МОДУЛЬ АККУМУЛЯТОРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Российский патент 2014 года по МПК H01M2/10 

Область техники

Настоящее изобретение относится к модулю аккумуляторных элементов.

Предшествующий уровень техники

Собранный модуль аккумуляторных элементов, в котором множество плоских тонких аккумуляторных элементов соединены последовательно или параллельно, имеет отверстие для вставки, в которое разъем, соединенный с контроллером, вставляется для того, чтобы детектировать напряжение каждого из плоских тонких аккумуляторных элементов (см. патентный документ 1).

В традиционных конфигурациях аккумуляторных элементов обычной практикой является предоставление изолирующего покрытия в качестве отдельной составной части с вставным отверстием для вставки разъема для детектирования напряжения и прикрепление изолирующего покрытия к многослойной сборке плоских аккумуляторных элементов. Это ведет к увеличению времени производства и объемов работ вследствие возросшего числа составных частей.

Документы предшествующего уровня техники

Патентный документ

Патентный документ 1: Выложенная патентная публикация (Япония) номер 2006-210312

Краткое изложение сущности изобретения

Соответственно, задачей настоящего изобретения является предоставление модуля аккумуляторных элементов с уменьшенным числом составных частей, так что разъем может быть вставлен и согласован с модулем аккумуляторных элементов.

Согласно настоящему изобретению, предоставляется модуль аккумуляторных элементов, содержащий множество плоских аккумуляторных элементов и изолирующих элементов, наслоенных вместе, причем плоские аккумуляторные элементы имеют выводы электродов, изолирующие элементы размещены так, чтобы предотвращать короткое замыкание между выводами электродов; часть для согласования, сформированную посредством наслоения изолирующих элементов с тем, чтобы согласовываться с внешним разъемом; и вторую зацепляющую часть, сформированную в изолирующих элементах так, чтобы зацепляться с первой зацепляющей частью внешнего разъема.

В настоящем изобретении часть для согласования сформирована посредством наслоения изолирующих элементов и согласуется с внешним разъемом, а вторая зацепляющая часть сформирована в изолирующих элементах и зацепляется с внешним разъемом. Следовательно, возможно соединять модуль аккумуляторных элементов с внешним разъемом, в то же время, уменьшая число составных частей модуля аккумуляторных элементов.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи,

где Фиг.1 изображает вид сверху плоского аккумуляторного элемента, включенного в модуль аккумуляторных элементов, согласно одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 изображает вид в поперечном разрезе плоского аккумуляторного элемента, взятый по линии A-A на фиг.1.

Фиг.3 изображает вид в перспективе контактной пластины модуля аккумуляторных элементов согласно одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 изображает вид в перспективе цельного блока аккумуляторного элемента из модуля аккумуляторных элементов согласно одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 изображает увеличенный вид части цельного блока аккумуляторного элемента, показанной в области B на фиг.4.

Фиг.6 изображает вид в перспективе части другого цельного блока аккумуляторного элемента согласно показанному в области B на фиг.4.

Фиг.7 изображает вид в перспективе многослойной сборки аккумуляторных элементов модуля аккумуляторных элементов согласно одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 изображает увеличенный вид части многослойной сборки аккумуляторных элементов, показанной в области C на фиг.7.

Фиг.9 изображает вид в перспективе части многослойной сборки аккумуляторных элементов на фиг.7 и внешнего разъема.

Фиг.10 изображает вид в перспективе, показывающий состояние, в котором внешний разъем вставлен в многослойную сборку аккумуляторных элементов.

Фиг.11 изображает вид в поперечном разрезе части, взятый по линии D-D на фиг.9.

Фиг.12 изображает вид в поперечном разрезе части, взятый по линии E-E на фиг.10.

Фиг.13 изображает вид в перспективе модуля аккумуляторных элементов перед запечатыванием в кожухе.

Фиг.14 изображает вид в перспективе модуля аккумуляторных элементов после запечатывания в кожухе.

Фиг.15 изображает вид в перспективе модифицированного цельного блока аккумуляторного элемента из модуля аккумуляторных элементов согласно одному примерному варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

Далее в данном документе примерные варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на чертежи.

[Первый вариант осуществления]

Сначала будет пояснен ниже со ссылкой на фиг.1 и 2 плоский аккумуляторный элемент 1 для использования в модуле аккумуляторных элементов согласно настоящему изобретению. Фиг.1 - это вид сверху плоского аккумуляторного элемента 1. Фиг.2 - это вид в поперечном разрезе плоского аккумуляторного элемента 1, взятый по линии A-A на фиг.1. В настоящем варианте осуществления плоский аккумуляторный элемент 1 спроектирован как литий-ионный аккумуляторный элемент слоистого типа в форме пластины (тонкий аккумуляторный элемент). Как показано на фиг.1 и 2, плоский аккумуляторный элемент 1 включает в себя три положительные электродные пластины 11, пять разделителей 12, три отрицательные электродные пластины 13, вывод 14 положительного электрода (контакт положительного электрода), вывод 15 отрицательного электрода (контакт отрицательного электрода), верхний элемент 16 оболочки, нижний элемент 17 оболочки и материал электролита, хотя материал электролита специально не проиллюстрирован.

