CN113690519B - 电池单体 - Google Patents

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Abstract

鉴于将电池单体进行模块化时的问题，本发明的目的在于，能够在前述电池单体彼此不相互发生位置偏移的情况下，高效率地将前述电池单体层叠。电池单体2，具备电池、及收容电池的外包装体，其中，从前述电池的端面，沿与前述端面垂直的方向延长设置有集电极耳引线，前述外包装体，具有从前述电池的未延长设置前述集电极耳引线的侧面，沿与前述侧面成水平的方向伸出的部分，并且，在将前述电池单体层叠而组成模块时，前述电池单体2的前述外包装体中的从前述电池的未延长设置前述集电极耳引线的侧面伸出的伸出部22c，被接合在邻接的电池单体的未延长设置集电极耳引线的侧面22a上。

Description

电池单体
技术领域
本发明涉及一种电池单体，特别涉及一种经外包装体密闭的电池单体。
背景技术
近年来，由于汽车、个人计算机、移动电话等各种大小的电气/电子机器的普及，高容量、高输出的电池元件的需要急速扩大。作为这种电池元件，可举出在正极与负极之间使用有机电解液作为电解质的液系电池单体、或代替有机电解液的电解质而使用难燃性的固体电解质的固体电池单体等。
这种电池元件中，已知有利用层压膜(外包装体)包裹电池并密闭成板形状而成的层叠单体型的电池单体。在EV(Electric Vehicle，电动车)或HEV(Hybrid ElectricVehicle，混合动力车)等的用途中，使用将这种层叠单体型的电池单体并排多个并收纳于外壳内而成的电池单体集合体。利用以外包装体进行包裹，从而能够防止大气向电池侵入(例如专利文献1)。另外，本说明书中，“电池”为利用由正负电极及电解质构成的电池元件的层叠体、以及集电极耳引线所构成的部件，而且，将以层压膜(外包装体)包裹电池并进行密闭而成的物品称为“电池单体”。
而且，为了维持层压膜(外包装体)的密闭性并且有效地提高电池模块的体积能量密度，公开了具备下述外包装体的电池单体，所述外包装体是以收容电池的方式将一片膜折回(专利文献2)。根据专利文献2，此电池单体能够维持外包装体的密闭性，并且有效地提高电池模块的体积能量密度。
[现有技术文献]
(专利文献)
专利文献1：日本特开2012-169204号公报
专利文献2：WO2019/188825
发明内容
[发明所要解决的问题]
在将电池单体制成模块时，难以在前述电池单体彼此相互不发生位置偏移的情况下高效率地将前述电池单体层叠。若在前述电池单体的层叠中发生位置偏移，则无法对前述电池单体施加均等的面压(限制力)，前述电池单体有时局部地承受过大的负重而损伤。
鉴于电池单体的模块化的前述问题，本发明的目的在于，能够在前述电池单体彼此相互不发生位置偏移的情况下高效率地将前述电池单体层叠。
[解决问题的技术手段]
为了解决前述问题，本发明的电池单体，具备电池、及收容电池的外包装体，且所述电池单体的特征在于：从前述电池的端面，沿与前述端面垂直的方向延长设置有集电极耳引线，前述外包装体，具有从前述电池的未延长设置前述集电极耳引线的侧面，沿与前述侧面成水平的方向伸出的部分，并且，在将前述电池单体层叠而组成模块时，前述电池单体的前述外包装体中的从前述电池的前述侧面伸出的部分，被熔接在邻接的电池单体的侧面上。
前述外包装体，具有从前述电池的未延长设置前述集电极耳引线的侧面伸出的部分，在将前述电池单体层叠而组成模块时，前述外包装体的从未延长设置前述集电极耳引线的侧面伸出的部分，被熔接在邻接的电池单体的侧面上，由此在将前述电池单体层叠时，前述电池单体彼此的位置关系相互地固定，不会产生滑动而引起位置偏移。因此，不会由于因位置偏移所引起的局部的过大负重而导致损伤电池。
而且，本发明中，在此情况下，特征在于：前述外包装体的从前述侧面伸出的部分为与前述邻接的电池单体的侧面相同的形状、尺寸。
