JP7329700B2 - ガス吸着装置、エンドキャップアセンブリ、電池単体、電池および電力使用装置 - Google Patents

ガス吸着装置、エンドキャップアセンブリ、電池単体、電池および電力使用装置 Download PDF

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Description

本出願は、電池の技術分野に関し、特にガス吸着装置、エンドキャップアセンブリ、電池単体、電池および電力使用装置に関する。
自動車産業の持続的発展のためには、省エネルギーと排出ガス削減が重要である。電気車両にとって、電池技術は発展のための重要な要素である。
電池技術の発展において、電池の安全性を如何に向上させるかは、電池技術における喫緊の技術的課題となっている。
本出願の目的は、ガス吸着装置、エンドキャップアセンブリ、電池単体、電池および電力使用装置を提供することである。ガス吸着装置は電池単体の安全性を向上させることができる。
第１側面によれば、本出願の実施例は、電池単体に用いられるガス吸着装置を提供し、この装置は、
チャンバーを有する本体と、
本体に設けられ、電池単体の内部圧力または温度が第１閾値に達すると作動し、チャンバーと電池単体の内部を連通するように構成される第１圧力解放部と、
チャンバー内に設けられ、封止部材と吸着剤を有し、吸着剤は電池単体の使用中に生成されたガスを吸着し、封止部材は吸着剤を封止し、ガスの通過を許容し液体の通過を阻止するように構成されるガス吸着ユニットと、を含む。
本出願の実施例のガス吸着装置によれば、封止部材によって吸着剤を封止してガス吸着ユニットを形成し、ガス吸着ユニットが本体内に設けられ、本体と封止部材のガス液体分離機能により、吸着剤と電解液との環境間に２層の隔離構造を形成し、電解液の隔離と吸着剤の吸着効果の長期間信頼性を確保することができる。電池単体の内部圧力が上昇して第１閾値に達すると、第１圧力解放部が作動してチャンバーの内部と外部が連通し、ガスは第１圧力解放部から本体のチャンバー内に進入し、ガスは封止部材を通過して吸着剤で吸収され、さらに電池単体の内部圧力上昇を緩和し、電池単体の安全性を向上させることができる。
本出願のいくつかの実施例では、封止部材の水蒸気透過率が３０ｇ*２５μｍ／ｍ２*２４ｈ*０．１Ｍｐａ未満である。
上記実施形態では、封止部材の上記水蒸気透過率により、水蒸気の透過を効果的に遮断でき、良好な水蒸気隔離効果を有し、吸着剤の吸着効果の長期間信頼性を確保することができる。
本出願のいくつかの実施例では、ガス吸着装置は複数のガス吸着ユニットを有する。
上記実施形態では、複数のガス吸着ユニットの表面積が大きく、ガス吸着効率を向上させることができる。
本出願のいくつかの実施例では、複数のガス吸着ユニット中の吸着剤は、様々なガスを吸収するために、互いに異なるものである。
上記実施形態では、互いに異なる吸着剤により、ガス吸着の多様性が向上し、異なるガスの吸収に適している。
本出願のいくつかの実施例では、吸着剤は塩基性酸化物と水酸化物の混合物からなる。
上記実施形態では、塩基性酸化物と水酸化物が混合されることにより、反応速度が速く、良好なガス吸着効果を有し、ガス吸着効果の向上に寄与する。
本出願のいくつかの実施例では、混合物において、水酸化物と塩基性酸化物のモル比が１：１～１：１０である。
上記実施形態では、塩基性酸化物と水酸化物の混合割合を調整することにより、ガスの吸収速度を調整でき、異なるガスの吸収に適している。
本出願のいくつかの実施例では、本体と第１圧力解放部はすべて金属材質である。
上記実施形態では、金属材質が良好な遮断機能を有し、水蒸気や電解液などが金属材質を透過できず、チャンバーを密閉チャンバーとし、吸着剤が第１圧力解放部の開放前にガスまたは液体を吸収する可能性を低減して、吸着剤の吸着効果の長期間信頼性を確保することができる。
本出願のいくつかの実施例では、第１圧力解放部は本体の内面に対してチャンバーの外部に向かって窪んでいる。
上記実施形態では、第１圧力解放部は、第１圧力解放部の圧力開放に影響を与えないようにガス吸着ユニットと第１圧力解放部の干渉を回避する一方、第１圧力解放部が動作するのに十分な空間を有するように設定される。
本出願のいくつかの実施例では、ガス吸着装置は、第１圧力解放部を被覆する通気膜をさらに含み、通気膜は、ガスの通過を許容し、液体の通過を阻止するように構成される。
上記実施形態では、第１圧力解放部の表面に通気膜を設けて電解液を隔離し、第１圧力解放部の開放後、使用中に飛散する電解液のチャンバーへの浸入をある程度遮断することができる。
第２側面によれば、本出願の実施例は、電池単体に用いられるエンドキャップアセンブリをさらに提供し、このエンドキャップアセンブリは、
エンドキャップと、
エンドキャップの電池単体内部に近い側に設けられた絶縁部材と、および
絶縁部材および／またはエンドキャップに取り付けられた上記のガス吸着装置と、を含む。
本出願の実施例のエンドキャップアセンブリでは、ガス吸着装置が絶縁部材若しくはエンドキャップ、または絶縁部材とエンドキャップとの双方に取り付けられ、上記の設置方法により、ガス吸着装置の取付けを実現し、ガス吸着装置と電解液の接触確率を減少し、実使用時の信頼性を向上させることができる。
本出願のいくつかの実施例では、本体はエンドキャップから離れる第１外面を有し、第１圧力解放部は本体の第１外面以外の外面に設けられる。
上記実施形態では、第１圧力解放部は第１外面に対して電解液から離れた位置に設けられ、電解液がチャンバーに浸入する確率を低減することができる。
本出願のいくつかの実施例では、第１圧力解放部は本体のエンドキャップに近い側に配置される。
上記実施形態では、第１圧力解放部を本体のエンドキャップに近い側に配置することにより、電解液が第１圧力解放部の動作後のチャンバーの内部に浸入する確率を低減することができる。
本出願のいくつかの実施例では、絶縁部材は、ガス吸着装置を収容するための空洞を有する。
上記実施形態では、空洞の設置により、ガス吸着装置の取付けを実現し、電池単体内部の空間を合理的に利用することができる。
本出願のいくつかの実施例では、エンドキャップアセンブリは、エンドキャップに設けられた第２圧力解放部をさらに含み、第２圧力解放部は電池単体の内部圧力または温度が第２閾値に達すると作動し、電池単体の内部圧力を解放し、
その中で、第１閾値が第２閾値よりも小さい。
上記実施形態では、第２圧力解放部の設置により、電池単体の使用安全性を確保し、電池単体の内部圧力の解放に有利である。
本出願のいくつかの実施例では、エンドキャップアセンブリは、エンドキャップおよび／またはガス吸着装置に設けられて、ガス吸着装置と第２圧力解放部の接触を阻止するための制限構造をさらに含む。
上記実施形態では、制限構造の設置により、ガス吸着装置と第２圧力解放部の干渉を回避し、第２圧力解放部の正常な開放を確保することができる。
第３側面によれば、本出願の実施例は、上記のガス吸着装置を含む電池単体をさらに提供する。
第４側面によれば、本出願の実施例は、上記の電池単体を含む電池をさらに提供する。
第５側面によれば、本出願の実施例は、上記の電池単体を含む電力使用装置をさらに提供する。
第６側面によれば、本出願の実施例は、上記のエンドキャップアセンブリを使用する電池単体の製造方法をさらに提供し、この製造方法は、
端部開口を有するケーシングを提供するステップと、
電極アセンブリを提供するステップと、
エンドキャップと、エンドキャップの電池単体に近い側に取り付けられた絶縁部材と、絶縁部材および／またはエンドキャップに取り付けられたガス吸着装置であって、チャンバーを有する本体、本体に設けられ、電池単体の内部圧力または温度が第１閾値に達すると作動し、チャンバーと電池単体の内部を連通するように構成される第１圧力解放部、チャンバー内に設けられ、電池単体使用中発生したガスを吸収するための吸収剤、および吸着剤を封止し、ガスの通過を許容し、液体の通過を阻止するように構成される封止部材を有するガス吸着ユニットから構成されるガス吸着装置とを含むエンドキャップアセンブリを提供するステップと、
電極アセンブリをケーシング内に収容するステップと、
エンドキャップを端部開口に設けて、エンドキャップとケーシングを接続して電極アセンブリを収容するための収容室を形成するステップと、を含む。
本出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、本出願の実施例で使用する図面を簡単に説明するが、明らかに、以下に説明する図面は本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力をすることなくこれらの図面に基づいて他の図面を得ることができる。
本出願の一実施例の車両の構造概略図である。 本出願の一実施例の電池の構造概略図である。 本出願の一実施例の電池単体の分解図である。 本出願の一実施例のエンドキャップアセンブリの断面図である。 本出願の一実施例のエンドキャップアセンブリの分解図である。 図４のＡの拡大図である。 本出願の一実施例のガス吸着装置の分解図である。 本出願の一実施例のガス吸着装置の構造概略図である。 本出願の別の実施例のガス吸着装置の構造概略図である。 本出願の一実施例のガス吸着装置の断面図である。 本出願の一実施例の電池単体の製造方法の概略フローチャートである。
添付図面において、図面は必ずしも実際の縮尺で描かれない。
以下、添付図面と実施例を参照して本出願の実施形態をより詳細に説明する。以下の実施例の詳細な説明および添付図面は本出願の原理を例示的に説明するために使用され、本出願の範囲を限定するものではなく、つまり、本出願は説明される実施例に限定されない。
本出願の説明において、特に明記しない限り、「複数」とは２つ以上（２つを含む）を意味し、「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などの用語で示された方位または位置関係は、本出願の説明および説明の簡略化のために使用され、かかる装置またはデバイスは必ずしも特定の方位を有し、特定の方位で構成および操作されることを指示または暗示するものではないため、本出願の制限として理解されない。また、「第１」、「第２」、「第３」などの用語は、説明する目的でのみ使用され、相対的な重要性を指示または暗示するものではない。「垂直」とは厳密に垂直ではなく、許容誤差の範囲内の垂直を意味する。「平行」とは厳密に平行ではなく、許容誤差の範囲内の平行を意味する。
以下の説明に現れる方位を示す用語は、図面に示された方向であり、本出願の具体的な構造を限定するものではない。本出願の説明において、特に明示的に規定され限定されない限り、「取付」、「連結」、「接続」という用語は、広義に理解されるべきであることに留意すべきであり、例えば、固定接続であってもよく、着脱接続であってもよく、一体接続でもよく、直接接続でも中間媒体を介する間接接続でもよく、二つの構成要素の内部接続であってもよい、などが挙げられる。当業者にとって、本出願における上記用語の具体的な意味は、特定の状況に応じて理解することができる。
本出願において、電池単体は、リチウムイオン二次電池、リチウムイオン一次電池、リチウム硫黄電池、ナトリウムリチウムイオン電池、ナトリウムイオン電池またはマグネシウムイオン電池などを含むが、本出願の実施例はそれらに限定されない。電池単体は円筒形、平板形、角形または他の形状などであり得るが、本出願の実施例はそれらに限定されない。電池単体は一般にパッケージ方法によって円筒電池単体、角形電池単体およびソフトパック電池単体とうい３種類に大別される。
本出願の実施例で示す電池は、より高い電圧と容量を提供するために、１または複数の電池単体からなる単一の物理モジュールである。例えば、本出願で提示する電池は、電池モジュールまたは電池パックなどを含んでもよい。電池は一般的に、１または複数の電池単体をパッケージするための箱体を含んでいる。箱体により、液体や他の異物が電池単体の充放電に影響を与えるのを防止することができる。
電池単体は、電極アセンブリと電解液を含み、電極アセンブリは正極片、負極片およびセパレータから構成される。電池単体は主に正極片と負極片との間の金属イオンの移動によって動作する。正極片は、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を正極タブとする。リチウムイオン電池を例にとると、正極集電体の材料はアルミニウムであり、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、マンガン酸リチウムであることが可能である。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被覆され、負極活物質層のない負極集電体は、負極活物質層が被覆された負極集電体から突出し、負極活物質層で被覆されていない負極集電体が負極タブとして使用される。負極集電体の材質は銅、負極活物質の材質は炭素またはシリコンとすることができる。また、溶断することなく大電流を流すために、正極タブの数は複数で積層し、負極タブの数は複数で積層している。セパレータの材質はＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）またはＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリエチレン）などであり得る。また、電極アセンブリは、巻回構造であってもよく、積層構造であってもよく、本出願の実施例はこれに限定されるものではない。
電池単体は、圧力解放部をさらに含み、圧力解放部は電池単体の内部圧力が閾値に達すると動作する。閾値は異なる設計要求に応じて設計される。圧力解放部は防爆弁、ガス弁、圧力解放弁または安全弁などの形態を採用し、具体的に圧力または温度に敏感なデバイスまたは構造を採用し、つまり、電池単体の内部圧力または温度が閾値に達すると、圧力解放部は動作するか、または圧力解放部に設けられた弱構造部が破壊されることにより、内部圧力または温度を解放することができる開口または通路を形成する。
本出願で提出される「動作」とは、圧力解放部が動作するか、または一定の形態まで活性化して、電池単体の内部圧力および温度が解放されることを指す。圧力解放部の動作は、圧力解放部中の少なくとも一部が破断する、破砕する、裂かれるまたは開放されるなどの形態が考えられるが、これらに限定されない。圧力解放部の動作時、電池単体の内部の高温高圧物質が排出物として動作箇所から外部へ排出される。このようにすれば、圧力または温度を制御した状態で電池単体の圧力を解放し温度を下げて、潜在的なより重大な事故につながる可能性を回避することができる。
電池技術の発展において、電池の安全性に影響を与える要因が数多く存在し、例えば、電池の内部圧力上昇、電池の内部温度上昇などによって熱暴走、電池内部短路、リチウム析出現象などを引き起こす。本発明者らは、電池の内部圧力上昇は電池の安全性に大きな影響を与えるものであり、電池単体の使用中に、内部化学物質が反応し、電池単体の内部でガスが発生しやすいために、電池単体の内部圧力が上昇しやすくなるということを見い出した。
従来技術では、吸着剤で電池単体内部のガスを吸着することにより、電池単体の内部圧力上昇を緩和することができる。しかしながら、本発明者らは、従来技術の吸着剤では吸着効果が低いことを見い出した。さらに研究を進めると、吸着剤の低い吸着効果の原因は、電池単体の組立前に、吸着剤が空気に触れて、吸着剤が一部のガスを吸収してしまうため、電池単体の組立後に、吸着剤の吸着効果が低下してしまう。また、電池単体の生産中の組立（初回充電）時に大量のガスを生成し、吸着剤がその大量のガスを吸収してしまうため、吸着効果が低下してしまう。この時には、電解液の注液口がまだ密閉されておらず、電池単体の内部圧力の低減作用はない。組立済の電池単体では、吸着剤がチャンバー内にパッケージされており、電池単体の内部圧力が一定値に達する、または電池単体の温度が一定値に達すると、吸着剤を収容しているチャンバーが開かれ、吸着剤が拡散してこのチャンバーから離れ、または電解液がこのチャンバーに入り、吸着剤が電解液に接触して反応することが一般的であるため、吸着効果が顕著に低減するか、または吸着できなくなり、反応により生成した副生成物は電池単体の性能に悪影響を与えることもある。
これに鑑み、本出願の実施例の技術的解決手段として、電池単体に用いるガス吸着装置を提供し、このガス吸着装置は本体、第１圧力解放部およびガス吸着ユニットを含み、本体はチャンバーを有し、第１圧力解放部は電池単体の内部圧力または温度が第１閾値に達すると作動し、チャンバーと電池単体の内部を連通するように構成され、ガス吸着ユニットはチャンバー内に設けられ、電解液と分離し、ガス吸着ユニットは封止部材と吸着剤を有し、吸着剤は電池単体の使用中に生成されたガスを吸収するために使用され、封止部材は吸着剤をパッケージするために使用され、封止部材はガスの通過を許容し、液体の通過を阻止するように構成される。封止部材で吸着剤をパッケージしてガス吸着ユニットを形成し、ガス吸着ユニットがチャンバー内に設けられ、つまり、吸着剤をチャンバー内に約束し、封止部材は気液（ガスと液体）を分離する機能を有するため、吸着剤と電解液との環境間に２層の隔離構造を形成し（本体と封止部材とが隔離された構造）、電解液の隔離と吸着剤の吸着効果の長期間信頼性を確保し、電池単体の内部圧力の上昇を緩和し、電池単体の安全性を向上させることができる。
本出願の実施例で説明される技術的解決手段は、各種の電池を使用する電力使用装置、例えば携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、電気自転車、電動玩具、電動工具、電気車両、船舶、および飛行機、ロケット、スペースシャトル、宇宙船などの航空機に適用可能である。
理解できるように、本出願の実施例で説明される技術的解決手段は、上記の機器に限定されず、すべての電池使用機器に適用可能であるが、説明を簡略化するために、下記の実施例では電気車両を例にして説明する。
例えば、図１は本出願の一実施例の車両１０００の構造概略図を示し、車両１０００は燃料自動車、ガス自動車または新エネルギー自動車であり得て、新エネルギー自動車は純電自動車、ハイブリッド自動車または長距離自動車などであり得る。車両１０００の内部には電池１００が配置される。電池１００は、例えば、車両１０００の底部、前部または後部に設けてもよい。電池１００は車両１０００に電力を供給し、例えば、電池１００は車両１０００の操作電源として、車両１０００の回路システム、車両１０００の起動、ナビゲーションおよび走行時の動作電力の使用要件を満たす。本出願の別の実施例では、電池１００は車両１０００の操作電源とするだけでなく、車両１０００の駆動電源として、燃料またはガスの全部または一部を代替して車両１０００に駆動力を提供する。
車両１０００の内部には、さらに、コントローラー２００およびモータ３００が設けられ、コントローラー２００は電池１００を制御してモータ３００に電力を供給し、例えば、車両１０００の起動、ナビゲーションと走行時の動作電力の使用要件を満たす。
異なる電力使用要件を満たすために、電池１００は複数の電池単体を含み得るものであり、その中で、複数の電池単体は直列、並列または混在して接続され得るものでであり、その混在とは直列と並列の混合を意味する。電池１００は電池パックとも呼ばれる。いくつかの実施例では、複数の電池単体はまず直列、並列または混在して接続されて電池モジュールを形成した後、複数の電池モジュールを直列、並列または混在して接続されて電池１００を形成する。つまり、複数の電池単体は電池１００を直接形成してもよいし、電池モジュールを形成して、電池モジュールで電池１００を形成してもよい。
図２は、本出願の一実施例の電池１００の構造概略図である。図２では、電池１００は箱体１０１と電池単体１を含み、箱体１０１の内部は中空構造であり、電池単体１は箱体１０１の内部に収容される。箱体１０１は、第１部分１０１１と第２部分１０１２を含み、第１部分１０１１は開口を有する収容空間を含み、第２部分１０１２は収容空間の開口を被覆し、第１部分１０１１に接続されて電池単体１を収容するための収容チャンバーを形成するために使用される。
図３は、本出願の一実施例の電池単体１の分解図である。図３では、電池単体１は、ケーシング１１、電極アセンブリ１２、電極端子１３、接続部材１４およびエンドキャップアセンブリ１５を含む。
ケーシング１１は、端部開口１１０を有し、電極アセンブリ１２と接続部材１４はケーシング１１内に収容される。ケーシング１１は１または複数の電極アセンブリ１２の形状に応じて決定される。例えば、ケーシング１１は、中空角形、中空正方形または中空円筒形であってもよい。例えば、図３に示すように、ケーシング１１は中空角形である。
電極端子１３は、２つあり、２つの電極端子１３はそれぞれ正電極端子１３と負電極端子１３であり、正電極端子１３は電極アセンブリ１２の正極タブに接続され、負電極端子１３は電極アセンブリ１２の負極タブに接続される。接続部材１４は、電極アセンブリ１２と電極端子１３とを接続し、電極アセンブリ１２の電気エネルギーを電極端子１３を介して取り出すために使用される。接続部材１４は２つあり、正電極端子１３は電極アセンブリ１２の正極タブと１つの接続部材１４を介して接続され、負電極端子１３は電極アセンブリ１２の負極タブともう１つの接続部材１４を介して接続される。
エンドキャップアセンブリ１５は、エンドキャップ１５１と絶縁部材１５２とを含む。エンドキャップ１５１は、端部開口１１０に設けられ、ケーシング１１とともに電極アセンブリ１２を収容するための収容室を形成するように構成され、電極端子１３はエンドキャップ１５１に設けられる。絶縁部材１５２は、エンドキャップ１５１の電池単体１の内部に近い側に設けられる。つまり、絶縁部材１５２は、エンドキャップ１５１の電極アセンブリ１２と対向する側に位置し、絶縁部材１５２は、電極アセンブリ１２とエンドキャップ１５１を隔離するために使用される。
図４は、本出願の一実施例のエンドキャップアセンブリ１５の断面図である。図４では、この電池単体１はガス吸着装置１６をさらに含む。ガス吸着装置１６は、ケーシング１１に取り付けられ、例えば、ガス吸着装置１６はケーシング１１の内壁に取り付けられる。図４に示すように、ガス吸着装置１６は、エンドキャップアセンブリ１５の構成部分であってもよい。ガス吸着装置１６は、任意の適切な位置に取り付けることができ、例えば、ガス吸着装置１６は絶縁部材１５２および／またはエンドキャップ１５１に取り付けられる。ガス吸着装置１６が絶縁部材１５２および／またはエンドキャップ１５１に取り付けられる実施形態では、ガス吸着装置１６は絶縁部材１５２にのみ取り付けられる形態、または、ガス吸着装置１６はエンドキャップ１５１にのみ取り付けられる形態、または、ガス吸着装置１６は絶縁部材１５２とエンドキャップ１５１に取り付けられる形態としてもよい。ガス吸着装置１６がエンドキャップアセンブリ１５の構成部分である場合、ガス吸着装置１６を取り付け易いとともに、エンドキャップ１５１の設置位置が電解液から一定の距離を空けて離れて、ガス吸着装置１６と電解液との接触確率が小さく、電解液とガス吸着装置１６との接触を効果的に回避することができ、実使用時の信頼性を向上させることができる。
便宜上、以下では、ガス吸着装置１６をエンドキャップアセンブリ１５の構成部分とする場合を例示して説明する。
本出願のいくつかの実施例によれば、図４に示すように、ガス吸着装置１６は本体１６１、第１圧力解放部１６２およびガス吸着ユニット１６３を含む。本体１６１はチャンバー１６１０を有し、第１圧力解放部１６２は本体１６１に設けられ、第１圧力解放部１６２は電池単体１の内部圧力または温度が第１閾値に達すると作動し、チャンバー１６１０と電池単体１の内部を連通するように構成される。ガス吸着ユニット１６３はチャンバー１６１０内に設けられ、ガス吸着ユニット１６３は封止部材１６３１と吸着剤１６３２を含み、吸着剤１６３２は電池単体１の使用中に生成されたガスを吸収するために使用され、封止部材１６３１は吸着剤１６３２をパッケージし、封止部材１６３１はガスの通過を許容し、液体の通過を阻止するように構成される。
なお、封止部材１６３１が吸着剤１６３２をパッケージすることは、吸着剤１６３２を封止部材１６３１によって囲まれた空間内に閉じ込めることを意味する。封止部材１６３１は、気液分離機能を有しており、ガスは封止部材１６３１を通過できるが、液体は封止部材１６３１を通過しにくい。つまり封止部材１６３１は、液体の通過を完全に阻止できず、封止部材１６３１が液体と長期間接触すると、少量の液体が封止部材１６３１を通過することがある。
本出願の実施例のガス吸着装置１６によれば、封止部材１６３１によって吸着剤１６３２をパッケージしてガス吸着ユニット１６３を形成し、ガス吸着ユニット１６３はチャンバー１６１０内に設けられ、つまり、吸着剤１６３２をチャンバー１６１０内に閉じ込めて、封止部材１６３１の気液分離機能により、吸着剤１６３２と電解液との環境間に２層の隔離構造を有し、電解液の隔離と吸着剤１６３２の吸着効果の長期間信頼性を確保することができる。電池単体１の内部圧力が上昇し第１閾値に達すると、第１圧力解放部１６２が作動し、チャンバー１６１０の内部が外部に連通し、ガスが第１圧力解放部１６２から本体１６１のチャンバー１６１０内に入り、ガスが封止部材１６３１を通過して吸着剤１６３２で吸収され、電池単体１の内部圧力の上昇をさらに緩和し、電池単体１の安全性を向上させることができる。
図４では、本出願のいくつかの実施例によれば、エンドキャップアセンブリ１５は第２圧力解放部１５３をさらに含み、第２圧力解放部１５３はエンドキャップ１５１に設けられ、第２圧力解放部１５３は電池単体１の内部圧力または温度が第２閾値に達すると作動し、電池単体１の内部圧力を解放するように構成される。電池単体に第２圧力解放部が設けられる場合、第１閾値が第２閾値より小さく、電池単体１の内部圧力が上昇すると、第１圧力解放部１６２は第２圧力解放部１５３よりも先に作動し、ガス吸着ユニット１６３が一部のガスを吸収し、圧力の上昇を緩和する。
図５は、本出願の一実施例のエンドキャップアセンブリ１５の分解図である。本出願のいくつかの実施例によれば、図４および図５に示すように、絶縁部材１５２は、ガス吸着装置１６を収容するための空洞１５２１を有し、電池単体１の装着時、ガス吸着装置１６は空洞１５２１内に設けられるように構成される。例えば、ガス吸着ユニット１６３は、その全体が空洞１５２１内に設けられてもよいし、その一部が空洞１５２１内に位置してもよい。空洞１５２１の設置により、ガス吸着装置１６を取り付けやすく、電池単体１の内部空間を合理的に利用することができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、ガス吸着装置１６の一部は空洞１５２１内に位置してもよいし、ガス吸着装置１６全体は空洞１５２１内に位置してもよい。一部のガス吸着装置１６が空洞１５２１内に位置する場合、残りのガス吸着装置１６はエンドキャップ１５１内に位置してもよく、このような場合に、エンドキャップ１５１の電極アセンブリ１２に向かう面にガス吸着装置１６を収容するための窪みが設けられる。ガス吸着装置１６全体は空洞１５２１内に位置すると、ガス吸着装置１６は絶縁部材１５２にのみ位置する。
本出願のいくつかの実施例によれば、空洞１５２１は絶縁部材１５２の任意の面に位置してもよい。例えば、空洞１５２１は、絶縁部材１５２における電極アセンブリ１２と対向する面に位置してよく、ガス吸着装置１６と絶縁部材１５２を装着しやすくなる。例えば、図４および図５に示すように、空洞１５２１は絶縁部材１５２の電極アセンブリ１２と対向しない反対側の離れた面に位置してもよい。つまり、空洞１５２１は絶縁部材１５２におけるエンドキャップ１５１と対向する面に位置して、ガス吸着装置１６と電極アセンブリ１２の干渉を避けることができる。例えば、空洞１５２１は、上記の面以外の他の面に位置してもよい。
本出願のいくつかの実施例によれば、図４および図５に示すように、空洞１５２１は、絶縁部材１５２におけるエンドキャップ１５１との対向面に位置し、絶縁部材１５２におけるエンドキャップ１５１から離れる反対の面に該空洞１５２１と連通する案内通路１５２２が設けられ、電池単体１の内部のガスが案内通路１５２２を介して空洞１５２１内に進入することができる。電池単体１の内部圧力が上昇し第１閾値に達すると、第１圧力解放部１６２が作動し、ガスが第１圧力解放部１６２から本体１６１のチャンバー１６１０内に入り、ガスが封止部材１６３１を通過して吸着剤１６３２で吸収され、吸着剤１６３２が飽和してガスを吸着できなくなると、電池単体１の内部圧力が徐々に上昇し第２閾値に達すると、第２圧力解放部１５３が作動し、電池単体１の圧力を解放し、温度を下げる。
図４および図５に示すように、本体１６１は、エンドキャップ１５１から離れた第１外面１６１１とエンドキャップ１５１に対向する第２外面１６１２を有し、第１外面１６１１は本体１６１の電極アセンブリ１２に対向する外面であってもよく、第２外面１６１２は本体１６１の電極アセンブリ１２から離れた外面であってもよい。
本出願のいくつかの実施例によれば、図４および図５に示すように、第１圧力解放部１６２は、本体１６１の電極アセンブリ１２と向き合う外面に設けられてもよい。つまり、第１圧力解放部１６２は、本体１６１の第１外面１６１１に露出してもよい。例えば、絶縁部材１５２に案内通路１５２２が設けられ、第１圧力解放部１６２が案内通路１５２２に対応する場合、電池単体１の内部圧力が上昇し第１閾値に達すると、第１圧力解放部１６２が作動し、ガスが本体１６１のチャンバー１６１０内に迅速に入り、吸着剤１６３２で素早く吸収され、電池単体１の内部圧力の上昇が緩和される。
本出願のいくつかの実施例によれば、図４および図５に示すように、空洞１５２１はエンドキャップ１５１上の第２圧力解放部１５３に対応して設置され、つまり、少なくとも一部のガス吸着装置１６は第２圧力解放部１５３に対応して設置される。このような場合に、第２圧力解放部１５３が動作すると、ガスが絶縁部材１５２の案内通路１５２２から空洞１５２１に入り、その後第２圧力解放部１５３を通じて電池単体１から排出され、圧力を迅速に解放するのに有利である。
図６は図４のＡの拡大図である。本出願のいくつかの実施例によれば、図６に示すように、エンドキャップアセンブリ１５は制限構造１５４をさらに含む。制限構造１５４は、エンドキャップ１５１および／またはガス吸着装置１６に設けられてもよく、ガス吸着装置１６と第２圧力解放部１５３（図４に示される）の接触を阻止するために使用される。例えば、図６に示すように、制限構造１５４は、エンドキャップ１５１にのみ設けられ、制限構造１５４はエンドキャップ１５１における電極アセンブリ１２と向き合う側に位置し、制限構造１５４は第２圧力解放部１５３に対して突出しており、制限構造１５４はガス吸着装置１６に当接可能とされる。例えば、制限構造１５４はガス吸着装置１６にのみ設けられてもよい。この場合、制限構造１５４はガス吸着装置１６のエンドキャップ１５１と向き合う側に位置し、制限構造１５４はエンドキャップ１５１に当接可能に構成される。例えば、制限構造１５４はエンドキャップ１５１とガス吸着装置１６の両方に設けられてもよい。制限構造１５４の設置により、ガス吸着装置１６と第２圧力解放部１５３との間に間隙があり、ガス吸着装置１６と第２圧力解放部１５３との干渉を避け、第２圧力解放部の正常な開放を確保することができる。
電池単体１の内部圧力が上昇し第１閾値に達すると、第１圧力解放部１６２が作動し、ガスが第１圧力解放部１６２から本体１６１のチャンバー１６１０内に入り、ガスが封止部材１６３１を通過して吸着剤１６３２で吸収され、吸着剤１６３２が飽和してガスを吸着できなくなると、電池単体１の内部圧力が徐々に上昇し第２閾値に達すると、第２圧力解放部１５３が作動し、ガスがガス通路を介して第２圧力解放部１５３に流動し、最後に第２圧力解放部１５３を介して排出される。
図７は、本出願の一実施例のガス吸着装置１６の分解図である。本出願のいくつかの実施例によれば、第１圧力解放部１６２は様々な形態であり得る。例えば、第１圧力解放部１６２は、本体１６１と別体として設置され、本体１６１に第１圧力解放部１６２を取り付けるための貫通穴１６１５が開設され、貫通穴１６１５はチャンバー１６１０の内部と外部を連通し、第１圧力解放部１６２はこの貫通穴１６１５に取り付けられ、第１圧力解放部１６２は本体１６１を密閉して接続され、例えば、第１圧力解放部１６２は本体１６１に一体成形され、第１圧力解放部１６２は本体１６１の薄弱領域、つまり本体１６１において厚さの薄い領域であってもよく、この場合、第１圧力解放部１６２の厚さは本体１６１の他の領域の厚さよりも薄い。
本出願のいくつかの実施例によれば、図７に示すように、本体１６１の内部は中空構造であり、本体１６１は基板１６１３とカバー１６１４を含み、基板１６１３は開口を有する収容空間を含み、カバー１６１４は基板１６１３の開口を被覆し、基板１６１３に接続されてガス吸着ユニット１６３を収容するためのチャンバー１６１０（図７では未図示、図４を参照）を形成する。基板１６１３とカバー１６１４は、溶接されてもよく、シール材により接続されてもよく、係合されてもよく、基板１６１３とカバー１６１４は金属材質である場合、基板１６１３とカバー１６１４は溶接されることが好ましい。基板１６１３とカバー１６１４は密閉して接続され、独立のチャンバー１６１０を形成して電解液を隔離する。基板１６１３とカバー１６１４の設置により、ガス吸着ユニット１６３をチャンバー１６１０内に容易に設置することができる。
図８は、本出願の一実施例のガス吸着装置１６の構造概略図である。図９は本出願の別の実施例のガス吸着装置１６の構造概略図である。本体１６１は任意の形状であり得る。例えば、図８に示すように、本体１６１は角形であってもよく、例えば、図９に示すように、本体１６１は円筒形であってもよく、例えば、本体１６１に不定形などの他の形状であってもよい。
便宜上、以下では本体１６１が角形である場合を例にしてガス吸着装置１６の構造を説明する。
図８に示すように、第１圧力解放部１６２はカバー１６１４に設けられてもよく、または、図９に示すように、第１圧力解放部１６２は基板１６１３に設けられてもよく、第１圧力解放部１６２の設置位置は、実際の状況に応じて決定され得る。容易に加工および製造するために、第１圧力解放部１６２はカバー１６１４に設けられる。
図１０は、本出願の一実施例のガス吸着装置１６の断面図である。本出願のいくつかの実施例によれば、図１０に示すように、第１圧力解放部１６２は本体１６１の内面に対してチャンバー１６１０の外部に向かって窪んでいる。言い換えれば、第１圧力解放部１６２の設置部に、本体１６１の肉厚方向に、第１圧力解放部１６２は本体１６１の内面に対してチャンバー１６１０の外部に向かって窪んでいる。なお、本体１６１の内面とは、本体１６１が囲まれてチャンバー１６１０を形成する面を指す。図１０に示すように、第１圧力解放部１６２がカバー１６１４に設けられる場合を例にして説明するが、第１圧力解放部１６２はカバー１６１４の内面に対してカバー１６１４の外面に向かって配置される。第１圧力解放部１６２は、ガス吸着ユニット１６３と第１圧力解放部１６２の干渉を避ける一方、第１圧力解放部１６２の動作に十分の空間を提供するように設置される。
ガス吸着装置１６の外観を美しく確保し、第１圧力解放部１６２と他の部材との干渉を避けるために、第１圧力解放部１６２の外面は本体１６１の外面と面一であるか、または本体１６１の外面よりも低くできる。第１圧力解放部１６２の外面が本体１６１の外面よりも低いのは、本体１６１の第１圧力解放部１６２が設けられる位置に、本体１６１の肉厚方向において、第１圧力解放部１６２の外面が本体１６１の外面に対してチャンバー１６１０に向かって窪んでいることによる。第１圧力解放部１６２が本体１６１の内面に対してチャンバー１６１０の外部に向かって窪んでいる実施例では、第１圧力解放部１６２の上記設置方法として、第１圧力解放部１６２の厚さが本体１６１の第１圧力解放部１６２が設けられた位置の厚さよりも小さい。例えば、第１圧力解放部１６２が本体１６１のカバー１６１４に設けられる場合、第１圧力解放部１６２の厚さはカバー１６１４の厚さよりも小さい。
本出願のいくつかの実施例によれば、第１圧力解放部１６２は、本体１６１の第１外面１６１１以外の外面に設けられてもよい。本体１６１は第３外面をさらに有し、第３外面は第１外面１６１１と第２外面１６１２間に位置する。第１圧力解放部１６２が本体１６１の第１外面１６１１以外の外面に設けられることは、第１圧力解放部１６２が第２外面１６１２に設けられてもよいこと、または、第１圧力解放部１６２が第３外面に設けられてもよいこと、または、第１圧力解放部１６２が第２外面１６１２と第３外面に設けられてもよいことを意味する。電池単体１は、エンドキャップ１５１が電極アセンブリ１２の上方に位置するという配置状態である場合、第１圧力解放部１６２は第１外面１６１１以外の外面に設けられ、第１圧力解放部１６２が第１外面１６１１よりも電解液から離れ、電解液がチャンバー１６１０に浸入する確率を低減することができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、第１圧力解放部１６２は本体１６１のエンドキャップ１５１に近い側に位置し、例えば、第１圧力解放部１６２は本体１６１のエンドキャップ１５１に向かう第２外面１６１２に設けられてもよい。第１圧力解放部１６２を本体１６１のエンドキャップ１５１に近い側に設けることで、電解液が第１圧力解放部１６２の動作後チャンバー１６１０内部に入り吸着剤１６３２で吸収される確率を低減することができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、本体１６１と第１圧力解放部１６２はすべて金属材質、例えばアルミニウム、銅、鉄などであり得るが、上記の材質に限定されない。金属材質は良好な遮断機能を有し、水蒸気、電解液などが金属材質を透過できず、チャンバー１６１０を密閉のチャンバー１６１０にして、吸着剤１６３２が第１圧力解放部１６２の開放前にガスまたは液体を吸収する可能性を低減し、吸着剤１６３２の吸着効果の長期間信頼性を確保することができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、封止部材１６３１は内部中空の円筒状構造であり得、ガス吸収効率を高めるために、大きな表面積を有する。
本出願のいくつかの実施例によれば、封止部材１６３１の材質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフロライドである場合、封止部材１６３１は高い通気性、低い水蒸気透過率、低い電解液透過率を有する。封止部材１６３１の材質は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフロライドの少なくとも１つであってもよい。
電池単体１の使用中、電池単体１の内部で生成したガス中の二酸化炭素の含有割合が高いため、封止部材１６３１のガス透過率能について、二酸化炭素を例にして説明すると、封止部材１６３１の二酸化炭素の透過率は１００ｃｍ３*２５μｍ／ｍ２*２４ｈ*０．１Ｍｐａを超える。つまり、１標準大気圧（０．１ＭＰａ）で、厚さ２５μｍの封止部材１６３１であると、１平方メートル当たりの封止部材１６３１は２４時間内で二酸化炭素の透過量が１００ｃｍ３を超える。
本出願のいくつかの実施例によれば、封止部材１６３１の水蒸気透過率が３０ｇ*２５μｍ／ｍ２*２４ｈ*０．１Ｍｐａ未満であり、つまり、１標準大気圧（０．１ＭＰａ）で、厚さ２５μｍの封止部材１６３１は、１平方メートル当たりの封止部材１６３１の２４時間内での水蒸気の透過量が３０ｇ未満である。上記水蒸気透過率に基づいて、封止部材１６３１は水蒸気の透過を効果的に遮断でき、良好な水蒸気隔離効果を有し、吸着剤１６３２の吸着効果の長期間信頼性を確保することができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、ガス吸着装置１６は、複数のガス吸着ユニット１６３を含む。複数のガス吸着ユニット１６３は、ガス吸着効率を高めるために、大きい表面積を有する。
なお、ガス吸着ユニット１６３をチャンバー１６１０内に設ける場合には、ガス吸着ユニット１６３を位置決めする必要がある。この場合、例えば、チャンバー１６１０の内壁に制限部（例えば、ガス吸着ユニット１６３の壁に適合する窪み、ガス吸着ユニット１６３の端部に適合するスロットなど）を設け、ガス吸着ユニット１６３を位置決めして、ガス吸着ユニット１６３が本体１６１に対して相対的に移動するのを回避したり、または、チャンバー１６１０内に他の固定部材（例えば、スナップ、ネジ部材、固定用接着剤など）を設けて、複数のガス吸着ユニット１６３をチャンバー１６１０内に固定したりする。
複数のガス吸着ユニット１６３がチャンバー１６１０内に設けられる場合、複数のガス吸着ユニット１６３は様々の形態で配置され得る。例えば、複数のガス吸着ユニット１６３の設置方向は本体１６１の長さ方向と一致であり、例えば、本体１６１の長さ方向において、ガス吸着ユニット１６３を１つしか設けず、つまり、各ガス吸着ユニット１６３の長さがチャンバー１６１０の寸法とほぼ同様であり、または、本体１６１の長さ方向において、複数のガス吸着ユニット１６３を設けてもよい。例えば、複数のガス吸着ユニット１６３の設置方向は本体１６１の幅方向と一致し、本体１６１の幅方向において、ガス吸着ユニット１６３を１つではなく、複数のガス吸着ユニット１６３を設けてもよい。上記の形態では、本体１６１の高さ方向において、図１０に示すように、複数のガス吸着ユニット１６３は１層だけ設けられてもよいし、または、複数のガス吸着ユニット１６３は多層に設けられてもよく、チャンバー１６１０の実際の状況に応じて、本体１６１の高さ方向における複数のガス吸着ユニット１６３の配置層数を選択すればよい。
なお、取付空間を合理的に利用するために、本体１６１の高さ方向はエンドキャップ１５１の厚さ方向と一致である。
本出願のいくつかの実施例によれば、図１０に示すように、複数のガス吸着ユニット１６３はチャンバー１６１０内に積層され、複数のガス吸着ユニット１６３は互いに平行である。上記設置方法は、チャンバー１６１０の内部空間を合理的に利用し、空間利用率を向上させることができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、複数のガス吸着ユニット１６３中の吸着剤１６３２は、異なる種類のガスを吸収するために互いに異なる。互いに異なる吸着剤１６３２により、ガス吸着多様性が向上し、異なるガスの吸収に適している。
本出願のいくつかの実施例によれば、吸着剤１６３２は塩基性酸化物と水酸化物の混合物を含んでもよい。塩基性酸化物と水酸化物を混合すると、高反応速度と良好なガス吸着効果を有し、ガス吸着効果の向上に有利である。
リチウム酸化物と水酸化物を例にして、両者を混合すると、下記の反応が起こる：
Ｌｉ２Ｏ+ＣＯ２ → Ｌｉ２ＣＯ３ （反応１）
２ＬｉＯＨ+ＣＯ２ → Ｌｉ２ＣＯ３+Ｈ２Ｏ （反応２）
Ｌｉ２Ｏ+Ｈ２Ｏ → ２ＬｉＯＨ （反応３）
上記反応において、Ｈ２Ｏは触媒の作用を果たし、反応３で生成したＬｉＯＨは引き続きＣＯ２と反応し、生成したＨ２ＯがＬｉ２Ｏで捕捉されるため、ＣＯ２の消費閉サイクルを形成し、反応速度がより速い。
本出願のいくつかの実施例によれば、塩基性酸化物と水酸化物の混合物では、水酸化物と塩基性酸化物のモル比が１：１～１：１０である。塩基性酸化物と水酸化物の混合割合を調整することにより、ガスの吸収速度を調整でき、異なるガスの吸収に適している。例えば、塩基性酸化物と水酸化物の混合割合を調整し、高ＣＯ２透過率と低水蒸気透過率とを有する封止部材１６３１と協力して、ＣＯ２の吸収速度を調整して生成したＨ２Ｏを封止部材１６３１で囲まれた空間内に抑制し、電解液環境や極片内部に漏れるリスクを低減することができる。
高い吸着速度を要求するシステムでは、高い水酸化物／塩基性酸化物モル比、好ましくは１：１～１：４から選択し、大きな吸着量と低いＣＯ２吸収速度を要求するシステムでは、低い水酸化物／塩基性酸化物モル比、好ましくは１：６～１：１０から選択し、ＣＯ２の吸着量と吸着速度のバランスを取るシステムでは、適切な水酸化物／塩基性酸化物モル比、好ましくは１：４～１：６から選択すればよい。
吸着システムが要求されるＣＯ２の吸着量に応じて適切な吸着剤１６３２の粒子径と吸着剤１６３２の粒子数を算出することができる。好ましい水酸化物／酸化物粒子のＢＥＴ値は０．５ｍ２／ｇ～３ｍ２／ｇの範囲にあり、粒子径は０．１～１０００ミクロン、より好ましくは１～２００ミクロンであり、混合方法は、湿度が２％未満の環境下で研磨またはボールミルすることが好ましく、持続時間は５～１０ｍｉｎであることが好ましく、実際適用時、必要に応じて水酸化物／酸化物粒子の粒子径を選別すればよい。
塩基性酸化物、水酸化物の吸着ガスは二酸化炭素の化学吸着に限定され、ガス吸着の効率と電池の異なる使用条件下で生成した異なるガス成分を吸着するという適用性を高めるために、いくつかの実施例では、吸着剤１６３２は分子篩／グラフェン／活性炭などの物理吸着材料を採用してもよい。
分子篩は、３Ａ（Ｋ６４Ｎａ１２[(ＡｌＯ２)９６(ＳｉＯ２)９６]・２１６Ｈ２Ｏ）、４Ａ（Ｎａ９６[(ＡｌＯ２)９６・(ＳｉＯ２)９６]・２１６Ｈ２Ｏ）、５Ａ（Ｃａ３４Ｎａ２８[(ＡｌＯ２)９６(ＳｉＯ２)９６]・２１６Ｈ２Ｏ）、１３Ｘ（Ｎａ９６[(ＡｌＯ２)８６・(ＳｉＯ２)１０６]・２６４Ｈ２Ｏ）、１０Ｘ（Ｃａ３８Ｎａ１０[(ＡｌＯ２)８６(ＳｉＯ２)１０６]・２６４Ｈ２Ｏ）、Ｙ（Ｎａ５６[(ＡｌＯ２)５６・(ＳｉＯ２)１３６]・２６４Ｈ２Ｏ）、Ｍ（Ｎａ８[(ＡｌＯ２)８・(ＳｉＯ２)４０]・２４Ｈ２Ｏ）、ＺＳＭ-５（Ｎａ３[(ＡｌＯ２)３・(ＳｉＯ２)９３]・４６Ｈ２Ｏ）の１つまたは複数の組み合わせであるが、これらに限定されない。分子篩が吸水するとガス吸着効果が顕著に低下するので、本体１６１に装填する前に、５℃／ｍｉｎで５５０℃に昇温し、３ｈ保持した後２００℃に冷却し、活性化した後パッケージすることが好ましい。分子篩の粒子径は１０μｍ～１０ｍｍであることが好ましい。
本出願のいくつかの実施例によれば、吸着剤１６３２は、活性炭、分子篩、塩基性酸化物、水酸化物から選択された少なくとも２つであってもよい。
本出願のいくつかの実施例によれば、ガス吸着装置１６は、通気膜をさらに含み、通気膜は第１圧力解放部１６２を被覆し、通気膜はガスの通過を許容し、液体の通過を阻止するように構成される。通気膜の材料は、封止部材１６３１と同一または類似の材料から選択され、通気膜の特性は封止部材１６３１の特性と類似し、通気膜も高い通気性、低い水蒸気透過率を有する。第１圧力解放部１６２の表面に通気膜を設けて電解液を隔離し、第１圧力解放部１６２が開放された後、使用中に電解液がチャンバー１６１０に飛散するのをある程度阻止することができる。
いくつかの実施例では、通気膜は第１圧力解放部１６２のチャンバー１６１０から離れる面に設けられる。
本出願のいくつかの実施例によれば、通気膜の二酸化炭素透過率は１００ｃｍ３*２５μｍ／ｍ２*２４ｈ*０．１Ｍｐａを超える。つまり、１標準大気圧（０．１ＭＰａ）で、厚さ２５μｍの通気膜は、１平方メートル当たりの通気膜の２４時間内での二酸化炭素の透過量が１００ｃｍ３を超える。通気膜の水蒸気透過率は３０ｇ*２５μｍ／ｍ２*２４ｈ*０．１Ｍｐａ未満であり、つまり、１標準大気圧（０．１ＭＰａ）で、厚さ２５μｍの通気膜は、１平方メートル当たりの通気膜の２４時間内での水蒸気の透過量が３０ｇ未満である。
以下、図面を参照して電池単体１の製造方法を説明する。図１１は、本出願の一実施例の電池単体１の製造方法の概略フローチャートである。図１１では、この製造方法は、
端部開口１１０を有するケーシング１１を提供するステップ４０１と、
電極アセンブリ１２を提供するステップ４０２と、
エンドキャップアセンブリ１５を提供するステップ４０３と、エンドキャップアセンブリ１５はエンドキャップ１５１、エンドキャップ１５１の電池単体１の内部に近い側に取り付けられた絶縁部材１５２、および絶縁部材１５２および／またはエンドキャップ１５１に取り付けられたガス吸着装置１６を含み、ガス吸着装置１６は、チャンバー１６１０を有する本体１６１、本体１６１に設けられ、電池単体１の内部圧力または温度が第１閾値に達すると作動し、チャンバー１６１０と電池単体１の内部を連通するように構成される第１圧力解放部１６２、チャンバー１６１０内に設けられ、封止部材１６３１と吸着剤１６３２を含み、吸着剤１６３２が電池単体１の使用中生成したガスを吸収し、封止部材１６３１は吸着剤１６３２をパッケージし、封止部材１６３１はガスの通過を許容し、液体の通過を阻止するように構成されるガス吸着ユニット１６３を含み、
電極アセンブリ１２をケーシング１１内に収容するステップ４０４と、
エンドキャップ１５１を端部開口に設けて、エンドキャップ１５１とケーシング１１を接続して電極アセンブリ１２を収容する収容室を形成するステップ４０５と、を含む。
なお、「ケーシング１１を提供するステップ４０１」、「電極アセンブリ１２を提供するステップ４０２」、および「エンドキャップアセンブリ１５を提供するステップ４０３」の順序は限定されなく、例えば、「電極アセンブリ１２を提供するステップ４０２」、「エンドキャップアセンブリ１５を提供するステップ４０３」、および「ケーシング１１を提供するステップ４０１」を順次実行してもよいし、「エンドキャップアセンブリ１５を提供するステップ４０３」、「ケーシング１１を提供するステップ４０１」および「電極アセンブリ１２を提供するステップ４０２」を順次実行してもよいし、または、「ケーシング１１を提供するステップ４０１」、「電極アセンブリ１２を提供するステップ４０２」およびステップ「エンドキャップアセンブリ１５を提供するステップ４０３」を並列に実行してもよい。
好ましい実施例を参照して本出願を説明したが、本出願の範囲から逸脱することなく、様々な改良を加え、その構成要素を等価物で置き換えることができる。特に、構造上の矛盾がない限り、各実施例で提出される各技術的特徴を任意に組み合わせることができる。本出願は明細書で開示された特定の実施例に限定されず、特許請求の範囲内のすべての技術的解決手段を含むものである。
１００ 電池
１０１ 箱体
１０１１ 第１部分
１０１２ 第２部分
１ 電池単体
１１ ケーシング
１１０ 端部開口
１２ 電極アセンブリ
１３ 電極端子
１４ 接続部材
１５ エンドキャップアセンブリ
１５１ エンドキャップ
１５２ 絶縁部材
１５２１ 空洞
１５２２ 案内通路
１５３ 第２圧力解放部
１５４ 制限構造
１６ ガス吸着装置
１６１ 本体
１６１０ チャンバー
１６１１ 第１外面
１６１２ 第２外面
１６１３ 基板
１６１４ カバー
１６１５ 貫通穴
１６２ 第１圧力解放部
１６３ ガス吸着ユニット
１６３１ 封止部材
１６３２ 吸着剤
２００ コントローラー
３００ モータ
１０００ 車両

Claims (19)

  1. 電池単体に用いられるガス吸着装置であって、
    チャンバーを有する本体と、
    前記本体に設けられ、前記電池単体の内部圧力または温度が第１閾値に達すると作動し、前記チャンバーと前記電池単体の内部を連通するように構成される第１圧力解放部と、
    前記チャンバー内に設けられ、封止部材と吸着剤を含み、前記吸着剤は前記電池単体の使用中に生成されたガスを吸収し、前記封止部材は前記吸着剤をパッケージし、前記封止部材はガスの通過を許容し、液体の通過を阻止するように構成されるガス吸着ユニットと、を含むガス吸着装置。
  2. 前記封止部材の水蒸気透過率が３０ｇ*２５μｍ／ｍ２*２４ｈ*０．１Ｍｐａ未満である、請求項１に記載のガス吸着装置。
  3. 前記ガス吸着装置は、複数の前記ガス吸着ユニットを含む、請求項１または２に記載のガス吸着装置。
  4. 複数の前記ガス吸着ユニット中の前記吸着剤は、異なる種類のガスを吸収するために、互いに異なる、請求項３に記載のガス吸着装置。
  5. 前記吸着剤は、塩基性酸化物と水酸化物の混合物を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のガス吸着装置。
  6. 前記混合物では、前記水酸化物と前記塩基性酸化物のモル比が１：１～１：１０である、請求項５に記載のガス吸着装置。
  7. 前記本体と前記第１圧力解放部はすべて金属材質である、請求項１～６のいずれか１項に記載のガス吸着装置。
  8. 前記第１圧力解放部は前記本体の内面に対して前記チャンバーの外部に向かって窪んでいる、請求項１～７のいずれか１項に記載のガス吸着装置。
  9. 前記ガス吸着装置は、
    前記第１圧力解放部を被覆し、ガスの通過を許容し、液体の通過を阻止するように構成される通気膜をさらに含む、請求項１～８のいずれか１項に記載のガス吸着装置。
  10. 電池単体に用いられるエンドキャップアセンブリであって、
    エンドキャップと、
    前記エンドキャップの前記電池単体内部に近い側に取り付けられた絶縁部材と、
    前記絶縁部材および／または前記エンドキャップに取り付けられた請求項１～９のいずれか１項に記載のガス吸着装置と、を含むエンドキャップアセンブリ。
  11. 前記本体は、前記エンドキャップから離れる第１外面を有し、前記第１圧力解放部は前記本体の前記第１外面以外の外面に設けられる、請求項１０に記載のエンドキャップアセンブリ。
  12. 前記第１圧力解放部は、前記本体の前記エンドキャップに近い側に設けられる、請求項１０に記載のエンドキャップアセンブリ。
  13. 前記絶縁部材は、前記ガス吸着装置を収容するための空洞を有する、請求項１０～１２のいずれか１項に記載のエンドキャップアセンブリ。
  14. 前記エンドキャップアセンブリは、
    前記エンドキャップに設けられ、前記電池単体の内部圧力または温度が第２閾値に達すると作動し、前記電池単体の内部圧力を解放するように構成される第２圧力解放部をさらに含み、
    前記第１閾値が前記第２閾値よりも小さい、請求項１０～１３のいずれか１項に記載のエンドキャップアセンブリ。
  15. 前記エンドキャップアセンブリは、
    前記エンドキャップおよび／または前記ガス吸着装置に設けられ、前記ガス吸着装置と前記第２圧力解放部の接触を回避するために使用される制限構造をさらに含む、請求項１４に記載のエンドキャップアセンブリ。
  16. 請求項１～９のいずれか１項に記載のガス吸着装置を含む、電池単体。
  17. 請求項１６に記載の電池単体を含む、電池。
  18. 請求項１６に記載の電池単体を含む、電力使用装置。
  19. 電池単体の製造方法であって、
    端部開口を有するケーシングを提供するステップと、
    電極アセンブリを提供するステップと、
    エンドキャップアセンブリを提供するステップと、前記エンドキャップアセンブリは、エンドキャップ、前記エンドキャップの前記電池単体内部に近い側に取り付けられた絶縁部材、および前記絶縁部材および／または前記エンドキャップに取り付けられたガス吸着装置を含み、前記ガス吸着装置は、チャンバーを有する本体、前記本体に設けられ、前記電池単体の内部圧力または温度が第１閾値に達すると作動し、前記チャンバーと前記電池単体の内部を連通するように構成される第１圧力解放部、前記チャンバー内に設けられ、封止部材と吸着剤を含み、前記吸着剤は前記電池単体の使用中生成したガスを吸収し、前記封止部材は前記吸着剤をパッケージし、ガスの通過を許容し、液体の通過を阻止するように構成されるガス吸着ユニットを含み、
    前記電極アセンブリを前記ケーシング内に収容するステップと、
    前記エンドキャップを前記端部開口に設けて、前記エンドキャップと前記ケーシングを接続して前記電極アセンブリを収容する収容室を形成するステップと、を含む、電池単体の製造方法。
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