JP2007220544A - 電池と組電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】 冷却効率のよいコンパクトな電池を提供すること。
【解決手段】 組電池10は、4つの電池20,40,60,80を有する。電池20は、電極体22とケース33を有する。ケース33は、一対の絶縁シート30,32を有するとともに、両絶縁シート30,32が周縁の所定領域で密着することによって形成されている。ケース33には、フランジ部34,36が形成されている。各フランジ部34,36は、絶縁シート30が反絶縁シート32側に折れ曲がっている部分と、絶縁シート32が反絶縁シート30側に折れ曲がっている部分を有する。
【選択図】 図1
【解決手段】 組電池10は、4つの電池20,40,60,80を有する。電池20は、電極体22とケース33を有する。ケース33は、一対の絶縁シート30,32を有するとともに、両絶縁シート30,32が周縁の所定領域で密着することによって形成されている。ケース33には、フランジ部34,36が形成されている。各フランジ部34,36は、絶縁シート30が反絶縁シート32側に折れ曲がっている部分と、絶縁シート32が反絶縁シート30側に折れ曲がっている部分を有する。
【選択図】 図1
Description
本発明は電池に関する。また本発明は、その電池を複数備える組電池にも関する。なお、本明細書の電池という用語は、化学反応を利用して電力を供給する狭義の電池のみならず、キャパシタやコンデンサ等のように蓄電しておいた電力を供給するデバイスも包含する概念である。
正極と負極を有する電極体と、その電極体を収容しているケースを備える電池が広く知られている。また、表面側絶縁シートと裏面側絶縁シートを利用してケースを形成することが知られている。このケースは、両絶縁シートの間に電極体を挟んだ状態で、両絶縁シートの周縁を密着することによって形成される。
電池は充電と放電の際に放熱する。電池を冷却する必要がある。下記の特許文献1には、表面側絶縁シート及び裏面側絶縁シートの面積を大きくし、両絶縁シートの密着領域の面積を大きく確保することが開示されている。この技術では、ケースが大きい表面積を有するために、電池を効率よく冷却することができる。
特開2004−71179号公報
電池は充電と放電の際に放熱する。電池を冷却する必要がある。下記の特許文献1には、表面側絶縁シート及び裏面側絶縁シートの面積を大きくし、両絶縁シートの密着領域の面積を大きく確保することが開示されている。この技術では、ケースが大きい表面積を有するために、電池を効率よく冷却することができる。
上記した従来技術では、電池を効率よく冷却することができる。しかしながら、両絶縁シートの面積を大きくすると、両絶縁シートが広がる方向にケースが大型化する。
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、冷却効率のよいコンパクトな電池を提供することを目的とする。
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、冷却効率のよいコンパクトな電池を提供することを目的とする。
本発明の電池は、正極と負極を有する電極体と、電極体を収容しているケースを備える。このケースは、表面側絶縁シートと裏面側絶縁シートを有するとともに、表面側絶縁シートと裏面側絶縁シートが周縁の所定領域で密着することによって形成されている。ケースには、上記の所定領域より外側の領域の少なくとも一部にフランジ部が形成されている。そして、フランジ部は、表面側絶縁シートが反裏面側絶縁シート側に折れ曲がっている第1部分と、裏面側絶縁シートが反表面側絶縁シート側に折れ曲がっている第2部分を有する。
この電池は、両絶縁シートの周縁が折れ曲がっているために、ケースの表面積を大きく確保しつつ、両絶縁シートが広がる方向にケースが大型化することを抑制することができる。この技術を利用すると、冷却効率のよいコンパクトな電池を実現することができる。
本発明の電池のフランジ部は、表面側絶縁シートが反裏面側絶縁シート側に折れ曲がっているとともに、裏面側絶縁シートが反表面側絶縁シート側に折れ曲がっている。表面側絶縁シートと裏面側絶縁シートを同じ方向に折り曲げることによってフランジ部を形成しても、両絶縁シートが広がる方向にケースが大型化することを抑制することができる。しかしながら、この場合、ケースの周縁を折り曲げない場合と比べて、ケースの表面積が変わらない。一方において、本発明の電池では、各絶縁シートが反対側に折り曲げられた部分(フランジ部)の表裏両面がケースの表面になる。このために、両絶縁シートが同じ方向に折り曲げられたものよりも、表面積を大きくすることができる。
本発明の電池は、同じ条件下におかれた場合に、両絶縁シートが同じ方向に折り曲げられたものよりも効果的に冷却することができる。例えば、電池を収容する全体ケースを設けて、全体ケースの内面にフランジ部を密着させる構造を採用することができる。この場合、両絶縁シートが同じ方向に折り曲げられたフランジ部を有する電池は、フランジ部の一方の絶縁シートの表面が全体ケース内面に密着する。全体ケースが熱伝導性の低いもので構成される場合、同じ方向に曲げられたフランジ部の全体ケースに密着する表面を冷却させることができない。即ち、フランジ部において、全体ケースに接しない側の表面のみが冷却可能である。一方において、本発明の電池では、フランジ部の第1部分の表面と第2部分の表面の双方が全体ケース内面に密着したとしても、第1部分の裏面と第2部分の裏面を冷却することができる。このために、両絶縁シートを同じ方向に折り曲げたものよりも効果的に冷却することができる。
この電池は、両絶縁シートの周縁が折れ曲がっているために、ケースの表面積を大きく確保しつつ、両絶縁シートが広がる方向にケースが大型化することを抑制することができる。この技術を利用すると、冷却効率のよいコンパクトな電池を実現することができる。
