JP2006278263A - Power storage device and its packaging structure - Google Patents
Power storage device and its packaging structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006278263A JP2006278263A JP2005099283A JP2005099283A JP2006278263A JP 2006278263 A JP2006278263 A JP 2006278263A JP 2005099283 A JP2005099283 A JP 2005099283A JP 2005099283 A JP2005099283 A JP 2005099283A JP 2006278263 A JP2006278263 A JP 2006278263A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power storage
- storage unit
- adapter
- frame
- package structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 122
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 title abstract description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 49
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 32
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 10
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 10
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 abstract 1
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 description 54
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 33
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920002803 thermoplastic polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 229920001342 Bakelite® Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 239000004637 bakelite Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Abstract
Description
本発明は、蓄電部を封止する封止部から電極端子を外部に突出した平面状の蓄電体及びそのパッケージ構造に関する。 The present invention relates to a planar power storage unit in which an electrode terminal protrudes outside from a sealing unit that seals a power storage unit, and a package structure thereof.
近年、リチウムイオン二次電池や電気二重層コンデンサ等の略平面矩形状をなす扁平な蓄電体が実用化され、エネルギー密度の高さ、コンパクト化等から、各種機器の電力源として有望視されている。この種の扁平な蓄電体は、内部電極及び電解質層の積層体を、例えばアルミニウム系の金属層の表面を樹脂層によって絶縁コーティングしたシート状のラミネートフィルムによって密閉・封止したものであり、電圧仕様や容量仕様等に応じて所定セル数を接続して枠体に収納し、パッケージ化した組電池として用いることが多い。 In recent years, flat power storage bodies having a substantially flat rectangular shape such as lithium ion secondary batteries and electric double layer capacitors have been put into practical use, and are considered promising as power sources for various devices due to their high energy density and compactness. Yes. This type of flat power storage unit is formed by sealing and sealing a laminate of internal electrodes and electrolyte layers with, for example, a sheet-like laminate film in which the surface of an aluminum-based metal layer is insulation-coated with a resin layer. In many cases, a predetermined number of cells are connected according to specifications, capacity specifications, etc., stored in a frame, and used as a packaged assembled battery.
しかしながら、ラミネート型蓄電体は、上述のようにラミネートフィルムで蓄電部を封止するだけの構成であることから、剛性に乏しく、物理的ストレスが加わった際に応力が一箇所に集中し易い。このため、パッケージ化する工程や、組電池として使用中に何らかの力が加わると、蓄電部(内部)が部分的に変形して不具合を発生する虞があった。 However, since the laminate-type power storage unit has a configuration in which the power storage unit is simply sealed with a laminate film as described above, the rigidity is poor, and when physical stress is applied, the stress is likely to concentrate in one place. For this reason, if some force is applied during the packaging step or during use as an assembled battery, the power storage unit (inside) may be partially deformed to cause a problem.
さらに、ラミネート型蓄電体は、構造上、外形寸法がバラツキ易く、精度が期待できないため、枠体への位置固定がし難く、また、蓄電体と枠体を交互に積層してパッケージ化する場合には、蓄電体の厚さバラツキが積算され、パッケージの寸法が大きくバラついてしまう。 In addition, the laminate type power storage unit has a structure that is likely to vary in outer dimensions and cannot be expected to be accurate, so it is difficult to fix the position to the frame, and when the power storage unit and the frame are stacked alternately and packaged In this case, the thickness variation of the power storage unit is integrated, and the package size greatly varies.
例えば、図23に示すように、蓄電部101をラミネートフィルム等の封止部102で封止した蓄電体セル100を複数個直列接続してモジュールを構成する場合、蓄電体セル100の扱い方によっては、封止部102から外部に露呈する電極端子103,104が封止部102との境界部から折れ曲り、電極端子が折損したり、封止部102が開口して封止性能が低下する虞がある。
For example, as shown in FIG. 23, when a plurality of
また、図24,図25に示すように、蓄電体セル100を2つの枠体105を嵌合して収納する場合、蓄電部101の厚みのバラツキによっては、枠体105で蓄電部101を押圧する可能性があり、また、逆に、封止部102を枠体105で押圧する場合もある。従って、図26に示すように、枠体105を積層に対応した枠体106として蓄電体セル100と枠体106とを交互に積層して蓄電体モジュール110を構成した場合、蓄電部101の厚さバラツキが積算され、モジュールとしての高さ寸法Sのバラツキが大きくなる。
As shown in FIGS. 24 and 25, when the
また、蓄電体セル100の蓄電部101から封止部102にかけてのテーパ面の寸法精度を期待できないことから、枠体106に対する蓄電体セル100の位置合せが難しく、図27に示すように、各層毎に蓄電部101の位置がずれてしまい、モジュールに外力が加わった場合、蓄電体セル100に直接応力が加わり易いばかりでなく、封止部102と電極端子103,104との境界部に応力が集中してしまう。
In addition, since the dimensional accuracy of the tapered surface from the
これに対処するに、特許文献1には、電極端子リードを挟む熱融着部(封止部)を、上下に設けた挟掴部材で固定することにより、熱融着部(封止部)のシール性を確保する技術が開示されており、また、特許文献2や特許文献3には、電池(蓄電体)とケースとの間に樹脂等の充填剤を配することにより、耐振動性を確保する技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示の技術では、封止部のシール性を確保することはできるものの、封止部と電極端子との境界部である付け根部分に応力が加わること自体を防止することはできず、電極端子の付け根部分への応力集中による折損等に対処することは困難である。
However, in the technique disclosed in
特許文献2や特許文献3に開示の技術は、ケース内で蓄電体セルを固定することはできるが、ケースへの組付け性や組付け後の寸法バラツキといった問題には対処していない。また、樹脂の充填によってモジュール(パッケージ)の重量が増加するばかりでなく、低温下で蓄電体セルを保熱したい場合、蓄電体セルの熱が樹脂を通して外部に逃げるため不利である。更に、弾性を有する樹脂を充填しても、蓄電体セルとの接触面積が広いため樹脂が変形するには大きな応力が必要となり、振動吸収効果には限界がある。
The technologies disclosed in
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、蓄電体を保護して取扱いを容易化すると共に、パッケージの小型・軽量化や耐振性の向上を図ることのできる蓄電体及びそのパッケージ構造を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a power storage unit capable of protecting the power storage unit and facilitating handling, and reducing the size and weight of the package and improving vibration resistance, and a package structure thereof. The purpose is to do.
上記目的を達成するため、本発明による蓄電体は、蓄電部を封止する封止部から上記蓄電部に連結される電極端子を外部に突出した平面状の蓄電体であって、上記封止部と上記封止部から露呈する上記電極端子との境界部分に、この境界部分を固定するアダプタを介装したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a power storage unit according to the present invention is a planar power storage unit in which an electrode terminal connected to the power storage unit protrudes from a sealing unit that seals the power storage unit to the outside. An adapter for fixing the boundary portion is interposed at a boundary portion between the electrode portion and the electrode terminal exposed from the sealing portion.
アダプタは、封止部と電極端子との境界部分を挟持して固定する2つの部材、或は電極端子を挿通して封止部を所定位置まで挿入可能なスリットを設けた1つの部材で形成することができる。また、アダプタには、電極端子に導通するコネクタ接点を設けることが可能であり、電極端子の温度を検出する温度センサを組込むことも可能である。蓄電体を複数個直列に接続したときには、互いに隣接するアダプタの間に、電極端子を固定するスペーサを介装することが望ましい。 The adapter is formed of two members that clamp and fix the boundary between the sealing portion and the electrode terminal, or one member that is provided with a slit through which the sealing portion can be inserted through the electrode terminal. can do. In addition, the adapter can be provided with a connector contact that conducts to the electrode terminal, and a temperature sensor that detects the temperature of the electrode terminal can be incorporated. When a plurality of power storage units are connected in series, it is desirable to interpose a spacer for fixing the electrode terminal between adjacent adapters.
本発明による蓄電体のパッケージ構造は、上記した蓄電体を収納して保持する枠体を備え、アダプタを枠体で固定し、蓄電部を枠体からフローティングさせて保持することを特徴とする。 A package structure of a power storage unit according to the present invention includes a frame body that stores and holds the above-described power storage unit, fixes the adapter with the frame body, and holds the power storage unit floating from the frame body.
枠体は、アダプタを一面側から押圧するための第1の枠体と、第1の枠体に対向してアダプタを他面側から押圧するための第2の枠体とによって構成することができ、アダプタを第1の枠体と第2の枠体とに嵌合させることで、第1の枠体と第2の枠体とを結合することができる。また、アダプタを弾性体で形成することにより、外力を吸収することができる。 The frame body may be constituted by a first frame body for pressing the adapter from one side and a second frame body for pressing the adapter from the other side facing the first frame body. The first frame body and the second frame body can be coupled by fitting the adapter to the first frame body and the second frame body. Moreover, external force can be absorbed by forming an adapter with an elastic body.
更に、蓄電体と枠体との間には、発泡体を充填しても良い。この発泡体を充填する場合には、封止部の電極端子が存在しない側の側面を丸或は鋭角状に折曲げて発泡体で三次元的に固定することにより、蓄電体の固定強度を向上することができる。 Furthermore, you may fill with a foam between an electrical storage body and a frame. When filling the foam, the side of the sealing portion on the side where no electrode terminal is present is bent into a round or acute angle and fixed three-dimensionally with the foam to increase the fixing strength of the power storage unit. Can be improved.
また、蓄電体と枠体との間に発泡体を配さない部分を設けたことが望ましく、この発泡体を配さない部分を、流体を流す流体通路として用いることができる。更に、発泡体を配さない部分を封止部の一部に設けることで、蓄電体内部にガスが発生して膨張したときのガス抜き等に利用することが可能となる。 Further, it is desirable to provide a portion where no foam is provided between the power storage body and the frame, and this portion where no foam is provided can be used as a fluid passage through which a fluid flows. Furthermore, by providing a part where the foam is not provided in a part of the sealing part, it can be used for degassing when a gas is generated and expanded inside the power storage unit.
また、蓄電体及びアダプタを収納した枠体を積層して蓄電体モジュールを構成する場合には、蓄電体を直列接続した最大電圧が感電に対して安全を確保可能な電圧となる接続数をモジュール単位として出力コネクタを設けることが望ましい。この蓄電体モジュールを複数連結して車両に設置する場合には、複数の蓄電体モジュールを外ケースで保持して弾性体を介して設置することが望ましい。 In addition, when a power storage module is configured by laminating a frame that stores a power storage unit and an adapter, the number of connections in which the maximum voltage in which the power storage units are connected in series becomes a voltage that can ensure safety against electric shock is the module. It is desirable to provide an output connector as a unit. In the case where a plurality of power storage modules are connected and installed in a vehicle, it is desirable that the plurality of power storage modules be held by an outer case and installed via an elastic body.
本発明は、蓄電体を保護して取扱いを容易化することができると共に、パッケージの小型・軽量化や耐振性の向上を図ることができる。 The present invention can protect the power storage unit to facilitate handling, and can reduce the size and weight of the package and improve vibration resistance.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1〜図22は本発明の実施の一形態に係わり、図1は直列接続された蓄電体セルの斜視図、図2は蓄電体セルの電極端子の状態を示す説明図、図3はコネクタとして利用したアダプタの説明図、図4はコネクタ接点を示す拡大図、図5は一体型のアダプタを示す説明図、図6は隣接するアダプタ間にスペーサを介装した例を示す説明図、図7はアダプタ及びスペーサの間隔と電極の曲げ位置とを示す説明図、図8は蓄電体セルの枠体への収納を示す説明図、図9は蓄電体セルを枠体に収納した状態の断面図、図10は蓄電体セル及び枠体を積層した蓄電体モジュールの説明図、図11は枠体の小型化を示す説明図、図12は蓄電体モジュールに対する外力の影響を示す説明図、図13は蓄電体セルに装着するアダプタの変形例を示す説明図、図14は図13のアダプタに対応する枠体を用いた蓄電体モジュールを示す説明図、図15はアダプタと枠体との嵌合性を向上した変形例を示す説明図、図16は蓄電体セルと枠体との間に発泡体を充填した例を示す断面図、図17は蓄電体セルの電極端子が存在しない側に充填した発泡体を示す断面図、図18は封止部と発泡体との三次元的な固定状態を示す説明図、図19は発泡体に流体通路を設けた例を示す説明図、図20はモジュール単位でのコネクタの配置を示す説明図、図21は蓄電体パッケージを示す説明図、図22は蓄電体パッケージの車両への設置例を示す説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 22 relate to an embodiment of the present invention, FIG. 1 is a perspective view of power storage cells connected in series, FIG. 2 is an explanatory view showing a state of electrode terminals of the power storage cells, and FIG. 3 is a connector. 4 is an enlarged view showing a connector contact, FIG. 5 is an explanatory view showing an integrated adapter, and FIG. 6 is an explanatory view showing an example in which a spacer is interposed between adjacent adapters. 7 is an explanatory view showing the distance between the adapter and the spacer and the bending position of the electrode, FIG. 8 is an explanatory view showing the storage of the battery cell in the frame, and FIG. 9 is a cross section of the state in which the battery cell is stored in the frame FIG. 10, FIG. 10 is an explanatory diagram of a power storage module in which a power storage cell and a frame are stacked, FIG. 11 is an explanatory diagram showing the miniaturization of the frame, and FIG. 12 is an explanatory diagram showing the influence of external force on the power storage module. 13 is an explanatory view showing a modification of the adapter attached to the battery cell. FIG. 14 is an explanatory view showing a power storage module using a frame corresponding to the adapter of FIG. 13, FIG. 15 is an explanatory view showing a modified example in which the fitting property between the adapter and the frame is improved, and FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example in which a foam is filled between the cell and the frame, FIG. 17 is a cross-sectional view showing the foam filled on the side where the electrode terminal of the power storage cell does not exist, and FIG. FIG. 19 is an explanatory view showing an example in which a fluid passage is provided in a foam, FIG. 20 is an explanatory view showing the arrangement of connectors in units of modules, and FIG. FIG. 22 is an explanatory view showing an installation example of a power storage package on a vehicle.
図1において、符号1は蓄電体セルであり、この蓄電体セル1を複数個接続してモジュール化し、更に複数の蓄電体モジュールを集合して蓄電体パッケージを構築することにより、例えば電気自動車(EV)やハイブリッド自動車(HEV)等の電源装置として用いることができる。蓄電体セル1は、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタ等の略平面矩形状をなす扁平な蓄電体であり、平面ラミネート型リチウムイオン二次電池に代表されるように、内部電極及び電解質層の積層体を、例えばアルミニウム系の金属層の表面を樹脂層によって絶縁コーティングしたシート状のラミネートフィルムによって密閉・封止したものである。
In FIG. 1,
蓄電体セル1の構成としては、電解質層及び電極の積層体からなる蓄電要素を包込んで周囲よりも若干肉厚の矩形状に形成された蓄電部2と、蓄電部2の周囲にシート状に延設される封止部3と、封止部3の両端から露呈される2つの金属製の正,負の電極端子4,5とが備えられている。
The configuration of the
更に、蓄電体セル1には、モジュール化(パッケージ化)する上での基本保持構造として、封止部3と各電極端子4,5との境界部である付け根部分に、略角柱状の細長のアダプタ10が装着されている。図1においては、電極端子4,5の付け根にそれぞれアダプタ10を装着した蓄電体セル1を2個直列に接続した例を示している。アダプタ10は、電極端子4,5の付け根部分を固定して応力が加わることを防止するものである。
Further, the
すなわち、蓄電体セル1は、電極端子4,5よりも封止部3の剛性が高いため、図2(a)に示すように、蓄電体セル1にアダプタ10を装着しない場合には、電極端子4,5の付け根部分(図中、丸印で囲む部分)に応力が集中し易く、電極端子4,5の付け根部分が外力によって折れ曲ったとき、封止部3が引張られて蓄電部2に対する封止能力が損われる虞がある。
That is, since the
従って、図2(b)に示すように、アダプタ10によって電極端子4,5の付け根部分を固定することにより、本来、電極端子4,5の付け根部分に加わる応力を、電極端子4,5とアダプタ10との境界に移動させ、封止部3の境界部を保護して封止能力を確保することができる。これにより、蓄電体セル1の取扱いが容易となり、アダプタ10を装着した蓄電体セル1を基本構成として、各種パッケージ構造(モジュール構造)に柔軟に適用することができる。
Therefore, as shown in FIG. 2 (b), by fixing the base portions of the
ここで、図1に示すアダプタ10は、アッパアダプタ11とロワーアダプタ12との上下分割構造を有しており、ロワーアダプタ12に立設されたピン状のボス12aを介してアッパアダプタ11とロワーアダプタ12とを嵌合・固定することにより、電極端子4,5の付け根部分を挟持する。これにより、アッパアダプタ11とロワーアダプタ12とを一体化して剛体化することができ、電極端子4,5に対する強力な折れ曲り防止効果を期待することができる。
Here, the
尚、アッパアダプタ11とロワーアダプタ12とは、ボス12aを介した嵌合の他、爪嵌合や圧入、ねじやリベット等による締結、樹脂の溶接等によって固定するようにしても良い。何れの場合においても、アダプタ10と蓄電体セル1との間には、接着テープや接着剤等を配して、アダプタ10と蓄電体セル1との密着性を高めることが望ましい。
The
アダプタ10は、電気絶縁性に優れた材料、例えば、ゴムやベークライト等の樹脂によって形成することができ、電極の絶縁カバー機能を付加して安全性を向上することができる。この場合、アダプタ10内部に、コネクタ構造を形成することも可能であり、例えば、図3,図4に示すように、ロワーアダプタ12にコネクタ接点13を組込み、このコネクタ接点13に配線14を接続して外部に引出すことにより、セル電圧のセンシングが可能になり、電圧制御等に利用することができる。更に、アダプタ10内部に熱電対やサーミスタ等の温度センサを組込むことも可能であり、電極端子4,5の温度を測定することで、間接的にセル温度を検出することができる。
The
一方、アダプタ10の材質を、金属材料、例えば、銅、鉄、ステンレス、アルミニウム、チタン、マグネシウム、その他の合金によって形成することも可能である。アダプタ10を金属材料で形成した場合には、電極からの熱を吸収して外部に放出することができ、蓄電体セル1の出力特性を安定化することが可能となる。更に、アダプタ10を、磁性体、例えば、フェライト、鉄、ニッケル、コバルト、または、これらを含んだ合金によって形成しても良く、電極から放出される電磁ノイスを吸収すると共に、外部から電極にノイズが入ることを防止することができる。
On the other hand, the
また、アダプタ10は、上下分割構造に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、図5に示すように、一体成形構造のアダプタ10Aとしても良い。アダプタ10Aは、略角柱状の長手側の一側面に、蓄電体セル1の封止部3を差し込み可能な所定深さのスリットを設けると共に、このスリットから反対側の側面にかけて電極端子4,5を挿通可能なスリットを設けて構成されており、蓄電体セル1の各電極端子4,5の先端側から差し込むことにより、電極端子4,5の付け根部分を覆うことができる。この一体成形構造のアダプタ10Aは、上下分割構造のアダプタ10に比較して部品点数が少なく、生産性及びコスト低減を期待することができる。
Further, the
尚、この場合、蓄電体セル1の封止部3の厚み及び電極端子4,5の厚みのバラツキ如何によっては、アダプタ10Aとの間の隙間が大きくなり、封止部3及び電極端子4,5とアダプタ10Aとの密着性が低下する虞があることから、接着剤等を併用することが望ましい。
In this case, depending on variations in the thickness of the sealing
以上の蓄電体セル1を複数個接続して積層する場合には、図6に示すように、隣接するアダプタ10の間に、2枚の板状部材15a,15bからなるスペーサ15を装着するようにしても良い。スペーサ15は、互いに接続された蓄電体セル1の電極部分を2枚の板状部材15a,15bで上下に挟持するものであり、図7に示すように、アダプタ10の幅aとスペーサ15を配置するアダプタ10の間隔bとの比率を可変することにより、剛性差を作り出して曲げたい位置の剛性を下げる。これにより、蓄電体セル1を葛折り状に配列して積層する場合等に、電極部分を所望の位置で曲げることができ、パッケージ(モジュール)の生産性を向上することができる。
When a plurality of
次に、以上の蓄電体セル1の保持構造を基本とする蓄電体モジュール及びパッケージについて説明する。尚、以下では、便宜上、アダプタ10による保持構造を基本として説明するが、上述したように、アダプタ10は種々変形可能である。
Next, a power storage module and a package based on the holding structure of the
複数の蓄電体セル1をモジュール化するには、図8に示すように、アダプタ10を装着した個々の蓄電体セル1を、4隅に配設したピン20を介した嵌合構造によって結合される2つの略矩形状の枠体21内に収納する。各枠体21には、蓄電体セル1の蓄電部2を収納する略矩形状の有底部23がそれぞれ設けられ、各有底部23の両側に、アダプタ10を収納して保持するための溝状の溝部24が設けられている。
In order to modularize a plurality of
各枠体21の有底部23の深さ及び溝部24の深さは、図9に示すように、2つの有底部23によって形成される空間に蓄電体セル1の蓄電部2を収納すると共に、2つの溝部24によって形成される空間にアダプタ10を収納し、枠体21をピン20を介して嵌合したとき、枠体21によってアダプタ10が押圧・挟持され、アダプタ10を支点として、蓄電部2が各枠体21に対して若干の隙間をもってフローティングするように設定されている。
As shown in FIG. 9, the depth of the bottomed
すなわち、枠体21は、蓄電体セル1を直接保持することなく、アダプタ10を介して間接的に保持するようにしている。これにより、蓄電体セル1の枠体21への位置合わせが容易となって組付け作業性を向上することができるばかりでなく、枠体21に外力が加わった場合にも、蓄電体セル1に応力が直接加わることがなく、蓄電体セル1を効果的に保護することができる。
That is, the
この蓄電体セル1のフローティング構造は、図10に示すように、枠体21と、有底部23及び溝部24を両面に形成した枠体21Aとを積層して構成される蓄電体モジュール25に適用される。蓄電体モジュール25は、その高さ寸法Sが各蓄電体セル1の厚みによって影響されないため、安定した寸法を得ることができ、設置上の不都合を回避することができる。
As shown in FIG. 10, the floating structure of the
この場合、図11に示すように、モジュールを構成する枠体同士の結合にピン20を用いることなく、アダプタ10を嵌合ボスとして利用することが可能である。これにより、従来の枠体105に比較して、蓄電体セル1の電極端子4,5の各方向に枠体21(21A)をL寸法だけ短縮することができ、モジュールを小型化して搭載性を向上することができる。
In this case, as shown in FIG. 11, the
また、アダプタ10を弾性体で形成することにより、図12に示すように、蓄電体モジュール25に外力が加わった場合、弾性体からなるアダプタ10が変形し、外力を吸収することができる。これにより、枠体の軽量化が可能となる。
Further, by forming the
更に、図13〜図15に示すように、アダプタ10の形状を若干変更することで、モジュールの組立作業性を向上することができる。図13は、アダプタ10を若干変更し、電極端子4,5が延出されるコーナ稜線部のエッジをフィレット処理し、所望の丸めR(面取りでも良い)を形成したアダプタ10Bとしたものであり、このアダプタ10Bに対応して、蓄電体モジュール25を構成する枠体21と枠体21Aとの組合せは、図14に示すように、溝部24の位置を端部に移動して溝壁の一方を開放した枠体21Bと枠体21Cとの組合わせに変更する。
Furthermore, as shown in FIGS. 13 to 15, the assembling workability of the module can be improved by slightly changing the shape of the
これにより、モジュールを構成する各蓄電体セル1の電極端子を所望の形状で折曲げることが容易となり、複数の蓄電体セル1間の電極の接続作業を迅速且つ正確に行うことが可能となる。
Thereby, it becomes easy to bend the electrode terminal of each
また、図15は、アダプタ10の角柱形状におけるコーナ稜線部のエッジを処理して面取り(或は丸めRでも良い)を施したアダプタ10Cとしたものである。このアダプタ10Cに対応して、枠体21(21A)側は、溝部24の側壁をアダプタ10Cに合わせてテーパ状(或は側壁入口をR状)とした枠体21Dとする。これにより、アダプタ10Cの位置が溝部24に対して多少ずれていても、面取り或はRによって溝内に誘導され、アダプタと枠体との嵌合性を向上することができる。
FIG. 15 shows an
更に、蓄電体セル1と枠体21(21A〜21D)との間には、図16に示す電極端子4,5側から図17に示す封止部3の電極端子の存在しない側までの全面に渡って、多数の空気泡を含む発泡体26を配することが望ましい。この発泡体26を用いることにより、外形がイビツとなりがちな蓄電体セル1を広い面積で保持することができ、耐振性の高いモジュールを形成することができる。
Further, the entire surface from the
しかも、発泡体26は、通常の液状の充填剤に比較して圧倒的に比重が軽いため、モジュールの重量増加を抑制しつつ耐振性の向上を図ることができる。また、発泡体26は、通常の充填材よりも剛性が低いことから、蓄電体セルや枠体が熱膨張した際、その変位を吸収することができ、モジュールに外的応力が加わった際にも、発泡体26が変形することでセルを保護することができる。
In addition, since the
また、一般に、蓄電体セルは、低温時(例えば、0°C以下)に一時的に性能が劣化し、高温時(例えば、50°C以上)に永久的に性能が劣化する虞がある。 発泡体26は多くの空気泡を含むことから良質な断熱材となり、蓄電体セル1に対する断熱効果を持たせることができ、低温環境下や発熱体近傍の環境下において有効である。
In general, the power storage cell has a performance that is temporarily deteriorated at a low temperature (for example, 0 ° C. or less) and may be permanently deteriorated at a high temperature (for example, 50 ° C. or more). Since the
発泡体26としては、発泡ウレタン樹脂、発泡エポキシ樹脂、発泡ゴム等を用いることができる。発泡ウレタン樹脂や発泡エポキシ樹脂を用いる場合には、成形のための型が不要であり、モジュール組立後に充填が可能である。この樹脂の充填の際には、樹脂が広がりながら硬化するので、広い面積を均一に保持することができる。また、発泡ゴムを用いる場合には、発泡ゴムが有する大きな弾性により、耐振性能の向上を期待することができる。
As the
また、発泡体26を充填することにより、図18に示すように、蓄電体セル1の蓄電部2周囲の封止部3に対し、電極方向と直交する側面を丸或は鋭角状に折曲げて固定することが可能となる。これにより、枠体の幅方向(電極の延出方向と直交する方向)の寸法を寸法mだけ小さくして小型化を図ることができると共に、発泡体26と封止部3とが三次元的に固定されることになり、蓄電体セル1全体の固定強度を向上することができる。
Further, by filling the
また、発泡体26を充填する場合には、蓄電体セル1の封止部3の一部に発泡体26を配さない部分を設けることが望ましい。すなわち、封止部3の一部に発泡体26を配さないことで封止部3の一部を相対的に弱くし、この弱い部分を、セル内部にガスが発生して膨張したときのガス抜き弁として機能させることができる。
In addition, when filling the
更に、図19に示すように、蓄電体セル1(特に、蓄電部2)に対して発泡体26を配さない部分を設け、この部分を空気や水等の流体を流す流体通路27として用いることにより、温度コントロールを行うようにしても良い。これにより、低温時にはセルの断熱効果(保熱効果)が得られる一方、高温時には流体による冷却を行うことができ、蓄電体セル1の特性を安定化することができる。
Further, as shown in FIG. 19, a portion where the
以上の蓄電体モジュール25は、人が感電しない、或は感電しても危険性の低い電圧単位を1モジュールとすることにより、安全性と生産性とを両立させる。例えば、蓄電体セル1の直列接続の接続数が最大電圧が50V以下となる接続数を1モジュールとして、この1モジュール毎に出力コネクタを両端に設ける。この出力コネクタは、例えば、図20に示すように、一方を枠体21の端部から突出する雄コネクタ28、他方を枠体21の端部に埋込んだ雌コネクタ29とする。
The
そして、図21に示すように、コネクタ28,29を設けた蓄電体モジュール25を2個以上連結させ、それらを外ケース30で保持して蓄電体パッケージ35を構成することにより、安全な作業で所望の電圧及び容量のパッケージを得ることができる。この蓄電体パッケージ35を車両に設置する場合には、図22に示すように、車体50との間に弾性体51を介在させることにより、軽量で耐振性の高い車載パッケージを実現することができる。
Then, as shown in FIG. 21, by connecting two or more
以上のように、本実施の形態においては、蓄電体セル1の封止部3と電極端子4,5との境界部分をアダプタ10(10A〜10C)で固定することにより、応力集中により電極端子4,5の折損や封止部3の開口による封止性能の低下を防止することができ、セルの扱いを容易としてパッケージ化(モジュール化)する上での生産性を向上させることができる。また、このアダプタによる蓄電体セルの基本保持構造を応用することで、小型軽量化や耐振性の向上を図ることができると共に、電圧制御や温度制御等の機能を付加することができ、車両等への搭載に適した蓄電体パッケージ(蓄電体モジュール)を構築することができる。
As described above, in the present embodiment, by fixing the boundary portion between the sealing
1 蓄電体セル
2 蓄電部
3 封止部
4,5 電極端子
10,10A,10B,10C アダプタ
13 コネクタ接点
15 スペーサ
21,21A,21B,21C,21D 枠体
25 蓄電体モジュール
26 発泡体
27 流体通路
28,29 コネクタ
30 外ケース
35 蓄電体パッケージ
50 車体
51 弾性体
代理人 弁理士 伊 藤 進
DESCRIPTION OF
Agent Patent Attorney Susumu Ito
Claims (17)
上記封止部と上記封止部から露呈する上記電極端子との境界部分に、この境界部分を固定するアダプタを介装したことを特徴とする蓄電体。 A planar power storage unit projecting outside an electrode terminal connected to the power storage unit from a sealing unit that seals the power storage unit,
An electricity storage unit, wherein an adapter for fixing the boundary portion is interposed at a boundary portion between the sealing portion and the electrode terminal exposed from the sealing portion.
上記アダプタを上記枠体で固定し、上記蓄電部を上記枠体からフローティングさせて保持することを特徴とする蓄電体のパッケージ構造。 A frame body that houses and holds the electricity storage body according to any one of claims 1 to 6,
A package structure of a power storage unit, wherein the adapter is fixed by the frame body, and the power storage unit is held floating from the frame body.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005099283A JP2006278263A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Power storage device and its packaging structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005099283A JP2006278263A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Power storage device and its packaging structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006278263A true JP2006278263A (en) | 2006-10-12 |
Family
ID=37212793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005099283A Pending JP2006278263A (en) | 2005-03-30 | 2005-03-30 | Power storage device and its packaging structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006278263A (en) |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007059088A (en) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Nissan Motor Co Ltd | Battery pack |
JP2008147047A (en) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Nissan Motor Co Ltd | Battery module |
JP2009182314A (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-13 | Taiyo Yuden Co Ltd | Electrochemical device |
JP2009267572A (en) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Kyocera Corp | Structure and battery using the same, and electronic device |
JP2009267026A (en) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Taiyo Yuden Co Ltd | Electrochemical device |
JP2010010381A (en) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Fdk Corp | Electricity accumulation unit and its manufacturing method |
US8455136B2 (en) | 2009-08-10 | 2013-06-04 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Electrochemical device |
JPWO2015178153A1 (en) * | 2014-05-21 | 2017-04-20 | 旭化成株式会社 | Power storage module and method for manufacturing power storage module |
JPWO2016147497A1 (en) * | 2015-03-19 | 2017-04-27 | 日本碍子株式会社 | Battery and its assembly method |
KR101738538B1 (en) * | 2014-09-19 | 2017-06-08 | 주식회사 엘지화학 | Stack-Typed Battery Cell Tray Having Step Structure |
KR20170092800A (en) * | 2016-02-04 | 2017-08-14 | 주식회사 엘지화학 | Tray Having Stopper for Accommodating Battery Cell |
EP2197008A4 (en) * | 2007-09-06 | 2017-09-27 | Meidensha Corporation | Electric double-layer capacitor |
US20180212286A1 (en) * | 2017-01-24 | 2018-07-26 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Battery modules having a plurality of submodules |
KR20220093529A (en) | 2020-12-28 | 2022-07-05 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Pouch-type battery case sealing device and sealing method of pouch-type secondary battery thereby |
WO2024019335A1 (en) * | 2022-07-20 | 2024-01-25 | 삼성전자주식회사 | Battery pack and electronic device including same |
-
2005
- 2005-03-30 JP JP2005099283A patent/JP2006278263A/en active Pending
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007059088A (en) * | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Nissan Motor Co Ltd | Battery pack |
JP2008147047A (en) * | 2006-12-11 | 2008-06-26 | Nissan Motor Co Ltd | Battery module |
EP2197008A4 (en) * | 2007-09-06 | 2017-09-27 | Meidensha Corporation | Electric double-layer capacitor |
JP2009182314A (en) * | 2008-02-01 | 2009-08-13 | Taiyo Yuden Co Ltd | Electrochemical device |
JP2009267572A (en) * | 2008-04-23 | 2009-11-12 | Kyocera Corp | Structure and battery using the same, and electronic device |
JP2009267026A (en) * | 2008-04-24 | 2009-11-12 | Taiyo Yuden Co Ltd | Electrochemical device |
JP2010010381A (en) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Fdk Corp | Electricity accumulation unit and its manufacturing method |
US8455136B2 (en) | 2009-08-10 | 2013-06-04 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Electrochemical device |
JPWO2015178153A1 (en) * | 2014-05-21 | 2017-04-20 | 旭化成株式会社 | Power storage module and method for manufacturing power storage module |
KR101738538B1 (en) * | 2014-09-19 | 2017-06-08 | 주식회사 엘지화학 | Stack-Typed Battery Cell Tray Having Step Structure |
JPWO2016147497A1 (en) * | 2015-03-19 | 2017-04-27 | 日本碍子株式会社 | Battery and its assembly method |
KR20170092800A (en) * | 2016-02-04 | 2017-08-14 | 주식회사 엘지화학 | Tray Having Stopper for Accommodating Battery Cell |
KR102132701B1 (en) * | 2016-02-04 | 2020-07-10 | 주식회사 엘지화학 | Tray Having Stopper for Accommodating Battery Cell |
US20180212286A1 (en) * | 2017-01-24 | 2018-07-26 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Battery modules having a plurality of submodules |
CN108346769A (en) * | 2017-01-24 | 2018-07-31 | 保时捷股份公司 | Battery module with multiple submodule |
JP2018120858A (en) * | 2017-01-24 | 2018-08-02 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフトDr. Ing. h.c. F. Porsche Aktiengesellschaft | Battery module having a plurality of submodules |
US10587017B2 (en) | 2017-01-24 | 2020-03-10 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Battery modules having a plurality of submodules |
CN108346769B (en) * | 2017-01-24 | 2021-11-12 | 保时捷股份公司 | Battery module with multiple submodules |
KR20220093529A (en) | 2020-12-28 | 2022-07-05 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Pouch-type battery case sealing device and sealing method of pouch-type secondary battery thereby |
WO2022145895A1 (en) | 2020-12-28 | 2022-07-07 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Pouch-type battery case sealing apparatus and pouch-type secondary battery sealing method using same |
WO2024019335A1 (en) * | 2022-07-20 | 2024-01-25 | 삼성전자주식회사 | Battery pack and electronic device including same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2006278263A (en) | Power storage device and its packaging structure | |
JP5095160B2 (en) | Secondary battery and battery module including the same | |
US9653714B2 (en) | Electric storage device and electric storage apparatus | |
JP6474836B2 (en) | Battery module and battery pack including the same | |
JP5154451B2 (en) | Battery module | |
JP6101823B2 (en) | Battery module having new structure and battery pack including the same | |
EP2693516B1 (en) | Battery pack | |
JP4757508B2 (en) | Electrical device assembly | |
KR101492019B1 (en) | Battery Module Having Venting Guiding Portion | |
JP6752674B2 (en) | Battery pack | |
EP2693511B1 (en) | Battery pack | |
JP4926393B2 (en) | Storage cell package structure | |
KR101792751B1 (en) | Battery module | |
JP2009231126A (en) | Battery pack | |
KR20130105596A (en) | Power storage module | |
JP2005142148A (en) | Battery module and battery pack | |
KR20080025436A (en) | Pouch-typed secondary battery with improved safety | |
US20170084885A1 (en) | Energy storage apparatus | |
KR20140024502A (en) | Battery module having assembly coupling structure | |
KR20240000436A (en) | Battery module and battery pack including the same | |
WO2012131803A1 (en) | Battery pack | |
EP3671946B1 (en) | Battery module having improved cooling structure | |
KR102207296B1 (en) | Pouch-typed Battery Cell Comprising Shape-keeping Member | |
WO2018155081A1 (en) | Battery module | |
JP2023509688A (en) | BATTERY MODULE, BATTERY PACK INCLUDING THE SAME AND MANUFACTURING METHOD THEREOF |