CN113285163A - 电池组和电池组的制造方法 - Google Patents

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Abstract

在此公开的电池组中，沿着排列方向配置有多个单电池。这样的电池组中，垫片配置在相邻的单电池的间隙中，在该垫片上形成有凸状肋。并且，在单电池的扁平面中，肋抵接的区域成为束缚区域，肋没有抵接的区域成为非束缚区域。另外，在电池壳体内部的非束缚区域中，收纳填充有气体的内压调整袋。并且，设有气体供给单元(溶解部)，其用于向电池壳体的内部空间供给内压调整袋的气体。由此，能够消除单电池内的负压，防止因电解液流出而导致的高速率特性降低。

Description

电池组和电池组的制造方法
技术领域
本发明涉及电池组及其制造方法。具体而言，涉及具备多个非水电解液二次电池作为单电池的电池组和制造该电池组的方法。
背景技术
近年来，非水电解液二次电池(例如锂离子二次电池)被用于个人计算机、便携终端等便携式电源、电动汽车(EV)、混合动力汽车(HV)、插电式混合动力汽车(PHV)等各种车辆的驱动用电源等。该非水电解液二次电池例如具有将具备正极和负极的电极体以及非水电解液(以下简称为“电解液”)收纳到电池壳体内的结构。该非水电解液二次电池的一例被日本特开2015-79722、日本特开2019-87371、日本特开2015-230824公开。
日本特开2015-79722所记载的蓄电元件(电池)中，密封有气体的气体密封袋与发电元件(电极体)一起配置在外装体(电池壳体)的内部。这样的电池中，当外装体的内部变为减压环境时，气体密封袋膨胀而压迫电极体，由此抑制电极间的距离扩大。另外，日本特开2019-87371中，公开了将内部包含电解液的袋体配置在框体内，在框体密闭后使袋体破裂的技术。由此，能够防止电解液附着在框体与盖体的接合部，并且能够将电解液注入框体内部。另外，日本特开2015-230824所记载的电极结构体中，夹在正极与负极之间的隔膜成形为袋状，在该袋状隔膜的内部收纳有负极和非水电解液。由此，能够抑制电解液从负极的移动，抑制内阻增加。
然而，这种非水电解液二次电池有时以电池组的形态使用。这样的电池组是通过将多个非水电解液二次电池(单电池)沿着预定的排列方向彼此邻接地排列，沿着该排列方向束缚多个单电池而构建的。另外，这种电池组中，为了调节施加到单电池上的束缚压和提高散热效率，在邻接的单电池之间夹有垫片。
上述结构的电池组中，在充放电中由于电极的膨胀收缩和/或电解液的体积膨胀而产生泵效应，电解液有时会从电极体的内部挤出。由此，在电极内部发生电荷载体的浓度不均和液体枯竭等，高速率特性可能降低。为了防止上述泵效应引起的电解液流出，日本特开2018-181765所记载的电池组中，在配置于单电池之间的垫片上形成有按压部，该按压部是按压电极体的反应部(芯部)的一部分的突起。这样的电池组中，与对单电池内的电极体施加均匀的束缚压的技术不同，在电极体上形成由按压部按压的按压部分(束缚区域)和未被按压部按压的非按压部分(非束缚区域)。此时，由于按压部分(束缚区域)作为限制电解液移动的挡块(stopper)发挥作用，并且非按压部分(非束缚区域)作为保液空间发挥作用，所以能够防止因电解液向电极体外部流出而导致的高速率特性降低。
发明内容
但是，在近年来的非水电解液二次电池的领域中，随着该非水电解液二次电池的普及，对构建高速率特性更高的电池组的要求不断提高。为了满足上述要求，本发明人对能够更好地防止电解液向电极体外部流出的技术进行了各种实验和研究。经过这些实验和研究的结果，本发明人发现，除了上述电极的膨胀收缩和电解液的体积膨胀以外，还存在电解液向电极体外部流出的原因。
具体而言，在一般的非水电解液二次电池的制造工序中，为了使电解液渗透到电极体内部，在对电池壳体内部减压后注入电解液，然后密封电池壳体。此时，如果在注入电解液后没有消除负压的状态下密封电池壳体，则会产生电极体因负压而收缩的自束缚。该情况下，由于能够保持在电极体内部(正极与负极的电极之间)的电解液量减少，所以即使如上述日本特开2018-181765那样在电极体上形成保液空间，电极体整体的保液量也降低，所以可能无法充分发挥高速率耐性提高效果。另外，在注入电解液后，如果在将电池壳体开放的状态下长时间(1小时左右)放置，则可消除上述负压，但由于制造效率降低和混入异物的可能性变高，所以在现实的制造工序中难以采用。
本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够适当地消除构成电池组的单电池内的负压，更好地防止电解液向电极体外部流出而导致的高速率特性降低的技术。
在此公开的电池组，是多个单电池沿预定的排列方向排列，且将各个单电池沿该排列方向束缚在一起而得到的。单电池是通过在扁平方型的电池壳体的内部收纳电极体和非水电解液而构成的非水电解液二次电池。另外，在相邻的单电池的间隙分别配置板状的垫片，在该垫片的部分表面形成与单电池的扁平面抵接的凸状肋。此时，单电池的扁平面中与肋抵接的区域成为束缚区域，未与肋抵接的区域成为非束缚区域。并且，在此公开的电池组中，在多个单电池中的至少部分单电池的电池壳体的内部收纳填充有气体的内压调整袋，该内压调整袋至少配置于所述非束缚区域的一部分。而且，该电池组还具备气体供给单元，该气体供给单元向密闭后的电池壳体的内部空间供给内压调整袋内的气体。
在此公开的电池组具备内压调整袋和气体供给单元，内压调整袋配置在电池外壳的内部并填充有气体，气体供给单元将内压调整袋内的气体供应到密封后的电池外壳的内部空间。由此，能够在电池壳体被密封后消除电池壳体内的负压，所以能够防止因自束缚而导致的电极体内部的保液性降低。此外，上述结构的电池组中，使用具有凸状肋的垫片，在电极体内部产生形成保液空间的非束缚区域，并且在包含该非束缚区域的区域配置内压调整袋。由此，能够充分确保非束缚区域的保液性。因此，根据在此公开的电池组，能够适当地消除构成电池组的单电池内的负压，更好地防止电解液向电极体外部流出所导致的高速率特性降低。
另外，在此公开的电池组的一方式中，气体供给单元是形成于内压调整袋的至少一部分、且由溶解于非水电解液的材料构成的溶解部，在电极体与电池壳体之间存在未渗透到电极体内部的剩余电解液。
在此公开的电池组中的气体供给单元可以采用各种结构。作为该气体供给单元的一例，可举在内压调整袋形成溶解在非水电解液中的溶解部，使溶解部溶解在电极体外部的剩余电解液中的结构。通过采用这样的结构，在电池壳体密封后溶解溶解部，能够适当地向内压调整袋外部供给气体，消除电池壳体内的负压。
在此公开的电池组的另一方式中，气体供给单元是形成于内压调整袋的至少一部分、且由具有透气性的材料形成的透气部。
作为上述气体供给单元的另一例，可举在内压调整袋形成具有透气性的透气部的结构。当采用这样结构的情况下，内压调整袋内的气体经由透气部逐渐放出，所以能够使制造后的电池组在流通和使用之前消除电池壳体内的负压。
在此公开的电池组的另一方式中，气体供给单元是在与内压调整袋相对的电极体的外侧面形成的顶端锐利的突起。
作为气体供给单元的另一例，可举在电极体的外侧面形成使内压调整袋破损的锐利突起的结构。当采用这样结构的情况下，在电池壳体密封后，从电池壳体的外侧按压形成有突起的区域。由此，能够使内压调整袋破损，向电池壳体内部供给气体从而消除负压。
在此公开的电池组的另一方式中，气体供给单元是强度比内压调整袋的其他区域低的开裂部，内压调整袋的一部分配置于束缚区域。
作为气体供给单元的另一例，可举形成强度比内压调整袋的其他区域低的开裂部的结构。当采用这样结构的情况下，通过将内压调整袋的一部分配置在束缚区域，能够在束缚工序中使内压调整袋的内压上升，使开裂部开裂，从而向电池壳体内部供给气体。
另外，在此公开的电池组的一优选方式中，填充到内压调整袋中的气体是惰性气体。
由此，能够防止从内压调整袋供给的气体降低电池性能。
另外，在此公开的电池组的一优选方式中，填充到内压调整袋中的气体的含水量为0.1g/m3以下。
由此，能够防止从内压调整袋供给的气体降低电池性能。
另外，在此公开的电池组的一优选方式中，电极体具有正极合剂层与负极合剂层隔着隔膜相对的芯部，以在芯部的宽度方向的两侧缘部形成束缚区域的方式形成垫片的肋。
通过这样在芯部的宽度方向的两侧缘部形成束缚区域，能够抑制电解液向作为主要充放电场所的芯部的外侧流出，因此能够更好地防止高速率特性降低。
另外，作为在此公开的技术的另一方面，提供一种电池组的制造方法(以下简称为“制造方法”)。在此公开的制造方法制造一种电池组，电池组是多个单电池沿预定的排列方向排列，且将各个单电池沿该排列方向束缚在一起而得到的。该制造方法具备：收纳工序，该工序在扁平方型的电池壳体的内部收纳电极体；电池形成工序，该工序对电池壳体的内部进行减压并注入非水电解液，然后密封该电池壳体，形成单电池；排列工序，该工序将在部分表面形成有凸状肋的垫片与单电池交替排列，使肋与单电池的扁平面抵接；以及束缚工序，该工序沿排列方向将多个单电池束缚在一起，在单电池的扁平面形成与肋抵接的束缚区域和未与肋抵接的非束缚区域。并且，在此公开的制造方法中，在收纳工序中，将填充有气体的内压调整袋收纳到电池壳体的内部，将该内压调整袋配置于非束缚区域的至少一部分。并且，在电池形成工序以后，实施向内压调整袋的外部供给气体的气体供给工序。
在上述结构的制造方法中，收纳工序中在电池壳体内的非束缚区域配置内压调整袋，在电池形成工序以后从内压调整袋供给气体。由此，能够消除密闭后的电池壳体内部的束缚区域附近的负压，因此能够更好地防止电解液向电极体外部流出。结果，根据在此公开的制造方法，能够制造高速率耐性高的电池组。
另外，在此公开的制造方法的一方式中，在内压调整袋的至少一部分，形成由溶解于非水电解液的材料构成的溶解部，气体供给工序是在电池形成工序之后的工序中，使存在于电极体与电池壳体之间的剩余电解液溶解溶解部从而使内压调整袋开放的工序。
如上所述，通过在内压调整袋形成溶解部，使该溶解部溶解于非水电解液，由此能够开放内压调整袋从而供给气体。本方式中，调节各种条件，以使得电池形成工序之后的工序中内压调整袋开放。
另外，在此公开的制造方法的一方式中，在内压调整袋的至少一部分，形成由具有透气性的材料形成的透气部，气体供给工序是在电池形成工序以后的工序中，经由透气部向内压调整袋的外部持续供给气体的工序。
如上所述，通过在内压调整袋形成透气部，能够向内压调整袋的外部供给气体。本方式中，在电池形成工序以后的工序中持续实施经由透气部逐渐供给气体从而使电池壳体的内压上升的气体供给工序。
另外，在此公开的制造方法的一方式中，在与内压调整袋相对的电极体的外侧面形成顶端锐利的突起，气体供给工序是在电池形成工序之后的工序中，从电池壳体的外侧按压形成有突起的区域从而使内压调整袋破损的工序。
如上所述，在与内压调整袋相对的电极体形成顶端锐利的突起，通过该突起使内压调整袋破损，由此能够向内压调整袋的外部供给气体。当采用这样结构的情况下，只要是密封电池壳体的电池形成工序之后的工序，就能够任意时机实施气体供给工序。
