JP4039162B2

JP4039162B2 - ラミネート外装電池、組電池および組電池モジュール

Info

Publication number: JP4039162B2
Application number: JP2002224935A
Authority: JP
Inventors: 達弘福沢; 孝昭安部; 孝憲伊藤; 修嶋村; 崇実齋藤; 英明堀江; 浩菅原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-08-01
Filing date: 2002-08-01
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2022-08-01
Also published as: JP2004071179A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラミネート外装電池の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
近年、電気を動力源とする電気自動車（ＥＶ）や、エンジンとモータとを組み合わせたハイブリッドカー（ＨＥＶ）の動力源として、軽量化などの観点から、ラミネートフィルムによって被覆された電池すなわちラミネート外装電池が注目されている。
【０００３】
ラミネート外装電池は、一般的に、シール部を形成するシール層を備える一対のラミネートフィルムを備え、電池本体は、前記シール層同士を接合した一対のラミネートフィルムによって被覆されている。電池本体に一端が電気的に接続された電極リードの他端は、シール部を貫通し、ラミネートフィルムの外部に突出している（特開２００２−１３４０７４号公報参照）。
【０００４】
しかしながら、ラミネート外装電池にあっては、外力による変形や、電池の温度上昇などに起因して、接合されていたシール層相互間に微小な隙間が生じる虞がある。この微小隙間の発生により、微量の水分がシール部を通ってラミネート外装電池内に浸入し、電池の耐久性や性能の低下を招来するという問題がある。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、シール部から電池内部への水分の浸入を抑え、電池の耐久性を向上し得るラミネート外装電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、シール部を形成するシール層を備えるラミネートフィルムと、前記シール層同士を接合した前記ラミネートフィルムによって被覆される電池本体と、前記電池本体に一端が電気的に接続され、他端がラミネートフィルムの外周縁辺から外部に突出する電極リードと、を有し、前記ラミネートフィルムの外周縁辺からの前記シール部の幅寸法は、１０ｍｍ以上であることを特徴とするラミネート外装電池を、電気的に並列および／または直列に複数個接続するとともに前記シール部が外部に露出するように電池収納ケース内に収納し、外部に露出した前記シール部が、放熱用のフィンとしての機能を有していることを特徴とする組電池である。
請求項２に記載の本発明は、シール層を形成する樹脂の中に、水分捕集剤を含み、シール層における水分捕集剤の配合率が、ラミネートフィルムの外周縁辺からのシール部の幅方向に沿って電池本体側よりも外周縁辺側の方が大きいことを特徴とするラミネート外装電池である。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、ラミネートフィルムの外周縁辺からのシール部の幅寸法を１０ｍｍ以上に設定したため、水分がシール部を通って電池内部にまで拡散するのに必要な距離が長くなり、水分が電池内部にまで到達し難くなる。これにより、シール部から電池内部への水分の浸入を防止でき、電池の耐久性を向上できる。そして、電池収納ケースの外部に露出したシール部は放熱用のフィンとしての機能を発揮し、個々の電池本体において生じた熱がシール部から電池収納ケース外部の雰囲気中に放出される。その結果、個々の電池本体が冷却され、組電池全体の耐久性を向上できる。さらに、ラミネート外装電池を電気的に並列および直列に複数個接続することにより、要求される電池容量や電圧に応じた組電池を製作することができる。
請求項２に記載の発明によれば、ラミネートフィルムは、シール層を形成する樹脂の中に、水分捕集剤を含み、シール層における水分捕集剤の配合率が、ラミネートフィルムの外周縁辺からのシール部の幅方向に沿って電池本体側よりも外周縁辺側の方が大きいので、シール部における水分捕集性能と、シール部が備えるべき接着性能との両者をバランスよく確保して、シール部から電池内部への水分の浸入を抑え、電池の耐久性を向上できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
なお、本明細書においては、「単電池」、「組電池」および「組電池モジュール」は、それぞれ、以下のように定義される。「単電池」とは、１個の電池を指称し、本明細書では、可撓性を有するラミネートフィルムによって電池本体が被覆された電池、いわゆるラミネート外装電池の個々それぞれの電池をいう。「組電池」とは、複数のラミネート外装電池を電気的に接続した電池をいう。「組電池モジュール」とは、複数の組電池を電気的に接続した電池をいう。「単電池」はもちろんのこと、「組電池」および「組電池モジュール」のそれぞれも電池として用いられる。「単電池」、「組電池」および「組電池モジュール」のそれぞれの名称は、電池の大きさの違いを理解し易くするために用いられる。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１（Ａ）は、本発明に使用されるラミネート外装電池１０を示す平面図、図１（Ｂ）は、同図（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図であり、一対のラミネートフィルム１１により形成されるシール部１２を示す概略断面図である。
【００１１】
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、ラミネート外装電池１０は、シール部１２を形成するシール層１３を備える一対のラミネートフィルム１１と、シール層１３同士を接合した一対のラミネートフィルム１１によって被覆される電池本体１６と、当該電池本体１６に一端が電気的に接続された正負の電極リード１７、１８と、を有している。正負の電極リード１７、１８のそれぞれは、電池本体１６の対向する端面に接続されている。各電極リード１７、１８の他端は、ラミネートフィルム１１の外周縁辺１１ａから外部に突出している。
【００１２】
各ラミネートフィルム１１は、可撓性を有し、一般的に、２層以上のシートからなる複合シートである。図１（Ｂ）に示すように、内方から表面にかけて順に、シール部１２を形成するシール層１３と、アルミラミネートフィルムなどの金属層１４と、外装を形成する樹脂層１５とを有している。シール層１３は、熱融着性の樹脂から形成されている。熱融着性の樹脂材料としては、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）などの熱可塑性樹脂材料が適用される。
【００１３】
各ラミネートフィルム１１は、略矩形状を有し、電池本体１６を挟み込むように被覆している。一対のラミネートフィルム１１は、電池本体１６の外側からフィルム端部にかけて、シール層１３同士が熱融着によって接合されている。シール層１３同士が接合されている外周縁部ないし耳部分を、シール部１２という。
【００１４】
一対のラミネートフィルム１１は、電極リード１７、１８が突出する部分においては、相互に接合することができない。このため、電極リード１７、１８とラミネートフィルム１１との境界部分に、図示しないシール材を設け、電池内部への水の浸入などを防止している。
【００１５】
図示例のラミネートフィルム外装電池１０にあっては、ラミネートフィルム１１の外周縁辺１１ａからのシール部１２の幅寸法Ｗを、全周にわたって、１０ｍｍ以上に設定してある。シール部１２の幅寸法Ｗが１０ｍｍ以上であれば、水分がシール部１２を通って電池内部にまで拡散するのに必要な距離が長くなり、水分が電池内部にまで到達し難くなる。これにより、シール部１２から電池内部への水分の浸入を抑え、電池の耐久性を向上できる。
【００１６】
図２は、シール部１２の幅寸法Ｗと水分浸入量との関係を調べた実験結果を示す図である。
【００１７】
実験は、ラミネートフィルムパック内に有機溶媒を封入して、６０℃、湿度８０％の環境に７日間放置後、溶媒中の水分量をカールフィッシャ法により測定した。シール部１２の幅寸法Ｗを、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍおよび２０ｍｍに設定した試験品のそれぞれについて、水分浸入量を測定した。測定結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】

【００１９】
表１および図２に示すように、シール部１２の幅寸法Ｗを５ｍｍおよび７ｍｍに設定した場合には、水分浸入量は、それぞれ、１３５ｐｐｍ／ｗｅｅｋおよび７２ｐｐｍ／ｗｅｅｋであり、管理値（５０ｐｐｍ／ｗｅｅｋ）を超えた。シール部１２の幅寸法Ｗを１０ｍｍに設定した場合には、水分浸入量は４３ｐｐｍ／ｗｅｅｋであり、管理値以下となった。シール部１２の幅寸法Ｗを２０ｍｍに設定した場合には、水分浸入量は３５ｐｐｍ／ｗｅｅｋであり、管理値以下となった。シール部１２の幅寸法Ｗが１０ｍｍを超えると、シール部１２から電池内部への水分の浸入を抑える効果はあまり変わらなかった。
【００２０】
この実験結果より、ラミネートフィルム１１の外周縁辺１１ａからのシール部１２の幅寸法Ｗを１０ｍｍ以上に設定すれば、シール部１２から電池内部への水分の浸入を抑え得ることが判明した。
【００２１】
以上説明したように、ラミネート外装電池１０にあっては、ラミネートフィルム１１の外周縁辺１１ａからのシール部１２の幅寸法Ｗは１０ｍｍ以上であるので、水分がシール部１２を通って電池内部にまで拡散するのに必要な距離が長くなり、水分が電池内部にまで到達し難くなる。これにより、シール部１２から電池内部への水分の浸入を抑え、電池の耐久性を向上できる。
【００２２】
なお、一対のラミネートフィルム１１により電池本体１６を被覆する例を挙げたが、正負の電極リード１７、１８の両者が電池本体１６の一の端面に接続されている場合には、袋状のラミネートフィルムを用いて電池本体１６を被覆することができる。長尺のラミネートフィルムを２つ折りにして袋状に形成した場合には、折り返した部分には、水分が浸入する微小隙間は存在しない。したがって、このようなときには、残り３辺のシール部１２の幅寸法Ｗを１０ｍｍ以上に設定すればよい。
【００２３】
図３は、ラミネート外装電池１０を積層した状態を示す正面図である。
【００２４】
上述したラミネート外装電池１０は、シール部１２の幅寸法Ｗを１０ｍｍ以上に設定してあるため、比較的長いシール部１２を、冷却用の放熱部として利用することが可能となる。
【００２５】
図３は、この点に着目し、複数個のラミネート外装電池１０を、それぞれのシール部１２がフィンの形態をなすように並べて、積層したものである。図示例においては、上位側のラミネート外装電池１０におけるシール部１２と、下位側のラミネート外装電池１０におけるシール部１２との間に空気通路２０が形成され、この空気通路２０に白抜き矢印２１で示される冷却風を供給している。
【００２６】
このように構成すれば、シール部１２は放熱用のフィンとしての機能を発揮し、電池本体１６において生じた熱がシール部１２から雰囲気中に放出される。その結果、電池本体１６が冷却され、電池の耐久性を向上できる。
【００２７】
以上説明したように、図３に示されるラミネート外装電池１０にあっては、シール部１２は放熱用のフィンとしての機能を有していることから、電池本体１６を効率よく冷却することができ、電池の耐久性を向上できる。
【００２８】
なお、冷却風を供給する場合を示したが、冷却風を供給せずに、放射ないし輻射によって、電池本体１６において生じた熱を雰囲気中に伝達する形態でも、電池本体１６を冷却して電池の耐久性を向上できる。
【００２９】
また、積層した例を示したが、１個のラミネート外装電池１０であっても、シール部１２が放熱用のフィンとしての機能を有していることは言うまでもない。
【００３０】
図４（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るラミネート外装電池３０の要部を示す断面図、図４（Ｂ）は、一対のラミネートフィルム３１により形成されるシール部３２を示す概略断面図である。
【００３１】
図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１の実施形態に係るラミネート外装電池３０は、シール部３２を形成するシール層３３を備える一対のラミネートフィルム３１と、シール層３３同士を接合した一対のラミネートフィルム３１によって被覆される電池本体３６と、を有している。図示省略するが、ラミネート外装電池１０と同様に、電池本体３６には正負の電極リードの一端が電気的に接続され、各電極リードの他端は、ラミネートフィルム３１から外部に突出している。
【００３２】
各ラミネートフィルム３１は、可撓性を有し、図４（Ｂ）に示すように、内方から表面にかけて順に、シール部３２を形成するシール層３３と、アルミラミネートフィルムなどの金属層３４と、外装を形成する樹脂層３５とを有している。シール層３３は、熱融着性の樹脂から形成されている。熱融着性の樹脂材料としては、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）などの熱可塑性樹脂材料が適用される。
【００３３】
各ラミネートフィルム３１は、略矩形状を有し、電池本体３６を挟み込むように被覆している。一対のラミネートフィルム３１は、電池本体３６の外側からフィルム端部にかけて、シール層３３同士が熱融着によって接合され、シール部３２が形成されている。
【００３４】
第１の実施形態にあっては、ラミネートフィルム３１は、シール層３３を形成する樹脂の中に、水分捕集剤３９を含んでいる。水分捕集剤３９としては、シリカゲル、ゼオライトまたは活性炭の粉末から形成されている。これらの材料は、取り扱いが容易で、しかも、水分捕集能力が高い材料である。
【００３５】
但し、シール層３３中に水分捕集剤３９を配合すると、シール層３３同士を熱融着した後の接合強度ないし接着強度が若干弱くなるため、シール部３２における接着強度の低下を可及的に抑える必要がある。
【００３６】
そこで、第１の実施形態にあっては、シール部３２における接着強度の低下を可及的に抑える観点から、シール層３３における水分捕集剤３９の配合率を、ラミネートフィルム３１の外周縁辺３１ａからのシール部３２の幅方向に沿って異ならせている。より詳しくは、シール部３２の幅方向に関して、外側つまり外周縁辺３１ａ側では水分捕集性能を重視する一方、内側つまり電池本体３６側では接着性能を重視し、水分捕集剤３９の配合率は、電池本体３６側よりも外周縁辺３１ａ側の方が大きくなるようにしてある。
【００３７】
一例を挙げれば、図４（Ａ）に示すように、シール部３２の幅方向に沿う略中央部分から外周縁辺３１ａ寄りの領域では、水分捕集性能を重視するため、シール層３３における水分捕集剤３９の配合率を体積比で１０％とした。一方、シール部３２の幅方向に沿う略中央部分から電池本体３６寄りの領域では、接着性能を重視するため、シール層３３における水分捕集剤３９の配合率を体積比で５％とした。
【００３８】
かかる構成によれば、シール部３２における水分捕集性能と、シール部３２が備えるべき接着性能との両者をバランスよく確保して、シール部３２から電池内部への水分の浸入を抑え、電池の耐久性を向上できる。
【００３９】
以上説明したように、第１の実施形態に係るラミネート外装電池３０にあっては、ラミネートフィルム３１は、シール層３３を形成する樹脂の中に、水分捕集剤３９を含み、シール層３３における水分捕集剤３９の配合率を、ラミネートフィルム３１の外周縁辺３１ａからのシール部３２の幅方向に沿って異ならせているので、シール部３２における水分捕集性能と、シール部３２が備えるべき接着性能との両者をバランスよく確保して、シール部３２から電池内部への水分の浸入を抑え、電池の耐久性を向上できる。
【００４０】
また、水分捕集剤３９の配合率は、電池本体３６側よりも外周縁辺３１ａ側の方が大きいので、シール部３２における外周縁辺３１ａ側では水分捕集性能が高められ、シール部３２における電池本体３６側では接着性能が高められ、水分捕集性能と接着性能との両者をバランスよく確保できる。
【００４１】
水分捕集剤３９は、シリカゲル、ゼオライトまたは活性炭の粉末から形成されているので、取り扱いが容易かつ水分捕集能力が高い材料を用いて、シール部３２における水分捕集性能を簡便かつ効率よく高めることができる。
【００４２】
なお、第１の実施形態に係るラミネート外装電池３０にあっては、ラミネートフィルム３１の外周縁辺３１ａからのシール部３２の幅寸法は特に限定されないが、ラミネート外装電池１０と同様に、シール部３２の幅寸法Ｗを１０ｍｍ以上に設定してもよい。かかる構成の場合には、シール部３２の幅寸法Ｗを１０ｍｍ以上に設定したことと、シール層３３に水分捕集剤３９を配合したこととの両者の効果があいまって、シール部３２から電池内部への水分の浸入を一層抑えて、電池の耐久性をより一層向上できる。
【００４３】
また、シール部３２の幅方向に関して、外側つまり外周縁辺３１ａ側では接着性能を重視する一方、内側つまり電池本体３６側では水分捕集性能を重視して、水分捕集剤３９の配合率を、外周縁辺３１ａ側よりも電池本体３６側の方が大きくなるように設定することも可能である。
【００４４】
また、水分捕集剤３９の配合率は、必要とされる水分捕集性能および接着性能に応じて、適宜改変できる。
【００４５】
（第２の実施形態）
図５（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る組電池４０を示す斜視図、図５（Ｂ）は、同組電池４０を側方から見た状態を示す透視図である。
【００４６】
図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、第２の実施形態に係る組電池４０は、ラミネート外装電池１０を、電気的に並列および直列に複数個（図示例では１６個）接続するとともにシール部１２が外部に露出するように電池収納ケース４１内に収納して構成されている。電池収納ケース４１の外部に露出したシール部１２は、図３に示されるラミネート外装電池１０を積層した状態と同様に、放熱用のフィンとしての機能を有している。電池収納ケース４１の外部に露出したシール部１２の間に空気通路２０が形成され、この空気通路２０に白抜き矢印２１で示される冷却風を供給している。
【００４７】
このように構成すれば、電池収納ケース４１の外部に露出したシール部１２は放熱用のフィンとしての機能を発揮し、個々の電池本体１６において生じた熱がシール部１２から電池収納ケース４１外部の雰囲気中に放出される。その結果、個々の電池本体１６が冷却され、組電池４０全体の耐久性を向上できる。さらに、ラミネート外装電池１０を電気的に並列および直列に複数個接続することにより、要求される電池容量や電圧に応じた組電池４０を製作することができる。
【００４８】
図示する組電池４０では、４個のラミネートフィルム外装電池１０を電気的に並列に接続して一組の電池群が構成され、さらに、この電池群が電気的に直列に４組接続されている。各電池群は、図５（Ａ）に矢印ａで示される方向（図５（Ｂ）では紙面に垂直な方向）に、４個のラミネートフィルム外装電池１０が同極の電極リード１７、１８を揃えて重ねられている。正極側の４個の電極リード１７同士は電気的に接続され、負極側の４個の電極リード１８同士も電気的に接続されている。
【００４９】
図５（Ｂ）を参照して、左端に示される電池群における正極側の電極リード１７は、電池収納ケース４１を貫通して設けられた正極端子４２に電気的に接続されている。また、右端に示される電池群における負極側の電極リード１８は、電池収納ケース４１を貫通して設けられた負極端子４３に電気的に接続されている。電池群同士の間は、負極側の電極リード１８と正極側の電極リード１７とが電気的に接続されている。
【００５０】
正極側の電極リード１７同士の接続および負極側の電極リード１８同士の接続は、適当な接続手段を利用して接続されている。具体的には、超音波溶接、熱溶接、レーザ溶接、リベット締結、または、かしめ締結など、従来公知の各種接続技術を利用して接続されている。好ましくは、熱が発生しにくく、ラミネートフィルム１１のシール部１２への熱的負荷が低い、超音波溶接を用いるのが望ましい。
【００５１】
電池群間における負極側の電極リード１８と正極側の電極リード１７との接続も、超音波溶接などによって接続されている。正極端子４２と正極側の電極リード１７との接続および負極端子４３と負極側の電極リード１８との接続も同様に、超音波溶接などによって接続されている。
【００５２】
以上説明したように、第２の実施形態に係る組電池４０にあっては、ラミネート外装電池１０を、電気的に並列および直列に複数個接続するとともにシール部１２が外部に露出するように電池収納ケース４１内に収納し、外部に露出したシール部１２が、放熱用のフィンとしての機能を有していることから、個々の電池本体１６を効率よく冷却することができ、組電池４０全体の耐久性を向上できる。さらに、要求される電池容量や電圧に応じた組電池４０を製作することができる。
【００５３】
また、ラミネート外装電池３０の電極リード１７、１８同士間を、超音波溶接、熱溶接、レーザ溶接、リベット締結、または、かしめ締結により電気的に接続して構成される組電池４０であるので、各種の接続技術を利用して組電池４０を製作することができる。特に、超音波溶接を用いる場合には、ラミネートフィルム１１のシール部１２への熱的負荷を低減しつつ、組電池４０を製作することができる。
【００５４】
なお、冷却風を供給する場合を示したが、冷却風を供給せずに、放射ないし輻射によって、電池本体１６において生じた熱を雰囲気中に伝達する形態でも、個々の電池本体１６を冷却して組電池４０全体の耐久性を向上できる。
【００５５】
また、１６個のラミネート外装電池１０を電気的に並列および直列に複数個接続した組電池４０を例示したが、本発明はこの場合に限定されるものではない。例えば、少なくとも２個以上のラミネート外装電池１０を電気的に並列にのみ接続した組電池や、少なくとも２個以上のラミネート外装電池１０を電気的に直列にのみ接続した組電池とすることも可能である。これら電気的な接続形態、つまり、並列接続とするか、直列接続とするか、並列／直列の複合接続とするかは、組電池に要求される電池容量や電圧などに応じて、最適な接続形態が選択される。ラミネート外装電池１０の個数についても、組電池に要求される電池容量や電圧などに応じて、最適な個数が選択される。
【００５６】
また、電極リード１７、１８同士を接続する場合において、電極リード１７、１８同士を直接接続する形態の他、バスバーなどの適当な導電部材を介して接続する形態も採用できる。また、正負の端子４２、４３と正負の電極リード１７、１８とを接続する場合において、リード線を用いて電気的に接続する形態も採用できる。
【００５７】
（第３の実施形態）
図６（Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る組電池５０を示す斜視図、図６（Ｂ）は、同組電池５０を側方から見た状態を示す透視図である。
【００５８】
図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、第３の実施形態に係る組電池５０は、第１の実施形態のラミネート外装電池３０を、電気的に並列および直列に複数個（図示例では１６個）接続するとともに電池収納ケース５１内に収納して構成されている。図６（Ｂ）中の符号「３７」および「３８」は、正極側の電極リードおよび負極側の電極リードをそれぞれ示している。使用するラミネート外装電池３０の種類およびシール部３２を電池収納ケース５１の外部に露出させない点を除いては、第２の実施形態の組電池４０と同様であるので、さらなる説明は省略する。
【００５９】
このように構成すれば、シール部３２における水分捕集性能と、シール部３２が備えるべき接着性能との両者をバランスよく確保して、シール部３２から電池内部への水分の浸入を抑え、個々の電池の耐久性ひいては組電池５０全体の耐久性を向上できる。さらに、ラミネート外装電池３０を電気的に並列および直列に複数個接続することにより、要求される電池容量や電圧に応じた組電池５０を製作することができる。
【００６０】
以上説明したように、第３の実施形態に係る組電池５０にあっては、第１の実施形態のラミネート外装電池３０を、電気的に並列および直列に複数個接続するとともに電池収納ケース５１内に収納していることから、シール部３２における水分捕集性能と、シール部３２が備えるべき接着性能との両者をバランスよく確保して、シール部３２から電池内部への水分の浸入を抑え、個々の電池の耐久性ひいては組電池５０全体の耐久性を向上できる。さらに、要求される電池容量や電圧に応じた組電池５０を製作することができる。
【００６１】
また、ラミネート外装電池３０の電極リード３７、３８同士間を、超音波溶接、熱溶接、レーザ溶接、リベット締結、または、かしめ締結により電気的に接続して構成される組電池５０であるので、各種の接続技術を利用して組電池５０を製作することができる。特に、超音波溶接を用いる場合には、ラミネートフィルム３１のシール部３２への熱的負荷を低減しつつ、組電池５０を製作することができる。
【００６２】
（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係る組電池モジュール６０を示す斜視図である。
【００６３】
図７に示すように、第４の実施形態に係る組電池モジュール６０は、第２の実施形態に係る組電池４０を、電気的に直列に複数個（図示例では４個）接続して構成されている。左端に示される組電池４０の負極端子４３には、外部負極端子６１が電気的に接続されている。右端に示される組電池４０の正極端子４２には、外部正極端子６２が電気的に接続されている。組電池４０同士の間は、正極端子４２と負極端子４３とがバスバー６３を介して電気的に接続されている。
【００６４】
このように構成すれば、電池収納ケース４１の外部に露出したシール部１２は放熱用のフィンとしての機能を発揮し、個々の電池本体１６において生じた熱がシール部１２から電池収納ケース４１外部の雰囲気中に放出される。その結果、個々の電池本体１６が冷却され、組電池４０全体の耐久性ひいては組電池モジュール６０全体の耐久性を向上できる。さらに、組電池４０を電気的に直列に複数個接続することにより、要求される電池容量や電圧に応じた組電池モジュール６０を製作することができる。
【００６５】
以上説明したように、第４の実施形態に係る組電池モジュール６０にあっては、第２の実施形態の組電池４０を、電気的に直列に複数個接続することから、個々の電池本体１６を効率よく冷却することができ、組電池４０全体の耐久性ひいては組電池モジュール６０全体の耐久性を向上できる。さらに、要求される電池容量や電圧に応じた組電池モジュール６０を製作することができる。
【００６６】
なお、４個の組電池４０を電気的に直列に複数個接続した組電池モジュール６０を例示したが、本発明はこの場合に限定されるものではない。例えば、少なくとも２個以上の組電池４０を電気的に並列にのみ接続した組電池モジュールや、少なくとも２個以上の組電池４０を電気的に直列にのみ接続した組電池モジュールや、複数個の組電池４０を電気的に並列および直列の複合接続とすることも可能である。これら電気的な接続形態、つまり、並列接続とするか、直列接続とするか、並列／直列の複合接続とするかは、組電池モジュールに要求される電池容量や電圧などに応じて、最適な接続形態が選択される。組電池４０の個数についても、組電池モジュールに要求される電池容量や電圧などに応じて、最適な個数が選択される。
【００６７】
（第５の実施形態）
図８は、本発明の第５の実施形態に係る組電池モジュール７０を示す斜視図である。
【００６８】
図８に示すように、第５の実施形態に係る組電池モジュール７０は、第３の実施形態に係る組電池５０を、電気的に直列に複数個（図示例では４個）接続して構成されている。使用する組電池５０の種類を除いては、第４の実施形態の組電池モジュール６０と同様であるので、さらなる説明は省略する。
【００６９】
このように構成すれば、シール部３２における水分捕集性能と、シール部３２が備えるべき接着性能との両者をバランスよく確保して、シール部３２から電池内部への水分の浸入を抑え、組電池５０全体の耐久性ひいては組電池モジュール７０全体の耐久性を向上できる。さらに、組電池５０を電気的に直列に複数個接続することにより、要求される電池容量や電圧に応じた組電池モジュール７０を製作することができる。
【００７０】
以上説明したように、第５の実施形態に係る組電池モジュール７０にあっては、第３の実施形態の組電池５０を、電気的に直列に複数個接続することから、シール部３２における水分捕集性能と、シール部３２が備えるべき接着性能との両者をバランスよく確保して、シール部３２から電池内部への水分の浸入を抑え、組電池５０全体の耐久性ひいては組電池モジュール７０全体の耐久性を向上できる。さらに、要求される電池容量や電圧に応じた組電池モジュール７０を製作することができる。
【００７１】
（第６の実施形態）
図９は、本発明に用いられるラミネート外装電池１０、３０を車載用電池８０に使用した第６の実施形態に係る車両８１を示す図である。
【００７２】
本発明に係るラミネート外装電池１０、３０を車載用電池８０に適用することは、非常に有効である。車両８１の振動に起因するシール部１２、３２から電池内部への水分の浸入を抑え、電池の耐久性を向上する効果を有するからである。さらに、ラミネート外装電池１０、３０は金属製の外装缶を用いる電池と比較して軽量であるため、車載用電池８０の軽量化、引いては車両８１全体の軽量化を通して、燃費の向上に寄与するる効果を有するからである。
【００７３】
車載用電池８０の場合は、車両８１に要求される電池容量および電圧を満足する観点から、多数の電池が必要である。このため、図７および図８に示した組電池モジュール６０、７０の形態で車両８１に搭載される。第６の実施形態では、車両８１の車内空間やトランクルームを広く確保するために、車体中央部の座席下に組電池モジュール６０、７０を設置している。但し、組電池モジュール６０、７０の設置場所は、上記の場所に制限されるものではなく、後部トランクルームの下部に設置してもよい。また、ＥＶやＦＣＶ（燃料電池自動車）のようにエンジンを搭載しない車両であれば、エンジンが一般的に搭載される車両前方に設置することもできる。
【００７４】
なお、組電池モジュール６０、７０の形態で車両８１に設置する場合に限定されず、使用用途に応じては組電池４０、５０の形態で車両８１に設置することもできる。また、組電池モジュール６０、７０と組電池４０、５０とを適当に組み合わせて車両８１に設置してもよい。さらに、本発明に係るラミネート外装電池１０、３０を設置し得る車両８１としては、ＥＶ、ＨＥＶ、ＦＣＶが好ましいが、これらに制限されるものではない。
【００７５】
次に、組電池モジュールを構成する組電池４０、５０の数量について、車両８１の動力源に要求される電圧を満たす観点から説明する。
【００７６】
ラミネート外装電池１０、３０の１個の動作電圧は３．５Ｖ（ボルト）であり、図示した組電池４０、５０は、当該ラミネート外装電池１０、３０が４個直列接続されている。
【００７７】
一般的な自動車電源の電圧は１２Ｖであるため、該電圧を供給するためには、組電池４０、５０を１個だけ使用すればよい。
【００７８】
自動車の消費電力の増大に対応するために、自動車電源の電圧を４２Ｖに上げる場合には、該電圧を供給するためには、組電池４０、５０を３個直列接続した組電池モジュールを使用すればよい。
【００７９】
また、現在、一般的に普及しているＥＶおよびＨＥＶに用いられる電圧を供給するためには、組電池４０、５０を２４個直列接続した組電池モジュールを使用すればよい。
【００８０】
このように、車両８１の動力源の仕様にしたがって組電池４０、５０を直列接続する個数が決定される。図示した組電池４０、５０はラミネート外装電池１０、３０を４個直列接続しているため、この組電池４０、５０を直列接続する個数を変えれば、車両８１において要求される電圧を容易に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（Ａ）は、本発明に使用されるラミネート外装電池の例を示す平面図、図１（Ｂ）は、同図（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ線に沿う断面図であり、一対のラミネートフィルムにより形成されるシール部を示す概略断面図である。
【図２】シール部の幅寸法と水分浸入量との関係を調べた実験結果を示す図である。
【図３】本発明に使用されるラミネート外装電池を積層した状態を示す正面図である。
【図４】図４（Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るラミネート外装電池の要部を示す断面図、図４（Ｂ）は、一対のラミネートフィルムにより形成されるシール部を示す概略断面図である。
【図５】図５（Ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る組電池を示す斜視図、図５（Ｂ）は、同組電池を側方から見た状態を示す透視図である。
【図６】図６（Ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る組電池を示す斜視図、図６（Ｂ）は、同組電池を側方から見た状態を示す透視図である。
【図７】本発明の第４の実施形態に係る組電池モジュールを示す斜視図である。
【図８】本発明の第５の実施形態に係る組電池モジュールを示す斜視図である。
【図９】本発明に係るラミネート外装電池を車載用電池に使用した第６の実施形態に係る車両を示す図である。
【符号の説明】
１０、３０…ラミネート外装電池
１１、３１…ラミネートフィルム
１１ａ、３１ａ…ラミネートフィルムの外周縁辺
１２、３２…シール部
１３、３３…シール層
１６、３６…電池本体
１７、１８、３７、３８…電極リード
２０…空気通路
３９…水分捕集剤
４０、５０…組電池
４１、５１…電池収納ケース
４２…正極端子
４３…負極端子
６０、７０…組電池モジュール
６１…外部負極端子
６２…外部正極端子
８０…車載用電池
８１…車両
Ｗ…シール部の幅寸法

Claims

シール部を形成するシール層を備えるラミネートフィルムと、
前記シール層同士を接合した前記ラミネートフィルムによって被覆される電池本体と、
前記電池本体に一端が電気的に接続され、他端がラミネートフィルムの外周縁辺から外部に突出する電極リードと、を有し、
前記ラミネートフィルムの外周縁辺からの前記シール部の幅寸法は、１０ｍｍ以上であることを特徴とするラミネート外装電池を、
電気的に並列および／または直列に複数個接続するとともに前記シール部が外部に露出するように電池収納ケース内に収納し、外部に露出した前記シール部が、放熱用のフィンとしての機能を有していることを特徴とする組電池。
シール部を形成するシール層を備えるラミネートフィルムと、
前記シール層同士を接合した前記ラミネートフィルムによって被覆される電池本体と、
前記電池本体に一端が電気的に接続され、他端がラミネートフィルムの外周縁辺から外部に突出する電極リードと、を有し、
前記ラミネートフィルムは、前記シール層を形成する樹脂の中に、水分捕集剤を含み、
前記シール層における前記水分捕集剤の配合率が、前記電池本体側よりも前記外周縁辺側の方が大きいことを特徴とするラミネート外装電池。
前記水分捕集剤は、シリカゲル、ゼオライトまたは活性炭の粉末から形成されていることを特徴とする請求項２に記載のラミネート外装電池。
前記ラミネートフィルムの外周縁辺からの前記シール部の幅寸法は、１０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のラミネート外装電池。
請求項２に記載のラミネート外装電池を、電気的に並列および／または直列に複数個接続するとともに電池収納ケース内に収納して構成されることを特徴とする組電池。
前記ラミネート外装電池の前記電極リード同士間を、超音波溶接、熱溶接、レーザ溶接、リベット締結、または、かしめ締結により、電気的に接続したことを特徴とする請求項１または請求項５に記載の組電池。
請求項１、請求項５および請求項６のいずれか１項に記載の組電池を、電気的に並列および／または直列に複数個接続して構成されることを特徴とする組電池モジュール。
車載用の電池に使用されることを特徴とする請求項２に記載のラミネート外装電池。