JP2022542786A - 電池、電力消費装置、電池製造方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ここで説明される図面は本願をさらに理解することに用いられ、本願の一部を構成し、本願の例示的な実施例及びその説明は、本願を解釈するものに過ぎず、本願に対する不適切な限定を構成するものではない。
10 電池
11a 電気キャビティ
11b 収集キャビティ
12 バス部材
13 熱管理部材
20 電池セル
21 電池ケース
21a 第1壁
22 電極アセンブリ
23 接続部材
24 パッド
30 コントローラ
40 モータ
110 封止カバー
111 第1部分
112 第2部分
115 保護部材
131 第1熱伝導板
131a 第1領域
132 第2熱伝導板
132a 脆弱溝
133 流路
134 凹溝
135 脆弱領域
136 第1貫通孔
137 第2貫通孔
211 ハウジング
212 カバープレート
213 圧力解放機構
214 電極端子
214a 正極端子
214b 負極端子
221a 第1タブ
222a 第2タブ
400 電池製造装置
410 提供モジュール
420 装着モジュール
Claims (48)
- 電池(10)であって、
圧力解放機構(213)を含む電池セル(20)であって、前記圧力解放機構(213)は前記電池セル(20)の第1壁(21a)に設置され、且つ前記圧力解放機構(213)は前記電池セル(20)の内部の圧力又は温度が閾値に達した場合に作動して前記内部の圧力を解放することに用いられる、電池セル(20)と、
流体を収容して前記電池セル(20)の温度を調節することに用いられる熱管理部材(13)とを含み、
前記熱管理部材(13)の第1表面は前記第1壁(21a)に取り付けられ、前記熱管理部材(13)は前記圧力解放機構(213)が作動する場合に破壊されて、それにより前記流体は前記熱管理部材(13)の内部から排出されるように構成される、ことを特徴とする電池(10)。 - 前記熱管理部材(13)は前記圧力解放機構(213)が作動する場合に前記電池セル(20)の内部から排出された排出物に破壊されて、それにより前記排出物は前記熱管理部材(13)を通過するように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 前記熱管理部材(13)に凹溝(134)が設置され、前記凹溝(134)の側面は前記電池セル(20)の内部から排出された排出物に破壊されて、それにより前記流体は前記熱管理部材(13)の内部から排出されるように構成される、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電池。
- 前記凹溝(134)の底壁は前記圧力解放機構(213)が作動する場合に前記排出物に破壊されて、それにより前記排出物は前記熱管理部材(13)を通過するように構成される、ことを特徴とする請求項3に記載の電池。
- 前記凹溝(134)の側面は前記排出物に破壊され及び/又は溶融されて、それにより前記流体は前記熱管理部材(13)の内部から排出されるように構成される、ことを特徴とする請求項3又は4に記載の電池。
- 前記凹溝(134)の底壁は前記排出物に破壊され及び/又は溶融されて、それにより前記排出物は前記熱管理部材(13)を通過するように構成される、ことを特徴とする請求項3~5のいずれか1項に記載の電池。
- 前記凹溝(134)の半径方向寸法は前記圧力解放機構(213)から離れる方向に沿って徐々に小さくなる、ことを特徴とする請求項3~6のいずれか1項に記載の電池。
- 前記凹溝(134)の底壁に脆弱領域(135)が設置され、前記脆弱領域(135)は前記圧力解放機構(213)が作動する場合に前記排出物に破壊されて、それにより前記排出物は前記脆弱領域(135)を通過するように構成される、ことを特徴とする請求項3~7のいずれか1項に記載の電池。
- 前記脆弱領域(135)の厚さは3mm以下である、ことを特徴とする請求項8に記載の電池。
- 前記脆弱領域(135)は前記熱管理部材(13)の他の部分より低い融点を有する、ことを特徴とする請求項8又は9に記載の電池。
- 前記脆弱領域(135)が採用する材料の融点は400℃より低い、ことを特徴とする請求項10に記載の電池。
- 前記凹溝(134)が前記第1表面に設置される、ことを特徴とする請求項3~11のいずれか1項に記載の電池。
- 前記熱管理部材(13)は第1熱伝導板(131)と第2熱伝導板(132)を含み、前記第1熱伝導板(131)は前記第1壁(21a)と前記第2熱伝導板(132)との間に位置し且つ前記第1壁(21a)に取り付けられ、前記第1熱伝導板(131)の第1領域(131a)は前記第2熱伝導板(132)へ凹んで前記凹溝(134)を形成し、前記第1領域(131a)は前記第2熱伝導板(132)に接続される、ことを特徴とする請求項12に記載の電池。
- 前記第1領域(131a)に第1貫通孔(136)が設置され、前記第1貫通孔(136)の半径方向寸法は前記凹溝(134)の半径方向寸法より小さい、ことを特徴とする請求項13に記載の電池。
- 前記第1貫通孔(136)に対応する前記第2熱伝導板(132)の厚さは他の領域の前記第2熱伝導板(132)の厚さより薄い、ことを特徴とする請求項14に記載の電池。
- 前記凹溝(134)は前記圧力解放機構(213)が作動する場合に開かれることができる回避キャビティとして構成される、ことを特徴とする請求項3~15のいずれか1項に記載の電池。
- 前記凹溝(134)の深さは前記圧力解放機構(213)の寸法に関連する、ことを特徴とする請求項16に記載の電池。
- 前記凹溝(134)の深さが1mmより大きい、ことを特徴とする請求項16又は17に記載の電池。
- 前記凹溝(134)の開口の面積は前記圧力解放機構(213)の面積に関連する、ことを特徴とする請求項16~18のいずれか1項に記載の電池。
- 前記凹溝(134)の開口の面積と前記圧力解放機構(213)の面積との比の値の範囲は0.5-2である、ことを特徴とする請求項19に記載の電池。
- 前記圧力解放機構(213)の少なくとも一部は前記第1壁(21a)から突出し、前記回避キャビティは前記圧力解放機構(213)の前記少なくとも一部を収容することに用いられる、ことを特徴とする請求項16~20のいずれか1項に記載の電池。
- 前記第1壁(21a)の前記圧力解放機構(213)の周りに位置する部分は外部へ突出し、前記回避キャビティは前記第1壁(21a)の前記圧力解放機構(213)の周りに位置する突出部分を収容することに用いられる、ことを特徴とする請求項16~21のいずれか1項に記載の電池。
- 前記熱管理部材(13)に第2貫通孔(137)が設置され、前記第2貫通孔(137)は、前記圧力解放機構(213)が作動する場合に前記電池セル(20)の内部から排出された排出物が前記第2貫通孔(137)を介して前記熱管理部材(13)を通過することができるように構成される、ことを特徴とする請求項1に記載の電池。
- 前記第2貫通孔(137)の孔壁は前記排出物に破壊されて、それにより前記流体は前記熱管理部材(13)の内部から排出されるように構成される、ことを特徴とする請求項23に記載の電池。
- 前記第2貫通孔(137)の孔壁は前記排出物に破壊され及び/又は溶融されて、それにより前記流体は前記熱管理部材(13)の内部から排出されるように構成される、ことを特徴とする請求項24に記載の電池。
- 前記第2貫通孔(137)の半径方向寸法は前記圧力解放機構(213)から離れる方向に沿って徐々に小さくなる、ことを特徴とする請求項23~25のいずれか1項に記載の電池。
- 前記第2貫通孔(137)の開口の面積は前記圧力解放機構(213)の面積に関連する、ことを特徴とする請求項23~26のいずれか1項に記載の電池。
- 前記第2貫通孔(137)の開口の面積と前記圧力解放機構(213)の面積との比の値の範囲は0.5-2である、ことを特徴とする請求項27に記載の電池。
- 前記圧力解放機構(213)の少なくとも一部は前記第1壁(21a)から突出し、前記第2貫通孔(137)は前記圧力解放機構(213)の前記少なくとも一部を収容することに用いられる、ことを特徴とする請求項23~28のいずれか1項に記載の電池。
- 前記第1壁(21a)の前記圧力解放機構(213)の周りに位置する部分は外部へ突出し、前記第2貫通孔(137)は前記第1壁(21a)の前記圧力解放機構(213)の周りに位置する突出部分を収容することに用いられる、ことを特徴とする請求項23~29のいずれか1項に記載の電池。
- 前記圧力解放機構(213)に破壊装置が設置され、前記破壊装置は前記圧力解放機構(213)が作動する場合に前記熱管理部材(13)を破壊して、それにより前記流体は前記熱管理部材(13)の内部から排出されることに用いられる、ことを特徴とする請求項1~30のいずれか1項に記載の電池。
- 前記破壊装置はスパイクである、ことを特徴とする請求項31に記載の電池。
- 前記電池はさらに、
複数の前記電池セル(20)を収容することに用いられる電気キャビティ(11a)と、
前記圧力解放機構(213)が作動する場合に前記電池セル(20)の内部から排出された排出物及び前記熱管理部材(13)の排出物を収集することに用いられる収集キャビティ(11b)とを含み、
前記熱管理部材(13)は前記電気キャビティ(11a)と前記収集キャビティ(11b)を分離することに用いられる、ことを特徴とする請求項1~32のいずれか1項に記載の電池。 - 前記熱管理部材(13)は前記電気キャビティ(11a)及び前記収集キャビティ(11b)により共用される壁を有する、ことを特徴とする請求項33に記載の電池。
- 前記電池は保護部材(115)をさらに含み、
前記保護部材(115)は前記熱管理部材(13)を保護することに用いられ、前記保護部材(115)と前記熱管理部材(13)とは前記収集キャビティ(11b)を形成する、ことを特徴とする請求項33又は34に記載の電池。 - 前記電気キャビティ(11a)は前記熱管理部材(13)によって前記収集キャビティ(11b)から分離される、ことを特徴とする請求項33~35のいずれか1項に記載の電池。
- 前記熱管理部材(13)は、前記圧力解放機構(213)が作動する場合に、前記電池セル(20)の内部から排出された排出物は前記熱管理部材(13)を通過して前記収集キャビティ(11b)に入ることができるように構成される、ことを特徴とする請求項33~36のいずれか1項に記載の電池。
- 前記電池セル(20)の第2壁に電極端子が設置され、前記第2壁は前記第1壁(21a)と異なる、ことを特徴とする請求項1~37のいずれか1項に記載の電池。
- 前記第2壁と前記第1壁(21a)とは対向して設置される、ことを特徴とする請求項38に記載の電池。
- 前記圧力解放機構(213)は温度感受性の圧力解放機構であり、前記温度感受性の圧力解放機構は前記電池セル(20)の内部の温度が閾値に達した場合に溶融できるように構成され、及び/又は、
前記圧力解放機構(213)は感圧圧力解放機構であり、前記感圧圧力解放機構は前記電池セル(20)の内部の気圧が閾値に達した場合に破裂できるように構成される、ことを特徴とする請求項1~39のいずれか1項に記載の電池。 - 電力消費装置であって、請求項1~40のいずれか1項に記載の電池(10)を含む、ことを特徴とする電力消費装置。
- 前記電力消費装置は車両(1)、船又は宇宙船である、ことを特徴とする請求項41に記載の電力消費装置。
- 電池製造方法(300)であって、
電池セル(20)を提供するステップ(310)であって、前記電池セル(20)は圧力解放機構(213)を含み、前記圧力解放機構(213)は前記電池セル(20)の第1壁(21a)に設置され、且つ前記圧力解放機構(213)は前記電池セル(20)の内部の圧力又は温度が閾値に達した場合に作動して前記内部の圧力を解放することに用いられる、ステップ(310)と、
流体を収容することに用いられる熱管理部材(13)を提供するステップ(320)と、
前記熱管理部材(13)の第1表面を前記第1壁(21a)に取り付けるステップ(330)とを含み、前記熱管理部材(13)は前記圧力解放機構(213)が作動する場合に破壊されて、それにより前記流体は前記熱管理部材(13)の内部から排出される、ことを特徴とする電池製造方法(300)。 - 前記熱管理部材(13)は、前記圧力解放機構(213)が作動する場合に前記電池セル(20)の内部から排出された排出物に破壊されて、それにより前記排出物は前記熱管理部材(13)を通過する、ことを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 前記熱管理部材(13)に凹溝(134)が設置され、前記凹溝(134)の底壁は、前記圧力解放機構(213)が作動する場合に前記電池セル(20)の内部から排出された排出物に破壊されて、それにより前記排出物は前記熱管理部材(13)を通過し、前記凹溝(134)の側面は前記排出物に破壊されて、それにより前記流体は前記熱管理部材(13)の内部から排出される、ことを特徴とする請求項43又は44に記載の方法。
- 前記凹溝(134)の底壁に脆弱領域(135)が設置され、前記脆弱領域(135)は前記圧力解放機構(213)が作動する場合に前記排出物に破壊されて、それにより前記排出物は前記脆弱領域(135)を通過するように構成される、ことを特徴とする請求項45に記載の方法。
- 前記熱管理部材(13)に第2貫通孔(137)が設置され、前記第2貫通孔(137)は、前記圧力解放機構(213)が作動する場合に前記電池セル(20)の内部から排出された排出物は前記貫通孔を介して前記熱管理部材(13)を通過することができ、前記第2貫通孔(137)の孔壁は前記排出物に破壊されて、それにより前記流体は前記熱管理部材(13)の内部から排出される、ことを特徴とする請求項43に記載の方法。
- 電池製造装置(400)であって、
提供モジュール(410)と、装着モジュール(420)とを含み、
前記提供モジュール(410)は、電池セル(20)を提供することであって、前記電池セル(20)は圧力解放機構(213)を含み、前記圧力解放機構(213)は前記電池セル(20)の第1壁(21a)に設置され、前記圧力解放機構(213)は前記電池セル(20)の内部の圧力又は温度が閾値に達した場合に作動して前記内部の圧力を解放することに用いられる、ことと、
流体を収容する熱管理部材(13)を提供することと、に用いられ、
前記装着モジュール(420)は、前記熱管理部材(13)の第1表面を前記第1壁(21a)に取り付けることに用いられ、前記熱管理部材(13)は前記圧力解放機構(213)が作動する場合に破壊されて、それにより前記流体は前記熱管理部材(13)の内部から排出される、ことを特徴とする電池製造装置(400)。
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