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电化学电池以及电化学电池模块的制作方法

2022-07-24 00:58:37 来源:中国专利 TAG:


1.本发明涉及一种电化学电池以及电化学电池模块。


背景技术:

2.现有技术的一个例子记载于专利文献1。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特许第5287104公报。


技术实现要素:

6.本发明的电化学电池的特征在于,
7.具备:
8.发电元件,能够通过电化学反应进行充放电;
9.内容器,收纳所述发电元件;以及
10.外容器,具有第一片部分和第二片部分,所述内容器以位于所述第一片部分与所述第二片部分之间的状态被收纳,所述第一片部分的周缘部与所述第二片部分的周缘部接合,
11.所述内容器与所述外容器接合。
12.另外,本发明的电化学电池模块的特征在于,
13.具备:
14.前述的多个电化学电池;
15.集电构件,将所述多个电化学电池彼此电连接;以及
16.壳体,收纳所述多个电化学电池。
附图说明
17.本发明的目的、特色和优点基于下述详细的说明和附图变得更明确。
18.图1是示意性地示出本发明实施方式的一个例子的电化学电池的局部放大剖视图,示出从图2的剖切线a-a观察的剖面。
19.图2是示出电化学电池整体的外观的主视图。
20.图3是从图2的剖切线b-b观察的剖视图。
21.图4是从图2的剖切线c-c观察的剖视图。
22.图5是示出图2的电化学电池的单电池的主视图。
23.图6是从图5的剖切线d-d观察的剖视图。
24.图7是示出本发明实施方式的一个例子的电化学电池模块的分解立体图。
25.图8是示意性地示出本发明另一实施方式的电化学电池的局部放大剖视图。
具体实施方式
26.在作为本发明的电化学电池以及使用该电化学电池的电化学电池模块的基础的构成中,例如如专利文献1中记载的那样,将电化学电池主体密封收纳于内部的外装体是内容器和外容器的双重结构,内容器和外容器分别由最内层具有热粘接性树脂层的层叠体构成。
27.内容器通过使层叠体的最内层彼此重叠并热封层叠体周缘部,使电化学电池主体被密封收纳于内容器内部。另外,外容器通过使层叠体的最内层彼此重叠并热封层叠体周缘部,将电化学电池主体被密封收纳于内部的内容器密封收纳于外容器内部。正极和负极的金属端子从这些内容器和外容器向外部突出,电化学电池的连接部设置于外容器的外部。
28.在上述专利文献1中记载的作为本发明的基础的构成中,内容器与外容器彼此不接合。因此,当因电化学电池以及作为其组装体的电化学电池模块的制造时的移动以及出厂后产品的搬运等,而使电化学电池和电化学电池模块振动时,在外容器的内部,将电化学电池收纳于内容器的单电池的层叠体产生偏移,需要一种不发生这样的层叠体偏移的电化学电池以及电化学电池模块。
29.以下,使用附图说明本发明的实施方式的电化学电池以及具备该电化学电池的电化学电池模块。
30.图1是示意性地示出本发明实施方式的一个例子的电化学电池的局部放大剖视图,示出从图2的剖切线a-a观察的剖面。图2是示出电化学电池整体的外观的主视图,图3是从图2的剖切线b-b观察的电化学电池的剖视图。图4是从图2的剖切线c-c观察的剖视图,图5是示出图2的电化学电池的单电池的主视图,图6是从图5的剖切线d-d观察的剖视图。
31.本实施方式的电化学电池1具备:能够通过电化学反应进行充放电的发电元件2;收纳发电元件2的内容器3;具有第一片部分4a和第二片部分4b的外容器4,内容器3以位于第一片部分4a与第二片部分4b之间的状态被收纳,第一片部分4a的周缘部4a1与第二片部分4b的周缘部4b1通过热封接合。这些内容器3与外容器4彼此接合。
32.内容器3和外容器4由最内层具有热粘接性树脂层的多层膜构成。发电元件2、内容器3和外容器4形成为长方形的板状,在内容器3和外容器4中,内容器3的与包围发电元件2的区域的外侧相连的部分61和外容器4的包围内容器3的与外侧相连的部分61的部分62接合。
