电池组及电池模组的制作方法
【专利摘要】电池组(100)具备具有侧面(122)及底面(123)的金属壳(120)和收容在金属壳(120)内的多个单电池(110)，单电池(110)具有第1极和与该第1极电绝缘并兼作单电池(110)的电池壳的第2极，多个单电池(110)以使第1极的方向一致的方式排列，多个单电池(110)的第1极被连接在配置于金属壳(120)的开口侧的连接体(130)上，多个单电池(110)的第2极被连接在金属壳(120)的底面(123)上，金属壳(120)的侧面(122)的高度与单电池(110)的高度大致相同，金属壳(120)的开口侧大体上被连接体(130)覆盖。
【专利说明】电池组及电池模组
[0001] 本申请是2012年3月15日递交的中国专利申请No. 201180003834. 2(国际申请 号为PCT/JP2011/002737)的分案申请。
【技术领域】
[0002] 本发明涉及通过并联连接多个单电池而输出大电流的电池组（battery block)及 采用该电池组的电池模组（battery module)。
【背景技术】
[0003] 近年来，从节省资源或节能的观点出发，对能够重复使用的镍氢或锂离子等的二 次电池的需求高涨。其中，锂离子二次电池具有轻量且电动势高、能量密度高的特征。因 此，作为便携式电话或数码相机、摄像机、笔记本电脑等各种便携式电子设备或移动通信设 备的驱动用电源的需求在扩大。
[0004] 另一方面，为了降低化石燃料的使用量及削减〇)2的排放量，作为汽车等的发动机 驱动用的电源，对二次电池的期待增高。
[0005] 为了得到所要求的电压或电池容量，该二次电池集合化而成的电池包（battery pack)由多个电池形成，搭载多个将多个电池并联连接及/或串联连接而成的电池组而构 成。这样的电池组例如在专利文献1等中有记载。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特表2008-541386号公报
【发明内容】
[0009] 发明要解决的问题
[0010] 在将多个电池并联连接而成的电池组用于例如汽车的发动机驱动用的电源等的 情况下，在电池中流通大电流，因此如果电池彼此间没有可靠地电连接，则电流根本不流 动，或者因连接部分的电阻增大而发热，不能使大电流流动。因此，不光使电池和连接部件 简单地接触，而且还需要通过焊接等确实地确保电连接。
[0011] 例如，在通过焊接进行连接的情况下，有必要考虑到电池的负极端子（例如电池 壳）及正极端子以及连接部件的材料或结构等，选择能够较高地确保焊接部的机械强度的 焊接施工方法。另一方面，为了减小连接部件的电阻，需要增大连接部件的厚度或宽度。
[0012] 但是，如果增大连接部件的厚度或宽度，则连接部件在空间上占据大的体积，因此 出现电池组增大或加重的问题。特别是，在将电池组用作汽车的发动机驱动用的电源的情 况下，为了延长行驶距离，需要电池组较轻且小，因而笨重大型的电池组失去商品价值。
[0013] 本发明是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，在并联连接多个电池而成的电 池组中，提供一种电阻低、即使流通大电流其电力损失也小的电池组。
[0014] 用于解决课题的手段
[0015] 为解决上述课题，本发明的电池组采用以下构成：具备具有侧面及底面的金属壳 和收容在金属壳内的多个单电池，单电池具有第1极和与该第1极电绝缘并兼作单电池的 电池壳的第2极，多个单电池以使第1极的方向一致的方式排列，多个单电池的第1极被连 接在配置于金属壳的开口侧的连接体上，多个单电池的第2极被连接在金属壳的底面上， 金属壳的侧面的高度与单电池的高度大致相同，金属壳的开口侧大体上被连接体覆盖。
[0016] 通过上述构成，能够向截面积大的金属壳输出来自第2极（电池壳）的电流，因此 能够实现电阻低的电池组。
[0017] 发明效果
