JP7372477B2 - 電池セル及びその製造方法と製造システム、電池並びに電力消費装置 - Google Patents

Description

本願の実施例は電池分野に関し、かつさらに具体的には、電池セル及びその製造方法と製造システム、電池並びに電力消費装置に関する。

電池セルは電子機器、たとえば携帯電話、ノートパソコン、電気自転車、電気自動車、電動飛行機、電動汽船、電動玩具自動車、電動玩具汽船、電動玩具飛行機及び電動工具等に幅広く使用されている。電池セルは、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及び二次アルカリ亜鉛マンガン電池セル等を含んでもよい。

電池技術の発展には、電池セルの性能の向上以外に、安全問題も無視できない問題である。電池セルの安全問題が保証できない場合、該電池セルは使用できない。従って、電池セルの安全性を如何にして強化するかは、電池技術の解決すべき技術的課題である。

本願の実施例は、電池セル及びその製造方法と製造システム、電池並びに電力消費装置を提供し、電池セルの安全性を強化することができる。

本願の第１態様によれば、本願の実施例は電池セルを提供し、電極組立体、ハウジング、圧力逃がし機構及びカバー組立体を備える。ハウジングには、電極組立体を収容するための収容スペースが設けられ、ハウジングは第１方向に沿った一側に位置する第１側板を備え、圧力逃がし機構は第１側板に設置され、カバー組立体はハウジングを密封することに用いられ、ハウジングの第１側板の内面には内面に沿って延伸する第１流路が設けられ、第１流路は、収容スペース内のガスを圧力逃がし機構にガイドし、圧力が閾値に達する場合に圧力逃がし機構を作動させて圧力を放出することに用いられる。第１流路は第１中間流路及び第１エッジ流路を備え、第１エッジ流路は第１側板の内面の円周方向のエッジに沿って延伸しかつ収容スペースに連通し、第１中間流路は第１エッジ流路を圧力逃がし機構に連通させる。

上記解決策において、本願の実施例ではハウジングの第１側板に第１流路が設置され、第１流路は第１中間流路及び第１エッジ流路を備える。電池セルが熱暴走しガスをリリースすると、第１エッジ流路は、ガスが収容スペースからハウジングのエッジに沿って流れて第１中間流路まで移動するようにガイドし、次に第１中間流路を通過してガスを圧力逃がし機構にガイドし、圧力逃がし機構をタイムリーに作動させてガスを放出し、電池セルが熱暴走する時の排気速度を向上させ、電池セルの安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例では、第１中間流路は第１側板の内面に設置される第１中間凹溝を備え、第１中間凹溝の一端は圧力逃がし機構に連通し、他端は第１エッジ流路に連通する。電池セルに熱暴走が発生すると、リリースしたガスは第１中間凹溝に沿って収容スペースから圧力逃がし機構にガイドして排出され、電極組立体の遮断により排気に影響を与えることはなく、電池セルが熱暴走する時の排気速度を向上させ、電池セルの安全性を向上させ、また、第１中間凹溝は第１側板の内面に設置され、収容スペースを占有することにより電池セルのエネルギー密度に影響を与えることはない。

いくつかの実施例では、第１中間凹溝は複数であり、各第１中間凹溝はいずれも圧力逃がし機構及び第１エッジ流路に連通する。

いくつかの実施例では、少なくとも２つの第１中間凹溝は相互に平行であり、第１中間凹溝の長さ方向に沿った排気効率を向上させることに役立つ。又は複数の第１中間凹溝は圧力逃がし機構を中心として周りへ放射状で延伸し、圧力逃がし機構の円周方向での排気効率を向上させることに役立つ。

いくつかの実施例では、第１エッジ流路は第１側板の内面の円周方向のエッジに設置されかつ円周方向のエッジに沿って延伸する第１エッジ凹溝を備え、各第１中間凹溝はいずれも第１エッジ凹溝に連通する。第１エッジ凹溝を設置することにより、ガスは第１エッジ凹溝を通過して最も近い第１中間凹溝に移動し圧力逃がし機構にガイドして排出され、ガスの移動経路を縮め、排気をより順調にし、排気効率を向上させ、また、特定の第１中間凹溝が詰まられる場合、ガスは第１エッジ凹溝を通過して他の第１中間凹溝に移動して排出され、排気の信頼性を向上させる。

いくつかの実施例では、第１エッジ凹溝はリング形又はノッチ付きリング形であり、又は第１エッジ凹溝は円周方向のエッジに沿って間隔をおいて設置される複数のサブ凹溝を備える。

いくつかの実施例では、第１側板の内面には収容スペースへ突出する第１突起部が形成され、第１突起部は内面から離れた上面を有し、第１中間流路及び第１エッジ流路は第１突起部の上面と内面との間のスペースに形成される。該実施例では、第１突起部の上面は電極組立体を支持することに用いられ、第１突起部の上面と内面との間のスペースに第１中間流路及び第１エッジ流路が形成され、電極組立体の遮断により排気に影響を与えることはなく、電池セルが熱暴走する時の排気速度を向上させ、電池セルの安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例では、第１中間流路は複数の第１中間サブ流路を備え、第１突起部は複数であり、複数の第１突起部は圧力逃がし機構を中心として周りへ放射状で延伸し、２つの隣接する第１突起部と第１側板の内面との間に第１中間サブ流路が形成され、ハウジングは第２方向において対向して設置される１対の第２側板を備え、第２方向は第１方向に垂直であり、ハウジングは第３方向において対向して設置される１対の第３側板をさらに備え、第３方向は第１方向及び第２方向に垂直であり、各第１突起部の圧力逃がし機構から離れた端部と、隣接する第２側板又は隣接する第３側板との間に隙間が設けられ、隙間は第１エッジ流路の一部を形成する。圧力逃がし機構を中心として周りへ放射状で延伸する複数の第１突起部を設置し、第１中間流路及び第１エッジ流路を形成することにより、圧力逃がし機構の円周方向での排気効率を向上させることができる。また、特定の第１中間サブ流路が詰まられる場合、ガスは第１エッジ流路を通過して他の第１中間サブ流路に移動して排出され、排気の信頼性を向上させる。

いくつかの実施例では、第１突起部の上面に絶縁層が設けられ、絶縁層は電極組立体とハウジングとの間の絶縁を実現することに用いられ、支持部材を付加的に設置する必要がなく、スペースに対する占有を減少させ、電池セルの排気に影響を与えないとともに、電池セルのエネルギー密度を向上させるのに役立つ。

いくつかの実施例では、第１中間流路が圧力逃がし機構に連通する位置から、第１中間流路の長さの少なくとも一部の深さは圧力逃がし機構から離れた方向に沿って徐々に減少する。さらに第１中間流路の長さの少なくとも一部の深さは圧力逃がし機構に近い方向に沿って徐々に増加し、圧力逃がし機構の排気方向へ傾斜する斜面を形成し、ガスを圧力逃がし機構にガイドして排出するのにより役立ち、排気効率を向上させる。

いくつかの実施例では、支持部材は、第１側板と電極組立体との間に設置され、電極組立体を支持し、支持部材は対向して設置される第１表面及び第２表面を有し、第１表面は第１側板に面しており、第２表面は電極組立体に面しており、支持部材の第１表面に第２流路が設けられ、第２流路は第１中間流路と収容スペースを連通させる。支持部材に第２流路が形成され、第１中間流路と収容スペースを連通させ、排気のための流路の横断面積を増加し、排気効率を向上させることができる。

いくつかの実施例では、第２流路は第１流路の形状とマッチングする。第２流路は第１流路の形状とマッチングすることにより、組み合わせられた後に排気のための流路の横断面積を増大し、排気効率を向上させることができる。

いくつかの実施例では、支持部材は第１方向に沿って支持部材を貫通する第１貫通孔を備え、第１貫通孔は第１中間流路と収容スペースを連通させる。

いくつかの実施例では、電極組立体の一部を包み、かつ電極組立体とハウジングを仕切るための絶縁フィルムをさらに備え、絶縁フィルムは電極組立体と支持部材との間に位置する第１サイドフィルムを備え、第１サイドフィルムは第１方向に沿って第１サイドフィルムを貫通する第２貫通孔を備え、第２貫通孔と前記第１貫通孔の前記第１方向における投影は重ならない。絶縁フィルムの第１サイドフィルムにおける第２貫通孔と支持部材における第１貫通孔の第１方向における投影は重ならず、電極組立体と第１側板との間の確実な絶縁を実現することができ、絶縁フィルムの第１サイドフィルムにおける第２貫通孔は、支持部材における第１貫通孔と連携することができ、収容スペースのガスは第２貫通孔、第１貫通孔、第１中間流路を通過して圧力逃がし機構に入って排出され、絶縁フィルムの内部スペースの排気効率を向上させる。

