JP2023152909A - バッテリーモジュール - Google Patents

バッテリーモジュール Download PDF

Info

Publication number
JP2023152909A
JP2023152909A JP2023052222A JP2023052222A JP2023152909A JP 2023152909 A JP2023152909 A JP 2023152909A JP 2023052222 A JP2023052222 A JP 2023052222A JP 2023052222 A JP2023052222 A JP 2023052222A JP 2023152909 A JP2023152909 A JP 2023152909A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery cell
battery
bent
heat transfer
stacking direction
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
JP2023052222A
Other languages
English (en)
Inventor
孝浩 安江
Takahiro Yasue
英正 臼井
Hidemasa Usui
健博 田村
Takahiro Tamura
純矢 船津
Junya Funatsu
卓 松尾
Taku Matsuo
信彦 吉本
Nobuhiko Yoshimoto
潤 ▲高▼井
Jun Takai
達 江口
Toru Eguchi
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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 Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to US18/192,671 priority Critical patent/US20230327252A1/en
Priority to CN202310336662.5A priority patent/CN116895878A/zh
Publication of JP2023152909A publication Critical patent/JP2023152909A/ja
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

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

【課題】よりエネルギー密度の高いバッテリーモジュールを提供すること。【解決手段】バッテリーモジュール1は、積層体10bと、積層体10bを包む外装体10aと、を含む電池セル10を複数備え、積層体10bの積層方向に配列された複数の電池セル10のうち端側の電池セル10を除くいずれかの一般部電池セル10Aの第1周縁部12Aは、第1収容部11Aの周縁に形成された第1底面部11Abに接続し積層方向の一方側に屈曲した形状である第1屈曲部12Aaと、第1屈曲部12Aaから積層方向の一方側に向かって延びる第1延在部12Abと、を有し、第1延在部12Abは、第1屈曲部12Aaから隣接する電池セル10の積層方向の他方側の端まで延びる第1の領域12Ab1と、隣接する電池セル10の積層方向の他方側の端から積層方向の一方側に延びる第2の領域12Ab2と、を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、バッテリーモジュールに関する。
従来から、蓄電池の軽量化及びコンパクト化を図る技術が知られている。この種の技術を示すものとして例えば特許文献1が挙げられる。特許文献1では、蓄電池群を冷却するヒートシンクと、蓄電池群とヒートシンクとの間に配置されるとともに、蓄電池ごとに区分された複数の区画領域を有する仕切り部材とを備える蓄電池モジュールの冷却構造が記載されている。
特開2015-225765号公報
ところで、特許文献1のようなバッテリーモジュール(蓄電モジュール)には、複数の電池セル(蓄電池群)の他に、電池セルを冷却するための構成(ヒートシンク)等の蓄電を行わない構成が含まれる。エネルギー密度という観点では、蓄電を行わない構成を減らすことが求められるため、改善の余地があった。
本発明は、よりエネルギー密度の高いバッテリーモジュールの提供を目的とする。
(1) 正極層と、固体電解質層またはセパレータと、負極層と、が積層された積層体(例えば、後述の積層体10b)と、前記積層体を包む外装体(例えば、後述の外装体10a)と、を含む電池セル(例えば、後述の電池セル10)を複数備え、複数の前記電池セルは、前記積層体の積層方向に配列され、複数の前記電池セルのうちの端側の前記電池セルを除くいずれかの前記電池セルを第1の電池セル(例えば、後述の一般部電池セル10A)とした場合に、前記第1の電池セルの前記外装体は、前記積層体を収容する第1収容部(例えば、後述の第1収容部11A)と、前記第1収容部の周縁の全周にわたり形成された第1周縁部(例えば、後述の第1周縁部12A)と、を含み、前記第1周縁部は、前記第1収容部の周縁に形成された一の面(例えば、後述の第1底面部11Ab)に接続し前記積層方向の一方側に屈曲した形状である第1屈曲部(例えば、後述の第1屈曲部12Aa)と、前記第1屈曲部から前記積層方向の一方側に向かって延びる第1延在部(例えば、後述の第1延在部12Ab)と、を有し、前記第1延在部は、前記第1屈曲部から前記第1の電池セルに隣接する第2の電池セル(例えば、後述の隣接する電池セル10)の前記積層方向の他方側の端まで延びる第1の領域(例えば、後述の第1の領域12Ab1)と、前記第2の電池セルの前記積層方向の他方側の端から前記積層方向の一方側に延びる第2の領域(例えば、後述の第2の領域12Ab2)と、を有することを特徴とするバッテリーモジュール。
(2) 前記第1周縁部の前記第1延在部を挟むように前記第1収容部に対向する位置に配置される伝熱部(例えば、後述の伝熱部50)を備えることを特徴とする(1)に記載のバッテリーモジュール。
(3) 前記第1延在部との間に前記伝熱部が介在するように前記第1延在部と対向する位置に配置され、前記伝熱部を介してバッテリーモジュール内部の温度を調整可能な温度調整手段(例えば、後述のウォータージャケット70)を備えることを特徴とする(2)に記載のバッテリーモジュール。
(4) 前記複数の電池セルと積層方向に交互に配列される複数のクッション(例えば、後述のクッション20)と、前記電池セルと前記クッションとの配列の積層方向の両端側を挟むように配置される2つのエンドプレート(例えば、後述のエンドプレート30)と、前記積層方向とは直交する上下方向から前記電池セルと前記クッションとの配列を挟むようにそれぞれ配置される2つのバインドバー(例えば、後述のバインドバー40)と、を更に備え、前記伝熱部は、複数の伝熱ゲルを有し、前記温度調整手段は、前記第1延在部との間で前記伝熱ゲル、前記バインドバー、前記伝熱ゲルを順に挟むように前記伝熱ゲルと接して配置されることを特徴とする(3)に記載のバッテリーモジュール。
(5) 前記第2の電池セルが前記積層方向の一方側において複数の前記電池セルの配列の端の前記電池セル(例えば、後述の端部電池セル10B)である場合に、前記伝熱部は、前記積層方向において前記第2の電池セルよりも前記積層方向の一方側には配置されないことを特徴とする(2)から(4)のいずれかに記載のバッテリーモジュール。
(6) 前記第1延在部の前記第1の領域において、前記一の面と前記第1周縁部との間に高粘性流体(例えば、後述のグリース60)が設けられることを特徴とする(1)から(5)のいずれかに記載のバッテリーモジュール。
