CN106207245B - 电池组的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电池组的制造方法包括：制备多个电池单体，每个电池单体包括具有正电极和负电极的电极体、以及用于容纳电极体的容器；根据被容纳在每个电池单体内的电极体的在排列方向上的厚度，将多个电池单体分为多个厚度等级；以及在排列方向上排列多个电池单体，并且通过在排列方向上向多个电池单体施加负荷的方式紧固多个电池单体，多个电池单体是通过这样的方式从多个等级中选择的：即，当在排列方向上排列多个电池单体时，电池单体的在排列方向上的长度适合于预定长度。

Description

电池组的制造方法
技术领域
本发明涉及电池组(assembled battery)的制造方法，该电池组包括在预定方向上排列并且通过在排列方向上向电池单体施加负荷(load)而紧固的多个可再充电电池单体(二次电池)。
背景技术
重量轻的高能量密度锂离子二次电池、镍氢电池或其它二次电池，或者诸如电容器之类的蓄电元件被用作电池单体，通过串联连接多个电池单体而形成的电池组被用作提供高输出的电源，并且被用作用于安装在车辆中的电源，或者用于个人计算机和便携式终端的电源。例如，作为用于安装在车辆中的电池组的实例，公开号为2014-137889的日本专利申请公开了通过排列由锂离子二次电池构成的多个相同形状的电池单体，以及将电池单体的各个正电极端子和各个负电极端子串联连接而配置的电池组。
同时，在被安装在诸如汽车之类的车辆中的电池组内，假设电池组的安装空间有限，并且电池组在振动环境下使用；因此，通过在紧固状态(即，电池单体相互固定的状态)下排列多个电池单体来组装电池组，例如，如JP 2014-137889 A中所述。在这种紧固状态下，相当大的负荷被施加到组装成电池组的各个电池单体。
在电池组的制造中，如果排列多个电池单体，并且通过在多个电池单体的排列方向上向电池单体施加负荷来紧固这些电池单体，则负荷使每个电池单体的容器(即，用于将电极体容纳在内的外壳体)在施加负荷方向上出现扭曲和变形。因此，在电池单体通过在预定排列方向上向电池单体施加负荷而被紧固的状态下，每个电池单体的排列方向上的厚度取决于每个电池单体的容器内的电极体的厚度。但是，在电极体之间，通常存在某种程度的厚度变化(不规则性)。如果在堆叠方向上排列和紧固包括具有上述厚度变化的电极体的多个电池单体，则在处于紧固状态的各个电池单体之间会出现排列方向上的厚度变化，并且电池单体之间的厚度变化会累积。因此，所制造的电池组在排列方向上的长度上发生变化。电池组之间的在排列方向上的长度(外部尺寸)上的此类变化导致以下不便：电池组无法被安装在之前准备的安装空间内，或者当电池组被安装在该安装空间内时，存在冗余的间隙。此外，可能导致这样的设计缺点：需要更大的容差来保证电池组外部尺寸性能，以便接受电池组外部尺寸的变化(即，在电池组周围提供冗余空间)。因此，在制造电池组时，优选地减小电池组在排列方向上的长度变化。
发明内容
本发明提供一种电池组的制造方法：此方法能够减小由被容纳在被组装为电池组的各个电池单体内的电极体之间的形状不规则性导致的电池组在排列方向上的长度变化，从而制造具有预先设定的尺寸(特别是指电池组在被组装为电池组的电池单体的排列方向上的长度尺寸)的电池组。
本发明的一方面是一种电池组的制造方法，包括：制备多个电池单体，每个电池单体包括具有正电极和负电极的电极体、以及用于容纳所述电极体的容器；根据被容纳在每个电池单体内的所述电极体的在排列方向上的厚度，将所述多个电池单体分为多个等级；以及在所述排列方向上排列所述多个电池单体，并且通过在所述排列方向上向所述多个电池单体施加负荷的方式紧固所述多个电池单体，所述多个电池单体是从所述多个等级中选择的，使得当在所述排列方向上排列所述多个电池单体时，所述电池单体的在所述排列方向上的长度适合于预定长度。
