(57)【要約】  本開示は、防爆弁、蓋板アセンブリおよびバッテリーを提供する。防爆弁（６）は、マトリックス（６０）および防爆膜（６１）を含み、防爆膜（６１）は、周縁部における溶接部分（６１０）と、中央における開口部分（６１１）とを含み、防爆膜（６１）の開口部分（６１１）は、防爆用切り欠き部（６１２）を備え、可撓性緩衝構造は、防爆用切り欠き部（６１２）と、溶接部分（６１０）とマトリックス（６０）との間の溶接継ぎ目（６１３）との間にさらに配置される。
2019522334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックスおよび防爆膜を含む防爆弁であって、前記防爆膜は、周縁部における溶接部分と、中央における開口部分とを含み、
圧力除去孔は、前記マトリックスに提供され、前記溶接部分は、前記マトリックスに溶接され、それにより、前記開口部分は、前記圧力除去孔を塞ぎ、前記防爆膜の前記開口部分は、防爆用切り欠き部を備え、
さらに、可撓性緩衝構造は、前記防爆用切り欠き部と、前記溶接部分と前記マトリックスとの間の溶接継ぎ目との間に配置される、防爆弁。
【請求項２】
取り付け段は、前記マトリックスに配置され、かつ、前記取り付け段は、支持面と側面とを含み、
前記防爆膜の前記溶接部分は、前記支持面上に支持され、
前記溶接継ぎ目は、前記溶接部分と前記取り付け段の前記側面との間に形成される、
請求項１に記載の防爆弁。
【請求項３】
前記可撓性緩衝構造は、環状である、
請求項２に記載の防爆弁。
【請求項４】
前記可撓性緩衝構造は、１つ以上の波頂および／または波底を含む、
請求項３に記載の防爆弁。
【請求項５】
前記可撓性緩衝構造は、１つの波頂および１つの波底を含む、
請求項４に記載の防爆弁。
【請求項６】
前記防爆膜の前記溶接部分の厚さは、０．２〜０．８ｍｍであり、および前記防爆膜の前記開口部分の厚さは、０．０５〜０．１５ｍｍである、
請求項４に記載の防爆弁。
【請求項７】
前記波頂および／または前記波底と前記開口部分の表面との間の高低差は、前記開口部分の前記厚さの１〜８倍である、
請求項６に記載の防爆弁。
【請求項８】
さらに、ガス袋は、前記防爆膜の上面上に取り付けられる、
請求項１に記載の防爆弁。
【請求項９】
前記ガス袋の周縁部は、シーラント層で被覆され、前記シーラント層は、上部シーラント層と下部シーラント層とを含み、前記ガス袋の前記周縁部は、前記下部シーラント層によって前記マトリックスに接着され、かつ、プレス用シートによって前記上部シーラント層上にプレスされる、
請求項８に記載の防爆弁。
【請求項１０】
前記ガス袋のガス貯蔵能力は、バッテリー内の残りの拡張可能体積の０．１〜１００倍である、
請求項８に記載の防爆弁。
【請求項１１】
前記ガス袋の前記ガス貯蔵能力は、前記バッテリー内の前記残りの拡張可能体積の１〜５０倍である、
請求項１０に記載の防爆弁。
【請求項１２】
前記ガス袋の前記ガス貯蔵能力は、前記バッテリー内の前記残りの拡張可能体積の２〜１０倍である、
請求項１１に記載の防爆弁。
【請求項１３】
さらに、弁蓋を含み、前記弁蓋は、前記防爆膜を覆い、
難燃性構造は、前記防爆膜と前記弁蓋との間に配置される、
請求項１に記載の防爆弁。
【請求項１４】
前記防爆膜は、前記圧力除去孔の内側端部に位置し、前記弁蓋は、前記圧力除去孔の外側端部を覆い、
前記難燃性構造は、前記圧力除去孔内に位置する、
請求項１３に記載の防爆弁。
【請求項１５】
前記難燃性構造は、難燃剤を含むマイクロカプセルである、
請求項１３に記載の防爆弁。
【請求項１６】
蓋板本体を含む蓋板アセンブリであって、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の防爆弁は、前記蓋板本体上に配置される、蓋板アセンブリ。
【請求項１７】
シェル、電極芯および蓋板アセンブリを含むバッテリーであって、前記蓋板アセンブリと前記シェルとは、密閉空間を形成し、かつ、前記電極芯は、前記密閉空間に取り付けられ、前記蓋板アセンブリは、請求項１６に記載の蓋板アセンブリである、バッテリー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バッテリーの分野、詳細には、バッテリー蓋板アセンブリに取り付けられた防爆弁、防爆弁を含む蓋板アセンブリおよびバッテリーに関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術が徐々に発展するにつれて、バッテリーは、車両、エネルギー貯蔵装置、エレクトロニクス製品および他の装置に広く適用され、さらに、人々は、バッテリーの安全性に一層注意を払うようになっている。バッテリーに欠陥があり、かつ大量の可燃性ガスがバッテリー内に発生するとき、バッテリーの内部ガス圧が著しく高まるため、対策が適時に取られない場合、バッテリーの爆発が起こり得る。
【０００３】
そのため、バッテリーの爆発の発生を防止するために、一般的に、防爆弁（または安全弁と称される）がバッテリー蓋板に取り付けられる。図１に示すように、既存の防爆弁６は、マトリックス６０および防爆膜６１を含み、防爆膜６１は、周縁部における溶接部分６１０と、周縁部の中央における開口部分６１１とを含み、圧力除去孔６２は、マトリックス６０に提供され、溶接部分６１０は、マトリックス６０に溶接され、それにより、開口部分６１１は、圧力除去孔６２を塞ぎ、防爆膜６の開口部分６１１は、防爆用切り欠き部６１２を備え、溶接部分６１０がマトリックス６０と溶接されると、溶接継ぎ目６１３は、溶接点に形成され、および溶接継ぎ目６１３は、溶接のために溶接用フラックスが充填される。このようにして、バッテリーの内部ガス圧が防爆弁６の開口圧力を上回ると、防爆弁６が開放されてバッテリー内のガスが放出され、バッテリーの爆発を防止する。
【０００４】
しかしながら、既存の防爆弁６の生産プロセスでは、レーザ溶接中、溶接継ぎ目６１３の２つの側面が溶接継ぎ目６１３まで収縮するため、防爆用切り欠き部６１２は、簡単に亀裂が入るかまたは破壊されて防爆弁６の破損の原因となる。さらに、防爆弁６の使用プロセスでは、バッテリーの内側面と外側面との間の圧力差の変化によって防爆弁６に対する衝撃が生じ、防爆弁６の疲労破損が簡単に引き起こされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
防爆弁の生産プロセスにおいて、レーザ溶接中、溶接継ぎ目の２つの側面が溶接継ぎ目まで収縮し、防爆用切り欠き部が、簡単に亀裂が入るかまたは破壊されるために防爆弁が破損するという従来技術における問題を克服するために、本開示は、防爆弁、蓋板アセンブリおよびバッテリーを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、マトリックスおよび防爆膜を含む防爆弁であって、防爆膜は、周縁部における溶接部分と、中央における開口部分とを含み、圧力除去孔は、マトリックスに提供され、溶接部分は、マトリックスに溶接され、それにより、開口部分は、圧力除去孔を塞ぎ、防爆膜の開口部分は、防爆用切り欠き部を備え、可撓性緩衝構造は、防爆用切り欠き部と、溶接部分とマトリックスとの間の溶接継ぎ目との間にさらに形成される、防爆弁を提供する。
【０００７】
可撓性緩衝構造は、本開示において提供される防爆弁の防爆膜に追加されるため、レーザ溶接中の溶接継ぎ目の２つの側面の収縮に起因する防爆用切り欠き部での亀裂または破壊が効果的に回避されて、生産プロセスにおける防爆弁の完成品比を保証し得る。さらに、上記の可撓性緩衝構造を使用することにより、防爆弁の始動圧力の均一性および信頼性が著しく改善され得、防爆弁の疲労抵抗もかなり改善され得る。
【０００８】
さらに、取り付け段は、マトリックスに配置され、取り付け段は、支持面と側面とを含み、防爆膜の溶接部分は、支持面上に支持され、溶接継ぎ目は、溶接部分と取り付け段の側面との間に形成される。
【０００９】
さらに、可撓性緩衝構造は、環状である。
【００１０】
さらに、可撓性緩衝構造は、１つ以上の波頂および／または波底を含む。
【００１１】
さらに、可撓性緩衝構造は、１つの波頂および１つの波底を含む。
【００１２】
さらに、防爆膜の溶接部分の厚さは、０．２〜０．８ｍｍであり、防爆膜の開口部分の厚さは、０．０５〜０．１５ｍｍである。
【００１３】
さらに、波頂および／または波底と開口部分の表面との間の高低差は、開口部分の厚さの１〜８倍である。
【００１４】
さらに、ガス袋は、防爆膜の上面上にさらに取り付けられる。ガス袋は、バッテリー内の高温可燃性ガスを空気中の酸素ガスから隔離することにより、バッテリーが圧力放出後に点火しないことを保証し得、二次的な危険を回避する。
【００１５】
さらに、ガス袋の周縁部は、シーラント層で被覆され、シーラント層は、上部シーラント層と下部シーラント層とを含み、ガス袋の周縁部は、下部シーラント層によってマトリックスに接着され、かつプレス用シートによって上部シーラント層上にプレスされる。
【００１６】
さらに、ガス袋のガス貯蔵能力は、バッテリー内の残りの拡張可能体積の０．１〜１００倍である。
【００１７】
さらに、ガス袋のガス貯蔵能力は、バッテリー内の残りの拡張可能体積の１〜５０倍である。
【００１８】
さらに、ガス袋のガス貯蔵能力は、バッテリー内の残りの拡張可能体積の２〜１０倍である。
【００１９】
さらに、防爆弁は、弁蓋をさらに含み、弁蓋は、防爆膜を覆い、難燃性構造は、防爆膜と弁蓋との間に配置される。
【００２０】
さらに、防爆膜は、圧力除去孔の内側端部に位置し、弁蓋は、圧力除去孔の外側端部を覆い、難燃性構造は、圧力除去孔内に位置する。
【００２１】
さらに、難燃性構造は、難燃剤を含むマイクロカプセルである。
【００２２】
可撓性緩衝構造は、本開示において提供される防爆弁の防爆膜に追加されるため、レーザ溶接中の溶接継ぎ目の２つの側面の収縮に起因する防爆用切り欠き部での亀裂または破壊が効果的に回避されて、生産プロセスにおける防爆弁の完成品比を保証し得る。さらに、上記の可撓性緩衝構造を使用することにより、防爆弁の始動圧力の均一性および信頼性が著しく改善され得、防爆弁の疲労抵抗もかなり改善され得る。
【００２３】
本開示の第２の態様は、蓋板本体を含む蓋板アセンブリであって、防爆弁は、蓋板本体上に配置される、蓋板アセンブリを提供する。
【００２４】
改良型の防爆弁は、本開示において提供される蓋板アセンブリの蓋板本体に取り付けられ、可撓性緩衝構造は、防爆弁の防爆膜に追加されるため、レーザ溶接中の溶接継ぎ目の２つの側面の収縮に起因する防爆用切り欠き部での亀裂または破壊が効果的に回避されて、生産プロセスにおける防爆弁の完成品比を保証し得る。さらに、上記の可撓性緩衝構造を使用することにより、防爆弁の始動圧力の均一性および信頼性が著しく改善され得、防爆弁の疲労抵抗もかなり改善され得る。
【００２５】
本開示の第３の態様は、シェル、電極芯および蓋板アセンブリを含むバッテリーであって、蓋板アセンブリとシェルとは、密閉空間を形成し、かつ電極芯は、密閉空間に取り付けられる、バッテリーにさらに関する。
【００２６】
改良型の防爆弁は、本開示において提供されるバッテリーの蓋板アセンブリの蓋板本体に取り付けられ、可撓性緩衝構造は、防爆弁の防爆膜に追加されるため、レーザ溶接中の溶接継ぎ目の２つの側面の収縮に起因する防爆用切り欠き部での亀裂または破壊が効果的に回避されて、生産プロセスにおける防爆弁の完成品比を保証し得る。さらに、上記の可撓性緩衝構造を使用することにより、防爆弁の始動圧力の均一性および信頼性が著しく改善され得、防爆弁の疲労抵抗もかなり改善され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来技術による防爆弁の概略断面図である。
【図２】本開示の具体的な実装形態によるバッテリーの概略三次元図である。
【図３】本開示の具体的な実装形態によるマトリックスの概略断面図である。
【図４】本開示の具体的な実装形態による防爆弁の概略断面図である。
【図５】本開示の別の具体的な実装形態による防爆弁の概略断面図である。
【図６】図５において提供される防爆弁の使用状態の概略図である。
【図７】本開示の具体的な実装形態によるバッテリーの概略三次元図である。
【図８】本開示の具体的な実装形態による防爆弁の概略断面図である。
【図９】本開示の具体的な実装形態による防爆弁の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
１：蓋板本体、２：シェル、３：第１の電極集合体、４：第２の電極集合体、５：注液孔カバー、６：防爆弁、６０：マトリックス、６１：防爆膜、６２：圧力除去孔、６３：ガス袋、６３１：弁蓋、６４：シーラント層、６６：難燃性構造、６５：プレス用シート、６０１：取り付け段、６１０：溶接部分、６１１：開口部分、６１２：防爆用切り欠き部、６１３：溶接継ぎ目、６１４：波頂、６１５：波底、６３０：ガス貯蔵空間、６０１１：支持面、６０１２：側面、６４１：下部シーラント層、６４２：上部シーラント層。
【００２９】
本開示によって解決する技術的問題、技術的解決法および有益な効果をより分かりやすくするために、下記では、添付図面および実施形態を参照して本開示をさらに詳細に説明する。本明細書で説明する具体的な実施形態は、本開示を限定するのではなく、本開示を説明するために使用されるにすぎないことが理解されるべきである。
【００３０】
本開示において提供されるバッテリー、蓋板アセンブリおよび防爆弁６は、本開示において具体的に説明される。
【００３１】
図２および図７に示すように、実施形態は、バッテリーを開示する。バッテリーは、シェル２、電極芯および蓋板アセンブリを含む。蓋板アセンブリとシェル２とは、密閉空間を形成し、かつ電極芯は、密閉空間内に取り付けられる。この実施形態におけるバッテリーは、リチウムイオンバッテリーであり得、または別のタイプのニッケルバッテリー、鉛蓄電池などであり得る。電極芯は、正極シート、隔膜および負極シートを巻き付けるかまたは重ねることによって形成され、これは、一般に知られている。蓋板アセンブリは、蓋板本体１を含み、防爆弁６は、蓋板本体１に取り付けられる。一般的に、極性の異なる第１の電極集合体３と第２の電極集合体４とは、絶縁方式で蓋板アセンブリにさらに取り付けられる。一般的に、第１の電極集合体３は、第１の電極、第１の絶縁部などを含み、第１の電極と蓋板本体１とは、第１の絶縁部によって絶縁される。一般的に、第２の電極集合体４は、第２の電極、第２の絶縁部などを含み、第２の電極と蓋板本体１とは、第２の絶縁部によって絶縁される。第１の電極が正極であるとき、第２の電極は、負極である。他の場合、第１の電極が負極であるとき、第２の電極は、正極である。正極は、電極芯の正極シートに電気的に接続され、負極は、電極芯の負極シートに電気的に接続される。一般的に、注液孔が蓋板本体１にさらに提供され、注液孔が注液孔カバー５で覆われる。
【００３２】
本開示は、バッテリーの蓋板アセンブリにおける防爆弁６以外の構造を改良しないため、防爆弁６の構造のみを下記で具体的に説明する。
【００３３】
図３、図４、図８および図９に示すように、この実施形態において提供される防爆弁６は、マトリックス６０および防爆膜６１を含み、防爆膜６１は、周縁部における溶接部分６１０と、中央における開口部分６１１とを含み、圧力除去孔６２は、マトリックス６０に提供され、溶接部分６１０は、マトリックス６０に溶接され、それにより、開口部分６１１は、圧力除去孔６２を塞ぎ、防爆膜６１の開口部分６１１は、防爆用切り欠き部６１２を備える。
【００３４】
防爆膜６１は、溶接方式でマトリックス６０に取り付けられるため、防爆膜６１に密に張力がかけられると、防爆膜６１は、溶接プロセスにおいて簡単に損傷される。そのため、可撓性緩衝構造は、防爆用切り欠き部６１２と、溶接部分６１０とマトリックス６０との間の溶接継ぎ目６１３との間にさらに配置される（図１、図４、図８および図９に示すように）。可撓性緩衝構造は、溶接によって生じる防爆膜６１での亀裂または破壊の条件を効果的に和らげ得る。
【００３５】
防爆膜６１の溶接部分６１０は、マトリックス６０との溶接のために使用され、開口部分６１１は、主に防爆機能を達成するために使用され、開口部分６１１の厚さは、一般的に溶接部分６１０よりも薄く、すなわち、防爆膜６１の中央部分は、プレスして薄くされて開口部分６１１を形成する。
【００３６】
具体的には、図３、図８および図９に示すように、段６０１は、マトリックス６０に配置され、かつ取り付け段６０１は、支持面６０１１および側面６０１２を含み、防爆膜６１の溶接部分６１０は、支持面６０１１上に支持され、溶接継ぎ目６１３は、溶接部分６１０と取り付け段６０１の側面６０１２との間に形成され、溶接部分６１０は、溶接継ぎ目６１３によって取り付け段６０１に溶接される。溶接は、レーザ溶接またはブレイズ溶接であり得る。マトリックス６０は、防爆膜６１を取り付けるための取り付けキャリアとして使用され、さらに、マトリックス６０は、蓋板本体１との溶接のために使用されるか（またはマトリックス６０は、シェル２に取り付けられ得、この実施形態では、マトリックス６０は、蓋板本体１に選択的に取り付けられる）、またはマトリックス６０はまた、蓋板本体１と一体的に打ち抜き成形されて蓋板本体１の一部の機能を果たし得る。すなわち、マトリックス６０は、蓋板本体１もしくはシェル２とは無関係な構造であり得、または蓋板本体１もしくはシェル２と一体的に形成され得、換言すると、防爆弁６のマトリックス６０は、蓋板本体１またはシェル２の一部として形成され得る。
【００３７】
可撓性緩衝構造は、ある程度の緩衝変形を有する構造を指し、防爆膜６１に一体的に形成される。防爆膜６１が取り付けプロセスにおいて溶接されると、溶接継ぎ目６１３の２つの端部は、依然として溶接継ぎ目６１３まで収縮するが、防爆膜６１は、可撓性緩衝構造が存在するため、可撓性緩衝構造における溶接継ぎ目６１３まで延在し得る。そのため、溶接プロセスにおいて、防爆膜６１は、亀裂が入ったりまたは破壊されたりすることができない。さらに、使用プロセスでは、バッテリーの内側面と外側面との間の圧力差の変化によって防爆弁６に対する衝撃が生成される場合でも、可撓性緩衝構造が存在するため、ある範囲の防爆膜６１の開口圧力において、バッテリーの内側面と外側面との圧力差の変化に起因する防爆弁６に対する衝撃が効果的に和らげられて、防爆弁６の破損を防止し得る。
【００３８】
防爆膜６１の材料は、当業者によく知られているアルミニウム箔または当業者によく知られている別の材料であり得る。
【００３９】
この実施形態は、可撓性緩衝構造の配置位置を特に限定しない。好ましい方法では、図４に示すように、可撓性緩衝構造は、防爆用切り欠き部６１２と溶接継ぎ目６１３との間に配置される。
【００４０】
具体的には、可撓性緩衝構造は、環状である。可撓性緩衝構造の形状およびサイズは、溶接プロセスにおいて、防爆膜６１が損傷され得ず、かつ防爆膜６１の設計開口圧力が影響を受け得ないことを形状およびサイズが保証し得る限り特に限定されない。例えば、可撓性緩衝構造は、１つ以上の波頂６１４および／または波底６１５を含む。この実施形態では、可撓性緩衝構造は、１つの波頂６１４および１つの波底６１５を含む。防爆膜６１の溶接部分６１０の厚さは、０．２〜０．８ｍｍであり、防爆膜６１の開口部分６１１の厚さは、０．０５〜０．１５ｍｍである。
【００４１】
さらに、波頂６１４および／または波底６１５の高さおよび幅は、特に限定されない。研究および開発プロセスにおいて、本出願人は、１つの波頂６１４および１つの波底６１５を含む可撓性緩衝構造を例として使用して、波頂６１４および波底６１５と開口部分６１１の表面との間の高低差が開口部分６１１の厚さの１〜８倍であることがより合理的であることを見出している。さらに好ましくは、波頂６１４および波底６１５と開口部分６１１の表面との間の高低差は、開口部分６１１の厚さの１〜５倍である。本明細書では、高低差は、波頂６１４の最高点と開口部分６１１の上面との間の距離および波底６１５の最下点と開口部分６１１の下面との間の距離を指す。
【００４２】
本開示において提供される、防爆弁６、防爆弁６と一緒に取り付けられる蓋板アセンブリおよび蓋板アセンブリを含むバッテリーによれば、可撓性緩衝構造が改良型の防爆弁６の防爆膜６１に追加されるため、レーザ溶接中の溶接継ぎ目６１３の２つの側面の収縮に起因する防爆用切り欠き部６１２での亀裂または破壊が効果的に回避されて、生産プロセスにおける防爆弁６の完成品比を保証し得る。さらに、上記の可撓性緩衝構造を使用することにより、防爆弁６の始動圧力の均一性および信頼性が著しく改善され得、防爆弁６の疲労抵抗もかなり改善され得る。
【００４３】
しかしながら、バッテリーのバッテリー研究、開発および生産プロセスでは、本開示の本発明者らは、従来技術において、圧力制御防爆弁を含むバッテリー、特に三元系正極物質のリチウムイオンバッテリーでは、バッテリーの内部温度がバッテリーの正極物質の熱暴走温度に達すると、バッテリーが制御不能となるが、バッテリーの内圧が依然として小さいため、圧力制御防爆弁を始動できず、そのため、温度上昇の３〜５秒後に温度が瞬間的に上昇し、内圧が瞬間的に上昇し、この時点では、圧力制御防爆膜の１つ以上の層を含む圧力制御防爆弁が配置されているが、バッテリー内に発生した大量の可燃性ガスが圧力制御防爆弁から瞬間的に噴出されるため、バッテリーの燃焼または爆発の危険が依然として存在することを見出している。
【００４４】
そのため、さらに改良された方式では、図５に示すように、本開示のいくつかの実施形態では、ガス袋６３は、防爆膜６１の上面上にさらに取り付けられる。ガス袋６３は、バッテリー内に発生した高温可燃性ガスを貯蔵するために使用されるため、ガス袋６３は、高温抵抗を有し、かつまたある程度の弾性を有する必要がある。内部ガスが圧力除去孔６２から噴出されると、ガス袋６３は、迅速に開いて広がり、高温可燃性ガスを含み得る。ガス袋６３は、図面に示す標準状態では圧縮形状を有し、バッテリーが異常であり、かつバッテリーの圧力が放出されると、ガス袋６３は、図６に示す状態まで開いて広がる。ガス袋６３は、バッテリー内の高温可燃性ガスを空気中の酸素ガスから隔離することにより、圧力放出後にバッテリーが点火しないことを保証して二次的な危険を回避する。
【００４５】
ガス袋６３の取り付け方式は、その取り付け方式が、ガス袋６３がマトリックス６０に固定され得、かつガスを漏出することができないことを保証し得る限り特に限定されない。例えば、この実施形態では、ガス袋６３は、以下の方式で取り付けられる：ガス袋６３の周縁部は、シーラント層６４によって被覆され、シーラント層６４は、上部シーラント層６４２と下部シーラント層６４１とを含み、ガス袋６３の周縁部は、下部シーラント層６４１によってマトリックス６０に接着され、かつプレス用シート６５によって上部シーラント層６４２上にプレスされる。プレス用シート６５は、ガス袋６３の接合部分をプレスするために使用されて接合強度を強化する。
【００４６】
ガス袋６３の材料は、ラテックス、天然ゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、フッ素ゴム、アルミニウム箔、ＰＡまたはＰＥの１種である。
【００４７】
ガス袋６３のガス貯蔵能力は、バッテリー内のガス発生量およびバッテリー内の残りの拡張可能体積によって決定され得る。設計プロセスでは、ガス袋６３のガス貯蔵能力は、試験によって獲得され得、特に限定されない。一例では、ガス袋６３のガス貯蔵能力は、バッテリー内の残りの拡張可能体積の０．１〜１００倍である。残りの拡張可能体積は、バッテリー内の、電極芯、電解質などを含むバッテリー内部構造の空間以外の残っている空間を指す。好ましい方法では、ガス袋６３のガス貯蔵能力は、バッテリー内の残りの拡張可能体積の１〜５０倍である。さらに、ガス袋６３のガス貯蔵能力は、バッテリー内の残りの拡張可能体積の２〜１０倍である。
【００４８】
本開示におけるガス袋６３を含む防爆弁６を有するバッテリーの防爆原理は、以下の通りである：図６に示すように、バッテリーが異常であるとき、改良型の防爆弁６は、設定開口圧力下で防爆用切り欠き部６１２から開放され得るため、バッテリーの圧力が放出されてバッテリーの爆発を防止する。さらに、ガス袋６３が開かれて広がってガス貯蔵空間６３０を形成し、ガス貯蔵空間６３０は、内部高温可燃性ガスを貯蔵し、かつそれを空気中の酸素ガスから隔離することにより、バッテリーが圧力放出後に点火しないことを保証して二次的な危険を回避する。
【００４９】
好ましい方法では、図７に示すように、防爆弁６は、弁蓋６３１をさらに含み、弁蓋は、防爆弁６が外力によって損傷されることを防止するために使用されるマトリックス６０にさらに取り付けられる。
【００５０】
さらに、図８に示すように、本開示のいくつかの他の実施形態では、難燃性構造６６は、防爆膜６１と弁蓋６３１との間にさらに配置される。難燃性構造６６は、防爆弁６が開放して圧力が放出されるときに外部酸素ガスが流入することを防止し、それによりバッテリー内での燃焼または爆発の発生を効果的に防止する。
【００５１】
難燃性構造６６の特定の構造および材料は、その構造および材料が、バッテリー内の可燃性ガスが適時に難燃性構造６６から漏出し、かつ難燃性構造６６が酸素欠乏状態を形成して外部酸素ガスの流入を防止し得ることを保証し得る限り、特に限定されない。例えば、難燃性構造６６の内側部分は、間隙（または孔）などを有し、それにより、内圧が大きい条件下では、バッテリー内の可燃性ガスが適時に間隙を通って漏出し得、酸素ガスが間隙を通ってバッテリーに流入することは困難である。
【００５２】
難燃性構造６６は、難燃剤を含む。難燃剤は、固体粉末の形態であり得、難燃性構造６６は、固体粉末の形態の難燃剤を圧縮して突き固めることによって形成される。あるいは、難燃性構造は、難燃剤を含むマイクロカプセルである。難燃剤は、有機難燃剤として、無機難燃剤として、または無機難燃剤を有機難燃剤と混合することによって形成された混合難燃剤として構成され得る。有機難燃剤は、ハロゲンベースの難燃剤、リンベースの難燃剤、窒素ベースの難燃剤およびリン−ハロゲンベースの難燃剤の１種以上を含む。無機難燃剤は、酸化アンチモン、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムおよびシリコンベースの酸化物の１種以上を含む。混合難燃剤は、有機難燃剤を無機難燃剤と混合することによって形成される。例えば、この実施形態は、改良型の混合難燃剤を提供し、混合難燃剤は、赤リン、水酸化アルミニウムおよび膨張黒鉛を含む。
【００５３】
弁蓋６３１は、防爆弁６が外力によって損傷されることを防止するために使用されるマトリックス６０に取り付けられる。一般的に、弁蓋６３１は、防爆弁を開放することによって放出されたガスを除去するための通気孔を有する。具体的には、防爆膜６１は、圧力除去孔６２の内側端部に位置し、弁蓋６３１は、圧力除去孔６２の外側端部を覆い、難燃性構造６６は、圧力除去孔６２内に位置する。
【００５４】
難燃性構造を備える防爆弁６を有するバッテリーの防爆原理は、以下の通りである：圧力がバッテリー内の異常に起因して上昇し、かつ内部ガス圧が防爆膜６１の開口圧力まで上昇すると、防爆膜６１が防爆用切り欠き部６１２から開放され、この時点では、難燃性構造６６の存在により、防爆弁が局部的な酸素欠乏状態にあるため、バッテリーから噴出される高温可燃性物は、局部的な酸素欠乏条件下で点火することが困難であり、そのため、防爆弁は、バッテリーが異常であるときに適時に圧力を放出でき、難燃機能はまた、防爆弁６において達成されて外部酸素ガスをバッテリーに流入しないように隔離し、それによりバッテリーの燃焼および爆発の事故の発生を効果的に防止し得る。
【００５５】
上記の説明は、本開示の好ましい実施形態にすぎず、本開示の限定を意図するものではない。本開示の趣旨および原理内でなされる任意の修正形態、均等な置換形態または改良形態は、本開示の保護範囲内にある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月12日(2019.3.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックスおよび防爆膜を含む防爆弁であって、前記防爆膜は、周縁部における溶接部分と、中央における開口部分とを含み、
圧力除去孔は、前記マトリックスに提供され、前記溶接部分は、前記マトリックスに溶接され、それにより、前記開口部分は、前記圧力除去孔を塞ぎ、前記防爆膜の前記開口部分は、防爆用切り欠き部を備え、
さらに、可撓性緩衝構造は、前記防爆用切り欠き部と、前記溶接部分と前記マトリックスとの間の溶接継ぎ目との間に配置される、防爆弁。
【請求項２】
取り付け段は、前記マトリックスに配置され、かつ、前記取り付け段は、支持面と側面とを含み、
前記防爆膜の前記溶接部分は、前記支持面上に支持され、
前記溶接継ぎ目は、前記溶接部分と前記取り付け段の前記側面との間に形成される、
請求項１に記載の防爆弁。
【請求項３】
前記可撓性緩衝構造は、環状である、
請求項１または２に記載の防爆弁。
【請求項４】
前記可撓性緩衝構造は、１つ以上の波頂および／または波底を含む、
請求項３に記載の防爆弁。
【請求項５】
前記可撓性緩衝構造は、１つの波頂および１つの波底を含む、
請求項４に記載の防爆弁。
【請求項６】
前記防爆膜の前記溶接部分の厚さは、０．２〜０．８ｍｍであり、および前記防爆膜の前記開口部分の厚さは、０．０５〜０．１５ｍｍである、
請求項４に記載の防爆弁。
【請求項７】
前記波頂および／または前記波底と前記開口部分の表面との間の高低差は、前記開口部分の前記厚さの１〜８倍である、
請求項６に記載の防爆弁。
【請求項８】
さらに、ガス袋は、前記防爆膜の上面上に取り付けられる、
請求項１に記載の防爆弁。
【請求項９】
前記ガス袋の周縁部は、シーラント層で被覆され、前記シーラント層は、上部シーラント層と下部シーラント層とを含み、前記ガス袋の前記周縁部は、前記下部シーラント層によって前記マトリックスに接着され、かつ、プレス用シートによって前記上部シーラント層上にプレスされる、
請求項８に記載の防爆弁。
【請求項１０】
前記ガス袋のガス貯蔵能力は、バッテリー内の残りの拡張可能体積の０．１〜１００倍である、
請求項８に記載の防爆弁。
【請求項１１】
前記ガス袋の前記ガス貯蔵能力は、前記バッテリー内の前記残りの拡張可能体積の１〜５０倍である、
請求項１０に記載の防爆弁。
【請求項１２】
前記ガス袋の前記ガス貯蔵能力は、前記バッテリー内の前記残りの拡張可能体積の２〜１０倍である、
請求項１１に記載の防爆弁。
【請求項１３】
さらに、弁蓋を含み、前記弁蓋は、前記防爆膜を覆い、
難燃性構造は、前記防爆膜と前記弁蓋との間に配置される、
請求項１に記載の防爆弁。
【請求項１４】
前記防爆膜は、前記圧力除去孔の内側端部に位置し、前記弁蓋は、前記圧力除去孔の外側端部を覆い、
前記難燃性構造は、前記圧力除去孔内に位置する、
請求項１３に記載の防爆弁。
【請求項１５】
前記難燃性構造は、難燃剤を含むマイクロカプセルである、
請求項１３に記載の防爆弁。
【請求項１６】
蓋板本体を含む蓋板アセンブリであって、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の防爆弁は、前記蓋板本体上に配置される、蓋板アセンブリ。 
【請求項１７】
シェル、電極芯および蓋板アセンブリを含むバッテリーであって、前記蓋板アセンブリと前記シェルとは、密閉空間を形成し、かつ、前記電極芯は、前記密閉空間に取り付けられ、前記蓋板アセンブリは、請求項１６に記載の蓋板アセンブリである、バッテリー。
【国際調査報告】
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