Среди этих составных частей, положительные электродные пластины 11, разделители 12, отрицательные электродные пластины 13 и материал электролита составляют генерирующий энергию элемент 18. Дополнительно, положительные и отрицательные электродные пластины 11 и 13 служат в качестве электродных пластин; а верхний и нижний элементы 16 и 17 оболочки служат в качестве пары элементов оболочки.

Каждая из положительных электродных пластин 11 генерирующего энергию элемента 18 имеет коллектор 11a положительного электрода, проходящий к выводу 14 положительного электрода, и слои 11b и 11c положительного электрода, сформированные на частях противоположных основных поверхностей коллектора 11a положительного электрода. Здесь, слои 11b и 11c положительного электрода положительных электродных пластин 11 не сформированы целиком над основными поверхностями коллекторов 11a положительного электрода, а сформированы только на частях основных поверхностей коллекторов 11a положительного электрода, на которых положительные электродные пластины 11 в значительной степени перекрывают разделители 12, когда положительные электродные пластины 11, разделители 12 и отрицательные электродные пластины 12 наслоены и собраны в генерирующий энергию элемент 18, как показано на фиг.2. Хотя положительная электродная пластина 11 и коллектор 11a пластинчатого электрода сформированы из одного листа токопроводящего материала в настоящем варианте осуществления, коллектор 11a положительного электрода может быть сформирован как отдельная составная часть и присоединен к положительной электродной пластине 11.

Коллекторы 11a положительного электрода для положительных электродных пластин 11 сформированы, например, из электрохимически устойчивой металлической фольги, такой как алюминиевая фольга, фольга из алюминиевого сплава, медная фольга или никелевая фольга. Слои 11b и 11c положительного электрода для положительной электродной пластины 11 сформированы, например, посредством смешивания активного материала положительного электрода, такого как оксид композита лития, например никелат лития (LiNiO₂), манганат лития (LiMnO₂) или кобальтат лития (LiCoO₂) или халькогенид (смесь, например, из S, Se или Te), токопроводящего реагента, такого как углеродная сажа, связующего вещества, такого как водная дисперсионная среда из полиполитетрафлуороэтилена и растворителя, нанесения получившейся в результате состава смеси на части основных поверхностей коллекторов 11a положительного электрода и подвергания нанесенного состава смеси сушке и прокатыванию.

Каждая из отрицательных электродных пластин 13 генерирующего энергию элемента 18 имеет коллектор 13a отрицательного электрода, проходящий к выводу 15 отрицательного электрода, и слои 13b и 13c отрицательного электрода, сформированные на частях противоположных основных поверхностей коллектора 13a отрицательного электрода. Здесь, слои 13b и 13c отрицательного электрода отрицательных электродных пластин 13 не сформированы целиком над основными поверхностями коллекторов 13a отрицательного электрода, а сформированы только на частях основных поверхностей коллекторов 13a отрицательного электрода, на которых отрицательные электродные пластины 13 в значительной степени перекрывают разделители 12, когда положительные электродные пластины 11, разделители 12 и отрицательные электродные пластины 13 наслоены и собраны в генерирующий энергию элемент 18, как показано на фиг.2. Хотя отрицательная электродная пластина 13 и коллектор 13a отрицательной электродной пластины сформированы из одного листа токопроводящего материала в настоящем варианте осуществления, коллектор 13a отрицательного электрода может быть сформирован как отдельная составная часть и присоединен к отрицательной электродной пластине 13.

Коллекторы 13a отрицательного электрода отрицательных электродных пластин 13 сформированы, например, из электрохимически устойчивой металлической фольги, такой как никелевая фольга, медная фольга, фольга из нержавеющей стали или железная фольга. Слои 13b и 13c отрицательного электрода для отрицательных электродных пластин 13 сформированы, например, посредством смешивания активного материала отрицательного электрода, способного абсорбировать и десорбировать ионы лития активного материала положительного электрода, такого как аморфно-углеродный материал, неграфитизируемый углеродный материал, графитизируемый углеродный материал или графит, с водной дисперсионной средой из измельченного стироль-бутадиенового каучука в качестве прекурсора к органической спеченной основе, сушки и пульверизации получающейся в результате смеси, смешивания полученного таким образом основного материала, в котором карбонизированный стироль-бутадиеновый каучук поддерживается на поверхностях частиц углерода с помощью связующего вещества, такого как эмульсия акриловой смолы, нанесения состава получающейся в результате смеси на части основных поверхностей коллектора 13a отрицательного электрода и подвергания нанесенного состава смеси сушке и прокатыванию.

