CN113823880A - 组电池 - Google Patents
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Abstract
提供一种组电池，具备多个具有从单元主体突出的板状的正极接头以及负极接头的电池单元，正极接头和负极接头由热膨胀系数互不相同的金属材料构成，在层叠有多个电池单元的状态下，电池单元的一方极侧的接头与相邻的电池单元的另一方极侧的接头接合，并电连接，在正极接头和负极接头中的至少由热膨胀系数相对大的金属材料构成的接头中，以使正极接头与负极接头接合的接合部在板宽度方向上截断的方式形成有狭缝。由此抑制在通电时在接头彼此的接合部产生的应力变大。
Description
技术领域
本发明涉及组电池。
背景技术
在专利文献1中，公开有层叠多个层压型的电池单元并电连接的组电池。电池单元中的一方极的接头(tab)与在层叠方向上相邻的电池单元的另一方极的接头接合。该接头彼此例如通过焊接接合。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2019/202960号
发明内容
然而，在层压型的电池单元中，正极接头和负极接头由互不相同的金属材料构成的情形较多。在专利文献1所记载的结构中，由铝的薄板构成的正极接头与由镍的薄板构成的负极接头接合。在这样由异种材料构成的接头彼此接合的构造中，因热膨胀系数之差而针对基准温度的变形量产生差。因此，在因通电所致的热而接头发生变形时，在正极侧和负极侧，接头的变形量产生差，有可能在接头彼此的接合部产生的应力会变大。
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供能够抑制在通电时在接头彼此的接合部产生的应力变大的组电池。
本发明提供一种组电池，其特征在于，具备多个具有从单元主体突出的板状的正极接头以及负极接头的电池单元，所述正极接头和所述负极接头由热膨胀系数互不相同的金属材料构成，在层叠有多个所述电池单元的状态下，所述电池单元的一方极侧的接头与相邻的电池单元的另一方极侧的接头接合，并电连接，在所述正极接头和所述负极接头中的至少由热膨胀系数相对大的金属材料构成的接头中，以使所述正极接头与所述负极接头接合的接合部在板宽度方向上截断的方式形成有狭缝。
根据该结构，关于由异种的金属材料构成的正极接头与负极接头接合的组电池，在至少由热膨胀系数相对大的金属材料构成的接头中，形成有使正极接头与负极接头的接合部在板宽度方向上截断的狭缝。因此，由于狭缝而针对另一方接头的约束力下降。由此，在因通电产生的热而正极接头和负极接头将要相互变形时，狭缝降低热膨胀系数之差所致的影响，接头的变形量之差变小，所以能够抑制在接头彼此的接合部产生的应力变大。
另外，所述狭缝也可以仅设置于由热膨胀系数相对大的金属材料构成的接头。
根据该结构，在由于温度上升而由热膨胀系数相对大的金属材料构成的接头伸长时，能够在狭缝间比较自由地移动，所以由于狭缝而不易在板宽度方向上传递该伸长所致的变形，能够缓和接合部的应力。
另外，也可以是所述由热膨胀系数相对大的金属材料构成的接头具有：弯曲部，向由热膨胀系数相对小的金属材料构成的接头弯曲；以及接触部，在比所述弯曲部靠前端侧与所述热膨胀系数小的极的接头接触，并设置有所述狭缝，所述狭缝从所述热膨胀系数大的极的接头的前端延伸至比所述弯曲部更靠近所述单元主体的位置。
根据该结构，狭缝延伸至比弯曲部更靠近单元主体的位置，所以能够在狭缝间自由地移动的部分增加，能够抑制在通电时在接合部产生的应力变大。
另外，所述狭缝也可以设置于所述正极接头和所述负极接头这两方。
根据该结构，在正极接头和负极接头这两方设置有狭缝，从而相互针对另一方接头的约束力下降，所以能够抑制在通电时在接合部产生的应力变大。
另外，所述狭缝也可以包括：第1狭缝，设置于所述正极接头；以及第2狭缝，设置于所述负极接头，所述正极接头与所述负极接头以使所述第1狭缝的板宽度方向位置与所述第2狭缝的板宽度方向位置重叠的方式接合。
根据该结构，由于设置于正极接头的第1狭缝和设置于负极接头的第2狭缝，相互针对另一方接头的约束力下降，所以能够抑制在通电时在接合部产生的应力变大。
另外，也可以是所述正极接头具有：第1弯曲部，向所述负极接头弯曲；以及第1接触部，在比所述第1弯曲部靠前端侧与所述负极接头接触，并设置有所述第1狭缝，所述负极接头具有：第2弯曲部，向所述正极接头弯曲；以及第2接触部，在比所述第2弯曲部靠前端侧与所述正极接头接触，并设置有所述第2狭缝，所述第1狭缝从所述正极接头的前端延伸至比所述第1弯曲部更靠近所述单元主体的位置，所述第2狭缝从所述负极接头的前端延伸至比所述第2弯曲部更靠近所述单元主体的位置。
