叠层型电池及相关方法技术

一种叠层型电池，包括：　　　　多个在叠层方向上叠置的待串联的单元电池；和　　　　分别在多个单元电池上形成的分配电压测量焊片电极，从而能够对多个单元电池测量电压，分配电压测量焊片电极在叠层方向的相交方向上以偏离的位置设置在叠层型电池的侧面上。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更具体地说涉及叠层型电池以及能够对每个单元电池测量电压的方法。
技术介绍
最近，对于环境保护来说，迫切需要降低二氧化碳的释放。在汽车业领域，人们高度期望能够通过引入电动车辆(EV)和混合型电动车辆(HEV)来降低二氧化碳的释放。已经开展了大量的科研工作来提供对进入实际用途关键的电机驱动二次电池。就二次电池而言，关注的焦点集中在能够实现高能量密度和大功率单位输出量的锂电池(锂离子电池)上。特别地，为了确保二次电池的大功率输出能应用于汽车领域，已经建议提供一种由一组串联的二次电池(每个电池以下简称单元电池)组成的叠层型电池。日本专利申请特许公开2001-250741号涉及了一种在
不同于电池的电容器，但是该专利公开了由一组叠层电容器组成的叠层型双电层电容器结构，其中为了测量分配电压，在每个电容器上形成分配电压测量焊片电极。
技术实现思路
基于本专利技术人所进行的研究，对于叠层型电池优选地是理想地允许各个单元电池都分配电压，从而提供(充电电压)/(串联的单元电池数)的比例。但是，实际上单元电池的内部电阻和电容会发生变化，因此各个单元电池所分配的电压会发生波动。结果分配电压高的单元电池就会恶化，并且可以想象叠层型电池的寿命周期会受到具有高分配电压的单元电池的限制。为了解决这种现象，需要装配使各个单元电池所分配的电压变得可控，以至于使所有的单元电池均匀地分配电压。为此，需要制备用于逐个测量单元电池电压的电极。在本文中，当研究日本专利申请特许公开2001-250741号所公开的结构时，电极组分的材料、充电和放电机理以及电容器和电池间的容量都存在着很大的差异，因此很难简单地将电容器技术应用于电池上。更具体地说，在由一组单元电池装配的电池情况下，可以想象因为每个单元电池电极间的距离是极短的，并且相邻的分配电压测量焊片电极间的距离也是短的，所以可能发生相互接触或相互传导。特别地，在二次电池的情况中，可以设想因为电能连续地通过化学反应产生，如果万一发生这种情况，电池就可能会连续给出不同于电容器短路的功率输出，这样不仅短路的部分，而且整个电池都会受到不利地影响。为了避免这种效应，尽管可以设想分配电压测量焊片电极的一个表面与防止接触的绝缘膜层压，但是分配电压测量焊片电极部分会变厚，并且在密封特性和空间效率方面可能会降低。另外，在装配分配电压测量焊片电极的情况下，在将电压测量插槽或单元电池控制器装配到分配电压测量焊片电极上时，可以设想接触电极间的距离太小，这样在电压测量插槽或单元电池控制器中可能出现复杂的布线结构。因此，本专利技术已经在本专利技术人上述研究的基础上完成，其目标是提供一种叠层型电池以及能够测量每个单元电池电压的相关方法。为了实现这个目标，根据本专利技术的一个方面提供了一种叠层型电池，该电池包括多个在叠层方向上串联的电池，以及分别在多个单元电池上形成的分配电压测量焊片电极，从而能够对多个单元电池测量电压，分配电压测量焊片电极在叠层方向的相交方向上以偏离的位置设置在叠层型电池的侧面上。同时，本专利技术的另一个方面是叠层型电池的生产方法，该方法包括在叠层方向上串联叠置多个单元电池，以及分别在多个单元电池上提供分配电压接触电极，从而能够对多个单元电池测量电压，分配电压测量焊片电极在叠层方向的相交方向上以偏离的位置设置在叠层型电池的侧面上。本专利技术的其它和进一步特征、优点和好处将从下面与下述附图相结合的描述中变得更加明显。附图说明图1是表示根据本专利技术第一个实施方案的叠层型双极电池外部结构的透视图。