Когда аморфный или неграфитизируемый углеродный материал используется в качестве активного материала отрицательного электрода, выходное напряжение аккумуляторного элемента уменьшается с величиной разряда вследствие отсутствия плоского профиля потенциала во время зарядки/разрядки. Использование такого аморфного или неграфитизируемого углеродного материала в качестве активного материала отрицательного электрода не подходит для применений в коммуникационном и производственном оборудовании, но выгодно для применений в источниках энергии электрических транспортных средств в виду возникновения нерезких падений выходной мощности.

Разделители 12 генерирующего энергию элемента 18 функционируют, чтобы предотвращать короткое замыкание между положительным и отрицательным электродными пластинами 11 и 13, и могут иметь функцию удерживания материала электролита. Каждый из разделителей 12 реализуется в форме, например, пористой пленки полиолефина, такого как полиэтилен (PE) или полипропилен (PP), с тем, чтобы закрывать поры в пористой пленке посредством тепловыделения с проходом сверхтока и, тем самым, проявлять функцию прерывания тока.

В настоящем варианте осуществления разделитель 12 отдельно не ограничен однослойной полиолефиновой пленкой. Разделитель 12 может альтернативно иметь трехслойную структуру, в которой полипропиленовая пленка проложена между полиэтиленовыми пленками, или слоистую структуру, в которой пористая полиолефиновая пленка наслоена на органический нетканый материал, и т.д.

В генерирующем энергию элементе 18 положительные электродные пластины 11 и отрицательные электродные пластины 13 попеременно наслоены друг на друга, при этом каждый из разделителей 12 вставлен между соседними положительным и отрицательным пластинчатыми электродами 11 и 13. Три положительные электродные пластины 11 соединены через соответствующие коллекторы 11a положительного электрода с выводом 14 положительного электрода из металлической фольги, тогда как три отрицательные электродные пластины 13 соединены через соответствующие коллекторы 13a отрицательного электрода с выводом 15 отрицательного электрода из металлической фольги.

Число положительных электродных пластин 11, разделителей 12 и отрицательных электродных пластин 13 генерирующего энергию элемента 18 не ограничивается, в частности, вышеуказанным. Например, альтернативно возможно предоставлять генерирующий энергию элемент 18 с одной положительной электродной пластиной 11, тремя разделителями 12 и одной отрицательной электродной пластиной 13. Число положительных электродных пластин 11, разделителей 12 и отрицательных электродных пластин 13 может быть выбрано по необходимости.

Нет конкретного ограничения на выводы 14 и 15 положительного и отрицательного электродов, пока каждый из выводов 14 и 15 положительного и отрицательного электродов сформирован из электрохимически устойчивого металлического материала. Вывод 14 положительного электрода сформирован, например, из алюминиевой фольги, фольги из алюминиевого сплава, медной фольги или никелевой фольги с толщиной около 0,2 мм, как в случае коллекторов 11a положительного электрода. Вывод 15 отрицательного электрода сформирован, например, из никелевой фольги, медной фольги, фольги из нержавеющей стали или железной фольги с толщиной около 0,2 мм, как в случае коллекторов 13a отрицательного электрода.

Как уже упомянуто выше, пластинчатый электрод 11, 13 соединен с выводом 14, 15 электрода посредством прохождения коллектора 11a, 13a из металлической фольги электродной пластины 11, 13 к выводу 14, 15 электрода, т.е. посредством формирования слоев электрода (слоев 11b и 11c положительного электрода или слоев 13b и 13c отрицательного электрода) на некоторой части листа 11a, 13a из металлической фольги и использования оставшейся конечной части листа 11a, 13a из металлической фольги в качестве соединения с выводом 14, 15 электрода. Альтернативно, коллектор 11a, 13a между слоями положительного электрода или между слоями отрицательного электрода и соединение с выводом 14, 15 электрода могут быть сформированы из отдельных листов из металлической фольги и соединены вместе посредством другого материала или составной части.

Генерирующий энергию элемент 18 размещается и герметизируется в верхнем и нижнем элементах 16 и 17 оболочки. Хотя специально не иллюстрировано на чертежах, каждый из верхнего и нижнего элементов 16 и 17 оболочки имеет трехслойную структуру, включающую в себя, в порядке от внутренней стороны к наружной стороне плоского аккумуляторного элемента 1, внутренний слой, сформированный из пленки на основе смолы, имеющей хорошее сопротивление электролиту и свойства термической адгезии, такой как полиэтилен, модифицированный полиэтилен, полипропилен, модифицированный полипропилен или иономерная смола, промежуточный слой, сформированный из металлической фольги, такой как алюминиевая фольга, и внешний слой, сформированный из пленки на основе смолы, имеющей хорошие электроизолирующие свойства, такой как полиамидная смола или полиэфирная смола.

Другими словами, каждый из верхнего и нижнего элементов 16 и 17 оболочки сформирован из гибкого материала, такого как полимер-металлический тонкопленочный многослойный материал, имеющий лист металлической фольги, такой как алюминиевая фольга, пленку из полиэтилена, модифицированного полиэтилена, полипропилена, модифицированного полипропилена или иономерной смолы, нанесенную на поверхность металлической фольги (внутренняя сторона плоского аккумуляторного элемента 1), и пленку из полиамидной смолы или полиэфирной смолы, нанесенную на другую поверхность металлической фольги (внешняя сторона плоского аккумуляторного элемента 1).

Генерирующий энергию элемент 18 и части выводов 14 и 15 положительного и отрицательного электродов заключены в элементах 16 и 17 оболочки. Внутреннее пространство, определенное элементами 16 и 17 оболочки, вакуумировано, в то же время будучи заполнено жидким раствором электролита из литиевой соли, такой как перхлорат лития, фтороборат лития или гексафторофосфат лития, в качестве растворенного вещества в органическом растворителе. После этого внешние наружные кромки элементов 16 и 17 оболочки термически свариваются друг с другом посредством тепловой прессовки.

Блок 40 аккумуляторного элемента с объединенной прокладкой (далее в данном документе называемый "цельным блоком аккумуляторного элемента"), включенный в модуль аккумуляторных элементов согласно настоящему варианту осуществления, будет далее пояснен ниже со ссылкой на фиг.3-5. Фиг.3 - это вид в перспективе контактной пластины 30. Фиг.4 - это вид в перспективе цельного блока 40 аккумуляторного элемента. Фиг.5 - это увеличенный вид части цельного блока 40 аккумуляторного элемента, показанной в области B на фиг.4.

Цельный блок 40 аккумуляторного элемента включает в себя плоский аккумуляторный элемент 1, прокладку 100 в форме рамки (в качестве изолирующего элемента), окружающей плоский аккумуляторный элемент 1, и контакт 31 разъема. Прокладка 100 сформирована из изолирующего полимерного материала, термоклеевого материала или их смеси. Контактная пластина 30 снабжена контактом 31 разъема и основной частью 32 и используется в качестве контактной площадки детектирования для детектирования напряжения плоского аккумуляторного элемента 1. Контакт 31 разъема является частью контактной пластины 30 и сформирован как единое целое с основной частью 32 контактной пластины 30. Основная часть 32 имеет форму пластины, тогда как контакт 31 разъема имеет форму штырька. Контактная пластина 30 сформирована из токопроводящего материала, такого как алюминий, сплав алюминия, медь или никель. Контакт 31 разъема необязательно используется в качестве контакта для детектирования напряжения и может альтернативно быть использован в качестве контакта цепи питания, т.е. входной/выходной контакт модуля аккумуляторных элементов.

Участок основной части 32 соединен с выводом 15 электрода (или выводом 14 электрода) с тем, чтобы перекрывать часть вывода 15 электрода. Например, части вывода 15 электрода и основной части 32 соединены вместе посредством ультразвукового соединения. Таким образом, вывод 15 электрода и контакт 31 разъема электрически соединены друг с другом.

И вывод 15 электрода (или вывод 14 электрода), и контакт 31 разъема выступают наружу из плоского аккумуляторного элемента 1 таким образом, что направление плоскости имеющего форму пластины вывода 15 электрода параллельно продольному направлению имеющего форму штырька контакта 31 разъема и направлению плоскости контактной пластины 30 (основной части 32).

Прокладка 100 выполнена с возможностью вставки и удержания в ней контактной пластины 30 и вывода 15 электрода и сформирована как единое целое с выводом 15 электрода и контактом 31 разъема. Например, возможно формировать прокладку 100 как единое целое с выводом 15 электрода и контактом 31 разъема посредством заливки, т.е. размещения плоского аккумуляторного элемента 1, к которому вывод 15 электрода и контактная пластина 30 были присоединены, в имеющую форму рамки пресс-форму, заполнения полимерным материалом пресс-формы и отверждения полимерного материала. Таким образом, прокладка 100 и плоский аккумуляторный элемент 1 объединяются в один блок.

Вырез 101 сформирован в или около центральной позиции на короткой стороне прокладки 100. Более конкретно, вырез 101 сформирован посредством вырезания центральной области короткой стороны прокладки 100 так, чтобы проходить в вогнутой форме от торцевой поверхности 104 стороны отрицательного электрода прокладки 100 внутрь плоского аккумуляторного элемента 1. Контакт 31 разъема расположен в вырезе 101 так, чтобы выступать наружу в вырезе 101. Направляющая часть 105 сформирована в боковых поверхностях выреза 101, т.е. соответствующих обеих боковых поверхностях, перпендикулярных торцевой поверхности 104 прокладки 100.

Вырез 103 сформирован на короткой стороне (стороне положительного электрода) прокладки 100, противоположной короткой стороне, на которой сформирован вырез 101, и расположен в позиции, симметричной с вырезом 101. Более конкретно, вырез 103 также сформирован посредством вырезания центральной области короткой стороны прокладки 100 так, чтобы проходить в вогнутой форме от торцевой поверхности 104 стороны положительного электрода прокладки 100 внутрь плоского аккумуляторного элемента 1.

Хотя направляющая часть 105 не предусмотрена в вырезе 103 в настоящем варианте осуществления, возможно предусматривать направляющую часть 105 в вырезе 103. Кроме того, возможно предусматривать контакты 31 разъема на обеих коротких сторонах плоского аккумуляторного элемента 1, хотя контакт 31 разъема предусмотрен на одной короткой стороне плоского аккумуляторного элемента 1 в настоящем варианте осуществления.

Далее, цельный блок 41 аккумуляторного элемента будет пояснен ниже со ссылкой на фиг.6. Фиг.6 - это увеличенный вид части цельного блока 41 аккумуляторного элемента, соответствующей показанной в области B на фиг.4. Основная конфигурация цельного блока 41 аккумуляторного элемента аналогична конфигурации цельного блока 40 аккумуляторного элемента, показанной на фиг.4 и 5. Однако цельный блок 41 аккумуляторного элемента отличается от цельного блока 40 аккумуляторного элемента в том, что цельный блок 41 аккумуляторного элемента имеет зацепляющую часть 102 вместо направляющей части 105. Формирование направляющей части 105 позволяет выполнять легкое позиционирование внешнего разъема 80 относительно части 70 для вставки для предотвращения повреждения контакта 31 разъема.

Как показано на фиг.6, зацепляющая часть 102 сформирована в боковых поверхностях выреза 101, т.е. соответствующих обеих боковых поверхностях прокладки 100, перпендикулярно торцевой поверхности 104. Зацепляющая часть 102 имеет форму для зацепления части 83 фиксатора внешнего разъема 80, как будет пояснено позже. За счет зацепляющей части 102 присутствуют ступеньки, определенные вдоль боковых поверхностей, перпендикулярных торцевой поверхности 102. Структура зацепления зацепляющей части 102 и части 83 фиксатора будет пояснена позже.

Вырез 103 симметричен по позиции с вырезом 101, в котором предусмотрена зацепляющая часть 102. Зацепляющая часть 102 предусмотрена в вырезе 103 как в случае зацепляющей части 102 в вырезе 101. Альтернативно, зацепляющая часть 102 может быть предусмотрена либо в вырезе 101, либо в вырезе 103.

Многослойная сборка 60 аккумуляторных элементов согласно настоящему варианту осуществления будет далее пояснена ниже со ссылкой на фиг.7 и 8. Фиг.7 - это вид в перспективе многослойной сборки 60 аккумуляторных элементов. Фиг.8 - это увеличенный вид части многослойной сборки 60 аккумуляторных элементов, показанной в области C на фиг.7.

Многослойная сборка 60 аккумуляторных элементов имеет множество цельных блоков 40 и 41 аккумуляторных элементов, наслоенных друг на друга. В настоящем варианте осуществления три цельных блока 40 аккумуляторных элементов, один цельный блок 41 аккумуляторного элемента и четыре цельных блока 40 аккумуляторных элементов наслоены вместе в порядке от верхней стороны многослойной сборки 60 аккумуляторных элементов. Цельные блоки 40 аккумуляторных элементов наслоены таким образом, что сторона положительного электрода одного из цельных блоков 40 аккумуляторных элементов размещена между сторонами отрицательных электродов других цельных блоков 40 аккумуляторных элементов. Аналогично, цельный блок 41 аккумуляторного элемента наслоен таким образом, что сторона положительного электрода цельного блока 41 аккумуляторного элемента размещена между сторонами отрицательных электродов цельных блоков 40 аккумуляторных элементов. Выводы 14 и 15 положительных и отрицательных электродов соседних цельных блоков 40 и 41 аккумуляторных элементов соединены вместе посредством токопроводящей шины (не показана) или соединены непосредственно вместе посредством наслоения. Таким образом, множество цельных блоков 40 и 41 аккумуляторных элементов соединены последовательно. Число цельных блоков 40 и 41 аккумуляторных блоков может быть задано произвольно. Дополнительно, цельный блок 41 аккумуляторного элемента необязательно используется как слой центрального аккумуляторного элемента в многослойной сборке 60 аккумуляторных элементов. Множество цельных блоков 40 и 41 аккумуляторных элементов могут альтернативно быть соединены параллельно.

Как показано на фиг.8, часть 70 для согласования сформирована на торцевой поверхности многослойной сборки 60 аккумуляторных элементов в результате наслоения цельных блоков 40 и 41 аккумуляторных элементов. Более конкретно, часть 70 для согласования определена чередующимися вырезами 101 и 103 наслоенных прокладок 100. Поскольку зацепляющая часть 102 или направляющая часть 105 предусмотрена в вырезе 101, многослойная часть 70 для согласования имеет зацепляющую часть 102 и направляющую часть 105 в нечетных или четных слоях многослойной сборки 60 аккумуляторных элементов.

