蓄电装置的制作方法

专利名称：蓄电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蓄电装置。
背景技术：
已知的蓄电装置，例如二次电池或双电层电容器(电容器)，被用作 混合动力车辆和电动车辆的电池。当充电和放电时，蓄电装置产生的热使 蓄电装置的性能和寿命降低。因此，已经提出了使用冷却剂(气体或液 体)来冷却蓄电装置(或容纳蓄电装置的壳体)的各种技术。
然而，由于蓄电装置不断地制成具有更大的输出和更高的密度，例 如，多个的单电池堆叠在一起形成的组合电池或者电池组可能不能被充分 地冷却。
艮P，尽管冷却剂直接接触电池组的外表面，却不会与电池组内侧的区 域接触，这使得很难冷却该区域。更具体地，在多个的单电池堆叠在一起 形成的电池组中，每个单电池具有堆叠在一起的正电极体和负电极体，且 电解质层置于正电极体和负电极体之间，朝向电池组中心的区域中的热量 不能容易地散发，因此该区域的温度变得高于电池组外周侧的区域的温 度。这导致电池组的中心区域和外周区域之间温度的差异。
这样，与单电池的堆叠方向垂直的平面中的温度分布存在差异。如果 单电池在这个垂直于堆叠方向的平面上没有被一致地冷却，充电和放电性 能将不稳定，并进而将縮短蓄电装置的寿命。
因此，日本专利申请公开No. 2004-31281 (JP-A-2004-31281)和No. 2005-71784 (JP-A-2005-71784)中描述的相关技术在堆叠的电池上设置了 散热片，并且执行堆叠的电池的内部和冷却剂之间的热交换。
图9A和9B示出了相关技术的冷却方法。典型地，通过使冷却剂流入
4蓄电装置，并将被加热的冷却剂排放到蓄电装置外部来冷却蓄电装置，其
中冷却剂通过与组成蓄电装置的多个蓄电体进行热交换而被加热。图9A 示出了横流式冷却方法，其中冷却剂流入被容纳在壳体中的蓄电装置中的 流入和冷却剂从该壳体流出的流出是横跨蓄电装置(即，蓄电体)(即， 蓄电装置的相对两侧)的相同方向。图9B示出了逆流式冷却方法，其中 冷却剂的流入和流出在蓄电装置(即，蓄电体)的同一侧，因此流入壳体 的冷却剂流过蓄电装置(即，蓄电体)，然后回到入口侧，从那里流出到 壳体外。
然而，朝向由多个蓄电体堆叠在一起而组成的蓄电装置的中心的区域 中的热量难于散发，因此，朝向中心的区域中的温度变得高于朝向外周的 区域中的温度。因此，朝向中心的区域中冷却剂和蓄电体之间的换热量不 同于朝向外周的区域中冷却剂和蓄电体之间的换热量。即，即使具有利用 散热片冷却电池内部的结构，如JP-A-2004-31281和JP-A-2005-71784中的 结构，但是仍然很难利用横流式冷却方法或逆流式冷却方法来一致地冷却 单个蓄电体。
换言之，相关技术中的横流式冷却方法和逆流式冷却方法都没有考虑 到朝向蓄电装置中心的区域和朝向蓄电装置外周的区域之间的温度分布的 不同。利用这两种方法，冷却剂仅在一个方向流过多个流路。因此，不能 抑制蓄电装置中与蓄电装置堆叠方向垂直的平面上的温度的不同。
同样，从使冷却剂流过整个蓄电装置的角度看，对于相关技术中的横 流式冷却方法或逆流式冷却方法，冷却剂的流入部分和流出部分彼此分开 设置。因此每个部分需要有导管等，增加了部件的数量。具体地，至少需 要设置两个导管，即， 一个用于冷却剂入口侧，另一个用于冷却剂流出 侧，而且这些导管占用空间。从而难于使蓄电装置变小来使其占用更小的 空间。

发明内容
因此，本发明提供一种蓄电装置，其可以抑制垂直于堆叠方向的平面 中的温度的不同。蓄电体的蓄电装置。 该蓄电装置还具有i )多个孔，其在蓄电体的堆叠方向上从一个端侧延 伸到另一个端侧，并且冷却剂流经该多个孔；多个孔包括设置在蓄电体的 第一区域中的第一孔和设置在第二区域中的第二孔，第二区域散热优于第 一区域散热；以及ii)引导部分，其将已经通过第一孔的冷却剂引导到第 二孔中。
而且，引导部分可以将己经通过第一孔的冷却剂引导到第二孔中，使 得第一孔中的冷却剂的流入侧和第二孔中的冷却剂的流出侧在蓄电体的堆 叠方向的一个端侧。
而且，蓄电装置可以包括一对保持构件，其在堆叠方向上保持蓄电 体；以及流入部分和流出部分，冷却剂通过流入部分流入第一区域，冷却 剂从第二区域通过流出部分流出到蓄电装置的外部。流入部分和流出部分 可以设置在一对保持构件中的一个保持构件上，并且引导部分设置在另一 个保持构件上。
此外，流入部分和流出部分可以设置在一个保持构件的相同侧，并且 可以在一个保持构件的长度方向上彼此相邻地设置。
而且， 一个保持构件可以具有分隔部分，其将流入流入部分的冷却剂 与从流出部分流出的冷却剂隔离。
而且， 一个保持构件可以在面对蓄电体的表面上具有凹入部分，并且 凹入部分被分隔部分分为对应于第一区域的部分和对应于第二区域的部 分。
此外， 一个保持构件可以具有在蓄电体的堆叠方向上开口的开口部 分，并且开口部分被分隔部分分为对应于第一区域的部分和对应于第二区 域的部分。
而且， 一个保持构件可以形成为内部具有中空部分的板状，并且中空 部分被分隔部分分为对应于第一区域的部分和对应于第二区域的部分。并 且， 一个保持构件的面对蓄电体侧的表面在与设置在蓄电体中的孔对应的 位置处可以具有多个孔。
而且，第一区域是基本上位于蓄电体的中心部分的区域，并且第二区域从两侧夹着第一区域或包围第一区域。此外，蓄电体可以具有电解质层 和多个电极体，多个电极体以电解质层夹在两个电极体之间的方式堆叠， 并且孔被设置为贯穿蓄电体以从蓄电体的一个端侧延伸到蓄电体的另一个
因而，本发明可以抑制垂直于蓄电装置的堆叠方向的平面中的温度的 不同。


参照附图，从以下对优选实施例的描述中本发明的前述和其它目的、 特征和优点将变得明显，其中，类似的标号用来表示类似的元件，其中
图1A和1B是根据本发明第一示例实施例的蓄电装置的视图，图1A
是蓄电装置的分解立体图，图1B是蓄电装置的外部立体图； 图2是根据第一示例实施例的双极性电池的外部立体图； 图3是根据第一示例实施例的双极性电池的截面图； 图4是根据第一示例实施例的蓄电装置的截面图5A和5B是根据第一示例实施例的蓄电装置的视图，图5A是俯视 图，图5B是侧视图6是根据本发明第二示例实施例的蓄电装置的外部立体图； 图7是根据本发明第三示例实施例的蓄电装置的分解立体图8A和8B是蓄电装置的上保持构件的改进示例的视图； 图9A和9B是示出根据相关技术的冷却方法的视图。
具体实施例方式
在以下的说明和附图中，将通过示例实施例更详细地描述本发明。图 1是示出根据本发明第一示例实施例的蓄电装置的结构的立体图。在该示 例实施例中，双极性电池将作为蓄电装置的示例被描述，但是本发明也可 以应用于用作为蓄电装置的双电层电容器。
如图1所示，该示例实施例的蓄电装置包括双极性电池(组合电池或 者电池组)1和在堆叠方向上保持多个单电池的一对保持构件。该对保持
7构件由上保持构件20和下保持构件30构成，并被设置为在堆叠方向上夹 住双极性电池l。
图2是示意性地示出双极性电池1的结构的外部立体图。图3是示出 双极性电池1的内部结构的截面图。所示的截面包括形成在双极性电池1 中的孔。
如图2和3所示，双极性电池1形成有多个双极性电极(电极体)10 和固体电解质层14，多个双极性电极(电极体)10以固体电解质层14夹 在相邻的电极10之间的方式堆叠在一起。此外，可以适当地设定堆叠的 单电池的数量。
正电极层12形成在集电器11的一侧，并且负电极层13形成在集电器 ll的另一侧。电极层12、 13和集电器11共同形成双极性电极10。电极层 12、 13可以通过喷墨方法等形成在集电器11上。
此外，在位于双极性电池1的堆叠方向(即，图中的Z方向)的两端 处的两个集电器11的每个上，电极层(正电极层或负电极层)仅在一侧 上被形成。此外，用于提取电流的电极片(正极片或负极片)被电连接且 机械连接到那两个集电器ll的每个的另一侧(未图示)。
