Область техники
[01] Настоящее изобретение относится к области батарей и в частности к батарее и относящемуся к ней устройству, способу ее изготовления и устройству для ее изготовления.
Предпосылки изобретения
[02] Химическая батарея, электрохимическая батарея или электрохимический элемент относятся к типу устройства, которое преобразует химическую энергию положительных и отрицательных активных веществ 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, под которое требуется здание, 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 транспортные средства.
[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, электрических игрушках и электрических устройствах. Например, в настоящее время литий-ионная батарея широко применяется в мобильных телефонах, ноутбуках, электромобилях, электрических транспортных средствах, электрических самолетах, электрических кораблях, игрушечных электрических автомобилях, игрушечных электрических кораблях, игрушечных электрических самолетах, электрических инструментах и 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 важной является характеристика безопасности литий-ионной батареи.
Сущность изобретения
[05] В настоящей заявке раскрыты батарея и относящееся к ней устройство, способ ее изготовления и устройство для ее изготовления, улучшающие характеристики безопасности батареи.
[06] Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена батарея, содержащая батарейный элемент, при этом батарейный элемент содержит механизм сброса давления, выполненный с возможностью активации, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают порогового значения, для сброса внутреннего давления; прикрепляемый компонент, предназначенный для прикрепления к батарейному элементу с помощью адгезива; и изолирующий компонент, выполненный с возможностью предотвращения нанесения адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом сброса давления.
[07] За счет обеспечения изолирующего компонента может эффективно предотвращаться нанесение адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом сброса давления в процессе изготовления батареи. При этом эффективность и точность нанесения адгезива могут быть улучшены, с улучшением тем самым эффективности изготовления батареи.
[08] В некоторых вариантах осуществления механизм сброса давления имеет область активации, и механизм сброса давления выполнен с возможностью образования канала сброса давления для сброса внутреннего давления в области активации, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают порогового значения.
[09] Посредством канала сброса давления, образованного в области активации, когда механизм сброса давления активирован, выбросы батарейного элемента направляются для выпуска наружу по образованному каналу сброса давления, если в батарее возникает неуправляемый нагрев, с улучшением тем самым характеристики безопасности батареи.
[010] В некоторых вариантах осуществления изолирующий компонент выполнен для по меньшей мере окружения области активации для предотвращения попадания адгезива в область активации.
[011] Изолирующий компонент, выполненный таким образом, может более надежно предотвращать препятствование адгезивом нормальному активированию механизма сброса давления, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают порогового значения, и предотвращать затекание адгезива в канал сброса давления, вызывающее его блокирование с блокированием выпуска выбросов, высвобождаемых элементом батареи. Следовательно, характеристика безопасности батареи может быть дополнительно улучшена.
[012] В некоторых вариантах осуществления изолирующий компонент содержит основную часть и выступ, выполненный выступающим из поверхности основной части; выступ расположен соответствующим месту области активации механизма сброса давления, и выступ выполнен для по меньшей мере окружения области активации для предотвращения попадания адгезива в область активации.
[013] Эта компоновка может просто и эффективно предотвращать нанесение адгезива на поверхность механизма сброса давления в процессе изготовления батареи и, таким образом, предотвращать помехи в отношении механизма сброса давления при его активировании. Кроме того, эта компоновка может быть гибко интегрирована в такой изолирующий компонент, исходя из фактической необходимости, так что отдельный изолирующий компонент может обеспечивать эффект изолирования адгезива с помощью множества выступов, соответствующих области активации соответственно множества механизмов сброса давления. Это помогает сократить производственные расходы.
[014] В некоторых вариантах осуществления прикрепляемый компонент содержит конструкцию обхода, выполненную для обеспечения пространства, позволяющего механизму сброса давления быть активированным, при этом между конструкцией обхода и механизмом сброса давления образована камера обхода.
[015] Конструкция обхода расположена так, что может быть более надежно обеспечено рабочее пространство или пространство действия, требуемое для эффективного активирования механизма сброса давления. Кроме того, камера обхода может обеспечивать буферное пространство для выбросов батарейного элемента со снижением тем самым ударного давления выбросов батарейного элемента на внешние конструкцию или компонент и с дополнительным улучшением характеристик безопасности батареи.
[016] В некоторых вариантах осуществления изолирующий компонент выполнен по меньшей мере окружающим периферический край стороны камеры обхода, обращенной к механизму сброса давления, для предотвращения попадания адгезива в камеру обхода.
[017] Изолирующий компонент, расположенный таким образом, может более надежно обеспечивать то, что рабочее пространство или пространство действия, требуемое для эффективного активирования механизма сброса давления, обеспечиваемое камерой обхода, частично не занято адгезивом без влияния на нормальное активирование механизма сброса давления, и также может обеспечивать то, что камера обхода может играть роль в обеспечении буферного пространства, когда выбросы высвобождаются из батарейного элемента.
[018] В некоторых вариантах осуществления изолирующий компонент содержит основную часть и выступ, выполненный выступающим из поверхности основной части; выступ расположен соответствующим месту камеры обхода, и выступ выполнен по меньшей мере окружающим периферический край камеры обхода, обращенный к механизму сброса давления, для предотвращения попадания адгезива в камеру обхода.
[019] Эта компоновка может просто и эффективно предотвращать нанесение адгезива на камеру обхода в процессе изготовления батареи, так что камера обхода может обеспечивать рабочее пространство, требуемое для эффективного активирования механизма сброса давления. Кроме того, эта компоновка может быть гибко интегрирована в такой изолирующий компонент, исходя из фактической необходимости, так что отдельный изолирующий компонент может обеспечивать эффект изолирования адгезива с помощью множества выступов, соответственно покрытых и расположенных на множестве камер обхода. Это помогает сократить производственные расходы.
[020] В некоторых вариантах осуществления высота выступа больше или равна предварительно определенной практической высоте адгезива, и выступ выполнен с возможностью сжатия, когда батарейный элемент прикреплен к прикрепляемому компоненту, для обеспечения соответствия его высоты высоте адгезива.
[021] Эта компоновка обеспечивает то, что выступ может эффективно предотвращать нанесение адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом сброса давления. В то же время это делает возможным то, что изолирующий компонент не влияет на надежную адгезию между прикрепляемым компонентом и механизмом сброса давления и на активирование механизма сброса давления. Кроме того, когда батарейный элемент и прикрепляемый компонент батареи приклеены и прижаты или сцеплены с помощью адгезива, нанесенного на поверхность с адгезивом, выступ может быть сжат до высоты, соответствующей высоте адгезива, так что между поверхностями с адгезивом батарейного элемента и прикрепляемым компонентом батареи нет зазора, оставленного выступом, и, таким образом, надежно обеспечивается то, что адгезив изолирован от области, в которой механизм сброса давления активирован и в которой образован канал для выбросов.
[022] В некоторых вариантах осуществления выступ образован на поверхности основной части с применением процесса вспучивания.
[023] За счет применения процесса вспучивания требуемый изолирующий компонент может быть обработан и изготовлен легко и с низкими затратами, и особенно в случае образования множества выступов на отдельном изолирующем компоненте особенно предпочтительно и экономично обрабатывать и образовывать выступ из целого куска листа или пленки с применением процесса вспучивания.
[024] В некоторых вариантах осуществления изолирующий компонент выполнен с возможностью повреждения выбросами из батарейного элемента, когда механизм сброса давления активирован.
[025] Таким образом, если в батарейном элементе возникает неуправляемый нагрев, изолирующий компонент может быть поврежден выбросами, вытекающими при активировании механизма сброса давления, с образованием тем самым канала для выхода выбросов, что может улучшить безопасность батареи.
[026] В некоторых вариантах осуществления изолирующий компонент выполнен из термопластичного материала, у которого точка плавления не больше, чем температура выпускаемых выбросов.
[027] В случае такой конструкции изолирующий компонент имеет относительно высокую конструкционную прочность при общем использовании, при этом в батарейном элементе не возникает неуправляемый нагрев, и может быть поврежден выбросами с высокой температурой и под высоким давлением за относительно короткое время в экстренном случае, когда в батарейном элементе возникает неуправляемый нагрев, так что выбросы могут быть быстро выпущены из батарейного элемента.
[028] В некоторых вариантах осуществления изолирующий компонент содержит покрытие для предотвращения нанесения адгезива на него. Таким образом, изолирующий компонент может также быть осуществлен с применением конструкции без выступа.
[029] В некоторых вариантах осуществления прикрепляемый компонент содержит терморегулирующий компонент для размещения текучей среды для снижения температуры батарейного элемента. Благодаря обеспечению терморегулирующего компонента температура батарейного элемента может регулироваться более гибко и активно, и риск неуправляемого нагрева батарейного элемента может быть снижен.
[030] В некоторых вариантах осуществления конструкция обхода выполнена в терморегулирующем компоненте, и конструкция обхода содержит нижнюю стенку обхода и боковую стенку обхода, окружающую камеру обхода. Эта компоновка обеспечивает конструкцию терморегулирующего компонента и конструкцию обхода легко и с меньшими затратами, и внедрение конструкции обхода в терморегулирующий компонент помогает сократить занимаемое пространство и дополнительно помогает улучшить плотность энергии батареи.
[031] В некоторых вариантах осуществления боковая стенка обхода выполнена с возможностью повреждения, когда механизм сброса давления активирован, так что текучая среда вытекает наружу.
[032] Эта компоновка делает возможным простое вытекание текучей среды с низкими затратами, если необходимо, так что текучая среда используется для быстрого снижения температуры выбросов, выпущенных из батарейного элемента, в случае неуправляемого нагрева и для дополнительного улучшения характеристики безопасности батареи.
[033] Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложено устройство, которое содержит батарею, описанную в указанном выше первом аспекте, и батарея выполнена с возможностью подачи электрической энергии в устройство.
