CN115149220A - 蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的蓄电装置(10)具备多个蓄电单元(101)和汇流条(102)。各蓄电单元(101)具有多个正极片(111)、多个负极片(112)、正极集电板(120p)、负极集电板(120n)和层压膜(130)。正极集电板(120p)具有正极突出部(121)，正极突出部(121)具有从层压膜突出的形状，负极集电板(120n)具有负极突出部(122)，负极突出部(122)具有从层压膜突出的形状。多个蓄电单元(101)以一个蓄电单元的正极突出部(121)和与这一个蓄电单元相邻的蓄电单元的负极突出部(122)在一个方向上彼此对置的方式层叠。汇流条(102)具有在一个方向上延伸的形状，且将正极突出部(121)和负极突出部(122)连接。本发明的蓄电装置(10)能够在使集电板形状共同化的情况下应对各蓄电单元的厚度变更。

Description

蓄电装置
技术领域
本公开涉及蓄电装置。
背景技术
以往，已知具备多个蓄电单元的蓄电装置。例如，日本特开2005-190885号公报公开了一种具有多个锂离子电池的层压电池模块。各锂离子电池的一对端子具有从发电元件在一个方向上延伸出的延伸部分、以及从延伸部分横向突出的伸出部分。两端子的伸出部分在相反方向上曲折，正极端子的曲折部分与相邻锂离子电池的负极端子的曲折部分连接，负极端子的曲折部分与相反的相邻锂离子电池的正极端子的曲折部分连接。
发明内容
日本特开2005-190885号公报记载的层压电池模块中，各蓄电单元的厚度(电极体的层叠数)根据所要求的输出功率的变化等而变化时，端子(集电板)的形状也发生变化。因此，需要准备形状根据蓄电单元的厚度而不同的集电板。这会导致成本增大。
本公开的目的是提供一种蓄电装置，其能够在使集电板形状共同化的情况下应对各蓄电单元的厚度变更。
本公开一方式的蓄电装置，具备：在一个方向上层叠的多个蓄电单元；以及将所述多个蓄电单元中的各蓄电单元彼此电连接的汇流条，所述各蓄电单元具有：在所述一个方向上层叠的多个正极片；在所述一个方向上层叠的多个负极片；与所述多个正极片连接的正极集电板；与所述多个负极片连接的负极集电板；以及覆盖所述多个正极片、所述多个负极片、所述正极集电板的一部分和所述负极集电板的一部分的层压膜，所述正极集电板具有正极突出部，所述正极突出部是从所述层压膜向与所述一个方向正交的正交方向突出来的形状，所述负极集电板具有负极突出部，所述负极突出部是从所述层压膜向所述正交方向突出来的形状，所述多个蓄电单元以所述多个蓄电单元中的一个蓄电单元的所述正极突出部与所述多个蓄电单元中的与这一个蓄电单元相邻的蓄电单元的所述负极突出部在所述一个方向上彼此对置的方式层叠，所述汇流条是在所述一个方向上延伸的形状，且将所述正极突出部和所述负极突出部连接。
本发明的上述和其他目的、特征、方式和优点将从结合附图理解的本发明的以下详细说明中变得清楚。
附图说明
图1是概略地表示包含本公开第1实施方式的蓄电装置的电池组结构的立体图。
图2是图1的II-II线的截面图。
图3是概略地表示蓄电模块结构的分解立体图。
图4是概略地表示包含本公开第2实施方式的蓄电装置的电池组结构的立体图。
图5是概略地表示第2实施方式的蓄电装置中的蓄电模块结构的分解立体图。
图6是概略地表示包含本公开第3实施方式的蓄电装置的电池组结构的截面图。
具体实施方式
参照附图对本公开的实施方式进行说明。再者，以下参照的附图中，对相同或与其相当的构件附带相同编号。
(第1实施方式)
图1是概略地表示包含本公开第1实施方式的蓄电装置的电池组结构的立体图。图2是图1的II-II线的截面图。该电池组1例如被搭载于电动汽车等电动车上。
如图1和图2所示，电池组1具备蓄电装置10和冷却装置20。冷却装置20是冷却蓄电装置10的装置。冷却装置20配置成与蓄电装置10的侧部相接触。如图1所示，冷却装置20使冷却介质(水等)C在其内部流动。再者，图1中，示出冷却装置20的一部分断裂了的状态。
如图1所示，蓄电装置10具有一对外部端子11、12。一个外部端子11是正极端子，另一个外部端子12是负极端子。如图2所示，蓄电装置10具备蓄电模块100、壳体200、绝缘片300和填充部400。
图3是概略地表示蓄电模块结构的分解立体图。如图2和图3所示，蓄电模块100包含至少一个蓄电单元101和多个汇流条102。
本实施方式中，蓄电模块100具有多个蓄电单元101。多个蓄电单元101在一个方向(图1中的上下方向)上层叠。再者，图2和图3示出3个蓄电单元101，但蓄电单元101的数量没有特别限定。作为蓄电单元101，例如可举出锂离子电池。
蓄电单元101是所谓的层压型单元。即，蓄电单元101具有多个电极体110、集电板120、层压膜130、粘接构件140、电解液(未图示)。再者，蓄电单元101也可以由具有固体电解质来代替隔膜和电解液的全固体电池构成。
多个电极体110在一个方向上层叠。如图2所示，多个电极体110具有正极片111、负极片112以及配置在正极片111与负极片112之间的隔膜113。正极片111和负极片112的端部与集电板120电连接。
集电板120具有连接了各正极片111的正极集电板120p以及连接了各负极片112的负极集电板120n。
正极集电板120p配置在与正极片111和负极片112的层叠方向(所述一个方向)所正交的正交方向上的各片111、112的一侧。本实施方式中，正极集电板120p形成为平板状。正极集电板120p例如由铝制成。正极集电板120p具有正极突出部121，正极突出部121是从层压膜130向正交方向上的一侧突出的形状。
负极集电板120n配置在正交方向上的各片111、112的另一侧。本实施方式中，负极集电板120n形成为平板状。负极集电板120n例如由铜制成。负极集电板120n具有负极突出部122，负极突出部122是从层压膜130向正交方向的另一侧突出的形状。再者，负极集电板120n也可以配置在与配置有正极集电板120p的一侧相同的一侧。该情况下，负极集电板120n在与一个方向和正交方向双方正交的方向上配置在与正极集电板120p相邻的位置上。
如图2所示，多个蓄电单元101以一个蓄电单元101中的正极突出部121和与所述一个蓄电单元101相邻的蓄电单元101中的负极突出部122在所述一个方向上彼此对置的方式层叠。
如图3所示，在一个方向上的一侧端部所配置的蓄电单元101的正极突出部121，连接具有外部端子11的汇流条13，在一个方向上的另一侧端部所配置的蓄电单元101的负极突出部122，连接具有外部端子12的汇流条14。
层压膜130覆盖多个电极体110和集电板120的一部分。更详细而言，层压膜130覆盖着多个正极片111、多个负极片112、多个隔膜113、正极集电板120p的一部分和负极集电板120n的一部分。在层压膜130内填充有电解液(省略图示)。
粘接构件140是将层压膜130粘接到各集电板120p、120n上的构件。粘接构件140由具有绝缘性的材料(树脂等)构成。粘接构件140是从层压膜130突出的形状。也就是说，粘接构件140覆盖着正极突出部121的一部分和负极突出部122的一部分。
汇流条102将以多个蓄电单元101电串联地连接的方式彼此对置的正极突出部121和负极突出部122连接。汇流条102具有正极接触部102a、负极接触部102b和连结部102c。
正极接触部102a形成为平板状。正极接触部102a与正极突出部121面接触。正极接触部102a被焊接到正极突出部121上。
负极接触部102b形成为平板状。负极接触部102b与负极突出部122面接触。负极接触部102b被焊接到负极突出部122上。
连结部102c将正极接触部102a与负极接触部102b连结。连结部102c是在一个方向(正极突出部121和负极突出部122彼此对置的方向)上延伸的形状。本实施方式中，连结部102c将所述正交方向上的正极接触部102a的内侧端部与所述正交方向上的负极接触部102b的内侧端部连结。即，汇流条102是在正交方向上向外开口的形状。因此，可以容易地将正极接触部102a从正交方向上的蓄电模块100的外侧焊接到正极突出部121上，并将负极接触部102b焊接到负极突出部122上。
壳体200收纳有蓄电模块100。壳体200由金属(铝等)制成。如图1所示，壳体200具有壳体主体210和封闭板220。
壳体主体210在至少一个方向上开口。本实施方式中，壳体主体210形成为四方筒状，该四方筒状具有在与各蓄电单元101的层叠方向正交的方向上延伸的中心轴。在壳体主体210上设有注入口h(参照图2)。
封闭板220以堵住壳体主体210的开口的方式与壳体主体210焊接。封闭板220被形成为平板状。
冷却装置20设置成与壳体210的外表面相接触。换言之，冷却装置20被设为在与各蓄电单元101的层叠方向正交的方向上与壳体200相接触。
绝缘片300覆盖壳体主体210的内表面和封闭板220的内表面。如图2所示，绝缘片300可以覆盖壳体主体210的上表面和下表面。
填充部400由具有绝缘性的材料制成。填充部400优选由具有导热性的材料制成。填充部400通过经由壳体200的注入口h向壳体200内注入所述材料(本实施方式中为灌封材料)而形成。
如图2所示，填充部400覆盖正极突出部121的顶端和负极突出部122的顶端。填充部400与粘接构件140一起覆盖各突出部121、122的整个区域。再者，填充部400也可以覆盖粘接构件140和层压膜130的端部。
优选填充部400覆盖汇流条102、13、14的整个区域。优选填充部400与设在壳体主体210的内表面上的绝缘片300以及设在封闭板220的内表面的绝缘片300相接触。这样，可抑制蓄电模块100相对于壳体200的相对位移。
如图2所示，蓄电装置10可以还具备限制单元500。限制单元500配置在蓄电模块100与壳体主体210之间。再者，限制单元500可以配置在彼此相邻的一对蓄电单元101间。
限制单元500限制各蓄电单元101的层叠方向上的蓄电模块100相对于壳体200的相对位移。限制单元500例如由具有胀塑性的材料制成。即，在各蓄电单元101膨胀时等，各蓄电单元101相对于壳体200以小的速度沿所述层叠方向相对位移时，限制单元500通过弹性变形来吸收各蓄电单元101的膨胀。另一方面，在蓄电装置1的振动时等，各蓄电单元101相对于壳体200以比较大的速度沿所述层叠方向相对位移时，限制单元500通过显示出相对大的弹性模量来限制各蓄电单元101相对于壳体200的相对位移。由此，蓄电装置1振动时的蓄电模块100的共振得到抑制。
如上所述，在本实施方式的蓄电装置10中，汇流条102具有在一个方向上延伸的形状，因此通过调整一个方向上的汇流条102的长度，能够应对各蓄电单元101的层叠方向上的厚度变化而引起的正极突出部121和负极突出部122间的长度变化。因而，能够在使正极集电板120p和负极集电板120n的形状共同化的情况下应对各蓄电单元101的厚度变更。
另外，本实施方式中，从与所述层叠方向正交的方向上的壳体200的侧部，经由由导热性材料制成的填充部400，由冷却装置20冷却集电板120和汇流条102。集电板120和汇流条102由金属制成，因此蓄电模块100被有效地冷却。
(第2实施方式)
接着，参照图4和图5，对本公开第2实施方式的蓄电装置10进行说明。图4是概略地表示包含本公开第2实施方式的蓄电装置的电池组结构的截面图。图5是概略地表示第2实施方式的蓄电装置中的蓄电模块结构的分解立体图。再者，第2实施方式中，仅对与第1实施方式不同的部分进行说明，与第1实施方式相同的结构、作用及效果没有重复说明。
本实施方式中，连结部102c将所述正交方向上的正极接触部102a的外侧端部与所述正交方向上的负极接触部102b的外侧端部连结。即，汇流条102是在正交方向上向内开口的形状。本实施方式中，正极接触部102a可以焊接在正极突出部121的任意表面上，负极接触部102b也可以焊接在负极突出部122的任意表面上。
如图5所示，在汇流条102的连结部102c设有贯通孔102h。通过该贯通孔102h，能够从正交方向上的蓄电模块100的外侧将正极接触部102a焊接到正极突出部121上，并将负极接触部102b焊接到负极突出部122上。
该方式中，正交方向上的连结部102c的位置比第1实施方式靠正交方向上的外侧，因此形成与连结部102c相接触的填充部400所需的所述材料(灌封材料)的量变少。填充部400与连结部102c相接触，由此填充部400与汇流条102的接触面积变大，因此各蓄电单元101的冷却效率提高。
(第3实施方式)
接着，参照图6，对本公开第3实施方式的蓄电装置10进行说明。图6是概略地表示包含本公开第3实施方式的蓄电装置的组电池结构的截面图。再者，第3实施方式中，仅对与第1实施方式不同的部分进行说明，与第1实施方式相同的结构、作用及效果没有重复说明。
本实施方式中，正极突出部121具有正极伸出部121a和正极曲折部121b，负极突出部122具有负极伸出部122a和负极曲折部122b。
正极伸出部121a具有向所述正交方向上的一侧伸出的形状。正极伸出部121a形成为平板状。
正极曲折部121b具有从所述正交方向上的正极伸出部121a的外侧端部向所述一个方向的一侧延伸的形状。正极曲折部121b形成为平板状。正极曲折部121b与正极伸出部121a正交。
负极伸出部122a具有向所述正交方向的另一侧伸出的形状。负极伸出部122a形成为平板状。
负极曲折部122b具有从所述正交方向上的负极伸出部122a的外侧端部向所述一个方向的另一侧延伸的形状。即，负极曲折部122b从负极伸出部122a向与正极曲折部121b从正极伸出部121a延伸的方向相反的方向延伸。因此，一个蓄电单元101中的负极曲折部122b和与所述一个蓄电单元101相邻的蓄电单元101中的正极曲折部121b在一个方向上对置。负极曲折部122b形成为平板状。负极曲折部122b与负极伸出部122a正交。
汇流条102形成为平板状。汇流条102在与正极曲折部121b和负极曲折部122b这两者面接触的状态下连接正极曲折部121b和负极曲折部122b。汇流条102与正交方向上的各曲折部121b、122b的内侧面相接触。汇流条102被焊接到正极曲折部121b和负极曲折部122b上。
再者，在第3实施方式中，汇流条102可以与正交方向上的各曲折部121b、122b的外侧面相接触。
由本领域技术人员可理解到上述例示性实施方式是以下方式的具体例。
上述实施方式中的蓄电装置，具备：在一个方向上层叠的多个蓄电单元；以及将所述多个蓄电单元中的各蓄电单元彼此电连接的汇流条，所述各蓄电单元具有：在所述一个方向上层叠的多个正极片；在所述一个方向上层叠的多个负极片；与所述多个正极片连接的正极集电板；与所述多个负极片连接的负极集电板；以及覆盖所述多个正极片、所述多个负极片、所述正极集电板的一部分和所述负极集电板的一部分的层压膜，所述正极集电板具有正极突出部，所述正极突出部是从所述层压膜向与所述一个方向正交的正交方向突出来的形状，所述负极集电板具有负极突出部，所述负极突出部是从所述层压膜向所述正交方向突出来的形状，所述多个蓄电单元以所述多个蓄电单元中的一个蓄电单元的所述正极突出部与所述多个蓄电单元中的与这一个蓄电单元相邻的蓄电单元的所述负极突出部在所述一个方向上彼此对置的方式层叠，所述汇流条是在所述一个方向上延伸的形状，且将所述正极突出部和所述负极突出部连接。
该蓄电装置中，汇流条具有在一个方向上延伸的形状，因此通过调整在一个方向上的汇流条长度，能够应对各蓄电单元的层叠方向上的厚度变化引起的正极突出部与负极突出部间的长度变化。因而，能够在使正极集电板和负极集电板的形状共同化的情况下应对各蓄电单元的厚度变更。
另外，可以是：所述正极突出部和所述负极突出部形成为与所述一个方向正交的平板状，所述汇流条具有：与所述正极突出部面接触的正极接触部；与所述负极突出部面接触的负极接触部；以及形状为在所述一个方向上延伸，且将所述正极接触部与所述负极接触部连结的连结部。
该情况下，所述连结部可以将所述正交方向上的所述正极接触部的内侧端部与所述正交方向上的所述负极接触部的内侧端部连结。
另外，可以是：所述正极突出部具有：向所述正交方向伸出的正极伸出部；以及形状为从所述正交方向上的所述正极伸出部的外侧端部向所述一个方向上的一侧延伸的正极曲折部，所述负极突出部具有：向所述正交方向伸出的负极伸出部；以及形状为从所述正交方向上的所述负极伸出部的外侧端部向所述一个方向上的另一侧延伸的负极曲折部，所述汇流条形成为平板状，并且，在与所述正极曲折部和所述负极曲折部这两者面接触的状态下将所述正极曲折部和所述负极曲折部连接。
虽然对本发明的实施方式进行了说明，但应认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示，而不是限制性的。本发明的范围由请求保护的范围所表示，意图包括与请求保护的范围同等意义和范围内的所有变更。

Claims (4)

1.一种蓄电装置，具备：
在一个方向上层叠的多个蓄电单元；以及
将所述多个蓄电单元中的各蓄电单元彼此电连接的汇流条，
所述各蓄电单元具有：
在所述一个方向上层叠的多个正极片；
在所述一个方向上层叠的多个负极片；
与所述多个正极片连接的正极集电板；
与所述多个负极片连接的负极集电板；以及
覆盖所述多个正极片、所述多个负极片、所述正极集电板的一部分和所述负极集电板的一部分的层压膜，
所述正极集电板具有正极突出部，所述正极突出部是从所述层压膜向与所述一个方向正交的正交方向突出来的形状，
所述负极集电板具有负极突出部，所述负极突出部是从所述层压膜向所述正交方向突出来的形状，
所述多个蓄电单元以所述多个蓄电单元中的一个蓄电单元的所述正极突出部与所述多个蓄电单元中的与这一个蓄电单元相邻的蓄电单元的所述负极突出部在所述一个方向上彼此对置的方式层叠，
所述汇流条是在所述一个方向上延伸的形状，且将所述正极突出部和所述负极突出部连接。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，
所述正极突出部和所述负极突出部形成为与所述一个方向正交的平板状，
所述汇流条具有：
与所述正极突出部面接触的正极接触部；
与所述负极突出部面接触的负极接触部；以及
形状为在所述一个方向上延伸，且将所述正极接触部与所述负极接触部连结的连结部。
3.根据权利要求2所述的蓄电装置，所述连结部将所述正交方向上的所述正极接触部的内侧端部与所述正交方向上的所述负极接触部的内侧端部连结。
4.根据权利要求1所述的蓄电装置，
所述正极突出部具有：
向所述正交方向伸出的正极伸出部；以及
形状为从所述正交方向上的所述正极伸出部的外侧端部向所述一个方向上的一侧延伸的正极曲折部，
所述负极突出部具有：
向所述正交方向伸出的负极伸出部；以及
形状为从所述正交方向上的所述负极伸出部的外侧端部向所述一个方向上的另一侧延伸的负极曲折部，
所述汇流条形成为平板状，并且，在与所述正极曲折部和所述负极曲折部这两者面接触的状态下将所述正极曲折部和所述负极曲折部连接。
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