组合电池的制作方法

专利名称：组合电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种组合电池。
背景技术：
通过用诸如叠层膜等封装件封装电产生元件并从封装件向外部引出板状电极接头而形成的平薄电池(在下文中称为“扁平电池”)是已知的，其中所述电产生元件通过层叠正和负电极板来形成。近年来，通过叠置多个这种扁平电池且同时以串联和/或并联方式电连接各个扁平电池来生产高输出和高容量的组合电池的作法成为时尚(参考未审查的日本专利出版物JP-A-200-195480和JP-A-2001-256934)。
例如，为了将如此形成的组合电池安装在车辆上，致力于最大可能程度地减小相邻扁平电池之间的距离从而压缩组合电池的整个体积以及赋予组合电池一种少受振动输入影响的结构的必要性得到了普遍承认。当振动被施加而由组合电池承受时，可能在用以互相连接电极接头的部分上导致产生应力集中。

发明内容
本发明的目地是提供一种组合电池，其仅只些许地受振动输入的影响并能促进体积的紧凑性。
本发明的组合电池包括多个扁平电池，每个扁平电池配设有封装电产生元件的封装件和从封装件引向外部的电极接头，所述多个扁平电池被叠置起来，且沿叠置方向彼此相邻的扁平电池的电极接头相互电连接，以及绝缘板，所述绝缘板沿着所述多个扁平电池的叠置方向从所述电极接头的相反表面侧夹持电极接头并具有电绝缘性质。
优选地，夹持电极接头的所述成对配置的绝缘板中的一个同时用于夹持另一电极接头。
优选地，所述各绝缘板相互连接。
优选地，夹持电极接头的所述成对配置的绝缘板设置有接合件，该接合件适于通过沿叠置方向穿过所述电极接头来固定电极接头。
优选地，所述电极接头设置有沿着叠置方向的通孔，以及所述接合件设置有凸出部和凹入部，所述凸出部适于插入设置在所述成对配置的绝缘板之一上的通孔中，所述凹入部适于允许在其中插入设置在所述成对配置的绝缘板中另一个上的、插入所述通孔中的凸出部的前端。
优选地，所述绝缘板分别设置有凸出部和凹入部，所述凸出部设置在沿叠置方向的相对表面之一上，而所述凹入部设置在沿叠置方向的相对表面中的另一个上，以及所述凸出部和所述凹入部沿叠置方向设置在同一条直线上。
优选地，所述绝缘板分别设置有用于暴露被夹持的电极接头的部分周缘的凹口，以及通过所述凹口暴露的电极接头的区域用作检测每个所述扁平电池的电压的电压检测部。
优选地，所述组合电池还包括连接器，该连接器设置有可连接于所述电压检测部的连接端子且可拆卸地装接于所述电压检测部。
优选地，所述多个电压检测部沿叠置方向排列在同一条直线上，以及所述连接器设置有多个相应于所述各电压检测部的位置设置的连接端子。
优选地，所述电压检测部设置叠置连接于所述电极接头的电压检测接线板。
优选地，叠置夹持在设置有所述电压检测接线板的电极接头上的电极接头设置有用于接纳所述电压检测接线板的凹口。
优选地，所述电极接头通过超声波焊接互相连接，以及所述电极接头和所述电压检测接线板通过冲压压紧或使用铆钉进行连接。
优选地，所述电极接头和所述电压检测接线板通过冲压压紧或使用具有头部的铆钉进行连接，以及每个绝缘板设置有凹入部，该凹入部允许通过冲压压紧形成于所述电压检测接线板表面上的凸起部或者电压检测接线板表面的铆钉的所述头部插入其中。
优选地，所述绝缘板设置有沿叠置方向贯穿形成的开口窗部，所述多个电极接头堆叠设置，靠近所述开口窗部，且由所述成对配置的绝缘板夹持，以及所述多个扁平电池通过相互连接靠近所述开口窗部的电极接头进行电连接。
优选地，所述电极接头由绝缘板夹持，而所述电极接头的一部分靠近所述成对配置的绝缘板的外侧，以及所述多个扁平电池通过相互连接靠近所述绝缘板外侧的电极接头进行电连接。
优选地，所述组合电池还包括正和负组合电池输出端子，且其中所述绝缘板设置有沿叠置方向贯穿形成的开口窗部，所述电极接头和所述组合电池输出端子之一叠放设置，靠近所述开口窗部，且由所述成对配置的绝缘板夹持，以及每个所述组合电池输出端子通过连接靠近所述开口窗部的电极接头和该组合电池输出端子而电连接于所述扁平电池。
优选地，多个叠置的扁平电池通过电连接电极性不同的电极接头以串联连接方式连接，以及所述正组合电池输出端子和负组合电池输出端子电连接于沿叠置方向位于两相对端处的电池。
优选地，所述绝缘板配设有具有电绝缘性质的绝缘层和比所述绝缘层具有更高热辐射性质的散热层。
优选地，所述多个电极接头叠放设置，其端部靠近所述绝缘板的外侧，且由所述成对配置的绝缘板夹持，以及所述多个扁平电池通过相互连接靠近所述绝缘板外侧的电极接头的所述端部进行电连接。
优选地，所述组合电池还包括用于固定隔离件的位置并容纳多个扁平电池的壳体。
从下面结合附图中所示的优选实施例给出的说明，除了上面阐明的那些之外的本发明的目的、特征和特性将变得很明显。


图1是透视图，图示了根据本发明第一实施例的组合电池；图2是透视图，图示了处于垂直翻转和分解状态下的、图1中所示的组合电池；图3是平面图，图示了包含在壳体中的电池单元；图4是沿着图3中的线4-4截取的剖面视图；图5是沿着图3中的线5-5截取的剖面视图；图6是透视图，图示了通过从电池单元主体拆下绝缘盖而暴露出来的电池单元；
图7是透视图，图示了从不同于图6的方向观察到的相同电池单元；图8是透视图，图示了从底面侧观察到的相同电池单元；图9是透视图，图示了电池单元的主体；图10是透视图，图示了形成电池单元主体的三个子组件，其前表面侧位于前侧；图11是透视图，图示了子组件，其后表面侧指向前方；图12是透视图，图示了从底表面侧观察到的这些子组件；图13是分解透视图，图示了电池单元的主体，前表面侧指向前方；图14是分解透视图，图示了电池单元的主体，后表面侧指向前方；图15是方案图，用来帮助说明扁平电池和绝缘板在电池单元主体中的叠置状态；图16是方案图，用来帮助说明各扁平电池在电池单元主体中的的电连接状态；图17是透视图，图示了包含在电池单元主体中的扁平电池的一个实例；图18A是透视图，图示了包含在电池单元主体中的绝缘板的一个实例；图18B是透视图，图示了处于前、后表面颠倒状态下的相同绝缘板；以及图18C是沿着18A中的线18C-18C截取的剖面视图；图19A和图19B是透视图，用来帮助说明组合电池的一个电极接头和输出端子由一对绝缘板叠置和夹持的状态；图20A和图20B是透视图，用来帮助说明叠置在图19A视图中的较下位置侧上的扁平电池的电极接头被进一步夹持的状态；图21A、图21B和图21C是透视图，用来帮助说明多个电极接头由一对绝缘板叠置夹持的状态；图22A是透视图，图示了电池单元主体前表面侧上的电压检测部；而图22B是透视图，图示了连接器插入装接于电池单元主体的前表面的绝缘盖的状态；图23A是透视图，图示了连接器已经从图22B的状态拔出的状态；图23B是透视图，图示了绝缘盖；而图23C是透视图，图示了连接器；图24A是平面图，图示了具有于电极接头上叠置连接的电压检测接线板的扁平电池的主要部分；图24B是沿着图24A中的线24B-24B截取的剖面视图，表示电极接头和电压检测接线板通过冲压压紧进行连接的状态；而图24C是主要部分的剖面视图，图示了将连接器插入电压检测部的方式；图25A是剖面视图，图示了配设有用于接纳通过冲压压紧形成在电压检测接线板表面上的凸起部的凹入部的绝缘板的主要部分；而图25B是剖面视图，图示了电极接头和电压检测接线板通过铆钉连接的状态；图26是用来帮助说明第一子组件装配过程的视图；图27是继图26之后的视图；图28是继图27之后的视图；图29是继图28之后的视图；图30是继图29之后的视图；图31是继图30之后的视图；图32是用来帮助说明第二子组件装配过程的视图；图33是继图32之后的视图；图34是用来帮助说明第三子组件装配过程的视图；图35是继图34之后的视图；图36是继图35之后的视图；图37是继图36之后的视图；图38是继图37之后的视图；图39是继图38之后的视图；图40是剖面视图，图示了根据本发明第二实施例的组合电池；图41是透视图，图示了扁平电池；图42是平面图，图示了电极接头由绝缘板相互夹持的状态的主要部分；图43是剖面视图，图示了叠置扁平电池的方式；图44是剖面视图，图示了已经叠置的扁平电池的叠放方式；图45是剖面视图，图示了叠置的电极接头的端部通过钨极惰性气体保护焊(TIG焊接)互相连接的方式；图46是一个视图，图示了叠置的电极接头的端部通过激光焊接互相连接的方式；图47是一个视图，图示了叠置的电极接头的端部通过摩擦搅拌压焊(friction agitation bonding)互相连接的方式；图48是一个视图，图示了在根据本发明的第三实施例中叠置扁平电池的方式；
图49是沿着图48中的线49-49截取的剖面视图；以及图50是剖面视图，图示了第三实施例的组合电池。
具体实施例方式
现在，将参照

本发明的实施方式。
(第一实施例)图1中所示的X轴的方向将称为组合电池50、电池单元60、壳体70等的较长方向，而Y轴的方向称为其较短方向。于是，位于图1中较长方向前侧的表面称为前表面，而位于较长方向后侧的表面称为后表面。在下面的说明中，将扁平电池简单地缩写为“电池”。
参考图1和图2，组合电池50在壳体70中包含电池单元60，电池单元60包含多个(在所述实例中为8个)电池100(泛指101-108)。组合电池50安装在诸如例如产生传递到电池单元60的振动的汽车或电气列车等车辆上。虽然未示出，但能通过叠置任意数量的组合电池50以及将各个组合电池以串-并联连接方式进行连接而形成符合所需电流、电压和容量的车载电池组。当将各组合电池50以串-并联连接方式进行连接时，使用诸如母线等适当的连接件。在使用时组合电池50用空气冷却。多个组合电池50借助居间的凸缘以一空间间隔开叠置，所述各空间用作冷却空气得以流过并冷却各个组合电池50的冷却空气通道。通过使冷却空气流过并冷却各个组合电池50，使得电池温度能够降低并抑制诸如充电效率等特性的劣化。
上述壳体70包括形状象盒子的、形成有开口71a的下壳体71和上壳体72，上壳体72构成用于封闭开口71a的盖元件。通过卷边加工(参考图1的局部放大部分)使上壳体72的边缘部72a围绕下壳体71的周壁71b的边缘部71c卷起。下壳体71和上壳体72由壁厚较小的钢板或铝板形成，且每个都通过压力加工形成规定的形状。
如图3-图9中所示，上述电池单元60包括电池单元主体80和可自由拆卸地安装于电池单元主体80的前表面和后表面的绝缘盖91和92，电池单元主体80通过叠置八个电池100并以串联连接方式连接各个电池100而形成。
电池单元主体80还包括用于夹持电极接头100t和正与负输出端子140、150(对应于组合电池输出端子)的隔离件110(对应于绝缘板)。这里，电极接头100t统称为正电极接头100p和负电极接头100m。正电极接头100p泛指相应于电池101-108的正电极接头101p、102p、103p、104p、105p、106p、107p和108p，而负电极接头100m泛指相应于各个电池101-108的负电极接头101m、102m、103m、104m、105m、106m、107m和108m。而隔离件110泛指隔离件121-138。
绝缘盖91和92用于覆盖电池单元主体80的前表面侧和后表面侧。绝缘盖91和92在其中央位置分别设置有用于配装将在下面具体描述的连接器170(参考图23)的插入孔91a、92a。连接器170连接到用于检测电池100的电压的电压检测部160(参考图6、图7和图9)。执行电压检测的目的是为了管理各组合电池50的充电和放电。绝缘盖91、92在其内侧上设置有用于引导连接器170的插入和拔出的引导板91b、92b，而和在其周缘上设置有多个搭扣配合爪91c、92c，搭扣配合爪91c、92c用于通过与隔离件110和输出端子140、150接合而使绝缘盖91、92固定不动(参考图6-图8)。
再次参考图1和图2，正和负输出端子140、150穿过切口部71d、71e并通过壳体70引出，切口部71d、71e形成于下壳体71的周壁71b的一部分上。绝缘盖91、92的插入孔91a、92a类似地穿过切口部71f并暴露于壳体70的外部，切口部71f形成于周壁71b的一部分上。为了在壳体70角部的四个部分处插入贯穿螺栓(未示出)，在下壳体71和上壳体72的角部上的四个部分处形成螺栓孔73，而在各隔离件110的两个部分处形成螺栓孔111。图2中的附图标记93表示有待插入隔离件110的螺栓孔111中的套管，而附图标记94表示有待置于电池单元60和上壳体72之间的缓冲件。
壳体70使隔离件110的位置固定且包含多个电池100。通过使贯穿螺栓插过下壳体71和上壳体72的螺栓孔73以及插过插装于隔离件110的螺栓孔111中的套管93，隔离件110的位置相对于壳体70固定。由于隔离件110的位置固定，因为隔离件110夹持电极接头110t，所以多个电池100的位置相对于壳体70固定。
参考图10-图12，电池单元主体80通过组装第一到第三三个子组件81、82和83形成。在图10中，所示处于最高位置的第一子组件81通过在其上叠置三个电池101、102和103以及将这些电池101、102和103以串联连接方式进行连接而形成。所示处于中间位置的第二子组件82通过在其上叠置两个电池104和105以及将这些电池104和105以串联连接方式进行连接而形成。所示处于最低位置的第三子组件83通过在其上叠置三个电池106、107和108以及将这些电池106、107和108以串联连接方式进行连接而形成。第一子组件81在其上设置有负输出端子150，而第三子组件83在其上设置有正输出端子140。通过使在后表面侧上的面对隔离件110外侧的电极接头103p和104m互相连接而使第一子组件81和第二子组件82电连接；通过使在后表面侧上的面对隔离件110外侧的电极接头105p和106m互相连接而同样地使第二子组件82和第三子组件83电连接。第一子组件81的电池103与第二子组件的电池104的相对表面和第二子组件82的电池105与第三子组件83的电池106的相对表面分别通过双面涂覆带结合起来。
图15的右侧构成前表面侧，而其左侧构成后表面侧。参考图13-图15，电池单元主体80包括8个电池101-108、18个隔离件121-138和两个输出端子140与150。18个隔离件121-138对半设置，前表面侧上和后表面侧上各有九个。为了说明的方便，八个电池101-108沿着电池的叠置方向(在图15中的垂直方向)从上到下顺序地称为第一电池101-第八电池108。前表面侧上的九个隔离件121-129沿着电池的叠置方向从上到下顺序地称为第一隔离件121-第九隔离件129。同理，后表面侧上的九个隔离件130-138被称为第十隔离件130-第十八隔离件138。
第一-第十八隔离件121-138如此布置以便沿着电池的叠置方向从电极接头100t的相反表面侧夹持电极接头100t。正输出端子140包括叠置在第八电池108的正电极接头108p上的板状母线141和用于遮掩设置在母线141端子部上的电极的树脂质盖子142。负输出端子150包括叠置在第一电池101的负电极接头101m上的板状母线151和用于遮掩设置在母线151端子部上的电极的树脂质盖子152。母线141和151都由铜板形成。正输出端子140的电极和树脂质盖子142，当从前表面侧看时，位于母线141的两侧端子部的右端子部上。相反，负输出端子150的电极和树脂质盖子152位于母线151的左端子部上。顺便提及，在电极接头100t和隔离件110的沿着电池叠置方向的相对表面中，图15中的上侧表面将被称为前面，而下侧表面将被称为后面。母线141和151分别具有沿着叠置方向从前面延伸到后面的成对的通孔143和153。
图17图示了作为电池100的一个实例的第一电池101。在图16中，右侧构成前表面侧，而左侧构成后表面侧。参考图16和图17，电池100是平的锂离子二次电池，其具有封装件100a，如密封叠层膜；叠置型电产生元件(未示出)，电产生元件通过顺序地叠置正电极板、负电极板和隔板形成。在电池100中，端部电连接于电产生元件并呈板形的电极接头100t从封装件100a朝外部引出，正电极接头100p和负电极接头100m沿较长方向朝向电池100的相对侧(前表面侧和后表面侧)伸出。在设置有叠置型电产生元件的电池100的情况下，为了在相邻的电极板之间保持均匀统一的距离并维持电池性能，需要用压力压实电产生元件。从而，各电池100包含在壳体70使得电产生元件得以压实。
在图17中，附图标记161表示叠置并结合于负电极接头100m上的接线板(对应于电压检测接线板)，而附图标记162表示一对形成于接线板161上的通孔。在负电极接头100m中，形成有一对与接线板161的通孔162连通的通孔109(参考图24B)。正电极接头100p可以选择性地在其上形成通孔109。具体地，第二、第三、第五、第六和第八电池102、103、105、106和108的正电极接头102p、103p、105p、106p和108p分别具有通孔109(参考图13和图14)。通孔109和162沿着叠置方向从前面延伸到后面。
图18A图示了作为隔离件110的一个实例的第四、第六、第十二、第十四和第十六隔离件124、126、132、134和136。图19A和图19B图示了电池101的负电极接头101m和负输出端子150被一对隔离件121和122叠置夹持的状态。图20A和图20B图示了在图19A的图中叠置在下位置侧上的电池102的正电极接头102p被进一步夹持的状态。图21A、图21B和图21C图示了多个电极接头101p和102m被一对隔离件131和132叠置夹持的状态。
参考图18，隔离件110形成为板形，用来沿着多个电池100的叠置方向从电极接头100t的相反表面侧夹持电极接头100t，且隔离件110被赋予电绝缘性质。
隔离件110的材料不需受特别限制，而是仅仅需要具有电绝缘性质和被赋予足以夹持电极接头100t的强度。例如，可以使用电绝缘的树脂类材料。在沿着隔离件110的较长方向的相对端部上，形成有从前面延伸到后面的、用于允许套管93(参考图2)插入的螺栓孔111。通过使隔离件110夹持电极接头100t，使得可以在组合电池50受到振动时抑制电极接头100t的振动并防止电极接头100t上的应力集中。结果，能提高电极接头100t的耐用性并从而组合电池50的耐用性。此外，由于电极接头100t被具有电绝缘性质的隔离件110夹持，所以即使在各电池100之间的距离，即在各电极接头100t之间的距离减小时，也能防止电极接头100t互相形成短路。结果，通过最大可能程度地减小各电池之间的距离，能在整体上给予组合电池50必需的空间紧凑性。因此，能提供组合电池50，其表现出增大的抗震强度，显示出对振动输入影响的不敏感性，和允许尺寸上的紧凑性。此外，由于电池单元主体80具有沿着电池叠置方向设置在相对端部上的隔离件110，所以它能减少电极接头100t的暴露并能在组合电池50的组装期间便利于电池单元主体80的处置。顺便提及，绝缘盖91和92由与隔离件110相同的材料形成。
在隔离件110中，形成有沿着叠置方向从前面延伸到后面的开口窗部112。在所述实例中，形成矩形的开口窗部112，它们位于沿隔离件110的较长方向从中央朝向两侧等距间隔开的两个部分处。开口窗部112面对被夹持的电极接头110t的一部分(参考图19B和图21C)。
隔离件110还在作为沿着叠置方向的相对表面之一的前面上设置有销113(对应与凸出部)，并在作为沿着叠置方向的相对表面中的另一个的后面上设置有凹入部114。这些销113和凹入部114沿着叠置方向设置在一条线上(参考图18C)。在所述实例中，一对销113和一对凹入部114从开口窗部112沿隔离件110的较长方向朝向中央设置。顺便提及，销113可以另外称为凸起。
夹持电极接头的成对的隔离件中的一个同时用作夹持另一个电极接头的成对隔离件中的一个。例如，如图15中所示，第一电池101的负电极接头101m被成对的第一和第二隔离件121和122夹持，而第二电池102的正电极接头102p被成对的第二和第三隔离件122和123夹持。在该实例中，第二隔离件122用于夹持负电极接头101m和同时夹持正电极接头102p。通过如上所述地同时使用隔离件122，使得可以减小上部位置侧上的负电极接头101m和下部位置侧上的正电极接头102p之间的距离。从而，通过最大可能程度地减小各电池100之间的距离，使得可以实现整个组合电池50的紧凑性。
也如图19A和图19B中所示，从前面延伸到后面的接合孔115形成于下部位置侧上的隔离件122上，而搭扣配合爪116凸出地形成在上部位置侧上的隔离件121的后面上。搭扣配合爪116插入设置在后面上的隔离件122的接合孔115中，并于是与隔离件122接合。即，隔离件110通过互相插入结合起来。结果，能容易且迅速地实现隔离件110的互相联接，且能容易且迅速地实现夹持电极接头110t的工作。
现在参考图19-图21，夹持电极接头100t的成对的隔离件设置有用于穿过电极接头100t并接合电极接头100t的接合件117。具体地，如图19中所示，负电极接头101m在其上形成有沿着叠置方向贯穿的通孔109，而接合件117设置有销113和凹入部114，销113形成在成对的隔离件121、122中的一个隔离件122上并插入通孔109，而凹入部114设置在成对的隔离件121、122中的另一个隔离件121上并允许插入通孔109的销113的前端插入插入。由于上述的接合件117，能消除隔离件121和122相对于负电极接头101m的可能的位置偏差，并从而可以在组合电池遭受振动的影响时预防由于上述偏差导致的电极接头之间可能形成的短路。
这里，隔离件110在其前面上设置有销113而在其后面上设置有凹入部114，销113和凹入部114沿着叠置方向设置在同一条直线上(参考图18C)。当其上形成有通孔109的电极接头100t被如上述构造的隔离件110夹持时，接合件117如上述地构造，能消除隔离件110相对于电极接头100t的可能的位置偏差，并从而可以在组合电池遭受振动的影响时预防由于上述偏差导致的电极接头100t之间可能形成的短路。此外，当叠置多个电池100以形成组合电池50时，通过将下部位置侧上的隔离件110的销113的前端插入上部位置侧上的隔离件110的凹入部114中，能同时固定隔离件110相对于电极接头100t的位置和各电池100的相互位置。通过使销113和凹入部114显示如上所述的定位作用，能提高组合电池50在装配期间的可操作性。
由于母线141和151、接线板161和电极接头100t各自具有在两点处形成的通孔143、153、162和109，所以通过将销113插入通孔，能防止它们产生自由旋转。优选地，每对通孔143、153、162和109中的一个形成为圆形形状，而剩余的一个形成为椭圆形状。通孔使用这两种形状的原因是能容易地实现销113的插入。
参考图19，负电极接头101m和负输出端子150的母线151被叠置，且负电极接头101m的一部分和母线151的一部分由所述对隔离件121和122于开口窗部112附近夹持，隔离件121和122设置有沿着叠置方向延伸的所述开口窗部112。通过将接近开口窗部112的负电极接头101m与母线151连接起来，输出端子150得以电连接到第一电池101。当通过焊接进行负电极接头101m和母线151的连接时，负电极接头101m和母线151能保持于叠置状态下，且此外，通过将隔离件121和122都用作夹具，能容易地使焊头定位于开口窗部112中。结果，能通过开口窗部112进行焊接，且能提高焊接的可操作性。通过将第二隔离件122的销113插过母线151、第一电池101的负电极接头101m和接线板161的通孔153、109和162并将其推入第一隔离件121的凹入部114中，实现了母线151、第一电池101的负电极接头101m和接线板161的定位。除了面对开口窗部112的部分和构成电压检测部160的部分之外，负电极接头101m和母线151的外周边籍由隔离件121和122绝缘。
参考图20，成对的隔离件122和123夹持正电极接头102p，正电极接头102p的一部分接近隔离件122和123的外侧。通过使第三隔离件123的销113穿过第二电池102的通孔109并将该销113推入第二隔离件122的凹入部114中，第二电池102的正电极接头102p得以定位。顺便提及，接近隔离件122和123外侧的正电极接头102p与接近隔离件123和124外侧的负电极接头103m连接，结果第二电池102和第三电池103电连接(参考图15)。
参考图21，多个电极接头101p和102m被叠置，且利用成对的隔离件131和132夹持，隔离件131和132设置有沿着叠置方向贯穿的开口窗部112，而电极接头101p和102m部分地接近开口窗部112。于是，通过利用超声波焊接使面对开口窗部112的电极接头101p和102m互相连接，使得多个电池101和102得以电连接。当通过焊接互相连接电极接头101p和102m时，电极接头101p和102m能保持于互相叠置的状态下，且此外，通过将隔离件131和132都用作夹具，能容易地使焊接设备的焊头定位于开口窗部112中。结果，能通过开口窗部112执行焊接，且在这种情况下能类似地提高焊接的可操作性。通过使第十二隔离件132的销113穿过第二电池102的负电极接头102m和接线板161的通孔109和162并将该销113推入第十一隔离件131的凹入部114中，第二电池102的负电极接头102m和接线板161得以定位。除了面对开口窗部112的部分和构成电压检测部160的部分之外，电极接头101p和102m的外周边籍由隔离件131和132绝缘。
在本实施例的电池单元主体80中，通过相互电连接电极性不同的电极接头100p和100m，叠置的多个电池100得以顺序连接，且正输出端子140和负输出端子150分别电连接于沿着叠置方向位于相对两端的第八和第一电池108和101，如图15中所示。通过结合图19-图21中所示的各组合来制造电池单元主体80。图19-图21中所示的各组合在焊接的可操作性方面得到改善。结果，能改善在制造电池单元主体80期间的焊接的可操作性。
参考图18A、图18B和图22A，隔离件110各自设置有用于暴露被夹持的电极接头100t的周缘的一部分的凹口118，通过凹口118暴露的电极接头100t的区域用作检测电池100的电压的电压检测部160。由于电极接头100t自身用作电压检测部160，与设置专门用于电压检测的、与电极接头100t分离的端子的情况相比，能促进空间的节省，结果将简化用于电压检测的结构，并便于组合电池50的装配。
参考图22和图23，设置有能连接到电压检测部160的连接端子171(参考图24C)的连接器170通过绝缘盖91的插入孔91a可拆卸地装接于电压检测部160。连接器170通过引线172连接到电压检测设备180。只通过插接连接器170，就能完成将电压检测部160电连接到电压检测设备180的操作。然后，能通过监测在电压检测部160上检测的电压来检查各个电池100的工作状况。
将多个电压检测部160沿着电池的叠置方向排列在一条相同的线上。连接器170设置有多个布置成与电压检测部160的位置相对应的连接端子171。各电压检测部160对半排列，四个在前表面侧，四个在后表面侧。通过预先建立多个电压检测部160的位置与多个连接端子171的位置之间的对应性，能通过简单地插入一个连接器170来完成将多个电压检测部160全体电连接到电压检测设备180的操作，结果将提高该电连接的可操作性。这里，电池100在其厚度方向(电池高度)上的尺寸在允许电产生元件存在的部分中或多或少地存在尺寸分散。在本实施例中，电极接头100t唯一地由作为刚性体的隔离件110夹持，且多个电压检测部160由通过凹口118暴露的电极接头100t形成。因而，介于多个电压检测部160之间的间隔注定由叠置的隔离件110的高度尺寸确定。即，多个电压检测部160的间隔能保持不变，而不会受各电池高度的尺寸分散的影响，而多个电压检测部160的位置不会引起相互关系方面的任何分散。连接器170的多个连接端子171不会引起位置关系方面的任何分散。因而，无须为使多个电压检测部160与多个连接端子171在相对位置关系方面相一致而进行复杂的操作，如调节各个电压检测部160的高度位置。结果，使电压检测部160在结构上简化，使多个电压检测部160和多个连接端子171能容易地全体连接，且提高了连接器170的插入的可操作性。
当电极接头100t具有比较大的板厚时，构成电压检测部160的电极接头100t在连接器170的插入和拔出过程中不会发生变形。然而，当电极接头100t具有比较小的板厚时，构成电压检测部160的电极接头100t在连接器170的插入和拔出过程中可能发生变形。因而，为了防止电极接头100t的这种变形，电压检测部160被配设有叠置于电极接头100t进行连接的接线板161。接线板161由具有比电极接头100t更大板厚的金属板形成。隔离件110在其后面上设置有用于接纳接线板161的凹口(未示出)。通过配设接线板161，与只使用电极接头100t的情况相比，能增加电压检测部160的强度和防止电压检测部160由于连接器170的插入和拔出而变形。此外，由于接线板161直接连接到电极接头100t上，所以与接线板161与电极接头100t分开设置的情况相比，能节省空间。
接线板161上还形成有通孔162，通孔162允许隔离件110的销113插入。通过使插入通孔162中的销113承受施加在接线板161上的负荷，能在连接器170的插入和拔出过程中，减小施加在电极接头100t和电产生元件上的负荷。
顺便提及，在电极接头100t具有比较大的板厚和不会由于连接器170的插入和拔出而遭受变形时，电极接头100t不必设置接线板161。
参考图21A，在叠置设置有接线板161的负电极接头102m而被夹持的正电极接头101p设置有用来容纳接线板161的凹口100b。由于不允许正电极接头101p叠置在接线板161上，因此在负电极接头102m和正电极接头101p之间不会出现任何间隙。结果，电极接头102m和101p能被紧密结合地夹持和被理想地电连接。
通过超声波焊接使各电极接头100t互相连接。具体地说，通过超声波焊接使接近隔离件131和132的开口窗部112的电极接头102m和101p互相连接(参考图21)。同样，通过超声波焊接使接近隔离件121和122的开口窗部112的负电极接头101m和输出端子150的母线151相连接(参考图19)。通过超声波焊接使接近隔离件121-124外侧的电极接头102p和103m在隔离件121-124外侧互相连接。通过超声波焊接使接近隔离件127-129外侧的电极接头106p和106m在隔离件127-129外侧互相连接(参考图20和图22A)。
本发明不排除通过超声波焊接使电极接头100t和接线板161互相连接。然而，当通过超声波焊接连接电极接头100t和接线板161以及通过超声波焊接随后互相连接各电极接头100t时，电极接头100t和接线板161的连接部受到伴随于焊接的振动，而电极接头100t和接线板161的连接部产生分离，并可能导致结合强度下降。因而，当通过超声波焊接互相连接各电极接头100t时，优选地，通过冲压压紧和使用铆钉165中的至少任一种方法连接电极接头100t和接线板161。即使在紧密接近电极接头100t和接线板161的连接部的位置处通过超声波焊接互相连接各电极接头100t，也能保持电极接头100t和接线板161之间的连接强度和得到预期品质的易维护性。在连接器170的插入和拔出过程中，接线板161受到由于发生在连接器170的连接端子171和接线板161之间的摩擦和卡合造成的推力。通过使籍由冲压压紧或铆钉165产生的抗剪强度对抗该推力，能预防在电极接头100t和接线板161的连接部处分离的发生。
图24A图示了接线板161叠置连接于负电极接头100m的电池100的主要部分。参考图24A-图24C，在本实施例中，通过冲压压紧连接负电极接头100m和接线板161。冲压压紧导致在接线板161的前面形成凸起部163和在接线板161和负电极接头100m后面形成凹入部(参考图24B和图24C)。连接器170具有带有弹性的连接端子171，且被插入接线板161和负电极接头100m。连接器170的插入位置由图24A和图24C中的双点点划线指明。当进行冲压压紧时，负电极接头100m和接线板161形成凸凹组合，沿着凸凹方向的表面与在连接器170的插入或拔出过程中产生的推力的方向垂直地交叉。结果，能提供推力的阻抗并防止负电极接头100m与接线板161的连接部发生分离。
参考图25A，隔离件110设置有允许通过冲压压紧形成在接线板161表面上的凸起部163插入其中的凹入部119。当夹持负电极接头100m时，隔离件110的凹入部119和接线板161表面上的凸起部163互相配合。当振动经由连接器170侵入接线板161时，隔离件110能抑制振动并防止振动进入负电极接头100m。结果，电极接头100t能获得提高的耐用性，且组合电池50能显示提高的可靠性，而不会遭受应力集中在电极接头的互相结合的部分上。此外，由于施加在接线板161上的推力被隔离件110俘获，所以施加在负电极接头100m上的推力减轻，这样，能提高负电极接头100m的耐用性。在图25A中出现的附图标记113表示设置在隔离件110前面上的销。如已经描述的，下部位置侧上的隔离件110的销113插入在负电极接头100m和接线板161上形成的通孔109和162，并配合到上部位置侧的隔离件110的凹入部114中。
图25B表示这样一种状态，其中负电极接头100m和接线板161通过铆钉165连接。铆钉165的头部165a从接线板161的相对两侧，即前面和后面，突出并形成凸起形状。当通过铆钉165实现该组合时，为了防止振动和推力进入负电极接头100m，隔离件110优选地设置有允许从接线板161的前面和后面突出的铆接头部165a插入其中的凹入部119。
再次参考图15和图16，下面将进一步说明电池100和隔离件110在电池单元主体80中的叠置状态、电极接头100t的形状和电池100的电连接状态。在图16中，用虚线表示隔离件110。
首先参考图16，将说明电极接头100t的形状。电极接头100t具有不同的形状。着眼于便于子组件81、82和83中的电极接头100t的接合以及便于子组件81、82和83之间的电极接头100t的接合，来确定电极接头100t的形状。第二电池102和第五电池105的电池前侧和后侧简单地方向颠倒地设置而自身保持不变并使用同样的电池。同样，第三电池103和第六电池106使用同样的电池，且第四电池104和第七电池107使用同样的电池。因而，本电池单元主体80包含八个电池101-108，然而使用了电极接头100t形状不同的五种电池。通过减少电池种类的数量，能减小生产电池100所需的费用。
