CN110679002B - 电池组 - Google Patents

Abstract

电池组(100)具备：层压电池(10a、10b、10c、10d)，将电池元件收纳于层压壳体；一对约束板(21、22)，其具有用于决定层压电池(10a、10b、10c、10d)的位置的电池定位部，并以夹入层压电池(10a、10b、10c、10d)的方式设置于层压电池(10a、10b、10c、10d)的一对主面对置的方向的两外侧；以及扎带(30)，其是以从一对约束板(21、22)的一侧绕到另一侧的方式围绕层压电池(10a、10b、10c、10d)与一对约束板(21、22)的层叠结构体的中央部而在该中央部将层叠结构体紧固为一体的带状紧固部件。

Description

电池组

技术领域

本发明涉及具备将电池元件收纳于层压壳体的层压电池的电池组。

背景技术

已知将电池元件收纳于层压壳体的层压电池。

在专利文献1中记载了一种电池模块，其为如下构成：由一对保护板夹着层叠有多个层压电池的层叠电池，通过粘性胶带覆盖层叠电池的侧面以及保护板的表面的一部分而进行固定，在该状态下，设置有一处或多处形成为环状的带状的框体。

在该专利文献1所记载的电池模块中，构成为：在层压电池因过充电等而膨胀的情况下，膨胀的层叠电池被带状的框体抑制，如层压壳体的热熔部那样在结构上较脆弱的部位会断裂，而能够释放积留在内部的气体。

专利文献1：日本专利特开2009-259581号公报

发明内容

然而，在上述的专利文献1所记载的电池模块中，有时难以按照使层叠电池与一对保护板成为规定的位置关系的方式将两者的位置准确对合，有时在层叠电池与一对保护板之间产生位置偏离。在该情况下，即使将环状的框体设置于保护板的规定的位置，相对于层叠电池被设置于与期望的位置偏离的位置，而无法通过环状的框体将层叠电池稳定地固定在规定的位置。

本发明解决上述课题，目的在于提供一种电池组，其能够将夹入层压电池的一对约束板与层压电池之间的位置高精度地对合，从而通过带状紧固部件将层压电池稳定地固定。

本发明的电池组，其特征在于，具备：层压电池，将电池元件收纳于层压壳体；一对约束板，具有用于决定所述层压电池的位置的电池定位部，并以夹入所述层压电池的方式设置于所述层压电池的一对主面对置的方向的两外侧；以及带状紧固部件，以从所述一对约束板的一侧绕到另一侧的方式围绕所述层压电池与所述一对约束板的层叠结构体的中央部一圈而在该中央部将所述层叠结构体紧固为一体。

所述一对约束板也可以具有卡合所述带状紧固部件的卡合部。

也可以使所述卡合部为设置于所述一对约束板的周围的槽、以及设置于所述一对约束板的贯通孔之中的任一个。

此外，能够使所述电池定位部设置于所述一对约束板的与所述层压电池相对的面，并为具有与所述层压电池的形状相对应的形状的凹部。

所述层压电池具有从所述层压壳体突出的第一电极接片以及具有与所述第一电极接片不同的极性的第二电极接片，也可以使所述第一电极接片以及所述第二电极接片之中的一方固定于所述一对约束板中的一个，并使所述第一电极接片以及所述第二电极接片之中的另一方按照在所述层压电池膨胀时固定部位脱离的方式固定于所述一对约束板中的另一个。

所述第一电极接片以及所述第二电极接片之中的另一方也可以具有在该电极接片突出的方向开口的孔，并通过贯通所述孔的外螺纹而固定于所述一对约束板中的另一个。

也可以层叠有多个所述层压电池。

发明效果

根据本发明的电池组，设置于层压电池的两外侧的一对约束板具有用于决定层压电池的位置的电池定位部，因此能够将层压电池与一对约束板之间的位置高精度地对合，从而通过带状紧固部件将层压电池的中央部稳定地固定。

附图说明

图1是一实施方式中的电池组的立体图。

图2是图1所示的电池组的分解图。

图3是第一约束板的内侧的面的俯视图。

图4是第二约束板的内侧的面的俯视图。

图5是用于对层压电池从正常的状态膨胀时的动作进行说明的示意图，(a)是示出将一实施方式中的电池组与负载连接的状态的侧视图，(b)是示出层压电池从(a)所示的状态膨胀的状态的图。

图6(a)是示出作为扎带卡合的卡合部而设置有第一扎带贯通孔以及第二扎带贯通孔的第一约束板的内侧的面的俯视图，(b)是示出作为扎带卡合的卡合部而设置有第三扎带贯通孔以及第四扎带贯通孔的第二约束板的内侧的面的俯视图。

具体实施方式

以下示出本发明的实施方式并进一步具体地对作为本发明的特征的地方进行说明。

图1是一实施方式中的电池组100的立体图。此外，图2是图1所示的电池组100的分解图。

一实施方式中的电池组100具备：被层叠的多个层压电池10(10a、10b、10c、10d)；第一约束板21以及第二约束板22，它们是以夹入多个层压电池10的方式设置于多个层压电池10的层叠方向的两外侧的一对约束板；和扎带30，其围绕多个层压电池10与第一约束板21以及第二约束板22的层叠结构体的中央部而在该中央部将层叠结构体紧固为一体。

需要说明的是，在本说明书中，在不区分各层压电池10a、10b、10c、10d而进行说明的情况下，记载为层压电池10进行说明。

层压电池10例如是锂离子二次电池。但是，层压电池10并不限于锂离子二次电池。

层压电池10具有将电池元件收纳于层压壳体13(13a、13b、13c、13d)的结构。电池元件包含例如正极、负极以及电解质。此外，层压壳体13由层压膜形成。

与正极连接的正极接片11(11a、11b、11c、11d)以及与负极连接的负极接片12(12a、12b、12c、12d)从层压电池10的层压壳体13向外侧突出。

在本实施方式中，层叠有第一层压电池10a、第二层压电池10b、第三层压电池10c以及第四层压电池10d。第一层压电池10a位于最下层，第四层压电池10d位于最上层。例如，使用双面胶带、粘接剂等使在层叠方向上邻接的层压电池10彼此粘接。

在本实施方式中，使第一层压电池10a、第二层压电池10b、第三层压电池10c以及第四层压电池10d串联连接。即，第一层压电池10a的第一正极接片11a与第二层压电池10b的第二负极接片12b连接，第二层压电池10b的第二正极接片11b与第三层压电池10c的第三负极接片12c连接。此外，第三层压电池10c的第三正极接片11c与第四层压电池10d的第四负极接片12d连接。

第一层压电池10a的第一负极接片12a固定于第一约束板21。此外，通过后述的方法使第四层压电池10d的第四正极接片11d固定于第二约束板22。

图3是第一约束板21的内侧的面、即与第一层压电池10a相对的面的俯视图。此外，图4是第二约束板22的内侧的面、即与第四层压电池10d相对的面的俯视图。

第一约束板21以及第二约束板22具有允许某种程度的变形的挠性，例如，由树脂形成。只是，第一约束板21以及第二约束板22的形成材料并不限定于树脂。

在第一约束板21设置有作为扎带30卡合的卡合部而发挥功能的第一卡合槽21a以及第二卡合槽21b。第一卡合槽21a以及第二卡合槽21b分别设置于第一约束板21的周围之中长边方向的中央的位置。

在第一约束板21的内侧的面设置有具有与第一层压电池10a的形状相对应的形状的第一凹部21c。第一凹部21c作为用于决定第一层压电池10a的位置的电池定位部而发挥功能，其设置于第一约束板21的中央。通过这样的构成，从而使第一层压电池10a固定于第一约束板21的中央的位置、即设置有第一凹部21c的位置。

在本实施方式中，第一凹部21c具有与第一层压电池10a之中密封有电池元件的部分的形状相对应的形状。在本实施方式中，第一层压电池10a的密封有电池元件的部分的形状在俯视观察下为矩形，第一凹部21c在俯视观察下也具有矩形的形状。

在第二约束板22设置有作为扎带30卡合的卡合部而发挥功能的第三卡合槽22a以及第四卡合槽22b。第三卡合槽22a以及第四卡合槽22b分别设置于第二约束板22的周围之中长边方向的中央的位置。

在第二约束板22的内侧的面设置有具有与第四层压电池10d的形状相对应的形状的第二凹部22c。第二凹部22c作为用于决定第四层压电池10d的位置的电池定位部而发挥功能，其设置于第二约束板22的中央。通过这样的构成，从而使第四层压电池10d固定于第二约束板22的中央的位置、即设置有第二凹部22c的位置。

在本实施方式中，第二凹部22c具有与第四层压电池10d之中密封有电池元件的部分的形状相对应的形状。在本实施方式中，第四层压电池10d的密封有电池元件的部分的形状在俯视观察下为矩形，第二凹部22c也具有矩形的形状。

这样，通过使第一凹部21c设置于第一约束板21并使第二凹部22c设置于第二约束板22，从而能够将被层叠的层压电池10与第一约束板21以及第二约束板22之间的位置关系高精度地对合。

此外，构成为使被层叠的层压电池10由作为平板的第一约束板21以及第二约束板22夹着，从而电池组100的外侧表面变为平坦，因此将电池组100设置于电子设备、车辆等时的设置性提升。

作为带状紧固部件而发挥功能的扎带30是环状，且是带状的部件，并构成为能够调节成为环状的部分的周长。扎带30例如是不锈钢制。只是，扎带30的素材并不限定于不锈钢，可以使用其他种类的金属，也可以使用金属以外的素材。扎带30的宽度例如是8mm(层压电池10的长度的10％左右)。

扎带30设置为：与第一约束板21的第一卡合槽21a以及第二卡合槽21b、和第二约束板22的第三卡合槽22a以及第四卡合槽22b卡合，并缠绕被层叠的多个层压电池10与第一约束板21以及第二约束板22。即，扎带30以从一对约束板21、22的一侧绕到另一侧的方式围绕层压电池10与第一约束板21以及第二约束板22的层叠结构体的中央部，从而在该中央部将层叠结构体紧固为一体。

如上述那样，第一卡合槽21a以及第二卡合槽21b分别设置于第一约束板21的周围之中长边方向的中央的位置，第三卡合槽22a以及第四卡合槽22b分别设置于第二约束板22的周围之中长边方向的中央的位置。因此，扎带30在第一约束板21以及第二约束板22的中央部将被层叠的多个层压电池10与第一约束板21以及第二约束板22紧固为一体。

在电池组100的制造时，使扎带30与第一约束板21的第一卡合槽21a以及第二卡合槽21b、和第二约束板22的第三卡合槽22a以及第四卡合槽22b卡合，并通过规定的力扎紧，从而将被层叠的层压电池10与第一约束板21以及第二约束板22固定。

这样，由于扎带30构成为能够调节成为环状的部分的周长，因此即使在层压电池10的厚度存在偏差的情况下，也能够通过规定的约束力将被层叠的层压电池10与第一约束板21以及第二约束板22固定。

在此，对第一层压电池10a的第一负极接片12a以及第四层压电池10d的第四正极接片11d的固定方法进行说明。

在第一层压电池10a的第一负极接片12a设置有两个圆形的孔121，分别使两个第一外螺纹41(参照图1)贯通所述两个圆形的孔121(参照图2)。此外，在第一约束板21设置有两个与两个第一外螺纹41卡合的圆形的螺纹孔21d。即，通过两个第一外螺纹41使第一层压电池10a的第一负极接片12a固定于第一约束板21。

只是，将第一层压电池10a的第一负极接片12a固定于第一约束板21的方法并不限定于使用两个第一外螺纹41的固定方法。此外，在使用第一外螺纹41固定第一层压电池10a的第一负极接片12a的情况下，所使用的第一外螺纹41的数量并不限定于两个。

需要说明的是，第一外螺纹41能够使用现有的外螺纹。现有的外螺纹也包含螺栓。

如图4所示，在第二约束板22设置有第四层压电池10d的第四正极接片11d插通的接片插通孔22e。第四层压电池10d的第四正极接片11d插通接片插通孔22e，其在第二约束板22的外侧表面按照在层压电池10的膨胀时固定部位脱离的方式被固定。

具体地，在第四层压电池10d的第四正极接片11d设置有两个从第四层压电池10d向第四正极接片11d突出的方向开口的U字型的孔111(参照图2)。此外，在第二约束板22的外侧表面设置有两个圆形的螺纹孔22d，所述圆形的螺纹孔22d与两个第二外螺纹42(参照图1)分别卡合(参照图2)。两个第二外螺纹42贯通设置于第四层压电池10d的第四正极接片11d的两个U字型的孔111，从而与第二约束板22的圆形的螺纹孔22d卡合。

需要说明的是，第二外螺纹42能够使用现有的外螺纹。现有的外螺纹也包含螺栓。

图5是用于对层压电池10从正常的状态膨胀时的动作进行说明的示意图。图5(a)是示出将本实施方式中的电池组100与负载200连接的状态的侧视图，图5(b)是示出层压电池10从图5(a)所示的状态膨胀的状态的图。在图5(a)以及图5(b)中，也示出第四层压电池10d的第四正极接片11d被固定的位置的俯视图。

在过充电、内部短路等异常发生时，若产生电解液的分解气体，则层压电池10膨胀。此时，由于层压电池10的中央部被扎带30固定，因此被扎带30固定的中央部的两侧膨胀。此外，由于第一层压电池10a的第一负极接片12a固定于第一约束板21，因此层压电池10膨胀，从而如图5(b)所示，以被扎带30所固定的位置为中心，第二约束板22的端部被向上方抬起。

如上述那样，在第四层压电池10d的第四正极接片11d所设置的U字型的孔111向第四正极接片11d突出的方向、即外侧开口。因此，当第二约束板22的端部被向上方抬起时，在第二外螺纹42与第二约束板22卡合的状态下，第四正极接片11d与第二外螺纹42之间的卡合解除。由此，负载200被从电池组100电切断。

这样，根据本实施方式中的电池组100，在层压电池10的膨胀检测装置、层压电池10发生膨胀异常时，不用另行设置用于切断电连接的切断机构，而能够在层压电池10的膨胀异常发生时切断电连接。即，在层压电池10的膨胀异常发生时，能够以低成本、安全地切断电连接。

此外，如上述那样，在本实施方式中的电池组100中，在第一约束板21设置有具有与第一层压电池10a的形状相对应的形状的第一凹部21c，在第二约束板22设置有具有与第四层压电池10d的形状相对应的形状的第二凹部22c。由此，能够将被层叠的层压电池10与第一约束板21以及第二约束板22之间的位置关系高精度地对合。

特别是，在电池组100的制造过程中，在通过第一约束板21以及第二约束板22夹入被层叠的层压电池10时，即使第一约束板21以及第二约束板22与被层叠的多个层压电池10之间的位置关系偏离的情况下，在之后设置扎带30时，通过规定的力扎紧扎带30，从而使第一层压电池10a收敛于第一约束板21的第一凹部21c的位置，并使第四层压电池10d收敛于第二约束板22的第二凹部22c的位置。这样，在电池组100的制造时，能够校正被层叠的层压电池10与第一约束板21以及第二约束板22之间的位置关系，从而高精度地进行对位。

此外，由于在第一约束板21的长边方向的中央部设置有用于扎带30卡合的第一卡合槽21a以及第二卡合槽21b，并在第二约束板22的长边方向的中央部设置有用于扎带30卡合的第三卡合槽22a以及第四卡合槽22b，因此能够在第一约束板21以及第二约束板22的长边方向的中央部高精度地固定扎带30。

在此，层压电池10的层压壳体13柔软，根据制造偏差等而有时每个层压电池10厚度会不同。因此，在层叠有多个层压电池10的电池组100中，容易产生层压电池10的层叠方向上的厚度的偏差。然而，在本实施方式中的电池组100中，由于在层叠的层压电池10的两外侧设置有第一约束板21以及第二约束板22，并使用扎带30以一定的紧固力将该外侧固定，从而即使在层叠的层压电池10的整体的厚度不同的情况下，也能够稳定地以一定的紧固力将层叠的层压电池10的整体固定。

此外，由于层压电池10的层压壳体13柔软并具有以中央为中心鼓胀的性质，因此通过一根扎带30将中央部固定，从而在扎带30的紧固时，能够保持设置有扎带30的位置的两侧的负荷平衡，能够稳定地固定层压电池10。

需要说明的是，在使用两根以上的扎带固定层叠的层压电池10的情况下，根据紧固的扎带的顺序而有时各扎带的紧固力变得不均匀。在该情况下，应力集中于任一扎带，产生松动的扎带，而无法稳定地固定层压电池10。

此外，如本实施方式中的电池组100那样，即使是层叠有多个层压电池10的构成，也能够将被层叠的多个层压电池10与第一约束板21以及第二约束板22之间的位置高精度地对合，并通过扎带30稳定地以一定的紧固力将被层叠的多个层压电池10的中央部固定。

本发明并不限定于上述实施方式，在本发明的范围内能够实施各种应用、变形。

例如，以在第一约束板21设置有作为用于扎带30卡合的卡合部而发挥功能的第一卡合槽21a以及第二卡合槽21b的构成进行了说明，但也可以构成为作为用于扎带30卡合的卡合部而设置有扎带贯通孔。同样地，也可以构成为作为用于扎带30卡合的卡合部而在第二约束板22设置有扎带贯通孔。

图6(a)是示出作为用于扎带30卡合的卡合部而设置有第一扎带贯通孔21s以及第二扎带贯通孔21t的第一约束板21的内侧的面的俯视图。第一扎带贯通孔21s以及第二扎带贯通孔21t分别设置于长边方向的中央的位置、且第一约束板21的端部与第一凹部21c之间。

图6(b)是示出作为用于扎带30卡合的卡合部而设置有第三扎带贯通孔22s以及第四扎带贯通孔22t的第二约束板22的内侧的面的俯视图。第三扎带贯通孔22s以及第四扎带贯通孔22t分别设置于长边方向的中央的位置、且第二约束板22的端部与第二凹部22c之间。

在为这样的构成的情况下，能够通过扎带30将由第一约束板21以及第二约束板22夹着的层压电池10的中央部高精度地固定。

在上述的实施方式中，以层叠有多个层压电池10的构成进行了说明，但层压电池10也可以为一个。在该情况下，为如下构成：使一对约束板即第一约束板21以及第二约束板22设置于层压电池10的一对主面对置的方向的两外侧。

在上述的实施方式中，以在第一约束板21形成有第一凹部21c作为用于决定第一层压电池10a的位置的电池定位部的构成进行了说明，但电池定位部也可以是凹部以外的构成、例如是用于决定第一层压电池10a的位置的突起。同样地，第二约束板22所具有的电池定位部并不限定于第二凹部22c那样的凹部，也可以是突起。

设置于第四层压电池10d的第四正极接片11d的、外侧开口的孔111的形状并不限定于U字型，例如也可以是V字型。

附图标记说明：

10a 第一层压电池

10b 第二层压电池

10c 第三层压电池

10d 第四层压电池

11a 第一正极接片

11b 第二正极接片

11c 第三正极接片

11d 第四正极接片

12a 第一负极接片

12b 第二负极接片

12c 第三负极接片

12d 第四负极接片

21 第一约束板

21a 第一卡合槽

21b 第二卡合槽

21c 第一凹部

21s 第一扎带贯通孔

21t 第二扎带贯通孔

22 第二约束板

22a 第三卡合槽

22b 第四卡合槽

22c 第二凹部

22s 第三扎带贯通孔

22t 第四扎带贯通孔

30 扎带

41 第一外螺纹

42 第二外螺纹

100 电池组

111 设置于正极接片的U字型的孔

121 设置于负极接片的圆形的孔

200 负载

Claims (6)

1.一种电池组，其特征在于，具备：

层压电池，将电池元件收纳于层压壳体；

一对约束板，具有用于决定所述层压电池的位置的电池定位部，并以夹入所述层压电池的方式设置于所述层压电池的一对主面对置的方向的两外侧；以及

带状紧固部件，以从所述一对约束板的一侧绕到另一侧的方式围绕所述层压电池与所述一对约束板的层叠结构体的中央部而在该中央部将所述层叠结构体紧固为一体，

所述层压电池具有第一电极接片以及第二电极接片，所述第一电极接片从所述层压壳体突出，所述第二电极接片具有与所述第一电极接片不同的极性，

所述第一电极接片以及所述第二电极接片之中的一方固定于所述一对约束板中的一个，所述第一电极接片以及所述第二电极接片之中的另一方按照在所述层压电池膨胀时固定部位脱离的方式固定于所述一对约束板中的另一个。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，

所述一对约束板具有卡合所述带状紧固部件的卡合部。

3.根据权利要求2所述的电池组，其特征在于，

所述卡合部是设置于所述一对约束板的周围的槽以及设置于所述一对约束板的贯通孔之中的任一个。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组，其特征在于，

所述电池定位部是凹部，所述凹部设置于所述一对约束板的与所述层压电池相对的面，并具有与所述层压电池的形状相对应的形状。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组，其特征在于，

所述第一电极接片以及所述第二电极接片之中的另一方具有在该电极接片突出的方向开口的孔，并通过贯通所述孔的外螺纹而固定于所述一对约束板中的另一个。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组，其特征在于，

层叠有多个所述层压电池。

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