本願の第２態様によれば、第１態様の電池セルを備える電池を提供する。

本願の第３態様によれば、第２態様の電池を備える電力消費装置を提供する。

いくつかの実施例では、電力消費装置は車両、船又は宇宙機である。

本願の第４態様によれば、電池セルの製造方法を提供し、電極組立体を提供するステップと、電極組立体を収容するための収容スペースが設けられ、第１方向に沿った一側に位置する第１側板を備えるハウジングを提供するステップと、第１側板に設置される圧力逃がし機構を提供するステップと、ハウジングを密封するためのカバー組立体を提供するステップと、電極組立体、ハウジング、圧力逃がし機構及びカバー組立体を組み立てて電池セルを形成するステップと、を含み、ハウジングを提供するステップは、ハウジングの第１側板の内面には内面に沿って延伸する第１流路を形成するステップを含み、第１流路は、収容スペース内のガスを圧力逃がし機構にガイドし、圧力が閾値に達する場合に圧力逃がし機構を作動させて圧力を放出することに用いられ、第１流路は第１中間流路及び第１エッジ流路を備え、第１エッジ流路は第１側板の内面の円周方向のエッジに沿って延伸しかつ収容スペースに連通し、第１中間流路は第１エッジ流路を圧力逃がし機構に連通させる。

本願の第５態様によれば、電池セルの製造システムを提供し、電極組立体を提供するための電極組立体提供装置と、ハウジング提供装置であって、ハウジングを提供することに用いられ、ハウジングには電極組立体を収容するための収容スペースが設けられ、ハウジングは第１方向に沿った一側に位置する第１側板を備えるハウジング提供装置と、第１側板に設置された圧力逃がし機構を提供するための圧力逃がし機構提供装置と、ハウジングを密封するためのカバー組立体を提供するためのカバー組立体提供装置と、電極組立体、ハウジング、圧力逃がし機構及びカバー組立体を組み立てて電池セルを形成するための組み立て装置と、を備え、ハウジングの第１側板の内面には内面に沿って延伸する第１流路が形成され、第１流路は、収容スペース内のガスを圧力逃がし機構にガイドし、圧力が閾値に達する場合に圧力逃がし機構を作動させて圧力を放出することに用いられ、第１流路は第１中間流路及び第１エッジ流路を備え、第１エッジ流路は第１側板の内面の円周方向のエッジに沿って延伸しかつ収容スペースに連通し、第１中間流路は第１エッジ流路を圧力逃がし機構に連通させる。

本願に係る電池セル及びその製造方法と製造システム、電池並びに電力消費装置は、電池セルが熱暴走する時の排気効率を向上させ、電池セルの安全性を向上させることができる。

ここで説明される図面は本願をさらに理解するためのものであり、本願の一部を構成し、本願の例示的実施例及びその説明は、本願を解釈するためのものであり、本願に対する不適切な限定を構成するものではない。図面において、

本願のいくつかの実施例に係る車両の構造模式図である。 本願のいくつかの実施例に係る電池の分解模式図である。 図２に示される電池モジュールの構造模式図である。 本願のいくつかの実施例に係る電池セルの分解模式図である。 本願のいくつかの実施例に係る電池セルのハウジングの構造模式図である。 本願のいくつかの実施例に係る電池セルの上面模式図である。 図６に示される図５の実施例のハウジングを用いた電池セルのＢ－Ｂ箇所の断面模式図である。 図７に示される電池セルのＣ箇所の拡大模式図である。 図７に示される電池セルのＤ箇所の拡大模式図である 図６に示される図５の実施例のハウジングを用いた電池セルのＥ－Ｅ箇所の断面模式図である 図１０に示される電池セルのＦ箇所の拡大模式図である 本願の別の実施例に係る電池セルのハウジングの構造模式図である。 本願の別の実施例に係る電池セルのハウジングの構造模式図である。 本願の別の実施例に係る電池セルのハウジングの構造模式図である。 図６に示される図１４の実施例のハウジングを用いた電池セルのＥ－Ｅ箇所の断面模式図の部分拡大模式図である。 本願の別の実施例に係る支持部材が設けられる電池セルの構造模式図である。 本願の別の実施例に係る電池セルの支持部材の構造模式図である。 本願の別の実施例に係る電池セルの支持部材の構造模式図である。 本願の別の実施例に係る電池セルの支持部材の構造模式図である。 本願の別の実施例に係る支持部材及び絶縁フィルムが設けられる電池セルの構造模式図である。 本願の別の実施例に示される絶縁フィルムの構造模式図である。 本願のいくつかの実施例に係る電池セルの製造方法のフローチャートである。 本願のいくつかの実施例に係る電池セルの製造システムの例示的なブロック図である。

図面において、図は実際の縮尺で描かれていない。

本願の実施例の目的、技術案及び利点をより明瞭にするために、以下、本願の実施例の図面を参照しながら、本願の実施例の技術案を明確に説明し、明らかなように、説明される実施例は本願の一部の実施例に過ぎず、全部の実施例ではない。本願の実施例に基づき、当業者が創造的労働を必要とせずに取得したすべての他の実施例は、いずれも本願の保護範囲に属する。

特に定義されていない限り、本願で使用されるあらゆる技術用語及び科学用語はすべて当業者が通常理解する意味と同じであり、本願では出願される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、本願を制限するものではなく、本願の明細書、特許請求の範囲及び上記図面の簡単な説明における用語「含む」、「有する」及びそれらの任意の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図する。本願の明細書、特許請求の範囲又は上記図面における用語「第１」、「第２」等は異なる対象を区別することに用いられ、特定の順次又は一次と二次との関係を説明するためのものではない。

本願に言及される「実施例」は、実施例と組み合わせて説明された特定の特徴、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てもよいことを意味する。明細書の異なる位置に現れる該語句は必ずしも同じ実施例を指すわけではなく、他の実施例と互いに排他的に独立した又は代替の実施例でもない。

本願の説明において、さらに説明する必要がある点として、特に明確な規定及び限定がない限り、用語「取付」、「連結」、「接続」、「取り付け」は、広義に理解すべきであり、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。直接連結されてもよく、中間媒体を介して間接的に連結されてもよく、２つの素子の内部の連通であってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本願での具体的な意味を理解することができる。

本願における「及び／又は」という用語は、関連対象の関連関係を説明するためのものに過ぎず、３つの関係が存在することを示し、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、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、本願における「／」という文字は、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。

本願の実施例では、同じ参照番号は同一部材を示し、かつ簡潔にするために、異なる実施例では、同一部材の詳細な説明は省略される。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、幅等のサイズ、及び集成装置の全体厚さ、長さ、幅等のサイズは例示的な説明に過ぎず、本願を限定するものではないと理解されるべきである。

本願の説明に出現する「複数の」とは、２つ以上（２つを含む）を意味する。

本願では、電池セルはリチウムイオン二次電池セル、リチウムイオン一次電池セル、リチウム硫黄電池セル、ナトリウムリチウムイオン電池セル、ナトリウムイオン電池セル又はマグネシウムイオン電池セル等を含んでもよく、本願の実施例はこれについて限定しない。電池セルは、円筒状、扁平状、直方体又は他の形状等であってもよく、同様に、本願の実施例はこれについて限定しない。電池セルは、一般的に、パッケージ方式に従って、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、同様に、本願の実施例はこれについて限定しない。

本願の実施例に言及される電池は、より高い電圧及び容量を提供するように１つ又は複数の電池セルを備える単一の物理モジュールである。たとえば、本願に言及される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パッケージするためのボックスを備える。ボックスは、液体や他の異物が電池セルの充電又は放電に悪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質を備え、電極組立体は正極板、負極板及びセパレーターを備える。電池セルは主に正極板と負極板との間の金属イオンの移動に依存して動作する。正極板は正極集電体及び正極活物質層を備え、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及び正極集電部から突出する正極凸部を備え、正極集電部に正極活物質層が塗布され、正極凸部の少なくとも一部には正極活物質層が塗布されておらず、正極凸部が正極タブとして使用される。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備え、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及び負極集電部から突出する負極凸部を備え、負極集電部に負極活物質層が塗布され、負極凸部の少なくとも一部には負極活物質層が塗布されておらず、負極凸部は負極タブとして使用される。負極集電体の材料は銅であってもよく、負極活物質層は負極活物質を含み、負極活物質はカーボン又はシリコーン等であってもよい。溶断が発生せずに高電流が流れることを確保するために、正極タブは、複数であり、一体に積層され、負極タブは、複数であり、一体に積層される。セパレーターの材質はＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）又はＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリエチレン）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らに限定されない。