[034] Согласно третьему аспекту настоящего изобретения также предложен способ изготовления батареи, включающий: обеспечение множества батарейных элементов, при этом по меньшей мере один батарейный элемент множества батарейных элементов содержит механизм сброса давления, выполненный с возможностью активации, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают порогового значения, для сброса внутреннего давления; обеспечение прикрепляемого компонента, предназначенного для прикрепления к батарейному элементу с помощью адгезива; обеспечение изолирующего компонента, выполненного с возможностью предотвращения нанесения адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом сброса давления; и нанесение адгезива с прикреплением батарейного элемента к прикрепляемому компоненту.
[035] За счет обеспечения изолирующего компонента может эффективно предотвращаться нанесение адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом сброса давления в процессе изготовления батареи. При этом эффективность и точность нанесения адгезива могут быть улучшены, с улучшением тем самым эффективности изготовления батареи.
[036] В некоторых вариантах осуществления механизм сброса давления имеет область активации, и механизм сброса давления выполнен с возможностью образования канала сброса давления для сброса и снижения внутреннего давления в области активации, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают порогового значения; и изолирующий компонент имеет основную часть и выступ, выполненный выступающим из поверхности основной части; выступ расположен соответствующим месту области активации механизма сброса давления; и выступ выполнен для по меньшей мере окружения области активации для предотвращения попадания адгезива в область активации.
[037] Таким образом, может просто и эффективно предотвращаться нанесение адгезива на поверхность механизма сброса давления в процессе изготовления батареи, и, таким образом, могут предотвращаться нарушения работы механизма сброса давления при его активировании. Кроме того, изолирующий компонент может быть свободно обработан и изготовлен, исходя из фактической необходимости, так что изготовленный отдельный изолирующий компонент может обеспечивать достижение эффекта изолирования адгезива с помощью множества выступов, соответствующих области активации соответственно множества механизмов сброса давления, что помогает сократить производственные расходы.
[038] В некоторых вариантах осуществления прикрепляемый компонент содержит конструкцию обхода, выполненную для обеспечения пространства, позволяющего механизму сброса давления быть активированным, и камера обхода образована между конструкцией обхода и механизмом сброса давления, и изолирующий компонент содержит основную часть и выступ, выполненный выступающим из поверхности основной части; выступ расположен соответствующим месту камеры обхода, и выступ выполнен по меньшей мере окружающим периферический край камеры обхода, обращенный к механизму сброса давления, для предотвращения попадания адгезива в камеру обхода.
[039] Таким образом, в процессе изготовления батареи может просто и эффективно предотвращаться нанесение адгезива на камеру обхода, которое может препятствовать активированию механизма сброса давления и образованию канала, по которому текут и проходят выбросы, без возникновения помех в отношении полного выполнения механизмом сброса давления своей предполагаемой функции. Кроме того, изолирующий компонент может быть свободно обработан и изготовлен, исходя из фактической необходимости, так что изготовленный отдельный изолирующий компонент может обеспечивать эффект изолирования адгезива с помощью множества выступов, соответствующих соответственно множеству камер обхода, что помогает сократить производственные расходы.
[040] В некоторых вариантах осуществления обеспечение изолирующего компонента включает получение выступа на поверхности основной части с применением процесса вспучивания. Благодаря применению процесса вспучивания требуемый изолирующий компонент может быть обработан и изготовлен легко и с низкими затратами.
[041] Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предложено устройство для изготовления батареи, содержащее: модуль изготовления батарейного элемента для изготовления множества батарейных элементов, при этом по меньшей мере один батарейный элемент множества батарейных элементов содержит: механизм сброса давления, выполненный с возможностью активации, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают порогового значения, для сброса внутреннего давления; модуль изготовления прикрепляемого компонента для изготовления прикрепляемого компонента, предназначенного для прикрепления к батарейному элементу с помощью адгезива; модуль изготовления изолирующего компонента для изготовления изолирующего компонента, выполненного с возможностью предотвращения нанесения адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом сброса давления; и модуль сборки для монтажа и фиксации изолирующего компонента относительно батарейного элемента или прикрепляемого компонента и для нанесения адгезива с прикреплением батарейного элемента к прикрепляемому компоненту.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[042] Прилагаемые графические материалы, описанные в данном документе, предназначены для обеспечения дополнительного понимания настоящего изобретения и составляют часть настоящей заявки. Представленные в качестве примера варианты осуществления настоящего изобретения и их описание предназначены для объяснения настоящего изобретения и не представляют собой ненадлежащее ограничение настоящего изобретения. На графических материалах:
[043] на фиг. 1 представлено схематическое изображение конструкции некоторых вариантов осуществления транспортного средства, в котором используется батарея согласно настоящему изобретению;
[044] на фиг. 2 представлено схематическое покомпонентное изображение батарейного элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
[045] на фиг. 3 представлено схематическое изображение в перспективе батарейного элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
[046] на фиг. 4 представлено схематическое изображение в перспективе батарейного элемента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
[047] на фиг. 5 представлено схематическое покомпонентное изображение батареи согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
[048] на фиг. 6 представлено схематическое покомпонентное изображение батареи согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
[049] на фиг. 7 представлено изображение в разрезе батареи согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
[050] на фиг. 8 представлено увеличенное изображение части B батареи, показанной на фиг. 7;
[051] на фиг. 9 представлено изображение в перспективе изолирующего компонента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
[052] на фиг. 10 представлено покомпонентное изображение изолирующего компонента, который еще не был прикреплен к терморегулирующему компоненту, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
[053] на фиг. 11 представлено покомпонентное изображение изолирующего компонента, который был прикреплен к терморегулирующему компоненту, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
[054] на фиг. 12 представлено изображение сверху терморегулирующего компонента согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;
[055] на фиг. 13 представлено изображение в разрезе терморегулирующего компонента согласно настоящему изобретению, показанного на фиг. 12, в направлении A-A;
[056] на фиг. 14 представлено изображение снизу терморегулирующего компонента согласно настоящему изобретению, показанного на фиг. 12;
[057] на фиг. 15 представлена схематическая блок-схема некоторых вариантов осуществления способа для изготовления батареи согласно настоящему изобретению; и
[058] на фиг. 16 представлена схематическая структурная схема некоторых вариантов осуществления устройства для изготовления батареи согласно настоящему изобретению.
Описание вариантов осуществления
[059] Чтобы сделать цели, технические решения и преимущества настоящего изобретения более понятными, технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения будут ясно и полностью описаны ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано множество вариантов осуществления согласно настоящему изобретению. Следует понимать, что описанные варианты осуществления представляют собой лишь некоторые, а не все варианты осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные без творческих усилий специалистами в данной области техники на основании вариантов осуществления, раскрытых в настоящей заявке, должны входить в объем защиты настоящего изобретения.
[060] Если не определено иное, то все технические и научные термины, используемые в настоящей заявке, имеют такое же значение, что и термины, обычно понятные специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение. Термины, используемые в описании настоящего изобретения, служат исключительно для цели описания конкретных вариантов осуществления и не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Слова «содержащий», «включающий», «имеющий», «обладающий», «содержащий в себе», «задействующий» и т. п. в описании, формуле изобретения, а также в представленном выше описании указанных выше прилагаемых фигур настоящего изобретения являются словами, которые не имеют исключающего характера. Поэтому способ или устройство, «содержащие», «включающие» или «имеющие», например, один или более этапов или элементов, имеют один или более этапов или элементов, но не ограничиваются наличием одного или более элементов. Слова «первый», «второй» и т. п. в описании, формуле изобретения или в указанных выше прилагаемых чертежах настоящего изобретения предназначены для разграничения разных объектов, а не для описания конкретного порядка или отношения «основной-вспомогательный». Кроме того, слова «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 более признаков. В описании настоящего изобретения, если не указано иное, «множество» означает два или более двух.
[061] Следует понимать, что в описании настоящего изобретения ориентации или взаимные расположения, указанные такими словами, 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 основании чертежей, и эти слова предназначены исключительно для удобства описания настоящего изобретения и для упрощения описания, а не для указания или намека на то, что указанное устройство или элемент должны иметь конкретную ориентацию и должны выполняться и применяться в конкретной ориентации, и, таким образом, их нельзя понимать как ограничивающие настоящее изобретение.
[062] Следует понимать, что в описании настоящего изобретения, если явно не определено или указано иное, слова «установка», «взаимное соединение», «соединение» и «прикрепление» должны пониматься в широком смысле: например, они могут быть или фиксированным соединением, или разъемным соединением, или интегрированным соединением; и они могут быть либо прямым соединением, или непрямым соединением через промежуточный элемент, и они могут быть внутренним соединением между двумя элементами. Специалисты в данной области техники могут понимать конкретные значения вышеуказанных слов в настоящей заявке согласно конкретным ситуациям.
[063] 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 настоящего изобретения. Это 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 в отношении другого варианта 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.
[064] Как описано выше, следует подчеркнуть, что когда слово «содержащий/включающий» используется в этом описании, то оно используется для четкого указания на наличие указанных признаков, целых чисел, этапов или узлов, но не исключает наличие или добавление одного или более 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.
[065] Формы единственного числа в настоящем описании могут иметь значение «один», но могут иметь такое же значение, как «по меньшей мере один» или «один или более». Слово «приблизительно» в целом означает плюс или минус 10% или, более конкретно, плюс или минус 5% от указанного значения. Союз «или», используемый в формуле изобретения, означает «и/или», если ясно не указано, что он только относится к альтернативному решению.
[066] Союзом «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 может указывать на 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».
[067] Батарея, известная из уровня техники, может быть разделена на первичную батарею и перезаряжаемую батарею в зависимости от того, является ли она перезаряжаемой. Первичная батарея (батарея первичных элементов) также известна под названием «одноразовой» батареи или гальванической батареи, поскольку после исчерпания ее заряда ее нельзя перезарядить, а можно только выбросить. Перезаряжаемую батарею также называют вторичной батареей (батареей вторичных элементов), батареей второго уровня или аккумуляторной батареей. Материалы и процессы, применяемые при производстве перезаряжаемой батареи, отличаются от применяемых при производстве основной батареи. Ее преимущество заключается в том, что после зарядки ее можно повторно применять множество раз, и допустимая нагрузка в отношении выходного тока у перезаряжаемой батареи выше, чем у большинства основных батарей. Сегодня обычными типами перезаряжаемых батарей являются: свинцово-кислотная батарея, никель-металлогидридная батарея и литий-ионная батарея. Литий-ионная батарея имеет такие преимущества, как малый вес, большая емкость (в 1,5-2 раза больше, чем у никель-металлогидридной батареи такого же веса) и отсутствие эффекта памяти, и характеризуется очень низкой скоростью саморазряда, поэтому, даже если цена на нее относительно высокая, она по-прежнему широко используется. Литий-ионная батарея также используется 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.
[068] Батарея, описанная в варианте осуществления настоящего изобретения, относится к перезаряжаемой батарее. Далее идея настоящего изобретения будет описана в основном на примере литий-ионной батареи. Следует понимать, что может применяться любой другой подходящий тип перезаряжаемой батареи. Батарея, указанная в варианте осуществления настоящего изобретения, относится к одному физическому модулю, содержащему один или более батарейных элементов для обеспечения более высоких напряжения и емкости. Например, батарея, указанная в настоящей заявке, может содержать батарейный модуль, батарейный блок и т. п. Батарейный элемент содержит положительный листовой электрод, отрицательный листовой электрод, раствор электролита и изоляционную пленку, которые являются базовыми структурными элементами батарейного модуля и батарейного блока. В целом, батарейный элемент делится на три типа в зависимости от способа компоновки: цилиндрический батарейный элемент, призматический батарейный элемент и пакетный батарейный элемент.
[069] Работа элемента литий-ионной батареи в целом основана на перемещении ионов лития между положительным листовым электродом и отрицательным листовым электродом. 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: оксид лития-кобальта (LiCoO2), оксид лития-марганца (LiMn2O4), оксид лития-никеля (LiNiO2) и литий-железо-фосфат (LiFePO4). Изоляционная пленка расположена между положительным листовым электродом и отрицательным листовым электродом для образования тонкой пленочной структуры с тремя слоями материалов. Тонкая пленочная структура в целом встроена в электродный узел в требуемой форме путем скручивания или наложения. Например, тонкая пленочная структура с тремя слоями материалов в цилиндрическом батарейном элементе скручена в цилиндрический электродный узел, тогда как тонкая пленочная структура в призматическом батарейном элементе скручена или уложена в электродный узел в по существу кубовидной форме.
[070] Множество батарейных элементов может быть соединено последовательно и/или параллельно посредством электродных зажимов для различных применений. В некоторых устройствах, требующих высокой мощности, таких как электрические автомобили, категоризация батареи предусматривает три уровня: батарейный элемент, батарейный модуль и батарейный блок. Батарейный модуль получен путем электрического соединения определенного числа батарейных элементов друг с другом и их размещения в каркасе для защиты батарейных элементов от внешних ударов, тепла, вибрации и т. п. Батарейный блок представляет собой конечное состояние батарейной системы, установленной в электрическом автомобиле. Большинство существующих 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 получен непосредственно из батарейного элемента. Это улучшение позволяет батарейной системе значительно сократить число компонентов при увеличении весовой плотности энергии и объемной плотности энергии. Батарея, указанная в настоящей заявке, содержит батарейный модуль или батарейный блок.
[071] Что касается батарейного элемента, то основная угроза безопасности исходит от процесса зарядки и разрядки, и для эффективного исключения ненужных рисков и потерь в отношении батарейного элемента в целом предпринимаются по меньшей мере тройные меры защиты. В частности, меры защиты предусматривают по меньшей мере переключающий элемент, надлежащим образом выбранный материал изоляционной пленки и механизм сброса давления. Переключающий элемент относится к элементу, который может останавливать зарядку или разрядку батареи, когда температура или сопротивление в батарейном элементе достигают определенного порогового значения. Изоляционная пленка выполнена для изолирования положительного листового электрода от отрицательного листового электрода и может автоматически устранять микропоры микронного масштаба (или даже наномасштаба), прикрепленные к изоляционной пленке, когда температура доходит до определенного значения, так что ионы лития не могут проходить через изоляционную пленку, и внутренняя реакция батарейного элемента прекращается.
[072] Механизм сброса давления относится к элементу или компоненту, который может быть активирован, когда внутреннее давление или внутренняя температура батарейного элемента достигают предварительно определенного порогового значения, для сброса внутреннего давления и/или внутренних веществ. Механизм сброса давления, в частности, может быть выполнен в виде противовзрывного клапана, газового клапана, клапана сброса давления, предохранительного клапана и т. п. и, в частности, может содержать реагирующий на давление или реагирующий на температуру элемент или конструкцию. То есть, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают предварительно определенного порогового значения, механизм сброса давления выполняет действие, или ослабленная конструкция, предусмотренная в механизме сброса давления, повреждается с образованием тем самым отверстия или канала для сброса внутреннего давления. Пороговое значение, указанное в настоящей заявке, может быть пороговым значением давления или пороговым значением температуры. Проектирование порогового значения варьируется в зависимости от различных требований к конструкции. Например, пороговое значение может быть основано или определено согласно значению внутреннего давления или внутренней температуры батарейного элемента, который рассматривается как характеризующийся угрозой и риском выхода из-под контроля. Кроме того, пороговое значение может, например, зависеть от материала одного или более из положительного листового электрода, отрицательного листового электрода, раствора электролита и изоляционной пленки в батарейном элементе.
[073] «Активирование», указанное в настоящей заявке, означает, что механизм сброса давления действует или активируется до определенного состояния, так что внутреннее давление батарейного элемента может быть сброшено. Действие, выполняемое механизмом сброса давления, может без ограничения включать: разрушение, разламывание, разрывание, открывание и т. д. по меньшей мере части механизма сброса давления. Когда механизм сброса давления активирован, вещества с высокой температурой и под высоким давлением внутри батарейного элемента выпускаются наружу из активированного положения в виде выбросов. Таким образом, давление батарейного элемента может быть сброшено в условиях регулируемого давления или температуры с предотвращением тем самым возможных более серьезных аварийных ситуаций. Выбросы из батарейного элемента, указанные в настоящей заявке, без ограничения включают: раствор электролита, растворенные или расколотые положительный и отрицательный листовые электроды, фрагменты изоляционной пленки, газ с высокой температурой и под высоким давлением, выработанный посредством реакции, пламя и т. п. Выбросы с высокой температурой и под высоким давлением выпускаются в направлении, в котором выполнен механизм сброса давления батарейного элемента, и, в частности, могут быть выпущены в направлении области, в которой механизм сброса давления активирован. Сила и разрушительное действие таких выбросов могут быть очень велики и могут даже быть достаточно велики, чтобы они прорвались сквозь одну или более конструкций, таких как закрывающий элемент, в этом направлении.
[074] В некоторых традиционных решениях механизм сброса давления в целом выполнен на закрывающей пластине батарейного элемента. В некоторых улучшенных технических решениях механизм сброса давления может также быть выполнен на других сторонах батарейного элемента или на конструкции корпуса в других направлениях. Тем не менее, независимо от способа размещения или положения размещения механизма сброса давления, батарейный элемент необходимо прикрепить к прикрепляемому компоненту или собрать его с ним с применением прикрепляемого компонента, соответственно расположенного в батарее, с помощью адгезива (также называемого клеем или связующим), при этом прикрепляемый компонент может, в частности, содержать прикрепляемый компонент в батарее, такой как терморегулирующий компонент и опорный компонент, и адгезив может содержать, например, теплопроводный силикагель, эпоксидный клей, полиуретановый клей и т. п.
[075] Может быть понятным то, что под опорным компонентом, указанным в настоящей заявке, может в целом пониматься компонент, обеспечивающий опору батарейному элементу или воспринимающий вес батарейного элемента, который может в целом быть прикреплен к нижней стенке или нижней части корпуса батарейного элемента для обеспечения опоры батарейному элементу или фиксации батарейного элемента на нем. Терморегулирующий компонент представляет собой компонент для размещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента, при этом текучая среда здесь может быть жидкостью или газом, а регулирование температуры относится к нагреванию или охлаждению батарейного элемента. Как правило, терморегулирующий компонент для охлаждения или снижения температуры батарейного элемента может также называться охлаждающим компонентом, охлаждающей системой, охлаждающей пластиной и т. п., которые содержат охлаждающую среду, такую как охлаждающая жидкость или охлаждающий газ, при этом может быть предусмотрено циркулирование охлаждающей среды для достижения лучших эффектов регулирования температуры. В качестве охлаждающей среды может использоваться, в частности, вода, смесь воды и этиленгликоля, воздух и т. п. Прикрепляемый компонент в целом относится к части батареи, которая приклеена к батарейному элементу с помощью адгезива. Как указано выше, прикрепляемый компонент может быть выполнен в виде или состоять из терморегулирующего компонента или опорного компонента; кроме того, прикрепляемый компонент может также быть выполнен в виде любого другого подходящего компонента в батарее.
[076] Независимо от того, какая часть батареи использована в качестве прикрепляемого компонента, этот способ сборки батарейного элемента с получением батареи с помощью адгезива в целом относится к нанесению адгезива на поверхности с адгезивом, на которых прикрепляемый компонент и батарейный элемент прикреплены друг к другу, или покрытию их ним с последующим сцеплением поверхностей с адгезивом, соответствующих батарейному элементу и прикрепляемому компоненту, за счет поверхностного склеивания благодаря адгезионной силе и когезионной силе, возникающим после затвердевания адгезива, и, таким образом, может быть достигнута цель сборки батарейного элемента с прикрепляемым компонентом. Эта конструкция и способ ее обработки широко применяются ввиду их преимуществ касательно легкой реализации, простых процессов, низких затрат и крепкого и надежного прикрепления.