在本说明书中，术语“电池单体”指的是可以彼此串联连接以构成电池组的个体蓄电元件，除非另外提及，否则包括具有各种组成的电池和电容器。“二次电池”一般表示可以被重复充电的电池，并且包含所谓的蓄电池，其包括锂离子二次电池或镍氢电池。构成锂离子二次电池的蓄电元件是此处使用的“电池单体”的典型实例，包括多个此类电池单体的锂离子二次电池模块是此处公开的“电池组”的典型实例。这里公开的技术可应用于通过排列预定数量的电池单体(例如，锂离子二次电池，每个电池单体在这样的方向上具有扁平的外形：即，电池单体的扁平表面堆叠的方向(堆叠方向))，并且串联或并联地连接各个电池单体的电极端子而形成的电池组。
根据上述方面，通过以下方式选择并组合被组装为所述电池组的预定数量的电池单体：即，抵消各个电池单体内的电极体之间的厚度变化(此外，抵消处于紧固状态的电池单体之间的厚度变化)，并且使所述电池组的在所述排列方向上的长度符合指定长度；因此可以制造具有精确尺寸(特别是指所述电池组相对于被组装为所述电池组的电池单体的排列方向的精确长度尺寸)的电池组。因此，根据本发明的制造方法，可以提供用于安装在车辆中以及其它用途的具有更好的外部尺寸(在所述排列方向上的长度)一致性以及优秀的安装性的电池组。
在上述方面，所述多个电池单体可以包括从所述多个等级当中的两个或更多个等级中的每一者中选择的至少一个电池单体。
在上述方面，每个电极体可以是通过卷绕正电极片和负电极片而形成的扁平状卷绕电极体，所述正电极片包括位于长型正电极集电体上的正电极活性物质层，所述负电极片包括位于长型负电极集电体上的负电极活性物质层。所述卷绕电极体的厚度根据其卷绕的程度和状况而可能不规则。因此，包括此类卷绕电极体的电池单体在紧固期间可能在所述电池单体之间具有厚度不均匀性，但是在具有上述配置的制造方法中，通过以下方式选择并组合属于不同厚度等级的电池单体：即，所述电池组的在所述排列方向上的长度符合基准长度，从而制造满足上述指定值(指定长度)的电池组。因此，根据本方面的制造方法，可以制造包括所述多个电池单体并且还具有优秀安装性的电池组，所述多个电池单体包括作为其要素的所述卷绕电极体。
在上述方面，所述卷绕电极体可以通过使正电极片基件和负电极片基件彼此重叠、被卷绕、以及每预定长度被切割的方式而形成，所述正电极片基件通过在所述正电极集电体上沿着纵向连续地形成具有与所述多个电池单体的长度相等的长度的所述正电极活性物质层而形成，所述负电极片基件通过在所述负电极集电体上沿着纵向连续地形成具有与所述多个电池单体的长度相等的长度的所述负电极活性物质层而形成。在上述方面，尽管可以有效地制造所述多个卷绕电极体，但是所制造的卷绕电极体的形状可能变得不规则。但是，在具有上述配置的制造方法中，可以减小由所述卷绕电极体的不规则形状导致的所述电池组的在所述排列方向上的长度变化，从而提供具有预先设定的精确尺寸的电池组。因此，根据本方面的制造方法，可以有效地制造具有更好的外部尺寸一致性以及优秀的安装性的电池组。
在上述方面，所述电池单体的数量可以是30或更多，或者是50或更多。当电池单体的数量增加时，更有利于实现所述电池组的高容量，但是由于所述电极体之间的形状不规则性，更可能导致所述电池组的在所述排列方向上的长度变化。相反地，根据具有上述配置的制造方法，即使多个电池单体内的电极体之间存在厚度变化，也可以制造能够抵消各个电池单体内的电极体之间的厚度变化，以便使所述排列方向上的长度高度精确地符合上述指定值(指定长度)的电池组。因此，根据本方面的制造方法，可以制造具有高容量以及优秀安装性的电池组。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且其中：
图1是示意性地示出根据一个实施例的电池组的配置的透视图；
图2是示意性地示出根据一个实施例的电池组的配置的侧视图；
图3是示意性地示出根据一个实施例的卷绕电极体的前视图；
图4是示意性地示出根据一个实施例的电池单体的容器的内部状态的图形；
图5是示意性地示出根据一个实施例的卷绕电极体的制造方法的说明图；
图6是示意性地示出根据一个实施例的卷绕电极体的制造方法的说明图；以及
图7是示出电极体的厚度与处于紧固状态的电池单体的厚度之间的关系的图形。
具体实施方式
下面将描述本发明的实施例。除本说明书中明确提及的事项(例如，作为电池组的要素的电池单体的结构)之外的实施本发明所需的事项(例如，正电极、负电极和隔离物的配置和制造方法，电池单体的紧固方法，以及在车辆中安装电池组的方法)可以被本领域的普通技术人员理解为基于相关领域中的相关技术的设计事项。本发明的实施例可以基于本说明书中公开的内容、以及本领域的公知技术常识来实施。根据本发明的实施例的电池组可被用作用于安装在诸如汽车之类的车辆中的马达(电动机)的电源。因此，本发明的实施例提供一种包括上述电池组作为电源的车辆(包括电动机的汽车，例如混合动力车辆、电动车辆和燃料电池车辆)。
通过应用此处公开的技术而制造的电池组不被限制于每个电池单体的特定配置，只要该电池组通过在排列方向(堆叠方向)上排列电池单体(一般是指具有扁平外形的电池单体)并且紧固这些电池单体而形成即可。电池单体的实例可以包括诸如镍氢电池之类的二次电池以及电双层电容器。本发明可以优选地被用作其中使用锂离子二次电池作为电池单体的电池组的制造方法。由于锂离子二次电池是提供具有高能量密度的高输出的二次电池，因此，锂离子二次电池可被组装为高性能电池组，尤其是被组装为用于安装在车辆中的电池组(电池模块)。本发明的实施例可以是其中多个如此排列的电池单体串联地或并联地连接的电池组的制造方法。
尽管不是旨在进行限制，但是在下文中，将通过使用以下实例详细地描述本发明的实施例：该实例利用扁平状锂离子二次电池作为电池单体，并且通过串联地连接多个电池单体来制造电池组。在下面的图形中，相同的附图标记可被用于具有相同功能的部件或部分，并且可以不重复或者简化其描述。
被用作根据下面描述的实施例制造的电池组的要素的电池单体可以与被组装为传统电池组的电池单体类似，并且通常包括具有预定的电池形成材料(正电极和负电极各自的活性物质，正电极和负电极各自的集电体，隔离物，等等)的电极体，以及其中容纳电极体和适当电解质的容器。
如图1和图2所示，此处公开的电池组10例如包括多个(通常为10或更多(例如，10到100)，优选地为30或更多，更优选地为50或更多，甚至更优选地为60或更多)电池单体12。每个电池单体12包括容器14，该容器14具有其中可以容纳下面描述的扁平状卷绕电极体的形状(在该实施例中为盒型)。
容器14配备正电极端子15和负电极端子16，正电极端子15被电连接到卷绕电极体的正电极，负电极端子16被电连接到卷绕电极体的负电极。如图所示，在每两个相邻的电池单体12之间，一个电池单体12的正电极端子15和另一电池单体12的负电极端子16通过连接工具17进行电连接。通过此方式，各个电池单体12被串联地连接，从而组装具有所需电压的电池组10。与传统的电池单体容器类似，这些容器14中的每一者可配备安全阀等，以释放在容器内部产生的气体。本发明的特征不在于该容器14的配置；因此，将省略其详细描述。
容器14的材料不限于特定一种，并且此材料可以与传统电池单体中使用的材料相同。根据在车辆等中安装的适合性，用于执行本发明的优选材料的实例可以包括重量相对轻的材料。例如，可以优选地使用金属(例如，铝和钢)制成的容器，由合成树脂(例如，诸如聚乙烯和聚丙烯之类的聚烯烃树脂，或者诸如聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene-telephthalate)、聚四氟乙烯、以及聚酰胺树脂之类的高熔点树脂)制成的容器。容器可以是传统上被用作电池的外壳体的树脂膜容器，例如三层结构的层叠膜容器，其包括：由高熔点树脂(例如，诸如聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、以及聚酰胺树脂之类的高熔点树脂)制成的外表面(保护)层；由金属箔(例如，铝和钢)构成的阻挡层(即，能够阻挡气体和水的层)；以及由热粘合树脂(具有相对低的熔点的树脂，例如，诸如乙烯-醋酸乙烯酯、聚乙烯和聚丙烯之类的聚烯烃树脂)构成的粘合层。根据本实施例的容器14例如由铝制成。
如图1和图2所示，在多个电池单体12被排列为逐个与每个相邻的电池单体12相反，以使各个正电极端子15和各个负电极端子16以恒定间隔交替地排列的同时，电池单体12在这样的方向上被排列：在此方向上，各个容器14的具有较宽宽度的表面14A(即，与被容纳在各个容器14中的卷绕电极体30(在下面描述)的扁平表面对应)彼此面对。此外，具有预定形状的冷却板11被设置在每两个相邻的电池单体12之间，并且位于电池单体12的在电池单体排列方向上的两个外侧，其中每个冷却板11与每个相邻的容器14的宽表面14a紧密接触。该冷却板11用作散热件，用于有效地散发工作中的每个电池单体内产生的热，并且具有框架形状(例如，如图所示，在侧视图中具有凸部和凹部的梳式形状)，以便在每两个相邻的电池单体12之间引入冷却流体(通常为空气)。冷却板11优选地由具有良好导热性的金属制成，或者由重量轻的硬合成树脂(诸如聚丙烯等)制成。
在以上述方式排列的电池单体12以及冷却板11的两个外侧之外设置了一对端板18、19。当在上述被紧固体24的堆叠方向(排列方向)上施加负荷的同时，上述电池单体组以及端板18、19通过被设置为跨两个端板18、19延伸(连结(couple)两个端板18、19)的多个紧固带21而全部被紧固在一起。
以此方式在电池单体12的堆叠方向上排列的所有电池单体组、冷却板11以及端板18、19(下文也称为“被紧固体”)通过被固定为跨两个端板18、19延伸的紧固带21在指定紧固压力P下，在被紧固体的堆叠方向上被紧固。更具体地说，如图2所示，每个紧固带21的一端通过螺钉22被紧固和固定到端板18上，从而在被紧固体的排列方向上将指定的紧固压力P(容器14的壁面接收到的表面压力例如约为2×106到5×106Pa)施加到被紧固体24上。通过上述指定的紧固压力P而紧固的电池组10的在排列方向上的长度(图1和图2所示的实例中的端板18和19的各个外端之间的长度)被定义为指定长度LT。在本说明书中，“指定长度LT”表示沿着被组装为电池组的预定数量的电池单体的排列方向延伸的电池组的长度，并且通常可被理解为包括容差的可接受长度范围。例如，可以被理解为，如果指定长度LT被称为Xcm，则指定长度LT落在包括容差±α的范围X±α内。
在根据该实例的制造方法中，具有上述配置的电池组10通过稳定地实现指定长度LT的方式而被有效地制造。在下文中，将参考图3到图6所示的示意图描述此制造方法。将描述制备要被组装为电池组10的多个电池单体12的过程。这些电池单体12中的每一者包括具有正电极和负电极的电极体30。在该实施例中，电极体30是通过卷绕正电极片32、负电极片34以及隔离物36而形成的扁平状卷绕电极体30，其中正电极片32包括位于长型正电极集电体上的正电极活性物质层，负电极片34包括位于长型负电极集电体上的负电极活性物质层。
配置卷绕电极体30的材料和部件可以与传统锂离子电池的电极体的材料和部件相同，并且不限于特定的材料和部件。例如，正电极片32可以通过在长型正电极集电体上设置用于锂离子电池的正电极活性物质层而形成。优选地将铝箔(在该实施例中)或适合于正电极的其它任何金属箔用于正电极集电体。作为正电极活性物质，可以在没有任何特定限制的情况下使用传统上在锂离子二次电池中使用的一种或两种或更多种物质。其优选实例可以包括锂过渡金属氧化物(例如，LiMn2O4、LiCoO2和LiNiO2)。例如，使用长度约为2m到4m(例如，2.7m)、宽度约为8cm到12cm(例如，10cm)、以及厚度约为5μm到20μm(例如，15μm)的铝箔作为集电体，在该箔的表面的预定区域中形成正电极活性物质层，从而形成优选的正电极片32。
同时，负电极片34可以通过在长型负电极集电体上设置用于锂离子电池的负电极活性物质层而形成。优选地将铜箔(在该实施例中)或适合于负电极的其它任何金属箔用于负电极集电体。作为负电极活性物质，可以在没有任何特定限制的情况下使用传统上在锂离子二次电池中使用的一种或两种或更多种物质。其优选实例可以包括基于碳的材料，例如，石墨碳、和非晶碳、锂过渡金属氧化物或过渡金属氮化物。例如，使用长度约为2m到4m(例如，2.9m)、宽度约为8cm到12cm(例如，10cm)、以及厚度约为5μm到20μm(例如，10μm)的铜箔，并且在该箔的表面的预定区域中形成负电极活性物质层，从而形成优选的负电极片34。
在正电极片32与负电极片34之间使用的隔离片36的优选实例可以包括由多孔聚烯烃树脂制成的片。例如，可以优选地使用由合成树脂制成(例如，由诸如聚乙烯之类的聚烯烃制成)的长度约为2m到4m(例如，3.1m)、宽度约为8cm到12cm(例如，11cm)、以及厚度约为5μm到30μm(例如，25μm)的多孔隔离片。
在卷绕电极体30的形成中，与常见锂离子二次电池的卷绕电极体的方式相同，将正电极片32、第一隔离物36、负电极片34和第二隔离物36按照此顺序层叠，并且将它们卷绕，同时正电极片32和负电极片34在横向上相对彼此稍微偏移。对所制造的卷绕体加压以从侧面方向上挤压，从而制造扁平形状的卷绕电极体30。
在一个优选方面，在制造卷绕电极体30时，正电极活性物质层在长型正电极集电体上形成，从而制造正电极片。例如，如图5所示，通过在适当的分散介质中分散用于形成正电极活性物质的材料(主要包含正电极活性物质)而形成的组合物被涂布于正电极集电体的一个纵向端(涂布起点)到另一纵向端(涂布终点)，然后被干燥，并且在辊68之间被保持和加压，从而制造包括正电极活性物质层的正电极片基件(base member)32a，该正电极活性物质层具有与多个(例如，100到500)电池单体12的长度相等的长度，并且沿着纵向连续地在正电极集电体上形成。类似地，通过在适当的分散介质中分散用于形成负电极活性物质的材料(主要包含负电极活性物质)而形成的组合物被涂布于负电极集电体的一个纵向端(涂布起点)到另一纵向端(涂布终点)，然后被干燥，并且辊之间被保持和压制，从而制造包括负电极活性物质层的负电极片基件34a，该负电极活性物质层具有与多个(例如，100到500)电池单体12的长度相等的长度，并且沿着纵向连续地在长型负电极集电体上形成。
如图6所示，通过将正电极片基件32a卷绕成辊形而形成的正电极辊33、通过将负电极片基件34a卷绕成辊形而形成的负电极辊35、以及各个隔离辊(通过将长度与多个电池单体12的长度相等的隔离片基件36a卷绕成辊形而形成)37被设置在卷绕装置中；并且正电极片基件32a、负电极片基件34a、以及两个隔离片基件36a被从相应的辊33、35、37拉出。正电极片基件32a、第一隔离片基件36a、负电极片基件34a、以及第二隔离片基件36a分别按照此顺序层叠，并且被卷绕预定量，当卷绕结束时在终端位置处被切割以便获得预定长度(单个电池单体的长度)。在终端位置处被切割的这些部件的各个卷绕尾部被卷起，从而制造卷绕电极体30。此过程被重复地执行，以便由各个单一辊33、35、37连续地形成多个卷绕电极体30(例如，100到500个电极体)。
在每个所制造的扁平状卷绕电极体30中，如图3所示，作为相对于卷绕电极体30的卷绕方向在横向上移位卷绕电极体30的同时卷起卷绕电极体30的结果，正电极片32和负电极片34的相应端部从卷绕芯部31(即这样的部分：在该部分中，正电极片32的形成有正电极活性物质层的部分、负电极片34的形成有负电极活性物质层的部分、以及隔离片36被紧密地卷起)向外突出。正电极的突出部(即，其中未形成正电极活性物质层的部分)32A和负电极突出部(即，其中未形成负电极活性物质层的部分)34A分别设置有正电极引线端子32B和负电极引线端子34B，各个引线端子32B和34B被电连接到上述正电极端子15和负电极端子16。如图4所示，卷绕电极体30被容纳在容器14中，其中卷绕电极体30的卷绕轴侧向延伸，并且诸如包含适量(例如，浓度为1M)支持电介质(例如，诸如LiPF6之类的锂盐)的碳酸二乙酯和碳酸乙烯酯的混合溶剂(例如，质量比为1:1)之类的非水电解质(电解液)被注入并密封在容器14中，从而形成电池单体12。接下来，每个电池单体12被充电和放电一次或者重复多次，以便在被组装之后激活电池单体，从而将电池单体置于实际可用状态。
