CN111742422A - 电池模块和电池模块的制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供能够对板状电池可靠地赋予加压力的电池模块和电池模块制造方法。电池模块(100)包含电池层叠体(110S)，该电池层叠体(110S)是将多个板状电池(110)以各板状电池的电池厚度方向的面即主面(20)彼此相对的方式层叠而成的。电池模块包括框状凸部(31)，该框状凸部(31)形成于多个板状电池中的一个板状电池的主面上，从该一个板状电池的主面沿着电池厚度方向突出，并且，该框状凸部形成为电池厚度方向开口的框状。电池模块包括填充剂(40)，该填充剂(40)填充到框状凸部内侧空间(32)，该框状凸部内侧空间(32)由框状凸部、一个板状电池的主面、以及在层叠方向上与一个板状电池相对的另一个板状电池的主面形成。并且，向框状凸部内侧空间填充的填充(0)在大气压下的体积比电池层叠体被加压了的状态下的框状凸部内侧空间的体积更大。

Description

电池模块和电池模块的制造方法
技术领域
本发明涉及一种电池模块和电池模块的制造方法。
背景技术
搭载于车辆的电池模块包括电池层叠体，该电池层叠体是将多个板状电池以各板状电池的电池厚度方向的面即主面彼此相对的方式层叠而成的(参照专利文献1)。在板状电池中，由电极板层叠而形成的发电元件与电解液一起收纳于外包装体的内部。外包装体的内部的发电元件与电极端子连接。电极端子向外包装体的外部导出。若板状电池的电极板间的距离变大，则接触电阻变大，导致电池性能的降低。因此，板状电池于在电池厚度方向上进行加压的状态下使用。在专利文献1中，利用加压固化型粘接剂粘接一个板状电池的主面和在层叠方向上与一个板状电池相对的另一板状电池的主面。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-2264号公报
发明内容
发明要解决的问题
专利文献1所公开的技术如下所述，在以预定的压力从层叠方向两侧对电池层叠体进行了加压之后，使加压固化型粘接剂固化。因此，在从加压开始到加压固化型粘接剂固化的期间内，所涂敷的加压固化型粘接剂沿着主面扩展。加压固化型粘接剂的单电池层叠方向上的厚度减少。因此，对板状电池进行加压的加压力即从加压固化型粘接剂向板状电池赋予的反作用力降低。其结果，存在如下问题：在加压固化型粘接剂固化了之后，在使用电池模块时，难以可靠地对板状电池赋予的加压力。
本发明的目的在于提供一种在使用电池模块时能够对板状电池可靠地赋予加压力的电池模块和电池模块的制造方法。
用于解决问题的方案
达成上述目的的本发明的电池模块包含电池层叠体，该电池层叠体是将多个板状电池以各所述板状电池的作为电池厚度方向的面即主面彼此相对的方式层叠而成的。电池模块包括框状凸部，该框状凸部形成于多个所述板状电池中的一个所述板状电池的主面上，从该一个所述板状电池的所述主面沿着所述电池厚度方向突出，并且，该框状凸部形成为所述电池厚度方向开口的框状。电池模块包括填充剂，该填充剂填充到框状凸部内侧空间，该框状凸部内侧空间由所述框状凸部、一个所述板状电池的所述主面、以及在层叠方向上与一个所述板状电池相对的另一个所述板状电池的所述主面形成。并且，向所述框状凸部内侧空间填充的所述填充剂在大气压下的体积比所述电池层叠体被加压了的状态下的所述框状凸部内侧空间的体积更大。
达成上述目的的本发明的电池模块的制造方法包括准备多个板状电池的工序，该板状电池包含框状凸部，该框状凸部从厚度方向面即主面沿着厚度方向突出，并且，该框状凸部形成为所述厚度方向开口的框状。电池模块的制造方法还包括填充工序、形成电池层叠体的工序以及加压工序。在填充工序中，向框状凸部内侧空间填充比所述框状凸部内侧空间的体积大的体积的流体即填充剂，该框状凸部内侧空间由所述框状凸部、一个所述板状电池的所述主面、以及在层叠方向上与一个所述板状电池相对的另一个所述板状电池的所述主面形成。在形成电池层叠体的工序中，将另一个所述板状电池层叠于在所述框状凸部内侧空间填充有所述填充剂的一个所述板状电池并以所述主面彼此相对的方式层叠。在加压工序中，从层叠方向两侧对所述电池层叠体进行加压。经由这些工序制造电池模块。
附图说明
图1是表示电池模块的立体图。
图2是将图1所示的电池模块的一部分分解来表示的立体图。
图3A是表示具备电极端子的扁平的单电池的立体图。
图3B是表示在单电池安装有分隔件的状态的立体图。
图4是以截面表示将汇流条激光接合于层叠起来的单电池的电极端子的状态的主要部分的侧视图。
图5A是表示第1实施方式的、在主面上形成有框状凸部的单电池的俯视图。
图5B是表示从图5A的状态起向框状凸部内的主面上涂敷了填充剂后的状态的俯视图。
图5C是表示从图5B的状态起、层叠单电池从而所涂敷的填充剂被缓缓地压缩而扩展后的状态的俯视图。
图5D是表示从图5C的状态将电池层叠体在层叠方向上进行了加压之后的状态的俯视图。
图6A是沿着图5A的6A-6A线的剖视图。
图6B是沿着图5B的6B-6B线的剖视图。
图6C是沿着图5C的6C-6C线的剖视图。
图6D是沿着图5D的6D-6D线的剖视图。
图7A是表示填充剂的涂敷形态的改变例的俯视图。
图7B是表示填充剂的涂敷形态的另一改变例的俯视图。
图7C是表示填充剂的涂敷形态的又一改变例的俯视图。
图8A是表示第1实施方式的、框状凸部的形状的改变例的俯视图。
图8B是表示第1实施方式的、框状凸部的形状的另一改变例的俯视图。
图9A是将第2实施方式的、在主面上形成有框状凸部的单电池以在框状凸部内的主面上涂敷有填充剂的状态来表示的俯视图。
图9B是表示将电池层叠体在层叠方向上进行了加压之后的状态的俯视图。
图9C是沿着图9B的9C-9C线的剖视图。
图10A是表示第2实施方式的、框状凸部的形状的改变例的俯视图。
图10B是表示第2实施方式的、框状凸部的形状的另一改变例的俯视图。
图10C是表示第2实施方式的、框状凸部的形状的又一改变例的俯视图。
图11A是表示第3实施方式的、在主面上形成有框状凸部的单电池的俯视图。
图11B是表示从图11A的状态起、在框状凸部内的主面上涂敷了填充剂后的状态的俯视图。
图11C是表示从图11B的状态起、层叠单电池从而所涂敷的填充剂被缓缓地压缩而扩展后的状态的俯视图。
图11D是表示从图11C的状态起、将电池层叠体在层叠方向上进行了加压之后的状态的俯视图。
图12A是沿着图11A的12A-12A线的剖视图。
图12B是沿着图11B的12B-12B线的剖视图。
图12C是沿着图11C的12C-12C线的剖视图。
图12D是沿着图11D的12D-12D线的剖视图。
图13A是表示第3实施方式的、防护凸部的形状的改变例的俯视图。
图13B是表示第3实施方式的、防护凸部的形状的另一改变例的俯视图。
图14A是表示从外装件的相对的两边导出有电极端子的单电池的俯视图。
图14B是表示从长边侧的端部导出有电极端子的单电池的俯视图。
具体实施方式
以下，参照所附的附图对本发明的实施方式进行说明。在附图中，对相同的构件标注相同的附图标记，省略重复的说明。在附图中，存在如下情况：为了容易理解实施方式，各构件的大小、比例有所夸张，会与实际的大小、比例不同。
标注在图中的X-Y-Z轴表示电池模块100的方位。X轴表示与单电池110的层叠方向交叉、且沿着单电池110的长度方向的方向。Y轴表示与单电池110(相当于板状电池)的层叠方向交叉、且沿着单电池110的宽度方向的方向。Z轴表示单电池110的层叠方向。
(电池模块100)
首先，对电池模块进行说明。
参照图1和图2，电池模块100在模块壳体120内收纳有扁平的多个单电池110层叠而成的电池层叠体110S。模块壳体120由4张板构件构成，也作为对电池层叠体110S进行加压的加压单元发挥功能。多个单电池110在被模块壳体120加压着的状态下由汇流条单元130电连接。
参照图3A、图3B以及图4，单电池110是例如扁平的锂离子二次电池。单电池110包括：主体部110H，其是利用作为外包装体的例如一对层压膜112密封发电元件111而成的；以及薄板状的电极端子113。发电元件111是隔着隔离件层叠正极板和负极板这些电极板而形成的。发电元件111与电解液一起被层压膜112密封。主体部110H的上表面和下表面相当于单电池110(板状电池)的电池厚度方向上的面即主面。电池层叠体110S是以单电池110的主面彼此相对的方式层叠而形成的(参照图4)。
层压膜112是利用具备绝缘性的片材覆盖金属箔的两侧而构成的。在层压膜112的四角形成有连结孔112a。层压膜112是使沿着长度方向X的两端部112d朝向层叠方向Z的上方弯曲而形成的。
电极端子113与发电元件111电连接，从层压膜112向外部导出。电极端子113包括阳极侧电极端子113A和阴极侧电极端子113K。阳极侧电极端子113A和阴极侧电极端子113K都从沿着层压膜112的宽度方向Y的一端部朝向沿着长度方向X的一方向(在图3A中是左跟前侧)延伸。
电极端子113从基端部113c到顶端部113d弯曲形成为L字形状。电极端子113的顶端部113d以与汇流条132相面对的方式形成为面状。此外，电极端子113并不限定于图示的L字形状，在与汇流条132的形状之间的关系中具有适当的形状。阳极侧电极端子113A的形成材料例如是铝，阴极侧电极端子113K的形成材料例如是铜。
参照图3B，单电池110的设置有电极端子113的一侧由一对第1分隔件114支承，未设置电极端子113的一侧由一对第2分隔件115支承。单电池110在由各分隔件114、115支承着的状态下进行层叠。在第1分隔件114形成有要贯穿层压膜112的连结孔112a的连结销114a，在第2分隔件115形成有要贯穿连结孔112a的连结销115a。通过对连结销114a、115a的顶端进行热铆接，各分隔件114、115与层压膜112连接。各分隔件114、115由具备绝缘性的强化塑料形成。
第1分隔件114在其长度方向(宽度方向Y)的两端包括载置部114b，第2分隔件115在其长度方向(宽度方向Y)的两端包括载置部115b。在层叠单电池110时，第1分隔件114的在层叠方向上相邻的载置部114b彼此接触，第2分隔件115的在层叠方向上相邻的载置部115b彼此接触。在载置部114b、115b的上表面形成有定位销114c、115c。在载置部114b的下表面形成有与定位销114c的位置相对应的定位孔114d(参照图4)。在载置部115b的下表面也同样地形成有与定位销115c的位置相对应的定位孔(省略图示)。通过定位销114c、115c与定位孔114d嵌合，确定载置部114b、115b的位置。在载置部114b、115b形成有供贯穿螺栓贯穿的贯通孔114e、115e。如图4所示，第1分隔件114包括从与汇流条132相反的一侧支承电极端子113的顶端部113d的支承部114f。
模块壳体120包括：上部加压板121和下部加压板122，其从上下对各电池层叠体110S的单电池110的发电元件111进行加压；以及一对侧板123，其固定对电池层叠体110S进行着加压的状态的上部加压板121和下部加压板122。上部加压板121形成有定位孔121b，该定位孔121b供将电池模块100固定于未图示的组壳体的紧固螺栓插入。下部加压板122也同样地形成有供紧固螺栓插入的定位孔122b。一对侧板123焊接于上部加压板121和下部加压板122。模块壳体120的形成材料并没有特别限定，例如能够由不锈钢等形成。
汇流条单元130包括：汇流条132，其将上下排列的单电池110的电极端子113电连接；汇流条保持件131，其一体地保持多个汇流条132；以及保护罩135，其保护汇流条132。汇流条单元130还包括：阳极侧端子133，其使电连接起来的多个单电池110的阳极侧的终端与外部的输入输出端子相面对；以及阴极侧端子134，其使阴极侧的终端与外部的输入输出端子相面对。
