電池組以及電池組的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供電池組以及電池組的制造方法。提供能夠減少連接部周圍的無用的空間、能量密度大的電池組。該電池組具有：具備多個集電體的第一層疊電池、具備多個集電體的第二層疊電池、以及將第一層疊電池所具備的多個集電體與第二層疊電池所具備的多個集電體捆扎在一起而進(jìn)行連接的連接部，在連接部，第一層疊電池所具備的多個集電體與第二層疊電池所具備的多個集電體層疊并被捆扎在一起，連接部中的多個集電體的層疊方向與層疊電池中的多個集電體的層疊方向交叉。
【專利說明】電池組以及電池組的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及將多個層疊電池連接在一起而形成電池組的情況下的連接構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，出于保護(hù)地球環(huán)境的目的，為了應(yīng)用于作為低污染車的電動汽車、混合動力車等，需要高輸出且高容量的電源。并且，在汽車等以外的領(lǐng)域中，由于信息相關(guān)設(shè)備、通信設(shè)備等移動工具在世界范圍內(nèi)的普及，需要能使該移動工具高性能化的電源。
[0003]當(dāng)作為電源使用鋰電池等電池的情況下，特別是形成電動汽車、混合動力車等車載用大型電源時，優(yōu)選層疊多個單電池而形成層疊電池，進(jìn)而將多個該層疊電池連接在一起而形成電池組。特別是通過將多個層疊電池串聯(lián)連接能夠得到高輸出的電池組，能夠適合作為車載用大型電源使用。
[0004]例如，在專利文獻(xiàn)I中，在層疊的多個單電池的外周部，層疊該多個單電池而形成電池束(層疊電池)，進(jìn)而將多個該電池束串聯(lián)連接而構(gòu)成電池組。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，能夠簡單且高成本效率地形成電池束。
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特表2005 - 528741號公報
[0006]然而，在專利文獻(xiàn)I所記載的電池組中，在層疊電池彼此的連接部周圍，無用的空間較多，存在作為電池組整體的能量密度小的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明正是鑒于上述問題而完成的，其課題在于提供一種能夠減少連接部周圍的無用的空間、能量密度大的電池組。
[0008]為了解決上述課題，本發(fā)明人進(jìn)行了認(rèn)真的研究，發(fā)現(xiàn):在將一個層疊電池所具備的多個集電體與其他層疊電池所具備的多個集電體捆扎在一起并串聯(lián)連接時，通過以使得連接部中的集電體的層疊方向與層疊電池中的單電池的層疊方向為不同方向的方式層疊多個集電體并捆扎在一起，能夠減少連接部周圍的無用的空間。
[0009]本發(fā)明是基于上述見解而完成的。SP，
[0010]本發(fā)明的第一方式涉及一種電池組，其中，該電池組具有:具備多個集電體的第一層疊電池；具備多個集電體的第二層疊電池；以及連接部，該連接部將第一層疊電池所具備的多個集電體與第二層疊電池所具備的多個集電體捆扎在一起而進(jìn)行連接，在連接部，第一層疊電池所具備的多個集電體與第二層疊電池所具備的多個集電體層疊并被捆扎在一起，連接部中的多個集電體的層疊方向與層疊電池中的多個集電體的層疊方向交叉。
[0011]在本發(fā)明中，“將多個集電體捆扎在一起而進(jìn)行連接”意味著將第一層疊電池與第二層疊電池串聯(lián)連接或者并聯(lián)連接。從形成高輸出的電池組的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選串聯(lián)連接。例如，通過將第一層疊電池所具備的多個正極集電體與第二層疊電池所具備的多個負(fù)極集電體捆扎在一起，能夠?qū)⒌谝粚盈B電池與第二層疊電池串聯(lián)連接。“層疊電池中的多個集電體的層疊方向”是指在層疊電池中隔著正極層等層疊的集電體的層疊方向，是指單電池的層疊方向。即，并不意味著在層疊電池中多個集電體彼此接觸并層疊。
[0012]在本發(fā)明的第一方式所涉及的連接部中，優(yōu)選形成為:第一層疊電池所具備的集電體與第二層疊電池所具備的集電體交替層疊。通過交替層疊，在進(jìn)行例如超聲波接合的情況下，能夠穩(wěn)固地接合多個集電體。
[0013]在本發(fā)明的第一方式中，優(yōu)選形成為:連接部中的多個集電體的層疊方向與層疊電池中的上述多個集電體的層疊方向大致正交。這樣，能夠進(jìn)一步減少連接部周圍的無用的空間。
[0014]本發(fā)明的第二方式涉及一種電池組的制造方法，其中，以使第一層疊電池所具備的多個集電體和第二層疊電池所具備的多個集電體的層疊方向與層疊電池中的多個集電體的層疊方向交叉的方式，將第一層疊電池所具備的多個集電體與第二層疊電池所具備的多個集電體層疊并捆扎在一起而進(jìn)行連接。
[0015]作為本發(fā)明的第二方式的更具體的方式，例如，可舉出如下的電池組的制造方法，其中，具有:連接工序，將第一層疊電池所具備的多個集電體與第二層疊電池所具備的多個集電體層疊并捆扎在一起而進(jìn)行串聯(lián)連接，從而形成連接部；組裝工序，以下述方式進(jìn)行組裝:使連接部中的多個集電體的層疊方向與層疊電池中的多個集電體的層疊方向交叉。
[0016]在本發(fā)明的第二方式所涉及的連接工序中，優(yōu)選形成為:將第一層疊電池所具備的集電體、第二層疊電池所具備的集電體交替層疊。通過交替層疊，在進(jìn)行例如超聲波接合的情況下，能夠穩(wěn)固地接合多個集電體。
[0017]在本發(fā)明的第二方式所涉及的組裝工序中，優(yōu)選為使連接部中的多個集電體的層疊方向與層疊電池中的多個集電體的層疊方向大致正交。這樣，能夠進(jìn)一步減少連接部周圍的無用的空間。
[0018]或者，基于與上述本發(fā)明的第一方式相同的主旨，也可以形成下述的電池組。即，本發(fā)明的第三方式涉及一種電池組，其中，具有:層疊多個集電體而成的第一層疊電池；層疊多個集電體而成的第二層疊電池；以及連接部，該連接部將第一層疊電池所具備的集電體與第二層疊電池所具備的集電體捆扎在一起而進(jìn)行連接，在連接部，第一層疊電池所具備的集電體與第二層疊電池所具備的集電體層疊并被捆扎在一起，連接部中的集電體的層疊方向與層疊電池中的集電體的層疊方向交叉。
[0019]在此，“層疊多個集電體而成的層疊電池”意味著集電體隔著正極層等多個層疊在一起而成的層疊電池，但也包括通過卷繞一個單電池而使得在截面形狀中集電體隔著正極層等多個層疊在一起而成的方式的概念。即，“卷繞電池”包含于本發(fā)明的“層疊電池”中。在這種情況下，當(dāng)捆扎從第一卷繞電池延伸出的集電體與從第二卷繞電池延伸出的集電體而構(gòu)成連接部時，只要使連接部中的集電體的層疊方向與層疊電池中的集電體的層疊方向交叉便可。
[0020]在本發(fā)明中，當(dāng)將一個層疊電池所具備的多個集電體與另一個層疊電池所具備的多個集電體捆扎在一起而串聯(lián)連接時，以使連接部中的集電體的層疊方向與層疊電池中的單電池的層疊方向為不同方向的方式將多個集電體層疊并捆扎在一起。由此，能夠提供可減少連接部周圍的無用的空間、能量密度大的電池組。
【專利附圖】

【附圖說明】[0021]圖1為示出現(xiàn)有例(比較例)的電池組的結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0022]圖2為用于對現(xiàn)有例(比較例)所涉及的電池組的問題點(diǎn)進(jìn)行說明的概略圖。
[0023]圖3為用于對一個實施方式所涉及的本發(fā)明的電池組進(jìn)行說明的概略圖。
[0024]圖4為用于對連接部中的集電體的層疊方式的一個例子進(jìn)行說明的概略圖。
[0025]圖5為用于對一個實施方式所涉及的電池組的制造工序進(jìn)行說明的概略圖。
[0026]圖6為用于對其他實施方式所涉及的本發(fā)明的電池組進(jìn)行說明的概略圖。
[0027]圖7為用于對其他實施方式所涉及的電池組的制造工序進(jìn)行說明的概略圖。