33.更具体而言,内容器3例如由包含基层17a和粘接层17b的多层膜17形成,基层17a由聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)膜构成,粘接层17b通过涂布等方法层叠于该基层17a的一个表面作为最内层的热粘接性树脂层,并具有聚乙烯(pe)。另外,外容器4由包含基层18a、外部包覆层18b和内部包覆层18c的多层膜18形成,基层18a具有铝、铝合金或不锈钢等金属膜,外部包覆层18b层叠于该基层18a的一个表面且具有合成树脂例如聚酰胺(商标名:尼龙),内部包覆层18c层叠于基层18a的另一表面且由合成树脂例如聚丙烯(pp)构成。
34.在内容器3中,使两张多层膜17以粘接层17b处于内侧的方式对置,将发电元件2配置在两张多层膜17之间,并通过热封等方法对这些多层膜17的从发电元件2向外侧突出的周缘部进行加热加压,由此接合各多层膜17的粘接层17b,形成气密地密封了发电元件2的单电池11。将多张单电池11以朝向一致的方式层叠以形成单电池层叠体10。
35.在外容器4中,使两张多层膜18以内部包覆层18c处于内侧的方式对置,将单电池层叠体10配置在两张多层膜18之间,在这些多层膜18的沿着从单电池层叠体10向外侧突出的周缘部的平行的两边延伸的各侧缘部之间,分别配置各单电池11两侧的侧缘部以形成层叠部。这些层叠部的接合部分c1被热封机夹持,通过热封将外容器4的各内部包覆层18c与配置于最外侧的各内容器3的基层17a接合并固定。另外,沿着形成多层膜18的对边的平行的两边延伸的剩余的各侧缘部的接合部分c2不夹着各单电池11的侧缘部,通过热封将各多层膜18的内部包覆层18c之间接合,从而气密地密封。
36.在这样的外容器4中,在热封部附近形成用于排出因内部电化学反应而产生的反应气体、热膨胀的空气等气体的孔径1mm左右的脱气孔19。
37.外容器4与内容器3的接合部分c1的接合强度p1,小于外容器4的第一片部分4a与第二片部分4b的接合部分c2的接合强度p2(p1<p2)。由此,在外容器4内产生气体时,外容器4与内容器3的接合部分c1,比外容器4的第一片部分4a与第二片部分4b的接合部分c2更易先脱开。其结果是,当接合部分c1脱开时,外容器4的容积增大了与在接合部分c1接合的面积相应的大小,能够使接合部c2不易因气体而脱开。其结果是,单电池层叠体10保持为被密封于外容器4的状态,降低发生各单电池11向外部飞出、电解液漏出等不良情况的风险。
38.在此,例如可以依据日本jis z0238(1998)的试验方法进行接合强度p1和接合强度p2的测定。其结果是,可以根据获得的值比较接合强度p1和接合强度p2。
39.另外,可以使用热封机形成接合部分c1和接合部分c2,例如,也可以使用接合构件形成接合部分c1和接合部分c2。
40.发电元件2具备:具有正极活性物质和正极集电体的正极板12a;具有负极活性物质和负极集电体的负极板12b;以及位于正极板12a和负极板12b之间并被称作隔膜的间隔壁部12c。具备分别与正极板12a和负极板12b连接,以前端部向外部突出的状态被内容器3和外容器4夹持的端子部13a、13b。
41.电化学电池模块具备前述的多个电化学电池1、将各电化学电池彼此电连接的集电构件40(参照后述图7)、收纳多个电化学电池1的壳体50(参照后述图7)。
42.本实施方式的电化学电池1具备单电池层叠体10和外容器4。单电池层叠体10是将多个单电池11层叠而成的。单电池11为板状,是在电化学电池1内作为电池发挥功能的最小单位的构件。
43.单电池11具有主面11a和与主面11a相反侧的另一主面11b。从单电池层叠体10的层叠方向(图3的左右方向)观察时的单电池11的形状,例如可以为矩形、正方形、圆形、椭圆形等,也可以为其他形状。在本实施方式中,例如如图5所示,从层叠方向观察时,单电池11呈大致矩形。从层叠方向观察时的单电池11的尺寸,例如长边的长度为50mm~500mm,短边的长度为50mm~300mm。另外,层叠方向的单电池11的厚度例如为0.1mm~2mm。
44.单电池11具有发电元件2、内容器3、正极端子14和负极端子15。发电元件2是用于利用电化学反应蓄积和释放电荷的构件。例如,发电元件2具有正极板12a、负极板12b和位于正极板12a与负极板12b之间的间隔壁部12c。发电元件2能够经由间隔壁部12c在正极板12a与负极板12b之间交换阳离子和阴离子。通过将正极板12a和负极板12b与外部装置电连接,发电元件2能够向外部装置供电。