该实示例施例中的双极性电池1还具有在堆叠方向上从一端侧延伸到 另一端侧的孔15 (图2和3中仅示出一个)，其被设置在垂直于堆叠方向 的表面中(即，该表面沿着位于X-Y方向的平面(即，堆叠平面)，在下 文中被称为"堆叠面")。孔15的两端在双极性电池1的两个端面处暴 露到外部，因此孔15贯穿双极性电池1。
孑L 15都具有大体上相同的直径，并且(在堆叠面中)具有大致圆形 的截面形状，而且在孔15的内周表面上形成由聚合树脂等制成的绝缘层 16。而且，孔15的直径大到足以使冷却剂通过。
这里，将描述具有这些孔15的双极性电池1的具体制造方法。首 先，当使用喷墨方法等通过涂覆制造双极性电池1时，可以通过不将形成 双极性电极IO和固体电解质层14的材料涂覆到形成孔15的部分来形成具 有孔15的双极性电池1。更具体地，使用掩模件对这些部分进行遮罩，使 得上述材料不会涂覆到那些部分。另一方面，当首先形成双极性电极10和固体电解质层14，然后将它 们堆叠在一起时，可以通过在形成这些构件的过程中形成孔15来形成双 极性电池l。
例如，在通过挤压成形来形成固体电解质层14时，？L 15也可以在该 挤压成形过程中形成。同样，当通过切割长的金属箔等来形成集电器11 时，可以在此时移去(即，切去)与孔15对应的部分。可以通过将形成 电极层12、 13的材料涂覆到其中已经形成孔15的集电器11来获得双极性 电极IO。此时，形成电极层12、 B的材料被涂覆到除了孔15以外的集电 器ll的整个表面。
上保持构件20是板状件，其在双极性电池1的堆叠方向上具有厚 度，并且形成为具有与双极性电池l相同的长度和宽度(即，在X方向和 Y方向上具有相同的尺寸)或比双极性电池1更长更宽。在上保持构件20 与双极性电池l相对的表面上形成凹入部分21，其具有相对于双极性电池 1凹入的表面。当上保持构件20被设置在双极性电池1的一端侧时，通过 该凹入部分(即，凹入表面21)在上保持构件20和双极性电池1之间形 成空间。
此外，凹入部分21形成的位置对应于第一区域A以及第二区域B， 该第一区域A基本上位于双极性电池1的中心部分，该第二区域B与该第 一区域A相邻，即从两侧夹着第一区域A。在该示例性实施例中，对应于 第一区域A的第一凹入部分21a以及对应于第二区域B的第二凹入部分 21b、 21c被形成在上保持构件20中。而且，第一凹入部分21a通过从凹 入部分21向蓄电装置1突出的突出部分(即，分隔部分25)与第二凹入 部分21b和第二凹入部分21c两者分隔。相应地，当上保持构件20被设置 在双极性电池1的一端侧时，通过这些凹入部分和分隔部分25在上保持 构件20和双极性电池1之间形成各自的空间。
冷却剂流入双极性电池1的流入部分23以及已经流经双极性电池1的 冷却剂流出双极性电池1的流出部分24被形成在上保持构件20的侧面。 流入部分23是使对应于第一区域A的第一凹入部分21a和冷却剂供应导 管之间相通的开口部分。流出部分24是使对应于第二区域B的第二凹入部分21b、 21c和冷却剂排放导管之间相通的开口部分。在该示例实施例 中，流入部分23和流出部分24被设置在上保持构件20的同一侧，并且在 上保持构件20的长度方向上彼此平行。
下保持构件30是板状件，其在双极性电池1的堆叠方向上具有厚 度，并且类似于上保持部分20，形成具有与双极性电池l相同的长度和宽 度(即，在X方向和Y方向上具有相同的尺寸)或比双极性电池l更长更 宽。在下保持构件30与双极性电池1相对的表面上形成凹入部分(引导 部分)31，其具有相对于双极性电池1凹入的表面。当下保持构件30被 设置在双极性电池1的与设置上保持构件20的端侧相反的另一端侧时， 通过该凹入部分31的凹入表面在下保持构件30和蓄电装置1之间形成空 间。
设置在下保持构件30中的凹入部分31被形成为横跨蓄电装置1的第 一区域A和第二区域B延伸。对于上保持构件20，当被设置在双极性电 池l的一端侧时，形成对应于第一区域A和第二区域B的各个空间(即， 形成的空间对应于被分隔部分25分隔的第一区域A和第二区域B)。然 而，对于下保持构件30，当被设置在蓄电装置1的另一端侧时，空间由从 蓄电装置1的第一区域A至第二区域B连续的凹入部分31形成，因此已 经通过第一区域A中的孔15 (即，第一孔15a)的冷却剂可以流过第二区 域B中的孔15 (即，第二孔15b)。
这里，将描述蓄电装置1的第一区域A和第二区域B。第一区域A是 朝向蓄电装置1的中心的区域，如上所述，通过充电和放电产生的热量从 该区域不能容易地散发。第二区域B是围绕中心部分的区域(即，双极性 电池1的外周侧上的区域)，通过充电和放电产生的热量从该区域比从第 一区域A更容易散发，因为第二区域B比第一区域A更靠近双极性电池1 的外周。
艮P，双极性电池1的第二区域B具有优于第一区域A的散热能力， 即，第一区域A散热不如第二区域B好。在该示例实施例中，冷却剂的流 入部分23被设置在形成对应于第一区域A的凹入部分21a的位置，并且 冷却剂的流出部分24被设置在形成对应于第二区域B的凹入部分21b、21c的位置。而且，凹入部分31被设置在下保持构件30中。
如图4所示，冷却剂通过流入部分23流入第一区域A，在此处双极性 电池1中心部分的热量趋于聚积。冷却剂然后流过形成在这部分中的孔 15a，流向下保持构件30，即，从堆叠方向的一端侧流向另一端侧。从孔 15a流出进入下保持构件30的凹入部分31中的冷却剂继而被凹入部分31 引导，从而流入形成在与第一区域A左侧和右侧相邻的第二区域B中的孔 15b。这样，冷却剂流过孔15a，然后朝向上保持构件流过孔15b， g卩，从 堆叠方向的另一端侧流向一端侧，然后通过流出部分24从第二区域B流 出双极性电池1。
艮P，该示例实施例中形成在下保持构件30中的凹入部分31将己经通 过孔15a的冷却剂引入孔15b，从而形成在双极性电池1的第一区域A中 的孔15a的流入侧和形成在第二区域B中的孔15b的流出侧处于双极性电 池1的一侧。因此，冷却剂流过第一区域A的孔15a的流动方向与冷却剂 流过第二区域B中的孔15b的流动方向相反，g卩，冷却剂以一个方向通过 孔15a并以相反的方向通过孔15b。
因此，如图5A所示，流入第一区域A (即，孔15a)的冷却剂在流向 下保持构件30的同时被与第一区域A中的双极性电池1的热交换加热， 并且流入第二区域B (即，孔15b)的冷却剂在流向上保持构件20的同时 执行与第二区域B中的双极性电池1的热交换。
此时，双极性电池1的中心部分侧的第一区域A被尚未被与双极性电 池1的热交换所加热的冷却剂冷却，同时双极性电池1的外周部分侧的第 二区域B通过与已经被与双极性电池1的第一区域A的热交换所加热的冷 却剂的热交换而被冷却。即，在通过增加不能较好地散热的第一区域A和 冷却剂之间的换热量来抑制双极性电池1的中心部分侧的温度的升高的同 时，通过减小较好地散热的第二区域B和冷却剂之间的换热量，可以冷却 能够较好地散热的第二区域B，使得第二区域B的温度不会变得低于第一 区域A的温度。并且，在图5B中，实线箭头示出经由流入部分23流入第 一区域A并继而通过孔15a的冷却剂的流动方向，同时点划线箭头示出从 孔15a流出进入下保持构件30的凹入部分M继而通过第二区域B的孔
ii15b并经由流出部分24流出双极性电池1的冷却剂的流动方向。
这样，通过使冷却剂首先流入不能很好地散热的第一区域并继而流过 能够比第一区域A更好地散热的第二区域，该示例实施例中的双极性电池 1可以抑制在垂直于堆叠方向的平面中的温度分布的不同，使得双极性电 池1呈现稳定的充电和放电性能。因此，可以抑制双极性电池1的寿命的 降低。
而且，在该示例实施例的双极性电池1中，凹入部分(即，引导部 分)31将已经通过孔15a的冷却剂引导进入孔15b，从而形成在双极性电 池1的第一区域A中的孔15a的流入侧和形成在第二区域B中的孔15b的 流出侧位于双极性电池1的一端侧。因此，如图5A和5B所示，将冷却剂 供应到流入部分23的导管Dl和排放从流出部分24流出的冷却剂的导管 D2可以被设置在双极性电池1的同一侧，并且在垂直于堆叠方向的同一个 平面内彼此相邻。
因此，导管D1和导管D2可以被形成为单个导管D，减少了部件的数 量。与相关技术中的结构(例如，其中必须在冷却剂流入和流出侧设置至 少两个导管)相比，布置导管所需的空间更小，这意味着双极性电池1占 用更少的空间。
图6是根据本发明第二示例实施例的蓄电装置的结构的立体图。在该 示例实施例中，如上所述的第一示例实施例中的上保持构件20中设置的 流入部分23和流出部分24被设置在上保持构件20的上表面。而且，第二 示例实施例的与第一示例实施例的结构相同的结构将用相同的标号表示， 并且将省略对该结构的描述。
如图6所示，该示例实施例中的上保持构件20a是板状件，其在双极 性电池1的堆叠方向上具有厚度，并且形成为具有与双极性电池1相同的 长度和宽度或比双极性电池1更长更宽。上保持构件20a具有在堆叠方向 上打开的开口部分26a、 26b和26c。开口部分26a的尺寸对应于第一区域 A，并且开口部分26b和26c的尺寸对应于第二区域B。分隔部分25被设 置在开口部分26a和开口部分26b之间，以及开口部分26a和开口部分 26c之间，从而开口部分26a、 26b和26c彼此被分隔。方向上打开的开 口部分26a、 26b和26c，因此这些开口部分的开口表面可以被用作为流入 部分23和流出部分24。 g卩，通过将开口部分26a的开口表面用作为流入 部分23，以及将开口部分26b和26c用作为流出部分24，流入部分23和 流出部分24可以在双极性电池1的同一侧彼此平行地设置在堆叠方向的 基本上平行的平面中。
相应地，将冷却剂供应到流入部分23的导管Dl和排放从流出部分24 流出的冷却剂的导管D2可以被形成为单个导管，从而减少了部件的数 量。与相关技术中的结构(例如，其中必须在冷却剂流入和流出侧设置至 少两个导管)相比，布置导管所需的空间更小，这意味着双极性电池1占 用更少的空间。
而且，在图6中，开口部分26a、 26b和26c在堆叠方向具有相同的截 面面积，但是它们也可以被形成为在堆叠方向具有不同的截面面积。例 如，双极性电池1侧的开口表面的尺寸可以与第一区域或第二区域相同， 同时设置导管侧的开口表面可以小于双极性电池1侧的开口表面。
图7是根据本发明第三示例实施例的蓄电装置的结构的分解立体图。 在该示例实施例中，如上所述的第一示例实施例中的上保持构件20和下 保持构件30具有对应于形成在双极性电池1中的孔15的结构。而且，第 三示例实施例的与第一示例实施例的结构相同的结构将用相同的标号表 示，并且将省略对该结构的描述。
艮P，如图7所示，上保持构件20b被形成为内部中空的板状形状。多 个孔27 (27a和27b)形成在上保持构件20b的面对双极性电池1的表面 中与形成在双极性电池1中的多个孔15对应的位置处。而且，在图中， 对应于第一区域A形成的孔27由标号27a代表，同时对应于第二区域B 形成的孔27由标号27b表示。
而且，类似于上保持构件20b，下保持构件30b也可以被形成为内部 中空的板状形状。同样类似于上保持构件20b,多个孔32 G2a和32b)形 成在下保持构件30b的面对双极性电池1的表面中对应于形成在双极性电 池1中的多个孔15的位置处。而且，在图中，对应于第一区域A形成的孔32由标号32a代表，同时对应于第二区域B形成的孔32由标号32b代 表。
这样，在该示例实施例中，除了孔15以外的双极性电池1的一端面 和另一端面分别抵靠在上保持构件20b在双极性电池1侧的表面以及下保 持构件30b在双极性电池l侧的表面上。从而，上保持构件20b和下保持 构件30b可以适合地和可靠地在堆叠方向上将双极性电池1夹住(即，保 持)。
图8A和8B是示出本发明的蓄电装置的上保持构件的改进示例的视图。
