JP2016184470A - Battery pack - Google Patents
Battery pack Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016184470A JP2016184470A JP2015063174A JP2015063174A JP2016184470A JP 2016184470 A JP2016184470 A JP 2016184470A JP 2015063174 A JP2015063174 A JP 2015063174A JP 2015063174 A JP2015063174 A JP 2015063174A JP 2016184470 A JP2016184470 A JP 2016184470A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- battery pack
- spacer
- battery case
- contact surface
- 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
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
Description
本発明は、複数の電池セルが所定の方向に配列されて構成された電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack configured by arranging a plurality of battery cells in a predetermined direction.
リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池あるいはキャパシタ等の蓄電素子を電池セル(単電池ともいう。以下同じ。)とし、該電池セルを複数直列接続して成る電池パック(組電池ともいう。以下同じ。)は、高出力が得られる電源として、車両搭載用電源、あるいはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池を電池セルとして複数直列に接続した電池パックは、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられる。電池パックに関する従来技術として、例えば特許文献1、2が挙げられる。
A battery pack (also referred to as an assembled battery) in which a storage element such as a lithium ion battery, nickel metal hydride battery or other secondary battery or capacitor is defined as a battery cell (also referred to as a single battery; hereinafter the same applies). The same shall apply hereinafter) is becoming increasingly important as a power source for mounting on vehicles or as a power source for personal computers and portable terminals. In particular, a battery pack in which a plurality of lithium ion batteries that are lightweight and have a high energy density are connected in series as battery cells is preferably used as a high-output power source for mounting on a vehicle. As a prior art regarding a battery pack,
電池パックにおいては、放熱性向上等の目的から、隣り合う電池セル間にスペーサが配置されることがある。通常、この種の電池パックを構成する複数の電池セルおよびスペーサは、耐振動、耐衝撃等を目的として、所定の配列方向に配列し且つ該配列方向に荷重が加えられた状態で拘束されている。しかしながら、従来の電池パックにおいては、かかる拘束によっても使用環境によっては電池パックが大きく振動する状況が発生することがあった。特に、比較的多くの(例えば5個以上の)電池セルを配列して構成される電池パックにおいては、該電池パックを振動させた際に、電池パックの配列方向中央部の振幅が大きくなる傾向があった。電池パックの振幅が増大すると、該電池パックを構成する電池セルに局所的な応力が掛かりやすくなり、電池パックの損傷が早まる一因となり得る。 In a battery pack, a spacer may be disposed between adjacent battery cells for the purpose of improving heat dissipation. Usually, a plurality of battery cells and spacers constituting this type of battery pack are arranged in a predetermined arrangement direction and restrained with a load applied in the arrangement direction for the purpose of vibration resistance, shock resistance, etc. Yes. However, in the conventional battery pack, a situation in which the battery pack vibrates greatly depending on the usage environment may occur due to such restrictions. In particular, in a battery pack configured by arranging a relatively large number (for example, five or more) of battery cells, when the battery pack is vibrated, the amplitude of the central portion in the arrangement direction of the battery pack tends to increase. was there. When the amplitude of the battery pack increases, local stress is likely to be applied to the battery cells constituting the battery pack, which may be a cause of premature damage to the battery pack.
本発明は、かかる事情に鑑みて創出されたものであり、その目的は、耐振動性(即ち、振動時の振幅を抑制する性能)の高い電池パックを提供することである。 The present invention has been created in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a battery pack having high vibration resistance (that is, performance for suppressing amplitude during vibration).
本発明によると、電池ケースを備える複数の電池セル(単電池)と、隣り合う上記電池セル間に配置されたスペーサとが、所定の配列方向に配列した電池パック(組電池)が提供される。上記電池ケースおよび上記スペーサの少なくともいずれかには、該電池ケースと該スペーサとの接触面の摩擦力を上昇させる表面加工が施されている。上記電池セルと上記スペーサとは、上記配列方向に所定の荷重が加わった状態で拘束されている。上記拘束荷重が加わった状態における上記電池ケースと上記スペーサとの接触面の摩擦係数Bは0.7以上である。かかる構成の電池パックによると、該電池パックを振動させた際の振幅を適切に抑制することができ、耐振動性が向上した電池パックが得られる。よって、かかる構成によると、振動に対する電池パックの耐久性を向上させることができる。 According to the present invention, there is provided a battery pack (assembled battery) in which a plurality of battery cells (unit cells) including a battery case and spacers arranged between adjacent battery cells are arranged in a predetermined arrangement direction. . At least one of the battery case and the spacer is subjected to surface processing for increasing the frictional force of the contact surface between the battery case and the spacer. The battery cell and the spacer are restrained in a state where a predetermined load is applied in the arrangement direction. The friction coefficient B of the contact surface between the battery case and the spacer in a state where the restraining load is applied is 0.7 or more. According to the battery pack having such a configuration, it is possible to appropriately suppress the amplitude when the battery pack is vibrated and to obtain a battery pack having improved vibration resistance. Therefore, according to this configuration, the durability of the battery pack against vibration can be improved.
なお、本明細書における摩擦力とは動摩擦力のことを指す。また、本明細書における摩擦係数は動摩擦係数のことを指す。 In addition, the frictional force in this specification refers to a dynamic frictional force. Moreover, the friction coefficient in this specification points out a dynamic friction coefficient.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は、実際の寸法関係を反映するものではない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄(例えば、本発明を特徴づけない電池構造等)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明することがあり、重複する説明は省略または簡略化することがある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the dimensional relationship (length, width, thickness, etc.) in each figure does not reflect the actual dimensional relationship. Further, matters other than matters specifically mentioned in the present specification and necessary for the implementation of the present invention (for example, battery structures that do not characterize the present invention) are known to those skilled in the art based on the prior art in this field. It can be grasped as a design item. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field. Further, in the following drawings, members / parts having the same action may be described with the same reference numerals, and overlapping descriptions may be omitted or simplified.
ここに開示される電池パックの典型的な構成について、図1、2を用いて説明する。図1は本実施形態の電池パック10の構成を模式的に示す斜視図である。
A typical configuration of the battery pack disclosed herein will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of the
本実施形態の電池パック10は、車両に搭載される電池パック10である。電池パック10は、複数の充放電可能な電池セル(例えばリチウムイオン二次電池)20が直列に接続されて構成されている。図示した例では、同形状の電池セル20が一定の間隔で直列に配列されている。ここに開示される電池パックを構成する電池セルの数量は、特に限定されない。ここに開示される電池パックを車両搭載用電源として用いる場合、該電池パックを構成する電池セルの数は、3個〜35個(例えば10個〜25個)であることが好ましい。
The
電池セル20は、正極および負極を備える電極体と、該電極体および電解質を収容する電池ケース50とを備える。本実施形態の電極体は、典型的な電池パック10に装備される電池セル20と同様、所定の電池構成材料(正負極それぞれの活物質、正負極それぞれの集電体、セパレータ等)から構成されている。ここでは電極体として扁平形状の捲回電極体が用いられている。
The
本実施形態の電池ケース50は、扁平形状の捲回電極体を収容し得る形状(図示した例では箱型)を有する。電池ケース50の材質は、典型的な電池セル(例えばリチウムイオン二次電池)20で使用されるものと同じであればよく特に制限はないが、電池パック10自体の軽量化の観点から、例えば薄い金属製(アルミニウム製等)あるいは合成樹脂製の電池ケース50が使用され得る。
The
電池ケース50の上面には、捲回電極体の正極および負極とそれぞれ電気的に接続する正極端子60および負極端子62が設けられている。本実施形態の複数の電池セル20は、それぞれの正極端子60および負極端子62が交互に配置されるように一つずつ反転させて配置されており、電池ケース50の側壁52(電池ケース50の幅広な面52)が対向する方向に配列されている。そして、隣接する電池セル20間において一方の正極端子60と他方の負極端子62とが接続具64によって電気的に接続される。このように各電池セル20を直列に接続することにより、所望する電圧を有する電池パック10が構築され得る。
On the upper surface of the
次に、本実施形態の電池パック10を構成するスペーサ40について説明する。図1、2に示すように、隣接する電池セル20の間および電池セル配列方向の両アウトサイドにはスペーサ40が配置される。スペーサ40は板状部材であり、例えばポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等の樹脂材料で構成すると良い。スペーサ40は、隣接する電池セル20の電池ケース側壁52に密接して配置されており、充放電等により電池セル20内で発生した熱を効率よく外部に放散させるための放熱板としての役割を持つ。
Next, the
本実施形態のスペーサ40には、少なくとも一方の表面に、冷媒(典型的には、水や空気等の流体)の通路として利用し得る複数の溝が、概ね平行に(くし歯状に)形成されている。スペーサ40は、典型的には、図2に示すように、上記冷媒通路としての溝が形成された方の面が、隣接する電池セル側壁52と接触するように配置される。
In the
このように配置された電池セル20およびスペーサ40の周囲には、複数の電池セル20およびスペーサ40をまとめて拘束する拘束部材が配備される。即ち、電池セル配列方向の最も外側に位置する電池セル20のさらに外側には、一対の拘束板70A,70Bが配置される。また、当該一対の拘束板70A,70Bを架橋するように締付け用ビーム材72が取り付けられる。そして、ビーム材72の端部をビス74により拘束板70A、70Bに締め付け且つ固定することによって、電池セル20をその配列方向に所定の荷重(拘束荷重)が加わるように拘束することができる。このようにして本実施形態の電池セル10が構成される。
A restraining member that restrains the plurality of
上記拘束荷重の大きさは、電池パック10を構成する電池セル20の数、サイズ等に応じて、適宜選択すればよい。例えば、電池セル20の側壁52に掛かる面圧が104Pa〜106Paとなるように荷重をかけて拘束することが好ましい。
What is necessary is just to select the magnitude | size of the said restraint load suitably according to the number of
<摩擦係数>
次に、ここに開示される電池パック10における、電池ケース50とスペーサ40との接触面の摩擦について説明する。ここで、電池ケース50とスペーサ40との接触面の摩擦とは、電池ケースの側壁52と、この側壁52に当接するスペーサ40の表面との間の摩擦のことを指す。
ここに開示される電池パック10は、所定の拘束荷重に対応する応力を加えた状態における電池ケース50とスペーサ40との接触面の摩擦係数をBとしたとき、Bが0.7以上である。かかる電池パック10は、良好な耐振動性を示し、振動に対する耐久性に優れたものとなり得る。摩擦係数Bは、より好ましくは0.75以上、さらに好ましくは0.8以上である。摩擦係数Bが増大するほど、耐振動性が向上する傾向がある。摩擦係数Bの上限は特に制限されない。振動を抑制するために電池ケース50に掛かる応力を分散する観点からは、通常、摩擦係数Bを例えば1.5以下とすることが適当である。
<Friction coefficient>
Next, friction of the contact surface between the
In the
本明細書における摩擦力および摩擦係数は、JIS K 7125に準拠して測定することができる。例えば、摩擦力は、精密万能試験機(島津製作所製、型式:オートグラフAG−IS)を用いて測定することができる。具体的には、図3に示すように、測定対象である電池ケース50とスペーサ40をその接触面が水平となるように接触させ、両者の上から錘30によって垂直荷重Fを加えた状態でスペーサ40を水平に引っ張り、スペーサ40を動かし続けるのに必要な力(すなわち摩擦力)F’をはかり32で測定する。また、摩擦係数μは、一般式:F’=μF;に、垂直荷重Fと摩擦力の測定値F’を代入することにより求めることができる。
The frictional force and the friction coefficient in this specification can be measured according to JIS K7125. For example, the frictional force can be measured using a precision universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, model: Autograph AG-IS). Specifically, as shown in FIG. 3, the
ここに開示される電池パック10は、電池ケース50およびスペーサ40の少なくともいずれかに、電池ケース50とスペーサ40との接触面の摩擦力を上昇させる表面加工(以下、摩擦増大加工ともいう。)が施されている。ここで摩擦増大加工とは、上記接触面間の摩擦力の増大に寄与する加工をいう。かかる摩擦増大加工が施されていない場合における電池ケース50およびスペーサ40について、その接触面の摩擦係数をAとしたとき、B>Aの関係を満たすように電池パック10が構成される。ここで摩擦係数Aは、摩擦増大加工が施されていない電池ケース50とスペーサ40とを接触させたものに対して、電池パックの拘束荷重に相当する荷重を加えた状態で測定して得られたものである。
In the
摩擦力を上昇させる表面加工としては、例えば、表面に滑り防止の作用をする材料を塗布、貼付、吹付等する加工;表面を粗面化する加工;表面に滑り防止の作用をする突起または溝を形成する加工;が挙げられる。これらの加工は、1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the surface processing for increasing the frictional force include processing for applying, sticking, and spraying a material that prevents slipping to the surface; processing for roughening the surface; projections or grooves for preventing slipping on the surface The process which forms is mentioned. These processes can be used singly or in combination of two or more.
摩擦係数Aの値は、電池ケースおよびスペーサの接触面の材質および表面形状(表面状態)に依存し得る。特に限定するものではないが、ここに開示される技術は、摩擦係数Aが0.1以上0.7未満(例えば0.2以上0.5以下)である電池ケースおよびスペーサを備えた電池パックに対して好ましく適用され得る。摩擦係数Aが上記範囲にある電池パックでは、電池ケースおよびスペーサの少なくともいずれかに摩擦増大加工を施して摩擦係数Bを0.7以上とすることが特に有意義である。 The value of the friction coefficient A can depend on the material and surface shape (surface state) of the contact surface of the battery case and the spacer. Although it does not specifically limit, the technique disclosed here is a battery pack provided with the battery case and spacer whose friction coefficient A is 0.1-0.7 (for example, 0.2-0.5). It can be preferably applied to. In the battery pack in which the friction coefficient A is in the above range, it is particularly significant that the friction coefficient B is set to 0.7 or more by performing friction increasing processing on at least one of the battery case and the spacer.
なお、ここに開示される電池パックは、各電池ケースとこれに隣接するスペーサとの対向面の組合せによって、摩擦力が異なる複数種類の接触面を含み得る。例えば、図1,2に示す例において、スペーサ40のくし歯面(くし歯が形成された面)と電池ケース50の側壁52との接触面の摩擦力は、スペーサ40の平坦面(くし歯が形成された面とは反対側の面)と電池ケース50の側壁52との接触面の摩擦力とは異なり得る。このような場合、電池ケース50およびスペーサ40の少なくともいずれかに、少なくとも1種類の接触面の摩擦力を上昇させる表面加工が施されており、かつ上記表面加工が施された接触面と同一のまたは異なる少なくとも1種類の接触面の摩擦係数Bが0.7以上であれば、ここに開示される技術の適用効果が発揮され得る。少なくとも上記表面加工が施された接触面の摩擦係数Bが0.7以上であることが好ましい。全種類の接触面の摩擦係数Bが0.7以上であることが特に好ましい。
The battery pack disclosed herein may include a plurality of types of contact surfaces with different frictional forces depending on the combination of the facing surfaces of each battery case and the spacer adjacent thereto. For example, in the example shown in FIGS. 1 and 2, the frictional force of the contact surface between the comb tooth surface of the spacer 40 (the surface on which the comb teeth are formed) and the
以下、電池パックの耐振動性について説明する。図4は、ここに開示される電池パック10の一態様を示す。図5は、従来の電池パック12を示す。
従来の電池パック12は、外部からの振動が加わると、図5に模式的に示すように、電池パック12の配列方向中央部に位置する電池セル22およびスペーサ42が、大きな振幅を示す傾向がある。電池パック12の振幅が大きいと、電池セル22(特に、電池パック12の中央部に位置する電池セル22)の電池ケース52に局所的に大きな応力が掛かること等により、長期使用により電池ケース52(ひいては電池セル22)が変形等の損傷を生じやすくなる。
Hereinafter, the vibration resistance of the battery pack will be described. FIG. 4 shows one embodiment of the
In the
ここに開示される電池パック10は、電池ケース50とスペーサ40との接触面に摩擦力を増大させる加工が施されているため、外部からの振動が加わっても、上記摩擦増大加工が施されていない場合に比べて電池パック10の振幅を抑制することができる。これにより電池パック10の振動に対する耐久性(例えば、耐久時間や耐久回数)が向上する。また、電池パック10は、上記摩擦力が0.7以上となるように構成されているので耐振動性に優れ、したがって振動が加わり得る条件での使用に対して高い耐久性を発揮することができる。
Since the
以下、いくつかの具体的な実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態の説明において、電池ケース50の側壁52であってスペーサと接触している面を、電池ケース50の接触面と称する。また、スペーサ40の電池ケース50と接触している面を、スペーサ40の接触面と称する。
Several specific embodiments will be described below. In the following description of each embodiment, a surface of the
図6に、ここに開示される電池パックの好適な一実施形態を示す。図6に示す電池パック10Aでは、電池ケース50の接触面の上に、滑り止めとして作用する材料(例えば防滑剤、粘着剤、接着剤等)が塗布されたコーティング層80が形成されており、コーティング層80を介して電池ケース50の接触面がスペーサ40の接触面と接触している。
かかる構成の電池パック10Aによると、コーティング層80の存在により、電池ケース50とスペーサ40との接触面の摩擦力が向上し得る。コーティング層80が形成される領域は、図6に示す例のように電池ケース50の接触面上であってもよいし、スペーサ40の接触面上であってもよい。さらに、電池ケース50およびスペーサ40の双方の接触面上であってもよい。
FIG. 6 shows a preferred embodiment of the battery pack disclosed herein. In the
According to the
コーティング層80の形成には、金属表面または合成樹脂表面に対して防滑効果を付与し得る公知の材料を適宜利用することができる。コーティング層80は、例えば、電池ケース50の接触面に、ウレタン樹脂系、アクリル樹脂系、アクリルウレタン樹脂系、アクリルシリコーン樹脂系、エチレン−酢酸ビニル樹脂系、ゴム系等の塗料を塗装して形成された防滑性の塗膜であり得る。コーティング層80として利用し得る他の材料として、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、酢酸ビニル系接着剤、シリコーンゴム系接着剤、ゴム系接着剤等の粘着剤や接着剤が挙げられる。一般に、電池ケース50の接触面の材質(例えばアルミニウム)よりも柔軟な材質でコーティング層80を形成することにより、良好な滑り止め効果が発揮されやすくなる傾向にある。電池ケース50およびスペーサ40(例えば、PP、PPS等の合成樹脂製)のいずれよりも柔軟な材質からなるコーティング層80が好ましい。コーティング層80に代えて、あるいはコーティング層80に加えて、柔軟な樹脂シート(ゴムシート、ウレタン樹脂シート等)や多孔質シート(例えば、発泡ゴムシートや発泡ウレタンシート等の発泡樹脂シート;紙や布、不織布等の繊維集積体;等)を電池ケース50とスペーサ40との間に挟み込むか、電池ケース50およびスペーサ40のいずれかの接触面に接着剤等により固定してもよい。
For the formation of the
図7に、ここに開示される電池パックの他の好適な一実施形態を示す。図7に示す電池パック10Bでは、電池ケース50の接触面に、表面を粗くする加工(粗面化加工)が施されている。これにより電池ケース50の接触面は粗面81となっている。電池パック10Bにおいて、電池ケース50の接触面を粗面81とすることにより、電池ケース50とスペーサ40との接触面の摩擦力が向上し得る。
FIG. 7 shows another preferred embodiment of the battery pack disclosed herein. In the
粗面81を形成する方法(すなわち、電池ケースの表面を粗面化する方法)としては、従来、金属または合成樹脂の表面の表面粗さを増大させるのに使用されている方法を採用することができる。例えば、紙やすり研磨、布やすり研磨、ショットブラスト、エッチング、ショットピーニング、プレス加工(例えば、シボやエンボス等の凹凸形状の付与)等の粗面化加工を採用することができる。また、硬質粒子を分散させた被膜(典型的には樹脂被膜)を形成することによっても電池ケース50の表面を粗面化し得る。上記硬質粒子としては、適当な無機粒子、金属粒子、樹脂粒子等を適宜採用し得る。
As a method of forming the rough surface 81 (that is, a method of roughening the surface of the battery case), a method conventionally used for increasing the surface roughness of the surface of the metal or the synthetic resin is adopted. Can do. For example, roughening processing such as sanding, sanding, cloth blasting, shot blasting, etching, shot peening, press working (for example, imparting uneven shapes such as embossing and embossing) can be employed. The surface of the
粗面化加工を施す領域は、図7のように電池ケース50の接触面であってもよいし、スペーサ40の接触面であってもよい。また、電池ケース50とスペーサ40の双方の接触面であってもよい。電池ケース50とスペーサ40の双方の接触面に異なる摩擦増大加工を施してもよい。例えば、電池ケース50の接触面に防滑性コーティング層を形成する一方、スペーサ40の接触面を粗面化してもよい。
The area to be roughened may be the contact surface of the
図8に、ここに開示される電池パックの他の好適な一実施形態を示す。図8に示す電池パック10Cでは、電池ケース50の接触面に滑り防止用の摩擦発生部としての突起82が形成されている。電池ケース50の接触面に形成された突起82は隣接するスペーサ40の接触面と接しており、これにより電池ケース50とスペーサ40との接触面の摩擦力が向上し得る。突起82の形成方法は特に限定されず、例えばプレス加工、曲げ加工、突起用部材の接着等の方法を採用することができる。
FIG. 8 shows another preferred embodiment of the battery pack disclosed herein. In the
次に、本発明に関する実施例を説明するが、本発明を実施例に示すものに限定することを意図したものではない。 Next, examples relating to the present invention will be described, but the present invention is not intended to be limited to those shown in the examples.
<電池パックの作製>
(実施例)
電池セル(単電池)としてリチウムイオン二次電池を用意した。リチウムイオン二次電池は、正負極それぞれの集電体に正負極それぞれの活物質が保持されたシート状の電極と、電極間に介在させたセパレータとを具備する扁平形状の捲回電極体が、非水電解液とともに、アルミニウム製の扁平な直方体形状の電池ケースに収容された構成とした。また、電池セルは上方向に突出する正負極それぞれの端子を備える構成とした。電池セルの扁平面(すなわち電池セル配列方向に面する幅広な面)のサイズは、縦50mm×横150mmであった。各電池セルの扁平面のうち、後述する電池パック構築時においてスペーサのくし歯面と対向する全領域に、防滑剤として適切な量の接着剤(セメダイン株式会社製、製品名:セメダイン)を塗布してコーティング層を形成した。
<Production of battery pack>
(Example)
A lithium ion secondary battery was prepared as a battery cell (single battery). A lithium ion secondary battery has a flat wound electrode body comprising a sheet-like electrode in which an active material for each positive and negative electrode is held on a current collector for each positive and negative electrode, and a separator interposed between the electrodes. In addition to the non-aqueous electrolyte, the battery case is housed in a flat, rectangular parallelepiped battery case made of aluminum. In addition, the battery cell is configured to have positive and negative terminals protruding upward. The size of the flat surface of the battery cell (that is, the wide surface facing the battery cell arrangement direction) was 50 mm long × 150 mm wide. Appropriate amount of adhesive (product name: Cemedine, manufactured by Cemedine Co., Ltd.) is applied to the entire area of the flat surface of each battery cell that faces the comb teeth surface of the spacer when the battery pack described later is constructed. Thus, a coating layer was formed.
また、ポリプロピレン(PP)製の板状のスペーサを用意した。スペーサの扁平面(すなわち配列方向に面する幅広な面)のサイズは、縦50mm×横150mmであった。スペーサは、その扁平面のうちの一方の面に、冷媒通路としてのくし歯状の溝が複数形成されたものを用いた。 In addition, a plate-like spacer made of polypropylene (PP) was prepared. The size of the flat surface of the spacer (that is, the wide surface facing the arrangement direction) was 50 mm long × 150 mm wide. As the spacer, a spacer in which a plurality of comb-shaped grooves as a refrigerant passage was formed on one surface of the flat surface was used.
上記コーティング層が形成された電池セルと上記スペーサとを用いて電池セルを構築した。図4に示すように、電池セル19個をそれぞれの端子が突出する向きが同じ方向となるように配列させた。そして、電池セル間および電池セル配列方向の両アウトサイドに、各スペーサのくし歯面を各電池セルのコーティング層に接触させて、合計20枚のスペーサを配置した。そして、配列させた単電池およびスペーサの周囲に拘束部材を配置し、電池セルの配列方向に138kgfの荷重(拘束荷重)が加わるようにして拘束した。隣接する電池セル間において、一方の正極端子と他方の負極端子とを接続具により電気的に接続した。このようにして実施例1に係る電池パックを作製した。 A battery cell was constructed using the battery cell on which the coating layer was formed and the spacer. As shown in FIG. 4, 19 battery cells were arranged so that the protruding directions of the respective terminals were the same direction. Then, a total of 20 spacers were disposed between the battery cells and on both outsides in the battery cell arrangement direction, with the comb tooth surfaces of the spacers in contact with the coating layers of the battery cells. And the restraint member was arrange | positioned around the arranged cell and spacer, and restrained so that the load (restraint load) of 138 kgf might be added to the sequence direction of a battery cell. Between adjacent battery cells, one positive electrode terminal and the other negative electrode terminal were electrically connected by a connector. Thus, the battery pack according to Example 1 was produced.
(比較例)
電池セルの扁平面に防滑剤を塗布しないこと以外は、実施例と同様にして電池パックを作製した。
(Comparative example)
A battery pack was produced in the same manner as in the example except that the anti-slip agent was not applied to the flat surface of the battery cell.
<摩擦係数の測定>
(摩擦係数A)
上記実施例に係る電池パックについて、電池セルを構成する電池ケースの側面と、スペーサのくし歯面との摩擦係数Aを測定した。具体的には、摩擦増大加工(上記実施例においては、防滑剤を塗布してコーティング層を形成する処理)が施されていない電池ケースの側面上に、スペーサのくし歯面が下方になるように重ね合わせ、さらにその上に138kgの錘を載せ、これを精密万能試験機(島津製作所製 型式:オートグラフAG−IS)にセットした。次いで、スペーサを水平方向に引張速度10mm/秒で引っ張り、そのときに測定される摩擦力(動摩擦力)から摩擦係数A(動摩擦係数)を求めた。
<Measurement of friction coefficient>
(Friction coefficient A)
About the battery pack which concerns on the said Example, the friction coefficient A of the side surface of the battery case which comprises a battery cell, and the comb-tooth surface of a spacer was measured. Specifically, the comb teeth surface of the spacer is placed on the side surface of the battery case that has not been subjected to the friction increasing process (in the above embodiment, the process of forming the coating layer by applying the anti-slip agent). And a 138 kg weight was placed thereon, and this was set on a precision universal testing machine (Shimadzu Corporation model: Autograph AG-IS). Next, the spacer was pulled in the horizontal direction at a pulling speed of 10 mm / second, and the friction coefficient A (dynamic friction coefficient) was determined from the friction force (dynamic friction force) measured at that time.
(摩擦係数B)
上記実施例に係る電池パックについて、測定対象を、電池パックの構築に用いた電池ケース(即ち、上記コーティング層を形成した後の電池ケースの該コーティング層形成面)およびスペーサとしたこと以外は、上記摩擦係数Aの測定と同様にして摩擦係数Bを求めた。なお、比較例に係る電池パックの摩擦係数Bは、実施例に係る電池パックの摩擦係数Aに相当する。
(Friction coefficient B)
For the battery pack according to the above example, except that the measurement target was the battery case used for the construction of the battery pack (that is, the coating layer forming surface of the battery case after forming the coating layer) and the spacer, The friction coefficient B was determined in the same manner as the measurement of the friction coefficient A. The friction coefficient B of the battery pack according to the comparative example corresponds to the friction coefficient A of the battery pack according to the example.
<振動実験>
各例に係る電池パックを、共振周波数36Hzの条件で振動させ、電池パックの一部が破損するまでの振動回数を調べた。また、上記条件で振動させたときの電池パック中央部における電池セルの挙動を観測した。具体的には、最大振幅を示す電池パック中央部の位置の変位量と、最大角度を測定した。その結果を表1に示す。表1には、各例に係る摩擦係数の結果も併せて示す。
<Vibration experiment>
The battery pack according to each example was vibrated under a resonance frequency of 36 Hz, and the number of vibrations until a part of the battery pack was damaged was examined. Moreover, the behavior of the battery cell in the center part of the battery pack when it was vibrated under the above conditions was observed. Specifically, the displacement amount and the maximum angle of the position of the center portion of the battery pack showing the maximum amplitude were measured. The results are shown in Table 1. Table 1 also shows the results of the coefficient of friction according to each example.
表1に示す結果から明らかなように、上述した条件における振動実験において、実施例に係る電池パックの変位量は、比較例と比べて約1/10程度にまで低減することが確かめられた。また同様に、振動実験による実施例に係る電池パックの最大角度は、比較例と比べて大幅に減少することが分かった。このことから、実施例に係る電池パックによると、振動の際の振幅が大幅に低減し(耐振動性が向上し)、振動に対する耐久性が向上することが確かめられた。 As is apparent from the results shown in Table 1, in the vibration experiment under the above-described conditions, it was confirmed that the displacement amount of the battery pack according to the example was reduced to about 1/10 compared with the comparative example. Similarly, it was found that the maximum angle of the battery pack according to the example by the vibration experiment is significantly reduced as compared with the comparative example. From this, according to the battery pack according to the example, it was confirmed that the amplitude at the time of vibration was greatly reduced (vibration resistance was improved) and durability against vibration was improved.
また、実施例に係る電池パックは、上述する振動試験の条件下で107回振動させた後にも、電池セルあるいはスペーサのいずれも破損していないことが確かめられた。一方、比較例に係る電池パックは、上述する振動実験の条件下で1000回振動させたときに、アルミニウム製の電池ケースの一部が破損していることが目視で確認された。以上の結果から、実施例に係る電池パックによると、振動に起因する電池ケースの耐久性が大幅に向上することが確認された。 The battery pack according to an embodiment, after vibrated 107 times under the conditions of the vibration test to above also, any of the battery cells or the spacer was confirmed that not corrupted. On the other hand, when the battery pack according to the comparative example was vibrated 1000 times under the above-described vibration experiment conditions, it was visually confirmed that a part of the battery case made of aluminum was damaged. From the above results, according to the battery pack according to the example, it was confirmed that the durability of the battery case due to the vibration was significantly improved.
以上の結果より、電池ケースの接触面(扁平面)に摩擦力を上昇させる表面加工を施して電池ケースとスペーサとの接触面の摩擦係数を0.7以上(実施例は0.8)とした実施例に係る電池パックによると、該電池パックの耐振動性が向上し、これにより電池パックの破損が抑制され、電池パックの耐久性が向上することが確かめられた。 From the above results, the contact surface (flat surface) of the battery case is subjected to surface treatment for increasing the frictional force so that the friction coefficient of the contact surface between the battery case and the spacer is 0.7 or more (0.8 in the embodiment). According to the battery pack according to the example, it was confirmed that the vibration resistance of the battery pack was improved, thereby suppressing the damage of the battery pack and improving the durability of the battery pack.
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。ここで開示される発明には上述の具体例を様々に変形、変更したものが含まれ得る。ここに開示される発明には、上述の具体例の二以上を適宜組み合わせた態様が含まれ得る。 As mentioned above, although the specific example of this invention was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The invention disclosed herein can include various modifications and alterations of the specific examples described above. The invention disclosed herein can include a mode in which two or more of the above specific examples are appropriately combined.
10、10A、10B、10C 電池パック
20 電池セル
40 スペーサ
50 電池ケース
60 正極端子
62 負極端子
80 コーティング層
81 粗面
82 突起
10, 10A, 10B,
Claims (1)
前記電池ケースおよび前記スペーサの少なくともいずれかには、前記電池ケースと前記スペーサとの接触面の摩擦力を上昇させる表面加工が施されており、
前記電池セルと前記スペーサとは前記配列方向に所定の拘束荷重が加わった状態で拘束されており、
前記所定の拘束荷重が加わった状態における前記電池ケースと前記スペーサとの接触面の摩擦係数Bが0.7以上であることを特徴とする、電池パック。 A battery pack in which a plurality of battery cells including a battery case and spacers arranged between adjacent battery cells are arranged in a predetermined arrangement direction,
At least one of the battery case and the spacer is subjected to surface treatment for increasing the frictional force of the contact surface between the battery case and the spacer,
The battery cell and the spacer are restrained in a state where a predetermined restraining load is applied in the arrangement direction,
A battery pack, wherein a friction coefficient B of a contact surface between the battery case and the spacer in a state where the predetermined restraining load is applied is 0.7 or more.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015063174A JP2016184470A (en) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | Battery pack |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015063174A JP2016184470A (en) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | Battery pack |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016184470A true JP2016184470A (en) | 2016-10-20 |
Family
ID=57243075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015063174A Pending JP2016184470A (en) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | Battery pack |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016184470A (en) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019114366A (en) * | 2017-12-21 | 2019-07-11 | 株式会社Gsユアサ | Power storage device |
WO2019150419A1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 株式会社東芝 | Battery device and manufacturing method |
WO2020016936A1 (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 本田技研工業株式会社 | Battery device and method for manufacturing battery device |
WO2020016937A1 (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 本田技研工業株式会社 | Battery device and method for manufacturing battery device |
CN110729423A (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-24 | 本田技研工业株式会社 | Battery device |
JP2020077493A (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | Battery pack |
JP2020119731A (en) * | 2019-01-23 | 2020-08-06 | トヨタ自動車株式会社 | Battery pack |
US11075398B2 (en) | 2017-11-21 | 2021-07-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cell pack and method for producing unit cell for use in cell pack |
CN113437344A (en) * | 2020-03-23 | 2021-09-24 | 丰田自动车株式会社 | Battery pack manufacturing method and battery pack |
US11509018B2 (en) | 2018-09-21 | 2022-11-22 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery package including fixing member, a device including the same and manufacturing method of battery package |
CN113437344B (en) * | 2020-03-23 | 2024-04-26 | 丰田自动车株式会社 | Method for manufacturing battery pack and battery pack |
-
2015
- 2015-03-25 JP JP2015063174A patent/JP2016184470A/en active Pending
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11075398B2 (en) | 2017-11-21 | 2021-07-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Cell pack and method for producing unit cell for use in cell pack |
JP2019114366A (en) * | 2017-12-21 | 2019-07-11 | 株式会社Gsユアサ | Power storage device |
JP7183540B2 (en) | 2017-12-21 | 2022-12-06 | 株式会社Gsユアサ | power storage device |
WO2019150419A1 (en) * | 2018-01-30 | 2019-08-08 | 株式会社東芝 | Battery device and manufacturing method |
CN110729423A (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-24 | 本田技研工业株式会社 | Battery device |
US11735785B2 (en) | 2018-07-17 | 2023-08-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Battery device including battery cell group configured by a plurality of laminated battery cells in outer packaging and method for manufacturing the battery device |
CN112424988A (en) * | 2018-07-17 | 2021-02-26 | 本田技研工业株式会社 | Storage battery device and method for manufacturing storage battery device |
WO2020016937A1 (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 本田技研工業株式会社 | Battery device and method for manufacturing battery device |
JPWO2020016936A1 (en) * | 2018-07-17 | 2021-08-02 | 本田技研工業株式会社 | Battery device and manufacturing method of battery device |
JPWO2020016937A1 (en) * | 2018-07-17 | 2021-08-05 | 本田技研工業株式会社 | Battery device and manufacturing method of battery device |
WO2020016936A1 (en) * | 2018-07-17 | 2020-01-23 | 本田技研工業株式会社 | Battery device and method for manufacturing battery device |
US11283100B2 (en) | 2018-07-17 | 2022-03-22 | Honda Motor Co., Ltd. | Battery device with heat exchange housing configuration |
CN110729423B (en) * | 2018-07-17 | 2022-07-19 | 本田技研工业株式会社 | Battery device |
US11509018B2 (en) | 2018-09-21 | 2022-11-22 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery package including fixing member, a device including the same and manufacturing method of battery package |
JP7174326B2 (en) | 2018-11-06 | 2022-11-17 | トヨタ自動車株式会社 | assembled battery |
JP2020077493A (en) * | 2018-11-06 | 2020-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | Battery pack |
JP2020119731A (en) * | 2019-01-23 | 2020-08-06 | トヨタ自動車株式会社 | Battery pack |
CN113437344A (en) * | 2020-03-23 | 2021-09-24 | 丰田自动车株式会社 | Battery pack manufacturing method and battery pack |
CN113437344B (en) * | 2020-03-23 | 2024-04-26 | 丰田自动车株式会社 | Method for manufacturing battery pack and battery pack |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2016184470A (en) | Battery pack | |
JP6994674B2 (en) | Power storage device | |
KR102070684B1 (en) | Secondary battery evaluation apparatus | |
EP3190642B1 (en) | Battery module, method for manufacturing the same, and electric vehicle using the same | |
JP5196876B2 (en) | Assembled battery | |
WO2015141631A1 (en) | Pressurization device for battery cells | |
US11561152B2 (en) | Apparatus for predicting deformation of battery module | |
JP6735451B2 (en) | Battery pack | |
KR102249894B1 (en) | Rechargeable battery | |
JP6379737B2 (en) | Battery module | |
WO2018101079A1 (en) | Secondary cell and cell pack | |
US9748598B2 (en) | Battery pack | |
JP2014514694A (en) | Electrochemical cell for storing electrical energy | |
JP2016004724A (en) | Secondary battery | |
JP2017107648A (en) | Battery pack | |
JP2016143443A (en) | Cell module | |
KR20180092406A (en) | Battery module having bearing stress and Battery pack having the same | |
US11870089B2 (en) | Battery cell pack | |
JP6718771B2 (en) | Shock resistant storage module | |
JP2014212032A (en) | Battery pack | |
JP2013109903A (en) | Secondary battery and vehicle | |
JP2017076476A (en) | Power storage device | |
JP5835034B2 (en) | Power storage device, vehicle | |
EP2779296B1 (en) | Secondary battery including multiple electrode assemblies | |
JP7199526B2 (en) | Battery cell pressure device |