Стационарная электроэнергетическая система и способ изготовления стационарной электроэнергетической системы
Предложена стационарная электроэнергетическая система, включающая в себя низкопрофильную аккумуляторную батарею, находящуюся в корпусе с генерирующим электроэнергию элементом, заключенную в наружном упаковочном элементе. Низкопрофильная аккумуляторная батарея включает в себя также прокладку, расположенную между корпусом батареи и корпусом другой батареи, когда корпус другой батареи уложен на корпусе батареи, образуя при этом стопку. Прокладка фиксирует корпус батареи в заранее заданном положении. Корпус батареи и прокладка соединены друг с другом через упругое тело. Повышение надежности работы аккумуляторной батареи в условиях воздействий вибраций при герметичности наружного упаковочного элемента является техническим результатом заявленного изобретения. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 19 ил.
Область техники
[0001] Данное изобретение относится к стационарной электроэнергетической системе, включающей в себя низкопрофильную (или тонкую) аккумуляторную батарею, и к способу изготовления стационарной электроэнергетической системы.
Уровень техники
[0002] Ранее была предложена низкопрофильная аккумуляторная батарея с наружным упаковочным элементом из ламинированной пленки, в которой на периферию наружного упаковочного элемента установлен пластмассовый каркасный элемент, вследствие чего повышается механическая жесткость наружного упаковочного элемента и герметичность периферии наружного упаковочного элемента (патентный документ 1).
Список цитированной литературы
Патентная литература
[0003] Патентный документ 1: не проходившая экспертизу заявка на патент Японии № 2007-73510
Сущность изобретения
Техническая задача
[0004] Однако аккумуляторная батарея согласно вышеописанной традиционной технологии имеет конструкцию, в которой внешний периферийный уплотнительный участок наружного упаковочного элемента вставлен в сочленяющий паз каркасного элемента и сочленен с ним (см. термин «упруго сочлененный» в абзаце 0041 патентного документа 1). Из-за этой конструкции возникает проблема, заключающаяся в том, что закрепленное состояние аккумуляторной батареи нельзя поддерживать стабильным применительно к вибрации при землетрясении, вибрации в месте интенсивного движения транспорта и т.д.
[0005] Задача данного изобретения состоит в том, чтобы предоставить низкопрофильную аккумуляторную батарею, обладающую превосходной стабильностью при удерживании в закрепленном состоянии применительно к вибрации при землетрясении, вибрации в месте интенсивного движения транспорта и т.д.
Решение поставленной задачи
[0006] Данное изобретение может решить вышеописанную задачу посредством стационарной электроэнергетической системы, имеющей низкопрофильную аккумуляторную батарею, включающую в себя корпус батареи, включающий в себя генерирующий электроэнергию элемент, герметизированный в наружном упаковочном элементе, и прокладку, расположенную между корпусом батареи и корпусом другой батареи, когда корпус другой батареи уложен стопкой на корпусе батареи, причем прокладка фиксирует корпус батареи в заранее заданном положении, а корпуса батарей и прокладка соединены друг с другом через упругое тело.
Эффект изобретения
[0007] В соответствии с данным изобретением, когда к корпусу батареи через прокладку прикладывается внешняя сила, такая как вибрация при землетрясении, вибрация в месте интенсивного движения транспорта и т.д., в упругом элементе генерируется демпфирующая сила, связанная с внешней силой, вследствие чего низкопрофильная аккумуляторная батарея стабильно удерживается в закрепленном состоянии.
Краткое описание чертежей
[0008] На фиг. 1 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий аккумуляторную батарею в стационарной электроэнергетической системе в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.
На фиг. 2 представлен вид в перспективе в разобранном состоянии, иллюстрирующий основную конструкцию аккумуляторной батареи, показанной на фиг. 1.
На фиг. 3 представлен вид в перспективе аккумуляторной батареи, показанной на фиг. 1, при рассмотрении с направления, обозначенного стрелкой III.
На фиг. 4 представлен вид в перспективе, иллюстрирующий состояние укладки аккумуляторной батареи, показанной на фиг. 1, на другую аккумуляторную батарею.
На фиг. 5 представлен вид в сечении аккумуляторной батареи, проведенном вдоль линии V-V, показанной на фиг. 1.
На фиг. 6 представлен вид в сечении аккумуляторной батареи, проведенном вдоль линии VI-VI, показанной на фиг. 1.
На фиг. 7 представлен вид в сечении существенной части аккумуляторной батареи для пояснения способа изготовления аккумуляторной батареи.
На фиг. 8 представлен вид в сечении корпуса батареи, проведенном вдоль линии VIII-VIII, показанной на фиг. 1.
На фиг. 9 представлена блок-схема, иллюстрирующая стационарную электроэнергетическую систему в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.
На фиг. 10 представлен вид в увеличенном масштабе аккумуляторной батареи в соответствии с другим вариантом реализации данного изобретения, иллюстрирующий ту ее часть, которая соответствует участку, обведенному линией IX, показанной на фиг. 1.
На фиг. 11 представлен вид в плане аккумуляторной батареи в соответствии с другим вариантом реализации данного изобретения.
На фиг. 12 представлен вид в увеличенном масштабе той части аккумуляторной батареи, которая обведена линией XI, показанной на фиг. 11.
На фиг. 13 представлен вид в сечении, проведенном вдоль линии XII-XII, показанной на фиг. 12.
На фиг. 14 представлен вид в сечении, проведенном вдоль линии XIII-XIII, показанной на фиг. 12.
На фиг. 15 представлен вид в перспективе аккумуляторной батареи в соответствии с дополнительным вариантом реализации (модификацией) данного изобретения при рассмотрении с направления, обозначенного стрелкой XIV, показанной на фиг. 1.
На фиг. 16 представлен вид в перспективе в частичном сечении, проведенном вдоль линии XV-XV, показанной на фиг. 15.
На фиг. 17 представлен вид в перспективе в частичном сечении, проведенном вдоль линии XVI-XVI, показанной на фиг. 15.
На фиг. 18 представлен вид в увеличенном масштабе аккумуляторной батареи в соответствии с дополнительным вариантом реализации данного изобретения, иллюстрирующий ту ее часть, которая соответствует участку, обведенному линией XI, показанной на фиг. 11.
На фиг. 19 представлен вид в сечении, проведенном вдоль линии XVIII-XVIII, показанной на фиг. 18.
На фиг. 20 представлен вид в увеличенном масштабе аккумуляторной батареи в соответствии с еще одним дополнительным вариантом реализации данного изобретения, иллюстрирующий ту ее часть, которая соответствует участку, обведенному линией XI, показанной на фиг. 11.
На фиг. 21 представлен вид в сечении, проведенном вдоль линии ХХ-ХХ, показанной на фиг. 20.
Описание вариантов реализации
Первый вариант реализации
[0009] На фиг. 1 представлен вид в перспективе аккумуляторной батареи в стационарной электроэнергетической системе в соответствии с вариантом реализации данного изобретения, иллюстрирующий аккумуляторную батарею в готовом состоянии. На фиг. 2 представлен вид в перспективе в разобранном состоянии, иллюстрирующий основные компоненты аккумуляторной батареи. Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, аккумуляторная батарея 1 в стационарной электроэнергетической системе в соответствии с вариантом реализации включает в себя низкопрофильный плоский корпус 11 батареи, прокладку 12 и участок 13 из упругой смолы, сформированный в области, в которой заключены корпус 11 батареи и прокладка 12.
[0010] Корпус 11 батареи выполнен так, что генерирующий электроэнергию элемент 112 заключен в пространстве, ограниченном между двумя наружными упаковочными элементами 111 из ламинированной пленки, а внешние периферийные участки 113 пары наружных упаковочных элементов 111 совместно герметизированы. На фиг. 1-4 показан лишь один из наружных упаковочных элементов 111. На фиг. 5 показан генерирующий электроэнергию элемент 112. Ламинированная пленка, которая образует каждый из наружных упаковочных элементов 111, имеет, например, трехслойную структуру, показанную в сечении, как обозначено выносной линией A на фиг. 5. Ламинированная пленка включает в себя внутренний слой 111а смолы, промежуточный слой 111b металла и внешний слой 111с смолы, следующие в этом порядке изнутри аккумуляторной батареи 1 наружу. Внутренний слой 111а смолы может быть сформирован из пленки смолы, которая обладает превосходной стойкостью к электролиту и плавкостью при нагреве. Примеры пленки смолы включают в себя пленки из полиэтилена, модифицированного полиэтилена, полипропилена, модифицированного полипропилена и иономера. Промежуточный слой 111b металла может быть сформирован из металлической фольги, такой как алюминиевая фольга. Внешний слой 111с смолы может быть сформирован из пленки смолы, обладающей превосходным электроизоляционным свойством, например, из пленки смолы на полиамидной основе и пленки смолы на основе сложного полиэфира. Внешний слой 111с смолы соответствует слою смолы согласно данному изобретению.
