[發明專利]電池

無效

• 申請號: 201180062938.0
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN103283056A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 白澤淳;濱重規
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M2/10
• 分類號: H01M2/10;H01M2/12;H01M10/38;H01M10/0525
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;陳煒

技術領域

本發明涉及電池，其中通過氣體對容納在殼體中的電池單元進行加壓。

背景技術

較之其他二次電池，鋰離子二次電池能夠在更高的電壓和更大的能量密度下操作。因此，作為能夠易于小型化和輕量化的二次電池，它們被用在諸如移動電話的信息設備中，并且近年來日益存在將它們用于向諸如電動車輛和混合動力車輛的更大的物體提供動力的需求。

鋰離子二次電池具有正電極層、負電極層和設置在正電極層和負電極層之間的電解質層。非水溶液或者固體可以用作設置用于電解質層的電解質。如果溶液用于電解質（以下稱為“電解液”），則電解液趨向于滲透正電極層和負電極層。結果，趨向于形成電解液與正電極層和負電極層中的活性材料之間的邊界，因此易于提高性能。然而，廣泛使用的電解液是易燃的，因此需要保證安全性的系統。另一方面，作為固體的電解質（以下稱為“固體電解質”）是不燃燒的，因此可以簡化該系統。因此，已提出了具有不燃燒的固體電解質層的鋰離子二次電池。

例如日本專利申請公布第10-214638號（JP-A-10-214638）描述了涉及該鋰離子二次電池的技術。更具體地，JP-A-10-214638描述了一種鋰離子二次電池，其中在電池組殼體（即，殼體）中組合并且容納多個單元電池（電池單元），每個單元電池由非水電解液、負電極和正電極以及容納所有這些的殼體形成，其中能夠針對負電極和正電極插入和提取鋰，并且在該電池組中，通過將氣體、液體和固體粉末至少之一或者它們的組合填充到電池組殼體內部而非電池組殼體外部的空間中，使用在電池組殼體內生成的靜壓對單元電池進行加壓。

再者，日本專利申請公布第2008-226807號（JP-A-2008-226807）描述了一種非水電解質二次電池，其包括在選自正電極活性材料層、電解質層和負電極活性材料層中的至少一個層的表面上或內部的造氣劑，并且在二次電池的溫度達到等于或大于60°C并且小于300°C時從造氣劑形成氣體。

如上文所述，對作為大動力源的鋰離子二次電池的需要日益增加，因此需要開發大容量鋰離子二次電池。為了增加鋰離子二次電池的容量，如JP-A-10-214638中描述的電池那樣，可以通過將多個電池單元串聯或并聯連接在一起來形成電池。再者，為了在增加電池尺寸的同時保證性能，優選的是對如上文所述連接在一起的電池單元進行加壓，以便減少電池單元內的電阻。JP-A-10-214638中描述的電池通過將氣體、液體和固體粉末至少之一或者它們的組合填充到殼體內部的空間中，使用在殼體內部產生的靜壓對電池單元進行加壓。

如JP-A-10-214638中描述的電池中的那樣，當使用靜壓對電池單元進行加壓時，出于抑制質量能量密度的降低的考慮，優選的是使用氣體作為用于傳送靜壓的介質。然而，對于氣體，較之液體等，當體積恒定時，壓力趨向于響應溫度的改變而改變。就是說，當氣體被用作用于傳送靜壓的介質時，氣體壓力趨向于根據諸如溫度的外部因素而改變，因此施加到電池單元的壓力也趨向于改變。如果施加到電池單元的壓力波動是大的，則可能帶來問題，例如，電池可能變得難于控制。例如，如果施加到電池單元的壓力變得過低，則電池單元的電池性質可能下降。另一方面，如果施加到電池單元的壓力變得過高，則電池單元和容納電池單元的殼體可能破裂，并且電池單元的電池性質可能改變。對于JP-A-10-214638和JP-A-2008-226807中描述的技術，沒有考慮這種類型的問題，并且因此不能解決這種類型的問題。

發明內容

本發明提供了一種電池，其使用氣體對容納在殼體內的電池單元進行加壓，并且其能夠減少殼體內的壓力的波動。

本發明的第一方面涉及一種電池，其包括：電池單元；殼體，在該殼體中容納電池單元，并且該殼體填充有對電池單元進行加壓的氣體；以及壓力控制機構，其能夠控制殼體內部的壓力。

在本發明中，電池單元指的是包括正電極層、負電極層以及設置在正電極層和負電極層之間的電解質，并且將通過電化學反應產生的離子和電子的移動而生成的電能提取到外部的結構。再者，在本發明中，殼體是可密封的容器，其容納電池單元并且可以填充有用于對電池單元進行加壓的氣體。此外，殼體內部指的是除了設置后面將描述的容器的空間以外的、填充有用于對電池單元進行加壓的氣體的殼體內部的空間。

再者，在上文描述的電池中，壓力控制機構可以包括至少一個容器，殼體內部的氣體能夠流入和流出該至少一個容器。再者，該至少一個容器可以允許氣體經由開閉部流入和流出，并且該開閉部可以基于殼體內部的壓力、容器內部的壓力、或者殼體內部的壓力和容器內部的壓力的差進行開閉。