專利名稱：組合電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種組合電池。
背景技術(shù)：
通過(guò)用諸如疊層膜等封裝件封裝電產(chǎn)生元件并從封裝件向外部引出板狀電極接頭而形成的平薄電池(在下文中稱為“扁平電池”)是已知的，其中所述電產(chǎn)生元件通過(guò)層疊正和負(fù)電極板來(lái)形成。近年來(lái)，通過(guò)疊置多個(gè)這種扁平電池且同時(shí)以串聯(lián)和/或并聯(lián)方式電連接各個(gè)扁平電池來(lái)生產(chǎn)高輸出和高容量的組合電池的作法成為時(shí)尚(參考未審查的日本專利出版物JP-A-200-195480和JP-A-2001-256934)。
例如，為了將如此形成的組合電池安裝在車輛上，致力于最大可能程度地減小相鄰扁平電池之間的距離從而壓縮組合電池的整個(gè)體積以及賦予組合電池一種少受振動(dòng)輸入影響的結(jié)構(gòu)的必要性得到了普遍承認(rèn)。當(dāng)振動(dòng)被施加而由組合電池承受時(shí)，可能在用以互相連接電極接頭的部分上導(dǎo)致產(chǎn)生應(yīng)力集中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目地是提供一種組合電池，其僅只些許地受振動(dòng)輸入的影響并能促進(jìn)體積的緊湊性。
本發(fā)明的組合電池包括多個(gè)扁平電池，每個(gè)扁平電池配設(shè)有封裝電產(chǎn)生元件的封裝件和從封裝件引向外部的電極接頭，所述多個(gè)扁平電池被疊置起來(lái)，且沿疊置方向彼此相鄰的扁平電池的電極接頭相互電連接，以及絕緣板，所述絕緣板沿著所述多個(gè)扁平電池的疊置方向從所述電極接頭的相反表面?zhèn)葕A持電極接頭并具有電絕緣性質(zhì)。
優(yōu)選地，夾持電極接頭的所述成對(duì)配置的絕緣板中的一個(gè)同時(shí)用于夾持另一電極接頭。
優(yōu)選地，所述各絕緣板相互連接。
優(yōu)選地，夾持電極接頭的所述成對(duì)配置的絕緣板設(shè)置有接合件，該接合件適于通過(guò)沿疊置方向穿過(guò)所述電極接頭來(lái)固定電極接頭。
優(yōu)選地，所述電極接頭設(shè)置有沿著疊置方向的通孔，以及所述接合件設(shè)置有凸出部和凹入部，所述凸出部適于插入設(shè)置在所述成對(duì)配置的絕緣板之一上的通孔中，所述凹入部適于允許在其中插入設(shè)置在所述成對(duì)配置的絕緣板中另一個(gè)上的、插入所述通孔中的凸出部的前端。
優(yōu)選地，所述絕緣板分別設(shè)置有凸出部和凹入部，所述凸出部設(shè)置在沿疊置方向的相對(duì)表面之一上，而所述凹入部設(shè)置在沿疊置方向的相對(duì)表面中的另一個(gè)上，以及所述凸出部和所述凹入部沿疊置方向設(shè)置在同一條直線上。
優(yōu)選地，所述絕緣板分別設(shè)置有用于暴露被夾持的電極接頭的部分周緣的凹口，以及通過(guò)所述凹口暴露的電極接頭的區(qū)域用作檢測(cè)每個(gè)所述扁平電池的電壓的電壓檢測(cè)部。
優(yōu)選地，所述組合電池還包括連接器，該連接器設(shè)置有可連接于所述電壓檢測(cè)部的連接端子且可拆卸地裝接于所述電壓檢測(cè)部。
優(yōu)選地，所述多個(gè)電壓檢測(cè)部沿疊置方向排列在同一條直線上，以及所述連接器設(shè)置有多個(gè)相應(yīng)于所述各電壓檢測(cè)部的位置設(shè)置的連接端子。
優(yōu)選地，所述電壓檢測(cè)部設(shè)置疊置連接于所述電極接頭的電壓檢測(cè)接線板。
優(yōu)選地，疊置夾持在設(shè)置有所述電壓檢測(cè)接線板的電極接頭上的電極接頭設(shè)置有用于接納所述電壓檢測(cè)接線板的凹口。
優(yōu)選地，所述電極接頭通過(guò)超聲波焊接互相連接，以及所述電極接頭和所述電壓檢測(cè)接線板通過(guò)沖壓壓緊或使用鉚釘進(jìn)行連接。
優(yōu)選地，所述電極接頭和所述電壓檢測(cè)接線板通過(guò)沖壓壓緊或使用具有頭部的鉚釘進(jìn)行連接，以及每個(gè)絕緣板設(shè)置有凹入部，該凹入部允許通過(guò)沖壓壓緊形成于所述電壓檢測(cè)接線板表面上的凸起部或者電壓檢測(cè)接線板表面的鉚釘?shù)乃鲱^部插入其中。
優(yōu)選地，所述絕緣板設(shè)置有沿疊置方向貫穿形成的開口窗部，所述多個(gè)電極接頭堆疊設(shè)置，靠近所述開口窗部，且由所述成對(duì)配置的絕緣板夾持，以及所述多個(gè)扁平電池通過(guò)相互連接靠近所述開口窗部的電極接頭進(jìn)行電連接。
優(yōu)選地，所述電極接頭由絕緣板夾持，而所述電極接頭的一部分靠近所述成對(duì)配置的絕緣板的外側(cè)，以及所述多個(gè)扁平電池通過(guò)相互連接靠近所述絕緣板外側(cè)的電極接頭進(jìn)行電連接。
優(yōu)選地，所述組合電池還包括正和負(fù)組合電池輸出端子，且其中所述絕緣板設(shè)置有沿疊置方向貫穿形成的開口窗部，所述電極接頭和所述組合電池輸出端子之一疊放設(shè)置，靠近所述開口窗部，且由所述成對(duì)配置的絕緣板夾持，以及每個(gè)所述組合電池輸出端子通過(guò)連接靠近所述開口窗部的電極接頭和該組合電池輸出端子而電連接于所述扁平電池。
優(yōu)選地，多個(gè)疊置的扁平電池通過(guò)電連接電極性不同的電極接頭以串聯(lián)連接方式連接，以及所述正組合電池輸出端子和負(fù)組合電池輸出端子電連接于沿疊置方向位于兩相對(duì)端處的電池。
優(yōu)選地，所述絕緣板配設(shè)有具有電絕緣性質(zhì)的絕緣層和比所述絕緣層具有更高熱輻射性質(zhì)的散熱層。
優(yōu)選地，所述多個(gè)電極接頭疊放設(shè)置，其端部靠近所述絕緣板的外側(cè)，且由所述成對(duì)配置的絕緣板夾持，以及所述多個(gè)扁平電池通過(guò)相互連接靠近所述絕緣板外側(cè)的電極接頭的所述端部進(jìn)行電連接。
優(yōu)選地，所述組合電池還包括用于固定隔離件的位置并容納多個(gè)扁平電池的殼體。
從下面結(jié)合附圖中所示的優(yōu)選實(shí)施例給出的說(shuō)明，除了上面闡明的那些之外的本發(fā)明的目的、特征和特性將變得很明顯。


圖1是透視圖，圖示了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的組合電池；圖2是透視圖，圖示了處于垂直翻轉(zhuǎn)和分解狀態(tài)下的、圖1中所示的組合電池；圖3是平面圖，圖示了包含在殼體中的電池單元；圖4是沿著圖3中的線4-4截取的剖面視圖；圖5是沿著圖3中的線5-5截取的剖面視圖；圖6是透視圖，圖示了通過(guò)從電池單元主體拆下絕緣蓋而暴露出來(lái)的電池單元；
圖7是透視圖，圖示了從不同于圖6的方向觀察到的相同電池單元；圖8是透視圖，圖示了從底面?zhèn)扔^察到的相同電池單元；圖9是透視圖，圖示了電池單元的主體；圖10是透視圖，圖示了形成電池單元主體的三個(gè)子組件，其前表面?zhèn)任挥谇皞?cè)；圖11是透視圖，圖示了子組件，其后表面?zhèn)戎赶蚯胺?；圖12是透視圖，圖示了從底表面?zhèn)扔^察到的這些子組件；圖13是分解透視圖，圖示了電池單元的主體，前表面?zhèn)戎赶蚯胺剑粓D14是分解透視圖，圖示了電池單元的主體，后表面?zhèn)戎赶蚯胺?；圖15是方案圖，用來(lái)幫助說(shuō)明扁平電池和絕緣板在電池單元主體中的疊置狀態(tài)；圖16是方案圖，用來(lái)幫助說(shuō)明各扁平電池在電池單元主體中的的電連接狀態(tài)；圖17是透視圖，圖示了包含在電池單元主體中的扁平電池的一個(gè)實(shí)例；圖18A是透視圖，圖示了包含在電池單元主體中的絕緣板的一個(gè)實(shí)例；圖18B是透視圖，圖示了處于前、后表面顛倒?fàn)顟B(tài)下的相同絕緣板；以及圖18C是沿著18A中的線18C-18C截取的剖面視圖；圖19A和圖19B是透視圖，用來(lái)幫助說(shuō)明組合電池的一個(gè)電極接頭和輸出端子由一對(duì)絕緣板疊置和夾持的狀態(tài)；圖20A和圖20B是透視圖，用來(lái)幫助說(shuō)明疊置在圖19A視圖中的較下位置側(cè)上的扁平電池的電極接頭被進(jìn)一步夾持的狀態(tài)；圖21A、圖21B和圖21C是透視圖，用來(lái)幫助說(shuō)明多個(gè)電極接頭由一對(duì)絕緣板疊置夾持的狀態(tài)；圖22A是透視圖，圖示了電池單元主體前表面?zhèn)壬系碾妷簷z測(cè)部；而圖22B是透視圖，圖示了連接器插入裝接于電池單元主體的前表面的絕緣蓋的狀態(tài)；圖23A是透視圖，圖示了連接器已經(jīng)從圖22B的狀態(tài)拔出的狀態(tài)；圖23B是透視圖，圖示了絕緣蓋；而圖23C是透視圖，圖示了連接器；圖24A是平面圖，圖示了具有于電極接頭上疊置連接的電壓檢測(cè)接線板的扁平電池的主要部分；圖24B是沿著圖24A中的線24B-24B截取的剖面視圖，表示電極接頭和電壓檢測(cè)接線板通過(guò)沖壓壓緊進(jìn)行連接的狀態(tài)；而圖24C是主要部分的剖面視圖，圖示了將連接器插入電壓檢測(cè)部的方式；圖25A是剖面視圖，圖示了配設(shè)有用于接納通過(guò)沖壓壓緊形成在電壓檢測(cè)接線板表面上的凸起部的凹入部的絕緣板的主要部分；而圖25B是剖面視圖，圖示了電極接頭和電壓檢測(cè)接線板通過(guò)鉚釘連接的狀態(tài)；圖26是用來(lái)幫助說(shuō)明第一子組件裝配過(guò)程的視圖；圖27是繼圖26之后的視圖；圖28是繼圖27之后的視圖；圖29是繼圖28之后的視圖；圖30是繼圖29之后的視圖；圖31是繼圖30之后的視圖；圖32是用來(lái)幫助說(shuō)明第二子組件裝配過(guò)程的視圖；圖33是繼圖32之后的視圖；圖34是用來(lái)幫助說(shuō)明第三子組件裝配過(guò)程的視圖；圖35是繼圖34之后的視圖；圖36是繼圖35之后的視圖；圖37是繼圖36之后的視圖；圖38是繼圖37之后的視圖；圖39是繼圖38之后的視圖；圖40是剖面視圖，圖示了根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的組合電池；圖41是透視圖，圖示了扁平電池；圖42是平面圖，圖示了電極接頭由絕緣板相互夾持的狀態(tài)的主要部分；圖43是剖面視圖，圖示了疊置扁平電池的方式；圖44是剖面視圖，圖示了已經(jīng)疊置的扁平電池的疊放方式；圖45是剖面視圖，圖示了疊置的電極接頭的端部通過(guò)鎢極惰性氣體保護(hù)焊(TIG焊接)互相連接的方式；圖46是一個(gè)視圖，圖示了疊置的電極接頭的端部通過(guò)激光焊接互相連接的方式；圖47是一個(gè)視圖，圖示了疊置的電極接頭的端部通過(guò)摩擦攪拌壓焊(friction agitation bonding)互相連接的方式；圖48是一個(gè)視圖，圖示了在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例中疊置扁平電池的方式；
圖49是沿著圖48中的線49-49截取的剖面視圖；以及圖50是剖面視圖，圖示了第三實(shí)施例的組合電池。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。
(第一實(shí)施例)圖1中所示的X軸的方向?qū)⒎Q為組合電池50、電池單元60、殼體70等的較長(zhǎng)方向，而Y軸的方向稱為其較短方向。于是，位于圖1中較長(zhǎng)方向前側(cè)的表面稱為前表面，而位于較長(zhǎng)方向后側(cè)的表面稱為后表面。在下面的說(shuō)明中，將扁平電池簡(jiǎn)單地縮寫為“電池”。
參考圖1和圖2，組合電池50在殼體70中包含電池單元60，電池單元60包含多個(gè)(在所述實(shí)例中為8個(gè))電池100(泛指101-108)。組合電池50安裝在諸如例如產(chǎn)生傳遞到電池單元60的振動(dòng)的汽車或電氣列車等車輛上。雖然未示出，但能通過(guò)疊置任意數(shù)量的組合電池50以及將各個(gè)組合電池以串-并聯(lián)連接方式進(jìn)行連接而形成符合所需電流、電壓和容量的車載電池組。當(dāng)將各組合電池50以串-并聯(lián)連接方式進(jìn)行連接時(shí)，使用諸如母線等適當(dāng)?shù)倪B接件。在使用時(shí)組合電池50用空氣冷卻。多個(gè)組合電池50借助居間的凸緣以一空間間隔開疊置，所述各空間用作冷卻空氣得以流過(guò)并冷卻各個(gè)組合電池50的冷卻空氣通道。通過(guò)使冷卻空氣流過(guò)并冷卻各個(gè)組合電池50，使得電池溫度能夠降低并抑制諸如充電效率等特性的劣化。
上述殼體70包括形狀象盒子的、形成有開口71a的下殼體71和上殼體72，上殼體72構(gòu)成用于封閉開口71a的蓋元件。通過(guò)卷邊加工(參考圖1的局部放大部分)使上殼體72的邊緣部72a圍繞下殼體71的周壁71b的邊緣部71c卷起。下殼體71和上殼體72由壁厚較小的鋼板或鋁板形成，且每個(gè)都通過(guò)壓力加工形成規(guī)定的形狀。
如圖3-圖9中所示，上述電池單元60包括電池單元主體80和可自由拆卸地安裝于電池單元主體80的前表面和后表面的絕緣蓋91和92，電池單元主體80通過(guò)疊置八個(gè)電池100并以串聯(lián)連接方式連接各個(gè)電池100而形成。
電池單元主體80還包括用于夾持電極接頭100t和正與負(fù)輸出端子140、150(對(duì)應(yīng)于組合電池輸出端子)的隔離件110(對(duì)應(yīng)于絕緣板)。這里，電極接頭100t統(tǒng)稱為正電極接頭100p和負(fù)電極接頭100m。正電極接頭100p泛指相應(yīng)于電池101-108的正電極接頭101p、102p、103p、104p、105p、106p、107p和108p，而負(fù)電極接頭100m泛指相應(yīng)于各個(gè)電池101-108的負(fù)電極接頭101m、102m、103m、104m、105m、106m、107m和108m。而隔離件110泛指隔離件121-138。
絕緣蓋91和92用于覆蓋電池單元主體80的前表面?zhèn)群秃蟊砻鎮(zhèn)?。絕緣蓋91和92在其中央位置分別設(shè)置有用于配裝將在下面具體描述的連接器170(參考圖23)的插入孔91a、92a。連接器170連接到用于檢測(cè)電池100的電壓的電壓檢測(cè)部160(參考圖6、圖7和圖9)。執(zhí)行電壓檢測(cè)的目的是為了管理各組合電池50的充電和放電。絕緣蓋91、92在其內(nèi)側(cè)上設(shè)置有用于引導(dǎo)連接器170的插入和拔出的引導(dǎo)板91b、92b，而和在其周緣上設(shè)置有多個(gè)搭扣配合爪91c、92c，搭扣配合爪91c、92c用于通過(guò)與隔離件110和輸出端子140、150接合而使絕緣蓋91、92固定不動(dòng)(參考圖6-圖8)。
再次參考圖1和圖2，正和負(fù)輸出端子140、150穿過(guò)切口部71d、71e并通過(guò)殼體70引出，切口部71d、71e形成于下殼體71的周壁71b的一部分上。絕緣蓋91、92的插入孔91a、92a類似地穿過(guò)切口部71f并暴露于殼體70的外部，切口部71f形成于周壁71b的一部分上。為了在殼體70角部的四個(gè)部分處插入貫穿螺栓(未示出)，在下殼體71和上殼體72的角部上的四個(gè)部分處形成螺栓孔73，而在各隔離件110的兩個(gè)部分處形成螺栓孔111。圖2中的附圖標(biāo)記93表示有待插入隔離件110的螺栓孔111中的套管，而附圖標(biāo)記94表示有待置于電池單元60和上殼體72之間的緩沖件。
殼體70使隔離件110的位置固定且包含多個(gè)電池100。通過(guò)使貫穿螺栓插過(guò)下殼體71和上殼體72的螺栓孔73以及插過(guò)插裝于隔離件110的螺栓孔111中的套管93，隔離件110的位置相對(duì)于殼體70固定。由于隔離件110的位置固定，因?yàn)楦綦x件110夾持電極接頭110t，所以多個(gè)電池100的位置相對(duì)于殼體70固定。
參考圖10-圖12，電池單元主體80通過(guò)組裝第一到第三三個(gè)子組件81、82和83形成。在圖10中，所示處于最高位置的第一子組件81通過(guò)在其上疊置三個(gè)電池101、102和103以及將這些電池101、102和103以串聯(lián)連接方式進(jìn)行連接而形成。所示處于中間位置的第二子組件82通過(guò)在其上疊置兩個(gè)電池104和105以及將這些電池104和105以串聯(lián)連接方式進(jìn)行連接而形成。所示處于最低位置的第三子組件83通過(guò)在其上疊置三個(gè)電池106、107和108以及將這些電池106、107和108以串聯(lián)連接方式進(jìn)行連接而形成。第一子組件81在其上設(shè)置有負(fù)輸出端子150，而第三子組件83在其上設(shè)置有正輸出端子140。通過(guò)使在后表面?zhèn)壬系拿鎸?duì)隔離件110外側(cè)的電極接頭103p和104m互相連接而使第一子組件81和第二子組件82電連接；通過(guò)使在后表面?zhèn)壬系拿鎸?duì)隔離件110外側(cè)的電極接頭105p和106m互相連接而同樣地使第二子組件82和第三子組件83電連接。第一子組件81的電池103與第二子組件的電池104的相對(duì)表面和第二子組件82的電池105與第三子組件83的電池106的相對(duì)表面分別通過(guò)雙面涂覆帶結(jié)合起來(lái)。
圖15的右側(cè)構(gòu)成前表面?zhèn)龋渥髠?cè)構(gòu)成后表面?zhèn)?。參考圖13-圖15，電池單元主體80包括8個(gè)電池101-108、18個(gè)隔離件121-138和兩個(gè)輸出端子140與150。18個(gè)隔離件121-138對(duì)半設(shè)置，前表面?zhèn)壬虾秃蟊砻鎮(zhèn)壬细饔芯艂€(gè)。為了說(shuō)明的方便，八個(gè)電池101-108沿著電池的疊置方向(在圖15中的垂直方向)從上到下順序地稱為第一電池101-第八電池108。前表面?zhèn)壬系木艂€(gè)隔離件121-129沿著電池的疊置方向從上到下順序地稱為第一隔離件121-第九隔離件129。同理，后表面?zhèn)壬系木艂€(gè)隔離件130-138被稱為第十隔離件130-第十八隔離件138。
第一-第十八隔離件121-138如此布置以便沿著電池的疊置方向從電極接頭100t的相反表面?zhèn)葕A持電極接頭100t。正輸出端子140包括疊置在第八電池108的正電極接頭108p上的板狀母線141和用于遮掩設(shè)置在母線141端子部上的電極的樹脂質(zhì)蓋子142。負(fù)輸出端子150包括疊置在第一電池101的負(fù)電極接頭101m上的板狀母線151和用于遮掩設(shè)置在母線151端子部上的電極的樹脂質(zhì)蓋子152。母線141和151都由銅板形成。正輸出端子140的電極和樹脂質(zhì)蓋子142，當(dāng)從前表面?zhèn)瓤磿r(shí)，位于母線141的兩側(cè)端子部的右端子部上。相反，負(fù)輸出端子150的電極和樹脂質(zhì)蓋子152位于母線151的左端子部上。順便提及，在電極接頭100t和隔離件110的沿著電池疊置方向的相對(duì)表面中，圖15中的上側(cè)表面將被稱為前面，而下側(cè)表面將被稱為后面。母線141和151分別具有沿著疊置方向從前面延伸到后面的成對(duì)的通孔143和153。
圖17圖示了作為電池100的一個(gè)實(shí)例的第一電池101。在圖16中，右側(cè)構(gòu)成前表面?zhèn)?，而左?cè)構(gòu)成后表面?zhèn)?。參考圖16和圖17，電池100是平的鋰離子二次電池，其具有封裝件100a，如密封疊層膜；疊置型電產(chǎn)生元件(未示出)，電產(chǎn)生元件通過(guò)順序地疊置正電極板、負(fù)電極板和隔板形成。在電池100中，端部電連接于電產(chǎn)生元件并呈板形的電極接頭100t從封裝件100a朝外部引出，正電極接頭100p和負(fù)電極接頭100m沿較長(zhǎng)方向朝向電池100的相對(duì)側(cè)(前表面?zhèn)群秃蟊砻鎮(zhèn)?伸出。在設(shè)置有疊置型電產(chǎn)生元件的電池100的情況下，為了在相鄰的電極板之間保持均勻統(tǒng)一的距離并維持電池性能，需要用壓力壓實(shí)電產(chǎn)生元件。從而，各電池100包含在殼體70使得電產(chǎn)生元件得以壓實(shí)。
在圖17中，附圖標(biāo)記161表示疊置并結(jié)合于負(fù)電極接頭100m上的接線板(對(duì)應(yīng)于電壓檢測(cè)接線板)，而附圖標(biāo)記162表示一對(duì)形成于接線板161上的通孔。在負(fù)電極接頭100m中，形成有一對(duì)與接線板161的通孔162連通的通孔109(參考圖24B)。正電極接頭100p可以選擇性地在其上形成通孔109。具體地，第二、第三、第五、第六和第八電池102、103、105、106和108的正電極接頭102p、103p、105p、106p和108p分別具有通孔109(參考圖13和圖14)。通孔109和162沿著疊置方向從前面延伸到后面。
圖18A圖示了作為隔離件110的一個(gè)實(shí)例的第四、第六、第十二、第十四和第十六隔離件124、126、132、134和136。圖19A和圖19B圖示了電池101的負(fù)電極接頭101m和負(fù)輸出端子150被一對(duì)隔離件121和122疊置夾持的狀態(tài)。圖20A和圖20B圖示了在圖19A的圖中疊置在下位置側(cè)上的電池102的正電極接頭102p被進(jìn)一步夾持的狀態(tài)。圖21A、圖21B和圖21C圖示了多個(gè)電極接頭101p和102m被一對(duì)隔離件131和132疊置夾持的狀態(tài)。
參考圖18，隔離件110形成為板形，用來(lái)沿著多個(gè)電池100的疊置方向從電極接頭100t的相反表面?zhèn)葕A持電極接頭100t，且隔離件110被賦予電絕緣性質(zhì)。
隔離件110的材料不需受特別限制，而是僅僅需要具有電絕緣性質(zhì)和被賦予足以?shī)A持電極接頭100t的強(qiáng)度。例如，可以使用電絕緣的樹脂類材料。在沿著隔離件110的較長(zhǎng)方向的相對(duì)端部上，形成有從前面延伸到后面的、用于允許套管93(參考圖2)插入的螺栓孔111。通過(guò)使隔離件110夾持電極接頭100t，使得可以在組合電池50受到振動(dòng)時(shí)抑制電極接頭100t的振動(dòng)并防止電極接頭100t上的應(yīng)力集中。結(jié)果，能提高電極接頭100t的耐用性并從而組合電池50的耐用性。此外，由于電極接頭100t被具有電絕緣性質(zhì)的隔離件110夾持，所以即使在各電池100之間的距離，即在各電極接頭100t之間的距離減小時(shí)，也能防止電極接頭100t互相形成短路。結(jié)果，通過(guò)最大可能程度地減小各電池之間的距離，能在整體上給予組合電池50必需的空間緊湊性。因此，能提供組合電池50，其表現(xiàn)出增大的抗震強(qiáng)度，顯示出對(duì)振動(dòng)輸入影響的不敏感性，和允許尺寸上的緊湊性。此外，由于電池單元主體80具有沿著電池疊置方向設(shè)置在相對(duì)端部上的隔離件110，所以它能減少電極接頭100t的暴露并能在組合電池50的組裝期間便利于電池單元主體80的處置。順便提及，絕緣蓋91和92由與隔離件110相同的材料形成。
在隔離件110中，形成有沿著疊置方向從前面延伸到后面的開口窗部112。在所述實(shí)例中，形成矩形的開口窗部112，它們位于沿隔離件110的較長(zhǎng)方向從中央朝向兩側(cè)等距間隔開的兩個(gè)部分處。開口窗部112面對(duì)被夾持的電極接頭110t的一部分(參考圖19B和圖21C)。
隔離件110還在作為沿著疊置方向的相對(duì)表面之一的前面上設(shè)置有銷113(對(duì)應(yīng)與凸出部)，并在作為沿著疊置方向的相對(duì)表面中的另一個(gè)的后面上設(shè)置有凹入部114。這些銷113和凹入部114沿著疊置方向設(shè)置在一條線上(參考圖18C)。在所述實(shí)例中，一對(duì)銷113和一對(duì)凹入部114從開口窗部112沿隔離件110的較長(zhǎng)方向朝向中央設(shè)置。順便提及，銷113可以另外稱為凸起。
夾持電極接頭的成對(duì)的隔離件中的一個(gè)同時(shí)用作夾持另一個(gè)電極接頭的成對(duì)隔離件中的一個(gè)。例如，如圖15中所示，第一電池101的負(fù)電極接頭101m被成對(duì)的第一和第二隔離件121和122夾持，而第二電池102的正電極接頭102p被成對(duì)的第二和第三隔離件122和123夾持。在該實(shí)例中，第二隔離件122用于夾持負(fù)電極接頭101m和同時(shí)夾持正電極接頭102p。通過(guò)如上所述地同時(shí)使用隔離件122，使得可以減小上部位置側(cè)上的負(fù)電極接頭101m和下部位置側(cè)上的正電極接頭102p之間的距離。從而，通過(guò)最大可能程度地減小各電池100之間的距離，使得可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)組合電池50的緊湊性。
也如圖19A和圖19B中所示，從前面延伸到后面的接合孔115形成于下部位置側(cè)上的隔離件122上，而搭扣配合爪116凸出地形成在上部位置側(cè)上的隔離件121的后面上。搭扣配合爪116插入設(shè)置在后面上的隔離件122的接合孔115中，并于是與隔離件122接合。即，隔離件110通過(guò)互相插入結(jié)合起來(lái)。結(jié)果，能容易且迅速地實(shí)現(xiàn)隔離件110的互相聯(lián)接，且能容易且迅速地實(shí)現(xiàn)夾持電極接頭110t的工作。
現(xiàn)在參考圖19-圖21，夾持電極接頭100t的成對(duì)的隔離件設(shè)置有用于穿過(guò)電極接頭100t并接合電極接頭100t的接合件117。具體地，如圖19中所示，負(fù)電極接頭101m在其上形成有沿著疊置方向貫穿的通孔109，而接合件117設(shè)置有銷113和凹入部114，銷113形成在成對(duì)的隔離件121、122中的一個(gè)隔離件122上并插入通孔109，而凹入部114設(shè)置在成對(duì)的隔離件121、122中的另一個(gè)隔離件121上并允許插入通孔109的銷113的前端插入插入。由于上述的接合件117，能消除隔離件121和122相對(duì)于負(fù)電極接頭101m的可能的位置偏差，并從而可以在組合電池遭受振動(dòng)的影響時(shí)預(yù)防由于上述偏差導(dǎo)致的電極接頭之間可能形成的短路。
這里，隔離件110在其前面上設(shè)置有銷113而在其后面上設(shè)置有凹入部114，銷113和凹入部114沿著疊置方向設(shè)置在同一條直線上(參考圖18C)。當(dāng)其上形成有通孔109的電極接頭100t被如上述構(gòu)造的隔離件110夾持時(shí)，接合件117如上述地構(gòu)造，能消除隔離件110相對(duì)于電極接頭100t的可能的位置偏差，并從而可以在組合電池遭受振動(dòng)的影響時(shí)預(yù)防由于上述偏差導(dǎo)致的電極接頭100t之間可能形成的短路。此外，當(dāng)疊置多個(gè)電池100以形成組合電池50時(shí)，通過(guò)將下部位置側(cè)上的隔離件110的銷113的前端插入上部位置側(cè)上的隔離件110的凹入部114中，能同時(shí)固定隔離件110相對(duì)于電極接頭100t的位置和各電池100的相互位置。通過(guò)使銷113和凹入部114顯示如上所述的定位作用，能提高組合電池50在裝配期間的可操作性。
由于母線141和151、接線板161和電極接頭100t各自具有在兩點(diǎn)處形成的通孔143、153、162和109，所以通過(guò)將銷113插入通孔，能防止它們產(chǎn)生自由旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，每對(duì)通孔143、153、162和109中的一個(gè)形成為圓形形狀，而剩余的一個(gè)形成為橢圓形狀。通孔使用這兩種形狀的原因是能容易地實(shí)現(xiàn)銷113的插入。
參考圖19，負(fù)電極接頭101m和負(fù)輸出端子150的母線151被疊置，且負(fù)電極接頭101m的一部分和母線151的一部分由所述對(duì)隔離件121和122于開口窗部112附近夾持，隔離件121和122設(shè)置有沿著疊置方向延伸的所述開口窗部112。通過(guò)將接近開口窗部112的負(fù)電極接頭101m與母線151連接起來(lái)，輸出端子150得以電連接到第一電池101。當(dāng)通過(guò)焊接進(jìn)行負(fù)電極接頭101m和母線151的連接時(shí)，負(fù)電極接頭101m和母線151能保持于疊置狀態(tài)下，且此外，通過(guò)將隔離件121和122都用作夾具，能容易地使焊頭定位于開口窗部112中。結(jié)果，能通過(guò)開口窗部112進(jìn)行焊接，且能提高焊接的可操作性。通過(guò)將第二隔離件122的銷113插過(guò)母線151、第一電池101的負(fù)電極接頭101m和接線板161的通孔153、109和162并將其推入第一隔離件121的凹入部114中，實(shí)現(xiàn)了母線151、第一電池101的負(fù)電極接頭101m和接線板161的定位。除了面對(duì)開口窗部112的部分和構(gòu)成電壓檢測(cè)部160的部分之外，負(fù)電極接頭101m和母線151的外周邊籍由隔離件121和122絕緣。
參考圖20，成對(duì)的隔離件122和123夾持正電極接頭102p，正電極接頭102p的一部分接近隔離件122和123的外側(cè)。通過(guò)使第三隔離件123的銷113穿過(guò)第二電池102的通孔109并將該銷113推入第二隔離件122的凹入部114中，第二電池102的正電極接頭102p得以定位。順便提及，接近隔離件122和123外側(cè)的正電極接頭102p與接近隔離件123和124外側(cè)的負(fù)電極接頭103m連接，結(jié)果第二電池102和第三電池103電連接(參考圖15)。
參考圖21，多個(gè)電極接頭101p和102m被疊置，且利用成對(duì)的隔離件131和132夾持，隔離件131和132設(shè)置有沿著疊置方向貫穿的開口窗部112，而電極接頭101p和102m部分地接近開口窗部112。于是，通過(guò)利用超聲波焊接使面對(duì)開口窗部112的電極接頭101p和102m互相連接，使得多個(gè)電池101和102得以電連接。當(dāng)通過(guò)焊接互相連接電極接頭101p和102m時(shí)，電極接頭101p和102m能保持于互相疊置的狀態(tài)下，且此外，通過(guò)將隔離件131和132都用作夾具，能容易地使焊接設(shè)備的焊頭定位于開口窗部112中。結(jié)果，能通過(guò)開口窗部112執(zhí)行焊接，且在這種情況下能類似地提高焊接的可操作性。通過(guò)使第十二隔離件132的銷113穿過(guò)第二電池102的負(fù)電極接頭102m和接線板161的通孔109和162并將該銷113推入第十一隔離件131的凹入部114中，第二電池102的負(fù)電極接頭102m和接線板161得以定位。除了面對(duì)開口窗部112的部分和構(gòu)成電壓檢測(cè)部160的部分之外，電極接頭101p和102m的外周邊籍由隔離件131和132絕緣。
在本實(shí)施例的電池單元主體80中，通過(guò)相互電連接電極性不同的電極接頭100p和100m，疊置的多個(gè)電池100得以順序連接，且正輸出端子140和負(fù)輸出端子150分別電連接于沿著疊置方向位于相對(duì)兩端的第八和第一電池108和101，如圖15中所示。通過(guò)結(jié)合圖19-圖21中所示的各組合來(lái)制造電池單元主體80。圖19-圖21中所示的各組合在焊接的可操作性方面得到改善。結(jié)果，能改善在制造電池單元主體80期間的焊接的可操作性。
參考圖18A、圖18B和圖22A，隔離件110各自設(shè)置有用于暴露被夾持的電極接頭100t的周緣的一部分的凹口118，通過(guò)凹口118暴露的電極接頭100t的區(qū)域用作檢測(cè)電池100的電壓的電壓檢測(cè)部160。由于電極接頭100t自身用作電壓檢測(cè)部160，與設(shè)置專門用于電壓檢測(cè)的、與電極接頭100t分離的端子的情況相比，能促進(jìn)空間的節(jié)省，結(jié)果將簡(jiǎn)化用于電壓檢測(cè)的結(jié)構(gòu)，并便于組合電池50的裝配。
參考圖22和圖23，設(shè)置有能連接到電壓檢測(cè)部160的連接端子171(參考圖24C)的連接器170通過(guò)絕緣蓋91的插入孔91a可拆卸地裝接于電壓檢測(cè)部160。連接器170通過(guò)引線172連接到電壓檢測(cè)設(shè)備180。只通過(guò)插接連接器170，就能完成將電壓檢測(cè)部160電連接到電壓檢測(cè)設(shè)備180的操作。然后，能通過(guò)監(jiān)測(cè)在電壓檢測(cè)部160上檢測(cè)的電壓來(lái)檢查各個(gè)電池100的工作狀況。
將多個(gè)電壓檢測(cè)部160沿著電池的疊置方向排列在一條相同的線上。連接器170設(shè)置有多個(gè)布置成與電壓檢測(cè)部160的位置相對(duì)應(yīng)的連接端子171。各電壓檢測(cè)部160對(duì)半排列，四個(gè)在前表面?zhèn)?，四個(gè)在后表面?zhèn)?。通過(guò)預(yù)先建立多個(gè)電壓檢測(cè)部160的位置與多個(gè)連接端子171的位置之間的對(duì)應(yīng)性，能通過(guò)簡(jiǎn)單地插入一個(gè)連接器170來(lái)完成將多個(gè)電壓檢測(cè)部160全體電連接到電壓檢測(cè)設(shè)備180的操作，結(jié)果將提高該電連接的可操作性。這里，電池100在其厚度方向(電池高度)上的尺寸在允許電產(chǎn)生元件存在的部分中或多或少地存在尺寸分散。在本實(shí)施例中，電極接頭100t唯一地由作為剛性體的隔離件110夾持，且多個(gè)電壓檢測(cè)部160由通過(guò)凹口118暴露的電極接頭100t形成。因而，介于多個(gè)電壓檢測(cè)部160之間的間隔注定由疊置的隔離件110的高度尺寸確定。即，多個(gè)電壓檢測(cè)部160的間隔能保持不變，而不會(huì)受各電池高度的尺寸分散的影響，而多個(gè)電壓檢測(cè)部160的位置不會(huì)引起相互關(guān)系方面的任何分散。連接器170的多個(gè)連接端子171不會(huì)引起位置關(guān)系方面的任何分散。因而，無(wú)須為使多個(gè)電壓檢測(cè)部160與多個(gè)連接端子171在相對(duì)位置關(guān)系方面相一致而進(jìn)行復(fù)雜的操作，如調(diào)節(jié)各個(gè)電壓檢測(cè)部160的高度位置。結(jié)果，使電壓檢測(cè)部160在結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)化，使多個(gè)電壓檢測(cè)部160和多個(gè)連接端子171能容易地全體連接，且提高了連接器170的插入的可操作性。
當(dāng)電極接頭100t具有比較大的板厚時(shí)，構(gòu)成電壓檢測(cè)部160的電極接頭100t在連接器170的插入和拔出過(guò)程中不會(huì)發(fā)生變形。然而，當(dāng)電極接頭100t具有比較小的板厚時(shí)，構(gòu)成電壓檢測(cè)部160的電極接頭100t在連接器170的插入和拔出過(guò)程中可能發(fā)生變形。因而，為了防止電極接頭100t的這種變形，電壓檢測(cè)部160被配設(shè)有疊置于電極接頭100t進(jìn)行連接的接線板161。接線板161由具有比電極接頭100t更大板厚的金屬板形成。隔離件110在其后面上設(shè)置有用于接納接線板161的凹口(未示出)。通過(guò)配設(shè)接線板161，與只使用電極接頭100t的情況相比，能增加電壓檢測(cè)部160的強(qiáng)度和防止電壓檢測(cè)部160由于連接器170的插入和拔出而變形。此外，由于接線板161直接連接到電極接頭100t上，所以與接線板161與電極接頭100t分開設(shè)置的情況相比，能節(jié)省空間。
接線板161上還形成有通孔162，通孔162允許隔離件110的銷113插入。通過(guò)使插入通孔162中的銷113承受施加在接線板161上的負(fù)荷，能在連接器170的插入和拔出過(guò)程中，減小施加在電極接頭100t和電產(chǎn)生元件上的負(fù)荷。
順便提及，在電極接頭100t具有比較大的板厚和不會(huì)由于連接器170的插入和拔出而遭受變形時(shí)，電極接頭100t不必設(shè)置接線板161。
參考圖21A，在疊置設(shè)置有接線板161的負(fù)電極接頭102m而被夾持的正電極接頭101p設(shè)置有用來(lái)容納接線板161的凹口100b。由于不允許正電極接頭101p疊置在接線板161上，因此在負(fù)電極接頭102m和正電極接頭101p之間不會(huì)出現(xiàn)任何間隙。結(jié)果，電極接頭102m和101p能被緊密結(jié)合地夾持和被理想地電連接。
通過(guò)超聲波焊接使各電極接頭100t互相連接。具體地說(shuō)，通過(guò)超聲波焊接使接近隔離件131和132的開口窗部112的電極接頭102m和101p互相連接(參考圖21)。同樣，通過(guò)超聲波焊接使接近隔離件121和122的開口窗部112的負(fù)電極接頭101m和輸出端子150的母線151相連接(參考圖19)。通過(guò)超聲波焊接使接近隔離件121-124外側(cè)的電極接頭102p和103m在隔離件121-124外側(cè)互相連接。通過(guò)超聲波焊接使接近隔離件127-129外側(cè)的電極接頭106p和106m在隔離件127-129外側(cè)互相連接(參考圖20和圖22A)。
本發(fā)明不排除通過(guò)超聲波焊接使電極接頭100t和接線板161互相連接。然而，當(dāng)通過(guò)超聲波焊接連接電極接頭100t和接線板161以及通過(guò)超聲波焊接隨后互相連接各電極接頭100t時(shí)，電極接頭100t和接線板161的連接部受到伴隨于焊接的振動(dòng)，而電極接頭100t和接線板161的連接部產(chǎn)生分離，并可能導(dǎo)致結(jié)合強(qiáng)度下降。因而，當(dāng)通過(guò)超聲波焊接互相連接各電極接頭100t時(shí)，優(yōu)選地，通過(guò)沖壓壓緊和使用鉚釘165中的至少任一種方法連接電極接頭100t和接線板161。即使在緊密接近電極接頭100t和接線板161的連接部的位置處通過(guò)超聲波焊接互相連接各電極接頭100t，也能保持電極接頭100t和接線板161之間的連接強(qiáng)度和得到預(yù)期品質(zhì)的易維護(hù)性。在連接器170的插入和拔出過(guò)程中，接線板161受到由于發(fā)生在連接器170的連接端子171和接線板161之間的摩擦和卡合造成的推力。通過(guò)使籍由沖壓壓緊或鉚釘165產(chǎn)生的抗剪強(qiáng)度對(duì)抗該推力，能預(yù)防在電極接頭100t和接線板161的連接部處分離的發(fā)生。
圖24A圖示了接線板161疊置連接于負(fù)電極接頭100m的電池100的主要部分。參考圖24A-圖24C，在本實(shí)施例中，通過(guò)沖壓壓緊連接負(fù)電極接頭100m和接線板161。沖壓壓緊導(dǎo)致在接線板161的前面形成凸起部163和在接線板161和負(fù)電極接頭100m后面形成凹入部(參考圖24B和圖24C)。連接器170具有帶有彈性的連接端子171，且被插入接線板161和負(fù)電極接頭100m。連接器170的插入位置由圖24A和圖24C中的雙點(diǎn)點(diǎn)劃線指明。當(dāng)進(jìn)行沖壓壓緊時(shí)，負(fù)電極接頭100m和接線板161形成凸凹組合，沿著凸凹方向的表面與在連接器170的插入或拔出過(guò)程中產(chǎn)生的推力的方向垂直地交叉。結(jié)果，能提供推力的阻抗并防止負(fù)電極接頭100m與接線板161的連接部發(fā)生分離。
參考圖25A，隔離件110設(shè)置有允許通過(guò)沖壓壓緊形成在接線板161表面上的凸起部163插入其中的凹入部119。當(dāng)夾持負(fù)電極接頭100m時(shí)，隔離件110的凹入部119和接線板161表面上的凸起部163互相配合。當(dāng)振動(dòng)經(jīng)由連接器170侵入接線板161時(shí)，隔離件110能抑制振動(dòng)并防止振動(dòng)進(jìn)入負(fù)電極接頭100m。結(jié)果，電極接頭100t能獲得提高的耐用性，且組合電池50能顯示提高的可靠性，而不會(huì)遭受應(yīng)力集中在電極接頭的互相結(jié)合的部分上。此外，由于施加在接線板161上的推力被隔離件110俘獲，所以施加在負(fù)電極接頭100m上的推力減輕，這樣，能提高負(fù)電極接頭100m的耐用性。在圖25A中出現(xiàn)的附圖標(biāo)記113表示設(shè)置在隔離件110前面上的銷。如已經(jīng)描述的，下部位置側(cè)上的隔離件110的銷113插入在負(fù)電極接頭100m和接線板161上形成的通孔109和162，并配合到上部位置側(cè)的隔離件110的凹入部114中。
圖25B表示這樣一種狀態(tài)，其中負(fù)電極接頭100m和接線板161通過(guò)鉚釘165連接。鉚釘165的頭部165a從接線板161的相對(duì)兩側(cè)，即前面和后面，突出并形成凸起形狀。當(dāng)通過(guò)鉚釘165實(shí)現(xiàn)該組合時(shí)，為了防止振動(dòng)和推力進(jìn)入負(fù)電極接頭100m，隔離件110優(yōu)選地設(shè)置有允許從接線板161的前面和后面突出的鉚接頭部165a插入其中的凹入部119。
再次參考圖15和圖16，下面將進(jìn)一步說(shuō)明電池100和隔離件110在電池單元主體80中的疊置狀態(tài)、電極接頭100t的形狀和電池100的電連接狀態(tài)。在圖16中，用虛線表示隔離件110。
首先參考圖16，將說(shuō)明電極接頭100t的形狀。電極接頭100t具有不同的形狀。著眼于便于子組件81、82和83中的電極接頭100t的接合以及便于子組件81、82和83之間的電極接頭100t的接合，來(lái)確定電極接頭100t的形狀。第二電池102和第五電池105的電池前側(cè)和后側(cè)簡(jiǎn)單地方向顛倒地設(shè)置而自身保持不變并使用同樣的電池。同樣，第三電池103和第六電池106使用同樣的電池，且第四電池104和第七電池107使用同樣的電池。因而，本電池單元主體80包含八個(gè)電池101-108，然而使用了電極接頭100t形狀不同的五種電池。通過(guò)減少電池種類的數(shù)量，能減小生產(chǎn)電池100所需的費(fèi)用。
