電池層疊體的制作方法
【專利摘要】多個(gè)薄板狀的電池單元(10)以相鄰的電池單元(10)的正極片(11p)與負(fù)極片(11n)相互對(duì)置的方式疊置。相互對(duì)置的正極片(11p)與負(fù)極片(11n)通過對(duì)鉚接部件(30)進(jìn)行鉚接而電連接，從而多個(gè)電池單元(10)串聯(lián)連接。
【專利說明】電池層疊體

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多個(gè)薄板狀的電池疊置而成的電池層疊體。

【背景技術(shù)】
[0002]以鋰離子二次電池為代表的非水電解質(zhì)電池由于能量密度高的特征而用作汽車及摩托車等各種移動(dòng)設(shè)備、便攜信息終端、不間斷電源裝置(UPS(Uninterruptible PowerSupply))等的電源。在這種用途中，為了進(jìn)一步提高能量密度，大多使用由具有撓性的層疊片外裝發(fā)電要素的薄板狀的層疊形鋰離子二次電池。并且，為了得到所希望的電池容量，隔著絕緣薄板疊置多個(gè)薄板狀的二次電池(電池單元)并將其串聯(lián)電連接而得到的電池層疊體也得以實(shí)用(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]在該電池層疊體中，多個(gè)電池單元以其表面背面交替反轉(zhuǎn)的方式重疊，以使從電池單元導(dǎo)出的正極片與負(fù)極片在相鄰的電池單元間相互對(duì)置。并且，相鄰的電池單元的對(duì)置的正極片與負(fù)極片電連接。電極片的連接一般利用超聲波焊接法或電阻焊接法來進(jìn)行。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:專利第4499977號(hào)說明書


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的課題
[0008]使多個(gè)電池單元重合而將相鄰的電池單元的正極片與負(fù)極片電連接的作業(yè)是立體的作業(yè)，因此難以自動(dòng)化，需要作業(yè)者對(duì)各連接部位一個(gè)一個(gè)地依次以手工作業(yè)來進(jìn)行。立體地依次進(jìn)行超聲波焊接法或電阻焊接法一般較難，需要熟練，而且存在作業(yè)效率變差之類的課題。
[0009]本發(fā)明的目的在于解決上述以往的課題，提供一種相鄰的電池單元間的電極片的電連接容易且生產(chǎn)效率優(yōu)良的電池層疊體。
[0010]用于解決課題的方法
[0011]本發(fā)明的電池層疊體是多個(gè)薄板狀的電池單元疊置而成的電池層疊體。上述多個(gè)電池單元各自具有從外周邊緣導(dǎo)出的正極片以及負(fù)極片。相鄰的電池單元的上述正極片與上述負(fù)極片相互對(duì)置。相互對(duì)置的上述正極片與上述負(fù)極片通過對(duì)鉚接部件進(jìn)行鉚接而電連接，從而上述多個(gè)電池單元串聯(lián)連接。
[0012]發(fā)明的效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明，使用鉚接部件將正極片與負(fù)極片電連接。利用了鉚接部件的電連接作業(yè)容易。因此能夠提供一種生產(chǎn)效率優(yōu)良的電池層疊體。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1A是從構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的電池單元的正面?zhèn)扔^察的立體圖，圖1B是從其背面?zhèn)扔^察的立體圖。
[0015]圖2A是構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的板材的主視圖，圖2B是該板材的立體圖。
[0016]圖3A是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中從將層疊片的一對(duì)側(cè)邊折彎后的電池單元的正面?zhèn)扔^察的立體圖，圖3B是從其背面?zhèn)扔^察的立體圖。
[0017]圖4A是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，將第一電池單元固定于第一板材的一個(gè)面上的工序的立體圖，圖4B是其主視圖，圖4C是其側(cè)視圖。
[0018]圖5是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，將第二電池單元固定于第一板材的另一個(gè)面上的工序的立體圖。
[0019]圖6是表不在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，固定于第一板材的兩面上的第一電池單元以及第二電池單元的立體圖。
[0020]圖7是在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，為了將對(duì)置的正極片和負(fù)極片電連接而使用的鉚接部件(如L.A部材)的立體圖。
[0021]圖8A是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，使用第一鉚接部件將第一電池單元以及第二電池單元的對(duì)置的電極片電連接的工序的立體圖，圖8B是其主視圖。
[0022]圖9A是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，用第一緩沖部件覆蓋第一鉚接部件工序的立體圖，圖9B是其側(cè)視圖，圖9C是其主視圖。
[0023]圖1OA是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，將安裝有第一緩沖部件的電極片折彎的工序的立體圖，圖1OB是其側(cè)視圖，圖1OC是其主視圖。
[0024]圖11是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，隔著第二板材將第三電池單元固定于第一電池單元的工序的立體圖。
[0025]圖12是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，隔著板材而層疊的第一?第三電池單元的立體圖。
[0026]圖13A是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，使用第二鉚接部件將第一電池單元以及第三電池單元的對(duì)置的電極片電連接的工序的立體圖，圖13B是其主視圖。
[0027]圖14A是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，用第二緩沖部件覆蓋第二鉚接部件的工序的立體圖，圖14B是其主視圖，圖14C是其側(cè)視圖。
[0028]圖15A是表示在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的制造中，將安裝了第二緩沖部件的電極片折彎的工序的主視圖，圖15B是其側(cè)視圖。
[0029]圖16是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的立體圖。
[0030]圖17A是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的主視圖，圖17B是其側(cè)視圖。
[0031]圖18是從構(gòu)成本發(fā)明的電池層疊體的其他電池單元的正面?zhèn)扔^察的立體圖。
[0032]圖19是構(gòu)成本發(fā)明的電池層疊體的其他板材的主視圖。
[0033]圖20是構(gòu)成本發(fā)明的電池層疊體的其他的板材的主視圖。
[0034]圖21是構(gòu)成本發(fā)明的電池層疊體的其他的板材的主視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明的電池層疊體是多個(gè)薄板狀的電池單元疊置而成的電池層疊體。上述多個(gè)電池單元的各自具有從外周邊緣導(dǎo)出的正極片以及負(fù)極片。相鄰的電池單元的上述正極片與上述負(fù)極片相互對(duì)置。相互對(duì)置的上述正極片與上述負(fù)極片通過對(duì)鉚接部件進(jìn)行鉚接而電連接，從而上述多個(gè)電池單元串聯(lián)連接。
[0036]在上述的本發(fā)明的電池層疊體中，優(yōu)選相互電連接的上述正極片以及上述負(fù)極片以上述鉚接部件接近上述電池單元的發(fā)電要素的方式折彎。由此，能夠減小電池層疊體的外部尺寸，能夠使容納電池層疊體的容器小型化。另外，由于外力作用于正極片以及負(fù)極片的可能性降低，因此電極片的損傷降低。進(jìn)而鉚接部件與容器的內(nèi)壁接觸而產(chǎn)生短路事故的可能性降低。
[0037]在上述的本發(fā)明的電池層疊體中，優(yōu)選能夠壓縮變形的緩沖部件覆蓋上述鉚接部件。由此，能夠保護(hù)電極片。
[0038]優(yōu)選上述緩沖部件固定于上述正極片或上述負(fù)極片。由此，能夠用緩沖部件加強(qiáng)正極片或負(fù)極片。