[077] Тем не менее, после проведения большого количества исследований и экспериментов автор настоящего изобретения обнаружил, что широко применяемая конструкция для прикрепления батарейного элемента к прикрепляемому компоненту в батарее с применением адгезива может неожиданно оказывать отрицательное влияние на конструкцию механизма сброса давления, предназначенного для надежного обеспечения безопасности применения батарейного элемента.
[078] В частности, с одной стороны, при нанесении адгезива некоторые адгезивы могут попадать в область, связанную с активированием механизма сброса давления, из-за небрежного нанесения избыточного количества адгезива в определенной области или наклона поверхности с адгезивом, покрытой адгезивом. В этом случае, если поступающий адгезив не был дополнительно очищен, то эта часть адгезива после затвердевания, возможно, будет отрицательно влиять на активирование механизма сброса давления и даже блокировать или частично блокировать канал или отверстие, выполненные для выхода выбросов и образующиеся при активировании механизма сброса давления, что тем самым будет отрицательно сказываться на сбросе выбросов.
[079] С другой стороны, механизм сброса давления в батарейном элементе активируется, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают предварительно определенного порогового значения, и вещества с высокой температурой и под высоким давлением внутри батарейного элемента выпускаются наружу из активированного положения в виде выбросов. В этот момент выбросы с высокой температурой и под высоким давлением из-за своего разрушительного действия и/или высокой температуры в процессе сброса приводят к тому, что адгезив, нанесенный на поверхность с адгезивом возле пути, по которому проходят выбросы, плавится и течет в область, связанную с активированием механизма сброса давления, такую как место, в котором механизм сброса давления активируется, или канал или отверстие, образующиеся при активировании механизма сброса давления для выхода выбросов, что тем самым отрицательно влияет на сброс выбросов.
[080] Для обеспечения возможности выполнения механизмом сброса давления своей предполагаемой функции по сбросу выбросов с высокой температурой и под высоким давлением внутри батарейного элемента, когда это требуется, необходимо исключить, определенным образом, нанесение адгезива, такого как теплопроводный силикагель, в область, которая может влиять на активирование механизма сброса давления или может влиять на образование механизмом сброса давления отверстия или канала для выхода выбросов. Тем не менее отказ по этой причине от способа сборки батарейного элемента с прикрепляемым компонентом батареи с помощью адгезива или от добавления барьерной конструкции вокруг поверхностей с адгезивом, на которые необходимо нанести адгезив, в батарейный элемент или прикрепляемый компонент значительно увеличит сложность изготовления и производственные расходы в отношении батареи. Следовательно, сложной технической задачей для решения исследователем или специалистом в данной области техники является то, как сделать так, чтобы механизм сброса давления, предусмотренный в батарейном элементе, мог выполнять свою предполагаемую функцию для обеспечения безопасности применения батареи при сохранении, насколько это возможно, уровня сложности изготовления и производственных расходов в отношении батареи на относительно ожидаемом низком уровне.
[081] Для решения или по меньшей мере частичного решения вышеуказанных проблем и других возможных проблем батареи, известной из уровня техники, автор настоящего изобретения предлагает новую батарею, конструкция которой будет подробно описана ниже. Может быть понятным то, что батарея, описанная в варианте осуществления настоящего изобретения, является применимой в различных устройствах, в которых используются батареи, таких как 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, космические корабли и т. п.; электрические игрушки включают неподвижные или подвижные электрические игрушки, такие как игровые консоли, электрические игрушечные машинки, электрические игрушечные корабли и электрические игрушечные самолеты; 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.
[082] Батарея, описанная в варианте осуществления настоящего изобретения, является применимой не только в устройствах, описанных выше, но и является применимой во всех устройствах, в которых используются батареи. Тем не менее, в целях краткости изложения все следующие варианты осуществления описаны на примере электрического автомобиля.
[083] Например, как показано на фиг. 1, на фигуре представлено упрощенное схематическое изображение транспортного средства 1 согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Транспортное средство 1 может быть работающим на топливе транспортным средством, работающим на газе транспортным средством или работающим на новом источнике энергии транспортным средством, и работающее на новом источнике энергии транспортное средство может быть работающим от батареи электрическим транспортным средством, гибридным транспортным средством, транспортным средством с увеличенным радиусом действия и т. п. Как показано на фиг. 1, транспортное средство 1 может быть внутри снабжено батареей 10, например, при этом батарея 10 может быть предусмотрена в нижней части, передней части или задней части транспортного средства 1. Батарея 10 может использоваться для подачи питания в транспортное средство 1, например батарея 10 может использоваться как рабочий источник питания транспортного средства 1. Кроме того, транспортное средство 1 может также 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 настоящего изобретения батарея 10 может использоваться не только в качестве рабочего источника питания транспортного средства 1, но также в качестве источника энергии привода транспортного средства 1, заменяя или частично заменяя топливо или природный газ для обеспечения энергии привода для транспортного средства 1. Батарея 10, упомянутая ниже, также может рассматриваться как батарейный блок, содержащий множество батарейных элементов 20.
[084] Как показано на фиг. 2-4, батарейный элемент 20 содержит короб 21, электродный узел 22 и раствор электролита, при этом электродный узел 22 размещен 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 несколькими стенками, и отверстие 211b. Закрывающая пластина 212 вставлена в отверстие 211b для закрытия камеры 211a вмещения. Кроме электродного узла 22 камера 211a вмещения также вмещает раствор электролита. Положительный листовой электрод и отрицательный листовой электрод в электродном узле 22 в целом снабжены контактными выводами электрода, и контактные выводы электрода в целом содержат контактный вывод положительного электрода и контактный вывод отрицательного электрода.
[085] В частности, положительный листовой электрод содержит токоприемник положительного электрода и слой активного материала положительного электрода. Слой активного материала положительного электрода нанесен на поверхность токоприемника положительного электрода; токоприемник положительного электрода, не покрытый слоем активного материала положительного электрода, выступает из токоприемника положительного электрода, покрытого слоем активного материала положительного электрода, и токоприемник положительного электрода, не покрытый слоем активного материала положительного электрода, используется как контактный вывод положительного электрода. Материалом токоприемника положительного электрода может быть алюминий, и активным материалом положительного электрода могут быть смешанный оксид лития и кобальта, фосфат железа-лития, третичный литий, 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 нанесен на поверхность токоприемника отрицательного электрода; токоприемник отрицательного электрода, не покрытый слоем активного материала отрицательного электрода, выступает из токоприемника отрицательного электрода, покрытого слоем активного материала отрицательного электрода, и токоприемник отрицательного электрода, не покрытый слоем активного материала отрицательного электрода, используется как контактный вывод отрицательного электрода. Материалом токоприемника отрицательного электрода может быть медь, и активным материалом отрицательного электрода может быть углерод, кремний и т. п. Чтобы предотвратить оплавление при прохождении тока большой силы, имеется множество контактных выводов положительного электрода, собранных вместе, и имеется множество контактных выводов отрицательного электрода, собранных вместе. Контактный вывод электрода соединен с положительным электродным зажимом 214a и отрицательным электродным зажимом 214b, расположенными снаружи батарейного элемента 20, посредством соединительного элемента 23. В описании настоящего изобретения положительный электродный зажим 214a и отрицательный электродный зажим 214b также вместе называются электродным зажимом 214. Что касается призматического батарейного элемента, как показано на фиг. 2 и фиг. 4, электродный зажим 214 может в целом быть расположен на закрывающей пластине 212.
[086] На фиг. 5-6 представлены покомпонентные изображения батареи 10 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 5-6, батарея 10 может содержать кожух 11, заключающий в себе множество батарейных элементов 20, и кожух 11 может предотвращать влияние жидкости или других посторонних веществ на зарядку или разрядку батарейных элементов 20, при этом множество батарейных элементов 20 электрически соединены друг с другом посредством компонента 12 в виде шины, и батарея 10 может обеспечивать более высокое напряжение после последовательного или параллельного соединения множества батарейных элементов 20 посредством компонента 12 в виде шины. Кожух 11 может содержать закрывающий элемент 111 и оболочку 112 кожуха. Закрывающий элемент 111 и оболочка 112 кожуха могут быть герметично объединены друг с другом с совместным определением и образованием электротехнической камеры 11a для размещения в ней множества батарейных элементов 20, но, разумеется, они могут также быть объединены друг с другом негерметично. В некоторых вариантах осуществления терморегулирующий компонент 13 может составлять часть кожуха 11, вмещающего множество батарейных элементов 20. Например, терморегулирующий компонент 13 может составлять боковую часть 112b оболочки 112 кожуха 11 или составлять часть боковой части 112b, или, как показано на фиг. 6, терморегулирующий компонент 13 может составлять нижнюю часть 112a оболочки 112 кожуха 11 или составлять часть нижней части 112a. Эта конструкция, в которой терморегулирующий компонент 13 применен, чтобы составлять часть оболочки 112 кожуха, помогает сделать конструкцию батареи 10 более компактной, улучшить эффективное использование пространства и улучшить плотность энергии.
[087] В некоторых альтернативных вариантах осуществления батарея 10 может дополнительно содержать защитный элемент 115, как показано на фиг. 6 и 7. Защитный элемент 115 в настоящем изобретении относится к компоненту, расположенному на стороне терморегулирующего компонента 13, обращенной от батарейного элемента 20, для обеспечения защиты терморегулирующему компоненту 13 и батарейному элементу 20. В этих вариантах осуществления между защитным элементом 115 и терморегулирующим компонентом 13 может быть расположена камера 11b сбора.
