减少锂析出的电池结构制造技术

一种电池结构，包括：多个电池，每个电池由锂离子二次电池构成；以及多个配设部，多个电池配设在多个配设部内。多个配设部被分成如下两组：上位热传递组，所述上位热传递组的热传递顺位比热传递顺位的中间值高，其中，所述热传递顺位是从按照降序排列的电池的相应热传递量；以及下位热传递组，所述下位热传递组的热传递顺位比中间值低。多个电池中表示锂析出耐性的最高值的电池配置在多个配设部中的、属于上位热传递组的高耐性配设部上，其中，所述锂析出耐性的最高值表示在充放电操作期间锂不可能析出的程度。

【技术实现步骤摘要】
减少锂析出的电池结构
本专利技术涉及一种电池结构。
技术介绍
传统上，包括多个电池单元的电池模块或电池组已经被广泛使用。例如，日本专利第5401900号公开了一种电池模块的构造，其中，多个电池单元配设在壳体中并且在其两端处由限制构件限制。在电池模块中，加热部设置在电池单元和限制构件之间。根据该构造，预热装置对加热部进行加热，从而对与限制构件相邻定位的电池单元进行加热，以防止限制构件传递电池单元的热量。因此，整个电池单元可以被有效地预热。另一方面，为了抑制行驶时或执行快速充电时的电池单元或电池模块产生的过量热量，利用冷却装置对电池单元或电池模块进行强制冷却。在这种情况下，多个电池单元或电池模块不能被均匀地冷却，以使位于冷却装置附近的电池单元或位于显著热传递的位置处的电池单元被过度冷却。在电池单元或电池模块由锂离子二次电池构成的情况下，如果它们被过度冷却，则锂可能析出在电极上，这导致充放电效率或安全性的下降。
技术实现思路
本公开是鉴于如上所述的情况而实现的，并且提供了一种防止锂析出的电池结构。本公开的第一方面是一种电池结构，包括：多个电池(10)，每个电池由锂离子二次电池构成；以及多个配设部(20)，多个电池配设在该多个配设部内。多个配设部被分成如下两组：上位热传递组(20A)，所述上位热传递组(20A)的热传递顺位比热传递顺位的中间值高，其中，上述热传递顺位是从按照降序排列的电池的相应热传递量；以及下位热传递组(20B)，所述下位热传递组(20B)的热传递顺位比中间值低。<br>多个电池中表示锂析出耐性的最高值的电池配置在多个配设部中的、属于上位热传递组的高耐性配设部上，其中，所述锂析出耐性的最高值表示在充放电操作期间锂不可能析出的程度。根据如上所述的电池结构，在属于上位热传递组的配设部中，由于热传递量大，因此，在该配设部中配设的各电池的电阻随着温度降低而增大，由此锂析出趋于加速。但是，在该电池结构中，由于在充放电操作中锂析出耐性最大的电池配置在属于上位热传递组的配设部，因此，能够避免整个电池结构的锂析出。如上所述，根据本专利技术，提供了一种避免锂析出的电池结构。附图说明在附图中：图1是示出根据本公开第一实施方式的电池结构的构造的概念图；图2是示出根据第一实施方式的析出耐性顺位与热传递顺位之间的关系的概念图；图3是示出根据第一变型例的析出耐性顺位与热传递顺位之间的关系的概念图；图4是示出根据第二变型例的电池结构的构造的概念图；图5是示出根据第二实施方式的析出耐性顺位与热传递顺位之间的关系的概念图；图6是示出根据第二实施方式的析出耐性顺位与热传递顺位之间的关系的概念图；图7是示出根据第三变型例的电池结构的构造的概念图；以及图8是示出根据第三实施方式的电池结构的构造的概念图。具体实施方式(第一实施方式)参考图1和图2，对如上所述的电池结构的实施方式进行描述。如图1所示，根据本实施方式的电池结构1包括：多个电池10，每个电池10由锂离子二次电池构成；多个配设部20，多个配设部20配设有电池10。如图2所示，多个配设部20被分成：上位热传递组20A，所述上位热传递组20A的热传递顺位比热传递顺位的中间值高，此处的热传递顺位是从按照降序排列的电池10的相应热传递量；以及下位热传递组20B，所述下位热传递组20B的热传递顺位比中间值低。在多个电池10中表示锂析出耐性的最高值的电池10配置在多个配设部20中的、属于上位热传递组20A的配设部上，所述锂析出耐性的最高值表示在充放电操作期间锂不可能析出的程度。在下文中，对根据第一实施方式的电池结构1进行描述。电池结构1可以构成电池模块或电池组。根据本实施方式，电池结构1是包括电池单元的电池模块，所述电池单元是作为电池10的单一电池。电池10可被构造成具有多个电池单元的电池组件。在电池单元10是电池组件的情况下，构成电池组件的整个电池单元可以被认为单一电池10。注意，电池结构1被构造为电池组，电池结构1可以设置有作为电池10的电池模块。电池10由公知的锂离子二次电池构成。锂离子二次电池的构造没有特别限制，但可以是所谓的双极型固态电池，其中，电解质由固体构成。作为电极材料，可以采用公知的材料。根据本实施方式，多个电池10中每个由电解质为液体的、作为单一电池的锂离子二次电池构成。如图1所示，多个电池10包括第一电池11、第二电池12、第三电池13、第四电池14、第五电池15、第六电池16和第七电池17。各电池11至17彼此串联连接。注意，多个电池10所包括的电池10的数量不受限制。如图2所示，多个电池10的电池特性在初始出货时有不同。该变化由构成电池10的元件中的各种因素引起的。然而，可以通过改变电池10的制造过程中的诸如温度、时间和施加电压的条件来减小该变化。作为电池特性中的一个，存在锂析出耐性。锂析出耐性是表示在充放电操作中锂不可能析出的程度的指标，可以基于电池10的负极处的电阻相对于电池电阻的比率、电池10的正极容量相对于负极容量的比率即正极和负极的容量比、电池10的低温特性以及电池10的热容量中的至少一个来定义。例如，针对每个电池10计算负电极电阻与电池电阻的比率，然后锂析出耐性可以被定义成该比率越小，锂析出耐性越高。在多个电池10中，可以例如通过基于使用电池10的操作期间的电压变化计算出的电阻来估算负电极电阻，通过计算基于操作期间的AC阻抗获得的负电极电阻，来获得负电极电阻与电池电阻的比率。可以使用例如正极与负极之间的电极重量比以及正极和负极的活性材料的类型，来对负极电阻与电池电阻的比率进行控制。在基于各电池10的正/负容量比来限定锂析出耐性的情况下，计算出在制造测试中获得的信息，诸如正/负电极的重量、电池容量、电池电压和电池电阻来限定锂析出耐性，以使容量比越大，锂析出耐性越高。此外，基于电池10的低温特性来限定锂析出耐性，以使低温特性越好，锂析出耐性越高。此外，基于电池10的热容量来限定锂析出耐性，以使热容量越大，锂析出耐性越高。表示在充放电操作期间锂不可能析出的程度的指标可以应用于具有使用历史的劣化电池。根据本实施方式，如图2所示，在基于负极电阻相对于电池电阻的比例限定出的锂析出耐性以降序排序的析出耐性顺位中，将第一电池11和第七电池17排位为第一，将第二电池12和第六电池16排位为第二，将第三电池13和第五电池15排位为第三，将第四电池14排位为第四。多个电池10可基于析出耐性顺位被分成：上位析出耐性组10A，所述上位析出耐性组10A具有高于耐性顺位的中间值的析出耐性顺位；和下位析出耐性组10B，所述下位析出耐性组10B具有低于中间值的析出耐性顺位。根据本实施方式，多个电池10的析出耐性顺位是作为偶数的四个(第一、第二、第三和第四)，并且中间值是作为接近中间值的两个值的平均值计算的2.5。因此，上位析出耐性组10A包括第一电池11和第七电池17，所述第一电池11和第七电池17具有第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池结构(1)，包括：/n多个电池(10)，每个电池由锂离子二次电池构成；以及/n多个配设部(20)，多个所述电池配设在多个所述配设部内，/n其中，/n多个所述配设部被分成如下两组：/n上位热传递组(20A)，所述上位热传递组(20A)的热传递顺位比所述热传递顺位的中间值高，其中，所述热传递顺位是从按照降序排列的所述电池的相应热传递量；以及/n下位热传递组(20B)，所述下位热传递组(20B)的热传递顺位比所述中间值低，/n多个所述电池中表示锂析出耐性的最高值的电池配置在多个所述配设部中的、属于所述上位热传递组的高耐性配设部上，其中，所述锂析出耐性的最高值表示在充放电操作期间锂不可能析出的程度。/n

