CN114930625A - 电池组件 - Google Patents
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Abstract
电池组件(100)具备：电池层叠体(2)，其通过层叠多个电池(20)而成；端板(11)，其设于多个电池(20)的层叠方向上的端部的电池(20)的外侧；以及端分隔件(4)，其设于所述端部的电池(20)与端板(11)之间，该端分隔件(4)具有变形容许部(41)，该变形容许部(41)形成为该端分隔件(4)的层叠方向上的一部分，且由蠕变引起的变形比其他部分的由蠕变引起的变形大。
Description
技术领域
本发明涉及电池组件。
背景技术
例如，作为车辆用等要求较高的输出电压的电源，已知有将多个电池电连接而成的电池组件。通常，对于构成电池组件的各电池而言，其内部的电极体、电解液等随时间而劣化，并由于金属物质的沉积、氧化而鼓出，从而在外形上出现变化。关于具备这样的电池的电池组件，在专利文献1中公开了一种电池组件，该电池组件具备：电池层叠体，其通过层叠多个电池并使绝缘片介于各电池之间而成；以及端板，其设于电池层叠体的层叠方向上的两端部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开2013/161655号
发明内容
发明要解决的问题
当电池组件内的各电池的层叠方向上的尺寸随着时间的推移而增加时，对电池层叠体的两端部的端板施加有由所有的电池的尺寸变化引起的载荷，且其反作用力施加于各电池，从而有可能产生电池的破损等不良情况。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种使在电池组件内在层叠方向上产生的反作用力降低的技术。
用于解决问题的方案
对于本发明的一方案的电池组件，其特征在于，该电池组件具备：电池层叠体，其通过层叠多个电池而成；端板，其设于多个所述电池的层叠方向上的端部的电池的外侧；以及端分隔件，其设于所述端部的电池与所述端板之间，所述端分隔件具有变形容许部，所述变形容许部形成为该端分隔件的所述层叠方向上的一部分，且由蠕变引起的变形比其他部分的由蠕变引起的变形大。
发明的效果
根据本发明，能够提高电池组件的安全性。
附图说明
图1是表示实施方式的电池组件的外观的立体图。
图2是电池组件的局部的分解立体图。
图3是从电池侧观察到的端分隔件的立体图。
图4是端分隔件的剖面侧视图。
图5是用于对初始阶段的电池组件内的位置关系进行说明的示意图。
图6是用于对电池组件内的电池因随时间而劣化从而在层叠方向上膨胀的状态进行说明的示意图。
具体实施方式
以下，基于优选的实施方式，参照附图对本发明进行说明。实施方式并非限定发明而是例示，实施方式中记述的所有特征、其组合未必一定是发明的本质性的特征、组合。设为对各附图所示的相同或同等的构成要素、构件、处理标注相同的附图标记，并且适当省略重复的说明。另外，为了易于说明而方便地设定各图所示的各部分的比例尺、形状，并且只要没有特别提及就并非限定性地进行解释。另外，对于在本说明书或权利要求中使用“第1”、“第2”等用语的情况而言，只要没有特别提及，该用语就不表示任何顺序、重要度，而是用于区分某个结构和其他结构。另外，在各附图中，省略在说明实施方式上不重要的构件的一部分并进行表示。
(实施方式)
图1是表示实施方式的电池组件100的外观的立体图，图2是电池组件100的局部的分解立体图。电池组件100具备长方体形状的框体1、电池层叠体2、分隔件3和端分隔件4。在电池组件100中，在端分隔件4设置变形容许部，该变形容许部的由向层叠方向的蠕变引起的变形比其他部分的由向层叠方向的蠕变引起的变形大，通过该变形容许部的蠕变来使作用于电池的反作用力降低。
框体1具备端板11、侧板12、底板13和盖板14。端板11设于电池层叠体2中的位于电池20的层叠方向上的两端部的电池20的外侧。侧板12夹着端板11而将电池层叠体2的侧面覆盖。底板13通过将电池层叠体2的底部覆盖而构成。盖板14将电池层叠体2的上表面覆盖。
电池层叠体2被收纳于框体1的内侧。电池层叠体2通过沿着一个方向层叠多个电池20而构成。在各电池之间设有由树脂材料等形成为片状或板状的分隔件3。分隔件3使电池层叠体2的各电池20电绝缘。分隔件3组装于电池层叠体2而一体化，因此也可以认为该分隔件3构成了电池层叠体2的一部分。
各电池20例如为锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池等能够充电的二次电池。另外，各电池20是所谓的方形电池，具有扁平的长方体形状的外装罐21。在外装罐21的一面设置未图示的大致长方形形状的开口，经由该开口在外装罐21容纳电极体、电解液等。在外装罐21的开口设置将开口堵塞的封口板21a。
在封口板21a，在长度方向上的一端附近配置正极的输出端子22，在另一端附近配置负极的输出端子22。一对输出端子22分别与构成电极体的正极板、负极板电连接。形成于封口板21a的贯通孔(未图示)供各输出端子22贯通。绝缘性的密封构件(未图示)介于各输出端子22与各贯通孔之间。在以下的说明中，为了方便，将封口板21a设为电池20的上表面，将与封口板21a相对的外装罐21的底面设为电池20的下表面。
另外，电池20具有将上表面和下表面连接的两个主表面。该主表面是电池20所具有的6个面中面积最大的面。主表面是与上表面的长边以及下表面的长边连接的长侧面。除了上表面、下表面以及两个主表面之外的其余两个面设为电池20的侧面。该侧面是与上表面的短边以及下表面的短边连接的一对短侧面。这些方向和位置是为了方便而规定的。因此，例如，在本发明中，被规定为上表面的部分并不意味着必须位于比被规定为下表面的部分靠上方的位置。
在封口板21a，在一对输出端子22之间设置阀部24。阀部24也被称为安全阀，其是用于供各电池20喷出电池内部的气体的机构。阀部24构成为能够在外装罐21的内压上升至预定值以上时开阀而释放内部的气体。阀部24例如包括设于封口板21a的局部的与其他部分相比厚度较薄的薄壁部、以及形成于该薄壁部的表面的线状的槽。在该结构中，当外装罐21的内压上升时，薄壁部以槽为起点破裂，由此开阀。
多个电池20以相邻的电池20的主表面彼此相对的方式以预定的间隔被层叠。此外，“层叠”意为在任意的1个方向上排列多个构件。因此，电池20的层叠也包括将多个电池20沿水平排列的情况。在本实施方式中，电池20沿水平进行层叠。各电池20被配置为输出端子22朝向相同的方向。本实施方式的各电池20被配置为输出端子22朝向铅垂方向上方。
端分隔件4设于电池层叠体2中的位于电池20的层叠方向上的端部的电池20与端板11之间。图3是从电池20侧观察到的端分隔件4的立体图，图4是端分隔件4的剖面侧视图。图4相当于包含电池的层叠方向和上下方向的剖面。
端分隔件4具备与电池20的层叠方向交叉的基板40、变形容许部41和风路形成部42。变形容许部41成为端分隔件4在电池20的层叠方向上的一部分，其由与其他部分相比由蠕变引起的变形较大的树脂材料形成。基板40和风路形成部42由与变形容许部41相比由蠕变引起的变形较小的树脂材料形成。
变形容许部41以自基板40的端板11侧的面的中央部沿层叠方向立起的方式形成为梯形形状，端面41a与端板11接触。风路形成部42包括自基板40的电池20侧的面突起的多个条，在各条之间形成风路43。
在端分隔件4中，在变形容许部41的端面41a与端板11接触，在风路形成部42的端面42a与电池20接触。电池20嵌合于壁部44，该壁部44设于基板40的侧边部且围绕基板40。变形容许部41如上述那样蠕变变形较大，其由与基板40以及风路形成部42不同的材料形成。变形容许部41可以与基板40分开形成并通过粘接等固定于基板40，也可以通过与基板40以及风路形成部42一体成形而固定于基板40。
接下来，基于由电池20的膨胀引起的反作用力的产生来对电池组件100的动作进行说明。图5是用于对初始阶段的电池组件100内的位置关系进行说明的示意图。图5相当于包含电池的层叠方向和上下方向的剖面。各电池20在制造后的初始阶段不发生膨胀，在层叠方向上作用于各电池20的反作用力较小，为设计上的容许值以内。
图6是用于对电池组件100内的电池20因随时间而劣化从而在层叠方向上膨胀的状态进行说明的示意图。图6相当于包含电池的层叠方向和上下方向的剖面。如上所述，对于各电池20而言，其内部的电极体、电解液等随时间而劣化，并由于金属物质的沉积、氧化而鼓出，从而在外形上出现变化。各电池20为方形电池，具有扁平的长方体形状的外装罐21，以电池20的6个面中的面积最大的主表面膨胀的方式变形。
因电池组件100内的各电池20的膨胀而产生的层叠方向上的变形由端分隔件4的变形容许部41因蠕变变形而层叠方向上的尺寸变小来吸收。因此，在电池组件100中，能够使在层叠方向上产生的反作用力降低。
变形容许部41被设为与端板11接触，能够通过作为接触面的端面41a均匀地承受来自于由金属等高刚度的材质形成的端板11的载荷。
另外，变形容许部41无需与端板11的相对面的整体接触，该变形容许部41通过以自基板40的端板11侧的面的中央部沿层叠方向立起的方式形成为梯形形状，从而能够减少与端板11的接触面积而增大产生的应力。
端分隔件4在与电池20接触的一侧具备风路形成部42，由此，能够确保电池20的空气冷却用的风路43。风路形成部42由与变形容许部41相比蠕变变形较小的材料形成，由此，能够抑制风路43的流路面积减少的情况。
变形容许部41通过双色成型等制造方法与基板40以及风路形成部42一体成形而形成，由此，能够实现制造成本的降低。
在上述的实施方式中，将变形容许部41设于端板11侧，但也可以构成为将变形容许部41设于电池20侧。在该结构的情况下，变形容许部41也因电池20的膨胀而承受载荷并进行蠕变变形，由此，能够使在电池组件100内在层叠方向上产生的反作用力降低。
以上，基于本发明的实施方式进行了说明。本领域技术人员应理解的是，这些实施方式是例示，能够在本发明的权利要求范围内进行各种变形和变更，并且这样的变形例和变更也在本发明的权利要求的范围内。因此，本说明书中的记述和附图应视为说明性的而非限定性的。
此外，实施方式也可以由以下的项目来确定。
[项目1]
一种电池组件(100)，其特征在于，
该电池组件(100)具备：
电池层叠体(2)，其通过层叠多个电池(20)而成；
端板(11)，其设于多个所述电池(20)的层叠方向上的端部的电池(20)的外侧；以及
端分隔件(4)，其设于所述端部的电池(20)与所述端板(11)之间，该端分隔件(4)具有变形容许部(41)，该变形容许部(41)形成为该端分隔件(4)的所述层叠方向上的一部分，且由蠕变引起的变形比其他部分的由蠕变引起的变形大。
由此，在电池组件(100)中，能够使在层叠方向上产生的反作用力降低。
[项目2]
根据项目1所记载的电池组件(100)，其特征在于，所述端分隔件(4)在与所述端板(11)接触的部分形成有所述变形容许部(41)。由此，电池组件(100)的变形容许部(41)能够通过接触面均匀地承受来自于由金属等高刚度的材质形成的端板(11)的载荷。
[项目3]
根据项目1或2所记载的电池组件(100)，其特征在于，所述变形容许部(41)形成为自与所述层叠方向交叉的面呈梯形形状地立起。由此，电池组件(100)的变形容许部(41)能够减少与端板(11)的接触面积而增大产生的应力。
[项目4]
根据项目1至3中任一项所记载的电池组件(100)，其特征在于，在所述端部的电池(20)与所述端分隔件(4)之间形成有风路(43)。由此，在电池组件(100)中，能够确保电池(20)的空气冷却用的风路(43)。
[项目5]
根据项目1至4中任一项所记载的电池组件(100)，其特征在于，在所述端分隔件(4)中，所述变形容许部(41)和其他部分一体地形成。由此，在电池组件(100)中，能够实现制造成本的降低。
附图标记说明
11、端板；2、电池层叠体；20、电池；4、端分隔件；41、变形容许部；43、风路；100、电池组件。
Claims (5)
1.一种电池组件，其特征在于，
所述电池组件具备：
电池层叠体，其通过层叠多个电池而成；
端板，其设于多个所述电池的层叠方向上的端部的电池的外侧；以及
端分隔件，其设于所述端部的电池与所述端板之间，所述端分隔件具有变形容许部，所述变形容许部形成为该端分隔件的所述层叠方向上的一部分，且由蠕变引起的变形比其他部分的由蠕变引起的变形大。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，
所述端分隔件在与所述端板接触的部分形成有所述变形容许部。
3.根据权利要求1或2所述的电池组件，其特征在于，
所述变形容许部形成为自与所述层叠方向交叉的面呈梯形形状地立起。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组件，其特征在于，
在所述端部的电池与所述端分隔件之间形成有风路。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池组件，其特征在于，
在所述端分隔件中，所述变形容许部和其他部分一体地形成。
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