[0011] Таким образом, каждый из пары наружных упаковочных элементов 111 сформирован из упругого материала, такого как ламинированный материал пленки смолы-металла, причем одна поверхность промежуточного слоя 111b металла (внутренняя поверхность аккумуляторной батареи 1), выполненного из такого материала, как алюминиевая фольга, ламинирована полиэтиленом, модифицированным полиэтиленом, полипропиленом, модифицированным полипропиленом или иономером, а внешняя поверхность промежуточного слоя 111b металла (внешняя поверхность аккумуляторной батареи 1) ламинирована смолой на полиамидной основе или смолой на основе сложного полиэфира.
[0012] При этой структуре, в которой каждый из пары наружных упаковочных элементов 111 включает в себя промежуточный слой 111b металла в дополнение к внутреннему и внешнему слоям 111a, 111c смолы, можно увеличить прочность наружного упаковочного элемента 111 как такового. Помимо этого, при такой структуре, в которой внутренний слой 111а смолы наружного упаковочного элемента 111 выполнен из такой смолы, как полиэтилен, модифицированный полиэтилен, полипропилен, модифицированный полипропилен и иономер, можно гарантировать надлежащую плавкость к электродным выводам 114, 115, выполненным из металла.
[0013] Кроме того, структура наружного упаковочного элемента 111 в соответствии с данным изобретением не ограничивается только вышеописанной трехслойной структурой, а может быть однослойной структурой, состоящей из одного из внутреннего и внешнего слоев 111a, 111c смолы. Помимо этого, структура наружного упаковочного элемента 111 в соответствии с данным изобретением может быть двухслойной структурой, состоящей из одного из внутреннего и внешнего слоев 111a, 111c смолы и промежуточного слоя 111b металла. Кроме того, при необходимости структура наружного упаковочного элемента 111 в соответствии с данным изобретением может быть многослойной структурой, состоящей из четырех и более слоев.
[0014] Каждый из пары наружных упаковочных элементов 111 имеет форму неглубокой миски (форму блюда), сформированной(ого) из прямоугольной плоской пластины так, чтобы в ней можно разместить генерирующий электроэнергию элемент 112. После размещения генерирующего электроэнергию элемента 112 и раствора электролита в пространстве между наружными упаковочными элементами 111 внешние периферийные участки 113 наружных упаковочных элементов 111 перекрываются друг с другом, а затем эти внешние периферийные участки 113 присоединяют друг к другу по всем их перифериям термосваркой или посредством клеящего вещества.
[0015] Аккумуляторная батарея 1 стационарной электроэнергетической системы в соответствии с этим вариантом реализации представляет собой литий-ионную аккумуляторную батарею. Как показано на фиг. 8, генерирующий электроэнергию элемент 112 имеет слоистую структуру, которая включает в себя пластины 112a положительного электрода, пластины 112b отрицательного электрода и сепараторы 112c, каждый из которых расположен между пластиной 112a положительного электрода и пластиной 112b отрицательного электрода. Генерирующий электроэнергию элемент 112 согласно этому варианту реализации состоит из трех пластин 112a положительного электрода, пяти сепараторов 112c, трех пластин 112b отрицательного электрода и электролита (не показан). Кроме того, аккумуляторная батарея 1 в соответствии с данным изобретением необязательно должна быть литий-ионной аккумуляторной батареей, а может быть батареей любого другого типа.
[0016] Пластина 112a положительного электрода, входящая в состав генерирующего электроэнергию элемента 112, включает в себя токоотвод 112d со стороны положительного электрода, доходящий до вывода 114 положительных электродов, и слои 112e, 112f положительного электрода, соответственно сформированные на обеих основных поверхностях части токоотвода 112d со стороны положительного электрода. Хотя в этом варианте реализации пластина 112a положительного электрода и токоотвод 112d со стороны положительного электрода сформированы из одного листа проводника, пластина 112a положительного электрода и токоотвод 112d со стороны положительного электрода могут быть сформированы из различных элементов и соединены друг с другом.
[0017] Токоотвод 112d со стороны положительного электрода пластины 112a положительного электрода выполнен из электрохимически стабильной металлической фольги, такой как, например, алюминиевая фольга, фольга из алюминиевого сплава, медная фольга и никелевая фольга. Кроме того, слои 112e, 112f положительного электрода пластины 112a положительного электрода соответственно сформированы путем нанесения смеси сложного оксида лития или активного вещества положительного электрода, такого как соединения халькогенов (S, Se, Те), проводящего агента, такого как углеродная сажа, связующего вещества, такого как водная дисперсия политетрафторэтилена, и растворителя на обе основные поверхности токоотвода 112d со стороны положительного электрода, а потом подвергают нанесенную на обе основные поверхности смесь сушке и прокатке. Примеры сложного оксида лития включают никелат лития (LiNiO2), манганат лития (LiMnO2) и кобальтат лития (LiCoO2).
[0018] Пластина 112b отрицательного электрода, входящая в состав генерирующего электроэнергию элемента 112, включает в себя токоотвод 112g со стороны отрицательного электрода, доходящий до вывода 115 отрицательных электродов, и слои 112h, 112i отрицательного электрода, соответственно сформированные на обеих основных поверхностях части токоотвода 112g со стороны отрицательного электрода. Хотя в этом варианте реализации пластина 112b отрицательного электрода и токоотвод 112g со стороны отрицательного электрода сформированы из одного листа проводника, пластина 112b отрицательного электрода и токоотвод 112g со стороны отрицательного электрода могут быть сформированы из различных элементов и соединены друг с другом.
[0019] Токоотвод 112g со стороны отрицательного электрода пластины 112b отрицательного электрода выполнен из электрохимически стабильной металлической фольги, такой как, например, никелевая фольга, медная фольга, фольга из нержавеющей стали и железная фольга. Кроме того, слои 112h, 112i отрицательного электрода пластины 112b отрицательного электрода соответственно сформированы следующим образом. А именно, активное вещество отрицательного электрода, способное поглощать и высвобождать ионы лития из вышеописанного активного вещества положительного электрода, такое как аморфный углерод, неграфитизируемый углерод, легкографитизируемый углерод и графит, смешивают с водной дисперсией порошка смолы на основе бутадиен-стирольного каучука в качестве материала-предшественника термообработанного органического вещества, а полученную смесь подвергают сушке и помолу, тем самым формируя частицы углерода, несущие на своих поверхностях карбонизированный бутадиен-стирольный каучук. Полученные таким образом частицы углерода в качестве основного материала смешивают со связующим, таким как эмульсия акриловой смолы, и наносят результирующую смесь на обе основные поверхности токоотвода 112g со стороны отрицательного электрода, а потом подвергают нанесенную на обе основные поверхности смесь сушке и прокатке, получая тем самым слои 112h, 112i отрицательного электрода.
[0020] Сепаратор 112c, расположенный между пластиной 112a положительного электрода и пластиной 112b отрицательного электрода, служит для предотвращения короткого замыкания между пластиной 112a положительного электрода и пластиной 112b отрицательного электрода и может выполнять функцию удерживания электролита. Сепаратор 112c представляет собой микропористую пленку, сформированную из полиолефина, такого как полиэтилен и полипропилен, а также имеет такую функцию, что, когда через сепаратор течет избыточный ток, поры в слое закрываются с прерыванием протекания тока за счет тепла, вырабатываемого избыточным током. Однако сепаратор 112c не ограничивается только однослойной пленкой, а может иметь трехслойную структуру, в которой полипропиленовая пленка заключена между полиэтиленовыми пленками, или ламинированную структуру, в которой ламинированы полиолефиновая микропористая пленка и органическое нетканое полотно. Благодаря многослойной структуре сепаратора 112c возможно придание различных функций, таких как функция подавления избыточного тока, функция удерживания электролита и функция сохранения формы сепаратора 112c (повышения жесткости).
[0021] Вышеописанный генерирующий электроэнергию элемент 112 имеет ламинированную структуру, в которой пластины 112a положительного электрода и пластины 112b отрицательного электрода поочередно уложены стопкой друг на друга через находящийся между ними сепаратор 112с. Три пластины 112a положительного электрода соединены с выводом 114 положительных электродов, выполненным из металлической фольги, посредством токоотвода 112d со стороны положительного электрода. С другой стороны, три пластины 112b отрицательного электрода соединены с выводом 115 отрицательных электродов, выполненным из металлической фольги, посредством токоотвода 112g со стороны отрицательного электрода.
[0022] Как показано на фиг. 1, вывод 114 положительных электродов и вывод 115 отрицательных электродов выведены соответственно от пластины 112a положительного электрода и пластины 112b отрицательного электрода наружу из наружного упаковочного элемента 111. В аккумуляторной батарее 1 согласно этому варианту реализации вывод 114 положительных электродов и вывод 115 отрицательных электродов выведены из внешнего периферийного участка 113a одной стороны наружного упаковочного элемента 111 (передней короткой стороны, как показано на фиг. 1) параллельно друг другу. Вывод 114 положительных электродов и вывод 115 отрицательных электродов также именуются соответственно клеммой 114 положительных электродов и клеммой 115 отрицательных электродов.
[0023] В аккумуляторной батарее 1 согласно этому варианту реализации вывод 114 положительных электродов и вывод 115 отрицательных электродов выведены из внешнего периферийного участка одной стороны наружного упаковочного элемента 111 параллельно друг другу. Хотя фиг. 8 показывает вид в сечении генерирующего электроэнергию элемента 112, проведенном вдоль линии, простирающейся от пластины 112a положительного электрода к выводу 114 положительных электродов, но не показывает вид в сечении генерирующего электроэнергию элемента 112, проведенном вдоль линии, простирающейся от пластины 112b отрицательного электрода к выводу 115 отрицательных электродов, и пластина 112b отрицательного электрода, и вывод 115 отрицательных электродов имеют структуру, аналогичную структуре пластины 112a положительного электрода и вывода 114 положительных электродов. Вместе с тем, участок пластины 112a положительного электрода (токоотвода 112d со стороны положительного электрода), который простирается от торца (бока) генерирующего электроэнергию элемента 112 к выводу 114 положительных электродов, и участок пластины 112b отрицательного электрода (токоотвода 112g со стороны отрицательного электрода), который простирается от торца (бока) генерирующего электроэнергию элемента 112 к выводу 115 отрицательных электродов, срезаны, чтобы уменьшить их ширину до значения, не превышающего половину всей их ширины, так что предотвращается вступление в контакт друг с другом пластины 112a положительного электрода и пластины 112b отрицательного электрода на виде в плане.
[0024] Корпус 11 батареи имеет удлиненную прямоугольную форму на виде в плане, и поэтому внешний периферийный участок 113, на котором пара наружных упаковочных элементов 111 соединены друг с другом для герметизации внутреннего пространства, именуются внешними периферийными участками 113a-113d, как показано на фиг. 2. Кроме того, внешняя форма корпуса 11 батареи не ограничивается только удлиненной прямоугольной формой, а может быть квадратной формой или формой любого другого многоугольника. Помимо этого, положение, из которого выведены вывод 114 положительных электродов и вывод 115 отрицательных электродов, не ограничивается одним внешним периферийным участком 113a, как в этом варианте реализации. Вывод 114 положительных электродов и вывод 115 отрицательных электродов могут быть соответственно выведены из противоположных внешних периферийных участков 113a и 113b или противоположных внешних периферийных участков 113c и 113d. Кроме того, вывод 114 положительных электродов и вывод 115 отрицательных электродов могут быть выведены из внешних периферийных участков 113c, 113d длинной стороны.
[0025] Корпус 11 батареи, выполненный так, как описано выше, может быть применен в отдельности, а также может быть соединен и объединен с одной или более другими аккумуляторными батареями, тем самым обеспечивая аккумуляторную батарею (далее именуемую также батарейным модулем), которая(ый) имеет желаемую отдаваемую мощность и емкость. Кроме того, множество батарейных модулей могут быть соединены и объединены друг с другом (что также именуют батарейным источником питания). Этот батарейный источник питания можно использовать в качестве источника питания стационарной электроэнергетической системы. Конкретный пример стационарной электроэнергетической системы будет подробно описан ниже со ссылками на фиг. 9.
[0026] В случае, когда множество корпусов 11 батарей соединяют друг с другом, образуя батарейный модуль, множество корпусов 11 батарей укладывают стопкой друг на друга так, что их основные поверхности обращены друг к другу, как показано на фиг. 4, и заключают в кожухе батарей. В этом случае используют прокладку 12, изготовленную из изолирующего материала, чтобы гарантировать изоляцию между выводом 114 положительных электродов и выводом 115 отрицательных электродов, выведенными из внешнего периферийного участка 113a корпуса 11 другой батареи, и выводом 114 положительных электродов и выводом 115 отрицательных электродов, выведенными из внешнего периферийного участка 113a корпуса 11 батареи, уложенного на корпус 11 батареи, и предусматривают электрическую шину для соединения этих выводов 114 положительных электродов и выводов 115 отрицательных электродов последовательно и/или параллельно друг другу, а также соединитель датчика детектирования напряжения.
[0027] Как показано на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 5, прокладка 12 согласно этому варианту реализации расположена между противоположными внешними периферийными участками 113a, 113a примыкающих друг к другу корпусов 11 батарей. Прокладка 12 включает в себя участки 121 крепления для фиксации корпуса 11 батареи к кожуху батарейного модуля или на заранее заданном месте установки.
[0028] Прокладка 12 выполнена из изолирующего полимерного материала, обладающего жесткостью, такого как полибутилентерефталат (ПБТФ) и полипропилен (ПП), и имеет форму удлиненной планки, имеющей длину не менее длины внешнего периферийного участка 113a корпуса 11 батареи. На обоих концевых участках прокладки 12 расположены выполненные в форме оболочки участки 121 крепления, каждый из которых имеет сквозное отверстие. Желательно, чтобы длина прокладки 12 была не меньше, чем у внешнего периферийного участка 113а, к которому крепится прокладка 12. Причина такого задания длины прокладки заключается в том, что внешняя сила, прикладываемая к прокладке 12, воспринимается всей прокладкой 12 в целом, чтобы тем самым помешать корпусу 11 батареи испытывать локальное механическое напряжение. Соответственно, длина прокладки 12 может быть как можно ближе к длине внешнего периферийного участка 113a, к которому крепится прокладка 12.
[0029] Кроме того, желательно, чтобы механическая прочность (жесткость, такая как прочность на изгиб и прочность на продольный изгиб) прокладки 12, выполненной из ПБТФ или ПП, как описано выше, была задана большей, чем механическая прочность электродной пластины (пластины 112a положительного электрода и пластины 112b отрицательного электрода, описанных выше), составляющей(их) генерирующий электроэнергию элемент 112, который заключен в корпусе 11 батареи. В частности, желательно, чтобы механическая прочность прокладки 12 в направлении приложения внешней силы F, как показано на фиг. 5, была задана большей, чем у электродной пластины. Задавая механическую прочность прокладки 12 так, как описано выше, прокладку 12 можно сделать более сминаемой (деформируемой), чем генерирующий электроэнергию элемент 112, когда прокладка 12 и генерирующий электроэнергию элемент 112 приводятся в контакт друг с другом и сминаются из-за приложения весьма избыточной внешней силы к закрепленной аккумуляторной батарее 1 через прокладку 12. В результате можно гарантировать стабильность удержания аккумуляторной батареи 1.
[0030] В окрестности участков 121 крепления прокладки 12 согласно этому варианту реализации выполнены сквозные отверстия 122 и ребра 123. Эти сквозные отверстия 122 и ребра 123 показаны на фиг. 3 и фиг. 5, а на фиг. 1, фиг. 2 и фиг. 4 их изображение опущено. Сквозные отверстия 122 согласно этому варианту реализации выполнены в обоих концевых участках прокладки 12 и на необязательных участках периферий участков 121 крепления. Ребра 123 согласно этому варианту реализации выполнены на концевых участках прокладки 12 так, чтобы выступать вниз из нижней поверхности прокладки 12.
[0031] Сквозные отверстия 122 и ребра 123 согласно этому варианту реализации выполнены на участке 13 из упругой смолы, как поясняется ниже, и могут иметь конфигурацию, предусматривающую наличие поверхности, которая служит для создания демпфирующей силы участка 13 из упругой смолы, когда внешняя сила, приложенная к участкам 121 крепления прокладки 12, прикладывается к корпусу 11 батареи посредством участка 13 из упругой смолы. То есть сквозные отверстия 122 и ребра 123 могут быть в форме сквозных отверстий, ребер или углублений, все из которых имеют поверхность, противоположную направлению приложения внешней силы F, как показано на фиг. 5. Демпфирующая сила, связанная с внешней силой F, создается на участке 13 из упругой смолы даже в случае, когда сквозное отверстие, ребро или углубление не предусматривается. Вместе с тем, как поясняется ниже, при наличии сквозных отверстий, ребер или углублений, демпфирующие силы f1, f2, связанных с внешней силой F, увеличиваются, как показано на фиг. 5, так что можно демпфировать внешнюю силу F, действующую на корпус 11 батареи. В этом смысле сквозные отверстия 122 и ребра 123 также именуются усиливающими участками.
[0032] В аккумуляторной батарее 1 согласно этому варианту реализации участок 13 из упругой смолы выполнен в по меньшей мере той области внешнего периферийного участка 113 корпуса 11 батареи, который включает в себя периферию каждого из участков 121 крепления и участок 14 перекрытия внешнего периферийного участка 113 и прокладки 12, как показано на виде в сечении по фиг. 5. Участок 13 из упругой смолы образован формованием со вставкой упругой смолы.
[0033] Участок 13 из упругой смолы выполнен из упругой смолы, такой как вулканизированные каучуки, эластомеры на основе термореактивных смол, эластомеры на основе термопластичных смол и смолы на полиамидной основе (термоплавкие), и сформирован в вышеописанной области формованием со вставкой, которое поясняется ниже. В этом варианте реализации, как показано на фиг. 2, участок 13 из упругой смолы сформирован не только в периферийной области Н1 участков 121 крепления, но и в области Н2 внешних периферийных участков 113c, 113d (внешних периферийных участков длинной стороны) корпуса 11 батареи. Кроме того, участок 13 из упругой смолы можно сформировать по всей периферии внешнего периферийного участка 113.
[0034] Как показано на фиг. 5, участок 13 из упругой смолы, сформированный в области Н1, показанной на фиг. 2, включает в себя участок 14 перекрытия, на котором внешний периферийный участок 113а корпуса 11 батареи и прокладка 12 перекрываются друг с другом, что приводит к соединению внешнего периферийного участка 113а и прокладки 12 друг с другом. Кроме того, сквозные отверстия 122, выполненные в прокладке 12, заполнены упругой смолой. Когда внешняя сила F прикладывается к внешнему периферийному участку 113а корпуса 11 батареи посредством прокладки 12 из-за вибрации при землетрясении или вибрации в месте интенсивного движения транспорта, которые прикладываются к участкам 121 крепления, на самом участке 13 из упругой смолы, а также в сквозных отверстиях 122 и ребрах 123 создаются демпфирующие силы f3, f1, f2.
[0035] Как показано на фиг. 5, когда внешняя сила F, действующая в направлении влево на чертеже, прикладывается на участках 121, 121 крепления, которые расположены на обоих концах аккумуляторной батареи 1 и служат для фиксации аккумуляторной батареи 1 относительно кожуха батарейного модуля или стационарной электроэнергетической системы, эта сила, действующая в направлении влево на чертеже, прикладывается также к корпусу 11 батареи. При этом генерирующий электроэнергию элемент 112, герметизированный в корпусе 11 батареи, удерживается только за счет соединения между выводом 114 положительных электродов и внешним периферийным участком 113 наружного упаковочного элемента 111 и между выводом 115 отрицательных электродов и внешним периферийным участком 113, а между генерирующим электроэнергию элементом 112 и наружным упаковочным элементом 111 вызывается сила трения из-за пониженного давления в наружном упаковочном элементе 111. Соответственно, когда внешняя сила F, приложенная на участках 121, 121 крепления, передается на корпус 11 батареи, на герметизированный в корпусе 11 батареи генерирующий электроэнергию элемент 112 воздействует сила инерции, действующая в направлении вправо по отношению к внешней силе F, тем самым вызывая относительное смещение между генерирующим электроэнергию элементом 112 и наружным упаковочным элементом 111. В результате склонна возникать опасность того, что будет вызвано смещение токоотводов 112d, 112g, тем самым вызывая короткое замыкание между ними.
[0036] Вместе с тем, в аккумуляторной батарее 1 согласно этому варианту реализации, как показано на фиг. 5, прокладка 12 соединена с наружным упаковочным элементом 111 корпуса 11 батареи посредством участка 13 из упругой смолы и поддерживает корпус 11 батареи на обоих концах корпуса 11 батареи посредством участка 13 из упругой смолы. При этой конструкции, когда действующая в направлении влево внешняя сила F прикладывается к участкам 121 крепления прокладки 12, как показано на фиг. 5, на обоих участках 13, 13 из упругой смолы создаются демпфирующие силы f1-f3, которые противодействуют внешней силе F, действующей на корпус 11 батареи, и уменьшают силу, прикладываемую в единицу времени. В результате можно предотвратить смещение между генерирующим электроэнергию элементом 112 и наружным упаковочным элементом 111, что приводит к подавлению возникновения короткого замыкания между токоотводами 112d, 112g. То есть внешнюю силу, которая прикладывается к корпусу 11 батареи, можно демпфировать, тем самым увеличивая стабильность корпуса 11 батареи в закрепленном состоянии. В частности, благодаря силе упругостиучасток 13 из упругой смолы превосходен в отношении функции демпфирования внешней силы в связи с вибрацией относительно высокой частоты, такой как вибрация при землетрясении или вибрация в месте интенсивного движения транспорта.
[0037] В отличие от этого, участок 13 из упругой смолы, сформированный в области H2, как показано на фиг. 2, сформирован по всей области внешних периферийных участков 113c, 113d в таком состоянии, что участок 13 из упругой смолы обертывает концевые поверхности пары наружных упаковочных элементов 111, как показано на фиг. 6. При конструкции, в которой участок 13 из упругой смолы сформирован по всем перифериям внешних периферийных участков 113c, 113d, можно воспрепятствовать потенциальной утечке из генерирующего электроэнергию элемента 112 через соединительные поверхности внешних периферийных участков 113c, 113d. Кроме того, при конструкции, в которой участок 13 из упругой смолы, сформированный в области H1, и участок 13 из упругой смолы, сформированный в области H2, соединены друг с другом, часть внешней силы F, прикладываемой к прокладке 12, может быть рассеяна в сформированный в области H2 участок 13 из упругой смолы, так что внешнюю силу, которая передается на корпус 11 батареи, можно уменьшить.
[0038] Желательно, чтобы твердость участка 13 из упругой смолы, сформированного в области H1, была меньше, чем твердость внешнего слоя 111с смолы, входящего в состав наружного упаковочного элемента 111 корпуса 11 батареи. Причина меньшей твердости сформированного в области H1 участка 13 из упругой смолы является следующей. Если твердость участка 13 из упругой смолы больше, чем твердость внешнего слоя 111с смолы наружного упаковочного элемента 111, то в случае, когда между участком 13 из упругой смолы и наружным упаковочным элементом 111 вызывается первый контакт из-за излишне большой внешней силы, оказываемой на прокладку 12 при приложении внешней силы F, наружный упаковочный элемент 111 подвергнется повреждению. Твердость участка 13 из упругой смолы можно корректировать на основе типа используемого полимерного материала, изменения его марки и т.д.
[0039] Далее будет приведено пояснение способа изготовления аккумуляторной батареи 1 стационарной электроэнергетической системы в соответствии с этим вариантом реализации.
[0040] Прежде всего, размещают генерирующий электроэнергию элемент 112 в наружном упаковочном элементе 111, выполненном из ламинированной пленки, и наполняют наружный упаковочный элемент 111 раствором электролита. Затем герметизируют внешний периферийный участок 113 наружного упаковочного элемента 111, получив корпус 11 батареи. Одновременно с этим этапом формуют прокладку 12, имеющую участки 121 крепления, сквозные отверстия 122 и ребра 123.
[0041] После этого, как показано на фиг. 7, в заранее подготовленных полуформах 15, 15 для литья под давлением устанавливают корпус 11 батареи и прокладку 12 в таком состоянии, что прокладка 12 перекрывается с внешним периферийным участком 113а корпуса 11 батареи (внешний периферийный участок 113b не показан), и закрывают полуформы 15, 15. За счет осуществления этого этапа между полуформами 15, 15 образуется полость С, соответствующая участкам 13 из упругой смолы, подлежащим формированию в областях Н1, Н2. Полость С заполняют расплавленной смолой через отверстие 151. В результате после заполнения смолой таким образом, этой смолой также заполняются сквозные отверстия 122, выполненные в прокладке 12.
[0042] На фиг. 9 представлена блок-схема, иллюстрирующая стационарную электроэнергетическую систему PS стационарной электроэнергетической установки в соответствии с вариантом реализации данного изобретения. Эта стационарная электроэнергетическая система PS включает в себя аккумуляторную батарею 1, как описано выше, блок 5 управления зарядом, который заряжает аккумуляторную батарею 1 электроэнергией внешнего генерирующего электроэнергию элемента 2 или промышленного источника 3 питания, и блок 6 управления разрядом, который разряжает электроэнергию аккумуляторной батареи 1 на электрическую силовую нагрузку 4. Стационарная электроэнергетическая система PS согласно этому варианту реализации представляет собой систему, которая аккумулирует электроэнергию, генерируемую на внешнем генерирующем электроэнергию элементе 2, в аккумуляторной батарее 1 и служит в качестве источника питания, альтернативного промышленному источнику 3 питания, или в качестве резервного источника питания, когда работа промышленного источника 3 питания прерывается.
[0043] Внешний генерирующий электроэнергию элемент 2 может включать в себя генерирующие электроэнергию устройства различных типов, такие как фотоэлектрическое энергогенерирующее устройство, ветряное энергогенерирующее устройство, геотермальное энергогенерирующее устройство и приводимое в действие волнами энергогенерирующее устройство. На основе его характеристик внешний генерирующий электроэнергию элемент 2 классифицируют на генерирующий энергию постоянного тока и генерирующий энергию переменного тока, но в данном изобретении возможно использование обоих типов.
[0044] Промышленный источник 3 питания - это источник питания переменного тока, имеющий в Японии частоту 50 Гц или 60 Гц и электрически подключенный и к электрической силовой нагрузке 4, и к блоку 5 управления зарядом, на которые подается электроэнергия.
[0045] Электрическая силовая нагрузка 4 может включать в себя такую архитектуру, как дом и здание, машины различных видов, электромобиль и т.д. На основе ее характеристик электрическую силовую нагрузку 4 классифицируют на нагрузку того типа, на которую подается энергия постоянного тока, и того типа, на которую подается энергия переменного тока, но в данном изобретении возможно использование обоих типов.
