CN105027320A - 电池组 - Google Patents
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Abstract
提供的是能够改善体积效率同时减小整个电池的厚度的电池组。电池组通过层压多个薄膜封装电池（10）来配置，每一个薄膜封装电池（10）包括：发电元件（11）、以及在其中形成内部空间（13）以用于收容发电元件（11）与电解质的薄膜封装部件（12）。发电元件（11）包括定位在层压方向上的两侧上的主表面（11a）、以及与主表面（11a）相邻的侧表面（11b）。薄膜封装部件（12）包括：设有用于覆盖主表面（11a）的主表面覆盖部（14a）和用于覆盖侧表面（11b）的侧表面覆盖部（14b）并且主表面覆盖部（14a）和侧表面覆盖部（14b）形成内部空间（13）的收容部分（14）、以及从侧表面覆盖部（14b）突出而密封内部空间（13）的密封部分（15）。在一个薄膜封装部件中，密封部分15粘接于在层压方向上与该一个薄膜封装部件相邻的另外的薄膜封装部件的侧表面覆盖部（14b）。
Description
技术领域
本发明涉及通过层压多个薄膜封装电池来配置的电池组，每一个薄膜封装电池包括与电解质一起收容在薄膜封装部件中的发电元件。
背景技术
在近年，由锂离子电池代表的二次电池不仅被附接到诸如移动电话或数字摄像机之类的便携式设备，而且附接到电动车、电动汽车或机动车。随着二次电池的应用的多样化，电池重量减少和增加的设计自由度变为当前的要求。使用轻且灵活的薄膜封装部件的薄膜封装电池已经作为能够满足这些要求的二次电池而出现。另外，对于要求大量功率的应用而言，存在通过层压多个薄膜封装电池来配置的电池组。
薄膜封装电池通常包括设有正电极和负电极的发电元件、以及覆盖发电元件的薄膜封装部件。薄膜封装部件优选地用来防止注入在其中的电解质泄露或防止湿气进入到电池中。因此，在薄膜封装部件的外围部分上，提供了其中树脂表面热粘接于彼此的密封部分。密封部分是不用作电池的部分。因此，当密封部分在用于电池的安装空间中占据的空间很大时，体积效率（能量效率每单位体积）退化。因此，在专利文献1中公开了用于解决这样的问题的技术。
图1是图示了在专利文献1中公开的片型电池的透视图。在图1中图示的片型电池中，单位电池（unit cell）100被收容在两个热粘接密封薄膜150中。单位电池100包括设有正电极层160和集流体170的正电极、设有负电极层120和集流体130的负电极、以及形成在正电极和负电极之间的固体电解质层180。正电极端子90被安装到正电极。负电极端子110被安装到负电极。
热粘接部分140被提供在热粘接密封薄膜150的外围部分上。热粘接部分140沿着单位电池100的形状折叠，以与热粘接密封薄膜150的上表面粘接。因此，片型电池的外形尺寸减小，并且体积效率可以改善。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP H11-67167A。
发明内容
发明要解决的问题
在上述的片型电池中，热粘接部分140（密封部分）与热粘接密封薄膜150的上表面粘接。因此，当该片型电池被用于电池组时，热粘接部分140的厚度添加到电池组的厚度。因而，由于层压的片型电池的数量更多而电池组的厚度大得多，因此使电池增大。
因此，本发明的目的是提供能够改善体积效率同时减小整个电池的厚度的电池组。
用于解决问题的方法
为了实现上述的目的，根据本发明的电池组通过层压多个薄膜封装电池来配置，每一个薄膜封装电池包括：在其中正电极和负电极经由隔离物交替地层压的发电元件、以及在其中形成内部空间以用于收容发电元件与电解质的薄膜封装部件。所述发电元件包括定位在层压方向上的两侧上的主表面、以及与所述主表面相邻的侧表面。所述薄膜封装部件包括设有用于覆盖所述主表面的主表面覆盖部和用于覆盖所述侧表面的侧表面覆盖部并且所述主表面覆盖部和所述侧表面覆盖部形成所述内部空间的收容部分、以及从所述侧表面覆盖部突出而密封所述内部空间的密封部分。在一个薄膜封装部件中，密封部分粘接于在层压方向上与所述一个薄膜封装部件相邻的另外的薄膜封装部件的侧表面覆盖部。
发明效果
根据本发明，能够改善体积效率同时减小整个电池的厚度。
附图说明
图1是图示在专利文献1中公开的片型电池的透视图。
图2是图示根据第一示例性实施例的电池组的结构的截面视图。
图3是图示在图1中图示的薄膜封装电池的结构的截面视图。
图4是图示在图2中图示的薄膜封装电池的平面视图。
图5是图示在图2中图示的薄膜封装电池的分解视图。
图6是图示薄膜部件的截面结构的示图。
图7A是图示根据第一示例性实施例的电池组的修改示例的截面视图。
图7B是图示根据第一示例性实施例的电池组的修改示例的平面视图。
图8A是图示薄膜封装部件的修改示例的截面视图。
图8B是图示在图8A中图示的薄膜封装部件的折叠状态的截面视图。
图9A是图示薄膜封装部件的另一修改示例的截面视图。
图9B是图示在图9A中图示的薄膜封装部件的折叠状态的截面视图。
图10A是图示薄膜封装部件的又另一修改示例的截面视图。
图10B是图示在图10A中图示的薄膜封装部件的折叠状态的截面视图。
图10C是图示设有在图10B中图示的薄膜封装部件的电池组的截面视图。
图11是图示根据第二示例性实施例的电池组的结构的截面视图。
具体实施方式
（第一示例性实施例）
图2是图示根据第一示例性实施例的电池组的结构的截面视图。图2中图示的电池组1包括多个层压的薄膜封装电池10。图3是图示在图2中图示的薄膜封装电池10的结构的截面视图。图4是图示在图3中图示的薄膜封装电池10的平面视图。图3对应于沿着图4中图示的线A-A截取的截面。图5是图示在图3中图示的薄膜封装电池的分解视图。
如图2和3中图示的，每一个薄膜封装电池10包括可充电且可放电的发电元件11、以及在其中形成内部空间13以用于收容发电元件11与电解质的薄膜封装部件12。通过经由隔离物5交替地层压多个正电极4和负电极6来配置发电元件11（参照图5）。正电极引线端子17（参照图5）连接于正电极4。负电极引线端子18（参照图4）连接于负电极6。根据该示例性实施例，如图4中图示的，正电极引线端子17和负电极引线端子18从发电元件11在相同方向上突出。正电极引线端子17和负电极引线端子18可以从发电元件11在相反方向上突出。
如图3中图示的，薄膜封装部件12包括在其中形成内部空间13的凹进的收容部分14、以及用于密封内部空间13的密封部分15。收容部分14包括用于覆盖发电元件11的主表面11a的主表面覆盖部14a和用于覆盖发电元件11的侧表面11b的侧表面14b。主表面11a是定位在发电元件11在层压方向上的两侧上的表面。侧表面14b是与主表面11a相邻的表面。
如图5中图示的，根据示例性实施例，薄膜封装部件12包括两个薄膜部件12a和12b。根据示例性实施例，薄膜封装部件12a包括上述的收容部分14。根据本发明，薄膜封装部件12可以形成为其中一个薄膜部件折叠为2个的形状。
图6是图示薄膜部件12a和12b中的每一个的截面结构的示图。如图6中图示的，薄膜部件12a和12b中的每一个是通过将包括至少树脂层21、金属层22、以及树脂层23的三个或更多的层层压在一起来配置的层压体。树脂层21由诸如聚乙烯或聚丙烯之类的热可熔接的合成树脂制成。金属层22由诸如铝或SUS（Steel Use Stainless，不锈钢）之类的金属箔制成。树脂层23由诸如聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯或尼龙之类的高耐候性树脂制成。内部空间13通过将各个薄膜部件的树脂层21的外围部分彼此热熔化粘接来密封。热熔化粘接的部分是密封部分15。如图5中图示的，密封部分15在相同的方向上折叠。然后，密封部分15通过粘接构件16（参照图2）与定位在收容部分14下一层的另外的收容部分的侧表面覆盖部分14b粘接。对于粘接构件16，可以应用双面胶带或粘合剂。