В части 70 для согласования контакты 31 разъема выступают из торцевой поверхности 71 многослойной сборки 60 аккумуляторных элементов, обращенной к упоминаемому ниже внешнему разъему 80. Зацепляющая часть 102 и направляющая часть 105 сформированы в поверхностях скольжения многослойной сборки 60 аккумуляторных элементов для скользящего соприкосновения с внешним разъемом 80, т.е. поверхностях, перпендикулярных торцевой поверхности 71, или поверхностях боковых стенок части 70 для согласования.

Часть 70 для согласования и внешний разъем 80, согласованный с частью 70 для согласования, будут пояснены ниже со ссылкой на фиг.9 и 10. Фиг.9 - это вид в перспективе, показывающий часть многослойной сборки 60 аккумуляторных элементов и внешний разъем 80. Фиг.10 - это вид в перспективе, показывающий часть многослойной сборки 60 аккумуляторных элементов в состоянии, где внешний разъем 80 согласован с частью 70 для согласования.

Внешний разъем 80 имеет жгут 81 проводов, вставленный и зафиксированный в своей задней поверхности. Провода 81 соединены с контактами (не показаны) внутри внешнего разъема 80. Внешний разъем 80 также имеет направляющую часть 82 и часть 83 фиксатора на своих боковых поверхностях. Направляющая часть 82 имеет форму, согласующуюся с формой направляющей части 105, так что направляющие части 82 и 105 выполняют функцию позиционирования во время согласования внешнего разъема 80 с частью 70 для согласования. Часть 83 фиксатора имеет форму, согласующуюся с формой зацепляющей части 102, с тем, чтобы зацепляться в зацепляющей части 102.

Далее, зацепляющая часть 102 и часть 83 фиксатора будут пояснены ниже со ссылкой на фиг.11 и 12. Фиг.11 - это вид в поперечном разрезе части, взятый по линии D-D на фиг.9. Фиг.12 - это вид в поперечном разрезе части, взятый по линии E-E на фиг.10.

Как показано на фиг.11, часть 83 фиксатора и зацепляющая часть 102 имеют крюк 84 и канавку 106 соответственно. Когда часть 83 фиксатора вставляется в направлении стрелки на фиг.11 (т.е. в направлении вставки внешнего разъема 80), крюк 84 скользит по поверхности боковой стенки зацепляющей части 102 и вставляется в канавку 84, как показано на фиг.12. Поскольку крюк 84 имеет поверхность, перпендикулярную направлению стрелки на фиг.11, движение фиксатора 83 ограничивается соприкосновением перпендикулярной поверхности крюка 84 с боковой стенкой канавки 106 во время зацепления части 83 фиксатора и зацепляющей части 102.

Обращаясь снова к фиг.10, часть 70 для вставки имеет форму, соответствующую форме внешнего разъема 80, так что внешний разъем 80 вставляется и согласуется с частью 70 для согласования. В результате вставки внешнего разъема 80 в часть 70 для согласования зацепляющая часть 102 и часть 83 фиксатора зацепляются друг с другом таким образом, чтобы предотвращать движение внешнего разъема 80 в направлении вставки или направлении, противоположном направлению вставки.

Поскольку фиксирующая часть 70 имеет ту же функцию что и отверстие для вставки внешнего разъема 80, т.е. случай для гнездового разъема, нет необходимости формировать отверстие для вставки гнездового разъема в наслоенных прокладках 100 и нет необходимости предоставлять гнездовой разъем в качестве отдельной составной части.

Модуль 200 аккумуляторных элементов будет далее пояснен ниже со ссылкой на фиг.13 и 14. Фиг.13 - это вид в перспективе модуля 200 аккумуляторных элементов перед запечатыванием в кожухе. Фиг.14 - это вид в перспективе модуля 200 аккумуляторных элементов. Модуль 200 аккумуляторных элементов имеет верхний и нижний кожухи 91 и 92, окружающие многослойную сборку 60 аккумуляторных элементов. Многослойная сборка 60 аккумуляторных элементов запечатывается в верхнем и нижнем кожухах 91 и 92 посредством обжимки краевых участков верхнего и нижнего кожухов 91 и 92. Вырезы сформированы в верхнем и нижнем кожухах 91 и 92 в позициях, соответствующих фиксирующей части 70 многослойной сборки 60 аккумуляторных элементов, с тем, чтобы составлять отверстие для вставки внешнего разъема 80. Как описано выше, модуль 200 аккумуляторных элементов имеет часть 70 для согласования, сформированную посредством наслоения прокладок 100 так, чтобы в нее вставлялся внешний разъем 80, и зацепляющую часть 102, сформированную в прокладках 100 с тем, чтобы зацепляться с частью 83 фиксатора в настоящем варианте осуществления. Внешний разъем 80 может быть гарантированно соединен с модулем 200 аккумуляторных элементов посредством части 70 для согласования зацепляющей части 102. Нет необходимости предусматривать гнездовой разъем в качестве отдельной составной части или предусматривать отдельную составную часть с отверстием для вставки внешнего разъема 80. Следовательно, возможно предотвращать увеличение числа составных частей модуля 200 аккумуляторных элементов. Также возможно предоставлять модуль 200 аккумуляторных элементов с высокой производительностью, поскольку отверстие для вставки внешнего разъема 80 может быть сформировано с тем же временем наслоения и объемом работ, что и в традиционных плоских аккумуляторных элементах, посредством наслоения цельных блоков 40 и 41 аккумуляторных элементов.

