[發(fā)明專利]組合電池和電力消耗設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110328368.7
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102468474A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設計）人: 堀田慎;上坂進一
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M2/34
• 分類號: H01M2/34;H01M2/20
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳孟秋;梁韜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及組合電池和電力消耗設備。

背景技術(shù)

電池組已經(jīng)用在諸如移動電話、數(shù)字照相機、便攜游戲機、筆記本型個人計算機和電動工具的各種便攜設備中。而且，現(xiàn)在電池組不僅用在這些設備中，而且還用在需要較高輸出或較高容量的領(lǐng)域中，例如電動助力自行車、電動車輛和家用電力存儲裝置。

作為結(jié)合到電池組中的二次電池單元，鋰離子二次電池單元是目前最常用的二次電池單元之一。鋰離子二次電池單元可以通過充電而重復使用，并且由于諸如電壓輸出高、能量密度高、自放電少和服務壽命長等許多特點而被廣泛使用。而且，為了應對具有更高輸出和更高容量的設備的需求，將許多二次電池單元(單一單元)串聯(lián)或并聯(lián)連接、從而以組合電池的形式使用的情況也在增加。雖然這樣的應用具有很大的優(yōu)點，但是由于要處理大量能量，所以需要比過去使用中更小心地對待。

在構(gòu)成組合電池的二次電池單元的劣化增加，以致出現(xiàn)了內(nèi)部短路的情況中，過電流從并聯(lián)連接到該二次電池單元的所有其他二次電池單元流入。如果出現(xiàn)這種現(xiàn)象，恐怕會引起這樣的問題：不僅是內(nèi)部短路的二次電池單元，而且其他放電的二次電池單元也快速產(chǎn)生熱量。

發(fā)明內(nèi)容

作為解決這種問題的手段，在日本未審查的專利申請中公開No.2008-135342公開的技術(shù)中，通過在二次電池單元并聯(lián)連接的部分設置諸如恒流二極管的限流元件，抑制過電流的生成。然而，在上述日本未審查的專利申請公開所公開的技術(shù)中，存在的問題是不僅二次電池單元的布置受到限流元件的形狀限制，而且使二次電池單元互相連接的導電組件也很復雜，此外，也增加了生產(chǎn)成本。

因此，期望提供下述的組合電池以及結(jié)合了這種二次電池的電力消耗設備：盡管組合電池的配置和結(jié)構(gòu)簡單，但是即使在構(gòu)成組合電池的二次電池單元中出現(xiàn)內(nèi)部短路的情況下，也可以保證高安全性。

根據(jù)本發(fā)明第一實施方式至第三實施方式中的每一個，提供了一種組合電池，包括多個二次電池單元串聯(lián)模塊，各個模塊均具有多個串聯(lián)連接的二次電池單元，其中，在各個二次電池單元串聯(lián)模塊中，二次電池單元通過第一連接件串聯(lián)連接，以及構(gòu)成二次電池單元串聯(lián)模塊的二次電池單元和構(gòu)成鄰近前述二次電池單元串聯(lián)模塊的二次電池單元串聯(lián)模塊的二次電池單元通過第二連接件并聯(lián)連接。

而且，在涉及本發(fā)明第一實施方式的組合電池中，第二連接件的電阻值可高于第一連接件的電阻值，并且構(gòu)成第二連接件的材料的熔點可低于構(gòu)成第一連接件的材料的熔點。

此外，在涉及本發(fā)明第二實施方式的組合電池中，第二連接件的電阻值可高于第一連接件的電阻值，并且斷流器可設置在各個二次電池單元串聯(lián)模塊的一端。

此外，在涉及本發(fā)明第三實施方式的組合電池中，第二連接件的電阻值可高于第一連接件的電阻值，并且當電連接到組合電池的負載的電阻值設定為R₀并且第二連接件的電阻值設定為R₂的時候，滿足R₂/R₀≥2的關(guān)系。

根據(jù)本發(fā)明第四實施方式，提供了一種組合電池，包括多個二次電池單元串聯(lián)模塊，各個模塊均具有串聯(lián)連接的多個二次電池單元，其中，在各個二次電池單元串聯(lián)模塊中，二次電池單元通過第一連接件串聯(lián)連接并通過第一連接件互相支撐，構(gòu)成二次電池單元串聯(lián)模塊的二次電池單元和構(gòu)成另一個二次電池單元串聯(lián)模塊的二次電池單元通過第二連接件并聯(lián)連接并通過第二連接件互相支撐，并且第二連接件的電阻值高于第一連接件的電阻值。

在涉及本發(fā)明第一實施方式至第四實施方式的組合電池中，第二連接件的電阻值高于第一連接件的電阻值。因此，在二次電池單元中未出現(xiàn)內(nèi)部短路的情況下(下文中，這種二次電池單元稱為“正常二次電池單元”)，在組合電池的操作進入平衡狀態(tài)之后，電流基本不在構(gòu)成彼此相鄰近的二次電池單元串聯(lián)模塊的二次電池單元之間流動。另一方面，在二次電池單元中已經(jīng)出現(xiàn)內(nèi)部短路的情況中(下文中，這種二次電池單元稱為“異常二次電池”)，電流從構(gòu)成鄰近二次電池單元串聯(lián)模塊的二次電池單元流入異常二次電池單元。然而，由于插入了第二連接件，可以保持低電流值。這樣，在涉及本發(fā)明第一實施方式至第四實施方式的組合電池中，不必提供特殊元件，盡管配置和結(jié)構(gòu)簡單，但是即使在構(gòu)成組合電池的二次電池單元中已經(jīng)出現(xiàn)內(nèi)部短路的情況下，也可以保證高安全性，并且不會導致生產(chǎn)成本的顯著增加。