电池、电解质、电池组、电子装置、电动车辆、电力储存装置以及电力系统的制作方法_4

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缝所在的区域由加热器头部加热。因此,硬层压薄膜83 的内部树脂层和软层压薄膜85的外部树脂层热密封在一起,以便获得电池单元80。代替使 用粘附膜87,在硬层压薄膜83的内部树脂层的表面上可以形成粘附层,该粘附层对软层压 薄膜85的外部树脂层具有高粘附性,并且粘附层经受热密封。
[0191] (生产电池组)
[0192] 随后,从电池单元80中延伸的正电极引线51和负电极引线52连接至电路板81。然 后,电路板81放在顶盖82a内,然后,顶盖82a接合至电池单元80的顶侧开口。而且,底盖82b 接合至电池单元80的底侧开口。
[0193] 最后,顶盖82a和底盖82b的接合部分均由加热器头部加热,以便顶盖82a和底盖 82b和硬层压薄膜83的内部树脂层热密封在一起。通过这种方式,获得电池组90。
[0194] (3-2)第二实例
[0195] 提供根据第三实施方式的层压薄膜型电池组的第二实例的描述。该电池组是所谓 的简单电池组(也称为软组)。嵌入电子装置内的简单电池组具有电池单元、保护电路以及 通过绝缘胶带等固定的其他元件,其中,电池单元的一部分露出并且具有输出端口,例如, 连接至电子装置的主体的连接器。
[0196] 描述简单电池组的结构的实例。图9是示出简单电池组的结构的实例的分解透视 图。图IOA是示出简单电池组的外观的示意性透视图,并且图IOB是示出简单电池组的另一 个外观的示意性透视图。
[0197] 如图9、IOA到IOB中所示,简单电池组包含电池单元101、从电池单元101中延伸的 引线102a和102b、绝缘胶带103a到103c、绝缘板104、具有保护电路(保护电路模块(PCM))的 电路板105以及连接器106。例如,电池单元101与根据第二实施方式的非水电解质二次电池 相同。
[0198] 绝缘板104和电路板105布置在电池单元101的前端上的平台部分IOla上,并且从 电池单元101中延伸的引线102a和102b连接至电路板105。
[0199] 用于输出的连接器106连接至电路板105。通过将绝缘胶带103a到103c粘合至预定 部位,固定电池单元101、绝缘板104、电路板105以及其他元件。
[0200] 〈4、第四实施方式〉
[0201] 图11是示出在根据本技术的第二实施方式的电池(在后文中根据需要称为"二次 电池")用于电池组内的情况中的电路配置的实例的方框图。电池组包含组合电池301、外 壳、包含充电控制开关302a和放电控制开关303a的开关单元304、电流检测电阻307、温度检 测元件308以及控制单元310。
[0202] 电池组还包含正电极端子321和负电极端子322。在充电时,正电极端子321和负电 极端子322分别连接至充电器的正和负电极端子,并且进行充电。在使用电子装置时,正电 极端子321和负电极端子322分别连接至电子装置的正和负电极端子,并且进行放电。
[0203] 组合电池301包含串联和/或并联的多个二次电池301a。每个二次电池301a是本技 术的二次电池。图11示出了一个实例,其中,6个二次电池301a通过这种方式连接,以便三组 两个并联的电池串联(2P3S)。然而,可以使用任何其他连接模式,例如,η个并联m个串联模 式(η和m是整数)。
[0204] 开关单元304包含充电控制开关302a、二极管302b、放电控制开关303a以及二极管 303b,并且由控制单元310控制。二极管302b相对于在从正电极端子321到组合电池301的方 向流动的充电电流具有反极性并且相对于在从负电极端子322到组合电池301的方向流动 的放电电流具有正极性。二极管302b相对于充电电流具有正极性并且相对于放电电流具有 反极性。在该实例中,开关单元304在正侧提供。可替换地,可在负侧上提供。
[0205] 充电控制开关302a由充电和放电控制单元通过这种方式控制,以便在电池电压达 到过度充电检测电压时,关闭充电控制开关302a,以便没有充电电流流过组合电池301的电 流路径。在关闭充电控制开关302a之后,能够通过二极管302b仅放电。充电控制开关302a也 由控制单元310通过这种方式控制,以便在大电流在充电时流过时,关闭充电控制开关 302a,以切断流过组合电池301的电流路径的充电电流。
[0206] 放电控制开关303a由控制单元310通过这种方式控制,以便在电池电压达到过度 放电测电压时,关闭放电控制开关303a,并且没有放电电流流过组合电池301的电流路径。 在关闭放电控制开关303a之后,能够通过二极管302b仅充电。而且,放电控制开关303a由控 制单元310通过这种方式控制,以便在大电流在放电时流过时,关闭放电控制开关303a,以 切断流过组合电池301的电流路径的放电电流。
