JP2017152338A - Battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池を有する電池モジュールに関する。 The present invention relates to a battery module having a battery.
電池は、主に、正極と、負極と、それらを収容するケースと、を備えている。二次電池の具体的な構成としては、例えば、正極、負極、及びセパレータを積層して電極組立体を形成し、当該電極組立体を電解液と共にケースに収容して構成されたものが挙げられる。電極組立体は、充放電効率の観点から、正極、負極、及びセパレータを密着させて構成されている。二次電池としては、例えば特開２０１３−９８０８０号公報に記載されている。 The battery mainly includes a positive electrode, a negative electrode, and a case for housing them. As a specific configuration of the secondary battery, for example, a structure in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are stacked to form an electrode assembly, and the electrode assembly is housed in a case together with an electrolytic solution. . The electrode assembly is configured by closely adhering a positive electrode, a negative electrode, and a separator from the viewpoint of charge / discharge efficiency. As a secondary battery, it describes in Unexamined-Japanese-Patent No. 2013-98080, for example.
上記のような二次電池を備える電池モジュールは、上記正極等の密着性を高めるために、電極組立体が収容されたケースを、正極等の積層方向に拘束する拘束部を備えることがある。拘束部は、ケースの外側に配置され、ケースを外側から拘束する。このような拘束部が配置された状態で、電極組立体は、充放電時に膨張・収縮し、それに伴いケースも膨張・収縮する。発明者は、従来の構成では、この膨張により電極が受ける荷重は十分に又は適切に低減されていないことに新たに着目し課題とした。 The battery module including the secondary battery as described above may include a restraining portion that restrains the case in which the electrode assembly is accommodated in the stacking direction of the positive electrode or the like in order to improve the adhesion of the positive electrode or the like. The restraining portion is disposed outside the case and restrains the case from the outside. In a state where such a restraining portion is arranged, the electrode assembly expands and contracts during charging and discharging, and the case expands and contracts accordingly. The inventor newly paid attention to the fact that in the conventional configuration, the load received by the electrode due to this expansion has not been reduced sufficiently or appropriately.
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、充放電に伴う膨張により電極が受ける荷重を低減させることができる電池モジュールを提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the battery module which can reduce the load which an electrode receives by the expansion | swelling accompanying charging / discharging.
本発明の電池モジュールは、正極、負極、及び前記正極と前記負極を収容するケースを有する電池と、前記電池を前記ケースの外側から拘束する拘束部と、前記ケースと前記拘束部との間に配置された弾性体と、を備え、前記弾性体は、基部と、前記基部から突出して前記拘束部又は前記ケースを押圧する複数の突出部と、を備える。 The battery module of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a battery having a case that accommodates the positive electrode and the negative electrode, a restraining portion that restrains the battery from the outside of the case, and a space between the case and the restraining portion. The elastic body includes a base and a plurality of protrusions that protrude from the base and press the restraint or the case.
本発明によれば、弾性体は、電池の膨張により荷重を受けると、主に突出部が変形し、全体的に圧縮される。突出部は、基部から突出しているため、受けた荷重に対して逃げ代（変形を容易にする領域）を有している。したがって、電池の膨張に対して突出部が比較的容易に変形する。電池膨張時に拘束部から電池に加わる荷重（反力）は、突出部が潰れて圧縮されることで吸収され、小さくなる。つまり、本発明によれば、充放電に伴う膨張によりケース内の電極（正極及び負極）が受ける荷重を低減させることができる。 According to the present invention, when the elastic body receives a load due to expansion of the battery, the projecting portion mainly deforms and is compressed as a whole. Since the protruding portion protrudes from the base portion, the protruding portion has a clearance (an area that facilitates deformation) with respect to the received load. Therefore, the protrusion is relatively easily deformed with respect to the expansion of the battery. The load (reaction force) applied to the battery from the restraint when the battery expands is absorbed and reduced as the protrusion is crushed and compressed. That is, according to this invention, the load which the electrode (a positive electrode and a negative electrode) in a case receives by the expansion accompanying charging / discharging can be reduced.
以下、本発明の実施形態について、図に基づいて、リチウムイオン二次電池を含むモジュールを例に説明する。なお、説明に用いる各図は概念図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, taking a module including a lithium ion secondary battery as an example. Each figure used for explanation is a conceptual diagram, and the shape of each part may not necessarily be exact.
本実施形態の電池モジュール１は、電池を含むモジュールであって、図１及び図２に示すように、電池２００と、拘束部４と、弾性体５と、を備えている。電池２００は、二次電池であって、本実施形態ではリチウムイオン二次電池である。電池２００は、電極組立体２と、電解液と、電極組立体２及び電解液を収容するケース３と、を備えている。 The battery module 1 of the present embodiment is a module including a battery, and includes a battery 200, a restraining portion 4, and an elastic body 5, as shown in FIGS. The battery 200 is a secondary battery, and is a lithium ion secondary battery in the present embodiment. The battery 200 includes an electrode assembly 2, an electrolytic solution, and a case 3 that houses the electrode assembly 2 and the electrolytic solution.
電極組立体２は、正極２１及び負極２２がセパレータ２３を介して積層されたものである。具体的に、電極組立体２は、複数の正極２１と、複数の負極２２と、複数のセパレータ２３と、正極集電部２４と、負極集電部２５と、を備えている。正極２１は、シート状に形成された電極であって、金属箔の両面に活物質が塗布されて構成されている。正極の金属箔は、例えばアルミニウム箔である。正極２１の活物質は、リチウムを吸蔵及び放出し得る物質であり、例えば、リチウムを含むリチウム複合金属酸化物である。正極２１には、金属箔が一部露出するようにタブ２１ａが形成されている。タブ２１ａは、正極集電部２４に電気的に接続されている。タブ２１ａは、正極集電部２４の一部といえる。 In the electrode assembly 2, a positive electrode 21 and a negative electrode 22 are laminated via a separator 23. Specifically, the electrode assembly 2 includes a plurality of positive electrodes 21, a plurality of negative electrodes 22, a plurality of separators 23, a positive electrode current collector 24, and a negative electrode current collector 25. The positive electrode 21 is an electrode formed in a sheet shape, and is configured by applying an active material on both surfaces of a metal foil. The metal foil of the positive electrode is, for example, an aluminum foil. The active material of the positive electrode 21 is a material that can occlude and release lithium, and is, for example, a lithium composite metal oxide containing lithium. A tab 21a is formed on the positive electrode 21 so that the metal foil is partially exposed. The tab 21 a is electrically connected to the positive electrode current collector 24. It can be said that the tab 21 a is a part of the positive electrode current collector 24.
負極２２は、シート状に形成された電極であって、金属箔の両面に活物質が塗布されて構成されている。負極の金属箔は、例えば銅箔である。負極２２の活物質は、リチウムを吸蔵及び放出可能な物質であって、例えば、炭素系材料、リチウムと合金化可能な元素、又はリチウムと合金化可能な元素を有する化合物などである。リチウムと合金化可能な元素としては、具体的にＮａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉが例示でき、特に、Ｓｉ又はＳｎが好ましい。リチウムと合金化可能な元素を有する化合物としては、具体的にＺｎＬｉＡｌ、ＡｌＳｂ、ＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｓｎ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、 ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、ＳｉＯｖ（０＜ｖ≦２）、ＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ３、ＬｉＳｉＯ あるいはＬｉＳｎＯを例示でき、特に、ＳｉＯｘ（０．３≦ｘ≦１．６）からなるシリコン酸化物、又は複数枚の板状シリコン体が厚さ方向に積層されてなる構造を有するシリコン材料が好ましい。また、リチウムと合金化反応可能な元素を有する化合物として、スズ合金（Ｃｕ−Ｓｎ合金、Ｃｏ−Ｓｎ合金等）などの錫化合物を例示できる。 The negative electrode 22 is an electrode formed in a sheet shape, and is configured by applying an active material on both surfaces of a metal foil. The metal foil of the negative electrode is, for example, a copper foil. The active material of the negative electrode 22 is a substance that can occlude and release lithium, and is, for example, a carbon-based material, an element that can be alloyed with lithium, or a compound that has an element that can be alloyed with lithium. Specifically, elements that can be alloyed with lithium include Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Ti, Ag, Zn, Cd, Al, Ga, In, Si. , Ge, Sn, Pb, Sb, Bi can be exemplified, and Si or Sn is particularly preferable. Specific examples of compounds having elements that can be alloyed with lithium include ZnLiAl, AlSb, SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Mg 2 Sn, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2, CrSi 2, Cu 5 Si, FeSi 2, MnSi 2, NbSi 2, TaSi 2, VSi 2, WSi 2, ZnSi 2, SiC, Si 3 N 4, Si 2 N 2 O, SiO v (0 <v ≦ 2), SnO w (0 <w ≦ 2), SnSiO 3 , LiSiO 2 or LiSnO, and in particular, silicon oxide made of SiO x (0.3 ≦ x ≦ 1.6), or a plurality of plates A silicon material having a structure in which the silicon bodies are laminated in the thickness direction is preferable. Moreover, tin compounds, such as a tin alloy (Cu-Sn alloy, Co-Sn alloy, etc.), can be illustrated as a compound which has an element which can be alloyed with lithium.
本実施形態の負極２２の活物質は、例えば上記に列挙した物質のうち、シリコン酸化物又はシリコン材料である。つまり、本実施形態の負極２２は、シリコン（Ｓｉ）を有している。換言すると、本実施形態の負極２２は、シリコンを有する材料を具備している。Ｓｉ元素又はＳｉ化合物は、容量が大きく、負極２２の活物質として好適である。負極２２には、金属箔が一部露出するようにタブ２２ａが形成されている。タブ２２ａは、負極集電部２５に電気的に接続されている。タブ２２ａは、負極集電部２５の一部といえる。 The active material of the negative electrode 22 of the present embodiment is, for example, silicon oxide or silicon material among the substances listed above. That is, the negative electrode 22 of this embodiment has silicon (Si). In other words, the negative electrode 22 of the present embodiment includes a material having silicon. Si element or Si compound has a large capacity and is suitable as an active material of the negative electrode 22. A tab 22a is formed on the negative electrode 22 so that the metal foil is partially exposed. The tab 22a is electrically connected to the negative electrode current collector 25. It can be said that the tab 22 a is a part of the negative electrode current collector 25.
セパレータ２３は、必要に応じて正極２１と負極２２の間に介装される。本実施形態では、セパレータ２３が正極２１と負極２２の間に配置されている。セパレータ２３としては、電気絶縁性材料を１種又は複数用いた多孔体、不織布、及び織布等が挙げられる。なお、固体の電解質がセパレータ２３として用いられても良い。電解液は、電解質を有機溶媒に溶解させたものである。 The separator 23 is interposed between the positive electrode 21 and the negative electrode 22 as necessary. In the present embodiment, the separator 23 is disposed between the positive electrode 21 and the negative electrode 22. Examples of the separator 23 include a porous body, a nonwoven fabric, and a woven fabric using one or more electrically insulating materials. A solid electrolyte may be used as the separator 23. The electrolytic solution is obtained by dissolving an electrolyte in an organic solvent.
本実施形態の電極組立体２は、図１及び図２に示すように、複数の正極２１と複数の負極２２が、正極２１と負極２２の間それぞれにセパレータ２３を介して積層されたものである。電極組立体２は、いわゆる積層型の電極集合体である。 As shown in FIGS. 1 and 2, the electrode assembly 2 of the present embodiment includes a plurality of positive electrodes 21 and a plurality of negative electrodes 22 that are stacked between the positive electrodes 21 and the negative electrodes 22 with separators 23 interposed therebetween. is there. The electrode assembly 2 is a so-called stacked electrode assembly.
正極集電部２４は、複数の正極２１に電気的に接続された導電部材である。正極集電部２４は、正極端子９１を介して外部機器と接続される。負極集電部２５は、複数の負極２２に電気的に接続された導電部材である。負極集電部２５は、負極端子９２を介して外部機器と接続される。正極集電部２４及び負極集電部２５は、例えば集電用リード等であっても良い。 The positive electrode current collector 24 is a conductive member that is electrically connected to the plurality of positive electrodes 21. The positive electrode current collector 24 is connected to an external device via the positive electrode terminal 91. The negative electrode current collector 25 is a conductive member that is electrically connected to the plurality of negative electrodes 22. The negative electrode current collector 25 is connected to an external device via the negative electrode terminal 92. The positive electrode current collector 24 and the negative electrode current collector 25 may be, for example, a current collecting lead.
ケース３は、内部に電極組立体２及び電解液を収容する中空部材である。本実施形態のケース３は、金属製のケースである。ケース３は、角セルケースであって、全体として中空の直方体形状に形成されている。具体的に、ケース３は、底面及び側面を有する本体部３１と、本体部３１の開口を塞ぐ蓋部３２と、を備えている。蓋部３２は、本体部３１に組み付け固定されている。電極組立体２の積層方向の両端面（例えばセパレータ２３）は、それぞれケース３の内側の側面に当接している。換言すると、ケース３は、電極組立体２を積層方向の両側から挟んでいる。本実施形態のケース３は、ラミネートフィルムよりも高い剛性を有している。本実施形態のケース３は、いわゆる缶ケースであって、アルミニウム製である。なお、蓋部３２には、正極端子９１及び負極端子９２が形成されている。 The case 3 is a hollow member that accommodates the electrode assembly 2 and the electrolytic solution therein. The case 3 of this embodiment is a metal case. Case 3 is a square cell case, and is formed in a hollow rectangular parallelepiped shape as a whole. Specifically, the case 3 includes a main body portion 31 having a bottom surface and a side surface, and a lid portion 32 that closes an opening of the main body portion 31. The lid portion 32 is assembled and fixed to the main body portion 31. Both end surfaces (for example, the separator 23) of the electrode assembly 2 in the stacking direction are in contact with the inner side surfaces of the case 3. In other words, the case 3 sandwiches the electrode assembly 2 from both sides in the stacking direction. The case 3 of this embodiment has higher rigidity than the laminate film. The case 3 of this embodiment is a so-called can case and is made of aluminum. The lid portion 32 is formed with a positive terminal 91 and a negative terminal 92.