電池セルはケーシング組立体を備えてもよく、ケーシング組立体の内部に収容キャビティを有し、該収容キャビティはケーシング組立体が電極組立体及び電解質のために提供される密閉スペースである。

電池セルの場合、主な安全危険は充電及び放電過程に起因するとともに、適切な環境温度の設計があり、不要な損失を効果的に回避するために、電池セルは、一般的に少なくとも３重の保護対策がある。具体的には、保護対策は少なくともスイッチング素子、適切なセパレーター材料の選択及び圧力逃がし機構を含む。スイッチング素子とは、電池セル内の温度又は抵抗が所定の閾値に達する場合に電池の充電又は放電を停止できる素子である。セパレーターは正極板と負極板を分離することに用いられ、温度が所定の数値に上昇すると、それに付着されたミクロンスケール（ひいてはナノスケール）の微孔を自動的に溶解し、それにより金属イオンがセパレーターを通過できなくなり、電池セルの内部反応を停止することができる。

圧力逃がし機構とは、電池セルの内部圧力が所定の閾値に達する場合に作動して内部圧力を放出する素子又は部材である。該閾値設計は設計ニーズによって異なる。前記閾値は電池セル内の正極板、負極板、電解液及びセパレーターのうちの１つ又は複数の材料によって決められる。圧力逃がし機構は、防爆弁、空気弁、逃がし弁又は安全弁等の形を用いてもよく、かつ具体的に感圧素子又は構造を用いてもよく、すなわち、電池セルの内部圧力が所定の閾値に達すると、圧力逃がし機構は動作し又は圧力逃がし機構に設けられる脆弱構造が破裂、それにより内部圧力又は温度が放出するための開口又は通路が形成される。

本願に言及される「作動」とは、圧力逃がし機構が動作し又は所定の状態にアクティベーションされ、それにより電池セルの内部圧力が放出されることである。圧力逃がし機構が生成する動作は、圧力逃がし機構の少なくとも一部が破裂し、粉砕し、引き裂かれ又は開かれること等を含んでもよいが、それらに限定されない。圧力逃がし機構が作動すると、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部へ排出される。この方式によって圧力が制御可能である状況で電池セルに圧力を放出させることができ、それにより、潜在的でより深刻な事故を回避することができる。

本願に言及される電池セルからの排出物は、電解液、溶解又は分裂した正負極板、セパレーターの破片、反応により生じた高温高圧気体、炎等を含むがそれらに限定されない。

電池セルにおける圧力逃がし機構は電池セルの安全性に重要な影響を与える。たとえば、短絡、過充電等の現象が発生する場合、電池セルの内部に熱暴走が発生するため圧力が急激に上昇する可能性がある。この状況で圧力逃がし機構が作動することにより内部圧力を外部へリリースし、電池セルの爆発、発火を防止することができる。

圧力逃がし機構は通常にケーシング組立体に取り付けられる。発明者らは、電池セルのエネルギー密度を向上させるために、電池セルの内部のガスが流れるためのスペースが制限され、熱暴走時にガスが排出する速度が低くなり、また、圧力逃がし機構はケーシング組立体の内部の部材によって遮られる可能性があるため、排気が不順調になり、潜在的な安全上の問題を引き起こすことを発見した。

これに鑑みて、本願の実施例は技術案を提供し、該技術案では、電池セルは電極組立体、ハウジング、圧力逃がし機構及びカバー組立体を備える。ハウジングには、電極組立体を収容するための収容スペースが設けられ、ハウジングは第１方向に沿った一側に位置する第１側板を備え、圧力逃がし機構は第１側板に設置され、カバー組立体はハウジングを密封することに用いられ、ハウジングの第１側板の内面には内面に沿って延伸する第１流路が設けられ、第１流路は、収容スペース内のガスを圧力逃がし機構にガイドし、圧力が閾値に達する場合に圧力逃がし機構を作動させて圧力を放出することに用いられる。第１流路は第１中間流路及び第１エッジ流路を備え、第１エッジ流路は第１側板の内面の円周方向のエッジに沿って延伸しかつ収容スペースに連通し、第１中間流路は第１エッジ流路を圧力逃がし機構に連通させる。この構造を有する電池セルは熱暴走時に高温高圧気体を圧力逃がし機構にガイドし、排気速度を向上させ、安全性能を向上させる。

本願の実施例で説明される技術案は電池及び電池を使用する電力消費装置に適用できる。

電力消費装置は、車両、携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、汽船、宇宙機、電動玩具及び電動工具等であってもよい。車両は、燃料自動車、ガス燃料自動車又は新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は純粋な電気自動車、ハイブリッド自動車又はレンジエクステンダー式自動車等であってもよく、宇宙機は、飛行機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙船等を含む。電動玩具は、ゲーム機、電気自動車玩具、電動汽船玩具及び電動飛行機玩具等の固定式又は移動式の電動玩具を含み、電動工具は金属切削電動工具、粉砕電動工具、組み立て電動工具及び鉄道電動工具を含み、たとえば、電動ドリル、電動研磨機、電動スパナ、電動ドライバ、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及び電気プレーナー等を含む。本願の実施例は上記電力消費装置を特別に限定しない。

以下の実施例では、説明の便宜上、電力消費装置が車両であることを例として説明する。

図１は本願のいくつかの実施例に係る車両の構造模式図である。図１に示すように、車両１の内部に電池２が設置され、電池２は車両１の底部又は前部又は尾部に設置されてもよい。電池２は車両１の給電に使用でき、たとえば、電池２は車両１の操作電源として使用できる。

車両１はコントローラ３及びモータ４をさらに備えてもよく、コントローラ３は電池２がモータ４に給電するように制御することに用いられ、たとえば、車両１の始動、ナビゲーション及び運転時の動作電力需要に用いられる。

本願のいくつかの実施例では、電池２は車両１の操作電源として使用できるだけでなく、車両１の駆動電源として使用され、燃料又は天然ガスを代替又は部分的に代替して車両１に駆動動力を提供することができる。

図２は本願のいくつかの実施例に係る電池の分解模式図である。図２に示すように、電池２はボックス５及び電池セル（図２には図示しない）を備え、電池セルはボックス５内に収容される。

ボックス５は電池セルを収容することに用いられ、ボックス５はさまざまな構造とされてもよい。いくつかの実施例では、ボックス５は第１ボックス部５１及び第２ボックス部５２を備えてもよく、第１ボックス部５１と第２ボックス部５２は相互に結合され、第１ボックス部５１と第２ボックス部５２は共同で電池セルを収容するための収容スペース５３を制限する。第２ボックス部５２は一端が開けられた中空構造であってもよく、第１ボックス部５１は板状構造であり、第１ボックス部５１は第２ボックス部５２の開口側に結合され、これにより、収容スペース５３を有するボックス５を形成し、また、第１ボックス部５１と第２ボックス部５２はいずれも一側が開けられた中空構造であってもよく、第１ボックス部５１の開口側が第２ボックス部５２の開口側に結合され、これにより、収容スペース５３を有するボックス５を形成する。もちろん、第１ボックス部５１及び第２ボックス部５２は、円筒状、直方体等の様々な形状であってもよい。

第１ボックス部５１と第２ボックス部５２の接続後の密封性を向上させるために、第１ボックス部５１と第２ボックス部５２との間にシーラント、シールリング等のシール部材が設置されてもよい。

第１ボックス部５１が第２ボックス部５２の最上部に結合されると仮定すると、第１ボックス部５１は上部ボックスカバーと呼ばれてもよく、第２ボックス部５２は下部ボックスと呼ばれてもよい。

電池２において、電池セルは１つであってもよく、複数であってもよい。電池セルが複数である場合、複数の電池セルは相互に直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよく、
直並列接続とは、複数の電池セルには直列接続も並列接続もあることである。複数の電池セルは相互に直接直列接続又は並列接続又は一体に直並列接続され、次に、複数の電池セルで構成されるものを全体としてボックス５内に収容するようにしてもよく、もちろん、複数の電池セルは、まず直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池モジュール６を構成し、次に、複数の電池モジュール６は直列接続又は並列接続又は直並列接続されて一体になり、かつボックス５内に収容されることもよい。

図３は図２に示される電池モジュールの構造模式図である。図３に示すように、いくつかの実施例では、電池セル７は複数であり、複数の電池セル７は、まず直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池モジュール６を構成する。次に、複数の電池モジュール６は直列接続又は並列接続又は直並列接続されて一体になり、かつボックス内に収容される。

電池モジュール６における複数の電池セル７は相互にバス部材を介して電気的接続を実現し、電池モジュール６における複数の電池セル７の並列接続又は直列接続又は直並列接続を実現する。

