JP7514380B2 - 圧力解放装置、電池セル、電池及び電気デバイス - Google Patents
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Description
本出願は、電池技術分野に関し、具体的には、圧力解放装置、電池セル、電池及び電気デバイスに関する。
電池は、例えば携帯電話、ノートパソコン、バッテリーカー、電気自動車、電気飛行機、電気ボート、電気おもちゃ自動車、電気おもちゃボート、電気おもちゃ飛行機、電気ツールなどの電子デバイスに広く使用されている。
電池技術では、電池セルの安全性を保証するために、一般的に、電池セルに圧力解放装置が設けられており、電池セル内の圧力又は温度が閾値に達すると、圧力解放装置は、スコア溝が設けられた位置で破裂し、電池セル内の圧力を解放する。一般的な圧力解放装置に対して、電池セルの内部圧力が正常な範囲内にある場合にも圧力解放が発生する可能性があり、長期的な信頼性が低い。
本出願の実施例は、圧力解放装置の長期的な信頼性を効果的に向上させることができる圧力解放装置、電池セル、電池及び電気デバイスを提供する。
第1態様では、本出願の実施例は、圧力解放部を含む圧力解放本体であって、前記圧力解放部は、その厚さ方向において対向する第1面及び第2面を有する圧力解放本体と、前記第1面から前記第2面までの方向に沿って前記圧力解放部に順次配置されている複数のスコア溝であって、前記厚さ方向に隣接する2つのスコア溝のうち、前記第1面から離れたスコア溝の最大幅は、前記第1面に近いスコア溝の最小幅よりも小さい複数のスコア溝と、を含む圧力解放装置を提供する。
上記技術案では、圧力解放部には、複数のスコア溝が設けられ、複数のスコア溝は、圧力解放部の第1面から第2面までの方向に沿って圧力解放部に順次配置され、かつ圧力解放部の厚さ方向に隣接する2つのスコア溝のうち、第1面から離れたスコア溝の最大幅は、第1面に近いスコア溝の最小幅よりも小さく、このような構造の圧力解放装置は、多段のスコア溝構造を採用することにより、各段のスコア溝を成形するときの圧力解放部が受ける成形力を軽減し、圧力解放部の亀裂のリスクを低減させることができ、圧力解放装置は、スコア溝を設けた位置に圧力解放部の亀裂が発生することによる故障が生じにくく、これにより、圧力解放装置の長期的な信頼性が向上する。
いくつかの実施例において、前記複数のスコア溝は、延在方向が一致する第1スコア溝及び第2スコア溝を含み、前記第1スコア溝は、前記第2スコア溝の底面に設けられる。
上記技術案では、第1スコア溝の延在方向は、第2スコア溝の延在方向と一致し、第1スコア溝は、第2スコア溝の底面に設けられ、このような構造は、第1スコア溝の成形を容易にし、第1スコア溝の長さを保証し、一方で第1スコア溝の最大幅が第2スコア溝の最小幅よりも小さいことを保証することができる。
いくつかの実施例において、前記複数のスコア溝は、第3スコア溝をさらに含み、前記第3スコア溝は、前記第1面に設けられ、前記第2スコア溝は、前記第3スコア溝の底面に設けられる。
上記技術案では、複数のスコア溝は、第1面に設けられた第3スコア溝をさらに含み、第2スコア溝は、第3スコア溝の底面に設けられ、つまり、圧力解放部に3段スコア溝が設けられることにより、各段のスコア溝を成形するときの圧力解放部が受ける成形力が過大にならないことを保証し、圧力解放部の亀裂のリスクを低減する。
いくつかの実施例において、前記第3スコア溝の底面には、複数の第2スコア溝が設けられている。
上記技術案では、第3スコア溝の底面には、複数の第2スコア溝が設けられているため、圧力解放部は、各第2スコア溝の位置で破裂して圧力解放を実現することができ、これにより、圧力解放効果がより高く、圧力解放速度が向上する。また、1つの第3スコア溝が複数の第2スコア溝に対応するため、成形工程を簡略化し、成形コストを削減することができる。
いくつかの実施例において、前記複数の第2スコア溝は、第1溝セグメント、第2溝セグメント及び第3溝セグメントを含み、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントは、離間して設けられており、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントの両方は、前記第3溝セグメントと交差し、前記圧力解放部は、前記第1溝セグメント、第2溝セグメント及び第3溝セグメントによって共同で画定された開放領域を含み、前記開放領域は、第1溝セグメント、第2溝セグメント及び第3溝セグメントを境界として開放するように構成される。
上記技術案では、第1溝セグメントと第2溝セグメントは、離間して設けられて、第1溝セグメントと第2溝セグメントの両方は、第3溝セグメントと交差し、第1溝セグメント、第2溝セグメント及び第3溝セグメントは、開放領域を共同で画定し、圧力解放部が第1溝セグメント、第2溝セグメント及び第3溝セグメントの位置で破裂した後、圧力解放部の開放領域にある部分は、開放して圧力を解放し、これにより、圧力解放部の圧力解放面積が大きくなり、圧力解放部の圧力解放速度が向上する。
いくつかの実施例において、前記複数の第2スコア溝は、第4溝セグメントをさらに含み、前記第3溝セグメントの延在方向において、前記第4溝セグメントは、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントとの間に位置し、前記第4溝セグメントは、前記第3溝セグメントと交差している。
上記技術案では、第1溝セグメントと第2溝セグメントとの間に位置する第4溝セグメントは、第3溝セグメントと交差し、圧力解放部は、第3溝セグメントと第4溝セグメントとの交差位置に応力がより集中し、より容易に破裂し、その結果、圧力解放部は、圧力解放プロセスにおいて第3溝セグメントと第4溝セグメントとの交差位置から第3溝セグメントに沿って破裂し、第3溝セグメントが破裂した後に第1溝セグメントと第2溝セグメントに沿って破裂し、迅速な圧力解放を実現する。
いくつかの実施例において、前記第3溝セグメントの延在方向において、前記第4溝セグメントと前記第3溝セグメントとの交差位置から第1溝セグメントまでの距離は、前記第4溝セグメントと前記第3溝セグメントとの交差位置から第2溝セグメントまでの距離に等しい。
上記技術案では、第4溝セグメントと第3溝セグメントとの交差位置から第1溝セグメントまでの距離が第4溝セグメントと第3溝セグメントとの交差位置から第2溝セグメントまでの距離に等しいため、圧力解放部は、第4溝セグメントと第3溝セグメントとの交差位置で第3溝セグメントに沿って破裂した後、第1溝セグメントと第2溝セグメントに沿って同期して破裂することができる。
いくつかの実施例において、前記第1溝セグメント、前記第2溝セグメント及び前記第3溝セグメントは、2つの開放領域を画定し、2つの開放領域は、それぞれ前記第3溝セグメントの両側に位置する。
上記技術案では、第1溝セグメント、第2溝セグメント及び第3溝セグメントは、2つの開放領域を画定し、2つの開放領域は、それぞれ第3溝セグメントの両側に位置し、圧力解放部は、圧力解放プロセスにおいて、圧力解放部の2つの圧力解放領域にある部分が反対方向に開くように開放して圧力を解放することができ、圧力解放部の圧力解放速度を効果的に向上させることができる。
いくつかの実施例において、前記第2面には、前記開放領域にあるノッチ溝が設けられており、第1溝セグメントの延在方向において、前記ノッチ溝と前記第3溝セグメントとの間に所定の距離がある。
上記技術案では、ノッチ溝は、第1溝セグメントの延在方向において第3溝セグメントから所定の距離を隔てており、かつノッチ溝の少なくとも一部は、開放領域内に位置し、その結果、圧力解放部は、圧力解放プロセスにおいて、圧力解放部の開放領域にある一部が圧力解放部のノッチ溝に位置する位置を軸として反転し、より容易に開放して圧力を解放することができる。
いくつかの実施例において、前記第1面と前記第2面との距離は、H0であり、前記第2面に最も近いスコア溝の底面から前記第2面までの距離は、H1であり、H0とH1は、関係式H1/H0<0.2を満たす。
上記技術案では、第2面に最も近いスコア溝の底面から第2面までの距離と第1面から第2面までの距離との比が0.2よりも小さいため、第2面に最も近いスコア溝の底面と第2面との間の部分の厚さが圧力解放部の総厚さに占める割合は小さく、これにより、第2面に最も近いスコア溝の底面と第2面との間の部分は、正常に破裂し、圧力解放を実現することができる。
いくつかの実施例において、前記第2面に最も近いスコア溝の底面から前記第2面までの距離は、H1であり、H1は、関係式H1<0.5mmを満たす。
上記技術案では、前記第2面に最も近いスコア溝の底面から前記第2面までの距離が0.5mmよりも小さいため、第2面に最も近いスコア溝の底面と第2面との間の部分の厚さが小さく、容易に破裂して圧力を解放する。
いくつかの実施例において、前記第1面に設けられたスコア溝の深さは、H2であり、H2は、関係式H2<1mmを満たす。
上記技術案では、前記第1面に設けられたスコア溝の深さが1mmよりも小さいため、圧力解放部の最も外側のスコア溝の深さが小さく、当該スコア溝において成形プロセスで圧力解放部が受ける成形力が小さくなり、圧力解放部の亀裂のリスクが低くなる。
いくつかの実施例において、前記第2面に最も近いスコア溝と前記第1面に設けられたスコア溝との間のスコア溝の深さは、H3であり、H3は、関係式H3<1.5mmを満たす。
上記技術案では、第2面に最も近いスコア溝と第1面に設けられたスコア溝との間のスコア溝の深さが1.5mmよりも小さいため、圧力解放部の第2面に最も近いスコア溝及び第1面に設けられたスコア溝以外のスコア溝の深さが小さく、成形プロセスで圧力解放部が受ける成形力が小さくなり、圧力解放部の亀裂のリスクが低くなる。
