电池组制造技术

一种如下形成的电池组，通过使用ＤＩ成型方法或辊形成法制造由薄壁圆柱金属管形成的壳元件并将该壳元件成型从而与电池元件的形状大致匹配，以形成外壳；在该外壳中存放连接电路板的功率产生元件；并通过前盖和后盖封闭外壳的敞开部分，前盖和后盖通过例如树脂成型而制造。功率产生元件在电池元件被层叠膜从外部包裹或电池元件容纳在外壳中的状态下使用。而且，为了抑制湿气穿透到电池中，吸收湿气的湿气捕捉剂可以混合在前盖和后盖的树脂材料中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电池组，其适合应用于例如矩形聚合物电池。
技术介绍
近年来，例如笔记本尺寸的个人计算机、便携式电话、PDA(个人数字助理)等便携式电子设备已经流行，且具有高电压、高能量密度和轻重量优点的锂离子电池广泛地用作电源。此外，作为使用液体系统电解质溶液的情况下变成问题的液体泄漏的对策，例如其中将非水电解质溶液注入聚合物而获得的凝胶体高聚合物膜或全固态电解质用作电解质的锂离子聚合物二次电池已经投入实际使用。锂离子聚合物二次电池具有这样的电池单元结构，其中具有正电极、负电极、聚合物电解质且其中引线分别从正电极和负电极引出的电池元件覆盖有外膜，例如铝叠层。此外，电池单元被装入盒形成型壳体中，该壳体由树脂制成的成对的上下壳与具有保护电路、连接端子等的接线板一起形成。如上所述，常规聚合物电池最终作为电池组产品卖给用户等，其中覆盖有铝叠层、接线板等的电池元件被由成对的上下壳形成的成型壳体覆盖。在这样的电池组中，需要提高容积能量效率。例如，在JP-A-2002-184364中，已经提出矩形电池结构，其中电池单元的四个相互连接的表面连续覆盖一层树脂膜，且连接部分设置到电池单元的小区域的表面中，在连接部分中，覆盖电池单元的树脂膜被覆盖，因此减小厚度。然而，常规电池组具有下述问题。根据其中电池单元被成型壳体覆盖的常规电池组的结构，为了保护电池单元不受从外部施加的振动等影响，需要将成型壳体的厚度设为约0.3到0.4mm范围内的值。因此，当考虑用于将电池单元固定到成型壳体的双面胶带、将成型壳体的成型时公差等时，电池组的厚度增加到超过电池单元的厚度约0.8到1.0mm。根据其中电池单元覆盖由树脂制成的成对的上下壳形成的成型壳体的结构，在优选通过例如超声焊接连接上下壳的情形，需要将连接部分的厚度-->设置为大约0.7mm。因此，电池组的厚度增加到超过电池单元的厚度约1.4mm。在电池单元具有约4.0mm厚度的情形，不可避免地将电池组的体积增加电池单元大小的约1.3到1.4倍。此外，根据当前聚合物电池的电池组，电池元件被具有约0.1mm厚度的层叠膜包裹，在电池单元周围部分中的层叠膜通过热焊接等密封，且所得的电池组进一步装入由塑料制成的壳中。因此，存在如果这样的电池组装入与液体系统电池类似的金属罐中则容积效率降低的问题。为了避免这样的问题，通过用由金属制成的壳覆盖电池单元，即使厚度小，但可以构成具有足够硬度的电池组。例如，铝罐可以用作使用液体系统电解质的锂离子电池等的矩形电池组的外壳。由铝等形成的矩形金属罐主要由拉伸工艺成型。然而，在现有状况下，当减薄通过拉伸工艺成型的金属罐时，这样的金属罐的厚度限制等于约0.2mm。这是因为通过拉伸工艺成型的金属罐的开口高度取决于用于拉伸的模具(模具组)的强度。因此，仅通过使用普通的拉伸工艺难以实现等于或小于约0.1mm的厚度。因此，本专利技术的目的是提供一种电池组，其中通过减小覆盖电池单元的外壳的厚度，由于外壳导致的体积增加减少了，且可以保证机械强度和端子的可靠性及安全性。
技术实现思路
为了实现上述目的，根据本专利技术，矩形电池单元插入金属制成的外壳中，该外壳通过将外周表面厚度小的圆筒成型为几乎与矩形电池单元的外形一致的圆柱形状而获得，且盖分别安装到外壳的两端开口部分，因此形成电池组。此时，可以通过将电池元件外部覆盖层叠膜，或者按照原样使用电池元件而形成矩形电池单元。为了防止湿气穿透到电池元件部分，还可以通过将用于吸收湿气的湿气捕捉剂混合到形成盖的树脂中而形成盖，盖安装到外壳两端的开口部分。附图说明图1是示出应用本专利技术的电池组的结构的示意图；图2是示出装入电池组中的电池元件的结构的示意图；-->图3是示出应用本专利技术的电池组的外部视图的示意图；图4是示出作为应用本专利技术的外壳的制造方法的DI(挤拉拉伸)成型法的步骤的示意图；图5是示出DI成型法的步骤的示意图；图6是具体示出DI成型法的示意图；图7是示出应用本专利技术的外壳的制造方法的示意图；图8是示出应用本专利技术的外壳的制造方法的示意图；图9是示出盖的安装法的另一示例的示意图；图10是示出盖的安装法的另一示例的示意图；图11是示出盖的另一结构的示例的示意图，其中A是侧视图，B是沿A中的线X1-X1所取的剖面图，C是平面图，D是沿C中的线Y1-Y1所取的剖面图，且E是从A的相对侧观察的侧视图；图12是示出盖的安装法的另一示例的示意图；图13是示出应用本专利技术的电池组的结构的示意图；图14是示出应用本专利技术的外壳通过辊形成法形成时的步骤的示意图。具体实施方式下面将参考附图描述本专利技术的实施例。如上所述，在本专利技术中，在电池单元装入外壳中时，可以使用通过在电池元件外部覆盖层叠膜而形成的电池单元，或者可以原样使用电池单元。首先，将详细描述通过在电池元件外面覆盖层叠膜而形成的电池单元。图1是根据本实施例的电池组的分解透视图。参考标号1代表电池的电池单元，该电池例如是锂离子聚合物二次电池。电池单元1通过将电池元件覆盖用作包覆(sheathing)元件的层叠膜而形成。电池单元1的外形几乎是矩形的。如图2所示，电池元件10以如下方式构成，带形正电极11层叠在隔离物13a上，带形负电极12层叠在隔离物13b上，它们沿纵向缠绕，且分别地，引线2从正电极11引出，且引线3从负电极12引出。通过将正电极和负电极与隔离物层叠在一起而获得的层叠电极组件除了沿纵向缠绕的结构之外，还可以具有通过弯曲法、堆积法等形成的结构。在正电极11中，正电极活性材料层形成在带形正电极集流器(collector)-->上，且聚合物电解层14形成在正电极活性材料层上。在负电极12中，负电极活性材料层形成在带形负电极集流器上，且聚合物电解层14形成在负电极活性材料层上。引线2和3分别连接到正电极集流器和负电极集流器。已经提出的下面的材料可以用作正电极活性材料、负电极活性材料和聚合物电解质。在正电极中，根据目标电池的种类，金属氧化物、金属硫化物或特定的高聚物可以构成为正电极活性材料。例如，在形成锂离子电池的情形，主要包括LixMO2(在该表达式中，M代表一种或多种过渡金属，x是一般等于或大于0.05且等于或小于1.10的值，虽然该值根据电池的充电/放电状态而不同)的锂复合氧化物等可以用作正电极活性材料。钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)等优选作为构成锂复合氧化物的过渡金属M。作为这样的锂离子复杂氧化物的具体示例，可以指出的是LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiNiyCo1-yO2(0＜y＜1)等。根据这些锂复合氧化物，可以产生高压且可以获得优异的能量密度。不包括锂的金属硫化物或氧化物例如TiS2、MoS2、NbSe2、V2O5等也可以用作正电极活性材料。这些正电极活性材料的多种组合也可以用作正电极。当通过使用如上所述的正电极活性材料形成正电极时，可以增加导电材料、粘合剂等。例如，诸如碳黑或石墨等碳材料用作导电材料。例如聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride)、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯等用作粘合剂。可以掺入(dope)锂或脱去(dedope)锂的材料可以用作负电极材料。例如，可以使用诸如抗石墨化碳材料或石墨材料的碳材料。更具体而言，可以使用例如热解碳族、焦炭族(沥青焦炭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，包括：电池单元，在所述电池单元中电池元件装入具有绝缘性能的膜形包覆元件中；矩形外壳，以如下方式构成，在金属材料形成为圆柱形状之后，所述圆柱形状被成型为几乎与所述电池元件的外形一致的管形，且在两端形成开口部分；和　 　一对盖，分别安装到所述外壳的开口部分，其中所述电池单元装入所述外壳中，且所述开口部分被所述一对盖封闭。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-7-23 215097/2004;JP 2005-7-1 194096/20051、一种电池组，包括：电池单元，在所述电池单元中电池元件装入具有绝缘性能的膜形包覆元件中；矩形外壳，以如下方式构成，在金属材料形成为圆柱形状之后，所述圆柱形状被成型为几乎与所述电池元件的外形一致的管形，且在两端形成开口部分；和一对盖，分别安装到所述外壳的开口部分，其中所述电池单元装入所述外壳中，且所述开口部分被所述一对盖封闭。2、根据权利要求1所述的电池组，其中所述外壳的金属材料选自包括铁、钛、不锈钢和铝的组。3、根据权利要求2所述的电池组，其中所述金属材料的维氏硬度等于或大于20。4、根据权利要求2所述的电池组，其中所述铝选自包括3003H18、3004H18和1N30H18的组。5、根据权利要求1所述的电池组，其中所述膜形包覆元件通过层叠树脂膜而形成。6、根据权利要求5所述的电池组，其中所述膜形包覆元件通过用粘合剂粘合厚度位于10μm以上到25μm以下范围的外层树脂膜和厚度位于25μm以上到35μm以下范围的内层树脂膜而形成，且用于吸收湿气的湿气捕捉剂混合到所述粘合剂。7、根据权利要求6所述的电池组，其中所述外层树脂膜选自包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene terephthalate)的组。8、根据权利要求6所述的电池组，其中所述内层树脂膜选自包括聚丙烯、马来酸盐变性的聚丙烯、聚乙烯、马来酸盐变性的聚乙烯、离子交联聚合物、乙烯-异丁烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙酸烯酸共聚物和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物的组。9、根据权利要求6所述的电池组，其中所述湿气捕捉剂选自包括硫酸-->盐或聚丙烯酸盐的组，其中所述硫酸盐的通式由MSO4或M2SO4表示(在该表达式中，M选自Na、K、Mg和Ca)，聚丙烯酸盐的通式由(-CH2-CH(COOM)-)n表示(在该表达式中，M选自Na、K、Mg和Ca)，且所述湿气捕捉剂以1％以上到10％以下范围中的比例混合。10、根据权利要求6所述的电池组，其中金属或金属氧化物的蒸发沉积膜形成在至少所述外层树脂膜的外表面上或内层树脂膜的内表面上。11、根据权利要求1所述的电池组，其中所述外壳通过DI成型方法形成。12、根据权利要求1所述的电池组，其中所述外壳通过辊形成法形成。13、根据权利要求1所述的电池组，其中电路板设置在所述一对盖的至少之一的内侧上。14、根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池元件具有凝胶体或固体电解质。15、根据权利要求1所述的电池组，其中热焊接树脂膜形成在所述外壳的内表面上。16、根据权利要求15所述的电池组，其中所述热焊接树脂膜选自包括聚丙烯、马来酸盐变性的聚丙烯、聚乙烯、马来酸盐变性的聚乙烯、离子交联聚合物、乙烯-异丁烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙酸烯酸共聚物和乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物的组。17、根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：平塚贤，坂本美津夫，八田一人，土屋谦二，瀬川健，佐藤雅人，市桥明，本田一良，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]