CN108400262A - 密闭型电池和电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能够充分确保密封性的密闭型电池以及使用该电池构建的密封性良好的电池组。本发明涉及的密闭型电池，具备收纳电极体的方型的壳体(50)。方型的壳体(50)具备封口部件(54)和具有开口部的凹状的壳体主体(52)。壳体主体(52)具有隔着电极体与封口部件(54)相对的平坦面(52a)、和从该平坦面(52a)直立起来的侧壁(52b)。在壳体主体(52)上设置的开口部的周缘部分与封口部件(54)通过密封焊接而相互接合。在平坦面(52a)的端边之中至少一边(58a)部分形成有凹凸，所述凹凸由向壳体内部凹陷的凹部(56a、156a)、和与该平坦面(52a)为同一平面的凸部(56b)构成。在凹部(56a、156a)的底面配置有电极端子(80、82)。

Description

密闭型电池和电池组
技术领域
本发明涉及密闭型电池和电池组。
背景技术
以轻量且能得到高能量密度的锂离子二次电池、镍氢电池等二次电池或电容器等蓄电元件作为单电池，将多个该单电池串联而成的电池组，作为可得到高输出的电源，优选用作车辆搭载用电源或个人电脑和便携终端的电源。例如作为电池组的一例，专利文献1公开了一种通过将多个方型的单电池排列并且将设置于各单电池的正极端子和负极端子分别串联而构成的电极组。该电池组中，多个单电池以各自的正极端子和负极端子交替配置的方式逐个翻转配置。再者，专利文献2是涉及薄型电池的技术文献。
在先技术文献
专利文献1：日本特许第5966457号公报
专利文献2：日本特开2015-176782号公报
发明内容
然而，本发明人想到，为了提高各单电池的能量密度，如图14所示，增大各单电池1的束缚面2(横向X和纵向Y)的尺寸，并且相对于横向X和纵向Y的尺寸，减小厚度方向(制成电池组时的各单电池的排列方向)Z的尺寸。关于这一点，专利文献2中记载了一种薄型电池，其具有由凹状的金属制的壳体主体(第1部件)和用于将壳体主体的开口封口的金属制的封口板(第2部件)构成的外装罐，使壳体主体的与第1侧壁部相反侧的、电极体的厚度方向的一侧的面开口。该薄型电池中，封口板的周缘部与壳体主体的开口的周缘部接合，由此在外装罐内形成密闭空间。但是，在将两枚金属制壳体(第1部件和第2部件)重叠并通过焊接等将周缘部密封形成密闭结构的情况下，存在从壳体内部将电极端子引出到壳体外的部分的一边部分，难以确保密封性的问题。
本发明是鉴于上述课题而完成的，其主要目的是提供能够充分确保密封性的密闭型电池以及使用该电池构建的电池组。
本发明提供的密闭型电池，具备电极体、电极端子和方型的壳体，所述电极体具备正极和负极，所述壳体中收纳所述电极体和电解液，所述电极端子与所述电极体电连接，并被引出到所述壳体的外部。所述方型的壳体具备封口部件和凹状的壳体主体，所述壳体主体具有开口部，所述封口部件以覆盖该壳体主体的开口部的方式被安装。所述壳体主体具有平坦面和侧壁，所述平坦面隔着所述电极体与所述封口部件相对，所述侧壁以包围所述电极体的周围的方式从该平坦面直立起来。在所述壳体主体上设置的所述开口部的周缘部分与所述封口部件通过密封焊接而相互接合。在所述平坦面的端边之中至少一边部分，形成有由凹部和凸部构成的凹凸，所述凹部向所述壳体内部凹陷，所述凸部与该平坦面为同一平面。并且，在所述凹部的底面配置有所述电极端子。
根据该技术构成，在壳体主体的平坦面受到载荷(例如制成电池组时的束缚载荷)时，通过与平坦面为同一平面的凸部被按压，该载荷能够经由侧壁而适当地传递到壳体主体的开口部周缘部分与封口板的接合部。因此，在从壳体内部将电极端子引出到壳体外的一边部分，壳体主体的开口部周缘部分与封口部件的接合部的密封性有效提高。其结果，能够提供密封性得到充分确保的密闭型电池。
在此公开的密闭型电池的一优选方式中，在所述凹部的底面配置有用于将在所述壳体内产生的气体排出的排气阀。这样，能够实现在配置有排气阀的平坦面的一边部分，密封性得到充分确保的密闭型电池。
在此公开的密闭型电池的一优选方式中，在所述凹部的底面配置有用于堵塞所述电解液的注液孔的注液栓。这样，能够实现在配置有注液栓的平坦面的一边部分，密封性得到充分确保的密闭型电池。
另外，本发明提供一种由多个能够充放电的单电池串联而构成的电池组。该电池组具备多个密闭型的单电池，所述单电池具备电极体、电极端子和方型的壳体，所述电极体具备正极和负极，所述壳体中收纳该电极体和电解液，所述电极端子与该电极体电连接，并被引出到该壳体的外部。所述方型的壳体具备封口部件和凹状的壳体主体，所述壳体主体具有开口部，所述封口部件以覆盖该壳体主体的开口部的方式被安装。所述多个单电池，在这些单电池分别具备的所述壳体中所述壳体主体与所述封口部件重叠的方向上排列，并且以在该排列方向上受到载荷的状态被束缚。所述壳体主体具有平坦面和侧壁，所述平坦面是相邻的单电池壳体彼此相对的面，并且在所述束缚时受到载荷，所述侧壁以包围所述电极体的周围的方式从该平坦面直立起来。在所述壳体主体上设置的所述开口部的周缘部分与所述封口部件通过密封焊接而相互接合。在所述平坦面的端边之中至少一边部分，形成有由按压凸部和非接触凹部构成的凹凸，所述按压凸部在所述束缚时被按压到相邻的单电池壳体上，所述非接触凹部在该束缚时不与该单电池壳体接触。并且，在所述非接触凹部的底面配置有所述电极端子。根据该技术构成，能够提供各单电池的密封性得到充分确保的电池组。
在此公开的电池组的一优选方式中，在所述凹部的底面配置有用于将在所述壳体内产生的气体排出的排气阀。另外，在一优选方式中，在所述凹部的底面配置有用于堵塞所述电解液的注液孔的注液栓。
附图说明
图1是示意性地表示本发明一实施方式涉及的密闭型电池的立体图。
图2是示意性地表示本发明一实施方式涉及的密闭型电池的正视图。
图3是示意性地表示本发明一实施方式涉及的密闭型电池的侧视图。
图4是示意性地表示本发明一实施方式涉及的密闭型电池的侧视图。
图5是图2的V-V剖视图。
图6是图1的正极端子周边的主要部分放大图。
图7是图1的负极端子周边的主要部分放大图。
图8是图1的排气阀和注液栓周边的主要部分放大图。
图9是用于说明构成各单电池内的电极体的正极、负极和隔板的图。
图10是示意性地表示本发明的一实施方式涉及的电池组的侧视图。
图11是示意性地表示以往的密闭型电池的立体图。
图12是示意性地表示以往的密闭型电池的剖视图。
图13是示意性地表示另一实施方式涉及的密闭型电池的剖视图。
图14是用于说明薄型化了的单电池的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。再者，除了本说明书中特别提及的事项以外的且本发明的实施所需的事项(例如不作为本发明的技术特征的电极体的一般结构和制造工艺)，可作为本领域技术人员基于该领域现有技术的设计事项来掌握。本发明能够基于本说明书公开的内容和该领域技术常识而实施。另外，在以下的附图中，对发挥相同作用的部件、部位附带相同标记进行说明。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。
本说明书中“单电池”是指能够为了构成电池组而相互串联的各蓄电元件，只要不特别限定，则包括各种组成的电池、电容器。另外，“二次电池”通常是指能够反复充电的电池，包括锂离子二次电池、镍氢电池等所谓的蓄电池。
构成锂离子二次电池的蓄电元件，是在此提到的“单电池”所包括的典型例，具备多个这样的单电池而形成的锂离子二次电池模块，是在此公开的“电池组”的典型例。
本发明涉及的电池组，只要是以能够充放电的二次电池作为单电池，将多个这样的单电池串联而成的电池组即可，对于单电池的构成不特别限制。作为适合本发明的实施的单电池的构成，可举出镍氢电池、双电层电容器等。特别适合本发明的实施的单电池的构成是锂离子二次电池。锂离子二次电池是高能量密度且能够实现高输出的二次电池，因此能够构建高性能的电池组、特别是车辆搭载用电池组(电池模块)。
并不意图特别限定，以下作为电池构成以锂离子二次电池为例对本发明进行详细说明。
电池组是由多个能够充放电的单电池在预定方向上排列而构成的。多个单电池中的每一个，都与以往的电池组所装备的单电池相同，典型地具备电极体和收纳该电极体的箱形的电池壳体，所述电极体具备预定的电池构成材料(正极负极各自的活性物质、正极负极各自的集电体、隔板、电解质等)。
图1是本实施方式涉及的构成电池组的单电池(锂离子二次电池)100的立体图，图2是正视图，图3是侧视图，图4是侧视图，图5是图2的V-V截面示意图，图6～图8是图1的主要部分放大图，图9是用于说明构成各单电池100内的电极体10的正极20、负极30和隔板40的图。以下，沿着单电池100的外形，将X方向记为横向，将Y方向记为纵向，将与X方向和Y方向垂直的方向即Z方向记为厚度方向。再者，厚度方向Z与电池组中各单电池100排列的方向(排列方向)相对应。但这些方向只是为了便于说明，并不限定锂离子二次电池100的设置方式。
锂离子二次电池100如图1～图9所示，具备电池壳体50、电极体10、排气阀60、注液栓70、正极端子80和负极端子82，以及未图示的电解质。正极端子80与电极体10的正极20电连接，被引出到电池壳体50的外部。负极端子82与电极体10的负极30电连接，被引出到电池壳体50的外部。
电池壳体50是收纳电极体10和电解质的容器。在本实施方式中，电池壳体50具有方型(箱型长方体形状)的外形。电池壳体50具备扁平的壳体主体52和封口板54。壳体主体52被形成为能够收纳电极体10的凹状。壳体主体52在构成该壳体主体52的面之中面积最大的面(宽面)开口。本实施方式中，壳体主体52在厚度方向Z的一侧开口。另外，壳体主体52具有附设在开口部52d(图5)的周缘的凸缘部52c。封口板54是用于堵塞壳体主体52的开口部52d的平板状的部件。封口板54以覆盖壳体主体52的开口部52d的方式安装于壳体主体52。壳体主体52与封口板54在厚度方向Z上隔着电极体10相对而配置。在壳体主体52设置的开口部52d的周缘部分与封口板54相互接合。本实施方式中，设置于壳体主体52的凸缘部52c与封口板54通过密封焊接而接合。由此将电池壳体50密封。图5的符号57表示凸缘部52c与封口板54的焊接部。电池壳体50的材质例如为铝、钢等金属材料。电池壳体50的厚度(壁厚)例如可设定为0.3mm以上，典型地为0.3mm～1mm。
凹状的壳体主体52具有隔着电极体10而与封口板54相对的平坦面52a、和以包围电极体10的周围的方式从该平坦面52a直立起来的侧壁52b。平坦面52a从厚度方向Z观察，成为由第一边58a(图2)、与该第一边58a相对的第二边58b(图2)、与该第一边58a正交的第三边58c(图2)、以及与该第一边58a正交且与该第三边58c(图2)相对的第四边58d形成的矩形状。侧壁52b以包围配置于平坦面52a的电极体10的周围的方式，沿着平坦面52a的四边(第一边58a、第二边58b、第三边58c和第四边58d)而形成。另外，侧壁52b以将附设于开口部52d的周缘的凸缘部52c与平坦面52a桥接(连结)的方式而形成。
另外，在平坦面52a的4条端边58a、58b、58c、58d之中至少一边部分(在此为第一边58a部分)形成有凹凸，所述凹凸由向壳体内部凹陷的凹部56a、156a、256a、356a和与平坦面52a为同一平面的(即不向壳体内部凹陷的)凸部56b构成。本实施方式中，沿着平坦面52a的第一边58a，4个凹部56a、156a、256a、356a以预定的间隔而形成。在其中的凹部56a的底面53a(图6)配置有正极端子80。另外，在凹部156a的底面153a(图7)配置有负极端子82。
本实施方式中，正极端子80和负极端子82为平板状的端子。正极端子80和负极端子82在横向X上以电池壳体50的中心线为轴，轴对称地配置。在厚度方向Z上，正极端子80的长度(高度)比凹部56a的深度(从底面53a到平坦面52a的高度)小。同样地，负极端子82的长度(高度)比凹部156a的深度(从底面153a到平坦面52a的高度)小。换言之，配置于底面53a、153a的正极端子80和负极端子82在厚度方向Z上，以与平坦面52a相比不向壳体外侧突出的方式配置。在厚度方向Z上，正极端子80和负极端子82的长度(高度)例如可设定为1mm～7mm(典型地为2mm～5mm)。另外，凹部56a具有相对于配置在底面53a的正极端子80以包围正极端子80的三侧的方式从底面53a直立起来的3个内壁53b、53c、53d(图6)、以及没有形成该内壁而是向壳体的外侧开口的开口部53e(图6)。同样地，凹部156a具有相对于配置在底面153a的负极端子82以包围负极端子82的三侧的方式从底面153a直立起来的三个内壁153b、153c、153d(图7)、以及没有形成该内壁而是向壳体的外侧开口的开口部153e(图7)。本实施方式中，在纵向Y上，构成凹部56a、156a的内壁的一面开口。在横向X上，正极端子80的长度(宽度)和内壁53b与内壁53d的间隔大致相同。另外，在纵向Y上，正极端子80的长度(幅)比从内壁53c到第1边58a的长度长。换言之，在纵向Y上，正极端子80被设置成从开口部53e穿过，与平坦面52a的第1边58a相比向壳体外侧突出。同样地，在横向X上，负极端子82的长度(宽度)和内壁153b与内壁153d的间隔大致相同。另外，在纵向Y上，负极端子82的长度(宽度)比从内壁153c到第1边58a的长度长。换言之，在纵向Y上，负极端子82被设置成从开口部153e穿过，与平坦面52a的第1边58a相比向壳体外侧突出。
排气阀60被构成为当电池壳体50内的压力达到预定值时，将在电池壳体50内产生的气体排出。排气阀60与正极端子80和负极端子82同样地，设置于沿着平坦面52a的第1边58a而设置的凹部256a的底面253a(图8)。本实施方式中，排气阀60在横向X上配置于电池壳体50的中心线上。配置于底面253a的排气阀60，在厚度方向Z上被配置为与平坦面52a相比不向壳体外侧突出。另外，凹部256a具有相对于配置在底面253a的排气阀60以包围排气阀60的三侧的方式从底面253a直立起来的三个内壁253b、253c、253d(图8)、以及没有形成该内壁而是向壳体的外侧开口的开口部253e(图8)。本实施方式中，在纵向Y上，构成凹部256a的内壁的一面开口。在通过壳体的内压的上升而使排气阀60开放时，从该排气阀60喷出的电解液的飞沫从开口部53e穿过并向壳体的外侧飞散。
对于排气阀60的构成本身，只要当电池内的压力达到预定值时，能够将在电池壳体50内产生的气体排出，就不特别限制。例如，排气阀60可以是在电池壳体50的一部分设置薄壁部的结构。可以在该薄壁部形成凹槽。该情况下，当电池内的压力达到预定值时，薄壁部断裂，由此能够使在电池内产生的气体通过排气阀60向电池外排出。或者，排气阀60可以具备当电池内的压力达到预定值时断裂的阀体。该情况下，当电池内的压力达到预定值时，阀体断裂，由此能够使在电池内产生的气体通过排气阀60向电池外排出。
在沿着平坦面52a的第1边58a设置的凹部356a的底面353a(图8)，设置有将用于注入液状的电解质(电解液)的注液孔堵塞的注液栓70。注液栓70在横向X上，配置于从电池壳体50的中心线向第四边58d侧偏移的位置。配置于底面353a的注液栓70，在厚度方向Z上被配置为与平坦面52a相比不向壳体外侧突出。另外，凹部356a具有相对于配置在底面353a的注液栓70以包围注液栓70的三侧的方式从底面353a直立起来的三个内壁353b、353c、353d(图8)、以及没有形成该内壁而是向壳体的外侧开口的开口部353e(图8)。本实施方式中，在纵向Y上，构成凹部356a的内壁的一面开口。
在电池壳体50的内部收纳有电极体10和电解质。如图9所示，电极体10在此是层叠型的电极体(层叠电极体)。电极体10分别具备多枚矩形状的正极片20和矩形状的负极片30。正极片20与负极片30在隔着隔板40而绝缘的状态下重叠。电极体10的层叠方向在此为厚度方向Z。
正极片20具备正极集电体22、和形成于该正极集电体22的表面的正极活性物质层24。作为正极集电体22，例如可优选使用适合于正极的金属箔。本实施方式中，作为正极集电体22使用铝箔。在图示例中，正极活性物质层24被保持在正极集电体22的两面。另外，在横向X和纵向Y上，正极活性物质层24以与正极集电体22的整个宽度相同的宽度而形成。
正极活性物质层24中包含正极活性物质、导电剂、粘结剂等。作为正极活性物质，可以不特别限定地使用以往用于锂离子二次电池的物质的一种或两种以上。作为一例，可使用LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(锂镍钴锰复合氧化物)、LiNiO2(锂镍复合氧化物)、LiCoO2(锂钴复合氧化物)等由通式LiMeO2(Me包含Ni、Co、Mn等过渡金属元素的至少一种)表示的层状结构的锂过渡金属复合氧化物。正极活性物质层24中除了上述的正极活性物质以外，还可以包含乙炔黑(AB)等导电剂、聚偏二氟乙烯(PVDF)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)等粘结剂。
正极片20具有未形成正极活性物质层24的、与形成有正极活性物质层24的部分相比向外侧突出的突出部分26。该突出部分26由于没有形成正极活性物质层24，因此露出正极集电体22。通过该突出部分26，形成正极集电用的接片26。正极集电用的接片26从正极活性物质层24的端部延伸出。
负极片30具有负极集电体32、和形成于该负极集电体32的表面的负极活性物质层34。作为负极集电体32，例如可优选使用适合于负极的金属箔。本实施方式中，作为负极集电体32使用铜箔。在图示例中，负极活性物质层34被保持在负极集电体32的两面。另外，在横向X和纵向Y上，负极活性物质层34以与负极集电体32的整个宽度相同的宽度而形成。
负极活性物质层34中包含负极活性物质、增粘剂、粘结剂等。作为负极活性物质，可以不特别限定地使用以往用于锂离子二次电池的物质的一种或两种以上。作为一例，可使用石墨碳、无定形碳等碳系材料、锂过渡金属氧化物、锂过渡金属氮化物等。另外，除了该负极活性物质以外，还可以添加聚偏二氟乙烯(PVDF)、苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)等粘结剂、羧甲基纤维素(CMC)等增粘剂。
负极片30具有未形成负极活性物质层34的、与形成有负极活性物质层34的部分相比向外侧突出的突出部分36。该突出部分36由于没有形成负极活性物质层34，因此露出负极集电体32。通过该突出部分36，形成负极集电用的接片36。
隔板40是将正极片20和负极片30隔开的部件。本例中，隔板40由具有多个微小孔的预定宽度的片材构成。作为隔板40，例如可以使用由多孔聚烯烃系树脂构成的单层结构的隔板或层叠结构的隔板。
层叠电极体10是将多枚正极片20、多枚负极片30和多枚隔板40层叠而形成的。具体而言，是正极片20和负极片30隔着隔板40在层叠方向(在此为厚度方向Z)上交替反复层叠多个而构成的。另外，层叠电极体10具有正极活性物质层24和负极活性物质层34隔着隔板40重叠的层叠部。该层叠部是在正极活性物质层24与负极活性物质层34之间经由隔板40进行电荷载体(在此为锂离子)的授受的部分，是有助于电池100的充放电的部分。
层叠电极体10如图1～图9所示，被安装到在电池壳体50的平坦面52a(凹部56a、156a的底面53a、153a)上配置的电极端子80、82。层叠电极体10从壳体主体52的开口部52d(图5)插入到该壳体主体52内。层叠电极体10在该电极体10的层叠方向与厚度方向Z一致的状态下(正极、负极和隔板与封口板54平行的状态下)被收纳于电池壳体50中。另外，层叠电极体10中，反复层叠的多个正极片20的正极集电用接片26在层叠电极体10的层叠方向上重叠，从层叠部的端面突出。该突出的多个正极集电用接片26在层叠方向上汇集，在该汇集的部位附设正极引线端子(未图示)，与上述的正极端子80电连接。另外，层叠电极体10中，反复层叠的多个负极片30的负极集电用接片36在层叠电极体10的层叠方向上重叠，从层叠部的端面突出。该突出的多个负极集电用接片36在层叠方向上汇集，在该汇集的部位附设负极引线端子(未图示)，与上述的负极端子82电连接。该层叠电极体10从壳体主体52的开口部52d被收纳于壳体主体52的扁平的内部空间中。壳体主体52的开口部52d在收纳层叠电极体10之后，由封口板54堵塞。
电解质典型地在常温(例如25℃)呈液状，优选在使用温度区域内(例如-20℃～60℃)始终呈液状。作为电解质，可优选采用在非水溶剂中溶解或分散有支持盐(例如锂盐、钠盐、镁盐等；在锂离子二次电池中为锂盐)的电解质。作为支持盐，可适当选择与一般的锂离子二次电池同样的支持盐，例如可采用LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、Li(CF3SO2)2N、LiCF3SO3等锂盐。其中优选采用LiPF6。
作为非水溶剂，可以不特别限定地使用一般的锂离子二次电池所使用的各种碳酸酯类、醚类、酯类、腈类、砜类、内酯类等有机溶剂。作为具体例，可举出碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等。
接着，添加参照图10对本实施方式涉及的电池组200进行说明。图10是电池组200的侧视图。
电池组200如图10所示，由多个(典型地为6个以上(例如6～100个)、优选为30个以上、更优选为50个以上、进一步优选为60个以上)单电池100串联而构成。多个单电池100在这些单电池100分别具备的电池壳体50中壳体主体52与封口板54重叠的方向(即厚度方向Z)上排列。本实施方式中，在各单电池100具备的电池壳体50，设有与电极体10的正极20电连接的正极端子80和与负极30电连接的负极端子82。并且，在相邻的单电池100之间，一个单电池的正极端子80与另一个单电池的负极端子82通过端子间连接件(未图示)而电连接。具体而言，多个单电池100以各自的正极端子80和负极端子82交替配置的方式(相邻的单电池100的正极端子80与负极端子82彼此相邻的方式)，在将单电池的方向交替反转的状态下排列。因此，多个单电池100，以这些单电池100分别具备的电池壳体50的壳体主体52彼此以及封口板54彼此相对的方式，交替逐个反转方向而排列。
另外，在排列的单电池100的周围配备用于将多个单电池100束缚到一起的束缚部件。即，在多个单电池100的排列方向Z的两端(位于最外侧的单电池100A、100H的更外侧)配置一对端板210A、210B。另外，在一对端板210A、210B上，以将该一对端板210A、210B桥接的方式安装有束缚带212。并且，将束缚带212的端部通过螺丝214紧固固定于一对端板210A、210B，由此能够将上述单电池组在其排列方向上束缚。以与束缚带212的紧固程度相对应的水平，对各单电池100的电池壳体(壳体主体52的平坦面52a和封口板54)施加向紧固方向(即排列方向)的束缚载荷(面压)。这样，能够构建电池组200。
在此，上述电池组200中，如图1～图10所示，多个单电池100分别具备的壳体主体52，具有相邻的单电池壳体相对的且在束缚时受到载荷的平坦面52a、附设在开口部52d的周缘的凸缘部52c、以及以包围电极体10的周围的方式从该平坦面52a直立起来的侧壁52b。侧壁52b将平坦面52a与凸缘部52c桥接。设置于壳体主体52的凸缘部52c与封口板54通过密封焊接而相互接合。在平坦面52a的端边之中至少一边(在此为第一边58a)部分形成有凹凸，所述凹凸由向壳体内部凹陷的凹部56a、156a、和与平坦面52a为同一平面的凸部56b构成。因此，凸部56b成为在束缚时与相邻的单电池壳体接触并被按压的部位(以下也称为“按压凸部”)。另一方面，凹部56a、156a成为在束缚时不与相邻的单电池壳体接触的部位(以下也称为“非接触凹部”)。并且，在束缚时不与相邻的单电池壳体接触的非接触凹部56a、156a的底面53a、153a配置有电极端子80、82。
根据该技术构成，能够抑制如图11所示的以往的电池结构那样，在配置有电极端子80、82的非接触凹部56a沿着平坦面52a的一边(在此为第一边58a)呈带状连续设置时发生的密封不良。具体而言，如果配置有电极端子80、82的非接触凹部56a沿着平坦面52a的一边呈带状连续设置，则如图12(图11的XII-XII截面)所示，在壳体主体52的平坦面52a受到束缚载荷90时，束缚载荷也会分散传递到非接触凹部56a(参照箭头96)，因此束缚载荷难以经由侧壁52b传递到凸缘部52c与封口板54的接合部57。所以，在从壳体内部将电极端子80、82引出到壳体外的一边(在此为第一边58a)部分，无法有效控制凸缘部52c与封口板54的接合部57，密封性和耐压性能的确保有可能不充分。
另一方面，如上所述，根据上述构成的电池组200，如图5所示，在平坦面52a的端边之中至少一边部分形成有由在束缚时被按压到相邻的单电池壳体上的按压凸部56b和在该束缚时不与该单电池壳体接触的非接触凹部56a、156a构成的凹凸，并且在非接触凹部56a、156a的底面53a、153a配置有电极端子80、82，因此在壳体主体52的平坦面52a受到束缚载荷90时，与平坦面52a为同一平面的按压凸部56b会被按压到相邻的单电池壳体上，从而能够使束缚载荷经由侧壁52b适当地传递到凸缘部52c与封口板54的接合部57(参照箭头92)。所以，在从壳体内部将电极端子80、82引出到壳体外的一边(在此为第一边58a)部分，凸缘部52c与封口板54的接合部57的密封性和耐压性能有效提高。由此，能够实现与以往相比，各单电池100的密封性和耐压性能得到充分确保的电池组200。
在一优选方式中，在横向X上，相对于平坦面52a的长度(全长)L，凹部56a、156a、256a、356a的合计长度(即、分别配置有电极端子80、82、排气阀60和注液栓70的四个凹部56a、156a、256a、356a的合计长度)可以为0.7L以下(例如0.3L～0.7L)。凹部56a、156a、256a、356a的合计长度优选为0.6L以下，更优选为0.5L以下。如果为这样的凹部56a、156a、256a、356a的合计长度的范围内，则在从壳体内部将电极端子80、82引出到壳体外的一边(在此为第一边58a)部分，能够有效提高凸缘部52c与封口板54的接合部57的密封性和耐压性能。
另外，根据上述电池组200，非接触凹部56a具有相对于配置在底面53a的正极端子80以包围正极端子80的三侧的方式从底面53a、153a直立起来的三个内壁53b、53c、53d(图6)、以及没有形成该内壁而是向壳体的外侧开口的开口部53e(图6)。在横向X上，正极端子80的长度(宽度)和内壁53b与内壁53d的间隔大致相同。另外，在纵向Y上，正极端子80的长度(宽度)比从内壁53c到第1边58a的长度长。这样，在纵向Y上，能够将正极端子80设计成从开口部53e穿过并且与平坦面52a的第1边58a相比向壳体外侧突出，使制成电池组时(例如将相邻的单电池端子之间用母线等连接时)的组装性变得良好。另外，由于沿着正极端子80的外形而形成非接触凹部56a，因此能够使按压凸部56b的面积相对增大，将载荷有效地传递到凸缘部52c与封口板54的接合部57。从而能够更有效地提高密封性。
另外，上述实施方式中，在厚度方向Z上，正极端子80的长度(高度)比凹部56a的深度(从底面53a到平坦面52a的高度)小。换言之，配置于底面53a的正极端子80，在厚度方向Z上被配制成与平坦面52a相比不向壳体外侧突出。这样，能够将平坦面52a和按压凸部56b受到的载荷适当地传递到凸缘部52c与封口板54的接合部57，能够更有效地提高密封性。
另外，上述实施方式中，在非接触凹部256a的底面253a配置有用于将在壳体内产生的气体排出的排气阀60。这样，能够实现在配置排气阀60的平坦面52a的一边(在此为第一边58a)部分，密封性得到充分确保的电池结构。另外，该一边(在此为第一边58a)部分的耐压性能提高，因此能够有效抑制排气阀60的变形，抑制排气阀的误操作。另外，上述实施方式中，非接触凹部256a具有相对于配置在底面253a的排气阀60以包围排气阀60的三侧的方式从底面253a直立起来的三个内壁253b、253c、253d(图8)、以及没有形成该内壁而是向壳体的外侧开口的开口部253e(图8)。这样，在通过壳体内压的上升使排气阀60开放时，能够通过凹部256a的内壁253b、253c、253d来抑制从该排气阀60喷出的电解液的飞沫大范围扩散，并且能够从朝向壳体外侧开口的开口部253e排出该电解液的飞沫。因此，能够适当防止从排气阀60喷出的电解液使壳体劣化或发生外部短路。
另外，上述实施方式中，在非接触凹部356a的底面353a配置有用于堵塞电解液的注液孔的注液栓70。这样，能够实现在配置注液栓70的平坦面52a的一边(在此为第一边58a)部分，密封性得到充分确保的电池结构。另外，由于该一边(在此为第一边58a)部分的耐压性能提高，因此能够有效抑制注液栓70的变形、破损，良好地维持电池的密封性。
另外，上述实施方式中，电池壳体50具有一端开口的凹状的壳体主体52、和用于堵塞该壳体主体52的开口部52d的封口板54。多个单电池100，以这些单电池100分别具备的电池壳体50的壳体主体52彼此以及封口板54彼此相对的方式交替逐个反转方向而排列。这样，即使操作者没有特别注意，也能够将各单电池100安装为预先设定的正确的方向(即、以相邻的单电池100的正极端子80与负极端子82彼此相邻的方式，使单电池100的方向交替反转的状态)，提高组装电池组200时的工作效率。
另外，根据上述电池组200，各单电池100具备的壳体主体52的厚度方向Z的一侧开口。通过像这样在壳体主体52的厚度方向Z上设置开口部52d，与在壳体主体52的横向X、纵向Y上开口的情况相比，能够将开口扩大。因此，即使减小壳体主体52的厚度方向Z的厚度而使单电池100变薄，也能够容易地将电极体10收纳于(插入)电池壳体50中。一优选方式中，构成电池组200的各单电池100，相对于横向X和纵向Y的尺寸，厚度方向Z的尺寸较小。在图示的例子中，单电池100的横向X的尺寸比纵向Y的尺寸小。另外，单电池100的厚度方向Z的尺寸比横向X的尺寸小。例如，单电池100的厚度方向Z的尺寸为横向X的尺寸的1/10以下，典型地可以为1/20(例如1/30以下)。单电池100的厚度方向Z的尺寸例如可以设定为1mm～20mm(典型地为5mm～10mm)。单电池100的横向X的尺寸例如可以设定为10cm～40cm(典型地为15cm～30cm)。这样大型且薄型的单电池100，内压的受压面积较大(进而刚性较低)，通过内压上升容易使凸缘部52c与封口部件54的接合部57变形(进而难以确保密封性)，因此能够更好地发挥通过应用本技术构成而带来的密封性提高效果。
以上，对本发明进行了详细说明，但上述实施方式和实施例只是例示，在此公开的发明包括将上述具体例进行各种变形、变更。
例如，在上述的实施方式中，例示了具有一端开口的凹状的壳体主体52、和用于堵塞该壳体主体52的开口部52d的平板状的封口部件54的情况，但封口部件54不限定于平板状。例如，封口部件54可以是一端开口的凹状的封口部件。另外，封口部件54可以在开口部的周缘具有凸缘部。该情况下，将封口部件的开口部与壳体主体52的开口部52d重叠，将周缘部(凸缘部)相互接合，由此能够密封电池。
另外，在上述的实施方式中，例示了在壳体主体52的开口部52d的周缘设置凸缘部52c，将该凸缘部52c与封口部件54接合的情况，但壳体主体52与封口部件54的接合形态并不限定于此。在此公开的密闭型电池，只要在壳体主体52设置的开口部52d的周缘部分与封口部件54相互接合即可。例如图13所示，可以在封口板54的周缘部，将向壳体主体52侧突出的凸状部54a沿着该壳体主体的侧壁设置，以壳体主体52的侧壁52b的外周面与封口板54的朝向凸状部54a的内侧的侧面55a相接的方式重叠，将朝向凸状部54a的内侧的侧面55a与壳体主体52的侧壁52b的外周面的接缝98焊接。这样的情况下，也能够对壳体主体52与封口板54的接合部57适当地赋予载荷，能够得到上述的作用效果。
另外，在上述的实施方式中，例示了正极端子80、负极端子82、排气阀60和注液栓70设置于平坦面52a的同一边(在此为第1边58a)部分的情况，但不限定于此。例如，正极端子80、负极端子82、排气阀60和注液栓70可以设置于平坦面52a的相互不同的一边部分。在将正极端子80、负极端子82、排气阀60和注液栓70设置于平坦面52a的不同的一边部分的情况下，也能够通过仅使它们的设置位置成为凹形状，从而良好地确保该一边部分的密封性和耐压性能。
另外，在此公开的技术的优选应用对象，不限定于上述的层叠型的电极体10。例如，可以是正极集电体22和负极集电体32分别为带状的片材，正极集电体22和负极集电体32在长度方向上对齐，并且以正极活性物质层24与负极活性物质层34在隔着隔板40的状态下相对的方式配置，围绕卷绕轴卷绕成的卷绕电极体。即使在这样的情况下也能够得到上述效果。
上述电池组200可以利用于各种用途，例如可以很好地用作车辆搭载的发动机用的动力源(驱动用电源)。对于车辆的种类不特别限定，典型地为汽车，例如可举出插电式混合动力汽车(PHV)、混合动力汽车(HV)、电动汽车(EV)等。

Claims (6)

1.一种密闭型电池，具备电极体、电极端子和方型的壳体，
所述电极体具备正极和负极，
所述壳体中收纳所述电极体和电解液，
所述电极端子与所述电极体电连接，并被引出到所述壳体的外部，
所述方型的壳体具备封口部件和凹状的壳体主体，
所述壳体主体具有开口部，
所述封口部件以覆盖该壳体主体的开口部的方式被安装，
所述壳体主体具有平坦面和侧壁，
所述平坦面隔着所述电极体与所述封口部件相对，
所述侧壁以包围所述电极体的周围的方式从该平坦面直立起来，
在所述壳体主体上设置的所述开口部的周缘部分与所述封口部件通过密封焊接而相互接合，
在所述平坦面的端边之中至少一边部分，形成有由凹部和凸部构成的凹凸，
所述凹部向所述壳体内部凹陷，
所述凸部与该平坦面为同一平面，
在所述凹部的底面配置有所述电极端子。
2.根据权利要求1所述的密闭型电池，
在所述凹部的底面配置有排气阀，
所述排气阀用于将在所述壳体内产生的气体排出。
3.根据权利要求1或2所述的密闭型电池，
在所述凹部的底面配置有注液栓，
所述注液栓用于堵塞所述电解液的注液孔。
4.一种电池组，由多个能够充放电的单电池串联构成，
所述电池组具备多个密闭型的单电池，
所述单电池具备电极体、电极端子和方型的壳体，
所述电极体具备正极和负极，
所述壳体中收纳该电极体和电解液，
所述电极端子与该电极体电连接，并被引出到该壳体的外部，
所述方型的壳体具备封口部件和凹状的壳体主体，
所述壳体主体具有开口部，
所述封口部件以覆盖该壳体主体的开口部的方式被安装，
所述多个单电池，在这些单电池分别具备的所述壳体中所述壳体主体与所述封口部件重叠的方向上排列，并且以在该排列方向上受到载荷的状态被束缚，
所述壳体主体具有平坦面和侧壁，
所述平坦面是相邻的单电池壳体彼此相对的面，并且在所述束缚时受到载荷，
所述侧壁以包围所述电极体的周围的方式从该平坦面直立起来，
在所述壳体主体上设置的所述开口部的周缘部分与所述封口部件通过密封焊接而相互接合，
在所述平坦面的端边之中至少一边部分，形成有由按压凸部和非接触凹部构成的凹凸，
所述按压凸部在所述束缚时被按压到相邻的单电池壳体上，
所述非接触凹部在该束缚时不与该单电池壳体接触，
在所述非接触凹部的底面配置有所述电极端子。
5.根据权利要求4所述的电池组，
在所述凹部的底面配置有排气阀，
所述排气阀用于将在所述壳体内产生的气体排出。
6.根据权利要求4或5所述的电池组，
在所述凹部的底面配置有注液栓，
所述注液栓用于堵塞所述电解液的注液孔。
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