JP3767526B2

JP3767526B2 - Battery assembly

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Publication number: JP3767526B2
Application number: JP2002200066A
Authority: JP
Inventors: 丈司宮本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2022-07-09
Also published as: JP2004047167A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラミネートフィルムで外装した電池単体を複数直列および／または並列に接続した電池集合体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の排ガスによる大気汚染が世界的な問題となっている中で、電気を動力源とする電気自動車やエンジンとモータを組み合わせて走行するハイブリッドカーが注目を集めており、これらに搭載する高エネルギ密度、高出力密度となる高出力型電池の開発が産業上重要な位置を占めている。
【０００３】
このような高出力型電池としては例えばリチウムイオン電池があり、平板状の正極板と負極板とをセパレータを介在させつつ積層した発電要素の両面を一対のラミネートフィルムで挟み、その周縁部を熱溶着により接合することで、発電要素とともに電解液を密封するようにしている積層型電池が知られている。
【０００４】
上記したラミネートフィルムを外装とした電池単体は、複数並列に配置した電池集合体（以下、組電池ともいう）が金属板上に固定され電池パックを構成したものが例えば特開２００２−１００３３７号公報に開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、複数の電池単体によって構成した電池集合体は、電池間の容量がばらつくために個々の電池単体の電圧を検出して、各電池単体相互間の電圧バランス（容量）を調整する必要があり、この場合、本来の充放電を行う配線以外に、電圧検出用の配線を必要とする。
【０００６】
このように、電圧検出用の配線を必要とする場合は、配線箇所が増加するために電池集合体の製造工程が複雑化し、これにより製品のコストアップを招くものとなる。
【０００７】
そこで、本発明は、電池単体を複数用いて組電池化する際の電圧検出線の簡素化を図り、組立工程での作業性を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池集合体は、金属層と樹脂層とを備えたラミネートフィルムで外装し、該ラミネートフィルムの内部から外部に電極端子を引き出してなる電池単体を、複数直列および／または並列に接続して構成される電池集合体において、前記各電池単体の電圧を検出するための複数の電圧検出線を備えた配線板上に、前記各電池単体を、前記電極端子の引き出し方向が互いに同一方向となるように、かつ前記電極端子の引き出し方向に直交する方向に一列に複数配列して取り付け、前記各電池単体の電極端子と前記配線板上の電圧検出線の一方端とを接続するとともに、前記電圧検出線の他方端を、前記配線板の、前記電池単体配列方向に対応する一辺から導出した構成としてある。
【０００９】
【発明の効果】
本発明によれば、電極端子の引き出し方向が互いに同一方向となるように、かつ同引き出し方向に直交する方向に一列に複数配列した電池単体を取り付ける配線板に、あらかじめ電圧検出線を、その一方端が電極端子に接続されるとともに、他方端が配線板の電池配列方向に対応する一辺から導出するよう配線してあるので、電池集合体の組立工程では、電池単体を配線板に取り付けることで、電圧検出線との接続を行うことができ、この電圧検出線の配線の簡素化を図りつつ電池集合体の組立作業性を向上させることができ、製品のコストダウンを達成することができる。
【００１０】
また、フレキシブルなラミネートフィルムで外装した電池単体は、複数用いて電池集合体として構成する際に、配線板に取り付けるようにしたので、電池集合体としての剛性を高めることができ、製造工程における電池集合体の取り扱いが容易となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づき説明する。
【００１２】
図１〜図７は本発明に係わる電池集合体の第１実施形態を示している。図１は電池集合体の平面図、図２は図１の右側面図、図３は電池単体の平面図、図４は図３中の拡大されたＡ−Ａ断面図、図５は図３中Ｂ部の拡大断面図、図６は電池集合体を取り付ける配線板の平面図、図７は配線板の右側面図である。
【００１３】
この第１実施形態の電池集合体１は、図１，図２に示すように、複数の電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を、配線板としてのフレキシブルプリント配線基板２０の表裏両面にそれぞれ取り付けることにより構成される。
【００１４】
電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′は、図３，図４に示すように発電要素としての積層電極１１を、一対のラミネートフィルム１２，１３の中央部間に配置し、これら一対のラミネートフィルム１２，１３によって積層電極１１の両面（図１中、表裏方向）を挟むようにして覆ってある。
【００１５】
前記積層電極１１は、図４に示すように複数枚の正極板１１Ａおよび負極板１１Ｂを、それぞれセパレータ１１Ｃを介在しつつ順次積層して構成してある。各正極板１１Ａは正極リード１１Ｄを介して正極タブ１４と接続するとともに、各負極板１１Ｂは負極リード１１Ｅを介して負極タブ１５と接続し、これら正極タブ１４および負極タブ１５を、前記ラミネートフィルム１２，１３の接合部分１６から外方に引き出している。
【００１６】
積層構造として形成した前記積層電極１１は、所定肉厚を持った扁平な矩形状を成しており、図４に示すように一方のラミネートフィルム１２に形成した収納部としての凹部１８に電解液とともに収納する。そして、この凹部１８の開口部を覆うように平坦に形成した他方のラミネートフィルム１３を配置して、これら両方のラミネートフィルム１２，１３の周縁部同士を減圧条件下で熱溶着して密封し、これらラミネートフィルム１２，１３によって外装ケース１７を構成している。
【００１７】
前記ラミネートフィルム１２，１３は、図５に示すように外側から内側（接合部分１６）に向かって樹脂層としてのナイロン層α、接着剤層β、金属層としてのアルミ箔層γ、樹脂層としてのＰＥ（ポリエチレン）またはＰＰ（ポリプロピレン）層δで構成してある。
【００１８】
このようにして構成される電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′としては、例えばリチウムイオン二次電池があり、この場合、正極板１１Ａを形成している正極の正極活物質として、リチウムニッケル複合酸化物、具体的には一般式LiNi_1-xMxO₂（但し、0.01≦x≦0.5であり、MはFe,Co,Mn,Cu,Zn,Al,Sn,B,Ga,Cr,V,Ti,Mg,Ca,Srの少なくとも一つである。）で表せる化合物を含有する。
【００１９】
また、正極はリチウムニッケル複合酸化物以外の正極活物質を含有することも可能である。リチウムニッケル複合酸化物以外の正極活物質としては、例えば一般式LiyMn_2-zM'zO₄（但し、0.9≦y≦1.2、0.01≦z≦0.5であり、M'はFe,Co,Ni,Cu,Zn,Al,Sn,B,Ga,Cr,V,Ti,Mg,Ca,Srの少なくとも一つである。）で表される化合物であるリチウムマンガン複合酸化物が挙げられる。また、一般式LiCo_1-xMxO₂（但し、0.01≦x≦0.5であり、MはFe,Ni,Mn,Cu,Zn,Al,Sn,B,Ga,Cr,V,Ti,Mg,Ca,Srの少なくとも一つである。）で表せる化合物であるリチウムコバルト複合酸化物を含有してもよい。
【００２０】
リチウムニッケル複合酸化物、リチウムマンガン複合酸化物およびリチウムコバルト複合酸化物は、例えばリチウム、ニッケル、マンガン、コバルトなどの炭酸塩を組成に応じて混合し、酸素存在雰囲気中において600℃〜1000℃の温度範囲で焼成することにより得られる。なお、出発原料は炭酸塩に限定されず、水酸化物、酸化物、硝酸塩、有機酸塩等からも同様に合成可能である。
【００２１】
なお、リチウムニッケル複合酸化物やリチウムマンガン複合酸化物などの正極活物質の平均粒径は、30μm以下であることが好ましい。
【００２２】
また、負極板１１Ｂを形成している負極活物質としては、比表面積が0.05m²/g以上、2m²/g以下の範囲であるものを使用する。この範囲とすることにより、負極表面上におけるSEI（Solid Electrolyte Interface：固体電解質界面）の形成を充分に抑制することができる。
【００２３】
負極活物質の比表面積が0.05ｍ²/ｇ未満である場合、リチウムの出入り可能な場所が小さすぎるため、充電時において負極活物質中にドープされたリチウムが放電時において負極活物質中から充分に脱ドープされず、充放電効率が低下する。一方、負極活物質の比表面積が2ｍ²/ｇを越える場合、負極表面上におけるSEI形成を制御することができない。
【００２４】
負極活物質としては、対リチウム電位が2.0V以下の範囲でリチウムをドープ・脱ドープすることが可能な材料であれば何れも使用可能であり、具体的には難黒鉛化性炭素材料、人造黒鉛、天然黒鉛、熱分解黒鉛類、ピッチコークスやニードルコークスや石油コークスなどのコークス類、グラファイト、ガラス状炭素類、フェノール樹脂やフラン樹脂などを適当な温度で焼成して炭化した有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭、カーボンブラックなどの炭素質材料を使用することが可能である。
【００２５】
また、リチウムと合金を形成可能な金属、およびその合金も使用可能であり、具体的には、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化スズ等の比較的低電位でリチウムをドープ・脱ドープする酸化物やその窒化物、3B族典型元素の他、SiやSnなどの元素、または例えばMxSi、MxSn（但し、式中MはSi又はSnを除く1つ以上の金属元素を表す。）で表されるSiやSnの合金などを使用することができる。これらの中でも、特にSiまたはSi合金を使用することが好ましい。
【００２６】
さらに、電解液としては、電解質塩を非水溶媒に溶解して調製される液状のものの他、電解質塩を非水溶媒に溶解した溶液を高分子マトリクス中に保持させたポリマーゲル電解質であってもよい。
【００２７】
非水電解質としてはポリマーゲル電解質を用いる場合、使用する高分子材料として、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリルなどが挙げられる。
【００２８】
非水溶媒としては、この種の非水電解質二次電池においてこれまで使用されている非水溶媒であれば何でも使用可能であり、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、1,2-ジメトキシエタン、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、γ-ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン、4-メチル-1,3-ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリルなどが挙げられる。なお、これらの非水溶媒は、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００２９】
特に、非水溶媒は不飽和カーボネートを含有することが好ましく、具体的には、ビニレンカーボネート、エチレンエチリデンカーボネート、エチレンイソプロプロピリデンカーボネート、プロピリデンカーボネートなどを含有することが好ましい。また、これらの中でも、ビニレンカーボネートを含有することが最も好ましい。非水溶媒として不飽和カーボネートを含有することにより、負極活物質に生成するSEIの性状（保護膜の機能）に起因する効果が得られ、耐過放電特性がより向上すると考えられる。
【００３０】
また、この不飽和カーボネートは電解質中に0.05重量％以上、5重量％以下の割合で含有されることが好ましく、特に0.5重量％以上、3重量％以下の割合で含有されることが最も好ましい。不飽和カーボネートの含有量を上記範囲とすることで、初期放電容量が高く、エネルギ密度の高い非水二次電池となる。
【００３１】
電解質塩としては、イオン伝導性を示すリチウム塩であれば特に限定されることはなく、例えばLiClO₄、LiAsF₆、LiPF₆、LiBF₄、LiB(C₆H₅)₄、LiCl、LiBr、CH₃SO₃Li、CF₃SO₃Liなどが使用可能である。これらの電解質塩は、１種類を単独で用いてもよく、2種類以上を混合して用いることも可能である。
【００３２】
