CN1574415A - 电池组和用于制造电池组的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种容纳并密封在壳体中并进一步通过壳体和连接板及框架封装在一起的电池元件。使用用于密封电池元件的叠层材料作为电池组外壳材料。因此，尽量减少了电池组体积的增大。

Description

电池组和用于制造电池组的方法
技术领域
本发明涉及电池组和制造电池组的方法，其中，尽量缩小外壳部分的体积。
本申请要求在2003年5月1日提交的日本专利申请No.2003-126714的优先权，此处结合其整个内容作为参考。
背景技术
近些年，对信息设备如笔记本个人电脑、移动通讯设备如便携式电话和便携式电子设备如摄像机的要求已经飞速增长了。作为这些电子设备的电源，经常使用密封型小型二次电池如镍隔电池、镍金属氢化物电池、锂离子电池。在它们中已经很好地应用了锂离子二次电池的特性如高电压、高能量密度和重量轻，因此，锂离子电池已经被应用在很多领域。
尤其是，为应付在使用液体电解质溶液时引起麻烦的液体泄漏问题，有人提出例如使用通过在聚合物中注入非水电解质溶液得到的凝胶聚合物薄膜作为电解质的电池或者使用完全固体状态的电解质的所谓的聚合物锂离子二次电池。
在上述二次电池中，如图1所示，通常将层叠电池元件形成的一次电池301容纳在一对上下塑料外壳303和304以及具有保护电路或端子的连接板302中，得到电池组300(例如，见日本特开专利申请No.2002-8606)。
但是，在上述结构中，需要塑料外壳303和304的厚度为0.3到0.4mm。而且当考虑两侧带或者用于固定的容许误差时，又给电池厚度增加了大约0.8到1mm的厚度。在外部周边方向中，需要用于对上下塑料壳303和304进行超声波焊接的结构。因此，又需要约0.7mm的厚度。因此，电池组300的体积就要增加到该电池的大约1.3到1.4倍。
发明内容
考虑到以上因素提出本发明，其发明目的是提供一种电池组和制造该电池组的方法，其中尽量减小外壳体积的增加而且不损害其机械强度和端子的可靠性。
本发明的电池组包括：具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件；具有第一区域、第二区域和第三区域的壳体，该第一区域中形成了用于容纳电池元件的容纳凹槽部分，第二区域续接于第一区域，第三区域续接于第二区域以便基本垂直于第一区域；设置在容纳电池元件的容纳凹槽部分周边的框架；和设置在框架中与端子相连并具有与外部设备电连接的端子部分的连接板。
在根据本发明的电池组中，电池元件容纳在凹槽部分中。处于与容纳的电池元件的端子引出侧的相对侧中的第二区域相对于第一区域弯折，以覆盖暴露在外的电池元件的第一表面并将第一区域与第二区域相连。容纳在容纳凹槽部分中并由第二区域覆盖的电池元件的端子连接到连接板。该框架设置在容纳了电池元件的容纳凹槽部分的周边。该连接板设置在框架中。壳体的第三区域相对于第二区域弯折。第二表面侧与容纳在第一区域容纳凹槽部分中的电池元件第一表面相对并由第一区域覆盖，第二区域由第三区域覆盖，第三区域与第一区域相连。
在上述根据本发明的电池组中，使用电池元件的叠层材料作为电池组的外壳材料，因而提高了体积效率。
此外，在用于制造电池组的方法中，电池组包括：具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件；具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和设置在容纳凹槽部分周边的连接片的第一壳体；至少具有第一区域和第二区域的第二壳体，该第一区域覆盖容纳于容纳凹槽部分中电池元件暴露在外的第一表面，该第二区域覆盖与第一表面相对的第二表面侧；设置在容纳了电池元件的容纳凹槽部分周边的框架；和设置在框架中与端子相连并具有与外部设备电连接的端子部分的连接板，根据本发明制造该电池组的方法包括以下步骤：将电池元件容纳在第一壳体容纳凹槽部分中；由第二壳体的第一区域覆盖暴露在外的电池元件的第一表面，以将连接片连接到第一区域；将容纳在容纳凹槽部分并被第二壳体第一区域覆盖的电池元件的端子连接到连接板，在电池元件周边设置框架，并且在框架中设置连接板；相对于第一区域弯折第二壳体的第二区域，以用第二区域覆盖第二表面侧，该第二表面侧与容纳在第一壳体容纳凹槽部分中的电池元件的第一表面相对，并且该第一表面由第二区域覆盖，并且将第一壳体与第二壳体的第二区域相连。
在上述根据本发明的电池组制造方法中，使用电池元件的叠层薄膜作为外壳材料，因而提高了体积效率。
此外，根据本发明的电池组包括：具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件；具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和设置在容纳凹槽部分周边的连接片的第一壳体；至少具有第一区域和第二区域的第二壳体，该第一区域覆盖容纳于容纳凹槽部分中电池元件的暴露在外的第一表面，该第二区域覆盖与第一表面相对的第二表面；设置在容纳了电池元件的容纳凹槽部分周边的框架；和设置在框架中与端子相连并具有和外部设备电连接的端子部分的连接板。
在本发明的电池组中，电池元件容纳在第一壳体容纳凹槽部分中。暴露在外的电池元件的第一表面由第二壳体第一区域覆盖。连接片连接到第一区域。容纳在容纳凹槽部分中并被第二壳体第一区域覆盖的电池元件的端子连接到连接板。该框架设置在容纳了电池元件的容纳凹槽部分周边，并且该连接板设置在框架中。第二壳体的第二区域相对于第一区域弯折。用第二区域覆盖第二表面侧来将第一壳体连接到第二壳体的第二区域，该第二表面侧与容纳在第一壳体容纳凹槽部分的电池元件的第一表面相对，该第一表面被第一区域覆盖。
在上述根据本发明的电池组中，使用电池元件的叠层材料作为电池组的外壳材料，因而提高了体积效率。
此外根据本发明制造电池组的方法包括：第一步，将具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件放在第一壳体的容纳凹槽部分中，该第一壳体具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和设置在容纳凹槽部分周边的连接片；第二步，用第二壳体的第一区域覆盖容纳在容纳凹槽部分中电池元件暴露在外的第一表面，该第二壳体至少具有第一区域和第二区域，该第一区域覆盖第一表面，该第二区覆盖与第一表面相对的第二表面侧，并且将连接片连接到第一区域；第三步，将容纳在容纳凹槽部分中并由第二壳体第一区域覆盖的电池元件的端子连接到连接板，该连接板具有与外部设备电连接的端子部分，在容纳了电池元件的容纳凹槽部分周边设置框架，并将该连接板设置在该框架上；第四步，相对于第一区域弯折第二壳体的第二区域，且用第二区域覆盖第二表面侧，该第二表面侧与容纳在第一壳体容纳凹槽部分中的电池元件的第一表面相对，该第一表面由第一区域覆盖；和第五步，将第一壳体连接到第二壳体的第二区域。
在上述根据本发明的电池组制造方法中，使用电池元件的叠层薄膜作为外壳材料，因而提高了体积效率。
此外，根据本发明的电池组包括：具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件；具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和设置在容纳凹槽部分周边的连接片的第一壳体；具有第一区域和第二区域的第二壳体，该第一区域覆盖容纳于第一壳体容纳凹槽部分中电池元件的暴露在外的第一表面，该第二区续接于第一区域的一侧并且比第一壳体更硬；设置在容纳了电池元件的第一壳体容纳凹槽部分周边的框架；和设置在与框架中与端子相连的连接板。
在本发明的电池组中，电池元件容纳在第一壳体容纳凹槽部分中。通过将第一壳体的连接片连接到第二壳体的第一区域以向外引出电池元件端子，使得第二壳体第一区域覆盖从容纳凹槽部分暴露在外的电池元件第一表面。将容纳在第一壳体容纳凹槽部分中并被第二壳体第一区域覆盖的电池元件的端子连接到连接板。该框架设置在容纳了电池元件的第一壳体容纳凹槽部分的周边，该连接板设置在框架中。第二壳体的第二区域以第一区域的一个短边侧为支点相对于第一区域往回弯折到第二表面侧，用第二壳体的第二区域覆盖第一壳体容纳凹槽部分，并且把第二壳体的第二区域与框架相连。其中，该第二表面侧与容纳在第一壳体容纳凹槽部分的电池元件第一表面相对，该第一区域连接到第一壳体的连接片。
在上述根据本发明的电池组中，使用封装电池元件的第二壳体作为电池组的外壳材料，因而提高了体积效率。在该电池组中，由于作为外壳材料的第二壳体比第一壳体硬，就可以防止电池元件由于外部冲击如由坠落或者第二壳体上产生裂纹引起的冲击而变形或破坏，从而避免了电池组外观变差。此外，在该电池组中，当第一壳体的容纳凹槽部分被第二壳体的第二区域覆盖时，第二区域使用第一区域的一个短边侧为支点往回弯折。因此，减小了第二壳体的弯折部分，以至于可以防止在弯折部分上产生褶皱等。
此外，一种制造电池组的方法包括：第一步，将具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件放在第一壳体的容纳凹槽部分中，该第一壳体具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和设置在容纳凹槽部分周边的连接片；第二步，用第二壳体的第一区域覆盖电池元件第一表面，该第二壳体具有第一区域和第二区域，该第一区域覆盖容纳在第一壳体容纳凹槽部分中的电池元件的第一表面，该第一表面暴露在电池元件外部，该第二区续接于第一区域的一端并且比第一壳体更硬，因而向外引出电池元件的端子，并将第一壳体的连接片连接到第二壳体的第一区域；第三步，将容纳在第一壳体容纳凹槽部分中并由第二壳体第一区域覆盖的电池元件的端子连接到连接板，在容纳了电池元件的第一壳体容纳凹槽部分周边设置框架，并在该框架中设置该连接板；和第四步，使用第一区域的一个短边为支点，相对于与第一壳体连接片连接的第一区域将第二壳体的第二区域往回弯折到第二表面侧，用第二壳体的第二区域覆盖第一壳体容纳凹槽部分，并且将第二壳体的第二区域与框架相连，其中，该第二表面侧与容纳在第一壳体容纳凹槽部分中的电池元件第一表面相对。
在如上所述制造根据本发明的电池组的方法中，使用封装电池元件的第二壳体作为电池组的外壳材料，因而提高了体积效率。在制造该电池组的方法中，由于作为电池组外壳材料的第二壳体比第一壳体硬，获得可以防止电池元件由于外部损害如由坠落或者第二壳体上产生裂纹引起的冲击而变形或破坏得电池元件。而且，在制造该电池组的方法中，当第一壳体的容纳凹槽部分被第二壳体的第二区域覆盖时，使用第一区域的一个短边侧为支点将第二区域往回弯折。因此，减小了第二壳体的弯折部分，从而可以防止在弯折部分上产生褶皱等。
此外，根据本发明的电池组包括：具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件；具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和设置在容纳凹槽部分周边的连接片的第一壳体；覆盖容纳在第一壳体容纳凹槽部分中的电池元件暴露在外的第一表面并且硬度大于第一壳体的第二壳体；覆盖了与电池元件第一表面相对的第二表面中的第一壳体的容纳凹槽部分并且硬度大于第一壳体的第三壳体；设置在容纳了电池元件的第一壳体容纳凹槽部分周边的框架；和设置在框架中与端子相连的连接板。
在本发明的电池组中，电池元件容纳在第一壳体容纳凹槽部分中。从容纳凹槽部分暴露在外的电池元件第一表面由第二壳体覆盖，因而，通过将第一壳体的连接片连接到第二壳体来向外引出电池元件端子。将容纳在容纳凹槽部分中并被第二壳体覆盖的电池元件的端子连接到连接板。该框架设置在容纳了电池元件的第一壳体容纳凹槽部分周边，该连接板设置在框架中。电池元件第二表面侧中，第一壳体容纳凹槽部分被第三壳体覆盖，并且设置在电池元件周边的框架与第三壳体连接。
在上述根据本发明的电池组中，使用封装电池元件的第二壳体和第三壳体作为电池组的外壳材料，因而提高了体积效率。在该电池组中，由于作为电池组外壳材料的第二壳体和第三壳体比第一壳体硬，所以防止电池元件由于外部冲击如由坠落或者第二壳体和第三壳体上产生裂纹引起的冲击而变形或破坏，防止外观变差。而且，在该电池组中，由于外部壳体包括第二壳体和第三壳体两个壳体，因而防止产生褶皱等，从而改善了外观。
此外，一种根据本发明制造电池组的方法包括：第一步，将具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件放在第一壳体的容纳凹槽部分中，该第一壳体具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和设置在容纳凹槽部分周边的连接片；第二步，用比第一壳体更硬的第二壳体覆盖容纳在第一壳体容纳凹槽部分中的电池元件暴露在外的第一表面，从而将第一壳体的连接片与第二壳体相连；第三步，将容纳在第一壳体容纳凹槽部分中并由第二壳体覆盖的电池元件的端子连接到连接板，在容纳了电池元件的第一壳体容纳凹槽部分周边设置框架，并在框架和电池元件之间提供连接板；和第四步，在与电池元件第一表面相对的第二表面侧中，用硬度大于第一壳体的第三壳体覆盖第一壳体容纳凹槽部分，从而将框架连接到第三壳体，该框架设置在容纳了电池元件的第一壳体的容纳凹槽部分周边。
在上述根据本发明制造电池组的方法中，使用封装电池元件的第二壳体和第三壳体作为电池组的外壳材料，因而提高了体积效率。在该电池组制造方法中，由于作为电池组外壳材料的第二壳体和第三壳体比第一壳体硬，所以防止电池元件由于外部冲击如由坠落或者第二壳体和第三壳体上产生裂纹引起的冲击而变形或破坏，从而避免了外观变差。而且，在该电池组制造方法中，由于外部壳体包括第二壳体和第三壳体两个壳体，因而得到了可以防止在第二壳体和第三壳体中产生褶皱等并改善了外观的电池组。
附图说明
图1是示出使用塑料壳的常用电池组结构的分解透视图；
图2是示出本发明应用的电池组的一种结构例子的透视图；
图3是沿着图2中的线X1-X2的横截面图；
图4是示出在其中电池元件容纳在容纳凹槽部分中状态的透视图；
图5是示出壳体叠层结构的横截面图；
图6是示出框架设置在电池元件周边的状态的透视图；
图7是示出框架结构的透视图；
图8是沿着图7中的线X3-X4的横截面图；
图9是示出框架设置在电池元件周边的状态的横截面图；
图10是示出应用本发明的电池组的一种结构的例子的透视图；
图11是沿着图10中的线X5-X6的横截面图；
图12是示出电池元件容纳在容纳凹槽部分的状态的透视图；
图13是示出壳体叠层结构的横截面图；
图14是示出第二壳体叠加在第一壳体上时的状态的平面图；
图15是示出框架设置在容纳的电池元件周边的状态的透视图；
图16是示出框架设置在容纳的电池元件周边时的状态的横截面图；
图17是示出第二壳体覆盖电池元件周边时的状态的横截面图；
图18是示出电池元件周边已经被第二壳体覆盖时的状态的横截面图；
图19是示出应用本发明的电池组的一种结构例子的透视图；
图20是沿着图19中的线X7-X8的横截面图；
图21是示出框架结构的透视图；
图22是沿着图19中的线X9-X10的横截面图；
图23是示出电池元件容纳在容纳凹槽部分中的状态的透视图；
图24是示出第一壳体叠层结构的横截面图；
图25是第二壳体的透视图；
图26是示出第二壳体叠层结构的横截面图；
图27是示出第二壳体叠加在第一壳体上时的状态的透视图；
图28是示出框架设置在容纳的电池元件周边的状态的透视图；
图29是示出框架和固定部件布置在所容纳的电池元件周边时的状态的解析透视图；
图30是示出用第二壳体覆盖电池元件周边的状态的横截面图；
图31是示出应用本发明的电池组的一种结构的例子的透视图；
图32是沿着图31中的线X11-X12的横截面图；
图33是示出电池元件容纳在容纳凹槽部分中的状态的透视图；
图34是示出第二壳体叠加在第一壳体上时的状态的透视图；
图35是第二壳体叠加在第一壳体上时的状态的横截面图；
图36是示出框架布置在容纳在容纳凹槽部分中的电池元件周边时的状态的解析透视图；
图37是沿着图31中的线X13-X14的横截面图。
具体实施方式
现在将在下面参考附图说明根据本发明的电池组的实施例。
第一实施例
图2是示出应用本发明的电池组的一种结构的例子的透视图。图3是沿着图2中的线X1-X2的截面图。图4-9是解释用于制造该电池组方法的示意图。
电池组1包括电池元件2、连接板3、框架4和壳体5。电池元件2容纳并密封在壳体5中并进一步通过壳体5与连接板3和框架4封装在一起。
