JP2000077049A - 組電池 - Google Patents
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
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- Secondary Cells (AREA)
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Abstract
に電気的に接続してなる組電池において、各二次電池の
温度を従来よりも均一化する。 【解決手段】 各二次電池2は、正負一対の電流取出し
端子とは電気的に絶縁された円筒状の電池缶21を有し、
該電池缶21の外周面には、他の二次電池2の電池缶21と
接触すべき平坦な接触面が形成され、前記複数本の二次
電池2は接触面を互いに接触させて配備されている。
Description
ッケルカドニウム電池、ニッケル水素電池などの二次電
池を複数本併設し、これらを互いに並列若しくは直列に
接続してなる組電池に関するものである。
は、充放電時に各二次電池が発熱し、温度上昇によって
二次電池の容量が変化することになるが、組電池の場
合、各二次電池の温度はその位置によって異なり、例え
ば周囲を他の電池で包囲された内側の電池は、外側の電
池よりも高温となる。この様に温度が相違することによ
って、各電池の容量にバラツキが生じると、これらの電
池を直列に接続した場合、容量が最も少ない電池が消耗
すると、その時点で他の電池の容量が未だ残存していた
としても、組電池としての出力は零となる。特に、リチ
ウム電池においては、−20℃〜60℃の範囲で放電容
量に大きなバラツキが生じるため、上述の問題は大きな
ものとなる。
内部に、複数の二次電池(2a)(2b)を相互間に空間を設け
て配備し、内側の二次電池(2b)の放熱性を改善すること
により、外側の二次電池(2a)と内側の二次電池(2b)の温
度差を出来るだけ小さくする工夫が為されている。
如く二次電池相互間に空間を設けることによって組電池
全体が大型化するばかりでなく、依然として内側の二次
電池(2b)は放熱性が悪いため、外側の二次電池(2a)より
も高温となり、上記の問題は解消されない。そこで本発
明の目的は、各二次電池の温度を従来よりも均一化する
ことが可能な組電池を提供することである。
の二次電池(2)が他の二次電池(2)との位置関係によっ
て他の二次電池(2)とは放熱性が異なる組電池におい
て、前記複数本の二次電池(2)が、正負一対の電流取出
し端子とは電気的に絶縁された部分を互いに接触させて
配備されていることを特徴とする。上記本発明に係る組
電池においては、複数本の二次電池(2)が互いに接触し
ているため、二次電池相互間で熱伝導が生じ、これによ
って各二次電池の温度が均一化される。
正負一対の電流取出し端子とは電気的に絶縁された円筒
状の電池缶(21)を有し、該電池缶(21)の外周面には、他
の二次電池(2)と接触すべき平坦な接触面(22)が形成さ
れている。該接触面(22)は、例えば電池缶(21)の外周面
を平面研磨して形成することが出来る。該具体的構成に
よれば、二次電池相互間の接触面積が大きくなって、大
きな熱伝導量が得られ、各二次電池の温度が効率的に均
一化される。
電池(2)は、正負一対の電流取出し端子とは電気的に絶
縁された円筒状の電池缶(21)を有し、該電池缶(21)の外
周面には、他の二次電池(2)の電池缶(21)と接触すべき
平坦な接触面(22)が形成され、前記複数本の二次電池
(2)は接触面(22)を互いに接触させて配備されている。
上記本発明に係る組電池によれば、二次電池相互間に大
きな接触面積が得られ、各二次電池の温度が効率的に均
一化される。
複数本の二次電池(2)が、それぞれ円筒状の電池缶(21)
を有し、電池缶(21)の相互間に高熱伝導性シート(3)を
挟持して配備されていることを特徴とする。上記本発明
の組電池においては、隣接する二次電池(2)相互間で高
熱伝導性シート(3)を介して熱伝導が生じるため、各二
次電池(2)の温度が均一化される。
池の温度を従来よりも均一化することが可能である。
の組電池に実施した形態につき、図面に沿って具体的に
説明する。本発明に係る組電池は、図1に示す如く、筐
体(1)の内部に複数本の二次電池(2)を併設し、これら
の二次電池(2)を複数の連結電極(4)によって互いに直
列に接続して構成されている。電気的に両端の二次電池
(2)(2)にはそれぞれ正電極片(5)及び負電極片(6)が
連結されており、両電極片(5)(6)から出力電流を取り
出すことが出来る。各二次電池(2)は、電流取出し端子
とは電気的に絶縁された金属製の円筒状電池缶(21)を具
えている。
如く前記電池缶どうしが互いに直接に接触しており、こ
れによって、内側の二次電池(2b)と外側の二次電池(2a)
の温度の均一化が図られている。
めには、図3(a)に示す様に、各二次電池(2)の電池缶
(21)の外周面を研磨して、平坦な接触面(22)を形成する
ことが有効である。例えば、外径が60mm、肉厚が2
mmの電池缶(21)の場合、0.75mmの深さtまで平
面研磨を施すことによって、幅Bが約13mmの接触面
(22)が形成されることになる。従って、図3(b)の如く
隣接する二次電池(2)(2)の電池缶(21)(21)の接触面(2
2)(22)どうしを互いに接触させることによって、両二次
電池(2)(2)間に大きな熱伝導面積を形成することが出
来、この結果、両二次電池(2)(2)の温度を均一化する
ことが可能である。
(2)の間に高熱伝導性シート(3)を挟持して、高熱伝導
性シート(3)を介在させた熱伝導によって、両二次電池
(2)(2)間の熱伝導を促進し、温度の均一化を図ること
が有効である。又、高熱伝導性シート(3)を介在させる
ことによって、二次電池(2)に加わる振動を吸収する効
果も得られる。尚、高熱伝導性シート(3)としては、株
式会社シーゲル製のラムダゲルシート(商品名)を採用す
ることが出来る。
する断面長円状の二次電池(2)からなる組電池において
は、前記平面部を互いに接触させて二次電池を配備する
ことにより、二次電池間に大きな熱伝導面積を形成する
ことが出来、これによって、各二次電池(2)の温度を均
一化することが出来る。
ム電池は、周知の種々の構成が採用可能であって、例え
ば負極材料としては、黒鉛、コークスなどの炭素材料、
リチウム金属、リチウム合金、LixFe2O3、LixW
O2などの金属酸化物、或いはポリアセチレンなどの導
電性高分子が挙げられる。特に黒鉛などの炭素材料を負
極に用いた場合、優れた効果が発揮される。炭素材料に
用いられる黒鉛、コークスとしては、粉砕したものをそ
のまま用いてもよく、加熱処理(500〜3700℃)、
酸処理、アルカリ処理、膨張化処理などの前処理を施し
たものを用いてもよい。又、黒鉛のd002値は3.35Å
以上、3.37Å以下、Lcは400Å以上が好まし
い。正極としては、LiCoO2、LiNiO2、LiM
n2O4等の金属酸化物、及びこれらの複合酸化物が好適
である。電解質としては、リチウムイオンなどの金属イ
オンを含むLiPF6、LiClO4、LiCF3SO3等
の電解質が例示される。又、電解液の有機溶媒として
は、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ
メトキシエタン、スルホランなどを単独で或いは混合し
て用いることが出来る。電解液は、これら溶媒に前記電
解質を0.7〜1.5mol/l程度の割合で溶かした溶
液が例示される。
ム電池を作製した。正極の作製 正極活物質としてのLiCoO2(リチウム複合酸化物)
は、リチウムの水酸化物とコバルトの水酸化物を混合
し、空気中800℃で24時間の焼成を施して得た。こ
の正極活物質と導電剤としての人工黒鉛を重量比90:
5で混合し、正極合剤を作製した。次に、結着剤である
ポリフッ化ビニリデンをN−メチル−2−ピロリドン
(NMP)に溶解させて、NMP溶液を調製した。そし
て、正極合剤とポリフッ化ビニリデンの重量比が95:
5となる様に正極合剤とNMP溶液を混合して、スラリ
ーを調製し、このスラリーを正極集電体としてのアルミ
ニウム箔の両面にドクターブレード法により塗布し、1
50℃で2時間乾燥して正極を作製した。
流を噴射して粉砕し、これをふるいにかけて、平均粒子
径10μmの炭素粉末を作製した。又、結着剤であるポ
リフッ化ビニリデンをNMPに溶解させてNMP溶液を
調製し、炭素粉末とポリフッ化ビニリデンの重量比が8
5:15となる様に混練してスラリーを調製した。この
スラリーを負極集電体としての銅箔の両面にドクターブ
レード法によって塗布し、150℃で2時間真空乾燥し
て負極を作製した。
1:1で混合した溶媒に、LiPF6を1mol/lの割合で
溶解し、電解液を調製した。
微多孔性膜を用い、正極と負極の間にセパレータが介在
する様に、セパレータ、正極、セパレータ及び負極の4
枚を重ねて渦巻き状に複数回巻いて、巻き取り電極体を
作製した。そして、該巻き取り電極体を用いて、図6に
示す如き二次電池(2)を組み立てた。該二次電池(2)
は、電池缶(21)内に、正極(23)、負極(24)及びセパレー
タ(25)からなる巻き取り電極体を収容すると共に、正極
(23)には正極リード(26)を介して正極電流取出し端子(2
8)を接続し、負極(24)には、負極リード(27)を介して負
極電流取出し端子(29)を接続して構成されている。尚、
電池缶(21)は、ポリプロピレン製パッキンによって両電
流取出し端子(28)(29)とは電気的に絶縁されている。
二次電池を6本用いて、これらを互いに接触させて配備
し、図2に示す如き組電池(本発明電池1)を作製した。
又、図3に示す如く電池缶(21)の外周面に平坦な接触面
(22)を有する6本のリチウム二次電池を用いて組電池
(本発明電池2)を作製した。更に、6本のリチウム二次
電池を図7に示す如く相互間に空間を設けて配備し、比
較電池を作製した。尚、何れの電池の電池缶も、外径が
60mm、長さが300mmに形成されている。本発明
電池2の接触面(22)の幅Bは13mmに形成されてい
る。又、比較電池において、電池の間隔は5mmに設定
されている。
電池について、室温にて充放電試験を行ない、電池温度
を測定した。その結果を表1に示す。尚、充放電は定電
流法を用い、充電電流30A、充電終止電圧4.1V、
放電電流30A、放電終止電圧2.7Vにて、各組電池
の放電容量を調べた。又、各組電池について充放電サイ
クルを繰り返し、500サイクル後の放電容量を調べ
た。更に、サイクル劣化率を下記数1の様に定義し、5
00サイクル後のサイクル劣化率を算出した。その結果
を表2に示す。
イクル数×100 ここで、A=初期放電容量−500サイクル後の放電容
量 B=初期放電容量
比べて、本発明電池1、2では、内側の電池と外側の電
池の温度差が十分に小さなものとなっており、本発明の
組電池によれば、各電池の温度が十分に均一化されるこ
とが分かる。又、表2の結果から明らかな様に、比較電
池に比べて、本発明電池1、2ではサイクル劣化率が小
さくなっており、本発明の組電池はサイクル特性が優れ
ていると言える。
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、図3(a)(b)に示す如く平
坦な接触面(22)を形成する方法としては、平面研磨に限
らず、プレス成型によって電池缶(21)の一部に平坦部を
形成する方法も採用可能である。又、各二次電池は、隣
接する全ての二次電池と接触させる必要はなく、少なく
とも1本の二次電池と接触させた構成においても、ある
程度の効果が得られる。
す正面図である。
の二次電池の組合せを表わす拡大断面図である。
した状態を示す一部破断正面図である。
池において、複数本の二次電池の配置を示す正面図であ
る。
置を示す正面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 複数本の二次電池(2)を併設して、これ
らを互いに電気的に接続してなり、少なくとも1本の二
次電池(2)は、他の二次電池(2)との位置関係によって
他の二次電池(2)とは放熱性が異なる組電池において、
前記複数本の二次電池(2)は、正負一対の電流取出し端
子とは電気的に絶縁された部分を互いに接触させて配備
されていることを特徴とする組電池。 - 【請求項2】 各二次電池(2)は、正負一対の電流取出
し端子とは電気的に絶縁された円筒状の電池缶(21)を有
し、該電池缶(21)の外周面には、他の二次電池(2)と接
触すべき平坦な接触面(22)が形成されている請求項1に
記載の組電池。 - 【請求項3】 前記電池缶(21)の外周面を平面研磨して
接触面(22)が形成されている請求項2に記載の組電池。 - 【請求項4】 複数本の二次電池(2)を併設して、これ
らを互いに電気的に接続してなる組電池において、各二
次電池(2)は、正負一対の電流取出し端子とは電気的に
絶縁された円筒状の電池缶(21)を有し、該電池缶(21)の
外周面には、他の二次電池(2)の電池缶(21)と接触すべ
き平坦な接触面(22)が形成され、前記複数本の二次電池
(2)は接触面(22)を互いに接触させて配備されているこ
とを特徴とする組電池。 - 【請求項5】 前記電池缶(21)の外周面を平面研磨して
接触面(22)が形成されている請求項4に記載の組電池。 - 【請求項6】 複数本の二次電池(2)を併設して、これ
らを互いに電気的に接続してなる組電池において、前記
複数本の二次電池(2)は、それぞれ円筒状の電池缶(21)
を有し、電池缶(21)の相互間に高熱伝導性シート(3)を
挟持して配備されていることを特徴とする組電池。
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---|---|---|---|
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JP24721698A JP3639439B2 (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 組電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000077049A true JP2000077049A (ja) | 2000-03-14 |
JP3639439B2 JP3639439B2 (ja) | 2005-04-20 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24721698A Expired - Fee Related JP3639439B2 (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 組電池 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP3639439B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2387087A1 (en) * | 2010-05-14 | 2011-11-16 | ITT Manufacturing Enterprises, Inc. | Battery pack |
WO2018194296A1 (ko) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 모듈 |
US10892464B2 (en) | 2017-04-18 | 2021-01-12 | Lg Chem, Ltd. | Battery module |
-
1998
- 1998-09-01 JP JP24721698A patent/JP3639439B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2387087A1 (en) * | 2010-05-14 | 2011-11-16 | ITT Manufacturing Enterprises, Inc. | Battery pack |
US8420244B2 (en) | 2010-05-14 | 2013-04-16 | Exelis, Inc. | Battery pack configured for enhanced operation in a cold environment |
WO2018194296A1 (ko) * | 2017-04-18 | 2018-10-25 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 모듈 |
US10892464B2 (en) | 2017-04-18 | 2021-01-12 | Lg Chem, Ltd. | Battery module |
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