图2是从该实施方案图1中箭头A所示方向观察的叠层型双极电池的侧视图。图3是该实施方案图1中线X-X所示的叠层型双极电池的截面视图。图4是举例说明该实施方案每个集电器结构的截面视图。图5是举例说明该实施方案图3中所示的叠层型双极电池的各个集电器结构的平面视图。图6是表示根据本专利技术第二个实施方案的叠层型双极电池外部结构的透视图。图7是从该实施方案图6中箭头B所示方向观察的叠层型双极电池的侧视图。图8是举例说明该实施方案图6中所示的叠层型双极电池的各个集电器结构的平面视图。图9是表示根据本专利技术第三个实施方案的叠层型双极电池外部结构的透视图。图10A是从该实施方案图9中箭头C所示方向观察的叠层型双极电池的侧视图。图10B是从该实施方案图9中箭头D所示方向观察的叠层型双极电池的侧视图。图11是举例说明该实施方案图9中所示的叠层型双极电池的各个集电器结构的平面视图。图12是表示根据本专利技术第四个实施方案的叠层型双极电池外部结构的透视图。图13是从该实施方案图12中箭头E所示方向观察的单元电池控制器单元的侧视图。图14是举例说明该实施方案图13中所示单元电池控制器的电流旁路的电路图。图15是合并入该实施方案图单元电池控制器单元中电流旁路的电路图。图16是表示根据本专利技术第五个实施方案的叠层型双极电池外部结构的透视图。图17是从该实施方案图16中箭头F所示方向观察的单元电池控制器单元的侧视图。图18是表示根据本专利技术第六个实施方案的叠层型双极电池外部结构的透视图。图19A是从该实施方案图18中箭头G所示方向观察的一个单元电池控制器单元的侧视图。图19B是从该实施方案图18中箭头H所示方向观察的另一个单元电池控制器单元的侧视图。图20是表示根据本专利技术第七个实施方案的叠层型双极电池外部结构的透视图。图21是该实施方案图20中线Y-Y所示的叠层型双极电池的截面视图。图22是举例说明该实施方案图21中所示的集电器结构的平面视图。图23是举例说明根据本专利技术第八个实施方案中车辆示意结构的视图。具体实施例方式在下文中，参照适当的相关附图描述根据本专利技术每个实施方案的。另外，在图表中，坐标轴D1、坐标轴D2和坐标轴D3形成直角坐标系。(第一实施方案)首先，参照图1到5，详细地描述根据本专利技术第一个实施方案的。图1是表示根据本专利技术第一个实施方案的片状叠层型双极电池(可以简称作“叠层型电池”、“双极电池”等等)外部结构的透视图，并且图2是从图1中箭头A所示方向观察的电池侧视图。如图1和2所示，叠层型双极电池1由串联的一组单元电池组成并且按平行于坐标轴D3的方向叠置，详细情况在后面描述。然后，分配电压测量焊片电极10到18与形成双极电池1的各个单元电池的集电器连接，从而允许分别测量单元电池的电压。适当安排分配电压测量焊片电极10到18，从而至少避免相邻的接触电极处于相同的平行位置，更具体地说分配电压测量焊片电极10到18在双极电池1的侧壁S上沿着其长度方向(平行于坐标轴D1的方向)偏斜(以至于当分配电压测量焊片电极10到18大小相等时，接触电极彼此等距地偏离)，从而防止接触电极在双极电池1的各个单元电池的叠层方向(平行于坐标轴D3的方向)上彼此重叠。典型地，就分配电压测量焊片电极11而言，接触电极11在D1方向上与分配电压测量焊片电极10偏离约W的宽度。另外，分配电压测量焊片电极的数量可以根据单元电池叠层的数量来适当确定。此外，与位于双极电池两端的集电器相连的是向外延伸到电池箱45的主电路接触电极19和20。图3是举例说明双极电池1在图1中线X-X表示的截面上的内部结构的示意图。如图3所示，双极电池1包括由依次层压的正极活性材料层32、集电器31和负极活性材料层33构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：久光泰成，福沢達弘，根本好一，大澤康彦，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：