在电池元件2中，长形阴极和长形阳极通过聚合物电解质层和/或隔板层叠，并在长度方向上卷绕该层叠体。分别从阴极和阳极向外引出阴极端子21和阳极端子22。
阴极具有在长形阴极集流体(current collector)上形成的阴极活性物质层和在形成在阴极活性物质层上的聚合物电解质层。此外，阳极具有在长形阳极集流体上形成的阳极活性物质层和形成在阳极活性物质层上的聚合物电解质层。阴极端子21和阳极端子22分别连接于阴极集流体和阳极集流体。
根据所需电池类型，可以通过使用金属氧化物、金属硫化物或特定聚合物作为阴极活性物质来形成阴极。例如，形成锂离子电池时，可以使用包括LixMO2(在化学式中，M表示一种或多种过渡金属，x根据电池的充放电状态而不同，通常是大于等于0.05并小于等于1.10)等锂化合物氧化物作为阴极活性物质。作为形成锂化合物氧化物的过渡金属M，最好使用Co、Ni、Mn等。作为锂化合物氧化物的具体例子，可以列举LiCoO2、LiNiO2、LiNiyCo1-yO2(在化学式中，y大于0小于1)、LiMn2O4等。这些锂化合物氧化物可以产生高电压，因而由能量密度来看它们是优异的阴极活性物质。此外，作为阴极活性物质，可以使用不含锂的金属硫化物或金属氧化物例如TiS2、MoS2、NbSe2、V2O5等。在阴极中，可以同时使用多种阴极活性物质。而且，当使用上述阴极活性物质形成阴极时，可以在其中加入公知的导电剂或粘结剂。
作为阳极物质，可以使用能掺入锂和不掺锂的材料。例如，可以使用碳材料如不可石墨化(non-graphitizable)的碳材料或可石墨化(graphitizable)的材料。更具体的，可以使用碳材料如高温石墨、焦炭(沥青焦炭、针状焦炭、石油焦炭)、石墨、玻璃碳、有机聚合化合物烧结体(通过在适当温度下烧结酚树脂、呋喃树脂得到的碳化物质)、碳纤维、活性碳等。此外，作为能掺入锂和不掺锂的材料，可以使用聚合物如聚乙炔、聚吡咯或氧化物如SnO2。当使用这些材料形成阳极时，可以在其中加入公知的粘结剂。
包含通过包含在聚合物中混合聚合物材料、电解质溶液和电解质盐形成的凝胶电解质得到聚合物电解质。聚合物材料具有可溶解于电解质溶液的特征。聚合物材料包括硅胶、丙烯胶、丙烯腈胶、改性聚磷腈聚合物、聚乙烯氧化物、聚丙烯氧化物和合成聚合物、它们的搭桥聚合物或改性聚合物等。作为氟化聚合物，例如，可以使用多种聚合物材料例如聚(偏氟乙烯)、聚(偏氟乙烯六氟丙烷共聚物)或聚(偏氟乙烯三氟丙烷共聚物)及其混合物。
电解质溶液的成分可以分散上述聚合物材料。作为质子惰性溶剂，例如可以使用碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)或碳酸丁烯酯(BC)等。作为电解质盐，使用通过复合阳离子和阴离子结合而形成的并可溶解于该溶剂的电解质盐。作为阳离子，使用碱金属或碱土金属。作为阴离子，使用Cl-、Br-、I-、SCN-、ClO4 -、BF4 -、PF6 -、CF3SO3 -等。作为电解质盐，尤其是使用带有可溶性浓缩电解质溶液的六氟磷酸锂或四氟硼酸锂。
如图4所示，这里用于容纳电池元件2的壳体5形成为L形，该L形具有基本为矩形的第一区域51、纵向续接于第一区域51的基本为矩形的第二区域52和续接于第二区域52的短边方向从而基本垂直于第一区域51的基本为矩形的第三区域53。在第一区域51中，事先形成容纳电池元件2的容纳凹槽部分54。
如图5所示，壳体5具有叠层结构，其中从内部按顺序层叠聚丙烯(PP)层55、铝(Al)层56和尼龙层(Ny)57。这里，铝层56防止水进入内部。聚丙烯层55防止聚合物电解质损坏并用作壳体5的连接表面。即，连接壳体5时，聚丙烯层55彼此相对并在约170℃下热密封。尼龙给壳体5提供前述强度。
壳体5的结构不限于上述结构，并且可以使用具有各种类型材料和层叠结构的层叠薄膜。此外，其连接方法不限于热密封法。
作为用于形成壳体的材料，例如可以列举铝、聚乙烯对苯二酸酯(PET)、熔铸聚丙烯(CPP)、酸改性聚丙烯、离子交联聚合物等。
在本发明中，用于密封电池元件2的叠层材料也用作电池组1的外壳材料。因此，不需要塑料外壳来提高体积效率。
首先，如图4中箭头所示，在壳体5的第一区域51中设置有容纳凹槽部分54，这时，该电池元件2的端子端被设置为和第二区域52相对。凹槽
然后，如箭头B所示，第二区域52沿弯折线5a弯折到第一区域51。这样，第二区域52就将容纳在容纳凹槽部分的电池元件2暴露在外的第一表面覆盖。
然后，第一区域51与第二区域52连接。通过让第一区域51的聚丙烯侧与第二区域52相对，并在约170℃下热密封，从而执行该连接。
此时，如图9所示，使用减压泵80减压和连接。由于吸力，电池元件2由第一区域51和第二区域52覆盖并密封。这时，电池元件2的阴极端子21和阳极端子22夹在第一区域51和第二区域52的连接表面之间，从而引出壳体5。
如图9所示，减压以吸住第一区域51。因此，容纳在容纳凹槽部分54中的电池元件2被引出基本为梯形，其中，作为容纳凹槽部分54底面侧的第二表面小，作为开口侧的第一表面大。
接下来，阴极端子21和阳极端子22与连接板3的端子部分31连接。端子部分31与外部设备电连接。而且，在连接板3中，布置保护电路芯片32等。
如图6中心箭头C所示，在容纳在第一区域的容纳凹槽部分54中并由第二区域52覆盖且密封的电池元件2的周边，从第一区域51侧设置框架4。连接板3具有与阴极端子21和阳极端子22连接的端子部分31，该连接板31固定在框架4上。
如图6和7所示，框架4是尺寸与电池元件2外形相适合的框架组件。框架4包括设置在电池元件2端子部分的前壁部分4a、设置在与电池元件端子相对一侧的后壁部分4b和设置在电池元件2侧面的侧壁部分4c。框架4布置在电池元件2的周边，以避免电池元件受到例如坠落引起的冲击。框架4可以由各种材料制成。特别是与用于壳体5连接表面的聚丙烯相同的材料，即，优选聚丙烯或与聚丙烯具有相同熔点的材料。
如上所述，在减压下电池元件2的截面具有基本为梯形的形状。如图9所示，在电池元件2的第二表面侧周边部分中形成的空间部分中布置框架4的侧壁部分4c。因此，可以有效利用无用空间以更加提高体积效率。
与电池元件2相对的侧壁4c的部分最好形成为R形。因而，可以提高框架4的强度和抗损坏能力。
在框架4的相应于电池元件2的端子侧的前壁部分4a中，设置了连接板3并形成了开口部分41。开口部分41使连接板3的端子部分31面对外部。连接板3设置在框架4中，同时端子部分31从开口部分41面对外部。开口部分41面对外部的端子部分31与外部设备电连接。在本实施例中，设置了三个开口部分41。这些开口部分41可以用作例如阴极端子、阳极端子和其它信息端子。但是，开口的作用不限于此。
此外，在框架4中，设置了截面基本为三角形的接合部件42并且连接板3接合于接合部件42以布置在框架4中。
图8示出了接合部分的放大图。接合部件42具有基本为直角三角形的形状，包括在前壁面侧4a中的基本上垂直的表面42a和向开口侧倾斜的倾斜面42b。连接板3设置在框架4中时，沿图8中的箭头标记E所示的方向上推连接板3使其越过接合部件42的倾斜面42b。因此，连接板3处于框架4的前壁部分4a和接合部件42的垂直面42a之间。连接板3从框架4分离时，需要连接板3越过接合部件42的垂直面42a从而可以防止连接板3脱落。
此外，当来自外部设备的连接端子与连接板3的端子部分31连接的情况下，在连接板上向外施加力时，例如，连接端子被推过开口部分41时，通过接合部件42就能防止连接板3脱落。因此，连接板3可以维持与框架4接合的状态，并且可以更加稳固地连接端子。
如上所述，框架4设置在电池元件2的周边。因此，即使在电池元件2没有容纳在塑料壳中时，也可以保持与使用塑料壳时相同的机械强度和端子可靠性。
然后，如图6和9中的箭头标记D所示，第三区域53在弯折线5b处向第二区域52弯折。因此，与用于容纳电池元件2的第一区域51侧相对且连接到第二区域52的表面，即，电池元件2的第二表面侧被第三区域53覆盖。
最后，第三区域53连接到第一区域51。通过使第三区域53和第一区域51的聚丙烯层侧彼此相对并在约170℃下热密封来执行连接。
因此，电池元件2就被容纳并密封在壳体5中，而且连接板3和框架4被壳体5封装。因此，就完成了图2和3所示的电池组1。