いくつかの実施例において、前記圧力解放本体内に収容空間が形成され、前記圧力解放本体は、前記収容空間を画定する複数の壁を有し、前記収容空間は、電極アセンブリを収容するために使用され、前記複数の壁のうちの1つに前記圧力解放部が形成されている。
上記技術案では、圧力解放本体の複数の壁は、電極アセンブリを収容するための収容キャビティを画定し、複数の壁のうちの1つに圧力解放部が形成されるため、圧力解放装置は、電極アセンブリを収容する収容機能だけでなく、圧力解放機能も有する。
いくつかの実施例において、前記複数の壁は、周壁と底壁とを含み、前記周壁は、前記底壁の縁の周りに設けられ、前記周壁と前記底壁は前記収容空間を共同で画定し、前記底壁には、前記圧力解放部が形成されている。
上記技術案では、圧力解放本体の底壁に圧力解放部が形成されているため、底壁は、良好な圧力解放機能を有している。
いくつかの実施例において、前記周壁と前記底壁は、一体成型構造である。
上記技術案では、底壁に圧力解放部が形成され、周壁と底壁とが一体成型構造であるため、周壁と圧力解放機能を有する底壁とが良好な堅牢性を有し、この一体型設計により、成形プロセスを簡略化し、製造コストを削減させることができる。
いくつかの実施例において、前記第1面は、前記底壁の外面である。
上記技術案では、第1面は、圧力解放本体にスコア溝を加工することが容易になるように、前記底壁の外面である。
第2態様では、本出願の実施例は、第1態様のいずれかの実施例によって提供される圧力解放装置を含む電池セルを提供する。
第3態様では、電池は、第2態様のいずれかの実施例によって提供される電池セルと、前記電池セルを収容するための筐体と、を含む。
第4態様では、電気デバイスは、第3態様のいずれかの実施例によって提供される電池を含む。
第5態様では、本出願の実施例は、圧力解放本体を提供するステップであって、前記圧力解放本体は、圧力解放部を含み、前記圧力解放部は、その厚さ方向において対向する第1面及び第2面を有するステップと、前記圧力解放部に、前記第1面から前記第2面までの方向に沿って複数のスコア溝を順次加工するステップと、を含み、前記厚さ方向に隣接する2つのスコア溝のうち、前記第1面から離れたスコア溝の最大幅は、前記第1面のスコア溝の最小幅よりも小さい、圧力解放装置の製造方法を提供する。
いくつかの実施例において、前記の前記圧力解放部に前記第1面から前記第2面までの方向に沿って複数のスコア溝を順次加工するステップは、前記圧力解放部に、前記第1面から前記第2面までの方向に沿って複数のスコア溝を順次打ち抜くステップを含む。
上記技術案では、圧力解放部には、第1面から第2面までの方向に複数のスコア溝が打ち抜きにより順次成形され、成形工程が簡単であるため、各段のスコア溝を打ち抜くときの圧力解放部が受ける打ち抜き力を軽減し、圧力解放部の亀裂のリスクを低減させることができる。
第6態様では、本出願の実施例は、圧力解放本体を提供するための第1提供装置であって、前記圧力解放本体は、圧力解放部を含み、前記圧力解放部は、その厚さ方向において対向する第1面及び第2面を有する第1提供装置と、前記圧力解放部に、前記第1面から前記第2面までの方向に沿って複数のスコア溝を順次加工するための加工装置と、を含み、前記厚さ方向に隣接する2つのスコア溝のうち、前記第1面から離れたスコア溝の最大幅は、前記第1面のスコア溝の最小幅よりも小さい、圧力解放装置の製造デバイスを提供する。
本出願の実施例の技術案をより明確に説明するために、以下に、実施例に必要な図面を簡単に紹介し、以下の図面が本出願のいくつかの実施例のみを示すため、範囲を限定するためのものと見なされるべきではなく、当業者にとって、創造的な労働をすることなく、これらの図面に基づいて他の関連する図面を取得することができることを理解すべきである。
本出願の実施例の目的、技術案と利点をより明確にするために、以下に本出願の実施例の図面を参照して、本出願の実施例における技術案を明確かつ全面的に説明し、明らかに、説明される実施例は、本出願の実施例の一部であり、全ての実施例ではない。本出願の実施例に基づき、当業者が創造的な労力を要せずに得る全ての他の実施例は、本出願の保護範囲に属する。
別段の定義がない限り、本出願で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本出願の技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じである。本出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だけであり、本出願の明細書及び特許請求の範囲、ならびに上記図面の説明における用語「含む」、「有する」及びそれらのいかなる変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図する。本出願の明細書と特許請求の範囲又は上記図面における用語「第1」、「第2」などは、異なるオブジェクトを区別するために用いられるが、特定の順序又はプライマリとセカンダリの関係を説明するためのものではない。
本出願に言及される「実施例」は、実施例と組み合わせて説明される特定の特徴、構造又は特性が本出願の少なくとも1つの実施例に含まれてもよいことを意味する。本明細書の様々な箇所に現れる当該フレーズは、必ずしも同じ実施例を指すわけではなく、他の実施例と相互に排他的に独立した実施例又は代替実施例ではない。
本出願の説明では、説明すべきものとして、特に明記及び限定されない限り、用語「装着」、「接続する」、及び「取り付ける」という用語は、広義において、例えば固定接続、取り外し可能な接続、又は一体接続であってもよく、直接接続であってもよいし、中間媒体を介する間接接続であってもよいし、2つの素子の内部の連通であってもよいと理解されてもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本出願における上記の用語の具体的な意味を理解することができる。
本出願では「及び/又は」という用語は、関連付けられたオブジェクトの関連関係を説明するためのものだけであり、3種類の関係が存在できることを示し、例えば、A及び/又はBは、Aが単独で存在すること、A及び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、本明細書では文字「/」は、一般的に前後にある関連オブジェクトが「又は」の関係であることを示す。
本出願の実施例において、同じ参照番号は、同じ部材を示し、簡潔にするために、異なる実施例において、同じ部材の詳細な説明は、省略される。添付の図面に示される本出願の実施例における様々な部材の厚さ、長さ、幅などのサイズ、及び統合された装置の全体的な厚さ、長さ及び幅などのサイズが例示的に説明するものに過ぎず、本出願への制限を構成するものではないことを理解すべきである。
本出願における「複数」とは2つ以上(2つを含む)を意味している。
本出願において、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などを含むことができ、本出願の実施例は、これを限定しない。電池セルは、円柱体、扁平体、直方体又はその他の形状などを呈してもよく、本出願の実施例は、これも限定しない。
電池セルは、一般的に、パッケージング方式に従って、円筒形電池セル、角柱形電池セル及びソフトパック電池セルの3種類に分けられるが、本出願の実施例は、これも限定しない。
電池セルは、一般的に、パッケージング方式に従って、円筒形電池セル、角柱形電池セル及びソフトパック電池セルの3種類に分けられるが、本出願の実施例は、これも限定しない。
本出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モジュールを指す。例えば、本出願で言及される電池は、電池モジュール又は電池パックなどを含むことができる。電池は、一般的に1つ又は複数の電池セルを封入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、電極アセンブリと電解液とを含み、電極アセンブリは、正極シート、負極シート及びセパレーターで構成される。電池セルは、主に正極シートと負極シートの間の金属イオンの移動に依存して動作する。正極シートは、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て正極タブとして使用される。リチウムイオン電池を例にすると、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などであってもよい。負極シートは、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、負極活物質層が塗布されていない負極集電体は、負極活物質層が塗布された負極集電体から突出して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、負極活物質は、炭素又はシリコンなどであってもよい。大電流が流れても溶断しないことを保証するために、正極タブは、複数枚で積層され、負極タブは、複数枚で積層される。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)などであってもよい。また、電極アセンブリは、巻回構造であってもよいし、積層構造であってもよく、本出願の実施例は、これに限定されない。
電池技術の発展に伴い、多方面の設計要素、例えば、エネルギー密度、サイクル寿命、放電容量、充放電倍率などの性能パラメータを同時に考慮する必要があり、さらに電池の安全性も考慮する必要がある。
