JP4701652B2

JP4701652B2 - 組電池

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Publication number: JP4701652B2
Application number: JP2004225608A
Authority: JP
Inventors: 英司折坂; 行正西出; 昇平松下; 康孝神谷; 政信小前
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2024-08-02
Also published as: JP2006048996A

Description

本発明は、複数の箱型単電池を整列配置する組電池に係り、特に各単電池の側面の間に放熱用スペーサが配置される組電池に関する。

近年、省エネルギや環境汚染等の関心が高まり、電力貯蔵用や、例えば電気自動車等で使用する高電圧、高エネルギ容量、高エネルギ密度の電池の開発が望まれている。これら電気自動車等で使用されるような高電圧、高容量の電池の場合、複数の単電池を直列又は並列接続することが行われ、数個から数十ないし数百個もの単電池を接続する組電池が用いられる。

組電池を構成する単電池が内部反応により発熱する場合には、その冷却が問題となる。例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等では、充放電を行うことで内部反応により気体を発生して膨張するとともに発熱する。

周知のように、従来技術では、組電池の間に放熱性のよいスペーサ板を挟んで放熱特性を改善することが検討されている。この方法では、スペーサはできるだけ電池の側面に密着させることがよく、したがって、単電池とスペーサとを交互に積層し全体を締め付けることで、密着性を向上させ、単電池の内部反応による膨張も拘束することができる。しかし、外気への放熱はスペーサの薄い端面でしか行われず、放熱が十分でないことがある。

特許文献１には通風により組電池の放熱を図るものとして、リチウムイオン電池等の組電池で、通風できる樹脂成形の電池ホルダを用いることが述べられている。この電池ホルダは、単電池の外周部に整合する電池保持部を形成するとともに、単電池とともに積層されたときに冷却風の流路が形成されるよう複数のリブにより開口空間を形成し、複数のリブの連絡外縁部は略５角形の断面で、連絡外縁部の両側と単電池との間には開口部が形成され、この開口部と開口空間とが連通している。

また、特許文献２には、リチウムイオン電池等の組電池ケースとして、４枚の側板を組み合わせて箱状枠とし、この枠に梁状の金属棒を単電池間のスペーサとして複数渡すことが開示されている。そして、この複数のスペーサの間に風が通るよう、スペーサの端部が固定される側板には通風窓が設けられることが開示されている。

特開２００２−４２７５３号公報特開平８−２１２９８６号公報

通風により組電池の冷却を図る特許文献１の構成によれば、連絡外縁部と単電池との間の開口部から冷却風が入り、複数のリブにより形成された開口空間へ通風される。しかし、その通風経路上には連絡外縁部があり、これにより冷却風の通風が妨げられ、冷却性能に限度がある恐れがある。

また、特許文献２の構成によれば、通風窓から冷却風が入り、スペーサの間へ通風される。また、通風窓をスペーサ間隔とほぼ同じにとることができそうである。しかし、そのために、側板には通風窓を開ける加工を要し、また、梁状のスペーサを通風窓を備える側板に取り付ける複雑な組立を要する。

また、上記従来技術には、通風を行うための通路の確保について述べられているが、通風通路が単電池の側面に設けられることは、その分単電池の側面が自由状態となり、それによる電池特性の低下について十分な考慮が払われていない。すなわち、内部反応により発熱する電池は、その内部反応により膨張することが多いが、電池の側面が自由状態であって膨張をそのままにしておくと、内部抵抗の上昇等により電池特性が低下する恐れがある。そのためには電池の側面等を拘束することが好ましいが、逆に通風通路が狭くなり、温度上昇のため電池特性が低下する。このように、通風通路を広げて放熱を十分なものとして電池特性の向上を図ることと、拘束面を広げて膨張を抑え電池特性の向上を図ることとはトレードオフの関係にある。従来技術はこのことについて十分な考慮を払っていない。

このように、従来技術における組電池の冷却構造は、十分な放熱特性が得られないことがあり、あるいは構成が複雑なものとなり、さらに電池特性の向上が十分に図られていない。

