CN110268548B - 蓄电装置 - Google Patents

蓄电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110268548B
CN110268548B CN201780085554.8A CN201780085554A CN110268548B CN 110268548 B CN110268548 B CN 110268548B CN 201780085554 A CN201780085554 A CN 201780085554A CN 110268548 B CN110268548 B CN 110268548B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power storage
container
reinforcing plate
long side
battery cell
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.)
Active
Application number
CN201780085554.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110268548A (zh
Inventor
飞鹰强志
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.)
GS Yuasa International Ltd
Original Assignee
GS Yuasa International Ltd
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 GS Yuasa International Ltd filed Critical GS Yuasa International Ltd
Publication of CN110268548A publication Critical patent/CN110268548A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110268548B publication Critical patent/CN110268548B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/82Fixing or assembling a capacitive element in a housing, e.g. mounting electrodes, current collectors or terminals in containers or encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H01G11/76Terminals, e.g. extensions of current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/131Primary casings; Jackets or wrappings characterised by physical properties, e.g. gas permeability, size or heat resistance
    • H01M50/134Hardness
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H01G11/12Stacked hybrid or EDL capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/64Heating or cooling; Temperature control characterised by the shape of the cells
    • H01M10/647Prismatic or flat cells, e.g. pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554Rods or plates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/218Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
    • H01M50/22Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
    • H01M50/222Inorganic material
    • H01M50/224Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271Lids or covers for the racks or secondary casings
    • H01M50/273Lids or covers for the racks or secondary casings characterised by the material
    • H01M50/276Inorganic material
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

蓄电装置10具备多个蓄电元件20A,20B,该多个蓄电元件20A,20B具有电极体35和收纳有电极体35的容器23,并且在预定的排列方向X上层叠配置。多个蓄电元件20包含位于排列方向X的最外端的一对第一蓄电元件20A和位于一对第一蓄电元件20A之间的第二蓄电元件20B。第一蓄电元件20A的容器23的刚性比第二蓄电元件20B的容器23的刚性高。

Description

蓄电装置
技术领域
本发明涉及蓄电装置。
背景技术
公知一种蓄电装置(锂离子电池),在外装体的内部具备层叠配置有电 极板的蓄电元件。锂离子电池比铅蓄电池重量轻,但存在蓄电元件膨胀这一 难点。在专利文献1的蓄电装置中,通过在外装体的外周壁配设补强板,从 而抑制由蓄电元件的膨胀造成的外装体的变形和破损。在专利文献2的蓄电 装置中,通过补强板对多个蓄电元件进行拘束,能够抑制由蓄电元件的膨胀 造成的外装体的变形和破损。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2002-117815号公报
专利文献2:(日本)特开2007-42648号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,由于高刚性的补强板重量重,在通过补强板包围蓄电元件的专利 文献1、2的蓄电装置中不能发挥出锂离子电池的长处。因此,在专利文献1、 2的蓄电装置中,尤其是对于整体的轻量化尚存改良的余地。
本发明的目的在于提供一种蓄电装置,能够抑制蓄电元件的膨胀并且实 现整体的轻量化。
用于解决技术问题的技术方案
本发明的一个形态提供一种蓄电装置,该蓄电装置具备多个蓄电元件, 该多个蓄电元件具有电极体和收纳有所述电极体的容器,并且在预定的排列 方向上层叠配置,
所述多个蓄电元件包含位于所述排列方向的最外端的一对第一蓄电元件 和位于所述一对第一蓄电元件之间的第二蓄电元件,
所述第一蓄电元件的所述容器的刚性比所述第二蓄电元件的所述容器的 刚性高。
根据该蓄电装置,与外装体面接触的第一蓄电元件的容器的刚性比中间 部分的第二蓄电元件的容器的刚性高。因此,通过第一蓄电元件自身的刚性 来抑制由第一蓄电元件的电极体的劣化造成的容器的局部膨胀。其结果是, 由膨胀带来的负荷难以作用于容器与盖体的接合部分,因此能够提高蓄电元 件的安全性。并且,仅使多个蓄电元件中位于最外端的一对第一蓄电元件以 高刚性形成,因此作为蓄电装置整体能够实现轻量化。并且,蓄电装置的外 装体也能够不改变强度地抑制由蓄电元件的膨胀造成的变形。
所述第一蓄电元件的所述容器包含与相邻的所述第二蓄电元件相对的第 一面和与所述第一面位于相反侧的第二面,在所述第二面固定有补强板。根 据该形态,与增厚第一蓄电元件的容器的厚度的情况相比,能够容易且低成 本地提高第一蓄电元件的刚性。并且,从第一蓄电元件朝向外装体的力通过 补强板分散地作用于外装体的端面,因此能够抑制由电极体的劣化造成的容 器的具备膨胀。
优选所述蓄电元件具有对所述容器的开口进行密封的盖体,所述补强板 在相对于所述盖体空出预定的间隔的位置固定于所述容器。
或者,优选所述补强板在相对于所述容器的与开口位于相反侧的底部空 出预定的间隔的位置固定于所述容器。
或者,优选所述容器具有向相对于所述排列方向交叉的方向延伸而构成 所述第二面的长侧面和沿着所述排列方向延伸的短侧面,所述补强板在相对 于所述短侧面空出预定的间隔的位置固定于所述长侧面。
根据这些形态,由于固定部分(接合部)接近容器的变形量大的中心部 分,能够减小容器能够变形的区域。因此,能够有效地抑制蓄电元件的膨胀。
优选所述补强板通过由焊接形成的接合部而固定于所述容器,所述接合 部形成在所述容器的不与所述电极体接触的部分。根据该形态,在蓄电元件 的组装后对补强板进行固定时,能够抑制焊接时的热对电极体造成影响。
发明的效果
在本发明的蓄电装置中,与外装体面接触的第一蓄电元件的容器的刚性 比中间部分的第二蓄电元件的容器的刚性高,因此能够有效地抑制由第一蓄 电元件的电极体的劣化造成的容器的局部膨胀。并且,仅使多个蓄电元件中 位于最外端的第一蓄电元件以高刚性形成,作为蓄电装置整体能够实现轻量 化。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的蓄电装置的俯视图。
图2是第一电池单体的局部剖视图。
图3是电池单体的分解立体图。
图4A是第一电池单体的主视图。
图4B是图4A的第一电池单体的侧视图。
图5A是表示第一电池单体与补强板的变形状态的侧视图。
图5B是表示第一电池单体的长侧面部的变形状态的立体图。
图5C是表示现有的电池单体的长侧面部的变形状态的立体图。
图6是表示第二实施方式的蓄电装置的第一电池单体的主视图。
图7是表示第三实施方式的蓄电装置的第一电池单体的主视图。
图8是表示第四实施方式的蓄电装置的第一电池单体的主视图。
图9是表示第五实施方式的蓄电装置的第一电池单体的侧视图。
图10是表示电池单体的变形例的分解立体图。
图11是表示蓄电装置的变形例的剖视图。
具体实施方式
以下,按照附图对本发明的实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图1表示本发明第一实施方式的蓄电装置10。该蓄电装置10具备外装体 12和在外装体12的内部收纳的电池组18。电池组18由多个(在本实施方式 中为12个)电池单体20构成。在本发明中,通过使位于排列方向最外端的 一对电池单体20A的刚性比中间部分的电池单体20B的刚性高,从而抑制电 池单体20A的膨胀,并且实现蓄电装置10整体的轻量化。
(蓄电装置的整体构成)
如图1所示,外装体12具备在一个面(上表面)开口的树脂制的壳体本 体13和封堵壳体本体13的开口的罩(未图示)。壳体本体13是具备在图1 中沿着XZ平面延伸的一对长侧壁部14,14和在图1中沿着YZ平面延伸的一 对短侧壁部15,15的箱体。罩具备正极外部端子和负极外部端子,液密且气密 地固定于壳体本体13的开口。
电池组18将作为蓄电元件的电池单体20沿着外装体12的长度方向(X 方向)层叠配置。电池单体20例如是锂离子电池等非水电解质二次电池。其 中,除了锂离子电池之外,也能够适用包含电容器在内的各种电池单体20。 该电池单体20是图1的Y方向成为长边方向且图1的X方向成为短边方向 的箱体。在电池单体20中,在Y方向的一端设有正极端子31,在Y方向的 另一端设有负极端子32。
在相邻的电池单体20的正极端子31和负极端子32通过焊接连接有作为 导电部件的连接条50A~50E。在并联连接的情况下,预定的电池单体20的 正极端子31彼此电连接,预定的电池单体20的负极端子32彼此电连接。在 串联连接的情况下,预定的电池单体20的正极端子31与预定的电池单体20 的负极端子32电连接。在图1中作为一个例子表示的是使用共计12个电池 单体20,将3个电池单体20并联连接,将4组该并联连接的3个1组的电池单体20串联连接的形态。
多个电池单体20配置为从壳体本体13的Y方向的一端向另一端以3个 为1组,在同一组相邻的电池单体20的端子极性相同,在相邻的组彼此相邻 的电池单体20的端子极性相反。在图1中位于左侧端的第一组负极端子32 组通过第一连接条50A并联连接。第一组正极端子31组与第二组负极端子 32组通过第二连接条50B串联连接。第二组正极端子31组与第三组负极端 子32群通过第三连接条50C串联连接。第三组正极端子31组与第四组负极端子32组通过第四连接条50D串联连接。在图1中位于右侧端的第四组正极 端子31组通过第五连接条50E并联连接。
与第一组负极端子32组连接的第一连接条50A与罩的负极外部端子电连 接,与第四组正极端子31组连接的第五连接条50E与罩的正极外部端子电连 接。由此各个电池单体20能够经由正极外部端子和负极外部端子进行充放电。
(电池单体的细节)
如图2和图3所示,各个电池单体20具备壳体21、电极体35以及一对 集电体45A,45B。
壳体21具备在一个面(上表面)开口的扁平箱形的容器23和封堵容器23的开口27的盖体30。容器23和盖体30均由铝合金或不锈钢制成。容器 23具备沿着XY平面延伸的大致长方形状的底面部24。在底面部24,在一对 长边分别立设有长侧面部25,在一对短边分别立设有短侧面部26。长侧面部 25沿着相对于电池单体20的预定的排列方向X正交的方向Y配置于壳体本 体13。短侧面部26的全长(横向宽度)比长侧面部25短,以沿着排列方向 X的方式配置于壳体本体13。盖体30是与底面部24相同大小的长方形形状, 通过焊接而密封于容器23的与底面部24位于相反侧的开口27。正极端子31 和负极端子32设置于该盖体30。
电极体35是具备作为正极电极片的正极体36、作为负极电极片的负极体 37以及两片隔膜38,38而以将它们层叠的状态绕卷绕轴Wa卷绕而成的扁平 的卷绕体。正极体36在由铝箔构成的带状基材上涂布活性物质36a。负极体 37在由铜箔构成的带状基材上涂布活性物质37a。隔膜38由多孔性树脂膜构 成,配置在正极体36与负极体37之间而使它们电绝缘。
从卷绕轴Wa延伸的方向看到的电极体35的端部39为长圆形状,具有 彼此相对的一对直线部40,40和以将直线部40,40连接的方式彼此相对的一对 弯曲部41,41。该电极体35以卷绕轴Wa沿着壳体21的长度方向(Y方向) 的姿态收纳在容器23内。由此,带状正极体36与负极体37成为从一方的长 侧面部25到另一方的长侧面部25在X方向上层叠的状态。并且,直线部40 和弯曲部41沿着卷绕轴Wa向Y方向延伸。
正极集电体45A将正极体36与正极端子31电连接,负极集电体45B将 负极体37与负极端子32电连接。正极集电体45A例如由铝等金属构成,负 极集电体45B例如由铜等金属构成。这些集电体45A,45B具备平板状的台座 部46和从该台座部46分为两叉延伸的一对脚部47,47。台座部46配置在盖 体30与电极体35之间,例如通过铆接而与盖体30的端子31,32接合。脚部 47配置在电极体35的端部39,以将端部39夹在中间并对其进行压缩的状态 接合。
该电池单体20在施加有在电极体35的层叠方向即X方向上压缩的力的 情况下难以变形,但如果施加在X方向上膨胀的力,则容易变形。以下,对 位于电池组18的排列方向X的最外端的2个为电池单体20A、除了它们之外 的中间部分为电池单体20B的情况进行说明。电池单体20B通过连接条50A~ 50E的接合来限制X方向的移动,通过相邻的电池单体20B来限制X方向的 膨胀。但是,电池单体20A的外侧是能够弹性变形的树脂制的壳体本体13, 因此不能限制电池单体20A的X方向的膨胀。在本实施方式中,为了抑制电 池单体20A的膨胀和伴随于此的壳体本体13的变形,在电池单体20A配置 有补强板52。
(补强板的细节)
与图2一起参照图4A、图4B,补强板52用于提高容器23的刚性,是 由与容器23相同的金属(铝合金或不锈钢)构成的厚度一定的矩形状板材。 希望补强板52的X方向的厚度尽可能地厚,但如果过厚则蓄电装置10变重, 优选与容器23的厚度为大致同等水平。补强板52的Z方向的高度与长侧面 部25的全高为相同尺寸,补强板52的Y方向的宽度尺寸与长侧面部25的横 向宽度为相同尺寸。
补强板52固定于第一蓄电元件即电池单体20A的长侧面部25,25中、与 相邻的第二蓄电元件即电池单体20B相对的内侧面(第一面)25a的相反侧 的外侧面(第二面)25b。补强板52的固定可以在电池单体20A的组装前进 行,但如图1所示,优选在通过连接条50A~50E接合的电池组18的组装后 进行。这是由于,预先对补强板52进行了固定的电池单体20A成为只能配置 在电池组18的最外端的专用部件,电池组18的组装作业性变差。
补强板52通过焊接固定于长侧面部25。如图2明确所示,在长侧面部 25重叠配置补强板52,通过从补强板52侧通过激光等进行焊接,形成使长 侧面部25的一部分与补强板52的一部分一体化的接合部53。该接合部53 形成在长侧面部25的不与电极体35接触的部分。详细地说,参照图4B,电 极体35的弯曲部41随着从卷绕轴Wa离开而逐渐从长侧面部25离开。参照 图2,电极体35的端部39***集电体45A,45B的脚部47,47而从长侧面部 25离开。因此,电极体35与长侧面部25接触的部分是位于弯曲部41,41之 间且端部39,39之间的矩形形状的平面部42(在图4A中双点划线的影线区 域)。通过在位于平面部42的外侧的部分形成接合部53,来抑制焊接时的热 对电极体35的影响。
并且,接合部53在相对于长侧面部25的外周部空出预定的间隔的位置 形成。详细地说,在电池单体20A的盖体30侧,在相对于盖体30空出间隔 D1的位置形成接合部53。在电池单体20A的底面部24侧,在相对于底面部 24空出间隔D2的位置形成接合部53。在电池单体20A的短侧面部26侧, 在相对于短侧面部26空出间隔D3的位置形成接合部53。只要不位于平面部 42,优选间隔D1~D3尽可能地大。在本实施方式中,盖体30侧的接合部53 形成为位于电极体35与盖体30的中间。底面部24侧的接合部53形成在弯 曲部41所在的部分。短侧面部26侧的接合部53形成在集电体45A,45B所在 的部分。
如图1所示,如果将电池单体20A,20B收纳于壳体本体13,则中间部分 的电池单体20B的X方向的两侧的移动被其他电池单体20A或20B限制,因 此即使在电极体35发生预料不到的异常也不会在X方向上膨胀。最外端的电 池单体20A在电极体35发生预料不到的异常时,向X方向外侧膨胀。于是, 补强板52与短侧壁部15面接触,因此由从电池单体20A朝向外装体12的膨 胀带来的力通过补强板52而分散地施加于短侧壁部15。因此,能够抑制由电极体35的劣化造成的电池单体20A的局部膨胀。
其结果是,在容器23与盖体30的接合部分难以作用由膨胀带来的负荷, 因此能够防止接合部分的破损,从而使电池单体20A的安全性提高。并且, 补强板52仅配置在多个电池单体20A,20B中位于最外端的电池单体20A,与 包围四周的地配置补强板的情况相比,作为蓄电装置10整体能够实现轻量化。 并且,蓄电装置10的外装体12也能够不改变自身强度(刚性)地抑制由电 池单体20A的膨胀造成的变形。而且,补强板52能够如下所述地提高电池单 体20A自身的刚性,因此能够有效地抑制由电极体35的劣化造成的电池单体 20A的局部膨胀。
图5A表示的是电池单体由于膨胀而变形的状态。图5A中的实线是采用 接合部53而将补强板52固定于长侧面部25的本实施方式的电池单体20A。 图5A中的粗实线表示的是发生了变形的电池单体20A的长侧面部25的表面 形状。图5A中的虚线表示的是现有(专利文献1)的电池单体的长侧面部25’ 的表面形状。现有的补强板并不是采用接合部固定于长侧面部,而是以在长 侧面部的横向排列的方式固定于外装体。显然,长侧面部25,25’的形状是相 同的。
图5B以等高线表示图5A所示的本实施方式的电池单体20A的长侧面部 25的变形。图5C以等高线表示图5A所示的现有的电池单体的长侧面部25’ 的变形。参照图5B和图5C,位于最外周部的等高线Va为变形的根部,位于 最内周部的等高线Vb表示由于变形而最为突出的顶部附近,最内周部Vb的 中央是成为最大变形量V1,V2的顶部。这样,由电池单体20A的膨胀造成的 长侧面部25,25’的变形从最外周部Va到中央的顶部逐渐变大。
参照图5A至图5C,在本实施方式的电池单体20A和现有的电池单体中, 由膨胀造成的长侧面部25,25’的变形均在离外周部最远的中心部达到最大。 采用接合部53而固定于补强板52的本实施方式的电池单体20A的最大变形 量V1比现有例的电池单体的最大变形量V2小并且成为一半以下。这是由于 在相对于长侧面部25空出间隔D1~D3的位置形成了接合部53。即,通过使 接合部53接近变形量大的中心部分,使长侧面部25能够变形的区域变小。 由此,能够有效地抑制电池单体20A的膨胀。
并且,在本实施方式中,在YZ平面内,使补强板52的面积与长侧面部 25的面积相同。这样,在图4A所示的间隔D1~D3的范围也存在补强板52。 在这里,如图5A所示,在补强板52中位于接合部53的外侧(间隔D1~D3 的范围)的外侧部分比位于接合部53的内侧的中心部分在X方向的变形量小。 该变形小的间隔D1~D3的范围的外侧部分与电池单体20A的长侧面部25抵 接,因此能够更为牢固地对电池单体20A进行补强。
这样,在本实施方式中,能够通过补强板52中的接合部53的外侧部分 (间隔D1~D3的部分)对电池单体20A进行补强。因此,能够更有效地抑制 电池单体20A的膨胀。并且,接合部53形成在长侧面部25的不与电极体35 接触的部分,因此能够抑制焊接时的热对电极体35带来的影响。另外,金属 制的补强板52实现散热片的作用,能够对成为电池单体20A的劣化(膨胀) 的主要原因的热进行散热。因此,能够抑制所有电池单体20A,20B的膨胀,并且能够实现整体轻量化的蓄电装置10。
(第二实施方式)
图6表示的是第二实施方式的蓄电装置的电池单体20A。该电池单体20A 仅在补强板52相对于长侧面部25的焊接方法上不同,其他结构与第一实施 方式相同。在第二实施方式中,设有沿着盖体30向横向延伸的线状的第一接 合部53A和沿着底面部24向横向延伸的线状的第二接合部53B。第一接合部 53A位于相对于盖体30空出预定的间隔的位置,第二接合部53B位于相对于 底面部24空出预定的间隔的位置。这样,能够得到与第一实施方式同样的作 用和效果。
(第三实施方式)
图7表示的是第三实施方式的蓄电装置的电池单体20A。在该电池单体 20A中,与第二实施方式类似,仅在补强板52相对于长侧面部25的焊接方 法上不同,其他结构与第一实施方式相同。在第三实施方式中,设有沿着短 侧面部26在纵向上延伸的线状的接合部53。该接合部53位于相对于短侧面 部26空出预定的间隔的位置。这样,能够得到与第一实施方式同样的作用和 效果。
(第四实施方式)
图8表示的是第四实施方式的蓄电装置的电池单体20A。在该电池单体 20A中,补强板52的形状不同,其他结构与第一实施方式相同。补强板52 形成为从变形量最大的长侧面部25的中心部呈放射状延伸的X形。该补强板 52与第一实施方式同样地在相对于长侧面部25的外周部空出预定的间隔的 位置通过由焊接形成的接合部53固定。
在这样的第四实施方式中,由于具备从变形量最大的部分向长侧面部25 的外周部延伸的补强板52,能够得到与第一实施方式同样的作用和效果。而 且,与第一实施方式相比补强板52的面积小,能够使蓄电装置进一步轻量化。 需要说明的是,补强板52的形状不限于X形,能够根据需求进行变更。
(第五实施方式)
图9表示的是第五实施方式的蓄电装置的电池单体20A。在该电池单体 20A中使用厚度不均的补强板52,其他结构与第一实施方式相同。详细地说, 在补强板52中,在与长侧面部25相对的面设有用于容许长侧面部25的变形 (膨胀)的凹部54。该凹部54成为在与变形量最大的长侧面部25的中心部对 应的部分最深的球面状。将补强板52固定于长侧面部25的方法能够采用第 一实施方式至第三实施方式中的任一种。这样,能够得到与第一实施方式相 同的作用和效果。而且,通过凹部54能够减小补强板52自身的变形量。
这样,固定于电池单体20A的补强板52可以根据需求来改变厚度和形状。 并且,补强板52成为与长侧面部25相同的尺寸,但也可以与包含盖体30的 长侧面部25侧的壳体21的尺寸相同,或者成为比长侧面部25小一圈的尺寸。 其中,在补强板52的尺寸比长侧面部25小的情况下,比平面部42大一圈。 在这种情况下,补强板52的配置只要是能够覆盖平面部42则可以向上下左 右偏置。并且,由激光等进行的焊接可以以点进行,也可以以连续的线状进 行,还可以以断续的直线状进行,可以根据需求对它们进行组合。
