專利名稱：電池組件和使用了該電池組件的電池組件集合體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池組件和使用了該電池組件的電池組件集合體，所述電池組件具有即使單電池中產(chǎn)生發(fā)熱等不良情況也不影響其它電池的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，從節(jié)省資源或節(jié)能的觀點(diǎn)出發(fā)，對(duì)可重復(fù)使用的鎳氫、鎳鎘或鋰離子等二次電池的需求高漲。其中，鋰離子二次電池輕量，電動(dòng)勢(shì)高，且具有高能量密度。因此，作為便攜式電話或數(shù)碼照相機(jī)、攝像機(jī)、筆記本型電腦等多種便攜式電子設(shè)備或移動(dòng)體通信設(shè)備的驅(qū)動(dòng)用電源的需求在擴(kuò)大。另一方面，為了削減化石燃料的使用量或CO2的排放量，作為汽車等的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)用的電源，對(duì)電池組件的期待變大。為了得到所希望的電壓或容量，電池組件通過(guò)使用多個(gè)包含1個(gè)以上的電池的電池單元來(lái)構(gòu)成。在電池組件中，隨著搭載的電池單元的數(shù)量增加，需要用于引導(dǎo)電源線或控制用布線的空間，因此難以使電池組件小型化。因而，公開(kāi)了在由多個(gè)單電池構(gòu)成的電池單元中，用形成于印刷基板上的圖形布線來(lái)連接各單電池間的連接線或用于檢測(cè)電壓或溫度等的布線的構(gòu)成(例如參照專利文獻(xiàn)1)。同樣，公開(kāi)了將多個(gè)電源組件收納在保持盒中，經(jīng)由端板進(jìn)行連接的電源裝置(例如參照專利文獻(xiàn)2)。然后，在端板上設(shè)置連接各電源組件間的傳感器引線或電源引線。通過(guò)該構(gòu)成，能夠減低連接不良，同時(shí)進(jìn)行電源裝置的小型化。此外，伴隨著收納在電池組件中的電池的高容量化的發(fā)展，根據(jù)利用的形態(tài)不同， 有時(shí)單電池本身發(fā)熱而達(dá)到高溫。因此，單電池本身的安全性以及將它們集合而成的多個(gè)電池單元組合的電池組件中的安全性更重要。也就是說(shuō)，單電池因過(guò)充電、過(guò)放電或內(nèi)部短路或外部短路而發(fā)生的氣體使內(nèi)壓上升，根據(jù)情況，有單電池的外裝殼破裂的可能性。因而，一般構(gòu)成為在單電池中設(shè)置用于排氣的通氣機(jī)構(gòu)或安全閥等，如果發(fā)生不測(cè)事態(tài)，則釋放內(nèi)部的氣體。此時(shí)，有時(shí)通過(guò)點(diǎn)燃排放出的氣體等而產(chǎn)生冒煙或少見(jiàn)地著火。因而，公開(kāi)了將多個(gè)單電池收納在殼內(nèi)的電池室中，在與各單電池的安全閥對(duì)置的區(qū)劃壁上設(shè)置開(kāi)口部的電源裝置(例如參照專利文獻(xiàn)3)。在該電源裝置中，在異常狀態(tài)時(shí)從單電池噴出的氣體經(jīng)由排氣室從排出口排出。但是，專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2所示的電池組件中，在因1個(gè)單電池異常發(fā)熱而使安全閥工作時(shí)，不能抑制發(fā)熱的單電池的熱量或噴出的氣體的點(diǎn)燃對(duì)周圍電池的影響。因此，存在各電池單元連鎖地劣化的可能性。特別是在搭載多個(gè)電池單元的電池組件中，課題是如何抑制發(fā)生異常的電池單元的影響向周圍的電池單元的擴(kuò)大、使影響停留在最低限。此外，在專利文獻(xiàn)3所示的電源裝置中，在殼的區(qū)劃壁上與電池的安全閥對(duì)置地設(shè)置開(kāi)口部，不使噴出的氣體充滿電池室內(nèi)而將其排放到外部?？墒?，與專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2同樣，在1個(gè)單電池異常發(fā)熱直到安全閥工作時(shí)，發(fā)熱的單電池的熱通過(guò)放射或輻射等將周圍的單電池連鎖地加熱。收納在電池室內(nèi)的單電池?cái)?shù)越增加，發(fā)熱量越協(xié)同地增大，因此不能將對(duì)周圍的單電池的影響抑制在最低限。此外，雖公開(kāi)了內(nèi)藏在樹(shù)脂中的電路基板，但有關(guān)與單電池的連接或控制方法等沒(méi)有任何公開(kāi)或暗示。另外，由于將電路基板內(nèi)藏在樹(shù)脂中，因此限制了電池組件的小型化。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)2000-208118號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2000-223166號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)2007-27011號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種電池組件和使用了該電池組件的電池組件集合體，該電池組件能夠在削減用于布線的空間的同時(shí)，將產(chǎn)生了不良情況的電池的異常發(fā)熱對(duì)周圍的電池的影響抑制在最低限。本發(fā)明的電池組件具有多個(gè)電池單元、筐體、布線基板和蓋體。電池單元由1個(gè)以上的具有通氣機(jī)構(gòu)的單電池構(gòu)成?？痼w的至少一面為開(kāi)口端，筐體具有被隔板隔開(kāi)的多個(gè)收納部，在各收納部中收納各電池單元。布線基板覆蓋筐體的開(kāi)口端，同時(shí)被配置在單電池的通氣機(jī)構(gòu)側(cè)，具有與電池單元連接的連接端子。蓋體覆蓋筐體的開(kāi)口端和布線基板，并且設(shè)有開(kāi)口部。在布線基板的與電池單元對(duì)置的位置、且與連接端子不同的區(qū)域上設(shè)有貫通孔。通過(guò)該構(gòu)成，至少能夠通過(guò)布線基板和隔板將電池單元以封閉狀態(tài)收納在筐體的收納部?jī)?nèi)。因此，即使電池單元呈現(xiàn)異常狀態(tài)，也不會(huì)向因電池的通氣機(jī)構(gòu)的開(kāi)放而噴出的氣體從外部供給氧，而是經(jīng)由布線基板的貫通孔，以氣體狀態(tài)將其排出到電池組件的外部。 此外，由于各電池單元被收納在由筐體內(nèi)的隔板隔開(kāi)的收納部中，因此可抑制熱向周圍的電池單元的傳遞，能夠?qū)嵊绊懸种圃谧畹拖?。進(jìn)而，電源布線或控制布線等的引導(dǎo)所需的空間通過(guò)布線基板能夠大幅度削減。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)更小型、安全性高、可靠性優(yōu)良的電池組件。此外，本發(fā)明的電池組件集合體具有通過(guò)串聯(lián)及并聯(lián)中的至少一種方式將多個(gè)上述電池組件組合而成的構(gòu)成。通過(guò)該構(gòu)成，能夠根據(jù)用途來(lái)實(shí)現(xiàn)具備任意的電壓或容量的電池組件集合體。根據(jù)本發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)能夠在削減用于布線的空間的同時(shí)將產(chǎn)生了不良情況的電池單元的異常發(fā)熱對(duì)周圍的電池單元的影響抑制在最低限的電池組件及電池組件集合體。


圖1是收納在本發(fā)明的實(shí)施方式1的電池單元中的電池的橫剖視圖。圖2A是本發(fā)明的實(shí)施方式1中的電池組件的外觀立體圖。圖2B是圖2A的2B-2B線的剖視圖。圖2C是圖2B中的2C部的放大剖視圖。圖3是本發(fā)明的實(shí)施方式1中的電池組件的分解立體圖。圖4是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1中的電池組件的蓋體構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明的立體圖。
圖5A是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1中的電池組件的布線基板進(jìn)行說(shuō)明的立體圖。圖5B是圖5A的5B-5B線的剖視圖。圖5C是圖5A所示的布線基板的俯視圖。圖6A是對(duì)在本發(fā)明的實(shí)施方式1的電池組件中當(dāng)1個(gè)電池單元發(fā)生了異常發(fā)熱等時(shí)噴出的氣體的排氣狀況進(jìn)行說(shuō)明的剖視圖。圖6B是圖6A的6B部的放大剖視圖。圖7A是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1中的電池組件的布線基板的另一例子進(jìn)行說(shuō)明的剖視圖。圖7B是圖7A的7B部的放大剖視圖。圖8是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1中的電池組件的另一例子進(jìn)行說(shuō)明的分解立體圖。圖9是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1中的蓋體的另一例子進(jìn)行說(shuō)明的立體圖。圖10是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1中的筐體的另一例子進(jìn)行說(shuō)明的分解立體圖。圖IlA是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式1的電池組件的另一例子進(jìn)行說(shuō)明的外觀立體圖。圖IlB是圖IlA的11B-11B線的剖視12A是本發(fā)明的實(shí)施方式2中的電池組件的剖視圖。圖12B是圖12A中的12B部的放大剖視圖。圖13A是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2中的電池組件的布線基板的另一例子進(jìn)行說(shuō)明的剖視圖。圖13B是圖13A中的13B部的放大剖視圖。圖14A是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2中的電池組件的布線基板的又一例子進(jìn)行說(shuō)明的剖視圖。圖14B是圖14A中的14B部的放大剖視圖。圖15是對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2中的電池組件的另一例子進(jìn)行說(shuō)明的分解立體圖。圖16A是本發(fā)明的實(shí)施方式3中的電池組件集合體的組裝立體圖。圖16B是本發(fā)明的實(shí)施方式3中的電池組件集合體的另一例子的組裝立體圖。