Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления



Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления
Многослойная аккумуляторная батарея и способ ее изготовления

 


Владельцы патента RU 2483395:

НИССАН МОТОР КО., ЛТД. (JP)
КАЛЬСОНИК КАНСЕЙ КОРПОРЕЙШН (JP)

Изобретение относится к многослойной аккумуляторной батарее и к способу ее изготовления. Многослойная аккумуляторная батарея, образованная наслаиванием множества плоских аккумуляторов, каждый из которых имеет электродный вывод, включает в себя: изолирующую деталь, размещенную для предотвращения короткого замыкания в электродном выводе; и клемму, соединенную с электродным выводом, причем сторона рабочего конца клеммы удерживается опорным элементом, предусмотренным на изолирующей детали. Способ изготовления аккумуляторной батареи включает поочередное наслаивание плоского аккумулятора с электродным выводом и изолирующей детали для предотвращения короткого замыкания в электродном выводе, присоединение электродного вывода к участку стыка, сформированному на стороне основного конца входной/выходной клеммы питания и прокладывание участка стыка клеммы между изолирующими деталями, так, что сторона рабочего конца клеммы выступает из боковой поверхности изолирующих деталей при удержании опорного элемента, прикрепленного к стороне рабочего конца клеммы изолирующими деталями. Техническим результатом является подавление концентрации механических напряжений на участке стыка между электродным выводом и выходной клеммой. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к многослойной аккумуляторной батарее и к способу ее изготовления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В JP2006-210312A, опубликованном японским патентным ведомством в 2006 году, раскрыт блок батарей (портативный батарейный источник питания), сформированный наслаиванием множества плоских аккумуляторов, каждый из которых сформирован герметизацией генерирующего электроэнергию элемента покровным материалом и выведением пластинчатого электродного вывода наружу из покровного материала, а также электрическим соединением электродных выводов соответствующих плоских аккумуляторов друг с другом.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В таком обычном блоке батарей электродный вывод и выходная клемма пластинчатого блока батарей перекрываются и расположены между парой изолирующих пластин. Когда электроэнергию подводят в блок батарей и выводят из него к выходной клемме, подсоединяют соединительный элемент с помощью завинчивания или тому подобного. В результате, на выходную клемму могут оказывать воздействие внешние силы, такие как создаваемый во время завинчивания вращающий момент и вибрация транспортного средства, так что на участке стыка между электродным выводом и выходной клеммой концентрируются механические напряжения.

Поэтому задача данного изобретения состоит в том, чтобы подавить концентрацию механических напряжений на участке стыка между электродным выводом и выходной клеммой.

Для решения этой задачи данное изобретение представляет собой многослойную аккумуляторную батарею, образованную наслаиванием множества плоских аккумуляторов, каждый из которых имеет электродный вывод, включающую в себя: изолирующую деталь, размещенную для предотвращения короткого замыкания в электродном выводе; и клемму, соединенную с электродным выводом, при этом сторона рабочего конца клеммы поддерживается опорным элементом, предусмотренным на изолирующей детали.

Подробности данного изобретения, а также другие признаки и преимущества изложены в нижеследующем описании и показаны на приложенных чертежах.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе единичного аккумулятора в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.

Фиг.2 представляет собой вид в перспективе многослойной аккумуляторной батареи в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения, в которой наслоены четыре единичных аккумулятора.

Фиг.3 представляет собой вид в перспективе с пространственным разделением деталей многослойной аккумуляторной батареи.

Фиг.4 представляет собой вид в перспективе с пространственным разделением деталей положительной электродной клеммы и опорного элемента положительной электродной клеммы.

Фиг.5 представляет собой вид в перспективе положительной электродной клеммы, к которой прикреплен опорный элемент положительной электродной клеммы.

Фиг.6 представляет собой вид в перспективе батарейного модуля в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения, который сформирован заключением многослойной аккумуляторной батареи во внутрь кожуха батареи.

Фиг.7 представляет собой вид в перспективе с пространственным разделением деталей, показывающий с увеличением часть положительной электродной клеммы многослойной аккумуляторной батареи.

Фиг.8 представляет собой вид в разрезе VIII-VIII по Фиг.7.

Фиг.9 представляет собой вид, иллюстрирующий способ крепления опорного элемента положительной электродной клеммы.

Фиг.10 представляет собой вид в перспективе с пространственным разделением деталей, показывающий с увеличением часть положительной электродной клеммы многослойной аккумуляторной батареи в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения.

Фиг.11 представляет собой вид в разрезе XI-XI по Фиг.10.

Фиг.12 представляет собой вид в разрезе, показывающий конструкцию для удерживания опорного элемента положительной электродной клеммы в соответствии с третьим вариантом осуществления данного изобретения.

Фиг.13 представляет собой вид, показывающий конструкцию для удерживания опорного элемента положительной электродной клеммы в соответствии с четвертым вариантом осуществления данного изобретения.

Фиг.14 представляет собой вид в поперечном разрезе основных деталей многослойной аккумуляторной батареи, иллюстрирующий появление концентрации механических напряжений, когда клемма не поддерживается неподвижно опорным элементом клеммы.

НАИЛУЧШИЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе единичного аккумулятора 1 в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения.

Единичный аккумулятор 1 выполнен в виде тонкой, плоской литий-ионной вторичной батареи, включающей в себя генерирующий электроэнергию элемент, который может быть заряжен и разряжен, элемент 11 внешнего покрытия, заключающий внутри себя генерирующий электроэнергию элемент, и пластинчатый вывод 12 положительного электрода и пластинчатый вывод 13 отрицательного электрода, предназначенные для отвода наружу электроэнергии, генерируемой генерирующим электроэнергию элементом.

