JP2015008071A - 蓄電装置モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】ケース本体の開口部を塞ぐ蓋体を備えたケース内に収容されている電極組立体の正極及び負極のタブに振動が加わり難く、セル間のずれを防止でき、かつ体積エネルギー密度が低くなるのを抑制することができる蓄電装置モジュールを提供する。
【解決手段】二次電池モジュール30は、有底四角筒状の金属製のケース本体11aと、ケース本体11aの開口部を塞ぐ蓋体11bとを備えたケース11内に、正極端子17及び負極端子18が蓋体11bから突出する状態で電極組立体が収容されている複数の二次電池10が、ケース本体11aの蓋体11bと反対側を樹脂モールドされてモジュール化されている。
【選択図】図1
【解決手段】二次電池モジュール30は、有底四角筒状の金属製のケース本体11aと、ケース本体11aの開口部を塞ぐ蓋体11bとを備えたケース11内に、正極端子17及び負極端子18が蓋体11bから突出する状態で電極組立体が収容されている複数の二次電池10が、ケース本体11aの蓋体11bと反対側を樹脂モールドされてモジュール化されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、蓄電装置モジュールに関する。
二次電池やキャパシタのような蓄電装置は再充電が可能であり、繰り返し使用することができるため電源として広く利用されている。一般に、容量の大きな蓄電装置は電極組立体を収容するケースを備え、そのケース内に電極組立体が収容されている。そして、電極組立体からの電力の取り出しは、正極及び負極に接続された電極端子を通して行われている。
積層型の電極組立体は、矩形シート状の正極及び矩形シート状の負極が、間にセパレータが存在する状態で層をなすように積層され、正極のタブがタブ群として正極用の導電部材を介して正極端子に電気的に接続され、負極のタブがタブ群として負極用の導電部材を介して負極端子に電気的に接続されている。そして、一般に電極組立体は、ケースの上側に存在する蓋体から突出する正極端子及び負極端子の下部に対して、導電部材及びタブ群を介して支持されている。
従来、密閉型鉛電池において、図11に示すように、極板群65の同じ側の端部に正極板端子部66及び負極板端子部67が突出するように構成された電極組立体64を、有底四角筒状のケース本体(電槽)60に、圧縮弾性率が所定範囲のスペーサ68を極板群65の側面に着接した状態で収容する構成が開示されている(特許文献1)。
また、自動車用バッテリの固定構造として、図12及び図13に示すように、その厚さ方向へ一列に重ねて配置された複数個の単電池71からなる電池モジュール72が提案されている(特許文献2)。電池モジュール72は、前端の単電池71の前端面に密着する前側板73と、後端の単電池71の後端面に密着する後側板74とが、各単電池71の両側面上部に接しつつ延設される一対の上部側板75と、各単電池71の両側面下部に接しつつ延設される一対の下部側板76とにより連結されて、複数個の単電池71を固定している。そして、電池モジュール72は、その状態で図13に示すように、車体に固定されたトレイ77上に載置される。
有底筒状のケース本体と、その開口部を塞ぐ蓋体とを備えたケース内に、正極端子及び負極端子が蓋体から突出する状態で電極組立体がケース本体の内面との間に空間が存在する状態で収容された蓄電装置は、車両に搭載した使用状態において、振動により電極のタブに負荷が加わり易い。そして、積層型の電極組立体では巻回型の電極組立体に比べて振動により電極のタブに負荷が加わり易く、また、振動により電極間でずれが発生することに起因して、二次電池の容量が設計値より低下する場合もある。
特許文献1の構成を積層型の電極組立体がケース本体に収容された蓄電装置に適用すると、電極組立体を構成する矩形シート状の正極及び負極は、スペーサを介してケース本体の側壁内面に押圧された状態でケース本体に収容されるため、電極のタブに対して振動による負荷が加わり難くなる。しかし、特許文献1では、電池モジュールにおける単電池(セル)間のずれに対しては配慮されていない。一方、特許文献2では、前側板73、後側板74、上部側板75及び下部側板76によりセル間のずれを防止することができる。しかし、前側板73、後側板74、上部側板75及び下部側板76が必要なため、部品点数が多くなるだけでなく、電池モジュールとしての体積エネルギー密度が低くなる。
