JP2001256942A - 電池モジュール及び扁平形状電池 - Google Patents
電池モジュール及び扁平形状電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 よりコンパクトにされた電池モジュールを提
供する。 【解決手段】 電池モジュールは、片側の広平面部Ｓに
おいて突出する正極端子部１４及び負極端子部１６を有
する扁平形状電池１を複数枚重畳して構成される。この
扁平形状電池１の２個ずつが１組とされており、各組の
２個の扁平形状電池１は、正極端子部１４及び負極端子
部１６が設けられた側の広平面部Ｓ同士が互いに対向す
るように配置され、且つ、扁平形状電池間で正極端子部
１４及び負極端子部１６は広平面部Ｓに対して垂直な方
向において重ならないように配置されている。
供する。 【解決手段】 電池モジュールは、片側の広平面部Ｓに
おいて突出する正極端子部１４及び負極端子部１６を有
する扁平形状電池１を複数枚重畳して構成される。この
扁平形状電池１の２個ずつが１組とされており、各組の
２個の扁平形状電池１は、正極端子部１４及び負極端子
部１６が設けられた側の広平面部Ｓ同士が互いに対向す
るように配置され、且つ、扁平形状電池間で正極端子部
１４及び負極端子部１６は広平面部Ｓに対して垂直な方
向において重ならないように配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、扁平形状電池及び
そのモジュールに関し、より具体的には、蓄電システム
用の大容量二次電池として用いるのに適した扁平形状電
池及びそのモジュールに関する。
そのモジュールに関し、より具体的には、蓄電システム
用の大容量二次電池として用いるのに適した扁平形状電
池及びそのモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境問題及び省資源を目指し
たエネルギーの有効利用の観点から、深夜電力貯蔵や太
陽光発電による電力貯蔵などを行うための家庭用分散型
蓄電システム、電気自動車のための蓄電システム等が注
目を集めている。このような蓄電システムに用いられる
二次電池は、エネルギー容量が１０Ｗｈ以下の携帯機器
用小型二次電池とは異なり、容量が大きい大型のものが
必要となる。また、これらのシステムでは、複数の二次
電池を直列に配置し、電圧が例えば５０〜４００Ｖの組
電池として用いるのが常であり、ほとんどの場合、鉛電
池を用いていた。
たエネルギーの有効利用の観点から、深夜電力貯蔵や太
陽光発電による電力貯蔵などを行うための家庭用分散型
蓄電システム、電気自動車のための蓄電システム等が注
目を集めている。このような蓄電システムに用いられる
二次電池は、エネルギー容量が１０Ｗｈ以下の携帯機器
用小型二次電池とは異なり、容量が大きい大型のものが
必要となる。また、これらのシステムでは、複数の二次
電池を直列に配置し、電圧が例えば５０〜４００Ｖの組
電池として用いるのが常であり、ほとんどの場合、鉛電
池を用いていた。
【０００３】一方、携帯機器用小型二次電池の分野で
は、小型且つ高容量のニーズに応えるべく、新型電池と
してニッケル水素電池、リチウム二次電池等の開発が進
んでおり、１８０Ｗｈ／ｌ以上の体積エネルギー密度を
有する電池が市販されている。特に、リチウムイオン電
池は３５０Ｗｈ／ｌを超える高い体積エネルギー密度を
実現する可能性を有すること、安全性、サイクル特性等
の信頼性が金属リチウムを負極に用いたリチウム二次電
池に比べて優れていることから、その市場を飛躍的に延
ばしている。
は、小型且つ高容量のニーズに応えるべく、新型電池と
してニッケル水素電池、リチウム二次電池等の開発が進
んでおり、１８０Ｗｈ／ｌ以上の体積エネルギー密度を
有する電池が市販されている。特に、リチウムイオン電
池は３５０Ｗｈ／ｌを超える高い体積エネルギー密度を
実現する可能性を有すること、安全性、サイクル特性等
の信頼性が金属リチウムを負極に用いたリチウム二次電
池に比べて優れていることから、その市場を飛躍的に延
ばしている。
【０００４】また、薄型のリチウム二次電池として、薄
型の外装に、例えば、金属と樹脂とをラミネートした厚
さ１ｍｍ以下のフィルムを収納したフィルム電池（特開
平５−１５９７５７号公報、特開平７−５７７８８号公
報等）、厚さ２ｍｍ〜１５ｍｍ程度の小型角型電池（特
開平８−１９５２０４号公報、特開平８−１３８７２７
号公報、特開平９−２１３２８６号公報等）が知られて
いる。
型の外装に、例えば、金属と樹脂とをラミネートした厚
さ１ｍｍ以下のフィルムを収納したフィルム電池（特開
平５−１５９７５７号公報、特開平７−５７７８８号公
報等）、厚さ２ｍｍ〜１５ｍｍ程度の小型角型電池（特
開平８−１９５２０４号公報、特開平８−１３８７２７
号公報、特開平９−２１３２８６号公報等）が知られて
いる。
【０００５】ただし、これらの薄型のリチウム電池は、
いずれも、その目的が携帯機器の小型・薄型化に対応す
るものである。例えば、携帯用パソコンの底面に収納で
きる厚さ数ｍｍでＪＩＳ Ａ４サイズ程度の面積を有す
る薄型電池も開示されているが（特開平５−２８３１０
５号公報）、エネルギー容量は１０Ｗｈ以下という小容
量のものであった。また、このような小型の薄型電池の
複数個を直列、並列に接続して電池モジュールを構成す
る場合、各電池の容量が小さいことから、放熱等を考慮
する必要がないので、単純に積み重ねる等して構成さ
れ、特に工夫はなされていなかった。
いずれも、その目的が携帯機器の小型・薄型化に対応す
るものである。例えば、携帯用パソコンの底面に収納で
きる厚さ数ｍｍでＪＩＳ Ａ４サイズ程度の面積を有す
る薄型電池も開示されているが（特開平５−２８３１０
５号公報）、エネルギー容量は１０Ｗｈ以下という小容
量のものであった。また、このような小型の薄型電池の
複数個を直列、並列に接続して電池モジュールを構成す
る場合、各電池の容量が小さいことから、放熱等を考慮
する必要がないので、単純に積み重ねる等して構成さ
れ、特に工夫はなされていなかった。
【０００６】このような携帯機器用小型二次電池の分野
における技術的な発達を背景として、蓄電システム用大
型電池の分野においても、高エネルギー密度電池の候補
としてリチウムイオン電池をターゲットとした電池の開
発が、リチウム電池電力貯蔵技術研究組合（ＬＩＢＥ
Ｓ）等で精力的に進められてきている。これら大型リチ
ウムイオン電池は、エネルギー容量が１００Ｗｈ〜４０
０Ｗｈ程度であり、また、体積エネルギー密度が２００
Ｗｈ／ｌ〜３００Ｗｈ／ｌであり、携帯機器用小型二次
電池並みのレベルに達している。
における技術的な発達を背景として、蓄電システム用大
型電池の分野においても、高エネルギー密度電池の候補
としてリチウムイオン電池をターゲットとした電池の開
発が、リチウム電池電力貯蔵技術研究組合（ＬＩＢＥ
Ｓ）等で精力的に進められてきている。これら大型リチ
ウムイオン電池は、エネルギー容量が１００Ｗｈ〜４０
０Ｗｈ程度であり、また、体積エネルギー密度が２００
Ｗｈ／ｌ〜３００Ｗｈ／ｌであり、携帯機器用小型二次
電池並みのレベルに達している。
【０００７】このような大型リチウムイオン電池の形状
としては、直径５０ｍｍ〜７０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ〜
４５０ｍｍの円筒型、厚さ３５ｍｍ〜５０ｍｍの角形或
いは長円角形等の扁平角柱形のものが多い。このような
大型電池を蓄電システムに用いる場合、一般に４〜１０
個の大型電池（単電池）を直列に接続し、１５Ｖ〜５０
Ｖの電池モジュールとし、さらに、これら電池モジュー
ルを直列、並列に接続することにより、所定の電圧、容
量を有する蓄電システムを構成している。
としては、直径５０ｍｍ〜７０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ〜
４５０ｍｍの円筒型、厚さ３５ｍｍ〜５０ｍｍの角形或
いは長円角形等の扁平角柱形のものが多い。このような
大型電池を蓄電システムに用いる場合、一般に４〜１０
個の大型電池（単電池）を直列に接続し、１５Ｖ〜５０
Ｖの電池モジュールとし、さらに、これら電池モジュー
ルを直列、並列に接続することにより、所定の電圧、容
量を有する蓄電システムを構成している。
【０００８】例えば、円筒型、角型の大型電池では、こ
れらの電池の端子部は上蓋又は底部に設けられており、
モジュールを構成する場合には、各単電池における端子
部が設けられた面（上蓋或いは底部）が同一平面内に配
置されるように各電池の上下方向を揃えた状態で並べて
配置し、これらの端子部同士を接続している。
れらの電池の端子部は上蓋又は底部に設けられており、
モジュールを構成する場合には、各単電池における端子
部が設けられた面（上蓋或いは底部）が同一平面内に配
置されるように各電池の上下方向を揃えた状態で並べて
配置し、これらの端子部同士を接続している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】一方、扁平形状の大型
電池では、電池厚さが極めて薄いために、その側面では
なく広平面において端子部を設けている場合がある。こ
の様な電池を複数重畳してモジュールを構成する場合、
広平面から突出する端子部が邪魔になって、隣り合う電
池間の間隔を狭めることが困難であった。このように電
池間の間隔が大きくなると、モジュール全体の寸法が大
きくなりコンパクトに出来ないという問題が生じる。こ
のような問題は、広平面に端子部を有する扁平形状電池
を用いて構成される電池モジュールに共通して生じ得る
問題である。
電池では、電池厚さが極めて薄いために、その側面では
なく広平面において端子部を設けている場合がある。こ
の様な電池を複数重畳してモジュールを構成する場合、
広平面から突出する端子部が邪魔になって、隣り合う電
池間の間隔を狭めることが困難であった。このように電
池間の間隔が大きくなると、モジュール全体の寸法が大
きくなりコンパクトに出来ないという問題が生じる。こ
のような問題は、広平面に端子部を有する扁平形状電池
を用いて構成される電池モジュールに共通して生じ得る
問題である。
【００１０】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、複数の扁平形状電池を重畳して構成さ
れたコンパクトな電池モジュール及びこれに利用される
大容量の扁平形状電池を提供することをその目的とす
る。
れたものであり、複数の扁平形状電池を重畳して構成さ
れたコンパクトな電池モジュール及びこれに利用される
大容量の扁平形状電池を提供することをその目的とす
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電池モジュールは、複数の扁平形状電池の
それぞれが、片側の広平面部において突出する正極端子
部及び負極端子部を有し、相互に重畳されて構成されて
おり、２個ずつの扁平形状電池を１組とし、各組の２個
の扁平形状電池は、前記正極端子部及び負極端子部が設
けられた側の広平面部同士が互いに対向するように配置
され、且つ、扁平形状電池間で前記正極端子部及び負極
端子部は前記広平面部に対して垂直な方向において重な
らないように配置されている。
に、本発明の電池モジュールは、複数の扁平形状電池の
それぞれが、片側の広平面部において突出する正極端子
部及び負極端子部を有し、相互に重畳されて構成されて
おり、２個ずつの扁平形状電池を１組とし、各組の２個
の扁平形状電池は、前記正極端子部及び負極端子部が設
けられた側の広平面部同士が互いに対向するように配置
され、且つ、扁平形状電池間で前記正極端子部及び負極
端子部は前記広平面部に対して垂直な方向において重な
らないように配置されている。
【００１２】前記複数の扁平形状電池の広平面部は矩形
をなし、前記扁平形状電池に設けられた正極端子部及び
負極端子部の各々は、該矩形をなす広平面部の一端縁に
沿うように配置されるようにすることができる。
をなし、前記扁平形状電池に設けられた正極端子部及び
負極端子部の各々は、該矩形をなす広平面部の一端縁に
沿うように配置されるようにすることができる。
【００１３】前記隣接する扁平形状電池における一方の
扁平形状電池の正極端子部或いは負極端子部の突出した
先端部と、他方の扁平形状電池の広平面部との間の距離
が約１ｍｍ以上であることが望ましい。
扁平形状電池の正極端子部或いは負極端子部の突出した
先端部と、他方の扁平形状電池の広平面部との間の距離
が約１ｍｍ以上であることが望ましい。
【００１４】或いは、上記目的を達成するために、本発
明の扁平形状電池は、正極、負極及びリチウム塩を含む
非水系電解質を備え電池容器にて密閉されエネルギー容
量が３０Ｗｈ以上かつ体積エネルギー密度が１８０Ｗｈ
／ｌ以上の扁平形状電池として構成され、前記扁平形状
をなす電池容器の広平面部は矩形であり、該矩形をなす
一方の広平面部の一端縁近傍において、該端縁に垂直な
中心線に関して非線対称に配置された正極端子部及び負
極端子部を有する。
明の扁平形状電池は、正極、負極及びリチウム塩を含む
非水系電解質を備え電池容器にて密閉されエネルギー容
量が３０Ｗｈ以上かつ体積エネルギー密度が１８０Ｗｈ
／ｌ以上の扁平形状電池として構成され、前記扁平形状
をなす電池容器の広平面部は矩形であり、該矩形をなす
一方の広平面部の一端縁近傍において、該端縁に垂直な
中心線に関して非線対称に配置された正極端子部及び負
極端子部を有する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき、
添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施
形態に係る扁平形状の単電池（本実施形態においては二
次電池）１を示す図であり、図１（ａ）は上側側面、図
１（ｂ）は平面、図１（ｃ）は横側側面を示す。図１に
示すように、本実施形態の単電池１は、電池容器を構成
する上蓋１０及び底容器１２と、上蓋１０側に形成され
た矩形の広平面部Ｓから突出するように設けられた正極
端子部１４及び負極端子部１６とを備えている。
添付図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施
形態に係る扁平形状の単電池（本実施形態においては二
次電池）１を示す図であり、図１（ａ）は上側側面、図
１（ｂ）は平面、図１（ｃ）は横側側面を示す。図１に
示すように、本実施形態の単電池１は、電池容器を構成
する上蓋１０及び底容器１２と、上蓋１０側に形成され
た矩形の広平面部Ｓから突出するように設けられた正極
端子部１４及び負極端子部１６とを備えている。
【００１６】単電池１の寸法は、例えば縦３００ｍｍ×
横２１０ｍｍ×厚さ６ｍｍであり、正極にＬｉＭｎ
2Ｏ4、負極に炭素材料を用いるリチウム二次電池の場
合、家庭用蓄電システム（夜間電力貯蔵、コジェネレー
ション、太陽光発電等）、電気自動車等の蓄電システム
等に用いることができ、大容量且つ高エネルギー密度を
有することができる。この場合、エネルギー容量は、好
ましくは３０Ｗｈ以上、より好ましくは５０Ｗｈ以上で
あり、且つエネルギー密度は、好ましくは１８０Ｗｈ／
ｌ以上、より好ましくは２００Ｗｈ／ｌ以上である。エ
ネルギー容量が３０Ｗｈ未満の場合、或いは、体積エネ
ルギー密度が１８０Ｗｈ／ｌ未満の場合は、蓄電システ
ムに用いるには容量が小さく、充分なシステム容量を得
るために電池の直並列数を増やす必要があること、ま
た、コンパクトな設計が困難となることから蓄電システ
ム用としては好ましくない。なお、このような二次電池
において、電解質としては、例えばリチウム塩を含む非
水系電解質を用いることができる。
横２１０ｍｍ×厚さ６ｍｍであり、正極にＬｉＭｎ
2Ｏ4、負極に炭素材料を用いるリチウム二次電池の場
合、家庭用蓄電システム（夜間電力貯蔵、コジェネレー
ション、太陽光発電等）、電気自動車等の蓄電システム
等に用いることができ、大容量且つ高エネルギー密度を
有することができる。この場合、エネルギー容量は、好
ましくは３０Ｗｈ以上、より好ましくは５０Ｗｈ以上で
あり、且つエネルギー密度は、好ましくは１８０Ｗｈ／
ｌ以上、より好ましくは２００Ｗｈ／ｌ以上である。エ
ネルギー容量が３０Ｗｈ未満の場合、或いは、体積エネ
ルギー密度が１８０Ｗｈ／ｌ未満の場合は、蓄電システ
ムに用いるには容量が小さく、充分なシステム容量を得
るために電池の直並列数を増やす必要があること、ま
た、コンパクトな設計が困難となることから蓄電システ
ム用としては好ましくない。なお、このような二次電池
において、電解質としては、例えばリチウム塩を含む非
水系電解質を用いることができる。
【００１７】本実施形態の単電池の厚さｔは、好ましく
は１２ｍｍ未満、より好ましくは１０ｍｍ未満、さらに
好ましくは８ｍｍ未満である。厚さの下限については電
極の充填率、電池サイズ（薄くなれば同容量を得るため
には面積が大きくなる）を考慮した場合、２ｍｍ以上が
実用的である。電池の厚さが１２ｍｍ以上になると、電
池内部の発熱を充分に外部に放熱することが難しくなる
こと、或いは電池内部と電池表面付近での温度差が大き
くなり、内部抵抗が異なる結果、電池内での充電量、電
圧のバラツキが大きくなる。なお、具体的な厚さは、電
池容量、エネルギー密度に応じて適宜決定されるが、期
待する放熱特性が得られる最大厚さで設計するのが、好
ましい。
は１２ｍｍ未満、より好ましくは１０ｍｍ未満、さらに
好ましくは８ｍｍ未満である。厚さの下限については電
極の充填率、電池サイズ（薄くなれば同容量を得るため
には面積が大きくなる）を考慮した場合、２ｍｍ以上が
実用的である。電池の厚さが１２ｍｍ以上になると、電
池内部の発熱を充分に外部に放熱することが難しくなる
こと、或いは電池内部と電池表面付近での温度差が大き
くなり、内部抵抗が異なる結果、電池内での充電量、電
圧のバラツキが大きくなる。なお、具体的な厚さは、電
池容量、エネルギー密度に応じて適宜決定されるが、期
待する放熱特性が得られる最大厚さで設計するのが、好
ましい。
【００１８】また、本実施形態の単電池の形状として
は、例えば、扁平形状の表裏面が角形、円形、長円形等
の種々の形状とすることができ、角形の場合は、一般に
矩形であるが、三角形、六角形等の多角形とすることも
できる。
は、例えば、扁平形状の表裏面が角形、円形、長円形等
の種々の形状とすることができ、角形の場合は、一般に
矩形であるが、三角形、六角形等の多角形とすることも
できる。
【００１９】なお、電池容器となる上蓋１０及び底容器
１２に用いられる材質は、電池の用途、形状により適宜
選択され、特に限定されるものではなく、鉄、ステンレ
ス鋼、アルミニウム等が一般的であり、実用的である。
この上蓋１０及び底容器１２は周縁部付近を全周に亘り
溶接されている。また、電池容器の厚さも電池の用途、
形状或いは電池容器の材質により適宜決定され、特に限
定されるものではない。好ましくは、その電池表面積の
８０％以上の部分の厚さ（電池容器を構成する一番面積
が広い部分の厚さ）が０．２ｍｍ以上である。上記厚さ
が０．２ｍｍ未満では、電池の製造に必要な強度が得ら
れないことから望ましくなく、この観点から、より好ま
しくは０．３ｍｍ以上である。また、同部分の厚さは、
１ｍｍ以下であることが望ましい。この厚さが１ｍｍを
超えると、電極面を押さえ込む力は大きくなるが、電池
の内容積が減少し充分な容量が得られないこと、或い
は、重量が重くなることから望ましくなく、この観点か
らより好ましくは０．７ｍｍ以下である。
１２に用いられる材質は、電池の用途、形状により適宜
選択され、特に限定されるものではなく、鉄、ステンレ
ス鋼、アルミニウム等が一般的であり、実用的である。
この上蓋１０及び底容器１２は周縁部付近を全周に亘り
溶接されている。また、電池容器の厚さも電池の用途、
形状或いは電池容器の材質により適宜決定され、特に限
定されるものではない。好ましくは、その電池表面積の
８０％以上の部分の厚さ（電池容器を構成する一番面積
が広い部分の厚さ）が０．２ｍｍ以上である。上記厚さ
が０．２ｍｍ未満では、電池の製造に必要な強度が得ら
れないことから望ましくなく、この観点から、より好ま
しくは０．３ｍｍ以上である。また、同部分の厚さは、
１ｍｍ以下であることが望ましい。この厚さが１ｍｍを
超えると、電極面を押さえ込む力は大きくなるが、電池
の内容積が減少し充分な容量が得られないこと、或い
は、重量が重くなることから望ましくなく、この観点か
らより好ましくは０．７ｍｍ以下である。
【００２０】上記のように、二次電池の厚さを１２ｍｍ
未満に設計することにより、例えば、該電池が３０Ｗｈ
以上の大容量且つ１８０Ｗｈ／ｌの高エネルギー密度を
有する場合、高率充放電時等においても、電池温度の上
昇が小さく、優れた放熱特性を有することができる。従
って、内部発熱による電池の蓄熱が低減され、結果とし
て電池の熱暴走も抑止することが可能となり信頼性、安
全性に優れた単電池を提供することができる。
未満に設計することにより、例えば、該電池が３０Ｗｈ
以上の大容量且つ１８０Ｗｈ／ｌの高エネルギー密度を
有する場合、高率充放電時等においても、電池温度の上
昇が小さく、優れた放熱特性を有することができる。従
って、内部発熱による電池の蓄熱が低減され、結果とし
て電池の熱暴走も抑止することが可能となり信頼性、安
全性に優れた単電池を提供することができる。
【００２１】また、本実施形態において、単電池１の上
蓋１０及び底容器１２からなる電池容器の内部には、正
極、負極がセパレータを介して対向した電極積層体が収
納されおり、この電極積層体における正極集電体、負極
集電体のそれぞれが、電池容器外側に突出するように設
けられた正極端子部１４及び負極端子部１６に電気的に
接続されている。ただし、端子部１４，１６は電池容器
と絶縁された状態で取り付けられている。なお、本実施
形態の正極及び負極端子部１４，１６は、図１（ｃ）に
示すように、導電性材料からなる断面略Ｌ字形の延長部
材が単電池の広平面部Ｓを越えて延びるような構成とさ
れているが、端子部の形態はこれに限られず種々の形態
とすることができる。
蓋１０及び底容器１２からなる電池容器の内部には、正
極、負極がセパレータを介して対向した電極積層体が収
納されおり、この電極積層体における正極集電体、負極
集電体のそれぞれが、電池容器外側に突出するように設
けられた正極端子部１４及び負極端子部１６に電気的に
接続されている。ただし、端子部１４，１６は電池容器
と絶縁された状態で取り付けられている。なお、本実施
形態の正極及び負極端子部１４，１６は、図１（ｃ）に
示すように、導電性材料からなる断面略Ｌ字形の延長部
材が単電池の広平面部Ｓを越えて延びるような構成とさ
れているが、端子部の形態はこれに限られず種々の形態
とすることができる。
【００２２】このように設けられた正極及び負極端子部
１４，１６は、広平面部Ｓの上側端縁Ｌに沿うように配
置されていると共に、端縁Ｌに対して垂直な中心線ａに
関して非線対称に配置されている。また、正極端子部１
４は、広平面部Ｓの左側端縁から少なくとも端子部の寸
法分離れた位置に設けられている。すなわち、このよう
な単電池の２枚を、それぞれの端子部形成面同士が対向
するように並列配置させた場合に、各電池の端子部は広
平面部に対して垂直な方向（電池の厚さ方向）において
重ならないような位置を占めるようになっている。
１４，１６は、広平面部Ｓの上側端縁Ｌに沿うように配
置されていると共に、端縁Ｌに対して垂直な中心線ａに
関して非線対称に配置されている。また、正極端子部１
４は、広平面部Ｓの左側端縁から少なくとも端子部の寸
法分離れた位置に設けられている。すなわち、このよう
な単電池の２枚を、それぞれの端子部形成面同士が対向
するように並列配置させた場合に、各電池の端子部は広
平面部に対して垂直な方向（電池の厚さ方向）において
重ならないような位置を占めるようになっている。
【００２３】以下、上記に説明した実施形態の単電池を
複数枚重畳して構成される、本実施形態の電池モジュー
ルを説明する。図２は、複数の単電池１を収容して電池
モジュールを構成するためのケーシング３を示す。ケー
シング３は、内側において複数の単電池を所定の間隔で
並列配置させるための電池支持部３０を備えている。本
実施形態において電池支持部３０は、複数本の溝が互い
に向かい合うような状態で所定間隔を開けて配置された
一対の支持体（例えば厚さ５ｍｍ程度の平板）により構
成されている。この溝に電池の周縁フランジ部（例えば
厚さ約１ｍｍ、幅約２〜３ｍｍ）を嵌合させるようにし
て、ケーシング３内に単電池１を挿入することができ
る。ケーシング３内に収容された単電池１のそれぞれ
は、その両側が溝によりそれぞれ支持される。従って、
電池間を所定間隔に保つことが出来る。ただし、ケーシ
ングの形態はこれに限られず、複数の単電池を広平面が
重畳するように配置させ、これらを所定間隔で適切に支
持し得るようなものであれば、種々の形態とすることが
できる。
複数枚重畳して構成される、本実施形態の電池モジュー
ルを説明する。図２は、複数の単電池１を収容して電池
モジュールを構成するためのケーシング３を示す。ケー
シング３は、内側において複数の単電池を所定の間隔で
並列配置させるための電池支持部３０を備えている。本
実施形態において電池支持部３０は、複数本の溝が互い
に向かい合うような状態で所定間隔を開けて配置された
一対の支持体（例えば厚さ５ｍｍ程度の平板）により構
成されている。この溝に電池の周縁フランジ部（例えば
厚さ約１ｍｍ、幅約２〜３ｍｍ）を嵌合させるようにし
て、ケーシング３内に単電池１を挿入することができ
る。ケーシング３内に収容された単電池１のそれぞれ
は、その両側が溝によりそれぞれ支持される。従って、
電池間を所定間隔に保つことが出来る。ただし、ケーシ
ングの形態はこれに限られず、複数の単電池を広平面が
重畳するように配置させ、これらを所定間隔で適切に支
持し得るようなものであれば、種々の形態とすることが
できる。
【００２４】図３は、図２の矢印Ｘで示す方向からみた
ときのケーシング３内に収容された８枚の単電池の配置
を示す図である。また、図４は、図３とは異なる配置形
態を示している。
ときのケーシング３内に収容された８枚の単電池の配置
を示す図である。また、図４は、図３とは異なる配置形
態を示している。
【００２５】これらの図に示すように、単電池１は、隣
接する片側の単電池に対して、正極端子部１４及び負極
端子部１６が設けられた側の広平面部同士が互いに対向
するような配置とされる。このようにして、２個ずつの
単電池が組をなしている。また、このような隣接する各
組の２個の単電池間で、正極端子部１４及び負極端子部
１６は広平面部に対して垂直な方向（電池の厚さ方向）
において重ならないような位置に設けられる。なお、端
子部が設けられていない側（底容器側）においては、所
望の放熱効果が得られる限り、隣接する電池間で特に間
隔を設ける必要はない。
接する片側の単電池に対して、正極端子部１４及び負極
端子部１６が設けられた側の広平面部同士が互いに対向
するような配置とされる。このようにして、２個ずつの
単電池が組をなしている。また、このような隣接する各
組の２個の単電池間で、正極端子部１４及び負極端子部
１６は広平面部に対して垂直な方向（電池の厚さ方向）
において重ならないような位置に設けられる。なお、端
子部が設けられていない側（底容器側）においては、所
望の放熱効果が得られる限り、隣接する電池間で特に間
隔を設ける必要はない。
【００２６】電池をこのように配置すれば、広平面部か
ら突出した端子部が隣接する単電池同士で広平面部内の
同じ位置を占めるということがなく、電池間の間隔を最
小限に留めることが出来る。すなわち、ｎ枚の単電池を
重畳してモジュールを構成するとし、端子部の突出高さ
をｄとすると、端子部が電池厚さ方向で重なる配置とさ
れている場合にはモジュール全体で少なくともｎ×ｄ分
の電池間隔を必要とするのに対し、本実施形態のような
配置とすればその半分（ｎ×ｄ／２）で足りる。従っ
て、モジュールの寸法をコンパクトにすることができ
る。さらに、このような配置によれば、電池同士が偶発
的に接触するような場合でも、端子部同士が接触するこ
とはなく、端子部と電池容器（上蓋）とが接触すること
になる。この場合、端子部と電池容器とは絶縁されてい
ることから、電池間で電気的短絡が生じることがないの
で、安全性が高い。
ら突出した端子部が隣接する単電池同士で広平面部内の
同じ位置を占めるということがなく、電池間の間隔を最
小限に留めることが出来る。すなわち、ｎ枚の単電池を
重畳してモジュールを構成するとし、端子部の突出高さ
をｄとすると、端子部が電池厚さ方向で重なる配置とさ
れている場合にはモジュール全体で少なくともｎ×ｄ分
の電池間隔を必要とするのに対し、本実施形態のような
配置とすればその半分（ｎ×ｄ／２）で足りる。従っ
て、モジュールの寸法をコンパクトにすることができ
る。さらに、このような配置によれば、電池同士が偶発
的に接触するような場合でも、端子部同士が接触するこ
とはなく、端子部と電池容器（上蓋）とが接触すること
になる。この場合、端子部と電池容器とは絶縁されてい
ることから、電池間で電気的短絡が生じることがないの
で、安全性が高い。
【００２７】また、本実施形態のように広平面部Ｓの端
縁Ｌに垂直な中心線ａに関して非線対称に配置された正
極端子部１４及び負極端子部１６を有する扁平形状二次
電池（図１参照）を用いれば、同一の端子部配置パター
ンを有する電池によりモジュールを構成することがで
き、１種類の電池の製造で足りるのでコストを低減する
ことができる。ただし、電池モジュールは異なる種類の
電池を組み合わせて構成されていてもよく、例えば図５
（ａ）及び（ｂ）に示すような２種類の電池を組み合わ
せて利用することもできる。
縁Ｌに垂直な中心線ａに関して非線対称に配置された正
極端子部１４及び負極端子部１６を有する扁平形状二次
電池（図１参照）を用いれば、同一の端子部配置パター
ンを有する電池によりモジュールを構成することがで
き、１種類の電池の製造で足りるのでコストを低減する
ことができる。ただし、電池モジュールは異なる種類の
電池を組み合わせて構成されていてもよく、例えば図５
（ａ）及び（ｂ）に示すような２種類の電池を組み合わ
せて利用することもできる。
【００２８】さらに、本実施形態のように端子部が広平
面部の一端縁に沿うように配置された単電池を用いれ
ば、電池内部の使用不可能な空間（デッドスペース）を
減らすことができ、電池のエネルギー密度を向上させる
ことができる。
面部の一端縁に沿うように配置された単電池を用いれ
ば、電池内部の使用不可能な空間（デッドスペース）を
減らすことができ、電池のエネルギー密度を向上させる
ことができる。
【００２９】なお、上記単電池は、電池端子部において
は、端子部の突出した先端部と隣りの電池の広平面部と
の間の距離が、電池厚さ方向において１ｍｍ以上の隙間
となるように並べられており、より好ましくは２ｍｍ以
上１２ｍｍ以下であり、更に好ましくは２ｍｍ以上８ｍ
ｍ以下である。この隙間は単電池の厚さ、容量、蓄電シ
ステムの使用環境、用途等により適宜決定されるが、こ
の隙間が小さすぎると、単電池の発熱を充分に放熱する
ことが難しくなり、大きすぎると電池モジュールの体積
が大きくなり好ましくない。この隙間は電池モジュール
に冷却ファンがある場合、更に小さくすることができ
る。
は、端子部の突出した先端部と隣りの電池の広平面部と
の間の距離が、電池厚さ方向において１ｍｍ以上の隙間
となるように並べられており、より好ましくは２ｍｍ以
上１２ｍｍ以下であり、更に好ましくは２ｍｍ以上８ｍ
ｍ以下である。この隙間は単電池の厚さ、容量、蓄電シ
ステムの使用環境、用途等により適宜決定されるが、こ
の隙間が小さすぎると、単電池の発熱を充分に放熱する
ことが難しくなり、大きすぎると電池モジュールの体積
が大きくなり好ましくない。この隙間は電池モジュール
に冷却ファンがある場合、更に小さくすることができ
る。
【００３０】図６は、図３に示した８枚の単電池が直列
接続されてモジュールの形態とされた様子を示す。図か
らわかるように、隣接する単電池間で、正極端子部と負
極端子部とが接続板１８によって順次電気的に接続され
ている。このようにして、所望の電圧、容量を有する電
池モジュールを得ることが可能である。
接続されてモジュールの形態とされた様子を示す。図か
らわかるように、隣接する単電池間で、正極端子部と負
極端子部とが接続板１８によって順次電気的に接続され
ている。このようにして、所望の電圧、容量を有する電
池モジュールを得ることが可能である。
【００３１】なお、図３に示す形態では、８枚の単電池
が並べられているが、本発明の電池モジュールは、２枚
以上の複数枚の単電池を用いて構成することができる。
望ましい単電池の枚数は、目的とする蓄電池システムの
電圧、容量、大きさ、形状、単電池の電圧、容量、形
状、重量等により適宜決定される。
が並べられているが、本発明の電池モジュールは、２枚
以上の複数枚の単電池を用いて構成することができる。
望ましい単電池の枚数は、目的とする蓄電池システムの
電圧、容量、大きさ、形状、単電池の電圧、容量、形
状、重量等により適宜決定される。
【００３２】このように形成されたモジュールは、単独
あるいは更に複数個直列に接続され、蓄電システムに用
いられる。実用においては、必要に応じて、本発明の電
池モジュールを制御するシステムをモジュールの側面等
に設置することも可能である。
あるいは更に複数個直列に接続され、蓄電システムに用
いられる。実用においては、必要に応じて、本発明の電
池モジュールを制御するシステムをモジュールの側面等
に設置することも可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明によれ
ば、端子部が広平面部から突出するように設けられた扁
平形状の電池をコンパクトに組電池化した電池モジュー
ルを提供することができる。また、これに好適に利用で
きる扁平形状電池を提供することができる。
ば、端子部が広平面部から突出するように設けられた扁
平形状の電池をコンパクトに組電池化した電池モジュー
ルを提供することができる。また、これに好適に利用で
きる扁平形状電池を提供することができる。
【図１】本発明に係る扁平形状電池を示す図であり、
（ａ）は上側側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は横側側
面図である。
（ａ）は上側側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は横側側
面図である。
【図２】図１に示す扁平形状電池を複数収容するための
ケーシングの斜視図である。
ケーシングの斜視図である。
【図３】図２に示す矢印Ｘの方向からみたときの、ケー
シング内に収容された８枚の単電池の配置を示す側面図
である。
シング内に収容された８枚の単電池の配置を示す側面図
である。
【図４】図３とは異なる電池の配置を示す側面図であ
る。
る。
【図５】図１に示す形態とは異なる端子部配置形態を有
する単電池の平面図であり、（ａ）及び（ｂ）はそれぞ
れ異なる端子部配置形態の単電池を示す。
する単電池の平面図であり、（ａ）及び（ｂ）はそれぞ
れ異なる端子部配置形態の単電池を示す。
【図６】図３に示した８枚の単電池が直列接続されてモ
ジュールの形態とされた状態を示す側面図である。
ジュールの形態とされた状態を示す側面図である。
１ 単電池（二次電池） １０ 上蓋 １２ 底容器 １４ 正極端子部 １６ 負極端子部 Ｓ 広平面部 Ｌ 端縁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｍ 2/30 Ｈ０１Ｍ 2/30 Ｃ 10/40 10/40 Ｚ (72)発明者 加藤 史郎 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１−２ 株式会社関西新技術研究所内 (72)発明者 木下 肇 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１−２ 株式会社関西新技術研究所内 (72)発明者 矢田 静邦 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１−２ 株式会社関西新技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H011 AA00 AA04 AA06 BB03 BB05 CC06 5H022 AA09 AA19 CC02 CC25 EE01 5H029 AJ00 AK03 AL06 BJ02 BJ06 BJ12 DJ02 DJ05 EJ01 HJ04 HJ12 HJ19 5H040 AA01 AS01 AS07 AT02 AT06 AY10 CC13 CC34 CC37 CC46 DD03 DD07 FF01 LL01 NN01 NN03 NN05
Claims (4)
- 【請求項１】 複数の扁平形状電池のそれぞれが、片側
の広平面部において突出する正極端子部及び負極端子部
を有し、相互に重畳されて構成される電池モジュールで
あって、 ２個ずつの扁平形状電池を１組とし、各組の２個の扁平
形状電池は、前記正極端子部及び負極端子部が設けられ
た側の広平面部同士が互いに対向するように配置され、
且つ、扁平形状電池間で前記正極端子部及び負極端子部
は前記広平面部に対して垂直な方向において重ならない
ように配置されていることを特徴とする電池モジュー
ル。 - 【請求項２】 前記複数の扁平形状電池の広平面部は矩
形をなし、前記扁平形状電池に設けられた正極端子部及
び負極端子部の各々は、該矩形をなす広平面部の一端縁
に沿うように配置されていることを特徴とする請求項１
に記載の電池モジュール。 - 【請求項３】 前記隣接する扁平形状電池における一方
の扁平形状電池の正極端子部或いは負極端子部の突出し
た先端部と、他方の扁平形状電池の広平面部との間の距
離が約１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は
２に記載の電池モジュール。 - 【請求項４】 正極、負極及び電解質を備え電池容器に
て密閉されエネルギー容量が３０Ｗｈ以上かつ体積エネ
ルギー密度が１８０Ｗｈ／ｌ以上の扁平形状電池であっ
て、 前記扁平形状をなす電池容器の広平面部は矩形であり、 該矩形をなす一方の広平面部の一端縁近傍において、該
端縁に垂直な中心線に関して非線対称に配置された正極
端子部及び負極端子部を有することを特徴とする扁平形
状電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000068825A JP4114030B2 (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | 電池モジュール及び扁平形状電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000068825A JP4114030B2 (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | 電池モジュール及び扁平形状電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001256942A true JP2001256942A (ja) | 2001-09-21 |
| JP4114030B2 JP4114030B2 (ja) | 2008-07-09 |
Family
ID=18587826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000068825A Expired - Fee Related JP4114030B2 (ja) | 2000-03-13 | 2000-03-13 | 電池モジュール及び扁平形状電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4114030B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007220391A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Toyota Motor Corp | 組電池 |
| JP2012533858A (ja) * | 2009-07-20 | 2012-12-27 | リ−テック・バッテリー・ゲーエムベーハー | ガルバニ電池 |
| JP2013005570A (ja) * | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Meidensha Corp | 電源モジュール接続構造 |
| WO2014141525A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 組電池 |
| JP2015002143A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | 豊田合成株式会社 | 電池セル、電池ユニットおよび電池スタック |
| CN114256554A (zh) * | 2019-01-09 | 2022-03-29 | 比亚迪股份有限公司 | 无模组框架的电池包、车辆和储能装置 |
| JP2022522542A (ja) * | 2019-05-14 | 2022-04-19 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 | 電池モジュール及び電池パック |
-
2000
- 2000-03-13 JP JP2000068825A patent/JP4114030B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007220391A (ja) * | 2006-02-15 | 2007-08-30 | Toyota Motor Corp | 組電池 |
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| WO2014141525A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 組電池 |
| JPWO2014141525A1 (ja) * | 2013-03-15 | 2017-02-16 | Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 | 組電池 |
| US9768424B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-09-19 | Nec Energy Devices, Ltd. | Battery pack |
| JP2015002143A (ja) * | 2013-06-18 | 2015-01-05 | 豊田合成株式会社 | 電池セル、電池ユニットおよび電池スタック |
| CN114256554A (zh) * | 2019-01-09 | 2022-03-29 | 比亚迪股份有限公司 | 无模组框架的电池包、车辆和储能装置 |
| CN114256554B (zh) * | 2019-01-09 | 2023-12-12 | 比亚迪股份有限公司 | 无模组框架的电池包、车辆和储能装置 |
| US11955651B2 (en) | 2019-01-09 | 2024-04-09 | Byd Company Limited | Power battery pack and electric vehicle |
| JP2022522542A (ja) * | 2019-05-14 | 2022-04-19 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 | 電池モジュール及び電池パック |
| JP7244671B2 (ja) | 2019-05-14 | 2023-03-22 | 寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司 | 電池モジュール及び電池パック |
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| JP4114030B2 (ja) | 2008-07-09 |
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