JP2019061937A - 電池モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態に係る電池モジュールは、単電池を複数備えた組電池と、当該組電池の拘束状態を制御する制御部と、を備えている。本明細書では、先ず、組電池を構成する単電池の具体的な構成を説明する。
図3は本実施形態に係る電池モジュール100を模式的に示す図である。また、図4は本実施形態に係る電池モジュール100における押圧部材40を説明する正面図であり、図5〜図7はそれぞれ一実施形態に係る押圧部材40を示す平面図である。なお、図4は押圧部材40と電極体30との位置関係を説明するために、図中の上側に単電池20を記載しており、当該単電池20内部に収容された電極体30を模式的に示している。
図3に示すように、本実施形態に係る電池モジュール100は、組電池10の拘束状態を制御する制御部90を備えている。図示は省略するが、制御部90は、電池モジュール100が搭載される外部機器(車両など)と接続されている。制御部90は、組電池10の充電継続時間を計測する充電時間計測手段92を備えている。
また、組電池が3個以上の単電池を備えている場合、配列された単電池の間隙の全てに押圧部材が配置されていなくてもよい。配列された単電池の間隙のうちの少なくとも一箇所に押圧部材が配置されていれば、適切な効果を発揮させることができる。
実施例では、上記した実施形態のように、油圧によって膨張/収縮するように構成された加圧部44を備えた押圧部材40を用いて電池モジュール100を構築した。
比較例において、押圧部材40として、加圧部44が膨張/収縮しない第1加圧部44aのみから構成されたものを使用し、常に電極体30のコア部30Aの幅方向Wの両縁部(第1拘束部)のみに拘束荷重が加わるように構成された組電池10を構築した。なお、押圧部材40の構成以外は、実施例に係る組電池10の製造方法と同様にして製造した。
実施例および比較例に係る組電池10を、−10℃の環境下に置き、所定の電流値で、充電、休止、放電、休止を1サイクルとする充放電サイクルを所定のサイクル数で実施した。その後、単電池20であるリチウムイオン二次電池を解体し、負極上での金属リチウムの析出の有無を確認した。負極上での金属リチウムの析出が確認されなかった電流値のうち、最大の電流値を限界電流値とした。比較例に係るリチウムイオン二次電池の限界電流値を基準としたときの、実施例に係るリチウムイオン二次電池の限界電流値の比を百分率(%)で求めた。結果を図9に示す。
20、20A、20B 単電池
30 電極体
30A コア部
30B 端子接続部
31 正極シート
32 正極集電体
33 正極活物質層
34 正極露出部
35 負極シート
36 負極集電体
37 負極活物質層
38 負極露出部
39 セパレータ
40 押圧部材
42 支持板
44 加圧部
44a 第1加圧部
44b、44c 第2A加圧部
44d、44e 第2B加圧部
50 電池ケース
52 ケース本体
54 蓋体
60 正極端子
62 負極端子
64 バスバー
70A、70B エンドプレート
72 締付け用ビーム材
80 油圧供給管
82 電池制御システム
90 制御部
92 充放電制御手段
94 荷重制御手段
100 電池モジュール
L0 コア部の長さ
L1 一対の第1加圧部の間隔
L2 一対の第2A加圧部の間隔
W 幅方向
X 単電池の配列方向
Claims (1)
- 組電池と制御部とを備えた電池モジュールであって、
前記組電池は、所定の方向に配列した複数の充放電可能な単電池と、前記配列された単電池の間隙および該配列方向の両端部のうちの少なくとも一箇所に配置された押圧部材と、が該配列方向に拘束荷重を加えられつつ拘束されて構成されており、
前記単電池は、扁平形状の電極体と電解液とが電池ケースに収容されて構成されており、
前記電極体は、正極活物質層を有する正極シートと負極活物質層を有する負極シートとを備えており、
前記正極シートにおける前記電池ケースの底面と平行方向である幅方向の一方の端部には、前記正極活物質層を有しない正極露出部が形成されており、且つ、前記負極シートにおける前記幅方向の他方の端部には、前記負極活物質層を有しない負極露出部が形成されており、
前記電極体は、前記正極活物質層と前記負極活物質層とが対向した扁平形状のコア部を有しており、
ここで、前記押圧部材は、前記コア部の前記幅方向の両端と前記正負極露出部それぞれとの境界を包含する両縁部に拘束荷重を加える第1加圧部と、該両縁部よりも前記コア部の前記幅方向の中央部に拘束荷重を加える第2加圧部と、を備えており、
前記制御部は、時間計測手段と荷重制御手段とを備えており、
前記時間計測手段は、前記組電池の充電継続時間を計測し、
前記荷重制御手段は、
前記充電継続時間が所定の閾値より小さいとき、前記第1加圧部により前記両縁部に拘束荷重を加え、
前記充電継続時間が所定の閾値以上のとき、前記第1加圧部により前記両縁部に拘束荷重を加えつつ、前記第2加圧部により前記中央部に拘束荷重を加える、
ことを特徴とする電池モジュール。
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