JP7843822B2 - 絶縁膜、電池セル、電池及び電力消費機器 - Google Patents

Description

本出願は、電池技術分野に関し、特に絶縁膜、電池セル、電池、電池セルの製造方法、電池セルの製造機器及び電力消費機器に関する。

環境汚染の増加に伴い、新エネルギー産業は、ますます注目を集めている。充電可能なリチウムイオン二次電池として、多くの電子製品、エネルギー貯蔵製品及び電気自動車の重要な構成部分となっており、その性能は、関連製品の宣伝や使用に直接影響する。

リチウムイオン電池に対して、水蒸気が電池セルの内部に侵入するのを防ぐために、一般的に、一層の金属と二層のプラスチックで構成された積層材料を使用して電池セルをパッケージする。

しかしながら、上記電池セルのパッケージ方式は、一般的に、電池の高さ方向の防水問題を解決できず、それにより、リチウム電池の防水性能が比較的低い。

本出願は、電池の熱暴走による安全事故を減らすことができる電池、電力消費装置、電池の製造方法及び装置を提供する。

本出願の第１の態様による絶縁膜は、底面カバー領域と、複数の交互に設置された第１の側面カバー領域及び第２の側面カバー領域とを含み、前記第１の側面カバー領域と前記第２の側面カバー領域の合計数は、前記底面カバー領域の辺数に等しく、前記底面カバー領域のそれぞれの辺は、一つの前記第１の側面カバー領域又は前記第２の側面カバー領域に接続され、
前記第１の側面カバー領域は、底部遮蔽部と二つの側面オーバーラップ部を含み、前記底部遮蔽部の底辺は、前記底面カバー領域における一辺に接続され、二つの前記側面オーバーラップ部は、前記第１の側面カバー領域の両側の二つの前記第２の側面カバー領域にそれぞれ連結され、
複数の前記第１の側面カバー領域の底部遮蔽部と前記第２の側面カバー領域は、収容空間を形成するように、いずれも前記底面カバー領域の同一側に位置し、二つの前記側面オーバーラップ部は、前記収容空間の底部を密閉するように、前記底部遮蔽部上に積層される。

底部遮蔽部と二つの側面オーバーラップ部を含む第１の側面カバー領域と第２の側面カバー領域を底面カバー領域の同一側に交互に設置するとともに、底部遮蔽部及び隣接する第２の側面カバー領域を底面カバー領域と組み合わせることにより、電池セルを収容するための収容空間を形成でき、また、二つの側面オーバーラップ部を底部遮蔽部上に積層することにより、二つの側面オーバーラップ部が近隣の第２の側面カバー領域にそれぞれ連結されるため、収容空間に対する密封作用を実現し、さらにこの絶縁膜の防水性能を向上させ、電池に対する防水という目的を達成することができる。

いくつかの実施例では、前記底部遮蔽部の二つの側辺は、二つの前記側面オーバーラップ部にそれぞれ接続される。

底部遮蔽部の二つの側辺を二つの側面オーバーラップ部にそれぞれ接続することにより、絶縁膜における各部分を一体に接続でき、それにより、絶縁膜によって取り囲まれた収容空間の密封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、前記底部遮蔽部は、中間領域と、前記中間領域の両側に接続された第１の側辺領域及び第２の側辺領域とを含み、前記第１の側辺領域の側辺は、そのうちの一方の前記側面オーバーラップ部に接続され、前記第２の側辺領域の側辺は、他方の前記側面オーバーラップ部に接続され、
前記第１の側辺領域、前記第１の側辺領域に連結された前記側面オーバーラップ部、前記第２の側辺領域、及び前記第２の側辺領域に連結された前記側面オーバーラップ部は、いずれも前記中間領域上に積層される。

第１の側辺領域の側辺をそのうちの一方の側面オーバーラップ部に接続し、第２の側辺領域の側辺を他方の側面オーバーラップ部に接続することにより、底部遮蔽部を二つの側面オーバーラップ部と一体に接続でき、それにより、構造の密封性を向上させることができる。同時に、上記の第１の側辺領域、第２の側辺領域及び側面オーバーラップ部を中間領域上に積層することにより、構造のコンパクト性を向上させ、収容空間の形状と電池とのマッチングを保証することができる。

いくつかの実施例では、前記側面オーバーラップ部は、連結された上部領域と下部領域を含み、前記下部領域は、前記第１の側辺領域全体又は前記第２の側辺領域全体をカバーし、
又は、前記下部領域は、前記第１の側辺領域の一部又は前記第２の側辺領域の一部をカバーし、前記第１の側辺領域の残りの部分又は前記第２の側辺領域の残りの部分は、前記上部領域によってカバーされる。

下部領域が第１の側辺領域の一部又は第２の側辺領域の一部を部分的にカバーし、第１の側辺領域の残りの部分又は第２の側辺領域の残りの部分が上部領域によってカバーされることにより、第１の側辺領域と第２の側辺領域の外側にも側面オーバーラップ部があり、この側面オーバーラップ部上の接着構造は、側面オーバーラップ部を中間領域上に固定する作用を果たすことができ、それにより、上記積層構造の堅固さを向上させることができ、さらに絶縁膜の密封性を向上させる作用を果たすことができる。

いくつかの実施例では、前記上部領域、前記下部領域は、近隣の前記第２の側面カバー領域と一体に接続される。

いくつかの実施例では、前記上部領域、前記下部領域の、前記第２の側面カバー領域に連結された辺の合計長さは、前記第２の側面カバー領域の対応する辺の長さと同じであり、且つ整列して接続される。

上記一体に接続されること及び合計長さが等しいことにより、側面オーバーラップ部と第２の側面カバー領域との間に隙間があることを回避し、防水という目的を達成することができる。

いくつかの実施例では、前記上部領域は矩形であり、前記下部領域は三角形であり、前記上部領域の、前記下部領域に接続された辺の長さは、前記下部領域の、前記上部領域に接続された辺の長さ以上である。

いくつかの実施例では、前記側面オーバーラップ部の、連結された前記第２の側面カバー領域から離れた辺から、他方の前記第２の側面カバー領域までの長さは、第１の予め設定された長さよりも小さい。

これにより、側面オーバーラップ部と他方の第２の側面カバー領域との間に隙間があることを確保し、第１の側面カバー領域全体の積層及び後の接着密封に役立つ。

いくつかの実施例では、前記底部遮蔽部の底辺と前記底面カバー領域の対応する辺は、長さが同じであり、且つ整列して接続される。

底部遮蔽部と底面カバー領域との間に隙間があることをある程度まで回避し、防水という目的を達成することができる。

いくつかの実施例では、前記第１の側面カバー領域の底部に第１の接着構造が塗布され、前記第１の接着構造の底辺は、前記第１の側面カバー領域の底辺と面一となり、前記第１の接着構造の側辺と前記第１の側面カバー領域の側辺との間に第２の予め設定された長さが取られておく。

第１の接着構造は、絶縁膜の底部領域をさらに密封するという目的を達成するためのものである。

いくつかの実施例では、前記第１の接着構造の高さは、前記底部遮蔽部の高さよりも大きい。

これにより、第１の接着構造が底部遮蔽部を密封できると確定する。それにより、第１の接着構造は、絶縁膜の底部領域をさらに密封するという目的を達成する。

いくつかの実施例では、前記収容空間は、電池コア又は電池モジュールを被覆するためのものである。

いくつかの実施例では、前記収容空間の内壁は、前記電池コア又は前記電池モジュールに接着接続される。

絶縁膜における収容空間の内壁はさらに、電池モジュールと接着接続する必要があり、それにより、絶縁膜と電池モジュールとの間の相対的な固定を実現できる。

いくつかの実施例では、前記絶縁膜の材料は防水材料である。

本出願の第２の態様による電池セルは、電池コアと上記の絶縁膜を含み、 前記電池コアは、ケースを有し、前記電池コアが前記絶縁膜の収容空間に少なくとも部分的に被覆されるように、前記ケースの底壁には前記絶縁膜の底面カバー領域がカバーされ、前記ケースの側壁には前記絶縁膜の第１の側面カバー領域及び第２の側面カバー領域がカバーされる。

本出願の第３の態様による電池は、複数の上記の電池セルを含む。

本出願の第４の態様による電池は、上記の絶縁膜と複数の電池コアを含み、 複数の前記電池コアは、前記絶縁膜の収容空間に被覆され、
前記電池コアを被覆するための前記絶縁膜の第１の側面カバー領域上には、隣接する前記電池コアに接続するための第２の接着構造が塗布される。

いくつかの実施例では、前記電池セルの高さ方向において、前記第２の接着構造は、前記絶縁膜の第１の接着構造の上方に位置し、且つ前記第２の接着構造と前記第１の接着構造は、予め設定された距離で分離される。

いくつかの実施例では、前記第２の接着構造の粘度は、前記第１の接着構造の粘度よりも大きく、前記第２の接着構造の防水性は、前記第１の接着構造の防水性よりも低い。

いくつかの実施例では、前記第２の接着構造の厚さは、前記第１の接着構造の厚さよりも大きい。

本出願の第５の態様による電池セルの製造方法は、
ケースを有する電池コアを提供することと、
前記ケースを被覆するための上記の絶縁膜を提供することと、を含み、前記ケースが前記絶縁膜の収容空間に少なくとも部分的に被覆されるように、前記絶縁膜の底面カバー領域は、前記ケースの底壁をカバーし、前記絶縁膜の第１の側面カバー領域と第２の側面カバー領域は、前記ケースの側壁をカバーする。

本出願の第６の態様による電池セルの製造機器は、
ケースを有する電池コアを提供するための第１の装置と、
前記ケースを被覆するための上記の絶縁膜を提供するための第２の装置と、を含み、前記ケースが前記絶縁膜の収容空間に少なくとも部分的に被覆されるように、前記絶縁膜の底面カバー領域は、前記ケースの底壁をカバーし、前記絶縁膜の第１の側面カバー領域と第２の側面カバー領域は、前記ケースの側壁をカバーする。

本出願の第７の態様による電力消費機器は、上記の電池を含む。

本出願の実施例又は従来技術における技術的解決手段をより明確に説明するために、以下、実施例又は従来技術の記述に必要な図面を簡単に説明するが、明らかに、以下の記述における図面は、本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者であれば、創造的な労力を支払うことなく、これらの図面に基づいて他の図面を入手することができる。

ここで説明された図面は、本出願のさらなる理解を提供するためのものであり、本出願の一部を構成し、本出願の例示的な実施例及びその説明は、本出願を解釈するためのものであり、本出願の不適切な限定を構成しない。
本出願の実施例による電力消費装置の構造概略図である。 本出願の実施例による電池の構造概略図である。 本出願の実施例による電池モジュールの構造概略図である。 本出願の実施例による電池セルの構造概略図である。 本出願の実施例による絶縁膜の構造概略図である。 本出願の実施例による絶縁膜における第１の側面カバー領域の構造概略図である。 本出願の実施例による別の第１の側面カバー領域の構造概略図である。 本出願の実施例による第１の接着構造が設置された絶縁膜の構造概略図である。 本出願の実施例による第２の接着構造が設置された絶縁膜の構造概略図である。 本出願の実施例による電池セルの製造方法のフローチャートである。 本出願の実施例による電池セルの製造機器のブロック図である。

本出願の目的、技術的解決手段及び利点をより明瞭にするために、以下、図面及び実施例を結び付けながら、本出願をさらに詳細に説明する。理解すべきこととして、ここで記述された具体的な実施例は、本出願を解釈するためのものに過ぎず、本出願の好ましい実施例であり、本出願の保護範囲を制限することを意図するものではなく、従って、本出願の構造、形状、原理に基づいて行われた全ての等価変更は、本出願の保護範囲内に含まれるべきである。

特に定義されていない限り、本明細書で使用される全ての技術及び科学用語は、当業者に一般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、具体的な実施例を記述することを目的とし、本出願を制限することを意図していない。本出願の明細書と特許請求の範囲及び図面の説明における「含む」、「有する」という用語及びそれらの任意の変形は、非排他的な「含む」を意図的にカバーするものである。

本明細書で言及される「実施例」は、実施例を結び付けながら記述される特定の特徴、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。明細書における各箇所に記載されたこの語句「実施例」は、必ずしも全てが同じ実施例を指すものではなく、他の実施例と相互排他する独立した又は代替的な実施例でもない。当業者は、本明細書で記述された実施例が他の実施例と組み合わされてもよいことを明示的かつ暗示的に理解できる。

本明細書における「及び／又は」という用語は、関連対象の関連関係を記述するものに過ぎず、３つの関係が存在してもよいことを表し、例えば、Ａ及び／又はＢは、単独のＡ、ＡとＢとの組み合わせ、単独のＢという３つのケースを表してもよい。また、本明細書における「／」という文字は、一般的に前後の関連対象が「又は」の関係であることを表す。

なお、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「第１」、「第２」などの用語は、異なる対象を区別するためのものであり、特定の順序を記述するためのものではなく、一つ以上のこの特徴を明示的又は暗示的に含んでもよい。

本出願の記述では、特に説明されていない限り、「複数」の意味は、二つ以上（二つを含む）を指し、同様に、「複数組」は、二組以上（二組を含む）を指す。

本出願の記述では、説明すべきこととして、特に明確に規定及び限定されていない限り、「取り付ける」、「連結」、「接続」という用語は、広義に理解されるべきであり、例えば、機械構造の「連結」又は「接続」は、物理的接続を指してもよく、例えば、物理的接続は、固定接続、例えば、固定部材を介した固定接続、例えば、ネジ、ボルト又は他の固定部材を介した固定接続であってもよく、物理的接続は、取り外し可能な接続、例えば、相互係着又は係合可能な接続であってもよく、物理的接続は、一体に接続すること、例えば、溶接、接着又は一体成形して接続することであってもよい。回路構造の「連結」又は「接続」は、物理的接続を指してもよく、電気的接続又は信号接続を指してもよく、例えば、直接連結、即ち、物理的接続であってもよく、少なくとも一つの中間素子を介した間接的連結であってもよく（回路が通じればよい）、二つの素子の内部の連通であってもよく、信号接続は、回路を介した信号接続であってもよく、媒体を介した信号接続、例えば、無線電波であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて、本出願の実施例における上記用語の具体的な意味を理解することができる。

以下の実施例で各方向を明確に記述するために、いくつかの方向を示す用語を使用してもよく、例えば、図１Ｄにおける座標系は、電池の各方向を定義したが、ｘ方向は、電池セル４００の長さ方向を表し、ｙ方向は、水平面でｘ方向に垂直であり、電池セル４００の幅方向を表し、ｚ方向は、ｘ方向及びｙ方向に垂直であり、電池の高さ方向を表す。なお、上記記述されたｘ方向、ｙ方向及びｚ方向などは、本実施例の電池の各部材の操作と構成の指示方向の表現が絶対的ではなく、相対的であることを説明するためのものであり、且つ電池の各部材が図に示す位置にある時、これらの指示は適切であるが、これらの位置が変化する時、前記変化に対応するために、これらの方向は、異なる解釈を有するべきである。

方向の同じ理解を踏まえて、本出願の記述では、「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「鉛直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「径方向」、「周方向」などの用語によって指示された方向又は位置関係は、図面に示す方向又は位置関係に基づき、本出願の記述の便宜又は記述の簡略化を図るためのものであり、言及された装置又は素子が特定の方向を有し、特定の方向で構成及び操作される必要があることを指示又は暗示するものではないため、本出願を限定するものと理解されるべきでない。

充電可能な電池は、二次電池又は動力電池と呼ばれてもよく、現在、広く使用されている充電可能な電池は、リチウム電池、例えば、リチウム硫黄電池、ナトリウムリチウムイオン電池又はマグネシウムイオン電池であるが、これらに限定されない。記述の便宜上、本明細書で充電可能な電池を電池と称してもよい。

電池の安全特性は、電池を評価する重要な特性であり、使用又は充電時に電池の安全性をできるだけ保証する必要がある。

電池は、一般的に複数の電池セルを接続して組み合わせることにより構成されており、電池セルに外部短絡、過充電、釘刺し、平板衝突などの状況が発生した時、電池セルが熱暴走しやすくなる。電池セルが熱暴走した時、この電池セルの内部に排出物が発生し、この排出物は、高温煙道ガス（深刻な場合は直火が発生する）と揮発性の高温電解液などの物質を含み、これらの排出物が排出中に熱拡散することにより、他の電池セルが熱暴走し、さらに爆発などの事故につながる。理解できるように、本出願で言及された電池セルからの排出物は、電解液、溶解又は分割された正極及び負極極板、セパレータの破片、反応によって生成された高温高圧ガス、火炎などを含むが、これらに限定されない。

出願人は、ある電池セルが熱暴走すると、周りの電池セルの短絡や高電圧点火などの問題が発生することを発見した。

この問題に対して、発明者は、電池内部の複数の部位に絶縁処理を行ったが、電池セルが熱暴走した時の短絡や高電圧点火などの問題を依然として解決しなかった。さらなる研究の結果、出願人は、電池セルの熱暴走による短絡や高電圧点火などの問題が電池内部から排出された排出物がバス部品と接触することによって引き起こされることを発見した。

これに鑑み、本出願は、電池セルが熱暴走した時、この電池セルから噴出された高温排出物がバス部品に飛散することを防止し、電池セルの短絡や高電圧点火の問題の発生を減少させることができる電池を提供する。そのため、本出願の電池は、電池セルの熱暴走状況をタイムリーに制御し、熱や高温排出物のさらなる発生を防止することができるとともに、上記高温排出物がバス部品に飛散することを回避し、電池セルの短絡や高電圧点火の状況を減少させることができる。

本出願の実施例における電池は、電気エネルギーで動力源を供給できる様々な電力消費装置に用いることができる。ここでの電力消費装置は、電気自動車、電車、電動自転車、ゴルフカート、ドローン又は汽船などであってもよいが、これらに限定されない。且つ、電力消費装置は、電池のみで動力を供給する装置であってもよく、ハイブリッド装置であってもよい。電池は、電力消費装置に電気エネルギーを供給し、且つモータによって電気装置を駆動する。

