CN115706293A - 电池 - Google Patents

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Prime Planet Energy and Solutions Inc
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Abstract

本发明涉及一种电池。层叠体(10)具有位于第一方向的端部的端面(10e)。约束部(20)包括第一部件(300)、第二部件(200)以及粘接剂层(400)。第一部件(300)具有主体部(310)和突起部(320)。突起部(320)从主体部(310)朝向与第一方向交叉的第二方向突出。第二部件(200)具有在第二方向上接收突起部(320)的至少一部分的凹部(220)。粘接剂层(400)将第一部件(300)和第二部件(200)相互粘接。第一部件(300)和第二部件(200)中的一方以与层叠体(10)的端面(10e)相向的方式设置。突起部(320)和凹部(220)以将粘接剂层(400)夹在中间的方式相互卡合。

Description

电池
技术领域
本技术涉及电池。
背景技术
作为公开了电池组的结构的现有技术文献，有日本特开2020-129474号公报。日本特开2020-129474号公报所记载的电池组具备电池堆和电池组壳体。电池组壳体将电池堆在层叠方向上压缩并收容。电池组壳体包括金属壳体部件和树脂壳体部件。金属壳体部件具有第一侧壁金属板部和第三侧壁金属板部。树脂壳体部件包括角部结合树脂部。第一侧壁金属板部具有内侧金属板部。第三侧壁金属板部具有延伸部。延伸部在电池堆的层叠方向上经由角部结合树脂部与内侧金属板部卡合。
发明内容
有时通过粘接剂将对多个蓄电单元进行约束的约束部的部件彼此连接。在该情况下，由于从多个蓄电单元产生的热的影响或存在于周围的水分的吸收，粘接剂劣化，从而约束部的耐力有可能降低。
本技术是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够提高约束部的部件彼此的连接强度而提高约束部的耐力的电池。
基于本技术的电池具备层叠体和约束部。层叠体在第一方向上层叠有多个蓄电单元，且具有位于第一方向的端部的端面。约束部在第一方向上约束层叠体。约束部包括第一部件、第二部件以及粘接剂层。第一部件具有主体部和突起部。突起部从主体部朝向与第一方向交叉的第二方向突出。第二部件具有在第二方向上接收突起部的至少一部分的凹部。粘接剂层将第一部件和第二部件相互粘接。第一部件和第二部件中的一方以与层叠体的端面相向的方式设置。突起部和凹部以将粘接剂层夹在中间的方式相互卡合。
本发明的上述以及其他目的、特征、方面以及优点将从与附图相关联地理解的与本发明相关的接下来的详细说明变得明确。
附图说明
图1是表示本技术的实施方式1的电池的结构的立体图。
图2是表示本技术的实施方式1的电池具备的蓄电单元以及端板的结构的立体图。
图3是表示本技术的实施方式1的电池具备的蓄电单元的结构的立体图。
图4是从IV-IV线箭头方向观察图1的电池的剖视图。
图5是将图4中的V部放大而表示电池的结构的剖视图。
图6是表示比较例的电池的结构的剖视图。
图7是表示本技术的实施方式2的电池的结构的剖视图。
具体实施方式
以下，对本技术的实施方式进行说明。需要说明的是，对相同或相当的部分标注相同的附图标记，有时不重复其说明。
需要说明的是，在以下说明的实施方式中，在提及个数、量等的情况下，除了特别记载的情况之外，本技术的范围不一定限定于该个数、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之外，对于本技术而言不一定是必须的。
需要说明的是，在本说明书中，“具备(comprise)”以及“包括(include)”、“具有(have)”的记载为开放式。即，在包括某个结构的情况下，可以包括该结构以外的其他结构，也可以不包括。另外，本技术并不限定于必须全部起到在本实施方式中提及的作用效果。
在本说明书中，“电池”并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”可以统称正极以及负极。另外，“电极板”可以统称正极板以及负极板。
在本说明书中，“蓄电单元”或“蓄电模块”并不限定于电池单元或电池模块，可以包括电容器单元或电容器模块。
需要说明的是，在附图中，将第一部件的突起部突出的方向设为作为第二方向的X方向，将蓄电单元的层叠方向设为作为第一方向的Y方向，将与第一方向以及第二方向交叉的方向设为作为第三方向的Z方向。
(实施方式1)
图1是表示本技术的实施方式1的电池的结构的立体图。图2是表示本技术的实施方式1的电池具备的蓄电单元以及端板的结构的立体图。
如图1以及图2所示，本技术的实施方式1的电池1具备层叠体10和约束部20。
层叠体10以多个蓄电单元100在第一方向(Y方向)上排列的方式层叠。层叠体10具有位于第一方向(Y方向)的端部的端面10e。在蓄电单元100彼此之间夹设有未图示的隔板。
约束部20在第一方向(Y方向)上约束层叠体10。约束部20包括第一部件、第二部件以及粘接剂层400。在本实施方式中，第一部件是约束部件300，第二部件是端板200。
第一部件和第二部件中的一方以与层叠体10的端面10e相向的方式设置。在本实施方式中，端板200以与层叠体10的端面10e相向的方式设置。
端板200设置于层叠体10的Y方向的两端。两个端板200夹持层叠体10。两个端板200在Y方向上按压层叠体10，在彼此之间约束层叠体10。
端板200例如由铝或钢构成。端板200例如通过挤压而形成。
第一部件和第二部件中的另一方沿着第一方向(Y方向)设置。在本实施方式中，约束部件300设置于层叠体10以及端板200的X方向的两端。
约束部件300例如由铝或钢构成。约束部件300例如通过挤压而形成。
粘接剂层400配置在约束部件300与端板200之间。粘接剂层400将约束部件300和端板200相互粘接。粘接剂层400例如由环氧树脂构成。需要说明的是，本实施方式的约束部20中的约束部件300和端板200通过粘接剂层400连接，但并不限定于该结构，例如也可以附加螺栓紧固或焊接等其他连接。
在对被层叠的多个蓄电单元100以及端板200作用Y方向的压缩力的状态下使约束部件300与端板200卡合，之后释放压缩力，由此，拉伸力作用于将两个端板200连接的约束部件300。作为其反作用，约束部件300将两个端板200向相互接近的方向按压。其结果是，约束部20在Y方向上约束层叠体10。
图3是表示本技术的实施方式1的电池具备的蓄电单元的结构的立体图。如图3所示，蓄电单元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中收容有未图示的电极体和电解液。气体排出阀130在外装体120内的压力成为规定值以上时断裂。由此，外装体120内的气体向外装体120外排出。
图4是从IV-IV线箭头方向观察图1的电池的剖视图。图5是将图4中的V部放大而表示电池的结构的剖视图。
如图4以及图5所示，约束部件300具有主体部310、突起部320以及流路部330。
主体部310是沿Y方向延伸的板状部件。如图5所示，主体部310在端板200侧具有端面部311。
突起部320从主体部310朝向与第一方向(Y方向)交叉的第二方向(X方向)突出。突起部320具有第一面部321、根部320r以及第一锥形部322。突起部320与主体部310一起通过挤压而一体地形成。需要说明的是，主体部310和突起部320也可以通过将单独的部件彼此焊接而构成。
第一面部321沿着第二方向(X方向)延伸。第一面部321在突起部320的Y方向的两端设置有一对。具体而言，在突起部320的Y方向上，在蓄电单元100侧设置有一方的第一面部321a，在与蓄电单元100相反的一侧设置有另一方的第一面部321b。
