层压型电池单元以及电池组的制作方法

本发明涉及搭载于车辆的层压型电池单元以及电池组。


背景技术：

近年来，为了能够确保更多人获得符合自身状况、可信赖、可持续且先进的能源，与有助于提高能源效率的二次电池相关的研究开发正在进行中。作为二次电池，已知有层压型电池单元。层压型电池单元中设置有用于电池控制的电压检测线和用于温度管理的温度检测线。然而，存在如何对这些检测线进行布局的问题。例如，在专利文献1中记载了在层压型电池单元中，电压检测线配置在外装件的耳部(热封部)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-31270号公报


技术实现要素：

发明要解决的课题此外，为了在电池壳体的内部搭载尽可能多的电池，优选使层压型电池单元小型化。在专利文献1记载的层压型电池单元中，虽然能够节省用于电压检测线的空间，但是无法使层压型电池单元自身小型化，因此还存在改善的余地。本发明提供一种能够适当地对检测线进行布局、能够实现小型化的层压型电池单元以及电池组。进而，其有助于提高能源效率。用于解决课题的手段
1.本发明的层压型电池单元，具备：电极体；极耳引脚，其连接到所述电极体；以及外装体，其以露出所述极耳引脚的方式收纳所述电极体，并且由层压膜构成，其中，所述外装体具备：电极体收纳部，其收纳所述电极体；以及耳部，其位于所述电极体收纳部的外侧，连接到所述外装体的温度检测线和连接到所述极耳引脚的电压检测线中的至少一方的检测线配置在通过折回所述耳部而获得的折回部并且配置成与所述电极体收纳部重叠。
2.此外，本发明的电池组，具备：电池单元组，其通过在水平方向上层叠多个[1]所述的层压型电池单元而成；以及电池壳体，其收纳所述电池单元组，所述折回部通过折回在高度方向上位于上方的耳部或位于下方的耳部而形成。
发明效果根据本发明，能够适当地对检测线进行布局，能够实现层压型电池单元以及电池组的小型化。进而，能够有助于提高能源效率。
附图说明
图1是第一实施方式的层压型电池单元10的外观立体图。图2是图1的a-a截面的示意图。图3是示出在图1的层压型电池单元10中折回耳部24之前的状态的组装说明图。图4是第二实施方式的层压型电池单元10的外观立体图。图5是图4的b-b截面的示意图。图6是第二实施方式的变形例的层压型电池单元10的截面的示意图。图7是示出在第三实施方式的层压型电池单元10中折回耳部24之前的状态的组装说明图。图8是图7的层压型电池单元10的截面的示意图。图9是示出在本发明的第四实施方式的层压型电池单元10中折回耳部24之前的状态的组装说明图。图10是示出本发明的第五实施方式的层压型电池单元10的组装顺序的外观立体图。图11是图10中的(c)的d-d截面的示意图。图12是安装有由本发明的多个层压型电池单元10构成的电池单元组41的电池组40的截面的示意图。附图标记说明：10层压型电池单元11电极体12正极极耳引脚(极耳引脚)13负极极耳引脚(极耳引脚)14、15电压检测线16温度检测线16a一端(前端部)20外装体23电极体收纳部24耳部24a温度检测用耳部25折回部30罩部件32卡合部(卡合部)33被卡合部(卡合部)40电池组41电池单元组
42电池壳体。
具体实施方式
下面，基于附图对本发明的层压型电池单元的各个实施方式进行说明。[第一实施方式]参照图1至图3对本发明的第一实施方式的层压型电池单元进行说明。首先，对全固态电池进行说明。全固态电池具有全固态电池用正极、全固态电池用负极、以及配置在全固态电池用正极与全固态电池用负极之间的固态电解质，通过固态电解质在全固态电池用正极与全固态电池用负极之间进行锂离子的授受以对全固态电池进行充放电。作为固态电解质，只要具有锂离子传导性和绝缘性即可没有特别限制，能够使用通常用于全固态型锂离子电池的材料。例如，能够列举硫化物固态电解质材料、氧化物固态电解质材料、含锂盐等无机固态电解质、聚环氧乙烷等聚合物系的固态电解质、包含含锂盐或锂离子传导性离子液体的凝胶系的固态电解质等。固态电解质材料的形态无特别限制，例如可以列举出粒子状。在本实施方式的层压型电池单元10中，如图1和图2所示，上述全固态电池用正极、全固态电池用负极以及固态电解质构成电极体11，整体形成为大致长方体形状。在全固态电池用正极和全固态电池用负极的长边方向的两端部上分别连接有用于从电极体11输出电压的正极极耳引脚12和负极极耳引脚13。除了正极极耳引脚12和负极极耳引脚13以外，电极体11全部被由层压膜形成的外装体20覆盖。外装体20具备覆盖电极体11的上表面的上外装片21和覆盖电极体11的下表面的下外装片22。需要说明的是，上外装片21和下外装片22可以是至少一端连结的一张片材，也可以是各自分开的片材。在图2中，为了便于理解，将上外装片21和下外装片22彼此分离地示出，但实际上，上外装片21和下外装片22的后述的耳部24通过粘接等方式彼此紧密接触。在图5、图6、图8、图11、以及图12中也是同样的。关于上外装片21和下外装片22的大小，其长边方向的长度比从正极极耳引脚12的前端到负极极耳引脚13的前端的长度短。另一方面，其短边方向(在本实施方式中为前后方向)的长度比电极体11的短边方向的长度长。即，在电极体11的上表面和下表面被外装体20(上外装片21和下外装片22)覆盖时，在正极极耳引脚12和负极极耳引脚13的前端露出的状态下，电极体11被电极体收纳部23覆盖，在电极体收纳部23的短边方向的两侧延伸设置有耳部24。外装体20具有在例如由铝、不锈钢(sus)等构成的金属层上层叠有聚烯烃等热熔接性树脂层的多层结构。除上述以外，外装体20也可以具有由尼龙等聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯等构成的层、由任意的层压粘接剂等构成的粘接层等。电压检测线14的一端14a与层压型电池单元10的正极极耳引脚12连接，电压检测线15的一端15a与负极极耳引脚13连接。电压检测线15配置成从负极极耳引脚13沿着长边方向与电极体收纳部23重叠。电压检测线14、15的另一端与电池控制装置(未图示)连接。由此，能够通过与正极极耳引脚12和负极极耳引脚13连接的电压检测线14、15来检测层压型电池单元10(电极体11)的电池单元电压。
此外，在温度检测线16的一端16a配设有例如热敏电阻器等温度传感器，并且一端16a固定于外装体20。温度检测线16以温度检测线16从电极体收纳部23的大致中央起与电极体收纳部23重叠的方式与电压检测线15平行地相邻配置。温度检测线16的另一端与电池控制装置(未图示)连接。由此，能够检测层压型电池单元10的温度。接着，参照图3，对层压型电池单元10的组装顺序进行说明。如图3所示，在外装体20覆盖电极体11时，在电极体11的短边方向的两侧展开耳部24。然后，使电压检测线15和温度检测线16沿着电极体11的长边方向配置在上外装片21的耳部24上。接着，如图2所示，以设定于电极体11的根部附近的折回线l1将配置有电压检测线15和温度检测线16的一侧(图2中左侧)的外装体20的耳部24折回180
°
从而形成折回部25，在利用该折回部25包住电压检测线15和温度检测线16的状态下，使耳部24与电极体收纳部23重合。然后，将电压检测线15的一端15a与负极极耳引脚13连接，将设置于温度检测线16的一端16a的温度传感器固定在外装体20。由此，电压检测线15和温度检测线16配置成在被折回部25覆盖的状态下与电极体收纳部23重叠。因此，提高了电压检测线15和温度检测线16的布局性，能够实现层压型电池单元10的小型化，而且能够通过外装体20保护电压检测线15和温度检测线16。[第二实施方式]接着，参照图4和图5对本发明的第二实施方式的层压型电池单元10进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，对与第一实施方式的层压型电池单元10相同的构成要素标注相同的附图标记，并省略或简化其说明。在本实施方式的层压型电池单元10中，如在第一实施方式中说明的那样配置成被折回部25覆盖并与电极体收纳部23重叠的电压检测线15和温度检测线16与折回部25一起被收纳在罩部件30内，该罩部件30配置在折回部25的外侧并且其截面大致为
コ
形。根据本实施方式的层压型电池单元10，电压检测线15和温度检测线16被外装体20(折回部25)以及罩部件30双重覆盖，因此能够更可靠地保护电压检测线15和温度检测线16。需要说明的是，罩部件30也可以是覆盖折回部25的密封部件(未图示)。由此，能够通过密封部件将折回部25固定在外装体20上。接着，参照图6对第二实施方式的变形例的层压型电池单元10进行说明。在本变形例的层压型电池单元10中，截面大致为
コ
形的罩部件30与外装体20之间的间隙(开放端)被封闭部件31封闭。罩部件30和封闭部件31具有相互对置的卡合部32和被卡合部33，通过卡合部32和被卡合部33的卡合，将罩部件30和外装体20固定。封闭部件31例如是在外装体20的表面上沿长边方向形成的轨道状部件，其既可以直接形成在外装体20的外表面上，也可以利用粘接剂将作为分体形成的轨道粘接在外装体20上。此外，在与轨道对置的罩部件30的内表面上设置有与封闭部件31卡合的被卡合部33。需要说明的是，卡合部32也可以形成在罩部件30的内表面上，被卡合部33也可以设置在封闭部件31上。根据本变形例的层压型电池单元10，罩部件30的组装变得容易。[第三实施方式]接着，参照图7和图8对本发明的第三实施方式的层压型电池单元10进行说明。在本实施方式的层压型电池单元10中，电压检测线15和温度检测线16穿过在一方
(图7中为近前侧)的耳部24上开设的多个孔26，以从表面侧向背面侧、另外从背面侧向表面侧缝纫耳部24的方式交替地配置在耳部24的两面上。然后，以设定于电极体11的根部附近的第一折回线l1将耳部24折回180
°
从而形成折回部25，在利用该折回部25包住电压检测线15和温度检测线16的状态下，使耳部24与电极体收纳部23重合。折回部25也可以由密封部件(未图示)或者罩部件30固定。根据本实施方式的层压型电池单元10，能够在将电压检测线15和温度检测线16固定在耳部24的状态下折回耳部24，因此电压检测线15和温度检测线16的组装作业变得更加容易。[第四实施方式]接着，参照图9对本发明的第四实施方式的层压型电池单元10进行说明。在本实施方式的层压型电池单元10中，电压检测线15和温度检测线16穿过在耳部24上开设的多个孔26，以从表面侧向背面侧、另外从背面侧向表面侧缝纫耳部24的方式交替地配置在耳部24的两面上。温度检测线16以从电极体11的长边方向的大致中央起与电极体11分离的方式在短边方向上延伸，并且固定在与耳部24连续形成的温度检测用耳部24a。然后，将温度检测用耳部24a与耳部24一起折回180
°
从而形成折回部25，在利用该折回部25包住电压检测线15和温度检测线16的状态下，使温度检测用耳部24a与电极体收纳部23重合。根据本实施方式的层压型电池单元10，即使将设置于温度检测线16的一端16a的温度传感器与耳部24分开地固定在外装体20，由于温度传感器被温度检测用耳部24a覆盖，因此也能够高精度地检测电极体11的温度。此外，所有的检测线(电压检测线15和温度检测线16)都能够被耳部24和温度检测用耳部24a覆盖并保护。[第五实施方式]接着，参照图10和图11对本发明的第五实施方式的层压型电池单元10进行说明。在本实施方式的层压型电池单元10中，电压检测线15和温度检测线16穿过在耳部24上开设的多个孔26，以从表面侧向背面侧、另外从背面侧向表面侧缝纫耳部24的方式交替地配置在耳部24的两面上。然后，以设定于与电极体11分开预定距离的位置上的第二折回线l2将耳部24折回180
°
(参照图10(a))，进而，沿着设定在比第二折回线l2更接近电极体11的位置上的第一折回线l1将耳部24折回180
°
(参照图10(b))。即，耳部24被折回两次，电压检测线15和温度检测线16被双重的折回部25包裹。根据本实施方式的层压型电池单元10，由于电压检测线15和温度检测线16被耳部24双重覆盖，因此能够更适当地保护电压检测线1 5和温度检测线16。[第六实施方式]接着，参照图12对具备多个上述各层压型电池单元10的电池组40进行说明。如图12所示，电池组40具备通过在水平方向上层叠多个第一至第五实施方式中所述的层压型电池单元10而成的电池单元组41，该电池单元组41排列收纳于电池壳体42内。在各层压型电池单元10中，将向图中上方突出的耳部24向下方折回180
°
从而形成折回部25，并覆盖电压检测线15和温度检测线16。需要说明的是，也可以将向下方突出的耳部24向上方折回180
°
从而形成折回部25。在该情况下，电压检测线15和温度检测线16也配置在电
极体11的下方。根据本实施方式的电池组40，能够抑制层压型电池单元10的高度，能够实现电池组40的小型化。此外，由于电压检测线15和温度检测线16被外装体20覆盖且固定，因此能够有效地利用电池壳体42内的空间。此外，能够抑制电压检测线15和温度检测线16因碰撞等而破损。需要说明的是，温度检测线16不需要设置在所有的层压型电池单元10中，只要设置在电池单元组41中的至少一个层压型电池单元10中即可。以上，参照附图对各种实施方式进行了说明，但是本发明当然并不限定于这些例子。显然，本领域技术人员能够在技术方案所记载的范围内想到各种变更例或修正例，而且应理解这些变更例或修正例当然也属于本发明的技术范围。此外，在不脱离发明的主旨的范围内，也可以任意地组合上述实施方式中的各构成要素。此外，在本说明书中至少记载有以下事项。需要说明的是，尽管在括号中示出了上述实施方式中的对应构成要素等，但本发明并不限定于此。(1)一种层压型电池单元(层压型电池单元10)，具备：电极体(电极体11)；极耳引脚(正极极耳引脚12、负极极耳引脚13)，其连接到所述电极体；以及外装体(外装体20)，其以露出所述极耳引脚的方式收纳所述电极体，并且由层压膜构成，其中，所述外装体具备：电极体收纳部(电极体收纳部23)，其收纳所述电极体；以及耳部(耳部24)，其位于所述电极体收纳部的外侧，连接到所述外装体的温度检测线(温度检测线16)和连接到所述极耳引脚的电压检测线(电压检测线14、15)中的至少一方的检测线配置在通过折回所述耳部而获得的折回部(折回部25)并且配置成与所述电极体收纳部重叠。根据(1)，由于检测线配置在通过折回外装体的耳部而获得的折回部并且配置成与电极体收纳部重叠，因此提高了检测线的布局性。由此，能够实现层压型电池单元的小型化，在收纳于电池组时能够节省空间。此外，能够通过折回部保护检测线。(2)根据(1)所述的层压型电池单元，其中，所述折回部在所述检测线配置在所述耳部的状态下被折回。根据(2)，检测线的组装作业变得容易。(3)根据(2)所述的层压型电池单元，其中，所述折回部在所述检测线配置成缝纫于所述耳部的状态下被折回。根据(3)，能够在将检测线固定在耳部的状态下折回耳部，因此检测线的组装作业变得更加容易。(4)根据(2)或(3)所述的层压型电池单元，其中，所述折回部在所述检测线配置在所述耳部的状态下或者在所述检测线配置成缝纫于所述耳部的状态下被折回至少两次。根据(4)，能够更适当地保护检测线。(5)根据(1)至(4)中任一项所述的层压型电池单元，其中，所述温度检测线和所述电压检测线这两方配置在沿着矩形的所述层压型电池单
元的长边方向的所述折回部，并且配置成与所述电极体收纳部重叠，所述温度检测线的前端部(一端16a)从所述长边方向的途中沿着短边方向延伸，在所述外装体中，在所述耳部设置有覆盖所述前端部的温度检测用耳部(温度检测用耳部24a)。根据(5)，能够保护温度检测线。(6)根据(1)至(5)中任一项所述的层压型电池单元，其中，设置有收纳所述折回部的罩部件(罩部件30)。根据(6)，能够更适当地保护检测线。(7)根据(6)所述的层压型电池单元，其中，所述罩部件与所述外装体具有卡合部(卡合部32和被卡合部33)。根据(7)，罩部件的组装变得容易。(8)根据(1)至(5)中任一项所述的层压型电池单元，其中，设置有覆盖所述折回部的密封部件。根据(8)，能够将折回部固定在外装体上。(9)一种电池组(电池组40)，具备：电池单元组(电池单元组41)，其通过在水平方向上层叠多个(1)至(8)中任一项所述的层压型电池单元(层压型电池单元10)而成；以及电池壳体(电池壳体42)，其收纳所述电池单元组，所述折回部通过折回在高度方向上位于上方的耳部或位于下方的耳部而形成。根据(9)，能够抑制层压型电池单元的高度，能够实现电池组的小型化。此外，由于检测线被固定在各层压型电池单元的外装体，因此能够有效地利用电池壳体内的空间。

技术特征：
1.一种层压型电池单元，具备：电极体；极耳引脚，其连接到所述电极体；以及外装体，其以露出所述极耳引脚的方式收纳所述电极体，并且由层压膜构成，其中，所述外装体具备：电极体收纳部，其收纳所述电极体；以及耳部，其位于所述电极体收纳部的外侧，连接到所述外装体的温度检测线和连接到所述极耳引脚的电压检测线中的至少一方的检测线配置在通过折回所述耳部而获得的折回部并且配置成与所述电极体收纳部重叠。2.根据权利要求1所述的层压型电池单元，其中，所述折回部在所述检测线配置在所述耳部的状态下被折回。3.根据权利要求2所述的层压型电池单元，其中，所述折回部在所述检测线配置成缝纫于所述耳部的状态下被折回。4.根据权利要求2或3所述的层压型电池单元，其中，所述折回部在所述检测线配置在所述耳部的状态下或者配置成缝纫于所述耳部的状态下被折回至少两次。5.根据权利要求1至3中任一项所述的层压型电池单元，其中，所述温度检测线和所述电压检测线这两方配置在沿着矩形的所述层压型电池单元的长边方向的所述折回部，并且配置成与所述电极体收纳部重叠，所述温度检测线的前端部从所述长边方向的途中沿着短边方向延伸，在所述外装体中，在所述耳部设置有覆盖所述前端部的温度检测用耳部。6.根据权利要求1至3中任一项所述的层压型电池单元，其中，设置有收纳所述折回部的罩部件。7.根据权利要求6所述的层压型电池单元，其中，所述罩部件与所述外装体具有卡合部。8.根据权利要求1至3中任一项所述的层压型电池单元，其中，设置有覆盖所述折回部的密封部件。9.一种电池组，其中，所述电池组具备：电池单元组，其通过在水平方向上层叠多个权利要求1至8中任一项所述的层压型电池单元而成；以及电池壳体，其收纳所述电池单元组，所述折回部通过折回在高度方向上位于上方的耳部或位于下方的耳部而形成。

技术总结
本发明提供一种能够适当地对检测线进行布局、能够实现小型化的层压型电池单元以及电池组。层压型电池单元(10)具备：电极体(11)；极耳引脚(12、13)，其连接到电极体(11)；以及外装体(20)，其以露出极耳引脚(12、13)的方式收纳电极体(11)，并且由层压膜构成。外装体(20)具备：电极体收纳部(23)，其收纳电极体(11)；以及耳部(24)，其向电极体收纳部(23)的外侧延伸。温度检测线(16)和电压检测线(14、15)中的至少一方的检测线配置在通过折回耳部(24)而获得的折回部(25)并且配置成与电极体收纳部(23)重叠。重叠。重叠。


技术研发人员：森井壮一
受保护的技术使用者：本田技研工业株式会社
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/9/25