[0018] 根据本发明，在并联连接多个电池而成的电池组中，能够提供一种电阻低、即使流 通大电流电力损失也小的电池组。
【专利附图】
【附图说明】
[0019] 图1是表示本发明的一实施方式的电池模组的结构的图示，（a)为立体图，（b)为 透视（a)的筐体的图示。
[0020] 图2是将本发明的一实施方式的电池模组分解成各构成的分解图。
[0021] 图3是示意性地表示本发明的一实施方式的电池组的构成的立体图。
[0022] 图4是将本发明的一实施方式的电池组分解成各构成的分解图。
[0023] 图5 (a)是图3的A-A剖视图，（b)是（a)的箭头B的部分的放大图。
[0024] 图6是表示多个电池组排列而成的电池模组的构成的概略图。
[0025] 图7是本发明的一实施方式的金属壳的立体图。
[0026] 图8是本发明的一实施方式的单电池的概略图。
[0027] 图9是表示构成电池组的多个单电池的排列的一个例子的立体图。
[0028] 图10是表示金属壳的变形例的立体图。
[0029] 图11是表示金属壳的另一变形例的立体图。
[0030] 图12是图11所示的金属壳的分解图。
[0031] 图13是表示金属壳的另一变形例的图示，（a)是表示单电池的排列的立体图，（b) 是金属壳的立体图，（c)是收容有单电池的金属壳的俯视图。
【具体实施方式】
[0032] 以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。在以下的附图中，为了简化说 明，对于具有实质上相同功能的构成要素用相同的符号表示。再有，本发明并不限定于以下 的实施方式。
[0033] 图1是表示本发明的一实施方式的电池模组10的构成的图示，图1 (a)为立体图， 图1(b)为透视图1(a)的筐体的图示。
[0034] 如图1 (b)所示，电池模组10由6个电池组100的集合构成，并列排列的3个电池 组100相互面对面地排列，被收容在绝缘性的筐体300内。6个电池组100串联地电连接， 将电池模组10的输出通过正极输出端子400和负极输出端子500输出给筐体300的外部。
[0035] 图2是将本实施方式的电池模组10分解成各构成的分解图。
[0036] 如图2所示，3个电池组100中，电池组100的第1极（正极）的连接端子（未图 示）与相邻的电池组100的第2极（负极）的连接端子（未图示）连接。然后，相对的3个 电池组100的一端通过连接部件200连接。将如此连接的6个电池组100收纳在筐体300 的下壳310内，用盖320密封。在下壳310上形成输出端子口 311，在此安装分别连接在电 池组100的正极及负极的连接端子上的正极输出端子400和负极输出端子500。
[0037] 图3是示意性地表示本实施方式的电池组100的构成的立体图。图4是将电池组 分解成各构成的分解图。
[0038] 如图3及图4所示，电池组100将多个单电池110排列成使正极方向一致，收纳在 具有侧面122及底面123的金属壳120内。在图3及图4所示的例中，14个单电池110以 六方点阵状被排列成5、4、5个的3列。
[0039] 单电池110为圆筒形的二次电池，发电要素被收容在电池壳内。单电池110具有 正极和与正极电绝缘的、兼作单电池110的电池壳的负极。
[0040] 各单电池110的正极经由正极引线板132被连接在配置于金属壳120的开口侧的 板状的连接体130上。再有，在连接体130上，在与各单电池110的正极对置的位置上形成 有圆孔133,在该圆孔133的部位上，能够将正极引线板132焊接在单电池110的正极上。 此外，多个单电池110的负极（电池壳的底面）被连接在金属壳120的底面123上。由此， 多个单电池110被并联地电连接。
[0041] 通过如此的构成，能够将来自负极（电池壳）的电流输出给截面积大的金属壳 120,因而能够实现电阻低的电池组100。
[0042] 这里，金属壳120的侧面122的高度与单电池110的高度大致相同，金属壳120的 开口侧大体上被连接体130覆盖。由此，金属壳120及连接体130构成电池组100的实质 上的筐体，保护收容在电池组100内的单电池110。
[0043] 在单电池110的电池壳的正极侧的肩部，配设有绝缘性的间隔物112,该间隔物 112通过介于电池壳与连接体130之间，防止正极（连接体130)与负极（电池壳）的短路。
[0044] 此外，多个单电池110由收容在金属壳120内的绝缘性的支架140保持。支架140 具有保持部141，在其上一体地形成有多个筒部，通过使单电池110的外侧面与保持部141 的筒部的内侧面接触，固定单电池110。再有，支架140在保持单电池110的同时，防止正极 (连接体130)与负极（金属壳120)的短路。
[0045] 此外，支架140还具有沿着金属壳120的侧面122延伸的固定部142，在固定部 142的一端，通过螺丝150b将支架140固定在金属壳120的底面上。另一方面，在固定部 142的另一端，通过螺丝150a将支架140固定在连接体130上。
[0046] 这里，只要用具有弹性的材料（例如硅橡胶等）形成配设在单电池110的电池壳 与连接体130之间的间隔物112,在通过支架140将单电池110固定在金属壳120上时，就 能够起到缓冲作用。由此，例如，即使单电池110存在长度的公差或配置的偏差，也能够确 实固定单电池110。此外，还能够缓和施加给电池组100的振动。
[0047] 图5 (a)是图3的A-A剖视图，图5 (b)是图5 (a)的箭头B的部分的放大图。
[0048] 如图5(a)所示，连接体130具有向金属壳120的侧面122的外方伸出的正极的连 接端子（正极外部端子）131，此外，金属壳120的侧面122在其开口侧（连接体130侧）端 部，具有朝金属壳120的侧面122的外方弯曲的负极的连接端子（负极外部端子）121。另 夕卜，正极的连接端子131与负极的连接端子121相互位于相反的方向。
[0049] 通过在如此的位置上设置正极的连接端子131和负极的连接端子121，在通过排 列多个电池组100而构成电池模组时，如图6所示，通过使电池组100的正极的连接端子 131与相邻的电池组100的负极的连接端子搭接，能够容易地进行串联连接。
[0050] 再有，正极的连接端子131也不一定必须通过使连接体130向金属壳120的侧面 122的外方伸出来形成，只要在金属壳120的侧面122附近伸出到能够与负极的连接端子 121搭接的位置就可以。
[0051] 此外，如图5(b)所示，在单电池110的电池壳的正极160侧的肩部161，配设有绝 缘性的间隔物112,该间隔物112通过介于电池壳与连接体130之间防止连接体（正极）130 与电池壳（负极）的短路。
[0052] 另外，如图4及图5(b)所示，单电池110的电池壳的外侧面被筒状的传热部件111 覆盖。相邻的单电池110中，相互的传热部件111彼此间接触地排列，同时，外侧的单电池 110的传热部件111与金属壳120的侧面接触地排列。由此，将在任一个单电池110中发生 的热传递给相邻的单电池110,再从外侧的单电池110传递给金属壳120,因此能够有效地 进行散热。作为传热部件111，优选金属部件，例如能够采用铝（导热率236WAm*k))、银 (导热率42(W(m · k))、铜（导热率398WAm · k))、金（导热率32(W(m · k))等。
[0053] 再有，在本实施方式中，分别地形成间隔物112和支架140,但也可以一体地形成 它们。在此种情况下，只要用弹性部件一体形成间隔物112和支架140,就能够更加缓和施 加给电池组100的振动。
[0054] 图7是本实施方式的电池组100的金属壳120的立体图。
