固定用电力系统及固定用电力装置的制造方法

专利名称：固定用电力系统及固定用电力装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及包含薄型二次电池的固定用电力系统及固定用电力装置的制造方法。
背景技术：
在具有层压膜制外装构件的薄型二次电池中，在外装构件的周围安装塑料制框架构件，使外装构件的机械刚性和外装构件的周围的密封力提高的技术为人所知(专利文献I)。现有技术文献_4] 专利文献专利文献1:日本特开2007-73510号公报

发明内容
发明要解决的问题但是，上述以往技术的二次电池中，存在如下问题:由于是将外装构件的外周密封部插入框架构件的紧固槽而进行结合的构造(参照专利文献I的段落0041的“弹力紧固”)，因此对于地震的振动、交通量较多的场所的振动等，二次电池的固定状态不稳定。本发明要解决的课题在于，提供一种即使对于地震的振动、交通量较多的场所的振动等，固定状态的稳定性也优异的薄型电池。
_9] 用于解决问题的方案本发明在包括薄型二次电池的固定用电力系统中，借助弹性体将电池主体和隔离件之间连结起来，从而解决上述课题，该电池主体在外装构件的内部封入有发电元件，该隔离件在层叠其他的电池主体时配置在彼此的电池主体之间，将电池主体固定在规定位置。发明的效果采用本发明，地震的振动、交通量较多的场所的振动等的外力经由隔离件施加于电池主体，相对于该外力在弹性体中产生缓冲力，因此薄型电池的固定状态稳定。


图1是表示本发明的一实施方式的固定用电力系统的二次电池的立体图。图2是表示图1的二次电池的主要结构的分解立体图。图3是图1的III向视图。图4是表示层叠图1的二次电池和其他的二次电池的形态的立体图。图5是沿图1的V-V线的剖视图。图6是沿图1的V1-VI线的剖视图。图7是用于说明图1的二次电池的制造方法的主要部分剖视图。图8是沿图1的VII1-VIII线的电池主体的剖视图。图9是表不本发明的一实施方式的固定用电力系统的框图。
图10是本发明的另一实施方式的二次电池，是图1的IX线包围部分的放大图。图11是本发明的另一实施方式的二次电池的俯视图。图12是图11的XI线包围部分的放大图。图13是沿图12的XI1-XII线的剖视图。图14是沿图12的XII1-XIII线的剖视图。图15是本发明的另一实施方式的二次电池(变形例)，是图1的XIV向视图。图16是沿图15的XV-XV线的局部剖视立体图。图17是沿图15的XV1-XVI线的局部剖视立体图。图18是本发明的另一实施方式的二次电池，是相当于图11的XI线包围部分的放大图。图19是沿图18的XVII1-XVIII线的剖视图。图20是本发明的另一实施方式的二次电池，是相当于图11的XI线包围部分的放大图。图21是沿图18的XX-XX线的剖视图。
具体实施例方式(第一实施方式) 图1是表示本发明的一实施方式的固定用电力系统的二次电池的完成状态的立体图，图2是表示该二次电池的主要构成构件分解后的状态的分解立体图。如图1和图2所示，本例的固定用电力系统的二次电池I包括薄型扁平状的电池主体11、隔离件12、和形成于包含该电池主体和隔离件的范围内的弹性树脂部13。电池主体11是在一对层压膜制外装构件111的内部容纳有发电元件112且该一对外装构件111的外周部113被密封而成的。图1 图4中仅表示外装构件111的一方，发电元件112在图5中表示。构成外装构件111的层压膜如图5的抽出剖视图A所示例如为三层构造，自二次电池I的内侧向外侧具有由例如聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯或离聚物等的抗电解液性及热熔接性优异的树脂薄膜构成的内侧树脂层111a、由例如铝等的金属箔构成的中间金属层111b、和由例如聚酰胺类树脂或聚脂类树脂等的电绝缘性优异的树脂薄膜构成的外侧树脂层111c。外侧树脂层Illc相当于本发明的树脂层。这样，一对外装构件111中的任一者都由在例如由铝箔等构成的中间金属层Illb的一个面(二次电池I的内侧面)层压聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯或离聚物等的树脂且在另一面(二次电池I的外侧面)层压聚酰胺类树脂或聚脂类树脂的、树脂-金属薄膜层压材料等的具有挠性的材料形成。一对外装构件Ill除了具有内侧树脂层Illa和外侧树脂层Illc之外还具有中间金属层111b，从而能够实现外装构件111自身的强度提高。并且，外装构件111的内侧树脂层Illa由例如聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯或离聚物等的树脂构成，从而能够确保与金属制的电极端子114、115之间的良好的熔接性。另外，本发明的外装构件111并不仅限定于上述三层构造，也可以为内侧树脂层Illa或外侧树脂层Illc中的任一者的一层构造。