專利名稱：電池及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池及相關(guān)方法，并且更尤其涉及具有高電能密度、結(jié)構(gòu)小而輕并可以作為提供大能量的電源的電池，及其相關(guān)的方法。
背景技術(shù)：
在近幾年，隨著對(duì)環(huán)保意識(shí)的持續(xù)關(guān)注，從使用石油燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)到使用電能的電動(dòng)機(jī)，機(jī)動(dòng)車使用的能源已經(jīng)發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變。因?yàn)檫@個(gè)原因，電池作為發(fā)動(dòng)機(jī)能源的技術(shù)已經(jīng)快速地發(fā)展。
希望機(jī)動(dòng)車安置這樣的電池，該電池結(jié)構(gòu)小而輕并且在頻繁循環(huán)下具有充電和放電大容量電能、和優(yōu)異的防震性能以及散熱性能。
日本專利申請(qǐng)?zhí)亻_(kāi)No.2000-195480(參見(jiàn)段號(hào)0014-0029和附圖1、2和4)公開(kāi)了一種電池。具體而言，該電池的結(jié)構(gòu)包括串聯(lián)、并聯(lián)、混聯(lián)電連接的多個(gè)扁平形單元電池和加壓元件，其中該扁平形單元電池以給定間隔設(shè)置在單元電池的厚度方向上，該加壓元件位于堆疊體的單元電池之間，從而通過(guò)外殼元件緊固多個(gè)單元電池而在堆疊體兩側(cè)加壓?jiǎn)卧姵?。通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，企圖使單元電池具有所希望的散熱性能，從而提供具有改進(jìn)了的循環(huán)特性和比率特性的電池。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明者提出的上述研究，由于這種電池包括扁平形電池作為單元電池，該電池具有比由不同于扁平形電池的其它電池形成的電池更大的能量密度，并且可以形成為具有同樣電能容量的小型化電池。因?yàn)檫@個(gè)原因，鑒于具有高能量密度的小型化結(jié)構(gòu)，扁平形電池構(gòu)成的電池適于作為用于在機(jī)動(dòng)車上安裝的電池。
然而，根據(jù)發(fā)明者提出的進(jìn)一步精確分析，由于該電池包括為了在電源存儲(chǔ)體系中使用而開(kāi)發(fā)的電池，所以考慮為了將電池用于需要生產(chǎn)效率、小尺寸且輕重量、抗震能力和高可靠性的機(jī)動(dòng)車，存在對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步研究所需要的空間。
尤其是，為了實(shí)現(xiàn)具有滿足各種需求的結(jié)構(gòu)的電池而提出新的需要例如一種結(jié)構(gòu)，可以提供高生產(chǎn)率，并且其中單元電池包括盡可能少量的元件部分以提供重量最小化，從而提供最大體積效率；一種結(jié)構(gòu)，其中即使在頻繁反復(fù)循環(huán)下充電和放電時(shí)，電池也可以阻止因電池內(nèi)部產(chǎn)生氣體而導(dǎo)致的容量衰退的發(fā)生和電池壽命的降低；一種結(jié)構(gòu)，即使一直處于震動(dòng)之中也具有可以穩(wěn)定工作的抗震能力；和一種結(jié)構(gòu)，即使在高密度設(shè)置的單元電池中也能夠有效地散熱。
通過(guò)發(fā)明人進(jìn)行的上述研究已經(jīng)完成了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種電池，該電池的結(jié)構(gòu)具有高能量密度和小尺寸且輕重量，從而最適宜作為提供大能量的電源。
而且，根據(jù)發(fā)明人進(jìn)行的研究，考慮到由于串聯(lián)組裝多個(gè)單元電池以形成電池，并且在組裝過(guò)程中，隨著串聯(lián)單元電池的數(shù)量的增加，串聯(lián)的單元電池具有增加的端電壓，因此需要注意操作，因而存在改進(jìn)工作能力的空間。
因而，本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供制造電池的方法，其中在電池的制造過(guò)程中沒(méi)有輸出高電壓。
為了達(dá)到上述目的，在本發(fā)明的一個(gè)方面中，電池包括在堆疊方向上堆疊的多個(gè)單元電池、多個(gè)具有導(dǎo)電率的導(dǎo)電元件；以及多個(gè)具有絕緣特性的絕緣元件，多個(gè)導(dǎo)電元件和多個(gè)絕緣元件交替地設(shè)置在堆疊方向上，分別具有輸出端子的多個(gè)單元電池夾在其間，由此多個(gè)單元電池在堆疊方向上電連接。
與此同時(shí)，在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，制造電池的方法包括在堆疊方向上堆疊多個(gè)單元電池，使得多個(gè)導(dǎo)電元件和多個(gè)絕緣元件交替地設(shè)置在電池的堆疊方向上，分別具有輸出端子的多個(gè)單元電池夾在其間，同時(shí)多個(gè)導(dǎo)電元件具有臨時(shí)絕緣元件；臨時(shí)緊固多個(gè)導(dǎo)電元件；將臨時(shí)絕緣元件從多個(gè)導(dǎo)電元件中去除；以及通過(guò)在多個(gè)單元電池的輸出端子之間施加壓力以將臨時(shí)絕緣元件從導(dǎo)電元件上去除，充分緊固多個(gè)單元電池。
本發(fā)明的其他和進(jìn)一步的特征、優(yōu)點(diǎn)和益處將從下面結(jié)合附圖的描述中變得更加清楚。


圖1為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池的透視圖；圖2為當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的單元電池的透視圖；
圖3為圖1中示出的電池沿A-A線的橫截面圖；圖4A為當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的外層散熱器的透視圖；圖4B為當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的內(nèi)層散熱器的透視圖；圖5A為說(shuō)明當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的加壓?jiǎn)卧恼麄€(gè)結(jié)構(gòu)的視圖；圖5B為說(shuō)明當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的彈簧座(spring retainer)的結(jié)構(gòu)的視圖；圖6A為沿圖1線B-B的橫截面圖和說(shuō)明圖1示出的電池的加壓?jiǎn)卧某跏紶顟B(tài)的視圖；圖6B為沿圖1線B-B的橫截面圖和說(shuō)明加壓?jiǎn)卧O(shè)置在外層散熱器之間時(shí)的狀態(tài)的視圖；圖6C為當(dāng)前提交的實(shí)施例電池的加壓?jiǎn)卧膹椈勺牟鍡U(inserter)的平面圖；圖7為當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的分解透視圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電池的分解透視圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電池的分解透視圖；圖10為說(shuō)明當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的框架上設(shè)置單元電池的狀態(tài)的透視圖；圖11為說(shuō)明當(dāng)前提交的實(shí)施例中組裝過(guò)程中電池的透視圖；圖12為當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的透視圖；圖13為說(shuō)明當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的電路結(jié)構(gòu)的示意圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電池的透視圖；圖15A為說(shuō)明當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的一個(gè)單元電池的透視圖；圖15B為說(shuō)明當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的另一個(gè)單元電池的透視圖；圖16為沿圖14線C-C的橫截面圖；圖17為沿圖14線D-D的橫截面圖；圖18為說(shuō)明當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的組裝過(guò)程的流程圖；圖19為用于說(shuō)明當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的組成過(guò)程的分解透視圖；圖20為用于說(shuō)明在圖19示出的狀態(tài)之后的組裝過(guò)程的分解透視圖；圖21為說(shuō)明在當(dāng)前提交的實(shí)施例中設(shè)置絕緣墊圈和具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈的狀態(tài)的典型視圖；
圖22A為說(shuō)明在當(dāng)前提交的實(shí)施例中具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈的一個(gè)例子的平面圖；圖22B為沿圖22A線F-F的橫截面圖；圖22C說(shuō)明在當(dāng)前提交的實(shí)施例中具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈的另一個(gè)例子的平面圖；圖22D為沿圖22C線G-G的橫截面圖；圖22E為說(shuō)明在當(dāng)前提交的實(shí)施例中具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈的另一個(gè)例子的平面圖；圖22F為沿圖22E線H-H的橫截面圖；圖23A為說(shuō)明在當(dāng)前提交的實(shí)施例中具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈的一個(gè)例子的平面圖；圖23B為沿圖23A線I-I的橫截面圖，其示出了在緊固定位之前的狀態(tài)；圖23C為沿圖23A線I-I的橫截面圖，其示出了在緊固定位之后的另一個(gè)狀態(tài)；圖24A為說(shuō)明在當(dāng)前提交的實(shí)施例中具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈的另一個(gè)例子的平面圖；圖24B為沿圖24A線J-J的橫截面圖，其示出了在緊固定位之后的狀態(tài)；圖24C為沿圖24A線J-J的橫截面圖，其示出了在緊固定位之前的另一個(gè)狀態(tài)；圖25A為說(shuō)明在當(dāng)前提交的實(shí)旋例中具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈的另一個(gè)例子的平面圖；圖25B為沿圖25A線K-K的橫截面圖，其示出了在緊固定位之前的狀態(tài)；圖25C為沿圖25A線K-K的橫截面圖，其示出了在緊固定位隨后的另一個(gè)狀態(tài)；圖26為說(shuō)明在當(dāng)前提交的實(shí)施例中具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈的另一個(gè)例子的平面圖；圖27為在當(dāng)前提交的實(shí)施例中緊固定位銷之后，圖26中示出的具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈的狀態(tài)的視圖；圖28為說(shuō)明在當(dāng)前提交的實(shí)施例中設(shè)置絕緣墊圈和具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈的狀態(tài)的另一個(gè)例子的典型視圖。
具體實(shí)施例方式
此后，將參考適當(dāng)?shù)母綀D描述根據(jù)本發(fā)明各種實(shí)施例的電池及相關(guān)方法。順便提及，貫穿幾個(gè)視圖，x-、y-和z-軸形成三軸直角坐標(biāo)體系。
(第一實(shí)施例)現(xiàn)在，將參考圖1-7詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池及其相關(guān)方法。
首先，對(duì)當(dāng)前提交實(shí)施例的電池的示意性結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
圖1為當(dāng)前提交實(shí)施例的電池BA的透視圖；圖2為形成這個(gè)電池的單元電池的透視圖；以及圖3為沿圖1線A-A的橫截面圖。
如圖1-3中所示，當(dāng)前提交的實(shí)施例中電池BA的示意性結(jié)構(gòu)包括多個(gè)扁平形電池1(此后只稱為單元電池)的堆疊體、堆疊在單元電池1上的散熱器2a，2b、置于單元電池1之間和單元電池1和散熱器2a，2b之間的大摩擦板(high friction sheets)3、和保持機(jī)構(gòu)4，其中通過(guò)保持機(jī)構(gòu)4在堆疊方向上(沿著z方向)對(duì)多個(gè)堆疊單元電池1加壓，從而使該多個(gè)單元電池整體容納在其中。
單元電池1串聯(lián)在堆疊方向上。即，從各自單元電池1上伸出的兩個(gè)電極片10，12串聯(lián)以排除使導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51交替設(shè)置而引起的短路。
此后，詳細(xì)描述電池BA及其元件，必要時(shí)還參考其他附圖。
<單元電池>
單元電池1，在當(dāng)前提交的實(shí)施例中形成為扁平形，內(nèi)部包括由正極板、負(fù)極板和隔板按這種次序堆疊組成的發(fā)電元件。單元電池1形成二次電池，例如使用凝膠聚合物電解質(zhì)的鋰離子二次電池。
關(guān)于單元電池1，具有三層結(jié)構(gòu)的層壓膜用作外殼并且形成為包括置于由聚酰胺樹(shù)脂制得的樹(shù)脂膜之間的鋁箔的三層。兩個(gè)層壓膜中，一個(gè)薄片是通過(guò)在層壓膜的另一個(gè)薄片上層壓、在各自邊緣通過(guò)熱焊接維持薄片形狀而形成為扁平形。發(fā)電元件密封在薄板狀的層壓膜中。當(dāng)進(jìn)行這個(gè)過(guò)程時(shí)，雖然將層壓膜引入沖模中，但是層壓膜的最外層是由具有小表面摩擦系數(shù)的樹(shù)脂膜形成，因此層壓膜不會(huì)受到由層壓膜和沖模之間的摩擦引起的反作用。順便提及，關(guān)于電池BA，單元電池1在與膠囊包裹的發(fā)電元件的堆疊方向相同的方向堆疊。
單元電池1具有正極片10和負(fù)極片12作為形成從與堆疊方向垂直的方向伸出的輸出端子的片。正極片10和負(fù)極片12引出到外殼外側(cè)。分別在正極片10和負(fù)極片12中形成孔11，13，表面都經(jīng)過(guò)絕緣處理的絕緣體銷52插入孔11，13中。
正如通過(guò)參考圖3所理解的，交替堆疊單元電池1，使得具有正極性和負(fù)極性的電極片交替地設(shè)置在堆疊方向上，也就是，交替堆疊正極片10和負(fù)極片12。通過(guò)絕緣體銷52交替設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51，從而夾住正極片10和負(fù)極片12。尤其是，絕緣墊圈51置于正極片10和層疊在其上的負(fù)極片12之間，并且導(dǎo)電墊圈50置于負(fù)極片12和層疊在其上的正極片10之間。當(dāng)注意相同層上的墊圈時(shí)，通過(guò)當(dāng)前提交的實(shí)施例，絕緣墊圈51放置在正極片10上，以及導(dǎo)電墊圈50放置在負(fù)極片12上。順便提及，雖然導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51分別位于保持在最上層的單元電池1的正極片10和負(fù)極片12上，但是根據(jù)設(shè)置電極片的順序，如果根據(jù)情況省略這些組成部分也沒(méi)關(guān)系。
導(dǎo)電墊圈50可以由導(dǎo)電金屬形成，例如銅或鋁，從而使一個(gè)在另一個(gè)上保持接觸的正極片10和負(fù)極片12電連接。另一方面，絕緣墊圈51由絕緣金屬形成，例如陶瓷，從而使一個(gè)在另一個(gè)上保持接觸的正極片10和負(fù)極片12絕緣。導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51可用作避免單元電池1的正極片10和負(fù)極片12之間直接接觸的空間。
因此，由于在堆疊方向上交替設(shè)置正極片10和負(fù)極片12，電池BA內(nèi)部具有電路，通過(guò)該電路電連接單元電池1以使電流從堆疊結(jié)構(gòu)的上層流到堆疊結(jié)構(gòu)的下層。順便提及，當(dāng)希望使電流從堆疊結(jié)構(gòu)的下層流到堆疊結(jié)構(gòu)的上層時(shí)，反向地設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51就可以。
對(duì)絕緣銷52進(jìn)行絕緣處理，包括覆蓋在金屬棒表面上的熱收縮管、涂覆到金屬表面上的樹(shù)脂、在金屬表面上形成涂覆或防護(hù)。螺母53a，53b緊固在絕緣體銷52的頂部和底部。這使單元電池1的電極片10、12被牢固地置于導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51之間，由此使電極片10，12以可靠方式彼此導(dǎo)電或電絕緣。
這里，導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51優(yōu)選具有盡可能小的表面粗糙度。如果表面粗糙度大，當(dāng)通過(guò)螺母53a，53b在墊圈兩側(cè)緊固導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51時(shí)，引起導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51的表面疲勞，并且緊固力發(fā)生衰退，從而使電極片10，12和導(dǎo)電墊圈50之間的電阻增大，導(dǎo)致電極片10，12之間的電連接可靠性衰退。
順便提及，根據(jù)在電池內(nèi)部形成的電路，其中電流從上層向下層流動(dòng)，電源端子(未示出)可以放置在螺母53a與導(dǎo)電墊圈50之間和螺母53b與絕緣墊圈51b之間，從而可以引出電流，同時(shí)使控制器(未示出)可以檢測(cè)電池BA的電壓。而且，當(dāng)結(jié)合圖1中示出的多個(gè)單元電池1時(shí)，當(dāng)然使用這種電源端子。
<散熱器>
圖4A為外層散熱器2a的透視圖，以及圖4B為內(nèi)層散熱器2b的透視圖。
如圖4A和4B中所示，形成當(dāng)前提交的實(shí)施例部分的散熱器包括外層散熱器2a和內(nèi)層散熱器2b，并且外層散熱器2a放置在堆疊結(jié)構(gòu)的最外層上，同時(shí)內(nèi)層散熱器2b連同單元電池1設(shè)置在電池BA堆疊結(jié)構(gòu)的中間。
散熱器2a，2b中的任何一個(gè)都形成有多個(gè)通風(fēng)通道20以使冷卻劑例如空氣通過(guò)那里。這些通風(fēng)通道20形成在兩片板材中，該兩片板材的表面分別形成有多個(gè)凹槽，層壓該兩片板材以使各自的凹槽相互排列成行，為了由此形成各自的散熱器2a，2b。這是基于對(duì)通過(guò)極薄的散熱器2a，2b挖空通風(fēng)通道中遇到的困難考慮的。當(dāng)然，各個(gè)散熱器2a，2b可以分別由整體板材形成，如果需要，其是通過(guò)擠壓模塑形成。
外層散熱器2a形成有切斷部分21以使堆疊電池單元1的電極片10，12暴露到外側(cè)并且具有分別形成有孔22的四個(gè)角，在兩個(gè)角之間插入切斷部分21。形成孔22是為了分別安裝加壓?jiǎn)卧?0以對(duì)在外層散熱器2a之間堆疊的單元電池1施加必須的表面壓力。
在內(nèi)層散熱器2b中沒(méi)有象外層散熱器2a那樣的孔22。當(dāng)單元電池1堆疊在電池BA中時(shí)，通過(guò)加壓?jiǎn)卧?0使內(nèi)層散熱器2b容納在與單元電池1接觸的受壓表面上。內(nèi)層散熱器2b以這種方式適當(dāng)?shù)卦O(shè)置在單元電池1之間當(dāng)堆疊四片單元電池1時(shí)，一片內(nèi)層散熱器2b設(shè)置在這種堆疊體上，如圖3中所示。這使在單元電池1中產(chǎn)生的熱從堆疊結(jié)構(gòu)中散出。
<大摩擦板>
如圖3中所示，當(dāng)前提交的實(shí)施例的大摩擦板3夾置在單元電池1之間或單元電池1和散熱器2a，2b之間。大摩擦板3由形成為片狀結(jié)構(gòu)的硅橡膠制得。硅橡膠顯示出的摩擦阻力比相互或直接層壓?jiǎn)卧姵?時(shí)出現(xiàn)的摩擦阻力更大。因此，在單元電池1之間或在單元電池1和散熱器2a，2b之間插入大摩擦板3使這些組成部分的橫向移動(dòng)最小。
與此同時(shí)，雖然大摩擦板3在橫向移動(dòng)方面顯示出大的摩擦力，但是在單元電池1的堆疊方向方面上幾乎沒(méi)有顯示出粘接。因此，關(guān)于單元電池1和散熱器2，大摩擦板3沒(méi)有粘接。另有說(shuō)明，大摩擦板3不是使單元電池1本身或單元電池1和散熱器2a，2b永遠(yuǎn)連接的那種類型，并且具有使這些元件彼此分離的特性。
<保持機(jī)構(gòu)>
如圖1中所示，當(dāng)前提交的實(shí)施例的保持機(jī)構(gòu)4包括要堆疊在電池BA最外層上的外層散熱器(保持板)2a、設(shè)置在外層散熱器2a之間的加壓?jiǎn)卧?0、和將加壓?jiǎn)卧?0安裝在外層散熱器2a上的螺母41。
如前所述，外層散熱器2a堆疊在電池BA的最外層以用作冷卻單元電池1的冷卻元件。與此同時(shí)，外層散熱器2a還用作支持機(jī)構(gòu)4的一部分，該支持機(jī)構(gòu)4分別對(duì)單元電池1和內(nèi)層散熱器2b施加表面壓力，當(dāng)將這些元件保持在固定位置中時(shí)，單元電池1在堆疊方向上堆疊在堆疊結(jié)構(gòu)的中間。作為部分保持元件4，通過(guò)加壓?jiǎn)卧?0，外層散熱器2a在使結(jié)合的元件彼此更緊密的方向上施加力。
加壓?jiǎn)卧?0插入形成在外層散熱器2a中的孔22中并且通過(guò)螺母41緊固。加壓?jiǎn)卧?0具有詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，其在圖5A到6C中示出。
圖5A為說(shuō)明加壓?jiǎn)卧?0整個(gè)結(jié)構(gòu)的視圖；圖5B為加壓?jiǎn)卧?0的彈簧座結(jié)構(gòu)的視圖；圖6A為沿圖1線B-B的橫截面圖和示出加壓?jiǎn)卧?0的初始狀態(tài)的視圖；圖6B為沿圖1線B-B的橫截面圖和示出加壓?jiǎn)卧?0設(shè)置在外層散熱器2a之間時(shí)的狀態(tài)的視圖；以及圖6C為加壓?jiǎn)卧?0的彈簧座43的插桿47(inserter)的平面圖。
如圖5A到6C中所示，加壓元件40包括拉伸線圈彈簧(彈性主體)42和夾持拉伸線圈彈簧42兩端的彈簧座43。
通過(guò)設(shè)置在外層散熱器2a之間處于拉緊狀態(tài)的拉伸線圈彈簧42，拉伸線圈彈簧42顯示出拉力以在使外層散熱器2a彼此更緊密的方向上產(chǎn)生彈力。
彈簧座43包括主體部分44、形成有螺紋螺脊的螺孔部分45，該螺紋螺脊的螺距P2大于拉伸線圈彈簧42的螺距P1、朝拉伸線圈彈簧42的中心延伸的支柱部分(abutment portion)46、和從主體部分44延伸并通過(guò)外層散熱器2a插入的插桿47。
使主體部分44實(shí)現(xiàn)與拉伸線圈彈簧42末端的緊鄰嚙合，從而限定其末端的位置。而且，通過(guò)組裝到電池的加壓?jiǎn)卧?0，主體部分44實(shí)現(xiàn)與外層散熱器2a的緊鄰嚙合，從而起到限制拉伸線圈彈簧42增加長(zhǎng)度的作用。
螺桿部分45旋進(jìn)拉伸線圈彈簧42的末端并且在內(nèi)部嚙合拉伸線圈彈簧42的內(nèi)部，其因此緊固。如圖5B中所示，螺桿部分45具有外緣表面，該表面形成有螺距為P2的螺紋螺脊。螺桿部分45的螺距P2大于拉伸線圈彈簧42的螺距P1。因此，螺桿部分45可以在如圖5B箭頭所示的方向擰緊，并且擰緊螺桿部分45使支柱部分46朝拉伸線圈彈簧42的中心前進(jìn)。
如圖5A所示，當(dāng)從拉伸線圈彈簧42的兩端擰緊螺桿部分45時(shí)，從兩側(cè)前進(jìn)的支柱部分46實(shí)現(xiàn)與結(jié)合的拉伸線圈彈簧42末端嚙合。在這種情況下，使拉伸線圈彈簧42從自然長(zhǎng)度拉伸，由此在加壓?jiǎn)卧?0的初始狀態(tài)下提供初始拉力。
插桿47具有末端，該末端具有緊固螺母41的螺紋螺脊47a。插桿47具有頭部，該頭部形成有適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)切口48，如圖6C中所示。使負(fù)驅(qū)動(dòng)器的尖安裝到切口48上可以使彈簧座43鎖定其旋轉(zhuǎn)。
將加壓?jiǎn)卧?0鎖定在外層熱交換器2a之間提供如圖6A所示的狀態(tài)。
如圖6A所示，插桿47插過(guò)外層散熱器2a的孔22。在這種狀態(tài)下，如圖6B和6C中所示，鎖定一個(gè)彈簧座43的旋轉(zhuǎn)，而另一個(gè)彈簧座43的插桿47在X方向上由螺母41擰緊并且緊固。然后朝向螺母41拉彈簧座43。同樣地，驅(qū)動(dòng)螺母41使其他剩余彈簧座43的插桿47緊固。然后，隨著拉伸線圈彈簧42被夾持，將彈簧座43彼此拉開(kāi)，并且在拉伸線圈彈簧42在外層散熱器2a之間伸展的情況下夾持拉伸線圈彈簧42。
以這種方式，由于拉伸線圈彈簧42伸展了與外層散熱器2a之間的距離一致的距離，所以變得可以獲得在使拉伸線圈42縮短的方向上作用的回彈力，而不管螺母41施加的緊固回轉(zhuǎn)力。通過(guò)外層散熱器2a，這種回轉(zhuǎn)力提供了施加給單元電池1的壓力。
<組裝過(guò)程>
接下來(lái)，進(jìn)行對(duì)當(dāng)前提交實(shí)施例的電池BA的組裝過(guò)程進(jìn)行描述，其中該電池BA具有上述結(jié)構(gòu)。
圖7為說(shuō)明電池BA必要部分的分解透視圖。
如圖7中所示，首先，將外層散熱器2a設(shè)置在最底層并且將多個(gè)單元電池1堆疊在其上。這里，對(duì)于多個(gè)單元電池1，通過(guò)絕緣體銷52設(shè)置電極片10，12，使得正極片10和負(fù)極片12交替地設(shè)置在堆疊方向上。每次通過(guò)絕緣體銷52設(shè)置單元電池1的電極片10，12時(shí)，也通過(guò)絕緣體銷52順序地設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51。
這里，在堆疊方向上通過(guò)絕緣體銷52交替布置地設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51。對(duì)于同一單元電池1的正極片10和負(fù)極片12來(lái)說(shuō)，一方面導(dǎo)電墊圈50設(shè)置在負(fù)極片12上，另一方面，絕緣墊圈51設(shè)置在正極片10上。即，不同類型的墊圈分別設(shè)置同一單元電池1的正極片10和負(fù)極片12上。
然后，在多個(gè)階段中堆疊其他單元電池1，也就是，堆疊四片單元電池1，以及另一個(gè)內(nèi)層散熱器2b設(shè)置在堆疊的單元電池1的頂部。
隨后，反復(fù)設(shè)置單元電池1和內(nèi)層散熱器2b一定次數(shù)后，最后，外層散熱器2a設(shè)置在堆疊結(jié)構(gòu)的頂部。
此后，在外層散熱器2a之間設(shè)置加壓?jiǎn)卧?0并且緊固螺母41直到加壓?jiǎn)卧?0的拉伸線圈42在外層散熱器2a之間伸展，由此如圖1所示組裝電池BA。
順便提及，在堆疊期間，在單元電池1、外層散熱器2a和內(nèi)層散熱器2b的各個(gè)表面上放置大摩擦板3。
如上所述，根據(jù)當(dāng)前提交實(shí)施例的電池BA，通過(guò)絕緣體銷52在堆疊方向上在單元電池1的正極片10和負(fù)極片12之間交替地設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51。因此，通過(guò)交替設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51可以容易地實(shí)現(xiàn)其中堆疊的單元電池1在垂直方向上順序地連接的電路。
順便提及，雖然已經(jīng)結(jié)合其中單元電池1垂直堆疊的單片電池BA示范地示出當(dāng)前提交的實(shí)施例，當(dāng)然，當(dāng)前提交的實(shí)施例不是限制并且都由多組單元電池1組成的多個(gè)電池可以并列連接以形成電池組，該電池組具有進(jìn)一步增加的電能輸出。這種情況，通過(guò)安裝在電池上的匯流條將電池彼此電連接就可以。匯流條可以安裝在絕緣體銷52上并且由螺母53a，53b緊固。
<第二實(shí)施例>
接下來(lái)，參考圖8詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電池及其相關(guān)方法。
圖8為當(dāng)前提交的電池的分解透視圖。
當(dāng)前提交的實(shí)施例不同于上述提出的第一實(shí)施例，因?yàn)榈谝粚?shí)施例中采用的形狀結(jié)構(gòu)中絕緣體銷52直接插入單元電池1的電極片10，12中，并且通過(guò)絕緣體銷52交替地設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51，然而第二實(shí)施例采用的形式結(jié)構(gòu)中絕緣體銷52并沒(méi)有直接插入電極片10，12，并且絕緣體銷52插入到分別從電極片10，12伸出的匯流條(輸出端子和平行連接的元件)中，并且，通過(guò)絕緣體銷52交替設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51，并且第二實(shí)施例的其他結(jié)構(gòu)相同。此后，重點(diǎn)描述這些不同點(diǎn)，并且與第一實(shí)施例相同的組成部分具有相同的附圖標(biāo)記，從而省略或簡(jiǎn)化描述。
如圖8中所示，對(duì)于一組兩個(gè)單元電池1來(lái)說(shuō)，通過(guò)匯流條6分別連接共用正極片10和共用負(fù)極片12，從而使一組單元電池1并聯(lián)。匯流條6焊接到并且連接到正極片10和負(fù)極片12上。即，通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，匯流條6構(gòu)成兩個(gè)單元電池1的輸出端子。
此后，連接正極片10的匯流條6稱作匯流條6a，連接負(fù)極片12的匯流條6稱作匯流條6b。匯流條6a，6b分別形成有孔60，絕緣體銷52可以插入其中。當(dāng)構(gòu)成電池時(shí)，當(dāng)絕緣體銷52插入孔60中時(shí)，堆疊一組單元電池1。這里，當(dāng)堆疊單元電池1時(shí)，絕緣體銷52分別插入孔60中，使得匯流條6a，6b交替堆疊在堆疊方向上。因此，通過(guò)匯流條6a，6b分別插入到絕緣條銷52中，可以使每組單元電池1定位。
也通過(guò)絕緣體銷52分別設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51。通過(guò)每個(gè)絕緣體銷52將導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51在堆疊方向上一個(gè)接一個(gè)地設(shè)置在匯流條6a，6b之間。如圖8中所示，通過(guò)絕緣體銷52將絕緣墊圈51設(shè)置成在最低層將絕緣墊圈51設(shè)置在匯流條6a上，如圖中所示，并且通過(guò)絕緣體銷52將導(dǎo)電墊圈50設(shè)置成在匯流條6a上方將其設(shè)置在匯流條6b上。
順便提及，為了說(shuō)明單元電池1的堆疊方式，從圖8中省略散熱器2a，2b和大摩擦板3，當(dāng)然可以理解，當(dāng)形成電池時(shí)，與第一實(shí)施例中相同，外層散熱器2a設(shè)置在堆疊結(jié)構(gòu)的兩個(gè)最外層的表面上，并且為在多個(gè)階段中設(shè)置的單元電池1的堆疊體設(shè)置散熱器2b。然后，加壓?jiǎn)卧?0設(shè)置在外層散熱器2a之間以給單元電池1施加壓力，從而將它們保持在固定位置中。而且，在堆疊過(guò)程中，大摩擦板3用于單元電池1、外層散熱器2a和內(nèi)層散熱器2b的各個(gè)表面。
如上所述，根據(jù)當(dāng)前提交實(shí)施例的電池，通過(guò)絕緣體銷52在堆疊方向上交替設(shè)置匯流條6a，6b并且通過(guò)絕緣體銷52在堆疊方向上交替設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51。因此，單元電池1在與堆疊方向垂直的方向上并聯(lián)并且在堆疊方向上串聯(lián)。
順便提及，參考其中兩個(gè)單元電池1通過(guò)匯流條6并聯(lián)的代表性結(jié)構(gòu)已經(jīng)描述了當(dāng)前提交的實(shí)施例，當(dāng)前提交的實(shí)施例并不是限制，并且如果需要，可以并聯(lián)多于三個(gè)的單元電池1。
(第三實(shí)施例)現(xiàn)在，參考圖9-13詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電池及其相關(guān)方法。
圖9為解釋當(dāng)前提交的實(shí)施例電池框架7的平面圖；圖10為說(shuō)明框架7上設(shè)置單元電池1的狀態(tài)的透視圖；圖11為說(shuō)明組裝過(guò)程中電池的透視圖；圖12為組裝后電池BA1的透視圖；圖13為說(shuō)明電池BA1的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。順便提及，在圖11中，為了容易示出導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51，省略了單元電池1的電極片。
當(dāng)前提交的實(shí)施例與上述提出的第一實(shí)施例的主要區(qū)別在于，第一實(shí)施例采用的形狀結(jié)構(gòu)中通過(guò)導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51本身設(shè)置單元電池1，而當(dāng)前提交的實(shí)施例采用的結(jié)構(gòu)形式中在燃料電池1設(shè)置在框架7上的狀態(tài)下堆疊單元電池1，并且其他結(jié)構(gòu)相同。此后，重點(diǎn)描述這些不同點(diǎn)，并且與第一實(shí)施例相同的組成部分具有相同的附圖標(biāo)記，從而省略或簡(jiǎn)化描述。
即，當(dāng)前提交的實(shí)施例與第一實(shí)施例相似，因?yàn)橥鈱由崞?a設(shè)置在堆疊結(jié)構(gòu)的最外層上，但是結(jié)構(gòu)不同之處在于，框架7和內(nèi)層散熱器2b，如圖9和10所示，在堆疊結(jié)構(gòu)中組合，其中為多個(gè)堆疊框架7中的每個(gè)設(shè)置內(nèi)層散熱器2b。而且，在當(dāng)前提交的實(shí)施例中，為了在電池BA1中形成串聯(lián)電路，匯流條8安裝在堆疊結(jié)構(gòu)上。
首先，描述框架7。
<框架>
如圖9和10中所示，當(dāng)前提交的實(shí)施例的框架7中，其一側(cè)嵌入有導(dǎo)電墊圈50并且另一側(cè)嵌入有絕緣墊圈51。導(dǎo)電墊圈50形成的厚度稍微大于框架7的厚度(在電池堆疊方向上的厚度)，而小于單元電池1的厚度(在電池堆疊方向上的厚度)。絕緣墊圈51形成的厚度也與導(dǎo)電墊圈50一樣大于框架7的厚度，而小于單元電池1的厚度。
框架7形成有多個(gè)定位部分70，在該定位部分70上聯(lián)合的單元電池1分別設(shè)置在指定位置中。定位部分70分別由切斷部分形成，每個(gè)的尺寸小于每個(gè)單元電池1的外形。每個(gè)定位部分70開(kāi)口到一定面積大小，因?yàn)楫?dāng)單元電池1設(shè)置在定位部分70上時(shí)，可以?shī)A持單元電池1的周邊，同時(shí)使單元電池1在除周邊之外的區(qū)域上與設(shè)置在上層或底層的另一個(gè)單元電池1接觸。單元電池1以這種方式設(shè)置在框架7上使電極片10，12與導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51接觸。完成定位后，導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51的鉆孔(孔)分別與單元電池1的正極片10的孔11和單元電池1的負(fù)極片12的孔13成一直線。
框架7中形成孔71，在堆疊工作期間該孔71使加壓?jiǎn)卧?0插入。在第一實(shí)施例中加壓?jiǎn)卧?0在單元電池1外部的區(qū)域上設(shè)置在外層散熱器2a之間，而在當(dāng)前提交的實(shí)施例中，加壓?jiǎn)卧?0設(shè)置在外層散熱器2a之間以延伸過(guò)框架7、內(nèi)層散熱器2b和外層散熱器2a。
在框架7上，相鄰單元電池1設(shè)置成正極片10和負(fù)極片12定向在相反位置上。如圖10中所示，單元電池1設(shè)置成如圖10所示在前側(cè)按順序交替設(shè)置正極片10和負(fù)極片12。
如圖11中所示，通過(guò)設(shè)置加壓?jiǎn)卧?0和絕緣體銷52堆疊多個(gè)框架7，多個(gè)單元電池1設(shè)置在每個(gè)框架7上。順便提及，借助螺母使加壓?jiǎn)卧?0和絕緣體銷52緊固到外層散熱器2a上，這并未示出，從而保持垂直。而且，根據(jù)完成組裝的電池BA1，加壓?jiǎn)卧?0不動(dòng)地固定在外層散熱器2a之間，如圖12中所示，從而在使外層散熱器2a緊密的方向上施加力以對(duì)每個(gè)單元電池1施加一定的表面壓力。
當(dāng)堆疊框架7時(shí)，單元電池1的電極片10，12交替設(shè)置在堆疊方向上。關(guān)注框架7一側(cè)的底層中，其中電極片按照正極片10、負(fù)極片12、正極片10和負(fù)極片12這一順序設(shè)置，而直接在底層上方的上層在同一側(cè)具有按照負(fù)極片12、正極片10、負(fù)極片12和正極片10這樣的另一種順序設(shè)置的電極片。
而且，當(dāng)堆疊框架7時(shí)，由于導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51嵌入在框架7中，所以如上所述，堆疊框架7使得導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51交替地定位在堆疊方向上。
繼續(xù)地在框架7上將多個(gè)單元電池1設(shè)置成陣列，從而堆疊各個(gè)框架7，使其一個(gè)堆疊在另一個(gè)之上，如上所述，結(jié)果得到完成的電池組BA1，其中在堆疊方向上設(shè)置單元電池1串聯(lián)。根據(jù)當(dāng)前提交的實(shí)施例，如圖11和12中所示，電池BA1具有四個(gè)單元陣列，每個(gè)包括單元電池1和這些單元的堆疊體，也就是，串聯(lián)的電池單元80a、80b、80c、80d。
更尤其是，為了使電池單元80a和80c從上層到底層串聯(lián)并且電池單元80b和80d從底層朝向上層串聯(lián)，確定各個(gè)單元電池1電極片10，12的安裝方向和導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51的安裝方向，并且電池單元80a、80b、80c和80d串聯(lián)。為了電池單元80a、80b、80c和80d按順序串聯(lián)，使用匯流條8。電池單元80a、80b通過(guò)匯流條8在最底層連接，電池單元80b、80c通過(guò)匯流條8在最上層連接，并且電池單元80c、80d通過(guò)匯流條8在最低層連接，如圖11和12中所示。
因此，通過(guò)匯流條8連接的多個(gè)電池單元80a到80d，電池BA1的單元電池1整體串聯(lián)。這使電極端子81，82分別與電池單元80a最上層的負(fù)極片12和電池單元80d最上層的正極片10連接，提供高電壓。圖13中示出在電池內(nèi)部形成的得到的示意電路結(jié)構(gòu)。
如上所述，根據(jù)第三實(shí)施例，單元電池1在框架7上設(shè)置成陣列，并且堆疊這種框架7，一個(gè)堆疊在另一個(gè)之上。這里，導(dǎo)電墊圈50嵌入到框架7的一側(cè)中，該框架7的另一側(cè)嵌有絕緣墊圈51，因此通過(guò)顛倒框架7的朝向堆疊框架7，使得墊圈50，51交替地設(shè)置在堆疊方向上。因此，這導(dǎo)致單元電池1在堆疊方向上串聯(lián)的電路結(jié)構(gòu)，象實(shí)施例1，2一樣。
順便提及，盡管已經(jīng)結(jié)合其中電池在框架7上具有四個(gè)單元電池1陣列的代表性結(jié)構(gòu)描述了當(dāng)前提交的實(shí)施例。但并不限制于這種應(yīng)用，并且根據(jù)情況可替換為在同一個(gè)框架7上可以具有兩個(gè)或三個(gè)或多于五個(gè)單元電池1陣列。
而且，可以通過(guò)絕緣體銷52設(shè)置如圖11中所示的電壓檢測(cè)端子83。將電壓檢測(cè)端子83分別設(shè)置在導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51之間，能夠檢測(cè)每個(gè)單元電池1的電壓。即使在電池安裝到汽車上之后，也可以掌握每個(gè)單元電池1的性能。
上述結(jié)合實(shí)施例1-3討論的電池具有如下所述的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
這種電池采用的結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51交替設(shè)置在某個(gè)方向上，從而使單元電池1沿堆疊方向電連接堆疊，并且不需要為了電連接而進(jìn)行焊接或焊合，因此可以減少工時(shí)，同時(shí)可以容易地且可靠地形成電路以在電池內(nèi)互連單元電池。尤其是，通過(guò)第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，由于導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51分別結(jié)合在框架7中，所以僅堆疊在其上單元電池設(shè)置成陣列的框架7，就提供了實(shí)現(xiàn)電路的能力，該電路中簡(jiǎn)化了單元電池1并且可靠地連接單元電池1。
而且，可以通過(guò)絕緣體銷52設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51，從而在組裝期間容易地安裝導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51。
而且，根據(jù)實(shí)施例1和3的結(jié)構(gòu)，雖然通過(guò)絕緣體銷52設(shè)置單元電池1的電極片10，12，但是孔11，13的設(shè)置簡(jiǎn)化并且可靠地進(jìn)行這些元件的定位，其中每個(gè)孔11，13的直徑基本上等于每個(gè)絕緣體銷52的外徑。
而且，根據(jù)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，通過(guò)匯流條6插入絕緣體銷52使并聯(lián)的單元電池1直接地連接，由此簡(jiǎn)化并且可靠地進(jìn)行這些元件的定位。
此外，由于加壓?jiǎn)卧?0對(duì)單元電池1施加了表面壓力，即使單元電池1經(jīng)過(guò)頻繁充電和放電循環(huán)，也可以使電池容量和工作壽命避免受到由單元電池1內(nèi)部產(chǎn)生的氣體引起的負(fù)作用。
此外，通過(guò)這種電池，單元電池1堆疊而沒(méi)有空隙，從而使內(nèi)層散熱器2b必須的數(shù)量取決于散發(fā)的熱量，由此不需要對(duì)各個(gè)單元電池1施加適當(dāng)?shù)谋砻鎵毫Γ瑥亩峁┝藢?shí)現(xiàn)適于汽車安裝的小型化且具有高能量密度的電池的能力。因此，電池具有堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)而不存在空隙，從而帶來(lái)增加的堅(jiān)固性和優(yōu)異的抗震性能。
順便提及，根據(jù)實(shí)施例1-3的結(jié)構(gòu)，通過(guò)使用導(dǎo)電墊圈從而在堆疊方向上實(shí)現(xiàn)整個(gè)單元電池中的電連接，即使部分焊接單元電池1也可以。
(第四實(shí)施例)接下來(lái)，參考圖14-27詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電池及其方法。
圖14為當(dāng)前提出的實(shí)施例的電池BA2的透視圖；圖15A為說(shuō)明這種電池的一個(gè)單元電池的透視圖；圖15B為說(shuō)明該電池的另一個(gè)單元電池的透視圖；圖16為沿圖14線C-C的橫截面圖；圖17為沿圖14線D-D的橫截面圖。
當(dāng)前提交的實(shí)施例與上述第一實(shí)施例的主要區(qū)別在于，單元電池1`具有不同的結(jié)構(gòu)，并且其它結(jié)構(gòu)相同。此后，重點(diǎn)描述這些不同點(diǎn)，并且與第一實(shí)施例相同的組成部分具有相同的附圖標(biāo)記，從而省略或簡(jiǎn)化描述。
即，當(dāng)前提交實(shí)施例的電池包括多個(gè)單元電池1`、與單元電池1`堆疊的散熱器2a，2b、設(shè)置在單元電池1`之間和單元電池1`與散熱器2之間的大摩擦板3、沿堆疊方向在兩個(gè)表面上對(duì)多個(gè)單元電池1`堆疊體加壓以整體支撐的保持機(jī)構(gòu)4。
單元電池1`在堆疊方向上串聯(lián)。單元電池1`具有兩個(gè)電極片，其中一個(gè)固定在另一個(gè)單元電池1`的電極片上從而電連接和機(jī)械連接。而且，另一個(gè)電極片與再另一個(gè)連接以避免在電極片之間交替設(shè)置導(dǎo)電墊圈和絕緣墊圈引起的短路。
此后，將根據(jù)情況參考其它附圖詳細(xì)地描述電池BA2的各個(gè)組成部分。
<單元電池>
根據(jù)當(dāng)前提交的實(shí)施例，如圖15A和15B中所示，單元電池1`包括兩種單元電池1a和單元電池1b。
單元電池1a，1b都是形成為扁平形的電池并且任何一個(gè)單元電池1`都包括多個(gè)發(fā)電元件，每個(gè)發(fā)電元件包括按順序堆疊的正極板、負(fù)極板和隔板，沒(méi)有示出其中任何一個(gè)。對(duì)于電池BA2來(lái)說(shuō)，單元電池1a，1b堆疊在與內(nèi)部發(fā)電元件堆疊方向相同的方向上。內(nèi)部發(fā)電元件形成使用凝膠聚合物電解質(zhì)的鋰離子電池。
單元電池1a，1b分別使用外殼，每個(gè)外殼包括形成為三層結(jié)構(gòu)的層壓膜。層壓膜形成為鋁箔夾在由聚酰亞胺樹(shù)脂制得的樹(shù)脂膜之間的三層。兩個(gè)層壓膜中，通過(guò)按壓成型使一片層壓膜形成為扁平結(jié)構(gòu)并且層疊到另一片上，保持片狀，在周邊對(duì)其熱焊接。
密封在層疊的層壓膜內(nèi)的是發(fā)電元件，該發(fā)電元件的正極片和負(fù)極片都用作電極并且引到層壓膜外邊。單元電池1a，1b具有兩個(gè)電極片如正極片10`，14和負(fù)極片12，16，其分別沿垂直于堆疊方向的方向伸出。
單元電池1a具有正極片10`和負(fù)極片12，其中的一個(gè)例如正極片10`形成有兩個(gè)孔11`。負(fù)極片12形成有一個(gè)孔13。
單元電池1b具有帶有兩個(gè)突起部分15的正極片14，該突起部分15與單元電池1a正極片10`的孔11`嚙合。正極片16形成有一個(gè)孔17，該孔17與單元電池的1a負(fù)極片12的孔相似。
當(dāng)堆疊單元電池1a，1b時(shí)，單元電池1a的孔11`安裝到單元電池1b的關(guān)聯(lián)突起部分15上。隨著正極片10`安裝到單元電池1b的負(fù)極片14上，如圖16中所示，負(fù)極片14的突起部分15從正極片10`中伸出。這使單元電池1a，1b串聯(lián)時(shí)相互定位。
與此同時(shí)，通過(guò)使導(dǎo)電墊圈50或絕緣墊圈51夾在其它片12，16之間使定位銷52伸過(guò)墊圈，從而使單元電池1a的正極片12和單元電池1b的正極片16定位且堅(jiān)固地固定，如圖17中所示。
通過(guò)制造電池且電池由帶有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電元件構(gòu)成，導(dǎo)電墊圈50形成組成部分的一部分，其中導(dǎo)電元件由導(dǎo)電金屬如銅或鋁形成，以使設(shè)置在墊圈50的頂部和底部表面上的電極片16，12電連接。絕緣墊圈51由絕緣金屬如陶瓷形成以使設(shè)置在墊圈50的頂部和底部表面上的電極片16，12相互絕緣。導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51用作隔片以避免相鄰單元電池1`的電極片12，16之間直接接觸。
對(duì)于電池BA2，絕緣墊圈51夾置在一個(gè)單元電池1b的正極片16和另一個(gè)單元電池1a的放置在正極片16上方的負(fù)極片12之間。這是基于這種考慮的，因?yàn)閷?duì)單元電池1a設(shè)置在單元電池1b上的一排，單元電池1b的負(fù)極片14和單元電池1a的正極片10`彼此固定以機(jī)械地連接并且電連接。如圖16中所示，并且如果正極片16和放置在其上的負(fù)極片12電連接，這會(huì)引起短路。與此同時(shí)，導(dǎo)電墊圈50夾置在單元電池1a的負(fù)極片12和放置在其上的單元電池1b的正極片16之間。
如上所示，根據(jù)當(dāng)前提交的實(shí)施例，交替設(shè)置導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51，從而對(duì)于單元電池1a，1b在電極片10`，14上機(jī)械地連接且電連接的排來(lái)說(shuō)，在相對(duì)側(cè)中的電極片12，16通過(guò)絕緣墊圈51彼此電絕緣，因此相反地，對(duì)于電極片10`，14沒(méi)有電連接的排，電極片12，16通過(guò)導(dǎo)電墊圈50電連接，由此使單元電池1a和單元電池1b在堆疊方向上串聯(lián)。
通過(guò)用樹(shù)脂涂覆金屬條表面或用樹(shù)脂覆蓋金屬條表面而對(duì)定位銷52進(jìn)行絕緣處理。在定位銷52的頂端和低端將螺母53a，53b緊固在定位銷52上，這使得單元電池1`的電極片12，16被緊固地夾置在導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51之間。因此，電極片12，16以可靠的方式彼此電連接或彼此絕緣。
順便提及，可以與第一實(shí)施例中一樣，使用螺母53a，53b緊固用于將電能從電池中引出的電極端子(未示出)。
<散熱器、大摩擦板和保持結(jié)構(gòu)>
散熱器2a，2b、大摩擦板3和保持結(jié)構(gòu)4的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的一樣。
尤其是，散熱器包括兩種外層散熱器2a和內(nèi)層散熱器2b，其與單元電池1`堆疊在電池的中間，并且任何一種散熱器形成有用于冷卻劑如空氣流過(guò)的通風(fēng)通道20。
外層散熱器2a分別形成有切斷部分21，以使堆疊的單元電池1`的電極片10`，12，14，16露出并且分別具有形成有孔22的四個(gè)角，在兩個(gè)孔之間插入有切斷部分21。內(nèi)層散熱器2b以這種方式設(shè)置在單元電池1`中當(dāng)堆疊四片單元電池1`時(shí)，一片內(nèi)層散熱器2b設(shè)置在四片的頂部，如圖16和17中所示。
大摩擦板3由硅橡膠制得并且形成為板形而夾置在單元電池1`之間或單元電池1`和散熱器2之間，由此避免了這些元件橫向位移。
保持機(jī)構(gòu)4包括堆疊在最外層上的外層散熱器2a、設(shè)置在外層散熱器2a之間的加壓?jiǎn)卧?0、使加壓?jiǎn)卧?0安裝在外層散熱器2a上的螺母41，并且由加壓?jiǎn)卧?0的拉伸線圈彈簧(彈性體)42施加的彈力通過(guò)外層散熱器2a作用在單元電池1`上以形成加壓力。
<組裝過(guò)程>
現(xiàn)在，對(duì)于具有上述結(jié)構(gòu)的當(dāng)前提交實(shí)施例的電池BA2，進(jìn)行組裝過(guò)程描述。
圖18為說(shuō)明組裝當(dāng)前提交實(shí)施例的電池BA2的基本順序的流程圖；圖19為說(shuō)明說(shuō)明組裝電池BA2基本順序的分解透視圖；以及圖20為說(shuō)明在圖19中示出的狀態(tài)隨后的組裝電池BA2基本順序的分解透視圖。順便提及，參考圖19將適當(dāng)?shù)乩斫鈭D18的一系列步驟S1到S6，并且參考圖20將適當(dāng)?shù)乩斫庖幌盗胁襟ES7到17。
首先，如圖18和19中所示，將大摩擦板3設(shè)置在外層散熱器2a上(步驟S1)
接下來(lái)，將單元電池1b設(shè)置在放置在外層散熱器2a上的大摩擦板3上(步驟S2)，以及將定位銷52插入電極片16中，因此螺母53b通過(guò)設(shè)置在電極片16外部的導(dǎo)電墊圈50暫時(shí)地緊固定位銷52，尤其是，通過(guò)具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈100以設(shè)置定位銷(步驟S3)。順便提及，定位銷52具有形成有螺紋螺脊的兩端以擰緊螺母53a，53b。
接下來(lái)，通過(guò)定位銷52設(shè)置絕緣墊圈51(步驟S4)，和在單元電池1b上設(shè)置單元電池1a(步驟S5)。
接下來(lái)，單元電池1b的負(fù)極14的突起部分15安裝在單元電池1a的正極片10的孔11中(步驟S6)。這使單元電池1a，1b聯(lián)合起來(lái)。
接下來(lái)，在單元電池1a上設(shè)置大摩擦板3(步驟S7)。
接下來(lái)，還如圖20中所示，通過(guò)定位銷52將具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈100設(shè)置在單元電池1a電極片12上(步驟S8)。
這里，重復(fù)除了步驟S3的步驟S2到S8，這可以堆疊指定組數(shù)的雙單元電池1a，1b(步驟S9)。
連續(xù)地，在堆疊完指定組數(shù)的雙單元電池1a，1b后，在大摩擦板3上設(shè)置內(nèi)層散熱器2b(步驟S10)。
接下來(lái)，還將大摩擦板3設(shè)置在內(nèi)層散熱器2b上(步驟S11)。
這里再次重復(fù)除了步驟S3的步驟S2到S8(當(dāng)在多個(gè)層中設(shè)置內(nèi)層散熱器2b時(shí)除了步驟S3的步驟S2到S11)，這可以堆疊指定組數(shù)的雙單元電池1a，1b，一組中具有雙片(步驟S12)。
因此，在重復(fù)堆疊指定數(shù)目的單元電池1a，1b和內(nèi)層散熱器上之后，將上部外層散熱器2a設(shè)置在最上層單元電池1a的大摩擦板3上(步驟S13)。
螺母53a暫時(shí)地緊固到定位銷52的頂部(步驟S14)。這里，術(shù)語(yǔ)“暫時(shí)地緊固”是指螺母擰緊到使多個(gè)單元電池1a，1b的電極片12和16堆疊在組裝體上、不從定位銷52中移開(kāi)的程度。
現(xiàn)在，研究單元電池1a，1b之間的電連接關(guān)系。
圖21為說(shuō)明定位了絕緣墊圈51和具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈100的狀態(tài)的典型視圖。而且，在圖中，省略散熱器。
如圖21所示，堆疊體具有定位絕緣墊圈51和帶有絕緣膜101的導(dǎo)電墊圈100的區(qū)域，以在組裝單元電池1a，1b時(shí)使所有電極片12，16保持在完全絕緣的狀態(tài)中。即，絕緣墊圈51在電極片10`，14上連接的一組雙片單元電池1a，1b的電極片12和16之間提供絕緣，并且具有絕緣膜101的導(dǎo)電墊圈100導(dǎo)致接觸其它組單元電池的電極片12和16之間的絕緣。
而且，對(duì)具有導(dǎo)電膜的導(dǎo)電墊圈的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。
圖22A為說(shuō)明具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈的一個(gè)例子的平面圖，以及圖22B為沿圖22A線F-F的橫截面圖。
如圖22A和22B中所示，具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈100A的結(jié)構(gòu)中，與導(dǎo)電墊圈50相似的環(huán)形絕緣膜101與由銅或鋁制得的導(dǎo)電墊圈50連接。這里，絕緣膜101的例子包括樹(shù)脂膜，如聚乙烯膜和乙烯基膜，或紙板。
圖22C是說(shuō)明具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈的另一個(gè)例子的平面圖；以及圖22D為沿圖22C線G-G的橫截面圖。
如圖22C和222D所示，具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈100B采用的結(jié)構(gòu)形式中，如圖22A和22B中示出的環(huán)狀絕緣膜101另外具有在環(huán)從導(dǎo)電墊圈50向外輻射方向上突起的拾取片(pickup tag)102。當(dāng)希望去除絕緣膜101時(shí)，提供這種拾取片102使得可以除去拾取片102，這是取決于對(duì)由此可以使其簡(jiǎn)單去除的需要。
圖22E為說(shuō)明具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈的另一個(gè)例子的平面圖；圖22F為沿圖22E線H-H的橫截面圖。
如圖22E和22F中所示，具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈100C采用的結(jié)構(gòu)形式中，圖22C和22D中示出的絕緣膜101形成有拾取片，另外還在拾取片102相對(duì)的位置上形成有切口103。當(dāng)根據(jù)需要去除絕緣膜101時(shí)，為了由此提供更容易的去除，提供這種切口103使絕緣膜101在切口103附近的區(qū)域被撕裂。當(dāng)形成這種切口103時(shí)，需要注意不要使切口103附近的區(qū)域?qū)щ?，即，不要使?dǎo)電墊圈50的暴露比率增加。而且切口103可以替換為孔，得到相似的效果。
當(dāng)然，上述拾取片、切口可以以各種形式相互結(jié)合。絕緣膜可以形成有切口或孔，而沒(méi)有拾取片，或可以形成有孔和切口?；颍硗獾?，切口和孔可以位于多個(gè)位置中。
順便提及，在直到S14的組裝中堆疊元件如單元電池1a，1b并且暫時(shí)地將螺母53a擰緊到定位銷52的頂部之后，將加壓?jiǎn)卧?0設(shè)置在外層散熱器2a之間并且緊固螺母41直到加壓?jiǎn)卧?0的線圈彈簧42伸長(zhǎng)了指定長(zhǎng)度，從而由此緊固加壓?jiǎn)卧?0(步驟S15)。
接下來(lái)，從上述導(dǎo)電墊圈50中去除所有絕緣膜101(步驟S16)。在這個(gè)階段，由于僅緊固定位銷52，所以可以容易地去除絕緣膜101。
最后，定位銷52兩側(cè)上的螺母53a，53b完全緊固且由給定轉(zhuǎn)矩?cái)Q緊以在最后緊固電極片12，16(步驟S17)。這使導(dǎo)電墊圈50與電極片12和16充分接觸，其夾住導(dǎo)電墊圈50以串聯(lián)所有的單元電池1a，1b，從而提供圖14中示出的電池BA2元件。
通過(guò)上述當(dāng)前提交的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，由于是在通過(guò)多個(gè)單元電池串聯(lián)將絕緣膜設(shè)置在導(dǎo)電墊圈上這一條件下組裝電池的，所以在組裝期間串聯(lián)的單元電池的總電壓(如果一個(gè)單元電池的電壓等于4伏，那么總電壓近似為8伏)等于最高的兩個(gè)單元電池的電壓，得到可靠的電容和簡(jiǎn)單執(zhí)行的組裝工作。
<導(dǎo)電墊圈的變形形式>
此后，描述當(dāng)前提交的實(shí)施例的導(dǎo)電墊圈的進(jìn)一步變形形式。
圖23A為說(shuō)明具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈的一個(gè)例子的平面圖；圖23B為沿圖23A線I-I的橫截面圖，其示出了在緊固定位銷之前的狀態(tài)；圖23C為沿圖23A線I-I的橫截面圖，其示出了在緊固定位銷之前的另一個(gè)狀態(tài)。
如圖23A到23C中所示，具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈120具有絕緣環(huán)121作為絕緣體，絕緣環(huán)121的內(nèi)徑I稍微小于導(dǎo)電墊圈50的外徑O，并且沿電極片之間的方向，厚度h2稍微小于導(dǎo)電墊圈50的厚度h1。
絕緣環(huán)121從導(dǎo)電墊圈50凸出，在緊固定位銷之前的狀態(tài)下，如圖23B所示，并且電極片12和16保持在絕緣狀態(tài)中。在其間，緊固定位銷之后，將絕緣環(huán)121縮向?qū)щ妷|圈，這歸因于緊固引起的壓力，如圖23C中所示，并且電極片12和16保持在電連接的狀態(tài)。
順便提及，絕緣環(huán)內(nèi)徑I的尺寸確定為在緊固定位銷和歸因于施加給定位銷的緊固力而使絕緣環(huán)在導(dǎo)電墊圈上滑動(dòng)之前的狀態(tài)中，提供一定摩擦力而使絕緣環(huán)不會(huì)容易地從導(dǎo)電墊圈上掉落。而且，絕緣環(huán)121的厚度h2小于導(dǎo)電墊圈50而足以不會(huì)在緊固定位銷時(shí)使絕緣環(huán)從導(dǎo)電墊圈50上凸出。而且，絕緣環(huán)121的原料可以包括具有絕緣特性的塑料或陶瓷。
圖24A為說(shuō)明具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈的另一個(gè)例子的平面圖；圖24B為沿圖24A線J-J的橫截面圖，其示出了在緊固定位之前的狀態(tài)；圖24C為沿圖24A線J-J的橫截面圖，其示出了在緊固定位之前的另一個(gè)狀態(tài)。
如圖24A到24C中所示，具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈130包括環(huán)狀導(dǎo)電墊圈131，該環(huán)狀導(dǎo)電墊圈131的外部環(huán)狀肩具有錐形體132，并且環(huán)狀絕緣環(huán)135，具有保持與錐形體131接觸以支撐錐形體的錐形支撐體133，具有小于導(dǎo)電墊圈131外徑的內(nèi)徑，并且從導(dǎo)電墊圈131上凸出。這里，絕緣環(huán)135可以優(yōu)選由相對(duì)易碎的材料如陶瓷或硬塑料制得。
絕緣環(huán)135從導(dǎo)電墊圈131上凸出，如圖24B中所示，在緊固了定位銷的狀態(tài)下，電極片12和16保持為絕緣狀態(tài)。與此同時(shí)，如圖24C所示，當(dāng)緊固定位銷時(shí)，由緊固引起的壓力導(dǎo)致了使錐形體132，133向外擴(kuò)大絕緣環(huán)135的力，絕緣環(huán)135不斷地破裂。因此，緊固定位銷自動(dòng)地使絕緣環(huán)135從導(dǎo)電墊圈131上去除，使電極片12和16保持在導(dǎo)電的狀態(tài)中。順便提及，可以改變絕緣環(huán)135，從而不是使絕緣環(huán)135破裂，當(dāng)定位銷緊固而使絕緣環(huán)135朝向?qū)щ妷|圈131滑動(dòng)時(shí)，絕緣環(huán)135的直徑沿著錐形體擴(kuò)大，其中絕緣環(huán)135朝向?qū)щ妷|圈131滑動(dòng)歸因于緊固引起的力，緊固是為了由此除去絕緣特性。
圖25A為說(shuō)明具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈的另一個(gè)例子的平面圖；圖25B為沿圖25A線K-K的橫截面圖，其示出了在緊固定位之前的狀態(tài)；圖25C為沿圖25A線K-K的橫截面圖，其示出了在緊固定位隨后的另一個(gè)狀態(tài)。
如圖25A到25C中所示，具有臨時(shí)絕緣裝置的導(dǎo)電墊圈140包括形成有環(huán)狀凹槽142的導(dǎo)電墊圈140，和由彈性制得并且設(shè)置在凹槽142中的絕緣環(huán)145。在正常狀態(tài)中，絕緣環(huán)145形成的厚度h3大于凹槽142的深度h4，并且體積小于凹槽142的體積。
如圖25B中所示，在定位銷緊固之前的狀態(tài)下，由這種材料制得的絕緣環(huán)145從導(dǎo)電墊圈141上凸出，因此電極片12和16保持在絕緣狀態(tài)中。與此同時(shí)，如圖25C中所示，當(dāng)緊固定位銷時(shí)，由緊固產(chǎn)生的壓力使絕緣環(huán)141破裂，從而使導(dǎo)電墊圈141在電極片12和16之間提供導(dǎo)電。
圖26為說(shuō)明具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈的另一個(gè)例子和示出緊固定位銷之前狀態(tài)的平面圖；以及圖27為在緊固定位銷之后，圖26中示出的具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈的狀態(tài)的視圖。
如圖26和27中所示，具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈302采用的結(jié)構(gòu)形式中，放置彈性板301從而與導(dǎo)電墊圈300重疊。導(dǎo)電墊圈300具有表面，彈性板301設(shè)置在該表面上，該表面形成有導(dǎo)電突起部分305。與此同時(shí)，彈性板301形成了臨時(shí)絕緣體，該臨時(shí)絕緣體由具有絕緣特性的材料和彈性體制得，其中該彈性體包括橡膠體系中的一種如合成橡膠或硅橡膠。
如圖26中所示，在緊固定位銷52之前的狀態(tài)下，通過(guò)彈性板301，突起部分305對(duì)破碎不起作用，所以具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈302保持在絕緣狀態(tài)中。另一方面，在螺母53上下地緊固到定位銷52上的狀態(tài)中，彈性板301被壓，如圖27中所示，通過(guò)絕緣板使形成在導(dǎo)電墊圈300上的突起部分305破裂，由此使導(dǎo)電墊圈300與電極片16接觸。
因此，在電池組裝中，堆疊的單元電池電絕緣并且在所有的單元電池中沒(méi)有設(shè)置串聯(lián)，并且在最后步驟中螺母53上下地緊固定位銷52時(shí)所有單元電池實(shí)現(xiàn)串聯(lián)。
順便提及，通過(guò)這種結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)以下結(jié)構(gòu)，在用螺母53上下地緊固定位銷52的階段之后緊固力釋放時(shí)，適當(dāng)選擇彈性板300的彈性使彈性板再次恢復(fù)到最初位置，從而隱藏突起部分，使突起部分附近的區(qū)域絕緣以切斷堆疊的多個(gè)單元電池之間的連接。
而且，根據(jù)具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈120，130，140，302，由于緊固定位銷52自動(dòng)地使電極片12和16實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電狀態(tài)，并且在上述電池組裝順序中，組裝順序不需要去除絕緣膜的步驟(步驟S16)。
<制造過(guò)程的其他形式>
最后，描述用于當(dāng)前提交實(shí)施例的電池組裝過(guò)程的其它形式。
圖8為說(shuō)明設(shè)置絕緣墊圈和具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈的狀態(tài)的另一個(gè)例子的典型視圖。
雖然在上述主要參考圖18的電池制造過(guò)程中，使用的所有導(dǎo)電墊圈都包括絕緣膜，但是也可以對(duì)串聯(lián)的多個(gè)單元電池設(shè)定一個(gè)導(dǎo)電墊圈。
即，如圖28中所示，可以提供這樣的結(jié)構(gòu)，對(duì)指定數(shù)量的單元電池，也就是，附圖中的八片單元電池使用一個(gè)具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈100。一個(gè)具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈100用于多個(gè)單元電池的原因在于，對(duì)于電壓為4伏的一個(gè)單元電池，現(xiàn)有少于10片的多片串聯(lián)單元電池提供了少于40伏的電壓，從而確保工作的穩(wěn)定性，并且如圖所示，存在插入的用于八片單元電池的一個(gè)具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈100得到了實(shí)現(xiàn)這種工作可靠性的能力。
以這種方式，插入一個(gè)具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈100使串聯(lián)的單元電池典型地具有小于40伏的電壓，該電壓確保了工作的可靠性并且降低了絕緣膜的數(shù)量，由此可以減少許多去除絕緣膜本身的工時(shí)，去除絕緣膜是由使用具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈100而另外出現(xiàn)的。
上面參考第四實(shí)施例討論的電池具有以下大量?jī)?yōu)點(diǎn)。
根據(jù)當(dāng)前提出實(shí)施例的電池，由于使用了具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈100，120，130，140，或302，所以變得可以使在以某些且可靠的方式用于進(jìn)行組裝工作的制造中由連接的單元電池產(chǎn)生的無(wú)用電壓最小化。
而且，由于具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈100可以允許容易地去除臨時(shí)絕緣體裝置，所以對(duì)于組裝工作來(lái)說(shuō)，足以通過(guò)最少的工作而不用增加工時(shí)來(lái)制造。而且，由于具有臨時(shí)絕緣體的導(dǎo)電墊圈120，130，140，或302對(duì)于自動(dòng)去除絕緣狀態(tài)是有效的，所以沒(méi)有增加組裝工作的工時(shí)數(shù)。
而且，如果串聯(lián)的單元電池?cái)?shù)提供大約小于40伏的輸出電壓，那么使用具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈可以減少去除絕緣膜花費(fèi)的工時(shí)數(shù)，其中導(dǎo)電墊圈的片數(shù)少于串聯(lián)的單元電池的數(shù)量。
而且，由于大摩擦板3設(shè)置在單元電池1`之間和單元電池1`與散熱器2之間，所以即使存在施加給堆疊的各個(gè)單元電池1`和散熱器2的震動(dòng)，在單元電池之間也不會(huì)發(fā)生位移。因此，即使應(yīng)用于汽車，也可以避免各個(gè)單元電池1`和散熱器2由震動(dòng)產(chǎn)生的位移或掉落。
此外，震動(dòng)的結(jié)果并沒(méi)有產(chǎn)生位移或掉落，可以避免損害形成在串聯(lián)或并聯(lián)的單元電池1′上的電池電極片。
此外，由于歸因于插入的大摩擦板而沒(méi)有發(fā)生位移，所以不需要增加通過(guò)用于避免位移而的保持結(jié)構(gòu)4從頂部到底部按壓?jiǎn)卧姵?`堆疊體的加壓力。因此，單元電池1`不需要用于抵擋強(qiáng)壓力而具有增加了強(qiáng)度的外層并且單元電池1`可以形成為輕重量，結(jié)果電池整體減輕。
而且，堆疊單元電池1`時(shí)，大摩擦板3的使用使單元電池1`和大摩擦板3交替地堆疊，從而使得容易制造電池。
而且，由于大摩擦板3對(duì)于單元電池1`而言不具有粘結(jié)性，所以當(dāng)單元電池1`中的一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)可以取出任何一個(gè)單元電池1`以替換。
而且，由于單元電池1`的電極片12，16具有鉆孔13，17以使定位銷52插入，通過(guò)鉆孔插入定位銷52可以使單元電池1`彼此相對(duì)簡(jiǎn)單地且可靠地定位。
而且，形成在電極片14上的凸出部分15安裝到另一個(gè)電極片10的孔上，使單元電池1`彼此相對(duì)簡(jiǎn)單地且可靠地定位。此外，由于將突起部分15安裝到孔上使單元電池1`以簡(jiǎn)單且可靠地方式彼此電連接，所以在堆疊工作中單元電池1`重疊的方向不會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤，從而使安裝簡(jiǎn)化。
而且，由于保持機(jī)構(gòu)4具有加壓功能和冷卻功能，所以當(dāng)對(duì)單元電池1`施加適當(dāng)?shù)谋砻鎵毫r(shí)，單元電池1`中產(chǎn)生的熱可以被散發(fā)出去。
此外，使用安裝在外層散熱器2a之間的加壓?jiǎn)卧?0使外層散熱器2a彼此接近，從而對(duì)單元電池1`加壓并且加壓機(jī)構(gòu)可以結(jié)合在電池內(nèi)側(cè)，使電池最小化。
而且，由于單元電池1`堆疊在與發(fā)電元件堆疊方向相同的方向上，所以可以以穩(wěn)定的方式獲得電流。
而且，由于單元電池1`采用扁平型電池的外形，電池的厚度可以減少。
順便提及，盡管根據(jù)當(dāng)前提交的實(shí)施例，單元電池1a的正極片10具有孔11并且單元電池1b的負(fù)極片14具有突起部分15，當(dāng)前提交的實(shí)施例并不局限于這種結(jié)構(gòu)。其中形成了孔和突起部分的電極片可以具有相反的極性。此外，電極可以形成有凹陷部分而代替安裝突起部分15的孔11。
而且，根據(jù)當(dāng)前提交的實(shí)施例，從單元電池1`的一側(cè)伸出的電極片通過(guò)突起部分15和孔11的安裝而連接，然而單元電池1`的另一側(cè)通過(guò)絕緣墊圈51和導(dǎo)電墊圈50電連接，當(dāng)前提交的實(shí)施例并不局限于這種結(jié)構(gòu)。根據(jù)情況，單元電池1`的兩側(cè)可以通過(guò)關(guān)聯(lián)的組成部分的安裝或通過(guò)絕緣墊圈/導(dǎo)電墊圈而連接?；颍梢允褂贸暡ê附舆B接電極片。
而且，盡管根據(jù)當(dāng)前提交的實(shí)施例，已經(jīng)示出了僅有一個(gè)在垂直方向上堆疊的電池，當(dāng)前提交的實(shí)施例并不局限于這種特定結(jié)構(gòu)并且由多個(gè)單元電池的堆疊體形成的多個(gè)電池可以并聯(lián)，從而提供具有進(jìn)一步增加的電能輸出的電池組。在這種情況下，匯流條可以安裝在電池中的一個(gè)和電池的另一個(gè)之間以提供電連接。匯流條可以安裝在且固定在螺母53和導(dǎo)電墊圈50之間的定位銷52上。
而且，雖然參考代表性結(jié)構(gòu)已經(jīng)描述了當(dāng)前提交的實(shí)施例，該代表性結(jié)構(gòu)中通過(guò)凹凸結(jié)構(gòu)一側(cè)上的電極片安裝到另一側(cè)上，通過(guò)使用導(dǎo)電墊圈50和絕緣墊圈51，兩側(cè)上的電極片可以一個(gè)堆疊在另一個(gè)上，從而形成串聯(lián)電池單元電池的分隔堆疊體。在這種情況中，可以使用具有絕緣膜的導(dǎo)電墊圈而不會(huì)使串聯(lián)單元電池的分隔堆疊體的數(shù)量提供超過(guò)40伏的輸出電壓。
順便提及，根據(jù)上述當(dāng)前提及的實(shí)施例，雖然大摩擦板3用作位移阻止裝置，但是當(dāng)前提交的實(shí)施例并不是限定性的。位移阻止裝置可以由涂覆到單元電池或散熱器上的粘性液體形成。這里，術(shù)語(yǔ)“粘性液體”是指如氨基甲酸族樹(shù)脂和橡膠液體的材料。使用粘性液體作為位移阻止裝置使粘性液體僅僅涂覆到單元電池的外殼表面上，從而可以簡(jiǎn)單地制造電池。
此外，可以通過(guò)粗略地機(jī)械加工單元電池的外殼表面，使位移阻止裝置形成為粗的表面粗糙度。增加單元電池外殼表面的表面粗糙度的方法包括噴沙法和激光錘打法。當(dāng)然，可以通過(guò)使用砂紙磨打磨。使用使單元電池的外殼表面具有粗的粗糙度的結(jié)構(gòu)，使單元電池僅僅順序堆疊，是為了由此阻止這些單元電池位移。
而且，盡管大摩擦板3僅由硅橡膠形成，但是當(dāng)前提交的實(shí)施例并不構(gòu)成局限。這種材料的例子可以包括由PET(聚乙烯對(duì)苯二酸酯)制得的基板，其上設(shè)置有硅橡膠。因此，提供基板改進(jìn)了大摩擦板的硬度，從而得到改進(jìn)了當(dāng)將這些元件設(shè)置在散熱器的單元電池表面上時(shí)的工作能力。
對(duì)于使用的這種基板，基板可以涂覆有粘結(jié)到單元電池或散熱器上的粘結(jié)劑。在這種情況中，打摩擦板3的赤裸表面粘結(jié)到單元電池或散熱器2上，但是在硅橡膠上不發(fā)生粘結(jié)。這使一個(gè)堆疊在另一個(gè)上的單元電池、或單元電池和散熱器彼此分隔開(kāi)。
在此結(jié)合于2003年10月10日在日本提交的專利申請(qǐng)No.TOKUGAN2003-351739和于2003年10月10日在日本提交的專利申請(qǐng)No.TOKUGAN2003-351733的整個(gè)內(nèi)容作為參考。
雖然上面通過(guò)參考本發(fā)明某些實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上面描述的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)教導(dǎo)可以對(duì)上面描述的實(shí)施例進(jìn)行修改和變動(dòng)。參考下面的權(quán)利要求限定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.電池，包括堆疊在堆疊方向上的多個(gè)單元電池；多個(gè)具有導(dǎo)電率的導(dǎo)電元件；以及多個(gè)具有絕緣特性的絕緣元件，多個(gè)導(dǎo)電元件和多個(gè)絕緣元件交替地在堆疊方向上設(shè)置，多個(gè)單元電池分別具有輸出端子夾在其間，由此多個(gè)單元電池在堆疊方向上電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中該多個(gè)單元電池在垂直于堆疊方向的方向上是扁平的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，還包括在堆疊方向延伸的絕緣體銷(insulatorpin)，其中多個(gè)導(dǎo)電元件和多個(gè)絕緣元件具有可以插入絕緣體銷的插入孔，并且多個(gè)導(dǎo)電元件和多個(gè)絕緣元件連同夾在其中的多個(gè)單元電池的各個(gè)輸出端子通過(guò)插入孔交替地插入了絕緣體銷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的電池，其中該多個(gè)單元電池的每個(gè)輸出端子包括在垂直于堆疊方向的方向上延伸的電極片，并且該絕緣體銷插入在該電極片的插入孔中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電池，其中該多個(gè)單元電池以這種方式堆疊，使得在多個(gè)單元電池中，一個(gè)單元電池的電極片與在堆疊方向上與該單元電池相鄰的另一個(gè)單元電池的電極片在極性上是相反的，并且其中該多個(gè)導(dǎo)電元件和該多個(gè)絕緣元件在堆疊方向上交替地設(shè)置，該多個(gè)單元電池的各個(gè)電極片夾在其間，由此該多個(gè)單元電池串聯(lián)地電連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的電池，其中該多個(gè)單元電池包括多個(gè)成對(duì)的單元電池，數(shù)對(duì)的各個(gè)成對(duì)單元電池通過(guò)并聯(lián)元件并聯(lián)，而絕緣體銷插入該并聯(lián)元件的插入孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，還包括多個(gè)框架元件，借助該框架元件，多個(gè)單元電池被放置并保持在位，其中多個(gè)框架元件在堆疊方向上堆疊，從而可以堆疊該多個(gè)單元電池，使得該多個(gè)導(dǎo)電元件和該多個(gè)絕緣元件結(jié)合在框架元件中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，還包括與該多個(gè)導(dǎo)電元件和該多個(gè)絕緣元件連接的電壓檢測(cè)端子。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，還包括在堆疊方向上對(duì)該多個(gè)單元電池加壓的加壓機(jī)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，還包括從該多個(gè)單元電池中接收熱量并且散發(fā)該熱量的多個(gè)熱量接收和散熱元件，該多個(gè)熱量接收和散熱元件在堆疊方向上堆疊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，還包括限制該多個(gè)單元電池，以防在與堆疊方向垂直的方向上位移的多個(gè)限制元件，該多個(gè)限制元件在堆疊方向上堆疊。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的電池，其中該多個(gè)導(dǎo)電元件和該多個(gè)絕緣元件包括墊圈元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的電池，其中與該多個(gè)導(dǎo)電元件相對(duì)應(yīng)的墊圈元件包括可拆分的絕緣膜。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的電池，其中與該多個(gè)導(dǎo)電元件相對(duì)應(yīng)的墊圈元件包括可自由移動(dòng)的絕緣元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求12的電池，其中與該多個(gè)導(dǎo)電元件相對(duì)應(yīng)的墊圈元件包括至少一個(gè)是可撕裂的絕緣元件。
16.根據(jù)權(quán)利要求12的電池，其中與該多個(gè)導(dǎo)電元件相對(duì)應(yīng)的墊圈元件包括可變形的絕緣元件。
17.制造電池的方法，包括在堆疊方向上堆疊多個(gè)單元電池，使得多個(gè)導(dǎo)電元件和多個(gè)絕緣元件交替地設(shè)置在電池的堆疊方向上，多個(gè)單元電池各自具有的輸出端子夾在其間，同時(shí)多個(gè)導(dǎo)電元件具有臨時(shí)絕緣元件；臨時(shí)緊固該多個(gè)導(dǎo)電元件；將該臨時(shí)絕緣元件從該多個(gè)導(dǎo)電元件上去除；以及通過(guò)在多個(gè)單元電池的輸出端子之間施加壓力以將臨時(shí)絕緣元件從導(dǎo)電元件上去除，充分緊固該多個(gè)單元電池。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中通過(guò)剝離、移動(dòng)、撕裂和變形中的至少一種現(xiàn)象去除該多個(gè)導(dǎo)電元件的臨時(shí)絕緣元件。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中該多個(gè)單元電池串聯(lián)堆疊，并且將該多個(gè)導(dǎo)電元件設(shè)置成使串聯(lián)的該多個(gè)單元電池提供低于給定值的電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中通過(guò)緊固元件將該多個(gè)單元電池的輸出端子緊固而施加壓力，該緊固元件通過(guò)形成在輸出端子中的孔插入。
全文摘要
電池具有沿堆疊方向疊堆的多個(gè)單元電池、多個(gè)具有導(dǎo)電率的導(dǎo)電元件、和多個(gè)具有絕緣特性的絕緣元件。多個(gè)導(dǎo)電元件和多個(gè)絕緣元件交替地設(shè)置在電池的堆疊方向上，分別具有輸出端子的多個(gè)單元電池夾在其間，使得多個(gè)單元電池在堆疊方向上電連接。
文檔編號(hào)H01M2/10GK1619858SQ20041010387
公開(kāi)日2005年5月25日 申請(qǐng)日期2004年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月10日
發(fā)明者大上悅夫, 雨谷龍一, 森垣忠彥, 榎田剛 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社