JP7520130B2 - 電池及びその関連装置、製造方法並びに製造機器 - Google Patents

電池及びその関連装置、製造方法並びに製造機器 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本願は、2020年07月10日に提出された名称が「電池及びその関連装置、製造方法並びに製造機器」の国際特許出願PCT/CN2020/101443の優先権を主張し、該出願の全内容が引用により本明細書に組み込まれている。
技術分野
本願は電池の分野に関し、具体的には電池及びその関連装置、製造方法並びに製造機器に関する。
化学電池、電気化学電池、電気化学バッテリ又は電気化学プールとは、酸化還元反応によって正極、負極活物質の化学エネルギーを電気エネルギーに変換する装置である。普通の酸化還元反応とは異なり、酸化と還元反応は別々に行われ、酸化は負極で、還元は正極で行われ、電子の授受は外部回路によって行われ、従って、電流が形成される。これはすべての電池の本質的な特徴である。長期にわたる研究、発展の結果、化学電池は種類が多く、適用範囲が広い局面を迎えている。1つの建物にしか収容できない巨大な装置もあれば、数ミリメートルの小さいタイプもある。現代の電子技術の発展は、化学電池に対して非常に高い要件を求めている。化学電池技術が進歩するたびに、電子機器の革新的な発展をもたらすこととなる。世界中の多くの電気化学科学者は、研究開発の重点を電気自動車の動力として使用される化学電池の分野に置いている。
リチウムイオン電池は化学電池の一種として、体積が小さく、エネルギー密度が高く、電力密度が高く、サイクル回数が多く、保管時間が長いなどの利点を持ち、いくつかの電子機器、電動交通機関、電動玩具及び電動機器に広く使用されており、例えば、リチウムイオン電池は現在、携帯電話、ノートパソコン、電動自転車、電気自動車、電動飛行機、電動船、電動玩具自動車、電動玩具船、電動玩具飛行機及び電動工具などに広く使用されている。
リチウムイオン電池技術の継続的な発展に伴って、リチウムイオン電池の性能に対してより高い要件を求めており、リチウムイオン電池が様々な設計要素を同時に考慮できることが望まれており、中でもリチウムイオン電池の安全性は非常に重要である。
本願は、電池の安全性を向上させる電池及びその関連装置、製造方法並びに製造機器を提案する。
本願の第1態様によれば、電池を提供し、該電池は、電池セルであって、前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると作動して前記内部圧力を放出できるように構成される圧力放出機構を備える電池セルと、接着剤によって前記電池セルにアタッチされることに適するアタッチ部材と、前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構との間に散布されることを防止できるように構成される隔離部材と、を備える。
隔離部材が設置されることで、電池生産過程では接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構との間に散布されることを効果的に防止することができる。また、接着剤の散布効率及び精度を向上させることもでき、それによって電池の生産効率を向上させる。
いくつかの実施例では、前記圧力放出機構は、作動領域を有し、前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると前記作動領域に前記内部圧力を放出するための放出通路を形成できるように構成される。
圧力放出機構が作動するときに前記作動領域に形成される放出通路によって、電池の熱暴走が発生する場合に電池セルの排出物をガイドして形成された放出通路を経由して外へ排出することができ、それによって電池の安全性を向上させる。
いくつかの実施例では、前記隔離部材は、前記接着剤が前記作動領域に入ることを防止するよう少なくとも前記作動領域を囲むように構成される。
このように意図的に設置される隔離部材は、前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達するときに接着剤が圧力放出機構の正常作動を妨げることをより確実に防止し、接着剤が流入して放出通路を塞ぎ、さらに電池セルから放出される排出物の排出を妨げることを防止することができる。それによって、電池の安全性をさらに向上させることができる。
いくつかの実施例では、前記隔離部材は本体、及び前記本体の表面から突出して配置される突起を有し、前記突起は、前記圧力放出機構の前記作動領域の位置に対応して配置され、前記接着剤が前記作動領域に入ることを防止するように少なくとも前記作動領域を囲むように構成される。
このような配置によって、電池の生産過程で接着剤が圧力放出機構の表面に散布されて作動時の圧力放出機構を妨げることを簡単かつ効果的に防止することができる。且つ、このような配置によって、実際の需要に応じてこのような隔離部材を柔軟に設計することができ、1つの隔離部材は複数の突起によってそれぞれ複数の圧力放出機構の作動領域に対して接着剤を隔離する効果を実現することができる。これは生産コストの削減に寄与する。
いくつかの実施例では、前記アタッチ部材は、前記圧力放出機構の作動を可能にする空間を提供するように構成される回避構造を備え、前記回避構造と前記圧力放出機構との間に回避室が形成される。
このような回避構造が設置されることで、圧力放出機構の効果的な作動に必要な操作空間又は動作空間をより確実に確保でき、また、回避室は電池セルの排出物用の緩衝空間を提供でき、それによって外部構造又は部材に対する電池セルの排出物の衝撃圧力を低減させ、電池の安全性をさらに向上させる。
いくつかの実施例では、前記隔離部材は、前記接着剤が前記回避室に入ることを防止するように少なくとも前記回避室の前記圧力放出機構に面する側の周縁を囲むように構成される。
このように意図的に設置される隔離部材は、回避室によって提供される圧力放出機構の効果的な作動に必要な操作空間又は動作空間が接着剤によって部分的に占有されて圧力放出機構の正常作動に影響することがないことをより確実に確保できるとともに、回避室は電池セルが排出物を放出する時から緩衝空間を提供する作用を発揮することを確保きる。
いくつかの実施例では、前記隔離部材は本体、及び前記本体の表面から突出して配置される突起を有し、前記突起は、前記回避室の位置に対応して配置され、前記接着剤が前記回避室に入ることを防止するように少なくとも前記回避室の前記圧力放出機構に面する側の周縁を囲むように構成される。
このような配置によって、電池の生産過程で接着剤が回避室に散布されることを簡単かつ効果的に防止することができ、それによって回避室圧力放出機構の効果的な作動に必要な操作空間を提供することができる。且つ、このような配置によって、実際の需要に応じてこのような隔離部材を柔軟に設計することができ、1つの隔離部材は複数の突起でそれぞれ複数の回避室を覆って設けられることによって接着剤を隔離する効果を実現でき、これは生産コストの削減に寄与する。
いくつかの実施例では、前記突起の高さは前記接着剤の所定散布高さ以上であり、且つ前記電池セルが前記アタッチ部材にアタッチされる場合に前記接着剤の高さに一致するように圧縮されるように構成される。
このような配置によって、突起は接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構との間に散布されることを効果的に防止できることを確保する。また、隔離部材はアタッチ部材と圧力放出機構との確実な接着及び圧力放出機構の作動に影響しない。且つ、接着面に塗布された接着剤によって電池セルと電池のアタッチ部材を接着圧合又は接合するとき、突起は接着剤に一致する高さに圧縮されることが可能であり、それによって突起は電池セル及び電池のアタッチ部材の両方の接着面の間に何らかの隙間も残さず、従って、接着剤を圧力放出機構が作動して排出物の通路を形成する領域から隔離することを極めて確実に確保できる。
いくつかの実施例では、前記突起はブリスタープロセスによって前記本体の表面に形成される。
ブリスタープロセスを使用することで、所要の隔離部材を簡便かつ低コストで加工して製造することができ、特に1つの隔離部材に複数の突起が形成される場合、ブリスタープロセスによって完全なシート又は薄膜をもとに突起を加工して形成することは、特に有利で経済的である。
いくつかの実施例では、前記突起は第1突起及び第2突起を備え、前記第1突起は前記圧力放出機構の位置に対応し、前記第2突起は前記第1突起を取り囲んで設置され、前記第1突起及び前記第2突起は前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構との間に散布されることを防止することに用いられる。
第1突起及び第2突起の突出高さは、例えば、接着剤の散布時に接着剤が圧力放出機構とアタッチ部材との間の空間に入ることを阻止し、流入する接着剤が圧力放出機構の正常動作を妨げることを回避することに有利である。第2突起が第1突起を取り囲んで設置されるため、構造上の嵌合によって、接着剤に対する多重阻止作用を発揮し、従って接着剤をより効果的でより確実に遮断することができる。
いくつかの実施例では、前記第1突起と前記第2突起との間に凹溝が形成され、前記凹溝は前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構との間に入ることを防止するように少なくとも一部の前記接着剤を収容することに用いられる。
凹溝は少なくとも一部の接着剤を収容でき、接着剤阻止作用をさらに強化することに相当する。第2突起はその周辺の接着剤が第1突起へ流れることを阻止するとき、第2突起が接着剤を遮断する機能が無効になるとしても、凹溝は第2突起から溢れる一定量の接着剤を貯蔵することができ、それによって接着剤がさらに圧力放出機構とアタッチ部材との間の空間内へ流れることを阻止する。
いくつかの実施例では、前記第2突起は、前記本体と接続することに用いられ、前記第2突起と前記凹溝が共有する壁である第1側壁と、前記本体と接続することに用いられ、前記第1側壁と対向して設置される第2側壁と、前記第1側壁と前記第2側壁とを接続することに用いられる接続壁と、を備える。
このような構造を使用することで、接着剤阻止効果が良好であるだけでなく、加工に必要な金型が比較的簡単で、加工が容易で、コストが低い。
いくつかの実施例では、前記第1側壁及び前記第2側壁のうちの少なくとも一方は第1突出部を備え、前記第1突出部は第1方向に沿って突出して設置され、前記第1方向は前記第2突起の突出方向に垂直である。
第1突出部が設置されることで、凹溝の容積を増大させることができ、それによってより多くの接着剤を収容し、接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構との間の空間内に入ることを防止する。
いくつかの実施例では、前記第1側壁及び前記第2側壁のうちの少なくとも一方は前記アタッチ部材の前記電池セルへの方向に対して傾斜して設置される。
第1側壁が傾斜して設置されることで、凹溝の容積を増大させ、より多の接着剤を収容することができ、それによって接着剤が圧力放出機構とアタッチ部材との間に入ることを効果的に阻止する。第2側壁が傾斜して設置されることで、第2突起の周辺の接着剤の塗布面積を増大させ、接着の信頼性を確保することができる。また、第1側壁及び/又は第2側壁が傾斜して設置されることで、隔離部材の製造過程でのドラフトが容易になる。
いくつかの実施例では、前記接続壁は第2突出部を備え、前記第2突出部は前記アタッチ部材の前記電池セルへの方向に沿って突出して設置されるか、又は前記電池セルの前記アタッチ部材への方向に沿って突出して設置される。
第2突出部が設置されることで、接続壁の表面が不平坦になり、それによって接着剤を収容できる空間を形成する。このように、接着剤の高さが第2突起の高さを超えて第1突起へ流れる傾向があるとき、接着剤はまず接続壁の表面の収容空間内に蓄積され、阻止作用をさらに強化することに相当し、接着剤が第1突起の方向へ流れ続けることを防止する。
いくつかの実施例では、前記第2突起はキャビティを備え、前記第1側壁、前記第2側壁及び前記接続壁のうちの少なくとも1つに開孔が設置され、前記開孔は、少なくとも一部の前記接着剤が前記開孔を経由して前記キャビティに入るように前記キャビティに連通する。
第2突起の少なくとも1つの壁に開孔が設置されることで、第2突起の周囲に位置する接着剤は開孔を経由してキャビティに入ることができ、第2突起が占有する空間を十分に利用するだけでなく、第2突起の周囲の接着剤を減少させて接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構との間の空間内に入ることを防止することもできる。
いくつかの実施例では、前記第1突起は、前記本体と接続することに用いられ、前記第1突起と前記凹溝が共有する壁であり、前記第1側壁と対向して設置される第3側壁を備え、前記第3側壁は第3突出部を備え、前記第3突出部は第1方向に沿って突出して設置され、前記第1方向は前記第2突起の突出方向に垂直であり、及び/又は前記第3側壁は前記アタッチ部材の前記電池セルへの方向に対して傾斜して設置される。
このようにして、凹溝の容積を増大させ、より多くの接着剤を収容することができ、それによって接着剤が圧力放出機構とアタッチ部材との間に入ることを効果的に防止する。且つ、このような形態は隔離部材の製造過程でのドラフトに有利である。
いくつかの実施例では、前記第2突起の幅は1mm~8mmである。
いくつかの実施例では、前記第2突起は環状構造である。第2突起は第2突起の外周の接着剤が第1突起へ流れることを阻止できる。
いくつかの実施例では、前記凹溝の幅は1mm~8mmである。
いくつかの実施例では、前記第2突起は前記本体の表面にアタッチされる弾性部材である。弾性部材は一定の弾性変形能力を有し、第2突起として接着剤を阻止し、大きな取り付け誤差に適応できる。
いくつかの実施例では、前記突起は、前記第2突起を取り囲んで設置される第3突起をさらに備える。第1突起を取り囲んで設置される突起の数が多いほど、接着剤阻止効果が良好である。
いくつかの実施例では、前記突起の前記圧力放出機構に面する壁に貫通孔が設置され、前記貫通孔は前記圧力放出構造が作動するときに前記電池セルからの排出物が前記隔離部材を通過するように構成される。
第1突起の頂壁に設置される貫通孔は、圧力放出機構の作動に空間を提供し、排出物の通路を形成することができるだけでなく、貫通孔は第1突起、凹溝及び第2突起の遮断機能がすべて無効になる場合、接着剤が貫通孔に入ることを可能にし、接着剤が圧力放出機構と接着して圧力放出機構のスムーズな開放に影響することを回避する。
いくつかの実施例では、前記貫通孔は、前記接着剤が前記圧力放出機構と前記アタッチ部材との間に入ることを防止するように前記圧力放出機構を取り囲んで設置される。このように、接着剤が圧力放出機構と接着して圧力放出機構のスムーズな開放に影響することを回避する。
いくつかの実施例では、前記貫通孔は前記作動領域の位置に対応して配置され、前記貫通孔は、前記接着剤が前記作動領域と前記アタッチ部材との間に入ることを防止するように前記作動領域を取り囲んで設置される。このように、接着剤が圧力放出機構と接着して圧力放出機構のスムーズな開放に影響することを回避する。
いくつかの実施例では、前記電池は複数の電池セルを備え、前記複数の電池セルのそれぞれは前記圧力放出機構を備え、前記隔離部材は少なくとも1つの前記突起を備え、前記突起は前記圧力放出機構に1対1で対応するか、又は、前記突起は少なくとも2つの前記圧力放出機構に対応する。
このようにして、隔離部材を電池のアタッチ部材に組み立てる過程が簡単であるとともに、複数の突起を使用することによって塗布された又は塗布されるべき接着剤を該電池に含まれる複数の電池セルの圧力放出機構又はその放出領域から相対的に独立した手段で隔離することができる。且つ、このように、操作者が接着剤を塗布する時により高い効率で接着剤の塗布を適切に完了することを支援することもでき、それによって操作者は接着剤塗布操作を注意深く行う必要がなく、電池の組立コスト及び生産コストの削減に寄与する。突起は少なくとも2つの圧力放出機構に対応する場合、組立精度を低減させ、より大きな取り付け誤差に適応することもできる。
いくつかの実施例では、前記隔離部材は、前記圧力放出機構が作動するときに前記電池セルからの排出物によって破壊され得るように構成される。
それによって、隔離部材は電池セルに熱暴走が発生する場合、圧力放出機構の作動に伴って流出される排出物によって破壊され得ることで、排出物が流出する通路を形成し、それによって電池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、前記隔離部材は融点が前記排出物の排出温度以下の熱可塑性材料からなる。
このような設計によって、電池セルに熱暴走が発生していない一般的な使用状態では隔離部材は比較的高い構造強度を有するとともに、電池セルに熱暴走が発生する緊急状態では高温高圧の排出物によって比較的短い時間内に破壊され、さらに排出物を電池セルから速く排出することができる。
いくつかの実施例では、前記隔離部材は、前記接着剤が前記隔離部材に散布されることを防止するための塗膜を備える。それによって、隔離部材は突起がない構造によって実現され得る。
いくつかの実施例では、前記アタッチ部材は、流体を収容することに用いられ、前記電池セルを降温させる熱管理部材を備える。熱管理部材が設置されることで、電池セルの温度をより柔軟かつ能動的に制御し、電池セルの熱暴走のリスクを低減させることができる。
いくつかの実施例では、前記回避構造は前記熱管理部材に形成され、回避底壁、及び前記回避室を取り囲む回避側壁を備える。このような配置によって、熱管理部材及び回避構造の設計を簡単かつ低コストで実現し、回避構造が熱管理部材に統合されることで、占有空間の減少に寄与し、さらに電池のエネルギー密度の向上に寄与する。
いくつかの実施例では、前記回避側壁は、前記圧力放出機構が作動するときに破壊されて前記流体を流出させるように構成される。
このような配置によって、必要に応じて流体を低コストで簡単に流出させ、それによって流体を使用して電池セルの熱暴走が発生する場合に排出される排出物の温度を迅速に低減させ、電池の安全性をさらに向上させる。
本願の第2態様によれば、装置を提供し、該装置は以上の第1態様で説明された電池を備え、該電池は該装置に電気エネルギーを提供することに用いられる。
本願の第3態様によれば、電池の製造方法をさらに提供し、該方法は、複数の電池セルを提供するステップであって、前記複数の電池セルのうちの少なくとも1つの電池セルは前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると作動して前記内部圧力を放出できるように構成される圧力放出機構を備えるステップと、接着剤によって前記電池セルにアタッチされることに適するアタッチ部材を提供するステップと、前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構との間に散布されることを防止できるように構成される隔離部材を提供するステップと、前記接着剤を散布して前記電池セルを前記アタッチ部材にアタッチするステップと、を含む。
隔離部材が設置されることで、電池生産過程では接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構との間に散布されることを効果的に防止することができる。また、接着剤の散布効率及び精度を向上させることもでき、それによって電池の生産効率を向上させる。
いくつかの実施例では、前記圧力放出機構は、作動領域を有し、前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると前記作動領域に前記内部圧力を放出するための放出通路を形成できるように構成され、前記隔離部材は本体、及び前記本体の表面から突出して配置される突起を有し、前記突起は、前記圧力放出機構の前記作動領域の位置に対応して配置され、前記接着剤が前記作動領域に入ることを防止するように少なくとも前記作動領域を囲むように構成される。
それによって、電池の生産過程で接着剤が圧力放出機構の表面に散布されて作動時の圧力放出機構を妨げることを簡単かつ効果的に防止することができる。且つ、実際の需要に応じて隔離部材を柔軟に加工して製造することができ、製造された1つの隔離部材は複数の突起によってそれぞれ複数の圧力放出機構の作動領域に対して接着剤を隔離する効果を実現することができ、従って、生産コストの削減に寄与する。
いくつかの実施例では、前記アタッチ部材は、前記圧力放出機構の作動を可能にする空間を提供するように構成される回避構造を備え、前記回避構造と前記圧力放出機構との間に回避室が形成され、前記隔離部材は本体、及び前記本体の表面から突出して配置される突起を有し、前記突起は、前記回避室の位置に対応して配置され、前記接着剤が前記回避室に入ることを防止するように少なくとも前記回避室の前記圧力放出機構に面する側の周縁を囲むように構成される。
それによって、電池の生産過程で接着剤が圧力放出機構が作動して排出物が流通する通路を形成することを妨げる可能性がある回避室に散布されることによって圧力放出機構の設計機能の発揮を妨げることを簡単かつ効果的に防止できる。且つ、実際の需要に応じて隔離部材を柔軟に加工して製造することができ、製造された1つの隔離部材は複数の突起によってそれぞれ複数の回避室に対して接着剤を隔離する効果を実現することができ、従って、生産コストの削減に寄与する。
いくつかの実施例では、前記隔離部材を提供するステップは、ブリスタープロセスによって前記本体の表面に前記突起を形成するステップを含む。ブリスタープロセスを使用することで、所要の隔離部材を簡便かつ低コストで加工して製造することができる。
本願の第4態様によれば、電池の製造機器を提供し、該機器は、複数の電池セルを製造することに用いられ、前記複数の電池セルのうちの少なくとも1つの電池セルは、前記電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると作動して前記内部圧力を放出できるように構成される圧力放出機構を備える電池セル製造モジュールと、接着剤によって前記電池セルにアタッチされることに適するアタッチ部材を製造することに用いられるアタッチ部材製造モジュールと、前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構との間に散布されることを防止できるように構成される隔離部材を製造することに用いられる隔離部材製造モジュールと、前記隔離部材を前記電池セル又は前記アタッチ部材に対して取り付けて固定し、及び前記接着剤を散布して前記電池セルを前記アタッチ部材にアタッチすることに用いられる組立モジュールと、を備える。
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ことに用いられ、本願に対する不適切な限定を構成しない。図面において、
本願の電池を用いた車両のいくつかの実施例の構造模式図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る電池セルの分解模式図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る電池セルの斜視模式図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る電池セルの斜視模式図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る電池の分解模式図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る電池の分解模式図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る電池の断面図を示す。 図7に示す電池のB部分の拡大図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る隔離部材の斜視図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る隔離部材が熱管理部材にアタッチされていない分解図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る隔離部材が熱管理部材にアタッチされている分解図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る熱管理部材の平面図を示す。 図12に示す本願の熱管理部材のA-A断面図を示す。 図12に示す本願の熱管理部材の下面図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る隔離部材の斜視図を示す。 図15に示す本願の隔離部材のC部分の拡大図を示す。 図15に示す本願の隔離部材のD-D断面図を示す。 図17に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のE部分の拡大図を示す。 図17に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のE部分の拡大図を示す。 図17に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のE部分の拡大図を示す。 図17に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のE部分の拡大図を示す。 図17に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のE部分の拡大図を示す。 図17に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のE部分の拡大図を示す。 図17に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のE部分の拡大図を示す。 図17に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のE部分の拡大図を示す。 図17に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のE部分の拡大図を示す。 図17に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のE部分の拡大図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る隔離部材の斜視図を示す。 図28に示す本願の隔離部材のF部分の拡大図を示す。 図28に示す本願の隔離部材のG-G断面図を示す。 図30に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のH部分の拡大図を示す。 図30に示す本願のいくつかの実施例の隔離部材のH部分の拡大図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る隔離部材の突起と圧力放出機構との対応関係の模式図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る隔離部材の突起と圧力放出機構との対応関係の模式図を示す。 本願のいくつかの実施例に係る隔離部材の突起と圧力放出機構との対応関係の模式図を示す。 本願に係る電池の製造方法のいくつかの実施例の模式的フローチャートを示す。 本願に係る電池の製造機器のいくつかの実施例の構造模式図を示す。
本願の目的、技術的解決手段及び利点をより明確にするために、以下、本願に係る複数の実施例を示す図面を参照しながら本願の実施例の技術的解決手段を明確かつ完全に説明し、理解でいるように、説明される実施例は単に本願の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。本願に記載の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をせずに得るほかの実施例はすべて本願の保護範囲に属する。
別途定義されていない限り、本願で使用されるすべての技術及び科学用語は当業者が通常理解する意味と同じであり、本願では、出願の明細書で使用される用語は単に具体的な実施例を説明することを目的とするが、本願を限定するものではなく、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「備える」、「含む」、「持つ」、「有する」、「具備」、「含まれる」などは制限のない用語である。従って、例えば、1つ又は複数のステップ又は素子を「備える」、「含む」、「有する」方法又は装置は、1つ又は複数のステップ又は素子を有するが、この1つ又は複数の素子のみを有することに限定されない。本願の明細書及び特許請求の範囲又は上記図面における用語「第1」、「第2」などは異なる対象を区別することに用いられるが、特定の順序又は主副関係を説明するためのものではない。また、用語「第1」、「第2」は単に説明の目的に用いられるが、相対的な重要性を指示又は暗示したり指示される技術的特徴の数を暗黙的に示したりするものではないと理解すべきである。それによって、「第1」、「第2」で限定された特徴は1つ以上の該特徴を明示的又は暗黙的に含んでもよい。本願の説明では、別途説明されていない限り、「複数」の意味は2つ以上である。
本願の説明では、理解される必要がある点として、用語「中心」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などで指示される方位又は位置関係は図示に基づく方位又は位置関係であり、本願を説明しやすくし且つ説明を簡素化するためのものであり、係る装置又は素子が必ず特定の方位を有したり、特定の方位で構成及び操作されたりすることを指示又は暗示せず、従って、本願を限定するものではないと理解すべきである。
本願の説明では、なお、特に明確な規定及び限定がない限り、用語「取り付け」、「連結」、「接続」、「アタッチ」は広義に理解されるべきであり、例えば、固定的接続、取り外し可能な接続、又は一体的接続であってもよく、直接接続、中間媒体を介する間接接続、2つの素子の内部の連通であってもよい。当業者であれば、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。
