CN203326006U - 电池模块 - Google Patents

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镰田龙也
渡边均
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Abstract

本实用新型提供一种电池模块,其容易制造且在电极片的连接作业中降低短路事故,是将具有大致矩形的俯视形状的多个薄板电池(10)叠置而成的电池模块(1)。各薄板电池具有从前方边(14f)导出的正极片(11p)及负极片(11n)。相邻的薄板电池的正极片及负极片彼此相对。以多个薄板电池串联连接的方式,将彼此相对的正极片及负极片电连接。将正极片与负极片电连接的导电路径沿与前方边邻接的侧边(14s)平行的折弯线折弯。

Description

电池模块
技术领域
本实用新型涉及多个薄板状的电池叠置而成的电池模块。
背景技术
以锂离子二次电池为代表的非水电解质电池由于能量密度高的特征而作为汽车及摩托车等各种移动设备、便携信息终端、不间断电源装置(UPS(Uninterruptible Power Supply))等的电源来利用。在这种用途中,为了进一步提高能量密度,大多使用由具有挠性的层叠片外装发电要素的薄板状的层叠形锂离子二次电池。并且,为了得到所希望的电池容量,叠置多个薄板状的二次电池并将其串联连接后的电池模块也得以实用(参照例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特许第4499977号说明书
就现有的电池模块的而言,在下侧的薄板电池上叠置别的薄板电池,然后将上下薄板电池的彼此相对的不同极的电极片(即、正极片及负极片)电连接,通过反复这样的作业需要的薄板电池的数量的次数来制造电池模块。
这种电池模块的制造作业由于是立体的作业而难以自动化,需要作业者以手动作业来进行,存在作业效率不好的问题。另外,存在如下问题:在连接上下的薄板电池的不同极的电极片彼此时,连接用的工具误接触要连接的电极片的位于上或下的电极片而有发生短路事故的危险。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种容易制造且在电极片的连接作业中难以发生短路事故的电池模块。
用于解决课题的方案
本实用新型的方案一是一种电池模块,叠置具有大致矩形的俯视形状的多个薄板电池而成,其特征在于,所述多个薄板电池的各个具有从前方边导出的正极片及负极片,相邻的薄板电池的所述正极片及所述负极片彼此相对,以所述多个薄板电池串联连接的方式,将彼此相对的所述正极片及所述负极片电连接,将所述正极片与所述负极片电连接的导电路径沿与所述前方边邻接的侧边平行的折弯线折弯。
方案二是在方案一的电池模块的基础上,其特征在于,通过与所述正极片及所述负极片不同部件的连接部件,将所述正极片及所述负极片电连接,所述连接部件沿所述折弯线折弯。
方案三是在方案一的电池模块的基础上,其特征在于,所述正极片与所述负极片直接连接,所述正极片或所述负极片沿所述折弯线折弯。
方案四是在方案一~方案三中任一项所述的电池模块,其特征在于,电连接后的所述正极片及所述负极片沿与所述前方边平行的折弯线折弯。
方案五是在方案四的电池模块的基础上,其特征在于,所述薄板电池具有发电要素和收纳所述发电要素的外装,在所述薄板电池的单面,与所述发电要素对应的区域相对于密封所述外装的区域突出,从而形成有台阶,所述正极片及所述负极片以如下方式折弯:所述导电路径的至少一部分与沿所述前方边密封所述外装的区域即前方密封部相对且收纳在由所述台阶形成的空间内。
方案六是在方案一~方案五中任一项所述的电池模块,其特征在于,所述导电路径相比所述薄板电池的所述侧边未突出到外侧。
方案七是在方案一~方案六中任一项所述的电池模块,其特征在于,在所述导电路径上设有电压监视用端子。
方案八是在方案一~方案七中任一项所述的电池模块,其特征在于,所述多个电池的各个收纳在外壳内,该外壳具备覆盖所述侧边的侧板。
本实用新型的效果如下。
根据本实用新型,能够提供容易制造,且在电极片的连接作业中难以发生短路事故的电池模块。
附图说明
图1A是从三边密封类型的板状电池的上方观察的立体图,图1B是从其下方观察的立体图。
图2A是从四边密封类型的板状电池的上方观察的立体图,图2B是从其下方观察的立体图。
图3A是表示本实用新型的实施方式1的电池模块的制造方法的一个工序的立体图。
图3B是表示本实用新型的实施方式1的电池模块的制造方法的一个工序的立体图。
图3C是表示本实用新型的实施方式1的电池模块的制造方法的一个工序的立体图。
图3D是表示本实用新型的实施方式1的电池模块的制造方法的一个工序的立体图。
图3E是表示本实用新型的实施方式1的电池模块的制造方法的一个工序的立体图。
图3F是表示本实用新型的实施方式1的电池模块的概略结构的立体图。
图4A是表示本实用新型的实施方式2的电池模块的制造方法的一个工序的立体图。
图4B是表示本实用新型的实施方式2的电池模块的制造方法的一个工序的立体图。
图4C是表示本实用新型的实施方式2的电池模块的制造方法的一个工序的立体图。
图4D是表示本实用新型的实施方式2的电池模块的制造方法的一个工序的立体图。
图4E是表示本实用新型的实施方式2的电池模块的制造方法的一个工序的立体图。
图5是能够最佳用于本实用新型的实施方式2的电池模块的从别的板状电池的上方观察的立体图。
图6A是从本实用新型的实施方式3的电池模块所使用的板状电池的上方观察的立体图,图6B是从本实用新型的实施方式3的电池模块所使用的别的板状电池的上方观察的立体图。
图7是表示本实用新型的实施方式3的电池模块的制造方法的一个工序的立体图。
图8A是从本实用新型的实施方式4的电池模块所使用的板状电池的上方观察的立体图,图8B是正极片折弯成大致L字状的从图8A所示的板状电池的上方观察的立体图。
图9A是从本实用新型的实施方式4的电池模块所使用的别的板状电池的上方观察的立体图,图9B是负极片折弯成大致L字状的从图9A所示的板状电池的上方观察的立体图。
图10是本实用新型的实施方式5的电池模块所使用的、附带电压监视用端子的连接部件的俯视图。
图11A是用图10所示的本实用新型的实施方式5的连接部件连接的、在同一平面上排列的板状电池的立体图。
图11B是用图10所示的本实用新型的实施方式5的连接部件连接的、在同一平面上排列的板状电池的立体图。
图12A及图12B是本实用新型的实施方式5的电池模块所使用的、具备附带电压监视用端子的正极片的板状电池的立体图。
图13A及图13B是本实用新型的实施方式5的电池模块所使用的、具备附带电压监视用端子的正极片的板状电池的立体图。
图14是在本实用新型的实施方式6中,表示安装电池模块的输出端子的工序的立体图。
图15是表示构成本实用新型的实施方式7的电池模块的板状电池和收纳该板状电池的外壳的分解立体图。
图中:
1、2—电池模块,10、10a、10b、10c、20、310、310’、410、410’—薄板电池,11p、311p、411p—正极片,11n、311n、411n—负极片,13—层叠片(外装),14f-前方边,14s—侧边,15f-前方密封部,16—突出区域,30a、30b、31—连接部件,41、42、43、44—折弯线,50—外壳,52—侧板,51—电压监视用端子,52p、52n—输出端子,301、401—桥接部。
具体实施方式
本实用新型的电池模块是叠置具有大致矩形的俯视形状的多个薄板电池而成的电池模块。所述多个薄板电池的各个具有从前方边导出的正极片及负极片。相邻的薄板电池的所述正极片及所述负极片彼此相对。以所述多个薄板电池串联连接的方式,将彼此相对的所述正极片及所述负极片电连接。将所述正极片与所述负极片电连接的导电路径沿与所述前方边邻接的侧边平行的折弯线折弯。
在上述本实用新型的电池模块中,优选通过与所述正极片及所述负极片不同部件的连接部件,将所述正极片及所述负极片电连接,所述连接部件沿所述折弯线折弯。该场合,优选所述连接部件沿着所述折弯线折弯。根据该结构,无需对正极片及负极片进行设计变更,使用既有的薄板电池,只重新准备连接部件就能够构成本实用新型的电池模块。因此,能够实现电池模块的低成本化。
或者,在上述本实用新型的电池模块中,也可以直接连接所述正极片和所述负极片。该场合,优选所述正极片或所述负极片沿着所述折弯线折弯。根据该结构,由于正极片和负极片直接连接,因此能够抑制导电路径的连接电阻的增加。另外,由于不需要连接部件,因此能够削减构成电池模块的部件件数。
在上述本实用新型的电池模块中,优选电连接的所述正极片及所述负极片沿着与所述前方边平行的折弯线折弯。由此,能够减少导电路径的从前方边突出的突出量,因此能够降低外力作用于导电路径上、或者因导电路径而短路的可能性。
在上述结构中,优选所述薄板电池具有发电要素和容纳所述发电要素的外装。该场合,优选在所述薄板电池的单面,与所述发电要素对应的区域相对于密封所述外装的区域突出,从而形成有台阶。优选所述正极片及所述负极片以如下方式折弯:所述导电路径的至少一部分与沿所述前方边密封所述外装的区域即前方密封部相对且收纳在由所述台阶形成的空间内。根据该结构,由于导电路径的一部分收纳在由台阶形成的空间内,因此能够进一步降低外力作用在导电路径上或者因导电路径发生短路的可能性。而且,能够抑制因正极片及负极片折弯引起的电池模块的厚度的增加。
在上述本实用新型的电池模块中,优选所述导电路径相比所述薄板电池的所述侧边未突出到外侧。由此,在将电池模块收纳在箱体内的情况下,能够降低导电路径与箱体的内表面接触而短路的可能性。
在上述本实用新型的电池模块中,优选在所述导电路径上设有电压监视用端子。由此,能够容易监视构成电池模块的各薄板电池的电压。
在上述本实用新型的电池模块中,优选所述多个电池的各个收纳在外壳内,该外壳具备覆盖所述侧边的侧板。由此,能够提供更加容易制造的电池模块。而且,在将电池模块收纳在箱体内的情况下,对降低电池模块在箱体内的位置偏移或散热等有利。
以下,一边表示优选的实施方式一边对本实用新型进行详细说明。但是,不言而喻,本实用新型并不限定于以下的实施方式。为了便于说明,在以下的说明中参照的各图仅简单地表示本实用新型的实施方式的构成部件中、为了说明本实用新型所需的主要部件。因此,本实用新型可具备以下的各图中未示出的任意的构成部件。另外,以下各图中的部件的尺寸并非忠实地表示实际的构成部件的尺寸及各部件的尺寸比率等。
(板状电池的结构)
首先,对本实用新型的电池模块所使用的薄板电池(以下简称为“电池”)的概略结构进行说明。
就本实用新型的电池而言,俯视形状为大致矩形,具有相比该大致矩形的纵横尺寸而厚度较薄的薄板形状。进行电输出的正极片及负极片从呈大致矩形的外缘的四边中通用的一边(通常为短边)导出。电池的种类没有特别限制,但优选二次电池、其中特别优选锂离子二次电池。在以下的说明中,以由具有挠性的片外装发电要素后的层叠形锂离子二次电池为例,对本实用新型的电池进行说明。
图1A是从三边密封类型的电池10的上方观察的立体图,图1B是从其下方观察的立体图。该电池10在由层叠片13构成的外装内与电解液一起封入具有大致矩形的俯视形状的薄板状的发电要素(未图示)。发电要素是通过分离件交替层压正极和负极而成的电极层叠体,正极是在正极集电体的规定区域的两面涂敷形成包含正极活性物质的正极合剂层而成的,负极是在负极集电体的规定区域的两面涂敷形成包含负极活性物质的负极合剂层而成的。层叠片13是在由铝等构成的基层的、与发电要素相对的一侧的面上层压热融性树脂层(例如改性聚烯烃层)的具有挠性的多层片。一枚矩形的层叠片13以夹着发电要素的方式在后方边(一方的短边)14r对折,沿着后方边14r以外的三边重合,并用热密封法进行密封。