本発明の電池のフランジ部は、表面側絶縁シートが反裏面側絶縁シート側に折れ曲がっているとともに、裏面側絶縁シートが反表面側絶縁シート側に折れ曲がっている。表面側絶縁シートと裏面側絶縁シートを同じ方向に折り曲げることによってフランジ部を形成しても、両絶縁シートが広がる方向にケースが大型化することを抑制することができる。しかしながら、この場合、ケースの周縁を折り曲げない場合と比べて、ケースの表面積が変わらない。一方において、本発明の電池では、各絶縁シートが反対側に折り曲げられた部分(フランジ部)の表裏両面がケースの表面になる。このために、両絶縁シートが同じ方向に折り曲げられたものよりも、表面積を大きくすることができる。
本発明の電池は、同じ条件下におかれた場合に、両絶縁シートが同じ方向に折り曲げられたものよりも効果的に冷却することができる。例えば、電池を収容する全体ケースを設けて、全体ケースの内面にフランジ部を密着させる構造を採用することができる。この場合、両絶縁シートが同じ方向に折り曲げられたフランジ部を有する電池は、フランジ部の一方の絶縁シートの表面が全体ケース内面に密着する。全体ケースが熱伝導性の低いもので構成される場合、同じ方向に曲げられたフランジ部の全体ケースに密着する表面を冷却させることができない。即ち、フランジ部において、全体ケースに接しない側の表面のみが冷却可能である。一方において、本発明の電池では、フランジ部の第1部分の表面と第2部分の表面の双方が全体ケース内面に密着したとしても、第1部分の裏面と第2部分の裏面を冷却することができる。このために、両絶縁シートを同じ方向に折り曲げたものよりも効果的に冷却することができる。
フランジ部は、第1部分より外側の領域において表面側絶縁シートが電極体側にさらに折れ曲がっている第3部分を有していてもよい。また、フランジ部は、第2部分より外側の領域において裏面側絶縁シートが電極体側にさらに折れ曲がっている第4部分を有していてもよい。
この構成によると、ケースの表面積をより大きく確保することができる。より効果的に電池を冷却することができる。しかも、第3部分と第4部分が電極体側に折れ曲がっているために、両絶縁シートが広がる方向にケースが大型化しない。
この構成によると、ケースの表面積をより大きく確保することができる。より効果的に電池を冷却することができる。しかも、第3部分と第4部分が電極体側に折れ曲がっているために、両絶縁シートが広がる方向にケースが大型化しない。
本発明では、上記した電池を複数備えるとともに各電池が電気的に接続されている組電池も提供する。
組電池の場合、一方の電池と他方の電池の間に冷却風を送ることがある。一方の電池のフランジ部と他方の電池のフランジ部の間に隙間があってその隙間が開かれていると、その隙間から冷却風が漏れてしまう。従って、隣接する2つの電池は、一方の電池の第3部分又は第4部分と、他方の電池の第3部分又は第4部分が密着していることが好ましい。
この構成によると、冷却風が漏れないために、各電池のフランジ部を効率よく冷却することができる。
組電池の場合、一方の電池と他方の電池の間に冷却風を送ることがある。一方の電池のフランジ部と他方の電池のフランジ部の間に隙間があってその隙間が開かれていると、その隙間から冷却風が漏れてしまう。従って、隣接する2つの電池は、一方の電池の第3部分又は第4部分と、他方の電池の第3部分又は第4部分が密着していることが好ましい。
この構成によると、冷却風が漏れないために、各電池のフランジ部を効率よく冷却することができる。
一方の電池のフランジ部と他方の電池のフランジ部の間に開かれた隙間ができないような組電池を構成することもできる。即ち、各電池の第1部分及び第2部分の反電極体側の面に密着している密着部材を付加してもよい。
この構成は、一方の電池のフランジ部と他方の電池のフランジ部が接触していない場合に特に効果的である。しかしながら、この構成は、一方の電池のフランジ部と他方の電池のフランジ部が接触している構成にも採用することができる。
この構成は、一方の電池のフランジ部と他方の電池のフランジ部が接触していない場合に特に効果的である。しかしながら、この構成は、一方の電池のフランジ部と他方の電池のフランジ部が接触している構成にも採用することができる。
上記の組電池において、密着部材の電池に対する密着面と、電池の密着部材に対する密着面が、同じ樹脂によって構成されることが好ましい。
この構成によると、密着部材の電池に対する密着面と各電池の密着部材に対する密着面を加熱したときに、両者が同じ温度で溶けて同じ温度で固化するために、両者をうまく熱溶着させることができる。
この構成によると、密着部材の電池に対する密着面と各電池の密着部材に対する密着面を加熱したときに、両者が同じ温度で溶けて同じ温度で固化するために、両者をうまく熱溶着させることができる。
上記の組電池において、各電池は、電極体の正極に接続されている正極端子と、電極体の負極に接続されている負極端子を有していてもよい。また、密着部材は、貫通孔群を有していてもよい。また、各電池の正極端子と負極端子は、各電池の第1部分と第2部分の間からケース外に伸びているとともに、上記した貫通孔群を利用して密着部材を貫通していてもよい。
この構成によると、各電池の正負極端子を密着部材の貫通孔群に通すことによって、各電池を位置決めすることができる。各電池を容易に位置決めすることができる。
この構成によると、各電池の正負極端子を密着部材の貫通孔群に通すことによって、各電池を位置決めすることができる。各電池を容易に位置決めすることができる。
最初に、下記の実施例に記載の技術の主要な特徴を列挙する。
(形態1)電極体は、正極シートと負極シートがセパレータを介して巻回された構造を有する。
(形態2)表面側絶縁シートと裏面側絶縁シートは、ほぼ同じ大きさの四角形状を有する。ケースは、第1フランジ部と第2フランジ部を有する。第1フランジ部は、表面側絶縁シートの1つの辺に沿った周縁を折り曲げるとともに、表面側絶縁シートの1つの辺に沿った周縁を折り曲げることによって形成されている。第2フランジ部は、第1フランジ部に対向する辺(対向辺と呼ぶ)に沿って形成されている。第2フランジ部は、表面側絶縁シートの対向辺に沿った周縁を折り曲げるとともに、表面側絶縁シートの対向辺に沿った周縁を折り曲げることによって形成されている。
第1フランジ部は第1部分と第2部分を有し、第2フランジ部も第1部分と第2部分を有する。
(形態3)各絶縁シートは、第1の絶縁樹脂層と、第2の絶縁樹脂層と、第1の絶縁樹脂層と第2の絶縁樹脂層の間に配置されている金属層を有する。第1の絶縁樹脂層と第2の絶縁樹脂層は、同じ樹脂で構成されてもよいし、異なる樹脂で構成されてもよい。表面側絶縁シートの第1の絶縁樹脂層と裏面側絶縁シートの第1の絶縁樹脂層が熱溶着されることによって、ケースが形成される。
(形態1)電極体は、正極シートと負極シートがセパレータを介して巻回された構造を有する。
(形態2)表面側絶縁シートと裏面側絶縁シートは、ほぼ同じ大きさの四角形状を有する。ケースは、第1フランジ部と第2フランジ部を有する。第1フランジ部は、表面側絶縁シートの1つの辺に沿った周縁を折り曲げるとともに、表面側絶縁シートの1つの辺に沿った周縁を折り曲げることによって形成されている。第2フランジ部は、第1フランジ部に対向する辺(対向辺と呼ぶ)に沿って形成されている。第2フランジ部は、表面側絶縁シートの対向辺に沿った周縁を折り曲げるとともに、表面側絶縁シートの対向辺に沿った周縁を折り曲げることによって形成されている。
第1フランジ部は第1部分と第2部分を有し、第2フランジ部も第1部分と第2部分を有する。
(形態3)各絶縁シートは、第1の絶縁樹脂層と、第2の絶縁樹脂層と、第1の絶縁樹脂層と第2の絶縁樹脂層の間に配置されている金属層を有する。第1の絶縁樹脂層と第2の絶縁樹脂層は、同じ樹脂で構成されてもよいし、異なる樹脂で構成されてもよい。表面側絶縁シートの第1の絶縁樹脂層と裏面側絶縁シートの第1の絶縁樹脂層が熱溶着されることによって、ケースが形成される。
(形態4)組電池は、各電池の第1フランジ部に密着する第1密着部材と、各電池の第2フランジ部に密着する第2密着部材を有する。
(形態5)各電池の正極端子と負極端子は、第1フランジ部からケース外に伸びている。第1密着部材には貫通孔群が形成されている。第2密着部材には貫通孔群が形成されていない。各電池の正極端子と負極端子は、貫通孔群を利用して第1密着部材を貫通している。隣り合う2つの電池は、第1密着部材よりも反電池群側の空間において、電気的に接続されている。一方の電池の正極端子又は負極端子は、他方の電池の負極端子又は正極端子に接続されている。この組電池は、電気的に直列に接続されている。
(形態6)隣り合う2つの電池は、それぞれのケースの電極体収容領域において接触している。即ち、一方の電池の電極体収容領域と他方の電池の電極体収容領域の間に隙間が設けられていない。このように構成すると、組電池の幅(電池群が並んでいる方向の長さ)を短くすることができる。コンパクトな組電池を提供することができる。
(形態5)各電池の正極端子と負極端子は、第1フランジ部からケース外に伸びている。第1密着部材には貫通孔群が形成されている。第2密着部材には貫通孔群が形成されていない。各電池の正極端子と負極端子は、貫通孔群を利用して第1密着部材を貫通している。隣り合う2つの電池は、第1密着部材よりも反電池群側の空間において、電気的に接続されている。一方の電池の正極端子又は負極端子は、他方の電池の負極端子又は正極端子に接続されている。この組電池は、電気的に直列に接続されている。
(形態6)隣り合う2つの電池は、それぞれのケースの電極体収容領域において接触している。即ち、一方の電池の電極体収容領域と他方の電池の電極体収容領域の間に隙間が設けられていない。このように構成すると、組電池の幅(電池群が並んでいる方向の長さ)を短くすることができる。コンパクトな組電池を提供することができる。
(第1実施例)
図面を参照して本発明の実施例を説明する。図1は、本実施例の組電池10の正面図を示す。
組電池10は、4つの電池20,40,60,80と2つの密着部材100,102を有する。各電池20〜80は二次電池である。まず、電池20の構成を説明する。電池20は、電極体22(図1では見えないが図2に示されている)と、それを収容しているケース33等を有する。電池20は、図1の上下方向及び紙面垂直方向に広がりを持つ扁平形状を有している。ケース33は、一対の絶縁シート30,32を有する。ケース33は、一対の絶縁シート30,32を周縁で熱溶着することによって形成されている。
図2は、絶縁シート30,32を熱溶着する前の電池20の斜視図を示す。電極体22を、右側領域22aと左側領域22bと中央領域22cに分けることができる。中央領域22cでは、正極シートと負極シートがセパレータを介して巻回されている。中央領域22cの正極シートは正極活物質を含んでいる。中央領域22cの負極シートは負極活物質を含んでいる。右側領域22aでは、正極シートのみが巻回されている。正極シートのみが巻回されている領域22aでは、正極シートに正極活物質が塗布されていない。左側領域22bでは、負極シートのみが巻回されている。負極シートのみが巻回されている領域22bでは、負極シートに負極活物質が塗布されていない。以下では、電極体22の右側領域の符号22aを正極シートの符号として利用するとともに、左側領域の符号22bを負極シートの符号として利用する。
正極シート22aは、正極端子24aに電気的に接続されている。符号26aは、正極シート22aと正極端子24aを接合する接合部である。負極シート22bは、負極端子24bに電気的に接続されている。符号26bは、負極シート22bと負極端子24bを接合する接合部である。正極端子24aと負極端子24bは、絶縁シート30を越えて上方に伸びている。正極端子24aと負極端子24bは、絶縁シート30,32が熱溶着された状態では、ケース33を越えて外方に突出している。図1では、正極端子24aと負極端子24bを図示省略している。
図面を参照して本発明の実施例を説明する。図1は、本実施例の組電池10の正面図を示す。
組電池10は、4つの電池20,40,60,80と2つの密着部材100,102を有する。各電池20〜80は二次電池である。まず、電池20の構成を説明する。電池20は、電極体22(図1では見えないが図2に示されている)と、それを収容しているケース33等を有する。電池20は、図1の上下方向及び紙面垂直方向に広がりを持つ扁平形状を有している。ケース33は、一対の絶縁シート30,32を有する。ケース33は、一対の絶縁シート30,32を周縁で熱溶着することによって形成されている。
図2は、絶縁シート30,32を熱溶着する前の電池20の斜視図を示す。電極体22を、右側領域22aと左側領域22bと中央領域22cに分けることができる。中央領域22cでは、正極シートと負極シートがセパレータを介して巻回されている。中央領域22cの正極シートは正極活物質を含んでいる。中央領域22cの負極シートは負極活物質を含んでいる。右側領域22aでは、正極シートのみが巻回されている。正極シートのみが巻回されている領域22aでは、正極シートに正極活物質が塗布されていない。左側領域22bでは、負極シートのみが巻回されている。負極シートのみが巻回されている領域22bでは、負極シートに負極活物質が塗布されていない。以下では、電極体22の右側領域の符号22aを正極シートの符号として利用するとともに、左側領域の符号22bを負極シートの符号として利用する。
正極シート22aは、正極端子24aに電気的に接続されている。符号26aは、正極シート22aと正極端子24aを接合する接合部である。負極シート22bは、負極端子24bに電気的に接続されている。符号26bは、負極シート22bと負極端子24bを接合する接合部である。正極端子24aと負極端子24bは、絶縁シート30を越えて上方に伸びている。正極端子24aと負極端子24bは、絶縁シート30,32が熱溶着された状態では、ケース33を越えて外方に突出している。図1では、正極端子24aと負極端子24bを図示省略している。
ケース33は、一対の絶縁シート30,32によって構成されている。絶縁シート30と絶縁シート32は同じ構成を有する。各絶縁シート30,32の構成は後で詳しく説明する。ここでは、各絶縁シート30,32の構成を簡単に説明しておく。各絶縁シート30,32は、金属層の表裏両面を絶縁樹脂層でコーティングすることによって構成される。金属層が設けられているが、絶縁シート30,32の表面は絶縁樹脂層によって電気的に絶縁されている。金属層を設けることによって、絶縁シート30,32を水分が通過することを防止することができる。
ケース33は、次のようにして形成される。図2に示すように、電極体22と正負極端子24a,24bを一対の絶縁シート30,32で挟み込む。絶縁シート30の上側の破線より上方の領域は、反絶縁シート32側に折り曲げられる。また絶縁シート30の下側の破線より下方の領域も、反絶縁シート32側に折り曲げられる。絶縁シート32の上側の破線より上方の領域は、反絶縁シート30側に折り曲げられる。また絶縁シート32の下側の破線より下方の領域も、反絶縁シート30側に折り曲げられる。この状態で絶縁シート30,32を重ね合わせて、絶縁シート30,32を加熱する。これにより、絶縁シート30の上側周縁30aと絶縁シート32の上側周縁32aが熱溶着するとともに、絶縁シート30の下側周縁30bと絶縁シート32の下側周縁32bが熱溶着する。この際、絶縁シート30,32の折り曲げられた領域は溶着しない。絶縁シート30,32の電極体収容領域も溶着しない。また、絶縁シート30の右側周縁30cと絶縁シート32の右側周縁32cが熱溶着するとともに、絶縁シート30の左側周縁30dと絶縁シート32の左側周縁32dが熱溶着する。絶縁シート30,32の周縁30a,32a等が熱溶着することによって、ケース33が形成される。
ケース33は、次のようにして形成される。図2に示すように、電極体22と正負極端子24a,24bを一対の絶縁シート30,32で挟み込む。絶縁シート30の上側の破線より上方の領域は、反絶縁シート32側に折り曲げられる。また絶縁シート30の下側の破線より下方の領域も、反絶縁シート32側に折り曲げられる。絶縁シート32の上側の破線より上方の領域は、反絶縁シート30側に折り曲げられる。また絶縁シート32の下側の破線より下方の領域も、反絶縁シート30側に折り曲げられる。この状態で絶縁シート30,32を重ね合わせて、絶縁シート30,32を加熱する。これにより、絶縁シート30の上側周縁30aと絶縁シート32の上側周縁32aが熱溶着するとともに、絶縁シート30の下側周縁30bと絶縁シート32の下側周縁32bが熱溶着する。この際、絶縁シート30,32の折り曲げられた領域は溶着しない。絶縁シート30,32の電極体収容領域も溶着しない。また、絶縁シート30の右側周縁30cと絶縁シート32の右側周縁32cが熱溶着するとともに、絶縁シート30の左側周縁30dと絶縁シート32の左側周縁32dが熱溶着する。絶縁シート30,32の周縁30a,32a等が熱溶着することによって、ケース33が形成される。
上記したように、ケース33は、各絶縁シート30,32の上側周縁30a,32aが折り曲げられている。また、各絶縁シート30,32の下側周縁30b,32bも折り曲げられている。この様子は、図1によく示されている。絶縁シート30の上側の折り曲げられた部分30eは、両絶縁シート30,32の溶着面(図1の上下方向と紙面垂直方向に広がりを持つ面)に対して反絶縁シート32側にほぼ直角に伸びている。また、絶縁シート32の上側の折り曲げられた部分32eは、溶着面に対して反絶縁シート30側にほぼ直角に伸びている。ケース33には、絶縁シート30の部分30eと絶縁シート32の部分32eによって、第1フランジ部34が形成されている。正極端子24aと負極端子24b(図2参照)は、第1フランジ部34の部分30eと部分32eの間からケース33の外部に突出している。図1では正極端子24aと負極端子24bを図示省略しているが、この様子は図2を見ると理解できる。
また、絶縁シート30の下側の折り曲げられた部分30fは、溶着面に対して反絶縁シート32側にほぼ直角に伸びている。また、絶縁シート32の下側の折り曲げられた部分32fは、溶着面に対して反絶縁シート30側にほぼ直角に伸びている。ケース33には、絶縁シート30の部分30fと絶縁シート32の部分32fによって、第2フランジ部36が形成されている。
