DE112013004522T5 - Batterie, Batteriepaket und Verfahren zum Herstellen einer Batterie - Google Patents

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Abstract

[Problem] Die Größe und die Kosten einer Batterie zu reduzieren. [Mittel zum Lösen] Eine Batterie, beinhaltend eine Vielzahl an Zellen, die in einem Batteriebehälter aufgenommen sind, wobei der Batteriebehälter aus einem isolierenden Material gebildet ist, und wobei dieser eine Vielzahl an Gehäuseabschnitten beinhaltet, die durch einen Innenwandabschnitt des Batteriebehälters gebildet werden, wobei jeder der Gehäuseabschnitte eine zugehörige Zelle der Zellen aufnimmt, und ein leitfähiges Teil, das zur Verwendung beim Verbinden der Vielzahl an Zellen in einen Wandabschnitt des Batteriebehälters eingebettet ist. Der Gehäuseabschnitt hat eine Form, die an eine Außenfläche der Zelle angepasst ist, und dieser ist mit der Außenseite der Zelle in Kontakt.

Description

  • Gebiet der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie, beinhaltend eine Vielzahl an Zellen, die in einem Batteriebehälter aufgenommen sind.
  • Stand der Technik
  • In den letzten Jahren wurde Batterien, welche als die Leistungsquelle für verschiedene Typen an Ausstattung verwendet werden, Aufmerksamkeit gewidmet. Das Patentdokument 1 hat eine Batterie offenbart, welche eine Fahne, die in spiralartiger Form von jeder Endfläche bzw. Stirnseite einer flachen Elektrodengruppe auskragt, ein Schichtteil, das einen ersten Schichtabschnitt und einen zweiten Schichtabschnitt beinhaltet, die jeweils zwei Bündel der Fahne in einer Dicke-Richtung der Elektrodengruppe gestapelt schichtweise anordnen, und eine Leitung, die einen Verbindungsabschnitt beinhaltet, der mit einem Anschluss und einem Kollektorabschnitt elektrisch verbunden ist, und die sich von dem Verbindungsabschnitt gabelt, um das Schichtteil zwischen den gegabelten Abschnitten zu halten, beinhaltet.
  • Dokumente zum Stand der Technik
  • Patentdokumente
    • [Patentdokument 1] Japanische Patentveröffentlichung Nr. 201 1-071 109
    • [Patentdokument 2] Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2006-134803
    • [Patentdokument 3] Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2012-009332
  • Offenbarung der Erfindung
  • Durch die Erfindung zu lösende Probleme
  • Bei der vorgenannten Konfiguration müssen jedoch das Schichtteil und der Kollektorabschnitt dick sein, um eine hohe Stärke bzw. Festigkeit in diesen Teilen sicherzustellen. Dies erhöht die Kosten und macht es schwierig, die Größe der Batterie zu reduzieren.
  • Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batterie mit einer reduzierten Größe und mit reduzierten Kosten vorzusehen.
  • Mittel zum Lösen der Probleme
  • Um das voranstehend beschriebene Problem zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung (1) eine Batterie vor, beinhaltend eine Vielzahl an Zellen, die in einem Batteriebehälter aufgenommen sind, wobei der Batteriebehälter aus einem isolierenden Material gebildet ist, und wobei dieser eine Vielzahl an Gehäuseabschnitten beinhaltet, die durch einen Innenwandabschnitt des Batteriebehälters gebildet werden, wobei jeder der Gehäuseabschnitte eine zugehörige bzw. assoziierte Zelle der Zellen aufnimmt, und
    ein leitfähiges Teil, das zur Verwendung bei einem Verbinden der Vielzahl an Zellen in einen Wandabschnitt des Batteriebehälters eingebettet ist.
    • (2) Bei der Konfiguration nach (1) kann der Gehäuseabschnitt eine Form haben, die an eine Außenfläche der Zelle angepasst ist, und dieser kann mit der Außenfläche der Zelle in Kontakt sein. Gemäß der Konfiguration nach (2) kann, da jede der Zellen durch den Innenwandabschnitt des Batteriebehälters gehalten wird, eine bzw. jede Verlagerung der Zelle vermieden werden.
    • (3) Bei der Konfiguration nach (1) oder (2) kann die Zelle eine Wicklung bzw. Windung sein, die durch Wickeln bzw. Winden eines Leistungserzeugungsblattes bzw. eines eine Leistung erzeugenden Blattes um eine Achse vorgesehen ist, wobei das Leistungserzeugungsblatt ein Positivelektrodenblatt und ein Negativelektrodenblatt, die mit einem Separator gestapelt sind, der zwischen diese zwischengefügt ist, beinhaltet.
    • (4) Bei der Konfiguration nach (3) beinhaltet die Batterie ferner Schichtteile, wobei jedes der Schichtteile einen Elektrodenabschnitt der Wicklung schichtweise anordnet bzw. schichtweise aufnimmt, wobei das leitfähige Teil die Schichtteile bei benachbarten Wicklungen der Wicklungen miteinander verbinden kann.
    • (5) Bei der Konfiguration nach (1) bis (4) können die Zellen der Vielzahl an Zellen in Reihe elektrisch verbunden sein.
    • (6) Bei der Konfiguration nach (1) bis (5) kann Harz als das isolierende Material verwendet werden.