将正极片11p及负极片11n从与后方边14r相对的前方边(另一方的短边)14f导出。正极片11p及负极片11n具有长方形状,沿着与前方边14f正交的方向(即、与前方边14f邻接的一对侧边(长边)14s平行的方向)延伸。正极片11p由例如铝的薄板构成,与构成发电要素的正极集电体(未图示)在正极焊接部12p焊接。另外,负极片11n由例如铜的薄板、镀镍后的铜的薄板、或者铜/镍的包层材料等构成,与构成发电要素的负极集电体(未图示)在负极焊接部12n焊接。正极焊接部12p及负极焊接部12n被夹在重合的层叠片13之间,沿着前方片14f在作为密封层叠片13的区域的前侧密封部15f密封。
层叠片13比发电要素薄,而且具有挠性。因此,如图1A所示,在电池10的一侧的表面,与发电要素对应的长方形的区域16相对于沿着除后方边14r以外的电池10的三边14f、14s、14s的层叠片13的密封区域突出,由此,在突出区域16与密封区域之间形成台阶。另一方面,如图1B所示,电池10的另一侧的表面呈大致同一平面。在本实用新型中,为了便于说明,将图1A所示的、由发电要素形成长方形的突出区域16的一侧的面称为电池10的“上表面”,将图1B所示的为大致平面的一侧的面称为电池10的“下表面”。另外,将上表面侧称为电池10的“上侧”,将下表面侧称为电池10的“下侧”。将连接电池10的上表面和下表面的方向称为电池10的“厚度方向”。此外,上述的“上”及“下”并不意味着电池10的实际使用状态的“上”及“下”。
图2A是从四边密封类型的电池20的上方观察的立体图,图2B是从其下方观察的立体图。该电池20的外装由两枚层叠片构成,这一点与外装由单一的层叠片构成的图1A及图1B所示的电池10不同。即、如果将图2A与图1A比较,为了能够容易地理解,在电池20中,用两枚矩形状的层叠片13夹住发电要素,沿着包含后方边14r在内的四边将两枚层叠片13重合并利用热密封法密封。因此,如图2A所示,电池20的上表面的与发电要素对应的长方形的区域16相对于沿着电池20的四边14f、14s、14s、14r的密封区域突出。除了外装的结构以外,图2A及图2B的电池20与图1A及图1B的电池10相同。在图2A及图2B中,对于与图1A及图1B相同的部件附注同一符号并省略其说明。
(实施方式1)
对叠置图1A及图1B所示的三个电池10的本实施方式1的电池模块1的制造方法进行说明。在以下的说明中,在需要区别三个电池及其构成部件的场合,对这些符号附加“a”、“b”、“c”。
首先,准备图1A及图1B所示的三个电池10(电池10a、10b、10c)。
其次,如图3A所示,将三个电池10a、10b、10c以其上表面为上侧,以供正极片11p及负极片11n导出的前方边14f及其相反侧的后方边14r分别沿一条直线的方式排列在同一平面上。其结果,负极片11n和正极片11p沿三个电池10a、10b、10c的配置方向交替排列。优选以不分离的方式将相邻电池彼此用粘接带(未图示)等连接。例如,可以沿相邻电池的邻接的侧边14s以将粘接带架设在相邻电池之间的方式粘贴,或者,也可以沿前方边14f及后方边14r对三个电池10a、10b、10c连续地粘贴粘接带。
其次,如图3B所示,在相邻电池之间电连接相邻负极片11n和正极片11p。即、连接电池10a的正极片11p和电池10b的负极片11n,连接电池10b的正极片11p和电池10c的负极片11n。其结果,三个电池10a、10b、10c串联连接。
相邻的正极片11p和负极片11n的连接方法没有特别限制,但在本实施方式1中,如图3B所示,通过在正极片11p与负极片11n之间架设长方形状的连接部件30a、30b而在两电极片11n、11p之间形成导电路径。连接部件30a、30b和电极片11n、11p的连接方法没有特别限制,能够使用例如超声波焊接、电阻焊接、激光焊接、铆接、利用导电性粘接剂的粘接等各种方法。
连接部件30a、30b的材料能够根据与之连接的电极片11n、11p的材料、以及与电极片11n、11p的连接方法等来选择。作为连接部件30a、30b,能够使用例如铜/铝的双层层压包层材料。
如图3B所示,将长方形状的连接部件30a、30b架设在相邻的正极片11p的前端及负极片11n的前端上地载置,连接连接部件30a、30b与电极片11n、11p。由于连接部件30a、30b与电极片11n、11p的连接部位在同一平面上沿一条直线周期性地排列,因此连接作业的自动化容易。例如能够使用辊式超声波焊接机沿电池10a、10b、10c的排列方向连续地焊接,根据该方法,能够在极短的时间进行所有的连接。当然,也可以用手动作业依次进行连接部件30a、30b与电极片11n、11p的连接。不论用哪种方法,由于连接部件30a、30b与电极片11n、11p的连接部位在同一平面上沿一条直线排列,在对某连接部位进行连接时,连接用的工具与其它电极片误接触而引起短路事故的危险性极低。
接着,将连接有连接部件30b的正极片11p及负极片11n沿与前方边14f平行的图3B的双点划线41进行内折(谷折り),如图3C所示,使连接部件30b重叠在电池10b、10c的前方密封部15f(参照图1A)上。连接部件30b以及与之连接的正极片11p及负极片11n的部分收纳在由电池10b、10c的前方密封部15f和突出区域16形成的台阶内。
其次,在图3C中,以电池10a与电池10b的各自的下表面彼此相对且重叠的方式,沿电池10a与电池10b之间的双点划线42将连接部件30a进行外折(山折り),以电池10b与电池10c的各自的上表面彼此相对且并重叠的方式,沿电池10b与电池10c之间的双点划线43将连接部件30b进行上翻折。双点划线42、43与电池10a、10b、10c的侧边14s平行。