ケース33の電極体収容領域から第1フランジ部34までの距離Aと、電極体収容領域から第2フランジ部36までの距離Bは等しい。また、各部分30e,32e,30f,32fの左右方向の長さは等しい。ケース33は、図1の上下に対称に構成されている。
また、絶縁シート30の下側の折り曲げられた部分30fは、溶着面に対して反絶縁シート32側にほぼ直角に伸びている。また、絶縁シート32の下側の折り曲げられた部分32fは、溶着面に対して反絶縁シート30側にほぼ直角に伸びている。ケース33には、絶縁シート30の部分30fと絶縁シート32の部分32fによって、第2フランジ部36が形成されている。
ケース33の電極体収容領域から第1フランジ部34までの距離Aと、電極体収容領域から第2フランジ部36までの距離Bは等しい。また、各部分30e,32e,30f,32fの左右方向の長さは等しい。ケース33は、図1の上下に対称に構成されている。
電池20の構成について説明した。他の電池40,60,80も電池20と同じ構成を有する。即ち、図1に示されるように、各電池40,60,80は、電極体(図示省略)とケース53,73,93を有する。電池40のケース53は、一対の絶縁シート50,52によって形成されている。ケース53には、第1フランジ部54と第2フランジ部56が形成されている。電池60のケース73は、一対の絶縁シート70,72によって形成されている。ケース73には、第1フランジ部74と第2フランジ部76が形成されている。電池80のケース93は、一対の絶縁シート90,92によって形成されている。ケース93には、第1フランジ部94と第2フランジ部96が形成されている。
4つの電池20〜80は、図1の左右方向に並んで配置されている。隣り合う2つの電池(例えば20と40)は、それぞれの電極体収容領域が接触している。隣り合う2つの電池(例えば20と40)のフランジ部(例えば34と54)は接触していない。
4つの電池20〜80は、図1の左右方向に並んで配置されている。隣り合う2つの電池(例えば20と40)は、それぞれの電極体収容領域が接触している。隣り合う2つの電池(例えば20と40)のフランジ部(例えば34と54)は接触していない。
上側密着部材100は板状の部材である。上側密着部材100は、各電池20〜80の第1フランジ部34,54,74,94に接触している。上側密着部材100は、絶縁樹脂によって構成されている。後で詳しく説明するが、上側密着部材100と各第1フランジ部34,54,74,94は熱溶着されている。下側密着部材102も板状の部材である。下側密着部材102は、各電池20〜80の第2フランジ部36,56,76,96に接触している。下側密着部材102は、上側密着部材102と同じ絶縁樹脂によって構成されている。下側密着部材102と各第2フランジ部36,56,76,96は熱溶着されている。
図3は、組電池10の斜視図を示す。上側密着部材100には、8つの貫通孔100a〜100hが形成されている。各貫通孔100a〜100hは、上側密着部材100の短辺方向(図1の紙面垂直方向)に伸びる長孔である。貫通孔100a,100c,100e,100gは等間隔に並んでいる。貫通孔100b,100d,100f,100hも等間隔に並んでいる。
下側密着部材102には貫通孔が設けられていない。上側密着部材100と下側密着部材102の間に4つの電池20〜80が配置されている。なお、本実施例では図示省略しているが、組電池10は、電池20〜80を収容するケーシングを有していてもよい。この場合、上側密着部材100をケーシングの上面として採用し、下側密着部材102をケーシングの下面として採用してもよい。一方において、上側密着部材100と下側密着部材102を含む組電池10の全体を収容するケーシングを採用してもよい。
図3は、組電池10の斜視図を示す。上側密着部材100には、8つの貫通孔100a〜100hが形成されている。各貫通孔100a〜100hは、上側密着部材100の短辺方向(図1の紙面垂直方向)に伸びる長孔である。貫通孔100a,100c,100e,100gは等間隔に並んでいる。貫通孔100b,100d,100f,100hも等間隔に並んでいる。
下側密着部材102には貫通孔が設けられていない。上側密着部材100と下側密着部材102の間に4つの電池20〜80が配置されている。なお、本実施例では図示省略しているが、組電池10は、電池20〜80を収容するケーシングを有していてもよい。この場合、上側密着部材100をケーシングの上面として採用し、下側密着部材102をケーシングの下面として採用してもよい。一方において、上側密着部材100と下側密着部材102を含む組電池10の全体を収容するケーシングを採用してもよい。
電池20の負極端子24bは、貫通孔100aを介して上側密着部材100を貫通している。また電池20の正極端子24aは、貫通孔100bを介して上側密着部材100を貫通している。電池40の正極端子44aは貫通孔100cを貫通しており、負極端子44bは貫通孔100dを貫通している。電池60の負極端子64bは貫通孔100eを貫通しており、正極端子64aは貫通孔100fを貫通している。電池80の正極端子84aは貫通孔100gを貫通しており、負極端子84bは貫通孔100hを貫通している。
電池20の負極端子24bと電池40の正極端子44aが接続されている。同様に、電池40の負極端子44bと電池60の正極端子64aが接続されているとともに、電池60の負極端子64bと電池80の正極端子84aが接続されている。各電池20〜80は、電気的に直列に接続されている。
電池20の負極端子24bと電池40の正極端子44aが接続されている。同様に、電池40の負極端子44bと電池60の正極端子64aが接続されているとともに、電池60の負極端子64bと電池80の正極端子84aが接続されている。各電池20〜80は、電気的に直列に接続されている。