45.例如,正极板12a和负极板12b为电化学活性物质。例如,正极板12a和负极板12b可
以具有活性物质和电解液。作为电解液,例如能够使用向溶剂或溶剂混合液中添加盐的电解液。
46.例如,正极板12a可以包含从镍钴铝系锂复合氧化物(nca)、尖晶石系锰酸锂(lmo)、磷酸铁锂(lfp)、钴酸锂(lco)、镍钴锰系锂复合氧化物(ncm)等的组中选择的一种。例如,正极板12a可以包含在镍氢电池、镍镉电池等中使用的、本领域技术人员已知的固体化合物。例如,正极板12a可以包含从licoo2、掺杂了mg的licoo2、linio2等中选择的一种。
47.例如,负极板12b可以包含从石墨、硬碳、软碳、碳纳米管、石墨烯等碳系材料中选择的一种。例如,负极板12b可以包含从钛酸锂、二氧化钛等钛系氧化物中选择的一种。例如,负极板12b可以包含从含有铁、钴、铜、锰、镍等的过渡金属化合物中选择的一种。
48.在电化学电池模块为锂离子电池的情况下,例如,电解液能够使用向溶剂中添加锂盐的电解液。作为在电解液中使用的锂盐,例如可举出lipf6、libf4、lifsi、liclo4等。作为在电解液中使用的溶剂,例如可举出碳酸亚丙酯(pc)、碳酸亚乙酯(ec)、碳酸二甲酯(dmc)、二甲氧基乙烷(dme)、碳酸二乙酯(dec)、四氢呋喃(thf)、三甘醇二甲醚(triglyme)、γ丁内酯(gbl)等。
49.间隔壁部12c是用于降低正极板12a与负极板12b短路的可能性的构件。例如,间隔壁部12c可以开有供阳离子和阴离子通过的微细的孔。作为间隔壁部12c,例如能够使用多孔质绝缘材料。作为在间隔壁部12c中使用的多孔质绝缘材料,例如可举出聚烯烃、聚氯乙烯等。
50.从层叠方向观察时的发电元件2的形状,例如可以为矩形、正方形、圆形、椭圆形等,也可以为其他形状。在本实施方式中,例如,从层叠方向观察时,发电元件2呈矩形。作为从层叠方向观察时的发电元件2的尺寸的一个例子,长边的长度为50mm~500mm,短边的长度为50mm~300mm。另外,层叠方向的发电元件2的厚度例如为0.1mm~2mm。
51.在本实施方式中,多个单电池11并联电连接。由此,能够增大电化学电池模块的容量。需要说明的是,多个单电池11可以串联电连接。在这种情况下,能够提高电化学电池模块的输出电压。
52.内容器34是用于将发电元件2与外部环境电绝缘,并保护发电元件2免受外部环境影响的构件。内容器3覆盖发电元件2整体并收纳发电元件2。例如,内容器3呈扁平的袋状。例如,内容器3通过接合两个层压膜而形成。例如,内容器3可以通过使层压膜成为扁平的袋状而形成。从层叠方向观察时的内容器3的形状,例如可以为矩形、正方形等,也可以为其他形状。在本实施方式中,例如如图4所示,从层叠方向观察时,内容器3呈矩形。
53.例如,内容器3具有绝缘材料。由此,由于能够降低外部环境与发电元件2经由内容器3短路的可能性,因此能够保护发电元件2免受外部环境影响。例如,内容器3具有树脂材料。作为树脂材料,例如能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯等。
54.例如,内容器3可以具有多层结构。例如,内容器3可以具有热粘接性树脂材料和耐热性树脂材料。例如,热粘接性树脂材料是熔化温度小于150℃的树脂材料。作为热粘接性树脂材料,例如能够使用聚乙烯或聚丙烯等。例如,耐热性树脂材料是熔化温度为150℃以上且300℃以下的树脂材料。作为耐热性树脂材料,例如能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯。
55.另外,例如可以通过将两张具有热粘接性树脂材料和耐热性树脂材料的层压膜对
置并层叠来形成内容器3。此时,例如层压膜可以为具有长边和短边的长方形状。另外,在接合两张层压膜以形成内容器3时,可以在短边方向上错开接合。换言之,在从层叠方向观察两张层压膜时,两张层压膜可以具有彼此不重叠的延长部。例如,延长部的短边的长度能够为5mm~50mm。
56.通过将延长部的热粘接性树脂材料与外容器4的热粘接性树脂材料接合,能够提高内容器3与外容器4的接合强度。其结果是,能够降低位置偏移的可能性,能够提高电化学电池的可靠性。
57.另外,也可以通过将一个内容器3的延长部的热粘接性树脂层与另一个内容器3的延长部的耐热性树脂层接合,使内容器3彼此接合。由此,内容器3彼此固定,从而能够进一步降低内容器3在外容器4内位置偏移的可能性。
58.正极端子14和负极端子15是用于将发电元件2中蓄积的电力取出到内容器3外的构件。正极端子14和负极端子15位于从内容器3内到内容器3外的位置。
59.正极端子14与正极板12a电连接,且与负极板12b和负极端子15电绝缘。例如,正极端子14由金属材料构成。作为在正极端子14中使用的金属材料,例如可举出铝或铝合金等。
60.正极端子14具有位于内容器3内的第一正极端子部14a和位于内容器3外的第二正极端子部14b。第一正极端子部14a可以与正极板12a接触。第一正极端子部14a可以位于内容器3与正极板12a之间。第二正极端子部14b与电化学电池1的连接端子连接。例如,第二正极端子部14b可以为矩形板状、正方形板状等形状,也可以为其他形状。在本实施方式中,例如如图5所示,从层叠方向观察时,第二正极端子部14b呈矩形。从层叠方向观察时的第二正极端子部14b的尺寸,例如长边的长度为30mm~100mm,短边的长度为10mm~100mm。另外,层叠方向的第二正极端子部14b的厚度例如为3μm~30μm。
61.负极端子15与负极板12b电连接,且与正极板12a和正极端子14电绝缘。例如,负极端子15由金属材料构成。作为在负极端子15中使用的金属材料,例如可举出铜和铜合金。
62.负极端子15具有位于内容器3内的第一负极端子部15a和位于内容器3外的第二负极端子部15b。第一负极端子部15a可以与负极板12b接触。第一负极端子部15a可以位于内容器3与负极板12b之间。第二负极端子部15b与电化学电池1的连接端子连接。例如,第二负极端子部15b可以为矩形板状、正方形板状等形状,也可以为其他形状。在本实施方式中,例如如图5所示,从层叠方向观察时,第二负极端子部15b呈矩形。从层叠方向观察时的第二负极端子部15b的尺寸,例如长边的长度为30mm~100mm,短边的长度为10mm~100mm。另外,层叠方向的第二负极端子部15b的厚度例如为3μm~30μm。
63.例如如图4所示,从层叠方向观察时,第二正极端子部14b和第二负极端子部15b可以从内容器3的一个边向外侧延伸。从层叠方向观察时,第二正极端子部14b和第二负极端子部15b可以从内容器3的不同的边向外侧延伸。
64.外容器4是用于保护单电池层叠体10免受外部环境影响的构件。例如,外部环境指空气中的氧和水分等。外容器4覆盖单电池层叠体10整体并收纳单电池层叠体10。例如,外容器4可以为圆筒状、袋状等,也可以为其他形状。例如,外容器4可以是将两个构件接合成袋状的构件,也可以是使一个构件成为袋状的构件。从层叠方向观察时的外容器4的形状,例如可以为矩形、正方形等,也可以为其他形状。在本实施方式中,例如如图1所示,从层叠方向观察时,外容器4呈矩形。另外,外容器4以从层叠方向观察时,外容器4的长边方向和短
边方向分别与单电池层叠体10的长边方向和短边方向大致一致地配置。从层叠方向观察时的外容器4的尺寸,例如长边的长度为50mm~600mm,短边的长度为50mm~400mm。另外,外容器4的从层叠方向观察时与单电池层叠体10重叠的部分的厚度,例如为50μm~300μm。
65.电化学电池1具备连接端子30。连接端子30是用于将单电池层叠体10中蓄积的电力取出到外容器4外的构件。连接端子30包含第一连接端子31和第二连接端子32。第一连接端子31和第二连接端子32位于从外容器4内到外容器4外的位置。第一连接端子31的位于外容器4内的部分,与彼此连接的多个正极端子14接合。第二连接端子32的位于外容器4内的部分,与彼此连接的多个负极端子15连接。例如,第一连接端子31和第二连接端子32可以为金属材料。作为在第一连接端子31和第二连接端子32中使用的金属材料,例如可举出铜、铜合金、铝、铝合金等。
66.例如,外容器4具有绝缘材料。由此,由于能够降低外部环境与单电池层叠体10经由外容器4短路的可能性,因此能够保护单电池层叠体10免受外部环境影响。作为绝缘材料,例如能够使用聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚乙烯等树脂材料。
67.例如,外容器4具有多层结构。例如,外容器4可以具有三层结构。例如,外容器4可以具有第一绝缘层、防湿层和第二绝缘层。防湿层位于第一绝缘层与第二绝缘层之间。防湿层可以由第一绝缘层和第二绝缘层覆盖。防湿层可以与第一绝缘层和第二绝缘层直接接触。
68.第一绝缘层可以是三层结构的外容器4的最外层。例如,第一绝缘层可以具有聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等树脂材料。防湿层是抑制渗透了第一绝缘层的氧、水分等到达第二绝缘层的构件。例如,防湿层可以具有铜、铜合金、铝、铝合金等金属材料。例如,第二绝缘层可以具有聚乙烯、聚丙烯等树脂材料。
69.在外容器4内可以设置有将来自外部的压力传递至单电池11的液体层21。液体层21位于相邻的两个单电池11之间。液体层21可以与相邻的两个单电池11的两者直接接触。由此,由于即使在单电池11的主面11a和另一主面11b存在凹部的情况下,液体层21也能够位于该凹部的内部,因此能够将压力均匀地施加于相邻的两个单电池11。换言之,由于相邻的两个单电池11能够在界面电阻不会变得不均匀的情况下进行充放电反应,因此不易劣化,且能够延长电化学电池1的寿命。
70.例如如图2、3所示,液体层21可以位于单电池层叠体10与外容器4之间。由此,由于单电池层叠体10在外容器4内难以发生位置偏移,因此连接端子30与正极端子14和负极端子15的接合部分变得不易破损。
71.例如,液体层21可以为有机溶剂。作为在液体层21中使用的有机溶剂,例如可举出碳酸亚乙酯、γ-丁内酯等。例如,液体层21可以为聚环氧乙烷等具有流动性的低分子量的高分子材料。例如,液体层21可以为硅酮等硅系高分子材料。
72.例如,液体层21可以具有吸水性聚合物等吸水性材料。由此,由于液体层21能够吸收浸入外容器4内的水分,因此能够使水分不易浸入单电池11内部,能够延长电化学电池1的寿命。作为在液体层21中使用的吸水性聚合物,例如可举出聚丙烯腈等。
73.例如,液体层21可以具有多孔质填料等无机材料。由此,由于液体层21能够吸收浸入外容器4内的水分,因此能够使水分不易浸入单电池11内部,能够延长电化学电池1的寿命。作为在液体层21中使用的多孔质填料,例如能够使用沸石等。
74.液体层21可以具有与氧和水反应的金属填料。由此,浸入外容器4内的氧和水与金属填料反应,不易浸入单电池11,从而能够延长电化学电池1的寿命。作为在液体层21中使用的金属填料,例如可举出铁、铜、铜合金、铝、铝合金等。
75.液体层21可以由导热系数比发电元件2的电解液高的材料构成。由此,由于在单电池11中产生的热变得容易传递至液体层21,因此热不易蓄积于单电池11。由此,能够提高电化学电池1的寿命。
76.液体层21可以是粘度比发电元件2的电解液高的材料。由此,由于单电池层叠体10在外容器4内不易发生位置偏移,因此在不使用粘接胶带和粘合剂等其他材料的情况下,连接端子30与正极端子14和负极端子15的接合部分变得不易破损。由此,能够延长电化学电池1的寿命。
77.接着,说明本发明的实施方式的电化学电池模块。
78.图7是示出本发明电化学电池模块的实施方式的一个例子的分解立体图。需要说明的是,在与前述实施方式对应的部分标记相同的附图标记,省略重复的说明。本实施方式的电化学电池模块具备前述实施方式所述的多个电化学电池1、集电构件40和壳体50。
79.多个电化学电池1沿预先确定的第二方向彼此层叠。多个电化学电池1以从第二方向观察时,它们的外形大致一致的方式层叠,从而构成单电池层叠体10。例如如图6所示,单电池层叠体10为大致长方体形状,多个电化学电池1的第一连接端子31和第二连接端子32从单电池层叠体10的上表面2a突出。
80.集电构件40是使多个电化学电池1彼此电连接的构件。集电构件40可以使多个电化学电池1并联电连接。即,集电构件40可以使多个电化学电池1的第一连接端子31彼此之间电连接,并使多个电化学电池1的第二连接端子32彼此之间电连接。由此,能够增大电化学电池模块的容量。
81.集电构件40可以以使多个电化学电池1串联电连接的方式,使多个电化学电池1的第一连接端子31和第二连接端子32电连接。由此,能够提高电化学电池模块的电压。
82.壳体50是用于收纳单电池层叠体10(即,多个电化学电池1),并保护单电池层叠体10免受外部环境影响的构件。壳体50可以是用于保护单电池层叠体10免受来自外部环境的外力影响的构件。在本实施方式中,例如如图6所示,壳体50是一面开口的长方体形状的箱体。例如,壳体50可以通过使一个构件成为一面开口的长方体形状来形成。例如,壳体50可以由两个以上构件结合而形成。
83.例如,壳体50可以具有金属材料。由此,壳体50的刚性提高,能够使来自外部环境的外力难以传递到单电池层叠体10。其结果是,能够保护单电池层叠体10免受外部环境影响。作为在壳体50中使用的金属材料,例如,可以使用铝、不锈钢等。由此,由于单电池层叠体10中产生的热变得容易传递到壳体50,因此减少热滞留于单电池层叠体10,从而能够延长电化学电池1及具备该电化学电池1的电化学电池模块的寿命。
84.例如,壳体50可以具有多个构件。例如,多个构件可以包含两个主面板51、两个侧面板52和底面板53。主面板51、侧面板52和底面板53可以包含金属材料和树脂材料。
85.两个主面板51是用于保护单电池层叠体10的第二方向的端面2b、2c的构件。两个主面板51分别与单电池层叠体10的端面2b、2c对置。从第二方向观察时,主面板51可以为矩形。在这种情况下,主面板51中,例如长边可以为200mm~600mm,短边可以为50mm~300mm。
另外,例如,主面板51的厚度可以为0.5mm~5mm。
86.例如,主面板51可以为金属材料。作为在主面板51中使用的金属材料,例如可举出铝、铝合金、不锈钢等。由此,由于电化学电池1中产生的热变得容易经由主面板51向外部传导,因此能够延长电化学电池1的寿命。
87.例如,主面板51可以为树脂材料。作为在主面板51中使用的树脂材料,例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)等耐热性树脂材料。由此,由于能够使电化学电池1与外部环境电绝缘,因此能够降低电化学电池1与外部环境短路的可能性,能够延长电化学电池1的寿命。
88.两个侧面板52是用于保护与单电池层叠体10的上表面2a相连且沿第二方向的侧面2d、2e的构件。两个侧面板52分别与单电池层叠体10的侧面2d、2e对置。
89.侧面板52可以与单电池层叠体10的侧面2d、2e的至少一个接触。由此,由于电化学电池1中产生的热变得容易经由侧面板52向外部传导,因此能够延长电化学电池1的寿命。另外,由于本实施方式的电化学电池模块通过具备上述实施方式的电化学电池1,即使在侧面板52与单电池层叠体10的侧面2d、2e的至少一个接触的情况下,也能够抑制外容器4的变形,并降低外容器4内的单电池层叠体10的位置偏移,因此能够减少电化学电池1的耐久性降低的可能性。
90.在从与单电池层叠体10的侧面2d、2e垂直的方向观察时,侧面板52可以为矩形。在这种情况下,侧面板52中,例如,长边可以为200mm~600mm,短边可以为50mm~300mm。另外,例如,侧面板52的厚度可以为0.5mm~5mm。
91.例如,侧面板52可以为金属材料。作为在侧面板52中使用的金属材料,例如,可举出铝、铝合金、不锈钢等。由此,由于在电化学电池1中产生的热变得容易经由侧面板52向外部传导,因此能够延长电化学电池1的寿命。
92.例如,侧面板52可以为树脂材料。作为在侧面板52中使用的树脂材料,例如,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)等耐热性树脂材料。由此,由于能够使电化学电池1与外部环境电绝缘,因此能够降低电化学电池1与外部环境短路的可能性。由此,能够延长电化学电池1的寿命。
93.底面板53是用于保护单电池层叠体10的与上表面2a相反侧的下表面2f的构件。底面板53可以通过将主面板51或侧面板52的一部分弯折来形成。
