电池组、电池组的制造方法及设有电池组的车辆技术

在电池组（１０）中具有多个可再充电的单电池（１２），每个所述单电池设有具有正电极（３２）和负电极（３４）的电极体（３０）、容纳所述电极体（３０）和电解质的容器（１４）以及配置在所述容器（１４）外部的正电极端子（１５）和负电极端子（１６），所述可再充电的单电池串联连接。所述多个单电池（１２）按预定的方向配置，且在沿所述配置方向施加有预定载荷的状态下被紧固在一起。绝缘性填充料（２５）被插入到至少一个单电池（１２）的在所述容器（１４）的内壁表面和所述电极体（３０）之间的间隙中，且处于紧固状态的各个单电池（１２）在所述配置方向上的厚度不变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电池组、制造此电池组的方法和设有此电池组的车辆，在所述电池组中多个可再充电的单电池串联连接。
技术介绍
由多个单电池相串联连接而构成的电池组是一种能够获得高输出的电源，所述单电池可以是轻质且可获得高能量密度的锂离子电池(原电池)(在此说明书中，术语“电池”和“原电池”具有相同的意思且可替换使用)，镍-金属氢化物电池、其它二次电池或诸如电容器的蓄电元件。为此，电池组作为车载电源或用于个人电脑和便携式终端的电源而日益重要。例如，日本专利申请特开No.2001-57196(JP-A-2001-57196)描述了一种车载电池组的示例，该车载电池组通过配置多个相同形状的单独的镍-金属氢化物二次电池而构成且将各单电池的正电极端子和负电极端子串联连接。此外，由多个轻质、可获得高能量密度的锂离子电池串联连接在一起的电池组优选用作车载高输出电源。但是，已知安装到例如汽车等车辆上的电池组受到安装空间的限制且将在发生振动的环境内使用。因此，如JP-A-2001-57196中描述的，电池组由多个单电池配置且紧固在一起而构成(即：各个电池相互固定)。在将单电池固定在一起时，在构成电池组的各个单电池上施加有较大载荷。另一方面，电池组自身必须质量轻，特别在电池组用于车辆中时更是如此。因此要求单电池的容器主体(即容纳电极体和电解质的外壳)的质量也很轻。例如，优选使用由薄的金属或合成树脂制成的容器。但是由这种薄型材料制成的容器在外载下易于变形。即，当使用设有这样的容器的单电池-->且将多个这样的单电池进行配置并按所配置的方向(即配置方向)紧固在一起时，单电池的容器主体易于在载荷的作用方向发生弯曲或变形。容器主体的这种变形使得设置在各个单电池上待串联连接的正负电极端子之间的距离及相对位置相对于最初的理想值而发生偏移或改变。当单电池被紧固在一起时正负电极端子之间的距离和相对位置使得制造成与理想值对应的形状和尺寸的端子连接部例如不可用。这样会导致与正负电极端子的连接工作相关的成本增加以及工作效率降低。此外，单电池紧固在一起时所发生的单电池容器的变形会导致单电池的容器和电极体不再密闭(气密)(即：会丧失密闭性(气密性))。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种电池组，构成该电池组的单电池的形状、特别是在单电池在预定的配置方向上施加有荷载的状态下被紧固在一起时在单电池配置方向上的厚度(尺寸)统一，且从而预先使得单电池之间的、更具体是指用于将单电池串联在一起的正负电极端子之间的距离和相对位置的变化最小化。本专利技术还提供一种用于制造该电池组的方法和设有该电池组的车辆。本专利技术的第一方面涉及一种电池组，该电池组包括多个可再充电的单电池，每个所述单电池设有具有正电极和负电极的电极体、容纳所述电极体和电解质的容器以及配置在所述容器外部的正电极端子和负电极端子，所述可再充电的单电池串联连接。所述多个单电池按预定的方向配置，且在沿所述配置方向施加有预定载荷的状态下被紧固在一起。绝缘性填充料被插入到至少一个单电池的在所述容器的内壁表面和所述电极体之间的间隙中，且处于紧固状态的各个所述单电池在所述配置方向上的厚度不变。此外，所述填充料可以为具有预定厚度的片状，且至少一个片状填充料被插入到至少一个单电池的在所述容器的内壁表面和所述电极体之间的间隙中。此外，所述正电极和所述负电极可以均为片状，并且在所述多个单电-->池的每一个中都可设置有由所述片状的正电极和所述片状的负电极缠绕形成的扁平状的缠绕电极体。所述多个单电池可配置成使得所述缠绕电极体的扁平表面彼此面对，且至少一个片状填充料可被插入到至少一个单电池的在所述容器的内壁表面和所述缠绕电极体的扁平表面之间的间隙中。在这种情况下，所述片状填充料的预定厚度可以是10μm到1000μm，包括10μm和1000μm。此外，所述片状填充料的预定厚度可以是100μm到200μm，包括100μm和200μm。此外，所述填充料可以是多个配置成一排的细长棒状体。此外，所述正电极和所述负电极可以均为片状；且所述电极体可以是通过将所述片状的正电极和所述片状的负电极与分隔器一起交替层叠而形成的。在所述多个单电池之间可配置有在沿所述配置方向施加有载荷的状态下与所述多个单电池紧固在一起的间隔板。所述填充料可由聚烯烃树脂制成。所述单电池可以是锂离子电池。本专利技术的第二方面涉及一种设有上述电池组的车辆。本专利技术的第三方面涉及一种电池组制造方法，包括：a)构造多个可再充电的单电池，每个所述单电池设有具有正电极和负电极的电极体、容纳所述电极体和电解质的容器以及配置在所述容器外部的正电极端子和负电极端子；b)按预定的方向配置所述多个单电池；c)在沿所述配置方向施加有载荷的状态下将所述多个单电池紧固在一起；以及d)将所述多个单电池串联连接在一起。所述步骤a)进一步包括将绝缘性填充料插入到至少一个单电池的在所述容器的内壁表面和所述电极体之间的间隙中，且使得处于紧固状态的各个所述单电池在所述配置方向上的厚度不变。附图说明结合附图从以下示例性实施例的描述可显见本专利技术的前述和其它目的、特征和优点，其中相同的标号表示相同的元件，在附图中：-->图1是示出根据本专利技术的一个示例性实施例的电池组的结构的框架形式的透视图；图2是示出根据该示例性实施例的电池组的结构的框架形式的侧视图；图3是示出缠绕电极体的一示例的框架形式的前视图；图4是示出图2中所示处于紧固状态的单电池的容器内部的状态的框架形式的剖视图；图5A是示出根据该示例性实施例的可插入电池组的单电池容器内的片状填充料的示例的框架形式的前视图；图5B是图5A中示出的片状填充料的侧视图；图6是示出设有根据本专利技术的示例性实施例的电池组的车辆的框架形式的侧视图。具体实施方式在以下的描述和附图中，将通过示例性实施例来更详细地描述本专利技术。根据本专利技术的电池组10能够用作特别是安装在诸如汽车的车辆中的电动机电源。因此，如图6中的框架形式中所示，本专利技术还提供一种设有这种电池组10的车辆(特别是设有电动机的车辆，例如混合动力车辆、电动车辆或燃料电池车辆)1。在本说明书中，术语“单电池”表示能够串联连接到另外的单个的蓄电元件(即单电池)以便形成电池组的单个的蓄电元件。本专利技术的电池组可通过将多个作为单电池的可再充电的单个二次电池串联连接在一起而形成。但是，本专利技术的电池组并不限于这种单电池结构。实施本专利技术所需的单电池结构可以是锂离子电池、镍-金属氢化物电池或电气双层电容器等。由于锂离子电池是具有高能量密度的能够提供高输出的二次电池，所述它们使得电池组、特别是车载电池组(即电池模组)的性能很高。下面将利用单电池结构是锂离子电池(原电池)的示例详细描述本专利技术。组成电池组的单电池包括由预定的电池结构材料(即，正电极和负电-->极的活性材料、正电极和负电极的集电部、分隔器等)构成的电极体和容纳该电极体和合适的电解质的容器。作为示例，如图1和图2所示，在此描述的电池组10包括多个单电池12(在此示例实施例中，附图中示出四个单电池)。各个单电池12包括容器14，该容器形成为使得能够容纳后面将描述的扁平的缠绕电极体的形状(例如，盒形)。容器14上形成有与缠绕电极体的正电极电连接的正电极端子15，以及与缠绕电极体的负电极电连接的负电极端子1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，包括：　多个可再充电的单电池，每个所述单电池设有具有正电极和负电极的电极体、容纳所述电极体和电解质的容器以及配置在所述容器外部的正电极端子和负电极端子，所述可再充电的单电池串联连接，　其中，所述多个单电池按预定的方向 配置，且在沿所述配置方向施加有预定载荷的状态下被紧固在一起，以及绝缘性填充料被插入到至少一个单电池的在所述容器的内壁表面和所述电极体之间的间隙中，且处于紧固状态的各个所述单电池在所述配置方向上的厚度不变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-10-23 287646/20061.一种电池组，包括：多个可再充电的单电池，每个所述单电池设有具有正电极和负电极的电极体、容纳所述电极体和电解质的容器以及配置在所述容器外部的正电极端子和负电极端子，所述可再充电的单电池串联连接，其中，所述多个单电池按预定的方向配置，且在沿所述配置方向施加有预定载荷的状态下被紧固在一起，以及绝缘性填充料被插入到至少一个单电池的在所述容器的内壁表面和所述电极体之间的间隙中，且处于紧固状态的各个所述单电池在所述配置方向上的厚度不变。2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述填充料为具有预定厚度的片状，且至少一个片状填充料被插入到至少一个单电池的在所述容器的内壁表面和所述电极体之间的间隙中。3.根据权利要求2所述的电池组，其中，所述正电极和所述负电极均为片状；在所述多个单电池的每一个中都设置有由所述片状的正电极和所述片状的负电极缠绕形成的扁平状的缠绕电极体；所述多个单电池配置成使得所述缠绕电极体的扁平表面彼此面对；且至少一个片状填充料被插入到至少一个单电池的在所述容器的内壁表面和所述缠绕电极体的扁平表面之间的间隙中。4.根据权利要求2或3所述的电池组，其中，所述片状填充料的预定厚度是10μm到1000μm，包括10μm和1000μm。5.根据权利要求4所述的电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：黑田明，武田幸大，酒井泰彦，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]