JP2011249016A - 非水電解質電池及び非水電解質電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】高温領域で放熱性が高く、低温領域で放熱を抑制できる非水電解質電池及び非水電解質電池モジュールを提供する。
【解決手段】本発明の非水電解質電池は、電池要素と、前記電池要素を収納した可撓性を有する外装材１４と、外装材１４から外部に引き出された正極リード端子部１６ａ、負極リード端子部１６ｂと、外装材１４に接する放熱シート１８と、樹脂シート１９とを備え、放熱シート１８は、シート状の金属部材を備え、放熱シート１８の両端部は、Ｌ字状に屈曲して放熱部１８ａを形成し、樹脂シート１９は、放熱部１８ａを押圧可能に配置され、樹脂シート１９は、温度に応じて放熱部１８ａに対する押圧力を変化させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、可撓性を有する外装材を備えた非水電解質電池及び非水電解質電池モジュールに関する。

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質電池は、エネルギー密度が高いという特徴から、携帯電話やノート型パーソナルコンピューター等の携帯機器の電源として広く用いられている。携帯機器の高性能化に伴ってリチウムイオン二次電池の高容量化がさらに進む傾向にあり、エネルギー密度をさらに向上させるため、可撓性を有するラミネート外装材を用いた扁平型非水電解質電池が多く使用されている。

例えば、特許文献１には、従来のラミネート外装材を用いた扁平型非水電解質電池が記載されている。図１１は、特許文献１に記載の非水電解質電池の斜視図である。図１１において、非水電解質電池１００は、深絞り成形が施されて空間部１０６が形成されたラミネートフィルムからなる外装材１０３に電池素子が収容され、上記電池素子の各電極と導通される電極端子リード１０４、１０５が上記外装材１０３の内部から外部に引き出されている。また、外装材１０３は、深絞り成形が施された周囲のうち、谷折りされた一辺以外の三辺が所定の幅をもって熱溶着されるとともに、電極端子リード１０４、１０５が引き出されている部分以外の熱溶着されたサイド部１０７が折り畳まれている。

また、特許文献２には、それぞれシート状又はフィルム状の正極板、電解質を保持するセパレータ及び負極板からなる扁平な電池要素を、ポリアミド樹脂層を有する樹脂フィルム主体のラミネートシートで形成された外装ケース内に収納した非水電解液二次電池が記載されている。

一方、最近では非水電解質電池の高性能化に伴い、非水電解質電池が携帯機器の電源以外の電源としても用いられ始めた。例えば、自動車用やバイク用の電源、ロボット等の移動体用の電源等に非水電解質電池が用いられ始めた。

また、非水電解質電池を自動車用やバイク用の電源、ロボット等の移動体用の電源等に用いる場合には、さらなる高容量化のため非水電解質電池を複数組み合わせてモジュール化して用いられる。非水電解質電池をこのようにモジュール化して用いる場合には、充放電時に発生する各非水電解質電池からの熱が外部に発散し難くなるため、各非水電解質電池からの放熱性を向上する必要がある。

例えば、特許文献３には、一対の外装フィルムの周縁部を接合して上記外装フィルム内に発電要素を密閉した電池本体と上記発電要素に接続されるとともに上記周縁部を接合した接合部から外部に引き出された電極タブよりなる電池を複数多段に積層して、積層方向に隣合う電池の電極タブ同士を接続することで、各電池を直列接続又は並列接続又は直並列接続してなるモジュール電池が記載されている。

また、特許文献４には、正極、負極及びリチウム塩を含む非水系電解質を備え、厚さ１２ｍｍ未満の扁平形状の電池容器にて密閉され、エネルギー容量が３０Ｗｈ以上且つ体積エネルギー密度が１８０Ｗｈ／Ｌ以上である単電池の複数枚を、並列配置し、電気的に接続した電池モジュールを収容するための電池モジュールケースが記載されている。

特許第３８２９５０２号公報 特許第４１３５３５３号公報 特許第３６４９２１３号公報 特許第４１０２９５７号公報

しかし、特許文献１〜４では、各電池自体の放熱性については何ら考慮されておらず、また、特許文献３及び４でも、電池モジュールの放熱性は何ら考慮されていない。さらに、特許文献１〜４では、電池及び電池モジュールが低温環境下に置かれた場合に放熱を抑制する点についても何ら考慮されていない。