如图4所示，在将汇流条132与层叠起来的单电池的电极端子113激光接合时，未图示的激光振荡器向汇流条132照射激光L1。汇流条132和电极端子113的顶端部113d通过缝焊或点焊接合。
(第1实施方式的、对单电池110赋予加压力的构造)
接着，说明第1实施方式的、对单电池110赋予加压力的构造。
图5A是表示第1实施方式的、在主面20上形成有框状凸部31的单电池110的俯视图，图5B是表示从图5A的状态起、将填充剂40涂敷到框状凸部31内的主面20上的状态的俯视图，图5C是表示从图5B的状态起、层叠单电池110从而所涂敷的填充剂40被缓缓地压缩而扩展后的状态的俯视图，图5D是表示从图5C的状态起、在层叠方向上对电池层叠体110S进行了加压之后的状态的俯视图。图6A、图6B、图6C、图6D分别是沿着图5A的6A-6A线的剖视图、沿着图5B的6B-6B线的剖视图、沿着图5C的6C-6C线的剖视图、沿着图5D的6D-6D线的剖视图。
参照图5A-图5D、图6A-图6D，概述而言，电池模块100包含电池层叠体110S，该电池层叠体110S是将多个单电池110以各单电池110(板状电池)的电池厚度方向的面即主面20彼此相对的方式层叠而成的。电池模块100包括框状凸部31，该框状凸部31形成于多个单电池110中的一个单电池110的主面20上，并从该一个单电池110的主面20沿着电池厚度方向突出，并且，该框状凸部31形成为电池厚度方向开口的框状。电池模块100包括填充到框状凸部内侧空间32的填充剂40，该框状凸部内侧空间32由框状凸部31、一个单电池110的主面20、以及在层叠方向上与一个单电池110相对的另一个单电池110的主面20形成。并且，向框状凸部内侧空间32填充的填充剂40在大气压下的体积比电池层叠体110S被加压了的状态下的框状凸部内侧空间32的体积更大。以下，详述。
单电池110的从主面20的方向(在图5A-图5D中是与纸面正交的方向，在图6A-图6D中是从图的上方)观察的形状呈包含四边的大致方形形状。单电池110将层叠电极板而形成的发电元件111与电解液一起收纳于层压膜112(外包装体)的内部。在层压膜112的内部的发电元件111连接有电极端子113。电极端子113从四边中的任意边(在图5A-图5D中是左边)向层压膜112的外部导出。
框状凸部31形成于多个单电池110中的一个单电池110的主面20上。框状凸部31从该一个单电池110的主面20沿着电池厚度方向突出(参照图6A-图6D)。框状凸部31形成为电池厚度方向开口的框状。框状凸部31的从主面20的方向观察的形状呈包含四边的大致方形形状。
框状凸部31具有在从层叠方向两侧对电池层叠体110S进行加压时沿着电池厚度方向压缩变形的程度的弹性。框状凸部31具有限定填充剂40扩展的范围的堤坝或围堰这样的功能。因而，框状凸部31的形成材料能够由具备弹性且不使填充剂40通过、能阻断填充剂40的材料形成。例如，框状凸部31能够由海绵、橡胶或者树脂等弹性材料形成。由弹性材料形成的框状凸部31在形成于主面20之前已经被赋形。
例如能够通过将液状树脂材料呈框状涂敷到一个单电池110的主面20之后使液状树脂材料固化成凝胶状从而形成框状凸部31。能够连续地且简单地形成框状凸部31。以下，说明由液状树脂材料形成框状凸部31的形态。
由液状树脂材料形成的框状凸部31即使固化，也呈凝胶状，因此，具备弹性，能够阻断填充剂40的通过。液状树脂材料使用经由UV照射而固化(呈凝胶状)的一液类型的材料，例如UV固化型丙烯酸树脂、或者速干性的材料。液状树脂材料有无粘接剂都可以。在本实施方式中，以涂敷液状树脂材料并使其固化(呈凝胶状)而形成框状凸部31的情况为例而进行说明。
由框状凸部31、一个单电池110的主面20、以及在层叠方向上与一个单电池110相对的另一个单电池110的主面20形成框状凸部内侧空间32(参照图6C)。框状凸部内侧空间32是密闭的空间。若电池层叠体110S被加压，则框状凸部内侧空间32的体积变小(参照图6D)。
向框状凸部内侧空间32填充的填充剂40在大气压下的体积比电池层叠体110S被加压了的状态下的框状凸部内侧空间32的体积更大。在填充填充剂40时，以压缩前的框状凸部内侧空间32(图6C的状态)的体积为基准，填充该压缩前的框状凸部内侧空间32的体积以上的体积的流体即填充剂40。
框状凸部31发挥限定填充剂40扩展的范围的功能。并且，通过设定成上述这样的体积关系，所填充的填充剂40在框状凸部内侧空间32中产生对单电池110进行加压的加压力即从填充剂40向单电池110赋予的反作用力。
向框状凸部内侧空间32填充的流体是塑性流体(宾厄姆流体)。宾厄姆流体是若达不到一定的剪切应力则不开始流动的流体。因而，能够利用加压容易地产生初始面压。填充剂40能够使用二液反应型丙烯酸厌氧性树脂。填充剂40有无粘接剂都可以。框状凸部31限制填充剂40的扩展，向框状凸部内侧空间32填充的流体也可以是牛顿流体，且有无粘接剂都可以。也可以是二液混合类型、一液类型中的任一者。
如图5D所示，框状凸部31的位置位于比电池加压投影范围21更靠外侧的位置。
填充剂40充满电池加压投影范围21，因此，单电池110的形成发电元件111的电极板间的距离不变大，不会导致电池性能的降低。
(电池模块100的制造方法)
在层叠单电池110时，层叠将分隔件114、115与单电池110连接而成的电池组件。在图5A-图5D中省略分隔件114、115的图示。由未图示的机器人进行电池组件的层叠。机器人包括真空吸附电池组件而保持该电池组件的吸盘。
首先，如图5A和图6A所示，准备多个包括框状凸部31的单电池110，该框状凸部31从厚度方向面即主面20沿着厚度方向突出，并且，该框状凸部31形成为厚度方向开口的框状。在将液状树脂材料呈框状涂敷到一个单电池110的主面20之后使液状树脂材料固化从而形成框状凸部31。例如，呈框状涂敷UV固化型丙烯酸树脂，并经由UV照射使该UV固化型丙烯酸树脂固化(凝胶状)，形成框状凸部31。
