JP3184110U - 組電池及びその枠体 - Google Patents

Abstract

【課題】片側にシート状電極を有する電池セルを組付ける組電池の枠体を提供する。
【解決手段】組電池の枠体は、内側１２２及び外側１２４を備える枠板１２０と、前記枠板の内側に設置されて、前記枠板内に二つの相対する収納空間を形成し、前記電池セル２００は前記一つの収納空間に置かれ、且つ前記シート状電極２２０は前記枠板の前記外側に曲げることができる支持板１４０と、前記外側の片側に設置され、前記外側の片側にシート状電極２２０を固定する挟持機構１６０とを具備する。
【選択図】図１

Description

本考案は、組電池及びその枠体に関し、特に大型リチウム組電池及びその枠体に関する。

リチウム電池は、高エネルギー、高充放電効率と長寿命等の利点を有する。現在、移動機器や大衆消費電子製品に広く使用されている。近年に市場の要望に対して、リチウム電池の製品技術は非常にアップグレードされており、例えば、高電流放電能力及び安全性が改善されている。将来は大型製品への応用を目指しており、潜在的市場としては電気自動車用電池、電動工具、エネルギー貯蔵等である。

通常、現在の電気自動車の電力システムは、直列又は並列の同類の電池セルを組付ける組電池である。組電池の容量は電気自動車の走行距離と関係する。大容量の組電池を使用すれば、走行距離をもっと長くすることは可能であるが、組電池の占有空間は大きくなって、自動車の重さも増える。逆に、小容量の組電池を使用すると走行距離を確保できない問題がある。従って、組電池のエネルギー量（単位体積または単位重量における提供できる電力）はさらに高める必要がある。組電池の容量を減少させない前提で、電池の体積及び重量の減少が可能であれば、組電池のエネルギー量は高めることができ、電気自動車に適用することができる。

なお、直列のリチウム組電池の場合には、電池セルの数量が増えて、電池セルを組付ける枠体と部品を増やす必要があるため、鋳型の開発コストも高くなる。なお、組電池の体積が増えるため占有空間も増え、車体設計を自由にすることもできなくなる。

本考案は、上記の従来技術の欠点に鑑みて開発されたもので、組電池のエネルギー量を増やし、鋳型の開発コストが低減される組電池及びその枠体の提供を目的とする。

このような点に鑑みて、本考案の一つの目的は、複数の枠体によって任意の数の電池セルを組付けることができ、他に異なる量の電池セルを組付けるための鋳型を設計する必要がなく、製造及び組立が便利で、効率も向上させることができる組電池の枠体を提供することである。

本考案のもう一つの目的は、極めて高い空間利用率を保ち、かつ複数の枠体によって任意の数の電池セルを組付けることができ、他に異なる量の電池セルを組付けるための鋳型を設計する必要がなく、製造及び組立が便利で、効率も向上させることができる組電池を提供することである。

上記目的を達成するために、本考案の組電池の枠体は、片側にシート状電極を有する電池セルを組付けることに用いられる。この枠体は、枠板、支持板及び挟持機構を具備する。この枠板は、内側及び外側を備える。この支持板は、この枠板の内側に設置され、この枠板内に二つの相対する収納空間を形成し、この電池セルはこの一つの収納空間に置かれ、且つこのシート状電極はこの枠板のこの外側に曲がることができる。この挟持機構は、この外側の片側に設置され、この外側の片側にシート状電極を固定する。

本考案の実施例において、この挟持機構は、複数のねじを備え、この枠板のこの外側にこのシート状電極をロッキングすることに用いられる。なお、この枠体は、さらにこの枠板のこの外側に設置される複数の係合構造を有する。具体的には、この複数の係合構造は複数のほぞである。この支持板は中空を備えることが好ましい。

本考案の実施例において、この枠板には、複数の放熱口が設置され、かつこの複数の放熱口は、この挟持機構に接近するこの枠板に設置される。なお、この枠体はさらに緩衝部材を有し、この緩衝部材が支持板に、かつこの電池セルとこの支持板の間に設置される。