    • (7) Ein Batteriepaket bzw. ein Paket einer Batterie beinhaltet die Batterie gemäß einer der Konfigurationen von (1) bis (6), eine Umhüllung, die eine Führungsbahn beinhaltet, und welche die Batterie aufnimmt, wobei die Führungsbahn zum Durchströmt-Werden durch ein Wärmeaustauschmedium bzw. zum Führen eines Wärmeaustauschmediums eingerichtet ist, und eine Wärmeleitungsfinne bzw. wärmeleitende Finne, die sich von dem leitfähigen Teil in die Führungsbahn erstreckt. Gemäß der Konfiguration nach (7) kann die Wärmeleitungsfinne dazu verwendet werden, das Einstellen der Temperatur der Batterie effizient durchzuführen.
    • (8) Ein Verfahren zum Herstellen einer Batterie, beinhaltend ein Batteriemodul, das in einem Harzbatteriebehälter aufgenommen ist, der aus Harz gemacht ist, beinhaltet einen ersten Schritt eines Verbindens einer Vielzahl an Zellen durch ein leitfähiges Teil bzw. mittels eines leitfähigen Teils zum Erzeugen bzw. Produzieren des Batteriemoduls, und einen zweiten Schritt eines Anordnens bzw. Platzierens des Batteriemoduls in einer Gießform bzw. Form und eines Injizierens des Harzes in die Gießform, die das darin angeordnete Batteriemodul hat bzw. die das Batteriemodul darin angeordnet hat, zum Durchführen eines Spritzgießens des Harzbatteriebehälters, wobei das Spritzgießen so durchgeführt wird, dass das leitfähige Teil bei dem zweiten Schritt in dem Harz eingebettet wird, bzw. wobei das Spritzgießen bei dem zweiten Schritt so durchgeführt wird, dass das leitfähige Teil in dem Harz eingebettet wird.
  • Vorteile der Erfindung
  • Gemäß der Aspekte nach (1) und (8) der vorliegenden Erfindung kann die Batterie hinsichtlich der Größe und Kosten reduziert sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • [1] Eine perspektivische Ansicht einer Batterie einer Ausführungsform 1.
  • [2] Eine Schnittansicht eines Teils der Batterie der Ausführungsform 1.
  • [3] Eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Batterie der Ausführungsform 1.
  • [4] Eine perspektivische Ansicht eines Teils eines herkömmlichen bzw. konventionellen Batteriemoduls.
  • [5] Eine perspektivische Ansicht einer Batterie einer Modifikation 1.
  • [6] Eine perspektivische Ansicht einer zusammengebauten Batterie einer Modifikation 2.
  • [7] Eine perspektivische Ansicht einer Batterie einer Modifikation 3.
  • [8] Ein Diagramm, das ein beispielhaftes Batteriemodul zeigt.
  • [9] Ein Diagramm, das ein anderes beispielhaftes Batteriemodul zeigt.
  • [10] Eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Batterie einer Ausführungsform 2.
  • [11] Eine Schnittansicht eines Batteriepakets, das die Batterie der Ausführungsform 2 beinhaltet.
  • [12] Ein Flussdiagramm, das sequenziell die Schritte eines Herstellens der Batterie zeigt.
  • Arten eines Ausführens der Erfindung
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie gemäß einer Ausführungsform 1, und sie zeigt transparent Elemente, die für die Beschreibung notwendig sind. 2 ist eine Schnittansicht eines Teils der in 1 gezeigten Batterie, die in einer X-Y-Ebene entlang einer Linie X1-X2, welche durch eine strich-doppelpunktierte Linie angezeigt wird, aufgenommen ist. 3 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils der Batterie und zeigt transparent Elemente, die für die Beschreibung notwendig sind. Auf diese Figuren Bezug nehmend, beinhaltet die Batterie 1 ein Batteriemodul 11, einen Batteriebehälterkörper 12 und eine Deckelkomponente 13. Das Batteriemodul 11 beinhaltet eine Vielzahl an Zellen 110. Diese Zellen 110 sind in einer X-Achsenrichtung ausgerichtet.
  • Die Zelle 110 beinhaltet eine Wicklung bzw. Windung, welche durch Anordnen bzw. Platzieren eines Positivelektrodenelements einer Blattform bzw. in Form eines Blattes an einem Negativelektrodenelement einer Blattform mit einem Separator, der zwischen diese zwischengefügt ist, und dann durch Wickeln bzw. Winden dieser gebildet wird. Die Zelle 110 kann eine ladbare/entladbare sekundäre Batterie sein. Das Positivelektrodenelement wird durch Anbringen bzw. Aufbringen eines Positivelektrodenaktivmaterials auf eine Oberfläche einer Positivelektrodenkollektorfolie vorgesehen. Das Negativelektrodenelement wird durch Anbringen eines Negativelektrodenaktivmaterials auf eine Oberfläche einer Negativelektrodenkollektorfolie vorgesehen.
  • Das Positivelektrodenelement beinhaltet die Kollektorfolie und eine Positivelektrodenschicht, die an der Oberfläche der Kollektorfolie gebildet ist. Die Positivelektrodenschicht beinhaltet das Positivelektrodenaktivmaterial, einen leitfähigen Wirkstoff und dergleichen. Das Positivelektrodenaktivmaterial kann ein Li-Co-Kompositoxid, wie beispielsweise LiCoO2, ein Li-Ni-Kompositoxid, wie beispielsweise LiNiO2, ein Li-Mn-Kompositoxid, wie beispielsweise Spinell-LiMn2O4, und ein Li-Fe-Kompositoxid, wie beispielsweise LiFeO2, sein. Das Positivelektrodenaktivmaterial kann eine Phosphatverbindung aus einem Übergangsmetall und Lithium, wie beispielsweise LiFePO4, oder eine Sulfatverbindung, ein Übergangsmetalloxid oder ein Sulfit, wie beispielsweise V2O5, MnO2, TiS2, MoS2 und MoO3 oder PbO2, AgO, NiOOH sein.
  • Das Negativelektrodenelement beinhaltet die Kollektorfolie und eine Negativelektrodenschicht, die an der Oberfläche der Kollektorfolie gebildet ist. Die Negativelektrodenschicht beinhaltet das Negativelektrodenaktivmaterial bzw. die Negativelektrodenaktivmaterialschicht, einen leitfähigen Wirkstoff und dergleichen. Das Negativelektrodenaktivmaterial kann ein Metalloxid, ein Lithium-Metall-Verbundstoffoxid und Kohlenstoff sein.
  • Ein unaufgebrachter Abschnitt 110a ist an jedem Ende der Wicklung in einer Richtung senkrecht zu einer Durchmesserrichtung, das heißt an jedem Ende der Wicklung in einer Y-Achsenrichtung, gebildet. Einer der unaufgebrachten Abschnitte 110a (welcher im Folgenden auch als ein Zellennegativelektrodenanschluss bezeichnet sein kann) wird durch Anbinden der Negativelektrodenkollektorfolie gebildet, und der andere unaufgebrachte Abschnitt 110a (welcher im Folgenden als ein Zellenpositivelektrodenanschluss bezeichnet sein kann) wird durch Anbinden der Positivelektrodenkollektorfolie gebildet. Der unaufgebrachte Abschnitt 110a bezieht sich auf einen Abschnitt der Negativelektrodenkollektorfolie oder der Positivelektrodenkollektorfolie, an welchem das Aktivmaterial nicht angebracht bzw. aufgebracht ist.
  • Eine Verbindungseinheit 111 beinhaltet ein Paar von Schichtteilen 111a und eine verbindende, leitfähige Platte 111b, welche diese Schichtteile 111a verbindet. Eines der Schichtteile 111a des Paares von Schichtteilen 111a bzw. eines der paarweisen Schichtteile 111a hält den Zellenpositivelektrodenanschluss einer der benachbarten Zellen 110 in der X-Achsenrichtung fest bzw. in fester Weise, und das andere Schichtteil des Paares von Schichtteilen 111a bzw. das andere der paarweisen Schichtteile 111a hält den Zellennegativelektrodenanschluss der anderen der benachbarten Zellen 110 in der X-Achsenrichtung fest. Somit sind die benachbarten Zellen 110 in Reihe elektrisch verbunden.
  • Die Reihenverbindung der Vielzahl an Zellen 110 kann die Batterie 1 mit einer hohen Abgabeenergie erreichen. Die Batterie 1 kann als eine Batterie verwendet werden, welche Leistung zu einem Elektromotor bzw. Motor zum Antreiben bzw. Fahren eines Fahrzeugs zuführt. Das Fahrzeug kann ein elektrisches Auto, welches nur den. Elektromotor als die Leistungsquelle hat, ein Hybridauto, welches sowohl den Elektromotor als auch einen Verbrennungsmotor bzw. Motor bzw. Verbrenner als die Leistungsquelle hat, oder ein Plug-in-Hybridauto bzw. ein Einsteck-Hybridauto sein, das die Batterie 1 beinhaltet, welche extern geladen werden kann.
  • Das Schichtteil 111a ist mit dem Zellenpositivelektrodenanschluss (Zellennegativelektrodenanschluss) nur an dessen vorderen Ende verbunden, und es ist von dem Zellenpositivelektrodenanschluss (Zellennegativelektrodenanschluss) an dessen hinteren Ende beabstandet bzw. ist von diesem getrennt. Die Beabstandung bzw. Trennung des hinteren Endes des Schichtteils 111a von dem Zellenpositivelektrodenanschluss (Zellennegativelektrodenanschluss) sieht eine Lücke 111c bzw. einen Spalt 111c vor, durch welche eine elektrolytische Lösung bzw. Elektrolytlösung in die Wicklung injiziert werden kann. Ein bestimmtes Verfahren eines Injizierens der elektrolytischen Lösung wird später beschrieben.
  • Obwohl die vorliegende Ausführungsform ein Verbinden der Vielzahl an Zellen 110 in Reihe beinhaltet, kann die Vielzahl an Zellen 110 parallel verbunden sein. In diesem Fall ist der Zellenpositivelektrodenanschluss (Zellennegativelektrodenanschluss) einer der benachbarten Zellen 110 mit dem Zellenpositivelektrodenanschluss (Zellennegativelektrodenanschluss) der anderen der Zellen 110 durch die Verbindungseinheit 111 verbunden. Die Parallelverbindung der Vielzahl an Zellen 110 kann die Batterie 1 mit einer größeren Batteriekapazität erreichen. Wie es voranstehend beschrieben ist, kann die Batterie 1 als die Batterie verwendet werden, welche Leistung zu dem Elektromotor zum Antreiben des Fahrzeugs zuführt.