電池セルの圧力解放装置は、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場合、電池セル内で熱暴走が発生し、圧力又は温度が急激に上昇する可能性がある。この場合、圧力解放機構の作動により、内部の圧力及び温度を外部に解放させて、電池セルの爆発及び発火を防止することができる。
発明者は、一般的な電池セルにおいて、電池セルの内部圧力が正常な範囲内にある場合でも、圧力解放装置に圧力解放が発生し、その結果、電池セルの故障を引き起こすことを発見した。発明者は、さらに研究により、圧力解放装置において、一般的に圧力解放本体にスコア溝が設けられ、電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると圧力解放装置が正常に圧力を解放することができることを保証するために、スコア溝を深く加工する必要があり、圧力解放本体上のスコア溝が成形した後、亀裂が発生しやすく、電池セルの内部圧力が正常な範囲にある(閾値に達しない)場合、圧力解放装置が圧力を解放することを発見した。
これに鑑みて、本出願の実施例は、圧力解放本体の圧力解放部に、第1面から第2面までの方向に複数のスコア溝を順次配置し、かつ圧力解放部の厚さ方向に隣接する2つのスコア溝のうち、前記第1面から離れたスコア溝の最大幅が前記第1面に近いスコア溝の最小幅よりも小さい圧力解放装置を提供する。
このような圧力解放装置では、多段スコア溝を採用することにより、各段のスコア溝を成形するときの圧力解放部が受ける成形力を軽減し、圧力解放部の亀裂のリスクを低減させることができ、圧力解放装置は、スコア溝を設けた位置に圧力解放部の亀裂が発生することによる故障が生じにくく、これにより、圧力解放装置の長期的な信頼性が向上する。
本出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気デバイスに適用する。
電気デバイスは、車両、携帯電話、ポータブルデバイス、ノートパソコン、船舶、宇宙飛行機、電気おもちゃ及び電気ツールなどであってもよい。車両は、燃料自動車、ガス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航続距離延長型自動車などであってもよい。宇宙飛行機は、航空機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙船飛行機などを含み、電気おもちゃは、固定式又は移動式の電気おもちゃ、例えば、ゲーム機、電気自動車おもちゃ、電気船おもちゃ及び電気航空機おもちゃなどを含み、電気ツールは、金属切削電気ツール、研磨電気ツール、組み立て電気ツール及び鉄道用電気ツール、例えば、電気ドリル、電気グラインダー、電気レンチ、電気ドライバー、電気ハンマー、電気インパクトドリル、コンクリートバイブレーター及び電気プレーナーなどを含む。本出願の実施例では、上記電気デバイスは、特殊に限定されない。
以下の実施例は、説明を容易にするために、電気デバイスが車両であることを例として説明する。
図1を参照すると、図1は本出願のいくつかの実施例によって提供される車両1000の構造概略図である。車両1000の内部には、電池100が設けられ、電池100は、車両1000の底部又は前部又は後部に設けられてもよい。電池100は、車両1000への電力供給のために使用されてもよく、例えば、電池100は、車両1000の動作電源として使用されてもよい。
車両1000は、コントローラ200とモーター300とをさらに含むことができ、コントローラ200は、モーター300に電力を供給するように電池100を制御するために使用され、例えば、車両1000の起動、ナビゲート及び運転時の動作電力ニーズのために使用される。
本出願のいくつかの実施例では、電池100は、車両1000の動作電源だけでなく、車両1000の駆動電源として、燃料又は天然ガスを代替又は部分的に代替して車両1000に駆動力を供給することができる。
図2を参照すると、図2は本出願のいくつかの実施例によって提供される電池100の構造概略図である。電池100は、筐体10と電池セル20とを含み、筐体10は、電池セル20を収容するために使用される。
ここで、筐体10は、電池セル20を収容するための部材であり、筐体10は、電池セル20に収容空間を提供し、筐体10は、様々な構造であってもよい。いくつかの実施例において、筐体10は、第1部分11及び第2部分12を含むことができ、第1部分11及び第2部分12は、互いに覆い、電池セル20を収容するための収容空間を限定する。第1部分11及び第2部分12は、直方体、円柱体などの様々な形状であってもよい。第1部分11は、片側が開いた中空構造であってもよく、第2部分12も片側が開いた中空構造であってもよく、第2部分12の開いた側は、第1部分11の開いた側に覆われ、収容空間を有する筐体10を形成する。第1部分11は、片側が開いた中空構造であり、第2部分12は、板状構造であってもよく、第2部分12は、第1部分11の開いた側に覆われ、収容空間を有する筐体10を形成する。第1部分11と第2部分12は、シール素子によってシールされてもよく、シール素子は、シールリング、シーラントなどであってもよい。
電池100では、電池セル20は、1つであってもよいし、複数であってもよい。電池セル20が複数である場合、複数の電池セル20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、複数の電池セル20が直列及び並列に接続されていることを意味する。まず、複数の電池セル20を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を直列接続又は並列接続又は直並列接続して1つの全体を形成し、筐体10内に収容することができる。全ての電池セル20を直接直列接続、並列接続又は直並列接続して、全ての電池セル20からなる全体を筐体10に収納することもできる。
いくつかの実施例において、電池100は、バス部材をさらに含むことができ、複数の電池セル20は、複数の電池セル20間の直列接続又は並列接続又は直並列接続を実現するために、バス部材によって電気的に接続されてもよい。バス部材は、銅、鉄、アルミニウム、ステンレス鋼、アルミニウム合金などの金属導体であってもよい。
図3を参照すると、図3は本出願のいくつかの実施例によって提供する電池セル20の分解図である。電池セル20は、ケース21、電極アセンブリ22、エンドカバー23、絶縁部材24及び圧力解放装置25を含む。
ケース21は、電極アセンブリ22を収容するための部材であり、ケース21は、一端に開口が形成された中空構造であってもよい。ケース21は、円柱体、直方体などの種々の形状であってもよい。ケース21の材質は、銅、鉄、アルミニウム、鋼、アルミニウム合金などの様々であってもよい。
ケース21内の電極アセンブリ22の数は、1つであってもよいし、複数であってもよい。例えば、図3に示すように、電極アセンブリ22は、複数であり、複数の電極アセンブリ22は、ケース21内に積層配置されている。
電極アセンブリ22は、電池セル20における電気化学反応が発生する部材である。電極アセンブリ22は、正極シート、負極シート及びセパレーターを含むことができる。電極アセンブリ22は、正極シート、セパレーター及び負極シートを巻回した巻回構造でもよいし、正極シート、セパレーター及び負極シートを積層配置した積層構造であってもよい。
正極シートは、正極集電体と、正極集電体の対向する両側に塗布された正極活物質層とを含むことができる。負極シートは、負極集電体と、負極集電体の対向する両側に塗布された負極活物質層とを含むことができる。電極アセンブリ22は、正極タブ221と負極タブ222とを有し、正極タブ221は、正極シートの正極活物質層が塗布されていない部分であってもよく、負極タブ222は、負極シートの負極活物質層が塗布されていない部分であってもよい。
エンドカバー23は、ケース21の開口を覆い、電池セル20の内部環境を外部環境から隔離する部材である。エンドカバー23は、ケース21の開口を覆い、エンドカバー23とケース21とは、電極アセンブリ22、電解液及び他の部材を収容するための密閉空間を共同で画定する。エンドカバー23の形状は、ケース21の形状に適合することができ、例えば、ケース21は、直方体構造であり、エンドカバー23は、ケース21に適合する矩形板状構造であり、また、例えば、ケース21は、円柱体構造であり、エンドカバー23は、ケース21に適合する円形板状構造である。エンドカバー23の材質は、銅、鉄、アルミニウム、鋼、アルミニウム合金などの様々であってもよく、エンドカバー23の材質は、ケース21の材質と同じであってもよいし、異なってもよい。
エンドカバー23には、電極端子が設けられてもよく、電極端子は、電池セル20の電気エネルギーを出力するために、電極アセンブリ22との電気的接続に用いられる。電極端子は、正極タブ221との電気的接続のための正電極端子231と、負極タブ222との電気的接続のための負電極端子223と、を含むことができる。正電極端子231は、正極タブ221に直接接続されてもよいし、間接的に接続されてもよく、負電極端子232は、負極タブ222に直接接続されてもよいし、間接的に接続されてもよい。例示的に、正電極端子231は、1つの集電部材26を介して正極タブ221に電気的に接続され、負電極端子232は、別の集電部材26を介して負極タブ222に電気的に接続される。
絶縁部材24は、ケース21と電極アセンブリ22とを隔てる部材であり、絶縁部材24により、ケース21と電極アセンブリ22との絶縁分離が実現される。絶縁部材24は、絶縁材質であり、絶縁部材24は、プラスチック、ゴム等の絶縁材質であってもよい。例示的に、絶縁部材24は、電極アセンブリ22の外周を周方向に覆い、電極アセンブリ22が複数である場合、絶縁部材24は、複数の電極アセンブリ22全体の外周を周方向に覆うことが理解できる。