[088] Как показано на фиг. 7-8, по меньшей мере один батарейный элемент 20 в батарее 10 содержит механизм 213 сброса давления. В некоторых вариантах осуществления каждый батарейный элемент 20 в батарее 10 снабжен механизмом 213 сброса давления, или механизм 213 сброса давления может быть предусмотрен на определенном батарейном элементе (элементах) 20 из множества батарейных элементов 20, которые могут быть более склонны к неуправляемому нагреву ввиду своего положения в батарее 10 или характеристик других батарейных элементов 20. Механизм 213 сброса давления может быть активирован, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента 20 достигают предварительно определенного порогового значения, для сброса внутреннего давления батарейного элемента 20.
[089] Батарея 10 также содержит прикрепляемый компонент, предназначенный для прикрепления к батарейному элементу 20 с помощью адгезива, и прикрепляемый компонент может быть в батарее 10, например, терморегулирующим компонентом 13, опорным компонентом и т. п. Для предотвращения нанесения адгезива, такого как теплопроводный силикагель, между прикрепляемым компонентом и механизмом 213 сброса давления, благодаря чему он не будет создавать препятствие или оказывать влияние в отношении активации механизма 213 сброса давления и выполнения тем своей предполагаемой функции, описанной выше, то есть функции, предполагающей активацию механизма 213 сброса давления, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента 20 относительно велики, с образованием канала или отверстия для сброса внутреннего давления батарейного элемента 20, батарея 10 может также быть снабжена изолирующим компонентом 14, который может предотвращать нанесение адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом 213 сброса давления. Далее ниже будет представлен в качестве примера вариант осуществления, в котором прикрепляемый компонент представляет собой терморегулирующий компонент 13, и в нем предусмотрена конструкция изолирующего компонента 14. Может быть понятным то, что в случае, когда прикрепляемый компонент представляет собой опорный компонент, может быть применена конструкция или конфигурация, которая по существу такая же, как у изолирующего компонента 14 или подобная ей.
[090] На фиг. 8 схематически представлен изолирующий компонент 14, и изолирующий компонент 14 по меньшей мере окружает область активации механизма 213 сброса давления для предотвращения попадания адгезива в область активации. Таким образом, он может предотвращать любое препятствование или отрицательное влияние в отношении выполнения действия по активации механизма сброса давления, вызванное затеканием адгезива в область активации с любого направления.
[091] Изолирующий компонент 14, предусмотренный в различных вариантах осуществления настоящего изобретения, может иметь различные возможные конфигурации, так что указанный выше адгезив, применяемый для сборки батарейного элемента 20 с прикрепляемым компонентом, может быть изолирован от пространства между прикрепляемым компонентом и механизмом 213 сброса давления, или так, что нанесенный адгезив может быть изолирован от пространства, которое при попадании адгезива в него может влиять на выполнение механизмом 213 сброса давления своей предполагаемой функции сброса давления. Как будет понятно из нижеследующего описания некоторых предпочтительных вариантов осуществления, изолирующий компонент 14 может быть выполнен окружающим частичную область механизма 213 сброса давления. Частичная область может образовывать канал сброса давления для сброса внутреннего давления батарейного элемента 20, когда механизм 213 сброса давления активирован (который может называться область активации или область сброса давления), для выхода выбросов, или может также быть областью, соответствующей механизму 213 сброса давления, прикрепленному к прикрепляемому компоненту, такому как терморегулирующий компонент 13, для окружения пространства, которое обеспечено прикрепляемым компонентом, и позволяет механизму 213 сброса давления быть активированным (например, конструкцией 134 обхода, описанной ниже), и т. п.
[092] В некоторых вариантах осуществления изолирующий компонент 14 может быть прикреплен к области на прикрепляемом компоненте, таком как терморегулирующий компонент 13, соответствующей механизму 213 сброса давления, перед нанесением адгезива. Следует понимать, что любой элемент в батарее, который приклеен к батарейному элементу 20 с помощью адгезива, может рассматриваться как прикрепляемый компонент или часть прикрепляемого компонента, и в этих элементах может использоваться изолирующий компонент 14, то есть изолирующий компонент 14 может быть прикреплен к ним перед нанесением адгезива. Таким образом, при нанесении адгезива изолирующий компонент 14 может предотвращать попадание адгезива в область на прикрепляемом компоненте, соответствующую механизму 213 сброса давления, особенно соответствующую механизму 213 сброса давления для активации с образованием канала сброса давления для сброса внутреннего давления батарейного элемента для выхода выбросов, с обеспечением тем самым того, что механизм 213 сброса давления может быть активирован и нормально выполнять свою предполагаемую функцию. Кроме того, использование изолирующего компонента 14 может также повышать скорость и точность нанесения адгезива без беспокойства о нанесении адгезив в области, связанной с активированием механизма 213 сброса давления, и сокращать затрачиваемое время производства.
[093] На фиг. 9 представлено изображение в перспективе изолирующего компонента 14 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 10 представлено покомпонентное изображение, на котором изолирующий компонент 14, показанный на фиг. 9, и терморегулирующий компонент 13, как пример прикрепляемого компонента, не собраны друг с другом. На фиг. 11 представлено изображение в перспективе, на котором изолирующий компонент 14, показанный на фиг. 9, и терморегулирующий компонент 13 прикреплены друг к другу. Согласно вариантам осуществления, показанным на фиг. 9-11, изолирующий компонент 14 может быть прикреплен к прикрепляемому компоненту, такому как терморегулирующий компонент 13, перед нанесением адгезива, так что особый конструктивный элемент на изолирующем компоненте 14 по меньшей мере соответствует механизму 213 сброса давления или конструкции 134 обхода, предусмотренным на прикрепляемом компоненте, при этом конструкция 134 обхода может обеспечивать пространство, позволяющее механизму 213 сброса давления быть активированным. Конкретная конструкция и элементы применяемой конструкции 134 обхода будут подробно описаны ниже.
[094] Как показано на фиг. 9-11, согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения изолирующий компонент 14 может содержать основную часть 141 и множество выступов 142. Основная часть 141 выполнена с возможностью прикрепления к прикрепляемому компоненту, такому как терморегулирующий компонент 13, или сборки с ним. Выступ 142 выступает наружу из поверхности основной части 141, и выступ 142 расположен с возможностью выравнивания с механизмом 213 сброса давления или областью сброса давления механизма 213 сброса давления либо с конструкцией 134 обхода или камерой 134а обхода в некоторых вариантах осуществления, описанных ниже, в направлении выступания, когда основная часть 141 прикреплена к прикрепляемому компоненту. Хотя в примере, показанном на фиг. 10-11, выступ 142 расположен с возможностью выравнивания с конструкцией 134 обхода, на основании фиг. 8 легко понять, что компоновка самой конструкции 134 обхода соответствует механизму 213 сброса давления или они выровнены друг с другом, поэтому выступ 142 может также рассматриваться как выровненный с механизмом 213 сброса давления или его областью активации (или областью сброса давления). В качестве альтернативы в других непредставленных вариантах осуществления, например в примере, в котором батарея 10 не снабжена конструкцией 134 обхода, выступ 142 может также быть расположен с возможностью непосредственного выравнивания с механизмом 213 сброса давления или выравнивания с его областью активации или областью сброса давления.
[095] Может быть понятным то, что основная часть 141 и выступ 142, предусмотренные в изолирующем компоненте 14, описанном здесь, не предназначены для указания на то, что изолирующий компонент 14 должен содержать независимые компоненты, и из нижеследующего описания некоторых предпочтительных вариантов осуществления можно понять, что конструкция, в которой основная часть 141 и выступ 142 выполнены за одно целое, может быть более предпочтительной во многих аспектах.
[096] В настоящем изобретении основная часть 141 может пониматься как часть изолирующего компонента 14, выполненная с возможностью легкого прикрепления к прикрепляемому компоненту, такому как опорный компонент или терморегулирующий компонент 13, и выступ 142 выполнен выступающим из поверхности основной части 141, и внешний периферический размер выступа 142 больше или равен внешнему периферическому размеру механизма 213 сброса давления или по меньшей мере больше или равен такому размеру области сброса давления механизма 213 сброса давления. Высота, на которую выступает выступ 142, способствует предотвращению попадания адгезива в пространство между механизмом 213 сброса давления и прикрепляемым компонентом при нанесении адгезива, с исключением при этом случая, когда поступающий адгезив будет препятствовать нормальной работе механизма 213 сброса давления. Таким образом, при нанесении адгезива, с одной стороны, устройство для нанесения клея может быть направлено с выполнением операции нанесения клея по предварительно определенному пути, и, с другой стороны, может быть обеспечено то, что адгезив не наносится в месте, в котором расположен механизм 213 сброса давления, с обеспечением тем самым того, что адгезив может быть нанесен в соответствующем месте эффективно и точно.
[097] Хотя в варианте осуществления, показанном на фиг. 9-11, изолирующий компонент 14 выполнен содержащим длинную и тонкую пластинчатую основную часть 141, и каждая основная часть 141 снабжена рядом выступов 142, может быть понятным то, что основная часть 141 и выступ 142 в настоящем изобретении могут иметь различные формы в соответствии с формой, конструкцией и другими факторами механизма 213 сброса давления. Ввиду весовой плотности энергии или объемной плотности энергии батареи основная часть 141 в целом имеет относительно небольшую толщину, и поэтому основная часть 141 может в целом представлять собой тонкие пленки или листы различных форм. Как правило, толщина стенки изолирующего компонента 14 или основной части 141 может составлять от 0,01 мм до 0,05 мм. Форма выступа 142 может быть, например, вытянутой, круглой, эллиптической, квадратной, и т. п., как показано на фигуре. Кроме того, отдельная основная часть 141 может также быть выполнена содержащей один выступ 142, несколько рядов выступов 142 или множество выступов 142, расположенных по-другому, пока компоновка и относительное положение выступов 142 на поверхности основной части 141 могут подходить для установки положения механизма 213 сброса давления батарейного элемента 20 в батарее.
[098] Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления отдельный изолирующий компонент 14 может быть выполнен содержащим основную часть 141 и множество выступов 142, выступающих из поверхности основной части 141; основная часть 141 за одно целое прикреплена к прикрепляемому компоненту батареи, и в случае такого прикрепления множество выступов 142 соответственно выровнены с механизмами 213 сброса давления (или выровнены с областью сброса давления механизмов 213 сброса давления) множества батарейных элементов 20, содержащихся в батарее 10, с взаимно однозначным соответствием, так что каждый выступ 142 может окружать механизм 213 сброса давления (или по меньшей мере окружать область сброса давления механизма 213 сброса давления), с которым он выровнен. Поэтому процесс сборки изолирующего компонента 14 с прикрепляемым компонентом батареи является относительно простым, и при этом адгезив, нанесенный или подлежащий нанесению, может быть относительно независимо изолирован от механизма 213 сброса давления множества батарейных элементов 20, содержащихся в батарее, или от их области сброса давления с применением множества выступов 142. Кроме того, это может также помочь оператору соответственно завершить нанесение адгезива с большей эффективностью при нанесении адгезива, так что оператору не нужно внимательно наносить адгезив, что помогает сократить расходы на сборку и производственные расходы в отношении батареи 10.
[099] На основании указанного выше решения, поскольку отдельный изолирующий компонент 14 может быть выполнен содержащим множество выступов 142, эта конструкция является особенно предпочтительной для обычного типа батареи, в котором множество батарейных элементов 20 размещены в одной батарее 10 и в котором множество батарейных элементов 20 соответственно снабжены механизмами 213 сброса давления, поскольку, когда отдельный изолирующий компонент 14 окончательно собран, множество выступов 142 могут играть роль в изолировании адгезива для механизмов 213 сброса давления множества батарейных элементов 20.
[0100] В батарее 10, содержащей множество батарейных элементов 20, батарейные элементы 20 могут в целом быть прикреплены к прикрепляемому компоненту батареи 10 рядами. С учетом этой ситуации может применяться изолирующий компонент 14, содержащий основную часть 141 и множество выступов 142, выступающих из поверхности основной части 141, как описано выше. Изолирующий компонент 14 может быть выполнен цельным листом, и когда основная часть 141 изолирующего компонента 14 прикреплена к прикрепляемому компоненту батареи 10, то множество выступов 142 на изолирующем компоненте 14 может быть соответственно выровнено с механизмами 213 сброса давления множества батарейных элементов 20, содержащихся в батарее, с взаимно однозначным соответствием. В качестве альтернативы множество изолирующих компонентов 14 для множества батарейных элементов 20 могут быть выполнены за одно целое, при этом положения множества изолирующих компонентов 14, расположенных рядами, соответствуют положениям механизмов 213 сброса давления множества батарейных элементов 20 соответственно. Таким образом, процесс сборки множества батарейных элементов 20 в батарею 10 является более простым, и эффективность сборки является более высокой.
[0101] Согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, как показано на указанных выше фиг. 8, 10 и 12-13, конструкция 134 обхода может быть выполнена на прикрепляемом компоненте, таком как терморегулирующий компонент 13, и между конструкцией 134 обхода и механизмом 213 сброса давления образована камера 134а обхода, при этом обеспечивается пространство, позволяющее механизму 213 сброса давления быть активированным. В этих вариантах осуществления компоновки изолирующего компонента 14 и выступов 142 в нем соответствуют компоновкам конструкции 134 обхода или камеры 134 обхода, или они все выровнены.
[0102] В частности, камера 134а обхода может быть, например, закрытой полостью, образованной совместным охватыванием конструкции 134 обхода и механизма 213 сброса давления. В этом решении для выпуска выбросов из батарейных элементов 20 входная боковая поверхность камеры 134а обхода может быть открыта на основании активирования механизма 213 сброса давления, тогда как выходная боковая поверхность, противоположная входной боковой поверхности, может быть частично повреждена и открыта из-за выбросов с высокой температурой и под высоким давлением с образованием, таким образом, канала сброса для выбросов. Согласно некоторым другим вариантам осуществления камера 134а обхода может быть, например, незакрытой полостью, образованной совместным охватыванием конструкции 134 обхода и механизма 213 сброса давления, и выходная боковая поверхность незакрытой полости может изначально иметь канал для выхода выбросов. Как указано стрелками, в камере 134а обхода на фиг. 8, выбросы будут выпущены наружу в веерообразном направлении.
[0103] Согласно некоторым вариантам осуществления, как показано на фиг. 12-14, терморегулирующий компонент 13 дополнительно содержит нижнюю стенку 134b обхода в нижней части камеры 134 обхода и боковую стенку 134с обхода, окружающую камеру 134а обхода. Нижняя стенка 134b обхода, указанная в этом документе, относится к стенке камеры 134а обхода напротив механизма 213 сброса давления, и боковая стенка 134с обхода представляет собой стенку, смежную с нижней стенкой 134b обхода и окружающую камеру 134а обхода под определенным углом, при этом угол, образованный боковой стенкой 134c обхода и нижней стенкой 134b обхода, может предпочтительно быть в диапазоне 105°-175°. Терморегулирующий компонент 13 может также быть снабжен каналом 133 для текучей среды для размещения текучей среды, и текучая среда может быть охлаждающей средой для охлаждения батарейного элемента 20.
[0104] Соответственно, в этих вариантах осуществления множество выступов 142 изолирующего компонента 14 может быть расположено так, как показано на фиг. 10-11, при этом каждый выступ 142 может окружать выровненную с ним камеру 134а обхода, то есть выступ 142 по существу покрыт и размещен на или за относительно верхнего периферического края боковой стенки 134с обхода соответствующей камеры 134а обхода. То есть, выступ 142 изолирующего компонента 14 по существу покрыт и размещен на верхнем периферическом крае соответствующей камеры 134а обхода с изолированием тем самым адгезива, нанесенного или подлежащего нанесению, от конструкции 134 обхода или камеры 134а обхода.
[0105] Терморегулирующий компонент 13 и изолирующий компонент 14 согласно указанному выше предпочтительному варианту осуществления очень способствуют повышению эффективности сборки батареи. Процесс сборки изолирующего компонента 14 с прикрепляемым компонентом батареи является относительно простым, и при этом адгезив, нанесенный или подлежащий нанесению, может быть изолирован от камер 134а обхода, соответствующих механизмам 213 сброса давления множества батарейных элементов 20, содержащихся в батарее, относительно независимо с применением множества выступов 142. Таким образом, может предотвращаться влияние нанесенного адгезива на выполнение механизмом 213 сброса давления батарейного элемента 20 своей предполагаемой функции, с обеспечением тем самым безопасности использования батареи. Кроме того, это может также помогать оператору соответственно завершать нанесение адгезива с более высокой эффективностью при нанесении адгезива.
[0106] Например, в варианте осуществления, показанном на фиг. 10-11, когда отдельная длинная и тонкая пластинчатая основная часть 141 собрана с терморегулирующим компонентом 13 и окончательно собрана, восемь выступов 142 на основной части 141 соответственно покрыты и размещены на выровненных восьми конструкциях 134 обхода или камерах 134а обхода, так что адгезив не может попадать в камеры 134а обхода. Другими словами, операция изолирования восьми или более механизмов 213 сброса давления батарейных элементов 20 может быть выполнена одновременно со сборкой отдельного изолирующего компонента 14.
[0107] Следует понимать, что направление размещения и положение механизма 213 сброса давления в батарейном элементе 20 не ограничены представленным в настоящей заявке. На самом деле, независимо от того, расположен ли механизм 213 сброса давления в нижней части, верхней части или боковой части батарейного элемента 20, может быть соответственно применена соответствующая конструкция изолирующего компонента 14, предложенного в настоящем изобретении, и это способствует обеспечению того, что механизм 213 сброса давления выполняет свою предполагаемую функцию сброса выбросов с высокой температурой и под высоким давлением в батарейном элементе, когда это необходимо, с обеспечением, таким образом, безопасности использования батареи.
[0108] В некоторых вариантах осуществления, как показано на фиг. 12-14, терморегулирующий компонент 13 может быть выполнен имеющим следующую конкретную конфигурацию. Терморегулирующий компонент 13 может содержать первую теплопроводную пластину 131 и вторую теплопроводную пластину 132. Вторая теплопроводная пластина 132 снабжена элементом в виде углубления, соответствующим каналу 133 для текучей среды, и первая теплопроводная пластина 131 снабжена конструкцией 134 обхода. Путем сборки первой теплопроводной пластины 131 и второй теплопроводной пластины 132 друг с другом, например первая теплопроводная пластина 131 и вторая теплопроводная пластина 132 могут быть собраны друг с другом с помощью сварки (такой как пайка твердым припоем), может быть получен терморегулирующий компонент 13, описанный в указанном выше варианте осуществления. Разумеется, может быть понятным то, что этот способ изготовления терморегулирующего компонента 13 путем сборки первой теплопроводной пластины 131 со второй теплопроводной пластиной 132 является только примером, и указанный выше терморегулирующий компонент 13 может также быть получен другими подходящими способами.
[0109] Канал 133 для потока, выполненный в терморегулирующем компоненте 13, может по меньшей мере частично окружать камеру 134 обхода, то есть боковая стенка 134с обхода отделяет канал 133 для потока от камеры 134а обхода, и боковая стенка 134с обхода может быть снабжена, например, ослабленной конструкцией, которая легко повреждается выбросами с высокой температурой и под высоким давлением. Следует понимать, что ослабленная конструкция, указанная в настоящей заявке, может содержать, но без ограничения, часть с уменьшенной толщиной, выемку (например, крестообразную выемку 134d, как показано на фиг. 10 и 12), хрупкую часть, выполненную из хрупкого материала, или хрупкую часть, выполненную из материала с более низкой точкой плавления, и т. п.
[0110] Таким образом, когда выбросы из батарейного элемента 20 попадают в камеру 134а обхода, ослабленная конструкция на боковой стенке 134с обхода повреждается, так что охлаждающая среда, такая как охлаждающая жидкость, в канале 133 для потока вытекает в камеру 134а обхода, и тогда охлаждающая жидкость находится в контакте с выбросами с высокой температурой и под высоким давлением из батарейного элемента 20, и поглощает большое количество тепла и испаряется. Таким образом, температура и давление выбросов с высокой температурой и под высоким давлением из батарейного элемента 20 значительно снижаются за короткое время, и, таким образом, обеспечивается защита других компонентов, таких как батарейные элементы 20 в батарее 10, в которых не происходит неуправляемый нагрев. Кроме того, поскольку множество выступов 142 изолирующего компонента 14 по существу покрыты и размещены на или за относительно верхнего периферического края боковой стенки 134с обхода соответствующей камеры 134а обхода, эта конструкция может обеспечивать повреждение выбросами ослабленной конструкции боковой стенки 134с обхода и введение охлаждающей среды, и при этом ее изолирующий компонент 14 и выступ 142 по-прежнему играют определенную роль в блокировании адгезива, такого как теплопроводный силикагель, расположенного снаружи них, с улучшением, таким образом, безопасности батареи.
[0111] Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения в отношении изолирующего компонента 14 и выступа 142 в нем могут быть применены одно или более из следующих конкретных конструкций, материалов или процессов изготовления, и изолирующий компонент 14 согласно следующим предпочтительным примерам в принципе может быть применен к любому из указанных выше вариантов осуществления настоящего изобретения.
[0112] В некоторых предпочтительных вариантах осуществления высота выступа 142 в изолирующем компоненте 14 может быть больше или равна предварительно определенной практической высоте адгезива, что обеспечивает то, что адгезив не будет попадать в область между механизмом 213 сброса давления и прикрепляемым компонентом или в нее попадает небольшое количество адгезива при нанесении адгезива; это особенно предпочтительно, когда прикрепляемый компонент снабжен конструкцией 134 обхода. Кроме того, выступ 142 также выполнен с возможностью его сжатия, когда батарейный элемент 20 прикреплен к прикрепляемому компоненту, чтобы его высота соответствовала высоте адгезива, с обеспечением тем самым соединения между прикрепляемым компонентом и батарейным элементом 20. Как правило, выступ 142 может иметь высоту, которая немного больше, чем предварительно определенная практическая высота адгезива перед прикреплением батарейного элемента 20 к прикрепляемому компоненту батареи. Когда батарейный элемент 20 и прикрепляемый компонент батареи приклеены и прижаты или сцеплены с помощью адгезива, нанесенного на поверхность с адгезивом, выступ 142 может быть сжат до высоты, соответствующей высоте адгезива, простым прижиманием, и, когда поверхности с адгезивом батарейного элемента 20 и прикрепляемого компонента батареи по существу параллельны друг другу, выступ 142 может быть сжат до высоты, соответствующей адгезиву, простым прижиманием. В этот момент между поверхностями с адгезивом батарейного элемента 20 и прикрепляемым компонентом батареи нет зазора, оставленного выступом 142, чем обеспечивается то, что адгезив изолирован от области, в которой механизм 213 сброса давления активирован, и при этом образован канал для выбросов.
[0113] В некоторых предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения изолирующий компонент 14 может быть выполнен из термопластичного материала с применением процесса вспучивания. Это помогает упростить процесс изготовления изолирующего компонента 14 и сократить расходы. Кроме того, в случае изолирующего компонента 14, содержащего основную часть 141 и множество выступов 142, является особенно экономичным получение такого изолирующего компонента 14 с применением термопластичного материала через процесс вспучивания. Например, множество выступов 142 может быть обработано и образовано из куска листа или пленки, выполненных из термопластичного материала с применением процесса вспучивания, для изготовления изолирующего компонента 14.
[0114] В некоторых вариантах осуществления изолирующий компонент 14 также выполнен из материала, который легко повреждается выбросами из батарейного элемента 20, так что выбросы могут легко прорываться через изолирующий компонент 14. В качестве альтернативы выступ 142 или весь изолирующий компонент 14 могут быть выполнены из материалов или конструкций, которые легко повреждаются выбросами с высокой температурой и под высоким давлением или имеют низкую силу проникновения. Согласно некоторым предпочтительным вариантам осуществления выступ 142 или весь изолирующий компонент 14 могут быть выполнены из термопластичного материала, у которого точка плавления не выше, чем температура выбросов на выходе, так что изолирующий компонент 14 имеет относительно высокую конструкционную прочность при обычном использовании, при этом в батарейном элементе 20 не возникает неуправляемый нагрев, и может быть однозначно поврежден выбросами с высокой температурой и под высоким давлением за относительно короткое время в экстренном случае, при этом в батарейном элементе 20 возникает неуправляемый нагрев.
[0115] Может быть понятным и ожидаемым то, что в изолирующем компоненте 14 может применяться конструкция, содержащая основную часть 141 и выступ 142, выступающий из поверхности основной части 141; согласно некоторым другим вариантам осуществления в изолирующем компоненте 14 может также применяться конструкция без выступа 142, но в указанных выше вариантах осуществления в месте, соответствующем выступу 142, предусмотрен специальный слой покрытия, такой как отталкивающий адгезив слой, для предотвращения нанесения адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом 213 сброса давления. Другими словами в этом варианте осуществления область, покрытая отталкивающим адгезив слоем, покрывает по меньшей мере периферический край каждой камеры 134а обхода на стороне, обращенной к соответствующему механизму 213 сброса давления, или по меньшей мере покрывает область активации или область сброса давления механизма 213 сброса давления.
[0116] Разумеется, согласно некоторым другим вариантам осуществления, на основании изолирующего компонента 14, содержащего основную часть 141 и выступ 142, выступающий из поверхности основной части 141, отталкивающий адгезив слой может быть дополнительно предусмотрен на поверхности выступа 142 для более надежного изолирования адгезива от области активации, в которой механизм 213 сброса давления активирован и в которой образуется канал для выбросов, или для изолирования адгезива от камеры 134а обхода.
[0117] Батарея согласно вариантам осуществления настоящего изобретения описана выше со ссылкой на фиг. 1-14, и способ и устройство для изготовления батареи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на фиг. 15 и 16. Для частей, которые не описаны подробно, делается ссылка на вышеприведенные варианты осуществления.
[0118] В частности, на фиг. 15 представлена схематическая блок-схема способа 300 изготовления батареи согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 15, способ 300 включает: 301: обеспечение множества батарейных элементов, при этом по меньшей мере один батарейный элемент множества батарейных элементов содержит механизм сброса давления, выполненный с возможностью активации, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают порогового значения, для сброса внутреннего давления; 302: обеспечение прикрепляемого компонента, предназначенного для прикрепления к батарейному элементу с помощью адгезива; 303: обеспечение изолирующего компонента, выполненного с возможностью предотвращения нанесения адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом сброса давления; и 304: нанесение адгезива с прикреплением батарейного элемента к прикрепляемому компоненту.
[0119] За счет обеспечения изолирующего компонента может эффективно предотвращаться нанесение адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом сброса давления в процессе изготовления батареи. При этом эффективность и точность нанесения адгезива могут быть улучшены, с улучшением тем самым эффективности изготовления батареи.
[0120] В некоторых вариантах осуществления механизм сброса давления имеет область активации, и механизм сброса давления выполнен с возможностью образования канала сброса давления для сброса внутреннего давления в области активации, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают порогового значения; и изолирующий компонент содержит основную часть и выступ, выполненный выступающим из поверхности основной части; выступ расположен соответствующим месту области активации механизма сброса давления; и выступ выполнен для по меньшей мере окружения области активации для предотвращения попадания адгезива в область активации.
[0121] В некоторых вариантах осуществления прикрепляемый компонент содержит конструкцию обхода, выполненную для обеспечения пространства, позволяющего механизму сброса давления быть активированным, и камера обхода образована между конструкцией обхода и механизмом сброса давления, и изолирующий компонент содержит основную часть и выступ, выполненный выступающим из поверхности основной части; выступ расположен соответствующим месту камеры обхода, и выступ выполнен по меньшей мере окружающим периферический край камеры обхода, обращенный к механизму сброса давления, для предотвращения попадания адгезива в камеру обхода.
[0122] На основании указанных выше вариантов осуществления может просто и эффективно предотвращаться нанесение адгезива на поверхность механизма сброса давления или камеры обхода в процессе изготовления батареи, с исключением тем самым того, что адгезив будет мешать механизму сброса давления при активации последнего. Кроме того, изолирующий компонент может быть свободно обработан и изготовлен, исходя из фактической необходимости, так что изготовленный отдельный изолирующий компонент может обеспечивать эффект изолирования адгезива с помощью множества выступов, соответствующих области активации соответственно множества механизмов сброса давления или соответствующих соответственно множеству камер обхода, что помогает сократить производственные расходы.
[0123] В некоторых предпочтительных вариантах осуществления обеспечение изолирующего компонента включает получение выступа на поверхности основной части с применением процесса вспучивания. Благодаря применению процесса вспучивания требуемый изолирующий компонент может быть обработан и изготовлен легко и с низкими затратами. Для изготовления отдельного изолирующего компонента, снабженного множеством выступов, преимущество такой обработки и изготовления является особенно значительным.
[0124] На фиг. 16 представлена структурная схема устройства 400 для изготовления батареи согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 16, устройство 400 согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения содержит: модуль 401 изготовления батарейного элемента для изготовления множества батарейных элементов, при этом по меньшей мере один батарейный элемент множества батарейных элементов содержит: механизм сброса давления, выполненный с возможностью активации, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают порогового значения, для сброса внутреннего давления; модуль 402 изготовления прикрепляемого компонента для изготовления прикрепляемого компонента, предназначенного для прикрепления к батарейному элементу с помощью адгезива; модуль 403 изготовления изолирующего компонента для изготовления изолирующего компонента, выполненного с возможностью предотвращения нанесения адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом сброса давления; и модуль 404 сборки для монтажа и фиксации изолирующего компонента относительно батарейного элемента или прикрепляемого компонента и для нанесения адгезива с прикреплением батарейного элемента к прикрепляемому компоненту.
