JP5128786B2 - 電池モジュール - Google Patents
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Description
多孔質耐熱層は、絶縁性フィラーおよび結着剤を含むことが好ましい。絶縁性フィラーは、アルミナ、シリカ、マグネシア、チタニアおよびジルコニアよりなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、絶縁性フィラーのメディアン径は、0.3〜4μmであることが好ましい。
上記電池の電池ケースの厚みαに対するエンドプレートの厚みYの比:Y/αは、0.4〜2であることが好ましい。
図1に、本発明の一実施形態にかかる非水電解質二次電池の概略図を示す。
図1の電池は、正極1および負極2を含む電極群、非水電解質(図示せず)、およびこれらを収容する電池ケース4を含む。正極1と負極2の間には、多孔質耐熱層3が配置されている。電池ケース4の形状は、図2に示されるように、略直方体形である。電池ケース4(つまり、非水電解質二次電池)の厚さα、幅βおよび高さγは、α<β≦γを満たす。なお、図2には、電池ケースの形状のみが示されており、正極端子、負極端子等は示されていない。
正極活物質層に含まれる正極結着剤の量は、正極活物質100重量部あたり、1〜8重量部であることが好ましい。増粘剤が含まれる場合、増粘剤の添加量は、正極活物質100重量部あたり、1〜4重量部であることが好ましい。
正極活物質層に含まれる正極導電剤の量は、正極活物質100重量部あたり、1.5〜8重量部であることが好ましい。
負極結着剤は、水溶性高分子からなる増粘剤と組み合わせて用いることが好ましい。水溶性高分子としては、セルロース系樹脂が好ましく、特にカルボキシメチルセルロースが好ましい。
負極活物質層に含まれる負極結着剤の量は、負極活物質100重量部あたり、0.1〜5重量部であることが好ましい。増粘剤が含まれる場合、増粘剤の添加量は、負極活物質100重量部あたり、0.1〜5重量部であることが好ましい。
溶質としては、例えば、LiPF6、LiBF4などのリチウム塩を用いることが好ましい。
また、非水電解質は、ビニレンカーボネート、シクロヘキシルベンゼン、またはこれらの誘導体を含んでいてもよい。非水電解質が、このような溶媒を含むことにより、正極および/あるいは負極の活物質表面に、その溶媒に由来する皮膜を形成される。このような被膜が形成されることにより、例えば、過充電時の電池の安定性を確保することが可能となる。
電池内に、複数の多孔質耐熱層が含まれる場合、各多孔質耐熱層の所定の領域に含まれる空孔体積が、空孔体積Vとなる。
例えば、一方の電極の両面に多孔質耐熱層を設ける場合、電極の両面に設けられた多孔質耐熱層の所定の領域に含まれる空孔体積の合計は、空孔体積2Vとなる。
つまり、本発明で用いられる多孔質耐熱層は、非水電解質を吸収し得る孔を多く有するとともに、剛性が高い。よって、この多孔質耐熱層は、十分な量の非水電解質を保持できるとともに、充電時における電極群の変形を抑制する力に対する耐久性を有する。このため、上記多孔質耐熱層を含む電池に荷重がかかった場合でも、多孔質耐熱層から非水電解質が搾り出されることを抑制することができる。従って、非水電解質二次電池の寸法変化を規制しても、寿命特性を良好にすることができる。特に、この効果は、少ないスペースに多数を配置する略直方体の非水電解質二次電池において、顕著となる。
従って、本発明の非水電解質二次電池は、高い寸法精度が要求されるHEV用の電源などとして用いた場合でも、良好な寿命特性および高い信頼性を維持することができる。
また、多孔質耐熱層の空孔体積Vは、正極活物質層の面積と同じ面積を有する多孔質耐熱層の体積に、空孔率を乗じることにより求めることができる。