根部320r是突起部320中的位于主体部310侧的部分。第一锥形部322配置于另一方的第一面部321b的端板200侧的前端。
端板200具有主体部210和凹部220。主体部210是沿X方向延伸的板状部件。
凹部220在第二方向(X方向)上接收突起部320的至少一部分。在本实施方式中，凹部220接收整个突起部320。
凹部220具有第一片部230、第二片部240、底面部223以及第二锥形部241。第一片部230相对于凹部220的凹陷形状位于蓄电单元100侧。第二片部240相对于凹部220的凹陷形状位于与蓄电单元100相反的一侧。在第一片部230和第二片部240的每一个，在约束部件300侧设置有前端部221。底面部223位于主体部210的X方向的端部侧。
在第一片部230和第二片部240的每一个，在突起部320侧设置有第二面部222。具体而言，在第一片部230的突起部320侧设置有一方的第二面部222a，在第二片部240的突起部320侧设置有另一方的第二面部222b。第二面部222沿着第二方向(X方向)延伸，并与第一面部321相向。凹部220由前端部221、第二面部222以及底面部223构成凹陷形状。
第二锥形部241配置在另一方的第二面部222b的前端部221侧。通过设置第一锥形部322以及第二锥形部241，在将突起部320与凹部220卡合时，容易将突起部320插入凹部220。并且，第一锥形部322以及第二锥形部241从突起部320的中央观察时位于与蓄电单元100相反的一侧，因此，在承受来自蓄电单元100的载荷的一方的第一面部321a和一方的第二面部222a相向地粘接的部分，减小因载荷而施加于根部320r的弯曲力矩，由此，能够提高突起部320的载荷方向(Y方向)的强度。
如图5所示，在第二方向(X方向)上，凹部220的深度D1比突起部320从主体部310突出的突出高度W深。由此，突起部320不与底面部223接触。需要说明的是，凹部220的深度D1以及突起部320的突出高度W也可以彼此相同。并且，在X方向上，构成凹部220的第一片部230以及第二片部240优选为彼此相同的长度，或者第一片部230比第二片部240长。根据该结构，在承受来自蓄电单元100的载荷的一方的第一面部321a和一方的第二面部222a相向地粘接的部分，减小因载荷而施加于根部320r的弯曲力矩，由此，能够提高突起部320的载荷方向(Y方向)的强度。
约束部件300的主体部310与端板200直接抵接。具体而言，主体部310的端面部311与凹部220的前端部221直接抵接。即，粘接剂层400不介于端面部311与前端部221之间。由此，X方向上的约束部20的尺寸不会受到粘接剂层400的影响。
如图4所示，冷却水能够在流路部330中流动。流路部330在主体部310的Y方向上排列配置有多个。
流路部330在第一方向(Y方向)上与突起部320和凹部220分离。具体而言，本实施方式中的流路部330通过配置于在X方向上不与端板200并排的位置，从而与突起部320和凹部220分离。
流路部330沿着与第一方向(Y方向)以及第二方向(X方向)交叉的第三方向(Z方向)配置。需要说明的是，流路部330也可以沿着Y方向配置。但是，在流路部330沿着Y方向配置的情况下，流路部330成为与突起部320延伸的方向(Z方向)交叉的配置关系，因此，优选突起部320或流路部330中的任一方通过切削加工等挤压以外的制造方法来设置。
如图5所示，突起部320和凹部220以将粘接剂层400夹在中间的方式相互卡合。在本实施方式中，具体而言，一方的第一面部321a与一方的第二面部222a相向，另一方的第一面部321b与另一方的第二面部222b相向，由此，突起部320和凹部220以将粘接剂层400夹在中间的方式相互卡合。
第一片部230在Y方向上的厚度t1比第二片部240的厚度t3厚。突起部320在Y方向上的厚度t2也比第二片部240的厚度t3厚。这样，优选从蓄电单元100施加载荷的第一片部230以及突起部320的厚度t1、t2比第二片部240的厚度t3厚。
在此，对本技术的实施方式1的电池的比较例进行说明。以下的比较例的电池的端板的结构与本技术的实施方式1的电池不同，因此，对于与本技术的实施方式1的电池相同的结构不重复进行说明。
图6是表示比较例的电池的结构的剖视图。如图6所示，本技术的比较例的电池9具备约束部和在Y方向上层叠有蓄电单元100的层叠体。约束部包括约束部件300、端板900以及粘接剂层400。
端板900具有主体部910和凹部920。凹部920接收突起部320的前端部分。
凹部920具有第一片部930、第二片部940以及底面部923。在第一片部930和第二片部940的每一个，在约束部件300侧设置有前端部921。本比较例中的前端部921不与端面部311接触。在第一片部930和第二片部940的每一个，在突起部320侧设置有第二面部922。
在第二方向(X方向)上，凹部920的深度D2比突起部320从主体部310突出的突出高度W浅。突起部320与底面部923直接抵接。突起部320和凹部920在第一面部321以及第二面部922中，以将粘接剂层400夹在中间的方式相互卡合。
假设在蓄电单元100沿Y方向膨胀的情况下，来自蓄电单元100的载荷施加于端板900。施加于端板900的载荷传播，从端板900对约束部件300施加载荷F2。由于端面部311和前端部921未抵接，因此，在突起部320上，载荷F2施加于在X方向上远离根部320r的部位。由此，载荷F2作为弯曲力矩施加于突起部320，因此，突起部320相对于载荷F2的耐力有可能降低。
另一方面，在本实施方式中，如图5所示，在X方向上，凹部220的深度D1比突起部320从主体部310突出的突出高度W深，从而主体部310的端面部311与凹部220的前端部221抵接，因此，在从蓄电单元100施加Y方向的载荷时，在根部320r处Y方向的载荷F1施加于突起部320。即，在剪切方向(Y方向)上对突起部320施加载荷F1。由此，载荷F1作为弯曲力矩施加于突起部320的情形被抑制。
在本技术的实施方式1的电池1中，通过利用粘接剂层400将约束部件300和端板200分别粘接，并且使突起部320与凹部220卡合，从而与不设置突起部320以及凹部220而仅利用粘接剂层400将约束部件300和端板200连接的情况相比，能够提高约束部20的部件彼此的连接强度，提高约束部20的耐力。
在本技术的实施方式1的电池1中，凹部220的深度D1比突起部320的突出高度W深，从而能够对突起部320在剪切方向(Y方向)上施加由多个蓄电单元100的膨胀引起的载荷，因此，能够提高约束部20的耐力。
在本技术的实施方式1的电池1中，约束部件300的主体部310与端板200直接抵接，从而能够对突起部320在剪切方向(Y方向)上施加由多个蓄电单元100的膨胀引起的载荷，因此，能够提高约束部20的耐力。
在本技术的实施方式1的电池1中，通过利用粘接剂层400连接约束部件300和端板200，在设置流路部330时，与通过焊接、螺栓紧固来连接约束部件300和端板200的情况相比，不需要在结构部件的内部设置孔、或者设置焊接部，因此，能够容易地在约束部件300的内部配置流路部330。
在本技术的实施方式1的电池1中，流路部330在第一方向(Y方向)上与突起部320和凹部220分离，并沿着第三方向(Z方向)配置，从而能够抑制由蓄电单元100的膨胀引起的载荷对流路部330的影响，并且能够在作为第一部件的约束部件300设置冷却结构。
在本技术的实施方式1的电池1中，约束部件300和端板200分别通过挤压而形成，从而能够高效地设置突起部320以及凹部220。
(实施方式2)
以下，对本技术的实施方式2的电池进行说明。本技术的实施方式2的电池的约束部的结构与本技术的实施方式1的电池1不同，因此，对于与本技术的实施方式1的电池1相同的结构不重复进行说明。
图7是表示本技术的实施方式2的电池的结构的剖视图。如图7所示，实施方式2的电池1A具备层叠体10和约束部20A。约束部20A包括第一部件、第二部件以及粘接剂层400A。在本实施方式中，第一部件是端板200A，第二部件是约束部件300A。
端板200A以与层叠体10的端面10e相向的方式设置。约束部件300A设置于层叠体10以及端板200A的X方向的两端。粘接剂层400A配置在约束部件300A与端板200A之间。
端板200A具有主体部210A和突起部220A。突起部220A从主体部210A朝向X方向突出。突起部220A具有根部220Ar。主体部210A和突起部220A通过挤压而一体成型，或者通过将单独的部件彼此焊接而构成。
约束部件300A具有主体部310A、凹部320A以及流路部330。凹部320A接收整个突起部220A。
凹部320A具有第一片部340和第二片部350。第一片部340相对于凹部320A的凹陷形状位于与蓄电单元100相反的一侧。第二片部350相对于凹部320A的凹陷形状位于蓄电单元100侧。突起部220A和凹部320A以将粘接剂层400夹在中间的方式相互卡合。
第一片部340在Y方向上的厚度t4比第二片部350的厚度t6厚。突起部220A在Y方向上的厚度t5也比第二片部350的厚度t6厚。这样，优选从蓄电单元100施加载荷的第一片部340以及突起部220A的厚度t4、t5比第二片部350的厚度t6厚。
在X方向上，第一片部340的长度可以比第二片部350长。由此，通过在施加载荷的第一片部340侧可靠地接收整个突起部220A，能够减小施加于突起部220A的弯曲力矩，因此，能够提高约束部20A的耐力。
在本技术的实施方式2的电池1A中，将端板200A中的主体部210A和突起部220A通过挤压而一体成型，或者通过将单独的部件彼此焊接而构成，从而能够容易地变更突起部220A相对于主体部210A的位置。
需要说明的是，在上述各实施方式中，例示了构成约束部的第一部件以及第二部件为端板以及连接杆的情况，但并不限定于该结构。构成约束部的第一部件以及第二部件例如也可以是构成电池的框体的一侧面以及另一侧面。
对本发明的实施方式进行了说明，但本次公开的实施方式应被理解为在所有方面都是例示而不是限制性的。本发明的范围由权利要求书示出，意在包括与权利要求书等同的意思及范围内的所有变更。

Claims (7)

1.一种电池，其中，所述电池具备：
层叠体，所述层叠体在第一方向上层叠有多个蓄电单元，并具有位于所述第一方向的端部的端面；以及
约束部，所述约束部在所述第一方向上约束所述层叠体，
所述约束部包括：
第一部件，所述第一部件具有主体部和从所述主体部朝向与所述第一方向交叉的第二方向突出的突起部；
第二部件，所述第二部件具有在所述第二方向上接收所述突起部的至少一部分的凹部；以及
粘接剂层，所述粘接剂层将所述第一部件和所述第二部件相互粘接，
所述第一部件和所述第二部件中的一方以与所述层叠体的所述端面相向的方式设置，
所述突起部和所述凹部以将所述粘接剂层夹在中间的方式相互卡合。
2.如权利要求1所述的电池，其中，
在所述第二方向上，所述凹部的深度比所述突起部从所述主体部突出的突出高度深。
3.如权利要求1或2所述的电池，其中，
所述第一部件的所述主体部与所述第二部件直接抵接。
4.如权利要求1～3中任一项所述的电池，其中，
所述第一部件和所述第二部件中的另一方沿着所述第一方向设置，
所述另一方还包括能够供冷却水流动的流路部。
5.如权利要求4所述的电池，其中，
所述流路部在所述第一方向上与所述突起部和所述凹部分离，沿着与所述第一方向以及所述第二方向交叉的第三方向配置。
6.如权利要求1～5中任一项所述的电池，其中，
所述第一部件和所述第二部件分别通过挤压而形成。
7.如权利要求1～6中任一项所述的电池，其中，
所述主体部和所述突起部通过将单独的部件彼此焊接而构成。
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