ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[01] Настоящая заявка относится к области батарей и, в частности, к батарее и относящемуся к ней аппарату, способу ее изготовления и устройству для ее изготовления.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[02] Химическая батарея, электрохимическая батарея или электрохимический элемент относится к типу аппарата, который преобразует химическую энергию активных материалов положительного и отрицательного электродов в электрическую энергию посредством окислительно-восстановительной реакции. В отличие от обычной окислительно-восстановительной реакции, реакции окисления и восстановления осуществляются отдельно, при этом реакция окисления происходит на отрицательном электроде, и реакция восстановления происходит на положительном электроде, и присоединение и потеря электронов осуществляются через внешнюю цепь, и, таким образом, образуется ток. Это основная характеристика всех батарей. После длительных исследований и разработок химическая батарея привела к большому разнообразию и широкому применению, например, она может представлять собой большое устройство, которое может поместиться в здании, или маленькое устройство в миллиметр. С развитием современной электронной технологии выдвигаются высокие требования к химической батарее. Каждый прорыв в технологии химической батареи приводит к революционному развитию электронного устройства. Многие ученые-электрохимики в мире сосредоточили свои исследования и разработки в области химических батарей, которые питают электрические автомобили.
[03] Как вид химической батареи, литий-ионная батарея обладает такими преимуществами, как небольшой размер, высокая плотность энергии, высокая плотность мощности, многократное повторное использование, длительное время хранения и т. д., и широко применяется в некоторых электронных устройствах, электрических транспортных средствах, электронных игрушках и электрических устройствах. Например, в настоящее время литий-ионная батарея широко применяется в мобильных телефонах, ноутбуках, электромобилях, электрических автомобилях, электрических самолетах, электрических кораблях, игрушечных электрических автомобилях, игрушечных электрических кораблях, игрушечных электрических самолетах, электрических инструментах или т. п.
[04] С непрерывным развитием технологии литий-ионных батарей к эксплуатационным характеристикам литий-ионной батареи выдвигаются более высокие требования. Предполагается, что для литий-ионной батареи могут быть одновременно учтены факторы проектирования в нескольких аспектах, и особенно важными являются характеристики безопасности литий-ионной батареи.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[05] В настоящей заявке обеспечены батарея и относящийся к ней аппарат, способ ее изготовления и устройство для ее изготовления с целью улучшения характеристик вторичной батареи.
[06] Согласно первому аспекту настоящей заявки обеспечена батарея, содержащая батарейный элемент, терморегулирующий компонент, камеру обхода и камеру сбора. Батарейный элемент содержит механизм сброса давления, причем механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления; терморегулирующий компонент выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулировки температуры батарейного элемента; камера обхода образована между механизмом сброса давления и терморегулирующим компонентом, причем камера обхода выполнена с возможностью обеспечения пространства, обеспечивающего возможность приведения в действие механизма сброса давления; и камера сбора находится на наружной стороне камеры обхода для сбора выбросов из батарейного элемента при приведении в действие механизма сброса давления. Терморегулирующий компонент выполнен так, что выбросы батарейного элемента способны проходить через терморегулирующий компонент при приведении в действие механизма сброса давления, а затем поступать в камеру сбора через камеру обхода.
[07] Согласно настоящему решению обеспечение камеры обхода может оставить определенное пространство для приведения в действие механизма сброса давления. Поэтому, благодаря обеспечению камеры обхода, механизм сброса давления может быть не обязательно обеспечен на стороне электродного зажима батарейного элемента и может быть выборочно обеспечен на другой стороне батарейного элемента; и обеспечение камеры сбора может обеспечить возможность сбора выбросов, сброшенных механизмом сброса давления, без распыления или вытекания наружу, что тем самым не будет вызывать загрязнение других компонентов или внешней среды. Решение, обеспеченное в настоящей заявке, может выполнять эффективный выпуск выбросов батарейного элемента в случае возникновения теплового разгона внутри батареи, что тем самым снижает риск, вызываемый неудовлетворительным выпуском выбросов. Более того, в настоящей заявке обеспечены множество возможностей для установки батареи, которые являются особенно полезными для дополнительной оптимизации различных установок батареи и различных установок, относящихся к механизму сброса давления.
[08] В одном способе реализации терморегулирующий компонент снабжен сквозным отверстием, и сквозное отверстие выполнено так, что камера обхода и камера сбора находятся в сообщении друг с другом.
[09] Согласно настоящему решению выбросы в месте сброса батарейного элемента могут поступать в камеру сбора из камеры обхода через сквозное отверстие. Этот процесс может быть выполнен без повреждения терморегулирующего компонента, что может способствовать сбору выбросов и предотвращению накопления чрезмерного количества выбросов в камере обхода.
[010] В одном способе реализации камера обхода образована сквозным отверстием, обеспеченным на терморегулирующем компоненте, вследствие чего выбросы из батарейного элемента способны непосредственно поступать в камеру сбора через сквозное отверстие при приведении в действие механизма сброса давления.
[011] Согласно настоящему решению камера обхода образована сквозным отверстием на терморегулирующем компоненте. Это расположение может уменьшить зазор между нижними стенками батарейного элемента и терморегулирующего компонента, вследствие чего объем батареи может быть как можно меньше, и конструкция батареи является относительно компактной.
[012] В одном способе реализации терморегулирующий компонент обеспечен между камерой обхода и камерой сбора и изолирует камеру обхода и камеру сбора друг от друга, и терморегулирующий компонент выполнен с возможностью повреждения выбросами батарейного элемента, вследствие чего выбросы батарейного элемента поступают в камеру сбора из камеры обхода.
[013] Согласно настоящему решению выбросам необходимо прорваться через терморегулирующий компонент для поступления в камеру сбора. Это расположение может уменьшить конечную ударную нагрузку выбросов на внешнюю среду и снизить потенциальную опасность для внешней среды.
[014] В одном способе реализации терморегулирующий компонент внутри снабжен каналом потока для потока текучей среды, при этом камера обхода выполнена так, что она окружена каналом потока.
[015] В одном способе реализации канал потока выполнен так, что он остается нетронутым в процессе течения выбросов батарейного элемента через терморегулирующий компонент.
[016] Согласно вышеприведенным двум решениям текучая среда может регулировать температуру батарейного элемента в ходе использования батареи, что позволяет избежать приведения в действие механизма сброса давления из-за перегрева батарейного элемента.
[017] В одном способе реализации терморегулирующий компонент выполнен так, что выбросы батарейного элемента способны повреждать стенку канала потока, вследствие чего канал потока находится в сообщении с камерой обхода.
[018] Согласно настоящему решению текучая среда может спускаться, а затем поступать в камеру сбора вместе с выбросами батарейного элемента. Смешивание текучей среды и выбросов батарейного элемента может ускорять охлаждение выбросов батарейного элемента.
[019] В одном способе реализации камера обхода образована конструкцией обхода терморегулирующего компонента, которая является открытой в направлении механизма сброса давления, и конструкция обхода содержит боковую стенку обхода, окружающую камеру обхода.
[020] Согласно настоящему решению конструкция обхода образована в виде одной вогнутой камеры на терморегулирующем компоненте. Это расположение может позволить избежать обеспечения дополнительного пространства и сделать конструкцию батареи более компактной.
[021] В одном способе реализации камера обхода образована конструкцией обхода терморегулирующего компонента, которая является открытой в направлении механизма сброса давления, причем конструкция обхода содержит боковую стенку обхода, окружающую камеру обхода, и боковая стенка обхода выполнена с возможностью повреждения при приведении в действие механизма сброса давления, вследствие чего вытекает текучая среда.
[022] В одном способе реализации боковая стенка обхода находится под предопределенным внутренним углом относительно направления механизма сброса давления в направлении терморегулирующего компонента, и предопределенный внутренний угол больше или равен 15° и меньше или равен 85°.
[023] Согласно вышеприведенным двум решениям конструкция обхода образована в виде одной вогнутой камеры на терморегулирующем компоненте. Это расположение может позволить избежать обеспечения дополнительного пространства и сделать конструкцию батареи более компактной. Более того, обеспечение боковой стенки обхода может упростить разрыв канала потока выбросами батарейного элемента.
[024] В одном способе реализации терморегулирующий компонент снабжен механизмом сброса, противоположным камере обхода, и механизм сброса выполнен с возможностью приведения в действие для спуска выбросов в камере обхода в камеру сбора.
[025] В одном способе реализации механизм сброса выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура в камере обхода достигает порогового значения.
[026] В одном способе реализации механизм сброса выполнен с возможностью приведения в действие, когда температура выбросов в камере обхода достигает порогового значения.
[027] В одном способе реализации механизм сброса содержит ослабленную конструкцию, образованную на стенке терморегулирующего компонента.
[028] Согласно вышеприведенным нескольким решениям механизм сброса может быть обеспечен на терморегулирующем компоненте в соответствии с потребностями, и при его приведении в действие выбросы в камере обхода могут сбрасываться в камеру сбора. Это расположение может не только способствовать сбросу выбросов в камере обхода и позволить избежать высокого давления или высокой температуры в камере обхода, но также до определенной степени ослабить ударную нагрузку выбросов и избежать опасности для других компонентов или внешней среды, вызванной выбросами с все еще высоким конечным импульсом.
[029] В одном способе реализации батарея содержит оболочку кожуха, выполненную с возможностью вмещения батарейного элемента, и терморегулирующий компонент составляет по меньшей мере часть оболочки кожуха.
[030] Согласно настоящему решению терморегулирующий компонент непосредственно служит в качестве части оболочки кожуха, что можно уменьшить объем батареи и сделать конструкцию батареи более компактной.
[031] В одном способе реализации батарея дополнительно содержит защитный элемент, и камера сбора определена между терморегулирующим компонентом и защитным элементом.
[032] Согласно настоящему решению обеспечение защитного элемента может дополнительно обеспечить целостность и безопасность батареи. В то же время, камера сбора может быть определена терморегулирующим компонентом и защитным элементом, что повышает гибкость расположения камеры сбора.
[033] В одном способе реализации защитный элемент содержит вогнутую камеру, имеющую проем в направлении терморегулирующего компонента для образования камеры сбора.
[034] В одном способе реализации уплотняющий элемент помещен между защитным элементом и терморегулирующим компонентом, и защитный элемент и терморегулирующий компонент жестко сцеплены крепежным средством.
[035] Согласно вышеприведенным двум решениям конструкция защитного элемента и способ сцепления защитного элемента и терморегулирующего компонента могут быть выбраны различными способами в соответствии с потребностями.
[036] В одном способе реализации уплотняющий элемент выполнен с возможностью повреждения, когда температура выбросов достигает предопределенной температуры, чтобы сбросить давление в камере сбора.
[037] Согласно настоящему решению, когда давление или температура в камере обхода становятся слишком большими или высокими, и давление или температура в камере сбора становятся слишком большими или высокими, выбросы в камере сбора могут дополнительно сбрасываться наружу, что тем самым позволяет избежать вызова опасности.
[038] Согласно второму аспекту настоящей заявки обеспечен аппарат, содержащий батарею согласно любому из вышеприведенных решений, причем батарея выполнена с возможностью обеспечения электрической энергии.
[039] Согласно третьему аспекту настоящей заявки обеспечен способ изготовления батареи, включающий: обеспечение батарейного элемента, причем батарейный элемент содержит механизм сброса давления, причем механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления; обеспечение терморегулирующего компонента, причем терморегулирующий компонент выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулировки температуры батарейного элемента; обеспечение камеры обхода, причем камеру обхода образуют между механизмом сброса давления и терморегулирующим компонентом, и камера обхода выполнена с возможностью обеспечения пространства, обеспечивающего возможность приведения в действие механизма сброса давления; и обеспечение камеры сбора, причем камера сбора находится на наружной стороне камеры обхода для сбора выбросов из батарейного элемента при приведении в действие механизма сброса давления. Терморегулирующий компонент выполнен так, что выбросы батарейного элемента способны проходить через терморегулирующий компонент при приведении в действие механизма сброса давления, а затем поступать в камеру сбора через камеру обхода.
[040] Согласно четвертому аспекту настоящей заявки обеспечено устройство для изготовления батареи, содержащее: модуль изготовления батарейных элементов, выполненный с возможностью изготовления множества батарейных элементов, причем по меньшей мере один батарейный элемент из множества батарейных элементов содержит механизм сброса давления, причем механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура по меньшей мере одного батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления; модуль изготовления терморегулирующего компонента, выполненный с возможностью изготовления терморегулирующего компонента, причем терморегулирующий компонент выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулировки температуры батарейного элемента; модуль образования камеры обхода, выполненный с возможностью образования камеры обхода, причем камера обхода образована между механизмом сброса давления и терморегулирующим компонентом, и камера обхода выполнена с возможностью обеспечения пространства, обеспечивающего возможность приведения в действие механизма сброса давления; и модуль образования камеры сбора, выполненный с возможностью образования камеры сбора, причем камера сбора находится на наружной стороне камеры обхода для сбора выбросов из батарейного элемента при приведении в действие механизма сброса давления. Терморегулирующий компонент выполнен так, что выбросы батарейного элемента способны проходить через терморегулирующий компонент при приведении в действие механизма сброса давления, а затем поступать в камеру сбора через камеру обхода.
[041] В соответствии с батареей и относящимся к ней аппаратом, способом ее изготовления и устройством для ее изготовления согласно вариантам осуществления настоящей заявки механизм сброса давления обеспечен на батарейном элементе, и камера обхода и камера сбора обеспечены на наружной стороне батарейного элемента. Обеспечение камеры обхода может оставить определенное пространство для приведения в действие механизма сброса давления. Поэтому, благодаря обеспечению камеры обхода, механизм сброса давления может быть не обязательно обеспечен на стороне электродного зажима батарейного элемента и может быть выборочно обеспечен на другой стороне батарейного элемента; и обеспечение камеры сбора может обеспечить возможность сбора выбросов, сброшенных механизмом сброса давления, без распыления или вытекания наружу, что тем самым не будет вызывать загрязнение других компонентов или внешней среды. Решения, обеспеченные в настоящей заявке, могут обеспечить множество возможностей для установки батареи, которые являются особенно полезными для дополнительной оптимизации различных установок батареи и различных установок, относящихся к механизму сброса давления, что тем самым всесторонне улучшает характеристики батареи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[042] Прилагаемые графические материалы, описанные в настоящем документе, предназначены для обеспечения дополнительного понимания настоящей заявки и составляют часть настоящей заявки. Иллюстративные варианты осуществления настоящей заявки и их описание предназначены для пояснения настоящей заявки и не представляют собой ненадлежащее ограничение настоящей заявки. На графических материалах:
[043] на фиг. 1 показано схематическое структурное изображение некоторых вариантов осуществления транспортного средства, в котором используется батарея согласно настоящей заявке;
[044] на фиг. 2 показано покомпонентное схематическое изображение батареи согласно некоторым вариантам осуществления настоящей заявки;
[045] на фиг. 3 показано покомпонентное схематическое изображение батареи согласно некоторым вариантам осуществления настоящей заявки;
[046] на фиг. 4 показано покомпонентное схематическое изображение батарейного элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящей заявки;
[047] на фиг. 5 показан схематический перспективный вид батарейного элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящей заявки;
[048] на фиг. 6 показан схематический перспективный вид батарейного элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящей заявки;
[049] на фиг. 7 показан вид в разрезе батареи согласно некоторым вариантам осуществления настоящей заявки;
[050] на фиг. 8 показан увеличенный вид части B батареи, показанной на фиг. 7;
[051] на фиг. 9 показан вид сверху терморегулирующего компонента согласно некоторым вариантам осуществления настоящей заявки;
[052] на фиг. 10 показан вид снизу терморегулирующего компонента, показанного на фиг. 9;
[053] на фиг. 11 показан вид в разрезе терморегулирующего компонента, показанного на фиг. 9, в направлении A-A;
[054] на фиг. 12 показана блок-схема некоторых вариантов осуществления способа изготовления батареи согласно настоящей заявке; и
[055] на фиг. 13 показано схематическое структурное изображение некоторых вариантов осуществления устройства для изготовления батареи в настоящей заявке.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[056] Чтобы сделать цели, технические решения и преимущества настоящей заявки более понятными, технические решения в вариантах осуществления настоящей заявки будут ясно и полно описаны ниже со ссылкой на прилагаемые графические материалы для множества вариантов осуществления согласно настоящей заявке. Следует понимать, что описанные варианты осуществления представляют собой лишь некоторые, а не все варианты осуществления настоящей заявки. Все другие варианты осуществления, полученные специалистами в данной области техники на основе вариантов осуществления, раскрытых в настоящей заявке, без творческих усилий, входят в объем правовой охраны настоящей заявки.
[057] Если не определено иное, то все технические и научные термины, используемые в настоящей заявке, имеют такие же значения, что и термины, обычно понятные специалистам в области техники, к которой относится настоящая заявка. Термины, используемые в описании настоящей заявки, служат исключительно для цели описания конкретных вариантов осуществления и не предназначены для ограничения настоящей заявки. Термины «содержащий», «включающий», «имеющий», «обладающий», «содержащий в себе», «включающий в себя» и т. п. в описании, формуле изобретения и вышеприведенном описании прилагаемых графических материалах настоящей заявки являются словами, которые не имеют исключающего характера. Следовательно, способ или аппарат, «содержащий», «включающий» или «имеющий», например, один или несколько этапов или элементов, имеет один или несколько этапов или элементов, но не ограничивается только наличием одного или нескольких элементов. Термины «первый», «второй» и т. п. в описании, формуле изобретения или вышеприведенных прилагаемых графических материалах настоящей заявки предназначены для разграничения между разными объектами, а не для описания конкретного порядка или отношения «первичный-вторичный». Кроме того, термины «первый» и «второй» служат только для цели описания и не должны пониматься как указание или намек на относительную важность или как косвенное указание на количество указанных технических признаков. Следовательно, признак, ограниченный словом «первый» или «второй», может явно или косвенно включать один или несколько признаков. В описании настоящей заявки, если не указано иное, «множество» означает два или больше двух.
[058] Следует понимать, что в описании настоящей заявки ориентации или взаимные расположения, обозначенные такими терминами, как «центр», «в поперечном направлении», «длина», «ширина», «вверх», «вниз», «передний», «задний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», «верхний», «нижний», «внутри», «снаружи», «осевое направление», «радиальное направление» и «направление вдоль окружности», представляют собой ориентации или взаимные расположения, показанные на основе графических материалов, и эти термины используются только для удобства описания настоящей заявки и для упрощения описания, а не для указания или намека на то, что указанные аппарат или элемент должны иметь конкретную ориентацию и должны выполняться и применяться в конкретной ориентации, и, таким образом, их нельзя понимать как ограничивающие настоящую заявку.
[059] Следует понимать, что в описании настоящей заявки, если явно не определено или не указано иное, термины «установка», «взаимное соединение», «соединение» и «прикрепление» должны пониматься в широком смысле, например, они могут быть или неподвижным соединением, или разъемным соединением, или интегрированным соединением; и они могут быть либо прямым соединением, либо непрямым соединением через промежуточный элемент, или они могут представлять собой сообщение между внутренними частями двух элементов. Специалисты в данной области техники могут понимать конкретные значения вышеприведенных терминов в настоящей заявке согласно конкретным ситуациям.
[060] Выражение «вариант осуществления», встречаемое в настоящей заявке, означает, что конкретные признаки, конструкции и характеристики, описанные в отношении вариантов осуществления, могут быть включены в по меньшей мере один вариант осуществления настоящей заявки. Выражение в разных местах описания не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления или к отдельному или альтернативному варианту осуществления, который является взаимоисключающим по отношению к другому варианту осуществления. Специалистам в данной области техники понятно, явным и неявным образом, что варианты осуществления, описанные в настоящей заявке, могут быть объединены с другим вариантом осуществления.
[061] Как описано выше, следует подчеркнуть, что когда термин «содержащий/включающий» используется в этом описании, то он используется для четкого указания на наличие указанных признаков, целых чисел, этапов или узлов, но не исключает наличие или добавление одного или нескольких других признаков, целых чисел, этапов или компонентов или групп признаков, целых чисел, этапов или компонентов. В контексте настоящей заявки формы единственного числа включают формы множественного числа, если иное явно не указано в контексте.
[062] Термины, указывающие на единственное число, в этом описании могут иметь значение «один», но могут иметь такое же значение, как «по меньшей мере один» или «один или несколько». Термин «приблизительно» в целом означает плюс или минус 10% или, в частности, плюс или минус 5% от упомянутого значения. Термин «или», используемый в формуле изобретения, означает «и/или», если ясно не указано, что он только относится к альтернативному решению.
[063] Термином «и/или» в настоящей заявке описано исключительно отношение связи между связанными объектами и указано то, что может быть три отношения. Например, A и/или B могут обозначать следующие три случая: существует только A, существует как A, так и B, и существует только B. Кроме того, символ «/» в настоящей заявке в целом указывает на то, что связанные предыдущий и следующий объекты характеризуются отношением «или».
[064] Батарея, известная из уровня техники, может быть разделена на первичную батарею и перезаряжаемую батарею в зависимости от того, является ли она перезаряжаемой. Первичная батарея также называется «одноразовой» батареей или гальванической батареей, поскольку после исчерпания ее заряда ее нельзя перезарядить, а можно только выбросить. Перезаряжаемую батарею также называют вторичной батареей, батареей второго уровня или аккумуляторной батареей. Материалы и процессы, применяемые при производстве перезаряжаемой батареи, отличаются от применяемых при производстве первичной батареи. Ее преимущество заключается в том, что после зарядки ее можно применять множество раз, и допустимая нагрузка в отношении выходного тока у перезаряжаемой батареи выше, чем у большинства первичных батарей. Сегодня обычными типами перезаряжаемых батарей являются: свинцово-кислотная батарея, никель-металлогидридная батарея (Ni-MH батарея) и литий-ионная батарея. Литий-ионная батарея имеет такие преимущества, как малый вес, большая емкость (в 1,5-2 раза больше, чем у Ni-MH батареи того же веса) и отсутствие эффекта памяти, а также характеризуется очень низкой скоростью саморазряда, поэтому, даже несмотря на относительно высокую цену, она по-прежнему широко используется. Сегодня литий-ионная батарея также широко применяется в электрических транспортных средствах на батареях и гибридных транспортных средствах. Емкость литий-ионной батареи для этой цели является относительно низкой, но она характеризуется большим выходным и зарядным током, а также более продолжительным сроком службы, но при этом и более высокой стоимостью.
[065] Батарея, описанная в вариантах осуществления настоящей заявки, относится к перезаряжаемой батарее. Далее варианты осуществления, раскрытые в настоящей заявке, будут описаны в основном на примере литий-ионной батареи. Следует понимать, что варианты осуществления, раскрытые в настоящей заявке, применимы к любому другому подходящему типу перезаряжаемой батареи. Батарея, упомянутая в вариантах осуществления, раскрытых в настоящей заявке, может прямо или косвенно применяться к надлежащему аппарату для питания аппарата.
[066] Батарея, упомянутая в вариантах осуществления, раскрытых в настоящей заявке, относится к одному физическому модулю, содержащему один или несколько батарейных элементов для обеспечения предопределенных напряжения и емкости. Например, батарея, упоминаемая в настоящей заявке, может содержать батарейный модуль, батарейный блок и т. п. Батарейный элемент является основной единицей в батарее и в зависимости от способа упаковки может быть в целом разделен на цилиндрический батарейный элемент, призматический батарейный элемент и пакетный батарейный элемент. Следующее описание будет в основном касаться призматического батарейного элемента. Следует понимать, что варианты осуществления, описанные ниже, также применимы к цилиндрическому батарейному элементу или пакетному батарейному элементу в определенных аспектах.
[067] Батарейный элемент содержит положительный листовой электрод, отрицательный листовой электрод, раствор электролита и изоляционную пленку. Работа литий-ионного батарейного элемента в целом основана на перемещении ионов лития между положительным листовым электродом и отрицательным листовым электродом. Например, в литий-ионном батарейном элементе применяется одно встроенное соединение лития в качестве одного электродного материала. Сегодня основными обычными материалами, используемыми как катодный материал литий-ионной батареи, являются: смешанный оксид лития и кобальта (LiCoO2), смешанный оксид лития и марганца (LiMn2O4), смешанный оксид лития и никеля (LiNiO2) и фосфат лития-железа (LiFePO4). Изоляционная пленка размещена между положительным листовым электродом и отрицательным листовым электродом для образования тонкой пленочной конструкции с тремя слоями материалов. Тонкая пленочная конструкция в целом встроена в электродный узел в требуемой форме путем скручивания или наложения. Например, тонкая пленочная конструкция с тремя слоями материалов в цилиндрическом батарейном элементе скручена в цилиндрический электродный узел, тогда как в призматическом батарейном элементе тонкая пленочная конструкция скручена или наложена в электродный узел по существу кубоидной формы.
[068] Множество батарейных элементов могут быть соединены последовательно и/или параллельно через электродные зажимы для различных применений. В некоторых применениях большой мощности, таких как электрические автомобили, применение батареи предусматривает три уровня: батарейный элемент, батарейный модуль и батарейный блок. Батарейный модуль образован путем электрического соединения определенного количества батарейных элементов друг с другом и их помещения в каркас для защиты батарейных элементов от внешних ударов, тепла, вибрации или т. п. Батарейный блок представляет собой конечное состояние батарейной системы, установленной в электрическом автомобиле. Батарейный блок обычно содержит кожух для упаковки одного или нескольких батарейных элементов. Кожух может предотвращать воздействие жидкости или других инородных тел на зарядку или разрядку батарейного элемента. Кожух обычно состоит из закрывающего элемента и оболочки кожуха. Большинство современных батарейных блоков изготовлены путем монтажа различных систем управления и защиты, таких как система управления батареей (BMS), и терморегулирующего компонента на одном или нескольких батарейных модулях. С развитием технологии уровень батарейного модуля может быть опущен, то есть батарейный блок образован непосредственно из батарейных элементов. Это улучшение позволяет батарейной системе значительно сократить количество компонентов при увеличении весовой плотности энергии и объемной плотности энергии. Батарея, упомянутая в настоящей заявке, содержит батарейный модуль или батарейный блок.
[069] Батарейный элемент обычно снабжен механизмом сброса давления. Механизм сброса давления относится к элементу или компоненту, который может быть приведен в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает предопределенного порогового значения, для сброса внутреннего давления. Механизм сброса давления также называется противовзрывным клапаном, газовым клапаном, клапаном сброса давления, предохранительным клапаном или т. п. В механизме сброса давления может быть, в частности, использован чувствительный к давлению или чувствительный к температуре элемент или конструкция. То есть, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает предопределенного порогового значения, механизм сброса давления выполняет действие, или ослабленная конструкция, обеспеченная в механизме сброса давления, повреждается, чтобы образовать проем или канал для сброса внутреннего давления.
[070] «Приведение в действие», упомянутое в настоящей заявке, означает, что механизм сброса давления действует или активируется для сброса внутреннего давления батарейного элемента. Создаваемое действие может без ограничения включать: разламывание, разрыв, прорыв или открывание и т. д. по меньшей мере части механизма сброса давления. При приведении в действие механизма сброса давления вещества с высокой температурой и высоким давлением внутри батарейного элемента выпускаются наружу из положения приведения в действие в виде выбросов. Таким образом, давление батарейного элемента может быть сброшено до контролируемого давления, тем самым избегая более серьезных аварийных ситуаций. Выбросы из батарейного элемента, упомянутые в настоящей заявке, без ограничения включают: раствор электролита, растворенные или расколотые положительный и отрицательный листовые электроды, фрагменты изоляционной пленки, газ с высокой температурой и высоким давлением, выработанный посредством реакции, пламя или т. п. Выбросы с высокой температурой и высоким давлением выпускаются в направлении, в котором обеспечен механизм сброса давления батарейного элемента. Сила и разрушительное действие являются огромными или могут быть даже достаточно большими для прорыва сквозь одну или несколько конструкций, таких как закрывающий элемент, обеспеченный в этом направлении.
[071] В случае традиционного механизма сброса давления, он требует определенного пространства обхода при приведении в действие. Пространство обхода относится к пространствам внутри и снаружи механизма сброса давления в направлении приведения в действие (то есть в направлении разрыва) при приведении в действие механизма сброса давления (например, когда по меньшей мере часть механизма сброса давления разрывается). Другими словами, пространство обхода представляет собой пространство, обеспечивающее возможность приведения в действие механизма сброса давления. Поскольку закрывающая пластина батарейного элемента имеет большую толщину, чем корпус, пространство обхода проще образовать, когда механизм сброса давления обеспечен на закрывающей пластине, что тем самым способствует конструированию и изготовлению батарейного элемента. В частности, поскольку корпус батарейного элемента образован путем штамповки алюминиевого листа, по сравнению с закрывающей пластиной, толщина стенки штампованного корпуса является очень малой. С одной стороны, относительно малая толщина стенки корпуса затрудняет обеспечение механизма сброса давления, требующего пространства обхода на ней. С другой стороны, цельная вогнутая конструкция корпуса затрудняет установку на нем механизма сброса давления, что также вызвало бы увеличение стоимости батарейного элемента.
[072] Кроме того, после приведения в действие существующего батарейного элемента выпускаемые из него отходы обычно выпускаются из батареи непосредственно наружу, что не только загрязняет окружающую среду, но также, вероятно, является причиной опасности для окружающей среды вследствие выбросов с большим количеством тепла.
[073] В целом, для исследователей и специалистов в данной области техники изменение конструктивной концепции конструкции обхода традиционной батареи требует решения различных технических проблемы и преодоления технических предрассудков, а это не достигается мгновенно.
[074] Для решения или по меньшей мере частичного решения вышеупомянутых проблем и других возможных проблем батареи из уровня техники автор настоящего изобретения идет другим путем и предлагает новую батарею после проведения большого количества исследований и экспериментов. Применимые аппараты для батареи, описанной в вариантах осуществления настоящей заявки, без ограничения включают: мобильные телефоны, портативные устройства, ноутбуки, электромобили, электрические транспортные средства, корабли, космические летательные аппараты, электрические игрушки, электрические инструменты и т. п. Например, космические летательные аппараты включают самолеты, ракеты, космические челноки и космические корабли и т. п.; электрические игрушки включают неподвижные или подвижные электрические игрушки, такие как игровые консоли, электрические игрушечные транспортные средства, электрические игрушечные корабли и электрические игрушечные самолеты и т. п.; электрические инструменты включают электрические металлорежущие инструменты, электрические абразивные инструменты, электрические сборочные инструменты и электрические железнодорожные инструменты, такие как электрические дрели, электрические шлифовальные машины, электрические гаечные ключи, электрические шуруповерты, электрические молоты, электрические ударные дрели, вибраторы для бетона и электрические рубанки.
[075] Батарея, описанная в вариантах осуществления настоящей заявки, является применимой не только в вышеописанных устройствах, но также является применимой во всех устройствах, в которых используются батареи. Однако для краткости описания все следующие варианты осуществления описаны на примере электрического автомобиля.
[076] Например, как показано на фиг. 1, эта фигура представляет собой упрощенное схематическое изображение транспортного средства 1 согласно варианту осуществления настоящей заявки. Транспортное средство 1 может представлять собой работающее на топливе транспортное средство, работающее на газе транспортное средство или работающее на новом источнике энергии транспортное средство, и работающее на новом источнике энергии транспортное средство может представлять собой работающее от батареи электрическое транспортное средство, гибридное транспортное средство, транспортное средство с увеличенным радиусом действия или т.п. Внутри транспортного средства 1 может быть обеспечена батарея 10. Например, батарея 10 может быть обеспечена в нижней части, передней части или задней части транспортного средства 1. Батарея 10 может быть использована для подачи питания на транспортное средство 1. Например, батарея 10 может служить в качестве источника рабочего питания транспортного средства 1. Более того, транспортное средство 1 может дополнительно содержать контроллер 30 и двигатель 40. Контроллер 30 выполнен с возможностью управления батареей 10 для подачи питания на двигатель 40, например, для обеспечения потребности транспортного средства 1 в рабочем питании во время запуска, навигации и езды. В другом варианте осуществления настоящей заявки батарея 10 может служить не только в качестве источника рабочего питания транспортного средства 1, но также в качестве источника питания привода транспортного средства 1, заменяя или частично заменяя топливо или природный газ для обеспечения питания привода для транспортного средства 1. Под батареей 10, упоминаемой ниже, также можно понимать батарейный блок, содержащий множество батарейных элементов 20.
[077] На фиг. 2 и 3 соответственно показаны покомпонентные виды батареи 10 согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 2 и 3, батарея 10 содержит множество батарейных элементов 20 и компонент 12 в виде шины для электрического соединения множества батарейных элементов 20. Для защиты батарейных элементов 20 от проникновения или разъедания внешними жидкостям или инородными веществами батарея 10 содержат кожух 11 для окружения множества батарейных элементов и других необходимых компонентов, как показано на фиг. 2 и 3. В некоторых вариантах осуществления кожух 11 может содержать закрывающий элемент 111 и оболочку 112 кожуха, причем батарея 10 может дополнительно содержать планку 114, простирающуюся между закрывающим элементом 111 и оболочкой 112 кожуха, и планка 114 может простираться от нижней части 112a оболочки 112 кожуха до закрывающего элемента 111 в направлении, перпендикулярном нижней части 112a. Закрывающий элемент 111 и оболочка 112 кожуха объединены друг с другом уплотненным образом для совместного окружения и образования электротехнической камеры 11a для вмещения множества батарейных элементов 20. В некоторых других вариантах осуществления закрывающий элемент 111 и оболочка 112 кожуха могут быть объединены друг с другом неуплотненным образом.
[078] На фиг. 4 показан покомпонентный вид батарейного элемента 20 согласно варианту осуществления настоящей заявки, и на фиг. 5 и 6 соответственно показаны трехмерные виды батарейного элемента 20 под разными углами. Как показано на фиг. 4-6, батарейный элемент 20 согласно настоящей заявке содержит короб 21, электродный узел 22 и раствор электролита. Электродный узел 22 вмещен в коробе 21 батарейного элемента 20, и электродный узел 22 содержит положительный листовой электрод, отрицательный листовой электрод и изоляционную пленку. Материал изоляционной пленки может представлять собой полипропилен, полиэтилен или т.п. Электродный узел 22 может представлять собой спиральную конструкцию или многослойную конструкцию. Короб 21 содержит корпус 211 и закрывающую пластину 212. Корпус 211 содержит камеру 211a вмещения, образованную множеством стенок и проемом 211b. Закрывающая пластина 212 расположена на проеме 211b для закрытия камеры 211a вмещения. В дополнение к электродному узлу 22 камера 211a вмещения также вмещает раствор электролита. Положительный листовой электрод и отрицательный листовой электрод в электродном узле 22, как правило, снабжены контактными выводами электрода. Контактные выводы электрода, как правило, содержат контактный вывод положительного электрода и контактный вывод отрицательного электрода. В частности, положительный листовой электрод содержит токоприемник положительного электрода и слой активного материала положительного электрода. Слой активного материала положительного электрода образует покрытие на поверхности токоприемника положительного электрода, причем токоприемник положительного электрода, не покрытый слоем активного материала положительного электрода, выступает из токоприемника положительного электрода, покрытого слоем активного материала положительного электрода, и служит в качестве контактного вывода положительного электрода. Материалом токоприемника положительного электрода может быть алюминий, и активным материалом положительного электрода могут быть смешанные оксиды лития и кобальта, фосфат лития-железа, манганат третичного лития, лития или т.п. Отрицательный листовой электрод содержит токоприемник отрицательного электрода и слой активного материала отрицательного электрода. Слой активного материала отрицательного электрода образует покрытие на поверхности токоприемника отрицательного электрода, и токоприемник отрицательного электрода, не покрытый слоем активного материала отрицательного электрода, выступает из токоприемника отрицательного электрода, покрытого слоем активного материала отрицательного электрода, и служит в качестве контактного вывода отрицательного электрода. Материалом токоприемника отрицательного электрода может быть медь, и активным материалом отрицательного электрода может быть углерод, кремний или т.п. Чтобы предотвратить оплавление при прохождении тока большой силы, имеется множество контактных выводов положительного электрода, собранных вместе, и множество контактных выводов отрицательного электрода, собранных вместе. Контактные выводы электрода электрически соединены с электродным зажимом 214, находящимся снаружи батарейного элемента 20, через соединительный элемент 23. Электродный зажим 214 обычно содержит положительный электродный зажим 214a и отрицательный электродный зажим 214b. По меньшей мере один из батарейных элементов 20 в батарее 10 согласно настоящей заявке содержит механизм 213 сброса давления. В некоторых вариантах осуществления батарейный элемент из множества батарейных элементов 20, который может с большей вероятностью подвергнуться тепловому разгону из-за положения батарейного элемента в батарее 10 может быть снабжен механизмом 213 сброса давления. Конечно, также возможно, что каждый батарейный элемент 20 в батарее 10 снабжен механизмом 213 сброса давления.
[079] Механизм 213 сброса давления относится к элементу или компоненту, который приводится в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигает предопределенного порогового значения, для сброса внутреннего давления. Пороговое значение, указанное в настоящей заявке, может быть пороговым значением давления или пороговым значением температуры. Проектирование порогового значения варьируется согласно разным требованиям к проектированию. Например, пороговое значение может быть спроектировано или определено согласно значению внутреннего давления или внутренней температуры батарейного элемента, который рассматривается как характеризующийся угрозой и риском выхода из-под контроля. Более того, пороговое значение может зависеть от материала одного или нескольких из положительного листового электрода, отрицательного листового электрода, раствора электролита и изоляционной пленки в батарейном элементе. Другими словами, механизм 213 сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура по меньшей мере одного батарейного элемента 20, в котором он находится, достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления батареи, тем самым избегая более опасных аварийных ситуаций. Как упоминалось выше, механизм 213 сброса давления может также называться противовзрывным клапаном, газовым клапаном, клапаном сброса давления, предохранительным клапаном или т.п. Компонент 12 в виде шины также называется шинопроводом, шиной или т.п., которые представляют собой компонент, который электрически соединяет множество батарейных элементов 20 последовательно и/или параллельно. Множество батарейных элементов 20 имеют более высокое напряжение после последовательного и/или параллельного соединения компонентом 12 в виде шины. Следовательно, сторона, имеющая компонент 12 в виде шины, иногда называется высоковольтной стороной. В некоторых способах реализации механизм 213 сброса давления в батарее 10 обеспечен на нижней стороне батарейного элемента 20.
[080] На фиг. 8 показан увеличенный вид части B на фиг. 7. Как показано на фиг. 8, в некоторых вариантах осуществления батарея 10 может дополнительно содержать терморегулирующий компонент 13. Терморегулирующий компонент 13 в настоящей заявке относится к компоненту, который может контролировать и регулировать температуру батарейного элемента 20. Терморегулирующий компонент 13 может вмещать текучую среду для контроля и регулировки температуры батарейного элемента 20. Текучая среда здесь может быть жидкостью или газом. Контроль и регулировка температуры могут включать нагрев или охлаждение множества батарейных элементов 20. Например, в случае охлаждения или понижения температуры батарейного элемента 20, терморегулирующий компонент 13 выполнен с возможностью вмещения охлаждающей текучей среды для понижения температуры множества батарейных элементов 20. В этом случае терморегулирующий компонент 13 может также называться охлаждающим компонентом, системой охлаждения, охлаждающей пластиной или т.п. Вмещенная в него текучая среда может также называться охлаждающей средой или охлаждающей текучей средой и, в частности, может называться охлаждающей жидкостью или охлаждающим газом, при этом охлаждающая среда может быть рассчитана на течение циркулирующим образом для достижения лучшего эффекта регулировки температуры. В качестве охлаждающей среды, в частности, может использоваться вода, смесь воды и этиленгликоля, воздух или т.п. Для достижения эффективности регулировки температуры терморегулирующий компонент 13 обычно прикреплен к батарейному элементу 20, например, с помощью теплопроводного силикагеля. Кроме того, терморегулирующий компонент 13 может также использоваться для нагрева с целью повышения температуры множества батарейных элементов 20. Например, нагрев батареи 10 может улучшать характеристики батареи до запуска электрического транспортного средства в некоторых регионах с более низкими температурами зимой.
[081] Продолжая ссылаться на фиг. 8, камера 134a обхода образована между механизмом 213 сброса давления и терморегулирующим компонентом 13, и камера 134a обхода может оставлять пространство, обеспечивающее возможность приведения в действие механизма сброса давления. На наружной стороне камеры 134a обхода образована камера 11b сбора, и камера 11b сбора выполнена с возможностью сбора выбросов из батарейного элемента 20 при приведении в действие механизма 213 сброса давления. Благодаря обеспечению камеры 134a обхода, механизм 213 сброса давления может быть не обязательно обеспечен на стороне электродного зажима 214 батарейного элемента 20 и может быть выборочно обеспечен на другой стороне батарейного элемента 20; и обеспечение камеры 11b сбора может обеспечить возможность сбора выбросов, выпущенных из механизма 213 сброса давления, без распыления или вытекания наружу, что тем самым не будет вызывать загрязнение других компонентов или внешней среды. Решение, обеспеченное в настоящей заявке, может выполнять эффективный выпуск выбросов батарейного элемента 20 в случае возникновения теплового разгона внутри батареи 10, что тем самым снижает риск, вызываемый неудовлетворительным выпуском выбросов.
[082] Конструкции камеры 134a обхода и камеры 11b сбора будут подробно описаны ниже со ссылкой на конкретную конструкцию терморегулирующего компонента 13.
[083] В некоторых вариантах осуществления терморегулирующий компонент 13 может содержать пару теплопроводных пластин и канал 133 потока, образованный между парой теплопроводных пластин. Для удобства описания ниже пара теплопроводных пластин будет называться первой теплопроводной пластиной 131, прикрепленной к множеству батарейных элементов 20, и второй теплопроводной пластиной 132, расположенной на стороне первой теплопроводной пластины 131 вдали от батарейных элементов 20. Канал 133 потока выполнен с возможностью вмещения текучей среды и обеспечения протекания текучей среды внутрь. В некоторых вариантах осуществления камера 134a обхода выполнена так, что она окружена каналом 133 потока. В некоторых вариантах осуществления терморегулирующий компонент 13, содержащий первую теплопроводную пластину 131, вторую теплопроводную пластину 132 и канал 133 потока, может быть образован как единое целое посредством надлежащего процесса, такого как формовка на пескодувной машине, или первая теплопроводная пластина 131 и вторая теплопроводная пластина 132 смонтированы вместе путем сварки (например, пайки). В некоторых альтернативных вариантах осуществления первая теплопроводная пластина 131, вторая теплопроводная пластина 132 и канал 133 потока могут быть образованы по отдельности и смонтированы вместе для образования терморегулирующего компонента 13.
[084] В некоторых вариантах осуществления терморегулирующий компонент 13 может составлять часть кожуха 11 для вмещения множества батарейных элементов. Например, терморегулирующий компонент 13 может быть нижней частью 112a оболочки 112 кожуха 11. В дополнение к нижней части 112a оболочка 112 кожуха дополнительно содержит боковые части 112b. Как показано на фиг. 7, в некоторых вариантах осуществления боковые части 112b образованы в виде каркасной конструкции и могут быть смонтированы с терморегулирующим компонентом 13 для образования оболочки 112 кожуха. Таким образом, конструкция батареи 10 может быть более компактной, а эффективное использование пространства может быть улучшено, что тем самым способствует улучшению плотности энергии.
[085] Терморегулирующий компонент 13 и боковые части 112b могут быть смонтированы вместе уплотнительным элементом, таким как уплотнительное кольцо, и крепежным средством уплотненным образом. Для улучшения эффекта уплотнения в качестве крепежного средства может быть использован самонарезающий винт с термическим сверлением (FDS). Конечно, следует понимать, что этот способ уплотнительного монтажа является лишь иллюстративным и не предназначен для ограничения объема правовой охраны содержания настоящей заявки. Также возможен любой другой подходящий способ монтажа. Например, в некоторых альтернативных вариантах осуществления терморегулирующий компонент 13 может быть смонтирован вместе с другими частями надлежащим способом, таким как сварка.
[086] В некоторых альтернативных вариантах осуществления терморегулирующий компонент 13 и боковые части 112b также могут быть образованы как единое целое. Другими слова, оболочка 112 кожуха 11 может быть образована как единое целое. Этот способ образования позволяет повысить прочность оболочки 112 кожуха и уменьшить вероятность утечки. В некоторых альтернативных вариантах осуществления боковые части 112b оболочки 112 кожуха могут быть образованы как единое целое с закрывающим элементом 111. Другими словами, в данном случае закрывающий элемент 111 представляет собой конструкцию с нижним проемом, и нижний проем может быть закрыт терморегулирующим компонентом 13.
[087] Другими словами, могут существовать различные соотношения между терморегулирующим компонентом 13 и кожухом 11. Например, в некоторых альтернативных вариантах осуществления терморегулирующий компонент 13 может быть не частью оболочки 112 кожуха 11, а компонентом, смонтированным на стороне оболочки 112 кожуха, обращенной к закрывающему элементу 111. Такой способ в большей степени способствует удержанию кожуха 11 в закрытом состоянии. В некоторых альтернативных вариантах осуществления терморегулирующий компонент 13 может быть интегрирован на внутренней стороне оболочки 112 кожуха надлежащим образом.
[088] Как упомянуто выше, некоторый механизм 213 сброса давления должен быть снабжен конструкцией 134 обхода в положении снаружи батарейного элемента 20, соответствующем механизму 213 сброса давления при приведении в действие, вследствие чего механизм 213 сброса давления может плавно приводиться в действие для выполнения своей предполагаемой функции. В некоторых вариантах осуществления конструкция 134 обхода может быть расположена на терморегулирующем компоненте 13, вследствие чего, в случае когда терморегулирующий компонент 13 прикреплен к множеству батарейных элементов 20, камера 134a обхода может быть образована между конструкцией 134 обхода и механизмом 213 сброса давления. Другими словами, камера 134a обхода, упомянутая в настоящей заявке, относится к закрытой полой камере, образованной путем совместного окружения конструкцией 134 обхода и механизмом 213 сброса давления. В настоящем решении для выпуска выбросов из батарейного элемента 20 впускная боковая поверхность камеры 134a обхода может быть открыта путем приведения в действие механизма 213 сброса давления, и выпускная боковая поверхность, противоположная впускной боковой поверхности, может быть частично повреждена и открыта благодаря выбросам с высокой температурой и высоким давлением, тем самым образуя канал сброса для выбросов. Согласно некоторым другим вариантам осуществления камера 134a обхода может представлять собой, например, незакрытую полую камеру, образованную путем совместного окружения конструкцией 134 обхода и механизмом 213 сброса давления. Выпускная боковая поверхность незакрытой полой камеры может изначально иметь канал для вытекания выбросов.
[089] Как показано на фиг. 8, в некоторых вариантах осуществления конструкция 134 обхода, образованная на терморегулирующем компоненте 13, может содержать нижнюю стенку 134b обхода и боковую стенку 134c обхода, окружающие камеру 134a обхода. Нижняя стенка 134b обхода и боковая стенка 134c обхода в настоящей заявке относятся к камере 134a обхода. В частности, нижняя стенка 134b обхода относится к стенке камеры 134a обхода, противоположной механизму 213 сброса давления, и боковая стенка 134c обхода представляет собой стенку, смежную с нижней стенкой 134b обхода и расположенную под предопределенным углом относительно нее для окружения камеры 134a обхода. В некоторых вариантах осуществления нижняя стенка 134b обхода может быть частью второй теплопроводной пластины 132, и боковая стенка 134c обхода может быть частью первой теплопроводной пластины 131.
[090] Например, в некоторых вариантах осуществления конструкция 134 обхода может быть образована путем углубления части первой теплопроводной пластины 131 в направлении второй теплопроводной пластины 132 для образования проема и фиксации края проема и второй теплопроводной пластины 132 вместе с помощью подходящего способа фиксации. При приведении в действие механизма 213 сброса давления выбросы из батарейного элемента 20 будут сначала поступать в камеру 134a обхода. Как показано стрелками в камере 134a обхода по фиг. 8, выбросы выпускаются наружу в веерообразном направлении.
[091] В отличие от обычного терморегулирующего компонента, терморегулирующий компонент 13 согласно варианту осуществления настоящей заявки может быть поврежден при приведении в действие механизма 213 сброса давления, вследствие чего выбросы из батарейного элемента 20 проходят через терморегулирующий компонент 13. Преимуществом этого расположения является то, что обеспечивается возможность плавного прохождения выбросов с высокой температурой и высоким давлением из батарейного элемента 20 через терморегулирующий компонент 13, чтобы предотвратить вторичные аварийные ситуации, вызванные несвоевременным выпуском выбросов, тем самым улучшая характеристики безопасности батареи 10.
[092] Для обеспечения возможности плавного прохождения выбросов через терморегулирующий компонент 13 могут быть обеспечены сквозное отверстие или механизм сброса в положении терморегулирующего компонента 13 напротив механизма 213 сброса давления. Например, в некоторых вариантах осуществления механизм сброса может быть обеспечен на нижней стенке 134b обхода, то есть на второй теплопроводной пластине 132. Механизм сброса в настоящей заявке относится к механизму, который может быть приведен в действие при приведении в действие механизма 213 сброса давления, чтобы обеспечить возможность прохождения по меньшей мере выбросов из батарейного элемента 20 через терморегулирующий компонент 13 для выпуска. В некоторых вариантах осуществления механизм сброса может также иметь ту же конструкцию, что и механизм 213 сброса давления на батарейном элементе 200. Другими словами, в некоторых вариантах осуществления механизм сброса может быть механизмом, расположенным на второй теплопроводной пластине 132 и имеющим ту же конструкцию, что и механизм 213 сброса давления. В некоторых альтернативных вариантах осуществления механизм сброса также может иметь конструкцию, отличную от механизма 213 сброса давления, и представляет собой только ослабленную конструкцию, обеспеченную на нижней стенке 134b обхода. Ослабленная конструкция может содержать, но без ограничения, например: утонченную часть, которая является единым целым с нижней стенкой 134b обхода, выемку (например, поперечную выемку 134d, как показано на фиг. 9) или хрупкую часть, выполненную из хрупкого материала, такого как пластик, установленную на нижней стенке 134b обхода. Альтернативно механизм сброса может быть чувствительным к температуре или чувствительным к давлению механизмом сброса, который приводится в действие, когда температура или давление, измеряемые механизмом сброса, превышает пороговое значение.
[093] В некоторых вариантах осуществления для обеспечения возможности плавного прохождения выбросов через терморегулирующий компонент 13 конструкция 134 обхода может также представлять собой сквозное отверстие, проходящее сквозь терморегулирующий компонент 13. Другими словами, конструкция 134 обхода может содержать только боковую стенку 134c обхода, и боковая стенка 134c обхода, таким образом, является стенкой с отверстием в виде сквозного отверстия. В этом случае, при приведении в действие механизма 213 сброса давления выбросы из батарейного элемента 20 могут непосредственно проходить через конструкцию 134 обхода и выпускаться. Таким образом, можно более эффективно избежать образования вторичного высокого давления, тем самым улучшая характеристики безопасности батареи 10.
[094] В некоторых вариантах осуществления терморегулирующий компонент 13 также может быть выполнен с возможностью повреждения при приведении в действие механизма 213 сброса давления для обеспечения возможности вытекания текучей среды. Отток текучей среды может быстро снизить температуру выбросов с высокой температурой и высоким давлением из батарейного элемента 20 и погасить их, тем самым избегая дальнейшего повреждения других батарейных элементов 20 и батареи 10, чтобы не вызвать более серьезных аварийных ситуаций. Например, в некоторых вариантах осуществления боковая стенка 134c обхода может быть также образована так, что она легко повреждается выбросами из батарейного элемента 20, вследствие чего канал 133 потока находится в сообщении с камерой 134a обхода, и, таким образом, текучая среда в канале 133 потока может втекать в камеру 134a обхода и/или камеру 11b сбора.