[0046] Блок 5 управления зарядом служит для зарядки аккумуляторной батареи 1 электроэнергией внешнего генерирующего электроэнергию элемента 2 и/или промышленного источника 3 питания. Для генерирующего электроэнергию элемента 2, который генерирует энергию постоянного тока, можно использовать преобразователь постоянного тока в постоянный, а для генерирующего электроэнергию элемента 2, который генерирует энергию переменного тока, и промышленного источника 3 питания можно использовать преобразователь переменного тока в постоянный. Блок 5 управления зарядом управляет процессом зарядки в соответствии с состоянием заряда аккумуляторной батареи 1, условием отдаваемой мощности внешнего генерирующего электроэнергию элемента 2 или промышленного источника 3 питания и т.п.
[0047] Блок 6 управления разрядом служит для разрядки энергии постоянного тока аккумуляторной батареи 1 на электрическую силовую нагрузку 4. Для электрической силовой нагрузки 4, на которую следует подавать энергию переменного тока, можно использовать преобразователь постоянного тока в переменный, а для электрической силовой нагрузки 4, на которую следует подавать энергию постоянного тока, можно использовать преобразователь постоянного тока в постоянный. Блок 6 управления разрядом управляет процессом разрядки в соответствии с состоянием заряда аккумуляторной батареи 1, запрашиваемым состоянием электроэнергии электрической силовой нагрузки 4 и т.п.
[0048] Аккумуляторная батарея 1 может быть образована только аккумуляторной батареей 1, как пояснялось со ссылками на фиг. 1-8, или может быть в виде батарейного модуля, в котором множество аккумуляторных батарей 1 объединены друг с другом, или батарейного источника питания, в котором множество батарейных модулей объединены друг с другом. Корпус 11 батареи расположен горизонтально или перпендикулярно относительно места его установки, или возможно сочетание горизонтального расположения и перпендикулярного расположения.
[0049] Стационарная электроэнергетическая система PS согласно этому варианту реализации, в которой в некотором случае или соответствующих случаях могут быть вместе заключены аккумуляторная батарея 1, блок 5 управления зарядом и блок 6 управления разрядом, применяется в стационарном состоянии в окрестности электрической силовой нагрузки 4. В дополнение к этому, стационарная электроэнергетическая система PS может быть выполнена переносной (портативной) - в зависимости от того места, в котором находится электрическая силовая нагрузка 4, - и может быть установлена и применена на этом месте в стационарном состоянии.
[0050] В стационарной электроэнергетической системе PS согласно этому варианту реализации электроэнергия генерируемая внешним генерирующим электроэнергию элементом 2, таким как фотоэлектрическое энергогенерирующее устройство, аккумулируется в аккумуляторной батарее 1 посредством блока 5 управления зарядом, а электроэнергия, аккумулированная в аккумуляторной батарее 1, подается на электрическую силовую нагрузку 4 блоком 6 управления разрядом вместо промышленного источника 3 питания, или когда работа промышленного источника 3 питания прерывается. При этой конструкции стационарная электроэнергетическая система PS может служить в качестве источника питания, альтернативного промышленному источнику 3 питания, или источника питания, резервного по отношению к промышленному источнику 3 питания.
[0051] Кроме того, в стационарной электроэнергетической системе PS, показанной на фиг. 9, блок 5 управления зарядом или блок 6 управления разрядом может быть исключен. Например, стационарная электроэнергетическая система может состоять из аккумуляторной батареи 1 и блока 5 управления зарядом, служащих в качестве электрического аккумулирующего устройства, которое аккумулирует электроэнергию из внешнего генерирующего электроэнергию элемента 2 или промышленного источника 3 питания в аккумуляторной батарее 1. Кроме того, выполненную таким образом стационарную электроэнергетическую систему можно соединить с электрической силовой нагрузкой 4, оснащенной блоком 6 управления разрядом, вследствие чего возможна подача электроэнергии, аккумулированной в аккумуляторной батарее 1, на электрическую силовую нагрузку 4. Помимо этого, стационарная электроэнергетическая система может состоять из аккумуляторной батареи 1 и блока 6 управления разрядом, служащих в качестве разрядного устройства, которое разряжает электроэнергию, аккумулированную в аккумуляторной батарее 1, на электрическую силовую нагрузку 4. Кроме того, выполненную таким образом стационарную электроэнергетическую систему можно подсоединить к источникам 2, 3 питания, оснащенным блоком 5 управления зарядом, чтобы тем самым заряжать аккумуляторную батарею 1. Помимо этого, блок 5 управления зарядом и блок 6 управления разрядом можно выполнить как единый блок управления зарядом/разрядом.
[0052] Как пояснялось выше, в стационарной электроэнергетической системе согласно этому варианту реализации участок 13 из упругой смолы сформирован, по меньшей мере, в области Н1, находящейся на периферии участка 121 крепления аккумуляторной батареи 1. При этой конструкции, как показано на фиг. 5, когда внешняя сила F, прикладываемая через участок 121 крепления, прикладывается к корпусу 11 батареи через прокладку 12, на самом участке 13 из упругой смолы генерируется демпфирующая сила f3. В результате, внешнюю силу, прикладываемую к корпусу 11 батареи, можно демпфировать, вследствие чего можно повысить стабильность закрепленного состояния корпуса 11 батареи. В частности благодаря силе упругости участка 13 из упругой смолы, стационарная электроэнергетическая система согласно этому варианту реализации превосходна в отношении функции демпфирования внешней силы в связи с вибрацией относительно высокой частоты, такой как вибрация при землетрясении или вибрация в месте интенсивного движения транспорта.
[0053] Помимо этого, при приложении внешней силы в сквозных отверстиях 122 и ребре 123, выполненных в прокладке 12, генерируются соответственно демпфирующие силы f1, f2. Поэтому появляется возможность еще более эффективного демпфирования внешней силы, прикладываемой к корпусу 11 батареи, и дополнительного повышения стабильности закрепленного состояния корпуса 11 батареи.
[0054] Кроме того, поскольку длина прокладки 12 задана не меньшей, чем длина внешнего периферийного участка 113a, воспринимать прикладываемую к прокладке 12 внешнюю силу F может весь участок прокладки 12. Появляется возможность подавить концентрацию механического напряжения в локальной зоне корпуса 11 батареи.
[0055] Кроме того, твердость участка 13 из упругой смолы, сформированного в соответствующих областях H1, H2, задана имеющей меньшую величину, чем твердость внешнего слоя 111с смолы, входящего в состав наружного упаковочного элемента 111 корпуса 11 батареи. При этой конструкции, когда к прокладке 12 прикладывается излишне большая внешняя сила, вызывая контакт между участком 13 из упругой смолы и наружным упаковочным элементом 111 при возникновении сильного землетрясения, можно предотвратить внесение повреждения в наружный упаковочный элемент 111, обуславливаемого контактом с участком 13 из упругой смолы.
[0056] Кроме того, механическая прочность прокладки 12 задана большей, чем механическая прочность электродных пластин генерирующего электроэнергию элемента 112. При этой конструкции, когда к прокладке 12 прикладывается излишне большая внешняя сила, вызывая контакт между прокладкой 12 и генерирующим энергию элементом 112 и смятие их обоих при возникновении сильного землетрясения, смять прокладку 12 будет труднее, чем генерирующий электроэнергию элемент 112. В результате возможно гарантировать стабильность удерживания аккумуляторной батареи 1.
[0057] Кроме того, предусматривая участок 13 из упругой смолы, сформированный в области H2, можно воспрепятствовать потенциальной утечке из генерирующего электроэнергию элемента 112 через соединительную поверхность внешних периферийных участков 113c, 113d, вследствие чего можно подавить уменьшение емкости аккумуляторной батареи 1. Кроме того, сформированный в области H1 участок 13 из упругой смолы и сформированный в области H2 участок 13 из упругой смолы соединены друг с другом, вследствие чего происходит рассеивание части прикладываемой к прокладке 12 внешней силы F на участок 13 из упругой смолы, сформированный в области H2. В результате можно уменьшить внешнюю силу, которая передается на корпус 11 батареи.
[0058] Помимо этого, поскольку участок 13 из упругой смолы сформирован формованием со вставкой, можно сократить затраты на изготовление и число этапов изготовления, что служит для снижения затрат на изготовление аккумуляторной батареи 1.
Второй вариант реализации
[0059] На фиг. 10 представлен вид в увеличенном масштабе аккумуляторной батареи стационарной электроэнергетической системы PS в соответствии с другим вариантом реализации данного изобретения, иллюстрирующий ее часть, которая соответствует участку, обведенному линией IX, показанной на фиг. 1. На фиг. 11 представлен вид в плане аккумуляторной батареи в соответствии с другим вариантом реализации данного изобретения. На фиг. 12 представлен вид в увеличенном масштабе части аккумуляторной батареи, которая обведена линией XI, показанной на фиг. 11. Этот вариант реализации данного изобретения отличается от вышеописанного первого варианта реализации тем, что предусмотрен слабый участок 200. В этом варианте реализации данного изобретения конструкция является такой же, как конструкция в первом варианте реализации, за исключением вышеупомянутой структуры, и поэтому к рассматриваемому варианту реализации как таковому применимо описание, касающееся такой же конструкции, как и конструкция в первом варианте реализации.
[0060] Слабый участок 200 предусмотрен на участке 13 из упругой смолы, сформированном на внешнем периферийном участке наружного упаковочного элемента 111. Слабый участок 200 образован участком 21 выреза, которому придана V-образная форма, если смотреть с направления основной поверхности аккумуляторной батареи 1. Кроме того, участок 21 выреза сформирован так, чтобы разрезать участок 13 из упругой смолы от участка внутренней стенки участка 13 из упругой смолы, который расположен напротив центрального участка аккумуляторной батареи 1, до его внешней стенки, расположенной напротив наружного участка аккумуляторной батареи 1. Кроме того, участок 21 выреза сформирован в части участка 13 из упругой смолы, которая простирается от внутренней стенки до внешней стенки.
[0061] Кроме того, участок 21 выреза сформирован на находящейся ниже по течению стороне упругой смолы, как материала, образующего участок 13 из упругой смолы. Как показано на фиг. 11, когда участок 13 из упругой смолы формируют формованием со вставкой, отверстие 22 для впрыска, по которому надлежит впрыскивать упругую смолу, располагается на центральном участке длинной стороны наружного упаковочного элемента 111, а упругую смолу заставляют течь вдоль внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента 111. При этом находящаяся выше по течению сторона упругой смолы размещается в положении отверстия 22 для впрыска, а находящаяся ниже по течению сторона упругой смолы размещается на концевом участке длинной стороны наружного упаковочного элемента 111. Поэтому участок 21 выреза сформирован в положении на находящейся ниже по течению стороне относительно отверстия для впрыска упругой смолы. Кроме того, участок 21 выреза сформирован в части участка 13 из упругой смолы, которая охватывает одну из четырех сторон наружного упаковочного элемента 111, из которой не выведены вывод 114 положительных электродов и вывод 115 отрицательных электродов.
[0062] Далее, со ссылками на фиг. 13 и фиг. 14, поясняется функция слабого участка 200. На фиг. 13 представлен вид в сечении части слабого участка, в которую входит участок 21 выреза, проведенном вдоль линии XII-XII, показанной на фиг. 12. На фиг. 14 представлен вид в сечении части слабого участка, в которую не входит участок 21 выреза, проведенном вдоль линии XIII-XIII, показанной на фиг. 12.
[0063] Как показано на фиг. 13 и фиг. 14, на внешних периферийных участках пары наружных упаковочных элементов площадь контакта между находящимся с верхней стороны наружным упаковочным элементом 111 пары наружных упаковочных элементов 111 и участком 13 из упругой смолы, на котором сформирован участок 21 выреза, меньше, чем площадь контакта между находящимся с верхней стороны наружным упаковочным элементом 111 и участком 13 из упругой смолы, на котором участок 21 выреза не сформирован. Иными словами, поверхность раздела между находящимся с верхней стороны наружным упаковочным элементом 111 и частью участка 13 из упругой смолы, в которой сформирован участок 21 выреза, имеет длину (La, показанную на фиг. 13) от одного конца, находящегося на внешней стороне находящегося с верхней стороны наружного упаковочного элемента 111, до другого конца, находящегося на внутренней стороне находящегося с верхней стороны наружного упаковочного элемента 111, меньшую, чем длина (Lb, показанная на фиг. 14) поверхности раздела между находящимся с верхней стороны наружным упаковочным элементом 111 и частью участка 13 из упругой смолы, в которой не сформирован участок 21 выреза. То есть в аккумуляторной батарее 1 согласно этому варианту реализации - при наличии участка 21 выреза - площадь контакта между находящимся с верхней стороны наружным упаковочным элементом 111 и частью участка 13 из упругой смолы, в которой сформирован участок 21 выреза, на единицу площади поверхности раздела между ними меньше, чем площадь контакта между участком находящегося с верхней стороны наружного упаковочного элемента 111 и частью участка 13 из упругой смолы, в которой участок 21 выреза не сформирован, на поверхности раздела между ними, приходящаяся на единицу площади. В результате можно снизить прочность сцепления участка 13 из упругой смолы с находящимся с верхней стороны наружным упаковочным элементом 111, вследствие чего часть участка 13 из упругой смолы, в которой сформирован участок 21 выреза, может служить в качестве слабого участка 200.
[0064] В случае, когда из генерирующего электроэнергию элемента 112 выделяется газ из-за ухудшения аккумуляторной батареи 1 со временем, этот газ имеет возможность вытекать наружу из внешних периферийных участков наружных упаковочных элементов 111, на которых генерирующий электроэнергию элемент герметизирован наружными упаковочными элементами 111, то есть имеет возможность вытекать из участка перекрытия (участка, подвергнутого термосварке), на котором находящийся с верхней стороны наружный упаковочный элемент 111 пары наружных упаковочных элементов 111 и находящийся с нижней стороны наружный упаковочный элемент 111 этой пары перекрываются друг с другом, как показано стрелками A на фиг. 13 и фиг. 14. Другой внешний конец участка перекрытия, на котором находящийся с верхней стороны наружный упаковочный элемент 111 пары наружных упаковочных элементов 111 и находящийся с нижней стороны наружный упаковочный элемент 111, перекрываются друг с другом, закрыт участком 13 из упругой смолы, так что прочность на сдвиг, соответствующая прочности основного материала участка 13 из упругой смолы, становится большей, чем прочность сцепления участка 13 из упругой смолы с наружным упаковочным элементом 111. Поэтому газ получает возможность течь по поверхности раздела между участком 13 из упругой смолы и наружным упаковочным элементом 111 в направлении, противоположном направлению течения газа на участке перекрытия наружных упаковочных элементов 111. При этом длина поверхности раздела между наружным упаковочным элементом 111 и частью участка 13 из упругой смолы, сформированной с участком 21 выреза, которая простирается от одного, внешнего конца поверхности раздела к другому, внутреннему концу поверхности раздела, меньше, чем длина поверхности раздела между наружным упаковочным элементом 111 и частью участка 13 из упругой смолы, сформированной без участка выреза. По этой причине, по сравнению с частью участка 13 из упругой смолы, сформированной без участка выреза, газу может быть легче выходить из части участка 13 из упругой смолы, сформированной с участком 21 выреза. В результате участок 21 выреза служит в качестве места выпуска газа, который выделяется из генерирующего электроэнергию элемента 112.
[0065] То есть в этом варианте реализации - за счет формирования участка 21 выреза в части участка 13 из упругой смолы на поверхности раздела между участком 13 из упругой смолы и наружными упаковочными элементами 111 - часть участка 13 из упругой смолы, сформированная с участком 21 выреза, делается слабым, так что газ легко выпускается из участка 21 выреза по сравнению с другой частью участка 13 из упругой смолы, сформированной без участка выреза. В случае, когда участок 21 выреза на участке 13 из упругой смолы не сформирован, если газ выделяется из генерирующего электроэнергию элемента 112, то выход, из которого высвобождается газ, не может быть определен конкретно, что вызывает повышение внутреннего давления наружного упаковочного элемента 111. С другой стороны, в этом варианте реализации, при наличии участка 21 выреза, участок в окрестности участка 21 выреза служит в качестве слабого участка 200. В результате выход, из которого высвобождается газ, может быть определен так, что выделяющийся газ может быть выпущен из выхода до того, как произойдет избыточное увеличение внутреннего давления наружного упаковочного элемента 111.
[0066] Как описано выше, в аккумуляторной батарее 1 стационарной электроэнергетической системы PS в соответствии с этим вариантом реализации слабый участок 200 с участком 21 выреза сформирован на участке 13 из упругой смолы. При этой конструкции, в случае, когда газ выделяется из генерирующего электроэнергию элемента 112, выделяющийся газ может высвободиться до того, как произойдет избыточное увеличение внутреннего давления аккумуляторной батареи 1. В частности на поверхности раздела между наружным упаковочным элементом 111 и участком 13 из упругой смолы периферийная область, включающая в себя слабый участок 200, имеет меньшую прочность сцепления, чем область, не включающая в себя упомянутую периферийную область, и поэтому периферийная область становится слабой. Когда газ выделяется, он выпускается из упомянутой периферийной области, так что рост внутреннего давления наружного упаковочного элемента 111 можно подавить.
[0067] Кроме того, в аккумуляторной батарее 1 стационарной электроэнергетической системы PS в соответствии с этим вариантом реализации участок 21 выреза сформирован в части участка 13 из упругой смолы, которая находится изнутри от внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента 111. При этой конструкции газ, который выделяется из генерирующего электроэнергию элемента 112, выпускается не в направлении наружу из внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента 111, а в направлении внутрь внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента 111. Поэтому оказывается возможным подавление негативного влияния на другие батареи из-за выделяющегося газа.
[0068] Кроме того, в аккумуляторной батарее 1 стационарной электроэнергетической системы PS в соответствии с этим вариантом реализации участок 21 выреза сформирован в части участка 13 из упругой смолы, которая находится на части внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента 111, не включающей в себя часть внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента 111, из которой выведены вывод 114 положительных электродов и вывод 115 отрицательных электродов. При этой конструкции газ выпускается из той части внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента 111, из которой не выведены вывод 114 положительных электродов и вывод 115 отрицательных электродов. Поэтому оказывается возможным подавление негативного влияния на вывод 114 положительных электродов и вывод 115 отрицательных электродов из-за выделяющегося газа.