并且，也可以是内侧树脂层Illa或外侧树脂层Illc中的任一者与中间金属层Illb的二层构造。而且，根据需要也可以是四层以上的构造。一对外装构件111各自为将矩形状平板成形为浅碗形(盘形)的形状，从而能够容纳发电元件112，在外装构件111的内部装入发电元件112和电解液后，将各自的外周部113重合，借助热熔接、粘接剂将该外周部113的整周接合起来。本例的固定用电力系统的二次电池I为锂离子二次电池，如图8所示，发电元件112在正极板112a和负极板112b之间层叠隔离膜112c而构成。本例的发电元件112由三片正极板112a、五片隔离膜112c、三片负极板112b以及未特别图示的电解质构成。另外，本发明的二次电池I不限定于锂离子二次电池，也可以为其他的电池。构成发电元件112的正极板112a具有延伸至正极端子114的正极侧集电体112d、分别形成于正极侧集电体112d的一部分的两主表面的正极层112e、正极层112f。另外，本例中正极板112a和正极侧集电体112d由一片导电体形成，但也可以使正极板112a和正极侧集电体112d由独立的构件构成，并将两者接合起来。正极板112a的正极侧集电体112d由例如铝箔、铝合金箔、铜箔或镍箔等的电化学方面稳定的金属箔构成。并且正极板112a的正极层112e、正极层112f通过如下方式形成:将例如镍酸锂(LiNiO2)、亚锰酸锂(LiMnO2)或钴酸锂(LiCoO2)等的锂合成氧化物、硫族(S、Se、Te)化物等的正极活性物质、碳黑等的导电剂和聚四氟乙烯的水性分散体等的粘接剂以及溶剂混合后的物质涂布于正极集电板112d的两主表面，并进行干燥和滚轧。构成发电元件112的负极板112b具有延伸至负极端子115的负极侧集电体112g、分别形成于该负极侧集电体112g的一部分的两主表面的负极层112h、负极层112i。另外，本例中负极板112b和负极侧集电体112g由一片导电体形成,但也可以使负极板112b和负极侧集电体112g由独立的构件构成,并将两者接合起来。负极板112b的负极侧集电体112g由例如镍箔、铜箔、不锈钢箔或铁箔等的电化学方面稳定的金属箔构成。并且，负极板112b的负极层112h、负极层112i通过如下方式形成:在吸附和放出例如非晶体碳、难石墨化碳、易石墨化碳或石墨等那样的上述正极活性物质的锂离子的负极活性物质中混合作为有机物烧结体的前驱体材料的丁苯橡胶树脂粉末的水性分散体，使其干燥后将其粉碎，从而在碳颗粒表面承载碳化后的丁苯橡胶，以其为主材料，在其中进一步混合丙烯酸树脂乳浊液等的结合剂，将该混合物涂布于负极集电板112g的两主表面，使其干燥并进行滚轧。层叠于正极板112a和负极板112b之间的隔离膜112c防止正极板112a和负极板112b之间短路，也可以具有保持电解质的功能。隔离膜112c为由例如聚乙烯、聚丙烯等的聚烯烃等构成的微多孔性膜，还具有若过电流流过时，因其发热导致层的空孔闭塞，从而阻断电流的功能。但是，隔离膜112c不仅限于聚烯烃等的单层膜，也能够使用由聚乙烯膜从两侧夹着聚丙烯膜的三层构造、层叠聚烯烃微多孔膜和有机无纺布等的构造。通过这样使隔离膜112c多层化，能够赋予过电流的防止功能、电解质保持功能及隔离膜112c的形状维持(刚性向上)功能等的诸功能。以上的发电元件112由正极板112a和负极板112b隔着隔离膜112c交替层叠而成。并且，三片正极板112a经由正极侧集电体112d分别与金属箔制的正极端子114相连接，另一方面，三 片负极板112b经由负极侧集电体112g同样地分别与金属箔制的负极端子115相连接。
如图1所示，正极端子114和负极端子115分别自发电元件112的正极板112a和负极板112b向外装构件111的外部导出。本例的二次电池I中，正极端子114和负极端子115并排自外装构件111的一边(图1的近处的短边)的外周部113a导出。正极端子114和负极端子115也称为正极片114和负极片115。本例的二次电池I中，正极端子114和负极端子115自外装构件111的一个边的外周部并排导出。因此，虽然图8中图示了发电元件112的自正极板112a至正极端子114的剖视图，省略了发电元件112的自负极板112b至负极端子115的剖面，但负极板112b和负极端子115也为与图8的剖视图所示正极板112a和正极端子114同样的构造。只是，发电元件112的自端部至正极端子114和负极端子115之间的正极板112a (正极侧集电体112d)和负极板112b (负极侧集电体112g)以俯视彼此不接触的方式被去除为一半以下。电池主体11俯视呈长方形，因此将接合一对外装构件111并对内部进行密封的外周部113如图2所示地称为外周部113a 113d。另外，电池主体11的外形形状不限定于长方形，也可能形成为正方形、其他的多边形。并且，正极端子114和负极端子115的导出位置除了如本例那样自一个外周部113a导出之外，也可以分别自相对的外周部113a和113b、113c和113d导出。