通过该改进示例的上保持构件20c和20d，流入部分23和流出部分24 没有如第一至第三示例实施例那样，既没有在双极性电池1的同一侧彼此 平行地设置在与堆叠方向基本平行的平面中，也没有被设置在双极性电池 1的同一侧、垂直于堆叠方向的平面中。而且，该改进示例的与第一示例 实施例的结构相同的结构将用相同的标号表示，并且将省略对该结构的描 述。
艮P，如图8A和8B所示，流入部分23和流出部分24都被设置在上保 持构件20c和20d两者不同的表面上。因此，尽管很难如第一至第三示例 实施例那样减小导管所需的空间以及双极性电池1所需的空间，然而当在 本发明的双极性电池使用这些上保持构件20c和20d时，可以抑制垂直于 堆叠方向的平面中的双极性电池1的温度分布的不同。
图8A示出了被设置在上保持构件20c的一侧面上的流入部分23和被 设置在上保持构件20c的另一侧面上的流出部分24。图8B示出了上述的 第一和第二示例实施例的结合，其中开口部分26b、 26c被设置在上保持构 件20d的对应于第二区域B的位置，并且流入部分23和第一凹入部分21a 被设置在对应于第一区域A的位置。
在上述的示例实施例中，凹入部分31被设置为下保持构件30中的引 导部分，并且该凹入部分31将已经通过第一区域A的孔15a的冷却剂引 入第二区域的孔15b。然而，本发明并不限于此。例如，对于上述的保持 构件20，可以设置分别对应第一区域A和第二区域B的凹入部分，在这
14些凹入部分之间提供流通的流通部分可以被设置为引导部分。而且，在第
一示例实施例中，在上保持构件20和下保持构件30两者中都形成凹入部 分，但这仅仅是因为需要为保持构件和双极性电池的第一区域在保持构件 侧的表面之间流动的冷却剂提供空间。在第三示例实施例的结构中，第一 示例实施例中的凹入部分不是必需的。
而且，冷却剂既可以是气体冷却剂，也可以是液体冷却剂。用于冷却 的液体的示例是氟化惰性流体，如3M公司的Fluorinert，、 Novec HFE (氢氟醚)或Novec，1230。而且，也可以使用除氟化惰性流体以外的其 它液体(如硅胶)。用于冷却的气体的示例是如空气或氮气的干燥气体。
而且，双极性电池1的电极层12和13可以包括正电极和负电极的活 性材料。此外，电极层12和13按照需要还可以包括导电辅助材料、粘合 剂、增大离子传导性的无机固体电解质、聚合物凝胶电解质、聚合物电解 质和添加剂等。
例如，对于镍金属氢化物电池，镍氧化物可以被作为正电极层12的 活性材料，并且如MmNi(5-x-y-z)AlxMnyCoz (Mm:混合稀土)的贮氢合金可 以被作为负电极层13的活性材料。而且，对于锂二次电池，锂过渡金属 复合氧化物可以被作为正电极层12的活性材料，并且碳可以被作为负电 极层13的活性材料。而且，乙炔黑、碳黑、石墨、碳纤维或碳纳米管可 以被用作为导电剂。
而且，在上述的示例实施例中，使用了双极性电极10，但是本发明不 限于此。例如，也可以使用正电极层形成在集电器的两侧的电极体和负电 极层形成在集电器的两侧的电极体。这种情况下，具有正电极层的电极体 和具有负电极层的电极体可以以电解质层夹在其间的方式交替地设置(堆 叠)。
而且，集电器11例如可以由铝箔或多种金属(即，合金)制成。而 且，表面被铝覆盖的金属(除铝以外的)也可以被用作为集电器ll。
而且，其中多种金属箔添加在一起的所谓的复合集电器可以被用作为 集电器ll。当使用这种复合集电器时，铝等可以用于正极集电器的材料， 并且镍或铜等可以用于负极集电器的材料。而且，复合集电器可以由彼此直接接触的正极集电器和负极集电器组成，或以其间设置导电层的方式由 正极集电器和负极集电器组成。
而且，固体电解质层14可以包括由多个粒子形成的粒子群以及用于 粘合该粒子群的粘合剂。无机固体电解质或聚合物固体电解质可以被用作
为固体电解质层14。
无机固体电解质例如可以是氮化锂、卤化物、含氧酸盐或硫化磷合
物。更具体地，无机固体电解质可以是Li3N、 Lil、 Li3N-LiI-LiOH、 LiSi04、 LiSi04-LiI-LiOH、 Li3P04 -Li4Si04、 Li2SiS3、 Li20-B203、 Li202-Si02、 Li2S-GeS4、 Li2S-P2Sj LiI-Li2S-P2S5。
而且，聚合物固体电解质例如可以是上述电解质以及解离该电解质的 聚合物构成的材料，或是其中聚合物具有离子解离基的材料。解离电解质 的聚合物例如可以是聚环氧乙烷衍生物以及含有该衍生物的聚合物、聚环 氧丙烷衍生物以及含有该衍生物的聚合物或磷酸盐酯聚合物。而且，无机 固体电解质和聚合物固体电解质也可以结合使用。
对于聚合物固体电解质，例如可以使用聚环氧乙烷(PEO)、聚环氧 丙烷(PPO)或它们的共聚物。该聚合物固体电解质含有锂盐以确保离子 传导性。锂盐例如可以是LiBF4、 LiPF6、 LiN(S02CF3)2、 LiN(S02C2F5)2或 它们的混合物。
而且，在上述的示例实施例中，孔15的截面形状(即，在堆叠平面 中的形状)基本上为圆形，但是本发明并不限于此。更具体地，？L 15的 截面形状可以是弯曲(例如，椭圆形)或者可以是多角形。
而且，在上述的示例实施例中，在双极性电池1中仅形成孔15，但是
本发明并不限于此。
更具体地，管状件，例如中空的环形金属钉，可以被设置在具有绝缘 层16的孔15中。而且，可以在双极性电池1中形成没有绝缘层的孔，并 且被绝缘层覆盖的中空金属钉可以被插入这些孔中。
并且，中空的钉不限于是金属的，例如，它们可以由其它材料制成。 即，只要能将冷却剂引入双极性电池1中，就可以使用任意的材料。因 此，只要具有中空结构，材料就不受限制。考虑到双极性电池1的冷却效率，具有相对较高的热导率的金属材料可以被用作为中空的钉的材料。
而且，中空的钉的截面形状可以遵循孔15的截面形状，或者中空的 钉的截面形状可以不同于孔15的截面形状。然而，如果形状不同，中空 的钉仍然必需能插入孔15中。
此外，在上述的示例实施例中，？L 15a和15b在堆叠方向上延伸，但 是本发明并不限于此。即，孔只需要延伸通过双极性电池1。例如，孔 15a可以相对于堆叠方向倾斜，并且可以适当地设定倾斜角。
并且，上述描述的示例实施例的情况中使用了固体电解质层14。然 而，本发明并不限于此。即，可以使用凝胶或液态电解质。例如，可以使 用作为分隔器并含有电解溶液的无纺织物。在这种情况下，必须使用密封 材料以防止液态电解质等从双极性电池1中泄漏。
而且，在上述的示例实施例中，形成在双极性电池1中的多个孔15a 和15b都具有基本上相同的直径。然而，这些孔的直径也可以不同。艮P， 基本上从堆叠表面的中心部分到外周部分侧，？L 15a和15b的直径可以逐 渐变小。而且，不用使孔15a和15b的直径不同，可以在第一区域A和第 二区域B之间使孔15a和15b的结构密度不同。而且，这种情况下孔的结 构密度指的是第一区域和第二区域中孔所占的面积。
如上所述，在具有堆叠结构的双极性电池1中，相比堆叠表面的外周 部分，热量更容易趋于聚积在堆叠表面的中心部分。因此，中心部分侧的 区域(即，第一区域)中的孔15a的结构密度可以高于外周部分侧的区域 (即，第二区域)中的孔15b的结构密度。
虽然已经参照示例实施例描述了本发明，但应当理解本发明不仅限于 所述的实施例和结构。相反，本发明意在涵盖各种变形和等同的设置。此 外，虽然以不同方式的组合和构造示出了示例实施例的各种元件，然而这 是示例性的，包括更多、更少或只有一个单独元件的其它组合和构造也在 本发明的范围内。
权利要求
1.一种蓄电装置，其特征在于包括蓄电体，其具有堆叠的结构；多个孔，其在所述蓄电体的堆叠方向上从一个端侧延伸到另一个端侧，并且冷却剂流经所述多个孔，所述多个孔包括第一孔和第二孔，所述第一孔设置在所述蓄电体的第一区域中，所述第二孔设置在第二区域中，所述第二区域散热优于所述第一区域散热；以及引导部分，其将已经通过所述第一孔的冷却剂引导到所述第二孔中。
