KR20220137636A - 전지 셀, 전지, 전력 소비용 장치, 전지 셀을 제조하는 방법 및 장치 - Google Patents

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KR20220137636A
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pressure reducing
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지안시앙 양
시잉 후앙
지준 구오
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지앙수 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 리미티드
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Abstract

본원은 전지 셀, 전지, 전력 소비용 장치, 전지 셀을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이며, 전지 셀은 케이스, 감압 기구 및 방호 부재를 포함하고; 케이스는 벽부를 구비하고; 감압 기구는 벽부 상에 배치되고, 감압 기구는 박약부 및 박약부의 양측에 배치되는 제1 부분과 제2 부분을 포함하며, 박약부는 제1 부분과 제2 부분을 연결하는 데 사용되고, 감압 기구는 케이스 내부의 압력이 역치에 도달할 때 박약부가 파손되어 압력을 방출하도록 구성되며; 방호 부재는 감압 기구 상에 배치되고, 방호 부재는 제1 부분과 제2 부분을 연결하여 제1 부분과 제2 부분의 연결 강도를 증가시키는 데 사용된다. 본원은 전지 셀이 열폭주가 발생되지 않은 상황 하에서 폭파 감압되는 문제를 해결하기 위해, 전지 셀, 전지, 전력 소비용 장치, 전지 셀을 제조하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

전지 셀, 전지, 전력 소비용 장치, 전지 셀을 제조하는 방법 및 장치
본원은 전지 기술 분야에 관한 것으로, 특히 전지 셀, 전지, 전력 소비용 장치, 전지 셀을 제조하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
충방전식 전지는 에너지 밀도가 높고, 전력 밀도가 높으며, 순환 사용 횟수가 많고, 저장 시간이 긴 등 장점을 구비하므로, 전기 차량, 이동 단말 또는 전기 기구에 보편적으로 사용되고 있다. 전지는 직렬 연결, 병렬 연결 또는 혼합 연결되는 복수의 전지 셀을 포함한다. 전지의 사용 과정에서, 전지 셀에는 열폭주가 발생되지 않은 상황 하에서 폭파 감압되는 경우가 있으며 전지의 정상적인 사용에 영향을 준다.
본원은 전지 셀이 열폭주가 발생되지 않은 상황 하에서 폭파 감압되는 문제를 해결하기 위해, 전지 셀, 전지, 전력 소비용 장치, 전지 셀을 제조하는 방법 및 장치를 제공한다.
일 양태에 있어서, 본원의 실시예는 전지 셀을 제공하는 바, 상기 전지 셀은 케이스, 감압 기구 및 방호 부재를 포함하고; 케이스는 벽부를 구비하고; 감압 기구는 벽부 상에 배치되고, 감압 기구는 박약부 및 박약부의 양측에 배치되는 제1 부분과 제2 부분을 포함하며, 박약부는 제1 부분과 제2 부분을 연결하는 데 사용되고, 감압 기구는 케이스 내부의 압력이 역치에 도달할때 박약부가 파손되어 압력을 방출하도록 구성되며; 방호 부재는 감압 기구 상에 배치되고, 방호 부재는 제1 부분과 제2 부분을 연결하여 제1 부분과 제2 부분의 연결 강도를 증가시키는 데 사용된다.
본원 실시예의 전지 셀에 따르면, 감압 기구 상에 박약부를 배치함으로써 케이스 내부의 압력이 역치에 도달할 때 압력을 방출할 수 있도록 하며, 전지 셀에 열폭주가 발생할 때의 안전을 보장한다. 방호 부재의 배치는 제1 부분과 제2 부분의 연결 강도를 증가시킬 수 있으며, 전지 셀의 내부 압력이 고저로 교대 변화하는 경우, 방호 부재로 하여금 감압 기구가 융기 또는 함몰될 때 박약부에 인가하는 작용력을 분담할 수 있도록 하며, 나아가 박약부에 인가하는 교번 응력을 감소시키는데 유리하며, 전지 셀을 정상으로 사용하는 경우, 박약부가 교번 피로 노화 또는 파단되어 감압 기구를 조기 폭파 감압하는 가능성을 저하시키며, 전지 셀의 사용 안전성과 안정성을 향상시키는데 유리하다.
본원의 일 양태에 따르면, 방호 부재는 케이스 내부의 압력이 역치에 도달할 때 물리적 성능 변화가 발생하도록 구성되어, 방호 부재와 제1 부분 또는 제2 부분의 연결력을 감소 또는 제거한다.
상술한 해결 수단에 있어서, 방호 부재를 케이스 내부의 압력이 역치에 도달할 때 물리적 성능 변화가 발생하도록 구성시킴으로써, 제1 부분 및 제2 부분 사이의 연결력을 감소 또는 제거하며, 전지 셀로 하여금 열푹주가 발생할 때 감압 기구의 박약부가 제때에 파손되어 압력을 방출하도록 할 수 있다.
본원의 일 양태에 있어서, 박약부는 감압 기구의 외면에 오목홈을 형성하며, 박약부의 두께는 제1 부분 및 제2 부분의 두께보다 작다.
상술한 해결 수단에 있어서, 감압 기구의 외면에 오목홈을 배치하여 박약부를 형성함으로써, 박약부의 형성에 유리하고 또한 박약부의 강도를 제1 부분 및 제2 부분보다 더 작게 할 수 있으며, 전지 셀에 열폭주가 발생할 때 박약부가 제때에 파손될 수 있도록 효과적으로 보장할 수 있다.
본원의 일 양태에 따르면, 방호 부재의 적어도 일부분이 오목홈에 수용되고, 방호 부재는 오목홈의 벽을 연결하는 데 사용되며, 방호 부재는 케이스 내부의 압력이 역치에 도달할 때 응고 상태에서 연화 상태 또는 응고 상태에서 용융 상태로 전환되도록 구성된다.
상기 해결 수단에 있어서, 방호 부재는 오목홈에 수용되고, 방호 부재의 성형에 유리하며, 제1 부분과 제2 부분 사이의 연결 수요를 충족시키도록 보장할 수 있다. 동시에, 방호 부재는 케이스 내부의 압력이 역치에 도달할 때, 응고 상태에서 연화 상태 또는 응고 상태에서 용융 상태로 전환되어, 제1 부분과 제2 부분 사이의 연결 강도를 줄일 수 있으며, 제1 부분 및 제2 부분으로 하여금 전지 셀에 열폭주가 발생할 때 변형이 커지도록 하며, 박약부가 파손되어 압력을 방출하는데 유리하다.
본원의 일 양태에 따르면, 방호 부재는 본체부 및 본체부에서의 오목홈의 폭 방향을 따른 양측에 위치하는 제1 연결부와 제2 연결부를 포함하며, 본체부는 오목홈에 수용되고 또한 오목홈의 벽에 연결되며, 제1 연결부는 제1 부분을 연결하는 데 사용되고, 제2 연결부는 제2 부분을 연결을 연결하는 데 사용된다.
상술한 해결 수단에 있어서, 방호 부재가 본체부 및 본체부에서의 오목홈의 폭 방향을 따른 양측에 위치하는 제1 연결부와 제2 연결부를 포함하며, 본체부와 제1 부분 및 제2 부분의 연결, 제1 연결부와 제1 부분의 연결 및 제2 연결부와 제2 부분의 연결을 통해, 제1 부분 및 제2 부분 사이의 연결의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 전지 셀에 열폭주가 발생하지 않은 상황 하에서 제1 부분과 제2 부분 사이의 연결 강도를 보장할 수 있다.
본원의 일 양태에 따르면, 방호 부재의 융해점은 감압 기구의 융해점보다 낮다.
상기 해결 수단에 있어서, 방호 부재의 융해점이 감압 기구의 융해점보다 낮으므로, 전지 셀에 열폭주가 발생할 때, 방호 부재를 감압 기구보다 먼저 용융 또는 융해시켜 유연해지게 하며, 방호 부재와 제1 부분 또는 제2 부분의 연결력을 감소 또는 제거하고, 박약부가 파손되어 압력을 방출하는데 유리하다.
본원의 일 양태에 있어서, 방호 부재는 폴리 프로필렌 필름층, 폴리 에틸렌 필름층 및 파라핀 필름층 중 적어도 한 종류를 포함한다.
상술한 해결 수단에 있어서, 방호 부재가 상술한 필름층 구조를 사용하며, 방호 부재의 전지 셀에 열폭주가 발생할 때의 물리적 성능 변화에 유리할 수 있으며, 나아가 박약부가 파손되어 압력을 방출하는데 유리하다.
본원의 일 양태에 따르면, 방호 부재는 적층 배치되는 베이스층과 접착층을 포함하고, 접착층은 베이스층과 감압 기구를 연결하는 데 사용되며, 접착층은 케이스 내부의 압력이 역치에 도달할을 때 점성 상태에서 비점성 상태로 전환되도록 구성된다.
상술한 해결 수단에 있어서, 전지 셀에 열폭주가 발생할 때, 접착층을 점성 상태에서 비점성 상태로 전환시킬 수 있으며, 방호 부재와 제1 부분 또는 제2 부분의 연결력을 감소 또는 제거하고, 전지 셀에 열폭주가 발생할때 박약부가 파손되어 압력을 방출하는데 유리하다.
본원의 일 양태에 따르면, 방호 부재는 오목홈의 폭 방향에 따라 오목홈을 덮고, 방호 부재는 오목홈의 폭 방향의 양단에서 각각 제1 부분 및 제2 부분에 연결된다.
상술한 해결 수단에 있어서, 방호 부재와 제1 부분 및 제2 부분의 연결에 유리하며, 예컨대 접착 등 방식으로 제1 부분 및 제2 부분에 직접 연결될 수 있다.
본원의 일 양태에 있어서, 박약부는 환형 구조이고, 제1 부분은 박약부에 의해 둘러싸인 영역 내에 위치하고 또한 박약부가 파손된 후 반전(反轉)하는 데 사용되며, 제2 부분은 박약부와 벽부 사이에 위치하며 또한 벽부를 연결하는 데 사용되며;
또는, 박약부는 스트립 형상 구조이고, 제1 부분과 제2 부분은 모두 벽부를 연결하는 데 사용된다.
상술한 해결 수단에 있어서, 박약부는 상술한 구조 형태를 사용하고, 박약부, 제1 부분 및 제2 부분의 성형에 유리하며, 아울러 전지 셀에 열폭주가 발생할 때 박약부가 파손될 수 있도록 보장할 수 있으며, 전지 셀의 안전 성능을 보장한다.
본원의 일 양태에 따르면, 방호 부재는 두 개 이상의 방호 유닛을 구비하고, 두 개 이상의 방호 유닛은 박약부의 연장 궤적에서 간격을 두고 분포된다.
상술한 해결 수단에 있어서, 방호 부재에 두 개 이상의 방호 유닛이 사용되는 형식은, 전지 셀이 정상으로 작동할 때 제1 부분과 제2 부분 사이의 연결 강도를 증가하는 수요를 충족시킬 수 있는 동시에, 전지 셀이 열폭주 발생시 파손되는데 유리할 수 있으며, 전지 셀의 안전 성능을 보장한다.
본원의 일 양태에 따르면, 방호 부재는 박약부의 연장 궤적에 따라 박약부를 완전히 덮는다.
본원의 일 양태에 따르면, 케이스는 하우징 및 엔드캡을 구비하고, 하우징은 개구를 구비하며, 엔드캡은 개구를 밀폐하도록 배치되며, 하우징 및 엔드캡 중 어느 하나는 상기 벽부를 구비한다.
상술한 해결 수단에 있어서, 전지 셀 내부 부품의 조립에 유리하며, 아울러 전지 셀에 열폭주가 발생할 때의 안전을 보장할 수 있다.
본원의 일 양태에 따르면, 벽부는 관통홀을 구비하고, 감압 기구는 관통홀을 덮으며, 제2 부분은 벽부의 내벽면에 연결된다.
상술한 해결 수단에 있어서, 방호 부재와 케이스 사이의 조립과 연결에 유리하며, 전지 셀에 열폭주가 발생할 때의 안전을 보장한다.
다른 일 양태에 있어서, 본원의 실시예는 상술한 전지 셀을 포함하는 전지를 제공한다.
또 다른 일 양태에 있어서, 본원의 실시예는 전력 소비용 장치를 제공하고, 상기 전력 소비용 장치는 전기 에너지를 공급하는 데 사용된다.
또 다른 일 양태에 있어서, 본원의 실시예는 전지 셀을 제조하는 방법을 제공하는 바, 상기 방법은,
엔드캡 및 하우징을 제공하는 단계로서, 하우징은 개구를 구비하고, 엔드캡은 개구를 밀폐하도록 배치되며, 하우징 또는 엔드캡에는 감압 기구가 배치되고, 감압 기구는 박약부 및 박약부의 양측에 배치되는 제1 부분과 제2 부분을 포함하며, 박약부는 제1 부분과 제2 부분을 연결하는 데 사용되고, 감압 기구는 하우징과 엔드캡에 의해 형성된 내부 전체의 압력이 역치에 도달할 때 박약부가 파손되어 압력을 방출하도록 구성되는 단계;
방호 부재를 제공하는 단계로서, 방호 부재는 감압 기구에 배치되고, 방호 부재는 제1 부분과 제2 부분을 연결하여 제1 부분과 제2 부분의 연결 강도를 증가시키는 데 사용되는 단계;
전극 어셈블리를 제공하고, 전극 어셈블리를 하우징 내에 장착하는 단계; 및
엔드캡과 하우징을 조립하고, 엔드캡을 하우징에 연결하여 개구를 덮는 단계;를 포함한다.
본원 실시예의 다른 일 양태에 따르면, 방호 부재를 제공하는 단계로서, 방호 부재는 감압 기구에 배치되고, 방호 부재는 제1 부분과 제2 부분을 연결하여 제1 부분과 제2 부분의 연결 강도를 증가시키는 데 사용되는 단계는,
엔드캡 또는 하우징에서의 박약부를 구비한 영역에 방호 부재에 접착하는 단계로서, 방호 부재는 폴리 프로필렌 필름층 및 폴리 에틸렌 필름층 중 적어도 한 종류를 포함하는 단계;
또는, 엔드캡 또는 하우징에서의 박약부를 구비한 영역에 방호용 분말을 분무 코팅하고 응고시켜 방호 부재를 형성하는 단계로서, 방호용 분말은 폴리 프로필렌 분말 및 폴리 에틸렌 분말 중 적어도 한 종류를 포함하는 단계;
또는, 엔드캡 또는 하우징에서의 박약부를 구비한 영역에 파라핀 용액을 침윤시키고, 박약부의 영역에 침윤된 파라핀 용액이 응고된 후 방호 부재를 형성하는 단계;를 포함한다.
또 다른 일 양태에 있어서, 본원의 실시예는 전지 셀을 제조하는 장치를 제공하는 바, 상기 장치는 제1 제공 모듈, 제2 제공 모듈, 제3 제공 모듈 및 조립 모듈을 포함하고; 제1 제공 모듈은 엔드캡 및 하우징을 제공하는 데 사용되고, 하우징은 개구를 구비하며, 엔드캡은 개구를 밀폐하도록 배치되며, 하우징 또는 엔드캡에는 감압 기구가 배치되고, 감압 기구는 박약부 및 박약부의 양측에 배치되는 제1 부분과 제2 부분을 포함하며, 박약부는 제1 부분과 제2 부분을 연결하는 데 사용되고, 감압 기구는 하우징과 엔드캡에 의해 형성된 내부 전체의 압력이 역치에 도달할 때 상기 박약부가 파손되어 압력을 방출하도록 구성되며; 제2 제공 모듈은 방호 부재를 제공하는 데 사용되고, 방호 부재는 감압 기구에 배치되고, 방호 부재는 제1 부분과 제2 부분을 연결하여 제1 부분과 제2 부분의 연결 강도를 증가시키는 데 사용되며; 제3 제공 모듈은 전극 어셈블리를 제공하고 전극 어셈블리를 하우징 내에 장착하는 데 사용되며; 조립 모듈은 엔드캡과 하우징을 조립하고, 엔드캡을 하우징에 연결하며, 개구를 덮는 데 사용된다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀을 제조하는 장치에 있어서, 제조된 전지 셀, 감압 기구에 박약부를 배치함으로써 케이스 내부의 압력이 역치에 도달할 때 압력을 방출할 수 있도록 하며, 전지 셀에 열폭주가 발생할 때의 안전을 보장한다. 방호 부재의 배치는 제1 부분과 제2 부분의 연결 강도를 증가시킬 수 있으며, 전지 셀의 내부 압력에 고저로 교대 변화하는 경우, 방호 부재로 하여금 감압 기구가 융기 또는 함몰될 때 박약부에 인가하는 작용력을 분담할 수 있도록 하며, 나아가 박약부에 인가하는 교번 응력을 감소시키는데 유리할 수 있으며, 전지 셀을 정상으로 사용하는 경우, 박약부에 교번 피로 노화 또는 파단되어 감압 기구를 조기 폭파 감압하는 가능성을 저하시키며, 전지 셀의 사용 안전성과 안정성을 향상시키는데 유리하다.
본원 실시예의 기술적 해결 수단을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하에서는 본원의 실시예에서 필요한 도면을 간단히 설명하며, 물론 이하에서 설명되는 도면은 본원의 일부 실시예에 불과하며, 당업자라면 창조적인 노동 필요 없이 도면을 토대로 다른 도면을 얻을 수 있다.
도 1은 본원의 일 실시예에 따른 차량의 부분 구조 개략도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 전지의 분해 구조 개략도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 전지 모듈의 부분 구조 개략도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 전지 셀의 분해 구조 개략도이다.
도 5는 도 4에 도시된 실시예의 전지 셀의 부분 단면 구조 개략도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 전지 셀의 부분 분해 구조 개략도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 감압 기구의 구조 개략도이다.
도 8은 도 5에서의 A 부위의 부분 확대도이다.
도 9는 본원의 다른 일 실시예에 따른 전지 셀의 부분 확대도이다.
도 10은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 셀의 부분 확대도이다.
도 11은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 셀의 감압 기구와 방호 부재의 연결 개략도이다.
도 12는 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 셀의 감압 기구와 방호 부재의 연결 개략도이다.
도 13은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 셀의 감압 기구와 방호 부재의 연결 개략도이다.
도 14는 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 셀의 감압 기구와 방호 부재의 연결 개략도이다.
도 15는 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 셀의 감압 기구와 방호 부재의 연결 개략도이다.
도 16은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 셀의 감압 기구와 방호 부재의 연결 개략도이다.
도 17은 본원의 또 다른 일 실시예에 따른 전지 셀의 감압 기구와 방호 부재의 연결 개략도이다.
도 18은 본원의 일 실시예에 따른 전지 셀을 제조하는 방법의 흐름도이다.
도 19는 본원의 일 실시예에 따른 전지 셀을 제조하는 장치의 구조 개략도이다.
도면에 있어서, 도면은 실제의 비례에 따라 그려진 것이 아니다.
이하에서는 도면 및 실시예와 결합하여 본원의 실시형태를 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예에 대한 상세한 설명 및 첨부된 도면은 본원의 원리를 예시적으로 설명하기 위해 사용된 것으로, 본원의 범위를 한정하기 위한 것이 아니며, 본원은 하기 실시예에 한정되지 않는다.
본원의 설명에 있어서, 설명이 필요한 것은, 별도의 설명이 없는 한, "복수"라는 용어는 두 개 이상을 나타내며, "상" “하” “좌” “우” “내” 및 "외" 등 용어가 나타내는 방향 또는 위치 관계는 단지 본원을 쉽게 설명하고자 하는 목적 및 간단하게 설명하고자 하는 목적으로만 사용되며, 가리키는 장치 또는 부재가 반드시 특정의 방향을 구비하거나 특정의 방향으로 구성되거나 작동되어야 한다는 의미를 나타내거나 암시하는 것이 아니므로, 본원에 대한 한정으로 이해할 수 없다. 또한, “제1” “제2” 및 “제3” 등 용어는 단지 설명의 목적으로만 사용되는 것으로 상대적인 중요성을 나타내거나 암시하는 것으로 이해되서는 안된다. "수직"은 오차 허용 범위 내의 수직으로서, 엄격한 의미에서의 수직이 아니다. "평행"은 오차 허용 범위 내의 평행으로서, 엄격한 의미에서의 평행이 아니다.
하기 설명에서 나타나는 방향 용어는 모두 도면에 도시되는 방향으로서, 본원의 구체적인 구조를 한정하는 것이 아니다. 본원의 설명에 있어서, 설명이 필요한 것은, 별도의 명확한 규정과 한정이 없는 한, "장착" "서로 연결" 및 "연결"이라는 용어는 광의적으로 이해되어야 하고, 예를 들어, 고정 연결 또는 탈착식 연결일 수도 있고, 또는 일체형일 수도 있으며; 직접적 연결 또는 중간 매체를 통한 간접적인 연결일 수도 있다. 당업자라면, 구체적인 상황에 따라 본원에서의 상술한 용어들의 특정 의미를 이해할 수 있다.
본원에 있어서, 전지 셀은 리튬 이온 이차 전지, 리튬 이온 일차 전지, 리튬 유황 전지, 나트륨 리튬 이온 전지, 나트륨 이온 전지 또는 마그네슘 이온 전지 등을 포함할 수 있으며, 본원의 실시예는 이를 한정하지 않는다. 전지 셀은 원주체, 편평체, 장방체 또는 기타 형상 등일 수 있으며, 본원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다. 전지 셀은 패키지 방식에 따라 원주형 전지 셀, 사각형 전지 셀 및 소프트 패키지 전지 셀과 같은 세 종류로 나뉘며, 본원의 실시예는 이에 대해 한정하지 않는다.
본원의 실시예에 따른 전지는 하나 또는 복수의 전지 셀을 포함하여 더 높은 전압과 용량을 제공하는 단일한 물리적 모듈을 가리킨다. 예를 들어, 본원에 따른 전지는 전지 모듈 또는 전지 팩 등을 포함할 수 있다. 전지는 일반적으로 하나 또는 복수의 전지 셀을 밀봉하기 위한 박스 본체를 포함한다. 박스 본체는 액체 또는 다른 이물질이 전지 셀의 충전 또는 방전에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
전지 셀은 전극 어셈블리 및 전해질을 포함하고, 전극 어셈블리는 정극 시트, 부극 시트 및 세퍼레이터를 포함한다. 전지 셀은 주로 정극 시트와 부극 시트 사이에서의 금속 이온의 이동에 의해 작동한다. 정극 시트는 정극 집전체 및 정극 활물질층을 포함하고, 정극 활물질층은 정극 집전체의 표면에 코팅되며, 정극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 정극 활물질층이 코팅된 집전체에서 돌출하며, 정극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 적층되어 정극 탭으로 사용된다. 리튬 이옴 전지를 예로 하면, 정극 집전체의 재료는 알루미늄일 수 있고, 정극 활물질은 코발트산 리튬, 인산철 리튬, 삼원계 리튬 또는 망간산 리튬 등일 수 있다. 부극 시트는 부극 집전체 및 부극 활물질층을 포함하고, 부극 활물질층은 부극 집전체의 표면에 코팅되며, 부극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 부극 활물질층이 코팅된 집전체에서 돌출되고, 부극 활물질층이 코팅되지 않은 집전체는 적층되어 부극 탭으로 사용된다. 부극 집전체의 재료는 구리일 수 있고, 부극 활물질은 탄소 또는 규소 등일 수 있다. 세퍼레이터의 재질은 PP(Polypropylene, 폴리 프로필렌) 또는 PE(Polyethylene, 폴리 에틸렌) 등일 수 있다. 또한, 전극 어셈블리는 권취형 구조일 수도 있고, 적층형 구조일 수도 있으며, 본원의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
전지 기술의 발전은 동시에 다방면의 설계 요소, 예컨대 에너지 밀도, 순환 수명, 방전 용량, 충방전 배율 등 성능 파라미터를 고려해야 하며, 또한 전지의 안전성을 고려해야 한다.
전지 셀에 있는 감압 기구는 전지의 안전성에 대해 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 단락, 과충전 등 현상이 발생할 때, 전지 셀 내부의 열폭주를 초래하여 압력 또는 온도의 급상승을 초래할 수 있다. 이러한 경우, 감압 기구를 구동하여 내부 압력과 온도를 외부로 방출하여 전지 셀의 폭발, 스파크를 방지할 수 있다.
감압 기구란 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 소정의 역치에 도달할 때 구동되어 내부 압력 또는 온도를 방출하는 소자 또는 부재를 가리킨다. 해당 역치의 설계는 설계의 수요에 따라 상이하다. 상술한 역치는 전지 셀에서의 정극 시트, 부극 시트, 전해액 및 세퍼레이터 중 하나 또는 복수의 재료에 의해 결정될 수 있다. 감압 기구는 방폭 밸브, 공기 밸브, 압력 방출 밸브 또는 안전 밸브 등과 같은 방식을 사용할 수 있고, 구체적으로 압력 감지 또는 온도 감지의 소자 또는 구조를 사용할 수 있으며, 다시 말해서 전지 셀의 내부 압력 또는 온도가 소정의 역치에 도달할 때, 감압 기구가 작동 또는 감압 기구에 배치된 박약 구조가 파손되어, 내부 압력 또는 온도가 방출될 수 있는 개구 또는 통로를 형성한다.
본원에 언급되는 “구동”이란 감압 기구가 동작 또는 일정한 상태로 활성화되어, 전지 셀의 내부 압력과 온도를 방출하는 것을 가리킨다. 감압 기구의 동작은 감압 기구 중 적어도 일부분이 파열, 분쇄, 찢어지거나 열어지는 등을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 감압 기구가 구동될 때, 전지 셀 내부의 고온 고압 물질은 배출물로서 구동되는 부위에서 밖으로 배출된다. 이러한 방식으로 압력 또는 온도를 제어할 수 있는 상황에서 전지 셀을 감압 및 감온시킬 수 있으므로, 더욱 심각한 잠재적인 사고 발생을 방지할 수 있다.
본원에 언급되는 전지 셀에서 배출되는 배출물은 전해액, 용해 또는 분열된 정부극 시트, 세퍼레이터의 파편, 반응에 의해 발생되는 고온 고압 기체, 화염 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는다.
출원인은, 전지 셀의 순환 과정에서, 전지 셀이 열폭주의 소정의 조건에 도달하지 않았을 때 폭파 감압되는 문제를 발견한 후, 전지 셀의 구조와 사용 환경에 대해 분석과 연구를 진행했다. 출원인은, 전지 셀의 감압 기구에 조기 피로 노화되는 상황이 존재하므로, 감압 기구의 역치를 작게 하고, 전지 셀 내부 압력이 원래 설정한 압력에 도달하지 않았을 때, 감압 기구가 조기 폭파된는 것을 발견했다. 진일보 연구 후에, 전지 셀의 운송, 온도 변화 또는 충방전 과정에서, 전지 셀의 내부 압력에는 고저로 교대 변화하는 상황이 존재하므로, 감압 기구를 왕복으로 반전시키는 상황이 발생하게 된다. 감압 기구가 장기적으로 왕복 반전되면, 부분 영역이 피로 노화되므로, 감압 기구의 개방 역치를 저하시킨다.
출원인이 발견한 상술한 문제를 토대로, 출원인은 전지 셀의 구조를 개량하였는 바, 본원의 실시예에 따른 기술적 해결 수단은 전지 셀, 전지 셀을 포함하는 전지 및 전지를 사용하는 전력 소비용 장치에 적용된다.
전력 소비용 장치는 차량, 휴대폰, 휴대용 장치, 노트북, 선박, 우주 장치, 전기 완구 및 전기 기구 등일 수 있다. 차량은 휘발유 자동차, 가스 자동차 또는 신에너지 자동차일 수 있으며, 신에너지 자동차는 순수 전기 차량, 하이브리드 자동차 또는 주행거리 연장형 자동차 등일 수도 있고; 우주 장치는 비행기, 로켓 및 우주선 등을 포함하며; 전기 완구는 고정형 또는 이동형 전기 완구, 예컨대 게임기, 전기 차량 완구, 전기 선박 완구 및 전기 비행기 완구 등을 포함하고; 전기 기구는 금속 절삭 전기 기구, 연마 전기 기구, 조립 전기 기구 및 철로용 전기 기구, 예컨대 전기 드릴, 전기 연마기, 전기 렌치, 전기 드라이버, 전기 해머, 임팩 전기 드릴, 콘크리트 바이브레이터 및 전기 대패 등을 포함한다. 본원의 실시예는 상기 전력 소비용 장치에 대해 특별히 한정하지 않는다.
하기 실시예에서는 설명상 편리를 위해, 전력 소비용 장치가 차량인 것을 예로 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 차량(1)의 내부에는 전지(10)가 배치된다. 전지(10)는 차량(1)의 하단부 또는 앞부분 또는 뒷부분에 배치될 수 있다. 전지(10)는 차량(1)을 위해 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 전지(10)는 차량(1)의 조작 전원으로 사용될 수 있다.
차량(1)은 컨트롤러(1b)와 모터(1a)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(1b)는 전지(10)를 제어하여 모터(1a)에 전력을 공급하며, 예를 들어, 차량(1)의 시동, 내비케이션 및 주행시의 동작에 필요한 전력 공급에 사용된다.
본원의 일부 실시예에 있어서, 전지(10)는 차량(1)의 조작 전원으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 차량(1)의 구동 전원으로도 사용될 수 있으며, 휘발유 또는 천연 가스를 교체 또는 부분적으로 교체하여 차량(1)을 위해 구동 동력을 제공한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이. 전지(10)는 전지 셀(30)(도 2에서 미도시)을 포함한다. 전지(10)는 전지 셀(30)을 수용하는 박스 본체를 더 포함할 수 있다.
박스 본체는 전지 셀(30)을 수용하며, 박스 본체는 다양한 구조 형태일 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 박스 본체는 하부 케이스(11)와 상부 케이스(12)를 포함할 수 있다. 하부 케이스(11)와 상부 케이스(12)는 서로 덮인다. 하부 케이스(11)와 상부 케이스(12)는 공동으로 전지 셀(30)을 수용하는 수용 공간을 한정한다. 하부 케이스(11)와 상부 케이스(12)는 모두 일측이 개구된 중공 구조일 수 있다. 하부 케이스(11)의 개구측은 상부 케이스(12)의 개구측을 덮어, 수용 공간을 구비하는 박스 본체를 형성한다. 하부 케이스(11)와 상부 케이스(12) 사이에는 밀봉 부재가 배치되어 하부 케이스(11)와 상부 케이스(12)의 밀봉 연결을 구현할 수 있다.
실제 적용에 있어서, 하부 케이스(11)는 상부 케이스(12)의 상단부를 덮을 수 있다. 하부 케이스(11)를 상부 박스 본체라고도 칭할 수도 있고, 상부 케이스(12)를 하부 박스 본체라고도 칭할 수도 있다.
하부 케이스(11)와 상부 케이스(12)는 다양한 형상, 예컨대 원주체, 장방체 등일 수 있다. 도 2에 있어서, 예시적으로, 하부 케이스(11)와 상부 케이스(120)는 모두 장방체 구조이다.
전지(10)에 있어서, 전지 셀(30)은 하나 또는 복수 일 수 있다. 전지 셀(30)이 복수인 경우, 복수의 전지 셀(30) 사이는 직렬 연결, 병렬 연결 또는 혼합 연결될 수 있다. 혼합 연결이란 복수의 전지 셀(30) 사이에 직렬 연결이 있을 뿐만아니라 병렬 연결도 있다는 것을 가리킨다. 복수의 전지 셀(30)은 직접 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결될 수 있으며, 복수의 전지 셀(30)에 의해 구성된 전체를 박스 본체 내에 수용하며, 복수의 전지 셀(30)을 먼저 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결하여 전지 모듈(20)을 구성할 수도 있다. 복수의 전지 모듈(20)을 다시 직렬 연결 또는 병렬 연결 또는 혼합 연결하여 전체를 형성하고, 박스 본체 내에 수용된다.
일부 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 전지(10)에서, 전지 셀(30)은 복수이다. 복수의 전지 셀(30)은 먼저 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결되어 전지 모듈(20)을 구성한다. 복수의 전지 모듈(20)은 다시 직렬 또는 병렬 또는 혼합 연결되어 일체형을 형성하고, 박스 본체 내에 수용된다.
일부 실시예에 있어서, 전지 모듈(20) 중 복수의 전지 셀(30) 사이는 버스 부재를 통해 전기적 연결을 구현하여, 전지 모듈(20) 중 복수의 전지 셀(30)의 병렬 연결 또는 직렬 연결 또는 혼합 연결을 구현할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전지 셀(30)은 케이스(40), 전극 어셈블리(50), 전극 단자(60), 절연 부재 및 어댑터(70)를 포함한다. 케이스(40)는 하우징(42) 및 엔드캡(41)을 포함하고, 하우징(42)은 개구(421)를 구비한다. 전극 어셈블리(50)는 하우징(42) 내에 수용되고, 전극 어셈블리(50)는 탭(51)을 포함한다. 엔드캡(41)은 개구(421)를 덮는다. 전극 단자(60)는 엔드캡(41)에 장착된다. 절연 부재는 엔드캡(41)에서의 전극 어셈블리(50)과 대향하는 일측에 위치한다. 어댑터(70)는 전극 단자(60)와 탭(51)을 연결하는데 사용되며, 탭(51)과 전극 단자(60)를 전기적으로 연결시킨다.
여기서, 하우징(42)은 다양한 형상, 예컨대 원주체, 장방체 등일 수 있다. 하우징(42)의 형상은 전극 어셈블리(50)의 구체적인 형상에 따라 결정할 수 있다. 예를 들어, 전극 어셈블리(50)가 원주체 구조인 경우, 하우징(42)은 원주체 구조를 선택할 수 있다. 전극 어셈블리(50)가 장방체 구조인 경우, 하우징(42)은 장방체 구조를 선택할 수 있다. 도 4에 있어서, 예시적으로, 하우징(42)과 전극 어셈블리(50)는 모두 장방체 구조이다.
하우징(42)의 재질은 다양한 바, 예컨대 구리, 철, 알루미늄, 스테인리스강, 알루미늄 합금 등일 수 있으며, 본원의 실시예는 이에 대해 특별히 한정하지 않는다.
하우징(42) 내에 수용되는 전극 어셈블리(50)는 하나 또는 복수일 수 있다. 도 4에 있어서, 하우징(42) 내에 수용되는 전극 어셈블리(50)는 두 개이다.
일부 실시예에 있어서,전극 어셈블리(50)는 정극 시트, 부극 시트 및 세퍼레이터를 더 포함한다. 전극 어셈블리(50)는 정극 시트, 세퍼레이터 및 부극 시트가 권취되어 형성된 권취형 구조일 수 있다. 전극 어셈블리(50)는 정극 시트, 세퍼레이터 및 부극 시트가 적층되어 형성되는 적층형 구조일 수도 있다.
정극 시트는 정극 집전체와 정극 활물질층을 포함할 수 있다. 정극 활물질층은 정극 집전체의 표면에 코팅된다. 부극 시트는 부극 집전체와 부극 활물질층을 포함할 수 있다. 부극 활물질층은 부극 집전체의 표면에 코팅된다. 세퍼레이터는 정극 시트와 부극 시트 사이에 위치하며, 정극 시트와 부극 시트를 격리시켜 정극 시트와 부극 시트 사이에 단락이 발생하는 위험을 저하시키는 데 사용된다.
여기서, 세퍼레이터의 재질은 PP(polypropylene, 폴리 프로필렌) 또는 PE(polyethylene, 폴리 에틸렌) 등일 수 있다.
전극 어셈블리(50) 중 탭(51)은 정극 탭과 부극 탭으로 나뉜다. 정극 탭은 정극 집전체 중 정극 활물질층이 코팅되지 않은 부분일 수 있다. 부극 탭은 부극 집전체 중 부극 활물질층이 코팅되지 않은 부분일 수 있다.
본원의 실시예에 있어서, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 엔드캡(41)은 하우징(42)의 개구(421)를 덮어, 전지 셀(30)을 수용하는 밀폐 공간을 형성하며, 밀폐 공간은 또한 전해질 예컨대 전해액을 수용할 수 있다. 전극 단자(60)는 전지 셀(30)의 전기 에너지를 출력하는 출력 부재이며, 전극 단자(60)는 하나일 수도 있고 두 개일 수도 있다.
하우징(42)의 개구(421)는 하나일 수도 있고 두 개일 수도 있다. 하우징(42)의 개구(421)가 하나인 경우, 엔드캡(41)은 하나일 수 있다. 하우징(42)의 개구(421)가 두 개인 경우, 엔드캡(41)은 두 개일 수 있다. 두 개의 엔드캡(41)은 각각 두 개의 개구(421)를 덮고, 각 엔드캡(41) 상에는 모두 전극 단자(60)가 배치될 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 하우징(42)의 개구(421)는 하나이고, 엔드캡(41)도 하나이다. 엔드캡(41)에는 두 개의 전극 단자(60)를 배치할 수 있다. 하나의 전극 단자(60)는 하나의 어댑터(70)를 통해 전극 어셈블리(50)의 하나의 탭(정극 탭)에 전기적으로 연결된다. 다른 하나의 전극 단자(60)는 다른 하나의 어댑터(70)를 통해 전극 어셈블리(50)의 다른 하나의 탭(부극 탭)에 전기적으로 연결된다.
다른 일부 실시예에 있어서, 하우징(42)의 개구(421)는 두 개이다. 두 개의 개구(421)는 하우징(42)에서의 대향하는 양측에 배치되고, 엔드캡(41)은 두 개이다. 두 개의 엔드캡(41)은 각각 하우징(42)의 두 개의 개구(421) 부위를 덮는다. 이러한 경우, 각 엔드캡(41) 상의 전극 단자(60)는 하나일 수 있다. 하나의 엔드캡 상의 전극 단자(60)는 하나의 어댑터(70)를 통해 전극 어셈블리(50)의 하나의 탭(정극 탭)에 전기적으로 연결되며, 다른 하나의 엔드캡(41) 상의 전극 단자(60)는 다른 하나의 어댑터(70)를 통해 전극 어셈블리(50)의 다른 하나의 탭(부극 탭)에 전기적으로 연결된다.
일부 실시예에 있어서, 전지 셀(30)은 감압 기구(80)를 더 포함할 수 있다. 감압 기구(80)는 케이스(40)에 장착된다. 감압 기구(80)는 전지 셀(30)의 내부 압력 또는 온도가 역치에 도달할 때 전지 셀(30) 내부의 압력을 방출하는 데 사용된다.
예시적으로, 감압 기구(80)는 방폭 밸브, 방폭편, 공기 밸브, 압력 방출 밸브 또는 안전 밸브 등일 수 있다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 선택적인 실시형태로서, 본원 실시예의 케이스(40)는 벽부를 구비하고, 벽부는 관통홀(422)을 구비하며, 감압 기구(80)는 관통홀(422)을 덮는다.
하나의 선택적인 실시형태로서, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에 있어서, 이의 하우징(42)은 측벽(42a)과 밑벽(42b)을 포함한다. 측벽(42a)은 엔드캡(41)을 연결하는 데 사용된다. 밑벽(42b)과 하우징(42)의 개구(421)는 두께 방향(X)에 따라 대향된다. 측벽(42a)의 두께 및 밑벽(42b)의 두께는 모두 엔드캡(41)의 두께보다 작다. 일부 선택적인 실시예에 있어서, 벽부는 측벽(42a) 또는 밑벽(42b)이다.
엔드캡(41)와 하우징(42)는 분리 구조이다. 양자는 밀봉 연결된 후 케이스(40)를 형성한다. 감압 기구(80)는 측벽(42a) 및/또는 밑벽(42b)에 배치될 수 있다.
하우징(42)의 두께는 엔드캡(41)의 두께보다 작으므로, 엔드캡(41)의 강성을 하우징(42)의 강성보다 크게 한다. 동일한 압력이 작용하는 경우, 엔드캡(41)의 변형 정도는 하우징(42)의 변형 정도보다 작다. 전지 셀(30)의 운송, 온도 변화 또는 충방전 과정에서, 전지 셀(30)의 내부 압력은 고저로 교대 변화하는 경우가 있으므로, 감압 기구(80)가 하우징(42)의 측벽(42a) 및/또는 밑벽(42b)에 배치되어 엔드캡(41)가 승객실을 향하도록 하는 경우, 감압 기구(80)가 구동될 때에 배출되는 고온 고압 배출물이 승객실로 배출되기 어렵게 하며, 사람들의 안전을 직접 위협하지 않는다.
또한, 하우징(42)의 측벽(42a)과 밑벽(42b)의 두께가 엔드캡(41)의 두께보다 작으므로, 하우징(42)의 측벽(42a) 또는 밑벽(42b)이 내부 압력의 작용 하에서 엔드캡(41)에 비해 변형 정도가 크고, 따라서 감압 기구(80)에 대한 영향도 크다.
일부 실시예에 있어서, 하우징(42)의 밑벽(42b)에는 관통홀(422)이 배치된다. 전극 어셈블리(50)는 하우징(42)의 밑벽(42b)과 엔드캡(41) 사이에 위치한다. 전지 셀(30)을 차량, 선박 또는 항공기 등 전력 소비용 장치에 적용하는 경우, 전지 셀(30)의 엔드캡(41)은 수직 방향에서 위로 배치되고, 하우징(42)의 밑벽(42b)은 아래로 배치되므로, 전지 셀(30)의 엔드캡(41)은 하우징(42)의 밑벽(42b)에 비해 탑승 인원들에 더욱 가깝다. 따라서, 감압 기구(80)가 하우징(42)의 밑벽(42b)에 배치되는 경우, 감압 기구(80)에 폭파 감압되는 상황이 발생할 때, 전지 셀(30)에서 배출되는 고온 고압 배출물은 사람들의 안전에 위협을 주기 어려우며, 전지 셀(30)의 사용 안전성을 향상시킨다.
본원의 실시예에 있어서, 감압 기구(80)가 조기 폭파 감압되는 것을 방지하기 위해, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본원 실시예의 케이스(40)는 벽부를 구비한다. 본원 실시예의 전지 셀(30)은 감압 기구(80) 및 방호 부재(90)를 더 포함하며, 감압 기구(80)는 벽부에 배치된다. 감압 기구(80)는 박약부(81) 및 박약부(81) 양측에 배치되는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 포함하며, 박약부(81)는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 연결하는 데 사용된다. 감압 기구(80)는 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달할 때 박약부(81)를 파손시켜 압력을 방출하도록 구성된다. 방호 부재(90)는 감압 기구(80) 상에 배치되고, 방호 부재(90)는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 연결하여 제1 부분(82)과 제2 부분(83)의 연결 강도를 증가시키는 데 사용된다.
전지 셀(30)의 운송, 온도 변화 또는 충방전 과정에서, 전지 셀(30)의 내부 압력이 고저로 교대 변화하는 상황이 존재하므로, 감압 기구(80)에는 전극 어셈블리(50)과 멀어지는 방향으로 융기 또는 전극 어셈블리(50)과 접근하는 방향으로 함몰되는 변형하는 상황이 존재하게 된다. 감압 기구(80)는 융기 또는 함몰 변형이 교대로 나타날 때, 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)에 연결되는 박약부(81)는 교번 응력을 감당하여 교번 피로 노화 또는 파단될 수 있으며, 따라서 박약부(81)의 강도를 저하시키고, 나아가 전지 셀(30)의 내부 압력이 소정의 압력에 도달하지 않았을 때도 박약부(81)를 쉽게 파열시켜 전지 셀(30)의 내부 압력을 방출하며, 감압 기구(80)의 조기 폭파 감압을 초래한다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 감압 기구(80)에 박약부(81)를 배치함으로써 케이스(40) 내부 압력이 역치에 도달할 때 압력을 방출할 수 있도록 하며, 전지 셀(30)이 열폭주할 때의 안전을 보장한다. 방호 부재(90)의 배치는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)의 연결 강도를 증가시킬 수 있으며, 전지 셀(30)의 내부 압력이 고저로 교대 변화하는 경우, 방호 부재(90)로 하여금 감압 기구(80)가 융기 또는 요함될 때 박약부(81)에 인가하는 작용력을 감당할 수 있도록 하며, 나아가 박약부(81)에 적재되는 교번 응력을 감소시키는데 유리할 수 있다. 전지 셀(30)이 정상으로 사용되는 경우, 박약부(81)가 교번 피로 노화 또는 파단되어 감압 기구(80)로 하여금 조기 폭파 감압되는 가능성을 줄이며, 전지 셀(30)의 사용 안전성과 안정성을 향상시키는데 유리하다.
설명해야 할 점은, 케이스(40)는 하우징(42) 및 엔드캡(41)을 포함하며, 하우징(42)는 벽부를 포함할 수 있고, 엔드캡(41)은 벽부를 포함할 수도 있으며, 즉, 감압 기구(80)는 하우징(42)에 배치될 수 있고, 당연히 엔드캡(41)에 배치될 수도 있다.
본원 실시예의 감압 기구(80)는 벽부에 배치되고, 이해할 수 있는 바와 같이, 케이스(40)와 감압 기구(80)는 분리 구조일 수 있고, 즉 양자는 각자 별도로 가공하여 제조된 후 기계적 연결 방식으로 조립될 수 있다. 케이스(40)와 감압 기구(80)는 일체형 성형 구조일 수 있다. 케이스(40)의 벽부의 소정의 영역에서 벽을 ?緞? 처리하여 감압 기구(80)를 형성한다.
본원 실시예의 전지 셀(30)에 있어서, 이의 박약부(81)란 감압 기구(80)에서의 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)에 비해 강도가 약하고 쉽게 파열, 분쇄, 찢어지거나 열어지는 부분을 가리킨다. 감압 기구(80)는 박약부(81) 및 박약부(81)의 양측에 배치되는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 포함하며, 이해할 수 있는 바와 같이, 감압 기구(80)의 소정의 영역에서 벽을 얇게 처리하고, 얇게 처리된 부분은 박약부(81)를 형성하며, 박약부(81)에 의해 분리되고 또한 박약부(81)에 의해 연결되는 두 개의 부분은 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 형성한다. 또는, 감압 기구(80)의 소정의 영역에 대해 재료 처리를 실시하여, 해당 영역의 강도를 다른 영역의 강도보다 약하게 하며, 강도가 약한 영역에서 박약부(81)를 형성하고, 강도가 높고 박약부(81)에 의해 분리되며 또한 박약부(81)에 의해 연결되는 두 개의 부분은 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 형성한다.
본원 실시예의 전지 셀(30)에 있어서, 이의 박약부(81)는 환형 구조, 스트립 형상 구조 등 형상일 수 있으며, 박약부(81)가 환형 구조인 경우, 제1 부분(82)은 박약부(81)에 의해 둘러싸인 영역 내에 위치하며, 제2 부분(83)은 박약부(81)와 벽부 사이에 위치하고, 제2 부분(83)은 케이스(40)의 벽부를 연결하는 데 사용된다. 박약부(81)가 스트립 형상 구조일 때, 제1 부분(82)과 제2 부분(83)은 모두 케이스(40)의 벽부를 연결하는 데 사용된다.
본원 실시예의 전지 셀(30)에 있어서, 감압 기구(80)는 자체의 두께 방향(X)에 따라 대향하는 외면(80a)과 내면(80b)을 구비한다. 감압 기구(80)의 외면(80a)은 외부 환경을 향하고, 내면(80b)은 케이스(40)의 내부 공간을 향하며, 다시 말해서 내면(80b)은 전극 어셈블리(50)를 향한다. 외면(80a)과 내면(80b) 중 적어도 하나에 방호 부재(90)를 배치할 수 있다.
본원 실시예의 전지 셀(30)에 있어서, 방호 부재(90)는 적어도 일부분의 박약부(81)를 덮도록 배치될 수도 있고, 박약부(81)를 완전히 덮도록 배치될 수도 있다. 방호 부재(90)는 일체형 구조일 수 있으며, 물론 복수의 방호 유닛을 포함할 수도 있으며, 복수의 방호 유닛은 방호 부재(90)의 연장 궤도에 따라 잇따라 배치 또는 간격을 두고 배치될 수 있다.
방호 부재(90)는 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)에 연결되지만 박약부(81)에 연결되지 않을 수 있으며, 물론 방호 부재(90)는 동시에 제1 부분(82), 제2 부분(83) 및 박약부(81) 삼자에 연결될 수도 있다.
방호 부재(90)는 일정한 두께의 필름층 구조를 구비할 수 있으며, 한 층의 필름층일 수 있고, 두 층 이상의 필름층 구조의 조합 형식일 수도 있다.
방호 부재(90)는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)의 연결 강도를 증가시키고, 전지 셀(30)의 열폭주가 발생하지 않았을 때 감압 기구의 변형이 박약부(81)에 미치는 영향을 줄일 수 있다. 이해할 수 있는 바와 같이, 방호 부재(90)가 배치되지 않은 감압 기구(80)에 비해, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 감압 기구(80)에 크기가 같은 두께 방향을 따른 작용력이 인가되는 경우, 방호 부재(90)는 감압 기구(80)가 융기 또는 함몰될 때 박약부(81)에 인가되는 작용력을 감당할 수 있으며, 박약부(81)가 전지 셀(30)에 열폭주가 발생하지 않은 경우에 파손되는 확률을 효과적으로 감소시킨다.
하나의 선택적인 실시형태로서, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 감압 기구(80)는 관통홀(422)을 덮고, 제2 부분(83)은 벽부의 내벽면에 연결될 수 있다.
하나의 선택적인 실시형태로서, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 방호 부재(90)는 또한 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달할 때 물리적 변화가 발생하도록 구성되며, 방호 부재(90)와 제1 부분(82) 또는 제2 부분(83)의 연결력을 감소 또는 제거한다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 방호 부재(90)를 또한 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달할 때 물리적 변화가 발생하도록 구성시킴으로써, 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결력을 감소 또는 제거하며, 전지 셀(30)이 열폭주가 발생할 때 감압 기구(80)의 박약부(81)가 제때에 파손되어 압력을 방출할 수 있도록 할 수 있다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달하여 물리적 성능 변화가 발생할 때, 방호 부재(90)는 여전히 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)에 연결될 수 있으나, 연결력은 압력이 역치에 도달하지 않았을 때에 비해 감소된다. 물론, 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달하여 물리적 성능 변화가 발생할 때, 방호 부재(90)는 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)과 분리될 수 있으며, 방호 부재(90)와 제1 부분(82) 및 제2 부분(83) 사이의 연결력을 제거한다.
본원 실시예의 물리적 성능 변화는 방호 부재(90) 형태의 변화, 점도의 변화 등을 포함한다. 예시적으로, 형태의 변화 예컨대 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달할 때 방호 부재(90)는 응고 상태에서 연화 상태 또는 응고 상태에서 용융 상태로 전환된다. 점도의 변화 예컨대 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달할 때, 방호 부재(90)는 점성 상태에서 비점성 상태로 전환될 수 있으며, 방호 부재(90)와 제1 부분(82) 및 제2 부분(83) 사이의 연결력을 감소 또는 제거하여, 전지 셀(30)로 하여금 열폭주 발생시 감압 기구(80)의 박약부(81)를 제때에 파손시켜 전지 셀(30)의 압력을 방출할 수 있으면 된다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 방호 부재(90)는 또한 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달하여 물리적 성능이 변화하는 과정에서 방호 부재(90) 전체에 물리적 성능 변화가 발생할 수 있도록 구성되는 바, 예컨대 전부 연화 또는 용융될 수 있도록 구성된다. 물론, 일부 실시예에 있어서, 방호 부재(90)에 부분적으로 물리적 성능 변화가 발생할 수 있고, 예컨대 물리적 성능 변화가 발생하여 점성이 비점성으로 변화할 경우, 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)에 연결되는 위치에만 물리적 변화가 발생할 수 있으며, 마찬가지로, 전지 셀(30)이 열폭주할 때의 안전 성능을 보장할 수 있다.
하나의 선택적인 실시형태로서, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에 있어서, 박약부(81)는 감압 기구(80)의 외면(80a) 상에 오목홈을 배치하여 형성되고, 박약부(81)의 두께는 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)의 두께보다 작다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에 있어서, 감압 기구(80)의 외면(80a)에 오목홈을 배치하여 박약부(81)를 형성함으로써, 박약부(81)의 형성에 유리하고, 박약부(81)의 강도를 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)보다 낮게 할 수 있으며, 전지 셀(30)에 열폭주가 발생할 때 박약부(81)를 제때에 파손시킬 수 있도록 효과적으로 보장한다.
예시적으로, 기계적 가공 방식으로 감압 기구(80)에서 재료를 제거하여 오목홈을 형성하며, 가공 비용과 가공 난이도를 줄이는데 유리하다.
도 8에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 박약부(81)가 감압 기구(80)의 외면(80a)에 배치되어 오목홈을 형성할 때, 방호 부재(90)는 적어도 일부분이 오목홈에 수용될 수 있으며, 방호 부재(90)는 오목홈의 벽을 연결하는 데 사용되며, 방호 부재(90)는 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달할 때 응고 상태에서 연화 상태 또는 응고 상태에서 용융 상태로 전환되도록 구성된다.
오목홈의 벽이 제1 부분(82)과 제2 부분(83)이 대향하여 배치되는 표면을 포함하여 형성되므로, 방호 부재(90)의 적어도 일부분을 오목홈에 수용시키고 또한 오목홈의 벽을 연결하는 데 사용됨으로써, 방호 부재(90)와 제1 부분(82) 및 제2 부분(83) 사이의 연결 수요를 충족시킬 수있으며, 나아가 양자 사이의 연결 강도를 향상시킨다.
