电池组件的制作方法

1.本发明涉及电池组件。


背景技术：

2.例如，作为车辆用等要求较高的输出电压的电源，已知有将多个电池电连接而成的电池组件。通常，对于构成电池组件的各电池而言，其内部的电极体、电解液等随时间而劣化，并由于金属物质的沉积、氧化而鼓出，从而在外形上出现变化。关于具备这样的电池的电池组件，在专利文献1中公开了一种电池组件，该电池组件具备：电池层叠体，其通过层叠多个电池并使绝缘片介于各电池之间而成；以及端板，其设于电池层叠体的层叠方向上的两端部。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：国际公开2013/161655号


技术实现要素：

6.发明要解决的问题
7.若各电池由于随时间劣化而膨胀，则在层叠方向上电池层叠体的尺寸增加，对电池层叠体的两端部的端板施加有由所有的电池的尺寸变化引起的载荷，且其反作用力施加于各电池，从而有可能产生电池的破损等不良情况。例如，也可以将沿层叠方向位移的弹簧与电池一起进行层叠从而抑制过大的反作用力的产生，但若产生冲击载荷，则电池伴随该弹簧的位移而较大地位移，连接于各电池的汇流条有可能破损。
8.本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种使在电池组件内在层叠方向上产生的反作用力降低并且对电池相对于碰撞载荷的位移进行抑制的技术。
9.用于解决问题的方案
10.对于本发明的一方案的电池组件，其特征在于，该电池组件具备：电池层叠体，其通过层叠多个电池而成；端板，其设于多个所述电池的层叠方向上的端部的电池的外侧；以及端分隔件，其设于所述端部的电池与所述端板之间，所述端分隔件具有第1支承构件和第2支承构件，该第1支承构件对所述端部的电池的与所述层叠方向交叉的表面的周缘部进行支承，该第2支承构件对所述表面的中央部进行支承，且相对于在所述层叠方向上的变形的刚度比所述第1支承构件相对于在所述层叠方向上的变形的刚度低。
11.发明的效果
12.根据本发明，能够使在电池组件内在层叠方向上产生的反作用力降低并且对电池相对于碰撞载荷的位移进行抑制。
附图说明
13.图1是表示实施方式的电池组件的外观的立体图。
14.图2是电池组件的局部的分解立体图。
15.图3是从电池侧观察到的端分隔件的立体图。
16.图4是用于对冲击载荷产生时的位移进行说明的示意图。
17.图5是用于对由电池的膨胀引起的反作用力的产生进行说明的示意图。
18.图6是用于对变形例的电池层叠体进行说明的示意图。
具体实施方式
19.以下，基于优选的实施方式，参照附图对本发明进行说明。实施方式并非限定发明而是例示，实施方式中记述的所有特征、其组合未必一定是发明的本质性的特征、组合。设为对各附图所示的相同或同等的构成要素、构件、处理标注相同的附图标记，并且适当省略重复的说明。另外，为了易于说明而方便地设定各图所示的各部分的比例尺、形状，并且只要没有特别提及就并非限定性地进行解释。另外，对于在本说明书或权利要求中使用“第1”、“第2”等用语的情况而言，只要没有特别提及，该用语就不表示任何顺序、重要度，而是用于区分某个结构和其他结构。另外，在各附图中，省略在说明实施方式上不重要的构件的一部分并进行表示。
20.(实施方式)
21.图1是表示实施方式的电池组件100的外观的立体图，图2是电池组件100的局部的分解立体图。电池组件100具备长方体形状的框体1、电池层叠体2、分隔件3和端分隔件4。在电池组件100中，在端分隔件4具有第1支承构件41和第2支承构件42，利用第1支承构件41来承受冲击载荷而对电池20的位移进行抑制，并利用第2支承构件42的变形来对由于电池20的膨胀而产生的位移进行吸收，使在层叠方向上产生的反作用力降低。
22.框体1具备端板11、侧板12、基板13、盖板14和汇流条板15。端板11设于电池层叠体2中的位于电池20的层叠方向上的两端部的电池20的外侧。侧板12夹着端板11而将电池层叠体2的侧面覆盖。基板13通过将电池层叠体2的底部覆盖而构成。盖板14将电池层叠体2的上表面覆盖。汇流条板15为板状，其设于电池层叠体2的上表面与盖板14之间，对后述的汇流条28进行保持。
23.电池层叠体2被收纳于框体1的内侧。电池层叠体2通过沿着一个方向层叠多个电池20而构成。在各电池之间设有由树脂材料等形成的分隔件3。分隔件3使电池层叠体2的各电池20电绝缘。分隔件3组装于电池层叠体2而一体化，因此也可以认为该分隔件3构成了电池层叠体2的一部分。
24.各电池20例如为锂离子电池、镍氢电池、镍镉电池等能够充电的二次电池。另外，各电池20是所谓的方形电池，具有扁平的长方体形状的外装罐21。在外装罐21的一面设置未图示的大致长方形形状的开口，经由该开口在外装罐21容纳电极体、电解液等。在外装罐21的开口设置将开口堵塞的封口板21a。
25.在封口板21a，在长度方向上的一端附近配置正极的输出端子22，在另一端附近配置负极的输出端子22。一对输出端子22分别与构成电极体的正极板、负极板电连接。形成于封口板21a的贯通孔(未图示)供各输出端子22贯通。绝缘性的密封构件(未图示)介于各输出端子22与各贯通孔之间。在以下的说明中，为了方便，将封口板21a设为电池20的上表面，将与封口板21a相对的外装罐21的底面设为电池20的下表面。
26.另外，电池20具有将上表面和下表面连接的两个主表面。该主表面是电池20所具有的6个面中面积最大的面。主表面是与上表面的长边以及下表面的长边连接的长侧面。除了上表面、下表面以及两个主表面之外的其余两个面设为电池20的侧面。该侧面是与上表面的短边以及下表面的短边连接的一对短侧面。这些方向和位置是为了方便而规定的。因此，例如，在本发明中，被规定为上表面的部分并不意味着必须位于比被规定为下表面的部分靠上方的位置。
27.在封口板21a，在一对输出端子22之间设置阀部24。阀部24也被称为安全阀，其是用于供各电池20喷出电池内部的气体的机构。阀部24构成为能够在外装罐21的内压上升至预定值以上时开阀而释放内部的气体。阀部24例如包括设于封口板21a的局部的与其他部分相比厚度较薄的薄壁部、以及形成于该薄壁部的表面的线状的槽。在该结构中，当外装罐21的内压上升时，薄壁部以槽为起点破裂，由此开阀。
28.多个电池20以相邻的电池20的主表面彼此相对的方式以预定的间隔被层叠。此外，“层叠”意为在任意的1个方向上排列多个构件。因此，电池20的层叠也包括将多个电池20沿水平排列的情况。在本实施方式中，电池20沿水平进行层叠。各电池20被配置为输出端子22朝向相同的方向。本实施方式的各电池20被配置为输出端子22朝向铅垂方向上方。
29.端分隔件4设于电池层叠体2中的位于电池20的层叠方向上的端部的电池20与端板11之间。图3是从电池20侧观察到的端分隔件4的立体图。
30.端分隔件4具备第1支承构件41、第2支承构件42、弹性体44和保持件部45。第2支承构件42是长方形的板状，其与电池20的层叠方向交叉，在一面侧与电池20的表面s(主表面)接触，另一面侧与端板11相对。第1支承构件41设于第2支承构件42的四角，其沿着在各角部相交的两侧边地呈字母l形，且形成为沿着电池20的层叠方向延伸。
31.当从电池20的层叠方向观察时，第1支承构件41位于与电池20的表面s的周缘部对应的位置，对电池20的表面s的周缘部进行支承。第1支承构件41也可以设于第2支承构件42的四角以外的侧边部分。第2支承构件42在周缘部连接于第1支承构件41。此外，第1支承构件41可以是图2所示的弯曲的板状，也可以是柱状。
32.第2支承构件42在中央部与连接于第1支承构件41的周缘部之间具有变形容许部43。变形容许部43形成向层叠方向上的一侧凹陷的部分和向层叠方向上的另一侧凹陷的部分，剖面呈字母s形。通过设置变形容许部43，在第1支承构件41中，中央部相对于周缘部而容易在电池20的层叠方向上变形。第2支承构件42相对于电池20的层叠方向上的变形的刚度比第1支承构件41相对于电池20的层叠方向上的变形的刚度低。变形容许部43在电池20的层叠方向上的高度比后述的风路形成部46的高度低，电池20与风路形成部46接触。另外，在第2支承构件42的电池20侧的面的周缘部设有座部，该座部具有与风路形成部46相同程度的高度，且供电池20接触。
33.弹性体44设于第1支承构件41的中央部，其沿着电池20的层叠方向延伸且端面与端板11接触。弹性体44例如为弹簧、橡胶等。保持件部45设于第1支承构件41的电池20侧的面的底侧的侧边以及与层叠方向交叉的水平方向上的两端的侧边，电池20嵌合于保持件部45的内侧。
34.在第2支承构件42的电池20侧的面设有风路形成部46。风路形成部46包括自第2支承构件42的电池20侧的面突起的多个条，在各条之间形成风路47。
35.接下来，基于冲击载荷产生时的位移、以及由电池20的膨胀引起的反作用力的产生来说明电池组件100的动作。图4是用于对冲击载荷产生时的位移进行说明的示意图。电池组件100例如在被搭载于车辆的情况下由于车辆的碰撞而承受冲击载荷。若碰撞产生的加速度作用于电池层叠体2中的电池20的层叠方向，则各电池20承受碰撞载荷而向一个方向移动。
36.端分隔件4的第1支承构件41沿着电池20的层叠方向延伸，利用第1支承构件41的轴向力承受碰撞载荷。若端分隔件4的第1支承构件41由硬质性的树脂材料形成，则第1支承构件41相对于在层叠方向上的位移的刚度变高，从而电池20的由碰撞载荷引起的位移被抑制得较小。由于电池20的位移被抑制，因此汇流条28的变形量较小从而不易破损。
37.图5是用于对由电池20的膨胀引起的反作用力的产生进行说明的示意图。如上所述，对于各电池20而言，其内部的电极体、电解液等随时间而劣化，并由于金属物质的沉积、氧化而鼓出，从而在外形上出现变化。各电池20为方形电池，具有扁平的长方体形状的外装罐21，以电池20的6个面中的面积最大的主表面膨胀的方式变形。
38.设于电池层叠体2的分隔件3通过蠕变来变形并吸收电池20的由膨胀引起的一部分位移，由此，使电池20承受的反作用力降低。对于端分隔件4的第2支承构件42而言，其相对于在层叠方向上的位移的刚度比第1支承构件41相对于在层叠方向上的位移的刚度低，第2支承构件42能够沿着电池20的层叠方向弹性地位移，且对电池20的由膨胀引起的位移进行吸收，从而使反作用力降低。变形容许部43用于使在第2支承构件42中相对于电池20的在层叠方向上的位移的刚度降低。
39.端分隔件4的弹性体44对第2支承构件42赋予相对于电池20的在层叠方向上的位移的刚度。弹性体44由弹簧、橡胶等构成，由此，能够设成比利用轴向力来承受在层叠方向上的位移的第1支承构件41的刚度低的刚度，能够将第2支承构件42的刚度保持得较低。此外，即使在未设置弹性体44的情况下，也能够通过变形容许部43来实现第2支承构件42相对于在层叠方向上的位移的低刚度化。
40.端分隔件4在电池20侧设有风路形成部46。在电池组件100中，在电池20与风路形成部46接触的状态下，能够确保电池20的空气冷却用的风路47。
41.(变形例)
42.图6是用于对变形例的电池层叠体2进行说明的示意图。在变形例的电池层叠体2中，将板状的缓冲构件5设于端板11与端分隔件4之间。缓冲构件5由橡胶等树脂形成，在对电池层叠体2施加冲击载荷的情况下缓和冲击。另外，在电池20由于随时间劣化而膨胀的情况下，缓冲构件5也与弹性体44一起在电池20的层叠方向上变形，对电池20的位移进行吸收，从而使反作用力降低。
43.另外，在上述的实施方式中，使用了弹性体44，但也可以代替弹性体44而设置由蠕变引起的变形比端分隔件4的其他部分大的构件。在该情况下，也能够通过该构件的蠕变来对电池20的由膨胀引起的位移进行吸收，从而使反作用力降低。
44.以上，基于本发明的实施方式进行了说明。本领域技术人员应理解的是，这些实施方式是例示，能够在本发明的权利要求范围内进行各种变形和变更，并且这样的变形例和变更也在本发明的权利要求的范围内。因此，本说明书中的记述和附图应视为说明性的而非限定性的。
45.此外，实施方式也可以由以下的项目来确定。
46.[项目1]
[0047]
一种电池组件(100)，其特征在于，
[0048]
该电池组件(100)具备：
[0049]
电池层叠体(2)，其通过层叠多个电池(20)而成；
[0050]
端板(11)，其设于多个所述电池(20)的层叠方向上的端部的电池(20)的外侧；以及
[0051]
端分隔件(4)，其设于所述端部的电池(20)与所述端板(11)之间，该端分隔件(4)具有第1支承构件(41)和第2支承构件(42)，该第1支承构件(41)对所述端部的电池(20)的与所述层叠方向交叉的表面的周缘部进行支承，该第2支承构件(42)对所述表面的中央部进行支承，且相对于在所述层叠方向上的变形的刚度比所述第1支承构件(41)相对于在所述层叠方向上的变形的刚度低。
[0052]
由此，在电池组件(100)中，能够使在电池组件(100)内在层叠方向上产生的反作用力降低并且对电池相对于碰撞载荷的位移进行抑制。
[0053]
[项目2]
[0054]
根据项目1中记载的电池组件(100)，其特征在于，所述第1支承构件(41)形成为沿所述层叠方向延伸。由此，在电池组件(100)中，第1支承构件(41)相对于在层叠方向上的位移的刚度变高，从而电池(20)的由碰撞载荷引起的位移被抑制得较小。
[0055]
[项目3]
[0056]
根据项目2中记载的电池组件(100)，其特征在于，所述第2支承构件(42)形成为与所述表面接触且在周缘部连接于所述第1支承构件(41)的板状，在周缘部与中央部之间具有变形容许部(43)，该变形容许部(43)形成向所述层叠方向上的一侧凹陷的部分和向所述层叠方向上的另一侧凹陷的部分。由此，在电池组件(100)中，使第2支承构件(42)相对于电池(20)的在层叠方向上的位移的刚度降低。
[0057]
[项目4]
[0058]
根据项目1至3中任一项所记载的电池组件(100)，其特征在于，所述第2支承构件(42)具有弹性体(44)，该弹性体(44)形成为在所述表面的中央部沿所述层叠方向延伸。由此，在电池组件(100)中，能够利用弹性体(44)将第2支承构件(42)的刚度保持得较低。
[0059]
附图标记说明
[0060]
11、端板；2、电池层叠体；20、电池；4、端分隔件；41、第1支承构件；42、第2支承构件；43、变形容许部；44、弹性体；100、电池组件。