JP2014060033A - 電池、電池パック、電池の製造方法 - Google Patents

電池、電池パック、電池の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014060033A
JP2014060033A JP2012204036A JP2012204036A JP2014060033A JP 2014060033 A JP2014060033 A JP 2014060033A JP 2012204036 A JP2012204036 A JP 2012204036A JP 2012204036 A JP2012204036 A JP 2012204036A JP 2014060033 A JP2014060033 A JP 2014060033A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
case
resin
battery case
conductive member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2012204036A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5623483B2 (ja
Inventor
Junta Katayama
順多 片山
Tsutomu Hayashi
強 林
Kenji Kimura
健治 木村
Masahiro Imai
正浩 今井
Ryogo Murayama
僚悟 村山
Tomotaka Osakabe
友敬 刑部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Kojima Industries Corp
Original Assignee
Kojima Press Industry Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kojima Press Industry Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Kojima Press Industry Co Ltd
Priority to JP2012204036A priority Critical patent/JP5623483B2/ja
Priority to DE112013004522.2T priority patent/DE112013004522B4/de
Priority to PCT/JP2013/002462 priority patent/WO2014045485A1/ja
Priority to US14/417,608 priority patent/US10205142B2/en
Priority to CN201380047377.6A priority patent/CN104603978B/zh
Publication of JP2014060033A publication Critical patent/JP2014060033A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5623483B2 publication Critical patent/JP5623483B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6556—Solid parts with flow channel passages or pipes for heat exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/615—Heating or keeping warm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625—Vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64—Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647—Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/656—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by the type of heat-exchange fluid
    • H01M10/6561—Gases
    • H01M10/6563—Gases with forced flow, e.g. by blowers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • H01M50/51—Connection only in series
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

【課題】電池の小型化及び低コスト化を目的とする。
【解決手段】電槽に複数の単電池を収容した電池であって、前記電槽は、絶縁性材料から形成されるとともに、該電槽の内壁部によって形成され、それぞれが前記各単電池を収容する複数の収容部を有しており、前記複数の単電池の接続に用いられる導電部材が、前記電槽の壁部内に埋没していることを特徴とする電池。前記収容部は、前記単電池の外面に沿った形状であって、前記単電池の外面に接触している。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の単電池を電槽に収容した電池に関する。
近年、様々な機器の動力源として使用される電池が注目されている。特許文献１は、偏平型電極群の両端面から渦巻状に突出したタブと、このタブを電極群の厚さ方向に積層された二つの束に分け、それぞれの束を挟持する第１及び第２の挟持部を有する挟持部材と、端子と電気的に接続される接続部から二股に分岐して挟持部材を挟む集電部を有するリードとを備える電池を開示する。
特開２０１１−０７１１０９号公報 特開２００６−１３４８０３号公報 特開２０１２−００９３３２号公報
しかしながら、上述の構成では、挟持部材と集電部との強度を確保するためにこれらの部材及び部位を肉厚にしなければならなかった。そのため、コストが増大し、電池を小型化することが困難であった。
そこで、本発明は、電池の小型化及び低コスト化を目的とする。
上記課題を解決するために、本願発明に係る電池は、（１）電槽に複数の単電池を収容した電池であって、前記電槽は、絶縁性材料から形成されるとともに、該電槽の内壁部によって形成され、それぞれが前記各単電池を収容する複数の収容部を有しており、
前記複数の単電池の接続に用いられる導電部材が、前記電槽の壁部内に埋没していることを特徴とする。
（２）上記（１）の構成において、前記収容部は、前記単電池の外面に沿った形状であって、前記単電池の外面に接触させることができる。（２）の構成によれば電槽の内壁部によって各電池が保持されるため、各電池の位置ずれを抑制することができる。
（３）上記（１）又は（２）の構成において、前記単電池は、セパレータを介して正極シート及び負極シートを積層した発電シートを軸周りに巻き回した捲回体であってもよい。
（４）上記（３）の構成において、前記捲回体の電極部を挟持する挟持部材を有し、前記導電部材によって、隣接する前記捲回体の前記挟持部材を互いに接続することができる。
（５）上記（１）〜（４）の構成において、前記複数の単電池は、電気的に直列に接続することができる。
（６）上記（１）〜（５）の構成において、前記絶縁性材料として、樹脂を用いることができる。
（７）電池パックは、上記（１）〜（６）のうちいずれか一つに記載の電池と、熱交換媒体が導通する導通経路を備え、前記電池を収容するケースと、前記導電部材から前記導通経路内に延出する伝熱フィンと、を有する。（７）の構成によれば、伝熱フィンを用いて電池の温度調節を効率的に行うことができる。
（８）樹脂からなる樹脂電槽に電池モジュールを収容した電池の製造方法であって、複数の単電池を導電部材を介して接続することにより前記電池モジュールを製造する第１のステップと、前記電池モジュールを金型に収めた状態で、前記金型に樹脂を射出することにより、前記樹脂電槽を射出成型する第２のステップと、を有し、前記第２のステップにおいて、前記導電部材が前記樹脂中に埋没するように射出成型を行うことを特徴とする。
上記（１）、（８）の発明によれば、電池の小型化及び低コスト化を図ることができる。
第１実施形態の電池の斜視図である。 第１実施形態の電池の一部における断面図である。 第１実施形態の電池の拡大斜視図である。 従来の電池モジュールの一部における斜視図である。 変形例１の電池の斜視図である。 変形例２の組電池の斜視図である。 変形例３の電池の斜視図である。 電池モジュールの一例を示している。 電池モジュールの別の一例を示している。 第２実施形態の電池の拡大斜視図である。 第２実施形態の電池を有する電池パックの断面図である。 電池を製造する製造工程の順序を示している。
（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る電池の斜視図であり、説明に必要な要素を透視して図示する。図２は、二点鎖線で示した切断線Ｘ１−Ｘ２に沿って図１の電池をＸ−Ｙ面方向に切断した、電池の一部における断面図である。図３は、電池の一部における拡大斜視図であり、説明に必要な要素を透視して図示する。これらの図を参照して、電池１は、電池モジュール１１と、電槽本体１２と、蓋体１３とを含む。電池モジュール１１は、単電池１１０を複数個含んでいる。これらの単電池１１０は、Ｘ軸方向に並んでいる。
単電池１１０は捲回体を含み、この捲回体はセパレータを介して積層されたシート状の正極体及び負極体を渦巻き状に巻き回すことにより構成されている。単電池１１０は、充放電可能な二次電池であってもよい。正極体は、正極用集電箔の表面に正極活物質を塗布することにより構成されている。負極体は、負極用集電箔の表面に負極活物質を塗布することにより構成されている。