방호 부재(90)는 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달할 때 응고 상태에서 연화 상태 또는 응고 상태에서 용융 상태로 전환되도록 구성된다. 상술한 배치를 통해, 방호 부재(90)의 오목홈 내에서의 형성에 유리하고, 또한, 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달할 때, 방호 부재(90)의 물리적 특성 변화에 유리하며, 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결력을 감소 또는 제거한다.
하나의 선택적인 실시형태로서, 방호 부재(90)는 폴리 프로필렌 필름층, 폴리 에틸렌 필름층 및 파라핀 필름층 중 적어도 한 종류를 포함할 수 있다.
예시적으로, 방호 부재(90)는 폴리 프로필렌 필름층을 포함할 수 있으며, 오목홈 내에 폴리 프로필렌 분말을 분무 코팅하고 응고시키는 방식으로 방호 부재(90)의 적어도 일부분을 오목홈 내에 수용시킬 수 있다.
물론, 방호 부재(90)는 폴리 에틸렌 필름층을 포함할 수도 있으며, 마찬가지로, 폴리 에틸렌 분말을 분무 코팅하고 응고시키는 방식으로 방호 부재(90)의 적어도 일부분을 오목홈 내에 수용시킬 수도 있다.
일부 실시예에 있어서, 방호 부재(90)는 파라핀 필름층을 포함할 수도 있으며, 박약부(81)를 파라핀 용액에 침윤시키고, 박약부(81)의 영역에 침윤된 파라핀 용액이 응고되어 방호 부재(90)를 형성한 후 방호 부재의 적어도 일부분을 오목홈 내에 수용되게 할 수 있다.
선택적으로, 방호 부재(90)는 폴리 프로필렌 필름층, 폴리 에틸렌 필름층 및 파라핀 박막 중 한 종류만을 포함할 수 있으며, 물론, 일부 실시예에 있어서, 폴리 프로필렌 필름층, 폴리 에틸렌 필름층 및 파라핀 필름층 중 두 종류 이상의 조합을 포함할 수도 있다.
폴리 프로필렌 필름층, 폴리 에틸렌 필름층 및 파라핀 필름층 중 두 종류를 포함하는 경우를 예로 들 때, 일부 실시예에 있어서, 박약부(81) 내에 먼저 한 층의 폴리 프로필렌 필름층을 성형하고, 다음으로 폴리 프로필렌 필름층에 한 층의 폴리 에틸렌 필름층을 성형할 수 있다. 또는, 박약부(81)에 먼저 한 층의 폴리 에틸렌 필름층을 성형하고, 다음으로 폴리 에틸렌 필름층에 한 층의 폴리 프로필렌 필름층을 성형할 수 있다. 또는, 박약부(81) 내에 먼저 한 층의 폴리 프로필렌 필름층을 성형하고, 다음으로 폴리 프로필렌 필름층에 한 층의 파라핀 필름층을 성형할 수 있다. 방호 부재(90)는 폴리 프로필렌 필름층, 폴리 에틸렌 필름층 및 파라핀 필름층 중 임의의 두 종류의 조합을 포함할 수 있으며, 또한, 임의의 두 종류의 층구조는 성형시 순서의 제한을 받지 않으며, 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결 수요를 충족시키고, 양자간의 연결 강도를 증가시키며, 전지 셀(30)에 열폭주가 발생할 때 물리적 성능 변화가 발생하여 제1 부분(82) 및/또는 제2 부분(83)과의 연결력을 감소 또는 제거할 수 있도록 보장할 수만 있으면 된다.
선택적으로, 방호 부재(90)는 동시에 폴리 프로필렌 필름층, 폴리 에틸렌 필름층, 파라핀 필름층을 포함할 수 있으며, 폴리 프로필렌 필름층, 폴리 에틸렌 필름층, 파라핀 필름층의 성형시 순서는 한정되지 않는다.
본원의 실시예에 따른 방호 부재(90)에 있어서, 방호 부재(90)는 전부가 박약부(81)를 형성하는 오목홈 내에 위치할 수 있으며, 물론 일부분만 박약부(81)를 형성하는 오목홈 내에 위치할 수도 있고, 일부분은 오목홈에서 돌출될 수 있으며, 오목홈에서 돌출되는 부분은 오목홈의 폭 방향(Y)의 일측에서 제1 부분(82) 또는 제2 부분(83)에 연결될 수 있으며, 물론 오목홈에서 돌출되는 부분은 오목홈의 폭 방향(Y)의 양측에서 각각 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)에 연결될 수도 있다.
하나의 선택적인 실시형태로서,방호 부재(90)는 오목홈의 폭 방향(Y)에 따라 오목홈을 덮고, 방호 부재(90)는 오목홈의 폭 방향(Y)의 양단에서 각각 제1 부분(82), 제2 부분(83)에 연결된다. 상술한 배치를 통해, 마찬가지로 방호 부재(90)와 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)의 연결에 유리할 수 있으며, 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결 강도의 증가를 보장하고, 전지 셀(30)에 열폭주가 발생하지 않았을 때의 감압 기구의 안전성을 보장할 수 있다.
선택적으로, 방호 부재(90)가 오목홈의 폭 방향(Y)에 따라 오목홈을 덮을 때, 마찬가지로, 방호 부재(90)의 적어도 일부분을 오목홈에 수용시킬 수 있다. 일부 선택적인 실시예에 있어서, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 방호 부재(90)는 본체부(91) 및 본체부(91)의 오목홈 폭 방향(Y)을 따른 양측에 위치하는 제1 연결부(92)와 제2 연결부(93)를 포함하며, 본체부(91)는 오목홈에 수용되고 또한 오목홈의 벽을 연결하는 데 사용되며, 제1 연결부(92)는 제1 부분(82)을 연결하는 데 사용되고, 제2 연결부(93)는 제2 부분(83)에 연결하는 데 사용된다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 본체부(91)와 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)을 연결시키고, 제1 연결부(92)와 제1 부분(82)을 연결시키며, 제2 연결부(93)와 제2 부분(83)을 연결시킴으로써, 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 전지 셀(30)에 열폭주가 발생하지 않았을 때 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결 강도를 보장할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 방호 부재(90)가 오목홈의 폭 방향(Y)에 따라 오목홈을 덮을 때, 방호 부재(90)로 하여금 오목홈만 덮고 또한 오목홈과 함께 중공 캐비티를 형성하게 할 수도 있다. 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결 강도 수요를 충족시키는 기초 상에, 접착 등 방식으로 직접 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)에 연결시킬 수 있다. 예를 들어, 직접 폴리 에틸렌 필름층 또는 폴리 프로필렌 필름층을 접착하는 방식으로 방호 부재(90)와 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)을 연결시킬 수 있다.
하나의 선택적인 실시형태로서, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 방호 부재(90)의 융해점은 감압 기구(80)의 융해점보다 낮다.
방호 부재(90)의 융해점이 감압 기구(80)의 융해점보다 낮으므로, 전지 셀(30)에 열폭주가 발생할 때, 방호 부재(90)로 하여금 감압 기구(80)보다 먼저 물리적 성능 변화를 발생시키고, 예를 들어 용융 또는 융해되어 연해지게 하며, 방호 부재(90)와 제1 부분(82) 또는 제2 부분(83)의 연결력을 감소 또는 제거하고, 박약부(81)가 파손되어 압력을 방출하는데 유리하다.
선택적으로, 감압 기구(80)는 케이스(40)의 하우징(42) 또는 엔드캡(41)의 재료와 동일한 금속 재료일 수 있고, 물론 하우징(42) 또는 엔드캡(41)의 재료와 다른 금속 재료일 수도 있으며, 케이스(40)의 벽부와의 연결 수요를 충족시키고 또한 전지 셀(30)이 열폭주시 구동되어 내부 압력 또는 온도를 방출할 수만 있기만 하면 된다.
선택적으로, 방호 부재(90)의 재료는 상술한 폴리 프로필렌 필름층, 폴리 에틸렌 필름층, 파라핀 필름층 중 적어도 한 종류를 사용할 수 있으며, 물론 다른 재질을 사용할 수도 있고, 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결 강도를 증가시키는 동시에 융해점을 감압 기구(80)의 융해점보다 작도록 보장하고, 전지 셀(30)에 열폭주가 발생할 때, 방호 부재(90)와 제1 부분(82) 또는 제2 부분(83)의 연결력을 감소 또는 제거하는 수요를 충족시키기만 하면 된다.
이해할 수 있다시피, 본원의 상술한 각 실시예에 따른 전지 셀(30)은 모두 방호 부재(90)가 폴리 프로필렌 필름층, 폴리 에틸렌 필름층, 파라핀 필름층 중 적어도 한 종류 포함하는 것을 예로서 설명하였으며, 이는 하나의 선택적인 실시형태이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 일부 다른 실시예에 있어서, 방호 부재(90)는 적층 배치되는 베이스층(90a)과 접착층(90b)을 포함하고, 접착층(90b)은 베이스층(90a)과 감압 기구(80)를 연결하는 데 사용되며, 접착층(90b)은 케이스(40) 내부의 압력이 역치에 도달할 때 점성 상태에서 비점성 상태로 전환되도록 구성된다.
방호 부재(90)가 적층 배치되는 베이스층(90a)과 접착층(90b)을 포함할 때, 방호 부재(90)의 접착층(90b)은 적어도 일부분이 오목홈 내에 수용될 수 있으며, 물론 오목홈을 덮고 또한 오목홈과의 사이에 중공 캐비티를 형성할 수도 있으며, 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결 수요를 충족시키기만 하면 된다.
도 11 내지 도 13에 도시된 바와 같이, 하나의 선택적인 실시형태로서, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 방호 부재(90)는 박약부(81)의 연장 궤적에 따라 박약부(81)를 완전히 덮는다. 상술한 배치를 통해, 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)의 연결 강도가 증가되도록 보장할 수 있다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 박약부(81)의 연장 궤적은 박약부(81)의 형상과 관련되며, 박약부(81)가 환형 구조일 때, 이의 연장 궤적은 환형 궤적이고, 박약부(81)가 스트립 형상 구조일 때, 이의 연장 궤적은 시점과 종점이 있는 직선 궤적이다.
하나의 선택적인 실시형태로서, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 박약부(81)는 환형 구조일 수 있으며, 제1 부분(82)은 박약부(81)에 의해 둘러싸인 영역 내에 위치하고, 박약부(81)가 파손된 후 반전하며, 제2 부분(83)은 박약부(81)와 벽부 사이에 위치하고 또한 벽부를 연결하는 데 사용된다. 방호 부재(90)가 박약부(81)의 연장 궤적에 따라 박약부(81)를 완전히 덮는 경우, 방호 부재(90) 전체는 박약부(81)를 덮기 위해 배치된 환형 구조체일 수 있다.