[0207] 温度检测元件308(例如)是热敏电阻,布置于组合电池301附近,以测量组合电池 301的温度并且将测量的温度值提供给控制单元310。电压检测单元311配置为测量组合电 池301和构成组合电池301的每个二次电池301a的电压,A/D转换测量的电压,并且将转换的 电压值发送给控制单元310。电流测量单元313配置为使用电流检测电阻307测量电流,并且 将测量的电流值发送给控制单元310。
[0208]开关控制单元314配置为根据从电压检测单元311输入的电压值和电流测量单元 313中输入的电流值控制开关单元304的充电和放电控制开关302a和303a。在任何一个二次 电池301a的电压等于或低于过度充电检测电压或过度放电检测电压时,或者在大电流快速 流动时,开关控制单元314将控制信号传输给开关单元304,以防止过度充电、过度放电以及 过电流充电和放电。
[0209]在这方面,例如,在二次电池是锂离子二次电池时,过度充电检测电压设为(例如) 4.20V±0.05V,并且过度放电检测电压设为(例如)2.4V±0.1V。
[0210] 充电-放电开关可以是(例如)半导体开关,例如,M0SFET。在这种情况下,MOSFET的 寄生二极管用作二极管302b和303b。在P沟道型FET用作充电和放电开关时,开关控制单元 314将控制信号DO和CO分别发送给充电和放电控制开关302a和303a的栅极。在P沟道型的情 况下,充电和放电控制开关302a和303a由比源电位低预定值的栅极电位导通。换言之,在正 常的充电和放电操作中,将控制信号DO和CO布置为低电平,并且将充电和放电控制开关 302a和303a布置为导通状态。
[0211] 例如,在过度充电或过度放电时,将控制信号DO和CO布置为高电平,并且将充电和 放电控制开关302a和303a布置为关断状态。
[0212] 提供存储器317,包含RAM或R0M,具体而言,作为非易失性存储器的可擦可编程序 只读存储器(EPR0M)。存储器317提前储存由控制单元310计算的数值、在制造工艺中测量的 处于初始状态中的每个二次电池301a的内部电阻值以及其他数据,所述数据适当地可重 写。此外,在存储器317内储存二次电池301a的完全充电容量时,例如,可以由控制单元310 和存储器317计算残余容量。
[0213] 温度检测单元318配置为使用温度检测元件308测量温度,在发生异常发热时执行 充电和放电控制,或者校正残余容量的计算。
[0214] 〈5、第五实施方式〉
[0215] 根据第二实施方式的电池以及使用该电池的根据第三和第四实施方式的电池组 可以用于在装置内安装功率或者给装置供应功率,例如,电子装置、电动车辆以及电力储存 装置。
[0216]电子装置的实例包含笔记本电脑、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、无绳电话耳机、 视频摄像机、数码相机、电子书、电子词典、音乐播放器、无线电、耳机、游戏机、导航系统、存 储器卡、起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、冰箱、空调、电视机、立体声系统、热水器、 微波炉、洗碗机、洗衣机、干衣机、照明装置、玩具、医疗器械、机器人、道路调节器以及信号。 [0217]电动车辆的实例包含铁路车辆、高尔夫球车、电动推车以及电车(包含混合动力汽 车)。电池或电池组用作这些车辆的驱动动力源或辅助动力源。
[0218]电力储存装置的实例包含用于电力储存的电源,用于建筑物(例如,房屋)及发电 设施。
[0219]在上述应用实例之中,下面描述使用具有上述本技术的电池的电力储存装置的电 力储存系统的具体实例。
[0220]例如,电力储存系统可具有任何以下特性。第一电力储存系统包含电力储存装置, 该装置由能够从可再生能源中发电的发电机充电。第二电力储存系统具有电力储存装置并 且配置为给连接至电力储存装置的电子装置提供电力。第三电力储存系统是配置为从电力 储存装置中接收功率的电子装置。实现这些电力储存系统,以与外部供电网络配合有效供 应功率。
[0221]第四电力储存系统是电动车辆,该电动车辆包含:电力储存装置;转换器,配置为 从电力储存装置中接收电力并且将电力转换成驱动力;以及控制器,配置为根据关于电力 储存装置的信息,处理关于车辆控制的信息。第五电力储存系统是电力系统,该电力系统包 含电力储存装置和电力信息传输和接收单元,该单元配置为通过网络给其他装置传输信号 并且从其他装置中接收信号,并且配置为根据由传输和接收单元接收的信息,控制电力储 存装置的充电和放电。第六电力储存系统是电力系统,配置为从上述电力储存装置中接收 电力或者将电力从发电机或电力网络中供应给电力储存装置。在后文中,描述电力储存系 统。
[0222] (5-1)作为应用实例的在房屋内的电力储存系统
[0223]参照图12,描述包含本技术的电池的电力储存装置用于房屋的电力储存系统中的 一个实例。例如,在用于房屋401的电力储存系统400中,通过电力网络409、信息网络412、智 能电表407、电力集线器408以及其他部件,将电力从集中电力系统402(例如,热发电系统 402a、核发电系统402b或水力发电系统402c)中供应给电力储存装置403。此外,将电力从独 立电源(例如,家庭发电机404)中供应给电力储存装置403。在电力储存装置403内储存供应 的电力。使用电力储存装置403供应在房屋401内使用的电力。还可以在其他建筑物内以及 在房屋401内使用相同的电力储存系统。
[0224] 房屋401装有发电机404、功耗装置405、电力储存装置403、控制每个装置的控制器 410、智能电表407、以及获取各种信息的传感器411。相应装置通过电力网络409和信息网络 412连接。太阳能电池、燃料电池等用作发电机404,将生成的电力供应给功耗装置405和/或 电力储存装置403。功耗装置405的实例包含冰箱405a、空调405b、电视接收器405c以及浴室 405d。功耗装置405的实例还包含电动车辆406。电动车辆406包含电动汽车106a、混合动力 汽车406b以及电动自行车406c。
[0225] 在电力储存装置103中,使用本技术的电池。例如,本技术的电池可包含上述锂离 子二次电池。智能电表407具有测量商用电力的消耗量并且将测量的量值传输给电力公司 的功能。电力网络409可以是直流电源型、交流电源型以及非接触式电源型中的任一个、或 者两个或更多个的任何组合。
[0226] 各种传感器411的实例包含运动传感器、照度传感器、物体检测传感器、功耗传感 器、振动传感器、接触式传感器、温度传感器以及红外传感器。将各种传感器411所获取的信 息传输给控制器410。根据来自传感器411的信息,了解天气状态、个人状态以及其他状态, 以便通过自动控制功耗装置405,能耗可以尽可能保持最小。控制器410也可以通过互联网 将关于房屋401的信息传输给外部电力公司等。
[0227] 功率集线器408允许使电力线分支、直流-交流转换以及其他处理。连接至控制器 410的信息网络412的通信方法的实例包含使用通信接口的方法,例如,通用异步接发传输 器(UART)(用于异步串行通信的传输和接收电路);以及根据无线通信标准(例如,蓝牙、 ZigBee以及Wi-Fi)使用传感器网络的方法。蓝牙方法用于多媒体通信,并且允许一对多连 接通信。ZigBee使用IEEE(电气和电子工程师协会)802.15.4的物理层。IEEE802.15.4是称 为个人区域网络(PAN)或无线PAN的短距离无线网络标准的名称。
[0228] 控制器410连接至外部服务器413。服务器413可由房屋401、电力公司以及服务供 应商中的任一个管理。传输给服务器413并且从服务器中接收的信息的实例包含功耗信息、 生活模式信息、电费、天气信息、灾害信息以及关于电力交易的信息。这些类型的信息可以 传输给并且从家庭功耗装置(例如,电视接收器)中接收,或者可以传输给并且从在家庭外 面的装置(例如,蜂窝电话)中接收。例如,可以在具有显示功能的装置上显示这些类型的信 息,例如,电视接收器、蜂窝电话或个人数字助理(PDA)。
[0229] 控制每个单元的控制器410包含中央处理单元(CPU)、随机存储器(RAM)、R0M(只读 存储器)以及其他元件,并且在这个实例中,控制器安装在电力储存装置403内。控制器410 通过信息网络412连接至电力储存装置403、家庭发电机404、功耗装置405、各种传感器411 以及服务器413,并且具有(例如)控制商用电力的消耗量和发电量的功能。控制器410可进 一步具有其他功能,例如,在电力市场上执行电力交易的功能。
[0230]如上所述,电力储存装置403不仅可以储存集中电力系统402(例如,热发电系统 402a、核发电系统402b或水力发电系统402c)的电力,而且储存由家庭发电机404(太阳能发 电和风力发电)生成的电力。因此,即使在从家庭发电机404中生成的电力波动时,可以通过 这种方式进行控制,以便使发送到外面的电力的量保持恒定,或者放必要量的电力。例如, 电力储存装置403可以通过这种方式使用,以便将由光伏发电获得的电力储存在电力储存 装置403内,同时在夜间将便宜的半夜电力储存在电力储存装置403内,并且在电费较高的 白天时间,将储存在电力储存装置403内的电力放电。
[0231]这个实例示出了控制器410安装在电力储存装置403内的情况。可替换地,控制器 410可以安装在智能电表407内或者单独配置。可替换地,电力储存系统400可以用于公寓的 多个住宅单元或者用于多个独立式住宅。
[0232] (5-2)作为应用实例的在车辆内的电储存系统
[0233] 参照图13,描述将本技术应用于车辆的电力储存系统中的一个实例。图13示意性 示出使用应用本技术的串联式混合系统的混合动力车辆的配置的一个实例。串联式混合系 统是使用电力驱动力转换器运行的汽车,该转换器使用由引擎驱动的发动机生成的动力或 者使用临时储存在电池内的生成的电力运行。
[0234] 混合动力车辆500装有引擎501、发电机502、电力驱动力转换器503、驱动轮504a和 504b、车轮505a和505b、电池508、车辆控制器509、各种传感器510以及充电端口 511。上述本 技术的电池用于形成电池508。
[0235]混合动力车辆500使用作为动力源的电力驱动力转换器503运行。电力驱动力转换 器
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