根据该结构，在正极接头和负极接头这两方，狭缝延伸至比弯曲部更靠近单元主体的位置，所以能够在狭缝间自由地移动的部分增加，能够抑制在通电时在接合部产生的应力变大。
另外，所述狭缝的宽度也可以为设置有所述狭缝的接头的板宽度方向尺寸的500分之1以上且50分之1以下。
根据该结构，能够抑制狭缝被接合部堵塞，并抑制在接合部产生的应力变大。
在本发明中，关于由异种的金属材料构成的正极接头与负极接头接合的组电池，在至少由热膨胀系数相对大的金属材料构成的接头中，形成有使正极接头与负极接头的接合部在板宽度方向上截断的狭缝。因此，由于狭缝而针对另一方接头的约束力下降。由此，在因通电产生的热而正极接头和负极接头将要相互变形时，狭缝降低热膨胀系数之差所致的影响，接头的变形量之差变小，所以能够抑制在接头彼此的接合部产生的应力变大。
附图说明
图1是用于说明第1实施方式中的组电池的示意图。
图2是示出从板宽度方向的另一方侧观察组电池的情况的示意图。
图3是用于说明电池单元的内部构造的示意图。
图4是示出第1实施方式的电池单元的立体图。
图5是示出从板宽度方向的一方侧观察正极接头与负极接头接合的状态的情况的侧视图。
图6是示出从正极接头侧观察正极接头与负极接头接合的状态的情况的立体图。
图7是示出从负极接头侧观察正极接头与负极接头接合的状态的情况的立体图。
图8是用于说明正极接头与负极接头接合的接合部的示意图。
图9是示意地示出正极接头的狭缝与负极接头的狭缝在板宽度方向上一致的状态的说明图。
图10是示出在通电时在第1实施方式的接头彼此的接合部产生的应力和在没有狭缝的比较例的接头彼此的接合部产生的应力的柱状图。
图11是示出在通电时在第1实施方式的接头产生的最高温度和在没有狭缝的比较例的接头产生的最高温度的柱状图。
图12是示意地示出第1实施方式的变形例中的接头构造的图。
图13是用于说明在通电时在第1实施方式的变形例中的接头彼此的接合部产生的应力的柱状图。
图14是用于说明在通电时在第1实施方式的变形例中的接头产生的最高温度的柱状图。
图15是示意地示出第2实施方式中的电池单元的图。
图16是用于说明第2实施方式中的正极接头的构造和负极接头的构造的分解图。
图17是示意地示出在组电池中电池单元的板宽度方向位置偏离的状态的说明图。
图18是示意地示出在第2实施方式中正极接头的板宽度方向位置与负极接头的板宽度方向位置偏离的状态的说明图。
图19是示意地示出正极接头的狭缝与负极接头的狭缝在板宽度方向上偏离的状态的说明图。
图20是示出在通电时在第2实施方式的接头彼此的接合部产生的应力和在没有狭缝的比较例的接头彼此的接合部产生的应力的柱状图。
图21是示出在通电时在第2实施方式的接头产生的最高温度和在没有狭缝的比较例的接头产生的最高温度的柱状图。
图22是示意地示出没有狭缝的比较例的接头构造的立体图。
图23是示出从负极接头侧观察比较例的接头构造的情况的立体图。
图24是用于说明比较例的接头彼此的接合部的图。
图25是用于说明在通电时在比较例的接头产生的变形的示意图。
符号说明
1：组电池；2：电池单元；4：单元主体；5：正极；6：负极；10：正极接头；10a：接触面；10b：前端部；11：狭缝；12：弯曲部；13：接触部；20：负极接头；20a：接触面；20b：前端部；21：狭缝；22：弯曲部；23：接触部；30：接合部。
具体实施方式
以下，参照附图具体地说明本发明的实施方式中的组电池。此外，本发明并不限定于以下说明的实施方式。
(第1实施方式)
如图1所示，第1实施方式的组电池1具有层叠有多个电池单元2的构造。电池单元2是具有正极接头10和负极接头20的层压型单元。在组电池1中，在层叠方向上相邻的电池单元2彼此以使正极接头10与负极接头20对置的方式配置。而且，如图2所示，在该层叠方向上对置的正极接头10与负极接头20接合。组电池1具有相邻的正极接头10与负极接头20接合的接合部30。也就是说，在组电池1中，多个层压型的电池单元2既在构造上串联地连接，还串联地电连接。此外，在图1中，如分解图那样图示出多个电池单元2相互在层叠方向上分开的状态。
在图1所示的例子中，组电池1包括三个电池单元2。在该组电池1中，从层叠方向的一方侧向另一方侧，按照第1电池单元2A、第2电池单元2B、第3电池单元2C的顺序配置。在相邻的第1电池单元2A和第2电池单元2B，第1电池单元2A的负极接头20(第1负极接头)与第2电池单元2B的正极接头10(第2正极接头)接合。在相邻的第2电池单元2B和第3电池单元2C，第2电池单元2B的负极接头20(第2负极接头)与第3电池单元2C的正极接头10(第3正极接头)接合。而且，第3电池单元2C的负极接头20(第3负极接头)连接于未图示的负极端子。另外，第1电池单元2A的正极接头10(第1正极接头)连接于未图示的正极端子。
这样，正极接头10与相对于设置有该正极接头10自身的电池单元2在层叠方向的一方侧相邻的电池单元2的负极接头20接合。即，负极接头20与相对于设置有该负极接头20自身的电池单元在层叠方向的另一方侧相邻的电池单元2的正极接头10接合。因此，在组电池1中，串联地电连接。
而且，在正极接头10中设置有多个狭缝11。在负极接头20中，也设置有多个狭缝21。各狭缝11、21以形成板宽度方向的间隙的方式，从接头前端向根部侧延伸。该正极侧的狭缝11以及负极侧的狭缝21以使接合部30在板宽度方向上截断的方式设置。
此外，在组电池1中，在层叠方向上相邻的电池单元2彼此之间设置有中间板3。中间板3由导热性良好的铝制的板构成，以将热(在电池单元2产生的热)传递给配置于组电池1的周围的制冷剂。该中间板3不限配置于电池单元2彼此之间，如图2所示，还配置于未被电池单元2夹持的组电池1的层叠方向两端侧。进而，在组电池1中，在层叠有多个电池单元2以及中间板3的状态下，由未图示的约束构件约束。
在此，更详细地说明电池单元2的结构。
如图3所示，电池单元2具备单元主体4、正极5、负极6、正极接头10以及负极接头20。单元主体4具有由层压薄膜形成的封装体。在单元主体4的内部，作为发电元件的正极5和负极6隔着隔片层叠而形成电极层叠体。单元主体4在正极5、负极6以及隔片(未图示)被收容于内部的状态下被密封。
正极5构成为包括薄板状的正极集电体和正极活性物质层。例如，正极5由铝箔构成。负极6构成为包括薄板状的负极集电体和负极活性物质层。例如，负极6由铜箔构成。此外，只要正极5和负极6都由导电性材料构成即可，不限定于上述铝箔和铜箔。
正极接头10是由铝构成的板状的构件。该正极接头10在单元主体4的内部与正极5电连接，从单元主体4向上下方向的上方突出。在单元主体4的内部，在板宽度方向的单侧位置处，设置有正极5与正极接头10接合的接合部7。接合部7例如通过焊接形成。此外，正极5与正极接头10的接合方法不限于焊接，也可以是粘接等其它已知的接合方法。
负极接头20是由铜构成的板状的构件。该负极接头20在单元主体4的内部与负极6电连接，从单元主体4向上下方向的上方突出。在单元主体4的内部，在板宽度方向的单侧位置处，设置有负极6与负极接头20接合的接合部8。接合部8例如通过焊接形成。此外，负极6与负极接头20的接合方法不限于焊接，也可以是粘接等其它已知的接合方法。
这样，正极接头10和负极接头20由热膨胀系数互不相同的金属材料构成。铝是热膨胀系数比铜大的金属。也就是说，正极接头10是热膨胀系数比负极接头20大的极侧的接头。负极接头20是热膨胀系数比正极接头10小的极侧的接头。
另外，如图4所示，正极接头10和负极接头20在从单元主体4突出的部分处都具有相对于上下方向弯曲的形状。正极接头10和负极接头20相互在层叠方向上向相反侧弯曲。即，作为单体的电池单元2，如图4所示，构成为正极接头10的接触面10a和负极接头20的接触面20a相互在层叠方向上朝向相反侧。而且，作为构成组电池1的多个电池单元2，如图5所示，在层叠方向上对置的正极接头10与负极接头20在正极接头10的接触面10a与负极接头20的接触面20a面接触的状态下接合。
此外，在图4中，例示出图1所示的第1电池单元2A。在第2电池单元2B中，构成为从图4所示的构造中对调正极接头10和负极接头20的板宽度方向位置。第3电池单元2C是与第1电池单元2A相同的构造。在设置第4电池单元的情况下，第4电池单元是与第2电池单元2B相同的构造。这样，组电池1能够由与第1电池单元2A相同的构造的单元和与第2电池单元2B相同的构造的单元的组合构成。
在此，参照图4～图8，更详细地说明正极接头10和负极接头20的构造。
正极接头10具有多个狭缝11、向负极接头20侧弯曲的弯曲部12以及在比弯曲部12靠前端侧与负极接头20面接触的接触部13。
狭缝11以形成板宽度方向的间隙的方式，从正极接头10的前端部10b向根部侧延伸。该狭缝11设置于接触部13。在接触部13，在板宽度方向上隔开预定的间隔地设置有多个狭缝11。
弯曲部12是从单元主体4突出的板材相对于上下方向弯曲的部分。例如，正极接头10从单元主体4向上下方向的上方延伸，在弯曲部12相对于上下方向弯曲，向层叠方向的一方侧延伸。