Генерирующий электроэнергию элемент состоит из многослойного комплекта электродов, в котором пластина положительного электрода и пластина отрицательного электрода поочередно уложены через сепаратор, и электролита. Структура и принципы работы генерирующего электроэнергию элемента хорошо известны, и поэтому подробное их описание здесь исключено.

Элемент 11 внешнего покрытия состоит из многослойной пленки, имеющей прямоугольную форму, если смотреть сверху, и сформированной путем нанесения пленки синтетической полимерной смолы на каждую сторону металлической фольги. Генерирующий электроэнергию элемент заключен внутри элемента 11 внешнего покрытия с помощью термосварки внешних периферийных участков двух многослойных пленок, в то время как генерирующий электроэнергию элемент заключен внутри него, с формированием фланцев 14. На фланцах 14 на каждой короткой стороне элемента 11 внешнего покрытия сформированы два фиксирующих отверстия 15 для вставки фиксирующих штифтов 212 (см. Фиг.3) прокладки, которые будут описаны ниже.

Вывод 12 положительного электрода и вывод 13 отрицательного электрода оба предусмотрены с одной короткой стороны элемента 11 внешнего покрытия. Один конец вывода 12 положительного электрода расположен снаружи элемента 11 внешнего покрытия, а другой конец вывода 12 положительного электрода соединен с пластиной положительного электрода, образующей генерирующий электроэнергию элемент внутри элемента 11 внешнего покрытия. Один конец вывода 13 отрицательного электрода расположен снаружи элемента 11 внешнего покрытия, а другой конец вывода 13 отрицательного электрода соединен с пластиной отрицательного электрода, образующей генерирующий электроэнергию элемент внутри элемента 11 внешнего покрытия.

На Фиг.2 показан вид в перспективе многослойной аккумуляторной батареи 2 в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения, в которой наслоены (уложены слоями) четыре единичных аккумулятора 1, и этот вид в перспективе показывает короткую сторону, на которой предусмотрены вывод 12 положительного электрода и вывод 13 отрицательного электрода. На Фиг.3 показан вид в перспективе с пространственным разделением деталей многослойной аккумуляторной батареи 2.

Многослойная аккумуляторная батарея 2 будет описана ниже со ссылкой на Фиг.2 и 3.

Как показано на Фиг.2, многослойная аккумуляторная батарея 2 включает в себя четыре единичных аккумулятора 1, пять прокладок 21, положительную электродную клемму (шину) 22, опорный элемент 23 положительной электродной клеммы, отрицательную электродную клемму (шину) 24 и опорный элемент 25 отрицательной электродной клеммы. Положительная электродная клемма 22 и отрицательная электродная клемма 24 соответственно служат входными/выходными клеммами питания.

В случае, когда в следующем описании имеется особая необходимость различать четыре единичных аккумулятора 1, эти четыре единичных аккумулятора 1 будут называться единичным аккумулятором 1A, единичным аккумулятором 1B, единичным аккумулятором 1C и единичным аккумулятором 1D, в порядке от единичного аккумулятора 1 на нижней стороне фигуры. Аналогично, в случае, когда возникает особая необходимость различать пять прокладок 21, эти пять прокладок 21 будут называться прокладкой 21A, прокладкой 21B, прокладкой 21C, прокладкой 21D и прокладкой 21E, в порядке от прокладки 21 на нижней стороне фигуры. На Фиг.3 из пяти прокладок 21 показаны только самая нижняя прокладка 21A и самая верхняя прокладка 21E.

Как показано на Фиг.2, четыре единичных аккумулятора 1 наслоены так, что они находятся в плотном контакте друг с другом, и так, что выводы 12 положительных электродов и выводы 13 отрицательных электродов присутствовали в одном направлении.

Пять прокладок 21 представляют собой пластинчатые детали, каждая из которых образована материалом из синтетической полимерной смолы или тому подобного, проявляющим свойства отличной электрической изоляции. На соответствующих концах пяти прокладок 21 сформированы отверстия 211 для вставки болтов для фиксации многослойной аккумуляторной батареи 2 к батарее 31 (см. Фиг.6), что будет описано ниже.

Кроме того, пять прокладок 21 соответственно наслоены так, что между ними уложены фланцы 14 короткой стороны, снабженные выводом 12 положительного электрода и выводом 13 отрицательного электрода. Более конкретно, фланец 14 короткой стороны, вывод 12 положительного электрода и вывод 13 отрицательного электрода единичного аккумулятора 1A уложены между прокладкой 21A и прокладкой 21B. Фланец 14 короткой стороны, вывод 12 положительного электрода и вывод 13 отрицательного электрода единичного аккумулятора 1B уложены между прокладкой 21B и прокладкой 21C. Фланец 14 короткой стороны, вывод 12 положительного электрода и вывод 13 отрицательного электрода единичного аккумулятора 1C уложены между прокладкой 21C и прокладкой 21D. Фланец 14 короткой стороны, вывод 12 положительного электрода и вывод 13 отрицательного электрода единичного аккумулятора 1D уложены между прокладкой 21D и прокладкой 21E. Следует отметить, фланцы 14 короткой стороны, не снабженные выводом 12 положительного электрода и выводом 13 отрицательного электрода, уложены аналогично между пятью отдельными прокладками 21.

Как показано на Фиг.3, на каждом конце наслаиваемой поверхности прокладки 21A сформированы фиксирующие штифты 212 так, чтобы выступать из ее верхней поверхности, и вставлены в фиксирующие отверстия 15, сформированные во фланце 14 единичного аккумулятора 1A. Фиксирующие штифты, выполняющие аналогичную функцию, также сформированы на прокладке 21B, прокладке 21C и прокладке 21D.

Кроме того, на каждом конце наслаиваемой поверхности прокладки 21A сформированы L-образные соединительные защелки 217 так, чтобы выступать из ее верхней поверхности. Соединительные защелки 217 входят в зацепление с L-образными соединительными отверстиями (не показаны), сформированными на нижней поверхности прокладки 21B. В результате зацепления соединительных защелок 217 прокладки 21A с соединительными отверстиями в прокладке 21B, прокладка 21A и прокладка 21B соединяются. Аналогичные соединительные защелки сформированы на прокладке 21B, прокладке 21C и прокладке 21D, и аналогичные соединительные отверстия сформированы на прокладке 21C, прокладке 21D и прокладке 21E. В результате зацепления соответствующих соединительных защелок с соответствующими соединительными отверстиями соседние прокладки 21 соединяются друг с другом.

На наслаиваемой поверхности прокладки 21A с правой стороны фигуры расположена промежуточная клемма (шина) 26, а часть положительной электродной клеммы 22 расположена с левой стороны.

Промежуточная клемма 26 сформирована путем изгибания полоскового проводника, не снабженного изолирующей пленкой, и принимает форму лестницы, включая три участка-изгиба 261A-261C и четыре плоских поверхности 262A-262D. Вывод 13 отрицательного электрода единичного аккумулятора 1A перекрывается с плоской поверхностью 262A первой ступеньки и присоединен к ней ультразвуковой сваркой или т.п., и в этом состоянии плоская поверхность 262A размещена между прокладкой 21A и прокладкой 21B. Вывод 13 отрицательного электрода единичного аккумулятора 1B перекрывается с плоской поверхностью 262B второй ступеньки и присоединен к ней ультразвуковой сваркой или т.п., и в этом состоянии плоская поверхность 262B размещена между прокладкой 21B и прокладкой 21C. Вывод 12 положительного электрода единичного аккумулятора 1C перекрывается с плоской поверхностью 262C третьей ступеньки и присоединен к ней ультразвуковой сваркой или т.п., и в этом состоянии плоская поверхность 262C размещена между прокладкой 21C и прокладкой 21D. Вывод 12 положительного электрода единичного аккумулятора 1D перекрывается с плоской поверхностью 262D четвертой ступеньки и присоединен к ней ультразвуковой сваркой или т.п., и в этом состоянии плоская поверхность 262D размещена между прокладкой 21D и прокладкой 21E.

Положительная электродная клемма 22 сформирована путем изгибания полоскового проводника, не снабженного изолирующей пленкой. Опорный элемент 23 положительной электродной клеммы сформирован в виде коробочки из синтетической полимерной смолы, обладающей изолирующими свойствами, и прикреплен к положительной электродной клемме 22. Положительная электродная клемма 22 и опорный элемент 23 положительной электродной клеммы будут более подробно описаны со ссылкой на Фиг.4 и 5.

На Фиг.4 показан вид в перспективе с пространственным разделением деталей положительной электродной клеммы 22 и опорного элемента 23 положительной электродной клеммы. На Фиг.5 представлен вид в перспективе, показывающий состояние, в котором опорный элемент 23 положительной электродной клеммы прикреплен к положительной электродной клемме 22. В данном варианте осуществления положительная электродная клемма 22 и опорный элемент 23 положительной электродной клеммы сформированы заодно, например, способом литьевого формования со вставкой.

Положительная электродная клемма 22 включает в себя скрученный участок 221, контактный участок 222, участок 223 прикрепления опорного элемента, изогнутый участок 224, первый участок 225 стыка и второй участок 226 стыка.

Скрученный участок 221 сформирован рядом с центром проводника путем оттягивания вверх одной концевой стороны проводника с одновременным скручиванием этой одной концевой стороны, а затем прижимом вниз этой одной концевой стороны проводника в направлении под прямым углом.

Контактный участок 222 сформирован путем дальнейшего оттягивания вверх концевого участка одной концевой стороны проводника, прижатого вниз в направлении под прямым углом, чтобы по существу сформировать прямой угол. Контактный участок 222 принимает форму плоской по существу квадратной пластины, и в его центре сформировано сквозное отверстие 227 для болта. Сквозное отверстие 227 для болта предусмотрено так, что соответствующий соединительный элемент для электрического соединения положительной электродной клеммы 22 со входной/выходной клеммой другой многослойной аккумуляторной батареи 2 или клеммой внешнего устройства, такого как, например, электродвигатель, может быть закреплен с использованием болта.

Участок 223 прикрепления опорного элемента представляет собой плоскую область, сформированную между скрученным участком 221 и контактным участком 222. Опорный элемент 23 положительной электродной клеммы прикреплен к участку 223 прикрепления опорного элемента.

Изогнутый участок 224 сформирован путем изгибания проводника поблизости от центрального местоположения между скрученным участком 221 и другим концом проводника.

Первый участок 225 стыка представляет собой плоскую область, простирающуюся от скрученного участка 221 до изогнутого участка 224. Вывод 12 положительного электрода единичного аккумулятора 1A перекрывается с первым участком 225 стыка и состыкован с ним ультразвуковой сваркой или т.п., и в этом состоянии первый участок 225 стыка размещен между прокладкой 21A и прокладкой 21B.

Второй участок 226 стыка представляет собой плоскую область, простирающуюся от изогнутого участка 224 до другого конца проводника. Вывод 12 положительного электрода единичного аккумулятора 1B перекрывается со вторым участком 226 стыка и состыкован с ним ультразвуковой сваркой или т.п., и в этом состоянии второй участок 226 стыка размещен между прокладкой 21B и прокладкой 21C.

Опорный элемент 23 положительной электродной клеммы включает в себя стенку 231 передней поверхности, стенку 232 задней поверхности, стенку 233 боковой поверхности и стенку 234 нижней поверхности.

В центре стенки 231 передней поверхности сформировано углубление 231A, имеющее шестиугольную форму, которая соответствует внешней форме гайки 27, введенной в опорный элемент 23 положительной электродной клеммы. Гайка 27 представляет собой деталь для завинчивания болта, используемого при закреплении соединительного элемента на контактном участке 222 положительной электродной клеммы 22, и неподвижно запрессована в углубление 231A и удерживается стенкой 231 передней поверхности.

В стенке 231 передней поверхности сформировано сквозное отверстие 231B для болта дальше к стороне стенки 232 задней поверхности, чем углубление 231A, и концевой участок завинченного в гайку 27 болта проходит через сквозное отверстие 227 для болта в положительную электродную клемму 22.

Ниже углубления 231A сформировано прямоугольное сквозное отверстие 231C, через которое проходит участок 223 прикрепления опорного элемента положительной электродной клеммы 22. В стенке 232 задней поверхности аналогично сформировано прямоугольное сквозное отверстие 232A (см. Фиг.8), через которое проходит участок 223 прикрепления опорного элемента, и при вставке участка 223 прикрепления опорного элемента через соответствующие сквозные отверстия 231C, 232A опорный элемент 23 положительной электродной клеммы прикреплен к положительной электродной клемме 22.

На внешней кромке стенки 231 передней поверхности сформирована стенка 235 внешней кромки, простирающаяся в сторону контактного участка 222 положительной электродной клеммы 22. Стенка 235 внешней кромки сформирована покрывающей внешнюю кромку контактного участка 222, когда опорный элемент 23 положительной электродной клеммы прикреплен к положительной электродной клемме. Контактный участок 222 удерживается стенкой 235 внешней кромки.

Стенка 232 задней поверхности принимает прямоугольную форму, простираясь вверх на фигуре от поверхности 235A верхнего конца стенки 235 внешней кромки и вниз на фигуре от стенки 234 нижней поверхности. Здесь, как показано на Фиг.2, участок нижнего конца стенки 232 задней поверхности установлен на месте 213, которое частично выступает в сторону контактного участка 222 положительной электродной клеммы 22 из боковой поверхности прокладки 21A, а участок верхнего конца стенки 232 задней поверхности установлен на месте 214, которое частично выступает в сторону контактного участка 222 положительной электродной клеммы 22 из боковой поверхности прокладки 21D. Таким образом, опорный элемент 23 положительной электродной клеммы удерживается прокладкой 21A и прокладкой 21D таким образом, что положительная электродная клемма 22 неподвижно поддерживается опорным элементом 23 положительной электродной клеммы. Следует отметить, что тот конкретный способ, которым опорный элемент 23 положительной электродной клеммы удерживается прокладкой 21A и прокладкой 21D, будет описан ниже со ссылкой на Фиг.7 и 8.

Стенка 234 нижней поверхности расположена ниже участка 223 прикрепления опорного элемента положительной электродной клеммы 22, который проходит через отверстия 231C, 232A, сформированные соответственно в стенке 231 передней поверхности и стенке 232 задней поверхности, для того чтобы поддерживать участок 223 прикрепления опорного элемента.

Возвращаясь снова к Фиг.2 и 3, будут описаны отрицательная электродная клемма 24 и опорный элемент 25 отрицательной электродной клеммы.

Отрицательная электродная клемма 24 сформирована путем изгибания полоскового проводника, не снабженного изолирующей пленкой. Отрицательная электродная клемма 24 отличается от положительной электродной клеммы 22 формой, но выполняет функции, аналогичные положительной электродной клемме 22.

Вывод 13 отрицательного электрода единичного аккумулятора 1C перекрывается с первым участком 241 стыка отрицательной электродной клеммы 24 и состыкован с ним ультразвуковой сваркой или т.п., и в этом состоянии первый участок 241 стыка размещен между прокладкой 21C и прокладкой 21D. Вывод 13 отрицательного электрода единичного аккумулятора 1D перекрывается со вторым участком 242 стыка отрицательной электродной клеммы 24 и состыкован с ним ультразвуковой сваркой или т.п., и в этом состоянии второй участок 242 стыка размещен между прокладкой 21D и прокладкой 21E.

Опорный элемент 25 отрицательной электродной клеммы сформирован в виде коробочки из синтетической полимерной смолы, обладающей изолирующими свойствами, и прикреплен к отрицательной электродной клемме 24. Опорный элемент 25 отрицательной электродной клеммы отличается от опорного элемента 23 положительной электродной клеммы тем, что прямоугольное сквозное отверстие, сформированное в его стенке передней поверхности, расположено выше углубления, а в остальном является идентичным ему по строению и функции. Аналогично опорному элементу 23 положительной электродной клеммы, опорный элемент 25 отрицательной электродной клеммы удерживается на месте 215, которое частично выступает из боковой поверхности прокладки 21A, и на месте 216, которое частично выступает из боковой поверхности прокладки 21D.

На Фиг.6 показан вид в перспективе батарейного модуля 3 в соответствии с первым вариантом осуществления данного изобретения, который сформирован путем заключения многослойной аккумуляторной батареи 2 внутри кожуха 31 батареи.

Кожух 31 батареи включает в себя коробчатый нижний кожух 311, имеющий открытый верхний участок, и верхний кожух 312 для закрывания отверстия в нижнем кожухе 311. Нижний кожух 311 и верхний кожух 312 скреплены завальцовкой вместе соответствующих участков их внешнего контура.

Нижний кожух 311 включает в себя вырезы 313, через которые положительная электродная клемма 22 и отрицательная электродная клемма 24 расположенной внутри многослойной аккумуляторной батареи 2 выступают из боковой поверхности нижнего кожуха 311.

В верхнем кожухе 312 сформированы четыре отверстия 314 для вставки, соответствующие отверстиям 211 для вставки болтов, сформированным в прокладках 21 многослойной аккумуляторной батареи 2. Кроме того, в нижнем корпусе 311 аналогично сформированы четыре отверстия для вставки (не показаны), соответствующие отверстиям 211 для вставки болтов, сформированным в прокладках 21 многослойной аккумуляторной батареи 2. Многослойная аккумуляторная батарея 2 прикреплена к кожуху 31 батареи с помощью вставки болтов в отверстия 314 для вставки в верхнем кожухе 312, отверстия 211 для вставки болтов в многослойной аккумуляторной батарее 2 и отверстия для вставки в нижнем кожухе 311.

Сформированный таким образом батарейный модуль 3 устанавливают, например, в электрический автомобиль в качестве источника подачи энергии, и путем подключения произвольного числа батарейных модулей 3 последовательно или параллельно через положительную электродную клемму 22 и отрицательную электродную клемму 24 получают установленную в транспортном средстве аккумуляторную батарею, имеющую требуемое напряжение и требуемую энергетическую емкость.

Когда батарейные модули 3 электрически соединяют друг с другом с образованием установленной в транспортном средстве аккумуляторной батареи, соответствующие клеммы 22, 24 одного батарейного модуля 3 соединяют с соответствующими клеммами 22, 24 другого батарейного модуля 3 соответствующим соединительным элементом. При этом соединительный элемент закрепляют путем привинчивания к соответствующим клеммам 22, 24 или т.п. Соответственно, в качестве внешней силы к клеммам 22, 24 прикладывается создаваемый во время завинчивания крутящий момент. Кроме того, внешняя сила оказывается на клеммы 22, 24 из-за вибрации, возникающей во время движения транспортного средства.

Следовательно, когда положительная электродная клемма 22 и отрицательная электродная клемма 24 не поддерживаются неподвижно опорным элементом 23 положительной электродной клеммы и опорным элементом 25 отрицательной электродной клеммы, в отличие от данного варианта осуществления, возникают следующие проблемы.

Фиг.14 представляет собой вид в продольном разрезе основных деталей многослойной аккумуляторной батареи, иллюстрирующий концентрацию механических напряжений, возникающих, когда клемма не поддерживается неподвижно опорным элементом клеммы, и служит как вид сравнительного примера, в котором данный вариант осуществления не применяется.

Как показано на Фиг.14, когда клемма 401 не поддерживается неподвижно опорным элементом клеммы, и внешние силы, вызванные вибрацией и создаваемым во время привинчивания крутящим моментом, прикладываются на стороне одного конца клеммы 401, выступающей из прокладок 402, механическое напряжение концентрируется на участке стыка клеммы 401, размещенной между прокладками 402 так, чтобы перекрывать электродный вывод 404 единичного аккумулятора 403. В результате, физический контакт между электродным выводом 404 и клеммой 401 будет недостаточным, что приводит к уменьшению выходной мощности батарейного модуля.

В данном варианте осуществления, с другой стороны, клемма неподвижно поддерживается опорным элементом клеммы, и поэтому концентрация механических напряжений на участке стыка между электродным выводом и клеммой подавляется.

Обращаясь к Фиг.7 и 8, ниже будет описан способ, которым опорный элемент 23 положительной электродной клеммы удерживается прокладками 21 так, чтобы неподвижно поддерживать положительную электродную клемму 22.

На Фиг.7 представлен вид в перспективе с пространственным разделением деталей, показывающий с увеличением окрестность опорного элемента 23 положительной электродной клеммы многослойной аккумуляторной батареи 2. На Фиг.8 показан вид в разрезе VIII-VIII по Фиг.7.

Как показано на Фиг.7, на прокладке 21A сформировано место 213, частично выступающее в сторону контактного участка 222 положительной электродной клеммы 22 из боковой поверхности прокладки 21A. Как показано на Фиг.8, выступающее место 213 сформировано с установочной канавкой 213A, в которую устанавливают участок нижнего конца стенки 232 задней поверхности опорного элемента 23 положительной электродной клеммы.

Кроме того, как показано на Фиг.7, на прокладке 21D сформировано место 214, частично выступающее в сторону контактного участка 222 положительной электродной клеммы 22 из боковой поверхности прокладки 21D, и, как показано на Фиг.8, выступающее место 214 сформировано с установочной канавкой 214A, в которую устанавливают участок верхнего конца стенки 232 задней поверхности опорного элемента 23 положительной электродной клеммы.

Путем установки участка нижнего конца стенки 232 задней поверхности опорного элемента 23 положительной электродной клеммы в установочную канавку 213A, сформированную в прокладке 21A, и установки участка верхнего конца в установочную канавку 214A, сформированную в прокладке 21D, опорный элемент 23 положительной электродной клеммы удерживается прокладкой 21A и прокладкой 21D. Благодаря наличию прокладки 21A и прокладки 21D, удерживающих опорный элемент 23 положительной электродной клеммы, прикрепленный к положительной электродной клемме 22, таким образом, положительная электродная клемма 22 неподвижно поддерживается опорным элементом 23 положительной электродной клеммы.

Следовательно, когда внешние силы, вызванные вибрацией и создаваемым во время завинчивания крутящим моментом, прикладываются к положительной электродной клемме 22, может быть подавлена концентрация механических напряжений на первом участке 225 стыка и втором участке 226 стыка. Другими словами, вращение положительной электродной клеммы 22 при закреплении болта на контактном участке 222 положительной электродной клеммы 22 и вибрация положительной электродной клеммы 22 во время движения могут быть подавлены. В результате, дефекты стыка между первым участком 225 стыка и вторым участком 226 стыка положительной электродной клеммы 22 и выводами 12 положительных электродов единичного аккумулятора 1A и единичного аккумулятора 1B могут быть подавлены.

Кроме того, внешняя периферия контактного участка 222 положительной электродной клеммы 22 покрыта стенкой 235 внешней кромки таким образом, что контактный участок 222 положительной электродной клеммы 22 удерживается стенкой 235 внешней кромки. В результате, вращение положительной электродной клеммы 22 при закреплении болта на контактном участке 222 положительной электродной клеммы 22 и вибрация положительной электродной клеммы 22 во время движения могут быть дополнительно подавлены.

Следует отметить, что отрицательная электродная клемма 24 неподвижно поддерживается опорным элементом 25 отрицательной электродной клеммы аналогичным положительной электродной клемме 22 образом, и поэтому дефект стыка с выводом 13 отрицательного электрода может быть аналогично подавлен в отрицательной электродной клемме 24.

При этом опорный элемент 23 положительной электродной клеммы и опорный элемент 25 отрицательной электродной клеммы могут удерживаться кожухом 31 батареи. Однако, этот вариант осуществления является невыгодным по следующей причине.

Единичный аккумулятор 1, сформированный из гибкой многослойной пленки или т.п., во время заряда/разряда склонен легко претерпевать изменение объема в направлении наслаивания. Поэтому, когда опорный элемент 23 положительной электродной клеммы удерживается кожухом 31 батареи, относительные положения между опорным элементом 23 положительной электродной клеммы и соответствующими участками стыка, состыкованными с выводами 12 положительных электродов единичных аккумуляторов 1, например, изменяются из-за изменения объема в единичных аккумуляторах 1. В результате, легко возникают дефекты контакта между выводами 12 положительных электродов и соответствующими участками стыка.

В данном варианте осуществления, однако, опорный элемент 23 положительной электродной клеммы и опорный элемент 25 отрицательной электродной клеммы удерживаются прокладками 21, и, поэтому, даже когда возникают изменения объема в единичных аккумуляторах 1, получаемое в результате изменение относительных положений между опорным элементом 23 положительной электродной клеммы и соответствующими участками стыка чрезвычайно мало. В результате, между выводами 12 положительных электродов и соответствующими участками стыка вряд ли возникают дефекты контакта.

На Фиг.9 показан вид, иллюстрирующий способ прикрепления опорного элемента 23 положительной электродной клеммы.

Для того, чтобы прикрепить опорный элемент 23 положительной электродной клеммы, вначале участок нижнего конца стенки 232 задней поверхности опорного элемента 23 положительной электродной клеммы, прикрепленный к положительной электродной клемме 22, устанавливают в установочную канавку 213A, сформированную в месте 213, которое частично выступает из прокладки 21A.

Затем прокладку 21B накладывают на прокладку 21A, а прокладку 21C накладывают на прокладку 21B.

Затем прокладку 21D накладывают на прокладку 21C, устанавливая участок верхнего конца стенки 232 задней поверхности опорного элемента 23 положительной электродной клеммы в установочную канавку 214A, сформированную в месте 214, которое частично выступает из прокладки 21D.

В данном варианте осуществления установочные канавки 213A, 213A сформированы в местах 213, 214, частично выступающих из прокладки 21A и прокладки 21D, и поэтому опорный элемент 23 положительной электродной клеммы может быть легко закреплен во время последовательности операций по наложению друг на друга прокладок 21.

Следовательно, не требуется сложный процесс закрепления компонента в ином направлении, чем направление наслоения, и поэтому процесс изготовления может быть легко автоматизирован. Кроме того, опорный элемент 23 положительной электродной клеммы может быть закреплен с помощью операции, по существу идентичной обычной операции наложения друг на друга прокладок. В результате, увеличение числа этапов изготовления может быть исключено.

Далее будет описан второй вариант осуществления данного изобретения со ссылкой на Фиг.10 и 11.

На Фиг.10 представлен вид в перспективе, показывающий с увеличением часть положительной электродной клеммы 22 многослойной аккумуляторной батареи 2 в соответствии со вторым вариантом осуществления данного изобретения. На Фиг.11 показан вид в разрезе XI-XI по Фиг.10.

Как показано на Фиг.10 и 11, во втором варианте осуществления данного изобретения только прокладка 21D сформирована с установочной канавкой 214A, в которую устанавливают участок верхнего конца стенки 232 задней поверхности опорного элемента 23 положительной электродной клеммы. Аналогично и в этом случае, первый участок 225 стыка положительной электродной клеммы 22 размещают между прокладкой 21A и прокладкой 21B, и, в результате, опорный элемент 23 положительной электродной клеммы удерживается прокладкой 21A, прокладкой 21B и прокладкой 21D. Следовательно, положительная электродная клемма 22 может поддерживаться неподвижно, и поэтому могут быть получены эффекты, аналогичные описанным в первом варианте осуществления.

Следует отметить, что данное изобретение не ограничивается описанными выше вариантами осуществления и, конечно же, может быть подвергнуто различным модификациям в пределах объема его технической сущности.

Например, в вышеприведенных вариантах осуществления были описаны примеры, в которых положительная электродная клемма 22 и отрицательная электродная клемма 24 служат выходными клеммами, но данное изобретение не ограничивается этим, и положительная электродная клемма 22 и отрицательная электродная клемма 24 могут представлять собой клеммы детектирования напряжения для измерения электрического напряжения батарейного модуля 3.

Кроме того, в вышеприведенных вариантах осуществления участок нижнего конца и участок верхнего конца стенки 232 задней поверхности опорного элемента 23 положительной электродной клеммы устанавливают в установочные канавки, предусмотренные в прокладке 21A и прокладке 21D, но может использоваться и противоположная структура. Как показано на Фиг.12, например, установочные канавки 232B, 232C могут быть предусмотрены на нижнем конце и верхнем конце стенки 232 задней поверхности опорного элемента 23 положительной электродной клеммы, а в эти установочные канавки 232B, 232C могут быть установлены выступы 213B, 214B, сформированные на прокладке 21A и прокладке 21D. Кроме того, структура установки вместе прокладок 21 и опорного элемента 23 положительной электродной клеммы не ограничена описанными выше выступами и канавками.

Кроме того, в вышеприведенных вариантах осуществления положительная электродная клемма 22 и опорный элемент 23 положительной электродной клеммы сформированы заодно, но, как показано на Фиг.13, например, стенка 234 нижней поверхности может быть предусмотрена отдельно и закреплена впоследствии с помощью защелки 233A или т.п., предусмотренной на нижнем конце каждой стенки 233 боковой поверхности.

Что касается представленного выше описания, содержание Tokugan 2009-118228 с датой подачи от 15 мая 2009 года в Японии и содержание Tokugan 2010-111330 с датой подачи от 13 мая 2010 года в Японии, включены сюда по ссылке.

ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ

Как описано выше, данное изобретение демонстрирует особенно выгодные эффекты при применении к устанавливаемой в транспортном средстве аккумуляторной батарее, сформированной путем соединения множества батарейных модулей 3.

Исключительные свойства или признаки, охваченные вариантами осуществления данного изобретения, представляют собой те, которые заявлены ниже.

1. Многослойная аккумуляторная батарея, образованная наслаиванием множества плоских аккумуляторов, каждый из которых имеет электродный вывод, содержащая: изолирующую деталь, размещенную для предотвращения электродного вывода от короткого замыкания; и клемму, соединенную с электродным выводом, причем сторона рабочего конца клеммы поддерживается опорным элементом, предусмотренным на изолирующей детали.

2. Многослойная аккумуляторная батарея по п.1, причем опорный элемент удерживается изолирующей деталью.

3. Многослойная аккумуляторная батарея по п.1, причем изолирующая деталь содержит удерживающий участок, который выступает наружу из изолирующей детали, и
этот удерживающий участок удерживает опорный элемент в направлении наслаивания плоских аккумуляторов.

4. Многослойная аккумуляторная батарея по п.3, причем удерживающий участок содержит первый удерживающий участок, который выступает наружу из одной изолирующей детали, и второй удерживающий участок, который выступает наружу из другой изолирующей детали, которая отличается от упомянутой одной изолирующей детали, и первый удерживающий участок и второй удерживающий участок удерживают опорный элемент с каждой стороны в направлении наслаивания плоских аккумуляторов.

5. Многослойная аккумуляторная батарея по п.1, причем сторона основного конца клеммы удерживается множеством изолирующих деталей.

6. Многослойная аккумуляторная батарея по п.1, причем изолирующая деталь содержит удерживающий участок, выступающий наружу из изолирующей детали, и
опорный элемент содержит поверхность стенки, которая поддерживает одну концевую сторону клеммы, и участок удержания, удерживаемый удерживающим участком.

7. Многослойная аккумуляторная батарея по п.6, причем удерживающий участок содержит первый удерживающий участок, который выступает наружу из одной изолирующей детали, и второй удерживающий участок, который выступает наружу из другой изолирующей детали, которая отличается от упомянутой одной изолирующей детали, и участок удержания удерживается первым удерживающим участком и вторым удерживающим участком.

8. Многослойная аккумуляторная батарея по п.6, причем клемма содержит участок стыка, на котором электродный вывод состыкован со стороной основного конца, и этот участок стыка удерживается множеством изолирующих деталей.

9. Многослойная аккумуляторная батарея по п.6, причем опорный элемент содержит участок фиксации, который фиксирует клемму к клемме внешнего устройства.

10. Многослойная аккумуляторная батарея по п.1, причем многослойная аккумуляторная батарея заключена в кожух батареи.

11. Многослойная аккумуляторная батарея по п.10, причем кожух батареи содержит участок отверстия, через который клемма выведена наружу из кожуха батареи.

12. Многослойная аккумуляторная батарея по п.1, причем клемма содержит на стороне его рабочего конца участок прикрепления опорного элемента, на котором закреплен опорный элемент, опорный элемент содержит участок стенки, который простирается в направлении наслаивания плоских аккумуляторов, когда опорный элемент прикреплен к участку прикрепления опорного элемента, и изолирующая деталь содержит удерживающий участок, который выступает в направлении, ортогональном направлению наслаивания плоских аккумуляторов, и удерживает участок стенки.

13. Многослойная аккумуляторная батарея по п.12, причем удерживающий участок содержит участок отверстия, в которое установлен участок стенки.

14. Многослойная аккумуляторная батарея по п.12, причем удерживающий участок дополнительно содержит выступающий участок, который выступает в направлении, параллельном направлению наслаивания плоских аккумуляторов, и
участок стенки содержит участок отверстия, в которое установлен выступающий участок.

15. Многослойная аккумуляторная батарея по п.12, причем участок стенки простирается вверх в направлении наслаивания плоских аккумуляторов.

16. Многослойная аккумуляторная батарея по п.12, причем участок стенки простирается вверх и вниз в направлении наслаивания плоских аккумуляторов.

17. Многослойная аккумуляторная батарея по п.12, причем клемма проложена между множеством изолирующих деталей на стороне ее основного конца и выступает из изолирующей детали на стороне ее рабочего конца.

18. Способ изготовления многослойной аккумуляторной батареи, образуемой поочередным наслаиванием плоского аккумулятора с электродным выводом и изолирующей детали для предотвращения короткого замыкания в электродном выводе, содержащий:
присоединение электродного вывода к участку стыка, сформированному на стороне основного конца входной/выходной клеммы питания, и прокладывание участка стыка клеммы между изолирующими деталями так, что сторона рабочего конца клеммы выступает из боковой поверхности изолирующих деталей при удержании опорного элемента, прикрепленного к стороне рабочего конца клеммы изолирующими деталями.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к узлу элементов аккумуляторной батареи и к способу сборки узла элементов аккумуляторной батареи. .

Изобретение относится к электрохимическому устройству, содержащему электродный вывод, имеющий защитное устройство для прерывания электрического тока, когда температура электрохимического устройства увеличивается.

Изобретение относится к блоку аккумуляторной батареи с модулем защитной схемы (МЗС) и соединительной структурой. .

Изобретение относится к устройству безопасности для батареи, предназначенному для образования электрической цепи и преобразования заряженного состояния батареи в разряженное состояние при сжатии под действием заданного или более высокого давления.

Изобретение относится к химическим источникам тока. .

Изобретение относится к термически чувствительным прерывателям тока для гальванического элемента. .

Изобретение относится к биполярным батареям. Технический результат - ограничение величины тока при выделении газа. Биполярная батарея включает в себя: генерирующий электроэнергию элемент, сформированный путем укладки стопкой множества биполярных электродов, в которых электродный слой сформирован на передней и задней сторонах токоотвода, через слой электролита; упругую металлическую часть, предусмотренную в контакте с генерирующим электроэнергию элементом так, чтобы она контактировала с генерирующим электроэнергию элементом в точечном или линейном контакте, когда к ней не прилагается внешняя сила, и контактировала с генерирующим электроэнергию элементом в поверхностном контакте, когда к ней прилагается внешняя сила; и наружный покровный материал, предусмотренный для вмещения в себя генерирующего электроэнергию элемента и упругой металлической части, внутреннее давление которого устанавливается меньшим, чем атмосферное давление, так что упругая металлическая часть вынуждена контактировать с генерирующим электроэнергию элементом в поверхностном контакте за счет разницы давлений между внутренним давлением и атмосферным давлением.2 н.п. и 6 з.п. ф-лы, 9 ил.

Предоставляется соединитель для электрического соединения батареи с питаемым от батареи устройством. Соединитель включает в себя первый двухконтактный узел и второй двухконтактный узел. Каждый двухконтактный узел включает в себя положительный контакт для контакта с положительной клеммой PP3 батареи PP3 и отрицательный контакт для контакта с отрицательной клеммой PP3 батареи PP3. Каждый двухконтактный узел сконфигурирован так, что когда двухконтактный узел физически подключается к одной из клемм батареи PP3, один из контактов двухконтактного узла электрически подключается к клемме батареи PP3, тогда как другой из контактов электрически изолируется от клеммы батареи PP3. Соответственно, батарея PP3 может быть установлена в любое из двух допустимых положений подключения относительно соединителя, в которых через соединитель обеспечивается соответствующее электрическое соединение с устройством, которое должно питаться электричеством от батареи PP3. Повышение надежности подключения батарей для обеспечения питания электронных устройств при любой их ориентации, преимущественно в устройствах с быстро расходуемыми батареями, является техническим результатом заявленного изобретения. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для соединения аккумуляторных батарей. Аккумуляторная батарея (1) разъемно соединена с несколькими однотипными аккумуляторными батареями (1a, 1b) для питания электрических устройств с разной потребляемой мощностью, причем аккумуляторная батарея содержит, по меньшей мере, четыре присоединительных полюса (5, 6; 15, 16), из которых соответственно два присоединительных полюса (5, 6), которые соответствуют двум соответственно расположенным ответным присоединительным полюсам (15, 16) смежной аккумуляторной батареи. При этом существенное значение имеет то, что разъемное соединение смежных аккумуляторных батарей обеспечивается, по меньшей мере, одной поворотной опорой (4/14), что, по меньшей мере, в определенном положении аккумуляторных батарей (1a, 1b) относительно друг друга после поворота обеспечивает возможность их вставки в поворотную опору (4/14) или их высвобождение из нее, в то время как в других пределах поворота аккумуляторные батареи удерживаются в поворотной опоре (4/14). Повышение надежности и высокой степени устойчивости контактов смежных аккумуляторных батарей, при быстром и простом разъеме, является техническим результатом изобретения. 12 з.п. ф-лы, 14 ил.

Изобретение относится к вторичной батарее и, в частности, к вторичной батарее с устройством защиты от перегрузки. Техническим результатом изобретения является обеспечение хороших характеристик теплорассеяния и эффективность зарядки во время процесса зарядки, что существенно уменьшает возможность высокотемпературного взрыва. Согласно изобретению, вторичная батарея с устройством защиты от перегрузки содержит: корпус батареи с камерой для удержания множества элементов вторичной батареи; пластину теплорассеяния, прикрепленную к корпусу батареи; и устройство снятия перегрузки, расположенное в корпусе батареи и содержащее множество модулей снятия перегрузки, электрически соединенных с элементами вторичной батареи. Каждый модуль снятия перегрузки содержит балансный резистор, прикрепленный к пластине теплорассеяния. Корпус батареи и пластина теплорассеяния выполнены из металла, причем балансные резисторы представляют собой цементные резисторы, при этом с модулями снятия перегрузки электрически соединено множество первых соединителей, а с цементными резисторами электрически соединено множество вторых соединителей, съемно прикрепленных к соответствующему одному из первых соединителей. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх