JP2015053144A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】結露が生じる場合であっても電池セル間の短絡の発生を防止する。
【解決手段】電池セル１２は、外装容器２１の表面２１Ａ上の少なくとも一部に表面２１Ａよりもぬれ性が高い親水性材料から成る親水性部位３１を備えている。電池セル１２は、隣接する電池セル１２の外装容器２１の側面２７に対向する外装容器２１の側面２７上のほぼ全領域と、筐体１１の内面１１Ａに対向する外装容器２１の側面２７上のほぼ全領域とに、親水性部位３１を備えている。親水性部位３１は、所望の電気的絶縁性および耐熱性を有する親水性の有機材料または無機材料により形成されている。親水性の有機材料は、例えばフッ素系樹脂材料などであり、親水性の無機材料は、例えば窒化アルミニウムなどである。親水性部位３１は、塗布、接着、および設置のうちの少なくとも何れかによって電池セル１２の外装容器２１の表面２１Ａ上に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、組電池に関する。

従来、矩形状の角型の外装缶に収容された二次電池（電池セル）を用いて、複数の電池セルをプレート上に配列した組電池が知られている。

特開２０１２−９４３７１号公報

しかしながら、外装缶に導電性の部位が存在する状態で外装缶の表面に結露が生じた場合には隣り合う電池セル間で短絡が生じる虞がある。

本実施形態の組電池は、複数の電池セルを備え、前記電池セルは、表面上の少なくとも一部に前記表面よりもぬれ性が高い親水性材料から成る親水性部位を備える、ことを特徴とする。

実施形態の組電池の筐体の一部を省略して構成を示す斜視図である。 実施形態の電池セルの斜視図である。 図３（Ａ）は実施形態の組電池の隣り合う電池セル間に結露が生じた状態を示図であり、図３（Ｂ）は比較例の組電池の隣り合う電池セル間に結露が生じた状態を示す図である。 実施形態の第１変形例の組電池の筐体の一部を省略して構成を示す斜視図である。 実施形態の第１変形例の電池セルの斜視図である。 実施形態の第２変形例の組電池の筐体の一部を省略して構成を示す斜視図である。 実施形態の第２変形例の電池セルの斜視図である。 実施形態の第３変形例の電池セルの斜視図である。

以下、実施形態の組電池について添付図面を参照しながら説明する。
（組電池の構成）
本実施形態の組電池１０は、図１に示すように、筐体１１の内部に収容された複数の電池セル１２を備えている。
複数の電池セル１２，…，１２は、隣り合う電池セル１２，１２間に所定間隔をおいて離間配置され、この隣り合う電池セル１２，１２間を空気などの冷却媒体が流通可能な流路としている。
複数の電池セル１２，…，１２の各々は、図２に示すように、リチウムイオン電池などの非水電解質二次電池であり、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２１と、外装容器２１内に非水電解液と共に収納された電極体（図示略）と、を備えている。
各電池セル１２は、電極体の正極に接続された正極端子２２および負極に接続された負極端子２３を、例えば合成樹脂やガラスなどの絶縁体からなるガスケット２４を介して、外装容器２１の表面２１Ａに設けられた端子面２５（例えば、鉛直方向上方の上端面）上の長手方向両端部のそれぞれに備えている。
複数の電池セル１２，…，１２の各々の正極端子２２および負極端子２３は、導電性のアルミニウムまたは真鍮などの金属からなる複数のバスバー２６，…，２６により電気的に直列または並列に接続されている。

各電池セル１２は、外装容器２１の表面２１Ａ上の少なくとも一部に表面２１Ａよりもぬれ性が高い親水性材料から成る親水性部位３１を備えている。
例えば図１および図２に示す各電池セル１２は、隣接する電池セル１２の外装容器２１の側面２７に対向する外装容器２１の側面２７上のほぼ全領域と、筐体１１の内面１１Ａに対向する外装容器２１の側面２７上のほぼ全領域とに、親水性部位３１を備えている。
親水性部位３１は、所望の電気的絶縁性および耐熱性を有する親水性の有機材料または無機材料により形成されている。親水性の有機材料は、例えばフッ素系樹脂材料などであり、親水性の無機材料は、例えば窒化アルミニウムなどである。
親水性部位３１は、塗布、接着、および設置のうちの少なくとも何れかによって各電池セル１２の外装容器２１の表面２１Ａ上に設けられている。塗布は、例えば親水性材料の物理蒸着（ＰＶＤ：Physical Vapor Deposition）などであり、接着は、例えば親水性材料の熱圧着などであり、設置は、親水性材料が薄膜状に固形化されて成る部材を外装容器２１の表面２１Ａ上の少なくとも一部を覆うように接触させる。

（組電池の作用）
本実施形態の組電池１０の隣り合う電池セル１２，１２間に結露が生じた状態の一例を図３（Ａ）に示した。また、本実施形態の組電池１０から親水性部位３１が省略されて成る比較例の組電池３０の隣り合う電池セル１２，１２間に結露が生じた状態の一例を図３（Ｂ）に示した。
比較例の組電池３０では、隣り合う電池セル１２，１２間で結露によって生じた液滴Ｌが隣り合う電池セル１２，１２の外装容器２１，２１間を連絡するように電気的に接続して、短絡状態が生じる虞がある。
これに対して、本実施形態の組電池１０では、隣り合う電池セル１２，１２間で結露によって液滴Ｌが生じたとしても、外装容器２１の表面２１Ａに比べて、親水性部位３１では液滴Ｌの表面張力が小さくなり、濡れ性が高くなるので、親水性部位３１から隣接する電池セル１２の外装容器２１に到達するような液滴Ｌの成長が抑制される。これにより、隣り合う電池セル１２，１２の外装容器２１，２１間が液滴Ｌによって連絡されること、および電気的に接続されることは防止され、短絡状態の発生が防止されている。

さらに、本実施形態の組電池１０では、筐体１１の内面１１Ａに対向する側面２７を有する電池セル１２は、この側面２７上に親水性部位３１を備えるので、筐体１１の内面１１Ａと電池セル１２との間で結露によって液滴Ｌが生じたとしても、親水性部位３１から筐体１１の内面１１Ａに到達するような液滴Ｌの成長が抑制される。これにより、筐体１１の内面１１Ａと電池セル１２との間が液滴Ｌによって連絡されること、および電気的に接続されることは防止され、短絡状態の発生が防止されている。

上述したように、本実施形態による組電池１０によれば、電池セル１２の外装容器２１の表面２１Ａ上に結露が生じる場合であっても、隣り合う電池セル１２，１２間および筐体１１の内面１１Ａと電池セル１２との間で短絡状態が発生することを防止することができる。

（第１変形例）
なお、上述した実施形態では、各電池セル１２は、外装容器２１の側面２７上のほぼ全領域に親水性部位３１を備えるとしたが、これに限定されず、図４および図５に示す第１変形例の組電池１０のように、外装容器２１の側面２７上を被覆部２７ａと非被覆部２７ｂとに区分して、被覆部２７ａにのみ親水性部位３１を備えてもよい。
被覆部２７ａおよび非被覆部２７ｂは、例えば各電池セル１２の鉛直方向の上端と下端との間で鉛直方向に延びるように形成されている。これに伴い、被覆部２７ａに備えられる親水性部位３１も各電池セル１２の鉛直方向の上端と下端との間で鉛直方向に延びるように形成されている。
この第１変形例において、隣り合う電池セル１２，１２間で互いの被覆部２７ａ同士が対向するように配置されてもよいが、より好ましくは、図５に示すように、互いの被覆部２７ａと非被覆部２７ｂとが対向するように配置されてもよい。つまり、図５に示す各電池セル１２は、外装容器２１の側面２７上の被覆部２７ａに備えられた親水性部位３１が、隣接する電池セル１２の外装容器２１の側面２７上の非被覆部２７ｂに対向するように配置されている。

この第１変形例によれば、非被覆部２７ｂを備えることによって外装容器２１の表面２１Ａの放熱性を向上させることができ、筐体１１内で隣り合う電池セル１２，１２間を流通する空気などの冷却媒体Ｃによる冷却性能を向上させることができる。
さらに、親水性部位３１が鉛直方向に延びるように形成されているので、この親水性部位３１において結露によって液滴Ｌが生じたとしても、液滴Ｌが鉛直方向の下方に向かい流れ易くなっており、より一層、液滴Ｌの成長が抑制される。

（第２変形例）
なお、上述した実施形態では、各電池セル１２は、外装容器２１の側面２７上のほぼ全領域に親水性部位３１を備えるとしたが、これに限定されず、図６および図７に示す第２変形例の組電池１０のように、隣り合う電池セル１２，１２の外装容器２１，２１間で対向する側面２７，２７の何れか一方のみに親水性部位３１を備えてもよい。

（第３変形例）
なお、上述した実施形態では、各電池セル１２は、隣接する電池セル１２または筐体１１の内面１１Ａに対向する側面２７上に親水性部位３１を備えるとしたが、これに限定されず、図８に示す第３変形例の各電池セル１２のように、外装容器２１の全ての側面２７上に親水性部位３１を備えてもよい。

なお、上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上述した実施形態において、筐体１１の内面１１Ａに対向する外装容器２１の側面２７上に親水性部位３１を備えるとしたが、これに限定されず、例えば筐体１１の内面１１Ａが樹脂などの電気的に絶縁性の材質から成る場合などにおいて、筐体１１の内面１１Ａに対向する外装容器２１の側面２７上の親水性部位３１は省略されてもよい。

１０ 組電池
１１ 筐体
１１Ａ 内面
１２ 電池セル
２１ 外装容器
２１Ａ 表面
２７ 側面
３１ 親水性部位

Claims (8)

1. 複数の電池セルを備え、
   前記電池セルは、表面上の少なくとも一部に前記表面よりもぬれ性が高い親水性材料から成る親水性部位を備える、
   ことを特徴とする組電池。
2. 前記親水性部位は、隣接する前記電池セルの表面に対向する前記表面上の少なくとも一部に備えられている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
3. 前記親水性部位は、隣接する前記電池セルの表面のうち前記親水性部位が存在しない領域に対向する前記表面上の領域に備えられている、
   ことを特徴とする請求項２に記載の組電池。
4. 前記隣接する前記電池セルの表面上の少なくとも一部に前記親水性部位が備えられている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の組電池。
5. 前記複数の電池セルを収容する筐体を備え、
   前記親水性部位は、前記筐体の内面に対向する前記表面上の少なくとも一部に備えられている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の組電池。
6. 前記親水性部位は、前記電池セルの鉛直方向の上端と下端との間で前記鉛直方向に延びるように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１つに記載の組電池。
7. 前記親水性部位は、塗布、接着、および設置のうちの少なくとも何れかによって前記電池セルの表面上に設けられている、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１つに記載の組電池。
8. 前記親水性材料は、有機材料または無機材料である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れか１つに記載の組電池。

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