【技术特征摘要】
20190208 JP 2019-0216571.一种电池结构(1)，包括：
多个电池(10)，每个电池由锂离子二次电池构成；以及
多个配设部(20)，多个所述电池配设在多个所述配设部内，
其中，
多个所述配设部被分成如下两组：
上位热传递组(20A)，所述上位热传递组(20A)的热传递顺位比所述热传递顺位的中间值高，其中，所述热传递顺位是从按照降序排列的所述电池的相应热传递量；以及
下位热传递组(20B)，所述下位热传递组(20B)的热传递顺位比所述中间值低，
多个所述电池中表示锂析出耐性的最高值的电池配置在多个所述配设部中的、属于所述上位热传递组的高耐性配设部上，其中，所述锂析出耐性的最高值表示在充放电操作期间锂不可能析出的程度。


2.如权利要求1所述的电池结构，其特征在于，
多个所述电池被分成如下两组：
上位析出耐性组(10A)，所述上位析出耐性组(10A)的析出耐性顺位高于所述耐性顺位的中间值，其中，所述析出耐性顺位是按所述降序排列的多个所述电池的锂析出耐性；以及
下位析出耐性组(10B)，所述下位析出耐性组(10B)的析出耐性顺位低于所述析出耐性顺位的中间值，
属于上位析出耐性组的各所述电池配设在所述高耐性配设部，并且属于下位析出耐性组的各所述电池配设在属于所述下位热传递组的低耐性配设部...

【专利技术属性】
技术研发人员：下西裕太，吉田周平，柴田大辅，山本启善，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP