CN115312936B - 蓄电模块用结构构件、蓄电模块及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供蓄电模块用结构构件、具备蓄电模块用结构构件的蓄电模块及蓄电模块用结构构件的制造方法。蓄电模块用结构构件具备板状的金属构件(310)和绝缘片(320)。绝缘片(320)具有热固性，并热压接于金属构件(310)的表面的至少一部分。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电模块用结构构件、具备蓄电模块用结构构件的蓄电模块及蓄电模块用结构构件的制造方法。
背景技术
作为公开了电源装置的结构的现有文献，有国际公开第2014/034079号。国际公开第2014/034079号记载的电源装置具备电池层叠体、紧固部件以及绝缘片。在电池层叠体中，层叠有多个电池单体。紧固部件将电池层叠体在多个电池单体的层叠方向上紧固。绝缘片介于电池层叠体与紧固部件之间。
发明内容
在约束件(binding bar)等蓄电模块用结构构件中，有时通过双面胶带等将绝缘片粘贴并固定于金属构件。在该情况下，必须粘贴绝缘片以避免异物附着于粘接部，存在能够使绝缘片向金属构件的粘贴变得容易的余地。
本发明是为了解决上述的课题而完成的，目的在于提供能够使绝缘片向金属构件的粘贴变得容易的蓄电模块用结构构件、具备蓄电模块用结构构件的蓄电模块及蓄电模块用结构构件的制造方法。
基于本发明的蓄电模块用结构构件具备板状的金属构件和绝缘片。绝缘片具有热固性，并热压接于金属构件的表面的至少一部分。
基于本发明的蓄电模块具备层叠体和约束件。层叠体层叠有多个具有外装体的蓄电单体。约束件将层叠体在层叠方向上约束。外装体和约束件中的至少一方包括金属构件和具有热固性的绝缘片。绝缘片热压接于金属构件的表面的至少一部分。
基于本发明的蓄电模块用结构构件的制造方法包括：使具有热固性的绝缘片热压接于板状的金属构件的表面的至少一部分的工序；以及对热压接有绝缘片的金属构件进行冲压加工的工序。
根据结合附图理解的关于本发明的以下详细说明，可明确本发明的上述及其他目的、特征、方面和优点。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的蓄电模块的结构的立体图。
图2是表示本发明的实施方式1的蓄电模块所具备的蓄电单体的结构的立体图。
图3是从III－III线箭头方向观察图1的蓄电模块的剖视图。
图4是表示本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件的制造方法的流程图。
图5是表示本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件成形之前的板材的主视图。
图6是从VI－VI线箭头方向观察图5的板材的剖视图。
图7是表示作为本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件的约束件的结构的立体图。
图8是表示本发明的实施方式1的变形例的蓄电模块的结构的剖视图。
图9是表示作为本发明的实施方式2的蓄电模块用结构构件的外装体的结构的立体图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。此外，有时对相同或相当的部分标注相同的附图标记，不重复其说明。
此外，在以下说明的实施方式中，在提及个数、数量等的情况下，除了特别记载的情况以外，本发明的范围不一定限定于该个数、数量等。另外，在以下的实施方式中，各个构成要素除了特别记载的情况以外，对于本发明而言不一定是必需的。
此外，在本说明书中，“具备(comprise)”以及“包括(include)”、“具有(have)”的记载是开放式的。即，在包括某结构的情况下，既可以包括该结构以外的其他结构，也可以不包括该结构以外的其他结构。另外，本发明不一定限定于实现在本实施方式中提及的所有作用效果。
在本说明书中，“电池”不限定于锂离子电池，可以包括镍氢电池等其他电池。在本说明书中，“电极”可以是正极和负极的统称。另外，“电极板”可以是正极板和负极板的统称。
在本说明书中，“蓄电单体”或“蓄电模块”不限定于电池单体或电池模块，可以包括电容器单体或电容器模块。
此外，在附图中，将蓄电单体的长度方向设为X轴方向，将蓄电模块中蓄电单体层叠的方向设为Y轴方向，将与蓄电单体的层叠方向正交且层叠体的顶面和底面排列的方向设为Z轴方向。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的蓄电模块的结构的立体图。如图1所示，作为电池组的蓄电模块1具备层叠体10、端板200以及约束件300。
层叠体10以多个蓄电单体100在Y轴方向(排列方向)上排列的方式层叠。在蓄电单体100彼此之间夹设有未图示的间隔件。由2个端板200夹持的多个蓄电单体100被端板200按压，在2个端板200之间被约束。
端板200在Y轴方向上配置于层叠体10的两端。端板200固定于收纳蓄电模块1的壳体等的基座。
本实施方式中的蓄电模块用结构构件是约束件300。约束件300将2个端板200相互连接。约束件300通过螺栓紧固等公知的紧固方法与端板200紧固。
在相对于层叠的多个蓄电单体100和端板200作用有Y轴方向的压缩力的状态下使约束件300与端板200卡合，之后释放压缩力，从而拉力作用于将2个端板200连接的约束件300。作为其反作用，约束件300将2个端板200向相互靠近的方向按压。结果，约束件300将层叠体10在层叠方向(Y轴方向)上约束。
图2是表示本发明的实施方式1的蓄电模块所具备的蓄电单体的结构的立体图。如图2所示，蓄电单体100包括电极端子110、外装体120以及气体排出阀130。
电极端子110包括正极端子111和负极端子112。电极端子110形成在外装体120上。外装体120形成为大致长方体形状。在外装体120中收纳有未图示的电极体和电解液。气体排出阀130在外装体120内的压力达到规定值以上时断裂。由此，外装体120内的气体排出到外装体120外。
图3是从III－III线箭头方向观察图1的蓄电模块的剖视图。如图3所示，层叠体10的表面构成为包括顶面11、侧面12以及底面13。顶面11是配置有电极端子110的面。侧面12是将顶面11和底面13在X轴方向的彼此的端部处连接的面。底面13是在Z轴方向上配置于与顶面11相反的一侧的面。
外装体120和约束件300中的至少一方包括金属构件310和绝缘片320。在本实施方式中，约束件300包括金属构件310和绝缘片320。
金属构件310具有板状的形状。金属构件310例如由铝或铝合金构成。此外，金属构件310不限定于铝或铝合金，也可以由铁或铁合金等构成。
绝缘片320具有热固性。绝缘片320具有即使在通过加热而固化之后也不会因后述的冲压加工而断裂的韧性。绝缘片320例如是3M制的绝缘片(产品编号：1604B)。此外，绝缘片320只要具有不会因热固化之后的冲压加工而断裂的韧性，则不限定于上述的绝缘片。
绝缘片320的厚度例如为0.1mm以上且0.15mm以下。
绝缘片320热压接于金属构件310的表面的至少一部分。本实施方式中的绝缘片320热压接于金属构件310的两面。绝缘片320通过后述的结构用粘接剂粘接于金属构件310。
金属构件310将热压接于金属构件310的一个面的绝缘片320夹在中间地与层叠体10的侧面12和底面13接触。具体而言，金属构件310将热压接于金属构件310的一个面的一侧的绝缘片320a夹在中间地与层叠体10的侧面12和底面13接触。即，约束件300的侧面接触面322与侧面12接触，约束件300的底面接触面323与底面13接触。
金属构件310通过将金属构件310的与顶面11接触的部分翻折，将热压接于金属构件310的另一个面的绝缘片320夹在中间地与顶面11接触。具体而言，金属构件310通过与绝缘片320一起使顶面11侧的端部翻折而形成翻折部311。翻折部311例如通过折边弯曲而翻折。金属构件310将热压接于金属构件310的另一个面的另一侧的绝缘片320b夹在中间地与层叠体10的顶面11接触。即，约束件300的顶面接触面321与顶面11接触。
金属构件310在顶面11和底面13排列的方向(Z轴方向)上夹入层叠体10。在夹入层叠体10之前的约束件300中，Z轴方向上的顶面接触面321与底面接触面323的距离比顶面11与底面13的距离短。由此，在约束件300将层叠体10夹入时，在Z轴方向上拉力作用于金属构件310。作为其反作用，约束件300在Z轴方向上按压层叠体10。
此外，本实施方式中的金属构件310如上述这样夹入层叠体10，但不限定于该结构，也可以在Z轴方向上在金属构件310与顶面11之间设置间隙，在该间隙夹入垫片(spacer)，从而将金属构件310和层叠体10相互固定。另外，在通过夹入垫片而将金属构件310和层叠体10相互固定的情况下，也可以不在金属构件310设置翻折部311。并且，在金属构件310未设置翻折部311的情况下，绝缘片320仅热压接于金属构件310的上述一个面即可。
以下，说明本实施方式1的蓄电模块用结构构件的制造方法和绝缘片的详细情况。
图4是表示本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件的制造方法的流程图。图5是表示本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件成形之前的板材的主视图。图6是从VI－VI线箭头方向观察图5的板材的剖视图。图7是表示作为本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件的约束件的结构的立体图。此外，在图7中，未示出金属构件与绝缘片的交界。
如图4～图6所示，在本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件的制造方法中，首先，使具有热固性的绝缘片320热压接于板状的金属构件310的表面的至少一部分(S1工序)。在本实施方式中，如图6所示，将绝缘片320夹在中间而将未图示的加热器按压到金属构件310上，从而使绝缘片320热压接于金属构件310的两面。由此，构成板材300S。
绝缘片320包括基材330和结构用粘接剂331。基材330例如是树脂制片。基材330的材质例如优选为聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚酰亚胺(PI)或聚烯烃(PO)。此外，在基材330中添加有例如橡胶颗粒等添加剂，以便在热固化后也具有韧性。
在绝缘片320的热压接于金属构件310的一侧的表面设置有结构用粘接剂331。绝缘片320通过结构用粘接剂331粘接于金属构件310。在绝缘片320向金属构件310热压接时，通过基材330将结构用粘接剂331加热而熔融，从而绝缘片320粘接于金属构件310。此时，基材330被加热而热固化。热固化后的基材330具有不会因之后的冲压加工而断裂的韧性。
结构用粘接剂331例如是以环氧树脂为主要成分的粘接剂。结构用粘接剂是指180°剥离粘附力为至少1.2N/mm且剪切粘接强度为至少7Mpa的粘接剂。
在绝缘片320的表面设置有自熄性物质。本实施方式中的自熄性物质包含于结构用粘接剂331。本实施方式中的自熄性物质是满足如下条件的不燃性的物质：在JIS标准(JIS K 6911：2006)的A法规定的耐燃性的评价中，将试验片在火焰中烧30秒，去掉火焰之后试验片的燃烧在180秒以内熄灭，且燃烧掉的长度为25mm以下。通过该自熄性物质，防止绝缘片320的燃烧。
如图5所示，金属构件310和绝缘片320冲裁加工为范围R的形状。由此，绝缘片320位于金属构件310的整个表面。此外，绝缘片320只要能够确保金属构件310与层叠体10的绝缘，则也可以不设置于金属构件310的整个面。在本实施方式中，绝缘片320也可以不设置在金属构件310与端板200接触的部分。
如图4和图7所示，在本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件的制造方法中，接下来，对热压接有绝缘片的金属构件进行冲压加工(S2工序)。由此，板材300S成形为约束件300的形状。具体而言，通过对板材300S进行冲压加工，分别形成翻折部311、顶面接触面321、侧面接触面322以及底面接触面323。
在本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件、具备蓄电模块用结构构件的蓄电模块及蓄电模块用结构构件的制造方法中，具有热固性的绝缘片320热压接于金属构件310的表面，从而与通过双面胶带等将绝缘片320粘贴并固定于金属构件310的情况相比，由于加热前的绝缘片不具有粘接性，因此，能够抑制异物附着于粘接部，并且能够自由地进行将金属构件310与绝缘片320贴合时的相互的位置调整，能够使绝缘片320向金属构件310的粘贴变得容易。
在本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件中，在绝缘片320的热压接于金属构件310的一侧的表面设置有结构用粘接剂331，从而能够将绝缘片320牢固地粘贴于金属构件310。
在本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件中，在绝缘片320的表面设置有自熄性物质，从而能够使绝缘片320具有耐燃性。
在本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件中，蓄电模块用结构构件是约束件300，从而能够使约束件300中的绝缘片320向金属构件310的粘贴变得容易。
在本发明的实施方式1的蓄电模块1中，金属构件310将一侧的绝缘片320a夹在中间地与层叠体10的侧面12和底面13接触，并且，通过将金属构件310的与顶面11接触的部分翻折而将另一侧的绝缘片320b夹在中间地与顶面11接触，从而不用另外使用垫片，能够使约束件300与层叠体10相互绝缘的同时，通过约束件300在顶面11和底面13排列的方向(Z轴方向)上夹入层叠体10。
以下，对本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件的变形例进行说明。以下的变形例的蓄电模块用结构构件的金属构件和绝缘片的结构与本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件不同，因此，对于与本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件同样的结构不重复说明。
图8是表示本发明的实施方式1的变形例的蓄电模块的结构的剖视图。如图8所示，本发明的实施方式1的变形例的蓄电模块1A具备层叠体10、端板、约束件300A以及冷却构件400。
本变形例中的蓄电模块用结构构件是约束件300A。约束件300A将2个端板相互连接。约束件300A包括金属构件310A和绝缘片320A。
金属构件310A将热压接于金属构件310A的一个面的绝缘片320A夹在中间地与层叠体10的侧面12接触。具体而言，金属构件310A将热压接于金属构件310A的一个面的一侧的绝缘片320c夹在中间地与层叠体10的侧面12接触。即，约束件300A的侧面接触面322与侧面12接触。
金属构件310A将热压接于金属构件310A的另一个面的另一侧的绝缘片320d夹在中间地与层叠体10的顶面11接触。即，约束件300A的顶面接触面321与顶面11接触。
金属构件310A在Z轴方向上从顶面11侧按压层叠体10。具体而言，在通过顶面接触面321从顶面11侧按压层叠体10的状态下将约束件300A与2个端板连接，从而金属构件310A在Z轴方向上按压层叠体10。
冷却构件400与底面13邻接地配置。具体而言，冷却构件400通过未图示的粘接剂粘接于底面13的整个面。冷却构件400例如是由硅酮等构成的树脂制的冷却片。此外，冷却构件400不限定于片状，也可以为凝胶状。
在本发明的实施方式1的变形例的蓄电模块1A所具备的蓄电模块用结构构件中，金属构件310A将一侧的绝缘片320c夹在中间地与层叠体10的侧面12接触，并且，通过将金属构件310A的与顶面11接触的部分翻折而将另一侧的绝缘片320d夹在中间地与顶面11接触，从而不用另外使用垫片，能够使约束件300A与层叠体10相互绝缘的同时，通过约束件300A从Z轴方向的顶面11侧按压层叠体10，并且通过冷却构件400对层叠体10进行冷却。
(实施方式2)
以下，对本发明的实施方式2的蓄电模块用结构构件进行说明。本发明的实施方式2的蓄电模块用结构构件的蓄电模块用结构构件的用途与本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件不同，因此，对于与本发明的实施方式1的蓄电模块用结构构件同样的结构不重复说明。
图9是表示作为本发明的实施方式2的蓄电模块用结构构件的外装体的结构的立体图。在图9中，未示出金属构件与绝缘片的交界。
如图9所示，本实施方式中的蓄电模块用结构构件是外装体120A。外装体120A包括金属构件121和绝缘片122。外装体120A形成为有底方筒状。在外装体120A中收纳未图示的电极体和电解液。
绝缘片122热压接于金属构件121的表面的至少一部分。本实施方式中的绝缘片122热压接于金属构件121的一个面。绝缘片122通过未图示的结构用粘接剂粘接于金属构件121。此外，绝缘片122也可以热压接于金属构件121的两面。
外装体120A通过对由热压接有绝缘片122的平板状的金属构件121构成的板材进行冲压加工而形成。
在本发明的实施方式2的蓄电模块用结构构件中，蓄电模块用结构构件是外装体120A，具有热固性的绝缘片122热压接于金属构件121的表面，从而与通过双面胶带等将绝缘片122粘贴并固定于金属构件121的情况相比，能够将绝缘片122设置为覆盖有底方筒状的金属构件121的外表面和内表面中的至少一方，因此，能够使绝缘片122向金属构件121的粘贴变得容易。
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均为例示而非限制性的。本发明的范围由权利要求书表示，意图包括与权利要求书等同的含义和范围内的所有变更。
Claims (4)
1.一种蓄电模块，其中，所述蓄电模块具备：
层叠体，其层叠有多个具有外装体的蓄电单体；以及
约束件，其将所述层叠体在层叠方向上约束，
所述约束件包括金属构件和热压接于该金属构件的表面的至少一部分的具有热固性的绝缘片，通过对热压接有所述绝缘片的所述金属构件进行冲压加工，形成翻折部、顶面接触面以及侧面接触面，
所述绝缘片热压接于所述金属构件的两面，
所述金属构件将热压接于所述金属构件的一个面的所述绝缘片夹在中间地至少与所述层叠体的侧面接触，并且，通过将所述金属构件的与所述层叠体的顶面接触的部分翻折而将热压接于所述金属构件的另一个面的所述绝缘片夹在中间地与所述顶面接触，从而在所述层叠体的所述顶面和底面排列的方向上从所述顶面侧按压所述层叠体。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块，其中，
所述约束件通过对热压接有所述绝缘片的所述金属构件进行冲压加工，形成底面接触面，
所述金属构件将热压接于所述一个面的所述绝缘片夹在中间地与所述侧面和所述底面接触，并且，通过将与所述顶面接触的部分翻折而将热压接于所述另一个面的所述绝缘片夹在中间地与所述顶面接触，从而在所述顶面和所述底面排列的方向上夹入所述层叠体。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电模块，其中，
在所述绝缘片的热压接于所述金属构件的一侧的表面设置有结构用粘接剂。
4.根据权利要求1或2所述的蓄电模块，其中，
在所述绝缘片的表面设置有自熄性物质。
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