本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ケース本体の開口部を塞ぐ蓋体を備えたケース内に収容されている電極組立体の正極及び負極のタブに振動が加わり難く、セル間のずれを防止でき、かつ体積エネルギー密度が低くなるのを抑制することができる蓄電装置モジュールを提供することにある。
上記課題を解決する蓄電装置モジュールは、有底角筒状の金属製のケース本体と、前記ケース本体の開口部を塞ぐ蓋体とを備えたケース内に、正極端子及び負極端子が前記蓋体から突出する状態で電極組立体が収容されている複数の蓄電装置が、前記ケース本体の前記蓋体と反対側を樹脂モールドされてモジュール化されている。
この構成によれば、蓄電装置モジュールを構成する各蓄電装置は、ケース本体の蓋体と反対側を樹脂モールドされているため、隣り合う蓄電装置の正極端子及び負極端子がバスバーで接続されることと相俟って、ケース内に収容されている電極組立体の正極及び負極のタブに振動が加わり難くなる。また、各蓄電装置のずれを防止するために必要な部品点数が少なくなり、体積エネルギー密度が低くなるのを抑制することができる。
前記複数の蓄電装置は、隣り合う前記蓄電装置間に隙間がある状態で樹脂モールドされていることが好ましい。この構成によれば、隣り合う蓄電装置が隙間のない状態で固定されている場合に比べて、モールド樹脂による固定が強固になる。また、蓄電装置の間に隙間がある状態で樹脂モールドされている場合は、蓄電装置間に隙間がない場合に比べて、蓄電装置モジュールの充電時や放電時に発生した熱を外部に放出し易くなり、冷却が容易になる。
前記電極組立体は、矩形シート状の正極及び矩形シート状の負極がセパレータを介して積層された積層型の電極組立体であり、前記ケース本体の前記正極及び前記負極の積層方向と平行な両側壁は、前記蓋体と反対側の部分に両者の間隔が狭くなった幅狭部を有し、前記幅狭部の前記側壁と平行な内面により前記電極組立体が電気的絶縁状態で押圧されており、前記蓄電装置は前記幅狭部と対応する箇所の前記樹脂が切り欠かれた形状となるように樹脂モールドされていることが好ましい。
この構成によれば、電極組立体は、正極端子及び負極端子を介してケースに支持されるだけでなく、幅狭部によってもケースに支持される状態でケース内に収容されているため、蓄電装置が使用状態において振動を受けた場合、幅狭部によって支持されていない構成に比べて、電極組立体の振動が抑制される。そのため、蓄電装置が振動を受けた状態において、導電部材を介して正極端子に接続された正極のタブや導電部材を介して負極端子に接続された負極のタブに対する負荷が小さくなり、蓄電装置の耐久性が向上する。また、電極組立体が幅狭部の内面によって押圧されているため、電極組立体が振動を受けても電極のずれが抑制される。したがって、積層型の電極組立体がケース本体内に収容された構成において、使用状態での振動による耐久性の低下や、容量が設計値より低下することを抑制することができる。また、幅狭部と対応する箇所の樹脂が切り欠かれた分、軽量化される。
前記蓄電装置は、一列にモジュール化されていることが好ましい。一列となる方向は、蓄電装置の厚さ方向あるいは幅方向のいずれであってもよい。この構成によれば、蓄電装置モジュールを細長いスペースに収容し易くなり、車両等に搭載する際に、搭載スペースの確保が容易になる。
本発明によれば、ケース本体の開口部を塞ぐ蓋体を備えたケース内に収容されている電極組立体の正極及び負極のタブに振動が加わり難く、セル間のずれを防止でき、かつ体積エネルギー密度が低くなるのを抑制することができる。
(第1の実施形態)
以下、蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュールに具体化した第1の実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。
以下、蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュールに具体化した第1の実施形態を図1〜図3にしたがって説明する。
図1に示すように、二次電池モジュール30は、複数の蓄電装置としての二次電池10が、有底角筒状の金属製(例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金製)のケース本体11aと、11aの開口部を塞ぐ蓋体11bとを備えたケース11の、ケース本体11aの蓋体11bと反対側を樹脂モールドされてモジュール化されている。複数の二次電池10は、隣り合う二次電池10間に隙間Dがある状態で樹脂モールドされている。そのため、各二次電池10は、ケース本体11aの蓋体11bと反対側の周囲をモールド樹脂Pで覆われた状態で樹脂モールドされている。
図1に示すように、複数の二次電池10は、一列にモジュール化されている。この実施形態では、複数の二次電池10は、その厚さ方向に対して一列にモジュール化されている。隣り合う二次電池10がバスバー31により互いに電気的に接続されている。隣り合う二次電池10は、蓋体11bに固定された正極端子17と負極端子18とが対向する状態でバスバー31を介して接続されている。
図2に示すように、二次電池10は、直方体状のケース11内に、積層型の電極組立体12が収容されている。なお、ケース11内には図示しないが電解液も収容されている。二次電池10は、リチウムイオン二次電池に具体化されている。
図3に示すように、電極組立体12は、複数の矩形シート状の正極13及び複数の矩形シート状の負極14が、正極13と負極14との間にシート状のセパレータ15が存在する状態で積層されて構成されている。正極13及び負極14は、金属箔16の両面に活物質が塗布された活物質層13a,14aを有する部分が矩形状に形成され、活物質層13a,14aが形成されていないタブ13b,14bが突出形成されている。セパレータ15は、活物質層13a,14aの幅より若干幅広に形成されている。二次電池10がリチウムイオン二次電池の場合、正極13用の金属箔16はアルミニウム箔が好ましく、負極14用の金属箔16は銅箔が好ましい。
図2に示すように、この実施形態においては、正極端子17及び負極端子18は、雄ねじ部17a,18a及び鍔部17b,18bを有し、蓋体11bに形成された孔(図示せず)を、鍔部17b,18bがケース11の内側に位置する状態で貫通して蓋体11bから突出する雄ねじ部17a,18aに螺合するナット19aにより、蓋体11bに締め付け固定されている。雄ねじ部17a,18aにはナット19aの他にナット19bも螺合されている。ナット19bは、複数の二次電池10同士あるいは二次電池10を電気機器に接続するバスバー31や配線を、正極端子17あるいは負極端子18に対してナット19aと共同して電気的に接続するために使用される。なお、鍔部17b,18bと蓋体11bとの間及びナット19aと蓋体11bとの間には図示しない電気的絶縁材製のシール部材が介装されている。
図2に示すように、電極組立体12は、正極13のタブ13bのタブ群13pが正極用の導電部材20を介して正極端子17に電気的に接続されており、負極14のタブ14bのタブ群14nが負極用の導電部材21を介して負極端子18に電気的に接続されている。タブ群13pは導電部材20に溶接され、タブ群14nは導電部材21に溶接されている。なお、正極端子17及び負極端子18は、ケース11と電気的に絶縁されている。また、ケース本体11aの内面にも図示しない電気的絶縁層が形成されている。
図2に示すように、ケース本体11aの正極13及び負極14の積層方向(図1の紙面と垂直方向)と平行な両側壁11cは、蓋体11bと反対側の部分に両者の間隔が狭くなった幅狭部(塑性変形部)22を有し、幅狭部22の側壁11cと平行な内面22aにより電極組立体12が電気的絶縁状態で押圧されている。幅狭部22は、両側壁11cがケース本体11aの内側に向かって塑性変形された状態で形成されている。両幅狭部22は同じ形状及び同じ大きさに形成されている。そして、図1及び図2に示すように、ケース11は、蓋体11bと反対側に電極組立体12の幅とほぼ同じ幅の凸部を有し、凸部の周囲にモールド樹脂Pが存在する。
モールド樹脂Pは、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれであってもよい。モールド樹脂Pは、二次電池モジュール30の使用時における温度上昇に対する耐熱性を確保するため、耐熱温度が120℃以上のものが好ましい。この要求を満たす樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、フェノール樹脂(ベークライト)、エポキシ樹脂が挙げられる。
なお、モールド樹脂Pによる二次電池10のモールドは電極組立体12を挿入する前のケース本体11aに対して行う。モールド樹脂Pによるモールド後、正極端子17、負極端子18が接続され、各端子が蓋体11bに組み付けられた状態の電極組立体12をケース本体11aに挿入し、蓋体11bをケース本体11aに溶接などにより接合して、二次電池モジュール30が組み立てられる。
次に前記のように構成された二次電池モジュール30の作用を説明する。
二次電池モジュール30は種々の用途に使用されるが、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されて、走行用モータ等の電源として使用される。車両に搭載された二次電池モジュール30には、車両の走行中に車両の振動が二次電池モジュール30を構成する各二次電池10に伝わる。特にフォークリフト等の産業車両においては乗用車と異なりサスペンションがないため振動が激しい。
