JP2008027661A

JP2008027661A - 組電池

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Inventors: Koji Nakamura; 好志中村
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Abstract

【課題】部品点数の増大を招くことなく、低コストで組電池内を冷却することができる組電池を提供する。
【解決手段】本発明に係る組電池１００は、正極および負極を有する単位電池を複数積層して形成された２次電池４と、単位電池の積層方向に位置する２次電池４の端面にそれぞれ設けられた集電電極２１、２３と、集電電極２１、２３に形成され、２次電池４の側面より外方に張り出し、充電および放電用の導電性部材Ｕ，Ｕ２が接続される端子部Ｔ１，Ｔ２とを備えた組電池１００であって、端子部Ｔ１，Ｔ２に向けて冷媒を供給して、端子部Ｔ１、Ｔ２を冷却するようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の２次電池を積層して構成された組電池に関する。

従来から蓄電池として、複数の電池セルを積層して構成された組電池が提案されている。電池セルは、板状の電解質の主表面上に、正極活活物質が形成され、他方の主表面上には、負極活物質が形成されている。この電池セルを直列に配列し、各電池セル間に集電板を配置し、組電池を構成している。このように構成された組電池においては、各電池セルの正極活物質と負極活物質との間での電極反応がなされることにより放電が行われる。

そして、従来から電極反応によって生じる熱を冷却するために各種の組電池およびその冷却構造が提案されている（下記特許文献１〜３参照）。たとえば、特開２００５−７１７８４号公報には、電池セル間に配置された集電板ごとに冷却用タブを取り付けて、この冷却用タブに冷却風を吹き付けて、各集電板を冷却し、組電池を冷却する組電池およびその冷却構造が提案されている。
特開２００５−７１７８４号公報特開２００４−３１２８１号公報特開２００２−５６９０４号公報

しかし、上記組電池においては、集電板ごとに別体の冷却用タブを装着する分、部品点数が増大し、コストが高くなる。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数の増大を招くことなく、低コストで組電池内を冷却することができる組電池を提供することである。

本発明に係る組電池は、正極および負極を有する単位電池を複数積層して形成された２次電池と、単位電池の積層方向に位置する２次電池の端面にそれぞれ設けられた集電電極と、集電電極に形成され、２次電池の側面より外方に張り出し、充電および放電用の導電性部材が接続される端子部とを備えた組電池であって、端子部に向けて冷媒を供給して、端子部を冷却するようにする。好ましくは、端子部に形成され、冷媒が流通可能な流通口と、流通口の周囲に形成され、冷媒を流通口に向けて案内する案内壁とをさらに備える。好ましくは、端子部に形成され、導電性部材が接続される接続部をさらに備え、流通口を接続部の周囲に形成する。好ましくは、第２次電池は、正極同士または負極同士が対向するように積層された第１と第２の２次電池を有し、集電電極は、第１の２次電池と第２の２次電池との間に設けられ、第１の２次電池と第２の２次電池とを電気的に接続する第１集電電極と、第１集電電極が設けられた表面と反対側に位置する第１の２次電池の表面に形成され、第１集電電極と極性の異なる第２集電電極とを有し、端子部は、第１の集電電極に設けられた第１端子部と、第２集電電極に設けられた第２端子部とを有する。

本発明に係る組電池によれば、組電池として必須の構成である端子部を冷却板としても利用することにより、部品点数の増大およびコストの高騰を招くことなく、組電池を良好に冷却することができる。

（実施の形態１）
図１から図６を用いて、本実施の形態１に係る組電池１００について説明する。図１は、組電池を収容した電池パック１２０の周囲に配置され、組電池の端子部を冷却する冷却装置２００を示す平面図であり、図２は、本実施の形態１に係る組電池１００の斜視図である。