圖17是本發(fā)明的實(shí)施方式3中的電池組件集合體的又一例子的分解立體圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于同一部分賦予相同的符號(hào)。再有，只要基于本說(shuō)明書中記載的基本的特征，本發(fā)明并不限定于以下記載的內(nèi)容。此外，以下作為單電池，舉例說(shuō)明鋰離子等非水電解質(zhì)二次電池(以下記載為“電池”)，但本發(fā)明并不局限于此。(實(shí)施方式1)圖1是構(gòu)成本發(fā)明的實(shí)施方式1中的電池單元的電池的橫剖視圖。再有，以下，即使為1個(gè)單電池時(shí)，也記載為電池單元進(jìn)行說(shuō)明，但有時(shí)根據(jù)說(shuō)明的情況也記載為電池進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，圓筒型的電池具有由正極1、負(fù)極2和隔膜3構(gòu)成的電極組4。在正極1上連接有例如鋁制的正極引線8。負(fù)極2與正極1對(duì)置，在負(fù)極2的一端連接有例如銅制的負(fù)極引線9。隔膜3夾在正極1和負(fù)極2之間。通過(guò)以此狀態(tài)卷繞正極1、負(fù)極2和隔膜3，構(gòu)成電極組4。在電極組4的上下安裝有絕緣板10A、10B。以此狀態(tài)將電極組4插入電池殼5中。 正極引線8的另一端部被焊接在封口板6上，負(fù)極引線9的另一端部被焊接在電池殼5的底部。另外，將傳導(dǎo)鋰離子的非水電解質(zhì)(未圖示)注入電池殼5內(nèi)。電池殼5的開(kāi)放端部經(jīng)由墊圈7相對(duì)于正極頂蓋16、PTC元件等電流切斷部件18及封口板6被鉚接。安全閥等通氣機(jī)構(gòu)19在電極組4的不良情況時(shí)被開(kāi)放。在正極頂蓋16上設(shè)有排氣孔17，用于將因通氣機(jī)構(gòu)19開(kāi)放而產(chǎn)生的氣體排出。正極1具有正極集電體IA和含有正極活性物質(zhì)的正極層1B。正極層IB含有例如LiCoO2或LiNi02、Li2MnO4、或它們的混合物或復(fù)合化合物等含鋰復(fù)合氧化物作為正極活性物質(zhì)。此外，正極層IB進(jìn)而含有導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。作為導(dǎo)電劑，含有例如天然石墨或人造石墨等石墨類、乙炔黑、科琴黑、槽炭黑、爐黑、燈黑、熱炭黑等炭黑類。此外，作為粘結(jié)劑， 含有例如PVDF、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、芳香族聚酰胺樹(shù)脂、聚酰胺、聚酰亞胺等。作為正極集電體1A，可使用鋁(Al)、碳(C)、導(dǎo)電性樹(shù)脂等。作為非水電解質(zhì)，可使用在有機(jī)溶劑中溶解有溶質(zhì)的電解質(zhì)溶液、或含有它們且通過(guò)高分子被非流動(dòng)化的所謂聚合物電解質(zhì)層。作為非水電解質(zhì)的溶質(zhì)，可采用LiPF6、 LiBF4, LiClO4, LiAlCl4, LiSbF6, LiSCN、LiCF3S03、LiN(CF3CO2)、LiN(CF3SO2) 2 等。另外，作為有機(jī)溶劑，可使用例如碳酸亞乙酯(EC)、碳酸亞丙酯、碳酸亞丁酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯(EMC)等·負(fù)極2具有負(fù)極集電體11和含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極層15。負(fù)極集電體11可采用不銹鋼、鎳、銅、鈦等的金屬箔、碳或?qū)щ娦詷?shù)脂的薄膜等。關(guān)于負(fù)極層15，可使用如石墨等碳材料、或硅(Si)或錫(Sn)這樣的可逆地嵌入及脫嵌鋰離子的理論容量密度超過(guò) 833mAh/cm3的負(fù)極活性物質(zhì)。以下，采用圖2A至圖5對(duì)本實(shí)施方式中的電池組件進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖2A是本實(shí)施方式中的電池組件的外觀立體圖，圖2B是圖2A的2B-2B線的剖視圖，圖2C是圖2B的2C 部的放大剖視圖。圖3是本實(shí)施方式中的電池組件的分解立體圖。圖4是對(duì)本實(shí)施方式中的電池組件的蓋體的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明的立體圖。圖5A是對(duì)本實(shí)施方式中的電池組件的布線基板進(jìn)行說(shuō)明的立體圖，圖5B是圖5A的5B-5B線剖視圖，圖5C是圖5A的俯視圖。如圖2A和圖3所示，電池組件100具有筐體50、蓋體20和布線基板30?？痼w50 例如由聚碳酸酯樹(shù)脂等絕緣性樹(shù)脂材料形成。蓋體20與筐體50嵌合。在該嵌合體的內(nèi)部收納有與布線基板30電連接的多個(gè)電池單元40。由例如1個(gè)單電池構(gòu)成的各電池單元40 被收納在由筐體50的收納部54與布線基板30形成的封閉空間內(nèi)。而且，基本上通過(guò)形成在以下詳述的布線基板30上的貫通孔36與外部的空間連通。以下，采用附圖對(duì)構(gòu)成電池組件100的各構(gòu)成要素進(jìn)行說(shuō)明。如圖3所示，筐體50 在與蓋體20嵌合的一側(cè)具有開(kāi)口端。也就是說(shuō)筐體50的一面為開(kāi)口端。在筐體50中形成有多個(gè)收納部54，用于從開(kāi)口端個(gè)別地收納電池單元40。也就是說(shuō)，筐體50的內(nèi)部被隔板52隔開(kāi)。此時(shí)，例如在電池單元40即單電池的外徑為18mm、高為65mm的情況下，作為隔板52的高度，為在65mm上加上后述的布線基板30的連接板34的厚度的程度。蓋體20覆蓋筐體50的開(kāi)口端和布線基板30。蓋體20如圖4中反過(guò)來(lái)所示，具有通過(guò)外周壁22形成的排氣室24和設(shè)在外周壁22的一部分上的開(kāi)口部26。
布線基板30覆蓋筐體50的開(kāi)口端，同時(shí)配置在電池單元40的通氣機(jī)構(gòu)側(cè)。另外， 如圖5A 圖5C所示，例如由玻璃_環(huán)氧樹(shù)脂基板構(gòu)成的布線基板30具有連接端子32、連接板34、貫通孔36、至少連接相鄰的連接端子32和連接板34的電源布線(電力線未圖示)。也就是說(shuō)，電源布線連接電池單元40間。連接端子32與電池單元40的通氣機(jī)構(gòu)側(cè)的一方的電極(例如正極)連接。連接板34與另一方的電極(例如負(fù)極)連接。連接端子32或連接板34例如由鎳板或引線等構(gòu)成，例如通過(guò)軟釬料與由銅箔等形成的電源布線連接。形成于布線基板30上的各貫通孔36位于與各電池單元40對(duì)置的位置，且被設(shè)在與連接端子32不同的區(qū)域上。連接端子32如圖2C所示，以在布線基板30的厚度方向不突出的方式設(shè)置，例如通過(guò)點(diǎn)焊與電池單元40的一方的電極電連接。由此，各電池單元40可經(jīng)由布線基板30連接，因而能夠大幅度削減電源布線或控制布線等的引導(dǎo)所需的空間。因此，在形成有用于收納各電池單元40的收納部54的筐體 50的隔板52上不需要設(shè)置間隙或貫通的孔。因此，能夠以封閉狀態(tài)將電池單元40收納在由隔板52和布線基板30形成的收納部54中。其結(jié)果是，從異常狀態(tài)的電池單元噴出的氣體不會(huì)侵入到鄰接的電池單元的收納部，因此即使氣體因點(diǎn)火而著火，也能夠防止火焰的侵入，切實(shí)阻止其影響。以下，采用圖6A、圖6B對(duì)在電池組件100中當(dāng)1個(gè)電池單元40產(chǎn)生異常發(fā)熱等時(shí)的電池組件100的作用或效果進(jìn)行說(shuō)明。圖6A是對(duì)在電池組件100中當(dāng)1個(gè)電池單元40 產(chǎn)生異常發(fā)熱等時(shí)噴出的氣體的排氣狀況進(jìn)行說(shuō)明的剖視圖，圖6B是圖6A的6B部的放大剖視圖。如圖6B所示，電池單元40異常發(fā)熱，因外裝殼內(nèi)發(fā)生的氣體的氣壓的上升而使通氣機(jī)構(gòu)例如安全閥開(kāi)始工作，氣體噴出。噴出的氣體從正極頂蓋16的排氣孔17向由布線基板30和筐體50的隔板52形成的收納部54中噴出。如圖6A所示，將氣體45不充滿收納部54而從布線基板30的貫通孔36被排放到蓋體20的排氣室24。然后，最終從設(shè)在蓋體20上的開(kāi)口部26排到電池組件100的外部。此時(shí)，在從電池單元40急速噴出氣體45時(shí)，一般因點(diǎn)火等而著火的危險(xiǎn)性增高。 可是，在上述構(gòu)成的電池組件100中，收納部54內(nèi)的氧量被限定，而且是封閉空間，因而不能從外部供給氧。因此，氣體點(diǎn)燃的可能性非常低，從布線基板30的貫通孔36以氣體45 的狀態(tài)排氣。這樣，不會(huì)產(chǎn)生氣體45的點(diǎn)燃而造成的爆發(fā)性的膨脹，因此電池組件100決不會(huì)發(fā)生破裂。此外，通過(guò)筐體50的隔板52，能夠防止異常發(fā)熱的電池單元40的熱向鄰接的電池單元的傳遞。其結(jié)果是，能夠大幅度抑制從收納有異常發(fā)熱的電池單元的收納部向收納在別的收納部中的電池單元的傳熱而造成的影響。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠至少通過(guò)布線基板30和隔板52將電池單元40以封閉狀態(tài)收納在筐體50的收納部54內(nèi)。因此，不會(huì)向電池單元40的異常狀態(tài)時(shí)噴出的氣體45從外部供給氧，因此能夠從布線基板30的貫通孔36以氣體狀態(tài)排出到電池組件100的外部。 因此，不會(huì)發(fā)生點(diǎn)燃?xì)怏w45而帶來(lái)的著火或冒煙等，能夠?qū)崿F(xiàn)安全性優(yōu)良的電池組件。此外，由于各電池單元40被收納在筐體50內(nèi)的由隔板52隔開(kāi)的收納部54中，因此可抑制熱量向周圍的電池單元的傳遞，能夠?qū)⑵溆绊懸种圃谧畹拖?。進(jìn)而，能夠通過(guò)布線基板30而大幅度削減電源布線或控制布線等的引導(dǎo)所需的空間。其結(jié)果是，能夠?qū)崿F(xiàn)更小型、安全性高、可靠性優(yōu)良的電池組件。 再有，在本實(shí)施方式中，作為布線基板30，舉例說(shuō)明了玻璃-環(huán)氧樹(shù)脂基板，但也不局限于此。例如，如圖7A的剖視圖所示，也可以采用由撓性基板62和支承撓性基板62 的增強(qiáng)部件64構(gòu)成的布線基板60。撓性基板62通過(guò)用聚酰亞胺樹(shù)脂或聚對(duì)苯二甲酸乙二酯樹(shù)脂(PET)等夾持由銅箔等形成的電源布線(未圖示)或控制布線(未圖示)而構(gòu)成。 增強(qiáng)部件64被貼合在撓性基板62上。 如圖7B所示，布線基板60具有與電池單元40的一方的電極連接的連接端子32。 作為連接端子32，考慮到點(diǎn)焊等，優(yōu)選例如以露出鎳板等的狀態(tài)形成。此外，作為增強(qiáng)部件64，能夠采用例如聚苯硫醚(PPS)樹(shù)脂、聚碳酸酯(PC)樹(shù)脂、 聚醚醚酮(PEEK)樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂、Unilate、玻璃環(huán)氧樹(shù)脂、陶瓷等。再有，在上述樹(shù)脂中，也可以含有碳纖維或玻璃纖維等填料。此外，作為布線基板60，也可以通過(guò)在與增強(qiáng)部件64 相同的材料間將母線等嵌入成形而構(gòu)成。由此，能夠提高布線基板60的機(jī)械強(qiáng)度，提高布線基板60對(duì)噴出的氣體的壓力的耐變形性或耐熱性，可更加提高可靠性或安全性。如此， 通過(guò)采用撓性基板62，操作性或處理性變得容易，而且通過(guò)用增強(qiáng)部件64增強(qiáng)撓性基板 62，能夠提高收納部54的封閉性。此外，在本實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明了通過(guò)筐體50和蓋體20的嵌合，用蓋體20的外周壁22與筐體50的隔板52來(lái)保持布線基板30的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明也不局限于此。例如，如圖8的電池組件的分解立體圖所示，也可以將支承布線基板30的支承部件65介于蓋體20 與布線基板30之間。此時(shí)，支承部件65由至少支承布線基板30的外周部的外周框66、和設(shè)在與筐體50的隔板52對(duì)置的位置上的支承部68構(gòu)成。此時(shí)，在因支承部件65的支承部68使蓋體20的排氣室24的空間變得狹窄的情況下，也可以在支承部68的一部分上以與蓋體20的開(kāi)口部26連通的方式設(shè)置凹部或孔等。由此，能夠用筐體50的隔板52和支承部件65的支承部68來(lái)切實(shí)固定布線基板30。因此，可抑制因噴出的氣體的壓力造成的鄰接的收納部54間的隔板52上的布線基板30的變形。其結(jié)果是，提高了收納部54的密封性，更有效地抑制了熱或氣體向鄰接的電池單元40的侵入，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性及安全性更加提高了的電池組件。此外，也可以取代設(shè)置上述支承部件65而如圖9所示，在蓋體20的排氣室24的與筐體50的隔板52對(duì)置的位置上設(shè)置具有開(kāi)口孔28A的肋部28。由此，能夠用筐體50的隔板52和蓋體20的肋部28固定布線基板30，同時(shí)能夠使電池組件更小型或薄型。此外通過(guò)用蓋體20的肋部28和筐體50的隔板52來(lái)切實(shí)夾持布線基板30，能夠更加提高收納電池單元40的收納部54的密封性。此外，在本實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明了在布線基板30上形成有電源布線的例子，但本發(fā)明并不局限于此。例如，也可以將用于檢測(cè)各電池單元40的電壓的電壓檢測(cè)布線、或用于檢測(cè)溫度的溫度檢測(cè)布線設(shè)在布線基板30上。此時(shí)，通過(guò)在溫度檢測(cè)布線上連接例如熱敏電阻等溫度檢測(cè)元件，使這些溫度檢測(cè)元件分別與各電池單元40接觸，能夠檢測(cè)溫度。由此，能夠個(gè)別地檢測(cè)控制多個(gè)電池單元40的電壓及溫度。其結(jié)果是，能夠考慮電池單元40的特性偏差或經(jīng)時(shí)變化等來(lái)控制，因而能夠更加提高可靠性或安全性。再有，由于在電源布線中流通大的電流，因此需要降低因布線電阻造成的電流損失，但電壓檢測(cè)布線或溫度檢測(cè)布線能夠用微小的電流進(jìn)行檢測(cè)。因此電壓檢測(cè)布線或溫度檢測(cè)布線的在布線基板30上的圖形寬度與電源布線的圖形寬度相比能夠大幅度變窄。其結(jié)果是，電源布線、 多對(duì)電壓檢測(cè)布線和溫度檢測(cè)布線能夠高效地配置并形成在布線基板30上，因此能夠大幅度削減布線所需的空間。此外，在本實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明了在筐體50的一方具有開(kāi)口端的例子，但本發(fā)明并不局限于此。例如，如圖10所示，筐體50也可以在對(duì)置的兩面具有開(kāi)口端，由構(gòu)成多個(gè)收納部的框體50A、和堵塞其一方的開(kāi)口端的閉塞部件50B構(gòu)成。由此，可提高電池單元 40與布線基板30的連接等的組裝性或作業(yè)性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)性優(yōu)良的電池組件。此外，在本實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明了通過(guò)使通氣機(jī)構(gòu)向同一方向一致地配置多個(gè)電池單元的例子，但本發(fā)明并不局限于此。圖IlA是用于說(shuō)明本實(shí)施方式的電池組件的另一例的外觀立體圖，圖IlB是圖IlA的1IB-IIB線的剖視圖。如此，也可以將電池單元40 的通氣機(jī)構(gòu)收納在不同的方向。如圖IlB所示，在電池組件150中，通氣機(jī)構(gòu)的配置方向相互不同的多個(gè)電池單元 40例如用布線基板30A、30B相互連接。