絶縁性フィラーの構成材料としては、例えば、耐熱性樹脂および無機酸化物が挙げられる。絶縁性フィラーが無機酸化物からなる場合、絶縁性フィラーは、アルミナ、シリカ、マグネシア、チタニアおよびジルコニアよりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。これらの無機酸化物は、熱伝導性や電気化学的な安定性が高いからである。なお、絶縁性フィラーが耐熱性樹脂からなる場合、絶縁性フィラーとしては、例えば、耐熱性樹脂からなるビーズを用いることができる。
アクリルゴムとして、例えば、粒子状の変性アクリルゴム(日本ゼオン(株)製のBM−500B(商品名))、および多孔質耐熱層を作製するためのペーストに用いられる溶媒に可溶な変性アクリルゴム(日本ゼオン(株)製のBM−720H(商品名))が挙げられる。
結着剤としてポリフッ化ビニリデンを用いる場合、多孔質耐熱層を作製するためのペーストに適度な粘度を付与することができる。このため、均質な多孔質耐熱層を形成させることが可能となる。なお、上記粒子状の変性アクリルゴムは、増粘性のある結着剤、具体的には、ポリフッ化ビニリデン、カルボキシメチルセルロース、ポリエチレンオキシド、上記溶媒に可溶な変性アクリルゴムなどと組み合わせて用いることが好ましい。
まず、絶縁性フィラーと結着剤とを、所定の分散媒または溶媒と混合する。得られた混合物を、例えば、双椀式練合機などを用いて攪拌して、ペーストを得る。このペーストを、ドクターブレードやダイコートなどの方法で、電極の上や、形成された多孔質耐熱層が剥離しやすい金属板の上に塗布し、遠赤外線や熱風で乾燥する。こうして、多孔質耐熱層を形成することができる。
正極と負極との間に、樹脂からなるセパレータをさらに配置することにより、剛性は高いが脆い多孔質耐熱層がセパレータにより保護される。このため、電極からの多孔質耐熱層の剥がれなどの不具合に対する耐久性を向上させることができる。さらには、多孔質耐熱層が剥がれた場合でも、樹脂からなるセパレータが正極と負極との間に配置されていることにより、正極と負極との短絡を防止することができる。
セパレータ5の厚みは、イオン伝導性を確保しつつエネルギー密度を維持する観点から、10〜40μmであることが好ましい。
ラミネートフィルムとしては、例えば、ポリアミド層、アルミニウム層およびポリエチレン層の三層からなるフィルムが挙げられる。ラミネートフィルムの厚さは、50μm〜200μmであることが好ましい。
次に、図4〜7を参照しながら、複数の本発明の非水電解質二次電池から構成される電池モジュールについて説明する。
本発明の電池モジュールは、(a)上記非水電解質二次電池が、少なくとも厚さ方向に、少なくとも2つ積層された積層物、(b)その積層物の前記電池の厚さ方向における2つの端面の各々に配置されたエンドプレート、および(c)2つのエンドプレートを連結して、複数の前記電池を拘束する少なくとも2つの架橋体を備える。
例として、図4に、上記非水電解質二次電池が、その厚さ方向に積層された電池モジュールを示す。
積層物42の電池の厚さ方向の2つの端面には、それぞれ、エンドプレート44および45が配置されている。エンドプレート44と45は、4つの架橋体46により連結されている。図4において、2つの架橋体は、電池の幅方向における積層物の端面の一方に接している。もう2本の架橋体(図示せず)は、その反対側の端面に接している。架橋体の数は、その2つの端面において、それぞれ1本ずつでもよい。また、架橋体を積層物のエンドプレートが配置されていない4つの面の各々に、少なくとも1つの架橋体を配して、2つのエンドプレートを連結してもよい。
エンドプレートへの架橋体の連結は、ネジ止めによって行ってもよいし、溶接によって行ってもよい。
図5の電池モジュール50は、上記非水電解質二次電池51が、その幅方向および厚さ方向に積層された積層物52を備える。上記と同様に、各電池51は、連結端子53により、直列に接続されている。
積層物52の電池の厚さα方向の2つの端面には、それぞれ、エンドプレート54および55が配置されている。また、4本の架橋体56が、図4の電池モジュールと同様に配置されている。
図6の電池モジュール60においては、架橋体56の他に、上記二次電池51が厚さ方向に積層された第1列62および第2列63の間を通り、2つのエンドプレート64および65の中央部同士を連結する2つの連結体66が設けられている。これらの連結体66は、エンドプレートの高さ方向に並んで配置されている。
図6の電池モジュールにおいては、連結体66は、ネジ切りシャフト66aとナット66bからなり、ネジ切りシャフトが、ナットによりエンドプレートに固定されている。
各電池51は、連結端子53により連結されている。
図7の電池モジュール70においては、2つのエンドプレート54および55が、架橋体56の他に、エンドプレートの幅方向に平行な上側の辺同士を連結する連結体71、およびその幅方向に平行な下側の辺同士を連結する連結体72により連結されている。
電池モジュール70に用いられる連結体71および連結体72としては、上記架橋体を用いることができる。
(正極の作製)
LiCoO2を30kgと、ポリビニルピロリドンのN−メチル−2−ピロリドン(MNP)溶液(呉羽化学(株)製の#1320、固形分12重量%)を10kgと、アセチレンブラックを900gと、適量のNMPとを、双腕式練合機にて攪拌し、正極ペーストを調製した。このペーストを、15μm厚のアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥し、総厚が120μmとなるように圧延して、正極板を得た。得られた正極板を、活物質層の幅が54mmとなり、長さが338mmとなるように切断して、正極を得た。得られた正極において、正極片面あたりの活物質層の面積は183cm2であった。
人造黒鉛を20kgと、スチレン−ブタジエン共重合体のアクリル酸変性体(日本ゼオン(株)製のBM−400B、固形分40重量%)を750gと、カルボキシメチルセルロースを300gと、適量の水とを、双腕式練合機にて攪拌し、負極ペーストを調製した。このペーストを、10μm厚の銅箔の両面に塗布し、乾燥し、総厚が132μmとなるように圧延して、負極板を得た。得られた負極板を、活物質層の幅が58mmとなり、長さが408mmとなるように切断して、負極を得た。
繊維状のアラミド樹脂を1000メッシュの篩で漉くことにより、14μm厚のアラミドシートを得た。そのシートを、270℃下で1時間加熱することにより、構造的補強を行うとともに、その空孔率を60%に調整した。こののち、そのシートを、負極活物質層の寸法と同じ寸法に切断して、多孔質耐熱層を得た。
多孔質耐熱層の空孔率は、上記のようにして、求めた。空孔体積は、正極活物質層の面積と同じ面積を有する多孔質耐熱層の体積に、空孔率を乗じることにより求めた。
上記のようにして得られた正極、負極、および正極と負極との間に配置された多孔質耐熱層を、略直方体状に捲回して、電極群を作製した。このとき、電極群の上部には、正極活物質層が設けられていないアルミニウム箔の露出部が配置されるようにした。電極群の下部には、負極活物質層が設けられていない銅箔の露出部が配置されるようにした。
アルミニウム箔の露出部には、アルミニウム製の正極集電板(厚み0.3mm)を溶接し、銅箔の露出部には、銅製の負極集電板(厚み0.3mm)を溶接した。
次に、その電極群を、厚さ5mm、幅42mm、高さ71mmの略直方体の電池ケースに収容した。電池ケースの材料としては、厚さ70μmのラミネートフィルムを用いた。ラミネートフィルムは、ポリエチレン層(厚さ20μm)、アルミニウム層(厚さ30μm)およびポリアミド層(厚さ30μm)から構成されている。ラミネートフィルムにおいて、電池ケースの内側から外側に向かって、ポリエチレン層、アルミニウム層およびポリアミド層の順に並んでいる。
その後、その電池ケースに、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合溶媒(体積比1:3)と、その混合溶媒に溶解したLiPF6を含む非水電解質を4ml注入した。LiPF6の濃度は、1.0mol/Lとした。
