JP2025533580A - 電池及び電気装置 - Google Patents

Abstract

本願は、電池及び電気装置に関する。ケースと、電池アセンブリと、保護アセンブリとを備える電池であって、電池アセンブリは、ケース内に設置され、複数の電池セルを含み、隣接する２つの電池セルの間に隙間を有し、隙間は、電池セルの高さ方向に延在し、高さ方向に沿って互いに対向する２つの開口を含み、保護アセンブリは、隣接する２つの電池セルと接続し、且つ隙間の少なくとも１つの開口をカバーする。本願の保護アセンブリは、外部異物に対して一定の遮断効果を有することができ、異物によって電池セルへの不均一な応力を緩和し、電池セルにおけるリチウムの析出の可能性を低減し、更に、電池セルのサイクル性能を向上させ、電池の使用寿命を延ばすことができる。
【選択図】図５

Description

関連出願の相互参照

本願は、２０２３年２月１４日に提出された、名称が「電池及び電気装置」の中国特許出願２０２３２０２０３１３０．Ｘの優先権を主張し、当該出願の全ての内容は参照として本願に組み込まれる。

本願は、電池技術分野に関し、特に電池及び電気装置に関する。

電池セルは、携帯電話、ノートパソコン、電動スクーター、電気自動車、電気飛行機、電気ボート、電動玩具の自動車、電動玩具のボート、電動玩具の飛行機、電動工具などの電子設備に広く使用されている。電池セルとしては、ニッケルカドミウム電池セル、ニッケル水素電池セル、リチウムイオン電池セル、アルカリ亜鉛マンガン二次電池セルなどを挙げることができる。

電池技術の発展において、電池セルのサイクル性能は電池の使用寿命に直接影響する。従って、電池セルのサイクル性能をいかに向上させ、電池の使用寿命を延ばすかは、現在緊急に解決すべき技術的課題の１つである。

本願は、電池セルのサイクル性能を向上させるように、電池の長寿命化を図った電池及び電気装置を提供する。

第１の態様では、本願は、ケースと、電池アセンブリと、保護アセンブリとを備える電池を提案し、電池アセンブリは、ケース内に設置され、複数の電池セルを含み、隣接する２つの電池セルの間に隙間を有し、隙間は、電池セルの高さ方向に延在し、高さ方向に沿って互いに対向する２つの開口を含み、保護アセンブリは、隣接する２つの電池セルと接続し、且つ隙間の少なくとも１つの開口をカバーする。

これにより、本願の実施形態に係る電池は、保護アセンブリを含み、保護アセンブリは、隣接する２つの電池セルと接続し、且つ隙間の少なくとも１つの開口をカバーすることによって、保護アセンブリは、外部異物に対して一定の遮断効果を有することができ、異物によって電池セルへの不均一な応力を緩和し、電池セルにおけるリチウムの析出の可能性を低減し、更に、電池セルのサイクル性能を向上させ、電池の使用寿命を延ばすことができる。

幾つかの実施形態において、ケースは、収容キャビティを有する第１のケース部と、第１のケース部をカバーした第２のケース部とを備え、第１のケース部及び第２のケース部は、高さ方向に連続的に設置され、電池アセンブリは、収容キャビティ内に設置され、そのうち、保護アセンブリは、第２のケース部から乖離した隙間の開口をカバーする。

これにより、本願の実施形態に係る電池アセンブリと第１のケース部とを構造用接着剤によって接着する際に、保護アセンブリが構造用接着剤に対して遮断の役割を果たすことができ、構造用接着剤が隙間にはみ出す可能性を低減し、異物によって電池セルへの不均一な応力を緩和することができる。更に、第１のケース部が電池アセンブリに倒立状に接続される場合、第１のケース部内の溶接スラグなどの異物が隙間に落下する危険性を効果的に低減することができる。

幾つかの実施態様において、保護アセンブリは２つの開口をカバーする。

これにより、本願の実施形態に係る保護アセンブリは、より強い保護効果を有し、異物に対する遮断効果を強化し、異物によって電池セルへの不均一な応力を緩和し、電池セルにおけるリチウムの析出の可能性を低減することができる。

幾つかの実施形態において、電池アセンブリは、第１の方向に沿って連続的に設置された複数の電池モジュールを含み、各電池モジュールは何れも第２の方向に沿って連続的に設置された複数の電池セルを含み、隙間は、第１の隙間を含み、第１の隙間は、２つの隣接する電池モジュールの間に位置し、高さ方向に沿って互いに対向する２つの第１の開口を含み、そのうち、第２の方向、第１の方向、及び高さ方向は互いに垂直であり、保護アセンブリは、第１の保護部を含み、第１の保護部は、隣接する２つの電池モジュールを接続し、且つ第１の隙間の少なくとも１つの第１の開口をカバーする。

これにより、本願の実施形態に係る第１の保護部は、第１の隙間に進入する異物に対して遮断の役割を果たし、異物が電池モジュールに与える影響を低減し、異物によって電池セルへの不均一な応力を緩和することができる。

幾つかの実施態様において、隙間は、第２の隙間を更に含み、第２の隙間は、電池モジュールの隣接する２つの電池セルの間に位置し、高さ方向に沿って互いに対向する２つの第２の開口を含み、保護アセンブリは、第２の保護部を更に含み、第２の保護部は、電池モジュールの隣接する２つの電池セルと接続し、且つ第２の隙間の少なくとも１つの第２の開口をカバーする。

これにより、本願の実施形態に係る第２の保護部は、第２の隙間に進入する異物に対して遮断の役割を果たし、異物が電池モジュールに与える影響を更に低減し、異物によって電池セルへの不均一な応力をより更に緩和することができる。

