CN101800332B

CN101800332B - 电池包

Info

Publication number: CN101800332B
Application number: CN2010101170069A
Authority: CN
Inventors: 鹿野浩史
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Murata Northeast China; Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2010-02-09
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2030-02-09
Also published as: US9634304B2; JP4985671B2; JP2010182598A; CN101800332A; US20100203374A1

Abstract

本发明提供一种电池包，该电池包包括电池单元、电路板和支座。电池单元包括层叠膜覆盖的电池元件。电路板连接至电池单元。支座包括覆盖电池单元的单元支座和覆盖电路板的电路板支座。在电池包中，覆盖电路板的电路板支座布置在形成于单元支座覆盖的电池单元的平台部上方的空间中。

Description

电池包

技术领域

本发明涉及电池包(battery pack)。更具体地，本发明涉及例如结合入电子设备的电池包。

背景技术

近年来，诸如膝上型PC(个人计算机)、手机和PDA(个人数字助理)等的便携式电子设备已经普及，具有高电压、高能量密度和重量轻的优势的锂离子二次电池用作其电源。

锂离子二次电池被广泛用作通过将例如保护电路的电路添加到电池单元而形成的电池包，在电池单元中，正电极、负电极以及设置于正电极和负电极之间的隔膜(separator)和电解质被层叠膜(laminate film)覆盖。

电池包大致分为所谓的硬包型和软包型。在硬包型电池包中，电池单元和包括电路板的各部件例如容放在塑料壳中，并且例如设置端子形状的输出件。硬包型电池包例如用于膝上型PC(参见日本专利申请公开No.2003-045492)。

软包型电池包结合在电子设备中。在软包型电池包中，电池单元、保护电路等由绝缘带等固定，电池单元的一部分被暴露，并且设置连接至电子设备主体的输出件(诸如具有连接件的引线等)。

下面将描述现有技术中的软包型电池包的结构示例。图14是示出现有技术中的软包型电池包的结构示例的分解透视图。如图14所示，在电池包中，从电池单元111引出的正电极引线118a和负电极引线118b与电路板112通过接片114而彼此相连。

用于输出件的具有连接件的引线115连接至电路板112。电池单元111，正电极引线118a、负电极引线118b和电路板112通过在预定位置粘贴绝缘带116a至116d来固定。

此外，绝缘带116a至116d是双面胶带，用其将电池包固定在电子设备主体的预定位置。外部标签117粘贴在电池单元111的预定位置。在外部标签117上印刷并显示电池单元111的规格等。

发明内容

然而，图14所示的电池包有下述问题。因为当电路板112由绝缘带116a至116d固定时电路板112定位困难，所以连接至电路板112的具有连接件的引线115的引出位置变化。

此外，如图14所示的电池包不包括安装在电路板112上的安装部件的导向部件，因而安装部件被暴露。因此，在进行组装或受到外部冲击时存在安装部件和电池单元111接触以及电池单元111损坏的危险。

而且，如图14所示的电池包中，正电极引线118a和负电极引线118b只用绝缘带116a和116d来固定，因此在受到因跌落等产生的冲击时存在引线可能因冲击而变形的危险。

此外，使用绝缘带116a至116d固定时，在粘贴时容易偏离预定的粘贴位置，因而对电池单元111等固定不稳固。例如，绝缘带116a至116d的粘贴有偏离时，存在电池单元111等的固定位置偏离以及电池包的外形尺寸变化的危险。

而且，因为电池膨胀，如图14所示的电池包的外形尺寸有大的变化，因而作为双面胶带的绝缘带116a至116d将电池包固定到电子设备主体。结果，在更换电池单元111等情形下，难以将电池包拆开。

而且，在如图14所示的电池包中，绝缘带116a至116d仅粘贴到电池单元111的外表面。因而，电池包的外形尺寸容易受到电池单元111膨胀的影响。

此外，绝缘带116a至116d是手工粘贴，因而其粘贴位置会变化。而且，需要粘贴多个绝缘带116a至116d。因而产率低。

因此，需要一种电池，其能够减少用于固定电池单元的诸如绝缘带的部件的数量，能够使部件安装得稳固且外形尺寸的变化较小，并且能够以高的位置精确性布置各部件。

根据本发明的实施例提供了一种电池包，包括：电池单元，包括层叠膜覆盖的电池元件；电路板，连接至电池单元；以及支座，包括覆盖电池单元的单元支座和覆盖电路板的电路板支座。在电池包中，覆盖电路板的电路板支座布置在形成于单元支座覆盖的电池单元的平台部上方的空间中。

根据本发明的实施例，电池包包括电池单元、电路板和支座，支座包括单元支座和电路板支座，并且在电池包所具有的结构中，覆盖电路板的电路板支座布置在形成于单元支座覆盖的电池单元的平台部上方的空间中。通过这种结构，可以减少用于固定电池单元的诸如绝缘带的部件的数量，可以稳固地固定部件并且外形尺寸的变化较小，并且可以以高的位置精确性来布置部件。

根据本发明的实施例，可以减少用于固定电池单元的诸如绝缘带的部件的数量，可以稳固地固定部件并且外形尺寸的变化较小，并且可以以高的位置精确性来布置部件。

通过附图所示的本发明最优实施方式的详细描述，本发明前述和其他目的、特征和优势将明显易懂。

附图说明

图1是示出根据本发明第一实施例的电池包结构的分解透视图；

图2是示出根据本发明第一实施例的电池包的外观的透视图；

图3A和图3B是示出电池单元的结构的透视图；

图4是示出层叠膜的结构的截面图；

图5是示出根据本发明第一实施例的电池包的支座结构的透视图；

图6A和图6B是示出电路板载置部和支座盖的结构的透视图；

图7A和图7B是示出电路板载置部和支座盖装配在一起的状态的透视图和截面图；

图8A-图8C是说明根据本发明第一实施例的电池包的制造工艺的透视图；

图9A-图9C是说明根据本发明第一实施例的电池包的制造工艺的截面图；

图10A-图10C是说明根据本发明第一实施例的电池包的制造工艺的截面图；

图11是示出铰链部的结构的截面图；

图12A和图12B是说明根据本发明第一实施例的电池包的外形尺寸的截面图；

图13A和图13B是说明现有技术中的电池包的外形尺寸的截面图；以及

图14是示出现有技术中的电池包的结构的分解透视图。

具体实施方式

以下，将参照附图描述本发明的实施例。下述实施例是本发明的具体示例，对其加以了技术上所需的各种限制。然而，在以下描述中，如果没有具体的描述来限制本发明，则本发明的范围不限制于实施例。应该注意，描述将按以下次序进行：

1、第一实施例(电池包的第一示例)

2、第二实施例(电池包的第二示例)

3、其他实施例(修改示例)

1、第一实施例

(电池包的结构)

参照图1和图2，将描述根据本发明第一实施例的电池包的结构。图1是分解透视图，示出了根据本发明第一实施例的电池包的结构。图2是透视图，示出了根据本发明第一实施例的电池包的外观。

如图1所示，根据本发明第一实施例的电池包包括电池单元11、电路板12、安全保护装置13、接片14、连接至电路板12的具有连接件的引线15，以及支座16。

电池单元11和电路板12通过安全保护装置13和/或接片14彼此连接，具有连接件的引线15连接至电路板12。电池单元11、电路板12和具有连接件的引线15等连接并集成的部件被支座16覆盖而构成电池包，其外观在图2中示出。应该注意，为了方便起见，以下将通过连接并集成电池单元11、电路板12和具有连接件的引线15等而获得的部件称为单元组件(cell assy)。

如图2所示，在电池包中，单元组件被支座16覆盖。在单元组件由支座16覆盖的状态下，电池单元11的上表面和下表面部分地露出。这样的电池包是在预定位置结合入电子设备等的软包型电池包。

作为要连接至电子设备的导电构件的具有连接件的引线15在支座16的前侧延伸。具有连接件的引线15插入设置到支座16的孔31e。设置孔31e，从而以高的精确性来限定具有连接件的引线15的引出位置。

此外，在被支座16覆盖的状态下，在支座16的前侧，诸如要连接到具有连接件的引线15的电路板12和连接到电路板12的安全保护装置13的各部件被固定。电路板12容放在支座16的电路板支座中，其设置在支座16的前侧并由电路板支座覆盖，将在后面详细描述。

以下，将详细说明电池包的结构。

(电池单元)

如图3所述，电池单元11包括电池元件20，用来覆盖电池元件20的层叠膜22，以及连接至电池元件20的正电极引线25a和负电极引线25b。

如图3B所示，将电池元件20容放于设置到层叠膜22的容放部22a之后，层叠膜22的除折回边(folded-back side)外的三个边通过热熔合等密封，从而获得具有图3A所示外观的电池单元11。

应该注意，电池单元11指电池元件20容放在层叠膜22中且没有连接到电路板12的电池单元。此外，层叠膜22隔着正电极引线25a和负电极引线25b而被密封的部分(由图3A中的斜线表示)称为平台部(terrace portion)22b。

(电池元件)

例如，电池元件20具有矩形形状或者平板形状，并且在其结构中带状的正电极和带状的负电极经由聚合物电解质和隔膜层叠并沿纵向卷绕。正电极和负电极分别与正电极引线25a和负电极引线25b连接。

正电极包括在带状的阴极集电器上形成的阴极活性材料层，并且还包括在阴极活性材料层上形成的聚合物电解质层。而且，负电极包括在带状的阳极集电器上形成的阳极活性材料层，并且还包括在阳极活性材料层上形成的聚合物电解质层。正电极引线25a和负电极引线25b分别连接至阴极集电器和阳极集电器。可以使用已经提出的材料作为阴极活性材料、阳极活性材料和聚合物电解质。

在正电极中，根据目标电池的类型，可以使用金属氧化物、金属硫化物或特定的聚合物作为阴极活性材料。例如，在构成锂离子电池的情况下，可以使用主要用Li_xMO₂形成(其中M代表一种或多种过渡金属，X根据电池的充电/放电状态而变化，并通常在0.05以上到1.10以下的范围内)的锂复合氧化物等作为阴极活性材料。期望用钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)等作为构成锂复合氧化物的过渡金属M。

上述锂复合氧化物的具体示例包括LiCoO₂，LiNiO₂，LiNi_yCo_1-yO₂(其中0＜y＜1)和LiMn₂O₄。这些锂复合氧化物能产生高的电压，并且能量密度优良。此外，TiS₂、MoS₂、NbSe₂和V₂O₅等不包含锂的金属硫化物或氧化物也可以用作阴极活性材料。多种这样的阴极活性材料可以组合用于正电极。而且，如上所述，当使用阴极活性材料形成正电极时，可以添加导体和粘合剂等。

可以使用能掺杂或去掺杂(dedoping)锂的材料作负电极材料。例如，可以使用碳材料，诸如难以石墨化的碳材料和石墨材料。更具体地，碳材料的示例包括热解碳、焦炭(沥青焦炭、针状焦炭、石油焦炭)、石墨、玻璃碳、有机聚合物化合物烧结体(在适当温度烧结并碳化的苯酚树脂、呋喃树脂等)、碳纤维和活性碳。而且，能掺杂或去掺杂锂的材料的示例包括诸如聚乙炔和聚吡咯的聚合物，以及诸如SnO₂的氧化物。当负电极由这些材料形成时，可以添加粘合剂等。

聚合物电解质通过将胶状电解质添加到聚合物而形成，该胶状电解质通过将聚合物材料、电解质溶液和电解质盐混合而形成。聚合物材料和电解质溶液相适合。作为聚合物材料，可以使用硅胶、丙烯酸胶、丙烯腈胶、聚磷嗪改性聚合物、聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物、它们的复合聚合物、交联聚合物和改性聚合物、以及诸如聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物和偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物的含氟聚合物，及其混合物等。

电解质溶液的成分可以分散上述的聚合物材料，例如，碳酸乙二酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)等用作疏质子溶剂(aprotic solvent)。对于电解质盐，使用和溶剂相适合的材料，具包含阳离子和阴离子的组合。使用碱金属或碱土金属作为阳离子。使用Cl^-、Br^-、I^-、SCN^-、ClO₄ ^-、BF₄ ^-、PF₆ ^-和CF₃SO₃ ^-等作阴离子。具体地，六氟磷酸锂或四氟硼酸锂在可溶于电解质溶液的浓度用作电解质盐。

(层叠膜)

如图4所示，例如，层叠膜22具有层叠的结构，该层叠的结构具有防潮性能和绝缘性能，并且其中依次层叠接合层22c，金属层22d和表面保护层22e。应该注意，层叠膜22不限于上述结构，在“3、其他实施例”中描述。

接合层22c具有防止聚合物电解质性能变化的功能，并用作要以热和超声波熔化并熔合的部分。接合层22c的可用示例包括聚乙烯(PE)、流延聚丙烯(cast polypropylene)(CPP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙(Ny)、低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)，也可选用其中的多种。接合层22c的厚度为例如大约30μm。

对于金属层22d，使用软金属材料。除增强外部构件的强度外，金属层22d还具有防止潮气、氧和光渗透并保护其中的内容的作用。从轻便、拉伸性、成本和易加工性的角度来看，铝作为软金属最适合。具体地，期望使用基于JIS标准的诸如80210和80790的铝。

表面保护层22e具有保护表面的功能。从获得优良的外观、韧性和弹性的角度来看，使用聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂和聚酯等。具体地，使用尼龙(Ny)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)或聚萘二甲酸丁二醇酯(PBN)，也可选用其中的多种。

(电路板)

安装在电路板12上的是保护电路、用来识别电池包的ID电阻器以及用来和外部连接的连接件等，该保护电路包括充放电控制FET(场效应晶体管)以及用于监测电池单元11并对充放电控制FET进行控制的IC(集成电路)。

保护电路(包括充放电控制FET和用于控制充放电控制FET的IC)监测电池单元11的电压，在电压超过4.3V至4.4V时关掉充放电控制FET，从而阻止进一步充电。此外，当进行过量放电直到电池单元11的端子电压被减小到等于或低于放电禁止电压并降到该放电禁止电压以下时，保护电路关掉放电控制FET并阻止放电。

(安全保护装置)

安全保护装置13是当电池单元11的温度变高时用来关闭电池单元11的电流回路并防止电池单元11的热流失的部件。安全保护装置13的示例包括PTC元件、熔丝和电热调节器。PTC元件串联地连接至电池单元11，当电池单元11的温度变得比设定温度高时，电阻急剧增加，PTC元件基本上切断流向电池单元11的电流。熔丝和电热调节器也串连地连接到电池元件，并且在电池单元11的温度变得比设定温度高时，切断流向电池单元11的电流。

(支座)

支座16是用于通过覆盖单元组件来固定和保持该单元组件的外部构件。如图5所示，支座16包括用来固定并保持电池单元11的单元支座31和用来固定并保持电路板12的电路板支座32。此外，电路板支座32包括电路板载置部(circuit board placement portion)33和支座盖34，在该电路板载置部33上放置并容放电路板12，该支座盖34从上方装配至电路板载置部33。单元支座31和电路板支座32整体地成型为树脂模制品。

构成支座16的树脂材料的示例包括聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂(ABS)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)和聚苯硫醚(PPS)。其中，从阻燃性和耐冲击性的角度来看，期望使用聚碳酸酯(PC)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚树脂(ABS)。

(单元支座)

单元支座31具有由其上表面、下表面和三个侧表面限定的空间，可以容放电池单元11。单元支座31的上表面是矩形，具有和图3所示的电池单元11的容放部22a的上表面基本上相同的形状和面积，例如从该矩形切割掉较小的相似的矩形，从而形成框架形状的表面31a。

此外，单元支座31的下表面是矩形，具有和电池单元11的下表面基本上相同的形状和面积，从该矩形切割掉较小的并和电池单元11的容放部22a的上表面相似的矩形，从而形成框架形状的表面31b。

而且，单元支座31的下表面上由点线m围绕的部分是引线布置部31f，在该引线布置部31f上布置正电极引线25a和负电极引线25b。用于使上述具有连接件的引线15定位的孔31e设置在引线布置部31f和电路板支座32的底表面33a上。

在电池单元11被容放在单元支座31中的状态下，框架形状的表面31a(作为单元支座31的上表面)布置在与电池单元11的容放部22a的上表面的边缘侧相对的位置处，并覆盖电池单元11的容放部22a的上表面的边缘侧。

此外，在电池单元11被容放在单元支座31中的状态下，单元支座31的框架形状的表面31b布置在与电池单元11的下表面的周边和平台部22b的外表面相对的位置处，并覆盖电池单元11的下表面的周边和平台部22b的外表面。

而且，在电池单元11被容放在单元支座31中的状态下，单元支座31的三个侧表面布置在与电池单元11的三个侧表面相对的位置处，并覆盖电池单元11的三个侧表面。

应该注意，单元支座31各部分的尺寸选择如下。单元支座31的两个侧表面在纵向方向上的长度设定为和电池单元11的两个侧表面在纵向方向上的长度基本相同。此外，单元支座31的侧表面在短边方向上的长度设定为和电池单元11的侧表面在短边方向上的长度基本相同。

单元支座31的框架形状的表面31a和框架形状的表面31b之间的间隔设定为和电池单元11的厚度基本相同。引线布置部31f在短边方向上的宽度设定为与正电极引线25a和负电极引线25b在延伸方向上的长度基本相同。通过选择这样的尺寸，使得在电池单元11与单元支座31装配的状态下，电池单元11被单元支座31覆盖。

在单元支座31的两个侧表面的纵向方向上的预定位置处，设置有孔31c和31d，和后面描述的设置到电路板支座32的突起咬合(engage with)。孔31c和31d通过卡扣装配(snap-fit)结构固定电路板支座32的弯折状态，详见下文。应该注意，卡扣装配结构指这样的结构：一部件上设置有突起等，另一部件上设置有孔等，通过突起和孔的彼此咬合来固定并保持该部件和另一部件。

(电路板支座)

电路板支座32包括：电路板12插入其中的电路板载置部33和从上方装配至电路板载置部33的支座盖34。

(电路板载置部)

电路板载置部33是电路板12插入其中的构件。如图6A所示，电路板载置部33包括底面33a以及壁部33b和33c，壁部33b和33c从底面33a的两个端部向上突起并具有U形截面。电路板12插入由底面33a以及壁部33b和33c限定的空间，从而使电路板12的主表面与底面33a相对。

此外，在电路板载置部33的底面33a上设置有孔31e，具有连接件的引线15插入孔31e。应该注意，如上所述，孔31e设置在引线布置部31f和底面33a上。

沿电路板载置部33的短边方向设置的壁表面33d设置有分别和支座盖34的突起34f和34g咬合的孔33f和33g。此外，沿电路板载置部33的短边方向设置的壁表面33e设置有分别和支座盖34的突起34h和34i咬合的孔33h和33i。

而且，壁表面33d和壁表面33e在壁表面33d和壁表面33e的中央处设置有突起33i和33k，分别和设置到单元支座31的侧表面的孔31d和孔31c咬合。

壁部33b和33c的高度设定为比电路板12厚度方向上的长度大。此外，在支座盖34和电路板载置部33彼此装配在一起的状态下，支座盖34的外表面与壁部33b和33c的上表面构成平坦的表面。

而且，底面33a上设置有从底面33a向上突起的多个肋33l至33o。该多个肋33l至33o沿底面33a的短边方向设置。例如，设置多个肋33l至33o的间隔设定为长于电路板12的安装每个安装部件的安装部的宽度。

具体地，肋33l和肋33m之间的间隔设定为长于电路板12的安装部的宽度，肋33n和肋33o之间的间隔设定为长于电路板12的安装部的宽度。

(支座盖)

在电路板12插入电路板载置部33的状态下，支座盖34从上方装配至电路板载置部33，从而覆盖电路板12。如图6B所示，向上突起的多个肋34a至34d设置在支座盖34与电路板12相对的表面上。多个肋34a至34d沿支座盖34的短边方向设置。此外，分别与电路板载置部33的孔33f至33i咬合的突起34f至34i设置在支座盖34的两个侧表面上。

(支座盖和电路板载置部的装配状态)

图7示出电路板支座32的状态，其中电路板12容放在电路板支座32中，电路板载置部33和支座盖34彼此装配在一起。图7A是示出电路板支座32的状态的透视图，其中电路板12容放在电路板支座32中，电路板载置部33和支座盖34彼此装配在一起。图7B是沿图7A的线L剖取的截面图。

如图7A所示，在容放电路板12并且电路板载置部33和支座盖34装配在一起的状态下，壁部33b的孔33f和33g分别与支座盖34的突起34f和34g咬合。此外，在图7A未示出的位置处，壁部33c的孔33h和33i分别和支座盖34的突起34h和34i咬合。通过这样的卡扣装配结构，电路板载置部33和支座盖34的装配状态得以固定并保持。

此外，如图7B所示，在容放电路板12并且电路板载置部33和支座盖34装配在一起的状态下，支座盖34的四个肋34a至34d的顶端部抵接电路板12的基板表面。此外，在容放电路板12并且电路板载置部33和支座盖34装配在一起的状态下，设置在电路板载置部33的底面33a的四个肋341至34o的顶端部抵接电路板12的基板表面。

如上所述，通过设置使肋34a至34d与肋33l至33o的顶端部抵接电路板12的基板表面的结构，肋用作电路板12缓冲冲击的部件。

电路板12的安装安装部件的安装部51a和51b布置在与电路板载置部33相对的侧上。电路板12的安装部51a和51b布置在多个肋33l至33o中沿宽度方向相邻的肋形成的空间中。

更具体地，安装部51a设置在沿宽度方向彼此相邻的肋33l和33m形成的空间中。此外，安装部51b设置在沿宽度方向彼此相邻的肋33n和33o形成的空间中。

肋33l至肋33o沿突起方向的长度设定为大于安装部51a和51b沿突起方向并且以电路板12没有安装安装部件的表面为基准的长度。

通过该结构，在插入电路板12的状态下，安装部件被布置在这样的空间中：例如即使如箭头P1和P2所示沿垂直方向从上和下施加压力，安装部件也不会和电路板载置部33的底面33a接触。从而，在电池包的装配工艺中或产生从外部施加于基板的应力时，安装部件受到保护。

(制造电池包的方法)

下面描述制造根据第一实施例的电池包的方法。

(制造电池元件的工艺)

例如，在两个表面上都包括胶状电解质层的正电极和负电极以及隔膜首先按照负电极、隔膜、正电极和隔膜的次序层叠。然后，获得的层叠体围绕平板的芯卷绕，并沿纵向方向卷绕多次，从而制造得到卷绕型的电池元件20。

(制造电池单元的工艺)

在将电池元件20容放入为层叠膜22设置的容放部22a之后，层叠膜22折回以覆盖容放部22a的开口。此后，除了折回边之外的三个边通过热熔合等密封，从而制造得到电池单元11。

(连接引线等的工艺)

电池单元11的正电极引线25a和负电极引线25b通过接片14和/或安全保护装置13连接至电路板12。此外，具有连接件的引线15在预定位置处连接至电路板12。通过这种结构，电池单元11和包括电路板12的各部件连接并集成，从而获得电池组件。应该注意，例如，各部件通过热熔合或超声焊接而彼此连接。

(结合单元组件的工艺)

接下来，将单元组件结合入支座16。关于结合单元组件的工艺，将参照图8A至8C说明结合单元组件的工艺的简单流程，然后将参照图9和图10描述其详细流程。

首先，如图8A所示，将电池单元11容放在单元支座31中，电路板12放置在电路板支座32的电路板载置部33上。接下来，如图8B所示，处于图8A所示状态的支座盖34按箭头P的指示弯折，因而将支座盖34从电路板载置部33上方装配至电路板载置部33。

在这种情形下，如上所述，设置在支座盖34上的突起34f至34i分别和设置在电路板载置部33上的孔33f至33i咬合。通过这种卡扣装配结构，电路板载置部33和支座盖34的装配状态得以固定并保持。

应该注意，尽管将在后面描述，支座盖34在预定的位置处设置有铰链部(图8未示出)，铰链部使支座盖34的弯折平滑而精确。

接下来，如图8C所示，处于图8B所示状态的电路板支座32按箭头Q的指示弯折，从而将处于图8B所示状态的电路板支座32布置在单元支座31的前端部处的空间中。

形成于单元支座31的前端部处的空间是位于电池单元11的上述平台部22b上方的空间。更具体地，形成于单元支座31的前端部处的空间是在电池单元11结合入单元支座31的状态下，由电池单元11的平台部22b的表面、电池单元11的容放部22a的端面和电池单元11的两个侧表面形成的空间。

在这种情形下，设置在电路板载置部33上的突起33j和33k和设置在支座16上的孔31c和31d彼此咬合，通过该卡扣装配结构，使图8C所示的布置状态得以固定并保持。如上所述，单元组件结合入支座16，从而获得了根据本发明第一实施例的电池包。

(结合单元组件的工艺的详细描述)

参照图9和图10，将描述结合单元组件的工艺的细节。图9A至9C和10A至10C是截面图，用于说明结合单元组件的工艺的步骤。

应该注意，图9A的状态对应于图8A。图9C的状态对应于图8B。图10C的状态对应于图8C。图9B示出从图9A所示状态到图9C所示状态的中间状态。图10A和10B示出从图9C所示状态到图10C所示状态的中间状态。

如图9A所示，支座16在与预定的弯折位置对应的位置处设置有铰链部41a至41d。应该注意，以下铰链部41a至41d当统称时都称为铰链部41。

如图11所示，铰链部41是截面呈V形并沿支座16的宽度方向设置的沟槽，从沟槽的底部到支座16的内表面的厚度t设定为例如约0.2mm。通过铰链部41，支座16可以平滑而精确地弯折。

首先，在图9A所示的状态下，铰链部41b被弯折，以获得图9B所示的状态。然后，在图9B所示的状态中，将铰链41a弯折，以获得图9C所示的状态。图9C所示的状态对应于图8B所示的状态。

接下来，在图9C所示的状态中，将铰链41c弯折，以获得图10A所示的状态。然后，在图10A所示的状态中，将铰链41d弯折，以获得图10B所示的状态。在图10B所示的状态中，向上延伸的具有连接件的引线15向箭头R所示的方向弯折，从而获得图10C所示状态。如上所述，单元组件结合入支座16，从而获得了根据本发明第一实施例的电池包。

(关于单元的膨胀和外形尺寸的精确性)

关于根据本发明第一实施例的电池包的外形尺寸的精确性，将通过比较电池包的结构和现有技术的结构来说明。图12是根据本发明第一实施例的电池包的截面图。图13是现有技术的电池包的截面图。应该注意，图13是现有技术的电池包的截面图，该已有技术的电池包已经参照图14予以描述。