正極体は、集電箔と、集電箔の表面に形成される正極層とを含む。正極層は、正極活物質、導電剤等を含む。正極活物質は、ＬｉＣｏＯ２などのＬｉ・Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ２などのＬｉ・Ｎｉ系複合酸化物、スピネルＬｉＭｎ２Ｏ４などのＬｉ・Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＦｅＯ２などのＬｉ・Ｆｅ系複合酸化物であってもよい。正極活物質は、ＬｉＦｅＰＯ４などの遷移金属とリチウムのリン酸化合物や硫酸化合物や、Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ２、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＭｏＯ３などの遷移金属酸化物や硫化物や、ＰｂＯ２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨであってもよい。
負極体は、集電箔と、集電箔の表面に形成される負極層とを含む。負極層は、負極活物質、導電剤等を含む。負極活物質は、金属酸化物、リチウム−金属複合酸化物、カーボンであってもよい。
捲回体の径方向に直交する方向の両端部、つまり、捲回体のＹ軸方向の両端部には、未塗工部１１０ａが形成されている。一方の未塗工部１１０ａ（以下、セル負極端子という場合がある）は負極用集電箔を束ねることにより構成されており、他方の未塗工部１１０ａ（以下、セル正極端子という場合がある）は正極用集電箔を束ねることにより構成されている。ここで、未塗工部１１０ａとは、負極用集電箔又は正極用集電箔のうち活物質が塗布されていない部分のことである。
接続ユニット１１１は、一対の挟持部材１１１ａと、これらの挟持部材１１１ａを接続する接続導電板１１１ｂとを含む。一対の挟持部材１１１ａのうち一方の挟持部材１１１ａは隣接する一方の単電池１１０のセル正極端子をＸ軸方向から挟んでおり、他方の挟持部材１１１ａは隣接する他方の単電池１１０のセル負極端子をＸ軸方向から挟んでいる。これにより、隣接する単電池１１０は互いに電気的に直列に接続される。
このように、複数の単電池１１０を電気的に直列に接続することにおり、出力エネルギの高いで電池１を得ることができる。電池１は、車両走行用のモータに電力を供給するバッテリに用いることができる。車両は、モータのみを動力源とする電気自動車、モータ及びエンジンを動力源として兼用するハイブリッド自動車、外部充電可能な電池１を備えたプラグインハイブリッド自動車であってもよい。
挟持部材１１１ａは、先端側のみがセル正極端子（セル負極端子）に接続され、後端側がセル正極端子（セル負極端子）から離隔している。挟持部材１１１ａの後端側がセル正極端子（セル負極端子）から離隔することにより、隙間１１１ｃが形成され、この隙間１１１ｃを介して、捲回体の内部に電解液を注入することができる。電解液のより詳細な注入方法は、後述する。
本実施形態では、複数の単電池１１０を直列に接続したが、複数の単電池１１０を並列に接続してもよい。この場合、隣接する一方の単電池１１０のセル正極端子（セル負極端子）と他方の単電池１１０のセル正極端子（セル負極端子）とが、接続ユニット１１１により接続される。複数の単電池１１０が並列で接続されることにより、電池容量が大きい電池１を得ることができる。この電池１は、上述したように、車両走行用のモータに電力を供給するバッテリに用いることができる。
電槽本体１２には、各単電池１１０を収容する複数の収容部１２１が形成されている。各収容部１２１は、電槽本体１２の内壁部によって形成されている。各収容部１２１は、各単電池１１０の外面に沿った形状をしており、各単電池１１０の外面に接触している。
このように、電池モジュール１１の外面を電槽本体１２の内壁部に接触させることにより、電池モジュール１１を強固に保持することができる。電池モジュール１１を保持するために独立した保持部材が不要となるため、電池１の大型化を抑制することができる。
ここで、電池モジュール１１を拘束する方法として、電池モジュール１１を収容するケースの外部に拘束バンドを組み付け、この拘束バンドによりケースを押圧する方法が知られている。しかしながら、この方法では、拘束バンドをケースに組み付ける必要があるため、組み立て工程が煩雑化し、コストも増大する。本実施形態の電池１では、電池モジュール１１が電槽本体１２によって拘束されているため、拘束バンドが無くても、電池モジュール１１を拘束することができる。これにより、組み立て作業の煩雑化を抑制しながら、コストの増大を抑制することができる。
また、従来の組み立て工程では、有底筒状のケース内に電池モジュール１１を挿入していたため、電池モジュール１１とケース内面との間にクリアランスを形成しなければならなかった。そのため、ケースが大きくなり電池１の小型化を妨げていた。これに対して、本実施形態では、電槽本体１２の内壁部が電池１に接しているため、クリアランスを省略することができる。これにより、電池１の大型化を抑制することができる。また、クリアランスが無くなることにより、ケース内に注入する電解液の液量を少なくすることができる。つまり、本実施形態の構成によれば、注液された電解液の大部分が捲回体の内部に流入するため、無駄な注液を減らすことができる。
電槽本体１２の内壁部によって電池モジュール１１が拘束されることにより、電槽本体１２の内部において電池モジュール１１を吊り持ち支持するための支持部材を省略することができる。これにより、電槽本体１２内において電池モジュール１１を配置するスペースを広くなり、電池１の大型化を抑制しながら、電池モジュール１１のサイズを大きくすることができる。
電槽本体１２は、絶縁材で構成されている。絶縁材は、樹脂であってもよい。電槽本体１２が絶縁材で構成されることにより、単電池１１０間の絶縁性を確保するための独立した部材を省略することができる。その結果、電池モジュール１１を小型化することができる。また、電池モジュール１１の保持が容易であるため、単電池１１０の個数を簡単に増減することができる。
また、電槽本体１２をアルミニウムなどの金属で構成した場合には、ケースの腐食、電解液の分解等に対する対策が必要となるが、本実施形態では、電槽本体１２が樹脂で構成されているため、このような対策を不要とすることができる。
接続導電板１１１ｂは、電槽本体１２を形成する樹脂の内部に埋め込まれている。これにより、接続導電板１１１ｂの保持強度を高めることができる。その結果、接続導電板１１１ｂの接続信頼性を高めることができる。
図４は、従来の電池モジュールの一部における斜視図である。同図を参照して、従来の電池モジュールでは、捲回体１０１を接続する際に、隣接する単電池を仕切る仕切り壁を跨いで集電端子１０２を接続しなければならなかった。そのため、集電端子１０２の長さが長尺化することにより、抵抗が増大して、充放電時の発熱温度が高くなっていた。これに対して、本実施形態の構成では、単電池１１０の配列方向に延びる接続導電板１１１ｂを用いて、隣接する一方の単電池１１０のセル正極端子と他方の単電池１１０のセル負極端子とを接続しているため、接続導電板１１１ｂの長さを短くすることができる。これにより、接続導電板１１１ｂでの抵抗の増大が抑制され、充放電時の発熱温度をより低くすることができる。
（変形例１）
図５は変形例１に係る電池の斜視図である。なお、電池の内部構造は、実施形態１の電池と共通するため、説明を繰り返さない。同図を参照して、電池４０の外側面には脚部４１が設けられている。脚部４１には、締結穴部４１ａが形成されている。ここで、電池４０をケースに収める場合には、ケースに設けられた開口部と締結穴部４１ａとに図示しない締結ボルトを締結することにより、電池４０を固定することができる。電池４０を車両の例えばフロアパネルに締結する場合には、フロアパネルに設けられた開口部と締結穴部４１ａとに図示しない締結ボルトを締結することにより、電池４０を固定することができる。
（変形例２）
図６は変形例２に係る組電池の斜視図である。同図を参照して、組電池５０は、二つの電池５０ａ、５０ｂを含む。なお、電池の内部構造は、実施形態１の電池と共通するため、説明を繰り返さない。電池５０ａの側面にはフランジ部５０１ａが形成されており、電池５０ｂの側面にはフランジ部５０１ｂが形成されている。フランジ部５０１ａには、Ｚ軸方向に延びる半円開口部５０２ａとＸ軸方向に凹んだ嵌合凹部５０３ａが形成されている。
フランジ部５０１ｂには、Ｚ軸方向に延びる半円開口部５０２ｂとＸ軸方向に凸となる嵌合凸部５０３ｂとが形成されている。
組電池５０の組み立て状態において、フランジ部５０１ｂの嵌合凸部５０３ｂがフランジ部５０１ａの嵌合凹部５０３ａに嵌合することにより、電池５０ａ、５０ｂは一体化される。ただし、フランジ部５０１ａ及びフランジ部５０１ｂの接合面を溶着することにより、電池５０ａ、５０ｂの接合強度を向上させてもよい。また、電池５０ａ、５０ｂの接触面を全て溶着して、接合強度をさらに向上させてもよい。
組電池５０の組み立て状態において、フランジ部５０１ａの半円開口部５０２ａ及びフランジ部５０１ｂの半円開口部５０２ｂが互いに向き合うことにより、一つの開口部が形成される。この開口部に締結部材を締結することにより、組電池５０は固定される。組電池５０の固定方法は、変形例１と同じであるため、説明を繰り返さない。
本変形例の構成では、フランジ部５０１ａ、５０１ｂが互いに接続されているため、例えば、電池５０ｂに外力が加わった場合に二つのフランジ部５０１ａ、５０１ｂで電池５０ｂを支えることができる。したがって、一つのフランジ部で電池を固定する方法よりも、固定強度を増加させることができる。
（変形例３）
図７は変形例３に係る電池の斜視図である。同図を参照して、本変形例に係る電池６０は、複数の単電池１１０を縦方向に配列することにより構成されている。電池６０の外側面には、脚部６１が設けられている。脚部６１には、締結穴部６１ａが形成されている。電池６０の取り付け方法は、変形例１で説明したため説明を繰り返さない。変形例１乃至３において説明したように、電池モジュールの周りを樹脂で固めて保持する構成を採用することによって、様々な形状の電池を簡易に製造することができる。例えば、電池モジュール１１の構成は、図８に図示するように、単電池１１０を横方向に並べて直列に接続する構成、或いは図９に図示するように、並列に接続された単電池１１０を直列に接続する構成であってもよい。
（変形例４）
上述の実施形態では、単電池１１０を捲回体により構成したが、本発明はこれに限られるものではない。単電池１１０は、セパレータを介して積層した正極シート及び負極シート、つまり、発電シートを一方向に重ねた構造であってもよい。
（第２実施形態）
図１０は第２実施形態の電池の拡大斜視図である。図１１は第２実施形態の電池を収容した電池パックの断面図である。電池パック７０は、アッパーケース７１（ケースに相当する）、ロアケース７２（ケースに相当する）及び電池７３を含む。アッパーケース７１の上面には、凸部７１aが形成されており、この凸部７１a及び電池７３に挟まれた空間には排煙経路が形成されている。ここで、排煙経路とは、過充電、過放電などの電池異常の際に、電池７３から排出されたガスを電池パック７０の外部に排出する経路のことである。アッパーケース７１及びロアケース７２は互いに締結ボルト（不図示）で連結されることにより一体化されている。
アッパーケース７１の内部において点線で囲んだ領域は導通経路７４、７５を示している。導通経路７４、７５はＸ軸方向に延びており、この方向に熱交換媒体が流すことができる。すなわち、電池７０は充放電することによって発熱し、この発熱状態を放置すると劣化する。そのため、電池７０が発熱した場合には、導通経路７４、７５の内部に冷却された空気を流すことにより、電池７０を冷却することができる。また、電池７０は極低温になると、内部抵抗が上昇して入出力特性が低下する。そのため、電池７０の温度が極低温である場合には、導通経路７４、７５に暖かい空気を流すことにより、電池７０を加熱することができる。
