JP2022537225A - 電池、及び前記電池を備えた電気装置 - Google Patents

電池、及び前記電池を備えた電気装置 Download PDF

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Abstract

本出願は、電極体を含み、対向設置された第一表面と第二表面を含み、前記第二表面が前記電極体と前記第一表面との間に位置し、前記第一表面と前記第二表面を貫通している貫通孔が設けられた第一ケースと、バインダで前記貫通孔内に固定され、前記電極体に電気的に接続された極柱とをさらに含む電池を提供する。本出願による電池は、スペース利用率及びエネルギー密度が高い。本出願は、前記電池を備えた電気装置をさらに提供する。

Description

本出願は、電池、及び前記電池を備えた電気装置に関する。
ワイヤレスブルートゥース（登録商標）イヤホンなどのウェアラブルデバイスでは、内部のスペースが小さいので、電池のエネルギー密度に対する要求がますます高まる。一般的なボタン型電池は、通常、ケース、トップカバー及び電極体などを含む。前記電極体は前記ケースの内部に位置し、前記トップカバーは前記ケースの上端の開口に位置する。前記トップカバーには極柱が挿通され、極柱とトップカバーとの間にはシール構造（たとえばシールリングなど）が設置されている。
しかしながら、シール構造により、トップカバー全体の厚さが増大し、スペースの利用率低下を招き、しかも、電池のエネルギー密度が低下する。
これを鑑み、スペース利用率及びエネルギー密度が高い電池を提供する必要がある。
また、前記電池を備えた電気装置を提供する必要もある。
本出願は、電極体を含む電池であって、
対向設置された第一表面と第二表面を含み、前記第二表面が前記電極体と前記第一表面との間に位置し、前記第一表面と前記第二表面を貫通している貫通孔が設けられた第一ケースと、
バインダで前記貫通孔内に固定され、前記電極体に電気的に接続された極柱と、をさらに含む電池を提供する。
本出願の一実施例によれば、前記電池の第一ケース外で前記第一表面から凸出した前記極柱の高さが、０．３ｍｍ以下である。
本出願の一実施例によれば、前記極柱が前記第一表面と面一である。
本出願の一実施例によれば、前記電池の第一ケース外で前記第二表面から凸出した前記極柱の高さが、０．３ｍｍ以下である。
本出願の一実施例によれば、前記極柱が前記第二表面と面一である。
本出願の一実施例によれば、前記極柱には溝が設置されている。
本出願の一実施例によれば、前記溝の深さが０ｍｍ～０．１ｍｍである。
本出願の一実施例によれば、前記バインダはエポキシ接着剤、構造用接着剤又は紫外線硬化型接着剤から選ばれる少なくとも１つである。
本出願の一実施例によれば、前記バインダの厚さが０．００５ｍｍ～０．１ｍｍである。
本出願の一実施例によれば、前記極柱は、極柱本体と、前記極柱本体に接続された極柱板とを含み、前記極柱板の幅が、前記極柱本体の幅よりも大きく、前記極柱本体が前記貫通孔内に固定され、前記極柱板が、前記第一表面又は前記第二表面に固定され、前記極柱本体が前記第一表面及び前記第二表面と面一であり、前記第一表面又は前記第二表面から凸出した前記極柱板の高さが０．３ｍｍ以下である。
本出願の一実施例によれば、前記電池は、前記第一ケースに接続される第二ケースをさらに含み、前記電極体は前記第二ケースに収容されている。
本出願は、前記電池を備えた電気装置をさらに提供する。
本出願では、前記極柱がバインダで前記貫通孔内に固定されており、バインダはシール構造と同じ役割を果たすことができるため、従来のシール構造の代わりとして機能することができ、しかも、従来のシール構造による電池全体の厚さ増大を回避し、前記電池のスペース利用率を向上させ、さらに前記電池のエネルギー密度を向上させる。
図１は、本出願の一実施形態の電池の構造模式図である。 図２は、図１に示す電池のＩＩ－ＩＩ断面図及び部分拡大図である。 図３は、図２に示す極柱の構造模式図である。 図４は、本出願の別の実施形態の電池の部分拡大図である。 図５は、本出願のさらなる実施形態の電池の部分拡大図である。 図６は、本出願のさらなる実施形態の電池の部分拡大図である。 図７は、図４、図５又は図６に示す極柱の構造模式図である。 図８は、本出願の別の実施形態の極柱の構造模式図である。 図９は、図８に示す極柱のＩＸ－ＩＸ断面図である。 図１０は、本出願の一実施形態の電気装置のモジュール構成図である。
以下の特定実施形態では、上記図面を参照しながら本出願をさらに説明する。
以下、本出願の実施例の図面を参照しながら、本出願の実施例の技術案を明確かつ完全に説明するが、明らかなように、説明す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。当業者が本出願の実施例に基づいて、創造的な努力を必要とせずに得るすべての他の実施例は、本出願の特許範囲に属する。
特に断らない限り、本明細書で使用されるすべての技術的用語及び科学的用語は、本出願の当業者が通常理解する定義と同じである。本明細書では、本出願の明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明する目的にのみ使用され、本出願を制限することを意図していない。
以下、図面を参照しながら、本出願のいくつかの実施形態を詳しく説明する。矛盾しない限り、下記の実施形態及び実施形態の特徴は互いに組み合わせられてもよい。
図１及び図２を参照すると、本出願の一実施形態は、電極体１０、第一ケース２０及び極柱３０を含む電池１００を提供する。
前記第一ケース２０は、対向設置された第一表面２０１と第二表面２０２を含み、前記第二表面２０２が前記電極体１０と前記第一表面２０１との間に位置する。前記第一ケース２０には、前記第一表面２０１と前記第二表面２０２を貫通している貫通孔２１が設置される。
また、図３を参照すると、前記極柱３０は、バインダ４０で前記貫通孔２１内に固定され、前記電極体１０に電気的に接続される。
本出願では、前記極柱３０がバインダ４０で前記貫通孔２１内に固定されており、バインダ４０はシール構造と同じ役割を果たすことができるため、従来のシール構造の代わりとして機能することができ、しかも、従来のシール構造による電池全体の厚さ増大を回避し、前記電池１００のスペース利用を向上させ、さらに前記電池１００のエネルギー密度を向上させる。
前記電池１００の第一ケース２０外で前記第一表面２０１から凸出した前記極柱３０の高さが、０．３ｍｍ以下である。本出願では、前記第一表面２０１から凸出した前記極柱３０の高さが０．３ｍｍ以内に制御されることにより、前記極柱３０の占める前記電池１００の外部スペースが減少し、前記電池１００の厚さが小さくなる。
図３を参照すると、本実施形態では、前記極柱３０は前記第一表面２０１と面一である。本出願では、前記極柱３０が前記第一表面２０１と面一（即ち、前記極柱３０が前記第一表面２０１から凸出しない）に設置されており、これにより、前記極柱３０が電池１００の外部へ伸びて前記電池１００全体の厚さを増大することを回避し、前記電池１００をさらに薄型化する。
図４に示すように、別の一実施形態では、前記電池１００の第一ケース２０外で前記第一表面２０１から凸出した前記極柱３０の高さが、０ｍｍよりも大きく０．３ｍｍ以下とされてもよい。前記第一表面２０１から凸出した前記極柱３０の高さを小さく設定することにより、前記電池１００の体積が小さくなり、前記電池１００の汎用性が向上する。
前記電池１００の第一ケース２０外で前記第二表面２０２から凸出した前記極柱３０の高さが、０．３ｍｍ以下である。本出願では、前記第二表面２０２から凸出した前記極柱３０の高さが０．３ｍｍ以内に制御されることにより、前記極柱３０の占める前記電池１００の内部スペースが減少し、前記電池１００のスペース利用率が向上し、さらに前記電池１００のエネルギー密度が向上する。
図３を参照すると、本実施形態では、前記極柱３０は前記第二表面２０２と面一である。本出願では、前記極柱３０が前記第二表面２０２と面一（即ち前記極柱３０が前記第二表面２０２から凸出しない）に設置されており、これにより、前記極柱３０が電池１００の内部に伸びることを回避し、前記電池１００のエネルギー密度を向上させ、さらに、押圧試験時に極柱３０が電極体１０の極板を刺通すことを防止し、安全上のリスクを回避することができる。
図５に示すように、別の一実施形態では、前記電池１００の第一ケース２０外で前記第二表面２０２から凸出した前記極柱３０の高さが、０ｍｍよりも大きく０．３ｍｍ以下とされてもよい。前記第二表面２０２から凸出した前記極柱３０の高さを小さく設定することにより、前記極柱３０が電池１００の内部に過度に伸びることを回避し、前記電池１００の安全性を向上させることができる。
図７に示すように、前記極柱３０は、前記第一表面２０１又は前記第二表面２０２から凸出した場合、極柱本体３０１と、前記極柱本体３０１に接続された極柱板３０２とを含むことができる。ここで、前記極柱板３０２の幅が、前記極柱本体３０１の幅よりも大きい。前記極柱本体３０１は前記貫通孔２１内に固定され、前記極柱本体３０１は前記第一表面２０１及び前記第二表面２０２と面一である。前記極柱板３０２は、前記第一表面２０１に固定され、前記第一表面２０１から凸出した高さが０．３ｍｍ以下であるようにしてもよい。図７を参照すると、別の一実施形態では、前記極柱板３０２は、前記第二表面２０２に固定され、前記第二表面２０２から凸出した高さが０．３ｍｍ以下であるようにしてもよい。
さらに、図４及び図５を参照すると、前記バインダ４０は、第一粘着部４０１と、前記第一粘着部４０１に接続された第二粘着部４０２とを含むことができる。前記第一粘着部４０１は、前記極柱本体３０１と前記貫通孔２１の内側壁との間に位置し、前記第二粘着部４０２は前記極柱板３０２と前記第一表面２０１との間、又は前記極柱板３０２と前記第二表面２０２との間に位置する。別の一実施形態では、前記第二粘着部４０２は、前記極柱板３０２と前記第一表面２０１との間、及び前記極柱板３０２と前記第二表面２０２との間に位置してもよい。
図６を参照すると、さらなる実施形態では、前記電池１００の第一ケース２０外で前記第一表面２０１及び前記第二表面２０２から凸出した前記極柱３０の高さは、すべて０．３ｍｍ以下である。
それに対応して、前記極柱３０は、前記極柱本体３０１と、それぞれ前記極柱本体３０１に接続された２つの前記極柱板３０２とをさらに含んでもよい。それぞれの前記極柱板３０２の幅が、前記極柱本体３０１の幅よりも大きく、即ち、前記極柱３０は工字形に設置されている。前記極柱本体３０１は前記貫通孔２１内に固定される。これらのうち、前記極柱板３０２の一方は前記第一表面２０１に固定され、前記極柱板３０２の他方は前記第二表面２０２に固定される。前記極柱本体３０１は、前記第一表面２０１及び前記第二表面２０２と面一であり、２つの前記極柱板３０２は、それぞれ前記第一表面２０１及び前記第二表面２０２から凸出した高さがすべて０．３ｍｍ以下である。
図８及図９を参照すると、本実施形態では、前記極柱３０には溝３１が設置されている。前記極柱板３０２は、前記第一表面２０１又は前記第二表面２０２に固定されたフランジ３０２１を含んでもよい。前記フランジ３０２１には、前記第一表面２０１又は前記第二表面２０２を向く前記溝３１が設けられている。別の一実施形態では、前記極柱板３０２は、前記第一表面２０１及び前記第二表面２０２に固定されたフランジ３０２１を含んでもよい。前記フランジ３０２１には、前記第一表面２０１及び前記第二表面２０２を向く前記溝３１が設けられている。ここで、前記第二粘着部４０２はさらに前記溝３１に充填されている。本出願では、前記溝３１が設置されることにより、前記バインダ４０と前記第一ケース２０との接触面積が増えて、前記極柱３０と前記第一ケース２０との間の粘着強度が高まる。前記溝３１の深さは０ｍｍ～０．１ｍｍである。
本実施形態では、前記バインダ４０は、エポキシ接着剤、構造用接着剤又は紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤から選ばれる少なくとも１つである。前記バインダ４０は、前記極柱３０を前記貫通孔２１内に固定することに用いられる。別の実施形態では、前記バインダ４０は、粘着能力を有するほかの接着剤であってもよい。
前記バインダ４０の厚さは０．００５ｍｍ～０．１ｍｍである。本出願では、前記バインダ４０の厚さを制御することにより、前記バインダ４０に十分な粘着固定能力を持たせるとともに、前記バインダ４０が過量の前記電池１００のスペースを占めることを回避し、それにより、前記バインダ４０はシール構造と同じ役割を果たすとともに、シール構造による前記電池１００のスペースの占有を回避できる。
図１及び図２を参照すると、前記電池１００は、前記第一ケース２０に接続された第二ケース５０をさらに含む。前記電極体１０は前記第二ケース５０に収容されている。前記第二ケース５０は、溶接又は接着剤を通じて前記第一ケース２０に接続され得る。前記第二ケース５０には防爆バルブ５１が設けられている。前記防爆バルブ５１は、前記電極体１０の高速での圧力解放及び防爆に用いられる。
本実施形態では、前記第一ケース２０には注液孔２２がさらに設けられている。前記注液孔２２は前記電池１００に電解液を注入することに用いられる。
本実施形態では、前記電極体１０は積層構造である。前記電極体１０の外層には保護接着剤１１がさらに設けられている。前記保護接着剤１１は、前記電極体１０を保護することに用いられる。
本実施形態では、前記電池１００は第一タグ６０及び第二タグ６１をさらに含む。ここで、前記第一タグ６０は溶接方式により前記極柱３０に接続され、前記第二タグ６１は溶接方式により前記第一ケース２０に接続され得る。本実施形態では、前記第一タグ６０及び前記極柱３０はともに絶縁ガスケット６２を介して前記電極体１０と絶縁する。
図１０を参照すると、本出願は、前記のような電池１００を備えた電気装置２００をさらに提供する。ここで、前記電気装置２００は、家庭用電気機械器具、たとえばスマートフォン、ブルートゥースイヤホンなどであってもよい。なお、別の実施形態では、前記電気装置２００は、電動工具、エネルギー貯蔵装置、動力装置などであってもよい。たとえば、前記電気装置２００は電気自動車であってもよい。
本出願では、前記極柱３０がバインダ４０で前記貫通孔２１内に固定されており、バインダ４０は、シール構造と同じ役割を果たすことができるため、従来のシール構造の代わりとして機能することができ、しかも、従来のシール構造による電池全体の厚さ増大を回避し、前記電池１００のスペース利用率を向上させ、さらに前記電池１００のエネルギー密度を向上させる。
以上は、本出願の好適な実施例に過ぎず、本出願を制限するものではなく、本出願の趣旨及び原則を逸脱することなく行われる任意の修正、同等置換や改良などはすべて本出願の特許範囲に含まれるものとする。
主な素子の符号の説明
電池 １００
電極体 １０
保護接着剤 １１
第一ケース ２０
第一表面 ２０１
第二表面 ２０２
貫通孔 ２１
注液孔 ２２
極柱 ３０
極柱本体 ３０１
極柱板 ３０２
フランジ ３０２１
溝 ３１
バインダ ４０
第一粘着部 ４０１
第二粘着部 ４０２
第二ケース ５０
防爆バルブ ５１
第一タグ ６０
第二タグ ６１
絶縁ガスケット ６２
電気装置 ２００

Claims (12)

  1. 電極体を含む電池であって、
    対向設置された第一表面と第二表面を含み、前記第二表面が前記電極体と前記第一表面との間に位置し、前記第一表面と前記第二表面を貫通している貫通孔が設けられた第一ケースと、
    バインダで前記貫通孔内に固定され、前記電極体に電気的に接続された極柱と、をさらに含む、ことを特徴とする電池。
  2. 前記電池の第一ケース外で前記第一表面から凸出した前記極柱の高さが、０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  3. 前記極柱が前記第一表面と面一であることを特徴とする請求項２に記載の電池。
  4. 前記電池の第一ケース外で前記第二表面から凸出した前記極柱の高さが、０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  5. 前記極柱が前記第二表面と面一であることを特徴とする請求項４に記載の電池。
  6. 前記極柱には溝が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  7. 前記溝の深さが０ｍｍ～０．１ｍｍであることを特徴とする請求項６に記載の電池。
  8. 前記バインダはエポキシ接着剤、構造用接着剤又は紫外線硬化型接着剤から選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  9. 前記バインダの厚さが０．００５ｍｍ～０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  10. 前記極柱は、極柱本体と、前記極柱本体に接続された極柱板とを含み、前記極柱板の幅が、前記極柱本体の幅よりも大きく、前記極柱本体が前記貫通孔内に固定され、前記極柱板が、前記第一表面又は前記第二表面に固定され、前記極柱本体が前記第一表面及び前記第二表面と面一であり、前記第一表面又は前記第二表面から凸出した前記極柱板の高さが０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  11. 前記第一ケースに接続される第二ケースをさらに含み、前記電極体は前記第二ケースに収容されていることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  12. 請求項１～１１のいずれか１項に記載の電池を備えたことを特徴とする電気装置。
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