电池组的层压方法
【专利说明】电池组的层压方法
[0001]本申请是发明名称为“电池组”、申请日为2011年9月7日、申请号为201180069788.6 (国际申请号为PCT/JP2011/005034)的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及一种通过将多个二次单体电池如锂离子电池连接在一起而形成的电池组的层压方法。
【背景技术】
[0003]锂离子二次电池随着锂离子在负极与正极之间的移动而进行充电和放电，其具有能量密度较高且输出功率较高的电池特性。因此，近年来锂离子二次电池被广泛应用于各个领域。例如，由多个二次单体电池如锂离子电池串联连接而成的电池组可被用作电动助力自行车的能量源。
[0004]对于以上述方式使用的二次单体电池而言，在许多情况下，其外部会使用由金属层压膜制成的层压膜外壳材料，其优点在于:该层压膜外壳材料的形状自由度较高且质量较轻。
[0005]例如，专利文献1 (JP-A-2010-170799)的图3和图4披露了一种组装的电池23，其中由具有层压膜外壳材料的扁形非水电解质电池制成的多个单体电池21被叠置，以使得延伸出单体电池21之外的负极端子6和正极端子7沿相同方向被布置，且用胶带22将单体电池21捆束在一起。在该组装的电池23中，多个单体电池21彼此串联电连接。
【发明内容】
[0006]在专利文献1公开的电池组中，使用层压膜作为外壳材料的单体电池21的堆叠方式使得，延伸出单体电池21的负极端子6和正极端子7沿相同方向布置，且胶带22将单体电池21捆束在一起。以此方式，形成了组装的电池23。
[0007]为了利用单体电池21，需要使用专用的充电和放电装置来使单体电池21充分发挥其性能。因此，组装的电池23优选地形成为使得，尽可能地阻止使用者拆卸组装的电池23和拿出单体电池21进行再利用。更具体地，组装的电池23优选地形成为使得，组装的电池23不能被拆卸，或者即便组装的电池23能被拆卸取出的单体电池21也不能使用。
[0008]然而，对基于该现有技术的组装电池23而言，通过切割堆叠的单体电池21之间的胶带22，组装的电池23可以被容易地拆卸开。该现有技术的问题在于，组装的电池23能被容易地拆卸开，且拆卸之后拿出的单体电池能容易被重新使用。
[0009]本发明旨在解决上述问题。本发明的电池组的特征在于包括:堆叠在一起的多个单体电池，所述单体电池通过双面胶带连结在一起，所述单体电池包括层压膜外壳材料，在该层压膜外壳材料上熔结部分形成为将电极层压本体和电解溶液密封开，该电极层压本体包括板状正电极、板状负电极和隔件；其中将所述单体电池连结在一起的所述双面胶带的连结强度大于所述熔结部分的最小连结强度。
[0010]本发明还提供一种电池组的层压方法，所述电池组包括堆叠在一起的多个单体电池，所述单体电池通过双面胶带连结在一起，所述单体电池包括层压膜外壳材料，在该层压膜外壳材料上熔结部分形成为将电极层压本体和电解溶液一起密封，该电极层压本体包括板状正电极、板状负电极和隔件，所述方法包括:在第一所述单体电池的上部主表面上附接多个所述双面胶带的工序；将比所述双面胶带更厚的间隔件配置在所述单体电池上的工序；在所述间隔件上进行第二所述单体电池的定位的工序；移除所述间隔件的工序。
[0011]根据本发明的电池组，将所述单体电池连结在一起的所述双面胶带的连结强度大于所述层压膜外壳材料的熔结部分的最小连结强度。因此，当电池组被拆卸之后拿出单体电池时，单体电池的熔结部分会剥落，导致单体电池不能使用。因而，可以避免拿出单体电池重新使用的风险。
【附图说明】
[0012]图1示出了单体电池100，所述单体电池构成了根据本发明的一个实施例的电池组；
图2示出了附加突片构件125如何被连接至单体电池100的正极拉出突片120 ;
图3示出了如何在单体电池100被串联连接之前将孔设置在正极拉出突片和负极拉出关片上;
图4A-图4D示出了保持器构件200，所述保持器构件用于形成根据本发明的该实施例的电池组；
图5是保持器构件200的透视图，所述保持器构件用于形成根据本发明的该实施例的电池组；
图6是板300的透视图，所述板用于在根据本发明的实施例的电池组中将单体电池100
串联连接在一起；
图7A和图7B示出了电池保护构件400 ;所述电池保护构件用于形成根据本发明的该实施例的电池组；
图8示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图9示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图10示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图11示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图12示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图13示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图14示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组； 图15示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图16示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图17示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图18示出了生产电池连接结构500的过程，所述电池连接结构构成了根据本发明的该实施例的电池组；
图19示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图20示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图21示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图22示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图23示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图24示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图25示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图26示出了生产根据本发明的该实施例的电池组的过程；
图27A和图27B示出了用于将单体电池100连结在一起的条件；
图28A和图28B示出了用于将单体电池100连结在一起的条件的另一实例；
图29A和图29B示出了用于将单体电池100连结在一起的条件的另一实例；
图30示出了根据本发明的该实施例的电池组在使用时是如何被定位的；和图31示出了单体电池的另一实例，所述单体电池构成了电池组。
【具体实施方式】
[0013]下文结合附图对本发明的实施例进行描述。图1示出了单体电池100，所述单体电池构成了根据本发明的一个实施例的电池组。单体电池100所使用的是锂离子二次单体电池，该二次单体电池随着锂离子在负极与正极之间的移动而进行充电和放电。
[0014]单体电池100的电池主单元110具有这样的结构，其中以下部件被贮存在层压膜外壳材料中(所述层压膜外壳材料在平面图中具有矩形形状):电极层压本体，在所述电极层压本体中，多个板片状正极和多个板片状负极经由隔件被叠置；和电解溶液(二者均未被示出)。正极拉出突片120和负极拉出突片130从电池主单元110的第一端部部分111被拉出。
[0015]正极拉出突片120和负极拉出突片130都具有扁平护板的形状，且被分别直接连接至或经由导线本体或类似物被连接至层压膜外壳材料中的板片状正极和板片状负极。层压膜外壳材料包括金属层压膜，所述金属层压膜在面向电池内部的平面上设置了热密封树脂层。更特别地，例如，该层压膜外壳材料是通过将两种金属层压膜叠置在一起而制成的；在电极层压本体(所述电极层压本体包括板片状正极、板片状负极和隔件)和电解溶液被贮存在该层压膜外壳材料中之后，层压膜外壳材料的周部(第一端部部分111、第二端部部分112和两个侧端部分113)被热密封。因此，其内部实现了气密密封。
[0016]在这种情况下，被拉出电池主单元110 (所述电池主单元包括层压膜外壳材料在内)的金属件，如正极拉出突片120和负极拉出突片130被称作“拉出突片(pulled-outtab)”。处于层压膜外壳材料内部的经由隔件被叠置的板片状正极和板片状负极或者处于该层压膜外壳材料内部的电解溶液被称作“电极(e 1 ectrode ) ”。
[0017]顺便提及，电极层压本体不仅包括上述的多个板片状正极和板片状负极经由隔件被叠置的那种层压本体，也包括板片状正极和板片状负极经由隔件被叠置、被卷绕和被压缩的那种层压本体。
[0018]在上述单体电池100中，铝或铝合金被用作正极拉出突片120的材料。负极拉出突片130则通常使用以下材料:镍；通过在另一金属上镀镍而制成的材料(即镀镍材料，如镀镍铜);由镍和另一金属制成的包覆材料(包镍材料，例如镍-铜包覆材料)。即，所形成的单体电池100包括含铝的正极拉出突片120和含镍的负极拉出突片130。根据本实施例，使用由铝制成的正极拉出突片120和由镍制成的负极拉出突片130。
[0019]为了制造本发明的电池组，与上述单体电池100相邻的单体电池100的正极拉出突片120和单体电池100的负极拉出突片130通过螺栓和螺母以机械方式被捆束在一起，且因此被电连接在一起。
[0020]在这种情况下，对于单体电池100的含铝的正极拉出突片120和含镍的负极拉出突片130以机械方式被捆束在一起的这种结构而言，导电率在经过预定时间之后会由于涉及电位差的问题而降低。
[0021]因此，在本发明的电池组中，含镍的附加突片125被焊接到单体电池100的正极拉出突片120上。当多个单体电池100被串联连接时，上述一个单体电池100的附加突片125被连接至另一单体电池100的负极拉出突片130，由此解决了导电率由于涉及电位差的问题而降低的问题。
[0022]下面将对为了实现上述目的的构型进行描述。如图1所示，在制造电池组的过程中，假设单体电池100的铝制正极拉出突片120具有从第一端部部分111算起的长度a，镍制负极拉出突片130具有从第一端部部分111算起的长度b (b>a)0则由镍制成的附加突片构件125通过超声波焊接被连接和附加至长度为a的铝制正极拉出突片120，从而使得从第一端部部分111算起的该长度变为b (参见图2和图3)。为了使得单体电池100可被串联连接在一起，在被用作正极拉出突片的附加突片构件125上形成孔127 ;在负极拉出突片上形成孔137。此外，在下文中，通过连接附加突片构件125而形成的整个拉出突片还可被称作正极拉出突片120。
[0023]如下文所述，在本发明的电池组中，在将多个单体电池100电连接在一起的过程中，拉出突片以机械方式被连接在一起，从而使得含镍的构件(附加突片构件125和负极拉出突片130)彼此接触。因此，邻接单体电池的电连接部分变成了由相同类型的金属材料制成且被电连接的部分。因此，不会出现涉及电位差的问题，且有可能基本上防止导电率随时间降低。
[0024]下文描述了保持器构件200，所述保持器构件用于将本发明的实施例的电池组中的多个单体电池100的正极拉出突片与负极拉出突片电连接在一起。图4A至图4D示出了保持器构件200。图4A示出了从第一主表面侧观察到的保持器构件200。图4B示出了从第二主表面侧观察到的保持器构件200。
[0025]图4C是沿X-X’截取的图4A的剖视图。图4D是保持器构件200的侧视图。
[0026]在保持器构件200上，形成了第一表面210和第二表面250，所述第二表面位于保持器构件200的