熱交換媒体は、図示しないブロワを作動させることにより、導通経路７４、７５に供給することができる。なお、電池パック７０は、車両を走行させるモータに電力を供給するバッテリとして用いることができる。この場合、ブロワを作動させることにより車室内、或いは車室外の空気を吸気し、この吸気された空気を導通経路７４、７５の内部に供給することができる。
電池７０は、伝熱フィン１１１ｃを有する点を除いて、変形例１の電池４０と同じ構成である。伝熱フィン１１１ｃは、接続導電板１１１ｂから電槽本体１２を貫通して導通経路７４又は７５の内部に延出している。したがって、伝熱フィン１１１ｃは、導通経路７４又は７５の内部を流れる冷却風によって冷却される。伝熱フィン１１１ｃが冷却されることにより、接続導電板１１１ｂが冷却されるため、充放電時に発熱する電池７０の温度上昇を抑制することができる。また、伝熱フィン１１１ｃは、導通経路７４又は７５の内部を流れる温風によって加熱される。伝熱フィン１１１ｃが加熱されることにより、接続導電板１１１ｂが加熱されるため、極低温状態にある電池７０の入出力特性を改善することができる。
ここで、各伝熱フィン１１１ｃは、熱交換媒体の送風方向から視た時に、互いに重ならない位置に配置するのが好ましい。各伝熱フィン１１１ｃを互いに重なる位置に配置した場合、上流に位置する伝熱フィン１１１ｃによって熱交換媒体の移動が妨げられるため、下流に位置する伝熱フィン１１１ｃを効率的に冷却又は加熱することができないからである。
伝熱フィン１１１ｃは、平板形状に形成されており、その表面及び裏面は熱交換媒体の移動方向に延びている。これにより、伝熱フィン１１１ｃと熱交換媒体との接触面積が増大するため、効率的に接続導電板１１１ｂを温度調節することができる。また、熱交換媒体を送風する際の圧力損失の増大を抑制することができる。
本変形例では、排煙経路が凸部７１ａと電池モジュール１１の上面との間に設けられ、導通経路７４、７５が電池モジュール１１の側面とアッパーケース７１との間に設けられているため、排煙経路と導通経路７４、７５とを互いに分離させることができる。
電槽本体１２は絶縁材料から形成されているため、電槽本体１２に対してアッパーケース７１、ロアケース７２等の金属部材を接触させることもできる。これにより、電池モジュール１１に対する保持力がアッパーケース７１等で補われ、輸送法規等強度要件が厳しい場合であっても、電池モジュール１１全体を効率良く保持することができる。
（第３実施形態）
次に、図１２の工程図を参照しながら、実施形態１の電池の製造方法について説明する。ステップＳ１０１において、単電池１１０を所定方向に並べる。このとき、隣接する一方の単電池１１０のセル正極端子と、他方の単電池１１０のセル負極端子とが前記所定方向に並ぶように、単電池１１０を配列する。なお、配列された単電池１１０は治具を用いて位置決めされる。
ステップＳ１０２において、隣接する単電池１１０を接続ユニット１１１で接続することにより、電池モジュール１１を製造する。接続方法は、カシメ、或いは溶接であってもよい。本実施形態では、接続ユニット１１１を用いて隣接する単電池１１０を接続したが、隣接する一方の単電池１１０のセル正極端子に挟持部材１１１ａを接続し、他方の単電池１１０のセル負極端子に挟持部材１１１ａを接続した後、これらの挟持部材１１１ａを接続導電板１１１ｂによって接続する方法であってもよい。
ステップＳ１０３において、電槽本体１２に対応した形状を備えた金型に電池モジュール１１をセットし、金型内に熱溶融した樹脂を射出注入した後、冷却・固化させることにより、電槽本体１２を成形する。ここで、樹脂をある程度射出注入すると、注入された樹脂によって電池モジュール１１が圧接され、この圧接力を監視しながら射出注入を実施することにより、硬化した樹脂（つまり電槽本体１２）から電池モジュール１１に加わる圧接力を所望の値に制御することができる。これにより、捲回体内部の発電要素が強固に密着するため、電池モジュール１１の入出力特性の低下を抑制できる。この方法によれば、拘束バンドを用いて電池モジュールを拘束する方法と比べて、簡易な構造で電池モジュール１１を拘束することができる。
ステップＳ１０４において、樹脂からなる蓋体１３を電槽本体１２の開口部にセットし、電解液注入口１３ａから電槽本体１２の内部に電解液を注入する。電槽本体１２に注入された電解液は、接続ユニット１１１とセル正極端子（セル負極端子）１１０ａとの間に形成された隙間１１１ｃを通って、捲回体の内部に流入する。なお、電槽本体１２には、電解液注入口１３aから注入された電解液を隙間１１１ｃに導く導通経路（不図示）が形成されている。
ステップＳ１０５において、蓋体１３を電槽本体１２の内面に溶着して、固定する。上述の方法によれば、接続ユニット１１１が単電池１１０にセットされた状態で電池モジュール１１が製造されるため、接続信頼性を確保することができる。
ここで、変形例１乃至３に示すようにケース本体に脚部４１等を形成する場合には、脚部４１等に対応した形状部を金型に設ける必要がある。また、第２実施形態で説明したように、接続ユニット１１１に伝熱フィン１１１ｃを形成する場合には、導通経路７４、７５内に延出する伝熱フィン１１２の先端部分を金型内の樹脂充填領域から退避させておく必要がある。
１…電池 １１…電池モジュール １２…電槽本体 １３…蓋体
１１０…単電池 １１１…接続ユニット １１１ａ…挟持部材
１１１ｂ…接続導電板 １２１…収容部

Claims (8)

  1. 電槽に複数の単電池を収容した電池であって、
    前記電槽は、絶縁性材料から形成されるとともに、該電槽の内壁部によって形成され、それぞれが前記各単電池を収容する複数の収容部を有しており、
    前記複数の単電池の接続に用いられる導電部材が、前記電槽の壁部内に埋没していることを特徴とする電池。
  2. 前記収容部は、前記単電池の外面に沿った形状であって、前記単電池の外面に接触していることを特徴とする請求項１に記載の電池。
  3. 前記単電池は、セパレータを介して正極シート及び負極シートを積層した発電シートを軸周りに巻き回した捲回体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電池。
  4. 前記捲回体の電極部を挟持する挟持部材を有し、
    前記導電部材は、隣接する前記捲回体の前記挟持部材を互いに接続していることを特徴とする請求項３に記載の電池。
  5. 前記複数の単電池は、電気的に直列に接続されていることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一つに記載の電池。
  6. 前記絶縁性材料は、樹脂であることを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一つに記載の電池。
  7. 請求項１乃至６のうちいずれか一つに記載の電池と、
    熱交換媒体が導通する導通経路を備え、前記電池を収容するケースと、
    前記導電部材から前記導通経路内に延出する伝熱フィンと、
    を有する電池パック。
  8. 樹脂からなる樹脂電槽に電池モジュールを収容した電池の製造方法であって、
    複数の単電池を導電部材を介して接続することにより前記電池モジュールを製造する第１のステップと、
    前記電池モジュールを金型に収めた状態で、前記金型に樹脂を射出することにより、前記樹脂電槽を射出成型する第２のステップと、を有し、
    前記第２のステップにおいて、前記導電部材が前記樹脂中に埋没するように射出成型を行うことを特徴とする電池の製造方法。





JP2012204036A 2012-09-18 2012-09-18 電池、電池パック、電池の製造方法 Active JP5623483B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012204036A JP5623483B2 (ja) 2012-09-18 2012-09-18 電池、電池パック、電池の製造方法
DE112013004522.2T DE112013004522B4 (de) 2012-09-18 2013-04-11 Batterie, Batteriepaket und Verfahren zum Herstellen einer Batterie
PCT/JP2013/002462 WO2014045485A1 (ja) 2012-09-18 2013-04-11 電池、電池パック、電池の製造方法
US14/417,608 US10205142B2 (en) 2012-09-18 2013-04-11 Battery, battery pack, and method of manufacturing battery
CN201380047377.6A CN104603978B (zh) 2012-09-18 2013-04-11 电池、电池组、电池的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012204036A JP5623483B2 (ja) 2012-09-18 2012-09-18 電池、電池パック、電池の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014060033A true JP2014060033A (ja) 2014-04-03
JP5623483B2 JP5623483B2 (ja) 2014-11-12

Family

ID=50340828

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012204036A Active JP5623483B2 (ja) 2012-09-18 2012-09-18 電池、電池パック、電池の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10205142B2 (ja)
JP (1) JP5623483B2 (ja)
CN (1) CN104603978B (ja)
DE (1) DE112013004522B4 (ja)
WO (1) WO2014045485A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016091635A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 三菱マテリアル株式会社 蓄電デバイスの製造方法
JP2016178066A (ja) * 2015-03-23 2016-10-06 トヨタ自動車株式会社 電池パック
CN113904067A (zh) * 2021-09-28 2022-01-07 一汽解放汽车有限公司 失效电芯隔离装置、方法及电池
JP2023174909A (ja) * 2019-03-15 2023-12-08 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびその製造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101960922B1 (ko) * 2015-08-21 2019-03-21 주식회사 엘지화학 배터리 모듈
KR102051108B1 (ko) * 2016-06-13 2019-12-02 주식회사 엘지화학 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩, 자동차
KR102110543B1 (ko) 2017-03-22 2020-05-13 주식회사 엘지화학 배터리 팩
JP2019134059A (ja) * 2018-01-31 2019-08-08 株式会社日本マイクロニクス 積層治具、積層方法、及び電池構造体の製造方法
CN211265597U (zh) * 2019-12-30 2020-08-14 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种无焊接式汇流排
KR102858412B1 (ko) * 2021-04-15 2025-09-10 에스케이온 주식회사 배터리 팩 및 그 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63503341A (ja) * 1986-05-19 1988-12-02 ウルトラライフ・バッテリーズ・インコーポレーテッド バッテリをつくる方法
JP2010055885A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Yazaki Corp 電源装置
JP2010113961A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Denso Corp 組電池

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5460900A (en) 1994-08-08 1995-10-24 Gnb Battery Technologies Inc. Lead-acid battery having a fluid compartment for reducing convection-induced heat transfer
JP4504600B2 (ja) 2000-11-30 2010-07-14 パナソニック株式会社 角形密閉式電池及びその製造方法
US7547487B1 (en) 2004-05-18 2009-06-16 Ovonic Battery Company, Inc. Multi-cell battery assembly
JP2006134803A (ja) 2004-11-09 2006-05-25 Gs Yuasa Corporation:Kk 電池
US9247036B2 (en) * 2006-06-29 2016-01-26 Google Technology Holdings LLC Fascia assembly for a portable electronic device
JP2008103139A (ja) * 2006-10-18 2008-05-01 Bridgestone Corp 電池モジュール
KR100833739B1 (ko) * 2006-10-27 2008-05-29 삼성에스디아이 주식회사 각형 리튬 이온 전지
JP5252836B2 (ja) * 2007-05-29 2013-07-31 三洋電機株式会社 パック電池
JP5031606B2 (ja) * 2008-01-30 2012-09-19 ソニー株式会社 電池パック及びその製造方法
JP2010282767A (ja) * 2009-06-03 2010-12-16 Honda Motor Co Ltd 組電池モジュール
US8574753B2 (en) 2009-08-27 2013-11-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery comprising a conductive nipping member
JP5558265B2 (ja) 2009-08-27 2014-07-23 株式会社東芝 電池
DE102009047490A1 (de) * 2009-12-04 2011-06-09 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung
US8361647B2 (en) * 2010-03-19 2013-01-29 GM Global Technology Operations LLC Reversible battery assembly and tooling for automated high volume production
JP2012009332A (ja) 2010-06-25 2012-01-12 Panasonic Corp 二次電池
DE102010052514A1 (de) 2010-11-26 2012-05-31 Ads-Tec Gmbh Akkublock mit Anschlusspolen
US8889283B2 (en) * 2011-01-10 2014-11-18 Robert Bosch Gmbh Flexible battery module for prismatic cells

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63503341A (ja) * 1986-05-19 1988-12-02 ウルトラライフ・バッテリーズ・インコーポレーテッド バッテリをつくる方法
JP2010055885A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Yazaki Corp 電源装置
JP2010113961A (ja) * 2008-11-06 2010-05-20 Denso Corp 組電池

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016091635A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 三菱マテリアル株式会社 蓄電デバイスの製造方法
JP2016178066A (ja) * 2015-03-23 2016-10-06 トヨタ自動車株式会社 電池パック
KR101800334B1 (ko) 2015-03-23 2017-11-22 도요타 지도샤（주） 전지 팩
US10644365B2 (en) 2015-03-23 2020-05-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Battery pack and heater assembly
JP2023174909A (ja) * 2019-03-15 2023-12-08 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびその製造方法
US12266823B2 (en) 2019-03-15 2025-04-01 Lg Energy Solution, Ltd. Battery module and manufacturing method thereof
JP7691186B2 (ja) 2019-03-15 2025-06-11 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 電池モジュールおよびその製造方法
CN113904067A (zh) * 2021-09-28 2022-01-07 一汽解放汽车有限公司 失效电芯隔离装置、方法及电池
CN113904067B (zh) * 2021-09-28 2024-06-04 一汽解放汽车有限公司 失效电芯隔离装置、方法及电池

Also Published As

Publication number Publication date
JP5623483B2 (ja) 2014-11-12
CN104603978B (zh) 2018-02-27
WO2014045485A1 (ja) 2014-03-27
US20150311484A1 (en) 2015-10-29
US10205142B2 (en) 2019-02-12
DE112013004522T5 (de) 2015-05-28
CN104603978A (zh) 2015-05-06
DE112013004522B4 (de) 2023-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5623483B2 (ja) 電池、電池パック、電池の製造方法
CN102754240B (zh) 改进焊接可靠性的电池模块和使用该电池模块的电池组
JP5252871B2 (ja) 積層式電池
JP3729164B2 (ja) 自動車用電池
JP6686286B2 (ja) 角形二次電池及びそれを用いた組電池
KR101803958B1 (ko) 효율적인 냉각 구조의 전지팩 케이스
KR102901360B1 (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
JP2004095471A (ja) ラミネート外装扁平型電池
JP2013222563A (ja) 電池、組電池及び車両
KR20130091040A (ko) 신규한 공냉식 구조의 전지팩
JP2013069417A (ja) 二次電池
KR102901366B1 (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
KR20130025246A (ko) 전지모듈의 제조장치
CN116325341B (zh) 电池、用电装置、制备电池的方法和设备
US20160293921A1 (en) Battery
JP4211769B2 (ja) 自動車用電池
KR20260002441A (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
KR20260003621A (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차
WO2024114131A1 (zh) 电池及用电装置
JP4745122B2 (ja) 二次電池、組電池および電池モジュール
WO2024055311A1 (zh) 电池单体、电池及用电设备
JP2012230846A (ja) 非水電解液電池
JP2008198563A (ja) 鉛蓄電池
US20250385399A1 (en) Battery cell with dowel for welding electrode tabs
CN223156237U (zh) 电池单体、电池装置以及用电装置

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140707

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140924

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5623483

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250