上記他の目的を達成するために、本考案は、複数の電池セルと、複数の枠体とを含む組電池を提供する。この複数の電池セルは並列して、片側に各シート状電極を有する。各電池セルは、両隣合う枠体の間に設置される。各枠体は、枠板と、支持板と、挟持機構とを具備した。この枠板は内側及び外側を備える。この支持板は、この枠板の内側に設置されて、この枠板内に二つの相対する収納空間を形成し、この電池セルはこの一つの収納空間に置かれ、且つこのシート状電極はこの枠板のこの外側に曲がっていてもよい。この挟持機構は、この外側の片側に設置され、この外側の片側にシート状電極を固定する。

本考案の実施例において、両隣合う電池セルは、二つのシート状電極を同一な枠板のこの外側に曲げることによって、電気的に接続する。たとえば、この挟持機構は、さらに複数のねじを有し、この枠板のこの外側にこの二つのシート状電極をロッキングすることに用いられる。また、この二つのシート状電極は、レーザー溶接によって、電気的に接続する。

本考案の実施例において、各枠体は、さらにこの枠板のこの外側に設置される複数の係合構造を有し、隣合う他の枠体を係合することに用いられる。具体的に、この係合構造は、複数のほぞである。この支持板は中空を備えることが好ましい。

本考案の実施例において、この枠板には、複数の放熱口を設置され、かつこの複数の放熱口は、この挟持機構に接近するこの枠板に設置される。この枠体はさらに緩衝部材を有し、この緩衝部材が支持板に、かつこの電池セルとこの支持板の間に設置されることが好ましい。

本考案で提供する組電池の枠体によれば、従来の直列又は並列の電池セルの占有空間を減少し、組電池のエネルギー量を増やす目的を実現することができる。なお、本考案によれば、複数の枠体によって任意数の電池セルを組付けることができ、他に異なる量の電池セルを組付けるための鋳型を設計する必要がない組電池を提供することができる。また、製造及び組立が便利で、効率を向上させることができる。

以下、本考案における多層ビア積層構造の具体的な実施方式に対して、図面を参照して詳しく説明する。

本考案の一実施例における組電池の枠体及び電池セルの分解斜視図である。 本考案の一実施例における組電池の分解斜視図である。 本実施例における組電池の斜視図である。

図１を参照すると、本考案の一実施例における組電池の枠体及び電池セルの分解斜視図である。本実施例の枠体１００は電池セル２００を組付けることに用いられる。電池セル２００としては薄型リチウム電池が好ましい。電池セル２００は片側にシート状電極２２０を有する。具体的に、シート状電極２２０は正極２２０１と負極２２０２を含む。

図１に示したように、枠体１００は枠板１２０、支持板１４０、挟持機構１６０及び複数の係合構造１８０を具備する。枠板１２０の材料はエンプラ（エンジニアリングプラスチック）が好ましく、且つ枠板１２０は内側１２２及び外側１２４を備える。支持板１４０は前記枠板１２０の内側１２２に設置され、枠板１２０内に二つの相対する収納空間を形成する。すなわち、支持板１４０は枠板１２０内の空間を二分する。図示のように、支持板１４０は中空１４５を備える。中空１４５の形状は、大体に枠板１２０と平行し、枠板１２０の構造強さを強化して、枠体１００の重さを減少することに用いられる。本考案は特に中空１４５の形状を限定することではなく、他の適当な形状も本考案の保護範囲内である。本実施例において、枠板１２０と支持板１４０は、一体型に形成され、たとえば鋳型成形、射出成形等で形成される。

なお、枠体１００はさらに枠板１２０の外側１２４に設置される複数の係合構造１８０を有する。具体的に、係合構造１８０は複数のほぞである。複数のほぞは、交互するように設置されるほぞ１８２及びほぞ穴１８４を備え、他の枠体１００を係合することに用いられる（詳細は図３を参照）。

電池セル２００は、支持板１４０の上、即ち、前記一つの収納空間に置かれ、且つシート状電極２２０は、枠板１２０の外側１２４に曲がることができる。図１に示したように、本考案の実施例において、電池セル２００は、支持板１４０の裏側の収納空間に置かれ、且つ正極２２０１は、枠板１２０の外側１２４に曲がる。また、電池セル２００は、支持板１４０の前側の収納空間に置かれてもよい。

なお、枠体１００はさらに緩衝部材１９０を有する。緩衝部材１９０は支持板１４０の前方に、かつ電池セル２００と支持板１４０の間に設置される。緩衝部材１９０は、電池セル２００を固定して、外部から電池セル２００に衝撃や振動を防止することに用いられ、電池の信頼性を高める。