[0125] Наконец, следует отметить, что указанные выше варианты осуществления предназначены исключительно для иллюстрации, а не для ограничения технических решений согласно настоящему изобретению. Хотя настоящее изобретение подробно описано на основании указанных выше вариантов осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что они все же могут вносить модификации в технические решения, описанные в указанных выше вариантах осуществления, или вносить эквивалентные замены в отношении их некоторых технических признаков, но эти модификации или замены могут быть внесены в соответствующие технические решения без отклонения от идеи и объема технических решений в вариантах осуществления настоящего изобретения.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к батарее, преимущественно литий-ионной, к ее устройству и способу изготовления, при этом батарея выполнена с механизмом сброса давления, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента достигают порогового значения. Повышение надежности работы механизма сброса давления в батарее является техническим результатом, который достигается за счет предотвращения возможного попадания адгезива в канал выпуска механизма сброса давления, для чего батарейный элемент снабжен прикрепляемым компонентом с помощью адгезива, который содержит терморегулирующий компонент или опорный компонент, изолирующий компонент, который имеет основную часть и выступ, выполненный выступающим из поверхности основной части, при этом выступ выполнен с возможностью предотвращения нанесения адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом сброса давления. Благодаря изолирующему компоненту можно предотвратить нанесение клея между крепежным компонентом и механизмом сброса давления в процессе производства батареи, а также повысить точность нанесения клея, что повышает эффективность производства батареи. Изолирующий компонент с выступом, который выступает из поверхности основной части и служит опорой для частей батареи, позволяет сделать конструкцию батареи более компактной и улучшить эффективность использования свободного пространства, что улучшает плотность энергии. 4 н. и 17 з.п. ф-лы, 16 ил.
1. Батарея (10), содержащая:
батарейный элемент (20), содержащий:
механизм (213) сброса давления, выполненный с возможностью активации при достижении внутренним давлением или температурой батарейного элемента (20) порогового значения для сброса внутреннего давления;
прикрепляемый компонент, предназначенный для прикрепления к батарейному элементу (20) с помощью адгезива, при этом прикрепляемый компонент содержит или представляет собой терморегулирующий компонент или опорный компонент; и
изолирующий компонент (14), причем изолирующий компонент (14) имеет основную часть (141) и выступ (142), выполненный выступающим из поверхности основной части (141), и выступ (142) выполнен с возможностью предотвращения нанесения адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом (213) сброса давления.
2. Батарея (10) по п. 1, отличающаяся тем, что механизм (213) сброса давления имеет область активации, и механизм (213) сброса давления выполнен с возможностью образования канала сброса давления для сброса внутреннего давления в области активации, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента (20) достигает порогового значения.
3. Батарея (10) по п. 2, отличающаяся тем, что изолирующий компонент (14) выполнен по меньшей мере окружающим область активации для предотвращения попадания адгезива в область активации.
4. Батарея (10) по п. 2, отличающаяся тем, что выступ (142) расположен соответствующим месту области активации механизма (213) сброса давления, и выступ (142) выполнен по меньшей мере окружающим область активации для предотвращения попадания адгезива в область активации.
5. Батарея (10) по п. 1, отличающаяся тем, что прикрепляемый компонент содержит конструкцию (134) обхода, выполненную для обеспечения пространства, позволяющего механизму (213) сброса давления быть активированным; и
при этом между конструкцией (134) обхода и механизмом (213) сброса давления образована камера (134а) обхода.
6. Батарея (10) по п. 5, отличающаяся тем, что изолирующий компонент (14) выполнен по меньшей мере окружающим периферический край стороны камеры (134а) обхода, обращенной к механизму (213) сброса давления, для предотвращения попадания адгезива в камеру (134а) обхода.
7. Батарея (10) по п. 5, отличающаяся тем, что выступ (142) расположен соответствующим месту камеры (134а) обхода, и выступ (142) выполнен по меньшей мере окружающим периферический край камеры (134а) обхода, обращенный к механизму (213) сброса давления, для предотвращения попадания адгезива в камеру (134а) обхода.
8. Батарея (10) по п. 7, отличающаяся тем, что высота выступа (142) больше или равна предварительно определенной практической высоте адгезива, и выступ выполнен с возможностью сжатия, когда батарейный элемент (20) прикреплен к прикрепляемому компоненту, для обеспечения соответствия его высоты высоте адгезива.
9. Батарея (10) по п. 7, отличающаяся тем, что выступ (142) образован на поверхности основной части (141) с применением процесса вспучивания.
10. Батарея (10) по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что изолирующий компонент (14) выполнен с возможностью повреждения выбросами из батарейного элемента (20), когда механизм (213) сброса давления активирован.
11. Батарея (10) по п. 10, отличающаяся тем, что изолирующий компонент (14) выполнен из термопластичного материала, у которого точка плавления не больше, чем температура выбросов на выходе.
12. Батарея (10) по п. 1, отличающаяся тем, что изолирующий компонент (14) содержит покрытие для предотвращения нанесения адгезива на него.
13. Батарея (10) по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что прикрепляемый компонент содержит терморегулирующий компонент (13) для вмещения текучей среды для регулирования температуры батарейного элемента (20).
14. Батарея (10) по п. 13, отличающаяся тем, что конструкция (134) обхода выполнена в терморегулирующем компоненте (13), и конструкция (134) обхода содержит нижнюю стенку (134b) обхода и боковую стенку (134с) обхода, окружающую камеру (134а) обхода.
15. Батарея (10) по п. 14, отличающаяся тем, что боковая стенка (134с) обхода выполнена с возможностью повреждения, когда механизм (213) сброса давления активирован, с вытеканием текучей среды.
16. Транспортное средство, содержащее батарею по любому из пп. 1-15, при этом батарея приспособлена для подачи электрической энергии.
17. Способ изготовления батареи, включающий:
обеспечение множества батарейных элементов (20), при этом по меньшей мере один батарейный элемент (20) из множества батарейных элементов (20) содержит механизм (213) сброса давления, выполненный с возможностью активации при достижении внутренним давлением или температурой батарейного элемента (20) порогового значения для сброса внутреннего давления;
обеспечение прикрепляемого компонента, предназначенного для прикрепления к батарейному элементу (20) с помощью адгезива, при этом прикрепляемый компонент содержит или представляет собой терморегулирующий компонент или опорный компонент;
обеспечение изолирующего компонента (14), причем
изолирующий компонент (14) имеет основную часть (141) и выступ (142), выполненный выступающим из поверхности основной части (141), и выступ (142) выполнен с возможностью предотвращения нанесения адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом (213) сброса давления; и
нанесение адгезива с прикреплением батарейного элемента (20) к прикрепляемому компоненту.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что механизм (213) сброса давления имеет область активации, и механизм (213) сброса давления выполнен с возможностью образования канала сброса давления для сброса внутреннего давления в области активации, когда внутреннее давление или температура батарейного элемента (20) достигает порогового значения; и выступ (142) расположен соответствующим месту области активации механизма (213) сброса давления, и выступ (142) выполнен по меньшей мере окружающим область активации для предотвращения попадания адгезива в область активации.
19. Способ по п. 17, отличающийся тем, что прикрепляемый компонент содержит конструкцию (134) обхода, выполненную для обеспечения пространства, позволяющего механизму (213) сброса давления быть активированным, и между конструкцией (134) обхода и механизмом (213) сброса давления образована камера (134а) обхода; и
выступ (142) расположен соответствующим месту камеры (134а) обхода, и выступ (142) выполнен по меньшей мере окружающим периферический край камеры (134а) обхода, обращенный к механизму (213) сброса давления, для предотвращения попадания адгезива в камеру (134а) обхода.
20. Способ по п. 18 или 19, отличающийся тем, что обеспечение изолирующего компонента (14) включает получение выступа (142) на поверхности основной части (141) с применением процесса вспучивания.
21. Устройство для изготовления батареи, содержащее:
модуль изготовления батарейного элемента для изготовления множества батарейных элементов (20), при этом по меньшей мере один батарейный элемент (20) множества батарейных элементов (20) содержит механизм (213) сброса давления, выполненный с возможностью активации при достижении внутренним давлением или температурой батарейного элемента (20) порогового значения для сброса внутреннего давления;
модуль изготовления прикрепляемого компонента для изготовления прикрепляемого компонента, предназначенного для прикрепления к батарейному элементу (20) с помощью адгезива, при этом прикрепляемый компонент содержит или представляет собой терморегулирующий компонент или опорный компонент;
модуль изготовления изолирующего компонента для изготовления изолирующего компонента (14), причем изолирующий компонент (14) имеет основную часть (141) и выступ (142), выполненный выступающим из поверхности основной части (141), и выступ (142) выполнен с возможностью предотвращения нанесения адгезива между прикрепляемым компонентом и механизмом (213) сброса давления; и
модуль сборки для монтажа и фиксации изолирующего компонента (14) относительно батарейного элемента (20) или прикрепляемого компонента и для нанесения адгезива с прикреплением батарейного элемента (20) к прикрепляемому компоненту.
| CN 209401662 U, 17.09.2019 | |||
| CN 207233830 U, 13.04.2018 | |||
| CN 111106277 A, 05.05.2020 | |||
| JP 2020087750 A, 04.06.2020 | |||
| DE 102012219379 A1, 24.04.2014 | |||
| БАТАРЕЯ | 2009 |
|
RU2462795C2 |
| Способ автоматического управления процессом пуска и останова пиролизной печи | 1989 |
|
SU1661192A1 |
