電池模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包含二次電池(secondary battery)的電池模塊和電池組以及安裝有電池組的電動(dòng)車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]作為針對(duì)諸如電動(dòng)汽車、電動(dòng)摩托車或電力輔助自行車之類的車輛的電源或者作為用于在房屋或建筑中使用的電源，包含二次電池的電池模塊或電池組是可用的，并且可以在電池模塊或電池組中使用各種類型的二次電池。在各種類型當(dāng)中，優(yōu)選地使用鋰離子電池，所述鋰離子電池在質(zhì)量和體積能量密度兩個(gè)方面優(yōu)秀并且提供高的每單元電池電壓。
[0003]鋰離子電池包括:通過以卷形卷繞經(jīng)由隔離物的帶狀的正極和負(fù)極的堆疊而獲得的卷繞類型；以及通過經(jīng)由隔離物堆疊平板正極和負(fù)極而獲得的堆疊類型。鋰離子電池通常作為整體而具有柱形或扁平形。
[0004]在它們當(dāng)中，通過以膜狀構(gòu)件封裝電池元件而獲得的扁平形的鋰離子電池具有被緊密地收容在設(shè)備中的基本上矩形形狀，并且具有輕的重量。因此，在這樣的扁平形的鋰離子電池的情況下，實(shí)現(xiàn)具有高體積能量密度或者高質(zhì)量能量密度的設(shè)備是可能的。特別地，輕重量性質(zhì)對(duì)于針對(duì)例如車輛的電力發(fā)動(dòng)機(jī)的電源電池是有意義的。
[0005]在專利文獻(xiàn)1中公開的膜覆蓋電池與被收容在可以具有大的厚度的諸如鋁之類的殼體中的電池相比，在針對(duì)沖擊的強(qiáng)度方面較低。因此，在其中在與膜覆蓋電池的電力生成元件對(duì)應(yīng)的位置處形成開口的框架構(gòu)件被布置，以便保持在覆蓋部件的周圍(periphery)處的熱焊接部分。進(jìn)一步地，作為用于以框架支承電池的另一結(jié)構(gòu)，專利文獻(xiàn)2提出了一種結(jié)構(gòu)，在所述結(jié)構(gòu)中，在框架的一部分處提供彈性加壓構(gòu)件，以便穩(wěn)妥地使提供在電池中的散熱板與電池緊密接觸。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2004-103258號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特表2012-523086號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
膜覆蓋電池具有柔性膜作為覆蓋體，并且因此在結(jié)構(gòu)方面不同于具有以預(yù)先確定的大小生產(chǎn)的罐(can)狀容器作為覆蓋體的電池。更具體地，被收容在膜覆蓋電池中的電池元件的厚度方面的不同意味著膜覆蓋電池的外部尺寸方面的不同。因此，尺寸取決于制造中的變化更不用說取決于電池元件的大小而不同。在專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2中描述的電池中，為了處理由于單元電池的電容量方面的不同或者制造變化所引起的、膜覆蓋電池的厚度方面的不同，必需準(zhǔn)備與具有大的厚度的膜覆蓋電池匹配的大小的框架。
[0008]進(jìn)一步地，當(dāng)堆疊多個(gè)膜覆蓋電池以生產(chǎn)在其中在電池殼體中收容膜覆蓋電池的電池模塊時(shí)，出現(xiàn)以下問題。即，當(dāng)框架的厚度相對(duì)于膜覆蓋電池的厚度太大時(shí)，電池模塊的體積效率隨著堆疊的膜覆蓋電池的數(shù)量增加而減少。為了處理這樣的問題，必需準(zhǔn)備根據(jù)膜覆蓋電池的厚度具有不同大小的框架體。
[0009]在專利文獻(xiàn)1中描述的電池的情況下，膜覆蓋電池的外圍部分由框架體的整個(gè)周圍支承。因此，為了防止外圍部分被損壞，必需準(zhǔn)備具有均勻厚度的框架體，從而導(dǎo)致必需形成對(duì)應(yīng)于厚度的各種尺寸的框架體，這使生產(chǎn)率降低。
[0010]進(jìn)一步地，當(dāng)專利文獻(xiàn)1或?qū)＠墨I(xiàn)2中描述的框架體被用作針對(duì)膜覆蓋電池的主要保持構(gòu)件時(shí)，框架體保持膜覆蓋電池的周圍部分。膜覆蓋電池的周圍部分是膜在其處被熱熔(heat fused)到彼此的部分，或者是膜在其處僅被折疊在彼此之上的部分即厚度小的部分。因此，周圍部分在機(jī)械強(qiáng)度方面容易降低，并且當(dāng)關(guān)于周圍部分的機(jī)械應(yīng)力增加時(shí)，覆蓋膜可能破裂或者熱熔的部分可能打開。
