JP7602019B2 - 電池セル及びその製造方法並びに製造システム、電池及び電力消費装置 - Google Patents

Description

本出願の実施例は、電池分野に関し、より具体的には、電池セル及びその製造方法並びに製造システム、電池及び電力消費装置に関する。

電池セルは、携帯電話、ノートパソコン、電気自転車、電気自動車、電気飛行機、電気汽船、電動玩具自動車、電動玩具汽船、電動玩具飛行機や電動工具などの電子機器に広く適用されている。電池セルは、ニッケルカドミウム電池セル、水素ニッケル電池セル、リチウムイオン電池セル及び二次アルカリ亜鉛マンガン電池セルなどを含んでもよい。

電池技術の発展において、電池セルの性能の向上に加えて、安全性の問題も無視できない問題となっている。電池セルの安全性を確保できなければ、その電池セルを使用することはできない。そのため、どのように電池セルの安全性を向上させるかは、電池技術において早急な解決が待たれる技術課題となっている。

本出願の実施例は、電池セルの安全性を向上させることができる電池セル及びその製造方法並びに製造システム、電池及び電力消費装置を提供する。

本出願の第１の態様によれば、本出願の実施例は、電池セルを提供し、該電池セルは、電極アセンブリと、ハウジングと、放圧機構と、カバーアセンブリとを含む。ここで、ハウジングには、電極アセンブリを収容するための収容空間が設けられ、ハウジングは、第１の方向に沿う一方側に位置する第１の側板を含み、放圧機構は、第１の側板上に設置され、カバーアセンブリは、ハウジングをシールするためのものであり、ここで、ハウジングの第１の側板の内面に沿って延伸する第１の流路が設けられ、第１の流路は、収容空間内のガスを放圧機構に案内することによって、圧力が閾値に達した時に放圧機構が作動し且つ圧力を逃がすようにするためのものである。

上記態様では、本出願の実施例は、ハウジングの第１の側板上に第１の流路を設置することによって、電池セルが熱暴走する時に放出したガスを収容空間から放圧機構に案内し、放圧機構がタイムリーに作動し且つガスを逃がすようにし、電池セルが熱暴走する時の排気レートを向上させ、電池セルの安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例において、第１の流路は、第１の側板の内面上に設置され且つ第１の側板の内面に沿って延伸する複数の第１の凹溝を含み、各第１の凹溝の一端は放圧機構と連通する。第１の流路を複数の第１の凹溝として設置し、各第１の凹溝が放圧機構と連通し、電池セルに熱暴走が発生した時、放出されたガスを第１の凹溝に沿って収容空間から放圧機構に案内して排出することができ、電池セルが熱暴走する時の排気レートを向上させ、電池セルの安全性を向上させるとともに、第１の凹溝は、第１の側板の内面に設置され、それによって収容空間を占有して電池セルのエネルギー密度に影響を与えることがない。

いくつかの実施例において、複数の第１の凹溝は互いに平行し、第１の凹溝の長手方向における排気効率の向上に有利である。又は、複数の第１の凹溝は、放圧機構を中心に、発散状を呈して周囲に延伸し、放圧機構の周方向における排気効率の向上に有利である。

いくつかの実施例において、第１の側板の内面上には、収容空間へ突出する突起部が形成され、突起部は、内面から離れる頂面を有し、第１の流路は、突起部の頂面と内面との間の空間に形成されている。該実施例において、突起部の頂面は、電極アセンブリを支持するためのものであり、突起部の頂面と内面との間の空間に第１の流路が形成され、電池セルが熱暴走する時の排気レートを向上させ、電池セルの安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例において、第１の流路は、放圧機構と連通する複数の分岐流路を含み、突起部は複数であり、複数の突起部は、放圧機構を中心に、発散状を呈して周囲に延伸し且つ互いに離間し、二つの隣接する突起部と内面との間に一つの分岐流路が形成される。複数の突起部は、放圧機構を中心に、発散状を呈して周囲に延伸し且つ互いに離間し、放圧機構の周方向における排気効率の向上に有利である。

いくつかの実施例において、第１の流路は、複数の分岐流路と接続流路とを含み、突起部は複数であり、各突起部は、ほぼ第１の側板の第２の方向に沿って延伸し、複数の突起部は、第１の側板の第３の方向に沿って間隔を置いて並べられ且つ互いに離間し、二つの隣接する突起部と内面との間に一つの分岐流路が形成され、隣接する二つの分岐流路は接続流路を介して連通し、分岐流路のうちの少なくとも一つは、接続流路を介して放圧機構と連通し、第２の方向は第１の方向に垂直であり、第３の方向は、第１の方向と第２の方向に垂直である。第１の側板の第２の方向に沿って延伸する突起部を設置し、二つの隣接する突起部と内面との間に一つの分岐流路を形成し、且つ接続流路を介して分岐流路を放圧機構に接続することによって、第２の方向における排気効率を向上させることができる。

いくつかの実施例において、ハウジングは、第２の方向に沿って対向して設置される一対の第２の側板を含み、各突起部の第２の方向における一つの端部と、隣接する一つの第２の側板との間に第３の隙間が設けられ、第３の隙間は、接続流路の少なくとも一部を形成する。第３の隙間を設置して分岐流路を放圧機構に接続する接続流路の一部を形成することによって、分岐流路のガスを接続流路によって放圧機構に迅速に案内して排出することができる。

いくつかの実施において、少なくとも一つの突起部は、複数のサブ突起部を含み、サブ突起部は、第２の方向に沿って間隔を置いて設置され、隣接するサブ突起部の間には第４の隙間が形成され、第４の隙間は、接続流路の少なくとも一部を形成する。第４の隙間を設置して分岐流路を放圧機構に接続する接続流路の一部を形成することによって、分岐流路のガスを接続流路によって放圧機構に迅速に案内して排出することができる。

いくつかの実施例において、突起部は、第３の方向において、前記放圧機構から離れる方向に向かって突出する弧状又は折れ線状に構成される。放圧機構から離れる方向に向かって突出する弧状又は折れ線状である突起部は、排気時に、気流を放圧機構の方向に案内することができ、ガスの迅速な排出に有利である。

いくつかの実施例において、突起部の頂面上に絶縁層が設けられ、絶縁層は、電極アセンブリとハウジングとの間の絶縁を実現するためのものであり、支持部品を追加して設置する必要がなく、空間に対する占有を減少し、電池セルの排気に影響を与えることなく、電池セルのエネルギー密度の向上に有利である。

いくつかの実施例において、ハウジングは、第２の方向に沿って対向して設置される一対の第２の側板を含み、収容空間は、電極アセンブリと各第２の側板との間に設置される第１の隙間を含み、第２の方向は第１の方向に垂直であり、ハウジングは、第３の方向に沿って対向して設置される一対の第３の側板をさらに含み、収容空間は、電極アセンブリと各第３の側板との間に設置される第２の隙間をさらに含み、第３の方向は、第１の方向と第２の方向に垂直であり、第１の流路は、第１の隙間及び／又は第２の隙間と連通する。第１の流路は、第１の隙間及び／又は第２の隙間と連通することによって、第１の流路と収容空間との連通を実現する。

いくつかの実施例において、第１の流路が放圧機構と連通する位置から、少なくとも一部の第１の流路は、放圧機構から離れる方向に沿って深さが次第に減少する。さらに、それによって少なくとも一部の長さの第１の流路は、放圧機構に接近する方向に沿って深さが次第に増加し、放圧機構の排気方向に向かって傾斜する斜面を形成し、ガスを放圧機構に案内して排出し、排気効率を向上させることにより有利である。

いくつかの実施例において、電極アセンブリを支持するように第１の側板と電極アセンブリとの間に設置される支持部品をさらに含み、支持部品上に第２の流路が設けられ、第２の流路は、第１の流路と収容空間を連通させる。支持部品上に第２の流路を形成し、第１の流路と収容空間を連通させて、排気の流路面積を向上させ、排気効率を向上させることができる。

いくつかの実施例において、第２の流路は、第１の方向に沿って支持部品を貫通する第１のスルーホールを含み、第１のスルーホールは、第１の流路と収容空間を連通させる。

いくつかの実施例において、ハウジングは、第２の方向に沿って対向して設置される一対の第２の側板を含み、収容空間は、電極アセンブリと各第２の側板との間に設置される第１の隙間を含み、第２の方向は第１の方向に垂直であり、ハウジングは、第３の方向に沿って対向して設置される一対の第３の側板をさらに含み、収容空間は、電極アセンブリと各第３の側板との間に設置される第２の隙間をさらに含み、第３の方向は、第１の方向と第２の方向に垂直であり、支持部品は、対向して設置される第１の表面と第２の表面を有し、第１の表面は、第１の側板に対向し、第２の表面は、電極アセンブリに対向し、第２の流路は、第１の表面上に設けられる第２の凹溝を含み、第２の凹溝が第１の隙間及び／又は第２の隙間と連通するとともに、第２の凹溝が第１の流路と連通する。支持部品において、第１の隙間及び／又は第２の隙間、及び第１の流路と連通する第２の凹溝を設置することによって、排気の流路面積を向上させ、排気効率を向上させることができる。

いくつかの実施例において、電極アセンブリの一部を包み、且つ電極アセンブリとハウジングを仕切るための絶縁膜をさらに含み、絶縁膜は、電極アセンブリと支持部品との間に位置する第１の側膜を含み、第１の側膜は、第２のスルーホールを有し、第２のスルーホールと支持部品の第１のスルーホールは、第１の方向における投影が重ならない。絶縁膜の第１の側膜における第２のスルーホールと支持部品における第１のスルーホールは、第１の方向における投影が重ならず、電極アセンブリと第１の側板との間の確実な絶縁を実現するとともに、第１のスルーホールと第２のスルーホールによって、収容空間と第１の流路を連通させることを実現し、排気効率を向上させることができる。

本出願の第２態様によれば、電池を提供し、該電池は、第１の態様の電池セルを含む。

本出願の第３態様によれば、電力消費装置を提供し、該電力消費装置は、第２の態様の電池を含む。

いくつかの実施例において、電力消費装置は、車両、船舶又は宇宙航空機である。

本出願の第４の態様によれば、電池セルの製造方法を提供し、該方法は、電極アセンブリを提供することと、電極アセンブリを収容するための収容空間が設けられ、第１の方向に沿う一方側に位置する第１の側板を含むハウジングを提供することと、第１の側板上に設置される放圧機構を提供することと、ハウジングをシールするためのカバーアセンブリを提供することと、電極アセンブリ、ハウジング、放圧機構とカバーアセンブリを組み立てて電池セルを形成することとを含み、ここで、ハウジングを提供することは、ハウジングの第１の側板の内面に、当該内面に沿って延伸する第１の流路を形成することを含み、第１の流路は、収容空間内のガスを放圧機構に案内することによって、圧力が閾値に達した時に放圧機構が作動し且つ圧力を逃がすようにするためのものである。

本出願の第５の態様によれば、電池セルの製造システムを提供し、該システムは、電極アセンブリを提供するための電極アセンブリ提供装置と、電極アセンブリを収容するための収容空間が設けられ、第１の方向に沿う一方側に位置する第１の側板を含むハウジングを提供するためのハウジング提供装置と、第１の側板上に設置される放圧機構を提供するための放圧機構提供装置と、ハウジングをシールするためのカバーアセンブリを提供するためのカバーアセンブリ提供装置と、電極アセンブリ、ハウジング、放圧機構とカバーアセンブリを組み立てて電池セルを形成するための組み立て装置とを含み、ここで、ハウジングの第１の側板の内面に、当該内面に沿って延伸する第１の流路を形成し、第１の流路は、収容空間内のガスを放圧機構に案内することによって、圧力が閾値に達した時に放圧機構が作動し且つ圧力を逃がすようにするためのものである。

本出願による電池セル及びその製造方法並びに製造システム、電池及び電力消費装置は、電池セルが熱暴走する時の排気効率を向上させ、電池セルの安全性を向上させることができる。

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。図面において、

本出願のいくつかの実施例による車両の構造概略図である。 本出願のいくつかの実施例による電池の分解概略図である。 図２に示す電池モジュールの構造概略図である。 本出願のいくつかの実施例による電池セルの分解概略図である。 本出願のいくつかの実施例による電池セルのハウジングの構造概略図である。 図５に示すハウジングのＡ－Ａに沿う断面概略図である。 本出願のいくつかの実施例による電池セルの上面概略図である。 図７に示す、図５の実施例のハウジングを採用した電池セルのＢ－Ｂ箇所における断面概略図である。 図８に示される電池セルのＣ箇所における拡大概略図である。 図８に示される電池セルのＤ箇所における拡大概略図である。 本出願の別の実施例による電池セルのハウジングの構造概略図である。 本出願の別の実施例による電池セルのハウジングの構造概略図である。 本出願の別の実施例による電池セルの上面概略図である。 図１３に示す、図１２の実施例のハウジングを採用した電池セルのＥ－Ｅ箇所における断面概略図である。 図１４に示される電池セルのＦ箇所における拡大概略図である。 本出願の別の実施例による電池セルのハウジングの構造概略図である。 本出願の別の実施例による電池セルのハウジングの構造概略図である。 本出願の別の実施例による、支持部品が設けられる電池セルの構造概略図である。 本出願の別の実施例による電池セルの支持部品の構造概略図である。 本出願の別の実施例による電池セルの支持部品の構造概略図である。 本出願の別の実施例による電池セルの支持部品の構造概略図である。 本出願の別の実施例による、支持部品と絶縁膜が設けられる電池セルの構造概略図である。 本出願の別の実施例による電池セルの支持部品と絶縁膜の分解概略図である。 図２３に示される支持部品と絶縁膜が組み合わせされた後の上面概略図である。 本出願のいくつか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。 本出願のいくつかの実施例による電池セルの製造システムの概略的ブロック図である。 図面において、図面は、実際の縮尺に応じて描かれるものではない。

本出願の実施例の目的、技術案、及び利点をより明確にするために、以下、本出願の実施例の図面を結び付けながら、本出願の実施例における技術案を明確に説明する。説明される実施例は、本出願の実施例の一部に過ぎず、すべての実施例ではないことは明らかである。本出願における実施例に基づき、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られたすべての他の実施例は、いずれも本出願の保護範囲に属する。

特に定義されない限り、本出願で使用される全ての科学技術用語は、当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本出願において、明細書で使用される用語は、具体的な実施例を説明するためにのみ用いられ、本出願を制限することを意図するものではない。本出願の明細書と請求の範囲及び上記の図面の説明における用語である「含む」、「有する」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。本出願の明細書と請求の範囲又は上記の図面における用語である「第１の」、「第２の」などは、異なる対象を区別するためのものであり、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。

本出願において「実施例」と言及する場合、実施例で説明された特定の特徴、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。

本出願の記述において、説明すべきこととして、特に明記し、限定する場合を除き、「取り付け」、「繋がり」、「接続」、「外付け」という用語は、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く、着脱可能な接続、又は一体的な接続であってもよく、直接に接続してもよく、中間媒体を介して間接に接続してもよく、２つの素子の内部を連通させてもよい。当業者は、具体的な状況に応じて、上記用語の本出願における具体的な意味を理解することができる。

本出願における「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の三つのケースを表してもよい。また、本出願における文字である「／」は、一般的には前後関連対象が「又は」の関係であることを表す。

本出願の実施例において、同一の符号は同一の構成要素を表し、また、簡潔のために、異なる実施例において、同一の構成要素に対する詳細な説明を省略する。なお、図面に示される本出願の実施例における各部材の厚さ、長さ・幅などの寸法、及び集積装置の全体的な厚さ、長さ・幅などの寸法は、例示的なものに過ぎず、本出願を限定するものではない。

本出願における「複数」とは、二つ以上（二つを含む）のことを言う。

本出願において、電池セルは、リチウムイオン二次電池セル、リチウムイオン一次電池セル、リチウム硫黄電池セル、ナトリウムリチウムイオン電池セル、ナトリウムイオン電池セル又はマグネシウムイオン電池セルなどを含んでもよいが、本出願の実施例では、それを限定しない。電池セルは、円柱体、扁平体、長方体、又はその他の形状などを有してもよく、本出願の実施例ではこれについても限定しない。電池セルは、パッケージングの形態によって、一般的には、柱形電池セル、四角形電池セルとパウチ電池セルの３つの種類に分けられ、本出願の実施例では、それを限定しない。

本出願の実施例で言及した電池は、より高い電圧と容量を提供するために１つ又は複数の電池セルを含む単一の物理的モジュールを指す。例えば、本出願に言及される電池には、電池モジュール又は電池パックなどが含まれてもよい。電池は、一般的には、１つ又は複数の電池セルをパッケージングするための筐体を含む。筐体は、液体又はその他の異物が電池セルの充電又は放電に影響を与えることを回避することができる。

電池セルは、電極アセンブリ及び電解質を含み、電極アセンブリは、正極板、負極板及びセパレータを含む。電池セルは、主に金属イオンが正極板と負極板との間で移動することにより動作する。正極板は、正極集電体及び正極活物質層を含み、正極活物質層は、正極集電体の表面にコーティングされている。正極集電体は、正極集電部と、正極集電部から突出する正極凸部とを含み、正極集電部には正極活物質層がコーティングされており、正極凸部の少なくとも一部には正極活物質層がコーティングされておらず、正極凸部は正極タブとして機能する。リチウムイオン電池を例として、正極集電体の材料はアルミニウムであってもよく、正極活物質層は正極活物質を含み、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い。負極板は、負極集電体及び負極活物質層を含み、負極活物質層は、負極集電体の表面にコーティングされている。負極集電体は、負極集電部と、負極集電部から突出する負極凸部とを含み、負極集電部には負極活物質層がコーティングされており、負極凸部の少なくとも一部には負極活物質層がコーティングされておらず、負極凸部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、負極活物質層は負極活物質を含み、負極活物質は、炭素又はケイ素などであってもよい。大電流を流しても溶断が生じないように、正極タブの数は複数で且つ積層されており、負極タブの数は複数で積層されている。セパレータの材質は、ＰＰ（ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ、ポリプロピレン）又はＰＥ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ、ポリエチレン）などであってもよい。また、電極アセンブリは、捲回型構造であってもよいし、積層型構造であってもよく、本出願の実施例はこれに限定されるものではない。

電池セルは、外筐アセンブリをさらに含んでもよく、外筐アセンブリの内部は収容キャビティを有し、該収容キャビティは、外筐アセンブリが電極アセンブリと電解質のために提供した密閉空間である。

電池セルにとって、主な安全上のリスクは充放電過程に由来するものであり、適切な環境温度設計が必要とされる。不必要な損失を効果的に回避するために、電池セルに対して、一般的には、少なくとも３重の保護手段が存在する。具体的には、保護手段は少なくとも、スイッチ素子、適切なセパレータ材料の選択及び放圧機構を含む。スイッチ素子は、電池セル内の温度又は抵抗が一定の閾値に達したときに電池の充電又は放電を停止できる素子である。セパレータは、正極板と負極板を隔離するためのものであり、一定の温度まで昇温するときにそれに付着しているミクロンオーダー（さらにはナノメートルオーダー）の微細孔を自動的に溶解して除去することができ、それによって金属イオンがセパレータを通過できなくなり、電池セルの内部反応を終止する。

放圧機構は、電池セルの内圧が所定閾値に達したときに作動して内圧を逃がす素子又は部材である。この閾値の設計は、設計の需要によって異なっている。前記閾値は、電池セルにおける正極板、負極板、電解液及びセパレータのうちの一つ又は複数の材料によって決まる可能性がある。放圧機構は、防爆弁、空気弁、放圧弁又は安全弁などのような形式を用いてもよく、そして具体的には感圧性の素子又は構造を用いてもよく、即ち、電池セルの内圧が所定閾値に達したときに放圧機構が動作を実行するか又は放圧機構に設けられる脆弱構造が破裂することによって、内圧又は温度を逃がすための開口又は流路を形成する。

本出願で言及した「作動」は、放圧機構に動作が発生するか又は一定の状態まで活性化されることによって、電池セルの内圧を逃がすことである。放圧機構に発生する動作は、放圧機構の少なくとも一部が破裂、破砕、破断又は開放されることなどを含んでもよいが、それらに限らない。放圧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、作動する部位から外へ排出される。この方式で、圧力が制御可能である場合には、電池セルの圧力を逃がすことができ、それによって潜在的なより深刻な事故の発生を回避する。

本出願で言及した電池セルからの排出物は、電解液、溶解又は分裂された正負極板、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、それらに限らない。

電池セルにおける放圧機構は、電池セルの安全性に対して重要な影響を及ぼす。例えば、短絡、過充電などの現象が発生したとき、電池セル内部に熱暴走が発生することによって圧力の急上昇を引き起こす可能性がある。このような場合には、放圧機構の作動によって内圧を外へ放出し、電池セルの爆発、発火を防止することができる。

放圧機構は、通常、外筐アセンブリに取り付けられる。発明者は、電池セルのエネルギー密度を向上させるために、電池セル内部にガスを流すことができる空間が限られており、それによって熱暴走時のガス排出レートが低く、また、放圧機構が外筐アセンブリ内部の部品に遮蔽されて排気がスムーズでなくなり、潜在的安全リスクを引き起こす可能性があることを発見した。

これに鑑みて、本出願の実施例は、技術案を提供し、該技術案において、電池セルは、電極アセンブリと、ハウジングと、放圧機構と、カバーアセンブリとを含む。ここで、ハウジングには、電極アセンブリを収容するための収容空間が設けられ、ハウジングは、第１の方向に沿う一方側に位置する第１の側板を含み、放圧機構は、第１の側板上に設置され、カバーアセンブリは、ハウジングをシールするためのものであり、ここで、ハウジングの第１の側板の内面に、当該内面に沿って延伸する第１の流路が設けられ、第１の流路は、収容空間内のガスを放圧機構に案内することによって、圧力が閾値に達した時に放圧機構が作動し且つ圧力を逃がすようにするためのものである。このような構造を有する電池セルは、熱暴走時に、高温高圧ガスを放圧機構に案内し、排気レートを向上させ、安全性能を向上させる。

本出願の実施例に記載の技術案は、電池及び電池を使用した電力消費装置に適用される。

電力消費装置は、車両、携帯電話、携帯型機器、ノートパソコン、汽船、宇宙航空機、電動玩具や電動工具などであってもよい。車両は、ガソリン自動車、ガス自動車、又は新エネルギー自動車であってもよく、新エネルギー自動車は、純粋な電気自動車、ハイブリッド自動車、又はレンジエクステンダー自動車などであってもよく、宇宙航空機は、飛行機、ロケット、スペースシャトルと宇宙船などを含み、電動玩具は、固定型又は移動型電動玩具、例えば、ゲーム機、電気自動車玩具、電動船舶玩具、電動飛行機玩具などを含み、電動工具は、金属切削電動工具、研磨電動工具、組み立て電動工具と鉄道用電動工具、例えば、電動ドリル、電動グラインダー、電動レンチ、電動ドライバー、電動ハンマ、ハンマードリル、コンクリート振動機、電動鉋などを含む。本出願の実施例において、上記電力消費装置について特に制限しない。

以下の実施例において、説明しやすくするために、電力消費装置が車両である場合を例として説明する。

図１は、本出願のいくつかの実施例による車両の構造概略図である。図１に示すように、車両１の内部に電池２が設けられており、電池２は、車両１の底部又は前部又は後部に設けられてもよい。電池２は、車両１への給電に使用されることができ、例えば、電池２は、車両１の操作電源とすることができる。

車両１は、コントローラ３と、モータ４とをさらに含んでもよく、コントローラ３は、電池２がモータ４に給電し、例えば、車両１の始動、ナビゲーション及び走行時の作動電力需要に用いるように制御するためのものである。

本出願のいくつかの実施例において、電池２は、車両１の操作電源として用いることができるだけでなく、車両１の駆動電源として、ガソリン又は天然ガスの代わりに、又はその一部の代わりに車両１に駆動動力を提供することもできる。

図２は、本出願のいくつかの実施例による電池の分解概略図である。図２に示すように、電池２は、筐体５と筐体５内に収容される電池セル（図２には図示せず）を含む。

筐体５は、電池セルを収容するために用いられ、筐体５は、様々な構造であってもよい。いくつかの実施例において、筐体５は、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２を含んでもよく、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２は互いに覆われ、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２は、共同して電池セルを収容するための収容空間５３を画定する。第２の筐体部５２は、一端に開口する中空構造であってもよく、第１の筐体部５１は、板状構造であり、第１の筐体部５１は、収容空間５３を有する筐体５を形成するように、第２の筐体部５２の開口側に覆われる。第１の筐体部５１と第２の筐体部５２も、いずれも一方側に開口する中空構造であってもよく、第１の筐体部５１の開口側は、収容空間５３を有する筐体５を形成するように、第２の筐体部５２の開口側に覆われる。勿論、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２は、円柱体や直方体などの様々な形状であってもよい。

第１の筐体部５１と第２の筐体部５２が接続された後のシール性を高めるために、第１の筐体部５１と第２の筐体部５２の間にシーラントやシールリングなどのシール部材を設けてもよい。

第１の筐体部５１が第２の筐体部５２の頂部に覆われると仮定すれば、第１の筐体部５１は上側筐体蓋と呼ばれてもよく、第２の筐体部５２は下側筐体と呼ばれてもよい。

電池２において、電池セルは、１つであってもよく、複数であってもよい。電池セルが複数であれば、複数の電池セルの間は、直列接続又は並列接続又は直並列接続であってもよく、直並列接続は、複数の電池セルに直列接続も並列接続も含まれることを意味する。複数の電池セルの間を、直接、直列接続又は並列接続又は直並列接続してから、複数の電池セルで構成された全体を筐体５内に収容してもよい。勿論、まず複数の電池セルを直列接続又は並列接続又は直並列接続して電池モジュール６とし、更に複数の電池モジュール６を直列接続又は並列接続又は直並列接続して１つの全体として形成するとともに、筐体５内に収容してもよい。

図３は、図２に示される電池モジュールの構造概略図である。図３に示すように、いくつかの実施例において、電池セル７は複数であり、複数の電池セル７は、まず直列接続又は並列接続又は直並列接続されて電池モジュール６となる。複数の電池モジュール６は、更に直列接続又は並列接続又は直並列接続されて１つの全体として形成するとともに、筐体内に収容される。

電池モジュール６における複数の電池セル７の間は、バスバーを介して電気的接続を実現することができ、これによって電池モジュール６における複数の電池セル７の並列接続又は直列接続又は直並列接続を実現する。

図４は、本出願のいくつかの実施例による電池セルの分解概略図である。

図４に示すように、本出願の実施例による電池セル７は、電極アセンブリ１０と、外筐アセンブリ２０とを含み、電極アセンブリ１０は、外筐アセンブリ２０内に収容される。

いくつかの実施例において、電池セル７は、電極アセンブリ１０と、ハウジング２１と、放圧機構３０と、カバーアセンブリ２２とを含む。ここで、ハウジング２１には、電極アセンブリ１０を収容するための収容空間２１６が設けられ、ハウジング２１は、第１の方向Ｚに沿う一方側に位置する第１の側板２１２を含み、放圧機構３０は、第１の側板２１２上に設置され、カバーアセンブリ２２は、ハウジング２１をシールするためのものであり、ここで、ハウジング２１の第１の側板２１２の内面２１２０に内面２１２０に沿って延伸する第１の流路が設けられ、第１の流路は、収容空間２１６内のガスを放圧機構３０に案内することによって、圧力が閾値に達した時に放圧機構３０が作動し且つ圧力を逃がすようにするためのものである。

いくつかの実施例において、外筐アセンブリ２０は、さらに電解質、例えば、電解液を収容するためのものであってもよい。外筐アセンブリ２０は、様々な構造形式であってもよい。

いくつかの実施例において、外筐アセンブリ２０は、ハウジング２１とカバーアセンブリ２２とを含んでもよく、ハウジング２１は、一方側に開口する中空構造であり、カバーアセンブリ２２は、電極アセンブリ１０と電解質を収容するための収容キャビティを形成するようにハウジング２１の開口箇所に覆われ且つシール接続を形成する。

ハウジング２１は、様々な形状、例えば、円柱体、長方体などであってもよい。ハウジング２１の形状は、電極アセンブリ１０の具体的な形状に基づいて確定することができる。例えば、電極アセンブリ１０が円柱体構造である場合、円柱体ハウジングを選択することができる。電極アセンブリ１０が直方体構造である場合、直方体ハウジングを選択することができる。

いくつかの実施例において、カバーアセンブリ２２は、エンドカバー２２１を含み、エンドカバー２２１は、ハウジング２１の開口箇所に覆われる。エンドカバー２２１は様々な構造であってもよく、例えば、エンドカバー２２１は板状構造である。例示的には、図４において、ハウジング２１は長方体構造であり、エンドカバー２２１は板状構造であり、エンドカバー２２１は、ハウジング２１頂部の開口箇所に覆われる。

エンドカバー２２１は、絶縁材料（例えば、プラスチック）で製造されてもよいし、導電材料（例えば、金属）で製造されてもよい。エンドカバー２２１が金属材料で製造される場合、カバーアセンブリ２２は、絶縁板をさらに含んでもよく、絶縁板は、エンドカバー２２１と電極アセンブリ１０を絶縁して隔離するように、エンドカバー２２１の電極アセンブリ１０に対向する側に位置する。

いくつかの実施例において、カバーアセンブリ２２は、電極端子２２２をさらに含んでもよく、電極端子２２２はエンドカバーに取り付けられる。電極端子２２２は二つであり、二つの電極端子２２２は、それぞれ正極電極端子と負極電極端子に定義され、正極電極端子と負極電極端子は、いずれも電極アセンブリ１０と電気的に接続されて、電極アセンブリ１０に発生した電気エネルギーを出力するためのものである。

別のいくつかの実施例において、外筐アセンブリ２０は他の構造であってもよく、例えば、外筐アセンブリ２０は、ハウジング２１と二つのカバーアセンブリ２２とを含み、ハウジング２１は、対向する両側に開口する中空構造であり、一つのカバーアセンブリ２２は、電極アセンブリ１０と電解質を収容するための収容キャビティを形成するように、ハウジング２１の一つの開口箇所に覆われ且つシール接続を形成する。このような構造において、一つのカバーアセンブリ２２上に二つの電極端子２２２が設けられることに対して、別のカバーアセンブリ２２上に電極端子２２２が設置されていなくてもよいし、二つのカバーアセンブリ２２にそれぞれ一つの電極端子２２２が設置されてもよい。

電池セル７において、外筐アセンブリ２０内に収容される電極アセンブリ１０は、一つであってもよいし、複数であってもよい。例示的には、図４において、電極アセンブリ１０は二つである。

電極アセンブリ１０は、正極板と、負極板と、セパレータとを含む。電極アセンブリ１０は、捲回型電極アセンブリ、積層型電極アセンブリ又は他の形式の電極アセンブリであってもよい。

いくつかの実施例において、電極アセンブリ１０は捲回型電極アセンブリである。正極板、負極板とセパレータは、いずれも帯状構造である。本出願の実施例は、正極板、セパレータ及び負極板を順次積層し且つ二回以上捲回して電極アセンブリ１０を形成することができる。

別のいくつかの実施例において、電極アセンブリ１０は積層型電極アセンブリである。具体的には、電極アセンブリ１０は、複数の正極板と複数の負極板とを含み、正極板と負極板は、交互に積層され、積層方向は、正極板の厚さ方向と負極板の厚さ方向に平行する。

電極アセンブリ１０の外形から見れば、電極アセンブリ１０は、本体部１１と、本体部に接続されるタブ部１２とを含む。例示的には、本体部は、本体部のカバーアセンブリに近い端から延出する。

いくつかの実施例において、タブ部１２は二つであり、二つのタブ部は、それぞれ正極タブ部と負極タブ部に定義される。正極タブ部と負極タブ部は、本体部１１の同一の端から延出してもよいし、それぞれ本体部１１の反対する両端から延出してもよい。

本体部１１は、電極アセンブリ１０が充放電機能を実現するコア部分であり、タブ部１２は、本体部１１に発生した電流を引き出すためのものである。本体部１１は、正極集電体の正極集電部と、正極活物質層と、負極集電体の負極集電部と、負極活物質層と、セパレータとを含む。正極タブ部は、複数の正極タブを含み、負極タブ部は、複数の負極タブを含む。

タブ部１２は、電極端子２２２に電気的に接続するためのものである。タブ部１２は、溶接などの方式によって電極端子２２２に直接接続されてもよいし、他の部品を介して電極端子２２２に間接的に接続されてもよい。例えば、電池セル７は、集電部材１３をさらに含み、集電部材１３は、電極端子２２２とタブ部１２を電気的に接続するためのものである。集電部品１３は二つであり、二つの集電部品１３は、それぞれ正極集電部品と負極集電部品に定義され、正極集電部品は、正極電極端子と正極タブ部を電気的に接続するためのものであり、負極集電部品は、負極電極端子と負極タブ部を電気的に接続するためのものである。電池セル７に複数の電極アセンブリ１０が設けられる場合、複数の電極アセンブリ１０の正極集電部品は、一体に設置されてもよく、複数の電極アセンブリ１０の負極集電部品は、一体に設置されてもよい。

第１の側板２１２は、外筐アセンブリ２０の第１の方向Ｚに沿う一方側に位置する。外筐アセンブリ２０のハウジング２１は、第１の方向Ｚに沿う、第１の側板２１２に対向する他側に端部開口がある。

ハウジング２１が一端に開口する中空構造である場合、第１の側板２１２は、電極アセンブリ１０のカバーアセンブリ２２から離れる側に位置するハウジング２１の底板である。

放圧機構３０は、第１の側板２１２上に設置される。放圧機構３０は、第１の側板２１２の一部であってもよいし、第１の側板２１２と別体であってもよい。第１の側板２１２には、自体の厚さ方向に沿って貫通する放圧孔２１０が設置されており、放圧機構３０は、溶接などの方式によって第１の側板２１２上に固定され且つ放圧孔２１０を覆う。放圧機構３０は、放圧孔２１０をシールし、それによって第１の側板２１２の内外両側の空間を隔離し、正常に作動する時に電解質が放圧孔２１０を介して流出することを回避する。

放圧機構３０は、電池セル７の内圧が閾値に達したときに作動して内圧を逃がすためのものである。電池セル７に発生したガスが多すぎることによって、ハウジング２１の内圧が上昇し且つ閾値に達した時、放圧機構３０は動作を実行するか又は放圧機構３０に設けられる脆弱構造が破裂し、ガスと他の高温高圧物質が放圧機構３０の裂けた開口と放圧孔２１０によって外へ放出され、さらに電池セル７の爆発を回避する。

放圧機構３０はいかなる可能な放圧構造であってもよいが、本出願の実施例では、それを限定しない。例えば、放圧機構３０は、感圧性放圧機構を設けた電池セル７の内圧が閾値に達した時に破裂できるように構成されている感圧性放圧機構であってもよい。

いくつかの実施例において、放圧機構３０の局所強度を減少させ且つ放圧機構３０上に脆弱な構造を形成するように、放圧機構３０に切り込み、凹溝又は他の構造が形成され、電池セル７の内圧が閾値に達した時に、放圧機構３０は、脆弱な構造箇所で破裂し、放圧機構３０の、破裂部に沿って設けられる部分は、折り返して開口を形成することで、高温高圧物質を逃がす。

短絡、過充電などの現象が発生した時、電池セル７は、熱暴走が発生し且つ大量の高温高圧物質、例えば、高温高圧ガスを放出し、第１の流路は、ガスを流動するように案内して、収容空間２１６内のガスを放圧機構３０に案内することができ、ガスは、放圧機構３０の受圧表面に作用し且つ放圧機構３０に圧力を印加し、ガスの増加につれて、放圧機構３０が受ける圧力が大きくなり、放圧機構３０は、圧力が閾値に達した時に作動して、ガスと他の高温高圧物質を電池セル７の外部に逃がすことによって、電池セル７の内圧を外へ放出して、電池セル７の爆発、発火を防止する。

本出願の実施例は、ハウジング２１の第１の側板２１２上に第１の流路２１５１を設置することによって、電池セル７が熱暴走する時に放出したガスを収容空間２１６から放圧機構３０に案内し、放圧機構３０がタイムリーに作動し且つガスを逃がすようにし、電池セル７の熱暴走時の排気レートを向上させ、電池セル７の安全性を向上させることができる。

図５は、本出願のいくつかの実施例による電池セルのハウジングの構造概略図であり、図６は、図５に示すハウジングのＡ－Ａに沿う断面概略図であり、図７は、本出願のいくつかの実施例による電池セルの上面概略図であり、図８は、図７に示す、図５の実施例のハウジングを採用した電池セルのＢ－Ｂ箇所における断面概略図であり、図９は、図８に示される電池セルのＣ箇所における拡大概略図であり、図１０は、図８に示される電池セルのＤ箇所における拡大概略図である。

図５から図１０を参照し、いくつかの実施例において、第１の流路２１５１は、第１の側板２１２の内面２１２０上に設置され且つ第１の側板２１２の内面２１２０に沿って延伸する複数の第１の凹溝２１４１を含み、各第１の凹溝２１４１の一端は放圧機構３０と連通する。第１の流路２１５１を複数の第１の凹溝２１４１として設置し、各第１の凹溝２１４１が放圧機構３０と連通し、電池セル７が熱暴走する時、放出されたガスを第１の凹溝２１４１に沿って収容空間２１６から放圧機構３０に案内して排出することができ、電池セル７が熱暴走時の排気レートを向上させ、電池セル７の安全性を向上させるとともに、第１の凹溝２１４１が第１の側板２１２の内面に設置され、収容空間２１６を占有して電池セル７のエネルギー密度に影響を与えることがない。

図５と図６を参照し、いくつかの実施例において、複数の第１の凹溝２１４１は、互いに平行し且つ互いに離間する。いくつかの実施例において、各第１の凹溝２１４１は、第３の方向Ｙに沿って延伸し、第３の方向Ｙは、第１の方向Ｚに垂直であり、複数の第１の凹溝２１４１は、第２の方向Ｘに沿って並べられ、第２の方向Ｘは、第１の方向Ｚと第３の方向Ｙに垂直である。

いくつかの実施例において、第２の方向Ｘに沿って、複数の第１の凹溝２１４１は、互いに同様であるか又は異なる幅を有してもよい。いくつかの実施例において、第１の方向Ｚに沿って、複数の第１の凹溝２１４１は、互いに同様であるか又は異なる深さを有してもよい。

ハウジング２１は、第３の方向Ｙに沿って対向して設置される一対の第２の側板２１３、及び第２の方向Ｘに沿って対向して設置される一対の第３の側板２１１を含む。第２の側板２１３と第３の側板２１１は、いずれも第１の側板２１２に接続されるとともに、隣接する第２の側板２１３と第３の側板２１１も互いに接続されて収容空間２１６を共同で形成する。

複数の第１の凹溝２１４１は、一端が放圧孔２１０と連通し、他端が第２の側板２１３に近い位置まで延伸する。

図７から図１０を参照し、収容空間２１６は、電極アセンブリ１０と各第２の側板２１３との間に設置される第１の隙間Ｇ１を含む。第１の流路２１５１は第１の隙間Ｇ１と連通する。第１の流路２１５１は、第１の隙間Ｇ１との連通によって第１の流路２１５１と収容空間２１６との連通を実現し、なお、電極アセンブリ１０の内部に発生したガスは、第１の流路２１５１から放圧機構３０に直接入ってもよい。

図９を参照し、電極アセンブリ１０と各第２の側板２１３との間に第１の隙間Ｇ１が形成され、第１の流路２１５１を構成する複数の第１の凹溝２１４１は、第３の方向Ｙにおいて、隣接する第２の側板２１３の付近まで延伸し、第３の方向Ｙにおいて、電極アセンブリ１０の下縁を越え、第１の隙間Ｇ１と連通する。さらに、電池セル７に発生したガスが多すぎることによって、ハウジング２１の内圧が上昇し且つ閾値に達した時、ガスは、第１の隙間Ｇ１を通過した後、電極アセンブリ１０に阻止されることなく、複数の第１の凹溝２１４１を介して放圧機構３０に移動して排出することができ、なお、電極アセンブリ１０の内部に発生したガスは、第１の流路２１５１から放圧機構３０に直接入ってもよく、排気効率を向上させた。

いくつかの実施例において、電極アセンブリ１０と各第２の側板２１３との間に一つの第１の隙間Ｇ１が形成され、複数の第１の凹溝２１４１は、第３の方向Ｙにおいて、それぞれ両側の第１の隙間Ｇ１と放圧機構３０に接続される。

図１０に示すように、いくつかの実施例において、第１の流路２１５１の放圧機構３０と連通する位置から、少なくとも一部の長さの第１の流路２１５１は、放圧機構３０から離れる方向に沿って深度Ｈが次第に減少する。

具体的には、第１の流路２１５１の放圧機構３０と連通する位置から、第１の流路２１５１を構成する各第１の凹溝２１４１の、第３の方向Ｙに沿う少なくとも一部の長さにおいて、第１の凹溝２１４１の深さＨは、放圧機構３０から離れる方向に沿って次第に減少する。図１０に示すように、少なくとも一部の長さの第１の凹溝２１４１の深さＨは、放圧機構３０に接近する方向に沿って次第に増加し、放圧機構３０の排気方向に向かって傾斜する斜面を形成し、ガスを放圧機構３０に案内して排出し、排気効率を向上させるのにより有利である。斜面は、直線又は弧線を呈して傾斜することができる。

一部の長さは、深さＨが変化する部分が、第１の流路２１５１の、第３の方向Ｙにおいて放圧機構３０に接続される一部の長さのみを占め、残りの部分の長さの第１の流路２１５１の深さを一定に維持してもよいことを指す。別のいくつかの実施例において、第１の流路２１５１は、第１の流路２１５１の全長にわたって深さＨが変化してもよい。

第１の流路２１５１の放圧機構３０と連通する位置とは、第１の流路２１５１の放圧機構３０のエッジに接続される位置である。ハウジング２１上に放圧孔２１０が設置される場合、第１の流路２１５１の放圧機構３０と連通する位置とは、第１の流路２１５１の放圧孔２１０に接続される位置である。

図１１は、本出願の別の実施例による電池セルのハウジングの構造概略図である。

図１１における実施例を参照し、図１１におけるハウジング２１と図５における実施例のハウジング２１との相違点は、複数の第１の凹溝２１４１が放圧機構３０を中心にし、発散状を呈して周囲に延伸し且つ互いに離間することである。

該実施例において、収容空間２１６は、電極アセンブリ１０と各第２の側板２１３との間に設置される第１の隙間Ｇ１を含み、隣接する第２の側板２１３の付近まで延伸する一部の第１の凹溝２１４１は第１の隙間Ｇ１と連通する。収容空間２１６は、電極アセンブリ１０と各第３の側板２１１との間に設置される第２の隙間Ｇ２をさらに含み、第３の側板２１１の付近まで延伸する一部の第１の凹溝２１４１は第２の隙間Ｇ２と連通する。このように、電池セル７に熱暴走が発生した時、ガスは、放圧機構３０の周方向において、それぞれ第１の隙間Ｇ１と第２の隙間Ｇ２によって、第１の流路２１５１に沿って放圧機構３０に案内することができる。なお、電極アセンブリ１０の内部に発生したガスは、第１の流路２１５１から放圧機構３０に直接入ってもよい。電池セル７が熱暴走する時の排気レートを向上させ、電池セル７の安全性を向上させる。

該実施例において、収容空間２１６は、電極アセンブリ１０と各第２の側板２１３との間に設置される第１の隙間Ｇ１を含み、隣接する第２の側板２１３の付近まで延伸する一部の第１の凹溝２１４１は第１の隙間Ｇ１と連通する。収容空間２１６は、電極アセンブリ１０と各第３の側板２１１との間に設置される第２の隙間Ｇ２をさらに含み、第３の側板２１１の付近まで延伸する一部の第１の凹溝２１４１は第２の隙間Ｇ２と連通する。このように、電池セル７に熱暴走が発生した時、ガスは、放圧機構３０の周方向において、それぞれ第１の隙間Ｇ１と第２の隙間Ｇ２によって、第１の流路２１５１に沿って放圧機構３０に案内することができる。なお、電極アセンブリ１０の内部に発生したガスは、第１の流路２１５１から放圧機構３０に直接入ってもよい。電池セル７が熱暴走する時の排気レートを向上させ、電池セル７の安全性を向上させる。

図１２は、本出願の別の実施例による電池セルのハウジングの構造概略図であり、図１３は、本出願の別の実施例による電池セルの上面概略図であり、図１４は、図１３に示す、図１２の実施例のハウジングを採用した電池セルのＥ－Ｅ箇所における断面概略図であり、図１５は、図１４に示される電池セルのＦ箇所における拡大概略図である。

図１２～１５に示すように、いくつかの実施例において、ハウジング２１において、第１の側板２１２の内面上には、収容空間２１６へ突出する突起部２１４２が形成され、突起部２１４２は、内面２１２０から離れる頂面２１４０を有し、第１の流路２１５２は、突起部２１４２の頂面２１４０と内面２１２０との間の空間に形成されている。該実施例において、突起部２１４２の頂面２１４０は、電極アセンブリ１０を支持するためのものであり、突起部２１４２の頂面２１４０と内面２１２０との間の空間に第１の流路２１５２が形成され、電池セル７が熱暴走する時の排気レートを向上させ、電池セル７の安全性を向上させることができる。

いくつかの実施例において、図１２に示すように、第１の流路２１５２は、放圧機構３０と連通する複数の分岐流路２１５２１を含み、突起部２１４２は複数であり、複数の突起部２１４２は、放圧機構３０を中心に、発散状を呈して周囲に延伸し且つ互いに離間し、二つの隣接する突起部２１４２と内面２１２０との間に一つの分岐流路２１５２１が形成される。複数の突起部２１４２は、放圧機構３０を中心に、発散状を呈して周囲に延伸し且つ互いに離間し、放圧機構３０の周方向における排気効率の向上に有利である。

具体的には、二つの隣接する突起部２１４２と内面２１２０との間に一つの分岐流路２１５２１が形成され、複数の分岐流路２１５２１は、放圧機構３０を中心に、発散状を呈して周囲に延伸し且つ互いに離間する。発散状を呈して延伸することは、複数の分岐流路２１５２１が放圧機構３０を中心に、複数の分岐流路２１５２１がほぼ放圧機構３０の中心点を軸とする径向方向に沿って延伸することを指す。複数の分岐流路２１５２１の一端は放圧機構３０と連通し、いくつかの実施例において、複数の分岐流路２１５２１は放圧孔２１０に接続される。そのうちの一部の分岐流路２１５２１の他端は一つの第２の側板２１３の付近まで延伸して、第１の隙間Ｇ１と連通し、一部の分岐流路２１５２１の他端は一つの第３の側板２１１の付近まで延伸して、第２の隙間Ｇ２と連通する。

該実施例において、収容空間２１６は、電極アセンブリ１０と各第２の側板２１３との間に設置される第１の隙間Ｇ１を含み、一つの第２の側板２１３の付近まで延伸する一部の分岐流路２１５２１は第１の隙間Ｇ１と連通する。図１４と１５に示すように、収容空間２１６は、電極アセンブリ１０と各第３の側板２１１との間に設置される第２の隙間Ｇ２をさらに含み、一つの第３の側板２１１の付近まで延伸する一部の分岐流路２１５２１は第２の隙間Ｇ２と連通する。このように、電池セル７に熱暴走が発生した時、ガスは、放圧機構３０の周方向において、第１の流路２１５２に沿って放圧機構３０に案内することができる。なお、電極アセンブリ１０の内部に発生したガスは、第１の流路２１５２を通過して放圧機構３０に直接入ってもよい。電池セル７が熱暴走する時の排気レートを向上させ、電池セル７の安全性を向上させる。

なお、図１１と図１２の実施例において、図１０の実施例を参照してもよく、第１の流路２１５１の放圧機構３０と連通する位置から、少なくとも一部の長さの第１の流路２１５１は、放圧機構３０から離れる方向に沿って深さＨが次第に減少する。

図１６は、本出願の別の実施例による電池セルのハウジングの構造概略図である。

図１６に示すように、いくつかの実施例において、ハウジング２１では、第１の流路２１５３は、複数の分岐流路２１５３１と接続流路２１５３２を含み、突起部２１４３は複数であり、各突起部２１４３は、ほぼ第１の側板２１２の第２の方向Ｘに沿って延伸し、複数の突起部２１４３は、第１の側板２１２の第３の方向Ｙに沿って間隔を置いて並べられ且つ互いに離間し、二つの隣接する突起部２１４３と内面２１２０との間に一つの分岐流路２１５３１が形成され、隣接する二つの分岐流路２１５３１は、接続流路２１５３２を介して連通し、分岐流路２１５３１のうちの少なくとも一つは、接続流路２１５３２を介して放圧機構３０と連通し、第２の方向Ｘは第１の方向Ｚに垂直であり、第３の方向Ｙは、第１の方向Ｚと第２の方向Ｘに垂直である。第１の側板２１２の第２の方向Ｘに沿って延伸する突起部２１４３を設置し、二つの隣接する突起部２１４３と内面２１２０との間に一つの分岐流路２１５３１を形成し、且つ接続流路２１５３２を介して分岐流路２１５３１を放圧機構３０に接続することによって、第２の方向Ｘにおける排気効率を向上させることができる。ハウジング２１の、第２の方向Ｘにおける幅と第３の方向Ｙにおける長さが近い場合、本実施例の第１の流路２１５３は良好な排気効果を提供することができる。

該実施例において、各突起部２１４３の第２の方向Ｘにおける一つの端部と、隣接する第２の側板２１３との間に第３の隙間Ｇ３が設けられ、第３の隙間Ｇ３は、接続流路２１５３２の少なくとも一部を形成する。接続流路２１５３２は、全体的に、第３の方向Ｙに沿って延伸する。第３の隙間Ｇ３を設置して分岐流路２１５３１を放圧機構３０に接続する接続流路の一部を形成することによって、分岐流路２１５３１のガスを接続流路２１５３２によって放圧機構３０に迅速に案内して排出することができる。

図１７は、本出願の別の実施例による電池セルのハウジングの構造概略図である。

図１７に示すように、該実施例と図１６における実施例との相違点は、ハウジング２１において、少なくとも一つの突起部２１４４が複数のサブ突起部２１４４１を含み、サブ突起部２１４４１が第２の方向Ｘに沿って間隔を置いて設置され、隣接するサブ突起部２１４４１の間に第４の隙間Ｇ４が形成され、第４の隙間Ｇ４も接続流路２１５３２の少なくとも一部を形成することであり、即ち該実施例において、接続流路２１５３２は、第３の隙間Ｇ３を一部としての側接続流路２１５３３と、第４の隙間Ｇ４を一部としての中間接続流路２１５３４とを含む。第４の隙間Ｇ４を設置することによって、分岐流路２１５３１を放圧機構に接続する中間接続流路２１５３４を形成し、中間接続流路２１５３４と側接続流路２１５３３は共同で協働し、分岐流路２１５３１のガスを接続流路２１５３２によって放圧機構３０に迅速に案内して排出することができる。

任意選択的に、図１６、１７に示される実施例において、突起部２１４３又は突起部２１４４は、第３の方向Ｙにおいて、放圧機構３０から離れる方向に向かって突出する弧状又は折れ線状に構成される。第３の方向Ｙにおいて放圧機構３０から離れる方向に向かって突出する弧状又は折れ線状の突起部２１４３又は突起部２１４４は、排気時に、気流を放圧機構３０の方向に案内することができ、ガスの迅速な排出に有利である。

以上の実施例において、突起部２１４３又は突起部２１４４の頂面２１４０上に、絶縁層がさらに設けられてもよく、絶縁層は、電極アセンブリ１０とハウジング２１との間の絶縁を実現するためのものであり、支持部品を追加して設置する必要がなく、収容空間２１６に対する占有を減少し、電池セル７の排気に影響を与えることなく、電池セル７のエネルギー密度の向上に有利である。

図１８は、本出願の別の実施例による電池セルの構造概略図である。

図１８に示すように、該実施例において、以上の実施例との相違点は、支持部品４０を追加したことである。支持部品４０は、電極アセンブリ１０と第１の側板２１２との間に設置され、且つ電極アセンブリ１０を支持するためのものである。電極アセンブリ１０、支持部品４０と第１の側板２１２は、第１の方向Ｚに沿って順次配置される。例示的には、支持部品４０は、絶縁材料で製造され、それは、第１の側板２１２と電極アセンブリ１０を絶縁して隔離することができる。支持部品４０は、電極アセンブリ１０を支持して、電池セル７が振動する時に、電極アセンブリ１０の揺れを減少させ、電極アセンブリ１０の活物質が脱落するリスクを低減することができる。

支持部品４０は、電極アセンブリ１０に直接当接して電極アセンブリ１０を支持してもよいし、他の部品によって電極アセンブリ１０を支持してもよい。例えば、電池セル７は、電極アセンブリ１０の本体部１１の外側に被覆される絶縁膜をさらに含み、絶縁膜の一部は、支持部品４０と電極アセンブリ１０との間に位置し、支持部品４０は絶縁膜によって電極アセンブリ１０を支持する。支持部品４０は、対向して設置される第１の表面４１と第２の表面４２を有し、第１の表面４１は、第１の側板２１２０に対向し、第２の表面４２は、電極アセンブリ１０に対向する。