本願での「実施例」への言及とは、実施例を参照しながら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てもよいことを意味する。明細書の様々な位置に該句が出現しているが、必ずしもすべてが同じ実施例を指すわけではなく、ほかの実施例と互いに排他的に独立する又は代替の実施例でもない。当業者が明示的及び暗黙的に理解できるように、本願で説明される実施例はほかの実施例と組み合わせてもよい。
上記のように、強調すべき点として、本明細書で用語「備える/含む」を使用する場合、前記特徴、整数、ステップ又はユニットの存在を示すことを明確に表明することに用いられるが、1つ又はより多くのほかの特徴、整数、ステップ、部材又はグループされた特徴、整数、ステップ、部材が存在する又は追加されることを排除しない。本願で使用されるように、単数形「1つ」、「一」及び「該」には、文脈で別段の明確な指示がない限り、複数形も含まれる。
本明細書における用語「一」、「1つ」は1つを示してもよいが、「少なくとも1つ」又は「1つ又は複数」の意味に一致してもよい。用語「約」は一般的には、言及された数値のプラスマイナス10%であり、又はより具体的にはプラスマイナス5%である。特許請求の範囲で使用される用語「又は」は、代替可能な手段のみを指すと明確な規定がない限り、「及び/又は」の意味を示す。
本願の用語「及び/又は」は単に、単に関連対象の関連関係を説明し、3種類の関係が存在し得ることを示し、例えば、A及び/又はBは、Aのみが存在する場合、A及びBの両方が存在する場合、及びBのみが存在する場合という3種類を示してもよい。また、本願では、文字「/」は、一般的には、その前後の関連対象が「又は」の関係であることを示す。
本分野で言及される電池は充電可能であるか否かに応じて一次電池及び充電可能電池に分けられ得る。一次電池(Primary Battery)は「使い捨て」電池及びプライマリーセルと通称され、残量がなくなると、再充電できず、捨てるしかない。充電可能電池は二次電池(Secondary Battery)又はセカンダリバッテリ、蓄電池とも呼ばれる。充電可能電池を作製する材料及びプロセスは一次電池とは異なり、その利点として、充電後に何度もリサイクルでき、充電可能電池の出力電流負荷容量はほとんどの一次電池よりも高い。現在、一般的な充電可能電池のタイプとして、鉛蓄電池、ニッケル水素電池及びリチウムイオン電池が挙げられる。リチウムイオン電池は、軽量で、容量が大きく(容量は同じ重量のニッケル水素電池の1.5倍~2倍である)、メモリー効果がないなどの利点を持ち、且つ自己放電率が非常に低く、従って、価格が比較的高いにもかかわらず広く使用されている。リチウムイオン電池は純電気自動車及びハイブリッド自動車にも使用され、このような用途に用いられるリチウムイオン電池は容量がやや低いが、出力、充電電流が大きく、寿命がないものもあるが、コストが高い。
本願の実施例で説明される電池とは充電可能電池である。以下では、主にリチウムイオン電池を例として本願のアイディアを説明する。理解できるように、ほかの任意の適切なタイプの充電可能電池も適用される。本願の実施例で言及される電池とは、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。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などを含み得る。電池セルは正極極板、負極極板、電解液及び隔膜を備え、電池モジュール及び電池パックを構成する基本的な構造単位である。電池セルは一般的には、パッケージ方式に応じて円筒形電池セル、角型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。
リチウムイオン電池セルは主にリチウムイオンが正極極板と負極極板との間で移動することに依存して動作する。リチウムイオン電池セルは1つの挿入されたリチウム化合物を1つの電極材料として使用する。現在、リチウムイオン電池の正極材料として、一般的には、リチウムコバルト酸化物(LiCoO2)、マンガン酸リチウム(LiMn2O4)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)及びリン酸鉄リチウム(LiFePO4)が使用されている。正極極板と負極極板との間に隔膜が設置されることで、3層の材料を有する薄膜構造を形成する。該薄膜構造は一般的には巻回又は積層の方式によって所要の形状の電極組立体を形成する。例えば、円筒形電池セルの3層の材料を有する薄膜構造は巻回されて円筒形形状の電極組立体を形成し、角型電池セルの薄膜構造は巻回又は積層されて略直方体形状の電極組立体を形成する。
様々な応用の場合に適用されるように、複数の電池セルは電極端子を経由して一体的に直列接続及び/又は並列接続される。例えば電気自動車などのいくつかの大電流応用の場合、電池の応用は、電池セル、電池モジュール及び電池パックの3つのレベルを含む。電池モジュールは、外部衝撃、熱、振動などから電池セルを保護し、所定数の電池セルを一体的に電気的に接続して1つのフレームに格納することで形成される。電池パックは、電気自動車に搭載された電池システムの最終状態である。現在、ほとんどの電池パックは、1つ又は複数の電池モジュールに電池管理システム(BMS)、熱管理部材などの様々な制御及び保護システムを組み立てることによって製造される。技術の発展に伴って、電池モジュールというレベルを省略でき、すなわち、電池セルから電池パックを直接形成することができる。この改良により、電池システムの重量エネルギー密度、体積エネルギー密度は向上するとともに、部品点数は大幅に低下する。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む。
電池セルの場合、主な安全上の危険は充電及び放電過程由来であり、不必要なリスク及び損失を効果的に回避するために、一般的には、電池セルに少なくとも3つの保護手段が設計されている。具体的には、保護手段は少なくともスイッチング素子、適切な隔膜材料の選択及び圧力放出機構を含む。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閾値に達すると電池の充電又は放電を停止できる素子である。隔膜は、正極極板と負極極板とを隔離することに用いられ、温度が所定値に上昇するとそれに付着したミクロンスケール(さらにナノスケール)の微細孔を自動的に溶解でき、それによってリチウムイオンが隔膜を通過できず、電池セルの内部反応を停止する。
圧力放出機構とは、電池セルの内部圧力又は内部温度が所定閾値に達すると作動して内部圧力及び/又は内部物質を放出できる素子又は部材である。圧力放出機構は具体的には、例えば、防爆弁、空気弁、圧力放出弁又は安全弁などの形態を使用でき、具体的には感圧又は感温素子又は構造を使用でき、すなわち、電池セルの内部圧力又は温度が所定閾値に達すると、圧力放出機構は動作を実行するか又は圧力放出機構に設けられる脆弱構造は破壊され、それによって内部圧力を放出できる開口又は通路を形成する。本願に記載される閾値は圧力閾値又は温度閾値であってもよく、該閾値は設計の需要に応じて設計され、例えば、危険又は暴走のリスクがあると考えられる電池セルの内部圧力又は内部温度の値に応じて該閾値を設計又は決定してもよい。且つ、該閾値は、例えば電池セルの正極極板、負極極板、電解液及び隔膜のうちの1つ又は複数に使用される材料に依存し得る。
本願で言及される「作動」とは、圧力放出機構が動作するか又は所定の状態に活性化され、それによって電池セルの内部圧力を放出することである。圧力放出機構の動作は、圧力放出機構の少なくとも一部が破裂すること、割れること、引き裂かれること又は開放することなどを含むが、これらに限定されない。圧力放出機構が作動するとき、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へ排出される。このように、圧力又は温度が制御可能な場合に電池セルの圧力放出を行い、それによって潜在的でより深刻な事故の発生を回避する。本願で言及される電池セルからの排出物は電解液、溶解又は分割された正負極極板、隔膜の破片、反応によって生じた高温高圧ガス、炎などを含むが、これらに限定されない。高温高圧の排出物は電池セルの圧力放出機構の設置方向へ排出され、且つより具体的には圧力放出機構が作動する領域を向く方向に沿って排出され、このような排出物の威力及び破壊力は非常に大きい可能性があり、さらに該方向における例えば蓋体などの1つ又は複数の構造を突破することができる。
いくつかの従来の手段では、圧力放出機構は一般的には、電池セルのカバープレートに設置される。いくつかの改良された技術的解決手段では、圧力放出機構は電池セルのほかの側又はほかの方向のハウジング構造に配置され得る。しかしながら、圧力放出機構の設置方式又は設置位置にかかわらず、電池内に設置された適切なアタッチ部材を使用して接着剤(粘着剤又は結合剤とも呼ばれる)によって電池セルをアタッチ部材にアタッチする又は組み立てる必要があり、アタッチ部材は具体的には、電池の例えば、熱管理部材、支持部材などのアタッチ部材を含み得るが、接着剤は例えば熱伝導性シリカゲル、エポキシ樹脂接着剤、ポリウレタン接着剤などを使用し得る。
理解できるように、本願に記載される支持部材は通常、電池セルに支持作用を提供する又は電池セルの重力作用に抵抗するための部材であると理解でき、通常、例えば、電池セルのハウジングの底壁又は底部にアタッチされ、支持部材に電池セルが支持又は固定されてもよい。熱管理部材は、流体を収容して電池セルの温度を調整するための部材であり、ここでの流体は液体又は気体であってもよく、温度調整とは、電池セルを加熱するか又は冷却して降温させることである。典型的には、電池セルを冷却して降温させるための熱管理部材は冷却部材、冷却システム又は冷却板などと呼ばれてもよく、例えば冷却液又は冷却ガスのような冷却媒体を収容し、冷却媒体は、より良い温度調整効果を達成するために、循環的に流れるように設計されてもよい。冷却媒体は具体的には、例えば、水、水とエチレングリコールとの混合液、又は空気などを使用してもよい。アタッチ部材とは、一般的には、電池の接着剤によって電池セルに接着される部分であり、上記したように、アタッチ部材は熱管理部材又は支持部材によって提供又は構成されてもよいが、それ以外に、アタッチ部材は電池の任意のほかの適切な部材によって提供されてもよい。
電池のどの部分をアタッチ部材とするかにかかわらず、接着剤を使用して電池セルを電池に組み立てるこの方式は通常、接着剤をアタッチ部材と電池セルの互いにアタッチされる接着面に散布又は塗布し、その後、接着剤硬化後に発生する接着力と凝集力を使用して表面接着の方式で電池セルとアタッチ部材の対応する接着面を接合し、それによって電池セルをアタッチ部材に組み立てる目的を実現する。このような設計及びその加工方式は実施しやすく、プロセスが簡単で、コストが低く、アタッチが強固で信頼できるという利点があるため、広く使用されている。
しかしながら、大量の研究及び実験を行ったところ、本願の発明者は、上記広く使用されている接着剤で電池セルを電池のアタッチ部材にアタッチする設計が、上記電池セルの使用の安全性を確実に保証するための圧力放出機構の設計に予期せぬ悪影響を与えてしまうことを見出した。
具体的には、一方では、接着剤を塗布する時、例えば、特定の領域に多すぎる接着剤を不注意に塗布するか又は接着剤が塗布される接着面の傾斜によって接着剤の一部は圧力放出機構の作動に関連する領域に流入する可能性があり、この場合、流入した接着剤を別途クリーニングしないと、硬化後の当該接着剤は圧力放出機構の作動に悪影響を与える可能性があり、さらに圧力放出機構の作動時に形成される排出物が流出する通路又は開口を塞ぐか又は部分的に塞いで排出物の放出に影響する可能性がある。
他方では、電池セルの内部圧力又は温度が所定閾値に達すると電池セルの圧力放出機構が作動するとき、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へ排出され、このとき、高温高圧の排出物の放出過程でその破壊力及び/又は高温により、この前に排出物が通過する場所付近の接着面に塗布された接着剤は溶融して圧力放出機構の作動に関連する領域、例えば、圧力放出機構の作動部位又は圧力放出機構の作動によって形成される排出物が流出する通路又は開口に流入する可能性があり、さらに排出物の放出に悪影響を与える。
圧力放出機構がその設計機能を発揮できて、必要に応じて電池セルの内部の高温高圧の排出物を放出することを確保するために、例えば、熱伝導性シリカゲルの接着剤が圧力放出機構の作動に影響する可能性があるか又は圧力放出機構が排出物の流出用の開口又は通路を形成することに影響する可能性がある領域に散布されることを特定の方式で阻止する必要がある。しかしながら、この目的のために接着剤で電池セルを電池のアタッチ部材に組み立てる方式を諦めたり、電池セル又はアタッチ部材の接着剤を散布する必要がある接着面の周囲に阻止構造を増設したりすることは、電池の加工製造の困難性及び生産コストの大幅な増加につながる。従って、電池セルに設置される圧力放出機構がその設計機能を発揮できて電池の使用の安全性を保証するとともに、電池の加工製造の困難性及び生産コストをできるだけ所望の比較的低いレベルに維持することをどのように確保するかは、研究者及び当業者にとって非常に解決し難い技術的問題である。
従来技術の電池に存在する上記問題及びほかの潜在的な問題を解決するか又は少なくとも部分的に解決するために、本願の発明者は電池を提案し、并以下ではその設計を詳しく説明する。理解できるように、本願の実施例で説明される電池は電池を使用する様々な装置に適用でき、例えば、携帯電話、携帯機器、ノートパソコン、電動自転車、電気自動車、汽船、宇宙機、電動玩具及び電動工具などに適用でき、例えば、宇宙機は飛行機、ロケット、スペースシャトル及び宇宙船などを含み、電動玩具は固定式又は移動式電動玩具を含み、例えば、ゲーム機、電気自動車玩具、電動船玩具及び電動飛行機玩具などが挙げられ、電動工具は金属切削電動工具、粉砕電動工具、組立電動工具及び鉄道用電動工具を含み、例えば、電動ドリル、電動グラインダー、電動レンチ、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動プレーナーが挙げられる。
本願の実施例で説明される電池は、上記説明された機器に適用できるだけでなく、電池を使用するすべての機器にも適用できるが、説明を簡潔にするために、以下の実施例はいずれも電気自動車を例として説明される。
例えば、図1に示すように、本願の一実施例における車両1の概略模式図である。車両1は燃料自動車、燃料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電気自動車、ハイブリッド自動車又はエクステンデッド・レンジ電気自動車などであってもよい。図1に示すように、車両1の内部に電池10が設置されてもよく、例えば、車両1の底部又は前部又は尾部に電池10が設置されてもよい。電池10は車両1の給電に用いられてもよく、例えば、電池10は車両1の操作電源として使用されてもよい。且つ、車両1はコントローラ30及びモータ40をさらに備えてもよい。コントローラ30は電池10を制御してモータ40に給電することに用いられ、例えば、車両1の始動、ナビゲーション及び走行時の動作電力需要に用いられる。本願の別の実施例では、電池10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の駆動電源としても使用でき、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。以下に記載の電池10は複数の電池セル20を備える電池パックであると理解されてもよい。
図2~4に示すように、電池セル20はケース21、電極組立体22及び電解液を備え、電極組立体22は電池セル20のケース21内に収容され、正極極板、負極極板及び隔膜を備える。隔膜の材質はポリプロピレン(polypropylene、PP)又はポリエチレン(polyethylene、PE)などであり得る。電極組立体22は巻回型構造であってもよく、積層型構造であってもよい。ケース21はハウジング211及びカバープレート212を備える。ハウジング211は複数の壁によって形成される収容室211a及び開口211bを備える。カバープレート212は開口211bに配置されて収容室211aを密閉する。電極組立体22を除き、収容室211a内に電解液が収容さらに収容されている。電極組立体22の正極極板と負極極板は一般的にはタブが設けられ、タブは一般的には正極タブ及び負極タブを備える。
具体的には、正極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は正極タブとして機能し、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、三元リチウム又はマンガン酸リチウムなどであってもよく、負極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、負極活物質層が塗布されていない負極集電体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、負極活物質はカーボン又はシリコンなどであってもよい。溶断せずに大電流を通すことを確保するために、正極タブの数は複数であり、且つ一体的に積層され、負極タブの数は複数であり、且つ一体的に積層される。タブは接続部材23を介して電池セル20の外部の正電極端子214a及び負電極端子214bに接続される。本願の説明では、正電極端子214aと負電極端子214bは電極端子214とも総称される。角型電池セルの場合、図2及び図4に示すように、電極端子214は一般的には、カバープレート212部分に設置されてもよい。
図5~6は本願のいくつかの実施例に係る電池10の分解図を示す。図5~6に示すように、電池10は複数の電池セル20をパッケージするための筐体11を備えてもよく、筐体11は液体やほかの異物が電池セル20の充電又は放電に影響することを回避でき、複数の電池セル20はバスバー部材12を介して互いに電気的に接続され、バスバー部材12を介して複数の電池セル20を直並列接続した後、電池10はより高い電圧を提供し得る。筐体11は蓋体111及びシェル112を備えてもよい。蓋体111とシェル112は密封して組み合わせられて複数の電池セル20を収容するための電気室11aを共同で形成し、勿論、それらは密封せずに組み合わせられてもよい。いくつかの実施例では、熱管理部材13は複数の電池セル20を収容するための筐体11の一部を構成してもよい。例えば、熱管理部材13は筐体11のシェル112の側部部分112bを構成するか側部部分112bの一部を構成してもよく、又は、図6に示すように、熱管理部材13は筐体11のシェル112の底部部分112aを構成するか底部部分112aの一部を構成してもよい。熱管理部材13を使用してシェル112の一部を構成するという設計は、電池10の構造がよりコンパクトになり、空間の有効利用率を向上させることに寄与し、エネルギー密度の向上に有利である。
いくつかの代替の実施形態では、図6及び図7に示すように、電池10は保護部材115をさらに備えてもよい。本願における保護部材115とは、熱管理部材13の電池セル20から離れる側に配置され、熱管理部材13及び電池セル20を保護する部材である。これらの実施例では、収集室11bは保護部材115と熱管理部材13との間に配置されてもよい。
図7~8に示すように、該電池10の少なくとも1つの電池セル20は圧力放出機構213を備える。いくつかの実施例では、電池10の各電池セル20に圧力放出機構213が設置されるか、又は、複数の電池セル20のうち電池10での位置又はほかの電池セル20の特性によって熱暴走がより発生しやすい電池セル20に圧力放出機構213が設置されてもよい。圧力放出機構213は電池セル20の内部圧力又は温度が所定閾値に達すると作動して電池セル20の内部圧力を放出することができる。
該電池10は接着剤によって電池セル20にアタッチされることに適するアタッチ部材をさらに備え、該アタッチ部材は例えば、電池10の熱管理部材13、支持部材などであってもよい。例えば、熱伝導性シリカゲルの接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構213との間に散布されることによって圧力放出機構213が作動してその上記設計機能を発揮し、すなわち、電池セル20の内部圧力又は温度が大きいと作動して電池セル20の内部圧力を放出するための通路又は開口を形成する機能を発揮することを阻止する又は妨げることを回避するために、電池10は隔離部材14がさらに設けられてもよく、該隔離部材14は接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構213との間に散布されることを防止できる。以下、主にアタッチ部材が熱管理部材13である実施例及びそれに関する隔離部材14の設計を例示的に説明し、理解できるように、アタッチ部材が支持部材である場合、ほぼ同じ又は類似する隔離部材14の構造又は配置に適用できる。
図8は隔離部材14を例示的に示し、該隔離部材14は、接着剤が作動領域に入ることを防止するように、少なくとも圧力放出機構213の作動領域を囲む。このようにして、接着剤が任意の方向から作動領域に流入して圧力放出機構の作動動作の実行に何らかの妨害又は悪影響をもたらすことを回避できる。
本願の各実施例で使用される隔離部材14は、様々な可能な構造を使用でき、それによって上記電池セル20をアタッチ部材に組み立てるために使用される接着剤をアタッチ部材と圧力放出機構213との間の空間から隔離できるか、又は、塗布された接着剤を、一旦接着剤が流入すると圧力放出機構213の圧力放出の設計機能の発揮に影響する可能性がある空間から隔離できる。以下のいくつかの好適実施例の説明からわかるように、隔離部材14は、圧力放出機構213の部分領域を囲むように設計されてもよく、該部分領域は圧力放出機構213の作動時に電池セル20の内部圧力を放出する放出通路を形成して排出物を流出させることができ(作動領域又は放出領域とも呼ばれる)、アタッチ部材である例えば熱管理部材13の圧力放出機構213に対応する領域にアタッチされてもよく、それによってアタッチ部材により提供される圧力放出機構213の作動を可能にする空間(例えば、以下で説明される回避構造134)を囲むなどである。
いくつかの実施例では、隔離部材14は接着剤を塗布する前に、アタッチ部材である例えば熱管理部材13の圧力放出機構213に対応する領域にアタッチされてもよい。なお、電池において、接着剤によって電池セル20に一体的に接着される部材である限り、アタッチ部材又はアタッチ部材の一部に属すると考えられてもよく、これらの部材は隔離部材14を使用でき、すなわち、接着剤を塗布する前に隔離部材14をそれにアタッチできる。このように、接着剤を塗布する時、隔離部材14は接着剤がアタッチ部材の圧力放出機構213に対応する領域、特に圧力放出機構213の、作動によって電池セルの内部圧力を放出する放出通路を形成して排出物を流出させるための領域に入ることを防止でき、それによって圧力放出機構213は作動してその設計機能を正常に実現することができる。また、隔離部材14を使用すると、接着剤が圧力放出機構213の作動に関連する領域に塗布されることを心配する必要がなく、接着剤の塗布速度及び精度を向上させることもでき、生産時間及びコストを節約する。
図9は本願のいくつかの実施例に係る隔離部材14の斜視図であり、図10は図9に示す隔離部材14とアタッチ部材の一例である熱管理部材13が一体的に組み立てられていない時の分解図を示し、図11は図9に示す隔離部材14と熱管理部材13が一体的にアタッチされている時の斜視図を示す。図9~11に示す実施例によれば、隔離部材14は接着剤を塗布する前に例えば熱管理部材13のようなアタッチ部材にアタッチされてもよく、且つ隔離部材14の特別な構造特徴を少なくとも圧力放出機構213又はアタッチ部材に設けられた回避構造134に対応させ、回避構造134は圧力放出機構213の作動を可能にする空間を提供できる。それに係る回避構造134の具体的な構造及び特徴について、以下では詳しく説明する。
図9~11に示すように、本願のいくつかの好適実施例によれば、隔離部材14は本体141及び複数の突起142を備えてもよい。本体141は、例えば熱管理部材13のようなアタッチ部材にアタッチされる又は組み立てられることに適する。突起142は本体141の表面から外へ突出し、且つ突起142は本体141がアタッチ部材にアタッチされる場合に圧力放出機構213又は圧力放出機構213の放出領域又は以下説明されるいくつかの実施例における回避構造134又は回避室134aと突出方向において位置合わせするように配置される。図10~11に示す例では、突起142は回避構造134と位置合わせするように配置されるにもかかわらず、図8に示すものと併せて容易に理解できるように、回避構造134自体の設置は圧力放出機構213に対応するか又は両者は互いに位置合わせし、従って突起142は圧力放出機構213と位置合わせするか又はその作動領域(又は放出領域)と位置合わせすると考えられてもよい。又は、別のいくつかの示されていない実施例では、例えば、電池10に回避構造134が設置されていない例では、突起142は圧力放出機構213と直接位置合わせするかその作動領域又は放出領域と位置合わせするように配置されてもよい。
理解できるように、ここで説明される隔離部材14に備えられる本体141と突起142は隔離部材14が必ず互いに独立した部材を有することを示すわけではなく、以下のいくつかの好適実施例の説明からわかるように、本体141と突起142が一体構造として成形されるほうは様々な側面では有利である。
本願では、本体141は、隔離部材14の、例えば支持部材又は熱管理部材13のようなアタッチ部材にアタッチされ易いように設計される部分として理解されてもよいが、突起142は本体141の表面から突出するように設計され、突起142の外周寸法は圧力放出機構213の外周寸法以上であるか又は少なくとも圧力放出機構213の放出領域以上であり、このように、接着剤を塗布する時、一方では、接着剤塗布器をガイドして所定の経路に従って接着剤塗布操作を行うことができるだけでなく、他方では、接着剤が圧力放出機構213の位置に塗布されないことを確保でき、それによって接着剤を適切な位置に効率よく正確に塗布することを確保できる。
図9~11に示す実施例では、隔離部材14は細長いシート状の本体141を有するように設計され、各本体141に突出した1列の突起142があるにもかかわらず、理解できるように、本願における本体141及び突起142は圧力放出機構213の形状、構造などの要素に応じて様々な形状を有し得る。電池の重量エネルギー密度又は体積エネルギー密度の点から考慮すると、本体141は通常厚さが薄く、従って本体141は一般的には様々な形状の薄膜又はシート状になり得る。典型的には、該隔離部材14又は本体141の肉厚は0.01mm~0.05mmである。突起142の形状は、例えば図示される長円形又は円形、楕円形、角形などの形状であり得る。且つ、1つの本体141は1つの突起142、複数列の突起142、又はほかの形態で配列される複数の突起142を有するように設計されてもよく、本体141の表面での突起142の配列及び相対的な位置は電池の電池セル20の圧力放出機構213の設置位置に適応できればよい。
いくつかの好適実施例によれば、1つの隔離部材14は、1つの本体141、及び該本体141の表面から突出する複数の突起142を備えるように設計されてもよく、本体141全体は電池のアタッチ部材にアタッチされ、このようにアタッチされる場合、複数の突起142はそれぞれ該電池10に備えられる複数の電池セル20の圧力放出機構213と1対1で対応して位置合わせし(又は圧力放出機構213の放出領域と位置合わせし)、それによって各々の突起142はそれぞれそと位置合わせする圧力放出機構213を囲むことができる(又は少なくとも圧力放出機構213の放出領域を囲む)。それによって、隔離部材14を電池のアタッチ部材に組み立てる過程が簡単であるとともに、複数の突起142を使用して、塗布された又は塗布されるべき接着剤を該電池に含まれる複数の電池セル20の圧力放出機構213又はその放出領域から相対的に独立する手段で隔離することができる。且つ、このように、操作者が接着剤を塗布する時により高い効率で接着剤の塗布を適切に完了することを支援することもでき、操作者は接着剤塗布操作を注意深く行う必要がなく、電池10の組立コスト及び生産コストの削減に寄与する。
上記手段に基づいて、1つの隔離部材14は複数の突起142を有するように設計されてもよく、このような設計は、典型的には1つの電池10に複数の電池セル20が収容され且つ複数の電池セル20にそれぞれ圧力放出機構213が設けられる電池のタイプの場合に特に有利であり、1つの隔離部材14が所定の位置に組み立てられる場合、該複数の突起142は複数の電池セル20の圧力放出機構213に対して接着剤を隔離する作用を発揮できる。
複数の電池セル20を含む電池10では、電池セル20は一般的には、電池10のアタッチ部材に列をなしてアタッチされる。この場合、上記のように1つの本体141及び該本体141の表面から突出する複数の突起142を備える隔離部材14を使用でき、該隔離部材14は一体成形されたシート全体であってもよく、且つ該隔離部材14の本体141が電池10のアタッチ部材にアタッチされるとき、その複数の突起142はそれぞれ該電池に含まれる複数の電池セル20の圧力放出機構213と1対1で対応して位置合わせしてもよい。代替可能に、複数の電池セル20に用いられる複数の隔離部材14は一体成形されてもよく、列をなして配置される複数の隔離部材14の位置はそれぞれ複数の電池セル20の圧力放出機構213の位置に対応する。このように、複数の電池セル20を電池10に組み立てる組立過程がより簡単になり、組立効率がより高くなる。
本願のいくつかの実施例によれば、以上言及された図8、図10及び図12~13に示すように、アタッチ部材である例えば熱管理部材13に回避構造134が設けられてもよく、回避構造134と圧力放出機構213との間に回避室134aが形成され、それによって圧力放出機構213の作動を可能にする空間を提供し、これらの実施例では、隔離部材14及びその突起142の配置は回避構造134又は回避室134aの配置に対応するか又は互いに位置合わせする。
具体的には、該回避室134aは、例えば回避構造134及び圧力放出機構213によって共同で取り囲んで形成される密閉室である。このような手段では、電池セル20からの排出物の排出に対して、該回避室134aの入り口側の表面は圧力放出機構213の作動によって開放されるが、該入り口側の表面と対向する出口側の表面は高温高圧の排出物によって部分的に破壊されて開放され、それによって排出物の放出通路を形成する。別のいくつかの実施例によれば、該回避室134aは例えば、回避構造134及び圧力放出機構213によって共同で取り囲んで形成される非密閉室であってもよく、該非密閉室の出口側の表面は元々排出物が流出する通路を有するものであってもよい。図8の回避室134a中の矢印に示すように、排出物は略扇形方向で外へ排出される。