次いで、電池ケースの開口部を封口して、略直方体形のリチウムイオン二次電池を作製した。得られた電池を、実施例1の電池とした。なお、得られた電池の理論容量は、860mAhであった。得られた電池の容量は、正極規制されている。よって、電池の理論容量は、正極活物質(LiCoO2)の単位重量あたりの容量(142mAh/g)に、正極活物質層に含まれる正極活物質の量を乗じることにより求めることができる。
本実施例では、絶縁性フィラー(アルミナ)と結着剤(ポリフッ化ビニリデン)とからなる多孔質耐熱層を用いた。
メディアン径が2μmであり、かつタップ密度が1.2g/mlのアルミナ粉末を3000gと、ポリフッ化ビニリデンのNMP溶液(呉羽化学(株)製の#1320、固形分12重量%)を1000gと、適量のNMPとを、双腕式練合機にて攪拌し、多孔質耐熱層形成用ペーストを調製した。このペーストを、両方の負極活物質層の上に、ダイコーターにより塗布した。塗布したペーストの厚さは、14μmとした。こののち、そのペーストを、130℃の熱風を2m/分の風速で4分間当てて乾燥した。このとき、多孔質耐熱層の空孔率が60%となるようにした。多孔質耐熱層を含む負極板を、実施例1と同じ寸法になるように切断し、負極を得た。この負極を用いたこと以外、実施例1と同様にして、実施例2の電池を作製した。なお、結着剤の添加量は、絶縁性フィラー100重量部当たり、4重量部とした。
多孔質耐熱層と正極との間に、セパレータを配置し、セパレータの厚みを、7μm、10μm、20μm、35μm、または40μmとした。用いた各セパレータの厚みに対する多孔質耐熱層の厚さの比は、それぞれ、2、1.4、0.7、0.4、および0.35であった。
また、セパレータの厚みに対応して、電池ケースの厚みを、5.2mm、5.3mm、5.6mm、6.0mm、または6.2mmとした。
これら以外は、実施例2と同様にして、実施例3〜7の電池を作製した。セパレータとしては、ポリエチレン製微多孔質フィルムを用いた。
多孔質耐熱層3に含まれるアルミナのメディアン径を0.3μm、0.5μm、3μm、または4μmとして、多孔質耐熱層の空孔率を、それぞれ35%、40%、66%、または73%とした。これら以外は、実施例5と同様にして、実施例8〜11の電池を作製した。
多孔質耐熱層形成用ペーストを乾燥する際の熱風の風速を5m/分または7m/分として、多孔質耐熱層の空孔率を、それぞれ80%または85%とした。これら以外は、実施例5と同様にして、実施例12〜13の電池を作製した。
正極の総厚を225μmに変更し、正極活物質層の長さを169mm(正極活物質層の面積:92cm2)に変更した。負極の総厚を227μmに変更し、負極活物質層の長さを387mmに変更した。電池ケースの厚みを5.4mmに変更した。これら以外は、実施例5と同様にして、実施例14の電池を作製した。
正極の総厚を190μmに変更し、正極活物質層の長さを211mm(正極活物質層の面積:114cm2)に変更した。負極の総厚を213μmに変更し、負極活物質層の長さを281mmに変更した。電池ケースの厚みを、4.9mmに変更した。これら以外は、実施例5と同様にして、実施例15の電池を作製した。
正極の総厚を50μmに変更し、正極活物質層の長さを1020mm(正極活物質層の面積:549cm2)に変更した。負極の総厚を51μmに変更し、負極活物質層の長さを1080mmに変更した。電池ケースの厚みを7.1mmに変更した。これら以外は、実施例5と同様にして、実施例16の電池を作製した。
正極の総厚を48μmに変更し、正極活物質層の長さを1060mm(正極活物質層の面積:572cm2)に変更した。負極の総厚を49μmに変更し、負極活物質層の長さを1120mmに変更した。電池ケースの厚みを7.2mmに変更した。これら以外、実施例5と同様にして、実施例17の電池を作製した。
多孔質耐熱層に含まれるポリフッ化ビニリデンの量を、アルミナ100重量部あたり、0.3重量部、0.5重量部、1.5重量部、7重量部、または8.5重量部としたこと以外は、実施例5と同様にして、実施例18〜22の電池を作製した。
多孔質耐熱層に含まれる結着剤の種類を、ポリフッ化ビニリデンから、変性アクリルゴム(日本ゼオン(株)製のBM−720H)に変更したこと以外、実施例5と同様にして、実施例23の電池を作製した。
多孔質耐熱層に含まれる絶縁性フィラーとして、アルミナの代わりに、シリカ、マグネシア、チタニアまたはジルコニアに変更したこと以外は、実施例5と同様にして、実施例24〜27の電池を作製した。なお、シリカ、マグネシア、チタニアおよびジルコニアのメディアン径は2μmとした。
正極の表面をサンドペーパーで研磨し、正極の表面粗さRaを1.1μmとし、多孔質耐熱層の表面粗さ(Ra=0.4μm)より粗くしたこと以外は、実施例5と同様にして、実施例28の電池を作製した。なお、実施例5の電池において、正極活物質層の表面粗さRaは、0.3μmであった。
負極の上に多孔質耐熱層を設けなかったこと以外は、実施例5と同様にして、比較例1の電池を作製した。
多孔質耐熱層に含まれるアルミナのメディアン径を0.25μmに変更し、多孔質耐熱層の空孔率を28%に変更したこと以外は、実施例5と同様にして、比較例2の電池を作製した。
多孔質耐熱層形成用ペーストを乾燥するときの熱風の風速を8m/分に変更して、多孔質耐熱層の空孔率を89%にしたこと以外は、実施例5と同様にして、比較例3の電池を作製した。
なお、実施例1〜28および比較例1〜3の電池において、理論容量は、同じにした。
上述した電池を、以下の評価に供した。
(耐落下性)
実施例1〜28および比較例1〜3の電池を各20セルずつ、2mの高さからコンクリート製の床に落下させた。この落下は、連続して、15回行った。また、落下時は、電池の蓋面が床に衝突するようにした。
この後、X線透過測定により、電極群における正極と負極とのズレおよび多孔質耐熱層の崩壊の有無を確認した。正極と負極とのズレについては、各電池において、正極が負極からはみ出したセルの数を求めた。多孔質耐熱層の崩壊については、多孔質耐熱層の崩壊が部分的にでも目視で観察されたセルの数を求めた。結果を表3に示す。
厚さ20mmのステンレス鋼製の厚板で、電池の厚さ方向の2つの端面を挟持し、その面に17kgf/cm2の荷重をかけた状態で、各電池について、以下のような寿命試験を行った。
まず、慣らし充放電を行った。具体的には、430mAの電流値で、電池電圧を3.0〜4.1Vの範囲で変化させた充放電サイクルを、2回行った。
次いで、430mAの電流値で、電池電圧が4.1Vになるまで充電し、充電後の電池を、45℃で7日間エージングした。
エージング後の電池に、上記のようにして、17kgf/cm2の荷重をかけた状態で、860mAの電流値で、電池電圧を3.0〜4.2Vの範囲で変化させた第1充放電サイクルを500回繰り返した。エージング後、1サイクル目の放電容量(初期放電容量)に対する500サイクル目の放電容量の比を百分率値として求めた値を、容量維持率とした。この容量維持率を寿命特性の尺度とした。結果を表3に示す。
多孔質耐熱層としてアラミドシートを用いた実施例1の電池は、比較例3の電池ほどではないものの、落下の際に多孔質耐熱層が破損する傾向があった。この原因は、アラミドシート自体の構造的強度が多少弱く、そのアラミドシートと、いずれの電極の活物質層とも接着していないためであると考えられる。
以上の結果から、比B/Aは、0.35〜2が好ましく、0.4〜1.4であることがさらに好ましい。
以上の結果から、絶縁性フィラーのメディアン径は0.5〜3μmであることが好ましい。
以上の結果から、比V2/Cは、0.18〜1.117ml/Ahであることが好ましい。
一方、PVDFの量が、絶縁性フィラー100重量部あたり7重量部を超える場合には、寿命特性がやや低下していた。これは、多孔質耐熱層に含まれる結着剤が、電池構成後に非水電解質を吸収して膨潤し、その結果、多孔質耐熱層内の空孔体積が小さくなり、イオン伝導性が低下したためと考えられる。
以上の結果から、多孔質耐熱層に含まれる結着剤の量は、絶縁性フィラー100重量部あたり0.5〜7重量部であることが好ましい。
一方で、多孔質耐熱層が、粒子状の変性アクリルゴム(日本ゼオン(株)製のBM−500B)とPVDFとの1:1(重量比)混合物を結着剤として含み、その結着剤の量がアルミナ100重量部あたり4重量部である場合、その多孔質耐熱層は、負極活物質層との間に十分な接着力を示した。しかし、多孔質耐熱層が、ポリテトラフルオロエチレンとCMCとの1:1(重量比)混合物を結着剤として含み、その結着剤の量がアルミナ100重量部あたり4重量部である場合、その多孔質耐熱層は、負極活物質層との間に、十分な接着力が得られなかった。
よって、多孔質耐熱層3に用いる結着剤は、PVDFおよび変性アクリルゴムよりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
正極活物質層の表面粗さを大きくした実施例28の電池では、落下試験時の、正極と負極とのズレを顕著に改善することができた。多孔質耐熱層は、剛性は高いが脆いので、落下などにより、正極と負極との相対位置が僅かにずれる傾向がある。しかし、正極活物質層の表面粗さを大きくすることによるアンカー効果により、多孔質耐熱層が正極活物質層に食い込むことができる。このため、落下による正極と負極との相対位置がずれることを顕著に改善できたと考えられる。
《実施例29〜33》
20個の実施例5のリチウムイオン二次電池を用いて、図4に示されるような電池モジュールを、以下のようにして作製した。
まず、各電池を、連結端子で直列に連結して、積層物を得た。次いで、電池の厚さ方向における積層物の各端面に、アルミニウム製で、厚さ1.7mmのエンドプレートを配置した。この2つのエンドプレートを、4本の架橋体で連結して、20個の電池を拘束した。このとき、電池モジュールに含まれる各電池において、電池の厚さ方向の端面に17kgf/cm2の荷重がかかるようにした。
このようにして、実施例29の電池モジュールを作製した。実施例5の電池の厚さαは5.6mmであり、エンドプレートの厚みYは1.7mmであるので、比:Y/αは、0.3であった。
各実施例の電池モジュールを、上記第1充放電サイクルに500回供した。1サイクル目の放電容量に対する500サイクル目の放電容量の比を百分率値として表した値を、容量維持率とした。この容量維持率を、寿命特性の尺度とした。また、電池モジュールの寸法変化についても、調べた。結果を表4に示す。
ただし、比Y/αが0.4未満である実施例29の電池モジュールでは、その寸法の変化が目視で確認できた。また、比Y/αが2.0を超える実施例33の電池モジュールは、寿命特性が若干低下していた。この低下は、エンドプレートが過度に厚いと、電極群の変形による歪みを、積層された電池間で、相互に緩和することができなくなったためと考えられる。よって、以上の結果から、比Y/αは0.4〜2であることが好ましい。
《実施例34〜38》
40個の実施例5のリチウムイオン二次電池を用い、その厚さ方向に20個ずつ積層した第1列および第2列からなる積層物を備える電池モジュールを作製した。
まず、各電池を、その厚さ方向に、一列あたり20個ずつ並べて、第1列と第2列とからなる積層物を得た。なお、得られた積層物において、第1列と第2列との間には、所定の幅の間隙を空けておいた。
次いで、積層物の電池の厚さ方向の各端面に、アルミニウム製で、厚さ1.7mmのエンドプレートを配置した。各エンドプレートの中央部には、その高さ方向に、並んで配置された2つの穴を設けておいた。
ネジ切りシャフトを、第1列と第2列との間の間隙を通して、各エンドプレートの中央部に設けた穴に挿入し、ナットで固定した。このようにして、2つのエンドプレートの中央部同士を、2本の連結体で連結した。さらに、積層物の幅方向の2つの端面に、2本ずつ配置された架橋体を用いて、2つのエンドプレートをさらに連結した。このとき、電池モジュールに含まれる各電池において、電池の厚さ方向の端面に17kgf/cm2の荷重がかかるようにした。
以上のように、積層物に含まれる複数の電池を、エンドプレート、架橋体および連結体で拘束し、実施例34の電池モジュールを作製した。この電池モジュールにおいても、電池の厚みαに対するエンドプレートの厚みYの比(Y/α)は、0.3であった。
各実施例の電池モジュールを、上記第1充放電サイクルに500回供した。1サイクル目の放電容量に対する500サイクル目の放電容量の比を百分率値として表した値を、容量維持率とした。この容量維持率を、寿命特性の尺度とした。また、電池モジュールの寸法変化についても、調べた。結果を表5に示す。
また、表5から、電池の厚みαに対するエンドプレートの厚みYの比:Y/αは、0.4〜2であることが好ましいことがわかる。
2 負極
3 多孔質耐熱層
4 電池ケース
5 セパレータ
40、50、60、70 電池モジュール
41、51、51b、51c 非水電解質二次電池
42、53 積層物
43、53 連結端子
44、45、64、65 エンドプレート
46、56 架橋体
62、72 第1列
63、74 第2列
66、71、72 連結体
66a ネジ切りシャフト
66b ナット
75 配線
Claims (11)
- (a)非水電解質二次電池が、少なくとも厚さ方向に、少なくとも2つ積層された積層物、
(b)前記積層物の前記電池の厚さ方向における2つの端面の各々に配置されたエンドプレート、ならびに
(c)2つの前記エンドプレートを連結して、複数の前記非水電解質二次電池を拘束する少なくとも2つの架橋体
を備え、
前記非水電解質二次電池が、電極群、非水電解質、ならびに前記電極群および前記非水電解質を収容する略直方体の電池ケースを具備し、前記電池ケースの厚さα、幅β、および高さγが、α<β≦γを満たし、
前記電極群は、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に配置された多孔質耐熱層を含み、
前記正極は、正極活物質層を含み、前記負極は、負極活物質層を含み、
電池の理論容量に対する、前記多孔質耐熱層の所定領域に含まれる空孔体積の比が、1つの多孔質耐熱層当たり、0.0899〜0.57ml/Ahであり、前記所定領域は、前記正極活物質層の面積と同じ面積を有し、
前記多孔質耐熱層の空孔率が、35〜85%である、電池モジュール。 - 前記非水電解質二次電池が、前記正極と前記負極との間に配置された、樹脂からなるセパレータをさらに含む、請求項1記載の電池モジュール。
- 前記セパレータの厚みAに対する前記多孔質耐熱層の厚みBの比:B/Aが、0.35〜2である、請求項2記載の電池モジュール。
- 前記多孔質耐熱層が、前記正極および前記負極よりなる群から選ばれた少なくとも一方の電極の活物質層に接着している、請求項1記載の電池モジュール。
- 前記多孔質耐熱層が、絶縁性フィラーおよび結着剤を含む、請求項1記載の電池モジュール。
- 前記絶縁性フィラーが、アルミナ、シリカ、マグネシア、チタニアおよびジルコニアよりなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項5記載の電池モジュール。
- 前記絶縁性フィラーのメディアン径が、0.3〜4μmである、請求項5記載の電池モジュール。
- 前記結着剤が、ポリフッ化ビニリデンおよびアクリルゴムよりなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項5記載の電池モジュール。
- 前記結着剤の量が、前記絶縁性フィラー100重量部あたり0.3〜8.5重量部である、請求項5記載の電池モジュール。
- 前記多孔質耐熱層が、前記正極または前記負極のいずれか一方の電極の活物質層に接着しており、前記多孔質耐熱層が接着していない他方の電極の活物質層の表面粗さが、前記多孔質耐熱層の表面粗さより大きい、請求項1記載の電池モジュール。
- 前記電池の電池ケースの厚みαに対する前記エンドプレートの厚みYの比:Y/αが、0.4〜2である、請求項1記載の電池モジュール。
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