[0028]圖8為示出構(gòu)成層疊電池的單電池的一個例子的概略圖。
[0029]圖9為示出層疊電池的一個例子的概略圖。
【具體實施方式】
[0030]1.現(xiàn)有技術(shù)的問題點(diǎn)
[0031]圖1中示意性示出將多個集電體捆扎并串聯(lián)連接的電池組500。如圖1所示，電池組500具有:具備多個集電體510的第一層疊電池501、具備多個集電體520的第二層疊電池502、以及將第一層疊電池501所具備的多個集電體510與第二層疊電池502所具備的多個集電體520捆扎在一起并串聯(lián)連接的連接部505。
[0032]在電池組500中，多個集電體510、520形成為從層疊電池501、502到連接部505繃緊的狀態(tài)。特別是，層疊電池的最外側(cè)所具備的集電體510a、520a成為強(qiáng)力地繃緊的狀態(tài)。在電池組500中，層疊電池501、502與連接部505之間的距離長，在連接部505的周圍
產(chǎn)生無用的空間。
[0033]并且，在制造電池組500時會產(chǎn)生下述的問題。即，如圖2所示，當(dāng)層疊電池501、502中的單電池的層疊數(shù)量多的情況下，層疊電池501、502的最外側(cè)所具備的集電體510a、520a成為強(qiáng)力地繃緊狀態(tài)。在這樣的情況下，如果想要使用超聲波接合機(jī)等接合機(jī)形成連接部505，則會與接合機(jī)的變幅桿或砧座A、A接觸，繃緊的集電體510a、520a容易損壞。為了防止集電體的損壞，需要在接合機(jī)與集電體不接觸的位置進(jìn)行接合，即必須在遠(yuǎn)離層疊電池501、502的活性物質(zhì)涂覆端部的位置形成連接部505。
[0034]本發(fā)明用于解決這樣的現(xiàn)有的問題。根據(jù)本發(fā)明，能夠減少連接部周圍的無用的空間，作為電池組整體能夠增大能量密度。以下，對本發(fā)明的具體的方式進(jìn)行說明。
[0035]2.電池組
[0036]圖3中示意性地示出一個實施方式所涉及的本發(fā)明的電池組100。如圖3所示，電池組100具有:具備多個集電體10的第一層疊電池1、具備多個集電體20的第二層疊電池2、以及將第一層疊電池I所具備的多個集電體10與第二層疊電池2所具備的多個集電體20捆扎在一起并串聯(lián)連接的連接部5。在電池組100中，集電體10為正極集電體，集電體20為負(fù)極集電體。
[0037]在電池組100的連接部5，第一層疊電池I所具備的多個集電體10與第二層疊電池2所具備的多個集電體20層疊并被捆扎在一起。進(jìn)而，連接部5中的多個集電體10、20的層疊方向(圖3中用箭頭X所示的方向)與層疊電池1、2中的多個集電體10、20的層疊方向(圖3中用箭頭Y所示的方向)為不同方向，即二者交叉。特別是，在圖3所示的電池組100中，連接部5中的多個集電體10、20的層疊方向X與層疊電池1、2中的多個集電體10、20的層疊方向Y大致正交。
[0038]在電池組100中，第一層疊電池I所具備的多個集電體10形成為從第一層疊電池I到連接部5被折彎的狀態(tài)。特別是形成為越靠近內(nèi)側(cè)(第二層疊電池2側(cè))則集電體越撓曲的狀態(tài)，該內(nèi)側(cè)的集電體從第一層疊電池I向外側(cè)折彎，并且隨后向內(nèi)側(cè)折回，之后與連接部5連接。第二層疊電池2所具備的多個集電體20也同樣，形成為從第二層疊電池2到連接部5被折彎的狀態(tài)，特別是越靠近內(nèi)側(cè)(第一層疊電池I側(cè))則集電體的撓曲越大。
[0039]在電池組100的連接部5中，如圖4所示，優(yōu)選第一層疊電池I所具備的集電體10與第二層疊電池2所具備的集電體20交替層疊。集電體10、20除了以每次一片的方式交替層疊的方式外，也可以按照每次多片的方式交替層疊。通過交替層疊，在進(jìn)行例如超聲波接合的情況下，能夠穩(wěn)固地接合集電體10、20。
[0040]這樣，在電池組100中，當(dāng)將第一層疊電池I所具備的多個集電體10與第二層疊電池2所具備的多個集電體20捆扎在一起而進(jìn)行串聯(lián)連接時，以使得連接部5中的集電體
10、20的層疊方向與層疊電池1、2中的集電體10、20的層疊方向(即單電池的層疊方向)為不同方向的方式層疊并捆扎在一起。由此，能夠?qū)⑦B接部5接近層疊電池1、2的活性物質(zhì)涂覆端部設(shè)置。由此能夠減少連接部周圍的無用的空間，能夠提供能量密度大的電池組。
[0041]3.電池組的制造方法
[0042]在本發(fā)明所涉及的電池組的制造方法中，以使第一層疊電池所具備的多個集電體和第二層疊電池所具備的多個集電體的層疊方向與層疊電池中的多個集電體的層疊方向交叉的方式，將第一層疊電池所具備的多個集電體與第二層疊電池所具備的多個集電體層疊并捆扎在一起而串聯(lián)連接。
[0043]特別是，優(yōu)選為具有以下工序:連接工序，將第一層疊電池所具備的多個集電體與第二層疊電池所具備的多個集電體層疊并捆扎在一起而進(jìn)行串聯(lián)連接，從而形成連接部；組裝工序，以使得連接部中的多個集電體的層疊方向與層疊電池中的多個集電體的層疊方向交叉的方式進(jìn)行組裝。以下，參照圖5對一個實施方式所涉及的電池組100的制造方法進(jìn)行說明。
[0044]在連接工序中，例如，如圖5的(A)所示，使第一層疊電池I與第二層疊電池2相互對置，在第一層疊電池I與第二層疊電池2之間，將多個集電體10 (正極集電體)與多個集電體20 (負(fù)極集電體)交替重疊而形成層疊部5’。進(jìn)而，將層疊部5’插入超聲波接合機(jī)等接合機(jī)A、A中進(jìn)行接合，由此，如圖5的(B)所示形成連接部5。
[0045]在此，關(guān)于層疊電池1、2中的從活性物質(zhì)涂覆端部到連接部5為止的長度dl、d2，只要是能夠恰當(dāng)?shù)刂圃祀姵亟M100的長度便可。特別是，相比層疊電池1、2的層疊長度d3、d4，如果增大長度dl、d2，則能夠恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行后述的組裝工序。此外，也無需過度縮短長度dl、d2。這是因為:在本發(fā)明中，在組裝工序中，能夠使連接部5充分地接近層疊電池1、2的活性物質(zhì)涂覆端部側(cè)。如果長度dl、d2過短，則在進(jìn)行組裝工序時，外側(cè)的集電體強(qiáng)力地繃緊,擔(dān)心集電體損壞等。
[0046]在組裝工序中，將處于借助連接部5相互串聯(lián)連接的狀態(tài)的層疊電池1、2以沿圖5的(B)的箭頭所示的方向相互面對的方式配置。更具體地說，以使得第一層疊電池I的側(cè)面Ia與第二層疊電池2的側(cè)面2a鄰接的方式將集電體10、20折彎，并撓曲配置。由此，連接部5中的多個集電體10、20的層疊方向與層疊電池1、2中的多個集電體10、20的層疊方向交叉，并且，在層疊電池1、2中，能夠容易地制造出處于越是內(nèi)側(cè)的集電體則越是大幅撓曲的狀態(tài)的電池組100。
[0047]4.其他實施方式
[0048]圖6中示意性地示出其他實施方式所涉及的電池組200。如圖6所示，在電池組200中，第一層疊電池1、第二層疊電池2、第三層疊電池3以及第4層疊電池4依次串聯(lián)連接。更具體地說，各層疊電池I~4所具備的多個集電體10~60與作為連接對象的鄰接的集電體相互層疊并接合，由此形成連接部5、5、5。并且，連接部5、5、5中的多個集電體10~60的層疊方向與層疊電池I~4中的多個集電體10~60的層疊方向(單電池的層疊方向)為不同方向，即相互交叉。這樣，在本發(fā)明所涉及的電池組中，能夠任意地增加所使用的層疊電池的數(shù)目，在任一個的連接部中，都能夠減少連接部周圍的無用的空間。即，能夠形成高容量且能量密度大的電池組。這樣的電池組200例如能夠通過下述步驟容易地制造:如圖7所示，將層疊電池I~4串聯(lián)連接成一列，在此基礎(chǔ)上，朝圖7的箭頭所示的方向進(jìn)行組裝，以使得針對各層疊電池I~4，使其一方的側(cè)面與鄰接的一個層疊電池鄰接，且另一方的側(cè)面與鄰接的其他的層疊電池鄰接。
[0049]5.層疊電池、單電池
[0050]在上述的電池組中，對于所使用的層疊電池的種類并無特殊限定。例如，優(yōu)選使用全固體電池、聚合物電解質(zhì)電池?；蛘咭部梢允褂秒娊庖弘姵?。但是，當(dāng)使用電解液電池的情況下，將額外需要用于防止電解液泄漏等的構(gòu)造。
[0051]5.1.單電池
[0052]圖8中，作為用于構(gòu)成層疊電池的單電池的一個例子示出單電池2a。單電池2a具備正極層2ac、負(fù)極層2aa以及設(shè)置在該正極層2ac與負(fù)極層2aa之間的電解質(zhì)層2ae,以與正極層2ac接觸的方式設(shè)置有正極集電體30x，以與負(fù)極2aa接觸的方式設(shè)置有負(fù)極集電體20x。該單電池2a例如能夠用作圖6的第二層疊電池2中的單電池。以下，針對單電池2a為全固體的鋰電池的情況進(jìn)行說明，但本發(fā)明并不限定于該方式。還可以是鈉電池、鉀電池、鈣電池、鋰空氣電池等。但是，從安全性高、更易制造電池組、且可得到能量密度更大的電池組的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選為全固體的鋰電池、聚合物電解質(zhì)電池。
[0053]5.1.1.正極層，負(fù)極層
[0054]單電池2a所具備的正極層2ac以及負(fù)極層2aa為包含活性物質(zhì)、電解質(zhì)，且含有任意的導(dǎo)電助劑以及粘合劑等的層。當(dāng)單電池2a為全固體的鋰電池的情況下，作為活性物質(zhì)，可以采用 LiCoO2^iNiOyLi1+ Ji1 / ^n1 7 3C0l 7 302、LiMn2O4'以 Li1 + xMn2 — x — yMy04 (Μ 為Al、Mg、Co、Fe、N1、Zn中的任一個)表示的異種元素置換Li — Mn尖晶石、LixTiOy、LiMPO4(Μ 為 Fe、Mn、Co、Ni 中的任一個)、V2O5, MoO3> TiS2、石墨、硬碳等碳素材料、LiCoN, LixSiyOz,鋰金屬或者鋰合金(LiM，M為Sn、S1、Al、Ge、Sb、P等中的任一個)、鋰吸附性金屬間化合物(MgxM，M為Sn、Ge、Sb中的任一個，或者是NySb, N為In、Cu、Mn中的任一個)、上述物質(zhì)的衍生物等。在此，正極活性物質(zhì)與負(fù)極活性物質(zhì)無明確區(qū)別，對兩種化合物的充放電電位進(jìn)行比較，將高電位的物質(zhì)用于正極層2ac，低電位的物質(zhì)用于負(fù)極層2aa，能夠構(gòu)成任意電壓的鋰單電池2a。
[0055]并且，當(dāng)單電池2a為全固體的鋰電池的情況下，作為電解質(zhì)使用固體電解質(zhì)。具體地說，可以使用Li2O — B2O3 — P2O5^Li2O — SiO2^Li2O — B2O3 — ZnO等氧化物系非晶態(tài)固體電解質(zhì)，Li2S — SiS2、LiI — Li2S — SiS2、LiI — Li2S — P2S5、LiI — Li2S — B2S3^Li3PO4 —Li2S — Si2Sai3PO4 — Li2S — SiS2^LiPO4 — Li2S — SiS、LiI — Li2S — P205、LiI — Li3PO4 —P2S5、Li2S - P2S5等硫化物系非晶態(tài)固體電解質(zhì)，或者Li1、Li1- Al203、Li3N、Li3N — LiI 一LiOH 等、Li1.SAl0 3Ti0 7 (PO4)3, Li1 + x + yAxTi2 —xSiyP3 —y012 (A 為 Al 或 Ga，O ≤ x ≤ 0.4，O < y≤ 0.6)、[ (B1 / 2Li! /2) HCjTiO3 (B 為 La、Pr、Nd、Sm 中的任一個，C 為 Sr 或者Ba,O ^ z ^ 0.5)> Li5La3Ta2O12^ Li7La3Zr2O12^ Li6BaLa2Ta2O12^ Li3PO (4 —3 / 2w) Nw (w < I)、Li3.6Si0.6P0.4O4等晶態(tài)氧化物/氮氧化物。
[0056]作為導(dǎo)電助劑，并無特殊限定，可使用現(xiàn)有的導(dǎo)電助劑，例如優(yōu)選使用乙炔黑等碳素材料。對于粘合劑，也無特殊限定，可使用現(xiàn)有的粘合劑，例如優(yōu)選使用聚偏氟乙烯等氟樹脂、丁苯橡膠(SBR)等橡膠性狀樹脂等。
[0057]對于正極層2ac、負(fù)極層2aa所含的各物質(zhì)的混合比，只要是能使單電池2a恰當(dāng)工作的比率即可，并無特殊限定。例如可以是質(zhì)量比為活性物質(zhì):電解質(zhì):導(dǎo)電助劑:粘合劑=99~40:1~50:0~5:0~5的混合比。并且，正極層2ac、負(fù)極層2aa只要恰當(dāng)?shù)匦纬稍谡龢O集電體30x、負(fù)極集電體20x上便可，對于其厚度、形狀等并無特殊限定。例如，可以形成為5~500 μ m左右的厚度?？梢酝ㄟ^將含有上述活性物質(zhì)等的電漿用刮漿刀等涂布在正極集電體30x、負(fù)極集電體20x上并進(jìn)行干燥，或者對粉體狀的上述活性物質(zhì)等進(jìn)行沖壓成型來形成/制作正極層2ac以及負(fù)極層2aa。
[0058]5.1.2.電解質(zhì)層
[0059]電解質(zhì)層2ae為包含電解質(zhì)的層。當(dāng)單電池2a為全固體的鋰電池的情況下，電解質(zhì)層2ae包含固體電解質(zhì)和任意的粘合劑等。作為固體電解質(zhì)，可以使用上述的固體電解質(zhì)。對于粘合劑，可以使用與上述相同的粘合劑。
[0060]對于電解質(zhì)層2ae所含的各物質(zhì)的混合比，只要是使單電池2a能夠恰當(dāng)?shù)毓ぷ鞯谋嚷始纯?，并無特殊限定。例如，可以是質(zhì)量比為電解質(zhì):粘合劑=100~70:0~30的混合比。并且，電解質(zhì)層2ae只要是被恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置在正極層2ac以及負(fù)極層2aa之間、且有助于正極層2ac與負(fù)極層2aa之間的離子傳導(dǎo)的形態(tài)便可，厚度、形狀等并無特殊限定。例如，可以形成為0.1~500 μ m左右的厚度。可以通過將包含上述電解質(zhì)等的電漿用刮漿刀等涂布于正極層2ac或負(fù)極層2aa上并進(jìn)行干燥，或者對粉體狀的上述固體電解質(zhì)等進(jìn)行沖壓成型來形成/制作電解質(zhì)層2ae。
[0061]5.1.3.正極集電體、負(fù)極集電體
[0062]當(dāng)單電池2a為全固體的鋰電池的情況下，正極集電體30x以及負(fù)極集電體20x只要是能夠應(yīng)用于全固體的鋰電池的集電體便可，其材質(zhì)等并無特殊限定。例如，可以使用金屬箔、金屬網(wǎng)、金屬蒸鍍薄膜等。具體地說，可以使用在&1、附、41、￥、411、？11%4^11、&)、Zn、Ge、In、不銹鋼等金屬箔、網(wǎng)或聚酰胺、聚酰亞胺、PET、PPS、聚丙烯等薄膜、玻璃、硅板等上蒸鍍上述金屬而成的部件。正極集電體30x以及負(fù)極集電體20x的厚度并無特殊限定。例如，可以是5~500 μ m左右的厚度。正極集電體30x以及負(fù)極集電體20x的大小只要是在形成層疊電池后能夠?qū)婓w進(jìn)行捆扎的程度的大小便可。
[0063]單電池2a只要具備上述的正極層2ac、電解質(zhì)層2ae和負(fù)極層2aa以及正極集電體30x和負(fù)極集電體20x即可，可以是單極型電池，也可以是雙極型電池。
[0064]5.2.層疊電池[0065]圖9中示意性地示出將上述的單電池2a層疊多個而成的層疊電池2。該層疊電池2例如可用作圖6的第二層疊電池2。如圖9所示，在層疊電池2中，多個單電池2a、2a以層疊狀態(tài)被收納在框體內(nèi)。層疊電池2從框體的一方的側(cè)面伸出有多個正極集電體30(30x、30x、…)，從另一方的側(cè)面伸出有多個負(fù)極集電體20 (20x、20x、…)。準(zhǔn)備多個這樣的層疊電池，并如上所述將集電體與其他層疊電池的集電體層疊并接合，進(jìn)行串聯(lián)連接，由此能夠構(gòu)成電池組。
[0066]至此，對本發(fā)明的電池組進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述說明了的具體的方式。
[0067]例如，在上述說明中，具體示出了連接部5中的多個集電體10、20的層疊方向與層疊電池1、2中的多個集電體10、20的層疊方向(單電池的層疊方向)大致正交的方式，但本發(fā)明并不限定于該方式。只要連接部中的多個集電體的層疊方向與層疊電池中的上述多個集電體的層疊方向交叉，就能夠減少連接部周圍的無用的空間。
[0068]另外，在上述說明中，對于越是位于一個層疊電池的內(nèi)側(cè)(其他層疊電池側(cè))的集電體則越大幅撓曲的狀態(tài)進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于此。通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整集電體的長度，能夠降低從層疊電池1、2到連接部5之間的集電體10、20的撓曲。但是，如上所述，本發(fā)明所涉及的電池組100即便不減少撓曲也能夠?qū)⑦B接部5設(shè)置在層疊電池1、2的活性物質(zhì)涂覆端部的附近。
[0069]并且，在上述說明中，在電池組的制造中，對于在連接工序后進(jìn)行組裝工序的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于該方式。例如，可以在將層疊電池1、2設(shè)置在電池組100中的所希望的位置后，將集電體10、20相互折彎并層疊來進(jìn)行接合，從而形成連接部5。
[0070]并且，在上述說明的電池組中，對一個層疊電池與其他層疊電池串聯(lián)連接的方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并不限定于該方式。也可以是一個層疊電池與其他層疊電池并聯(lián)連接的方式。但是，從形成高輸出的電池組的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選采用一個層疊電池與其他層疊電池串聯(lián)連接的方式。
[0071]另外，基于與上述說明了的電池組相同的主旨，以下的電池組也包含于本發(fā)明。即，提供一種如下的電池組，該電池組具有:層疊多個集電體而成的第一層疊電池、層疊多個集電體而成的第二層疊電池、以及將第一層疊電池所具備的集電體與第二層疊電池所具備的集電體捆扎在一起而進(jìn)行連接的連接部，在連接部，第一層疊電池所具備的集電體與第二層疊電池所具備的集電體層疊并被捆扎在一起，連接部中的集電體的層疊方向與層疊電池中的集電體的層疊方向交叉，由此能夠提供能量密度大的電池組。
[0072]“層疊多個集電體而成的層疊電池”意味著集電體隔著正極層等層疊多個而成的層疊電池，但也包含通過卷繞一個單電池而形成的在截面形狀中集電體隔著正極層等層疊多個的方式。即，“卷繞電池”也包含于本發(fā)明的“層疊電池”。在這種情況下，當(dāng)將從第一卷繞電池延伸的集電體與從第二卷繞電池延伸的集電體捆扎在一起而構(gòu)成連接部時，只要使連接部中的集電體的層疊方向與層疊電池中的集電體的層疊方向交叉便可。
[0073]實施例
[0074]以下，基于實施例對本發(fā)明所涉及的電池組進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限定于以下的具體的方式。
[0075]制作多個將鋰 全固體單電池層疊59層而成的層疊電池。使用所制作的層疊電池形成電池組。
[0076](實施例)
[0077]使用超聲波接合機(jī)制作圖3所示的電池組100，并確認(rèn)從活性物質(zhì)涂覆端部到連接部5為止的距離，結(jié)果發(fā)現(xiàn):從活性物質(zhì)涂覆端部到連接部5為止的距離能夠接近至IOmm以下。不會造成集電體的損壞等,能夠穩(wěn)定地制造電池組100。
[0078](比較例)
[0079]使用超聲波接合機(jī)制作圖1所示的電池組500，并確認(rèn)從活性物質(zhì)涂覆端部到接合部505為止的距離、和集電體10a、20a有無損壞，結(jié)果發(fā)現(xiàn):能夠在不損害集電體510a、520a的情況下穩(wěn)定制造電池組的距離為約20mm。當(dāng)使連接部505進(jìn)一步接近活性物質(zhì)涂覆端部的情況下，會造成集電體510a、520a損壞。
[0080]這樣，通過以連接部5中的多個集電體10、20的層疊方向與層疊電池1、2中的多個集電體10、20的層疊方向(單電池的層疊方向)交叉的方式組裝電池組，能夠縮小從活性物質(zhì)涂覆端部到連接部5為止的距離。即，驗證了以下情況:根據(jù)本發(fā)明，能夠得到能夠減少連接部周圍的無用的空間、能量密度大的電池組。
[0081]工業(yè)實用性
[0082]本發(fā)明所涉及的電池組減少了接合部周圍的無用的空間，能量密度提高，特別是能夠適用于車載用的電源。
[0083]標(biāo)號說明
[0084]1:第一層疊電池；2:第二層疊電池；2a:單電池；2ac:正極層；2ae:電解質(zhì)層；2aa:負(fù)極層；3:第三層疊電池；4:第四層疊電池；5:連接部；10:多個集電體；20:多個集電體；30:多個集電體；40:多個集電體；50:多個集電體；60:多個集電體。
【權(quán)利要求】
1.一種電池組,其中， 上述電池組具有: 具備多個集電體的第一層疊電池； 具備多個集電體的第二層疊電池；以及 連接部，該連接部將上述第一層疊電池所具備的多個集電體與上述第二層疊電池所具備的多個集電體捆扎在一起而進(jìn)行連接， 在上述連接部，上述第一層疊電池所具備的多個集電體與上述第二層疊電池所具備的多個集電體層疊并被捆扎在一起， 上述連接部中的上述多個集電體的層疊方向與上述層疊電池中的上述多個集電體的層疊方向交叉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中， 在上述連接部，上述多個集電體被捆扎在一起而串聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池組，其中， 在上述連接部，上述第一層疊電池所具備的集電體與上述第二層疊電池所具備的集電體交替層疊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項所述的電池組，其中， 上述連接部中的上述多個集電體的層疊方向與上述層疊電池中的上述多個集電體的層疊方向大致正交。`
5.一種電池組，其中， 上述電池組具有: 層疊多個集電體而成的第一層疊電池； 層疊多個集電體而成的第二層疊電池；以及 連接部，該連接部將上述第一層疊電池所具備的集電體與上述第二層疊電池所具備的集電體捆扎在一起而進(jìn)行連接， 在上述連接部，上述第一層疊電池所具備的集電體與上述第二層疊電池所具備的集電體層疊并被捆扎在一起， 上述連接部中的上述集電體的層疊方向與上述層疊電池中的上述集電體的層疊方向交叉。
6.一種電池組的制造方法，其中， 以下述方式將第一層疊電池所具備的多個集電體與第二層疊電池所具備的多個集電體層疊并捆扎在一起而進(jìn)行連接:使第一層疊電池所具備的多個集電體和第二層疊電池所具備的多個集電體的層疊方向與上述層疊電池中的上述多個集電體的層疊方向交叉。
7.一種電池組的制造方法，其中， 上述電池組的制造方法具有: 連接工序，將第一層疊電池所具備的多個集電體與第二層疊電池所具備的多個集電體層疊并捆扎在一起而進(jìn)行串聯(lián)連接，從而形成連接部； 組裝工序，以下述方式進(jìn)行組裝:使上述連接部中的上述多個集電體的層疊方向與上述層疊電池中的上述多個集電體的層疊方向交叉。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組的制造方法，其中，在上述連接工序中，將上述第一層疊電池所具備的集電體與上述第二層疊電池所具備的集電體交替層疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的電池組的制造方法，其中， 在上述組裝工序中，使上述連接部中的上述多個集電體的層疊方向與上述層疊電池中的上述多個集電體的 層疊方向大致正交。
【文檔編號】H01M2/22GK103843174SQ201180073976
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2011年10月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月6日
【發(fā)明者】辻子曜, 井出道行 申請人:豐田自動車株式會社