АККУМУЛЯТОРНАЯ БАТАРЕЯ Российский патент 2014 года по МПК H01M10/04 H01M2/02 H01M2/18 H01M2/36 H01M10/585 

Область изобретения

[0001] Настоящее изобретение относится к аккумуляторной батарее.

Уровень техники

[0002] Предусмотрен батарейный модуль высокой емкости и/или высокой мощности, в котором множество плоских батарей с выведенными из наружных элементов электродами уложены стопкой поверх друг друга и электрически подключены последовательно и/или параллельно друг другу.

[0003] Одним примером плоской батареи, применимой в таком батарейном модуле, является аккумуляторная батарея с неводным электролитом. Аккумуляторная батарея с неводным электролитом представляет собой батарею, в которой пакетированный электродный узел помещен вместе с раствором неводного электролита между наружными элементами. Пакетированный электродный узел имеет положительный электрод, отрицательный электрод и сепаратор для предотвращения короткого замыкания между положительным и отрицательным электродами. Например, в качестве наружных элементов применимы ламинированные алюминиевые листы. Внешние периферийные участки ламинированных алюминиевых листов герметизированы методом соединения сплавлением, образуя упаковку батареи, так что пакетированный электродный узел может быть заключен в упаковке батареи.

[0004] Известна технология соединения сплавлением внешнего периферийного участка сепаратора с уплотнительными участками ламинированных алюминиевых листов, чтобы предотвратить смещение пакетированного электродного узла в аккумуляторной батарее (см. патентный документ 1).

Документы уровня техники

Патентный документ

[0005] Патентный документ 1: выложенная патентная публикация Японии № H11-250873

Сущность изобретения

[0006] Чтобы поддерживать рабочие характеристики батареи, важно, чтобы в пакетированном электродном узле содержалось заданное количество раствора электролита. Таким образом, предпочтительно пополнять пакетированный электродный узел раствором электролита в том случае, если по какой-то причине количество раствора электролита в пакетированном электродном узле становится недостаточным.

[0007] Однако в аккумуляторной батарее с неводным электролитом по патентному документу 1, в которой внешний периферийный участок сепаратора соединен с наружными элементами, не уделяется внимание пополнению пакетированного электродного узла раствором электролита. Это может приводить к ухудшению рабочих характеристик батареи в ходе долгосрочной эксплуатации.

[0008] В целях недопущения ухудшения рабочих характеристик в аккумуляторной батарее, в которой внешний периферийный участок сепаратора соединен с наружным элементом, таким как ламинированные алюминиевые листы, также желательно принимать меры для того, чтобы не допускать отрывания внешнего периферийного участка сепаратора от места соединения. Тем не менее в аккумуляторной батарее с неводным электролитом по патентному документу 1 не приняты какие-либо меры против такого отрывания. Это затрудняет продление срока службы батареи.

[0009] Настоящее изобретение было создано для того, чтобы решить вышеуказанные проблемы уровня техники. Следовательно, цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставить аккумуляторную батарею, в которой сепаратор пакетированного электродного узла соединен на своем внешнем периферийном участке между наружными элементами так, чтобы обеспечить возможность пополнения пакетированного электродного узла раствором электролита, выгодным образом не допускать отрывания сепаратора от места его соединения и тем самым поддерживать рабочие характеристики батареи в ходе долгосрочной эксплуатации.

[0010] Чтобы достичь вышеуказанной цели, согласно настоящему изобретению предусмотрена аккумуляторная батарея, содержащая: пакетированный электродный узел с положительным электродом, отрицательным электродом и сепаратором; раствор электролита; и наружные элементы, принимающие между собой пакетированный электродный узел вместе с раствором электролита, при этом аккумуляторная батарея содержит: множество мест соединения, на которых внешний периферийный участок сепаратора соединен с наружными элементами; и удерживающую часть, сформированную по меньшей мере между местами соединения так, чтобы удерживать в себе раствор электролита; и при этом сумма периметров мест соединения является большей, чем периметр прямоугольника минимальной площади, заключающего в себе все места соединения.