組電池１００の冷却装置２００は、電池パック１２０を内部に収容する筐体５１と、この筐体５１に設けられた吸気ダクト５２から外気を供給するファン５３とを備えている。

電池パック１２０は、略直方体形状に形成されており、組電池１００を内部に収納するケーシング１０１と、組電池１００とを備えている。この電池パック１２０には、電池パック１２０の同一側面にケーシング１０１から外方に突出する複数の端子部Ｔ１、Ｔ２が形成されている。そして、ファン５３がこの端子部Ｔ１、Ｔ２に空気（冷媒）を吹き付けることにより、端子部Ｔ１、Ｔ２を冷却し、組電池１００を冷却することができる。

図２に示すように、組電池１００は、複数のバイポーラ２次電池４と、複数の負極集電電極２１と、複数の正極集電電極２３とを積層して形成されている。

端子部Ｔ１、Ｔ２は、負極集電電極２１、正極集電電極２３に形成されており、図２に示す放電用および給電用の配線（導電性部材）Ｕ１、Ｕ２が接続される。この端子部Ｔ１、Ｔ２は、組電池１００が蓄電池として機能するのに必須の構成であり、この端子部Ｔ１、Ｔ２を冷却板として利用することにより、組電池１００としての構成部品点数の増大を招くことなく、組電池１００を冷却することができる。

端子部（第１端子部）Ｔ１は、負極集電電極２１と一体成形されており、端子部（第２端子部）Ｔ２は、正極集電電極２３と一体成形されている。端子部Ｔ１，Ｔ２を各集電電極２１，２３と一体に形成することにより、たとえば、端子部Ｔ１，Ｔ２を負極集電電極２１および正極集電電極２３と別体にして、半田で接続する場合よりも、伝熱効率の向上を図ることができ、組電池１００内を良好に冷却することができる。

端子部Ｔ１には、配線Ｕ１が接続される接続孔（接続部）ａ１が形成されており、端子部Ｔ２には、配線Ｕ２が接続される接続孔ｂ１が形成されている。

配線Ｕ１，Ｕ２は、組電池１００から外部に向けて電気が放電されるときや、組電池１００を充電する際に用いられるものであり、たとえば、ＰＣＵ（Power Control Unit）等と組電池１００とを接続している。なお、本実施の形態１においては、リード線などの配線Ｕ１，Ｕ２が採用されているが、これに限られず、導電性のピン等でもよく、導電性部材であればよい。

端子部Ｔ１と端子部Ｔ２とは、負極集電電極２１、または正極集電電極２３の主表面方向にずれるように配置されている。

このため、端子部Ｔ１のうち、端子部Ｔ２とずれた位置に接続孔ａ１を形成することができ、端子部Ｔ２のうち、端子部Ｔ１とずれた位置に接続孔ｂ１を形成することができる。これにより、配線Ｕ１，Ｕ２を接続孔ａ１，ａ２に容易に接続することができる。

各端子部Ｔ１同士は、積層方向に重なるように配列されており、各端子部Ｔ１に形成される接続孔ａ１も積層方向に沿って一致している。このため、積層方向に配列された各接続孔ａ１に配線Ｕ１を通すことにより、全ての負極集電電極２１を容易に接続することができる。

また、各端子部Ｔ２同士も積層方向に重なるように配列されており、各接続孔ｂ１も積層方向に一致している。このため、積層方向に配列された各接続孔ｂ１に配線Ｕ２を通すことにより、全ての正極集電電極２３を一括接続することができる。

負極集電電極２１のうち、端子部Ｔ１と隣り合う部分には、切欠部４０が形成されており、この切欠部４０の積層方向には、正極集電電極２３の端子部Ｔ２が位置している。また、正極集電電極２３のうち、端子部Ｔ２と隣り合う部分には、切欠部４１が形成されており、この切欠部４１の積層方向には、負極集電電極２１の端子部Ｔ１が位置している。このため、端子部Ｔ１および端子部Ｔ２が積層方向に湾曲したり、屈曲したりしても、端子部Ｔ１、Ｔ２同士が接触することを抑制することができる。

端子部Ｔ１、Ｔ２は、組電池１００の同一側面上に形成されているため、組電池１００の他の周面近傍に他の部材を配置することができ、デッドスペースの低減を図ることができる。

