(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パウチ（２２）内に封入された電極装置（１２）を有するパウチセルバッテリ（１０）と、
少なくとも複数の位置において、結合した態様で前記パウチ（２２）を囲む収縮スリーブ（５０’）を含むカバーと、を有し、
前記パウチ（２２）は略長方形形状を有し、
電極接続領域（１０ａ、１０ｂ）が前記パウチ（２２）の端部に設けられ、
前記収縮スリーブ（５０’）の、前記パウチセルバッテリ（１０）から見て外を向いた側には、少なくとも複数の位置に補償合成物（６０）が設けられ、それにより、実質的に平面状の面領域（Ｏ）が形成されるパウチセルバッテリ装置。
【請求項２】
前記収縮スリーブ（５０’）を含む前記カバーの厚さは、０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲にある、請求項１に記載のパウチセルバッテリ装置。
【請求項３】
少なくとも複数の位置において、結合した態様で前記パウチ（２２）を囲む前記収縮スリーブ（５０’）を含む前記カバーは、冷却プレート装置（７０ａ、７０ｂ）と接触する、請求項１または２に記載のパウチセルバッテリ装置。
【請求項４】
パウチセルバッテリ装置を製造する方法であって、
少なくとも複数の位置で、パウチセルバッテリ（１０）の、略長方形形状を有し、端部に電極接続領域（１０ａ、１０ｂ）が設けられるパウチ（２２）を収縮スリーブ（５０）で覆うステップと、
前記収縮スリーブ（５０）を熱で収縮させて、少なくとも複数の位置において、結合した態様で前記パウチ（２２）を囲む収縮スリーブ（５０’）を含むカバーを形成するステップと、を有し、
前記収縮スリーブ（５０’）を含む前記カバーの、前記パウチセルバッテリ（１０）から見て外を向いた側には、少なくとも複数の位置に補償合成物（６０）が設けられ、それにより、実質的に平面状の面領域（Ｏ）が形成される方法。
【請求項５】
前記補償合成物（６０）はシリコン系である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記収縮スリーブ（５０’）を含む前記カバーは、−５５℃〜１５０℃の範囲にある耐温度性を有する、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記収縮スリーブ（５０’）を含む前記カバーの厚さは、０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲にある、請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
自動車での、請求項１〜３のいずれか一項に記載のパウチセルバッテリ装置の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パウチセルバッテリ装置、ならびに対応する製造方法およびその使用法に関する。
【背景技術】
【０００２】
原理的には、任意の所望するパウチセルバッテリ装置を使用できるが、リチウムイオンパウチセルバッテリ装置に関連して、本発明および本発明が根底にもつ課題を説明する。
【０００３】
リチウムイオンバッテリは、電解質との望ましくない反応を避けるために、湿気および酸素に対して実質的に非透過性であるように封止されなければならない。したがって、リチウムイオンバッテリのセルは通常、フィルムパウチに封入される。
【０００４】
このように封止されたパウチセルバッテリには多くの利点があるが、剛性のケースに密封されたセルよりも損傷を受け易い。
【０００５】
さらに、このようなパウチセルバッテリは、パウチの外縁領域または縁部が十分に電気絶縁されないといった問題を起こしやすい。さらに、凹凸のあるパウチ表面により、作動中に発生する熱を均一に放散させることが難しくなる。
【０００６】
特許文献１は、パウチを囲む剛性外側カバーが絶縁体として増設されたパウチセルバッテリ装置を開示している。この増設により、パウチセルバッテリ自体と比較して、この種のパウチセルバッテリ装置の体積がかなり増加する。
【０００７】
特許文献２は、セルを電気接続するために、端部にセル接続器が設けられた電気化学セルを有するバッテリパックを開示している。
【０００８】
特許文献３は、パウチの形態のリチウムセルの構成を開示しており、パウチ間には、冷却するために中空の金属プレートまたはチューブが配置される。
【０００９】
特許文献４は、フレーム要素内にあるパウチの形態のバッテリセルの構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】独国特許出願公表第６００  ０４  ２５４Ｔ２号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１０  ２００６  ０６１  ２７０Ａ１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／０２１０６６２Ａ１号明細書
【特許文献４】米国特許第５，２２７，２６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、改良されたパウチセルバッテリ装置およびそれに応じた製造方法を提供することであり、その装置は効果的な絶縁体を有し、その絶縁体は容易に製造することができる。
【００１２】
請求項１に記載した、本発明によるパウチセルバッテリ装置、および請求項７に記載した、対応する製造方法には、カバーを容易にかつ低価格で製造でき、必要な場合にカバーを容易に交換できるといった、公知の問題解決策手法に勝る利点がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明が基本とするアイディアは、補助的な被覆用に熱収縮性材料を使用することである。
【００１４】
本発明のそれぞれの対象の有益な発展形態および改良形態が従属請求項に含まれる。
【００１５】
１つの好ましい発展形態によれば、パウチは略長方形形状を有する。
【００１６】
さらに好ましい発展形態によれば、電極接続領域がパウチの端部に設けられる。
【００１７】
さらに好ましい発展形態によれば、収縮スリーブの、パウチセルバッテリから見て外を向いた側には、少なくとも複数の位置に補償合成物が設けられ、それにより、実質的に平面状の面領域が形成される。
【００１８】
さらに好ましい発展形態によれば、収縮スリーブを含むカバーの厚さは、０．２ｍｍ〜１ｍｍの範囲にある。
【００１９】
さらに好ましい発展形態によれば、少なくとも複数の位置において、結合した態様でパウチを囲む収縮スリーブを含むカバーが、冷却プレート装置と接触する。
【００２０】
本発明の例示的な実施形態が以下の発明を実施するための形態でさらに詳細に説明され、図面に示される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１ａ】本発明によるパウチセルバッテリ装置の第１の実施形態およびその製造を説明するための、平面図の形態の概略図を示している。
【図１ｂ】本発明によるパウチセルバッテリ装置の第１の実施形態およびその製造を説明するための、Ａ−Ａ線に沿った断面図の形態の概略図を示している。
【図２ａ】本発明によるパウチセルバッテリ装置の第１の実施形態およびその製造を説明するための、平面図の形態の概略図を示している。
【図２ｂ】本発明によるパウチセルバッテリ装置の第１の実施形態およびその製造を説明するための、Ａ−Ａ線に沿った断面図の形態の概略図を示している。
【図３ａ】本発明によるパウチセルバッテリ装置の第１の実施形態およびその製造を説明するための、平面図の形態の概略図を示している。
【図３ｂ】本発明によるパウチセルバッテリ装置の第１の実施形態およびその製造を説明するための、Ａ−Ａ線に沿った断面図の形態の概略図を示している。
【図４】本発明によるパウチセルバッテリ装置の第２の実施形態およびその製造を説明するための、Ａ−Ａ線に沿った断面図を示している。
【図５】本発明によるパウチセルバッテリ装置の第３の実施形態およびその製造を説明するための、Ａ−Ａ線に沿った断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図において、同じ参照符号は、同じまたは機能上同一の構成要素を示す。
【００２３】
図１ａ、図１ｂ〜図３ａ、図３ｂは、本発明によるパウチセルバッテリ装置の第１の実施形態およびその製造を説明するための（ａ）平面図の形態の（ｂ）Ａ−Ａ線に沿った断面図の形態の、いずれの場合も概略図を示している。
【００２４】
図１ａ、図１ｂでは、参照符号１０は、可撓性プラスチック材料からなる略長方形のパウチ２２を有するパウチセルバッテリを示し、パウチの端面には、電極接続領域１０ａ、１０ｂが設けられている。
【００２５】
図１ｂから分かるように、パウチ２２は、接着ボンドまたは溶接ビード２によってその側端部で互いに結合されている。パウチ２２の両側にある主面Ｈは、波形凹凸形状を有する。参照符号１２は、パウチ２２内に設けられ、図示していない電解質によって囲まれた電極装置を示す。
【００２６】
図２ａ、図２ｂに示すように、ゴム含有量が比較的高い、非導電性、熱収縮性材料からなる収縮スリーブ５０は、主面Ｈおよび側面を囲んで配置され、主面および側面は、好ましくは、後面および反対側の端面が電極接続領域１０ａ、１０ｂと共に開放されたままの状態で、接着剤で結合されるか、または溶接されて中間に配置される。
【００２７】
図３ａ、図３ｂに示したその次の工程段階では、収縮スリーブ５０はここで加熱処理され、それにより収縮して、図３ａ、図３ｂに示すように、実質的に結合した態様で、主面Ｈと主面間に配置された側面とに合致し、パウチセルバッテリ１０は、結合した態様でパウチ２２を囲む収縮した収縮スリーブ５０’によって覆われる。この場合に、収縮スリーブ５０’は、典型的な材料厚さが０．２ｍｍ〜１ｍｍである。
【００２８】
このようにして形成された、収縮した収縮スリーブ５０’を含むカバーは側端部を絶縁して、望ましくないセルの放電を防止し、鋭利な側端部を摩擦から保護し、主面Ｈの波形を平滑にする。さらに、カバーは、冷却装置への熱的な接続を改善することができ、パウチセルバッテリ装置に良好な機械抵抗を全体的に付与する。補助的被覆を有する公知の問題解決策とは対照的に、説明した実施形態によるカバーは、容易にかつ低価格で製造することができ、必要に応じて容易に交換可能である。
【００２９】
図４は、本発明によるパウチセルバッテリ装置の第２の実施形態およびその製造を説明するための、Ａ−Ａ線に沿った断面図を示している。
【００３０】
図４に示す第２の実施形態では、図３ａ、図３ｂに示す工程状態に続いて、主面Ｈ上に収縮スリーブ５０’を含むカバーの表面の少なくとも複数の位置に補償合成物６０が塗布され、この補償合成物６０は通常シリコン系とされる。したがって、主面Ｈを覆って配置され、収縮スリーブ５０’と、実質的に平面状の面Ｏを備えた補償合成物６０とを含む被覆を形成することが可能である。そのような構成により、さらにより効率的な熱的接続および外形の均一化が可能になり、積み重ねを簡単にし、高密度に実装することが可能になる。
【００３１】
図５は、本発明によるパウチセルバッテリ装置の第３の実施形態およびその製造を説明するための、Ａ−Ａ線に沿った断面図を示している。
【００３２】
図５に示す第３の実施形態では、図４に示すパウチセルバッテリ装置が、主面Ｈから出る熱を効果的に伝導して遠ざけるための２つの冷却プレート７０ａ、７０ｂを有する冷温プレート装置によって両側を囲まれている。例として、図示していない冷却管が冷却プレート７０ａ、７０ｂを通り、水などの輸送媒体が冷却管に通される。
【００３３】
本発明が、好ましい例示的な実施形態に関連して上記に説明されたが、本発明はそれらに限定されるものではなく、他の方法で実施することもできる。
【００３４】
本発明が、リチウムイオンバッテリに関連して説明されたが、本発明はそれらに限定されるものではなく、原則的に、任意の所望するパウチセルバッテリに対して使用することができる。
【００３５】
さらに、パウチ、収縮スリーブ、および補償合成物に関する上記の特徴は、単なる例を示しており、適切な特性を備えた他の材料で置き換えることができる。
【００３６】
さらに、パウチセルバッテリ装置を冷却プレート７０ａ、７０ｂ間に組み込むのは、図４に示す実施形態に限定されるものではなく、表面波形が適切な場合に、図３ｂに示す装置に対して使用することもできる。
【００３７】
本発明によるパウチセルバッテリ装置の１つの好ましい用途は自動車分野にあり、自動車分野では、収縮スリーブを含むカバーは、−５５℃〜１５０℃の耐温度性を有するように選択されなければならない。ただし、この用途は限定的ではなく、多くの他の用途、例えば、家庭用分野、遠距離通信分野、および電力設備分野などで実施可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  パウチセルバッテリ
１２  電極装置
２２  パウチ
５０’  収縮スリーブ
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４】
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【図５】
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