例えば、図１Ａでは、本出願の一実施例による電力消費装置の構造概略図が示されている。電力消費装置は、自動車であってもよく、自動車は、燃料油自動車、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、純電気自動車、ハイブリッド自動車やレンジエクステンダー自動車などであってもよい。自動車は、電池２００、コントローラ２１０及びモータ２２０を含む。電池２００は、自動車の操作電源及び駆動電源として、コントローラ２１０とモータ２２０に電力を供給するためのものであり、例えば、電池２００は、自動車の起動、ナビゲーション及び走行時の作動電力需要を満たすためのものである。例えば、電池２００は、コントローラ２１０に電力を供給し、コントローラ２１０は、モータ２２０に電力を供給するように電池２００を制御し、モータ２２０は、電池２００の電力を受け取って自動車の駆動電源として使用し、燃料油又は天然ガスに代わって又は部分的に代わって自動車に駆動動力を提供する。

電池に比較的高い機能を実現させて使用需要を満たすために、電池２００は、相互に接続された複数の電池モジュールを含んでもよく、図１Ｂに示すように、電池２００は、第１のケース２０１、第２のケース２０２及び複数の電池モジュール３００を含み、第１のケース２０１及び第２のケース２０２は相互に係合し、複数の電池モジュール３００は、第１のケース２０１及び第２のケース２０２によって取り囲まれた空間内に配列される。

図１Ｃに示すように、電池モジュール３００は、複数の電池セル４００を含み、複数の電池セル４００は、比較的大きい電流又は電圧を実現するために、直列接続、並列接続又は直並列接続の方式で接続されてもよく、直並列接続は、直列接続と並列接続の組み合わせを指す。引き続き、図１Ｃに示すように、電池セル４００が直立に配置されてもよく、電池セル４００の高さ方向は、ｚ方向と一致し、電池セル４００の長さ方向は、ｘ方向と一致し、複数の電池セル４００は、その幅方向に沿ってｙ方向に併設され、又は、電池セル４００は水平に配置されてもよく、電池セル４００の幅方向は、ｚ方向と一致し、電池セル４００の長さ方向は、ｘ方向と一致し、複数の電池セル４００は、ｚ方向に沿って少なくとも一層積層されてもよく、各層は、ｘ方向に沿って間隔を置いて設置された複数の電池セル４００を含む。

当業者が本出願の改善点を明確に理解するために、まず、電池セル４００の全体的な構造を説明する。

図１Ｄに示すように、電池セル４００は、電池コアを含み、電池コアは、ケース４０、電極コンポーネント３０及びエンドキャップコンポーネント１０を含み、エンドキャップコンポーネント１０は、エンドキャッププレート１０’を含み、エンドキャッププレート１０’は、ケース４０に接続（例えば、溶接）されて電池セル４００のハウジングを形成し、電極コンポーネント３０は、ケース４０内に設置され、且つケース４０内に電解液が充填される。電池セル４００は、立方体形、直方体形又は円柱形であってもよい。

実際の使用需要に応じて、電極コンポーネント３０が一つ又は複数設置されてもよい。図１Ｄに示すように、電池内に少なくとも二つの独立して巻回された電極コンポーネント３０を設置してもよい。電極コンポーネント３０は、第１の極板、第２の極板及び隣接する第１の極板と第２の極板との間に位置するセパレータを一緒に巻回又は積層することにより主体部を形成してもよく、セパレータは、隣接する第１の極板と第２の極板との間にある絶縁体である。主体部は、対向する二つの端面を有する。本実施例では、例示的に、第１の極板を正極極板、第２の極板を負極極板として説明を行う。正極活性物質は、正極極板の塗布領域上に塗布され、負極活性物質は、負極極板の塗布領域上に塗布される。主体部の塗布領域から延出した複数の未塗布領域は、タブとして積層される。電極コンポーネントは、二つのタブ３０１、即ち、正極タブ及び負極タブを含む。正極タブは、正極極板の塗布領域から延出し、負極タブは、負極極板の塗布領域から延出する。

エンドキャップコンポーネント１０は、電極コンポーネント３０の頂部に設けられ、図１Ｄに示すように、エンドキャップコンポーネント１０は、エンドキャッププレート１０’と、二つの電極端子５と、を含み、二つの電極端子５は、それぞれ正極端子及び負極端子であり、各電極端子５に一つの接続部材２０が対応して設置され、接続部材２０は、エンドキャップ１０’と電極コンポーネント３０との間に位置する。

例えば、図１Ｄにおける電極コンポーネント３０のタブ３０１は、頂部に位置し、正極タブは、一方の接続部材２０によって正極端子に接続され、負極タブは、他方の接続部材２０によって負極端子に接続される。任意選択的に、電池セル４００は、ケース４０の両端にそれぞれ設置された二つのエンドキャップコンポーネント１０を含んでもよく、各エンドキャップコンポーネント１０上に一つの端子５が設置される。

エンドキャッププレート１０’上には、電池セル４００内のガスが多すぎる時に電池セル４００内のガスをタイムリーに放出して爆発を回避する防爆部材がさらに設置されてもよい。

エンドキャッププレート１０’上に排気孔が設けられ、排気孔は、エンドキャップ１０’の長さ方向に沿った中間位置に設けられてもよい。防爆部材は、放圧機構６を含み、放圧機構６は、排気孔上に設けられ、通常の状態では、放圧機構６は、排気孔に密封して取り付けられるが、電池の膨張によりハウジング内の気圧が予め設定された値を超えて上昇すると、放圧機構６が作動して開かれ、放圧機構６によってガスが外に放出される。

いくつかの実施例では、図１Ｄに示すように、エンドキャッププレート１０’上に電池コア４００内に電解液を注入するための貫通孔が設けられ、貫通孔は、円孔、円錐孔、多辺形孔又は他の形状の孔であってもよく、且つエンドキャッププレート１０’の高さ方向に沿って延びてもよい。エンドキャッププレート１０’上に貫通孔を密閉するための液体注入部材２が設けられる。

図２及び図３に示すように、本出願の実施例は、電池コア４００を被覆するための絶縁膜を提供する。この絶縁膜は、底面カバー領域２１０と、複数の交互に設置された第１の側面カバー領域２２０と、第２の側面カバー領域２３０と、を含み、底面カバー領域２１０は、電池コア４００の底部をカバーするためのものであり、複数の交互に設置された第１の側面カバー領域２２０及び第２の側面カバー領域２３０は、電池コア４００の側面をカバーするためのものであり、第１の側面カバー領域２２０と第２の側面カバー領域２３０の合計数は、底面カバー領域２１０の辺数に等しく、底面カバー領域２１０のそれぞれの辺は、一つの第１の側面カバー領域２２０又は一つの第２の側面カバー領域２３０に接続され、これにより、底面カバー領域２１０が第１の側面カバー領域２２０及び第２の側面カバー領域２３０と実質的にシームレスに接続できることを確保する。

本出願の実施例では、複数の第１の側面カバー領域２２０及び第２の側面カバー領域２３０は、収容空間を形成するように、いずれも底面カバー領域２１０の同一の側に位置する。図２に示すように、この収容空間は、電池コア４００を収容するためのものである。

本出願の実施例では、第１の側面カバー領域２２０は、底部遮蔽部２２１と、二つの側面オーバーラップ部２２２と、を含み、底面カバー領域２１０と第１の側面カバー領域２２０の接続を実現するために、底部遮蔽部２２１の底辺は、底面カバー領域２１０における一辺に接続され、第１の側面カバー領域２２０と第２の側面カバー領域２３０の接続を実現するために、二つの側面オーバーラップ部２２２は、この第１の側面カバー領域２２０の両側の二つの第２の側面カバー領域２３０にそれぞれ連結される。

さらに、複数の第１の側面カバー領域２２０の底部遮蔽部２２１及び第２の側面カバー領域２３０は、収容空間を形成するように、いずれも底面カバー領域２１０の同一の側に位置し、二つの側面オーバーラップ部２２２は、収容空間の底部を密閉するように、底部遮蔽部２２１上に積層され、それにより、防水作用を果たすことができる。

本出願の実施例による絶縁膜では、底部遮蔽部２２１及び二つの側面オーバーラップ部２２２を含む第１の側面カバー領域２２０と、第２の側面カバー領域２３０を底面カバー領域２１０の同一側に交互に設置するとともに、底部遮蔽部２２１及び隣接する第２の側面カバー領域２３０を底面カバー領域２１０と組み合わせることにより、電池コア収容するための収容空間を形成でき、また、二つの側面オーバーラップ部２２２を底部遮蔽部２２１上に積層することにより、二つの側面オーバーラップ部２２２が近隣の第２の側面カバー領域２３０にそれぞれ連結されるため、収容空間に対する密封作用を実現し、さらにこの絶縁膜の防水性能を向上させ、電池コアに対する防水を実現するという目的を達成することができる。

実際の応用では、上記の接続方式及び積層方式は、実際の状況に応じて確定されてもよい。例えば、底部遮蔽部２２１及び第２の側面カバー領域２３０は、それぞれ底面カバー領域２１０と一体に接続され、側面オーバーラップ部２２２は第２の側面カバー領域２３０と一体に接続され、また、側面オーバーラップ部２２２の、底部遮蔽部２２１に積層された一面に接着構造が設置されてもよく、それにより、接着方式で底部遮蔽部２２１上に積層されてもよい。

本出願の実施例では、電池コアを絶縁膜の収容空間内に容易に固定するために、絶縁膜の収容空間に近い片側に接着構造を設置してもよく、それにより、絶縁膜を電池コア上に接着する。無論、電池コアと絶縁膜との固定接続を実現できる他の任意の方式は、いずれも本出願の保護範囲内に含まれる。

本出願の実施例では、底部遮蔽部２２１の二つの側辺を二つの側面オーバーラップ部２２２にそれぞれ接続することにより、絶縁膜における各部分を一体に接続でき、それにより、絶縁膜によって取り囲まれた収容空間の密封性をさらに向上させることができる。

図３に示すように、底部遮蔽部２２１は、中間領域２２１１と、中間領域２２１１の両側に接続された第１の側辺領域２２１２及び第２の側辺領域２２１３と、を含み、第１の側辺領域２２１２の側辺は、一方の側面オーバーラップ部２２２に接続され、第２の側辺領域２２１３の側辺は、他方の側面オーバーラップ部２２２に接続される。上記の第１の側辺領域２２１２、この第１の側辺領域２２１２に連結された側面オーバーラップ部２２２、第２の側辺領域２２１３、及び第２の側辺領域２２１３に連結された側面オーバーラップ部２２２は、いずれも中間領域２２１１上に積層される。

第１の側辺領域２２１２の側辺を一方の側面オーバーラップ部２２２に接続し、第２の側辺領域２２１３の側辺を他方の側面オーバーラップ部２２２に接続することにより、底部遮蔽部２２１を二つの側面オーバーラップ部２２２と一体に接続でき、それにより、構造の密封性を向上させることができる。同時に、上記の第１の側辺領域２２１２、第２の側辺領域２２１３及び側面オーバーラップ部２２２を中間領域２２１１上に積層することにより、構造のコンパクト性を向上させ、収容空間の形状と電池コアとのマッチングを保証することができる。

また、上記の中間領域２２１１及び側面オーバーラップ部２２２の電池コアに近い片側に接着構造が塗布されることにより、上記の積層構造を電池コア上に固定して、固定及び密封という目的を達成することができる。

実際の応用では、底部遮蔽部２２１及び側面オーバーラップ部２２２の具体的な構造形式は、実際の需要に応じて複数種設置されてもよく、本出願の実施例は、図３に示す絶縁膜の構造に加えて、図４に示す別の絶縁膜の構造概略図を提供する。

図４で提供された絶縁膜において、側面オーバーラップ部２２２は、連結された上部領域２２２１及び下部領域２２２２を含み、下部領域２２２２は、第１の側辺領域２２１２の一部又は第２の側辺領域２２１３の一部をカバーし、第１の側辺領域２２１２の残りの部分又は第２の側辺領域２２１３の残りの部分は、上部領域２２２１によってカバーされる。

図３で提供された絶縁膜において、下部領域２２２２は、第１の側辺領域２２１２全体又は第２の側辺領域２２１３全体をカバーする。

図３に示す絶縁膜の構造に比べて、図４に示す絶縁膜において、第１の側辺領域２２１２と第２の側辺領域２２１３の外側にさらに側面オーバーラップ部２２２があり、この側面オーバーラップ部２２２上の接着構造は、側面オーバーラップ部２２２を中間領域２２１１上に固定する作用を果たすことができ、それにより、上記積層構造の堅固さを向上させることができ、さらに絶縁膜の密封性を向上させる作用を果たすことができる。

絶縁膜の防水性を向上させ、絶縁膜における各部品の一体化を保証するために、上記の上部領域２２２１及び下部領域２２２２は、近隣の第２の側面カバー領域２３０と一体に接続される。上部領域２２２１及び下部領域２２２２の、第２の側面カバー領域２３０に連結された辺の合計長さは、第２の側面カバー領域２３０の対応する辺の長さと同じであり、且つ整列して接続される。それにより、側面オーバーラップ部２２２と第２の側面カバー領域２３０との間に隙間があることを回避し、防水という目的を達成することができる。一体に接続される方式は、接着接続であってもよく、一体成形であってもよいが、本出願の実施例では、それを特別に限定しない。

本出願の実施例の一つの任意選択的な実施形態では、上部領域２２２１は矩形であってもよく、下部領域２２２２は三角形であってもよく、且つ、上部領域２２２１の、下部領域２２２２に接続された辺の長さは、下部領域２２２２の、上部領域２２２１に接続された辺の長さ以上である。図３に示すのは、上部領域２２２１と下部領域２２２２の接続箇所での辺が等しい状況であり、図４に示すのは、接続箇所で、上部領域２２２１の辺の長さが下部領域２２２２の辺の長さよりも大きい状況である。

説明すべきこととして、上部領域２２２１及び下部領域２２２２は、上記の構造形式以外に、他の構造形式、例えば、台形、多辺形などであってもよく、実際の状況及び需要に応じて異なる構造形式を設置してもよいが、本出願の実施例では、それを特別に限定しない。

図５に示すように、側面オーバーラップ部２２２の、それに連結された第２の側面カバー領域２３０から離れた辺から、他方の第２の側面カバー領域２３０までの長さＤは、第１の予め設定された長さよりも小さい。それにより、側面オーバーラップ部２２２と他方の第２の側面カバー領域２３０との間に隙間があることを確保し、第１の側面カバー領域２２０全体の積層及び後の接着密封に役立つ。

本出願の実施例では、積層構造をさらに密封するために、図５に示すように、第１の側面カバー領域２２０の底部に第１の接着構造５１０が塗布され、この第１の接着構造５１０の底辺は、第１の側面カバー領域２２０の底辺と面一となり、この第１の接着構造５１０の側辺と第１の側面カバー領域２２０の側辺との間に第２の予め設定された長さが確保される。第２の予め設定された長さは、第１の予め設定された長さよりも小さい必要があり、それにより、第１の接着構造５１０の一部が側面オーバーラップ部２２２の側辺にカバーされることを確保し、側面オーバーラップ部２２２を密封するという目的を達成する。

また、第１の接着構造５１０の高さは、底部遮蔽部２２１の高さよりも大きい必要があり、それにより、第１の接着構造５１０が底部遮蔽部２２１を密封することができる。それにより、第１の接着構造５１０は、絶縁膜の底部領域をさらに密封するという目的を達成する。

本出願の実施例の一つの実施形態では、第１の接着構造５１０の材質は、

同様に、絶縁膜の防水性を向上させ、絶縁膜における各部品の一体化を保証するために、底部遮蔽部２２１の底辺と底面カバー領域２１０の対応する辺は、長さが同じであり、且つ整列して接続される。それにより、底部遮蔽部２２１と底面カバー領域２１０との間に隙間が生じることを回避し、防水という目的を達成することができる。

本出願の実施例では、絶縁膜の高さは、電池コア４００の高さよりも大きく、具体的には、第１の側面カバー領域２２０と第２の側面カバー領域２３０の高さは、電池コア４００の高さよりも大きく、高さ方向における電池コア４００全体に対する防水という目的を達成する。

実際の応用では、絶縁膜の内部の各異なる部位間の接続関係以外、絶縁膜における収容空間の内壁はさらに、電池コアと接着接続する必要があり、それにより、絶縁膜と電池コアとの間の相対的な固定を実現できる。本出願の実施例では、具体的な接着部位及び接着方式を特別に限定しない。

本出願の実施例では、絶縁膜の収容空間は、電池コアを被覆する以外に、複数の電池コアで構成された電池モジュール３００を被覆してもよく、且つ複数の電池コアは、異なる方式で接続されてもよい。

実際の電池モジュール３００の被覆では、絶縁膜の底面カバー領域２１０は、電池モジュール３００の底部をカバーし、複数の第１の側面カバー領域２２０と第２の側面カバー領域２３０は、電池モジュール３００の側面をカバーし、電池モジュール３００は、収容空間に被覆される。

絶縁膜の具体的な構造形式が電池コア４００の被覆と一致するため、ここではこれ以上説明しない。絶縁膜における収容空間の内壁はさらに、電池モジュール３００と接着接続する必要があり、それにより、絶縁膜と電池モジュール３００との間の相対的な固定を実現できる。

本出願の実施例では、絶縁膜で電池コア４００又は電池モジュール３００を被覆することにより、絶縁作用を果たすとともに、防水作用を果たすことができ、且つコストが比較的低く、占有された空間が比較的小さい。

強調すべきこととして、絶縁膜の材料は防水材料であり、例えば、絶縁膜は、基板と密着層を複合することにより形成され、基板は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、スチレン－アクリレートコポリマー、ポリスチレン、ポリアミドなどのポリマー材料であってもよく、密着層は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、アミノ樹脂、フェノール樹脂などのポリマー材料などであってもよい。

実際の応用では、絶縁膜の厚さは、２５～４００ｕｍであってもよく、任意選択的に、基板の厚さは、２０～２００ｕｍ、例えば、５０ｕｍであってもよく、密着層の厚さは、５～２００ｕｍ、例えば、２０ｕｍであってもよい。

別の態様によれば、本出願の実施例は、電池セルをさらに提供する。この電池セルは、電池コア及び上記の絶縁膜を含み、図４に示すように、電池コア４００は、ケースを有し、電池コアが絶縁膜の収容空間に少なくとも部分的に被覆されるように、ケースの底壁４０１には絶縁膜の底面カバー領域がカバーされ、ケースの側壁４０２には絶縁膜の第１の側面カバー領域及び第２の側面カバー領域がカバーされる。絶縁膜の具体的な構造形式及び設置位置は、上記実施例で詳細に説明されたため、本実施例では、これ以上説明しない。

別の態様によれば、本出願は、電池をさらに提供する。電池は、複数の上記の電池セルを含む。電池セルの具体的な構造形式は、上記実施例で詳細に説明されたため、本実施例では、これ以上説明しない。

以上をまとめると、本出願の実施例による電池では、電池セルにおける電池コアの外部に絶縁膜が被覆されるように上記の電池セルを設置することにより、絶縁作用を果たし、電池コアの短絡の発生を防止するとともに、防水の作用を果たすことができる。

別の態様によれば、本出願は、電池をさらに提供する。電池は、上記の絶縁膜と複数の電池コアを含み、複数の電池コアは、絶縁膜の収容空間に被覆され、絶縁膜で被覆された電池コアが相互に接続される。

図６に示すように、電池コア４００を被覆するための絶縁膜の第１の側面カバー領域上には、隣接する電池コア４００に接続するための第２の接着構造６１０が塗布される。

電池コア４００の高さ方向において、第２の接着構造６１０は、絶縁膜の第１の接着構造５１０の上方に位置し、且つ第２の接着構造６１０と第１の接着構造５１０は、予め設定された距離で分離され、それにより、比較的大きい強度を有する第２の接着構造６１０が第１の接着構造５１０を引っ張ることによって第１の接着構造５１０が裂けることを回避する。

本出願の実施例の一実施形態では、第２の接着構造６１０の粘度は、第１の接着構造５１０の粘度よりも大きく、第２の接着構造６１０の防水性は、第１の接着構造５１０の防水性よりも低い。第１の接着構造５１０は、主に防水密封の作用を果たすが、第２の接着構造６１０は、主に接続固定の作用を果たす。

本出願の実施例の一実施形態では、第２の接着構造６１０の防水性を試験するために、０．３～３．５％の塩水を含む金属容器に電池を入れ、塩水の高さは、電池の全高より２～５ｍｍ低く、次に、マルチメータで電池の抵抗を測定してもよく、測定された抵抗が予め設定された閾値、例えば、１Ｍｏｈｍよりも大きい場合、この第２の接着構造６１０の防水性が基準に達すると確定する。

具体的には、マルチメータで抵抗を測定する過程では、テストプローブの一端を電池の金属キャップの表面に置き、他端を金属容器の表面に置き、０．１Ｖの電圧を印加して、抵抗結果を記録すると、抵抗の測定を完成させる。

また、隣接する電池コア４００に対応する第１の接着構造５１０の間の接着を回避するために、第２の接着構造６１０の厚さは、第１の接着構造５１０の厚さよりも大きい。具体的な厚さは、実際の状況に応じて確定されてもよいが、本出願の実施例では、それを特別に限定しない。

本出願の実施例の一つの実施形態では、第２の接着構造６１０の材質は、ポリウレタンとエポキシ樹脂とのうちの少なくとも一つ又は両方の混合物であってもよい。

別の態様によれば、本出願は、電池セルの製造方法をさらに提供する。図７に示すように、この電池セルの製造方法は、以下のステップを含んでもよい。

ステップＳ７１０、ケースを有する電池コアを提供する。

ステップＳ７２０、ケースを被覆するための上記の絶縁膜を提供し、ケースが絶縁膜の収容空間に少なくとも部分的に被覆されるように、絶縁膜の底面カバー領域は、ケースの底壁をカバーし、絶縁膜の第１の側面カバー領域及び第２の側面カバー領域は、ケースの側壁をカバーする。

上記各電池セルの製造方法の具体的な詳細は、対応する電池セル及び絶縁膜の実施例において詳細に記述されたため、ここではこれ以上説明しない。

別の態様によれば、本出願は、電池セルの製造機器をさらに提供する。図８を参照すると、本出願の実施例による電池セルの製造機器のブロック図が示される。図８に示すように、この電池セルの製造機器８００は、
ケースを有する電池コアを提供するために用いることができる第１の装置８１０と、
ケースを被覆するための上記の絶縁膜を提供するために用いることができる第２の装置８２０と、を含んでもよく、ケースが絶縁膜の収容空間に少なくとも部分的に被覆されるように、絶縁膜の底面カバー領域は、ケースの底壁をカバーし、絶縁膜の第１の側面カバー領域と第２の側面カバー領域は、ケースの側壁をカバーする。

上記各電池セルの製造機器の具体的な詳細は、対応する電池セル及び絶縁膜の実施例において詳細に記述されたため、ここではこれ以上説明しない。

別の態様によれば、本出願は、電力消費装置をさらに提供する。電力消費装置は、電気エネルギーを供給するための上記の電池を含む。電池の具体的な構造形式及び動作原理は、上記実施例で詳細に説明されたため、本実施例では、これ以上説明しない。

本出願の上記各保護テーマ及び各実施例における特徴は、相互に参照でき、構造が許せば、当業者は、異なる実施例における技術的特徴を柔軟に組み合わせて、より多くの実施例を形成することもできる。

以上では、本出願による絶縁膜、電池セル、電池、電池セルの製造方法、電池セルの製造機器及び電力消費装置を詳細に説明した。本明細書で具体的な実施例を用いて本出願の原理及び実施形態を記述したが、以上の実施例の説明は、本出願の方法及びそのコアアイデアを理解するのを助けるためのものに過ぎない。指摘すべきこととして、当業者であれば、本出願の原理から逸脱しない限り、本出願に若干の改善及び修飾を行うことができ、これらの改善及び修飾も本出願の特許請求の範囲の保護範囲内に含まれる。

Claims (21)

