JP2003338275A - 二次電池モジュール - Google Patents

二次電池モジュール

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JP2003338275A JP2002146113A JP2002146113A JP2003338275A JP 2003338275 A JP2003338275 A JP 2003338275A JP 2002146113 A JP2002146113 A JP 2002146113A JP 2002146113 A JP2002146113 A JP 2002146113A JP 2003338275 A JP2003338275 A JP 2003338275A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型化及び軽量化が可能であって、しかも、
形状設計上の自由度が高く、電気自動車等の被搭載対象
に設置するのが容易であって、大容量化するのに好適な
二次電池モジュールを提供する。 【解決手段】 複数の二次電池セルを互いに直列及び／
又は並列に接続して構成された組電池と、この組電池を
収容するケーシングとからなる二次電池モジュールにお
いて、上記二次電池セルが、シート状の内部電極対と、
電解液と、これら内部電極対及び電解液を密封状態に収
容する可撓性の袋状外包体とで構成されてシート状に形
成されている二次電池モジュールであり、特に、上記組
電池は、互いに接続される対の二次電池セルにおいて、
各端子間を直接に接続して形成される端子間接続部及び
／又は各端子間をバスバーを介して接続して形成される
バスバー接続部が折り曲げられて二次電池セルの袋状外
包体の外側面上に配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、二次電池モジュ
ールに係り、特に限定するものではないが、電気自動車
用、ＵＰＳ（無停電電源装置）用、電力のロードレベリ
ング用等の用途に好適に用いられる大容量の二次電池モ
ジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、環境問題等から電気自動車が注目
され、また、地震等の災害時の電力確保や夜間電力の有
効利用等を目的に、大容量でコストが安く、しかも、メ
ンテナンスフリーの二次電池に対する要求が高まってい
る。
【０００３】そこで、従来においても、例えば、複数の
リチウムイオン二次電池（単電池）を直列に接続して組
電池を構成し、この組電池をケーシング内に組み込んで
モジュール化した大容量の二次電池モジュールが提案さ
れている（特開平7-282,841号、特開平8-96,837号、及
び特開平8-96,841号の各公報）。そして、これらの二次
電池モジュールにおいては、その組電池を構成する各リ
チウムイオン二次電池（単電池）は、金属材料に正極活
物質合剤を塗布した正極と金属材料に負極活物質合剤を
塗布した負極とを、セパレータを挟んで交互に積層する
ことにより、その輪郭形状が概ねブロック状に形成され
ており、また、このような単電池の２個以上を直列に接
続して構成され、容器本体（ケーシング）内に収容され
た組電池の各単電池の間は、容器本体に設けられた隔壁
により仕切られ、これによって各単電池間の絶縁を行う
ように構成されており、いずれも大容量化に好適なもの
とされている。
【０００４】しかしながら、このような大容量の二次電
池モジュールにおいては、その容器本体は、複数のブロ
ック状の単電池を収容する必要があるために、その輪郭
形状が必然的に比較的大きなブロック形状にならざるを
得ず、容器本体の形状設計上の自由度が極めて制約され
るほか、この容器本体には組電池を構成する各単電池間
を絶縁するための隔壁が必要になるため不可避的に大型
化し、しかも、それだけ重量が嵩むという問題がある。
【０００５】そして、このような二次電池モジュールの
問題は、特にその用途が電気自動車の場合には致命的な
問題になりかねない。すなわち、電気自動車において
は、二次電池モジュールを搭載する際の設置スペースが
極めて制約されており、この二次電池モジュールがあま
りに大型化するとこれを設置するために他の部品の配置
関係を大幅に変更しなければならなくなり、また、二次
電池モジュールの重量が嵩むとそれだけ自動車の燃費が
悪くなるという問題があり、できるだけ小型であって軽
量であり、しかも、形状設計上の自由度の高いことが求
められている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、小型化及び軽量化が可能であって、しかも、形状設
計上の自由度の高い大容量の二次電池モジュールを開発
すべく鋭意検討した結果、単電池としてシート状の内部
電極対と、電解液と、これら内部電極対及び電解液を密
封状態に収容する可撓性の袋状外包体とで構成された複
数のシート状二次電池セルを用い、これら複数の二次電
池セルを直列及び／又は並列に接続して組電池を構成
し、この組電池をケーシング内に組み込むことにより、
上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成し
た。
【０００７】また、本発明者らは、複数のシート状二次
電池セルを用いて組電池を構成し、この組電池をケーシ
ング内に組み込む際に、各二次電池セルの端子間を直接
に接続して形成される端子間接続部及び／又は各二次電
池セルの端子間をバスバーを介して接続して形成される
バスバー接続部を二次電池セルの袋状外包体の外側面上
に折り曲げて配置させることにより、組電池をよりコン
パクトに形成できると共にこの組電池をケーシング内に
組み込んだ際に生じるデッドスペースをより効率良く解
消できることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】従って、本発明の目的は、小型化及び軽量
化が可能であって、しかも、形状設計上の自由度が高
く、電気自動車等の被搭載対象に設置するのが容易であ
って、大容量化するのに好適な二次電池モジュールを提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、複
数の二次電池セルを互いに直列及び／又は並列に接続し
て構成された組電池と、この組電池を収容するケーシン
グとからなる二次電池モジュールにおいて、上記二次電
池セルが、シート状の内部電極対と、電解液と、これら
内部電極対及び電解液を密封状態に収容する可撓性の袋
状外包体とで構成されてシート状に形成されていること
を特徴とする二次電池モジュールである。
【００１０】また、本発明は、このような二次電池モジ
ュールの組電池において、互いに接続される対の二次電
池セルの各端子間を直接に接続して形成される端子間接
続部、及び／又は、互いに接続される対の二次電池セル
の各端子間をバスバーを介して接続して形成されるバス
バー接続部が、折り曲げられて二次電池セルの袋状外包
体の外側面上に配置されている二次電池モジュールであ
る。
【００１１】本発明において用いられるシート状の二次
電池セルは、そのシート状の内部電極対がシート状の正
極集電体とその表面に塗布された正極活物質とで構成さ
れたシート状の正電極と、シート状の負極集電体とその
表面に塗布された負極活物質とで構成されたシート状の
負電極とをセパレータを介して積層することにより形成
されている。また、このシート状の内部電極対と電解液
とを内部に密封状態に収容する可撓性の袋状外包体は、
少なくともシート状の二次電池セルにおいてその単電池
ケースとして使用可能な強度を有すると共に収容される
電解液に対して優れた耐電解液性を有するものであり、
具体的には、内面側には例えばポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリエチレンテレフタレート（PET）、ポリア
ミド、アイオノマー等の耐電解液性及びヒートシール性
に優れた熱可塑性樹脂製の内面層を、また、中間には例
えばアルミ箔、ＳＵＳ箔等の可撓性及び強度に優れた金
属箔製の中間層を、更に、外面側には例えばポリアミド
系樹脂、ポリエステル系樹脂等の電気絶縁性に優れた絶
縁樹脂製の外面層をそれぞれ有する三層構造のラミネー
トフィルムを用いて形成される可撓性の袋状外包体（再
表98/042,036号参照）を例示することができる。
【００１２】そして、このシート状の二次電池セルにお
いて、多数の二次電池セルを効率良く直列及び／又は並
列に接続して組電池を構成する上で、好ましくはその正
極端子と負極端子とが板状に形成されているのがよく、
また、これら二次電池セルの正極端子及び負極端子は袋
状外包体のどの位置に設けられていてもよいが、多数の
二次電池セルを効率良く直列に接続して組電池を構成す
る上で、好ましくはこれら正極端子と負極端子とが袋状
外包体から互いに反対の方向に向けて延設されているの
がよく、更に好ましくは、組電池を構成する各二次電池
セルが概ね同じ形状及び大きさに形成されているのがよ
い。
【００１３】上記シート状二次電池セルの正極端子及び
負極端子を板状に形成する場合には、通常、板厚５０〜
２００μm程度の比較的薄いアルミニウム板製、銅板
製、又はニッケル板製等であるのがよく、また、バスバ
ーについては板厚０．４〜２．０mmであって横断面積８
mm2以上の銅板製又はアルミ板製等の帯状であるのがよ
く、これによって二次電池セルを直列及び／又は並列に
接続する際に、各端子間あるいは端子とバスバーとの間
を超音波溶接等の簡便な接続手段を用いて容易にかつ確
実に接続することができるほか、二次電池セルの充電時
に発生する熱を効率良く放熱することができる。
【００１４】本発明において、上記シート状二次電池セ
ルで構成される組電池において、互いに直列に又は並列
に接続される対の二次電池セルの各端子間は、互いに直
接に接続される端子間接続部及び／又はバスバーを介し
て接続されるバスバー接続部を形成して接続され、ま
た、これら端子間接続部及び／又はバスバー接続部は好
ましくは折り曲げられて二次電池セルの袋状外包体の外
側面上に配置される。
【００１５】ここで、互いに重ね合せに積層された対の
二次電池セル間を直列に又は並列に接続する端子間接続
部は、折り曲げられて上記積層された二次電池セルのい
ずれか一方の外側面上に配置されてもよく、また、折り
曲げられて上記積層された二次電池セルの間においてそ
の外側面間に配置されてもよい。また、バスバーを介し
て直列に又は並列に接続されるバスバー接続部は、その
バスバーが外側に位置するように折り曲げられてもよい
ほか、バスバーが内側に位置するように折り曲げられて
もよい。更に、上記の端子間接続部及び／又はバスバー
接続部については、好ましくは二次電池セルの袋状外包
体のシール部に相対面するように折り曲げられ、より好
ましくは、その外面高さが二次電池セルの外面高さと略
々面一になるように形成される。
【００１６】そして、本発明においては、好ましくは上
記端子間接続部及び／又はバスバー接続部と袋状外包体
の外側面との間に電気絶縁性の合成樹脂で形成された絶
縁スペーサを介装し、これによって各二次電池セル間の
絶縁をより確実にするのが望ましい。この絶縁スペーサ
については、端子間接続部及び／又はバスバー接続部と
袋状外包体の外側面との間に確実に介装されて各二次電
池セル間を確実に絶縁できればよく、その形状について
は平板状に形成されていても、また、端子間接続部及び
／又はバスバー接続部を跨いでその両面側から覆うよう
に断面略々コ字状に形成されていてもよい。また、この
絶縁スペーサを形成するための材質についても、非導電
性であって絶縁性能を有すれば特に制限はないが、好ま
しくは、上記シート状二次電池セルの袋状外包体と同様
に、可撓性を有すると共に適度な強度と耐電解液性、耐
熱性等を有するものがよく、具体的には、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ＰＥＴ、紙、ゴム等を例示するこ
とができる。このように絶縁スペーサを介装することに
より、折り曲げられて袋状外包体の外側面上に配置さ
れ、時として押し付けられる端子間接続部及び／又はバ
スバー接続部が誤って袋状外包体を傷つけたり、損傷す
るのを確実に防止することができる。
【００１７】更にまた、互いに左右方向に隣接する各二
次電池セルについては、好ましくはその袋状外包体のシ
ール部を互いに重ね合わせ、これによって組電池をより
コンパクトに形成するようにするのがよい。また、上記
複数の二次電池セルについて、その各端子間を直接に接
続する端子間接続部及び／又は各端子間をバスバーを介
して接続するバスバー接続部を形成して組電池を構成す
る際には、互いに重ね合わせられ、また、左右方向に配
列される各二次電池セルの間を、互いにその位置関係が
ずれないように、例えば接着剤や両面接着テープ等の接
着手段で予め固定するのがよく、これによって端子間接
続部及び／又はバスバー接続部を形成する接続作業を極
めて容易にすることができ、また、多数の二次電池セル
で構成された組電池をケーシング内に組み込む組電池組
込作業、組電池が組み込まれたケーシング内に充填樹脂
を充填する樹脂充填作業等の際における組電池のハンド
リングを容易にすることができる。
【００１８】更に、本発明において、上記組電池を収容
するケーシングについては、上述のようにして形成され
る組電池の輪郭形状によりその形状が決まるが、二次電
池モジュールの放電時又は充電時に発生する熱の放散を
考慮すると、好ましくは組電池の形状を薄型直方体状に
形成し、このケーシングの外郭形状もこれに合わせて薄
型直方体形状に形成するのがよい。また、このケーシン
グの外殻形状については、このような薄型直方体状に限
らず、シート状二次電池セルにより構成される組電池が
許容する範囲内で、その全体の外殻形状を円弧状にある
いはＳ字状に若干湾曲させることもでき、更には、組電
池を構成する二次電池セルの配置を考慮することで全体
の外殻形状に所望のバリエイションを持たせることがで
きる。
【００１９】更に、このケーシングの材質については、
所定の形状を保持し得るだけの強度を発揮できるもので
あれば特に制限はなく、例えばアルミニウム、銅、黄
銅、鉄、ステンレス、樹脂等を用いることができるが、
最終的に組み立てられた二次電池モジュールを可及的に
軽量化するのがよく、また、このケーシング内に収容さ
れた組電池の充電時に発生する熱を外部に放散する必要
があることから、好ましくは、熱伝導性に優れた材質で
あるのがよく、具体的にはアルミニウム合金等を例示す
ることができる。
【００２０】本発明においては、更に好ましくは、この
ケーシング内に電気絶縁性の充填樹脂を充填し、ケーシ
ング内に収容された組電池を固定するのがよく、また、
この組電池を構成する各二次電池セルの間をより確実に
絶縁するのがよい。このように、ケーシング内に充填樹
脂を充填して組電池の固定と各二次電池セル間の絶縁を
より確実にすることで、例えば、電気自動車に搭載した
場合に、走行時の振動や衝突時の衝撃等が作用しても、
ケーシング内で組電池を構成する二次電池セルが誤って
ショートし、発熱、発煙、発火等が発生するのを未然に
防止することができる。
【００２１】この目的で用いられる充填樹脂について
は、電気絶縁性であれば特に制限はないが、充電時に発
生する熱を可及的に放散させる観点から、好ましくは熱
伝導性であるのがよく、また、衝撃をより確実に吸収す
るという観点から、より好ましくは粘弾性をも有するの
がよい。
【００２２】本発明で使用可能な充填樹脂としては、例
えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＥＴ、ポリカ
ーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＡＢＳ樹
脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウ
レタン樹脂等を例示することができる。
【００２３】本発明において、複数のシート状の二次電
池セル、例えば互いに直列に接続される４枚のシート状
の二次電池セルを用いて組電池を構成する際には、先
ず、２枚の二次電池セルを左右方向に並べて配置し、こ
の際に各二次電池セルの袋状外包体のシール部を互いに
重ね合わせるようにし、この状態で各二次電池セルが互
いにその位置関係がずれないように例えば１本又は複数
本の両面接着テープの一方の接着面を用いて固定してＡ
面側を形成し、また、残りの２枚の二次電池セルについ
ても、全く同様にして互いにその位置関係がずれないよ
うに固定してＢ面側を形成し、次にこれらＡ面側の二次
電池セルとＢ面側の二次電池セルとをＡ面側及びＢ面側
の各二次電池セルが上下方向に同じ位置関係になるよう
に互いに重ね合わせ、この際に各Ａ面側及びＢ面側の位
置関係がずれないようにそれぞれこれらＡ面側及びＢ面
側を形成した際に用いた両面接着テープの他方の接着面
を用いて固定する。
【００２４】このようにして互いに直列に接続される４
枚のシート状二次電池セルの位置関係を設定し固定した
後、各二次電池セルの互いに直列に接続されるべき端子
間については、互いに上下方向に重なり合った各端子間
は直接に接続して端子間接続部を形成させて、また、互
いに左右方向に隣り合った各端子間はバスバーを介して
接続してバスバー接続部を形成させて、それぞれ４枚の
シート状二次電池セルが直列に接続された組電池を形成
する。
【００２５】ここで、上記端子間接続部やバスバー接続
部を形成して組電池を構成する際の接続手段について
は、電気的に接続可能であれば特に限定されるものでは
ないが、例えば、超音波溶接、レーザー溶接、タングス
テン−イナートガス（ＴＩ）溶接、抵抗溶接等の溶接手
段や、ハンダ付け、ビス止め、リベット止め等の手段を
挙げることができ、耐振性等の観点から、好ましくは溶
接手段であり、より好ましくは超音波溶接である。な
お、超音波溶接で接続する場合には、好ましくは２〜３
箇所で溶接を行い、通電に必要な溶着面積を稼ぐように
するのがよい。
【００２６】また、使用するシート状二次電池セルの数
や重ね合わされるシート状二次電池セルの数、更には左
右方向に配置されるシート状二次電池セルの数について
は、特に制限されるものではなく、また、使用する二次
電池セルの容量（Ah）、エネルギー（Wh）、パワー
（W）等についても、製造される二次電池モジュールに
対して要求される容量、許容される大きさや重量等の二
次電池モジュール設計上の条件により適宜選択されるも
のである。
【００２７】このようにして複数のシート状二次電池セ
ルを直列に及び／又は並列に接続して組電池を構成した
後、好ましくはその端子間接続部及び／又はバスバー接
続部を折り曲げて二次電池セルの袋状外包体の外側面上
に配置し、必要により電圧検出用コード等を配線し、ま
た、折り曲げた端子間接続部及び／又はバスバー接続部
や電圧検出用コード等を接着テープ等の手段で養生し、
所定のケーシング内に収納する。
【００２８】なお、本発明の二次電池モジュールは、通
常、その全体の輪郭形状が概ね肉厚の薄い直方体形状
（薄型直方体状）となるので、この薄型直方体状の組電
池を基本に、例えば、より大容量の二次電池モジュール
が要求される場合には、複数の組電池を更に滋養下方向
に重ね合わせに積層したり、あるいは、左右方向に配置
し、その一方の組電池の正極端子と他方の組電池の負極
端子との間を端子間接続部及び／又はバスバー接続部を
形成しながら直列及び／又は並列に接続し、必要により
これらの端子間接続部及び／又はバスバー接続部につい
ても折り曲げて二次電池セルの袋状外包体の外側面上に
配置し、この状態でケーシング内に収容してもよい。こ
のように、組電池を更に上下方向に重ね合わせるか、あ
るいは、左右方向に配置するか、更には、これらを組合
せて行うかにより、最終的に形成される二次電池モジュ
ールの縦方向、横方向、及び厚さ方向を自由に設計する
ことができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施例に基
づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明す
る。
【００３０】実施例１ 図１〜図６に、本発明の実施例１に係るリチウムイオン
二次電池モジュールが示されている。この実施例１の二
次電池モジュールは、図１及び図２に示されているよう
に、シート状に形成された４枚のシート状二次電池セル
３(3a,3b)を互いに直列に接続して構成された組電池１
と、この組電池１を収容する薄型直方体形状のケーシン
グ２とで構成されており、また、上記各シート状二次電
池セル３は、図３に示されているように、シート状の内
部電極対4aと、図示外の電解液4bと、これら内部電極対
4a及び電解液を密封状態に収容する平面長方形状で可撓
性の袋状外包体4cとで構成されており、上記シート状の
内部電極対4aはシート状の正電極5aとシート状の負電極
5bとをセパレータ5cを介して交互に積層して形成され、
また、上記可撓性の袋状外包体4cは熱可塑性樹脂製の内
面層6aと金属箔製の中間層6bと絶縁樹脂製の外面層6cと
を有するラミネートフィルムで形成されており、一端が
上記内部電極対4aに接続された板状の正極端子8a（負極
端子8b）が上記袋状外包体4cのシール部７を貫通して互
いに反対方向に向けて外部に突出している。
【００３１】この実施例１において、４枚の二次電池セ
ル３(3a,3b)を直列に接続して構成された組電池１は、
図４〜図６に示されているように、２枚の二次電池セル
3aがその袋状外包体4cのシール部７を互いに重ね合わせ
にして左右方向に並べて配置され（Ａ面側）、また同様
に、残りの２枚の二次電池セル3bがその袋状外包体4cの
シール部７を互いに重ね合わせにして左右方向に並べて
配置されており（Ｂ面側）、そして、このＢ面側の２枚
の二次電池セル3bの上にＡ面側の２枚の二次電池セル3a
が重ね合わせに配置され、これら４枚の二次電池セル３
はＡ面側とＢ面側との間に介装された２本の帯状の両面
接着テープ９により接着されてその位置関係が固定され
ている。
【００３２】そして、互いに上下方向に重なり合う２枚
の二次電池セル3a,3bは、図４に示されているように、
Ａ面側の二次電池セル3aの正極端子8aとＢ面側の二次電
池セル3bの負極端子8bと（図４上左側）が、また、Ａ面
側の二次電池セル3aの負極端子8bとＢ面側の二次電池セ
ル3bの正極端子8aと（図４上右側）がそれぞれ超音波溶
接により直接に接続されて端子間接続部10を形成し、ま
た、Ａ面側において互いに隣り合った２枚の二次電池セ
ル3aは図面上左側の負極端子8bと図面上右側の正極端子
8aとが帯状のバスバー12を介して接続されてバスバー接
続部11を形成しており、これによって４枚の二次電池セ
ル３が直列に接続されて組電池１を構成している。
【００３３】この実施例１において、上記組電池１の端
子間接続部10は、図５に示されているように、Ａ面側に
折り曲げられ、また、上記組電池１のバスバー接続部11
は、図６に示されているように、バスバー12を内側にし
て折り曲げられており、この際にこれら端子間接続部10
及びバスバー接続部11は、共にＡ面側の二次電池セル3a
の袋状外包体4cの外側面上であってそのシール部７に相
対面し、また、その外面高さhが二次電池セル3aの外面
と略々面一となるようにされている。なお、この実施例
１においては、その組電池１の端子間接続部10及びバス
バー接続部11には図示外の電圧検出用コードが接続さ
れ、また、これら端子間接続部10、バスバー接続部11及
び電圧検出用コードは、これらがその折り曲げられた姿
勢や配線された状態を維持するように、図示外の接着テ
ープで固定されて養生されている。
【００３４】このようにして組み立てられた組電池１
は、図１及び図２に示されているように、ステンレス鋼
板で形成されたケーシング１内に収納され、上記端子間
接続部10及びバスバー接続部11を形成していないフリー
の正極端子8aと負極端子8bとがこの組電池１の正極端子
及び負極端子としてケーシング１の外部に取り付けられ
た外部リード13に接続されている。
【００３５】更に、この実施例１のリチウムイオン二次
電池モジュールにおいては、その組電池１とこの組電池
１を収容するケーシング２との間の隙間に、熱伝導性及
び電気絶縁性に優れたウレタン樹脂等の図示外の充填樹
脂が充填されて固化されており、これによって組電池１
がケーシング２内で移動しないように固定されていると
共に、組電池の充放電時に発生する熱を効率良く外部に
放散できるようにされている。
【００３６】変形例 図７〜図９及び図１０〜図１２は、上記実施例１におけ
る端子間接続部10及びバスバー接続部11の処理の変形例
を示すものである。図７においては、その端子間接続部
10とこの端子間接続部10が相対面する二次電池セル３(3
a,3b)の袋状外包体4cのシール部７外側面との間にポリ
プロピレン等の合成樹脂製の電気絶縁性に優れた平板状
の絶縁スペーサ14aが介装されており、また、図８にお
いては、ポリプロピレン等の合成樹脂製の電気絶縁性に
優れた断面略々コ字状の絶縁スペーサ14bにより端子間
接続部10がその両面側から覆われており、更に、図９に
おいては、端子間接続部10が互いに上下方向に重ね合わ
されたＡ面側の二次電池セル3aとＢ面側の二次電池セル
3bとの間において各シール部７の外側面間に配置されて
いる。
【００３７】更に、図１０においては、そのバスバー接
続部11とこのバスバー接続部11が相対面するＡ面側の二
次電池セル3aの袋状外包体4cのシール部７外側面との間
にポリプロピレン等の合成樹脂製の電気絶縁性に優れた
平板状の絶縁スペーサ14aが介装されており、また、図
１１においては、ポリプロピレン等の合成樹脂製の電気
絶縁性に優れた断面略々コ字状の絶縁スペーサ14bによ
りバスバー接続部11がその両面側から覆われており、更
に、図１２においては、バスバー接続部11がそのバスバ
ー12を外側にして折り曲げられている。
【００３８】実施例２ 図１３に、本発明の実施例２に係るリチウムイオン二次
電池モジュールで採用された組電池15が示されている。
この組電池15は、上記実施例１の場合と異なり、各シー
ト状二次電池セル16(16a,16b)において板状の正極端子1
7a及び負極端子17bがいずれも袋状外包体18cのシール部
19を貫通して互いに同じ方向に向けて外部に突出してお
り、Ａ面側の二次電池セル16aの正極端子17aとＢ面側の
二次電池セル16bの負極端子17bと（図７左側）が、ま
た、Ａ面側の二次電池セル16aの負極端子17bとＢ面側の
二次電池セル16bの正極端子17aと（図７右側）がそれぞ
れ超音波溶接により直接に接続されて端子間接続部20を
形成し、また、Ａ面側において互いに隣り合った２枚の
二次電池セル16aは互いに隣接する負極端子17b（図面上
左側）と正極端子17a（図面上右側）とが帯状のバスバ
ー22を介して接続されてバスバー接続部21を形成してい
る。
【００３９】この実施例２においても、上記実施例1と
同様に、組電池15の端子間接続部20及びバスバー接続部
21は共にＡ面側に折り曲げられ、その際にこれら端子間
接続部20及びバスバー接続部21は共にＡ面側の二次電池
セル16aの袋状外包体18cの外側面上であってそのシール
部19に相対面し、また、その外面高さが二次電池セル16
aの外面と略々面一となるようにされている。
【００４０】実施例３ 次に、図１４〜図１７に本発明の実施例３に係るリチウ
ムイオン二次電池モジュールが示されている。この実施
例３の二次電池モジュールは、上記実施例１の場合とは
異なり、合計２４枚のシート状二次電池セル31で構成さ
れた組電池30とこの組電池30を収納する薄型直方体形状
のケーシング32とで構成されている。また、上記二次電
池セル31は、図１５に示されているように、その正極端
子33a及び負極端子33bが板状に形成されて平面長方形状
の袋状外包体34cのシール部35を貫通し、互いに反対方
向に向けて外部に突出している。
【００４１】そして、上記組電池30は、図１６に示すよ
うに、２枚のシート状二次電池セル31が並列に接続され
て合計１２個のセル単位36(36a,36b)を構成し、これら
のセル単位36が６個ずつそれぞれＡ面側(36a)とＢ面側
(36b)とに分かれて互いに直列に接続されて構成されて
いる。そして、この組電池30においては、互いに並列に
接続されるＡ面側のセル単位36aを構成する同極どうし
の端子間、互いに並列に接続されるＢ面側のセル単位36
bを構成する同極どうしの端子間、及び互いに直列に接
続されるＡ面側のセル単位36aの端子とＢ面側のセル単
位36bの端子との間（合計で４枚の端子間）は超音波溶
接により同時に接続されて合計６箇所で端子間接続部37
を形成しており、また、Ａ面側又はＢ面側において互い
に左右方向に隣接するセル単位36(36a,36b)の端子間は
バスバー39（図１４参照）を介して超音波溶接により接
続されて合計５箇所でバスバー接続部38を形成してい
る。
【００４２】この実施例３においても、上記実施例１及
び２と同様に、端子間接続部37及びバスバー接続部38が
それぞれ折り曲げられてシート状二次電池セル31の袋状
外包体34cの外側面上に配置され、この袋状外包体34cの
シール部35に相対面し、また、その外面高さが二次電池
セル31の外面と略々面一となるようにされている。
【００４３】このようにして組み立てられた組電池30
は、次にケーシング32内に収容される。この実施例にお
いて、上記ケーシング32は、図１４及び図１７に示され
ているように、組電池30において端子間接続部37及びバ
スバー接続部38を構成することなく残されたＡ面側のセ
ル単位36aの正極端子33a及び負極端子33bと接続される
外部リード40を有すると共に所定の間隔をおいて複数の
透孔41を有する断面略コ字状の端子台フレーム32aと、
この端子台フレーム32aに相俟ってケーシング32のフレ
ームを形成すると共に所定の間隔をおいて複数の透孔41
を有する一対の断面略コ字状の側部フレーム32b及び底
部フレーム32cと、これら端子台フレーム32a、一対の側
部フレーム32b及び底部フレーム32cによって形成される
フレームの表裏両面側に取り付けられて上記組電池30を
収容するスペースを形成する一対の表面プレート32dと
で構成されている。
【００４４】ここで、上記端子間接続部37及びバスバー
接続部38に接続される電圧検出用コード42や二次電池モ
ジュールに組み込む必要のあるサーミスタや熱電対等に
ついては、好ましくは、組電池30に端子台フレーム32a
を取り付けるのに先駆けてその配置の取り回し取り回し
や取付け固定を行い、また、電圧検出用コード42につい
ては接着テープ等の手段で養生し、まとめて端子台フレ
ーム32aに形成したコード取出口43から外部に引き出し
ておき、この状態で組電池30を端子台フレーム32aに取
り付けてケーシング32を組み立てる。
【００４５】この実施例においては、このようにして組
電池30をケーシング32内に収納したのち、端子台フレー
ム32a、一対の側部フレーム32b及び底部フレーム32cに
それぞれ設けられた透孔41の幾つか、少なくとも２つ以
上を残してマスキングテープ等で仮止めして閉塞し、開
放されている透孔41から充填樹脂として熱伝導性や電気
絶縁性に優れた図示外のウレタン樹脂を導入し、養生し
てウレタン樹脂を固化させたのち、マスキングテープ等
を取外し、更に、ケーシング32から外部に引き出した電
圧検知用コード42の長さを切り揃えてハーネス44を作
り、二次電池モジュールを完成させる。
【００４６】変形例 図１８は、上記実施例３の変形例を示すものであり、図
１６に示す組電池とは異なり、Ａ面側とＢ面側との間に
おいて互いに左右方向に隣接するセル単位36(36a,36b)
の端子間が図示外のバスバーを介して超音波溶接により
接続され、合計５箇所でバスバー接続部38が形成されて
いる。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、小型化及び軽量化が可
能であって、しかも、形状設計上の自由度が高く、電気
自動車等の被搭載対象に設置するのが容易であって、大
容量化するのに好適な二次電池モジュールを提供するこ
とができ、特に組電池をケーシング内に組み込む際に、
各二次電池セルの端子間を直接に接続して形成される端
子間接続部及び／又は各二次電池セルの端子間をバスバ
ーを介して接続して形成されるバスバー接続部を、二次
電池セルの袋状外包体の外側面上に折り曲げて配置させ
ることにより、組電池をよりコンパクトに形成できると
共にこの組電池をケーシング内に組み込んだ際に生じる
デッドスペースをより効率良く解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明の実施例1に係る二次電池モ
ジュールを示す正面説明図である。
【図２】 図２は、図1の平面図である。
【図３】 図３は、この実施例1の二次電池モジュール
において、組電池を構成するために用いられたシート状
のリチウムイオン二次電池セルの部分断面説明図であ
る。
【図４】 図４は、図３のシート状二次電池セルを用い
て構成された組電池の斜視説明図である。
【図５】 図５は、図４の組電池に形成されている端子
間接続部を示す説明図である。
【図６】 図６は、図４の組電池に形成されているバス
バー接続部を示す説明図である。
【図７】 図７は、組電池に形成される端子間接続部の
変形例を示す説明図である。
【図８】 図８は、組電池に形成される端子間接続部の
別の変形例を示す説明図である。
【図９】 図９は、組電池に形成される端子間接続部の
更に別の変形例を示す説明図である。
【図１０】 図１０は、組電池に形成されるバスバー接
続部の変形例を示す説明図である。
【図１１】 図１１は、組電池に形成されるバスバー接
続部の別の変形例を示す説明図である。
【図１２】 図１２は、組電池に形成されるバスバー接
続部の更に別の変形例を示す説明図である。
【図１３】 図１３は、実施例２の二次電池モジュール
において採用されている組電池を示す図４と同様の斜視
説明図である。
【図１４】 図１４は、本発明の実施例３に係る二次電
池モジュールを示す正面説明図である。
【図１５】 図１５は、図１４で用いられているシート
状のリチウムイオン二次電池セルの正面説明図である。
【図１６】 図１６は、図１４で用いられている組電池
の配線図を示す説明図である。
【図１７】 図１７は、図１４で用いられているケーシ
ングの分解組立図である。
【図１８】 図１８は、組電池の変形例に係る配線図を
示す図１６と同様の説明図である。
【符号の説明】
１,15,30…組電池、２,32…ケーシング、３,3a,3b,16,1
6a,16b,31…シート状の二次電池セル、4a…電極対、4b
…電解液、4c,18c,34c…袋状外包体、5a…シート状の正
電極、5b…シート状の負電極、5c…セパレータ、6a…熱
可塑性樹脂製の内面層、6b…金属箔製の中間層、6c…絶
縁樹脂製の外面層、７,19,35…シール部、8a,17a,33a…
正極端子、8b,17b,33b…負極端子、９…両面接着テー
プ、10,20,37…端子間接続部、11,21,38…バスバー接続
部、12,22,39…バスバー、h…外面高さ、13,40…外部リ
ード、14a,14b…絶縁スペーサ、36,36a,36b…セル単
位、32a…端子台フレーム、32b…側部フレーム、32c…
底部フレーム、32d…表面プレート、41…透孔、42…電
圧検出用コード、43…コード取出口、44…ハーネス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀江 英明 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地、日産 自動車株式会社内 (72)発明者 嶋村 修 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地、日産 自動車株式会社内 (72)発明者 小沢 浩典 東京都文京区音羽２丁目11番19号、エナッ クス株式会社内 (72)発明者 高崎 隆雄 東京都福生市福生1066 (72)発明者 小沢 和典 東京都文京区音羽２丁目11番19号、エナッ クス株式会社内 Ｆターム(参考） 5H022 AA09 AA19 BB02 BB03 CC02 CC09 EE06 KK04 5H040 AA02 AA03 AS07 AT04 AY05 CC26 CC28 DD05 JJ03 LL06

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の二次電池セルを互いに直列及び／
    又は並列に接続して構成された組電池と、この組電池を
    収容するケーシングとからなる二次電池モジュールにお
    いて、上記二次電池セルが、シート状の内部電極対と、
    電解液と、これら内部電極対及び電解液を密封状態に収
    容する可撓性の袋状外包体とで構成されてシート状に形
    成されていることを特徴とする二次電池モジュール。
  2. 【請求項２】 組電池を構成する各二次電池セルは、そ
    の正極端子と負極端子とが板状に形成されている請求項
    1に記載の二次電池モジュール。
  3. 【請求項３】 シート状の二次電池セルで構成された組
    電池は、互いに接続される対の二次電池セルにおいて、
    各端子間を直接に接続して形成される端子間接続部及び
    ／又は各端子間をバスバーを介して接続して形成される
    バスバー接続部が折り曲げられて二次電池セルの袋状外
    包体の外側面上に配置されている請求項1又は２に記載
    の二次電池モジュール。
  4. 【請求項４】 互いに重ね合せに積層された対の二次電
    池セルが端子間接続部により接続されており、この端子
    間接続部が折り曲げられて上記積層された二次電池セル
    のいずれか一方の外側面上に配置されている請求項３に
    記載の二次電池モジュール。
  5. 【請求項５】 互いに重ね合せに積層された対の二次電
    池セルが端子間接続部により接続されており、この端子
    間接続部が折り曲げられて上記積層された二次電池セル
    の間においてその外側面間に配置されている請求項３に
    記載の二次電池モジュール。
  6. 【請求項６】 バスバー接続部は、バスバーが外側に位
    置するように折り曲げられている請求項３〜５のいずれ
    かに記載の二次電池モジュール。
  7. 【請求項７】 バスバー接続部は、バスバーが内側に位
    置するように折り曲げられている請求項３〜５のいずれ
    かに記載の二次電池モジュール。
  8. 【請求項８】 端子間接続部及び／又はバスバー接続部
    は、二次電池セルの袋状外包体のシール部に相対面する
    ように折り曲げられている請求項３〜７のいずれかに記
    載の二次電池モジュール。
  9. 【請求項９】 折り曲げられた端子間接続部及び／又は
    バスバー接続部は、その外面高さが二次電池セルの外面
    高さと略々面一に形成されている請求項３〜８のいずれ
    かに記載の二次電池モジュール。
  10. 【請求項１０】 端子間接続部及び／又はバスバー接続
    部と袋状外包体の外側面との間には、電気絶縁性の合成
    樹脂、紙又はゴムで形成された絶縁スペーサが介装され
    ている請求項１〜９のいずれかに記載の二次電池モジュ
    ール。
  11. 【請求項１１】 絶縁スペーサは、端子間接続部及び／
    又はバスバー接続部を跨いでその両面側から覆うよう
    に、断面略々コ字状に形成されている請求項１０に記載
    の二次電池モジュール。
  12. 【請求項１２】 互いに隣接する各二次電池セルは、そ
    の袋状外包体のシール部が互いに重なり合っている請求
    項１〜１１のいずれかに記載の二次電池モジュール。
  13. 【請求項１３】 ケーシングの外殻形状が薄型直方体状
    である請求項１〜１２のいずれかに記載の二次電池モジ
    ュール。
  14. 【請求項１４】 ケーシング内には、このケーシング内
    に収容された組電池を固定する電気絶縁性の充填樹脂が
    充填されている請求項１〜１３のいずれかに記載の二次
    電池モジュール。
  15. 【請求項１５】 充填樹脂が、熱伝導性樹脂である請求
    項１４に記載の二次電池モジュール。
  16. 【請求項１６】 充填樹脂が、粘弾性樹脂である請求項
    １４又は１５に記載の二次電池モジュール。
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