(7) 前記第2の電池セルが複数の前記電池セルの配列における端の前記電池セルである場合に、前記第2の電池セルの前記外装体は、前記積層体を収容する第2収容部(例えば、後述の第2収容部11B)と、前記第2収容部の周縁の全周にわたり形成された第2周縁部(例えば、後述の第2周縁部12B)と、を含み、前記第2周縁部は、前記第2収容部の周縁に接続し屈曲した形状である第2屈曲部(例えば、後述の第2屈曲部12Ba)と、前記第2屈曲部から前記積層方向の一方側に向かって延びる第2延在部(例えば、後述の第2延在部12Bb)と、前記第2延在部の一方側の端に接続し前記第2収容部の側に屈曲した形状である第3屈曲部(例えば、後述の第3屈曲部12Bc)と、第3屈曲部から前記積層方向の他方側に向かって延びる第3延在部(例えば、後述の第3延在部12Bd)と、を有することを特徴とする(1)から(6)のいずれかに記載のバッテリーモジュール。
(8) 前記第2の電池セルが複数の前記電池セルの配列における端の前記電池セルである場合に、前記第2の電池セルの前記外装体は、前記積層体を収容する第2収容部(例えば、後述の第2収容部11B1)と、前記第2収容部の周縁に形成された第2周縁部(例えば、後述の第2周縁部12B1)と、を含み、前記第2周縁部は、前記第2収容部の周縁に接続し屈曲した形状である第2屈曲部(例えば、後述の第2屈曲部12Ba1)と、前記第2屈曲部から前記積層方向の一方側に向かって延びる第2延在部(例えば、後述の第2延在部12Bb1)と、前記第2延在部の一方側の端に接続し前記第2収容部とは反対側に屈曲した形状である第3屈曲部(例えば、後述の第3屈曲部12Bc1)と、第3屈曲部から前記積層方向の他方側に向かって延びる第3延在部(例えば、後述の第3延在部12Bd1)と、を有することを特徴とする(5)に記載のバッテリーモジュール。
(9) 前記第1周縁部は、前記第1収容部が有する一の面とは異なる他の面(例えば、後述する第1上面部11Ac)に接続し屈曲した形状である上面側第1屈曲部(例えば、後述の上面側第1屈曲部12Ca)と、前記上面側第1屈曲部から前記積層方向の一方側に向かって延びる上面側第1延在部(例えば、後述の上面側第1延在部12Cb)と、を有することを特徴とする(1)から(8)のいずれかに記載のバッテリーモジュール。
(10) 複数の前記電池セルのうちの端側の前記電池セルを除くいずれかの前記電池セルの前記第1収容部の周縁に形成された前記一の面と前記第1延在部との間、かつ、当該電池セルに隣接する前記電池セルの前記第1収容部の周縁に形成された前記一の面と前記第1延在部との間、に絶縁シートが設けられることを特徴とする、(1)から(9)のいずれかに記載のバッテリーモジュール。
(11) 前記第1周縁部の前記第1延在部を挟むように前記第1収容部に対向する位置に配置される伝熱部を備え、前記絶縁シートは、複数の前記電池セルのうちの端側の前記電池セルを除くいずれかの前記電池セルの前記第1延在部の前記積層方向の先端よりも前記一方側に延び、かつ、当該電池セルに隣接する前記電池セルの前記第1延在部と前記伝熱部との間に配置されることを特徴とする、(10)に記載のバッテリーモジュール。
(12) 前記絶縁シートは、前記第1延在部に接着されている、(10)又は(11)に記載のバッテリーモジュール。
(13) 前記絶縁シートと、前記第1延在部と、の間にグリースが充填される(10)から(12)のいずれかに記載のバッテリーモジュール。
本発明によれば、よりエネルギー密度の高いバッテリーモジュールを提供できる。
本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュールを積層方向に切った場合の断面の一例を示す概略断面図である。なお、図中の一般部電池セル及び端部電池セルについては断面ではなく、外観図で示される。 本発明の一実施形態における積層体を配置する前の外装体の一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態における積層体を配置して折り返す時の外装体の一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態における積層体が配置され、折り返され封止された後の外装体の一例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る中間に配置される一般部電池セルの第1周縁部の周囲の断面を示す概略断面図である。なお、図中の一般部電池セルについては断面ではなく、外観図で示される。 本発明の一実施形態に係る端に配置される端部電池セルの第2周縁部の周囲の断面を示す概略断面図である。なお、図中の端部電池セルについては断面ではなく、外観図で示される。 本発明の第1の変形例に係る端に配置される端部電池セルの第2周縁部の周囲の断面を示す概略断面図である。なお、図中の端部電池セルについては断面ではなく、外観図で示される。 本発明の第2の変形例に係る端に配置される端部電池セルの第2周縁部の周囲の断面を示す概略断面図である。なお、図中の端部電池セルについては断面ではなく、外観図で示される。 本発明の第3の変形例に係る中間に配置される一般部電池セルの上面側第1周縁部の周囲の断面を示す概略断面図である。なお、図中の一般部電池セルについては断面ではなく、外観図で示される。 本発明の第4の変形例に係るバッテリーモジュールを積層方向に切った場合の断面の一例を示す概略断面図である。なお、図中の一般部電池セル及び端部電池セルについては断面ではなく、外観図で示される。 本発明の第4の変形例において積層体が配置され、折り返され封止された後の外装体に絶縁シートを貼付した状態の電池セルの一例を示す模式図である。 本発明の第4の変形例に係る中間に配置される一般部電池セルの第1周縁部の一部の断面を拡大した部分拡大断面図である。なお、図中の一般部電池セルについては断面ではなく、外観図で示される。また、説明の便宜上説明に使用しない構成を一部省略して図示している。 本発明の第4の変形例に電池セルであって、周縁部に絶縁シートを貼付した後の電池セルを側面から見たときの模式図である。 図13の電池セルの周縁部を屈曲させた後の電池セルを側面から見たときの模式図である。 図14の電池セルをバッテリーモジュールに組付ける様子を示す模式図である。
<バッテリーモジュール>
以下、本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュール1の一例について、図1~4を用いて説明する。図1は、バッテリーモジュール1を積層方向に切った場合の断面を示す概略断面図である。積層方向とは、後述する電池セル10の積層体10b内で正極層等が積層される方向であり、図1における左右の方向である。
本実施形態に係るバッテリーモジュール1は、例えばEV等の電動車両に電力を供給するために搭載される。バッテリーモジュール1は、複数の電池セル10と、複数のクッション20と、2つのエンドプレート30と、2つのバインドバー40と、伝熱部50と、複数個所に塗布された高粘性流体としてのグリース60と、温度調整手段としてのウォータージャケット70と、を有する。
エンドプレート30は、積層方向について複数の電池セル10等を拘束するための構成である。バインドバー40は、複数の電池セル10等の拘束するための構成である。本実施形態に係るバッテリーモジュール1において、複数の電池セル10及びクッション20は、両端側にクッション20が配置されるように積層方向に交互に配列される。また、2つのエンドプレート30は、電池セル10とクッション20との配列の積層方向の両端側を挟むようにそれぞれ配置される。また、2つのバインドバー40は、配列方向(積層方向)とは直交する図1における上下方向から電池セル10とクッション20との配列を挟むようにそれぞれ配置される。
伝熱部50は、積層体10bに発生する熱を、後述するウォータージャケット70を介して外部に逃がすための構成である。伝熱部50は、電池セル10とバインドバー40との間に設けられる伝熱ゲルである。より詳細には、伝熱部50は、電池セル10の第1延在部12Abとバインドバー40との間に設けられる伝熱ゲルである。また、バインドバー40と後述のウォータージャケット70との間には、伝熱性向上のために伝熱部50の伝熱ゲルと同等のものがあることが望ましい。このため、本実施形態に係るバッテリーモジュール1では、バインドバー40とウォータージャケット70との間に更に伝熱部50の伝熱ゲルを設けてもよい。即ち、本実施形態に係る伝熱部50は、複数の伝熱ゲルを有する。伝熱部50としては、シリコーンゲル等の伝熱ゲルとしての熱伝導ゲルが用いられても良い。また例えば、伝熱部50としては、ウレタン系、エポキシ系、変性シラン系、或いはアクリル系の放熱用接着剤が用いられてもよい。また例えば、伝熱部50としては、粘土状で凸凹によく密着する放熱用のシリコーン製のパテシートや、放熱用のシリコーン製のグリース等が用いられても良い。
グリース60は、電池セル10からの熱を伝熱部50に伝熱可能であり、後述する屈曲させた周縁部12と電池セル10との間の空間及び屈曲させた周縁部12と伝熱部50との間の空間を埋め、空気の混入や噛み込み等を防ぐための高粘性流体である。グリース60は、周縁部12の屈曲前に電池セル10の底面部に塗布される。なお、グリース60の基油成分として鉱物油やシリコーンなどが採用可能である。高粘性流体としてグリースを採用する場合には、ポンプアウトを少なくする観点で、ASTM D217(JIS K2220)におけるちょう度番号1号以上(~6号)が望ましい。また、高粘性流体としては、グリース60に限らず、接着剤のように折り畳み部を完全に固定するようなものを除き伝熱効果があるものも適用可能である。
ウォータージャケット70は、バッテリーモジュール1内に発生した熱を逃がしたり、加温したりするための構成である。ウォータージャケット70は、図1に示すように第1延在部12Abとの間に伝熱部50が介在するように電池セル10の下方に配置される。より具体的には、ウォータージャケット70は、第1延在部12Abとの間で伝熱部50の伝熱ゲル、バインドバー40、伝熱部50の伝熱ゲルを順に挟むように伝熱部50の伝熱ゲルと接して配置される。なお、図1の例では、ウォータージャケット70の積層方向及び図1の奥行方向における大きさは、電池セル10が配列される空間と略同一の大きさとしているが、これに限定されない。また、本実施形態に係るバッテリーモジュール1は、バッテリーモジュール1内の温度を調整するための温度調整手段としてウォータージャケット70を備えていたが、温度調整手段に限らない。例えば、バッテリーモジュール1は、ウォータージャケット70の代わりに空冷によりバッテリーモジュール1内に発生した熱を逃がす冷却手段としてのヒートシンクを備えてもよい。
<電池セル>
次に、電池セル10について、図2~4を用いて説明する。図2では、シート部材に2個所の凹部11aが成形された後の状態の外装体10aが示されている。図3では、図2の状態の外装体10aに積層体10bをセットして折り返し部12aで折り返している状態が示されている。
図4に示される電池セル10は、図3の状態の外装体10aが折り畳まれ、封止面13aが封止され封止部13が形成された後の電池セル10が示されている。
本実施形態に係る電池セル10は、バッテリーモジュール1における蓄電のための構成である。電池セル10は、蓄電池であり、用いられる電解質は液体でも固体でも良い。バッテリーモジュール1が有する複数の電池セル10は、バッテリーモジュール1に含まれる複数の電池セル10のうち、積層方向における一方側の端に配置される端部電池セル10Bと、積層方向の一方側の端以外に配置される一般部電池セル10Aと、で構成される。
端部電池セル10Bは、図1において複数の電池セル10の配列のうち右端の位置に配置される電池セル10である。また、一般部電池セル10Aは、複数の電池セル10の配列のうち左端の位置から端部電池セル10Bの左側に隣接する位置まで配置される電池セル10の全てである。なお、一般部電池セル10Aと、端部電池セル10Bとでは、後述する周縁部12の形状が異なり、周縁部12の形状以外の構成は同じである。
電池セル10は、図2、3で示される外装体10aにより、積層体10bを包むことで形成される。また、電池セル10の外装体10aは、図1、4に示すように積層体10bが収容される収容部11と、収容部11の周縁の全周にわたり形成された周縁部12と、を含む。積層体10bは、ニッケル・コバルト・マンガン等で形成される正極層と、固体電解質層またはセパレータと、Li金属やSi等で形成される負極層と、が積層され構成されている。積層体10bは、図3、4に示すように正極層、負極層にそれぞれ接続された二つの電極14を有する。なお、電極14は、説明の便宜上、図3、4以外の図では、図示が省略されている。
本実施形態に係る外装体10aは、シート部材から形成される。外装体10aは、図2に示すように積層体10bを収納可能な凹部11aがシート部材の2箇所に成形され、図3に示すように当該2個所の凹部が積層体10bを包むように折り返し部12aで折り曲げされ、図4に示すように3辺の封止面13aが封止され封止部13が形成される。また、後述するが、封止後の電池セル10は、周縁部12が更に屈曲されてから、バッテリーモジュール1に組付けられる。
なお、以下において、外装体10aの凹部11aと折り返し部12aと封止面13aは、外装体10aの3辺が封止される前の構成として説明し、電池セル10の収容部11と周縁部12と封止部13とは、外装体10aの3辺が封止された後の構成として説明する。
外装体10aは、図2に示すように2個所の凹部11aと、2個所の凹部11aの間の平面である折り返し部12aと、2個所の凹部11a及び折り返し部12aの周囲を囲む封止面13aと、が形成される。
2個所の凹部11aは、積層体10bを収容するための構成である。2個所の凹部11aには、それぞれ積層体10bの半分を覆うことが可能な略直方体形状の空間が形成される。それぞれの凹部11aに形成される空間は、積層方向で半分に切った場合の積層体10bの形状と当該空間の形状とが略相似となり、また当該形状よりも大きくなるように形成される。また、二つの凹部11aは、後述する折り返し部12aの中間線12a1に対して略線対称となるように形成される。
折り返し部12aは、外装体10aの折り返しを行うための2つの凹部11aの間の平面である。本実施形態では、折り返し部12aは、2つの凹部11aの略中間に位置する中間線12a1で折り返される。
折り返し前の外装体10aは、図3で示すように折り返し部12aの中間線12a1で折り返して、上述の2つの凹部11aを向かい合わせることで、外装体10aの内部に積層体10bの全体を覆うことが可能な空間が形成される。
また、折り返し部12aは、折り返し部12aの中間線12a1で折り返された後は封止により形成される封止部13とともに周縁部12を構成する。また、本実施形態に係る折り返し部12aは、後述するがバッテリーモジュール1に組付ける前に更に屈曲されて収容部11と伝熱部50との間にスペーサとして配置される。
従って、2つの凹部11aに挟まれる方向における折り返し部12aの幅は、積層方向の一方側に隣接する電池セル10の収容部11と伝熱部50との間の空間までに延在できるような長さに設定される。例えば、折り返し部12aの幅は、積層方向における電池セル10の1個分の厚みと積層方向におけるクッション20の1個分の厚みの和の倍に設定される。しかし、折り返し部12aの幅の設定は、これに限らない。
封止面13aは、折り返し後の外装体10aの4辺のうち折り返し部12aのない3辺に行われる封止処理が施される部分である。封止面13aは、外装体10aが折り返し部12aで折り返されることで折り返し部12aの中間線12a1に対して対称の位置にある封止面13aと接触し、対称の位置にある封止面13aと接触した状態で熱せられることで封止され図4で示される封止部13となる。また、封止面13aは、対称の位置にある封止面13aとともに封止されることで、後述の折り返し部12aとともに周縁部12を構成する。また、収容部11は、封止面13aが封止されることで、積層体10bを外部から密閉して収容できる。
<一般部電池セルの周縁部>
次に、本実施形態に係るバッテリーモジュール1における第1周縁部12Aの構成について、説明する。本実施形態では、上述のようにバッテリーモジュール1の電池セル10の周縁部12のうち、端部電池セル10Bの第2周縁部12Bと、一般部電池セル10Aの第1周縁部12Aと、で形状が異なる。
まず、一般部電池セル10Aの第1周縁部12Aの形状について、図5を用いて説明する。図5は、本発明の一実施形態に係る中間に配置される一般部電池セル10Aの第1周縁部12Aの周囲の断面を示す概略断面図である。
第1周縁部12Aは、図5に示すように一般部電池セル10Aにおける収容部11としての第1収容部11Aの周縁に形成された一の面としての第1底面部11Abに接続し屈曲した形状である第1屈曲部12Aaと、第1屈曲部12Aaから積層方向の一方側に向かって延びる第1延在部12Abと、を有する。
第1延在部12Abは、第1屈曲部12Aaから隣接する電池セル10の積層方向の他方側の端まで延びる第1の領域12Ab1と、隣接する電池セル10の積層方向の他方側の端から積層方向の一方側に延びる第2の領域12Ab2と、を有する。第1の領域12Ab1は、第1延在部12Abのうち第1の電池セルとしての一般部電池セル10Aと伝熱部50との間に配置するための部分である。第2の領域12Ab2は、第1延在部12Abのうち第2の電池セルとしての隣接する電池セル10と伝熱部50との間に配置するための部分である。
本実施形態に係る電池セル10は、図4で示すように封止面13aが封止され封止部13が形成された後において、第1収容部11Aの第1底面部11Abにグリース60が塗布された後に、第1周縁部12Aの根元が積層方向の一方側に屈曲されて第1屈曲部12Aaが形成される。
<端部電池セルの周縁部>
次に、端部電池セル10Bの第2周縁部12Bの形状について、図6を用いて説明する。図6は、本発明の一実施形態に係る端に配置される端部電池セル10Bの第2周縁部12Bの周囲の断面を示す概略断面図である。
第2周縁部12Bは、図6に示すように端部電池セル10Bにおける収容部11としての第2収容部11Bの周縁に形成された一の面としての第2底面部11Bbに接続し屈曲した形状である第2屈曲部12Baと、第2屈曲部12Baから積層方向の一方側に向かって延びる第2延在部12Bbと、第2延在部12Bbの一方側の端に接続し端部電池セル10B側に屈曲した形状である第3屈曲部12Bcと、第3屈曲部12Bcから積層方向の他方側に向かって延びる第3延在部12Bdと、を有する。
本実施形態に係る端部電池セル10Bは、図4で示すように封止面13aが封止され封止部13が形成された後において、第2収容部11Bの第2底面部11Bbにグリース60が塗布された後に、第2周縁部12Bの根元が積層方向の一方側に屈曲されて第2屈曲部12Baが形成される。なお、端部電池セル10Bでは、第2屈曲部12Baから延びる第2延在部12Bbの一部が更に第2収容部11B側に屈曲されて第3屈曲部12Bc及び第3屈曲部12Bcから延びる第3延在部12Bdが形成される。
以上のように構成されるバッテリーモジュール1は、正極層と、固体電解質層またはセパレータと、負極層と、が積層された積層体10bと、積層体10bを包む外装体10aと、を含む電池セル10を複数備え、複数の電池セル10は、積層体10bの積層方向に配列され、複数の電池セル10のうちの端部電池セル10Bを除くいずれかの電池セル10を一般部電池セル10Aとした場合に、一般部電池セル10Aの外装体10aは、積層体10bを収容する第1収容部11Aと、第1収容部11Aの周縁の全周にわたり形成された第1周縁部12Aと、を含み、第1周縁部12Aは、第1収容部11Aの周縁に形成された第1底面部11Abに接続し積層方向の一方側に屈曲した形状である第1屈曲部12Aaと、第1屈曲部12Aaから積層方向の一方側に向かって延びる第1延在部12Abと、を有し、第1延在部12Abは、第1屈曲部12Aaから一般部電池セル10Aに隣接する電池セル10の積層方向の他方側の端まで延びる第1の領域12Ab1と、隣接する電池セル10の積層方向の他方側の端から積層方向の一方側に延びる第2の領域12Ab2と、を有する。
これにより、周縁部12の収容部11から突出量を減らすことができ、その分電池セル10を大きくしたり、バッテリーモジュール1を小さくしたりして、バッテリーモジュール1のエネルギー密度を高くすることができる。
また、本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュール1では、第1周縁部12Aの第1延在部12Abを挟むように第1収容部11Aに対向する位置に配置される伝熱部50を備える。
従来では、周縁部12は、収容部11の周縁から伝熱ゲルに向かって突出しており、伝熱ゲル内に挿通させていた。このため、伝熱ゲルは、突出した分厚くする必要があった。本実施形態に係るバッテリーモジュール1における周縁部12は、図4に示すように、従来によりも当該根元から先端部まで長く形成されている。このため、周縁部12は、当該根元を支点に当該先端部に力を加えることで、容易に屈曲させることができる。このため、根元から折り曲げることで伝熱ゲルへの突出量を減らすことができ、伝熱ゲルの厚さを薄くすることができる。
また、従来では、電池セル10と伝熱ゲルとが接しており、伝熱ゲルは、電池セル10の膨張収縮に対応するため、より伸び率が高く厚みのある伝熱ゲルを使用していた。しかし、上述のバッテリーモジュール1では曲げた周縁部12を伝熱ゲルとの間に配置することで、電池セル10と伝熱ゲルとが接しなくなり、より伸び率が低く厚みが薄い伝熱ゲルを使用することができる。このため、伝熱ゲルの厚みも小さくなり、その分電池セル10を大きくしたり、バッテリーモジュール1の大きさも小さくしたりできる。これにより、よりエネルギー密度の高いバッテリーモジュールを提供できる。
また、本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュール1は、第1延在部12Abとの間に伝熱部50が介在するように第1延在部12Abと対向する位置に配置され、伝熱部50を介してバッテリーモジュール1内部の温度を調整可能なウォータージャケット70を備える。
これにより、電池セル10は、伝熱部50を介してウォータージャケット70によってより効率的に外部へ熱を逃がすことができ、電池セル10の温度が上昇して性能が低下することを抑制できる。
また、本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュール1は、複数の電池セル10と積層方向に交互に配列される複数のクッション20と、電池セル10とクッション20との配列の積層方向の両端側を挟むように配置される2つのエンドプレート30と、積層方向とは直交する上下方向から電池セル10とクッション20との配列を挟むようにそれぞれ配置される2つのバインドバー40と、を更に備え、伝熱部50は、複数の伝熱ゲルを有し、ウォータージャケット70は、第1延在部12Abとの間で伝熱部50の伝熱ゲル、バインドバー40、伝熱部50の伝熱ゲルを順に挟むように伝熱部50の伝熱ゲルと接して配置される。
これにより、ウォータージャケット70が伝熱部50を介して効率的に外部へ熱を逃がすことができ、電池セル10は、電池セル10の温度が上昇して性能が低下することを抑制できる。
また、本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュール1では、電池セル10が積層方向の一方側において複数の電池セル10の配列の端の端部電池セル10Bである場合に、伝熱部50は、積層方向において端部電池セル10Bよりも積層方向の一方側には配置されない。
これにより、端部電池セル10Bよりも積層方向の一方側においては、バッテリーモジュール1内で温度の低い箇所であり、伝熱部50がなくてもバッテリーモジュール1の性能の低下の恐れはなく、バッテリーモジュール1において、伝熱部50の量を減らすことができ、軽量化やコストダウンができる。
また、本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュール1では、第1延在部12Abの第1の領域12Ab1において、第1底面部11Abと第1周縁部12Aとの間にグリース60が設けられている。
これにより、電池セル10からの熱を伝熱部50に伝熱させることができる。
また、本発明の一実施形態に係るバッテリーモジュール1では、電池セル10が複数の電池セル10の配列の端の端部電池セル10Bである場合に、端部電池セル10Bの外装体10aは、積層体10bを収容する第2収容部11Bと、第2収容部11Bの周縁の全周にわたり形成された第2周縁部12Bと、を含み、第2周縁部12Bは、第2収容部11Bの周縁に接続し屈曲した形状である第2屈曲部12Baと、第2屈曲部12Baから積層方向の一方側に向かって延びる第2延在部12Bbと、第2延在部12Bbの一方側の端に接続し第2収容部11B側に屈曲した形状である第3屈曲部12Bcと、第3屈曲部12Bcから積層方向の他方側に向かって延びる第3延在部12Bdと、を有する。
これにより、バッテリーモジュール1における積層方向の一方側の端の狭い空間でも屈曲した第2周縁部12Bを有する端部電池セル10Bを配置して、伝熱ゲルへの突出量を減らすことができ、よりエネルギー密度の高いバッテリーモジュールを提供できる。
[変形例]
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。変形例に係るバッテリーモジュール1の構成は、上述の実施形態と同様の構成の場合、同じ名称及び符号を付して詳細な説明を省略する場合がある。
<第1の変形例>
上述の実施形態に係るバッテリーモジュール1では、第2周縁部12Bの第3屈曲部12Bcは、第2延在部12Bbの一方側の端に接続し、第2収容部11B側に屈曲しつつ、積層方向の他方側に向かって延びる第3延在部12Bdと接続していた。しかし、これに限らず、第3屈曲部12Bcは、第2収容部11B側とは反対側に屈曲させてもよい。
例えば、第1の変形例に係るバッテリーモジュール1に係る端部電池セル10B1では、第2周縁部12B1は、図7に示すように端部電池セル10B1における収容部11としての第2収容部11B1の周縁に接続し屈曲した形状である第2屈曲部12Ba1と、第2屈曲部12Ba1から積層方向の一方側に向かって延びる第2延在部12Bb1と、第2延在部12Bb1の一方側の端に接続し第2収容部11B1とは反対側に屈曲した形状である第3屈曲部12Bc1と、第3屈曲部12Bc1から積層方向の他方側に向かって延びる第3延在部12Bd1と、を有しても良い。
これにより、積層方向の一方側の空間が少ない配列の端でも屈曲した第2周縁部12B1を有する端部電池セル10B1を配置して、伝熱ゲルへの突出量を減らすことができ、よりエネルギー密度の高いバッテリーモジュールを提供できる。なお、図7に示すように、電池セル10が積層方向の一方側において複数の電池セル10の配列の端の端部電池セル10Bである場合に、伝熱部50は、積層方向において端部電池セル10Bよりも積層方向の一方側には配置されなくてもよい。
<第2の変形例>
また、上述の実施形態では、端に配置する端部電池セル10Bは、第2周縁部12Bを第2屈曲部12Ba及び第3屈曲部12Bcの部分で2回屈曲させて折り畳み、空間が少ない端でも配置できるように形成されていた。しかし、これに限らない。例えば、第2の変形例に係るバッテリーモジュール1では、端部電池セル10B2は、図8に示すように、図6に示される一般部電池セル10Aの第1延在部12Abの先端側が切断された形状となっている。
端部電池セル10B2は、端部電池セル10B2における収容部11としての第2収容部11B2の周縁に形成された第2底面部11Bb2に接続し積層方向の一方側に屈曲した形状である第2屈曲部12Ba2と、第2屈曲部12Ba2から積層方向の一方側に向かって延びる第2延在部12Bb2と、を有する。端部電池セル10B2は、上述のように形成されることで積層方向の一方側への第2周縁部12B2の突出量を減らして空間が少ない端でも配置できるように形成させている。
これにより、積層方向の一方側の空間が少ない端の位置でも、屈曲された第2周縁部12B2を有する端部電池セル10B2を配置することができ、伝熱ゲルへの突出量を減らして、よりエネルギー密度の高いバッテリーモジュールを提供できる。なお、切断した周縁部12の一部は、図1に示される積層方向における他方側の端に配置される一般部電池セル10Aのグリース60と伝熱部50との間の空間に配置しても良い。
<第3の変形例>
また、上述の実施形態では、第1周縁部12Aは、第1収容部11Aの周縁に形成された一の面である第1底面部11Abに接続し屈曲した形状である第1屈曲部12Aaと、前記第1屈曲部12Aaから前記積層方向の一方側に向かって延びる第1延在部12Abと、を有しており、また、第1屈曲部12Aaと第1延在部12Abは、第1周縁部12Aのうち封止されていない部分が屈曲されて形成されているが、これに限らない。
例えば、本変形例に係るバッテリーモジュール1では、更に図9に示すように第1収容部11Aが有する第1底面部11Abとは異なる面であり、図1における上下方向の上側に設けられた面である第1上面部11Ac側に伝熱部50Bが設けられ、第1周縁部12Aは、封止が施され、第1上面部11Acに接続し屈曲した形状である上面側第1屈曲部12Caと、上面側第1屈曲部12Caから積層方向の一方側に向かって延びる上面側第1延在部12Cbと、を有しても良い。
上面側第1延在部12Cbは、上面側第1屈曲部12Caから隣接する電池セル10の積層方向の他方側の端まで延びる上面側第1領域12Cb1と、隣接する電池セル10の積層方向の他方側の端から積層方向の一方側に延びる上面側第2領域12Cb2と、を有する。上面側第1領域12Cb1は、上面側第1延在部12Cbのうち第1の電池セルとしての一般部電池セル10Aと電池セル10の第1上面部11Ac側に設けられた伝熱部50Bとの間に配置するための部分である。上面側第2領域12Cb2は、上面側第1延在部12Cbのうち第2の電池セルとしての隣接する電池セル10と伝熱部50Bとの間に配置するための部分である。
これにより、上面側にも伝熱部50Bを配置することができ、より効率的に外部へ熱を逃がすことができ、電池セル10の温度が上昇して性能が低下することを抑制できる。
<第4の変形例>
また、上述の実施形態では、一般部電池セル10Aは、第1延在部12Abの表面に他の構成を伴わない形でバッテリーモジュール1に組付けられていたが、この構成に限定されない。例えば複数の電池セル10のうちの端側の端部電池セル10Bを除くいずれかの一般部電池セル10Aの第1収容部11Aの周縁に形成された一の面としての第1底面部11Abと第1延在部12Abとの間に、かつ、当該一般部電池セル10Aに隣接する一般部電池セル10Aの第1収容部11Aの周縁に形成された一の面としての第1底面部11Abと第1延在部12Abとの間又は当該一般部電池セル10Aに隣接する端部電池セル10Bの第2収容部11Bの周縁に形成された一の面としての第2底面部11Bbと第2延在部12Bbとの間に、絶縁シート80が設けられてもよい。以下に、第4の変形例に係るバッテリーモジュールについて、図10を用いて説明する。なお、以下の説明において、上述の実施形態に係るバッテリーモジュールと同様の構成については、同じ符号、名称を付して詳細な説明を省略する場合がある。
<バッテリーモジュール>
以下、第4の変形例に係るバッテリーモジュール1Bの一例について、図10~12を用いて説明する。図10は、第4の変形例に係るバッテリーモジュール1Bを積層方向に切った場合の断面を示す概略断面図である。図11は、本発明の第4の変形例において積層体が配置され、折り返され封止された後の外装体に絶縁シートを貼付した状態の電池セルの一例を示す模式図である。図12は、本発明の第4の変形例に係る中間に配置される一般部電池セルの第1周縁部の一部の断面を拡大した部分拡大断面図である。
本変形例に係るバッテリーモジュール1Bは、例えばEV等の電動車両に電力を供給するために搭載される。バッテリーモジュール1Bは、複数の電池セル10と、複数のクッション20と、2つのエンドプレート30と、2つのバインドバー40と、伝熱部50と、複数個所に塗布された高粘性流体としてのグリース60と、温度調整手段としてのウォータージャケット70と、複数個所に配置された絶縁シート80と、を有する。なお、グリース60は、上述の実施形態において塗布された場所に加えて絶縁シート80にも塗布される。
絶縁シート80は、隣り合う電池セル10の周縁部12が接触して傷つくことや、生じた傷により電池セル10間で短絡することを抑制するための構成である。絶縁シート80は、図10、11に示されるように、複数の電池セル10のうちの端側の端部電池セル10Bを除くいずれかの一般部電池セル10Aの第1収容部11Aの周縁に形成された一の面としての第1底面部11Abと第1延在部12Abとの間、かつ、当該一般部電池セル10Aに隣接する一般部電池セル10Aの第1収容部11Aに形成された一の面としての第1底面部11Abと第1周縁部の第1延在部12Abとの間、に設けられる。
また、絶縁シート80は、複数の電池セル10のうちの端側の端部電池セル10Bを除くいずれかの一般部電池セル10Aの第1延在部12Abの積層方向の先端よりも一方側に延び、かつ、当該一般部電池セル10Aに隣接する一般部電池セル10Aの第1延在部12Abと伝熱部50との間に配置されてもよい。
また、絶縁シート80は、複数の電池セル10のうちの端側の端部電池セル10Bを除くいずれかの一般部電池セル10Aの第1延在部12Abの積層方向の先端よりも一方側に延び、かつ、当該一般部電池セル10Aに隣接する端部電池セル10Bの第2延在部12Bbと伝熱部50との間に、配置されてもよい。
また、絶縁シート80は、第1延在部12Abに接着されてもよい。例えば、絶縁シート80は、第1延在部12Abとの間に接着剤としてグリース60を介在させてグリース60により接着されてもよい。なお、絶縁シート80を第1延在部12Abに接着させるための接着剤としては、グリース60に限らない。
本変形例では、図12に示されるように、絶縁シート80と、一般部電池セル10Aの第1延在部12Abと、の間にグリース60が充填される。即ち、絶縁シート80は、グリース60を介在させて第1周縁部の第1延在部12Ab上に貼付される。
グリース60は、具体的には、上述の屈曲させた所定の一般部電池セル10Aの第1周縁部12Aの第1延在部12Abと絶縁シート80との間の空間及び絶縁シート80と一般部電池セル10Aの第1底面部11Abとの間の空間を埋める。
この場合のグリース60は、後述するように、一般部電池セル10Aの第1周縁部12Aの屈曲前に、第1周縁部12Aの第1延在部12Abの両面のうちの一方の面に塗布され、その上に絶縁シート80が貼付される。
また、当該一般部電池セル10Aに隣接する一般部電池セル10Aの第1延在部12Abと、伝熱部50と、の間に絶縁シート80が延設される場合は、第1延在部12Abと絶縁シート80との間の空間にグリース60が充填されてもよい。この場合のグリース60は、後述するように、一般部電池セル10Aの第1周縁部12Aの屈曲後、伝熱部50上に配置前に、絶縁シート80の両面のうち第1周縁部12Aの第1延在部12Abに貼付されていない側の面、かつ、第1周縁部12Aの第1延在部12Abの第1屈曲部12Aaとは反対側の端部よりも外側の面全体に塗布される。
絶縁シート80は、電池セル10の収容部11の熱による膨張収縮にある程度追従しつつ、当該膨張収縮の影響を周縁部12に伝えないように、よりヤング率の高い樹脂シートであることが好ましく、例えばPET(POLYETHYLENE TEREPHTHALATE:ポリエチレンテレフタレート)が好ましい。このような材質とすることで、絶縁シート80は、電池セル10の熱膨張に対してより追従しやすくなり、周縁部12からの剥離やシートの破損等を抑制できる。
また、絶縁シート80の形状は、略矩形状であることが好ましい。本変形例に係る絶縁シート80は、図11に示されるように、略長方形状のシートである。しかし、絶縁シート80の形状は、これに限定されない。
絶縁シート80のうちのより短い辺を短辺とした場合、図11のように、短辺の長さLs1は、屈曲前の周縁部12の延設方向における長さLp1よりも長いことが好ましい。本変形例に係る絶縁シート80の短辺Ls1の長さは、屈曲前の周縁部12の延設方向における長さLp1の2倍に設定される。絶縁シート80の短辺の長さLs1を上記のような設定とすることで、周縁部12に貼付した絶縁シート80は、周縁部12の延設方向において、周縁部12の縁よりも、Lp1-Ls1(本変形例では周縁部12の長さ分)の長さだけ突出する。当該突出分は、当該一般部電池セル10Aに隣接する一般部電池セル10Aの第1延在部12Abと伝熱部50との間又は当該一般部電池セル10Aに隣接する端部電池セル10Bの第2延在部12Bbと伝熱部50との間に配置される。
また、絶縁シート80のうちのより長い辺を長辺とした場合、図11のように、長辺Ls2の長さは、屈曲前の周縁部12の延設方向と略直交する幅方向における長さLp2よりも長いことが好ましい。本変形例に係る絶縁シート80の長辺の長さLs2は、屈曲前の周縁部12の幅方向における長さLp2の1.01倍の長さに設定される。絶縁シート80の長辺の長さを上記のような設定とすることで、周縁部12に貼付した絶縁シート80は、図11の奥行方向で見て、周縁部12の幅方向において、周縁部12の両端側の封止部を隠すように配置可能である。
このため、本変形例に係るバッテリーモジュール1Bは、隣り合う電池セル10の周縁部12が接触して傷つくこと及び、生じた傷により電池セル10間で短絡することをより抑制できる。なお、絶縁シート80の短辺Ls1の長さ、及び、長辺Ls2の長さの設定はこれに限定されない。
また、絶縁シート80のシート厚みは、熱抵抗低減のため、0.1mm以下とすることが好ましい。
絶縁シート80の配置について、図12を用いてより具体的に説明する。図12に示される2つの一般部電池セル10Aのうち左側の一般部電池セル10Aの第1周縁部12Aに貼付される絶縁シート80について説明する。図12に示されるように、絶縁シート80は、第1シート延在部80aと、第1シート屈曲部80bと、第2シート延在部80cと、第2シート屈曲部80dと、第3シート延在部80eと、を有する。
絶縁シート80の第1シート延在部80aは、図12に示されるように、第1延在部12Abの積層方向における他方側の端から一方側の端まで延設するように配置される。即ち、絶縁シート80の第1シート延在部80aは、第1延在部12Abの第1の領域12Ab1及び第2の領域12Ab2において、第1延在部12Abの積層方向における他方側の端から一方側の端まで延設するように配置される。
このとき、絶縁シート80の第1シート延在部80aは、第1延在部12Abと第1底面部11Abとの間に配置される。より詳細には、絶縁シート80の第1シート延在部80aは、第1延在部12Abとグリース60とに挟まれるように配置される。
絶縁シート80の第1シート屈曲部80bは、図12に示されるように、伝熱部50側に屈曲するように配置される。
絶縁シート80の第2シート延在部80cは、図12に示されるように、伝熱部50に向かい延設するように配置される。このとき、絶縁シート80の第2シート延在部80cは、第1延在部12Abの端面を覆うように配置される。
絶縁シート80の第2シート屈曲部80dは、図12に示されるように、積層方向の一方側に屈曲するように配置される。
絶縁シート80の第3シート延在部80eは、図12に示されるように、積層方向の一方側に延設するように配置される。このとき、絶縁シート80の第3シート延在部80eは、左側の一般部電池セル10Aに隣接する右側の一般部電池セル10Aの第1延在部12Abと伝熱部50との間に挟まれるように延設して配置される。
このような電池セル10は、周縁部12の屈曲後にバッテリーモジュール1Bに装着される。絶縁シート80は、周縁部12の長さ分だけ屈曲後の周縁部12の縁から突出し、絶縁シート80のうち周縁部12の縁から突出した部分が伝熱部50上に配置される。この状態で、電池セル10の一方側に更に別の電池セル10を装着すると、当該電池セル10は、上記電池セル10の絶縁シート80上に配置することができ、当該電池セル10は、周縁部12により伝熱部50が直接接触しなくなり、接触による破損を抑制することができる。