另外，在此公开的制造方法的一方式中，在内压调整袋形成强度比内压调整袋的其他区域低的开裂部，内压调整袋的一部分配置于束缚区域，气体供给工序是在束缚工序中使内压调整袋的内压上升从而使开裂部开裂的工序。
当采用这样结构的情况下，能够在束缚工序中切实地实施气体供给工序。
附图说明
以下，参照附图说明本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相同的标记表示相同的元件。
图1是示意地表示本发明第1实施方式的电池组的立体图。
图2是示意地表示图1中的单电池的立体图。
图3是沿图2的III-III线的纵截面图。
图4是示意地表示图3中的电极体的立体图。
图5是沿本发明第1实施方式的电池组的排列方向的纵截面图。
图6是示意地表示在本发明第1实施方式中使用的垫片的俯视图。
图7是沿本发明第2实施方式的电池组的排列方向的纵截面图。
图8是沿本发明第3实施方式的电池组的排列方向的纵截面图。
图9是示意地表示在本发明第4实施方式中使用的垫片的俯视图。
图10是示意地表示垫片的另一例的俯视图。
图11是示意地表示垫片的另一例的俯视图。
图12是示意地表示垫片的另一例的俯视图。
图13是示意地表示垫片的另一例的俯视图。
具体实施方式
以下，参照附图对在此公开的技术进行说明。再者，作为本说明书中特别提及的事项以外的、在此公开的技术的实施所需的事项(例如电极体的材料等)，可以基于本领域的现有技术作为本领域技术人员的设计事项来掌握。
另外，在本说明书中参照的附图中，对发挥相同作用的构件、部位附带相同标记进行说明。再者，各图中的标记X表示“(单电池的)宽度方向”，标记Y表示“(单电池的)进深方向”，标记Z表示“(单电池的)高度方向”。这些方向是为了便于说明而确定的方向，并不意图限定在此公开的技术(例如使用时的电池组的方向)。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)也不反映实际的尺寸关系。
A.电池组
作为在此公开的技术的一个方面，提供一种电池组。以下，以第1～第4实施方式为例说明在此公开的电池组。
1.第1实施方式
图1是示意地表示第1实施方式的电池组的立体图。图2是示意地表示图1中的单电池的立体图。图3是沿图2的III-III线的纵截面图。图4是示意地表示图3中的电极体的立体图。图5是沿第1实施方式的电池组的排列方向的纵截面图。
(1)电池组的整体结构
首先，对本实施方式的电池组1的整体结构进行说明。如图1所示，本实施方式的电池组1中，多个单电池10沿着预定的排列方向S排列，各个单电池10沿着该配列方向S被束缚。换句话说，本实施方式的电池组1具备排列有多个单电池10的电池群10A和束缚该电池群10A的束缚构件50。
单电池10具有扁平方型(典型的是长方体形)的电池壳体30(参照图2)。并且，单电池10被排列成该电池壳体30的扁平面30a(换句话说是单电池10的扁平面10a)彼此相对。其结果，本实施方式的电池组1中，以进深方向Y与排列方向S对齐的方式排列单电池10。另外，本实施方式的电池组1的电池群10A是通过交替排列单电池10和垫片40而构建的。由此，在相邻的单电池10的间隙分别配置板状的垫片40。
另一方面，束缚构件50具备一对端板54和多个束缚带52。在将电池群10A夹在这一对端板54之间后，通过束缚带52将一对端板54架设连接，由此电池群10A沿着排列方向S被束缚。
(2)单电池的结构
接着，说明在本实施方式中使用的单电池10的具体结构。本实施方式的电池组1中，作为单电池10使用了非水电解液二次电池。非水电解液二次电池是使用了非水系电解液的二次电池，包括锂离子二次电池、镍氢电池、双电层电容器等。如图2～图4所示，该非水电解液二次电池(单电池10)具备电极体20、非水电解液60和电池壳体30。
(a)电池壳体
电池壳体30是收纳电极体20和非水电解液60的框体。如上所述，电池壳体30是外形为具有扁平面30a的方型(长方体形)的箱状构件。具体而言，电池壳体30具备：在上表面具有开口部的扁平方型壳体主体32、和作为堵塞该开口部的板状构件的盖体34。对于这样的电池壳体30，使用具有预定强度的金属材料。作为这样的电池壳体30的材料的一例，可举铝、铁和它们的合金等。另外，在盖体34设有正极端子33和负极端子35。这些正极端子33和负极端子35通过汇流条18在相邻的2个单电池10之间连接(参照图1)。由此，构建各单电池10电串联而成的电池组1。
另外，在盖体34形成有用于向电池壳体30内注入电解液的注液口36。详情后述，但本实施方式的单电池10的制作中，首先，在电池壳体30的内部收纳电极体20，从注液口36吸引电池壳体30内而减压。然后，从注液口36注入非水电解液60之后，密封注液口36。由此，制作电池壳体30被密封了的单电池10。
(b)电极体
如图3和图4所示，电极体20具备正极22、负极24和隔膜26。本实施方式中的电极体20是卷绕电极体。该卷绕电极体是通过制作隔着隔膜26层叠正极22和负极24而成的层叠体，并以卷绕轴WL为中心卷绕层叠体而形成的。再者，在此公开的技术中的电极体的结构并不限定于上述卷绕电极体，可以没有特别限制地采用以往公知的结构。作为电极体的结构的另一例，可举一边夹着隔膜一边交替层叠多枚正极和负极而成的层叠电极体等。不过，卷绕电极体由于在高度方向Z上的上边和下边被密封，所以存在难以消除电极体内部的负压的倾向。在此公开的技术能够适当地消除该卷绕电极体内部的负压，所以特别适合用于将具有卷绕电极体的非水电解液二次电池作为单电池使用的电池组。
如图4所示，正极22具备箔状的正极集电体22a和涂敷到该正极集电体22a的表面(两面)的正极合剂层22b。另外，在正极22的宽度方向X的一个侧缘部，未涂敷正极合剂层22b，形成有正极集电体22a露出的正极露出部22c。另一方面，负极24具备箔状的负极集电体24a和涂敷到该负极集电体24a的表面(两面)的负极合剂层24b。而且，在负极24的宽度方向X的一个侧缘部，未涂敷负极合剂层24b，形成有负极集电体24a露出的负极露出部24c。再者，构成正极22和负极24的材料可以没有特别限制地使用在非水电解液二次电池中一般使用的材料，因此省略详细的说明。
如图3所示，该电极体20中，在宽度方向X的中央部形成正极合剂层22b和负极合剂层24b隔着隔膜26相对的芯部20A。该芯部20A成为电极体20中进行充放电反应的场所。另外，在宽度方向X的一方(图中的左侧)的侧缘部，形成仅正极露出部22c卷绕而成的正极连接部20B。正极端子33与该正极连接部20B连接。而且，在宽度方向X的另一方(图中的右侧)的侧缘部，形成仅负极露出部24c卷绕而成的负极连接部20C。负极端子35与该负极连接部20C连接。另外，宽度方向X上的电极体20的两侧的侧面20s开放，非水电解液60能够经由该两侧的侧面20s向电极体20的内外移动。
(c)非水电解液
非水电解液60是含有有机溶剂(非水溶剂)的液态电解质，成为使电荷载体(例如锂离子)在正极22与负极24之间移动的场所。该非水电解液60的大部分渗透到电极体20的内部(即正极22与负极24的电极之间)。另一方面，本实施方式中，未渗透到电极体20的内部的剩余电解液60A存在于电极体20的外部(即电极体20与电池壳体30之间)。由此，在电极体20内部的非水电解液60减少时，能够向电极体20内供给剩余电解液60A。再者，关于非水电解液60的材料，也可以没有特别限制地使用在非水电解液二次电池中一般使用的材料，因此省略详细说明。
(3)垫片的结构
接着，对介于相邻的单电池10的间隙中的垫片40(参照图1)进行说明。垫片40除了调节施加于各个单电池10上的束缚压之外，还具有作为扩散在单电池10中产生的热的散热板的作用。作为垫片40的材料，可举聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)等树脂材料。另外，考虑到散热性，也可以使用导热性良好的金属材料等。
如图5所示，本实施方式中，在垫片40的部分表面形成有凸状肋42。具体而言，本实施方式中的垫片40具备板状的基座部44和从该基座部44的表面沿排列方向S(进深方向Y)突出的肋42。将具有该肋42的垫片40插入到单电池10之间时，肋42与单电池10的扁平面10a(换句话说是电池壳体30的扁平面30a)抵接。并且，在单电池10的扁平面10a中，肋42抵接了的区域成为施加束缚压的束缚区域W1，肋42未抵接的区域成为没有施加束缚压的非束缚区域W2。
上述束缚区域W1作为限制非水电解液60的移动的挡块发挥作用，非束缚区域W2作为保持非水电解液60的保液空间(积液处)发挥作用。对此参照图6进行说明。图6是示意地表示在第1实施方式中使用的垫片的俯视图。再者，图6中的虚线表示内压调整袋70相对于垫片40的配置位置，两点划线表示电极体20相对于垫片40的配置位置。
首先，如图6所示，在本实施方式的垫片40形成有4个肋42a～42d。各肋42a～42d在俯视时为沿预定方向延伸的凸状。具体而言，该垫片40具备：在宽度方向X的两端部沿高度方向Z延伸的肋42a、42b；在宽度方向X的中央部沿高度方向Z延伸的肋42c；以及在高度方向Z的中央部沿宽度方向X延伸的42d。而且，在单电池10的扁平面10a上，形成与上述肋42a～42d对应的束缚区域W1(图6中的斜线所示区域)。此时，本实施方式中，由宽度方向X的两端部的肋42a、42b形成的束缚区域W1与电极体20的芯部20A的两侧缘部重叠。由此，限制渗透到芯部20A的内部的非水电解液向外部流出，形成有非束缚区域W2的芯部20A的中央部成为保持非水电解液的保液空间。另外，本实施方式中，通过肋42c、42d形成将芯部20A的中央部按压成十字形的束缚区域W1。形成在该芯部20A的中央部的束缚区域W1能够抑制因正极22和负极24的膨胀收缩而导致的局部间隙和起伏等变形。
(4)内压调整袋
而且，本实施方式的电池组1如图5所示，在单电池10的电池壳体30的内部收纳有内压调整袋70。该内压调整袋70是内部填充有气体的袋状构件。详情后述，但构成本实施方式的电池组1的各个单电池10具有通过从内压调整袋70的内部供给气体来消除电池壳体30内的负压的功能(气体供给单元)。另外，如图5和图6所示，内压调整袋70配置于非束缚区域W2的一部分。由此，能够适当地消除非束缚区域W2附近的负压，充分地确保非束缚区域W2的保液性。因此，本实施方式的电池组1能够适当地防止非水电解液60向电极体20的外部流出而导致的高速率特性降低。
以下，对内压调整袋70进行具体说明。如图5所示，内压调整袋70以与电池壳体30的扁平面30a的内表面相对的方式，配置在电极体20与电池壳体30之间。另外，如图6所示，本实施方式中，使用了2个内压调整袋70A、70B。一个内压调整袋70A配置在由肋42a、42c、42d形成的束缚区域W1所包围的非束缚区域W2a、W2b中的下侧的非束缚区域W2b。另一个内压调整袋70B配置在由肋42b、42c、42d形成的束缚区域W1所包围的非束缚区域W2c、W2d中的下侧的非束缚区域W2d。即，本实施方式中的内压调整袋70A、70B都配置在高度方向Z上的下侧的非束缚区域W2。根据本发明人的研究，高度方向Z的下侧与上侧相比，存在电极体20内部容易变为负压的倾向。从适当地消除在该电极体20的下侧产生的负压的观点出发，优选内压调整袋70配置在高度方向Z的下侧。另外，通过在高度方向Z的下侧配置内压调整袋70，还可得到抑制重力引起的错位的效果。
不过，内压调整袋配置在非束缚区域的至少部分即可，并不限定于图6所示配置位置。例如，内压调整袋可以配置在形成于高度方向的上侧的非束缚区域。即使在该情况下，也能够消除电池壳体内的负压，防止电极体内部的保液性降低。另外，在后述的第4实施方式中详细说明，但不需要使内压调整袋的整体配置在非限制区域，内压调整袋的一部分也可以配置在限制区域。而且，收纳到一个单电池的电池壳体内的内压调整袋的数量没有特别限定，可以根据需要增减。
再者，内压调整袋70使用不溶于非水电解液的材料。作为不溶于该非水电解液中的材料，可举例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、全氟烷氧基烷烃(PFA)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等树脂材料。另外，内压调整袋70内部的气体优选为不妨碍单电池10的充放电反应的气体。作为一例，可举氮(N2)、氦(He)、氩(Ar)等。另外，如果向电极体20的内部供给水分，则可能阻碍充放电反应。因此，优选内压调整袋70内部的气体实质上不含水分。具体而言，气体的水分量优选为0.5g/m3以下，更优选为0.1g/m3以下，进一步优选为0.05g/m3以下，特别优选为0.01g/m3以下。
而且，从适当地消除电池壳体30内部的负压的观点出发，内压调整袋70内部的气体压力优选为标准大气压(101.325kPa)以上。另外，从更有效地消除负压的观点出发，上述气体压力更优选为105kPa以上，进一步优选为110kPa以上，特别优选为120kPa以上。另外，如果制作中的内压调整袋70不破裂，则气体压力的上限没有特别限定，可以是160kPa以下，可以是150kPa以下，也可以是140kPa以下。另外，在一个单电池10中使用的内压调整袋70的合计容量优选为电池壳体30的容量的5％以上，更优选为10％以上，进一步优选为15％以上，特别优选为20％以上。由此，能够更好地消除电池壳体30内部的负压。另一方面，从维持能够发挥充分性能的电极体尺寸的观点出发，内压调整袋70的合计容量的上限优选为电池壳体30的容量的35％以下，更优选为30％以下，进一步优选为27％以下，特别优选为25％以下。
(5)气体供给单元
另外，在此公开的电池组具备气体供给单元，气体供给单元用于将内压调整袋70内的气体供给到密封后的电池壳体30的内部空间。该气体供给单元的具体结构没有特别限定，可以采用利用物理作用使内压调整袋破损的结构、和/或利用化学作用使内压调整袋开放的结构等各种结构。
作为一例，本实施方式中，作为气体供给单元，采用了在内压调整袋70的一部分形成、且由在非水电解液(非水溶剂)中溶解的材料构成的溶解部72(参照图5)。通过将该溶解部72溶解在电极体20外部的剩余电解液60A中，使内压调整袋70开放，向电池壳体30的内部空间供给气体。作为该溶解部72的材料的一例，可举聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)、聚氨酯、环氧树脂等。
另外，在本实施方式中，如图5所示，在内压调整袋70的高度方向Z的上侧形成溶解部72。具体而言，本实施方式中的溶解部72形成为在高度方向Z上位于比剩余电解液60A的液面靠上侧的位置。由此，能够防止在电池壳体30的密封前溶解溶解部72从而内压调整袋70内的气体泄漏到电池壳体30的外侧。而且，当在本实施方式那样的位置形成溶解部72的情况下，优选设置在电池壳体30密封后使单电池10(或电池组1)倾斜而使剩余电解液60A与溶解部72接触的工序。由此，能够在电池壳体30密封后从内压调整袋70供给气体。再者，溶解部的形成位置并不限定于图5所示位置。例如，如果调节溶解部的材料和/或厚度、从电解液的注液到电池壳体的密封的时间等，则即使在剩余电解液的液面的下侧形成溶解部的情况下，也能够在电池壳体密封后使内压调整袋开放。另外，从该观点出发，也可以采用内压调整袋全部由溶解在非水电解液中的材料(溶解部)构成的形态。
再者，在溶解部72溶解后的电池组1中，是否形成了该溶解部72，可以通过使用电感耦合等离子体(ICP：Inductively Coupled Plasma)分析法或液相色谱法等，对非水电解液60进行元素分析来判断。作为一例，当使用聚氯乙烯(PVC)作为溶解部72的材料的情况下，在非水电解液60的元素分析中确认来自该PVC的特征元素氯(Cl)。
2.其他实施方式
以上，对在此公开的技术的第1实施方式进行了说明。但是，如上所述，在此公开的电池组中的气体供给单元并不限定于形成溶解部72的第1实施方式所示的结构，可以采用各种结构。以下，对采用了与第1实施方式不同的结构的气体供给单元的第2～第4实施方式的电池组进行说明。
(1)第2实施方式
图7是沿第2实施方式的电池组的排列方向的纵截面图。本实施方式中的气体供给单元是由具有透气性的材料形成的透气部74。具有该透气部74的内压调整袋70经由透气部74缓慢地持续供给气体。由此，密封后的电池壳体30的内压逐渐升高，因此电池壳体30内的负压在电池组1的循环和使用时被消除。另外，如本实施方式那样，在形成透气部74作为气体供给单元的情况下，优选在单电池10的制作后实施老化工序，在高温环境下将单电池10保持预定时间。由此，能够促进经由透气部74的气体供给，更高效地消除电池壳体30内的负压。
再者，透气部74的材料优选根据内压调整袋70内的气体的种类适当选择。例如，优选由相对于内压调整袋70内的气体具有500cc/m2以上(更优选1000cc/m2以上、1200cc/m2以上、1500cc/m2以上)的透气性的材料形成透气部74。由此，能够提高经由透气部74的气体供给的效率。另一方面，透气部74的透气性的上限值没有特别限定，可以是3000cc/m2以下。但是，从降低电池壳体30密封前的气体泄漏量的观点出发，透气部74的透气性的上限值优选为2500cc/m2以下，更优选为2300cc/m2以下，进一步优选为2100cc/m2以下，特别优选为2000cc/m2以下。作为满足上述透气性的材料的一例，可举低密度聚乙烯、拉伸聚乙烯、聚甲基戊烯等。
另外，图7所示透气部74形成在高度方向Z上的内压调整袋70的下部。但是，透气部74的形成位置没有特别限定。不过，与上述溶解部72(参照图5)不同，透气部74不进行特别的设计研究，可以配置在剩余电解液60A的液面的下侧。而且，如上所述，高度方向Z的下侧与上侧相比电极体20内部成为负压的可能性高。考虑到这些点，当作为气体供给单元形成透气部74的情况下，如图7所示，优选在高度方向Z上的内压调整袋70的下部形成透气部74。再者，根据气体的压力和容量等，也可以将内压调整袋70的全部由具有透气性的材料(透气部74)构成。
(2)第3实施方式
图8是沿第3实施方式的电池组的排列方向的纵截面图。本实施方式的电池组1作为气体供给单元，具备在与内压调整袋70相对的电极体20的外侧面20a形成的顶端锐利的突起26a。具体而言，为了防止正极合剂层22b和负极合剂层24b(参照图4)脱落，在一般的非水电解液二次电池的电极体20的外周面配置隔膜26。在通过该隔膜26构成的电极体20的外表面20a无助于充放电反应，所以可以容易地形成具有期望形状的构件作为外侧面。并且，通过在电极体20的外侧面20a形成顶端锐利的突起26a，并用该突起26a使内压调整袋70破损，能够切实地向电池壳体30的内部空间供给气体。再者，本实施方式中，在电池壳体30密封后，从电池壳体30的外侧按压形成有突起26a的位置。由此，能够在期望的时机开始供给气体，而不会在电池壳体30的密封前泄漏气体。
再者，上述第3实施方式中，在电极体20的外侧面20a形成了突起26a。但是，只要能够在期望的时机使内压调整袋破损，则突起也可以形成在电极体以外的构件上。例如，一般的非水电解液二次电池中，出于防止向电池壳体通电的目的，在电极体与电池壳体之间配置有绝缘膜，所以也可以在该绝缘薄膜形成锐利的突起。即使在采用这样结构的情况下，通过从电池壳体的外侧按压形成有突起的位置，也能够使内压调整袋破损而开始供给气体。不过，从切实地防止由突起引起的电极体破损的观点出发，优选如上述第3实施方式那样在电极体20的外侧面20a形成突起26a。
(3)第4实施方式
图9是示意地表示在第4实施方式中使用的垫片的俯视图。另外，如图9所示，本实施方式的电池组中，作为气体供给单元，设有随着内压调整袋70的内压上升而开裂的开裂部76。这样的开裂部76形成为强度比内压调整袋70的其他区域低。作为一例，内压调整袋70通过熔敷由树脂材料构成的2枚薄膜的外周缘部而形成。此时，通过使一部分熔敷区域变窄，能够形成强度比其他区域低的开裂部76。而且，本实施方式中，在宽度方向X的中央部形成的肋42c的束缚区域W1配置内压调整袋70的一部分。由此，在进行单电池的束缚时，内压调整袋70被肋42c压扁，内压调整袋70的内压上升。其结果，强度比其他区域低的开裂部76开裂，向电池壳体30的内部空间供给气体。
(4)其他变更点
再者，在此公开的电池组中，也可以适当地变更气体供给单元以外的结构。例如，在上述第1～第4实施方式中使用的垫片40中，如图6和图9所示，形成有沿预定方向延伸的4个肋42a～42d。但是，肋的形状、数量、形成位置可以适当变更，没有特别限定。作为一例，在此公开的电池组中，可以使用图10～图13所示结构的垫片40A～40D。
例如，图10所示垫片40A中，代替沿宽度方向X延伸的肋42d(参照图6和图9)，形成了以点来按压电极体20的芯部20A的中央附近的2个肋42e、42f。该结构的垫片40A与图6和图9所示垫片40同样地能够抑制该芯部20A的中央部的局部间隙和起伏等变形。另外，由于形成从高度方向Z的上端连通到下端的非束缚区域W2，所以外部气体容易流通，散热效率也提高。
另外，图11所示垫片40B中，仅形成沿高度方向Z延伸的肋42a、42b、42c，未形成沿宽度方向X延伸的肋42d(参照图6)。即使在设置这样形状的垫片40B的情况下，也能够将电解液保持在非束缚区域W2中。另外，与图10所示垫片40A同样地能够提高散热效率。再者，从抑制芯部20A的中央部的电极体20的变形的观点出发，优选图6和图9所示垫片40。
另外，如图12所示，也可以使用仅在宽度方向的两侧缘部形成有沿高度方向Z延伸的肋42a、42b的垫片40C。如上述肋42a、42b那样，如果形成在芯部20A的两侧缘部形成束缚区域W1的肋42，则至少能够在芯部20A形成保液空间。不过，从抑制电极体20的变形和使极间距离均匀化的观点出发，优选不仅形成按压芯部20A的两侧缘部的肋，还形成按压芯部20A的中央部的肋。
另外，即使没有形成按压芯部20A的宽度方向X的两侧缘部的整个区域的肋(图6和图10～图12中的肋42a、42b)，也能够适当地发挥本发明的电解液的流出防止效果。例如，图13所示垫片40D中，多个肋42以梳齿状配置，并且在与芯部20A的宽度方向X的中央部的下方抵接的区域未形成肋。即使在使用这样结构的垫片40D的情况下，由于在芯部20A的宽度方向X的两侧缘部形成束缚区域W1，在芯部20A的宽度方向X的中央部的下方形成非束缚区域W2，所以能够将电解液保持在该非束缚区域W2。而且，通过在该非束缚区域W2配置内压调整袋70，能够利用从内压调整袋70供给的气体适当地消除非束缚区域W2中的负压。
另外，图13所示垫片40D中，在多个肋42之间形成有许多间隙P。由于外部气体能够经由该间隙P与单电池10的扁平面10a的整个区域接触，所以能够进一步提高散热效率。另外，由于在配置内压调整袋70的芯部20A的中央部下方的非束缚区域W2以外的区域均匀地形成有许多束缚区域W1，所以能够使施加在电极体20上的束缚压的分布均匀化，从而抑制正极与负极的极间距离的偏差。因此，在使用垫片40D的情况下，也能够实现电池性能的稳定化。
再者，垫片以外的结构也可以适当变更。例如，上述第1～第4实施方式中，在构成电池组1的各个单电池10中，分别在电池壳体30的内部收纳有内压调整袋70。但是，内压调整袋也可以不收纳在所有的单电池的内部。如果内压调整袋被收纳到一部分单电池中，则作为整个电池组可发挥高速率特性的提高效果。
B.电池组的制造方法
另外，作为在此公开的技术的另一方面，提供一种电池组的制造方法。以下，对在此公开的制造方法的一实施方式进行说明。
本实施方式的制造方法是制造电池组1(参照图1)的方法，电池组1是多个单电池10沿预定的排列方向S排列，且将各个单电池10沿该排列方向S束缚在一起而得到的。该制造方法具备收纳工序、电池形成工序、排列工序、束缚工序和气体供给工序。以下，对各工序进行说明。
(1)收纳工序
本工序中，将电极体20收纳到扁平方型电池壳体30的内部(参照图3)。具体而言，本工序中，首先，从壳体主体32的上表面的开口部插入电极体20。然后，在将设在盖体34上的正极端子33和负极端子35与电极体20连接后，用盖体34封闭壳体主体32的开口。由此，电极体被收纳到电池壳体30的内部。
再者，本实施方式的制造方法中，在进行该收纳工序时，将内压调整袋70(参照图5)收纳到电池壳体30的内部。此时，至少将内压调整袋70的一部分配置在非束缚区域W2(参照图6～图13)。再者，收纳内压调整袋70时，优选使用粘结带等将内压调整袋70固定在电极体20的侧面。由此，内压调整袋70可以与电极体20同时收纳到电池壳体30中。另外，也能够防止收纳后的内压调整袋70的配置位置产生偏移。
(2)电池形成工序
本工序中，将电池壳体30的内部减压，注入非水电解液60后，密封该电池壳体30，形成单电池10。具体而言，首先，进行从盖体34的注液口36吸引电池壳体30内部的减压处理。此时，优选进行减压处理，以使得电池壳体30的压力变为5kPa～20kPa左右。然后，在注液口36安装注液喷嘴，在维持减压状态的状态下开始向电池壳体30的内部注入电解液。由此，电池壳体30与电极体20之间的空间中的负压被消除，但电极体20内部的正极22与负极24之间的极间为保持负压的状态。由此，注入到电池壳体30与电极体20之间的空间中的非水电解质60逐渐渗透到正极22与负极24之间的极间(电极体20的内部)。然后，本工序中，在预定的时间(10秒～5分钟左右)，在打开电池壳体30的注液口36的状态下保持后，密封注液口36。由此，制作电池壳体30被密封了的单电池10。
(3)排列工序
本工序中，将单电池10和在表面形成凸状肋42的垫片40交替排列，以使得垫片40的肋42与单电池10的扁平面10a抵接。由此，构建多个单电池10隔着垫片40沿着预定排列方向S排列而成的电池群10A。再者，由于已经说明了配置单电池10和垫片40时的位置关系，所以在此省略详细说明。
(4)束缚工序
本工序中，沿着排列方向S束缚各单电池10。具体而言，如上所述，在用一对端板54夹住电池群10A之后，用束缚带52架设连接端板54。由此，多个单电池10沿着排列方向S被束缚。此时，本实施方式中，由于垫片40的肋42与单电池10的扁平面10a抵接，所以在单电池10的扁平面10a形成施加束缚压的束缚区域W1和未施加束缚压的非束缚区域W2。
(5)气体供给单元
而且，本实施方式的制造方法中，在电池形成工序以后，设有向内压调整袋70的外部供给气体的气体供给工序。在上述的电池形成工序中，在保持时间内足够量的非水电解液60未渗透到电极体20内部的情况、和电池壳体30内部的减压量与电解液的供给量的平衡被打破的情况等，电极体20的内部在成为负压的状态下密封注液口36。但是，本实施方式中，由于能够从配置在电池壳体30内部的非束缚区域W2的内压调整袋70供给气体，所以能够消除密封后的电池壳体30内部的负压。由此，能够防止电极体20内部的液体保持量由于自束缚而降低，制造高速率特性高的电池组1。
再者，气体供给工序只要能够向内压调整袋70的外部供给气体来消除电池壳体30内的负压即可，其内容和实施的时机没有限定。例如，在如第1实施方式那样使用具有溶解部72的内压调整袋70(参照图5)的情况下，在溶解部72溶解时实施气体供给工序。由于已经说明了，所以省略详细说明，但使溶解部72溶解的时机可以根据溶解部72的形成位置、材料、厚度等适当调整。另外，根据形成溶解部72的位置，也可以将使单电池10(或电池组1)倾斜而使溶解部72与剩余电解液60A有意接触的工序作为气体供给工序来设置。
另外，如第2实施方式那样，在设置透气部74的情况下，从该透气部74逐渐地供给气体。然后，在电池壳体30的密封后(电池形成工序以后)，电池壳体30内的负压逐渐消除，在制造后的电池组1的流通、使用之前，电池壳体30内的负压被充分消除。
另外，如第3实施方式那样，在形成使内压调整袋70破损的突起26a(参照图8)的情况下，在按压形成有该突起26a的区域而使内压调整袋70破损时，实施气体供给工序。使该内压调整袋70破损的时机只要在密封电池壳体30的电池形成工序之后就没有特别限定。例如，也可以在电池形成工序中刚形成单电池10之后，按压形成有突起26a的区域，开始气体供给工序。另外，在束缚工序中，也可以对构成电池组1的多个单电池10一齐实施气体供给工序。具体而言，通过在垫片40形成按压形成有突起26a的区域的肋而束缚电池群10A，能够对所有单电池10同时实施气体供给工序。
另外，如第4实施方式那样，在使用具有开裂部76的内压调整袋70(参照图9)的情况下，与束缚工序同时地实施气体供给工序。具体而言，在该方式中，在束缚区域W1配置有内压调整袋70，所以在实施束缚工序时，对内压调整袋70施加束缚压，内压调整袋70的内压上升。此时，在内压调整袋70形成强度比其他部分低的开裂部76，所以该开裂部76开裂，能够从内压调整袋70供给气体。
以上，详细说明了本发明，但上述说明只是例示，在此公开的技术中包括对上述具体例进行了各种变形、变更的技术。

Claims (13)

1.一种电池组，是多个单电池沿预定的排列方向排列，且将各个单电池沿该排列方向束缚在一起而得到的，
所述单电池是通过在扁平方型的电池壳体的内部收纳电极体和非水电解液而构成的非水电解液二次电池，
在相邻的单电池的间隙分别配置板状的垫片，在该垫片的部分表面形成与所述单电池的扁平面抵接的凸状肋，
所述单电池的扁平面中与所述肋抵接的区域成为束缚区域，未与所述肋抵接的区域成为非束缚区域，
在所述多个单电池中的至少部分单电池的所述电池壳体的内部收纳填充有气体的内压调整袋，该内压调整袋至少配置于所述非束缚区域的一部分，
所述电池组还具备气体供给单元，该气体供给单元向密闭后的所述电池壳体的内部空间供给所述内压调整袋内的气体。
2.根据权利要求1所述的电池组，所述气体供给单元是形成于所述内压调整袋的至少一部分、且由溶解于所述非水电解液的材料构成的溶解部，
在所述电极体与所述电池壳体之间存在未渗透到电极体内部的剩余电解液。
3.根据权利要求1所述的电池组，所述气体供给单元是形成于所述内压调整袋的至少一部分、且由具有透气性的材料形成的透气部。
4.根据权利要求1所述的电池组，所述气体供给单元是在与所述内压调整袋相对的所述电极体的外侧面形成的顶端锐利的突起。
5.根据权利要求1所述的电池组，所述气体供给单元是强度比所述内压调整袋的其他区域低的开裂部，所述内压调整袋的一部分配置于所述束缚区域。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池组，填充到所述内压调整袋中的气体是惰性气体。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的电池组，填充到所述内压调整袋中的气体的含水量为0.1g/m3以下。
8.根据权利要求1所述的电池组，所述电极体具有正极合剂层与负极合剂层隔着隔膜相对的芯部，以在所述芯部的宽度方向的两侧缘部形成所述束缚区域的方式形成所述垫片的肋。
9.一种电池组的制造方法，所述电池组是多个单电池沿预定的排列方向排列，且将各个单电池沿该排列方向束缚在一起而得到的，该制造方法具备：
收纳工序，该工序在扁平方型的电池壳体的内部收纳电极体；
电池形成工序，该工序对所述电池壳体的内部进行减压并注入非水电解液，然后密封该电池壳体，形成所述单电池；
排列工序，该工序将在部分表面形成有凸状肋的垫片与所述单电池交替排列，使所述肋与所述单电池的扁平面抵接；以及
束缚工序，该工序沿所述排列方向将所述多个单电池束缚在一起，在所述单电池的扁平面形成与所述肋抵接的束缚区域和未与所述肋抵接的非束缚区域，
在所述收纳工序中，将填充有气体的内压调整袋收纳到所述电池壳体的内部，将该内压调整袋配置于所述非束缚区域的至少一部分，
在所述电池形成工序以后，实施向所述内压调整袋的外部供给所述气体的气体供给工序。
10.根据权利要求9所述的电池组的制造方法，在所述内压调整袋的至少一部分，形成由溶解于所述非水电解液的材料构成的溶解部，
所述气体供给工序是在所述电池形成工序之后的工序中，使存在于所述电极体与所述电池壳体之间的剩余电解液溶解所述溶解部从而使所述内压调整袋开放的工序。
11.根据权利要求9所述的电池组的制造方法，在所述内压调整袋的至少一部分，形成由具有透气性的材料形成的透气部，
所述气体供给工序是在所述电池形成工序以后的工序中，经由所述透气部向所述内压调整袋的外部持续供给所述气体的工序。
12.根据权利要求9所述的电池组的制造方法，在与所述内压调整袋相对的所述电极体的外侧面形成顶端锐利的突起，
所述气体供给工序是在所述电池形成工序之后的工序中，从所述电池壳体的外侧按压形成有所述突起的区域从而使所述内压调整袋破损的工序。
13.根据权利要求9所述的电池组的制造方法，在所述内压调整袋形成强度比所述内压调整袋的其他区域低的开裂部，所述内压调整袋的一部分配置于所述束缚区域，
所述气体供给工序是在所述束缚工序中使所述内压调整袋的内压上升从而使所述开裂部开裂的工序。
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