JP7527490B2 - 電池及び電池モジュール - Google Patents

Description

本願は、２０２２年０４月２９日に中国専利局に出願された、出願番号が２０２２２１０７４１４４．８である中国特許出願の優先権を主張し、この出願のすべての内容は引用により本願に組み込まれている。

本願は電池の技術分野に関し、例えば、電池及び電池モジュールに関する。

電池は極柱、極板、接続シート、コアパック及びケースを備え、コアパックがケース内に設けられ、極板及び接続シートがいずれもケースの内部を密封するようにケースの開口端に設けられ、且つ極板と接続シートとの間がレーザにより溶接固定され、極板に極柱孔及び防爆孔が間隔的に設けられており、極柱孔が極板の中部に設けられ、極柱が前記極柱孔内に挿設されてコアパックに接続されてこの電池の電極を形成する。この電池の構造には、極板の強度を保証するために、極板が一定の厚さを持ち、そのため、レーザが極板を貫通して接続シートに溶接固定させにくく、極板と接続シートとの間の溶接効果に影響を与える、という欠点がある。

本願の実施例は、構造が簡単で防爆効果がよい電池を提供する。

本願の実施例は、安全性が高い電池モジュールをさらに提供する。

第１態様において、本願の実施例は、ケース、前記ケース内に設けられるコアパック、前記ケースの一端に設けられ且つ前記コアパックに接続される第１接続シート、及び前記第１接続シートの前記コアパックから離反する一側に設けられる極板を備え、前記極板の前記第１接続シートから離れる一側面には少なくとも、２つの凹んだ弧状溝が間隔的に設けられており、すべての前記弧状溝は前記極板の中心に沿って環状で均一に配置され、前記弧状溝の溝底が前記第１接続シートに溶接される、電池を提供する。

一実施例において、前記極板の中部には防爆孔が設けられており、前記第１接続シートには通気孔が設けられ、前記通気孔と前記防爆孔とが対向し、前記極板の前記第１接続シートに近隣する一側面には、前記防爆孔を取り囲んで前記極板から離れる一端面が前記第１接続シートに接続される第１ボスが設けられている。

一実施例において、前記弧状溝は２つ設けられており、２つの前記弧状溝が前記防爆孔に沿って対称に設けられ、前記極板には、２つの前記弧状溝の対称軸線に位置する注液孔が設けられている。

一実施例において、前記第１接続シートの前記極板に近い一側面には、凸出した第２ボスが前記弧状溝に対応して設けられており、前記第２ボスが前記極板に当接する。

一実施例において、前記第２ボスの幅方向の長さはＬ１で、前記弧状溝の幅方向の長さはＬ２で、Ｌ１＞Ｌ２である。

一実施例において、前記第２ボスは円環状を呈し、又は、前記第２ボスは複数あり、且つ前記第２ボスの数は前記弧状溝の数にマッチングする。

一実施例において、前記第１接続シートには複数の漏液孔が設けられており、すべての前記漏液孔がいずれも前記第２ボスと前記第１接続シートのエッジとの間に位置する。

一実施例において、前記極板と前記ケースとは接続されて共同で前記電池の第１電極を形成する。

一実施例において、前記極板の前記接続シートから離れる一側面は、平面構造である。

一実施例において、極柱及びシールリングをさらに備え、前記ケースの前記極板から離れる一端には極柱孔が設けられており、一部の前記極柱は前記極柱孔内に挿設され、前記ケースと前記極柱との間には前記シールリングが設けられている。

第２態様において、本願の実施例は、上記の電池を備える電池モジュールを提供する。

本願の実施例の有益な効果は、以下の通りである。この電池は、極板の第１接続シートから離れる一側面に少なくとも、２つの凹んだ弧状溝が間隔的に設けられており、すべての弧状溝が極板の中心に沿って環状で均一に配置され、弧状溝の溝底が第１接続シートに溶接される一方で、極板が弧状溝の設置により溶接される位置における厚さが相対的に薄くなることにより、極板と第１接続シートとの間の溶接に有利になって、両者の間の溶接効果を向上させるだけでなく、この電池の全体重量も低減できる。

以下、図面及び実施例に基づいて本願についてさらに詳しく説明する。

本願の実施例の電池の構造模式図である。 本願の実施例の電池の分解模式図である。 本願の実施例の電池の部分分解模式図である。 本願の実施例の電池の断面図である。 図４のＡにおける部分拡大図である。 図４のＢにおける部分拡大図である。

１・・・ケース、１１・・・極柱孔、２・・・コアパック、３・・・第１接続シート、３１・・・通気孔、３２・・・第２ボス、３３・・・漏液孔、４・・・極板、４１・・・防爆孔、４２・・・弧状溝、４３・・・第１ボス、４４・・・注液孔、５・・・極柱、６・・・シールリング、７・・・第２接続シート、８・・・防爆弁。

本願の説明において、別途明確な規定及び限定がない限り、用語「繋がる」「接続」、「固定」は広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続であってもよし、取り外し可能な接続であってもよいし、もしくは一体的に接続されてもよく、機械的接続であってもよいし、電気的接続であってもよく、直接繋がってもよいし、中間媒体を介して間接的に繋がってもよく、２つの素子の内部の連通又は２つの素子の相互作用の関係であってもよい。当業者であれば、上記用語の本願における意味は、状況に応じて理解できる。

本願において、別途規定及び限定がない限り、第１の特徴が第２の特徴の「上」又は「下」にあることは、第１の特徴と第２の特徴とが直接接触することを含んでもよいし、第１の特徴と第２の特徴が直接接触せず、それらの間の他の特徴を介して接触することを含んでもよい。さらに、第１の特徴が第２の特徴の「上」、「上方」及び「上面」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の真上及び斜め上にあることを含むか、又は単に第１の特徴の水平高さが第２の特徴の水平高さよりも高いことを示す。第１の特徴が第２の特徴の「下」、「下方」及び「下面」にあることは、第１の特徴が第２の特徴の真下及び斜め下にあることを含むか、又は単に第１の特徴の水平高さが第２の特徴の水平高さよりも小さいことを示す。

図１及び図２に示すように、本願の電池は、ケース１、コアパック２、第１接続シート３及び極板４を備え、コアパック２がケース１内に設けられ、第１接続シート３がケース１の一端に設けられ、且つ第１接続シート３がコアパック２に接続され、極板４が第１接続シート３のコアパック２から離反する一側に設けられ、極板４の第１接続シート３から離れる一側面には少なくとも、２つの凹んだ弧状溝４２が間隔的に設けられており、すべての弧状溝４２は極板４の中心に沿って環状で均一に配置され、弧状溝４２の溝底が前記第１接続シート３に溶接される。この電池は、極板の第１接続シートから離れる一側面に少なくとも、２つの凹んだ弧状溝が間隔的に設けられており、すべての弧状溝が極板の中心に沿って環状で均一に配置され、弧状溝の溝底が第１接続シートに溶接される一方で、極板が弧状溝の設置により溶接される位置における厚さが相対的に薄くなることにより、極板と第１接続シートとの間の溶接に有利になって、両者の間の溶接効果を向上させるだけでなく、この電池の全体重量も低減できる。

例示的に、極板４及び第１接続シート３はレーザを採用して溶接され、レーザ溶接は貫通効果を有することにより、溶接時に極板４は弧状溝４２の溝底を通過して第１接続シート３に溶接固定されることができる。

本実施例において、図２及び図３に示すように、極板４の中部には防爆孔４１が設けられ、第１接続シート３には通気孔３１が設けられており、通気孔３１と防爆孔４１とが対向し、極板４の第１接続シート３に近隣する一側面には第１ボス４３が設けられており、第１ボス４３が防爆孔４１を取り囲み、第１ボス４３の極板４から離れる一端面が第１接続シート３に接続される。この電池は極板４の中部に防爆孔４１が設けられることで、コアパック２の内部の気圧が高くなると、コアパック２の周部のガスはいずれも中部の防爆孔４１に速やかに流動し、防爆孔４１からガスをコアパック２外へ排出し、ケース１内でのガスの流動距離を減少させることで、この電池の防爆効果を向上させる。この構造の第１接続シート３は直接、コアパック２に接続され、接続シートが折り畳まれる必要がある電池構造に比べて、折り畳みの空間が節約され、電池全体の組み立てが容易になる。また、極板４の第１接続シート３に近隣する一側面には第１ボス４３が設けられており、前記第１ボス４３が前記防爆孔４１を取り囲み、言い換えれば、第１ボス４３が円環状を呈し、第１ボス４３の第１接続シート３に近隣する一端が通気孔３１の周部を取り囲むことで、この第１ボス４３は第１接続シート３と極板４との間のガス流動通路として、防爆孔４１に設けられた防爆弁８の破裂をより容易にして、この電池の安全性能をさらに向上させることができる。

本実施例において、極板４に第１ボス４３が設けられているため、第１接続シート３と極板４との間には一定のピッチがあるが、第１接続シート３と極板４とのピッチが大き過ぎると、第１接続シート３と極板４との間の溶接効果を低減し、従って、上記問題を解決するために、第１接続シート３の極板４に近い一側面には凸出した第２ボス３２が設けられており、且つ第１ボス４３と第２ボス３２とは位置ずれして設けられ、第２ボス３２は極板４の一側面に当接し、つまり、第２ボス３２は弧状溝４２の溝底の位置に接続され、第１接続シート３と極板４との間の溶接位置における隙間をなくして、第１接続シート３と極板４との溶接効果を向上させる。

第２ボス３２の幅方向の長さはＬ１で、弧状溝４２の幅方向の長さはＬ２で、Ｌ１＞Ｌ２であり、この設計は、第１接続シート３と極板４との間の溶接安定性を保証でき、電池は、組立過程において、弧状溝４２と第２ボス３２との間にずれが発生しても、第１接続シート３と極板４との間の溶接効果に影響を与えることはない。

本実施例において、第２ボス３２は円環状を呈し、一方で、この設計により、作業者は極板４を所定の角度で組み立てる必要がなくなり、極板４における弧状溝４２はいずれも第２ボス３２に対応可能であり、他方で、第２ボス３２は第１接続シート３の補強リブとして、第１接続シート３の強度を向上させることができる。

本実施例において、弧状溝４２は２つ設けられており、２つの弧状溝４２が防爆孔４１に沿って対称に設けられ、極板４には注液孔４４が設けられており、注液孔４４が２つの前記弧状溝４２の対称軸線に位置し、生産過程において、通常、注液プラグを用いて注液孔４４に注液し、且つ注液プラグのサイズは通常、注液孔４４より大きく、注液孔４４が対称軸線に位置しないと、注液プラグが一側の弧状溝４２に偏って、電解液が注液時に漏れるか又は漏気する可能性があり、製品の合格率が低く、効率が低くなる。

図２及び図３に示すように、第１接続シート３には複数の漏液孔３３が設けられており、作業者は電解液を注液孔４４から注入した後に、電解液が第１接続シート３に排入されてから、複数の漏液孔３３のそれぞれから電解液がケース１内に均一に流入する。すべての前記漏液孔３３はいずれも第２ボス３２と第１接続シート３のエッジとの間に位置し、第２ボス３２は電解液が防爆孔４１を塞ぐことを回避するように、防爆孔４１を保護することができる。本実施例において、漏液孔３３は６つ設けられ、且つ６つの漏液孔３３は防爆孔４１に沿って環状に分布し、他の実施例において、漏液孔３３は、本実施例に限定されるものではなく、他の数に設けられてもよい。

一実施例において、弧状溝４２は複数設けられ、第２ボス３２は弧状溝４２に対応して同様に複数設けられており、弧状溝４２の数は第２ボス３２の数にマッチングしており、これにより、弧状溝４２の位置にはいずれも第２ボス３２が対応して設けられている。弧状溝４２は３つ設けられ、３つの弧状溝４２はいずれも防爆孔４１の周部に環状に分布し、第２ボス３２は同様に３つ設けられており、これにより、３つの弧状溝４２と３つの第２ボス３２とは一対一対応する。勿論、第２ボス３２及び弧状溝４２は、本実施例に限定されるものではなく、他の数であってもよい。

例示的に、第２ボス３２は第１接続シート３からプレスされてなり、プレスプロセスが簡単で、加工コストが低く、且つ第１接続シート３に補強材料を増加する必要がなく、第１接続シート３の重量を有効に制御する。

例示的に、極板４とケース１とは溶接されて共同で電池の第１電極を形成し、ケース１の防食に有利であって、この電池の使用寿命を向上させる。本実施例において、第１電極は正極電極である。

例示的に、極板４の第１接続シート３から離れる一側面は、この電池の極板４が取り付けられた一側に局所的な凸起がないように平面構造になっており、つまり、この側面は極柱がなくされて設計されて、製造コストを下げ、この電池のエネルギー密度を向上させる。

例示的に、図４及び図６に示すように、電池は極柱５及びシールリング６をさらに備え、ケース１の極板４から離れる一端には極柱孔１１が設けられており、一部の極柱５は極柱孔１１内に挿設され、ケース１と極柱５との間にはシールリング６が設けられており、本実施例において、この極柱５は負極極柱であり、極板４とケース１とが溶接されて正極電極を形成しているため、この電池に短絡が発生することを回避するために、極柱５とケース１との間はシールリング６によって絶縁及び密封される。

例示的に、コアパック２と極柱５とは第２接続シート７により接続され、且つ第２接続シート７とケース１との間の電気的接続を回避するために、第２接続シート７には絶縁接着剤層が被覆されており、これにより、極柱５とケース１とが接続されることによりケース１が腐食又は破壊されるという現象を防止する。

例示的に、ケース１はアルミニウム金属材料により作られ、アルミニウム金属材料の重量が軽く、この電池のために軽量化設計が行われる。

この電池の製造ステップは以下の通りである。
Ｓ１００において、極柱５とケース１とを仮固定する。
Ｓ２００において、コアパック２の負極端を第２接続シート７に溶接させ、正極端を第１接続シート３に溶接させる。
Ｓ３００において、絶縁接着剤層により第２接続シート７の溶接対象以外のエリアを被覆し、そして、絶縁接着剤層を用いて第１接続シート３の側壁を被覆する。
Ｓ４００において、コアパック２の負極端をケース１内に挿入させて、第２接続シート７を極柱５に溶接させる。
Ｓ５００において、第１接続シート３の第２ボス３２を極板４に当接させ、且つ極板４の弧状溝４２の溝底からレーザ溶接を行う。
Ｓ６００において、極板４をケース１に溶接させて、この電池の組立を完了させる。
Ｓ７００において、極板４の注液孔４４に電解液を注入する。

上記ステップにより電池の製造を完了させ、組立ステップ全体が簡単且つ便利であり、接続シートの折り畳み、取り付けのプロセスをなくし、組立効率を向上させた。

本願は、上記のいずれか１項に記載の電池を備える電池モジュールをさらに開示し、この電池は、接続の確実性が良く、且つ防爆孔が極板４の中部に設けられ、ガス抜き効果がよく、この電池が応用された電池モジュールに高い安全性を持たせる。

本明細書の説明において、用語「上」、「下」などの方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、説明を容易にし、操作を簡略化するためのものに過ぎず、かかる装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位から構成されて操作されなければならないことを指示又は暗示するものではないと理解すべきであり、従って、本願を制限するものとしては理解できない。

本明細書の説明において、参考用語「一実施例」などの説明は、該実施例に関連する具体的な特徴、構造、材料又は特徴が本願の少なくとも１つの実施例又は例に含まれていることを意味する。本明細書において、上記用語に対する模式的な表現は、必ずしも同じ実施例を指すものではない。

また、本明細書は実施形態に従って説明されているが、各実施形態は独立した技術案を１つしか含まないわけではなく、明細書のこのような記載方式は、明瞭化のためのものに過ぎず、当業者は、明細書を全体として扱うべきであり、複数の実施例に係る技術案も適切に組み合わせられて当業者が理解可能な他の実施形態を形成することができることを理解すべきである。

Claims (10)

1. ケース、前記ケース内に設けられるコアパック、前記ケースの一端に設けられ且つ前記コアパックに接続される第１接続シート、及び前記第１接続シートの前記コアパックから離反する一側に設けられる極板を備え、
   前記極板の前記第１接続シートから離れる一側面には少なくとも、２つの凹んだ弧状溝が間隔的に設けられており、すべての前記弧状溝は前記極板の中心に沿って環状で均一に配置され、前記弧状溝の溝底が前記第１接続シートに溶接され、
   前記極板の中部には防爆孔が設けられており、前記第１接続シートには通気孔が設けられ、前記通気孔と前記防爆孔とが対向し、前記極板の前記第１接続シートに近隣する一側面には、前記防爆孔を取り囲んで前記極板から離れる一端面が前記第１接続シートに接続される第１ボスが設けられている、
   電池。
2. 前記弧状溝は２つ設けられており、２つの前記弧状溝が前記防爆孔に沿って対称に設けられ、前記極板には、２つの前記弧状溝の対称軸線に位置する注液孔が設けられている、
   請求項１に記載の電池。
3. 前記第１接続シートの前記極板に近い一側面には、凸出した第２ボスが前記弧状溝に対応して設けられており、前記第２ボスが前記極板に当接する、
   請求項１に記載の電池。
4. 前記第２ボスの幅方向の長さはＬ１で、前記弧状溝の幅方向の長さはＬ２で、Ｌ１＞Ｌ２である、
   請求項３に記載の電池。
5. 前記第２ボスは円環状を呈し、又は、前記第２ボスは複数あり、且つ前記第２ボスの数は前記弧状溝の数にマッチングする、
   請求項３に記載の電池。
6. 前記第１接続シートには複数の漏液孔が設けられており、すべての前記漏液孔がいずれも前記第２ボスと前記第１接続シートのエッジとの間に位置する、
   請求項４に記載の電池。
7. 前記極板と前記ケースとは接続されて共同で前記電池の第１電極を形成する、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の電池。
8. 前記極板の前記第１接続シートから離れる一側面は、平面構造である、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の電池。
9. 極柱及びシールリングをさらに備え、
   前記ケースの前記極板から離れる一端面には極柱孔が設けられており、前記極柱は前記極柱孔内に挿設され、前記極柱孔の孔壁と前記極柱との間には前記シールリングが設けられている、
   請求項１～６のいずれか１項に記載の電池。
10. 請求項１～６のいずれか１項に記載の電池を備える、
    電池モジュール。