電極接頭100t的形狀寬泛地劃分兩種類型，即接頭部分在較長(zhǎng)方向上伸長(zhǎng)且接近隔離件110外側(cè)的類型，和接頭全部被隔離件110遮掩的類型。前面一種類型包括第二電池102的正電極接頭102p、第三電池103的正和負(fù)電極接頭103p和103m、第四電池104的負(fù)電極接頭104m、第五電池105的正電極接頭105p、第六電池106的正和負(fù)電極接頭106p和106m、和第七電池107的負(fù)電極接頭107m。后一種類型中包括剩余的電極接頭，即，第一電池101的正和負(fù)電極接頭101p和101m、第二電池102的負(fù)電極接頭102m、第四電池104的正電極接頭104p、第五電池105的負(fù)電極接頭105m、第七電池107的正電極接頭107p、和第八電池108的正和負(fù)電極接頭108p和108m。
接線板161疊置連接于每個(gè)電池100中的負(fù)電極接頭100m。疊置夾在設(shè)置有接線板161的負(fù)電極接頭100m上的正電極101p、104p和107p具有用于納放接線板161的凹口100b(另外參考圖17)。
現(xiàn)在參考圖16，下面將說(shuō)明各電池100的電連接狀態(tài)。在圖16中，被電連接的電極接頭100t由以雙點(diǎn)劃線表示的連接線連接。
鄰近連接線標(biāo)注的“填滿的正方形”表示在第一-第三子組件81、82和83中，接近隔離件110的開口窗部112的電極接頭100t通過(guò)超聲波焊接互相連接。鄰近連接線標(biāo)注的“填滿的圓形”表示在第一和第三子組件81和83中，接近隔離件110外側(cè)的電極接頭100t在隔離件110外側(cè)通過(guò)紫外線焊接連接起來(lái)。鄰近連接線標(biāo)注的“空白的圓形”表示在子組件81、82和83已經(jīng)組裝之后，當(dāng)互相連接子組件81和82以及82和83時(shí)，接近隔離件110外側(cè)的電極接頭100t在隔離件110外側(cè)通過(guò)紫外線焊接互相連接。
當(dāng)組裝第一子組件81時(shí)，第一電池101的正電極接頭101p和第二電池102的負(fù)電極接頭102m在開口窗部112中進(jìn)行連接，而第二電池102的正電極接頭102p和第三電池103的負(fù)電極接頭103m在隔離件110外側(cè)進(jìn)行連接。第一電池101的負(fù)電極接頭101m和負(fù)輸出端子150的母線151也在開口窗部112中進(jìn)行連接(參考圖19)。
當(dāng)組裝第二子組件82時(shí)，第四電池104的正電極接頭104p和第五電池105的負(fù)電極接頭105m在開口窗部112中進(jìn)行連接。
當(dāng)組裝第三子組件83時(shí)，第七電池107的正電極接頭107p和第八電池108的負(fù)電極接頭108m在開口窗部112中進(jìn)行連接，而第六電池106的正電極接頭106p和第七電池107的負(fù)電極接頭107m在隔離件110外側(cè)進(jìn)行連接。第八電池108的正電極接頭108p和正輸出端子140的母線141在開口窗部112中進(jìn)行連接。
在子組件81、82和83已經(jīng)組裝之后，當(dāng)連接第一子組件81和第二子組件82時(shí)，第三電池103的正電極接頭103p和第四電池104的負(fù)電極接頭104m在隔離件110外側(cè)進(jìn)行連接。當(dāng)連接第二子組件82和第三子組件83時(shí)，第五電池105的正電極接頭105p和第六電池106的負(fù)電極接頭106m在隔離件110外側(cè)進(jìn)行連接。從而，作為電極性不同的電極接頭100p和100m的電連接結(jié)果，八個(gè)疊置的電池101-108以串聯(lián)連接方式進(jìn)行連接，且正輸出端子140和負(fù)輸出端子150電連接于沿著疊置方向位于相對(duì)端的第八和第一電池108和101。
在前表面?zhèn)龋膫€(gè)電壓檢測(cè)部160沿著電池的疊置方向排列在同一條直線上，接線板161位于第一、第三、第五和第七電池101、103、105和107的相應(yīng)負(fù)電極接頭101m、103m、105m和107m上。在后表面?zhèn)?，四個(gè)電壓檢測(cè)部160沿著電池的疊置方向排列在同一條直線上，接線板161位于第二、第四、第六和第八電池102、104、106和108的相應(yīng)負(fù)電極接頭102m、104m、106m和108m上。例如，通過(guò)確定前表面?zhèn)壬蠑?shù)第一電壓檢測(cè)部160和后表面?zhèn)壬蠑?shù)第一電壓檢測(cè)部160之間的電壓，能得到第一電池101的電壓。通過(guò)確定后表面?zhèn)壬蠑?shù)第一電壓檢測(cè)部160和前表面?zhèn)壬蠑?shù)第二電壓檢測(cè)部160之間的電壓，能得到第二電池102的電壓。類似地，能得到第三-第八電池103-108的電壓。
現(xiàn)在，將在下面參考圖15說(shuō)明電池100和隔離件110在電池單元主體80中的疊置狀態(tài)。在圖15中，從隔離件110前面凸出的元件表示銷113，而從其后面凸出的元件表示搭扣配合爪116。下面將彼此分開地說(shuō)明前表面?zhèn)群秃蟊砻鎮(zhèn)取?br> 首先，在前表面?zhèn)?，第一和第二隔離件121和122夾持處于疊置狀態(tài)下的負(fù)電極接頭101m和負(fù)輸出端子150的母線151。第二和第三隔離件122和123夾持第二電池102的正電極接頭102p。第三和第四隔離件123和124夾持第三電池103的負(fù)電極接頭103m。第五和第六隔離件125和126夾持處于疊置狀態(tài)下的第四電池104的正電極接頭104p和第五電池105的負(fù)電極接頭105m。第六和第七隔離件126和127夾持第六電池106的正電極接頭106p。第七和第八隔離件127和128夾持第七電池107的負(fù)電極接頭107m。第八和第九隔離件128和129夾持處于疊置狀態(tài)下的第八電池108的正電極接頭108p和正輸出端子140的母線141。
在后表面?zhèn)龋谑綦x件130疊置在第十一隔離件131上。第十一和第十二隔離件131和132夾持處于疊置狀態(tài)下的第一電池101的正電極接頭101p和第二電池102的負(fù)電極接頭102m。第十二和第十三隔離件132和133夾持第三電池103的正電極接頭103p。第十三和第十四隔離件133和134夾持第四電池104的負(fù)電極接頭104m。第十四和第十五隔離件134和135夾持第五電池105的正電極接頭105p。第十五和第十六隔離件135和136夾持第六電池106的負(fù)電極接頭106m。第十七和第十八隔離件137和138夾持處于疊置狀態(tài)下的第七電池107的正電極接頭107p和第八電池108的負(fù)電極接頭108m。
隔離件110也具有不同的形狀。一些隔離件的前側(cè)和后側(cè)自身保持不便且在前表面?zhèn)群秃蟊砻鎮(zhèn)确较蝾嵉沟卦O(shè)置。此外，前表面?zhèn)壬系木艂€(gè)隔離件121-129包括相同的隔離件，而后表面?zhèn)壬系木艂€(gè)隔離件130-138包括相同的隔離件。電池單元主體80包括18個(gè)隔離件121-138，且使用八種形狀不同的隔離件。第一隔離件121-第十八隔離件138的種類在下面通過(guò)使用符號(hào)#8-#15示出。
后表面?zhèn)惹氨砻鎮(zhèn)鹊谑綦x件130#9 第一隔離件121#9第十一隔離件131#12第二隔離件122#13第十二隔離件132#11第三隔離件123#10第十三隔離件133#10第四隔離件124#11第十四隔離件134#11第五隔離件125#12第十五隔離件135#10第六隔離件126#11第十六隔離件136#11第七隔離件127#10第十七隔離件137#15第八隔離件128#9第十八隔離件138#14第九隔離件129#8現(xiàn)在，將在下面描述裝配本實(shí)施例中的組合電池50的過(guò)程。在圖27、圖29、圖31、圖33、圖35、圖37和圖39中，用影線指出承受超聲波焊接的位置。
(第一子組件81的組裝)在前表面?zhèn)?，第一和第二隔離件121和122夾持處于疊置狀態(tài)下的第一電池101的負(fù)電極接頭101m和負(fù)輸出端子150的母線151，而負(fù)電極接頭101m和負(fù)輸出端子150部分接近開口窗部112，如圖26中所示。第二隔離件122的銷113穿過(guò)母線151、負(fù)電極接頭101m和接線板161的相應(yīng)通孔153、109和162，且配裝于第一隔離件121的凹入部114。如圖27中所示，接近開口窗部112的負(fù)電極接頭101m和母線151通過(guò)超聲波焊接進(jìn)行連接。結(jié)果，負(fù)輸出端子150電連接到第一電池101。
第十隔離件130在后表面?zhèn)壬席B置在第十一隔離件131上，如圖28中所示。第十一和第十二隔離件131和132夾持處于疊置狀態(tài)下的第一電池101的正電極接頭101p和第二電池102的負(fù)電極接頭102m，而電極接頭101p與102m部分地接近開口窗部112。第十二隔離件132的銷113穿過(guò)負(fù)電極接頭102m和接線板161的相應(yīng)通孔109和162，且配裝于第十一隔離件131的凹入部114。由于接線板161不能疊置在正電極接頭101p上，所以電極接頭101p和102m被互相緊密結(jié)合地夾持。用雙面涂覆帶將第一電池101和第二電池102的相對(duì)表面粘合起來(lái)。如圖29中所示，接近開口窗部112的正電極接頭101p和負(fù)電極接頭102m通過(guò)超聲波焊接進(jìn)行連接。結(jié)果，第一電池101和第二電池102以串聯(lián)連接方式進(jìn)行連接。此外，在前表面?zhèn)壬?，第二和第三隔離件122和123夾持第二電池102的正電極接頭102p，正電極接頭102p的一部分接近隔離件122和123的外側(cè)(參考圖28和圖29)。第三隔離件123的銷113穿過(guò)正電極接頭102p的通孔109，且配裝于第二隔離件122的凹入部114中。
在前表面?zhèn)壬?，第三和第四隔離件123和124夾持第三電池103的負(fù)電極接頭103m，負(fù)電極接頭103m的一部分接近隔離件123和124的外側(cè)，如圖30中所示。第四隔離件124的銷113穿過(guò)負(fù)電極接頭103m和接線板161的相應(yīng)通孔109和162，并配裝于第三隔離件123的凹入部114中。用雙面涂覆帶將第二電池102和第三電池103的相對(duì)表面粘合起來(lái)。接近隔離件121-124外側(cè)的第二電池102的正電極接頭102p和第三電池103的負(fù)電極接頭103m通過(guò)超聲波焊接在隔離件121-124外側(cè)進(jìn)行連接，如圖31中所示。結(jié)果，第二電池102和第三電池103以串聯(lián)連接方式連接。然后，在后表面?zhèn)壬希谑偷谑綦x件132和133夾持第三電池103的正電極接頭103p，正電極接頭103p的一部分接近隔離件132和133的外側(cè)(參考圖30和圖31)。第十三隔離件132的銷113穿過(guò)正電極接頭103p的通孔109，且配裝于第十二隔離件132的凹入部114中。
通過(guò)這些步驟，完成第一子組件81的組裝。
(第二子組件82的組裝)在前表面?zhèn)壬?，第五和第六隔離件125和126夾持第四電池104的正電極接頭104p和第五電池105的負(fù)電極接頭105m，電極接頭104p和105m疊置且部分地接近開口窗部112，如圖32中所示。第六隔離件126的銷113穿過(guò)負(fù)電極接頭105m和接線板161的相應(yīng)通孔109和162，并配裝于第五隔離件125的凹入部114中。由于正電極接頭104p不能疊置在接線板161上，所以電極接頭104p和105m被互相緊密結(jié)合地夾持。用雙面涂覆帶將第四電池104和第五電池105的相對(duì)表面粘合起來(lái)。如圖33中所示，接近開口窗部112的正電極接頭104p和負(fù)電極接頭105m通過(guò)超聲波焊接進(jìn)行連接。結(jié)果，第四電池104和第五電池105以串聯(lián)連接方式連接。然后，在后表面?zhèn)壬?，第十四和第十五隔離件134和135夾持第五電池105的正電極接頭105p，正電極接頭105p部分接近隔離件134和135的外側(cè)(參考圖32和圖33)。第十四隔離件134的銷113穿過(guò)負(fù)電極接頭104m和接線板161的相應(yīng)通孔109和162。
這些步驟完成第二子組件82的組裝。
(第三子組件83的組裝)在前表面?zhèn)壬?，第八和第九隔離件128和129夾持疊置的第八電池108的正電極接頭108p和正輸出端子140的母線141，正電極接頭108p的一部分和正輸出端子140的一部分接近開口窗部112，如圖34中所示。第九隔離件129的銷113穿過(guò)母線141和正電極接頭108p的相應(yīng)通孔143和109，并配裝于第八隔離件128的凹入部114。如圖35中所示，通過(guò)超聲波焊接接近開口窗部112的正電極接頭108p和母線141。結(jié)果，正輸出端子140電連接到第八電池108。
在后表面?zhèn)壬希谑吆偷谑烁綦x件137和138夾持疊置的第七電池107的正電極接頭107p和第八電池108的負(fù)電極接頭108m，電極接頭107p和108m部分接近開口窗部112，如圖36中所示。第十八隔離件138的銷113穿過(guò)負(fù)電極接頭108m和接線板161的相應(yīng)通孔109和162，并配裝于第十七隔離件137的凹入部114中。由于正電極接頭107p不能疊置在接線板161上，所以電極接頭107p和108m被緊密結(jié)合地夾持。用雙面涂覆帶將第七電池107和第八電池108的相對(duì)表面粘合起來(lái)。如圖37中所示，通過(guò)超聲波焊接連接接近開口窗部112的正電極接頭107p和負(fù)電極接頭108m。結(jié)果，第七電池107和第八電池108以串聯(lián)連接方式連接。然后，在前表面?zhèn)壬?，第七和第八隔離件127和128夾持第七電池107的負(fù)電極接頭107m，負(fù)電極接頭107m部分接近隔離件127和128的外側(cè)(參考圖36和圖37)。第八隔離件128的銷113穿過(guò)負(fù)電極接頭107m和接線板161的通孔相應(yīng)109和162，并配裝于第七隔離件127的凹入部114中。
在后表面?zhèn)壬?，第十六隔離件136疊置在第十七隔離件137上，如圖38中所示。第十七隔離件137的銷113配裝于第十六隔離件136的凹入部114中。第六電池106的負(fù)電極接頭106m安裝在第十六隔離件136上，負(fù)電極接頭106m部分地接近隔離件136的外側(cè)。第十六隔離件136的銷113穿過(guò)負(fù)電極接頭106m和接線板161的相應(yīng)通孔109和162。用雙面涂覆帶將第六電池106和第七電池107的相對(duì)表面粘合起來(lái)。在前表面?zhèn)壬?，第六電?06的正電極接頭106p安裝在第七隔離件127上，正電極接頭106p部分地接近隔離件127的外側(cè)，如圖39中所示。第七隔離件127的銷113穿過(guò)正電極接頭106p的通孔109。然后，接近隔離件127和128外側(cè)的正電極接頭106p和負(fù)電極接頭107m通過(guò)超聲波焊接在隔離件127和128外側(cè)連接起來(lái)。結(jié)果，第六電池106和第七電池107以串聯(lián)連接方式連接。
這些步驟完成第三子組件83的組裝。
(子組件81和82與82和83的相互連接)在第一子組件81和第二子組件82進(jìn)行連接時(shí)，參考圖10-圖12和圖15，在前表面?zhèn)壬?，第五隔離件125的銷113配裝于第四隔離件124的凹入部114中；而在后表面?zhèn)壬希谑母綦x件134的銷113穿過(guò)第四電池104的負(fù)電極接頭104m和接線板161的相應(yīng)通孔109和162，然后配裝于第十三隔離件133的凹入部114中。結(jié)果，第一子組件81和第二子組件82得以定位和連接。然后，在后表面?zhèn)壬希谌姵?03的正電極接頭103p和第四電池104的負(fù)電極接頭104m通過(guò)超聲波焊接在隔離件130-135的外側(cè)進(jìn)行連接。結(jié)果，第一子組件81和第二子組件82以串聯(lián)連接方式連接。
在第二子組件82和第三子組件83進(jìn)行連接時(shí)，在前表面?zhèn)壬?，第七隔離件127的銷113穿過(guò)第六電池106的正電極接頭106p的通孔109，然后配裝于的第六隔離件126的凹入部114中；而在后表面?zhèn)壬?，第十六隔離件136的銷113穿過(guò)第六電池106的負(fù)電極接頭106m和接線板161的相應(yīng)通孔109和162，并隨后配裝于第十五隔離件135的凹入部114中。結(jié)果，第二子組件82和第三子組件83得以定位和連接。然后，在后表面?zhèn)壬?，第五電?05的正電極接頭105p和第六電池106的負(fù)電極接頭106m通過(guò)超聲波焊接在隔離件130-138外側(cè)進(jìn)行連接。結(jié)果，第一-第三子組件81、82和83以串聯(lián)連接方式連接。
這些步驟完成子組件81和82與82和83的互相連接，結(jié)果獲得了圖9中所示的電池單元主體80。
電極接頭100t的相互連接部與電極接頭100t和母線141和151的連接部在電池100的較短方向(隔離件110的較長(zhǎng)方向)上分為多個(gè)位置。當(dāng)特定的連接部通過(guò)超聲波焊接進(jìn)行連接時(shí)，將進(jìn)行組對(duì)的電極接頭100t可以通過(guò)使焊接設(shè)備的焊頭位于該特定的連接部得以相互夾持，而不必進(jìn)行通過(guò)臨時(shí)撤回沿疊置方向擴(kuò)散開其他電池的操作，結(jié)果便于焊接操作。此外，增加了焊頭形狀的選擇自由度，并便于焊接操作的自動(dòng)化。而且，預(yù)期的品質(zhì)得以保持，而不會(huì)造成已經(jīng)連接的電極接頭100t遭受不適當(dāng)應(yīng)力的可能性。
(電池單元60的組裝等)隨后，將絕緣蓋91和92分別安設(shè)在電池單元主體80的前表面和后表面上(參考圖6和圖23A)以獲得圖3中所示的電池單元60。
將電池單元60容放在下殼體71中，以及將套管93插入隔離件110的螺栓孔111中，如圖2中所示。將緩沖件94放置在電池單元60上，并用上殼體72封閉下殼體71的開口部71a。通過(guò)借助壓緊操作使上殼體72的邊緣部72a疊蓋于下殼體71周壁71b的邊緣部71c，而完成圖1中所示的組合電池50的裝配。通過(guò)插孔91a和92a插入連接器170。
通過(guò)使貫穿螺栓穿過(guò)殼體70的螺栓孔73和套管93，隔離件110相對(duì)于殼體70的位置被固定。結(jié)果，多個(gè)電池100相對(duì)于殼體70的位置被固定。
(改進(jìn)的實(shí)施例)已經(jīng)描述了電極接頭100t通過(guò)超聲波焊接互相連接的實(shí)施例。然而，電極接頭100t的互相連接不限于超聲波焊接。
(第二實(shí)施例)第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同在于，隔離件230的結(jié)構(gòu)和互相連接電極接頭222和224的方式改變了。
類似于第一實(shí)施例，第二實(shí)施例的組合電池210具有多個(gè)疊置的電池220且各電池220的電極接頭222與224互相電連接，電池220通過(guò)用封裝件封裝電產(chǎn)生元件且同時(shí)將板狀電極接頭222和224從封裝件引出到外部而形成。該組合電池210還配設(shè)有板狀的電絕緣隔離件230，適于沿著電池的疊置方向(圖40中的垂直方向)從電極接頭222和224的相反表面?zhèn)葕A持電極接頭。多個(gè)電池220以壓實(shí)電產(chǎn)生元件的方式被容放在殼體240中。
電池220是扁平形狀的電池，如圖41中所示。通過(guò)順序地層疊正電極板、負(fù)電極板和隔板而形成的疊置型電產(chǎn)生元件(未示出)被包容在扁平型主體226中。電池220是二次電池，如鋰離子二次電池。在組合電池210中，多個(gè)電池220沿與其中包含的電產(chǎn)生元件的疊置方向相同的方向疊置起來(lái)。
電池220具有正電極接頭222和負(fù)電極接頭224，它們從包括電產(chǎn)生元件的扁平主體226伸出。負(fù)電極接頭224由薄銅片形成，正電極接頭222由薄鋁片形成。多個(gè)電池220如此疊置，使得正電極接頭222和負(fù)電極接頭224可以沿著疊置方向彼此交替，即電極接頭的電極性可以彼此交替。
通過(guò)將雙面涂覆帶或粘合劑施用于扁平主體226來(lái)互相固定電池220。一對(duì)隔離件230將正電極接頭222和負(fù)電極接頭224作為一個(gè)疊置對(duì)夾持在一起。因而，多個(gè)電池220以串聯(lián)連接方式連接。形成最上層的電池220的的負(fù)電極接頭224連接于負(fù)輸出端子252，而形成最下層的電池220的正電極接頭222連接于正輸出端子250。
第二實(shí)施例的隔離件230配設(shè)有具有電絕緣性質(zhì)的絕緣層234和比絕緣層234具有更高熱輻射性質(zhì)的散熱層232。作為例子示出的隔離件230以三層結(jié)構(gòu)形成，包括具有絕緣性質(zhì)的絕緣層234，絕緣層234被具有熱輻射性質(zhì)的散熱層232夾持，如圖40中所示。當(dāng)電極接頭222和224被一對(duì)都具有該三層結(jié)構(gòu)的隔離件230夾持時(shí)，使得散熱層232能接觸疊置的電極接頭222和224。