并且,本发明的蓄电装置10不限于上述实施方式的结构,能够进行各种 变更。
例如,如图10所示,电池单体20可以是具备对电极体35进行覆盖的树 脂制绝缘片56的结构。并且,电池单体20可以是在电极体35的底部与容器 23的底面部24之间、以及电极体35的端部39与容器23的短侧面部26之间 具备树脂制分隔部(未图示)的结构。在这些情况下,优选用于对补强板52 进行固定的接合部形成在容器23的不与绝缘片56或分隔部接触的部分。
并且,可以是电池单体20以卷绕轴Wa沿着壳体21的上下方向(Z方向) 的姿态而将电极体35配置在壳体21内的形态。并且,电极体不限于扁平的 卷绕式,也可以是将矩形形状的多片正极体、负极体以及隔膜层叠而成的层 叠式。而且,蓄电元件不限于将电极体收纳在壳体内的方型电池,也可以是 通过层压薄膜对层叠式的电极体进行密封的层压型电池。在任一形态中,在 第一蓄电元件的与第二蓄电元件相对的第一面和相反侧的第二面固定补强板 即可。
并且,补强板相对于第一蓄电元件的固定方法不限于焊接,可以通过具 有高粘接性的粘接剂进行,也能够采用机械卡合等任何方法进行。
如图11所示,可以通过使一对电池单体20A的容器23的厚度比它们之 间的电池单体20B的容器23的厚度厚而使电池单体20A的容器23的刚性比 电池单体20B的容器23的刚性高。需要说明的是,在图11中没有示出在壳 体21内收纳的电极体35和集电体45A,45B。根据该形态,电池单体20A成 为在电池组18的两端配置的专用部件,但由于能够通过自身的刚性来抑制由 电极体35的劣化造成的局部膨胀(变形),因此能够得到与上述实施方式同样的作用和效果。
本发明的蓄电装置10能够用于仅搭载内燃机的汽油车或柴油车、以及搭 载了内燃机和电动机的混合动力车的起动。并且,本发明的蓄电装置10也能 够用于驱动混合动力车和仅搭载了电动机的电动汽车。
附图标记说明
10…蓄电装置;
12…外装体;
13…壳体本体;
14…长侧壁部;
15…短侧壁部;
18…电池组;
20…电池单体(蓄电元件);
20A…最外端的电池单体;
20B…中间部分的电池单体;
21…壳体;
23…容器;
24…底面部;
25…长侧面部;
25a…内侧面(第一面);
25b…外侧面(第二面);
26…短侧面部;
27…开口;
30…盖体;
31…正极端子;
32…负极端子;
35…电极体;
36…正极体;
36a…活性物质;
37…负极体;
37a…活性物质;
38…隔膜;
39…端部;
40…直线部;
41…弯曲部;
42…平面部;
45A,45B…集电体;
46…台座部;
47…脚部;
50A~50E…连接条;
52…补强板;
53,53A,53B…接合部;
54…凹部;
56…绝缘片。

Claims (6)

1.一种蓄电装置,具备多个蓄电元件,该多个蓄电元件具有电极体和收纳有所述电极体的容器,并且在预定的排列方向上层叠配置,
所述多个蓄电元件包含位于所述排列方向的最外端的一对第一蓄电元件和位于所述一对第一蓄电元件之间的第二蓄电元件,
所述第一蓄电元件的所述容器的刚性比所述第二蓄电元件的所述容器的刚性高,
所述第一蓄电元件的所述容器具有沿着相对于所述排列方向正交的方向配置的第一长侧面部,
所述第一蓄电元件的所述容器具备补强板,所述补强板的所述排列方向上的厚度与所述第一长侧面部的所述排列方向上的厚度为同等水平或者比所述容器厚,或者,所述第二蓄电元件的所述容器具有沿着相对于所述排列方向正交的方向配置的第二长侧面部,所述第一长侧面部的所述排列方向上的厚度大于所述第二长侧面部的所述排列方向上的厚度。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置,其中,
所述第一蓄电元件的所述容器包含与相邻的所述第二蓄电元件相对的第一面和与所述第一面位于相反侧的第二面,
在所述第二面固定有补强板。
3.根据权利要求2所述的蓄电装置,其中,
所述蓄电元件具有对所述容器的开口进行密封的盖体,
所述补强板在相对于所述盖体空出预定的间隔的位置固定于所述容器。
4.根据权利要求2或3所述的蓄电装置,其中,
所述补强板在相对于所述容器的与开口位于相反侧的底部空出预定的间隔的位置固定于所述容器。
5.根据权利要求2或3所述的蓄电装置,其中,
所述容器具有向相对于所述排列方向交叉的方向延伸而构成所述第二面的长侧面和沿着所述排列方向延伸的短侧面,
所述补强板在相对于所述短侧面空出预定的间隔的位置固定于所述长侧面。
6.根据权利要求2或3所述的蓄电装置,其中,
所述补强板通过由焊接形成的接合部而固定于所述容器,
所述接合部形成在所述容器的不与所述电极体接触的部分。
CN201780085554.8A 2017-02-03 2017-12-25 蓄电装置 Active CN110268548B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017018798 2017-02-03
JP2017-018798 2017-02-03
PCT/JP2017/046337 WO2018142809A1 (ja) 2017-02-03 2017-12-25 蓄電装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110268548A CN110268548A (zh) 2019-09-20
CN110268548B true CN110268548B (zh) 2022-09-06

Family

ID=63039537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780085554.8A Active CN110268548B (zh) 2017-02-03 2017-12-25 蓄电装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20210143505A1 (zh)
JP (1) JP7024735B2 (zh)
CN (1) CN110268548B (zh)
DE (1) DE112017006992T5 (zh)
WO (1) WO2018142809A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102646854B1 (ko) 2018-10-19 2024-03-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR102646853B1 (ko) 2018-10-19 2024-03-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR102640328B1 (ko) 2018-10-19 2024-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 대형 모듈
KR102640327B1 (ko) 2018-10-19 2024-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 대형 모듈
KR102640329B1 (ko) 2018-10-19 2024-02-22 삼성에스디아이 주식회사 배터리 모듈
KR20200044582A (ko) * 2018-10-19 2020-04-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리의 대형 모듈
CN111799400B (zh) * 2020-07-13 2022-06-28 天能电池(芜湖)有限公司 一种蓄电池汇流排直连电池盖

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002117815A (ja) 2000-10-10 2002-04-19 Gs-Melcotec Co Ltd 電池パック外装体及びこれを備える電池パック
JP4247831B2 (ja) * 2003-11-27 2009-04-02 日立マクセル株式会社 密閉角形電池
JP4772614B2 (ja) 2005-07-29 2011-09-14 三星エスディアイ株式会社 電池モジュール
JP2007311173A (ja) * 2006-05-18 2007-11-29 Hitachi Vehicle Energy Ltd 二次電池モジュール
US8440343B2 (en) * 2008-04-25 2013-05-14 Honda Motor Co., Ltd. Electricity storage system and metal battery case manufacturing method
JP5516006B2 (ja) * 2009-04-24 2014-06-11 日産自動車株式会社 組電池
DE102009058444A1 (de) * 2009-12-16 2011-06-22 Li-Tec Battery GmbH, 01917 Batteriegehäuse zur Aufnahme von elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen
WO2011155559A1 (ja) * 2010-06-09 2011-12-15 日産自動車株式会社 電池モジュール
JP5527172B2 (ja) * 2010-11-17 2014-06-18 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
JP5630417B2 (ja) * 2011-10-18 2014-11-26 三菱自動車工業株式会社 電池モジュール
JP5871067B2 (ja) * 2012-07-13 2016-03-01 日産自動車株式会社 電池構造体
JP5932536B2 (ja) * 2012-07-18 2016-06-08 株式会社東芝 バッテリ装置
WO2014047376A1 (en) * 2012-09-20 2014-03-27 Enerdel, Inc. Self-contained battery cell packaging for flexible arrangements and thermal management
US10381614B2 (en) * 2013-04-17 2019-08-13 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery module
DE102013207536B4 (de) * 2013-04-25 2019-02-07 Lisa Dräxlmaier GmbH Zellblock mit Zellfixierung für eine Batterie und Verfahren zum Bestücken eines Zellblocks
KR20150068759A (ko) * 2013-12-12 2015-06-22 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP6028231B2 (ja) * 2014-04-11 2016-11-16 パナソニックIpマネジメント株式会社 組電池
KR102316343B1 (ko) * 2015-02-24 2021-10-21 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 그 모듈
JP6488812B2 (ja) * 2015-03-25 2019-03-27 株式会社豊田自動織機 電池モジュール
AU2016204458B2 (en) * 2016-03-07 2018-02-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery module

Also Published As

Publication number Publication date
JP7024735B2 (ja) 2022-02-24
DE112017006992T5 (de) 2019-10-17
WO2018142809A1 (ja) 2018-08-09
JPWO2018142809A1 (ja) 2019-11-21
CN110268548A (zh) 2019-09-20
US20210143505A1 (en) 2021-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110268548B (zh) 蓄电装置
US10236486B2 (en) Rechargeable battery pack
EP2675000B1 (en) Rechargeable battery
US8232000B2 (en) Rechargeable battery with terminal junction and prong
US8623537B2 (en) Rechargeable battery and battery module
KR102475839B1 (ko) 이차 전지 모듈
KR102507879B1 (ko) 이차 전지 모듈
US8268478B2 (en) Rechargeable battery having anti-vibration member
EP3109926B1 (en) Rechargeable battery and rechargeable battery module
EP2988344A1 (en) Battery module having novel structure and battery pack comprising same
JP6519161B2 (ja) 蓄電素子
US9397364B2 (en) Electric storage device and electric storage apparatus
CN106486624B (zh) 可再充电电池组
CN105122535A (zh) 蓄电装置
CN107154469B (zh) 电池单元
CN110731023A (zh) 汇流条以及电池层叠体
US20210328310A1 (en) Electricity storage device and electricity storage module
KR20160030852A (ko) 축전 소자
JP2015125824A (ja) 電源モジュールおよび蓄電素子
JP7194337B2 (ja) 密閉型電池
US20220158306A1 (en) Power storage device
CN115117571B (zh) 电池组
WO2021106516A1 (ja) 蓄電モジュール
KR20230140354A (ko) 축전 디바이스
KR101818514B1 (ko) 체결용 클립을 포함하는 전지모듈

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant