[发明专利]电池组件和用于生产电池组件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括例如非水电解质二次电池的电池组件(battery pack)和用于生产该电池组件的方法。更特别地，本发明涉及包括组合成一个单元的电池和保护电路板的电池组件，及用于生产电池组件的方法，其中电池包括覆盖有层压膜的电池元件(battery element)，电池元件包括通过间隔件螺旋缠绕或堆叠的正极和负极。

背景技术

近年来，多种类型的便携式电子装置，比如集成了相机的磁带录像机、蜂窝电话和膝上型计算机得到了广泛使用，并且具有更小的尺寸和重量的这些装置也正在开发中。随着便携式电子装置风尺寸和重量减小，要求使用作为用于电子装置的便携式电源的电池组件具有更大的能量和减小的尺寸和重量。具有高的容量的锂离子二次电池为在这样的电池组件中使用的电池的实例。

锂离子二次电池包括具有掺杂锂离子和除掺杂的正极和负极的电池元件。电池元件由金属容器或金属层压膜密封，并被电连接于电池元件的电路板控制。

已知的锂离子二次电池具有电池组件，该电池组件包括密封在金属容器或金属层压膜中的电池元件和电路板，所述电池元件和电路板容纳在具有分开的上部和下部空间的存储壳体中(例如，见专利文献1到3)。

关于用于锂离子二次电池的电池组件，已经提出一种包括密封在金属容器中的电池元件和电路板的电池组件(例如，见专利文献4和5)，所述电池元件和电路板通过使用熔态树脂而模压成为单件。

而且，已经提出了这样一种电池组件，其包括：密封在金属层压膜中的电池元件；电路板；布置以围绕电池元件和电路板的框架，其中电池元件、电路板及框架被薄板形式的包封构件覆盖(例如，见专利文献6)。

另外，已经提出了这样一种锂离子二次电池，其构造成：电池元件和电路板密封在矩形壳体容器中，其中在壳体容器的由铝制成的盖部分或由铝合金制成的壳体容器本体中形成有防爆可裂开口排气孔或薄壁部分，以便当内部压力由于异常状态事件中生成的气体而升高时，释放气体至壳体容器外部(例如，见专利文献7和8)。

[专利文献1]日本专利第3556875号

[专利文献2]日本专利第3614767号

[专利文献3]日本专利第3643792号

[专利文献4]日本未审查专利公开第2004-303625号

[专利文献5]日本未审查专利公开第2004-358735号

[专利文献6]日本未审查专利公开第2005-158452号

[专利文献7]日本专利第3691268号

[专利文献8]日本专利第3783082号

在如上所述的现有锂离子二次电池中，用于密封电池元件的金属容器通过深冲拔形成，深冲拔导致了沿用于深冲拔的加工方向的有限的延伸率，这样使得仅形成具有预定厚度(大约200μm)的金属容器，不利地降低了设计的自由度。另外，要求使用适合于深冲拔的金属，并且难以获得强度高于构成容器的金属的固有强度的金属容器。而且，当电池元件密封在金属容器中时，此后难以进行热封凝胶聚合物的热压步骤，并且因此，当使用金属容器时仅能使用液体电解质。

另一方面，如果电池元件由金属层压膜密封，则可以进行热压步骤，并且优点在于尺寸或形状的自由度较高；但是，由层压膜密封的电池元件的缺点在于强度低于密封在金属容器中的电池元件的强度。

在具有容纳在如专利文献1到3中描述的存储壳体中的锂离子二次电池和电路板的电池组件中，为保护锂离子二次电池和电路板免受外部冲击等损伤，要求存储壳体具有令人满意的厚度。而且，在使用粘性双涂层胶带或通过超声焊接把上部和下部分开的存储壳体结合在一起时，存储壳体需要足够的厚度以便于结合，并且整个电池组件的厚度和重量不可避免地增加。因此，这样的技术不适合于便携式电源。

在如专利文献4和5中描述的电池组件中，由于密封在具有大的机械强度的金属容器中的电池元件和电路板通过使用熔态树脂组合成为一个单元，作为树脂，具有优秀的弹性特性的弹性橡胶树脂被用于提高抗跌落冲击能力。就尺寸精度、生产条件等而言，这种电池元件完全不同于密封在具有小的机械强度的金属层压膜中的电池元件。因此，这样的技术不适合于应用到使用密封在金属层压膜中的电池元件的电池组件。

而且，在使用密封在金属容器中的电池元件的电池组件中，液态电解质溶液被用作电解质。因此，需要在电池组件中提供在通常操作中不易于裂开开口的防爆结构。