの分解図である。 本願の一実施例に開示される電池セルの分解図である。 本願の一実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 図６に示される筐体のＡ部分の拡大模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の一実施例に開示される電池の構造模式図である。 本願の一実施例に開示される電池の製造方法の模式的なフローチャートである。 本願の一実施例に開示され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、図面は実際の縮尺で描かれていない。
以下、図面及び実施例を参照して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、本願の範囲を制限するためのものではなく、即ち、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点としては、特に説明しない限り、「複数」の意味は２つ以上であり、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」等の用語が指示する方位又は位置関係は、装置又は素子が必ず特定の方位を有し、特定の方位で構造及び操作することを指示又は暗示せず、本願を容易に説明し及び説明を簡略化させるために用いられ、従って、本願を制限するものであると理解してはならない。また、「第１」、「第２」、「第３」等の用語は説明のためだけに用いられるものであり、相対的な重要性を指示又は暗示するものであると理解してはならない。「垂直」は厳密な意味での垂直ではなく、誤差許可範囲内にある。「平行」は厳密な意味での平行ではなく、誤差許可範囲内にある。
下記の説明に記載の方位詞はいずれも図面に示される方向であり、本願の具体的な構造を限定するためのものではない。本願の説明では、さらに説明する必要がある点としては、明確に規定及び限定されない限り、「取り付ける」、「連結」、「接続」、及び「装着」という用語は広い意味を持つべきである。例えば、固定して接続されてもよく、取り外し可能に接続され、又は一体的に接続されてもよい。直接接続されてもよく、中間媒体を介して間接的に接続されてもよい。当業者にとって、具体的な状況に基づい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。
本願の「及び／又は」という用語は、関連対象を説明する関連関係に過ぎず、３つの関係が存在することを示す。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、及び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、本願の文字「／」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。
本願に記載の「複数」とは２つ以上（２つを含む）を指し、同様に、「複数グループ」とは２グループ以上（２グループを含む）を指し、「複数枚」とは２枚以上（２枚を含む）を指す。
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等を含んでもよく、本願の実施例はこれを限定しない。電池セルは円筒体、偏平体、直方体又は他の形状等であってもよく、本願の実施例はこれも限定しない。電池セルは包装方法に応じて、一般的に円筒形電池セル、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も限定しない。
本願の実施例に記載の電池とは、１つ又は複数の電池セルを含む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、本願に記載の電池は電池モジュール又は電池パック等を含んでもよい。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含む。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。
電池セルは電極組立体及び電解液を含み、電極組立体は正極板、負極板及びセパレータからなる。電池セルは主に金属イオンが正極板と負極板との間で移動することによって動作する。正極板は正極集電体及び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される。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等であってもよい。負極板は負極集電体及び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し、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される。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質はカーボン又はシリコン等であってもよい。大電流が流れても溶断しないことを確保するために、正極タブは複数あり且つ一体に積層され、負極タブは複数あり且つ一体に積層される。セパレータの材質はＰＰ又はＰＥ等であってもよい。また、電極組立体は巻回型構造であってもよく、積層型構造であってもよく、本願の実施例はこれに制限されない。
電池技術の発展は、様々な設計要素、例えば、エネルギー密度、サイクル寿命、放電容量、充放電レート等の性能パラメータを同時に考慮する必要があり、また、電池の安全性を考慮する必要もある。
電池セルにとって、主な安全上の危険は充電及び放電過程からであり、同時に適切な環境温度の設計は重要であり、不要な損失を効果的に回避するために、電池セルに対して、一般的に、少なくとも３つの保護対策がある。具体的に、保護対策は少なくともスイッチ素子、適当なセパレータ材料の選択、及び放圧機構を含む。スイッチ素子とは、電池セル内の温度又は抵抗が所定の閾値に達するときに電池の充電又は放電を停止させることができる素子を指す。セパレータは正極板と負極板を隔離することに用いられ、温度が所定の数値に上昇するときに、それに付着したミクロンレベル（ひいてはナノレベル）の微細孔を自動的に溶解でき、それにより金属イオンがセパレータを通過できず、電池セルの内部反応を終了する。
放圧機構とは電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値に達するときに作動することで内部圧力又は温度を解放する素子又は部材を指す。該閾値設計は異なる設計ニーズに応じて異なる。前記閾値は電池セルの正極板、負極板、電解液及びセパレータのうちの１つ又は複数の材料により決まる可能性がある。放圧機構については、例えば防爆弁、空気弁、リリーフ弁又は安全弁等の形態を用いることができ、具体的に感圧又は感温の素子又は構造を用いることができ、即ち、電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値に達するときに、放圧機構が作動し又は放圧機構に設けられた弱い構造が破壊され、それにより内部圧力又は温度を解放するための開口又は通路が形成される。
本願に記載の「作動」とは放圧機構が動作し又は所定の状態にアクティブ化されることを指し、それにより電池セルの内部圧力及び温度を解放する。放圧機構の動作は、放圧機構の少なくとも一部が破損し、破砕し、引き裂かれ又は開くこと等を含んでもよいが、それらに制限されない。放圧機構が作動するときに、電池セルの内部の高温高圧物質は排出物として作動部位から外へ排出される。この方式によって圧力又は温度が制御可能な状況下で電池セルに放圧及び温度解放を発生させることができ、それにより、潜んでいるより深刻な事故を回避する。
本願に記載の電池セルからの排出物は、電解液、溶解又は分割された正負極板、セパレータの破片、反応に生じた高温高圧気体、炎等を含むが、それらに制限されない。
電池セルの放圧機構は電池の安全性に重要な影響を与える。例えば、短絡、過充電等の現象が発生するときに、電池セルの内部に熱暴走が発生して圧力又は温度が急に上昇するおそれがある。この場合、放圧機構の作動によって内部圧力及び温度を外へ解放することができ、それによって、電池セルの爆発及び発火を防止する。
現在、電池の組み立て解決手段では、通常、熱管理部材を電池セルの放圧機構が設置された壁に装着する。このように、電池セルが正常に動作するときに、熱管理部材は電池セルに対して温度調節を行うことができる。しかし、放圧機構が一般的に電池セルの面積が小さい壁に設置されるため、電池セルが正常に動作する場合、電池セルに対する温度調節効果が著しくない。また、電池セルに熱暴走が発生するときに、例えば、電池セルの放圧機構が作動するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物の威力及び破壊力は強い可能性があり、ひいては、該方向における熱管理部材を破るのに十分である可能性があり、安全上の問題をもたらす。
これに鑑みて、本願は１つの技術的解決手段を提供し、熱管理部材を電池セルの放圧機構が設置されていない壁に装着し、このように、熱管理部材と電池セルとの接触面積が大きいため、電池セルが正常に動作する場合、電池セルに対する温度調節効果は著しい。また、熱管理部材が装着された壁が電池セルの放圧機構が設置された壁ではないため、このように、電池セルに熱暴走が発生するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物は該熱管理部材から離れる方向に排出され、従って、排出物は該熱管理部材を破らず、電池の安全性を高める。
熱管理部材は流体を収容することで複数の電池セルに対して温度調節を行うことに用いられる。ここでの流体は液体又はガスであってもよく、温度調節とは複数の電池セルを加熱又は冷却することを指す。電池セルを冷却又は降温する場合、該熱管理部材は冷却流体を収容して複数の電池セルの温度を下げることに用いられ、このとき、熱管理部材は冷却部材、冷却システム又は冷却板等と呼ばれてもよく、それに収容される流体は冷却媒体又は冷却流体と呼ばれてもよく、より具体的に、クーラント又は冷却ガスと呼ばれてもよい。また、熱管理部材は加熱して複数の電池セルを昇温することに用いられてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。選択的に、前記流体は循環するものであってもよく、それによって、よりよい温度調節効果を達成する。選択的に、流体は水、水とエチレングリコールの混合液又は空気等であってもよい。
本願の実施例で説明される技術的解決手段はいずれも、電池を使用する様々な装置、例えば、携帯電話、ポータブル機器、ノートパソコン、電気自動車、電動玩具、電動工具、電動車両、船舶及び宇宙船等に適用でき、例えば、宇宙船は飛行機、ロケット、スペースシャトル及びスペースシップ等を含む。
理解されるように、本願の実施例で説明される技術的解決手段は、上記に説明された機器に適用できるだけでなく、電池を使用するすべての機器にも適用でき、しかし、説明を簡潔にするために、下記の実施例はいずれも電動車両を例として説明する。
例えば、図１に示すように、本願の一実施例に開示される車両１の構造模式図であり、車両１は燃料自動車、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航続距離延長型電気自動車等であってもよい。車両１の内部にモータ４０、コントローラ３０及び電池１０が設置されてもよく、コントローラ３０は電池１０がモータ４０へ給電することを制御することに用いられる。例えば、車両１の底部又は車両の前部又は後部に電池１０が設置されてもよい。電池１０は車両１の給電に用いることができ、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のブート、ナビゲーション及び運転時の動作電気ニーズに用いられる。本願の別の実施例では、電池１０は車両１の操作電源だけでなく、車両１の駆動電源として機能でき、燃料又は天然ガスを替代し又は部分的に替代して車両１に駆動動力を提供する。