[0055] 如图7所示，金属壳120由与单电池110接触的底面123和与单电池110的高度 大致同等的4面的侧面122构成。为了增大使来自多个单电池110的电流流通的截面积， 金属壳120的厚度优选为1_以上。由此，通过将4面的侧面122作为电流的导电路，即使 在流通大电流时，也能够减小电阻，因而能够减小金属壳120的发热，大幅地抑制由发热造 成的电力损失。
[0056] 此外，在金属壳120的底面123中，在单电池110的电池壳的底面相接的部位124， 其厚度减薄。例如，能够将部位124设定为大小与单电池110的外形大致同等的凹部。这 里，部位（凹部）124的厚度优选为与单电池110的电池壳大致相同的厚度（例如0. 2? 0. 3_)。由此，容易通过激光焊接对单电池110和金属壳120进行焊接。另外，在金属壳120 的底面123,设有螺孔125,用于通过螺丝150b固定金属壳120和支架140的固定部142。
[0057] 图8是本实施方式的单电池110的概略图。
[0058] 如图8所示，单电池110被高度与单电池110大致同等的铝管制的传热部件111 包围，在单电池110的正极160侧设有硅橡胶制的间隔物112。
[0059] 图9是表示构成电池组100的多个单电池110的排列的一个例子的立体图。
[0060] 如图9所示，14个单电池110以六方点阵状被排列成5、4、5个的3列。相邻的单 电池110的相互的传热部件111彼此接触地排列。而且，在将如此排列的多个单电池110 收纳在金属壳120内时，外侧的单电池110的传热部件111与金属壳120的侧面接触。由 此，将在任一个单电池110中发生的热传递给相邻的单电池110,再从外侧的单电池110传 递给金属壳120,因此能够有效地进行散热。
[0061] 图10是表示图7所示的金属壳120的变形例的立体图。
[0062] 如图10所示，本变形例中的金属壳120b具有半圆状的凹部124和半圆状的孔 126。由此，能够从孔126中使电阻焊用的电极搭在单电池110的电池壳上，因而通过对电 池壳和金属壳120b进行电阻焊，能够进行更可靠的接合。
[0063] 图11是表不图7所不的金属壳120的另一变形例的立体图。
[0064] 如图11所示，本变形例中的金属壳120c在与单电池110的负极（电池壳）接触的 一面开有圆孔127,在该圆孔127的地方，设有板厚为0. 2?0. 3mm的负极引线板128。在 此种情况下，如图12所示，在金属壳120上开14个圆孔127,将负极引线板128配置在与单 电池110接触的面上。由此,通过分别将电极搭在单电池110的电池壳和负极引线板128 上进行电阻焊，能够进行更可靠的接合。这里，通过使负极引线板128与金属壳120c为不 同的部件，所以负极引线板128能够选择焊接性好的镍，金属壳120c能够选择散热性好的 铝，能够分别选择最适合的金属。另外，作为负极引线板128也能够选择镍和铝的双层包合 板。
[0065] 图13是表示图7所示的金属壳120的另一变形例的图示，图13(a)是表示单电池 110的排列的立体图，图13(b)是金属壳120d的立体图，图13(c)是收容有单电池110的金 属壳120d的俯视图。
[0066] 如图13(b)、（c)所示，本变形例中的金属壳120d的侧面122沿着单电池110的电 池壳的外侧面而形成。由此，金属壳120d的侧面122全部与配置在外侧的单电池110的电 池壳的外侧面接触，因此能够更有效地将单电池110中发生的热传递给金属壳120。
[0067] 以上，通过优选的实施方式说明了本发明，但如此记述并不是限定事项，当然，可 进行多种改变。例如，在上述实施方式中，将单电池110的正极连接在连接体130上，将单 电池的负极（电池壳）连接在金属壳120的底面上，但也可以与此相反，将单电池110的负 极连接在连接体130上，将单电池的正极（电池壳）连接在金属壳120的底面上。再有，在 此种情况下，单电池110的电池壳可兼作正极。此外，在上述实施方式中，将金属壳120规 定为长方体，但侧面122的形状在俯视时也可以为六角形状等多角形、或圆形、椭圆形等。 [0068] 产业上的利用可能性
[0069] 本发明的电池组对于能够大电流放电的电容量大的电源是有用的。
[0070] 符号说明
[0071] 10-电池模组，100-电池组，110-单电池，111 一传热部件，112-间隔物，120、 120b、120c、120d-金属壳，121-负极的连接端子，122 -侧面，123 -底面，124-部位（凹 部），125 -螺孔，126-孔，127 -圆孔，128 -负极引线板，130-连接体，131 -正极的连接端 子，132 -正极引线板，133 -圆孔，140 -支架，141 一保持部，142-部定部，150a、150b-螺 丝，160 -正极，200-连接部件，300 -筐体，310 -下壳，311 -输出端子口，320-盖，400 - 正极输出端子，500-负极输出端子。
【权利要求】
1. 一种电池组，其具备： 具有侧面及底面的金属壳、 收容在所述金属壳内的多个单电池； 所述单电池具有第1极和与该第1极电绝缘并兼作所述单电池的电池壳的第2极； 所述多个单电池以使所述第1极的方向一致的方式排列； 所述多个单电池的第1极被连接在配置于所述金属壳的开口侧的连接体上； 所述多个单电池的所述第2极被连接在所述金属壳的底面上。
2. 根据权利要求1所述的电池组，其中，在所述单电池的电池壳的所述第1极侧的肩部 与所述连接体之间配设有绝缘性的间隔物。
3. 根据权利要求2所述的电池组，其中，所述间隔物由弹性部件构成。
4. 根据权利要求1所述的电池组，其中， 所述多个单电池由收容在所述金属壳内的绝缘性的支架保持； 所述支架由一体地形成有多个筒部的部件构成，所述单电池的外侧面与所述筒部的内 侧面相接而被固定。
5. 根据权利要求4所述的电池组，其中， 所述支架还具有沿着所述金属壳的侧面延伸的固定部； 在所述固定部的一端，所述支架被固定在所述金属壳的底面上。
6. 根据权利要求5所述的电池组，其中，在所述固定部的另一端，所述支架被固定在所 述连接体上。
7. 根据权利要求4所述的电池组，其中，在所述单电池的电池壳的所述第1极侧的肩部 与所述连接体之间配设有绝缘性的间隔物，所述支架与所述间隔物一体地形成。
8. 根据权利要求1所述的电池组，其中， 所述连接体具有向所述金属壳的侧面附近伸出的第1连接端子； 所述金属壳的侧面在其开口侧端部具有朝所述金属壳的侧面的外方弯曲的第2连接 端子； 所述第1连接端子与所述第2连接端子相互位于相反方向。
9. 根据权利要求1所述的电池组，其中， 所述单电池的金属壳的外侧面被筒状的传热部件覆盖； 相邻的单电池以相互的传热部件彼此接触的方式排列，同时外侧的单电池以该单电池 的传热部件与所述金属壳的侧面接触的方式排列。
10. 根据权利要求9所述的电池组，其中，所述传热部件由金属部件构成。
11. 根据权利要求1所述的电池组，其中，所述单电池的电池壳的底面被焊接在所述金 属壳的底面上。
12. 根据权利要求11所述的电池组，其中，所述金属壳的底面中，与所述单电池的电池 壳的底面相接的部位的厚度减薄。
13. 根据权利要求11所述的电池组，其中，在所述与所述单电池的电池壳的底面相接 的部位的一部分上设有孔。
14. 一种电池模组，是将多个权利要求8所述的电池组收容在绝缘性的筐体中而成的 电池模组，其中， 所述电池组的第1连接端子以与相邻的电池组的第2连接端子相接的方式串联连接。
15. 根据权利要求1所述的电池组，其中，所述金属壳的侧面的高度与所述单电池的高 度相问。
16. 根据权利要求1所述的电池组，其中，所述金属壳的开口侧被所述连接体覆盖。
【文档编号】H01M10/04GK104157896SQ201410363323
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2011年5月17日 优先权日:2010年9月17日
【发明者】糸井俊树, 下司真也, 古林义玲, 中川贵嗣 申请人:松下电器产业株式会社