基于本发明人所获得的发现，如上所述，在制造电池组10时，如果多个电池单体12沿其排列方向被排列和紧固，则每个容器14是挠性的，因此，造成容器14在施加负荷方向上的扭曲或变形。因此，在电池单体12被紧固的同时在预定的排列方向上对每个电池单体12施加负荷的状态下，每个电池单体12在排列方向上的厚度更多地依赖于容器14内的电极体30的厚度，而非紧固状态之外的容器14的外部形状。但是，一般而言，由于制造期间的条件变化等，电极体30之间的厚度在某种程度上也存在变化(不规则性)。如果在堆叠方向上排列和紧固包括具有此类厚度变化的电极体30的多个电池单体12，如图7所示，则由于各个电极体30之间的厚度变化，导致各个电池单体12之间出现电池单体12在排列方向上的厚度变化，并且这些电池单体12之间的厚度变化进行累积，这导致所制造的电池组10在排列方向上的长度变化。图7是示出电极体的厚度与包括上述电极体的电池单体的厚度(处于紧固状态)之间的关系的图形。
在此处公开的制造方法中，为了收敛(converge)由上述电极体30之间的形状不规则性导致的电池组10在排列方向上的长度变化，以抵消各个电池单体12内的电极体30之间的厚度变化的方式组合多个电池单体12，从而组装电池组10。
具体而言，上述制备多个电池单体12的过程包括测量被容纳在每个电池单体12内的电极体30在排列方向上的厚度T。根据每个电极体30在排列方向上的厚度(测量值)T，多个电池单体12被分类为具有各个不同厚度范围的多个厚度等级(分类过程)。例如，基于图7的图形，在电极体30的排列方向上具有落在目标电极体厚度范围A±0.2mm(即，A-0.2mm≤T≤A+0.2mm)内的厚度T的电极体30被分类为具有代表值“A”的厚度等级2；在电极体30的排列方向上具有落在A+0.2mm＜T≤A+0.6mm范围内的厚度T的电极体30被分类为具有代表值“A+0.4mm”的厚度等级1；以及在电极体30的排列方向上具有落在A-0.6mm≤T<A-0.2mm范围内的厚度T的电极体30被分类为具有代表值“A-0.4mm”的厚度等级3。从上述厚度等级1到3中的两个或更多个等级中选择并组合要被组装为电池组10的预定数量的电池单体12，以使电池组10在排列方向上的长度符合预先设定的指定长度LT。
根据一个优选方面，从上述厚度等级1到3中选择并组合要被组装为电池组10的预定数量的电池单体12，以使各个选定电池单体所属的厚度等级的代表值的总值变为指定的电极体长度RT。具体而言，如果属于等级1的X个电池单体、属于等级2的Y个电池单体、以及属于等级3的Z个电池单体被选择和组合，则该选择组合可以按照“A+0.4mm”×X+A×Y+“A-0.4mm”×Z的总值符合指定的电极体长度RT的方式做出。上述指定的电极体长度RT通常基于“目标电极体厚度A×预定数量”来计算，并且定义具有指定的电极体长度RT与被包括在电池组中的其它组件的总厚度的被紧固体24通过指定的紧固压力P被紧固，从而配置在排列方向上具有指定长度LT的电池组。
被紧固体通过将按照上述方式选择的预定数量的电池单体12和冷却板11交替地排列，以及在被紧固体的两端设置端板18、19来进行组装。如图2所示，各个紧固带21的端部通过螺钉22被紧固且固定到端板18、19上，以便通过在被紧固体的排列方向上被施加到紧固体24上的指定紧固压力P来紧固被紧固体24，从而组装电池组10(电池组的组装过程)。
根据该实施例的制造方法，不管各个电池单体12内的电极体30之间的厚度变化，从等级1到等级3中的两个或更多个等级中选择并组合要被组装的预定数量的电池单体12，以便抵消各个电池单体12内的电极体30之间的厚度变化(而且抵消处于紧固状态的各个电池单体之间的厚度变化)，并且使电池组10在排列方向上的长度符合指定长度LT。通过该配置，可以制造能够抵消各个电极体之间的厚度变化以使排列方向上的长度满足指定长度LT的电池组10。因此，可以避免以下不便：即，与传统电池组的情况一样，由于各个电池单体内的电极体之间的形状不规则性，出现电池组在排列方向上的长度变化，因此电池组无法被容纳在之前制备的安装空间内，或者当电池组被容纳在该安装空间内时，存在冗余间隙。没必要具有更大的容差来实现每个电池组的外部尺寸保证性能，以便接受电池组之间的外部尺寸不规则性(即，确保电池组周围的冗余空间)；因此，可以设计与传统情况相比具有更小安装空间的电池组10。例如，与仅使用属于厚度等级2的电池单体12而排除属于厚度等级1(较大厚度)和属于厚度等级3(较小厚度)的电池单体12的方法相比，在根据该实施例的制造方法中，可以促进降低电池单体12的不合格率以及降低电池组10的制造成本。
此处公开的技术的优选应用目标实例可以包括这样的电池组：该电池组包括卷绕电极体30，每个卷绕电极体30通过使用上述正电极片基件32a和负电极片基件34a而形成。该卷绕电极体30可以高效地制造，但是同时其形状可能不规则。更具体地说，在通过使具有与多个电池单体的长度相等的长度的正电极活性物质层连续地形成在正电极集电体上的方式而形成的正电极片基件32a(图5)中，正电极活性物质层的厚度趋于从正电极集电体的一个纵向端(涂布起点)朝着另一纵向端(涂布终点)逐渐变小。类似地，在通过使具有与多个电池单体12的长度相等的长度的负电极活性物质层连续地形成在负电极集电体上的方式而形成的负电极片基件34a中，负电极活性物质层的厚度趋于从负电极集电体的一个纵向端(涂布起点)朝着另一纵向端(涂布终点)逐渐变小。因此，如图6所示，如果通过使用正电极片基件32a和负电极片基件34a连续地形成多个卷绕电极体30，则正电极片基件32a和负电极片基件34a具有相同的厚度变化趋势；因此，这两个片的具有较大(较小)厚度的两个部分可能相互组合，这样，卷绕电极体30之间的厚度差异可能变大。此外，在卷绕的早期阶段，具有相对较大厚度的卷绕电极体30趋于硬化，在卷绕的后期阶段，具有相对较小厚度的卷绕电极体30趋于硬化。如果通过组合包括已经按照上述形成顺序硬化的具有相对较大厚度的卷绕电极体30(或具有相对较小厚度的卷绕电极体30)的电池单体来组装电池组，则电池组在排列方向上的长度变化可能变大。相反，根据该实施例，可以抑制由卷绕电极体之间的形状不规则性导致的电池组在排列方向上的长度变化，从而制造具有预先设定的精确尺寸的电池组。因此，根据此方面的制造方法，可以有效地制造具有更好的外部尺寸一致性以及优秀的安装性的电池组。
在上述实施例中，例示出多个电池单体12可以根据各个电极体30的厚度被分类为三个厚度等级1到3，但是分类的厚度等级数量不限于此。例如，厚度等级数量可以是两个或更多，三个或更多，或者五个或更多。厚度等级数量的上限不限于特定数量，只要可获得上述效果即可，并且例如可以被设定为十个或更少。
在上述实施例中，测量各电极体30在排列方向上的个体厚度，并且根据测量值将各电极体分类为多个厚度等级，但是分类标准不限于实际测量值。例如，测量用于制造电极体30的正电极片32和负电极片34的各个片厚度，并且根据上述片厚度推定所考虑的电极体30的厚度。由于电极体30的厚度依赖于正电极片32和负电极片34的各个厚度，因此，可以基于各个片厚度来推定电极体30的厚度，并且可以基于推定值将电极体30分类为多个厚度等级。但是，如上述实施例所述，如果基于电极体30的实际测量值将电极体30分类为多个厚度等级，则可以准确地执行上述分类，并且更精确地制造符合排列方向上的指定长度LT的电池组10。
在上述实施例中，在制备多个电池单体12的过程中，例示出测量各个电极体30的每个厚度(全体数量的厚度)，但是被测量厚度的电极体30的数量不限于此。例如，可以通过每个批次的提取样本来掌握各个电极体30的厚度。例如，如果通过使用上述单个正电极片基件32a和单个负电极片基件34a来连续地形成多个卷绕电极体30，则卷绕电极体30之间的厚度分布不会变得不规则(随机)，因此，具有相对较大厚度的卷绕电极体30在卷绕的早期阶段趋于硬化，具有相对较小厚度的卷绕电极体30在卷绕的后期阶段趋于硬化。因此，在不需要在制备多个电池单体12的过程中测量各个电极体30的每个厚度的情况下，通过按照上述形成顺序硬化的多个卷绕电极体当中的每个批次的提取样本，可粗略地掌握各个电极体30的厚度，从而将每个批次的电极体30分类为多个厚度等级。此处公开的电池组的制造方法涉及此方面。