異なる電気使用ニーズを満たすために、電池は複数の電池セルを含んでもよく、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混合を指す。電池は電池パックと呼ばれてもよい。選択的に、先ず、複数の電池セルは直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池モジュールを構成し、次に、複数の電池モジュールは直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池を構成するようにしてもよい。つまり、複数の電池セルは直接電池を構成してもよく、先ず電池モジュールを構成し、次に電池モジュールが電池を構成するようにしてもよい。
例えば、図２に示すように、本願の一実施例に開示される電池１０の構造模式図であり、電池１０は複数の電池セル２０を含んでもよい。電池１０は筐体（又はキャップと呼ばれる）をさらに含んでもよく、筐体の内部は中空構造であり、複数の電池セル２０は筐体内に収容される。図２に示すように、筐体は２つの部分を含んでもよく、ここで、それぞれ第１部分１１１及び第２部分１１２と呼ばれ、第１部分１１１と第２部分１１２は一体に係合される。第１部分１１１及び第２部分１１２の形状は複数の電池セル２０の組み合わせの形状によって決定でき、第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも１つの開口を有してもよい。例えば、第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも中空の直方体であってもよく且つそれぞれは１つのみの面が開口面であり、第１部分１１１の開口と第２部分１１２の開口とは対向して設置され、且つ第１部分１１１と第２部分１１２は互いに係合して密閉チャンバを有する筐体を形成する。複数の電池セル２０は、互いに並列接続又は直列接続又は直並列接続して組み合わせられた後に、第１部分１１１と第２部分１１２を係合して形成した筐体内に置かれる。
選択的に、電池１０は他の構造をさらに含んでもよく、ここで繰り返して説明しない。例えば、該電池１０はバスバーをさらに含んでもよく、バスバーは複数の電池セル２０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、バスバーは電池セル２０の電極端子を接続することによって電池セル２０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性機構を介して筐体を通して引き出すことができる。選択的に、導電性機構はバスバーに属してもよい。
異なる電力ニーズに応じて、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することで大きい容量又はパワーを実現することができる。各電池１０に含まれる電池セル２０の数が多い可能性があるため、取り付けやすくするために、電池セル２０をグループ化して設置することができ、各グループの電池セル２０は電池モジュールを構成する。電池モジュールに含まれる電池セル２０の数は制限されず、ニーズに応じて設定されてもよい。例えば、図３は電池モジュールの１つの例である。電池は複数の電池モジュールを含んでもよく、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することができる。図４に示すように、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、ケース２１１及びカバープレート２１２を含む。図４に示される座標系は図３のものと同じである。ケース２１１及びカバープレート２１２はハウジング又は電池ボックス２１を形成する。ケース２１１の壁及びカバープレート２１２はいずれも電池セル２０の壁と呼ばれる。ケース２１１の形状は１つ又は複数の電極組立体２２を組み合わせた後の形状によって決定され、例えば、ケース２１１は中空の直方体又は立方体又は円筒体であってもよく、ケース２１１の１つの面は開口を有し、それによって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。例えば、ケース２１１が中空の直方体又は立方体であるときに、ケース２１１の１つの平面は開口面であり、即ち該平面は壁体を有さず、ケース２１１の内外を連通する。ケース２１１が中空の円筒体であるときに、ケース２１１の端面は開口面であり、即ち該端面は壁体を有さず、ケース２１１の内外を連通する。カバープレート２１２は開口を被覆してケース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内に電解質、例えば電解液が充填されている。
該電池セル２０は２つの電極端子２１４をさらに含んでもよく、２つの電極端子２１４はカバープレート２１２に設置されてもよい。カバープレート２１２は通常、平板形状であり、２つの電極端子２１４はカバープレート２１２の平板面に固定され、２つの電極端子２１４はそれぞれ第１電極端子２１４ａ及び第２電極端子２１４ｂである。第１電極端子２１４ａと第２電極端子２１４ｂの極性は反対である。例えば、第１電極端子２１４ａは正電極端子であるときに、第２電極端子２１４ｂは負電極端子である。各電極端子２１４のそれぞれに１つの接続部材２３が対応して設置され、又は集電部材２３と呼ばれてもよく、それはカバープレート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４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の極性は反対である。例えば、第１タブ２２１ａは正極タブであるときに、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は一方の接続部材２３を介して一方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は他方の接続部材２３を介して他方の電極端子に接続される。例えば、正電極端子は一方の接続部材２３を介して正極タブに接続され、負電極端子は他方の接続部材２３を介して負極タブに接続される。
該電池セル２０では、実際の使用ニーズに応じて、電極組立体２２は１つ又は複数設置されてもよく、図４に示すように、電池セル２０内に４つの独立した電極組立体２２が設置される。
図５に示すように、本願の別の実施例の放圧機構２１３を含む電池セル２０の構造模式図である。
図５のケース２１１、カバープレート２１２、電極組立体２２及び接続部材２３は図４のケース２１１、カバープレート２１２、電極組立体２２及び接続部材２３と一致し、簡潔のために、ここで繰り返して説明しない。
電池セル２０の１つの壁、例えば図５に示される第１壁２１ａに放圧機構２１３がさらに設置されてもよい。容易に示すために、図５では第１壁２１ａとケース２１１を分離するが、ケース２１１の底側に開口を有することを限定しない。放圧機構２１３は電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで内部圧力又は温度を解放することに用いられる。
該放圧機構２１３は第１壁２１ａの一部であってもよく、第１壁２１ａとはスプリット式構造であってもよく、例えば、溶接の方式で第１壁２１ａに固定される。放圧機構２１３が第１壁２１ａの一部であるときに、例えば、放圧機構２１３は第１壁２１ａにスコアを設置する方式で形成されてもよく、該スコアに対応する第１壁２１ａの厚さは放圧機構２１３のスコアを除く他の領域の厚さよりも小さい。スコアは放圧機構２１３の最も弱い位置である。電池セル２０に生じたガスが多すぎてケース２１１の内部圧力が高くなって閾値に達し又は電池セル２０の内部反応が熱量を発生させて電池セル２０の内部温度が高くなって閾値に達するときに、放圧機構２１３はスコアで破裂でき、ケース２１１の内外を連通し、ガス圧力及び温度は放圧機構２１３の破裂によって外へ解放され、さらに電池セル２０の爆発を回避する。
選択的に、本願の一実施例では、図５に示すように、放圧機構２１３が電池セル２０の第１壁２１ａに設置される場合、電池セル２０の第３壁に電極端子２１４が設置され、第３壁は第１壁２１ａとは異なる。
選択的に、第３壁と第１壁２１ａは対向して設置される。例えば、第１壁２１ａは電池セル２０の底壁であってもよく、第３壁は電池セル２０の頂壁、即ちカバープレート２１２であってもよい。
選択的に、図５に示すように、該電池セル２０はスペーサー２４をさらに含んでもよく、該スペーサー２４は電極組立体２２とケース２１１の底壁との間に位置し、電極組立体２２に対して支持役割を果たすことができ、さらに、電極組立体２２とケース２１１の底壁四周のフィレットとの干渉を効果的に防止することができる。また、該スペーサー２４に１つ又は複数の貫通穴が設置されてもよく、例えば、均一に配列される複数の貫通穴が設置されてもよく、又は、放圧機構２１３がケース２１１の底壁に設置されるときに、該放圧機構２１３に対応する位置に貫通穴が設置されてもよく、それによって導液及び導気を容易にし、具体的に、このようにスペーサー２４の上下面の空間を連通でき、電池セル２０の内部に生じたガス及び電解液はスペーサー２４を自在に貫通できる。
放圧機構２１３と電極端子２１４を電池セル２０の異なる壁に設置することで、放圧機構２１３が作動するときに、電池セル２０の排出物はさらに電極端子２１４から離れ、それにより排出物による電極端子２１４及びバスバーへの影響を減少させ、従って、電池の安全性を高めることができる。
さらに、電極端子２１４を電池セル２０のカバープレート２１２に設置するときに、放圧機構２１３を電池セル２０の底壁に設置することで、放圧機構２１３が作動するときに、電池セル２０の排出物は電池１０の底部に排出される。電池１０の底部は、通常、ユーザから離れ、それによりユーザの被害を減らすことができる。
放圧機構２１３は様々な可能な放圧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、放圧機構２１３は感温放圧機構であってもよく、感温放圧機構は放圧機構２１３が設けられた電池セル２０の内部温度が閾値に達するときに熔融できるように構成され、及び／又は、放圧機構２１３は感圧放圧機構であってもよく、感圧放圧機構は放圧機構２１３が設けられた電池セル２０の内部気圧が閾値に達するときに破裂できるように構成される。
図６～図１４は本願の実施例に開示される電池の筐体１１の模式図である。図７は図６に示される筐体１１のＡ部分の拡大模式図である。
例えば、図６～図１４に示すように、筐体１１は電気キャビティ１１ａ、収集キャビティ１１ｂ及び第１熱管理部材１２ａを含む。電気キャビティ１１ａは電池セル２０を収容することに用いられ、電池セル２０の第１壁２１ａに放圧機構２１３が設置され、放圧機構２１３は電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで該内部圧力を解放することに用いられる。収集キャビティ１１ｂは、放圧機構２１３が作動するときに電池セル２０からの排出物を収集することに用いられる。第１熱管理部材１２ａは流体を収容することで電池セル２０に対して温度調節を行うことに用いられ、第１熱管理部材１２ａは電池セル２０の第２壁２１ｂに装着され、第２壁２１ｂは第１壁２１ａとは異なる。
本願の実施例は電気キャビティ１１ａ内に収容される電池セル２０の個数を限定しない。なお、図６、図１０及び図１３は電池セル２０の個数が２つであることを例に説明し、図８、図９、図１１、及び図１２は電池セル２０の個数が１つであることを例に説明するが、本願を制限するべきではない。
電気キャビティ１１ａはシール又は非シールのものであってもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
電気キャビティ１１ａは電池セル２０の取付空間を提供する。いくつかの実施例では、電気キャビティ１１ａには電池セル２０を固定するための構造がさらに設置されてもよい。電気キャビティ１１ａの形状は収容される電池セル２０によって決定できる。
いくつかの実施例では、電気キャビティ１１ａは角形であってもよく、６つの壁を有する。電気キャビティ１１ａ内の電池セル２０が電気的接続によって高い電圧出力を形成するため、電気キャビティは「高圧キャビティ」と呼ばれてもよい。
収集キャビティ１１ｂは排出物を収集することに用いられ、シール又は非シールのものであってもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
いくつかの実施例では、収集キャビティ１１ｂ内に空気、又は他のガスが含まれてもよい。収集キャビティ１１ｂ内には電圧出力に接続される電気的接続がなく、「高圧キャビティ」に対応して、収集キャビティ１１ｂは「低圧キャビティ」と呼ばれてもよい。
選択的に、又は付加的に、収集キャビティ１１ｂ内には、冷却媒体等の液体が含まれてもよく、又は、該液体を収容する部材が設置されてもよく、それによって、収集キャビティ１１ｂに入った排出物をさらに降温させる。さらに選択的に、収集キャビティ１１ｂ内のガス又は液体は循環するものである。
本願の実施例は第２壁２１ｂの個数を限定しない。
例示的に、電池セル２０が直方体形状である場合、例えば、図６、図１０及び図１３に示すように、第２壁２１ｂは筐体１１の内壁と隣接する壁を含む。また例えば、第２壁２１ｂは筐体１１の内壁と隣接する壁、及び２つの電池セル２０の間の隣接する壁を含む。また例えば、第２壁２１ｂは電池セル２０の第１壁２１ａ以外の壁を含む。
選択的に、いくつかの実施例では、第１熱管理部材１２ａと電池セル２０との接触面積を増加することで、第１熱管理部材１２ａによる電池セル２０に対する温度調節効果をより著しくするために、該第２壁２１ｂは電池セル２０の第１壁２１ａ以外の壁のうち面積が最大である壁であってもよく、又は、該第１壁２１ａは電池セル２０のすべての壁のうち面積が最小である壁であってもよく、即ち、第２壁２１ｂは電池セル２０の面積が最小である壁ではないことに相当する。
電池セル２０を降温させる場合、該第１熱管理部材１２ａは冷却媒体を収容することで電池セル２０に対して温度調節を行うようにしてもよく、このとき、第１熱管理部材１２ａは冷却部材、冷却システム又は冷却板等と呼ばれてもよい。
また、選択的に、第１熱管理部材１２ａは加熱することに用いられてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
選択的に、第１熱管理部材１２ａに収容される流体は循環するものであってもよく、それによって、よりよい温度調節効果を達成する。
本願の実施例は第１熱管理部材１２ａと電池セル２０との接続方式を限定しない。例えば、粘着剤によって第１熱管理部材１２ａと電池セル２０を固定して接続してもよい。
本願の実施例では、第１熱管理部材１２ａを電池セル２０の放圧機構２１３が設置されていない第２壁２１ｂに装着し、このように、第１熱管理部材１２ａと電池セル２０との接触面積が大きいため、電池セル２０が正常に動作する場合、電池セル２０に対する温度調節効果は著しい。
また、第１熱管理部材１２ａが装着された第２壁２１ｂは電池セル２０の放圧機構２１３が設置された第１壁２１ａではないため、このように、電池セル２０に熱暴走が発生するときに、放圧機構２１３を通して排出される電池セルの排出物は該第１熱管理部材１２ａから離れる方向に排出され、従って、排出物は該第１熱管理部材１２ａを破らず、電池の安全性を高める。
選択的に、いくつかの実施例では、電池セル２０の第３壁２１ｃに電極端子２１４が設置される。第３壁２１ｃは第１壁２１ａとは異なり、且つ第３壁２１ｃは第２壁２１ｂとは異なる。つまり、放圧機構２１３が位置する壁、電極端子２１４が位置する壁及び第１熱管理部材１２ａが装着される壁は電池セル２０の３つの異なる壁である。このように、放圧機構２１３が作動するときに、放圧機構２１３を通して排出される電池セル２０の排出物は該第１熱管理部材１２ａ及び電極端子２１４から離れる方向に排出され、従って、排出物は該第１熱管理部材１２ａを破らない。同時に、排出物による電極端子２１４への影響を減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
本願の実施例は第３壁２１ｃの個数を限定しない。
本願の実施例は第３壁２１ｃに設置される電極端子２１４の個数を限定しない。
第３壁２１ｃの個数が１つである場合、第３壁２１ｃに２つの電極端子２１４が設置されてもよく、且つこの２つの電極端子２１４の極性は反対である。
例えば、図８～図１０に示すように、第３壁２１ｃに第１電極端子２１４ａ及び第２電極端子２１４ｂが設置され、且つ第１電極端子２１４ａと第２電極端子２１４ｂの極性は反対である。例えば、第１電極端子２１４ａは正電極端子であるときに、第２電極端子２１４ｂは負電極端子である。
第３壁２１ｃの個数が２つである場合、各第３壁２１ｃに１つの電極端子２１４が設置され、且つこの２つの第３壁２１ｃに設置された電極端子２１４の極性は反対である。
例えば、図１１及び図１２に示すように、左側の第３壁２１ｃに電極端子２１４が設置され、右側の第３壁２１ｃに電極端子２１４が設置され、且つ左側の第３壁２１ｃに設置された電極端子２１４と右側の第３壁２１ｃに設置された電極端子２１４の極性は反対である。
説明する必要がある点としては、第３壁２１ｃの個数が２つである場合、本願の実施例は２つの第３壁２１ｃの位置関係を限定しない。例えば、２つの第３壁２１ｃは隣接して設置されてもよく、又は、図１１及び図１２に示すように、２つの第３壁２１ｃは対向して設置されてもよい。
本願の実施例は第１壁２１ａ、第２壁２１ｂ及び第３壁２１ｃの位置関係を限定しない。
例示的に、いくつかの実施例では、図６、図８、図１０及び図１４に示すように、第３壁２１ｃと第１壁２１ａは対向して設置され、第２壁２１ｂは第３壁２１ｃと第１壁２１ａを接続し、即ち、第２壁２１ｂは第１壁２１ａ及び第３壁２１ｃの両方と隣接して設置される。このように、放圧機構２１３が作動するときに、放圧機構２１３を通して排出される電池セル２０の排出物は該電極端子２１４から離れる方向に排出され、従って、排出物による電極端子２１４への影響をさらに減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
さらに、選択的に、いくつかの実施例では、図８に示すように、電池セル２０は対向して設置された２つの第２壁２１ｂを含み、２つの第２壁２１ｂはそれぞれ第３壁２１ｃ及び第１壁２１ａの両端に接続される。
例示的に、別のいくつかの実施例では、図９、図１１及び図１２に示すように、第２壁２１ｂと第１壁２１ａは対向して設置され、第３壁２１ｃは第２壁２１ｂと第１壁２１ａを接続する。
さらに、選択的に、いくつかの実施例では、図９に示すように、電池セル２０は２つの第２壁２１ｂを含み、一方の第２壁２１ｂは第３壁２１ｃと対向して設置され、他方の第２壁２１ｂは第１壁２１ａと対向して設置される。
選択的に、いくつかの実施例では、熱管理部材を加工しやすくするために、該２つの第２壁２１ｂに設置される２つの第１熱管理部材１２ａは一体成形されてもよい。当然ながら、該２つの第１熱管理部材１２ａは別体成形されてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
選択的に、該２つの第１熱管理部材１２ａは一体成形される場合、該２つの第１熱管理部材１２ａに収容される流体は相互に連通できる。
選択的に、いくつかの実施例では、図６～図１４に示すように、第３壁２１ｃの第１領域２１ｃ－１に電極端子２１４が設置される。さらに、図１０及び図１２に示すように、筐体１１は第２熱管理部材１２ｂをさらに含む。第２熱管理部材１２ｂは流体を収容することで電池セル２０に対して温度調節を行うことに用いられ、第２熱管理部材１２ｂは第３壁２１ｃの第２領域２１ｃ－２に装着され、第２領域２１ｃ－２は第１領域２１ｃ－１とは異なる。つまり、第３壁２１ｃの電極端子２１４が設置されていない領域に第２熱管理部材１２ｂが設置される。このように、熱管理部材と電池セル２０との接触面積をさらに増加し、電池セルが正常に動作する場合、電池セル２０に対する温度調節効果はより著しい。また、第２熱管理部材１２ｂが装着された第３壁２１ｃは電池セル２０の放圧機構２１３が設置された第１壁２１ａではないため、このように、電池セル２０に熱暴走が発生するときに、放圧機構２１３を通して排出される電池セル２０の排出物は該第２熱管理部材１２ｂ及び電極端子２１４から離れる方向に排出され、従って、排出物は該第２熱管理部材１２ｂを破らず、同時に、排出物による電極端子２１４への影響を減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
選択的に、第３壁２１ｃと第２壁２１ｂが隣接する場合、熱管理部材を加工しやすくするために、第２熱管理部材１２ｂと第１熱管理部材１２ａは一体成形されてもよい。当然ながら、第２熱管理部材１２ｂと第１熱管理部材１２ａは別体成形されてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
選択的に、第２熱管理部材１２ｂと第１熱管理部材１２ａが一体成形される場合、第２熱管理部材１２ｂに収容される流体と第１熱管理部材１２ａに収容される流体は相互に連通できる。
説明する必要がある点としては、電極端子２１４と第１領域２１ｃ－１の数は同じである。図６～図１０に示すように、第３壁２１ｃに第１電極端子２１４ａ及び第２電極端子２１４ｂが設置され、第１電極端子２１４ａは１つの第１領域２１ｃ－１に対応し、第２電極端子２１４ｂは１つの第１領域２１ｃ－１に対応する。
本願の実施例は第２領域２１ｃ－２の個数を限定しない。
選択的に、いくつかの実施例では、図１０に示すように、第２熱管理部材１２ｂを電池セル２０に装着しやすくするために、第２領域２１ｃ－２には電池セル２０の内部から離れる方向に突出する突出部２１ｃ－３が設置され、第２熱管理部材１２ｂは突出部２１ｃ－３に装着される。
選択的に、いくつかの実施例では、第２壁２１ｂに電極端子２１４が設置される。
本願の実施例は第２壁２１ｂに設置される電極端子２１４の個数を限定しない。
一例では、第２壁２１ｂに１つの電極端子２１４が設置されてもよい。このとき、別の電極端子２１４は電池セル２０の第２壁２１ｂ以外の壁に設置されてもよく、又は、別の電極端子２１４は電池セル２０の第２壁２１ｂ及び第１壁２１ａ以外の壁に設置されてもよい。
別の例では、第２壁２１ｂに２つの電極端子２１４が設置されてもよい。
選択的に、いくつかの実施例では、第２壁２１ｂの第３領域に電極端子２１４が設置されてもよい。さらに、筐体１１は上記の第２熱管理部材１２ｂをさらに含む。第２熱管理部材１２ｂは流体を収容することで電池セル２０に対して温度調節を行うことに用いられ、第２熱管理部材１２ｂは第２壁２１ｂの第４領域に装着され、第３領域と第４領域は異なる。つまり、第２壁２１ｂの電極端子２１４が設置されていない領域に第２熱管理部材１２ｂが設置される。
説明する必要がある点としては、電極端子２１４と第３領域の数は同じである。
さらに、選択的に、いくつかの実施例では、第４領域には電池セル２０の内部から離れる方向に突出する突出部が設置され、第２熱管理部材１２ｂは突出部に装着される。
本願の実施例は第４領域の個数を限定しない。
選択的に、いくつかの実施例では、例えば、図６～図１３に示すように、筐体１１は隔離部材１３をさらに含み、隔離部材１３は第１壁２１ａに装着される。
いくつかの実施例では、例えば、図６～図１２に示すように、隔離部材１３は筐体１１の底壁として機能でき、即ち、隔離部材１３は電気キャビティ１１ａと収集キャビティ１１ｂを隔離することに用いられる。このように、放圧機構２１３が作動するときに、電池セル２０の排出物が収集キャビティ１１ｂに入り、電気キャビティに入らず、又は少量で電気キャビティ１１ａに入り、それにより電気キャビティ１１ａ内の電気的接続に影響を与えず、従って、電池の安全性を高めることができる。
別のいくつかの実施例では、例えば、図１３に示すように、隔離部材１３と筐体１１の底壁１１２１は独立して設置され、即ち、隔離部材１３の一方の面は第１壁２１ａに装着され、他方の面は筐体１１の底壁１１２１に装着される。即ち、隔離部材１３を設置することによって、電池セル２０の第１壁２１ａと筐体１１の底壁１１２１との間に隙間を有させ、該隙間は放圧機構２１３の作動に十分な空間を提供することができる。
選択的に、いくつかの実施例では、隔離部材１３に弱い領域が設置され、該弱い領域は、放圧機構２１３が作動するときに破壊されて、排出物が弱い領域を通過して収集キャビティ１１ｂに入ることに用いられる。このように、放圧機構２１３が作動するときに、排出物は直接弱い領域を突撃して弱い領域を開き、収集キャビティ１１ｂに入ることができる。
選択的に、いくつかの実施例では、弱い領域と放圧機構２１３は対向して設置される。このように、放圧機構２１３が作動するときに、排出物は直接弱い領域を突撃して弱い領域を開くことができる。