二次電池モジュール30は種々の用途に使用されるが、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車等の車両に搭載されて、走行用モータ等の電源として使用される。車両に搭載された二次電池モジュール30には、車両の走行中に車両の振動が二次電池モジュール30を構成する各二次電池10に伝わる。特にフォークリフト等の産業車両においては乗用車と異なりサスペンションがないため振動が激しい。
車両の振動により二次電池モジュール30及び各二次電池10も振動する。電極組立体12が正極端子17及び負極端子18を介してケース11に支持されるだけでなく、幅狭部22によってもケース11に支持される状態でケース11内に収容されているため、二次電池10が振動した場合、幅狭部22によって支持されていない構成に比べて、電極組立体12の振動が抑制される。そのため、二次電池10が振動を受けた状態において、導電部材20を介して正極端子17に接続された正極13のタブ13bや導電部材21を介して負極端子18に接続された負極14のタブ14bに対する負荷が小さくなり、二次電池10の耐久性が向上する。
また、電極組立体12が幅狭部22の内面22aによって押圧されているため、電極組立体12が振動を受けても正極13及び負極14のずれが抑制される。ずれには正極13及び負極14が平行にずれる場合だけでなく、正極13が正極端子17を中心に回転し、負極14が負極端子18を中心に回転することも含む。正極13と負極14とがずれると、対向する正極13の活物質層13aと負極14の活物質層14aの一部が対向しない状態になり、正極13から負極14に向かうLiイオンの量が少なくなり、二次電池10の容量が設計値より低下する。また、正極13の活物質層13aと負極14の活物質層14aとが正しく対向していないため、正極13から出たLiイオンが負極14のエッジ部分のような突起形状の部分に過剰に集中し、Liイオンが金属Liとなって析出する。しかし、電極組立体12は正極端子17及び負極端子18側と、両幅狭部22側とで支持されているため、ずれが抑制されてそのような問題が生じ難い。
二次電池モジュール30を構成する各二次電池10は、ケース本体11aの蓋体11bと反対側を樹脂モールドされているため、隣り合う二次電池10の正極端子17及び負極端子18がバスバー31で接続されることと相俟って、ケース11内に収容されている電極組立体12の正極13及び負極14のタブ13b,14bに振動が加わり難くなる。また、各二次電池10のずれを防止するために必要な部品点数が少なくなり、体積エネルギー密度が低くなるのが抑制される。
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)二次電池モジュール30は、有底四角筒状の金属製のケース本体11aと、ケース本体11aの開口部を塞ぐ蓋体11bとを備えたケース11内に、正極端子17及び負極端子18が蓋体11bから突出する状態で電極組立体12が収容されている複数の二次電池10が、ケース本体11aの蓋体11bと反対側を樹脂モールドされてモジュール化されている。したがって、ケース本体11aの開口部を塞ぐ蓋体11bを備えたケース11内に収容されている電極組立体12の正極13及び負極14のタブ13b,14bに振動が加わり難く、二次電池10(セル)間のずれを防止でき、かつ体積エネルギー密度が低くなるのを抑制することができる。
(1)二次電池モジュール30は、有底四角筒状の金属製のケース本体11aと、ケース本体11aの開口部を塞ぐ蓋体11bとを備えたケース11内に、正極端子17及び負極端子18が蓋体11bから突出する状態で電極組立体12が収容されている複数の二次電池10が、ケース本体11aの蓋体11bと反対側を樹脂モールドされてモジュール化されている。したがって、ケース本体11aの開口部を塞ぐ蓋体11bを備えたケース11内に収容されている電極組立体12の正極13及び負極14のタブ13b,14bに振動が加わり難く、二次電池10(セル)間のずれを防止でき、かつ体積エネルギー密度が低くなるのを抑制することができる。
(2)複数の二次電池10は、隣り合う二次電池10間に隙間Dがある状態で樹脂モールドされている。したがって、隣り合う二次電池10が隙間Dのない状態で固定されている場合に比べて、モールド樹脂Pによる固定が強固になる。また、二次電池10の間に隙間Dがある状態で樹脂モールドされている場合は、二次電池モジュール30の充電時や放電時に発生した熱を外部に放出し易くなり、冷却が容易になる。
(3)電極組立体12は、矩形シート状の正極13及び矩形シート状の負極14がセパレータ15を介して積層された積層型の電極組立体である。ケース本体11aの正極13及び負極14の積層方向と平行な両側壁11cは、蓋体11bと反対側の部分に両者の間隔が狭くなった幅狭部22を有し、幅狭部22の側壁11cと平行な内面22aにより電極組立体12が電気的絶縁状態で押圧されている。したがって、電極組立体12は、正極端子17及び負極端子18を介してケース11に支持されるだけでなく、幅狭部22によってもケース11に支持される状態でケース11内に収容されているため、二次電池10が使用状態において振動を受けた場合、幅狭部22によって支持されていない構成に比べて、電極組立体12の振動が抑制される。そのため、二次電池10が振動を受けた状態において、導電部材20を介して正極端子17に接続された正極13のタブ13bや導電部材21を介して負極端子18に接続された負極14のタブ14bに対する負荷が小さくなり、二次電池10の耐久性が向上する。また、電極組立体12が幅狭部22の内面22aによって押圧されているため、電極組立体12が振動を受けても正極13及び負極14のずれが抑制される。したがって、積層型の電極組立体12がケース本体11a内に収容された構成において、使用状態での振動による耐久性の低下や、容量が設計値より低下することを抑制することができる。
(4)二次電池10は、一列にモジュール化されているため、二次電池モジュール30を細長いスペースに収容し易くなり、車両等に搭載する際に、搭載スペースの確保が容易になる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態の二次電池モジュール30を図4にしたがって説明する。この実施形態の二次電池モジュール30は、第1の実施形態と同様の構成の複数の二次電池10がその厚さ方向ではなく、その幅方向に一列となるようにモジュール化されている点が第1の実施形態と異なっている。隣り合う二次電池10の正極端子17と負極端子18とが、二次電池10の幅方向と平行に延びるバスバー31により接続されている。
次に、第2の実施形態の二次電池モジュール30を図4にしたがって説明する。この実施形態の二次電池モジュール30は、第1の実施形態と同様の構成の複数の二次電池10がその厚さ方向ではなく、その幅方向に一列となるようにモジュール化されている点が第1の実施形態と異なっている。隣り合う二次電池10の正極端子17と負極端子18とが、二次電池10の幅方向と平行に延びるバスバー31により接続されている。
この実施形態においては、第1の実施形態の(1)〜(4)と同様な効果を得ることができる他に次の効果を得ることができる。
(5)二次電池モジュール30は、複数の二次電池10がその厚さ方向ではなく、その幅方向に一列となるようにモジュール化されている。したがって、二次電池10がその厚さ方向に一列となるようにモジュール化されている場合に比べて、二次電池モジュール30を細長いスペースに収容し易くなる。
(5)二次電池モジュール30は、複数の二次電池10がその厚さ方向ではなく、その幅方向に一列となるようにモジュール化されている。したがって、二次電池10がその厚さ方向に一列となるようにモジュール化されている場合に比べて、二次電池モジュール30を細長いスペースに収容し易くなる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態を図5〜図7にしたがって説明する。
図5に示すように、この実施形態の二次電池モジュール40を構成する二次電池10は、ケース11が有底六角筒状体のケース本体11aと、その開口部を塞ぐ蓋体11bとで構成されている。また、図6及び図7に示すように、電極組立体12として巻回型の電極組立体が使用されている。
次に、第3の実施形態を図5〜図7にしたがって説明する。
図5に示すように、この実施形態の二次電池モジュール40を構成する二次電池10は、ケース11が有底六角筒状体のケース本体11aと、その開口部を塞ぐ蓋体11bとで構成されている。また、図6及び図7に示すように、電極組立体12として巻回型の電極組立体が使用されている。
図7に示すように、電極組立体12は、活物質層13aを有する帯状の正極13及び活物質層14aを有する帯状の負極14が、両者の間に帯状のセパレータ15が介在する状態で巻回されて偏平な長円柱状に形成された構成の巻回型の電極組立体である。帯状の正極13及び帯状の負極14は、それぞれ巻回された状態で径方向に重なる複数のタブ13b,14bが一体に巻回軸方向に突出形成されている。タブ13b,14bは帯状の金属箔16に活物質層13a,14aが形成されていない部分である活物質非塗布部で帯状に形成されている。帯状の正極13及び帯状の負極14は、タブ群13p,14nが活物質層13a,14aを挟んで反対側に位置するように巻回されている。
図6に示すように、正極13のタブ群13p及び負極14のタブ群14nは、それぞれプレス加工(圧縮)され、1つに纏められている(寄り合わされている)。このため、各タブ群13p,14nは、略三角柱形状となり、タブ群13p,14nの厚みは、電極巻回部の活物質が塗布されている部分寄り側から次第に薄くなった後、一定の厚みになるように形成されている。電極組立体12は巻回軸線がケース11の幅方向に延びる状態でケース11内に収容された状態で、タブ群13pが導電部材20を介して正極端子17に電気的に接続され、タブ群14nが導電部材21を介して負極端子18に電気的に接続されている。
そして、図5に示すように、二次電池モジュール40を構成する各二次電池10は、隣り合う二次電池10との間に隙間Dが有る状態で、有底六角筒状の金属製のケース本体11aの蓋体11bと反対側を樹脂モールドされてモジュール化されている。モールド樹脂Pは、各二次電池10の正極端子17及び負極端子18の突出側と反対側を囲繞するとともに、外形が四角柱状となる形状にモールドされている。
この実施形態においては、第1の実施形態の(1),(2),(4)と同様な効果を得ることができる他に次の効果を得ることができる。
(6)二次電池10のケース本体11aが有底六角筒状で、モールド樹脂Pは外形が四角柱状となる形状にモールドされているため、モールド樹脂Pの外形形状が同じ場合に、二次電池10のケース本体11aが有底四角筒状の場合に比べて、モールド樹脂Pによる支持が良好に行われる。
(6)二次電池10のケース本体11aが有底六角筒状で、モールド樹脂Pは外形が四角柱状となる形状にモールドされているため、モールド樹脂Pの外形形状が同じ場合に、二次電池10のケース本体11aが有底四角筒状の場合に比べて、モールド樹脂Pによる支持が良好に行われる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 図8に示すように、積層型の電極組立体12を備えた二次電池10において、ケース本体11aの下部に形成された幅狭部22は、左右非対称に形成されていてもよい。詳述すると、正極端子17側の側壁11cと、その側壁11c側に形成された幅狭部22の側壁11cと平行な面との距離L1は、負極端子18側の側壁11cと、その側壁11c側に形成された幅狭部22の側壁11cと平行な面との距離L2と異なる。
○ 図8に示すように、積層型の電極組立体12を備えた二次電池10において、ケース本体11aの下部に形成された幅狭部22は、左右非対称に形成されていてもよい。詳述すると、正極端子17側の側壁11cと、その側壁11c側に形成された幅狭部22の側壁11cと平行な面との距離L1は、負極端子18側の側壁11cと、その側壁11c側に形成された幅狭部22の側壁11cと平行な面との距離L2と異なる。
複数の二次電池10がバスバー31を介して直列接続される二次電池モジュール30を製造する場合、隣り合う二次電池10の正極端子17と負極端子18とが交互に位置する状態で二次電池10を金型内に配置する。距離L1と距離L2とが同じ場合、隣り合う二次電池10の正極端子17同士が対向する状態と、正極端子17と負極端子18とが対向する場合とを区別するのが難しい。しかし、距離L1と距離L2とが異なる場合、二次電池10の向きを間違えると、金型内の所定位置に配置できないため、二次電池10の向きを間違えた状態で樹脂モールドされることが防止される。
○ 幅狭部22を有する複数の二次電池10を樹脂モールドする場合、図9あるいは図10に示すように、幅狭部22と対応する部分のモールド樹脂Pの一部が切り欠かれた形状となるように樹脂モールドしてもよい。この場合、二次電池モジュール30の軽量化及びモールド樹脂Pの使用量低減を図ることができる。
○ 二次電池モジュール30,40は、複数の二次電池10が電気的に直列に接続された構成に限らず、電気的に並列に接続された構成であってもよい。
○ 二次電池モジュール30,40は、二次電池モジュール30,40を構成する全ての二次電池10がバスバー31により電気的に直列に接続された構成や、全ての二次電池10がバスバー31により電気的に並列に接続された構成に限らない。例えば、並列に接続された複数の二次電池10の組が直列に接続された構成であってもよい。
○ 二次電池モジュール30,40は、二次電池モジュール30,40を構成する全ての二次電池10がバスバー31により電気的に直列に接続された構成や、全ての二次電池10がバスバー31により電気的に並列に接続された構成に限らない。例えば、並列に接続された複数の二次電池10の組が直列に接続された構成であってもよい。
○ 二次電池モジュール30,40は、隣り合う二次電池10間に隙間Dを設けずに、互いに当接した状態で樹脂モールドされていてもよい。
○ バスバー31は、正極端子17及び負極端子18の一部を構成する雄ねじ部17a,18aに螺合するナット19a,19bの間に締め付け固定される構成に限らない。例えば、正極端子17及び負極端子18に、ボルトが螺合するねじ穴を形成し、バスバー31をボルトにより正極端子17及び負極端子18の突出端に締め付け固定するようにしてもよい。
○ バスバー31は、正極端子17及び負極端子18の一部を構成する雄ねじ部17a,18aに螺合するナット19a,19bの間に締め付け固定される構成に限らない。例えば、正極端子17及び負極端子18に、ボルトが螺合するねじ穴を形成し、バスバー31をボルトにより正極端子17及び負極端子18の突出端に締め付け固定するようにしてもよい。
○ 正極13及び負極14は、金属箔16の少なくとも片面に活物質層13a,14aを有していればよく、両面ではなく片面に活物質層13a,14a有する構成であってもよい。
○ 正極13及び負極14は、金属箔16に活物質が塗布されて活物質層13a,14aが形成された構造に限らない。例えば、電極組立体12の正極13あるいは負極14は、集電体として複数の空孔を備える三次元構造の金属多孔体の空孔に、活物質が充填されて活物質層が形成され、金属多孔体の一端の多孔部が押しつぶされて板状となった部分で電極タブが形成された構造であってもよい。
○ 積層型の電極組立体12は、複数の矩形シート状の正極13及び複数の矩形シート状の負極14が各正極13と各負極14との間にシート状のセパレータ15を介して積層された構成に限らない。例えば、正極13及び負極14の少なくとも一方が、袋状のセパレータに収容された状態で交互に積層された構成であってもよい。
○ 積層型の電極組立体12は、正極13及び負極14が個々に独立した単独構成ではなく、金属箔16がつづら折り状の状態で連続し、その金属箔16上に活物質層13a,14aがそれぞれ独立して形成された構成であってもよい。この場合、セパレータ15もつづら折り状に形成される。正極13及び負極14のいずれか一方がつづら折り状に形成され、他方は独立した単独構成としてもよい。なお、正極13及び負極14の両者がつづら折り状の場合は、正極13及び負極14を構成する金属箔16の互いに対面する側のみの片面に活物質層13a,14aが形成される。
○ モールド樹脂Pは、ケース本体11aとの熱膨張の差が小さいものが好ましい。一般に、熱硬化性樹脂は熱可塑性樹脂に比べて熱膨張係数が小さいが、樹脂は金属に比べて熱膨張係数が大きい。ケース本体11aの材料である。アルミニウム及びアルミニウム合金(以下、アルミニウム系金属と称す場合もある。)は、金属の中では熱膨張係数が大きいが、樹脂の熱膨張係数はアルミニウムの熱膨張係数の2倍以上ある。モールド樹脂Pの熱膨張係数を下げるため、モールド樹脂Pとして充填剤を含む樹脂を使用すれば、ケース本体11aとモールド樹脂Pとの熱膨張係数の差が小さくなるため好ましい。充填剤としては、例えば、アルミナ、窒化ケイ素、ガラス、タルクが挙げられる。
○ ケース本体11aの材質は、アルミニウム系金属に限らず、他の金属、例えば、ステンレスや鋼であってもよい。しかし、アルミニウム系金属は、熱膨張係数が大きいため、ケース本体11aとモールド樹脂Pとの熱膨張差が小さくなるため好ましく、しかも、軽量化の点でも好ましい。
○ 二次電池10は電解液が必須ではなく、例えば、セパレータ15が高分子電解質で形成されていてもよい。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等の他の二次電池であってもよい。
○ 二次電池10は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素二次電池やニッケルカドミウム二次電池等の他の二次電池であってもよい。
○ 蓄電装置は、二次電池10に限らず、例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタであってもよい。
○ 蓄電装置モジュールは、二次電池モジュール30,40に限らず、例えば、蓄電装置として電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタが、複数バスバー31により互いに電気的に接続された構成であってもよい。