挟持機構１６０は、外側１２４の片側に設置され、シート状電極２２０を外側１２４の片側に固定することに用いられる。本実施例において、前記片側は枠板１２０の上側である。しかし、本考案には上側を限定することではない。挟持機構１６０は、シート状電極２２０に対して設置すればよい。本実施例において、挟持機構１６０は、複数のねじ１６２を備え、枠板１２０の外側１２４にシート状電極２２０をロッキングすることに用いられる。具体的に、シート状電極２２０は、ねじ１６２に対する穴を有する。ねじ１６２はシート状電極２２０を貫通することができる。なお、ねじ１６２に対してナットまたは挟持プレート（不図示）は、シート状電極２２０を枠板１２０の片側に挟持して固定することに用いられる。

電池の放熱を考慮すると、電極に近くなると、放熱量は大きくなる。従って、枠板１２０には、複数の放熱口１２６が設置される。且つ放熱口１２６は、挟持機構１６０に接近する枠板１２０に設置される。

以下、本実施例における枠体１００を利用する組電池を詳しく説明し、本実施例における枠体１００の利点を説明する。

図２及び図３を参照する。図２は本考案の一実施例における組電池の分解斜視図である。図３は本実施例における組電池の斜視図である。図３では電池セルが表示されていない。

本実施例において、組電池３００は、複数の電池セル２００と、複数の枠体１００とを含む。複数の電池セル２００は並列して、片側に各シート状電極を有する。具体的に、シート状電極２２０は正極２２０１と負極２２０２を含む。図２に示したように、各電池セル２００は、両隣合う枠体１００の間に設置される。

前述実施例において、枠体１００は枠板１２０、支持板１４０、挟持機構１６０及び複数の係合構造１８０を具備する。枠板１２０は内側１２２及び外側１２４を備える。支持板１４０は前記枠板１２０の内側１２２に設置されて、枠板１２０内に二つの相対する収納空間を形成する。支持板１４０は中空１４５を備える。

本実施例において、電池セル２００は、支持板１４０の上、即ち前記一つの収納空間に置かれ、且つシート状電極２２０は、枠板１２０の外側１２４に曲がることができる。具体的に、２つの隣接する電池セル２００は、二つのシート状電極２２０を同じ枠板１２０の外側１２４に曲げることによって、電気的に接続する。図３に示したように、両隣合う電池セル２００の正極２２０１と負極２２０２を同じ枠板１２０の外側１２４に曲げることによって、直列に接続する。なお、他に電池セル２００の正極２２０１と負極２２０２を曲げることによって、需要に応じて直列又は並列に接続することができる。

本実施例において、挟持機構１６０は、複数のねじ１６２を備え、枠板１２０の外側１２４にシート状電極２２０をロッキングすることに用いられる。また、記二つのシート状電極２２０は、レーザー溶接によって、さらに安定的に電気的に接続され、それによって、シート状電極２２０の間の接触抵抗を低減させ、放熱量を減少させる。電池の放熱を考慮すると、電極に近くなると、放熱量は大きくなる。従って、枠板１２０には、複数の放熱口１２６を設置される。且つ放熱口１２６は、挟持機構１６０に接近する枠板１２０に設置される。

図３に示したように、係合構造１８０は枠板１２０の外側１２４に設置され、他の枠体を係合することに用いられる。具体的に、係合構造１８０は複数のほぞである。複数のほぞは、交互するように設置されるほぞ１８２及びほぞ穴１８４を備え、他の枠体１００のほぞ１８２及びほぞ穴１８４を係合することに用いられる。さらに安定的に係合され、且つ他のツールを必要としない利点がある。

なお、枠体１００はさらに緩衝部材１９０を有する。緩衝部材１９０は支持板１４０の上に、かつ電池セル２００と支持板１４０の間に設置される。緩衝部材１９０は、電池セル２００の周りを固定して、外部から電池セル２００に衝撃や振動を防止することに用いられ、組電池３００の信頼性を高める。

前述のように、本考案の枠体１００によって、従来の直列又は並列の電池セル２００の占有空間を減少し、組電池３００のエネルギー量を増やす目的が実現できる。なお、本考案の組電池３００によって、複数の枠体によって任意数の電池セル２００を組付けることができ、他に異なる量の電池セル２００を組付けるための鋳型を設計する必要がない。製造及び組立が便利で、効率を向上させることができる。

上記のように、本考案は、好ましい実施例で上記のように説明したが、これは本考案を制限することではなくて、本考案が属する技術分野で通常の知識を持っている技術者が本考案の構想と範囲を離脱しない範囲で、様々な変更と変化の可能性があるため、本考案の保護の範囲は以下の実用新案登録請求の範囲に確定された範囲を基準とする。

１００ 枠体
１２０ 枠板
１２２ 内側
１２４ 外側
１２６ 放熱口
１４０ 支持板
１４５ 中空
１６０ 挟持機構
１６２ ねじ
１８０ 係合構造
１８２ ほぞ
１８４ ほぞ穴
１９０ 緩衝部材
２００ 電池セル
２２０ シート状電極
２２０１ 正極
２２０２ 負極
３００ 組電池

Claims (18)

1. 片側にシート状電極を有する電池セルを組付ける組電池の枠体であって、
   枠板と、支持板と、挟持機構と、を含み、
   前記枠板は、内側及び外側を備え、
   前記支持板は、前記枠板の内側に設置され、前記枠板内に二つの相対する収納空間を形成し、前記電池セルは前記一つの収納空間に置かれ、且つ前記シート状電極は前記枠板の前記外側に曲がるように設けられ、
   前記挟持機構は、前記外側の片側に設置され、前記外側の片側にシート状電極を固定するに用いられる、
   ことを特徴とする組電池の枠体。
2. 前記挟持機構は、複数のねじを備え、前記枠板の前記外側に前記シート状電極をロッキングすることに用いられることを特徴とする請求項１に記載の組電池の枠体。
3. 前記枠体は、さらに前記枠板の前記外側に設置される複数の係合構造を有することを特徴とする請求項１に記載の組電池の枠体。
4. 前記係合構造は、複数のほぞであることを特徴とする請求項３に記載の組電池の枠体。
5. 前記支持板は中空を備えることを特徴とする請求項１に記載の組電池の枠体。
6. 前記枠板には、複数の放熱口が設置されることを特徴とする請求項１に記載の組電池の枠体。
7. 前記複数の放熱口は、前記挟持機構に接近する前記枠板に設置されることを特徴とする請求項６に記載の組電池の枠体。
8. 前記枠体はさらに緩衝部材を有し、前記緩衝部材は支持板上に設けられ、かつ前記電池セルと前記支持板の間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の組電池の枠体。
9. 組電池であって、
   並列して、片側に各シート状電極を有する複数の電池セルと、
   各電池セルは、二つの隣合う枠体の間に設置される複数の枠体とを含み、各枠体は、
   内側及び外側を備える枠板と、
   前記枠板の内側に設置されて、前記枠板内に二つの相対する収納空間を形成し、前記各電池セルは前記二つの隣合う枠体の間の収納空間に置かれ、且つ前記シート状電極は前記二つの隣合う枠体の間から伸ばして、前記外側に曲げる支持板と、
   前記外側の片側に設置され、前記外側の片側にシート状電極を固定する挟持機構とを含むことを特徴とする組電池。
10. 両隣合う電池セルは、二つのシート状電極を同一な枠板の前記外側に曲げることによって、電気的に接続することを特徴とする請求項９に記載の組電池。
11. 前記挟持機構は、さらに複数のねじを有し、前記枠板の前記外側に前記二つのシート状電極をロッキングすることに用いられることを特徴とする請求項１０に記載の組電池。
12. 前記二つのシート状電極は、レーザー溶接によって、電気的に接続することを特徴とする請求項１０に記載の組電池。
13. 前記各枠体は、さらに前記枠板の前記外側に設置される複数の係合構造を有し、隣合う他の枠体を係合するに用いられることを特徴とする請求項９に記載の組電池。
14. 前記係合構造は、複数のほぞであることを特徴とする請求項１３に記載の組電池。
15. 前記各支持板は中空を備えることを特徴とする請求項９に記載の組電池。
16. 前記各枠板には、複数の放熱口が設置されることを特徴とする請求項９に記載の組電池。
17. 前記複数の放熱口は、前記挟持機構に接近する前記枠板に設置されることを特徴とする請求項１６に記載の組電池。
18. 前記各枠体はさらに緩衝部材を有し、前記緩衝部材は支持板上に設けられ、かつ前記電池セルと前記支持板の間に設置されることを特徴とする請求項１に記載の組電池。