蓄电模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及蓄电模块。
【背景技术】
[0002]蓄电装置构成为将正极与负极经由隔离物而层叠的电极组装体以及电解液收容于壳体。在图3中示出蓄电装置100的一个例子(俯视剖视图)，与方形的壳体10a接触地收纳有电极组装体100b，壳体10a内被电解液10c充满。蓄电模块将这样构成的多个蓄电装置以它们按照规定的排列方向排列的状态约束在端板间。例如，在专利文献I中公开有一种电池组装体，多个单体电池夹设有导热板地排列为列状，在配置于其两端部的保持板架设直杆并利用螺栓对该直杆进行了紧固。
[0003]专利文献I:日本特开平8-148187号公报
[0004]无论单体使用的蓄电装置或组装为蓄电模块的蓄电装置如何，蓄电装置因长期使用的情况下的劣化反应(例如，电解液的分解反应)等，有时会在壳体内产生气体。若在壳体内产生气体，则壳体内的压力变高。因该较高的内压而导致壳体产生膨胀，存在使壳体变形的可能性。为了确保防止这种变形所需的壳体的耐压强度，需要将壳体的各面的厚度加厚。特别如图3所示，在方形的蓄电装置100的剖面形状为长方形的情况下，壳体10a的长边侧的面10d的变形量变大。因此，需要以不使长边侧的面变形的方式设计壳体的厚度，使长边侧的面的厚度及其以外的各面的厚度也变厚。但是，越将壳体的各面的厚度加厚，壳体内的空间部的容积就越少。若壳体内的容积变少，则在壳体内能够确保的电极组装体的厚度、体积减少，电极组装体的正极以及负极的各活性物质的量变少。由此，正极以及负极各自的容量变少，蓄电装置(甚至蓄电模块)的体积能量密度减少。
【发明内容】
[0005]因此，在本技术领域中，需要一种能够抑制蓄电装置的壳体的变形并且提高体积能量密度的蓄电模块。
[0006]本发明的一个方面所涉及的蓄电模块通过多个在壳体内收容有电极组装体以及电解液的方形的蓄电装置连接而构成，多个蓄电装置沿着规定的排列方向排列，并以该排列的状态被约束，壳体的被约束的一侧的面的厚度比壳体的未被约束的一侧的面的厚度小。
[0007]对于该蓄电模块而言，多个蓄电装置沿着规定的排列方向排列，并以该排列的状态被约束。各蓄电装置为方形，在方形的壳体内收容有电极组装体、电解液。多个方形的蓄电装置被约束，因此方形的壳体的侧面包括被约束的一侧的面(与邻接部件接触的一侧的面、承受约束载荷的面)和未被约束的一侧的面。对于该壳体的被约束的一侧的面而言，即便将厚度减小也可从两侧承受约束载荷，由此，耐压强度比未被约束的一侧的面高，相对于壳体内的压力难以变形。因此，在该蓄电模块中，形成为被约束的一侧的面的厚度比未被约束的一侧的面的厚度小的壳体。因为将壳体的被约束的一侧的面的厚度减小，所以能够与上述减小的厚度相应地增加壳体内的空间部的容积。因此，能够增加电极组装体的厚度以及体积，从而增加正极以及负极的活性物质各自的量。其结果是，正极以及负极各自的容量增加，从而蓄电装置(进而是蓄电模块)的体积能量密度增加。像这样，在该蓄电模块中，在被约束的多个蓄电装置中各壳体的被约束的一侧的面的厚度比未被约束的一侧的面的厚度小，由此能够抑制壳体的变形并且能够提高体积能量密度。
[0008]在一方式的蓄电模块中，被约束的一侧的面的与邻接部件接触的部分的厚度至少比未被约束的一侧的面的厚度小。在壳体的被约束的一侧的面中，在与邻接部件接触的部分也承受约束载荷，能够将该约束载荷施加于电极组装体。因此，与该邻接部件接触的部分的厚度至少比未被约束的一侧的面的厚度小。此外，对邻接部件而言，例如在蓄电装置间不存在夹设部件的情况下是蓄电装置的壳体，在蓄电装置间存在夹设部件的情况下是成为夹设部件的导热部件、散热部件等。
[0009]在一方式的蓄电模块中，与邻接部件接触的部分包括电极组装体的与壳体的接触面。对多个蓄电装置进行约束并施加约束载荷是为了使电极组装体所包括的正极与负极的反应均匀化。因此，若壳体的被约束的一侧的面的与邻接部件接触的部分不包括电极组装体的与壳体的接触面，则无法对电极组装体的层叠方向侧的整个面施加约束载荷，从而无法使在电极组装体内层叠的正极与负极的反应均匀化。
[0010]根据本发明，能够抑制蓄电装置的壳体的变形并且能够提高体积能量密度。
【附图说明】
[0011]图1是示意性地表示本实施方式所涉及的蓄电模块的俯视图。
[0012]图2是示意性地表示图1的蓄电模块中处于被约束的状态的多个蓄电装置的俯视剖面的俯视剖视图。
[0013]图3是示意性地表示蓄电装置的俯视剖面的俯视剖视图。
【具体实施方式】
[0014]以下，参照附图对本发明所涉及的蓄电模块的实施方式进行说明。此外，对各图中相同或相当的元件标注相同的附图标记，并省略重复的说明。
[0015]在本实施方式中，将本发明所涉及的蓄电模块应用于多个蓄电装置在端板间以沿着规定的排列方向排列的状态被约束的蓄电模块。此外，在本实施方式中，形成为不存在夹设于蓄电装置间的部件的方式的蓄电模块，但也可以是存在夹设于蓄电装置间的部件的蓄电模块。
[0016]参照图1以及图2对本实施方式所涉及的蓄电模块I进行说明。图1是示意性地表示蓄电模块I的俯视图。图2是示意性地表示蓄电模块I中处于被约束的状态的多个蓄电装置的俯视剖面的俯视剖视图。
[0017]蓄电模块I排列有多个蓄电装置2，以其排列体约束在分别配置于排列方向的两端面的一对端板3、3间的状态构成。此外，这里所说明的蓄电模块I的结构是一个例子，可以应用其他各种结构的蓄电模块。
[0018]蓄电装置2是方形的蓄电装置。多个蓄电装置2以沿着规定的排列方向排列的状态夹于端板3、3间，从而施加有约束压力(约束载荷)而被约束。该排列方向是层叠有正极与负极的方向，是相邻的方形的蓄电装置2、2间的长边侧的面彼此接触的方向。以下，对蓄电装置2(特别是锂离子二次电池)的结构进行说明。长边侧是指图2所示的俯视剖面中的长方形(也包括四角为弧状(R状)的形状)的各边中的较长的一方的边侧。此外，以下所说明的蓄电装置2的结构是一个例子，可以应用其他各种结构的蓄电装置。
[0019]蓄电装置2主要具备壳体2a、电极组装体2b、以及电解液2c。壳体2a是收容电极组装体2b以及电解液2c的壳体，呈方形。壳体2a例如由铝、不锈钢等金属形成。稍后对壳体2a的各面的厚度详细地进行说明。
[0020]电极组装体2b具备正极、负极以及将正极与负极绝缘的隔离物。电极组装体2b是层叠片状的多个正极和多个负极以及片状(或袋状)的多个隔离物而构成的。该层叠方向D为上述排列方向。电极组装体2b收容于壳体2a内，且壳体2a内被电解液2c充满。
[0021]正极由金属箔、形成于金属箔的至少一面的正极活性物质层构成。正极具有在金属箔的端部未形成有正极活性物质层的极耳。极耳沿正极的上缘部延伸，经由导电部件与正极端子2d连接。金属箔例如为铝箔、铝合金箔。正极活性物质层包含正极活性物质、粘合剂。正极活性物质层也可以包含导电助剂。正极活性物质例如为复合氧化物、金属锂、硫黄。复合氧化物包含锰、镍、钴以及铝中的至少一个和锂。粘合剂例如为聚酰胺-酰亚胺、聚酰亚胺等热塑性树脂、以及在主链具有酰胺键的聚合树脂。导电助剂例如为炭黑、石墨、乙炔黑、科琴黑(注册商标)。
[0022]负极由金属箔、形成于金属箔的至少一面的负极活性物质层构成。负极具有在金属箔的端部未形成有负极活性物质层的极耳。极耳沿负极的上缘部延伸，经由导电部件与负极端子2e连接。金属箔例如为铜箔、铜合金箔。负极活性物质层包含负极活性物质、粘合剂。负极活性物质层也可以包含导电助剂。负极活性物质例如为石墨、高取向性石墨、中间相碳微球、硬质碳、软质碳等碳、锂、钠等碱金属、金属化合物、Si0x(0.5 < X < 1.5)等金属氧化物、以及掺杂硼的碳。粘合剂、导电助剂可以应用正极示出的相同的粘合剂、导电助剂。
[0023]隔离物将正极与负极隔离，其防止因两极的接触而导致的电流的短路，并且使锂离子通过。隔离物例如是由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等聚烯烃类树脂构成的多孔膜、以及由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、甲基纤维素等构成的织布或者无纺布。
[0024]多个蓄电装置2在沿着上述排列方向排列时，以正极端子2d与负极端子2e的位置在相邻的蓄电装置2、2间交替的方式进行排列。而且，正极端子2d与负极端子2e在相邻的蓄电装置2、2间被