[0039]優(yōu)選上述緩沖部件與上述正極片以及上述負(fù)極片一起折彎。由此，能夠防止電極片的折彎部分的曲率變小。另外，由于緩沖部件覆蓋電極片的折彎部分，因此能夠降低外力作用于折彎部分的可能性。
[0040]上述緩沖部件也可以固定于上述電池單元的外裝上。由此，進(jìn)一步提高緩沖部件相對(duì)于電極片的加強(qiáng)效果。
[0041]優(yōu)選在相鄰的上述電池單元之間配置有供上述電池單元直接或間接地固定的板材。該情況下，上述緩沖部件也可以固定于上述板材。由此，進(jìn)一步提高緩沖部件相對(duì)于電極片的加強(qiáng)效果。
[0042]在上述的本發(fā)明的電池層疊體中，優(yōu)選上述鉚接部件由具有導(dǎo)電性的金屬構(gòu)成。由此，通過將配線連接于鉚接部件，從而能夠?qū)⑴渚€與電極片電連接。
[0043]在上述的本發(fā)明的電池層疊體中，優(yōu)選配線鉚接于上述鉚接部件而電連接。由此，將配線連接于電極片的作業(yè)也變得容易，有利于提高電池層疊體的生產(chǎn)效率。
[0044]以下，一邊示出優(yōu)選的實(shí)施方式一邊對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，不言而喻，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式。為了便于說明，在以下的說明中所參照的各圖僅簡(jiǎn)單地表示本發(fā)明的實(shí)施方式的構(gòu)成部件中的、為了說明本發(fā)明所需要的主要部件。因此，本發(fā)明可具備以下的各圖中未表示出的任意的構(gòu)成部件。另外，以下的各圖中的部件的尺寸并沒有如實(shí)地表示實(shí)際的構(gòu)成部件的尺寸以及各部件的尺寸比率等。
[0045](電池單元)
[0046]首先，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體所使用的電池單元的概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
[0047]圖1A是從構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的電池單元10的正面?zhèn)扔^察的立體圖，圖1B是從其背面?zhèn)扔^察的立體圖。電池單元10具有俯視形狀為大致矩形并與該大致矩形的縱橫尺寸相比而厚度較薄的薄板形狀。該電池單元10中，在由層疊片13構(gòu)成的外裝內(nèi)，與電解液一起封入有具有大致矩形的俯視形狀的薄板狀的發(fā)電要素(未圖示)。發(fā)電要素是隔著隔板交替地層疊正極和負(fù)極而成的電極層疊體，該正極是在正極集電體的規(guī)定區(qū)域的兩面涂敷形成包含正極活性物質(zhì)的正極合劑層而成的，該負(fù)極是在負(fù)極集電體的規(guī)定區(qū)域的兩面涂敷形成包含負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極合劑層而成的。電池的種類沒有特別限制，但優(yōu)選二次電池、其中特別優(yōu)選鋰離子二次電池。
[0048]層疊片13比發(fā)電要素薄且具有撓性。層疊片13例如也可以是在由鋁等構(gòu)成的基層的、與發(fā)電要素對(duì)置的一側(cè)的面上層疊熱熔接性樹脂層(例如改性聚烯烴層)的具有撓性的多層片。一張矩形的層疊片13以夾著發(fā)電要素的方式在下邊(一方的短邊)14z對(duì)折，沿著下邊14z以外的三邊14x、14s、14s重合，并用熱密封法等進(jìn)行密封。
[0049]將正極片Ilp以及負(fù)極片Iln從與下邊14z對(duì)置的上邊(另一方的短邊)14x導(dǎo)出。正極片IlP以及負(fù)極片Iln具有長(zhǎng)方形狀，沿與上邊14x正交的方向(B卩、與上邊14x鄰接的一對(duì)側(cè)邊(長(zhǎng)邊)14s平行的方向)延伸。正極片Ilp例如由鋁的薄板構(gòu)成，與構(gòu)成發(fā)電要素的多個(gè)正極集電體(未圖示)電連接。另外，負(fù)極片Iln例如由銅的薄板、鍍鎳后的銅的薄板、或者銅/鎳的包層材料等構(gòu)成，與構(gòu)成發(fā)電要素的多個(gè)負(fù)極集電體(未圖示)電連接。在以下的說明中，有將正極片Ilp以及負(fù)極片Iln總稱為“電極片”的情況。
[0050]如圖1A所示，在電池單元10的正面?zhèn)?，與發(fā)電要素對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)方形的區(qū)域16相對(duì)于沿著電池單元10的三邊14x、14s、14s的層疊片13的密封區(qū)域突出。另一方面,如圖1B所示，電池單元10的背面呈大致同一平面。在本發(fā)明中，為了便于說明，將圖1A所示的、因發(fā)電要素而形成的長(zhǎng)方形的突出區(qū)域16的一側(cè)的面稱為電池單元10的“正面”，將圖1B所示的作為大致平面的一側(cè)的面稱為電池單元10的“背面”。另外，將連結(jié)正面和背面的方向稱為“厚度方向。
[0051](板材)
[0052]對(duì)構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的板材進(jìn)行說明。
[0053]圖2A是構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體的板材20的主視圖，圖2B是該板材20的立體圖。板材20作為整體具有大致長(zhǎng)方形形狀。但是，板材20的上側(cè)的短邊通過形成將其一端切去的切口 21而形成為臺(tái)階狀。其結(jié)果，在板材20的上側(cè)的短邊的另一端形成朝向上方突出的凸部22。
[0054]板材20由硬質(zhì)的實(shí)質(zhì)上認(rèn)為是剛體的材料構(gòu)成。例如優(yōu)選由聚碳酸酯等具有絕緣性的樹脂材料、銅、鋁等導(dǎo)熱性優(yōu)良的金屬材料構(gòu)成。板材20的厚度根據(jù)板材20的材料等而不同，但優(yōu)選0.3mm以上,進(jìn)一步0.5mm以上,特別是0.8mm以上。板材20的厚度的上限考慮電池層疊體的整體厚度等而適當(dāng)設(shè)定，但優(yōu)選1.5mm以下,進(jìn)一步為1.2mm以下。從正面觀察到的板材20的大小優(yōu)選與從正面觀察到的電池單元10的大小(不包含正極片Ilp以及負(fù)極片Iln)相同，或者比其稍大。
[0055](電池層疊體)
[0056]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池層疊體中，上述的多個(gè)電池單元10與多個(gè)板材20以電池單兀10與板材20交替配置的方式疊置，并相互固定而一體化。此時(shí)，以正極片Ilp和負(fù)極片Iln在相鄰的電池單元10間對(duì)置的方式，多個(gè)電池單元10使其表面背面交替地反轉(zhuǎn)層疊。另外，以在上側(cè)的短邊中左右交替配置板材20的凸部22的方式，板材20使其表面背面交替地反轉(zhuǎn)層疊。構(gòu)成電池層疊體的多個(gè)電池單元10具有相同的形狀，另外，構(gòu)成電池層疊體的多個(gè)板材20具有相同的形狀。
[0057]以下，對(duì)本實(shí)施方式的電池層疊體的制造方法進(jìn)行說明。在以下的說明中，在需要區(qū)別構(gòu)成電池層疊體的多個(gè)相同部件的各個(gè)的情況下，對(duì)部件的名稱標(biāo)注“第一”、“第二”、“第三”…等前綴，而且，對(duì)這些符號(hào)標(biāo)注“a”、“b”、“c”…等字母的角標(biāo)。
[0058]首先，如圖3A以及圖3B所示，將沿著一對(duì)側(cè)邊14s、14s的層疊片13的密封部分向突出區(qū)域16的一側(cè)以大致直角折彎。這是因?yàn)?，在本例中，圖1A所示的電池單元10的寬度WlO比圖2所示的板材20的寬度W20稍大。如圖3A以及圖3B所示，通過將一對(duì)側(cè)邊14s、14s折彎，電池單元10的寬度W10’變得比板材20的寬度W20小。但是，在未折彎的一對(duì)側(cè)邊14s、14s的電池單元10的寬度WlO (參照?qǐng)D1A)與板材20寬度W20(參照?qǐng)D2A)相同或者比其小的情況下，不需要如圖3A以及圖3B所示那樣將電池單元10的一對(duì)側(cè)邊14s、14s折彎。
[0059]接著，如圖4A、圖4B、圖4C所示，對(duì)第一電池單元1a和第一板材20a進(jìn)行接合。在本例中，將第一電池單元1a的正面、即突出區(qū)域16(參照?qǐng)D3A)的頂面固定于第一板材20a。第一電池單元1a的正極片Ilp與第一板材20a的凸部22對(duì)置。如圖4B所示，從第一電池單元1a的上邊14x突出的正極片Ilp以及負(fù)極片Iln延伸至比第一板材20a的凸部22更靠上方的位置。第一板材20a比第一電池單元1a的下邊14z以及一對(duì)側(cè)邊14s、14s稍微伸出。電池單元10與板材20的接合方法沒有特別限制，例如能夠使用雙面膠帶、粘接劑。特別是，利用雙面膠帶來固定的方法能夠簡(jiǎn)單且迅速地進(jìn)行電池層疊體I的層疊工序因而優(yōu)選。
[0060]接著，如圖5所示，在第一板材20a的與固定有第一電池單元1a的面相反一側(cè)的面上固定第二電池單元10b。此時(shí)，第二電池單元1b以第二電池單元1b的正極片Ilp以及負(fù)極片Iln分別與第一電池單元1a的負(fù)極片Iln以及正極片Ilp對(duì)置的方式固定于第一板材20a。S卩、第二電池單兀1b的突出區(qū)域16的頂面固定于第一板材20a。
[0061]圖6表不在第一板材20a的一方的面固定有第一電池單兀1a,在另一方的面固定有第二電池單元1b的狀態(tài)。第一電池單元1a的負(fù)極片Iln與第二電池單元1b的正極片Ilp對(duì)置，第一電池單元1a的正極片Ilp與第二電池單元1b的負(fù)極片Iln隔著第一板材20a的凸部22而對(duì)置。
[0062]接著，通過將鉚接部件鉚接于相互對(duì)置的第一電池單元1a的負(fù)極片Iln與第二電池單元1b的正極片Ilp而將其電連接。圖7是在本實(shí)施方式中使用的鉚接部件30的立體圖。大致長(zhǎng)方形的金屬制的板材在其中央折彎為大致直角。相對(duì)于折彎位置，在一方側(cè)的第一片31以及另一方側(cè)的第二片32彼此對(duì)置的一側(cè)(鉚接部件30的谷形折彎側(cè))的面上，突出有多個(gè)王冠狀(或者扣眼狀)的突起33。在第一片31的側(cè)邊，突出形成有用于連接配線的大致圓筒形狀的配線端子35。在鉚接部件30的谷形折彎側(cè)，將正極片Ilp以及負(fù)極片Iln重合地插入，以第一片31以及第二片32與正極片Ilp以及負(fù)極片Iln重疊的方式，使鉚接部件30塑性變形而對(duì)折并與正極片Ilp以及負(fù)極片Iln壓接。突起33扎透正極片IlP以及負(fù)極片lln，破壞這些表面的氧化保護(hù)膜，使正極片Ilp和負(fù)極片Iln進(jìn)一步與鉚接部件30電連接。鉚接部件30的材料沒有特別限制，但優(yōu)選為具有導(dǎo)電性的金屬材料，例如能夠使用對(duì)銅實(shí)施了鍍鎳或鍍錫的材料、黃銅。
[0063]圖8A以及圖8B中表不用第一鉚接部件30a將第一電池單兀1a的負(fù)極片Iln和第二電池單元1b的正極片Ilp電連接的狀態(tài)。雖然省略了圖示，但也可以在第一鉚接部件30a的配線端子35連接電壓監(jiān)視用的配線。配線端子35與配線的連接方法沒有特別限制，能夠采用鉚接的方法、使用焊錫的方法等，但利用了鉚接的方法由于連接作業(yè)容易而優(yōu)選。即、在將電壓監(jiān)視用的配線的末端插入到具有中空?qǐng)A筒形狀的配線端子35內(nèi)的狀態(tài)下，將配線端子35向其直徑方向壓縮使其塑性變形。這樣，通過將配線端子35與電壓監(jiān)視用的配線一起鉚接，從而能夠?qū)⑴渚€連接于配線端子35。通過連接電壓監(jiān)視用的配線，能夠監(jiān)視例如構(gòu)成電池層疊體的多個(gè)電池單元各自的電壓。此外，在不在第一鉚接部件30a的配線端子35連接電壓監(jiān)視用的配線的情況下，第一鉚接部件30a也可以不具備配線端子35。
[0064]接著，如圖9A、圖9B、圖9C所示，用第一緩沖部件40a覆蓋第一鉚接部件30a。第一緩沖部件40a優(yōu)選具有撓性，而且具有若施加按壓力則容易壓縮變形，若解除該按壓力則立即返回初始狀態(tài)的特性。第一緩沖部件40a的材料沒有特別限制，例如能夠使用柔軟的多孔材料、所謂海綿。具體而言，能夠使用聚氨酯泡沫、發(fā)泡聚乙烯、橡膠海綿等。第一緩沖部件40a具有絕緣性，而有利于防止第一鉚接部件30a與周圍的部件(例如在層疊方向上相鄰的其他鉚接部件、容納電池層疊體的容器的內(nèi)壁等)接觸而短路。
[0065]安裝于第一鉚接部件30a之前的第一緩沖部件40a具有例如長(zhǎng)方形狀(或者長(zhǎng)方狀)。使該第一緩沖部件40a以與第一鉚接部件30a的上端接觸并與第一鉚接部件30a的兩面重疊的方式折彎，而固定于第一鉚接部件30a。第一鉚接部件30a的電極端子35也優(yōu)選由第一緩沖部件40a覆蓋。第一緩沖部件40a優(yōu)選延伸至電極片lip、Iln,并固定于此。第一緩沖部件40a也可以進(jìn)一步延伸至電池單元10的層疊片13或板材20,并固定于此。
[0066]固定第一緩沖部件40a的方法沒有特別限制，例如能夠在第一緩沖部件40a的與第一鉚接部件30a相接觸的一側(cè)的面上設(shè)置雙面膠帶或粘接劑。尤其是，利用雙面膠帶進(jìn)行固定的方法能夠簡(jiǎn)單且迅速地進(jìn)行電池層疊體的層疊工序，因而優(yōu)選。
[0067]接著，如圖10A、圖10B、圖1OC所示，將安裝了第一緩沖部件40a的電極片IlpUln折彎。在該電極片IlpUln的折彎部分也固定有第一緩沖部件40a的情況下，第一緩沖部件40a也與電極片lip、Iln—起折彎。如圖1OC所示，安裝在折彎后的電極片lip、Iln上的第一緩沖部件40a的上端的高度與第一板材20a的凸部22的上端大致相同或比其低。
[0068]接著，如圖11所示，隔著第二板材20b將第三電池單元1c接合于第一電池單元10a。此時(shí)，第二板材20b以第二板材20b的凸部22與第一緩沖部件40a對(duì)置的方式固定于第一電池單元10a。而且，第三電池單元1c以第三電池單元1c的與突出區(qū)域16相反一側(cè)的面朝向第二板材20b的方式固定于第二板材20b。
[0069]圖12表示按第二電池單元10b、第一板材20a、第一電池單元10a、第二板材20b、第三電池單元1c的順序接合后的狀態(tài)。第一電池單元1a的正極片Ilp與第三電池單元1c的負(fù)極片Iln對(duì)置，第一緩沖部件40a與第三電池單元1c的正極片Ilp隔著第二板材20b的凸部22對(duì)置。
[0070]接著，通過在相互對(duì)置的第一電池單元1a的正極片Ilp與第三電池單元1c的負(fù)極片Iln上鉚接第二鉚接部件30b (參照?qǐng)D7)而將其電連接。圖13A以及圖13B中表示用第二鉚接部件30b將第一電池單元1a的正極片Ilp與第三電池單元1c的負(fù)極片Iln電連接的狀態(tài)。第二鉚接部件30b的連接方法與使用圖8A以及圖8B的第一鉚接部件30a的情況相同。雖然省略了圖示，但也可以在第二鉚接部件30b的配線端子35連接電壓監(jiān)視用的配線，這種情況與圖8A以及圖SB相同。
[0071]其次，如圖14A、圖14B、圖14C所示，與圖9A、圖9B、圖9C中說明的相同，由第二緩沖部件40b覆蓋第二鉚接部件30b。
[0072]接著，如圖15A、圖15B所示，與圖10A、圖10B、圖1OC中說明的相同，將安裝了第二緩沖部件40b的電極片llp、lln折彎。
[0073]然后，與上述相同地，將如下各工序重復(fù)需要的次數(shù):(1)隔著板材20層疊電池單元10，(2)使用鉚接部件30將相鄰電池單元間的、隔著板材20的切口 21 (參照?qǐng)D2A)而對(duì)置的電極片IlpUln電連接，⑶用緩沖部件40覆蓋鉚接部件30，⑷將由鉚接部件30鉚接后的電極片IlpUln折彎。
[0074]圖16是這樣得到的本實(shí)施方式的電池層疊體I的立體圖，圖17A是電池層疊體I的主視圖，圖17B是電池層疊體I的側(cè)視圖。在該電池層疊體I中，七個(gè)電池單元1a?1g隔著六個(gè)板材20a?20f層疊而一體化。通過將鉚接部件30鉚接于隔著板材20而相鄰的電池單元10的相互對(duì)置的正極片Ilp和負(fù)極片lln，從而七個(gè)電池單元1a?1g串聯(lián)連接。各鉚接部件30由緩沖部件40覆蓋。然后，由鉚接部件30鉚接的正極片Ilp以及負(fù)極片Iln以鉚接部件30接近突出區(qū)域16的方式折彎。緩沖部件40容納于由相鄰的兩個(gè)電池單元10的突出區(qū)域16形成的、沿著上邊14x的層疊片13的熱密封部分之間的隙間。
[0075]在串聯(lián)連接的七個(gè)電池單元1a?1g的兩端的正極片Ilp以及負(fù)極片Iln連接有用于對(duì)電池層疊體I充電放電的配線。配線的連接方法沒有特別限制。雖然省略了圖示，但例如與上述相同，在正極片Ilp以及負(fù)極片Iln分別安裝鉚接部件30，能夠在鉚接部件30的配線端子35鉚接配線。也可以用緩沖部件40覆蓋該鉚接部件30，并且將由鉚接部件30鉚接的正極片Ilp以及負(fù)極片Iln分別折彎。
[0076]實(shí)施了配線的電池層疊體I容納于例如具有由大致長(zhǎng)方體形狀的內(nèi)壁圍成的容納空間的容器中來使用。
[0077]如上所述，在本發(fā)明的電池層疊體I中，相鄰的電池單元的相互對(duì)置的異極的電極片通過對(duì)鉚接部件30進(jìn)行鉚接而電連接。對(duì)鉚接部件30進(jìn)行鉚接的作業(yè)例如能夠使用規(guī)定的工具簡(jiǎn)單地進(jìn)行。因此，與以往的超聲波焊接法、電阻焊接法相比，作業(yè)效率良好，有利于生廣效率的提聞。
[0078]并且，由于鉚接部件30具備配線端子35，因此為了在電極片上連接配線，僅需與配線一起鉚接配線端子35。這樣，能夠利用鉚接法連接配線，因此將用于對(duì)電池層疊體I進(jìn)行充電放電的配線、用于監(jiān)視各電池單元的電壓的配線連接于電極片的作業(yè)也極為簡(jiǎn)單。
[0079]通過用緩沖部件40覆蓋鉚接部件30，能夠保護(hù)電極片。即、外力不會(huì)直接作用于鉚接部件30，緩沖部件40緩和該外力。因此，作用于電極片的外力也得到緩和，保護(hù)了電極片。例如，在將電池層疊體I容納于容器中的情況下，緩沖部件40防止鉚接部件30與容器的內(nèi)壁直接接觸。由此，即使因?qū)θ菁{電池層疊體I的容器施加振動(dòng)、沖擊，而電池層疊體I與容器內(nèi)的內(nèi)壁碰撞，緩沖部件40也緩和了作用于安裝有鉚接部件30的電極片的外力。
[0080]若緩沖部件40具有絕緣性，則提高了鉚接部件30對(duì)其周圍部件的絕緣性。即、緩沖部件40防止在電池單元10的層疊方向上相鄰的鉚接部件30彼此電接觸。另外，在將電池層疊體I容納于容器中的情況下，緩沖部件40防止鉚接部件30與容器的內(nèi)壁電接觸。
[0081]通過將由鉚接部件30鉚接的電極片折彎，從而在沿電池單元10的層疊方向觀察時(shí)，鉚接部件30、覆蓋該鉚接部件30的緩沖部件40能夠不突出至比板材20的凸部22更靠上方(參照?qǐng)D17A)。因此，能夠在內(nèi)容積更小的容器中容納電池層疊體1，從而能夠?qū)崿F(xiàn)容器的小型化。另外，即使對(duì)容納電池層疊體I的容器施加振動(dòng)、沖擊，也能夠降低外力作用于電極片的可能性，從而降低了電極片的損傷。并且，也降低了鉚接部件30與容納電池層疊體I的容器的內(nèi)壁接觸而產(chǎn)生短路事故的可能性。
[0082]如上述的實(shí)施方式那樣，延長(zhǎng)緩沖部件40。并將緩沖部件40也固定于由鉚接部件30鉚接的電極片上，則能夠由緩沖部件40加強(qiáng)電極片。由此，緩沖部件40緩和來自外部的沖擊引起的壓縮、屈曲，或者經(jīng)由與鉚接部件30連接的配線的張力，能夠防止電極片破損。
[0083]通過將固定有緩沖部件40的電極片與緩沖部件一起折彎，從而能夠防止電極片的折彎部分的曲率變小，能夠降低折彎引起的電極片的機(jī)械強(qiáng)度的下降、損傷。另外，由于緩沖部件覆蓋電極片的折彎部分，因此能夠降低外力作用于折彎部分的可能性。
[0084]也可以進(jìn)一步延長(zhǎng)緩沖部件40而固定于電池單元10的層疊片13或板材20。由此，進(jìn)一步提高緩沖部件40相對(duì)于電極片的上述加強(qiáng)效果。因此，例如即使對(duì)與鉚接部件30連接的配線施加張力，緩沖部件40也對(duì)抗該張力，從而能夠防止電極片的損傷。
[0085]緩沖部件40也可以具有由拉伸強(qiáng)度較大的材料構(gòu)成的層。由此，緩沖部件40對(duì)抗經(jīng)由與鉚接部件30連接的配線施加的張力，因此緩和了作用于電極片的張力。
[0086]上述的實(shí)施方式只不過一例。本發(fā)明并不限定于上述的實(shí)施方式，能夠進(jìn)行適當(dāng)變更。
[0087]用于將正極片Ilp與負(fù)極片Iln電連接的鉚接部件的結(jié)構(gòu)不限定于上述的實(shí)施方式。在電極片連接配線的方法也可以是在上述的實(shí)施方式中說明的鉚接的方法以外的方法，例如焊錫、焊接等任意的方法。
[0088]在上述的實(shí)施方式中，將由鉚接部件30鉚接的電極片折彎，但也可以省略該折彎。該情況下，優(yōu)選加大凸部22向上方的突出量，以使鉚接部件30、覆蓋鉚接部件30的緩沖部件40不會(huì)從板材20的凸部22向上方突出。
[0089]由緩沖部件40覆蓋鉚接部件30的方法并限定于上述的實(shí)施方式。以鉚接部件30的大部分(優(yōu)選全部)不會(huì)露出的方式安裝緩沖部件40即可。除了如上述的實(shí)施方式那樣使緩沖部件40與鉚接部件30的上端抵接而折彎的方法以外，還采用使緩沖部件40與鉚接部件30的側(cè)邊抵接而折彎的方法、將預(yù)先形成為袋狀的緩沖部件40罩在鉚接部件30上的方法等任意的方法。
[0090]也可以省略覆蓋鉚接部件30的緩沖部件40。
[0091]本發(fā)明的電池單元10并不限定于圖1A以及圖1B所示的結(jié)構(gòu)，也可以是任意的薄型的電池單元。例如，上述的電池單元10是一張層疊片13在下邊14z對(duì)折，并沿除下邊14z的三邊將層疊片13密封的三邊密封類型的電池單元，但也可以如圖18所示，是由相同尺寸的長(zhǎng)方形的兩張層疊片13夾住發(fā)電要素，并沿包含下邊14z在內(nèi)的四邊進(jìn)行密封的四邊密封類型的電池單元10。
[0092]在上述的電池單元10中，從共同的短邊14x導(dǎo)出正極片Ilp以及負(fù)極片I In，但也可以從一對(duì)側(cè)邊(長(zhǎng)邊)14s的任一方導(dǎo)出正極片Ilp以及負(fù)極片lln。或者，也可以從不同的邊分別導(dǎo)出正極片IlP以及負(fù)極片lln。
[0093]板材20的俯視形狀并不限定于上述的實(shí)施方式。例如，如圖19所示，也可以在除上側(cè)的短邊的兩端部分的中央部分形成切口 21?；蛘撸部梢匀鐖D20所示，在除上側(cè)的短邊的兩端部分以及中央部分的部分形成兩個(gè)切口 21?；蛘?，也可以如圖21所示，在除上側(cè)的短邊的中央部分的兩端部分形成兩個(gè)切口 21。在使用了圖19?圖21的板材20的情況下，板材20的一方側(cè)的電池單元的兩個(gè)電極片與另一方側(cè)的電池單元的兩個(gè)電極片在切口 21內(nèi)對(duì)置。
[0094]電池單元10既可以直接固定于板材20，也可以隔著具有壓縮性的緩沖部件、具有絕緣性的絕緣薄板、導(dǎo)熱特性優(yōu)良的導(dǎo)熱板等而間接地固定于板材20。
[0095]也可以不使用板材20而接合相鄰的電池單元10。
[0096]構(gòu)成電池層疊體I的電池單元10的個(gè)數(shù)以及板材20的個(gè)數(shù)并不限定于上述的實(shí)施方式，能夠任意地設(shè)定。
[0097]電池層疊體I的制造方法并不限定于上述的實(shí)施方式。既可以將新的電池單元依次層疊于相同側(cè)，也可以交替層疊于相反側(cè)。既可以在每次層疊新的電池單元時(shí)安裝鉚接部件以及緩沖部件，也可以在層疊所需要的全部電池單元之后再安裝鉚接部件以及緩沖部件。
[0098]產(chǎn)業(yè)上的可利用性
[0099]本發(fā)明的利用領(lǐng)域沒有特別限制，能夠作為汽車、摩托車、電動(dòng)輔助自行車等各種移動(dòng)設(shè)備、便攜式信息終端、不間斷電源裝置(UPS)等電源所使用的電池層疊體而利用于廣泛的范圍。特別是作為搭載于容易受到?jīng)_擊及振動(dòng)的各種移動(dòng)設(shè)備上的電池層疊體而優(yōu)選利用。
[0100]符號(hào)的說明
[0101]I一電池層疊體，10—電池單元，I Ip—正極片，I In—負(fù)極片，13—層疊片(外裝)，20—板材，21—切口，22—凸部，30—鉚接部件，40—緩沖部件。
【權(quán)利要求】
1.一種電池層疊體，是多個(gè)薄板狀的電池單元疊置而成的電池層疊體，其特征在于， 上述多個(gè)電池單元各自具有從外周邊緣導(dǎo)出的正極片以及負(fù)極片， 相鄰的電池單元的上述正極片與上述負(fù)極片相互對(duì)置， 相互對(duì)置的上述正極片與上述負(fù)極片通過對(duì)鉚接部件進(jìn)行鉚接而電連接，從而上述多個(gè)電池單元串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池層疊體，其特征在于， 相互電連接的上述正極片以及上述負(fù)極片以上述鉚接部件接近上述電池單元的發(fā)電要素的方式折彎。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池層疊體，其特征在于， 能夠壓縮變形的緩沖部件覆蓋上述鉚接部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池層疊體，其特征在于， 上述緩沖部件固定于上述正極片或上述負(fù)極片。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電池層疊體，其特征在于， 上述緩沖部件與上述正極片以及上述負(fù)極片一起折彎。
6.根據(jù)權(quán)利要求3?5任一項(xiàng)中所述的電池層疊體,其特征在于， 上述緩沖部件固定于上述電池單元的外裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求3?6任一項(xiàng)中所述的電池層疊體，其特征在于， 在相鄰的上述電池單元之間配置有供上述電池單元直接或間接固定的板材， 上述緩沖部件固定于上述板材。
8.根據(jù)權(quán)利要求1?7任一項(xiàng)中所述的電池層疊體，其特征在于， 上述鉚接部件由具有導(dǎo)電性的金屬構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8任一項(xiàng)中所述的電池層疊體，其特征在于， 在上述鉚接部件上鉚接配線而電連接。
【文檔編號(hào)】H01M2/20GK104170123SQ201380012544
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月7日
【發(fā)明者】森崎梨惠, 小寺裕司, 宮川幸樹典 申請(qǐng)人:日立麥克賽爾株式會(huì)社