図４は本願のいくつかの実施例に係る電池セルの分解模式図である。

図４に示すように、本願の実施例により提供される電池セル７は電極組立体１０及びケーシング組立体２０を備え、電極組立体１０はケーシング組立体２０内に収容される。

いくつかの実施例では、電池セル７は、電極組立体１０、ハウジング２１、圧力逃がし機構３０及びカバー組立体２２を備える。ハウジング２１には電極組立体１０を収容するための収容スペース２１８が設けられ、ハウジング１０は第１方向Ｚに沿った一側に位置する第１側板２１２を備え、圧力逃がし機構３０は、第１側板２１２に設置され、カバー組立体２２は、ハウジング２１を密封することに用いられ、ハウジング２１の第１側板２１２の内面２１２０には内面２１２０に沿って延伸する第１流路が設けられ、第１流路は、収容スペース２１８内のガスを圧力逃がし機構３０にガイドし、圧力が閾値に達する場合に圧力逃がし機構３０を作動させて圧力を放出することに用いられる。

いくつかの実施例では、ケーシング組立体２０はさらに電解質、たとえば電解液を収容することに用いられる。ケーシング組立体２０は様々な構造形態であってもよい。

いくつかの実施例では、ケーシング組立体２０はハウジング２１及びカバー組立体２２を備えてもよく、ハウジング２１は一側が開けられた中空構造であり、カバー組立体２２はハウジング２１の開口箇所に結合されかつ密封接続を形成し、電極組立体１０及び電解質を収容するための収容キャビティを形成する。

ハウジング２１は、円筒状、直方体等の様々な形状であってもよい。ハウジング２１の形状は電極組立体１０の具体的な形状に応じて決められる。たとえば、電極組立体１０が円筒状構造である場合、円筒状ハウジングを選択して使用することができ、電極組立体１０が直方体構造である場合、直方体ハウジングを選択して使用することができる。

いくつかの実施例では、カバー組立体２２はエンドカバー２２１を備え、エンドカバー２２１はハウジング２１の開口箇所に結合される。エンドカバー２２１は様々な構造であってもよく、たとえば、エンドカバー２２１は板状構造である。例示的に、図４では、ハウジング２１は直方体構造であり、エンドカバー２２１は板状構造であり、エンドカバー２２１はハウジング２１の最上部の開口箇所に結合される。

エンドカバー２２１は絶縁材料（たとえばプラスチック）で製造されてもよく、導電性材料（たとえば金属）で製造されてもよい。エンドカバー２２１が金属材料で製造される場合、カバー組立体２２は絶縁板をさらに備えてもよく、絶縁板がエンドカバー２２１の電極組立体１０に面する一側に位置し、エンドカバー２２１と電極組立体１０を絶縁して分離する。

いくつかの実施例では、カバー組立体２２は電極端子２２２をさらに備えてもよく、電極端子２２２はエンドカバー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はそれぞれ正極電極端子及び負極電極端子として定義され、正極電極端子及び負極電極端子はいずれも電極組立体１０に電気的に接続され、電極組立体１０によって生成される電気エネルギーを出力することに用いられる。

別のいくつかの実施例では、ケーシング組立体２０は他の構造であってもよく、たとえば、ケーシング組立体２０はハウジング２１及び２つのカバー組立体２２を備え、ハウジング２１は対向する両側が開けられた中空構造であり、１つのカバー組立体２２はハウジング２１の１つの開口箇所に対応して結合されかつ密封接続を形成し、これにより、電極組立体１０及び電解質を収容するための収容キャビティを形成する。この構造では、１つのカバー組立体２２に２つの電極端子２２２が設けられ、もう１つのカバー組立体２２に電極端子２２２が設置されないようにしてもよく、また、２つのカバー組立体２２にそれぞれ１つの電極端子２２２が設置されることもよい。

電池セル７において、ケーシング組立体２０内に収容される電極組立体１０は１つであってもよく、複数であってもよい。例示的に、図４では、電極組立体１０は２つである。

電極組立体１０は正極板、負極板及びセパレーターを備える。電極組立体１０は巻回型電極組立体、積層型電極組立体又は他の形態の電極組立体であってもよい。

いくつかの実施例では、電極組立体１０は巻回型電極組立体である。正極板、負極板及びセパレーターはいずれもテープ状構造である。本願の実施例は正極板、セパレーター及び負極板を順に積層して２回以上巻回して電極組立体１０を形成することができる。

別のいくつかの実施例では、電極組立体１０は積層型電極組立体である。具体的には、電極組立体１０は複数の正極板及び複数の負極板を備え、正極板と負極板は交互に積層され、積層方向が正極板の厚さ方向及び負極板の厚さ方向に平行である。

電極組立体１０の外形から見れば、電極組立体１０は本体部１１及び本体部１１に接続されるタブ部１２を備える。例示的に、タブ部１２は本体部１１のカバー組立体２２に近い端から延伸する。

いくつかの実施例では、タブ部１２は２つであり、２つのタブ部１２はそれぞれ正極タブ部及び負極タブ部として定義される。正極タブ部及び負極タブ部は本体部１１の同一端から延伸してもよく、それぞれ本体部１１の反対の両端から延伸してもよい。

本体部１１は電極組立体１０が充放電機能を実現する核心部分であり、タブ部１２は本体部１１が生成する電流を引出することに用いられる。本体部１１は正極集電体の正極集電部、正極活物質層、負極集電体の負極集電部、負極活物質層及びセパレーターを備える。正極タブ部は複数の正極タブを備え、負極タブ部は複数の負極タブを備える。

タブ部１２は電極端子２２２に電気的に接続される。タブ部１２は溶接等の方式によって電極端子２２２に直接接続されてもよく、他の部材を介して電極端子２２２に間接的に接続されてもよい。たとえば、電池セル７は集電部材１３をさらに備え、集電部材１３は電極端子２２２とタブ部１２とを電気的に接続することに用いられる。集電部材１３は２つであり、２つの集電部材１３はそれぞれ正極集電部材及び負極集電部材として定義され、正極集電部材は正極電極端子と正極タブ部とを電気的に接続することに用いられ、負極集電部材は負極電極端子と負極タブ部とを電気的に接続することに用いられる。電池セル７に複数の電極組立体１０が設けられる場合、複数の電極組立体１０の正極集電部材は一体的に設置されてもよく、複数の電極組立体１０の負極集電部材は一体的に設置されてもよい。

第１側板２１２はケーシング組立体２０の第１方向Ｚに沿った一側に位置する。ケーシング組立体２０のハウジング２１は第１方向Ｚの第１側板２１２に対向する他側に端部開口を有する。

ハウジング２１は一端が開けられた中空構造である場合、第１側板２１２はハウジング２１の電極組立体１０のカバー組立体２２から離れた一側に位置する底板である。

圧力逃がし機構３０が第１側板２１２に設置される。圧力逃がし機構３０は第１側板２１２の一部であってもよく、第１側板２１２とは別個の構造であってもよい。第１側板２１２には自体の厚さ方向に沿って貫通する第１圧力逃がし孔２１０が設置され、圧力逃がし機構３０は溶接等の方式によって第１側板２１２に固定されかつ第１圧力逃がし孔２１０を被覆する。圧力逃がし機構３０は第１圧力逃がし孔２１０を密封し、第１側板２１２の内外両側のスペースを分離し、電解質が通常に動作する時に第１圧力逃がし孔２１０から流出することを回避する。

圧力逃がし機構３０は電池セル７の内部圧力が閾値に達する場合に作動して内部圧力を放出することに用いられる。電池セル７が生成するガスが多すぎてハウジング２１の内部圧力が高くなって閾値に達すると、圧力逃がし機構３０は動作し又は圧力逃がし機構３０に設けられる脆弱構造が破裂され、ガス及び他の高温高圧物質は圧力逃がし機構３０に裂けた開口及び第１圧力逃がし孔２１０から外部へリリースし、さらに電池セル７が爆発することを回避する。

圧力逃がし機構３０は各種の可能な圧力逃がし構造であってもよく、本願の実施例はこれについて限定しない。たとえば、圧力逃がし機構３０は感圧圧力逃がし機構であってもよく、感圧圧力逃がし機構は感圧圧力逃がし機構が設けられる電池セル７の内部気圧が閾値に達する場合に破裂できるように配置される。

いくつかの実施例では、圧力逃がし機構３０にエンボス、凹溝又は他の構造が形成され、圧力逃がし機構３０の部分強度を減少させかつ圧力逃がし機構３０に脆弱構造を形成し、電池セル７の内部圧力が閾値に達する場合、圧力逃がし機構３０は脆弱構造箇所で破裂し、圧力逃がし機構３０は破裂箇所に設置される部分に沿って折り曲げて開口を形成し、高温高圧物質を放出する。

短絡、過充電等の現象が発生する場合、電池セル７に熱暴走が発生しかつ大量の高温高圧物質、たとえば高温高圧気体がリリースされ、第１流路はガスが流れるようにガイドし、収容スペース２１８内のガスを圧力逃がし機構３０にガイドすることができ、ガスは圧力逃がし機構３０の圧力受け表面に作用しかつ圧力逃がし機構３０に圧力を印加し、ガスの増加に伴って、圧力逃がし機構３０が受けた圧力が大きくなり、圧力逃がし機構３０は圧力が閾値に達する場合に作動して、ガス及び他の高温高圧物質を電池セル７の外部に放出し、それにより電池セル７の内部圧力を外部へリリースし、電池セル７の爆発、発火を防止する。

本願の実施例はハウジング２１の第１側板２１２に第１流路を設置することにより、電池セル７が熱暴走する時にリリースしたガスを収容スペース２１８から圧力逃がし機構３０にガイドし、圧力逃がし機構３０がタイムリーに作動してガスを放出するようにすることができ、電池セル７が熱暴走する時の排気速度を向上させ、電池セル７の安全性を向上させる。

図５は本願のいくつかの実施例に係る電池セルのハウジングの構造模式図である。図６は本願のいくつかの実施例に係る電池セルの上面模式図である。図７は図６に示される図５の実施例のハウジングを用いた電池セルのＢ－Ｂ箇所での断面模式図である。図８は図７に示される電池セルのＣ箇所での拡大模式図である。図９は図７に示される電池セルのＤ箇所での拡大模式図である。図１０は図６に示される図５の実施例のハウジングを用いた電池セルのＥ－Ｅ箇所での断面模式図である。図１１は図１０に示される電池セルのＦ箇所での拡大模式図である。

図５～図１１を参照し、いくつかの実施例では、第１流路は第１中間流路２１５及び第１エッジ流路２１６を備え、第１エッジ流路２１６は第１側板２１２の内面２１２０の円周方向のエッジに沿って延伸しかつ収容スペース２１８に連通し、第１中間流路２１５は第１エッジ流路２１６を圧力逃がし機構３０に連通させる。

いくつかの実施例では、第１中間流路２１５は内面２１２０に延伸する第１中間凹溝２１４１を備え、各第１中間凹溝２１４１の一端は圧力逃がし機構３０に連通し、他端は第１エッジ流路２１６に連通する。電池セル７に熱暴走が発生すると、リリースしたガスは第１中間凹溝２１４１に沿って収容スペース２１８から圧力逃がし機構３０にガイドして排出され、電極組立体１０の遮断により排気に影響を与えることはなく、電池セル７が熱暴走する時の排気速度を向上させ、電池セル７の安全性を向上させ、また、第１中間凹溝２１４１が第１側板２１２の内面２１２０に設置され、収容スペース２１８を占有することにより電池セル７のエネルギー密度に影響を与えることはない。

いくつかの実施例では、第１中間流路２１５は複数の第１中間凹溝２１４１を備え、各第１中間凹溝２１４１は圧力逃がし機構３０及び第１エッジ流路２１６に連通する。複数の第１中間凹溝２１４１は電池セル７が熱暴走する時の排気速度を向上させ、電池セル７の安全性を向上させることができ、この他、特定の第１中間凹溝２１４１が詰まられても、ガスは第１エッジ流路２１６を通過して他の第１中間凹溝２１４１に移動して、次に圧力逃がし機構３０から排出され、排気の信頼性を向上させる。また、第１中間凹溝２１４１が第１側板２１２の内面に設置され、収容スペース２１８を占有することにより電池セル７のエネルギー密度に影響を与えることはない。

いくつかの実施例では、ハウジング２１における複数の第１中間凹溝２１４１は圧力逃がし機構３０を中心として周りへ放射状で延伸する。

具体的には、複数の第１中間凹溝２１４１は共同で第１中間流路２１５を構成し、複数の第１中間凹溝２１４１は圧力逃がし機構３０を中心として周りへ放射状で延伸する。放射状で延伸することとは複数の第１中間凹溝２１４１が圧力逃がし機構３０を中心とし、複数の第１中間凹溝２１４１がほぼ圧力逃がし機構３０の中心を軸とする半径方向に沿って延伸することである。複数の第１中間凹溝２１４１の一端は圧力逃がし機構３０に連通し、いくつかの実施例では、複数の第１中間凹溝２１４１は第１圧力逃がし孔２１０に接続される。そのうち一部の第１中間凹溝２１４１の他端は隣接する第２側板２１３の近くまで延伸し、他部の第１中間凹溝２１４１の他端は第３側板２１１の近くまで延伸する。

いくつかの実施例では、第１エッジ流路２１６は第１側板２１２の内面２１２０の円周方向のエッジに設置されかつ円周方向のエッジに沿って延伸する第１エッジ凹溝２１４２を備え、各第１中間凹溝２１４１はいずれも第１エッジ凹溝２１４２に連通する。第１エッジ凹溝２１４２を設置することにより、ガスは第１エッジ凹溝２１４２を通過して最も近い第１中間凹溝２１４１に移動し圧力逃がし機構３０にガイドして排出され、ガスの移動経路を縮め、排気をより順調にし、排気効率を向上させ、また、特定の第１中間凹溝２１４１が詰まられる場合、ガスはさらに第１エッジ凹溝２１４２を通過して他の第１中間凹溝２１４１に移動して排出され、排気の信頼性を向上させる。いくつかの実施例では、第１エッジ凹溝２１４２は全体として連通しているリング形である。

図５に示すように、ハウジング２１は第３方向Ｙに沿って対向して設置される１対の第２側板２１３、及び第２方向Ｘに沿って対向して設置される１対の第３側板２１１を備える。第２側板２１３及び第３側板２１１はいずれも第１側板２１２に接続され、かつ隣接する第２側板２１３と第３側板２１１は相互に接続されて共同で収容スペース２１８を形成する。第２方向Ｘは第１方向Ｚに垂直でありかつ第３方向Ｙに垂直である。第３方向Ｙは第１方向Ｚに垂直でありかつ第２方向Ｘに垂直である。

図８に示すように、該実施例では、収容スペース２１８は電極組立体１０と各第２側板２１３との間に設置される第１隙間Ｇ１を備え、隣接する第２側板２１３の近くまで延伸する一部の第１エッジ凹溝２１４２は第１隙間Ｇ１に連通する。収容スペース２１８は電極組立体１０と各第３側板２１１との間に設置される第２隙間Ｇ２をさらに備え、第３側板２１３の近くまで延伸する一部の第１エッジ凹溝２１４２は第２隙間Ｇ２に連通する。このように、電池セル７に熱暴走が発生する時、ガスは第１側板２１２の円周方向においてそれぞれ第１隙間Ｇ１及び第２隙間Ｇ２を通過して第１エッジ凹溝２１４２に沿って第１中間凹溝２１４１にガイドされ、次に第１中間凹溝２１４１を通過して圧力逃がし機構３０に移動することができる。この他、電極組立体１０の内部に生成したガスは、第１中間凹溝２１４１を直接通過して圧力逃がし機構３０に入ることができる。電池セル７が熱暴走する時の排気速度を向上させ、電池セル７の安全性を向上させる。

図８に示すように、収容スペース２１８は電極組立体１０と各第２側板２１３との間に設置される第１隙間Ｇ１を備える。第１エッジ凹溝２１４２は第１隙間Ｇ１に連通する。第１中間凹溝２１４１は第１エッジ凹溝２１４２を介して第１隙間Ｇ１に連通し、さらに第１中間流路２１５が第１エッジ流路２１６を介して収容スペース２１８に連通することを実現する。

図９に示すように、いくつかの実施例では、第１中間流路２１５が圧力逃がし機構３０に連通する位置から、第１中間流路２１５の長さの少なくとも一部の深さＨは圧力逃がし機構３０から離れた方向に沿って徐々に減少する。

具体的には、第１中間流路２１５が圧力逃がし機構３０に連通する位置から、第１中間流路２１５を構成する各第１中間凹溝２１４１の第３方向Ｙに沿った長さの少なくとも一部において、第１中間凹溝２１４１の深さＨは圧力逃がし機構３０から離れた方向に沿って徐々に減少する。図９に示すように、第１中間凹溝２１４１の長さの少なくとも一部の深さＨは圧力逃がし機構３０に近い方向に沿って徐々に増加し、圧力逃がし機構３０の排気方向に向かって傾斜する斜面を形成し、ガスを圧力逃がし機構３０にガイドして排出することに役立ち、排気効率を向上させる。斜面は直線状又は弧線状で傾斜してもよい。

長さの一部とは、深さＨが変化する部分が第３方向Ｙにおいて圧力逃がし機構３０に接続されている第１中間流路２１５の長さの一部のみを占め、長さの残りの部分の第１中間流路２１５の深さが変わらなくてもよいことである。別の実施例では、第１中間流路２１５はまた、第１中間流路２１５の長さ全体にわたって深さＨが変化してもよい。

第１中間流路２１５が圧力逃がし機構３０に連通する位置とは、第１中間流路２１５が圧力逃がし機構３０のエッジに接続される位置である。ハウジング２１に第１圧力逃がし孔２１０が設置される場合、第１中間流路２１５が圧力逃がし機構３０に連通する位置とは、第１中間流路２１５が第１圧力逃がし孔２１０に接続される位置である。

図１０及び図１１を参照し、電極組立体１０と各第３側板２１１との間に第２隙間Ｇ２が形成され、第１エッジ凹溝２１４２は第２隙間Ｇ２に連通する。第１中間凹溝２１４１は第１エッジ凹溝２１４２を介して第２隙間Ｇ２に連通し、さらに第１中間流路２１５が第１エッジ流路２１６を介して収容スペース２１８に連通することを実現する。さらに、電池セル７が生成するガスが多すぎてハウジング２１の内部圧力が高くなって閾値に達する場合、ガスは第２隙間Ｇ２を通過した後、電極組立体１０により遮断されなくなり、複数の第１中間凹溝２１４１を通過して圧力逃がし機構３０に移動して排出されてもよい。

この他、いくつかの実施例では、電極組立体１０の内部に生成するガスはまた、第１中間流路２１５を直接通過して圧力逃がし機構３０に入ってもよい。

図１２は本願の別の実施例に係る電池セルのハウジングの構造模式図である。

図１２に示すように、該実施例では、図５の実施例におけるハウジング２１との違いは、第１中間流路２１５を構成する複数の第１中間凹溝２１４１が少なくとも２つの相互に平行である第１中間凹溝２１４１を備えることである。図１２に示すように、第１中間流路２１５は第３方向Ｙに沿って延伸する２つの第１中間凹溝２１４１及び第２方向Ｘに沿って延伸する２つの第１中間凹溝２１４１を備える。各第１中間凹溝２１４１はいずれも圧力逃がし機構３０及び第１エッジ凹溝２１４２に連通する。第１中間凹溝２１４１の数は２つに限定されず、その延伸方向も第３方向Ｙ又は第２方向Ｘに限定されない。

図１３は本願の別の実施例に係る電池セルのハウジングの構造模式図である。

図１３に示すように、該実施例では、図５の実施例におけるハウジング２１との違いは、第１エッジ凹溝２１４２が連続的に設置されておらず、ノッチ付きリング形であり、又は第１エッジ凹溝２１４２が円周方向のエッジに沿って間隔をおいて設置される複数のサブ凹溝を備え、各サブ凹溝が第１中間凹溝２１４１を介して圧力逃がし機構３０に連通することである。

図１４は本願の別の実施例に係る電池セルのハウジングの構造模式図である。図１５は図６に示される図１４の実施例のハウジングを用いた電池セルのＥ－Ｅ箇所での断面模式図の部分拡大模式図である。

図１４、１５に示すように、いくつかの実施例では、ハウジング２１では、第１側板２１２の内面には収容スペース２１８へ突出する第１突起部２１４３が形成され、第１突起部２１４３は内面２１２０から離れた上面２１４０を有し、第１中間流路２１５及び第１エッジ流路２１６は第１突起部２１４３の上面２１４０と内面２１２０との間のスペースに形成される。該実施例では、第１突起部２１４３の上面２１４０は電極組立体１０を支持することに用いられ、第１突起部２１４３の上面２１４０と内面２１２０との間のスペースに第１中間流路２１５及び第１エッジ流路２１６が形成され、電池セル７が熱暴走する時の排気速度を向上させ、電池セル７の安全性を向上させる。

いくつかの実施例では、図１４に示すように、第１中間流路２１５は圧力逃がし機構３０に連通する複数の第１中間サブ流路２１５１を備え、第１突起部２１４３は複数であり、複数の第１突起部２１４３は圧力逃がし機構３０を中心として周りへ放射状で延伸しかつ間隔をおいて配置され、隣接する２つの第１突起部２１４３と内面２１２０との間に第１中間サブ流路２１５１が形成される。各第１突起部２１４３の圧力逃がし機構３０から離れた端部と、隣接する第２側板２１３又は隣接する第３側板２１１との間に第５隙間Ｇ５が設けられ、第５隙間Ｇ５は第１エッジ流路２１６の一部を形成する。圧力逃がし機構３０を中心として周りへ放射状で延伸する複数の第１突起部２１４３を設置し、第１中間流路２１５及び第１エッジ流路２１６を形成することにより、圧力逃がし機構３０の円周方向の排気効率を向上させることができる。第５隙間Ｇ５を設置することにより、ガスはさらに第１側板２１２のエッジの円周方向に沿って移動し、第１エッジ流路２１６を形成することができる。この他、特定の第１中間サブ流路２１５１が詰まられる場合、ガスはまた、第１エッジ流路２１６を通過して他の第１中間サブ流路２１５１に移動して排出され、排気の信頼性を向上させる。

具体的には、隣接する２つの第１突起部２１４３と内面２１２０との間に第１中間サブ流路２１５１が形成され、複数の第１中間サブ流路２１５１は圧力逃がし機構３０を中心として周りへ放射状で延伸しかつ間隔をおいて配置される。放射状で延伸することとは、複数の第１中間サブ流路２１５１が圧力逃がし機構３０を中心とし、複数の第１中間サブ流路２１５１がほぼ圧力逃がし機構３０の中心点を軸とする半径方向に沿って延伸することである。複数の第１中間サブ流路２１５１の一端は圧力逃がし機構３０に連通し、いくつかの実施例では、複数の第１中間サブ流路２１５１は第１圧力逃がし孔２１０に接続される。そのうち一部の第１中間サブ流路２１５１の他端は第２側板２１３の近くまで延伸し、第１隙間Ｇ１に連通し、他部の第１中間サブ流路２１５１の他端は第３側板２１１の近くまで延伸し、第２隙間Ｇ２に連通する。隣接する第１中間サブ流路２１５１同士はまた、第５隙間Ｇ５を介して連通してもよい。

図８及び１１に示すように、該実施例では、収容スペース２１８は電極組立体１０と各第２側板２１３との間に設置される第１隙間Ｇ１を備え、第２側板２１３の近くまで延伸する一部の第１中間サブ流路２１５１は第１隙間Ｇ１に連通する。収容スペース２１８は電極組立体１０と各第３側板２１１との間に設置される第２隙間Ｇ２をさらに備え、第３側板２１３の近くまで延伸する一部の第１中間サブ流路２１５１は第２隙間Ｇ２に連通する。このように、電池セル７に熱暴走が発生する場合、ガスは圧力逃がし機構３０の円周方向において第１中間流路２１５に沿って圧力逃がし機構３０にガイドされ、電池セル７が熱暴走する時の排気速度を向上させ、電池セル７の安全性を向上させる。この他、特定の第１中間サブ流路２１５１が詰まられる場合、ガスはまた、第１エッジ流路２１６を通過して他の第１中間サブ流路２１５１に移動して排出され、排気の信頼性を向上させる。

この他、いくつかの実施例では、電極組立体１０の内部に生成するガスは第１中間サブ流路２１５１を直接通過して圧力逃がし機構３０に入ってもよい。

この他、図１２～１４の実施例では、図９の実施例を参照してもよく、第１中間流路２１５が圧力逃がし機構３０に連通する位置から、第１中間流路２１５の長さの少なくとも一部の深さＨは圧力逃がし機構３０から離れた方向に沿って徐々に減少する。

以上の実施例では、第１突起部２１４３の上面２１４０にさらに絶縁層が設けられ、絶縁層は電極組立体１０とハウジング２１との間の絶縁を実現することに用いられ、支持部材を付加的に設置する必要がなく、収容スペース２１８に対する占有を減少させ、電池セル７の排気に影響を与えないとともに、電池セル７のエネルギー密度を向上させるのに役立つ。

図１６は本願の別の実施例に係る電池セルの構造模式図である。

図１６に示すように、該実施例では、以上の実施例との違いは、支持部材４０を追加することである。支持部材４０は電極組立体１０と第１側板２１２との間に設置されかつ電極組立体１０を支持することに用いられる。電極組立体１０、支持部材４０及び第１側板２１２は第１方向Ｚに沿って順に設置される。例示的に、支持部材４０は絶縁材料で製造され、第１側板２１２と電極組立体１０を絶縁的に分離することができる。支持部材４０は電極組立体１０を支持でき、電池セル７が振動する時に電極組立体１０の揺動を減少させ、電極組立体１０の活物質の欠落のリスクを低減する。

