Search

JP-2026514835-A - 電池セル、電池及び電力消費装置

JP2026514835AJP 2026514835 AJP2026514835 AJP 2026514835AJP-2026514835-A

Abstract

本願の実施例は電池技術分野に関し、電池セル、電池及び電力消費装置を提供する。電池セルは外ケースと減圧部材とを含み、外ケースは第１壁部を含み、減圧部材は第１壁部に設けられ、減圧部材は第１凹溝と第２凹溝とを含み、第１凹溝と少なくとも１つの第２凹溝とは共に少なくとも１つの予定減圧領域を画定し、減圧部材は電池セルが減圧する時に第１凹溝の少なくとも一部に沿って破裂可能に構成され、第２凹溝は予定減圧領域の少なくとも一部を案内して反転させて予定減圧領域の少なくとも一部を開放させるように構成される。第１凹溝の容積をＶ、全ての予定減圧領域の面積の和をＡとすると、０．０５ｍｍ≦Ｖ／Ａ≦０．５ｍｍを満たす。このようにして、第１凹溝が設けられた減圧部材の表面の平坦性が向上できるとともに、電池セルの通常動作時に要求される耐用年数と電池セルの熱暴走時に要求される信頼性を両立できる。 【選択図】図５

Inventors

  • 呉凱
  • 顧明光
  • 李耀
  • 李偉
  • 劉思▲カ▼
  • 陳維克
  • 李全坤
  • 黄修学
  • 甘久強

Assignees

  • 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20231229

Claims (20)

  1. 外ケースと減圧部材とを含み、 前記外ケースは第１壁部を含み、 前記減圧部材は前記第１壁部に設けられ、前記減圧部材は第１凹溝と第２凹溝とを含み、前記第１壁部の厚さ方向に沿って、前記第１凹溝の投影と少なくとも１つの前記第２凹溝の投影とは共に少なくとも１つの予定減圧領域を画定し、前記減圧部材は、前記電池セルが減圧する時に前記第１凹溝の少なくとも一部に沿って破裂可能に構成され、前記第２凹溝は、前記予定減圧領域の少なくとも一部を案内して反転させて前記予定減圧領域の少なくとも一部を開放させるように構成され、 但し、前記第１凹溝の容積をＶ、全ての前記予定減圧領域の面積の和をＡとすると、０．０５ｍｍ≦Ｖ／Ａ≦０．５ｍｍを満たす、電池セル。
  2. ０．１ｍｍ≦Ｖ／Ａ≦０．３５ｍｍとする、請求項１に記載の電池セル。
  3. ８２ｍｍ ３ ≦Ｖ≦４５０ｍｍ ３ とする、請求項１又は２に記載の電池セル。
  4. １１５ｍｍ ３ ≦Ｖ≦２６５ｍｍ ３ とする、請求項３に記載の電池セル。
  5. １６０ｍｍ ２ ≦Ａ≦１５００ｍｍ ２ とする、請求項１～４のうちのいずれか一項に記載の電池セル。
  6. ４００ｍｍ ２ ≦Ａ≦１２００ｍｍ ２ とする、請求項５に記載の電池セル。
  7. 前記第１壁部の厚さ方向に沿って、前記減圧部材は対向する第１表面と第２表面とを有し、前記第２凹溝は前記第２表面から前記第１表面に近づく方向へ凹んでおり、 前記第２凹溝の幅方向に沿って、前記第２凹溝は対向して設けられ且つ前記第２表面に接続された第１溝側面と第２溝側面とを含み、前記第１溝側面は前記第２溝側面よりも前記予定減圧領域に近づき、前記第１溝側面と前記第２表面とのなす角度をａ、前記第２溝側面と前記第２表面とのなす角度をｂとすると、９０°≦ａ＜ｂ＜１８０°を満たし、前記第２凹溝の幅方向は前記第１壁部の厚さ方向に垂直である、請求項１～６のうちのいずれか一項に記載の電池セル。
  8. ９０°≦ａ≦１５０°とする、請求項７に記載の電池セル。
  9. ９０°＜ｂ≦１７０°とする、請求項７又は８に記載の電池セル。
  10. 前記減圧部材に複数の前記第２凹溝が設けられ、前記第１壁部の厚さ方向に沿って、前記第１凹溝の投影と複数の前記第２凹溝の投影とは共に複数の前記予定減圧領域を画定し、各前記予定減圧領域は１つ又は複数の前記第２凹溝に対応して設けられている、請求項１～９のうちのいずれか一項に記載の電池セル。
  11. 前記第１壁部の厚さ方向に沿って、前記第２凹溝の投影と前記第１凹溝の投影とは重ならない、請求項１～１０のうちのいずれか一項に記載の電池セル。
  12. 前記第２凹溝の幅方向に沿って、前記第２凹溝と前記第１凹溝と離間して設けられ、前記第２凹溝の幅方向は前記第１壁部の厚さ方向に垂直である、請求項１１に記載の電池セル。
  13. 前記第１壁部の厚さ方向に沿って、前記第２凹溝の投影は、延伸方向の両端に沿ってそれぞれ前記第１凹溝の投影の２つの端部から延出する、請求項１～１２のうちのいずれか一項に記載の電池セル。
  14. 前記第１凹溝の最小残留厚さをＤ １ 、前記第２凹溝の最小残留厚さをＤ ２ とすると、Ｄ １ ＜Ｄ ２ を満たす、請求項１～１３のうちのいずれか一項に記載の電池セル。
  15. 前記第１壁部の厚さ方向に沿って、前記第１凹溝の最大溝深さをＨ １ 、前記第２凹溝の最大溝深さをＨ ２ とすると、Ｈ ２ ＜Ｈ １ を満たす、請求項１４に記載の電池セル。
  16. 前記第１壁部の厚さ方向に沿って、前記第１凹溝の最大溝深さをＨ １ 、前記減圧部材の厚さをＤとすると、０．１６≦Ｈ １ ／Ｄ＜１を満たす、請求項１～１５のうちのいずれか一項に記載の電池セル。
  17. ０．４ ｍｍ≦Ｈ １ ≦２ ｍｍ、０．８ ｍｍ≦Ｄ≦２．５ｍｍとする、請求項１６に記載の電池セル。
  18. 前記第１壁部の厚さ方向に沿って、前記減圧部材は対向する第１表面と第２表面とを有し、前記第１凹溝は前記第１表面に設けられ、前記第２凹溝は前記第２表面に設けられている、請求項１～１７のうちのいずれか一項に記載の電池セル。
  19. 前記第２凹溝の幅方向に沿って、前記第１凹溝の投影と前記第２凹溝の投影とは少なくとも部分的に重なり、前記第２凹溝の幅方向は前記第１壁部の厚さ方向に垂直である、請求項１８に記載の電池セル。
  20. 前記第１壁部の厚さ方向に沿って、前記第２凹溝の溝底面は前記第１凹溝の溝底面よりも前記第１表面に近づく、請求項１８又は１９に記載の電池セル。

Description

本願は、電池技術分野に関し、具体的に、電池セル、電池及び電力消費装置に関する。 新エネルギー技術の発展に伴って、電池は携帯電話、ノートパソコン、バッテリーカー、電気自動車、電動航空機、電動船舶、電動玩具自動車、電動玩具船舶、電動玩具航空機及び電動工具等にますます広範囲に応用されている。 一般的な電池セルでは、電池セルに減圧部材が設けられている。電池セルが熱暴走すると、減圧部材を介して電池セル内部の圧力を放出することにより、電池セルの信頼性が向上する。減圧部材として減圧凹溝が設けられてもよく、減圧部材は、電池セルの減圧時、減圧凹溝に沿って破裂し、電池セル内部の圧力を放出することができる。しかしながら、減圧凹溝が設けられた場合、減圧部材の表面の平坦性が悪くなり、電池セルの製造品質に影響を与える。 本願の実施例は、電池セルの製造品質を効果的に向上させることが可能な電池セル、電池及び電力消費装置を提供する。 第１態様によれば、本願の実施例は電池セルを提供し、電池セルは外ケースと減圧部材とを含み、外ケースは第１壁部を含み、減圧部材は第１壁部に設けられ、減圧部材は第１凹溝と第２凹溝とを含み、第１壁部の厚さ方向に沿って、第１凹溝の投影と少なくとも１つの第２凹溝の投影とは共に少なくとも１つの予定減圧領域を画定し、減圧部材は電池セルが減圧する時に第１凹溝の少なくとも一部が破裂可能に構成され、第２凹溝は予定減圧領域の少なくとも一部を案内して反転させて予定減圧領域の少なくとも一部を開放させるように構成され、但し、第１凹溝の容積をＶ、全ての予定減圧領域の面積の和をＡとすると、０．０５ｍｍ≦Ｖ／Ａ≦０．５ｍｍを満たす。 上記技術的解決手段において、減圧部材は第１凹溝を含み、減圧部材は電池セルが減圧する時に第１凹溝の少なくとも一部に沿って破裂可能であり、電池セルの内部圧力を放出することができる。減圧部材は更に第２凹溝を含み、第１凹溝と第２凹溝とは共に少なくとも１つの予定減圧領域を画定し、第２凹溝は予定減圧領域の少なくとも一部を案内して反転させることができ、予定減圧領域の少なくとも一部を開放して減圧し、第２凹溝は予定減圧領域に対して補助的に作用し、予定減圧領域の反転をより容易にして予定減圧領域の反転の難易度を低減し、予定減圧領域の開放速度を向上させる。Ｖ／Ａ≦０．５ｍｍとすることで、第１凹溝の成形時に、第１凹溝が設けられた減圧部材の領域から押し出されたバリは、より広い予定減圧領域へ分散されることができる。その結果、予定減圧領域の単位面積当たりのバリ堆積量が低減され、第１凹溝が設けられた減圧部材の領域から押し出されたバリによる、予定減圧領域の表面に形成されたバリ突起の高さが過大化しない。これにより、減圧部材の第１凹溝が設けられた表面の平坦性が向上するとともに、予定減圧領域のバリ突起の高さが過大化するため電池セルの通常動作中に残留応力が大きく放出されて減圧部材の疲労強度が低下するリスクを低減し、電池セルの耐用年数が向上する。Ｖ／Ａ≧０．０５ｍｍとする場合、第１凹溝が設けられた減圧部材の領域から押し出されたバリによる、予定減圧領域の表面に形成されたバリ突起の高さが過小化しない。バリ突起が放出した残留応力は、電池セルが熱暴走する時に減圧部材が第１凹溝に沿ってより迅速に破裂することに寄与し、電池セルの減圧即時性が向上し、電池セルが爆発するリスクを低減するため、電池セルの信頼性が向上する。したがって、０．０５ｍｍ≦Ｖ／Ａ≦０．５ｍｍとすることで、第１凹溝が設けられた減圧部材の表面の平坦性及び電池セルの製造品質が向上できるとともに、電池セルの通常動作時に要求される耐用年数と電池セルの熱暴走時に要求される信頼性を両立できる。 いくつかの実施例では、０．１ｍｍ≦Ｖ／Ａ≦０．３５ｍｍとするである。Ｖ／Ａ≦０．３５ｍｍとすることで、第１凹溝が設けられた減圧部材の表面の平坦性が更に向上するとともに、予定減圧領域のバリ突起の、減圧部材の疲労強度への影響が更に低減される。Ｖ／Ａ≧０．１ｍｍとすることで、電池セルの減圧即時性が更に向上し、電池セルが爆発するリスクが更に低減される。 いくつかの実施例では、８２ｍｍ３≦Ｖ≦４５０ｍｍ３とする。Ｖ≦４５０ｍｍ３とすることで、第１凹溝の成形時における押し出しバリ量は過大にならず、第１凹溝の成形時に減圧部材に作用する成形力を低減でき、第１凹溝の成形時に減圧部材が損傷するリスクを低減する。Ｖ≧８２ｍｍ３とすることで、第１凹溝の成形時における押し出しバリ量が過小にならず、第１凹溝の深さ、幅、長さの要件をより容易に満たし、第１凹溝の成形の難易度を低減する。 いくつかの実施例では、１１５ｍｍ３≦Ｖ≦２６５ｍｍ３とする。Ｖ≦２６５ｍｍ３とすることで、第１凹溝の成形時における押し出しバリ量が低減され、第１凹溝の成形時に減圧部材に作用する成形力を更に低減でき、第１凹溝の成形時に減圧部材が損傷するリスクを低減する。Ｖ≧１１５ｍｍ３とすることで、第１凹溝の成形時における押し出しバリ量を更に増加し、第１凹溝の成形の難易度を更に低減する。 いくつかの実施例では、１６０ｍｍ２≦Ａ≦１５００ｍｍ２とする。Ａ≦１５００ｍｍ２とすることで、予定減圧領域の面積が過大にならず、電池セルの内部の圧力が変動すると予定減圧領域が変形することによる、減圧部材が第１凹溝に沿って早期に破裂するリスクを低減する。Ａ≧１６０ｍｍ２とすることで、減圧部材は十分に広い減圧面積を有し、電池セルの減圧速度を向上する。 いくつかの実施例では、４００ｍｍ２≦Ａ≦１２００ｍｍ２とする。Ａ≦１２００ｍｍ２とすることで、減圧部材が第１凹溝に沿って早期に破裂するリスクを更に低減する。Ａ≧４００ｍｍ２とすることで、電池セルの減圧速度を更に向上する。 いくつかの実施例では、第１壁部の厚さ方向に沿って、減圧部材は対向する第１表面と第２表面とを有し、第２凹溝は第２表面から第１表面に近づく方向へ凹んでおり、第２凹溝の幅方向に沿って、第２凹溝は対向して設けられ且つ第２表面に接続された第１溝側面と第２溝側面とを含み、第１溝側面は第２溝側面よりも予定減圧領域に近づき、第１溝側面と第２表面とのなす角度をａ、第２溝側面と第２表面とのなす角度をｂとすると、９０°≦ａ＜ｂ＜１８０°を満たす。第２凹溝の幅方向は第１壁部の厚さ方向に垂直である。このようにして、第１溝側面と第２表面とのなす角度を小さくすることに相当し、第２凹溝の成形時に押し出されたバリの予定減圧領域におけるバリ堆積量を低減し、第２凹溝が設けられた減圧部材の領域から押し出されたバリによる、予定減圧領域の表面に形成されたバリ突起の高さを抑え、予定減圧領域の表面の平坦性を向上する いくつかの実施例では、９０°≦ａ≦１５０°とする。第１溝側面と第２表面とのなす角度を更に小さくし、第１溝側面の傾き角度を更に小さくし、第２凹溝の成形時に押し出されたバリの予定減圧領域におけるバリ堆積量を低減することに有利である。 いくつかの実施例では、９０°＜ｂ≦１７０°とする。第２溝側面と第２表面とのなす角度を小さくし、第２溝側面の傾き角度を更に小さくし、第２凹溝の成形の難易度を低減する。 いくつかの実施例では、減圧部材に複数の第２凹溝が設けられ、第１壁部の厚さ方向に沿って、第１凹溝の投影と複数の第２凹溝の投影とは共に複数の予定減圧領域を画定し、各予定減圧領域は１つ又は複数の第２凹溝に対応して設けられている。電池セルが熱暴走すると、複数の予定減圧領域はいずれも開放することができ、減圧部材の総減圧面積が一定である場合、予定減圧領域の開放速度を向上し、減圧をより迅速に実現することができる。 いくつかの実施例では、第１壁部の厚さ方向に沿って、第２凹溝の投影は第１凹溝の投影と重ならない。加工過程中における第１凹溝と第２凹溝との相互影響を抑え、加工過程中に第１凹溝と第２凹溝とが互いに連通するリスクを低減することができる。 いくつかの実施例では、第２凹溝の幅方向に沿って、第２凹溝は第１凹溝と離間して設けられ、第２凹溝の幅方向は第１壁部の厚さ方向に垂直である。このようにして、第１壁部の厚さ方向に沿った第２凹溝の投影と第１壁部の厚さ方向に沿った第１凹溝の投影とは重ならないことができ、加工過程中における第１凹溝と第２凹溝との相互影響を抑えることができるとともに、第１凹溝が設けられた減圧部材の領域と第２凹溝が設けられた減圧部材の領域との間の残留応力の影響を抑えることができる。且つ減圧部材が第１凹溝に沿って破裂することで生じたクラックが第２凹溝にまで拡散し、減圧部材が第２凹溝に沿って破裂するリスクを低減することができる。 いくつかの実施例では、第１壁部の厚さ方向に沿って、第２凹溝の投影は、延伸方向の両端に沿ってそれぞれ第１凹溝の投影の２つの端部から延出する。このようにして、第２凹溝はより長く、予定減圧領域の反転に対する第２凹溝の補助効果を向上する。 いくつかの実施例では、第１凹溝の最小残留厚さをＤ１、第２凹溝の最小残留厚さをＤ２とすると、Ｄ１＜Ｄ２を満たす。第１凹溝が設けられた減圧部材の領域の強度は、第２凹溝が設けられた減圧部材の領域の強度より小さい。これにより、減圧部材は第１凹溝に沿って優先的に破裂することが可能であり、予定減圧領域を迅速に開放することができる。 いくつかの実施例では、第１壁部の厚さ方向に沿って、第１凹溝の最大溝深さをＨ１、第２凹溝の最大溝深さをＨ２とすると、Ｈ２＜Ｈ１を満たす。製造過程中において、製造過程中において、第１凹溝の深さが第２凹溝の深さより深く加工可能であり、第１凹溝の最小残留厚さは第２凹溝の最小残留厚さより小さいことが実現できる。 いくつかの実施例では、第１壁部の厚さ方向に沿って、第１凹溝の最大溝深をＨ１、減圧部材の厚さをＤとすると、０．１６≦Ｈ１／Ｄ＜１を満たす。減圧部材の厚さに対する第１凹溝の最大深さの割合が小さくなりすぎず、これにより、電池セルの破裂圧力は高くなりすぎず、電池セルの減圧即時性を向上することに有利である。 いくつかの実施例では、０．４ｍｍ≦Ｈ１≦２ｍｍ、０．８ｍｍ≦Ｄ≦２．５ｍｍとする。第１凹溝の最大深さと減圧部材の厚さとは適正な範囲に収まり、経済性がより高い。 いくつかの実施例では、第１壁部の厚さ方向に沿って、減圧部材は対向する第１表面と第２表面とを有し、第１凹溝は第１表面に設けられ、第２凹溝は第２表面に設けられている。第１凹溝と第２凹溝とはそれぞれ第１壁部の厚さ方向に沿った減圧部材の両側に位置することで、減圧部材の両側にそれぞれ第１凹溝と第２凹溝とを容易に加工し、加工過程中における第１凹溝と第２凹溝の相互影響を抑えることに有利である。 いくつかの実施例では、第２凹溝の幅方向に沿って、第１凹溝の投影と第２凹溝の投影とは少なくとも部分的に重なり、第２凹溝の幅方向は第１壁部の厚さ方向に垂直である。これにより、第２凹溝の幅方向上における第１凹溝と第２凹溝との両方の投影は、相互に重なる領域を有する。したがって、第１凹溝の成形時に押し出されたバリに対する第２凹溝の吸収効果を向上し、第１凹溝によって押し出されたバリが、第２凹溝の幅方向に沿って外ケースに近づく表面に向けて、拡散することで、該表面が不平滑になるリスクを低減するとともに、電池セルが第２凹溝の幅方向に沿って内部及び外部からの作用力を受けて変形する時に、電池セルの変形によるエネルギーに対する第２凹溝の吸収効果を向上し、第２凹溝の幅方向に沿った電池セルの膨張変形が減圧部材に与える影響を低減することができる。 いくつかの実施例では、第１壁部の厚さ方向に沿って、第２凹溝の溝底面は第１凹溝の溝底面よりも第１表面に近づく。この構造は、第２凹溝の幅方向上における第２凹溝と第１凹溝との両方の投影が、より多くの重なり領域を有することに有利であり、第１凹溝の成形時に押し出されたバリに対する第２凹溝の吸収効果を更に向上するとともに