圧力解放装置25は、電池セル20内の圧力を解放するための部材であり、電池セル20内の圧力又は温度が閾値に達すると、圧力解放装置25によって電池セル20内の圧力が解放される。圧力解放装置25は、エンドカバー23に設けられた部材であってもよいし、ケース21を圧力解放装置25として用いてもよい。以下に図面と組み合わせて圧力解放装置25の具体的な構造を詳細に説明する。
図4及び図5を参照すると、図4は本出願のいくつかの実施例によって提供される圧力解放装置25の構造概略図であり、図5は図4に示す圧力解放部2511の断面図であり、圧力解放装置25は、圧力解放本体251と複数のスコア溝252とを含む。圧力解放本体251は、圧力解放部2511を含み、圧力解放部2511は、その厚さ方向において対向する第1面2511aと第2面2511bを有する。複数のスコア溝252は、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に沿って圧力解放部2511に順次配置され、圧力解放部2511の厚さ方向に隣接する2つのスコア溝252のうち、第1面2511aから離れたスコア溝252の最大幅は、第1面2511aに近いスコア溝252の最小幅よりも小さい。
圧力解放部2511の厚さ方向に隣接する2つのスコア溝252のうち、第1面2511aから離れたスコア溝252の最大幅は、第1面2511aに近いスコア溝252の最小幅よりも小さく、つまり、複数のスコア溝252の幅は、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に沿って段階的に小さくなる。第1面2511aから離れたスコア溝252の最大幅及び第1面2511aに近いスコア溝252の最小幅は、隣接する2つのスコア溝252の同じ方向におけるサイズである。第1面2511aから離れたスコア溝252の最大幅は、隣接する2つのスコア溝252のうち、第1面2511aから離れたスコア溝252の幅が徐々に変化することを制限せず、第1面2511aから離れたスコア溝252の幅が圧力解放部2511の厚さ方向に沿って変化しない場合、第1面2511aから離れたスコア溝252の幅は、最大幅とも呼ばれても良い。第1面2511aに近いスコア溝252の最小幅は、隣接する2つのスコア溝252のうち、第1面2511aに近いスコア溝252の幅が徐々に変化することを制限せず、第1面2511aに近いスコア溝252の幅が圧力解放部2511の厚さ方向に沿って変化しない場合、第1面2511aに近いスコア溝252の幅は、最小幅とも呼ばれても良い。つまり、スコア溝252の幅が圧力解放部2511の厚さ方向に沿って変化していない場合、「圧力解放部2511の厚さ方向に隣接する2つのスコア溝252のうち、第1面2511aから離れたスコア溝252の最大幅が第1面2511aに近いスコア溝252の最小幅よりも小さい」は、「圧力解放部2511の厚さ方向に隣接する2つのスコア溝252のうち、第1面2511aから離れたスコア溝252の幅が第1面2511aに近いスコア溝252の幅よりも小さい」として理解されてもよい。
圧力解放部2511には、その厚さ方向に沿って2つ、3つ、4つなどのスコア溝252が順次設けられている。圧力解放部2511上の複数のスコア溝252は、打ち抜き成形、フライスフォーミングなどの様々な方式で加工して成形されてもよい。打ち抜き成形によって複数のスコア溝252が成形されることを例にすると、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に沿い、圧力解放部2511に複数のスコア溝252が順次打ち抜き成形されてもよい。例えば、圧力解放部2511には、その厚さ方向に沿って3つのスコア溝252が順次設けられており、まず、第1面2511aに第1のスコア溝252を打ち抜き成形し、次に1番目のスコア溝252の底面に2番目のスコア溝252を打ち抜き成形し、次に2番目のスコア溝252の底面に3番目のスコア溝252を打ち抜き成形することができる。
圧力解放部2511の第1面2511a及び第2面2511bは、圧力解放部2511の厚さ方向において対向する2つの面であり、第1面2511aと第2面2511bとの距離は、圧力解放部2511の厚さである。
圧力解放本体251は、エンドカバー23に取り付けられた部材であってもよく、例えば、圧力解放本体251は、エンドカバー23に取り付けられた防爆シートである。圧力解放本体251は、電極アセンブリ22を収容するためのケース21であってもよい。圧力解放本体251の一部は、圧力解放部2511であってもよく、圧力解放本体251は、全体として圧力解放部2511であってもよい。例えば、圧力解放本体251は、エンドカバー23に取り付けられた防爆シートであり、圧力解放本体251は、全体として圧力解放部2511であってもよく、また、例えば、圧力解放本体251は、電極アセンブリ22を収容するためのケース21であり、圧力解放部2511は、ケース21の1つの壁又は1つの壁の一部であってもよい。
圧力解放装置25では、圧力解放部2511には、複数のスコア溝252が設けられ、複数のスコア溝252は、圧力解放部2511の第1面2511aから第2面2511bまでの方向に沿って圧力解放部2511に順次配置され、かつ圧力解放部2511の厚さ方向に隣接する2つのスコア溝252のうち、第1面2511aから離れたスコア溝252の最大幅が第1面2511aに近いスコア溝252の最小幅よりも小さいため、このような構造の圧力解放装置25は、多段のスコア溝252構造を採用することにより、各段のスコア溝252を成形するときの圧力解放部2511が受ける成形力を軽減し、圧力解放部2511の亀裂のリスクを低減させることができ、圧力解放装置25は、スコア溝252を設けた位置に圧力解放部2511の亀裂が発生することによる故障しやすくなく、これにより、圧力解放装置25の長期的な信頼性が向上する。
圧力解放部2511に複数のスコア溝252が成形される場合、第1面2511aから第2面2511bまでの方向において、圧力解放部2511にスコア溝252を段階的に成形し、各段のスコア溝252の成形深さが比較的浅いため、圧力解放部2511が受ける成形力は小さく、圧力解放部2511の亀裂のリスクを低減するだけでなく、第1面2511aの平坦度も向上させることができる。
また、複数のスコア溝252の幅が第2面2511bから第1面2511aまでの方向に沿って段階的に増加するため、圧力解放部2511は、スコア溝252の位置で破裂した後、大きな亀裂を形成することができ、圧力解放効果が高い。
いくつかの実施例において、引き続き図5を参照すると、複数のスコア溝252は、延在方向が一致する第1スコア溝2521及び第2スコア溝2522を含み、第1スコア溝2521は、第2スコア溝2522の底面に設けられている。
複数のスコア溝252は、第1スコア溝2521及び第2スコア溝2522を含み、つまり、複数のスコア溝252において、1つのスコア溝252は、第1スコア溝2521であり、別のスコア溝252は、第2スコア溝2522である。当然、複数のスコア溝252には、スコア溝252が2つだけであり、2つのスコア溝252は、それぞれ第1スコア溝2521と第2スコア溝2522である。
第1スコア溝2521と第2スコア溝2522の両方の延在方向が一致し、即ち第1スコア溝2521の長手方向は、第2スコア溝2522の長手方向と一致する。第2スコア溝2522の底面とは第2スコア溝2522の溝壁面のうち、第2面2511bに最も近い面を指し、即ち第2スコア溝2522の溝側面につながる面である。第1スコア溝2521は、第2スコア溝2522の底面に設けられ、圧力解放部2511の厚さ方向において、第1スコア溝2521は、第2スコア溝2522よりも第2面2511bに近く、第1スコア溝2521は、第2スコア溝2522の底面から第2面2511bに近づく方向に凹んでいることが理解できる。第2スコア溝2522の底面には、1つの第1スコア溝2521が設けられてもよいし、複数の第1スコア溝2521が設けられてもよい。例示的に、第2スコア溝2522の底面には、1つの第1スコア溝2521が設けられ、即ち、1つの第2スコア溝2522には、1つの第1スコア溝2521が対応して設けられる。当然、第1スコア溝2521は、第2スコア溝2522の底面の第2スコア溝2522の幅方向の中間位置に設けられてもよい。
例示的に、図5に示すように、複数のスコア溝252が2つのスコア溝252のみを含む場合、第2スコア溝2522は、第1面2511aに設けられ、即ち、第2スコア溝2522は、第1面2511aから第2面2511bに近づく方向に凹んでいる。第2スコア溝2522の幅方向において対向する2つの溝の側面間の距離は、第1面2511a方向から第2面2511b方向にかけて徐々に小さくなり、即ち、第2スコア溝2522の幅は、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に沿って徐々に小さくなり、当然、第2スコア溝2522の幅方向において対向する2つの溝の側面は、斜面であってもよい。同様に、第1スコア溝2521の幅方向において対向する2つの溝の側面の距離は、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に徐々に小さくなり、即ち、第1スコア溝521の幅は、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に沿って徐々に小さくなり、当然、第1スコア溝2521の幅方向において対向する2つの溝の側面も斜面であってもよい。