图3D表示重叠后的电池10a及电池10b与电池10c重叠之前的状态。连接电池10a及电池10b之间的连接部件30a对折,连接有连接部件30a的电池10a的正极片11p与电池10b的负极片11n相对。将该连接部件30a连接的正极片11p及负极片11n沿与前方边14f平行的双点划线44内折,如图3E所示,将对折后的连接部件30a重叠在电池10a的前方密封部15f(参照图1A)上。连接部件30a以及与之连接的正极片11p及负极片11n的部分收纳在由前方密封部15f和突出区域16形成的台阶内。并且,使重叠后的电池10a及电池10b重叠在电池10c上。于是,得到如图3F所示那样的本实施方式1的电池模块1。连接电池10b及电池10c之间的连接部件30b对折,连接有连接部件30b的电池10b的正极片11p与电池10c的负极片11n相对。
在上述的电池模块1的制造方法中,也可以在将重叠后的电池10a、10b与电池10c重叠之后进行沿双点划线44(参照图3E)的正极片11p及负极片11n的折弯。另外,也可以在沿双点划线43(参照图3C)将连接部件30b对折使电池10b与电池10c重叠之后,使重叠后的电池10b、10c与电池10a重叠。
如上所述,根据本实施方式1的电池模块1的制造方法,如图3B所示,在将构成电池模块1的全部电池在同一平面上沿一条直线上排列的状态下,将这些电池串联连接。因此,电极片的连接工序简单,不需要熟练的经验,自动化也容易。另外,发生短路事故的危险性也低。
在将全部电池串联连接后,将电池依次重叠。由于相邻的电池已经连接,因此该重叠工序也简单,能够在短时间进行。
因此,根据本实施方式1,能够安全且效率良好地制造电池模块。
图3F所示的电池模块1具备串联连接的三个电池10a、10b、10c。并且,通过电池模块1的两端的电极片、即、电池10a的负极片11n(11na)及电池10c的正极片11p(11pc)对电池模块1进行充电或放电。
连接部件30a、30b以与电池的前方密封部15f重叠的方式,将与连接部件30a、30b连接的正极片11p及负极片11n折弯。因此,如图3F所示,仅未连接连接部件30a、30b的正极片11pc及负极片11na与其它正极片11p及负极片11n相比,从前方边14f较大地突出。因此,即使在将电池模块1收纳在箱体(即收纳电池模块1的容器)内的状态下施加冲击或振动,连接部件30a、30b、与之连接的正极片11p及负极片11n与箱体的内表面碰撞而对其施加外力的可能性也较小。由此,降低连接部件30a、30b、电极片11p、11n变形、短路的可能性。另外,在图3F的状态下,在成为对电池模块1的电力输入输出的端子的电池10a的负极片11na及电池10c的正极片11pc上连接配线的作业容易,另外,在该作业时,该配线与连接部件30a、30b短路的可能性降低。
连接部件30a、30b收纳在由电池的上表面侧的突出区域16和前方密封部15f形成的台阶内。因此,即使使连接部件30a、30b重叠在前方密封部15f上,连接部件30a、30b也不会比突出区域16突出到上侧,而且也不会增大电池模块1的厚度。
对折后的连接部件30a、30b不会从电池10a、10b、10c的两侧边14s向外侧突出。而且,如上所述,连接部件30a不会比电池10a的突出区域16突出到上侧。因此,在将电池模块1收纳在具有由金属等导电性材料构成的内表面的箱体内的情况下,连接部件30a、30b不与箱体的内表面接触。由此,能够防止短路。
在上述的说明中,对由三个电池10a、10b、10c构成的电池模块1进行了说明,但构成本实施方式1的电池模块1的电池10的数量并不限定于三个,也可以是四个以上。不论电池10的数量如何,与图3A同样地,将n个(n为3以上的整数)的电池10a、10b、10c、…、10n以前方边14f呈一条直线且正极片11p及负极片11n交替配置的方式排列在同一平面上。接着,如图3B所示,将相邻的电池10的正极片11p与负极片11n通过n-1个连接部件(连接部件30a、30b、…、30n-1)连接。其次,如图3C所示,每隔一个连接部件(偶数目的连接部件)以重叠在前方密封部15f上的方式,将与该连接部件连接的正极片11p及负极片11n折弯。接着,如图3D~图3F所示,以将多个连接部件中的、在图3C中重叠在前方密封部15f上的连接部件(第偶数个的连接部件)内折、其以外的连接部件(第奇数个的连接部件)外折的方式将相邻的电池相互重叠。然后,如图3E所示,以对折后的奇数面的连接部件重叠在前方密封部15f上的方式,将与该连接部件连接的正极片11p及负极片11n折弯。于是,能够得到串联连接的n个电池10叠置而成的本实施方式1的电池模块1。
在上述的说明中,如图3C及图3E所示,以连接部件重叠在前方密封部15f上的方式将与该连接部件连接的正极片11p及负极片11n折弯,但在本实用新型中,也可以省略将该正极片11p及负极片11n折弯的工序。在这样得到的电池模块1中,连接部件与电池模块1的两端的负极片11na及正极片11pc同样地,从电池10的前方边14f向外侧突出。
(实施方式2)
以与实施方式1的不同点为中心说明叠置图1A及图1B所示的三个电池10而成的本实施方式2的电池模块2的制造方法。在以下的说明中,在需要区别三个电池及其构成部件的情况下,对这些符号附加“a”、“b”、“c”。
首先,准备图1A及图1B所示的三个电池10(电池10a、10b、10c)。
接着,如图4A所示,三个电池10a、10b、10c以其上表面为上侧,以导出正极片11p及负极片11n的前方边14f及其相反侧的后方边14r分别沿一条直线的方式排列在同一平面上。该工序与实施方式1的图3A相同。与实施方式1的3A相关的说明在本实施方式2中也同样适用。
其次,如图4B所示,在相邻的电池之间用连接部件30a、30b电连接彼此相邻的负极片11n和正极片11p,将三个电池10a、10b、10c串联连接。该工序与实施方式1的图3B相同。与实施方式1的3B相关的说明在本实施方式2中也同样适用。