  • Der Batteriebehälterkörper 12 hat eine Vielzahl an Gehäuseabschnitten 121, die darin gebildet sind, um die jeweiligen Zellen 110 aufzunehmen. Jeder der Gehäuseabschnitte 121 wird durch einen Innenwandabschnitt des Batteriebehälterkörpers 12 gebildet. Jeder Gehäuseabschnitt 121 hat eine Form, die an eine Außenfläche bzw. Außenseite der zugehörigen Zelle 110 angepasst ist, und ist mit der Außenfläche der Zelle 110 in Kontakt. Der Kontakt der Außenfläche des Batteriemoduls 11 mit dem Innenwandabschnitt des Batteriebehälterkörpers 12 kann das Batteriemodul 11 sicher halten. Da ein unabhängiges Teil zum Halten des Batteriemoduls 11 nicht benötigt ist, kann eine Erhöhung hinsichtlich der Größe der Batterie 1 verhindert werden.
  • Ein bekanntes Verfahren eines Zurückhaltens des Batteriemoduls 11 beinhaltet ein Anbringen bzw. Befestigen eines Rückhaltebandes an der Außenseite eines Umhüllungsgehäuses des Batteriemoduls 11, so dass das Rückhalteband die Umhüllung drückt bzw. presst. Dieses Verfahren macht jedoch das Anbringen des Rückhaltebandes an der Umhüllung nötig, so dass ein Zusammenbauprozess kompliziert ist und die Kosten erhöht sind. Da das Batteriemodul 11 durch den Batteriebehälterkörper 12 bei bzw. in der Batterie 1 der vorliegenden Ausführungsform zurückgehalten wird, kann das Zurückhalten des Batteriemoduls 11 durchgeführt werden, ohne das Zurückhalteband vorzusehen. Dies kann die erhöhten Kosten verhindern, während die Komplikation des Zusammenbauprozesses vermieden wird.
  • Da der herkömmliche Zusammenbauprozess ein Einfügen des Batteriemoduls 11 in eine bodenseitig geschlossene, röhrenförmige Umhüllung beinhaltet, muss ein Zwischenraum zwischen dem Batteriemodul 11 und einer Innenfläche der Umhüllung vorgesehen sein. Die Umhüllung hat notwendigerweise eine große Größe, und eine Größenreduzierung der Batterie 1 ist nicht möglich. Im Gegensatz hierzu kann der Zwischenraum bei der vorliegenden Ausführungsform eliminiert werden, da der Innenwandabschnitt des Batteriebehälterkörpers 12 mit der Batterie 1 in Kontakt ist. Dies kann eine Erhöhung hinsichtlich der Größe der Batterie 1 verhindern. Die Eliminierung des Zwischenraums kann auch die Menge der Elektrolytlösung, welche in die Umhüllung zu injizieren ist, reduzieren. Da das Meiste der injizierten elektrolytischen Lösung in die Wicklung gemäß der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform fließt, kann eine verschwendete Injektion reduziert sein.
  • Da das Batteriemodul 11 durch den Innenwandabschnitt des Batteriebehälterkörpers 12 zurückgehalten wird, kann ein Stützteil zum Hängen des Batteriemoduls 11 in dem Batteriebehälterkörper 12 weggelassen werden. Das Weglassen kann den Raum zum Anordnen des Batteriemoduls 11 in dem Batteriebehälterkörper 12 erhöhen, um die Größe des Batteriemoduls 11 zu erhöhen, während ein Erhöhen hinsichtlich der Größe der Batterie 1 verhindert wird.
  • Der Batteriebehälterkörper 12 ist aus einem isolierenden Material gemacht. Das isolierende Material kann ein Harz sein. Der Batteriebehälterkörper 12, der aus dem isolierenden Material gemacht ist, erlaubt, dass ein unabhängiges Teil zum Vorsehen einer Isolierung zwischen den Zellen 110 weggelassen werden kann. Im Ergebnis kann das Batteriemodul 11 hinsichtlich der Größe reduziert sein. Das Halten des Batteriemoduls 11 wird erleichtert, so dass die Anzahl der Zellen 110 leicht erhöht oder reduziert werden kann.
  • Falls der Batteriebehälterkörper 12 aus einem Metall, wie beispielsweise Aluminium, gemacht ist, sollten manche Maßnahmen gegen eine Korrosion der Umhüllung, eine Zersetzung der elektrolytischen Lösung und dergleichen ergriffen werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind solche Maßnahmen jedoch nicht notwendig, da der Batteriebehälterkörper 12 aus einem Harz gemacht ist.
  • Die verbindende, leitfähige Platte 111b ist in das Harz, welches den Batteriebehälterkörper 12 bildet, eingebettet. Dies kann die Stärke beim Halten der verbindenden, leitfähigen Platte 111b erhöhen. Infolgedessen kann die Verbindungsverlässlichkeit der verbindenden, leitfähigen Platte 111b verbessert sein.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils eines herkömmlichen Batteriemoduls. Bezug nehmend auf 4 beinhaltet das herkömmliche Batteriemodul unausweichlich ein Verbinden eines Kollektoranschlusses 102 zum Verbinden von Wicklungen 101 über eine trennende Wand, welche benachbarte Zellen beabstandet. Dies erhöht die Länge des Kollektoranschlusses 102 zum Erhöhen des Widerstandes, und es erzeugt daher eine Wärme bei einer hohen Temperatur während eines Ladens und eines Entladens. Im Gegensatz hierzu beinhaltet die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ein Verbinden des Zellenpositivelektrodenanschlusses einer der benachbarten Zellen 110 mit dem Zellennegativelektrodenanschluss der anderen der Zellen 110 durch die verbindende, leitfähige Platte 111b, welche sich in der Richtung erstreckt, in welcher die Zellen 110 ausgerichtet sind, so dass die Länge der verbindenden, leitfähigen Platte 111b reduziert sein kann. Ein erhöhter Widerstand in der verbindenden, leitfähigen Platte 111b kann verhindert sein, um die Temperatur an Wärmeerzeugung während des Ladens und Entladens abzusenken bzw. zu verringern.
  • Modifikation 1
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Batterie gemäß einer Modifikation 1. Da die interne Struktur der Batterie identisch zu derjenigen der Batterie der Ausführungsform 1 ist, wird eine Beschreibung nicht wiederholt. Auf 5 Bezug nehmend ist ein Fußabschnitt 41 an einer Außenfläche der Batterie 40 vorgesehen. Der Fußabschnitt 41 hat einen darin gebildeten Befestigungslochabschnitt 41a. Zum Aufnehmen der Batterie 40 in eine Umhüllung kann ein nicht gezeigter Befestigungsbolzen in einen Öffnungsabschnitt, der in der Umhüllung gebildet ist, und den Befestigungslochabschnitt 41a zum Fixieren bzw. Befestigen der Batterie 40 eingesetzt werden. Zum Befestigen der Batterie 40 an beispielsweise einem Bodenpanel des Fahrzeugs kann ein nicht gezeigter Befestigungsbolzen in einen Öffnungsabschnitt, der in dem Bodenpanel gebildet ist, und den Befestigungslochabschnitt 41a zum Fixieren der Batterie 40 eingesetzt werden.
  • Modifikation 2
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht einer zusammengebauten Batterie gemäß einer Modifikation 2. Auf 6 Bezug nehmend beinhaltet die zusammengebaute Batterie 50 zwei Batterien 50a und 50b. Da die innere Struktur der Batterie identisch zu derjenigen der Batterie der Ausführungsform 1 ist, wird eine Beschreibung nicht wiederholt. Ein Flanschabschnitt 501a ist an einer Seitenfläche der Batterie 50a gebildet, und ein Flanschabschnitt 501b ist an einer Seitenfläche der Batterie 50b gebildet. Der Flanschabschnitt 501a hat einen halbkreisförmigen Öffnungsabschnitt 502a, der sich in einer Z-Achsenrichtung erstreckt, und einen passend ausgenommenen Abschnitt 503a, der in der X-Achsenrichtung ausgenommen ist. Der Flanschabschnitt 501b hat einen halbkreisförmigen Öffnungsabschnitt 502b, der sich in der Z-Achsenrichtung erstreckt, und einen passend auskragenden Abschnitt 503b, der in der X-Achsenrichtung auskragt.
  • In einem zusammengebauten Zustand der zusammengebauten Batterie 50 ist der passend auskragende Abschnitt 503b des Flanschabschnitts 501b in den passend ausgenommenen Abschnitt 503a des Flanschabschnitts 501a eingepasst, um die Batterien 50a und 50b zusammenzubringen. Die Stärke beim Verbinden der Batterien 50a und 50b kann durch Schweißen der Verbindungsflächen des Flanschabschnitts 501a bzw. der Flanschabschnitte 501a und des Flanschabschnitts 501b erhöht werden. Die Stärke beim Verbinden der Batterien 50a und 50b kann ferner durch Schweißen der gesamten Kontaktflächen der Batterien 50a und 50b erhöht werden.
  • Bei dem zusammengebauten Zustand der zusammengebauten Batterie 50 ist der halbkreisförmige Öffnungsabschnitt 502a des Flanschabschnitts 501a zu dem halbkreisförmigen Öffnungsabschnitt 502b des Flanschabschnitts 501b entgegen gerichtet, um einen einzigen bzw. einzelnen Öffnungsabschnitt zu bilden. Ein Befestigungsteil wird in den Öffnungsabschnitt eingesetzt, um die zusammengebaute Batterie 50 zu fixieren. Da das Verfahren eines Fixierens der zusammengebauten Batterie 50 identisch zu demjenigen bei Modifikation 1 ist, wird eine Beschreibung nicht wiederholt.
  • Da die Flanschabschnitte 501a und 501b bei der Konfiguration der vorliegenden Modifikation miteinander verbunden sind, können diese zwei Flanschabschnitte 501a und 501b die Batterie 50b stützen bzw. lagern, wenn zum Beispiel eine externe Kraft auf die Batterie 50b aufgebracht wird. Somit kann eine höhere Fixierungsstärke als bei einem Verfahren eines Fixierens der Batterie mit einem einzigen bzw. einzelnen Flanschabschnitt vorgesehen werden.
  • Modifikation 3
  • 7 ist eine perspektivisch Ansicht einer Batterie gemäß einer Modifikation 3. Auf die 7 Bezug nehmend ist die Batterie 60 gemäß der vorliegenden Modifikation durch ein vertikales Anordnen einer Vielzahl an Zellen 110 vorgesehen. Ein Fußabschnitt 61 ist an einer Außenfläche der Batterie 60 vorgesehen. Der Fußabschnitt 61 hat einen Befestigungslochabschnitt 61a. Da ein Verfahren eines Anbringens der Batterie 60 so ist, wie es bei der Modifikation 1 beschrieben ist, wird eine Beschreibung nicht wiederholt. Wie bei den Modifikationen 1 bis 3 beschrieben ist, kann, wenn die Konfiguration verwendet wird, welche das Batteriemodul beinhaltet, welches durch das umgebende erstarrte bzw. verfestigte Harz gehalten wird, die Batterie in verschiedenen Formen einfach hergestellt werden. Zum Beispiel kann, wie es in 8 gezeigt ist, das Batteriemodul 11 eine Anordnung haben, bei welcher Zellen 110 horizontal angeordnet und in Reihe verbunden sind, oder kann, wie es in 9 gezeigt ist, das Batteriemodul 11 eine Anordnung haben, bei welcher Zellen 110 einer Gruppe von Zellen 110 parallel verbunden sind, und bei welcher solche Gruppen in Reihe verbunden sind.
  • Modifikation 4
  • Obwohl die vorstehenden Ausführungsformen die Zelle 110 beinhalten, die aus der Wicklung gebildet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Die Zelle 110 kann eine Struktur haben, die vorgesehen ist, indem ein Positivelektrodenblatt und ein Negativelektrodenblatt mit einem Separator, der zwischen diese zwischengefügt ist, zum Bilden eines Leistungserzeugungsblattes gestapelt werden, und indem eine Vielzahl solcher Leistungserzeugungsblätter der Reihe nach geschichtet werden.
  • Ausführungsform 2
  • 10 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Batterie gemäß Ausführungsform 2. 11 ist eine teilweise Ansicht eines Batteriepakets, das die Batterie gemäß der Ausführungsform 2 aufnimmt. Das Batteriepaket 70 beinhaltet eine obere Umhüllung 71 (die einer Umhüllung entspricht), eine untere Umhüllung 72 (die der Umhüllung entspricht) und die Batterie 73. Die obere Umhüllung 71 hat einen auskragenden Abschnitt 71a, der an einer oberen Fläche gebildet ist, und eine Gasauslassbahn ist in einem Raum gebildet, welcher von dem auskragenden Abschnitt 71a und der Batterie 73 umgeben ist. Die Gasauslassbahn betrifft eine Bahn, durch welche ein Gas, das von der Batterie 73 emittiert wird, zu dem Äußeren des Batteriepakets 70 ausgelassen wird, und zwar bei einem abnormalen Zustand der Batterie, wie beispielsweise einem Überladen und einem Überentladen. Die obere Umhüllung 71 und die untere Umhüllung 72 sind mit einem Befestigungsbolzen (nicht gezeigt) zu einer Einheit gekoppelt.
  • Durch gepunktete Linien umgebene Bereiche innerhalb der oberen Umhüllung 71 zeigen Führungsbahnen 74 und 75. Die Führungsbahnen 74 und 75 erstrecken sich in der X-Achsenrichtung, entlang welcher ein Wärmeaustauschmedium strömen bzw. fließen kann. Die Batterie 70 erzeugt Wärme wegen des Ladens und Entladens, und sie ist verschlechtert, falls die Wärmeerzeugung unberücksichtigt bleibt. Wenn die Batterie 70 Wärme erzeugt, kann gekühlte Luft in die Führungsbahnen 74 und 75 zum Kühlen der Batterie 70 eingeleitet werden. Wenn sich die Batterie 70 bei einer extrem niedrigen Temperatur befindet, ist der interne Widerstand alternativ hierzu erhöht, um die Eingabe-/Ausgabecharakteristik zu reduzieren. Um dies zu berücksichtigen, kann, wenn sich die Batterie 70 bei einer solchen extrem niedrigen Temperatur befindet, erwärmte Luft in die Führungsbahnen 74 und 75 zum Wärmen der Batterie 70 eingeleitet werden.
  • Das Wärmeaustauschmedium kann den Führungsbahnen 74 und 75 durch den Betrieb bzw. die Betätigung eines Gebläses, das nicht gezeigt ist, zugeführt werden. Das Batteriepaket 70 kann als eine Batterie zum Zuführen von Leistung zu einem Elektromotor zum Antreiben eines Fahrzeugs verwendet werden. In diesem Fall kann der Betrieb des Gebläses Luft, welche innerhalb des Fahrzeugs oder außerhalb des Fahrzeugs vorliegt, einbringen, und die eingebrachte Luft kann in die Führungsbahnen 74 und 75 eingeleitet bzw. zugeführt werden.
  • Die Batterie 70 hat dieselbe Konfiguration, wie diejenige der Batterie 40 der Modifikation 1, mit Ausnahme von Wärmeleitungsfinnen 111c. Die Wärmeleitungsfinne 111c erstreckt sich von einer verbindenden, leitfähigen Platte 111b durch einen Batteriebehälterkörper 12 in die Führungsbahn 74 oder 75. Somit wird die Wärmeleitungsfinne 111c durch den kühlenden Luftstrom, welcher in der Führungsbahn 74 oder 75 strömt, gekühlt. Das Kühlen der Wärmeleitungsfinne 111c kann die verbindende, leitfähige Platte 111b kühlen, um einen Temperaturanstieg in der Batterie 70 zu verhindern, welcher während eines Ladens und Entladens Wärme erzeugt. Die Wärmeleitungsfinne 111c wird durch den erwärmten Luftstrom erwärmt, welcher in der Führungsbahn 74 oder 75 strömt. Das Wärmen der Wärmeleitungsfinne 111c kann die verbindende, leitfähige Platte 111b erwärmen, um die Eingabe-/Abgabe-Charakteristik der Batterie 70 bei der extrem niedrigen Temperatur zu verbessern.
  • Die Wärmeleitungsfinnen 111c sind vorzugsweise so positioniert, dass diese einander nicht überlappen, wenn man aus der Richtung blickt, in welcher das Wärmeaustauschmedium geliefert wird. Falls die Wärmeleitungsfinnen 111c so positioniert sind, dass diese einander überlappen, behindert die Wärmeleitungsfinne 111c, die stromaufwärts angeordnet ist, die Bewegung des Wärmeaustauschmediums, um das effiziente Kühlen oder Wärmen der Wärmeleitungsfinne 111c, die sich stromabwärts befindet, zu hindern.
  • Die Wärmeleitungsfinne 111c ist in einer flachen Scheibenform mit einer vorderen Fläche und einer hinteren Fläche gebildet, und sie erstreckt sich in der Richtung, in welcher sich das Wärmeaustauschmedium bewegt. Diese Form erhöht den Bereich eines Kontakts zwischen der Wärmeleitungsfinne 111c und dem Wärmeaustauschmedium, um das effiziente Einstellen der Temperatur der verbindenden, leitfähigen Platte 111b zu erlauben. Zusätzlich kann die Form eine Erhöhung bei einem Druckverlust bzw. bei einem Druckabfall, wenn das Wärmeaustauschmedium geliefert bzw. zugeführt wird, vermeiden.
  • Da die vorliegenden Modifikation die Gasauslassbahn beinhaltet, die zwischen dem auskragenden Abschnitt 71a und der oberen Fläche des Batteriemoduls 11 vorgesehen ist, und diese die Führungsbahnen 74 und 75 beinhaltet, die zwischen den Seitenflächen des Batteriemoduls 11 und der oberen Umhüllung 71 vorgesehen sind, können die Gasauslassbahn und die Führungsbahnenen 74 und 75 voneinander getrennt sein.
  • Da der Batteriebehälterkörper 12 aus einem isolierenden Material gemacht ist, können die metallischen Teile, wie beispielsweise die obere Umhüllung 71 und die untere Umhüllung 72, mit dem Batteriebehälterkörper 12 in Kontakt sein. In diesem Fall wird die Haltekraft bzw. die haltende Leistung für das Batteriemodul 11 durch die obere Umhüllung 71 und dergleichen vergrößert, und auch falls strenge Stärkeanforderungen in Transportregelungen verhängt werden, kann das effiziente Halten des gesamten Batteriemoduls 11 zufriedenstellend erreicht werden.
  • Ausführungsform 3
  • Als nächstes wird ein Verfahren eines Herstellens der Batterie der Ausführungsform 1 unter Bezugnahme auf ein Flussdiagramm der 12 beschrieben. In Schritt S101 werden die Zellen 110 in einer vorab festgelegten Richtung ausgerichtet. Die Ausrichtung der Zellen wird so durchgeführt, dass der Zellenpositivelektrodenanschluss einer Zelle der benachbarten Zellen 110 und der Zellennegativelektrodenanschluss der anderen Zelle der benachbarten Zellen 110 Seite an Seite in der vorab festgelegten Richtung angeordnet sind. Die ausgerichteten Zellen 110 werden durch Verwenden eines Spannzeugs bzw. einer Lehre positioniert.
  • Im Schritt S102 werden die benachbarten Zellen 110 durch die Verbindungseinheit 111 verbunden, um das Batteriemodul 11 zu erzeugen. Das Verbindungsverfahren kann ein Tiefziehen bzw. Umformen oder ein Schweißen beinhalten. Obwohl die vorliegende Ausführungsform ein Verwenden der Verbindungseinheit 111 zum Verbinden der benachbarten Zellen 110 beinhaltet, kann die Verbindung durchgeführt werden, indem das Schichtteil 111a mit dem Zellenpositivelektrodenanschluss einer Zelle der benachbarten Zellen 110 verbunden wird, das Schichtteil 111a mit dem Zellennegativelektrodenanschluss der anderen Zelle der benachbarten Zellen 110 verbunden wird, und dann diese Schichtteile 111a durch die verbindende, leitfähige Platte 111b verbunden werden.
  • Im Schritt S103 wird das Batteriemodul 11 in eine Gießform bzw. Form gesetzt, die eine Form hat, welche an den Batteriebehälterkörper 12 angepasst ist bzw. diesem entspricht. Thermisch geschmolzenes Harz wird in die Gießform injiziert und dann gekühlt und verfestigt, um den Batteriebehälterkörper 12 zu bilden. Wenn eine bestimmte Menge an Harz injiziert ist, übt das injizierte Harz einen Druck auf das Batteriemodul 11 aus bzw. bringt das injizierte Harz einen Druck auf das Batteriemodul 11 auf. Die Injektion wird mit Beobachten bzw. Überwachen des Drucks durchgeführt, so dass der Druck, welcher durch das ausgehärtete Harz (das heißt, den Batteriebehälterkörper 12) auf das Batteriemodul 11 ausgeübt wird, auf einen gewünschten Wert gesteuert werden kann. Dies kann eine enge Kontaktbeziehung des Leistungserzeugungselements in der Wicklung erreichen, um eine Reduzierung bei der Eingabe-/Ausgabe-Charakteristik des Batteriemoduls 11 zu verhindern. Gemäß diesem Verfahren kann das Batteriemodul 11 mit einer einfacheren Struktur als bei dem Verfahren eines Einspannens des Batteriemoduls mit dem Einspannungsband eingespannt werden.