組電池10の構成について簡単に説明した。続いて、絶縁シート30,32の詳しい構成を説明する。図4は、図1の領域IVの断面図(図3のIV−IV線断面図)を示す。この図に示されるように、絶縁シート30は三層構造を有する。符号120aは、ポリプロピレン層(PP層)である。符号120bは、アルミニウム等の金属層である。符号120cは、ポリエチレンナフタレート層(PEN層)である。同様に、絶縁シート32も、PP層122aと金属層122bとPEN層122cを有する。上側密着部材100は、ポリプロピレン(PP)によって構成されている。図1や図3に示される下側密着部材102もポリプロピレンによって構成されている。
絶縁シート30のPP層120aと絶縁シート32のPP層122aが熱溶着している。また、絶縁シート30のPP層120aと上側密着部材100が熱溶着している。絶縁シート32のPP層122aと上側密着部材100が熱溶着している。同様に、電池20の第2フランジ部36も、下側密着部材102に熱溶着している。
上記の電池20の場合と同様に、他の電池40,60,80も、上側密着部材100と下側密着部材102に熱溶着されている。
各電池20〜80の絶縁シート(例えば30,32)を加熱して溶着させる工程と、各第1フランジ部34,54,74,94と上側密着部材100を加熱して溶着させる工程と、各第2フランジ部36,56,76,96と下側密着部材102を加熱して溶着させる工程は、同時に実行される。
絶縁シート30のPP層120aと絶縁シート32のPP層122aが熱溶着している。また、絶縁シート30のPP層120aと上側密着部材100が熱溶着している。絶縁シート32のPP層122aと上側密着部材100が熱溶着している。同様に、電池20の第2フランジ部36も、下側密着部材102に熱溶着している。
上記の電池20の場合と同様に、他の電池40,60,80も、上側密着部材100と下側密着部材102に熱溶着されている。
各電池20〜80の絶縁シート(例えば30,32)を加熱して溶着させる工程と、各第1フランジ部34,54,74,94と上側密着部材100を加熱して溶着させる工程と、各第2フランジ部36,56,76,96と下側密着部材102を加熱して溶着させる工程は、同時に実行される。
本実施例の組電池20によると、各ケース33等にフランジ部34,36等が設けられている。このために、ケース33等の表面積を大きく確保することができる。各電池20〜80の冷却効率がよい。冷却効率がよいために、各電池20〜80を接触させて配置することができる。このために、組電池10の幅(図1の左右方向の長さ)を短くすることができる。しかも、本実施例の電池20〜80によると、折り曲げられているために、図1の上下方向に各ケース33等が長くなることを抑制することができる。コンパクトな組電池10を実現することができる。
本実施例では、密着部材100,102を設けている。このために、隣り合う2つの電池(例えば20と40)の各フランジ部の間(例えば34と54の間や36と56の間)に冷却風を送った場合に、各フランジ部の間から冷却風が漏れることを防止することができる。この構成によると、電池20〜80をより効率的に冷却することができる。
また、絶縁シート30のPP層120aと、絶縁シート32のPP層122aと、上側密着部材100(下側密着部材102)が同じ樹脂である。各部材120a,122a,100(102)は、同じ温度で溶着する。このために、各部材120a,122a,100(102)がうまく熱溶着する。PPが溶解する温度は、PENが溶解する温度より低い。このために、PPのみを溶解させることができる。
本実施例では、上側密着部材100に貫通孔100a〜100hを設けている。各正負極端子24a,24b等を貫通孔100a〜100hに通すことによって、熱溶着させる前の各電池20〜80を位置決めすることができる。各電池20〜80の位置決めを容易に行なうことができる。本実施例では、製造しやすい組電池10を実現している。
本実施例では、密着部材100,102を設けている。このために、隣り合う2つの電池(例えば20と40)の各フランジ部の間(例えば34と54の間や36と56の間)に冷却風を送った場合に、各フランジ部の間から冷却風が漏れることを防止することができる。この構成によると、電池20〜80をより効率的に冷却することができる。
また、絶縁シート30のPP層120aと、絶縁シート32のPP層122aと、上側密着部材100(下側密着部材102)が同じ樹脂である。各部材120a,122a,100(102)は、同じ温度で溶着する。このために、各部材120a,122a,100(102)がうまく熱溶着する。PPが溶解する温度は、PENが溶解する温度より低い。このために、PPのみを溶解させることができる。
本実施例では、上側密着部材100に貫通孔100a〜100hを設けている。各正負極端子24a,24b等を貫通孔100a〜100hに通すことによって、熱溶着させる前の各電池20〜80を位置決めすることができる。各電池20〜80の位置決めを容易に行なうことができる。本実施例では、製造しやすい組電池10を実現している。
(第2実施例)
ここでは、第1実施例と異なる部分を中心に説明する。図5は、第2実施例の組電池210の正面図を示す。組電池210は、4つの電池220,240,260,280を有する。
電池220のケース233は、一対の絶縁シート230,232を熱溶着することによって形成されている。電池220の第1フランジ部234と第2フランジ部236は、第1実施例の構成と若干異なる。
第1フランジ部234は、4つの部分230a,230b,232a,232bによって構成されている。部分230aは、絶縁シート230が反絶縁シート232側に折り曲げられた部分である。部分230bは、絶縁シート230が部分230aの先端(図5の左端)から電極体側(図5の下側)にさらに折り曲げられた部分である。部分232aは、絶縁シート232が反絶縁シート230側に折り曲げられた部分である。部分232bは、絶縁シート232が部分232aの先端(図5の右端)から電極体側にさらに折り曲げられた部分である。
第2フランジ部236も、第1フランジ部234と同様に4つの部分230c,230d,232c,232dによって構成されている。第1フランジ部234と第2フランジ部236は上下対称に構成されている。
他の電池240,260,280も、電池220と同様の構成を有する。即ち、各第1フランジ部254,274,294は、電池220の第1フランジ部234と同じ構成を有する。各第2フランジ部256,276,296は、電池220の第2フランジ部236と同じ構成を有する。
ここでは、第1実施例と異なる部分を中心に説明する。図5は、第2実施例の組電池210の正面図を示す。組電池210は、4つの電池220,240,260,280を有する。
電池220のケース233は、一対の絶縁シート230,232を熱溶着することによって形成されている。電池220の第1フランジ部234と第2フランジ部236は、第1実施例の構成と若干異なる。
第1フランジ部234は、4つの部分230a,230b,232a,232bによって構成されている。部分230aは、絶縁シート230が反絶縁シート232側に折り曲げられた部分である。部分230bは、絶縁シート230が部分230aの先端(図5の左端)から電極体側(図5の下側)にさらに折り曲げられた部分である。部分232aは、絶縁シート232が反絶縁シート230側に折り曲げられた部分である。部分232bは、絶縁シート232が部分232aの先端(図5の右端)から電極体側にさらに折り曲げられた部分である。
第2フランジ部236も、第1フランジ部234と同様に4つの部分230c,230d,232c,232dによって構成されている。第1フランジ部234と第2フランジ部236は上下対称に構成されている。
他の電池240,260,280も、電池220と同様の構成を有する。即ち、各第1フランジ部254,274,294は、電池220の第1フランジ部234と同じ構成を有する。各第2フランジ部256,276,296は、電池220の第2フランジ部236と同じ構成を有する。
電池220の第1フランジ部234と電池240の第1フランジ部254は熱溶着している。図6を参照にして、この様子を説明する。図6は、第1フランジ部234と第1フランジ部254の断面図を示す。
電池220の絶縁シート230は、PP層320aと金属層320bとPEN層320cを有する。絶縁シート232も、PP層322aと金属層322bとPEN層322cを有する。また、電池220に隣り合う電池240の両絶縁シート250,252も同様に三層構造を有する。即ち、絶縁シート250は、PP層340aと金属層340bとPEN層340cを有する。また、絶縁シート252は、PP層342aと金属層342bとPEN層342cを有する。
電池220の絶縁シート232の「電極体側に折れ曲がっている部分(図1の符号232b)」と、電池240の絶縁シート250の「電極体側に折れ曲がっている部分」は、熱溶着している。これと同様に、電池220の第2フランジ部236(図1参照)と電池240の第2フランジ部256が熱溶着している。また、電池240と電池260も熱溶着しているとともに、電池260と電池280も熱溶着している。
本実施例の構成を採用すると、電池220〜280の表面積をより大きくすることができる。また、各フランジ部(例えば234と254)が熱溶着しているために、第1実施例の密着部材100,102がなくても、各フランジ部の間(例えば234と254の間)から冷却風が漏れることがない。本実施例の組電池210は、冷却効率が非常に優れている。
なお、本実施例では各フランジ部が熱溶着しているが、第1実施例のように密着部材100,102を設けてもよい。この場合、各電池220〜280を容易に位置決めすることができるという効果を得ることができる。
電池220の絶縁シート230は、PP層320aと金属層320bとPEN層320cを有する。絶縁シート232も、PP層322aと金属層322bとPEN層322cを有する。また、電池220に隣り合う電池240の両絶縁シート250,252も同様に三層構造を有する。即ち、絶縁シート250は、PP層340aと金属層340bとPEN層340cを有する。また、絶縁シート252は、PP層342aと金属層342bとPEN層342cを有する。
電池220の絶縁シート232の「電極体側に折れ曲がっている部分(図1の符号232b)」と、電池240の絶縁シート250の「電極体側に折れ曲がっている部分」は、熱溶着している。これと同様に、電池220の第2フランジ部236(図1参照)と電池240の第2フランジ部256が熱溶着している。また、電池240と電池260も熱溶着しているとともに、電池260と電池280も熱溶着している。
本実施例の構成を採用すると、電池220〜280の表面積をより大きくすることができる。また、各フランジ部(例えば234と254)が熱溶着しているために、第1実施例の密着部材100,102がなくても、各フランジ部の間(例えば234と254の間)から冷却風が漏れることがない。本実施例の組電池210は、冷却効率が非常に優れている。
なお、本実施例では各フランジ部が熱溶着しているが、第1実施例のように密着部材100,102を設けてもよい。この場合、各電池220〜280を容易に位置決めすることができるという効果を得ることができる。
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
(1)上記の実施例では、1つのケース(例えば33)を構成するのに2枚の絶縁シート(例えば30,32)を利用している。しかしながら、1枚の絶縁シートを折り返すことによって一対の絶縁シートを構成してもよい。
(2)各電池に2つのフランジ部を設けなくてもよい。例えば、フランジ部を1つだけ設けてもよい。また例えば、ケースの四辺の全てにフランジ部を設けてもよい。
(3)フランジ部の形状は様々に変えることができる。例えば、一方の絶縁シート(例えば30)は、他方の絶縁シート(例えば32)の反対側にほぼ垂直に折り曲げられなくてもよい。例えば、90度を越える角度で折り曲げられてもよい。この場合、折り曲げられた部分が絶縁シートに接触しない程度の角度で折り曲げることが好ましい。また、90度未満の角度で折り曲げられてもよい。
(4)図5の部分230bと部分232bは、電極体側に折り曲げられることが好ましいが、反電極体側に折り曲げられてもよい。
(5)図7の構成を採用することもできる。図7は、本変形例の電池420の正面図を示す。ケース433は、一対の絶縁シート430,432を有する。絶縁シート430は、反絶縁シート432側に折り曲げられている部分430aと、その部分430aの先端(図7の左端)で折り返されている部分430bと、その部分430bから上方に伸びている部分430cを有する。絶縁シート432は、反絶縁シート430側に折り曲げられている部分432aと、その部分432aの先端(図7の右端)で折り返されている部分432bと、その部分432bから上方に伸びている部分432cを有する。第1フランジ部434は、上記の各部分430a〜430c,432a〜432cによって構成されている。第2フランジ部436は、第1実施例の場合と同様に構成されている。
(6)上記の(5)の変形例から部分430cと部分432cを省略した構成を採用することもできる。
(1)上記の実施例では、1つのケース(例えば33)を構成するのに2枚の絶縁シート(例えば30,32)を利用している。しかしながら、1枚の絶縁シートを折り返すことによって一対の絶縁シートを構成してもよい。
(2)各電池に2つのフランジ部を設けなくてもよい。例えば、フランジ部を1つだけ設けてもよい。また例えば、ケースの四辺の全てにフランジ部を設けてもよい。
(3)フランジ部の形状は様々に変えることができる。例えば、一方の絶縁シート(例えば30)は、他方の絶縁シート(例えば32)の反対側にほぼ垂直に折り曲げられなくてもよい。例えば、90度を越える角度で折り曲げられてもよい。この場合、折り曲げられた部分が絶縁シートに接触しない程度の角度で折り曲げることが好ましい。また、90度未満の角度で折り曲げられてもよい。
(4)図5の部分230bと部分232bは、電極体側に折り曲げられることが好ましいが、反電極体側に折り曲げられてもよい。
(5)図7の構成を採用することもできる。図7は、本変形例の電池420の正面図を示す。ケース433は、一対の絶縁シート430,432を有する。絶縁シート430は、反絶縁シート432側に折り曲げられている部分430aと、その部分430aの先端(図7の左端)で折り返されている部分430bと、その部分430bから上方に伸びている部分430cを有する。絶縁シート432は、反絶縁シート430側に折り曲げられている部分432aと、その部分432aの先端(図7の右端)で折り返されている部分432bと、その部分432bから上方に伸びている部分432cを有する。第1フランジ部434は、上記の各部分430a〜430c,432a〜432cによって構成されている。第2フランジ部436は、第1実施例の場合と同様に構成されている。
(6)上記の(5)の変形例から部分430cと部分432cを省略した構成を採用することもできる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
10:組電池
20,40,60,80:電池
22:電極体
24a,44a,64a,84a:正極端子
24b,44b,64b,84b:負極端子
30,32,50,52,70,72,90,92:絶縁シート
33,53,73,93:ケース
34,54,74,94:第1フランジ部
36,56,76,96:第2フランジ部
100:上側密着部材
102:下側密着部材
20,40,60,80:電池
22:電極体
24a,44a,64a,84a:正極端子
24b,44b,64b,84b:負極端子
30,32,50,52,70,72,90,92:絶縁シート
33,53,73,93:ケース
34,54,74,94:第1フランジ部
36,56,76,96:第2フランジ部
100:上側密着部材
102:下側密着部材
Claims (6)
- 正極と負極を有する電極体と、電極体を収容しているケースを備え、
ケースは、表面側絶縁シートと裏面側絶縁シートを有するとともに、表面側絶縁シートと裏面側絶縁シートが周縁の所定領域で密着することによって形成されており、
ケースには、前記所定領域より外側の領域の少なくとも一部にフランジ部が形成されており、
そのフランジ部は、表面側絶縁シートが反裏面側絶縁シート側に折れ曲がっている第1部分と、裏面側絶縁シートが反表面側絶縁シート側に折れ曲がっている第2部分を有することを特徴とする電池。 - フランジ部は、第1部分より外側の領域において表面側絶縁シートが電極体側にさらに折れ曲がっている第3部分と、第2部分より外側の領域において裏面側絶縁シートが電極体側にさらに折れ曲がっている第4部分を有することを特徴とする請求項1の電池。
- 請求項2の電池を複数備えるとともに各電池が電気的に接続されている組電池であり、
隣り合う2つの電池は、一方の電池の第3部分又は第4部分と他方の電池の第3部分又は第4部分が密着していることを特徴とする組電池。 - 請求項1又は2の電池を複数備えるとともに各電池が電気的に接続されている組電池であり、
各電池の第1部分及び第2部分の反電極体側の面に密着している密着部材を備えることを特徴とする組電池。 - 密着部材の電池に対する密着面と、電池の密着部材に対する密着面が、同じ樹脂によって構成されていることを特徴とする請求項4の組電池。
- 請求項4又は5の組電池であり、
各電池は、電極体の正極に接続されている正極端子と、電極体の負極に接続されている負極端子を有し、
密着部材は、貫通孔群を有し、
各電池の正極端子と負極端子は、各電池の第1部分と第2部分の間からケース外に伸びているとともに、前記貫通孔群を利用して密着部材を貫通していることを特徴とする組電池。
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-
2006
- 2006-02-17 JP JP2006041322A patent/JP2007220544A/ja not_active Withdrawn
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