本発明の目的は、簡単な構成で、放熱用媒体が通りやすい組電池を提供することである。また、他の目的は、放熱用媒体の通路を確保しつつ単電池の膨張を効果的に抑えることができる組電池を提供することである。以下の手段は、上記目的の少なくとも１つに奉仕するものである。

本発明に係る組電池は、硬い隅部を有する扁平箱型筐体を備え、整列配置される複数の単電池と、各単電池の側面の間に配置される複数の放熱用スペーサと、交互に積層された単電池と放熱用スペーサとを締め付ける積層固定手段と、を含む組電池において、放熱用スペーサは、放熱用媒体を通す複数のスリット部を有し、単電池の箱型筐体の硬い隅部を避けて、硬い隅部の間の変形しやすい側面中央部に接触することを特徴とする。

また、放熱用スペーサは、箱型筐体の側面中央部において接触し、さらに硬い隅部を避けて延び、硬い隅部に沿って曲がってさらに接触部が接触する側面とは異なる筐体の別の面に沿って延伸し、スリット部は、放熱用スペーサが曲がる一方側の端部から他方側の端部まで、箱型筐体の側面に沿って通り抜けるように設けられることが好ましい。

また、放熱用スペーサは、箱型筐体の側面中央部において厚みの厚い接触部で接触し、接触部の端部より先の厚みを薄くして硬い隅部を避けて延びることが好ましい。

また、スリット部は、箱型筐体の側面の辺に平行に配置されることが好ましい。

また、本発明に係る組電池において、放熱用スペーサは、箱型筐体の側面の面積に対する接触部の総面積の比率が０．３以上０．８以下であることが好ましい。

上記構成により、放熱用スペーサは、複数のスリット部を有するとともに、単電池の箱型筐体の硬い隅部を避けて、硬い隅部の間の変形しやすい側面中央部に接触する。ここで、箱型筐体の隅部とは、箱の４隅および、その４隅の間を結ぶ隅の稜線およびその近傍である。箱の隅部は、角付けられ、あるいは丸み付けられることが多く、単なる広い平面である側面に比べると変形しにくく形作られている。この硬い隅部をいくら拘束しても単電池の変形を抑制する効果は薄いが、この硬い隅部を避けて変形しやすい中央部を拘束するので、単電池の変形を有効に抑制できる。したがって、放熱用媒体の通路を確保しつつ単電池の膨張を有効に抑えることができる。

また、放熱用スペーサは、箱型筐体の側面から硬い隅部に沿って曲がってさらに延伸し、スリット部は、放熱用スペーサが曲がる一方側の端部から他方側の端部まで通り抜けるように設けられる。つまり、スリット部によって分離される放熱用スペーサの材料部分は接触部が接触する側面とは異なる筐体の別の面で接続されており、その接続部より手前の放熱用スペーサが曲がる一方側の端部から他方側の端部に渡ってスリット部が設けられる。したがって、放熱用スペーサの材料部分の接続部は、放熱用媒体の通路を妨げることがなく、簡単な構成で、放熱用媒体が通りやすい組電池となる。

また、放熱用スペーサは、接触部は厚みが厚く、硬い隅部を避けるところは厚みが薄いので、例えば、直方体の箱型筐体の場合等で、硬い隅部を避けつつ、放熱用スペーサを硬い隅部に沿って曲げることができる。なお、隅部が丸みを帯びている箱型筐体の場合は、接触部の厚みのまま延ばしても、隅部から離れてゆくので、厚みを薄くしなくてもよいことがある。

また、スリット部は箱型筐体の側面の辺に平行に配置されるので、放熱用媒体が通りやすい。

また、単電池の側面の面積に対する接触部の総面積の割合をＲとして、Ｒを変えて実験すると次のことがわかった。すなわち、Ｒを増やしてゆくと放熱特性が悪くなり、電池の温度が次第に上昇するが、Ｒがおよそ０．８以上で最高になる。一方Ｒを減らしてゆくと電池に対する拘束が弱まり、Ｒがおよそ０．３以下で電池特性を示す電池内部抵抗が増加する。上記構成により、Ｒを０．３から０．８の間とするので、放熱特性を確保しつつ、電池の内部抵抗の増大を抑えることができる。