然后通過(guò)將蓋體20A、20B與筐體55嵌合，將電池單元40收納在筐體55的收納部54。在布線基板30A、30B上，在與連接在電池單元40的通氣機(jī)構(gòu)側(cè)的連接端子不同的區(qū)域、且與收納室54對(duì)置的區(qū)域上，分別設(shè)有貫通孔36A、36B。 由此，可得到與上述同樣的效果。進(jìn)而，能夠去掉連接板34，且與多個(gè)電池單元40的連接變得容易，因此組裝性或作業(yè)性大幅度提高。這是因?yàn)?，不需要如電池組件100那樣，將多個(gè)電池單元40與布線基板30連接后收納在筐體50中。也就是說(shuō)，在筐體55中收納電池單元40，能夠在用布線基板30A、30B夾持電池單元40的狀態(tài)下，例如同時(shí)連接連接端子32 和電池單元40。(實(shí)施方式2)圖12A是本發(fā)明的實(shí)施方式2中的電池組件的剖視圖，圖12B是圖12A的12B部的放大剖視圖。再有，圖12A是相當(dāng)于圖2A的2B-2B線的剖視圖的電池組件的剖視圖。
如圖12A所示，在電池組件200中，使規(guī)定形狀的連接端子從布線基板70突出。然后，在布線基板70與各電池單元40的通氣機(jī)構(gòu)側(cè)的一方的電極間設(shè)有規(guī)定的間隔。在這些方面，與實(shí)施方式1的電池組件100不同。再有，布線基板70以外的構(gòu)成要素與實(shí)施方式1相同，因此省略說(shuō)明。例如由玻璃-環(huán)氧樹(shù)脂基板構(gòu)成的布線基板70具有連接端子72、連接板(未圖示)、貫通孔76和至少將鄰接的連接端子72與連接板連接的電源布線(電力線未圖示)。 連接端子72與電池單元40的通氣機(jī)構(gòu)側(cè)的一方的電極(例如正極)連接。連接板與另一方的電極(例如負(fù)極)連接。貫通孔76被設(shè)置在與各電池單元40對(duì)置的位置、且與連接端子72不同的區(qū)域上。如圖12B所示，連接端子72具有帶有底面的C字形狀的截面，底面部在布線基板 70的厚度方向上以規(guī)定的間隔(相當(dāng)于圖面中的T)從布線基板70朝電池單元40突出。 而且，電池單元40的一方的電極和連接端子72的底面部例如通過(guò)點(diǎn)焊被電連接。連接端子72通過(guò)鎳板的沖壓加工等而形成。通過(guò)該構(gòu)成，從異常狀態(tài)的電池單元噴出的氣體也不能侵入到鄰接的電池單元的收納部，因此即使氣體因點(diǎn)火而著火，也能夠防止火焰的侵入，切實(shí)阻止其影響。特別是如在后述的另一例的電池組件中詳細(xì)說(shuō)明的那樣，在將由多個(gè)單電池構(gòu)成的電池單元收納在筐體50的收納部54中的情況下，其效果大。這是因?yàn)椋词故菦](méi)有配置在布線基板70的貫通孔76的附近的單電池呈現(xiàn)異常狀態(tài)，也能通過(guò)連接端子72的規(guī)定間隔來(lái)確保從該單電池的排氣孔噴出的氣體的排放所需的空間，能夠容易從貫通孔76排氣。如此，只要根據(jù)從收容的電池單元40排出的氣體量來(lái)適宜調(diào)整間隔T就可以。再有，通過(guò)在連接端子72 的例如折彎部的側(cè)面形成孔，也可以具有與貫通孔76同樣的機(jī)能。由此，能夠提高氣體的排氣效率。根據(jù)本實(shí)施方式，可得到與實(shí)施方式1同樣的效果，并且通過(guò)在布線基板70與電池單元40之間通過(guò)連接端子72來(lái)設(shè)置規(guī)定的間隔，可降低噴出的氣體的排氣阻力，能夠高效切實(shí)地排出。此外通過(guò)使連接端子72從布線基板70突出的簡(jiǎn)單構(gòu)成，能夠均勻地形成布線基板70與電池單元40之間的規(guī)定的間隔。再有，在本實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明了具有C字形狀的截面的連接端子72，但本發(fā)明并不局限于此。例如，如圖13A和圖13B所示，通過(guò)具有L字形狀的截面的連接端子72A，也可以在布線基板70A與電池單元40之間設(shè)置規(guī)定的間隔。此外，不局限于上述形狀的連接端子，只要能夠確保規(guī)定的間隔，且能夠例如點(diǎn)焊，則連接端子的形狀是任意的。此外，如圖14A和圖14B所示，例如也可以通過(guò)貼合撓性基板73和增強(qiáng)部件74來(lái)構(gòu)成布線基板70B，也可得到與采用圖7說(shuō)明的實(shí)施方式1同樣的效果。以下，采用圖15對(duì)本實(shí)施方式中的電池組件的另一例進(jìn)行說(shuō)明。圖15是對(duì)本實(shí)施方式中的電池組件的另一例進(jìn)行說(shuō)明的分解立體圖。在電池組件300中，例如采用將3個(gè)單電池匯總且并聯(lián)連接而成的電池單元340。 此外，將各電池單元340收納在筐體350的被隔板352隔開(kāi)的收納部354中，在這些方面， 與上述電池組件200不同。也就是說(shuō)，首先使通氣機(jī)構(gòu)側(cè)一致，將3個(gè)單電池的一方的電極和另一方的電極相互連接，形成電池單元340。然后，將各電池單元340的一方的電極與布線基板330的連接端子332、及另一方的電極與連接板(未圖示)連接，收納在筐體350的收納部354中。 與采用圖12B所說(shuō)明的同樣，布線基板330的連接端子332從布線基板330以形成規(guī)定的間隔的方式突出。