[0069] Кроме того, в аккумуляторной батарее 1 стационарной электроэнергетической системы PS в соответствии с этим вариантом реализации слабый участок 200, на котором сформирован участок 21 выреза, выполнен так, что прочность сцепления (прочность сцепления участка контакта между наружным упаковочным элементом 111 и участком 13 из упругой смолы, соответствующего длине La, показанной на фиг. 13) меньше, чем прочность основного материала участка 13 из упругой смолы. При этой конструкции, в случае, когда газ выпускается из участка перекрытия, на котором пара наружных упаковочных элементов 111 перекрываются друг с другом вследствие термосварки, газ имеет возможность течь по поверхности раздела между наружным упаковочным элементом 111 и участком 13 из упругой смолы и выходить с участка 21 выреза, не затрагивая участок 13 из упругой смолы и выпускаясь наружу.
[0070] Кроме того, в аккумуляторной батарее 1 стационарной электроэнергетической системы PS в соответствии с этим вариантом реализации, в случае, когда участок 13 из упругой смолы сформирован формованием со вставкой упругой смолы, слабый участок 200 сформирован на находящейся ниже по течению стороне упругой смолы. Прочность сцепления на поверхности раздела между наружным упаковочным элементом 111 и участком 13 из упругой смолы на находящейся ниже по течению стороне упругой смолы меньше, чем на находящейся выше по течению стороне упругой смолы. По этой причине в этом варианте реализации слабый участок 200 сформирован на находящейся ниже по течению стороне упругой смолы, так что можно надлежащим образом контролировать выход, из которого высвобождается газ.
[0071] Хотя в этом варианте реализации участок 21 выреза образован вырезанием участка 13 из упругой смолы до V-образной формы, если смотреть с направления основной поверхности аккумуляторной батареи 1, участок 21 выреза может быть образован вырезанием участке 13 из упругой смолы от поверхности стенки участка 13 из упругой смолы по направлению внутрь участка 13 из упругой смолы, как показано на фиг. 15-16. На фиг. 15 представлен вид в перспективе аккумуляторной батареи при рассмотрении с направления, обозначенного стрелкой XIV, показанной на фиг. 1. На фиг. 16 представлен вид в перспективе в частичном сечении, проведенном вдоль линии XV-XV, показанной на фиг. 15. На фиг. 17 представлен вид в перспективе в частичном сечении, проведенном вдоль линии XVI-XVI, показанной на фиг. 15.
[0072] Участок 21 выреза образован вырезанием участка 13 из упругой смолы от внутренней стенки 13a (поверхности стенки участка 13 из упругой смолы, которая обращена к стороне генерирующего электроэнергию элемента) до внешней стенки 13b (поверхности стенки участка 13 из упругой смолы, которая обращена наружу в направлении, противоположном поверхности стенки, обращенной к стороне генерирующего электроэнергию элемента), так что высота участка 21 выреза постепенно уменьшается. Участок 13 из упругой смолы не прилип к находящемуся с верхней стороны наружному упаковочному элементу 111 в области, которая простирается от внутренней стенки 13a участка 13 из упругой смолы до положения, находящегося на пути к внешней стенке 13b участка 13 из упругой смолы. С другой стороны, в той части участка 13 из упругой смолы, в которой участок 21 выреза не сформирован, участок 13 из упругой смолы прилип к находящемуся с верхней стороны наружному упаковочному элементу 111 в области, которая простирается от внутренней стенки 13a участка 13 из упругой смолы до положения, находящегося на пути к внешней стенке 13b участка 13 из упругой смолы. При этой конструкции поверхность раздела между находящимся с верхней стороны наружным упаковочным элементом 111 и частью участка 13 из упругой смолы, в которой сформирован участок 21 выреза, имеет длину от одного конца, который находится на внешней стороне находящегося с верхней стороны наружного упаковочного элемента 111, до другого конца, который находится на внутренней стороне находящегося с верхней стороны наружного упаковочного элемента 111, меньшую, чем длина поверхности раздела между находящимся с верхней стороны наружным упаковочным элементом 111 и частью участка 13 из упругой смолы, в которой участок 21 выреза не сформирован. Поэтому участок 21 выреза сформирован во внутренней стенке 13a участка 13 из упругой смолы.
Третий вариант реализации
[0073] На фиг. 18 представлен вид в увеличенном масштабе аккумуляторной батареи 1 в соответствии с дополнительным вариантом реализации данного изобретения, иллюстрирующий ту ее часть, которая соответствует участку, обведенному линией XI, показанной на фиг. 11. На фиг. 19 представлен вид в сечении, проведенном вдоль линии XVIII-XVIII, показанной на фиг. 18. Этот вариант реализации отличается от вышеописанного второго варианта реализации конструкцией слабого участка 200. В этом варианте реализации предусматривается такая же конструкция, как и предусмотренные в первом варианте реализации и втором варианте реализации, за исключением вышеописанной структуры, и поэтому к нему применимо описание, касающееся такой же конструкции, как и в первом варианте реализации и втором варианте реализации.
[0074] Слабый участок 200 предусмотрен на участке 13 из упругой смолы, сформированном на внешнем периферийном участке наружного упаковочного элемента 111. Слабый участок 200 образован участком 23 снижения прочности сцепления. Участок 23 снижения прочности сцепления находится на поверхности раздела между наружным упаковочным элементом 111 и участком 13 из упругой смолы и выполнен в форме ленты вдоль поверхности раздела. Кроме того, участок 23 снижения прочности сцепления расположен на части поверхности раздела, которая простирается от одного конца поверхности раздела, который находится на внешней стороне находящегося с верхней стороны внешнего упаковочного элемента 111, до положения, находящегося на пути к другому концу поверхности раздела, который находится на внутренней стороне находящегося с верхней стороны внешнего упаковочного элемента 111.
[0075] В способе получения участка 23 снижения прочности сцепления, когда формируют участок 13 из упругой смолы на наружном упаковочном элементе 111, на участок поверхности внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента 111, на котором должен быть получен участок 23 снижения прочности сцепления, вдувают разделительный состав, такой как силиконы, посредством распылителя и т.д., или на участок поверхности внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента 111 наклеивают ленту, содержащую разделительный состав. В этом состоянии участок 13 из упругой смолы формируют на внешнем периферийном участке наружного упаковочного элемента 111. В результате прочность сцепления на поверхности раздела между участком 13 из упругой смолы и участком 23 снижения прочности сцепления наружного упаковочного элемента 111 становится меньшей, чем прочность сцепления на поверхности раздела между участком 13 из упругой смолы и участком наружного упаковочного элемента 111, не включающим в себя участок 23 снижения прочности сцепления.
[0076] То есть в этом варианте реализации участок 23 снижения прочности сцепления предусмотрен на участке 13 из упругой смолы на поверхности раздела между участком 13 из упругой смолы и наружным упаковочным элементом 111. При этой конструкции, по сравнению с участком, на котором участок 23 снижения прочности сцепления не предусмотрен, участок, на котором предусмотрен участок 23 снижения прочности сцепления, делается слабым, вследствие чего легко происходит выпуск газа из него. В случае, когда участок 23 снижения прочности сцепления не предусмотрен на участке 13 из упругой смолы, когда из генерирующего электроэнергию элемента 112 выделяется газ, выход, из которого высвобождается газ, не может быть определен конкретно, что вызывает повышение внутреннего давления наружного упаковочного элемента 111. С другой стороны, в этом варианте реализации, при наличии участка 23 снижения прочности сцепления, участок в окрестности участка 23 снижения прочности сцепления служит в качестве слабого участка 200. В результате выход для высвобождения газа может быть определен, так что выделяющийся газ может выпускаться из этого выхода до того, как произойдет избыточное увеличение внутреннего давления наружного упаковочного элемента 111.
[0077] Как описано выше, в аккумуляторной батарее 1 стационарной электроэнергетической системы PS в соответствии с этим вариантом реализации слабый участок 200 с участком 23 снижения прочности сцепления сформирован на участке 13 из упругой смолы. При этой конструкции, в случае, когда из генерирующего электроэнергию элемента 112 выделяется газ, этот выделяемый газ может высвободиться до того, как произойдет избыточное увеличение внутреннего давления аккумуляторной батареи 1. В частности, на поверхности раздела между наружным упаковочным элементом 111 и участком 13 из упругой смолы периферийная область, включающая в себя слабый участок 200, имеет меньшую прочность сцепления, чем прочность сцепления в области, не включающей в себя эту периферийную область, и поэтому периферийная область становится слабой. При выделении газа он выпускается из этой периферийной области, так что рост внутреннего давления наружного упаковочного элемента 111 можно подавить.
[0078] Кроме того, как показано на фиг. 20 и фиг. 21, участок 23 снижения прочности сцепления может быть расположен так, чтобы простираться от одного конца поверхности раздела, который находится на внешней стороне верхнего наружного упаковочного элемента 111, до другого конца поверхности раздела, который находится на внутренней стороне верхнего наружного упаковочного элемента 111. На фиг. 20 представлен вид в увеличенном масштабе аккумуляторной батареи 1 в соответствии с модифицированным вариантом реализации данного изобретения, иллюстрирующий ту ее часть, которая соответствует участку, обведенному линией XI, показанной на фиг. 11. На фиг. 21 представлен вид в сечении, проведенном вдоль линии XX-XX, показанной на фиг. 20.
[0079] Помимо этого, на фиг. 19 и фиг. 21 участок 23 снижения прочности сцепления иллюстрируется как утолщенный участок. Однако в действительности толщина участка 23 снижения прочности сцепления является по существу нулевой, и поэтому участок 13 из упругой смолы и находящийся с верхней стороны наружный упаковочный элемент 111 располагаются заподлицо друг с другом.
1. Стационарная электроэнергетическая система, содержащая:
низкопрофильную аккумуляторную батарею, электрически соединенную с внешней электрической силовой нагрузкой;
по меньшей мере один блок управления из блока управления зарядом, который заряжает низкопрофильную аккумуляторную батарею электроэнергией внешнего генерирующего электроэнергию элемента или промышленного источника питания, и блока управления разрядом, который разряжает электроэнергию низкопрофильной аккумуляторной батареи на электрическую силовую нагрузку,
причем низкопрофильная аккумуляторная батарея содержит:
корпус батареи, содержащий генерирующий электроэнергию элемент, герметизированный в наружном упаковочном элементе; и
прокладку, расположенную между корпусом батареи и корпусом другой батареи, когда корпус другой батареи уложен стопкой на корпусе батареи, причем прокладка фиксирует корпус батареи в заранее заданном положении,
при этом корпус батареи и прокладка соединены друг с другом через упругое тело.
2. Стационарная электроэнергетическая система по п.1, при этом прокладка выполнена с усиливающим участком, который имеет поверхность, противоположную направлению приложения внешней силы, которая прикладывается к корпусу батареи.
3. Стационарная электроэнергетическая система по п. 2, при этом усиливающий участок представляет собой по меньшей мере одно из сквозного отверстия, углубления и ребра.
4. Стационарная электроэнергетическая система по любому из пп. 1-3, при этом на внешнем периферийном участке корпуса батареи в области, не включающей в себя область, в которой сформировано упругое тело, сформировано другое упругое тело, так что концевая поверхность внешнего периферийного участка герметизирована другим упругим телом.
5. Стационарная электроэнергетическая система по п. 4, при этом наружный упаковочный элемент сформирован из ламинированной пленки, содержащей слой смолы, а другое упругое тело имеет меньшую твердость, чем твердость слоя смолы.
6. Стационарная электроэнергетическая система по любому из пп. 1-3, при этом длина удлиненной стороны прокладки меньше, чем длина внешнего периферийного участка корпуса батареи, на котором расположена прокладка.
7. Стационарная электроэнергетическая система по любому из пп. 1-3, при этом наружный упаковочный элемент сформирован из ламинированной пленки, содержащей слой смолы, а упругое тело имеет меньшую твердость, чем твердость слоя смолы.
8. Стационарная электроэнергетическая система по любому из пп. 1-3, при этом прочность прокладки больше, чем прочность электродной пластины генерирующего электроэнергию элемента.
9. Стационарная электроэнергетическая система по п. 1, при этом внешний периферийный участок наружного упаковочного элемента корпуса батареи герметизирован, и при этом прокладка содержит участок крепления, который фиксирует корпус батареи в заранее заданном положении.
10. Стационарная электроэнергетическая система по п. 9,
при этом в области, которая включает в себя участок перекрытия корпуса батареи и прокладки, сформирован участок из упругой смолы формованием со вставкой упругой смолы.
11. Стационарная электроэнергетическая система по п. 9 или 10, при этом участок крепления расположен на обоих концах корпуса батареи.
12. Стационарная электроэнергетическая система по п. 4, при этом в упругом теле или другом упругом теле сформирован слабый участок.
13. Стационарная электроэнергетическая система по п. 12, при этом слабый участок образован участком выреза, который образован вырезанием упругого тела или другого упругого тела.
14. Стационарная электроэнергетическая система по п. 12, при этом слабый участок расположен на по меньшей мере части поверхности раздела между упругим телом или другим упругим телом и внешним периферийным участком наружного упаковочного элемента, а прочность сцепления слабого участка меньше, чем прочность сцепления части поверхности раздела, на которой не расположен слабый участок.
15. Стационарная электроэнергетическая система по п. 14, при этом слабый участок расположен на той части поверхности раздела, которая простирается от одного конца поверхности раздела, который находится на внешней стороне внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента, до положения на пути к другому концу поверхности раздела, который находится на внутренней стороне внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента.
16. Стационарная электроэнергетическая система по п. 12, при этом слабый участок расположен так, чтобы простираться от одного конца поверхности раздела, который находится на внешней стороне внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента, к другому концу поверхности раздела, который находится на внутренней стороне внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента.
17. Стационарная электроэнергетическая система по п. 12, при этом упругое тело или другое упругое тело сформировано на внешнем периферийном участке наружного упаковочного элемента, а слабый участок сформирован в упругом теле или другом упругом теле, которое находится на внутренней стороне внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента.
18. Стационарная электроэнергетическая система по п. 12, при этом упругое тело или другое упругое тело сформировано на внешнем периферийном участке наружного упаковочного элемента формованием со вставкой упругой смолы, а слабый участок сформирован в положении на находящейся ниже по течению стороне упругой смолы на внешнем периферийном участке наружного упаковочного элемента по отношению к отверстию для впрыска упругой смолы.
19. Стационарная электроэнергетическая система по п. 12, дополнительно содержащая вывод, выведенный из части внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента наружу, при этом упругое тело или другое упругое тело сформировано на внешнем периферийном участке наружного упаковочного элемента, а слабый участок сформирован на внешнем периферийном участке
наружного упаковочного элемента, за исключением части внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента.
20. Стационарная электроэнергетическая система по п. 12, при этом упругое тело или другое упругое тело сформировано на внешнем периферийном участке наружного упаковочного элемента, слабый участок расположен на по меньшей мере части поверхности раздела между упругим телом или другим упругим телом и внешним периферийным участком наружного упаковочного элемента, и прочность сцепления слабого участка меньше, чем прочность основного материала упругого тела или другого упругого тела.
21. Стационарная электроэнергетическая система по п. 1, при этом корпус батареи расположен горизонтально или перпендикулярно относительно поверхности установки.
22. Стационарная электроэнергетическая система по п. 1, при этом стационарная электроэнергетическая система является переносной.
23. Способ изготовления стационарной электроэнергетической системы, включающий в себя:
этап изготовления низкопрофильной аккумуляторной батареи;
этап соединения низкопрофильной аккумуляторной батареи с внешней электрической силовой нагрузкой; и
этап изготовления по меньшей мере одного из блока управления зарядом, который заряжает низкопрофильную аккумуляторную батарею электроэнергией внешнего генерирующего электроэнергию элемента или промышленного источника питания, и блока управления разрядом, который разряжает электроэнергию низкопрофильной аккумуляторной батареи на электрическую силовую нагрузку,
причем способ дополнительно включает в себя:
этап герметизации генерирующего электроэнергию элемента в наружном упаковочном элементе, выполненном из ламинированной пленки, которая содержит слой смолы, с получением тем самым корпуса батареи;
этап приготовления прокладки, которая фиксирует корпус батареи в заранее заданном положении, и
этап формования корпуса батареи и прокладки как единого целого с упругим телом.
24. Способ изготовления стационарной электроэнергетической системы, включающий в себя:
этап изготовления низкопрофильной аккумуляторной батареи;
этап соединения низкопрофильной аккумуляторной батареи с внешней электрической силовой нагрузкой; и
этап изготовления по меньшей мере одного из блока управления зарядом, который заряжает низкопрофильную аккумуляторную батарею электроэнергией внешнего генерирующего электроэнергию элемента или промышленного источника питания, и блока управления разрядом, который разряжает электроэнергию низкопрофильной аккумуляторной батареи на электрическую силовую нагрузку,
причем способ дополнительно включает в себя:
этап заключения генерирующего электроэнергию элемента в наружном упаковочном элементе, выполненном из ламинированной пленки, которая содержит слой смолы, герметизации внешнего периферийного участка наружного упаковочного элемента, с получением тем самым корпуса батареи;
этап приготовления прокладки, которая содержит участок
крепления, который фиксирует корпус батареи в заранее заданном положении;
этап установки прокладки в литейной форме для формования со вставкой в таком состоянии, что прокладка перекрывается с внешним периферийным участком корпуса батареи; и
этап осуществления формования со вставкой путем заполнения упругой смолой по меньшей мере той области внешнего периферийного участка корпуса батареи, которая включает в себя периферию участка крепления и участок перекрытия внешнего периферийного участка корпуса батареи и прокладки, с образованием тем самым участка из упругой смолы в этой области.