絕緣層234可以由合適的材料形成，只要它能賦予隔離件230電絕緣性質(zhì)即可。散熱層232可以由合適的材料形成，只要它擁有比絕緣層234更高的熱輻射性質(zhì)即可。通過(guò)用比形成絕緣層234的材料具有更高導(dǎo)熱比的材料形成散熱層232，散熱層232能擁有比絕緣層234更高的熱輻射性質(zhì)。由于絕緣層234能使隔離件230保留其自身的電絕緣性質(zhì)，所以用來(lái)形成散熱層232的材料不必局限于擁有電絕緣性質(zhì)的物質(zhì)，而是可以從具有導(dǎo)電性質(zhì)的物質(zhì)中選擇。從提高熱輻射性質(zhì)的觀點(diǎn)選擇用來(lái)形成散熱層232的材料就足夠了。具體地說(shuō)，諸如鋁等具有優(yōu)良熱輻射性質(zhì)的材料用于散熱層232。對(duì)于絕緣層234，使用諸如陶瓷或樹脂等絕緣材料。當(dāng)導(dǎo)電物質(zhì)選用為形成散熱層232的材料時(shí)，不用說(shuō)，為了賦予隔離件230電絕緣性質(zhì)，必須沿著電極接頭222和224的平面方向布設(shè)絕緣層234。
優(yōu)選地，在保證電絕緣性質(zhì)的范圍內(nèi)，以可能的最小厚度形成絕緣層234。這是因?yàn)樵诟綦x件230的有限厚度內(nèi)能提高由散熱層232引起的熱輻射性質(zhì)。
如圖42中所示，隔離件230與電池220近似等寬，且設(shè)置在電極接頭222和224的整個(gè)寬度上。
如圖40中所示，一對(duì)隔離件230夾持作為一對(duì)的兩個(gè)疊置的正電極接頭222和負(fù)電極接頭224，且沿著疊置方向與正電極接頭222和負(fù)電極接頭224設(shè)置在一起。為了處理作為一對(duì)的兩個(gè)正電極接頭222和負(fù)電極接頭224，各個(gè)隔離件230的厚度近似等于兩個(gè)電池220的總厚度并設(shè)置在兩層的間隔處。各隔離件230以一個(gè)梯級(jí)交錯(cuò)地設(shè)置在電池220的各電極接頭側(cè)(圖中的橫向側(cè))。因而，除了形成沿著疊置方向位于相對(duì)端處的最上和最下層的電池220之外的各個(gè)電池220，它們的負(fù)電極接頭224與設(shè)置于上一梯級(jí)的其它電池220的正電極接頭222接觸，而它們的正電極接頭222與設(shè)置于下一梯級(jí)的其它電池的負(fù)電極接頭224接觸。結(jié)果，多個(gè)電池220以串聯(lián)連接方式連接。如上所述，負(fù)輸出端子252連接于形成最上層的電池220的負(fù)電極接頭224，而正輸出端子250連接于形成最下層的電池220的正電極接頭222。順便提及，多個(gè)電池220可以以串聯(lián)連接方式如此連接，使得正輸出端子250可以連接于形成最上層的電池220，而負(fù)輸出端子252可以連接于形成最下層的電池220。
殼體240包含電池220和隔離件230。殼體240上形成有孔，用于引出從疊置的電池220伸出的正輸出端子250和負(fù)輸出端子252。電池220和隔離件230穩(wěn)固地固定在殼體240內(nèi)并得以受到保護(hù)。
(組裝過(guò)程)現(xiàn)在，將在下面說(shuō)明本實(shí)施例中的組合電池210的組裝過(guò)程。
首先，如圖43中所示，通過(guò)超聲波焊接將正輸出端子250裝接于形成最下層的電池220的正電極接頭222。在隨后的狀態(tài)下，形成最下層的電池220通過(guò)支承體236支承。這里，支承體236由絕緣材料形成，且用高摩擦片、雙面涂覆帶或粘合劑配接于正電極接頭222和負(fù)電極接頭224。
隨后，將隔離件230’裝設(shè)于形成最下層的電池220的正電極接頭222。為了調(diào)節(jié)整個(gè)組合電池210的總厚度，這里使用的隔離件230’具有一個(gè)電池的厚度。由于這個(gè)厚度，所以它形成為兩層結(jié)構(gòu)。不過(guò)，隔離件230’配設(shè)有絕緣層234和散熱層232，類似于前述具有等于兩個(gè)電池總厚度的厚度的情形。
然后，疊置下一個(gè)電池220。相鄰的電池220具有置于其間的粘合劑或雙面涂覆帶并互相固定。將隔離件230裝設(shè)于疊置電池220的正電極接頭222。在該裝設(shè)過(guò)程中，在使筆直伸展的正電極接頭222變形的同時(shí)，隔離件230將它壓靠于形成最下層的電池220的負(fù)電極接頭224。正電極接頭222由鋁形成，它比負(fù)電極接頭224更容易彎曲。形成最下層的電池220的負(fù)電極接頭224和與該接頭224接觸且位于其上面一層的電池220的正電極接頭222在疊置時(shí)產(chǎn)生與正電極接頭222中產(chǎn)生的變形成比例的長(zhǎng)度差。
隨后，相似地疊置電池220。此時(shí)，隔離件230設(shè)置在圖中的左側(cè)并使正電極接頭222和負(fù)電極接頭224兩個(gè)接頭沿疊置方向接觸。
當(dāng)重復(fù)上述疊置過(guò)程并將負(fù)輸出端子252連接于形成最上層的電池220的負(fù)電極接頭224時(shí)，形成如圖44中所示的疊置主體。
這里，疊置的正電極接頭222和負(fù)電極接頭224在長(zhǎng)度上不同，且正電極接頭222和負(fù)電極接頭224的端面沒有對(duì)齊。正電極接頭222和負(fù)電極接頭224的這種不完全對(duì)齊的端面妨礙它們的組合。因而，通過(guò)使用切割器將疊置的正電極接頭222和負(fù)電極接頭224的端面取齊。
如圖45中所示，通過(guò)使用TIG焊接設(shè)備260利用TIG焊接連接電極接頭222和224的對(duì)齊的端面。TIG焊接設(shè)備260配設(shè)有不受熱量影響的鎢電極，且用以通過(guò)向其周圍環(huán)境供送惰性氣體氣流來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接。在焊接的過(guò)程中，同時(shí)充當(dāng)散熱器的夾具261從上面和下面托持隔離件230。夾具261在焊接的過(guò)程中保持穩(wěn)定性，且促進(jìn)在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的熱量的擴(kuò)散。
利用TIG焊接，保證了正電極接頭222和負(fù)電極接頭224之間的電連接。在整個(gè)TIG焊接結(jié)束后，通過(guò)將疊置的主體放在殼體240中完成如圖40中所示的組合電池210。
根據(jù)與第一實(shí)施例類似的第二實(shí)施例，通過(guò)如上所述地用隔離件230夾持電極接頭222和224，得以提供組合電池210，其擁有提高的抗震強(qiáng)度，顯示出不受振動(dòng)輸入的影響，且允許尺寸上的緊湊性。該組合電池210具有由隔離件230作為一對(duì)夾持的正電極接頭222和負(fù)電極接頭224兩個(gè)接頭。由于正電極接頭222和負(fù)電極接頭224組合成對(duì)，所以它們能以它們不變的姿勢(shì)進(jìn)行連接。因而，該操作易于進(jìn)行且能產(chǎn)生穩(wěn)定的連接。
作為連接電極接頭的方式，包括將疊置的電極接頭夾持在機(jī)臂和砧座之間并通過(guò)超聲波焊接將它們連接起來(lái)的方法可供使用。當(dāng)通過(guò)超聲波焊接連接相鄰的電極接頭時(shí)，必需在電極接頭的上面和下面獲得用來(lái)納放機(jī)臂和砧座的空間。因而，當(dāng)待疊置的電池的電極接頭具有相同的形狀時(shí)，通過(guò)將已經(jīng)連接的區(qū)域分開來(lái)獲得所述空間，而連接區(qū)域因此受到用于分離的力。當(dāng)分離的連接區(qū)域接閉合到先前的狀態(tài)時(shí)，電池和電極接頭受到不需要的力。結(jié)果，連接區(qū)域和電池可能會(huì)破裂，可能不能獲得穩(wěn)定的品質(zhì)。相反，在第二實(shí)施例中，雖然疊置的電池220的電極接頭222和224具有同樣的形狀，但被成對(duì)的隔離件230夾持的多個(gè)電極接頭222和224在其接近隔離件230外側(cè)的端部處進(jìn)行連接。由于正電極接頭222和負(fù)電極接頭224的端部通過(guò)TIG焊接進(jìn)行連接，所以免除了獲得用于接納機(jī)臂的空間的必要性。結(jié)果，因?yàn)椴辉傩枰獙⒁呀?jīng)連接的區(qū)域分開或閉合，所以能避免連接區(qū)域和電池220破裂，且能獲得品質(zhì)穩(wěn)定的連接。
正電極接頭222和負(fù)電極接頭224以其端部進(jìn)行連接。因而，正電極接頭222和負(fù)電極接頭224的長(zhǎng)度僅需為這些接頭可以從隔離件230稍微突出。結(jié)果是，具有較之以往更小長(zhǎng)度的正電極接頭222和負(fù)電極接頭224就足夠了，且組合電池210的尺寸得以減小。
由于隔離件230支承正電極接頭222和負(fù)電極接頭224，所以即使當(dāng)待疊置電池220的數(shù)量很大時(shí)，也能在整個(gè)疊置過(guò)程完成之后，最終也能集體地相互連接各電池220。因而，疊置過(guò)程可以在不對(duì)待疊置的層數(shù)加以任何限制的情況下進(jìn)行。
此外，各自包含具有熱輻射性質(zhì)的散熱層232的隔離件230分別設(shè)置在疊置的正電極接頭222和負(fù)電極接頭224的上面和下面。因而，當(dāng)正電極接頭222和負(fù)電極接頭224在它們通過(guò)焊接進(jìn)行連接產(chǎn)生熱量時(shí)，隔離件230放出熱量。結(jié)果，熱量幾乎不傳遞到電池220。，因而，能防止在連接過(guò)程中由于熱量造成的電池220的損壞。
順便提及，前述實(shí)施例通過(guò)TIG焊接連接電池220。然而，電池220的連接不限于TIG焊接。
如圖46中所示，疊置的電極接頭222和224可以通過(guò)使用激光焊接設(shè)備262利用激光焊接互相連接。
激光焊接設(shè)備262借助于透鏡將由振蕩器發(fā)出的激光聚光于疊置的正電極接頭222和負(fù)電極接頭224的端部上。因此，正電極接頭222和負(fù)電極接頭224的端部被熔合和連接。
另外，如圖47中所示，疊置的電極接頭222和224可以通過(guò)摩擦攪拌壓焊互相連接。在這種情況下，保持旋轉(zhuǎn)的摩擦攪拌工具264被插置于正電極接頭222和負(fù)電極接頭224的端面，并使之?dāng)嚢韬瓦B接正電極接頭222和負(fù)電極接頭224的材料本身。
連接部能獲得提高的機(jī)械強(qiáng)度，因?yàn)榕c使材料熔化的方法不同，該方法在不使接頭材料熔化的情況下連接疊置的接頭。此外，就連接的材料僅以極小程度變形或彎曲而言，該方法是有利的。
(改進(jìn)實(shí)例)已經(jīng)闡明了以散熱層232-絕緣層234-散熱層232三層結(jié)構(gòu)形成隔離件230的實(shí)施例。然而，隔離件230不限于該結(jié)構(gòu)。例如，可以以包含一個(gè)散熱層232和一個(gè)絕緣層234的兩層結(jié)構(gòu)形成隔離件。當(dāng)電極接頭222和224由一對(duì)兩層型隔離件夾持時(shí)，這些隔離件之一上的散熱層232需要接觸疊置電極接頭222和224中的任一個(gè)。即使利用這樣一種結(jié)構(gòu)，在通過(guò)焊接相互連接電極接頭222和224時(shí)，也可防止電池220由于熱量而損壞。
第一實(shí)施例中說(shuō)明的隔離件110可以采用配設(shè)有絕緣層234和散熱層232的隔離件。此外，代替通過(guò)超聲波焊接相互連接接近開口窗部122的電極接頭100p和100m的模式，由一對(duì)隔離件夾持的多個(gè)電極接頭100p和100m也可以如第二實(shí)施例所構(gòu)想的那樣，在其接近隔離件外側(cè)的端部處進(jìn)行連接。
(第三實(shí)施例)類似于第一實(shí)施例的、電池220疊置期間隔離件實(shí)現(xiàn)的定位功能可以附加于第二實(shí)施例中的隔離件230的功能。
下面將針對(duì)具有定位功能的隔離件說(shuō)明第三實(shí)施例。
如圖48和圖49中所示，第三實(shí)施例中的隔離件270以三層結(jié)構(gòu)形成，包括具有絕緣性質(zhì)的絕緣層274，絕緣層274由具有熱輻射性質(zhì)的散熱層272夾持。這里，形成最上層的散熱層272設(shè)置有凸起部271(對(duì)應(yīng)于凸出部)。然后，形成最下層的散熱層272設(shè)置有凹入部273。凸起部271和凹入部273具有近似同樣的直徑和深度，且設(shè)置在散熱層272的前面和后面上的對(duì)應(yīng)位置處。
因而，當(dāng)隔離件270被疊置以便夾持電池220的電極接頭222和224時(shí)，隔離件270以凸凹組合的方式互相配接，如圖50中所示。這里，電池220的電極接頭222和224分別在其上預(yù)先形成有孔部223和225，孔部223和225允許隔離件270的凸起部271插過(guò)其中。與第一實(shí)施例相似，電極接頭222和224在其上形成有孔部223和225，而凸起部271和凹入部273形成接合件117。
通過(guò)將作為一對(duì)的電池220的電極接頭222和224穿過(guò)隔離件270的凸起部271同時(shí)使隔離件270相互配接的過(guò)程，獲得圖50中所示的疊置體。與第二實(shí)施例相似，用切割器使形成的疊置體的電極接頭222和224的端面對(duì)齊。通過(guò)焊接連接對(duì)齊的端面。結(jié)果，完成了疊置體設(shè)置在殼體240內(nèi)的組合電池。
順便提及，設(shè)置在最下層中的隔離件270a在其上僅形成有凸起部而沒有形成凹入部，該凸起部與設(shè)置在上一梯級(jí)的隔離件270的凹入部273配接。于是，設(shè)置在最上層的隔離件270b在其上僅形成有凹入部而沒有形成凸起部，該凹入部與下一梯級(jí)的隔離件270的凸起部271配接。因而，允許不需要的凸起部271和凹入部273保留在最上層和最下層中。
第三實(shí)施例的隔離件270設(shè)置有如上所述的凸起部271和凹入部273。隔離件270的凸起部271穿過(guò)電池220的電極接頭222和224，然后配接到凹入部273中。結(jié)果，隔離件270互相定位，且電極接頭222和224也被定位。即，電池220同樣被定位。如上述實(shí)現(xiàn)的隔離件270的凸起部271和凹入部273的互相配接使得在疊置過(guò)程中便于定位。
很明顯，本發(fā)明不局限于上面所示和所述的特定實(shí)施例，而是可以在不背離本發(fā)明技術(shù)概念的情況下作出各種改變和改進(jìn)。
2004年10月26日和2004年12月27日提出申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)No.2004-310545和2004-376184的全部披露內(nèi)容，包括說(shuō)明書、權(quán)利要求書、附圖和摘要，在此全部并入作為參考。
權(quán)利要求
1.一種組合電池，包括多個(gè)扁平電池，每個(gè)扁平電池配設(shè)有封裝電產(chǎn)生元件的封裝件和從封裝件向外部引出的電極接頭，所述多個(gè)扁平電池被疊置起來(lái)，且沿疊置方向彼此相鄰的扁平電池的電極接頭相互電連接，以及絕緣板，所述絕緣板沿著所述多個(gè)扁平電池的疊置方向從所述電極接頭的相反表面?zhèn)葕A持電極接頭并具有電絕緣性質(zhì)。
2.如權(quán)利要求1所述的組合電池，其特征在于，夾持電極接頭的所述成對(duì)配置的絕緣板中的一個(gè)同時(shí)用于夾持另一電極接頭。
3.如權(quán)利要求1所述的組合電池，其特征在于，所述各絕緣板相互連接。
4.如權(quán)利要求1所述的組合電池，其特征在于，夾持電極接頭的所述成對(duì)配置的絕緣板設(shè)置有接合件，該接合件適于通過(guò)沿疊置方向穿過(guò)所述電極接頭來(lái)固定電極接頭。
5.如權(quán)利要求4所述的組合電池，其特征在于所述電極接頭設(shè)置有沿著疊置方向的通孔，以及所述接合件設(shè)置有凸出部和凹入部，所述凸出部適于插入設(shè)置在所述成對(duì)配置的絕緣板之一上的通孔中，所述凹入部適于允許在其中插入設(shè)置在所述成對(duì)配置的絕緣板中另一個(gè)上的、插入所述通孔中的凸出部的前端。
6.如權(quán)利要求5所述的組合電池，其特征在于所述絕緣板分別設(shè)置有凸出部和凹入部，所述凸出部設(shè)置在沿疊置方向的相對(duì)表面之一上，而所述凹入部設(shè)置在沿疊置方向的相對(duì)表面中的另一個(gè)上，以及所述凸出部和所述凹入部沿疊置方向設(shè)置在同一條直線上。
7.如權(quán)利要求1所述的組合電池，其特征在于所述絕緣板分別設(shè)置有用于暴露被夾持的電極接頭的部分周緣的凹口，以及通過(guò)所述凹口暴露的電極接頭的區(qū)域用作檢測(cè)每個(gè)所述扁平電池的電壓的電壓檢測(cè)部。
8.如權(quán)利要求7所述的組合電池，其特征在于，還包括連接器，該連接器設(shè)置有可連接于所述電壓檢測(cè)部的連接端子且可拆卸地裝接于所述電壓檢測(cè)部。
9.如權(quán)利要求8所述的組合電池，其特征在于所述多個(gè)電壓檢測(cè)部沿疊置方向排列在同一條直線上，以及所述連接器設(shè)置有多個(gè)相應(yīng)于所述各電壓檢測(cè)部的位置設(shè)置的連接端子。
10.如權(quán)利要求7所述的組合電池，其特征在于，所述電壓檢測(cè)部設(shè)置疊置連接于所述電極接頭的電壓檢測(cè)接線板。
11.如權(quán)利要求10所述的組合電池，其特征在于，疊置夾持在設(shè)置有所述電壓檢測(cè)接線板的電極接頭上的電極接頭設(shè)置有用于接納所述電壓檢測(cè)接線板的凹口。
12.如權(quán)利要求10所述的組合電池，其特征在于所述電極接頭通過(guò)超聲波焊接互相連接，以及所述電極接頭和所述電壓檢測(cè)接線板通過(guò)沖壓壓緊或使用鉚釘進(jìn)行連接。
13.如權(quán)利要求10所述的組合電池，其特征在于所述電極接頭和所述電壓檢測(cè)接線板通過(guò)沖壓壓緊或使用具有頭部的鉚釘進(jìn)行連接，以及每個(gè)絕緣板設(shè)置有凹入部，該凹入部允許通過(guò)沖壓壓緊形成于所述電壓檢測(cè)接線板表面上的凸起部或者電壓檢測(cè)接線板表面的鉚釘?shù)乃鲱^部插入其中。
14.如權(quán)利要求1所述的組合電池，其特征在于所述絕緣板設(shè)置有沿疊置方向貫穿形成的開口窗部，所述多個(gè)電極接頭堆疊設(shè)置，靠近所述開口窗部，且由所述成對(duì)配置的絕緣板夾持，以及所述多個(gè)扁平電池通過(guò)相互連接靠近所述開口窗部的電極接頭進(jìn)行電連接。
15.如權(quán)利要求1所述的組合電池，其特征在于所述電極接頭由絕緣板夾持，而所述電極接頭的一部分靠近所述成對(duì)配置的絕緣板的外側(cè)，以及所述多個(gè)扁平電池通過(guò)相互連接靠近所述絕緣板外側(cè)的電極接頭進(jìn)行電連接。
16.如權(quán)利要求1所述的組合電池，其特征在于，還包括正和負(fù)組合電池輸出端子，且其中所述絕緣板設(shè)置有沿疊置方向貫穿形成的開口窗部，所述電極接頭和所述組合電池輸出端子之一疊放設(shè)置，靠近所述開口窗部，且由所述成對(duì)配置的絕緣板夾持，以及每個(gè)所述組合電池輸出端子通過(guò)連接靠近所述開口窗部的電極接頭和該組合電池輸出端子而電連接于所述扁平電池。
17.如權(quán)利要求16所述的組合電池，其特征在于多個(gè)疊置的扁平電池通過(guò)電連接電極性不同的電極接頭以串聯(lián)連接方式連接，以及所述正組合電池輸出端子和負(fù)組合電池輸出端子電連接于沿疊置方向位于兩相對(duì)端處的電池。
18.如權(quán)利要求1所述的組合電池，其特征在于，所述絕緣板配設(shè)有具有電絕緣性質(zhì)的絕緣層和比所述絕緣層具有更高熱輻射性質(zhì)的散熱層。
19.如權(quán)利要求1所述的組合電池，其特征在于所述多個(gè)電極接頭疊放設(shè)置，其端部靠近所述絕緣板的外側(cè)，且由所述成對(duì)配置的絕緣板夾持，以及所述多個(gè)扁平電池通過(guò)相互連接靠近所述絕緣板外側(cè)的電極接頭的所述端部進(jìn)行電連接。
20.如權(quán)利要求1所述的組合電池，其特征在于，還包括用于固定隔離件的位置并容納多個(gè)扁平電池的殼體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種組合電池，其中疊置有多個(gè)扁平電池，每個(gè)扁平電池通過(guò)用封裝件封裝電產(chǎn)生元件并從封裝件向外部引出板狀電極接頭而形成，且扁平電池的電極接頭互相電連接。該組合電池包括板狀的電絕緣隔離件，隔離件適于沿著所述多個(gè)扁平電池的疊置方向從電極接頭的相反表面?zhèn)葕A持電極接頭。夾持電極接頭的成對(duì)配置的隔離件包括接合件，接合件適于通過(guò)沿著疊置方向穿過(guò)電極接頭來(lái)固定電極接頭。
文檔編號(hào)H01M2/20GK1767229SQ20051011816
公開日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月26日
發(fā)明者太田正保, 雨谷竜一, 磯永泰介, 大上悅夫 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社