1. 電池セルであって、電池コアと、絶縁膜と、を含み、
   前記絶縁膜は、底面カバー領域と、複数の交互に設置された第１の側面カバー領域及び第２の側面カバー領域と、を含み、
   前記第１の側面カバー領域と前記第２の側面カバー領域の合計数は、前記底面カバー領域の辺数に等しく、
   前記底面カバー領域のそれぞれの辺は、一つの前記第１の側面カバー領域又は前記第２の側面カバー領域に接続され、
   前記第１の側面カバー領域は、底部遮蔽部と、二つの側面オーバーラップ部と、を含み、
   前記底部遮蔽部の底辺は、前記底面カバー領域における一辺に接続され、二つの前記側面オーバーラップ部は、前記第１の側面カバー領域の両側の二つの前記第２の側面カバー領域にそれぞれ連結され、
   複数の前記第１の側面カバー領域の前記底部遮蔽部及び前記第２の側面カバー領域は、収容空間を形成するように、いずれも前記底面カバー領域の同一側に位置し、二つの前記側面オーバーラップ部は、前記収容空間の底部を密閉するように、前記底部遮蔽部上に積層され、
   前記電池コアは、ケースを有し、前記電池コアが前記絶縁膜の収容空間に少なくとも部分的に被覆されるように、前記ケースの底壁には前記絶縁膜の前記底面カバー領域がカバーされ、前記ケースの側壁には前記絶縁膜の前記第１の側面カバー領域及び前記第２の側面カバー領域がカバーされる、ことを特徴とする電池セル。
2. 前記底部遮蔽部の二つの側辺は、二つの前記側面オーバーラップ部にそれぞれ接続される、ことを特徴とする請求項１に記載の電池セル。
3. 前記底部遮蔽部は、中間領域と、前記中間領域の両側に接続された第１の側辺領域及び第２の側辺領域と、を含み、前記第１の側辺領域の側辺は、一方の前記側面オーバーラップ部に接続され、前記第２の側辺領域の側辺は、他方の前記側面オーバーラップ部に接続され、
   前記第１の側辺領域、前記第１の側辺領域に連結された前記側面オーバーラップ部、前記第２の側辺領域、及び前記第２の側辺領域に連結された前記側面オーバーラップ部は、いずれも前記中間領域上に積層される、ことを特徴とする請求項２に記載の電池セル。
4. 前記側面オーバーラップ部は、連結された上部領域及び下部領域を含み、前記下部領域は、前記第１の側辺領域全体又は前記第２の側辺領域全体をカバーする、ことを特徴とする請求項３に記載の電池セル。
5. 前記上部領域及び前記下部領域は、近隣の前記第２の側面カバー領域と一体に接続される、ことを特徴とする請求項４に記載の電池セル。
6. 前記上部領域及び前記下部領域の、前記第２の側面カバー領域に連結された辺の合計長さは、前記第２の側面カバー領域の対応する辺の長さと同じであり、且つ整列して接続される、ことを特徴とする請求項５に記載の電池セル。
7. 前記上部領域は矩形であり、前記下部領域は三角形であり、前記上部領域の、前記下部領域に接続された辺の長さは、前記下部領域の、前記上部領域に接続された辺の長さ以上である、ことを特徴とする請求項４～６のいずれか１項に記載の電池セル。
8. 前記側面オーバーラップ部の、連結された前記第２の側面カバー領域から離れた辺から、他方の前記第２の側面カバー領域までの長さは、前記第１の側面カバー領域全体の接着密封を確保する第１の予め設定された長さよりも小さい、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の電池セル。
9. 前記底部遮蔽部の底辺及び前記底面カバー領域の対応する辺は、長さが同じであり、且つ整列して接続される、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の電池セル。
10. 前記第１の側面カバー領域の底部に第１の接着構造が塗布され、前記第１の接着構造の底辺は、前記第１の側面カバー領域の底辺と面一となり、前記第１の接着構造の側辺は、前記第１の接着構造の一部が前記側面オーバーラップ部の側辺にカバーされることを確保する第２の予め設定された長さで、前記第１の側面カバー領域の側辺から離れる、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の電池セル。
11. 前記第１の接着構造の高さは、前記底部遮蔽部の高さよりも大きい、ことを特徴とする請求項１０に記載の電池セル。
12. 前記収容空間は、電池コア又は電池モジュールを被覆するためのものである、ことを特徴とする請求項１に記載の電池セル。
13. 前記収容空間の内壁は、前記電池コア又は前記電池モジュールに接着接続される、ことを特徴とする請求項１２に記載の電池セル。
14. 前記絶縁膜の材料は防水材料である、ことを特徴とする請求項１に記載の電池セル。
15. 電池であって、請求項１～６のいずれか１項に記載の電池セルを複数含む、ことを特徴とする電池。
16. 電池であって、請求項１～６のいずれか１項に記載の電池セルを含み、
    複数の前記電池コアは、前記絶縁膜の前記収容空間に被覆され、
    前記電池コアを被覆するための前記絶縁膜の前記第１の側面カバー領域上には、隣接する前記電池コアに接続するための第２の接着構造が塗布される、ことを特徴とする電池。
17. 前記電池コアの高さ方向において、前記第２の接着構造は、前記絶縁膜の第１の接着構造の上方に位置し、且つ前記第２の接着構造と前記第１の接着構造は、予め設定された距離で分離される、ことを特徴とする請求項１６に記載の電池。
18. 前記第２の接着構造の粘度は、前記第１の接着構造の粘度よりも大きく、前記第２の接着構造の防水性は、前記第１の接着構造の防水性よりも低い、ことを特徴とする請求項１７に記載の電池。
19. 前記第２の接着構造の厚さは、前記第１の接着構造の厚さよりも大きい、ことを特徴とする請求項１８に記載の電池。
20. 請求項１～６のいずれか１項に記載の電池セルの製造方法であって、
    ケースを有する電池コアを提供することと、
    前記ケースを被覆するための前記絶縁膜を提供することと、
    を含み、
    前記ケースが前記絶縁膜の前記収容空間に少なくとも部分的に被覆されるように、前記絶縁膜の前記底面カバー領域は、前記ケースの底壁をカバーし、前記絶縁膜の前記第１の側面カバー領域及び前記第２の側面カバー領域は、前記ケースの側壁をカバーする、ことを特徴とする電池セルの製造方法。
21. 電力消費機器であって、請求項１６に記載の電池を含む、ことを特徴とする電力消費機器。