JP2006156049A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の二次電池について、電池ケース同士を当接させて配列したときに、それぞれの二次電池を適切に冷却することが可能で、且つ、電池ケースの強度を適切に確保しつつ小型化が可能な二次電池を提供する。
【解決手段】 本発明の二次電池１００では、電池ケース１０１が凹凸壁部１１０を備えている。凹凸壁部１１０では、電池高さ方向Ｙに延びる凸部１１１と凹部１１３とが、電池幅方向Ｘに交互に配置されている。凸部１１１は、電池ケース１０１同士を当接させて配列したときに、他の電池ケース１０１と当接する当接部１１２を含む。凹部１１３は、内壁面１１０ｃが平坦面をなし、外壁面１１０ｂが、電池高さ方向Ｙに延びる凹溝１１３ｂをなしている。凹溝１１３ｂは、電池高さ方向Ｙに直交する方向の破断形状が、電池ケース１０１の内側に向かって凸の弧状をなしている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、二次電池に関する。

近年、ポータブル機器や携帯機器などの電源として、また、電気自動車やハイブリッド自動車などの電源として、様々な二次電池が提案されている。（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。

特開２００１−１７６４８７号 特開２００４−３１１６７号

特許文献１及び特許文献２の二次電池は、単電池として用いることもあるが、電気自動車やハイブリッド自動車などの電源として用いる場合には、多数の二次電池を配列し、これらを接続して用いる。このように、多数の電池を配列する場合には、隣り合う二次電池の間に、冷却風が流通する冷却通路を設け、それぞれの電池を適切に冷却するのが好ましい。

特許文献１の二次電池では、電池ケース（電槽）の外壁面（長側面）に、多数の突部が形成されている。このため、複数の二次電池を、長側面同士で接触させるようにして配列すると、突部同士を接触させることで隣接する二次電池の間に空隙を設け、この空隙を冷却風が流通する冷却通路とすることができる。これにより、それぞれの二次電池を、適切に冷却することができる。

特許文献２の二次電池５００でも、図１１に示すように、電池ケース５０１（電槽５０２）は、外壁面（長側面）が凹凸形状をなす凹凸壁部５１０を有している。凹凸壁部５１０は、図１２に示すように、平坦板状をなす凹部５１３と、略円柱状で板厚方向に突出する多数の当接部５１２を含む凸部５１１とを有している。従って、図１４に示すように、凹凸壁部５１０の当接部５１２同士を当接させるようにして、複数の二次電池５００を配列させたとき、隣り合う二次電池５００の間に冷却通路Ｒを設けることができるので、それぞれの二次電池５００を、適切に冷却することができる。なお、二次電池５００では、図１３に示すように、樹脂からなる電槽本体部５１４と、ＰＰなどの樹脂やアルミニウム箔等からなる多層被膜５１５とが一体に成形されて、凹凸壁部５１０をなしている。

ところで、近年、二次電池の搭載スペースを縮小するために、二次電池の小型化の要求が高まっているが、電池容量を低下させることなく、電池を小型とするためには、電池ケースの壁部の厚みを薄くせざるを得ない。しかしながら、二次電池では、充放電に伴い、内圧が上昇する場合があるため、単純に、電池ケースの壁部の厚みを薄くすると、内圧の上昇に耐えうる強度を維持できなくなる虞があった。

具体的には、例えば、特許文献２の二次電池５００において、図１３に示すように、電池ケース５０１の凹凸壁部５１０の板厚Ｔ２を、Ｔ１にまで薄くすることを考える。例えば、前述したように、複数の二次電池５００を配列したときの冷却通路Ｒを変えることなく凹凸壁部５１０の板厚をＴ２まで薄くするには、電槽本体部５１４の厚みを（Ｔ２−Ｔ１）だけ薄くしなければならない。しかしながら、この場合には、図中仮想線で示すように、平坦板状をなす凹部５１３全体の厚みがＳにまで薄くなってしまい、内圧の上昇に耐えうる強度を維持できなくなる虞がある。

例えば、内圧の上昇により、凹凸壁部５１０（凹部５１３）が膨張してしまい、隣り合う二次電池５００の間の空隙が減少し、冷却通路Ｒを確保することができなくなる虞がある。従って、二次電池を適切に冷却することができなくなる虞があった。さらには、凹凸壁部５１０が上昇した内圧に耐えきれなくなり、凹凸壁部５１０（電池ケース５０１）が破損してしまう危険性もあった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、複数の二次電池について、電池ケース同士を当接させて配列したときに、それぞれの二次電池を適切に冷却することが可能で、且つ、電池ケースの強度を適切に確保しつつ小型化が可能な二次電池を提供することを目的とする。

その解決手段は、１または複数の発電要素と、上記発電要素を収容する外形直方体形状の電池ケースと、を備える二次電池であって、上記電池ケースは、当該電池ケースの少なくとも一部をなす凹凸壁部であって、相対的に肉厚が厚く、上記凹凸壁部の厚さ方向に直交する所定方向に延びる凸部と、上記凸部よりも肉厚が薄く、上記所定方向に延びる凹部とが、上記所定方向に直交する方向に交互に配置されてなる凹凸壁部を有し、上記凸部は、上記電池ケース同士を当接させて配列したときに、他の電池ケースと当接する当接部を含み、上記凹部は、内壁面が平坦面をなし、外壁面が、上記所定方向に延びる凹溝であって、上記所定方向に直交する方向の破断形状が、上記電池ケースの内側に向かって凸の弧状の凹溝をなす二次電池である。

本発明の二次電池は、電池ケースの少なくとも一部をなす凹凸壁部を有している。この凹凸壁部の凸部は、電池ケース同士を当接させて配列したときに、他の電池ケースと当接する当接部を含んでいる。このため、電池ケース同士を当接させて、複数の二次電池を配列したときに、隣接する二次電池の間に間隙を設けることができ、この間隙を、冷却風が流通する流通路（以下、冷却通路とも言う）とすることができる。これにより、複数の二次電池を配列する場合でも、それぞれの電池を適切に冷却することができる。

その上、凹凸壁部の凹部は、内壁面が平坦面をなし、外壁面が、所定方向に延びる凹溝であって、所定方向に直交する方向の破断形状が、電池ケースの内側に向かって凸の弧状の凹溝をなしている。すなわち、凹部は、凹溝の弧の中点から両端に向かうにしたがって肉厚が厚くなる形態を有している。このような形態の凹部は、凹溝の弧の中点位置の肉厚を薄くしても、比較的強固となるので、電池の内圧による電池ケースの変形を抑制することができる。しかも、凹溝を、冷却通路として用いることができるため、凸部（当接部）の突出高さが低くても、十分に冷却通路を確保することができる。従って、凸部（当接部）の突出高さを低くすることで、電池ケースの凹凸壁部の肉厚を薄くすることができるので、その分、電池の小型化が可能となる。

なお、発電要素は、電池の機能を奏するために電池ケース内に配置されるものであり、例えば、電極、セパレータ、電解液などが含まれる。
また、当接部の形態としては、例えば、一定の突出高さで所定方向（凹溝が延びる方向）に延びる細長形状の当接部が挙げられる。また、当接部として、多数の柱状体を、所定方向（凹溝が延びる方向）に沿って散点状に列置するようにしても良い。

さらに、上記の二次電池であって、前記電池ケースのうち少なくとも前記凹凸壁部は、樹脂の射出成形により成形されてなり、上記凹凸壁部は、前記所定方向に樹脂が流れて成形されてなる二次電池であると良い。

本発明の二次電池では、電池ケースのうち少なくとも凹凸壁部が、樹脂の射出成形により形成されている。凹凸壁部（これを含む電池ケース）を射出成形する場合には、凹凸壁部の厚みを薄くし過ぎると、射出される樹脂の流路（具体的には、樹脂が流れる方向に直交する断面の断面積）が小さくなりすぎて、適切に射出成形できなくなる虞がある。

これに対し、本発明の二次電池では、前述のように、電池ケースの凹凸壁部のうち、肉厚の薄い凹部について、内壁面を平坦面とし、外壁面を、所定方向に延びる凹溝であって、所定方向に直交する方向の破断形状が、電池ケースの内側に向かって凸の弧状の凹溝としている。すなわち、凹部の形態を、凹溝の弧の中点から両端に向かうにしたがって肉厚が厚くなる形態としている。しかも、射出成形する際、凹凸壁部では、樹脂を流す方向を、凹溝が延びる所定方向としている。このため、凹部について、凹溝の弧の中点位置の肉厚を薄くしても、射出される樹脂の流路の断面積（樹脂が流れる所定方向に直交する断面の断面積）を比較的大きく確保できる。

さらには、成形金型のうち、凹凸壁部の凹部を成形する金型凸部は、凹凸壁部の凸部を成形する金型凹部に近づくにしたがって、射出樹脂の流通路の断面（樹脂が流れる方向に直交する断面）にかかる厚み方向（図中上下方向）の寸法が大きくなる弧状となる。このため、金型凹部の位置（金型凸部の位置に比べて断面積が大きいため、樹脂の流れが良好）を流れる樹脂が、金型凸部の位置に流れ込み易くなる。従って、凹凸壁部の凹部を成形する金型凸部の位置にも、適切に、射出した樹脂を流し込むことができる。
従って、凹部に弧状の凹溝を設け、凸部（当接部）の突出高さを低くすることにより、厚みを薄くした凹凸壁部（これを含む電池ケース）を適切に射出成形することができるので、樹脂製の電池ケースを備える電池を、容易に小型化できる。

さらに、上記いずれかに記載の二次電池であって、前記当接部は、前記所定方向に沿って散点状に列置されてなる二次電池であると良い。

本発明の二次電池では、当接部を、所定方向（凸部が延びる方向）に沿って、散点状に列置している。このため、当該二次電池を、当接部において、他の二次電池と当接させて配列したとき、所定方向（凸部が延びる方向）に隣り合う当接部同士の間にも、冷却通路を設けることができる。これにより、二次電池の冷却性を良好とすることができる。

さらに、上記いずれかの二次電池であって、前記電池ケースのうち少なくとも前記凹凸壁部は、樹脂の射出成形により成形されてなり、少なくとも上記凹凸壁部の外壁面側に、金属箔からなり、上記外壁面に沿った凹凸形状をなす金属層を備える二次電池であると良い。

樹脂製の電池ケースを備える二次電池では、水蒸気、酸素ガス、水素ガスなどが電池ケースを透過し、長期間に渡り徐々に外部に漏出してしまう問題がある。特に、ニッケル水素蓄電池では、水素ガスが、樹脂製の電池ケースを透過して外部に漏出することで、電池内の水素ガスが減少すると、正極と負極の容量のバランスが崩れ、電池特性が著しく低下してしまう問題があった。これに対し、本発明の二次電池では、少なくとも凹凸壁部の外壁面側に、金属箔からなる金属層を備えている。このように、電池ケースの外壁面側に金属層を設けることにより、水素ガス等が、電池ケースの壁部を透過して外部に漏出するのを抑制することができる。

ところで、従来の二次電池５００（図１１参照）では、インサート成形により、図１２，図１３に示すように、凹凸壁部５１０の外壁面５１０ｂ側に金属層５１５ｃ（金属層５１５ｃを含む多層膜５１５）を備える電池ケースを成形しているが、適切に成形できない場合があった。具体的には、凹凸壁部５１０の外壁面５１０ｂは、平坦板状をなす凹部５１３と、略円柱状で板厚方向に突出する多数の当接部５１２を含む凸部５１１とを有している。従って、成形する際は、金属層５１５ｃを含む多層膜５１５を、凹凸壁部５１０の凹凸形状を成形する金型の上に配置し、当接部５１２を成形する金型凹部に、射出した樹脂と共に金属層５１５ｃを含む多層膜５１５を押し込むようにして、小さな円柱形状の当接部５１２を成形する。ところが、金属層５１５ｃを含む多層膜５１５が、金型凹部に沿って十分に変形しないために、適切な形状に当接部５１２を成形できないことがあった。

これに対し、本発明の二次電池では、前述のように、凹凸壁部の凹部は、外壁面が、所定方向に延びる凹溝であって、所定方向に直交する方向の破断形状が、電池ケースの内側に向かって凸の弧状の凹溝をなしている。凹溝を設けた分、凸部（当接部）の突出高さを低くできるので、インサートした金属層（金属層を含む多層膜）を、凸部（当接部）の形状に対応する金型の小さな円柱形状の凹部に沿って変形させやすくなる。さらには、凹溝を弧状とすることにより、インサートした金属層（金属層を含む多層膜）を、凹溝に対応する金型に沿っても変形させやすくなる。従って、インサート成形により、外壁面側に外壁面に沿った凹凸形状をなす金属層（金属層を含む多層膜）を備える凹凸壁部（これを含む電池ケース）を、適切に成形することが可能となる。

なお、金属層をなす金属箔として、例えば、アルミニウム箔を好適に用いることができる。また、凹凸壁部の外壁面側には、金属層のみならず、金属層と樹脂層とを積層した多層膜（例えば、金属層を２つのポリプロピレン層の間に配置させた３層構造を有する多層膜）を設けるようにしても良い。

さらに、上記の二次電池であって、前記当接部は、一定の突出高さで前記所定方向に延びる細長形状をなす二次電池であると良い。

前述したように、小さな円柱形状をなす当接部を有する電池ケースを成形する場合には、インサートした金属層（金属層を含む多層膜）が、金型凹部に沿って十分に変形しないために、適切な形状に当接部を成形できないことがあった。
これに対し、本発明の二次電池では、当接部を、一定の突出高さで所定方向（凸部が延びる方向）に延びる細長形状としている。従って、当接部に対応する金型の凹部を、凸部が延びる所定方向に大きくすることができるので、インサートした金属層（金属層を含む多層膜）を、射出した樹脂により、当該金型に沿って変形させ易くなる。これにより、射出した樹脂も、当該金型に沿った凹凸形状に成形し易くなる。従って、インサート成形により、凹凸壁部の外壁面に金属層（金属層を含む多層膜）を備える電池ケースを、適切に成形することができる。

また、上記いずれかの二次電池の製造方法として、樹脂の射出成形により、前記電池ケースのうち少なくとも前記凹凸壁部を成形する成形工程を有し、上記成形工程では、前記所定方向に樹脂を流して前記凹部を成形する二次電池の製造方法とするのが好ましい。

本発明の二次電池は、前述のように、凹凸壁部の凹部が、凹溝の弧の中点から両端に向かうにしたがって肉厚が厚くなる形態を有している。これに対し、本発明の成形工程では、凹部が延びる前記所定方向に樹脂を流して凹部を成形するため、凹溝の弧の中点位置の肉厚を薄くする場合でも、射出される樹脂の流路の断面積（樹脂が流れる所定方向に直交する断面の断面積）を比較的大きく確保できるため、適切に射出成形することができる。従って、本発明の製造方法によれば、厚みの薄い凹凸壁部（これを含む電池ケース）を適切に成形することができるので、樹脂製の電池ケースを備える電池を、容易に小型化できる。

さらに、上記の二次電池の製造方法であって、前記成形工程では、金属箔からなる金属層（または、金属層を含む多層膜）をインサートし、前記電池ケースのうち少なくとも前記凹凸壁部の外壁面側に、上記外壁面に沿った凹凸形状をなす上記金属層を一体成形する二次電池の製造方法とするのが好ましい。

前述したように、従来においては、小さな円柱形状をなす当接部を有する電池ケースを成形する場合には、インサートした金属層（金属層を含む多層膜）を、射出した樹脂により、当接部の形状に対応する金型の小さな円柱形状の凹部に沿って変形できず、これにより、射出した樹脂も凹凸形状に成形できないことがあった。

これに対し、本発明の二次電池では、前述のように、凹凸壁部の凹部に凹溝を設けた分、凸部（当接部）の突出高さを低くできる。このため、本発明の製造方法により、電池ケースのうち少なくとも凹凸壁部の外壁面側に金属層を一体成形する際、当接部を、円柱形状の小さな突起とした場合でも、インサートした金属層（金属層を含む多層膜）を、当接部の形状に対応する金型の小さな円柱形状の金型凹部に沿って変形させ易くなる。さらには、凹溝を弧状に成形するため、インサートした金属層（金属層を含む多層膜）を、凹溝に対応する金型に沿っても変形させやすくなる。従って、射出した樹脂を、金型に沿って、適切に凹凸形状に成形できると共に、凹凸壁部の外壁面側に、適切に、外壁面に沿った凹凸形状をなす金属層（金属層を含む多層膜）を一体成形することができる。

さらに、上記の二次電池の製造方法であって、前記成形工程では、前記当接部を、一定の突出高さで前記所定方向に延びる細長形状に成形する二次電池の製造方法とするのが好ましい。

前述したように、従来においては、小さな円柱形状をなす当接部を有する電池ケースを成形する場合には、インサートした金属層（金属層を含む多層膜）を、射出した樹脂により、当接部の形状に対応する金型の小さな円柱形状の凹部に沿って変形できず、これにより、射出した樹脂も凹凸形状に成形できないことがあった。
これに対し、本発明の製造方法では、当接部を、一定の突出高さで所定方向（凸部が延びる方向）に延びる細長形状に成形する。すなわち、当接部に対応する金型凹部を、凸部が延びる所定方向に大きくする。これにより、インサートした金属層（金属層を含む多層膜）を、射出した樹脂により、当該金型に沿って変形させ易くなると共に、射出した樹脂も、当該金型に沿った凹凸形状に成形し易くなる。従って、本発明の製造方法によれば、凹凸壁部の外壁面に金属層（金属層を含む多層膜）を備える電池ケースを、適切に成形することができる。

次に、本発明の実施形態（実施例１，２）について、図面を参照しつつ説明する。

本実施例１の二次電池１００は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、電槽１０２及び蓋体１０３を有する電池ケース１０１を備えるニッケル水素蓄電池である。蓋体１０３は、樹脂からなり、矩形略板形状を有し、安全弁１２２、温度センサ装着穴１２４が設けられている。安全弁１２２は、電池ケース１０１の内圧が所定値を超えた場合に作動し、内部の気体（水素ガス等）を外部に排出し、内圧上昇を抑制する。温度センサ装着穴１２４には、図示しない温度センサを挿入することができ、電池の温度を検知することが可能とされている。電槽１０２は、矩形略箱形状を有し、後に詳述するが、凹凸形状をなす外壁面１１０ｂを有する凹凸壁部１１０を含んでいる。

電池ケース１０１（電槽１０２）の内部は、図２に示すように、隔壁部１３０によって、６つの空間に仕切られている。それぞれの空間には、極板群１５０（正極１５１、負極１５２、セパレータ１５３）と、電解液（図示しない）とが配置されている。なお、極板群１５０と電解液（図示しない）とは、発電要素に相当する。
正極１５１としては、例えば、水酸化ニッケルを含む活物質と、発泡ニッケルなどの活物質支持体とを備える電極板を用いることができる。負極１５２としては、例えば、水素吸蔵合金を負極構成材として含む電極板を用いることができる。セパレータ１５３としては、例えば、親水化処理された合成繊維からなる不織布を用いることができる。電解液としては、例えば、ＫＯＨを含む比重１．２〜１．４のアルカリ水溶液を用いることができる。

ここで、電槽１０２の凹凸壁部１１０について、詳細に説明する。
凹凸壁部１１０は、図３に示すように、樹脂からなり、凹凸形状の凹凸面１１４ｂを有する樹脂本体部１１４と、凹凸面１１４ｂ上に設けられた多層膜１１５とを備えている。多層膜１１５は、図４に示すように、３層構造をなし、凹凸面１１４ｂ側から順に、ポリプロピレンからなる第１樹脂層１１５ｂと、アルミニウム箔からなる金属層１１５ｃと、ポリプロピレンからなる第２樹脂層１１５ｄとを有している。

前述したように、電池ケースの壁部を樹脂製とした場合には、水蒸気、酸素ガス、水素ガスなどが電池ケースを透過し、長期間に渡り徐々に外部に漏出してしまう問題がある。特に、本実施例１の二次電池１００のようなニッケル水素蓄電池では、水素ガスが、樹脂製の電池ケースを透過して外部に漏出することで、電池内の水素ガスが減少すると、正極と負極の容量のバランスが崩れ、電池特性が著しく低下してしまう問題があった。これに対し、本実施例１の二次電池１００では、上述のように、凹凸壁部１１０が、金属層１１５ｃを含む多層膜１１５を、樹脂製の本体部の凹凸面１１４ｂ上に配置した構成をなしている。このように、凹凸壁部１１０に金属層１１５ｃを設けることにより、水素ガス等が、電池ケース１０１の凹凸壁部１１０を透過して外部に漏出するのを抑制することができる。

さらに、凹凸壁部１１０は、図３，図４に示すように、相対的に肉厚が厚い凸部１１１と、凸部１１１よりも肉厚が薄い凹部１１３とを有している。凸部１１１と凹部１１３とは、厚さ方向に直交する所定方向（具体的には、図１（ｂ）に示すように、電池高さ方向Ｙ（図中上下方向））に延び、所定方向に直交する方向（具体的には、図１（ｂ）に示すように、電池幅方向Ｘ（図中左右方向））に交互に配置されている。

凸部１１１は、図３に示すように、凹凸壁部１１０の外壁面１１０ｂ側に、略円柱形状をなし、凹凸壁部１１０の厚み方向に突出する多数の当接部１１２を含んでいる。この当接部１１２は、電池高さ方向Ｙに沿って散点状に列置されている。後に詳述するが、当接部１１２は、複数の二次電池１００を、電池ケース１０１同士を当接させて配列したときに、他の二次電池１００の当接部１１２と当接する位置に配置されている（図５参照）。

凹部１１３は、図３，図４に示すように、凹凸壁部１１０の内壁面１１０ｃをなす部位が平坦面をなし、外壁面１１０ｂをなす部位が、電池高さ方向Ｙに延びる凹溝１１３ｂをなしている。この凹溝１１３ｂは、電池高さ方向Ｙに直交する方向（凹凸壁部１１０の厚み方向、図４において上下方向）の破断形状が、電池ケース１０１の内側（内壁面１１０ｃ側）に向かって凸の弧状をなしている。

ここで、本実施例１の二次電池１００を、従来の二次電池５００と比較して、詳細に説明する。図４に二点鎖線で示すように、従来の二次電池５００では、凹凸壁部５１０の厚みをＴ２としていたのに対し、本実施例１の二次電池１００では、凹凸壁部１１０の厚みを、Ｔ２より薄いＴ１としている。詳細には、本実施例１の二次電池１００では、凹凸壁部の内壁面側の肉厚を均一に薄くするのではなく、当接部１１２の突出高さを、従来の二次電池５００の当接部５１２の突出高さよりも（Ｔ２−Ｔ１）だけ低くすることにより、凹凸壁部１１０の厚みを薄くしている。

ところで、当接部１１２の突出高さを低くするだけでは、従来の二次電池５００に比べて、複数の二次電池１００を配列したときの冷却通路Ｒ（図５参照）が小さくなり、冷却性が悪くなることが懸念される。ところが、本実施例１では、上述のように、凹部１１３に凹溝１１３ｂを設けることにより、冷却通路Ｒを補っている。このため、本実施例１の二次電池１００では、後述するように、従来の二次電池５００と同程度の冷却性を確保している。

ここで、複数の二次電池１００を、電池ケース１０１の凹凸壁部１１０同士を当接させて配列したときの様子を図５に示し、従来の二次電池５００を複数配列したとき（図１４参照）と比較して説明する。なお、二次電池１００は、図１（ｂ）に示すように、凹凸壁部１１０の外壁面１１０ｂに、他の二次電池１００との位置決めを行うための、位置決め凸部１１７と位置決め凹部１１８とを有している。位置決め凸部１１７は、凹凸壁部１１０の厚み方向（図１（ｂ）において紙面に直交する方向）に突出する円柱形状をなしている。位置決め凹部１１８は、円柱状の有底穴で、位置決め凸部１１７を挿入できる大きさを有している。従って、位置決め凸部１１７を、他の二次電池１００の位置決め凹部１１８に挿入する形態で、複数の二次電池１００を配列している。

上記のように複数の二次電池１００を配列すると、図５に示すように、凹凸壁部１１０の当接部１１２が、他の二次電池１００の当接部１１２と当接する。これにより、隣り合う二次電池１００の間に冷却通路Ｒを設けることができる。ここで、図５と図１４とを比較するとわかるように、本実施例１の二次電池１００では、従来の二次電池５００と同程度の大きさの冷却通路Ｒを確保することができた。これは、当接部１１２の突出高さを低くした代わりに、凹溝１１３ｂを設けているからである。

しかも、本実施例１の二次電池１００では、従来の二次電池５００と同様に、図１（ｂ），図３に示すように、当接部１１２を、電池高さ方向Ｙに沿って散点状に列置している。これにより、冷却通路Ｒを、凹溝１１３ｂが延びる電池高さ方向Ｙ（図５において紙面に直交する方向）のみならず、電池幅方向Ｘ（図５において左右方向）にも設けることができた。

従って、例えば、冷却風を電池高さ方向Ｙ（図５において紙面に直交する方向）に送風した場合に、冷却風は、凹溝１１３ｂに沿って電池高さ方向Ｙに流れるばかりでなく、当接部１１２を回り込むようにして電池幅方向Ｘ（図５において左右方向）にも流れることになる。このため、凹凸壁部１１０を略全面にわたって冷却することができるので、二次電池１１０の冷却性が良好となる。

しかしながら、凹部１１３に凹溝１１３ｂを設けることにより、凹部の肉厚が減少するので、凹凸壁部１１０の強度が低下し、二次電池１１０の内圧上昇に耐えられなくなることが懸念される。これに対し、本実施例１では、図４に示すように、凹凸壁部１１０の凹部１１３について、内壁面１１０ｃをなす部位を平坦形状とし、外壁面１１０ｂをなす部位を電池ケース１０１の内側（内壁面１１０ｃ側）に向かって凸の弧状をなす断面形状としている。すなわち、凹部１１３を、凹溝１１３ｂの弧の中点Ｆから両端に向かうにしたがって、肉厚が厚くなる形態としている。このような形態の凹部１１３は、凹溝１１３ｂの弧の中点Ｆの位置の肉厚をＳにまで薄くしても、比較的強固となるので、二次電池１１０の内圧上昇に耐えうる強度を確保することができる。

以上説明したように、本実施例１の二次電池１００では、従来の二次電池５００と比べて、凹凸壁部１１０の厚みを（Ｔ２−Ｔ１）だけ薄くすることができた。従って、従来の二次電池５００と比べて、電池の厚み（図１（ａ）において上下方向の寸法）を２×（Ｔ２−Ｔ１）だけ薄くすることにより、小型化を実現することができた。しかも、電池ケース１０１の強度（具体的には、凹凸壁部１１０の強度）を適切に確保しつつ、二次電池１００の冷却性も良好とすることができた。

次に、本実施例１の二次電池１００の製造方法について説明する。
まず、ポリプロピレンからなる樹脂フィルムと、アルミニウムからなる金属箔とを用意する。次いで、金属箔の表面と裏面に、樹脂フィルムをそれぞれ接着し、ロール成形することにより、第１樹脂層１１５ｂ、金属層１１５ｃ、及び第２樹脂層１１５ｄを備える３層構造の多層膜１１５を作成した。

次いで、インサート成形法により、電槽１０２を一体成形した。具体的には、例えば、凹凸壁部１１０を成形する部位では、図６（ａ）に示すように、金型として、外壁面１１０ｂ側の金型１０と、内壁面１１０ｃ側の金型２０とを用意した。金型１０には、凸部１１１の凸形状を成形する金型凹部１１、さらに、凸部１１１のうち当接部１１２の略円柱形状を成形する金型凹部１２、及び、凹部１１３の凹溝を成形する金型凸部１３が設けられている。

次いで、図６（ａ）に示すように、金型１０上に多層膜１１５を載置させた状態で、金型２０と多層膜１１５との間に、溶融した樹脂（本実施例１では、ポリプロピレンとポリフェニレンエーテルからなるポリマアロイ）を射出した。なお、溶融樹脂は、金型凹部１１及び金型凸部１３が延びる方向（図６（ａ）において紙面に直交する方向）に流れるように、射出している。

このとき、多層膜１１５は、射出された樹脂により、金型１０側（図６（ａ）において下側）に押し拡げられ、金型１０の金型凹部１１、１２及び金型凸部１３に沿って、凹凸に変形することとなる。これにより、射出された樹脂を、金型１０の金型凹部１１，１２及び金型凸部１３に沿って、凹凸形状にすることができる。すなわち、図６（ｂ）に示すように、当接部１１２を含む凸部１１１と凹部１１３とを備え、外壁面１１０ｂ側に多層膜１１５が積層された凹凸壁部１１０を成形することができる。

ところで、従来の二次電池５００を製造するに当たり、電池ケース５０１の電槽５０２をインサート成形法により一体成形した場合には、インサートした多層膜５１５を、射出した樹脂により、当接部５１２の形状に対応する金型凹部に沿って変形できず、適切な形状に当接部５１２を成形できないことがあった。。これに対し、本実施例１では、当接部１１２の突出高さを低くしているため、従来の金型と比べて、当接部１１２の突出形状を成形する金型凹部１２の深さが浅くなっている。さらに、凹溝１１３ｂの破断面形状を弧状としているため、インサートした多層膜１１５を、凹溝１１３を成形する金型凸部１３に沿っても変形させやすくなる。従って、本実施例１では、インサートした多層膜１１５を、金型１０の凹凸形状に沿って、適切に変形させることができる。

しかも、本実施例１では、凹凸壁部１１０の厚みを、従来の凹凸壁部５１０の厚みＴ２よりも薄いＴ１としている。ここで、例えば、冷却通路Ｒの大きさを保持しつつ、凹凸壁部５１０の厚みＴ２をＴ１にまで薄くするには、図１３に一点鎖線で示すように、樹脂本体部５１４の厚みを（Ｔ２−Ｔ１）だけ均一に薄くすることが考えられる。しかしながら、この場合には、最も肉厚が薄い凹部を成形する部分において、射出樹脂の流通路の断面（樹脂が流れる方向に直交する断面）にかかる厚み方向の寸法が、全体的に寸法Ｓにまで小さく（薄く）なる。すなわち、凹部を成形する部分において、射出樹脂の流通路の断面積が全体的に小さくなるため、射出した樹脂が適切に流れなくなる虞がある。

これに対し、本実施例１の二次電池１００では、図４に示すように、凹部１１３の外壁面１１０ｃを断面弧状の凹溝１１３ｂとし、当接部１１２の突出高さを低くすることにより、冷却通路Ｒを確保しつつ、凹壁部１１０の厚みをＴ１にまで薄くしている。このため、図６に示すように、射出樹脂の流通路の断面（樹脂が流れる方向に直交する断面）にかかる厚み方向（図中上下方向）の寸法は、弧の中点Ｆの位置では、Ｓにまで小さく（薄く）なるが、弧の中点Ｆから両端に向かうにしたがって大きくなる。すなわち、射出樹脂の流通路の断面積を、比較的大きく確保することができる。

さらには、金型凸部１３は、金型凹部１１，１２に近づくにしたがって、射出樹脂の流通路の断面（樹脂が流れる方向に直交する断面）にかかる厚み方向（図中上下方向）の寸法が大きくなる弧状をなしている。このため、金型凹部１１，１２の位置（金型凸部１３の位置に比べて断面積が大きいため、樹脂の流れが良好）を流れる樹脂が、金型凸部１３の位置に流れ込み易くなる。
従って、射出樹脂の流通路のうち、凹部１１３を成形する金型凸部１３の位置にも、適切に、射出した樹脂を流し込むことができる。

上記のように、本実施例１では、インサート成形法により、厚みの薄い凹凸壁部１１０を有する電槽１０２を適切に成形することができた。
その後、電槽１０２の隔壁部１３０によって仕切られている６つの空間内に、図２に示すように、極板群１５０（正極１５１、負極１５２、セパレータ１５３）を配置し、電解液（図示しない）を注入した。次いで、安全弁１２２を備える蓋体１０３と、電池ケース１０１とを、熱溶着により一体とすることで、電池ケース１０１を備える二次電池１００が完成する。

次に、実施例２の二次電池２００について、図面を参照しつつ説明する。本実施例２の二次電池２００は、実施例１の二次電池１００と比較して、電池ケースの凹凸壁部の形態が異なり、その他の部分については同様である。従って、以下においては、実施例１と異なる凹凸壁部を中心に説明し、同様な部分については説明を省略または簡略化する。

二次電池２００の凹凸壁部２１０は、図７に示すように、樹脂からなり、凹凸形状の凹凸面２１４ｂを有する樹脂本体部２１４と、凹凸面２１４ｂ上に設けられた多層膜２１５とを備えている。多層膜２１５は、図８に示すように、実施例１の二次電池１００と同様に、３層構造をなし、凹凸面２１４ｂ側から順に、ポリプロピレンからなる第１樹脂層２１５ｂと、アルミニウム箔からなる金属層２１５ｃと、ポリプロピレンからなる第２樹脂層２１５ｄとを有している。このように、凹凸壁部２１０に金属層２１５ｃを設けることにより、電池内の水素ガス等が、凹凸壁部２１０を透過して外部に漏出するのを抑制することができる。

さらに、凹凸壁部２１０は、図７，図８に示すように、相対的に肉厚が厚い凸部２１１と、凸部２１１よりも肉厚が薄い凹部２１３とを有している。凸部２１１と凹部２１３とは、厚さ方向に直交する所定方向（具体的には、実施例１の二次電池１００と同様に、電池高さ方向Ｙ（図１（ｂ）において上下方向））に延び、所定方向に直交する方向（具体的には、実施例１の二次電池１００と同様に、電池幅方向Ｘ（図１（ｂ）において左右方向））に交互に配置されている。

凸部２１１は、実施例１の凸部１１１と異なり、図７に示すように、凹凸壁部２１０の外壁面２１０ｂ側に、一定の突出高さで電池高さ方向Ｙに延びる細長形状をなす当接部２１２を含んでいる。後に詳述するが、当接部２１２も、実施例１の当接部１１２と同様に、複数の二次電池２００を、電池ケース２０１同士を当接させて配列したときに、他の二次電池２００の当接部２１２と当接する位置に配置されている（図９参照）。

図７，図８に示すように、凹部２１３は、実施例１の凹部１１３と同様に、凹凸壁部２１０の内壁面２１０ｃをなす部位が平坦面をなし、外壁面２１０ｂをなす部位が、電池高さ方向Ｙに延びる凹溝２１３ｂをなしている。この凹溝２１３ｂは、電池高さ方向Ｙに直交する方向（凹凸壁部２１０の厚み方向、図８において上下方向）の破断形状が、電池ケース２０１の内側（内壁面２１０ｃ側）に向かって凸の弧状をなしている。

図８に示すように、本実施例２の二次電池２００においても、実施例１の二次電池１００と同様に、凹凸壁部２１０の厚みをＴ１と薄く（従来の二次電池５００では、凹凸壁部５１０の厚みは、Ｔ１より厚いＴ２）している。詳細には、凹凸壁部の内壁面側の肉厚を均一に薄くするのではなく、実施例１の二次電池１００と同様に、当接部の突出高さを低くすることにより、凹凸壁部２１０の厚みをＴ１と薄くしている。ここで、当接部の突出高さを低くするだけでは、冷却通路Ｒが小さく（狭く）なってしまうが、本実施例２では、上述のように、凹部２１３に凹溝２１３ｂを設けることにより、冷却通路Ｒを補っている。

ここで、複数の二次電池２００を、電池ケース２０１の凹凸壁部２１０同士を当接させて配列したときの様子を、図９に示す。なお、本実施例２の二次電池２００も、実施例１の二次電池１００と同様に、位置決め凸部１１７を、他の二次電池２００の位置決め凹部１１８に挿入する形態で、複数の二次電池２００を配列させている（図１（ｂ）参照）。
上記のように複数の二次電池２００を配列すると、図９に示すように、凹凸壁部２１０の当接部２１２が、他の二次電池２００の当接部２１２と当接する。これにより、隣り合う二次電池２００の間に、冷却通路Ｒを設けることができる。図９と図５とを比較するとわかるように、本実施例２の二次電池２００においても、実施例１の二次電池１００と同程度（従って、従来の二次電池５００と同程度）の大きさの冷却通路Ｒを確保しているので、それぞれの二次電池２００を、適切に冷却することができる。

しかしながら、凹部２１３に凹溝２１３ｂを設けることにより、凹部の肉厚が薄くなるので、凹凸壁部２１０の強度が低下し、二次電池２１０の内圧上昇に耐えられなくなることが懸念される。これに対し、本実施例２では、図８に示すように、凹凸壁部２１０の凹部２１３について、実施例１の凹部１１３と同様に、内壁面２１０ｃをなす部位を平坦形状とし、外壁面２１０ｂをなす部位を電池ケース２０１の内側（内壁面２１０ｃ側）に向かって凸の弧状をなす断面形状としている。すなわち、凹部２１３を、凹溝２１３ｂの弧の中点Ｆから両端に向かうにしたがって、肉厚が厚くなる形態としている。このような形態の凹部２１３は、凹溝２１３ｂの弧の中点Ｆの位置の肉厚をＳにまで薄くしても、比較的強固となるので、二次電池２００の内圧上昇に耐えうる強度を確保することができる。

以上説明したように、本実施例２の二次電池２００でも、従来の二次電池５００と比べて、凹凸壁部２１０の厚みを（Ｔ２−Ｔ１）だけ薄くすることができた。従って、従来の二次電池５００と比べて、電池の厚み（図１（ａ）において上下方向の寸法）を２×（Ｔ２−Ｔ１）だけ薄くすることにより、小型化を実現することができた。しかも、電池ケース２０１の強度（具体的には、凹凸壁部２１０の強度）を適切に確保しつつ、二次電池２００を適切に冷却することができる。

次に、本実施例２の二次電池２００の製造方法について説明する。
まず、実施例１と同様にして、第１樹脂層２１５ｂ、金属層２１５ｃ、及び第２樹脂層２１５ｄを備える３層構造の多層膜２１５を作成した。次いで、実施例１と同様に、インサート成形法により、電槽２０２を一体成形した。なお、本実施例２の二次電池２００では、実施例１の二次電池１００と比べて、凹凸壁部の形状のみが異なるため、これを成形する金型の形状が異なっている。

具体的には、凹凸壁部２１０を成形する部位では、図１０（ａ）に示すように、金型として、外壁面２１０ｂ側の金型５０と、内壁面２１０ｃ側の金型６０とを用いた。金型５０には、当接部２１２を含む凸部２１１の凸形状を成形する金型凹部５１、及び凹部２１３の凹溝を成形する金型凸部５３が設けられている。本実施例２では、図１０（ａ）に示すように、金型５０上に多層膜２１５を載置した後、金型６０と多層膜２１５との間に、実施例１と同様に、溶融した樹脂（本実施例２でも、ポリプロピレンとポリフェニレンエーテルからなるポリマアロイ）を射出した。

このとき、多層膜２１５は、射出された樹脂により、金型５０側（図１０（ａ）において下側）に押し拡げられ、金型５０の金型凹部５１及び金型凸部５３に沿って、凹凸に変形することとなる。これにより、射出された樹脂を、金型５０の金型凹部５１及び金型凸部５３に沿って、凹凸形状にすることができる。すなわち、図１０（ｂ）に示すように、当接部２１２を含む凸部２１１と凹部２１３とを備え、外壁面２１０ｂ側に多層膜２１５が積層された凹凸壁部２１０を成形することができる。

ところで、実施例１の凹凸壁部１１０では、図３に示すように、当接部１１２を、略円柱形状の小さな突起をなし、これが電池高さ方向Ｙに沿って散点状に列置されるようにした。このため、実施例１では、図６に示すように、凹凸壁部１１０の外壁面１１０ｂ側の金型１０では、当接部１１２の突出形状を成形する金型凹部１１が、略円柱形状の小さな凹みとなる。

これに対し、本実施例２では、図７に示すように、当接部２１２を、一定の突出高さで電池高さ方向Ｙに延びる細長形状としている。しかも、図示していないが、当接部２１２を、電池高さ方向Ｙに複数個並べるのではなく、電池高さ方向Ｙについて、凹凸壁部２１０の一方の端部付近から他方の端部付近まで、直線状に連続して延びる形態とした。すなわち、凸部２１１を、電池高さ方向Ｙについて、凹凸壁部２１０の一方の端部付近から他方の端部付近まで、一定の高さで延びる形態とした。

このため、図１０（ａ）に示すように、凹凸壁部２１０の外壁面２１０ｂ側の金型５０では、当接部２１２の突出形状を成形する金型凹部５１が、一定の深さで電池高さ方向Ｙ（図中紙面に直交する方向）に延びる、大きな凹みとなる。これにより、インサートした多層膜２１５が、金型凹部５１に沿って変形し易くなると共に、射出した樹脂が電池高さ方向Ｙ（図中紙面に直交する方向）に流れ易くなる。従って、本実施例２では、実施例１よりも、凹凸壁部（電槽）の成形性が良好となる。
その後は、実施例１と同様の手順により、二次電池２００を製造することができる。

以上において、本発明を実施例１，２に即して説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施例１，２では、凹凸壁部１１０，２１０に、多層膜１１５，２１５を設けたが、多層膜を設けないようにしても良い。
また、実施例１，２では、樹脂本体部１１４，２１４の凹凸面１１４ｂ，２１４ｂ上に、多層膜１１５，２１５を設けたが、樹脂本体部１１４，２１４の内側面（電池の内側）に設けるようにしても良い。

また、実施例２では、当接部２１２を、一定の突出高さで電池高さ方向Ｙに延びる細長形状とし、しかも、電池高さ方向Ｙについて、凹凸壁部２１０の一方の端部付近から他方の端部付近まで、直線状に連続して延びる形態とした。すなわち、凸部２１１を、電池高さ方向Ｙについて、凹凸壁部２１０の一方の端部付近から他方の端部付近まで、一定の高さで延びる形態とした。しかしながら、このような形態に限定されるものではなく、一定の突出高さで電池高さ方向Ｙに延びる細長形状の当接部を、電池高さ方向Ｙに複数個並べるようにしても良い。

実施例１にかかる二次電池１００を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。 実施例１にかかる二次電池１００の内部を示す図であり、図１のＡ−Ａ断面図に相当する。 実施例１にかかる電池ケース１０１の凹凸壁部１１０の破断斜視図である。 実施例１にかかる電池ケース１０１の凹凸壁部１１０の断面図であり、図３のＢ矢視図に相当する。 複数の二次電池１００を配列したときの様子を示す図であり、凹凸壁部１１０の厚さ方向にかかる断面図に相当する。 実施例１にかかる電槽１０２の製造方法を説明する説明図である。 実施例２にかかる電池ケース２０１の凹凸壁部２１０の破断斜視図である。 実施例２にかかる電池ケース２０１の凹凸壁部２１０の断面図であり、図７のＣ矢視図に相当する。 複数の二次電池２００を配列したときの様子を示す図であり、凹凸壁部２１０の厚さ方向にかかる断面図に相当する。 実施例２にかかる電槽２０２の製造方法を説明する説明図である。 従来の二次電池５００を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。 従来の電池ケース５０１の凹凸壁部５１０の破断斜視図である。 従来の電池ケース５０１の凹凸壁部５１０の断面図であり、図１２のＤ矢視図に相当する。 複数の二次電池５００を配列したときの様子を示す図であり、凹凸壁部５１０の厚さ方向にかかる断面図に相当する。

符号の説明

１００，２００ 二次電池
１０１，２０１ 電池ケース
１０２，２０２ 電槽
１１０，２１０ 凹凸壁部
１１０ｂ，２１０ｂ 外壁部
１１０ｃ，２１０ｃ 内壁部
１１１，２１１ 凸部
１１２，２１２ 当接部
１１３，２１３ 凹部
１１３ｂ，２１３ｂ 凹溝
１１４，２１４ 樹脂本体部
１１５，２１５ 多層膜
１１５ｃ，２１５ｃ 金属層

Claims (5)

1. １または複数の発電要素と、
   上記発電要素を収容する外形直方体形状の電池ケースと、
   を備える二次電池であって、
   上記電池ケースは、
   当該電池ケースの少なくとも一部をなす凹凸壁部であって、
   相対的に肉厚が厚く、上記凹凸壁部の厚さ方向に直交する所定方向に延びる凸部と、
   上記凸部よりも肉厚が薄く、上記所定方向に延びる凹部とが、上記所定方向に直交する方向に交互に配置されてなる凹凸壁部を有し、
   上記凸部は、上記電池ケース同士を当接させて配列したときに、他の電池ケースと当接する当接部を含み、
   上記凹部は、
   内壁面が平坦面をなし、
   外壁面が、上記所定方向に延びる凹溝であって、上記所定方向に直交する方向の破断形状が、上記電池ケースの内側に向かって凸の弧状の凹溝をなす
   二次電池。
2. 請求項１に記載の二次電池であって、
   前記電池ケースのうち少なくとも前記凹凸壁部は、樹脂の射出成形により成形されてなり、
   上記凹凸壁部は、前記所定方向に樹脂が流れて成形されてなる
   二次電池。
3. 請求項１または請求項２に記載の二次電池であって、
   前記当接部は、前記所定方向に沿って散点状に列置されてなる
   二次電池。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の二次電池であって、
   前記電池ケースのうち少なくとも前記凹凸壁部は、樹脂の射出成形により成形されてなり、
   少なくとも上記凹凸壁部の外壁面側に、金属箔からなり、上記外壁面に沿った凹凸形状をなす金属層を備える
   二次電池。
5. 請求項４に記載の二次電池であって、
   前記当接部は、一定の突出高さで前記所定方向に延びる細長形状をなす
   二次電池。

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