선택적으로, 박약부(81)는 도 11에 도시된 타원형 환형 또는 활주로 환형일 수 있으며, 도 12에 도시된 원환형일 수 있고, 도 13에 도시된 다변형 환형 예컨대 직사각형일 수 있으며, 당연히 타원형환 등 형상일 수 있고, 밀폐된 환형을 구성하고 또한 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 연결할 수 있으면 된다.
선택적으로, 박약부(81)가 환형 구조인 경우, 제1 부분(82)은 박약부(81)의 형상과 매칭하는 타원형 환형, 원형, 다변형 예컨대 직사각형 또는 타원형일 수 있으며, 상응하게, 제2 부분(83)은 박약부(81)의 형상에 매칭되는 타원형 환형, 다각형 환형 예컨대 직사각형, 타원 환형 등일 수 있다.
이해할 수 있다시피, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 방호 부재(90)는 박약부(81)의 연장 궤적에 따라 박약부(81)를 완전히 덮는 것에 한정되지 않는다.
도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 일부 선택적인 실시예에 있어서, 방호 부재(90)는 두 개 이상의 방호 유닛(90c)을 포함하고, 두 개 이상의 방호 유닛(90c)은 박약부(81)의 연장 궤적에서 간격을 두고 분포된다. 상술한 배치를 통해, 마찬가지로 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결 강도를 증가하는 수요를 충족시킬 수 있다. 또한, 방호 유닛(90c)은 박약부(81)의 연장 궤적에서 간격을 두고 분포되며, 방호 부재(90)로 하여금 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결 강도 증가에 적합하게 하며, 전지 셀(30)에 열폭주가 발생할 때, 감압 기구(80)의 구동에 유리하다.
선택적으로, 본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)에서, 이의 방호 유닛(90c)은 두 개 이상의 박약부(81)의 연장 궤적에 따라 간격을 두고 분포되고 또한 서로 독립되게 배치된 필름층 구조일 수 있다. 방호 유닛(90c)은 원형, 타원형, 사각형 등 다변형 구조일 수 있으며, 물론 불규칙적인 형상을 사용할 수도 있으며, 각 방호 유닛(90c)과 제1 부분(82) 및 제2 부분(83)의 연결을 보장하여, 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결 강도를 증가하는 수요를 충족시키기만 하면 된다.
방호 유닛(90c)의 개수는 박약부(81)의 형상 및 연장 궤적에서의 사이즈에 따라 설정할 수 있으며, 두 개일 수도 있고, 3개 심지어 더 많을 수도 있다. 예시적으로, 방호 유닛(90c)의 개수는 4개일 수 있고, 4개 방호 유닛(90c)은 박약부(81)의 연장 궤적에서 간격을 두고 분포된다.
도 14에 도시된 바와 같이, 예시적으로, 방호 유닛(90c)은 사각형 구조일 수 있고, 두 개 이상의 방호 유닛(90c)은 박약부(81)의 연장 궤적에 따라 간격을 두고 균일하게 분포되며, 각 방호 유닛(90c)은 서로 독립되게 배치된다.
도 15에 도시된 바와 같이, 물론 이는 선택적인 실시형태이며, 일부 실시예에 있어서, 마찬가지로 두 개 이상의 방호 유닛(90c)을 박약부(81)의 연장 궤적에 따라 간격을 두고 분포시킬 수 있으며, 아울러, 각 방호 유닛(90c)의 일단을 감압 기구(80)의 중심 방향을 향해 연장되고 집중되도록 할 수 있으며, 방호 유닛(90c)의 개수가 4개일 때, 방호 부재(90) 전체는 십자 형상을 나타낼 수 있다.
이해할 수 있다시피, 본원의 상술한 실시예는 모두 박약부(81)를 환형 구조로 하는 것을 예로 설명한 것으로, 이는 선택적인 실시형태이나 상술한 형태에 한정되지 않는다.
도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 일부 실시예에 있어서, 박약부(81)는 스트립 형상 구조일 수 있고, 제1 부분(82)과 제2 부분(83)은 모두 벽부를 연결하는 데 사용된다. 박약부(81)가 스트립 형상 구조일 때, 이의 연장 궤적은 직선 형상일 수 있다.
박약부(81)가 스트립 형상 구조일 때, 제1 부분(82)과 제2 부분(83)은 박약부(81)의 길이 방향과 수직인 방향에서 대향하여 배치되며 박약부(81)를 통해 연결될 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, 박약부(81)가 스트립 형상 구조일 때, 방호 부재(90)는 마찬가지로 박약부(81)의 연장 궤적에 따라 연장하고 박약부(81)을 완전히 덮을 수 있다. 예시적으로, 방호 부재(90)는 형상이 박약부(81)의 형상과 매칭되는 스트립 형상 구조일 수 있으며 또한 박약부(81)를 덮는다.
도 17에 도시된 바와 같이, 물론 방호 부재(90)에 스트립 형상 구조를 사용할 때, 방호 부재(90)는 마찬가지로 두 개 이상의 방호 유닛(90c)을 포함할 수 있으며, 두 개 이상의 방호 유닛(90c)은 박약부(81)의 연장 궤적에 따라 간격을 두고 분포되고, 제1 부분(82)과 제2 부분(83) 사이의 연결 강도를 증가하는 수요를 충족시키기만 하면 된다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본원의 실시예는 전지 셀(30)을 제조하는 방법을 제공하는 바, 상기 방법은,
엔드캡(41) 및 하우징(42)을 제공하는 단계(S100)로서, 하우징(42)은 개구(421)를 구비하고, 엔드캡(41)은 개구(421)를 밀폐하도록 배치되며, 하우징(42) 또는 엔드캡(41)에는 감압 기구(80)가 배치되고, 감압 기구(80)는 박약부(81) 및 박약부(81)의 양측에 배치되는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 포함하며, 박약부(81)는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 연결하는 데 사용되고, 감압 기구(80)는 하우징(42)과 엔드캡(41)에 의해 형성된 일체 내부의 압력이 역치에 도달할 때 박약부(81)가 파손되어 압력을 방출하도록 구성되는 단계(S100);
방호 부재(90)를 제공하는 단계(S200)로서, 방호 부재(90)는 감압 기구(80)에 배치되고, 방호 부재(90)는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 연결하여 제1 부분(82)과 제2 부분(83)의 연결 강도를 증가시키는 데 사용되는 단계(S200);
전극 어셈블리(50)를 제공하고, 전극 어셈블리(50)를 하우징(42) 내에 장착하는 단계(S300); 및
엔드캡(41)과 하우징(42)을 조립하고, 엔드캡(41)을 하우징(42)에 연결하여 개구(421)를 덮는 단계(S400);를 포함한다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)을 제조하는 방법에 의해 제조된 전지 셀(30)에서, 감압 기구(80)에 박약부(81)를 배치함으로써, 케이스(40) 내 압력이 역치에 도달할 때 압력을 방출할 수 있도록 하며, 전지 셀(30)에 열폭주가 발생할 때의 안전을 보장한다. 방호 부재(90)의 배치는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)의 연결 강도를 증가시킬 수 있으며, 전지 셀(30)의 내부 압력이 고저로 교대 변화하는 상황 하에서, 방호 부재(90)로 하여금 감압 기구(80)가 융기 또는 함몰될 때 박약부(81)에 인가되는 작용력을 감당할 수 있게 하며, 나아가 박약부(81)에 인가되는 교번 응력을 감소시키는데 유리할 수 있다. 전지 셀(30)을 정상으로 사용하는 경우, 박약부(81)에 교번 피로 노화 또는 파단이 발생하여 감압 기구(80)로 하여금 조기 폭파 감압되는 가능성을 줄이며, 전지 셀(30)의 사용 안전성과 안정성을 향상시키는데 유리하다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)을 제조하는 방법에 의해 상술한 실시예의 전지 셀(30)을 제조할 수 있다.
하나의 선택적인 실시형태로서, 단계(S200)는 엔드캡(41) 또는 하우징(42)에서의 박약부(81)를 구비한 영역에 방호 부재(90)에 접착시키는 단계로서, 방호 부재는 폴리 프로필렌 필름층 및 폴리 에틸렌 필름층 중 적어도 한 종류를 포함하는 단계를 포함한다. 예시적으로, 방호 부재(90)는 폴리 프로필렌 필름층만을 포함할 수 있으며, 또는 방호 부재(90)는 폴리 에틸렌 필름층만을 포함할 수 있으며, 물론 일부 실시예에 있어서, 방호 부재(90)는 동시에 폴리 프로필렌 필름층 및 폴리 에틸렌 필름층을 포함할 수 있고, 먼저 엔드캡(41) 또는 하우징(42)에서의 박약부(81)를 구비한 영역에 폴리 프로필렌 필름층 및 폴리 에틸렌 필름층 중 한 종류를 접착하고 다음으로 다른 하나를 접착할 수도 있다. 예를 들어, 박약부(81)를 구비한 영역에 먼저 폴리 프로필렌 필름층을 접착하고, 다음으로 폴리 에틸렌 필름층을 접착시킬 수도 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 단계(S200)는 엔드캡(41) 또는 하우징(42)에서의 박약부(81)를 구비한 영역에 방호용 분말을 분무 코팅하고 응고시켜 방호 부재(90)를 형성하는 단계로서, 방호용 분말은 폴리 프로필렌 분말 및 폴리 에틸렌 분말 중 적어도 한 종류를 포함한다. 예시적으로, 방호용 분말은 폴리 프로필렌 분말만을 포함할 수도 있고, 또는 방호용 분말은 폴리 에틸렌 분말만을 포함할 수도 있으며, 물론 일부 실시예에 있어서, 방호용 분말은 폴리 프로필렌 분말, 폴리 에틸렌 분말를 포함할 수 있다.
일부 선택적인 실시예에 있어서, 단계(S200)는 엔드캡(41) 또는 하우징(42)에서의 박약부(81)를 구비한 영역에 파라핀 용액을 침윤시키고, 박약부(81)의 영역에 침윤된 파라핀 용액이 응고된 후 방호 부재(90)를 형성하는 단계를 포함할 수도 있다.
도 19에 도시된 바와 같이, 본원의 실시예는 또한 전지 셀(30)을 제조하는 장치(1000)를 제공하는 바, 상기 장치(1000)는,
제1 제공 모듈(1001), 제2 제공 모듈(1002), 제3 제공 모듈(1003) 및 조립 모듈(1004)을 포함하고;
제1 제공 모듈(1001)은 엔드캡(41) 및 하우징(42)을 제공하는 데 사용되고, 하우징(42)은 개구(421)를 구비하며, 엔드캡(41)은 개구(421)를 밀폐하도록 배치되며, 하우징(42) 또는 엔드캡(41)에는 감압 기구(80)가 배치되고, 감압 기구(80)는 박약부(81) 및 박약부(81)의 양측에 배치되는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 포함하며, 박약부(81)는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 연결하는 데 사용되고, 감압 기구(80)는 하우징(42)과 엔드캡(41)에 의해 형성된 내부 전체의 압력이 역치에 도달할 때 박약부(81)가 파손되어 압력을 방출하도록 구성되며;
제2 제공 모듈(1002)은 방호 부재(90)를 제공하는 데 사용되고, 방호 부재(90)는 감압 기구(80)에 배치되고, 방호 부재(90)는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)을 연결하여 제1 부분(82)과 제2 부분(83)의 연결 강도를 증가시키는 데 사용되며;
제3 제공 모듈(1003)은 전극 어셈블리(50)를 제공하고 전극 어셈블리(50)를 하우징(42) 내에 장착하는 데 사용되며;
조립 모듈(1004)은 엔드캡(41)과 하우징(42)을 조립하고, 엔드캡(41)을 하우징(42)에 연결하며, 개구(421)를 덮는 데 사용된다.
본원의 실시예에 따른 전지 셀(30)을 제조하는 장치(1000)는, 감압 기구(80)에 박약부(81)를 배치함으로써 케이스(40) 내 압력이 역치에 도달할 때 압력을 방출할 수 있도록 하며, 전지 셀(30)에 열폭주가 발생할 때의 안전을 보장한다. 방호 부재(90)의 배치는 제1 부분(82)과 제2 부분(83)의 연결 강도를 증가시킬 수 있으며, 전지 셀(30)의 내부 압력이 고저로 교대 변화하는 경우, 방호 부재(90)로 하여금 감압 기구(80)가 융기 또는 함몰될 때 박약부(81)에 인가되는 작용력을 감당할 수 있도록 하며, 나아가 박약부(81)에 인가되는 교번 응력을 감소시키는데 유리할 수 있고, 전지 셀(30)이 정상으로 사용되는 경우, 박약부(81)가 교번 피로 노화 또는 파단되어 감압 기구(80)가 조기 폭파 감압되는 가능성을 줄이며, 전지 셀(30)의 사용 안전성과 안정성을 향상시키는데 유리하다.
바람직한 실시예를 참조하여 본원을 설명했지만, 본원의 범위를 벗어나지 않는 상황에서, 다양한 변경을 수행할 수 있으며, 등가물로 그 중의 부재를 교체할 수 있다. 특히, 구조적 충돌이 없는 한, 각 실시예에 언급된 각 기술적 특징은 임의의 방식으로 조합될 수 있다. 본원은 명세서에 개시된 특정 실시예에 한정되지 않고, 특허청구범위 내의 모든 기술적 해결 수단을 포함한다.

Claims (19)

  1. 전지 셀에 있어서,
    케이스, 감압 기구 및 방호 부재를 포함하고;
    상기 케이스는 벽부를 구비하고;
    상기 감압 기구는 상기 벽부 상에 배치되고, 상기 감압 기구는 박약부 및 상기 박약부의 양측에 배치되는 제1 부분과 제2 부분을 포함하며, 상기 박약부는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 연결하는 데 사용되고, 상기 감압 기구는 상기 케이스 내부의 압력이 역치에 도달할때 상기 박약부가 파손되어 상기 압력을 방출하도록 구성되며;
    상기 방호 부재는 상기 감압 기구 상에 배치되고, 상기 방호 부재는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 연결하여 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 연결 강도를 증가시키는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방호 부재는 또한, 상기 케이스 내부의 압력이 상기 역치에 도달할 때 물리적 성능 변화가 발생하여 상기 방호 부재와 상기 제1 부분 또는 제2 부분의 연결력을 감소 또는 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 박약부는 상기 감압 기구의 외면에 오목홈을 배치하여 형성되며, 상기 제1 부분의 두께 및 상기 제2 부분의 두께는 각각 상기 박약부의 두께보다 큰 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 방호 부재의 적어도 일부분이 상기 오목홈에 수용되고, 상기 방호 부재는 상기 오목홈의 벽에 연결되며, 상기 방호 부재는 상기 케이스 내부의 압력이 상기 역치에 도달할 때 응고 상태에서 연화 상태 또는 응고 상태에서 용융 상태로 전환되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방호 부재는 본체부 및 상기 본체부에서의 상기 오목홈의 폭 방향을 따른 양측에 위치하는 제1 연결부와 제2 연결부를 포함하며, 상기 본체부는 상기 오목홈에 수용되고 또한 상기 오목홈의 벽에 연결되며, 상기 제1 연결부는 상기 제1 부분을 연결하는 데 사용되고, 상기 제2 연결부는 상기 제2 부분을 연결을 연결하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  6. 제4항 또는 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방호 부재의 융해점은 상기 감압 기구의 융해점보다 낮은 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 방호 부재는 폴리 프로필렌 필름층, 폴리 에틸렌 필름층 및 파라핀 필름층 중 적어도 한 종류를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 방호 부재는 적층 배치되는 베이스층과 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 상기 베이스층과 상기 감압 기구를 연결하는 데 사용되며, 상기 접착층은 상기 케이스 내부의 압력이 상기 역치에 도달할 때 점성 상태에서 비점성 상태로 전환되는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  9. 제3항 또는 제8항에 있어서,
    상기 방호 부재는 상기 오목홈의 폭 방향에 따라 상기 오목홈을 덮고, 상기 방호 부재는 상기 오목홈의 폭 방향의 양단에서 각각 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분에 연결되는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박약부는 환형 구조이고, 상기 제1 부분은 상기 박약부에 의해 둘러싸인 영역 내에 위치하고 또한 상기 박약부가 파손된 후 반전하는 데 사용되며, 상기 제2 부분은 상기 박약부와 상기 벽부 사이에 위치하고 또한 상기 벽부를 연결하는 데 사용되며;
    또는, 상기 박약부는 스트립 형상 구조이고, 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 모두 상기 벽부를 연결하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방호 부재는 두 개 이상의 방호 유닛을 구비하고, 두 개 이상의 상기 방호 유닛은 상기 박약부의 연장 궤적에서 간격을 두고 분포되는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 방호 부재는 상기 박약부의 연장 궤적에 따라 상기 박약부를 완전히 덮는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 케이스는 하우징 및 엔드캡을 구비하고, 상기 하우징은 개구를 구비하며, 상기 엔드캡은 상기 개구를 밀폐하도록 배치되며, 상기 하우징 및 상기 엔드캡 중 어느 하나는 상기 벽부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벽부는 관통홀을 구비하고, 상기 감압 기구는 상기 관통홀을 덮으며, 상기 제2 부분은 상기 벽부의 내벽면에 연결되는 것을 특징으로 하는, 전지 셀.
  15. 전지에 있어서,
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 전지 셀을 포함하는 것을 특징으로 하는, 전지.
  16. 전력 소비용 장치에 있어서,
    제15항의 전지를 포함하고, 상기 전지는 전기 에너지를 공급하는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 전력 소비용 장치.
  17. 전지 셀을 제조하는 방법에 있어서,
    엔드캡 및 하우징을 제공하는 단계로서, 상기 하우징은 개구를 구비하고, 상기 엔드캡은 상기 개구를 밀폐하도록 배치되며, 상기 하우징 또는 상기 엔드캡에는 감압 기구가 배치되고, 상기 감압 기구는 박약부 및 박약부의 양측에 배치되는 제1 부분과 제2 부분을 포함하며, 상기 박약부는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 연결하는 데 사용되고, 상기 감압 기구는 상기 하우징과 상기 엔드캡에 의해 형성된 내부 전체의 압력이 역치에 도달할 때 상기 박약부가 파손되어 상기 압력을 방출하도록 구성되는 단계;
    방호 부재를 제공하는 단계로서, 상기 방호 부재는 상기 감압 기구에 배치되고, 상기 방호 부재는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 연결하여 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 연결 강도를 증가시키는 데 사용되는 단계;
    전극 어셈블리를 제공하고, 상기 전극 어셈블리를 상기 하우징 내에 장착하는 단계; 및
    상기 엔드캡과 상기 하우징을 조립하고, 상기 엔드캡을 상기 하우징에 연결하여 상기 개구를 덮는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전지 셀을 제조하는 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 방호 부재를 제공하는 단계로서, 상기 방호 부재는 상기 감압 기구에 배치되고, 상기 방호 부재는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 연결하여 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 연결 강도를 증가시키는 데 사용되는 단계는,
    상기 엔드캡 또는 상기 하우징에서의 상기 박약부를 구비한 영역에 상기 방호 부재에 접착하는 단계로서, 상기 방호 부재는 폴리 프로필렌 필름층 및 폴리 에틸렌 필름층 중 적어도 한 종류를 포함하는 단계;
    또는, 상기 엔드캡 또는 상기 하우징에서의 상기 박약부를 구비한 영역에 방호용 분말을 분무 코팅하고 응고시켜 상기 방호 부재를 형성하는 단계로서, 상기 방호용 분말은 폴리 프로필렌 분말 및 폴리 에틸렌 분말 중 적어도 한 종류를 포함하는 단계;
    또는, 상기 엔드캡 또는 상기 하우징에서의 상기 박약부를 구비한 영역에 파라핀 용액을 침윤시키고, 상기 박약부의 영역에 침윤된 상기 파라핀 용액이 응고된 후 상기 방호 부재를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전지 셀을 제조하는 방법.
  19. 전지 셀을 제조하는 장치에 있어서,
    제1 제공 모듈, 제2 제공 모듈, 제3 제공 모듈 및 조립 모듈을 포함하고;
    상기 제1 제공 모듈은 엔드캡 및 하우징을 제공하는 데 사용되고, 상기 하우징은 개구를 구비하며, 상기 엔드캡은 상기 개구를 밀폐하도록 배치되며, 상기 하우징 또는 상기 엔드캡에는 감압 기구가 배치되고, 상기 감압 기구는 박약부 및 상기 박약부의 양측에 배치되는 제1 부분과 제2 부분을 포함하며, 상기 박약부는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 연결하는 데 사용되고, 상기 감압 기구는 상기 하우징과 상기 엔드캡에 의해 형성된 내부 전체의 압력이 역치에 도달할 때 상기 박약부가 파손되어 상기 압력을 방출하도록 구성되며;
    상기 제2 제공 모듈은 방호 부재를 제공하는 데 사용되고, 상기 방호 부재는 상기 감압 기구에 배치되고, 상기 방호 부재는 상기 제1 부분과 상기 제2 부분을 연결하여 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 연결 강도를 증가시키는 데 사용되며;
    상기 제3 제공 모듈은 전극 어셈블리를 제공하고 상기 전극 어셈블리를 상기 하우징 내에 장착하는 데 사용되며;
    상기 조립 모듈은 상기 엔드캡과 상기 하우징을 조립하고, 상기 엔드캡을 상기 하우징에 연결하며, 상기 개구를 덮는 데 사용되는 것을 특징으로 하는, 전지 셀을 제조하는 장치.
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