CN105074955B - 电池模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供电池模块。电池模块具备：具有并排设置的多个电池构造体的电池集合体，各电池构造体具有含有电池单元的电池体以及保持该电池体的电池保持架；以及从上述电池构造体的并排设置方向对上述电池集合体加压的加压部件。上述电池保持架具有：与上述电池构造体的并排设置方向相交的第1面；该第1面的相反侧的第2面；从上述第1面沿上述电池构造体的并排设置方向突出且具有前端面的突起部；以及从上述第2面沿上述电池构造体的并排设置方向凹陷的插入部。上述电池保持架的上述突起部以上述前端面不与相邻的上述电池保持架抵接的状态被插入至相邻的上述电池保持架的上述插入部。上述电池体以保持该电池体的电池保持架的上述第1面以及第2面中的至少一方从与该电池保持架相邻的上述电池保持架离开的状态与相邻的上述电池体抵接。

Description

电池模块

技术领域

本发明涉及具有电池集合体以及对电池集合体加压的加压部件的电池模块。

背景技术

作为将电池以保持于电池保持架的状态并排设置的电池模块，例如已知有专利文献1所记载的双极性电池。

专利文献1所记载的双极性电池具有夹持集电体的框架(电池保持架)。框架为了与相邻的其他框架连结而具有连结部。连结部具有凸部以及凹部，各框架的凸部被插入至相邻的框架的凹部。另外，连结部具有孔，利用插入至该孔中的棒状的支承体将框架以及集电体连结。

专利文献1：日本特开2005-259379号公报

为了抑制二次电池的劣化，存在在电池模块设置对二次电池加压的加压部件的情况。在这种情况下，如果电池保持架(框架)的与二次电池的并排设置方向相交的两面同与二次电池的并排设置方向两侧分别相邻的电池保持架(框架)分别抵接，则对电池保持架施加负载，难以对二次电池施加负载。

发明内容

本发明的目的在于提供能够进行相邻的电池单元彼此的定位，并且能够适当地进行对于电池单元的加压的电池模块。

解决上述课题的电池模块，具备：电池集合体，上述电池集合体具有并排设置的多个电池构造体，各电池构造体具有含有电池单元的电池体以及保持该电池体的电池保持架；以及加压部件，上述加压部件从上述电池构造体的并排设置方向对上述电池集合体加压。上述电池保持架具有：与上述电池构造体的并排设置方向相交的第1面；该第1面的相反侧的第2面；从上述第1面沿上述电池构造体的并排设置方向突出并且具有前端面的突起部；以及从上述第2面沿上述电池构造体的并排设置方向凹陷的插入部。上述电池保持架的上述突起部以上述前端面不与相邻的上述电池保持架抵接的状态插入至相邻的上述电池保持架的上述插入部。上述电池体以保持该电池体的电池保持架的上述第1面以及上述第2面中的至少一方从与该电池保持架相邻的上述电池保持架离开的状态与相邻的上述电池体抵接。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的电池模块的立体图。

图2是示出图1的电池模块的剖视图。

图3中，(a)是示出图1的电池模块的方形电池的分解立体图，(b)是示出电极组装体的分解立体图。

图4中，(a)以及(b)是图1的电池模块中的电池保持架的立体图。

具体实施方式

以下，对电池模块的一个实施方式进行说明。

如图1以及图2所示，电池模块10具有电池集合体16。电池集合体16具有并排设置的多个电池构造体17。各电池构造体17具有电池体11、以及保持电池体11的电池保持架20。电池体11具有：作为电池单元的方形电池12(例如，锂离子二次电池、镍氢蓄电池等的二次电池)以及与方形电池12的该方形电池12的厚度方向相邻设置的加压板13。以使方形电池12与加压板13交替并排设置的方式将多个电池构造体17并排设置。

在电池集合体16的电池构造体17的并排设置方向的两端设置有夹持电池集合体16的端板14、15。电池模块10通过将从端板14插入的螺栓B插通全部的电池保持架20并且在端板15的外侧与螺母N螺合而安装形成。端板14、15从电池构造体17的并排设置方向的两侧通过螺母N以及螺栓B约束。因此，电池集合体16被作为加压部件的端板14、15在电池构造体17的并排设置方向加压。

如图3(a)所示，方形电池12具有电极组装体51、以及收纳电极组装体51的壳体52。壳体52由收纳电极组装体51的矩形箱状的壳体主体53、以及闭塞壳体主体53的开口部的矩形板状的盖部件54构成。

如图3(b)所示，电极组装体51具有正极55、负极56、以及配置在相邻的正极55与负极56之间的隔板57。作为电极的正极55以及负极56分别具有在金属箔涂覆活性物质而构成的矩形状的活性物质层58、以及从金属箔的一端突出地设置的极耳59。

如图4(a)以及图4(b)所示，电池保持架20具有矩形平板状的第1被覆部22。在第1被覆部22的长边方向两端设置有沿第1被覆部22的厚度方向延伸配置的矩形平板状的第2被覆部23以及第3被覆部24。在第2被覆部23的长边方向第1端部23a(与设置第1被覆部22的端部相反侧的端部)、以及第3被覆部24的长边方向第1端部24a(与设置第1被覆部22的端部相反侧的端部)设置在被覆部23、24的短边方向第1端部23b、24b之间延伸的矩形平板状的第4被覆部25。第4被覆部25的厚度方向同第2被覆部23与第3被覆部24的短边方向一致。第4被覆部25的长边方向同第2被覆部23与第3被覆部24相互对置的方向一致。此外，与第4被覆部25的厚度方向以及长边方向正交的方向为第4被覆部25的短边方向。另外，由第1被覆部22、第2被覆部23以及第3被覆部24围起的区域为收纳部S。

在第4被覆部25的长边方向两端的第4被覆部25的短边方向一端面上分别设置有端子收纳部32。各端子收纳部32形成为U字状，并且在第4被覆部25的厚度方向开口。各端子收纳部32与第2被覆部23以及第3被覆部24分别连续设置。

在各端子收纳部32中，从与第4被覆部25接合的面相反侧的面突出地设置有壁部件37。在壁部件37设置有切口38。

在第4被覆部25的短边方向一端面上与端子收纳部32相邻地设置有四棱柱状的柱部件33。柱部件33的轴沿着第2被覆部23以及第3被覆部24的短边方向延伸。柱部件33在轴方向第1端面33a具有圆形状的突起部34。在突起部34设置有贯通孔35。即，突起部34形成为圆筒状。另外，柱部件33在轴方向第2端面33b具有沿轴方向凹陷的圆形状的插入部36。插入部36的直径比突起部34的外径大。另外，突起部34的在柱部件33的轴方向上的尺寸比插入部36的在柱部件33的轴方向上的尺寸短。

在第2被覆部23以及第3被覆部24的长边方向第1端部23a、24a分别设置有与各被覆部23、24连续设置且沿各被覆部23、24的长边方向延伸的支承部31。另外，在第2被覆部23以及第3被覆部24的长边方向第2端部23c、24c分别设置有四棱柱状的脚部26。脚部26的轴沿着被覆部23、24的短边方向延伸。在脚部26的轴方向第1端面26a(与被覆部23、24的短边方向相交的面的一方)设置有圆形状的突起部27。在突起部27设置有贯通孔28。即，突起部27形成为圆筒状。另外，在脚部26的轴方向第2端面26b(与被覆部23、24的短边方向相交的面的另一方)设置有沿脚部26的轴方向凹陷的圆形状的插入部29。脚部26的轴方向第1端面26a为朝向与柱部件33的轴方向第1端面33a相同方向的面，轴方向第2端面26b为朝向与柱部件33的轴方向第2端面33b相同方向的面。插入部29的直径比突起部27的外径大。另外，突起部27的在脚部26的轴方向上的尺寸比插入部29的在脚部26的轴方向上的尺寸短。

如图2所示，电池保持架20以第1被覆部22、第2被覆部23以及第3被覆部24的短边方向、脚部26以及柱部件33的轴方向、电池构造体17的并排设置方向一致的方式并排设置。

设置在柱部件33的插入部36与贯通孔35通过沿柱部件33的轴方向延伸的连通孔41连通。连通孔41的直径比插入部36的直径小，且与贯通孔35的直径相同。设置在脚部26的贯通孔28与插入部29同样由连通孔42连通。此外，将含有设置突起部27、34的脚部26的轴方向第1端面26a以及柱部件33的轴方向第1端面33a的电池保持架20的面称为电池保持架20的与电池构造体17的并排设置方向相交的(更详细地说，正交的)第1面。另外，将含有设置插入部29、36的脚部26的轴方向第2端面26b以及柱部件33的轴方向第2端面33b的电池保持架20的面称为电池保持架20的与电池构造体17的并排设置方向相交的(更详细地说，正交的)第2面。这些第1面以及第2面为电池保持架20的电池构造体17的并排设置方向两侧的面。

