JP2013251241A

JP2013251241A - 二次電池装置および二次電池装置の製造方法

Info

Publication number: JP2013251241A
Application number: JP2012127549A
Authority: JP
Inventors: Eiko Muro; 永晃室
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2013-12-12

Abstract

【課題】
本実施形態の複数の電池を備えた二次電池装置は、各電池の大きさの個体差を吸収しな
がらも簡易に製造可能な二次電池装置を提供する。
【解決手段】
本実施形態の二次電池装置は、正極端子と負極端子を含む端子面と下端面を備える第一
の電池と、正極端子と負極端子を含む端子面と下端面を備える第二の電池と、前記第一の
電池および前記第二の電池の端子面方向に設置されるアッパーケースとを備え、
前記第一の電池および前記第二の電池と前記アッパーケースとを接着する接着テープと
、
を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、複数の二次電池を有する二次電池装置、二次電池装置の製造方法
に関する。

複数の二次電池を有する二次電池装置において各電池を格納する筐体には、剛性を保つ
ため一定以上の厚みのあるアッパーケースとロワーケースで保持されていた。

特開２００２―３３０８６

この場合、複数の電池を１つの筺体に格納しようとすると、各電池の大きさに個体差（
公差）があることから、筺体の電池との嵌合部に様々な大きさの隙間が生じることにより
、結果として電池が筐体内での固定強度にばらつきが生じていた。

そこで、本実施形態の複数の電池を備えた二次電池装置は、筐体と各電池との嵌合部分
の間隙差を吸収し、且つ強固に筐体に電池を固定することを簡易に製造可能な二次電池装
置を提供する。

本実施形態の二次電池装置は、
端子面と下端面を備える第一の電池と、
端子面と下端面を備える第二の電池と、
前記第一の電池および前記第二の電池の端子面方向に設置されるアッパーケースとを備
え、
前記第一の電池および前記第二の電池の端子面が前記アッパーケースとの嵌合面で接合
するための接着テープと、を備える。

第１の実施形態に係る二次電池装置を示す斜視図。第１の実施形態に係る二次電池装置の分解斜視図。第１の実施形態に係る電池の斜視図。第１の実施形態に係る接着テープを張り付けた電池の一例を示す図。第１の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図。第１の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図。第２の実施形態に係る接着テープを張り付けた電池の一例を示す図。第２の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図。第２の実施形態に係る接着テープを張り付けた電池の一例を示す図。第２の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図。

以下、本発明の実施態様について図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
図１は、実施形態に係る二次電池装置の外観を示す斜視図、図２は、ケース、電池を分
解して示す二次電池装置の分解斜視図である。

図１、図２に示すように、二次電池装置は、ほぼ矩形箱状のケース（筺体）１０と、ケ
ース内に収容された複数、例えば、１０個の電池（二次電池）１２と、を備え、組電池と
して構成されている。

ケース１０は、矩形板状に形成され底壁を構成するロワーケース１６、および、矩形板
状に形成され天井壁を構成するアッパーケース１８の２つの分割部材を有している。そし
て、ロワーケース１６、アッパーケース１８を向かい合わせに嵌合させることにより、矩
形箱状のケース１０が構成されている。ケース１０の各構成要素は、それぞれ絶縁性を有
する合成樹脂、例えば、ポリフェニレンエーテル(ｍ−ＰＰＥ)、ポリプロピレン（ＰＰ）
などのプラスチックにより形成されている。

ロワーケース１６は内面に、電池１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝３
８が形成されている。各係合溝３８は、電池１２の外装容器の断面形状に対応した細長い
矩形状に形成され、ロワーケース１６の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝３８は
、ロワーケース１６の長手方向に所定の間隔を置いて、１列に並んで設けられている。

センターケース１４は、矩形枠状に形成され、長手方向に延び互いに対向する一対の側
壁と、幅方向に延び互いに対向する他の一対の側壁を有している。

アッパーケース１８は、内面側に、電池１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係
合溝５４が形成されている。各係合溝５４は、電池１２の外装容器の断面形状に対応した
細長い矩形状に形成され、アッパーケース１８の幅方向に沿って延びている。複数の係合
溝５４は、アッパーケース１８の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられ
ている。２列の間にはセンターリブ５９が形成され、アッパーケース１８の長手方向全長
に亘って延びている。

アッパーケース１８において、各係合溝５４の底には、電池１２の正極端子３２ａおよ
び負極端子３２ｂに対応する矩形状の透孔５６ａ、５６ｂが形成されており、更に、電池
１２の安全弁に対向する排気孔５７が形成されている場合もある。

上記のように構成されたロワーケース１６は、アッパーケース１４の下面側にねじ止め
されてアッパーケースに固定され、ケース１０の底壁を構成している。アッパーケース１
８は、ケース１０の天井壁を構成している。

各電池１２は、図３に示すようにリチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、
例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な略直方体形状の外装容
器と、外装容器内に非水電解液と共に収納された電極体と、を備えている。外装容器は、
上端が開口した容器本体と、容器本体に溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋
体とを有し、液密に形成されている。電極体は、例えば、正極板および負極板をその間に
セパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な
矩形状に形成されている。

各電池１２は、蓋体として端子面３２０を、容器本体として下端面３３０、主面３４０
α、主面３４０β、側面３５０α、側面３５０βを備えている。

端子面３２０は、前記電極体に電気的に接続された正極端子３２ａおよび負極端子３２
ｂを備えている。その他、電池１２内に発生したガスを排出するガス排出弁を備えていて
もよい。端子面３２０は、図２に示すように組み立て時にアッパーケースと接触または接
着テープ１１０を介して接触する面である。

下端面３３０は、端子面３２０と対抗しほぼ平行な面でありロワーケース１６と直接ま
たは接着剤１００を介して接触する面である。

主面３４０α、主面３４０βは、側面３５０α、側面３５０βに比べ広い面積をもつ略
平坦な面である。

側面３５０α、側面３５０βは、主面３４０α、主面３４０βに比べ狭い面積をもつ略
平坦な面である。

容器本体を構成する主面３４０α、主面３４０β、側面３５０α、側面３５０βの周囲
には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルムが巻装されていてもよい。

接着剤１００は、下端面３３０とロワーケース１６とを接着する。例えば、液体のよう
な流動性のある状態で下端面３３０に塗られ、一定時間経過後、硬化し下端面３３０とロ
ワーケース１６を固定する。

接着テープ１１０は、電池１２どうしまたは、ロワーケース１６およびまたはアッパー
ケース１８とを接着するテープである。例えば、紙やセロハンなどの基材の両面に接着剤
を塗布した両面テープを利用することができる。基材の上に略均等に接着剤が塗布して製
造されるため接着力の均一化をはかることができる。また上記接着剤１００に比べて必要
硬化時間が短く、取扱いが容易で短時間に電池１２とアッパーケース１８を接着する。

これによりアッパーケースの嵌合溝と電池の外形の寸法誤差による緩みが生じた際にも
、電池はアッパーケースにしっかりと嵌合・固定を維持することができる。また、電池端
子上面の端子面からの距離は誤差を考慮する必要ない程度に小さいため、アッパーケース
に固定された各電池端子上面の高さ位置は、アッパーケースの厚み及び接着テープの厚み
の誤差に影響を受ける程度の微小な差を持って全ての電池で必要な誤差以下でほぼ一定に
保つことができる。

次に本二次電池装置の製造方法について述べる。

図４に示すように、電池１２の端子面３２０に予め貼付しておいた接着テープの１１０
として両面テープのセパレータを剥離して、アッパーケース１８の係合溝５４に挿入して
両面テープの他面（反対面）をアッパーケース１８に押圧し、アッパーケース１８の内面
に固定する。アッパーケース１８の内面の高さに端子面３２０の高さを合わせた位置決め
が行われる。

または、予めアッパーケース１８の内面に接着テープ１１０の片面を貼り付けておき、
その接着テープ１１０のもう片一方の面に電池１２を押しあて接着させる。

この際、図４に示すように２か所以上にわけて接着テープ１１０を貼り付けても良い。
ガス排出口などが端子面３２０の中心付近に設置されている場合などに好適である。

次に、必要に応じて電池１２の下端面３３０に接着剤１００若しくは反発性のある両面
テープ１１０を塗布・貼付またはロワーケース１６に塗布・貼付し、ロワーケース１６を
アッパーケースに嵌合させることにより電池下端の両面テープがロワーケースに適当なク
リアランスを保持してなじみながら位置が決まり、所定時間放置する事で固化し位置が固
定される。

このように製造した二次電池装置を側面方向から見た断面図を図５に示している。

また、図６を参照して、二次電池装置に公差（高さ方向の寸法差）が大きい２つの電池
１２Ａ、１２Ｂを用いた場合について説明する。

この場合、まずアッパーケース１８に対して端子面３２０を先に接着するため、各電池
に使用する接着テープ１１０の厚みの差が電池１２Ａと１２Ｂとの公差よりも小さい場合
、電池１２Ａの端子面の高さと電池１２Ｂの端子面の高さの差は電池１２Ａの下端面の高
さと、電池１２Ｂの下端面の高さの差よりも小さいものとなる。

なお、各高さの差を測定する際の基準位置は、地表に対する水平面としてもよいし、ア
ッパーケース１８と端子面３２０の接触する面でもよいし、ロワーケース１６の係合溝３
８内の平面部の高さとしてもよいし、いずれかの電池１２の端子面としてもよい。

このようにロワーケース１６、アッパーケース１８に電池１２を嵌合させて電池間の位
置が決まると、隣合う電池は、その外装容器３０の主面同士、すなわち、外装容器の幅の
広い表面同士が所定の隙間を置いて平行に対向した状態で配置される。隣合う電池１２も
所定の隙間を置いて、平行に対向して配置される。そして、このような隙間を置いて平行
に並んだ複数の電池１２の列が、１列平行に配置される。

各電池１２の上端部、つまり、電極端子が設けられている端子面は、アッパーケース１
８の係合溝５４に嵌合され、接着テープ１１０によりアッパーケース１８に固定されてい
る。各電池１２の下端部は、ロワーケース１６の係合溝３８に嵌合され、接着剤１００に
よりロワーケース１６に固定されている。

電池１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、それぞれ透孔５６ａ、５６ｂに挿
通され、アッパーケース１８の上面側に突出している。そして、各列のセルユニットはバ
スバー（図示しない）によって連結され、組電池を構成する。バスバーを容易に取り付け
るためにもできるだけ各電池１２の端子面の高さが揃っていることが好ましい。

本実施形態において、接続金具としてのバスバーは、導電材料、例えば、アルミニウム
真鍮等からなる金属板を折曲げ成形して形成されている。

さらに、各電池のセルバランスなどを行う制御盤（例えば、セル検出回路、制御ＣＰＵ
放電回路など）がアッパーケース１８の上部に積載されている場合に端子面の高さがそろ
っている場合に非常に好適である。

このように、電池１２に対してアッパーケース１８との接続に接着テープ１１０を用い
ることにより筺体に外部から加わる力がケース−接着テープ−電池となり電池モジュール
（二次電池装置、組電池装置、電池パックと称する場合もある）全体の強度を保つことが
できる。ロワーケースに接着剤を塗布することにより、接着剤の硬化前の流動性で電池下
端側とロワーケース間のクリアランスを埋める事ができ且つ、硬化することで筐体と適当
なクリアランスを保ったまま電池と筐体の位置が決まるため筐体に不要な内部負荷荷重（
応力）をかける事も無い。

また、筐体と各電池との嵌合部分のクラアランスを吸収し、且つ強固に筐体に電池を固
定することを簡易に製造可能な二次電池装置を提供することができる。

また、端子面側、下端面側の双方接着剤を以って固定した場合、特に端子面側の接着剤
の塗布には正極、負極の端子周りに接着剤を付着を防止するなど綿密な管理が必要であっ
た。この特に管理が必要であった端子面側の接着剤の塗布工程を簡易化することができる
。

また、各電池１２の公差があった場合でも各端子面の高さを接着テープの厚みの差に揃
えることができる。また、接着テープ１１０は、アッパーケース１８、電池１２間の緩衝
材としての効果も奏する。また、電池セル１２として端子面が硬く下端面が変形し易いラ
ミネートセルを用いた場合に好適である。

（第１の実施形態の変形例）
本変形例では、図６に示すようにロワーケース１６と電池１２を接着テープ１１０を用
いて固定する。

なお、接着テープ１１０は電池と筐体内部の寸法誤差を吸収するために発泡性で弾力性
のある基材を具備したものを貼付することにより、当該寸法誤差を吸収して且つ電池を筐
体に固定する事ができるため、さらに好適である。

このように本変形例によると、接着剤を使用した場合の様に塗布機を導入し、塗布量の
管理、余分な量のはみ出しの管理などが不要のため取扱いが大幅に容易になるため生産設
備の簡素化、製造コスト低減にも貢献することができる。

（第２の実施形態）
本実施形態と、第１の実施形態との違いは、図７に示すように主面３５０αおよびまた
は主面３５０βに接着テープ１１０を使用する点である。

図６主面に接着テープを添付した複数の電池１２の端子面３２０の高さが同一となるよ
うに、複数の電池の主面どうしを接続させる。

次に、アッパーケース１８およびまたはロワーケース１６と接着テープ１１０およびま
たは接着剤１００を用いて接着し、二次電池装置１０を形成する。

電池１２どうしと電池１２とロワーケース１６のみを固定した場合の図が図８である。
図９のように接着テープを貼付し電池１２どうしと電池１２とアッパーケース１８および
ロワーケース１６を固定した場合は図１０のようになる。

このように、本実施形態の二次電池装置を用いた場合は、各電池１２の相対的高さの位
置決めと、併せて各電池１２の間隔を決定することができる。

また、積層方向への電池１２の膨れを抑制しながら、電池１２どうしを絶縁することが
できる。

接着剤を使って固定する場合に比べて容易に作成することができる。

なお、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨
を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されて
いる複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態に
示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる
構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、セルユニットは、１０個に限らず、必要に
応じて増減可能である。また、本実施形態では電池１２としていわゆる缶セルをもちいて
説明しているが、端子面を有するラミネートセルに代えることができる。また、接着テー
プ１１０として、基材がない接着剤で構成された一定の定型性を持つ両面テープを用いて
もよい。また、係合溝に代えて平らな面であってもよいし、逆に出っ張った形状のケース
に代えても良い。また、接着テープ１１０にて電池１２の端子面とアッパーケース１８を
接着し、ロワーケース１６と下端面は接着剤１００や接着テープ１１０を使用せず、はめ
込む形態であってもよい。

１０…ケース（筐体）、１２…電池、１４…センターケース、１６…ロワーケース、１
８…アッパーケース、３２ａ…正極端子、３２ｂ…負極端子、１１０接着テープ

Claims

正極端子と負極端子を含む端子面と下端面を備える第一の電池と、
正極端子と負極端子を含む端子面と下端面を備える第二の電池と、
前記第一の電池および前記第二の電池の端子面方向に設置されるアッパーケースとを備
え、
前記第一の電池および前記第二の電池と前記アッパーケースとを接着する接着テープと
、
を備えた二次電池装置。
前記接着テープは、
前記第一の電池および前記第二の電池と前記アッパーケースとを、前記第一の電池の端
子面と前記第二の電池の端子面の高さの差が前記第一の電池の下端面と前記第二の電池の
端子面の高さの差よりも小さくなるように接着する、
請求項１に記載した二次電池装置。
前記第一の電池および前記第二の電池の下端面方向に設置されるロワーケースをさらに
備え、
前記第一の電池および第二の電池を前記ロワーケースに異なる高さで固定する接着剤と
、
をさらに備えた請求項１に記載する二次電池装置。
前記接着剤テープは、
前記第一の電池の端子面の複数箇所で前記アッパーケースと前記第一の電池およびまた
は前記第二の電池を接着する
請求項１に記載する二次電池装置。
前記接着剤テープは、発泡性を有する基材を有する
請求項１に記載する二次電池装置。
前記第一の電池は、
主面をさらに備え、
前記第二の電池は、
主面をさらに備え、
前記第一の電池の主面および前記第二の電池の主面にて前記第一の電池と前記第２の電
池を互いに接着する接着テープをさらに備えた
請求項１に記載する二次電池装置。
前記第一の電池セルおよび前記第二の電池セルは、
ラミネートセルである
請求項１に記載する二次電池装置。
前記第一の電池および前記第二の電池の下端面方向に設置されるロワーケースをさらに
備え、
前記第一の電池および第二の電池と前記ロワーケースを、異なる高さで固定する接着テ
ープと、
をさらに備えた請求項１に記載する二次電池装置。
正極端子と負極端子を含む端子面と下端面を備える第一の電池と、
正極端子と負極端子を含む端子面と下端面を備える第二の電池と、
前記第一の電池および前記第二の電池の端子面方向に設置されるアッパーケースと、
前記第一の電池および前記第二の電池の下端面方向に設置されるロワーケースと、
を備える二次電池装置の製造方法であって、
前記第一の電池と前記第二の電池を前記アッパーケースに接着テープを介して接着し、
次に前記複数の電池を前記ロワーケースに接着剤を介して接着する
二次電池装置の製造方法。
正極端子と負極端子を含む端子面と下端面と主面を備える第一の電池と、
正極端子と負極端子を含む端子面と下端面と主面を備える第二の電池と、
前記第一の電池および前記第二の電池の端子面方向に設置されるアッパーケースと、
前記第一の電池および前記第二の電池の下端面方向に設置されるロワーケースと、
を備える二次電池装置の製造方法であって、
前記第一の電池と、前記第二の電池とを接着テープを用いて前記第一の電池の端子面と
前記第二の電池の端子面の高さの差が前記第一の電池の下端面面と前記第二の電池の端子
面の下端面の高さの差が小さくなるように接着し、
前記複数電池を前記アッパーケースに差し込み、
次に前記複数の電池を前記ロワーケースに差込む
二次電池装置の製造方法。