接触部13与负极接头20接触，是在上下方向上延伸的部分。接触部13中的在层叠方向上一方侧的面形成有正极接头10的接触面10a。接触面10a是朝着层叠方向的一方侧的面，是与负极接头20接触的面。
而且，在接触部13设置有与负极接头20的接合部30。接合部30如图8所示以避开狭缝11的方式沿着板宽度方向形成。
例如，接合部30是通过激光焊接而正极接头10与负极接头20被焊接的焊接部。在该情况下，激光焊接的扫描方向与狭缝11的延伸方向交叉。也就是说，在将预先设置有狭缝11的接触部13进行焊接时，以使激光焊接的扫描方向沿着板宽度方向的方式实施焊接。此时，以避开狭缝11的方式实施焊接。因此，在焊接后的正极接头10中，狭缝11以使接合部30在板宽度方向上截断的方式延伸。
另外，正极接头10整体形成为相同的板宽且相同的板厚。例如，正极接头10形成为板宽度方向尺寸为50mm，板厚为0.6mm。在该正极接头10中设置有多个狭缝11，狭缝11彼此的间距(板宽度方向的间隔)被设定为5mm。而且，狭缝11的宽度形成为0.1mm。
例如，狭缝11通过使用切断用的齿将接触部13进行切断而形成。此时，从确保接触面10a的面积即电路径面积的观点看，狭缝11的宽度优选窄，但当考虑切断用的齿时，不优选使狭缝11的宽度小于0.1mm。另外，从提高接头变形量的吸收效果(应力降低效果)的观点看，狭缝11的宽度优选宽，但如果狭缝宽度宽，则接触面10a的面积(通电面积)减少，导致接头的温度上升。例如，当狭缝宽度超过1mm时，接头的温度上升显著。因此，当考虑接头的温度时，不优选使狭缝11的宽度比1mm大。也就是说，狭缝11的宽度最好为0.1mm以上且1mm以下。
另外，狭缝11的宽度能够根据正极接头10的板宽度方向尺寸来设定。作为一个例子，狭缝11的宽度相对于正极接头10的板宽度方向尺寸设定为500分之1左右的大小。另外，狭缝11彼此的间距能够根据正极接头10的板宽度方向尺寸来设定。作为一个例子，狭缝11彼此的间距相对于正极接头10的板宽度方向尺寸而被设定为10分之1左右的大小。也就是说，狭缝11的宽度能够根据狭缝11彼此的间距来设定。作为一个例子，狭缝11的宽度相对于狭缝11彼此的间距设定为50分之1左右的大小。
负极接头20具有多个狭缝21、向正极接头10侧弯曲的弯曲部22以及在比弯曲部22靠前端侧与正极接头10面接触的接触部23。
狭缝21以形成板宽度方向的间隙的方式，从负极接头20的前端部20b向根部侧延伸。该狭缝21设置于接触部23。在接触部23，在板宽度方向上隔开预定的间隔设置有多个狭缝21。
弯曲部22是从单元主体4突出的板材相对于上下方向弯曲的部分。例如，负极接头20从单元主体4向上下方向的上方延伸，在弯曲部22相对于上下方向弯曲，向层叠方向的另一方侧延伸。
接触部23与正极接头10接触，是在上下方向上延伸的部分。接触部23中的在层叠方向上另一方侧的面形成有负极接头20的接触面20a。接触面20a是朝着层叠方向的另一方侧的面，是与正极接头10接触的面。
而且，在接触部23设置有与正极接头10的接合部30。接合部30如图8所示以避开狭缝21的方式沿着板宽度方向形成。
例如，在接合部30是基于激光焊接的焊接部的情况下，激光焊接的扫描方向与狭缝21的延伸方向交叉。也就是说，在将预先设置有狭缝21的接触部23进行焊接时，以使激光焊接的扫描方向沿着板宽度方向的方式实施焊接。此时，以避开狭缝21的方式实施焊接。因此，在焊接后的负极接头20中，狭缝21以使接合部30在板宽度方向上截断的方式延伸。
另外，负极接头20的整体形成为相同的板宽且相同的板厚。例如，负极接头20的板宽度方向尺寸比正极接头10的板宽度方向尺寸稍小。作为一个例子，负极接头20形成为板宽度方向尺寸为45mm，板厚为0.3mm。在该负极接头20中设置有多个狭缝21，狭缝21彼此的间距被设定为5mm。狭缝21的宽度形成为0.1mm。也就是说，负极接头20的狭缝21形成为与正极接头10的狭缝11对应的宽度，并形成于与正极接头10的狭缝11对应的位置。该狭缝21与狭缝11同样地通过使用切断用的齿将接触部23进行切断而形成。
而且，在接合状态的正极接头10和负极接头20中，如图9所示，构成为狭缝11与狭缝21的板宽度方向的位置重叠。这样，在组电池1中，板材因各狭缝11、21而在厚度方向(层叠方向)上贯通。例如，在通过焊接形成接合部30时，如果狭缝11的间隙和狭缝21的间隙被填充，则狭缝11、21的效果下降，所以狭缝11、21的附近最好不焊接。此外，在图9中，示出了关于从上下方向的上方侧观察正极接头10和负极接头20的情况，将各狭缝11、21的宽度夸大的图。