[0011] В настоящем изобретении внешний периферийный участок сепаратора соединен с наружными элементами посредством формирования множества отдельных мест соединения, а не посредством формирования единого места сплошного соединения, при одновременном формировании удерживающей части по меньшей мере между местами соединения так, чтобы удерживать в себе раствор электролита. В этой конфигурации пакетированный электродный узел может быть пополнен раствором электролита из удерживающей части между местами соединения. Кроме того, сумма периметров мест соединения сделана превышающей периметр прямоугольника минимальной площади, заключающего в себе все места соединения, так что даже если сепаратор становится меньшим по толщине в местах соединения, возникновение разрыва в местах соединения может быть предотвращено в настоящем изобретении посредством повышения прочности к действию растягивающей силы. Следовательно, можно сохранить рабочие характеристики аккумуляторной батареи в ходе долгосрочной эксплуатации.

Краткое описание чертежей

[0012] Фиг. 1 является видом в перспективе батарейного модуля согласно одному примерному варианту реализации настоящего изобретения.

Фиг. 2 является видом в перспективе блока аккумуляторов в батарейном модуле по фиг. 1.

Фиг. 3 является покомпонентным видом в перспективе блока аккумуляторов по фиг. 2, если смотреть с задней стороны.

Фиг. 4 является видом в перспективе плоской батареи согласно одному примерному варианту реализации настоящего изобретения.

Фиг. 5 является видом сверху существенной части плоской батареи, показывающим места соединения, на которых внешний периферийный участок сепаратора соединен с наружными элементами, согласно одному варианту реализации настоящего изобретения.

Фиг. 6A является видом в сечении вдоль линии 6A-6A по фиг. 5; а фиг. 6B является видом в сечении вдоль линии 6B-6B по фиг. 5.

Фиг. 7A является укрупненным видом области, окруженной пунктирной линией 7A на фиг. 5; а фиг. 7B является укрупненным видом области, окруженной пунктирной линией 7B на фиг. 5.

Фиг. 8A и 8B являются схематичными видами, показывающими то, как растягивающая сила действует на плоскую батарею в направлении контурной стрелки.

Фиг. 9A-9E являются схематичными видами, показывающими примеры формы и компоновки множества мест соединения и соотношение суммы (La) периметров мест соединения и периметра (Lb) прямоугольника минимальной площади, охватывающего все места соединения.

Фиг. 10A-10C являются схематичными видами, показывающими примеры формы и компоновки множества мест соединения и соотношение суммы (La) периметров мест соединения и периметра (Lb) прямоугольника минимальной площади, охватывающего все места соединения.

Фиг. 11 является видом сверху существенной части плоской батареи, показывающим места соединения, согласно другому примерному варианту реализации настоящего изобретения.

Фиг. 12 являются схематичными видами мест соединения, сформированных в примерах и сравнительном примере.

Подробное описание вариантов реализации

[0013] Далее описываются примерные варианты реализации настоящего изобретения со ссылками на чертежи. Следует отметить, что на чертежах аналогичные части и участки обозначаются аналогичными ссылочными номерами для того, чтобы опустить их повторяющиеся пояснения; кроме того, размеры соответствующих частей и участков могут быть преувеличены для целей иллюстрации и могут отличаться от фактических размеров. Дополнительно, на чертежах ось X и ось Y указывают соответственно поперечное и продольное направления плоской батареи 10.

[0014] Как показано на фиг. 1 и 2, батарейный модуль 100 включает в себя блок 130 аккумуляторов, образованный множеством плоских батарей 10 (в виде аккумуляторных батарей), изолирующую крышку 140, имеющую электроизоляционные свойства, и кожух 120, принимающий внутри себя блок 130 аккумуляторов и изолирующую крышку 140. Хотя батарейный модуль 100 может использоваться отдельно, возможно предусмотреть сборную батарею с требуемыми характеристиками тока, напряжения и емкости посредством последовательного и/или параллельного подключения множества батарейных модулей 100.

[0015] Кожух 120 имеет прямоугольный коробчатый нижний элемент 122 и верхний элемент 124 в форме крышки. Краевой участок верхнего элемента 124 кожуха загнут и прикреплен посредством отбортовки к краевому участку периферийной стенки нижнего элемента 122 кожуха. Каждый из нижнего и верхнего элементов 122 и 124 кожуха образован из относительно тонкой стальной пластины или алюминиевой пластины. Нижний элемент 122 кожуха и верхний элемент 124 кожуха имеют сквозные отверстия 126, сформированные в их соответствующих четырех угловых участках, так что уложенные поверх друг друга батарейные модули 100 могут поддерживаться в виде сборной батареи посредством вставки болтов (не показаны) в сквозные отверстия 126. В данном документе ссылочные номера 131 и 132 обозначают выходные клеммы, размещенные выступающими из участков переднего отверстия нижнего элемента 122 кожуха.

[0016] Блок 130 аккумуляторов имеет пакетированную основную часть 132, в которой множество плоских батарей 10 электрически подключены между собой, и множество прокладок 160 и 161, поддерживающих батареи, как показано на фиг. 2. Каждая из прокладок 160 и 161 обладает электроизоляционными свойствами. Прокладки 160 размещены на передней стороне пакетированной основной части 132, тогда как прокладки 161 (в качестве поддерживающего элемента) размещены на задней стороне пакетированной основной части 132.

[0017] Например, прокладки 161 на задней стороне пакетированной основной части 132 размещены таким образом, чтобы удерживать внешние периферийные участки 32 наружных элементов 30 плоских батарей 10, как показано на фиг. 3. Прокладки 161 имеют сквозные отверстия 162, сформированные на их продольно противоположных концевых участках, так что сквозные отверстия 162 могут совмещаться со сквозными отверстиями 126 на задней стороне нижнего элемента 122 кожуха и верхнего элемента 124 кожуха.

[0018] Как показано на фиг. 4-7, плоская батарея 10 выполнена, например, в виде литий-ионной аккумуляторной батареи и имеет такую конструкцию, в которой пакетированный электродный узел 20 помещен вместе с раствором электролита между наружными элементами 30. Плоская батарея 10 включает в себя электроды 41 и 42 (называемые "выводами"), выходящие наружу из наружных элементов 30. На фиг. 5 ссылочный номер 21 обозначает положительный электрод или отрицательный электрод. Для понятности на фиг. 6 проиллюстрированы только сепараторы 22.

[0019] Пакетированный электродный узел 20 включает в себя положительный(ые) электрод или электроды, отрицательный(ые) электрод или электроды и сепаратор или сепараторы 22, поочередно уложенные стопкой поверх друг друга. Положительный электрод имеет слой активного материала положительного электрода, сформированный, например, из сложного оксида лития-переходного металла, такого как LiMn₂O₄, тогда как отрицательный электрод имеет слой активного материала отрицательного электрода, сформированный, например, из углеродного материала и сложного оксида лития-переходного металла. Сепаратор 22 сформирован, например, из пористого полиэтилена (ПЭ), обладающего проницаемостью, чтобы обеспечить возможность проникновения материала электролита.

[0020] С точки зрения снижения веса и теплопроводности, наружные элементы 30 формируются из листов, например, многослойной пленки полимер-металл, в которой металл (или сплав), такой как алюминий, нержавеющая сталь, никель или медь, покрыт изоляционным материалом, таким как пленка пропилена. Каждый из наружных элементов 30 включает в себя основной участок 31, покрывающий пакетированный электродный узел 20, и внешний периферийный участок 32, простирающийся вдоль периферийной кромки основного участка 31. Внешние периферийные участки 32 соединяют частично или целиком методом соединения сплавлением.

[0021] Выводы 41 и 42 приспособлены отводить электрический ток из пакетированного электродного узла 20 и размещены простирающимися на передней стороне плоской батареи 10.

[0022] Плоская батарея 10 имеет множество мест 40 соединения, на которых внешние периферийные участки сепараторов 22 соединены с наружными элементами 30, чтобы предотвратить смещение пакетированного электродного узла 20. Плоская батарея 10 дополнительно включает в себя удерживающую часть 50, сформированную по меньшей мере между местами 40 соединения, чтобы удерживать в себе раствор электролита таким образом, чтобы пакетированный электродный узел 20 мог быть пополнен раствором электролита. Соединение может быть осуществлено методом соединения термическим сплавлением, соединения ультразвуковым сплавлением, сваркой и т.д. На фиг. 5, 7 и 8 места 40 соединения указаны штриховкой для простоты понимания.

[0023] Более конкретно, внешние периферийные участки сепараторов 22 соединены с наружными элементами 30 посредством формирования множества отдельных мест 40 соединения, как показано на фиг. 5, 6 и 7, а не посредством формирования единого места сплошного соединения. Единое место сплошного соединения в дальнейшем иногда для простоты называется просто "местом сплошного соединения".

[0024] Размеры мест 40 соединения могут быть заданы, например, следующим образом: W1 (ширина) = 2 мм, W2 (расстояние) = 1 мм, W3 (длина) = 2 мм и W4 (расстояние от полученного сплавлением соединения (места 40 соединения) между внешними периферийными участками сепараторов 22 и наружными элементами 30 до полученного сплавлением соединения между внешними периферийными участками 32 наружных элементов 30) = 5 мм, как показано на фиг. 7(A) и (B). Конкретных ограничений на отношение суммы площадей мест 40 соединения к общей площади сепаратора 22 нет. Например, отношение суммы площадей мест 40 соединения к общей площади сепаратора 22 может задаваться равным 0,1%-1%.

[0025] В случае батареи, в которой сепараторы соединены между наружными элементами местом сплошного соединения, батарея имеет так называемую мешковидную конструкцию, в которой раствор электролита накапливается и герметизируется в пространстве между местом сплошного соединения и соединением между внешними периферийными участками наружных элементов. При такой конструкции невозможно эффективно использовать герметизированный раствор электролита.

[0026] С другой стороны, в данном варианте реализации сепараторы 22 соединены с наружным элементом 30 посредством множества мест 40 соединения. Поскольку сепараторы 22 не сплавлены между собой по меньшей мере в области между местами 40 соединения, в небольшом пространстве между сепараторами 22 в этой области образованы удерживающие части 50 с тем, чтобы удерживать в них раствор 51 электролита (см. фиг. 6). Пакетированный электродный узел 20 тем самым может быть пополнен раствором 51 электролита из удерживающей части 50 под действием капиллярности, когда количество раствора 51 электролита в пакетированном электродном узле 20 по какой-то причине становится недостаточным. Посредством такого пополнения пакетированного электродного узла 20 раствором 51 электролита можно поддерживать состояние, в котором пакетированный электродный узел 20 содержит заданное количество раствора 51 электролита в течение длительного периода времени, так что плоская батарея 10 может обеспечивать свои рабочие характеристики в ходе долгосрочной эксплуатации.

[0027] Даже когда между уложенными стопкой электродами накапливается газ во время процесса изготовления батареи, такой накопленный газ может легко выпускаться из вырабатывающей электроэнергию части батареи к внешним периферийным участкам 32 через область S1 между местами 40 соединения. Это позволяет предотвращать вызываемое накопленным газом ухудшение эффективности выработки электроэнергии.

[0028] Как показано на фиг. 5 и 7, не только область S1 между местами 40 соединения, но и область S2 зазора от самого верхнего из множества мест 40 соединения на чертеже до наружных элементов 30, область S3 зазора от самого нижнего из множества мест 40 соединения на чертеже до наружных элементов 30 и область S4 зазора между множеством мест 40 соединения и концами тыльной стороны наружных элементов 30 приспособлены служить удерживающей частью 50. Это позволяет удерживать большее количество раствора 51 электролита для пополнения пакетированного электродного узла 20, так что плоская батарея 10 может обеспечивать свои рабочие характеристики в течение более долгосрочной эксплуатации.

[0029] Как показано на фиг. 3-5, внешний периферийный участок 32 наружного элемента 30 включает в себя множество поддерживающих частей 33, связанных посредством клея с поддерживающими батарею прокладками 161, и выступающую часть 34, расположенную между поддерживающими частями 33 и выходящую радиально за пределы батареи. Внешний периферийный участок сепаратора 22 имеет язычковую часть 23, простирающуюся к выступающим частям 34 наружных элементов 30, так что места 40 соединения формируются на язычковой части 23. Это позволяет эффективно использовать мертвое пространство, которое поддерживается посредством прокладок 161 и практически не вносит вклад в выработку электроэнергии, увеличивать удерживаемое количество раствора 51 электролита и продлевать срок службы батареи.

