JP6820944B2 - 電極隔離フレームを有する電気化学的セル - Google Patents
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Description
本開示は、概して、積層された構成で配置された単一電極対を有する電気化学的セル、特に、電極を互いに隔離する、単一電極対セルに組み込まれたプラスチックフレームに関する。
バッテリパックは、可搬式電子機器から、更新可能な電力システム、及び、環境に優しい車両までに至る様々な技術のための電力を提供する。例えば、ハイブリッド電気自動車(HEV)は、燃料効率を高めるために燃焼機関に関連してバッテリパック及び電気モータを使用する。バッテリパックは、複数のバッテリモジュールから形成されており、各バッテリモジュールは、複数の電気化学的セルを有する。バッテリモジュール内において、セルは、二次元又は三次元の配列で配置されており、直列又は並列に電気的に接続されている。同様に、バッテリパック内のバッテリモジュールは、直列又は並列に接続されている。
いくつかの態様において、バッテリモジュールは、複数の電気的に接続された電気化学的セルを有する。いくつかの態様において、電気化学的セルは、単一の正極と、単一の負極と、正極と負極との間に配置されたセパレータとを有する。正極、負極及びセパレータは、積層された構成で配置されている。正極と負極とを隔離するために、電気的に絶縁性のフレームが、正極及び負極の部分の間に配置されている。フレームは、正極及び負極の周縁部に対して外方へ突出した外側周縁部を有する。加えて、シーリング材料層が正極と負極との間に存在する。シーリング材料層は、第1のシーリング部分及び第2のシーリング部分を有する。第1のシーリング部分は、フレームと、正極の内方へ面した側との間に配置されており、第2のシーリング部分は、フレームと、負極の内方へ面した側との間に配置されている。フレームは、シーリング材料層によって正極及び負極に対して固定されている。
図1及び図2を参照すると、バッテリモジュール6は、電気的に相互接続されかつバッテリモジュールハウジング8内に組織化された形式で格納された電気化学的セル20を有する発電及び記憶装置である。セル20は、例えば積層することによって、モジュールハウジング8内に配置することができる。モジュールハウジング8は、正(+)バスバー52及び負(−)バスバー54を有する。バッテリモジュールハウジング8内で、セル20は、直列又は並列に電気的に接続されている。複数のバッテリモジュール6がバッテリパック2を形成するようにバッテリパックハウジング4に配置されているものとしてもよく、バッテリパックハウジング4内で、バッテリモジュール6は直列又は並列に電気的に接続されている。各セル20は、後で詳細に説明するように、積層された構成で配置された単一電極対と、セル20の電極22,26を互いから隔離する、単一電極対セルに組み込まれた電気的に絶縁性のフレーム60とを有する。
Claims (20)
- 電気化学的セルであって、
単一の正極と、
単一の負極と、
前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータであって、前記正極と、前記負極と、前記セパレータとが、積層された構成に配置されている、セパレータと、
前記正極と前記負極とを隔離するために前記正極の部分と前記負極の部分との間に配置された、電気的に絶縁性のフレームであって、前記正極及び前記負極の周縁部に対して外方へ突出した外側周縁部を有する、電気的に絶縁性のフレームと、
前記正極と前記負極との間に存在するシーリング材料層であって、第1のシーリング部分と、第2のシーリング部分とを有し、前記第1のシーリング部分は、前記フレームと、前記正極の内方へ面した側との間に配置されており、前記第2のシーリング部分は、前記フレームと、前記負極の内方へ面した側との間に配置されており、前記フレームは、前記シーリング材料層によって前記正極及び前記負極に対して固定されている、シーリング材料層と、
を備え、
前記フレームは、内側周縁部をさらに有しており、前記内側周縁部は、前記セパレータに接触して、前記セパレータを包囲するように、かつ、前記正極の内方へ面した側と前記フレームとの間及び前記負極の内方へ面した側と前記フレームとの間に、シールを形成するように、前記第1のシーリング部分と前記第2のシーリング部分との間に挟まれるように、配置されている、電気化学的セル。 - 前記第1のシーリング部分及び前記第2のシーリング部分は、全体的に、前記正極及び前記負極の両方の外側周縁部内に存在する、請求項1に記載の電気化学的セル。
- 前記フレームの内側周縁部と、前記フレームの外側周縁部との間において、前記フレームに開口が設けられている、請求項1に記載の電気化学的セル。
- 前記フレームは、不均一な断面厚さを有する、請求項1に記載の電気化学的セル。
- 前記フレームは、第1の厚さを有する、前記正極と前記負極との間に配置された第1のフレーム部分と、第2の厚さを有する、前記正極及び前記負極の周縁部の外側に配置された第2のフレーム部分とを含むT字形断面形状を有し、前記第2の厚さは、前記第1の厚さよりも大きい、請求項1に記載の電気化学的セル。
- 前記フレームは、均一な厚さを有し、センサリードを収容するように成形及び寸法決めされたもどり止を有する、請求項1に記載の電気化学的セル。
- 前記フレームは、電気的に隔離するフィルムから形成されている、請求項1に記載の電気化学的セル。
- 前記フレームは、強化エレメントを有する、請求項1に記載の電気化学的セル。
- 前記フレームは、熱伝導性である、請求項1に記載の電気化学的セル。
- 前記フレームは、当該フレームへの検出リード及びセルモニタリング機器の取付けを補助する特徴を有する、請求項1に記載の電気化学的セル。
- 複数の電気的に接続されたセルを含むバッテリモジュールであって、各セルは、
単一の正極と、
単一の負極と、
前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータであって、前記正極と、前記負極と、前記セパレータとが、積層された構成に配置されている、セパレータと、
前記正極と前記負極とを隔離するために前記正極の部分と前記負極の部分との間に配置された、電気的に絶縁性のフレームであって、前記正極及び前記負極の周縁部に対して外方へ突出した外側周縁部を有する、電気的に絶縁性のフレームと、
前記正極と前記負極との間に存在するシーリング材料層であって、第1のシーリング部分と、第2のシーリング部分とを有し、前記第1のシーリング部分は、前記フレームと、前記正極の内方へ面した側との間に配置されており、前記第2のシーリング部分は、前記フレームと、前記負極の内方へ面した側との間に配置されており、前記フレームは、前記シーリング材料層によって前記正極及び前記負極に対して固定されている、シーリング材料層と、
を備え、
前記フレームは、内側周縁部をさらに有しており、前記内側周縁部は、前記セパレータに接触して、前記セパレータを包囲するように、かつ、前記正極の内方へ面した側と前記フレームとの間及び前記負極の内方へ面した側と前記フレームとの間に、シールを形成するように、前記第1のシーリング部分と前記第2のシーリング部分との間に挟まれるように、配置されている、
バッテリモジュール。 - 前記第1のシーリング部分及び前記第2のシーリング部分は、全体的に、前記正極及び前記負極の両方の外側周縁部内に存在する、請求項11に記載のバッテリモジュール。
- 前記フレームの内側周縁部と、前記フレームの外側周縁部との間において、前記フレームに開口が設けられている、請求項11に記載のバッテリモジュール。
- 前記フレームは、不均一な断面厚さを有する、請求項11に記載のバッテリモジュール。
- 前記フレームは、第1の厚さを有する、前記正極と前記負極との間に配置された第1のフレーム部分と、第2の厚さを有する、前記正極及び前記負極の周縁部の外側に配置された第2のフレーム部分とを含むT字形断面形状を有し、前記第2の厚さは、前記第1の厚さよりも大きい、請求項11に記載のバッテリモジュール。
- 前記フレームは、均一な厚さを有し、センサリードを収容するように成形及び寸法決めされたもどり止を有する、請求項11に記載のバッテリモジュール。
- 前記フレームは、電気的に隔離するフィルムから形成されている、請求項11に記載のバッテリモジュール。
- 前記フレームは、強化エレメントを有する、請求項11に記載のバッテリモジュール。
- 前記フレームは、熱伝導性である、請求項11に記載のバッテリモジュール。
- 前記フレームは、当該フレームへの検出リード及びセルモニタリング機器の取付けを補助する特徴を有する、請求項11に記載のバッテリモジュール。
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