如上所述，在根据该示例性实施例的电池组1中，薄膜封装电池10的密封部分15与定位在下一层的侧表面覆盖部14b粘接。此外，最下侧的薄膜封装部件12（末端薄膜封装部件）的密封部分15通过粘接构件16粘接于与侧表面覆盖部14b粘接的密封部分15（另外的密封部分）。因此，密封部分15的厚度不添加到电池组1的厚度。因而，与其中如图11中图示的片型电池被层压的情况相比，可以减小整个电池的厚度。
此外，在根据该示例性实施例的电池组1中，除了将密封部分15与侧表面覆盖部14b粘接之外，还通过双面胶带或粘合剂将主表面覆盖部14a彼此粘接。因此，由于薄膜封装电池10具有两个粘接表面，所以薄膜封装电池10更稳固地固定到彼此。因而，电池组1的耐冲击性增加。
在根据该示例性实施例的电池组1中，密封部分15在最下侧的薄膜封装电池10中彼此粘接。根据本发明，密封部分15可以在最上侧的薄膜封装电池10中彼此粘接。
图7A是图示根据第一示例性实施例的电池组的修改示例的截面视图。图7B是图示根据第一示例性实施例的电池组的修改示例的平面视图。图7A是沿着图7B中图示的线A-A截取的截面视图。如图7A中图示的，在最下侧的薄膜封装电池10或最上侧的薄膜封装电池10中，密封部分15可以通过粘接构件16与主表面覆盖部14a粘接。在该情况下，一个密封部分15的厚度添加到电池组1a的厚度。然而，与图1中图示的通过层压片型电池来配置的电池组的情况相比，可以充分减小整个电池的厚度。
图8A是图示薄膜封装部件12的修改示例的截面视图。图8B是图示在图8A中图示的薄膜封装部件的折叠状态的截面视图。在根据该示例性实施例的电池组1中，凹进的部分形成于定位在层压方向上的上侧上的薄膜部件12a中。然而，根据本发明，如图8A中图示的，凹进的部分可以形成于定位在层压方向上的下侧上的薄膜部件12b中。在该情况下，沿着发电元件11的侧表面11b的纵向方向密封内部空间13的两个密封部分15（热粘接的部分）在相同的方向上折叠（参照图8B）。
图9A是图示薄膜封装部件12的另一修改示例的截面视图。图9B是图示在图9A中图示的薄膜封装部件的折叠状态的截面视图。根据本发明，如图9A中图示的，用作收容部分14的凹进的部分可以形成在薄膜构件12a和12b中的每一个中。在该情况下，沿着发电元件11的侧表面11b的纵向方向密封内部空间13的两个密封部分15（热粘接的部分）在相同的方向上折叠（参照图9B）。
图10A是图示薄膜封装部件12的又另一修改示例的截面视图。图10B是图示在图10A中图示的薄膜封装部件的折叠状态的截面视图。图10C是图示设有在图10B中图示的薄膜封装部件的电池组的截面视图。根据本发明，如图10A中图示的，用作收容部分14的凹进的部分可以形成在薄膜构件12a和12b中的每一个中。在该情况下，沿着发电元件11的侧表面11b的纵向方向密封内部空间13的两个密封部分15（热粘接的部分）在相反的方向上折叠（参照图10B）。在该情况下，如图10C中图示的，密封部分15的一个（第一密封部分）与位于上一层的侧表面覆盖部14b粘接，而密封部分15 的另一个（第二密封部分）与位于下一层的侧表面覆盖部14b粘接。最上层处的密封部分15的一个被折叠成与主表面覆盖部14a粘接，而最下层处的密封部分15 的另一个被折叠成与主表面覆盖部14a粘接。
（第二示例性实施例）
将描述本发明的第二示例性实施例。以下的描述将聚焦于与第一示例性实施例的差别。图11是图示根据第二示例性实施例的电池组的结构的截面视图。与根据第一示例性实施例的电池组1的组件类似的组件由类似的附图标记表示，并且将省略其详细描述。
如图11中图示的，根据该示例性实施例的电池组2还包括面向最下侧的薄膜封装电池10的衬底3。衬底3包括用于停止发电元件11的充电和放电的保护电路32。可以如该示例性实施例的情况中那样与衬底5分离地提供保护电路6，或者衬底5自身可以兼作保护电路。在衬底3中，切口（slit）31被形成为使得在层压方向上穿透衬底3。最下侧的密封部分15被插入贯穿切口31以固定到衬底3。
在根据该示例性实施例的电池组2中，如电池组1的情况中那样，密封部分15粘接于在层压方向上与其相邻的侧表面覆盖部14b。因此，由于密封部分15的厚度不添加到电池组2的厚度，所以可以减小整个电池的厚度。
此外，在根据该示例性实施例的电池组2中，最下侧的薄膜封装电池10集成于衬底3。因此，与其中薄膜封装电池10未集成于衬底3的情况相比，可以在更大程度上减轻对最下侧的薄膜封装电池10的冲击。
根据本发明，衬底3可以布置在最上侧的薄膜封装电池10上。另外，衬底3中的切口31的形成不是必需的。最上层处的密封部分15或最下层处的密封部分15可以直接与衬底3的表面粘接。
已经参照示例性实施例来描述了本发明。然而，本发明不限于示例性实施例。可以在本发明的范围内对本发明的配置和细节做出对于本领域技术人员可理解的各种改变。
本申请根据在2013年3月15日提交的日本专利申请第2013-53390号要求优先权，由此通过引用将该申请以其全部内容并入本文中。
附图标记的说明
1、2 电池组
3 衬底
4 正电极
5 隔离物
6负电极
10 薄膜封装电池
11 发电元件
11a 主表面
11b 侧表面
12 薄膜封装部件
13 内部空间
14 收容部分
14a主表面覆盖部
14b 侧表面覆盖部
15 密封部分
16 粘接构件
21 树脂层
22 金属层
23 树脂层
31 切口
32 保护电路
90 正电极端子
100 单位电池
110 负电极端子
120 负电极层
130 集流体
150 热粘接密封薄膜
160 正电极层
170 集流体
180 固体电解质层。
Claims (7)
1.一种电池组，包括多个层压的薄膜封装电池，每一个薄膜封装电池包括：在其中正电极和负电极经由隔离物交替地层压的发电元件、以及在其中形成内部空间以用于收容发电元件与电解质的薄膜封装部件，其中：
所述发电元件包括定位在层压方向上的两侧上的主表面、以及与所述主表面相邻的侧表面；
所述薄膜封装部件包括设有用于覆盖所述主表面的主表面覆盖部和用于覆盖所述侧表面的侧表面覆盖部并且所述主表面覆盖部和所述侧表面覆盖部形成所述内部空间的收容部分、以及从所述侧表面覆盖部突出而密封所述内部空间的密封部分；并且
在一个薄膜封装部件中，密封部分粘接于在层压方向上与所述一个薄膜封装部件相邻的另外的薄膜封装部件的侧表面覆盖部。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中，在收容最上侧的发电元件或最下侧的发电元件的末端薄膜封装部件中，所述末端薄膜封装部件的密封部分粘接于与所述末端薄膜封装部件的侧表面覆盖部粘接的另外的密封部分。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中，在收容最上层或最下层的发电元件的末端薄膜封装部件中，所述末端薄膜封装部件的密封部分粘接于所述末端薄膜封装部件的主表面覆盖部。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中，还包括衬底，所述衬底面向收容最上侧的发电元件或最下侧的发电元件的末端薄膜封装部件的主表面覆盖部，
其中，所述末端薄膜封装部件的密封部分被固定到所述衬底。
5.根据权利要求4所述的电池组，其中，切口被形成为使得在层压方向上穿透所述衬底，并且所述末端薄膜封装部件的密封部分被插入贯穿所述切口以固定到所述衬底。
6.根据权利要求4或5所述的电池组，其中，所述衬底包括用于停止所述发电元件的充电和放电的保护电路。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的电池组，其中，所述密封部分包括：与位于所述密封部分上一层的侧表面覆盖部粘接的第一密封部分、以及与位于所述密封部分下一层的侧表面覆盖部粘接的第二密封部分。
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