Нет необходимости формировать прокладку с отверстием для вставки внутреннего разъема в настоящем варианте осуществления. Это позволяет улучшать эффективность производства, так что модуль 200 аккумуляторных элементов может быть предоставлен с высокой производительностью. Дополнительно, зацепляющая часть 102 предусмотрена в прокладках 100 с тем, чтобы улучшать надежность соединения модуля 200 аккумуляторных элементов и внешнего разъема 80 и давать тактильное ощущение во время вставки внешнего разъема 80 для улучшения эффективности операции. В настоящем варианте осуществления возможно посредством зацепляющей части 102 легко обнаруживать, зацеплен ли гарантированно модуль 200 аккумуляторных элементов с внешним разъемом 80 или нет. Кроме того, возможно уменьшать размер модуля 200 аккумуляторных элементов для эффективного использования пространства аккумуляторного элемента, поскольку нет необходимости предусматривать внутренний разъем в качестве отдельной составной части или предусматривать отдельную составную часть с отверстием для вставки внутреннего разъема в настоящем варианте осуществления.

В настоящем варианте осуществления плоский аккумуляторный элемент 1 и прокладка 100 объединены в один блок. Это делает возможным, когда давление прикладывается к контактам 31 разъема во время вставки внешнего разъема 80 в часть 70 для согласования того, что прокладки 100, объединенные с плоскими аккумуляторными элементами 1, могут амортизировать такое давление и уменьшать нагрузку на соединительные контакты 31. Кроме того, прокладки 100 могут быть наслоены как единое целое и одновременно с плоскими аккумуляторными элементами 1 для улучшения эффективности операции наслоения. Целостное формирование плоского аккумуляторного элемента 1 и прокладки 100 также позволяет улучшать жесткость с тем, чтобы предусматривать выводы 14, 15 электродов и контакты 31 разъема с прочной структурой против внешнего давления, так что модуль 200 аккумуляторных элементов может обеспечивать большую безопасность и более высокую надежность.

Поскольку прокладки 100 имеют форму рамки и размещены вокруг плоских аккумуляторных элементов 1, плоские аккумуляторные элементы 1 могут быть окружены и покрыты изолирующими элементами, соответственно, с тем, чтобы предохранять металлические части от раскрытия и короткого замыкания между ними.

В настоящем варианте осуществления плоский аккумуляторный элемент 1 и прокладка 100 объединены в один блок посредством заливки так, чтобы окружать и покрывать плоский аккумуляторный элемент 100 изолирующим элементом. Это делает возможным, когда давление прикладывается к контактам 31 разъема во время вставки внешнего разъема 80 в часть 70 для согласования того, что имеющие форму рамки прокладки 100 могут амортизировать такое давление и уменьшать нагрузку на соединительные контакты 31.

В частности, прокладки 100 выполнены с возможностью удерживать выводы 14, 15 электродов и контакты 31 разъема и сформированы как единое целое с выводами 14, 15 электродов и контактами 31 разъема, соответственно, в настоящем варианте осуществления. Это делает возможным, даже когда давление прикладывается к выводам 14, 15 электродов и контактам 31 разъема во время вставки внешнего разъема 80 в часть 70 для согласования, уменьшать нагрузку на выводы 14, 15 электродов и соединительные контакты 31.

В настоящем варианте осуществления контакты 31 разъема сформированы на электродных пластинах 30, так что электродные пластины 30 соединены с выводами 14, 15 электродов и удерживаются вместе с выводами 14, 15 электродов посредством прокладок 100, соответственно. Посредством такой простой конфигурации модуль 200 аккумуляторных элементов может устанавливать соединение между выводами 14, 15 электродов и контактами разъема, но также увеличивает жесткость своей контактной части.

Дополнительно, направления плоскостей выводов 14, 15 электродов, направления плоскостей контактных пластин 30 и продольные направления контактов 31 разъема параллельны с направлением вставки внешнего разъема 80 в настоящем варианте осуществления. Это делает возможным, во время вставки внешнего разъема 80, сохранять жесткость против давления, прикладываемого к выводу 14, 15 электрода, контактной пластине 30 и контакту 31 разъема, так что модуль 200 аккумуляторных элементов может достигать большей безопасности и более высокой надежности.

В настоящем варианте осуществления контактная пластина 30 и вывод 14, 15 электрода соединены вместе посредством ультразвукового соединения. Это делает возможным предотвращать увеличение сопротивления для уменьшения размеров модуля 200 аккумуляторных элементов.

Кроме того, прокладки 100 сформированы из термоклеевого материала, полимерного материала или их смеси в настоящем варианте осуществления. Это ведет к улучшению в гибкости формы прокладок 100. Смесь термоклеевого материала и полимерного материала может быть использована надлежащим образом для частей, где требуется прочность.

Хотя каждая из прокладок 100 имеет форму рамки с тем, чтобы окружать плоский аккумуляторный элемент 1, в настоящем варианте осуществления, прокладка 100 может альтернативно быть сформирована так, чтобы удерживать между собой короткие стороны плоского аккумуляторного элемента 1.

В настоящем варианте осуществления контакт 31 разъема и вывод 14, 15 электрода могут быть сформированы в одну и ту же составную часть так, чтобы предусматривать контакт 31 разъема как часть вывода 14, 15 электрода. Это устраняет необходимость предоставления контактной пластины 30 и делает возможным дополнительное уменьшение числа составных частей модуля 200 аккумуляторных элементов.

Хотя внешний разъем 80 предусмотрен как штекерный разъем; а зацепляющая часть 70, контакт 31 разъема и зацепляющая часть 102 предусмотрены как гнездовой разъем в настоящем варианте осуществления, альтернативно возможно предусматривать внешний разъем 80 как гнездовой разъем и предусматривать зацепляющую часть 70, контакт 31 разъема и зацепляющую часть 102 как штекерный разъем.

В настоящем варианте осуществления направляющая часть 105 необязательно предусмотрена, поскольку зацепляющая часть 102 выполняет функцию позиционирования внешнего разъема 80.

В этом документе прокладки 100 соответствуют изолирующим элементам настоящего изобретения; зацепляющая часть 102 соответствует второй зацепляющей части настоящего изобретения; и часть 83 фиксатора соответствует первой зацепляющей части настоящего изобретения.

Изобретение относится к аккумуляторным батареям. Технический результат - упрощение путем уменьшения составных частей. Раскрыт модуль аккумуляторных элементов, сформированный посредством наслоения множества плоских аккумуляторных элементов, каждый из которых имеет выводы электродов, и множества изолирующих элементов, которые расположены так, чтобы исключать короткое замыкание между выводами электродов. Модуль аккумуляторных элементов имеет часть для согласования, сформированную посредством наслоения изолирующих элементов так, чтобы согласовываться с внешним разъемом; и вторую зацепляющую часть, сформированную в изолирующих элементах так, чтобы зацепляться с первой зацепляющей частью внешнего разъема. Возможно предоставлять модуль аккумуляторных элементов с уменьшенным числом составных частей, так что разъем может быть вставлен и зацеплен с модулем аккумуляторных элементов. 6 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Модуль аккумуляторных элементов, содержащий:
множество плоских аккумуляторных элементов и изолирующих элементов, наслоенных вместе, причем плоские аккумуляторные элементы имеют выводы электродов, изолирующие элементы размещены так, чтобы предотвращать короткое замыкание между выводами электродов;
часть для согласования, сформированную посредством наслоения изолирующих элементов так, чтобы согласовываться с внешним разъемом; и
вторую зацепляющую часть, сформированную в изолирующих элементах с тем, чтобы зацепляться с первой зацепляющей частью внешнего разъема.

2. Модуль аккумуляторных элементов по п.1, в котором изолирующие элементы объединены с плоскими аккумуляторными элементами, соответственно.

3. Модуль аккумуляторных элементов по п.1 или 2, в котором изолирующие элементы имеют форму рамки и размещены вокруг плоских аккумуляторных элементов, соответственно.

4. Модуль аккумуляторных элементов по п.1 или 2, дополнительно содержащий контакты разъема, электрически соединенные с соответствующими плоскими аккумуляторными элементами,
при этом изолирующие элементы выполнены с возможностью удерживать выводы электродов и контакты разъема и являются единым целым с выводами электродов и контактами разъема, соответственно.

5. Модуль аккумуляторных элементов по п.1 или 2, дополнительно содержащий контактные пластины, удерживаемые изолирующими элементами и соединенные с выводами электродов, соответственно,
при этом контакты разъема сформированы на соответствующих контактных пластинах.

6. Модуль аккумуляторных элементов по п.5, в котором выводы электродов имеют форму пластин и в котором направления плоскости выводов электродов, направления плоскости контактных пластин и продольные направления контактов разъема параллельны с направлением вставки внешнего разъема относительно части для согласования.

7. Модуль аккумуляторных элементов по п.1 или 2, в котором изолирующие элементы имеют направляющую часть для позиционирования внешнего разъема относительно части для согласования.