支持部材４０は電極組立体１０に直接当接されて電極組立体１０を支持してもよく、他の部材を介して電極組立体１０を支持してもよい。たとえば、電池セル７は電極組立体１０の本体部１１の外側に被覆される絶縁フィルム５０をさらに備え、絶縁フィルム５０の一部は支持部材４０と電極組立体１０との間に位置し、支持部材４０は絶縁フィルム５０を介して電極組立体１０を支持する。支持部材４０は対向して設置される第１表面４１及び第２表面４２を有し、第１表面４１は第１側板２１２０に面しており、第２表面４２は電極組立体１０に面している。

いくつかの実施例では、支持部材４０は第１側板２１２に当接されてもよく、たとえば、図５～１１の実施例では、支持部材４０は電極組立体１０の重力作用で第１側板２１２に当接され、第１側板２１２の内面２１２０に接触するようにしてもよい。図８を参照し、支持部材４０は第３方向Ｙにおいて第３側板２１３との間に第３隙間Ｇ３が形成され、この他、図１１における実施例を参照し、支持部材４０は第２方向Ｘにおいて隣接する第２側板２１１との間に第４隙間Ｇ４が形成される。第１隙間Ｇ１は第３隙間Ｇ３を介して第１エッジ流路２１６に連通する。第２隙間Ｇ２は第４隙間Ｇ４を介して第１エッジ流路２１６に連通する。

支持部材４０は第１方向Ｚにおいて第１側板２１２と間隔をおいて設置されてもよい。たとえば、図１４、１５の実施例では、支持部材４０は第１突起部２１４３の表面に配置され、第１側板２１２の内面２１２０と間隔をおいて設置されることもよい。

図１７は本願の別の実施例に係る電池セルの支持部材の構造模式図である。図１８は本願の別の実施例に係る電池セルの支持部材の構造模式図である。図１９は本願の別の実施例に係る電池セルの支持部材の構造模式図である。

いくつかの実施例では、支持部材４０に第２流路が設けられ、第２流路は第１中間流路２１５と収容スペース２１８を連通させる。支持部材４０に第２流路が形成され、第１中間流路２１５と収容スペース２１８を連通させ、排気の流路面積を増加し、排気効率を向上させることができる。

図１７に示すように、いくつかの実施例では、第２流路は第１方向Ｚに沿って支持部材４０を貫通する第１貫通孔４０１を備え、第１貫通孔４０１は第１方向Ｚにおいて第１中間流路２１５と収容スペース２１８を連通させる。第１貫通孔４０１により、電極組立体１０の内部に生成するガスは第１貫通孔４０１を通過して支持部材４０を貫通して第１中間流路２１５に直接入ることができ、排気効率を向上させる。

図１８に示すように、いくつかの実施例では、第２流路は第１流路の形状とマッチングする。第２流路は第１流路の形状とマッチングすることにより、組み合わせられると排気の流路の横断面積を増大し、排気効率を向上させることができる。具体的には、第２流路は第１中間流路２１５及び第１エッジ流路２１６の形状とマッチングし、一体に組み合わせられると排気の流路の横断面積を増加し、排気効率を向上させることができる。

いくつかの実施例では、第２流路は第１表面４１に設けられる第２中間流路４０２を備え、第２中間流路４０２は第１隙間Ｇ１及び／又は第２隙間Ｇ２に連通し、かつ第２中間流路４０２は第１中間流路２１５の形状と一致する。支持部材４０には、第１隙間Ｇ１及び／又は第２隙間Ｇ２、及び第１中間流路２１５に連通する第２中間流路４０２を設置することにより、排気の流路面積を増加し、排気効率を向上させることができる。

いくつかの実施例では、支持部材４０に第２圧力逃がし孔４３が設けられ、第２圧力逃がし孔４３はハウジング２１における第１圧力逃がし孔２１０の位置に対応する。第２中間流路４０２は第２圧力逃がし孔４３を中心として周りへ放射状で延伸する。第２中間流路４０２は第２圧力逃がし孔４３と第１隙間Ｇ１及び／又は第２隙間Ｇ２を連通させる。

いくつかの実施例では、支持部材４０の円周方向のエッジに第２エッジ流路４０３がさらに設けられ、第２エッジ流路４０３は第１エッジ流路２１６の形状と一致する。第１側板２１２のエッジ排気の流路面積を増加し、排気効率を向上させることができる。

図１９に示すように、いくつかの実施例では、支持部材４０に第１貫通孔４０１、第２中間流路４０２及び第２エッジ流路４０３が設置され、第１貫通孔４０１は第２中間流路４０２に連通する。排気の流路面積をさらに増加し、排気効率を向上させることができる。

図２０は本願の別の実施例に係る支持部材及び絶縁フィルムが設けられる電池セルの構造模式図である。図２１は本願の別の実施例に示される絶縁フィルムの構造模式図である。

図２０～図２１に示すように、いくつかの実施例では、電池セル７は電極組立体１０の本体部１１の外側に被覆される絶縁フィルム５０をさらに備え、絶縁フィルム５０の一部は支持部材４０と電極組立体１０との間に位置し、支持部材４０は絶縁フィルム５０を介して電極組立体１０を支持する。支持部材４０は対向して設置される第１表面４１及び第２表面４２を備え、第１表面４１は第１側板２１２０に面しており、第２表面４２は絶縁フィルム５０に面している。

いくつかの実施例では、絶縁フィルム５０は電極組立体１０の一部を包み、かつ電極組立体１０とハウジング２１を仕切ることに用いられる。絶縁フィルム５０は電極組立体１０と支持部材４０との間に位置する第１サイドフィルム５０１を備え、第１サイドフィルム５０１は第２貫通孔５０１１を有し、第２貫通孔５０１１と、支持部材４０の第１貫通孔４０１及び第２圧力逃がし孔４３との第１方向Ｚにおける投影は重ならない。絶縁フィルム５０の第１サイドフィルム５０１の第２貫通孔５０１１と、支持部材４０における第１貫通孔４０１及び第２圧力逃がし孔４３との第１方向Ｚにおける投影は重ならないことにより、電極組立体１０とハウジング２１の第１側板２１２との直接接触を回避することができ、電極組立体１０と第１側板２１２との間の確実な絶縁を実現するとともに、第１貫通孔４０１及び第２貫通孔５０１１を介して収容スペース２１８と第１中間流路２１５を連通させることを実現し、排気効率を向上させることができる。

いくつかの実施例では、図２１及び図８に示すように、第１サイドフィルム５０１は絶縁フィルム５０の第１方向Ｚにおける一側に位置する。絶縁フィルム５０には第３方向Ｙにおいて対向して設置される第３サイドフィルム５０２が設けられ、第３サイドフィルム５０２の第１サイドフィルム５０１に近い位置に開口５１０が設けられ、分離フィルム５０で包まれる電極組立体１０内に生成するガスは、一方では第２貫通孔５０１１及び第１貫通孔４０２を介して第１中間流路２１５に接続することができ、他方では開口５１０及び第１隙間Ｇ１、第３隙間Ｇ３を介して第１エッジ流路２１６に接続することができ、さらに圧力逃がし機構３０を介して排出され、排気の流路面積を増加し、排気効率を向上させることができる。

図２２は本願のいくつかの実施例に係る電池セルの製造方法のフローチャートである。

図２２に示すように、本願の実施例の電池セルの製造方法は、
電極組立体を提供するステップＳ１００と、
電極組立体を収容するための収容スペースが設けられ、第１方向に沿った一側に位置する第１側板を備えるハウジングを提供するステップＳ２００と、
第１側板に設置される圧力逃がし機構を提供するステップＳ３００と、
ハウジングを密封するためのカバー組立体を提供するステップＳ４００と、
電極組立体、ハウジング、圧力逃がし機構及びカバー組立体を組み立てて電池セルを形成するステップＳ５００と、を含み、
ハウジングを提供するステップＳ２００は、ハウジングの第１側板の内面には内面に沿って延伸する第１流路を形成することをさらに含み、第１流路は、収容スペース内のガスを圧力逃がし機構にガイドし、圧力が閾値に達する場合に圧力逃がし機構を作動させて圧力を放出することに用いられる。第１流路は第１中間流路及び第１エッジ流路を備え、第１エッジ流路は第１側板の内面の円周方向のエッジに沿って延伸しかつ収容スペースに連通し、第１中間流路は第１エッジ流路を圧力逃がし機構に連通させる。

なお、上記電池セルの製造方法によって製造される電池セルの関連構造は、上記各実施例により提供される電池セルを参照されたい。

上記電池セルの製造方法に基づいて電池セルを組み立てる場合、上記ステップに従って順に行う必要がなく、つまり、実施例に言及される順序に従ってステップを実行してもよく、実施例に言及されるものと異なる順序に従ってステップを実行してもよく、又はいくつかのステップを同時に実行する。たとえば、ステップＳ１００、Ｓ２００、Ｓ３００、Ｓ４００が特定の順序で実行されることはなく、同時に実行されてもよい。