本発明は上記問題を解決したもので、電池及び電池モジュールが高温となる領域において放熱性が高く、電池及び電池モジュールが低温になる領域において放熱を抑制できる非水電解質電池及び非水電解質電池モジュールを提供するものである。

本発明の非水電解質電池は、電池要素と、前記電池要素を収納した可撓性を有する外装材と、前記外装材から外部に引き出された電極リード端子部と、前記外装材に接する放熱部材と、前記放熱部材に対する押圧部材とを含む非水電解質電池であって、前記放熱部材は、シート状の金属部材を含み、前記放熱部材の両端部は、Ｌ字状に屈曲して放熱部を形成し、前記押圧部材は、前記放熱部を押圧可能に配置され、前記押圧部材は、温度に応じて前記放熱部に対する押圧力を変化させることができることを特徴とする。

また、本発明の非水電解質電池モジュールは、上記本発明の非水電解質電池を複数積層して外装体の内部に収納し、前記放熱部と前記外装体の内面との間に熱伝導性を付与したことを特徴とする。

本発明によると、高温領域で放熱性が高く、低温領域で放熱を抑制できる非水電解質電池及び非水電解質電池モジュールを提供できる。

図１Ａは実施形態１で用いる電極体を説明するための斜視図であり、図１Ｂは電極体を外装材に収納している状態を示す斜視図であり、図１Ｃは電極体を外装材に収納した状態の斜視図である。 図２Ａは実施形態１の非水電解質電池に用いる放熱部材としての放熱シートの斜視図であり、図２Ｂは実施形態１の非水電解質電池に用いる押圧部材としての樹脂シートの斜視図であり、図２Ｃは放熱シートと樹脂シートとを組み合わせた状態の斜視図である。 図３Ａは本発明の実施形態１の非水電解質電池の斜視図であり、図３Ｂは実施形態１の非水電解質電池の底面図であり、図３Ｃは実施形態１の非水電解質電池の他の形態を示す底面図である。 図４Ａは実施形態２の非水電解質電池に用いる放熱部材としての放熱シートの斜視図であり、図４Ｂは実施形態２の非水電解質電池に用いる押圧部材としてのバイメタルの斜視図であり、図４Ｃは放熱シートとバイメタルとを組み合わせた状態の斜視図である。 図５Ａは実施形態２の非水電解質電池の斜視図であり、図５Ｂは実施形態２の非水電解質電池の底面図であり、図５Ｃは実施形態２の非水電解質電池の他の形態を示す底面図である。 図６Ａは実施形態３の非水電解質電池に用いる放熱部材としての放熱シートの斜視図であり、図６Ｂは実施形態３の非水電解質電池に用いる押圧部材としてのバイメタルの斜視図であり、図６Ｃは放熱シートとバイメタルとを組み合わせた状態の斜視図である。 図７Ａは実施形態３の非水電解質電池の斜視図であり、図７Ｂは実施形態３の非水電解質電池の底面図であり、図７Ｃは実施形態３の非水電解質電池の他の形態を示す底面図である。 図８は、実施形態４の非水電解質電池モジュールの断面図である。 図９は、実施形態５の非水電解質電池モジュールの断面図である。 図１０は、実施形態６の非水電解質電池モジュールの断面図である。 特許文献１に記載の非水電解質電池の斜視図である。

本発明の非水電解質電池は、電池要素と、上記電池要素を収納した可撓性を有する外装材と、上記外装材から外部に引き出された電極リード端子部と、上記外装材に接する放熱部材と、上記放熱部材に対する押圧部材とを備えている。また、上記放熱部材は、シート状の金属部材を備え、上記放熱部材の両端部は、Ｌ字状に屈曲して放熱部を形成し、上記押圧部材は、上記放熱部を押圧可能に配置され、上記押圧部材は、温度に応じて上記放熱部に対する押圧力を変化させることができる。

本発明の非水電解質電池は、外装材に接する放熱部材を備えているので、高い放熱性を有する。また、本発明の非水電解質電池では、上記押圧部材が上記放熱部を押圧可能に配置され、上記押圧部材は温度に応じて上記放熱部に対する押圧力を変化させることができるので、複数の電池を外装体に挿入して、放熱部材と外装体との間に熱伝導性を付与した場合に、放熱部に対する押圧部材からの押圧力を変化させることにより、放熱部材からの外装体に対する熱伝導性を制御することができる。即ち、高温領域では放熱部の外装体に対する押圧力を増大させて放熱部材と外装体との間の熱伝導性を高めて放熱性を向上させ、低温領域では放熱部の外装体に対する押圧力を減少させて放熱部材と外装体との間の熱伝導性を低下させて放熱を抑制することができる。

また、上記放熱部材は、シート状の金属部材を備え、上記放熱部材の両端部は、Ｌ字状に屈曲して放熱部を形成している。これにより、放熱部の領域を増加させることができるため、放熱性をさらに高めることができる。

上記押圧部材は、上記放熱部の内側に配置され、所定の温度以上になると上記放熱部を外側に向けて押圧することが好ましい。これにより、電池の温度に応じて放熱部からの外部に対する熱伝導性を制御することができる。

具体的には、上記押圧部材は、上記金属部材の熱膨張率より大きい熱膨張率を有する熱膨張性樹脂部材から形成することができる。また、上記押圧部材は、熱変形性金属部材から形成することもできる。

さらに、上記押圧部材は、熱変形性金属部材からなり、上記放熱部の外側に配置することもできる。

上記熱変形性金属部材としては、より具体的にはいわゆるバイメタル等を用いることができる。

上記金属部材の両主面は、樹脂部材で覆われていることが好ましい。これにより、金属部材と、外装材から外部に引き出された電極リード端子部とが電気的に短絡することをより効果的に防止できる。

さらに具体的には、上記外装材の外周は、矩形状に形成でき、上記外装材の外周辺のうち、谷折りされた一辺以外の三辺が所定の幅をもって接合されて封止部を形成し、上記谷折りされた一辺と対向する封止部から上記電極リード端子部を引き出すことができる。

また、本発明の非水電解質電池モジュールは、上記本発明の非水電解質電池を複数積層して外装体の内部に収納し、上記放熱部と上記外装体の内面との間に熱伝導性を付与している。本発明の非水電解質電池モジュールは、高い放熱性を有する本発明の非水電解質電池を複数積層しているので、上記放熱部と上記外装体の内面との間に熱伝導性を付与することにより電池モジュール全体としての放熱性も向上できる。また、本発明の非水電解質電池モジュールは、温度に応じて放熱部に対する押圧力を変化させることができる押圧部材を備えた本発明の非水電解質電池を複数積層しているので、高温領域で放熱性を高め、低温領域で放熱を抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。但し、図１〜図１０では、同一部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する場合がある。また、図１〜図１０では、図面の理解の容易のために実際の部材の大きさと異なる比率で表している部分もある。

（実施形態１）
先ず、本発明の非水電解質電池の実施形態について扁平型リチウムイオン二次電池を例に説明する。図１Ａは本実施形態で用いる電極体を説明するための斜視図であり、図１Ｂは電極体を外装材に収納している状態を示す斜視図であり、図１Ｃは電極体を外装材に収納した状態の斜視図である。

図１Ａにおいて、電池要素に含まれる電極体１０は、矩形状の正極１１と矩形状の負極１２とを、矩形状のセパレータ１３を介して積層して作製される。正極１１の一端には、正極リード端子１１ａが設けられ、負極１２の一端には、負極リード端子１２ａが設けられている。

図１Ｂにおいて、可撓性を有する矩形状の外装材１４は、谷折りされて第１外装面１４ａと第２外装面１４ｂとから構成されている。第１外装面１４ａには、深絞り成形により電極収納部１５が形成されている。また、各正極リード端子１１ａ（図１Ａ）及び各負極リード端子１２ａ（図１Ａ）は、それぞれ重ね合わされて溶接されて、それぞれ正極リード端子部１６ａ及び負極リード端子部１６ｂを形成している。

図１Ｃにおいて、電極体１０は、電解液とともに谷折りされた第１外装面１４ａと第２外装面１４ｂとが形成する空間部（電極収納部１５）に収納される。また、外装材１４の外周辺のうち、谷折りされた一辺以外の三辺が所定の幅をもって接合されて封止部１７ａ、１７ｂ、１７ｃを形成している。正極リード端子部１６ａ及び負極リード端子部１６ｂは、外装材１４の谷折りされた一辺と対向する封止部１７ｃから外部に引き出されている。

正極１１は、正極活物質、正極用導電助剤、正極用バインダ等を含む混合物に、溶剤を加えて十分に混練して得た正極合剤ペーストを、正極集電体の両面に塗布して乾燥した後に、その正極合剤層を所定の厚さ及び所定の電極密度に制御することにより形成できる。

上記正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ₂等のリチウムコバルト酸化物、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄等のリチウムマンガン酸化物、ＬｉＮｉＯ₂等のリチウムニッケル酸化物等が使用できるが、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であればこれらに限定はされない。

上記正極用導電助剤は、正極合剤層の導電性向上等の目的で必要に応じて添加すればよく、導電助剤となる導電性粉末として、例えば、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、繊維状炭素、黒鉛等の炭素粉末や、ニッケル粉末等の金属粉末を利用することができる。

上記正極用バインダには、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

上記溶剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が使用できる。

上記正極集電体としては、構成された電池において実質的に化学的に安定な電子伝導体であれば特に限定されない。正極集電体としては、例えば、厚さが１０〜３０μｍのアルミニウム箔等が用いられる。

正極１１の厚さは特に限定されないが、通常は１１０〜２３０μｍである。

負極１２は、負極活物質、負極用導電助剤、負極用バインダ等を含む混合物に、溶剤を加えて十分に混練して得た負極合剤ペーストを、負極集電体の両面に塗布して乾燥した後に、その負極合剤層を所定の厚さ及び所定の電極密度に制御することにより形成できる。

上記負極活物質としては、例えば、天然黒鉛又は塊状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛等の人造黒鉛等の炭素材料が用いられるが、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であればこれらに限定はされない。

上記負極用導電助剤、負極用バインダ、溶剤については、正極に用いたものと同様のものを使用できる。

上記負極集電体としては、構成された電池において実質的に化学的に安定な電子伝導体であれば特に限定されない。負極集電体としては、例えば、厚さが５〜２０μｍの銅箔等が用いられる。

負極１２の厚さは特に限定されないが、通常は６５〜２２０μｍである。

セパレータ１３としては、大きなイオン透過度及び所定の機械的強度を有する絶縁性の微多孔性フィルムが用いられる。また、一定温度以上（１００〜１４０℃）で微孔を閉塞し、抵抗を上げる機能を有するものが、電池の安全性向上の点から好ましい。具体的には、上記セパレータとしては、耐有機溶剤性及び疎水性を有するポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系ポリマー又はガラス繊維からなるシート、不織布、織布、又はオレフィン系の粒子を接着剤で固着した多孔質体層等が用いられる。

セパレータ１３の厚さは特に限定されないが、通常は２５〜９０μｍである。

外装材１４としては、アルミニウム等の金属層の両面に熱可塑性樹脂層を形成したラミネートフィルム等を用いることができる。これにより、封止部１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、熱溶着により確実に接合できる。

上記電解液としては、例えば、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、γ−ブチロラクトン等の有機溶媒を１種類又は２種類以上混合した溶媒に、例えば、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＳｂＦ₆、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃等から選ばれる少なくとも１種類のリチウム塩を溶解させた電解液を用いればよい。この電解液中のＬｉイオンの濃度は、０．５〜１．５ｍｏｌ／Ｌとすればよい。

図２Ａは本実施形態の非水電解質電池に用いる放熱部材としての放熱シートの斜視図であり、図２Ｂは本実施形態の非水電解質電池に用いる押圧部材としての樹脂シートの斜視図であり、図２Ｃは放熱シートと樹脂シートとを組み合わせた状態の斜視図である。

図２Ａにおいて、放熱シート１８は、シート状の金属部材としての金属シートの両端部をＬ字状に折り曲げて形成した放熱部１８ａを備えている。上記金属シートは、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、ステンレス鋼等の金属で形成できる。上記金属シートは、１種類の金属シートを用いてもよいし、２種類以上の金属シートを積層して用いてもよい。上記金属シートの厚さは、非水電解質電池の大きさや厚さにより変動するが、例えば、２００〜５００μｍとすることができる。

放熱シート１８を構成する金属シートの両主面は、樹脂部材としての樹脂層で覆われていてもよい。上記樹脂層は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂から形成できる。上記樹脂層は、１種類の樹脂を用いて形成してもよいし、２種類以上の樹脂を積層して形成してもよい。上記樹脂層の厚さは、非水電解質電池の大きさや厚さにより変動するが、例えば、５〜３０μｍとすることができる。

図２Ｂにおいて、樹脂シート１９は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリアミド、ＡＢＳ等の上記金属シートの熱膨張率より大きい熱膨張率を有する熱膨張性樹脂から形成されている。

図２Ｃにおいて、樹脂シート１９は、放熱シート１８の放熱部１８ａを内側から押圧可能なように、放熱部１８ａの内側に配置されている。これにより、温度に応じて樹脂シート１９が膨張又は収縮することにより、樹脂シート１９の温度に応じて放熱部１８ａに対する押圧力を変化させることができる。

放熱シート１８と樹脂シート１９は、通常、常温（２０℃）程度の環境下において組み合わされるが、常温時において樹脂シート１９の横幅Ｔ２（図２Ｂ）は、放熱部１８ａ同士の間隔Ｔ１（図２Ａ）と略同一とすることができ、常温時において放熱部１８ａと樹脂シート１９との間には、多少の間隙があってもよい。

図３Ａは本実施形態の非水電解質電池の斜視図であり、図３Ｂは本実施形態の非水電解質電池の底面図である。図３Ａ、Ｂにおいて、非水電解質電池３０の外装材１４の第１外装面１４ａには、図２Ｃで示した放熱シート１８と樹脂シート１９とを組み合わせた部材が接合されている。外装材１４と放熱シート１８とは、例えば、加熱圧着による接合、接着剤による接合等により、一体化されている。放熱シート１８の主面が前述の熱可塑性樹脂層で覆われていれば、外装材１４と放熱シート１８とを効率良く加熱圧着により接合できる。

また、図３Ｃは、本実施形態の非水電解質電池の他の形態を示す底面図である。図３Ｃにおいては、非水電解質電池３０の外装材１４の第２外装面１４ｂに、図２Ｃで示した放熱シート１８と樹脂シート１９とを組み合わせた部材が接合されている。

図３Ｂ、Ｃに示した矢印は、外装材１４から放熱シート１８を通って熱が伝導する放熱ルートを表したものである。外装材１４から伝導した熱は、放熱シート１８の放熱部１８ａから外部に効率よく放出される。

（実施形態２）
次に、本発明の非水電解質電池の他の実施形態について説明する。本実施形態は、押圧部材としての樹脂シート１９（図２Ｂ）に代えて熱変形性金属部材としてのＬ字型のバイメタルを用いた点以外は、実施形態１と同様であるので、実施形態１と重複する説明は省略する。

図４Ａは本実施形態の非水電解質電池に用いる放熱部材としての放熱シートの斜視図であり、図４Ｂは本実施形態の非水電解質電池に用いる押圧部材としてのバイメタルの斜視図であり、図４Ｃは放熱シートとバイメタルとを組み合わせた状態の斜視図である。

図４Ａにおいて、放熱シート１８は、実施形態１で用いた放熱シートと同様のものを用いることができる。

図４Ｂにおいて、バイメタル２０は、長手方向に垂直な断面がＬ字状に形成されており、温度の上昇とともに矢印方向に変形するように設計されている。バイメタル２０の材質は、特に限定されない。

図４Ｃにおいて、バイメタル２０は、放熱シート１８の放熱部１８ａを押圧可能なように、放熱部１８ａの内側に配置されている。これにより、温度に応じてバイメタル２０が変形し、バイメタル２０の温度に応じて、放熱部１８ａに対する押圧力を変化させることができる。

図５Ａは本実施形態の非水電解質電池の斜視図であり、図５Ｂは本実施形態の非水電解質電池の底面図である。図５Ａ、Ｂにおいて、非水電解質電池４０の外装材１４の第１外装面１４ａには、図４Ｃで示した放熱シート１８とバイメタル２０とを組み合わせ部材が接合されている。外装材１４と放熱シート１８とは、例えば、加熱圧着による接合、接着剤による接合等により、一体化されている。放熱シート１８の主面が前述の熱可塑性樹脂層で覆われていれば、外装材１４と放熱シート１８とを効率良く加熱圧着により接合できる。

また、図５Ｃは、本実施形態の非水電解質電池の他の形態を示す底面図である。図５Ｃにおいては、非水電解質電池４０の外装材１４の第２外装面１４ｂに、図４Ｃで示した放熱シート１８とバイメタル２０とを組み合わせた部材が接合されている。

図５Ｂ、Ｃに示した矢印は、外装材１４から放熱シート１８を通って熱が伝導する放熱ルートを表したものである。外装材１４から伝導した熱は、放熱シート１８の放熱部１８ａから外部に放出される。

（実施形態３）
続いて、本発明の非水電解質電池のさらに他の実施形態について説明する。本実施形態は、押圧部材としての樹脂シート１９（図２Ｂ）に代えて熱変形性金属部材としてのＵ字型のバイメタルを用いた点以外は、実施形態１と同様であるので、実施形態１と重複する説明は省略する。

図６Ａは本実施形態の非水電解質電池に用いる放熱部材としての放熱シートの斜視図であり、図６Ｂは本実施形態の非水電解質電池に用いる押圧部材としてのバイメタルの斜視図であり、図６Ｃは放熱シートとバイメタルとを組み合わせた状態の斜視図である。

図６Ａにおいて、放熱シート１８は、実施形態１で用いた放熱シートと同様のものを用いることができる。

図６Ｂにおいて、バイメタル２１は、長手方向に垂直な断面がＵ字状に形成されており、温度の上昇とともに矢印方向に変形するように設計されている。バイメタル２１の材質は、特に限定されない。

図６Ｃにおいて、バイメタル２１は、放熱シート１８の放熱部１８ａを押圧可能なように、放熱部１８ａの外側に配置されている。これにより、温度に応じてバイメタル２１が変形し、バイメタル２１の温度に応じて放熱部１８ａに対する押圧力を変化させることができる。

図７Ａは本実施形態の非水電解質電池の斜視図であり、図７Ｂは本実施形態の非水電解質電池の底面図である。図７Ａ、Ｂにおいて、非水電解質電池５０の外装材１４の第１外装面１４ａには、図６Ｃで示した放熱シート１８とバイメタル２１とを組み合わせた部材が接合されている。外装材１４と放熱シート１８とは、例えば、加熱圧着による接合、接着剤による接合等により、一体化されている。放熱シート１８の主面が前述の熱可塑性樹脂層で覆われていれば、外装材１４と放熱シート１８とを効率良く加熱圧着により接合できる。

また、図７Ｃは、本実施形態の非水電解質電池の他の形態を示す底面図である。図７Ｃにおいては、非水電解質電池５０の外装材１４の第２外装面１４ｂに、図６Ｃで示した放熱シート１８とバイメタル２１とを組み合わせた部材が接合されている。

図７Ｂ、Ｃに示した矢印は、外装材１４から放熱シート１８を通って熱が伝導する放熱ルートを表したものである。外装材１４から伝導した熱は、放熱シート１８の放熱部１８ａに伝導し、最終的にはバイメタル２１から外部に放出される。

（実施形態４）
次に、本発明の非水電解質電池モジュールの実施形態について説明する。本実施形態の非水電解質電池モジュールは、実施形態１で説明した非水電解質電池を複数積層して外装体の内部に収納したものである。

図８は、本実施形態の非水電解質電池モジュールの断面図である。図８において、非水電解質電池モジュール７０を構成する外装体６０の内部には、図３Ａ、Ｂで示した実施形態１の非水電解質電池３０が複数積層されて収納され、放熱部１８ａと外装体６０の内面との間には熱伝導性が確保されている。

ここで、モジュール内が常温よりも高温になると、放熱シート１８の金属シートよりも熱伝導率が大きな樹脂シート１９が膨張して放熱部１８ａを外側に押圧し、放熱部１８ａの外装体６０に対する押圧力を増大させて放熱部１８ａと外装体６０との間の熱伝導性を高めて、モジュール全体の放熱性を向上させることができる。

これにより、放熱シート１８に伝導した熱を、高温時により効率良く外装体６０から外部に放出できる。このため、特に外装体６０が非水電解質電池３０の放熱部１８ａと接する面は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、ステンレス鋼等の熱伝導性が高い材料で形成することが好ましい。

一方、モジュール内が常温よりも低温になると、樹脂シート１９が収縮して、放熱部１８ａの外装体６０に対する押圧力が減少するので、放熱部１８ａと外装体６０との間の熱伝導性が低下して、モジュール全体の放熱性も低下させることができる。これにより、低温環境下でモジュールを使用する場合にモジュール全体の温度低下を防止して、各非水電解質電池３０の機能を維持できる。また、この際、樹脂シート１９が保温材としても機能するので、低温時において断熱性も発揮できる。

例えば、樹脂シート１９に熱膨張率（線膨張率）が１５０（×１０^-6／℃）のポリエチレンシートを用い、ポリエチレンシートの常温(２０℃)下での横幅Ｔ２（図２Ｂ）が１４０ｍｍの場合、６０℃時の横幅Ｔ２は１４０．８ｍｍとなり、−２０℃時の横幅Ｔ２は１３９．２ｍｍとなる。また、放熱シート１８の金属シートに熱膨張率（線膨張率）が２３．６（×１０^-6／℃）のアルミニウムシートを用い、アルミニウムシートの常温(２０℃)下での放熱部１８ａ同士の間隔Ｔ１（図２Ａ）が１４０ｍｍの場合、６０℃時の間隔Ｔ１は１４０．１ｍｍとなり、−２０℃時の間隔Ｔ１は１３９．９ｍｍとなる。この放熱シート１８と樹脂シート１９との膨張差により、高温時においては放熱部１８ａに対し、より強い押圧を加えることができ、放熱部１８ａと外装体６０との間の熱伝導性性を向上でき、モジュール全体の放熱性を向上できる。また、断熱する方が好ましい低温時においては、放熱部１８ａに対し、押圧を減少させるか、全く無くすことができ、放熱部１８ａと外装体６０との間の熱伝導性を低下させることができ、モジュール全体の放熱を抑制できる。

（実施形態５）
次に、本発明の非水電解質電池モジュールの他の実施形態について説明する。本実施形態の非水電解質電池モジュールは、実施形態２で説明した非水電解質電池を複数積層して外装体の内部に収納したものである。

図９は、本実施形態の非水電解質電池モジュールの断面図である。図９において、非水電解質電池モジュール８０を構成する外装体６０の内部には、図５Ａ、Ｂで示した実施形態２の非水電解質電池４０が複数積層されて収納され、放熱部１８ａと外装体６０の内面との間には熱伝導性が確保されている。

ここで、モジュール内が常温よりも高温になると、バイメタル２０が外側に変形して放熱部１８ａを外側に押圧し、放熱部１８ａの外装体６０に対する押圧力を増大させて放熱部１８ａと外装体６０との間の熱伝導性を高めて、モジュール全体の放熱性を向上させることができる。これにより、放熱シート１８に伝導した熱を、高温時により効率良く外装体６０から外部に放出できる。

また、モジュール内が常温よりも低温になると、バイメタル２０の外側への変形が無くなり、放熱部１８ａの外装体６０に対する押圧力が減少するので、放熱部１８ａと外装体６０との間の熱伝導性が低下して、モジュール全体の放熱性も低下させることができる。これにより、低温環境下でモジュールを使用する場合にモジュール全体の温度低下を防止して、各非水電解質電池４０の機能を維持できる。

（実施形態６）
続いて、本発明の非水電解質電池モジュールのさらに他の実施形態について説明する。本実施形態の非水電解質電池モジュールは、実施形態３で説明した非水電解質電池を複数積層して外装体の内部に収納したものである。

図１０は、本実施形態の非水電解質電池モジュールの断面図である。図１０において、非水電解質電池モジュール９０を構成する外装体６０の内部には、図７Ａ、Ｂで示した実施形態３の非水電解質電池５０が複数積層されて収納され、放熱部１８ａと外装体６０の内面との間には熱伝導性が確保されている。

ここで、モジュール内が常温よりも高温になると、バイメタル２１が両側に変形して放熱部１８ａ及び外装体６０の内面を押圧し、放熱部１８ａと外装体６０との間の熱伝導性を高めて、モジュール全体の放熱性を向上させることができる。これにより、放熱シート１８に伝導した熱を、高温時により効率良く外装体６０から外部に放出できる。

また、モジュール内が常温よりも低温になると、バイメタル２１の変形が無くなり、放熱部１８ａ及び外装体６０に対する押圧力が減少するので、放熱部１８ａと外装体６０との間の熱伝導性が低下して、モジュール全体の放熱性も低下させることができる。これにより、低温環境下でモジュールを使用する場合にモジュール全体の温度低下を防止して、各非水電解質電池５０の機能を維持できる。

以上説明したように、本発明は、高温領域で放熱性が高く、低温領域で放熱を抑制できる非水電解質電池及び非水電解質電池モジュールを提供できる。従って、本発明の非水電解質電池及び非水電解質電池モジュールは、広い使用温度範囲が考えられる自動車用やバイク用の電源、ロボット等の移動体用の電源等として広く利用できる。

１０ 電極体
１１ 正極
１１ａ 正極リード端子
１２ 負極
１２ａ 負極リード端子
１３ セパレータ
１４ 外装体
１４ａ 第１外装面
１４ｂ 第２外装面
１５ 電極収納部
１６ａ 正極リード端子部
１６ｂ 負極リード端子部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 封止部
１８ 放熱シート
１８ａ 放熱部
１９ 樹脂シート
２０、２１ バイメタル
３０、４０、５０ 非水電解質電池
６０ 外装体
７０、８０、９０ 非水電解質電池モジュール

Claims (8)

1. 電池要素と、前記電池要素を収納した可撓性を有する外装材と、前記外装材から外部に引き出された電極リード端子部と、前記外装材に接する放熱部材と、前記放熱部材に対する押圧部材とを含む非水電解質電池であって、
   前記放熱部材は、シート状の金属部材を含み、
   前記放熱部材の両端部は、Ｌ字状に屈曲して放熱部を形成し、
   前記押圧部材は、前記放熱部を押圧可能に配置され、
   前記押圧部材は、温度に応じて前記放熱部に対する押圧力を変化させることができることを特徴とする非水電解質電池。
2. 前記押圧部材は、前記放熱部の内側に配置され、所定の温度以上になると前記放熱部を外側に向けて押圧する請求項１に記載の非水電解質電池。
3. 前記押圧部材は、前記金属部材の熱膨張率より大きい熱膨張率を有する熱膨張性樹脂部材からなる請求項２に記載の非水電解質電池。
4. 前記押圧部材は、熱変形性金属部材からなる請求項２に記載の非水電解質電池。
5. 前記押圧部材は、熱変形性金属部材からなり、前記放熱部の外側に配置されている請求項１に記載の非水電解質電池。
6. 前記金属部材の両主面は、樹脂部材で覆われている請求項１〜５のいずれか１項に記載の非水電解質電池。
7. 前記外装材の外周は、矩形状に形成され、
   前記外装材の外周辺のうち、谷折りされた一辺以外の三辺が所定の幅をもって接合されて封止部を形成し、
   前記谷折りされた一辺と対向する封止部から前記電極リード端子部が引き出されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の非水電解質電池。
8. 請求項１〜７に記載の非水電解質電池を複数積層して外装体の内部に収納し、前記放熱部と前記外装体の内面との間に熱伝導性を付与したことを特徴とする非水電解質電池モジュール。

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