專利名稱：層疊電池、接合端子、電池組和制造電池組的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種層疊電池、接合端子、電池組和制造電池組的方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)單元電池(unit cell)的額定電壓，作為其電極端子串聯(lián)連接以獲得所需的電壓的單元電池的陣列或者作為其電極端子并聯(lián)連接以獲得所述電流容量的單元電池的陣列，用作電源的電池組是市場上可獲得的。
要求用于諸如便攜式電話、筆記本個(gè)人電腦等的便攜式信息密集(information-intensive)通信裝置以及諸如攝像機(jī)、卡型電子計(jì)算器等便攜式定向的小型電子裝置的電池重量更輕和外形更小。為了保護(hù)全球環(huán)境，對于資源和能量節(jié)約的努力的增長的國際需求正推動(dòng)對具有為電機(jī)供電的電池的電動(dòng)車和混合電動(dòng)車(下文中稱為“電動(dòng)車”)的研制。自然地，為了改善操作特性和每次充電的里程，還需要電動(dòng)車上的電池重量更輕且具有更小的外形。
在滿足電池更輕和更薄的需求的努力中，已經(jīng)研制了采用薄片形式的層狀材料的電池，其是這樣制作的通過使用粘接層將鋁等的金屬層和熱熔樹脂層重疊在外電池殼體上，之間有粘結(jié)劑層(參見JP-ANo.2002-203524)。層狀材料通常是這樣的結(jié)構(gòu)，其中鋁等金屬薄層的兩個(gè)表面等都被薄樹脂層覆蓋，并且抗酸和堿，重量輕并且易彎曲。
圖11通過例子示出了具有由層狀材料構(gòu)成的外殼的常規(guī)扁平電池。
由層狀材料構(gòu)成的外殼101氣密地將電極組102容納在其中，并還氣密地容納電解液，在電極組102中堆疊有其間夾著隔板的正電極和負(fù)電極。連接到正端子的正電極端子103從外殼101的一側(cè)延伸，并且連接到負(fù)端子的負(fù)電極端子104從外殼101的與正電極接頭103延伸的一側(cè)相對的一側(cè)延伸。根據(jù)電特性，正電極端子103基本上由鋁構(gòu)成，負(fù)電極104基本上由銅或者鎳構(gòu)成。
為了從層疊電池106獲得期望的電壓，需要如上所述串聯(lián)連接單元電池。如圖12a和12b所示，以陣列來布置多個(gè)單元電池，并彼此連接一個(gè)單元電池的正電極端子103和另一單元電池的負(fù)電極端子104，構(gòu)成電池組。為了獲得期望的電流容量，需要彼此并聯(lián)連接多個(gè)單元電池。因此，如圖13所示，堆疊作為多個(gè)單元電池的層疊電池106，并彼此連接一個(gè)單元電池的正電極端子103和另一個(gè)單元電池的負(fù)電極端子104，構(gòu)成電池組。
在串聯(lián)連接的單元電池中，彼此接合由不同金屬構(gòu)成的正電極端子和負(fù)電極端子。然而，在不同金屬之間的接合部處，由于露點(diǎn)凝結(jié)(dew condensation)而使電極端子容易被腐蝕，導(dǎo)致電阻增加。尤其是，電動(dòng)車為了快速起動(dòng)和加速而需要釋放大電流，使得重復(fù)地加熱和冷卻電極端子。因此，加速了電極端子的腐蝕，導(dǎo)致電池組的使用壽命降低。
通過用樹脂覆蓋接合部以提供周圍空氣隔離結(jié)構(gòu)和防水、防潮結(jié)構(gòu)，可以避免在不同金屬之間的接合部上的露點(diǎn)凝結(jié)。然而，如圖14a所示，如果為了獲得期望的電壓和期望的電流容量而對串聯(lián)連接的電池組進(jìn)行并聯(lián)連接，那么，如在圖14b中以放大比例所示的，將電極端子接合在一起，并此后用樹脂部分107覆蓋接合部。在這種情況中，區(qū)域“a”可靠地被樹脂覆蓋。然而，如果在并聯(lián)連接的電池的電極端子之間提供樹脂以可靠地覆蓋區(qū)域“b”中的電極端子，則需要增加填充區(qū)域“b”的樹脂量，并需要將樹脂均勻和充分地涂覆到電極端子。盡管不同金屬之間的接合部包括了周圍空氣隔離結(jié)構(gòu)和防水、防潮結(jié)構(gòu)，但是還要用導(dǎo)熱系數(shù)比所需更低的樹脂來覆蓋電極端子。因此，很難散發(fā)電池組充電和放電時(shí)發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量和通過電極端子傳遞的由接合部的增加的電阻產(chǎn)生的焦耳熱。而且，制造工藝耗時(shí)且電池組重量增加。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)考慮到上述問題作出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種層疊電池、接合端子、電池組，以及制造電池組的方法，其避免了由于不同金屬之間的接合部處的凝結(jié)導(dǎo)致電極端子腐蝕。
根據(jù)本發(fā)明的層疊電池具有包括第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件、電連接到第一極性的極板的第一電極端子和由不同于第一電極端子的材料構(gòu)成并電連接到第二極性的極板的第二電極端子，至少堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料覆蓋，其中由與第二電極端子基本相同的材料構(gòu)成的接合端子部分電連接到第一電極端子，并通過用電絕緣體覆蓋來氣密地封住第一電極端子和接合端子之間的接合部。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的層疊電池中，由與第二電極端子基本相同的材料構(gòu)成的接合端子部分電連接到第一電極端子。因此，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的層疊電池串聯(lián)連接成電池組時(shí)，電連接到層疊電池之一的第一電極端子的接合端子部分被電連接到層疊電池中的另一個(gè)的、與接合端子的材料基本相同的第二電極端子。換句話說，當(dāng)彼此連接根據(jù)本發(fā)明的層疊電池時(shí)，構(gòu)成電池組使得不存在不同金屬之間的接觸。另外，通過用諸如樹脂等電絕緣體覆蓋來氣密地封住第一電極端子和接合端子部分之間的接合部，該接合部是不同金屬之間的接合部，由此將接合部與周圍空氣隔離并使之防水和防潮。
在根據(jù)本發(fā)明的層疊電池中，用電絕緣體覆蓋的接合部可以被外殼層狀材料覆蓋，并可以與電池的化學(xué)反應(yīng)區(qū)隔離。
一種根據(jù)本發(fā)明的接合端子，用于彼此電連接層疊電池以提供電池組，每個(gè)層疊電池至少具有包括第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件，堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料覆蓋，該接合端子具有由與第一極性的極板基本相同的材料構(gòu)成的第一連接器和電連接到第一連接器并由與電連接到第二極性的極板的第二電極端子基本相同的材料構(gòu)成的第二連接器，其中通過用電絕緣體覆蓋而氣密地封住第一電極端子和接合端子之間的接合部。
根據(jù)本發(fā)明的電池組具有多個(gè)電連接的層疊電池，每一個(gè)層疊電池包括第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件，該堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料覆蓋，其中單元電池具有接合端子的第一連接器，根據(jù)本發(fā)明，其電連接到層疊電池的第一極性的極板，并且單元電池的第二連接器電連接到另一單元電池的第二電極端子。
在根據(jù)本發(fā)明的電池組中，由于每個(gè)都具有根據(jù)本發(fā)明的接合端子的單元電池是串聯(lián)連接的，所以由基本相同的材料構(gòu)成的第二連接器和第二電極端子電連接，由此避免了單元電池之間的不同金屬之間的接合部。因此，不需要用樹脂等覆蓋單元電池之間的接合部。
在根據(jù)本發(fā)明的電池組中，該單元電池和其它單元電池可以具有彼此電連接的第二連接器，并且第二電端子可以彼此電連接。
而且，根據(jù)本發(fā)明的電池組具有多個(gè)電連接的層疊電池，每一個(gè)層疊電池至少具有包括第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件，堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料覆蓋，其中單元電池具有接合端子的第一連接器，根據(jù)本發(fā)明，其電連接到層疊電池的第一極性的極板，并且單元電池和另一單元電池具有彼此電連接的第二連接器，第二電端子彼此電連接。因此本發(fā)明只可以應(yīng)用于并聯(lián)連接單元電池的電池組。
制造根據(jù)本發(fā)明的電池組的方法，提供了一種制造電池組的方法，該電池組具有多個(gè)電連接的層疊電池，每一個(gè)層疊電池包括第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件，并包括由不同于第一極性的極板的材料構(gòu)成并電連接到第二極性的極板的第二電極端子，至少堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料覆蓋，該方法包括步驟通過在接合部處電連接由與第一極性的極板基本相同的材料構(gòu)成的第一連接器和電連接到第一連接器并由與第二電極端子基本相同的材料構(gòu)成的第二連接器、并通過用電絕緣體覆蓋接合部而氣密地封住接合部來制作接合端子，通過電連接接合端子的第一連接器和第一極性的極板、并用外殼層狀材料覆蓋至少堆疊電極組件來制作每個(gè)具有接合端子的多個(gè)層疊單元電池，并彼此電連接單元電池的接合端子的第二電連接器和另一單元電池的第二電極端子。
如上所述，在制造根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)連接電池組的方法中，通過用電絕緣體例如樹脂等覆蓋來提前氣密地封住不同金屬之間的接合部，由此在將電池組合成電池組之前制成了接合端子。因此，可以比電池組合成電池組之后用樹脂覆蓋接合部更容易地操作構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明的制造電池組的方法包括如下步驟互連該單元電池、另一單元電池和其第二連接器的第二電極端子。因此可以通過并聯(lián)連接已經(jīng)串聯(lián)連接的電池組來制造電池組。在根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的電池組中，提前通過用電絕緣體例如樹脂等覆蓋來氣密地封住不同金屬之間的接合部。因此，與在電池組合成電池組之后用樹脂覆蓋并聯(lián)連接的接合部的方法不同，電池組不需要任何多于所需量的樹脂覆蓋。因此，電池組具有良好的散熱特性。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種制造具電池組的方法，該電池組具有多個(gè)電連接的層疊電池，每一個(gè)層疊電池包括第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件，以及由不同于第一極性的極板的材料構(gòu)成并電連接到第二極性的極板的第二電極端子，至少堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料覆蓋，該方法包括步驟通過在接合部處電連接由與第一極性的極板基本相同的材料構(gòu)成的第一連接器和電連接到第一連接器并由與第二電極端子基本相同的材料構(gòu)成的第二連接器、并通過用電絕緣體覆蓋接合部而氣密地封住接合部來制作接合端子，通過電連接接合端子的第一連接器和第一極性的極板、并用外殼層狀材料覆蓋至少堆疊電極組件來制作每個(gè)具有接合端子的多個(gè)層疊單元電池，并互連單元電池和其它單元電池的第二電極端子與它們的第二連接器。
在制造根據(jù)本發(fā)明的電池組的方法中，提前用電絕緣體例如樹脂等覆蓋來氣密地封住不同金屬之間的接合部，由此在電池組合成電池組之前制作成接合端子。然后制作電池組，因此，可以比在電池組合成電池組之后用樹脂覆蓋接合部更容易地操作組件。在根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的并聯(lián)連接的電池組中，由于提前用樹脂等覆蓋了不同金屬之間的接合部，所以電池組不需要任何多于所需量的樹脂覆蓋。因此，電池組具有良好的散熱特性。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，電池組由單元電池構(gòu)成，每個(gè)單元電池具有接合端子，其中用電絕緣體例如樹脂等覆蓋而氣密地封住不同金屬彼此接觸的第一連接器和第二連接器之間的接合部。
因此，根據(jù)本發(fā)明，在單元電池組裝成電池組之后沒必要用樹脂覆蓋不同金屬彼此接觸的部分。而且，根據(jù)本發(fā)明，不同金屬彼此接觸的部分可以和周圍空氣隔離，并使之防水和防潮，而沒有多余的樹脂覆蓋。而且，根據(jù)本發(fā)明，由于只需要使用所需量的覆蓋，所以電極具有良好的散熱特性。因此，根據(jù)本發(fā)明可以制造長期耐用的電池組。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的層疊單元電池的部分去掉的透視圖；圖2a是圖1所示的層疊單元電池的接合端子的截面?zhèn)纫晥D；圖2b是接合端子的平面圖；圖3a是根據(jù)本發(fā)明的另一層疊單元電池的部分去掉的透視圖；圖3b是示出了連接器接合部與電池的化學(xué)反應(yīng)區(qū)域隔開的結(jié)構(gòu)的部分截面?zhèn)纫晥D；圖4a是包括根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)層疊電池的電池組的平面圖；圖4b是電池組的側(cè)視圖；圖4c是圖4a所示的部分A的放大圖；圖4d是圖4b所示的部分B的放大圖；圖5是包括根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)連接的層疊電池的電池組的截面?zhèn)纫晥D；圖6是包括并聯(lián)連接的電池組的電池組的截面?zhèn)纫晥D，其中每個(gè)并聯(lián)連接的電池組都包括根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)連接的層疊電池；圖7是包括根據(jù)本發(fā)明的并聯(lián)連接的層疊電池的電池組的截面?zhèn)纫晥D；圖8a到8e是示出了包括根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)連接的層疊電池的電池組的制造方法的各個(gè)步驟的圖；圖9是示出了并聯(lián)連接通過根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的串聯(lián)連接的電池組的步驟的圖；圖10是示出了通過并聯(lián)連接層疊電池來制造電池組的方法的圖；圖11是具有由層狀材料構(gòu)成的外殼的常規(guī)扁平電池的透視圖；圖12a是串聯(lián)連接的常規(guī)層疊電池的陣列的平面圖；圖12b是串聯(lián)連接的常規(guī)層疊電池的陣列的側(cè)視圖；圖13是并聯(lián)連接的常規(guī)層疊電池的陣列的側(cè)視圖；圖14a是包括并聯(lián)連接的電池組的電池組的側(cè)視圖，每個(gè)并聯(lián)連接的電池組都包括串聯(lián)連接的常規(guī)層疊電池；以及圖14b是電池組的接合區(qū)域的放大圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
正極和負(fù)極的任一個(gè)將稱為“第一”側(cè)以及另一個(gè)稱為“第二”側(cè)。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的層疊單元電池的部分去掉的透視圖，圖2a是其接合端子的截面?zhèn)纫晥D，圖2b是接合端子的平面圖。
在本實(shí)施例中，如果認(rèn)為接合端子90是單獨(dú)的，那么它包括彼此接合的第一連接器81和第二連接器82。層疊電池1具有與第一連接器81類型相同的金屬制成的第一電極端子71。如果接合端子90被認(rèn)為是連接到層疊電池1，那么層疊電池1的第一電極端子71起到接合端子90的第一連接器81的作用。在下面的描述中，接合端子90在圖1中表示成具有連接到第二連接器82的第一電極端子71和在圖2a、2b等中表示成具有連接到第二連接器82的第一連接器81。在所有這些結(jié)構(gòu)中的接合端子90具有相同的功能。
層疊電池1具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中用層狀片7(層狀片的尺寸在縱向方向上120mm，在橫向方向上75mm)密封堆疊電極組件，其中層狀片7的每個(gè)都包括一個(gè)重疊在另一個(gè)上面的鋁等的金屬膜和熱熔樹脂層，堆疊電極組件包括第一極性的極板61和第二極性的極板62，它們與插在之間的未示出的隔板堆疊在一起。
第一電極端子71電連接到第一極性的極板61?；旧吓c第二電極端子72相同材料的第二連接器82(接合端子部分)電連接到第一電極端子71。通過用作電絕緣體的覆蓋樹脂8覆蓋而氣密地封住連接器接合部22，連接器接合部22在第一電極端子71和第二連接器82(接合端子部分)之間提供電接合表面。換句話說，具有整體結(jié)構(gòu)的接合端子90連接到第一極性的極板61，其中第一電極端子71和第二連接器82之間的連接器接合部22被覆蓋樹脂8覆蓋。
第二電極端子72電連接到第二極性的極板62。
覆蓋樹脂8可以由任何材料構(gòu)成，只要它是不導(dǎo)電的并能夠氣密地封住連接器接合部22。
第一極性的極板61和第二極板的極板62由不同的材料構(gòu)成。例如，第一極性的極板61由鋁的薄膜構(gòu)成，第二極性的極板62由銅的薄膜構(gòu)成。第一電極端子71由與第一極性的極板61的材料相同的鋁(厚度15μm)構(gòu)成。因此，第一電極端子71和第一極性的極板61通過端子接合部21彼此緊密接合。類似地，由于第二電極端子72由與第二極性的極板62的材料相同的銅(厚度10μm)構(gòu)成，所以它們通過端子接合部21彼此緊密接合。
如上所述，接合端子90的第二連接器82由與第二電極端子72相同的材料構(gòu)成(在圖1中，陰影部分示出的第二極性的極板62、第二電極端子72和第二連接器82是由相同材料構(gòu)成的)。因此，在接合端子90中，將與第一電極端子71不同材料的第二連接器82電連接到第一電極端子71。保持不同金屬彼此接觸的連接器接合部22容易變得被腐蝕。然而，根據(jù)該實(shí)施例，由于連接器接合部22與周圍空氣隔離并通過覆蓋樹脂8使其防水和放潮，所以它將不被腐蝕。
下面將簡要描述將層疊電池1制造成單電池的方法。
首先，在將接合端子90接合到第一極性的極板61之前預(yù)先制備接合端子90。具體地，通過連接器接合部22彼此接合作為第一電極端子71的第一連接器81和第二連接器82，之后用覆蓋樹脂8覆蓋連接器接合部22，由此制作接合端子90。然后，為了允許由此制作的接合端子90的第一連接器81起到第一電極端子71的作用，通過端子接合部21將第一連接器81接合到第一極性的極板61。
通過端子接合部21還將第二電極端子72連接到第二極性的極板62。通過金屬間接合(超聲接合)、激光焊接、合金焊接等將這些電極、端子和連接器接合在一起。
根據(jù)該實(shí)施例，由于可以對接合端子90單獨(dú)進(jìn)行用覆蓋樹脂8覆蓋不同金屬之間的接觸的處理，所以與所述接觸被接合到堆疊電極組件之后用樹脂覆蓋不同金屬之間的接觸相比，效率更高。
堆疊電極組件被夾在放置在堆疊電極組件的各自表面上的兩個(gè)層狀片7之間，其中接合端子90接合到第一極性的極板61而第二電極端子72接合到第二極性的極板62。然后，熱熔化層狀片7的四個(gè)邊來密封堆疊電極組件。
可以如下來熱熔化兩個(gè)層狀片7熱熔化層狀片7的縱向邊以提供管狀體。在將堆疊電極組件插入到管狀體之后，將管狀體按壓成薄扁平體。其后，層狀片7具有熱熔化的第一邊10和第二邊11。在圖1所示的例子中，接合端子90的連接器接合部22被覆蓋樹脂8覆蓋，并因此沒有被層狀片7密封。然而，本發(fā)明不局限于這種結(jié)構(gòu)。如圖3a和作為沿著圖3a的線A-A的橫截面視圖的圖3b所示，可以用層狀片7密封沒有被覆蓋樹脂8覆蓋的連接器接合部22。根據(jù)這種改進(jìn)，通過層狀片7的密封區(qū)域7a，即在圖3b的線B-B處，將連接器接合部22和電池的化學(xué)反應(yīng)區(qū)域隔開。
在圖3a和3b中所示的連接器接合部22沒有被覆蓋樹脂8覆蓋。然而，連接器接合部22可以被覆蓋樹脂8覆蓋，并還可以被層狀片7覆蓋。根據(jù)這種改進(jìn)，樹脂的量可以比圖1所示的其中被覆蓋樹脂8覆蓋的部分露出到層狀片7外面的類型更小。
下面將參考圖4a到4d簡要描述包括根據(jù)該實(shí)施例的層疊電池1的形式的單元電池的電池組的制造方法。圖4a是包括串聯(lián)連接的單元電池1a、1b、1c的電池組的平面圖，圖4b是電池組的側(cè)視圖，圖4c是圖4a所示的部分A的放大圖，圖4d是圖4b所示的部分B的放大圖。在圖4a到4d中，只示出了三個(gè)單元電池1a、1b、1c。
首先，下面將描述接合單元電池1a和單元電池1b。
為了接合單元電池1a的接合端子90的第二連接器82和單元電池1b的第二電極端子72，保持第二連接器82和第二電極端子72之間的接合表面31，并且定位第二連接器82和第二電極端子72，使得覆蓋樹脂8的端面8a和第二電極端子72的端面5a彼此不干擾。其后，通過激光焊接等將接合表面31彼此接合。由于第二連接器82和第二電極端子72是由相同材料構(gòu)成的，所以它們不需要與周圍空氣隔離并防水和防潮。然后，類似地彼此接合單元電池1b的接合端子90的第二連接器82和單元電池1c的第二電極端子72。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于作為不同金屬之間的接觸的接合端子90的連接器接合部22在制作接合端子90的步驟中已經(jīng)被覆蓋樹脂8覆蓋了，所以在制作電池組50之后，沒有用樹脂覆蓋金屬端子的步驟。因此提高了效率。
為了通過并聯(lián)連接已串聯(lián)連接的電池組50來制造電池組，不需要用樹脂覆蓋金屬端子的步驟。
因此，根據(jù)本發(fā)明不會(huì)發(fā)生之前要解決的問題，該問題是在當(dāng)并聯(lián)連接電池之后用樹脂覆蓋不同金屬之間的接觸，即在不同金屬之間的接觸上的不充分覆蓋，以及由于添加了過多樹脂覆蓋以避免不充分的覆蓋而導(dǎo)致的散熱特性退化和重量增加時(shí)產(chǎn)生的。
在由此制作的電池組中，在制造電池組50之前，不同金屬彼此接觸的連接器接合部22已經(jīng)通過覆蓋樹脂8來與周圍空氣隔離并使之防水和防潮。在電池組50中，在電池之間的接合中用樹脂8覆蓋的區(qū)域只是連接器接合部22，其它的區(qū)域都暴露于周圍空氣中。因此，對于在電池組充電和放電時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生熱量和由被合金和接合的接合部的增加的電阻而產(chǎn)生的焦耳熱來說，電池組50具有良好的散熱特性。
如上所述，由于層疊電池1具有接合端子90，其中預(yù)先用樹脂覆蓋保持不同金屬彼此接觸的部分，所以接合端子90與周圍空氣可靠地隔離并使之防水和防潮，并具有良好的散熱特性。層疊電池1允許以低成本制造能經(jīng)受長期使用的電池組。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明的電池組的連接的例子。在下述的每個(gè)圖中，通過黑點(diǎn)和虛線表示端子連接，它們不表示插在端子之間的其它連接部件，而僅僅示意性地示出了連接的狀態(tài)。
在圖5中示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組的連接關(guān)系的例子。
根據(jù)本發(fā)明的電池組包括每個(gè)都具有堆疊電極組件的多個(gè)電連接的層疊電池，該電極組件至少包括第一極性的極板61和第二極性的極板62，并被作為電池外殼的層狀片7覆蓋。電池組的單元電池1a具有電連接到第一極性的極板61的接合端子90的第一連接器81。因此，接合端子90構(gòu)成單元電池1a的一部分。單元電池1a具有電連接到另一單元電池1b的第二電極端子72的第二連接器82(因?yàn)榻雍隙俗?0連接到單元電池1a，所以第二連接器82屬于單元電池1a)。
在上述的電池組中，因?yàn)槠渲薪雍隙俗?0作為組件的單元電池1a、1b彼此串聯(lián)連接，所以基本上相同材料的第二連接器82和第二電極端子72彼此電連接。因此，在單元電池1a、1b之間可以避免不同金屬之間的接合部。因此在單元電池1a、1b之間的接合部不需要樹脂覆蓋等。
圖5中所示的結(jié)構(gòu)和圖4a、4b中所示的結(jié)構(gòu)彼此基本相同，它們彼此區(qū)別在于第一極性的極板61和接合端子90的第一連接器81之間的接合是位于層狀膜7外面還是里面。
如圖6所示，本發(fā)明還可以應(yīng)用于包括并聯(lián)連接的電池組的的電池組，所述并聯(lián)連接的電池組的每一個(gè)都包括串聯(lián)連接的層疊電池。具體地，通過電互連單元電池1a和另一單元電池1b的第二連接器82(如圖6所示，另一個(gè)單元電池1b不是直接連接到單元電池1a的單元電池，而是指另一電池組的單元電池)，以及還通過彼此電互連第二電極端子72，可以將串聯(lián)連接的電池組連接成并聯(lián)連接的電池組。(第二電連接器82通過第一連接器81電連接到第一極性的極板61。)如圖7所示，本發(fā)明還可以應(yīng)用于包括彼此并聯(lián)連接的單元電池并具有接合端子90作為組件的并聯(lián)連接的電池組。具體地，通過電互連單元電池1a和另一單元電池1b的第二連接器82，以及還通過電互連第二電極72，來構(gòu)成并聯(lián)連接的電池組。
上述例子的每一個(gè)都涉及這樣的結(jié)構(gòu)，其中將接合端子90預(yù)組裝成電池組件，即每個(gè)電池具有接合端子90。下面描述的每個(gè)例子涉及通過獨(dú)立地制備接合端子90并使用它連接電池來制備電池組的方法。
圖8a到8e示出了制造由多個(gè)電連接的層疊電池1構(gòu)成的電池組的方法，層疊電池1的每一個(gè)都具有包括堆疊在一起的第一極性的極板61和第二極性的極板62的堆疊電極組件，和由不同于第一極性的極板61的材料構(gòu)成并電連接到第二極性的極板62的第二電極端子72，至少堆疊電極組件被提供電池外殼的層狀片7覆蓋。
首先，如圖8a所示，由基本上與第一極性的極板61相同材料構(gòu)成的第一連接器81和由基本上與第二電極端子72相同材料構(gòu)成的第二連接器82通過連接器接合部22彼此電連接，并通過用覆蓋樹脂8覆蓋來氣密地封住連接器接合部22，由此制作接合端子90。
然后，彼此電連接接合端子90的第一連接器81和第一極性的極板61，并至少堆疊電極組件被層狀片7覆蓋。以這種方式，制作每個(gè)都具有接合端子90的多個(gè)單元電池。如圖8b所示，層狀片7可以不覆蓋接合端子90?？商鎿Q地，如圖8c所示，可以覆蓋第一連接器81和第一極性的極板61彼此接合的區(qū)域。圖8c中所示的結(jié)構(gòu)和圖1中所示的結(jié)構(gòu)相同。進(jìn)一步可替換地，如圖8d所示，層狀片7可以覆蓋接合端子90的連接器接合部22。
將由此制造的單元電池1a的接合端子90的第二連接器82電連接到另一單元電池1b的第二電極端子72。
根據(jù)上述制造方法，在將電池組合為電池組之前，在通過用諸如樹脂的覆蓋樹脂8覆蓋而氣密地封裝不同金屬之間的接合部由此制成接合端子90之后，制作串聯(lián)連接的電池組。因此，可以比在將電池組合成電池組之后用樹脂覆蓋接合部更容易地操作各組件。
如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明的制造電池組的方法包括如下步驟彼此接合單元電池1a的第二電極端子72和彼此接合單元電池1b的第二電連接器82，由此通過對如上所述制作的串聯(lián)連接的電池組進(jìn)行并聯(lián)連接來制造電池組。通過根據(jù)本實(shí)施例的制造方法制造的電池組具有更好的散熱特性，因?yàn)樵趯㈦姵亟M合成電池組之前，已經(jīng)通過預(yù)先用諸如樹脂的覆蓋樹脂8進(jìn)行覆蓋來氣密地封住不同金屬之間的接合部，因此與在將電池組合成電池組之后用樹脂覆蓋并聯(lián)連接的接合部的方法不同，電池組不需要任何多于所需量的樹脂覆蓋。
根據(jù)本發(fā)明制造并聯(lián)連接的電池組的方法如下，其中所述并聯(lián)連接的電池組包括彼此并聯(lián)連接并具有接合端子90作為組件的單元電池由基本上與第一極性的極板61相同材料構(gòu)成的第一連接器81和由基本上與第二電極端子72相同材料構(gòu)成的第二連接器82通過接合部彼此電連接，并通過用覆蓋樹脂8覆蓋來氣密地封住接合部，由此制作接合端子90(參見圖8b)。
然后，彼此電連接接合端子90的第一連接器81和第一極性的極板61，并至少堆疊電子組件被層狀片7覆蓋，由此制作每個(gè)都具有接合端子90的多個(gè)單元電池。
然后，如圖10所示，彼此連接單元電池1a和另一單元電池1b的第二電極72，并彼此連接第二連接器82。
如上所述，由于在將電池組合成電池組組件之前預(yù)先制造接合端子90，并然后制作并聯(lián)連接的電池組，所以比在將電池組合成電池組之后用樹脂覆蓋接合部可以更容易操作組件。而且，通過根據(jù)該實(shí)施例的制造方法制造的并聯(lián)連接的電池組具有不多于所需量的樹脂覆蓋，并具有更好的散熱特性，因?yàn)轭A(yù)先已經(jīng)用樹脂等覆蓋了不同金屬之間的接合部。
本發(fā)明涉及的電池不局限于任何類型，只要它可以成型為扁平電池，并可以用層狀物覆蓋。然而，例如優(yōu)選錳鋰離子二次電池。
僅僅通過例子給出了本實(shí)施例的描述中提到的數(shù)值、材料等，并不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為施加了任何限制。
權(quán)利要求
1.一種層疊電池，其具有第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件、電連接到第一極性的極板的第一電極端子、和由不同于所述第一電極端子的材料構(gòu)成并電連接到第二極性的極板的第二電極端子，至少所述堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料覆蓋，其中由基本上與所述第二電極端子相同的材料構(gòu)成的接合端子電連接到所述第一電極端子，并且通過用電絕緣體覆蓋來氣密地封住所述第一電極端子和所述接合端子之間的接合部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的層疊電池，其中用所述電絕緣體覆蓋的所述接合部被所述外殼層狀材料覆蓋并且與電池的化學(xué)反應(yīng)區(qū)隔離。
3.一種接合端子，用于彼此電連接層疊電池以提供電池組，層疊電池的每一個(gè)至少具有第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件，堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料覆蓋，所述接合端子具有第一連接器和第二連接器，所述第一連接器由基本上與第一極性的所述極板相同的材料構(gòu)成，所述第二連接器電連接到所述第一連接器并且由基本上與電連接到第二極性的所述極板的第二電極端子相同的材料構(gòu)成，其中通過用電絕緣體覆蓋來氣密地封住所述第一連接器和所述第二連接器之間的接合部。
4.一種電池組，其具有多個(gè)電連接的層疊電池，每一個(gè)層疊電池都包括第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件，堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料覆蓋，其中單元電池具有根據(jù)權(quán)利要求3的所述接合端子的所述第一連接器，其電連接到層疊電池的第一極性的所述極板，并且所述單元電池的所述第二連接器電連接到另一所述單元電池的所述第二電極端子。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電池組，其中所述單元電池和所述其它單元電池具有彼此電連接的所述第二連接器和彼此電連接的所述第二電端子。
6.一種電池組，其具有多個(gè)電連接的層疊電池，每一個(gè)層疊電池都至少括第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件，堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料覆蓋，其中單元電池具有根據(jù)權(quán)利要求3的所述接合端子的所述第一連接器，其電連接到層疊電池的第一極性的所述極板，并且所述單元電池和所述其它單元電池具有彼此電連接的所述第二連接器和彼此電連接的所述第二電端子。
7.一種制造電池組的方法，該電池組具有多個(gè)電連接的層疊電池，每一個(gè)層疊電池包括第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件、和由不同于第一極性的所述極板的材料構(gòu)成并電連接到第二極性的極板的第二電極端子，至少所述堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料覆蓋，所述方法包括如下步驟通過在接合部處電連接第一連接器和第二連接器、并通過用電絕緣體覆蓋接合部而氣密地封住所述接合部，來制作接合端子，其中所述第一連接器由基本上與第一極性的所述極板相同的材料構(gòu)成，所述第二連接器電連接到所述第一連接器并且由基本上與所述第二電極端子相同的材料構(gòu)成；通過電連接所述接合端子的所述第一連接器和第一極性的所述極板、并用所述外殼層狀材料覆蓋至少所述堆疊電極組件，來制作每個(gè)都具有所述接合端子的多個(gè)層疊單元電池；以及彼此電連接單元電池的所述接合端子的所述第二連接器和所述另一單元電池的所述第二電極端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，包括如下步驟互連所述單元電池和所述其它單元電池的所述第二電極端子，并且彼此互連它們的所述第二連接器。
9.一種制造電池組的方法，該電池組具有多個(gè)電連接的層疊電池，每一個(gè)層疊電池包括第一極性的極板和第二極性的極板的堆疊電極組件、和由不同于第一極性的所述極板的材料構(gòu)成并且電連接到第二極性的極板的第二電極端子，至少所述堆疊電極組件被提供電池外殼的外殼層狀材料，所述方法包括如下步驟通過在接合部處電連接第一連接器和第二連接器、并且通過用電絕緣體覆蓋接合部而氣密地封住所述接合部，來制作接合端子，其中所述第一連接器由基本上與第一極性的所述極板相同的材料構(gòu)成，所述第二連接器電連接到所述第一連接器并且由基本上與所述第二電極端子相同的材料構(gòu)成；通過電連接所述接合端子的所述第一連接器和第一極性的所述極板、并且用所述外殼層狀材料覆蓋至少所述堆疊電極組件，來制造每個(gè)都具有所述接合端子的多個(gè)層疊單元電池；以及互連所述單元電池和所述其它單元電池的所述第二電極端子，并彼此互連它們的所述第二連接器。
全文摘要
一種具有如下結(jié)構(gòu)的層疊電池(1)，其中由第一極性的極板(61)和第二極性的極板(62)構(gòu)成的多層電極組件被層狀片(7)氣密地封住。第一極性的板(61)與接合端子(90)電接合，接合端子(90)是通過用覆蓋樹脂(8)覆蓋連接器接合部(22)，即第一電極端子(71)和第二連接器(82)的電接合面，而整體構(gòu)成的；而第二極性的板(62)與第二電極端子(72)電接合。在采用層疊電池(1)作為單元電池的電池組中，通過焊接等接合層疊電池(1)的接合端子(90)的第二連接器(82)和另一層疊電池(1)的第二電極端子(72)。不需要密封第二連接器(82)和第二電極端子(72)，因?yàn)樗鼈冇上嗤牧现瞥伞?br> 文檔編號H01M2/30GK1961440SQ200480043198
公開日2007年5月9日 申請日期2004年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者細(xì)谷敏三 申請人:Nec拉米利翁能源株式會(huì)社, 富士重工業(yè)株式會(huì)社