なお、図２に示す例においては、負極集電電極２１および正極集電電極２３は、辺部２１ａ〜２１ｄ、２３ａ〜２３ｄからなる略長方形形状に形成され、辺部２１ｄ、２３ｄに、外方に突出する端子部Ｔ１、Ｔ２を備える構成になっている。

そして、端子部Ｔ１、Ｔ２は、辺部２１ｄ、２３ｄの端部から辺部２１ｄ、２３ｄの中央部付近にまで延在するように形成されており、端子部Ｔ１、Ｔ２がバイポーラ２次電池４の積層方向に重ならないように配置されている。

なお、端子部Ｔ１、Ｔ２の形状としては、上記のようなものに限られない。たとえば、図３は、組電池１００の第１変形例を示す斜視図であり、この図３に示されるように、端子部Ｔ１、Ｔ２は、辺部２１ｄ，２３ｄの端部から他方の端部に向けて延在し、端子部Ｔ１、Ｔ２の一部がバイポーラ２次電池４の積層方向に重なってもよい。

このように端子部Ｔ１、Ｔ２を形成することにより、端子部Ｔ１、Ｔ２の表面積を大きくすることができ、冷却効果の向上を図ることができる。

さらに、図４は、組電池１００の第２変形例を示す斜視図であり、この図４に示すように、端子部Ｔ１、Ｔ２を負極集電電極２１および正極集電電極２３の辺部の両端部に亘って延在するように形成してもよい。

このように端子部Ｔ１，Ｔ２を形成することにより、さらに端子部Ｔ１、Ｔ２の表面積を確保することができ、端子部Ｔ１、Ｔ２による冷却効果の向上を図ることができる。

なお、端子部Ｔ１、Ｔ２を辺部の両端部に亘って形成する場合には、端子部Ｔ１と端子部Ｔ２とは、それぞれ、組電池１００の異なる側面上に形成して、配線Ｕ１，Ｕ２の引き回しの容易性を確保する。

さらに、組電池１００の厚さ方向の中央部に位置する端子部Ｔ１、Ｔ２の表面積を、組電池１００の厚さ方向の両端に位置する端子部Ｔ１、Ｔ２の表面積より大きくしてもよい。これにより、組電池１００の厚さ方向の中央部付近における放熱性を向上させて、組電池１００内に熱が溜まることを抑制することができる。

図５は、組電池１００の内部構造を詳細に示す断面図である。この図５に示すように、バイポーラ２次電池４は、複数の電極シート（単位電池）２５と、各電極シート２５間に設けられた集電箔２９とを順次積層して形成されている。なお、各電極シート２５の積層方向と、バイポーラ２次電池４の積層方向は一致しており、いずれも、組電池１００の厚み方向となっている。

電極シート２５は、板状に形成された電解質層２７と、電解質層２７の一方の主表面（第１主表面）２７ａ上に形成された負極活物質層２６と、電解質層２７の他方の主表面（第２主表面）２７ｂ上に形成された正極活物質層２８とを備えている。そして、各電極シート２５は、集電箔２９を介して直列に積層されている。

バイポーラ２次電池４は、板状に形成された負極集電電極２１または板状に形成された正極集電電極２３を介して複数積層されている。負極集電電極２１および正極集電電極２３は、正極活物質（正極）２８または負極活物質（負極）２６同士が対向するように積層されたバイポーラ２次電池４間に配置されバイポーラ２次電池４同士を接続すると共に、バイポーラ２次電池の積層方向に位置する組電池１００の両端に設けられている。

組電池１００の一端に設けられた負極集電電極２１の主表面には、積層方向に隣り合うバイポーラ２次電池４の負極活物質層２６が形成されており、他端に設けられた正極集電電極２３の主表面には、積層方向に隣り合うバイポーラ２次電池４の正極活物質層２８が形成されている。

図２において、たとえば、複数のバイポーラ２次電池４のうち、バイポーラ２次電池（第１の２次電池）４Ａとバイポーラ２次電池（第２の２次電池）４Ｂとの間には、負極集電電極（第１集電電極）２１が形成されている。この負極集電電極２１が設けられたバイポーラ２次電池４Ａの表面と反対側に位置するバイポーラ２次電極４Ａの表面には、正極集電電極（第２集電電極）２３が設けられている。

そして、正極集電電極２３を介して隣り合うバイポーラ２次電池４は、図５に示す正極活物質層（正極）２８同士が対向するように配置されており、正極集電電極２３の表裏面には、隣り合うバイポーラ２次電池４の正極活物質層２８が接続されている。さらに、負極集電電極２１を介して隣り合うバイポーラ２次電池４は、負極活物質層２６同士が対向するように配置されており、負極集電電極２１の表裏面には、隣り合うバイポーラ２次電池の負極活物質層２６が接続されている。すなわち、各バイポーラ２次電池４は、並列接続されている。

そして、正極集電電極２３または負極集電電極２１に対して積層方向の両隣りに位置するバイポーラ２次電池４は、当該正極集電電極２３または負極集電電極２１を共有している。このため、従来の複数のバイポーラ２次電池を絶縁膜を介して積層して構成された組電池と比較して、絶縁膜が不要となるのみならず、隣り合う２次電池同士が集電電極を共有することができ、組電池１００自体をコンパクトに構成することができる。

図５において、電極シート２５を形成する電解質層２７は、イオン伝導性を示す材料から形成される層である。電解質層２７は、固体電解質であっても良いし、ゲル状電解質であっても良い。電解質層２７を介在させることによって、正極活物質層２８および負極活物質層２６間のイオン伝導がスムーズになり、バイポーラ２次電池４の出力を向上させることができる。そして、各電極シート２５に設けられた集電箔２９と、集電箔２９の一方の主面２９ｂにスパッタリングにより形成された正極活物質層２８と、他方の主面２９ａに形成された負極活物質層２６とから構成されたバイポーラ電極３０が形成されている。

ここで、各バイポーラ２次電池４の電極シート２５の積層方向の端部に位置する端面に設けられた正極集電電極２３および負極集電電極２１の厚さは、バイポーラ２次電池４内に設けられた集電箔２９より厚く形成されている。

このため、正極集電電極２１および負極集電電極２３に形成された端子部Ｔ１、Ｔ２を放熱板として機能させた場合の方が、集電箔２９の一部をバイポーラ電池４から突出させて放熱板として機能させた場合よりも、高い放熱効果を得ることができる。

なお、図１に示すケーシング１０１には、端子部Ｔ１、Ｔ２が挿入される開口部５４が形成されており、この開口部５４の周囲には、ケーシング１０１内の密封性を確保するためのシール部材５５が設けられている。なお、集電箔２９の一部を放熱板として機能させるには、多数の開口部をケーシング１０１に形成する必要があり、ケーシング１０１の密封性を確保するのは、非常に困難なものとなる。

続いて、バイポーラ２次電池４を構成する各部材について詳細に説明する。集電箔２９は、たとえば、アルミニウムから形成されている。この場合、集電箔２９の表面に設けられる活物質層が固体高分子電解質を含んでも、集電箔２９の機械的強度を十分に確保することができる。集電箔２９は、銅、チタン、ニッケル、ステンレス鋼（ＳＵＳ）もしくはこれらの合金等、アルミニウム以外の金属の表面にアルミニウムを被膜することによって形成されても良い。

正極活物質層２８は、正極活物質層および固体高分子電解質を含む。正極活物質層２８は、イオン伝導性を高めるための支持塩（リチウム塩）、電子伝導性を高めるための導電助剤、スラリー粘度の調整溶媒としてのＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、重合開始剤としてのＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）等を含んでも良い。

