电池组的制作方法

本发明涉及电池组。

背景技术：

在日本特开2013-045578号公报中，公开了在相邻的电池单元间具有冷却板并具有向各冷却板供给制冷剂的连接配管的电池组，公开了将连接配管设为柔性的配管。

在日本特开2009-026703号公报中公开了在电池组的层叠方向上，配置于层叠端的端板构成为能够变更层叠方向的厚度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-045578号公报

专利文献2：日本特开2009-026703号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

可是，电池组在层叠方向上容易局部地蓄积热，有时层叠的电池单元的温度会不均。

用于解决课题的技术方案

在此提出的电池组具备多个电池单元、制冷剂管路、多个冷却部件及约束单元。多个电池单元具有分别相对的一对平面部，并且以在相邻的电池单元中平面部相对的方式排列。制冷剂管路在排列的所述多个电池单元的侧方沿着所述多个电池单元排列的方向延伸。

冷却部件分别配置在多个电池单元中的相邻的电池单元之间，或者在将相邻的电池单元作为一组的情况下分别配置于电池单元组(一组的电池单元)之间。冷却部件分别具备夹在电池单元之间的板状部和从电池单元之间伸出并与制冷剂管路接触的触手部。约束单元具有对在夹着冷却部件的状态下排列的多个电池单元的两端进行约束的一对约束部件和支承约束部件的支承部件。冷却部件包括第一冷却部件和与第一冷却部件相比热容量大且与制冷剂管路的接触面积大的第二冷却部件。根据该电池组，在排列有多个电池单元的方向上配置第二冷却部件的部位，电池单元的温度稳定。因此，多个电池单元的温度的不均变小。

例如，也可以是，沿着多个电池单元排列的方向，在相邻的电池单元之间或所述电池单元组之间间断地配置第二冷却部件。

另外，例如，也可以是，在制冷剂管路中制冷剂沿着所述多个电池单元排列的方向中的一个方向流通的情况下，配置第二冷却部件的间隔沿着制冷剂在制冷剂管路中流通的方向相同或变窄。另外，也可以是，在制冷剂管路中制冷剂沿着多个电池单元排列的方向中的一个方向流通的情况下，第二冷却部件的热容量沿着制冷剂在制冷剂管路中流通的方向相同或变大。

也可以是，第二冷却部件在配置该第二冷却部件的部位具有分别与相邻的电池单元的平面部接触的一对板和配置于该一对板之间的弹性体。在该情况下，一对板的各板具备触手部，与第一冷却部件相比，热容量大且与制冷剂管路的接触面积大。

另外，也可以是，一对板中的一方的板固定地配置于约束部件，另一方的板以能够相对移动的方式配置于约束部件。

另外，也可以是，第二冷却部件的板状部在多个电池单元排列的方向上比触手部薄。

电池单元例如可以是电极体由层压膜覆盖的层压型电池单元，例如可以是全固体电池。

附图说明

图1是示意地示出在此提出的电池组10的侧视图。

图2是示出多个电池单元11与冷却部件13重叠的状态的俯视图。

图3是示出第二冷却部件13b和夹着第二冷却部件13b的电池单元11的侧视图。

图4是电池单元11的主视图。

图5是示出重叠于电池单元11的第二冷却部件13b的主视图。

图6是示意地示出在此提出的电池组10的变形例的侧视图。

图7是示出其它实施方式的电池组10a的侧视图。

具体实施方式

以下，对在此提出的电池组的一个实施方式进行说明。在此说明的实施方式当然并不意图特别限定本发明。本发明只要没有特别提及，就不限定于在此说明的实施方式。

图1是示意地示出在此提出的电池组10的侧视图。如图1所示，在此提出的电池组10具备多个电池单元11、制冷剂管路12、多个冷却部件13以及约束单元14。图2是示出多个电池单元11与冷却部件13重叠的状态的俯视图。在此，在图2中，图示了沿着图1的ii-ii线的俯视图。制冷剂管路12、约束单元14的一部分在图2中省略图示。如图1及图2所示，冷却部件13具有第一冷却部件13a和第二冷却部件13b。图3是示出第二冷却部件13b和夹着第二冷却部件13b的电池单元11的侧视图。

<电池单元11>

多个电池单元11分别具有相对的一对平面部，并且以在相邻的电池单元中平面部相对的方式排列。电池单元11是构成电池组的单电池。在本说明书中，“电池”是指一般能够取出电能的蓄电设备的用语，是包括一次电池及二次电池的概念。“二次电池”一般是指能够反复充放电的蓄电设备，除了锂离子二次电池、镍氢电池、镍镉电池等所谓的蓄电池(即化学电池)以外，还包含双电层电容器等电容器(即物理电池)。

图4是电池单元11的主视图。在该实施方式中，电池单元11是电极体20由层压膜30覆盖的层压型电池单元。在图4中，以层压膜30的一部分剖开且电极体20部分剖开的形态进行图示。电池单元11是全固体电池。全固体电池例如电解质由固体电解质构成。全固体电池为了使通过固体电解质的电荷载体的移动顺畅并将电阻抑制得较低，需要对电极体20施加所需的压力，充分确保电极活性物质材料与固体电解质的接触。另一方面，充电时的膨胀、放电时的收缩也大。另外，电池单元11在充电时或放电时会发热。在电池组10中，优选将组装于电池组10的多个电池单元11的温度的不均抑制得较小。

电池单元11是由层压膜30覆盖电极体的整周的层压型电池单元。如图3及图4所示，电池单元11具备平面部31、正极端子32及负极端子33。

平面部31是收容有电池单元11的电极体20的部位。在该实施方式中，电池单元11构成全固体电池。电极体20在一部分省略图示，例如具有正极集电体、作为含正极活性物质的固体电解质层的正极层32a、固体电解质层34、作为含负极活性物质的固体电解质层的负极层33a、以及负极集电体层叠而成的层叠构造。在该实施方式中，电极体20的最外周由固体电解质层34覆盖。

在该实施方式中，如图3及图4所示，电池单元11的平面部31分别为大致矩形，是覆盖大致矩形的扁平的电极体20的部位。层压膜30以覆盖平面部31的周围的方式进行密封。

在收容于平面部31的电极体20中，在电极体20中层叠的正极集电体(省略图示)、层叠于正极集电体的正极层32a、以覆盖正极层的方式层叠的固体电解质层34、层叠于固体电解质层34的负极层33a、负极集电体(省略图示)分别为大致矩形。在图4中，正极集电体、负极集电体及固体电解质层分别被省略图示。

正极层32a是包含正极活性物质的固体电解质的层。负极层33a是包含负极活性物质的固体电解质的层。固体电解质层34是不含活性物质的固体电解质的层。负极层33a及固体电解质层34比正极层32a大一圈，在层叠方向上覆盖正极层32a。

在正极集电体设置有正极端子32。在负极集电体设置有负极端子33。正极端子32从收容有电极体的层压膜的内部向层压膜的一侧伸出。负极端子33从收容有电极体的层压膜的内部向层压膜的相反侧伸出。在该实施方式中，在收容有电极体的平面部31的一侧设置有正极端子32，在相反侧设置有负极端子33。

这样，在本实施方式中，在平面部31的相对的一对边中的一方的边侧设置有正极端子32，在另一方的边侧设置有负极端子33。多个电池单元11中的相邻的电池单元11的朝向以正极端子32和负极端子33配置于同一侧的方式交替地一致。

在相邻的电池单元11串联连接的情况下，相邻的电池单元11的正极端子32和负极端子33配置于同一侧。换言之，相邻的电池单元11的朝向交替地一致。在相邻的电池单元11并联连接的情况下，虽然省略图示，但相邻的电池单元11的朝向以相邻的电池单元11的正极端子32配置于同一侧且负极端子33配置于同一侧的方式一致。换言之，相邻的电池单元11在同一方向上一致。

在此，提出了各种层压型电池中的层压膜、用于构成全固体电池的正极活性物质、负极活性物质、固体电解质等，没有特别限定。此外，在本实施方式中，电池单元11的平面部31为大致矩形，但只要没有特别提及，则电池单元11的平面部31不需要为大致矩形。另外，作为其它变形例，正极端子32和负极端子33也可以在层压膜的一侧从收容有电极体20的层压膜的内部向同一方向伸出。这样，只要没有特别提及，正极端子32和负极端子33从收容有电极体20的层压膜的内部伸出的位置就不限定于上述实施方式。

<制冷剂管路12>

制冷剂管路12在排列的多个电池单元11的侧方沿着多个电池单元排列的方向延伸。制冷剂管路12例如可以采用使制冷剂在管路中流通的结构。制冷剂管路12可以具有所需的热传导率，并且在与实现轻量化的材料的观点上，例如可以是铝或铝合金制。在该实施方式中，在制冷剂管路12中制冷剂沿着多个电池单元11排列的方向中的一个方向流通。在该实施方式中，如图1所示，制冷剂管路12相对于所排列的多个电池单元11配置于与正极端子32和负极端子33朝向的一侧不同的侧面。

<冷却部件13>

冷却部件13在将多个电池单元11中相邻的电池单元11作为一组的情况下分别配置于电池单元组11a之间。此外，在本实施方式中，冷却部件13分别配置在电池单元组11a之间，但并不限定于该方式。冷却部件13例如也可以分别配置于多个电池单元11中相邻的电池单元11之间。

<约束单元14>

约束单元14具备一对约束部件14a、14b和支承约束部件14a、14b的支承部件14c。在本实施方式中，一对约束部件14a、14b是约束在夹着冷却部件13的状态下排列的多个电池单元11的两端的部件。该约束部件14a、14b也称为端板。在本实施方式中，支承部件14c是架设于一对约束部件14a、14b的金属制的带，也被称为约束带。

<第一冷却部件13a、第二冷却部件13b>

如图1及图2所示，冷却部件13包括第一冷却部件13a和第二冷却部件13b。第一冷却部件13a和第二冷却部件13b在采用具有所需的热传导率且实现轻量化的材料的观点上，例如可以是铝或铝合金制。

第一冷却部件13a和第二冷却部件13b可以分别具备板状部13a1、13b1和触手部13a2、13b2。板状部13a1、13b1可以夹在电池单元11之间。触手部13a2、13b2是从电池单元11之间伸出并与制冷剂管路12接触的部位。

如图1及图2所示，在本实施方式中，作为约束带，具备两个支承部件14c。两个支承部件14c分开架设于约束单元14的一对约束部件14a、14b的两侧。第一冷却部件13a和第二冷却部件13b的触手部13a2、13b2与制冷剂管路12直接接触。

第一冷却部件13a和第二冷却部件13b分别通过触手部13a2、13b2与制冷剂管路12之间交换热。其结果是，第一冷却部件13a和第二冷却部件13b被冷却至大致恒定的温度。而且，在第一冷却部件13a和第二冷却部件13b与夹着第一冷却部件13a和第二冷却部件13b的电池单元11之间交换热。其结果是，构成为使电池单元11冷却。

第二冷却部件13b的热容量比第一冷却部件13a大，并且与制冷剂管路12的接触面积比第一冷却部件13a大。例如，在第一冷却部件13a和第二冷却部件13b由相同的材料制成的情况下，第一冷却部件13a可以由比第二冷却部件13b薄的部件构成。另外，在第一冷却部件13a的触手部13a2中，与制冷剂管路12的接触面积可以比第二冷却部件13b的触手部13b2小。

图5是示出与电池单元11重叠的第二冷却部件13b的主视图。在此，在图5中图示了图1的v-v剖面中的电池单元11、与电池单元11重叠的第二冷却部件13b、约束单元14的下侧的支承部件14c以及制冷剂管路12。如图5所示，在图1及图2所示的方式中，约束单元14的支承部件14c以夹着制冷剂管路12的方式被分成两侧。并且，第二冷却部件13b的触手部13b2与制冷剂管路12直接接触。如图5所示，在与电池单元11重叠的状态下，第二冷却部件13b的板状部13b1可以覆盖电池单元11的平面部31内的至少正极层32a。即，第二冷却部件13b的板状部13b1可以具有足以覆盖电池单元11的平面部31中的正极层32a的宽度和高度。触手部13b2可以以与制冷剂管路12以充分的接触面积接触的方式宽幅地形成，例如可以与板状部13b1相比为壁厚。与此相对，如图1所示，第一冷却部件13a例如可以是板状部13a1与触手部13a2大致一样的厚度的板状的部件。

如图3及图5所示，第二冷却部件13b的触手部13b2是具有所需的体积的厚壁的部位。第二冷却部件13b具有从触手部13b2的中间部延伸的板状部13b1。板状部13b1在多个电池单元11排列的方向上朝向法线方向配置，由电池单元11夹持。板状部13b1不像触手部13b2那样厚壁。板状部13b1在多个电池单元11排列的方向上从触手部13b2的两侧凹陷。电池单元11的平面部31与该凹陷的板状部13b1抵靠。这样，第二冷却部件13b的板状部13b1在多个电池单元11排列的方向上比触手部13b2薄。因此，触手部13b2与制冷剂管路12接触的面积被确保得较宽，并且在与电池单元11重叠的部位厚度被抑制得较小。因此，在电池单元11排列的方向上电池组10的厚度被抑制得较小。电池单元11的平面部31重叠的部位中的第二冷却部件13b的壁厚例如可以为0.5mm以上。

在该实施方式中，从配置第一冷却部件13a的部位大致均匀地从电池单元11夺取热。与第一冷却部件13a相比，第二冷却部件13b的热容量大且与制冷剂管路12的接触面积大，因此与制冷剂管路12的热交换顺畅地进行。因此，第二冷却部件13b从电池单元11夺取热的能力比第一冷却部件13a大。换言之，能够在配置第二冷却部件13b的部位使电池单元11的温度稳定。第二冷却部件13b例如可以配置在电池组10的多个电池单元11中的容易蓄积热的部位。此外，从与电池单元11的热交换的观点出发，第二冷却部件13b比第一冷却部件13a有利，但第二冷却部件13b的部件成本比第一冷却部件13a高，并且重量也重。因此，将冷却部件13全部设为第二冷却部件13b在成本方面、轻量化方面有可能会不利于发挥作用。

另外，例如，通过热交换而在制冷剂管路12中流动的制冷剂的温度通过与冷却部件13的热交换而沿着多个电池单元11排列的方向逐渐变高。此时，在冷却部件13全部为第一冷却部件13a的情况下，第一冷却部件13a难以沿着多个电池单元11排列的方向冷却，因此电池单元11的温度容易产生不均。与此相对，如图1所示，沿着多个电池单元11排列的方向间断地配置第二冷却部件13b，由此使电池单元11的温度间断地稳定，多个电池单元11整体的不均被抑制得较小。这样，可以沿着多个电池单元11排列的方向，在电池单元组11a之间间断地配置第二冷却部件13b。

例如，如图1所示，第二冷却部件13b沿着多个电池单元11排列的方向，在相邻的电池单元11之间或电池单元组11a之间间断地配置。在该实施方式中，如图1所示，沿着制冷剂在制冷剂管路12中流通的方向，在从约束部件14a到第一个第二冷却部件13b之间配置有十个电池单元11。在从约束部件14a到第一个第二冷却部件13b之间配置有十个电池单元11。在从第一个第二冷却部件13b到第二个第二冷却部件13b之间也配置有十个电池单元11。在从第二个第二冷却部件13b到第三个第二冷却部件13b之间配置有八个电池单元11。在从第三个第二冷却部件13b到约束部件14b之间配置有六个电池单元11。这样配置第二冷却部件13b的间隔沿着制冷剂在制冷剂管路12中流通的方向相同或变窄。此外，在多个电池单元11中的电池单元组11a之间，除了配置第二冷却部件13b的部位以外，分别配置一个第一冷却部件13a。

此外，在该情况下，排列在第二冷却部件13b之间的电池单元11的数量可以是用并联连接电池单元的数量(并联数)除尽的数量。由此，电池单元间的连接变得容易。例如，在将2个电池单元11并联连接且将并联连接的电池单元组串联连接的情况下，排列在第二冷却部件13b之间的电池单元11的数量可以是10、8、6等2的倍数。例如，在将3个电池单元11并联连接且将并联连接的电池单元组串联连接的情况下，排列在第二冷却部件13b之间的电池单元11的数量可以是12、9、6等3的倍数。

另外，配置第二冷却部件13b的间隔沿着制冷剂在制冷剂管路12中流通的方向相同或变窄。在制冷剂管路12中流通的制冷剂的温度通过与第一冷却部件13a及第二冷却部件13b的热交换，从而倾向于沿着多个电池单元11排列的方向变高。因此，在配置第二冷却部件13b的间隔为等间隔的情况下，沿着多个电池单元11排列的方向在第一冷却部件13a及第一冷却部件13a与制冷剂管路12交换的热量变小。因此，通过沿着制冷剂在制冷剂管路12中流通的方向相同或变窄，即使在沿着多个电池单元11排列的方向流通的制冷剂的温度变高的情况下，也能够将各第二冷却部件13b夺取热的能力的不均抑制得较小。具体而言，沿着制冷剂在制冷剂管路12中流通的方向，第二冷却部件13b的间隔可以阶梯地变窄。

另外，第二冷却部件13b的热容量也可以沿着制冷剂在制冷剂管路12中流通的方向相同或变大。通过该方式，即使在沿着多个电池单元11排列的方向流通的制冷剂的温度变高的情况下，也能够将各第二冷却部件13b夺取热的能力的不均抑制得较小。该方式能够适当地与配置第二冷却部件13b的间隔沿着制冷剂在制冷剂管路12中流通的方向相同或变窄的情况进行组合。

在图1所示的方式中，沿着多个电池单元11排列的方向，将相邻的电池单元11作为电池单元组11a时，在电池单元组11a之间分别配置有冷却部件13。冷却部件13的配置不限于该方式。冷却部件13例如也可以沿着多个电池单元11排列的方向分别配置在相邻的电池单元11之间。在该情况下，第二冷却部件13b也可以沿着多个电池单元11排列的方向，在相邻的电池单元之间间断地配置。另外，配置第二冷却部件13b的间隔可以沿着制冷剂在制冷剂管路12中流通的方向相同或变窄。而且，第二冷却部件13b的热容量也可以沿着制冷剂在制冷剂管路12中流通的方向相同或变大。

图6是示意地示出在此提出的电池组10的变形例的侧视图。作为变形例，如图6所示，作为约束带的支承部件14c与制冷剂管路12接触，第一冷却部件13a和第二冷却部件13b的触手部13a2、13b2也可以与作为约束带的支承部件14c接触。这样，作为与制冷剂管路12接触的触手部13a2、13b2的结构，如图6所示，触手部13a2、13b2也可以通过支承部件14c等由制冷剂管路12冷却的部件与制冷剂管路12接触。此外，在该情况下，与制冷剂管路12接触的支承部件14c优选使用热传导性优异且具有所需的机械强度的金属。

接着，说明第二冷却部件13b的变形例。

图7是示出另一实施方式的电池组10a的侧视图。

如图7所示，第二冷却部件13b也可以具有分别与相邻的电池单元11的平面部31抵靠的一对板41、42和配置于该一对板41、42之间的弹性体43。板41可以具备触手部41a。板42可以具备触手部42a。可以是，各板41、42与第一冷却部件13a相比，热容量大且与制冷剂管路12的接触面积大。

此外，如上所述，配置第二冷却部件13b的部位例如可以沿着多个电池单元11排列的方向，在相邻的电池单元11之间或电池单元组11a之间间断地配置。另外，在本实施方式中，如图7所示，在约束部件14a、14b上也经由弹性体43安装有第二冷却部件13b的板41、42。弹性体43可以是金属弹簧，但在作用有超过弹性范围的力的情况下被破坏。在该观点中，在所作用的力较大的情况下，能够采用非金属弹簧。

这样，第二冷却部件13b具有分别与相邻的电池单元11的平面部31抵靠的一对板41、42和配置在该一对板41、42之间的弹性体43。通过该结构，第二冷却部件13b的一对板41、42的间隔随着电池单元11的膨胀收缩而变化。由此，能够作用电池单元11的所需的约束力。由此，特别是即使在电池单元11为全固体电池的情况下，也能够确保固体电解质与活性物质的接触，将电阻抑制得较低。

一对板41、42中的一方的板(例如，板41)可以相对于约束单元14的约束部件14a、14b固定地配置。在该情况下，另一方的板(例如，板42)可以相对于约束部件14a、14b能够相对移动地配置。由此，第二冷却部件13b整体不会较大地移动，一对板41、42与制冷剂管路12的接触部位的移动被抑制得较小。在该情况下，例如，在接触部位涂覆有润滑脂的情况下，润滑脂等润滑剂的使用量被抑制得较少。固定地配置的板41例如可以固定于约束单元14的一部分(例如，支承部件14c(约束带))。

以上，对在此提出的电池组进行了各种说明。只要没有特别提及，在此列举的电池组的实施方式等并不限定本发明。

附图标记说明

10、10a电池组

11电池单元

11a电池单元组(一组的电池单元)

12制冷剂管路

13冷却部件

13a第一冷却部件

13a1第一冷却部件13a的板状部

13a2第一冷却部件13a的触手部

13b第二冷却部件

13b1第二冷却部件13b的板状部

13b2第二冷却部件13b的触手部

14约束单元

14a、14b约束部件

14c支承部件

20电极体

30层压膜

31平面部

32正极端子

32a正极层

33负极端子

33a负极层

34固体电解质层

41、42板

41a板41的触手部

42a板42的触手部

43弹性体