幾つかの実施態様において、第２の保護部は、第１の方向に沿って延在し、複数の電池モジュールの第２の隙間をカバーする。

これにより、本願の実施形態に係る第２の保護部は、より大きな構造寸法を有し、第２の保護部の設置及び操作の難易度を低減させ、異物に対する遮断効果を高めることができる。

幾つかの実施形態において、電池セルは、高さ方向の側に位置した底面を備え、第１の保護部は、電池セルの高さ方向の側に設置され、且つ底面の少なくとも一部に接続される。

これにより、本願の実施形態に係る第１の保護部は、第１の隙間と外部異物との分離作用を有するため、異物に対する遮断効果を強化することができ、異物によって電池セルへの不均一な応力を緩和することができ、電池セルにおけるリチウムの析出の可能性を低減することができる。

幾つかの実施形態において、第１の保護部の少なくとも一部は、第１の隙間内に位置する。

これにより、本願の実施形態に係る第１の保護部は、第１の隙間を埋めることができ、異物に対する遮断効果が強化され、異物によって電池セルへの不均一な応力を緩和され、また、保護アセンブリと電池セルとの間の接続の強度及び安定性が強化され、電池の構造安定性を向上させる。

幾つかの実施形態において、電池セルは、高さ方向の側に位置した底面を備え、高さ方向に沿って、第１の保護部の表面は底面と面一である。

これにより、本願の実施形態に係る第１の保護部は、異物に対する効果的な遮断効果を提供するだけでなく、隣接する電池モジュール間の表面平坦性の向上にも役立つ。

幾つかの実施形態において、電池セルは、高さ方向の側に位置した底面を備え、第１の保護部は、第１の部と第２の部とを備え、第１の部は、第１の隙間内に位置し、且つ隣接する２つの電池モジュールを接続し、第２の部は、電池セルの高さ方向の側に位置し、且つ底面の少なくとも一部に接続される。

これにより、本願の実施形態に係る第１の保護部は、多重保護構造を有することに相当し、第１の保護部の保護効果を更に高め、異物に対する遮断効果を強化し、異物によって電池セルへの不均一な応力を緩和することができる。

幾つかの実施形態において、電池セルは、第１の方向に沿って互いに対向する２つの第１の面と、第２の方向に沿って互いに対向する２つの第２の面とを含み、第２の面は、２つの第１の面の間に位置し、第２の面の面積は、第１の面の面積よりも小さく、隣接する２つの電池モジュールの第１の面は、互いに対向して設置される。

これにより、本願の実施形態に係る第１の保護部は、異物が電池セルの第１の面に侵入するのを阻止することができ、異物が第１の面に対する影響を最小限に抑え、異物によって電池セルへの不均一な応力を緩和することができる。

第２の態様では、本願は、本願の第１の態様の何れかの実施形態のような電気エネルギーを供給するために使用される電池を含む電気装置を提案する。

以下、図面を参照して本願の例示的な実施例の特徴、利点及び技術効果を説明する。
本願の幾つかの実施例により提供される車両の構造概略図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池の分解概略図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池モジュールの構造概略図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの分解概略図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池の部分構造概略図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池の断面概略図である。 図６のＡ箇所の一部拡大図である。 本願の他の幾つかの実施例により提供される電池の断面概略図である。 図８のＢ箇所の一部拡大図である。 本願の他の幾つかの実施例により提供される電池の断面概略図である。 図１０のＣ箇所の一部拡大図である。 本願の幾つかの実施例により提供される電池の別の断面概略図である。 図１２のＤ箇所の一部拡大図である。 図面は、必ずしも実際のスケールに従って描かれるとは限らない。

１、電池セル；１１、第１の面；１２、第２の面；１３、底面；１０、電極アセンブリ；２０、外装ケースアセンブリ；２１、ケーシング；２１０、収容部；２２、エンドキャップアセンブリ；２２１、エンドキャップ；２２２、電極端子；２、電池モジュール；３、電池；３ａ、ケース；３１、第１のケース部；３２、第２のケース部；３３、ケース空間；３ｂ、電池アセンブリ；３４、電池モジュール；３４１、第１の隙間；３４１ａ、第１の開口；３４２、第２の隙間；３４２ａ、第２の開口；３５、保護アセンブリ；３５１、第１の保護部；３５１ａ、第１の部；３５１ｂ、第２の部；３５２、第２の保護部；４、車両；４１、コントローラ；４２、モータ；Ｘ、第１の方向；Ｙ、第２の方向；Ｚ、高さ方向。

本願の実施例の目的、技術案及び利点をより明らかにするために、以下、本願の実施例における図面と合わせながら、本願の実施例における技術案を明確に説明するが、明らかに、説明される実施例は、本願の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。当業者が本願における実施例に基づいて創造的な労働を行うことなく得られた他の実施例の全ても、本願の請求範囲に属する。

特に定義しない限り、本願で使用される全ての技術及び科学用語は、本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ものと同じ意味を有し、本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ためのものに過ぎず、本願を限定することを意図したものではなく、本願の明細書、特許請求の範囲及び上記図面の説明における「含む」及び「有する」という用語、並びにそれらの任意の変形は、非排他的な包含を被覆することを意図している。本願の明細書及び特許請求の範囲又は上記図面の説明における「第１の」、「第２の」などの用語は、異なる対象を区別するために使用され、特定の順序又は優先順位を説明するために使用されるわけではない。

本願において、「実施例」に言及する場合は、実施例と合わせて説明される特定の特徴、構造又は特性が本願の少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。明細書の各位置における当該語句の出現は、必ずしも何れも同じ実施例を指すわけではなく、他の実施例と互に排他的な独立又は代替の実施例でもない。

本願の説明において、説明すべきことは、特に明確な規定や限定がない限り、「取付」、「連結」、「接続」、「付ける」という用語は、例えば、固定接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、又は一体的な接続であってもよく、直接接続であってもよく、中間媒体による間接接続であってもよく、２つのエレメントの内部の連通であってもよいと広義に理解されるべきである。当業者にとって、具体的な状況に応じて、上記用語の本願における具体的な意味を理解してもよい。

本願における「及び／又は」という用語は、単に関連対象を説明する関連関係に過ぎず、３種類の関係が存在可能であることを表し、例えば、Ａ及び／又はＢは、Ａのみが存在することと、ＡとＢが同時に存在することと、Ｂのみが存在することとの３種類の場合を表すことができる。また、本願における符号「／」は、一般的に前後の関連対象が「又は」の関係にあることを表す。

本願の実施例において、同じ図面記号は同じ部材を表し、且つ簡潔にするために、異なる実施例において、同じ部材に対する詳細な説明を省略する。理解すべきことは、図面に示される本願の実施例における様々な部材の厚さ、長さと幅などの寸法、及び集積装置の全体の厚さ、長さと幅などの寸法は、単に例示的な説明であり、本願に対する如何なる制限を構成するものでもない。

本願で現れる「複数」とは、２つ以上（２つを含む）を指す。

本願において、電池セルに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むことができ、本願の実施例はこれらについて限定をしない。本願で言及される電池セルは、角形電池セルであり、その形状は、扁平体、直方体、その他の形状などであってもよく、本願の実施例はこれに限定されるものではない。

本願の実施例で言及される電池は、より高い電圧及び容量を提供するために１つ又は複数の電池セルを含む単一の物理的モジュールを指す。例えば、本願で言及される電池は、電池モジュール又は電池パックを含んでもよい。電池は一般に、１つ又は複数の電池セルを封入するためのケースを含む。ケースは、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の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質とを含み、電極アセンブリは正極片、負極片及びセパレータを含む。電池セルは、主に正極片と負極片の間の金属イオンの移動に依存して機能する。正極片は、正極集電体と正極活物質層とを含み、正極活物質層は正極集電体の表面に塗布され、正極集電体は、正極集電部と、正極集電部から突き出る正極凸部とを含み、正極集電部は正極活物質層で塗布され、正極凸部の少なくとも一部は正極活物質層で塗布されず、正極凸部は正極タブとして機能する。リチウムイオン電池を例に挙げると、正極集電体の材料はアルミニウムであってもよく、正極活物質層は正極活物質を含み、正極活物質はコバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、三元リチウム又はマンガン酸リチウムなどであってもよい。負極片は、負極集電体と負極活物質層とを含み、負極活物質層は負極集電体の表面に塗布され、負極集電体は、負極集電部と、負極集電部から突き出る負極凸部とを含み、負極集電部は負極活物質層で塗布され、負極凸部の少なくとも一部は負極活物質層で塗布されず、負極凸部は負極タブとして機能する。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質層は負極活物質を含み、負極活物質は炭素又はシリコンなどであってもよい。溶断せずに大電流を流すことを保証するために、正極タブは複数で積層され、負極タブは複数で積層されている。セパレータの材質は、ポリプロピレン（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ，ＰＰ）やポリエチレン（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ，ＰＥ）などであってもよい。更に、電極アセンブリは、コイル構造であってもよく、積層構造であってもよく、本願の実施例はこれに限定されない。

電池セルは、外装ケースアセンブリを更に含んでもよく、外装ケースアセンブリは、ケーシングを含み、ケーシングは、内部に収容キャビティを有し、当該収容キャビティは、電極アセンブリ及び電解質のためにケーシングによって提供される密閉空間である。

関連技術において、複数の電池セルをケースに組み立てる場合、通常、機能部品が隣接する電池セルの間に設置され、クッションパッド、断熱パッド、又は冷却プレートなどの一般的な機能部品は、設計要因又は工程誤差などにより、その表面と電池セルの表面とが効果的に密着せず、両者の間に隙間又は段差が生じ、異物が隠れる空間が残されていることがよくある。例えば、電池セルとケースを構造用接着剤で固定した場合、まだ完全に硬化されていない構造用接着剤が電池セルの隙間に入り込みやすく、構造用接着剤の固化が電池セルの表面に残されると、電池セルの表面に不均一な応力が発生しやすくなり、応力集中現象が誘発されるため、電池セルにおける局所的なリチウムの析出が発生しやすくなり、電池セルのサイクル性能が低下し、電池の使用寿命が短くなる。

上記問題点に鑑みて、本願の実施例では、ケースと、電池アセンブリと、保護アセンブリとを備える電池を提案し、電池アセンブリは、ケース内に設置され、複数の電池セルを含み、隣接する２つの電池セルの間に隙間を有し、隙間は、電池セルの高さ方向に延在し、高さ方向に沿って互いに対向する２つの開口を含み、保護アセンブリは、隣接する２つの電池セルと接続し、且つ隙間の少なくとも１つの開口をカバーする。これにより、保護アセンブリは、外部異物に対して一定の遮断効果を有することができ、異物によって電池セルへの不均一な応力を緩和し、電池セルにおける局所的なリチウムの析出の可能性を低減し、更に、電池セルのサイクル性能を向上させ、電池の使用寿命を延ばすことができる。

本願の実施例に記載の技術案は、電池セルを含む電池と、電池を用いた電気装置とに適用である。

電気装置には、車両、携帯電話、携帯装置、ノートパソコン、船舶、宇宙航空機、電動玩具、電動工具などであってもよい。車両は、燃料自動車、天然ガス自動車、又は新エネルギー自動車であってよく、新エネルギー自動車は、純電気自動車、ハイブリッド車、又はレンジエクステンダー車などであってよく、宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトル、宇宙船などであってよく、電動玩具は、ゲーム機、電気自動車玩具、電気ボート玩具及び電気飛行機玩具などの据え置き型又は可動型の電動玩具を含み、電動工具は、電動ドリル、電動グラインダー、電動スパナ、電動ドライバー、電動ハンマー、インパクトドリル、コンクリートバイブレーター、電動カンナなどの金属切断電動工具、研削電動工具、組立電動工具及び鉄道電動工具を含む。なお、本願の実施例は、上記のような電気装置に限定されない。

以下の実施例は、説明の便宜上、電気装置を車両とした場合を例に挙げて説明する。

図１は、本願の幾つかの実施例により提供される車両の構造概略図である。

図１に示すように、車両４の内部には、電池３が設置されており、電池３は、車両４の底部、頭部又は尾部に設置されてもよい。電池３は、車両４の電力供給に使用され、例えば、電池３は、車両４の動作電源として機能することができる。

車両４は、コントローラ４１とモータ４２とを更に含んでいてもよく、コントローラ４１は、モータ４２に電力を供給するために電池３を制御し、例えば、車両４の始動、ナビゲーション及び走行時の動作電力の需要を満たすために使用される。

本願の幾つかの実施例において、電池３は、車両４の動作電源として使用されるだけでなく、車両４の駆動電源として、燃料又は天然ガスを全面的又は部分的に代替して車両４に駆動力を供給することができる。

図２は、本願の幾つかの実施例により提供される電池の分解概略図であり、図３は、本願の幾つかの実施例により提供される電池モジュールの構造概略図である。

図２及び図３に示すように、電池３は、電池セル１を収容するためのケース３ａを含んでもよく、ケース３ａは、様々な構造を有することができる。幾つかの実施例において、ケース３ａは、第１のケース部３１及び第２のケース部３２を含んでもよく、第１のケース部３１と第２のケース部３２は互いにカバーし、第１のケース部３１及び第２のケース部３２は、電池セルを収容するためのケース空間３３を共同で画定する。第１のケース部３１は一端が開口した中空構造であり、第２のケース部３２は板状構造であり、第２のケース部３２が第１のケース部３１の開口側をカバーして、ケース空間３３を有するケース３ａを形成し、第１のケース部３１と第２のケース部３２は何れも一端が開口した中空構造であり、第２のケース部３２の開口側が第１のケース部３１の開口側をカバーして、ケース空間３３を有するケース３ａを形成する。勿論、第１のケース部３１及び第２のケース部３２は、円柱体、直方体など、種々の形状であってよい。

第１のケース部３１と第２のケース部３２とが接続される際の密封性を向上させるために、第１のケース部３１と第２のケース部３２との間に、例えば、シーラント、シールリングなどのシール部材を設置してもよい。

第２のケース部３２が第１のケース部３１の上部をカバーしていることを前提として、第２のケース部３２を上ケースカバーとも称し、第１のケース部３１を下部ケースとも称することもできる。

電池３において、電池セル１は複数設置されてもよく、複数の電池セル１が直列接続されてもよく、並列接続されてもよく、直並列接続されてもよい。直並列接続とは、複数の電池セル１が直列及び並列の両方で接続されることを意味する。複数の電池セル１同士は、直列、並列、又は直並列で直接接続して、複数の電池セル１からなる全体をケース３ａに収容することができる。また、複数の電池セル１を直列、並列、又は直並列接続して電池モジュール２を形成してもよく、電池モジュール２も１つ又は複数であってもよく、１つ又は複数の電池モジュール２がケース３ａ内に収容される。複数の電池モジュール２の場合、複数の電池モジュール２を直列、並列、又は直並列接続し、一体化してケース３ａ内に収容することができる。

例示的に、図２において、複数の電池セル１は全体としてケース３ａ内に収容される。

図４は、本願の幾つかの実施例により提供される電池セルの分解概略図である。

図４に示すように、本願の実施例によって提供される電池セル１は、電極アセンブリ１０と外装ケースアセンブリ２０とを備え、電極アセンブリ１０は外装ケースアセンブリ２０内に収容される。

幾つかの実施例において、外装ケースアセンブリ２０は、電解液などの電解質を収容するためにも使用することができる。外装ケースアセンブリ２０は様々な構造形態であってよい。

幾つかの実施例において、外装ケースアセンブリ２０はケーシング２１及びエンドキャップアセンブリ２２を含んでもよく、ケーシング２１は一側に開口を有する中空構造であり、エンドキャップアセンブリ２２はケーシング２１の開口をカバーし、密封接続を形成して、電極アセンブリ１０及び電解質を収容する収容部２１０を形成する。

ケーシング２１は、例えば、直方体構造や他の多角形構造など、様々な構造であってよい。ケーシング２１の形状は、電極アセンブリ１０の具体的な形状に基づいて決定することができる。例えば、電極アセンブリ１０が直方体構造である場合、直方体ケーシングが使用されてもよい。

幾つかの実施例において、エンドキャップアセンブリ２２はエンドキャップ２２１を含み、エンドキャップ２２１はケーシング２１の開口をカバーする。エンドキャップ２２１は、様々な構造であってよく、例えば、板状構造、一端に開口を有する中空構造などである。例示的に、図４において、ケーシング２１は直方体構造であり、エンドキャップ２２１は板状構造であり、エンドキャップ２２１はケーシング２１の上部の開口をカバーする。

エンドキャップ２２１は、絶縁材料（例えば、プラスチック）製であってもよいし、導電性材料（例えば、金属）製であってもよい。エンドキャップ２２１が金属材料で作られている場合、エンドキャップアセンブリ２２は絶縁部材を更に含むことができ、絶縁部材は、電極アセンブリ１０とエンドキャップ２２１を絶縁するために、エンドキャップ２２１の電極アセンブリ１０に面する側に位置する。

幾つかの実施例において、エンドキャップアセンブリ２２は電極端子２２２も含むことができ、電極端子２２２はエンドキャップ２２１に取り付けられる。電極端子２２２は２つであり、２つの電極端子２２２はそれぞれ正電極端子及び負電極端子として定義され、正電極端子及び負電極端子の両方は、何れも電極アセンブリ１０に電気的に接続され、電極アセンブリ１０によって生成された電気エネルギーを出力する。

他の実施例において、外装ケースアセンブリ２０は、他の構造であってもよく、例えば、ケーシング２１と２つのエンドキャップアセンブリ２２を含み、ケーシング２１は、両側に対向する開口を有する中空構造であり、エンドキャップアセンブリ２２の１つは、電極アセンブリ１０及び電解質を収容するための収容部２１０を形成するように、ケーシング２１の開口の１つをカバーしながら密封接続を形成する。この構造において、一方のエンドキャップアセンブリ２２には２つの電極端子２２２が設置され、他方のエンドキャップアセンブリ２２には電極端子２２２が設置されなくてもよいし、２つのエンドキャップアセンブリ２２にそれぞれが１つの電極端子２２２が設置されてもよい。

電池セル１では、外装ケースアセンブリ２０に収容される電極アセンブリ１０は１つであってもよいし、複数であってもよい。例示的に、図４では、電極アセンブリ１０は４つがある。

図５は本願の幾つかの実施例により提供される電池の部分構造概略図である。

図５に示すように、電池は、ケースと、電池アセンブリ３ｂと、保護アセンブリ３５とを備えて、電池アセンブリ３ｂは、ケース内に設置され、複数の電池セル１を含み、隣接する２つの電池セル１の間に隙間を有し、隙間は、電池セル１の高さ方向Ｚに延在し、高さ方向Ｚに沿って互いに対向する２つの開口を含み、保護アセンブリ３５は、隣接する２つの電池セル１と接続し、且つ隙間の少なくとも１つの開口をカバーする。

電池アセンブリ３ｂはケース内に設置され、電池アセンブリ３ｂとケースとの接続方法は様々であり、例えば、構造用接着剤を用いて電池アセンブリ３ｂとケースとを接着してもよいし、ねじ接続を用いてもよい。電池アセンブリ３ｂは、複数の電池セル１を含み、隣接する２つの電池セル１の間に隙間を有し、隙間内にクッションパッド、断熱パッド、又は冷却プレートなどが設置されてもよく、例示的に、図５において、第１の方向Ｘに沿って隣接する２つの電池セル１の間に冷却プレートが設置されてもよい。なお、第１の方向Ｘは、高さ方向Ｚに対して垂直な方向と見なすことができ、第１の方向Ｘは、電池セル１の長さ方向又は幅方向の何れかであってもよい。勿論、隣接する２つの電池セル１の間にクッションパッド、断熱パッド、又は冷却プレートなどを設置しなくてもよい。電池セル１の充放電の過程には、電池セル１が膨張及び収縮し、その結果、隣接する２つの電池セル１の間にも隙間が生じることがある。

保護アセンブリ３５は、隣接する２つの電池セル１と接続されており、保護アセンブリ３５は、電池セル１と直接接続されてもよいし、間接的に接続されてもよい。保護アセンブリ３５と電池セル１との接続方法は、信頼性が高く操作手順が簡単な接着などの種々の方法が挙げられる。保護アセンブリ３５は、電池セル１の複数箇所に接続することができ、例えば、保護アセンブリ３５は、高さ方向Ｚに平行な電池セル１の表面に接続されてもよく、また、高さ方向Ｚに垂直な電池セル１の表面に接続されてもよく、本願はこれを限定しない。

保護アセンブリ３５は、隙間の少なくとも１つの開口をカバーして、即ち、保護アセンブリ３５は、隙間の片側の開口をカバーしてもよいし、隙間の両側の開口をカバーしてもよい。開口をカバーする保護アセンブリ３５は、例えば、保護アセンブリ３５が隙間の外側に設置されてもよいし、隙間の内側に設置されてもよいし、保護アセンブリ３５の一部が隙間の外側に設置され、一部が隙間の内側に設置されてもよいなど、様々な状況が挙げられ、本願はこれに限定されるものではない。

本願の実施例に係る電池は、保護アセンブリ３５を含み、保護アセンブリ３５は、隣接する２つの電池セル１と接続し、且つ隙間の少なくとも１つの開口をカバーし、保護アセンブリ３５は、外部異物に対して一定の遮断効果を有することができ、異物によって電池セル１への不均一な応力を緩和し、電池セル１におけるリチウムの局所的な析出の可能性を低減し、更に、電池セル１のサイクル性能を向上させ、電池の使用寿命を延ばすことができる。

更に、ケースは、収容キャビティを有する第１のケース部と、第１のケース部をカバーした第２のケース部とを備え、第１のケース部及び第２のケース部は、高さ方向Ｚに連続的に設置され、電池アセンブリ３ｂは、収容キャビティ内に設置され、保護アセンブリ３５は、第２のケース部から乖離した隙間の開口をカバーする。

本願において、第１のケース部は下部ケースとして見なし、第２のケース部は上部ケースカバーとして見なすことできる。第１のケース部は、ケースの主構造体であり、電池アセンブリ３ｂは、第１のケース部の収容キャビティに設置され、第１のケース部に接続される。

保護アセンブリ３５が第２のケース部から乖離した隙間の開口をカバーするとは、保護アセンブリ３５が隙間の下側開口をカバーすると見なしてよく、電池アセンブリ３ｂが接合によって第１のケース部に接続される時、保護アセンブリ３５が構造用接着剤に対して遮断の役割を果たし、構造接着剤が隙間にはみ出す可能性を低減することができ、異物によって電池セル１への不均一な応力を緩和することができ、電池セル１におけるリチウムの析出の可能性を低減することができる。また、第１のケース部が電池アセンブリ３ｂに倒立状に接続される場合、第１のケース部内の溶接スラグや金属くずなどの異物が隙間に落下する危険性を効果的に低減することができる。

幾つかの実施例において、保護アセンブリ３５は２つの隙間の開口をカバーする。その結果、保護アセンブリ３５は、構造用接着剤に対して遮断の役割を果たし、電池を組み立てる中に他の異物が隙間に入り込む可能性を低減することができ，例えば、保護アセンブリ３５が金属くずや溶接スラグなどの落下などを阻止することができる。

本願の実施例において、隙間の２つの開口をカバーするように保護アセンブリ３５を設置することによって、保護アセンブリ３５の保護効果をより強くすることができ、異物によって電池セル１への不均一な応力を緩和することができ、その結果、電池セル１におけるリチウムの析出の可能性を低減することができる。

図６は、本願の幾つかの実施例により提供される電池の断面概略図であり、図７は、図６のＡ箇所の一部拡大図であり、図８は、本願の他の幾つかの実施例により提供される電池の断面概略図であり、図９は、図８のＢ箇所の一部拡大図であり、図１０は、本願の他の幾つかの実施例により提供される電池の断面概略図であり、図１１は、図１０のＣ箇所の一部拡大図である。

図５～図１１に示されるように、幾つかの実施例において、電池アセンブリ３ｂは、第１の方向Ｘに沿って連続的に設置された複数の電池モジュール３４を含み、各電池モジュール３４は何れも第２の方向Ｙに沿って連続的に設置された複数の電池セル１を含み、隙間は、第１の隙間３４１を含み、第１の隙間３４１は、２つの隣接する電池モジュール３４の間に位置し、高さ方向Ｚに沿って互いに対向する２つの第１の開口３４１ａを含み、保護アセンブリ３５は、第１の保護部３５１を含み、第１の保護部３５１は、隣接する２つの電池モジュール３４に接続し、且つ第１の隙間３４１の少なくとも１つの第１の開口３４１ａをカバーし、そのうち、第２の方向Ｙ、第１の方向Ｘ、及び高さ方向Ｚはそれぞれ互いに垂直である。本願の実施例において、第１の方向Ｘは電池セル１の幅方向と見なし、第２の方向Ｙは電池セル１の長さ方向と見なすことができる。

電池アセンブリ３ｂは、第１の方向Ｘに沿って連続して設置された複数の電池モジュール３４を含み、隣接する電池モジュール３４の間に冷却プレート又はクッションパッドなどが設置されてもよく、例示的に、図５では、隣接する２つの電池モジュール３４の間に冷却プレートが設置されてもよい。

第１の保護部３５１は、隣接する２つの電池モジュール３４を接続し、第１の保護部３５１と電池モジュール３４との間には多様な接続関係があり得る。

幾つかの例において、図６及び図７に示すように、電池セル１は、高さ方向Ｚの側に設置された底面１３を含み、第１の保護部３５１は、電池セル１の高さ方向Ｚの側に設置され、且つ底面１３の少なくとも一部に接続される。

第１の保護部３５１は、底面１３の少なくとも一部に接続される、即ち、第１の保護部３５１は、底面１３の一部に接続されてもよいし、底面１３の全域に接続されてもよい。第１の保護部３５１は、直接的又は間接的に、様々な方法で底面１３に接続され得る。第１の保護部３５１と底面１３との接続方法は、信頼性が高く接続手順が簡単で操作が容易である接着方式を利用してもよい。第１の保護部３５１は、例えば、フィルム、テープ又は粘着ストリップなど、様々な構造形態を有してもよい。

本願の実施例は、第１の保護部３５１が電池セル１の高さ方向Ｚの側に設置しているため、第１の保護部３５１によって第１の隙間３４１を外部異物から隔離することができ、異物に対する遮断の役割を強化することができ、異物によって電池セル１への不均一な応力を緩和することができ、電池セル１におけるリチウムの析出の可能性を低減することができる。

他の例では、図８及び図９に示すように、第１の保護部３５１の少なくとも一部は、第１の隙間３４１内に位置している。

第１の保護部３５１の少なくとも一部は、第１の隙間３４１内に位置し、即ち、第１の保護部３５１は、第１の隙間３４１を埋めることができる。第１の保護部３５１は、様々な構造形態を有してよく、例えば、第１の保護部３５１は、封止材であってもよく、封止材を第１の隙間３４１内に均一に充填することにより、封止材が硬化したら、固体の封止材が外部異物に対して遮断の役割を果たすことができる。均一に充填された封止材は、電池セル１への影響を十分に低減することを前提として、外部異物が第１の隙間３４１内に侵入することを効果的に遮断することができ、電池セル１への不均一な応力を緩和することができる。更に、第１の隙間３４１内に第１の保護部３５１が設置されていることで、第１の保護部３５１と電池セル１との接続強度や接続安定性をある程度高めることもでき、電池の構造安定性を向上させる。

幾つかの具体例として、電池セル１は、その高さ方向Ｚの側に位置した底面１３を含み、高さ方向Ｚに沿って、第１の保護部３５１の表面は底面１３と面一である。これらの実施例において、第１の保護部３５１の表面が底面１３と面一であることは、第１の保護部３５１と底面１３との間の高さの整合性を向上させることができ、各電池モジュール３４間の表面の平坦性を向上させるのに有益である。勿論、幾つかの他の具体例において、第１の保護部３５１の表面も底面１３に対して突き出ていてもよく、或いは底面１３に対して凹んでいてもよく、本願はこれを限定するものではない。

他の具体例として、図１０及び図１１に示すように、電池セル１は、高さ方向Ｚの側に位置した底面１３を備え、第１の保護部３５１は、第１の部３５１ａ及び第２の部３５１ｂを備え、第１の部３５１ａは、第１の隙間３４１内に位置し、且つ隣接する２つの電池モジュール３４に接続され、第２の部３５１ｂは、電池セル１の高さ方向Ｚの側に位置し、且つ底面１３の少なくとも一部に接続される。

第１の部３５１ａは、第１の隙間３４１内に位置し、第１の部３５１ａは、封止材であってもよい。第２の部３５１ｂは、電池セル１の高さ方向Ｚの側に位置し、且つ底面１３の少なくとも一部に接続されており、第２の部３５１ｂは、例えば、粘着テープやフィルムなどであってもよい。

これらの例では、第１の保護部３５１は、二重保護構造を有することに相当し、第１の保護部３５１の保護効果を更に高め、異物に対する遮断効果を強化し、更に異物によって電池セル１への不均一な応力を緩和することができる。

図１２は、本願の幾つかの実施例により提供される電池の別の断面概略図であり、図１３は、図１２のＤ箇所の一部拡大図である。

図５～図１３に示すように、隙間は、第２の隙間３４２を更に含み、第２の隙間３４２は、電池モジュール３４の隣接する２つの電池セル１の間に位置し、高さ方向Ｚに沿って互いに対向する２つの第２の開口３４２ａを含み、保護アセンブリ３５は、第２の保護部３５２を更に含み、第２の保護部３５２は、電池モジュールの隣接する２つの電池セル１を接続し、且つ第２の隙間３４２の少なくとも１つの第２の開口３４２ａをカバーする。

第２の隙間３４２は、クッションパッド、断熱パッド、又は冷却プレートなどを設置し備えてもよく、例示的に、本願の実施例において、第２の隙間３４２は、クッションパッド又は断熱パッドを設置してもよい。第２の隙間３４２は、高さ方向Ｚに沿って互いに対向する２つの第２の開口３４２ａを含み、２つの第２の開口３４２ａは、高さ方向Ｚに沿って第２の隙間３４２の両端に位置する。

第２の保護アセンブリ３５２は、第２の隙間３４２の少なくとも１つの第２の開口３４２ａをカバーして、即ち、第２の保護部３５２は、第２の隙間３４２の片側の第２の開口３４２ａをカバーしてもよいし、第２の隙間３４２の両側の第２の開口３４２ａをカバーしてもよい。第２の保護部３５２は、第２の開口３４２ａをカバーして、第２の保護部３５２は、第２の隙間３４２の外側に位置していてもよいし、第２の隙間３４２の内側に位置していてもよいし、第２の保護部３５２の一部が第２の隙間３４２の外側に位置し、一部が第２の隙間３４２の内側に位置していてもよく、本願はこれに限定されない。

本願の実施例は、第２の保護部３５２を含む保護アセンブリ３５設置し、且つ第２の保護部３５２が第２の隙間３４２の少なくとも１つの第２の開口３４２ａをカバーすることにより、保護アセンブリ３５の保護効果を更に高めることができ、異物が第２の隙間３４２に侵入する可能性を低減し、異物によって電池セル１への不均一な応力を緩和し、電池セル１におけるリチウムの析出の可能性を低減し、更に、電池セル１のサイクル性能を向上させ、電池の使用寿命を延ばすことができる。

更に、第２の保護部３５２は、第１の方向Ｘに沿って延在し、複数の電池モジュール３４の第２の隙間３４２をカバーする。

これにより、第２の保護部３５２は、比較的大きな構造寸法を有し、第２の保護部３５２の取り付け及び操作の難易度を低減し、設置の利便性を向上させ、且つ異物に対する遮断効果を高めることができ、更に異物によって電池セル１への不均一な応力を緩和することができる。選択的に、第２の保護部３５２は、第１の方向Ｘに沿って延在する連続構造であってもよい。

図５～図１３に示すように、幾つかの実施例において、電池セル１は、第１の方向Ｘに沿って互いに対向する２つの第１の面１１と、第２の方向Ｙに沿って互いに対向する２つの第２の面１２とを含み、第１の面１１は、２つの第２の面１２の間に位置し、第２の面１２の面積は、第１の面１１の面積よりも小さく、そのうち、隣接する２つの電池モジュール３４の第１の面１１は、互いに対向して設置される。

本願において、第１の面１１は、電池セル１の大きな面と見なし、第２の面１２は、電池セル１の側面と見なすができる。側面に比べて面が大きいため、応力がかかる面積が大きくなり、不均一な応力が発生する恐れが大きい。したがって、第１の保護部３５１は、隣接する２つの電池モジュール３４の間に設置され、第１の保護部３５１は、隣接する２つの電池セル１の２つの第１の面１１の間に侵入する異物に対して効果的な遮断の役割を発揮できるため、異物によって電池セル１への影響を最小限に抑え、異物によって電池セル１の第１の面１１への不均一な応力を緩和し、電池セル１におけるリチウムの析出の可能性を低減することができる。

本願の具体的な実施例として、図５～図１１に示すように、電池は、ケースと、電池アセンブリ３ｂと、保護アセンブリ３５とを備え、ケースは、収容キャビティを有する第１のケース部と、第１のケース部をカバーした第２のケース部とを備え、第１のケース部と第２のケース部とは、高さ方向Ｚに連続的に設置され、電池アセンブリ３ｂは、収容キャビティの内に設置され、複数の電池セル１を含み、隣接する２つの電池セル１の間に隙間を有し、隙間は、電池セル１の高さ方向Ｚに沿って延在し、高さ方向Ｚに沿って互いに対向する２つの開口を含み、保護アセンブリ３５は、２つの隣接する電池セル１と接続し、且つ第２のケース部から乖離した隙間の開口をカバーする。

本願の実施例に係る電池によれば、保護アセンブリ３５を備え、保護アセンブリ３５は、隣接する２つの電池セル１と接続し、且つ第２のケース部から乖離した隙間の開口をカバーすることによって、保護アセンブリ３５は、外部異物に対して一定の遮断の役割を発揮することができ、異物によって電池セル１への不均一な応力を緩和し、電池セル１におけるリチウムの析出の可能性を低減し、更に、電池セル１のサイクル性能を向上させ、電池の使用寿命を延ばすことができる。

更に、電池アセンブリ３ｂが接合によって第１のケース部に接続される時、保護アセンブリ３５が構造用接着剤に対して遮断の役割を果たし、構造接着剤が隙間にはみ出す可能性を低減することができ、異物によって電池セル１への不均一な応力を緩和することができ、電池セル１におけるリチウムの析出の可能性を低減することができる。また、第１のケース部が電池アセンブリ３ｂに倒立状に接続される場合、更に第１のケース部内の溶接スラグや金属くずなどの異物が隙間に落下する危険性を効果的に低減することができる。

好ましい実施例を参照して本願を説明したが、本願の範囲から逸脱することなく、それに対して様々な改良を行うことができ、且つ等価物でその中の部材を置き換えることができ、特に構造衝突がない限り、各実施例で言及される各技術的特徴は何れも、任意の方法で組み合わせることができる。本願は、本明細書に開示された特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に含まれる全ての技術案を含む。

Claims (12)

1. ケースと、
   前記ケース内設置され、複数の電池セルを含む電池アセンブリであって、隣接する２つの前記電池セルの間に隙間を有し、前記隙間は、前記電池セルの高さ方向に延在し、前記高さ方向に沿って互いに対向する２つの開口を含む、電池アセンブリと、
   隣接する２つの前記電池セルと接続し、且つ前記隙間の少なくとも１つの前記開口をカバーする、保護アセンブリとを備える、
   電池。
2. 前記ケースは、収容キャビティを有する第１のケース部と、前記第１のケース部をカバーした第２のケース部とを備え、前記第１のケース部及び前記第２のケース部は、前記高さ方向に連続的に設置され、前記電池アセンブリは、前記収容キャビティ内に設置され、
   そのうち、前記保護アセンブリは、前記第２のケース部から乖離した前記隙間の前記開口をカバーする、
   請求項１に記載の電池。
3. 前記保護アセンブリは２つの前記開口をカバーする、
   請求項１又は２に記載の電池。
4. 前記電池アセンブリは、第１の方向に沿って連続的に設置された複数の電池モジュールを含み、各前記電池モジュールは何れも第２の方向に沿って連続的に設置された複数の前記電池セルを含み、
   前記隙間は、第１の隙間を含み、前記第１の隙間は、２つの隣接する前記電池モジュールの間に位置し、前記第１の隙間は、前記高さ方向に沿って互いに対向する２つの第１の開口を含み、そのうち、前記第２の方向、前記第１の方向、及び前記高さ方向は互いに垂直であり、
   前記保護アセンブリは、第１の保護部を含み、前記第１の保護部は、隣接する２つの前記電池モジュールを接続し、且つ前記第１の隙間の少なくとも１つの前記第１の開口をカバーする、
   請求項１～３の何れか一項に記載の電池。
5. 前記隙間は、第２の隙間を更に含み、前記第２の隙間は、前記電池モジュールの隣接する２つの前記電池セルの間に位置し、前記第２の隙間は、前記高さ方向に沿って互いに対向する２つの第２の開口を含み、
   前記保護アセンブリは、第２の保護部を更に含み、前記第２の保護部は、前記電池モジュールの隣接する２つの前記電池セルと接続し、且つ前記第２の隙間の少なくとも１つの前記第２の開口をカバーする、
   請求項４に記載の電池。
6. 前記第２の保護部は、前記第１の方向に沿って延在し、複数の前記電池モジュールの前記第２の隙間をカバーする、
   請求項５に記載の電池。
7. 前記電池セルは、前記高さ方向の側に位置した底面を備え、前記第１の保護部は、前記電池セルの前記高さ方向の側に設置し、且つ前記底面の少なくとも一部に接続される、
   請求項４～６の何れか一項に記載の電池。
8. 前記第１の保護部の少なくとも一部は、前記第１の隙間内に位置する、
   請求項４～７の何れか一項に記載の電池。
9. 前記電池セルは、前記高さ方向の側に位置した底面を備え、前記高さ方向に沿って、前記第１の保護部の表面は前記底面と面一である、
   請求項８に記載の電池。
10. 前記電池セルは、前記高さ方向の側に位置した底面を備え、前記第１の保護部は、
    前記第１の隙間内に位置し、且つ隣接する２つの前記電池モジュールを接続する第１の部と、
    前記電池セルの前記高さ方向の側に位置し、且つ前記底面の少なくとも一部に接続される第２の部とを備える、
    請求項８又は９に記載の電池。
11. 前記電池セルは、
    前記第１の方向に沿って互いに対向する２つの第１の面と、
    前記第２の方向に沿って互いに対向する２つの第２の面とを含み、前記第２の面は、２つの前記第１の面の間に位置し、前記第２の面の面積は、前記第１の面の面積よりも小さく、
    そのうち、隣接する２つの前記電池モジュールの前記第１の面は、互いに対向して設置される、
    請求項４～１０の何れか一項に記載の電池。
12. 電気エネルギーを供給するために使用される、請求項１～１１の何れか一項に記載の電池を備える、
    電気装置。