図２３は本願のいくつかの実施例に係る電池セルの製造システムの例示的なブロック図である。

図２３に示すように、本願の実施例の電池セルの製造システム８は、電極組立体を提供するための電極組立体提供装置８１と、ハウジング提供装置８２であって、ハウジングを提供することに用いられ、ハウジングには電極組立体を収容するための収容スペースが設けられ、ハウジングは第１方向に沿った一側に位置する第１側板を備えるハウジング提供装置８２と、第１側板に設置された圧力逃がし機構を提供するための圧力逃がし機構提供装置８３と、ハウジングを密封するためのカバー組立体を提供するためのカバー組立体提供装置８４と、電極組立体、ハウジング、圧力逃がし機構及びカバー組立体を組み立てて電池セルを形成するための組み立て装置８５と、を備え、ハウジングの第１側板の内面には内面に沿って延伸する第１流路が形成され、第１流路は、収容スペース内のガスを圧力逃がし機構にガイドし、圧力が閾値に達する場合に圧力逃がし機構を作動させて圧力を放出することに用いられる。第１流路は第１中間流路及び第１エッジ流路を備え、第１エッジ流路は第１側板の内面の円周方向のエッジに沿って延伸しかつ収容スペースに連通し、第１中間流路は第１エッジ流路を圧力逃がし機構に連通させる。

上記製造システムによって製造された電池セルの関連構造は、上記各実施例により提供される電池セルを参照されたい。

なお、矛盾がない場合、本願における実施例及び実施例における特徴は相互に組み合わせることができる。

最後に、以上の実施例は本願の技術案を説明するためのものに過ぎず、それを制限するためのものではない。上記実施例を参照して本願を詳細に説明したが、当業者であれば理解できるように、上記各実施例に記載の技術案を修正し、又は技術的特徴の一部に対して均等置換を行うことができるが、これらの修正や置換は、対応する技術案の本質を本願の各実施例の技術案の精神及び範囲から逸脱させるものではない。

１ 車両
２ 電池
３ コントローラ
４ モータ
５ ボックス
６ 電池モジュール
７ 電池セル
１０ 電極組立体
１１ 本体部
１２ タブ部
１３ 集電部材
２０ ケーシング組立体
２１ ハウジング
２２ カバー組立体
３０ 機構
４０ 支持部材
４１ 第１表面
４２ 第２表面
４３ 孔
５０ 絶縁フィルム
５１ 第１ボックス部
５２ 第２ボックス部
５３ 収容スペース
８１ 電極組立体提供装置
８２ ハウジング提供装置
８３ 機構提供装置
８４ カバー組立体提供装置
８５ 組み立て装置
２１０ 孔
２１１ 第３側板
２１２ 第１側板
２１３ 第２側板
２１５ 第１中間流路
２１６ 第１エッジ流路
２１８ 収容スペース
２２１ エンドカバー
２２２ 電極端子
４０１ 第１貫通孔
４０２ 第２中間流路
４０３ 第２エッジ流路
５０１ 第１サイドフィルム
５０２ 第３サイドフィルム
５１０ 開口
２１２０ 内面
２１４０ 上面
２１４１ 第１中間凹溝
２１４２ 第１エッジ凹溝
２１４３ 第１突起部
２１５１ 第１中間サブ流路
５０１１ 第２貫通孔

Claims (16)

1. 電池セルであって、
   電極組立体と、
   前記電極組立体を収容するための収容スペースが設けられ、第１方向に沿った一側に位置する第１側板を備えるハウジングと、
   前記第１側板に設置される圧力逃がし機構と、
   前記ハウジングを密封するためのカバー組立体と、を備え、
   前記ハウジングの前記第１側板の内面には前記内面に沿って延伸する第１流路が設けられ、前記第１流路は、前記収容スペース内のガスを前記圧力逃がし機構にガイドし、圧力が閾値に達する場合に前記圧力逃がし機構を作動させて前記圧力を放出することに用いられ、
   前記第１流路は第１中間流路及び第１エッジ流路を備え、前記第１エッジ流路は前記第１側板の前記内面の円周方向のエッジに沿って延伸しかつ前記収容スペースに連通し、前記第１中間流路は前記第１エッジ流路を前記圧力逃がし機構に連通させる電池セル。
2. 前記第１中間流路は前記第１側板の前記内面に設置される第１中間凹溝を備え、前記第１中間凹溝の一端は前記圧力逃がし機構に連通し、他端は前記第１エッジ流路に連通することを特徴とする請求項１に記載の電池セル。
3. 前記第１中間凹溝は複数であり、各前記第１中間凹溝はいずれも前記圧力逃がし機構及び前記第１エッジ流路に連通することを特徴とする請求項２に記載の電池セル。
4. 少なくとも２つの前記第１中間凹溝は互いに平行であり、又は
   複数の前記第１中間凹溝は前記圧力逃がし機構を中心として周りへ放射状で延伸することを特徴とする請求項３に記載の電池セル。
5. 前記第１エッジ流路は前記第１側板の前記内面の円周方向のエッジに設置されかつ前記円周方向のエッジに沿って延伸する第１エッジ凹溝を備え、各前記第１中間凹溝はいずれも前記第１エッジ凹溝に連通することを特徴とする請求項２～４のいずれか１項に記載の電池セル。
6. 前記第１エッジ凹溝はリング形又はノッチ付きリング形であり、又は前記第１エッジ凹溝は前記円周方向のエッジに沿って間隔をおいて設置される複数のサブ凹溝を備えることを特徴とする請求項５に記載の電池セル。
7. 前記第１側板の内面には前記収容スペースへ突出する第１突起部が形成され、前記第１突起部は前記内面から離れた上面を有し、前記第１中間流路及び前記第１エッジ流路は前記第１突起部の上面と前記内面との間のスペースに形成されることを特徴とする請求項１に記載の電池セル。
8. 前記第１中間流路は複数の第１中間サブ流路を備え、前記第１突起部は複数であり、複数の前記第１突起部は前記圧力逃がし機構を中心として周りへ放射状で延伸しかつ相互に間隔をおいて配置され、隣接する２つの第１突起部と前記第１側板の前記内面との間に前記第１中間サブ流路が形成され、
   前記ハウジングは第２方向において対向して設置される１対の第２側板を備え、前記第２方向は前記第１方向に垂直であり、
   前記ハウジングは第３方向において対向して設置される１対の第３側板をさらに備え、前記第３方向は前記第１方向及び前記第２方向に垂直であり、
   各前記第１突起部の前記圧力逃がし機構から離れた端部と、隣接する第２側板又は隣接する第３側板との間に隙間が設けられ、前記隙間は前記第１エッジ流路の一部を形成することを特徴とする請求項７に記載の電池セル。
9. 前記第１突起部の前記上面に絶縁層が設けられる請求項７又は８に記載の電池セル。
10. 前記第１中間流路が前記圧力逃がし機構に連通する位置から、前記第１中間流路の長さの少なくとも一部の深さは前記圧力逃がし機構から離れた方向に沿って徐々に減少する請求項１～９のいずれか１項に記載の電池セル。
11. 前記第１側板と前記電極組立体との間に設置され、前記電極組立体を支持する支持部材であって、前記支持部材は対向して設置される第１表面及び第２表面を備え、前記第１表面は前記第１側板に面しており、前記第２表面は前記電極組立体に面しており、前記支持部材の前記第１表面に第２流路が設けられ、前記第２流路は前記第１中間流路及び前記収容スペースに連通する支持部材をさらに備える請求項１～１０のいずれか１項に記載の電池セル。
12. 前記第２流路は前記第１流路の形状とマッチングする請求項１１に記載の電池セル。
13. 前記支持部材は前記第１方向に沿って前記支持部材を貫通する第１貫通孔を備え、前記第１貫通孔は前記第１中間流路と前記収容スペースを連通させる請求項１１又は１２に記載の電池セル。
14. 前記電極組立体の一部を包み、かつ前記電極組立体と前記ハウジングを仕切ることに用いられ、前記電極組立体と前記支持部材との間に位置する第１サイドフィルムを備えた絶縁フィルムをさらに備え、
    前記第１サイドフィルムは前記第１方向に沿って前記第１サイドフィルムを貫通する第２貫通孔を備え、前記第２貫通孔と前記第１貫通孔の前記第１方向における投影が重ならない請求項１３に記載の電池セル。
15. 請求項１～１４のいずれか１項に記載の電池セルを備える電池。
16. 請求項１５に記載の電池を備える電力消費装置。

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