本実施例では、第1スコア溝2521の延在方向が第2スコア溝2522の延在方向と一致し、第1スコア溝2521が第2スコア溝2522の底面に設けられているため、この構造は、第1スコア溝2521の成形を容易にし、第1スコア溝2521の長さを保証し、一方で第1スコア溝2521の最大幅が第2スコア溝2522の最小幅よりも小さいことを保証することができる。
いくつかの実施例において、図6及び図7を参照すると、図6は本出願の別のいくつかの実施例によって提供される圧力解放装置25の部分図であり、図7は図6に示す圧力解放部2511の断面図であり、複数のスコア溝252は、第3スコア溝2523をさらに含み、第3スコア溝2523は、第1面2511aに設けられ、第2スコア溝2522は、第3スコア溝2523の底面に設けられる。
複数のスコア溝252は、第3スコア溝2523をさらに含み、複数のスコア溝252には第1スコア溝2521、第2スコア溝2522及び第3スコア溝2523のみが含まれてもよいし、第1スコア溝2521、第2スコア溝2522及び第3スコア溝2523の三者に加えて、他のスコア溝252も含まれ、例えば、第1スコア溝2521の底面には、スコア溝252が引き続き設けられてもよい。
第3スコア溝2523は、第1面2511aに設けられ、即ち、第2スコア溝2522は、第1面2511aから第2面2511bに近づく方向に凹んでいる。第3スコア溝2523は、第1面2511aに最も近いスコア溝252である。第3スコア溝2523の底面とは第3スコア溝2523の溝壁面のうち、第2面2511bに最も近い面を指し、即ち第3スコア溝2523の溝側面につながる面である。第2スコア溝2522は、第3スコア溝2523の底面に設けられ、圧力解放部2511の厚さ方向において、第2スコア溝2522は、第3スコア溝2523よりも第2面2511bに近く、第2スコア溝2522は、第3スコア溝2523の底面から第2面2511bに近づく方向に凹んでいることが理解できる。第3スコア溝2523の底面には、1つの第2スコア溝2522が設けられてもよいし、複数の第2スコア溝2522が設けられてもよい。
上記技術案では、複数のスコア溝252は、第1面2511aに設けられた第3スコア溝2523をさらに含み、第2スコア溝2522は、第3スコア溝2523の底面に設けられ、つまり、圧力解放部2511に3段のスコア溝252が設けられることにより、各段のスコア溝252を成形するときの圧力解放部2511が受ける成形力が過大にならないことを保証し、圧力解放部2511の亀裂のリスクを低減することができる。
いくつかの実施例において、引き続き図6を参照すると、第3スコア溝2523の底面には、複数の第2スコア溝2522が設けられている。
第3スコア溝2523の形状は、様々であってもよく、例えば、第3スコア溝2523は、円形の溝、矩形の溝などである。例示的に、図6において、第3スコア溝2523は、矩形の溝である。
第3スコア溝2523の底面に設けられた複数の第2スコア溝2522は、様々な方式で配置されてもよく、例えば、複数の第2スコア溝2522は、平行に配置され、また、例えば、図6に示すように、複数の第2スコア溝2522は、略「H」形状の構造を構成する。
本実施例では、第3スコア溝2523の底面には、複数の第2スコア溝2522が設けられているため、圧力解放部2511は、各第2スコア溝2522の位置で破裂して圧力解放を実現することができ、これにより、圧力解放効果がより高く、圧力解放速度が向上する。また、1つの第3スコア溝2523が複数の第2スコア溝2522に対応するため、成形工程を簡略化し、成形コストを削減することができる。
いくつかの実施例において、図8を参照すると、図8は、図6に示す第1スコア溝2521、第2スコア溝2522及び第3スコア溝2523の位置関係図であり、複数の第2スコア溝2522は、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cを含み、第1溝セグメント2522aと第2溝セグメント2522bは、離間して設けられており、第1溝セグメント2522a及び第2溝セグメント2522bの両方は、第3溝セグメント2522cと交差する。圧力解放部2511は、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cによって共同で画定された開放領域2511cを含み、開放領域2511cは、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cを境界として開放するように構成される。
複数の第2スコア溝2522は、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cを含み、つまり、複数の第2スコア溝2522のうち、1つの第2スコア溝2522は、第1溝セグメント2522aであり、別の第2スコア溝2522は、第2溝セグメント2522bであり、また別の第2スコア溝2522は、第3溝セグメント2522cである。当然、複数の第2スコア溝2522には、第2スコア溝2522が3つだけであってもよく、3つの第2スコア溝2522は、それぞれ第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cである。
開放領域2511cは、圧力解放部2511の第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cによって共同で画定された領域である。第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cによって画定された開放領域2511cは、1つであってもよいし、2つであってもよい。例えば、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cは、略「コ」の字形状の構造を形成し、開放領域2511cは、1つであり、また、例えば、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cは、略「H」形状の構造を形成し、開放領域2511cは、2つである。
開放領域2511cは、圧力解放部2511が圧力を解放する領域であり、電池セル20については、電池セル20の内部圧力又は温度が閾値に達すると、圧力解放部2511の開放領域2511cにある部分は、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cを境界として開放し、圧力解放を実現する。
複数の第2スコア溝2522が第3スコア溝2523の底面に設けられるため、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cは、すべて第3スコア溝2523の底面に設けられ、開放領域2511cは、第3スコア溝2523の範囲に位置し、第3スコア溝2523は、圧力解放部2511の開放領域2511cにある部分が第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cを境界として開放するプロセスのために逃げ空間を提供することができる。
本実施例では、第1溝セグメント2522aと第2溝セグメント2522bとが離間して設けられ、第1溝セグメント2522a及び第2溝セグメント2522bの両方が第3溝セグメント2522cと交差し、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cが開放領域2511cを共同で画定するため、このような構造により、圧力解放部2511は、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cの位置で破裂した後、圧力解放部2511の開放領域2511cにある部分が開放して圧力を解放し、圧力解放部2511の圧力解放面積が大きくなり、圧力解放部2511の圧力解放速度が向上する。
いくつかの実施例において、引き続き図8を参照すると、複数の第2スコア溝2522は、第4溝セグメント2522dをさらに含み、第3溝セグメント2522cの延在方向において、第4溝セグメント2522dは、第1溝セグメント2522aと第2溝セグメント2522bとの間に位置し、第4溝セグメント2522dは、第3溝セグメント2522cと交差する。
複数の第2スコア溝2522は、第4溝セグメント2522dを含み、複数の第2スコア溝2522には、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b、第3溝セグメント2522c及び第4溝セグメント2522dのみが含まれてもよく、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b、第3溝セグメント2522c及び第4溝セグメント2522dの四者に加えて、他の溝セグメントも含まれてもよい。例示的に、第4溝セグメント2522dは、第1溝セグメント2522a及び第2溝セグメント2522bに平行であり、かつ第3溝セグメント2522cに垂直であってもよい。
本実施例では、第1溝セグメント2522aと第2溝セグメント2522bとの間に位置する第4溝セグメント2522dは、第3溝セグメント2522cと交差し、圧力解放部2511は、第3溝セグメント2522cと第4溝セグメント2522dとの交差位置に応力がより集中し、より容易に破裂し、その結果、圧力解放部2511は、圧力解放プロセスにおいて第3溝セグメント2522cと第4溝セグメント2522dとの交差位置から第3溝セグメント2522cに沿って破裂し、第3溝セグメント2522cに破裂した後に第1溝セグメント2522aと第2溝セグメント2522bに沿って破裂し、迅速な圧力解放を実現する。