[0011]本發(fā)明的目的是提供具有針對(duì)外部沖擊的高耐久性的膜覆蓋電池、在其中堆疊多個(gè)膜覆蓋電池的電池模塊、以及在其中保護(hù)電路連接到膜覆蓋電池和電池模塊的電池組、以及它們的制造方法。
[0012]用于解決問題的方法
根據(jù)本發(fā)明，提供有一種具有多個(gè)堆疊的膜覆蓋電池的電池模塊，所述膜覆蓋電池均包括:電池元件外殼，在其中收容電池元件；凸緣部，其部分地或者完全地形成在電池元件外殼周圍的覆蓋膜中；以及正極引出片(tab)和負(fù)極引出片。電池模塊進(jìn)一步包括:框架體，其具有外圍部分以及在外圍部分之內(nèi)的開口部?？蚣荏w的外圍部分被布置在相鄰的膜覆蓋電池的凸緣部之間。突出部形成在與凸緣部相對(duì)的外圍部分的表面上，從而朝向凸緣側(cè)突出。包括突出部的框架體的部分的厚度等于或者小于通過從膜覆蓋電池的厚度減去與突出部相對(duì)的凸緣部的厚度而獲得的距離。
[0013]發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，顯著地減少對(duì)定位在膜覆蓋電池的外圍部分處的凸緣部的機(jī)械應(yīng)力是可能的。進(jìn)一步地，由于突出部可以部分地提供在框架體中，所以即便當(dāng)單元電池的厚度改變時(shí)，突出部也可以使用芯件(core piece)進(jìn)行壓鑄模(die_mold)，由此使得有可能提供在生產(chǎn)率方面優(yōu)秀的框架體、電池、電池模塊以及電池組。
[0014]進(jìn)一步地，通過將突出部放置在電極引出片在其處引出的凸緣部的部分上，有可能保護(hù)電極引出片存在于其處并且機(jī)械應(yīng)力最容易施加于其處的凸緣部的部分免于沖擊。
[0015]特別地，即便當(dāng)電池模塊是在總是經(jīng)受振動(dòng)和沖擊的環(huán)境中使用的類型時(shí)，比如被包含在電動(dòng)汽車、電動(dòng)摩托車或者電力輔助的自行車中使用的電池模塊中的電池模塊或者被包含在電池組中的電池模塊，也有可能提供能夠在長(zhǎng)時(shí)間之上穩(wěn)定地操作并且當(dāng)被包含在電力輔助的自行車等等中時(shí)具有布局的高自由度的電池模塊。
【附圖說明】
[0016]圖1是圖示了在根據(jù)本發(fā)明的電池模塊中使用的膜覆蓋電池的示例的視圖；
圖2是圖示了要被附接到在根據(jù)本發(fā)明的電池模塊中使用的膜覆蓋電池的框架體的示例的視圖； 圖3是圖示了要被附接到在根據(jù)本發(fā)明的電池模塊中使用的膜覆蓋電池的框架體的視圖；
圖4是圖示了在根據(jù)本發(fā)明的電池模塊中使用的膜覆蓋電池和框架體的布置的示例的視圖；
圖5是圖示了在根據(jù)本發(fā)明的電池模塊中使用的膜覆蓋電池的厚度和框架體的厚度之間的關(guān)系的不例的視圖；
圖6是圖示了本發(fā)明的膜覆蓋電池和框架體的布置的另一示例的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1是圖示了在本發(fā)明中使用的膜覆蓋電池的示例的視圖。膜覆蓋電池100被覆蓋有膜覆蓋部件，其中，具有高耐候性的膜被堆疊在其外表面?zhèn)壬?，并且可熱焊接的膜被層壓在其?nèi)表面?zhèn)壬?。例如，諸如聚酰胺膜或者聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜之類的具有高耐候性的膜被堆疊在鋁箔的外表面?zhèn)壬希⑶抑T如聚乙烯膜之類的可熱焊接的合成樹脂膜被層壓在其內(nèi)表面?zhèn)壬稀?br>[0018]膜覆蓋電池將電池元件、電解質(zhì)等等收容在膜覆蓋部件的電池元件外殼110中，并且正極引出片120和負(fù)極引出片130被引出到膜覆蓋部件之外。
[0019]作為電池元件，使用通過經(jīng)由隔離物層壓支承正極活性材料的正極和支承負(fù)極活性材料的負(fù)極而獲得的電池元件、通過以卷形卷繞經(jīng)由隔離物的帶狀的正極和負(fù)極的堆疊而獲得的電池元件、或者通過以扁平形對(duì)正極和負(fù)極的卷繞堆疊進(jìn)行加壓而獲得的電池元件。
[0020]正極引出片的一端電連接到正極，并且其另一端被引出到膜覆蓋部件之外。負(fù)極引出片的一端電連接到負(fù)極，并且其另一端被引出到膜覆蓋部件之外。
[0021]正極延伸片122的一端可以通過諸如點(diǎn)焊或超聲焊接之類的焊接方式而被接合到膜覆蓋電池100的正極引出片120。在圖1中，正極延伸片122的一端被接合到正極片的引出端，并且