以下に図面を用いて、本発明に係る実施の形態につき詳細に説明する。以下では、単電池としてリチウムイオン電池について説明するが、充放電等により発熱し、膨張する電池であれば、これ以外の電池でもよく、例えばニッケル水素電池、あるいはキャパシタを電池であってもよい。

図１は、組電池１０と、これを構成する単電池２０とスペーサ４０との関係を示す図である。図１（ａ）は、１つの単電池２０と、１つのスペーサ４０を示すもので、単電池は、扁平の箱型の外観を呈し、スペーサ４０は両端部が曲がっている板状のもので、複数のスリット部を有している。単電池２０及びスペーサ４０の詳細な内容は後述する。図１（ｂ）は、１つの単電池２０に１つのスペーサ４０を組み合わせる様子を示す図で、単電池２０の広い方の側面にスペーサ４０の主要部が配置される。そのときスペーサ４０の両端の曲がった部分は、単電池２０の狭い方の側面に沿うようになる。つまり、スペーサ４０は、両端の曲がった部分で単電池２０の両端を挟むようにして、単電池２０の側面に配置される。

図１（ｃ）は、組電池１０のうち６個の単電池２０と、６個のスペーサ４０を組み合わせた状態を示すものである。このように、組電池１０は、単電池２０とスペーサ４０とを交互に積層して構成される。

単電池２０は、筐体の内部に電池用発電要素を収納し、その両電極を筐体の外に引き出したもので、両電極から電気出力を取り出して利用する。単電池1つで利用することもできるが、これを組み合わせて組電池とするとき、組電池の要素という意味で単電池と呼ばれる。例えば、リチウムイオン単電池１つで、約３．６Ｖの出力電圧となり、これを多数段接続して組電池とし、所望の高電圧出力を得ることができる。図２は単電池２０の正面図および上面図、側面図である。正面図と側面図は一部破断図として示してある。

単電池２０は、直方体の扁平箱型の筐体２２を有する。筐体２２は、筐体本体と、電池蓋とで構成され、これらはステンレス鋼、アルミニウム、ニッケルメッキ鋼等の材料を成形して得ることができる。また、必要に応じ、絶縁塗装等の表面処理を行ってもよい。単電池２０の外形は筐体２２でほぼ定まるが、その寸法の一例は、幅が１００ｍｍから１４０ｍｍ、高さが７０ｍｍから８０ｍｍ、厚みが２０ｍｍから３０ｍｍ程度である。もちろんこれ以外の寸法であってもよい。

筐体２２は６つの側面を有するが、最も面積の広い側面２４は、上記の例で幅が１００ｍｍから１４０ｍｍ、高さが７０ｍｍから８０ｍｍの側面で、スペーサ４０の主要部が配置される側面である。スペーサ４０の曲がっている両端部が配置されるのは、この最も広い側面に対し直角に曲がっている側面２６であり、単電池２０の両電極２８，３０が引き出される側面及びその反対側の側面でない側面、すなわち、上記の例で高さが７０ｍｍから８０ｍｍ、厚みが２０ｍｍから３０ｍｍの側面である。もっとも、このようにするのは、両電極２８，３０とスペーサ４０の両端部との干渉を防ぐのに便利であるからであって、両電極２８，３０が引き出される側面及びその反対側の側面にスペーサ４０の両端部を配置する構成とすることもできる。

単電池２０の電池用発電要素３２は、図２に示されるように、筐体２２の内部に収納されている。電池用発電要素３２は、活物質が塗布された２枚の電極体の間にセパレータをはさんで重ね合わせ平板状に積層したものである。平面積層型の代わりに、これらをロール状に巻いたものであってもよい。

単電池２０は次のようにして製造される。すなわち、２枚の電極体のうち一方の電極体は、アルミニウム箔を下地材料とし、その表面にコバルト酸リチウム等のリチウム含有複合化合物である活物質が塗布され、電荷を取り出す正の電極２８がアルミニウムの部分に溶接等で接続される。他方の電極体は、銅箔を下地材料とし、その上にリチウムイオンを吸蔵させた炭素材等の活物質が塗布され、電荷を取り出す負の電極３０が銅の部分に溶接等で接続される。セパレータは溶媒で可塑化されたポリマー電解質が用いられる。そして、一方の電極体、セパレータ、他方の電極体の順に重ねてこれを積層し、これを筐体本体に収納し、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＰＦ₆等のリチウム塩を溶解した有機溶媒等の電解液が注入されて一方の電極体とセパレータと他方の電極体との間に浸み込む。そして、正の電極２８と負の電極３０とが筐体２２の外部に引き出して電池蓋をかぶせ、筐体本体との間をレーザ等で溶接し、単電池２０が得られる。

このような構成のリチウムイオン電池は、充放電を行い、内部反応で気体等を発生し、筐体２２の内部圧が上昇して膨張しようとする。膨張するままに任せると、電池の内部抵抗が増大して電池特性が低下するほか、さらに進むと破裂、破損することがある。そこで、この膨張を抑制する拘束法を次に述べる。

単電池２０の内部に注目すると、図２においてＡで示すように、電池用発電要素３２は、筐体２２の隅部３４まで一杯に配置されているわけではなく、隅部３４との間に余裕空間がある。ここで、隅部３４とは、筐体２２の４隅および、その４隅の間を結ぶ隅の稜線およびその近傍である。したがって、リチウムイオン電池の内部反応による膨張を効果的に抑制するには、筐体２２の隅部３４よりは、その内側の電池用発電要素３２が配置される領域に対応するところを拘束することがよい。

また、筐体２２の隅部３４は、図２に示すように角部に形成され、３つの側面が集まり、剛性の高い構造となっている。これに比較すると、側面２４は、広い面をもち、剛性の高い隅部３４から離れている中央部は、容易に変形しやすい。つまり、図２のような箱型の筐体２２の側面２４においては、その隅部３４及びその近傍は比較的剛性的に硬く、隅部３４の間の中央部は比較的剛性が低く変形しやすい。このような構造上の理由から、リチウムイオン電池の内部反応による膨張を効果的に抑制するには、筐体２２の隅部３４よりは、隅部３４と隅部３４との間の変形しやすい中央部分を拘束することがよい。

このように、電池用発電要素３２の配置関係からも、箱型の筐体２２の構造面からも、リチウムイオン電池の内部反応による膨張を効果的に抑制するには、筐体２２の隅部３４よりは、隅部３４と隅部３４との間の変形しやすい中央部分を拘束することがよい。

図３はスペーサ４０の斜視図である。スペーサ４０は、単電池２０の放熱特性を改善させる機能と、単電池２０の膨張を拘束する機能とを有する板状の部材で、組電池１０の各単電池２０の間に挿入して配置される。スペーサ４０は、単電池２０の側面２４の幅とほぼ等しい幅を有する主要部４２と、主要部４２から両端側で略直角に曲がっている端部４４，４５を有する。そして、主要部４２の幅方向を図３に示すＸ方向とし、端部４４，４５の延びる方向をＹ方向とすると、Ｘ方向に等ピッチで配列される複数のスリット部６０を有する。なお、Ｘ方向は、筐体２２の幅方向の辺に平行な方向でもある。

図４は、スペーサ４０の端部４４近傍の一部拡大図である。主要部４２は、厚みが厚く、筐体２２の側面２４と接触する部分である接触部４６と、接触部４６より厚みが薄く、筐体２２の隅部３４を避ける非接触部４８を有する。そして、非接触部４８の先５０は、筐体２２の隅部３４に沿って略直角に曲がり、さらに側面２６の方に延びて端部４４となる。なお、非接触部４８の先５０は、筐体２２の隅部３４を避けた後は、厚みが必ずしも非接触部４８の厚みのままでなくてよい。そして、スリット部６０は、スペーサ４０が曲がる一方側の端部４４から他方側の端部４５まで、筐体２２の側面２４に沿って通り抜けるように設けられる。すなわち、スリット部６０は、図４でＸ方向にまっすぐ延び、その端は、スペーサ４０の端部４４のＹＺ平面上に開口している。したがって、一方側の端部４４からＸ方向を見れば、スリット部６０の略Ｕ字又は略コ字又は略半月形の開口が望まれ、そのままスリット部６０は、他方側の端部４５まで貫通して延びている。

図５は、スペーサ４０の平面図と、２方向からの側面図である。図５（ａ）は、図３におけるＸＺ平面の様子を示す平面図、図５（ｂ）は、図３におけるＸＹ平面の様子を示す側面図（正面図）、図５（ｃ）は、図３におけるＹＺ平面の様子を示す側面図である。

このように、スペーサ４０は、両端が曲がった板状部材で、複数のスリット部６０を有するものであるが、見方を変えれば、スリット部６０によって分けられる複数の細長い板材が等ピッチで配列され、それらが端部４４，４５で接続されているものでもある。つまり、接触部４６は、等ピッチで配列され、筐体２２の変形しやすい中央部を均等に押し付けることができる。

ところで、複数のスリット部６０がスペーサ４０の端から端まで走っているとすると、それにより分けられる複数の細長い板材はそのままではバラバラとなる。図３、図４で説明したように、スペーサ４０の両端は、Ｙ方向に曲がり、スリット部６０の開口深さを越えて十分延びている。したがって、スリット部６０により分けられる複数の細長い板材は、端部４４，４５で接続され、一体のスペーサ４０を構成する。このように、スリット部６０をスペーサ４０の曲がる一方の端部４４から他方の端部４５まで、放熱用媒体の通路として走らせ、そのスリット部６０の開口を越えてスペーサ４０の端部４４，４５を延伸させることで、スペーサ４０の一体性を確保しつつ、端部４４，４５が放熱用媒体の通路を邪魔しない構成とできる。

スペーサ４０の寸法の一例をあげると、主要部４２は、筐体２２の幅より若干大きめで、上記の例で（１００ｍｍから１４０ｍｍ）より若干大きめである。高さは、筐体２２の高さより短く、例えばその８０％程度とすることができる。上記の例では（７０ｍｍから８０ｍｍ）の８０％程度にできる。端部４４，４５の長さは、筐体２２の厚みより短く、例えばその３０％から５０％程度とすることができる。上記の例では、（２０ｍｍから３０ｍｍ）の３０％から５０％程度にできる。

スリット部６０の幅は、例えば２ｍｍ程度とできる。また、接触部４６の幅×厚みを約２ｍｍ×約２ｍｍ、非接触部の幅×厚みを約２ｍｍ×約１．５ｍｍとすることができる。放熱性能や電池の拘束性能を考慮して、これ以外の寸法にすることも可能である。

かかるスペーサ４０は、適当な剛性を有する樹脂材料又は金属材料を成形することで一体として得ることができる。例えば、上記の寸法の場合、ガラス強化ＰＢＴ材を材料として射出成形により所期のスペーサを得ることができる。樹脂材料としてＰＰＳやＰＰ等を用いることもできる。

図６は、単電池２０と単電池２０との間にスペーサ４０を配置したときの様子を示す図で、左側が上面図、右側が側面図である。このように、スペーサ４０の厚みの厚い接触部４６は、筐体２２の隅部３４の間の中央部で筐体２２の側面２４に接触し、接触部４６の先は厚みの薄い非接触部４８として筐体２２の硬い隅部３４を避け、さらに隅部３４に沿って略直角に曲がって端部４４，４５となる。そしてスリット部６０は、端部４４から端部４５まで、筐体２２の側面２４に沿って、隣り合う単電池２０の間を通り抜けるようにまっすぐ通っている。また、スペーサ４０の端部４４，４５は、単電池２０の幅に合わせて曲がっているので、スペーサ４０と単電池２０の幅方向の位置決めを容易に行うことができる。図６では、スペーサの４０の端部４４，４５と筐体２２との間に若干の隙間を設けているが、隙間をなくし、筐体２２にスペーサ４０をはめあわすようにしてもよい。また、必要に応じ、適当な固定手段でスペーサ４０を筐体２２に固定してもよい。