如上所述，已经详细地描述了根据本发明的电池组制造方法的优选实施例，但是本发明并非旨在限于上述特定实施例。例如，在上述实施例中，电极体30被容纳在容器14中，并且卷绕电极体30的卷绕轴沿着电池单体12的宽度方向(沿着图2中的图形厚度方向)延伸，但是电极体30可以被设置为使得卷绕轴沿着电池单体12的高度方向(图2的垂直方向)。除了卷绕型电极体30之外，还可以配置为使用层叠型电极体，该层叠型电极体通过使多个正电极片和多个负电极片以及隔离片交替地层叠而形成。由于制造过程中的条件变化等，层叠型电极体中仍然存在厚度变化(不规则性)。此处公开的本发明优选地可应用于通过在堆叠方向上排列包括被容纳在容器中的具有各种构成的电极体的多个电池单体(特别是指包括被容纳在容器中的卷绕型或堆叠型电极体的电池单体，而构成电极体的各片在电池单体的堆叠方向上层叠)而形成的电池组。
被组装为电池组的电池单体的类型不限于上述锂离子二次电池，可以使用包含具有不同电极体材料和电解质的各种内容的电池，例如，具有锂金属或锂合金构成的负电极的锂离子二次电池，镍氢电池，镍镉电池，电双层电容器等。图1所示的电池组10特意以简单的配置示出，但是对于本领域的普通技术人员而言，显然可以做出各种修改和设施添加，只要不破坏本发明的配置和效果即可。例如，在诸如汽车之类的车辆中安装电池组的情况下，可以提供用于保护电池组的主要部件(电池单体群组等)的外盖、用于将电池组固定到车辆的预定部位上的部件、以及用于使多个电池组(电池模块)相互连结的部件；但是这些部件设置的存在或不存在不左右本发明的技术范围。

Claims (5)

1.一种电池组的制造方法，其特征在于包括：
制造多个电极体，并根据所述电极体的形成顺序将所述电极体分成独立的批次；
通过在所述多个电极体当中的每个批次的提取样本，掌握所述电极体的在排列方向上的厚度；
制备多个电池单体，每个电池单体包括来自所述多个电极体的、具有正电极和负电极的电极体、以及用于容纳所述电极体的容器；
根据被容纳在每个电池单体内的所述电极体的在所述排列方向上的所掌握的厚度，将所述多个电池单体分为多个等级；以及
在所述排列方向上排列所述多个电池单体，并且通过在所述排列方向上向所述多个电池单体施加负荷的方式紧固所述多个电池单体，所述多个电池单体是从所述多个等级中选择的，使得当在所述排列方向上排列所述多个电池单体时，所述电池单体的在所述排列方向上的长度适合于预定长度，
其中
所述多个电池单体包括从所述多个等级当中的两个或更多个等级中的每一者中选择的至少一个电池单体。
2.根据权利要求1所述的电池组的制造方法，其特征在于
每个电极体是通过卷绕正电极片和负电极片而形成的扁平状卷绕电极体，所述正电极片包括位于长型正电极集电体上的正电极活性物质层，所述负电极片包括位于长型负电极集电体上的负电极活性物质层。
3.根据权利要求2所述的电池组的制造方法，其特征在于
所述卷绕电极体通过使正电极片基件和负电极片基件彼此重叠、被卷绕、以及每预定长度被切割的方式而形成，所述正电极片基件通过在所述正电极集电体上沿着纵向连续地形成具有与所述多个电池单体的长度相等的长度的所述正电极活性物质层而形成，所述负电极片基件通过在所述负电极集电体上沿着纵向连续地形成具有与所述多个电池单体的长度相等的长度的所述负电极活性物质层而形成。
4.根据权利要求1所述的电池组的制造方法，其特征在于
所述电池单体的数量为30或更多。
5.根据权利要求1所述的电池组的制造方法，其特征在于
所述电池单体的数量为50或更多。
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