94.底面板53可以与单电池层叠体10的与上表面2a相反侧的下表面2f接触。由此,由于电化学电池1中产生的热变得容易经由底面板53向外部传导,因此能够延长电化学电池1的寿命。另外,由于本实施方式的电化学电池模块通过具备本实施方式的电化学电池1,即使在底面板53与单电池层叠体10的下表面2f接触的情况下,也能够抑制外容器4的变形,并降低外容器4内的单电池层叠体10的位置偏移,因此能够减少电化学电池1的耐久性降低的可能性。
95.在从与单电池层叠体10的下表面2f垂直的方向观察时,底面板53可以为矩形。在这种情况下,底面板53中,例如,长边可以为200mm~600mm,短边可以为50mm~300mm。另外,例如,底面板53的厚度可以为0.5mm~5mm。
96.例如,底面板53可以为金属材料。作为在底面板53中使用的金属材料,例如可举出铝、铝合金、不锈钢等。由此,由于电化学电池1中产生的热变得容易经由底面板53向外部传
导,因此能够延长电化学电池1的寿命。
97.例如,底面板53可以为树脂材料。作为在底面板53中使用的树脂材料,例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)等耐热性树脂材料。由此,由于能够使电化学电池1与外部环境电绝缘,因此能够降低电化学电池1与外部环境短路的可能性,且能够延长电化学电池1的寿命。
98.在壳体50内,单电池层叠体10的第二方向的端面2b、2c被按压保持。单电池层叠体10可以由按压板54和弹性体55按压保持。
99.作为按压板54,例如可以使用金属材料。由此,能够使由电化学电池1产生的热容易地向外部传导。其结果是,能够延长电化学电池1的寿命。作为在按压板54中使用的金属材料,例如可举出铝、铝合金、不锈钢等。
100.作为按压板54,例如可以使用绝缘性的树脂材料。由此,由于能够使电化学电池1与外部环境电绝缘,因此能够降低电化学电池1与外部环境短路的可能性。作为在按压板54中使用的树脂材料,例如可举出环氧树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂等热固化性树脂。
101.作为按压板54,例如,可以使用树脂材料和金属材料。例如,树脂材料可用于按压板54的与单电池层叠体10接触的部分。由此,能够使电化学电池1与按压板54电绝缘。其结果是,能够降低电化学电池1与外部环境短路的可能性。另外,通过在按压板54中使用金属材料,能够使按压板不易破损。
102.弹性体55位于按压板54与壳体50的主面板51之间。弹性体55设置为通过向按压板54施加压力,来向电化学电池1施加压力。例如,弹性体55能够使用弹簧。例如,弹簧可以为螺旋形状的压缩螺旋弹簧。另外,例如,弹簧可以为弯曲的板状的板弹簧。例如,弹簧可以由金属材料构成。作为在弹簧中使用的金属材料,例如可举出弹簧钢、不锈钢等,使用具有能够发挥相对于由假定的振动、冲击等引起的单电池层叠体10的惯性载荷的对抗力的弹簧常数,且具有对使用环境的耐候性的材料。例如,在螺旋形状的情况下,弹簧的尺寸的直径可以为5mm~50mm,长度可以为10mm~50mm,节距可以为1mm~10mm。
103.作为弹性体55,例如,可以使用板状的橡胶材料。例如,橡胶材料可以是与按压板54相同的形状。例如,橡胶材料可以为天然橡胶,也可以为合成橡胶。
104.另外,可以通过壳体50对单电池层叠体10的第二方向的端面2b、2c施加压力。例如,壳体50可以通过将主面板51和侧面板52螺纹固定,使主面板51按压单电池层叠体10的端面2b、2c来施加压力。
105.根据电化学电池模块,通过具备电化学电池1,能够提供耐久性优异的电化学电池模块。另外,根据电化学电池模块,通过高刚性的壳体50,能够使来自外部环境的外力难以传递到电化学电池1。因此,能提供耐久性更优异的电化学电池模块。
106.图8是示意性地示出本发明另一实施方式的电化学电池的局部放大剖视图。需要说明的是,在与前述实施方式对应的部分标记相同的附图标记,省略重复的说明。在本实施方式的电化学电池1a中,在配置于单电池层叠体10的层叠方向的最外侧(图1中的上侧和下侧)的单电池11的两张多层膜17中,除去位于外侧的多层膜17的位于层叠部的部分,另一侧的多层膜17中的作为热粘接性树脂层的粘接层17b露出到外侧。将该露出的粘接层17b与外容器4的作为热粘接性树脂层的内部包覆层18c直接对置,通过与前述相同的超声波接合来接合以形成接合部分c1a。