这样，以使正极接头10与负极接头20的接合部30在板宽度方向上截断的方式设置有狭缝11、21，从而针对另一方接头的约束力下降。例如，在组电池1的通电时，在正极接头10和负极接头20将要相互发生变形时，由于正极接头10的热膨胀系数与负极接头20的热膨胀系数之差，正极接头10的变形量和负极接头20的变形量产生差。产生所谓的双金属变形。此时，在正极接头10和负极接头20这两方设置有狭缝11、21，从而能够利用狭缝来吸收接头的变形量。由此，能够降低在接合部30产生的应力。
在此，参照图10～图11、图22～图25，比较组电池1中的接头构造(实施例1)和未设置狭缝的接头构造(比较例)。此外，在图22～图25中例示出比较例的接头构造。
在比较例的接头构造100中，如图22～图24所示，在正极接头110以及负极接头120中未形成狭缝。负极接头120在遍及板宽度方向尺寸的整个区域地与正极接头110面接触的状态下接合。因此，正极接头110与负极接头120的接合部130按照与正极接头110的板宽度方向尺寸接近的长度且与负极接头120的板宽度方向尺寸接近的长度，沿着板宽度方向一连串地形成。
而且，在包括比较例的接头构造100的组电池中，由于在通电时产生的热，如图25所示，接头彼此产生变形。在该情况下，正极接头110和负极接头120分别在上下方向上发生变形，并且在水平方向(包括板宽度方向和层叠方向)上发生变形。正极接头110的热膨胀系数比负极接头120的热膨胀系数大，所以相对于基准温度，正极接头110比负极接头120将更加延伸。特别是，在如图22～图24所示，正极接头110以及负极接头120在板宽度方向上具有预定的大小的情况下，相比于板宽度方向的中央位置，在板宽度方向的两端侧的位置处容易受到热膨胀系数之差所致的变形的影响。其结果，作为接头构造100的变形状态，以相对于板宽度方向弯曲地在层叠方向上翘曲的方式变形。而且，接合部130沿着板宽度方向延伸，所以在产生这样的变形时，应力集中于接头彼此的接合部130中的板宽度方向的端部(两端侧)。
相对于此，在组电池1中，多个狭缝11、21以在正极接头10和负极接头20各自中形成板宽度方向的间隙的方式延伸，板材能够在该狭缝间比较自由地移动。因此，能够抑制在通电时产生的接头的变形在板宽度方向上传递，能够降低在接合部30产生的应力。关于在通电时产生的应力和热，在图10以及图11中例示出比较第1实施方式的组电池1(实施例1)和比较例的接头构造100的实验结果。此外，在图10以及图11中，关于比较例，用白图形表示应力和温度，关于实施例1，用斜线图形表示应力和温度。
如图10所示，在具有狭缝11、21的组电池1中，在正极接头10侧(Al侧)产生的应力和在负极接头20侧(Cu侧)产生的应力都比没有狭缝的比较例的接头构造100小。另外，如图11所示，在具有狭缝11、21的实施例1和没有狭缝的比较例的接头构造100中，在电极接头的发热所致的最高温度大致相同。根据该图11所示的实验结果，通电时的发热所致的温度上升在电极接头没有狭缝的情况和有狭缝的情况下几乎没有变化，但在接头彼此的接合部产生的应力产生差。此外，图10所示的Al侧的应力表示在图8所示的正极接头10侧的接合部30产生的应力。图10所示的Cu侧的应力表示在图8所示的负极接头20侧的接合部30产生的应力。
如以上说明，根据第1实施方式，能够利用正极接头10的狭缝11和负极接头20的狭缝21，降低热膨胀系数之差所致的影响，减小变形量之差，所以能够降低在通电时在接头彼此的接合部30产生的应力。
另外，在组电池1中，板状的正极接头10与板状的负极接头20接合而电连接，所以能够确保接触面积。其结果，能够抑制电路径面积变小所致的电阻增大，所以适于大电流的用途。当过于增大狭缝11、21的宽度时，正极接头10与负极接头20的电路径面积减少。当电路径面积减少时，热阻变大，所以在接头的温度上升变大。其结果，由于该温度上升而招致接头彼此的接合部处的应力集中。因此，狭缝11、21的宽度可以为在狭缝间的板材发生变形时不与在板宽度方向上相邻的板材干扰的程度的大小、即0.1mm左右。
另外，狭缝11与狭缝21的板宽度方向的位置也可以不完全一致，只要能够形成在板厚方向上贯通的形状即可。因此，狭缝11的宽度也可以是与狭缝21的宽度不同的大小。即，在多个狭缝11中，未必所有的狭缝11都为相同的宽度。或者，多个狭缝11彼此未必在板宽度方向上隔开等间隔地配置。这不限于狭缝11，对于负极侧的狭缝21也能适用。
另外，接合部30不限定于通过焊接形成的焊接部，也可以是通过粘接剂粘接的粘接部。
另外，作为第1实施方式的变形例，也可以延长狭缝11的长度以及狭缝21的长度。例如，如图12所示，狭缝11延伸至比弯曲部12更靠近单元主体4的位置(根部侧)。同样地，狭缝21延伸至比弯曲部22更靠近单元主体4的位置。此外，在图13和图14中，例示出与狭缝延长的变形例有关的应力和温度的实验结果。
如图13所示，在该变形例的接合部30产生的应力在正极接头10侧(Al侧)和负极接头20侧(Cu侧)这两方比没有狭缝的比较例小。根据该变形例，在与比较例的比较中，能够降低在接合部30产生的应力。进而，从图13所示的实验结果可知，该变形例与实施例1相比在接合部30产生的应力小。另外，如图14所示，在该变形例中产生的最高温度相对于在比较例中产生的最高温度以及在实施例1中产生的最高温度几乎没有变化。
(第2实施方式)
接下来，说明第2实施方式。在第2实施方式中，与第1实施方式不同，仅在正极接头10中设置有狭缝11。此外，在第2实施方式的说明中，对于与第1实施方式同样的结构省略说明，引用其参照符号。
第2实施方式的组电池1如图15以及图16所示，仅在正极接头10和负极接头20中的正极接头10中设置有狭缝11。负极接头20形成为接触部23在板宽度方向上一连串地连结的平板状。负极接头20的接触面20a是在整个板宽度方向上延伸的平面。正极接头10的接触部13与该接触面20a面接触。在该接触状态下，正极接头10的接触部13与负极接头20的接触部23接合。因此，形成于负极接头20侧的接合部30如图16所示在板宽度方向上被截断。
另外，在第2实施方式中，负极接头20的接触面20a是平面，所以即使狭缝11的板宽度方向位置稍微偏离，也能够抑制电路径的面积变小。例如，考虑如图17所示，第2电池单元2B的板宽度方向位置相对于第1电池单元2A的板宽度方向位置偏离，从而如图18所示，正极接头10和负极接头20以在板宽度方向上偏离的状态接合的情形。此时，负极接头20的接触面20a是在板宽度方向上延伸的平面，从而即使狭缝11的板宽度方向位置稍微偏离，也能够确保与接触部13的接触面积(电路径的面积)。
为了进行比较，在如第1实施方式那样在正极接头10和负极接头这两方设置有狭缝的情况下，如图19所示，狭缝11与狭缝21的板宽度方向位置偏离，所以正极接头10与负极接头20的接触面积变小。当这样接头彼此的接触面积变小时，在通电时电流流经的面积(电路径的面积)变小。其结果，电阻变大，由于通电而在接头彼此的接合部产生的热变大。
在此，参照图20～图21，比较第2实施方式的组电池1中的接头构造(实施例2)和未设置狭缝的接头构造(比较例)。此外，在图22～图25中例示出比较例的接头构造。另外，在图20～图21中，关于比较例，用白图形表示应力和温度，关于第2实施方式，用斜线图形表示应力和温度。
如图20所示，在第2实施方式的接头构造(实施例2)中，在正极接头10侧(Al侧)产生的应力和在负极接头20侧(Cu侧)产生的应力都比没有狭缝的接头构造(比较例)小。另外，如图21所示，在实施例2和比较例中，在通电时的电极接头的最高温度几乎没有变化。这样，在实施例2和比较例中，通电时的温度没有变化，但在接头彼此的接合部产生的应力产生差。此外，图20所示的Al侧的应力表示在图16所示的正极接头10侧的接合部30产生的应力。图20所示的Cu侧的应力表示在图16所示的负极接头20侧的接合部30产生的应力。
如以上说明那样，根据第2实施方式，正极接头10的热膨胀系数比负极接头20大，所以能够利用狭缝11来抑制由于温度上升而在正极接头10产生的延伸。也就是说，在正极接头10由于温度上升而伸长时，能够在狭缝11间比较自由地移动，所以由于狭缝11而不易在板宽度方向上传递该伸长所致的变形，能够缓和接合部30的应力。由此，即使未在热膨胀系数小的负极接头20中设置狭缝，也能够降低在接合部30产生的应力。
在仅在热膨胀系数相对小的负极接头中设置有狭缝的情况下，负极接头的膨胀量(变形量)被狭缝吸收。在该负极接头中，是不易相对于正极接头而变形到热膨胀系数之差以上的构造。因此，有可能正极接头与负极接头的表观热膨胀系数差(变形量差)变得更大，在接头彼此的接合部产生的应力比没有狭缝的构造大。这样，还存在仅在正极接头和负极接头中的一方接头中设置狭缝时进行不适当的选择的话，接合部的应力反而变大的情况。相对于此，根据第2实施方式，仅在热膨胀系数相对大的正极接头10中设置有狭缝11，所以能够利用狭缝11来吸收正极接头10的膨胀量。也就是说，在上述情况下进行了适当的选择。由此，能够减小正极接头10与负极接头20的表观热膨胀系数之差，能够减小变形量之差，所以能够降低在接合部30产生的应力。例如如图25所示，正极接头110以相对于与负极接头120接合的面相反侧的面成为凸形状的方式变形。这是因为正极接头110由热膨胀系数比负极接头120大的金属材料构成。因此，能够将上述第2实施方式的狭缝11应用于成为该凸形状的变形状态的接头、即由热膨胀系数相对大的金属材料构成的接头(正极接头110)。
