JP2017117624A - Lithium ion secondary battery structure - Google Patents

Lithium ion secondary battery structure Download PDF

Info

Publication number
JP2017117624A
JP2017117624A JP2015251300A JP2015251300A JP2017117624A JP 2017117624 A JP2017117624 A JP 2017117624A JP 2015251300 A JP2015251300 A JP 2015251300A JP 2015251300 A JP2015251300 A JP 2015251300A JP 2017117624 A JP2017117624 A JP 2017117624A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protrusion
lithium ion
ion secondary
secondary battery
temperature environment
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
Application number
JP2015251300A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
光洋 葛葉
Mitsuhiro Kuzuha
光洋 葛葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2015251300A priority Critical patent/JP2017117624A/en
Publication of JP2017117624A publication Critical patent/JP2017117624A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion secondary battery structure which hardly causes Li precipitation on a negative electrode in a low-temperature environment (for example, a temperature environment at 0°C or lower), and which can reduce a rise in internal resistance of a lithium ion secondary battery in a temperature environment at a normal temperature or higher (for example, 25°C or higher).SOLUTION: A protrusion of a cooling plate 20 comprises: a first protrusion 21 which is arranged at a position facing an electrode body 15 in a direction (a first direction D1) intersecting a lateral face 11b of a battery case 11; and a second protrusion 22 which is arranged at a position not facing the electrode body 15 in the direction (the first direction D1) intersecting the lateral face 11b of the battery case 11. A protrusion amount L1 of the first protrusion 21 and a protrusion amount L2 of the second protrusion 22 are equal to each other in a normal temperature environment. A thermal expansion coefficient of the first protrusion 21 is higher than that of the second protrusion 22.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池構造体に関する。   The present invention relates to a lithium ion secondary battery structure.

特許文献1には、正極及び負極を有する電極体、及び、前記電極体を収容する直方体形状の電池ケース、を有するリチウムイオン二次電池と、平板状の本体部、及び、前記本体部の表面から突出する複数の突起部、を有する冷却板(スペーサ)と、リチウムイオン二次電池及び冷却板を挟んで固定する一対のエンドプレートと、を備えるリチウムイオン二次電池構造体(電池モジュール)が開示されている。リチウムイオン二次電池及び冷却板は、冷却板の突起部の先端が電池ケースの側面に接触する態様で、一対のエンドプレートにより、電池ケースの側面に直交する方向に圧縮荷重を受けた状態で固定(拘束)されている。   Patent Document 1 discloses a lithium ion secondary battery having an electrode body having a positive electrode and a negative electrode, and a rectangular parallelepiped battery case that accommodates the electrode body, a plate-shaped main body, and a surface of the main body A lithium ion secondary battery structure (battery module) comprising: a cooling plate (spacer) having a plurality of protrusions protruding from the battery; and a pair of end plates fixed with the lithium ion secondary battery and the cooling plate interposed therebetween. It is disclosed. The lithium ion secondary battery and the cooling plate are in a state in which the tip of the protruding portion of the cooling plate is in contact with the side surface of the battery case, with a pair of end plates receiving a compressive load in a direction perpendicular to the side surface of the battery case. It is fixed (restrained).

このように、リチウムイオン二次電池に圧縮荷重をかけることで、電池ケース内の電極体の正負極間の距離を小さくして、電池の内部抵抗を小さくすることができる。また、冷却板と電池ケースの側面との間に形成される流路に冷媒を流すことで、リチウムイオン二次電池を冷却することができる。なお、特許文献1のリチウムイオン二次電池構造体では、複数のリチウムイオン二次電池が、冷却板を間に挟んで、電池ケースの側面に直交する方向に列置されている。   Thus, by applying a compressive load to the lithium ion secondary battery, the distance between the positive and negative electrodes of the electrode body in the battery case can be reduced, and the internal resistance of the battery can be reduced. Moreover, a lithium ion secondary battery can be cooled by flowing a coolant through a flow path formed between the cooling plate and the side surface of the battery case. In the lithium ion secondary battery structure of Patent Document 1, a plurality of lithium ion secondary batteries are arranged in a direction perpendicular to the side surface of the battery case with a cooling plate interposed therebetween.

特開2010−92833号公報JP 2010-92833 A

特許文献1のリチウムイオン二次電池構造体では、形状記憶合金で形成された拘束ロッドにより、リチウムイオン二次電池及び冷却板を挟む一対のエンドプレートを固定することで、リチウムイオン二次電池及び冷却板が、電池ケースの側面に直交する方向に圧縮荷重を受けた状態で固定(拘束)されている。そして、一部のリチウムイオン二次電池が過昇温になると、拘束ロッドが熱膨張により伸長することで、一対のエンドプレートが互いに離れる方向に変位する。これにより、圧縮荷重が解放され、リチウムイオン二次電池と冷却板との間に空気層を形成することができる。これにより、過昇温となったリチウムイオン二次電池の熱が、その他のリチウムイオン二次電池に伝わるのを抑制している。   In the lithium ion secondary battery structure of Patent Document 1, the lithium ion secondary battery and the pair of end plates sandwiching the lithium ion secondary battery and the cooling plate are fixed by a constraining rod formed of a shape memory alloy. The cooling plate is fixed (restrained) in a state of receiving a compressive load in a direction orthogonal to the side surface of the battery case. And when a part of lithium ion secondary battery overheats, a restraint rod will extend | expand by thermal expansion, and a pair of end plate will displace to the direction which mutually leaves | separates. Thereby, the compressive load is released and an air layer can be formed between the lithium ion secondary battery and the cooling plate. This suppresses the heat of the lithium ion secondary battery that has been overheated from being transmitted to other lithium ion secondary batteries.

ところで、上述のように、リチウムイオン二次電池及び冷却板を、冷却板の突起部の先端が電池ケースの側面に接触する態様で、一対のエンドプレートにより、電池ケースの側面に直交する方向に圧縮荷重を受けた状態で固定(拘束)して、リチウムイオン二次電池を使用する場合、低温環境下(例えば、0℃以下の温度環境下)で充電したときに、負極表面に多量のLiが析出し、これが原因で、電池容量が大きく低下することがあった。このことは、圧縮荷重(拘束荷重)が大きいほど生じやすかった。   By the way, as described above, the lithium ion secondary battery and the cooling plate are arranged in a direction perpendicular to the side surface of the battery case by the pair of end plates in such a manner that the tip of the protrusion of the cooling plate contacts the side surface of the battery case. When a lithium ion secondary battery is used while being fixed (restrained) under a compressive load, a large amount of Li is charged on the negative electrode surface when charged in a low temperature environment (for example, a temperature environment of 0 ° C. or lower). In some cases, the battery capacity may be greatly reduced. This was more likely to occur as the compression load (restraint load) was larger.

具体的には、電池ケース内の電極体は、冷却板の突起部のうち、電池ケースの側面に直交する方向について電極体に対向する位置に配置される第1突起部によって、電池ケースの側面を通じて押圧される。第1突起部は、冷媒の流路を形成するための間隔を空けて配置されている。このため、電極体のうち、電池ケースの側面に直交する方向について第1突起部と対向する部位は、第1突起部と対向しない部位に比べて、大きな押圧力を受けることになる。このため、電極体において正負極間の距離のバラツキが生じ、これにより充電バラツキが生じる。正負極間の距離が小さい箇所ほど、Liが移動し易いからである。   Specifically, the electrode body in the battery case has a side surface of the battery case formed by a first protrusion disposed at a position facing the electrode body in a direction orthogonal to the side surface of the battery case, of the protrusions of the cooling plate. Pressed through. The first protrusions are arranged with an interval for forming the refrigerant flow path. For this reason, the site | part which opposes a 1st projection part about the direction orthogonal to the side surface of a battery case among an electrode body receives a big pressing force compared with the site | part which does not oppose a 1st projection part. For this reason, variation in the distance between the positive and negative electrodes occurs in the electrode body, which causes variation in charging. This is because Li is more likely to move as the distance between the positive and negative electrodes is smaller.

従って、低温環境下(例えば、0℃以下の温度環境下)で充電したときに、負極においてLi量の不均一化が進み、Liが過剰(Liを挿入しきれない)となった負極活物質の表面にLiが析出することがあった。リチウムイオン二次電池構造体における圧縮荷重(拘束荷重)を大きくして、第1突起部による電池ケースの側面への押圧力を大きくするほど、正負極間の距離のバラツキは大きくなる。このため、第1突起部による電池ケースの側面への押圧力を大きくするほど、負極でのLi析出が生じやすかった。このため、負極でのLi析出を低減するためには、第1突起部による電池ケースの側面への押圧力を小さくするのが好ましい。   Therefore, when charged in a low temperature environment (for example, a temperature environment of 0 ° C. or lower), the amount of Li in the negative electrode has become more uneven, and Li has become excessive (Li cannot be fully inserted). Li may be deposited on the surface of the film. The variation in the distance between the positive and negative electrodes increases as the compressive load (restraint load) in the lithium ion secondary battery structure is increased and the pressing force of the first protrusion on the side surface of the battery case is increased. For this reason, Li precipitation on the negative electrode was more likely to occur as the pressing force of the first protrusion on the side surface of the battery case was increased. For this reason, in order to reduce Li precipitation at the negative electrode, it is preferable to reduce the pressing force of the first protrusion on the side surface of the battery case.

しかしながら、第1突起部による電池ケースの側面への押圧力を小さくして、常温以上(例えば、25℃以上)の温度環境下において、リチウムイオン二次電池の充放電を行うと、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が大きく上昇する虞があった。   However, when the lithium ion secondary battery is charged and discharged in a temperature environment of normal temperature or higher (for example, 25 ° C. or higher) by reducing the pressing force on the side surface of the battery case by the first protrusion, The internal resistance of the secondary battery may be greatly increased.

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、低温環境下(例えば、0℃以下の温度環境下)における負極でのLi析出が生じ難く、且つ、常温以上(例えば、25℃以上)の温度環境下におけるリチウムイオン二次電池の内部抵抗の上昇を低減することができる、リチウムイオン二次電池構造体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the present situation, and Li precipitation is unlikely to occur in the negative electrode in a low temperature environment (for example, a temperature environment of 0 ° C. or lower), and is at room temperature or higher (for example, 25 ° C. or higher). It is an object of the present invention to provide a lithium ion secondary battery structure capable of reducing an increase in internal resistance of the lithium ion secondary battery in a temperature environment.

本発明の一態様は、正極及び負極を有する電極体、及び、前記電極体を収容する直方体形状の電池ケース、を有するリチウムイオン二次電池と、平板状の本体部、及び、前記本体部の表面から突出する複数の突起部、を有する冷却板と、(前記リチウムイオン二次電池及び前記冷却板を挟んで固定する一対のエンドプレートであって、)前記リチウムイオン二次電池及び前記冷却板を挟んだ状態で互いの位置が固定される一対のエンドプレートと、を備え、前記リチウムイオン二次電池及び前記冷却板は、前記冷却板の前記突起部の先端が前記電池ケースの側面に接触する態様で、前記一対のエンドプレートにより、前記電池ケースの前記側面に直交する方向に圧縮荷重を受けた状態で固定(拘束)されているリチウムイオン二次電池構造体において、前記冷却板の前記突起部は、前記電池ケースの前記側面に直交する方向について、前記電極体に対向する位置に配置される第1突起部と、前記電池ケースの前記側面に直交する方向について、前記電極体に対向しない位置に配置される第2突起部と、を有し、前記第1突起部の突出量(本体部の表面からの突出量)と前記第2突起部の突出量(本体部の表面からの突出量)は、常温環境下(例えば、25℃の温度環境下)において互いに等しく、前記第1突起部の熱膨張率(線膨張係数)は、前記第2突起部の熱膨張率(線膨張係数)よりも高いリチウムイオン二次電池構造体である。   According to one embodiment of the present invention, a lithium ion secondary battery including an electrode body having a positive electrode and a negative electrode, and a rectangular parallelepiped battery case that houses the electrode body, a plate-shaped main body portion, and the main body portion A cooling plate having a plurality of protrusions protruding from the surface, and the lithium ion secondary battery and the cooling plate (which is a pair of end plates fixed with the lithium ion secondary battery and the cooling plate sandwiched therebetween) A pair of end plates whose positions are fixed in a state of sandwiching the lithium ion secondary battery and the cooling plate, the tip of the protruding portion of the cooling plate is in contact with the side surface of the battery case The lithium ion secondary battery structure is fixed (constrained) by the pair of end plates while receiving a compressive load in a direction orthogonal to the side surface of the battery case. The protrusion of the cooling plate is orthogonal to the first protrusion disposed at a position facing the electrode body in the direction orthogonal to the side surface of the battery case and the side surface of the battery case. A second protrusion disposed at a position not facing the electrode body with respect to the direction, and a protrusion amount of the first protrusion portion (a protrusion amount from the surface of the main body portion) and a protrusion of the second protrusion portion The amount (the amount of protrusion from the surface of the main body) is equal to each other in a normal temperature environment (for example, a temperature environment of 25 ° C.), and the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the first protrusion is the second protrusion. This is a lithium ion secondary battery structure that has a higher coefficient of thermal expansion (linear expansion coefficient).

上述のリチウムイオン二次電池構造体は、冷却板の突起部の先端が電池ケースの側面に接触する態様で、リチウムイオン二次電池及び冷却板が、互いの位置が固定された一対のエンドプレートにより、電池ケースの側面に直交する方向に圧縮荷重を受けた状態で固定(拘束)された、リチウムイオン二次電池構造体である。このリチウムイオン二次電池構造体では、冷却板の突起部が、電池ケースの側面に直交する方向について電極体に対向する位置に配置される第1突起部と、電池ケースの側面に直交する方向について電極体に対向しない位置に配置される第2突起部とを有している。そして、この第1突起部と第2突起部とは、以下の条件を満たしている。   The above-described lithium ion secondary battery structure is a mode in which the tip of the protrusion of the cooling plate is in contact with the side surface of the battery case, and the lithium ion secondary battery and the cooling plate are a pair of end plates fixed to each other. Thus, the lithium ion secondary battery structure is fixed (restrained) in a state of receiving a compressive load in a direction orthogonal to the side surface of the battery case. In this lithium ion secondary battery structure, the protrusion of the cooling plate is arranged in a direction orthogonal to the side surface of the battery case and the first protrusion disposed at a position facing the electrode body in the direction orthogonal to the side surface of the battery case. And a second protrusion disposed at a position not facing the electrode body. And this 1st projection part and the 2nd projection part satisfy the following conditions.

まず、第1突起部の突出量(本体部の表面からの突出量)と第2突起部の突出量(本体部の表面からの突出量)とは、常温環境下(例えば、25℃の温度環境下)において互いに等しくなっている。さらに、第1突起部の熱膨張率(線膨張係数)は、第2突起部の熱膨張率(線膨張係数)よりも高い。   First, the amount of protrusion of the first protrusion (the amount of protrusion from the surface of the main body) and the amount of protrusion of the second protrusion (the amount of protrusion from the surface of the main body) are in a normal temperature environment (for example, a temperature of 25 ° C. In the environment). Furthermore, the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the first protrusion is higher than the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the second protrusion.

このため、常温以上(例えば、25℃以上)の温度環境下では、(圧縮荷重を受けていない自由状態の冷却板において、)第1突起部の突出量が第2突起部の突出量と同等以上になる。従って、常温以上(例えば、25℃以上)の温度環境下では、リチウムイオン二次電池構造体において、第1突起部によって電池ケースの側面を押圧する力が、第2突起部によって電池ケースの側面を押圧する力よりも大きくなる。このため、常温以上(例えば、25℃以上)の温度環境下では、第1突起部により、電池ケースの側面を通じて、電極体を適切に(十分に)押圧することができる。これにより、常温以上(例えば、25℃以上)の温度環境下においてリチウムイオン二次電池の充放電を行ったときの、リチウムイオン二次電池の内部抵抗の上昇を低減することができる。   For this reason, in a temperature environment of room temperature or higher (for example, 25 ° C. or higher), the protruding amount of the first protruding portion is equal to the protruding amount of the second protruding portion (in a free cooling plate not subjected to a compressive load). That's it. Therefore, in a temperature environment of room temperature or higher (for example, 25 ° C. or higher), in the lithium ion secondary battery structure, the force that presses the side surface of the battery case by the first protrusion is the side surface of the battery case by the second protrusion. It becomes larger than the force which presses. For this reason, in a temperature environment of normal temperature or higher (for example, 25 ° C. or higher), the electrode body can be appropriately (sufficiently) pressed by the first protrusion through the side surface of the battery case. Thereby, the rise in the internal resistance of the lithium ion secondary battery when charging / discharging the lithium ion secondary battery in a temperature environment of normal temperature or higher (for example, 25 ° C. or higher) can be reduced.

一方、低温環境下(例えば、0℃以下の温度環境下)では、第1突起部が第2突起部よりも大きく収縮し、(圧縮荷重を受けていない自由状態の冷却板において、)第1突起部の突出量が第2突起部の突出量よりも小さくなる。これにより、低温環境下(例えば、0℃以下の温度環境下)では、リチウムイオン二次電池構造体において、第1突起部による電池ケースの側面への押圧力を小さくすることができる。これにより、電極体のうち、電池ケースの側面に直交する方向について第1突起部と対向する部位への押圧力と、第1突起部と対向しない部位への押圧力との差を小さくすることができる。   On the other hand, in a low-temperature environment (for example, in a temperature environment of 0 ° C. or lower), the first protrusion contracts more than the second protrusion, and the first protrusion (in a free state cooling plate not receiving a compressive load) The protrusion amount of the protrusion is smaller than the protrusion amount of the second protrusion. Thereby, in a low-temperature environment (for example, temperature environment below 0 degreeC), in the lithium ion secondary battery structure, the pressing force to the side surface of a battery case by a 1st projection part can be made small. Thereby, in the direction orthogonal to the side surface of the battery case in the electrode body, the difference between the pressing force to the portion facing the first protrusion and the pressing force to the portion not facing the first protrusion is reduced. Can do.

これにより、低温環境下(例えば、0℃以下の温度環境下)において、電極体における正負極間の距離のバラツキを小さくすることができる。従って、低温環境下でリチウムイオン二次電池を充電したとき、負極においてLiの不均一化が進行し難くなり、負極活物質の表面にLiが析出し難くなる。   Thereby, the variation in the distance between the positive and negative electrodes in the electrode body can be reduced in a low temperature environment (for example, a temperature environment of 0 ° C. or less). Therefore, when a lithium ion secondary battery is charged in a low temperature environment, Li non-uniformity does not easily progress in the negative electrode, and Li does not easily deposit on the surface of the negative electrode active material.

なお、低温環境下(例えば、0℃以下の温度環境下)では、第1突起部による電池ケースの側面への押圧力が小さくなるが、第2突起部による電池ケースの側面への押圧力はそれよりも大きいため、少なくとも第2突起部によって電池ケースの側面を適切に(十分に)押圧することができる。これにより、低温環境下でも、一対のエンドプレートによってリチウムイオン二次電池及び冷却板が挟まれて固定された状態を、適切に維持することができる。   Note that, in a low temperature environment (for example, in a temperature environment of 0 ° C. or less), the pressing force to the side surface of the battery case by the first protrusion is small, but the pressing force to the side surface of the battery case by the second protrusion is Since it is larger than that, the side surface of the battery case can be appropriately (sufficiently) pressed by at least the second protrusion. Thereby, even in a low temperature environment, the state in which the lithium ion secondary battery and the cooling plate are sandwiched and fixed by the pair of end plates can be appropriately maintained.

また、第1突起部は、線膨張係数が15〜30(10-5/K)の範囲内である材料で構成すると良い。そのような材料としては、例えば、スチレンブタジエンゴム(線膨張係数=23×10-5/K)、ブチルゴム(線膨張係数=18×10-5/K)、シリコーンゴム(線膨張係数=25×10-5/K)を挙げることができる。 The first protrusion may be made of a material having a linear expansion coefficient in the range of 15 to 30 (10 −5 / K). Examples of such materials include styrene butadiene rubber (linear expansion coefficient = 23 × 10 −5 / K), butyl rubber (linear expansion coefficient = 18 × 10 −5 / K), and silicone rubber (linear expansion coefficient = 25 ×). 10 −5 / K).

一方、第2突起部は、線膨張係数が1〜10(10-5/K)の範囲内である材料で構成すると良い。そのような材料としては、例えば、ポリプロピレン(線膨張係数=8×10-5/K)、ポリカーボネート(線膨張係数=7×10-5/K)、ポリアミド(線膨張係数=9×10-5/K)を挙げることができる。 On the other hand, the second protrusion is preferably made of a material having a linear expansion coefficient in the range of 1 to 10 (10 −5 / K). Examples of such materials include polypropylene (linear expansion coefficient = 8 × 10 −5 / K), polycarbonate (linear expansion coefficient = 7 × 10 −5 / K), and polyamide (linear expansion coefficient = 9 × 10 −5). / K).

実施形態にかかるリチウムイオン二次電池構造体の側面図である。It is a side view of the lithium ion secondary battery structure concerning an embodiment. 同リチウムイオン二次電池構造体の上面図である。It is a top view of the lithium ion secondary battery structure. 図1のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of FIG. 図2のC−C断面図である。It is CC sectional drawing of FIG. 実施形態にかかる冷却板の正面図である。It is a front view of the cooling plate concerning an embodiment. 同冷却板の側面図である。It is a side view of the same cooling plate. 高温サイクル充放電試験による内部抵抗増加率を示す図である。It is a figure which shows the internal resistance increase rate by a high temperature cycle charging / discharging test. 低温Li析出試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of a low-temperature Li precipitation test. 比較例1にかかる冷却板の側面図である。6 is a side view of a cooling plate according to Comparative Example 1. FIG. 比較例2にかかる冷却板の側面図である。6 is a side view of a cooling plate according to Comparative Example 2. FIG. 比較例1にかかるリチウムイオン二次電池構造体の断面図である。6 is a cross-sectional view of a lithium ion secondary battery structure according to Comparative Example 1. FIG. 比較例2にかかるリチウムイオン二次電池構造体の断面図である。5 is a cross-sectional view of a lithium ion secondary battery structure according to Comparative Example 2. FIG.

次に、本発明の実施形態について説明する。図1は、本実施形態にかかるリチウムイオン二次電池構造体1の側面図である。図2は、リチウムイオン二次電池構造体1の上面図である。図3は、図1のB−B断面図である。図4は、図2のC−C断面図である。
リチウムイオン二次電池構造体1は、図1〜図4に示すように、リチウムイオン二次電池10と、2つの冷却板20と、一対のエンドプレート7,8とを備えている。
Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a side view of a lithium ion secondary battery structure 1 according to the present embodiment. FIG. 2 is a top view of the lithium ion secondary battery structure 1. 3 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.
As shown in FIGS. 1 to 4, the lithium ion secondary battery structure 1 includes a lithium ion secondary battery 10, two cooling plates 20, and a pair of end plates 7 and 8.

このうち、リチウムイオン二次電池10は、扁平捲回型の電極体15と、この電極体15を収容する直方体形状の電池ケース11とを有する(図3、図4参照)。電極体15は、捲回軸に直交する断面が長円状をなし(図4参照)、シート状の正極16とシート状の負極17との間にシート状のセパレータ18を介在させるようにして捲回軸の周りに捲回した扁平捲回型の電極体である。   Among these, the lithium ion secondary battery 10 includes a flat wound electrode body 15 and a rectangular battery case 11 that accommodates the electrode body 15 (see FIGS. 3 and 4). The electrode body 15 has an oval cross section perpendicular to the winding axis (see FIG. 4), and a sheet-like separator 18 is interposed between the sheet-like positive electrode 16 and the sheet-like negative electrode 17. It is a flat wound electrode body wound around a winding axis.

なお、電極体15は、図3に示すように、正極16と負極17とがセパレータ18を間に挟んで対向する正負極対向部15bと、正極16と負極17とが対向しない正負極非対向部15c,15dとを有している。正負極非対向部15cは、電極体15の一方端部(図3において下端部)に位置し、正負極非対向部15dは、電極体15の他方端部(図3において上端部)に位置している。正負極対向部15bは、正負極非対向部15cと正負極非対向部15dとの間に位置している。正負極非対向部15cは、正極16のみ(詳細には、正極集電箔のみ)が捲回された部位である。また、正負極非対向部15dは、負極17のみ(詳細には、負極集電箔のみ)が捲回された部位である。   In addition, as shown in FIG. 3, the electrode body 15 includes a positive / negative electrode facing portion 15 b where the positive electrode 16 and the negative electrode 17 are opposed to each other with the separator 18 therebetween, and a positive / negative electrode non-facing where the positive electrode 16 and the negative electrode 17 are not opposed. Parts 15c and 15d. The positive / negative electrode non-opposing portion 15c is located at one end portion (lower end portion in FIG. 3) of the electrode body 15, and the positive / negative electrode non-opposing portion 15d is located at the other end portion (upper end portion in FIG. 3) of the electrode body 15. doing. The positive / negative electrode facing portion 15b is located between the positive / negative electrode non-facing portion 15c and the positive / negative electrode non-facing portion 15d. The positive / negative electrode non-opposing portion 15c is a portion where only the positive electrode 16 (specifically, only the positive electrode current collector foil) is wound. Further, the positive / negative electrode non-opposing portion 15d is a portion where only the negative electrode 17 (specifically, only the negative electrode current collector foil) is wound.

また、図3及び図4に示すように、電極体15における正極16は、電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cに平行な矩形状の正極シート部16bを、複数有している。さらに、電極体15における負極17は、電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cに平行な矩形状の負極シート部17bを、複数有している。さらに、電極体15におけるセパレータ18も、電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cに平行な矩形状のセパレータシート部18bを、複数有している。従って、電極体15は、正極シート部16bと負極シート部17bが、セパレータシート部18bを間に挟んで、電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cに直交する方向(この方向を第1方向D1とする)に積層された積層部15fを有している。   3 and 4, the positive electrode 16 in the electrode body 15 includes a plurality of rectangular positive electrode sheet portions 16b parallel to the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11. . Further, the negative electrode 17 in the electrode body 15 has a plurality of rectangular negative electrode sheet portions 17 b parallel to the first side surface 11 b and the second side surface 11 c of the battery case 11. Furthermore, the separator 18 in the electrode body 15 also includes a plurality of rectangular separator sheet portions 18 b parallel to the first side surface 11 b and the second side surface 11 c of the battery case 11. Therefore, in the electrode body 15, the positive electrode sheet portion 16b and the negative electrode sheet portion 17b are perpendicular to the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11 with the separator sheet portion 18b interposed therebetween (this direction is the first direction). The laminated portion 15f is laminated in one direction D1.

また、冷却板20は、図5及び図6に示すように、平板状の本体部23、及び、この本体部23の表面23bから突出する複数の突起部(4つの第1突起部21及び2つの第2突起部22)を有する。なお、冷却板20に設けられている複数の突起部のうち、第1突起部21は、電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cに直交する方向(第1方向D1)について、電極体15に対向する位置に配置される突起部である。一方、第2突起部22は、第1方向D1について、電極体15に対向しない位置に配置される突起部である(図3及び図4参照)。   5 and 6, the cooling plate 20 includes a flat plate-like main body 23 and a plurality of protrusions (four first protrusions 21 and 2) protruding from the surface 23 b of the main body 23. Two second protrusions 22). Of the plurality of protrusions provided on the cooling plate 20, the first protrusion 21 is an electrode in a direction (first direction D1) orthogonal to the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11. It is a protrusion disposed at a position facing the body 15. On the other hand, the 2nd projection part 22 is a projection part arrange | positioned in the position which does not oppose the electrode body 15 about the 1st direction D1 (refer FIG.3 and FIG.4).

また、一対のエンドプレート7,8は、金属板からなり、リチウムイオン二次電池10及び冷却板20を挟んで固定する部材である。本実施形態のリチウムイオン二次電池構造体1では、リチウムイオン二次電池10及び2つの冷却板20は、一方の冷却板20の第1突起部21の先端21b及び第2突起部22の先端22bが電池ケース11の第1側面11bに接触すると共に、他方の冷却板20の第1突起部21の先端21b及び第2突起部22の先端22bが電池ケース11の第2側面11cに接触する態様で、一対のエンドプレート7,8により、第1方向D1(図1〜図4において左右方向)に圧縮荷重を受けた状態で固定(拘束)されている。   The pair of end plates 7 and 8 is a member made of a metal plate and fixed with the lithium ion secondary battery 10 and the cooling plate 20 in between. In the lithium ion secondary battery structure 1 of the present embodiment, the lithium ion secondary battery 10 and the two cooling plates 20 are arranged such that the tip 21 b of the first protrusion 21 and the tip of the second protrusion 22 of one cooling plate 20. 22b is in contact with the first side surface 11b of the battery case 11, and the tip 21b of the first protrusion 21 and the tip 22b of the second protrusion 22 of the other cooling plate 20 are in contact with the second side 11c of the battery case 11. In this mode, the pair of end plates 7 and 8 are fixed (restrained) in a state where a compressive load is received in the first direction D1 (left and right direction in FIGS. 1 to 4).

なお、エンドプレート7と8は、リチウムイオン二次電池10及び冷却板20を挟んだ状態で、互いの位置が固定されている。具体的には、常温環境下(具体的には25℃の温度環境下)で、エンドプレート7と8とによりリチウムイオン二次電池10及び冷却板20を挟み、これらに対し第1方向D1に一定の圧縮荷重(具体的には、10〜1000kgfの範囲内の荷重)をかけた状態で、エンドプレート7と8及びこれらに挟まれたリチウムイオン二次電池10及び冷却板20を、4つのボルト3とナット5を用いて締結している。   Note that the positions of the end plates 7 and 8 are fixed with the lithium ion secondary battery 10 and the cooling plate 20 sandwiched therebetween. Specifically, the lithium ion secondary battery 10 and the cooling plate 20 are sandwiched between the end plates 7 and 8 in a normal temperature environment (specifically, a temperature environment of 25 ° C.), and in the first direction D1 with respect to them. The end plates 7 and 8 and the lithium ion secondary battery 10 and the cooling plate 20 sandwiched between the four end plates 7 and 8 and a fixed compression load (specifically, a load in the range of 10 to 1000 kgf) The bolt 3 and the nut 5 are used for fastening.

また、エンドプレート7と8には、各々の四隅に、ボルト3の軸が挿通可能な貫通孔(図示省略)が形成されている。本実施形態では、常温環境下(具体的には25℃の温度環境下)で、エンドプレート7と8とによりリチウムイオン二次電池10及び冷却板20を挟んで規定の圧縮荷重(具体的には、10〜1000kgfの範囲内の荷重)をかけた状態とし、この状態を維持しつつ、エンドプレート7と8の貫通孔にボルト3の軸を挿通させて、ボルト3のネジ部にナット5を螺合させることで、エンドプレート7と8を固定している。これにより、エンドプレート7と8の互いの位置が固定されると共に、エンドプレート7と8とにより、リチウムイオン二次電池10及び冷却板20が第1方向D1に圧縮荷重を受けた状態になる。   The end plates 7 and 8 are formed with through holes (not shown) through which the shafts of the bolts 3 can be inserted at the four corners. In the present embodiment, a specified compressive load (specifically, the lithium ion secondary battery 10 and the cooling plate 20 are sandwiched between the end plates 7 and 8 under a normal temperature environment (specifically, a temperature environment of 25 ° C.). Is a state in which a load within the range of 10 to 1000 kgf is applied, and while maintaining this state, the shaft of the bolt 3 is inserted through the through holes of the end plates 7 and 8, and the nut 5 Are screwed together to fix the end plates 7 and 8. Accordingly, the positions of the end plates 7 and 8 are fixed, and the end plates 7 and 8 cause the lithium ion secondary battery 10 and the cooling plate 20 to receive a compressive load in the first direction D1. .

なお、図5では、第1方向D1について電極体15に対向する領域A1を、破線で示している。さらに、第1方向D1について、電極体15のうち正負極対向部15bに対向する領域A2を、二点鎖線で示している。図5に示すように、本実施形態では、4つの第1突起部21は、いずれも、電極体15の正負極対向部15bに対向する位置に配置される。従って、本実施形態のリチウムイオン二次電池構造体1では、冷却板20の4つの第1突起部21により、電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cを通じて、電極体15の正負極対向部15bが第1方向D1に押圧される(圧縮される)ことになる(図3及び図4参照)。これにより、正極16と負極17との間の距離を小さくして、リチウムイオン二次電池10の内部抵抗を小さくすることができる。   In FIG. 5, a region A1 facing the electrode body 15 in the first direction D1 is indicated by a broken line. Further, in the first direction D1, a region A2 of the electrode body 15 that faces the positive and negative electrode facing portion 15b is indicated by a two-dot chain line. As shown in FIG. 5, in the present embodiment, the four first projecting portions 21 are all arranged at positions facing the positive and negative electrode facing portions 15 b of the electrode body 15. Therefore, in the lithium ion secondary battery structure 1 of the present embodiment, the positive and negative electrodes of the electrode body 15 are passed through the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11 by the four first protrusions 21 of the cooling plate 20. The facing portion 15b is pressed (compressed) in the first direction D1 (see FIGS. 3 and 4). Thereby, the distance between the positive electrode 16 and the negative electrode 17 can be reduced, and the internal resistance of the lithium ion secondary battery 10 can be reduced.

また、本実施形態の冷却板20では、図5に示すように、第1突起部21及び第2突起部22は、上下方向に直線状に延びる細長形状をなしており、左右方向(第1突起部21及び第2突起部22が延びる方向と直交する方向、電極体15の捲回軸方向に一致する)に間隙を空けて平行に配置されている。このため、リチウムイオン二次電池構造体1では、電極体15の捲回軸方向(図3において上下方向)に隣り合う第1突起部21または第2突起部22の間に、上下方向に冷媒を流すことができる。詳細には、リチウムイオン二次電池構造体1では、リチウムイオン二次電池10を冷却するための冷媒の流路Pが、電池ケース11の第1側面11bと、冷却板20の本体部23と、第1突起部21または第2突起部22とによって囲まれて形成される(図3参照)。この流路Pに冷媒を流通させることで、リチウムイオン二次電池構造体1を構成するリチウムイオン二次電池10を冷却することができる。   Moreover, in the cooling plate 20 of this embodiment, as shown in FIG. 5, the 1st projection part 21 and the 2nd projection part 22 have comprised the elongate shape extended linearly in the up-down direction, and are formed in the left-right direction (1st The projections 21 and the second projections 22 are arranged in parallel with a gap therebetween in a direction orthogonal to the extending direction of the projections 21 and the second projection 22 (which coincides with the winding axis direction of the electrode body 15). For this reason, in the lithium ion secondary battery structure 1, the coolant is vertically moved between the first protrusions 21 or the second protrusions 22 adjacent in the winding axis direction (vertical direction in FIG. 3) of the electrode body 15. Can flow. Specifically, in the lithium ion secondary battery structure 1, the refrigerant flow path P for cooling the lithium ion secondary battery 10 includes the first side surface 11 b of the battery case 11, the main body portion 23 of the cooling plate 20, and The first projection 21 or the second projection 22 is surrounded (see FIG. 3). By circulating the refrigerant through the flow path P, the lithium ion secondary battery 10 constituting the lithium ion secondary battery structure 1 can be cooled.

ところで、従来、上述のように、リチウムイオン二次電池及び冷却板を、冷却板の突起部の先端が電池ケースの側面に接触する態様で、電池ケースの側面に直交する方向に圧縮荷重をかけた状態で固定(拘束)した、リチウムイオン二次電池構造体では、低温環境下(0℃以下の温度環境下)でリチウムイオン二次電池を充電したときに、負極表面に多量のLiが析出し、これが原因で、電池容量が大きく低下することがあった。このことは、圧縮荷重(拘束荷重)を大きくするほど生じやすかった。   Conventionally, as described above, the lithium ion secondary battery and the cooling plate are subjected to a compressive load in a direction perpendicular to the side surface of the battery case in such a manner that the tip of the protrusion of the cooling plate contacts the side surface of the battery case. In a lithium ion secondary battery structure fixed (restrained) in a hot state, a large amount of Li is deposited on the negative electrode surface when the lithium ion secondary battery is charged in a low temperature environment (temperature environment of 0 ° C. or lower). However, this may cause a significant decrease in battery capacity. This was more likely to occur as the compression load (restraint load) was increased.

具体的には、電池ケース内の電極体は、冷却板の突起部のうち、電池ケースの側面に直交する方向について電極体に対向する位置に配置される第1突起部によって、電池ケースの側面を通じて押圧される。第1突起部は、冷媒の流路を形成するための間隔を空けて配置されている。このため、電極体のうち、電池ケースの側面に直交する方向について第1突起部と対向する部位は、第1突起部と対向しない部位に比べて、大きな押圧力を受けることになる。このため、電極体において正負極間の距離のバラツキが生じ、これにより充電バラツキが生じる。正負極間の距離が短い箇所ほど、Liが移動し易いからである。   Specifically, the electrode body in the battery case has a side surface of the battery case formed by a first protrusion disposed at a position facing the electrode body in a direction orthogonal to the side surface of the battery case, of the protrusions of the cooling plate. Pressed through. The first protrusions are arranged with an interval for forming the refrigerant flow path. For this reason, the site | part which opposes a 1st projection part about the direction orthogonal to the side surface of a battery case among an electrode body receives a big pressing force compared with the site | part which does not oppose a 1st projection part. For this reason, variation in the distance between the positive and negative electrodes occurs in the electrode body, which causes variation in charging. This is because as the distance between the positive and negative electrodes is shorter, Li moves more easily.

従って、低温環境下(0℃以下の温度環境下)でリチウムイオン二次電池を充電したときに、負極においてLi量の不均一化が進み、Liが過剰(Liを挿入しきれない)となった負極活物質の表面にLiが析出することがあった。リチウムイオン二次電池構造体における圧縮荷重(拘束荷重)を大きくして、第1突起部による電池ケースの側面への押圧力を大きくするほど、正負極間の距離のバラツキは大きくなる。このため、第1突起部による電池ケースの側面への押圧力を大きくするほど、負極でのLi析出が生じやすかった。このため、負極でのLi析出を低減するためには、第1突起部による電池ケースの側面への押圧力を小さくするのが好ましいといえる。   Accordingly, when a lithium ion secondary battery is charged in a low temperature environment (temperature environment of 0 ° C. or lower), the amount of Li in the negative electrode is increased and Li is excessive (Li cannot be inserted). In some cases, Li was deposited on the surface of the negative electrode active material. The variation in the distance between the positive and negative electrodes increases as the compressive load (restraint load) in the lithium ion secondary battery structure is increased and the pressing force of the first protrusion on the side surface of the battery case is increased. For this reason, Li precipitation on the negative electrode was more likely to occur as the pressing force of the first protrusion on the side surface of the battery case was increased. For this reason, in order to reduce Li precipitation at the negative electrode, it can be said that it is preferable to reduce the pressing force of the first protrusion on the side surface of the battery case.

しかしながら、第1突起部による電池ケースの側面への押圧力を小さくして、常温以上(25℃以上)の温度環境下において、リチウムイオン二次電池の充放電を行うと、リチウムイオン二次電池の内部抵抗が大きく上昇する虞があった。   However, when the lithium ion secondary battery is charged and discharged in a temperature environment of normal temperature or higher (25 ° C. or higher) by reducing the pressing force of the first protrusion on the side surface of the battery case, the lithium ion secondary battery There was a possibility that the internal resistance of the battery would greatly increase.

これに対し、本実施形態では、冷却板20の第1突起部21と第2突起部22が、以下の条件を満たしている。
まず、第1突起部21の突出量L1(本体部23の表面23bからの突出寸法である、図6参照)と第2突起部22の突出量L2(本体部23の表面23bからの突出寸法)とは、常温環境下(25℃の温度環境下)において互いに等しくなっている。さらに、第1突起部21の熱膨張率(線膨張係数)は、第2突起部22の熱膨張率(線膨張係数)よりも高い。
On the other hand, in this embodiment, the 1st projection part 21 and the 2nd projection part 22 of the cooling plate 20 satisfy | fill the following conditions.
First, the protrusion amount L1 of the first protrusion 21 (the protrusion dimension from the surface 23b of the main body 23, see FIG. 6) and the protrusion amount L2 of the second protrusion 22 (the protrusion dimension from the surface 23b of the main body 23). ) Are equal to each other in a normal temperature environment (25 ° C. temperature environment). Furthermore, the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the first protrusion 21 is higher than the thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) of the second protrusion 22.

なお、本実施形態では、第1突起部21をスチレンブタジエンゴム(線膨張係数=23×10-5/K)により形成している。また、第2突起部22を、ポリプロピレン(線膨張係数=8×10-5/K)により形成している。また、本体部23も、ポリプロピレン(線膨張係数=8×10-5/K)により形成している。 In the present embodiment, the first protrusion 21 is made of styrene butadiene rubber (linear expansion coefficient = 23 × 10 −5 / K). The second protrusion 22 is made of polypropylene (linear expansion coefficient = 8 × 10 −5 / K). The main body 23 is also made of polypropylene (linear expansion coefficient = 8 × 10 −5 / K).

このため、常温以上(25℃以上)の温度環境下では、荷重を受けていない自由状態の冷却板20において、第1突起部21の突出量L1が第2突起部22の突出量L2と同等以上になる。従って、本実施形態のリチウムイオン二次電池構造体1では、常温以上(25℃以上)の温度環境下において、第2突起部22よりも大きな押圧力で、第1突起部21によって、電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cを押圧することができる。このため、常温以上(25℃以上)の温度環境下では、第1突起部21により、電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cを通じて、第1方向D1に、電極体15(より具体的には、正負極対向部15b)を十分に押圧(圧縮)することができる。これにより、常温以上(25℃以上)の温度環境下においてリチウムイオン二次電池10の充放電を行ったときの、リチウムイオン二次電池10の内部抵抗の上昇を低減することができる。   For this reason, under a temperature environment of room temperature or higher (25 ° C. or higher), the protruding amount L1 of the first protruding portion 21 is equal to the protruding amount L2 of the second protruding portion 22 in the free cooling plate 20 that is not receiving a load. That's it. Therefore, in the lithium ion secondary battery structure 1 of the present embodiment, the battery case is formed by the first protrusion 21 with a larger pressing force than the second protrusion 22 in a temperature environment of room temperature or higher (25 ° C. or higher). 11 first side face 11b and second side face 11c can be pressed. Therefore, under a temperature environment of room temperature or higher (25 ° C. or higher), the electrode body 15 (more specifically, in the first direction D1 through the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11 by the first protrusion 21. Specifically, the positive and negative electrode facing portions 15b) can be sufficiently pressed (compressed). Thereby, an increase in the internal resistance of the lithium ion secondary battery 10 when the lithium ion secondary battery 10 is charged and discharged in a temperature environment of room temperature or higher (25 ° C. or higher) can be reduced.

一方、低温環境下(0℃以下の温度環境下)では、第1突起部21が第2突起部22よりも大きく収縮し、荷重を受けていない自由状態の冷却板20において、第1突起部21の突出量L1が第2突起部22の突出量L2よりも小さくなる。従って、本実施形態のリチウムイオン二次電池構造体1では、低温環境下(0℃以下の温度環境下)において、第1突起部21による電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cへの押圧力を小さくすることができる。これにより、電極体15(より具体的には、正負極対向部15b)のうち、第1方向D1について第1突起部21と対向する部位への押圧力と、第1突起部21と対向しない部位への押圧力との差を小さくすることができる。   On the other hand, in a low temperature environment (a temperature environment of 0 ° C. or lower), the first protrusion 21 contracts more than the second protrusion 22, and the first protrusions are in the free state cooling plate 20 not receiving a load. The protrusion amount L1 of 21 is smaller than the protrusion amount L2 of the second protrusion 22. Therefore, in the lithium ion secondary battery structure 1 of the present embodiment, to the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11 by the first protrusion 21 in a low temperature environment (a temperature environment of 0 ° C. or less). The pressing force can be reduced. As a result, the pressing force applied to the portion of the electrode body 15 (more specifically, the positive / negative electrode facing portion 15b) facing the first protrusion 21 in the first direction D1 does not face the first protrusion 21. The difference with the pressing force to the part can be reduced.

これにより、低温環境下(0℃以下の温度環境下)において、電極体15(より具体的には、正負極対向部15b)における正極16と負極17との間の距離のバラツキを小さくすることができる。従って、低温環境下でリチウムイオン二次電池を充電したとき、負極17においてLiの不均一化が進行し難くなり、負極活物質の表面にLiが析出し難くなる。   Thereby, the variation in the distance between the positive electrode 16 and the negative electrode 17 in the electrode body 15 (more specifically, the positive and negative electrode facing portion 15b) is reduced in a low temperature environment (a temperature environment of 0 ° C. or less). Can do. Therefore, when a lithium ion secondary battery is charged in a low temperature environment, Li non-uniformity hardly progresses in the negative electrode 17, and Li does not easily deposit on the surface of the negative electrode active material.

なお、低温環境下(0℃以下の温度環境下)では、第1突起部21による電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cへの押圧力が小さくなるが、第2突起部22による電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cへの押圧力はこれよりも大きいため、少なくとも第2突起部22によって、電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cを適切に(十分に)押圧することができる。これにより、低温環境下でも、一対のエンドプレート7,8によってリチウムイオン二次電池10及び冷却板20が挟まれて固定された状態を、適切に維持することができる。   Note that, under a low temperature environment (a temperature environment of 0 ° C. or lower), the pressing force to the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11 by the first protruding portion 21 is small, but the second protruding portion 22 Since the pressing force to the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11 is larger than this, the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11 are appropriately (sufficiently) secured by at least the second protrusion 22. Can be pressed). Thereby, even in a low-temperature environment, the state in which the lithium ion secondary battery 10 and the cooling plate 20 are sandwiched and fixed by the pair of end plates 7 and 8 can be appropriately maintained.

(実施例1)
本実施例1では、常温環境下(具体的には25℃の温度環境下)で、エンドプレート7と8とによりリチウムイオン二次電池10及び冷却板20を挟み、これらに対し第1方向D1に100kgfの圧縮荷重(拘束荷重)をかけた状態で、エンドプレート7と8及びこれらに挟まれたリチウムイオン二次電池10及び冷却板20を、4つのボルト3とナット5を用いて締結した。これにより、常温環境下(具体的には25℃の温度環境下)において、エンドプレート7と8とにより、リチウムイオン二次電池10及び冷却板20が第1方向D1に100kgfの圧縮荷重(拘束荷重)を受けた状態で固定された、リチウムイオン二次電池構造体1を作製した。
Example 1
In the first embodiment, the lithium ion secondary battery 10 and the cooling plate 20 are sandwiched between the end plates 7 and 8 in a normal temperature environment (specifically, a temperature environment of 25 ° C.), and in the first direction D1 The end plates 7 and 8 and the lithium ion secondary battery 10 and the cooling plate 20 sandwiched between the end plates 7 and 8 were fastened using four bolts 3 and nuts 5 in a state where a compression load (constraint load) of 100 kgf was applied thereto. . Thus, in a normal temperature environment (specifically, a temperature environment of 25 ° C.), the end plates 7 and 8 cause the lithium ion secondary battery 10 and the cooling plate 20 to compress in a first direction D1 by 100 kgf (restraint). A lithium ion secondary battery structure 1 fixed in a state of receiving a load) was produced.

(比較例1)
比較例1として、実施例1のリチウムイオン二次電池構造体1と比較して、冷却板のみが異なるリチウムイオン二次電池構造体201(図11参照)を作製した。本比較例1の冷却板220は、図9に示すように、突起部として、第2突起部222のみを有し、第1突起部を有していない。すなわち、比較例1の冷却板220は、第1方向D1について、電極体15に対向する位置に配置される第1突起部を有することなく、電極体15に対向しない位置に配置される第2突起部222のみを有する(図11参照)。なお、第2突起部222は、実施例1の第2突起部22と同等の突起部である。
(Comparative Example 1)
As Comparative Example 1, a lithium ion secondary battery structure 201 (see FIG. 11) that is different from the lithium ion secondary battery structure 1 of Example 1 only in the cooling plate was produced. As shown in FIG. 9, the cooling plate 220 of the first comparative example has only the second protrusion 222 as the protrusion, and does not have the first protrusion. That is, the cooling plate 220 of Comparative Example 1 does not have the first protrusions disposed at positions facing the electrode body 15 in the first direction D1, and is disposed at positions not facing the electrode body 15 in the second direction. Only the protrusion 222 is provided (see FIG. 11). In addition, the 2nd protrusion part 222 is a protrusion part equivalent to the 2nd protrusion part 22 of Example 1. FIG.

(高温サイクル充放電試験)
まず、上述の実施例1及び比較例1のリチウムイオン二次電池構造体について、リチウムイオン二次電池10の内部抵抗(具体的には、IV抵抗値)を測定した。具体的には、25℃の温度環境下で、それぞれのリチウムイオン二次電池10をSOC60%に調整し、その後、60Aの一定電流値Iで、10秒間放電を行った。このとき、放電前後の電池電圧値を測定し、この放電による電池電圧低下量ΔVを算出した。この測定結果に基づいて、それぞれのリチウムイオン二次電池10のIV抵抗値Rを算出した。具体的には、R=ΔV/Iの演算式を用いて、それぞれのリチウムイオン二次電池10のIV抵抗値R(サイクル充放電前のIV抵抗値)を算出した。
(High-temperature cycle charge / discharge test)
First, the internal resistance (specifically, the IV resistance value) of the lithium ion secondary battery 10 was measured for the lithium ion secondary battery structures of Example 1 and Comparative Example 1 described above. Specifically, each lithium ion secondary battery 10 was adjusted to SOC 60% under a temperature environment of 25 ° C., and then discharged at a constant current value I of 60 A for 10 seconds. At this time, the battery voltage value before and after the discharge was measured, and the battery voltage drop amount ΔV due to this discharge was calculated. Based on this measurement result, the IV resistance value R of each lithium ion secondary battery 10 was calculated. Specifically, the IV resistance value R (IV resistance value before cycle charge / discharge) of each lithium ion secondary battery 10 was calculated using an arithmetic expression of R = ΔV / I.

その後、それぞれのリチウムイオン二次電池構造体について、常温以上の温度環境下(具体的には、60℃の温度環境下)でサイクル充放電を行った。具体的には、これらのリチウムイオン二次電池構造体について、60℃の温度環境下で、2Cの一定電流で、SOC0%〜100%の範囲内の充放電のサイクルを複数サイクル行った。   Thereafter, each of the lithium ion secondary battery structures was subjected to cycle charge / discharge in a temperature environment of room temperature or higher (specifically, a temperature environment of 60 ° C.). Specifically, these lithium ion secondary battery structures were subjected to a plurality of charge / discharge cycles within a range of SOC 0% to 100% at a constant current of 2C under a temperature environment of 60 ° C.

その後、これらのリチウムイオン二次電池構造体について、前述のようにして、リチウムイオン二次電池10の内部抵抗(サイクル充放電後のIV抵抗値)を測定した。そして、これらのリチウムイオン二次電池構造体について、サイクル充放電による抵抗増加率を算出した。具体的には、抵抗増加率=(サイクル充放電後のIV抵抗値)/(サイクル充放電前のIV抵抗値)として算出した。この結果を図7に示す。   Thereafter, for these lithium ion secondary battery structures, the internal resistance (IV resistance value after cycle charge / discharge) of the lithium ion secondary battery 10 was measured as described above. And about these lithium ion secondary battery structures, the resistance increase rate by cycle charging / discharging was computed. Specifically, it was calculated as resistance increase rate = (IV resistance value after cycle charge / discharge) / (IV resistance value before cycle charge / discharge). The result is shown in FIG.

図7に示すように、比較例1では、抵抗増加率が1.07となった。すなわち、サイクル充放電により、リチウムイオン二次電池10の内部抵抗(IV抵抗値)が7%上昇した。これに対し、実施例1では、抵抗増加率が1.04となった。すなわち、サイクル充放電によるリチウムイオン二次電池10の内部抵抗(IV抵抗値)の上昇率が4%となり、比較例1に比べて、内部抵抗の上昇率を3%低減することができた。この結果より、実施例1のリチウムイオン二次電池構造体1は、常温以上(25℃以上)の温度環境下においてリチウムイオン二次電池10の充放電を行ったときの、リチウムイオン二次電池10の内部抵抗の上昇を低減することができるリチウムイオン二次電池構造体であるといえる。   As shown in FIG. 7, in Comparative Example 1, the resistance increase rate was 1.07. That is, the internal resistance (IV resistance value) of the lithium ion secondary battery 10 increased by 7% due to cycle charge and discharge. On the other hand, in Example 1, the resistance increase rate was 1.04. That is, the increase rate of the internal resistance (IV resistance value) of the lithium ion secondary battery 10 due to cycle charge / discharge was 4%, and the increase rate of the internal resistance could be reduced by 3% compared to Comparative Example 1. From this result, the lithium ion secondary battery structure 1 of Example 1 is a lithium ion secondary battery when the lithium ion secondary battery 10 is charged and discharged in a temperature environment of room temperature or higher (25 ° C. or higher). 10 can be said to be a lithium ion secondary battery structure capable of reducing the increase in internal resistance of 10.

その理由は、以下のように考えることができる。比較例1では、冷却板として、第2突起部222のみを有し、第1突起部を有していない冷却板220を用いた。このため、上述のサイクル充放電の期間中、 電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cを通じて、第1方向D1に、電極体15(より具体的には、正負極対向部15b)を十分に押圧(圧縮)することができなかった。このため、サイクル充放電により、リチウムイオン二次電池10の内部抵抗が大きく上昇したと考えられる。   The reason can be considered as follows. In Comparative Example 1, as the cooling plate, the cooling plate 220 having only the second protrusions 222 and not having the first protrusions was used. For this reason, the electrode body 15 (more specifically, the positive / negative electrode facing portion 15b) is placed in the first direction D1 through the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11 during the above-described cycle charge / discharge period. It was not possible to sufficiently press (compress). For this reason, it is thought that the internal resistance of the lithium ion secondary battery 10 significantly increased due to the cycle charge / discharge.

これに対し、実施例1では、冷却板として、第1突起部21の突出量L1と第2突起部22の突出量L2とが常温環境下(25℃の温度環境下)において互いに等しくし、さらに、第1突起部21が第2突起部22よりも熱膨張率(線膨張係数)の高い材料で形成された冷却板20を用いた。このため、常温以上(25℃以上)の温度環境下では、第1突起部21により、電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cを通じて、第1方向D1に、電極体15(より具体的には、正負極対向部15b)を十分に押圧(圧縮)することができた。これにより、常温以上の温度環境下においてリチウムイオン二次電池10の充放電を行ったときの、リチウムイオン二次電池10の内部抵抗の上昇を低減することができたと考えられる。   On the other hand, in Example 1, as the cooling plate, the protruding amount L1 of the first protruding portion 21 and the protruding amount L2 of the second protruding portion 22 are equal to each other in a normal temperature environment (25 ° C. temperature environment), Furthermore, the cooling plate 20 in which the first protrusion 21 is made of a material having a higher coefficient of thermal expansion (linear expansion coefficient) than that of the second protrusion 22 is used. Therefore, under a temperature environment of room temperature or higher (25 ° C. or higher), the electrode body 15 (more specifically, in the first direction D1 through the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11 by the first protrusion 21. Specifically, the positive and negative electrode facing portions 15b) were sufficiently pressed (compressed). Thereby, it is considered that the increase in the internal resistance of the lithium ion secondary battery 10 when charging / discharging the lithium ion secondary battery 10 under a temperature environment of room temperature or higher could be reduced.

(比較例2)
また、比較例2として、実施例1のリチウムイオン二次電池構造体1と比較して、冷却板のみが異なるリチウムイオン二次電池構造体301(図12参照)を作製した。本比較例2の冷却板320(図10参照)は、実施例1の冷却板20と比較して、第1突起部の材質のみが異なり、その他は同等である。具体的には、本比較例2の冷却板320の第1突起部321は、いずれも、第2突起部322と同様に、ポリプロピレン(線膨張係数=8×10-5/K)により形成している。従って、比較例2のリチウムイオン二次電池構造体301では、第1方向D1について、電極体15に対向する位置に配置される第1突起部321と、電極体15に対向しない位置に配置される第2突起部322とを、同等にしている。
(Comparative Example 2)
In addition, as Comparative Example 2, a lithium ion secondary battery structure 301 (see FIG. 12) that is different from the lithium ion secondary battery structure 1 of Example 1 only in the cooling plate was manufactured. The cooling plate 320 (see FIG. 10) of the comparative example 2 is different from the cooling plate 20 of the first embodiment only in the material of the first protrusions, and the others are the same. Specifically, each of the first protrusions 321 of the cooling plate 320 of Comparative Example 2 is made of polypropylene (linear expansion coefficient = 8 × 10 −5 / K), like the second protrusions 322. ing. Therefore, in the lithium ion secondary battery structure 301 of Comparative Example 2, the first protrusion 321 disposed at a position facing the electrode body 15 and the position not facing the electrode body 15 in the first direction D1. The second protrusions 322 are the same.

(低温Li析出試験)
実施例1及び比較例2のリチウムイオン二次電池構造体について、0℃以下の低温環境下(具体的には、−10℃の温度環境下)において、ハイレート充電を繰り返し行い、負極におけるLi析出の生じ難さを調査した。
(Low-temperature Li precipitation test)
The lithium ion secondary battery structures of Example 1 and Comparative Example 2 were repeatedly subjected to high rate charging in a low temperature environment of 0 ° C. or lower (specifically, a temperature environment of −10 ° C.), and Li deposition in the negative electrode The difficulty of occurrence was investigated.

具体的には、−10℃の温度環境下で、それぞれのリチウムイオン二次電池構造体のリチウムイオン二次電池10について、SOC80%の状態に調整した後、まず、50Aの定電流で、一定時間、充電を行う。その後、SOC80%の状態に戻し(放電し)、再び、50Aの定電流で、一定時間、充電を行う。このハイレート充電を所定回数繰り返し行った後、それぞれのリチウムイオン二次電池10について、負極にLiが析出しているか否かを調査した。負極にLiが析出していない場合は、充電電流値を5A上昇させて(すなわち、充電電流値を55Aとして)、前述のようにハイレート充電を所定回数繰り返し行い、その後、それぞれのリチウムイオン二次電池10について、負極にLiが析出しているか否かを調査した。このようにして、それぞれのリチウムイオン二次電池10について、負極にLiが析出するまで、充電電流値を5Aずつ上昇させて、ハイレート充電を繰り返し行った。その結果を図8に示す。   Specifically, in a temperature environment of −10 ° C., the lithium ion secondary battery 10 of each lithium ion secondary battery structure is adjusted to an SOC of 80%, and then first, at a constant current of 50 A, constant. Charge for hours. Thereafter, the SOC is returned to 80% (discharged), and charging is performed again at a constant current of 50 A for a certain period of time. After repeating this high rate charging a predetermined number of times, each lithium ion secondary battery 10 was examined for whether Li was deposited on the negative electrode. When Li is not deposited on the negative electrode, the charging current value is increased by 5 A (that is, the charging current value is 55 A), and high rate charging is repeated a predetermined number of times as described above. Regarding the battery 10, it was investigated whether Li was deposited on the negative electrode. In this way, for each lithium ion secondary battery 10, the charging current value was increased by 5 A each time until Li was deposited on the negative electrode, and high-rate charging was repeated. The result is shown in FIG.

図8に示すように、比較例2では、70Aの定電流で充電を行ったときは負極にLiが析出しなかったが、75Aの定電流で充電を行ったとき、負極にLiが析出した。一方、実施例1では、75Aの定電流で充電を行っても、負極にLiが析出しなかった。しかしながら、80Aの定電流で充電を行ったとき、負極にLiが析出した。
この結果より、比較例2のリチウムイオン二次電池構造体301よりも、実施例1のリチウムイオン二次電池構造体1のほうが、低温環境下(0℃以下の温度環境下)における負極でのLi析出が生じ難いリチウムイオン二次電池構造体であるといえる。
As shown in FIG. 8, in Comparative Example 2, Li was not deposited on the negative electrode when charged at a constant current of 70 A, but Li was deposited on the negative electrode when charged at a constant current of 75 A. . On the other hand, in Example 1, even when charging was performed at a constant current of 75 A, Li did not precipitate on the negative electrode. However, when charging was performed at a constant current of 80 A, Li was deposited on the negative electrode.
From this result, the lithium ion secondary battery structure 1 of Example 1 in the negative electrode in a low-temperature environment (under a temperature environment of 0 ° C. or lower) is better than the lithium ion secondary battery structure 301 of Comparative Example 2. It can be said that it is a lithium ion secondary battery structure in which Li precipitation is unlikely to occur.

その理由は、以下のように考えることができる。比較例2のリチウムイオン二次電池構造体301では、第1方向D1について、電極体15に対向する位置に配置される第1突起部321と、電極体15に対向しない位置に配置される第2突起部322とが、熱膨張率(線膨張係数)の等しい材料(具体的には、ポリプロピレン)によって形成された冷却板320を用いた。このため、低温環境下(0℃以下の温度環境下)でも、第2突起部322と同等の押圧力で、第1突起部321により電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cが押圧されることになる。   The reason can be considered as follows. In the lithium ion secondary battery structure 301 of Comparative Example 2, the first protrusion 321 disposed at a position facing the electrode body 15 and the first position D1 disposed at a position not facing the electrode body 15 in the first direction D1. The cooling plate 320 formed of a material (specifically, polypropylene) having the same thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) as the two protrusions 322 was used. For this reason, the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11 are pressed by the first protrusion 321 with a pressing force equivalent to that of the second protrusion 322 even in a low temperature environment (temperature environment of 0 ° C. or less). Will be.

一方、実施例1のリチウムイオン二次電池構造体1では、第1突起部21が第2突起部22よりも熱膨張率(線膨張係数)の高い材料で形成された冷却板20を用いている。このため、低温環境下(0℃以下の温度環境下)では、第1突起部21が第2突起部22よりも大きく収縮するので、第2突起部22よりも小さな押圧力で、第1突起部321により電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cが押圧されることになる。したがって、実施例1では、比較例2に比べて、第1突起部21による電池ケース11の第1側面11b及び第2側面11cへの押圧力を小さくすることができたといえる。   On the other hand, in the lithium ion secondary battery structure 1 of Example 1, the cooling plate 20 in which the first protrusion 21 is made of a material having a higher thermal expansion coefficient (linear expansion coefficient) than the second protrusion 22 is used. Yes. For this reason, the first protrusion 21 contracts more greatly than the second protrusion 22 under a low temperature environment (under a temperature environment of 0 ° C. or lower). The first side surface 11 b and the second side surface 11 c of the battery case 11 are pressed by the part 321. Therefore, in Example 1, compared with Comparative Example 2, it can be said that the pressing force to the first side surface 11b and the second side surface 11c of the battery case 11 by the first protrusion 21 can be reduced.

これにより、実施例1では、比較例2に比べて、低温環境下(0℃以下の温度環境下)において、電極体15(より具体的には、正負極対向部15b)のうち、第1方向D1について第1突起部と対向する部位への押圧力と、第1突起部と対向しない部位への押圧力との差を小さくすることができたと考えられる。このため、実施例1では、比較例2に比べて、低温環境下(0℃以下の温度環境下)において、電極体15(正負極対向部15b)における正極16と負極17との間の距離のバラツキを小さくすることができたと考えられる。従って、実施例1では、比較例2に比べて、低温環境下でリチウムイオン二次電池を充電したとき、負極17においてLiの不均一化が進行し難くなり、負極活物質の表面にLiが析出し難くなったと考えられる。   Thereby, in Example 1, compared with Comparative Example 2, in the low temperature environment (under the temperature environment of 0 ° C. or less), the first electrode body 15 (more specifically, the positive and negative electrode facing portion 15b) is the first. It is considered that the difference between the pressing force applied to the portion facing the first protrusion in the direction D1 and the pressing force applied to the portion not facing the first protrusion can be reduced. For this reason, in Example 1, compared with Comparative Example 2, the distance between the positive electrode 16 and the negative electrode 17 in the electrode body 15 (positive and negative electrode facing portion 15b) in a low-temperature environment (temperature environment of 0 ° C. or less). It is thought that the variation in the size was reduced. Therefore, in Example 1, when the lithium ion secondary battery is charged in a low temperature environment as compared with Comparative Example 2, Li non-uniformity is less likely to proceed in the negative electrode 17, and Li is present on the surface of the negative electrode active material. It is thought that precipitation became difficult.

以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態では、冷却板20の第1突起部21及び第2突起部22を、上下方向に直線状に延びる細長形状とした(図5参照)が、第1突起部及び第2突起部を、左右方向(電極体15の捲回軸方向)に直線状に延びる細長形状としても良い。また、第1突起部及び第2突起部の形状は、直線状に延びる細長形状に限らず、いずれの形状であっても良い。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof.
For example, in the embodiment, the first protrusion 21 and the second protrusion 22 of the cooling plate 20 have an elongated shape that extends linearly in the vertical direction (see FIG. 5), but the first protrusion and the second protrusion It is good also as an elongate shape extended linearly in the left-right direction (winding-axis direction of the electrode body 15). Moreover, the shape of the 1st projection part and the 2nd projection part is not restricted to the elongate shape extended linearly, Any shape may be sufficient.

また、実施形態では、冷却板の第1突起部を、スチレンブタジエンゴム(線膨張係数=23×10-5/K)により形成された第1突起部21とした。しかしながら、第1突起部を構成する材料は、これに限定されるものではなく、例えば、ブチルゴム(線膨張係数=18×10-5/K)やシリコーンゴム(線膨張係数=25×10-5/K)などにより構成するようにしても良い。なお、第1突起部は、線膨張係数が15〜30(10-5/K)の範囲内である材料で構成すると良い。 In the embodiment, the first protrusion of the cooling plate is the first protrusion 21 formed of styrene butadiene rubber (linear expansion coefficient = 23 × 10 −5 / K). However, the material constituting the first protrusion is not limited to this. For example, butyl rubber (linear expansion coefficient = 18 × 10 −5 / K) or silicone rubber (linear expansion coefficient = 25 × 10 −5). / K) or the like. The first protrusion is preferably made of a material having a linear expansion coefficient in the range of 15 to 30 (10 −5 / K).

また、実施形態では、冷却板の第2突起部を、ポリプロピレン(線膨張係数=8×10-5/K)により形成された第2突起部22とした。しかしながら、第2突起部を構成する材料は、これに限定されるものではなく、例えば、ポリカーボネート(線膨張係数=7×10-5/K)やポリアミド(線膨張係数=9×10-5/K)などにより構成するようにしても良い。なお、第2突起部は、線膨張係数が1〜10(10-5/K)の範囲内である材料で構成すると良い。 In the embodiment, the second protrusion of the cooling plate is the second protrusion 22 formed of polypropylene (linear expansion coefficient = 8 × 10 −5 / K). However, the material constituting the second protrusion is not limited to this, and examples thereof include polycarbonate (linear expansion coefficient = 7 × 10 −5 / K) and polyamide (linear expansion coefficient = 9 × 10 −5 / K). K) or the like. The second protrusion is preferably made of a material having a linear expansion coefficient in the range of 1 to 10 (10 −5 / K).

また、実施形態では、電極体として、シート状の正極16とシート状の負極17との間にシート状のセパレータ18を介在させるようにして捲回軸の周りに捲回した扁平捲回型の電極体15を例示した(図4参照)。しかしながら、電極体の形態はこれに限定されることなく、例えば、シート状の正極16とシート状の負極17との間にシート状のセパレータ18を介在させるようにして、これらを第1方向D1に積層した積層型の電極体としても良い。   In the embodiment, the electrode body is a flat wound type wound around the winding axis so that the sheet-like separator 18 is interposed between the sheet-like positive electrode 16 and the sheet-like negative electrode 17. The electrode body 15 was illustrated (refer FIG. 4). However, the form of the electrode body is not limited to this, and, for example, the sheet-like separator 18 is interposed between the sheet-like positive electrode 16 and the sheet-like negative electrode 17, and these are arranged in the first direction D1. Alternatively, a stacked electrode body may be stacked.

1,201,301 リチウムイオン二次電池構造体
3 ボルト
5 ナット
7,8 エンドプレート
10 リチウムイオン二次電池
11 電池ケース
11b 第1側面
11c 第2側面
15 電極体
15b 正負極対向部
15c,15d 正負極非対向部
16 正極
17 負極
18 セパレータ
20,220,320 冷却板
21,221,321 第1突起部
22,222,322 第2突起部
23,223,323 本体部
D1 第1方向(電池ケースの側面に直交する方向)
L1 第1突起部の突出量
L2 第2突起部の突出量
1, 201, 301 Lithium ion secondary battery structure 3 Bolt 5 Nut 7, 8 End plate 10 Lithium ion secondary battery 11 Battery case 11b First side surface 11c Second side surface 15 Electrode body 15b Positive and negative electrode facing portions 15c, 15d Positive Negative electrode non-facing portion 16 Positive electrode 17 Negative electrode 18 Separators 20, 220, 320 Cooling plates 21, 221, 321 First protrusions 22, 222, 322 Second protrusions 23, 223, 323 Body D1 First direction (battery case Direction perpendicular to the side)
L1 Projection amount of the first projection L2 Projection amount of the second projection

Claims (1)

正極及び負極を有する電極体、及び、前記電極体を収容する直方体形状の電池ケース、を有するリチウムイオン二次電池と、
平板状の本体部、及び、前記本体部の表面から突出する複数の突起部、を有する冷却板と、
前記リチウムイオン二次電池及び前記冷却板を挟んだ状態で互いの位置が固定される一対のエンドプレートと、を備え、
前記リチウムイオン二次電池及び前記冷却板は、前記冷却板の前記突起部の先端が前記電池ケースの側面に接触する態様で、前記一対のエンドプレートにより、前記電池ケースの前記側面に直交する方向に圧縮荷重を受けた状態で固定されている
リチウムイオン二次電池構造体において、
前記冷却板の前記突起部は、
前記電池ケースの前記側面に直交する方向について、前記電極体に対向する位置に配置される第1突起部と、
前記電池ケースの前記側面に直交する方向について、前記電極体に対向しない位置に配置される第2突起部と、を有し、
前記第1突起部の突出量と前記第2突起部の突出量は、常温環境下において互いに等しく、
前記第1突起部の熱膨張率は、前記第2突起部の熱膨張率よりも高い
リチウムイオン二次電池構造体。
A lithium ion secondary battery having an electrode body having a positive electrode and a negative electrode, and a rectangular parallelepiped battery case containing the electrode body;
A cooling plate having a flat plate-shaped main body, and a plurality of protrusions protruding from the surface of the main body;
A pair of end plates whose positions are fixed in a state of sandwiching the lithium ion secondary battery and the cooling plate,
The lithium ion secondary battery and the cooling plate are in a mode in which a tip of the protruding portion of the cooling plate is in contact with a side surface of the battery case, and a direction orthogonal to the side surface of the battery case by the pair of end plates. In a lithium ion secondary battery structure that is fixed in a state of receiving a compressive load,
The protrusion of the cooling plate is
A first protrusion disposed at a position facing the electrode body in a direction perpendicular to the side surface of the battery case;
A second protrusion disposed at a position not facing the electrode body in a direction orthogonal to the side surface of the battery case;
The protruding amount of the first protruding portion and the protruding amount of the second protruding portion are equal to each other under a normal temperature environment,
The lithium ion secondary battery structure has a higher coefficient of thermal expansion of the first protrusion than the coefficient of thermal expansion of the second protrusion.
JP2015251300A 2015-12-24 2015-12-24 Lithium ion secondary battery structure Pending JP2017117624A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015251300A JP2017117624A (en) 2015-12-24 2015-12-24 Lithium ion secondary battery structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015251300A JP2017117624A (en) 2015-12-24 2015-12-24 Lithium ion secondary battery structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017117624A true JP2017117624A (en) 2017-06-29

Family

ID=59231896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015251300A Pending JP2017117624A (en) 2015-12-24 2015-12-24 Lithium ion secondary battery structure

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017117624A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019075350A (en) * 2017-10-19 2019-05-16 トヨタ自動車株式会社 Secondary battery
CN112436210A (en) * 2020-11-27 2021-03-02 江苏科技大学 Energy storage battery container temperature control system utilizing underground water

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019075350A (en) * 2017-10-19 2019-05-16 トヨタ自動車株式会社 Secondary battery
CN112436210A (en) * 2020-11-27 2021-03-02 江苏科技大学 Energy storage battery container temperature control system utilizing underground water
CN112436210B (en) * 2020-11-27 2022-03-08 江苏科技大学 Energy storage battery container temperature control system utilizing underground water

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6627415B2 (en) Battery pack
US20110023290A1 (en) Method for manufacturing battery module
KR101863431B1 (en) Battery pack spacer and battery pack
WO2014024409A1 (en) Battery pack
JP2009048965A (en) Battery pack, and manufacturing method thereof
EP2677587A1 (en) Secondary battery
JP2015225846A (en) Power storage system
EP2933872A1 (en) Tri-layer material for heat spreading in battery pack modules
KR101800513B1 (en) Battery pack
JP2019128979A (en) Battery module
JP2013200940A (en) Power storage device
JP2017107648A (en) Battery pack
JP2016004724A (en) Secondary battery
JP6852308B2 (en) Batteries
Yeow et al. Characterizing thermal runaway of lithium-ion cells in a battery system using finite element analysis approach
JP6363529B2 (en) Battery control device
JP5765258B2 (en) Secondary battery control device and control method
JP2017117624A (en) Lithium ion secondary battery structure
JP6992665B2 (en) All solid state battery
JP6954213B2 (en) Control method of filling member, assembled battery and heat transfer
JP6396812B2 (en) Charging rate estimation system
JP6219775B2 (en) Power storage device
CN113594615A (en) Battery pack and device comprising same
JP2020129486A (en) Battery structure
JP2014238924A (en) Battery pack