いくつかの実施例において、第1溝セグメント2522aの深さと第2溝セグメント2522bの深さが等しく、第3溝セグメント2522cの深さは、第4溝セグメント2522dの深さに等しく、第1溝セグメント2522aの深さは、第3溝セグメント2522cの深さよりも小さく、その結果、圧力解放部2511は、圧力解放プロセスにおいて第3溝セグメント2522cと第4溝セグメント2522dとの交差位置から第3溝セグメント2522cに沿ってより容易に破裂する。別のいくつかの実施例において、第1溝セグメント2522aの深さ、第2溝セグメント2522bの深さ及び第3溝セグメント2522cの深さは、すべて第4溝セグメント2522dの深さよりも小さく、このように圧力解放部が圧力解放プロセスにおいて第3溝セグメント2522cと第4溝セグメント2522dとの交差位置から第3溝セグメント2522cに沿ってより容易に破裂することを保証することができる。
いくつかの実施例において、第3溝セグメント2522cの延在方向において、第4溝セグメント2522dと第3溝セグメント2522cとの交差位置から第1溝セグメント2522aまでの距離は、第4溝セグメント2522dと第3溝セグメント2522cとの交差位置から第2溝セグメント2522bまでの距離に等しい。
第3溝セグメント2522cの延在方向において、第4溝セグメント2522dと第3溝セグメント2522cとの交差位置から第1溝セグメント2522aまでの距離は、第3溝セグメント2522cの第4溝セグメント2522dと第1溝セグメント2522aとの間にある部分の長さである。第3溝セグメント2522cの延在方向において、第4溝セグメント2522dと第3溝セグメント2522cとの交差位置から第2溝セグメント2522bまでの距離は、第3溝セグメント2522cの第4溝セグメント2522dと第2溝セグメント2522bとの間にある部分の長さである。
本実施例では、第4溝セグメント2522dと第3溝セグメント2522cとの交差位置から第1溝セグメント2522aまでの距離が第4溝セグメント2522dと第3溝セグメント2522cとの交差位置から第2溝セグメント2522bまでの距離に等しいため、圧力解放部2511は、第4溝セグメント2522dと第3溝セグメント2522cとの交差位置に第3溝セグメント2522cに沿って破裂した後、第1溝セグメント2522aと第2溝セグメント2522bに沿って同期して破裂することができる。
いくつかの実施例において、引き続き図8を参照すると、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cは、2つの開放領域2511cを画定し、2つの開放領域2511cは、それぞれ第3溝セグメント2522cの両側に位置する。
第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cは、2つの開放領域2511cを共同で画定し、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cは、略「H」形状の構造を構成することができる。2つの開放領域2511cがそれぞれ第3溝セグメント2522cの両側に位置するため、2つの開放領域2511cは、第3溝セグメント2522cで境界付けられ、圧力解放部2511が第3溝セグメント2522cの位置で破裂した後、2つの開放領域2511cは、第1溝セグメント2522aと第2溝セグメント2522bに沿って反対方向に開くように開放し、圧力解放を実現する。
なお、複数の第2スコア溝2522に第4溝セグメント2522dが含まれるか否かに関わらず、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cは、全て2つの開放領域2511cを画定することができる。
本実施例では、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cは、2つの開放領域2511cを画定し、2つの開放領域2511cは、それぞれ第3溝セグメント2522cの両側に位置し、圧力解放部2511は、圧力解放プロセスにおいて、圧力解放部2511の2つの圧力解放領域にある部分が反対方向に開くように開放して圧力を解放することができ、圧力解放部2511の圧力解放速度を効果的に向上させることができる。
いくつかの実施例において、引き続き図7及び図8を参照すると、第2面2511bには、少なくとも一部が開放領域2511cに位置するノッチ溝253が設けられ、第1溝セグメント2522aの延在方向において、ノッチ溝253は、第3溝セグメント2522cから距離を隔てている。
第2面2511bには、少なくとも一部が開放領域2511cに位置するノッチ溝253が設けられ、ノッチ溝253は、第2面2511bから第1面2511aの方向に沿って凹んでおり、ノッチ溝253の少なくとも一部は、開放領域2511cに位置することが理解できる。当然、ノッチ溝253は、全体として開放領域2511c内に位置してもよく、ノッチ溝253は、一部が開放領域2511c内に位置してもよい。
ノッチ溝253は、第3溝セグメント2522cの延在方向に沿って延在することができ、これにより、ノッチ溝253は、第3溝セグメント2522cに平行である。
第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cが1つの開放領域2511cを共同で画定する実施例において、第1面2511aには、1つのノッチ溝253が対応して設けられてもよい。図7及び図8を参照すると、第1溝セグメント2522a、第2溝セグメント2522b及び第3溝セグメント2522cが2つの開放領域2511cを共同で画定する実施例において、第1面2511aには、2つのノッチ溝253が対応して設けられてもよく、1つの開放領域2511cには、1つのノッチ溝253が対応して設けられている。
本実施例では、ノッチ溝253は、第1溝セグメント2522aの延在方向において第3溝セグメント2522cから距離を隔てており、かつノッチ溝253の少なくとも一部は、開放領域2511c内に位置し、その結果、圧力解放部2511は、圧力解放プロセスにおいて、圧力解放部2511の開放領域2511cにある一部が、圧力解放部2511がノッチ溝253に位置する位置を軸として反転し、より容易に開放して圧力を解放することができる。
いくつかの実施例において、第1面2511aと第2面2511bとの距離は、H0であり、第2面2511bに最も近いスコア溝252の底面から第2面2511bまでの距離は、H1であり、H0とH1は、関係式H1/H0<0.2を満たす。
第1面2511aと第2面2511bとの間の距離は、圧力解放部2511の厚さである。第2面2511bに最も近いスコア溝252の底面から第2面2511bまでの距離は、第2面2511bに最も近いスコア溝252の底面と第2面2511bとの間の部分の厚さである。複数のスコア溝252が第1スコア溝2521、第2スコア溝2522及び第3スコア溝2523のみを含む実施例において、第1スコア溝2521は、第2面2511bに最も近いスコア溝252である。
本実施例では、第2面2511bに最も近いスコア溝252の底面から第2面2511bまでの距離と第1面2511aから第2面2511bまでの距離との比が0.2よりも小さいため、第2面2511bに最も近いスコア溝252の底面と第2面2511bとの間の部分の厚さが圧力解放部2511の総厚さに占める割合は小さく、これにより、第2面2511bに最も近いスコア溝252の底面と第2面2511bとの間の部分は、正常に破裂し、圧力解放を実現することができる。
いくつかの実施例において、第2面2511bに最も近いスコア溝252の底面から第2面2511bまでの距離は、H1であり、H1は、関係式H1<0.5mmを満たす。
本実施例では、第2面2511bに最も近いスコア溝252の底面から第2面2511bまでの距離が0.5mmよりも小さいため、第2面2511bに最も近いスコア溝252の底面と第2面2511bとの間の部分の厚さが小さく、容易に破裂して圧力を解放する。
いくつかの実施例において、第1面2511aに設けられたスコア溝252の深さは、H2であり、H2は、関係式H2<1mmを満たす。
第1面2511aに設けられたスコア溝252の深さは、第1面2511aに設けられたスコア溝252の底面から第1面2511aまでの距離である。複数のスコア溝252が第1スコア溝2521、第2スコア溝2522及び第3スコア溝2523を含む実施例において、第3スコア溝2523は、第1面2511aに設けられたスコア溝252である。
本実施例では、第1面2511aに設けられたスコア溝252の深さが1mmよりも小さいため、圧力解放部2511の最も外側のスコア溝252の深さが小さく、当該スコア溝252の成形プロセスに圧力解放部2511が受ける成形力が小さくなり、圧力解放部2511の亀裂のリスクが低くなる。
いくつかの実施例において、第2面2511bに最も近いスコア溝252と第1面2511aに設けられたスコア溝252との間のスコア溝252の深さは、H3であり、H3は、関係式H3<1.5mmを満たす。
本実施例において、複数のスコア溝252は、少なくとも3つのスコア溝252を含む。複数のスコア溝252が第1スコア溝2521、第2スコア溝2522及び第3スコア溝2523のみを含むことを例にすると、第2面2511bに最も近いスコア溝252は、第1スコア溝2521であり、第1面2511aに設けられたスコア溝252は、第3スコア溝2523であり、第2面2511bに最も近いスコア溝252と第1面2511aに設けられたスコア溝252との間のスコア溝252は、第2スコア溝2522である。
本実施例では、第2面2511bに最も近いスコア溝252と第1面2511aに設けられたスコア溝252との間のスコア溝252の深さが1.5mmよりも小さいため、圧力解放部2511の第2面2511bに最も近いスコア溝252及び第1面2511aに設けられたスコア溝252以外のスコア溝252の深さは小さく、成形プロセスに圧力解放部2511が受ける成形力は、小さくなり、圧力解放部2511の亀裂のリスクは低くなる。
