JP2012028023A - Battery - Google Patents
Battery Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012028023A JP2012028023A JP2010162831A JP2010162831A JP2012028023A JP 2012028023 A JP2012028023 A JP 2012028023A JP 2010162831 A JP2010162831 A JP 2010162831A JP 2010162831 A JP2010162831 A JP 2010162831A JP 2012028023 A JP2012028023 A JP 2012028023A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- conductive member
- resin
- voltage
- assembled battery
- 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
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 47
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 42
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 4
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 10
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 28
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 11
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 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
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910014549 LiMn204 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000012858 packaging process Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/117—Inorganic material
- H01M50/119—Metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/121—Organic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/545—Terminals formed by the casing of the cells
-
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
Description
この発明は電池、特に積層型の組電池に関する。 The present invention relates to a battery, and more particularly to a laminated battery pack.
スイッチング作動を行う電気回路に接続された電池パック10を有する車両用電源装置において、フロアパネル14をノイズシールド部材とするものが記載されている(特許文献1参照)。
In a vehicle power supply device having a
しかしながら、上記特許文献1の技術では、ノイズシールド機能を有する金属製筐体の一部をフロアパネルで置き換えているだけのものである。つまり、電池本体より外側に電磁シールドを行うための金属製筐体が必要であることに変わりなく、金属製筐体を含めた電池全体の重量増加や大型化を招いてしまう。
However, the technique disclosed in
そこで本発明は、電池全体の重量を増加させることなく電磁シールド可能な電池を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a battery that can be electromagnetically shielded without increasing the weight of the entire battery.
本発明は、樹脂フィルムと金属フィルムとを貼り合わせて層状にした樹脂−金属複合フィルムを外装材としてこの樹脂−金属複合フィルムで電池要素の外周に余裕代部をはみ出させて電池要素を被覆すると共に、外周にはみ出させた上下の余裕代部を熱融着で接合することにより電池要素を外装材の内側に収納して密封するようにした電池を前提として、前記熱融着で接合された部位に導電部材を貫通させると共にこの導電部材をアースに接続するものである。 In the present invention, a resin-metal composite film formed by laminating a resin film and a metal film is used as an exterior material, and the battery element is covered with the resin-metal composite film so that a margin part protrudes from the outer periphery of the battery element. In addition, on the premise of a battery in which the upper and lower margins protruding from the outer periphery are joined by thermal fusion and the battery element is housed inside the exterior material and sealed, it is joined by the thermal fusion. The conductive member is passed through the portion and the conductive member is connected to the ground.
本発明によれば、外装材としての金属フィルムが電磁シールドの機能を有することとなるので、金属製筐体によるアースを形成する必要がなくなる。これによって軽量かつコンパクトな電池を形成できる。 According to the present invention, since the metal film as the exterior material has a function of electromagnetic shielding, it is not necessary to form a ground by the metal casing. Thereby, a lightweight and compact battery can be formed.
以下図面に基づいて実施形態を説明する。以下の図面では、発明の理解を容易にするため、積層型電池を構成する要素などの各層の厚さや形状を誇張して示しているところがある。実寸に応じた縮尺となっているわけではない。なお、積層型電池は少なくとも2つの単電池を積層して構成した電池であるが、少なくとも2つの単電池を組み合わせた電池、つまり組電池でもある。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the following drawings, in order to facilitate understanding of the invention, the thickness and shape of each layer such as elements constituting the stacked battery are exaggerated. It is not necessarily a scale according to the actual size. The stacked battery is a battery configured by stacking at least two unit cells, but is also a battery in which at least two unit cells are combined, that is, an assembled battery.
(第1実施形態)
図1A、図1Bは本発明の第1実施形態の組電池1の概略縦断面図、図2は第1実施形態の組電池1の概略平面図である。なお、図1A、図1Bにおいては各部材の間に間隙があるかのように記載しているが、これは見易くするためであって実際に各部材の間に間隙が設けられているわけはでない。図2に示したように組電池の周囲には強電タブ4、5が取り出されている部位と強電タブ4、5が取り出されていない部位とが存在する。図1Aは強電タブ4、5が取り出されている部位でみた概略断面図、図1Bは強電タブ4、5が取り出されていない部位でみた概略断面図である。
(First embodiment)
1A and 1B are schematic longitudinal sectional views of the assembled
図1A、図1Bにおいて、全体として矩形かつ平板状に形成されている双極型二次電池要素3を上下方向に3つ積層することで、1つの塊としての電池要素2が構成されている。図1Aに示したように電池要素2の最上段と最下段には、一対の強電タブ4、5が接続され、一方の強電タブ4は右側に、もう一つの強電タブ5は左側に取り出されている。
In FIG. 1A and FIG. 1B, the
図2は図1Aとは正確に対応するものでない。すなわち、図1Aでは、一対の強電タブ4、5は左右に取り出されているが、図2では、強電タブ4、5はいずれも左側から取り出されている。
FIG. 2 does not correspond exactly to FIG. 1A. That is, in FIG. 1A, the pair of high-
図1Aに示す組電池1は、後述する図19に示す組電池1を簡略化して示している。実際には図1Aに示す組電池1は図19のように8つの双極型二次電池要素45を上下方向に積層したものである。図1Aでは簡略化のため3つの双極型二次電池電池要素45を積層したものを示している。図1Aに示す双極型二次電池要素3は、図19に示す双極型二次電池要素45と同じものである。
The assembled
図19に示す1つの双極型二次電池要素45は、図18で後述するように単電池41を12個上下方向に積層した(直列に接続した)ものである。なお、図18も簡単のため、双極型電極を上下方向に5枚積層することで単電池41が4個直列に接続された双極型二次電池要素45を示している。1つの単電池41は、隣り合う2つの集電体32、32の間の要素、つまり負極34と、ゲル電解液を染み込ませているセパレータ36と、正極33との3つの要素から構成されている。
One bipolar
図1A、図1Bに戻り一対の強電タブ4、5及び電池要素2の全体は上下より電池の外装材で被覆されている。ここでは、外装材として、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属(合金を含む)のフィルム7と、ポリプロピレンフィルム等の樹脂(絶縁体)のフィルム8とを接合した樹脂−金属複合ラミネートフィルム6を用いている。この樹脂−金属複合ラミネートフィルム6で上方より電池要素2及び一対の強電タブ4、5の全体を、電池要素2の外周に余裕代部6aをほぼ均等にはみ出させて被覆すると共に、下方にも上方の樹脂−金属ラミネートフィルム6と同じ幅の余裕代部6aを電池要素2の外周にほぼ均等にはみ出させて被覆し、外周にはみ出させた上下の余裕代部6aを熱融着で接合することにより、一対の強電タブ4、5及び電池要素2を外装材の内側に収納し密封する。このように、熱融着で接合する部分を、以下「熱融着部」10という。熱融着部10を一点鎖線の円で示している。
Returning to FIG. 1A and FIG. 1B, the entire pair of
樹脂フィルム8に加えて金属フィルム7でも電池要素2及び一対の強電タブ4、5の全体を被覆するのは、外装材の内部に水(水分)が侵入すると電池性能を阻害するので、そうならないようにするためである。このため上下の余裕代部6aを熱融着する際には、外装材の内部の空気を抜くことが好ましい。空気を抜く理由は、空気は水分を含んでいるためである。なお、一対の強電タブ4、5は熱融着部10で外装材に挟まれて樹脂−金属複合ラミネートフィルム6の外部に露出させている。
The
さて、組電池1は、例えば図3に示したようにモータ11(電気自動車やハイブリッド自動車に用いられる)の電源として用いられる。この場合、インバータ12のようなスイッチング作動を行う電気回路など、外部機器によって組電池1からの直流出力が交流に変換されたり組電池1からの電流が制御されたりすることから、インバータ12、インバータ12を制御する制御装置(図示しない)、組電池1、インバータ12と組電池1との間を接続する強電配線13、14などから電磁波が放散される。この電磁波の放散を防止するため、各部品に電磁シールドを行う必要がある。なお、外部機器としてインバータ12を挙げたが、インバータ以外でもスイッチングを行う外部機器には本発明の適用があることはいうまでもない。
Now, the assembled
例えばインバータ12と組電池1との間を接続する強電配線は、電磁波の放散を防止するため電磁シールド付き強電配線13、14とされている。電磁シールド付き強電配線にはいろいろなタイプがあり、いずれのタイプでもかまわない。ここでは、中心にある導線15を絶縁材16で被覆しその絶縁材16さらに銅やアルミニウムなどの電気抵抗の小さな金属で編んだ金網層17によって被覆したものであるとする。このような電磁シールド付き強電配線13、14では最外側の金網層17にアース線18が接続され、アースされることとなる。
For example, the high-power wirings connecting the
本発明では、特に組電池1に電磁シールドを行う場合を扱う。組電池1は、外装材として樹脂−金属複合ラミネートフィルム6を用いることで、非常に簡便かつ軽量コンパクトとなっている。電磁シールド構造を形成するためとはいえ、組電池1の全周をさらに金属製筐体を配置することによって電磁シールドを行うのでは、結果的に組電池1を含めた全体の重量が増加してしまう。
In the present invention, a case where electromagnetic shielding is performed on the assembled
また、電磁シールドのためのアースを金属製筐体に固定した場合には、組電池1を自動車などの用途に用いたときに、振動による接続信頼性が要求される。
In addition, when the earth for the electromagnetic shield is fixed to a metal casing, connection reliability by vibration is required when the assembled
そこで本発明は、電池の外装材として用いている樹脂−金属複合ラミネートフィルム6に含まれる金属フィルム7を金属製筐体の機能を有するものとして機能させ、この金属フィルム7をアースに接続する。金属フィルム7は、もともと外装材の内部に水分が入らないようにするものであるが、本発明では、この金属フィルム7に電磁シールドを行う機能を新たに付加するのである。電磁シールドは、基本的に電磁波を放散する対象(ここでは組電池1)を金属部材で被覆することによって果たされる。この意味で金属フィルム7はこの条件を満たすことから本発明を発想したものである。
Therefore, in the present invention, the
金属フィルム7とアース線25とを接続するについては、次のようにする。すなわち、図1Bに示したように強電タブ4、5が取り出されていない部位の熱融着部10にピン状の導電部材21を上方から下方に向けて貫通させる。頭部22があるので、勢いよく貫通させてもピン部23が下方に抜けてしまうことはない。この逆に導電部材21を下方から上方に向けて貫通させてもかまわない。なお、導電部材を貫通させることができない熱融着部には、強電タブ4、5が取り出されている部位の熱融着部10のほか、電圧検出用端子が取り出されている部位の熱融着部10がある。このため、以下では特に断らない限り「強電タブが取り出されている部位」には「電圧検出用端子が取り出されている部位」が含まれているものとし、「強電タブが取り出されていない部位」には「電圧検出用端子が取り出されていない部位」が含まれているものとする。
The connection between the
導電部材21は頭部22と先端が尖った(鋭利な)ピン部23とからなっている。図1Bに示したように強電タブ4、5が取り出されていない部位の熱融着部10では、上方より金属フィルム7、樹脂フィルム8、樹脂フィルム8、金属フィルム7の順に4層になって重なっているので、ピン状の導電部材21を上方より貫通すると、上下の金属フィルム7、7とピン部23とが導体同士で接触する。この接触部位が導電接続点を形成する。
The
この上下2枚の金属フィルム7、7と接触した導電部材21にアース線25の一端(図1Bで左端)を接続する。アース線25の他端(図1Bで右端)は、アース線の他端と車体(図示しない)とをボルト締めすることによってアース線25を車体に固定する。ボルト締めすることによって固定するのは、組電池1を車体より着脱可能とするためである。
One end (the left end in FIG. 1B) of the
このように第1実施形態によれば、外装材としての金属フィルム7が電磁シールドの機能を有することとなるので、金属製筐体によるアースを形成する必要がなくなり、軽量かつコンパクトな組電池1を形成できる。
Thus, according to 1st Embodiment, since the
また、外装材へのアース接続箇所は、熱融着部10(熱融着で接合された部位)であるので、外装材内部の気密性を維持しつつ、効果的にアースを形成することができる。 Moreover, since the ground connection location to the exterior material is the heat fusion part 10 (site joined by thermal fusion), it is possible to effectively form the ground while maintaining the airtightness inside the exterior material. it can.
