JP2022148080A - battery module - Google Patents

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貴昭 松井
Takaaki Matsui
宏一郎 磯部
Koichiro Isobe
孝史 野世
Takashi Nose
裕喜 永井
Hiroyoshi Nagai
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Abstract

To provide a battery module capable of suppressing deterioration of a battery performance.SOLUTION: A battery module 10 comprises: a plurality of battery cells 1 laminated in a lamination direction; a spacer 20 that is provided between the two battery cells 1 adjacent to each other in the lamination direction. Each battery cell 1 viewed from the lamination direction includes a rectangular shape. A dimension in a long side direction of each battery cell 1 in a surface vertical to the lamination direction is 1.5 times or more the dimension in a short side direction of each battery cell 1. A thickness of the spacer 20 is gradually reduced toward a central part 27 from an upper end part 26, and is gradually increased toward a lower end part 28 from the central part 27. The thickness in the upper end part 26 of the spacer 20 is 1.3 times of or more the thickness of the central part 27, and the thickness in the lower end part 28 is 1.3 times or more the thickness in the central part 27.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本開示は、電池モジュールに関する。 The present disclosure relates to battery modules.

国際公開第2011/158341号(特許文献1)には、複数個の単電池と複数個の接触部材とが交互に積層された組電池が開示されている。接触部材を上から見ると、中央で凹となるように湾曲している。 International Publication No. 2011/158341 (Patent Document 1) discloses an assembled battery in which a plurality of unit cells and a plurality of contact members are alternately stacked. When the contact member is viewed from above, it is curved so as to be concave at the center.

国際公開第2011/158341号WO2011/158341

幅広形状の大型電池では、充電と放電とを繰り返すうちに、電池中央部の膨張量が大きくなりやすい。複数の電池セル間に設けられたスペーサの厚みによっては、電池性能の低下を引き起こす可能性がある。 In a wide-shaped large-sized battery, the amount of swelling at the central portion of the battery tends to increase as charging and discharging are repeated. Depending on the thickness of spacers provided between a plurality of battery cells, there is a possibility that deterioration of battery performance may be caused.

本開示では、電池性能の低下を抑制できる電池モジュールが提案される。 The present disclosure proposes a battery module capable of suppressing deterioration of battery performance.

本開示に従った電池モジュールは、積層方向に積層された複数の電池セルと、積層方向に隣り合う二つの電池セル間に設けられたスペーサとを備えている。積層方向に見た電池セルは、矩形状の形状を有している。積層方向に垂直な面における、電池セルの長辺方向の寸法が、電池セルの短辺方向の寸法の1.5倍以上である。スペーサの厚みは、電池セルの短辺方向における第一縁部から電池セルの短辺方向における中央部に向かって漸減し、電池セルの中央部から電池セルの短辺方向における第二縁部に向かって漸増する。スペーサの、第一縁部における厚みが、中央部における厚みの1.3倍以上であり、第二縁部における厚みが、中央部における厚みの1.3倍以上である。 A battery module according to the present disclosure includes a plurality of battery cells stacked in the stacking direction, and a spacer provided between two battery cells adjacent in the stacking direction. A battery cell viewed in the stacking direction has a rectangular shape. The dimension in the long side direction of the battery cell in the plane perpendicular to the stacking direction is 1.5 times or more the dimension in the short side direction of the battery cell. The thickness of the spacer gradually decreases from the first edge in the short side direction of the battery cell toward the central portion in the short side direction of the battery cell, and from the central portion of the battery cell to the second edge in the short side direction of the battery cell. gradually increase toward The thickness of the spacer at the first edge is at least 1.3 times the thickness at the center, and the thickness at the second edge is at least 1.3 times the thickness at the center.

膨張量の大きい幅広形状の電池であっても、スペーサの厚みを調整することで荷重分布の均一性を向上できるので、電池性能の低下を抑制することができる。 Even in the case of a wide-shaped battery with a large amount of expansion, the uniformity of the load distribution can be improved by adjusting the thickness of the spacer, so deterioration of the battery performance can be suppressed.