ところで、フレキシブルプリント配線基板２０に複数の電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を取り付けて構成した電池集合体１は、個々の電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′間の電圧バランス（容量）を調整するために、電圧検出線３０ａ〜３０ｅを設けて、電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′の電圧を検出している。
【００３３】
本実施形態ではこれら電圧検出線３０ａ〜３０ｅを前記フレキシブルプリント配線基板２０に配線している。そして、このフレキシブルプリント配線基板２０に、電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を取り付けた状態で、各電池単体の電極端子としての正極タブ１４および負極タブ１５を、それぞれに対応する前記電圧検出線３０ａ〜３０ｅに接続する。
【００３４】
前記電圧検出線３０ａ〜３０ｅは、図６，図７に示すように第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅからなり、これら第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅをあらかじめ前記フレキシブルプリント配線基板２０に配線しておく。
【００３５】
また、前記フレキシブルプリント配線基板２０の図６中で上下両側２０ａ，２０ｂには、前記電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′の正極タブ１４および負極タブ１５を接続する第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅを設けるとともに、これら第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅに、それぞれ対応する前記第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅの端部を接続する。
【００３６】
第１，第５接続端子３１ａ，３１ｅは１つの電池単体を接続する短尺タイプとし、一方、第２，第３，第４接続端子３１ｂ，３１ｃ，３１ｄは２つの電池単体を並設して接続する長尺タイプとなっている。
【００３７】
そして、第１，第３，第５接続端子３１ａ，３１ｃ，３１ｅを、フレキシブルプリント配線基板２０の一側２０ａに、これらの順に適宜間隔を設けて配置する一方、第２，第４接続端子３１ｂ，３１ｄを、フレキシブルプリント配線基板２０の他側２０ｂに、これらの順に適宜間隔を設けて配置する。これら各第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅに、それぞれ対応する前記した第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅの一端を接続する。第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅの他端は、フレキシブルプリント配線基板２０から外部に引き出している。
【００３８】
前記フレキシブルプリント配線基板２０の片面には、図１に示すように第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄが取り付けてあり、第１電池単体１０ａの正極タブ１４を第１接続端子３１ａに、同負極タブ１５を第２接続端子３１ｂにそれぞれ溶接により接続する。上記第１電池単体１０ａに隣接する第２電池単体１０ｂの正極タブ１４を第２接続端子３１ｂに、同負極タブ１５を第３接続端子３１ｃにそれぞれ溶接により接続する。
【００３９】
また、第２電池単体１０ｂに隣接する第３電池単体１０ｃの正極タブ１４を第３接続端子３１ｃに、同負極タブ１５を第４接続端子３１ｄにそれぞれ溶接により接続する。上記第３電池単体１０ｃに隣接する第４電池単体１０ｄの正極タブ１４を第４接続端子３１ｄに、同負極タブ１５を第５接続端子３１ｅにそれぞれ溶接により接続する。
【００４０】
このため、前記第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄは、第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅの間で直列に接続され、第１接続端子３１ａと第５接続端子３１ｅとの間で電気を取り出すことになる。
【００４１】
ところで、フレキシブルプリント配線基板２０の片面に取り付けた前記第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄに対して、第１〜第４電池単体１０ａ′〜１０ｄ′は、図２に示すようにフレキシブルプリント配線基板２０の反対面に取り付けてある。これら片面の第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄと反対面の第１〜第４電池単体１０ａ′〜１０ｄ′とは、フレキシブルプリント配線基板２０に対して互いに対称に配置されている。
【００４２】
そして、互いに対称となった第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′のそれぞれ対応する正極タブ１４同士および負極タブ１５同士を、前記第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｄを介してそれぞれ対応する前記第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅに接続する。
【００４３】
このとき、前記第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅおよび第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅは、フレキシブルプリント配線基板２０の両面に対称に配置した第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′に対して共通となっている。すなわち、第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′の互いに対称に配置したもの同士の正極タブ１４および負極タブ１５を、同一の第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅに接続している。
【００４４】
ここで、前記第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅは、第１電圧検出線３０ａと第２電圧検出線３０ｂとの間で第１電池単体１０ａ，１０ａ′の電圧を検出し、第２電圧検出線３０ｂと第３電圧検出線３０ｃとの間で第２電池単体１０ｂ，１０ｂ′の電圧を検出し、第３電圧検出線３０ｃと第４電圧検出線３０ｄとの間で第３電池単体１０ｃ，１０ｃ′の電圧を検出し、かつ、第４電圧検出線３０ｄと第５電圧検出線３０ｅとの間で第４電池単体１０ｄ，１０ｄ′の電圧を検出する。
【００４５】
また、前記電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′は、前記図４に示したように、外装ケース１７を構成する一方のラミネートフィルム１２に積層電極１１を収納する凹部１８を形成して、この凹部１８が外方に突出する形態となっている。ここで、他方のラミネートフィルム１３は平坦に形成してあり、電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′をフレキシブルプリント配線基板２０に取り付ける際に、平坦となるラミネートフィルム１３を、図外の両面接着テープや接着剤などの接着手段を用いてフレキシブルプリント配線基板２０に接着してある。
【００４６】
以上の構成により、この第１実施形態の電池集合体１にあっては、第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′をフレキシブルプリント配線基板２０に取り付けるにあたり、このフレキシブルプリント配線基板２０に、電圧を検出するための第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅをあらかじめ配線してあるため、電池集合体１の組立工程で第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′をフレキシブルプリント配線基板２０に取り付けた状態で、前記各電圧検出線３０ａ〜３０ｅとの接続を、正，負極タブ１４，１５と接続端子３１ａ〜３１ｅとを溶接などにより接合することで容易に行うことができる。
【００４７】
したがって、前記第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅの配線の簡素化を図りつつ、電池集合体１の組立作業性を大幅に向上することができ、ひいては、能率的な大量生産を可能として、製品としての電池集合体１のコストダウンを達成することができる。
【００４８】
また、フレキシブルな薄肉のラミネートフィルム１２，１３で外装した電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′は、これらを電池集合体１として構成する際に、ある程度の剛性を備えたフレキシブルプリント配線基板２０に取り付けることで、このフレキシブルプリント配線基板２０の剛性が付加されて電池集合体１の剛性を高めることができる。これにより、製造工程における電池集合体１の取り扱いが容易となる。
【００４９】
さらに、前記第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を板状に形成して薄型とした状態で、フレキシブルプリント配線基板２０に接着して構成したので、容積効率の高い電池集合体１を実現できる。特に、この第１実施形態では、フレキシブルプリント配線基板２０の両面に第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を互いに対称に配置したので、容積効率をさらに高めることができる。
【００５０】
また、フレキシブルプリント配線基板２０の両面で対称となった第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′は、それぞれ対応する正極タブ１４同士および負極タブ１５同士を、前記第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｄを介してそれぞれ対応する前記第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅに接続したので、フレキシブルプリント配線基板２０の両面でそれぞれ互いに対称となった電池単体１０は並列接続となり、電池集合体１の電池容量を倍増することができる。
【００５１】
さらに、前記電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′は、平坦に形成した他方のラミネートフィルム１３側をフレキシブルプリント配線基板２０に接着したので、それぞれの接着安定性を保持するとともに、前記ラミネートフィルム１３の面方向に沿って接合部分１６から引き出された正極タブ１４および負極タブ１５に対し、大きく曲げるなどして過大な応力を付与することなく、第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅに接続することができるため、電池集合体１としての性能が安定して信頼性を向上することができる。
【００５２】
さらにまた、フレキシブルプリント配線基板２０には、電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′の正極タブ１４および負極タブ１５を接続する接続端子３１ａ〜３１ｅを設け、これら接続端子３１ａ〜３１ｅに、それぞれ対応した電圧検出線３０ａ〜３０ｅを接続したので、電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を接続端子３１ａ〜３１ｅに接続することで、これと同時に電圧検出線３０ａ〜３０ｅを電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′に接続できるため、電池集合体１の組立工程で電圧検出線３０ａ〜３０ｅの接続作業を簡素化できるとともに、電圧検出線３０ａ〜３０ｅと電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′との接続を確実に行うことができる。
【００５３】
また、前記接続端子３１ａ〜３１ｅを設けることによって、フレキシブルプリント配線基板２０の剛性を高め、ひいては電池集合体１の全体的な剛性を高めることができる。
【００５４】
図８，図９は本発明の第２実施形態を示し、前記実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。図８は電池集合体の平面図、図９は電池集合体の右側面図である。
【００５５】
この第２実施形態の電池集合体１ａは、前記図３に示した発電要素１１の両面を覆うラミネートフィルム１２，１３の周縁部を熱溶着した接合部分１６を、隣接する電池単体１０ａ〜１０ｄ同士および１０ａ′〜１０ｄ同士で互いに重ね合わせてフレキシブルプリント配線基板２０に取り付けるようにしている。
【００５６】
すなわち、この第２実施形態の電池集合体１ａは、前記第１実施形態の電池集合体１と同様にフレキシブルプリント配線基板２０の両面に第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を取り付けてあり、フレキシブルプリント配線基板２０の片面に取り付けた第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄを接合部分１６で重ね合わせるとともに、フレキシブルプリント配線基板２０の反対面に取り付けた第１〜第４電池単体１０ａ′〜１０ｄ′をも接合部分１６で重ね合わせている。
【００５７】
もちろん、この実施形態にあっても前記第１実施形態と同様に第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅをフレキシブルプリント配線基板２０にあらかじめ配線してあり、かつ、第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅを設けて、これら第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅに、それぞれ対応する前記第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅの端部を接続している。
【００５８】
そして、前記第１実施形態と同様に第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′の正極タブ１４および負極タブ１５を、それぞれ対応する第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅに接続してある。
【００５９】
したがって、この第２実施形態の電池集合体１ａにあっては、前記第１実施形態の機能に加えて、第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′の接合部分１６を重ね合わせているので、電池集合体１ａの外形寸法を、電池単体の配列方向（図８中で左右方向）に短縮でき、電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′の容積効率を高めるとともに、コンパクト化を達成することができる。
【００６０】
図１０，図１１は本発明の第３実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。図１０は電池集合体の平面図、図１１は電池集合体の右側面図である。
【００６１】
この第３実施形態の電池集合体１ｂは、第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅの片面に、これらに重ね合わせるように所定厚さの第１〜第５バスバー３２ａ〜３２ｂを結合している。
【００６２】
すなわち、この第３実施形態の電池集合体１ｂは、図１０に示すように前記第２実施形態の電池集合体１ａと同様に、フレキシブルプリント配線基板２０の両面に取り付けた第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を、それぞれの接合部分１６で重ね合わせて配置している。そして、第１接続端子３１ａに第１バスバー３２ａを、第２接続端子３１ｂに第２バスバー３２ｂを、第３接続端子３１ｃに第３バスバー３２ｃを、第４接続端子３１ｄに第４バスバー３２ｄを、そして、第５接続端子３１ｅに第５バスバー３２ｅをそれぞれ結合している。
【００６３】
このとき、第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅの片面に接続した各電極タブ１４，１５を、第１〜第５バスバー３２ａ〜３２ｂで挟むようにして結合してある。
【００６４】
また、この第３実施形態では、前記第１〜第５バスバー３２ａ〜３２ｂは、図１１に示すように第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅよりも厚く形成し、第１〜第５バスバー３２ａ〜３２ｂの断面積を充分に大きくしてる。
【００６５】
したがって、この第３実施形態の電池集合体１ｂは、第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅに第１〜第５バスバー３２ａ〜３２ｂを結合したので、第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄから出力される電流は、第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅと第１〜第５バスバー３２ａ〜３２ｂとを合わせた断面積をもって流れることになる。特に、この第３実施形態では、第１〜第５バスバー３２ａ〜３２ｂを、第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅよりも厚く形成して、その断面積を充分に大きく取ってあるため、より大きな電流の流れを許容して、より高出力に対応した電池集合体１ｂを提供することができる。
【００６６】
なお、この第３実施形態の電池集合体１ｂは、第２実施形態の電池集合体１ａに、第１〜第５バスバー３２ａ〜３２ｂを付加した場合を開示したが、もちろん、これに限ることなく第１実施形態の電池集合体１に第１〜第５バスバー３２ａ〜３２ｂを付加して構成した場合にも同様の機能を奏する。
【００６７】
図１２〜図１４は本発明の第４実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。図１２は電池集合体を取り付ける配線板の平面図、図１３は電池集合体の平面図、図１４は電池集合体の右側面図である。
【００６８】
この第４実施形態の電池集合体１ｃは、フレキシブルプリント配線基板２０に取り付けた第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を、このフレキシブルプリント配線基板２０に配線した電圧検出線３０ｆ〜３０ｈのパターンを変更することにより、直列および／または並列の組み合わせを任意に設定している。
【００６９】
すなわち、この第４実施形態の電池集合体１ｃは、図１３に示すように前記第１〜第３実施形態と同様に、フレキシブルプリント配線基板２０の両面に互いに対称に取り付けた第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を備える。フレキシブルプリント配線基板２０の両面でこれら４個づつの電池単体に対して第１〜第３接続端子３１ｆ〜３１ｈを設け、これら３つの接続端子３１ｆ〜３１ｈに、それぞれ対応する前記電圧検出線３０ｆ〜３０ｈの一端を接続してある。第１〜第３電圧検出線３０ｆ〜３０ｈの他端は、フレキシブルプリント配線基板２０から外部に引き出してある。
【００７０】
図１２に示すように、第１接続端子３１ｆと第３接続端子３１ｈは適宜間隔を設けてフレキシブルプリント配線基板２０の他側２０ｂに設けてあり、第２接続端子３１ｇは単独でフレキシブルプリント配線基板２０の一側２０ａに設けてある。
【００７１】
そして、図１３，図１４に示すように第１，第２電池単体１０ａ，１０ｂおよび１０ａ′，１０ｂ′の正極タブ１４を第１接続端子３１ｆに、同負極タブ１５を第２接続端子３１ｇにそれぞれ溶接により接続する。また、第３，第４電池単体１０ｃ，１０ｄおよび１０ｃ′，１０ｄ′の正極タブ１４を第２接続端子３１ｇに、同負極タブ１５を第３接続端子３１ｈにそれぞれ溶接により接続する。このような接続により、第１接続端子３１ｆと第３接続端子３１ｈとの間で電流を取り出すことになる。
【００７２】
したがってこの場合、第１，第２電池単体１０ａ，１０ｂおよび１０ａ′，１０ｂ′の４個を１つのグループとして並列接続するとともに、第３，第４電池単体１０ｃ，１０ｄおよび１０ｃ′，１０ｄ′の４個を１つのグループとして並列接続し、それぞれ並列接続した２つのグループを直列接続することになる。
【００７３】
なお、この第４実施形態では、第１電圧検出線３０ｆと第２電圧検出線３０ｇとの間で、第１，第２電池単体１０ａ，１０ｂおよび１０ａ′，１０ｂ′のグループの電圧を検出し、第２電圧検出線３０ｇと第３電圧検出線３０ｈとの間で、第３，第４電池単体１０ｃ，１０ｄおよび１０ｃ′，１０ｄ′のグループの電圧を検出する。
【００７４】
以上より、この第４実施形態の電池集合体１ｃは、フレキシブルプリント配線基板２０に配線した電圧検出線３０ｆ〜３０ｈのパターンの変更、例えば前記第１〜第３実施形態の電圧検出線３０ａ〜３０ｅのパターンに対して変更することにより、このフレキシブルプリント配線基板２０に取り付けた第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′の直列および／または並列の組み合わせを任意に設定でき、電池集合体の出力電圧および容量を容易に調整することができる。
【００７５】
図１５は本発明の第５実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。この図１５は、配線板の平面図であり、電池単体を２点鎖線で示している。
【００７６】
この実施形態の電池集合体１ｄは、フレキシブルプリント配線基板２０上の第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅを、このフレキシブルプリント配線基板２０に取り付けた第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を避けて配線している。
【００７７】
すなわち、この第５実施形態の電池集合体１ｄは、前記第１〜第３実施形態と同様にフレキシブルプリント配線基板２０に第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅを配線するとともに、これら第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅに接続する第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅを備えている。そして、これら第１〜第５接続端子３１ａ〜３１ｅに、フレキシブルプリント配線基板２０の両面に取り付けた第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′の正極タブ１４，負極タブ１５を接続している。
【００７８】
ここで、第１，第３，第５電圧検出線３０ａ，３０ｃ，３０ｅを、前記第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を取り付ける部分に対応するフレキシブルプリント配線基板２０の中央部分を避けて、フレキシブルプリント配線基板２０の一側２０ａの周縁部に片寄らせて配線するとともに、第２，第４電圧検出線３０ｂ，３０ｄを、同様にしてフレキシブルプリント配線基板２０の他側２０ｂの周縁部に片寄らせて配線してある。
【００７９】
したがって、この第５実施形態の電池集合体１ｄは、フレキシブルなラミネートフィルム１２，１３を外装ケース１７とした第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′が、第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅの上に取り付けられるのを防止できる。
【００８０】
このため、第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′が、第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅの凹凸部分によって波打ち変形するのを防止し、それぞれの積層電極１１に無理な応力が作用して電池性能が低下するのを防止し、電池集合体１ｄの信頼性を高めることができる。また、第１〜第５電圧検出線３０ａ〜３０ｅの損傷も防止することができる。
【００８１】
図１６〜図１８は本発明の第６実施形態を示し、前記各実施形態と同一構成部分に同一符号を付して重複する説明を省略して述べる。図１６は電池集合体の平面図、図１７は電池集合体の積層状態を示す正面図、図１８は電池集合体の積層状態を示す右側面図である。
【００８２】
この第６実施形態の電池集合体１ｅは、複数の電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を取り付けたフレキシブルプリント配線基板２０、つまり、前記第１〜第５実施形態の電池集合体１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを複数設け、それぞれを互いに積層することにより構成してある。
【００８３】
この第６実施形態では、図１６に示すように、前記図１０，図１１における第３実施形態に示した電池集合体１ｂを用いて電池集合体１ｅを構成しており、個々の電池集合体１ｂの詳細な説明はここでは省略する。
【００８４】
すなわち、前記第３実施形態における電池集合体１ｂを複数個（この第６実施形態では偶数個となる６個）用いて、それぞれのフレキシブルプリント配線基板２０の両面に取り付けた第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′を互いに当接させて６段に積層してある。
【００８５】
そして、互いに積層した前記電池集合体１ｂ，１ｂ…は、上下に隣接されるもの同士の電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′の正，負極を逆に配置しておき、図１７に示すように最下段の第１バスバー３２ａを正極の電流取出し端子とし、最上段の第１バスバー３２ａを負極の電流取出し端子としてある。
【００８６】
なお、これら正，負極の電流取出し端子は、第１〜第４電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′が二次電池を構成する関係上、充電時の電流取入れ端子ともなる。
【００８７】
このとき、図１７に示すように最下段の第５バスバー３２ｅとその直上方に積層した電池集合体１ｂの第５バスバー３２ｅとを導電シャフト３３で接続するとともに、この電池集合体１ｂの第１バスバー３２ａとその直上方に積層した電池集合体１ｂの第１バスバー３２ａとを導電シャフト３３で接続し、この接続状態を最上段の電池集合体１ｂまで繰り返すことにより、６段に積層した各電池集合体１ｂを互いに直列に接続している。
【００８８】
なお、前記第１バスバー３２ａおよび前記第５バスバー３２ｅには、前記導電シャフト３３を取付けるための取付孔３３ａを形成してあり、この取付孔３３ａに導電シャフト３３を取付けることで、各電池集合体１ｂ，１ｂ…の積層状態を保持することができる。この場合、上下に積層して当接する電池単体１０ａ〜１０ｄおよび１０ａ′〜１０ｄ′同士を互いに接着させてもよい。
【００８９】
したがって、この第６実施形態の電池集合体１ｅは、複数の電池集合体１ｂ，１ｂ…を積層してそれぞれを直列接続することにより、容積効率を高めつつ大電流を容易に取り出すことができる。
【００９０】
もちろん、積層した複数の電池集合体１ｂ，１ｂ…をそれぞれ並列接続してもよく、この場合は容積効率を高めつつ簡単に容量の大きな電池集合体１ｅを提供することができる。
【００９１】
また、この第６実施形態では、第３実施形態の電池集合体１ｂを積層した場合を開示したが、これに限ることなく第１，第２，第４，第５実施形態で示した電池集合体１，１ａ，１ｃ，１ｄ、もしくは図示省略したその他の電池集合体を直接や並列に接続しつつ積層させることもできる。
【００９２】
ところで、本発明の電池集合体は前記第１〜第６実施形態に例を取って説明したが、これに限ることなく本発明の要旨を逸脱しない範囲で各種実施形態を採用することができ、例えば、電池単体はフレキシブルプリント配線基板の片面に実装する数は４個以外の数であってもよく、また、フレキシブルプリント配線基板の片面のみに電池単体を取り付けてもよい。
【００９３】
また、配線板として可撓性のあるフレキシブルプリント配線基板に限ることはなく、より剛性の高いプリント配線基板を用いてもよく、この場合には電池集合体としての剛性をより高めることができる。
【００９４】
さらに、電池単体としてはリチウムイオン二次電池に限ることなく、同様の構成となる他の電池を用いた場合にあっても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における電池集合体の平面図である。
【図２】本発明の第１実施形態における電池集合体の右側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態における電池単体の平面図である。
【図４】図１中の拡大されたＡ−Ａ断面図である。
【図５】図１中Ｂ部の拡大された断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態における電池集合体を取り付ける配線板の平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態における配線板の右側面図である。
【図８】本発明の第２実施形態における電池集合体の平面図である。
【図９】本発明の第２実施形態における電池集合体の右側面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態における電池集合体の平面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態における電池集合体の右側面図である。
【図１２】本発明の第４実施形態における電池集合体を取り付ける配線板の平面図である。
【図１３】本発明の第４実施形態における電池集合体の平面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態における電池集合体の右側面図である。
【図１５】本発明の第５実施形態における配線板の平面図である。
【図１６】本発明の第６実施形態における電池集合体の平面図である。
【図１７】本発明の第６実施形態における電池集合体の積層状態を示す正面図である。
【図１８】本発明の第６実施形態における電池集合体の積層状態を示す右側面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ電池集合体
１０ａ〜１０ｄ，１０ａ′〜１０ｄ′ 電池単体
１１積層電極（発電要素）
１２，１３ラミネートフィルム
１４正極タブ（電極端子）
１５負極タブ（電極端子）
１６接合部分
１７外装ケース
１８凹部（収納部）
２０フレキシブルプリント配線基板（配線板）
３０ａ〜３０ｅ，３０ｆ〜３０ｈ電圧検出線
３１ａ〜３１ｅ，３１ｆ〜３１ｈ接続端子
３２ａ〜３２ｅバスバー
α ナイロン層（樹脂層）
γ アルミ箔層（金属層）
δ ＰＥ／ＰＰ層（樹脂層）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery assembly in which a plurality of single batteries covered with a laminate film are connected in series and / or in parallel.
[0002]
[Prior art]
In recent years, air pollution caused by exhaust gas from automobiles has become a global problem, and electric cars powered by electricity and hybrid cars that run in combination with an engine and a motor are attracting attention and will be installed in these. The development of high-power batteries with high energy density and high power density occupies an important industrial position.
[0003]
As such a high-power battery, for example, there is a lithium ion battery, in which both sides of a power generation element in which a flat plate-like positive electrode plate and a negative electrode plate are laminated with a separator interposed therebetween are sandwiched between a pair of laminate films, and the peripheral portion is heated. A laminated battery is known in which an electrolytic solution is sealed together with a power generation element by bonding by welding.
[0004]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-1000033 discloses a single battery having the above laminate film as an exterior, in which a plurality of battery assemblies arranged in parallel (hereinafter also referred to as an assembled battery) are fixed on a metal plate to constitute a battery pack. Is disclosed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, since a battery assembly constituted by a plurality of single batteries varies in capacity between batteries, it is necessary to detect the voltage of each single battery and adjust the voltage balance (capacity) between each single battery. In this case, wiring for voltage detection is required in addition to the wiring for performing original charge / discharge.
[0006]
As described above, when voltage detection wiring is required, the number of wiring points increases, so that the manufacturing process of the battery assembly is complicated, thereby increasing the cost of the product.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to simplify the voltage detection line when forming an assembled battery using a plurality of single batteries, and to improve workability in the assembly process.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The battery assembly of the present invention is covered with a laminate film having a metal layer and a resin layer. The electrode terminals are drawn from the inside of the laminate film to the outside. In a battery assembly configured by connecting a plurality of single batteries in series and / or in parallel, Each For detecting the voltage of a single battery plural On a wiring board with voltage detection lines A plurality of the individual batteries are arranged in a line in a direction orthogonal to the lead-out direction of the electrode terminals so that the lead-out directions of the electrode terminals are the same as each other. Mounting, electrode terminals of each battery unit and voltage detection lines on the wiring board One end of And connect In addition, the other end of the voltage detection line is derived from one side of the wiring board corresponding to the battery unit arrangement direction. It is as a configuration.
[0009]
【The invention's effect】
According to the present invention, A plurality of electrode terminals are arranged in a line in the direction perpendicular to the lead-out direction so that the lead-out directions of the electrode terminals are the same as each other Connect the voltage detection line to the wiring board to which the battery alone is attached. The one end is connected to the electrode terminal, and the other end is derived from one side corresponding to the battery array direction of the wiring board. In the assembly process of the battery assembly, the battery assembly can be connected to the voltage detection line by attaching the battery alone to the wiring board, and the battery assembly can be simplified while simplifying the wiring of the voltage detection line. The assembly workability of the body can be improved, and the cost of the product can be reduced.
[0010]
In addition, since a single battery covered with a flexible laminate film is used as a battery assembly when it is used in plural, it is attached to the wiring board, so that the rigidity as the battery assembly can be increased, and the battery in the manufacturing process Handling of the aggregate becomes easy.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
1 to 7 show a first embodiment of a battery assembly according to the present invention. 1 is a plan view of a battery assembly, FIG. 2 is a right side view of FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of a single battery, FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA in FIG. FIG. 6 is a plan view of a wiring board to which a battery assembly is attached, and FIG. 7 is a right side view of the wiring board.
[0013]
As shown in FIGS. 1 and 2, the battery assembly 1 according to the first embodiment includes a plurality of single batteries 10a to 10d and 10a 'to 10d' on both front and back surfaces of a flexible printed wiring board 20 as a wiring board. It is configured by attaching each.
[0014]
The battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' have a laminated electrode 11 as a power generation element arranged between the center portions of a pair of laminate films 12 and 13 as shown in FIGS. Films 12 and 13 cover both surfaces of laminated electrode 11 (front and back directions in FIG. 1).
[0015]
As shown in FIG. 4, the laminated electrode 11 is formed by sequentially laminating a plurality of positive plates 11A and negative plates 11B with a separator 11C interposed therebetween. Each positive electrode plate 11A is connected to the positive electrode tab 14 via the positive electrode lead 11D, and each negative electrode plate 11B is connected to the negative electrode tab 15 via the negative electrode lead 11E. The positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15 are connected to the laminate film. 12 and 13 are pulled out from the joint portion 16.
[0016]
The laminated electrode 11 formed as a laminated structure has a flat rectangular shape with a predetermined thickness, and an electrolytic solution is provided in a concave portion 18 as a storage portion formed in one laminated film 12 as shown in FIG. Store together. Then, the other laminate film 13 formed flat so as to cover the opening of the recess 18 is disposed, and the peripheral portions of both the laminate films 12 and 13 are heat-sealed under reduced pressure conditions and sealed, These laminate films 12 and 13 constitute an outer case 17.
[0017]
As shown in FIG. 5, the laminate films 12 and 13 are made of a nylon layer α as a resin layer, an adhesive layer β, an aluminum foil layer γ as a metal layer, and a resin layer from the outside to the inside (joint portion 16). PE (polyethylene) or PP (polypropylene) layer δ.
[0018]
Examples of the battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' configured as described above include, for example, lithium ion secondary batteries. In this case, lithium nickel is used as the positive electrode active material of the positive electrode forming the positive electrode plate 11A. Complex oxides, specifically the general formula LiNi _1-x MxO ₂ (However, 0.01 ≦ x ≦ 0.5, and M is at least one of Fe, Co, Mn, Cu, Zn, Al, Sn, B, Ga, Cr, V, Ti, Mg, Ca, and Sr.) The compound which can be represented by this is contained.
[0019]
The positive electrode can also contain a positive electrode active material other than the lithium nickel composite oxide. Examples of positive electrode active materials other than lithium nickel composite oxide include, for example, the general formula LiyMn _2-z M'zO _Four (However, 0.9 ≦ y ≦ 1.2, 0.01 ≦ z ≦ 0.5, and M ′ is Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Sn, B, Ga, Cr, V, Ti, Mg, Ca, Sr. Lithium manganese composite oxide which is a compound represented by at least one). The general formula LiCo _1-x MxO ₂ (However, 0.01 ≦ x ≦ 0.5, and M is at least one of Fe, Ni, Mn, Cu, Zn, Al, Sn, B, Ga, Cr, V, Ti, Mg, Ca, and Sr.) You may contain the lithium cobalt complex oxide which is a compound represented by these.
[0020]
Lithium nickel composite oxide, lithium manganese composite oxide and lithium cobalt composite oxide are mixed with carbonates such as lithium, nickel, manganese, cobalt, etc., depending on the composition. It is obtained by firing in the temperature range. The starting material is not limited to carbonates, and can be synthesized in the same manner from hydroxides, oxides, nitrates, organic acid salts, and the like.
[0021]
The average particle size of the positive electrode active material such as lithium nickel composite oxide or lithium manganese composite oxide is preferably 30 μm or less.
[0022]
The negative electrode active material forming the negative electrode plate 11B has a specific surface area of 0.05 m. ² / g or more, 2m ² Use one that is less than / g. By setting it as this range, formation of SEI (Solid Electrolyte Interface) on the negative electrode surface can be sufficiently suppressed.
[0023]
The specific surface area of the negative electrode active material is 0.05m ² If it is less than / g, the place where lithium can go in and out is too small, so that the lithium doped in the negative electrode active material during charging is not sufficiently dedoped from the negative electrode active material during discharge, and the charge / discharge efficiency is descend. On the other hand, the specific surface area of the negative electrode active material is 2 m ² When it exceeds / g, SEI formation on the negative electrode surface cannot be controlled.
[0024]
Any material can be used as the negative electrode active material as long as the material can be doped / undoped with lithium in a range where the potential with respect to lithium is 2.0 V or less. Specifically, a non-graphitizable carbon material, an artificial material can be used. Graphite, natural graphite, pyrolytic graphites, coke such as pitch coke, needle coke, petroleum coke, graphite, glassy carbon, phenolic resin, furan resin, etc. It is possible to use carbonaceous materials such as fired bodies, carbon fibers, activated carbon, and carbon black.
[0025]
Metals capable of forming alloys with lithium and alloys thereof can also be used. Specifically, iron is doped with lithium at a relatively low potential such as iron oxide, ruthenium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, and tin oxide. In addition to oxides to be dedoped, nitrides thereof, group 3B typical elements, elements such as Si and Sn, or, for example, MxSi, MxSn (where M represents one or more metal elements excluding Si or Sn. Si and Sn alloys represented by () can be used. Among these, it is particularly preferable to use Si or Si alloy.
[0026]
Further, as the electrolytic solution, in addition to a liquid one prepared by dissolving an electrolyte salt in a non-aqueous solvent, a polymer gel electrolyte in which a solution obtained by dissolving an electrolyte salt in a non-aqueous solvent is held in a polymer matrix. Also good.
[0027]
When a polymer gel electrolyte is used as the non-aqueous electrolyte, examples of the polymer material to be used include polyvinylidene fluoride and polyacrylonitrile.
[0028]
As the non-aqueous solvent, any non-aqueous solvent used so far in this type of non-aqueous electrolyte secondary battery can be used, for example, propylene carbonate, ethylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, diethyl carbonate. Dimethyl carbonate, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propionitrile and the like. In addition, these non-aqueous solvents may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.
[0029]
In particular, the non-aqueous solvent preferably contains an unsaturated carbonate, and specifically, preferably contains vinylene carbonate, ethylene ethylidene carbonate, ethylene isopropylidene carbonate, propylidene carbonate, and the like. Among these, it is most preferable to contain vinylene carbonate. By containing unsaturated carbonate as the non-aqueous solvent, it is considered that the effect due to the properties of SEI (function of the protective film) produced in the negative electrode active material is obtained, and the overdischarge resistance is further improved.
[0030]
The unsaturated carbonate is preferably contained in the electrolyte in a proportion of 0.05% by weight or more and 5% by weight or less, and particularly preferably 0.5% by weight or more and 3% by weight or less. By setting the unsaturated carbonate content in the above range, a non-aqueous secondary battery having a high initial discharge capacity and a high energy density is obtained.
[0031]
The electrolyte salt is not particularly limited as long as it is a lithium salt exhibiting ionic conductivity. For example, LiClO _Four , LiAsF ₆ , LiPF ₆ , LiBF _Four , LiB (C ₆ H _Five ) _Four , LiCl, LiBr, CH _Three SO _Three Li, CF _Three SO _Three Li etc. can be used. These electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more.
[0032]
By the way, the battery assembly 1 formed by attaching a plurality of battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' to the flexible printed wiring board 20 is a voltage balance between the individual battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' ( In order to adjust (capacity), voltage detection lines 30a to 30e are provided to detect the voltages of the single batteries 10a to 10d and 10a 'to 10d'.
[0033]
In the present embodiment, these voltage detection lines 30 a to 30 e are wired to the flexible printed wiring board 20. Then, with the flexible printed wiring board 20 attached with the battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d', the positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15 as the electrode terminals of each battery unit are connected to the corresponding voltages. Connect to detection lines 30a-30e.
[0034]
The voltage detection lines 30a to 30e are composed of first to fifth voltage detection lines 30a to 30e as shown in FIGS. 6 and 7, and the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e are clearly shown. Before the start The flexible printed wiring board 20 is wired.
[0035]
Further, first to fifth connections for connecting the positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15 of the single batteries 10a to 10d and 10a 'to 10d' to the upper and lower sides 20a and 20b of the flexible printed circuit board 20 in FIG. Terminals 31a to 31e are provided, and end portions of the corresponding first to fifth voltage detection lines 30a to 30e are connected to the first to fifth connection terminals 31a to 31e, respectively.
[0036]
The first and fifth connection terminals 31a and 31e are short types that connect one battery unit, while the second, third, and fourth connection terminals 31b, 31c, and 31d are connected by connecting two battery units in parallel. It has become a long type.
[0037]
The first, third, and fifth connection terminals 31a, 31c, and 31e are arranged on the one side 20a of the flexible printed wiring board 20 with appropriate intervals in that order, while the second and fourth connection terminals 31b. , 31d are arranged on the other side 20b of the flexible printed wiring board 20 with appropriate intervals in this order. Each of these first to fifth connections Terminal One end of the corresponding first to fifth voltage detection lines 30a to 30e is connected to 31a to 31e, respectively. The other ends of the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e are drawn from the flexible printed wiring board 20 to the outside.
[0038]
As shown in FIG. 1, the first to fourth battery units 10a to 10d are attached to one side of the flexible printed wiring board 20, and the positive electrode tab 14 of the first battery unit 10a is connected to the first connection terminal 31a. The negative electrode tab 15 is connected to the second connection terminal 31b by welding. The positive electrode tab 14 of the second battery unit 10b adjacent to the first battery unit 10a is connected to the second connection terminal 31b and the negative tab 15 is connected to the third connection terminal 31c by welding.
[0039]
Further, the positive electrode tab 14 of the third battery unit 10c adjacent to the second battery unit 10b is connected to the third connection terminal 31c, and the negative electrode tab 15 is connected to the fourth connection terminal 31d by welding. The positive electrode tab 14 of the fourth battery unit 10d adjacent to the third battery unit 10c is connected to the fourth connection terminal 31d and the negative tab 15 is connected to the fifth connection terminal 31e by welding.
[0040]
Therefore, the first to fourth battery units 10a to 10d are connected in series between the first to fifth connection terminals 31a to 31e, and are electrically connected between the first connection terminal 31a and the fifth connection terminal 31e. Will be taken out.
[0041]
By the way, with respect to the first to fourth battery units 10a to 10d attached to one side of the flexible printed wiring board 20, the first to fourth battery units 10a 'to 10d' are flexible printed wirings as shown in FIG. It is attached to the opposite surface of the substrate 20. The first to fourth battery units 10a to 10d on one side and the first to fourth battery units 10a 'to 10d' on the opposite side are arranged symmetrically with respect to the flexible printed wiring board 20.
[0042]
The positive electrode tabs 14 and the negative electrode tabs 15 corresponding to each of the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' that are symmetrical to each other are connected to the first to fifth connection terminals 31a to 31d. To the corresponding first to fifth voltage detection lines 30a to 30e.
[0043]
At this time, the first to fourth connection terminals 31a to 31e and the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e are arranged symmetrically on both surfaces of the flexible printed wiring board 20, and the first to fourth battery units 10a to 10d are arranged symmetrically. And 10a 'to 10d'. That is, the positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15 of the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' arranged symmetrically to each other are connected to the same first to fifth connection terminals 31a to 31e. is doing.
[0044]
Here, the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e detect the voltages of the first battery units 10a and 10a 'between the first voltage detection line 30a and the second voltage detection line 30b, and the second The voltage of the second battery unit 10b, 10b 'is detected between the voltage detection line 30b and the third voltage detection line 30c, and the third battery unit is detected between the third voltage detection line 30c and the fourth voltage detection line 30d. The voltages of 10c and 10c ′ are detected, and the voltages of the fourth battery single bodies 10d and 10d ′ are detected between the fourth voltage detection line 30d and the fifth voltage detection line 30e.
[0045]
Further, as shown in FIG. 4, the battery units 10 a to 10 d and 10 a ′ to 10 d ′ are formed with a recess 18 for accommodating the laminated electrode 11 in one laminate film 12 constituting the outer case 17, The concave portion 18 is configured to protrude outward. Here, the other laminate film 13 is formed flat, and when the battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' are attached to the flexible printed wiring board 20, the laminate film 13 that becomes flat is attached to both surfaces not shown. The flexible printed wiring board 20 is adhered using an adhesive means such as an adhesive tape or an adhesive.
[0046]
With the above configuration, in the battery assembly 1 of the first embodiment, when the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' are attached to the flexible printed wiring board 20, the flexible printed wiring Since the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e for detecting the voltage are preliminarily wired on the substrate 20, the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a ′ are assembled in the assembly process of the battery assembly 1. 10d 'is attached to the flexible printed wiring board 20, the connection to the voltage detection lines 30a to 30e is made by joining the positive and negative electrode tabs 14 and 15 and the connection terminals 31a to 31e by welding or the like. It can be done easily.
[0047]
Therefore, it is possible to greatly improve the assembly workability of the battery assembly 1 while simplifying the wiring of the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e, and to enable efficient mass production. The cost reduction of the battery assembly 1 as a product can be achieved.
[0048]
In addition, when the battery single bodies 10a to 10d and 10a 'to 10d' covered with flexible thin laminate films 12 and 13 are configured as the battery assembly 1, the flexible printed wiring board 20 having a certain degree of rigidity. By attaching to, the rigidity of this flexible printed wiring board 20 is added and the rigidity of the battery assembly 1 can be increased. This facilitates handling of the battery assembly 1 in the manufacturing process.
[0049]
Further, since the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' are formed in a plate shape and are made thin, they are bonded to the flexible printed wiring board 20, so that a battery with high volumetric efficiency is obtained. The assembly 1 can be realized. In particular, in the first embodiment, since the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' are arranged symmetrically on both surfaces of the flexible printed wiring board 20, the volumetric efficiency can be further improved.
[0050]
In addition, the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' that are symmetrical on both surfaces of the flexible printed wiring board 20 are respectively connected to the corresponding positive electrode tabs 14 and negative electrode tabs 15 with respect to the first to first batteries. Since the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e are connected to the corresponding first to fifth voltage detection lines 30a to 30e via the fifth connection terminals 31a to 31d, the battery units 10 that are symmetrical to each other on both surfaces of the flexible printed wiring board 20 are connected in parallel. Thus, the battery capacity of the battery assembly 1 can be doubled.
[0051]
Furthermore, since the battery single bodies 10a to 10d and 10a 'to 10d' are bonded to the flexible printed wiring board 20 on the other side of the other laminate film 13 formed flat, the respective laminate films are kept stable. The positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15 drawn out from the joint portion 16 along the surface direction 13 are connected to the first to fifth connection terminals 31a to 31e without applying excessive stress by bending it to a large extent. Therefore, the performance as the battery assembly 1 can be stabilized and the reliability can be improved.
[0052]
Furthermore, the flexible printed wiring board 20 is provided with connection terminals 31a to 31e for connecting the positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15 of the single batteries 10a to 10d and 10a 'to 10d'. Since the corresponding voltage detection lines 30a to 30e are connected, by connecting the battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' to the connection terminals 31a to 31e, the voltage detection lines 30a to 30e are connected to the battery units 10a to 10e at the same time. 10d and 10a ′ to 10d ′ can be connected to the battery assembly 1 so that the connecting operation of the voltage detection lines 30a to 30e can be simplified in the assembly process of the battery assembly 1, and the voltage detection lines 30a to 30e and the battery units 10a to 10d and 10a ′ can be connected. -10d 'can be reliably connected.
[0053]
Further, by providing the connection terminals 31a to 31e, the rigidity of the flexible printed wiring board 20 can be increased, and as a result, the overall rigidity of the battery assembly 1 can be increased.
[0054]
8 and 9 show a second embodiment of the present invention, in which the same components as those in the above-mentioned embodiment are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted. FIG. 8 is a plan view of the battery assembly, and FIG. 9 is a right side view of the battery assembly.
[0055]
In the battery assembly 1a of the second embodiment, the joining portions 16 obtained by thermally welding the peripheral portions of the laminate films 12 and 13 covering both surfaces of the power generation element 11 shown in FIG. And 10a ′ to 10d are attached to the flexible printed wiring board 20 so as to overlap each other.
[0056]
That is, the battery assembly 1a of the second embodiment is similar to the battery assembly 1 of the first embodiment in that the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d are formed on both surfaces of the flexible printed wiring board 20. The first to fourth battery units 10a to 10d attached to one side of the flexible printed wiring board 20 are overlapped at the joint portion 16 and are attached to the opposite side of the flexible printed wiring board 20. The four battery units 10 a ′ to 10 d ′ are also overlapped at the joint portion 16.
[0057]
Of course, even in this embodiment, the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e are pre-wired to the flexible printed wiring board 20 as in the first embodiment, and the first to fifth connection terminals. 31a to 31e are provided, and end portions of the corresponding first to fifth voltage detection lines 30a to 30e are connected to the first to fifth connection terminals 31a to 31e, respectively.
[0058]
Similarly to the first embodiment, the positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15 of the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' are respectively connected to the corresponding first to fifth connection terminals 31a to 31e. Connected.
[0059]
Therefore, in the battery assembly 1a of the second embodiment, in addition to the functions of the first embodiment, the joint portions 16 of the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' are overlapped. As a result, the outer dimensions of the battery assembly 1a can be shortened in the direction in which the batteries are arranged (in the left-right direction in FIG. 8), and the volume efficiency of the batteries 10a to 10d and 10a 'to 10d' is increased. Can be achieved.
[0060]
10 and 11 show a third embodiment of the present invention, in which the same components as those in each of the above embodiments are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted. FIG. 10 is a plan view of the battery assembly, and FIG. 11 is a right side view of the battery assembly.
[0061]
In the battery assembly 1b of the third embodiment, the first to fifth bus bars 32a to 32b having a predetermined thickness are coupled to one side of the first to fifth connection terminals 31a to 31e so as to overlap with each other. .
[0062]
That is, the battery assembly 1b of the third embodiment is similar to the battery assembly 1a of the second embodiment, as shown in FIG. 10, and the first to fourth batteries attached to both surfaces of the flexible printed wiring board 20. The single units 10 a to 10 d and 10 a ′ to 10 d ′ are arranged so as to overlap each other at the joint portions 16. The first bus bar 32a is connected to the first connection terminal 31a, the second bus bar 32b is connected to the second connection terminal 31b, the third bus bar 32c is connected to the third connection terminal 31c, and the fourth bus bar 32d is connected to the fourth connection terminal 31d. The fifth bus bar 32e is coupled to the fifth connection terminal 31e.
[0063]
At this time, the electrode tabs 14 and 15 connected to one side of the first to fifth connection terminals 31a to 31e are coupled so as to be sandwiched between the first to fifth bus bars 32a to 32b.
[0064]
In the third embodiment, the first to fifth bus bars 32a to 32b are formed thicker than the first to fifth connection terminals 31a to 31e as shown in FIG. 11, and the first to fifth bus bars 32a are formed. The cross-sectional area of .about.32b is made sufficiently large.
[0065]
Therefore, in the battery assembly 1b of the third embodiment, the first to fifth bus bars 32a to 32b are coupled to the first to fifth connection terminals 31a to 31e. The output current flows with a cross-sectional area that combines the first to fifth connection terminals 31a to 31e and the first to fifth bus bars 32a to 32b. In particular, in the third embodiment, the first to fifth bus bars 32a to 32b are formed thicker than the first to fifth connection terminals 31a to 31e, and the cross-sectional area thereof is sufficiently large. A battery assembly 1b corresponding to a higher output can be provided by allowing a large current flow.
[0066]
In addition, although the battery assembly 1b of this 3rd Embodiment disclosed the case where the 1st-5th bus-bars 32a-32b were added to the battery assembly 1a of 2nd Embodiment, of course, it does not restrict to this. The same function is achieved when the first to fifth bus bars 32a to 32b are added to the battery assembly 1 of the first embodiment.
[0067]
FIGS. 12-14 shows 4th Embodiment of this invention, attaches | subjects the description which attaches | subjects the same code | symbol to the same component as each said embodiment, and overlaps. 12 is a plan view of a wiring board to which the battery assembly is attached, FIG. 13 is a plan view of the battery assembly, and FIG. 14 is a right side view of the battery assembly.
[0068]
The battery assembly 1c according to the fourth embodiment includes voltage detection lines in which the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' attached to the flexible printed wiring board 20 are wired to the flexible printed wiring board 20. A combination of series and / or parallel is arbitrarily set by changing the pattern of 30f to 30h.
[0069]
That is, as shown in FIG. 13, the battery assembly 1c of the fourth embodiment has first to fourth attached symmetrically to both surfaces of the flexible printed wiring board 20, as in the first to third embodiments. Battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' are provided. First to third connection terminals 31f to 31h are provided for each of these four batteries on both surfaces of the flexible printed circuit board 20, and the voltage detection lines 30f to 30f corresponding to the three connection terminals 31f to 31h, respectively. One end of 30h is connected. The other ends of the first to third voltage detection lines 30f to 30h are drawn from the flexible printed wiring board 20 to the outside.
[0070]
As shown in FIG. 12, the first connection terminal 31f and the third connection terminal 31h are provided on the other side 20b of the flexible printed wiring board 20 with an appropriate interval, and the second connection terminal 31g is independently a flexible printed wiring board. 20 on one side 20a.
[0071]
As shown in FIGS. 13 and 14, the positive electrode tabs 14 of the first and second battery units 10a, 10b and 10a ', 10b' are used as the first connection terminal 31f, and the negative electrode tab 15 is used as the second connection terminal 31g. Each is connected by welding. Further, the positive electrode tabs 14 of the third and fourth battery units 10c, 10d and 10c ', 10d' are connected to the second connection terminal 31g and the negative electrode tab 15 is connected to the third connection terminal 31h by welding. With such connection, a current is taken out between the first connection terminal 31f and the third connection terminal 31h.
[0072]
Accordingly, in this case, the four first and second battery units 10a, 10b and 10a ', 10b' are connected in parallel as one group, and the third and fourth battery units 10c, 10d and 10c ', 10d' Four pieces are connected in parallel as one group, and two groups connected in parallel are connected in series.
[0073]
In the fourth embodiment, the voltages of the groups of the first and second battery units 10a, 10b and 10a ', 10b' are detected between the first voltage detection line 30f and the second voltage detection line 30g. The voltages of the groups of the third and fourth battery units 10c, 10d and 10c ′, 10d ′ are detected between the second voltage detection line 30g and the third voltage detection line 30h.
[0074]
As described above, in the battery assembly 1c of the fourth embodiment, the pattern of the voltage detection lines 30f to 30h wired to the flexible printed wiring board 20 is changed, for example, the voltage detection lines 30a to 30e of the first to third embodiments. By changing the pattern, the series and / or parallel combinations of the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' attached to the flexible printed wiring board 20 can be arbitrarily set. The output voltage and capacity of the assembly can be easily adjusted.
[0075]
FIG. 15 shows a fifth embodiment of the present invention, in which the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted. FIG. 15 is a plan view of a wiring board, and a single battery is indicated by a two-dot chain line.
[0076]
The battery assembly 1d of this embodiment includes first to fourth battery units 10a to 10d in which the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e on the flexible printed wiring board 20 are attached to the flexible printed wiring board 20, and Wiring is performed avoiding 10a 'to 10d'.
[0077]
That is, in the battery assembly 1d of the fifth embodiment, the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e are wired to the flexible printed wiring board 20 as in the first to third embodiments, and the first To first to fifth connection terminals 31a to 31e connected to the fifth voltage detection lines 30a to 30e. And the positive electrode tab 14 and the negative electrode tab 15 of the 1st-4th battery single-piece | unit 10a-10d and 10a'-10d 'attached to both surfaces of the flexible printed wiring board 20 to these 1st-5th connection terminals 31a-31e. Connected.
[0078]
Here, the first, third, and fifth voltage detection lines 30a, 30c, and 30e are arranged on the flexible printed wiring board 20 corresponding to the portions to which the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' are attached. Aside from the central portion, the wiring is shifted to the peripheral portion of one side 20a of the flexible printed wiring board 20, and the second and fourth voltage detection lines 30b and 30d are similarly connected to the other side of the flexible printed wiring board 20. Wiring is performed by offsetting to the peripheral part of 20b.
[0079]
Therefore, in the battery assembly 1d of the fifth embodiment, the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' using the flexible laminate films 12 and 13 as the outer case 17 are the first to fifth. It can prevent attaching on the voltage detection lines 30a-30e.
[0080]
Therefore, the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' are prevented from being waved and deformed by the uneven portions of the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e. It is possible to prevent the battery performance from being lowered due to excessive stress, and to improve the reliability of the battery assembly 1d. Further, damage to the first to fifth voltage detection lines 30a to 30e can be prevented.
[0081]
16 to 18 show a sixth embodiment of the present invention, in which the same components as those of the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted. 16 is a plan view of the battery assembly, FIG. 17 is a front view showing the stacked state of the battery assembly, and FIG. 18 is a right side view showing the stacked state of the battery assembly.
[0082]
The battery assembly 1e according to the sixth embodiment includes a flexible printed wiring board 20 to which a plurality of single batteries 10a to 10d and 10a 'to 10d' are attached, that is, the battery assemblies 1 and 1 according to the first to fifth embodiments. A plurality of 1a, 1b, 1c, and 1d are provided, and each is stacked on each other.
[0083]
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 16, the battery assembly 1e is configured by using the battery assembly 1b shown in the third embodiment in FIGS. 10 and 11, and each battery assembly is formed. Detailed description of 1b is omitted here.
[0084]
That is, a plurality of battery assemblies 1b in the third embodiment (six even number in the sixth embodiment) are used, and the first to fourth batteries attached to both surfaces of each flexible printed wiring board 20. The single units 10a to 10d and 10a 'to 10d' are abutted against each other and stacked in six steps.
[0085]
In the battery assemblies 1b, 1b... Stacked one above the other, the positive and negative electrodes 10a to 10d and 10a 'to 10d' of the vertically adjacent ones are reversely arranged, as shown in FIG. Thus, the lowermost first bus bar 32a is used as a positive current extraction terminal, and the uppermost first bus bar 32a is used as a negative current extraction terminal.
[0086]
These positive and negative current extraction terminals also serve as current intake terminals during charging because the first to fourth battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' constitute a secondary battery.
[0087]
At this time, as shown in FIG. 17, the lowermost fifth bus bar 32e and the fifth bus bar 32e of the battery assembly 1b stacked immediately above are connected by the conductive shaft 33, and the first of the battery assembly 1b is connected. Each battery stacked in six stages is formed by connecting the bus bar 32a and the first bus bar 32a of the battery assembly 1b stacked immediately above the conductive bar 33 and repeating this connection to the uppermost battery assembly 1b. Aggregates 1b are connected in series with each other.
[0088]
The first bus bar 32a and the fifth bus bar 32e are provided with attachment holes 33a for attaching the conductive shafts 33. By attaching the conductive shafts 33 to the attachment holes 33a, each battery assembly is provided. The stacked state of 1b, 1b... Can be maintained. In this case, the battery units 10a to 10d and 10a 'to 10d' which are stacked and contacted vertically may be bonded to each other.
[0089]
Therefore, in the battery assembly 1e of the sixth embodiment, a plurality of battery assemblies 1b, 1b... Are stacked and connected in series, so that a large current can be easily taken out while increasing the volume efficiency.
[0090]
Of course, a plurality of stacked battery assemblies 1b, 1b,... May be connected in parallel. In this case, a battery assembly 1e having a large capacity can be easily provided while improving the volumetric efficiency.
[0091]
Further, in the sixth embodiment, the case where the battery assembly 1b of the third embodiment is laminated is disclosed, but the battery assembly shown in the first, second, fourth, and fifth embodiments is not limited thereto. The bodies 1, 1a, 1c, 1d, or other battery assemblies not shown in the figure can be stacked while being connected directly or in parallel.
[0092]
By the way, although the battery assembly of the present invention has been described by taking the examples of the first to sixth embodiments, various embodiments can be adopted without departing from the gist of the present invention without being limited thereto. For example, the number of single batteries mounted on one side of the flexible printed wiring board may be other than four, or the single battery may be attached to only one side of the flexible printed wiring board.
[0093]
The wiring board is not limited to a flexible flexible printed wiring board, and a printed wiring board with higher rigidity may be used. In this case, the rigidity of the battery assembly can be further increased.
[0094]
Furthermore, the battery unit is not limited to a lithium ion secondary battery, and the present invention can be applied even when another battery having the same configuration is used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a battery assembly in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a right side view of the battery assembly in the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a single battery according to the first embodiment of the present invention.
4 is an enlarged cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1;
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a portion B in FIG.
FIG. 6 is a plan view of a wiring board to which the battery assembly according to the first embodiment of the present invention is attached.
FIG. 7 is a right side view of the wiring board according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a plan view of a battery assembly in a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a right side view of a battery assembly in a second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a plan view of a battery assembly in a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a right side view of a battery assembly in a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view of a wiring board to which a battery assembly according to a fourth embodiment of the present invention is attached.
FIG. 13 is a plan view of a battery assembly in a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a right side view of a battery assembly in a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a plan view of a wiring board according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a plan view of a battery assembly in a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a front view showing a stacked state of a battery assembly in a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a right side view showing a stacked state of a battery assembly in a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 1a, 1b, 1c, 1d, 1e Battery assembly
10a to 10d, 10a 'to 10d' Battery unit
11 Stacked electrodes (power generation elements)
12,13 Laminate film
14 Positive electrode tab (electrode terminal)
15 Negative electrode tab (electrode terminal)
16 joints
17 Exterior case
18 Concave part (storage part)
20 Flexible printed wiring boards (wiring boards)
30a-30e, 30f-30h Voltage detection line
31a to 31e, 31f to 31h Connection terminal
32a-32e Bus bar
α Nylon layer (resin layer)
γ Aluminum foil layer (metal layer)
δ PE / PP layer (resin layer)

Claims

金属層と樹脂層とを備えたラミネートフィルムで外装し、該ラミネートフィルムの内部から外部に電極端子を引き出してなる電池単体を、複数直列および／または並列に接続して構成される電池集合体において、前記各電池単体の電圧を検出するための複数の電圧検出線を備えた配線板上に、前記各電池単体を、前記電極端子の引き出し方向が互いに同一方向となるように、かつ前記電極端子の引き出し方向に直交する方向に一列に複数配列して取り付け、前記各電池単体の電極端子と前記配線板上の電圧検出線の一方端とを接続するとともに、前記電圧検出線の他方端を、前記配線板の、前記電池単体配列方向に対応する一辺から導出したことを特徴とする電池集合体。In a battery assembly configured by connecting a plurality of battery units in series and / or in parallel, which are covered with a laminate film including a metal layer and a resin layer, and electrode terminals are drawn out from the inside of the laminate film , to the each unit cell voltage wiring board having a plurality of voltage detection lines for detecting the respective unit cells, as the drawing direction of the electrode terminals are the same directions, and the electrode terminal A plurality of arrays arranged in a row in a direction orthogonal to the pulling direction of the battery, and connecting the electrode terminal of each battery unit and one end of the voltage detection line on the wiring board, and the other end of the voltage detection line, A battery assembly derived from one side of the wiring board corresponding to the arrangement direction of the single batteries.

前記一列に配列した複数の電池単体を、前記配線板の両面にこの配線板に対してほぼ対称に配置し、この対称となったそれぞれの電池単体の電極端子を、それぞれ対応する前記電圧検出線に接続したことを特徴とする請求項１に記載の電池集合体。The plurality of single batteries arranged in a row are arranged substantially symmetrically with respect to the wiring board on both surfaces of the wiring board, and the electrode terminals of the symmetrical batteries are respectively connected to the corresponding voltage detection lines. The battery assembly according to claim 1, wherein the battery assembly is connected to the battery assembly.

前記ラミネートフィルムは、前記電池単体の発電要素を両面から覆い、その片面を覆うラミネートフィルムに発電要素の収納部を設ける一方、他面を覆うラミネートフィルムを平坦に形成して前記収納部の開口部分を覆い、それぞれのラミネートフィルムの周縁部同士を熱溶着により接合し、前記電池単体は、前記平坦に形成したラミネートフィルム側が前記配線板に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２記載の電池集合体。The laminate film covers the power generation element of the battery unit from both sides, and provides a storage part for the power generation element on the laminate film that covers one side of the laminate film, while the laminate film that covers the other side is formed flat to open the opening part of the storage part the cover, the peripheral edge portions of each of the laminate film is bonded by thermal welding, the battery alone, claim 1, wherein the laminate film side of said formed flat is found installed in the said circuit board or The battery assembly according to 2.

前記電池単体は、その発電要素の両面を覆うラミネートフィルムの周縁部同士の熱溶着した接合部分を、隣接する電池単体同士で互いに重ね合わせた状態で、前記配線板に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の電池集合体。The battery unit is attached to the wiring board in a state in which the adjacent welded units of the peripheral portions of the laminate film covering both surfaces of the power generation element are overlapped with each other. The battery assembly according to any one of claims 1 to 3.

前記配線板は、前記各電池単体の電極端子同士を接続する接続端子を備え、この接続端子に前記電圧検出線を接続したことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の電池集合体。5. The battery assembly according to claim 1, wherein the wiring board includes a connection terminal that connects electrode terminals of each battery unit, and the voltage detection line is connected to the connection terminal. 6. body.

前記接続端子は、隣接する電池単体相互を接続し、この電池単体相互を接続した接続端子に重ね合わせるようにバスバーを結合したことを特徴とする請求項５記載の電池集合体。6. The battery assembly according to claim 5, wherein the connection terminals connect adjacent battery units, and a bus bar is coupled so as to overlap the connection terminals connecting the battery units.

前記配線板に取り付けた複数の電池単体は、この配線板の電圧検出線の配線パターンを変更することにより、直列および／または並列の組み合わせを任意に設定することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の電池集合体。7. A plurality of single batteries attached to the wiring board can be arbitrarily set in series and / or in parallel by changing a wiring pattern of voltage detection lines of the wiring board. The battery assembly according to any one of the above.

前記電圧検出線を、前記配線板に取り付けた電池単体を避けて配線したことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の電池集合体。The battery assembly according to any one of claims 1 to 7, wherein the voltage detection line is wired avoiding a single battery attached to the wiring board.

前記複数の電池単体を取り付けた配線板を複数設け、この複数の電池単体を備えた複数の配線板を互いに積層したことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の電池集合体。The battery assembly according to any one of claims 1 to 8, wherein a plurality of wiring boards to which the plurality of single batteries are attached are provided, and a plurality of wiring boards having the plurality of single batteries are stacked on each other.