电极接头100t的形状宽泛地划分两种类型，即接头部分在较长方向上伸长且接近隔离件110外侧的类型，和接头全部被隔离件110遮掩的类型。前面一种类型包括第二电池102的正电极接头102p、第三电池103的正和负电极接头103p和103m、第四电池104的负电极接头104m、第五电池105的正电极接头105p、第六电池106的正和负电极接头106p和106m、和第七电池107的负电极接头107m。后一种类型中包括剩余的电极接头，即，第一电池101的正和负电极接头101p和101m、第二电池102的负电极接头102m、第四电池104的正电极接头104p、第五电池105的负电极接头105m、第七电池107的正电极接头107p、和第八电池108的正和负电极接头108p和108m。
接线板161叠置连接于每个电池100中的负电极接头100m。叠置夹在设置有接线板161的负电极接头100m上的正电极101p、104p和107p具有用于纳放接线板161的凹口100b(另外参考图17)。
现在参考图16，下面将说明各电池100的电连接状态。在图16中，被电连接的电极接头100t由以双点划线表示的连接线连接。
邻近连接线标注的“填满的正方形”表示在第一-第三子组件81、82和83中，接近隔离件110的开口窗部112的电极接头100t通过超声波焊接互相连接。邻近连接线标注的“填满的圆形”表示在第一和第三子组件81和83中，接近隔离件110外侧的电极接头100t在隔离件110外侧通过紫外线焊接连接起来。邻近连接线标注的“空白的圆形”表示在子组件81、82和83已经组装之后，当互相连接子组件81和82以及82和83时，接近隔离件110外侧的电极接头100t在隔离件110外侧通过紫外线焊接互相连接。
当组装第一子组件81时，第一电池101的正电极接头101p和第二电池102的负电极接头102m在开口窗部112中进行连接，而第二电池102的正电极接头102p和第三电池103的负电极接头103m在隔离件110外侧进行连接。第一电池101的负电极接头101m和负输出端子150的母线151也在开口窗部112中进行连接(参考图19)。
当组装第二子组件82时，第四电池104的正电极接头104p和第五电池105的负电极接头105m在开口窗部112中进行连接。
当组装第三子组件83时，第七电池107的正电极接头107p和第八电池108的负电极接头108m在开口窗部112中进行连接，而第六电池106的正电极接头106p和第七电池107的负电极接头107m在隔离件110外侧进行连接。第八电池108的正电极接头108p和正输出端子140的母线141在开口窗部112中进行连接。
在子组件81、82和83已经组装之后，当连接第一子组件81和第二子组件82时，第三电池103的正电极接头103p和第四电池104的负电极接头104m在隔离件110外侧进行连接。当连接第二子组件82和第三子组件83时，第五电池105的正电极接头105p和第六电池106的负电极接头106m在隔离件110外侧进行连接。从而，作为电极性不同的电极接头100p和100m的电连接结果，八个叠置的电池101-108以串联连接方式进行连接，且正输出端子140和负输出端子150电连接于沿着叠置方向位于相对端的第八和第一电池108和101。
在前表面侧，四个电压检测部160沿着电池的叠置方向排列在同一条直线上，接线板161位于第一、第三、第五和第七电池101、103、105和107的相应负电极接头101m、103m、105m和107m上。在后表面侧，四个电压检测部160沿着电池的叠置方向排列在同一条直线上，接线板161位于第二、第四、第六和第八电池102、104、106和108的相应负电极接头102m、104m、106m和108m上。例如，通过确定前表面侧上数第一电压检测部160和后表面侧上数第一电压检测部160之间的电压，能得到第一电池101的电压。通过确定后表面侧上数第一电压检测部160和前表面侧上数第二电压检测部160之间的电压，能得到第二电池102的电压。类似地，能得到第三-第八电池103-108的电压。
现在，将在下面参考图15说明电池100和隔离件110在电池单元主体80中的叠置状态。在图15中，从隔离件110前面凸出的元件表示销113，而从其后面凸出的元件表示搭扣配合爪116。下面将彼此分开地说明前表面侧和后表面侧。
首先，在前表面侧，第一和第二隔离件121和122夹持处于叠置状态下的负电极接头101m和负输出端子150的母线151。第二和第三隔离件122和123夹持第二电池102的正电极接头102p。第三和第四隔离件123和124夹持第三电池103的负电极接头103m。第五和第六隔离件125和126夹持处于叠置状态下的第四电池104的正电极接头104p和第五电池105的负电极接头105m。第六和第七隔离件126和127夹持第六电池106的正电极接头106p。第七和第八隔离件127和128夹持第七电池107的负电极接头107m。第八和第九隔离件128和129夹持处于叠置状态下的第八电池108的正电极接头108p和正输出端子140的母线141。
在后表面侧，第十隔离件130叠置在第十一隔离件131上。第十一和第十二隔离件131和132夹持处于叠置状态下的第一电池101的正电极接头101p和第二电池102的负电极接头102m。第十二和第十三隔离件132和133夹持第三电池103的正电极接头103p。第十三和第十四隔离件133和134夹持第四电池104的负电极接头104m。第十四和第十五隔离件134和135夹持第五电池105的正电极接头105p。第十五和第十六隔离件135和136夹持第六电池106的负电极接头106m。第十七和第十八隔离件137和138夹持处于叠置状态下的第七电池107的正电极接头107p和第八电池108的负电极接头108m。
隔离件110也具有不同的形状。一些隔离件的前侧和后侧自身保持不便且在前表面侧和后表面侧方向颠倒地设置。此外，前表面侧上的九个隔离件121-129包括相同的隔离件，而后表面侧上的九个隔离件130-138包括相同的隔离件。电池单元主体80包括18个隔离件121-138，且使用八种形状不同的隔离件。第一隔离件121-第十八隔离件138的种类在下面通过使用符号#8-#15示出。
后表面侧前表面侧第十隔离件130#9 第一隔离件121#9第十一隔离件131#12第二隔离件122#13第十二隔离件132#11第三隔离件123#10第十三隔离件133#10第四隔离件124#11第十四隔离件134#11第五隔离件125#12第十五隔离件135#10第六隔离件126#11第十六隔离件136#11第七隔离件127#10第十七隔离件137#15第八隔离件128#9第十八隔离件138#14第九隔离件129#8现在，将在下面描述装配本实施例中的组合电池50的过程。在图27、图29、图31、图33、图35、图37和图39中，用影线指出承受超声波焊接的位置。
(第一子组件81的组装)在前表面侧，第一和第二隔离件121和122夹持处于叠置状态下的第一电池101的负电极接头101m和负输出端子150的母线151，而负电极接头101m和负输出端子150部分接近开口窗部112，如图26中所示。第二隔离件122的销113穿过母线151、负电极接头101m和接线板161的相应通孔153、109和162，且配装于第一隔离件121的凹入部114。如图27中所示，接近开口窗部112的负电极接头101m和母线151通过超声波焊接进行连接。结果，负输出端子150电连接到第一电池101。
第十隔离件130在后表面侧上叠置在第十一隔离件131上，如图28中所示。第十一和第十二隔离件131和132夹持处于叠置状态下的第一电池101的正电极接头101p和第二电池102的负电极接头102m，而电极接头101p与102m部分地接近开口窗部112。第十二隔离件132的销113穿过负电极接头102m和接线板161的相应通孔109和162，且配装于第十一隔离件131的凹入部114。由于接线板161不能叠置在正电极接头101p上，所以电极接头101p和102m被互相紧密结合地夹持。用双面涂覆带将第一电池101和第二电池102的相对表面粘合起来。如图29中所示，接近开口窗部112的正电极接头101p和负电极接头102m通过超声波焊接进行连接。结果，第一电池101和第二电池102以串联连接方式进行连接。此外，在前表面侧上，第二和第三隔离件122和123夹持第二电池102的正电极接头102p，正电极接头102p的一部分接近隔离件122和123的外侧(参考图28和图29)。第三隔离件123的销113穿过正电极接头102p的通孔109，且配装于第二隔离件122的凹入部114中。
在前表面侧上，第三和第四隔离件123和124夹持第三电池103的负电极接头103m，负电极接头103m的一部分接近隔离件123和124的外侧，如图30中所示。第四隔离件124的销113穿过负电极接头103m和接线板161的相应通孔109和162，并配装于第三隔离件123的凹入部114中。用双面涂覆带将第二电池102和第三电池103的相对表面粘合起来。接近隔离件121-124外侧的第二电池102的正电极接头102p和第三电池103的负电极接头103m通过超声波焊接在隔离件121-124外侧进行连接，如图31中所示。结果，第二电池102和第三电池103以串联连接方式连接。然后，在后表面侧上，第十二和第十三隔离件132和133夹持第三电池103的正电极接头103p，正电极接头103p的一部分接近隔离件132和133的外侧(参考图30和图31)。第十三隔离件132的销113穿过正电极接头103p的通孔109，且配装于第十二隔离件132的凹入部114中。
通过这些步骤，完成第一子组件81的组装。
(第二子组件82的组装)在前表面侧上，第五和第六隔离件125和126夹持第四电池104的正电极接头104p和第五电池105的负电极接头105m，电极接头104p和105m叠置且部分地接近开口窗部112，如图32中所示。第六隔离件126的销113穿过负电极接头105m和接线板161的相应通孔109和162，并配装于第五隔离件125的凹入部114中。由于正电极接头104p不能叠置在接线板161上，所以电极接头104p和105m被互相紧密结合地夹持。用双面涂覆带将第四电池104和第五电池105的相对表面粘合起来。如图33中所示，接近开口窗部112的正电极接头104p和负电极接头105m通过超声波焊接进行连接。结果，第四电池104和第五电池105以串联连接方式连接。然后，在后表面侧上，第十四和第十五隔离件134和135夹持第五电池105的正电极接头105p，正电极接头105p部分接近隔离件134和135的外侧(参考图32和图33)。第十四隔离件134的销113穿过负电极接头104m和接线板161的相应通孔109和162。
这些步骤完成第二子组件82的组装。
(第三子组件83的组装)在前表面侧上，第八和第九隔离件128和129夹持叠置的第八电池108的正电极接头108p和正输出端子140的母线141，正电极接头108p的一部分和正输出端子140的一部分接近开口窗部112，如图34中所示。第九隔离件129的销113穿过母线141和正电极接头108p的相应通孔143和109，并配装于第八隔离件128的凹入部114。如图35中所示，通过超声波焊接接近开口窗部112的正电极接头108p和母线141。结果，正输出端子140电连接到第八电池108。
在后表面侧上，第十七和第十八隔离件137和138夹持叠置的第七电池107的正电极接头107p和第八电池108的负电极接头108m，电极接头107p和108m部分接近开口窗部112，如图36中所示。第十八隔离件138的销113穿过负电极接头108m和接线板161的相应通孔109和162，并配装于第十七隔离件137的凹入部114中。由于正电极接头107p不能叠置在接线板161上，所以电极接头107p和108m被紧密结合地夹持。用双面涂覆带将第七电池107和第八电池108的相对表面粘合起来。如图37中所示，通过超声波焊接连接接近开口窗部112的正电极接头107p和负电极接头108m。结果，第七电池107和第八电池108以串联连接方式连接。然后，在前表面侧上，第七和第八隔离件127和128夹持第七电池107的负电极接头107m，负电极接头107m部分接近隔离件127和128的外侧(参考图36和图37)。第八隔离件128的销113穿过负电极接头107m和接线板161的通孔相应109和162，并配装于第七隔离件127的凹入部114中。
在后表面侧上，第十六隔离件136叠置在第十七隔离件137上，如图38中所示。第十七隔离件137的销113配装于第十六隔离件136的凹入部114中。第六电池106的负电极接头106m安装在第十六隔离件136上，负电极接头106m部分地接近隔离件136的外侧。第十六隔离件136的销113穿过负电极接头106m和接线板161的相应通孔109和162。用双面涂覆带将第六电池106和第七电池107的相对表面粘合起来。在前表面侧上，第六电池106的正电极接头106p安装在第七隔离件127上，正电极接头106p部分地接近隔离件127的外侧，如图39中所示。第七隔离件127的销113穿过正电极接头106p的通孔109。然后，接近隔离件127和128外侧的正电极接头106p和负电极接头107m通过超声波焊接在隔离件127和128外侧连接起来。结果，第六电池106和第七电池107以串联连接方式连接。
这些步骤完成第三子组件83的组装。
(子组件81和82与82和83的相互连接)在第一子组件81和第二子组件82进行连接时，参考图10-图12和图15，在前表面侧上，第五隔离件125的销113配装于第四隔离件124的凹入部114中；而在后表面侧上，第十四隔离件134的销113穿过第四电池104的负电极接头104m和接线板161的相应通孔109和162，然后配装于第十三隔离件133的凹入部114中。结果，第一子组件81和第二子组件82得以定位和连接。然后，在后表面侧上，第三电池103的正电极接头103p和第四电池104的负电极接头104m通过超声波焊接在隔离件130-135的外侧进行连接。结果，第一子组件81和第二子组件82以串联连接方式连接。
在第二子组件82和第三子组件83进行连接时，在前表面侧上，第七隔离件127的销113穿过第六电池106的正电极接头106p的通孔109，然后配装于的第六隔离件126的凹入部114中；而在后表面侧上，第十六隔离件136的销113穿过第六电池106的负电极接头106m和接线板161的相应通孔109和162，并随后配装于第十五隔离件135的凹入部114中。结果，第二子组件82和第三子组件83得以定位和连接。然后，在后表面侧上，第五电池105的正电极接头105p和第六电池106的负电极接头106m通过超声波焊接在隔离件130-138外侧进行连接。结果，第一-第三子组件81、82和83以串联连接方式连接。
这些步骤完成子组件81和82与82和83的互相连接，结果获得了图9中所示的电池单元主体80。
电极接头100t的相互连接部与电极接头100t和母线141和151的连接部在电池100的较短方向(隔离件110的较长方向)上分为多个位置。当特定的连接部通过超声波焊接进行连接时，将进行组对的电极接头100t可以通过使焊接设备的焊头位于该特定的连接部得以相互夹持，而不必进行通过临时撤回沿叠置方向扩散开其他电池的操作，结果便于焊接操作。此外，增加了焊头形状的选择自由度，并便于焊接操作的自动化。而且，预期的品质得以保持，而不会造成已经连接的电极接头100t遭受不适当应力的可能性。
(电池单元60的组装等)随后，将绝缘盖91和92分别安设在电池单元主体80的前表面和后表面上(参考图6和图23A)以获得图3中所示的电池单元60。
将电池单元60容放在下壳体71中，以及将套管93插入隔离件110的螺栓孔111中，如图2中所示。将缓冲件94放置在电池单元60上，并用上壳体72封闭下壳体71的开口部71a。通过借助压紧操作使上壳体72的边缘部72a叠盖于下壳体71周壁71b的边缘部71c，而完成图1中所示的组合电池50的装配。通过插孔91a和92a插入连接器170。
通过使贯穿螺栓穿过壳体70的螺栓孔73和套管93，隔离件110相对于壳体70的位置被固定。结果，多个电池100相对于壳体70的位置被固定。
(改进的实施例)已经描述了电极接头100t通过超声波焊接互相连接的实施例。然而，电极接头100t的互相连接不限于超声波焊接。
(第二实施例)第二实施例与第一实施例的不同在于，隔离件230的结构和互相连接电极接头222和224的方式改变了。
类似于第一实施例，第二实施例的组合电池210具有多个叠置的电池220且各电池220的电极接头222与224互相电连接，电池220通过用封装件封装电产生元件且同时将板状电极接头222和224从封装件引出到外部而形成。该组合电池210还配设有板状的电绝缘隔离件230，适于沿着电池的叠置方向(图40中的垂直方向)从电极接头222和224的相反表面侧夹持电极接头。多个电池220以压实电产生元件的方式被容放在壳体240中。
电池220是扁平形状的电池，如图41中所示。通过顺序地层叠正电极板、负电极板和隔板而形成的叠置型电产生元件(未示出)被包容在扁平型主体226中。电池220是二次电池，如锂离子二次电池。在组合电池210中，多个电池220沿与其中包含的电产生元件的叠置方向相同的方向叠置起来。
电池220具有正电极接头222和负电极接头224，它们从包括电产生元件的扁平主体226伸出。负电极接头224由薄铜片形成，正电极接头222由薄铝片形成。多个电池220如此叠置，使得正电极接头222和负电极接头224可以沿着叠置方向彼此交替，即电极接头的电极性可以彼此交替。
通过将双面涂覆带或粘合剂施用于扁平主体226来互相固定电池220。一对隔离件230将正电极接头222和负电极接头224作为一个叠置对夹持在一起。因而，多个电池220以串联连接方式连接。形成最上层的电池220的的负电极接头224连接于负输出端子252，而形成最下层的电池220的正电极接头222连接于正输出端子250。
第二实施例的隔离件230配设有具有电绝缘性质的绝缘层234和比绝缘层234具有更高热辐射性质的散热层232。作为例子示出的隔离件230以三层结构形成，包括具有绝缘性质的绝缘层234，绝缘层234被具有热辐射性质的散热层232夹持，如图40中所示。当电极接头222和224被一对都具有该三层结构的隔离件230夹持时，使得散热层232能接触叠置的电极接头222和224。
绝缘层234可以由合适的材料形成，只要它能赋予隔离件230电绝缘性质即可。散热层232可以由合适的材料形成，只要它拥有比绝缘层234更高的热辐射性质即可。通过用比形成绝缘层234的材料具有更高导热比的材料形成散热层232，散热层232能拥有比绝缘层234更高的热辐射性质。由于绝缘层234能使隔离件230保留其自身的电绝缘性质，所以用来形成散热层232的材料不必局限于拥有电绝缘性质的物质，而是可以从具有导电性质的物质中选择。从提高热辐射性质的观点选择用来形成散热层232的材料就足够了。具体地说，诸如铝等具有优良热辐射性质的材料用于散热层232。对于绝缘层234，使用诸如陶瓷或树脂等绝缘材料。当导电物质选用为形成散热层232的材料时，不用说，为了赋予隔离件230电绝缘性质，必须沿着电极接头222和224的平面方向布设绝缘层234。
优选地，在保证电绝缘性质的范围内，以可能的最小厚度形成绝缘层234。这是因为在隔离件230的有限厚度内能提高由散热层232引起的热辐射性质。
如图42中所示，隔离件230与电池220近似等宽，且设置在电极接头222和224的整个宽度上。
如图40中所示，一对隔离件230夹持作为一对的两个叠置的正电极接头222和负电极接头224，且沿着叠置方向与正电极接头222和负电极接头224设置在一起。为了处理作为一对的两个正电极接头222和负电极接头224，各个隔离件230的厚度近似等于两个电池220的总厚度并设置在两层的间隔处。各隔离件230以一个梯级交错地设置在电池220的各电极接头侧(图中的横向侧)。因而，除了形成沿着叠置方向位于相对端处的最上和最下层的电池220之外的各个电池220，它们的负电极接头224与设置于上一梯级的其它电池220的正电极接头222接触，而它们的正电极接头222与设置于下一梯级的其它电池的负电极接头224接触。结果，多个电池220以串联连接方式连接。如上所述，负输出端子252连接于形成最上层的电池220的负电极接头224，而正输出端子250连接于形成最下层的电池220的正电极接头222。顺便提及，多个电池220可以以串联连接方式如此连接，使得正输出端子250可以连接于形成最上层的电池220，而负输出端子252可以连接于形成最下层的电池220。
壳体240包含电池220和隔离件230。壳体240上形成有孔，用于引出从叠置的电池220伸出的正输出端子250和负输出端子252。电池220和隔离件230稳固地固定在壳体240内并得以受到保护。
(组装过程)现在，将在下面说明本实施例中的组合电池210的组装过程。
首先，如图43中所示，通过超声波焊接将正输出端子250装接于形成最下层的电池220的正电极接头222。在随后的状态下，形成最下层的电池220通过支承体236支承。这里，支承体236由绝缘材料形成，且用高摩擦片、双面涂覆带或粘合剂配接于正电极接头222和负电极接头224。
随后，将隔离件230’装设于形成最下层的电池220的正电极接头222。为了调节整个组合电池210的总厚度，这里使用的隔离件230’具有一个电池的厚度。由于这个厚度，所以它形成为两层结构。不过，隔离件230’配设有绝缘层234和散热层232，类似于前述具有等于两个电池总厚度的厚度的情形。
然后，叠置下一个电池220。相邻的电池220具有置于其间的粘合剂或双面涂覆带并互相固定。将隔离件230装设于叠置电池220的正电极接头222。在该装设过程中，在使笔直伸展的正电极接头222变形的同时，隔离件230将它压靠于形成最下层的电池220的负电极接头224。正电极接头222由铝形成，它比负电极接头224更容易弯曲。形成最下层的电池220的负电极接头224和与该接头224接触且位于其上面一层的电池220的正电极接头222在叠置时产生与正电极接头222中产生的变形成比例的长度差。
随后，相似地叠置电池220。此时，隔离件230设置在图中的左侧并使正电极接头222和负电极接头224两个接头沿叠置方向接触。
当重复上述叠置过程并将负输出端子252连接于形成最上层的电池220的负电极接头224时，形成如图44中所示的叠置主体。
这里，叠置的正电极接头222和负电极接头224在长度上不同，且正电极接头222和负电极接头224的端面没有对齐。正电极接头222和负电极接头224的这种不完全对齐的端面妨碍它们的组合。因而，通过使用切割器将叠置的正电极接头222和负电极接头224的端面取齐。
如图45中所示，通过使用TIG焊接设备260利用TIG焊接连接电极接头222和224的对齐的端面。TIG焊接设备260配设有不受热量影响的钨电极，且用以通过向其周围环境供送惰性气体气流来实现焊接。在焊接的过程中，同时充当散热器的夹具261从上面和下面托持隔离件230。夹具261在焊接的过程中保持稳定性，且促进在焊接过程中产生的热量的扩散。
利用TIG焊接，保证了正电极接头222和负电极接头224之间的电连接。在整个TIG焊接结束后，通过将叠置的主体放在壳体240中完成如图40中所示的组合电池210。
根据与第一实施例类似的第二实施例，通过如上所述地用隔离件230夹持电极接头222和224，得以提供组合电池210，其拥有提高的抗震强度，显示出不受振动输入的影响，且允许尺寸上的紧凑性。该组合电池210具有由隔离件230作为一对夹持的正电极接头222和负电极接头224两个接头。由于正电极接头222和负电极接头224组合成对，所以它们能以它们不变的姿势进行连接。因而，该操作易于进行且能产生稳定的连接。
作为连接电极接头的方式，包括将叠置的电极接头夹持在机臂和砧座之间并通过超声波焊接将它们连接起来的方法可供使用。当通过超声波焊接连接相邻的电极接头时，必需在电极接头的上面和下面获得用来纳放机臂和砧座的空间。因而，当待叠置的电池的电极接头具有相同的形状时，通过将已经连接的区域分开来获得所述空间，而连接区域因此受到用于分离的力。当分离的连接区域接闭合到先前的状态时，电池和电极接头受到不需要的力。结果，连接区域和电池可能会破裂，可能不能获得稳定的品质。相反，在第二实施例中，虽然叠置的电池220的电极接头222和224具有同样的形状，但被成对的隔离件230夹持的多个电极接头222和224在其接近隔离件230外侧的端部处进行连接。由于正电极接头222和负电极接头224的端部通过TIG焊接进行连接，所以免除了获得用于接纳机臂的空间的必要性。结果，因为不再需要将已经连接的区域分开或闭合，所以能避免连接区域和电池220破裂，且能获得品质稳定的连接。
正电极接头222和负电极接头224以其端部进行连接。因而，正电极接头222和负电极接头224的长度仅需为这些接头可以从隔离件230稍微突出。结果是，具有较之以往更小长度的正电极接头222和负电极接头224就足够了，且组合电池210的尺寸得以减小。
由于隔离件230支承正电极接头222和负电极接头224，所以即使当待叠置电池220的数量很大时，也能在整个叠置过程完成之后，最终也能集体地相互连接各电池220。因而，叠置过程可以在不对待叠置的层数加以任何限制的情况下进行。
此外，各自包含具有热辐射性质的散热层232的隔离件230分别设置在叠置的正电极接头222和负电极接头224的上面和下面。因而，当正电极接头222和负电极接头224在它们通过焊接进行连接产生热量时，隔离件230放出热量。结果，热量几乎不传递到电池220。，因而，能防止在连接过程中由于热量造成的电池220的损坏。
顺便提及，前述实施例通过TIG焊接连接电池220。然而，电池220的连接不限于TIG焊接。
如图46中所示，叠置的电极接头222和224可以通过使用激光焊接设备262利用激光焊接互相连接。
激光焊接设备262借助于透镜将由振荡器发出的激光聚光于叠置的正电极接头222和负电极接头224的端部上。因此，正电极接头222和负电极接头224的端部被熔合和连接。
另外，如图47中所示，叠置的电极接头222和224可以通过摩擦搅拌压焊互相连接。在这种情况下，保持旋转的摩擦搅拌工具264被插置于正电极接头222和负电极接头224的端面，并使之搅拌和连接正电极接头222和负电极接头224的材料本身。
连接部能获得提高的机械强度，因为与使材料熔化的方法不同，该方法在不使接头材料熔化的情况下连接叠置的接头。此外，就连接的材料仅以极小程度变形或弯曲而言，该方法是有利的。
(改进实例)已经阐明了以散热层232-绝缘层234-散热层232三层结构形成隔离件230的实施例。然而，隔离件230不限于该结构。例如，可以以包含一个散热层232和一个绝缘层234的两层结构形成隔离件。当电极接头222和224由一对两层型隔离件夹持时，这些隔离件之一上的散热层232需要接触叠置电极接头222和224中的任一个。即使利用这样一种结构，在通过焊接相互连接电极接头222和224时，也可防止电池220由于热量而损坏。
第一实施例中说明的隔离件110可以采用配设有绝缘层234和散热层232的隔离件。此外，代替通过超声波焊接相互连接接近开口窗部122的电极接头100p和100m的模式，由一对隔离件夹持的多个电极接头100p和100m也可以如第二实施例所构想的那样，在其接近隔离件外侧的端部处进行连接。
(第三实施例)类似于第一实施例的、电池220叠置期间隔离件实现的定位功能可以附加于第二实施例中的隔离件230的功能。
下面将针对具有定位功能的隔离件说明第三实施例。
如图48和图49中所示，第三实施例中的隔离件270以三层结构形成，包括具有绝缘性质的绝缘层274，绝缘层274由具有热辐射性质的散热层272夹持。这里，形成最上层的散热层272设置有凸起部271(对应于凸出部)。然后，形成最下层的散热层272设置有凹入部273。凸起部271和凹入部273具有近似同样的直径和深度，且设置在散热层272的前面和后面上的对应位置处。
因而，当隔离件270被叠置以便夹持电池220的电极接头222和224时，隔离件270以凸凹组合的方式互相配接，如图50中所示。这里，电池220的电极接头222和224分别在其上预先形成有孔部223和225，孔部223和225允许隔离件270的凸起部271插过其中。与第一实施例相似，电极接头222和224在其上形成有孔部223和225，而凸起部271和凹入部273形成接合件117。
通过将作为一对的电池220的电极接头222和224穿过隔离件270的凸起部271同时使隔离件270相互配接的过程，获得图50中所示的叠置体。与第二实施例相似，用切割器使形成的叠置体的电极接头222和224的端面对齐。通过焊接连接对齐的端面。结果，完成了叠置体设置在壳体240内的组合电池。
顺便提及，设置在最下层中的隔离件270a在其上仅形成有凸起部而没有形成凹入部，该凸起部与设置在上一梯级的隔离件270的凹入部273配接。于是，设置在最上层的隔离件270b在其上仅形成有凹入部而没有形成凸起部，该凹入部与下一梯级的隔离件270的凸起部271配接。因而，允许不需要的凸起部271和凹入部273保留在最上层和最下层中。
第三实施例的隔离件270设置有如上所述的凸起部271和凹入部273。隔离件270的凸起部271穿过电池220的电极接头222和224，然后配接到凹入部273中。结果，隔离件270互相定位，且电极接头222和224也被定位。即，电池220同样被定位。如上述实现的隔离件270的凸起部271和凹入部273的互相配接使得在叠置过程中便于定位。
很明显，本发明不局限于上面所示和所述的特定实施例，而是可以在不背离本发明技术概念的情况下作出各种改变和改进。
2004年10月26日和2004年12月27日提出申请的日本专利申请No.2004-310545和2004-376184的全部披露内容，包括说明书、权利要求书、附图和摘要，在此全部并入作为参考。
权利要求
1.一种组合电池，包括多个扁平电池，每个扁平电池配设有封装电产生元件的封装件和从封装件向外部引出的电极接头，所述多个扁平电池被叠置起来，且沿叠置方向彼此相邻的扁平电池的电极接头相互电连接，以及绝缘板，所述绝缘板沿着所述多个扁平电池的叠置方向从所述电极接头的相反表面侧夹持电极接头并具有电绝缘性质。
2.如权利要求1所述的组合电池，其特征在于，夹持电极接头的所述成对配置的绝缘板中的一个同时用于夹持另一电极接头。
3.如权利要求1所述的组合电池，其特征在于，所述各绝缘板相互连接。
4.如权利要求1所述的组合电池，其特征在于，夹持电极接头的所述成对配置的绝缘板设置有接合件，该接合件适于通过沿叠置方向穿过所述电极接头来固定电极接头。
5.如权利要求4所述的组合电池，其特征在于所述电极接头设置有沿着叠置方向的通孔，以及所述接合件设置有凸出部和凹入部，所述凸出部适于插入设置在所述成对配置的绝缘板之一上的通孔中，所述凹入部适于允许在其中插入设置在所述成对配置的绝缘板中另一个上的、插入所述通孔中的凸出部的前端。
6.如权利要求5所述的组合电池，其特征在于所述绝缘板分别设置有凸出部和凹入部，所述凸出部设置在沿叠置方向的相对表面之一上，而所述凹入部设置在沿叠置方向的相对表面中的另一个上，以及所述凸出部和所述凹入部沿叠置方向设置在同一条直线上。
7.如权利要求1所述的组合电池，其特征在于所述绝缘板分别设置有用于暴露被夹持的电极接头的部分周缘的凹口，以及通过所述凹口暴露的电极接头的区域用作检测每个所述扁平电池的电压的电压检测部。
8.如权利要求7所述的组合电池，其特征在于，还包括连接器，该连接器设置有可连接于所述电压检测部的连接端子且可拆卸地装接于所述电压检测部。
9.如权利要求8所述的组合电池，其特征在于所述多个电压检测部沿叠置方向排列在同一条直线上，以及所述连接器设置有多个相应于所述各电压检测部的位置设置的连接端子。
10.如权利要求7所述的组合电池，其特征在于，所述电压检测部设置叠置连接于所述电极接头的电压检测接线板。
11.如权利要求10所述的组合电池，其特征在于，叠置夹持在设置有所述电压检测接线板的电极接头上的电极接头设置有用于接纳所述电压检测接线板的凹口。
12.如权利要求10所述的组合电池，其特征在于所述电极接头通过超声波焊接互相连接，以及所述电极接头和所述电压检测接线板通过冲压压紧或使用铆钉进行连接。
13.如权利要求10所述的组合电池，其特征在于所述电极接头和所述电压检测接线板通过冲压压紧或使用具有头部的铆钉进行连接，以及每个绝缘板设置有凹入部，该凹入部允许通过冲压压紧形成于所述电压检测接线板表面上的凸起部或者电压检测接线板表面的铆钉的所述头部插入其中。
14.如权利要求1所述的组合电池，其特征在于所述绝缘板设置有沿叠置方向贯穿形成的开口窗部，所述多个电极接头堆叠设置，靠近所述开口窗部，且由所述成对配置的绝缘板夹持，以及所述多个扁平电池通过相互连接靠近所述开口窗部的电极接头进行电连接。
15.如权利要求1所述的组合电池，其特征在于所述电极接头由绝缘板夹持，而所述电极接头的一部分靠近所述成对配置的绝缘板的外侧，以及所述多个扁平电池通过相互连接靠近所述绝缘板外侧的电极接头进行电连接。
16.如权利要求1所述的组合电池，其特征在于，还包括正和负组合电池输出端子，且其中所述绝缘板设置有沿叠置方向贯穿形成的开口窗部，所述电极接头和所述组合电池输出端子之一叠放设置，靠近所述开口窗部，且由所述成对配置的绝缘板夹持，以及每个所述组合电池输出端子通过连接靠近所述开口窗部的电极接头和该组合电池输出端子而电连接于所述扁平电池。
17.如权利要求16所述的组合电池，其特征在于多个叠置的扁平电池通过电连接电极性不同的电极接头以串联连接方式连接，以及所述正组合电池输出端子和负组合电池输出端子电连接于沿叠置方向位于两相对端处的电池。
18.如权利要求1所述的组合电池，其特征在于，所述绝缘板配设有具有电绝缘性质的绝缘层和比所述绝缘层具有更高热辐射性质的散热层。
19.如权利要求1所述的组合电池，其特征在于所述多个电极接头叠放设置，其端部靠近所述绝缘板的外侧，且由所述成对配置的绝缘板夹持，以及所述多个扁平电池通过相互连接靠近所述绝缘板外侧的电极接头的所述端部进行电连接。
20.如权利要求1所述的组合电池，其特征在于，还包括用于固定隔离件的位置并容纳多个扁平电池的壳体。
全文摘要
本发明公开了一种组合电池，其中叠置有多个扁平电池，每个扁平电池通过用封装件封装电产生元件并从封装件向外部引出板状电极接头而形成，且扁平电池的电极接头互相电连接。该组合电池包括板状的电绝缘隔离件，隔离件适于沿着所述多个扁平电池的叠置方向从电极接头的相反表面侧夹持电极接头。夹持电极接头的成对配置的隔离件包括接合件，接合件适于通过沿着叠置方向穿过电极接头来固定电极接头。
文档编号H01M2/20GK1767229SQ20051011816
公开日2006年5月3日 申请日期2005年10月26日 优先权日2004年10月26日
发明者太田正保, 雨谷竜一, 矶永泰介, 大上悦夫 申请人:日产自动车株式会社