○ 蓄電装置モジュールは、二次電池モジュール30,40に限らず、例えば、蓄電装置として電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のようなキャパシタが、複数バスバー31により互いに電気的に接続された構成であってもよい。
○ 二次電池モジュール30,40や蓄電装置モジュールが搭載される車両は、運転者を必要とする車両に限らず無人搬送車でもよい。
○ 二次電池モジュール30,40や蓄電装置モジュールの用途は、車両用に限らず、電源として任意の用途に使用してもよい。しかし、産業車両に搭載された状態等のように、振動が加わる環境で使用された場合に優位性が増す。
○ 二次電池モジュール30,40や蓄電装置モジュールの用途は、車両用に限らず、電源として任意の用途に使用してもよい。しかし、産業車両に搭載された状態等のように、振動が加わる環境で使用された場合に優位性が増す。
以下の技術的思想(発明)は前記実施形態から把握できる。
(1)請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発明において、ケース本体はアルミニウム系金属製である。
(1)請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の発明において、ケース本体はアルミニウム系金属製である。
D…隙間、10…蓄電装置としての二次電池、11…ケース、11a…ケース本体、11b…蓋体、11c…側壁、12…電極組立体、13…正極、14…負極、15…セパレータ、17…正極端子、18…負極端子、22…幅狭部、22a…内面、30,40…蓄電装置モジュールとしての二次電池モジュール。
Claims (4)
- 有底角筒状の金属製のケース本体と、前記ケース本体の開口部を塞ぐ蓋体とを備えたケース内に、正極端子及び負極端子が前記蓋体から突出する状態で電極組立体が収容されている複数の蓄電装置が、前記ケース本体の前記蓋体と反対側を樹脂モールドされてモジュール化されていることを特徴とする蓄電装置モジュール。
- 前記複数の蓄電装置は、隣り合う前記蓄電装置間に隙間がある状態で樹脂モールドされている請求項1に記載の蓄電装置モジュール。
- 前記電極組立体は、矩形シート状の正極及び矩形シート状の負極がセパレータを介して積層された積層型の電極組立体であり、前記ケース本体の前記正極及び前記負極の積層方向と平行な両側壁は、前記蓋体と反対側の部分に両者の間隔が狭くなった幅狭部を有し、前記幅狭部の前記側壁と平行な内面により前記電極組立体が電気的絶縁状態で押圧されており、前記蓄電装置は前記幅狭部と対応する箇所の前記樹脂が切り欠かれた形状となるように樹脂モールドされている請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置モジュール。
- 前記蓄電装置は、一列にモジュール化されている請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の蓄電装置モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013132619A JP2015008071A (ja) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | 蓄電装置モジュール |
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JP2013132619A Pending JP2015008071A (ja) | 2013-06-25 | 2013-06-25 | 蓄電装置モジュール |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
JP2018056092A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電池モジュール |
JP2019169284A (ja) * | 2018-03-22 | 2019-10-03 | 本田技研工業株式会社 | バッテリモジュール及びバッテリモジュールの製造方法 |
-
2013
- 2013-06-25 JP JP2013132619A patent/JP2015008071A/ja active Pending
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