在这样得到的电池组1中，电池元件的叠层材料还用作封装外壳材料。因而，与使用塑料壳作为外壳材料得到的电池组相比可以使体积效率提高10％或者更高。因此，可以改善电池组1的体积密度。
此外，框架设置在电池元件的周边，因而可以保持与使用塑料壳时相同的机械强度和端子可靠性，从而可以实现较高的可靠性。
电池元件的叠层材料与电池组的壳体共用，因而可以简化设计、可以始终如一地制造电池元件和电池组并可以降低生产成本。此外，可以缩短生产周期从而提高生产率。
此外，不需要在使用塑料壳时所必须的部件如外壳、带、标签等。因此，可以减少部件数量并减少材料开销。
第二实施例
图10是示出本发明使用的电池组10的一种结构例子的透视图。图11是沿着图10中线X5-X6的截面图。图12-18是用于解释该电池组10制造方法的图。
电池组10包括电池元件2、连接板3、框架4和壳体。电池元件2容纳并密封在壳体中并进一步通过壳体与连接板3和框架4封装在一起。
电池元件、连接板和框架具有和上述第一实施例中电池元件2、连接板3和框架4基本相同的结构。因此，在图中相同的附图标记表示相同的元件并省略其描述。
用于容纳和封装电池元件2的壳体包括两个壳体部分，第一壳体部分6和第二壳体部分7。
如图12所示，第一壳体部分6具有基本为矩形的形状并具有事先形成的用于容纳电池元件2的容纳凹槽部分61。在容纳凹槽部分61的周边中设置了连接片62。在纵向的一个端部，在短边方向上的两端形成了切除部分63。如图13所示，第一壳体6具有聚丙烯(PP)层64、铝(A1)层65和尼龙层(Ny)66的从内部按顺序层叠的叠层结构。聚丙烯层64用作连接面。
如图14所示，第二壳体7至少包括基本为矩形的第一区域71和续接于第一区域71短边方向基本为矩形的第二区域72。此处，第一区域71用作覆盖容纳在第一壳体6容纳凹槽部分61中的电池元件2暴露在外的第一表面的区域。第二区域72用作和第一壳体6一起覆盖电池元件2第二表面侧的区域。此外，在第二壳体7中，在和第一壳体6中形成的切除部分63相应的部分上类似地形成切除部分73。
第二壳体7由比第一壳体6的材料更硬的材料制成。作为第二壳体7的材料，可以列举在内表面形成有聚丙烯层的铝薄板等。第二壳体7使用硬材料作为外部壳体以确保强度并获得优异的抗冲击能力。
第一壳体6和第二壳体7的结构不限于上述结构，并且可以使用具有不同种材料和叠层结构的叠层薄膜。此外，其连接方法不限于热密封法。
在发明中，用于密封电池元件2的壳体还作为电池组10的外壳材料，因而不需要塑料壳以改善体积效率。
首先如图12中的箭头标记F所示，电池元件2容纳在第一壳体6中设置的容纳凹槽部分61中。这时，电池元件2的端子部分与形成了切除部分63的一侧相对。
然后，如图14所示，第二壳体7叠加在在第一壳体6上，第一壳体6具有其中容纳了电池元件2的容纳凹槽部分61。因此，容纳在容纳凹槽部分61中的电池元件2暴露在外面的第一表面由第二壳体7的第一区域71覆盖。
此时，如图14所示，在第一壳体6连接片62的外线内部移动第二壳体7。
然后，第一壳体6连接到第二壳体7的第一区域71。第一壳体6被连接到第二壳体7的第一区域71时，第一壳体6的聚丙烯层表面和第二壳体7的第一区域71在容纳在容纳凹槽部分61中的电池元件2周边的四边处彼此相对并在约170℃下热密封。
此时，如图16所示，使用减压泵80来减压和连接。电池元件2被第一壳体6和第二壳体7的第一区域71覆盖并密封。此时，电池元件2的阴极端子21和阳极端子22夹在第一壳体6的连接表面和第二壳体7的第一区域71之间，以暴露到壳体外。
此处，减小压力以吸住第一壳体6。因此，如图16所示，使容纳在容纳凹槽部分61中的电池元件2被引出基本为梯形，其中作为容纳凹槽部分61底面侧的第二表面侧小，作为开口侧的第一表面侧大。
随后，阴极端子21和阳极端子22连接到连接板3的端子部分31。然后，如图15中的箭头标记G所示，在容纳在第一壳体6容纳凹槽部分61中并由第二壳体7第一区域71覆盖和密封的电池元件2周边，从第一壳体6侧设置框架4。具有端子部分31的连接板3容纳在框架4中，该端子部分31与阴极端子21和阳极端子22连接。
框架4设置在电池元件2的周边，因此，即使在电池元件2没有容纳在塑料壳中时，也可以确保与使用塑料壳时相同的机械强度和端子可靠性。
如上所述，在减压下电池元件2的截面基本为梯形。如图16所示，在电池元件2的第二表面侧周边部分中形成的空间部分中布置框架4的侧面壁。因此，可以有效利用无用空间从而更加提高体积效率。
然后，如图15和17中的箭头标记H所示，第二壳体7的第二区域72在弯折线处相对于第一区域71弯折。因此，与容纳在第一壳体6的容纳凹槽部分61中并被第二壳体7的第一区域71覆盖的电池元件2第一表面相对的第二表面侧被第二区域72覆盖。
此时，第一壳体6的连接片62如图16中的箭头标记I所示地弯折并沿着设置在电池元件2周边中的框架4布置。
最后，第一壳体6与第二壳体7相对并连接。
此时，在第二壳体7从第一壳体6移动的状态下将第二壳体7叠加在第一壳体6上。如图14和16所示，在第二壳体7的第一区域71侧中的端部71a处于第一壳体6的连接片62内。
因此，如图17和18所示，沿着框架4设置的连接片62从如箭头标记J所示的沿着框架4设置的第二壳体7的第一区域71突出。在第一壳体6被第二区域72覆盖时，连接片62的突出面与内表面相对并相连接。即，这些表面是第一壳体6和第二壳体7的聚丙烯层的表面，并且通过相对和在约170℃下热密封来彼此连接。
此外，如图18所示，在第二壳体7中，第一区域71侧的端部71a与第二区域72侧的端部72a相碰(butted against)并相连。
此外，还是在框架4的后端侧，在第一壳体6以上述方式被第二区域72覆盖时，连接片62的突出面与内表面相碰(butted against)并相连接。
因此，电池元件2就容纳并密封在包括第一壳体6和第二壳体7的壳体中，而且，连接板3和框架4进一步被壳体封装。因此，就完成了图10和11所示的电池组10。
在这样得到的电池组10中，电池元件的叠层材料还用作封装的外壳材料。因而，与使用塑料壳作为外壳材料得到的电池组相比可以使体积效率提高10％或者更高。因此，可以改善电池组10的体积密度。
此外，框架设置在电池元件的周边，因而可以保持与使用塑料壳时相同的机械强度和端子可靠性，因而可以实现高度的可靠性。
电池元件的叠层材料与电池组的壳体共用，因而可以简化设计、可以始终一致地制造电池元件和电池组并可以降低生产成本。此外，可以缩短生产周期从而提高生产率。
此外，不需要在使用塑料壳时必须的部件如外壳、带、标签等。因此，可以减少部件数量并减少材料成本。
第三实施例
现在，将在以下部分介绍图19和20所示的电池组。在该电池组中，壳体的材料不同于上述电池组1和10的材料。
电池组100包括电池元件2、连接板3、设置在电池元件2周边的框架110、用于封装电池组内部的第一壳体120、用于封装电池组外部的第二壳体130和用于固定连接板3的固定部件140。在电池组100中，连接板3和框架110设置在被第一壳体120和第二壳体130封装的电池元件2的周边，以使框架110连接到第二壳体130。因此，第二壳体130还用作电池组的外壳材料。
由于电池元件2和连接板3具有和上述第一实施例中电池组1的电池元件2和连接板3基本相同的结构，因此，在图中相同的附图标记表示相同的元件并省略其描述。
框架110是其尺寸与电池元件2外形相适应的框架型元件。如图21所示，框架110包括设置在电池元件2端子侧中的前壁部分110a、设置在与电池元件2端子相对侧中的后壁部分110b、设置在电池元件2侧表面部分上的侧壁部分110c和上壁部分110d。在设置连接板3时在连接板3中提供的前壁部分110a包括用于暴露端子部分31的开口部分111和与下述固定部件140接合的接合凹槽部分112。这里，示出了具有三个开口部分111的例子。这些开口部分111可以用作例如阴极端子21、阳极端子22和其它信息端子。但是，开口部分不限于此。而且，接合凹槽部分112形成在前壁部分110a的内表面中并与下述固定部件140接合。
此外，如图21和22所示，在框架110侧壁部分110c的下端侧中，提供了与第一壳体120的连接片122端部接合的第一台阶部分113。在第一台阶部分113的上部，设置了与第二壳体130的连接部分131b端部接合的第二台阶部分114。在框架110的上侧端面中，设置了与第二壳体130的第二区域132端部接合的第三台阶部分115。
通过在侧壁部分110c的外表面和底面形成的角中提供的切除部分来特意形成第一台阶部分113。切除部分朝向框架110内部且其宽度和与其接合的第一壳体120的厚度基本相同。而且，可以通过设置朝向框架110内部并且宽度小于第一壳体120厚度的切除部分来形成第一台阶部分113。这样，第一台阶部分113形成的宽度并不暴露下述第一壳体120的铝层124。
在第二台阶部分114中，提供切除部分与第一台阶部分113续接。切除部分朝向框架110内部且其宽度和与其接合的第二壳体130的厚度基本相同。而且，可以通过提供朝向框架110内部并且宽度小于第二壳体130厚度的切除部分来形成第二台阶部分114。
每个第三台阶部分115都是开口的并提供于上端的内部角部分中。第三台阶部分115朝向框架110外部形成且其宽度和与其接合的第二壳体130的厚度基本相同。而且，可以通过提供朝向框架110外部并且宽度小于第二壳体130厚度的台阶部分来形成第三台阶部分115。
当第二台阶部分114和第三台阶部分115形成的宽度小于第二壳体130的宽度时，它们以一种并不暴露下述第二壳体130的铝层134的外部的宽度形成。
第一台阶部分113和第二台阶部分114中、第一壳体120的连接片122端部与第一台阶部分113接合。第二壳体130的连接部分131b端部与第一台阶部分113上的第二台阶部分114接合。因此，第一壳体120的连接片122端部在侧壁上从第二壳体130的连接部分131b端部开始移动。因此可以避免分别形成端部的导电金属层互相接触而造成短路。
而且，由于和第三台阶部分115接合的第二壳体130的第二区域132端部与和第二台阶部分114接合的第二壳体130的第一区域131端部隔开，所以避免了第二壳体130的第二区域132端部和第二壳体130的第一区域131端部之间的短路。
而且，由于在框架110中设置了第一台阶部分113到第三台阶部分115，所以第一壳体120端部和第二壳体130端部不会向外突出。因此，避免了电池组110受到由于壳体端部引起的来自外部的损害。
此外，框架110设置在电池元件2的周边，因此可以避免电池元件2受到例如坠落等的损害。框架110可以由各种塑料材料制成。尤其是，考虑到与壳体的连接，最好使用具有与用于壳体的聚丙烯相同质量的材料，即聚丙烯或者和聚丙烯具有相同熔点的材料。
如图23所示，第一壳体120基本为矩形并具有事先形成的容纳电池元件2的容纳凹槽部分121。在容纳凹槽部分121的周边中，提供了要连接到下述第二壳体130的连接片122。在第一壳体120的一个短边中提供了切除部分123。
如图24所示，第一壳体120具有聚丙烯(PP)层123、铝(Al)层124和尼龙层(Ny)125的从内部按顺序层叠的叠层结构。聚丙烯层123在第一壳体120连接到第二壳体130时用作连接面。铝层124用于保持电池组100的气密性。尼龙层125具有这样的强度可以抵抗外部损害例如穿刺并保持电池组外部和铝层124之间的绝缘。
如图25所示，第二壳体130包括基本形成为矩形的第一区域131和续接于第一区域131一个短边的基本为矩形的第二区域132。
第一区域131包括覆盖部分131a和连接到第一壳体120的连接片122的连接部分131b，该覆盖部分131a用作覆盖容纳在第一壳体120的容纳凹槽部分121中的电池元件2暴露在外的第一表面。
覆盖部分131a的面积基本上等于电池元件2第一表面的面积相同。形成连接部分131b，使其长边和短边都大于第一壳体120的连接片122。连接部分131b大于第一壳体120连接片122的部分用作连接到框架110侧壁部分110c的边界部分131c。在边界部分131c中，下述聚丙烯层133暴露在第一壳体120侧。
因此，在第一区域131中，覆盖电池元件2第一表面的覆盖部分131a形成电池组100的一个主表面。通过将框架110的侧壁部分110c连接到第一区域131的边界部分131c，位于电池元件2的长边中的第一壳体120的连接片122的连接部分和第一区域131的连接部分131b形成电池组100的长边的侧表面，在第一区域131中，在与连接了第二区域132的短边相对的短边两端形成切除部分131d。
第二区域132被形成基本为矩形并续接于第二壳体130的一个短边。第二区域132覆盖与引出电池元件2端子部分的端部相对的端部和第一壳体120的容纳凹槽部分121。因此，第二区域132形成端部的侧表面和电池组100的另一主表面，该端部与容纳了电池组100的框架110开口部分111的端部相对。。
通过层叠树脂材料制成的树脂层和金属制成的金属层形成了第二壳体130，并且第二壳体130是具有叠层结构的叠层薄膜，该叠层结构由作为树脂层的聚丙烯(PP)层133、在聚丙烯层133上作为金属层的铝(Al)层134和在铝层134上作为树脂层的尼龙层(Ny)135层叠形成。聚丙烯层133在第一壳体120连接到第二壳体130时用作连接表面。
铝层134用于保持电池组100的气密性。铝层134使用硬度大于用于第一壳体120的铝层124硬度的铝材料。作为这种铝，例如有3004H-H18(日本工业标准：JISH4160)材料等。此外，作为金属层，除了铝层134，还可以提供用例如不锈钢、铜(Cu)、镍(Ni)、铁(Fe)等材料形成的层作为金属层134。这里，铝层134的维氏硬度是大于等于50Hv并小于等于100Hv。
作为树脂层的尼龙层135具有的强度可以抵抗外部损害例如穿刺并保持电池组外部和铝层134之间的绝缘。此外，作为树脂层，除了尼龙层135，还可以使用由如聚乙烯对苯二酸酯(PET)或聚乙烯萘酯(naphthalate)(PEN)等材料形成的聚乙烯对苯二酸酯(PET)层或聚乙烯萘酯(naphthalate)(PEN)层。
由于聚丙烯层133的厚度、铝层134的厚度和尼龙层135的厚度分别大约为20μm、100μm，和30μm，所以第二壳体130的总厚度大约为150μm。
如图29所示，固定部分140包括用于支撑连接板3的支撑部分141和在支撑部分141两个外端处提供的接合突起142，该接合突起142与框架110的前壁部分110a接合。支撑部分141形成为U形以保持和支撑其间的连接板3的两端。当接合突起142设置在框架110中时，接合突起与框架110的前壁部分110a中提供的接合凹槽部分112接合并固定在框架110中。因此，固定部件140和连接板3一起设置在框架110中以通过用支撑部件141和接合突起142牢固地固定连接板3。此外，当连接板3的厚度很小，例如使用厚度为4.0mm或更小的连接板3时，固定部件140尤其有效。
现在，将在以下介绍制造具有上述结构的电池组100的方法。首先如图23中的箭头标记K所示，电池元件2容纳在设置在第一壳体120中的容纳凹槽部分121中。这时，电池元件2的端子部分引到第一壳体120的短边处。
然后，如图27所示，第二壳体130的第一区域131从露出电池元件2的一侧叠加在第一壳体120上，以使第二壳体130的聚丙烯层133处于第一壳体120侧中。因此，容纳在容纳凹槽部分121中的电池元件2暴露在外面的第一表面被第二壳体130的第一区域131覆盖。此时，第二壳体130叠加于第一壳体120上，以使第二壳体130的第二区域132处于和从中引出电池元件2端子部分的短边相对的短边中。在这种状态下，在第二壳体130的第一区域131中提供的边界部分131c的聚丙烯层133暴露于第一壳体120侧。
然后，第一壳体120连接到第二壳体130的第一区域131。第一壳体120被连接到第二壳体130的第一区域131时，通过在约170℃下热密封容纳在第一壳体容纳凹槽部分121中的电池元件2周边的四边，使第一壳体120连接片122的聚丙烯层123和第二壳体130第一区域131的连接部分131b的聚丙烯层133相连。
此时，如图28所示，使用减压泵80来对由第一壳体120和第二壳体130以及连接形成的用以容纳电池元件2的空间减压和连接。因此，电池元件2被第一壳体120和第二壳体130的第一区域131覆盖并密封。此时，电池元件2的阴极端子21和阳极端子22夹在要被引第一壳体120和第二壳体130的连接表面之间引出到壳体外。
