非水电解液二次电池单元及使用该二次电池单元的电池组制造技术

本发明专利技术提供一种能够实施安全对策并提高能量密度的非水电解液二次电池单元以及使用了该电池单元的电池组。使单元本身为带圆角的方筒形状，在该单元的中心设置有芯材(5)，该芯材(5)是具有四边形的截面的中空筒状的绝缘体且防止电解质的透过，在该芯材(5)的中空部内设置有温度传感器(12)等的单元监视系统，以所述芯材(5)为轴而卷绕着包括有非水电解液二次电池的正极构件、隔膜以及负极构件的单元基本构件，与所述正极构件的集电体或负极构件的集电体电连接的由导电性的金属构成的端子(1、2)露出到该单元的外部而分别设置，所述温度传感器(12)以紧贴于该芯材(5)的方式安装在所述芯材(5)的中空部的中央部。

Non aqueous electrolyte two cell unit and battery pack using the two battery unit

The invention provides a non-aqueous electrolyte secondary battery unit capable of implementing safety countermeasures and improving energy density, and a battery pack using the battery unit. The unit itself is a square tube shape with a round angle, and a core material (5) is set at the center of the unit. The core material (5) is a hollow cylindrical insulator with a quadrilateral section and prevents the transmission of the electrolyte. A unit monitoring system with a temperature sensor (12) is set in the hollow part of the core material (5), and the core material (5) is rolled up with the core material (5). A unit basic member of a positive pole, a diaphragm, and a negative electrode member, including a two battery with a non water electrolyte, is set up separately from the terminals (1, 2) of the conductive metal (1, 2), which are electrically connected with the collector of the positive pole member or the negative pole member, to the outer of the unit, and the temperature sensor (12) is tight. The central part of the hollow part of the core material (5) is mounted on the core material (5).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解液二次电池单元及使用该二次电池单元的电池组
本专利技术涉及一种使用于电动汽车或能量贮藏用等的锂离子电池等的非水电解液二次电池单元(Cell)以及使用了该非水电解液二次电池单元的电池组，具有确保安全性，一边使用以往的电池材料一边能够使实用能量密度显著提高的特征。
技术介绍
电动汽车等中使用的锂离子电池，包括有位于正极集电体的周围的正极活性物质和隔着隔膜(Separator)而位于负极集电体的周围的负极活性物质。所述正极集电体多使用铝，负极集电体多使用铜，作为正极活性物质，使用着加入有锂的锰氧化物等，作为负极活性物质，使用石墨等。另外，隔膜是开有极小的孔的薄膜的有机物，电解质分为溶质和溶媒。在这样的以往的锂离子电池中，电池单元和检测该单元的温度或电压等的单元监视系统分体而设，另外，由于电池单元内不具备散热的功能，因此在电池单元外部设置单元监视系统和散热功能而模块化，而且，该模块设置有多个而电池组化，与电池单元单体的能量密度相比较，模块化以及电池组化之际，能量密度变为一半以下。这样的能量密度不能提升的原因之一，是存在安全性的问题。损害安全性的原因，首先第一点是存在隔膜的电解质的漏液。当有漏液时，溶质的六氟磷酸锂通过水而分解，向人体释放有毒的氢氟酸，并且也容易引起着火，非常危险。另外，第二点是有可能过充电。在过充电状态下从正极物质释放出氧(O)，成为起火的原因。而且，第三点是有可能短路。当发生短路时单元内急速变为高温，有可能引起着火。短路有内部短路和外部短路，内部短路是由于制造过程中金属性的混入物而产生短路，而现在在工厂中管理周全，内部短路不可能发生。另一方面，外部短路的可能性依然存在。针对这样的安全性，有关电池单元的漏液对策、过充电对策、单元高温对策方面并没有采取必要、充分的对策，这就是现状。另外，过于重视安全，在与安全性的本质关联性小的单元制作、模块制作、电池组制作、向电动汽车的容纳各个方面考虑到安全方面的保证，电池系统变重而超出需要，结果是实用容量变小。在这样的问题点之中，作为漏液对策或过充电对策，存在专利文献1。该专利文献1的专利技术开发了如下的电池装置：以使与使用于非水电解液二次电池的单元监视系统和单元尺寸相匹配的容积变小为目的，将配置有单元监视系统的电子电路基板和非水电解液电池装载在同一框体中，该电子电路基板和该电子电路元件的导电性部分由耐非水电解液性的绝缘体覆盖。另外，存在有专利文献2，与非水电解液二次电池相关，即使是中、大容量的电池，也不会有损于电容量或特性，确实的检测出电池温度的上升，确保安全性，以此为目的，在卷绕成螺旋状的圆筒状的电极群的中央部所形成的圆柱状的空间，即在电极群内径空间内配置有热敏元件。另外，专利文献3具有层叠数多的层叠电极体或卷绕数多的卷绕电极体，以信任度高且外部端子的引出位置的自由度高的层压式电池为目的，电池是具有片状正极、片状负极以及隔膜的电极体容纳在层压膜外装体中，具有电极的层叠数为20以上的层叠电极体或者卷绕数为10以上的卷绕电极体，层叠了片状正极的多个正极极耳(Tab)的正极极耳层叠体被分为多个，分别与另外的正极外部端子相连接，各正极外部端子之间在层压膜外装体的内部或者外部相互电连接，并且层叠了片状负极的多个负极极耳的负极极耳层叠体被分为多个，分别与另外的负极外部端子相连接，各负极外部端子之间在层压膜外装体的内部或外部相互电连接。现有技术文献专利文献专利文献1：JP特开平7-272748号公报；专利文献2：JP特开平10-214613号公报；专利文献3：JP特开2012-212506号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题专利文献1的构成中，没有将来自各种电子电路用基板(单元监视系统)的热主动的散热的机构。因此各种电子电路用基板的热导致电池框体内的温度上升，有可能产生更加危险的状态。另外，来自各种电子电路用基板的信号端子被安装成3个露出到外部，该部分有可能成为漏液的主要原因。另外，专利文献2的构成中，在电池单元内装入热敏元件，该热敏元件仅使用于温度计测，过充电时的充电电力的停止有赖于电池组中安装的安全装置。由于安全装置不正常动作有很大可能会引起过充电，因此有必要在电池单元内完成保证安全装置的安全性的设计。另外，虽然在单元壳体上设置有感热用的新的端子，但是这些端子增加了电解质漏液的危险性。另外，专利文献3的构成中，虽然好像将集电体的一部分集合在一起，但是因此而使得使用了电阻和集电体的散热效果仅一部分有效。另外，将单元全体覆盖住的层压结构的单元存在外部框体重的缺点。而且，对漏液、过充电、外部短路的危险进行担保的构成在电池单元中不存在。本专利技术提供一种非水电解液二次电池单元以及使用了该电池单元的电池组，将单元监视系统设置在电池单元的内部，实施将正极构件或负极构件的散热经由各集电体以及端子(Terminal)来进行等的安全对策，能够提高能量密度。解决问题的手段技术方案1的专利技术为一种非水电解液二次电池单元，其中，在非水电解液二次电池中，使单元本身为圆筒或者带圆角的方筒形状，在该单元的中心设置有硬质的芯材，该芯材是具有圆形或者四边形的截面的中空筒状的绝缘体且能够防止电解质的透过，在该芯材的中空部内设置着安装有该单元的电压传感器、温度传感器以及平衡器的单元监视系统，以所述芯材为轴而卷绕或者层叠着包括有非水电解液二次电池的正极构件、隔膜以及负极构件的单元基本构件，与所述正极构件的集电体或负极构件的集电体电连接的导电性的端子露出到该单元的外部而分别设置，所述单元监视系统的温度传感器以紧贴于该芯材的方式安装在所述芯材的中空部的中央部，且连接有使由所述平衡器产生的热经由正极或负极的端子而散热的线路。另外，技术方案2的专利技术是如技术方案1所述的非水电解液二次电池单元，其中，在所述单元监视系统之中设置有过充电时消耗过剩的电力的稳压二极管，并且连接有使由该稳压二极管产生的热经由所述正极或负极的端子而散热的线路。另外，技术方案3的专利技术是如技术方案1或2所述的非水电解液二次电池单元，其中，所述端子作为正极用以及负极用而分别设置在所述芯材的两端，且与该芯材在同轴上设置，所述正极以及负极的集电体向着这些端子而向着相互相反侧延伸，所述正极以及负极的集电体分别与正极以及负极的端子直接电连接以及导热性连接。另外，技术方案4的专利技术是如技术方案3所述的非水电解液二次电池单元，其中，以所述正极以及负极的端子为中心而将所述卷绕或层叠的包括有正极构件、隔膜以及负极构件的单元基本构件的两端覆盖住的与所述各端子为相同材料的法兰部(Flange)与所述各端子一体设置，在该各法兰部的外周缘设置有朝向该单元的中心的折回缘部，且安装有两端与两侧的各法兰部的折回缘部粘接在一起而将该单元覆盖住来防止单元内的电解质向外部泄漏的层压膜。另外，技术方案5的专利技术是如技术方案1～4中任一项所述的非水电解液二次电池单元，其中，在所述正极用的端子的外侧前端部设置有以外螺纹为代表的与所述端子一体的导电性的第一嵌合体，在所述负极用的端子的外侧前端部设置有以内螺纹孔为代表的与第一嵌合体相嵌合的导电性的第二嵌合体。另外，技术方案6的专利技术是如下的非水电解液二次电池单元，在所述技术方案5的专利技术中，对所述第一嵌合体与所述第二嵌合体的嵌合部分实施了防止电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水电解液二次电池单元，其特征在于，在非水电解液二次电池中，使单元本身为圆筒或者带圆角的方筒形状，在该单元的中心设置有硬质的芯材，该芯材是具有圆形或者四边形的截面的中空筒状的绝缘体且能够防止电解质的透过，在该芯材的中空部内设置着安装有该单元的电压传感器、温度传感器以及平衡器的单元监视系统，以所述芯材为轴而卷绕或者层叠着包括有非水电解液二次电池的正极构件、隔膜以及负极构件的单元基本构件，与所述正极构件的集电体或负极构件的集电体电连接的导电性的端子露出到该单元的外部而分别设置，所述单元监视系统的温度传感器以紧贴于该芯材的方式安装在所述芯材的中空部的中央部，且连接有使由所述平衡器产生的热经由正极或负极的端子而散热的线路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.12 JP 2015-2225221.一种非水电解液二次电池单元，其特征在于，在非水电解液二次电池中，使单元本身为圆筒或者带圆角的方筒形状，在该单元的中心设置有硬质的芯材，该芯材是具有圆形或者四边形的截面的中空筒状的绝缘体且能够防止电解质的透过，在该芯材的中空部内设置着安装有该单元的电压传感器、温度传感器以及平衡器的单元监视系统，以所述芯材为轴而卷绕或者层叠着包括有非水电解液二次电池的正极构件、隔膜以及负极构件的单元基本构件，与所述正极构件的集电体或负极构件的集电体电连接的导电性的端子露出到该单元的外部而分别设置，所述单元监视系统的温度传感器以紧贴于该芯材的方式安装在所述芯材的中空部的中央部，且连接有使由所述平衡器产生的热经由正极或负极的端子而散热的线路。2.如权利要求1所述的非水电解液二次电池单元，其特征在于，在所述单元监视系统之中设置有过充电时消耗过剩的电力的稳压二极管，并且连接有使由该稳压二极管产生的热经由所述正极或负极的端子而散热的线路。3.如权利要求1或2所述的非水电解液二次电池单元，其特征在于，所述端子作为正极用以及负极用而分别设置在所述芯材的两端，且与该芯材在同轴上设置，所述正极以及负极的集电体向着这些端子而向着相互相反侧延伸，所述正极以及负极的集电体分别与正极以及负极的端子直接电连接以及导热性连接。4.如权利要求3所述的非水电解液二次电池单元，其特征在于，以所述正极以及负极的端子为中心而将所述卷绕或层叠的包括有正极构件、隔膜以及负极构件的单元基本构件的两端覆盖住的与所述各端子相同材料的法兰部与所述各端子一体设置，在该各法兰部的外周缘设置有朝向该单元的中心的折回缘部，且安装有两端与两侧的各法兰部的折回缘部粘接在一起而将该单元覆盖住来防止单元内的电解质向外部泄漏的层压膜。5.如权利要求1～4中任一项所述的非水电解液二次电池单元，其特征在于，在所述正极用的端子的外侧前端部设置有第一嵌合体，在所述负极用的端子的外侧前端部设置有与所述第一嵌合体相嵌合的第二嵌合体。6.如权利要求5所述的非水电解液二次电池单元，其特征在于，对所述第一嵌合体与所述第二嵌合体的嵌合部分实施了防止电蚀的电镀。7.如权利要求1～6中任一项所述的非水电解液二次电池单元，其特征在于，在所述正极用或负极用的端子与集电体之间安装有根据温度而阻抗值急剧上升的元件，且具有在通过该元件而使得该电池单元内...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水浩，
申请(专利权)人：翼科株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP