电池、电动车辆、蓄电设备、蓄电系统和可穿戴终端的制作方法
【专利说明】电池、电动车辆、蓄电设备、蓄电系统和可穿戴终端
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2014年3月11日提交的日本在先专利申请JP 2014-047390以及于2014年10月16日提交的日本在先专利申请JP 2014-211971的权益，通过引用的方式将各申请的全部内容并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及电池、电子设备、电动车辆、蓄电设备、蓄电系统和可穿戴终端。
【背景技术】
[0004]近来，如笔记本型个人计算机(PC)和蜂窝电话装置等便携式电子装置(诸)已经普及，并且具有电压高、能量密度高和尺寸小的优点的锂离子二次电池已用作这些便携式电子装置的电源。
[0005]锂离子二次电池已被广泛地用作电池组，在电池组中，诸如保护电路等电路被应用于其中电池元件由外部层压膜封装的电池单元。作为电池组相关的技术，已经提出了日本未审查专利申请公开号 2008-300245、2004-335387、2013-152935、2011-003294 和2009-181802中公开的技术。
【发明内容】
[0006]在电池组中，要求增加单位体积的能量密度。
[0007]因此，理想的是提供能够增加单位体积的能量密度的电池组，和使用电池组的电子装置和可穿戴终端。
[0008]在一个实施例中，提供了一种电池，其包括:电池单元，其具有主顶表面和主底表面以及多个侧表面；和包含固化树脂的至少一个树脂部，该固化树脂覆盖电池单元的多个侧表面中的至少三个，但是基本上不覆盖电池单元的顶表面和底表面的全部。
[0009]在另一实施例中，一种电池包括:电池单元，具有主顶表面和主底表面、多个侧表面、和多个角部；包含固化树脂的至少一个树脂部，该固化树脂覆盖电池单元的至少两个角部的部分，但是基本上不覆盖电池单元的顶表面和底表面的全部。
[0010]在另一实施例中，一种电池包括:电池单兀，其具有多个侧表面和连接侧表面的至少一个弯曲表面；和至少一个树脂部，其覆盖电池单元的侧表面，但是至少基本上不覆盖所述电池单元的弯曲表面的全部。根据本公开的一个实施例，提供了一种电池组，其包括电池单元、连接到电池单元的基板部、和一个或多个树脂部，该一个或多个树脂部包括可固化树脂合成物片的固化材料，并且与包括电池单元的至少一部分紧密接触部紧密接触或者与包括电池单元的至少一部分和基板部的至少一部分的紧密接触部紧密接触。固化树脂合成物片是热固性树脂合成物片或能量束固化树脂合成物片。
[0011]根据本公开内容的其它实施例，提供了包括电池组的电子装置和可穿戴终端。
[0012]根据本公开，能够增加单位体积的能量密度。
【附图说明】
[0013]图1是示出根据本公开的第一实施例的电池组的构造例的分解透视图；
[0014]图2是示出根据本公开的第一实施例的电池组的外观的透视图；
[0015]图3A是示出电池单元的外观的透视图，图3B是示出电池单元的构造例的分解透视图；
[0016]图4A是电池组的部分横截面视图，图4B是电池组的部分横截面视图；
[0017]图5是电池组的部分横截面视图；
[0018]图6是示出典型电池组的构造例的分解透视图；
[0019]图7A是其中典型电池组的一部分被省略的透视图，图7B是其中根据本公开的第一实施例的电池组的一部分被省略的透视图；
[0020]图8A是示出从图7A中的箭头VIIIA的方向观看时由虚线包围的区域的示意横截面图，图8B是示出从图7B中的箭头VIIIB的方向观看时由虚线包围的区域的示意横截面图；
[0021]图9A是示出从图7A中的箭头Ql的方向观看时由虚线包围的区域的示意图，图9B是示出从图7B中的箭头Q2的方向观看时由虚线包围的区域的示意图；
[0022]图10是使用带(tape)的电池组的分解透视图；
[0023]图1lA是使用带的电池组的横截面图，图1lB是适用本公开的热固性树脂合成物片应用的电池组的横截面图；
[0024]图12是示出电池组的变形例的构造例的分解透视图；
[0025]图13A是示出变形例3的电池组的构造例的分解透视图，图13B是示出变形例3的电池组的构造例的分解透视图；
[0026]图14A是示出变形例3的电池组的外观的透视图，图14B是示出变形例3的电池组的外观的透视图；
[0027]图15是示出用于适用本公开的房屋的蓄电系统的实例的示意图；
[0028]图16是示意地示出应用本公开的采用串联式混合系统的混合动力车的配置的实例的不意图；
[0029]图17是示出电池组被嵌入其中的可穿戴装置的外观的实例的透视图；以及
[0030]图18是示出可穿戴终端的配置的实例的框图。
【具体实施方式】
[0031]本公开内容的概要
[0032]为了便于理解本公开内容，将描述本公开内容的概要。典型电池组(参照日本未审查专利申请公开号 2008-300245、2004-335387、2013-152935、2011-003294 和2009-181802)可大致分为应用容纳构件的电池组、应用树脂成形的电池组、以及应用容纳构件和树脂成形的电池组。
[0033]应用容纳构件的电池组是一种其中电池单元和保护电路基板被容纳在容纳构件(诸如保持器)中并固定在容纳构件中的电池组(日本未审查专利申请公开号2013-152935)。
[0034]应用树脂成形的电池组是一种其中至少电池单元、保护电路基板等的一部分通过树脂成形而覆盖有树脂并且这些元件彼此一体化的电池组(日本未审查专利申请公开号2004-335387,2011-003294 和 2009-181802)。
[0035]应用容纳构件和树脂成形的电池组是一种其中电池单元、保护电路基板等被容纳在容纳构件(诸如保持器)中，且进行树脂成形等，由此树脂、电池单元、保护电路基板等与容纳构件一体化的电池组(日本未审查专利申请公开号2008-300245)。
[0036]典型电池组具有以下的问题。在应用树脂成形的电池组与应用树脂成形和容纳构件的电池组中，具有以下担心:预定部位的绝缘性能可能由于成形条件的变化而不稳定。在应用树脂成形的电池组与应用树脂成形体和容纳构件的电池组中，设备投资增加，因此，很难以低成本来制备电池组。在应用树脂成形的电池组中，具有以下担心:强度可能由于成形条件的变化而不稳定。在应用树脂成形的电池组与应用树脂成形体和容纳构件的电池组中，具有以下担心:尺寸精度可能由于成形条件的变化而不稳定。在应用容纳构件的电池组中，在容量大和强度的确保之间具有折衷制约。在应用树脂成形的电池组中，具有以下问题，生产过程依赖于成形周期。在应用树脂成形的电池组中，电池单元的尺寸公差大对其质量具有影响。在应用树脂成形的电池组中，设计制约条件变得严格。
[0037]本发明人在考虑到典型电池组的上述问题情况下进行了深入调查，且其结果是，他们已经发现，在其中利用固化树脂合成物片(curable resin composit1n sheet)的以下特性且将所述特性用于电池单元的外封装或构件固定的情况下，这种情况可有效解决上述问题。此外，在本说明书中，固化树脂合成物代表热固性树脂合成物或能量束固化树脂合成物。
[0038]固化树脂合成物片可容易地处理为适合用来粘附固化树脂合成物片的部位的形状。可通过由低压力粘附固化树脂合成物片来进行固化树脂合成物片的临时粘附，因此固化树脂合成物片可靠地粘附到期望在此处确保强度性能的位置。此外，热固树脂合成物片在粘附之后只有放置处于恒定温度环境下时，才能够被熔化，然后可被固化。固化之后的固化树脂合成物具有合适硬度，且不易从粘附部分剥离。另一方面，可通过进行成分调整或固化条件(加热条件、照射时间等)的调整来调整固化之后的固化树脂合成物，以具有适当柔韧性。
[0039]在根据应用具有该特性的固化树脂合成物片的本公开的实施例的电池组中，能够如以下所述地解决上述问题。
[0040]在根据本公开的实施例的电池组中，成形过程没有必要，且因此固化树脂合成物片的必要的量可以与贴标签(label)相同的方式与电池单元的必要部位一体化。因此，可能抑制由于成形条件的变化而使期望部位的绝缘性能变得不稳定。
[0041]在根据本公开的实施例的电池组中，电池组通过以与贴标签相同的方式粘接固化树脂合成物片并将固化树脂合成物片固化的过程来制备，且因此用于生产典型电池组的设施能够适用。因此，可能抑制用于制备根据本公开的实施例的电池组的设施投资的增加。
[0042]很容易通过将固化树脂合成物处理为片状获得所期望固化树脂合成物片。因此，不同于应用树脂成形的电池组，在根据本公开的实施例的电池组中，由于成形条件引起的强度不良不会发生。
[0043]根据本公开的实施例的电池组具有其中处理为具有片状的固化树脂合成物与电池单元一体化的结构，且因此能够基于容量的增加和强度的稳当来提高设计制约值，因此能够进一步提高容量和强度。
[0044]生产根据本公开的实施例的电池组的方法不包括成形过程。根据这一点，在根据本公开的实施例的电池组中，不会发生由成形过程引起的问题。此外，关于应用树脂成形的电池组，通过使用固化树脂合成物片，由于电池单元的大尺寸公差引起的设计和制造的制约可通过去掉成形过程而解决。
[0045]在下文，将参照附图描述本公开的实施例。此外，将按照以下顺序给出描述。
[0046]1.第一实施例(电池组的第一不例)
[0047]2.第二实施例(电池组的第二示例)
[0048]3.第三实施例(蓄电系统等的示例)
[0049]4.其它实施例(变形例)
[0050]此外，将在下面描述的实施例等是本公开的适当的具体实例，并且本公开的内容不限于实施例等。此外，本说明书中描述的效果仅是说明性的，并且其不旨在否定不同于所示效果的效果的存在。
[0051]1.第一实施例
[0052]将描述根据本公开的第一实施例的电池组的构造例。图1是示出根据本公开的第一实施例的电池组的构造例的分解透视图。图2是示出根据本公开的第一实施例的电池组的外观的透视图。
[0053]如图1和图2所示，根据本公开的第一实施例的电池组包括:电池单元11、树脂部12a和12b、和基板部13。当固化树脂合成物12a'被固化时获得树脂部12a。当固化树脂合成物片12b'被固化时获得树脂部12b。
[0054]此外，在以下描述中，在树脂部12a和树脂部12b不作区分的情况下，树脂部12a和12b被统一描述为树脂部12。根据本公开的第一实施例的电池组包括一个或多个树脂部12。同样地，在固化树脂合成物片12a'和固化树脂合成物片12b'不作区分的情况下，固化树脂合成物片12a'和12b'被统一描述为固化树脂合成物片12'。在图1中，示出了具有图2所示的树脂部12在固化之前的形状的固化树脂合成物片12'。
[0055]电池单元11的导线21a和导线21b连接到基板部13。此外，树脂部12a与包括电池单元11的至少一部分和基板部13的至少一部分的紧密接触部紧密接触，且树脂部12b与包括电池单元11的至少一部分的紧密接触部紧密接触，从而获得具有图2所示的外观的电池组。
[0056]在下文，将描述电池组的构造的细节。
[0057]电池单元
[0058]电池单元11的典型实例包括层压膜型二次电池等。二次电池的实例包括非水电解质二次电池，诸如锂离子二次电池等。在本公开中，锂离子二次电池还包括:与其中例如锂金属被用作负极的情况类似，在充电中Li于负极的二次电池析出的二次电池。此外，电池单元11可由锂离子二次电池以外的二次电池构成。在下面的描述中，将给出其中电池单元11由层压膜型锂离子二次电池构成的实例的描述。
[0059]如图3A和图3B所示，电池单元11包括电池元件20、封装电池元件20的外部材料27、连接到电池元件20的导线21a和21b、和粘附膜24和25。导线21a是连接到例如正极的正极侧导线。导线21b是连接到例如负极的负极侧导线。
[0060]如图3B所示，在电池元件20容纳在外部材料27上所设置的容纳部26中之后，除了折回回的边之外的三个边由热熔合等密封。粘附膜24设置在导线21a和外部材料27之间，且外部材料27和导线21a通过粘附膜24彼此熔合。类似地，粘附膜25设置在导线21b和外部材料27之间，且外部材料27和导线21b通过粘附膜25彼此熔合。以这种方式，获得具有图3A所述的外观的电池单元11。此外，具有其中电池元件20容纳在外部材料27中的形状且不连接到基板部13的构件被称为电池单元11。
[0061]电池元件
[0062]电池元件20包括正极、负极、和设置在正极与负极之间的隔板和/或电解质。例如，电解质是一种其中通过聚合化合物等保持(retain)的电解溶液的电解质，且其实例包括凝胶状电解质。
[0063]电池元件20的形状是例如扁平形状等。例如，电池元件20具有以下结构:其中带状正极和带状负极由电解质和/或隔板层压并在纵向上卷绕。导线21a和导线21b分别连接到正极和负极。此外，在使用电解溶液(其是液体电解质)作为电解质的情况下，电解质不被层压，电池元件20被浸渍在充满外部材料27内