首先参照图12描述根据本发明第一实施例的电池包的厚度方向的外形尺寸。众所周知，重复电池单元11的充放电周期，电池单元11将退化并膨胀。

图12A示出电池单元11尚未退化且没有产生膨胀的状态。图12B示出电池单元11退化且已经产生膨胀的状态。应该注意，图12A和12B所示电池单元11处于充分充电的状态。

在图12A所示的电池单元11退化前获得的状态中，电池包在厚度方向上的外形尺寸A与支座16厚度方向上的尺寸一致。在电池包的外部形状上，基本上等于支座16的厚度的裕度(clearance)B存在于电池单元11的暴露表面上方。此外，在电池包的外部形状上，基本上等于支座16的厚度的裕度C存在于电池单元11的暴露表面下方。

在如图12B所示的电池单元11退化的状态中，电池单元11膨胀，但是电池单元11膨胀的厚度在裕度B和裕度C的范围之内。因而，即使在电池单元11膨胀的情形下，电池包厚度方向的尺寸A也没有改变。换句话说，即使在产生电池膨胀的情形下，根据本发明第一实施例的电池包也保持了其外形尺寸。

如上所述，即使在电池包11退化并因此膨胀的情形下，通过位于电池单元11的露出部上方和下方的裕度B和裕度C，根据本发明第一实施例的电池包将吸收电池单元11的膨胀。因而即使电池包11膨胀，也能获得不改变电池包的外形尺寸的效果。

接下来，参照图13，描述现有技术的电池包在厚度方向上的外形尺寸。图13A示出电池单元111尚未退化且没有产生膨胀的状态。图13B示出电池单元111退化且产生膨胀的状态。应该注意，图13A和13B所示的电池单元111处于充分充电状态。

在图13A所示的电池单元111退化前获得的状态中，电池包在厚度方向上的外形尺寸D与绝缘胶带116a和116b在厚度方向上的尺寸一致。在如图13B所示的电池单元111退化的状态中，电池单元111膨胀，电池单元111的暴露部的厚度超过了绝缘胶带116a和116b在厚度方向上的尺寸。因而，电池单元111的暴露部的厚度与电池包在厚度方向上的尺寸E一致。换句话说，在电池膨胀的情形下，电池包的外形尺寸没有保持在现有技术的结构中。

(电池包的效果)

在根据本发明第一实施例的电池包中，因为电路板支座32布置在电池单元11的平台部22b的上方，所以电路板12能够以高的位置精确性布置在预定位置。此外，电路板支座32通过卡扣装配结构固定到单元支座31，使得电路板12的布置可以稳固地保持。

在根据本发明第一实施例的电池包中，电路板支座32设置有用于限定具有连接件的引线15的引出位置的定位孔31e。通过该结构，能将具有连接件的引线15从预定的位置以高的位置精确性引出，使得具有连接件的引线15的引出位置可以稳固地保持。

在根据本发明第一实施例的电池包中，多个肋33l至33o与肋34a至34d设置在电路板支座32内。多个肋33l至33o与肋34a至34d用作缓冲冲击的构件，用于减轻对电路板12的压力，从而保护电路板12。

此外，安装在电路板上的安装部件被引导并容放在由电路板支座32的多个肋33l至33o与肋34a至34d限定的空间中。通过该结构，在组装电池包的工艺中，或者当从外部产生对电路板12的应力时，可以保护安装部件。

而且，在根据本发明第一实施例的电池包中，通过用单元支座31覆盖电池单元11，可以获得精确性高的外形尺寸。而且，单元支座31的上表面和下表面的中央被切割掉，电池单元11的膨胀部分不被覆盖，因而即使电池包11膨胀时也具有电池包的外形尺寸不改变的效果。而且，通过使用支座16，可以省略图14所示的现有技术的电池包中使用的绝缘胶带116a和116b。从而，可以简化制造工艺并提高产率。

2、第二实施例

以下将描述根据本发明第二实施例的电池包。根据本发明第二实施例的电池包与第一实施例的电池包的不同在于电池单元的结构，而电池包的其他结构与第一实施例的相同。

此外，除了制造电池单元的方法，根据本发明第二实施例的电池包的制造方法也和本发明第一实施例的相同。因此，下面将描述电池单元的结构和制造电池单元的方法，其他结构等的详细说明省略，因为它们和根据第一实施例的电池包的相同。

(电池单元)

电池单元包括电池元件、用来覆盖电池元件的层叠膜、以及电解质溶液，电解质溶液被注入层叠膜中，并且电池装置沉浸在电解质溶液中。例如，层叠膜具有和第一实施例相同的结构。电池元件具有矩形形状或者平板形状，并具有带状正电极和带状负电极通过隔膜层叠并沿纵向卷绕的结构。

电解质溶液由疏质子溶剂和溶解在该疏质子溶剂中的电解质盐构成。例如，碳酸乙二酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯(BC)等用作疏质子溶剂。使用和溶剂相适合的材料作为电解质盐，该材料包含阳离子和阴离子的组合。使用碱金属或碱土金属作为阳离子，使用Cl^-、Br^-、I^-、SCN^-、ClO₄ ^-、BF₄ ^-、PF₆ ^-和CF₃SO₃ ^-等作为阴离子。具体地，六氟磷酸锂或四氟硼酸锂在可溶于电解质溶液的浓度下用作电解质盐。

电池单元通过以下方式获得。首先，在将电池装置容放在层叠膜上之后，层叠膜的除一边之外的外周部分被热熔合，并且层叠膜形成为囊状。此后，从尚未热熔合的开口部注入电解质溶液，电池元件沉浸在电解质溶液中。然后，通过热熔合密封层叠膜的开口部，以获得电池单元。

(电池包的效果)

根据本发明第二实施例的电池包具有和根据第一实施例的电池包相同的效果。

3、其他实施例

本发明并不限于上述实施例，可以在不脱离本发明的要旨的情况下作各种修改和应用。例如，电池元件的结构并不限于根据第一实施例和第二实施例的电池元件的结构。例如，层叠了正电极、聚合物电解质，和/或隔膜以及负电极的层叠体可以用作电池元件。

此外，电池单元11的形状也不限于根据第一实施例和第二实施例的电池包的形状。而且，可使用具有其他结构的层叠膜来替代上述层叠膜22的结构。例如，层叠膜22可以由聚丙烯等制成的聚合物膜或者金属膜构成。

本申请包括2009年2月9日递交于日本专利局的日本优先权专利申请JP2009-026871所涉及的主题，将其全部内容通过引用结合于此。

本领域的技术人员应当理解的是，在权利要求或其等同方案的范围内，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、结合、部分结合和替换。

Claims

1.一种电池包，包括：

电池单元，包括用层叠膜覆盖的电池元件；

电路板，连接至所述电池单元；以及

支座，包括覆盖所述电池单元的单元支座和覆盖所述电路板的电路板支座，

其中覆盖所述电路板的所述电路板支座布置在形成于所述单元支座覆盖的所述电池单元的平台部上方的空间中，

其中所述单元支座的上表面具有覆盖所述电池单元的上表面的边缘部的框架形状，

其中所述单元支座的下表面具有覆盖所述电池单元的下表面的边缘部的框架形状，以及

其中在所述单元支座覆盖所述电池单元的状态下，所述电池单元的上表面和下表面部分地暴露，

其中所述电路板支座包括容放所述电路板的电路板载置部和装配至所述电路板载置部的支座盖，

其中所述电路板容放在由所述电路板载置部的底面和从所述底面的两个端部分别向上突起的两个壁部形成的空间中，以及

其中通过将所述支座盖装配至容放所述电路板的所述电路板载置部，所述支座盖覆盖位于由所述底面和所述两个壁部形成的空间上方的开口。

2.根据权利要求1所述的电池包，

其中所述电路板支座的布置通过所述电路板支座和所述单元支座的咬合来固定。

3.根据权利要求1所述的电池包，

其中所述电路板载置部的所述底面以及所述支座盖与所述电路板相对的一侧的表面设置有多个肋。

4.根据权利要求3所述的电池包，

其中所述多个肋的顶端部抵接所述电路板。

5.根据权利要求3所述的电池包，

其中设置在所述电路板载置部的所述底面上的所述多个肋的顶端部抵接所述电路板，以及

其中安装在所述电路板上的安装部件布置在由所述多个肋和所述电路板的表面形成的各空间中。

6.根据权利要求1所述的电池包，

其中所述支座盖和所述电路板载置部通过所述支座盖和所述电路板载置部的咬合来装配并固定。

7.根据权利要求1所述的电池包，

其中所述支座包括在预定的弯折位置处的多个铰链部，以及

其中在所述多个铰链部弯折的情况下，覆盖所述电路板的所述电路板支座布置在形成于所述单元支座覆盖的所述电池单元的平台部上方的空间中。

8.根据权利要求1所述的电池包，

其中所述电池单元的暴露部的厚度小于所述单元支座的厚度。