いくつかの実施例において、図9を参照すると、図9は本出願の別のいくつかの実施例によって提供される圧力解放装置25の構造概略図である。圧力解放本体251の内部に収容空間が形成され、圧力解放本体251は、収容空間を画定する複数の壁を有し、収容空間は、電極アセンブリ22を収容するために使用され、複数の壁のうちの1つには、圧力解放部2511が形成されている。
複数の壁のうちの1つに圧力解放部2511が形成されており、1つの壁の一部は、圧力解放部2511であってもよいし、1つの壁は、全体として圧力解放部2511であってもよい。圧力解放部2511の第1面2511aは、壁の外面であってもよいし、壁の内面であってもよい。壁の外面は、壁の電極アセンブリ22から離れる面であり、壁の内面は、壁の電極アセンブリ22に面する面である。
圧力解放本体251は、直方体、円柱体などの様々な形状であってもよい。
本実施例において、圧力解放本体251の複数の壁は、電極アセンブリ22を収容するための収容キャビティを画定し、複数の壁のうちの1つに圧力解放部2511が形成されるため、圧力解放装置25は、電極アセンブリ22を収容する収容機能だけでなく、圧力解放機能も有する。
いくつかの実施例において、引き続き図9を参照すると、圧力解放本体251の複数の壁は、周壁2512と底壁2513とを含み、周壁2512は、底壁2513の縁の周りに設けられ、周壁2512と底壁2513は、収容空間を共同で画定し、底壁2513には、圧力解放部2511が形成されている。
周壁2512が底壁2513の縁の周りに設けられるため、圧力解放本体251は、底壁2513の対向する端部に開口が形成され、エンドカバー23は、開口を覆うために使用される。
圧力解放本体251が円柱体である実施例において、圧力解放本体251は、2つの壁を有することができ、一方の壁は、底壁2513であり、他方の壁は、周壁2512である。図9に示すように、圧力解放本体251が直方体である実施例において、圧力解放本体251は、1つの底壁2513と4つの側壁の5つの壁を有することができ、4つの側壁は、端から端まで接続されて周壁2512を形成する。
いくつかの実施例において、周壁2512と底壁2513は、一体成型構造である。
周壁2512と底壁2513とは一体成型構造であり、つまり、周壁2512と底壁2513は、一体成形により成形されている。
本実施例では、底壁2513に圧力解放部2511が形成され、周壁2512と底壁2513が一体成型構造であるため、周壁2512と圧力解放機能を有する底壁2513が良好な堅牢性を有し、この一体型設計により、成形プロセスを簡略化し、製造コストを削減させることができる。
いくつかの実施例において、第1面2511aは、底壁2513の外面であり、つまり、圧力解放部2511上の複数のスコア溝252は、底壁2513の外面から底壁2513の内面に順次配置され、これにより、圧力解放本体251上にスコア溝252を加工することは容易になる。
第2態様では、本出願の実施例は、上記のいずれかの実施例によって提供される圧力解放装置25を含む電池セル20を提供する。
第3態様では、電池100は、電池セル20を収容するための筐体10と、上記のいずれかの実施例によって提供される電池セル20と、を含む。
第4態様では、電気デバイスは、上記のいずれかの実施例によって提供される電池100を含む。
電気デバイスは、上記のいずれかの電池100を適用するデバイスであってもよい。
図4と図5を参照すると、本出願の実施例は、複数の壁を含むケース21であって、複数の壁は、電極アセンブリ22を収容するための収容空間を共同で画定し、少なくとも1つの壁には、複数のスコア溝252が設けられ、壁は、厚さ方向において対向する第1面2511aと第2面2511bとを有し、複数のスコア溝252は、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に沿って壁に順次配置され、壁の厚さ方向に隣接する2つのスコア溝252のうち、第1面2511aから離れたスコア溝252の最大幅は、第1面2511aに近いスコア溝252の最小幅よりも小さいケース21を提供する。このような構造のケース21は、圧力解放機能と収容機能とを一体化し、多段のスコア溝252構造を採用することにより、各段のスコア溝252を成形するときのケース21が受ける成形力を軽減し、ケース21の亀裂のリスクを低減させ、圧力解放装置25の長期的な信頼性を向上させることができる。
本出願の実施例は、圧力解放装置25の製造方法を提供する。図10を参照すると、図10は本出願のいくつかの実施例によって提供される圧力解放装置25の製造方法のフローチャートである。当該方法は、以下のステップを含む。
S100において、圧力解放本体251を提供し、圧力解放本体251は、圧力解放部2511を含み、圧力解放部2511は、その厚さ方向において対向する第1面2511aと第2面2511bを有する。
S200において、圧力解放部2511に、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に沿って複数のスコア溝252を順次加工する。厚さ方向に隣接する2つのスコア溝252のうち、第1面2511aから離れたスコア溝252の最大幅は、第1面2511aに近いスコア溝252の最小幅よりも小さい。
いくつかの実施例において、圧力解放部2511に、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に沿って複数のスコア溝252を順次加工するステップは、圧力解放部2511に、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に沿って複数のスコア溝252を順次打ち抜くステップを含む。
圧力解放部2511には、複数のスコア溝252が打ち抜き加工により、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に順次成形され、成形工程が簡単であるため、各段のスコア溝252を打ち抜くときの圧力解放部2511が受ける打ち抜き力を小さくし、圧力解放部2511の亀裂のリスクを低減させることができる。
上記の各実施例で提供された製造方法によって製造された圧力解放装置25の関連構造については、上記の各実施形例で提供された圧力解放装置25を参照することができ、ここで説明を省略する。
また、本出願の実施例は、圧力解放装置25の製造デバイス2000を提供する。図11を参照すると、図11は本出願のいくつかの実施例によって提供される圧力解放装置25の製造デバイス2000の概略ブロック図である。製造デバイス2000は、第1提供装置2100と加工装置2200を含む。第1提供装置2100は、圧力解放本体251を提供するために使用され、圧力解放本体251は、圧力解放部2511を含み、圧力解放部2511は、その厚さ方向において対向する第1面2511aと第2面2511bを有する。加工装置2200は、圧力解放部2511に、第1面2511aから第2面2511bまでの方向に沿って複数のスコア溝252を順次加工するために使用される。ここで、厚さ方向に隣接する2つのスコア溝252のうち、第1面2511aから離れたスコア溝252の最大幅が第1面2511aに近いスコア溝252の最小幅よりも小さい。
なお、上記実施例で提供された製造デバイス2000によって製造された圧力解放装置25の関連構造については、上記の各実施形例で提供された圧力解放装置25を参照することができ、ここで説明を省略する。
本出願の実施例及び実施例の特徴は、衝突しない場合、互いに組み合わせられてもよい。
上記実施例は、本出願の技術案の説明のみに使用され、本出願を限定することを意図するものではなく、当業者にとって、本出願は、様々な修正及び変更が可能である。本出願の精神及び原則の範囲内で行われるいかなる変更、同等の置き換え、改良等も本出願の保護範囲に含まれるべきである。
10-筐体;11-第1部分;12-第2部分;20-電池セル;21-ケース;22-電極アセンブリ;221-正極タブ;222-負極タブ;23-エンドカバー;231-正電極端子;232-負電極端子;24-絶縁部材;25-圧力解放装置;251-圧力解放本体;2511-圧力解放部;2511a-第1表面;2511b-第2面;2511c-開放領域;2512-周壁;2513-底壁;252-スコア溝;2521-第1スコア溝;2522-第2スコア溝;2522a-第1溝セグメント;2522b-第2溝セグメント;2522c-第3溝セグメント;2522d-第4溝セグメント;2523-第3スコア溝;253-ノッチ溝;26-集電部材;100-電池;200-コントローラ;300-モーター;1000-車両;2000-製造デバイス;2100-提供装置;2200-加工装置
Claims (18)
- 圧力解放装置であって、
圧力解放部を含む圧力解放本体であって、前記圧力解放部は、その厚さ方向において対向する第1面及び第2面を有する圧力解放本体と、
前記第1面から前記第2面までの方向に沿って前記圧力解放部に順次配置されている複数のスコア溝であって、前記厚さ方向に隣接する2つのスコア溝のうち、前記第1面から離れたスコア溝の最大幅は、前記第1面に近いスコア溝の最小幅よりも小さい複数のスコア溝と、
を備え、
前記複数のスコア溝は、延在方向が一致する第1スコア溝及び第2スコア溝を含み、前記第1スコア溝は、前記第2スコア溝の底面に設けられ、
前記複数のスコア溝は、第3スコア溝をさらに含み、前記第3スコア溝は、前記第1面に設けられ、前記第2スコア溝は、前記第3スコア溝の底面に設けられ、
前記第3スコア溝の底面には、複数の第2スコア溝が設けられており、