107.通过采用这样的接合结构,将构成内容器3的多层膜17的粘接层17b,与构成外容器4的多层膜18的内部包覆层18c接合,能够以更高接合强度接合外容器4与内容器3。
108.作为本发明的另一实施方式,电化学电池系统具备前述实施方式的电化学电池模块和控制电化学电池模块的控制部。控制部可以作为控制ic内置于电化学电池模块中,控制ic保护电池免于过度充电/过度放电。在控制ic中,保护电路可以作为程序被构建。
109.在电池电压要超过预先设定的满充电时的电池电压时,该保护电路切断电流以强制停止充电电流的流动。另外,在放电时的电池电压低于预先设定的可放电电压时,强制切断放电电流。此外,由于如果这样的保护电路工作并突然切断电源,则会对由电化学电池模块供给电源电力的设备(电力用户)造成很大影响,因此为了不产生这样的状态,在电池电压降低到可放电电压时,通过图像显示和音响等通知例如“电池余量低。请充电。”等警告信息以警告用户,并响应此时的警告信号将数据保存于存储器等中,并停止工作。
110.作为保护电路执行的充电顺序,例如,按照恒流充电、恒压充电、满充电判定的顺序执行。以一定大小的电流进行充电(恒流充电),并执行从恒流转变为恒压的恒流恒压(constant voltage constant current;cvcc)控制。在使电池电压上升至接近满充电后,以一定的电压进行充电。在恒压充电期间,随着电池的内部电压上升,充电电流自然减少,电流值减少至一定电流时判断为充电完成,并结束充电。
111.本发明可以为以下实施方式。
112.本发明的电化学电池的特征在于,
113.具备:
114.发电元件,能够通过电化学反应进行充放电;
115.内容器,收纳所述发电元件;以及
116.外容器,具有第一片部分和第二片部分,所述内容器以位于所述第一片部分与所述第二片部分之间的状态被收纳,所述第一片部分的周缘部与所述第二片部分的周缘部接合的外容器,
117.所述内容器与所述外容器接合。
118.另外,本发明的电化学电池模块的特征在于,具备:
119.前述多个电化学电池;
120.使所述多个电化学电池彼此电连接的集电构件;以及
121.收纳所述多个电化学电池的壳体。
122.根据本发明的电化学电池和电化学电池模块,由于内容器与外容器接合,因此能够提供即使振动等作用也不会在外容器内产生偏移的电化学电池以及使用该电化学电池的电化学电池模块。另外,由于内容器与外容器通过接合而接合,因此能够提供电化学电池的尺寸、接合位置、接合长度、接合点数等制造上自由度高的电化学电池以及使用该电化学电池的电化学电池模块。
123.以上,详细说明本发明的实施方式,但本发明不限定于上述实施方式,在不脱离本发明主旨的范围内,能进行各种变更、改良等。不言而喻,可以将分别构成上述各实施方式的全部或一部分在不矛盾的范围内适当组合。
124.附图标记的说明
125.1、1a 电化学电池
126.2 发电元件
127.3 内容器
128.4 外容器
129.4a 第一片部分
130.4b 第二片部分
131.10 单电池层叠体
132.10a 外周部
133.11 单电池
134.11a 主面
135.11b 另一主面
136.12a 正极板
137.12b 负极板
138.12c 间隔壁部
139.14 正极端子
140.14a 第一正极端子部
141.14b 第二正极端子部
142.15 负极端子
143.15a 第一负极端子部
144.15b 第二负极端子部
145.20 外容器
146.20a 外缘部
147.20b 表面区域
148.20d 主面
149.20e 另一主面
150.21 液体层
151.30 连接端子
152.31 第一连接端子
153.32 第二连接端子
154.40 集电构件
155.50 壳体
156.51 主面板
157.52 侧面
158.53 底面板
159.54 按压板
160.55 弹性体
161.c1、c2 接合部分
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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