如图5B所示，将填充剂40呈椭圆形状涂敷于框状凸部31内的主面20上。此时，优选使由框状凸部31围成的区域即填充剂40所伸展的范围的中心33与同所涂敷的填充剂40外切的假想的矩形区域41(在图5B中由双点划线表示)的中心42一致。能够防止在沿着层叠方向对电池层叠体110S进行加压时填充剂40偏置而未伸展、填充剂40越过框状凸部31的情况。
如图5C和图6C所示，向框状凸部内侧空间32填充比框状凸部内侧空间32的体积大的体积的流体即填充剂40(填充工序)。在填充工序中，向框状凸部内侧空间32填充的流体是塑性流体(宾厄姆流体)。宾厄姆流体是若达不到一定的剪切应力则不开始流动的流体，因此，能够利用加压容易地产生初始面压。填充剂40例如是二液反应型丙烯酸厌氧性树脂。
机器人吸附保持上位侧的电池组件，向下位侧的电池组件上输送，进行对位而层叠。以附图标记51表示的圆标记表示机器人吸附保持的区域(参照图5B)。机器人将上位侧的电池组件朝向下位侧的电池组件稍微下压，使涂敷的填充剂40稍微伸展。加压部位是与吸附区域相同的位置。以填充剂40伸展成与框状凸部31接触的程度的方式压缩填充剂40。也将这样的压缩称为平整压缩。在平整压缩时，在沿着层叠方向相邻的分隔件114、115之间存在有间隙(参照图6C)。
将另一个单电池110层叠于在框状凸部内侧空间32填充有填充剂40的一个单电池110，形成以主面20彼此相对的方式层叠而成的电池层叠体110S。
电池层叠体110S被夹在上部加压板121与下部加压板122之间，被从层叠方向两侧加压(加压工序)。
如图5D和图6D所示，通过对电池层叠体110S进行加压，框状凸部31在电池厚度方向上压缩变形，沿着层叠方向相邻的分隔件114、115彼此密合。通过装入到分隔件114、115的贯通孔114e、115e的金属制套管彼此接触而承受此时的加压力。框状凸部31被压缩，发挥限定填充剂40扩展的范围的功能。所填充的填充剂40在闭空间的框状凸部内侧空间32中产生对单电池110进行加压的加压力即从填充剂40向单电池110赋予的反作用力。在完成了电池层叠体110S之后，填充剂40固化(呈凝胶状)。填充剂40在固化时已经结束伸展，其单电池层叠方向上的厚度不减少。因此，从填充剂40向单电池110的反作用力不会降低。其结果，在使用电池模块100时，可靠地对单电池110赋予加压力。
填充剂40不管有无粘接功能都可以，但填充剂40能够设为将一个单电池110的主面20和另一个单电池110的主面20粘接起来的粘接剂。对于该情况的制造方法，在填充工序中向框状凸部内侧空间32填充的流体设为粘接剂，该粘接剂在加压工序之后固化而将一个单电池110的主面20和另一个单电池110的主面20粘接起来。
能够确保作为粘接层所需要的面积。
框状凸部31不管有无粘接剂都可以，但框状凸部31的形成材料能够设为将一个单电池110的主面20和另一个单电池110的主面20粘接起来的粘接剂。
能够确保作为粘接层所需要的面积。
除了对单电池110赋予加压力之外，能够借助粘接剂将在层叠方向上相邻的单电池110彼此接合。能够高精度地保持单电池110的位置而层叠单电池110。因此，能够管理电极端子113的位置和汇流条132的位置，并使电极端子113与汇流条132之间不产生间隙。其结果，在对电极端子113和汇流条132进行激光焊接的情况下，能够确保高质量的焊接品质。
(填充剂40的涂敷形态的改变例)
图7A、图7B以及图7C是表示填充剂40的涂敷形态的改变例的俯视图。
涂敷填充剂40时的俯视形状并不限定于图5B所示的椭圆形状。
如图7A所示，能够将填充剂40分成直线形状的3根而进行涂敷。如图7B所示，从纸面右手侧看来能够将填充剂40涂敷成“N”字形状。此外，如图7C所示，在从纸面右手侧看来能够将填充剂40涂敷成“U”字形状。在任一情况下，与图5B所示的情况同样地，也优选使由框状凸部31围成的区域即填充剂40所伸展的范围的中心33与同所涂敷的填充剂40外切的假想的矩形区域41(由双点划线表示)的中心42一致。
能够防止在沿着层叠方向对电池层叠体110S进行加压时填充剂40偏置而未伸展、填充剂40越过框状凸部31的情况。
(第1实施方式的、框状凸部31的形状的改变例)
图8A和图8B是表示框状凸部31的形状的改变例的俯视图。
框状凸部31的形状并不限定于图5A-图5D所示的矩形形状。
如图8A所示，框状凸部31由从主面20的方向观察的形状分别形成为线状的4个凸部形成，并能够设为至少凸部各自的两端部形成为曲线状的形状。也就是说，能够设为长方形形状的4个角部呈圆弧形状的形状。
是具有长方形形状的框状凸部31的情况下，若长度方向的尺寸与宽度方向的尺寸大幅度不同，则填充剂40与框状凸部31接触的时刻在长度方向和宽度方向上不同。因此，存在如下可能：框状凸部31无法封锁填充剂40，先接触了的部分的一部分越过框状凸部31而溢出。通过将长方形形状的4个角部设为圆弧形状，与框状凸部31中的沿着宽度方向的长边侧的部分先接触了的填充剂40改变伸展方向，而在框状凸部31的整个内部区域中均匀地扩展。能够避免填充剂40与框状凸部31局部地接触，能够使填充剂40均匀地充满框状凸部内侧空间32。
另外，如图8B所示，框状凸部31能够由从主面20的方向观察的形状具有椭圆形状的凸部形成。
通过设为椭圆形状，从而没有直线部分，因此，与框状凸部31先接触了的一侧的填充剂40改变伸展方向而更加均匀地向框状凸部31的整个内部区域扩展。能够避免填充剂40与框状凸部31局部地接触，能够使填充剂40更加均匀地充满框状凸部内侧空间32。
(第2实施方式的、对单电池110赋予加压力的构造)
接着，说明第2实施方式的、对单电池110赋予加压力的构造。
图9A是将第2实施方式的、在主面20上形成有框状凸部31的单电池110以在框状凸部31内的主面20上涂敷有填充剂40的状态来表示的俯视图，图9B是表示沿着层叠方向对电池层叠体110S进行了加压之后的状态的俯视图。图9C是沿着图9B的9C-9C线的剖视图。
参照图9A-图9C，概述而言，第2实施方式的电池模块100在框状凸部31设置有连通孔60，该连通孔60在与主面20平行的方向上开口而将框状凸部内侧空间32和框状凸部31的外部连通。
通过将液状树脂材料呈框状间断地涂敷到一个单电池110的主面20之后使液状树脂材料固化从而形成框状凸部31。通过间断地涂敷框状凸部31用的液状树脂材料，能够简单地形成连通孔60。
如图9A所示，连通孔60设置有多个，在图示例中是4个。在框状凸部31的上边形成有第1连通孔60a，在下边形成有第2连通孔60b。在框状凸部31的左边形成有第3连通孔60c和第4连通孔60d。第1连通孔60a和第2连通孔60b的开口部的宽度相同，形成于彼此相对的位置。第3连通孔60c和第4连通孔60d的开口部的宽度相同。第3连通孔60c和第4连通孔60d的开口部的宽度比第1连通孔60a和第2连通孔60b的开口部的宽度小。能够利用连通孔60的开口部的宽度调整对单电池110的主面20赋予的面压。
单电池110的主体部的厚度存在一些偏差，因此，相对的主面20间的间隔也产生一些偏差。在相对的主面20之间的间隔(框状凸部内侧空间32的高度)比设计上的间隔小的情况下，填充到框状凸部内侧空间32的填充剂40对单电池110赋予的反作用力变得过大。
如图9B和图9C所示，在这样的情况下，在填充剂40充满了框状凸部内侧空间32之后，多余的填充剂40从框状凸部内侧空间32经由连通孔60向框状凸部31的外部溢出。
在第2实施方式中，与第1实施方式同样地，在框状凸部内侧空间32中，产生对单电池110进行加压的加压力即从填充剂40向单电池110赋予的反作用力。在完成了电池层叠体110S之后，填充剂40固化(呈凝胶状)。填充剂40在固化时已经结束伸展，其单电池层叠方向上的厚度不减少。因此，从填充剂40向单电池110的反作用力不会降低。其结果，在使用电池模块100时，可靠地向单电池110赋予加压力。
而且，通过设置连通孔60，在对电池层叠体110S进行了加压的初始阶段中，能够将初始面压抑制得较低，不会给单电池110造成损伤。
此外，填充剂40是塑性流体(宾厄姆流体)，是若达不到一定的剪切应力则不开始流动的流体。因此，即使多余的填充剂40溢出，也利用残存于框状凸部内侧空间32的填充剂40充分地产生从填充剂40向单电池110赋予的反作用力。
另外，设为“初始面压”的原因在于，在经过了时间后的稳定状态下框状凸部内侧空间32的压力由于帕斯卡原理而在任何部位都成为均匀的压力，但在加压初始的阶段，会过渡性地产生压力差的大小。
连通孔60的开口部的宽度不是唯一决定的尺寸，考虑所要求的面压和能够调整面压的范围等而基于实验结果来决定。
多个连通孔60形成于相对于穿过由框状凸部31围成的区域的中心33并在与主面20平行的方向上延伸的直线34a、34b对称的位置(参照图9A)。第1连通孔60a和第2连通孔60b形成于相对于通过中心33并在与主面20平行的方向上延伸的直线34a对称的位置，第3连通孔60c和第4连通孔60d也形成于相对于通过中心33并在与主面20平行的方向上延伸的直线34a对称的位置。使多余的填充剂40从对称地配置的连通孔60溢出，从而能够对单电池110赋予均等的面压。
另外，由于连通孔60的存在，在使填充剂40伸展时，也消除空气等气体混入框状凸部内侧空间32的担心。
(第2实施方式的、框状凸部31的形状的改变例)
图10A、图10B、图10C是表示框状凸部31的形状的改变例的俯视图。
框状凸部31的形状并不限定于图9A、图9B所示的形状。
参照图10A，改变例的单电池110与第1实施方式、第2实施方式同样地从主面20的方向(在图10A中是与纸面正交的方向)观察的形状呈包含四边的大致方形形状。单电池110将层叠电极板而形成的发电元件111与电解液一起收纳于层压膜112(外包装体)的内部。层压膜112的内部的发电元件111与电极端子113连接。电极端子113从四边中的任意边(在图10A中是左边)向层压膜112的外部导出。连通孔60朝向导出有电极端子113的边(在图10A中是左边)以外的边开口。连通孔60不朝向电极端子113那一侧。因而，电极端子113与连通孔60之间的距离变长。其结果，能够防止从连通孔60溢出来的填充剂40附着于电极端子113。
参照图10B，另一改变例的单电池110与图8A所示的框状凸部31同样地具有将长方形形状的4个角部设为圆弧形状的形状。单电池110在该形状的框状凸部31形成有连通孔60。多余的填充剂40在圆弧形状的角部的部分处改变伸展方向，易于经由连通孔60而向框状凸部31的外部溢出。其结果，在对电池层叠体110S进行了加压的初始阶段中，易于将初始面压抑制得较低。
参照图10C，又一改变例的单电池110仅包括1个连通孔60。连通孔60的个数并不限于多个。能够出于使多余的填充剂40溢出而对单电池110赋予均等的面压的观点考虑来决定连通孔60的个数，既可以仅是1个，反之也可以是5个以上。
(第3实施方式的、对单电池110赋予加压力的构造)
接着，说明第3实施方式的、对单电池110赋予加压力的构造。
图11A是表示第3实施方式的、在主面20上形成有框状凸部31的单电池110的俯视图，图11B是表示从图11A的状态起、将填充剂40涂敷到框状凸部31内的主面20上的状态的俯视图，图11C是表示从图11B的状态起、层叠单电池110从而所涂敷的填充剂40被缓缓地压缩而扩展后的状态的俯视图，图11D是表示从图11C的状态起、沿着层叠方向对电池层叠体110S进行了加压之后的状态的俯视图。图12A、图12B、图12C、图12D分别是沿着图11A的12A-12A线的剖视图、沿着图11B的12B-12B线的剖视图、沿着图11C的12C-12C线的剖视图、沿着图11D的12D-12D线的剖视图。
第3实施方式在具有在对电池层叠体110S进行加压时使多余的填充剂40溢出的连通孔60这点与第2实施方式相同。另外，在连通孔60不朝向电极端子113的侧这点与第2实施方式的改变例(图10A)同样。第3实施方式于在主面20之上的框状凸部31的外侧还形成有防护凸部71这点与上述的实施方式、改变例不同。
参照图11A-图11D、图12A-图12D，概述而言，第3实施方式的电池模块100在面20之上的框状凸部31的外侧且是在连通孔60的开口方向上、且与该连通孔60的开口分开的位置形成有防护凸部71，该防护凸部71沿着电池厚度方向突出并且在相对于连通孔60的开口方向具有角度的方向上延伸，该防护凸部71至少具有连通孔60的开口宽度尺寸以上的长度尺寸。在此，“相对于连通孔60的开口方向具有角度的方向”是指，不与连通孔60的开口方向平行，而是以与连通孔60的开口方向交叉的方式倾斜。
框状凸部31具有矩形形状。连通孔60朝向导出有电极端子113的边(在图11A-图11D中是左边)以外的边开口。图中上方侧的连通孔60的开口方向是上侧，图中下方侧的连通孔60的开口方向是下侧。
防护凸部71以包围框状凸部31的外侧的整周的方式具有封闭的矩形形状。防护凸部71形成于连通孔60的开口方向，且形成于与该连通孔60的开口分开的位置。防护凸部71沿着电池厚度方向突出(参照图12A-图12D)。防护凸部71形成为电池厚度方向开口的框状。防护凸部71的从主面20的方向观察的形状呈包含四边的大致方形形状。
防护凸部71具有在从层叠方向两侧对电池层叠体110S进行加压时沿着电池厚度方向压缩变形的程度的弹性。防护凸部71具有限制经由连通孔60溢出到外部的多余的填充剂40向主面20以外的面漏出的堤坝或围堰这样的功能。因而，防护凸部71的形成材料能够由具备弹性、且不使填充剂40通过、能阻断填充剂40的材料形成。例如，防护凸部71能够与框状凸部31同样地由海绵、橡胶或者树脂等弹性材料形成。另外，例如能够通过将液状树脂材料呈框状涂敷到一个单电池110的主面20之后使液状树脂材料固化成凝胶状从而形成防护凸部71。液状树脂材料使用经由UV照射而固化(凝胶状)的一液类型的材料、例如UV固化型丙烯酸树脂、或者速干性的材料。液状树脂材料有无粘接剂都可以。在本实施方式中，列举涂敷液状树脂材料并使液状树脂材料固化(呈凝胶状)而形成防护凸部71的情况为例来进行说明。
由防护凸部71、一个单电池110的主面20、在层叠方向上与一个单电池110相对的另一个单电池110的主面20、以及框状凸部31形成收容多余的填充剂40的防护空间72(参照图12C)。防护空间72是封闭的空间。
(电池模块100的制造方法)
首先，如图11A和图12A所示，准备多个包含框状凸部31和防护凸部71的单电池110，该框状凸部31和防护凸部71从厚度方向面即主面20沿着厚度方向突出，并且，该框状凸部31形成为厚度方向开口的框状。在将液状树脂材料呈框状涂敷到一个单电池110的主面20之后使液状树脂材料固化从而形成框状凸部31和防护凸部71。例如，将UV固化型丙烯酸树脂呈框状涂敷，经由UV照射而使UV固化型丙烯酸树脂固化(呈凝胶状)，形成框状凸部31和防护凸部71。
如图11B所示，将填充剂40呈椭圆形状涂敷于框状凸部31内的主面20上。
如图11C和图12C所示，向框状凸部内侧空间32填充填充剂40(填充工序)。填充剂40是例如二液反应型丙烯酸厌氧性树脂。
机器人吸附保持上位侧的电池组件，并向下位侧的电池组件之上输送，进行对位并层叠。机器人将上位侧的电池组件朝向下位侧的电池组件稍微下压，使涂敷的填充剂40稍微伸展。以填充剂40伸展成与框状凸部31接触的程度的方式压缩填充剂40。
将另一个单电池110层叠于在框状凸部内侧空间32填充有填充剂40的一个单电池110，形成以主面20彼此相对的方式层叠而成的电池层叠体110S。
电池层叠体110S被夹在上部加压板121与下部加压板122之间，被从层叠方向两侧加压(加压工序)。
如图11D和图12D所示，通过对电池层叠体110S进行加压，框状凸部31在电池厚度方向上压缩变形，沿着层叠方向相邻的分隔件114、115彼此密合。框状凸部31被压缩，发挥限定填充剂40扩展的范围的功能。所填充的填充剂40在闭空间的框状凸部内侧空间32中产生对单电池110进行加压的加压力即从填充剂40向单电池110赋予的反作用力。多余的填充剂40经由连通孔60收容于防护空间72内。在完成了电池层叠体110S之后，填充剂40固化(呈凝胶状)。填充剂40在固化时已经结束伸展，其单电池层叠方向上的厚度不减少。因此，从填充剂40向单电池110的反作用力不会降低。其结果，在使用电池模块100时，可靠地对单电池110赋予加压力。
防护空间72是封闭的空间，因此，能够防止从连通孔60溢出到框状凸部内侧空间32外部的填充剂40附着于电极端子113、周边生产设备而造成的污染。此外，在上述实施方式中，列举了连续地形成防护凸部71从而将防护空间72设为封闭的空间的示例，但并不限定于此。防护凸部71至少具有连通孔60的开口宽度尺寸以上的长度尺寸，设置于连通孔60的开口方向(在沿着单电池110的主面的方向上，是连通孔60的外侧)即可。防护凸部71的长度可根据从连通孔60向框状凸部内侧空间32外部流出的填充剂40的量进行适当变更。
(第3实施方式的、防护凸部71的形状的改变例)
图13A、图13B是表示防护凸部71的形状的改变例的俯视图。
参照图13A，改变例的单电池110在框状凸部31的各角部分别形成有朝向对角线外侧开口的连通孔60。该防护凸部71也形成于主面20之上的框状凸部31的外侧且是在连通孔60的开口方向上、且与该连通孔60的开口分开的位置。防护凸部71沿着电池厚度方向突出并且在相对于连通孔60的开口方向具有角度的方向上延伸，该防护凸部71至少具有连通孔60的开口宽度尺寸以上的长度尺寸。该改变例的防护凸部71与框状凸部31连续地形成并形成为独立地包围各连通孔60，这点与第3实施方式不同。
参照图13B，改变例的单电池110具有配置到电极端子113与框状凸部31的图中左边之间的堤形状。在防护空间72未封闭这点与第3实施方式、上述的改变例不同。该情况的防护空间72虽然不是闭空间，但能够防止从连通孔60溢出来的填充剂40附着于电极端子113。
如以上进行了说明这样，根据各实施方式、变形例，起到以下的作用效果。
电池模块100包括填充到框状凸部内侧空间32的填充剂40，该框状凸部内侧空间32由框状凸部31、一个单电池110的主面20、以及在层叠方向上与一个单电池110相对的另一个单电池110的主面20形成。并且，向框状凸部内侧空间32填充的填充剂40在大气压下的体积比电池层叠体110S被加压了的状态下的框状凸部内侧空间32的体积更大。
通过如此构成，框状凸部31被压缩，发挥限定填充剂40扩展的范围的功能。所填充的填充剂40在闭空间的框状凸部内侧空间32中产生对单电池110进行加压的加压力即从填充剂40向单电池110赋予的反作用力。填充剂40在固化时已经结束伸展，其单电池层叠方向上的厚度不减少。因此，从填充剂40向单电池110的反作用力不会降低。其结果，在使用电池模块100时，可靠地对单电池110赋予加压力。
填充剂40是将一个单电池110的主面20和另一个单电池110的主面20粘接起来的粘接剂。
通过如此构成，能够利用粘接剂即填充剂40确保作为粘接层所需要的面积。
框状凸部31的形成材料是将一个单电池110的主面20和另一个单电池110的主面20粘接起来的粘接剂。
通过如此构成，能够利用粘接剂即框状凸部31确保作为粘接层所需要的面积。
在框状凸部31设置有连通孔60，该连通孔60在与主面20平行的方向上开口而将框状凸部内侧空间32和框状凸部31的外部连通。
通过如此设置连通孔60，在对电池层叠体110S进行了加压的初始阶段，能够将初始面压抑制得较低。
连通孔60朝向导出有电极端子113的边(在图10A中是左边)以外的边开口。
通过如此构成，连通孔60不朝向电极端子113那一侧。电极端子113与连通孔60之间的距离变长，其结果，能够防止从连通孔60溢出来的填充剂40附着于电极端子113。
多个连通孔60形成于相对于穿过由框状凸部31围成的区域的中心33并在与主面20平行的方向上延伸的直线34a、34b对称的位置(参照图9A)。
通过如此构成，能够使多余的填充剂40从对称地配置的连通孔60溢出，能够对单电池110赋予均等的面压。
电池模块100在主面20之上的框状凸部31的外侧且是在连通孔60的开口方向上、且与该连通孔60的开口分开的位置形成有防护凸部71，防护凸部71沿着电池厚度方向突出并且在相对于连通孔60的开口方向具有角度的方向上延伸，该防护凸部71至少具有连通孔60的开口宽度尺寸以上的长度尺寸。
通过如此构成，能够利用防护凸部71防止从连通孔60溢出来的填充剂40附着于电极端子113、周边生产设备而造成的污染。
框状凸部31由从主面20的方向观察的形状分别形成为线状的4个凸部形成，且至少凸部各自的两端部形成为曲线状。
通过如此构成，填充剂40改变伸展方向而易于向框状凸部31的整个内部区域均匀地扩展。能够避免填充剂40与框状凸部31局部地接触，能够使填充剂40均匀地充满框状凸部内侧空间32。
框状凸部31能够由从主面20的方向观察的形状具有椭圆形状的凸部形成。
通过如此构成，框状凸部31没有直线部分，因此，填充剂40改变伸展方向而向框状凸部31的整个内部区域更加均匀地扩展。能够避免填充剂40与框状凸部31局部地接触，能够使填充剂40更加均匀地充满框状凸部内侧空间32。
框状凸部31的位置位于比电池加压投影范围21靠外侧的位置。
通过如此构成，填充剂40充满电池加压投影范围21，因此，单电池110的电极板间的距离不变大，不会导致电池性能的降低。
在电池模块的制造方法中，向框状凸部内侧空间32填充比框状凸部内侧空间32的体积大的体积的流体即填充剂40(填充工序)。形成电池层叠体110S，并从层叠方向两侧对该电池层叠体110S进行加压(加压工序)。
通过如此构成，框状凸部31被压缩，限定填充剂40扩展的范围，所填充的填充剂40在闭空间的框状凸部内侧空间32中产生对单电池110进行加压的加压力即从填充剂40向单电池110赋予的反作用力。填充剂40在固化时已经结束伸展，其单电池层叠方向上的厚度不减少。因此，从填充剂40向单电池110的反作用力不会降低。其结果，能够制造可靠地对单电池110赋予加压力的电池模块100。
在将液状树脂材料呈框状涂敷到一个单电池110的主面20之后使液状树脂材料固化从而形成框状凸部31。
通过如此构成，能够连续地且简单地形成框状凸部31。
在将液状树脂材料呈框状间断地涂敷到一个单电池110的主面20之后使液状树脂材料固化从而形成框状凸部31。
通过如此构成，通过间断地涂敷框状凸部31用的液状树脂材料，能够简单地形成连通孔60。
在填充工序中，向框状凸部内侧空间32填充的流体是塑性流体(宾厄姆流体)。
宾厄姆流体是若达不到恒定的剪切应力则不开始流动的流体。因而，能够利用加压容易地产生初始面压。
在填充工序中，向框状凸部内侧空间32填充的流体是粘接剂，该粘接剂在加压工序之后固化而将一个单电池110的主面20和另一个单电池110的主面20粘接。
通过如此构成，能够利用粘接剂即向框状凸部内侧空间32填充的流体确保作为粘接层所需要的面积。
(其他改变例)
本发明并不限定于上述的实施方式、变形例，能够适当改变。
例如，如图14A所示，也能够适用于从外装件的相对的两边导出有电极端子113的单电池110。另外，如图14B所示，也能够适用于从长边侧的端部导出有电极端子113的单电池110。
列举在主面形成框状凸部31的板状电池为例而进行了说明，但本发明也能够适用于在主面预先形成有框状凸部的板状电池。例如，也能够将本发明适用于外包装体是金属罐的方型电池、在罐自身设置有框状的肋的板状电池。因而，在本发明的电池模块的制造方法中，形成框状凸部31的工序不是必须的工序。
再者，列举将液状树脂材料呈框状涂敷于单电池110的主面20从而形成框状凸部31、防护凸部71的形态为例而进行了说明，但形成框状凸部31、防护凸部71的方法并不限定于此。例如，也可以将预先形成为框状的框状凸部31、防护凸部71设置或者粘贴于单电池110的主面20上而形成。
附图标记说明
20、主面；21、电池加压投影范围；31、框状凸部；32、框状凸部内侧空间；33、中心；34a、直线；34b、直线；40、填充剂；41、矩形区域；42、中心；60、连通孔；60a、第1连通孔；60b、第2连通孔；60c、第3连通孔；60d、第4连通孔；71、防护凸部；72、防护空间；100、电池模块；110、单电池(板状电池)；110H、主体部；110S、电池层叠体；111、发电元件；112、层压膜(外包装体)；113、电极端子；113A、阳极侧电极端子；113K、阴极侧电极端子；114、第1分隔件；115、第2分隔件；132、汇流条。

Claims (15)

1.一种电池模块，其包含电池层叠体，所述电池层叠体是将多个板状电池以各所述板状电池的电池厚度方向的面即主面彼此相对的方式层叠而成的，其中，
所述电池模块包含：
框状凸部，其形成于多个所述板状电池中的一个所述板状电池的主面上，从该一个所述板状电池的所述主面沿着所述电池厚度方向突出，并且，所述框状凸部形成为所述电池厚度方向开口的框状；以及
填充剂，其填充到框状凸部内侧空间，所述框状凸部内侧空间由所述框状凸部、一个所述板状电池的所述主面、以及在层叠方向上与一个所述板状电池相对的另一个所述板状电池的所述主面形成，
向所述框状凸部内侧空间填充的所述填充剂在大气压下的体积比所述电池层叠体被加压了的状态下的所述框状凸部内侧空间的体积更大。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中，
所述填充剂是将一个所述板状电池的所述主面和另一个所述板状电池的所述主面粘接起来的粘接剂。
3.根据权利要求1或2所述的电池模块，其中，
所述框状凸部的形成材料是将一个所述板状电池的所述主面和另一个所述板状电池的所述主面粘接起来的粘接剂。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池模块，其中，
在所述框状凸部设置有连通孔，所述连通孔在与所述主面平行的方向上开口，并将所述框状凸部内侧空间与所述框状凸部的外部连通。
5.根据权利要求4所述的电池模块，其中，
所述板状电池的从所述主面的方向观察的形状呈包含四边的大致方形形状，
将层叠电极板而形成的发电元件收纳于外包装体的内部，并且，与所述外包装体的内部的所述发电元件连接起来的电极端子形成为从所述四边中的任意边向所述外包装体的外部导出，
所述连通孔朝向导出有所述电极端子的边以外的边开口。
6.根据权利要求4或5所述的电池模块，其中，
所述连通孔设置有多个，多个所述连通孔形成于相对于穿过由所述框状凸部围成的区域的中心并在与所述主面平行的方向上延伸的直线对称的位置。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的电池模块，其中，
在所述主面之上的所述框状凸部的外侧且是在所述连通孔的开口方向上、且与所述连通孔的开口分开的位置形成有防护凸部，所述防护凸部在所述电池厚度方向上突出并且在相对于所述连通孔的开口方向具有角度的方向上延伸，所述防护凸部至少具有所述连通孔的开口宽度尺寸以上的长度尺寸。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电池模块，其中，
所述框状凸部由从所述主面的方向观察的形状分别形成为线状的4个凸部形成，且至少所述凸部各自的两端部形成为曲线状。
9.根据权利要求1～7中任一项所述的电池模块，其中，
所述框状凸部由从所述主面的方向观察的形状具有椭圆形状的凸部形成。
10.根据权利要求1～8中任一项所述的电池模块，其中，
所述框状凸部的位置位于比电池加压投影范围更靠外侧的位置。
11.一种电池模块的制造方法，其中，
所述电池模块的制造方法包含如下工序：
准备多个板状电池的工序，所述板状电池包含框状凸部，所述框状凸部从厚度方向面即主面沿着厚度方向突出，并且，所述框状凸部形成为所述厚度方向开口的框状；
填充工序，在所述填充工序中，向框状凸部内侧空间填充相比于所述框状凸部内侧空间的体积具有更大体积的流体即填充剂，所述框状凸部内侧空间由所述框状凸部、一个所述板状电池的所述主面、以及在层叠方向上与一个所述板状电池相对的另一个所述板状电池的所述主面形成；
形成电池层叠体的工序，所述电池层叠体是将另一个所述板状电池层叠于在所述框状凸部内侧空间填充有所述填充剂的一个所述板状电池并以所述主面彼此相对的方式层叠而成的；以及
加压工序，在所述加压工序中，从层叠方向两侧对所述电池层叠体进行加压。
12.根据权利要求11所述的电池模块的制造方法，其中，
在将液状树脂材料呈框状涂敷到一个所述板状电池的所述主面之后使所述液状树脂材料固化从而形成所述框状凸部。
13.根据权利要求11所述的电池模块的制造方法，其中，
在将液状树脂材料呈框状间断地涂敷到一个所述板状电池的所述主面之后使所述液状树脂材料固化从而形成所述框状凸部。
14.根据权利要求11～13中任一项所述的电池模块的制造方法，其中，
在所述填充工序中向所述框状凸部内侧空间填充的流体是塑性流体。
15.根据权利要求11～14中任一项所述的电池模块的制造方法，其中，
在所述填充工序中向所述框状凸部内侧空间填充的流体是粘接剂，所述粘接剂在所述加压工序之后固化，将一个所述板状电池的所述主面与另一个所述板状电池的所述主面粘接起来。
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