図７は、単電池２０を６個用いて、組電池７０を構成する様子を示す図である。この場合は、スペーサ４０と単電池２０とが交互に積層され、その積層体の両端にはスペーサ４０がくるように配置される。つまり、スペーサ４０は７個用いられる。そして、その積層体の両外端は板材７２，７３で抑えられ、締め付け帯７４，７５で締め付けられる。板材７２，７３と締め付け帯７４，７５は、単電池２０とスペーサ４０の集積固定手段に相当する。締め付けは、集積体の両端に板材７２，７３を介して所定の荷重まで加圧し、板材７２，７３に締め付け帯７４，７５をネジ止め、溶接等の適当な固定手段で固定することで行うことができる。

６個の単電池２０は直列に接続され、その両端には、６×３．６Ｖ＝２１．６Ｖの出力を取り出すことができる。もちろん並列接続、あるいは直列接続と並列接続を組み合わせてもよい。積層体を構成する単電池２０の数は６個以外でもよい。

組電池７０は、積層された各単電池２０の向かい合う側面にスペーサ４０が配置され、スペーサ４０に設けられるスリット部６０によって、各単電池２０の間を冷却用媒体、例えば冷風を通すことができ、これにより、各単電池２０の放熱特性及び組電池７０の放熱特性をより改善できる。また、スペーサ４０は、単電池２０の硬い隅部を避け、硬い隅部の間の変形しやすい中央部で接触して単電池２０と交互に積層され、板材７２，７３及び締め付け帯７４，７５により締め付けられ、その締め付け力は、スペーサ４０の接触部を介して各単電池２０の変形しやすい中央部に伝えられる。したがって、各単電池２０の電池用発電要素３２の内部反応による膨張等は、これにより効果的に抑制される。

図８は、単電池１２０の筐体１２２が立方体でなく、丸みを帯びた側面１２４を有している場合のスペーサ１４０の形状を説明する図である。筐体１２２の側面１２４が丸みを帯びている場合は、スペーサ１４０の主要部１４２は、一様な厚みのままでもよい。つまり、接触部の厚みのまま延ばしても、隅部が丸くなっていて自然に筐体１２２の外形から離れてゆくので、厚みを薄くしなくてもよいからである。

次に、スペーサにおける接触部とスリット部の割合と、電池特性との関係について説明する。一般的には、接触部を増やせば、電池の膨張を抑制でき、電池の内部抵抗の上昇等を防ぐことができる。逆に、スリット部を増やせば、放熱用媒体により電池の発熱を抑制でき、電池温度上昇を防ぐことができる。図９は、模式的に組電池の中における１つの単電池２０の側面における接触部４６の様子を示す図で、締め付け力Ｆは、図９において斜線で示す接触部４６の接触面積を介して単電池２０に伝えられる。一方、冷却用媒体、例えば冷風Ｗは、接触部４６の接触面積以外のところを流れる。

したがって、単電池２０の側面の面積をＳとし、接触部４６の総面積をＣとし、Ｒ＝（接触部４６の総面積）／（単電池２０の側面の面積）＝Ｃ／Ｓとすると、Ｒが大きいと電池の内部抵抗が小さくなり、Ｒが小さいと電池の温度が低くなることになる。

図１０は、スペーサのＲを変化させたときの単電池の内部抵抗と、温度上昇の影響を実験した結果である。横軸はＲ＝（接触部の総面積）／（単電池の筐体の側面の面積）で、縦軸は電池内部抵抗と電池温度上昇を相対値で示してある。実験結果は、電池内部抵抗を△で、電池温度上昇を○で表してある。図１０から、Ｒを増やしてゆくと放熱特性が悪くなり、電池の温度が次第に上昇するが、Ｒがおよそ０．８以上で最高になる。一方Ｒを減らしてゆくと電池に対する拘束が弱まり、Ｒがおよそ０．３以下で電池特性を示す電池内部抵抗が増加する。したがって、Ｒを０．３から０．８の間とすることで、放熱特性を確保しつつ、電池の内部抵抗の増大を抑えることができることがわかる。ちなみに、スペーサ４０の寸法例として示したものは、Ｒが０．４から０．５程度である。

このように、放熱用冷媒を通すスリット部を単電池の筐体の端から端まで通しながら、単電池の筐体の硬い隅部を避けて変形しやすい中央部に均等に接触することができるスペーサを、一体として容易に得ることができる。このスペーサを単電池と交互に積層して組電池とすることで、簡単な構成で、放熱用媒体が通りやすい組電池とできる。また、放熱用媒体の通路を確保しつつ単電池の膨張を効果的に抑えることができる。また、スペーサの生産性がよく、低コストとできる。

電子機器用の組電池として用いることができる。また、車両用の組電池として用いることができる。

本発明に係る実施の形態において、組電池と、これを構成する単電池とスペーサとの関係を示す図である。本発明に係る実施の形態における単電池の正面図および上面図、側面図である。本発明に係る実施の形態におけるスペーサの斜視図である。図３の一部拡大図である。本発明に係る実施の形態におけるスペーサの平面図及び２方向からの側面図である。本発明に係る実施の形態において、単電池と単電池との間にスペーサを配置したときの様子を示す上面図及び側面図である。本発明に係る実施の形態における組電池を示す図である。他の実施の形態において、単電池の筐体が立方体でなく丸みを帯びた側面を有している場合のスペーサの形状を説明する図である。本発明に係る実施の形態において、模式的に組電池の中における１つの単電池の側面における接触部の様子を示す図である。本発明に係る実施の形態において、スペーサの接触部の割合を変化させたときの単電池の内部抵抗と、温度上昇の影響を実験した結果を示す図である。

符号の説明

１０組電池、２０，１２０単電池、２２，１２２筐体、２４，２６，１２４側面、２８，３０電極、３２電池用発電要素、３４隅部、４０，１４０スペーサ、４２，１４２主要部、４４，４５端部、４６接触部、４８非接触部、５０非接触部の先、６０スリット部、７０組電池、７２，７３板材、７４，７５締め付け帯。

Claims

硬い隅部を有する扁平箱型筐体を備え、整列配置される複数の単電池と、
各単電池の側面の間に配置される複数の放熱用スペーサと、
交互に積層された単電池と放熱用スペーサとを締め付ける積層固定手段と、
を含む組電池において、
放熱用スペーサは、
放熱用媒体を通す複数のスリット部を有し、単電池の箱型筐体の硬い隅部を避けて、硬い隅部の間の変形しやすい側面中央部に接触することを特徴とする組電池。
請求項１に記載の組電池において、
放熱用スペーサは、
箱型筐体の側面中央部において接触し、さらに硬い隅部を避けて延び、硬い隅部に沿って曲がってさらに接触部が接触する側面とは異なる筐体の別の面に沿って延伸し、
スリット部は、放熱用スペーサが曲がる一方側の端部から他方側の端部まで、箱型筐体の側面に沿って通り抜けるように設けられることを特徴とする組電池。
請求項２に記載の組電池において、
放熱用スペーサは、
箱型筐体の側面中央部において厚みの厚い接触部で接触し、接触部の端部より先の厚みを薄くして硬い隅部を避けて延びることを特徴とする組電池。
請求項１に記載の組電池において、
スリット部は、箱型筐体の側面の辺に平行に配置されることを特徴とする組電池。
請求項１に記載の組電池において、
放熱用スペーサは、
箱型筐体の側面の面積に対する接触部の総面積の比率が０．３以上０．８以下であることを特徴とする組電池。