前述外包装体的从前述侧面伸出的部分，为与前述邻接的电池单体的前述侧面相同的形状、尺寸，因此在前述电池单体的侧面，不会产生由于从邻接的电池单体的前述侧面伸出的部分所致的凹凸(阶差)，能够避免由于此种凹凸对内包的电池造成损伤。而且，前述外包装体的从前述侧面伸出的部分，自前述邻接的电池单体的前述侧面露出，也可进一步避免对该邻接的电池单体造成不良影响。
而且，本发明中，在此情况下，特征在于：在将前述电池单体层叠而组成模块时，从前述侧面伸出的部分与邻接的电池单体的侧面的熔接部分，在沿水平方向层叠的前述电池单体的上下交替配置。
与前述熔接部分为相反侧的侧面，在前述外包装体的膜包覆前述电池进行包装时，被两片膜覆盖。另外，熔接部分侧的侧面，被也包含从邻接的电池单体伸出的部分的膜的两片膜覆盖。于是，所层叠的电池单体的全部电池的侧面被两片膜保护。
而且，本发明中，在此情况下，特征在于：前述外包装体由具有从前述侧面伸出的部分的一片膜所构成。
将前述外包装体设为由一片膜所构成，由此能够尽量减少包装时的接合部位，提高密闭性。而且，前述一片膜(前述外包装体)具有从未延长设置前述集电极耳引线的侧面伸出的部分，由此，在以一片膜覆盖电池来进行包装时，自然产生从电池单体的前述侧面伸出的部分，因而能够提高制造效率。
而且，本发明中，在此情况下，特征在于：前述电池为由使用固体电解质的层叠体所构成的全固体电池单体。
全固体电池单体脆而容易破损。因此，在将本案发明的前述电池单体层叠时，下述结构尤其在应用于全固体电池单体时是有效的，即：以将前述电池单体彼此的位置关系相互地固定而不引起位置偏移的方式，避免由于位置偏移所引起的局部的过大负重而导致电池损伤的结构。
[发明的效果]
这样，本发明在为了进行电池单体的模块化而层叠时，将前述电池单体彼此的位置关系相互地固定而不引起位置偏移。因此，能够对前述电池单体施加均等的面压(限制力)，因此能够避免由于位置偏移所引起的局部的过大负重而导致电池损伤。
附图说明
图1是本发明的电池单体中的电池的立体图。
图2是表示本发明的电池单体的外观的立体图。
图3是本发明的电池单体的外包装体的展开图。
图4是本发明的经层叠的电池单体的截面图。
具体实施方式
以下，一边参照图式一边对本发明的一实施方式进行详细说明。
实施例中，本发明的电池1为全固体电池，且如图1所示那样呈长方体的形状，具有顶面11a、底面11b、侧面12a,12b及端面13a,13b这个六面。在假想将端面13a及13b各自的中心连结的中心轴15时，从端面13a及13b各自沿中心轴15的方向延长设置有集电极耳引线14a及14b。全固体电池，尤其在角部、表面部(端面部)脆而容易破损，因此可谓更适合应用本发明的各实施方式的结构。
图2中，表示以外包装体3覆盖本发明的电池1进行包装而成的电池单体2。本实施方式的电池单体2中，与前述电池1对应地规定顶面21a，底面21b及侧面22a,22b。此处，关于侧面22b，在侧面22b的面内具有外包装体3从底面21b伸出的延长部分，在图2中，外包装体3处于较底面21b更垂向下侧的状态。通常，层叠的电池单体2，在相邻的彼此之间为相同的尺寸、形状，因而前述侧面22b的延长部分为与电池单体2的侧面22b的并非延长部分的部分相同的形状、尺寸。即，侧面22b侧的外包装体3的面积为相反侧的侧面22a侧的外包装体3的面积的2倍大小。
与前述电池1的端面13a,13b对应的部位，成为将外包装体3折合的形态的端面折合部23a-1,23a-2,23b-1,23b-2，在外表面上呈三棱柱状。而且，在端面折合部23a-1,23a-2及23b-1,23b-2，形成从侧面22a,22b侧折入而形成的三棱锥状的空间部25a-1,25a-2及25b-1,25b-2(从侧面22a,22b各自的一侧形成各2个，合计形成4个)。另外，从前述端面折合部23a-1,23a-2及23b-1,23b-2各自的前端侧沿中心轴15方向延长，延长设置有上下夹持前述集电极耳引线14a,14b而收容的集电极耳引线收容部24a-1,24a-2及24b-1,24b-2。
图3中表示前述外包装体3的展开图。前述外包装体3，具有顶面覆部31a及底面覆部31b作为各自覆盖前述电池1的顶面11a及底面11b的部分，而且具有侧面覆部32a作为覆盖侧面12a的部分，具有侧面覆部32b-1及32b-2作为覆盖侧面12b的部分。前述侧面覆部32b-1及32b-2为前述外包装体3包裹前述电池1时相互重合而接合的接合部。因此，前述电池单体2的侧面22b，藉由前述外包装体3的侧面覆部32b-1及32b-2将电池1的侧面12b双重覆盖而构成。
作为覆盖前述电池1的端面13a、13b的部位，与两侧的端面各自的上下方向对应地具备端面覆部33a-1,33a-2,33b-1,33b-2，该端面覆部33a-1,33a-2,33b-1,33b-2为形成电池单体2中的将前述外包装体3折合的形态的呈三棱柱状的端面折合部23a-1,23a-2,23b-1,23b-2的部分。在将前述端面覆部33a-1,33a-2,33b-1,33b-2沿中心轴15方向延长的顶端，设有上下夹持前述两侧的集电极耳引线的集电极耳引线夹持部34a-1,34a-2,34b-1,34b-2。而且，形成有三棱锥状空间形成部35a-1,35a-21,35a-22及35b-1,35b-21,35b-22，该三棱锥状空间形成部35a-1,35a-21,35a-22及35b-1,35b-21,35b-22为形成从侧面22a,22b侧折入而形成的三棱锥状的空间部25a-1,25a-2及25b-1,25b-2的部分。三棱锥状空间形成部35a-21与35a-22及35b-21与35b-22分别重合，形成三棱锥状空间。
本实施方式中，如图3所示，外包装体3的侧面覆部32b-1较三棱锥状空间形成部35a-21及35b-21更向外侧(图3中为左侧)伸出。前述外包装体3的侧面覆部32b-1的前述伸出部为构成电池单体2的侧面22b的延长部分的部位，通常层叠的电池单体2在相邻的彼此之间为相同的尺寸、形状，因而设为与邻接的电池单体2的侧面22a相同的形状、尺寸。因此，前述侧面覆部32b-1的伸出部为与侧面覆部32b-1的并非伸出部的部分或侧面覆部32a、32b-2相同的形状、尺寸。
这样，本发明的实施方式中，利用以一体地设有从侧面覆部32b-2伸出的伸出部的一片膜来构成外包装体3，而能够尽量减少包装时的接合部位，提高密闭性，并且在以外包装体3的一片膜覆盖电池1进行包装时，在制造过程中自然产生电池单体2的侧面22b中的外包装体3的伸出部，因而可谓制造效率高。
本发明的一个实施方式中，在将电池单体2沿水平方向层叠而模块化时，如图4所示，电池单体2的外包装体3的伸出部22c的内面部，被熔接于邻接的电池单体2的侧面22a的外面部而进行面接合。利用该熔接而防止电池单体2之间的滑动，彼此相互限制，因此能够在电池单体2的面上施加均等的面压，避免由于邻接的电池单体2相互的位置偏移所引起的负重的偏差。因此，邻接的电池单体2不会因为相互的位置偏移被施加过大负重从而损伤电池2。
此处，电池单体2的外包装体3的伸出部22c，优选为与邻接的电池单体2的侧面22a相同的形状、尺寸。若这些形状、尺寸互不相同，则由于该形状、尺寸的差异而在电池单体2的侧面22a、22b产生凹凸，施加于侧面22a、22b的负重产生偏差，成为过大负重而损伤电池单体2的可能性变大。具体而言，当伸出部22c小于侧面22a时，在以模块结构零件来固定电池单体2的情况下，伸出部22c未覆盖邻接的电池单体2的侧面22a整体，导致在电池1的侧面12a、12b存在被施加固定压力的部分与不被施加固定压力的部分，被施加不均匀负重而电极损伤。当伸出部22c大于侧面22a时，在以模块结构零件来固定电池单体2的情况下，伸出部22c将邻接的电池单体2的进一步邻接的电池单体2的侧面22a的一部分覆盖，导致在电池1的侧面12a、12b存在被施加较通常更大的固定压力的部分，被施加不均匀负重而电极损伤。进而，当伸出部22c大于侧面22a时，不仅露出部分会造成损伤，而且也产生存在由于多余的部分而导致模块的能量密度降低等问题。