いくつかの実施例によれば、図12~14に示すように、熱管理部材13は回避室134の底部の回避底壁134b、及び回避室134aを取り囲む回避側壁134cをさらに備える。ここに記載の回避底壁134bとは、回避室134aの圧力放出機構213と対向する壁であるが、回避側壁134cは、回避底壁134bに隣接し且つ所定の角度で回避室134aを取り囲む壁であり、回避側壁134cと回避底壁134bがなす夾角は好適には、105°~175°の範囲内にある。熱管理部材13には流体を収容するための流路133がさらに設置されてもよく、流体は冷却媒体であってもよく、それによって電池セル20を降温させることができる。
相応には、これらの実施例では、隔離部材14の複数の突起142は具体的には、図10~11に示す配置を使用してもよく、各々の突起142はそれぞれそれと位置合わせする回避室134aを囲むことができ、すなわち、突起142は基本的に対応する回避室134aの回避側壁134cの上周縁又は上周縁外に覆って設けられる。すなわち、隔離部材14の突起142は基本的に対応する回避室134aの上周縁に覆って設けられ、それによって塗布された又は塗布されるべき接着剤を回避構造134又は回避室134aから隔離する。
上記好適実施例に係る熱管理部材13及び隔離部材14は、電池の組立効率の向上に非常に有利である。隔離部材14を電池のアタッチ部材に組み立てる過程が簡単であるとともに、複数の突起142を使用することによって塗布された又は塗布されるべき接着剤を電池に含まれる複数の電池セル20の圧力放出機構213に対応する回避室134aから相対的に独立した手段で隔離することができる。それによって、塗布された接着剤が電池セル20の圧力放出機構213の設計機能の発揮に影響することを防止でき、それによって電池の使用の安全性を保証する。且つ、このように操作者が接着剤を塗布する時により高い効率で接着剤の塗布を適切に完了することを支援することもできる。
例えば、図10~11に示す実施例では、1つの細長いシート状の本体141が熱管理部材13の所定位置に組み立てられるとき、該本体141の8つの突起142はそれぞれそれと位置合わせする8つの回避構造134又は回避室134aを覆って設けられ、それによって接着剤は回避室134aに入ることができない。換言すれば、1つの隔離部材14の1回の組み立てによって、8つ以上の電池セル20の圧力放出部材213の隔離操作を実現することができる。
理解できるように、本願では、電池セル20の圧力放出機構213の設置方向及び位置を限定せず、実際には、圧力放出機構213が電池セル20の下部、上部や側部などに配置されるにかかわらず、本願によって提案された隔離部材14の関連設計は適切に応用でき、圧力放出機構213がその設計機能を実現して必要に応じて電池セル内の高温高圧の排出物を放出することを保証し、それによって電池の使用の安全性を保証するという有益な作用を発揮する。
いくつかの実施例では、図12~14に示すように、熱管理部材13は以下の具体的な構造を有するように設計されてもよい。熱管理部材13は第1熱伝導板131及び第2熱伝導板132を備えてもよく、第2熱伝導板132には流路133に対応する凹溝構造が形成され、第1熱伝導板131には回避構造134が形成され、第1熱伝導板131と第2熱伝導板132が一体的に組み立てられ、例えば第1熱伝導板131と第2熱伝導板132が溶接(例えば、はんだ付け)によって一体的に組み立てられることによって、上記実施例で説明された熱管理部材13を形成できる。勿論、理解できるように、このように第1熱伝導板131と第2熱伝導板132が組み立てられることによって熱管理部材13を形成する手段は単に例示的な説明であり、上記熱管理部材13の形成はほかの適切な手段によって行われてもよい。
熱管理部材13内に設置される流路133は少なくとも回避室134を部分的に取り囲んで配置され、すなわち、回避側壁134cは流路133と回避室134aを分離し、回避側壁134cには例えば高温高圧の排出物によって破壊され易い脆弱構造が設置されてもよい。理解できるように、本願に記載の脆弱構造は、薄肉化された部分、切欠き(例えば、図10及び12に示す十字形の切欠き134d)、壊れやすい材料からなる壊れやすい部分、又は低融点の材料からなる壊れやすい部分などを含んでもよいが、これらに限定されない。
このようにして、電池セル20からの排出物は該回避室134aに入ると、回避側壁134cの脆弱構造を破壊し、それによって流路133内の冷却媒体である例えば冷却液を回避室134a内に流出させ、すると、冷却液は電池セル20からの高温高圧の排出物に接触して大量の熱を吸収して気化し、このように、短時間内に電池セル20からの高温高圧の排出物の温度及び圧力を大幅に低下させ、それによって電池10中の熱暴走が発生していないほかの電池セル20などの部材に対して保護効果を実現する。且つ、隔離部材14の複数の突起142が基本的に対応する回避室134aの回避側壁134cの上周縁又は上周縁外に覆って設けられ、従って、このような設計によって排出物は回避側壁134cの脆弱構造を破壊して冷却媒体を導入できるとともに、隔離部材14及びその突起142は依然としてその外側にある例えば熱伝導性シリカゲルの接着剤に対して一定の阻止作用を発揮し、電池の安全性を向上させる。
以上、図9~14を参照しながら、主に隔離部材14と、例えばアタッチ部材又は圧力放出機構213のようなほかの部材との相対的な位置関係という点から隔離部材14の全体的な構造又は配置を説明した。これに基づいて、隔離部材14は以上説明された機能を実現するように様々な可能な構造として設計されてもよく、すなわち、電池セル20をアタッチ部材に組み立てる時に使用される接着剤をアタッチ部材と圧力放出機構213との間の空間から隔離するか、又は塗布された接着剤を一旦接着剤が流入すると圧力放出機構213の圧力放出の設計機能の発揮に影響する可能性がある空間から隔離することができる。以下、図15~32を参照しながら主に隔離部材14のより具体的な構造を詳細に説明する。
図15は本願のいくつかの実施例に係る隔離部材14の斜視図を示し、図16は図15に示す隔離部材14のC部分の拡大図を示し、図17は図15に示す隔離部材14をD-Dに沿って切断した断面図を示し、図18は図17に示す隔離部材14の断面のE部分の拡大図を示す。図15~18に示す実施例によれば、隔離部材14は突起142の特別な設計を使用することによって、例えば、熱伝導性シリカゲルの接着剤をより効果的に阻止してアタッチ部材と圧力放出機構213との間の空間から隔離することができ、それによって圧力放出機構213が作動してその設計機能を正常に実現することを確保する。
図15~18に示すように、本願のいくつかの実施例によれば、隔離部材14に設置される突起142は第1突起1421及び第2突起1422を備え、第1突起1421と第2突起1422は本体141の表面から同じ方向へ突出する。所定位置に組み立てられる場合、隔離部材14は電池セル20とアタッチ部材との間に設置される。従って、具体的には、隔離部材14の本体141がアタッチ部材にアタッチされる場合、第1突起1421と第2突起1422は本体141の表面から、アタッチ部材から離間する方向へ突出し、すなわち、電池セル20へ突出するように配置される。
第1突起1421は圧力放出機構213の位置に対応する。具体的には、上述したように、第1突起1421は、本体141がアタッチ部材にアタッチされる場合、圧力放出機構213又は圧力放出機構213の作動領域(又は放出領域)又は上記実施例における回避構造134又は回避室134aと突出方向に位置合わせするように設置されてもよい。第1突起1421が突出する分の高さは、例えば、接着剤を散布する時に接着剤が圧力放出機構213とアタッチ部材との間の空間に入ることを阻止することに有利であり、それによって流入した接着剤が圧力放出機構213の正常動作を妨げることを回避する。
第2突起1422と第1突起1421は間隔をあけて設置される。図16に示すように、第2突起1422は第1突起1421を取り囲んで設置され、具体的には、第2突起1422は環状構造であり、第1突起1421の外周に設置される。第2突起1422が突出する高さは同様に、第1突起1421の周囲で接着剤が圧力放出機構213とアタッチ部材との間の空間に入ることを阻止することに有利である。且つ、第2突起1422が第1突起1421を取り囲んで設置されるため、構造上の嵌合によって、接着剤に対する多重阻止作用を発揮し、従って、接着剤をより効果的でより確実に遮断でき、接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構213との間に入って電池セル20の内部圧力又は温度が閾値に達するときの圧力放出機構213の正常作動を妨げることを防止し、接着剤が流入して放出通路を塞ぎ、さらに電池セル20から放出される排出物の排出を妨害することを防止し、それによって電池10の安全性をさらに向上させる。
いくつかの実施例では、図16及び図18に示すように、第1突起1421と第2突起1422との間に凹溝143が形成される。凹溝143は少なくとも一部の接着剤を収容できることで、塗布された又は塗布されるべき接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構213との間に散布されることを防止する。凹溝143は具体的には、第2突起1422から溢れる接着剤、電池セル20をアタッチ部材にアタッチする過程で不注意に凹溝143内に滴下する接着剤、及びほかの理由のため凹溝143内に入る接着剤などを収容することができる。
第1突起1421と第2突起1422との間の凹溝143は少なくとも一部の接着剤を収容でき、接着剤阻止作用をさらに強化することに相当する。第2突起1422はその周辺の接着剤が第1突起1421へ流れることを阻止するとき、第2突起1422が接着剤を遮断する機能が無効になるとしても、凹溝143は第2突起1422から溢れる一定量の接着剤を貯蔵することができ、それによって接着剤がさらに圧力放出機構213とアタッチ部材との間の空間内へ流れることを阻止する。
隔離部材14がより良い接着剤阻止効果を実現するために、第1突起1421、第2突起1422又は凹溝143の構造を相応に設計することができる。
いくつかの実施例では、図18に示すように、第2突起1422は、第1側壁1422a、第2側壁1422b、及び第1側壁1422aと第2側壁1422bとを接続することに用いられる接続壁1422cを備える。本願の実施例では、第1側壁1422aは本体141に接続され、第2側壁1422bは本体141に接続され、第1側壁1422aは第2側壁1422bと対向して設置される。第1側壁1422aは第1突起1421に近接し、第1側壁1422aは第2突起1422と凹溝143が共有する壁である。
いくつかの実施例では、図18に示すように、第1側壁1422aと第2側壁1422bは電池セル20がアタッチ部材にアタッチされる場合にアタッチ部材の電池セル20への方向に平行であり、すなわち、第1側壁1422aと第2側壁1422bは第2突起1422の突出方向に平行である。接続壁1422cは第2突起1422の突出方向に垂直である。このような構造の隔離部材14は、接着剤阻止効果が良好であるだけでなく、加工に必要な金型が比較的簡単で、加工が容易で、コストが低い。
いくつかの実施例では、図19に示すように、第1側壁1422a及び第2側壁1422bのうちの少なくとも一方は第1突出部1401を備え、該第1突出部1401は第1方向Xに沿って突出して設置され、該第1方向Xは第2突起1422の突出方向に垂直である。
ここでは、第1方向Xは、図17に示すD-D断面内に位置し、第2突起1422の突出方向に垂直な方向である。従って、本願の実施例における第1方向Xは、第2突起1422の突出方向に垂直であると理解されるべきであり、例えば、図19の矢印に示す方向が挙げられる。
例示的には、第1側壁1422aに第1突出部1401が設置されることを例として、第2突起1422の実際の突出方向はアタッチ部材の電池セル20への方向であり、理解及び説明の便宜上、第2突起1422の紙面上向きの方向を突出方向とすることを例として、第1方向Xは第2突起1422の突出方向に垂直な方向であり、例えば紙面右向きが挙げられる。従って、第1突出部1401は矢印に示す第1方向Xに沿って突出してもよい。
本願の実施例では、凹溝143と第2突起1422が第1側壁1422aを共有し、第1側壁1422aに第1突出部1401が設置され、且つ第2側壁1422bに接近する方向へ突出し、このように、第2突起1422は接着剤阻止の需要を満たすとともに、第1突出部1401は凹溝143の容積を増大させることもでき、それによってより多くの接着剤を収容し、接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構213との間の空間内に入ることを防止する。
理解できるように、第1側壁1422aに設置される第1突出部1401はさらに図19に示す矢印方向の逆方向へ突出してもよく、又は第2側壁1422bに第1突出部1401が設置されてもよく、該第2側壁1422bの第1突出部1401は第2突起1422の突出方向に垂直な方向へ突出してもよく、例えば、第1側壁1422aに接近する又は第1側壁1422aから離れる方向へ突出し、本願の実施例ではこれを限定しない。
実際の応用では、需要に応じて第1側壁1422a及び/又は第2側壁1422bに第1突出部1401が設置されてもよく、それによって、接着剤を効果的に阻止し、凹溝143の容積を増大させ、第2突起1422が占有する空間を減少させ、隔離部材14の製造過程でのドラフトを容易にするなどの効果のうちの1つ又は複数を実現する。
本願の実施例では、第1突出部1401は第1側壁1422a又は第2側壁1422bの少なくとも一部によって形成される。
いくつかの実施例では、図20に示すように、第1側壁1422a及び第2側壁1422bのうちの少なくとも一方はアタッチ部材の電池セル20への方向に対して傾斜して設置される。
例示的には、第1側壁1422a及び第2側壁1422bの両方が傾斜して設置されることを例として、図20に示すように、第1側壁1422aの接続壁1422cに接続される端は第2側壁1422bが位置する側へ傾斜し、第2側壁1422bの接続壁1422cに接続される端は第1側壁1422aが位置する側へ傾斜する。第1側壁1422aが傾斜して設置されることで、凹溝143の容積を増大させてより多くの接着剤を収容することができ、それによって、接着剤が圧力放出機構213とアタッチ部材との間に入ることを効果的に阻止する。第2側壁1422bが傾斜して設置されることで、第2突起1422の周辺の接着剤の塗布面積を増大させ、接着の信頼性を確保することができる。また、第1側壁1422a及び/又は第2側壁1422bが傾斜して設置されることで、隔離部材14の製造過程でのドラフトが容易になる。
理解できるように、ほかの実施例では、第1側壁1422a及び/又は第2側壁1422bの傾斜設置方向はさらにほかの形態を有してもよく、例えば、第1側壁1422aの接続壁1422cに接続される端は第1突起1421が位置する側へ傾斜し、及び/又は第2側壁1422bの接続壁1422cに接続される端は第1側壁1422aから離れる側へ傾斜し、本願の実施例ではこれを限定しない。
理解できるように、実際の応用では、第1側壁1422a及び/又は第2側壁1422bが傾斜して設置されるとともに、第1側壁1422a及び/又は第2側壁1422bに第1突出部1401が設置されてもよく、本願の実施例ではこれを限定しない。
なお、第1側壁1422a又は第2側壁1422bがアタッチ部材の電池セル20への方向に対して傾斜して設置されるか否かを判断する時、第1側壁1422a又は第2側壁1422bが位置する主平面とアタッチ部材の電池セル20への方向との空間的関係に応じて決定されてもよい。第1側壁1422aの主平面を例として、第1側壁1422aが位置する平面、又は第1側壁1422aの大部分が位置する平面、又は第1側壁1422aの平坦部分が位置する平面などであってもよい。
いくつかの実施例では、図21に示すように、接続壁1422cは第2突出部1402を備え、該第2突出部1402はアタッチ部材の電池セル20への方向に沿って突出して設置されるか、又は電池セル20のアタッチ部材への方向に沿って突出して設置される。第2突起1422の突出方向はアタッチ部材の電池セル20への方向であり、従って、第2突出部1402は前記第2突起1422の突出方向に沿って突出して設置されるか、又は第2突起1422の突出方向の逆方向に沿って突出して設置されると理解されてもよい。
例示的には、図21に示すように、第2突出部1402は電池セル20のアタッチ部材への方向に沿って突出して設置される。第2突出部1402が設置されることで、接続壁1422cの表面が不平坦になり、それによって接着剤を収容できる空間を形成する。このように接着剤の高さが第2突起1422の高さを超えて第1突起1421へ流れる傾向があるとき、接着剤はまず接続壁1422cの表面の収容空間内に蓄積され、阻止作用をさらに強化することに相当し、接着剤が第1突起1421の方向へ流れ続けることを防止する。第2突起1422の幅が十分である場合、接続壁1422cの表面の曲率が小さいほど、接続壁1422cに貯蔵可能な接着剤が多い。
本願の実施例では、第2突出部1402は接続壁1422cの少なくとも一部によって形成される。
理解できるように、第2突出部1402は電池セル20の方向へ突出して設置されてもよく、本願の実施例ではこれを限定しない。第2突出部1402の構造を適切に設計することで、第2突起1422が占有する空間を減少させ、凹溝143の容積などを増大させることができる。
さらに理解できるように、実際の応用では、接続壁1422cに第2突出部1402が設置されるとともに、第1側壁1422a及び第2側壁1422bのうちの少なくとも一方に第1突出部1401が設置され、及び/又は第1側壁1422a及び第2側壁1422bのうちの少なくとも一方は傾斜して設置されるようにしてもよく、本願の実施例ではこれを限定しない。
いくつかの実施例では、図22に示すように、第2突起1422はキャビティ1404を備える。第1側壁1422a、第2側壁1422b及び接続壁1422cのうちの少なくとも1つに開孔1405が設置される。開孔1405は、少なくとも一部の接着剤が開孔1405を経由してキャビティ1404に入るようにキャビティ1404に連通する。
本願の実施例では、第2突起1422の少なくとも1つの壁に開孔1405が設置されることで、第2突起1422の周囲に位置する接着剤は開孔1405を経由してキャビティ1404に入ることができ、第2突起1422が占有する空間を十分に利用するだけでなく、第2突起1422の周囲の接着剤を減少させて接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構213との間の空間内に入ることを防止することもできる。
第2突起1422の少なくとも1つの壁に開孔1405が設置される手段では、第2突起1422の形状は上記図18~21又は以下の図面に示すいずれかの構造を使用でき、本願の実施例では第2突起1422の形状を限定しない。
いくつかの実施例では、キャビティ1404は半包囲構造であってもよい。図22に示すように、キャビティ1404は第2突起1422の壁によって囲まれてなるものであってもよく、第2突起1422の壁は隔離部材14の電池セル20に近接する側に位置し、キャビティ1404は隔離部材14のアタッチ部材に近接する側で外部に連通して半密閉室を形成する。隔離部材14がアタッチ部材にアタッチされる場合、キャビティ1404の外部に連通する開口はアタッチ部材によって閉鎖され得る
いくつかの実施例では、キャビティ1404は全包囲構造であってもよい。図23に示すように、キャビティ140は第2突起1422の壁及び本体141によって囲まれてなる。例示的には、第2突起1422は本体141に接続される独立する部材であってもよい。
理解できるように、接着剤が開孔1405からキャビティ1404にスムーズに入ることができるために、開孔1405をできるだけ大きくするようにしてもよく、接着剤がキャビティに入るときに抵抗が大きすぎるか又は直接開孔1405を塞ぐことを防止する。実際の応用では、開孔1405の寸法は第2突起1422の構造、接着剤の塗布厚さ、及び例えば接着強度、粘度、ゲル化時間などの接着剤の特性パラメータに応じて相応に設計されてもよい。
以上、隔離部材14の第2突起1422の構造を詳細に説明したが、以下、図面を参照しながら隔離部材14の第1突起1421を説明する。理解できるように、本願の実施例では、同じ図面を例として第1突起1421及び第2突起1422の構造をそれぞれ説明する可能性があるが、隔離部材14は図示される第1突起1421及び第2突起1422を組み合わせてなることに限定されない。
いくつかの実施例では、図23に示すように、第1突起1421は第3側壁1421a及び頂壁1421bを備えてもよい。第3側壁1421aは本体141に接続され、第3側壁1421aは第1側壁1422aと対向して設置され、第3側壁1421aは第1突起1421と凹溝143が共有する壁である。頂壁1421bは第3側壁1421aの電池セル20に近接する端に接続される。頂壁1421bが位置する平面は第1突起1421の突出方向に垂直又は略垂直である。
いくつかの実施例では、第3側壁1421aは電池セル20がアタッチ部材にアタッチされる場合にアタッチ部材の電池セル20への方向に平行であり、すなわち、第3側壁1421aは第1突起1421の突出方向(すなわち、第2突起1422の突出方向)に平行である。このような構造の隔離部材14は、接着剤阻止効果が良好であるだけでなく、加工に必要な金型が比較的簡単で、加工が容易で、コストが低い。
いくつかの実施例では、図24に示すように、第3側壁1421aは第3突出部1403を備えてもよく、第3突出部1403は第1方向Xに沿って突出して設置され、第1方向Xは第1突起1421の突出方向に垂直である。本願の実施例では、第1突起1421の突出方向と第2突起1422の突出方向は同じであり、従って、ここでは第1方向Xも第2突起1422の突出方向に垂直である。
例示的には、図24に示すように、第3側壁1421aに第3突出部1403が設置され、第3突出部1403は矢印に示す第1方向Xに沿って突出して設置される。第3側壁1421aは第1突起1421と凹溝143が共有する壁であり、第3側壁1421aに第3突出部1403が設置され、第1側壁1422aから離れる方向へ突出し、凹溝143の容積を増大させることができ、それによってより多くの接着剤を収容する。理解できるように、第3突出部1403は図24の矢印に示す方向の逆方向へ突出して設置されてもよく、本願の実施例ではこれを限定しない。
いくつかの実施例では、図25に示すように、第3側壁1421aはアタッチ部材の電池セル20への方向に対して傾斜して設置される。例示的には、第3側壁1421aの頂壁1421bに接続される端は第2突起1422から離れる方向へ傾斜し、このように、凹溝143の容積を増大させてより多くの接着剤を収容することができ、それによって接着剤が圧力放出機構213とアタッチ部材との間に入ることを効果的に防止する。且つ、第3側壁1421aが傾斜して設置されることで、隔離部材14の製造過程でのドラフトに有利である。
理解できるように、ほかのいくつかの実施例では、第3側壁1421aの傾斜設置方向はさらにほかの形態を有してもよく、例えば、第3側壁1421aの頂壁1421bに接続される端は第2突起1422が位置する側へ傾斜し、本願の実施例ではこれを限定しない。また、第3側壁1421aが傾斜して設置されるとともに、第3側壁1421aにさらに第3突出部1403が設置されてもよい。実際の応用では、図23~25に示され且つ関連テキストで説明された第1突起1421の構造は図18~23に示され且つ関連テキストで説明された第2突起1422の構造と任意に組み合わせることができ、本願の実施例ではこれを限定しない。
同様に、いくつかの実施例では、第3側壁1421aに開孔が設置されてもよく、それによって凹溝143内の接着剤は開孔を経由して隔離部材14を通過して隔離部材14とアタッチ部材との間に入る。
本願の実施例では、凹溝143は第1突起1421の第3側壁1421a、第2突起1422の第1側壁1422a及び本体141によって形成され、従って、第1側壁1422a、第3側壁1421a及び本体141の構造を適切に設計することで、特定の構造の凹溝143を実現し、接着剤を収容する凹溝143の体積を増大させる目的を達成することができる。
いくつかの実施例では、第2突起1422の幅は1mm~8mmであってもよい。
なお、ここに係る第2突起1422の幅は、第2突起1422の幅の範囲であると理解されてもよい。等幅の第2突起1422の場合、幅が均一であるため、該均一な幅は1mm超え8mm未満であるべきである。等幅ではない第2突起1422の場合、その最大幅及び最小幅は1mm~8mmの範囲内にあるべきである。
さらになお、第2突起1422の幅とは、第2突起1422の第1方向Xの幅であり、第1方向Xは第2突起1422の突出方向に垂直である。
例示的には、第2突起1422の断面形状は、几字形、凸レンズ型、凹レンズ型、台形、アーチ型などの形状のうちのいずれか1つである。
いくつかの実施例では、凹溝143の幅は1mm~8mmである。凹溝143の幅の意味は第2突起1422の幅の意味と類似し、ここでは詳細説明を省略する。
例示的には、凹溝143の断面形状は、ドラム型、袋型、椀型、台形、矩形などの形状のうちのいずれか1つである。
いくつかの実施例では、第1突起1421及び第2突起1422はブリスタープロセスによって本体141の表面に形成されてもよい。例えば、熱可塑性材料からなる1つ又は1枚のシート又は薄膜をもとに、ブリスタープロセスによってシート又は薄膜に第1突起1421及び第2突起1422を加工して形成し、それによって隔離部材14を製造する。これは隔離部材14の製造過程の簡素化及びコストの削減に寄与する。
いくつかの実施例では、第1突起1421及び/又は第2突起1422は本体141に接続される独立する部材であってもよい。例えば第1突起1421及び/又は第2突起1422を製造して本体141にアタッチし、それによって隔離部材14を製造する。これは複雑な第1突起1421及び/又は第2突起1422を製造するとき、金型のコストの削減に寄与する。
いくつかの実施例では、図26に示すように、第2突起1422は本体141の表面にアタッチされる弾性部材であってもよい。弾性部材は一定の弾性変形能力を有し、第2突起1422として接着剤を阻止し、大きな取り付け誤差に適応できる。弾性部材は、例えばゴムパッド、シリカゲルパッド、フォームなどであってもよい。
いくつかの実施例では、弾性部材が低密度構造である場合、弾性部材の内部の孔は一部の接着剤を収容することに用いられ得る。勿論、弾性部材の構造が緻密であると、弾性部材に通路が設置され、通路を使用して一部の接着剤を収容するようにしてもよい。理解できるように、第2突起1422が非弾性部材からなるとしても、同様に第2突起1422内に接着剤を収容するための通路を設置でき、本願の実施例ではこれを限定しない。
なお、第2突起1422が弾性部材からなるかほかの材料からなるかにかかわらず、図15~25で説明された第2突起1422に関する構造設計は同様に適用できる。
いくつかの実施例では、第1突起1421の高さは接着剤の所定散布高さ以上であり、且つ第1突起1421は、電池セル20が前記アタッチ部材にアタッチされる場合に接着剤の高さに一致するように圧縮されるように構成され、及び/又は第2突起1422の高さは接着剤の所定散布高さ以上であり、且つ第2突起1422は電池セル20がアタッチ部材にアタッチされる場合に接着剤の高さに一致するように圧縮されるように構成される。
このような配置によって、第1突起1421と第2突起1422は接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構213との間に散布されることを効果的に防止できることを確保する。また、隔離部材14はアタッチ部材と圧力放出機構213との確実な接着及び圧力放出機構213の作動に影響しない。且つ、接着面に塗布された接着剤によって電池セル20と電池10のアタッチ部材とを接着圧合又は接合するとき、第1突起1421と第2突起1422は接着剤に一致する高さに圧縮されることが可能であり、それによって第1突起1421と第2突起1422は電池セル20及び電池10のアタッチ部材の両方の接着面の間に何らかの隙間も残さず、従って接着剤を圧力放出機構213が作動して排出物の通路を形成する領域から隔離することを極めて確実に確保できる。
いくつかの実施例では、第2突起1422の高さと第1突起1421の高さは等しい。このように第2突起1422と第1突起1421は電池セル20及び電池10のアタッチ部材の両方の接着面の間に何らかの隙間も残さず、従って接着剤を圧力放出機構213が作動して排出物の通路を形成する領域から隔離することを極めて確実に確保できる。
いくつかの実施例では、突起142は第2突起1422を取り囲んで設置される複数の環状突起をさらに備え、且つ該複数の環状突起は順に囲んでおり、且つ互いに間隔をあけて設置される。例示的には、図27に示すように、突起142は第3突起1423をさらに備え、第3突起1423は第2突起1422を取り囲んで設置される。第3突起1423は第2突起1422の構造設計と類似し、具体的には、上記第2突起1422の関連説明を参照すればよく、簡潔にするために、ここでは詳細説明を省略する。
いくつかの実施例では、第2突起1422と第3突起1423との間に凹溝144が形成される。該凹溝144は第2突起1422の1つの側壁(すなわち、第2側壁1422b)、第3突起1423の1つの側壁及び本体141から形成される。凹溝144の作用は凹溝143と類似し、少なくとも一部の接着剤を収容することに用いられる。理解できるように、第3突起1423の外周により多くの突起が設置されてもよく、突起の数が多いほど、接着剤阻止効果が良い。また、突起の間により多くの凹溝が設置されてもよく、凹溝の数が多いほど、接着剤阻止効果が良い。
接着剤が上記接着剤を阻止する突起142(例えば、第1突起1421、第2突起1422及び第3突起1423など)を越えて圧力放出機構213と隔離部材14との間に入り、圧力放出機構213と接着して圧力放出機構213のスムーズな開放に影響することを防止するために、上記提供された構造をもとに、本願の実施例は別の隔離部材14をさらに提供する。
図28は本願のいくつかの実施例に係る隔離部材14の斜視図を示し、図29は図28に示す隔離部材14のF部分の拡大図を示し、図30は図28に示す隔離部材14をG-Gに沿って切断した断面図を示し、図31は図30に示す隔離部材14の断面のH部分の拡大図を示す。図25~28に示す実施例によれば、隔離部材14は突起142の特別な設計を使用することによって、接着剤が圧力放出機構213と接着することを防止でき、それによって圧力放出機構213がスムーズに作動できることを確保する。
図28~31に示すように、本願のいくつかの実施例によれば、突起142の圧力放出機構213に面する壁に貫通孔1406が設置され、該貫通孔1406は圧力放出機構213が作動するときに電池セル20からの排出物が隔離部材14を通過するように構成される。本願の実施例では、突起142は図9~図14で説明された突起142であってもよく、図15~図27で説明された突起142であってもよい。
例示的には、図28~31に示すように、ここでは突起142が第1突起1421及び第2突起1422を備えることを例として説明を行う。第1突起1421は第3側壁1421a及び頂壁1421bを備え、頂壁1421bは圧力放出機構213に面する壁である。本願の実施例では、第1突起1421の圧力放出機構213に面する壁である頂壁1421bに貫通孔1406が設置される。貫通孔1406は、圧力放出構造213が作動するときに電池セル20からの排出物が隔離部材14を通過するように構成される。
本願の実施例では、第1突起1421の頂壁1421bに設置される貫通孔1406は、圧力放出機構213の作動のために空間を提供し、且つ排出物の通路を形成することができ、貫通孔1406は第1突起1421、凹溝143及び第2突起1422の遮断機能がすべて無効になる場合、接着剤が貫通孔1406に入ることを可能にし、接着剤が圧力放出機構213と接着して圧力放出機構213のスムーズな開放に影響することを回避する。
いくつかの実施例では、図32に示すように、第1突起1421は第3側壁1421aのみを備えてもよく、第3側壁1421aは電池セル20に近接する端で貫通孔1406のエッジを構成する。
いくつかの実施例では、貫通孔1406は圧力放出機構213を取り囲んで設置され、接着剤が圧力放出機構213とアタッチ部材との間に入ることを防止し、圧力放出機構213が接着されて正常に作動できないことを回避する。
いくつかの実施例では、アタッチ部材に回避室134aが設置されるとき、貫通孔1406は、回避室134aの位置に対応して配置され、且つ回避室134aの圧力放出機構213に面する側の周縁を取り囲み、それによって圧力放出機構213が接着されて正常に作動できないことを回避する。
いくつかの実施例では、貫通孔1406は、圧力放出機構213の作動領域の位置に対応して配置され、且つ作動領域を取り囲んで設置され、それによって接着剤が作動領域とアタッチ部材との間に入ることを防止し、圧力放出機構213が接着されて正常に作動できないことを回避する。
本願の実施例では、1つの隔離部材14は1つの本体141、及び該本体141の表面から突出する1つ又は複数の突起142を備えるように設計されてもよい。電池10は複数の電池セル20を備えてもよく、該複数の電池セル20のそれぞれは圧力放出機構213を備える。以下、図33~35を参照しながら突起142が圧力放出機構213(又は圧力放出機構213の作動領域、又は回避室134a、又は回避構造134)の位置に対応する手段を詳細に説明し、理解できるように、図中では破線フレームのみで圧力放出機構213の大まかな位置を例示的に示し、本願を限定するものではないと理解すべきである。
いくつかの実施例では、図33に示すように、突起142は圧力放出機構213に1対1で対応してもよい。ここでの突起142は図9~図32で説明されたいずれかの突起142であってもよい。
いくつかの実施例では、図34に示すように、突起142は少なくとも2つの圧力放出機構213に対応してもよい。ここでの突起142は図9~図32で説明されたいずれかの突起142であってもよい。
本願の実施例では、突起142が図15~図32で説明された突起142である場合、突起142は第1突起1421及び第2突起1422を備える。いくつかの実施例では、第1突起1421と第2突起1422は図15~32に示すように、1対1で対応する関係であってもよい。別のいくつかの実施例では、第2突起1422は図35に示すように、少なくとも2つの第1突起1421に対応してもよい。
このように、上記言及された突起142は圧力放出機構213に1対1で対応するか、又は突起142は少なくとも2つの圧力放出機構213に対応することについて、いずれも第1突起1421は圧力放出機構213に1対1で対応するか、又は第1突起1421は少なくとも2つの圧力放出機構213に対応すると理解される。
第2突起1422と圧力放出機構213との対応関係について、いくつかの実施例では、図33に示すように、第2突起1422は第1突起1421に1対1で対応し、第2突起1422は圧力放出機構213に1対1で対応する。いくつかの実施例では、図34に示すように、第2突起1422は第1突起1421に1対1で対応し、第2突起1422は少なくとも2つの圧力放出機構213に対応する。いくつかの実施例では、図35に示すように、第2突起1422は少なくとも2つの第1突起1421に対応し、第2突起1422は少なくとも2つの圧力放出機構213に対応する。
第2突起1422が複数の第1突起1421(又は複数の圧力放出機構213)に対応する場合、第2突起1422は該複数の第1突起1421のために接着剤を阻止することに用いられる。このように、接着剤を塗布する時、一方では、接着剤塗布器をガイドして所定の経路に従って接着剤塗布操作を行うことができるだけでなく、他方では、接着剤が第2突起1422の範囲内の領域に塗布されないことを確保でき、接着剤が圧力放出機構213の位置に塗布されることを防止し、それによって接着剤を適切な位置に効率よく正確に塗布することを確保できる。また、接着剤塗布過程で第2突起1422の範囲内に塗布される接着剤が減少することで、第1突起1421に散布される可能性がある接着剤を減少させることができ、それによって接着剤が圧力放出機構213とアタッチ部材との間に入ることを防止する。
本願のいくつかの好適実施例によれば、隔離部材14及びその突起142は以下の具体的な設計、材料又は製造プロセスのうちの一種又は複数種を使用してもよく、且つ以下の好適な例による隔離部材14は原則的には、本願の上記いずれかの実施例に適用できる。
いくつかの好適実施例では、隔離部材14の突起142の高さは接着剤の所定散布高さ以上であってもよく、このように、接着剤を散布する時に接着剤が圧力放出機構213とアタッチ部材との間の領域に入らないか僅かに入ることを確保でき、特にアタッチ部材に回避構造134が設置される場合に、非常に有利である。また、突起142はさらに、電池セル20がアタッチ部材にアタッチされる場合に接着剤の高さに一致するように圧縮され得るように構成され、それによってアタッチ部材と電池セル20との接続を確保する。典型的には、突起142の高さは電池セル20が電池のアタッチ部材にアタッチされる前に、接着剤の所定散布高さよりもやや大きくてもよく、接着面に塗布された接着剤によって電池セル20と電池のアタッチ部材とを接着圧合又は接合するとき、電池セル20と電池のアタッチ部材の互いに略平行な接着面を使用して簡単に圧合するだけで、突起142を接着剤に一致する高さに圧縮でき、このとき、突起142は電池セル20及び電池のアタッチ部材の両方の接着面の間に何らかの隙間も残さず、それによって接着剤を圧力放出機構213が作動して排出物の通路を形成する領域から隔離することを確保する。
本願のいくつかの好適実施例では、隔離部材14は熱可塑性材料からブリスタープロセスによって製造されてもよい。これは隔離部材14の製造過程の簡素化及びコストの削減に寄与し、且つ、1つの本体141及び複数の突起142を備える隔離部材14の場合、熱可塑性材料を使用してブリスタープロセスによってこの隔離部材14を製造することは特に経済的であり、例えば、熱可塑性材料からなる1つ又は1枚のシート又は薄膜をもとにブリスタープロセスによってシート又は薄膜に複数の突起142を加工して形成するようにしてもよく、それによって隔離部材14を製造する。
いくつかの実施例では、隔離部材14はさらに電池セル20からの排出物によって破壊され易い材料からなってもよく、それによって、排出物は隔離部材14を容易に突破することができる。選択可能に、突起142又は隔離部材14全体は、高温高圧の排出物によって破壊され易い又は貫通強度が低い材料又は構造からなってもよい。いくつかの好適実施例によれば、融点が排出物の排出温度以下の熱可塑性材料を使用して突起142又は隔離部材14全体を製造してもよく、それによって電池セル20に熱暴走が発生していない一般的な使用状態では隔離部材14は相対的に高い構造強度を有するとともに、電池セル20に熱暴走が発生する緊急な場合に、高温高圧の排出物により相対的短い時間内に確実に破壊され得る。
理解できるように、隔離部材14は上記本体141、及び本体141の表面から突出する突起142を備えるこの構造を使用することに加えて、別のいくつかの実施例によれば、隔離部材14は突起142がない構造を使用し、上記実施例における突起142の設置位置には接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構213との間に散布されることを防止するための専用塗膜、例えば撥接着剤層を対応して設置するようにしてもよい。換言すれば、この実施例では、撥接着剤層を塗布した領域は少なくとも各回避室134aの対応する圧力放出機構213に面する側の周縁を被覆するか、又は少なくとも圧力放出機構213の作動領域又は放出領域を被覆する。
勿論、別のいくつかの実施例によれば、上記本体141、及び本体141の表面から突出する突起142を備える隔離部材14をもとに、突起142の表面に撥接着剤層がさらに設置されてもよく、それによって接着剤を圧力放出機構213が作動して排出物の通路を形成する作動領域又は回避室134aからより確実に隔離する。
以上、図1~図35を参照しながら本願の実施例における電池を説明し、以下、図36及び図37を参照しながら本願の実施例における電池の製造方法及び機器を説明し、詳細に説明されていない部分について、上記各実施例を参照すればよい。
具体的には、図36は本願の実施例に係る電池の製造方法300の模式的フローチャートを示す。図36に示すように、該方法300は、301、複数の電池セルを提供するステップであって、複数の電池セルのうちの少なくとも1つの電池セルは電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると作動して内部圧力を放出するように構成される圧力放出機構を備えるステップと、302、接着剤によって電池セルにアタッチされることに適するアタッチ部材を提供するステップと、303、接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構との間に散布されることを防止できるように構成される隔離部材を提供するステップと、304、接着剤を散布して電池セルをアタッチ部材にアタッチするステップと、を含む。
隔離部材が設置されることで、電池生産過程では接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構との間に散布されることを効果的に防止することができる。また、接着剤の散布効率及び精度を向上させることもでき、それによって電池の生産効率を向上させる。
いくつかの実施例では、圧力放出機構は、作動領域を有し、電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると作動領域に内部圧力を放出するための放出通路を形成するように構成され、隔離部材は本体、及び本体の表面から突出して配置される突起を有し、突起は、圧力放出機構の作動領域の位置に対応して配置され、接着剤が作動領域に入ることを防止するように少なくとも作動領域を囲むように構成される。
いくつかの実施例では、アタッチ部材は、圧力放出機構の作動を可能にする空間を提供するように構成される回避構造を備え、回避構造と圧力放出機構との間に回避室が形成され、隔離部材は本体、及び本体の表面から突出して配置される突起を有し、突起は、回避室の位置に対応して配置され、接着剤が回避室に入ることを防止するように少なくとも回避室の圧力放出機構に面する側の周縁を囲むように構成される。
上記実施例に基づいて、電池の生産過程で接着剤が圧力放出機構の表面又は回避室に散布されることを簡単かつ効果的に防止でき、それによって接着剤が圧力放出機構の作動を妨害することを回避する。且つ、実際の必要に応じて隔離部材を柔軟に加工して製造することができ、製造された1つの隔離部材は複数の突起によってそれぞれ複数の圧力放出機構の作動領域に対して又はそれぞれ複数の回避室に対して接着剤を隔離する効果を実現でき、生産コストの削減に寄与する。
いくつかの好適実施例では、隔離部材を提供するステップは、ブリスタープロセスによって本体の表面に突起を形成するステップを含む。ブリスタープロセスを使用することで、所要の隔離部材を簡便かつ低コストで加工して製造することができ、複数の突起が設けられる1つの隔離部材の製造の場合、この加工製造上の利点は特に明らかである。
図37は本願の実施例における電池の製造機器400の模式的ブロック図を示す。図37に示すように、本願のいくつかの実施例に係る機器400は、複数の電池セルを製造することに用いられ、複数の電池セルのうちの少なくとも1つの電池セルは電池セルの内部圧力又は温度が閾値に達すると作動して内部圧力を放出するように構成される圧力放出機構を備える電池セル製造モジュール401と、接着剤によって電池セルにアタッチされることに適するアタッチ部材を製造することに用いられるアタッチ部材製造モジュール402と、接着剤がアタッチ部材と圧力放出機構との間に散布されることを防止できるように構成される隔離部材を製造することに用いられる隔離部材製造モジュール403と、隔離部材を電池セル又はアタッチ部材に対して取り付けて固定し、及び接着剤を散布して電池セルをアタッチ部材にアタッチすることに用いられる組立モジュール404と、を備える。
最後に、なお、以上の実施例は単に本願の技術的解決手段を説明することにもちられ、それを限定するものではなく、上記実施例を参照しながら本願を詳細に説明したが、当業者が理解できるように、依然として上記各実施例に記載の技術的解決手段を変更したり、そのうちの一部の技術的特徴を同等置換したりすることができるが、これらの変更や置換によって対応する技術的解決手段の本質が本願の各実施例の技術的解決手段の精神及び範囲から逸脱することはない。
1 車両
10 電池
11 筐体
12 バスバー部材
13 熱管理部材
14 隔離部材
20 電池セル
21 ケース
22 電極組立体
23 接続部材
30 コントローラ
40 モータ
111 蓋体
112 シェル
112a 底部部分
112b 側部部分
115 保護部材
131 第1熱伝導板
132 第2熱伝導板
133 流路
134 回避室
134a 回避構造
134b 回避底壁
134c 回避側壁
141 本体
142 突起
143、144 凹溝
211 開口
212 カバープレート
213 圧力放出機構
214 電極端子
214a 正電極端子
214b 負電極端子
400 電池の製造機器
401 電池セル製造モジュール
402 アタッチ部材製造モジュール
403 隔離部材製造モジュール
404 組立モジュール

Claims (33)

  1. 電池(10)であって、
    電池セル(20)であって、前記電池セル(20)の内部圧力又は温度が閾値に達すると作動して前記内部圧力を放出できるように構成される圧力放出機構(213)を備える電池セル(20)と、
    接着剤によって前記電池セル(20)にアタッチされることに適するアタッチ部材と、
    本体(141)、及び前記本体(141)の表面から突出して配置される突起(142)を有する隔離部材(14)であって、前記突起(142)は前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構(213)との間に散布されることを防止できるように構成される隔離部材(14)と、を備え
    前記突起(142)は第1突起(1421)及び第2突起(1422)を備え、前記第1突起(1421)は前記圧力放出機構(213)の位置に対応し、前記第2突起(1422)は前記第1突起(1421)を取り囲んで設置され、前記第1突起(1421)及び前記第2突起(1422)は前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構(213)との間に散布されることを防止することに用いられ、
    前記第1突起(1421)と前記第2突起(1422)との間に凹溝(143)が形成され、前記凹溝(143)は、前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構(213)との間に入ることを防止するように少なくとも一部の前記接着剤を収容することに用いられる、ことを特徴とする電池(10)。
  2. 前記圧力放出機構(213)は、作動領域を有し、前記電池セル(20)の内部圧力又は温度が閾値に達すると前記作動領域に前記内部圧力を放出するための放出通路を形成できるように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の電池(10)。
  3. 前記隔離部材(14)は、前記接着剤が前記作動領域に入ることを防止するように少なくとも前記作動領域を囲むように構成される、ことを特徴とする請求項2に記載の電池(10)。
  4. 前記突起(142)は、前記圧力放出機構(213)の前記作動領域の位置に対応して配置され、前記接着剤が前記作動領域に入ることを防止するように少なくとも前記作動領域を囲むように構成される、ことを特徴とする請求項2又は3に記載の電池(10)。
  5. 前記アタッチ部材は、前記圧力放出機構(213)の作動を可能にする空間を提供するように構成される回避構造(134)を備え、
    前記回避構造(134)と前記圧力放出機構(213)との間に回避室(134a)が形成される、ことを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の電池(10)。
  6. 前記隔離部材(14)は、前記接着剤が前記回避室(134a)に入ることを防止するように少なくとも前記回避室(134a)の前記圧力放出機構(213)に面する側の周縁を囲むように構成される、ことを特徴とする請求項5に記載の電池(10)。
  7. 前記隔離部材(14)は本体(141)、及び前記本体(141)の表面から突出して配置される突起(142)を有し、前記突起(142)は、前記回避室(134a)の位置に対応して配置され、前記接着剤が前記回避室(134a)に入ることを防止するように少なくとも前記回避室(134a)の前記圧力放出機構(213)に面する側の周縁を囲むように構成される、ことを特徴とする請求項5又は6に記載の電池(10)。
  8. 前記突起(142)の高さは前記接着剤の所定散布高さ以上であり、前記電池セル(20)が前記アタッチ部材にアタッチされる場合に前記接着剤の高さに一致するように圧縮されるように構成される、ことを特徴とする請求項7に記載の電池(10)。
  9. 前記第2突起(1422)は、
    本体(141)と接続することに用いられ、前記第2突起(1422)と前記凹溝(143)が共有する壁である第1側壁(1422a)と、
    前記本体(141)と接続することに用いられ、前記第1側壁(1422a)と対向して設置される第2側壁(1422b)と、
    前記第1側壁(1422a)と前記第2側壁(1422b)とを接続することに用いられる接続壁(1422c)と、を備える、ことを特徴とする請求項に記載の電池(10)。
  10. 前記第1側壁(1422a)及び前記第2側壁(1422b)のうちの少なくとも一方は第1突出部(1401)を備え、前記第1突出部(1401)は第1方向に沿って突出して設置され、前記第1方向は前記第2突起(1422)の突出方向に垂直である、ことを特徴とする請求項に記載の電池(10)。
  11. 前記第1側壁(1422a)及び前記第2側壁(1422b)のうちの少なくとも一方は前記アタッチ部材の前記電池セル(20)への方向に対して傾斜して設置される、ことを特徴とする請求項又は10に記載の電池(10)。
  12. 前記接続壁(1422c)は第2突出部(1402)を備え、前記第2突出部(1402)は前記アタッチ部材の前記電池セル(20)への方向に沿って突出して設置されるか、又は前記電池セル(20)の前記アタッチ部材への方向に沿って突出して設置される、ことを特徴とする請求項11のいずれか一項に記載の電池(10)。
  13. 前記第2突起(1422)はキャビティ(1404)を備え、前記第1側壁(1422a)、前記第2側壁(1422b)及び前記接続壁(1422c)のうちの少なくとも1つに開孔(1405)が設置され、前記開孔(1405)は、少なくとも一部の前記接着剤が前記開孔(1405)を経由して前記キャビティ(1404)に入るように前記キャビティ(1404)に連通する、ことを特徴とする請求項12のいずれか一項に記載の電池(10)。
  14. 前記第1突起(1421)は、
    前記本体(141)と接続することに用いられ、前記第1突起(1421)と前記凹溝(143)が共有する壁であり、前記第1側壁(1422a)と対向して設置される第3側壁(1421a)を備え、
    前記第3側壁(1421a)は第3突出部(1403)を備え、前記第3突出部(1403)は第1方向に沿って突出して設置され、前記第1方向は前記第2突起(1422)の突出方向に垂直であり、及び/又は前記第3側壁(1421a)は前記アタッチ部材の前記電池セル(20)への方向に対して傾斜して設置される、ことを特徴とする請求項13のいずれか一項に記載の電池(10)。
  15. 前記第2突起(1422)の幅は1mm~8mmである、ことを特徴とする請求項14のいずれか一項に記載の電池(10)。
  16. 前記第2突起(1422)は環状構造である、ことを特徴とする請求項15のいずれか一項に記載の電池(10)。
  17. 凹溝(143)の幅は1mm~8mmである、ことを特徴とする請求項16のいずれか一項に記載の電池(10)。
  18. 前記第2突起(1422)は本体(141)の表面にアタッチされる弾性部材である、ことを特徴とする請求項17のいずれか一項に記載の電池(10)。
  19. 前記突起(142)は、前記第2突起(1422)を取り囲んで設置される第3突起(1423)をさらに備える、ことを特徴とする請求項18のいずれか一項に記載の電池(10)。
  20. 突起(142)の圧力放出機構(213)に面する壁に貫通孔(1406)が設置され、前記貫通孔(1406)は前記圧力放出機構(213)が作動するときに前記電池セル(20)からの排出物が前記隔離部材(14)を通過するように構成される、ことを特徴とする請求項19のいずれか一項に記載の電池(10)。
  21. 前記電池(10)は複数の電池セル(20)を備え、前記複数の電池セル(20)のそれぞれは前記圧力放出機構(213)を備え、
    前記隔離部材(14)は少なくとも1つの突起(142)を備え、
    前記突起(142)は前記圧力放出機構(213)に1対1で対応するか、又は、前記突起(142)は少なくとも2つの前記圧力放出機構(213)に対応する、ことを特徴とする請求項20のいずれか一項に記載の電池(10)。
  22. 前記隔離部材(14)は、前記圧力放出機構(213)が作動するときに前記電池セル(20)からの排出物によって破壊され得るように構成される、ことを特徴とする請求項1~21のいずれか一項に記載の電池(10)。
  23. 前記隔離部材(14)は融点が前記排出物の排出温度以下の熱可塑性材料からなる、ことを特徴とする請求項22に記載の電池(10)。
  24. 前記隔離部材(14)は、前記接着剤が前記隔離部材(14)に散布されることを防止するための塗膜を備える、ことを特徴とする請求項1~23のいずれか一項に記載の電池(10)。
  25. 前記アタッチ部材は、流体を収容することに用いられ、前記電池セル(20)の温度を調整する熱管理部材(13)を備える、ことを特徴とする請求項1~24のいずれか一項に記載の電池(10)。
  26. 前記熱管理部材(13)には回避構造(134)が設置され、前記回避構造(134)は前記圧力放出機構(213)の作動を可能にする空間を提供するように構成され、前記回避構造(134)と前記圧力放出機構(213)との間に回避室(134a)が形成され、前記回避構造(134)は回避底壁(134b)、及び前記回避室(134a)を取り囲む回避側壁(134c)を備える、ことを特徴とする請求項25に記載の電池(10)。
  27. 前記回避側壁(134c)は、前記圧力放出機構(213)が作動するときに破壊されて前記流体を流出させるように構成される、ことを特徴とする請求項26に記載の電池(10)。
  28. 装置であって、請求項1~27のいずれか一項に記載の電池を備え、前記電池は電気エネルギーを提供することに用いられる、装置。
  29. 電池の製造方法であって、
    複数の電池セル(20)を提供するステップであって、前記複数の電池セル(20)のうちの少なくとも1つの電池セル(20)は前記電池セル(20)の内部圧力又は温度が閾値に達すると作動して前記内部圧力を放出できるように構成される圧力放出機構(213)を備えるステップと、
    接着剤によって前記電池セル(20)にアタッチされることに適するアタッチ部材を提供するステップと、
    本体(141)、及び前記本体(141)の表面から突出して配置される突起(142)を有する隔離部材(14)を提供するステップであって、前記突起(142)は前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構(213)との間に散布されることを防止できるように構成される、ステップと、
    前記接着剤を散布して前記電池セル(20)を前記アタッチ部材にアタッチするステップと、を含み、
    前記突起(142)は第1突起(1421)及び第2突起(1422)を備え、前記第1突起(1421)は前記圧力放出機構(213)の位置に対応し、前記第2突起(1422)は前記第1突起(1421)を取り囲んで設置され、前記第1突起(1421)及び前記第2突起(1422)は前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構(213)との間に散布されることを防止することに用いられ、
    前記第1突起(1421)と前記第2突起(1422)との間に凹溝(143)が形成され、前記凹溝(143)は、前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構(213)との間に入ることを防止するように少なくとも一部の前記接着剤を収容することに用いられる、電池の製造方法。
  30. 前記圧力放出機構(213)は、作動領域を有し、前記電池セル(20)の内部圧力又は温度が閾値に達すると前記作動領域に前記内部圧力を放出するための放出通路を形成できるように構成され、
    前記突起(142)は、前記圧力放出機構(213)の前記作動領域の位置に対応して配置され、前記接着剤が前記作動領域に入ることを防止するように少なくとも前記作動領域を囲むように構成される、ことを特徴とする請求項29に記載の方法。
  31. 前記アタッチ部材は、前記圧力放出機構(213)の作動を可能にする空間を提供するように構成される回避構造(134)を備え、前記回避構造(134)と前記圧力放出機構(213)との間に回避室(134a)が形成され、
    記突起(142)は、前記回避室(134a)の位置に対応して配置され、前記接着剤が前記回避室(134a)に入ることを防止するように少なくとも前記回避室(134a)の前記圧力放出機構(213)に面する側の周縁を囲むように構成される、ことを特徴とする請求項29に記載の方法。
  32. 前記隔離部材(14)を提供するステップは、ブリスタープロセスによって前記本体(141)の表面に前記突起(142)を形成するステップを含む、ことを特徴とする請求項30又は31に記載の方法。
  33. 電池の製造機器であって、
    複数の電池セル(20)を製造することに用いられ、前記複数の電池セル(20)のうちの少なくとも1つの電池セル(20)は前記電池セル(20)の内部圧力又は温度が閾値に達すると作動して前記内部圧力を放出できるように構成される圧力放出機構(213)を備える電池セル製造モジュールと、
    接着剤によって前記電池セル(20)にアタッチされることに適するアタッチ部材を製造することに用いられるアタッチ部材製造モジュールと、
    本体(141)、及び前記本体(141)の表面から突出して配置される突起(142)を有する隔離部材(14)を製造することに用いられる隔離部材製造モジュールであって、前記突起(142)は前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構(213)との間に散布されることを防止できるように構成される、隔離部材製造モジュールと、
    前記隔離部材(14)を前記電池セル(20)又は前記アタッチ部材に対して取り付けて固定し、及び前記接着剤を散布して前記電池セル(20)を前記アタッチ部材にアタッチすることに用いられる組立モジュールと、を備え
    前記突起(142)は第1突起(1421)及び第2突起(1422)を備え、前記第1突起(1421)は前記圧力放出機構(213)の位置に対応し、前記第2突起(1422)は前記第1突起(1421)を取り囲んで設置され、前記第1突起(1421)及び前記第2突起(1422)は前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構(213)との間に散布されることを防止することに用いられ、
    前記第1突起(1421)と前記第2突起(1422)との間に凹溝(143)が形成され、前記凹溝(143)は、前記接着剤が前記アタッチ部材と前記圧力放出機構(213)との間に入ることを防止するように少なくとも一部の前記接着剤を収容することに用いられる、電池の製造機器。
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