而且連接端子332例如通過(guò)點(diǎn)焊等與構(gòu)成電池單元340的1個(gè)電池的一方的電極連接。進(jìn)而，在布線基板330上，在與連接端子332的位置不同的區(qū)域、例如在與電池單元340的剩余的電池的通氣機(jī)構(gòu)部對(duì)置的位置上，至少設(shè)有1個(gè)貫通孔336。再有， 在布線基板330上，優(yōu)選在形成連接端子332的位置的周邊設(shè)置開(kāi)口部。由此，在由多個(gè)電池組成的電池單元340中，即使至少1個(gè)單電池為異常狀態(tài)，噴出氣體，也能夠通過(guò)貫通孔336高效切實(shí)地將氣體排出。此外，通過(guò)采用例如具有C字狀截面的連接端子332，在其周邊(周圍)設(shè)置開(kāi)口部，能夠更高效地排出氣體。再有，在本實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明了用3個(gè)電池構(gòu)成電池單元的例子，但本發(fā)明并不局限于此。例如，根據(jù)要求的電容量，也可以通過(guò)并聯(lián)連接3個(gè)以上的電池來(lái)形成電池單元。此時(shí)，隨著構(gòu)成電池單元的電池的個(gè)數(shù)的增加，優(yōu)選在布線基板330上設(shè)置多個(gè)貫通孔 336。(實(shí)施方式3)圖16A、圖16B是本發(fā)明的實(shí)施方式3中的電池組件集合體的組裝立體圖。圖16A 所示的電池組件集合體400是將實(shí)施方式1中說(shuō)明的電池組件100四個(gè)并列配置，用連接部件550連接而成的構(gòu)成。此外，圖16B所示的電池組件集合體500是將實(shí)施方式1中說(shuō)明的電池組件100兩個(gè)并置，并將兩個(gè)如此形成的單元縱向重合兩段，用連接部件550連接的構(gòu)成。各電池組件100經(jīng)由連接部件450或連接部件550并聯(lián)連接或串聯(lián)連接、或?qū)⒋?lián)連接和并聯(lián)連接組合地連接。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠根據(jù)用途通過(guò)任意組合電池組件100來(lái)構(gòu)成具有配置空間、所需電壓或電容量的通用性高的電池組件集合體400、500。再有，也可以取代電池組件 100而采用實(shí)施方式1、2中說(shuō)明的電池組件150、200、300中的任一種。以下，采用圖17對(duì)電池組件集合體的另一例進(jìn)行說(shuō)明。圖17是對(duì)本實(shí)施方式的電池組件集合體的另一例子進(jìn)行說(shuō)明的分解立體圖。此時(shí)，電池組件集合體600以二維配置一體地收納多個(gè)電池單元640，在此點(diǎn)上與圖15所示的電池單元300的構(gòu)成不同。也就是說(shuō)，電池組件集合體600具有筐體650、多個(gè)電池單元640、布線基板630和蓋體620。筐體650具有用隔板652以第1方向和第2方向的二維配置隔開(kāi)而形成的多個(gè)收納部654。電池單元640分別被收納在各收納部654中。布線基板630將電池單元640 中的沿著第1方向配置的電池單元640的組一維地連接。蓋體620與以密封狀態(tài)收納它們的筐體650嵌合。布線基板630通過(guò)ECU (電控單元，Electric Control Unit) 660而并聯(lián)連接或串聯(lián)連接、或者串聯(lián)連接和并聯(lián)連接地進(jìn)行連接。也就是說(shuō)，ECU660是連接布線基板630的連接部件。這樣可將電池組件集合體600看作二維地配置電池單元640、用多個(gè)布線基板630 和E⑶660連接而成的電池組件。布線基板630檢測(cè)控制電池的溫度或電壓，同時(shí)能夠相對(duì)于外部設(shè)備接收發(fā)它們的信息。在蓋體620上，例如與各布線基板630對(duì)應(yīng)地設(shè)置排氣室(未圖示)和將噴出的氣體排出的開(kāi)口部(未圖示)。此構(gòu)成與圖4所示的22類似。另外，為了將由布線基板630 連接而成的電池組件間隔開(kāi)，也可以在蓋體620的背側(cè)設(shè)置肋。此外，在布線基板630上與各電池單元640的通氣機(jī)構(gòu)部對(duì)應(yīng)地設(shè)置1個(gè)以上的貫通孔636。在該構(gòu)成中，通過(guò)采用一體化的筐體650，能夠?qū)崿F(xiàn)更小型化的電池組件集合體 600。再有，在各實(shí)施方式中，關(guān)于檢測(cè)并控制電池組件的充放電、或溫度或電壓的控制電路沒(méi)有特別進(jìn)行說(shuō)明或圖示，但不用說(shuō)也可以將控制電路設(shè)在電池組件的外部或內(nèi)部。此外，在各實(shí)施方式中，作為電池單元舉例說(shuō)明了圓筒型電池，但本發(fā)明并不局限于此。例如，也可以是方型電池。另外，也可以是將正極端子和負(fù)極端子及通氣機(jī)構(gòu)設(shè)在相同側(cè)的電池。由此，各電池單元和布線基板的組裝性或作業(yè)性大幅度提高。此外，也可以在可能的范圍內(nèi)相互組合各實(shí)施方式中特有的構(gòu)成。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明作為汽車、自行車或電動(dòng)工具等要求高可靠性和安全性的電池組件或電池組件集合體是有用的。符號(hào)說(shuō)明1 正極IA正極集電體IB正極層
2 負(fù)極3 隔膜4電極組5電池殼6 封口板7 墊圈8正極引線9負(fù)極引線1OA，IOB 絕緣板11負(fù)極集電體15負(fù)極層16正極頂蓋17排氣孔18電流切斷部件19通氣機(jī)構(gòu)20，20A，20B，620 蓋體22外周壁M排氣室26 開(kāi)口部28 肋部28A 開(kāi)口孔30，30A, 30B, 60，70，70A, 70B, 330，630，60，70，70A, 70B, 330,630 布線基板32，72，72A，332 連接端子；34連接板36，36A，36B，76，336，636 貫通孔40，340，640 電池單元45 氣體50，55，350，650 筐體50A 框體50B閉塞部件52，352，652 隔板54，；354，654 收納部62，73撓性基板64，74增強(qiáng)部件65支承部件66夕卜周框68支承部100，150，200，300 電池組件400，500，600電池組件集合體
450，550 連接部件660 ECU (連接部件)
權(quán)利要求
1.一種電池組件，其具備多個(gè)電池單元，其由1個(gè)以上的具有通氣機(jī)構(gòu)的單電池構(gòu)成，筐體，其至少一面為開(kāi)口端，具有被隔板隔開(kāi)的多個(gè)收納部，在各所述收納部中收納各所述電池單元，布線基板，其覆蓋所述筐體的所述開(kāi)口端，并且被配置在所述單電池的所述通氣機(jī)構(gòu)側(cè)，具有與所述電池單元連接的連接端子，蓋體，其覆蓋所述筐體的所述開(kāi)口端和所述布線基板，并且設(shè)有開(kāi)口部；在所述布線基板的與所述電池單元對(duì)置的位置、且與所述連接端子不同的區(qū)域中設(shè)有貫通孑L ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，設(shè)有規(guī)定間隔地配置所述電池單元與所述布線基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組件，其中，通過(guò)使所述連接端子從所述布線基板朝所述電池單元突出，從而形成所述規(guī)定間隔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組件，其中，在所述連接端子上設(shè)有孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，在所述蓋體的與所述筐體的所述隔板對(duì)置的位置上設(shè)置有肋部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，所述布線基板由撓性基板和支承所述撓性基板的增強(qiáng)部件構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其進(jìn)一步具備支承部件，所述支承部件被設(shè)在所述蓋體與所述布線基板之間，支承所述布線基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其進(jìn)一步具備用于檢測(cè)所述電池單元的溫度的溫度檢測(cè)元件；所述布線基板具有將所述電池單元間連接的電源布線、和多組溫度檢測(cè)布線和電壓檢測(cè)布線；所述溫度檢測(cè)布線被連接在所述溫度檢測(cè)元件上，所述電壓檢測(cè)布線被用于檢測(cè)所述電池單元的電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，所述筐體具有框體，其在對(duì)置的兩面具有開(kāi)口端；閉塞部件，其將所述框體的一個(gè)所述開(kāi)口端閉塞。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，所述收納部以第1方向和第2方向被二維地配置在所述筐體內(nèi)；所述布線基板為多個(gè)布線基板中的1個(gè)；所述多個(gè)布線基板分別將被收納在所述收納部中的所述電池單元之中的沿著所述第1 方向配置的電池單元的組一維連接；所述電池組件進(jìn)一步具備連接所述多個(gè)布線基板的連接部件。
11.一種電池組件集合體，其具備多個(gè)權(quán)利要求1所述的電池組件；通過(guò)串聯(lián)及并聯(lián)中的至少一種方式連接所述電池組件的連接部件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電池組件，其具有多個(gè)電池單元、筐體、布線基板和蓋體。電池單元由1個(gè)以上的具有通氣機(jī)構(gòu)的單電池構(gòu)成。筐體的至少一面為開(kāi)口端，筐體具有被隔板隔開(kāi)的多個(gè)收納部，在各收納部中收納各電池單元。布線基板覆蓋筐體的開(kāi)口端，并被配置在單電池的通氣機(jī)構(gòu)側(cè)，具有與電池單元連接的連接端子。蓋體覆蓋筐體的開(kāi)口端和布線基板，并設(shè)有開(kāi)口部。在布線基板的與電池單元對(duì)置的位置且與連接端子不同的區(qū)域中設(shè)有貫通孔。
文檔編號(hào)H01M2/20GK102246330SQ200980149439
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者中島琢也, 安井俊介, 平川靖, 朝倉(cāng)淳 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社