[095] Поскольку внутреннее давление батарейного элемента 20 относительно велико, выбросы из батарейного элемента 20 будут выпускаться наружу в по существу конической форме. В этом случае, если площадь контакта между боковой стенкой 134c обхода и выбросами может быть увеличена, вероятность повреждения боковой стенки 134c обхода может быть увеличена. Например, в некоторых вариантах осуществления боковая стенка 134c обхода выполнена так, что она находится под предопределенным внутренним углом относительно направления механизма 213 сброса давления в направлении терморегулирующего компонента 13, и внутренний угол больше или равен 15° и меньше или равен 85°. Например, предопределенный внутренний угол, показанный на фиг. 8, составляет приблизительно 45°. Благодаря правильной установке внутреннего угла, боковая стенка 134c обхода может быть более легко повреждена при приведении в действие механизма 213 сброса давления, чтобы дополнительно обеспечить возможность вытекания текучей среды для контакта с выбросами и достичь эффекта своевременного охлаждения выбросов. Кроме того, предопределенный внутренний угол может также обеспечить возможность более легкого образования боковой стенки 134c обхода. Например, предопределенный внутренний угол может обеспечивать определенный угол литейного уклона, тем самым способствуя изготовлению боковой стенки 134c обхода и даже всей первой теплопроводной пластины 131.
[096] В других непоказанных вариантах осуществления канал 133 потока может быть также выполнен так, что он остается нетронутым в процессе течения выбросов батарейного элемента 20 через терморегулирующий компонент 13. Следует отметить, что упоминаемое в настоящем документе выражение «остается нетронутым» означает, что канал 133 потока не повреждается в процессе течения выбросов батарейного элемента 20 через терморегулирующий компонент 13, вследствие чего канал 133 потока не находится в сообщении с наружной средой, и текучая среда в канале 133 потока не спускается в пространство снаружи канала 133 потока.
[097] Кроме того, этот способ расположения боковой стенки 134c обхода может быть применен к вышеупомянутому случаю с камерой 134a обхода и случаю, когда конструкция 134 обхода является сквозным отверстием. Например, в случае когда конструкция 134 обхода является сквозным отверстием, прорезь сквозного отверстия может постепенно уменьшаться в направлении механизма 213 сброса давления в направлении терморегулирующего компонента 13, и внутренний угол, образованный стенкой с отверстием в виде сквозного отверстия относительно направления механизма 213 сброса давления в направлении терморегулирующего компонента 13, больше или равен 15° и меньше или равен 85°.
[098] Конечно, следует понимать, что вышеприведенная конфигурация, в которой боковая стенка 134c обхода находится под предопределенным внутренним углом по отношению к направлению механизма 213 сброса давления в направлении терморегулирующего компонента 13, является только иллюстративной и не предназначена для ограничения объема правовой охраны содержания настоящей заявки. Любая другая подходящая конструкция, которая может способствовать повреждению боковой стенки 134c обхода при приведении в действие механизма 213 сброса давления, является осуществимой. Например, в некоторых вариантах осуществления любой тип ослабленной конструкции также может быть обеспечен на боковой стенке 134c обхода.
[099] Вышеуказанные варианты осуществления описывают случай, когда терморегулирующий компонент 13 имеет конструкцию 134 обхода. Другими словами, камера 134a обхода, упомянутая в вышеуказанных вариантах осуществления, образована конструкцией 134 обхода на терморегулирующем компоненте 13 и механизмом 213 сброса давления. Следует понимать, что вышеприведенные варианты осуществления камеры 134a обхода являются лишь иллюстративными и не предназначены для ограничения объема правовой охраны содержания настоящей заявки, а также возможна любая другая надлежащая конструкция или расположение. Например, в некоторых альтернативных вариантах осуществления терморегулирующий компонент 13 может не содержать конструкцию 134 обхода. В этом случае камера 134 обхода может быть образована из выступающей части, например, образованной вокруг механизма 213 сброса давления и терморегулирующего элемента 13. Более того, положение терморегулирующего компонента 13 напротив механизма 213 сброса давления может быть обеспечено механизмом сброса или ослабленной конструкцией, вследствие чего выбросы из батарейного элемента 20 могут проходить через терморегулирующий компонент 13 и/или прорываться через терморегулирующий компонент 13 для обеспечения возможности вытекания текучей среды.
[0100] Конечно, в некоторых вариантах осуществления камера 134a обхода может не использоваться. Например, для некоторых механизмов 213 сброса давления, которые могут приводиться в действие без пространства обхода, механизм 213 сброса давления может быть расположен в близком контакте с терморегулирующим компонентом 13. Такой механизм 213 сброса давления может содержать, но без ограничения, например, чувствительный к температуре механизм 213 сброса давления. Чувствительный к температуре механизм 213 сброса давления представляет собой механизм, который приводится в действие, когда температура батарейного элемента 20 достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления батарейного элемента 20. Этому соответствует чувствительный к давлению механизм 213 сброса давления. Чувствительный к давлению механизм 213 сброса давления представляет собой упомянутый выше механизм сброса давления. Чувствительный к давлению механизм сброса давления представляет собой механизм, который приводится в действие, когда внутреннее давление батарейного элемента 20 достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления батарейного элемента 20.
[0101] В некоторых вариантах осуществления батарея 10 дополнительно содержит камеру 11b сбора, показанную на фиг. 7 и фиг. 8. Камера 11b сбора в настоящей заявке относится к камере, которая собирает выбросы из батарейного элемента 20 и терморегулирующего компонента 13 при приведении в действие механизма 213 сброса давления. Камера 11b сбора выполнена с возможностью сбора выбросов и может быть уплотненной или неуплотненной. В некоторых вариантах осуществления камера 11b сбора может содержать воздух или другой газ. Необязательно камера 11b сбора может также содержать жидкость, такую как охлаждающая среда, или компонент для вмещения жидкости обеспечен для дополнительного снижения температуры выбросов, поступающих в камеру 11b сбора. Кроме этого, необязательно газ или жидкость в камере 11b сбора течет циркулирующим образом. В случае когда существует камера 134a обхода, как описано выше, камера 134a обхода может быть изолирована от камеры 11b сбора посредством терморегулирующего компонента 13. Так называемая «изоляция» в настоящем документе относится к разделению, которое может относиться к разуплотнению. Этот случай может больше способствовать прорыву выбросов через боковую стенку 134c обхода для обеспечения возможности вытекания текучей среды, чтобы дополнительно снизить температуру выбросов и погасить их, тем самым улучшая характеристики безопасности батареи. Кроме того, в случае когда конструкция 134 обхода представляет собой вышеописанное сквозное отверстие, камера 134a обхода и камера 11b сбора могут находиться в сообщении друг с другом. Такой способ более благоприятен для выпуска выбросов, что тем самым позволяет избежать угрозы безопасности, вызванной вторичным высоким давлением.
[0102] В некоторых вариантах осуществления камера 11b сбора может также представлять собой открытую полость снаружи терморегулирующего компонента 13. Например, в варианте осуществления, в котором терморегулирующий компонент 13 служит в качестве нижней части 112a оболочки 112 кожуха 11, выбросы из батарейного элемента 20 могут непосредственно выпускаться во внешнее пространство терморегулирующего компонента 13, то есть наружу кожуха 11, после прохождения через терморегулирующий компонент 13, что тем самым позволяет избежать создания вторичного высокого давления. В некоторых альтернативных вариантах осуществления батарея 10 может дополнительно содержать защитный элемент 115, как показано на фиг. 7. Защитный элемент 115 в настоящей заявке относится к компоненту, расположенному на стороне терморегулирующего компонента 13 вдали от батарейного элемента 20, для обеспечения защиты для терморегулирующего компонента 13 и батарейного элемента 20. В этих вариантах осуществления камера 11b сбора может быть расположена между защитным элементом 115 и терморегулирующим компонентом 13.
[0103] В некоторых вариантах осуществления защитный элемент 115 может представлять собой часть, установленную на дне кожуха 11 для выполнения защитной роли. Такой способ помогает более разнообразным проектированиям места или пространства применения для батареи 10, например, в электрическом транспортном средстве. Например, для некоторых электрических транспортных средств в целях снижения производственных затрат и дальнейшего снижения цены конечного продукта защитный элемент 115 может не быть обеспечен без ущерба для использования. Пользователь может выбрать, устанавливать ли защитный элемент, в зависимости от потребностей. В этом случае камера 11b сбора представляет собой открытую полость, упомянутую выше, и выбросы из батарейного элемента 20 могут непосредственно выпускаться наружу батареи 10.
[0104] В некоторых вариантах осуществления защитный элемент 115 может быть нижней частью 112a оболочки 112 кожуха 11. Например, терморегулирующий компонент 13 может быть смонтирован на защитном элементе 115, который служит в качестве нижней части 112a оболочки 112 кожуха, и терморегулирующий компонент 13 смонтирован на защитном элементе 115 с зазором между ними для образования камеры 11b сбора. Например, в некоторых вариантах осуществления защитный элемент 115 содержит вогнутую камеру, имеющую проем в направлении терморегулирующего компонента 13 для образования камеры 11b сбора. В этом случае камера 11b сбора может служить в качестве камеры амортизации для выбросов из батарейного элемента 20. Если по меньшей мере одно из температуры, объема или давления выбросов в камере 11b сбора достигает предопределенного уровня или порогового значения, защитный элемент 115 может быть частично поврежден для своевременного сброса давление в камере 11b сбора. В некоторых альтернативных вариантах осуществления альтернативно или дополнительно между защитным элементом 115 и терморегулирующим компонентом 13 может быть обеспечен уплотнительный элемент (например, уплотнительное кольцо, уплотнитель или т.п.) для уплотнения камеры 11b сбора, при этом уплотнительный элемент также может быть по меньшей мере частично поврежден, когда по меньшей мере одно из температуры, объема или давления выбросов в камере 11b сбора достигает предопределенного уровня или порогового значения, для своевременного сброса давление в камере 11b сбора, чтобы тем самым избежать вторичного повреждения.
[0105] В некоторых альтернативных вариантах осуществления защитный элемент 115 может быть также образован как единое целое с терморегулирующим компонентом 13. Например, на внешней стороне терморегулирующего компонента 13 также образован как единое целое защитный элемент 115, и между защитным элементом 115 и терморегулирующим компонентом 13 имеется пространство для образования камеры 11b сбора. Защитный элемент 115 может быть снабжен ослабленной конструкцией, вследствие чего защитный элемент 115 может быть частично поврежден, когда температура, объем или давление выбросов в камере 11b сбора достигает предопределенного уровня или порогового значения, для своевременного спуска давления камеры 11b сбора. Этот способ может дополнительно уменьшить количество компонентов и, следовательно, сократить время сборки и стоимость сборки.
[0106] Дополнительно или в качестве альтернативного решения в некоторых вариантах осуществления камера 11b сбора также может быть образована планкой 114 (см. фиг. 3), расположенной так, что она простирается между закрывающим элементом 111 и оболочкой 112 кожуха. Терморегулирующий компонент 13 может быть расположен между планкой 114 и батарейным элементом 20. В некоторых вариантах осуществления планка 114 может иметь полую конструкцию, и полое пространство планки 114 может составлять камеру 11b сбора.
[0107] На фиг. 9-11 соответственно показаны виды под разными углами и вид в разрезе терморегулирующего компонента 13 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящей заявки. Как показано на фигурах, в некоторых вариантах осуществления полууглубленная конструкция, соответствующая каналу 13 потока, может быть образована на первой теплопроводной пластине 131 и второй теплопроводной пластине 132 соответственно, и полууглубленные конструкции первой теплопроводной пластины 131 и второй теплопроводной пластины 132 выровнены друг с другом. Путем монтажа первой теплопроводной пластины 131 и второй теплопроводной пластины 132 вместе полууглубленные конструкции первой теплопроводной пластины 131 и второй теплопроводной пластины 132 объединяются в канал 133 потока, и, наконец, образуется терморегулирующий компонент 13.
[0108] Конечно, следует понимать, что конкретная конструкция терморегулирующего компонента 13, описанная выше, является лишь иллюстративной и не предназначена для ограничения объема правовой охраны настоящей заявки. Также возможны любые другие подходящие конструкция или расположение. Например, в некоторых альтернативных вариантах осуществления по меньшей мере одно из первой теплопроводной пластины 131, второй теплопроводной пластины 132 и канала 133 потока может отсутствовать. Например, может отсутствовать вторая теплопроводная пластина 132. Другими словами, в некоторых вариантах осуществления терморегулирующий компонент 13 может содержать только первую теплопроводную пластину 131 и канал 133 потока, расположенный на одной стороне или встроенный в нее.
[0109] Как может быть видно из приведенного выше описания, в некоторых вариантах осуществления, в случае когда механизм 213 сброса давления расположен на другой стороне по отношению к компоненту 12 в виде шины батарейного элемента 20, двухкамерная конструкция может быть образована после регулировки конструкции. Двойные камеры относятся к камере 134a обхода между механизмом 213 сброса давления батарейного элемента 20 и конструкцией 134 обхода и камере 11b сбора, упомянутой выше. Двухкамерная конструкция может эффективно обеспечить контролируемый, упорядоченный и своевременный выпуск выбросов из батарейного элемента 20 при приведении в действие механизма 213 сброса давления. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления камера 134a обхода также может быть повреждена, что позволяет текучей среде в терморегулирующем компоненте 13 вытекать, охлаждая и осуществляя гашение выбросов из батарейного элемента 20, вследствие чего температура выбросов из батарейного элемента 20 может быть быстро снижена, тем самым улучшая характеристики безопасности батареи 10.
[0110] Кроме того, за счет расположения механизма 213 сброса давления на другой стороне относительно компонента 12 в виде шины батарейного элемента 20, выбросы из батарейного элемента 20 не попадают в электротехническую камеру 11a, образованную кожухом 11, или попадают в электротехническую камеру 11a, образованную кожухом 11, в небольшом количестве. Это является особенно преимущественным для обеспечения электрической безопасности и предотвращения коротких замыканий между компонентами 12 в виде шины. На основе конструкции, в которой электротехническая камера 11a является отдельной от вышеупомянутой двухкамерной конструкции, закрывающий элемент 111 кожуха 11 может быть выполнен так, что он находится ближе к компоненту 12 в виде шины. Причиной этого является то, что выбросы из батарейного элемента 20 выпускаются в камеру 134a обхода и/или камеру 11b сбора, и можно не снабжать электротехническую камеру 11a каналом для потока выбросов, вследствие чего закрывающий элемент 111 может находиться ближе к компоненту 12 в виде шины, даже в контакте с компонентом 12 в виде шины. Это может делать верхнюю конструкцию батареи 10 более компактной и увеличивать эффективное пространство батареи 10 для вмещения батарейных элементов 20, тем самым улучшая объемную плотность энергии батареи 10.
[0111] В частности, в традиционной батарее 10, особенно в случае когда в качестве батарейного элемента 20 используется тройной литий-ионный батарейный элемент, по существу невозможно выполнить установку расстояния между закрывающим элементом 111 и компонентом 12 в виде шины менее 7 мм, не говоря уже о контакте между закрывающим элементом 111 и компонентом 12 в виде шины. Причиной этого является то, что для традиционного батарейного элемента 20, поскольку как компонент 12 в виде шины, так и механизм 213 сброса давления обеспечены на одной и той же стороне батарейного элемента 20, чтобы обеспечить возможность нормального деблокирования механизма 213 сброса давления и возможность плавного выпуска и протекания выбросов из батарейного элемента 20 при приведении в действие механизма 213 сброса давления, расстояние между компонентом 12 в виде шины и закрывающим элементом 111 обычно установлено как равное 7 мм или более для обеспечения безопасности батареи 10.
[0112] В отличие от традиционной батареи 10, после обеспечения механизма 213 сброса давления и элемента 12 в виде шины на разных сторонах батарейного элемента 20, поскольку выбросы из батарейного элемента 20 выпускаются в камеру 134a обхода и/или камеру 11b сбора, нет необходимости в отведении положения, необходимого для обеспечения механизма 213 сброса давления на закрывающей пластине 212 батарейного элемента 20, и электротехническая камера 11a может быть не обязательно снабжена каналом для потока выбросов, вследствие чего закрывающий элемент 111 и компонент 12 в виде шины могут быть расположены смежно друг с другом, и расстояние между ними может составлять менее 2 мм. Зазор такого размера является весьма полезным для развития технологии батарей. В частности, с развитием технологии батарей вплоть до настоящего момента, в случае обеспечения безопасности, для батареи 10 чрезвычайно затруднительно уменьшить размер, занимаемый каждой конструкцией и компонентом за исключением пространства для вмещения батарейных элементов 20, на 1 мм. Поэтому механизм 213 сброса давления и компонент 12 в виде шины обеспечены на разных сторонах батарейного элемента 20, что может значительно улучшить компактность конструкции батареи 10, разумно увеличить эффективное пространство вмещения для батарейных элементов 20, тем самым улучшая объемную плотность энергии батареи 10.
[0113] Батарея согласно вариантам осуществления настоящей заявки описана выше со ссылкой на фиг. 1-11, и способ и устройство для изготовления батареи согласно вариантам осуществления настоящей заявки будут описаны ниже со ссылкой на фиг. 12 и 13, и части, которые не описаны подробно, могут относиться к вышеприведенным вариантам осуществления.
[0114] Со ссылкой на фиг. 12, в соответствии со способом реализации настоящей заявки обеспечен способ 50 изготовления батареи, включающий: этап 51 обеспечения батарейного элемента, причем батарейный элемент содержит механизм сброса давления, причем механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления; этап 52 обеспечения терморегулирующего компонента, причем терморегулирующий компонент выполнен с возможностью вмещения текучей среды для понижения температуры батарейного элемента; этап 53 обеспечения камеры обхода, причем камеру обхода образуют между механизмом сброса давления и терморегулирующим компонентом, и камера обхода выполнена с возможностью обеспечения пространства, обеспечивающего возможность приведения в действие механизма сброса давления; и этап 54 обеспечения камеры сбора, причем камера сбора находится на наружной стороне камеры обхода для сбора выбросов из батарейного элемента 20 при приведении в действие механизма сброса давления. Терморегулирующий компонент выполнен так, что выбросы батарейного элемента способны проходить через терморегулирующий компонент при приведении в действие механизма сброса давления, а затем поступать в камеру сбора через камеру обхода.
[0115] Со ссылкой на фиг. 13, в способе реализации, обеспеченном в настоящей заявке, дополнительно обеспечено устройство 60 для изготовления батареи, содержащее: модуль 61 изготовления батарейных элементов, выполненный с возможностью изготовления множества батарейных элементов, причем по меньшей мере один батарейный элемент из множества батарейных элементов содержит механизм сброса давления, причем механизм сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление по меньшей мере одного батарейного элемента достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления; модуль 62 изготовления терморегулирующего компонента, выполненный с возможностью изготовления терморегулирующего компонента, причем терморегулирующий компонент выполнен с возможностью вмещения текучей среды для понижения температуры батарейного элемента; модуль 63 образования камеры обхода, выполненный с возможностью образования камеры обхода, причем камера обхода образована между механизмом сброса давления и терморегулирующим компонентом, и камера обхода выполнена с возможностью обеспечения пространства, обеспечивающего возможность приведения в действие механизма сброса давления; и модуль 64 образования камеры сбора, выполненный с возможностью образования камеры сбора, причем камера сбора находится на наружной стороне камеры обхода для сбора выбросов из батарейного элемента при приведении в действие механизма сброса давления. Терморегулирующий компонент выполнен так, что выбросы батарейного элемента способны проходить через терморегулирующий компонент при приведении в действие механизма сброса давления, а затем поступать в камеру сбора через камеру обхода.
[0116] В соответствии с батареей и относящимся к ней аппаратом, способом ее изготовления и устройством для ее изготовления согласно вариантам осуществления настоящей заявки механизм сброса давления обеспечен на батарейном элементе, и камера обхода и камера сбора обеспечены на наружной стороне батарейного элемента. Обеспечение камеры обхода может оставить определенное пространство для приведения в действие механизма сброса давления. Поэтому, благодаря обеспечению камеры обхода, механизм сброса давления может быть не обязательно обеспечен на стороне электродного зажима батарейного элемента и может быть выборочно обеспечен на другой стороне батарейного элемента; и обеспечение камеры сбора может обеспечить возможность сбора выбросов, сброшенных механизмом сброса давления, без распыления или вытекания наружу, что тем самым не будет вызывать загрязнение других компонентов или внешней среды. Решения, обеспеченные в настоящей заявке, могут обеспечить множество возможностей для установки батареи, которые являются особенно полезными для дополнительной оптимизации различных установок батареи и различных установок, относящихся к механизму сброса давления, что тем самым всесторонне улучшает характеристики батареи.
Наконец, следует отметить, что вышеуказанные варианты осуществления предназначены лишь для описания, но не ограничения технических решений настоящей заявки. Хотя настоящая заявка подробно описана со ссылкой на вышеприведенные варианты осуществления, специалистам в данной области техники должно быть понятно, что они по-прежнему могут выполнять изменения в отношении технических решений, описанных в вышеприведенных вариантах осуществления, или выполнять эквивалентные замены в отношении некоторых технических признаков, описанных в настоящем документе, но эти изменения или замены могут быть выполнены в отношении соответствующих технических решений без отступления от сущности и объема технических решений вариантов осуществления настоящей заявки.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к батарее и относящемуся к ней аппарату, способу ее изготовления и устройству для ее изготовления. Батарея содержит батарейный элемент, терморегулирующий компонент, камеру обхода и камеру сбора. Повышение надежности батареи является техническим результатом, который достигается за счет того, что батарейный элемент содержит механизм сброса давления, в котором установлен терморегулирующий компонент с возможностью вмещения текучей среды для регулировки температуры батарейного элемента, а также камера обхода с пространством, обеспечивающим возможность приведения в действие механизма сброса давления, при этом камера сбора выполнена с возможностью сбора выбросов из батарейного элемента при приведении в действие механизма сброса давления. Терморегулирующий компонент выполнен так, что выбросы батарейного элемента способны проходить через терморегулирующий компонент при приведении в действие механизма сброса давления, а затем поступать в камеру сбора через камеру обхода. Таким образом, камеры обхода и сброса давления обеспечивают сброс давления без распыления или вытекания наружу, не вызывая загрязнение других компонентов или внешней среды. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 13 ил.
1. Батарея (10), содержащая:
батарейный элемент (20), содержащий механизм (213) сброса давления, причем механизм (213) сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента (20) достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления;
терморегулирующий компонент (13), выполненный с возможностью вмещения текучей среды для регулировки температуры батарейного элемента (20);
камеру (134a) обхода, образованную между механизмом (213) сброса давления и терморегулирующим компонентом (13), причем камера (134a) обхода выполнена с возможностью обеспечения пространства, обеспечивающего возможность приведения в действие механизма (213) сброса давления; и
камеру (11b) сбора, находящуюся на наружной стороне камеры (134a) обхода для сбора выбросов из батарейного элемента (20) при приведении в действие механизма (213) сброса давления,
при этом терморегулирующий компонент (13) выполнен так, что выбросы батарейного элемента (20) способны проходить через терморегулирующий компонент (13) при приведении в действие механизма (213) сброса давления, а затем поступать в камеру (11b) сбора через камеру (134a) обхода.
2. Батарея по п. 1, отличающаяся тем, что терморегулирующий компонент снабжен сквозным отверстием, и сквозное отверстие выполнено так, что камера (134a) обхода и камера (11b) сбора находятся в сообщении друг с другом.
3. Батарея по п. 2, отличающаяся тем, что камера (134a) обхода образована сквозным отверстием, обеспеченным на терморегулирующем компоненте (13), вследствие чего выбросы из батарейного элемента (20) способны непосредственно поступать в камеру (11b) сбора через сквозное отверстие при приведении в действие механизма (213) сброса давления.
4. Батарея по п. 1, отличающаяся тем, что терморегулирующий компонент (13) обеспечен между камерой (134a) обхода и камерой (11b) сбора и изолирует камеру (134a) обхода и камеру (11b) сбора друг от друга, и терморегулирующий компонент (13) выполнен с возможностью повреждения выбросами батарейного элемента (20), вследствие чего выбросы батарейного элемента (20) поступают в камеру (11b) сбора из камеры (134a) обхода.
5. Батарея по любому из пп. 2-4, отличающаяся тем, что терморегулирующий компонент (13) внутри снабжен каналом (133) потока для потока текучей среды, при этом камера (134a) обхода выполнена так, что она окружена каналом (133) потока.
6. Батарея по п. 5, отличающаяся тем, что канал (133) потока выполнен так, что он остается нетронутым в процессе течения выбросов батарейного элемента (20) через терморегулирующий компонент (13).
7. Батарея по п. 5, отличающаяся тем, что терморегулирующий компонент (13) выполнен так, что выбросы батарейного элемента (20) способны повреждать стенку канала (133) потока, вследствие чего канал (133) потока находится в сообщении с камерой (134a) обхода.
8. Батарея по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что камера (134a) обхода образована конструкцией (134) обхода терморегулирующего компонента (13), которая является открытой в направлении механизма (213) сброса давления, и конструкция (134) обхода содержит боковую стенку (134c) обхода, окружающую камеру (134a) обхода.
9. Батарея по п. 7, отличающаяся тем, что камера (134a) обхода образована конструкцией (134) обхода терморегулирующего компонента (13), которая является открытой в направлении механизма (213) сброса давления, причем конструкция (134) обхода содержит боковую стенку (134c) обхода, окружающую камеру (134a) обхода, и боковая стенка (134c) обхода выполнена с возможностью повреждения при приведении в действие механизма (213) сброса давления, вследствие чего вытекает текучая среда.
10. Батарея по п. 9, отличающаяся тем, что боковая стенка (134c) обхода находится под предопределенным внутренним углом относительно направления механизма (213) сброса давления в направлении терморегулирующего компонента (13), и предопределенный внутренний угол больше или равен 15° и меньше или равен 85°.
11. Батарея по любому из пп. 4-10, отличающаяся тем, что терморегулирующий компонент (13) снабжен механизмом сброса, противоположным камере (134a) обхода, и механизм сброса выполнен с возможностью приведения в действие для спуска выбросов в камере (134a) обхода в камеру (11b) сбора.
12. Батарея по п. 11, отличающаяся тем, что механизм сброса выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура в камере (134a) обхода достигает порогового значения.
13. Батарея по п. 11, отличающаяся тем, что механизм сброса выполнен с возможностью приведения в действие, когда температура выбросов в камере (134a) обхода достигает порогового значения.
14. Батарея по п. 11, отличающаяся тем, что механизм сброса содержит ослабленную конструкцию, образованную на стенке терморегулирующего компонента (13).
15. Батарея по любому из пп. 1-14, отличающаяся тем, что батарея (10) содержит оболочку (112) кожуха, выполненную с возможностью вмещения батарейного элемента (20), и терморегулирующий компонент (13) составляет по меньшей мере часть оболочки (112) кожуха.
16. Батарея по любому из пп. 1-15, отличающаяся тем, что батарея (10) дополнительно содержит защитный элемент (115), и камера (11b) сбора определена между терморегулирующим компонентом (13) и защитным элементом (115).
17. Батарея по п. 16, отличающаяся тем, что защитный элемент (115) содержит вогнутую камеру, имеющую проем в направлении терморегулирующего компонента (13) для образования камеры (11b) сбора.
18. Батарея по п. 16 или 17, отличающаяся тем, что уплотняющий элемент помещен между защитным элементом (115) и терморегулирующим компонентом (13), и защитный элемент и терморегулирующий компонент жестко сцеплены крепежным средством.
19. Батарея по п. 18, отличающаяся тем, что уплотняющий элемент выполнен с возможностью повреждения, когда температура выбросов достигает предопределенной температуры, чтобы сбросить давление в камере (11b) сбора.
20. Аппарат, содержащий батарею по любому из пп. 1-19, причем батарея выполнена с возможностью обеспечения электрической энергии.
21. Способ изготовления батареи, включающий:
обеспечение батарейного элемента, причем батарейный элемент (20) содержит механизм (213) сброса давления, причем механизм (213) сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента (20) достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления;
обеспечение терморегулирующего компонента, причем терморегулирующий компонент (13) выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулировки температуры батарейного элемента (20);
обеспечение камеры обхода, причем камеру (134a) обхода образуют между механизмом (213) сброса давления и терморегулирующим компонентом (13), и камера (134a) обхода выполнена с возможностью обеспечения пространства, обеспечивающего возможность приведения в действие механизма (213) сброса давления; и
обеспечение камеры сбора, причем камера (11b) сбора находится на наружной стороне камеры (134a) обхода для сбора выбросов из батарейного элемента (20) при приведении в действие механизма (213) сброса давления,
при этом терморегулирующий компонент (13) выполнен так, что выбросы батарейного элемента (20) способны проходить через терморегулирующий компонент (13) при приведении в действие механизма (213) сброса давления, а затем поступать в камеру (11b) сбора через камеру (134a) обхода.
22. Устройство для изготовления батареи, содержащее:
модуль изготовления батарейных элементов, выполненный с возможностью изготовления множества батарейных элементов (20), причем по меньшей мере один батарейный элемент (20) из множества батарейных элементов (20) содержит механизм (213) сброса давления, причем механизм (213) сброса давления выполнен с возможностью приведения в действие, когда внутреннее давление или температура по меньшей мере одного батарейного элемента (20) достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления;
модуль изготовления терморегулирующего компонента, выполненный с возможностью изготовления терморегулирующего компонента, причем терморегулирующий компонент (13) выполнен с возможностью вмещения текучей среды для регулировки температуры батарейного элемента (20);
модуль образования камеры обхода, выполненный с возможностью образования камеры (134a) обхода, причем камера (134a) обхода образована между механизмом (213) сброса давления и терморегулирующим компонентом (13), и камера (134a) обхода выполнена с возможностью обеспечения пространства, обеспечивающего возможность приведения в действие механизма (213) сброса давления; и
модуль образования камеры сбора, выполненный с возможностью образования камеры (11b) сбора, причем камера (11b) сбора находится на наружной стороне камеры (134a) обхода для сбора выбросов из батарейного элемента (20) при приведении в действие механизма (213) сброса давления,
при этом терморегулирующий компонент (13) выполнен так, что выбросы батарейного элемента (20) способны проходить через терморегулирующий компонент (13) при приведении в действие механизма (213) сброса давления, а затем поступать в камеру (11b) сбора через камеру (134a) обхода.
| CN 209401662 U, 17.09.2019 | |||
| 0 |
|
SU186666A1 | |
| CN 110061329 A, 26.07.2019 | |||
| CN 111106277 A, 05.05.2020 | |||
| Клапан герметичного литий-ионного аккумулятора | 2017 |
|
RU2675595C1 |
| JP 2015018706 A, 29.01.2015 | |||
| Триер | 1940 |
|
SU60792A1 |