拘束部４は、電池２００をケース３の外側から拘束する部材である。拘束部４は、ケース３を電極組立体２の積層方向（以下、単に「積層方向」とも称する）両側から拘束している。拘束部４は、弾性体５を介して積層方向両側からケース３を挟持し、ケース３の積層方向の両端面を押圧している。具体的に、拘束部４は、第一拘束板４１と、第二拘束板４２と、締結部４３と、を備えている。第一拘束板４１は、板状部材であって、ケース３の積層方向の一端面３ａ側に配置されている。第一拘束板４１とケース３の一端面３ａとの間には、弾性体５が配置されている。第二拘束板４２は、板状部材であって、ケース３の積層方向の他端面３ｂ側に配置されている。第二拘束板４２は、ケース３の他端面３ｂに当接している。 The restraining portion 4 is a member that restrains the battery 200 from the outside of the case 3. The restraining portion 4 restrains the case 3 from both sides of the electrode assembly 2 in the stacking direction (hereinafter also simply referred to as “stacking direction”). The restraint portion 4 holds the case 3 from both sides in the stacking direction via the elastic body 5 and presses both end surfaces of the case 3 in the stacking direction. Specifically, the restraining portion 4 includes a first restraining plate 41, a second restraining plate 42, and a fastening portion 43. The first restraining plate 41 is a plate-like member, and is disposed on the one end surface 3 a side in the stacking direction of the case 3. The elastic body 5 is disposed between the first restraining plate 41 and the one end surface 3 a of the case 3. The second restraint plate 42 is a plate-like member and is disposed on the other end surface 3 b side in the stacking direction of the case 3. The second restraining plate 42 is in contact with the other end surface 3 b of the case 3.
締結部４３は、第一拘束板４１と第二拘束板４２とを締結するとともに、第一拘束板４１と第二拘束板４２との離間距離を調整可能な締結部材である。本実施形態の締結部４３は、ボルト４３ａとナット４３ｂで構成され、第一拘束板４１と第二拘束板４２とをねじ止め固定している。拘束部４によれば、ボルト４３ａの締め具合により、上記離間距離が調整でき、ケース３に対する押圧力が調整できる。本実施形態の拘束部４は、電池２００に対する積層方向への押圧力を調節可能な拘束手段である。 The fastening portion 43 is a fastening member that fastens the first restraining plate 41 and the second restraining plate 42 and can adjust the separation distance between the first restraining plate 41 and the second restraining plate 42. The fastening portion 43 of the present embodiment is configured by bolts 43a and nuts 43b, and fastens and fixes the first restraint plate 41 and the second restraint plate 42. According to the restraint part 4, the said separation distance can be adjusted by the tightening degree of the volt | bolt 43a, and the pressing force with respect to the case 3 can be adjusted. The restraining portion 4 of the present embodiment is a restraining means that can adjust the pressing force in the stacking direction with respect to the battery 200.
弾性体５は、ケース３と拘束部４との間に配置された弾性部材である。詳細に、弾性体５は、ケース３の一端面３ａと第一拘束板４１との間に配置されている。本実施形態の弾性体５は、ゴム製である。弾性体５は、図１、図３、及び図４に示すように、基部５１と、複数の突出部５２と、を備えている。なお、図３において、突出部５２は円形状に表されており、複数のうちの１つの突出部５２に符号が付され、他の突出部５２の符号は省略されている。 The elastic body 5 is an elastic member disposed between the case 3 and the restraining portion 4. Specifically, the elastic body 5 is disposed between the one end surface 3 a of the case 3 and the first restraining plate 41. The elastic body 5 of the present embodiment is made of rubber. As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the elastic body 5 includes a base 51 and a plurality of protrusions 52. In FIG. 3, the projecting portion 52 is represented in a circular shape, and one of the plurality of projecting portions 52 is provided with a reference numeral, and the other projecting sections 52 are omitted.
基部５１は、弾性体５における板状の部位である。基部５１は、突出部５２が形成されている一端面５１ａと、一端面５１ａに背向する他端面５１ｂと、を有している。換言すると、基部５１における積層方向の一方側の面が一端面５１ａであり、基部５１における積層方向の他方側の面が他端面５１ｂである。突出部５２は、一端面５１ａに形成され、他端面５１ｂには形成されていない。 The base 51 is a plate-like part in the elastic body 5. The base 51 has one end face 51a on which the protruding part 52 is formed and the other end face 51b facing away from the one end face 51a. In other words, one surface in the stacking direction of the base 51 is the one end surface 51a, and the other surface in the stacking direction of the base 51 is the other end surface 51b. The protrusion 52 is formed on the one end surface 51a and is not formed on the other end surface 51b.
他端面５１ｂは、ケース３の一端面３ａに当接している。本実施形態の他端面５１ｂの面積は、正極２１の一方面全体、負極２２の一方面全体、又はセパレータ２３の一方面全体を被覆可能な大きさに設定されている。つまり、本実施形態の基部５１は、他端面５１ｂの面積が正極２１及び負極２２（タブ２１ａ、２２ａを除く）の面積以上になるように形成されている。基部５１は、積層方向において電極２１、２２全体を被覆するように、すなわち積層方向において電極２１、２２全体と重なるように、ケース３と拘束部４の間に配置されている。 The other end surface 51 b is in contact with the one end surface 3 a of the case 3. The area of the other end surface 51 b of the present embodiment is set to a size that can cover the entire one surface of the positive electrode 21, the entire one surface of the negative electrode 22, or the entire one surface of the separator 23. That is, the base 51 of this embodiment is formed so that the area of the other end surface 51b is equal to or larger than the areas of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 (excluding the tabs 21a and 22a). The base 51 is disposed between the case 3 and the restraining portion 4 so as to cover the entire electrodes 21 and 22 in the stacking direction, that is, to overlap the entire electrodes 21 and 22 in the stacking direction.
突出部５２は、基部５１に形成された円柱状部位又は円錐台状部位である。突出部５２は、拘束部４に当接し、拘束部４を押圧している。詳細に、突出部５２は、基部５１から突出し、その円形状の突出端面で拘束部４を押圧している。突出部５２は、基部５１の一端面５１ａから突出し、その突出端面が第一拘束板４１に当接している。拘束部４は、電池２００が充放電する前の状態において、突出部５２が拘束部４に当接し且つ基部５１から突出した状態（突出部５２が完全に潰れていない状態）となるように調整されている。 The protruding part 52 is a columnar part or a truncated cone part formed in the base part 51. The protruding portion 52 is in contact with the restraining portion 4 and presses the restraining portion 4. In detail, the protrusion part 52 protrudes from the base 51, and is pressing the restraint part 4 with the circular-shaped protrusion end surface. The protruding portion 52 protrudes from one end surface 51 a of the base portion 51, and the protruding end surface is in contact with the first restraining plate 41. The restraining portion 4 is adjusted so that the protruding portion 52 is in contact with the restraining portion 4 and protrudes from the base 51 (a state where the protruding portion 52 is not completely crushed) before the battery 200 is charged and discharged. Has been.
本実施形態の突出部５２は、突出端面（積層方向の一端面）の直径が突出高さ（積層方向の長さ）より大きい円柱状又は円錐台状に形成されている。つまり、突出部５２は、弾性体５が上記位置に配置される前の状態において、アスペクト比（端面の直径／高さ）が１より大きくなるように形成されている。したがって、上記配置状態においても、当該アスペクト比は１より大きい。突出部５２は、基部５１の一端面５１ａに複数形成されている。複数の突出部５２は、一端面５１ａ上に所定の配列パターンで配置されている。本実施形態の配列パターンは、複数の突出部５２が基部５１の縦方向及び横方向で等間隔に整列された配列パターンである。本実施形態の配列パターンは、格子状の交点上に突出部５２が配置された格子状パターンともいえる。 The projecting portion 52 of the present embodiment is formed in a columnar shape or a truncated cone shape in which the diameter of the projecting end surface (one end surface in the stacking direction) is larger than the projecting height (length in the stacking direction). That is, the protrusion 52 is formed such that the aspect ratio (diameter / height of the end face) is greater than 1 before the elastic body 5 is disposed at the above position. Therefore, even in the arrangement state, the aspect ratio is larger than 1. A plurality of protruding portions 52 are formed on one end surface 51 a of the base portion 51. The plurality of projecting portions 52 are arranged in a predetermined arrangement pattern on the one end surface 51a. The arrangement pattern of the present embodiment is an arrangement pattern in which a plurality of protrusions 52 are arranged at equal intervals in the vertical and horizontal directions of the base 51. It can be said that the arrangement pattern of the present embodiment is a lattice pattern in which the protrusions 52 are arranged on lattice intersections.
弾性体５は、例えば、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、水素添加ニトリルゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、フルオロシリコーンゴム、ふっ素ゴム、クロロプレンゴム、クロロスルフォン化ポリエチレン、スチレンブタジエンゴム、プチルゴム、又はウレタンゴムなどのゴム材料で形成されている。弾性体５は、例えば気泡がないソリッドゴムで形成される。なお、弾性体５の材料としては、ソリッドゴムに限らず発泡ゴムを用いても良い。弾性体５の耐用温度の範囲は、−４０℃〜７０℃を含む範囲であることが好ましい。また、弾性体５の耐性としては、弾性体５を６０℃環境下に１５００時間置いた場合の変形量が４％以下であることが好ましい。 Examples of the elastic body 5 include ethylene propylene rubber, nitrile rubber, hydrogenated nitrile rubber, acrylic rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, fluorine rubber, chloroprene rubber, chlorosulfonated polyethylene, styrene butadiene rubber, butyl rubber, and urethane rubber. Made of rubber material. The elastic body 5 is made of, for example, a solid rubber having no bubbles. The material of the elastic body 5 is not limited to solid rubber, and foamed rubber may be used. The range of the service temperature of the elastic body 5 is preferably a range including −40 ° C. to 70 ° C. Moreover, as the tolerance of the elastic body 5, it is preferable that the deformation amount when the elastic body 5 is placed in an environment of 60 ° C. for 1500 hours is 4% or less.
突出部５２の数及び突出端面の面積は、電池２００が膨張した際の弾性体５の積層方向の圧縮量が、初期寸法（圧縮前の積層方向の幅）の２０％〜４０％に収まるように設計されている。一例として図３に示した基部５１の寸法は、縦が１３６ｍｍ、横が１１０ｍｍ、厚さ（積層方向の長さ）が１ｍｍである。同様に図３の突出部５２の寸法は、突出端面の直径が７ｍｍであり、突出高さ（積層方向の長さ）が２．３ｍｍであり、隣り合う軸中心同士の間隔（離間距離）が縦方向で２０ｍｍ、横方向で２０ｍｍである。このように、突出部５２の突出端面の直径は、その突出高さよりも大きくなっている。 The number of the protrusions 52 and the area of the protrusion end surface are such that the compression amount in the stacking direction of the elastic body 5 when the battery 200 expands is within 20% to 40% of the initial dimension (width in the stacking direction before compression). Designed to. As an example, the dimensions of the base 51 shown in FIG. 3 are 136 mm in length, 110 mm in width, and 1 mm in thickness (length in the stacking direction). Similarly, the dimensions of the protruding portion 52 in FIG. 3 are such that the diameter of the protruding end surface is 7 mm, the protruding height (length in the stacking direction) is 2.3 mm, and the interval (separation distance) between adjacent axis centers is. It is 20 mm in the vertical direction and 20 mm in the horizontal direction. Thus, the diameter of the projecting end surface of the projecting portion 52 is larger than its projecting height.
また、突出部５２の先端側縁部には、先端側に向かうほど直径が小さくなるように、凸弧状のＲ形状（曲面形状）が形成されている。同様に、突出部５２の根元側縁部には、根元側に向かうほど拡径するように、凹弧状のＲ形状（曲面形状）が形成されている。突出部５２が円柱状である場合、突出部５２の当該両端の縁部以外の部位は、断面の径が同径となるように形成される。また、突出部５２が円錐台状である場合、突出部５２の当該両端の縁部以外の部位は、断面の径が先端に向かうほど小さくなるように形成される。本発明の「円柱状又は円錐台状」は、突出部５２の突出方向両端の縁部にＲ形状が形成されたものを含む。 In addition, a convex arc-shaped R shape (curved surface shape) is formed at the distal end side edge portion of the protruding portion 52 so that the diameter becomes smaller toward the distal end side. Similarly, a concave arc-shaped R shape (curved surface shape) is formed at the base side edge of the protrusion 52 so as to increase in diameter toward the base side. In the case where the protruding portion 52 has a cylindrical shape, the portions other than the edge portions at both ends of the protruding portion 52 are formed so that the diameters of the cross sections are the same. Moreover, when the protrusion part 52 is truncated cone shape, parts other than the edge part of the said both ends of the protrusion part 52 are formed so that the diameter of a cross section may become so small that it goes to a front-end | tip. The “columnar or truncated cone shape” of the present invention includes those in which R shapes are formed at the edges of the protruding portions 52 at both ends in the protruding direction.
図３の例において、全突出部５２の突出端面の一端面５１ａに対する面積比率（突出端面の面積の合計／一端面５１ａの面積）は、およそ８％である。また、図３の例において、突出部５２は、基部５１の面積１００００ｍｍ２当たりおよそ２０個形成されている。突出部５２の変形性や成形性の観点から、上記面積比率が３％〜６０％で、且つ突出部５２が基部５１の面積１００００ｍｍ２当たり９個〜１０００個形成されることが好ましい。さらに、上記面積比率が５％〜５０％で、且つ突出部５２が基部５１の面積１００００ｍｍ２当たり１６個〜８００個形成されることが好ましい。また、成形性及び安定性の観点から、突出部５１の突出端面の直径は１〜１０ｍｍが好ましく、突出部５１の突出高さは０．５〜５ｍｍが好ましい。さらに、突出部５１の突出端面の直径は２〜１０ｍｍが好ましく、突出部５１の突出高さは１〜４ｍｍが好ましい。 In the example of FIG. 3, the area ratio of the projecting end surfaces of all the projecting portions 52 to the one end surface 51 a (the total area of the projecting end surfaces / the area of the one end surface 51 a) is approximately 8%. In the example of FIG. 3, approximately 20 protrusions 52 are formed per 10000 mm 2 of the base 51. From the viewpoint of the deformability and formability of the protrusions 52, it is preferable that the area ratio is 3% to 60%, and 9 to 1000 protrusions 52 are formed per 10000 mm 2 of the base 51. Furthermore, it is preferable that the area ratio is 5% to 50%, and 16 to 800 protrusions 52 are formed per 10000 mm 2 of the base 51. In addition, from the viewpoint of moldability and stability, the diameter of the protruding end surface of the protruding portion 51 is preferably 1 to 10 mm, and the protruding height of the protruding portion 51 is preferably 0.5 to 5 mm. Furthermore, the diameter of the protruding end surface of the protruding portion 51 is preferably 2 to 10 mm, and the protruding height of the protruding portion 51 is preferably 1 to 4 mm.
弾性体５は、電極組立体２の膨張により弾性体５が受ける荷重と弾性体５の圧縮量の関係において、第一所定荷重まで圧縮量が０となり、且つ第二所定荷重において所定圧縮量以下となるように形成されている。第一所定荷重は、正極２１と負極２２の間の隙間発生を防止可能な値に設定されている。換言すると、第一所定荷重は、正極２１とセパレータ２３の間の隙間発生防止の観点、及び負極２２とセパレータ２３の間の隙間発生防止の観点から設定されている。第一所定荷重は、シリコンを有する負極２２が負極として配置された構成において、例えば１ｋＮである。第二所定荷重と所定圧縮量は、電池２００の構成に応じて設定される値である。例えば本実施形態の構成において、第二所定荷重が例えば１３．３ｋＮであり、所定圧縮量が例えば１．７２ｍｍである。 In the relationship between the load received by the elastic body 5 due to the expansion of the electrode assembly 2 and the compression amount of the elastic body 5, the elastic body 5 has a compression amount of 0 up to the first predetermined load and is equal to or less than the predetermined compression amount at the second predetermined load. It is formed to become. The first predetermined load is set to a value that can prevent generation of a gap between the positive electrode 21 and the negative electrode 22. In other words, the first predetermined load is set from the viewpoint of preventing a gap between the positive electrode 21 and the separator 23 and from the viewpoint of preventing a gap between the negative electrode 22 and the separator 23. The first predetermined load is, for example, 1 kN in the configuration in which the negative electrode 22 having silicon is disposed as the negative electrode. The second predetermined load and the predetermined compression amount are values set according to the configuration of the battery 200. For example, in the configuration of the present embodiment, the second predetermined load is 13.3 kN, for example, and the predetermined compression amount is 1.72 mm, for example.
本実施形態によれば、弾性体５は、電池２００の膨張により荷重を受けると、主に突出部５２が変形して全体的に圧縮される。突出部５２は、基部５１から突出しているため、受けた荷重に対して逃げ代（変形が容易な領域）を有している。したがって、電池２００の膨張に対して主に突出部５２が変形する。電池２００が膨張した際に突出部５２が潰れて圧縮されることにより、電池２００が拘束部４から受ける荷重は低減される。つまり、電池２００の膨張時にケース３を介して電極組立体２に加わる積層方向の荷重は、弾性体５によって低減される。このように、本実施形態によれば、充放電に伴う電池２００の膨張によりケース３内の電極（正極２１及び負極２２）が受ける荷重（反力）を低減させることができる。 According to the present embodiment, when the elastic body 5 receives a load due to the expansion of the battery 200, the projecting portion 52 mainly deforms and is compressed as a whole. Since the protruding portion 52 protrudes from the base portion 51, it has a clearance (an area where deformation is easy) with respect to the received load. Therefore, the protrusion 52 is mainly deformed with respect to the expansion of the battery 200. When the battery 200 expands, the protrusion 52 is crushed and compressed, so that the load that the battery 200 receives from the restraining portion 4 is reduced. That is, the load in the stacking direction applied to the electrode assembly 2 through the case 3 when the battery 200 is expanded is reduced by the elastic body 5. Thus, according to the present embodiment, the load (reaction force) received by the electrodes (the positive electrode 21 and the negative electrode 22) in the case 3 due to the expansion of the battery 200 accompanying charging and discharging can be reduced.
また、本実施形態によれば、突出部５２の数、突出端面の面積、及び配列パターンの少なくとも１つを調整することで、容易に所望の圧縮率（荷重に対する圧縮量）を実現することができる。これは、膨張時の電極への負荷（荷重）を低減させつつ、電極の密着性を確保する必要がある非水系二次電池の構成において、非常に有利である。特に電池モジュール１は、弾性体５と、ケース３への押圧力を調節可能な拘束部４とを備えているため、膨張時の電極への負荷の低減と電極の密着性の確保とを両立させる点で極めて有利である。 In addition, according to the present embodiment, a desired compression ratio (compression amount with respect to load) can be easily realized by adjusting at least one of the number of the protruding portions 52, the area of the protruding end surface, and the arrangement pattern. it can. This is very advantageous in the configuration of a non-aqueous secondary battery in which it is necessary to ensure the adhesion of the electrode while reducing the load (load) on the electrode during expansion. In particular, since the battery module 1 includes the elastic body 5 and the restraining portion 4 that can adjust the pressing force to the case 3, both reduction in load on the electrode during expansion and securing of electrode adhesion are achieved. This is extremely advantageous.
また、本実施形態では、弾性体５が、突出部５２が拘束部４に当接し且つ基部５１がケース３に当接するように配置されているため、ケース３及び電極組立体２が弾性体５から受ける各所の面圧を一様にすることができる。換言すると、ケース３と弾性体５とが全体的に面接触となるため、弾性体５からケース３を介して電極組立体２に加わる荷重をより均一化することができる。これにより、荷重のムラが電池２００の充放電効率等に影響を及ぼすことを抑制することができる。 In the present embodiment, the elastic body 5 is disposed so that the protruding portion 52 contacts the restraining portion 4 and the base portion 51 contacts the case 3, so that the case 3 and the electrode assembly 2 are elastic bodies 5. It is possible to make the surface pressure received from each part uniform. In other words, since the case 3 and the elastic body 5 are in surface contact as a whole, the load applied to the electrode assembly 2 from the elastic body 5 through the case 3 can be made more uniform. Thereby, it can suppress that the nonuniformity of a load affects the charging / discharging efficiency of the battery 200, etc.
また、突出部５２が円柱状又は円錐台状であることにより、突出端面の面積を確保しつつ、変形時の応力集中を回避し、荷重に対する変形の仕方を均一に近づけることが可能となる。さらに、突出部５２の突出端面の直径が突出部５２の突出高さよりも大きいことにより、荷重に対して突出部５２を積層方向に安定して変形させることができ、また荷重の均一化の面でも有利である。 Further, since the projecting portion 52 has a columnar shape or a truncated cone shape, it is possible to avoid stress concentration at the time of deformation and to make the deformation method with respect to the load uniform while ensuring the area of the projecting end surface. Further, since the diameter of the protruding end surface of the protruding portion 52 is larger than the protruding height of the protruding portion 52, the protruding portion 52 can be stably deformed in the stacking direction with respect to the load, and the surface of the load is uniformized. But it is advantageous.
また、負極２２がシリコンを有する場合、充放電時の負極２２の膨張収縮が大きく、電池２００が受ける負荷の低減や調整が困難であるが、この場合でも、突出部５２を有する弾性体５は上記作用により有効に機能する。つまり、負極２２がシリコンを有する構成において、本実施形態は特に効果的である。また、ケース３が角型で金属製（例えばアルミニウム製）である場合、拘束部４による荷重を弾性体５との組み合わせにより、より一様に電池２００に伝達することができる。このような構成は、体積が比較的大きい車載用の電池モジュールにおいて特に有効である。また、ケース３の剛性が高いため、拘束部４から受ける荷重によってケース３が変形しにくくなり、外部から加わる荷重を低減させるとともに、拘束部４による安定した押圧状態（拘束状態）を形成することができる。 In addition, when the negative electrode 22 includes silicon, the expansion and contraction of the negative electrode 22 during charging and discharging is large, and it is difficult to reduce or adjust the load received by the battery 200. It functions effectively by the above action. That is, this embodiment is particularly effective in the configuration in which the negative electrode 22 includes silicon. Further, when the case 3 is square and made of metal (for example, aluminum), the load by the restraining portion 4 can be more uniformly transmitted to the battery 200 by the combination with the elastic body 5. Such a configuration is particularly effective in an in-vehicle battery module having a relatively large volume. Further, since the rigidity of the case 3 is high, the case 3 is less likely to be deformed by the load received from the restraining portion 4, and the load applied from the outside is reduced, and a stable pressing state (restraint state) by the restraining portion 4 is formed. Can do.
（実施例１）
実施例１及び実施例２の弾性体５を図５に表す。実施例１の弾性体５は、ソリッドゴムであって、エチレンプロピレンゴムで形成されている。基部５１と突出部５２は一体的に形成されている。実施例１の基部５１の寸法については、図３同様、縦が１３６ｍｍ、横が１１０ｍｍ、厚さ（積層方向の長さ）が１ｍｍである。実施例１の突出部５２の寸法については、突出端面の直径が３ｍｍであり、突出高さ（積層方向の長さ）が２．３ｍｍである。実施例１では、図５の上段に示すように、１５８個の突出部５２が、基部５１の一端面５１ａの全面に１種類の配列パターンで形成されている。
Example 1
The elastic body 5 of Example 1 and Example 2 is shown in FIG. The elastic body 5 of Example 1 is a solid rubber, and is formed of ethylene propylene rubber. The base 51 and the protrusion 52 are integrally formed. As for the dimensions of the base 51 of Example 1, as in FIG. 3, the length is 136 mm, the width is 110 mm, and the thickness (length in the stacking direction) is 1 mm. About the dimension of the protrusion part 52 of Example 1, the diameter of a protrusion end surface is 3 mm, and protrusion height (length in the lamination direction) is 2.3 mm. In the first embodiment, as shown in the upper part of FIG. 5, 158 protrusions 52 are formed in one kind of arrangement pattern on the entire end surface 51 a of the base 51.
配列パターンは、基部５１の縦横方向に隣り合う突出部５２の間隔が等しく、当該縦横に対して４５度方向に隣り合う突出部５２の間隔が均一となるパターンである。換言すると、配列パターンは、基部５１の縦横方向に対して、斜め方向に突出部５２が均一の間隔で配列された菱形パターンである。実施例１の弾性体５は、斜め４５度方向に隣り合う突出部５２の間隔が、最小間隔（最短ピッチ）になるように形成されている。全突出部５２の突出端面の一端面５１ａに対する面積比率（突出端面の面積の合計／一端面５１ａの面積）は、およそ７％である。 The arrangement pattern is a pattern in which the intervals between the protrusions 52 adjacent to each other in the vertical and horizontal directions of the base 51 are equal and the intervals between the protrusions 52 adjacent to each other in the vertical and horizontal directions are uniform. In other words, the arrangement pattern is a rhombus pattern in which the protrusions 52 are arranged at an even interval in an oblique direction with respect to the vertical and horizontal directions of the base 51. The elastic body 5 according to the first embodiment is formed such that the interval between the protrusions 52 adjacent to each other in the oblique 45 degree direction is the minimum interval (shortest pitch). The area ratio of the projecting end surfaces of all the projecting parts 52 to the one end surface 51a (the total area of the projecting end surfaces / the area of the one end surface 51a) is approximately 7%.
（実施例２）
実施例２の弾性体５は、実施例１と比較して個数のみが異なっている。すなわち、図５の上段に示すように、実施例２では、６５１個の突出部５２が基部５１の一端面５１ａ全面に実施例１と同様の配列パターンで形成されている。ただし、実施例１とは個数が異なるため、隣り合う突出部５２の間隔は実施例１とは異なる。全突出部５２の突出端面の一端面５１ａに対する面積比率（突出端面の面積の合計／一端面５１ａの面積）は、およそ３０％である。
(Example 2)
The number of the elastic bodies 5 of Example 2 is different from that of Example 1 only. That is, as shown in the upper part of FIG. 5, in the second embodiment, 651 projecting portions 52 are formed on the entire end surface 51 a of the base portion 51 in the same arrangement pattern as in the first embodiment. However, since the number is different from that in the first embodiment, the interval between the adjacent protrusions 52 is different from that in the first embodiment. The area ratio of the projecting end surfaces of all the projecting parts 52 to the one end surface 51a (the total area of the projecting end surfaces / the area of the one end surface 51a) is approximately 30%.
（試験例）
図６に示すように、２枚の拘束板Ａ１、Ａ２の間に、電極組立体２を模擬したシート部材Ｂと、ケース３を模擬したアルミ板Ｃと、実施例１又は実施例２の弾性体５と、を挟んで、拘束板Ａ１に拘束板Ａ２に向けて荷重を加える試験を行った。この試験結果であって、実施例１及び実施例２の弾性体５における荷重と圧縮率の関係を図７に表す。シート部材Ｂは、荷重分布を可視化することができる面圧シートで構成されている。比較例として、突出部５２が形成されていない弾性体（実施例１と同面積で厚さ３．３ｍｍの基部のみ）、すなわち配列パターンなしの弾性体に対して上記と同じ試験を行った試験結果も図７に表す。これによれば、実施例１の弾性体５は、荷重に対して比較例よりも高い圧縮率を有していることが分かる。
(Test example)
As shown in FIG. 6, between the two restraining plates A1 and A2, a sheet member B that simulates the electrode assembly 2, an aluminum plate C that simulates the case 3, and the elasticity of the first or second embodiment. The test which applies a load toward restraint board A2 across restraint board A1 across body 5 was done. FIG. 7 shows the relationship between the load and the compression rate in the elastic body 5 of Example 1 and Example 2 as a result of this test. The sheet member B is composed of a surface pressure sheet that can visualize the load distribution. As a comparative example, a test in which the same test as described above was performed on an elastic body in which the protrusions 52 were not formed (only a base having the same area as in Example 1 and a thickness of 3.3 mm), that is, an elastic body without an array pattern. The results are also shown in FIG. According to this, it turns out that the elastic body 5 of Example 1 has a compressibility higher than a comparative example with respect to a load.
また、図７に示すように、実施例２の弾性体５に対して実施例１と同じ試験を行った試験結果によれば、実施例２の弾性体５は、荷重に対して比較例よりも高く実施例１よりも低い圧縮率を有していることが分かる。 Moreover, as shown in FIG. 7, according to the test result which performed the same test as Example 1 with respect to the elastic body 5 of Example 2, the elastic body 5 of Example 2 is compared with a comparative example with respect to a load. It can be seen that the compression ratio is higher than that of the first embodiment.
実施例１、２は、比較例よりも高い圧縮率を有し、シート部材Ｂ等への荷重負荷をより良く吸収していることが分かる。つまり、実施例１、２によれば、シート部材Ｂが拘束板Ａ１から受けた荷重を、弾性体５の圧縮により低減させることができる。 It can be seen that Examples 1 and 2 have a higher compression rate than the comparative example and better absorb the load applied to the sheet member B and the like. That is, according to the first and second embodiments, the load received by the sheet member B from the restraining plate A1 can be reduced by the compression of the elastic body 5.
また、図５の下段に示すように、実施例１の荷重分布では、面圧の若干のムラが見られ、実施例２の荷重分布では、面圧のムラがほとんど見られなかった。面圧のムラが小さいほど、荷重が電極組立体２に一様に加わり、充放電効率や耐久性の観点において有利である。したがって、実施例１よりも実施例２のほうが、上記観点において好ましい。このように、実施例１、２に例示される本実施形態によれば、膨張により電極が受ける荷重を適切に低減させることができる。 Further, as shown in the lower part of FIG. 5, in the load distribution of Example 1, slight unevenness of the surface pressure was observed, and in the load distribution of Example 2, almost no unevenness of the surface pressure was observed. The smaller the unevenness of the surface pressure, the more uniformly the load is applied to the electrode assembly 2, which is advantageous in terms of charge / discharge efficiency and durability. Therefore, Example 2 is more preferable than Example 1 in the said viewpoint. Thus, according to this embodiment illustrated in Examples 1 and 2, it is possible to appropriately reduce the load that the electrode receives due to expansion.
また、実施例１、２によれば、全突出部５２の突出端面の一端面５１ａに対する面積比率が７％以上で、且つ突出部５２が基部５１の面積１００００ｍｍ２当たり１００個以上形成されていることが好ましい。また、面圧のムラの低減の観点から、全突出部５２の突出端面の一端面５１ａに対する面積比率が２０％以上で、且つ突出部５２が基部５１の面積１００００ｍｍ２当たり４００個以上形成されていることが好ましい。さらに、面圧のムラ及び成形性（製造容易）の観点から、全突出部５２の突出端面の一端面５１ａに対する面積比率が２０％〜５０％で、且つ突出部５２が基部５１の面積１００００ｍｍ２当たり４００個〜８００個形成されていることが好ましい。また、図７に示すように、実施例１、２では、荷重５ｋＮの際の圧縮率が０．１５〜０．５であり、且つ荷重３０ｋＮの際の圧縮率が０．３５〜０．６５である。 Further, according to the first and second embodiments, the area ratio of the projecting end surfaces of all the projecting portions 52 to the one end surface 51a is 7% or more, and 100 or more projecting portions 52 are formed per 10,000 mm 2 of the base portion 51 area. It is preferable. Further, from the viewpoint of reducing the unevenness of the surface pressure, the area ratio of the projecting end surfaces of all the projecting portions 52 to the one end surface 51a is 20% or more, and 400 or more projecting portions 52 are formed per 10000 mm 2 of the base portion 51. Preferably it is. Furthermore, from the viewpoint of unevenness of surface pressure and moldability (manufacturing is easy), the area ratio of the protruding end surface of all the protruding portions 52 to the one end surface 51a is 20% to 50%, and the protruding portion 52 has an area of 10,000 mm 2. It is preferable that 400 to 800 per hole is formed. Moreover, as shown in FIG. 7, in Examples 1 and 2, the compression rate when the load is 5 kN is 0.15 to 0.5, and the compression rate when the load is 30 kN is 0.35 to 0.65. It is.
ここで、比較例の構成（突出部５２なしの構成）において例えば発泡ゴムなどを用いて、面圧のムラをなくしつつ圧縮率を上げることが考えられる。しかしながら、その場合、突出部５２がないため、弾性体に対して、圧縮率を所望の数値、又は電極の密着性と膨張時の負荷低減の両立が可能な特性を、実現することは困難である。一方で、実施例１、２で例示されるように、本実施形態は、面圧のムラと圧縮率をコントロールしやすい点で有利である。 Here, in the configuration of the comparative example (configuration without the projecting portion 52), it is conceivable to use, for example, foamed rubber to increase the compression rate while eliminating unevenness of the surface pressure. However, in that case, since there is no protruding portion 52, it is difficult to achieve a desired compression ratio for the elastic body, or a characteristic that can achieve both the adhesion of the electrode and the load reduction during expansion. is there. On the other hand, as exemplified in Examples 1 and 2, this embodiment is advantageous in that it is easy to control the unevenness of the surface pressure and the compression rate.
（その他）
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、弾性体５は、基部５１が拘束部４に当接し突出部５２がケース３に当接するように配置されても良い。また、弾性体５は、ケース３の一端面３ａ側に加えて、さらにケース３の他端面３ｂ側にも配置されても良い。また、基部５１は、樹脂や金属など、弾性部材でない材料により構成されても良い。ただし、基部５１及び突出部５２が、１種類の弾性部材で構成されているほうが、製造及び荷重吸収の面で有利である。また、突出部５２の形状は、円柱状や円錐台状に限らず、例えば円錐状や角柱状であっても良い。また、基部５１の端面５１ａ、５１ｂの面積は、上記に限らない。
(Other)
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the elastic body 5 may be arranged such that the base 51 contacts the restraint 4 and the protrusion 52 contacts the case 3. The elastic body 5 may be disposed on the other end surface 3 b side of the case 3 in addition to the one end surface 3 a side of the case 3. The base 51 may be made of a material that is not an elastic member, such as resin or metal. However, it is more advantageous in terms of manufacturing and load absorption that the base 51 and the protrusion 52 are made of one type of elastic member. Moreover, the shape of the protrusion 52 is not limited to a columnar shape or a truncated cone shape, and may be, for example, a conical shape or a prismatic shape. Moreover, the area of the end surfaces 51a and 51b of the base 51 is not limited to the above.
また、突出部５２の配列パターンも上記に限らず、例えば渦巻き状の配列パターン等でも良い。また、基部５１の一端面５１ａに複数種類の突出部５２の配列パターンが形成されても良い。また、ケース３は、袋状となった軟質のラミネートフィルムからなるラミネートケースであっても良い。また、拘束部４は、電池２００を収容するケース状部材であっても良い。また、弾性体５は、配置安定性の観点から、ケース３の一端面３ａ全体を覆うように形成されても良い。また、電極組立体２は、本実施形態のような、正極２１、セパレータ２３、及び負極２２を重ねた積層型に限らず、正極２１、セパレータ２３、及び負極２２を捲いた捲回型であっても良い。この場合、径方向が積層方向ともいえる。また、本実施形態の電池モジュール１は、比較的配置スペースに余裕があり且つある程度の剛性が要求される車両用電池モジュールに用いることができる。 Further, the arrangement pattern of the protrusions 52 is not limited to the above, and may be, for example, a spiral arrangement pattern. Further, an array pattern of a plurality of types of protrusions 52 may be formed on one end surface 51 a of the base 51. The case 3 may be a laminate case made of a soft laminate film in a bag shape. Further, the restraining portion 4 may be a case-like member that houses the battery 200. Further, the elastic body 5 may be formed so as to cover the entire one end surface 3a of the case 3 from the viewpoint of arrangement stability. The electrode assembly 2 is not limited to the stacked type in which the positive electrode 21, the separator 23, and the negative electrode 22 are stacked as in the present embodiment, but is a wound type in which the positive electrode 21, the separator 23, and the negative electrode 22 are stacked. May be. In this case, it can be said that the radial direction is also the stacking direction. In addition, the battery module 1 of the present embodiment can be used for a vehicle battery module that has a relatively large arrangement space and requires a certain degree of rigidity.
（まとめ）
本実施形態の電池モジュール１は、正極２１、負極２２、及び正極２１と負極２２を収容するケース３を有する電池２００と、電池２００をケース３の外側から拘束する拘束部４と、ケース３と拘束部４との間に配置された弾性体５と、を備え、弾性体５は、基部５１と、基部５１から突出して拘束部４又はケース３を押圧する複数の突出部５２と、を備える。また、本実施形態において、電池２００は、正極２１及び負極２２が積層された電極組立体２を有し、拘束部４は、ケース３を電極組立体２の積層方向に押圧し、弾性体５は、ケース３の積層方向の一端面３ａと拘束部４との間に配置され、基部５１は、ケース３の一端面３ａに当接し、突出部５２は、拘束部４に当接している。また、本実施形態において、突出部５２は、突出端面の直径が突出高さより大きい円柱状又は円錐台状に形成されている。また、本実施形態において、負極２２は、シリコンを有する。
(Summary)
The battery module 1 of the present embodiment includes a positive electrode 21, a negative electrode 22, a battery 200 having a case 3 that accommodates the positive electrode 21 and the negative electrode 22, a restraining portion 4 that restrains the battery 200 from the outside of the case 3, The elastic body 5 includes a base 51 and a plurality of protrusions 52 that protrude from the base 51 and press the restraint 4 or the case 3. . Further, in the present embodiment, the battery 200 includes the electrode assembly 2 in which the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are stacked, and the restraining portion 4 presses the case 3 in the stacking direction of the electrode assembly 2, and the elastic body 5. Is disposed between one end surface 3 a of the case 3 in the stacking direction and the restraining portion 4, the base portion 51 is in contact with the one end surface 3 a of the case 3, and the protruding portion 52 is in contact with the restraining portion 4. Moreover, in this embodiment, the protrusion part 52 is formed in the column shape or truncated cone shape where the diameter of a protrusion end surface is larger than protrusion height. In the present embodiment, the negative electrode 22 includes silicon.
１：電池モジュール、 ２００：電池、 ２：電極組立体、
２１：正極、 ２２：負極、 ２３：セパレータ、
３：ケース、 ３ａ：一端面、 ４：拘束部、
５：弾性体、 ５１：基部、 ５２：突出部
1: battery module, 200: battery, 2: electrode assembly,
21: positive electrode, 22: negative electrode, 23: separator,
3: Case, 3a: One end surface, 4: Restraint part,
5: Elastic body, 51: Base part, 52: Protrusion part
Claims (4)
前記電池を前記ケースの外側から拘束する拘束部と、
前記ケースと前記拘束部との間に配置された弾性体と、
を備え、
前記弾性体は、基部と、前記基部から突出して前記拘束部又は前記ケースを押圧する複数の突出部と、を備える電池モジュール。 A battery having a positive electrode, a negative electrode, and a case containing the positive electrode and the negative electrode;
A restraining portion for restraining the battery from the outside of the case;
An elastic body disposed between the case and the restraining portion;
With
The elastic body includes a base and a plurality of protrusions that protrude from the base and press the restraint or the case.
前記拘束部は、前記ケースを前記電極組立体の積層方向に押圧し、
前記弾性体は、前記ケースの前記積層方向の一端面と前記拘束部との間に配置され、
前記基部は、前記ケースの前記一端面に当接し、
前記突出部は、前記拘束部に当接している請求項１に記載の電池モジュール。 The battery includes an electrode assembly in which the positive electrode and the negative electrode are stacked,
The restraining portion presses the case in the stacking direction of the electrode assembly,
The elastic body is disposed between one end surface of the case in the stacking direction and the restraining portion,
The base portion contacts the one end surface of the case,
The battery module according to claim 1, wherein the protruding portion is in contact with the restraining portion.
The battery module according to claim 1, wherein the negative electrode includes silicon.
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- 2016-02-26 JP JP2016036205A patent/JP2017152338A/en active Pending
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