專利名稱：電池組件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種電池組件。
背景技術：
在將多個扁平薄型電池串聯(lián)或者并聯(lián)連接而成的電池組中，為了檢測各扁平薄型電池的電壓，向設置于電池組件的插入口插入連接于單元控制器的連接器。(專利文獻I)。但是，在以往的電池結構中，由于在將扁平型電池多層層疊起來之后的層疊體上，安裝有作為另一構件的、設有電壓檢測用連接器的插入口的絕緣罩，所以存在部件個數(shù)變多，制造時要花費很多的工時的問題。
_4] 在先技術文獻
專利文獻I :日本特開2006 - 210312號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種在減少部件個數(shù)的同時，能夠供連接器插入并卡定的電池組件。本發(fā)明的電池組件具有通過將防止扁平型電池的電極片的短路的絕緣構件層疊多層而形成的嵌合部、用于與外部連接器的第I卡合部卡合的第2卡合部。采用本發(fā)明，由于利用將絕緣構件層疊而成的嵌合部嵌合外部連接器，利用形成于絕緣構件的第2卡合部卡定外部連接器，所以能夠在減少部件個數(shù)的同時，與對方側的外部連接器連接。


圖I是發(fā)明的實施方式的電池組件所包含的扁平型電池I的俯視圖。圖2是圖I的A —A線剖視圖。圖3是發(fā)明的實施方式的電池組件的端子板的立體圖。圖4是發(fā)明的實施方式的電池組件的一體式電池的立體圖。圖5是圖4的B的部分的放大圖。圖6是與圖4的B的部分相當?shù)囊惑w式電池的局部放大圖。圖7是發(fā)明的實施方式的電池組件的層疊體的立體圖。圖8是圖7的C的部分的放大圖。圖9是圖7的層疊體的局部和外部連接器的立體圖。圖10是表示圖9的外部連接器嵌合于層疊體的狀態(tài)的立體圖。圖11是圖9的D —D線的局部剖視圖。圖12是圖10的E — E線的局部剖視圖。圖13是被外殼密封之前的電池組件200的立體圖。圖14是被外殼密封之后的電池組件200的立體圖。
圖15是發(fā)明的實施方式的電池組件的一體式電池的立體圖。
具體實施例方式以下基于

本發(fā)明的實施方式。第I實施方式對于本例的電池組件所包含的扁平型電池1，使用圖I及圖2進行說明。圖I表示扁平型電池I的俯視圖，圖2是圖I的A — A線剖視圖。扁平型電池I是鋰離子類、平板狀、層疊式的層疊型的二次電池(薄型電池)，如圖I及圖2所示，由三張正極板11、五張隔板12、三張負極板13、正極片14 (正極端子)、負極片15 (負極端子)、上部外殼構件16、下部外殼構件17以及未特意圖示的電解質構成。這其中的正極板11、隔板12、負極板13及電解質構成發(fā)電元件18，另外，正極板 11、負極板13構成電極板，上部外殼構件16及下部外殼構件17構成一對外殼構件。構成發(fā)電元件18的正極板11具有延伸至正極片14的正極側集電體Ila以及分別形成于正極側集電體Ila的兩主表面的局部的正極層lib、11c。并且，正極板11的正極層IlbUlc不是遍及正極側集電體Ila的兩主表面整體地形成,而是如圖2所示,在正極板11上，僅是在將正極板11、隔板12及負極板13層疊而構成發(fā)電元件18時與隔板12實質地重疊的部分形成有正極層I Ib、I Ic。另外，在本例中，正極板11和正極側集電體I Ia利用同一塊導體形成，但正極板11和正極側集電體Ila也可以利用獨立的導體構成，并將兩個導體接合。正極板11的正極側集電體Ila由例如鋁箔、鋁合金箔、銅箔或者鎳箔等電化學性質穩(wěn)定的金屬箔構成。并且，正極板11的正極層IlbUlc是通過將例如鎳酸鋰(LiNi02)、猛酸鋰(LiMn02)或者鋰鈷氧化物(LiCo02)等鋰復合氧化物或硫族(S、Se、Te)化合物等正極活性物質、碳黑等導電劑、聚四氟乙烯的水性分散體等粘合劑以及溶劑混合之后涂敷于正極側集電體Ila的兩主表面的局部，并進行乾燥及軋制而形成的。構成發(fā)電元件18的負極板13具有延伸到負極片15的負極側集電體13a以及分別形成于該負極側集電體13a的兩主表面的局部的負極層13b、13c。并且，負極板13的負極層13b、13c也不是遍及負極側集電體13a的兩主表面整體而形成的，如圖2所示，只是在負極板13上在將正極板11、隔板12及負極板13層疊而構成發(fā)電元件18時與隔板12實質地重疊的部分形成負極層13b、13c。另外，在本例中，負極板13和負極側集電體13a利用同一塊導體形成，但負極板13和負極側集電體13a也可以利用獨立的導體構成，并將兩個導體接合。負極板13的負極側集電體13a由例如鎳箔、銅箔、不銹鋼箔或者鐵箔等電化學性質穩(wěn)定的金屬箔構成。另外，負極板13的負極層13b、13c是通過在例如無定形碳、難石墨化碳、易石墨化碳或者石墨等這樣的吸收及放出上述正極活性物質的鋰離子的負極活性物質中混合作為有機物燒結體的前體材料的苯乙烯-丁二烯橡膠樹脂粉末的水性分散劑并使之干燥后粉碎，以承載在碳顆粒表面碳化后的苯乙烯-丁二烯橡膠的材料作為主材料，進一步混合丙烯酸樹脂乳液等粘結劑，將該混合物涂敷于負極側集電體13a的兩主表面的局部，通過乾燥及軋制而形成的。特別是，若將無定形碳、難石墨化碳用作負極活性物質，會欠缺充電放電時的電位的平坦特性，輸出電壓伴也會隨放電量的增加而降低，所以不適合做通信設備、辦公設備的電源，但若用作電動汽車的電源，因為輸出不會急劇的降低所以是有利的。發(fā)電元件18的隔板12用于防止上述正極板11和負極板13之間的短路，可具備保持電解質的功能。該隔板12是由例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烴等構成的多微孔性膜，還具有若過載電流流過，該隔板12自身發(fā)熱就會導致層的空孔被閉塞而切斷電流的功能。另外，本例中的隔板12不僅限于聚烯烴等單層膜，也能夠使用聚乙烯膜之間夾入聚丙烯膜構成的三層結構的膜或者將聚烯烴多微孔膜和有機無紡布等層疊的膜。以上發(fā)電元件18由隔著隔板12進行正極板11和負極板13交互地層疊而成。并且，三張正極板11經(jīng)由正極側集電體11a，分別連接于金屬箔制的正極片14，另一方面，三張負極板13經(jīng)由負極側集電體13a，同樣地分別連接于金屬箔制的負極片15。并且，發(fā)電元件18的正極板11、隔板12及負極板13不限于上述的張數(shù)，例如也能 夠利用一張正極板11、三張隔板12及一張負極板13構成發(fā)電元件18，能夠根據(jù)需要選擇正極板11、隔板12及負極板13的張數(shù)來構成發(fā)電元件18。正極片14和負極片15只要是電化學性質穩(wěn)定的金屬材料就沒有特別的限制，作為正極片14，與上述正極側集電體Ila相同，能夠列舉例如厚度為O. 2mm左右的鋁箔、鋁合金箔、銅箔或者鎳箔等。另外，作為負極片15，與上述負極側集電體13a相同地能夠列舉例如厚度為O. 2mm左右的鎳箔、銅箔、不銹鋼箔或者鐵箔等。已經(jīng)說過，在本例中，通過將構成電極板11、13的集電體I la、13a的金屬箔自身延伸至電極片14、15，換言之構成為，在一張金屬箔lla、13a的局部形成電極層(正極層lib、11c或者負極層13b、13C)，將剩余的端部作為與電極片連接的連接構件，將電極板11、13連接于電極片14、15，但也可以利用其他材料或者部件連接構成位于正極層及負極層之間的集電體I la、13a的金屬箔和構成連接構件的金屬箔。上述發(fā)電兀件18被容置于上部外殼構件16及下部外殼構件17中并被密封。未特意圖示，但本例的上部外殼構件16及下部外殼構件17均為從扁平型電池I的內(nèi)側到外側的具有內(nèi)側層、中間層、外側層的三層結構，其中，內(nèi)側層由例如聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯或者離聚物等耐電解液性及熱熔接性優(yōu)秀的樹脂薄膜構成，中間層由例如鋁等金屬箔構成，外側層利用例如聚酰胺類樹脂或者聚酯類樹脂等電絕緣性優(yōu)秀的樹脂薄膜構成。從而，上部外殼構件16及下部外殼構件17均為由樹脂一金屬薄膜層壓材料等具有撓性的材料形成，例如是利用將鋁箔等金屬箔的一側表面(扁平型電池I的內(nèi)側面)利用聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯或者離聚物等樹脂層壓，將另一側表面(扁平型電池I的外側面)利用聚酰胺類樹脂或者聚酯類樹脂層壓而成的。由該外殼構件16、17包裹上述發(fā)電元件18、正極片14的局部及負極片15的局部，在由該外殼構件16、17形成的內(nèi)部空間中，一邊注入在有機液體溶劑中高氯酸鋰、硼氟化鋰或六氟磷酸鋰等鋰鹽作為溶質的液體電解質，一邊抽吸由外殼構件16、17形成的空間使之成為真空狀態(tài)之后，將外殼構件16、17的外周緣通過熱壓熱熔接而密封。接著，使用圖3 圖5，對本例電池組件所含的與隔板形成為一體的電池40 (以下稱作“一體式電池40”)進行說明。圖3表示端子板30的立體圖，圖4表示一體式電池40的立體圖。圖5是圖4的B的部分的放大圖。一體式電池40具有扁平型電池I、框狀的覆蓋扁平型電池I的四周的墊片100(絕緣構件)以及連接器端子31。墊片100由具有絕緣性的樹脂或者熱熔膠形成或者由樹脂及熱熔膠的混合物形成。端子板30具有連接器端子31及主體部32，被用作檢測例如扁平型電池I的電壓的檢測用端子。連接器端子31是端子板30的一部分，與端子板30的主體部32形成為一體。主體部32是板狀的，連接器端子31是銷狀的。端子板30由例如鋁、鋁合金、銅或者鎳等導體材料形成。并且，連接器端子31無需一定是檢測電壓用的端子，也可以是作為電池組件的輸入/輸出端子的強電端子。主體部32的一部分連接于電極片15 (或者電極片14)，電極片15的一部分和主體部30的一部分重疊地連接。電極片15及主體部30的連接部分例如利用超音波接合來連接。由此，電極片15及連接器端子31被電連接。電極片15及連接器端子31向扁平型電池I的外側導出。電極片15及連接器端 子31以板狀的電極片15的平面方向與銷狀的連接器端子的長度方向及主體部30的平面方向平行的方式配置。墊片100夾持端子板30及電極片15而對它們進行保持，并與電極片15及連接器端子31形成為一體。為了形成為一體使用例如嵌件成型，在本例中，通過在形狀為框狀的模具中裝填將電極片15和端子板30連接起來的扁平型電池1，注入樹脂并使樹脂固化，使它們一體化。由此，墊片100與扁平型電池I形成為一體。在墊片100的短邊的中央附近設有缺口部101。缺口部101是將墊片100的中央附近剪切掉而成的形狀，從墊片100的負極型的端面104朝向扁平型電池I的內(nèi)部形成凹部。而且，連接器端子31配置于缺口部101，在缺口部101中朝向外側突出著。另外，在缺口部101的側面，換言之，在與墊片100的端面104垂直的面設有引導部105，設成兩個垂直面。另外，墊片100的在與缺口部101成為對象的位置，與具有缺口部101的短邊相反的邊側(正極側)設有缺口部103。缺口部103是將墊片100的中央附近剪切掉而成的形狀，從墊片100的正極型的端面104朝向扁平型電池I的內(nèi)部形成凹部。另外，本例的缺口部103未設有引導部105，但也可以設有引導部105。另外在本例中，連接器端子31僅設于扁平型電池I的一個短邊側，但也可以設于兩個短邊側。接著，使用圖6對一體式電池41進行說明。圖6是一體式電池41中的與圖4的B的部分相當?shù)牟糠值姆糯髨D?；窘Y構如圖4及圖5所示，與一體式電池40相同，但在取代引導部105而設有卡合部102的這點上不同。通過設有引導部105，外部連接器80與嵌合部70相對的定位變得容易，能夠防止連接器端子31的損傷。如圖6所示，在缺口部101的側面，換言之，在垂直于墊片100的端面104的面設有卡合部102，設成兩個垂直面。卡合部102呈掛住將在后面敘述的外部連接器80的卡子部83的形狀，卡合部102沿著垂直于端面104的垂直表面形成臺階。另外，由卡合部102和卡子部83構成的卡合部分的結構在后面敘述。另外在與具有卡合部102的缺口部101成為對象的位置設有與上述相同的缺口部103。與上述的缺口部101的卡合部102相同地，該缺口部103設有卡合部102。另外，卡合部102也可設在缺口部101或者缺口部103的一方。
接著，使用圖7及圖8說明本例的層疊體60。圖7表示層疊體60的立體圖，圖8是圖7的C的部分的放大圖。層疊體60通過將一體式電池40及一體式電池41多層層疊而形成，從上層起依次層疊三層的一體式電池40、一層的一體式電池41、四層的一體式電池40。在多個一體式電池40中，以一個一體式電池40的正極側的上下表面配置有其他的一體式電池的負極側的方式層疊。同樣地，以在一體式電池41的正極側的上下表面配置一體式電池40的負極側的方式層疊。相鄰的多個一體式電池40、41的正極片14及負極片15利用具有導電性的母線(未圖示)等連接或者也可重疊而直接連接，由此，多個一體式電池40、41被串聯(lián)連接。另夕卜，一體式電池40、41的層數(shù)可為任意的層數(shù)，并且無需使一體式電池41成為層疊體60的中央部分的電池層。另外，多個一體式電池40、41也可并聯(lián)連接。如圖8所示，在層疊體60的端面?zhèn)?，通過一體式電池40、41被層疊而形成嵌合部70。嵌合部70由層疊后的多個墊片100形成，是通過缺口部101和缺口部103交互地重疊 而形成的。另外，由于在缺口部101形成有卡合部102或者引導部105，所以多層狀的嵌合部70的奇數(shù)層或者多層中的某一層具有卡合部102及引導部105。在嵌合部70，連接器端子31從與在后面敘述的外部連接器80相對的相對面71突出地形成。另外，卡合部102及引導部105形成于與外部連接器80滑動的滑動面，換言之，形成為垂直于相對面71的面或者嵌合部70的側壁面。接著，使用圖9及圖10對嵌合部70和嵌合于該嵌合部70的外部連接器80進行說明。圖9是層疊體60的局部及外部連接器80的立體圖。圖10是在嵌合部70和外部連接器80嵌合的狀態(tài)下的層疊體60的局部的立體圖。線束81被從背面導入，安裝于外部連接器80。線束81連接著設在外部連接器80的內(nèi)部的端子(未圖示)。另外，在外部連接器80的側面具有引導部82及卡子部83。引導部82的形狀與引導部105的形狀相對應，在外部連接器80嵌合于嵌合部70時，引導部82及引導部105具有定位的功能?？ㄗ硬?3的形狀是鉤狀，與卡合部102的形狀相對應。接著，使用圖11及圖12，對卡合部102和卡子部83進行說明。圖11表示圖9的D-D線的局部剖視圖、圖12表示圖10的E-E線的局部的剖視圖。如圖11所示，在卡子部83形成有爪部84，在卡合部102形成有槽部106。而且，若卡子部83向圖11的箭頭方向(外部連接器80的插入方向)插入，爪部84就會滑過卡合部102的側壁，如圖12所示，卡定于槽部106。爪部84具有垂直于圖11的箭頭方向的垂直面，由于該垂直面與槽部106的側壁抵接，所以卡子部83的移動被限制，從而卡子部83及卡合部102被卡合。 返回圖10，由于嵌合部70具有沿著外部連接器80的形狀的形狀，所以若外部連接器80被插入嵌合部70，嵌合部70就會嵌合外部連接器80。并且，卡合部102及夾具83通過外部連接器80嵌合于嵌合部70而卡合，限制外部連接器80向外部連接器80的插入方向或者與該插入方向相反的方向的移動。由此，由于嵌合部70與外部連接器80的插入口，換言之，與陰連接器的外殼具有相同的功能，所以無需在被層疊的墊片100上形成用于插入陰連接器的插入口，另外也不需要作為另一構件的陰連接器自身。接著，使用圖13及圖14對電池組件200進行說明。圖13表示被外殼密封前的電池組件200的立體圖，圖14表示電池組件200的立體圖。電池組件200具有覆蓋層疊體60的上殼體91及下殼體92。而且，上殼體91及下殼體92通過四周嵌塞而密封層疊體60。另外上殼體91及下殼體92的與層疊體60的嵌合部70相當?shù)奈恢迷O有缺口，構成外部連接器80的插入口。如上所述，本例具有通過將多個墊片100層起來疊而形成的、用于與外部連接器80嵌合的嵌合部70以及用于與卡子部83卡合的卡合部102。由此，由于利用含有嵌合部70及卡合部102的部分，外部連接器80能被可靠地連接，所以不另外需要陰連接器等構成外部連接器80插口的另外的構件，能夠抑制部件個數(shù)的增加。另外，由于在本例中以與傳統(tǒng)的扁平型電池I的層疊工時相同的工時就可形成外部連接器80的插入口，僅將一體式電池40、41層疊就可形成該插入口，所以能夠提供一種生產(chǎn)率優(yōu)秀的電池組件200。另外，本例無需在墊片上形成用于插入內(nèi)部連接器的插入口，因為這一點，能夠提高生產(chǎn)效率，能夠提供一種生產(chǎn)率優(yōu)秀的電池組件200。另外，本例由于墊片100設有卡合部102，所以能夠提高對與外部連接器80連接的可靠性，另外由于能夠感受到插入外部連接器80時的連接感，所以能夠更加提高操作效率。并且，本例通過備有卡合部102，能夠易 于檢測出是否與外部連接器80可靠地卡合著。另外，本例無需作為另一構件的內(nèi)部連接器或者內(nèi)部連接器用的插入口，所以能夠小型化，能夠有效地利用電池空間。另外，本例是扁平型電池I和墊片100形成為一體。由此，在將外部連接器80向嵌合部70插入時，會向連接器端子31施加應力，但本例由于具有與扁平型電池I 一體化的墊片100，所以墊片100吸收該應力，能夠減少對連接器端子31的負荷。另外，在將扁平型電池I層疊時，由于墊片100也被一體化地層疊，所以能夠提高層疊時的生產(chǎn)效率。另外，通過扁平型電池I和墊片100形成為一體能夠提高剛性，所以電極片14、15及連接器端子31成為相對來自外部的應力堅固的結構，能夠更加地提高安全性及質量可靠性。另外，本例在扁平型電池I的四周設有框狀的墊片100。由此，由于扁平型電池I的四周被絕緣性構件所覆蓋，所以能夠防止金屬部分露出、短路。另外，本例是通過嵌件成型而使扁平型電池I和墊片100 —體化，扁平型電池I的四周被墊片100覆蓋。由此，在將外部連接器80向嵌合部70插入時，會向連接器端子31施加應力，但利用框狀的墊片100吸收該應力，能夠減少對連接器端子31的負荷。另外，在本例中，墊片100夾持電極片14、15及連接器端子31，并且與電極片14、15及連接器端子31形成為一體。由此，在將外部連接器80向嵌合部70插入時，會向電極片14、15及連接器端子31施加應力，但能夠減少對電極片14、15及連接器端子31的負荷。另外，本例是在端子板30上形成連接器端子31，使端子板30與電極片14、15連接，利用墊片100夾持端子板30及電極片14、15。由此，成為簡單的結構，并能夠使電極片14、15和連接器端子連接的同時，能夠提高電池組件200的端子部分的剛性。另外，本例是使電極片14、15的平面方向與端子板30的平面方向及連接器端子31的長度方向以及外部連接器80的插入方向平行。由此在插入外部連接器80時，相對施加于電極片14、15、端子板30及連接器端子31的應力能夠保持剛性，能夠實現(xiàn)更加安全的、可靠性高的電池組件200。另外，本例是利用超音波接合來將端子板30及電極片14、15接合。由此，能夠防止電阻增加，能夠小型化。
另外，本例是墊片100由熱熔膠、樹脂、或者熱熔膠及樹脂的混合物形成。由此，能夠提高形狀的自由度。并且能夠利用該混合物，對每個需要強度的部位選擇地使用。另外，本例是使墊片100為框狀，覆蓋扁平型電池I的四周，但如圖15所示，墊片100也可以是只夾持扁平型電池I的電極片14、15的短邊側的形狀。另外，本例也可使連接器端子31作為電極片14、15的一部分，由同一構件形成。由此由于能夠省略端子板30，所以能夠減少部件個數(shù)。另外，本例是使外部連接器80為陽側的連接器，使含有嵌合部70、連接器端子31及卡合部102的部分為陰型連接器，但也可以使外部連接器80為陰側的連接器，含有嵌·合部70、連接器端子31及卡合部102的部分為陽型連接器。另外，本例由于卡合部102也具有定位外部連接器80的功能，所以也可以不設引導部105。上述墊片100相當于本發(fā)明的“絕緣構件”，上述卡合部102相當于本發(fā)明的“第2卡合部”，上述卡子部83相對于本發(fā)明的“第I卡合部”。
權利要求
1.ー種電池組件，其為層疊多個具有電極片的扁平型電池及多個為了防止上述電極片的短路而配置的絕緣構件而成，該電池組件具有 通過將上述多個絕緣構件層疊而形成的、用干與外部連接器嵌合的嵌合部、 形成于上述絕緣構件的、用干與上述外部連接器的第I卡合部卡合的第2卡合部。
2.根據(jù)權利要求I所述的電池組件，其中， 上述絕緣構件與上述扁平型電池形成為一體。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的電池組件，其中， 上述絕緣構件在上述扁平型電池的四周形成為框狀。
4.根據(jù)權利要求I 3中任一項所述的電池組件，其中， 還具有電連接于上述扁平型電池的連接器端子； 上述絕緣構件夾持上述電極片及上述連接器端子，并且，與上述電極片及上述連接器端子形成為一體。
5.根據(jù)權利要求I 4中任一項所述的電池組件，其中， 還具有被上述絕緣構件夾持、連接于上述電極片的端子板； 上述連接器端子形成于上述端子板。
6.根據(jù)權利要求5所述的電池組件，其中， 上述電極片形成為板狀； 上述電極片的平面方向、上述端子板的平面方向及上述連接器端子的長度方向與被插入于上述第2連接器的上述第I連接器的插入方向平行。
7.根據(jù)權利要求I 6中任一項所述的電池組件，其中， 上述絕緣構件具有相對上述嵌合部來定位上述外部連接器的引導部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在減少部件個數(shù)的同時，能夠供連接器插入并卡定的電池組件。層疊多個具有電極片的扁平型電池及多個為了防止上述電極片的短路而配置的絕緣構件而成的電池組件中，具有通過層疊多個絕緣構件而形成的、用于與外部連接器(80)嵌合的嵌合部(70)、和形成于絕緣構件(100)的、用于與外部連接器(80)的第1卡合部(83)卡合的第2卡合部(102)。
文檔編號H01M2/30GK102834947SQ20118001674
公開日2012年12月19日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權日2010年4月7日
發(fā)明者本橋季之, 東野龍也, 鈴木康啟 申請人:日產(chǎn)自動車株式會社