また、上下より2つの樹脂―金属複合フィルム6、6が接合する部位である熱融着部10に先端の尖った(鋭利な)導電部材21を貫通させるだけで、導電部材21と金属フィルム7とで導電接続点を形成することができる。
Further, the
また、第1実施形態によれば、電池要素2は単電池を複数積層した双極型二次電池要素3であるので、双極型二次電池の構造メリットである軽量かつコンパクトのままで、電磁シールドを行うことができる。
In addition, according to the first embodiment, the
(第2、第3実施形態)
図4、図5は第2、第3の実施形態の組電池1の概略平面図で、第1実施形態の図2と置き換わるものである。図2と同一部分には同一番号を付している。実施形態では双極型二次電池要素3が全体として矩形かつ平板状に形成されているために熱融着部10が図4、図5に示したように4つの辺を有する枠状となっている。そして、いずれか1つの辺より外装材の外側に強電タブまたは電圧検出端子が取り出されている。しかしながら、双極型二次電池要素3の形状いかんで、熱融着部10が3つや5つの辺を有する枠状となり得る。要は、熱融着部10の平面形状は4つの辺を有する枠状に限定されるものでなく、少なくとも3つの辺を有する枠状であればかまわない。図4、図5に示したように熱融着部10は、上辺(上側で左右方向の辺)、下辺(下側で左右方向の辺)、右辺(右側で上下方向の辺)、左辺(左側で上下方向の辺)の4つからなっている。
(Second and third embodiments)
FIGS. 4 and 5 are schematic plan views of the assembled
第2実施形態は、導電部材21のピン部23を貫通させる熱融着部10の位置を様々に相違させたものである。第1実施形態では導電部材21のピン部23を貫通させる熱融着部10の位置を右枠の右上としているが(図2参照)、導電部材21のピン部23を貫通させる熱融着部10の位置は、図4に示したように熱融着部10であれば上枠、下枠、右枠、左枠のどの位置でも基本的にかまわない。
In the second embodiment, the position of the
第3実施形態は、熱融着部10のうち強電タブ4、5が取り出されている部位が属する辺あるいは電圧検出用端子26が取り出されている部位が属する辺に導電部材21のピン部23を貫通させるようにしたものである。すなわち、図5(a)、(b)では一対の強電タブ4、5が取り出されている部位が属する左辺に、図5(c)では電圧検出用端子26が取り出されている部位が属する右辺に導電部材21のピン部23を貫通させている。ここで、電圧検出用端子26は単電池ごとの電圧を検出するための端子である。
In the third embodiment, the
第3実施形態によれば、4つの辺を有する枠状の熱融着部10(熱融着で接合された部位)のうち強電タブ4、5または電圧検出用端子26が取り出される部位が属する辺に導電部材21を貫通させるので、導電部材21の物理的なアンカー効果により、比較的シール強度を維持することが難しい強電タブ4、5または電圧検出用端子26が取り出される部位が属する辺の接合強度を高めることができる。
According to the third embodiment, of the frame-shaped heat fusion part 10 (the part joined by heat fusion) having four sides, the part from which the
熱融着部10では、熱融着した上下2枚の樹脂−金属複合ラミネートフィルム6、6がはがれまいとする力によってシールしている。これに対して導電部材21を熱融着部10に貫通させると、ピン部23と上下2枚の樹脂−金属複合ラミネートフィルム6、6との間に生じる摩擦力が上記のはがれまいとする力に加わる。つまり、当該摩擦力は熱融着している状態を維持させる力として働く。この当該摩擦力が熱融着している状態を維持させる力として働くことが、導電部材21の物理的なアンカー効果のことである。
In the heat-sealing
(第4実施形態)
図6は第4実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池1の概略縦断面図で、第1実施形態の図1Bと置き換わるものである。図1Bと同一部分には同一番号を付している。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of the assembled
第4実施形態は、図1Bに示される第1実施形態と外装材が異なるものである。すなわち、第4実施形態の樹脂−金属複合ラミネートフィルム6は、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属(合金を含む)のフィルム7と、ポリプロピレンフィルム等の樹脂(絶縁体)のフィルム8と、ポリプロピレンフィルム等の樹脂(絶縁体)のフィルム9とを接合している。つまり、金属フィルム7を2つの樹脂フィルム8、9で両側から挟持した3層構造となっている。
4th Embodiment differs in 1st Embodiment shown by FIG. 1B, and an exterior material. That is, the resin-metal
両側の2つの樹脂フィルム8、9としては膨張率が同じものを用いている。金属フィルムと樹脂フィルムとは膨張率が大きく異なる。樹脂フィルムと金属フィルムとを貼り合わせて2層の樹脂−金属複合ラミネートフィルム6を作るには、両者を接着剤で貼り付けることになるが、金属フィルムと樹脂フィルムとで膨張率が大きく異なるため、貼り合わせた後の樹脂−金属複合ラミネートフィルム6は丸まってしまい、作業性が悪いものとなる。一方、第4実施形態の樹脂−金属複合ラミネートフィルム6は、金属フィルム7を等膨張率の2つの樹脂フィルム8、9でサンドイッチして貼り合わせた3層のフィルムであるので、樹脂−金属複合ラミネートフィルム6が丸まることがなく作業性の良いものとなっている。
The two
第4実施形態においても、強電タブ4、5が取り出されていない部位の熱融着部10に導電部材21を貫通させる。第4実施形態の作用効果は、第1実施形態の作用効果と同じである。
Also in 4th Embodiment, the
第4実施形態の外装材は、第1実施形態と相違して、表面に樹脂フィルム9、9が露出している。このように樹脂フィルム9、9が表面に露出している樹脂−金属複合ラミネートフィルム6の場合でも、熱融着部10に先端の尖った(鋭利な)導電部材21を貫通させるだけで、導電部材21と内部の2枚の金属フィルム7、7とを容易に導通させることができる。
Unlike the first embodiment, the exterior material of the fourth embodiment has
(第5実施形態)
図7は第5実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池1の概略縦断面図で、第4実施形態の図6と置き換わるものである。図6と同一部分には同一番号を付している。
(Fifth embodiment)
FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view of the assembled
第5実施形態は、導電部材21のピン部23が熱融着部10から抜けないように導電部材21のピン部23に先端の尖った抜け止め部24(「返し」といわれる)を設けたものである。抜け止め部24の形状としては、図8に示したような態様が考えられる。すなわち、図8(a)は図7の導電部材21を拡大したもので、ピン部23の左右に1つずつ先端の尖った抜け止め部24を設けている。
In the fifth embodiment, the
一方、図8(b)はピン部23の片側にのみ1つの抜け止め部24を設けたもの、図8(c)は右斜め上に向けて尖った抜け止め部24を上下方向に2つ並べてピン部23の片側に設けたもの、図8(d)は図8(c)に対してさらに左斜め上に向けて尖った抜け止め部24を上下方向に2つ並べてピン部23の反対側にも設けたものである。
On the other hand, FIG. 8 (b) shows a structure in which one retaining
ピン部23の外周に抜け止め部24を設けた理由は導電部材21の物理的なアンカー効果を高めるためである。すなわち、ピン部23が貫通させた方向と逆向きに移動しようとしても。そのピン部23の移動を抜け止め部24が阻止する。言い換えると、摩擦力に加えて、ピン部23の移動を抜け止め部24が阻止する力が熱融着している状態を維持させる力として働くのである。
The reason why the retaining
第5実施形態によれば、導電部材21は、ピン部23とこのピン部23の径より大きい径を有する頭部22とからなり、熱融着部10(熱融着で接合された部位)を貫通するピン部23の外周に、導電部材21を貫通させる向きとは逆向きにこのピン部23が移動することを阻止する抜け止め部24を少なくとも1つ有するので、比較的シール強度を維持することが難しい強電タブ4、5が取り出される部位の近くの熱融着部10(熱融着で接合された部位)の接合強度が、当該抜け止め部24を有していない導電部材21の場合よりも大きくなり、耐振動性能の高いアース接続を形成することができる。
According to the fifth embodiment, the
(第6実施形態)
図9は第6実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池1の概略縦断面図で、第4実施形態の図6と置き換わるものである。図6と同一部分には同一番号を付している。
(Sixth embodiment)
FIG. 9 is a schematic longitudinal cross-sectional view of the assembled
第6実施形態は、導電部材21を1つの頭部22とこの頭部22から林立する複数のピン部23とから構成し、導電部材21の全体として剣山のような形状としたものである。具体的には、図9に示したように、導電部材21には1つの頭部22から3つのピン部23、23、23が一列で下方に向けて林立している。この3つのピン部23、23、23が一列に並んでいる形状の導電部材21を、ピン部が下方となるようにして、強電タブ4、5が取り出されていない部位の熱融着部10に上方から下方に向けて貫通させる。この逆に導電部材21を下方から上方に向けて貫通させてもかまわない。
In the sixth embodiment, the
図10は導電部材21の他の態様を示したものである。一つの頭部22から少なくとも2つのピン部23を林立させるものであればよい。図10(a)に示した導電部材21では1つの頭部22から一列に10個のピン部23を林立させている。図10(b)、(c)、(d)に示した導電部材21では、1つの頭部22から平面的に複数のピン部23を林立させている。
FIG. 10 shows another embodiment of the
導電部材21とアース線25との接続方法としては、図10(a)に示したようにする。すなわち、頭部22とアース線25とをボルト26とナット27を締結することにより頭部22とアース線25とを接続する。ボルト26とナット27を外して取り去ることにより頭部22とアース線25とを非接続状態とする。このような接続方法としたのは、組電池1及び導電部材21を車体から着脱可能とするためである。
As a method of connecting the
1つの頭部22に対してピン部23を複数にした理由は、導電接続点を増やしかつ導電部材21の物理的なアンカー効果を高めるためである。すなわち、1つの頭部22に対してピン部23が複数になると、ピン部が一つのみの場合よりも導電接続点の数が複数倍となる。また、複数のピン部23と上下2枚の樹脂−金属複合ラミネートフィルム6、6との間の摩擦力は、1つの頭部22に対して1つのみのピン部23の場合よりも大きくなる。この大きくなった摩擦力が熱融着している状態を維持させる力として働く。なお、第6実施形態の図9においても、強電タブ4、5が取り出されていない部位の熱融着部10に導電部材21を貫通させている。
The reason why a plurality of
第6実施形態によれば、1つの頭部22に対してピン部23を少なくとも2つ有するので、1つの頭部22に対してピン部23を1つしか有しない場合よりも多くの導電接続点を形成することができ、かつ比較的シール強度を維持することが難しい強電タブ4、5または電圧検出用端子26が取り出される部位の近くの熱融着部10(熱融着で接合された部位)の接合強度が大きくなり、耐振動性能の高いアース接続を形成することができる。
According to the sixth embodiment, since at least two
(第7実施形態)
図11は第7実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池1の概略縦断面図で、第6実施形態の図9と置き換わるものである。図9と同一部分には同一番号を付している。
(Seventh embodiment)
FIG. 11 is a schematic vertical cross-sectional view of the assembled
第7実施形態は、図9に示した導電部材21を2つ用意し、強電タブ4、5が取り出されていない部位の熱融着部10に対して、上方から一方の導電部材21をピン部23を下方に向けて、下方から他方の導電部材21をピン部23を上方に向けて持ち、これら上下2つの導電部材21、21を当該熱融着部10に貫通させるようにしたものである。この場合、上方からのピン部23と下方からのピン部23とが互い違いに位置するようにピン部23とピン部23の間の間隔を定めておく。
In the seventh embodiment, two
第7実施形態において、上下2つの導電部材21、21を区別するときには、上方にある導電部材を「第1導電部材21A」、下方にある導電部材を「第2導電部材21B」というものとする。
In the seventh embodiment, when distinguishing between the upper and lower
上方2つの導電部材21、21とアース線25との接続方法として、他の態様を図12に示している。ただし、図12は導電部材単独で示し、熱融着部は省略して示していない。
As a method of connecting the upper two
詳細には、図12(a)では、第1導電部材21Aの頭部22とアース線25の一端(図で左端)とをボルト26とナット27で締結することにより第1導電部材21Aの頭部22とアース線25とを接続する。ボルト26とナット27を外して取り去ることにより第1導電部材21Aの頭部22とアース線25とを非接続状態とすることができる。
Specifically, in FIG. 12A, the
図12(b)では、第1導電部材21Aの右端に、スナップ部材31の雌部材33を、第2導電部材21Bの右端にスナップ部材31の雄部材32を取り付けておき、スナップ部材31で第1導電部材21Aと第2導電部材21Bを着脱し得るようにしている。
In FIG. 12B, the
スナップ部材31は、雄部材32と雌部材33とからなり、第2導電部材21Bの頭部22に取り付けてある雄部材32が、第1導電部材21Aの頭部22に取り付けてある雌部材33にはまり込むことによって第1導電部材21Aと第2導電部材21Bとが固定される。また、雄部材32を雌部材33から離脱させることによって第1導電部材21Aと第2導電部材21Bとの係合を解くことができる。
The
このように第1、第2の2つの導電部材21A、21Bを着脱可能としているスナップ部材31の材質は樹脂、金属のいずれでもかまわない。スナップ部材31の材質が樹脂であるときには、アース線25の一端(図12(b)で左端)は第1導電部材21Aの頭部22に接続する。スナップ部材31の材質が金属であるときにはアース線25の一端(図12(b)で左端)をスナップ部材31に接続することができる。
Thus, the material of the
第7実施形態によれば、強電タブ4、5が取り出されていない部位の熱融着部10(熱融着で接合された部位)の上下の両面から第1、第2の導電部材21A、21Bを貫通させるので、熱融着部10(熱融着で接合された部位)の片面から導電部材21を貫通させる場合よりも多くの導電接続点が形成されるほか、上下方向からの圧着構造を形成することが可能となることから、比較的シール強度を維持することが難しい強電タブ4、5が取り出される部位の近くの熱融着部10(熱融着で接合された部位)の接合強度が大きくなり、耐振動性能の高いアース接続を形成することが可能になる。
According to the seventh embodiment, the first and second
(第8実施形態)
図13Aは第8実施形態の強電タブが取り出されている部位でみた組電池1の概略縦断面図、図13Bは第8実施形態の強電タブが取り出されていない部位でみた組電池1の概略縦断面図である。第8実施形態でも図13Bに示したように強電タブ4、5が取り出されていない部位の熱融着部10にピン状の導電部材21を上方から下方に向けて貫通させている。図13Bは第4実施形態の図6と置き換わるものである。図3、図6と同一部分には同一番号を付している。
(Eighth embodiment)
FIG. 13A is a schematic longitudinal sectional view of the assembled
第8実施形態は、インバータ12のようなスイッチング作動を行う電気回路など、外部機器に接続する2本の電磁シールド付き強電配線13、14内のアース配線(つまり金網層17)に導電部材21を接続するようにしたものである。すなわち、図13Aに示したように、2本の電磁シールド付き強電配線14、15は、各一端(図で下端)が強電タブ4、5に、各他端(図で上端)が図示しないインバータ12に接続されている。そして、2本の電磁シールド付き強電配線14、15は各金網層17、17が1本のアース線18を介してアースされている。図13Bに示したように、導電部材21に接続されるアース線25をこのアース線18に接続する。
In the eighth embodiment, the
組電池1と2本の電磁シールド付き強電配線14、15とを個々にアースするとループ電流が流れることがあるが、第8実施形態では、組電池1と2本の電磁シールド付き強電配線14、15とを一箇所でアースするので、ループ電流を回避して電磁シールド効果を上げることができる。
When the assembled
第8実施形態によれば、外部機器に強電タブ4、5を接続する電磁シールド付き強電配線14、15を備え、この電磁シールド付き強電配線14、15の金網層17(電磁シールド付き強電配線内のアース配線)に導電部材21を接続するので、電磁シールド付き強電配線のアース線14、15と組電池1のアース線25とを同電位とすることが可能になり、電磁シールド付き強電配線14、15と組電池1とを個々にアースする場合よりも組電池1から発生する電磁波ノイズ(電磁波の放散)をより効率的に除去できる。
According to the eighth embodiment, the high-
(第9実施形態)
図14は組電池1のうち一方の強電タブ(例えば強電タブ4)の外装材からの取り出し付近を拡大して示す第9実施形態の概略斜視図である。第4実施形態の図6と同一部分には同一番号を付している。第9実施形態では、2つの導電部材21、21を用いている。両者を区別するときには図14において右上にある導電部材を「第3導電部材21C」、左下にある導電部材を「第4導電部材21D」というものとする。
(Ninth embodiment)
FIG. 14 is a schematic perspective view of the ninth embodiment showing an enlarged view of the vicinity of one of the high-voltage tabs (for example, the high-voltage tab 4) of the assembled
第9実施形態は、図13A、図13Bに示した第8実施形態を前提として電磁シールド付き強電配線の強電タブへの接続と、導電部材21のアースとを一体で行うようにしたものである。
In the ninth embodiment, on the premise of the eighth embodiment shown in FIGS. 13A and 13B, the connection of the high-voltage wiring with electromagnetic shield to the high-power tab and the grounding of the
絶縁材料(例えばプラスチック)で形成した端子台31に、所定の幅を置いて第3導電部材21C、第4導電部材21Dをピン部23が上を向くようにして予め固定しておくと共に、第3、第4の導電部材21C、21Dをアース線25で互いに接続しておく。アース線25は端子台31の上に塗布等することより形成する。図14ではアース線25はコの字状に形成されている。
The third
この端子台31を、強電タブ4(強電タブの一方)が取り出されている部位の熱融着部10を挟んで第3、第4の導電部材21C、21Dがくるように、かつ熱融着部10の下方となるように端子台31を配置し、強電タブ4が取り出されている部位の両側の熱融着部10に第3、第4の導電部材21C、21Dを下方より上方に向けて貫通させる。その後には、電磁シールド付き強電配線15の一端(図14で左端)を強電タブ4に接続すると共に、電磁シールド付き強電配線15の金網層17をアース線25に接続する。なお、強電タブ4を上下方向に貫いている円柱状部材は共締め用のボルト32である。
The
図示しないが、図14と同様にして、他方の強電タブ5に電磁シールド付き強電配線14を接続する部位と、2つの導電部材を電磁シールド付き強電配線14の金網層17(電磁シールド付き強電配線内のアース配線)に接続する部位とを同一の端子台に構成する。
Although not shown in the figure, in the same manner as in FIG. 14, the portion where the high-
第9実施形態によれば、電磁シールド付き強電配線14、15を前記強電タブ4、5に接続する部位と、導電部材21を電磁シールド付き強電配線14、15の金網層17(電磁シールド付き強電配線14、15内のアース配線)に接続する部位とを同一の端子台31に構成した。これによって、図14に示したように1つの端子台31で強電接続(強電タブ4と電磁シールド付き強電配線14の接続)と組電池1のアース接続の両方を同時に行わせることが可能になり、非常に簡便にアース接続を行うことができる。
According to the ninth embodiment, the portion connecting the high-
(実施例)
双極型二次電池(積層型電池)の組電池による評価を次のように行った。
(Example)
Evaluation of a bipolar secondary battery (stacked battery) using an assembled battery was performed as follows.
<双極型電極の作製>
[正極層作成]
正極活物質としてLiMn204を85wt%、 導電助剤としてアセチレンブラックを5wt%、 バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)を10wt%の比で混合して正極スラリーを作製した。スラリー粘度調整溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を塗布工程に最適な粘度になるまで添加した。
<Production of bipolar electrode>
[Create positive electrode layer]
A positive electrode slurry was prepared by mixing 85% by weight of LiMn204 as a positive electrode active material, 5% by weight of acetylene black as a conductive auxiliary agent, and 10% by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder. N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added as a slurry viscosity adjusting solvent until the viscosity became optimum for the coating process.
厚さ20μmのSUS箔からなる集電体32の片面に上記正極スラリーを塗布し乾燥させて30μmの電極層の正極33を形成した。
The positive electrode slurry was applied to one side of a
[負極層作成]
負極活物質としてハードカーボンを90wt%、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)を10wt%の比で混合して負極スラリーを作製した。スラリー粘度調整溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を塗布工程に最適な粘度になるまで添加した。
[Create negative electrode layer]
A negative electrode slurry was prepared by mixing 90 wt% of hard carbon as a negative electrode active material and 10 wt% of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder. N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added as a slurry viscosity adjusting solvent until the viscosity became optimum for the coating process.
正極33を塗布したSUS箔の集電体32の反対面に、上記負極スラリーを塗布し乾燥させて30μmの電極層の負極34を形成した。SUS箔の集電体32の両面に正極33と負極34がそれぞれ形成されることにより、双極型電極31が形成された。
The negative electrode slurry was applied to the opposite surface of the SUS foil
双極型電極31を160×130mmの大きさに切り取り、正極33、負極34ともに外周部は10mmを剥がしとることにより、SUS箔の集電体32表面を露出させた。これにより、電極面の広さが140×110mmであり、外周部に10mmのSUS箔の集電体32が露出した双極型電極31を作製した。図15(a)、(b)、(c)に双極型電極31の平面図、裏面図及び断面図を示している。
The
<電解質層の形成>
電解液として混合比1:1のポリエチレンカーボネート(PC)−エチレンカーボネート(EC)を1ML含んだLiPF6を90wt%(沸点は242℃)、ホストポリマーとして、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)コポリマーを10%含む、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)−ヘキサフルオロプロピレン(HFP)を10wt%の比で混合して電解液を作製した。
<Formation of electrolyte layer>
90% by weight of LiPF6 containing 1 ml of polyethylene carbonate (PC) -ethylene carbonate (EC) at a mixing ratio of 1: 1 as the electrolyte (boiling point is 242 ° C.), and 10% of hexafluoropropylene (HFP) copolymer as the host polymer Polyvinylidene fluoride (PVDF) -hexafluoropropylene (HFP) was mixed at a ratio of 10 wt% to prepare an electrolytic solution.
粘度調製溶媒としてジメチルカーボネート(DMC)を塗布工程に最適な粘度になるまで添加し、プレゲル電解質を作製した。このプレゲル電解質を集電体32両面の正極33、負極34の各電極部に塗布しジメチルカーボネート(DMC)を乾燥させることでゲル電解質の染み込んだ双極型電極31を完成させた。
Dimethyl carbonate (DMC) was added as a viscosity adjusting solvent until the viscosity became optimum for the coating process to prepare a pregel electrolyte. The pregel electrolyte was applied to the electrode portions of the
<シール部前駆体の形成>
正極33の外周部の電極未塗布部分である集電体周縁部32aにディスペンサを用いて、図16のようにシール部前駆体35を塗布した。シール部前駆体35として1液性未硬化エポキシ樹脂を用いた。ここで、図16(a)、(b)はシール部前駆体35が塗布された状態を説明するための双極型電極31の平面図、断面図である。
<Formation of seal part precursor>
Using a dispenser, a
次に、170×140mmのセパレータ36(ポリエチレンセパレータ:12μm、融点:134℃)を正極側にSUS箔の集電体32のすべてを覆うように設置した。なお、セパレータ36は多孔質状あるいはスポンジ状であり、セパレータ36にも上記のゲル電解液を染み込ませている。
Next, a 170 × 140 mm separator 36 (polyethylene separator: 12 μm, melting point: 134 ° C.) was placed on the positive electrode side so as to cover all of the
その後、セパレータ36の上から電極未塗布部分(前記シール部前駆体35を塗布した部分と同じ部分)である集電体周縁部32aにディスペンサを用いて、図17のように重ねてシール部前駆体35(1液性未硬化エポキシ樹脂)を塗布した。図17(a)、(b)はセパレータ36により覆われた状態を説明するための双極型電極31の平面図、断面図である。
Then, using the dispenser on the current collector
<積層工程>
図17のように作製した双極型電極31を上下方向に13枚重ねることで単電池が上下方向に12個積層された双極型電池構造体を作製した。
<Lamination process>
A bipolar battery structure in which 12 unit cells were stacked in the vertical direction was manufactured by stacking 13
<双極型電池のプレス>
上記の双極型電池構造体を熱プレス機51により面圧1kg/cm2、80℃で1時間熱プレスすることにより、未硬化のシール部(エポキシ樹脂)を硬化した。この工程によりシール部を所定の厚みまでプレス、さらに硬化を行うことが可能になる。図18に示したように双極型電池構造体に対する上下からの熱プレスによってシール部前駆体35によりシール部42が形成されている。以上で、12個の単電池41が直列接続された、1つの塊としての双極型二次電池要素45を完成させた。ここで、図18は双極型二次電池要素45の縦断面図である。
<Bipolar battery press>
The bipolar battery structure was hot-pressed with a
なお、図18には簡単のため、双極型電極31を上下方向に5枚重ねることで単電池41が4個直列接続された双極型二次電池要素45を示している。図18に示したように1つの単電池41は、隣り合う2つの集電体32、32の間の要素、つまり負極34と、ゲル電解液を染み込ませているセパレータ36と、正極33とから構成されている。
For the sake of simplicity, FIG. 18 shows a bipolar
<パッケージング工程>
上記方法で作成した双極型二次電池電池要素45を、図19、図20に示したように、さらに8個直列に重ね合わせたものを一塊としての電池要素47とし、この電池要素47の上下に一対の強電タブ4、5を配置し、この一対の強電タブ4、5と8個の双極型二次電池電池要素45の全体を外装材を用いて密封することにより、モータ駆動用の双極型二次電池の組電池1(平均電圧360V)を完成させた。ここで、図19は双極型二次電池の組電池1の概略縦断面図、図20は双極型二次電池の組電池1の概略平面図である。
<Packaging process>
As shown in FIGS. 19 and 20, the bipolar
このようにして完成した双極型二次電池の組電池1(以下単に「組電池」ともいう。)に対してアース形状を次の表1のような組み合わせで行った。そして、表1のように比較例1、2及び実施例1〜6の組電池1の重量測定を実施し、各アース形状での重量比較を行った。
The ground shape of the assembled
比較例1の組電池は、外装に樹脂−アルミ複合ラミネートフィルム(表1では「アルミラミネートフィルム」で略記)に代えてステンレスの金属製筐体を用いた。また、比較例2の組電池は外装に樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムを用いているが、アースを取るためにさらにステンレスの金属製筐体で覆ったものである。 In the battery pack of Comparative Example 1, a stainless steel metal casing was used instead of a resin-aluminum composite laminate film (abbreviated as “aluminum laminate film” in Table 1). Further, the assembled battery of Comparative Example 2 uses a resin-aluminum composite laminate film for the exterior, but is further covered with a stainless steel metal casing to take a ground.
上記比較例1の組電池と実施例1〜5の組電池(双極型二次電池)の組電池重量を比較すると、実施例1〜5の組電池(双極型二次電池)は非常にコンパクトかつ軽量である。しかし、比較例2の組電池のように、金属製筐体(ステンレス)で覆い、電磁シールドを形成すると、樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムを外装材とするメリットが半減することがわかる。 Comparing the assembled battery weights of the assembled battery of Comparative Example 1 and the assembled batteries (bipolar secondary batteries) of Examples 1 to 5, the assembled batteries (bipolar secondary batteries) of Examples 1 to 5 are very compact. And it is lightweight. However, it can be seen that, when covered with a metal casing (stainless steel) and an electromagnetic shield is formed as in the assembled battery of Comparative Example 2, the merit of using a resin-aluminum composite laminate film as an exterior material is halved.
また、比較例2の組電池と実施例6のプラスチック製筐体を含めた組電池の組電池重量を比較すると、樹脂-アルミ複合ラミネートフィルムで電磁シールドを形成し、プラスチック製筐体で組電池を固定した実施例6のほうが重量が比較例2より大幅に軽くなることもわかった。このように実施例6の組電池によれば、組電池を固定するケースが;プラスチック製(樹脂製)の筐体であるので、軽量で耐振動性能の高い組電池を形成することができる。 Moreover, when the assembled battery weight of the assembled battery including the assembled battery of Comparative Example 2 and the plastic casing of Example 6 is compared, an electromagnetic shield is formed with a resin-aluminum composite laminate film, and the assembled battery is assembled with the plastic casing. It was also found that the weight of Example 6 in which was fixed was significantly lighter than that of Comparative Example 2. Thus, according to the assembled battery of Example 6, since the case for fixing the assembled battery is a plastic (resin) housing, it is possible to form an assembled battery that is lightweight and has high vibration resistance.
したがって、実施例1〜5のように樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムを外装材として用い、かつ樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムのうちのアルミフィルム(金属フィルム)でアースを形成することで筐体を含めた組電池が大幅に軽量であることがわかった。 Therefore, the case was included by using the resin-aluminum composite laminate film as an exterior material as in Examples 1 to 5 and forming an earth with the aluminum film (metal film) of the resin-aluminum composite laminate film. The assembled battery was found to be significantly lighter.
次に、上記実施例1〜5の組電池に対しアース線と樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムとの間の抵抗測定を実施した。さらに実施例1〜5の組電池に対し振動を長時間加え、その後にもう一度抵抗測定を行った。加振前の抵抗を100%とし、加振後の抵抗(%)を次の表2にまとめた。なお、振動試験はしっかり固定した組電池に対して垂直の方向に振幅が3mmで50Hzの単調な振動を200時間加えることにより行った。 Next, resistance measurement between the ground wire and the resin-aluminum composite laminate film was performed on the assembled batteries of Examples 1 to 5. Further, vibration was applied to the assembled batteries of Examples 1 to 5 for a long time, and then resistance measurement was performed once again. The resistance before vibration was taken as 100%, and the resistance (%) after vibration was summarized in Table 2 below. In addition, the vibration test was performed by applying a monotonous vibration of 50 Hz and an amplitude of 3 mm in a perpendicular direction to the assembled battery for 200 hours.
実施例1の組電池(図6参照)と実施例2の組電池(図7参照)を比較すると、ピン部23の外周に抜け止め部24を有することで振動に対して抵抗の増加が抑えられることがわかった。これは、抜け止め部24が樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムのうちの金属部(金属フィルム)に引っ掛かることで抵抗の増加を抑えられているものと考えられる。また、実施例1の組電池(図6参照)と実施例3の組電池(図9参照)を比較すると、導電部材21が熱融着部の上下に2つ存在するほうが抵抗の増加が抑えられることがわかった。これは、樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムと導電部材との接触点が増えることで耐振動性能が向上しているものと考えられる。
When the assembled battery of Example 1 (see FIG. 6) and the assembled battery of Example 2 (see FIG. 7) are compared, an increase in resistance to vibration is suppressed by having a retaining
さらに、実施例3の組電池(図9参照)と実施例4の組電池(図11参照)を比較すると、熱融着部10の両面から導電部材を貫通させて固定するアース形状のほうが、さらに抵抗増加を抑えられることがわかった。
Furthermore, when the assembled battery of Example 3 (see FIG. 9) and the assembled battery of Example 4 (see FIG. 11) are compared, the ground shape in which the conductive member is penetrated and fixed from both surfaces of the
実施例5の組電池(図14参照)ではアース形状のベストな形を形成し、抵抗増加がさらに抑えられていると共に、電磁シールド付き強電配線のアースと樹脂−アルミ複合ラミネートフィルムのうちのアルミフィルム(金属フィルム)を接合することで、より簡易的な構成となっている。また、電力変換機(モータ)などのアースとも非常に短い距離でアースを形成することが可能となるので、電磁シールド性能がさらに高まる構成となった。 In the assembled battery of Example 5 (see FIG. 14), the best shape of the earth shape is formed, and the resistance increase is further suppressed, and the earth of the high-voltage wiring with electromagnetic shield and the aluminum of the resin-aluminum composite laminate film It has a simpler structure by bonding a film (metal film). In addition, since it is possible to form a ground with a very short distance from a ground such as a power converter (motor), the electromagnetic shielding performance is further enhanced.
次に、図19に示した電池要素47の代わりにステンレス板で置き換えた、実施例1から実施例5までの組電池サンプルに対し、アース形状を強電タブ取り出し部が属する辺に設置したもの、アース形状を強電タブ取り出し部が属さない辺に設置したものをそれぞれ作製した。ここで、「アース形状を設置する」とは、例えば図6に示したように先端の鋭利な導電部材を熱融着部に貫通させることである。
Next, with respect to the assembled battery samples of Example 1 to Example 5 replaced with a stainless steel plate instead of the
また、「強電タブ取り出し部のある辺」、「強電タブ取り出し部のない辺」について説明する。図20において、熱融着部10は四角の枠状である。この四角の枠状の熱融着部10を4辺を有する単純な四角形に置き換えると、左右に走る2つの縦辺と上下方向に走る2つの横辺とからなる。図20においては、左右の2つの縦辺から強電タブ4、5が取り出され、上下2つの横辺からは強電タブ4、5は取り出されていない。従って、「」強電タブ取り出し部のある辺」とは、左右の2つの縦辺のこと、「強電タブ取り出し部のない辺」とは、上下2つの横辺のことである。「辺」とはいっても実質的には熱融着部10である。
Further, “side with a high-power tab take-out portion” and “side without a high-power tab take-out portion” will be described. In FIG. 20, the
この組電池サンプルの樹脂−アルミ複合ラミネートフィルム内にチューブを導入し、空気を送り込むことで内圧をあげて熱融着部が剥離し内圧が開放されたときの圧力を測定した結果を次の表3にまとめた。ただし、実施例1の組電池サンプルにアース形状を強電タブ取り出し部が属する辺に設置したものに対して内圧が解放されたときの圧力を100%として、そのほかの組電池サンプルの内圧が解放されたときの圧力を%で示した。 The following table shows the results of measuring the pressure when the tube was introduced into the resin-aluminum composite laminate film of this assembled battery sample and the internal pressure was increased by feeding air to release the internal pressure. It was summarized in 3. However, the pressure when the internal pressure is released is 100% with respect to the battery pack sample of Example 1 in which the ground shape is installed on the side to which the high voltage tab take-out portion belongs, and the internal pressure of other battery pack samples is released. The pressure at that time was expressed in%.
実施例1から実施例5までのどの組電池サンプルも、シール強度を維持することが難しい、強電タブ取り出し部が属する辺の熱融着部が開封し内圧が開放されていたが、どの実施例の組電池サンプルについても、アース形状を強電タブ取り出し部が属する辺に設置している場合の方がアース形状を強電タブ取り出し部が属さない辺に設置している場合より内圧が高いところで開放されていた。この結果から、アース形状を強電タブ取り出し部が属する辺に設置することで、シール強度を維持することが難しい強電タブ取り出し部が属する辺の接着強度が高まっていることがわかった。これは、アース形状を設置した、つまり図6に示したように先端の鋭利な導電部材を熱融着部に貫通したことによる、導電部材の物理的なアンカー効果により、比較的シール強度を維持することが難しい、強電タブ取り出し部が属する辺(熱融着部)の接合強度を高めているものと考えられる。 In any of the assembled battery samples from Example 1 to Example 5, it was difficult to maintain the sealing strength, the heat fusion part of the side to which the high-voltage tab take-out part belongs was opened and the internal pressure was released. For the assembled battery samples, the ground shape is opened when the internal pressure is higher when the ground shape is installed on the side to which the high-voltage tab take-out part belongs than when the ground shape is installed on the side to which the high-power tab take-out part does not belong. It was. From this result, it was found that the adhesive strength of the side to which the high-power tab take-out portion to which it is difficult to maintain the seal strength is increased by installing the ground shape on the side to which the high-power tab take-out portion belongs. This is because a grounding shape is installed, that is, a conductive member having a sharp tip as shown in FIG. It is considered that the bonding strength of the side (heat-sealed portion) to which the high-voltage tab takeout portion belongs is increased.
1 組電池
2 電池要素
3 双極型二次電池要素
4、5 強電タブ
6 樹脂−金属ラミネートフィルム
7 金属フィルム
8、9 樹脂フィルム
10 熱融着部
21 導電部材
23 ピン部
25 アース線
DESCRIPTION OF
Claims (9)
外周にはみ出させた上下の余裕代部を熱融着で接合することにより電池要素を外装材の内側に収納して密封するようにした電池において、
前記熱融着で接合された部位に導電部材を貫通させると共にこの導電部材をアースに接続することを特徴とする電池。 A resin-metal composite film made by laminating a resin film and a metal film is used as an exterior material, and the battery element is covered with the resin-metal composite film so that a margin part is protruded from the outer periphery of the battery element.
In the battery in which the battery element is housed and sealed inside the exterior material by joining the upper and lower margins protruding to the outer periphery by thermal fusion,
A battery characterized in that a conductive member is passed through the part bonded by heat fusion and the conductive member is connected to ground.
強電タブまたは電圧検出用端子が取り出される部位が属する辺に前記導電部材を貫通させることを特徴とする請求項1に記載の電池。 The part joined by the thermal fusion has a frame shape having at least three sides, and includes a high voltage tab or a voltage detection terminal that is taken out from the exterior material from any one side,
2. The battery according to claim 1, wherein the conductive member is passed through a side to which a portion from which a high voltage tab or a voltage detection terminal is taken out belongs.
前記熱融着で接合された部位を貫通するピン部の外周に、前記導電部材を貫通させる向きとは逆向きにこのピン部が移動することを阻止する抜け止め部を少なくとも1つ有することを特徴とする請求項1または2に記載の電池。 The conductive member comprises a pin portion and a head having a diameter larger than the diameter of the pin portion,
It has at least one retaining portion for preventing the pin portion from moving in the direction opposite to the direction of penetrating the conductive member on the outer periphery of the pin portion penetrating the portion bonded by the heat fusion. The battery according to claim 1 or 2, characterized in that:
この電磁シールド付き強電配線内のアース配線に前記導電部材を接続することを特徴とする請求項2から4までのいずれか一つに記載の電池。 It is equipped with high-power wiring with an electromagnetic shield that connects the high-power tab to an external device,
The battery according to any one of claims 2 to 4, wherein the conductive member is connected to a ground wiring in the high-voltage wiring with electromagnetic shield.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010162831A JP2012028023A (en) | 2010-07-20 | 2010-07-20 | Battery |
KR1020110071209A KR101269328B1 (en) | 2010-07-20 | 2011-07-19 | Resin-metal composite film battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010162831A JP2012028023A (en) | 2010-07-20 | 2010-07-20 | Battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012028023A true JP2012028023A (en) | 2012-02-09 |
Family
ID=45780750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010162831A Pending JP2012028023A (en) | 2010-07-20 | 2010-07-20 | Battery |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012028023A (en) |
KR (1) | KR101269328B1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013164380A (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Nissan Motor Co Ltd | Conductivity inspection device and method |
JP2014143042A (en) * | 2013-01-23 | 2014-08-07 | Kojima Press Industry Co Ltd | Battery case for vehicle |
KR20180013123A (en) * | 2016-07-28 | 2018-02-07 | 주식회사 엘지화학 | Rechargeable battery |
US11799148B2 (en) * | 2019-07-23 | 2023-10-24 | Sk On Co., Ltd. | Battery module |
WO2024053878A1 (en) * | 2022-09-08 | 2024-03-14 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Pouch-type battery cell and battery module including same |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101860975B1 (en) * | 2014-12-22 | 2018-05-24 | 주식회사 엘지화학 | Pouch case for secondary battery and pouch typed secondary battery using thereof |
KR102083656B1 (en) | 2017-02-02 | 2020-03-02 | 주식회사 엘지화학 | Secontadary battery, and frame for mechanically coupling electrode tap to electrode lead in the secontadary battery |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000077886A (en) * | 1998-08-27 | 2000-03-14 | Toshiba Corp | Small-sized electronic equipment |
WO2000070701A1 (en) * | 1999-05-14 | 2000-11-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Flat battery and electronic device |
WO2001008248A1 (en) * | 1999-07-23 | 2001-02-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Cell and cell inspecting method |
JP2010153132A (en) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Nissan Motor Co Ltd | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000353496A (en) | 1999-06-11 | 2000-12-19 | Japan Storage Battery Co Ltd | Battery |
-
2010
- 2010-07-20 JP JP2010162831A patent/JP2012028023A/en active Pending
-
2011
- 2011-07-19 KR KR1020110071209A patent/KR101269328B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000077886A (en) * | 1998-08-27 | 2000-03-14 | Toshiba Corp | Small-sized electronic equipment |
WO2000070701A1 (en) * | 1999-05-14 | 2000-11-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Flat battery and electronic device |
WO2001008248A1 (en) * | 1999-07-23 | 2001-02-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Cell and cell inspecting method |
JP2010153132A (en) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Nissan Motor Co Ltd | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013164380A (en) * | 2012-02-13 | 2013-08-22 | Nissan Motor Co Ltd | Conductivity inspection device and method |
US9459284B2 (en) | 2012-02-13 | 2016-10-04 | Automotive Energy Supply Corporation | Conductivity inspection apparatus and conductivity inspection method |
EP2816362B1 (en) * | 2012-02-13 | 2017-11-15 | Automotive Energy Supply Corporation | Conductivity inspection apparatus |
JP2014143042A (en) * | 2013-01-23 | 2014-08-07 | Kojima Press Industry Co Ltd | Battery case for vehicle |
KR20180013123A (en) * | 2016-07-28 | 2018-02-07 | 주식회사 엘지화학 | Rechargeable battery |
CN108140800A (en) * | 2016-07-28 | 2018-06-08 | 株式会社Lg化学 | Secondary cell |
EP3333940A4 (en) * | 2016-07-28 | 2018-09-19 | LG Chem, Ltd. | Secondary battery |
KR101992430B1 (en) | 2016-07-28 | 2019-09-30 | 주식회사 엘지화학 | Rechargeable battery |
CN108140800B (en) * | 2016-07-28 | 2021-08-24 | 株式会社Lg化学 | Secondary battery |
US11335981B2 (en) | 2016-07-28 | 2022-05-17 | Lg Energy Solution, Ltd. | Secondary battery |
US11799148B2 (en) * | 2019-07-23 | 2023-10-24 | Sk On Co., Ltd. | Battery module |
WO2024053878A1 (en) * | 2022-09-08 | 2024-03-14 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Pouch-type battery cell and battery module including same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120010154A (en) | 2012-02-02 |
KR101269328B1 (en) | 2013-05-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5017843B2 (en) | Battery module and battery pack | |
JP5151115B2 (en) | Bipolar secondary battery | |
JP5070703B2 (en) | Bipolar battery | |
JP2012028023A (en) | Battery | |
JP5505218B2 (en) | Sealed storage battery | |
TWI466366B (en) | Flat type battery | |
KR20160134761A (en) | Sheet-laminated lithium ion secondary battery and production method for sheet-laminated lithium ion secondary battery | |
JP2012124146A (en) | Secondary battery, battery unit, and battery module | |
JP5434397B2 (en) | Bipolar battery current collector | |
JPWO2016174811A1 (en) | Cylindrical battery, current collecting member used therefor, and manufacturing method thereof | |
JP4182858B2 (en) | Secondary battery and assembled battery | |
WO2013002058A1 (en) | Power storage device | |
JP4135474B2 (en) | Laminated secondary battery, assembled battery module comprising a plurality of laminated secondary batteries, assembled battery comprising a plurality of assembled battery modules, and an electric vehicle equipped with any of these batteries | |
JP4182856B2 (en) | Secondary battery, assembled battery, composite assembled battery, vehicle, and manufacturing method of secondary battery | |
US20220085421A1 (en) | Secondary battery | |
JP2004047239A (en) | Thin battery, battery pack, modular battery pack and vehicle installed therewith | |
JP2005251617A (en) | Secondary battery and battery pack | |
JP3711962B2 (en) | Thin battery | |
JP2013120730A (en) | Lithium secondary battery, sheet material, and battery pack | |
US20130266850A1 (en) | Electrochemical cell and method for manufacturing same | |
JP5526514B2 (en) | Bipolar battery and battery pack using the same | |
JP3852110B2 (en) | Thin battery and manufacturing method thereof | |
JP2014053158A (en) | Collector, bipolar electrode, and bipolar secondary battery | |
CN110088967B (en) | Secondary battery | |
JP5699858B2 (en) | Electrodes and electrical devices |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130530 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140204 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140603 |