正極活物質層としては、リチウムイオン２次電池で一般的に用いられる、リチウムと遷移金属との複合酸化物を使用することができる。正極活物質層として、たとえば、ＬｉＣｏＯ_２等のＬｉ・Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ_２等のＬｉ・Ｎｉ系複合酸化物、スピネルＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のＬｉ・Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＦｅＯ_２等のＬｉ・Ｆｅ系複合酸化物などが挙げられる。その他、ＬｉＦｅＰＯ_４等の遷移金属とリチウムとのリン酸化合物や硫酸化合物；Ｖ_２Ｏ_５、ＭｎＯ_２、ＴｉＳ_２、ＭｏＳ_２、ＭｏＯ_３等の遷移金属酸化物や硫化物；ＰｂＯ_２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨ等が挙げられる。

固体高分子電解質は、イオン伝導性を示す高分子であれば、特に限定されず、たとえば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体などが挙げられる。このようなポリアルキレンオキシド系高分子は、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２等のリチウム塩を容易に溶解する。固体高分子電解質は、正極活物質層２８および負極活物質層２６の少なくとも一方に含まれる。より好ましくは、固体高分子電解質は、正極活物質層２８および負極活物質層２６の双方に含まれる。

支持塩としては、Ｌｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２Ｎ、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、もしくはこれらの混合物等を使用することができる。導電助剤としては、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等を使用することができる。

負極活物質層２６は、負極活物質層および固体高分子電解質を含む。負極活物質層は、イオン伝導性を高めるための支持塩（リチウム塩）、電子伝導性を高めるための導電助剤、スラリー粘度の調整溶媒としてのＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）、重合開始剤としてのＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）等を含んでも良い。

負極活物質層としては、リチウムイオン２次電池で一般的に用いられる材料を使用することができる。但し、固体電解質を使用する場合、負極活物質層として、カーボンもしくはリチウムと金属酸化物もしくは金属との複合酸化物を用いることが好ましい。より好ましくは、負極活物質層は、カーボンもしくはリチウムと遷移金属との複合酸化物である。さらに好ましくは、遷移金属はチタンである。つまり、負極活物質層は、チタン酸化物もしくはチタンとリチウムとの複合酸化物であることがさらに好ましい。

電解質層２７を形成する固体電解質としては、たとえば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体等、固体高分子電解質を使用することができる。固体電解質は、イオン伝導性を確保するための支持塩（リチウム塩）を含む。支持塩としては、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、もしくはこれらの混合物等を使用することができる。

さらに、正極活物質層２８、負極活物質層２６および電解質層２７を形成する材料の具体例を表１から表３に示す。表１は、電解質層２７が有機系固体電解質である場合の具体例を示し、表２は、電解質層２７が無機系固体電解質である場合の具体例を示し、表３は、電解質層２７がゲル状電解質である場合の具体例を示す。

多くの場合、２次電池に用いられる電解質は液体である。たとえば鉛蓄電池の場合には電解液に稀硫酸が用いられる。正極集電電極２３および負極集電電極２１はある程度の強度を有する。本実施の形態１では複数のバイポーラ２次電池４の各々は正極集電電極２３および負極集電電極２１により挟まれる。正極集電電極２３および負極集電電極２１をバイポーラ２次電池４に挟んだときに正極集電電極２３とバイポーラ２次電池４との隙間、あるいは負極集電電極２１とバイポーラ２次電池４との隙間をなくすことができる。これによって組電池１００の強度を確保することができる。

図６は、本実施の形態１に係る組電池１００を搭載した自動車を示す断面模式図である。

図６において、自動車１はたとえば充放電可能な電源を動力源とする電気自動車、あるいは、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関と、充放電可能な電源とを動力源とするハイブリッド車両等である。図１に示す組電池１００はこれらの自動車に電源として搭載されている。

自動車１はその搭乗空間（車室）５０内において、フロントシート１２とリアシート６とが配置されている。搭乗空間５０内において、フロントシート１２下に、図１に示す組電池１００を含む電池パック１２０が配置されている。電池パック１２０は、フロントシート１２下に配置されたカバー５および床面３００により囲まれた状態となっている。フロントシート１２の下は自動車１の他の部分に比較して電池パック１２０を収納する空間を確保しやすい。また多くの場合、車体は、衝突時につぶれる部分と、つぶれずに乗員を保護する部分から構成されている。つまりフロントシート１２の下に電池パック１２０を配置することにより車体が強い衝撃を受けた場合にも組電池１００を衝撃から保護できる。

（実施の形態２）
図７から図１３を用いて、本実施の形態２に係る組電池の冷却装置について説明する。なお、上記実施の形態１に係る組電池１００およびその冷却装置２００と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図７は、本実施の形態２に係る組電池１００の設けられる負極集電電極２１の平面図である。この図７に示されるように、端子部Ｔ１のうち、接続孔ａ１の周囲に開口部６０〜６３が形成されている。

そして、開口部６０〜６３の周囲には、図１に示す冷却用の空気を開口部６０〜６３に向けて案内する案内壁６０ａ〜６３ａが形成されている。

案内壁６０ａ〜６３ａは、開口部６０〜６３を形成する際に、端子部Ｔ１に切り込みを入れて、端子部Ｔ１の一部を折り返すことにより形成されている。このため、部品点数の増大を招くことなく、案内壁６０ａ〜６３ａを形成することができる。

そして、図７に示すＲ方向から空気が流れると、空気は、案内壁６０ａ〜６３ａによって、開口部６０〜６３に向けて案内される。

このため、図１に示すファン５３によって端子部Ｔ１、Ｔ２に向けて供給された空気は、開口部６０〜６３を通ることにより、端子部Ｔ１、Ｔ２の表裏面を縫うように流れる。このため、端子部Ｔ１、Ｔ２を通る空気の流通経路が長くなり、端子部Ｔ１、Ｔ２の表面と空気とが熱交換する距離を長くすることができ、端子部Ｔ１、Ｔ２を良好に冷却することができる。

特に、端子部Ｔ１のうち、配線Ｕ１と接触する接続孔ａ１において最も発熱量が多い一方で、接続孔ａ１の周囲に開口部６０〜６３および案内壁６０ａ〜６３ａを配置することで、接続孔ａ１にて発生した熱を良好に放熱することができる。これにより、端子部Ｔ１の温度上昇が抑制される。そして、図５の電極シート２５のうち、端子部Ｔ１近傍に位置する部分のみの温度が上昇し、その部分の電極反応が活性化されることによる部分劣化を抑制することができる。

さらに、案内壁６０ａ〜６３ａも、空気を案内すると共に、空気と熱交換して冷却され、組電池１００の冷却に寄与する。

なお、本実施の形態においては、空気を供給する機構として、ファン５３を採用しているが、車の移動により空気を取り入れる空気取り入れ口を採用してもよい。

図８は、案内壁６０ａ〜６３ａの配置について図７と異なる例を示す平面図であり、図９は、図８におけるＩＸ−ＩＸ線における断面図である。

この図８および図９に示されるように、案内壁６０ａ〜６３ａは、空気の流入方向から流出方向に向かうに従って、空気を端子部Ｔ１の背面側から表面側に向けて空気を案内する案内壁６０ａ、６２ａと、表面側から背面側に向けて空気を案内する案内壁６１ａ、６３ａとが交互に配置されている。

このように案内壁６０ａ〜６３ａを配置することにより、空気の流通経路を長く確保することができ、良好に端子部Ｔ１を冷却することができる。

図１０は、端子部Ｔ１の第１変形例を示す平面図であり、図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線における断面図である。

この図１０および図１１に示されるように、案内壁６０ａ〜６３ａのうち、空気の流通方向の上流側に形成された案内壁６０ａ、６３ａを端子部Ｔ１の背面側から表面側に案内するように傾斜させ、下流側に形成された案内壁６１ａ、６２ａを端子部Ｔ１の表面側から背面側に空気を案内するように傾斜させてもよい。

このように各案内壁６０ａ〜６３ａを傾斜させることにより、空気の流通経路を長くすることができると共に、空気の流通の抵抗を小さく抑えることができ、新たな空気を順次筐体５１内に供給することができる。

図１２は、端子部Ｔ１の第２変形例を示す断面図であり、この図１２に示すように、各開口部６０〜６３の開口縁部のうち、空気の流通方向の上流部分と下流部分とにそれぞれ案内壁６０ａ１〜６３ａ２を形成してもよい。

図１３は、端子部Ｔ１の第３変形例を示す斜視図である。この図１３に示されるように、端子部Ｔ１の一部を巻いて形成されたロール部材７０を接続孔ａ１の両側に形成してもよい。ロール部材７０は、接続孔ａ１の両側に形成され、接続孔ａ１より外方に向けて延出する部分７０ａを巻いて形成されている。そして、このロール部材７０は、両端部が供給される空気の流通方向に沿って配列されるように配置されている。

ロール部材７０は、内部に隙間が形成されるように巻かれており、一方の端面から空気が供給されると、他方の端面から空気が抜けることができるようになっている。このため、このロール部材７０内を空気が流通することにより、ロール部材７０が冷却され、組電池１００を冷却することができる。特に、ロール部材７０の表面は大きいため、組電池１００の冷却効果の向上を図ることができる。

また、端子部Ｔ１が波打つように湾曲させたり、端子部Ｔ１に凹凸部を形成したりして、端子部Ｔ１の表面積を大きくして、端子部Ｔ１の放熱効果の向上を図っても良い。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明は、複数の電池セルを積層して形成された組電池であって、特に、複数のバイポーラ２次電池を積層して構成された組電池に好適である。

組電池の冷却装置の平面図である。組電池の斜視図である。組電池の第１変形例を示す斜視図である。組電池の第２変形例を示す斜視図である。組電池内部構造を詳細に示す断面図である。本実施の形態１に係る組電池を搭載した自動車の実施の形態を示す断面模式図である。本実施の形態２に係る組電池の設けられる負極集電電極２１の平面図である。負極集電電極に形成される開口部および案内壁の詳細を示す平面図である。図８におけるＩＸ−ＩＸ線における断面図である。端子部の第１変形例を示す平面図である。図１０のＸＩ−ＸＩ線の断面図である。端子部の第２変形例を示す断面図である。端子部の第３変形例を示す斜視図である。

符号の説明

１自動車、４バイポーラ２次電池、２１負極集電電極、２３正極集電電極、２５電極シート、２７電解質層、２８正極活物質層、２９集電箔、３０バイポーラ電極、１００組電池、１０１ケーシング、１２０電池パック、２００冷却装置、３００床面、ａ１，ａ２接続孔、Ｕ１，Ｕ２配線。

Claims

正極および負極を有する単位電池を複数積層して形成された２次電池と、前記単位電池の積層方向に位置する前記２次電池の端面にそれぞれ設けられた集電電極と、前記集電電極に形成され、前記２次電池の側面より外方に張り出し、充電および放電用の導電性部材が接続される端子部とを備えた組電池であって、
前記端子部に向けて冷媒を供給して、前記端子部を冷却するようにした、組電池。
前記端子部に形成され、前記冷媒が流通可能な流通口と、
前記流通口の周囲に形成され、前記冷媒を前記流通口に向けて案内する案内壁と、
をさらに備える、請求項１に記載の組電池。
前記端子部に形成され、前記導電性部材が接続される接続部をさらに備え、
前記流通口は、前記接続部の周囲に形成される、請求項２に記載の組電池。
前記第２次電池は、前記正極同士または前記負極同士が対向するように積層された第１と第２の２次電池を有し、
前記集電電極は、前記第１の２次電池と前記第２の２次電池との間に設けられ、前記第１の２次電池と前記第２の２次電池とを電気的に接続する第１集電電極と、前記第１集電電極が設けられた表面と反対側に位置する前記第１の２次電池の表面に形成され、前記第１集電電極と極性の異なる第２集電電極とを有し、
前記端子部は、前記第１の集電電極に設けられた第１端子部と、前記第２集電電極に設けられた第２端子部とを有する、請求項１から請求項３のいずれかに記載の組電池。