JP4499977B2 - 板状電池の電極絶縁構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組電池を構成する板状電池の薄板状電極の絶縁に用いられる絶縁シートを用いた板状電池の電極絶縁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題などから、ハイブリッド自動車や電気自動車、夜間電力を有効活用するための電力のロードレベリングなどが着目されている。そこで、これらに用いるバッテリとして、各種二次電池が開発されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池はエネルギー密度が高く、かつ密閉型でメンテナンスフリーであるので、ハイブリッド自動車や電気自動車のバッテリとしての用途に適しているが、大型のものは実用化されていない。
一方、金属層の両面を樹脂層で被覆してなるラミネートシートを外装材とし、これに発電要素を封入した、板状のリチウムイオン二次電池が開発されている。このリチウムイオン二次電池は、単体（単電池）では出力が小さいが、これらを多数個直列に接続して組電池を構成し、前記の用途に用いるバッテリとすることが考えられている。
【０００４】
しかし、例えば図４に示すように、組電池を構成する単電池２が、前記板状のリチウムイオン電池のような薄い板状電池である場合には、これら単電池２が互いに密接して配設されるため、近接する単電池２の間で、接続すべきでない薄板状電極どうしが接触して短絡し、単電池２の破損を招く可能性がある。
特に、板状電池を互いに接続してハイブリッド自動車や電気自動車などに使われるバッテリを構成する場合には、バッテリが振動、衝撃などを受けるため、近接する単電池の間で、接続すべきでない薄板状電極を確実に絶縁しておく必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、組電池の要素として用いられる各板状電池の薄板状電極のうち、接続すべきでない薄板状電極を、簡単、かつ確実に絶縁することのできる、板状電池の電極絶縁構造を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、板状電池の電極絶縁構造において、薄板状電極を備える複数の板状電池の間に、前記薄板状電極を備える板状電池の電池本体に重ねられるシート本体と、このシート本体から突出し、当該シート本体を前記電池本体に重ねた状態で、前記薄板状電極を覆い隠す形状の薄板状電極短絡防止部とを備える絶縁シートを介装し、互いに隣接する前記板状電池のうちの一の前記板状電池の正極の前記薄板状電極と他の前記板状電池の負極の前記薄板状電極とを互いに接続して、前記複数の板状電池を直列に接続した構造であって、互いに隣接する前記板状電池の前記薄板状電極のうち互いに接続されない前記薄板状電極同士の間に前記薄板状電極短絡防止部を位置させて、前記複数の板状電池の間に前記シート本体を挟み込んだことを特徴とする。
ここで、前記絶縁シートとしては、例えばポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイドなどの樹脂からなる、厚さが０．数ｍｍ程度のフィルムを用いることができる。
また、前記シート本体は、板状電池の電池本体とほぼ同じ平面形状に形成されていることが好ましい。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、複数の板状電池の薄板状電極のうち正極、負極のいずれか一方の薄板状電極を互いに接続する際、この薄板状電極のうち互いに接続されない他方の薄板状電極の間に薄板状電極短絡防止部を位置させて、複数の板状電池の間にシート本体を挟み込むことで、互いに接続されない他方の薄板状電極の間を確実に絶縁することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、板状電池の電極絶縁構造において、薄板状電極を備える複数の板状電池からなる組電池において、前記複数の板状電池のうちの所定個の前記板状電池について、互いに隣接する前記板状電池のうちの所定個の前記板状電池のうちの一の前記板状電池の正極の薄板状電極と他の前記板状電池の正極の前記薄板状電極、および、前記一の板状電池の負極の前記薄板状電極と前記他の板状電池の負極の前記薄板状電極とを互いに接続して、前記所定個の前記板状電池同士を並列に接続して前記所定個の板状電池からなる板状電池群を複数構成し、互いに隣接する一の前記板状電池群中の前記板状電池の正極の前記薄板状電極と他の前記板状電池群の前記板状電池の負極の前記薄板状電極とを互いに接続して、前記複数の板状電池群を直列に接続し、前記薄板状電極を備える前記板状電池の電池本体に重ねられるシート本体と、このシート本体から突出し、当該シート本体を前記電池本体に重ねた状態で、前記薄板状電極を覆い隠す形状の薄板状電極短絡防止部とを備える絶縁シートを、前記板状電池群同士が隣接する部分に介装した構造であって、前記板状電池群同士が隣接する部分に存在する互いに隣接する前記板状電池の前記薄板状電極のうち互いに接続されない前記薄板状電極同士の間に前記薄板状電極短絡防止部を位置させて、前記複数の板状電池群の間に前記シート本体を挟み込んだことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、板状電池からなる単電池を直列に接続して構成された組電池の場合だけでなく、例えば板状電池を所定個ずつ並列に接続した板状電池群を直列に接続して構成された組電池においてこの板状電池群と板状電池群との間に絶縁シートを介装した場合でも、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の絶縁シート、および板状電池の電極絶縁構造の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
本実施の形態に記載の絶縁シート１、および板状電池の電極絶縁構造は、図１〜図３に示すように、金属層の両面を樹脂層で被覆してなるラミネートシート内に発電要素を収容してなるリチウムイオン二次電池（板状電池）２を複数個、立てた状態で、これらを直列に接続して構成されるバッテリに適用されたものである。
【００１２】
本実施の形態の絶縁シート１は、図１、図２に示すように、薄板状電極（正極２２、負極２３）を備えるリチウムイオン二次電池２の電池本体２１とほぼ同じ平面形状に形成されたシート本体１１と、このシート本体１１から突出し、シート本体１１をリチウムイオン二次電池２の電池本体２１に重ねた状態で、このリチウムイオン二次電池２の正極２２または負極２３をその側方から被覆する薄板状電極短絡防止部１２とを備えたものである。
図１、図２に示すように、絶縁シート１の薄板状電極短絡防止部１２の面積は、リチウムイオン二次電池２の正極２２、負極２３に比して十分大きく形成されている。
【００１３】
このバッテリでは、図２（図４）に示すように、リチウムイオン二次電池２が表裏交互に、それらの電池本体２１が重ね合わされた状態に配置されている。そして、互いに隣接する２つのリチウムイオン二次電池２のうちの一方の正極２２と他方の負極２３とが重ねられて、直列に接続されている。
【００１４】
前記バッテリにおいては、互いに隣接する２つのリチウムイオン二次電池２の薄板状電極２２，２３のうち正極２２、負極２３のいずれか一方の薄板状電極が互いに接続されている。
また、互いに隣接するリチウムイオン二次電池２の電池本体２１の間には、絶縁シート１のシート本体１１が挟み込まれている。
互いに隣接する２つのリチウムイオン二次電池２の薄板状電極２２，２３のうち互いに接続されない他方の薄板状電極の間には、この絶縁シート１の薄板状電極短絡防止部１２が位置し、これら他方の薄板状電極の間が絶縁されている。このようにして、本実施の形態の板状電池の電極絶縁構造が構成されている。
【００１５】
本実施の形態に記載の絶縁シート１、および板状電池の電極絶縁構造によれば、複数のリチウムイオン二次電池２の薄板状電極（正極２２、負極２３）とのうち、いずれか一方の薄板状電極２２，２３を互いに接続し、互いに接続されない他方の薄板状電極２３，２２の間に薄板状電極短絡防止部１２を位置させて、複数のリチウムイオン二次電池２の間にシート本体１１を挟み込むことで、互いに接続されない薄板状電極２３，２２との間を確実に絶縁することができる。
また、特に、絶縁シート１のシート本体１１がリチウムイオン二次電池２の電池本体２１とほぼ同じ平面形状に形成されているので、この絶縁シート１を複数のリチウムイオン二次電池２の間に介装すると、互いに接続されない薄板状電極２３，２２との間に位置する薄板状電極短絡防止部１２がずれにくい。
【００１６】
なお、本発明の絶縁シート、および板状電池の電極絶縁構造は、本実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、本実施の形態の絶縁シート１、および板状電池の電極絶縁構造は、板状電池からなる単電池を直列に接続して構成された組電池に適用されたものであるが、本発明はこれに限定されることなく、例えば板状電池を所定個ずつ並列に接続した板状電池群を直列に接続して構成された組電池において、この板状電池群と板状電池群との間に絶縁シートを介装しても良い。
その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることはもちろんである。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、複数の板状電池の薄板状電極のうち正極、負極のいずれか一方の薄板状電極を互いに接続する際、この薄板状電極のうち互いに接続されない他方の薄板状電極の間に薄板状電極短絡防止部を位置させて、複数の板状電池の間にシート本体を挟み込むことで、互いに接続されない他方の薄板状電極の間を確実に絶縁することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、板状電池からなる単電池を直列に接続して構成された組電池の場合だけでなく、例えば板状電池を所定個ずつ並列に接続した板状電池群を直列に接続して構成された組電池においてこの板状電池群と板状電池群との間に絶縁シートを介装した場合でも、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の板状電池の電極絶縁構造の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の絶縁シートの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の板状電池の電極絶縁構造における板状電池の一例を示す斜視図である。
【図４】板状電池の薄板状電極の接続構造の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 絶縁シート
２ 板状電池
１１ シート本体
１２ 薄板状電極短絡防止部
２１ 電池本体
２２ 薄板状電極（正極）
２３ 薄板状電極（負極）
【発明の属する技術分野】
本発明は、組電池を構成する板状電池の薄板状電極の絶縁に用いられる絶縁シートを用いた板状電池の電極絶縁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題などから、ハイブリッド自動車や電気自動車、夜間電力を有効活用するための電力のロードレベリングなどが着目されている。そこで、これらに用いるバッテリとして、各種二次電池が開発されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池はエネルギー密度が高く、かつ密閉型でメンテナンスフリーであるので、ハイブリッド自動車や電気自動車のバッテリとしての用途に適しているが、大型のものは実用化されていない。
一方、金属層の両面を樹脂層で被覆してなるラミネートシートを外装材とし、これに発電要素を封入した、板状のリチウムイオン二次電池が開発されている。このリチウムイオン二次電池は、単体（単電池）では出力が小さいが、これらを多数個直列に接続して組電池を構成し、前記の用途に用いるバッテリとすることが考えられている。
【０００４】
しかし、例えば図４に示すように、組電池を構成する単電池２が、前記板状のリチウムイオン電池のような薄い板状電池である場合には、これら単電池２が互いに密接して配設されるため、近接する単電池２の間で、接続すべきでない薄板状電極どうしが接触して短絡し、単電池２の破損を招く可能性がある。
特に、板状電池を互いに接続してハイブリッド自動車や電気自動車などに使われるバッテリを構成する場合には、バッテリが振動、衝撃などを受けるため、近接する単電池の間で、接続すべきでない薄板状電極を確実に絶縁しておく必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、組電池の要素として用いられる各板状電池の薄板状電極のうち、接続すべきでない薄板状電極を、簡単、かつ確実に絶縁することのできる、板状電池の電極絶縁構造を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、板状電池の電極絶縁構造において、薄板状電極を備える複数の板状電池の間に、前記薄板状電極を備える板状電池の電池本体に重ねられるシート本体と、このシート本体から突出し、当該シート本体を前記電池本体に重ねた状態で、前記薄板状電極を覆い隠す形状の薄板状電極短絡防止部とを備える絶縁シートを介装し、互いに隣接する前記板状電池のうちの一の前記板状電池の正極の前記薄板状電極と他の前記板状電池の負極の前記薄板状電極とを互いに接続して、前記複数の板状電池を直列に接続した構造であって、互いに隣接する前記板状電池の前記薄板状電極のうち互いに接続されない前記薄板状電極同士の間に前記薄板状電極短絡防止部を位置させて、前記複数の板状電池の間に前記シート本体を挟み込んだことを特徴とする。
ここで、前記絶縁シートとしては、例えばポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイドなどの樹脂からなる、厚さが０．数ｍｍ程度のフィルムを用いることができる。
また、前記シート本体は、板状電池の電池本体とほぼ同じ平面形状に形成されていることが好ましい。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、複数の板状電池の薄板状電極のうち正極、負極のいずれか一方の薄板状電極を互いに接続する際、この薄板状電極のうち互いに接続されない他方の薄板状電極の間に薄板状電極短絡防止部を位置させて、複数の板状電池の間にシート本体を挟み込むことで、互いに接続されない他方の薄板状電極の間を確実に絶縁することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、板状電池の電極絶縁構造において、薄板状電極を備える複数の板状電池からなる組電池において、前記複数の板状電池のうちの所定個の前記板状電池について、互いに隣接する前記板状電池のうちの所定個の前記板状電池のうちの一の前記板状電池の正極の薄板状電極と他の前記板状電池の正極の前記薄板状電極、および、前記一の板状電池の負極の前記薄板状電極と前記他の板状電池の負極の前記薄板状電極とを互いに接続して、前記所定個の前記板状電池同士を並列に接続して前記所定個の板状電池からなる板状電池群を複数構成し、互いに隣接する一の前記板状電池群中の前記板状電池の正極の前記薄板状電極と他の前記板状電池群の前記板状電池の負極の前記薄板状電極とを互いに接続して、前記複数の板状電池群を直列に接続し、前記薄板状電極を備える前記板状電池の電池本体に重ねられるシート本体と、このシート本体から突出し、当該シート本体を前記電池本体に重ねた状態で、前記薄板状電極を覆い隠す形状の薄板状電極短絡防止部とを備える絶縁シートを、前記板状電池群同士が隣接する部分に介装した構造であって、前記板状電池群同士が隣接する部分に存在する互いに隣接する前記板状電池の前記薄板状電極のうち互いに接続されない前記薄板状電極同士の間に前記薄板状電極短絡防止部を位置させて、前記複数の板状電池群の間に前記シート本体を挟み込んだことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、板状電池からなる単電池を直列に接続して構成された組電池の場合だけでなく、例えば板状電池を所定個ずつ並列に接続した板状電池群を直列に接続して構成された組電池においてこの板状電池群と板状電池群との間に絶縁シートを介装した場合でも、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の絶縁シート、および板状電池の電極絶縁構造の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
本実施の形態に記載の絶縁シート１、および板状電池の電極絶縁構造は、図１〜図３に示すように、金属層の両面を樹脂層で被覆してなるラミネートシート内に発電要素を収容してなるリチウムイオン二次電池（板状電池）２を複数個、立てた状態で、これらを直列に接続して構成されるバッテリに適用されたものである。
【００１２】
本実施の形態の絶縁シート１は、図１、図２に示すように、薄板状電極（正極２２、負極２３）を備えるリチウムイオン二次電池２の電池本体２１とほぼ同じ平面形状に形成されたシート本体１１と、このシート本体１１から突出し、シート本体１１をリチウムイオン二次電池２の電池本体２１に重ねた状態で、このリチウムイオン二次電池２の正極２２または負極２３をその側方から被覆する薄板状電極短絡防止部１２とを備えたものである。
図１、図２に示すように、絶縁シート１の薄板状電極短絡防止部１２の面積は、リチウムイオン二次電池２の正極２２、負極２３に比して十分大きく形成されている。
【００１３】
このバッテリでは、図２（図４）に示すように、リチウムイオン二次電池２が表裏交互に、それらの電池本体２１が重ね合わされた状態に配置されている。そして、互いに隣接する２つのリチウムイオン二次電池２のうちの一方の正極２２と他方の負極２３とが重ねられて、直列に接続されている。
【００１４】
前記バッテリにおいては、互いに隣接する２つのリチウムイオン二次電池２の薄板状電極２２，２３のうち正極２２、負極２３のいずれか一方の薄板状電極が互いに接続されている。
また、互いに隣接するリチウムイオン二次電池２の電池本体２１の間には、絶縁シート１のシート本体１１が挟み込まれている。
互いに隣接する２つのリチウムイオン二次電池２の薄板状電極２２，２３のうち互いに接続されない他方の薄板状電極の間には、この絶縁シート１の薄板状電極短絡防止部１２が位置し、これら他方の薄板状電極の間が絶縁されている。このようにして、本実施の形態の板状電池の電極絶縁構造が構成されている。
【００１５】
本実施の形態に記載の絶縁シート１、および板状電池の電極絶縁構造によれば、複数のリチウムイオン二次電池２の薄板状電極（正極２２、負極２３）とのうち、いずれか一方の薄板状電極２２，２３を互いに接続し、互いに接続されない他方の薄板状電極２３，２２の間に薄板状電極短絡防止部１２を位置させて、複数のリチウムイオン二次電池２の間にシート本体１１を挟み込むことで、互いに接続されない薄板状電極２３，２２との間を確実に絶縁することができる。
また、特に、絶縁シート１のシート本体１１がリチウムイオン二次電池２の電池本体２１とほぼ同じ平面形状に形成されているので、この絶縁シート１を複数のリチウムイオン二次電池２の間に介装すると、互いに接続されない薄板状電極２３，２２との間に位置する薄板状電極短絡防止部１２がずれにくい。
【００１６】
なお、本発明の絶縁シート、および板状電池の電極絶縁構造は、本実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、本実施の形態の絶縁シート１、および板状電池の電極絶縁構造は、板状電池からなる単電池を直列に接続して構成された組電池に適用されたものであるが、本発明はこれに限定されることなく、例えば板状電池を所定個ずつ並列に接続した板状電池群を直列に接続して構成された組電池において、この板状電池群と板状電池群との間に絶縁シートを介装しても良い。
その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることはもちろんである。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、複数の板状電池の薄板状電極のうち正極、負極のいずれか一方の薄板状電極を互いに接続する際、この薄板状電極のうち互いに接続されない他方の薄板状電極の間に薄板状電極短絡防止部を位置させて、複数の板状電池の間にシート本体を挟み込むことで、互いに接続されない他方の薄板状電極の間を確実に絶縁することができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、板状電池からなる単電池を直列に接続して構成された組電池の場合だけでなく、例えば板状電池を所定個ずつ並列に接続した板状電池群を直列に接続して構成された組電池においてこの板状電池群と板状電池群との間に絶縁シートを介装した場合でも、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の板状電池の電極絶縁構造の一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の絶縁シートの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の板状電池の電極絶縁構造における板状電池の一例を示す斜視図である。
【図４】板状電池の薄板状電極の接続構造の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 絶縁シート
２ 板状電池
１１ シート本体
１２ 薄板状電極短絡防止部
２１ 電池本体
２２ 薄板状電極（正極）
２３ 薄板状電極（負極）
Claims (2)
- 薄板状電極を備える複数の板状電池の間に、
前記薄板状電極を備える板状電池の電池本体に重ねられるシート本体と、このシート本体から突出し、当該シート本体を前記電池本体に重ねた状態で、前記薄板状電極を覆い隠す形状の薄板状電極短絡防止部とを備える絶縁シートを介装し、
互いに隣接する前記板状電池のうちの一の前記板状電池の正極の前記薄板状電極と他の前記板状電池の負極の前記薄板状電極とを互いに接続して、前記複数の板状電池を直列に接続した構造であって、
互いに隣接する前記板状電池の前記薄板状電極のうち互いに接続されない前記薄板状電極同士の間に前記薄板状電極短絡防止部を位置させて、前記複数の板状電池の間に前記シート本体を挟み込んだことを特徴とする板状電池の電極絶縁構造。 - 薄板状電極を備える複数の板状電池からなる組電池において、
前記複数の板状電池のうちの所定個の前記板状電池について、互いに隣接する前記板状電池のうちの所定個の前記板状電池のうちの一の前記板状電池の正極の薄板状電極と他の前記板状電池の正極の前記薄板状電極、および、前記一の板状電池の負極の前記薄板状電極と前記他の板状電池の負極の前記薄板状電極とを互いに接続して、前記所定個の前記板状電池同士を並列に接続して前記所定個の板状電池からなる板状電池群を複数構成し、互いに隣接する一の前記板状電池群中の前記板状電池の正極の前記薄板状電極と他の前記板状電池群の前記板状電池の負極の前記薄板状電極とを互いに接続して、前記複数の板状電池群を直列に接続し、
前記薄板状電極を備える前記板状電池の電池本体に重ねられるシート本体と、このシート本体から突出し、当該シート本体を前記電池本体に重ねた状態で、前記薄板状電極を覆い隠す形状の薄板状電極短絡防止部とを備える絶縁シートを、前記板状電池群同士が隣接する部分に介装した構造であって、
前記板状電池群同士が隣接する部分に存在する互いに隣接する前記板状電池の前記薄板状電極のうち互いに接続されない前記薄板状電極同士の間に前記薄板状電極短絡防止部を位置させて、前記複数の板状電池群の間に前記シート本体を挟み込んだことを特徴とする板状電池の電極絶縁構造。
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