ここで、所謂「隔離」とは分離を指し、シールされなくてもよい。例えば、別のいくつかの実施例では、図６～図１３に示すように、隔離部材１３に貫通穴１３１が設置されてもよい。貫通穴１３１は放圧機構２１３が作動するときに排出物が貫通穴１３１を通過して収集キャビティ１１ｂに入ることに用いられる。このとき、電気キャビティ１１ａと収集キャビティ１１ｂは該貫通穴１３１を介して連通する。隔離部材１３の作用は同様に電気キャビティ１１ａと収集キャビティ１１ｂを隔離することに用いられる。
選択的に、いくつかの実施例では、貫通穴１３１と放圧機構２１３は対向して設置される。このように、放圧機構２１３が作動するときに、排出物は直接貫通穴１３１を通過して収集キャビティ１１ｂに入ることができる。
選択的に、いくつかの実施例では、図６～図１３に示すように、筐体１１は防護部材１４をさらに含む。該防護部材１４は隔離部材１３を防護することに用いられ、防護部材１４と隔離部材１３は収集キャビティ１１ｂを形成する。防護部材１４と隔離部材１３により形成された収集キャビティ１１ｂは、排出物を効果的に収集及び緩衝し、その危険性を低減させることができる。
本願の実施例は隔離部材１３と電池セル２０との接続方式を限定しない。例えば、粘着剤によって隔離部材１３と電池セル２０を固定して接続してもよい。
図１４は本願の一実施例に提供される電池の構造模式図である。
図１４に示すように、電池１０は複数の電池セル２０及び上記の筐体１１を含む。複数の電池セル２０は筐体１１に収容される。電池セル２０は図６～図１３に記載の電池セル２０であってもよい。
筐体１１及び電池セル２０についての関連説明は、上記の説明を参照すればよく、ここで繰り返して説明しない。
選択的に、いくつかの実施例では、電池１０はバスバー１５をさらに含む。バスバー１５は複数の電池セル２０の電気的接続を実現することに用いられる。
選択的に、第１熱管理部材１２ａ及び／又は第２熱管理部材１２ｂはさらにバスバー１５の温度を調節することに用いることができる（主に冷却である）。
本願の実施例は電力消費装置をさらに提供し、該電力消費装置は上記各実施例の電池１０を含んでもよい。選択的に、電力消費装置は車両１、船舶又は宇宙船であってもよい。
上記は本願の実施例に係る電池１０及び電力消費装置を説明し、以下、本願の実施例に係る電池の製造方法及び装置を説明し、詳細に説明していない部分は上記の各実施例を参照すればよい。
図１５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を示す。図１５に示すように、該方法３００は以下のＳ３１０～Ｓ３３０を含んでもよい。
Ｓ３１０：複数の電池セル２０を提供し、前記電池セル２０の第１壁２１ａに放圧機構２１３が設置され、前記放圧機構２１３は、前記電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられる。
Ｓ３２０：筐体１１を提供し、前記筐体１１は電気キャビティ１１ａ、収集キャビティ１１ｂ及び第１熱管理部材１２ａを含む。
Ｓ３３０：前記複数の電池セル２０を前記電気キャビティ１１ａ内に収容し、前記収集キャビティ１１ｂは前記放圧機構２１３が作動するときに前記電池セル２０からの排出物を収集することに用いられ、前記第１熱管理部材１２ａは流体を収容することで前記電池セル２０に対して温度調節を行うことに用いられ、前記第１熱管理部材１２ａは前記電池セル２０の第２壁２１ｂに装着され、前記第２壁２１ｂは前記第１壁２１ａとは異なる。
図１６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を示す。図１６に示すように、電池の製造装置４００は提供モジュール４１０及び取付モジュール４２０を含んでもよい。
提供モジュール４１０は、複数の電池セル２０を提供することであって、前記電池セル２０の第１壁２１ａに放圧機構２１３が設置され、前記放圧機構２１３は前記電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられることと、電気キャビティ１１ａ、収集キャビティ１１ｂ及び第１熱管理部材１２ａを含む筐体１１を提供することと、に用いられる。
取付モジュール４２０は、前記複数の電池セル２０を前記電気キャビティ１１ａ内に収容することに用いられ、前記収集キャビティ１１ｂは前記放圧機構２１３が作動するときに前記電池セル２０からの排出物を収集することに用いられ、前記第１熱管理部材１２ａは流体を収容することで前記電池セル２０に対して温度調節を行うことに用いられ、前記第１熱管理部材１２ａは前記電池セル２０の第２壁２１ｂに装着され、前記第２壁２１ｂは前記第１壁２１ａとは異なる。
好適な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、それに対して様々な改良を行うことができ、等価なものでその中の部材を交換することができる。特に、構造上の矛盾がない限り、各実施例に記載の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属するすべての技術的解決手段を含む。
１０ 電池
１１ 筐体
１１ａ 電気キャビティ
１１ｂ 収集キャビティ
１２ａ 第１熱管理部材
２０ 電池セル
２１３ 放圧機構
本願は電池の技術分野に関し、特に、電池の筐体、電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置に関する。
省エネ及び排出削減は自動車産業の持続可能な発展の重要なポイントである。この場合、電動車両は、省エネであり、環境に優しいという優位性のため、自動車産業の持続可能な発展の重要な部分となっている。電動車両にとって、電池技術はその発展の重要な要素である。
電池技術の発展において、電池の性能の向上に加えて、安全上の問題も無視できない問題である。電池の安全を確保できなければ、該電池は使用できない。従って、如何に電池の安全性を高めるかは、電池技術において解決すべき技術的問題である。
本願は電池の筐体、電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置を提供し、電池の安全性を高めることができる。
第１態様では、電池の筐体を提供し、電池セルを収容するための電気キャビティであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられる電気キャビティと、前記放圧機構が作動するときに前記電池セルからの排出物を収集するための収集キャビティと、流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記電池セルの前記第１壁とは異なる第２壁に装着される第１熱管理部材と、を含む。
本願の実施例の技術的解決手段は、第１熱管理部材を電池セルの放圧機構が設置されていない第２壁に装着し、このように、第１熱管理部材と電池セルとの接触面積が大きく、電池セルが正常に動作する場合、電池セルに対する温度調節効果は著しい。また、第１熱管理部材が装着された第２壁は電池セルの放圧機構が設置された第１壁ではないため、このように、電池セルに熱暴走が発生するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物は該第１熱管理部材から離れる方向に排出され、従って、排出物は該第１熱管理部材を破らず、危険性を低下させ、電池の安全性を高める。
いくつかの実施例では、前記電池セルの第３壁に電極端子が設置され、前記第３壁は前記第１壁とは異なり、且つ前記第３壁は前記第２壁とは異なる。
放圧機構が位置する壁、電極端子が位置する壁及び第１熱管理部材が装着される壁は電池セルの３つの異なる壁である。このように、放圧機構が作動するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物は該第１熱管理部材及び電極端子から離れる方向に排出され、従って、排出物は該第１熱管理部材を破らない。同時に、排出物による電極端子への影響を減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
いくつかの実施例では、前記第３壁の第１領域に前記電極端子が設置され、前記筐体は、流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記第３壁の前記第１領域とは異なる第２領域に装着される第２熱管理部材をさらに含む。
第３壁の電極端子が設置されていない領域に第２熱管理部材がさらに装着して設置されてもよく、このように、熱管理部材と電池セルとの接触面積をさらに増加し、電池セルが正常に動作する場合、電池セルに対する温度調節効果はより著しい。また、第２熱管理部材が装着された第３壁は電池セルの放圧機構が設置された第１壁ではないため、このように、電池セルに熱暴走が発生するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物は該第２熱管理部材及び電極端子から離れる方向に排出され、従って、排出物は該第２熱管理部材を破らず、同時に、排出物による電極端子への影響を減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
いくつかの実施例では、前記第２領域には前記電池セルの内部から離れる方向に突出する突出部が設置され、前記第２熱管理部材は前記突出部に装着される。
第２領域には電池セルの内部から離れる方向に突出する突出部を設置し、第２熱管理部材を該突出部に装着することで、さらに第２熱管理部材を電池セルに装着しやすくすることができる。
いくつかの実施例では、前記第３壁と前記第１壁は対向して設置され、前記第２壁は前記第３壁と前記第１壁を接続する。
電池セルの対向する２つの壁のうちの一方の壁に電極端子が設置され、他方の壁に放圧機構が設置され、このように、放圧機構が作動するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物は該電極端子から離れる方向に排出され、従って、さらに排出物による電極端子への影響を減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
いくつかの実施例では、前記第２壁と前記第１壁は対向して設置され、前記第３壁は前記第２壁と前記第１壁を接続する。
いくつかの実施例では、前記第２壁に電極端子が設置される。
いくつかの実施例では、前記筐体は、前記電気キャビティと前記収集キャビティを隔離することに用いられ、前記第１壁に装着される隔離部材を含む。
隔離部材を利用して電池セルを収容する電気キャビティと排出物を収集する収集キャビティとを分離し、放圧機構が作動するときに、電池セルの排出物が収集キャビティに入り、電気キャビティに入らず、又は少量で電気キャビティに入り、それにより電気キャビティ内の電気的接続に影響を与えず、従って、電池の安全性を高めることができる。
いくつかの実施例では、前記隔離部材に弱い領域が設置され、前記弱い領域は、前記放圧機構が作動するときに破壊されて、前記排出物が前記弱い領域を通過して前記収集キャビティに入ることに用いられる。
隔離部材に弱い領域を設置することによって、一方では、放圧機構が作動するときに排出物は弱い領域を通過して収集キャビティに入ることができ、排出物が電気キャビティに入ることを回避し、他方では、放圧機構が作動しないときに電気キャビティと収集キャビティとの間の隔離を確保することができ、収集キャビティ内の物質が電気キャビティに入ることを回避する。
いくつかの実施例では、前記弱い領域と前記放圧機構は対向して設置される。このように、放圧機構が作動するときに、排出物は直接弱い領域を突撃して弱い領域を開くことができる。
いくつかの実施例では、前記隔離部材に貫通穴が設置され、前記貫通穴は、前記放圧機構が作動するときに前記排出物が前記貫通穴を通過して前記収集キャビティに入ることに用いられる。
いくつかの実施例では、前記貫通穴は前記放圧機構と対向して設置される。
第２態様では、電池を提供し、複数の電池セルであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられる複数の電池セルと、第１態様のいずれか１項に記載の筐体であって、前記複数の電池セルが前記筐体に収容される筐体と、を含む。
第３態様では、電力消費装置を提供し、第２態様に記載の電池を含み、前記電池は前記電力消費装置に電気エネルギーを提供することに用いられる。
第４態様では、電池の製造方法を提供し、複数の電池セルを提供するステップであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられるステップと、電気キャビティ、収集キャビティ及び第１熱管理部材を含む筐体を提供するステップと、前記複数の電池セルを前記電気キャビティ内に収容するステップと、を含み、前記収集キャビティは前記放圧機構が作動するときに前記電池セルからの排出物を収集することに用いられ、前記第１熱管理部材は流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記第１熱管理部材は前記電池セルの第２壁に装着され、前記第２壁は前記第１壁とは異なる。
第５態様では、電池の製造装置を提供し、複数の電池セルを提供することであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられることと、電気キャビティ、収集キャビティ及び第１熱管理部材を含む筐体を提供することと、に用いられる提供モジュールと、前記複数の電池セルを前記電気キャビティ内に収容することに用いられる取付モジュールと、を含み、前記収集キャビティは前記放圧機構が作動するときに前記電池セルからの排出物を収集することに用いられ、前記第１熱管理部材は流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記第１熱管理部材は前記電池セルの第２壁に装着され、前記第２壁は前記第１壁とは異なる。
本願の実施例の技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、本願の実施例に使用される必要がある図面を簡単に紹介し、明らかなように、以下に説明される図面は単に本願のいくつかの実施例であり、当業者にとって、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。
本願の一実施例に開示される車両の構造模式図である。 本願の一実施例に開示される電池の構造模式図である。 本願の一実施例に開示される電池モジュールの構造模式図である。 本願の一実施例に開示される電池セルの分解図である。 本願の一実施例に開示される電池セルの分解図である。 本願の一実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 図６に示される筐体のＡ部分の拡大模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の別の実施例に開示される電池の筐体構造の断面模式図である。 本願の一実施例に開示される電池の構造模式図である。 本願の一実施例に開示される電池の製造方法の模式的なフローチャートである。 本願の一実施例に開示され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、図面は実際の縮尺で描かれていない。
以下、図面及び実施例を参照して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、本願の範囲を制限するためのものではなく、即ち、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点としては、特に説明しない限り、「複数」の意味は２つ以上であり、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」等の用語が指示する方位又は位置関係は、装置又は素子が必ず特定の方位を有し、特定の方位で構造及び操作することを指示又は暗示せず、本願を容易に説明し及び説明を簡略化させるために用いられ、従って、本願を制限するものであると理解してはならない。また、「第１」、「第２」、「第３」等の用語は説明のためだけに用いられるものであり、相対的な重要性を指示又は暗示するものであると理解してはならない。「垂直」は厳密な意味での垂直ではなく、誤差許可範囲内にある。「平行」は厳密な意味での平行ではなく、誤差許可範囲内にある。
下記の説明に記載の方位詞はいずれも図面に示される方向であり、本願の具体的な構造を限定するためのものではない。本願の説明では、さらに説明する必要がある点としては、明確に規定及び限定されない限り、「取り付ける」、「連結」、「接続」、及び「装着」という用語は広い意味を持つべきである。例えば、固定して接続されてもよく、取り外し可能に接続され、又は一体的に接続されてもよい。直接接続されてもよく、中間媒体を介して間接的に接続されてもよい。当業者にとって、具体的な状況に基づい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。
本願の「及び／又は」という用語は、関連対象を説明する関連関係に過ぎず、３つの関係が存在することを示す。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、及び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、本願の文字「／」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。
本願に記載の「複数」とは２つ以上（２つを含む）を指し、同様に、「複数グループ」とは２グループ以上（２グループを含む）を指し、「複数枚」とは２枚以上（２枚を含む）を指す。
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等を含んでもよく、本願の実施例はこれを限定しない。電池セルは円筒体、偏平体、直方体又は他の形状等であってもよく、本願の実施例はこれも限定しない。電池セルは包装方法に応じて、一般的に円筒形電池セル、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も限定しない。
本願の実施例に記載の電池とは、１つ又は複数の電池セルを含む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、本願に記載の電池は電池モジュール又は電池パック等を含んでもよい。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含む。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。
電池セルは電極組立体及び電解液を含み、電極組立体は正極板、負極板及びセパレータからなる。電池セルは主に金属イオンが正極板と負極板との間で移動することによって動作する。正極板は正極集電体及び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される。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等であってもよい。負極板は負極集電体及び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し、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される。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質はカーボン又はシリコン等であってもよい。大電流が流れても溶断しないことを確保するために、正極タブは複数あり且つ一体に積層され、負極タブは複数あり且つ一体に積層される。セパレータの材質はＰＰ又はＰＥ等であってもよい。また、電極組立体は巻回型構造であってもよく、積層型構造であってもよく、本願の実施例はこれに制限されない。
電池技術の発展は、様々な設計要素、例えば、エネルギー密度、サイクル寿命、放電容量、充放電レート等の性能パラメータを同時に考慮する必要があり、また、電池の安全性を考慮する必要もある。
電池セルにとって、主な安全上の危険は充電及び放電過程からであり、同時に適切な環境温度の設計は重要であり、不要な損失を効果的に回避するために、電池セルに対して、一般的に、少なくとも３つの保護対策がある。具体的に、保護対策は少なくともスイッチ素子、適当なセパレータ材料の選択、及び放圧機構を含む。スイッチ素子とは、電池セル内の温度又は抵抗が所定の閾値に達するときに電池の充電又は放電を停止させることができる素子を指す。セパレータは正極板と負極板を隔離することに用いられ、温度が所定の数値に上昇するときに、それに付着したミクロンレベル（ひいてはナノレベル）の微細孔を自動的に溶解でき、それにより金属イオンがセパレータを通過できず、電池セルの内部反応を終了する。
放圧機構とは電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値に達するときに作動することで内部圧力又は温度を解放する素子又は部材を指す。該閾値設計は異なる設計ニーズに応じて異なる。前記閾値は電池セルの正極板、負極板、電解液及びセパレータのうちの１つ又は複数の材料により決まる可能性がある。放圧機構については、例えば防爆弁、空気弁、リリーフ弁又は安全弁等の形態を用いることができ、具体的に感圧又は感温の素子又は構造を用いることができ、即ち、電池セルの内部圧力又は温度が所定の閾値に達するときに、放圧機構が作動し又は放圧機構に設けられた弱い構造が破壊され、それにより内部圧力又は温度を解放するための開口又は通路が形成される。
本願に記載の「作動」とは放圧機構が動作し又は所定の状態にアクティブ化されることを指し、それにより電池セルの内部圧力及び温度を解放する。放圧機構の動作は、放圧機構の少なくとも一部が破損し、破砕し、引き裂かれ又は開くこと等を含んでもよいが、それらに制限されない。放圧機構が作動するときに、電池セルの内部の高温高圧物質は排出物として作動部位から外へ排出される。この方式によって圧力又は温度が制御可能な状況下で電池セルに放圧及び温度解放を発生させることができ、それにより、潜んでいるより深刻な事故を回避する。
本願に記載の電池セルからの排出物は、電解液、溶解又は分割された正負極板、セパレータの破片、反応に生じた高温高圧気体、炎等を含むが、それらに制限されない。
電池セルの放圧機構は電池の安全性に重要な影響を与える。例えば、短絡、過充電等の現象が発生するときに、電池セルの内部に熱暴走が発生して圧力又は温度が急に上昇するおそれがある。この場合、放圧機構の作動によって内部圧力及び温度を外へ解放することができ、それによって、電池セルの爆発及び発火を防止する。
現在、電池の組み立て解決手段では、通常、熱管理部材を電池セルの放圧機構が設置された壁に装着する。このように、電池セルが正常に動作するときに、熱管理部材は電池セルに対して温度調節を行うことができる。しかし、放圧機構が一般的に電池セルの面積が小さい壁に設置されるため、電池セルが正常に動作する場合、電池セルに対する温度調節効果が著しくない。また、電池セルに熱暴走が発生するときに、例えば、電池セルの放圧機構が作動するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物の威力及び破壊力は強い可能性があり、ひいては、該方向における熱管理部材を破るのに十分である可能性があり、安全上の問題をもたらす。
これに鑑みて、本願は１つの技術的解決手段を提供し、熱管理部材を電池セルの放圧機構が設置されていない壁に装着し、このように、熱管理部材と電池セルとの接触面積が大きいため、電池セルが正常に動作する場合、電池セルに対する温度調節効果は著しい。また、熱管理部材が装着された壁が電池セルの放圧機構が設置された壁ではないため、このように、電池セルに熱暴走が発生するときに、放圧機構を通して排出される電池セルの排出物は該熱管理部材から離れる方向に排出され、従って、排出物は該熱管理部材を破らず、電池の安全性を高める。
熱管理部材は流体を収容することで複数の電池セルに対して温度調節を行うことに用いられる。ここでの流体は液体又はガスであってもよく、温度調節とは複数の電池セルを加熱又は冷却することを指す。電池セルを冷却又は降温する場合、該熱管理部材は冷却流体を収容して複数の電池セルの温度を下げることに用いられ、このとき、熱管理部材は冷却部材、冷却システム又は冷却板等と呼ばれてもよく、それに収容される流体は冷却媒体又は冷却流体と呼ばれてもよく、より具体的に、クーラント又は冷却ガスと呼ばれてもよい。また、熱管理部材は加熱して複数の電池セルを昇温することに用いられてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。選択的に、前記流体は循環するものであってもよく、それによって、よりよい温度調節効果を達成する。選択的に、流体は水、水とエチレングリコールの混合液又は空気等であってもよい。
本願の実施例で説明される技術的解決手段はいずれも、電池を使用する様々な装置、例えば、携帯電話、ポータブル機器、ノートパソコン、電気自動車、電動玩具、電動工具、電動車両、船舶及び宇宙船等に適用でき、例えば、宇宙船は飛行機、ロケット、スペースシャトル及びスペースシップ等を含む。
理解されるように、本願の実施例で説明される技術的解決手段は、上記に説明された機器に適用できるだけでなく、電池を使用するすべての機器にも適用でき、しかし、説明を簡潔にするために、下記の実施例はいずれも電動車両を例として説明する。
例えば、図１に示すように、本願の一実施例に開示される車両１の構造模式図であり、車両１は燃料自動車、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航続距離延長型電気自動車等であってもよい。車両１の内部にモータ４０、コントローラ３０及び電池１０が設置されてもよく、コントローラ３０は電池１０がモータ４０へ給電することを制御することに用いられる。例えば、車両１の底部又は車両の前部又は後部に電池１０が設置されてもよい。電池１０は車両１の給電に用いることができ、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のブート、ナビゲーション及び運転時の動作電気ニーズに用いられる。本願の別の実施例では、電池１０は車両１の操作電源だけでなく、車両１の駆動電源として機能でき、燃料又は天然ガスを替代し又は部分的に替代して車両１に駆動動力を提供する。
異なる電気使用ニーズを満たすために、電池は複数の電池セルを含んでもよく、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混合を指す。電池は電池パックと呼ばれてもよい。選択的に、先ず、複数の電池セルは直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池モジュールを構成し、次に、複数の電池モジュールは直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池を構成するようにしてもよい。つまり、複数の電池セルは直接電池を構成してもよく、先ず電池モジュールを構成し、次に電池モジュールが電池を構成するようにしてもよい。
例えば、図２に示すように、本願の一実施例に開示される電池１０の構造模式図であり、電池１０は複数の電池セル２０を含んでもよい。電池１０は筐体（又はキャップと呼ばれる）をさらに含んでもよく、筐体の内部は中空構造であり、複数の電池セル２０は筐体内に収容される。図２に示すように、筐体は２つの部分を含んでもよく、ここで、それぞれ第１部分１１１及び第２部分１１２と呼ばれ、第１部分１１１と第２部分１１２は一体に係合される。第１部分１１１及び第２部分１１２の形状は複数の電池セル２０の組み合わせの形状によって決定でき、第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも１つの開口を有してもよい。例えば、第１部分１１１及び第２部分１１２はいずれも中空の直方体であってもよく且つそれぞれは１つのみの面が開口面であり、第１部分１１１の開口と第２部分１１２の開口とは対向して設置され、且つ第１部分１１１と第２部分１１２は互いに係合して密閉チャンバを有する筐体を形成する。複数の電池セル２０は、互いに並列接続又は直列接続又は直並列接続して組み合わせられた後に、第１部分１１１と第２部分１１２を係合して形成した筐体内に置かれる。
選択的に、電池１０は他の構造をさらに含んでもよく、ここで繰り返して説明しない。例えば、該電池１０はバスバーをさらに含んでもよく、バスバーは複数の電池セル２０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、バスバーは電池セル２０の電極端子を接続することによって電池セル２０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性機構を介して筐体を通して引き出すことができる。選択的に、導電性機構はバスバーに属してもよい。
異なる電力ニーズに応じて、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することで大きい容量又はパワーを実現することができる。各電池１０に含まれる電池セル２０の数が多い可能性があるため、取り付けやすくするために、電池セル２０をグループ化して設置することができ、各グループの電池セル２０は電池モジュールを構成する。電池モジュールに含まれる電池セル２０の数は制限されず、ニーズに応じて設定されてもよい。例えば、図３は電池モジュールの１つの例である。電池は複数の電池モジュールを含んでもよく、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することができる。図４に示すように、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、ケース２１１及びカバープレート２１２を含む。図４に示される座標系は図３のものと同じである。ケース２１１及びカバープレート２１２はハウジング又は電池ボックス２１を形成する。ケース２１１の壁及びカバープレート２１２はいずれも電池セル２０の壁と呼ばれる。ケース２１１の形状は１つ又は複数の電極組立体２２を組み合わせた後の形状によって決定され、例えば、ケース２１１は中空の直方体又は立方体又は円筒体であってもよく、ケース２１１の１つの面は開口を有し、それによって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。例えば、ケース２１１が中空の直方体又は立方体であるときに、ケース２１１の１つの平面は開口面であり、即ち該平面は壁体を有さず、ケース２１１の内外を連通する。ケース２１１が中空の円筒体であるときに、ケース２１１の端面は開口面であり、即ち該端面は壁体を有さず、ケース２１１の内外を連通する。カバープレート２１２は開口を被覆してケース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内に電解質、例えば電解液が充填されている。
該電池セル２０は２つの電極端子２１４をさらに含んでもよく、２つの電極端子２１４はカバープレート２１２に設置されてもよい。カバープレート２１２は通常、平板形状であり、２つの電極端子２１４はカバープレート２１２の平板面に固定され、２つの電極端子２１４はそれぞれ第１電極端子２１４ａ及び第２電極端子２１４ｂである。第１電極端子２１４ａと第２電極端子２１４ｂの極性は反対である。例えば、第１電極端子２１４ａは正電極端子であるときに、第２電極端子２１４ｂは負電極端子である。各電極端子２１４のそれぞれに１つの接続部材２３が対応して設置され、又は集電部材２３と呼ばれてもよく、それはカバープレート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４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の極性は反対である。例えば、第１タブ２２１ａは正極タブであるときに、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は一方の接続部材２３を介して一方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は他方の接続部材２３を介して他方の電極端子に接続される。例えば、正電極端子は一方の接続部材２３を介して正極タブに接続され、負電極端子は他方の接続部材２３を介して負極タブに接続される。
該電池セル２０では、実際の使用ニーズに応じて、電極組立体２２は１つ又は複数設置されてもよく、図４に示すように、電池セル２０内に４つの独立した電極組立体２２が設置される。
図５に示すように、本願の別の実施例の放圧機構２１３を含む電池セル２０の構造模式図である。
図５のケース２１１、カバープレート２１２、電極組立体２２及び接続部材２３は図４のケース２１１、カバープレート２１２、電極組立体２２及び接続部材２３と一致し、簡潔のために、ここで繰り返して説明しない。
電池セル２０の１つの壁、例えば図５に示される第１壁２１ａに放圧機構２１３がさらに設置されてもよい。容易に示すために、図５では第１壁２１ａとケース２１１を分離するが、ケース２１１の底側に開口を有することを限定しない。放圧機構２１３は電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで内部圧力又は温度を解放することに用いられる。
該放圧機構２１３は第１壁２１ａの一部であってもよく、第１壁２１ａとはスプリット式構造であってもよく、例えば、溶接の方式で第１壁２１ａに固定される。放圧機構２１３が第１壁２１ａの一部であるときに、例えば、放圧機構２１３は第１壁２１ａにスコアを設置する方式で形成されてもよく、該スコアに対応する第１壁２１ａの厚さは放圧機構２１３のスコアを除く他の領域の厚さよりも小さい。スコアは放圧機構２１３の最も弱い位置である。電池セル２０に生じたガスが多すぎてケース２１１の内部圧力が高くなって閾値に達し又は電池セル２０の内部反応が熱量を発生させて電池セル２０の内部温度が高くなって閾値に達するときに、放圧機構２１３はスコアで破裂でき、ケース２１１の内外を連通し、ガス圧力及び温度は放圧機構２１３の破裂によって外へ解放され、さらに電池セル２０の爆発を回避する。
選択的に、本願の一実施例では、図５に示すように、放圧機構２１３が電池セル２０の第１壁２１ａに設置される場合、電池セル２０の第３壁に電極端子２１４が設置され、第３壁は第１壁２１ａとは異なる。
選択的に、第３壁と第１壁２１ａは対向して設置される。例えば、第１壁２１ａは電池セル２０の底壁であってもよく、第３壁は電池セル２０の頂壁、即ちカバープレート２１２であってもよい。
選択的に、図５に示すように、該電池セル２０はスペーサー２４をさらに含んでもよく、該スペーサー２４は電極組立体２２とケース２１１の底壁との間に位置し、電極組立体２２に対して支持役割を果たすことができ、さらに、電極組立体２２とケース２１１の底壁四周のフィレットとの干渉を効果的に防止することができる。また、該スペーサー２４に１つ又は複数の貫通穴が設置されてもよく、例えば、均一に配列される複数の貫通穴が設置されてもよく、又は、放圧機構２１３がケース２１１の底壁に設置されるときに、該放圧機構２１３に対応する位置に貫通穴が設置されてもよく、それによって導液及び導気を容易にし、具体的に、このようにスペーサー２４の上下面の空間を連通でき、電池セル２０の内部に生じたガス及び電解液はスペーサー２４を自在に貫通できる。
放圧機構２１３と電極端子２１４を電池セル２０の異なる壁に設置することで、放圧機構２１３が作動するときに、電池セル２０の排出物はさらに電極端子２１４から離れ、それにより排出物による電極端子２１４及びバスバーへの影響を減少させ、従って、電池の安全性を高めることができる。
さらに、電極端子２１４を電池セル２０のカバープレート２１２に設置するときに、放圧機構２１３を電池セル２０の底壁に設置することで、放圧機構２１３が作動するときに、電池セル２０の排出物は電池１０の底部に排出される。電池１０の底部は、通常、ユーザから離れ、それによりユーザの被害を減らすことができる。
放圧機構２１３は様々な可能な放圧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、放圧機構２１３は感温放圧機構であってもよく、感温放圧機構は放圧機構２１３が設けられた電池セル２０の内部温度が閾値に達するときに熔融できるように構成され、及び／又は、放圧機構２１３は感圧放圧機構であってもよく、感圧放圧機構は放圧機構２１３が設けられた電池セル２０の内部気圧が閾値に達するときに破裂できるように構成される。
図６～図１４は本願の実施例に開示される電池の筐体１１の模式図である。図７は図６に示される筐体１１のＡ部分の拡大模式図である。
例えば、図６～図１４に示すように、筐体１１は電気キャビティ１１ａ、収集キャビティ１１ｂ及び第１熱管理部材１２ａを含む。電気キャビティ１１ａは電池セル２０を収容することに用いられ、電池セル２０の第１壁２１ａに放圧機構２１３が設置され、放圧機構２１３は電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで該内部圧力を解放することに用いられる。収集キャビティ１１ｂは、放圧機構２１３が作動するときに電池セル２０からの排出物を収集することに用いられる。第１熱管理部材１２ａは流体を収容することで電池セル２０に対して温度調節を行うことに用いられ、第１熱管理部材１２ａは電池セル２０の第２壁２１ｂに装着され、第２壁２１ｂは第１壁２１ａとは異なる。
本願の実施例は電気キャビティ１１ａ内に収容される電池セル２０の個数を限定しない。なお、図６、図１０及び図１３は電池セル２０の個数が２つであることを例に説明し、図８、図９、図１１、及び図１２は電池セル２０の個数が１つであることを例に説明するが、本願を制限するべきではない。
電気キャビティ１１ａはシール又は非シールのものであってもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
電気キャビティ１１ａは電池セル２０の取付空間を提供する。いくつかの実施例では、電気キャビティ１１ａには電池セル２０を固定するための構造がさらに設置されてもよい。電気キャビティ１１ａの形状は収容される電池セル２０によって決定できる。
いくつかの実施例では、電気キャビティ１１ａは角形であってもよく、６つの壁を有する。電気キャビティ１１ａ内の電池セル２０が電気的接続によって高い電圧出力を形成するため、電気キャビティは「高圧キャビティ」と呼ばれてもよい。
収集キャビティ１１ｂは排出物を収集することに用いられ、シール又は非シールのものであってもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
いくつかの実施例では、収集キャビティ１１ｂ内に空気、又は他のガスが含まれてもよい。収集キャビティ１１ｂ内には電圧出力に接続される電気的接続がなく、「高圧キャビティ」に対応して、収集キャビティ１１ｂは「低圧キャビティ」と呼ばれてもよい。
選択的に、又は付加的に、収集キャビティ１１ｂ内には、冷却媒体等の液体が含まれてもよく、又は、該液体を収容する部材が設置されてもよく、それによって、収集キャビティ１１ｂに入った排出物をさらに降温させる。さらに選択的に、収集キャビティ１１ｂ内のガス又は液体は循環するものである。
本願の実施例は第２壁２１ｂの個数を限定しない。
例示的に、電池セル２０が直方体形状である場合、例えば、図６、図１０及び図１３に示すように、第２壁２１ｂは筐体１１の内壁と隣接する壁を含む。また例えば、第２壁２１ｂは筐体１１の内壁と隣接する壁、及び２つの電池セル２０の間の隣接する壁を含む。また例えば、第２壁２１ｂは電池セル２０の第１壁２１ａ以外の壁を含む。
選択的に、いくつかの実施例では、第１熱管理部材１２ａと電池セル２０との接触面積を増加することで、第１熱管理部材１２ａによる電池セル２０に対する温度調節効果をより著しくするために、該第２壁２１ｂは電池セル２０の第１壁２１ａ以外の壁のうち面積が最大である壁であってもよく、又は、該第１壁２１ａは電池セル２０のすべての壁のうち面積が最小である壁であってもよく、即ち、第２壁２１ｂは電池セル２０の面積が最小である壁ではないことに相当する。
電池セル２０を降温させる場合、該第１熱管理部材１２ａは冷却媒体を収容することで電池セル２０に対して温度調節を行うようにしてもよく、このとき、第１熱管理部材１２ａは冷却部材、冷却システム又は冷却板等と呼ばれてもよい。
また、選択的に、第１熱管理部材１２ａは加熱することに用いられてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
選択的に、第１熱管理部材１２ａに収容される流体は循環するものであってもよく、それによって、よりよい温度調節効果を達成する。
本願の実施例は第１熱管理部材１２ａと電池セル２０との接続方式を限定しない。例えば、粘着剤によって第１熱管理部材１２ａと電池セル２０を固定して接続してもよい。
本願の実施例では、第１熱管理部材１２ａを電池セル２０の放圧機構２１３が設置されていない第２壁２１ｂに装着し、このように、第１熱管理部材１２ａと電池セル２０との接触面積が大きいため、電池セル２０が正常に動作する場合、電池セル２０に対する温度調節効果は著しい。
また、第１熱管理部材１２ａが装着された第２壁２１ｂは電池セル２０の放圧機構２１３が設置された第１壁２１ａではないため、このように、電池セル２０に熱暴走が発生するときに、放圧機構２１３を通して排出される電池セルの排出物は該第１熱管理部材１２ａから離れる方向に排出され、従って、排出物は該第１熱管理部材１２ａを破らず、電池の安全性を高める。
選択的に、いくつかの実施例では、電池セル２０の第３壁２１ｃに電極端子２１４が設置される。第３壁２１ｃは第１壁２１ａとは異なり、且つ第３壁２１ｃは第２壁２１ｂとは異なる。つまり、放圧機構２１３が位置する壁、電極端子２１４が位置する壁及び第１熱管理部材１２ａが装着される壁は電池セル２０の３つの異なる壁である。このように、放圧機構２１３が作動するときに、放圧機構２１３を通して排出される電池セル２０の排出物は該第１熱管理部材１２ａ及び電極端子２１４から離れる方向に排出され、従って、排出物は該第１熱管理部材１２ａを破らない。同時に、排出物による電極端子２１４への影響を減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
本願の実施例は第３壁２１ｃの個数を限定しない。
本願の実施例は第３壁２１ｃに設置される電極端子２１４の個数を限定しない。
第３壁２１ｃの個数が１つである場合、第３壁２１ｃに２つの電極端子２１４が設置されてもよく、且つこの２つの電極端子２１４の極性は反対である。
例えば、図８～図１０に示すように、第３壁２１ｃに第１電極端子２１４ａ及び第２電極端子２１４ｂが設置され、且つ第１電極端子２１４ａと第２電極端子２１４ｂの極性は反対である。例えば、第１電極端子２１４ａは正電極端子であるときに、第２電極端子２１４ｂは負電極端子である。
第３壁２１ｃの個数が２つである場合、各第３壁２１ｃに１つの電極端子２１４が設置され、且つこの２つの第３壁２１ｃに設置された電極端子２１４の極性は反対である。
例えば、図１１及び図１２に示すように、左側の第３壁２１ｃに電極端子２１４が設置され、右側の第３壁２１ｃに電極端子２１４が設置され、且つ左側の第３壁２１ｃに設置された電極端子２１４と右側の第３壁２１ｃに設置された電極端子２１４の極性は反対である。
説明する必要がある点としては、第３壁２１ｃの個数が２つである場合、本願の実施例は２つの第３壁２１ｃの位置関係を限定しない。例えば、２つの第３壁２１ｃは隣接して設置されてもよく、又は、図１１及び図１２に示すように、２つの第３壁２１ｃは対向して設置されてもよい。
本願の実施例は第１壁２１ａ、第２壁２１ｂ及び第３壁２１ｃの位置関係を限定しない。
例示的に、いくつかの実施例では、図６、図８、図１０及び図１４に示すように、第３壁２１ｃと第１壁２１ａは対向して設置され、第２壁２１ｂは第３壁２１ｃと第１壁２１ａを接続し、即ち、第２壁２１ｂは第１壁２１ａ及び第３壁２１ｃの両方と隣接して設置される。このように、放圧機構２１３が作動するときに、放圧機構２１３を通して排出される電池セル２０の排出物は該電極端子２１４から離れる方向に排出され、従って、排出物による電極端子２１４への影響をさらに減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
さらに、選択的に、いくつかの実施例では、図８に示すように、電池セル２０は対向して設置された２つの第２壁２１ｂを含み、２つの第２壁２１ｂはそれぞれ第３壁２１ｃ及び第１壁２１ａの両端に接続される。
例示的に、別のいくつかの実施例では、図９、図１１及び図１２に示すように、第２壁２１ｂと第１壁２１ａは対向して設置され、第３壁２１ｃは第２壁２１ｂと第１壁２１ａを接続する。
さらに、選択的に、いくつかの実施例では、図９に示すように、電池セル２０は２つの第２壁２１ｂを含み、一方の第２壁２１ｂは第３壁２１ｃと対向して設置され、他方の第２壁２１ｂは第１壁２１ａと対向して設置される。
選択的に、いくつかの実施例では、熱管理部材を加工しやすくするために、該２つの第２壁２１ｂに設置される２つの第１熱管理部材１２ａは一体成形されてもよい。当然ながら、該２つの第１熱管理部材１２ａは別体成形されてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
選択的に、該２つの第１熱管理部材１２ａは一体成形される場合、該２つの第１熱管理部材１２ａに収容される流体は相互に連通できる。
選択的に、いくつかの実施例では、図６～図１４に示すように、第３壁２１ｃの第１領域２１ｃ－１に電極端子２１４が設置される。さらに、図１０及び図１２に示すように、筐体１１は第２熱管理部材１２ｂをさらに含む。第２熱管理部材１２ｂは流体を収容することで電池セル２０に対して温度調節を行うことに用いられ、第２熱管理部材１２ｂは第３壁２１ｃの第２領域２１ｃ－２に装着され、第２領域２１ｃ－２は第１領域２１ｃ－１とは異なる。つまり、第３壁２１ｃの電極端子２１４が設置されていない領域に第２熱管理部材１２ｂが設置される。このように、熱管理部材と電池セル２０との接触面積をさらに増加し、電池セルが正常に動作する場合、電池セル２０に対する温度調節効果はより著しい。また、第２熱管理部材１２ｂが装着された第３壁２１ｃは電池セル２０の放圧機構２１３が設置された第１壁２１ａではないため、このように、電池セル２０に熱暴走が発生するときに、放圧機構２１３を通して排出される電池セル２０の排出物は該第２熱管理部材１２ｂ及び電極端子２１４から離れる方向に排出され、従って、排出物は該第２熱管理部材１２ｂを破らず、同時に、排出物による電極端子２１４への影響を減少させることができ、高圧による点火リスクを回避し、その危険性を低下させ、それにより電池の安全性を高めることができる。
選択的に、第３壁２１ｃと第２壁２１ｂが隣接する場合、熱管理部材を加工しやすくするために、第２熱管理部材１２ｂと第１熱管理部材１２ａは一体成形されてもよい。当然ながら、第２熱管理部材１２ｂと第１熱管理部材１２ａは別体成形されてもよく、本願の実施例はこれを限定しない。
選択的に、第２熱管理部材１２ｂと第１熱管理部材１２ａが一体成形される場合、第２熱管理部材１２ｂに収容される流体と第１熱管理部材１２ａに収容される流体は相互に連通できる。
説明する必要がある点としては、電極端子２１４と第１領域２１ｃ－１の数は同じである。図６～図１０に示すように、第３壁２１ｃに第１電極端子２１４ａ及び第２電極端子２１４ｂが設置され、第１電極端子２１４ａは１つの第１領域２１ｃ－１に対応し、第２電極端子２１４ｂは１つの第１領域２１ｃ－１に対応する。
本願の実施例は第２領域２１ｃ－２の個数を限定しない。
選択的に、いくつかの実施例では、図１０に示すように、第２熱管理部材１２ｂを電池セル２０に装着しやすくするために、第２領域２１ｃ－２には電池セル２０の内部から離れる方向に突出する突出部２１ｃ－３が設置され、第２熱管理部材１２ｂは突出部２１ｃ－３に装着される。
選択的に、いくつかの実施例では、第２壁２１ｂに電極端子２１４が設置される。
本願の実施例は第２壁２１ｂに設置される電極端子２１４の個数を限定しない。
一例では、第２壁２１ｂに１つの電極端子２１４が設置されてもよい。このとき、別の電極端子２１４は電池セル２０の第２壁２１ｂ以外の壁に設置されてもよく、又は、別の電極端子２１４は電池セル２０の第２壁２１ｂ及び第１壁２１ａ以外の壁に設置されてもよい。
別の例では、第２壁２１ｂに２つの電極端子２１４が設置されてもよい。
選択的に、いくつかの実施例では、第２壁２１ｂの第３領域に電極端子２１４が設置されてもよい。さらに、筐体１１は上記の第２熱管理部材１２ｂをさらに含む。第２熱管理部材１２ｂは流体を収容することで電池セル２０に対して温度調節を行うことに用いられ、第２熱管理部材１２ｂは第２壁２１ｂの第４領域に装着され、第３領域と第４領域は異なる。つまり、第２壁２１ｂの電極端子２１４が設置されていない領域に第２熱管理部材１２ｂが設置される。
説明する必要がある点としては、電極端子２１４と第３領域の数は同じである。
さらに、選択的に、いくつかの実施例では、第４領域には電池セル２０の内部から離れる方向に突出する突出部が設置され、第２熱管理部材１２ｂは突出部に装着される。
本願の実施例は第４領域の個数を限定しない。
選択的に、いくつかの実施例では、例えば、図６～図１３に示すように、筐体１１は隔離部材１３をさらに含み、隔離部材１３は第１壁２１ａに装着される。
いくつかの実施例では、例えば、図６～図１２に示すように、隔離部材１３は筐体１１の底壁として機能でき、即ち、隔離部材１３は電気キャビティ１１ａと収集キャビティ１１ｂを隔離することに用いられる。このように、放圧機構２１３が作動するときに、電池セル２０の排出物が収集キャビティ１１ｂに入り、電気キャビティに入らず、又は少量で電気キャビティ１１ａに入り、それにより電気キャビティ１１ａ内の電気的接続に影響を与えず、従って、電池の安全性を高めることができる。
別のいくつかの実施例では、例えば、図１３に示すように、隔離部材１３と筐体１１の底壁１１２１は独立して設置され、即ち、隔離部材１３の一方の面は第１壁２１ａに装着され、他方の面は筐体１１の底壁１１２１に装着される。即ち、隔離部材１３を設置することによって、電池セル２０の第１壁２１ａと筐体１１の底壁１１２１との間に隙間を有させ、該隙間は放圧機構２１３の作動に十分な空間を提供することができる。
選択的に、いくつかの実施例では、隔離部材１３に弱い領域が設置され、該弱い領域は、放圧機構２１３が作動するときに破壊されて、排出物が弱い領域を通過して収集キャビティ１１ｂに入ることに用いられる。このように、放圧機構２１３が作動するときに、排出物は直接弱い領域を突撃して弱い領域を開き、収集キャビティ１１ｂに入ることができる。
選択的に、いくつかの実施例では、弱い領域と放圧機構２１３は対向して設置される。このように、放圧機構２１３が作動するときに、排出物は直接弱い領域を突撃して弱い領域を開くことができる。
ここで、所謂「隔離」とは分離を指し、シールされなくてもよい。例えば、別のいくつかの実施例では、図６～図１３に示すように、隔離部材１３に貫通穴１３１が設置されてもよい。貫通穴１３１は放圧機構２１３が作動するときに排出物が貫通穴１３１を通過して収集キャビティ１１ｂに入ることに用いられる。このとき、電気キャビティ１１ａと収集キャビティ１１ｂは該貫通穴１３１を介して連通する。隔離部材１３の作用は同様に電気キャビティ１１ａと収集キャビティ１１ｂを隔離することに用いられる。
選択的に、いくつかの実施例では、貫通穴１３１と放圧機構２１３は対向して設置される。このように、放圧機構２１３が作動するときに、排出物は直接貫通穴１３１を通過して収集キャビティ１１ｂに入ることができる。
選択的に、いくつかの実施例では、図６～図１３に示すように、筐体１１は防護部材１４をさらに含む。該防護部材１４は隔離部材１３を防護することに用いられ、防護部材１４と隔離部材１３は収集キャビティ１１ｂを形成する。防護部材１４と隔離部材１３により形成された収集キャビティ１１ｂは、排出物を効果的に収集及び緩衝し、その危険性を低減させることができる。
本願の実施例は隔離部材１３と電池セル２０との接続方式を限定しない。例えば、粘着剤によって隔離部材１３と電池セル２０を固定して接続してもよい。
図１４は本願の一実施例に提供される電池の構造模式図である。
図１４に示すように、電池１０は複数の電池セル２０及び上記の筐体１１を含む。複数の電池セル２０は筐体１１に収容される。電池セル２０は図６～図１３に記載の電池セル２０であってもよい。
筐体１１及び電池セル２０についての関連説明は、上記の説明を参照すればよく、ここで繰り返して説明しない。
選択的に、いくつかの実施例では、電池１０はバスバー１５をさらに含む。バスバー１５は複数の電池セル２０の電気的接続を実現することに用いられる。
選択的に、第１熱管理部材１２ａ及び／又は第２熱管理部材１２ｂはさらにバスバー１５の温度を調節することに用いることができる（主に冷却である）。
本願の実施例は電力消費装置をさらに提供し、該電力消費装置は上記各実施例の電池１０を含んでもよい。選択的に、電力消費装置は車両１、船舶又は宇宙船であってもよい。
上記は本願の実施例に係る電池１０及び電力消費装置を説明し、以下、本願の実施例に係る電池の製造方法及び装置を説明し、詳細に説明していない部分は上記の各実施例を参照すればよい。
図１５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を示す。図１５に示すように、該方法３００は以下のＳ３１０～Ｓ３３０を含んでもよい。
Ｓ３１０：複数の電池セル２０を提供し、前記電池セル２０の第１壁２１ａに放圧機構２１３が設置され、前記放圧機構２１３は、前記電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられる。
Ｓ３２０：筐体１１を提供し、前記筐体１１は電気キャビティ１１ａ、収集キャビティ１１ｂ及び第１熱管理部材１２ａを含む。
Ｓ３３０：前記複数の電池セル２０を前記電気キャビティ１１ａ内に収容し、前記収集キャビティ１１ｂは前記放圧機構２１３が作動するときに前記電池セル２０からの排出物を収集することに用いられ、前記第１熱管理部材１２ａは流体を収容することで前記電池セル２０に対して温度調節を行うことに用いられ、前記第１熱管理部材１２ａは前記電池セル２０の第２壁２１ｂに装着され、前記第２壁２１ｂは前記第１壁２１ａとは異なる。
図１６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を示す。図１６に示すように、電池の製造装置４００は提供モジュール４１０及び取付モジュール４２０を含んでもよい。
提供モジュール４１０は、複数の電池セル２０を提供することであって、前記電池セル２０の第１壁２１ａに放圧機構２１３が設置され、前記放圧機構２１３は前記電池セル２０の内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられることと、電気キャビティ１１ａ、収集キャビティ１１ｂ及び第１熱管理部材１２ａを含む筐体１１を提供することと、に用いられる。
取付モジュール４２０は、前記複数の電池セル２０を前記電気キャビティ１１ａ内に収容することに用いられ、前記収集キャビティ１１ｂは前記放圧機構２１３が作動するときに前記電池セル２０からの排出物を収集することに用いられ、前記第１熱管理部材１２ａは流体を収容することで前記電池セル２０に対して温度調節を行うことに用いられ、前記第１熱管理部材１２ａは前記電池セル２０の第２壁２１ｂに装着され、前記第２壁２１ｂは前記第１壁２１ａとは異なる。
好適な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、それに対して様々な改良を行うことができ、等価なものでその中の部材を交換することができる。特に、構造上の矛盾がない限り、各実施例に記載の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属するすべての技術的解決手段を含む。
１０ 電池
１１ 筐体
１１ａ 電気キャビティ
１１ｂ 収集キャビティ
１２ａ 第１熱管理部材
２０ 電池セル
２１３ 放圧機構

Claims (15)

  1. 電池の筐体であって、
    電池セルを収容するための電気キャビティであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられる電気キャビティと、
    前記放圧機構が作動するときに前記電池セルからの排出物を収集するための収集キャビティと、
    流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記電池セルの前記第１壁とは異なる第２壁に装着される第１熱管理部材と、を含むことを特徴とする電池の筐体。
  2. 前記電池セルの第３壁に電極端子が設置され、前記第３壁は前記第１壁とは異なり、且つ前記第３壁は前記第２壁とは異なる請求項１に記載の筐体。
  3. 前記第３壁の第１領域に前記電極端子が設置され、
    前記筐体は、流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記第３壁の前記第１領域とは異なる第２領域に装着される第２熱管理部材をさらに含む請求項２に記載の筐体。
  4. 前記第２領域には前記電池セルの内部から離れる方向に突出する突出部が設置され、前記第２熱管理部材は前記突出部に装着される請求項３に記載の筐体。
  5. 前記第３壁と前記第１壁は対向して設置され、前記第２壁は前記第３壁と前記第１壁を接続し、又は
    前記第２壁と前記第１壁は対向して設置され、前記第３壁は前記第２壁と前記第１壁を接続する請求項２～４のいずれか一項に記載の筐体。
  6. 前記第２壁に電極端子が設置される請求項１に記載の筐体。
  7. 前記筐体は、前記電気キャビティと前記収集キャビティを隔離することに用いられ、前記第１壁に装着される隔離部材を含む請求項１～６のいずれか一項に記載の筐体。
  8. 前記隔離部材に弱い領域が設置され、前記弱い領域は、前記放圧機構が作動するときに破壊されて、前記排出物が前記弱い領域を通過して前記収集キャビティに入ることに用いられる請求項７に記載の筐体。
  9. 前記弱い領域と前記放圧機構は対向して設置される請求項８に記載の筐体。
  10. 前記隔離部材に貫通穴が設置され、前記貫通穴は、前記放圧機構が作動するときに前記排出物が前記貫通穴を通過して前記収集キャビティに入ることに用いられる請求項７に記載の筐体。
  11. 前記貫通穴は前記放圧機構と対向して設置される請求項１０に記載の筐体。
  12. 電池であって、
    複数の電池セルであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられる複数の電池セルと、
    請求項１～１１のいずれか一項に記載の筐体であって、前記複数の電池セルが前記筐体に収容される筐体と、を含むことを特徴とする電池。
  13. 電力消費装置であって、請求項１２に記載の電池を含み、前記電池は前記電力消費装置に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力消費装置。
  14. 電池の製造方法であって、
    複数の電池セルを提供するステップであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられるステップと、
    電気キャビティ、収集キャビティ及び第１熱管理部材を含む筐体を提供するステップと、
    前記複数の電池セルを前記電気キャビティ内に収容するステップと、を含み、前記収集キャビティは前記放圧機構が作動するときに前記電池セルからの排出物を収集することに用いられ、前記第１熱管理部材は流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記第１熱管理部材は前記電池セルの第２壁に装着され、前記第２壁は前記第１壁とは異なることを特徴とする電池の製造方法。
  15. 電池の製造装置であって、
    複数の電池セルを提供することであって、前記電池セルの第１壁に放圧機構が設置され、前記放圧機構は前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに作動することで前記内部圧力を解放することに用いられることと、
    電気キャビティ、収集キャビティ及び第１熱管理部材を含む筐体を提供することと、に用いられる提供モジュールと、
    前記複数の電池セルを前記電気キャビティ内に収容することに用いられる取付モジュールと、を含み、前記収集キャビティは前記放圧機構が作動するときに前記電池セルからの排出物を収集することに用いられ、前記第１熱管理部材は流体を収容することで前記電池セルに対して温度調節を行うことに用いられ、前記第１熱管理部材は前記電池セルの第２壁に装着され、前記第２壁は前記第１壁とは異なることを特徴とする電池の製造装置。
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