此处，减小压力以吸住第一壳体120的容纳凹槽部分121内部。因此，如图28所示，第一壳体120使容纳在第一壳体120容纳凹槽部分121中的电池元件2截面基本为梯形，其中作为容纳凹槽部分121底面侧的电池元件2的第二表面侧小，作为开口侧的第一表面侧大。
随后，阴极端子21和阳极端子22连接到连接板3的端子部分。然后，如图29中的箭头标记L所示，在由第一壳体120和第二壳体130覆盖并密封的电池元件2的周边，从第一壳体120侧设置框架110。在框架110中设置用于支撑连接了阴极端子21和阳极端子22的连接板3的固定部件140。
这样，固定部件140设置在框架110中，使得固定部件140的接合突起142与框架110中形成的接合凹槽部分112接合，从而固定框架110中的连接板3。此外，框架110设置在电池元件2的周边，因此，即使电池元件2没有设置在塑料壳中时，也可以确保和使用塑料壳时相同的机械强度和端子可靠性。如上所述，在减压下电池元件2的截面基本为梯形。因此，如图28所示，框架110的侧面壁110c布置在电池元件2的第二表面侧周边部分中形成的空间部分中。因此，可以有效利用无用空间从而更加提高体积效率。
然后，如图29和30中的箭头标记M所示，第二壳体130的第二区域132沿着与第一区域131相对的边界向容纳在第一壳体120容纳凹槽部分121中的电池元件2的第二表面侧弯折并设置在容纳凹槽部分121的周边在框架110上。然后，覆盖第一壳体120容纳凹槽部分121的第二壳体130的第二区域132热密封到框架110的侧壁部分110c，使得用第二壳体130覆盖第一壳体120的容纳凹槽部分121。此时，如图22所示，第二壳体130的第二区域132的端部邻接在第三台阶部分115上。
而且，此时，第一壳体120的连接片122的连接部分和第二壳体130第一区域131的连接部分131b如图28和29中的箭头标记N所示地弯折并如图22所示设置在电池元件2周边中提供的框架110的侧壁部分110c中。
此后，第二壳体130的第一区域131的边界部分131c热密封到框架110的侧壁部分110c。如图22所示，第一壳体120的连接片122邻接在第一台阶部分113上，而第二壳体130第一区域131的边界部分131c邻接在第二台阶114上，这样就完成了电池组100。
如上所述，第二壳体130的第一区域131的边界部分131c热密封到框架110的侧壁部分110c。因此，第一壳体120的连接片122邻接在第一台阶部分113上，而第二壳体130的第一区域131的边界部分131c邻接在第二台阶114上。结果，避免了第一壳体120和第二壳体130之间的短路。
此外，第一台阶部分113和第二台阶部分114的厚度分别基本上等于第一壳体120和第二壳体130的厚度。因此，第一壳体120和第二壳体130热密封到框架110的侧壁部分110c上，以使框架110的侧壁部分110c平整(flush)。因此，可以避免第一壳体120和第二壳体130分离。
在这样得到的电池组100中，由叠层薄膜形成的第二壳体130还用作电池组的外壳材料。因而，与使用塑料壳作为外壳材料得到的电池组相比可以使体积效率提高10％或者更高。因此，可以改善电池组100的体积密度。
在电池组100中，由于暴露在电池组外的第二壳体130比容纳在电池组中的第一壳体120硬，就可以避免电池元件2由于外部冲击如由坠落引起的损害而变形或内部破坏，并且可以减少电池组外表面上的损伤。因此，在电池组100中，可以防止外观变差。
在电池组100中，第一壳体120的容纳凹槽部分121被第二壳体130的第二区域132覆盖时，第二壳体130的第二区域132沿着作为相对第一区域131的边界的短边向电池元件2的第二表面侧弯折。因此，弯折部分很短，以至于可以避免在弯折部分上产生褶皱等，从而改善外观。
此外，在电池组100中，第二壳体130连接到框架110时，其聚丙烯层123和133被热密封在一起。因此，通过在第二壳体130中提供的小面积边界部分131c就可以在短时间内得到稳定和牢固的连接。
第四实施例
将参考图31和32介绍具有两个用于封装电池组外部的壳体的电池组200，其不同于上述电池组100。
电池组200包括电池元件2、连接板3、框架110、用于封装电池组内部的第一壳体210、用于封装电池组外部的第二壳体220和第三壳体230以及固定部件140。在电池组200中，连接板3和框架110设置在由第一壳体210和第二壳体220封装的电池元件2的周边以把第三壳体230连接到框架110。因此，第二壳体220和第三壳体230还用作电池组的外壳材料。
由于电池元件2、连接板3和固定部件140具有和上述第三实施例中电池组100的电池元件2、连接板3、框架110和固定部件140基本相同的结构，因此，在图中相同的附图标记表示相同的元件并省略其描述。
如图33所示，第一壳体210基本为矩形并具有事先形成的容纳电池元件2的容纳凹槽部分211。在容纳凹槽部分211周边，提供了连接到下述第二壳体220的连接片212。在第一壳体210两个短边的两端形成切除部分213。
第一壳体210具有和上述第三实施例的第一壳体120相同的材料和相同的结构。因此，省略对其的详细介绍。
如图34和35所示，第二壳体220以基本为矩形形成并包括覆盖部分221和要连接到第一壳体210的连接片212的连接部分222，该覆盖部分221覆盖容纳在第一壳体210容纳凹槽部分211中的电池元件2暴露在外的第一表面的
覆盖部分221的面积基本上等于电池元件2的第一表面的面积。连接部分222被形成为在长边和短边方向都大于第一壳体210的连接片212。连接部分222大于第一壳体120连接片212的部分用作连接到框架110侧壁部分110c的边界部分222a。在边界部分222a中，聚丙烯层133暴露在第一壳体210侧。在第二壳体220中，就象在第一壳体210中一样在短边的两端提供切除部分223。
具有上述结构的第二壳体220连接到第一壳体210以覆盖电池元件2的第一表面并形成电池组200的一个主表面。此外，通过将框架110的侧壁部分110c连接到连接部分222的边界部分222a，第二壳体220的连接部分222和第一壳体210的连接片212形成电池组200的侧表面。
第三壳体230形成为基本为矩形，该第一壳体210从与电池元件2第一表面相对的第二表面侧在框架110上面覆盖第一壳体210的容纳凹槽部分211。在第三壳体230的一个短边侧，形成切除部分231以相应于框架110前壁部分110a中形成的凹槽部分。第三壳体230连接到框架110以覆盖第一壳体210的容纳凹槽部分211并形成电池组200的另一主表面。
上述第二壳体220和第三壳体230分别由树脂层和金属层构成，并具有和第三实施例的第二壳体130相同的材料和结构。因此，省略其详细解释。
现在，将在以下说明用于制造具有上述结构的电池组200的方法。首先如图33中的箭头标记O所示，电池元件2容纳在第一壳体210的容纳凹槽部分211中。这时，电池元件2的端子引到第一壳体210的一个短边侧。
然后，如图34所示，第二壳体220从露出电池元件2的一侧叠加在第一壳体210上，以使第二壳体220的聚丙烯层133处于第一壳体210侧中。因此，容纳在第一壳体210容纳凹槽部分211中的电池元件2的暴露在外面的第一表面被第二壳体220所覆盖。
随后，第一壳体210连接到第二壳体220。当第一壳体210连接到第二壳体220时，通过在约170℃下热密封容纳在容纳凹槽部分211中的电池元件2周边的四边，使第一壳体210的连接片212的聚丙烯层123和第二壳体220连接部分222的聚丙烯层133相连。
此时，如图35所示，使用减压泵80来减压和连接。因此，电池元件2被第一壳体210和第二壳体220覆盖并密封。此时，电池元件2的阴极端子21和阳极端子22夹在第一壳体210和第二壳体220连接表面之间以引出到壳体外。
此处，减小压力以吸住第一壳体210的容纳凹槽部分211内部。因此，如图35所示，第一壳体210使容纳在第一壳体210容纳凹槽部分211中的电池元件2截面基本为梯形，其中作为容纳凹槽部分211底面侧的电池元件2的第二表面侧小，作为开口侧的第一表面侧大。
随后，阴极端子21和阳极端子22连接到连接板3的端子部分。然后，如图36中的箭头标记P所示，在由第一壳体210和第二壳体220覆盖并密封的电池元件2的周边，从第一壳体210侧设置框架110。在框架110中设置用于支撑连接了阴极端子21和阳极端子22的连接板3的固定部件140。