电池保持架20的突起部27、34被插入至相邻的电池保持架20的插入部29、36。突起部27、34的在电池构造体17的并排设置方向上的尺寸比插入部29、36的在电池构造体17的并排设置方向上的尺寸短，因此突起部27、34的前端面不与相邻的电池保持架20抵接。

第1被覆部22、第2被覆部23以及第3被覆部24的短边方向的尺寸(电池构造体17的并排设置方向的尺寸)比方形电池12的厚度与加压板13的厚度相加后的尺寸短。因此，如果在收纳部S收纳方形电池12以及加压板13，则加压板13的一部分从收纳部S向突起部27、34的突出方向突出。此外，突出的加压板13同相邻的方形电池12的与该方形电池12的厚度方向相交的面抵接。即，相邻电池体11彼此在它们的配设方向上抵接。因此，在相邻的电池保持架20中沿电池构造体17的并排设置方向对置的第1面与第2面之间设置空间A，因此不对电池保持架20施加朝向电池构造体17的并排设置方向的压力。即，电池体11作为无法进行对于电池保持架20的加压的加压阻止部件发挥功能。此外，电池体11彼此抵接的状态并不局限于电池体11直接抵接的情况，还包括在电池体11彼此之间夹有润滑脂、绝缘片材等的情况。即，相邻的电池体11彼此抵接的状态是指能够将来自端板14、15的压力向相邻的电池体11传递的状态。

电池保持架20能够在空间A的范围内沿电池构造体17的并排设置方向滑动。此时，通过使电池保持架20朝电池构造体17的并排设置方向的一侧滑动，能够使相邻的电池保持架20中的相互对置的第1面与第2面抵接。然而，如果使电池保持架20向电池构造体17的并排设置方向的一侧滑动，使电池保持架20的第1面以及第2面的一方与相邻的电池保持架20抵接，则将无法使该电池保持架20的第1面以及第2面的另一方与相邻的电池保持架20抵接。因此，即使使在电池构造体17的并排设置方向连续并排的三个电池保持架20分别滑动，电池保持架20的第1面以及第2面双方不会都与相邻的电池保持架20抵接，在三个电池保持架20中的任一电池保持架20中必定有空间A相邻。因此，即使使电池保持架20滑动并使电池保持架20彼此抵接，也会在相邻的电池保持架20彼此之间设置空间A，不会妨碍电池体11的加压。

接下来，对于本实施方式的电池模块10的作用进行说明。

电池体11通过设置在电池构造体17的并排设置方向的两侧的端板14、15被沿电池构造体17的并排设置方向加压。相邻的电池体11彼此抵接，另一方面，电池保持架20的第1面以及第2面双方不会都与相邻的电池保持架20抵接。因此，从端板14、15施加的负载不向电池保持架20施加，而施加于电池体11。

担心方形电池12由于被反复充放电导致正极55与负极56的间隔扩大，如果正极55与负极56的间隔扩大，则电阻值增加，焦耳损变大。因此，为了抑制正极55与负极56的间隔扩大，从方形电池12的外部施加压力来按压壳体52，从而按压电极组装体51。

因此，根据上述实施方式，能够得到以下的效果。

(1)在电池保持架20设置有供突起部27、34以及突起部27、34插入的插入部29、36。在组装电池保持架20时，将电池保持架20的突起部27、34向相邻的电池保持架20的插入部29、36插入，由此能够进行电池体11(方形电池12)的定位。另外，相邻的电池体11在相邻的电池保持架20彼此不抵接的状态下抵接。因此，从端板14、15施加的负载不向电池保持架20传递，容易对电池体11施加负载。因此，能够进行电池体11的定位，并且，能够适当地进行方形电池12的加压。

(2)电池体11具有方形电池12、以及与方形电池12并排设置的加压板13。因此，通过调整加压板13的大小，能够调整方形电池12的加压范围。具体而言，以能够加压电极组装体51的方式调整加压板13的大小，由此能够适当对电极组装体51加压。

(3)电池集合体16通过设置在电池构造体17的并排设置方向的两侧的端板14、15加压。将约束并排设置的电池构造体17的端板14、15兼作为加压部件，由此能够抑制部件件数的增加。

(4)将突起部27、34形成为筒状，将插入部29、36与贯通孔28、35通过连通孔41、42连通，由此插入部29、36、贯通孔28、35以及连通孔41、42形成供螺栓B插通的螺栓插入孔。在以往的电池保持架中，当螺栓B通过螺栓插入孔时，存在螺栓B在相邻的电池保持架20彼此的接缝的部分被电池保持架20卡止而螺栓B难以通过的情况。实施方式的电池保持架20具有作为将螺栓B向相邻的电池保持架20的连通孔41、42引导的引导部发挥功能的突起部27、34，因此螺栓B难以被电池保持架20卡住，能够容易地使螺栓B通过。

(5)由于在电池保持架20未施加负载，因此电池保持架20难以变形，能够长时间维持电池体11的保持状态。

(6)突起部27、34被插入至插入部29、36，由此电池保持架20难以沿与电池构造体17的并排设置方向正交的方向错位。因此，螺栓B难以承受负载，抑制螺栓B变形。

此外，实施方式可进行如下变更。

电池体11可以不具有加压板13。在这种情况下，通过方形电池12彼此抵接来对相邻的方形电池12传递压力。

可以在突起部27、34的外周面设置锥形部，从而容易向插入部29、36插入。

可以在加压板13与方形电池12之间设置绝缘片材或润滑脂等。

突起部27、34可以是四方筒状、五方筒状等的其他形状。另外，突起部27、34可以不具有贯通孔28，可以是实心的柱状。

在实施方式中，虽然遍布相邻的电池保持架20之间的区域整体设置空间A，不过也可以在相邻的电池保持架20之间的一部分的区域设置空间A。即，相邻的电池保持架20可以部分抵接。

可以不设置端板14、15，将并排设置的多个电池体11收纳于框体。在这种情况下，通过框体的侧壁加压电池体11，框体作为加压部件发挥功能。另外，也可以不设置螺栓B及螺母N，使用在端板14与端板15之间延伸的捆扎带来进行加压。

在实施方式中，可以不在相邻的电池保持架20彼此之间设置空间A，而在电池保持架20彼此之间夹装缓冲材等。在这种情况下，相邻的电池保持架20与缓冲材接触，不过由于从端板14、15施加的负载被缓冲材吸收，因此难以对相邻的电池保持架20施加负载。即，电池保持架20彼此不抵接的状态是指不将来自端板14、15的压力向相邻电池保持架20传递(或即使传递，也为不给对电池体11的加压造成影响的程度)的状态。

Claims (6)

1.一种电池模块，其中，

所述电池模块具备：

电池集合体，所述电池集合体具有并排设置的多个电池构造体，各电池构造体具有含有电池单元的电池体以及保持该电池体的电池保持架；以及

加压部件，所述加压部件从所述电池构造体的并排设置方向对所述电池集合体加压，

所述电池保持架具有：与所述电池构造体的并排设置方向相交的第1面；该第1面的相反侧的第2面；从所述第1面沿所述电池构造体的并排设置方向突出并且具有前端面的突起部；以及从所述第2面沿所述电池构造体的并排设置方向凹陷的插入部，

所述电池保持架的所述突起部以所述前端面不与相邻的所述电池保持架抵接的状态插入至相邻的所述电池保持架的所述插入部，

所述电池体以保持该电池体的电池保持架的所述第1面以及所述第2面中的至少一方从与该电池保持架相邻的所述电池保持架离开的状态与相邻的所述电池体抵接。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

各电池体具有加压板，

以所述电池单元与所述加压板交替配设的方式将所述电池构造体并排设置。

3.根据权利要求1所述的电池模块，其中，

所述加压部件为配设在所述电池构造体的并排设置方向上的所述电池集合体的两端的端板。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池模块，其中，

所述突起部形成为具有贯通孔的筒状，

所述电池保持架具有从所述插入部延伸至所述突起部的连通孔，

能够在所述插入部、所述贯通孔以及所述连通孔插通螺栓。

5.一种电池模块，其中，

所述电池模块具备：

电池集合体，所述电池集合体具有并排设置的多个电池构造体，各电池构造体具有含有电池单元的电池体以及保持该电池体的电池保持架；以及

加压部件，所述加压部件从所述电池构造体的并排设置方向对所述电池集合体加压，

所述电池保持架具有：与所述电池构造体的并排设置方向相交的第1面；该第1面的相反侧的第2面；从所述第1面沿所述电池构造体的并排设置方向突出的突起部；以及从所述第2面沿所述电池构造体的并排设置方向凹陷的插入部，

所述电池保持架的所述突起部插入至相邻的所述电池保持架的所述插入部，

在所述电池构造体的并排设置方向上，所述电池保持架的除了所述突起部以外的部分的尺寸比所述电池体的尺寸短，并且，所述突起部的尺寸比所述插入部的尺寸短。

6.根据权利要求5所述的电池模块，其中，

所述突起部形成为具有贯通孔的筒状，

所述电池保持架具有从所述插入部延伸至所述突起部的连通孔，

能够在所述插入部、所述贯通孔以及所述连通孔插通螺栓。