而且，若按前述要领将电池单体2沿水平方向依次层叠，则如可根据图4所得知那样，电池单体2的外包装体3的伸出部22c的内面与邻接的电池单体的侧面经熔接的熔接部，沿层叠体的水平方向上下交替配置。
此时，与前述熔接部为相反侧的侧面，在前述外包装体的膜包覆前述电池进行包装时，被两片外包装体3的膜覆盖。另外，熔接部分侧的侧面，被两片外包装体3的膜所覆盖，所述两片外包装体3的膜也包含从邻接的电池单体2伸出的部分的膜。于是，经层叠的电池单体的全部电池的侧面被两片膜保护。另外，电池单体2的顶面21a侧及底面21b侧，分别经由一片外包装体3的膜而与邻接的电池单体2的底面21b侧及顶面21a侧接触，相互保护不受外力影响。因此，电池单体2的经模块化的层叠体整体，成为牢固地被保护而不受外力影响的形态。
此处，全固体电池单体具有在表面脆而容易破损等确定，本身存在需要牢固地被保护等技术问题。因此，本案发明的下述结构尤其在应用于全固体电池单体时是有效的，即：在层叠前述电池单体时，以将前述电池单体彼此的位置关系相互地固定而不引起位置偏移的方式，避免由于位置偏移所引起的局部的过大负重而导致电池损伤的结构；及，在模块化时，侧面整个面被外包装体3的膜双重覆盖，被实施了牢固的保护的结构。以上，使用实施例对本发明的实施方式进行了说明，但本发明不受前述实施例的任何限定，当然可在不偏离本发明的主旨的范围内以各种方式实施。
附图标记
1：电池
11a：顶面
11b：底面
12a,12b：侧面
13a,13b：端面
14a,14b：集电极耳引线
15：中心轴
2：电池单体
21a：顶面
21b：底面
22a,22b：侧面
22c：外包装体的伸出部
23a-1,23a-2,23b-1,23b-2：端面折合部
24a-1,24a-2,24b-1,24b-2：集电极耳引线收容部
25a-1,25a-2,25b-1,25b-2：三棱锥状的空间部
3：外包装体
31a：顶面覆部
31b：底面覆部
32a,32b-1,32b-2：侧面覆部
33a-1,33a-2,33b-1,33b-2：端面覆部
34a-1,34a-2,34b-1,34b-2：集电极耳引线夹持部
35a-1,35a-21,35a-22,35b-1,35b-21,35b-22：三棱锥状空间形成部

Claims (3)

1.一种电池单体，具备电池、及收容电池的外包装体，
从前述电池的端面，沿与前述端面垂直的方向延长设置有集电极耳引线，
前述外包装体，具有从前述电池的未延长设置前述集电极耳引线的侧面，沿与前述侧面成水平的方向伸出的部分，
并且，在将前述电池单体层叠而组成模块时，前述电池单体的前述外包装体中的从前述电池的前述侧面伸出的部分，被接合在邻接的电池单体的侧面上，其中，
前述外包装体的从前述侧面伸出的部分为与前述邻接的电池单体的侧面相同的形状、尺寸，
在将前述电池单体层叠而组成模块时，前述外包装体的从前述侧面伸出的部分与邻接的电池单体的侧面相接合的部分在沿水平方向层叠的前述电池单体的上下交替配置，使得当在一个电池单体中前述相接合的部分配置于上侧的侧面时，在其邻接的电池单体中前述相接合的部分配置于下侧的侧面。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其中，前述外包装体由具有从前述侧面伸出的部分的一片膜所构成。
3.根据权利要求1所述的电池单体，其中，前述电池为由使用固体电解质的层叠体所构成的全固体电池单体。
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