專利名稱：平板型電池單元及其組合電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及平板型電池單元及其組合電池。
由于那些采用由金屬制成的電池外殼的電池受怎樣將它們做得薄而輕的限制，所以近來的研究已趨向于開發(fā)由包括樹脂薄膜和金屬薄膜熱封的層疊薄膜構成包裝的電池，從而生產一種薄膜鎧裝電池，它是非常輕而薄的。
但是，在這種電池充電和放電時，由于電極接線端子電阻和電池內阻的存在，電極接線端子和電池元件會產生熱量，這樣產生的熱量使密封部分可能遭到破壞。密封部分的這種破壞引起含水內容物侵入包裝，使電池性能的顯著惡化，因而導致可靠性降低。
有各種涉及由多層薄膜鎧裝電池構成組合電池的已知技術。例如，在JP-A-2001-216950和JP-A-HEI-9-259859(259859/1997)中揭示的組合電池，主要是用在便攜式電子設備中，而沒有試圖在增加了電流的情況下使用。因此，難以使這類未試圖用于增加了電流情況下的組合電池轉移使用方向。
在這期間，近來已普遍將薄膜鎧裝電池用作要求大電流供應的電氣車、船的電源。在這種應用場合，大批電池單元被連接起來用作組合電池，以獲得較高電壓和較大容量，因此導致產生比單獨使用電池單元時顯著高的熱量。這樣，除了上述不利效果以外，整個組合電池的溫度也上升。過度上升的溫度可能縮短電池的使用壽命，或者使它損壞。特別是，在鋰離子電池，例如采用有機溶液作電解液、用碳作負電極活性材料的鋰電池情況下，當電池因顯著的高溫而破壞時，可能導致使用周圍著火的危險。
為解決上述問題，本發(fā)明提供一種平板型電池單元，其包括互相隔離并從平板型外圍邊緣引出的正電極接線端子和負電極接線端子，其特征在于正電極接線端子和負電極接線端子滿足B/A≥0.57(其中“A”表示活性材料區(qū)寬度和“B”表示各電極接線端子寬度)。
在本發(fā)明中，活性材料區(qū)的寬度意指正電極體或負電極體上帶有活性材料的區(qū)域的寬度，也是在電極接線端子引出方向的垂直方向上，活性材料區(qū)最窄的寬度。當活性材料區(qū)是矩形時，活性材料區(qū)的寬度與相應電極接線端子引出的側邊的長度一致，即與相應電極接線端子延伸出的那一側邊的長度一致。
在一側有多個接線端子的常規(guī)電池中，B/A小于0.5。另外，JP-A-HEI-9-259859(259859/1997)揭示一種電池，采用的結構是電極接線端子分別被拉入電池外圍凹座中，其目的是在通過將電極接線端子分別拉入電池外圍凹座中，以緊縮外形的同時，保持電池元件部分的平面區(qū)域，以獲得較高電壓和較高容量。從這個意圖看來，沒有理由一定要加寬電極接線端子，而從電壓和容量的觀點看，加寬電極是相當不利的。反之，在本發(fā)明中，B/A≥0.57，縮短電流遷移距離并減小內阻。這就限制了電池元件的發(fā)熱。另外，電極接線端子的寬度增加，將減小電極接線端子的電阻，因此也限制了電極接線端子的發(fā)熱。還有，連接方便，電極接線端子的機械強度也能提高。
本發(fā)明進一步提供基于上述的一種平板型電池單元，其特征在于正電極接線端子和負電極接線端子以彼此相對的方式引出。
正電極接線端子和負電極接線端子以彼此相對的方式引出，使電極接線端子堆積為組合電池時易于連接。另外，改變單個電池單元的取向，可獲得各種不同連接方式的組合電池，例如串聯(lián)連接、并聯(lián)連接和串/并聯(lián)連接的組合電池。
本發(fā)明還提供基于上述的一種平板型電池單元，其特征在于平板型電池單元進一步包括由金屬薄膜制成的包裝。
這能減輕包裝，并防止含水內容物侵入包裝。
本發(fā)明還提供基于上述的一種平板型電池單元，其特征在于平板型電池單元包括由層疊薄膜形成的包裝；層疊薄膜包括金屬薄膜和熱封樹脂薄膜。
這能易于確保薄膜包裝的結合。
本發(fā)明提供基于上述的一種平板型電池單元，其特征在于金屬薄膜是鋁。
這能減輕包裝。
本發(fā)明提供基于上述的、包括多個平板型電池單元的組合電池，其特征在于平板型電池單元通過正電極接線端子和負電極接線端子互相組合。
本發(fā)明還提供基于上述的組合電池，其特征在于多個平板型電池單元依次串聯(lián)連接。
本發(fā)明還提供基于上述的組合電池，其特征在于多個平板型電池單元被堆積。
本發(fā)明還提供基于上述的組合電池，其特征在于多個被堆積的平板型電池單元互相并聯(lián)連接。
本發(fā)明提供一種組合電池，其包括多個基于上述的組合電池，它們互相串聯(lián)連接。
多個上述平板型電池單元的組合，提供一種具有理想的電壓和理想的容量的組合電池。在組合電池中，已在每一平板型電池單元中減小了內阻和電極接線端子電阻，這就能有效地限制增大的電流充電和放電所產生的熱量，從而降低組合電池整體的溫度上升。另外，也不必要添加本來該加在電極接線端子上的防熱耗散的結構，因而構成重量輕、花費少、并有較高可靠性的組合電池。還有，能獲得串聯(lián)連接型、并聯(lián)連接型和串/并聯(lián)連接型的組合電池，它們有任意的布置并有效地利用給定的空間，例如在水平方向將多個電池單元排成一行，垂直地堆積和連接電池單元，或者把這類方式組合起來使用。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的薄膜鎧裝電池的透視圖，圖2是圖1電池的電池元件分解透視圖，圖3是電池元件的橫剖面圖。如圖3所示，負電極體1和正電極體2交替安排在由層疊型隔離體3分隔的空間中，并通過分別從負電極體1的末端延伸的負電極匯集部7，提供負電極接線端子4。在正電極方面，通過分別從正電極體2的末端延伸的正電極匯集部8，提供正電極接線端子5。另外，負電極匯集部7和正電極匯集部8分別在彼此相對的方向延伸，如圖3中所示，負電極接線端子4和正電極接線端子5也是這樣。
圖4是用來解釋根據(jù)本發(fā)明平板型電池單元的負電極體或正電極體和電極接線端子之間的尺寸比的示意圖。活性材料區(qū)域13是相應的電極匯集體上覆蓋以活性材料的區(qū)域，電極接線端子配合部15是由電極匯集體上不覆蓋以活性材料的區(qū)域。安裝在電極接線端子配合部15上的是電極接線端子14。在這樣的結構中，參考字母“A”指示活性材料區(qū)的寬度，“B”指示電極接線端子的寬度，“C”指示活性材料區(qū)的長度。
圖4中所示的活性材料區(qū)域13是矩形，所以活性材料區(qū)域13的寬度是恒定的。但是，在具有活性材料區(qū)域13的正電極體或負電極體有如圖24或圖25中所示的形狀的情況下，活性材料區(qū)域13的寬度隨它的位置而變。在這種情況下，活性材料區(qū)域13的寬度意指在電極接線端子14延伸方向的垂直方向上，它的最窄的寬度。也就是說，在圖24和25中，活性材料區(qū)的寬度不是“A”而是“A’”。這是因為后面將要描述的電流遷移距離，是根據(jù)活性材料13的最窄寬度確定的。
在根據(jù)本發(fā)明的平板型電池單元中，負電極體1，正電極體2，負電極接線端子4和正電極接線端子5的尺度這樣確定使B/A的值為57％或更多。采用這樣的構造，能限制電池元件或電池單元元件產生的熱量。下面將描述其原因。
圖3中所示的電池元件被包含在薄膜包裝6內，然后電解液被注入包裝的內部，隨后以薄膜密封，由此獲得圖1所示的薄膜鎧裝的電池。至于薄膜包裝6，可采用層疊薄膜，它包括至少兩層薄金屬膜和熱封的樹脂薄膜。
下面將解釋為什么采用B/A值為57％或更多的構造能限制電池的發(fā)熱。
上述原因，首先是因為增加相應電極接線端子的寬度B，使電極接線端子本身的電阻減小，因而限制了電極接線端子的發(fā)熱。在常規(guī)電池中，許多情況下的B/A的值近似于10至30％，因為正和負電極的電極接線端子常常是從相應電池的一側延伸，因而有必要取值小于50％，在較寬的電極接線端子的情況下更是如此，以避免兩個電極的電極接線端子之間的接觸。相反，本發(fā)明能達到剛才所說的效果，因為B/A的值為57％或大一點。
上述的原因，其次是因為57％或更多的B/A值能縮短電流遷移路徑，因而限制了電池元件的發(fā)熱。注意，電流遷移距離在這個實施例中涉及所有理論上可能的電流路徑的平均值。圖5表示B/A和根據(jù)模擬圖4模型導出的電流遷移距離之間的關系。在這個圖中，電流遷移距離以比例表示，接線端子寬度為1mm時，電流遷移距離定義為100％。由于發(fā)熱量與電流遷移距離有正比關系，所以更縮短的電流遷移距離將導致受限制的發(fā)熱量。通過圖5可以理解，電流遷移距離值在B/A的值為57％或更多時，是比較小的值，與C和A的比率無關。因此，當B/A的值為57％或更多時，能有效地限制發(fā)熱量。另外，縮短的電流遷移距離也有減小電池內阻的效果，因此也對限制電池元件的發(fā)熱有所貢獻。
另外，能夠把上面所描述的電池看作電池單元，并將多個電池單元互相連接，而構成具有理想電壓和理想容量的組合電池。例如，把這些電池單元并置堆積起來，正電極互相連接，負電極互相連接，能獲得一種組合電池。把這些電池單元交替并置堆積起來，并把正和負電極連接起來，也能獲得串聯(lián)連接的組合電池。還能使用并聯(lián)連接和串聯(lián)連接的組合，構成組合電池，從而獲得串聯(lián)連接型，并聯(lián)連接型和串/并聯(lián)連接型的組合電池，它們能有任意的組合，而有效地利用給定的空間。
在這種組合電池中，內阻和電極接線端子電阻已在每一電池單元中降低，所以有效地限制由增加了的電流充電和放電所產生的熱量，從而降低組合電池整體的溫度上升。另外，也不必要添置本來該加在電極接線端子上的防熱耗散的結構，因而構成重量輕、花費少、并有較高可靠性的組合電池。
在這個實施例中，已描述過正和負電極的電極接線端子在彼此相對的方向延伸的情況。但是，也能安排正和負電極的電極接線端子分別在兩個相鄰側延伸，或者安排正和負電極的兩對電極接線端子分別在四側。這些構造有利地增加了在水平方向布置的自由度。(實施例)下面，將通過實施例對本發(fā)明作詳細說明。
如圖2和3所示，交替地層疊有負電極體1，每個電極體包括厚度為15μm的銅箔片，其兩個表面被覆蓋以厚度約為50μm的硬碳膜；正電極體2，每個電極體包括厚度為20μm的鋁箔片，其兩個表面被覆蓋以厚度約為70μm的鋰-錳復合氧化物；層疊型隔離體3，每個隔離體包括厚度為25μm的絕緣多孔樹脂薄片，片本身由層疊的聚乙烯膜和聚丙烯膜組成。如圖3中所示，負電極匯集部7和正電極匯集部8以不與層疊式電能產生體重疊的方式引出，并且通過超聲波焊接和電阻焊接方法，負電極匯集部7和正電極匯集部8分別與由厚度為100μm鎳制成的負電極接線端子4，和由厚度為100μm鋁制成的正電極接線端子5，焊接在一起。此后，如圖1所示，這個組件用厚度約為100μm的鋁箔制成的層疊膜卷起來，然后，內部填充以電解質，該電解質是這樣制備而成的，即，先在碳酸鹽丙烯和碳酸鉀·乙酯的無水溶液中，以1mol/L濃度，溶解磷酸鋰六氟化物，隨后，減壓密封，由此制成蓄電池。在這種情況下，電池的外部尺寸(除引出的電極接線端子以外)是95mm×160mm，所用的負電極體1尺寸為70mm×125mm，正電極體2的尺寸為65mm×120mm，層疊型隔離體3的尺寸為75mm×130mm，以及負電極接線端子4和正電極接線端子5的尺寸為40mm長和40mm寬。因此，負電極和正電極的B/A值分別為0.57和0.62。(實施例2)這個實施例與實施例1有相同的結構，不同之處是每個負電極接線端子4和正電極接線端子5的寬度為50mm。因此，負電極和正電極的B/A值分別為0.71和0.77。(比較實施例1)這個比較實施例與實施例1有相同的結構，不同之處是負電極接線端子4和正電極接線端子5的寬度為10mm。因此，負電極和正電極的B/A分別為0.14和0.15。(比較實施例2)這個比較實施例與實施例1有相同的結構，不同之處是負電極接線端子4和正電極接線端子5的寬度為20mm，因此，負電極和正電極的B/A值分別為0.29和0.31。(比較實施例3)
這個比較實施例與實施例1有相同的結構，不同之處是負電極接線端子4和正電極接線端子5的寬度為30mm，因此，負電極和正電極的B/A值分別為0.43和0.46。
這意味著實施例1和2的B/A值為57％或更多，比較實施例1至3的B/A值都小于57％。圖6表示電極接線端子寬度與實施例1，2和比較實施例1至3的每個電池中的直流等效電池單元電阻值之間的關系。直流等效電池單元電阻值是接線端子電阻和電能產生元件的電阻(電池單元內阻)之和。如已知的，較寬的電極接線端子寬度表現(xiàn)出較小的接線端子電阻，這樣，每個實施例1和2中的電阻值與比較實施例1的電阻值相比，下降約25％。
另外，參考圖7考慮電池單元內阻比率，假定接線端子寬度為10mm情況下的電池單元內阻是100％，可了解到，根據(jù)實施例1和2的每個電極接線端子寬度，電池單元內阻也被減小。這個效果被看成是由于縮短電流遷移距離，有助于限制電池元件產生熱量。
下面，將詳細說明組合電池實施例，該組合電池是由多個組成實施例1或實施例2電池的每個電池單元所構成的。(實施例3)圖8a表示一個組合電池，其構成方法是制備3個其中每兩個并聯(lián)的電池單元，然后再將這些電池單元串聯(lián)起來。這將稱作“3-串聯(lián)2-并聯(lián)”型，在串聯(lián)Y段X個電池單元并聯(lián)的情況下，將稱作“Y-串聯(lián)X并聯(lián)”。
首先，制備3個其中每2-并聯(lián)單元，每個由堆積的兩個電池單元組成，然后，通過例如超聲波焊接，點焊接或鉚接方法，將適當并聯(lián)單元的負電極匯集部7和正電極匯集部8相互連接起來。雖然為了更好地理解，圖8中的電池提供有電極匯集部連接部9，但是這些都是通過焊接或鉚接起來的部分。并聯(lián)單元最終以如圖8a所示的3折疊方式堆積起來，從而得到3-串聯(lián)2-并聯(lián)/電極匯集部接線端子雙側引出型的組合電池。(實施例4)這個實施例涉及2-串聯(lián)3-并聯(lián)型的組合電池。
圖8b示出2-串聯(lián)3-并聯(lián)型的組合電池的結構。首先，制備2個其中3-并聯(lián)單元，每個由堆積的三個電池單元組成，然后，一個并聯(lián)單元的正電極匯集部8和另一個并聯(lián)單元的負電極匯集部7通過超聲波焊接，點焊接或鉚接相互連接起來。雖然，為了更好地理解，圖3b中的電池提供有電極匯集部連接部9，但是，這個部是用焊接或鉚接起來的。兩個并聯(lián)單元最終以如圖8b所示2折疊方式堆積起來，從而得到2-串聯(lián)3-并聯(lián)/電極匯集部接線端子單側引出型的組合電池。
如實施例3和4所示，通過改變電極接線端子相互連接的方式，也有可能變成從組合電池的單側或兩側任意引出電極匯集部接線端子。
下面，將提供幾個用于表示組合電池變形的實施例，首先參考圖9解釋用于說明實施例的相應圖中的那些標記。圖9示出2-串聯(lián)1-并聯(lián)型的組合電池。在這個圖中，黑圓指示負電極接線端子4，白圓指示正電極接線端子5，網(wǎng)眼矩形指示電池單元，連接黑圓和白圓的線指示電極匯集部連接部9。這個電極匯集部連接部9，以與實施例3和4所述的相同方式進行連接。還有，從負電極接線端子4或負電極匯集部7引出來的線指示負電極匯集部接線端子10，而從正電極接線端子5或正電極匯集部8引出來的線指示正電極匯集部接線端子11。另外，在串/并聯(lián)連接組合電池的情況下，這個圖20所示的并聯(lián)連接部稱作并聯(lián)組合電池，并稱作并聯(lián)連接單元12。(實施例5)這個實施例涉及6-串聯(lián)1-并聯(lián)型的組合電池。
圖10示出6個電池單元全部串聯(lián)的6-串聯(lián)1-并聯(lián)型的組合電池的結構。在6-串聯(lián)1-并聯(lián)型的情況下，可以將6個電池單元堆積一個位置中，如圖10a所示，或者所有的電池單元在一個平面中延伸，如圖10b所示沒有堆積它們。還可以劃分為如圖10c和10d所示的兩個或三個位置的方式堆積電池單元，因此，允許任意布置電池單元。(實施例6)這個實施例涉及6-并聯(lián)1-串聯(lián)型的組合電池。
圖11表示通過以將正電極與另一正電極，以及負電極與另一負電極并列并連接的方式堆積6個電池單元的方法，構成一個6-并聯(lián)1-串聯(lián)型的組合電池。在6-并聯(lián)1-串聯(lián)的情況下，只有這種結構是可能的。
在實施例3到6中，已描述了根據(jù)本發(fā)明的組合電池的實施例。在這些組合電池中，已在每個電池單元中減小了內阻和電極接線端子的電阻，因此能有效地限制增大的電流充電和放電所產生的熱量，從而降低每個組合電池整體的溫度上升。另外，不必要添加本來該加在電極接線端子上的防熱耗散的結構，因而構成重量輕、花費少、并有較高的可靠性的組合電池。
還有，如上述實施例所示，能夠獲得串聯(lián)型、并聯(lián)型和串聯(lián)/并聯(lián)型的組合電池，它們有任意的布置并有效地利用給定的空間，例如在水平方向將多個電池單元排成一行，垂直地堆積和連接電池單元，或把這類方式組合起來使用。
在上述實施例中，已示出采用6個電池單元的組合電池實施例，通過改變要使用的電池單元個數(shù)和堆積電池單元的位置數(shù)目，能夠獲得各種組合電池的結構。下面，對這些實施例進行說明。
(實施例7)這個實施例涉及電極匯集部接線端子單側引出型串聯(lián)連接的組合電池。
圖12和13分別示出電極匯集部接線端子單側引出型串聯(lián)連接組合電池的示例性結構。圖12表示4-串聯(lián)情況下的組合電池結構，圖13表示8-串聯(lián)情況下的組合電池結構。圖12a表示一種結構，其中4個具有交替地連接的正和負電極的電池單元，以4-折疊方式被堆積。圖12b表示一種結構，其中4個具有交替地連接的正和負電極的電池單元以2-折疊方式被堆積。圖13a表示一種結構，其中8個具有交替地連接的正和負電極的電池單元以8-折疊方式被堆積。圖13b表示一種結構，其中8個具有交替地連接的正和負電極的電池單元以4-折疊方式被堆積。圖13c表示一種結構，其中8個具有交替地連接的正和負電極的電池單元以2-折疊方式被堆積。如圖12和13所示，通過采用偶數(shù)蓄電池并將它們以偶數(shù)折疊的方式堆積，能夠實現(xiàn)電極匯集部接線端子從串聯(lián)連接的組合電池的單側引出。堆積的折疊偶數(shù)，是構成蓄電池的數(shù)目和不超過蓄電池數(shù)的偶數(shù)的公約數(shù)。能出現(xiàn)的組合，與這些公約數(shù)的數(shù)目相同。(實施例8)本實施例涉及電極匯集部接線端子雙側引出型的串聯(lián)連接的組合電池。
圖14至16表示電極匯集部接線端子雙側引出型串聯(lián)連接組合電池的示例性結構。圖14表示3-串聯(lián)情況下的組合電池結構，圖15表示6-串聯(lián)情況下的組合電池結構。圖16a表示9-串聯(lián)情況下的組合電池結構。圖14a表示一種結構，其中3個具有交替地連接的正和負電極的電池單元，以3-折疊方式被堆積。圖14b表示一種結構，其中3個具有交替地連接的正和負電極的電池單元，以沒有堆積的1-折疊方式被放置。圖15a表示一種結構，其中6個具有交替地連接的正和負電極的電池單元，以3-折疊方式被堆積。圖15b表示一種結構，其中6個具有交替地連接的正和負電極的電池單元，以沒有堆積的1-折疊方式被放置。圖16a表示一種結構，其中9個具有交替地連接的正和負電極的電池單元，以9-折疊方式被堆積。圖16b表示一種結構，其中9個具有交替地連接的正和負電極的電池單元，以3-折疊方式被堆積。如圖16c表示一種結構，其中9個具有交替地連接的正和負電極的電池單元，以沒有堆積的1-折疊方式被放置。如圖14至16所示，通過采用不考慮蓄電池數(shù)目以奇數(shù)折疊的方法堆積蓄電池，能夠實現(xiàn)電極匯集部接線端子從串聯(lián)連接的組合電池兩側引出。堆積的折疊奇數(shù)，是構成蓄電池的數(shù)目和不超過蓄電池數(shù)的奇數(shù)的公約數(shù)。能出現(xiàn)的組合，與這些公約數(shù)的數(shù)目相同。(實施例9)本實施例涉及電極匯集部接線端子雙側引出型并聯(lián)連接的組合電池。
圖17是并聯(lián)連接組合電池的結構圖。如從圖17知道的，通過簡單堆積與并聯(lián)連接相應的電池數(shù)目，能夠在結構上獲得并聯(lián)連接情況下的電極匯集部接線端子雙側引出型。(實施例10)本實施例涉及電極匯集部接線端子單側引出型的串/并聯(lián)連接組合電池。
圖18至20表示電極匯集部接線端子單側引出型串/并聯(lián)連接組合電池的示例性結構。圖18表示2-串聯(lián)4-并聯(lián)型的組合電池結構，圖19表示4-串聯(lián)3-并聯(lián)型的組合電池結構，圖20表示8-串聯(lián)2-并聯(lián)型的組合電池結構。圖18表示由8個電池單元制備的2個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以2-折疊方式堆積。圖19a表示由12個電池單元制備的4個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以4-折疊方式堆積。圖19b表示由12個電池單元制備的4個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替連接正和負電極，并以2-折疊方式堆積。圖20a表示由16個電池單元制備的8個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以8-折疊方式堆積。圖20b表示由16個電池單元制備的8個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以4-折疊方式堆積。圖20c表示由16個電池單元制備的8個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以2-折疊方式堆積。
如圖18至20所示，能實現(xiàn)這樣的形態(tài)，即電極匯集部接線端子從行式為等于或大于2-串聯(lián)2-并聯(lián)的串聯(lián)連接的組合電池單側引出，如果采用四個或更多個電池單元的偶數(shù)化串聯(lián)連接，使被堆積的并聯(lián)連接單元的折疊數(shù)為偶數(shù)的話。被堆積并聯(lián)連接單元的折疊數(shù)是組成偶數(shù)化串聯(lián)連接的數(shù)目和偶數(shù)的公約數(shù)。能出現(xiàn)的組合，與這些公約數(shù)的數(shù)目相同。(實施例11)本實施例涉及電極匯集部接線端子雙側引出型的串/并聯(lián)連接組合電池。
圖21至23表示電極匯集部接線端子雙側引出型的串/并聯(lián)連接組合電池的示例性結構。圖21表示由3-串聯(lián)6-并聯(lián)型構成的組合電池，圖22表示由6-串聯(lián)3-并聯(lián)型構成的組合電池，圖23表示由9-串聯(lián)2-并聯(lián)型構成的組合電池，圖21a表示由18個電池單元的制備的3個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以3-折疊方式堆積。圖21b表示由18個電池單元制備的3個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以沒有堆積的1-折疊方式放置。圖22a表示由18個電池單元制備的6個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以3-折疊方式堆積。圖22b表示由18個電池單元制備的6個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以沒有堆積的1-折疊方式放置。圖23a表示由18個電池單元制備的9個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以9-折疊方式堆積。圖23b表示由18個電池單元制備的9個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以3-折疊方式堆積。圖23c表示由18個電池單元制備的9個并聯(lián)連接單元12的結構，每個并聯(lián)連接單元12包括堆積起來的電池單元，其數(shù)目與并聯(lián)連接的數(shù)目相應。并聯(lián)連接單元12交替地連接正和負電極，并以沒有堆積的1-折疊方式放置。
如圖21到23所示，能實現(xiàn)這樣的形態(tài)，即電極匯集部接線端子從行式為等于或大于2-串聯(lián)2-并聯(lián)的串聯(lián)連接的組合電池雙側引出，如果采用四個或更多個電池單元的任意數(shù)目的串聯(lián)連接，使被堆積的并聯(lián)連接單元的折疊數(shù)為奇數(shù)的話。被堆積并聯(lián)連接單元的折疊數(shù)是組成串聯(lián)連接的個數(shù)和奇數(shù)的公約數(shù)。能出現(xiàn)的組合，與這些公約數(shù)的數(shù)目相同。
如上述實施例所示，能夠獲得串聯(lián)連接型，并聯(lián)連接型和串/并聯(lián)連接型的組合電池，它們有任意的布置，并有效地利用給定的空間，例如在水平方向將多個電池單元排成一行，垂直地堆積和連接電池單元，或組合地使用這類方式。另外，已在每個電池單元中減小了內阻和電極接線端子的電阻，因此能有效地限制增大的電流充電和放電所產生的熱量，從而降低每個組合電池整體的溫度上升，即使在用作組合電池的情況下。還有，不必要添加本來該加至電極接線端子上的防熱散的結構，因而構成重量輕、花費少、并有較高的可靠性的組合電池。
根據(jù)上面描述的本發(fā)明，通過使活性材料區(qū)寬度A和各電極接線端子的寬度B滿足B/A≥0.57，而構成電池單元，就能提供一種減少電池元件或電池單元元件產生的熱量的平板型電池單元，從而獲得較高的可靠性。
另外，采取對熱量的防范措施也變得不必要了，因為在本發(fā)明的平板型電池單元中，電極產生的熱量低，所以通過多個平板型電池單元的組合，能構成重量輕、花費少、并有較高空間效率的組合電池。
盡管已用特定術語對本發(fā)明的實施例作了描述，但這種描述僅是為了說明的目的，可以了解，在不偏離后面的權利要求的精神和范圍的情況下，可以做出修改和變更。
權利要求
1.一種平板型電池單元，包括正電極接線端子和負電極接線端子，它們彼此隔離并從所述平板型電池單元外圍邊緣引出，其特征在于，所述正電極接線端子和所述負電極接線端子滿足B/A≥0.57(其中“A”表示活性材料區(qū)寬度，而“B”表示各電極接線端子寬度)。
2.根據(jù)權利要求1所述的平板型電池單元，其特征在于，所述正電極接線端子和所述負電極接線端子以彼此相對的方式引出。
3.根據(jù)權利要求1所述的平板型電池單元，其特征在于進一步包括由金屬薄膜制成的包裝。
4.根據(jù)權利要求1所述的平板型電池單元，其特征在于，進一步包括由層疊薄膜制成的包裝，層疊薄膜包括金屬薄膜和熱封樹脂薄膜。
5.根據(jù)權利要求4所述的平板型電池單元，其特征在于，所述金屬薄膜是鋁。
6.一種組合電池，包括多個根據(jù)權利要求1所述的平板型電池單元；其中，所述多個平板型電池單元通過所述正電極接線端子或所述負電極接線端子相互組合。
7.根據(jù)權利要求6所述的組合電池，其特征在于，所述多個平板型電池單元分別串聯(lián)連接。
8.根據(jù)權利要求7所述的組合電池，其特征在于，所述多個平板型電池單元被堆積。
9.根據(jù)權利要求6所述的組合電池，其特征在于，所述多個被堆積的平板型電池單元彼此并聯(lián)連接。
10.一種組合電池，包括多個根據(jù)權利要求9所述的組合電池；其中，所述多個組合電池彼此串聯(lián)連接。
全文摘要
電池的構成滿足B/A≥0.57，其中“A”表示活性材料區(qū)寬度和“B”表示各電極接線端子寬度。
文檔編號H01M10/04GK1437277SQ0310345
公開日2003年8月20日 申請日期2003年1月30日 優(yōu)先權日2002年2月1日
發(fā)明者金田洋 申請人:日本電氣株式會社