本開示に係る電池モジュールによれば、電池性能の低下を抑制することができる。 According to the battery module according to the present disclosure, deterioration of battery performance can be suppressed.

電池セルの概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of a battery cell. 電池セルの形状と膨化との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between battery cell shape and swelling. 電池モジュールの概略構成を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a battery module; FIG. 電池セル間のスペーサを拡大して示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing an enlarged spacer between battery cells. 電池モジュールの端部のスペーサを拡大して示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an enlarged spacer at the end of the battery module. 実施形態の思想を適用可能な電池セルのアスペクト比率の範囲について示すグラフである。4 is a graph showing a range of aspect ratios of battery cells to which the concept of the embodiment can be applied;

以下、実施形態について図に基づいて説明する。以下の説明では、同一部品には、同一の符号を付している。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are given to the same parts. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.

図1は、電池セル1の概略構成を示す斜視図である。電池セル1は、上面に開口部を有する略直方体形状の電池ケース2と、電池ケース2の開口部を閉塞する蓋体3とを備えている。蓋体3には、外部端子部4,4が設けられている。外部端子部4の一方は正極外部端子であり、外部端子部4の他方は負極外部端子である。蓋体3の全周が溶接によって電池ケース2の開口部に接合されている。これにより、電池ケース2内が密閉状態とされている。 FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a battery cell 1. FIG. The battery cell 1 includes a substantially rectangular parallelepiped battery case 2 having an opening on the upper surface, and a lid 3 that closes the opening of the battery case 2 . The lid 3 is provided with external terminal portions 4 , 4 . One of the external terminal portions 4 is a positive electrode external terminal, and the other of the external terminal portions 4 is a negative electrode external terminal. The entire circumference of the lid 3 is welded to the opening of the battery case 2 . As a result, the inside of the battery case 2 is sealed.

電池ケース2内には、図示しない電極体が収容されている。電極体は、シート状の正極と、シート状の負極と、正極と負極との間に介在するシート状のセパレータとを有している。電池ケース2内にはまた、図示しない電解液が収容されている。 An electrode assembly (not shown) is accommodated in the battery case 2 . The electrode body has a sheet-like positive electrode, a sheet-like negative electrode, and a sheet-like separator interposed between the positive electrode and the negative electrode. The battery case 2 also contains an electrolyte (not shown).

図1に示されるX方向は、電池セル1の厚み方向であって、後述する電池モジュール10における電池セル1の積層方向を示している。積層方向に見た電池セル1は、矩形状の形状を有している。Y方向は、積層方向に見た電池セル1の長辺方向を示している。Y方向を電池セル1の幅方向とも称する。Z方向は、積層方向に見た電池セル1の短辺方向を示している。Z方向を電池セル1の高さ方向とも称する。X方向、Y方向およびZ方向は、互いに直交している。 The X direction shown in FIG. 1 is the thickness direction of the battery cells 1 and indicates the stacking direction of the battery cells 1 in the battery module 10 described later. The battery cell 1 seen in the stacking direction has a rectangular shape. The Y direction indicates the long side direction of the battery cells 1 viewed in the stacking direction. The Y direction is also referred to as the width direction of the battery cell 1 . The Z direction indicates the short side direction of the battery cell 1 viewed in the stacking direction. The Z direction is also referred to as the height direction of the battery cell 1 . The X, Y and Z directions are orthogonal to each other.

図1に示される寸法Aは、電池セル1の高さ方向の寸法である。寸法Bは、電池セル1の幅方向の寸法である。寸法Bは、積層方向に垂直な面における電池セル1の長辺方向の寸法である。寸法Aは、積層方向に垂直な面における電池セル1の短辺方向の寸法である。電池セル1の幅方向の寸法と高さ方向の寸法との比、すなわちB/Aを、本明細書ではアスペクト比率と称する。 A dimension A shown in FIG. 1 is a dimension in the height direction of the battery cell 1 . A dimension B is a dimension in the width direction of the battery cell 1 . A dimension B is a dimension in the long side direction of the battery cell 1 in a plane perpendicular to the stacking direction. The dimension A is the dimension in the short side direction of the battery cell 1 in a plane perpendicular to the stacking direction. The ratio of the dimension in the width direction to the dimension in the height direction of the battery cell 1, that is, B/A is referred to as an aspect ratio in this specification.

図1に仮想的に示される電池中央部5は、積層方向に見た電池セル1の中央部を示している。 A battery central portion 5 virtually shown in FIG. 1 indicates the central portion of the battery cell 1 viewed in the stacking direction.

図2は、電池セル1の形状と膨化との関係を示すグラフである。図2に示されるグラフの横軸は、電池セル1の積層方向に垂直な面における、電池セル1のアスペクト比率を示している。図2に示されるグラフの縦軸は、電池セル1の充電と放電とを繰り返すサイクルを500回実施した後の、電池中央部5の位置における電池セル1の積層方向の膨化量を示している。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between the shape of the battery cell 1 and swelling. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 2 indicates the aspect ratio of the battery cell 1 in the plane perpendicular to the stacking direction of the battery cell 1 . The vertical axis of the graph shown in FIG. 2 indicates the amount of swelling in the stacking direction of the battery cell 1 at the position of the battery central portion 5 after 500 cycles of repeating charging and discharging of the battery cell 1. .

電池セル1では、充電と放電とを繰り返すことで、電極合材の充電密度の低下、および、活物質表面への被膜生成が発生する。これにより、電池セル1の厚み方向(X方向)に対して、電池セル1の膨化が発生する。図2に示されるように、アスペクト比率が大きくなるにつれて、電池セル1の膨化が大きくなる傾向にある。これは、アスペクト比率が大きいことで、電池中央部5の位置における断面方向のモーメント力が小さくなるため、電極の膨化が起きやすいことによる。 In the battery cell 1, by repeating charging and discharging, the charge density of the electrode mixture is lowered and the surface of the active material is coated with a film. As a result, swelling of the battery cell 1 occurs in the thickness direction (X direction) of the battery cell 1 . As shown in FIG. 2, the swelling of the battery cell 1 tends to increase as the aspect ratio increases. This is because the large aspect ratio reduces the moment force in the cross-sectional direction at the position of the battery central portion 5 , so that the electrodes tend to swell.

電池中央部5の膨化量が大きいと、電池中央部5に作用する荷重が高くなることで、電解液が電池ケース2の外部へ排出されて、電池ケース2内に収容される電解液量が減少することがある。電池セル1における電池抵抗の上昇が起きることで、局所的な電池劣化へと繋がる。 When the amount of swelling of the battery central portion 5 is large, the load acting on the battery central portion 5 increases, and the electrolytic solution is discharged to the outside of the battery case 2 . may decrease. An increase in battery resistance in the battery cell 1 leads to local battery deterioration.

実施形態に係る電池モジュール10は、この事象を解決するためのものである。図3は、電池モジュール10の概略構成を示す断面図である。図3に示されるように、電池モジュール10は、複数の電池セル1と、複数のスペーサ20とを備えている。図3に示される例では、積層方向(X方向)に並べられた5個の電池セル1が図示されているが、電池モジュール10に含まれる電池セル1の個数は任意であることは勿論である。 The battery module 10 according to the embodiment is for solving this phenomenon. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the battery module 10. As shown in FIG. As shown in FIG. 3 , the battery module 10 includes multiple battery cells 1 and multiple spacers 20 . In the example shown in FIG. 3, five battery cells 1 arranged in the stacking direction (X direction) are illustrated, but it goes without saying that the number of battery cells 1 included in the battery module 10 is arbitrary. be.

複数のスペーサ20は、積層方向に隣り合う2つの電池セル間に設けられた電池間スペーサ22と、電池セル1の積層体の両端に設けられた端部スペーサ24とを含んでいる。 The plurality of spacers 20 include inter-battery spacers 22 provided between two adjacent battery cells in the stacking direction and end spacers 24 provided at both ends of the stack of battery cells 1 .

図3に示される電池セル1とスペーサ20との積層体は、図示しない一対のエンドプレートの間に配置されている。一対のエンドプレート同士が、図示しない拘束バンドによって一体的に連結されている。拘束バンドは、一対のエンドプレート間の距離が拡大することを抑制している。したがって、電池セル1とスペーサ20との積層体は、一対のエンドプレートおよび拘束バンドによって、積層方向の長さが増大することを抑制されている。 A stack of battery cells 1 and spacers 20 shown in FIG. 3 is arranged between a pair of end plates (not shown). A pair of end plates are integrally connected by a restraining band (not shown). The restraint band prevents the distance between the pair of end plates from increasing. Therefore, the stack of the battery cells 1 and the spacers 20 is restrained from increasing in length in the stacking direction by the pair of end plates and the restraining band.

各々のスペーサ20は、積層方向に見て、積層方向に見た電池セル1の形状と略同一の矩形状の形状を有している。各々のスペーサ20は、電池セル1の高さ方向(Z方向)における一方の縁部である上縁部26と、電池セル1の高さ方向(Z方向)における他方の縁部である下縁部28と、電池セル1の高さ方向(Z方向)における中央部分を構成する中央部27とを有している。上縁部26は、実施形態の第一縁部に相当する。下縁部28は、実施形態の第二縁部に相当する。 Each spacer 20 has a rectangular shape that is substantially the same as the shape of the battery cell 1 when viewed in the stacking direction. Each spacer 20 has an upper edge 26 that is one edge in the height direction (Z direction) of the battery cell 1 and a lower edge that is the other edge in the height direction (Z direction) of the battery cell 1. It has a portion 28 and a central portion 27 forming a central portion in the height direction (Z direction) of the battery cell 1 . The upper edge 26 corresponds to the first edge of the embodiment. The lower edge 28 corresponds to the second edge of the embodiment.

図4は、電池セル1間のスペーサ20である電池間スペーサ22を拡大して示す模式図である。電池セル1の積層方向であるX方向のスペーサ20の寸法を、スペーサ20の厚みとも称する。電池間スペーサ22は、上縁部26において厚みT1を有し、中央部27において厚みT2を有し、下縁部28において厚みT3を有している。 FIG. 4 is a schematic diagram showing an enlarged inter-battery spacer 22 that is the spacer 20 between the battery cells 1. As shown in FIG. The dimension of the spacer 20 in the X direction, which is the stacking direction of the battery cells 1, is also referred to as the thickness of the spacer 20. As shown in FIG. Inter-battery spacer 22 has thickness T1 at upper edge 26 , thickness T2 at central portion 27 , and thickness T3 at lower edge 28 .

電池セル1の幅方向(図1に示されるY方向。図4においては紙面垂直方向)の全体に亘って、上縁部26の厚みT1は、中央部27の厚みT2よりも大きく、中央部27の厚みT2は、下縁部28の厚みT3よりも小さい。電池間スペーサ22の厚みは、上縁部26から中央部27に向かって漸減し、中央部27から下縁部28に向かって漸増している。上縁部26の厚みT1と下縁部28の厚みT3とが等しくてもよい。電池間スペーサ22は、上縁部26における厚みT1が中央部27における厚みT2の1.3倍以上であり、下縁部28における厚みT3が中央部27における厚みT2の1.3倍以上であるように、形成されている。 The thickness T1 of the upper edge portion 26 is greater than the thickness T2 of the central portion 27 over the entire width direction of the battery cell 1 (the Y direction shown in FIG. 1; in FIG. 4, the direction perpendicular to the paper surface). The thickness T2 of 27 is smaller than the thickness T3 of the lower edge 28 . The thickness of the inter-battery spacer 22 gradually decreases from the upper edge portion 26 toward the central portion 27 and gradually increases from the central portion 27 toward the lower edge portion 28 . The thickness T1 of the upper edge portion 26 and the thickness T3 of the lower edge portion 28 may be equal. In the inter-battery spacer 22, the thickness T1 at the upper edge portion 26 is 1.3 times or more the thickness T2 at the central portion 27, and the thickness T3 at the lower edge portion 28 is 1.3 times or more the thickness T2 at the central portion 27. It is formed as it is.

図4に示される電池間スペーサ22は、上縁部26から中央部27へ向かって連続的に厚みが小さくなり、下縁部28から中央部27へ向かって連続的に厚みが小さくなるように形成されている。電池間スペーサ22は、表面に1つまたは複数の段差を有し、上縁部26および下縁部28から中央部27へ向かって断続的に段差が小さくなるように、形成されてもよい。 The inter-battery spacer 22 shown in FIG. 4 has a thickness that continuously decreases from the upper edge portion 26 toward the central portion 27 and continuously decreases from the lower edge portion 28 toward the central portion 27. formed. Inter-battery spacer 22 may have one or more steps on its surface, and may be formed such that the steps become smaller intermittently from upper edge 26 and lower edge 28 toward central portion 27 .

電池間スペーサ22の、上縁部26の厚みT1および下縁部28の厚みT3は、中央部27の厚みT2の30倍以下であってもよい。上縁部26および下縁部28と中央部27との厚みの比が30を越えると、電池間スペーサ22の加工が困難になり、また、電池性能の低下を抑制できる効果が小さくなる。 The thickness T1 of the upper edge portion 26 and the thickness T3 of the lower edge portion 28 of the inter-battery spacer 22 may be 30 times or less the thickness T2 of the central portion 27 . If the thickness ratio between the upper edge portion 26 and the lower edge portion 28 and the central portion 27 exceeds 30, the processing of the inter-battery spacer 22 becomes difficult, and the effect of suppressing deterioration of battery performance becomes small.

図5は、電池モジュール10の端部のスペーサ20である端部スペーサ24を拡大して示す模式図である。端部スペーサ24は、上縁部26において厚みT4を有し、中央部27において厚みT5を有し、下縁部28において厚みT6を有している。 FIG. 5 is a schematic diagram showing an enlarged end spacer 24 that is the spacer 20 at the end of the battery module 10 . The end spacers 24 have a thickness T4 at the upper edge 26, a thickness T5 at the central portion 27, and a thickness T6 at the lower edge 28. FIG.

電池セル1の幅方向(図1に示されるY方向。図5においては紙面垂直方向)の全体に亘って、上縁部26の厚みT4は、中央部27の厚みT5よりも大きい。中央部27の厚みT5は、下縁部28の厚みT6よりも小さい。端部スペーサ24の厚みは、上縁部26から中央部27に向かって漸減し、中央部27から下縁部28に向かって漸増している。上縁部26の厚みT4と下縁部28の厚みT6とが等しくてもよい。端部スペーサ24は、上縁部26における厚みT4が中央部27における厚みT5の1.3倍以上であり、下縁部28における厚みT6が中央部27における厚みT5の1.3倍以上であるように、形成されている。 The thickness T4 of the upper edge portion 26 is greater than the thickness T5 of the central portion 27 over the entire width direction of the battery cell 1 (the Y direction shown in FIG. 1; in FIG. 5, the direction perpendicular to the paper surface). The thickness T5 of the central portion 27 is smaller than the thickness T6 of the lower edge portion 28 . The thickness of the end spacers 24 tapers from the top edge 26 to the central portion 27 and tapers from the central portion 27 to the bottom edge 28 . The thickness T4 of the upper edge portion 26 and the thickness T6 of the lower edge portion 28 may be equal. In the end spacer 24, the thickness T4 at the upper edge 26 is 1.3 times or more the thickness T5 at the central portion 27, and the thickness T6 at the lower edge 28 is 1.3 times or more the thickness T5 at the central portion 27. It is formed as it is.

図5に示される端部スペーサ24は、上縁部26から中央部27へ向かって連続的に厚みが小さくなり、下縁部28から中央部27へ向かって連続的に厚みが小さくなるように形成されている。端部スペーサ24は、表面に1つまたは複数の段差を有し、上縁部26および下縁部28から中央部27へ向かって断続的に段差が小さくなるように、形成されてもよい。 The end spacers 24 shown in FIG. 5 have a thickness that continuously decreases from the upper edge 26 toward the central portion 27 and continuously decreases from the lower edge 28 toward the central portion 27 . formed. End spacer 24 may be formed to have one or more steps on its surface, with the steps decreasing intermittently from upper edge 26 and lower edge 28 toward central portion 27 .

端部スペーサ24の、上縁部26の厚みT4および下縁部28の厚みT6は、中央部27の厚みT5の30倍以下であってもよい。上縁部26および下縁部28と中央部27との厚みの比が30を越えると、端部スペーサ24の加工が困難になり、また、電池性能の低下を抑制できる効果が小さくなる。 The thickness T4 of the upper edge portion 26 and the thickness T6 of the lower edge portion 28 of the end spacers 24 may be 30 times or less the thickness T5 of the central portion 27 . If the thickness ratio between the upper edge portion 26 and the lower edge portion 28 and the central portion 27 exceeds 30, the processing of the end spacers 24 becomes difficult, and the effect of suppressing deterioration of battery performance becomes small.

電池セル1の高さ方向におけるスペーサ20の厚みを上記の通り規定することに加えて、電池セル1の幅方向におけるスペーサ20の厚みを調整してもよい。スペーサ20の幅方向における両縁部の厚みを、スペーサ20の幅方向における中央部の厚みよりも大きくしてもよい。スペーサ20は、四方の縁部に対して中央部が凹んでいる形状を有していてもよい。 In addition to defining the thickness of spacer 20 in the height direction of battery cell 1 as described above, the thickness of spacer 20 in the width direction of battery cell 1 may be adjusted. The thickness of both edge portions in the width direction of the spacer 20 may be larger than the thickness of the central portion of the spacer 20 in the width direction. The spacer 20 may have a shape in which the central portion is recessed with respect to the four edges.

スペーサ20の厚みは、幅方向における一方の縁部から中央部に向かって漸減し、中央部から他方の縁部に向かって漸増してもよい。幅方向の一方の縁部におけるスペーサ20の厚みが、中央部における厚みの1.3倍以上であってもよい。幅方向の他方の縁部におけるスペーサ20の厚みが、中央部における厚みの1.3倍以上であってもよい。スペーサ20の幅方向における両縁部の厚みが互いに等しくてもよい。 The thickness of the spacer 20 may gradually decrease from one edge toward the center in the width direction and gradually increase from the center toward the other edge. The thickness of the spacer 20 at one edge in the width direction may be 1.3 times or more the thickness at the central portion. The thickness of the spacer 20 at the other edge in the width direction may be 1.3 times or more the thickness at the central portion. The thickness of both edge portions in the width direction of the spacer 20 may be equal to each other.

図6は、実施形態の思想を適用可能な電池セル1のアスペクト比率の範囲について示すグラフである。図6に示されるグラフの横軸は、図2と同様の、電池セル1の積層方向に垂直な面における、電池セル1のアスペクト比率を示している。図6に示されるグラフの縦軸は、スペーサ20の縁部(上縁部26、下縁部28)の厚みと中央部27の厚みとの比を示す。 FIG. 6 is a graph showing a range of aspect ratios of battery cells 1 to which the concept of the embodiment can be applied. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 6 indicates the aspect ratio of the battery cell 1 in the plane perpendicular to the stacking direction of the battery cell 1, as in FIG. The vertical axis of the graph shown in FIG. 6 indicates the ratio between the thickness of the edge portions (upper edge portion 26 and lower edge portion 28) of the spacer 20 and the thickness of the central portion 27. As shown in FIG.

実施形態の思想は、電池セル1のアスペクト比率が1.5以上の電池モジュール10に適用されることを前提とする。電池セル1のアスペクト比率が1.5未満の場合、電池セル1の膨化が大きくなりにくいので、電池性能の低下を抑制できる効果を十分に得られない。また、アスペクト比率が10を越える電池セル1に対応するスペーサ20の加工が困難であることから、実施形態の思想が適用される電池セル1のアスペクト比率は、10以下とする。 The concept of the embodiment is based on the premise that it is applied to the battery module 10 in which the aspect ratio of the battery cells 1 is 1.5 or more. If the aspect ratio of the battery cell 1 is less than 1.5, the swelling of the battery cell 1 is less likely to increase, so that the effect of suppressing deterioration in battery performance cannot be sufficiently obtained. Further, since it is difficult to process the spacers 20 corresponding to the battery cells 1 having an aspect ratio exceeding 10, the aspect ratio of the battery cells 1 to which the concept of the embodiment is applied is set to 10 or less.

図6のグラフ中に示される曲線は、スペーサ20の厚みの比の下限を示すものである。電池セル1のアスペクト比率とスペーサ20の厚みの比とは1対1に対応するものではないため、図6のグラフ中に示される曲線は、電池セル1のアスペクト比率とスペーサ20の厚みの比との関数を示すものではないことに留意すべきである。 The curve shown in the graph of FIG. 6 indicates the lower limit of the spacer 20 thickness ratio. Since the ratio of the aspect ratio of the battery cell 1 to the thickness of the spacer 20 does not correspond to 1:1, the curve shown in the graph of FIG. It should be noted that it does not show a function of .

スペーサ20の縁部の厚みが中央部27の厚みよりも大きくても、スペーサ20の縁部の厚みと中央部27の厚みとの差が小さいと、すなわち、スペーサ20の縁部の厚みが中央部27の厚みよりも僅かに大きい程度であると、実施形態の効果を十分に得られない。既に述べた通り、スペーサ20の縁部の厚みを中央部27の厚みの1.3倍以上とすることで、電池性能の低下を抑制できる効果を得ることができる。 Even if the thickness of the edge portion of the spacer 20 is greater than the thickness of the central portion 27, if the difference between the thickness of the edge portion of the spacer 20 and the thickness of the central portion 27 is small, that is, the thickness of the edge portion of the spacer 20 is thicker than the thickness of the central portion. If the thickness is slightly larger than the thickness of the portion 27, the effect of the embodiment cannot be sufficiently obtained. As already described, by setting the thickness of the edge portion of the spacer 20 to be 1.3 times or more the thickness of the central portion 27, it is possible to obtain the effect of suppressing deterioration in battery performance.

以上説明した構成を備えている電池モジュール10においては、積層方向(X方向)に垂直な面における、電池セル1の長辺方向(Y方向)の寸法が、電池セルの短辺方向(Z方向)の寸法の1.5倍以上であり、電池セル1は幅広の形状を有している。幅広形状の電池セル1間に設けられた電池間スペーサ22の厚みを、上縁部26から中央部27に向かって漸減し、中央部27から下縁部28に向かって漸増するようにしている。電池間スペーサ22は、上縁部26における厚みが中央部27における厚みの1.3倍以上であり、下縁部28における厚みが中央部27における厚みの1.3倍以上であるように、形成されている。 In the battery module 10 having the configuration described above, the dimension in the long side direction (Y direction) of the battery cells 1 in the plane perpendicular to the stacking direction (X direction) is equal to the short side direction (Z direction) of the battery cells. ), and the battery cell 1 has a wide shape. The thickness of the inter-battery spacers 22 provided between the wide-shaped battery cells 1 gradually decreases from the upper edge portion 26 toward the central portion 27 and gradually increases from the central portion 27 toward the lower edge portion 28. . In the inter-battery spacer 22, the thickness of the upper edge portion 26 is 1.3 times or more the thickness of the central portion 27, and the thickness of the lower edge portion 28 is 1.3 times or more the thickness of the central portion 27. formed.

アスペクト比率が大きく高エネルギー密度を有する幅広形状の大型電池では、電池セル1の電池中央部5(図1)において、長期サイクル中の膨化量が局所的に大きくなりやすい。電池セル1の高さ方向における電池間スペーサ22の厚みを調整することで、電池セル1の高さ方向における電池セル1に作用する荷重分布の均一性を向上できる。これにより、電池ケース2内の電解液量の減少を抑制でき、電池セル1における電池抵抗の上昇を抑制できるので、電池性能の低下を抑制することができる。 In a wide-shaped large-sized battery having a large aspect ratio and high energy density, the amount of swelling during a long-term cycle tends to increase locally in the battery central portion 5 (FIG. 1) of the battery cell 1 . By adjusting the thickness of the inter-battery spacers 22 in the height direction of the battery cells 1, the uniformity of the load distribution acting on the battery cells 1 in the height direction of the battery cells 1 can be improved. As a result, a decrease in the amount of electrolyte in the battery case 2 can be suppressed, and an increase in battery resistance in the battery cell 1 can be suppressed, thereby suppressing deterioration in battery performance.

上記の実施形態では、スペーサ20の厚みを調整することで電池セル1に作用する荷重分布を均一化する例について説明した。スペーサ20は、膨化量の大きい電池中央部5に相当する領域を、他の領域よりもばね定数が小さくなるように、形成してもよい。スペーサ20の中央部を、電池中央部5の膨化に伴って容易に変形できる構成とすることで、スペーサ20の縁部から電池セル1に作用する荷重と、スペーサ20の中央部から電池セル1に作用する荷重との均一性を向上できる効果を、同様に得ることができる。 In the above-described embodiment, an example in which the thickness of the spacer 20 is adjusted to equalize the load distribution acting on the battery cell 1 has been described. The spacer 20 may be formed so that the region corresponding to the battery central portion 5 with a large swelling amount has a smaller spring constant than other regions. By configuring the center portion of the spacer 20 to be easily deformable as the battery center portion 5 expands, the load acting on the battery cell 1 from the edge portion of the spacer 20 and the load acting on the battery cell 1 from the center portion of the spacer 20 are reduced. The effect of being able to improve the uniformity of the load acting on is also obtained.

実施形態では、略直方体形状の電池ケース2を有する角型電池を例として説明した。電池セル1は、角型電池に限られず、電池ケース2に替えてアルミラミネート包装材からなる扁平状の外装材を備えるパウチ型電池であってもよい。 In the embodiment, a prismatic battery having a substantially rectangular parallelepiped battery case 2 has been described as an example. The battery cell 1 is not limited to a rectangular battery, and may be a pouch-type battery provided with a flat exterior material made of an aluminum laminate packaging material in place of the battery case 2 .

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are illustrative in all respects and should be considered not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the scope of the claims.

1 電池セル、2 電池ケース、3 蓋体、4 外部端子部、5 電池中央部、10 電池モジュール、20 スペーサ、22 電池間スペーサ、24 端部スペーサ、26 上縁部、27 中央部、28 下縁部。 Reference Signs List 1 battery cell 2 battery case 3 lid 4 external terminal 5 battery center 10 battery module 20 spacer 22 inter-battery spacer 24 end spacer 26 upper edge 27 center 28 bottom edge.

Claims (1)

積層方向に積層された複数の電池セルと、
前記積層方向に隣り合う二つの前記電池セル間に設けられたスペーサとを備え、
前記積層方向に見た前記電池セルは矩形状の形状を有し、
前記積層方向に垂直な面における、前記電池セルの長辺方向の寸法が、前記電池セルの短辺方向の寸法の1.5倍以上であり、
前記スペーサの厚みは、前記短辺方向における第一縁部から前記短辺方向における中央部に向かって漸減し、前記中央部から前記短辺方向における第二縁部に向かって漸増し、前記第一縁部における前記厚みが前記中央部における前記厚みの1.3倍以上であり、前記第二縁部における前記厚みが前記中央部における前記厚みの1.3倍以上である、電池モジュール。
a plurality of battery cells stacked in a stacking direction;
a spacer provided between the two battery cells adjacent in the stacking direction;
The battery cells viewed in the stacking direction have a rectangular shape,
The dimension in the long side direction of the battery cell in the plane perpendicular to the stacking direction is 1.5 times or more the dimension in the short side direction of the battery cell,
The thickness of the spacer gradually decreases from the first edge portion in the short side direction toward the center portion in the short side direction, gradually increases from the center portion toward the second edge portion in the short side direction, and reaches the second edge portion in the short side direction. The battery module, wherein the thickness at one edge is 1.3 times or more the thickness at the central portion, and the thickness at the second edge is 1.3 times or more the thickness at the central portion.
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