另外，在正极接头10和负极接头20中，相对于作为热膨胀的基准的温度，在高温和低温下变形的方向相反，但在低温下电阻比高温小，不易产生焦耳发热所致的接头温度的不均匀，所以在接合部30不易产生应力。另外，使用组电池1时的温度范围被认为高温侧多，所以优选在由热膨胀系数大的金属材料构成的接头中设置狭缝。
另外，负极接头20的接触面20a是平面，所以即使在正极接头10和负极接头20产生板宽度方向的位置偏离，也能够确保接触面积。由此，能够抑制接合部30中的电阻上升。
Claims (7)
1.一种组电池，其特征在于，
具备多个具有从单元主体突出的板状的正极接头以及负极接头的电池单元，
所述正极接头和所述负极接头由热膨胀系数互不相同的金属材料构成，
在层叠有多个所述电池单元的状态下，所述电池单元的一方极侧的接头与相邻的电池单元的另一方极侧的接头接合，并电连接，
在所述正极接头和所述负极接头中的至少由热膨胀系数相对大的金属材料构成的接头中，以将所述正极接头与所述负极接头接合的接合部在板宽度方向上截断的方式形成有狭缝。
2.根据权利要求1所述的组电池，其特征在于，
所述狭缝仅设置于由热膨胀系数相对大的金属材料构成的接头。
3.根据权利要求2所述的组电池，其特征在于，
所述由热膨胀系数相对大的金属材料构成的接头具有：
弯曲部，向由热膨胀系数相对小的金属材料构成的接头弯曲；以及
接触部，在比所述弯曲部靠前端侧与所述热膨胀系数小的极的接头接触，并设置有所述狭缝，
所述狭缝从所述热膨胀系数大的极的接头的前端延伸至比所述弯曲部更靠近所述单元主体的位置。
4.根据权利要求1所述的组电池，其特征在于，
所述狭缝设置于所述正极接头和所述负极接头这两方。
5.根据权利要求4所述的组电池，其特征在于，
所述狭缝包括：
第1狭缝，设置于所述正极接头；以及
第2狭缝，设置于所述负极接头，
所述正极接头与所述负极接头以使所述第1狭缝的板宽度方向位置与所述第2狭缝的板宽度方向位置重叠的方式接合。
6.根据权利要求5所述的组电池，其特征在于，
所述正极接头具有：
第1弯曲部，向所述负极接头弯曲；以及
第1接触部，在比所述第1弯曲部靠前端侧与所述负极接头接触，并设置有所述第1狭缝，
所述负极接头具有：
第2弯曲部，向所述正极接头弯曲；以及
第2接触部，在比所述第2弯曲部靠前端侧与所述正极接头接触，并设置有所述第2狭缝，
所述第1狭缝从所述正极接头的前端延伸至比所述第1弯曲部更靠近所述单元主体的位置，
所述第2狭缝从所述负极接头的前端延伸至比所述第2弯曲部更靠近所述单元主体的位置。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的组电池，其特征在于，
所述狭缝的宽度为设置有所述狭缝的接头的板宽度方向尺寸的500分之1以上且50分之1以下。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06111795A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-04-22 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 密閉形二次電池 |
| JP2004071178A (ja) * | 2002-08-01 | 2004-03-04 | Nissan Motor Co Ltd | 電池集合体 |
| JP2007026907A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Toyota Motor Corp | 電池及び組電池の製造方法 |
| EP2355206A1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-08-10 | SANYO Electric Co., Ltd. | Water-tight battery system |
| JP2012079427A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Denso Corp | 電池モジュール、およびそれを形成するための方法 |
| CN106463685A (zh) * | 2014-06-18 | 2017-02-22 | 日产自动车株式会社 | 电池组的极片焊接方法 |
| JP2018073599A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | マクセルホールディングス株式会社 | 電気化学素子 |
| JP2019003990A (ja) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | 株式会社トーキン | 電極素子 |
| JP2019192493A (ja) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
| CN110419125A (zh) * | 2017-03-10 | 2019-11-05 | 远景Aesc能源元器件有限公司 | 电池组制造方法和电池组 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000235852A (ja) | 1999-02-16 | 2000-08-29 | Hitachi Maxell Ltd | ポリマー電解質電池 |
| JP2011216382A (ja) | 2010-04-01 | 2011-10-27 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 蓄電器 |
| CN110392954A (zh) | 2017-03-07 | 2019-10-29 | 远景Aesc日本有限公司 | 二次电池 |
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-
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-
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Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06111795A (ja) * | 1992-09-29 | 1994-04-22 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 密閉形二次電池 |
| JP2004071178A (ja) * | 2002-08-01 | 2004-03-04 | Nissan Motor Co Ltd | 電池集合体 |
| JP2007026907A (ja) * | 2005-07-19 | 2007-02-01 | Toyota Motor Corp | 電池及び組電池の製造方法 |
| EP2355206A1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-08-10 | SANYO Electric Co., Ltd. | Water-tight battery system |
| JP2012079427A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Denso Corp | 電池モジュール、およびそれを形成するための方法 |
| CN106463685A (zh) * | 2014-06-18 | 2017-02-22 | 日产自动车株式会社 | 电池组的极片焊接方法 |
| JP2018073599A (ja) * | 2016-10-28 | 2018-05-10 | マクセルホールディングス株式会社 | 電気化学素子 |
| CN110419125A (zh) * | 2017-03-10 | 2019-11-05 | 远景Aesc能源元器件有限公司 | 电池组制造方法和电池组 |
| JP2019003990A (ja) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | 株式会社トーキン | 電極素子 |
| JP2019192493A (ja) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
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