<電池セル>
次に、電池セル10について、図2~4を用いて説明する。本変形例に係る電池セル10は、上述の実施形態に係る電池セル10の周縁部12に貼付される絶縁シート80を除き同じ構成であるため、以下、絶縁シート80に係る説明のみを行う。
図2~4の例に示されるように、封止面13aは、外装体10aが折り返し部12aで折り返されることで折り返し部12aの中間線12a1に対して対称の位置にある封止面13aと接触し、対称の位置にある封止面13aと接触した状態で熱せられることで封止され図4で示される封止部13となる。また、封止面13aは、対称の位置にある封止面13aとともに封止されることで、後述の折り返し部12aとともに周縁部12を構成する。また、収容部11は、封止面13aが封止されることで、積層体10bを外部から密閉して収容できる。封止後に周縁部12が屈曲される前の電池セル10が完成する。
次に、電池セル10のうち一般部電池セル10Aのバッテリーモジュール1Bへの組付けまでの工程について、図11、13~15を用いて説明する。図13は、本発明の第4の変形例に電池セルであって、周縁部に絶縁シートを貼付した後の電池セルを側面から見たときの模式図である。図14は、図13の電池セルの周縁部を屈曲させた後の電池セルを側面から見たときの模式図である。図15は、図14の電池セルをバッテリーモジュールに組付ける様子を示す模式図である。
一般部電池セル10Aの屈曲前の第1周縁部12Aの折り返し部12aのある部分の両面のうち、一方側の面の全体にグリース60を塗布する。次に、図11、13に示すように、第1周縁部12Aの両面のうちグリース60が塗布された面の全体に絶縁シート80を貼付する。なお、第1周縁部12Aと絶縁シート80との間の空間にはグリース60が充填され、隙間等がないことが好ましい。
上述のように本変形例に係る絶縁シート80は、図11に示されるように、第1周縁部12Aの面方向から見て第1周縁部12Aにおける幅方向の両端側の封止部13が絶縁シート80に隠れるように、かつ、第1収容部11Aの縁が絶縁シート80に隠れないように、第1周縁部12Aの一方側の面に貼付する。
例えば、絶縁シート80は、図11の奥行方向に見て、第1周縁部12Aにおける幅方向の両端側の封止部13が絶縁シート80に隠れるように保持されつつ、絶縁シート80の長辺のうちの一辺を第1収容部11Aの縦壁に突き当てながら、第1周縁部12Aの一方の面に貼付する。
次に、絶縁シート80が貼付された一般部電池セル10Aは、図14に示されるように、第1周縁部12Aが絶縁シート80の貼付された側に屈曲される。次に、絶縁シート80の表面のうち、第1延在部12Abに貼付されていない側の面、かつ、第1延在部12Abのうち第1屈曲部12Aaとは反対側の端よりも外側の面の全体にグリース60を塗布する。
次に、図15に示されるように、図に向かって左側から順にバッテリーモジュール1Bに一般部電池セル10Aが組付けられていく。このような順序で一般部電池セル10Aを組付けることで、絶縁シート80は、複数の電池セル10のうちの端側の端部電池セル10Bを除くいずれかの一般部電池セル10Aの第1延在部12Abの積層方向の先端よりも一方側に延び、かつ、当該一般部電池セル10Aに隣接する一般部電池セル10Aの第1延在部12Abと伝熱部50との間に配置されることができる。なお、絶縁シート80は、複数の電池セル10のうちの端側の端部電池セル10Bを除くいずれかの一般部電池セル10Aの第1延在部12Abの積層方向の先端よりも一方側に延び、かつ、当該一般部電池セル10Aに隣接する端部電池セル10Bの第2延在部12Bbと伝熱部50との間、に配置されてもよい。
なお、第4の変形例に係る電子セルを製造する際には、絶縁シート80を貼付した状態で屈曲させるため、貼付した絶縁シート80の厚み分だけ屈曲させる部分の厚みが増すため、折りづらくなる。このため、第1周縁部12Aの延設方向における長さLp1はより長くして曲げやすくすることが好ましい。
以上のように構成されるバッテリーモジュール1Bは、複数の電池セル10のうちの端側の端部電池セル10Bを除くいずれかの一般部電池セル10Aの第1収容部11Aの周縁に形成された第1底面部11Abと第1延在部12Abとの間、かつ、当該一般部電池セル10Aに隣接する一般部電池セル10Aの第1収容部11Aの周縁に形成された第1底面部11Abと第1延在部12Abとの間又は当該一般部電池セル10Aに隣接する端部電池セル10Bの第2収容部11Bの周縁に形成された一の面としての第2底面部11Bbと第2延在部12Bbとの間に、絶縁シート80が設けられる。
これにより、隣り合う電池セル10の周縁部12が接触して傷つくこと及び、生じた傷により隣り合う電池セル10間で短絡することを抑制しつつ、よりエネルギー密度を高くできる。
また、本変形例に係るバッテリーモジュール1Bは、第1周縁部12Aの第1延在部12Abを挟むように第1収容部11Aに対向する位置に配置される伝熱部50を備え、絶縁シート80は、複数の電池セル10のうちの端側の端部電池セル10Bを除くいずれかの一般部電池セル10Aの第1延在部12Abの積層方向の先端よりも一方側に延び、かつ、当該一般部電池セル10Aに隣接する一般部電池セル10Aの第1延在部12Abと伝熱部50との間又は当該一般部電池セル10Aに隣接する端部電池セル10Bの第2延在部12Bbと伝熱部50との間に、配置される。
これにより、隣り合う電池セル10の周縁部12及び伝熱部50が接触して傷つくこと及び、生じた傷により隣り合う電池セル10間で短絡することを抑制しつつ、よりエネルギー密度を高くできる。
また、絶縁シート80は、第1延在部12Abに接着されている。
これにより、絶縁シート80が第1延在部12Abから離間することを抑制して、より確実に隣り合う電池セル10の周縁部12及び伝熱部50が接触して傷つくこと及び、生じた傷により隣り合う電池セル10間で短絡することを抑制しつつ、よりエネルギー密度を高くできる。
また、本変形例に係るバッテリーモジュール1Bは、絶縁シート80と、第1延在部12Abと、の間にグリース60が充填される。
これにより、第1延在部と絶縁シート80との間の界面熱抵抗を低減しつつ、隣り合う電池セル10の周縁部12が接触して傷つくこと及び、生じた傷により隣り合う電池セル10間で短絡することを抑制しつつ、よりエネルギー密度を高くできる。
<その変形例>
また、外装体10aは、1つのシート部材を折り返して形成されていたが、これに限らない。例えば、電池セル10は、2つのシート部材それぞれに1つの凹部と、当該凹部の周囲を囲む封止用フランジを形成し、それぞれの凹部を対向させて合わせるように積層体を包み、4辺の封止用フランジを封止して形成しても良い。この場合、上述のように周縁部12の4辺の封止用フランジのいずれかを屈曲させて屈曲部及び延在部を形成しても良い。
1 バッテリーモジュール
10 電池セル
10A 一般部電池セル
10B 端部電池セル
10a 外装体
10b 積層体
11A 第1収容部
11Ab 第1底面部
12A 第1周縁部
12Aa 第1屈曲部
12Ab 第1延在部
12Ab1 第1の領域
12Ab2 第2の領域

Claims (13)

  1. 正極層と、固体電解質層またはセパレータと、負極層と、が積層された積層体と、前記積層体を包む外装体と、を含む電池セルを複数備え、
    複数の前記電池セルは、前記積層体の積層方向に配列され、
    複数の前記電池セルのうちの端側の前記電池セルを除くいずれかの前記電池セルを第1の電池セルとした場合に、
    前記第1の電池セルの前記外装体は、前記積層体を収容する第1収容部と、前記第1収容部の周縁の全周にわたり形成された第1周縁部と、を含み、
    前記第1周縁部は、前記第1収容部の周縁に形成された一の面に接続し前記積層方向の一方側に屈曲した形状である第1屈曲部と、前記第1屈曲部から前記積層方向の一方側に向かって延びる第1延在部と、を有し、
    前記第1延在部は、前記第1屈曲部から前記第1の電池セルに隣接する第2の電池セルの前記積層方向の他方側の端まで延びる第1の領域と、
    前記第2の電池セルの前記積層方向の他方側の端から前記積層方向の一方側に延びる第2の領域と、を有することを特徴とするバッテリーモジュール。
  2. 前記第1周縁部の前記第1延在部を挟むように前記第1収容部に対向する位置に配置される伝熱部を備えることを特徴とする請求項1に記載のバッテリーモジュール。
  3. 前記第1延在部との間に前記伝熱部が介在するように前記第1延在部と対向する位置に配置され、前記伝熱部を介してバッテリーモジュール内部の温度を調整可能な温度調整手段を備えることを特徴とする請求項2に記載のバッテリーモジュール。
  4. 前記複数の前記電池セルと前記積層方向に交互に配列される複数のクッションと、
    前記電池セルと前記クッションとの配列の前記積層方向の両端側を挟むように配置される2つのエンドプレートと、
    前記積層方向とは直交する上下方向から前記電池セルと前記クッションとの配列を挟むようにそれぞれ配置される2つのバインドバーと、を更に備え、
    前記伝熱部は、複数の伝熱ゲルを有し、
    前記温度調整手段は、前記第1延在部との間で前記伝熱ゲル、前記バインドバー、前記伝熱ゲルを順に挟むように前記伝熱ゲルと接して配置されることを特徴とする請求項3に記載のバッテリーモジュール。
  5. 前記第2の電池セルが前記積層方向の一方側において複数の前記電池セルの配列の端の前記電池セルである場合に、前記伝熱部は、前記積層方向において前記第2の電池セルよりも前記積層方向の一方側には配置されないことを特徴とする請求項2又は3に記載のバッテリーモジュール。
  6. 前記第1延在部の前記第1の領域において、前記一の面と前記第1周縁部との間に高粘性流体が設けられることを特徴とする請求項1又は2に記載のバッテリーモジュール。
  7. 前記第2の電池セルが複数の前記電池セルの配列における端の前記電池セルである場合に、前記第2の電池セルの前記外装体は、前記積層体を収容する第2収容部と、前記第2収容部の周縁の全周にわたり形成された第2周縁部と、を含み、
    前記第2周縁部は、前記第2収容部の周縁に接続し屈曲した形状である第2屈曲部と、前記第2屈曲部から前記積層方向の一方側に向かって延びる第2延在部と、前記第2延在部の一方側の端に接続し前記第2収容部の側に屈曲した形状である第3屈曲部と、第3屈曲部から前記積層方向の他方側に向かって延びる第3延在部と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のバッテリーモジュール。
  8. 前記第2の電池セルが複数の前記電池セルの配列における端の前記電池セルである場合に、前記第2の電池セルの前記外装体は、前記積層体を収容する第2収容部と、前記第2収容部の周縁に形成された第2周縁部と、を含み、
    前記第2周縁部は、前記第2収容部の周縁に接続し屈曲した形状である第2屈曲部と、前記第2屈曲部から前記積層方向の一方側に向かって延びる第2延在部と、前記第2延在部の一方側の端に接続し前記第2収容部とは反対側に屈曲した形状である第3屈曲部と、第3屈曲部から前記積層方向の他方側に向かって延びる第3延在部と、を有することを特徴とする請求項5に記載のバッテリーモジュール。
  9. 前記第1周縁部は、前記第1収容部が有する一の面とは異なる他の面に接続し屈曲した形状である上面側第1屈曲部と、前記上面側第1屈曲部から前記積層方向の一方側に向かって延びる上面側第1延在部と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のバッテリーモジュール。
  10. 複数の前記電池セルのうちの端側の前記電池セルを除くいずれかの前記電池セルの前記第1収容部の周縁に形成された前記一の面と前記第1延在部との間、かつ、当該電池セルに隣接する前記電池セルの前記第1収容部の周縁に形成された前記一の面と前記第1延在部との間、に絶縁シートが設けられることを特徴とする、請求項1に記載のバッテリーモジュール。
  11. 前記第1周縁部の前記第1延在部を挟むように前記第1収容部に対向する位置に配置される伝熱部を備え、
    前記絶縁シートは、複数の前記電池セルのうちの端側の前記電池セルを除くいずれかの前記電池セルの前記第1延在部の前記積層方向の先端よりも前記一方側に延び、かつ、当該電池セルに隣接する前記電池セルの前記第1延在部と前記伝熱部との間に配置されることを特徴とする、請求項10に記載のバッテリーモジュール。
  12. 前記絶縁シートは、前記第1延在部に接着されている、請求項10又は11に記載のバッテリーモジュール。
  13. 前記絶縁シートと、前記第1延在部と、の間にグリースが充填される請求項10又は11に記載のバッテリーモジュール。
JP2023052222A 2022-03-31 2023-03-28 バッテリーモジュール Pending JP2023152909A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/192,671 US20230327252A1 (en) 2022-03-31 2023-03-30 Battery module
CN202310336662.5A CN116895878A (zh) 2022-03-31 2023-03-31 电池模块

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022061374 2022-03-31
JP2022061374 2022-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023152909A true JP2023152909A (ja) 2023-10-17

Family

ID=88349343

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023052222A Pending JP2023152909A (ja) 2022-03-31 2023-03-28 バッテリーモジュール

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2023152909A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4955269B2 (ja) ラミネート型電池用の放熱部材およびその製造方法
JP5374979B2 (ja) 電池と組電池
JP5113319B2 (ja) 蓄電体セルのパッケージ構造
JP4547886B2 (ja) 組電池
JP2019046578A (ja) バッテリパックの製造方法
JP4932484B2 (ja) 収納部材、収納ケースおよび組電池
JP2010061998A (ja) 電池と組電池
JP6858304B2 (ja) 電池モジュール
JP4553100B2 (ja) 扁平型二次電池および組電池
JP5154706B1 (ja) 組電池及び組電池モジュール
JP7488695B2 (ja) 固体電池モジュール及び固体電池セル
CN210040347U (zh) 电池模组及动力电池
CN113013534A (zh) 分隔件和固体电池模块
JP2023152909A (ja) バッテリーモジュール
JP2006172911A (ja) 電池モジュールとその製造方法
WO2022091919A1 (ja) 蓄電モジュール
US20230327252A1 (en) Battery module
JP3851197B2 (ja) 電気二重層キャパシタ
CN114914587A (zh) 电池组
CN114846682A (zh) 电池模块及包括该电池模块的电池组
CN116895878A (zh) 电池模块
JP6031388B2 (ja) 組電池
JP2022520013A (ja) 電池モジュールおよびこれを含む電池パック
JP2021128875A (ja) 固体電池セル及び固体電池モジュール
WO2023188741A1 (ja) 蓄電池、バッテリモジュール及びラミネートフィルム