前記複数の第2スコア溝は、第1溝セグメント、第2溝セグメント及び第3溝セグメントを含み、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントは、離間して設けられ、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントの両方は、前記第3溝セグメントと交差し、
前記圧力解放部は、前記第1溝セグメント、前記第2溝セグメント及び前記第3溝セグメントによって共同で画定された開放領域を含み、前記開放領域は、前記第1溝セグメント、前記第2溝セグメント及び前記第3溝セグメントを境界として開放するように構成され、
前記複数の第2スコア溝は、第4溝セグメントをさらに含み、前記第3溝セグメントの延在方向において、前記第4溝セグメントは、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントとの間に位置し、前記第4溝セグメントは、前記第3溝セグメントと交差しており、
前記第1溝セグメントの深さ、前記第2溝セグメントの深さ及び前記第3溝セグメントの深さは、すべて前記第4溝セグメントの深さよりも小さい、
圧力解放装置。 - 前記第3溝セグメントの延在方向において、前記第4溝セグメントと前記第3溝セグメントとの交差位置から前記第1溝セグメントまでの距離は、前記第4溝セグメントと前記第3溝セグメントとの交差位置から前記第2溝セグメントまでの距離に等しい、請求項1に記載の圧力解放装置。
- 前記第1溝セグメント、前記第2溝セグメント及び前記第3溝セグメントは、2つの開放領域を画定し、前記2つの開放領域は、それぞれ前記第3溝セグメントの両側に位置する、請求項1または2に記載の圧力解放装置。
- 前記第2面には、前記開放領域にあるノッチ溝が設けられ、前記第1溝セグメントの延在方向において、前記ノッチ溝と前記第3溝セグメントとの間に所定の距離がある、請求項1~3のいずれか一項に記載の圧力解放装置。
- 前記第1面と前記第2面との距離は、H0であり、前記第2面に最も近いスコア溝の底面から前記第2面までの距離は、H1であり、H0とH1は、関係式H1/H0<0.2を満たす、請求項1~4のいずれか一項に記載の圧力解放装置。
- 前記第2面に最も近いスコア溝の底面から前記第2面までの距離は、H1であり、H1は、関係式H1<0.5mmを満たす、請求項1~5のいずれか一項に記載の圧力解放装置。
- 前記第1面に設けられたスコア溝の深さは、H2であり、H2は、関係式H2<1mmを満たす、請求項1~6のいずれか一項に記載の圧力解放装置。
- 前記第2面に最も近いスコア溝と前記第1面に設けられたスコア溝との間のスコア溝の深さは、H3であり、H3は、関係式H3<1.5mmを満たす、請求項1~7のいずれか一項に記載の圧力解放装置。
- 前記圧力解放本体内に収容空間が形成され、前記圧力解放本体は、前記収容空間を画定する複数の壁を有し、前記収容空間は、電極アセンブリを収容するために使用され、前記複数の壁のうちの1つに前記圧力解放部が形成されている、請求項1~8のいずれか一項に記載の圧力解放装置。
- 前記複数の壁は、周壁と底壁とを含み、前記周壁は、前記底壁の縁の周りに設けられ、前記周壁及び前記底壁は、前記収容空間を共同で画定し、前記底壁には、前記圧力解放部が形成されている、請求項9に記載の圧力解放装置。
- 前記周壁及び前記底壁は、一体成型構造である、請求項10に記載の圧力解放装置。
- 前記第1面は、前記底壁の外面である、請求項10又は11に記載の圧力解放装置。
- 請求項1~12のいずれか一項に記載の圧力解放装置を含む電池セル。
- 電池であって、
請求項13に記載の電池セルと、
前記電池セルを収容するための筐体と、
を備える、電池。 - 請求項14に記載の電池を含む電気デバイス。
- 圧力解放装置の製造方法であって、
圧力解放本体を提供するステップであって、前記圧力解放本体は、圧力解放部を含み、前記圧力解放部は、その厚さ方向において対向する第1面及び第2面を有する、ステップと、
前記圧力解放部に、前記第1面から前記第2面までの方向に沿って複数のスコア溝を順次加工するステップと、
を含み、
前記厚さ方向に隣接する2つのスコア溝のうち、前記第1面から離れたスコア溝の最大幅は、前記第1面に近いスコア溝の最小幅よりも小さく、
前記複数のスコア溝は、延在方向が一致する第1スコア溝及び第2スコア溝を含み、前記第1スコア溝は、前記第2スコア溝の底面に設けられ、
前記複数のスコア溝は、第3スコア溝をさらに含み、前記第3スコア溝は、前記第1面に設けられ、前記第2スコア溝は、前記第3スコア溝の底面に設けられ、
前記第3スコア溝の底面には、複数の第2スコア溝が設けられており、
前記複数の第2スコア溝は、第1溝セグメント、第2溝セグメント及び第3溝セグメントを含み、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントは、離間して設けられ、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントの両方は、前記第3溝セグメントと交差し、
前記圧力解放部は、前記第1溝セグメント、前記第2溝セグメント及び前記第3溝セグメントによって共同で画定された開放領域を含み、前記開放領域は、前記第1溝セグメント、前記第2溝セグメント及び前記第3溝セグメントを境界として開放するように構成され、
前記複数の第2スコア溝は、第4溝セグメントをさらに含み、前記第3溝セグメントの延在方向において、前記第4溝セグメントは、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントとの間に位置し、前記第4溝セグメントは、前記第3溝セグメントと交差しており、
前記第1溝セグメントの深さ、前記第2溝セグメントの深さ及び前記第3溝セグメントの深さは、すべて前記第4溝セグメントの深さよりも小さい、
圧力解放装置の製造方法。 - 前記の前記圧力解放部に前記第1面から前記第2面までの方向に沿って複数のスコア溝を順次加工するステップは、
前記圧力解放部に、前記第1面から前記第2面までの方向に沿って複数のスコア溝を順次打ち抜くステップを含む、請求項16に記載の圧力解放装置の製造方法。 - 圧力解放装置の製造デバイスであって、
圧力解放本体を提供するための提供装置であって、前記圧力解放本体は、圧力解放部を含み、前記圧力解放部は、その厚さ方向において対向する第1面及び第2面を有する第1提供装置と、
前記圧力解放部に、前記第1面から前記第2面までの方向に沿って複数のスコア溝を順次加工するための加工装置と、
を備え、
前記厚さ方向に隣接する2つのスコア溝のうち、前記第1面から離れたスコア溝の最大幅は、前記第1面に近いスコア溝の最小幅よりも小さく、
前記複数のスコア溝は、延在方向が一致する第1スコア溝及び第2スコア溝を含み、前記第1スコア溝は、前記第2スコア溝の底面に設けられ、
前記複数のスコア溝は、第3スコア溝をさらに含み、前記第3スコア溝は、前記第1面に設けられ、前記第2スコア溝は、前記第3スコア溝の底面に設けられ、
前記第3スコア溝の底面には、複数の第2スコア溝が設けられており、
前記複数の第2スコア溝は、第1溝セグメント、第2溝セグメント及び第3溝セグメントを含み、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントは、離間して設けられ、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントの両方は、前記第3溝セグメントと交差し、
前記圧力解放部は、前記第1溝セグメント、前記第2溝セグメント及び前記第3溝セグメントによって共同で画定された開放領域を含み、前記開放領域は、前記第1溝セグメント、前記第2溝セグメント及び前記第3溝セグメントを境界として開放するように構成され、
前記複数の第2スコア溝は、第4溝セグメントをさらに含み、前記第3溝セグメントの延在方向において、前記第4溝セグメントは、前記第1溝セグメントと前記第2溝セグメントとの間に位置し、前記第4溝セグメントは、前記第3溝セグメントと交差しており、
前記第1溝セグメントの深さ、前記第2溝セグメントの深さ及び前記第3溝セグメントの深さは、すべて前記第4溝セグメントの深さよりも小さい、
圧力解放装置の製造デバイス。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CN2021/115766 WO2023028864A1 (zh) | 2021-08-31 | 2021-08-31 | 泄压装置、电池单体、电池及用电设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023542593A JP2023542593A (ja) | 2023-10-11 |
JP7514380B2 true JP7514380B2 (ja) | 2024-07-10 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000285892A (ja) | 1999-03-31 | 2000-10-13 | Toshiba Electronic Engineering Corp | 非水電解液二次電池 |
JP2015069716A (ja) | 2013-09-26 | 2015-04-13 | 株式会社協豊製作所 | 密閉型電池の安全弁 |
JP2016157570A (ja) | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 東芝照明プレシジョン株式会社 | 封口板、封口板の製造方法、及び、密閉型電池 |
Patent Citations (3)
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