这时，连接板3和固定部件140一起设置在框架110中，使固定部件140的接合突起142与框架110中形成的接合凹槽部分112接合，从而将连接板3固定到框架110中。此外，框架110设置在电池元件2的周边，因此，即使电池元件2没有设置在塑料壳中时，也可以确保和使用塑料壳时相同的机械强度和端子的可靠性。如上所述，在减压下电池元件2的截面具有基本为梯形的形状。因此，如图35所示，框架110的侧面壁110c布置在电池元件2的第二表面侧周边部分中形成的空间部分中。因此，可以有效利用无用空间以更加提高体积效率。
然后，如图36中的箭头标记Q所示，第三壳体230设置在布置于第一壳体210容纳凹槽部分211周边中的框架110上壁部分110d上，以使第三壳体230的聚丙烯层133处于容纳凹槽部分211侧内。然后第三壳体230的聚丙烯层133在约170℃下被热密封到框架110上。根据热密封工艺，第三壳体230端部邻接于框架110中设置的第三台阶部分115上，以使框架110上壁部分110d平整。
而且，此时，第一壳体210的连接片212和第二壳体220的连接部分222如图35中的箭头标记R所示地弯折，并沿着在电池元件2周边中提供的框架110的侧壁部分110c排列。此后，第二壳体220的边界部分222c热密封到框架110的侧壁部分110c。如图37所示，根据热密封工艺，第一壳体210的连接片212邻接在第一台阶部分113上，而第二壳体220邻接在第二台阶114上，这样框架110侧壁部分110c就很平整，并且完成了电池组200。
如上所述，第二壳体220的边界部分222c热密封到框架110的侧壁部分110c。因此，第一壳体210的连接片212邻接在第一台阶部分113上，第二壳体220的边界部分222a端部邻接在第二台阶部分114上。结果，避免了第一壳体210和第二壳体220之间的短路。此外，第一台阶部分113和第二台阶部分114的宽度分别等于第一壳体210和第二壳体220的厚度。因此，第一壳体210和第二壳体220热密封到框架110的侧壁部分110c上，以使框架110的侧壁部分110c平整。因此，可以防止第一壳体210和第二壳体220被揭掉。
在这样得到的电池组200中，由叠层薄膜形成的第二壳体220和第三壳体230还用作电池组的外壳材料。因而，与使用塑料壳作为外壳材料得到的电池组相比可以使体积效率提高10％或者更高。
在电池组200中，由于封装电池组外部的第二壳体220和第三壳体230比容纳在电池组中的第一壳体210硬，就可以避免电池元件2由于外部冲击如由坠落引起的损害而变形或内部破坏，并且可以减少电池组外表面上的损伤的产生。因此，在电池组200中，可以防止外观变差。
此外，在电池组200中，第二壳体220连接到框架110时，其聚丙烯层123和133被热密封在一起。因此，通过在第二壳体220中提供的小面积边界部分222a就可以在短时间内得到稳定和牢固的连接。
尽管上面介绍了根据本发明实施例的电池组，但本发明不局限于此，并且可以在不脱离本发明宗旨的条件下在本发明范围内按需要作适当的变动。
根据本发明，电池元件的叠层材料还用作电池组的外壳材料。因此，与使用塑料壳作为外壳材料得到的电池组相比可以使体积效率提高10％或者更高。因此，可以实现对电池组的体积密度的改善。此外，不需要在使用塑料壳时所必须的部件如外壳、带、标签等，因此，可以减少部件数量并降低材料成本。
此外，在本发明中，框架设置在电池元件的周边，因而可以保持与使用塑料壳时相同的机械强度和端子可靠性，因而可以实现较高的可靠性的电池组。
更进一步，在本发明中，电池元件的叠层材料与电池组的壳体共用，因而可以简化设计、可以始终一致地制造电池元件和电池组并可以降低生产成本。此外，可以缩短生产时间以提高生产率。
此外，在根据本发明的电池组中，在电池组外部提供的壳体比在电池组内部提供的壳体更硬。因此，不仅有效利用了通常用于封装电池元件的软壳体的拉伸特性，同时还可以避免电池元件由于外部冲击如由坠落引起的损害而变形或内部破坏，并且可以减少电池组外表面上的损伤。因此，在电池组中，可以防止外观变差。

Claims (24)

1、一种电池组，包括：
具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件；
具有第一区域、第二区域和第三区域的壳体，该第一区域中形成了用于容纳电池元件的容纳凹槽部分，第二区域续接于第一区域形成，第三区域续接于第二区域以基本垂直于第一区域；
设置在容纳电池元件的容纳凹槽部分的周边的框架；和
设置在框架中，与端子连接并具有与外部设备电连接的端子部分的连接板，其中电池元件容纳在凹槽部分中，第二区域位于电池元件引出端子侧相对的一侧中，并相对于第一区域弯折以覆盖暴露在外的电池元件的第一表面以及将第一区域与第二区域相连，容纳在容纳凹槽部分中并由第二区域覆盖的电池元件的端子连接到连接板，该框架设置在容纳了电池元件的容纳凹槽部分周边，该连接板设置在框架中，壳体的第三区域相对于第二区域弯折，与容纳在第一区域容纳凹槽部分中的电池元件第一表面相对并由第一区域和第二区域覆盖的第二表面侧由第三区域覆盖，并且第三区域与第一区域相连。
2、如权利要求1所述的电池组，其中在减压状态下密封由第一区域容纳凹槽部分和第二区域形成的并且其中容纳了电池元件的空间。
3、如权利要求1所述的电池组，其中通过从内部开始按顺序层叠聚丙烯、铝、尼龙形成该壳体，并且使该聚丙烯侧相对并通过热密封互相连接。
4、一种电池组制造方法，包括：
第一步骤，将具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件放在壳体的容纳凹槽部分中，该壳体具有其中形成的用于容纳电池元件的容纳凹槽部分的第一区域、续接于第一区域形成的第二区域和续接于第二区域以基本垂直于第一区域的第三区域；
第二步骤，相对于第一区域弯折第二区域，该第二区域位于与容纳在容纳凹槽部分中的电池元件的端子引出侧相对的一侧，以覆盖暴露在外的电池元件的第一表面并将第一区域与第二区域相连；
第三步骤，将容纳在容纳凹槽部分中并由第二区域覆盖的电池元件的端子连接到连接板，该连接板具有与外部设备电连接的端子部分，在容纳了电池元件的容纳凹槽部分周边提供框架，并在该框架中设置该连接板；
第四步骤，相对于第二区域弯折壳体的第三区域，该第三区域覆盖容纳在第一区域容纳凹槽部分中的并且被第一区域和第二区域覆盖的电池元件第二表面侧；和
第五步骤，连接第三区域和第一区域。
5、如权利要求4所述的电池组制造方法，其中在第二步中由第一区域的容纳凹槽部分和第二区域形成的并且其中容纳了电池元件的空间处于减压状态下时，把第一区域连接到第二区域。
6、如权利要求4所述的电池组制造方法，其中通过从内部开始按顺序层叠聚丙烯、铝、尼龙形成该壳体，并且使该聚丙烯侧相对并通过热密封互相连接。
7、一种电池组，包括：
具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件；
具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和在容纳凹槽部分周边提供的连接片的第一壳体；
至少具有第一区域和第二区域的第二壳体，该第一区域覆盖容纳于容纳凹槽部分中电池元件的暴露在外的第一表面，该第二区覆盖与第一表面相对的第二表面侧；
设置在容纳了电池元件的容纳凹槽部分周边中的框架；和
设置在框架中、与端子连接并具有与外部设备电连接的端子部分的连接板，其中电池元件容纳在第一壳体凹槽的部分中，暴露在外的电池元件第一表面由第二壳体的第一区域覆盖，连接片连接到第一区域，容纳在容纳凹槽部分并被第二壳体的第一区域覆盖的电池元件的端子连接到连接板，该框架设置在容纳了电池元件的容纳凹槽部分周边，该连接板设置在框架中，第二壳体的第二区域相对于第一区域弯折，第二表面侧与容纳在第一壳体容纳凹槽部分中并由第一区域覆盖的电池元件第一表面相对，且该第二表面侧由第二区域覆盖，并且第一壳体连接到第二壳体的第二区域。
8、如权利要求7所述的电池组，其中第二壳体由比第一壳体硬的材料制成。
9、如权利要求7所述的电池组，其中通过从内部开始按顺序层叠聚丙烯、铝、尼龙形成第一壳体，通过热密封连接聚丙烯侧，第二壳体连接到第一壳体，以便使第二壳体处于第一壳体连接片的外部线内，这样，在第一壳体被第二区域覆盖时，处于内部的表面与第一壳体的第一表面侧相对。
10、一种电池组制造方法，包括：
第一步骤，将具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件放在第一壳体的容纳凹槽部分中，该第一壳体具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和在容纳凹槽部分周边提供的连接片；
第二步骤，用第二壳体的第一区域覆盖容纳在容纳凹槽部分中电池元件暴露在外的第一表面，该第二壳体至少具有第一区域和第二区域，该第一区域覆盖第一表面，该第二区域覆盖与第一表面相对的第二表面侧，并且将连接片连接到第一区域；
第三步骤，将容纳在容纳凹槽部分中的并由第二壳体的第一区域覆盖的电池元件的端子连接到连接板，该连接板具有与外部设备电连接的端子部分，在容纳了电池元件的容纳凹槽部分周边设置框架，并将在该框架上提供该连接板；
第四步骤，相对于第一区域弯折第二壳体的第二区域，用第二区域覆盖第二表面侧，该第二表面侧与容纳在第一壳体容纳凹槽部分中且被第一区域覆盖的电池元件的第一表面相对；和
第五步骤，把第一壳体连接到第二壳体的第二区域。
11、如权利要求10所述的电池组制造方法，其中第二壳体由比第一壳体更硬的材料制成。
12、如权利要求10所述的电池组制造方法，其中通过从内部开始按顺序层叠聚丙烯、铝、尼龙形成第一壳体并通过热密封聚丙烯侧连接，在第二步中，第二壳体被连接到第一壳体，以便使使第二壳体处于第一壳体连接片的外部线内，在第五步中通过这种方式将第二壳体连接到第一壳体：当用第二区域覆盖时，处于内部的表面与第一壳体第一表面侧相对。
13、一种电池组，包括：
具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件；
具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和容纳凹槽部分周边所提供连接片的第一壳体；
至少具有第一区域和第二区域的第二壳体，该第一区域覆盖容纳于第一壳体容纳凹槽部分中的电池元件暴露在外的第一表面，该第二区续接于第一区域的一侧被提供，并且该第二壳体比第一壳体硬；
设置在容纳了电池元件的第一壳体的容纳凹槽部分周边的框架；和
设置在框架中的与端子连接的连接板，其中电池元件容纳在第一壳体凹槽部分中，从容纳凹槽部分暴露在外的电池元件第一表面被第二壳体的第一区域覆盖，第一壳体的连接片连接到第二壳体的第一区域，向外引出电池元件端子，容纳在第一壳体的容纳凹槽部分中的并被第二壳体的第一区域覆盖的电池元件的端子连接到连接板，该框架设置在容纳了电池元件的容纳凹槽部分周边，该连接板设置在框架中，以第一区域的一侧为支点，相对于与第一壳体连接片连接的第一区域将第二壳体的第二区域往回弯折到第二表面侧，以用第二壳体的第二区域覆盖第一壳体的容纳凹槽部分，该第二表面侧与容纳在第一壳体容纳凹槽部分的电池元件第一表面相对，并把第二壳体的第二区域连接到该框架。
14、如权利要求13所述的电池组，其中第二壳体是通过层叠树脂层和金属层而形成的叠层薄膜，金属层的维氏硬度是大于等于50Hv并小于等于100Hv。
15、如权利要求13所述的电池组，其中在框架侧面的一个端部，提供与第一壳体往回弯折的连接片端部相接合的第一台阶，在提供了第一台阶的侧面的另一端提供与第二壳体第一区域端部相接合的第二台阶，在框架另一端设置与第二壳体第二区域端部相接合的第三台阶。
16、一种制造电池组的方法，包括：
第一步骤，将具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件放在第一壳体的容纳凹槽部分中，该第一壳体具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和在容纳凹槽部分周边提供的连接片；
第二步骤，用第二壳体的第一区域覆盖第一表面，该第二壳体具有第一区域和第二区域，该电池元件容纳在第一壳体容纳凹槽部分中，第一壳体暴露在该电池元件的外部，该第一区域覆盖该电池元件的第一表面，该第二区域续接于第一区域的一端被提供并且比第一壳体硬，以便向外引出电池元件的端子，并将第一壳体的连接片连接到第二壳体的第一区域；
第三步骤，将容纳在第一壳体容纳凹槽部分中并由第二壳体第一区域覆盖的电池元件端子连接到连接板，在容纳了电池元件的第一壳体容纳凹槽部分周边设置框架，并将该连接板设置在该框架中；和
第四步骤，使用第一区域的一侧作为支点，相对于与第一壳体连接片连接的第一区域，将第二壳体的第二区域往回弯折到第二表面侧，以用第二壳体的第二区域覆盖第一壳体容纳凹槽部分，并且将第二壳体的第二区域连接到框架，其中该第二表面侧与容纳在第一壳体容纳凹槽部分中的电池元件第一表面相对。
17、如权利要求16所述的电池组制造方法，其中第二壳体是通过层叠树脂层和金属层而形成的叠层薄膜，金属层的维氏硬度是大于等于50Hv并小于等于100Hv。
18、如权利要求16所述的电池组制造方法，其中在框架侧面的一个端部，提供有与第一壳体往回弯折的连接片端部相接合的第一台阶，在提供有第一台阶的侧面的另一端提供与第二壳体第一区域端部相接合的第二台阶，在框架另一端提供与第二壳体第二区域端部相接合的第三台阶。
19、一种电池组，包括：
具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件；
具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和在容纳凹槽部分周边提供的连接片的第一壳体；
覆盖容纳在第一壳体容纳凹槽部分中的电池元件暴露在外的第一表面并且硬度大于第一壳体的第二壳体；
在与电池元件第一表面相对的第二表面中，覆盖第一壳体的容纳凹槽部分并且硬度大于第一壳体的第三壳体；
设置在容纳了电池元件的容纳凹槽部分周边的框架；和
设置在框架中与端子连接的连接板，其中电池元件容纳在第一壳体的容纳凹槽部分中，从容纳凹槽部分暴露在外的电池元件第一表面由第二壳体覆盖，以便通过将第一壳体的连接片连接到第二壳体来向外引出电池元件端子，容纳在容纳凹槽部分中并被第二壳体覆盖的电池元件的端子连接到连接板，该框架设置在容纳了电池元件的第一壳体容纳凹槽部分周边，该连接板设置在框架中，在电池元件第二表面侧中，第一壳体的容纳凹槽部分被第三壳体覆盖，并把在电池元件周边提供的框架连接到第三壳体。
20、如权利要求19所述的电池组，其中第二壳体和第三壳体是分别通过层叠树脂层和金属层而形成的叠层薄膜，金属层的维氏硬度是大于等于50Hv并小于等于100Hv。
21、如权利要求19所述的电池组，其中在框架侧面的一个端部，提供有与第一壳体往回弯折的连接片端部相接合的第一台阶，在提供有第一台阶的侧面的另一端提供与第二壳体端部相接合的第二台阶，在框架另一端提供与第三壳体端部相接合的第三台阶。
22、一种制造电池组的方法，包括：
第一步骤，将具有阴极、阳极和聚合物电解质、分别从阴极和阳极引出的端子的电池元件放在第一壳体的容纳凹槽部分中，该第一壳体具有用于容纳电池元件的容纳凹槽部分和在容纳凹槽部分周边提供的连接片；
第二步骤，用比第一壳体硬的第二壳体覆盖容纳在第一壳体容纳凹槽部分中的电池元件暴露在外的第一表面，将第一壳体的连接片连接到第二壳体；
第三步骤，将容纳在第一壳体容纳凹槽部分中并由第二壳体覆盖的电池元件端子连接到连接板，在容纳了电池元件的第一壳体容纳凹槽部分周边设置框架，并在框架和电池元件之间提供连接板；和
第四步骤，在与电池元件第一表面相对的第二表面中，用硬度大于第一壳体的第三壳体覆盖第一壳体的容纳凹槽部分，从而将框架连接到第三壳体，该框架在容纳了电池元件的第一壳体容纳凹槽部分周边提供。
23、如权利要求22所述的电池组制造方法，其中第二壳体和第三壳体是分别通过层叠树脂层和金属层而形成的叠层薄膜，金属层的维氏硬度是大于等于50Hv并小于等于100Hv。
24、如权利要求22所述的电池组制造方法，其中在框架侧面的一个端部，提供有第一壳体往回弯折的连接片端部相接合的第一台阶，在提供有第一台阶的侧面的另一端提供第二壳体端部相接合的第二台阶，在框架另一端提供与第三壳体端部相接合的第三台阶。
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