JP5305081B2 - Assembled battery - Google Patents
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Description
本発明は複数の充放電可能な単電池が直列に接続された組電池に関する。 The present invention relates to an assembled battery in which a plurality of chargeable / dischargeable cells are connected in series.
リチウム二次電池、ニッケル水素電池その他の二次電池或いはキャパシタ等の蓄電素子(物理電池)を単電池とし、該単電池を複数直列接続して成る組電池は高出力が得られる電源として、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウム二次電池を単電池として複数直列に接続した組電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。 A storage battery (physical battery) such as a lithium secondary battery, nickel hydride battery or other secondary battery or capacitor is used as a single battery, and an assembled battery formed by connecting a plurality of the single batteries in series is used as a power source for obtaining high output. The importance is increasing as a power source for mounting, or as a power source for personal computers and portable terminals. In particular, an assembled battery in which a plurality of lithium secondary batteries that are lightweight and have a high energy density are connected in series as single cells is expected to be preferably used as a high-output power source for mounting on vehicles.
車両搭載用高出力電源としての組電池は、単電池が各単電池間を接続する部材等によって締結されて固定されることにより、限られたスペースに効率よく整然と配列された構成を備える。複数の単電池により構成される組電池は、充放電の繰り返しで各単電池の内部抵抗により発熱し易いため、各単電池の発熱を抑制することが求められる。
この種の単電池の温度調整に関する従来技術として、特許文献1〜4が挙げられる。特許文献1および2では、二次電池の外表面にペルチェ素子を接触させて、電池自体を加熱または冷却する装置等について開示されている。また、特許文献3では、並列に接続した電池の内部抵抗を等しくすることによって温度調整する技術が開示されている。さらに、特許文献4では、正極集電体および負極集電体の端部の温度差を小さくするシステムが開示されている。
An assembled battery as a vehicle-mounted high-output power source has a configuration in which single cells are fastened and fixed by members or the like that connect the single cells, so that the batteries are efficiently and orderly arranged in a limited space. An assembled battery composed of a plurality of unit cells is likely to generate heat due to the internal resistance of each unit cell due to repeated charge and discharge, and thus is required to suppress the heat generation of each unit cell.
Patent documents 1-4 are mentioned as conventional technology about temperature control of this kind of unit cell. Patent Documents 1 and 2 disclose a device that heats or cools the battery itself by bringing a Peltier element into contact with the outer surface of the secondary battery. Patent Document 3 discloses a technique for adjusting the temperature by equalizing the internal resistance of batteries connected in parallel. Furthermore,
ところで、二次電池の電極は、電極活物質を主成分とする電極活物質層(具体的には、正極活物質層および負極活物質層)が正極集電体および負極集電体の表面に形成された構成を備える。例えば、リチウム二次電池の場合、正極集電体(例えば、アルミニウム)は負極集電体(例えば、銅)に比べると電気抵抗が大きい金属が用いられるため、正極は負極よりも内部抵抗が大きくなり易く、且つ発熱し易い傾向にある。特に、高出力を要する車両搭載用電源に用いられる二次電池においては、正負極の内部抵抗の差が大きいほど出力が低下する傾向にある。 By the way, the electrode of the secondary battery has an electrode active material layer (specifically, a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer) mainly composed of an electrode active material on the surfaces of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector. It has a formed configuration. For example, in the case of a lithium secondary battery, a positive electrode current collector (for example, aluminum) uses a metal having a higher electrical resistance than a negative electrode current collector (for example, copper), so the positive electrode has a larger internal resistance than the negative electrode. And tend to generate heat. In particular, in a secondary battery used for a vehicle-mounted power source that requires high output, the output tends to decrease as the difference in internal resistance between the positive and negative electrodes increases.
そこで、本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、二次電池を複数直列に接続して成る組電池であって、該電池の正極および負極の内部抵抗差を小さくすることにより出力特性に優れた組電池を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a point, and is an assembled battery formed by connecting a plurality of secondary batteries in series, and by reducing the internal resistance difference between the positive electrode and the negative electrode of the battery, the output characteristics can be reduced. An object of the present invention is to provide an assembled battery with excellent performance.
本発明によって提供される組電池は、複数の充放電可能な単電池が直列に接続されて構成された組電池であって、正極および負極を備える電極体と、該電極体を収容するケースと、該正極および負極とそれぞれ電気的に接続される端子であって該ケースの外側に配置される正極端子および負極端子とを備える単電池(典型的には同形状の単電池)を複数備えている。
上記組電池は、上記配列方向に隣接する少なくとも一対の単電池において、一方の単電池の正極端子と該正極端子に対向する他方の単電池の負極端子との間にペルチェ素子が配設されており、該ペルチェ素子は、該素子に直流電流が通電された際に、上記一方の単電池の正極端子を加熱し、上記他方の単電池の対向負極端子を冷却するように配設されていることを特徴とする。
An assembled battery provided by the present invention is an assembled battery in which a plurality of chargeable / dischargeable cells are connected in series, an electrode body including a positive electrode and a negative electrode, and a case for housing the electrode body; A plurality of unit cells (typically cells of the same shape) each having a positive electrode terminal and a negative electrode terminal which are electrically connected to the positive electrode and the negative electrode, respectively, and are disposed outside the case. Yes.
In the assembled battery, in at least a pair of unit cells adjacent to each other in the arrangement direction, a Peltier element is disposed between a positive terminal of one unit cell and a negative terminal of the other unit cell facing the positive terminal. The Peltier element is arranged to heat the positive terminal of the one unit cell and cool the counter negative terminal of the other unit cell when a direct current is applied to the element. It is characterized by that.
本明細書において「単電池」とは、組電池を構成するために相互に直列接続され得る個々の蓄電素子を指す用語であり、特に限定しない限り種々の組成の電池、キャパシタ(物理電池)を包含する。リチウム二次電池を構成する蓄電素子は、ここでいう「単電池」に包含される典型例であり、そのような単電池を複数備えて成るリチウム二次電池モジュール(電池パック)は、ここで開示される「組電池」の典型例である。 In this specification, the “unit cell” is a term indicating individual storage elements that can be connected in series with each other to form an assembled battery. Unless specifically limited, batteries and capacitors (physical batteries) having various compositions are used. Include. The power storage element constituting the lithium secondary battery is a typical example included in the “unit cell” referred to herein, and a lithium secondary battery module (battery pack) including a plurality of such unit cells is here. It is a typical example of the disclosed “assembled battery”.
かかる構成の組電池では、複数の充放電可能な単電池が直列に接続されて構成された組電池であって、隣接する少なくとも一対の単電池において、一方の単電池の正極端子と該正極端子に対向する他方の単電池の該対向負極端子との間にはペルチェ素子が備えられている。
ここで、ペルチェ素子とは、2種類の対向する金属の接合部に配設され電気的に直列に接続して電流が流れると、片方の金属からもう片方へ熱を移動させる素子である。P型とN型の熱電半導体を備え、N型からP型へ電流が流れるペルチェ素子の吸熱部では、該放熱部と接合する金属の熱を吸収して冷却する。また、P型からN型へ電流が流れるペルチェ素子の放熱部では、該放熱部に接合する金属を加熱する。本発明では、かかるペルチェ素子が配列方向に隣接する少なくとも一対の単電池において、一方の単電池の正極端子と他方の単電池の負極端子との間に配設され、該素子に直流電流が通電された際には、当該ペルチェ素子の放熱部で正極端子を加熱し、吸熱部で他方の負極端子を冷却するように配設されている。
これにより、加熱された正極端子に接続された正極集電体に、該正極端子の熱が伝導して正極活物質が加熱されるため、正極の内部抵抗が減少する。一方、負極端子が冷却されることにより、負極端子に接続された負極集電体を介して負極活物質が冷却されるため、負極の内部抵抗が増加する。その結果、配列方向に対向する単電池の正極および負極の内部抵抗の差が小さくなるため、各々の単電池の電池特性のばらつきが抑制され、高出力性能を有する組電池を提供することができる。
In the assembled battery having such a configuration, a plurality of chargeable / dischargeable single cells are connected in series, and in at least a pair of adjacent single cells, the positive electrode terminal of one of the single cells and the positive electrode terminal A Peltier element is provided between the opposite negative electrode terminal of the other unit cell facing the.
Here, a Peltier element is an element that is disposed at a joint between two types of opposing metals and is electrically connected in series to transfer heat from one metal to the other when a current flows. The Peltier element heat absorption part, which includes P-type and N-type thermoelectric semiconductors and current flows from the N-type to the P-type, absorbs and cools the heat of the metal bonded to the heat dissipation part. Further, in the heat dissipation part of the Peltier element in which current flows from the P type to the N type, the metal bonded to the heat dissipation part is heated. In the present invention, in at least a pair of unit cells adjacent to each other in the arrangement direction, the Peltier element is disposed between the positive terminal of one unit cell and the negative terminal of the other unit cell, and a direct current is passed through the unit. When this is done, the heat dissipating part of the Peltier element heats the positive electrode terminal and the heat absorbing part is arranged to cool the other negative electrode terminal.
Thereby, since the heat of the positive electrode terminal is conducted to the positive electrode current collector connected to the heated positive electrode terminal and the positive electrode active material is heated, the internal resistance of the positive electrode decreases. On the other hand, when the negative electrode terminal is cooled, the negative electrode active material is cooled via the negative electrode current collector connected to the negative electrode terminal, so that the internal resistance of the negative electrode increases. As a result, the difference between the internal resistances of the positive and negative electrodes of the unit cells facing each other in the arrangement direction is reduced, so that variation in battery characteristics of each unit cell is suppressed, and an assembled battery having high output performance can be provided. .
また、本発明に係る組電池を備える車両が提供される。本発明によって提供される組電池は、車両に搭載される組電池として適した性能(例えば高出力)を示すものであり得る。したがって、かかる組電池は、ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車等の車両に搭載されるモーター(電動機)用の電源として好適に使用され得る。 Moreover, a vehicle provided with the assembled battery which concerns on this invention is provided. The assembled battery provided by the present invention may exhibit performance (for example, high output) suitable as an assembled battery mounted on a vehicle. Therefore, the assembled battery can be suitably used as a power source for a motor (electric motor) mounted on a vehicle such as an automobile including an electric motor such as a hybrid vehicle, an electric vehicle, and a fuel cell vehicle.
以下、本発明の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. Note that matters other than matters specifically mentioned in the present specification and necessary for the implementation of the present invention can be grasped as design matters of those skilled in the art based on the prior art in this field. The present invention can be carried out based on the contents disclosed in this specification and common technical knowledge in the field.
本発明に係る組電池は、充放電可能な二次電池を単電池とし、そのような単電池を複数個直列に接続して成る組電池であればよく、該単電池の構成は特に制限されない。以下、角型(典型的には扁平形状)リチウム二次電池を複数直列に接続して成る組電池を例にして詳細に説明するが、本発明をかかる実施形態に限定することを意図したものではない。よって、リチウム二次電池が本発明の適用電池種として好ましいが、その他、例えば、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ等が好適な単電池の構成として挙げられる。また、該単電池の形状は特に限定されず、例えば、直方体状、円筒状等の外形であり得、該電池の形状及び大きさ並びにその他の構成についても、用途(典型的には車載用)によって適切に変更することができる。
なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化することがある。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。
The assembled battery according to the present invention may be an assembled battery in which a rechargeable secondary battery is a single battery and a plurality of such single batteries are connected in series, and the configuration of the single battery is not particularly limited. . Hereinafter, an assembled battery formed by connecting a plurality of prismatic (typically flat) lithium secondary batteries in series will be described in detail as an example, but the present invention is intended to be limited to such an embodiment. is not. Therefore, a lithium secondary battery is preferable as an applied battery type of the present invention, but, for example, a nickel hydride battery, an electric double layer capacitor, and the like can be cited as suitable unit cell configurations. In addition, the shape of the unit cell is not particularly limited, and may be, for example, a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, etc., and the shape and size of the battery and other configurations are also used (typically for in-vehicle use). Can be changed appropriately.
In addition, in the following drawings, the same code | symbol is attached | subjected to the member and site | part which show | plays the same effect | action, and the overlapping description may be abbreviate | omitted or simplified. In addition, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each drawing do not reflect actual dimensional relationships.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る組電池100の構成を模式的に示す斜視図である。また、図2は、図1に示す組電池100の構成を側面からみた側面模式図である。
図1および図2に示すように、ここで開示される組電池100は、複数(本実施形態では図示されるように4個)の単電池20を備える。単電池20は、後述する扁平形状の捲回電極体80(正負極それぞれの活物質、正負極それぞれの集電体、セパレータ等を備える)を収容し得る形状の角型ケース50を備える。かかるケース50の上部表側には、捲回電極体80の正極と電気的に接続する正極端子60および負極と電気的に接続する負極端子62が設けられている。
また、隣接する単電池20間において一方の正極端子60と隣接して対向する他方の負極端子62とが接続具(バスバー)64によって電気的に接続されている。このように各単電池20を直列に接続することにより、所望する電圧の組電池100が構築される。なお、図示しないが、直列接続された両最端部の正負極端子60,62と別途用意された同型の組電池100にバスバー等で接続し、配列される組電池100の個数を増加することができる。また、該端子60,62からリード線等によって外部に引き出すことが可能である。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration of an assembled
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the assembled
Further, between the adjacent
まず、本実施形態で使用され得る単電池20の構成及び単電池20を構成する各材料について詳述する。
図3は、捲回電極体80の一例を模式的に示す正面図である。
図3に示すように、本実施形態に係る捲回電極体80は、シート状正極82(以下「正極シート82」という。)とシート状負極84(以下「負極シート84」という。)を計2枚のシート状セパレータ86(以下「セパレータシート86」という。)と共に積層し、さらに当該正極シート82と負極シート84とをややずらしつつ捲回し、次いで得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって作製される扁平形状の捲回電極体80である。
First, the configuration of the
FIG. 3 is a front view schematically showing an example of the
As shown in FIG. 3, the
かかる捲回電極体80の捲回方向に対する横方向において、上記のとおりにややずらしつつ捲回された結果として、正極シート82および負極シート84の端の一部がそれぞれ捲回コア部分81(すなわち、正極シート82の正極活物質層形成部分と負極シート84の負極活物質層形成部分とセパレータシート86とが密に捲回された部分)から外方にはみ出ている。かかる正極側はみ出し部分(すなわち正極活物質層の非形成部分)82Aおよび負極側はみ出し部分(すなわち負極活物質層の非形成部分)84Aには、正極リード端子82Bおよび負極リード端子84Bがそれぞれ付設されており、それぞれ、上述の正極端子60および負極端子62と電気的に接続される。
As a result of the winding
なお、かかる捲回電極体80を構成する材料および部材自体は、従来のリチウム二次電池の電極体と同様でよく、特に制限はない。
例えば、正極シート82は長尺状の正極集電体の上にリチウム二次電池用正極活物質層が形成された構成を備える。正極集電体にはアルミニウム箔(本実施形態)その他の正極に適する金属箔が好適に使用される。正極活物質は従来からリチウム二次電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、リチウムニッケル系複合酸化物、リチウムコバルト系複合酸化物、およびリチウムマンガン系複合酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物等が挙げられる。
また、正極活物質層には、上記正極活物質の他に、導電材が添加され得る。かかる導電材としては、カーボン粉末やカーボンファイバー等の導電性粉末材料が好ましく用いられる。例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、グラファイト粉末等が好ましく、これらのうち一種のみを用いられていても二種以上が併用されていてもよい。さらに、一般的なリチウム二次電池に結着材として配合され得る一種または二種以上のポリマー材料を必要に応じて含有させることができる。
In addition, the material and member itself which comprise this winding
For example, the
In addition to the positive electrode active material, a conductive material can be added to the positive electrode active material layer. As such a conductive material, a conductive powder material such as carbon powder or carbon fiber is preferably used. For example, acetylene black, furnace black, ketjen black, graphite powder and the like are preferable, and only one of these may be used or two or more may be used in combination. Furthermore, one or two or more polymer materials that can be blended as a binder in a general lithium secondary battery can be contained as necessary.
一方、負極シート84は長尺状の負極集電体の上にリチウム二次電池用負極活物質層が形成された構成を備える。負極集電体には銅箔(本実施形態)その他の負極に適する金属箔が好適に使用される。負極活物質は従来からリチウム二次電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、カーボン粒子が挙げられる。少なくとも一部にグラファイト構造(層状構造)を含む粒子状の炭素材料(カーボン粒子)が好ましく用いられる。いわゆる黒鉛質のもの(グラファイト)、難黒鉛化炭素質のもの(ハードカーボン)、易黒鉛化炭素質のもの(ソフトカーボン)、これらを組み合わせた構造を有するもののいずれの炭素材料も好適に使用され得る。
なお、一般的なリチウム二次電池に結着材として配合され得る一種または二種以上のポリマー材料を必要に応じて含有させることができる。
On the other hand, the
In addition, the polymer material of 1 type, or 2 or more types which can be mix | blended as a binder with a general lithium secondary battery can be contained as needed.
また、正負極シート82,84間に使用される好適なセパレータシート86としては多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。なお、電解質として固体電解質若しくはゲル状電解質を使用する場合には、セパレータが不要な場合(すなわち、この場合には電解質自体がセパレータとして機能し得る。)があり得る。なお、単電池のケース50内に収容する電極体80は上記捲回タイプに限定されない。例えば正極シートと負極シートをセパレータ(或いはセパレータとしても機能し得る固体またはゲル状電解質)と共に交互に積層して成る積層タイプの電極体であってもよい。
Moreover, as a
続いて、ケース50内に上記捲回電極体80と共に収容される電解質の構成について説明する。本実施形態の電解質は例えばLiPF6等のリチウム塩である。本実施形態では、適当量(例えば濃度1M)のLiPF6等のリチウム塩をジエチルカーボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒(例えば質量比1:1)のような非水電解液に溶解して電解液として使用している。捲回電極体80をケース50に収容するとともに、上記電解液を注入して封止することによって本実施形態の単電池20は構築される。
なお、ケース50の材質は、従来の単電池で使用されるものと同じであればよく特に制限はないが、比較的軽量な金属ケースが適当である。例えば、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等の鉄材やアルミニウム又はその合金が挙げられる。或いは、拘束時の荷重によって歪みやすい材質、例えば、表面に絶縁用樹脂コーティングが施されているような金属製ケース、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂その他の合成樹脂製ケースでもよい。
Subsequently, the configuration of the electrolyte accommodated in the
The material of the
次に、本実施形態の組電池100の構成および構成する各材料について詳述する。
図1および図2に示されるように、本実施形態の組電池100は、上記構築した単電池20が所定の方向に直列に接続して配列した構成を備える。同形状の複数の単電池20は、それぞれの正極端子60および負極端子62が交互に一定の間隔で配置されるように一つずつ反転させつつ、ケース50の幅広な面(すなわちケース50内に収容される捲回電極体80の扁平面に対応する面)が対向する方向に配列される。そして、配列方向に対向する単電池20の正極端子60および負極端子62には、外部回路(当該電池と直列に接続される他の電池であり得る)との接続用の接続具(バスバー)64が装着され、各単電池20は直列に接続される。
Next, the configuration of the assembled
As shown in FIGS. 1 and 2, the assembled
また、本実施形態の組電池100は、図示されるように、隣接する一対の単電池20間において、配列方向に対向する一方の単電池20の正極端子60と該正極端子60に対向する他方の単電池20の負極端子62との間にペルチェ素子10がそれぞれ配設されている。
ここで、本実施形態で使用される単電池20の正極集電体および負極集電体は、一般的なリチウム二次電池に用いられる材料であるアルミニウムおよび銅が使用されている。アルミニウムは銅に比べると導電性が低いため、アルミニウムを正極集電体とするリチウム二次電池の正極の内部抵抗は負極の内部抵抗に比べて大きくなる傾向にある。特に、高出力を要する車両搭載用に用いられる単電池20においては、正負極の内部抵抗の差が大きいほど組電池100としての出力が低下する。そこで、本発明が好適に適用され得る本実施形態では、配列方向に対向する単電池20の正極端子60と負極端子62との間にペルチェ素子10を後述するように配設させることにより、正負極の内部抵抗差を小さくさせ、出力特性を向上させることができる。
In addition, as shown in the drawing, the assembled
Here, the positive electrode current collector and the negative electrode current collector of the
上記ペルチェ素子10は、対向する金属(ここでは、正極端子60と負極端子62)の接合部に配設され電気的に直列に接続して電流が流れると片方の金属からもう片方へ熱を移動させる素子である。かかる素子10の動作原理を利用し、該素子10の上記放熱部側に正極端子60を配設(接触)させ、該素子10の吸熱部側に負極端子62を配設(接触)させ、該ペルチェ素子10に所定の直流電流を流すことにより、正極端子60を加熱し、他方の負極端子62を冷却するように構成されている。かかる構成の結果、正極端子60は加熱されることにより、正極端子60に接続された正極集電体(典型的には正極リード端子82B)を介して正極活物質が加熱されるため、正極の内部抵抗が減少する。一方、負極端子62は冷却されることにより、負極端子62に接続された負極集電体(典型的には負極リード端子84B)を介して負極活物質が冷却されるため、負極の内部抵抗が増加する。その結果、配列方向に対向する単電池20の正極および負極の内部抵抗の差が小さくなり、各々の単電池20の電池特性(例えば出力特性)のばらつきが抑制され高出力性能を有する組電池100が提供され得る。
なお、隣接(対向)する正極端子60および負極端子62の間に配設された上記ペルチェ素子10に直流電流を供給する手段であるが、図示しない外部供給電源と各ペルチェ素子10とを接続する専用ライン(回路)によって個々のペルチェ素子10もしくは直列接続された一連のペルチェ素子10に所定電圧の直流電流を供給する手段によってもよいし、或いは、接続具(バスバー)64を介して直列接続する充放電回路を利用して各ペルチェ素子10に直流電流を供給してもよい。
The
In addition, although it is a means to supply a direct current to the said
さらに、当該配列する単電池20間ならびに単電池20配列方向の両側には、所定形状の間隔保持板(スペーサー)40がケース50の幅広面に密接した状態で配置される。かかる間隔保持板40は、使用時に各単電池20内で発生する熱を放散させるための放熱部材として機能し得る材質および/または形状であることが好ましい。例えば、熱伝導性の良い金属製若しくは軽量で硬質なポリプロピレンその他の合成樹脂製の間隔保持板40が好適である。また、図示されるように、単電池20間の内部抵抗により熱を放熱するため櫛型のような凹凸形状面41を備える間隔保持板40が好適である。
Furthermore, a predetermined-shaped interval holding plate (spacer) 40 is arranged in close contact with the wide surface of the
而して、図1および図2に示すように、上記配列させた単電池20および間隔保持板40の周囲には、本実施形態に係る拘束部材が配備される。すなわち、図示されるように、単電池20群の両側に配置されている間隔保持板40のさらに外側には、一対の拘束板76A,76Bが密着して配置される。また、当該一対の拘束板76A,76Bを架橋するように、単電池20群の両側面には締付け用ビーム材72が取り付けられる。そして、ビーム材72の端部をビス78により拘束板76A,76Bに締め付け且つ固定することによって上記単電池20および間隔保持板40を拘束することができる。これにより、本実施形態に係る組電池100を構築し得る。
Thus, as shown in FIGS. 1 and 2, a restraining member according to the present embodiment is arranged around the
本実施形態に係る組電池100は、特に自動車等の車両に搭載されるモーター(電動機)用電源として好適に使用し得る。従って、本発明では、かかる組電池100を電源として備える車両(典型的には自動車、特にハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車のような電動機を備える自動車)を提供することができる。
The assembled
以上、本発明の組電池製造方法および該方法によって製造され得る組電池の好ましい一実施形態を詳細に説明したが、本発明をかかる構成の方法および組電池に限定するものではない。例えば、単電池のケース内に収容する電極体は上記捲回タイプに限定されない。正極シートと負極シートをセパレータ(或いはセパレータとしても機能し得る固体またはゲル状電解質)と共に交互に積層して成る積層タイプの電極体であってもよい。
また、単電池の種類は上述したリチウム二次電池に限られず、電極体構成材料や電解質が異なる種々の内容の電池、例えばリチウム金属やリチウム合金を負極とするリチウム金属電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、或いは電気二重層キャパシタであってもよい。
Although the preferred embodiment of the assembled battery manufacturing method of the present invention and the assembled battery that can be manufactured by the method has been described in detail above, the present invention is not limited to the method and the assembled battery having such a configuration. For example, the electrode body accommodated in the cell case is not limited to the wound type. It may be a laminate type electrode body in which positive electrode sheets and negative electrode sheets are alternately laminated together with a separator (or a solid or gel electrolyte that can also function as a separator).
In addition, the type of unit cell is not limited to the above-described lithium secondary battery, but batteries having various contents with different electrode body constituent materials and electrolytes, for example, lithium metal batteries, nickel metal hydride batteries, nickel batteries having lithium metal or lithium alloy as a negative electrode It may be a cadmium battery or an electric double layer capacitor.
また、図1に示す組電池100は本発明を説明するために敢えてシンプルな構成としてあるが、本発明の構成および効果を損なわない限りにおいて様々な変形や装備の追加が行われ得ることは当業者には明らかである。例えば、自動車等の車両に搭載する場合、より多くの単電池20が直列に接続され得ると共に、組電池の主要部(単電池群、等)を保護するための外装カバー、車両の所定部位に当該組電池を固定するための部品、複数の組電池(電池モジュール)を相互に連結するための部品等が装備され得るが、このような装備の有無は本発明の技術的範囲を左右するものではない。
Further, the assembled
10 ペルチェ素子
20 単電池
40 間隔保持板(スペーサー)
41 凹凸形状面
50 ケース
60 正極端子
62 負極端子
64 接続具(バスバー)
72 ビーム材
76A,76B 拘束板
78 ビス
80 電極体
81 捲回コア部分
82 正極シート
82A 正極側はみ出し部分
82B 正極リード端子
84 負極シート
84A 負極側はみ出し部分
84B 負極リード端子
86 セパレータシート
100 組電池
10
41 Concavity and
72
Claims (1)
該電極体を収容するケースと、
該正極および負極とそれぞれ電気的に接続される端子であって該ケースの外側に配置される正極端子および負極端子と、
を備える充放電可能な単電池が複数直列に接続されて配列された組電池であって、
前記配列方向に隣接する少なくとも一対の単電池において、一方の単電池の正極端子と該正極端子に対向する他方の単電池の負極端子との間にペルチェ素子が配設されており、
ここで、前記ペルチェ素子は、該素子に直流電流が通電された際に、前記一方の単電池の正極端子を加熱し、前記他方の単電池の対向負極端子を冷却するように配設されていることを特徴とする、組電池。
An electrode body comprising a positive electrode and a negative electrode;
A case for housing the electrode body;
A terminal electrically connected to the positive electrode and the negative electrode, respectively, and a positive electrode terminal and a negative electrode terminal disposed outside the case;
An assembled battery in which a plurality of chargeable / dischargeable cells are connected in series,
In at least a pair of unit cells adjacent in the arrangement direction, a Peltier element is disposed between the positive terminal of one unit cell and the negative terminal of the other unit cell facing the positive terminal,
Here, the Peltier element is disposed so as to heat the positive terminal of the one unit cell and cool the opposing negative terminal of the other unit cell when a direct current is applied to the element. A battery pack characterized by comprising:
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