并且，也可以自长边的外周部113c或113d导出。以上那样构 成的电池主体11能够以单体供使用，并且也能够与其他的一个或多个二次电池连接组合，作为期望的输出、电容的二次电池(以下、称为电池模块)供使用。而且，也能够将多个这样的电池模块连接组合(以下，也称为组电池)，将该组电池用作固定用电力系统的电源。固定用电力系统的具体例参照图9并后述。将多个电池主体11连接起来构成电池模块的情况下，如图4所示，进行将多个电池主体11的主表面彼此层叠并容纳至电池箱体内的步骤。该情况下,为了确保自电池主体11的外周部113a导出的正极端子114和负极端子115与自层叠于该电池主体11的电池主体11的外周部113a导出的正极端子114和负极端子115之间的绝缘性，并且为了配置用于将该正极端子114和负极端子115串联和/或并联连接的母线及配置电压检测用传感器的连接器等，使用由绝缘性材料构成的隔离件12。如图1、图2及图5所示，本例的隔离件12配置在相邻的电池主体11的彼此的外周部113a、113a之间，具有用于将电池主体11相对于电池模块的箱体、规定的设置场所进行固定的固定部121。隔离件12由聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚丙烯(PP)等的具有刚性的绝缘性树脂材料构成，形成为具有电池主体11的外周部113a的长度以上的长度的纵长状。而且，其两端分别形成有由鞘状的通孔构成的固定部121。另外，优选隔离件12的长度为被安装的外周部113a以上的长度，其主旨在于由隔离件12整体承受外力的施加，不使局部的应力作用于电池主体11。因此，隔离件12的长度为与被安装的外周部113a的长度极其接近的尺寸即可。并且，优选上述PBT、PP制的隔离件12的机械强度(弯曲强度或纵曲强度等的刚性)比容纳于电池主体11的构成发电元件112的电极板(上述正极板112a和负极板112b)的机械强度大。特别是，对于针对图5所示外力F的施加方向的机械强度，优选设定隔离件12的机械强度较大。这是为了对于固定的二次电池1，通过使在明显过大的外力作用于隔离件12时，隔离件12和发电元件112接触且两者均要被损坏时隔离件12更难以损坏，从而确保二次电池I的保持稳定性。本例的隔离件12的固定部121的附近形成有通孔122和肋123。图1、图2及图4中省略了图示，图3和图5中示出了通孔122和肋123。本例的通孔122形成于隔离件12的两端且固定部121的周围的任意部位。并且，本例的肋123形成为在隔离件12的下表面端部向下方突出。本例的通孔122和肋123埋设于后述的弹性树脂部13，只要具有施加于隔离件12的固定部121的外力经由弹性树脂部13向电池主体11施加时使该弹性树脂部13产生缓冲力的面即可。即，为具有与图5所示外力F的施加方向相对的面的通孔、肋或凹部即可。如后所述，即使不设置通孔、肋或凹部，弹性树脂部13自身也产生相对于外力F的缓冲力，但通过设置通孔、肋或凹部，同图所示那样相对于外力F的缓冲力Π，f2变更大，因此能够进一步缓冲作用于电池主体11的外力F。由该意思出发，通孔122和肋123也称为加强部。本例的二次电池I中，在电池主体11的外周部113中的至少固定部121的周围且包含图5的剖视图中的外周部113和隔离件12之间的重叠部14的范围内，利用弹性树脂的嵌入成形形成弹性树脂部13。弹性树脂部13由硫化橡胶、热固化性树脂弹性体、热可塑性树脂弹性体、聚酰胺类树脂(热熔等级(日文:* y卜卜7 P — F 等的弹性树脂构成，利用后述嵌入成形形成于上述范围 内。本例中，如图2所示，除固定部121的周围Hl以外，还在电池主体11的外周部113c、113d (长边侧的外周部)的范围H2内形成弹性树脂部13。另外，也可以在外周部113的整周形成弹性树脂部13。如图5的剖视图所示，图2所示范围Hl中形成的弹性树脂部13包含电池主体11的外周部113a和隔离件12之间的重叠部14，并将该外周部113a与隔离件12之间接合起来。并且，形成于隔离件12的通孔122中也填充有弹性树脂。而且，施加于隔离件12的固定部121的地震的振动、交通量较多场所的振动那样的外力F自隔离件12施加于电池主体11的外周部113a时在弹性树脂部13自身、通孔122、肋123产生缓冲力f3、fl、f2。如图5所示，在该图中向左的外力F作用于将二次电池I在其两端固定于电池模块、固定用电力系统的壳体的固定部121、121时，向左的力也作用于电池主体11。此时，封入电池主体11的发电元件112仅由正极端子114、负极端子115与外装构件111的外周部113之间的接合以及因外装构件111内的减压引起的发电元件112与外装构件111之间的摩擦力保持。因此，作用于固定部121、121的外力F保持不变地传递至电池主体11时，相对于外力F的向右的惯性力作用于封入内部的发电元件112，有可能导致在发电元件112和外装构件111之间产生相对位移，集电体112d、112g位移而产生短路。但是，如图5所示，本例的二次电池I中，电池主体11的外装构件111与隔离件12借助弹性树脂部13接合在一起，而且在电池主体11的两端借助弹性树脂部13支承电池主体11。由此，如图5所示，向左的外力F作用于隔离件12的固定部121时，在两个弹性树脂部13、13产生抵抗欲作用于电池主体11的外力F的缓冲力fl f3，降低了每单位时间承受的力。其结果，发电元件112和外装构件111之间的位移被抑制，能够防止集电体112d、112g之间的短路等的产生。即，能够缓冲施加于电池主体11的外力，电池主体11的固定状态的稳定性提高。特别是，对于地震的振动、交通量较多场所的振动那样的相对高频的振动，弹性树脂部13的借助弹性力的外力缓冲作用优异。
与此相对，图2的范围H2中形成的弹性树脂部13如图6所示以包含一对外装构件111、111的端面的状态形成于外周部113c、113d的整个区域。通过在外周部113c、113d的整周范围形成弹性树脂部13，能够阻止欲自外周部113c、113d之间的接合面泄漏的来自发电元件112的电位泄漏。并且，通过将形成于范围Hl的弹性树脂部13和形成于范围H2的弹性树脂部13连接起来，能够将施加于隔离件12的外力F的一部分分散至形成于范围H2的弹性树脂部13，能够减轻传递至电池主体11的外力。优选形成于范围Hl的弹性树脂部13的硬度比构成电池主体11的外装构件111的外侧树脂层Illc的硬度小。这是由于因外力F的施加导致明显过大的外力作用于隔离件12而使弹性树脂部13与外装构件111最初接触的情况下，弹性树脂部13的硬度较大的话会损伤外装构件111。弹性树脂部13的硬度的设定除了能够根据采用的树脂材料的种类进行之外还能够根据等级等进行。接下来对本例的固定用电力系统的二次电池I的制造方法进行说明。首先将发电元件112容纳在层压膜制外装构件111的内部并填充电解液，将外装构件111的外周部113密封。由此获得电池主体11。与此并行地使具有固定部121、通孔122、肋123的隔离件12成形。接下来，如图7所示，在事先准备的注射成形用金属模具15、15中，将电池主体11和隔离件12设置为使隔离件12重叠于电池主体11的外周部113a(省略外周部113b的图示)的状态，进行合模。由此，在模内形成与形成于范围H1、H2的弹性树脂部13的形状相应的模腔C，从而借助直浇道151在其中填充熔融树脂。该填充树脂时在形成于隔离件12的通孔122内也填充树脂。图9是表示本发明的一实施方式的固定用电力装置的固定用电力系统PS的框图，包括:上述二次电池I ;充电控制装置5，其借助外部的发电元件2或商用电源3的电力对二次电池I进行充电；放电控制装置6，其将二次电池I的电力向电力负载4放电。本例的固定用电力系统PS是将由外部的 发电元件2发电的电力蓄电于二次电池1，作为商用电源3停电情况下的备用电源或商用电源3的代替电源而发挥作用的系统。外部的发电元件2能够应用太阳光发电装置、风力发电装置、地热发电装置、潮汐发电装置等的各种发电装置。根据各发电元件2的特性，有发出直流电力的装置和发出交流电力的发电元件，任一者均能应用。若在日本国内，商用电源3为50Hz或60Hz的频率的交流电源，其分别连接于电力负载4和充电控制装置5，供给电力。电力负载4包含房屋、公寓等的建筑物、各种机械、电动汽车等，根据各电力负载4的特性存在供给直流电力的装置和供给交流电力的装置，任一者均能应用。充电控制装置5是借助外部的发电元件2和/或商用电源3的电力对二次电池I进行充电的，对于发出直流电力的发电元件2能够使用DC/DC转换器，对于发出交流电力的发电元件2、商用电源3能够使用AC / DC转换器。充电控制装置5根据二次电池I的充电状态、发电元件2或商用电源3的电力状态等控制充电处理。放电控制装置6是相对于电力负载4对二次电池I的直流电力进行放电的，对于应供给交流电力的电力负载4能够使用DC/AC转换器，对于应供给直流电力的电力负载4能够使用AC/AC转换器。放电控制装置6根据二次电池I的充电状态、电力负载4的要求电力状态等控制放电处理。二次电池I由参照图1 图8说明的二次电池I单体或组合多个单体的电池模块或进一步组合多个电池模块的组电池构成，电池主体11相对于设置场所平行或垂直或两
者组合配置。本例的固定用电力系统PS在将二次电池1、充电控制装置5及放电控制装置6容纳于壳体内的状态、或各自独立容纳于壳体的状态下被固定于电力负载4的附近来使用。并且，也可以与电力负载4的场所相应地构成为能够搬运，固定在该场所进行使用。本例的固定用电力系统PS利用充电控制装置5将借助太阳光发电装置等的发电元件2发电的电力蓄电于二次电池1，其在商用电源3停电的情况下或替代商用电力3，借助放电控制装置6将蓄电于二次电池I的电力供给电力负载4。由此，作为商用电源3的备用电源或商用电源3的代替电源而发挥作用。另外，图9所示的固定用电力系统PS中，也能够成为省略充电控制装置5和放电控制装置6的任一者的系统。例如，也可以由二次电池I和充电控制装置5构成固定用电力系统，作为将自外部的发电元件2或商用电源3的电力蓄电于二次电池I的蓄电装置。并且也可以将其连接于包括放电控制装置6的电力负载4，从而将蓄电于二次电池I的电力向电力负载4供电。并且，也能够由二次电池I和放电控制装置6构成固定用电力系统，作为将蓄电于二次电池I的电力向电力负载4放电的放电装置。并且也可以将其连接于包括充电控制装置5的电源2、3，从而对二次电池I进行充电。并且，也能够使充电控制装置5和放电控制装置6构成为一个充放电控制装置。如上所述，采用本例的固定用电力系统，在二次电池I的至少固定部121的周围的范围Hl内形成有弹性树脂部13，因此如图5所示，经由该固定部121施加的外力F经由隔离件12施加于电池主体11时在弹性树脂部13自身产生缓冲力f3。由此，能够缓冲施加于电池主体11的外力，电池主体11的固定状态的稳定性提高。特别是，对于地震的振动、交通量较多的场所的振动那·样的相对高频的振动，借助弹性树脂部13的弹性力产生的外力缓冲作用优异。并且此时，在形成于隔离件12的通孔122、肋123也产生缓冲力Π，f2，从而能够进一步缓冲施加于电池主体11的外力，电池主体11的固定状态的稳定性进一步提高。并且，通过将隔离件12的长度设为安装的外周部113a以上的长度，能够由隔离件12整体承受外力F的施加，能够抑制局部的应力作用于电池主体11。并且，形成于范围Hl、H2内的弹性树脂部13的硬度比构成电池主体11的外装构件111的外侧树脂层Illc的硬度小，从而因大地震等导致明显过大的外力作用于隔离件12，并且由此导致弹性树脂部13和外装构件111相接触的情况下，能够抑制弹性树脂部13导致的外装构件111的损伤。并且，使隔离件12的机械强度大于发电元件112的电极板的机械强度，从而因大地震等导致明显过大的外力作用于隔离件12，并且由此导致隔离件12和发电元件112相接触而两者均要被损坏的情况下，隔离件12更难以损坏，其结果，能够确保二次电池I的保持稳定性。并且，借助形成于范围H2内的弹性树脂部13，能够阻止欲自外周部113c、113d的接合面泄漏的来自发电元件112的电位泄漏，能够抑制二次电池I的电容降低。并且，由于将形成于范围Hl内的弹性树脂部13和形成于范围H2内的弹性树脂部13连接在一起，因此能够将施加于隔离件12的外力F的一部分分散至形成于范围H2内的弹性树脂部13，能够减轻传递至电池主体11的外力。并且，通过由嵌入成形来形成弹性树脂部13，能够降低制造时间和制造工时，能够实现二次电池I的成本降低。(第二实施方式)图10是发明的另一实施方式的固定用电力系统PS的二次电池，是图1的虚线IX包围部分的放大图。图11是发明的另一实施方式的二次电池的俯视图，图12是图11的虚线XI包围部分的放大图。本例中，相对于上述第一实施方式，在设置脆弱部200这一点上不同。除此以外的结构与上述第一实施方式相同，因此引用其记载。形成于外装构件111的外周部的弹性树脂部13设有脆弱部200。脆弱部200由缺口部21形成，自二次电池I的主表面方向观察，缺口部21被去除为V字状。并且，缺口部21构成为自弹性树脂部13的面对二次电池I的中央部分的内壁朝向面向二次电池I的外侧的外壁对该弹性树脂部13进行切入，并且缺口部21形成于自该内壁至该外壁之间的一部分。并且缺口部21形成于作为用于形成弹性树脂部13的材料的弹性树脂的下游侧。如图11所示，利用嵌入成形形成弹性树脂部13的情况下，将注入弹性树脂的注入口 22配置在外装构件13的长边侧的边的中央部分，使弹性树脂沿外装构件13的外周部流入。此时，弹性树脂的上游侧成为注入口 22的位置，弹性树脂的下游侧成为外装构件13的长边侧的边的端部。由此，缺口部21相对于弹性树脂的注入口形成于下游侧的位置。而且，缺口部21形成于覆盖作为外装构件111的外周部的四边中的、未导出正极端子114和负极端子115的边的弹性树脂部13。

接下来，使用图13和图14对脆弱部200的作用进行说明。图13是沿图12的XII — XII线的剖视图，是包含缺口部21的部分的剖视图。图14是沿图12的XIII — XIII线的剖视图，是不包含缺口部21的部分的剖视图。如图13和图14所示，在外装构件111的外周部，一对外装构件111中的、作为上侧的一个外装构件111与弹性树脂部13相接触的接触面积与未设有缺口部21的部分的该接触面积相比较，设有缺口部21的部分的该接触面积较小。换言之，在上侧的外装构件111与弹性树脂部13之间的交界面中，自位于外装构件111的外侧的一端至位于外装构件111的内侧的另一端的长度与未设有缺口部21的部分的该长度(图14的Lb)相比较，设有缺口部21的部分的该长度(图13的La)较短。即，本例的二次电池I中，通过设置缺口部21，包含缺口部21的部分的交界面的每单位面积的、上侧的外装构件111与弹性树脂部13相接触的接触面积设为比未设有缺口部21的部分的交界面的该每单位面积的该接触面积小，从而使外装构件111和弹性树脂部13之间的密合强度变小，使形成有缺口部21的部分成为脆弱部200。因二次电池I的时效劣化等导致自发电元件112产生气体的情况下，气体欲自作为外装构件111中的对发电元件进行密封的部分的、外装构件111的外周部即一对外装构件111的上侧的外装构件111与下侧的外装构件111相重叠的部分(热熔接的部分)朝向外侦U流出(图13和图14的箭头A的朝向)。上侧的外装构件111与下侧的外装构件111相重叠的部分的、外装构件111的外方侧的一端被弹性树脂部13覆盖，与弹性树脂部13的母材强度相当的剪切强度比弹性树脂部13与外装构件111之间的密合强度高，从而气体欲沿弹性树脂部13与外装构件111之间的交界朝向与外装构件111相重叠的部分的、气体的流出方向反向流动。此时，对于上侧的外装构件111与弹性树脂部13之间的交界面，由于外装构件111的自外方侧的一端至内方侧的另一端的长度中，设有缺口部21的部分的交界面的该长度较短，因此与未设有缺口部21的部分相比，气体易于排出。因此，缺口部21成为自发电元件112产生的气体的排出口。即，本例中，在弹性树脂部13与外装构件111之间的交界面中，通过在弹性树脂部13设置缺口部21，从而与未设有缺口部21的其他的部分相比较，使其变得脆弱，从而易于排出气体。由此，未在弹性树脂部13设置缺口部21的情况下，自发电元件112产生气体时，气体的开放口未定，导致外装构件111的内压升高。另一方面，本例中，通过设置缺口部21，缺口部21的附近成为脆弱部200，由此气体的开放口确定，能够在外装构件111的内压过度变高之前排出气体。如上所述，本例的固定用电力系统PS的二次电池I中，利用缺口部21在弹性树脂部13形成有脆弱部200。由此，自发电元件112产生气体的情况下，能够在二次电池I内的内压过度变高之前使气体开放。S卩，在外装构件111与弹性树脂部13之间的交界面中，包含脆弱部200的周围与其他的部分相比较密合强度变小，因此该周围变得脆弱。而且，产生气体时，气体自该周围排出，因此能够抑制外装构件111的内压的上升。并且，在本例的固定用电力系统PS的二次电池I中，缺口部21形成于位于外装构件111的外周部的内侧的部分的弹性树脂部13。由此，自发电元件112排出的气体不会朝向外装构件111的外周部的外侧排出，而是朝向外装构件111的外周部的内侧排出，因此能够抑制排出气体对其他的电池的影响。并且，本例 的固定用电力系统PS的二次电池I中，缺口部21形成于外装构件111的外周部的导出正极端子114和负极端子115的一部分以外的弹性树脂部13。由此，气体自未导出正极端子114和负极端子115的部分排出，能够防止排出气体对正极端子114和负极端子115的影响。并且，本例的固定用电力系统PS的二次电池I中，作为形成有缺口部21的部分的脆弱部200的密合强度(与图13的长度La相当的、外装构件111与弹性树脂部13相接触的接触部分的密合强度)形成为比弹性树脂部13的母材的该强度小。由此，气体自一对外装构件111借助热熔接而重叠的部分排出的情况下，气体不将弹性树脂部13切断而排出至外部，而能够沿外装构件111与弹性树脂部13之间的交界面自缺口部21排出气体。并且，本例的固定用电力系统PS的二次电池I中，利用弹性树脂的嵌入成形形成弹性树脂部13的情况下，脆弱部200形成于弹性树脂的下游侧。弹性树脂的下游侧与上游侧相比较，由于外装构件111与弹性树脂部13之间的交界面的密合强度较小，因此本例中，通过在弹性树脂的下游侧设置脆弱部200，能够控制气体的开放口。另外，本例中，通过自二次电池I的主表面方向观察呈V字状地去除弹性树脂部13来形成缺口部21，但如图15 图16所示，也可以通过自弹性树脂部13的壁面朝向弹性树脂部13的内部去除来形成缺口部21。图15是图1的XIV向视图。图16是沿图15的XV-XV线的局部剖视立体图，图17是沿图15的XV1-XVI线的局部剖视立体图。
缺口部21在弹性树脂部13中自内壁13a(弹性树脂部13中的朝向发电元件侧的壁面)朝向外壁13b (弹性树脂部13中的与朝向发电元件侧的壁面相反方向的、朝向外侧的壁面)以高度逐渐降低的方式切入弹性树脂部13，在自弹性树脂部13的内壁13a至弹性树脂部13的外壁13b的直到中途的部分，上侧的外装构件111与弹性树脂部13不粘接在一起。另一方面，在未形成有缺口部21的弹性树脂部13中，在自弹性树脂部13的内壁13a至弹性树脂部13的外壁13b的直到中途的部分，上侧的外装构件111与弹性树脂部13粘接在一起。由此，缺口部21以如下方式形成于弹性树脂部13的内壁13a:在上侧的外装构件111与弹性树脂部13之间的交界面中，自位于外装构件111的外侧的一端至位于外装构件111的内侧的另一端的长度与未设有缺口部21的部分的该长度相比较，设有缺口部21的部分的该长度较短。(第三实施方式)图18是发明的另一实施方式的固定用电力系统PS的二次电池1，是相当于图11的虚线XI包围部分的放大图的图。图19是沿图18的XVII1-XVIII线的剖视图。本例中，相对于上述第二实施方式，脆弱部200的结构不同。除此以外的结构与上述第一实施方式和第二实施方式相同，因此适当引用其记载。在形成于外装构件111的外周部的弹性树脂部13设有脆弱部200。脆弱部200由密合强度低下部23形成，密合强度低下部23在外装构件111与弹性树脂部13之间的交界面形成为沿该交界面的带状。并且密合强度低下部23形成于自外侧的外装构件111的位于外侧的一端至外侧的外装构件111的位于内侧的另一端的一部分。关于密合强度低下部23的制作方法，在将弹性树脂部13形成于外装构件111时，在外装构件111的外周部的表面中的、制作密合强度低下部23的部分利用喷雾器等吹附硅等的离型剂，或贴合包含离型剂的胶带的状态下，在外装构件111的外周部形成弹性树脂部13。由此，密合强度低下部23的、弹性树脂部13与外装构件111之间的交界面的密合强度变得比其他的交界面的密合强度低。S卩，本例中，通过在弹性树脂部13与外装构件111之间的交界面中，在弹性树脂部13设置密合强度低下部23，从而与未设置密合强度低下部23的其他的部分相比较，使其变脆弱，从而易于排出气体。由此，未在弹性树脂部13设有密合强度低下部23的情况下，自发电元件112产生气体时，气体的开放口未定，导致外装构件111的内压变高。另一方面。本例中，通过设置密合强度低下部23，密合强度低下部23的附近成为脆弱部200，由此气体的开放口确定，能够在外装构件111的内压过度变高之前排出气体。如上所述，本例的固定用电力系统PS的二次电池I中，在弹性树脂部13形成有由密合强度低下部23而成的脆弱部200。由此，自发电元件112产生气体的情况下，能够在二次电池I内的内压过度变高之前使气体开放。S卩，在外装构件111与弹性树脂部13之间的交界面中，包含脆弱部200的周围与其他的部分相比较密合强度变小，从而该周围变脆弱。并且，产生气体时，气体自该周围排出，因此能够抑制外装构件111的内压的上升。另外，本例中，如图20和图21所示，也可以自上侧的外装构件111的位于外侧的一端至上侧的外装构件111的位于内侧的另一端形成密合强度低下部23。图20是本发明的变形例的二次电池1， 是与图11的虚线XI包围的部分的放大图相当的图，图21是沿图20的XX-XX线的剖视图。
另外，图19和图21中，为了说明而在密合强度低下部23中设置厚度，实际上，密合强度低下部23的厚 度实质为零，弹性树脂部13与上侧的外装构件111齐平。
权利要求
1.一种固定用电力系统，包括:薄型二次电池，其与外部的电力负载连接；和利用外部的发电元件或商用电源的电力对上述薄型二次电池进行充电的充电控制装置或将上述薄型二次电池的电力向上述电力负载进行放电的上述放电控制装置中的至少任一控制装置，其中， 上述薄型二次电池包括: 电池主体，其在外装构件的内部封入发电元件而成；和 隔离件，其在层叠其他的电池主体时配置于彼此的上述电池主体之间，将上述电池主体固定于规定位置， 上述电池主体和上述隔离件之间借助弹性体连结在一起。
2.根据权利要求1所述的固定用电力系统，其中， 在上述隔离件上形成有加强部，该加强部具有与向上述电池主体施加的外力的施加方向相对的面。
3.根据权利要求2所述的固定用电力系统，其中， 上述加强部为通孔、凹部、肋中的任一者。
4.根据权利要求 1至3中任一项所述的固定用电力系统，其中， 在上述电池主体的外周部中的形成有上述弹性体的范围以外的范围的外周部，以密封该外周部的端面的方式形成有其他的弹性体。
5.根据权利要求4所述的固定用电力系统，其中， 上述外装构件为包含树脂层的层压膜制外装构件， 上述其他的弹性体的硬度比上述树脂层的硬度小。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的固定用电力系统，其中， 上述隔离件的纵长侧的长度为配置该隔离件的上述电池主体的外周部的长度以上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的固定用电力系统，其中， 上述外装构件为包含树脂层的层压膜制外装构件， 上述弹性体的硬度比上述树脂层的硬度小。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的固定用电力系统，其中， 上述隔离件的强度比上述发电元件的电极板的强度大。
9.根据权利要求1所述的固定用电力系统，其中， 上述电池主体中，上述外装构件的外周部被密封， 上述上述隔离件具有将上述电池主体固定于上述规定位置的固定部。
10.根据权利要求9所述的固定用电力系统，其中， 在包含上述电池主体与上述隔离件之间的重叠部的范围内利用弹性树脂的嵌入成形形成弹性树脂部。
11.根据权利要求9或10所述的固定用电力系统，其中， 上述固定部设于上述电池主体的两端。
12.根据权利要求1至4中任一项所述的固定用电力系统，其中， 在上述弹性体或上述其他的弹性体形成有脆弱部。
13.根据权利要求12所述的固定用电力系统，其中， 上述脆弱部由去除上述弹性体或上述其他的弹性体的局部而成的缺口部形成。
14.根据权利要求12所述的固定用电力系统，其中， 上述脆弱部形成于上述弹性体或上述其他的弹性体与上述外装构件的外周部之间的交界面的至少一部分， 上述脆弱部的密合强度比未形成上述脆弱部的上述交界面的密合强度低。
15.根据权利要求14所述的固定用电力系统，其中， 上述脆弱部形成于自上述外装构件的外周部的位于外侧的一端至上述外装构件的外周部的位于内侧的另一端之间的一部分。
16.根据权利要求14所述的固定用电力系统，其中， 上述脆弱部形成于自上述外装构件的外周部的位于外侧的一端至上述外装构件的位于外周部的内侧的另一端。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的固定用电力系统，其中， 上述弹性体或上述其他的弹性体形成于上述外装构件的外周部， 上述脆弱部形成于位于上述外周部的内侧的上述弹性体或上述其他的弹性体。
18.根据权利要求12至 16中任一项所述的固定用电力系统，其中， 上述弹性体或其他的弹性体利用弹性树脂的嵌入成形形成于上述外装构件的外周部，上述脆弱部相对于上述外周部中的上述弹性树脂的注入口形成于上述弹性树脂的下游侧的位置。
19.根据权利要求12至16中任一项所述的固定用电力系统，其中， 还包括自上述外装构件的外周部的一部分向外部导出的端子， 上述弹性体或上述其他的弹性体形成于上述外装构件的外周部， 上述脆弱部形成于上述一部分以外的上述外周部。
20.根据权利要求12至16中的任一项所述的薄型电池，其中， 上述弹性体或上述其他的弹性体形成于上述外装构件的外周部， 上述脆弱部形成于上述弹性体或上述其他的弹性体与上述外装构件的外周部之间的交界面的至少一部分， 上述脆弱部的密合强度比上述弹性体或上述其他的弹性体的母材强度小。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的固定用电力系统，其中， 上述电池主体相对于设置面平行或垂直配置。
22.根据权利要求1至21中的任一项所述的固定用电力系统，其中， 该固定用电力系统能够搬运。
23.一种固定用电力装置的制造方法，包括:制造薄型二次电池的制造工序；将上述薄型二次电池连接于外部的电力负载的工序；和制造进行利用外部的发电元件或商用电源的电力对上述薄型二次电池进行充电的充电控制或将上述薄型二次电池的电力向上述电力负载进行放电的放电控制中的至少任一控制的控制装置的工序，其特征在于， 上述制造方法还包括: 将发电元件封入包含树脂层的层压膜制外装构件的内部，得到电池主体的工序； 准备将上述电池主体固定于规定位置的隔离件的工序；和 利用弹性体将上述电池主体和上述隔离件一体成形的工序。
24.一种固定用电力装置的制造方法，包括:制造薄型二次电池的制造工序；将上述薄型二次电池连接于外部的电力负载的工序；和制造进行利用外部的发电元件或商用电源的电力对上述薄型二次电池进行充电的充电控制或将上述薄型二次电池的电力向上述电力负载进行放电的放电控制的至少任一控制的控制装置的工序，其特征在于， 上述制造方法还包括: 将发电元件容纳于包含树脂层的层压膜制外装构件的内部，密封上述外装构件的外周部，得到电池主体的工序； 准备具有将上述电池主体固定于规定位置的固定部的隔离件的工序； 将上述隔离件以与上述电池主体的外周部重叠的状态设置于嵌入成形的成形模的工序；和 在上述外周部中的至少上述固定部的周围且包含上述外周部与上述隔离件之间的重叠部的范围内填充弹性树脂而进行 嵌入成形，从而在该范围内形成弹性树脂部的工序。
全文摘要
一种固定用电力系统(PS)，其包括与外部的电力负载相连接的薄型二次电池(1)；利用外部的发电元件(2)或商用电源(3)的电力对上述薄型二次电池进行充电的充电控制装置(5)，该固定用电力系统(PS)具有电池主体(11)，其将发电元件(112)容纳于包含树脂层(111c)的层压膜制外装构件(111)的内部，且密封上述外装构件的外周部(113)；隔离件(12)，其在层叠其他的电池时配置于彼此的上述外周部之间，且具有将上述电池主体固定于规定位置的固定部(121)，在上述外周部中的至少上述固定部的周围且包含上述外周部与上述隔离件之间的重叠部(14)的范围(H1)内利用弹性树脂的嵌入成形形成弹性树脂部(13)。
文档编号H01M10/44GK103250269SQ20118005563
公开日2013年8月14日 申请日期2011年10月14日 优先权日2010年11月18日
发明者雨谷竜一, 轰木直人, 池添通则, 本桥季之, 长岛富雄 申请人:日产自动车株式会社