  • Im Schritt S104 wird die Deckelkomponente 13, die aus Harz gemacht ist, in den Öffnungsabschnitt des Batteriebehälterkörpers 12 eingesetzt, und wird die elektrolytische Lösung in den Batteriebehälterkörper 12 durch einen Elektrolytlösungs-Injektionskanal bzw. -Injektionsanschluss 13a injiziert. Nach der Injektion in den Batteriebehälterkörper 12 strömt bzw. fließt die elektrolytische Lösung durch die Lücke 111c, die zwischen der Verbindungseinheit 111 und dem Zellenpositivelektrodenanschluss (Zellennegativelektrodenanschluss) 110a gebildet ist, in die Wicklung. Der Batteriebehälterkörper 12 hat eine darin gebildete Führungsbahn (nicht gezeigt) zum Führen der durch den Elektrolytische-Lösung-Injektionskanal 13a injizierten elektrolytischen Lösung, und zwar zu der Lücke 111c.
  • Im Schritt S105 wird die Deckelkomponente 13 an eine Innenfläche des Batteriebehälterkörpers 12 zum Befestigen geschweißt. Gemäß dem voranstehend beschriebenen Verfahren wird das Batteriemodul 11 mit der an die Zelle 110 gesetzten Verbindungseinheit 111 hergestellt, so dass eine ausreichende Verbindungssicherheit realisiert werden kann.
  • Zum Bilden des Fußabschnitts 41 oder dergleichen an dem Umhüllungskörper, wie es in den Modifikationen 1 bis 3 gezeigt ist, muss die Gießform einen Abschnitt haben, der entsprechend des Fußabschnitts 41 oder dergleichen geformt ist. Zum Bilden der Wärmeleitungsfinne 111c an der Verbindungseinheit 111, wie es in Ausführungsform 2 beschrieben ist, muss der mit Harz gefüllte Bereich innerhalb der Gießform ausgenommen werden, um die Enden der Wärmeleitungsfinnen 112, die sich in die Führungsbahnen 74 und 75 erstrecken, anzuordnen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Batterie
    11
    Batteriemodul
    12
    Batteriebehälterkörper
    13
    Deckelkomponente
    110
    Zelle
    111
    Verbindungseinheit
    111a
    Schichtteil
    111b
    verbindende, leitfähige Platte
    121
    Gehäuseabschnitt

Claims (8)

  1. Eine Batterie, aufweisend eine Vielzahl an Zellen, die in einem Batteriebehälter aufgenommen sind, wobei der Batteriebehälter aus einem isolierenden Material gebildet ist, und wobei dieser eine Vielzahl an Gehäuseabschnitten beinhaltet, die durch einen Innenwandabschnitt des Batteriebehälters gebildet werden, wobei jeder der Gehäuseabschnitte eine zugehörige Zelle der Zellen aufnimmt, und ein leitfähiges Teil, das zur Verwendung beim Verbinden der Vielzahl an Zellen in einen Wandabschnitt des Batteriebehälters eingebettet ist.
  2. Die Batterie gemäß Anspruch 1, wobei der Gehäuseabschnitt eine Form hat, die an eine Außenfläche der Zelle angepasst ist, und dieser mit der Außenfläche der Zelle in Kontakt ist.
  3. Die Batterie gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Zelle eine Wicklung ist, die durch Wickeln eines Leistungserzeugungsblattes um eine Achse vorgesehen ist, wobei das Leistungserzeugungsblatt ein Positivelektrodenblatt und ein Negativelektrodenblatt, die mit einem Separator gestapelt sind, der zwischen diese zwischengefügt ist, beinhaltet.
  4. Die Batterie gemäß Anspruch 3, welche ferner Schichtteile aufweist, wobei jedes der Schichtteile einen Elektrodenabschnitt der Wicklung schichtweise anordnet, wobei das leitfähige Teil die Schichtteile bei benachbarten Wicklungen der Wicklungen miteinander verbindet.
  5. Die Batterie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Zellen der Vielzahl an Zellen in Reihe elektrisch verbunden sind.
  6. Die Batterie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das isolierende Material ein Harz ist.
  7. Ein Batteriepaket, das aufweist: die Batterie gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, eine Umhüllung, die eine Führungsbahn beinhaltet, und welche die Batterie aufnimmt, wobei die Führungsbahn zum Durchströmt-Werden durch ein Wärmeaustauschmedium eingerichtet ist, und eine Wärmeleitungsfinne, die sich von dem leitfähigen Teil in die Führungsbahn erstreckt.
  8. Ein Verfahren zum Herstellen einer Batterie, beinhaltend ein Batteriemodul, das in einem Harzbatteriebehälter aufgenommen ist, der aus Harz gemacht ist, wobei das Verfahren aufweist: einen ersten Schritt eines Verbindens einer Vielzahl an Zellen durch ein leitfähiges Teil zum Erzeugen des Batteriemoduls, und einen zweiten Schritt eines Anordnens des Batteriemoduls in einer Gießform und eines Injizierens des Harzes in die Gießform, die das darin angeordnete Batteriemodul hat, zum Durchführen eines Spritzgießens des Harzbatteriebehälters, wobei das Spritzgießen so durchgeführt wird, dass das leitfähige Teil bei dem zweiten Schritt in dem Harz eingebettet wird.
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