いくつかの実施例において、支持部品４０は、第１の側板２１２に当接してもよく、例えば、図５～１１の実施例において、支持部品４０は、電極アセンブリ１０の重力作用で第１の側板２１２に当接し、第１の側板２１２の内面２１２０に接触することができ、図９と図１０の実施例を参照し、支持部品４０の第１の表面４１と第１の側板２１２の間の第１の凹溝２１４１との間に第１の流路が形成される。図９を参照し、支持部品４０は、第３の方向Ｙにおいて、第２の側板２１３との間に第５の隙間Ｇ５を形成し、なお、図１５における実施例を参照し、支持部品４０は、第２の方向Ｘにおいて、隣接する第３の側板２１１との間に第６の隙間Ｇ６を形成する。第１の隙間Ｇ１は、第５の隙間Ｇ５を介して第１の流路２１５１と連通する。第２の隙間Ｇ２は、第６の隙間Ｇ６を介して第１の流路２１５１と連通する。

支持部品４０は、第１の方向Ｚにおいて、第１の側板２１２と間隔を置いて設置されてもよい。例えば、図１２～１７の実施例において、支持部品４０は、突起部２１４２、２１４３又は２１４４の表面に配置され、第１の側板２１２の内面２１２０と間隔を置いて設置されてもよい。第１の流路２１５２又は２１５３は、支持部品４０の第１の表面４１と第１の側板２１２の内面２１２０との間に形成される。

図１９は、本出願の別の実施例による電池セルの支持部品の構造概略図であり、図２０は、本出願の別の実施例による電池セルの支持部品の構造概略図であり、図２１は、本出願の別の実施例による電池セルの支持部品の構造概略図である。

いくつかの実施例において、支持部品４０上に第２の流路が設けられ、第２の流路は、第１の流路２１５１、２１５２又は２１５３と収容空間２１６を連通させる。支持部品４０上に第２の流路を形成し、第１の流路２１５１、２１５２又は２１５３と収容空間２１６を連通させると、排気の流路面積を向上させ、排気効率を向上させることができる。

図１９に示すように、いくつかの実施例において、第２の流路は、第１の方向Ｚに沿って支持部品４０を貫通する第１のスルーホール４０２を含み、第１のスルーホール４０２は、第１の方向Ｚにおいて、第１の流路２１５１、２１５２又は２１５３と収容空間２１６を連通させる。

図２０に示すように、いくつかの実施例において、第２の流路は、第１の表面４１上に設けられる第２の凹溝４０１を含み、第２の凹溝４０１は、第１の隙間Ｇ１及び／又は第２の隙間Ｇ２と連通するとともに、第２の凹溝４０１は、第１の流路と連通する。支持部品４０において、第１の隙間Ｇ１及び／又は第２の隙間Ｇ２、及び第１の流路２１５１、２１５２又は２１５３と連通する第２の凹溝４０１を設置することによって、排気の流路面積を向上させ、排気効率を向上させることができる。

具体的には、第２の凹溝４０１は、第２の方向Ｘ及び／又は第３の方向Ｙ方向において貫通する凹溝であるように形成されてもよく、第２の凹溝４０１は、第２の方向Ｘ及び／又は第３の方向Ｙ方向において、支持部品４０のエッジまで延伸し、第２の凹溝４０１は、第５の隙間Ｇ５及び／又は第６の隙間Ｇ６と連通し、第５の隙間Ｇ５及び／又は第６の隙間Ｇ６を介して収容空間２１６と連通する。

図２１に示すように、いくつかの実施例において、支持部品４０上に第１のスルーホール４０２と第２の凹溝４０１が設置され、第１のスルーホール４０２は第２の凹溝４０１と連通する。排気の流路面積をさらに向上させ、排気効率をさらに向上させることができる。

図２２から図２４に示すように、いくつかの実施例において、電池セル７は、電極アセンブリ１０の本体部１１の外側に被覆される絶縁膜５０をさらに含み、絶縁膜５０の一部は、支持部品４０と電極アセンブリ１０との間に位置し、支持部品４０は、絶縁膜５０によって電極アセンブリ１０を支持する。支持部品４０は、対向して設置される第１の表面４１と第２の表面４２を有し、第１の表面４１は第１の側板２１２に対向し、第２の表面４２は絶縁膜５０に対向する。

図２２から図２４に示すように、いくつかの実施例において、電池セル７は、電極アセンブリ１０の本体部１１の外側に被覆される絶縁膜５０をさらに含み、絶縁膜５０の一部は、支持部品４０と電極アセンブリ１０との間に位置し、支持部品４０は、絶縁膜５０によって電極アセンブリ１０を支持する。支持部品４０は、対向して設置される第１の表面４１と第２の表面４２を有し、第１の表面４１は第１の側板２１２に対向し、第２の表面４２は絶縁膜５０に対向する。

いくつかの実施例において、絶縁膜５０は、電極アセンブリ１０の一部を包み、且つ電極アセンブリ１０とハウジング２１を仕切るためのものであり、絶縁膜５０は、電極アセンブリ１０と支持部品４０との間に位置する第１の側膜５０１を含み、第１の側膜５０１は、第２のスルーホール５０１１を有し、第２のスルーホール５０１１と支持部品４０の第１のスルーホール４０２は、第１の方向Ｚにおける投影が重ならない。絶縁膜５０の第１の側膜５０１の第２のスルーホール５０１１と支持部品４０における第１のスルーホール４０２は、第１の方向Ｚにおける投影が重ならず、電極アセンブリ１０とハウジング２１の第１の側板２１２との直接接触の発生を回避することができ、電極アセンブリ１０と第１の側板２１２との間の確実な絶縁を実現するとともに、第１のスルーホール４０２と第２のスルーホール５０１１によって、収容空間２１６と第１の流路２１５１、２１５２又は２１５３を連通させることを実現し、排気効率を向上させることができる。

いくつかの実施例において、図２３と図９に示すように、第１の側膜５０１は、絶縁膜５０の第１の方向Ｚにおける一方側に位置する。絶縁膜５０は、第３の方向Ｙにおいて、対向して設置される第３の側膜５０２が設けられ、第３の側膜５０２の、第１の側膜５０１に近い位置に開口５１０が設けられ、絶縁膜５０に包まれる電極アセンブリ１０内に発生したガスは、第２のスルーホール５０１１と第１のスルーホール４０２を介して第１の流路２１５１、２１５２又は２１５３に接続されてもよい一方、開口５１０と第１の隙間Ｇ１、第３の隙間Ｇ３を介して第１の流路２１５１、２１５２又は２１５３に接続され、さらに放圧機構３０によって排出されてもよく、排気の流路面積を向上させ、排気効率を向上させることができる。

図２５は、本出願のいくつか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。

図２５に示すように、本出願の実施例の電池セルの製造方法は、
電極アセンブリを提供するステップＳ１００と、
電極アセンブリを収容するための収容空間が設けられ、第１の方向に沿う一方側に位置する第１の側板を含むハウジングを提供するステップＳ２００と、
第１の側板上に設置される放圧機構を提供するステップＳ３００と、
ハウジングをシールするためのカバーアセンブリを提供するステップＳ４００と、
電極アセンブリ、ハウジング、放圧機構とカバーアセンブリを組み立てて電池セルを形成するステップＳ５００とを含み、
ここで、ハウジングを提供するステップＳ２００は、ハウジングの第１の側板の内面に、当該内面に沿って延伸する第１の流路を形成することを含み、第１の流路は、収容空間内のガスを放圧機構に案内することによって、圧力が閾値に達した時に放圧機構が作動し且つ圧力を逃がすようにするためのものである。

説明すべきこととして、上記電池セルの製造方法により製造された電池セルに関連する構造は、上記各実施例により提供される電池セルを参照できる。

上記電池セルの製造方法に基づいて電池セルを組み立てる時、必ずしも上記ステップに従って順次行わなくてもよく、つまり、実施例において言及された順序に従ってステップを実行してもよく、実施例において言及された順序と異なる順序でステップを実行するか、又は複数のステップを同時に実行してもよい。例えば、ステップＳ１００、Ｓ２００、Ｓ３００、Ｓ４００は、ランダムな順序で実行されるものであり、同時に行われてもよい。

図２６は、本出願のいくつかの実施例による電池セルの製造システムの概略的ブロック図である。

図２６に示すように、本出願の実施例の電池セルの製造システム８は、電極アセンブリを提供するための電極アセンブリ提供装置８１と、電極アセンブリを収容するための収容空間が設けられ、第１の方向に沿う一方側に位置する第１の側板を含むハウジングを提供するためのハウジング提供装置８２と、第１の側板上に設置される放圧機構を提供するための放圧機構提供装置８３と、ハウジングをシールするためのカバーアセンブリを提供するためのカバーアセンブリ提供装置８４と、電極アセンブリ、ハウジング、放圧機構とカバーアセンブリを組み立てて電池セルを形成するための組み立て装置８５とを含み、ここで、ハウジングの第１の側板の内面に、当該内面に沿って延伸する第１の流路を形成し、第１の流路は、収容空間内のガスを放圧機構に案内することによって、圧力が閾値に達した時に放圧機構が作動し且つ圧力を逃がすようにするためのものである。

上記製造システムにより製造された電池セルに関連する構造は、上記各実施例による電池セルを参照できる。

説明すべきこととして、衝突しない場合、本出願における実施例及び実施例における特徴は互いに組み合わせることができる。

最後に説明すべきこととして、上述の実施例は、本出願の技術案を説明するためにのみ用いられ、それを制限するものではなく、前記の各実施例を参照して本出願を詳細に説明したが、当業者であれば理解できるように、依然として前記の各実施例に記載の技術案を修正し、又はその一部の技術的特徴に同等置換を行うことができ、これらの修正や置換によって、対応する技術案の実質が本出願の各実施例の技術案の精神と範囲から逸脱することはない。

１ 車両
２ 電池
３ コントローラ
４ モータ
５ 筐体
６ 電池モジュール
７ 電池セル
８ 製造システム
１０ ハウジング
１１ 本体部
１２ タブ部
１３ 集電部品
２０ 外筐アセンブリ
２１ ハウジング
２２ カバーアセンブリ
２２ エンドカバー
３０ 放圧機構
４０ 支持部品
４１ 第１の表面
４２ 第２の表面
５０ 絶縁膜
５１ 第１の筐体部
５２ 第２の筐体部
５３ 収容空間
８１ 電極アセンブリ提供装置
８２ ハウジング提供装置
８３ 放圧機構提供装置
８４ カバーアセンブリ提供装置
８５ 装置
２１０ 放圧孔
２１１ 第３の側板
２１２ 第１の側板
２１３ 第２の側板
２１６ 収容空間
２２１ エンドカバー
２２２ 電極端子
４０１ 第２の凹溝
４０２ 第１のスルーホール
５０１ 第１の側膜
５０２ 第３の側膜
５１０ 開口
２１２０ 内面
２１４０ 頂面
２１４１ 第１の凹溝
２１４２ 突起部
２１４３ 突起部
２１４４ 突起部
２１５１ 第１の流路
２１５２ 第１の流路
２１５３ 第１の流路
５０１１ 第２のスルーホール
２１４４１ サブ突起部
２１５２１ 分岐流路
２１５３１ 分岐流路
２１５３２ 接続流路
２１５３３ 側接続流路
２１５３４ 中間接続流路
Ｇ１ 第１の隙間
Ｇ２ 第２の隙間
Ｇ３ 第３の隙間
Ｇ４ 第４の隙間
Ｇ５ 第５の隙間
Ｇ６ 第６の隙間

Claims (17)

1. 電池セルであって、
   電極アセンブリと、
   前記電極アセンブリを収容するための収容空間が設けられ、第１の方向に沿う一方側に位置する第１の側板を含み且つ前記第１の側板に対向する開口をさらに含むハウジングと、
   前記第１の側板上に設置される放圧機構と、
   前記ハウジングの前記開口を覆い、前記ハウジングをシールするためのカバーアセンブリとを含み、
   ここで、前記ハウジングの前記第１の側板の内面に、前記内面に沿って延伸する第１の流路が設けられ、前記第１の流路は、前記収容空間内のガスを前記放圧機構に案内することによって、圧力が閾値に達した時に前記放圧機構が作動し且つ前記圧力を逃がすようにするためのものであり、
   前記第１の流路の前記放圧機構と連通する位置から、少なくとも一部の長さの前記第１の流路は、前記放圧機構から離れる方向に沿って深さが次第に減少する、電池セル。
2. 前記第１の流路は、前記第１の側板の内面上に設置され且つ前記第１の側板の内面に沿って延伸する複数の第１の凹溝を含み、各前記第１の凹溝の一端は前記放圧機構と連通する、請求項１に記載の電池セル。
3. 前記複数の第１の凹溝は互いに平行し、又は
   前記複数の第１の凹溝は、前記放圧機構を中心に、発散状を呈して周囲に延伸する、請求項２に記載の電池セル。
4. 前記第１の側板の内面上には、前記収容空間へ突出する突起部が形成され、前記突起部は、前記内面から離れる頂面を有し、前記第１の流路は、前記突起部の頂面と前記内面との間の空間に形成されている、請求項１に記載の電池セル。
5. 前記第１の流路は、前記放圧機構と連通する複数の分岐流路を含み、前記突起部は複数であり、前記複数の突起部は、前記放圧機構を中心に、発散状を呈して周囲に延伸し且つ互いに離間し、二つの隣接する突起部と前記内面との間に一つの前記分岐流路が形成される、請求項４に記載の電池セル。
6. 前記第１の流路は、複数の分岐流路と接続流路とを含み、前記突起部は複数であり、各突起部は、ほぼ前記第１の側板の第２の方向に沿って延伸し、複数の前記突起部は、前記第１の側板の第３の方向に沿って間隔を置いて並べられ且つ互いに離間し、二つの隣接する突起部と前記内面との間に一つの前記分岐流路が形成され、隣接する二つの分岐流路は前記接続流路を介して連通し、前記分岐流路のうちの少なくとも一つは、前記接続流路を介して前記放圧機構と連通し、前記第２の方向は前記第１の方向に垂直であり、前記第３の方向は前記第１の方向と前記第２の方向に垂直である、請求項４に記載の電池セル。
7. 前記ハウジングは、前記第２の方向に沿って対向して設置される一対の第３の側板を含み、
   各前記突起部の前記第２の方向における一つの端部と、隣接する一つの前記第３の側板との間に第３の隙間が設けられ、前記第３の隙間は、前記接続流路の少なくとも一部を形成する、請求項６に記載の電池セル。
8. 少なくとも一つの突起部は、複数のサブ突起部を含み、複数の前記サブ突起部は、前記第２の方向に沿って間隔を置いて設置され、隣接するサブ突起部の間には第４の隙間が形成され、前記第４の隙間は、前記接続流路の少なくとも一部を形成する、請求項６又は７に記載の電池セル。
9. 前記突起部は、第３の方向において、前記放圧機構から離れる方向に向かって突出する弧状又は折れ線状に構成される、請求項４～８のいずれか一項に記載の電池セル。
10. 前記突起部の前記頂面に絶縁層が設けられる、請求項４～８のいずれか一項に記載の電池セル。
11. 前記ハウジングは、第３の方向に沿って対向して設置される一対の第２の側板を含み、前記収容空間は、前記電極アセンブリと各前記第２の側板との間に設置される第１の隙間を含み、前記第３の方向は前記第１の方向に垂直であり、
    前記ハウジングは、第２の方向に沿って対向して設置される一対の第３の側板をさらに含み、前記収容空間は、前記電極アセンブリと各前記第３の側板との間に設置される第２の隙間をさらに含み、前記第２の方向は、前記第１の方向と前記第３の方向に垂直であり、
    前記第１の流路は、前記第１の隙間及び／又は前記第２の隙間と連通する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の電池セル。
12. 前記電極アセンブリを支持するように前記第１の側板と前記電極アセンブリとの間に設置される支持部品をさらに含み、前記支持部品上に第２の流路が設けられ、前記第２の流路は、前記第１の流路と前記収容空間を連通させる、請求項１～１１のいずれか一項に記載の電池セル。
13. 第２の流路は、前記第１の方向に沿って前記支持部品を貫通する第１のスルーホールを含み、前記第１のスルーホールは、前記第１の流路と前記収容空間を連通させる、請求項１２に記載の電池セル。
14. 前記ハウジングは、第３の方向に沿って対向して設置される一対の第２の側板を含み、前記収容空間は、前記電極アセンブリと各前記第２の側板との間に設置される第１の隙間を含み、前記第３の方向は前記第１の方向に垂直であり、
    前記ハウジングは、第２の方向に沿って対向して設置される一対の第３の側板をさらに含み、前記収容空間は、前記電極アセンブリと各前記第３の側板との間に設置される第２の隙間をさらに含み、前記第２の方向は、前記第１の方向と前記第３の方向に垂直であり、
    前記支持部品は、対向して設置される第１の表面と第２の表面を有し、前記第１の表面は、前記第１の側板に対向し、前記第２の表面は、前記電極アセンブリに対向し、
    前記第２の流路は、前記第１の表面上に設けられる第２の凹溝を含み、前記第２の凹溝は、前記第１の隙間及び／又は第２の隙間と連通するとともに、前記第２の凹溝は、前記第１の流路と連通する、請求項１２又は１３に記載の電池セル。
15. 前記電極アセンブリの一部を包み、且つ前記電極アセンブリと前記ハウジングを仕切るための絶縁膜をさらに含み、前記絶縁膜は、前記電極アセンブリと前記支持部品との間に位置する第１の側膜を含み、
    前記第１の側膜は、第２のスルーホールを有し、前記第２のスルーホールと前記支持部品の前記第１のスルーホールは、前記第１の方向における投影が重ならない、請求項１３に記載の電池セル。
16. 請求項１～１５のいずれか一項に記載の電池セルを含む、電池。
17. 請求項１６に記載の電池を含む、電力消費装置。

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