[0030] В выступающих частях 34 сформированы сквозные отверстия 35 таким образом, что штифты в прокладках 161 могут быть вставлены в сквозные отверстия 35 с тем, чтобы ограничивать положение удержания плоской батареи 10 относительно прокладок 161.

[0031] На фиг. 8(A) схематично указана штрихпунктирной линией с двумя точками линия 61 разрыва, который мог бы образовываться на местах 40 соединения или вокруг них, когда на сепаратор 22 действует растягивающая сила в направлении контурной стрелки 60. Под действием такой растягивающей силы на каждое из мест 40 соединения воздействует механическое растягивающее напряжение в направлениях показанных сплошной линией стрелок 62, как схематично указано на фиг. 8(B).

[0032] Когда на каждое место 40 соединения воздействует чрезмерное механическое растягивающее напряжение в направлениях показанных сплошной линией стрелок 62 на фиг. 8(B), возникает разрыв в сепараторе 22 и т.д. вдоль линии 61 разрыва. Поскольку линия 61 разрыва идет вдоль периферии (по трем сторонам) каждого из мест 40 соединения, батарея получает возможность противостоять большему механическому растягивающему напряжению за счет увеличения суммы периметров мест 40 соединения.

[0033] Таким образом, предпочтительно увеличивать число мест 40 соединения и увеличивать сумму периметров мест 40 соединения, как показано на фиг. 5, в случае если на каждое место 40 соединения действует большее механическое растягивающее напряжение.

[0034] В частности, сумма (La) периметров мест 40 соединения предпочтительно сделана большей, чем периметр (Lb) прямоугольника 63 минимальной площади, заключающего в себе все места 40 соединения. Конфигурация прямоугольника 63 может быть определена так, как указано пунктирной линией на фиг. 9 и 10. Удовлетворяя такому условию, сепаратор 22 может достигать повышенной прочности к действию растягивающей силы в ходе эксплуатации плоской батареи 10 в транспортном средстве, таком как автомобильное транспортное средство, в котором возникают вибрации во время движения. Это позволяет предотвратить возникновение разрыва в местах 40 соединения, на которых сепаратор 22 выполнен более тонким.

[0035] В данном документе примеры формы и компоновки множества мест 40 соединения и соотношение La и Lb схематично показаны на фиг. 9(A)-(E) и фиг. 10(A)-(C).

[0036] На фиг. 5 и фиг. 9(A) и (C) все места 40 соединения выполнены одинаковыми по размеру и совмещены по линии в направлении по оси X. Соотношение La и Lb представляет собой либо La<Lb (фиг. 9(C)), либо или La>Lb (фиг. 5 и фиг. 9(A)). Настоящее изобретение не ограничено этим примером.

[0037] Возможно совмещать места 40 соединения различных размеров по линии в направлении по оси X, как показано на фиг. 9(B). В этом примере удовлетворяется условие La>Lb.

[0038] Как показано на фиг. 9(D) и (E), возможно смещать любое или любые из мест 40 соединения относительно других мест 40 соединения в направлении по оси Y, а не размещать места 40 соединения по линии в направлении по оси X. Соотношение La и Lb представляет собой La>Lb (фиг. 9(D)) или La<Lb (фиг. 9(E)).

[0039] Дополнительно, места 40 соединения могут быть образованы вдоль направления по оси X и размещены двумя столбиками в направлении по оси Y, как показано на фиг. 10(A). В этом примере удовлетворяется условие La>Lb. Даже в такой компоновке может быть сформирована удерживающая часть 50 с тем, чтобы удерживать в себе раствор 51 электролита и пополнять пакетированный электродный узел 20 раствором 51 электролита при условии, что определенные промежутки остаются, по меньшей мере, между местами 40 соединения в вертикальном направлении чертежа.

[0040] Как показано на фиг. 10(B), места 40 соединения могут размещаться двумя рядами в направлении по оси X и двумя столбиками в направлении по оси Y. В этом примере удовлетворяется условие La>Lb.

[0041] Как показано на фиг. 10(C), места 40 соединения могут размещаться двумя столбиками в направлении по оси Y с пятью местами 40 соединения, совмещенными в направлении по оси X в верхнем столбике. В этом примере удовлетворяется условие La>Lb. Позиция промежутка между местами 40 соединения в верхнем столбике смещена в направлении по оси X от позиции промежутка между местами 40 соединения в нижнем столбике. Даже в такой компоновке может быть сформирована удерживающая часть 50 с тем, чтобы удерживать в себе раствор 51 электролита и пополнять пакетированный электродный узел 20 раствором 51 электролита.

[0042] Компоновка мест 40 соединения не ограничена направлением, параллельным направлению по оси X или по оси Y. Хотя это и не показано на чертежах, можно размещать места 40 соединения в любом направлении, наклоненном относительно направления по оси X или по оси Y.

[0043] Как описано выше, плоская батарея 10 согласно данному варианту реализации имеет места 40 соединения, на которых внешняя периферия сепаратора 22 соединена с наружными элементами 30, и удерживающую часть 50, сформированную по меньшей мере между местами 40 соединения так, чтобы удерживать в себе раствор 51 электролита и пополнять пакетированный электродный узел 20 раствором 51 электролита. Следовательно, можно поддерживать состояние, в котором пакетированный электродный узел 20 содержит заданное количество раствора 51 электролита, в течение длительного периода времени посредством пополнения пакетированного электродного узла 20 раствором 51 электролита из удерживающей части 50 между местами 40 соединения, посредством чего аккумуляторная батарея может обеспечивать свои рабочие характеристики в ходе долгосрочной эксплуатации. Дополнительно, проще выпускать газ, накопленный между уложенными стопкой электродами, к внешним периферийным участкам 32 через область между местами 40 соединения, и можно предотвращать вызываемое накопленным газом ухудшение эффективности выработки электроэнергии. Кроме того, можно повышать прочность сепаратора 22 на растяжение и предотвращать возникновение разрыва в местах 40 соединения, в которых сепаратор 22 выполнен меньшим по толщине, за счет такого управления суммой (La) периметров мест 40 соединения, чтобы она была больше, чем периметр прямоугольника 63 минимальной площади, заключающего в себе все места 40 соединения.

[0044] Поскольку каждый из внешних периферийных участков 32 наружных элементов 30 имеет множество поддерживающих частей 33, связанных с поддерживающими батарею прокладками 161, и выступающую часть 34, расположенную между поддерживающими частями 33 и выходящую радиально за пределы батареи, и поскольку внешний периферийный участок сепаратора 22 имеет язычковую часть 23, входящую между выступающими частями 34 наружных элементов 30, так что места 40 соединения формируются на язычковой части 23, можно эффективно использовать мертвое пространство, которое поддерживается посредством прокладок 161 и практически не вносит вклад в выработку электроэнергии, увеличивать удерживаемое количество раствора 51 электролита и продлевать срок службы батареи.

[0045] Другой вариант осуществления

Далее поясняется плоская батарея согласно другому варианту реализации настоящего изобретения.

[0046] В общем, плоская батарея 10 согласно данному другому варианту реализации включает в себя множество мест 40 соединения, на которых внешние периферийные участки сепараторов 22 соединены с наружными элементами 30, и удерживающую часть 50, сформированную между местами 40 соединения, как показано на фиг. 11. Места 40 соединения размещены в областях 45, 46 и 47 соединения. В каждой из областей 45, 46 и 47 соединения места 40 соединения размещены смежными и на расстоянии W2 друг от друга. Одна область 44 соединения располагается на расстоянии, которое превышает расстояние W2, от другой области 46, 47 соединения. В каждой из областей 45, 46 и 47 соединения сумма периметров мест 40 соединения задается превышающей периметр прямоугольника 65 минимальной площади, заключающего в себе все смежные места 40 соединения.

[0047] В вышеуказанном варианте реализации внимание сосредоточено на соотношении между всеми местами 40 соединения плоской батареи 10 и прямоугольником 63 минимальной площади, заключающим все эти места 40 соединения, с тем чтобы предотвратить разрыв в местах 40 соединения, удовлетворяя условию La>Lb. В отличие от этого, в данном варианте осуществления внимание сосредотачивается на каждой образованной смежными местами 40 соединения области 45, 46, 47 соединения для повышения прочности соединения.

[0048] Как показано на фиг. 11, на плоской батарее 10 предусмотрено множество областей 45, 46 и 47 соединения. Каждая из областей 45, 46 и 47 соединения определяется как область, в которой множество мест 40 соединения размещены смежными друг с другом. Эти области 45, 46 и 47 соединения располагаются на расстоянии W5 друг от друга. Расстояние W5 является большим, чем расстояние W2 между смежными местами 40 соединения. Удерживающий участок 50 образован между местами 40 соединения и между областями 45, 46 и 47 соединения.

[0049] В одной области 45 соединения места 40 соединения сформированы так, чтобы удовлетворять условию La (сумма периметров смежных мест 40 соединения) > Lc (периметр прямоугольника 65 минимальной площади, заключающего в себе смежные места 40 соединения). Это дает возможность повышения прочности на растяжение в области 45 соединения по сравнению со случаем формирования сплошного соединения в области, соответствующей области 45 соединения. Как и в случае области 45 соединения, места 40 соединения сформированы так, чтобы удовлетворять условию La>Lc в каждой из других областей 46 и 47 соединения. Это также дает возможность повышения прочности на растяжение в каждой из областей 46 и 47 соединения. Прочность на растяжение сепаратора 22 может быть повышена по всей плоской батарее 10 посредством повышения прочности на растяжение в каждой области 45, 46, 47 соединения.

[0050] Как описано выше, согласно данному другому варианту реализации можно пополнять пакетированный электродный узел раствором 51 электролита из удерживающей части 50 и предотвращать разрыв в местах 40 соединения, посредством чего аккумуляторная батарея может обеспечивать свои рабочие характеристики в ходе долгосрочной эксплуатации.

[0051] Хотя в данном другом варианте реализации одна область соединения образована четырьмя смежными местами соединения, число мест соединения в одной области соединения конкретно не ограничено и может регулироваться по мере необходимости. Число областей соединения в одной плоской батарее также конкретно не ограничено и может регулироваться по мере необходимости, хотя в данном другом варианте реализации в одной плоской батарее предусмотрены три области соединения.

[0052] Модификации

Настоящее изобретение не ограничено вышеописанными вариантами реализации. В пределах объема настоящего изобретения возможны различные изменения и модификации. Хотя в вышеприведенном варианте реализации положительный и отрицательный выводы 41 и 42 оба предусмотрены на одной стороне наружного элемента 30 в плоской батарее 20, настоящее изобретение применимо к аккумуляторной батарее, в которой положительный и отрицательный выводы предусмотрены на различных сторонах. Альтернативно можно предусмотреть удерживающую часть 50 и выводы на одной и той же стороне.

[0053] Примеры

Далее описываются примеры плоской батареи 10 с множеством мест 40 соединения. Здесь следует отметить, что аккумуляторная батарея согласно настоящему изобретению не ограничена следующими примерами.

[0054] Рабочие условия примеров и сравнительного примера указаны в таблице 1.

[0055] Таблица 1   Ширина W1 (мм) Длина W3 (мм) Расстояние W2 (мм) Число полученных сплавлением соединений Площадь полученных сплавлением соединений (мм²) Периметр (мм) Прочность полученных сплавлением соединений (Н) Пример 1 2 2 1 6 24 48 210 Пример 2 1 1 1 12 12 48 212 Сравнительный пример 12 2 0 1 24 28 128

[0056] В каждом из примеров 1 и 2 плоская батарея 10 была выполнена удовлетворяющей условию: сумма периметров полученных сплавлением соединений (мест 40 соединения) (La) > периметра прямоугольника 63 минимальной площади, заключающего все полученные сплавлением соединения 40. Полученные сплавлением соединения из примера 1 и полученные сплавлением соединения из примера 2 схематично показаны соответственно на фиг. 12(A) и 12(B).

[0057] Примеры 1 и 2 отличаются друг от друга с точки зрения размера полученных сплавлением соединений 40, расстояния между полученными сплавлением соединениями 40 и числа полученных сплавлением соединений 40. Общая площадь полученных сплавлением соединений 40 была сделана большей в примере 1, чем в примере 2. В каждом из примеров 1 и 2 удерживающая часть 50 сформирована между множеством полученных сплавлением соединений 40.

[0058] В сравнительном примере предусмотрена традиционная плоская батарея с полученным сплавлением сплошным соединением 140 (число полученных сплавлением соединений равно 1). На фиг. 12(C) показано полученное сплавлением соединение 140 из сравнительного примера. Общая площадь полученного сплавлением соединения 140 была такой же, как и в примере 1.

[0059] Плоские батареи 10 из примеров 1 и 2 имеют более высокий уровень прочности полученных сплавлением соединений, чем у традиционной плоской батареи из сравнительного примера, как видно из таблицы 1. Как видно из сравнения примера 2 и сравнительного примера, плоская батарея 10 из примера 2 имела более высокую прочность полученных сплавлением соединений, чем традиционная батарея из сравнительного примера, даже несмотря на отсутствие разности в общей площади полученных сплавлением соединений. Таким образом, с помощью вышеприведенных результатов было показано, что плоская батарея 10 согласно настоящему изобретению может обеспечивать повышенную прочность к действию растягивающей силы, приложенной к полученным сплавлением соединениям 40, по сравнению с традиционной плоской батареей.

Предложенное изобретение относится к аккумуляторной батарее, в которой пакетированный электродный узел (20) с катодом, анодом и сепаратором (22) заключен вместе с раствором электролита между наружными элементами (30). Известна технология соединения внешнего периферийного участка сепаратора вместе с герметизированными участками наружных элементов в аккумуляторной батарее для того, чтобы предотвратить смещение пакетированного электродного узла. Однако проблема при этой технологии состоит в том, что не приняты меры с тем, чтобы пополнять пакетированный электродный узел раствором электролита и предотвращать разрыв в месте соединения на внешнем периферийном участке сепаратора с целью поддержания рабочих характеристик батареи. Настоящее изобретение решает такие проблемы посредством снабжения аккумуляторной батареи множеством мест соединения, в которых внешний периферийный участок сепаратора соединен с наружными элементами, и удерживающей частью, сформированной, по меньшей мере, между местами соединения для того, чтобы удерживать в ней раствор электролита, при этом сумма периметров мест соединения является большей, чем периметр прямоугольника минимальной площади, заключающего в себе все места соединения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 12 ил., 2 прим.

1. Аккумуляторная батарея, содержащая:
пакетированный электродный узел с положительным электродом, отрицательным электродом и сепаратором;
раствор электролита; и
наружные элементы, принимающие между собой пакетированный электродный узел вместе с раствором электролита,
при этом аккумуляторная батарея содержит: множество мест соединения, которыми внешняя периферия сепаратора соединена с наружными элементами; и удерживающую часть, сформированную по меньшей мере между местами соединения так, чтобы удерживать в себе раствор электролита; и
при этом сумма периметров мест соединения является большей, чем периметр прямоугольника минимальной площади, заключающего в себе все места соединения.

2. Аккумуляторная батарея, содержащая:
пакетированный электродный узел с положительным электродом, отрицательным электродом и сепаратором;
раствор электролита; и
наружные элементы, принимающие между собой пакетированный электродный узел вместе с раствором электролита,
при этом аккумуляторная батарея содержит: множество мест соединения, которыми внешний периферийный участок сепаратора соединен с наружными элементами; и удерживающую часть, сформированную по меньшей мере между местами соединения так, чтобы удерживать в себе раствор электролита;
при этом аккумуляторная батарея имеет: первую область соединения, в которой множество мест соединения размещены смежными и на расстоянии друг от друга; и вторую область соединения, расположенную на расстоянии от первой области соединения, которое превышает упомянутое расстояние, и в которой множество мест соединения размещены смежными и на расстоянии друг от друга; и
при этом в каждой из первой и второй областей соединения сумма периметров смежных мест соединения превышает периметр прямоугольника минимальной площади, заключающего в себе все смежные места соединения.

3. Аккумуляторная батарея по п.1 или 2,
при этом каждый из внешних периферийных участков наружных элементов включает в себя множество поддерживающих частей, связанных с поддерживающим элементом батареи, и выступающую часть, расположенную между поддерживающими частями и выходящую за пределы батареи; и
при этом внешний периферийный участок сепаратора включает в себя входящую в выступающие части наружных элементов язычковую часть, на которой сформированы места соединения.