其次,将连接有连接部件30a、30b的正极片11p及负极片11n沿与前方边14f平行的图4B的双点划线41内折,如图4C所示,使连接部件30a、30b重叠在电池10a、10b、10c的前方密封部15f(参照图1A)上。连接部件30a、30b及与之连接的正极片11p及负极片11n的部分收纳在由前方密封部15f和突出区域16形成的台阶内。在实施方式1中,如图3C所示,仅使连接部件30b重叠在前方密封部15f上,与此相对地,在本实施方式2中,如图4C所示,使全部连接部件30a、30b重叠在前方密封部15f上。
其次,在图4C中,以电池10a与电池10b的各自的下表面彼此相对地重叠的方式,沿电池10a与电池10b之间的双点划线42将连接部件30a外折,以电池10b与电池10c的各自的上表面彼此相对地重叠的方式,沿电池10b与电池10c之间的双点划线43将连接部件30b内折。双点划线42、43与电池10a、10b、10c的侧边14s平行。
图4D表示重叠后的电池10a及电池10b与电池10c重叠之前的状态。连接电池10a及电池10b之间的连接部件30a对折,连接部件30a连接的电池10a的正极片11p与电池10b的负极片11n相对。如果将图4D与表示实施方式1的图3D比较,为了能够容易地理解,对折后的连接部件30a覆盖电池10a、10b的侧边14s的一部分。并且,使重叠后的电池10a及电池10b与电池10c重叠。于是,得到图4E所示那样的本实施方式2的电池模块2。连接电池10b及电池10c之间的连接部件30b对折,连接部件30b连接的电池10b的正极片11p与电池10c的负极片11n相对。
在上述的电池模块1的制造方法中,也可以在沿双点划线43(参照图4C)将连接部件30b对折而使电池10b与电池10c重叠后,使重叠后的电池10b、10c与电池10a重叠。
如上所述,根据本实施方式2的电池模块2的制造方法,如图4B所示,将构成电池模块1的全部电池在同一平面上沿一条直线上排列,并将这些电池串联连接。因此,电极片的连接工序简单,不需要熟练的经验,自动化也容易。另外,发生短路事故的危险性也低。
在将全部电池串联连接后,将电池依次重叠。由于相邻的电池已经连接,因此该重叠工序也简单,能够在短时间进行。
因此,根据本实施方式2,与实施方式1同样,能够安全且效率良好地制造电池模块。
在本实施方式2中,如图4C所示,以全部连接部件30a、30b重叠在前方密封部15f上的方式,将与该连接部件30a、30b连接的正极片11p及负极片11n折弯。因此,与实施方式1相比,能够更加效率良好地制造电池模块。
图4E所示的电池模块2与实施方式1的电池模块1(参照图3F)同样,具备串联连接的三个电池10a、10b、10c。并且,通过电池模块2的两端的电极片、即、电池10a的负极片11n(11na)及电池10c的正极片11p(11pc)对电池模块1进行充电或放电。
与实施方式1的电池模块1(参照图3F)同样,以连接部件30a、30b重叠在电池的前方密封部15f上的方式,将与连接部件30a、30b连接的正极片11p及负极片11n折弯。因此,即使在将电池模块2收纳在箱体内的状态下施加冲击或振动,连接部件30a、30b、与之连接的正极片11p及负极片11n与箱体的内表面碰撞而对其施加外力的可能性也较小。由此,降低连接部件30a、30b、电极片11p、11n变形、短路的可能性。另外,在图4E的状态下,在成为对电池模块2输入输出电力的端子的电池10a的负极片11na及电池10c的正极片11pc连接配线的作业容易,另外,在该作业时,该配线与连接部件30a、30b短路的可能性降低。
与实施方式1的电池模块1(参照图3F)同样,连接部件30a、30b收纳在由电池的上表面侧的突出区域16和前方密封部15f形成的台阶内。因此,即使使连接部件30a、30b重叠在前方密封部15f上,连接部件30a、30b也不会比突出区域16突出到上侧,而且也不会增大电池模块1的厚度。
与实施方式1的电池模块1不同,在本实施方式2中,如在图4D中说明的那样,外折后的连接部件30a覆盖电池10a、10b的侧边14s的一部分。因此,在将电池模块2收纳在具有由金属等导电性材料构成内表面的箱体的情况下,或许存在连接部件30a与箱体的内表面接触而发生短路的可能性。为了避免这种情形,也可以如例如图5所示,将由连接部件30a覆盖的外装的侧边14s的部分19在不对外装的密封特性带来不良影响的范围切割。由于外折后的连接部件30a收纳在该切口19内,因此可降低连接部件30a与箱体的内表面接触而发生短路的可能性。
在上述的说明中,对由三个电池10a、10b、10c构成的电池模块2进行了说明,但构成本实施方式2的电池模块1的电池10的数量并不限定于三个,也可以是四个以上。不论电池10的数量如何,与图4A同样地,将n个(n为3以上的整数)的电池10a、10b、10c、…、10n以前方边14f呈一条直线且正极片11p及负极片11n交替配置的方式排列在同一平面上。接着,如图4B所示,将相邻的电池10的正极片11p与负极片11n通过n-1个连接部件(连接部件30a、30b、…、30n-1)连接。其次,如图4C所示,以全部连接部件与前方密封部15f重叠的方式将与该连接部件连接的正极片11p及负极片11n折弯。接着,如图4D~图4F所示,以多个连接部件交替地外折及内折的方式(即、第奇数个的连接部件外折、第偶数个的连接部件内折),使相邻电池相互重叠。于是,能够得到串联连接的n个电池10叠置而成的本实施方式2的电池模块2。
在上述的说明中,如图4C所示,以连接部件与前方密封部15f重叠的方式将与该连接部件连接的正极片11p及负极片11n折弯,但在本实用新型中,也可以省略将该正极片11p及负极片11n折弯的工序。在这样得到的电池模块2中,连接部件与电池模块2的两端的负极片11na及正极片11pc同样地从电池10的前方边14f向外侧突出。
(实施方式3)
在上述的实施方式1、2中,为了电连接相邻的电池10而使用了连接部件。对此,在本实施方式3中,不使用连接部件电连接相邻的电池。
图6A是从本实用新型的实施方式3的电池模块所使用的电池310的上方观察的立体图。该电池310的正极片311p在其前端具有与前方边14f大致平行地延伸的桥接部301,作为整体具有大致L字形状的俯视形状。桥接部301相比接近正极片311p的侧边14s突出到外侧。在本实施方式3中,代替施方式1的图3A及实施方式2的图4A所示的电池10a、10b,而使用图6A的电池310。
图7是表示代替实施方式1、2的电池10a、10b而使用两个电池310,并将三个电池与图3A及图4A中说明的方法同样地排列在同一平面上的状态的立体图。电池310的正极片311p的桥接部301的前端重叠在与同该电池310的正极片311p侧邻接的电池的负极片11n的前端。在该状态下,将重叠后的桥接部301与负极片11n电连接。连接方法与实施方式1的图3B及实施方式2的图4B中说明的方法同样。于是,三个电池310、310、10c串联连接。图7相当于实施方式1的图3B及实施方式2的图4B。然后,与实施方式1或实施方式2同样地,能够制造本实施方式3的电池模块。在实施方式1、2中,连接部件30a、30b与电池的前方密封部15f重叠,但在本实施方式3中,桥接部301与电池的前方密封部15f重叠。
在图7中,对制造具备三个电池的电池模块的情况进行了说明,但也能够使用本实施方式3的电池310构成具备四个以上的电池的电池模块。如在实施方式1、2中说明的那样,在将n个(n为3以上的整数)的电池10a、10b、10c、…、10n排列在同一平面上的情况下,只要将第n个电池10n以外的电池置换为本实施方式3的电池310即可。
在图6A中,正极片311p具有大致L字形状,但也可以如图6B所示,负极片311n具有大致L字形状的俯视形状。与负极片311n的前方边14f大致平行地延伸的桥接部301相比接近负极片311n的侧边14s突出到外侧。图6B所示的电池310’能够与实施方式1的图3A及实施方式2的图4A所示的电池10b、10c置换来使用。如实施方式1、2中说明的那样,在将n个(n为3以上的整数)电池10a、10b、10c、…10n排列在同一平面上的情况下,将第一个电池10a以外的电池置换为图6B所示的电池310’即可。
虽然省略了图示,但也可以使用具有大致L字形状的正极片311p和具有大致L字形状的负极片311n的电池来构成电池模块。该场合,在相邻的电池之间,正极片311p的桥接部与负极片311n的桥接部电连接。
在实施方式1、2中,为了将电池模块串联连接,使用与正极片11p及负极片11n不同的连接部件,在正极片11p及负极片11n与连接部件之间的连接部位,连接电阻增加。在本实施方式3中,由于不使用连接部件而是直接连接正极片与负极片,因此能够抑制电连接正极片与负极片的导电路径的连接电阻的增加。另外,由于不需要连接部件,因此能够削减构成电池模块的部件件数。
本实施方式3除了上述以外,与实施方式1、2相同。实施方式1、2的说明能够同样地适用于本实施方式3。
(实施方式4)
与上述的实施方式3相同,本实施方式4也不使用连接部件电连接相邻的电池。
图8A是从本实用新型的实施方式4的电池模块所使用的电池410的上方观察的立体图。该电池410的正极片411p比负极片11n长。在本实施方式4中,将相对长的正极片411p如图8B所示,以俯视形状为大致L字形状的方式折弯成大致直角。将折弯后的正极片411p的前端的与前方边14f大致平行地延伸的部分称为桥接部401。桥接部401相比接近正极片411p的侧边14s突出到外侧。代替实施方式1的图3A及实施方式2的图4A所示的电池10a、10b,使用图8B的电池410。使用了图8B的电池410的本实施方式4的电池模块的制造方法与使用了电池310的实施方式3相同。
在图8A中,使正极片411p比负极片11n长,但也可以如图9A所示,使负极片411n比正极片11p长。该场合,将相对长的负极片411n如图9B所示,以俯视形状为大致L字形状的方式折弯成大致直角。将折弯后的负极片411n的前端的与前方边14f大致平行地延伸的部分称为桥接部401。桥接部401相比接近负极片411n的侧边14s突出到外侧。代替实施方式1的图3A及实施方式2的图4A所示的电池10b、10c,使用图9B的电池410’。使用了图9B的电池410’的本实施方式4的电池模块的制造方法与使用了电池310’的实施方式3相同。
虽然省略了图示,但也可以使用具有折弯成大致L字形状的正极片411p和折弯成大致L字形状的负极片411n的电池来构成电池模块。该场合,在相邻的电池之间,正极片411p的桥接部与负极片411n的桥接部电连接。
与实施方式3中说明的方法同样,能够使用本实施方式4的电池来构成具备四个以上的电池的电池模块。
本实施方式4与实施方式3同样,由于不使用连接部件直接连接正极片与负极片,因此能够抑制电连接正极片与负极片的导电路径的连接电阻的增加。另外,由于不需要连接部件,因此能够削减构成电池模块的部件件数。
在本实施方式4中,与实施方式3不同,由于正极片及负极片不必具有大致L字形状的复杂形状,因此正极片及负极片的制造容易,有利于成本降低。
本实施方式4除了上述以外,与实施方式1~3相同。实施方式1~3的说明能够同样地使用于本实施方式4。
(实施方式5)
有需要监视构成电池模块的多个电池的各个的电压的情况。在本实施方式5中,通过在相邻的电池之间电连接正极片与负极片的导电路径上设置电压监视用端子,能够监视各电池的电压。
如实施方式1、2那样,在使用连接部件电连接相邻的电池的情况下,作为连接部件,能够使用图10所示那样的附带电压监视用端子51的连接部件31。该连接部件31的电压监视用端子51从相对的侧边的一方突出,这一点与实施方式1、2的连接部件30a、30b不同。电压监视用端子51的形状并不限定于图10,是任意的。另外,在图10中,电压监视用端子51设置在从连接部件31的长度方向的中央稍微偏移的位置上,但电压监视用端子51在连接部件31的长度手方向的位置并不限定于此。
图11A是在相邻的电池之间用连接部件31电连接负极片11n和正极片11p的三个电池10a、10b、10c的立体图。使电压监视用端子51处于电池侧,连接部件31的两端与负极片11n的前端及正极片11p的前端连接。图11A相当于实施方式1的图3B及实施方式2的图4B。然后,与实施方式1或实施方式2同样地,能够制造本实施方式5的电池模块。如实施方式1、2中说明的那样,在以连接部件31与电池的前方密封部15f重叠的方式,将连接部件31连接的正极片11p及负极片11n折弯,因此在最终得到的电池模块中,电压监视用端子51向与电池相反侧突出。通过对各电压监视用端子31实施配线,从而能够监视构成电池模块的各电池10a、10b、10c的电压。
此外,在不以连接部件31与电池的前方密封部15f重叠的方式折弯正极片11p及负极片11n的情况下,如图11B所示,使电压监视用端子51处于与电池相反侧,连接部件31的两端与负极片11n的前端及正极片11p的前端连接。
如实施方式3、4那样,在不使用连接部件电连接相邻的电池的情况下,能够在构成相邻的电池之间的导电路径的电极片的桥接部301、401一体地设有电压监视用端子51。
图12A表示在实施方式3的图6A所示的电池310的具有大致L字形状的正极片311p的桥接部301设置电压监视用端子51的例子。由于以桥接部301与电池的前方密封部15f重叠的方式折弯正极片311p,因此与图11A同样,电压监视用端子51设置在桥接部301的电池侧(发电要素侧)的侧边。此外,在不以桥接部301与电池的前方密封部15f重叠的方式折弯正极片311p的情况下,如图12B所示,将电压监视用端子51设置在与桥接部301的电池(发电要素)相反侧的侧边。
如实施方式3的图6B所示,在负极片311n具有大致L字形状的情况下,虽然省略了图示,但也可以与图12A及图12B同样地,将电压监视用端子51设置在该负极片311n的桥接部301的电池侧(发电要素侧)或与之相反侧的侧边。
这样,使用在具有大致L字形状的正极片311p或负极片311n的桥接部301设置电压监视用端子51的电池,与实施方式3同样地,能够得到本实施方式5的电池模块。
图13A表示在实施方式4的图8A所示的电池410的相对较长的正极片411p的成为桥接部401(参照图8B)的部分设置电压监视用端子51的例子。由于以桥接部401与电池的前方密封部15f重叠的方式折弯正极片411p,因此电压监视用端子51设置在正极片411p的负极片11n侧的侧边。此外,在不以桥接部401与电池的前方密封部15f重叠的方式折弯正极片411p的情况,如图13B所示,将电压监视用端子51设置在正极片411p的与负极片11n相反侧的侧边。
如实施方式4的图9A及图9B所示,在使负极片411n相对较长的情况下,虽然省略图示,但也可以与图13A及图13B同样地,将电压监视用端子51设置在该负极片411n的桥接部401的正极片11p侧或与之相反侧的侧边。
这样,使用在相对较长的正极片411p或负极片411n的成为桥接部401的部分设置电压监视用端子51的电池,与实施方式4同样地,能够得到本实施方式5的电池模块。
根据本实施方式5,由于在连接相邻的电池之间的导电路径上设置电压监视用端子51,因此能够监视构成电池模块的各电池的电压。
另外,由于电压监视用端子51一体地设置在构成导电路径的连接部件、正极片或负极片上,因此不需要用于将电压监视用端子51安装在导电路径上的工序。另外,能够避免将电压监视用端子51作为不同部件安装在导电路径上时的部件件数的增加、以及在导电路径与电压监视用端子51的连接部产生的连接电阻的增加。
(实施方式6)
在本实施方式6中,在串联连接的多个电池的两端的正极片11p及负极片11n上安装对电池模块的输出端子。
图14是表示将安装作为输出端子的正极端子52p及负极端子52n的工序应用于实施方式1的图3B及实施方式2的图4B的情况的立体图。电池10a的负极片11n的前端与负极端子52n的一端重叠地连接。另外,电池10c的正极片11p的前端与正极端子52p的一端重叠地连接。输出端子52p、52n与电极片11p、11n的连接方法没有特别限制,优选与连接部件30a、30b和电极片11p、11n的连接方法相同的方法。
输出端子52p、52n和电极片11p、11n的连接优选与连接部件30a、30b和电极片11p、11n的连接同时进行。为了能够从图14容易地理解,电极片11p、11n沿一条直线周期性地排列在同一平面上。因此,容易将这些连接作业自动化。另外,在连接输出端子52p、52n与电极片11p、11n时,连接用的工具与其它电极片误接触而引起短路事故的危险性极低。
输出端子52p、52n的形状、尺寸是任意的。为了容易固定配线,也可以在连接输出端子52p、52n的与电极片11p、电极片11n连接的一侧相反侧的端部形成贯通孔,或者也可以用焊接或铆接等方法安装螺母。输出端子52p、52n的材料没有特别限制,考虑与电极片11p、11n的连接容易性、对输出端子52p、52n配线的连接容易性等来适当选择即可。
图14相当于实施方式1的图3B及实施方式2的图4B。然后,与实施方式1或实施方式2同样地,能够制造本实施方式6的电池模块。
在实施方式3~5的电池模块中,也可以与上述同样地安装正极端子52p及负极端子52n。
本实施方式6通过安装对电池模块的输出端子52p、52n,从而对电池模块的配线变得容易。
另外,通过将输出端子52p、52n与电极片11p、11n连接的工序、与将构成电池模块的全部电池以在同一平面上排列在一条直线上的状态串联连接的工序(例如,实施方式1的图3、实施方式2的图4)同时进行,从而能够降低短路事故,并且能够效率良好地进行安装输出端子52p、52n的工序。
(实施方式7)
在本实施方式7中,构成电池模块的多个电池的各个分别保持在外壳内。
图15是表示收纳有电池10a、10b、10c的三个外壳50的立体图。外壳50具备:电池10a、10b、10c的下表面进行抵接的保持板51;以及设置在保持板51的两侧端且与保持板51大致成直角的一对侧板52。一对侧板52的间隔与电池的一对侧边14s之间的距离大致相同。侧板52的高度(沿保持板51的法线方向的侧板52的尺寸)与电池的厚度大致相同。三个外壳50以相邻的外壳50的侧板52彼此相对的方式配置在同一平面上。以电池嵌入一对侧板52之间的方式,将电池保持在外壳50上。也可以由双面粘接带等固定保持板51与电池的下表面,以免电池相对于外壳50发生位置偏移或脱落。
将这样保持在外壳50上的电池10a、10b、10c如实施方式1的图3A或实施方式2的图4A那样配置,能够与实施方式1、2同样地制造电池模块。另外,能够将本实施方式7的外壳50应用于实施方式3~6的电池模块。在电池模块的制造工序中,外壳50与收纳且保持在该外壳中的电池一体地操作。
外壳50能够使用实质上认为是刚体的材料来构成。通过用这种外壳50保持电池,从而电池的具有挠性的侧边14s被实质上不变形的外壳50的侧板52覆盖。因此,在电池模块的制造过程中,电池的重叠作业变得容易。另外,即使在将完成后的电池模块收纳在箱体中的状态下施加冲击及振动,电池的侧边14s也不会变形,能够在箱体内将电池保持在规定位置。
在由传热特性良好的材料(例如、铝、铜、不锈钢等金属材料)构成外壳50的情况下,通过侧板52与箱体的内表面接触,能够将电池的热传到箱体。
在由具有绝缘性的材料(例如,树脂材料等)构成外壳50的情况下,能够提高相邻的电池之间的绝缘性。
在图15中,优选在收纳电池10a、10b、10c之前,用粘接带等连接相邻的外壳50彼此。粘接带的粘贴位置希望是能够沿图3C及图4C的双点划线42、43折弯的位置。通过连接相邻的外壳50,能够防止在电池模块的制造过程中相邻的电池分离,进一步提高电池模块的制造的作业效率。
在图15中表示了三个外壳50,但外壳50的数量可根据构成电池模块的电池的数量而设定。
以上的实施方式1~7只不过是例示而已。本实用新型并不限定于这些实施方式1~7,能够进行适当变更。
上述的实施方式1~7的电池模块使用的是图1A及图1B所示的三边密封类型的电池10,但也可以使用图2A及图2B所示的四边密封类型的电池20来同样地构成本实用新型的电池模块。并且,使用这些电池10、20以外的薄板电池也能够同样地构成本实用新型的电池模块。
构成电池模块的电池的数量并不限定于三个,也可以是四个以上。
产业上的可利用性
本实用新型的利用领域没有特别限制,能够优选利用于汽车及摩托车等的各种移动设备、便携信息终端、不间断电源装置(UPS)等电源所使用的电池模块。

Claims (14)

1.一种电池模块,叠置具有大致矩形的俯视形状的多个薄板电池而成,其特征在于, 
所述多个薄板电池的各个具有从前方边导出的正极片及负极片, 
相邻的薄板电池的所述正极片及所述负极片彼此相对, 
以所述多个薄板电池串联连接的方式,将彼此相对的所述正极片及所述负极片电连接, 
将彼此相对的所述正极片与所述负极片电连接的导电路径沿与所述前方边邻接的侧边平行的折弯线折弯。 
2.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于, 
通过与彼此相对的所述正极片及所述负极片不同部件的连接部件,将彼此相对的所述正极片及所述负极片电连接, 
所述连接部件沿所述折弯线折弯。 
3.根据权利要求1所述的电池模块,其特征在于, 
彼此相对的所述正极片与所述负极片直接连接, 
彼此相对的所述正极片或所述负极片沿所述折弯线折弯。 
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电池模块,其特征在于, 
电连接后的彼此相对的所述正极片及所述负极片沿与所述前方边平行的折弯线折弯。 
5.根据权利要求4所述的电池模块,其特征在于, 
所述薄板电池具有发电要素和收纳所述发电要素的外装, 
在所述薄板电池的单面,与所述发电要素对应的区域相对于密封所述外装的区域突出,从而形成有台阶, 
彼此相对的所述正极片及所述负极片以如下方式折弯:所述导电路径的至少一部分与沿所述前方边密封所述外装的区域即前方密封部相对且收纳在由所述台阶形成的空间内。 
6.根据权利要求1~3、5中任一项所述的电池模块,其特征在于, 
所述导电路径相比所述薄板电池的所述侧边未突出到外侧。 
7.根据权利要求4所述的电池模块,其特征在于, 
所述导电路径相比所述薄板电池的所述侧边未突出到外侧。 
8.根据权利要求1~3、5、7中任一项所述的电池模块,其特征在于, 
在所述导电路径上设有电压监视用端子。 
9.根据权利要求4所述的电池模块,其特征在于, 
在所述导电路径上设有电压监视用端子。 
10.根据权利要求6所述的电池模块,其特征在于, 
在所述导电路径上设有电压监视用端子。 
11.根据权利要求1~3、5、7、9、10中任一项所述的电池模块,其特征在于, 
所述多个薄板电池的各个收纳在外壳内,该外壳具备覆盖所述侧边的侧板。 
12.根据权利要求4所述的电池模块,其特征在于, 
所述多个薄板电池的各个收纳在外壳内,该外壳具备覆盖所述侧边的侧板。 
13.根据权利要求6所述的电池模块,其特征在于, 
所述多个薄板电池的各个收纳在外壳内,该外壳具备覆盖所述侧边的侧板。 
14.根据权利要求8所述的电池模块,其特征在于, 
所述多个薄板电池的各个收纳在外壳内,该外壳具备覆盖所述侧边的侧板。 
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