JP2005332608A - Secondary battery, battery pack, composite battery pack and vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セパレータを介して積層した電極板を外装部材に収容して封止すると共に、電極板に接続された電極端子が外装部材の外周縁から導出した二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery in which electrode plates stacked via a separator are accommodated in an exterior member and sealed, and electrode terminals connected to the electrode plates are led out from an outer peripheral edge of the exterior member.
集電体の両主面に電極層を形成した電極板をセパレータを介して積層して構成される電極積層体を、金属層を2層の合成樹脂層の間にサンドイッチして構成される外装部材に収容して封止すると共に、前記電極積層体から伸びている集電体に接続された電極端子が前記外装部材の外周縁から導出している薄型の二次電池が知られている。 An exterior composed of an electrode laminate formed by laminating electrode plates with electrode layers formed on both main surfaces of a current collector via a separator, and a metal layer sandwiched between two synthetic resin layers There is known a thin secondary battery that is housed in a member and sealed, and electrode terminals connected to a current collector extending from the electrode laminate are led out from an outer peripheral edge of the exterior member.
このような二次電池では、電極端子や集電体が金属薄膜で構成されているため、当該金属薄膜の角部やバリ等の突起部が、外装部材の内側の合成樹脂層を貫通し、金属製の電極端子や集電体と、外装部材の金属層とに短絡が生じたり、絶縁距離の低下が生じる場合があった。 In such a secondary battery, since the electrode terminal and the current collector are made of a metal thin film, the corners and burrs of the metal thin film penetrate the synthetic resin layer inside the exterior member, In some cases, a short circuit may occur between the metal electrode terminal or current collector and the metal layer of the exterior member, or the insulation distance may be reduced.
本発明は、金属製の電極端子や集電体と外装部材の金属層との電気絶縁性に優れた二次電池を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、集電体に電極層が形成された電極板をセパレータを介して積層した電極積層体と、金属層、及び、前記金属層の内側に積層された合成樹脂層を少なくとも有し、前記電極積層体を収容して封止している外装部材と、前記電極積層体から伸びている前記集電体に接続され、前記外装部材の外周縁から導出している電極端子と、を備えた二次電池であって、前記集電体と前記電極端子との接続部、及び、前記電極積層体の角部をそれぞれ被覆する保護手段をさらに備えた二次電池が提供される。
An object of the present invention is to provide a secondary battery excellent in electrical insulation between a metal electrode terminal or current collector and a metal layer of an exterior member.
In order to achieve the above object, according to the present invention, an electrode laminate in which an electrode plate having an electrode layer formed on a current collector is laminated via a separator, a metal layer, and a laminate inside the metal layer. An exterior member having at least a synthetic resin layer formed and containing and sealing the electrode laminate, and connected to the current collector extending from the electrode laminate, from an outer periphery of the exterior member A secondary battery comprising a lead electrode terminal, and further comprising protection means for covering each of the connection part between the current collector and the electrode terminal and the corner part of the electrode laminate. A secondary battery is provided.
本発明に係る二次電池では、保護手段により、集電体と電極端子との接続部、及び、電極積層体の角部をそれぞれ被覆する。この保護手段により、金属材料から成る集電体や電極端子の角部やバリ等の突起部が覆われるので、当該突起部が外装部材の内側の合成樹脂層を貫通するのを防止することが出来、金属製の電極端子や集電体と、外装部材の金属層との優れた電気絶縁性を確保することが可能となる。 In the secondary battery according to the present invention, the connecting portion between the current collector and the electrode terminal and the corner portion of the electrode laminate are respectively covered by the protection means. This protective means covers the current collector made of a metal material, and the projections such as the corners and burrs of the electrode terminals, so that the projections can be prevented from penetrating the synthetic resin layer inside the exterior member. This makes it possible to ensure excellent electrical insulation between the metal electrode terminal or current collector and the metal layer of the exterior member.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る二次電池の全体を示す平面図、図2は図1のII-II線に沿った二次電池の断面図、図3は図2のIII-III線に沿った正極側接続部の断面図、図4は図3の正極側接続部におけるマス−バネ系モデルを示す図、図5は本発明の実施形態にっかる正極側接続部における振動伝達率スペクトルを示すグラフである。 1 is a plan view showing an entire secondary battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a line III-III in FIG. FIG. 4 is a diagram showing a mass-spring system model in the positive electrode side connection portion of FIG. 3, and FIG. 5 is a vibration transmissibility in the positive electrode side connection portion according to the embodiment of the present invention. It is a graph which shows a spectrum.
図1及び図2は一つの二次電池(単位電池)を示し、この二次電池10を複数積層して接続することにより所望の電圧、容量の組電池が構成される。
1 and 2 show one secondary battery (unit battery), and a plurality of
先ず、本発明の実施形態に係る二次電池10について説明すると、この二次電池10は、リチウム系の薄型の二次電池であり、図1及び図2に示すように、3枚の正極板102、5枚のセパレータ103、及び、3枚の負極板104を有する電極積層体101と、当該電極積層体101にそれぞれ接続された正極端子105及び負極端子106と、これら電極積層体101及び電極端子105、106を収容して封止している上部外装部材107及び下部外装部材108と、特に図示しない電解質とから構成されている。
First, a
電極積層体101を構成する3枚の正極板102は、図2に示すように、正極端子105まで伸びている正極側集電体102aと、この正極側集電体102aの一部の両主面にそれぞれ形成された正極層102b、102cとを有している。
As shown in FIG. 2, the three
この正極板102の正極側集電体102aは、例えば、厚さ20μm程度のアルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、又は、ニッケル箔等の電気化学的に安定した金属箔である。
The positive electrode
この正極板102の正極層102b、102cは、金属酸化物等の正極活物質と、カーボンブラック等の導電剤と、ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン等の接着剤とを混合した正極合剤を、正極側集電体102aの一部の主面に塗布し、乾燥及び圧延することにより形成されている。正極活物質としては、例えば、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2)、又は、コバルト酸リチウム(LiCoO2)等のリチウム系複合酸化物や、カルコゲン(S,Se、Te)化物等を挙げることが出来る。
The
電極積層体101を構成する3枚の負極板104は、図2に示すように、負極端子106まで伸びている負極側集電体104aと、当該負極側集電体104aの一部の両主面にそれぞれ形成された負極層104b、104cとを有している。
As shown in FIG. 2, the three
この負極板104の負極側集電体104aは、例えば、厚さ10μm程度のニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、又は、鉄箔等の電気化学的に安定した金属箔である。
The negative electrode
この負極板104の負極層104b、104cは、例えば、非晶性炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、又は、黒鉛等のような、上記の正極活物質のリチウムイオンを吸蔵及び放出する負極活物質に、有機物焼成体の前駆体材料としてのスチレンブタジエンゴム樹脂粉末の水性ディスパージョンを混合し、乾燥させた後に粉砕することで、炭素粒子表面に炭化したスチレンブタジエンゴムを担持させたものを主材料とし、これにアクリル樹脂エマルジョン等の結着剤をさらに混合した負極合剤を、負極側集電体104aの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧延することにより形成されている。
The
電極積層体101の5枚のセパレータ103は、上述した正極板102と負極板104との短絡を防止するもので、電解質を保持する機能を備えても良い。このセパレータ103は、例えば、厚さ25μm程度のポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン等から構成される微多孔性膜であり、過電流が流れると、その発熱によって、層の空孔が閉塞され、電流を遮断する機能をも有する。
The five
なお、本発明のセパレータは、ポリオレフィン等の単層膜のみに限られず、ポリプロピレン膜をポリエチレン膜でサンドイッチした三層構造や、ポリオレフィン微多孔性膜と有機不織布等を積層したものを用いることも出来る。セパレータを複層化することで、過電流の防止機能、電解質保持機能及びセパレータの形状維持(剛性向上)機能等の諸機能を付与することが出来る。 The separator of the present invention is not limited to a single-layer film such as polyolefin, but may be a three-layer structure in which a polypropylene film is sandwiched with a polyethylene film, or a laminate of a polyolefin microporous film and an organic nonwoven fabric or the like. . By forming the separator in multiple layers, various functions such as an overcurrent prevention function, an electrolyte holding function, and a separator shape maintenance (rigidity improvement) function can be provided.
電極積層体101は、セパレータ103を介して、正極板102と負極板104とを交互に積層して構成されているが、さらに、本実施形態では、図1及び図2に示すように、この電極積層体101の上面に第1の保護部材121が積層されている。
The
この第1の保護部材121は、同図に示すように、電極積層体101の上面全体を覆うことが可能な大きさの合成樹脂製のフィルムから構成されており、特に、電極積層体101の最上層に位置する正極側集電体102aの各角部を被覆して、当該角部が外装部材107、108の内側樹脂層107a、108aを貫通するのを防止している。
As shown in the figure, the first
同様に、図1及び図2に示すように、電極積層体101の下面に第2の保護部材122が積層されている。この第2の保護部材122は、電極積層体101の下面全体を覆うことが可能な大きさを有する合成樹脂製のフィルム等であり、特に、電極積層体101の最下層に位置する負極側集電体104aの各角部を被覆して、当該角部が外装部材107、108の内側樹脂層107a、108aを貫通するのを防止している。
Similarly, as shown in FIGS. 1 and 2, the second
これらの第1及び第2の保護部材121、122を構成する合成樹脂材料としては、ショアA硬度が5〜95程度の、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂や、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、又は、ナイロン系樹脂等を挙げることが出来る。なお、本発明でいうJIS−A硬度とは、JIS規格K−6301に準拠して計測される物性値を指す。
Examples of the synthetic resin material constituting the first and second
第1及び第2の保護部材121、122のJIS−A硬度が5未満となると、電極積層体101の各角部を保護するには柔らかくなり過ぎる。これに対し、第1及び第2の保護部材121、122のJIS−A硬度が95より大きくすると、第1及び第2の保護部材121、122が硬くなり過ぎて電極積層体101の角部が第1及び第2の保護部材121、122を貫通するおそれがある。
When the JIS-A hardness of the first and second
電極積層体101に積層された3枚の正極板102は、正極側集電体102aを介して、金属箔製の正極端子105に正極側接続部111で接続される一方で、当該電極積層体101に積層された3枚の負極板104は、負極側集電体104aを介して、同様に金属箔製の負極端子106に負極側接続部112で接続されている。
The three
なお、電極積層体101を構成する正極板102、セパレータ103、及び、負極板104は、本発明では上記の枚数に何ら限定されず、例えば、それぞれ一枚の正極板、セパレータ及び負極板でも電極積層体を構成することが出来、必要に応じて正極板、セパレータ及び負極板の枚数を選択して構成することが出来る。また、本実施形態では、電極板102、104の集電体102a、104aを構成する金属箔自体を電極端子105、106まで延長することにより、電極板102、104を電極端子105、106に接続部111、112でそれぞれ直接接続しているが、電極板102、104の集電体102a,104aと、電極端子105、106とを、集電体102a、104aを構成する金属箔とは別の材料や部品により接続しても良い。
Note that the
正極端子105も負極端子106も電気化学的に安定した金属箔であれば特に限定されないが、正極端子105としては、例えば、厚さ0.2mm程度のアルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、又は、ニッケル箔等を挙げることが出来る。また、負極端子106としては、例えば、厚さ0.2mm程度のニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、又は、鉄箔等を挙げることが出来る。
The
この正極端子105には、例えば超音波溶接やスポット溶接、冷間圧接等の手法により、電極積層体101の各正極板102から伸びている正極側集電体102aが正極側接続部111で接続されているが、本実施形態に係る二次電池10では、図1及び図2に示すように、合成樹脂製フィルムで構成された第3の保護部材123により、この正極側接続部111全体が被覆されており、正極端子105及び正極側集電体102aの角部やバリ等の突起部が外装部材107、108の内側樹脂層107a、108aを貫通するのを防止している。
A positive
同様に、図1及び図3に示すように、負極端子106と負極側集電体104aとが接続されている負極側接続部112全体が、合成樹脂製フィルムで構成された第4の保護部材124により被覆されており、負極端子106及び負極側集電体104aの角部やバリ等の突起部が外装部材107、108の内側樹脂層107a、108aに貫通するのを防止している。
Similarly, as shown in FIGS. 1 and 3, a fourth protective member in which the entire negative electrode
これら第3及び第4の保護部材123、124を構成する合成樹脂材料としては、JIS−A硬度が5〜95程度の、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂や、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、又は、ナイロン系樹脂等を挙げることが出来る。
As the synthetic resin material constituting these third and fourth
第3及び第4の保護部材123、124のJIS−A硬度が5未満となると、集電体102a、104aの角部やバリ等を保護するには柔らかくなり過ぎる。これに対し、第3及び第4の保護部材123、124のJIS−A硬度が95より大きくなると、第3及び第4の保護部材123、124が硬くなり過ぎて集電体102a、104aの角部やバリ等の突起部が第3及び第4の保護部材123、124を貫通するおそれがある。
When the JIS-A hardness of the third and
さらに、本実施形態に係る二次電池10では、第3の保護部材123が、外装部材107、108の内側樹脂層107a、108aを構成する合成樹脂材料(後述)のヤング率に対して50〜100%程度のヤング率を有している。
Furthermore, in the
この第3の保護部材123は、図3に示すように、正極側接続部111において、正極側集電体102a及び正極端子105を被覆していると共に、上部外装部材107及び上部外装部材108に覆われており、この第3の保護部材123が上述のようなヤング率を有することにより、図4に示すような正極側接続部111における共振周波数をシフトさせることが可能なマス−バネ系モデルを形成している。
As shown in FIG. 3, the third
この図4に示すマス−バネ系モデルにおいて、上部外装部材107の中間金属層107bが第1のマス部M1に相当し、正極端子105が第2のマス部M2に相当する。また、図3における正極側集電体102aと上部外装部材107との間に介在する第3の保護部材123aが、図4に示す第1のバネ部K1及び第1の減衰要素C1に相当し、図3における正極端子105と下部外装部材108との間に介在する第3の保護部材123bが、図4に示す第2のバネ部K2及び第2の減衰要素C2に相当する。
In the mass-spring system model shown in FIG. 4, the
本実施形態に係る二次電池10では、第3の保護部材123のヤング率を外装部材107、108の内側樹脂層107a、108aのヤング率の50〜100%程度に設定し、正極側接続部111に図4に示すようなマス−バネ系モデルを構成することにより、主振動系M2、K2、C2に対して、副振動系M1、K1、C1が動吸振器的に作用して、正極側接続部111の共振周波数をシフトさせることが可能となっている。
In the
なお、第3の保護部材123のヤング率を外装部材107、108のヤング率に対して100%より大きくすると、第3の保護部材123a、123bがバネ部K1、K2及び減衰要素C1、C2を構成しないので、図4に示すマス−バネ系モデルが成立せず、正極側接続部111の共振周波数のシフトが困難となる。これに対し、第3の保護部材123のヤング率を外装部材107、108のヤング率に対して50%未満とすると、正極側接続部111の構造が弱くなる可能性がある。
When the Young's modulus of the third
そして、第3の保護部材123、正極端子105、中間金属層107bの材質や厚さを変更する等して、正極側接続部111のマス−バネ系モデルにおける一次固有周波数及び二次固有周波数のチューニングを行うことにより、当該共振周波数を加振周波数から適切に離縁させることが可能となっている。
Then, by changing the material and thickness of the third
例えば、図5は、加振振幅と応答振幅との比である振動伝達率を縦軸とし、これに対応する周波数を横軸として、本実施形態に係る二次電池の正極側接続部における振動伝達率スペクトルを示すグラフであるが、同図に示すように、例えば、加振周波数が約100Hz以下に特に集中する車輌等で二次電池を使用する場合において、正極側接続部111の共振周波数を約100Hz以上に移行させて加振周波数から離縁させることにより、車輌使用時等に印加された振動により正極側接続部111において正極端子105と正極側集電体102aとに生じる剥離等を防止することが出来、正極側接続部111の振動信頼性を向上させることが可能となっている。なお、図5において、実線グラフが、第3及び第4の保護部材123、124を具備した本実施形態に係る二次電池の正極側接続部における振動伝達率スペクトルを示し、破線グラフが、第3及び第4の保護部材123、124を具備していない従来構造の二次電池の正極側接続部における振動伝達率スペクトルを示している。
For example, FIG. 5 shows the vibration at the positive electrode side connection portion of the secondary battery according to the present embodiment, with the vibration transmissibility that is the ratio of the excitation amplitude and the response amplitude as the vertical axis and the corresponding frequency as the horizontal axis. Although it is a graph which shows a transmissibility spectrum, as shown in the figure, for example, in the case where a secondary battery is used in a vehicle in which the excitation frequency is particularly concentrated to about 100 Hz or less, the resonance frequency of the positive electrode
第4の保護部材124についても同様に、特に図示しないが、外装部材107、108の内側樹脂層107a、108aを構成する合成樹脂材料のヤング率に対して50〜100%程度のヤング率を有しており、図4に示すものと同様の、共振周波数をシフト可能なマス−バネ系モデルが負極側接続部112に形成されており、第4の保護部材124、負極端子106、或いは、中間金属層107bの材質や厚さを変更する等して、負極側接続部112のマス−バネ系モデルにおける一次固有周波数及び二次固有周波数のチューニングを行うことにより、当該共振周波数を加振周波数から適切に離遠させることが可能となっている。
Similarly, the fourth
以上のように構成されている電極積層体101は、図2に示すように、凸部を設けたカップ状の外形形状を有する上部外装部材107と、平板状の外形形状を有する下部外装部材108とに収容されて封止されている。
As shown in FIG. 2, the
この上部外装部材107は、図3に示すように、例えば、ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、又は、アイオノマー等の耐電解液及び熱融着性に優れた樹脂フィルムから構成されている内側樹脂層107aと、例えば、アルミニウム箔等の金属箔から構成されている中間金属層107bと、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樹脂フィルムで構成されている外側樹脂層107cと、の3層構造となっている。
As shown in FIG. 3, the
同様に、下部外装部材108も、図3に示すように、例えば、ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、又は、アイオノマー等の耐電解液及び熱融着性に優れた樹脂フィルムから構成されている内側樹脂層108aと、例えば、アルミニウム箔等の金属箔から構成されている中間金属層108bと、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樹脂フィルムで構成されている外側樹脂層108cと、の3層構造となっている。
Similarly, as shown in FIG. 3, the
従って、これら上部外装部材107及び下部外装部材108は、金属箔の一方の面(二次電池10の内側面)をポリエチレン等の樹脂フィルムでラミネートし、他方の面(二次電池10の外側面)をポリアミド系樹脂等の樹脂フィルムでラミネートした、例えば、厚さ125μm程度の可撓性を有する樹脂−金属薄膜ラミネート材で構成されている。
Therefore, the
また、本実施形態では、正極端子105と外装部材107、108との間にシールフィルム109が介在し、負極端子106と外装部材107、108との間にもシールフィルム109が介在しており、二次電池10の封止性の向上が図られている。
In the present embodiment, the
このシールフィルム109を構成する合成樹脂材料としては、外装部材107、108の内側樹脂層107a、108aと同様に、例えば、ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、又は、アイオノマー等の耐電解液及び熱融着性に優れた合成樹脂材料を挙げることが出来る。
As the synthetic resin material constituting the
なお、本発明においては外装部材を構成する層数は上記に限定されず、必要に応じて層数を適宜設定することが可能である。また、本実施形態としては、カップ状に予め成形した上部外装部材107及び平板状の下部外装部材108を外装部材として用いたが、本発明では特にこれに限定されず、例えば、予め凸状に成形したものを上部外装部材及び下部外装部材に用いても良い。さらに、本実施形態では、外装部材107、108と電極端子105、106との間に、シールフィルム109を介在させたが、本発明においては特にこれに限定されず、外装部材の内側樹脂層を電極端子に直接熱融着しても良い。また、本実施形態では、図1に示すように、二次電池10の外装部材107、108の対向する短辺から正極端子105及び負極端子106がそれぞれ導出しているが、本発明では特にこれに限定されず、例えば、当該外装部材の同一の短辺から正極端子及び負極端子が同一方向に向かって導出するように構成しても良い。
In the present invention, the number of layers constituting the exterior member is not limited to the above, and the number of layers can be appropriately set as necessary. Further, in the present embodiment, the
以上の外装部材107、108によって、上述の電極積層体101と電極端子105、106の一部とを包み込み、当該外装部材107、108により形成される空間に、液体電解質を注入しながら、前記空間内を吸引して真空状態とした後に、外装部材107、108をその外周縁で熱融着して封止する。液体電解質の溶質としては、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、ホウフッ化リチウム(LiBF4)等のリチウム塩を挙げることが出来る。この液体電解質の有機液体溶媒としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ジメチルカーボネート(DMC)等のエステル系溶媒を挙げることが出来るが、本発明の有機液体溶媒は特にこれに限定されることなく、エステル系溶媒に、γ−ブチラクトン(γ−BL)、ジエトシキエタン(DEE)等のエーテル系溶媒その他を混合、調合した有機液体溶媒を用いることも出来る。
The above-described
以下に、上述の二次電池を複数組み合わせることにより構成される組電池、及び、当該組電池を複数組み合わせることにより構成される複合組電池について説明する。 Below, the assembled battery comprised by combining multiple said secondary batteries and the composite assembled battery comprised by combining multiple said assembled batteries are demonstrated.
図6(A)〜(C)は本発明の実施形態に係る組電池を示す図であり、図6(A)はその平面図、図6(B)はその正面図、図6(C)はその側面図、図7は本発明の実施形態に係る複合組電池の斜視図、図8(A)は図7に示す複合組電池の平面図、図8(B)は図7に示す複合組電池の正面図、図8(C)は図7に示す複合組電池の側面図、図9は本発明の実施形態に係る複合組電池を車輌に搭載した模式図である。 6 (A) to 6 (C) are views showing the assembled battery according to the embodiment of the present invention, FIG. 6 (A) is a plan view thereof, FIG. 6 (B) is a front view thereof, and FIG. 6 (C). Is a side view, FIG. 7 is a perspective view of a composite battery according to an embodiment of the present invention, FIG. 8A is a plan view of the composite battery shown in FIG. 7, and FIG. 8B is a composite shown in FIG. FIG. 8C is a side view of the composite assembled battery shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a schematic view of the composite assembled battery according to the embodiment of the present invention mounted on a vehicle.
図6(A)〜(C)は、上述の二次電池10を24個接続して構成される組電池20を示す。本実施形態に係る組電池20は、図6(A)〜(C)に示すように、24個の二次電池10と、組電池用電極端子22、23と、筐体25と、から構成されており、24個の二次電池10が並列接続されている。
FIGS. 6A to 6C show an assembled
各二次電池10同士の電極端子105、106は、図6(A)に示すように、バスバー21a、21bにより並列接続されている。そして、各正極端子105を接続している正極側バスバー21aは組電池用正極端子22に接続されており、各負極端子106を接続している負極側バスバー21bは組電池用負極端子23に接続されている。
As shown in FIG. 6A, the
このように電気的に接続された24個の二次電池10は、組電池用電極端子22、23を筐体25の外部に導出しながら、充填剤24が充填された筐体25内部に収容されて封止されている。また、この筐体25の下面四隅には緩衝材26が取り付けられており、後述する複合組電池として組電池20同士を積層した際に、振動の伝達を極力低減することが可能となっている。
The 24
図7及び図8(A)〜(C)は、上述の組電池20を6個接続して構成される複合組電池30を示す。本実施形態に係る複合組電池30は、6個の組電池20と、外部電極端子31、32と、連結部材34と、を備えている。
7 and 8A to 8C show a composite assembled
先ず、この複合組電池30の6個の組電池20は、図7及び図8(A)〜(C)に示すように、各組電池20の組電池用電極端子22、23がそれぞれ同一方向に導出するように積層されている。即ち、m段目に位置する組電池20の組電池用電極端子22、23と、m+1段目に位置する組電池20の組電池用電極端子22、23とがそれぞれ同一方向に導出するように、m段目の組電池20の上にm+1段目の組電池20が積層されている(但し、mは1〜5の自然数)。
First, as shown in FIGS. 7 and 8A to 8C, the six assembled
この複合組電池30の外部電極端子31、32は、同図に示すように、略矩形の平板形状を有しており、組電池用電極端子22、23を挿入或いは圧入可能な直径を有する複数の端子接続用の孔がそれぞれ6箇所加工されている。この孔は、積層された際の組電池20同士の組電池用同極端子22、23の間のピッチに実質的に等しいピッチで加工されている。外部正極端子31の各孔に、積層された組電池20において同一方向に向いている全ての組電池用正極端子22がそれぞれ挿入或いは圧入されていると共に、外部負極端子32の各孔に、積層された組電池20において同一方向に向いている全ての組電池用負極端子23がそれぞれ挿入或いは圧入されており、この外部電極端子31、32により6個の組電池20が並列接続されている。
As shown in the drawing, the
このように電気的に接続された6個の組電池20は、その両側面部に平板状の連結部材34が取り付けられ、固定ネジ35により固定されている。
The six battery packs 20 electrically connected in this way have flat connecting
以上のように、所定の数の二次電池を単位として組電池を構成し、また、当該組電池を単位として複合組電池を構成することにより、要求される容量や電圧等に適合した組電池や複合組電池を容易に得ることが可能となる。また、複雑な接続を伴うことなく複合組電池を構成出来るので、接続不良等による複合組電池の故障率を低減させることが可能となる。さらに、複合組電池を構成する一部の二次電池が故障或いは劣化して交換を必要とする場合、当該故障等した二次電池が組み込まれた組電池のみを交換することにより、複合組電池を容易に修復することが出来る。 As described above, an assembled battery is configured with a predetermined number of secondary batteries as a unit, and a combined battery is configured with the assembled battery as a unit, so that the assembled battery is adapted to the required capacity, voltage, etc. It becomes possible to easily obtain a composite assembled battery. In addition, since the composite assembled battery can be configured without complicated connection, the failure rate of the composite assembled battery due to poor connection or the like can be reduced. Further, when some of the secondary batteries constituting the composite battery pack need to be replaced due to failure or deterioration, the composite battery pack is replaced by replacing only the battery pack incorporating the failed secondary battery. Can be easily repaired.
図9は、例えば、電気自動車等の車輌1のフロア下に上述の複合組電池30を搭載した例を示す模式図である。振動等が外部から比較的多く印加される電気自動車等の車輌に、上述のように故障率が低く、交換容易性に優れた組電池や複合組電池を用いることが特に有効である。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example in which the above-described composite assembled
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
例えば、上述の実施形態では、24個の二次電池を並列接続して組電池を構成したが、本発明では特にこれに限定されず、必要とされる容量や電圧に応じて、任意の数の二次電池を並列接続しても良く、或いは、任意の数の二次電池を直列接続や並列−直列複合接続しても良い。また、上述の実施形態では、6個の組電池を並列接続して複合組電池を構成したが、本発明では特にこれに限定されず、必要とされる容量や電圧に応じて、任意の数の組電池を並列接続しても良く、或いは、任意の数の組電池を直列接続や並列−直列複合接続しても良い。 For example, in the above-described embodiment, the assembled battery is configured by connecting 24 secondary batteries in parallel. However, the present invention is not particularly limited to this, and any number may be used depending on the required capacity and voltage. Secondary batteries may be connected in parallel, or any number of secondary batteries may be connected in series or in parallel-series combination. Further, in the above-described embodiment, a composite assembled battery is configured by connecting six assembled batteries in parallel. However, the present invention is not particularly limited to this, and an arbitrary number is set according to the required capacity and voltage. These battery packs may be connected in parallel, or any number of battery packs may be connected in series or in parallel and in series.
1…車輌
10…二次電池
101…電極積層体
102…正極板
102a…正極側集電体
102b、102c…正極層
103…セパレータ
104…負極板
104a…負極側集電体
104b、104c…負極層
105…正極端子
106…負極端子
107…上部外装部材
107a…内側樹脂層
107b…金属層
107c…外側樹脂層
108…下部外装部材
108a…内側樹脂層
108b…金属層
108c…外側樹脂層
109…シールフィルム
111…正極側接続部
112…負極側接続部
121〜124…第1〜第4の保護部材
20…組電池
30…複合組電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (10)
金属層、及び、前記金属層の内側に積層された合成樹脂層を少なくとも有し、前記電極積層体を収容して封止している外装部材と、
前記電極積層体から伸びている前記集電体に接続され、前記外装部材の外周縁から導出している電極端子と、を備えた二次電池であって、
前記集電体と前記電極端子との接続部、及び、前記電極積層体の角部をそれぞれ被覆する保護手段をさらに備えた二次電池。 An electrode laminate in which an electrode plate having an electrode layer formed on a current collector is laminated via a separator;
A metal layer, and an exterior member having at least a synthetic resin layer laminated on the inner side of the metal layer and containing and sealing the electrode laminate;
An electrode terminal connected to the current collector extending from the electrode laminate and led out from an outer peripheral edge of the exterior member, and a secondary battery comprising:
The secondary battery further provided with the protection means which each covers the connection part of the said electrical power collector and the said electrode terminal, and the corner | angular part of the said electrode laminated body.
一の前記二次電池と、他の前記二次電池とを電気的に直列及び/又は並列に接続した少なくとも2以上の前記二次電池を含む組電池。 An assembled battery comprising a plurality of the secondary batteries according to claim 1,
An assembled battery including at least two or more secondary batteries in which one of the secondary batteries and the other secondary battery are electrically connected in series and / or in parallel.
一の前記組電池と、他の前記組電池とを電気的に直列及び/又は並列に接続した少なくとも2以上の前記組電池を含む複合組電池。 A composite assembled battery comprising a plurality of assembled batteries according to claim 8,
A composite assembled battery including at least two or more assembled batteries in which one assembled battery and the other assembled battery are electrically connected in series and / or in parallel.
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- 2004-05-18 JP JP2004147619A patent/JP2005332608A/en active Pending
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