2. 根据权利要求1所述的蓄电装置，其中，所述冷却剂从所述蓄电体 的外部流入所述第一孔中，并且从所述第二孔流到所述蓄电体的外部。
3. 根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其中，所述引导部分将已经 通过所述第一孔的冷却剂引导到所述第二孔中，使得所述第一孔中的所述 冷却剂的流入侧和所述第二孔中的所述冷却剂的流出侧在所述蓄电体的堆 叠方向的所述一个端侧。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的蓄电装置，其特征在于还包括一对保持构件，其在堆叠方向上保持所述蓄电体；以及 流入部分和流出部分，所述冷却剂通过所述流入部分流入所述第一区域，所述冷却剂从所述第二区域通过所述流出部分流出到所述蓄电装置的外部，其中，所述流入部分和所述流出部分设置在所述一对保持构件中的一 个保持构件上，并且所述引导部分设置在另一个保持构件上。
5. 根据权利要求4所述的蓄电装置，其中，所述流入部分和所述流出 部分设置在所述一个保持构件的相同侧。
6. 根据权利要求5所述的蓄电装置，其中，所述流入部分和所述流出 部分在所述一个保持构件的长度方向上彼此相邻地设置。
7. 根据权利要求4至6中任一项所述的蓄电装置，其中，所述一个保 持构件具有分隔部分，所述分隔部分将流入所述流入部分的冷却剂与从所 述流出部分流出的冷却剂隔离。
8. 根据权利要求7所述的蓄电装置，其中，所述一个保持构件在面对 所述蓄电体的表面上具有凹入部分，并且所述凹入部分被所述分隔部分分 为对应于所述第一区域的部分和对应于所述第二区域的部分。
9. 根据权利要求7所述的蓄电装置，其中，所述一个保持构件具有在 所述蓄电体的堆叠方向上开口的开口部分，并且所述开口部分被所述分隔 部分分为对应于所述第一区域的部分和对应于所述第二区域的部分。
10. 根据权利要求7所述的蓄电装置，其中，所述一个保持构件形成 为内部具有中空部分的板状，并且所述中空部分被所述分隔部分分为对应 于所述第一区域的部分和对应于所述第二区域的部分。
11. 根据权利要求7所述的蓄电装置，其中，所述一个保持构件的面 对所述蓄电体一侧的表面在与设置在所述蓄电体中的所述孔对应的位置处 具有多个孔。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的蓄电装置，其中，所述第一 区域是基本上位于所述蓄电体的中心部分的区域，并且所述第二区域从两 侧夹着所述第一区域。
13. 根据权利要求1至12中任一项所述的蓄电装置，其中，所述第二 区域是包围所述第一区域的区域。
14. 根据权利要求1至13中任一项所述的蓄电装置，其中，所述蓄电 体具有电解质层和多个电极体，所述多个电极体以所述电解质层夹在两个 所述电极体之间的方式堆叠，并且所述孔设置为贯穿所述蓄电体以从所述 蓄电体的所述一个端侧延伸到所述蓄电体的所述另一个端侧。
15. 根据权利要求1至14中任一项所述的蓄电装置，其中，所述蓄电 体设置为多个，多个所述蓄电体在所述堆叠方向上被堆叠。
全文摘要
其中堆叠了多个蓄电体(10、14)的蓄电装置(1)设置有在蓄电装置(1)的堆叠方向上从一个端侧延伸到另一个端侧的多个孔(15a、15b)，并且冷却剂流经多个孔。蓄电装置(1)还设置有引导部分(22)，其将已经通过设置在蓄电装置(1)的第一区域(A)中的第一孔(15a)的冷却剂引导到设置在蓄电装置(1)的第二区域(B)中的第二孔(15b)中，第二区域(B)可以比第一区域(A)更好地散热。
文档编号H01M10/50GK101617434SQ200880005576
公开日2009年12月30日 申请日期2008年2月19日 优先权日2007年2月20日
发明者中村好志 申请人:丰田自动车株式会社