JP5581616B2 - 単蓄電体用固定枠および組電池 - Google Patents

Description

本発明は、電気二重層キャパシタやリチウムイオン二次電池（キャパシタ）などの蓄電池を構成する１つのセルをフィルムによって被覆した外装フィルム蓄電体セルを固定する単蓄電体用固定枠、およびこれに外装フィルム蓄電体セルを固定した単蓄電体を複数積層し互いに電気的に接続した組電池に関する。

電気二重層キャパシタ（以下、ＥＤＬＣと称す）は、電解質中のアニオンおよびカチオンを分極性電極の正極および負極表面のそれぞれに物理吸着させて電気を蓄える原理を利用した蓄電池である。一方、リチウムイオンキャパシタ（以下、ＬＩＣと称す）は、上述のＥＤＬＣと同様な原理を用い、分極性電極の負極表面にリチウムイオンを吸蔵させて電気を蓄える原理を利用した蓄電池である。

これらＥＤＬＣおよびＬＩＣは、例えば、図１１に示すように、蓄電池を構成する１つのセル１０１を２枚のラミネートフィルム１０２で挟み、これら２枚のラミネートフィルム１０２が重なる部分を溶着し、セル１０１を完全に覆い密封した外装フィルム蓄電体セル１００を複数具備している。このようにフィルム１０２で密封することで、内部への水分の浸入を防止して、蓄電池自体の特性の劣化、およびガスの発生を抑えている。

ラミネートフィルム（以下、アルミラミネートフィルムと称す）１０２は、アルミニウムなどの金属フィルムと、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどの樹脂フィルムとを重ね合わせたフィルムである。アルミラミネートフィルム１０２自体が変形し易いものであり、溶着により作製されたアルミラミネートフィルム１０２の封止部分１０２ａも変形し易いものである。

セル１０１が平板状であり、長方形状に形成されている。セル１０１の一方の短辺部１０１ａからは帯状の正極用端子１０３が引き出され、他方の短辺部１０１ｂからは帯状の負極用端子１０４が引き出されている。なお、アルミラミネートフィルム１０２はセル１０１より大きい長方形状であり、セル１０１全体を覆うことができる形状である。

外装フィルム蓄電体セル１００は機器に組み込まれた状態で利用されている。ところが、外装フィルム蓄電体セル１００が特殊な形状であり、且つ変形し易いものであるため、取り扱いにくく、機器に直接固定することが難しかった。さらに、外装フィルム蓄電体セル１００の極性を誤った状態で機器に組み込むと、蓄電池としての所定の性能を発現することができない可能性があった。特に、ＬＩＣは機器に組み込むときには既に電位を持っているものであり、その取り扱いには十分に注意を払う必要があった。

そこで、外装フィルム蓄電体セルに組付けることで剛性を高めて取り扱い性を向上させた単蓄電体用固定枠が種々開発されている。単蓄電体用固定枠の一例として、特許文献１には、フィルム外装電池を内部に収容するケースであって、ケース本体と枠体とで構成されたセルケースが開示されている。セルケースの側部には貫通穴が形成され、フィルム外装電池を収容したセルケースをその幅方向に複数積層して電池セル群とし、各セルケースに形成された貫通穴にロッドを貫通させ、ロッドの両端部をナットで固定した電池パックも開示されている。

単蓄電体用固定枠の他例として、特許文献２には、外装フィルムの全周を包囲する枠状に形成され、当該外装フィルムの外周部を保持したセルケースが開示されている。セルケースに形成された放出口内に挿入可能な挿入部と、この挿入部を支持する支持部とを有する固定部材も開示されている。固定部材は複数のセルケースを積層した状態で固定する機能を果たしている。

特開２００６−１７２８８２号公報（段落［００１５］，［００１６］、［図２］，［図３］など参照） 特開２００６−２３６６０５号公報（段落［００１７］，［００２０］，［００２４］，［００２５］、［図１］，［図５］など参照）

しかし、特許文献１に開示のセルケースはケース本体と枠体の２部材で構成されており、歩留まりを低下させてしまう可能性があった。特許文献２では、セルケースの内壁部に形成された溝内に外装フィルムの封止部を挿入しており、組付け作業が煩雑であった。

従って、本発明は、前述した問題に鑑み提案されたもので、比較的簡易な構成にて、外装フィルム蓄電体セルを容易に組付けることができる単蓄電体用固定枠および組電池を提供することを目的とする。

前述した課題を解決する第１の発明に係る単蓄電体用固定枠は、
平板状の電池要素をフィルムで被覆した外装フィルム蓄電体セルを固定する単蓄電体用固定枠であって、
前記外装フィルム蓄電体セルの外周側面を囲う枠体と、
前記枠体の内枠に設けられ、前記外装フィルム蓄電体セルを支持する支持部を前記枠体の表面側に有する表面側セル支持具と、
前記枠体の内枠に設けられ、前記外装フィルム蓄電体セルを支持する支持部を前記枠体の裏面側に有する裏面側セル支持具とを具備した
ことを特徴とする。

前述した課題を解決する第２の発明に係る単蓄電体用固定枠は、
第１の発明に係る単蓄電体用固定枠であって、
前記枠体の内枠が長方形状であり、
前記表面側セル支持具が、前記内枠の長手方向における一方の側部側の角部にそれぞれ配置され、
前記裏面側セル支持具が、前記内枠の長手方向における他方の側部側の角部にそれぞれ配置される
ことを特徴とする。

前述した課題を解決する第３の発明に係る単蓄電体用固定枠は、
第２の発明に係る単蓄電体用固定枠であって、
前記表面側セル支持具が、前記枠体の裏面側へ突出する突出部を有し、
前記裏面側セル支持具が、前記枠体の表面側へ突出する突出部を有する
ことを特徴とする。

前述した課題を解決する第４の発明に係る単蓄電体用固定枠は、
第１の発明に係る単蓄電体用固定枠であって、
前記外装フィルム蓄電体セルが、前記電池要素に接続し、前記フィルムの外側へ延在する帯状の電極端子部を２条有し、
前記枠体に設けられ、前記電極端子部を支持する電極支持部を前記枠体の表面側に有する表面側電極支持具と、
前記枠体に設けられ、前記電極端子部を支持する電極支持部を前記枠体の裏面側に有する裏面側電極支持具とを具備する
ことを特徴とする。

前述した課題を解決する第５の発明に係る単蓄電体用固定枠は、
第４の発明に係る単蓄電体用固定枠であって、
前記枠体の内枠が長方形状であり、
前記表面側電極支持具が、前記内枠の長手方向における一方の側部に配置され、
前記裏面側電極支持具が、前記内枠の長手方向における他方の側部に配置される
ことを特徴とする。

前述した課題を解決する第６の発明に係る単蓄電体用固定枠は、
第５の発明に係る単蓄電体用固定枠であって、
前記表面側電極支持具が、前記枠体の裏面側へ突出する突出部を有し、
前記裏面側電極支持具が、前記枠体の表面側へ突出する突出部を有する
ことを特徴とする。

前述した課題を解決する第７の発明に係る単蓄電体用固定枠は、
第６の発明に係る単蓄電体用固定枠であって、
前記表面側電極支持具および前記裏面側電極支持具の側端部には、固定穴がそれぞれ形成されている
ことを特徴とする。

前述した課題を解決する第８の発明に係る単蓄電体用固定枠は、
第７の発明に係る単蓄電体用固定枠であって、
前記表面側電極支持具および前記裏面側電極支持具の側端部が、前記枠体の長手方向における側端部よりも内側に配置される
ことを特徴とする。

前述した課題を解決する第９の発明に係る単蓄電体用固定枠は、
第８の発明に係る単蓄電体用固定枠であって、
前記枠体の内枠が横枠板部を有し、
前記横枠板部の長手方向中央部の幅が、当該横枠板部の端部側よりも狭く形成されている
ことを特徴とする。

前述した課題を解決する第１０の発明に係る単蓄電体用固定枠は、
第９の発明に係る単蓄電体用固定枠であって、
前記横枠板部の長手方向中央部には傾斜部が設けられている
ことを特徴とする。

前述した課題を解決する第１１の発明に係る単蓄電体用固定枠は、
第１０の発明に係る単蓄電体用固定枠であって、
前記枠体に設けられ、隣接する枠体と連結可能な爪部を具備する
ことを特徴とする。

前述した課題を解決する第１２の発明に係る組電池は、
第７の発明に係る単蓄電体用固定枠の内枠に前記外装フィルム蓄電体セルを配置し、当該外装フィルム蓄電体セルの前記電極端子部を折り曲げて前記表面側電極支持具および前記裏面側電極支持具に対して立脚させた凸状型単蓄電体と、
第７の発明に係る単蓄電体用固定枠の内枠に前記外装フィルム蓄電体セルを配置し、当該外装フィルム蓄電体セルの前記電極端子部を前記表面側電極支持具および前記裏面側電極支持具の側端部に沿って折り曲げた凹状型単蓄電体とを有し、
前記凸状型単蓄電体と前記凹状型単蓄電体とが交互に配置されるとともに、前記凸状型単蓄電体および前記凹状型単蓄電体の表面側と裏面側とが隣接して配置され、
前記凸状型単蓄電体の前記電極端子部と前記凹状型単蓄電体の前記電極端子部とが前記凹状型単蓄電体における前記表面側電極支持具の側端部および／または前記裏面側電極支持具の側端部に固定されたものである
ことを特徴とする。

本発明に係る単蓄電体用固定枠によれば、比較的簡易な構成であり、製造コストを低減できる。また、外装フィルム蓄電体セルを枠体の中央部に挿入し回転する作業を行うだけで、当該枠体に外装フィルム蓄電体セルを組付けることができる。すなわち、外装フィルム蓄電体セルを枠体に容易に組付けることができる。

本発明に係る組電池によれば、凸状型単蓄電体と凹状型単蓄電体とをこれらの表面と裏面とを隣り合わせて配置するだけで複数の単蓄電体を直列に接続した組電池を容易に作製できる。

本発明の一実施形態に係る単蓄電体用固定枠の斜視図であり、図１（ａ）に枠体の下横枠板部を上方に配置し、その裏面を一側部側から見た斜視、図１（ｂ）にそれを他側部側から見た斜視を示す。 単蓄電体用固定枠の斜視図であり、図２（ａ）に枠体の上横枠板部を上方に配置し、その表面を一側部側から見た斜視、図２（ｂ）にそれを他側部側から見た斜視を示す。 単蓄電体用固定枠の概略図であり、図３（ａ）に枠体の下横枠板部を上方に配置した背面、図３（ｂ）にその側面、図３（ｃ）に枠体の下横枠板部を下方に配置した正面を示す。 図３（ｃ）におけるＩＶ−ＩＶ矢印線が示す図である。 外装フィルム蓄電体セルの概略図であり、図５（ａ）にその平面、図５（ｂ）にその単蓄電体用固定枠に組付けるときの平面を示す。 単蓄電体用固定枠への外装フィルム蓄電体セルの組み付けを説明するための図であり、図６（ａ）に単蓄電体用固定枠へ外装フィルム蓄電体セルを組付ける前の状態、図６（ｂ）に単蓄電体用固定枠の枠内へ外装フィルム蓄電体セルを挿入した状態、図６（ｃ）に単蓄電体用固定枠に外装フィルム蓄電体セルを組付けた状態を示す。 単蓄電体用固定枠の一方の端部を拡大した図であり、図７（ａ）に図６（ｃ）における囲み線ＶＩＩの拡大を裏面から見た図、図７（ｂ）に図７（ａ）における囲み線（ｂ）の拡大を示す。 ３台の単蓄電体を連結する場合について説明するための図であり、図８（ａ）に３台の単蓄電体を連結する前の状態、図８（ｂ）に２台の単蓄電体を連結した状態、図８（ｃ）に３台の単蓄電体を連結した状態を示す。 ３台の単蓄電体を連結する場合について説明するための図であり、図９（ａ）に図８（ａ）に示す３台の単蓄電体の一側面、図９（ｂ）に図８（ｂ）に示す組電池および１台の単蓄電体の一側面、図９（ｃ）に図８（ｃ）に示す組電池の一側面を示す。 ４０台の単蓄電体を連結した組電池の斜視図である。 外装フィルム蓄電体セルの斜視図である。

本発明に係る単蓄電体用固定枠および組電池の一実施形態について、図１〜図１０を参照して具体的に説明する。

まず、単蓄電体は、電気エネルギーを貯留および出力する組電池を構成する１つのセルをフィルムで包装した外装フィルム蓄電体セルを単蓄電体固定用枠に組み付けて固定した電池である。単蓄電体を複数連結することで組電池が作製される。組電池としては電気二重層キャパシタやリチウムイオン二次電池などが挙げられる。

外装フィルム蓄電体セル１００は、図５（ａ）に示すように、１つのセル１０１を２枚のラミネートフィルム１０２（図５（ａ）の紙面表側および紙面裏側）で挟み、これら２枚のラミネートフィルム１０２が重なる部分を溶着して包装したものである。セル１０１は、セパレータの両側に正極側電極および負極側電極をそれぞれ配置し、電極に電解液を含浸させた電池要素である。ラミネートフィルム１０２としてはアルミニウムなどの金属フィルムと、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどの樹脂フィルムとを重ねたフィルムが挙げられる。上述した溶着はフィルム内部およびセル内部（キャパシタ内部）を減圧して真空状態とした状態で行われる。これにより、外装フィルム蓄電体セル１００の内部は気密に包装される。

セル１０１は平板状で、長方形状に形成されている。セル１０１の一方の短辺部１０１ａからは帯状の正極用端子（第一の電極端子部）１０３が引き出され、他方の短辺部１０１ｂからは帯状の負極用端子（第二の電極端子部）１０４が引き出されている。

次いで、図５（ｂ）に示すように、正極用端子１０３の端部が切り落とされる。これにより、正極用端子１０３の長さおよび幅が調製される。他方、負極用端子１０４の端部が切り落とされる。これにより、負極用端子１０４の長さのみが調製される。このように正極用端子１０３と負極用端子１０４とを異なる形状にすることにより正極および負極を容易に識別することができる。さらに、外装フィルム蓄電体セル１００（ラミネートフィルム１０２）の表面には、正極用端子１０３および負極用端子１０４の基端側にプラス極１０７およびマイナス極１０８の印がそれぞれ施される。これにより、外装フィルム蓄電体セル１００の表裏、および端子１０３，１０４の電極を容易に識別することができる。なお、正極用端子１０３の端部１０３ａ近傍に２つの固定用穴１０５が形成される。負極用端子１０４の端部１０４ａ近傍に２つの固定用穴１０６が形成される。

単蓄電体固定用枠は、図１〜図３に示すように、枠体１であり、プラスチックを成型したものである。枠体１は、上横枠板部２と下横枠板部３と左縦枠板部（一側部側縦板部）４と右縦枠板部（他側部側縦板部）５とを有する。上横枠板部２には左縦枠板部４および右縦枠板部５が連結される。下横枠板部３には左縦枠板部４および右縦枠板部５が連結される。上横枠板部２と下横枠板部３と左縦枠板部４と右縦枠板部５とで囲まれる内枠６は、外装フィルム蓄電体セル１００のラミネートフィルム１０２の外周側面１０２ｂを囲うように形成される。ここでは、単蓄電体固定用枠１の内枠６は長方形状に形成される。

内枠６の角部Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４には外装フィルム蓄電体セル１００を支持する支持具１０，２０，３０，４０がそれぞれ設けられ、これら支持具１０，２０，３０，４０によりラミネートフィルム１０２の封止部１０２ａを支持している。具体的には、上横枠板部２と左縦枠板部４とで形成される角部Ｃ１には第一の支持具１０、左縦枠板部４と下横枠板部３とで形成される角部Ｃ２には第二の支持具２０、下横枠板部３と右縦枠板部５とで形成される角部Ｃ３には第三の支持具３０、右縦枠板部５と上横枠板部２とで形成される角部Ｃ４には第四の支持具４０がそれぞれ設けられている。

第一の支持具（表面側セル支持具）１０は第一の横枠部側支持台１１と第一の縦枠部側支持台１２とを有する。

第一の横枠部側支持台１１は上横枠板部２に連結して設けられる。第一の横枠部側支持台１１は上横枠板部２に沿って延在するとともに、枠体１の幅方向に延在する形状を有する。第一の横枠部側支持台１１はセル支持部１１ａと突出部１１ｂを有する。セル支持部１１ａは、枠体１の表面側（図１の紙面裏側、図２の紙面表側）にて、枠体１の幅方向中央部に設けられる。突出部１１ｂは、枠体１の裏面側（図１の紙面表側、図２の紙面裏側）にて、枠体１の幅よりも外側に突出して形成されている。

他方、第一の縦枠部側支持台１２は左縦枠板部４および第一の横枠部側支持台１１に連結して設けられる。第一の縦枠部側支持台１２は左縦枠板部４に沿って延在するとともに、枠体１の幅方向に延在する形状を有する。第一の縦枠部側支持台１２はセル支持部１２ａと突出部１２ｂを有する。セル支持部１２ａは枠体１の表面側（図１の紙面裏側、図２の紙面表側）にて、枠体１の幅方向中央部に設けられる。突出部１２ｂは、枠体１の裏面側（図１の紙面表側、図２の紙面裏側）にて、枠体１の幅よりも外側に突出して形成されている。

第二の支持具（表面側セル支持具）２０は第二の横枠部側支持台２１と第二の縦枠部側支持台２２とを有する。

第二の横枠部側支持台２１は下横枠板部３に連結して設けられる。第二の横枠部側支持台２１は下横枠板部３に沿って延在するとともに、枠体１の幅方向に延在する形状を有する。第二の横枠部側支持台２１はセル支持部２１ａと突出部２１ｂを有する。セル支持部２１ａは、枠体１の表面側（図１の紙面裏側、図２の紙面表側）にて、枠体１の幅方向中央部に設けられる。突出部２１ｂは、枠体１の裏面側（図１の紙面表側、図２の紙面裏側）にて、枠体１の幅よりも外側に突出して形成されている。

他方、第二の縦枠部側支持台２２は左縦枠板部４および第二の横枠部側支持台２１に連結して設けられる。第二の縦枠部側支持台２２は左縦枠板部４に沿って延在するとともに、枠体１の幅方向に延在する形状を有する。第二の縦枠部側支持台２２はセル支持部２２ａと突出部２２ｂを有する。セル支持部２２ａは、枠体１の表面側（図１の紙面裏側、図２の紙面表側）にて、枠体１の幅方向中央部に設けられる。突出部２２ｂは、枠体１の裏面側（図１の紙面表側、図２の紙面裏側）にて、枠体１の幅よりも外側に突出して形成されている。

第三の支持具（裏面側セル支持具）３０は第三の横枠部側支持台３１と第三の縦枠部側支持台３２とを有する。

第三の横枠部側支持台３１は下横枠板部３に連結して設けられる。第三の横枠部側支持台３１は下横枠板部３に沿って延在するとともに、枠体１の幅方向に延在する形状を有する。第三の横枠部側支持台３１はセル支持部３１ａと突出部３１ｂを有する。セル支持部３１ａは、枠体１の裏面側（図１の紙面表側、図２の紙面裏側）にて、枠体１の幅方向中央部に設けられる。突出部３１ｂは、枠体１の表面側（図１の紙面裏側、図２の紙面表側）にて、枠体１の幅よりも外側に突出して形成されている。

他方、第三の縦枠部側支持台３２は右縦枠板部５および第三の横枠部側支持台３１に連結して設けられる。第三の縦枠部側支持台３２は右縦枠板部５に沿って延在するとともに、枠体１の幅方向に延在する形状を有する。第三の縦枠部側支持台３２はセル支持部３２ａと突出部３２ｂを有する。セル支持部３２ａは、枠体１の裏面側（図１の紙面表側、図２の紙面裏側）にて、枠体１の幅方向中央部に設けられる。突出部３２ｂは、枠体１の表面側（図１の紙面裏側、図２の紙面表側）にて、枠体１の幅よりも外側に突出して形成されている。

第四の支持具（裏面側セル支持具）４０は第四の横枠部側支持台４１と第四の縦枠部側支持台４２とを有する。

第四の横枠部側支持台４１は上横枠板部２に連結して設けられる。第四の横枠部側支持台４１は上横枠板部２に沿って延在するとともに、枠体１の幅方向に延在する形状を有する。第四の横枠部側支持台４１はセル支持部４１ａと突出部４１ｂを有する。セル支持部４１ａは、枠体１の裏面側（図１の紙面表側、図２の紙面裏側）にて、枠体１の幅方向中央部に設けられる。突出部４１ｂは、枠体１の表面側（図１の紙面裏側、図２の紙面表側）にて、枠体１の幅よりも外側に突出して形成されている。

他方、第四の縦枠部側支持台４２は右縦枠板部５および第四の横枠部側支持台４１に連結して設けられる。第四の縦枠部側支持台４２は右縦枠板部５に沿って延在するとともに、枠体１の幅方向に延在する形状を有する。第四の縦枠部側支持台４２はセル支持部４２ａと突出部４２ｂを有する。セル支持部４２ａは枠体１の裏面側（図１の紙面表側、図２の紙面裏側）にて、枠体１の幅方向中央部に設けられる。突出部４２ｂは、枠体１の表面側（図１の紙面裏側、図２の紙面表側）にて、枠体１の幅よりも外側に突出して形成されている。

よって、上述した第一、第二、第三、第四の支持具１０，２０，３０，４０により、枠体１の幅方向中央にて外装フィルム蓄電体セル１００を支持することができる。

第一の縦枠部側支持台１２の突出部１２ｂには第一の爪部１４が設けられる。第一の爪部１４は左縦枠板部４側へ突出する形状であり、第四の爪部４４に引っ掛けることができる（係合可能な）形状である。

左縦枠板部４には突起部２３が設けられ（図２（ｂ）参照）、突起部２３には第二の爪部２４が設けられる。第二の爪部２４は右縦枠板部５側へ突出する形状であり、第三の爪部３４に引っ掛けることができる（係合可能な）形状である。

第三の縦枠部側支持台３２の突出部３２ｂには第三の爪部３４が設けられる。第三の爪部３４は右縦枠板部５側へ突出する形状であり、第二の爪部２４に引っ掛けることができる（係合可能な）形状である。

右縦枠板部５には突起部４３が設けられ（図１（ａ）参照）、突起部４３には第四の爪部４４が設けられる。第四の爪部４４は左縦枠板部４側へ突出する形状であり、第一の爪部１４に引っ掛けることができる（係合可能な）形状である。

よって、隣接する枠体１の爪部同士を係合させることで、複数の枠体１を容易に連結できる。

さらに、第一の横枠部側支持台１１と第四の横枠部側支持台４１は同一の長さで形成され、第二の横枠部側支持台２１と第三の横枠部側支持台３１は同一の長さで形成される。第一，第四の横枠部側支持台１１，４１は、第二，第三の横枠部側支持台２１，３１よりも長い形状である。これにより、枠体１の上下方向の向きを間違えずに、複数の枠体１を連結できる。

左縦枠板部４には、負極用端子１０４を支持可能な第一の側方側支持台（表面側電極支持具）５０が設けられる。第一の側方側支持台５０は電極支持部５０ａと突出部５０ｂを有する。具体的には、電極支持部５０ａは、枠体１の表面側（図１の紙面裏側、図２の紙面表側）にて、枠体１の幅方向中央部に設けられる。突出部５０ｂは、枠体１の裏面側（図１の紙面表側、図２の紙面裏側）にて、枠体１の幅よりも外側に突出して形成されている。

右縦枠板部５には、正極用端子１０３を支持可能な第二の側方側支持台（裏面側電極支持具）６０が設けられる。第二の側方側支持台６０は電極支持部６０ａと突出部６０ｂと突起部６２を有する。電極支持部６０ａは、枠体１の裏面側（図１の紙面表側、図２の紙面裏側）にて、枠体１の幅方向中央部に設けられる。突出部６０ｂは、枠体１の表面側（図１の紙面裏側、図２の紙面表側）にて、枠体１の幅よりも外側に突出して形成されている。突起部６２は、電極支持部６０ａに隣接して設けられ、電極支持部６０ａよりも枠体１の幅方向へ突出する形状である。このような形状の突起部６２により、特定形状の電極、ここでは、正極用端子１０３のみを第二の側方側支持台６０に設置可能になっている。

第一の側方側支持台５０の外側側端部５０ｃには固定穴５１が設けられる。第二の側方側支持台６０の外側側面部６０ｃには固定穴６１が設けられる。これにより、折り曲げた負極用端子１０４および正極用端子１０３をビスなどの固定具で固定できる。枠体１の長手方向の端面にて、正極用端子１０３と負極用端子１０４とを容易に接続することができる。よって、作業性が向上する。また、ビスなどの固定具を外すだけで、正極用端子１０３と負極用端子１０４との接続を解除でき、単蓄電体を容易に交換することができる。これにより、保守性が向上する。さらに、正極用端子１０３および負極用端子１０４をビスで直接連結することにより、溶接や配線などで接続する場合と比べて、組み立て作業効率が向上し、部品点数が低減して製造コストの抑制を図ることができる。

第一の側方側支持台５０の支持部５０ａと第二の側方側支持台６０の突出部６０ｂとは噛み合い可能な形状に形成されている。第一の側方側支持台５０の突出部５０ｂと第二の側方側支持台６０の支持部６０ａとは噛み合い可能な形状に形成されている。これにより、複数の枠体１を隣接して配置するときに、枠体１の裏面に対して枠体１の表面のみを連結できるとともに、枠体１の表面に対して枠体１の裏面のみを連結できる。その結果、極性を誤らずに複数の枠体１を連結できる。

さらに、上横枠板部２の一方の端部側には絶縁用枠部（小枠部）７１が設けられる。上横枠板部２の他方の端部側には絶縁用枠部（小枠部）７４が設けられる。下横枠板部３の一方の端部側には絶縁用枠部（小枠部）７２が設けられる。下横枠板部３の他方の端部側には絶縁用枠部（小枠部）７３が設けられる。これら絶縁用枠部７１，７２，７３，７４を設けることにより、第一，第二の側方側支持台５０，６０の外側側端部５０ｃ，６０ｃは、横枠板部２，３の長手方向における端部よりも内側に配置される。その結果、複数の単蓄電体を連結した組電池をケースなどに収納する際に、ケースと枠体１との間に絶縁距離を別途設ける必要が無くなる。正極用端子１０３および負極用端子１０４を直接ビスで接続することにより外形寸法を抑えることができ、ひいてはケース寸法を小型化することができる。さらに、枠体１の強度が増し、その剛性が向上する。これにより、枠体１の取り扱い性が向上する。

絶縁用枠部７１，７２，７３，７４には複数の空洞部８１，８２，８３，８４がそれぞれ形成されている。空洞部８１，８２，８３，８４は枠体１の表面側（図３（ａ）の紙面裏側、図３（ｃ）の紙面表側）と枠体１の裏面側（図３（ａ）の紙面表側、図３（ｃ）の紙面裏側）を貫通する穴である。これにより、枠体１の材料を少なくでき、製造コストを低減できる。また、枠体１を成型する際のひけなどを少なくできる。

下横枠板部３の長手方向中央部分３ｂは、図３（ｃ）および図４に示すように、幅Ｗ１で形成されている。下横枠板部３の長手方向端部側は幅Ｗ１よりも広い幅Ｗ２で形成されている。すなわち、下横枠板部３の長手方向中央部分３ｂの幅は、下横枠板部３の長手方向端部側よりも狭く形成されている。さらに、下横枠板部３の長手方向中央部分３ｂの上面には傾斜面３ｃが形成されている。傾斜面３ｃは、枠体１の幅方向におけるほぼ中央部から側面側（図３（ｃ）の紙面表側および紙面裏側）に向かって、下方へ向けて傾斜している。これにより、枠体１に固定した外装フィルム蓄電体セル１００のラミネートフィルム１０２が破損して内部の電解液が流れ出たとしても、枠体１内部に残留することなく、電解液を枠体１から外側へ円滑に排出することができる。なお、上横枠板部２と左縦枠板部４と右縦枠板部５は、下横枠板部３の長手方向端部側の幅Ｗ２と同じ大きさの幅に形成されている。

上横枠板部２および下横枠板部３の長手方向両端部近傍には、半円状の固定孔２ａ，３ａがそれぞれ形成されている。これにより、枠体１を隣接して配置したときに、固定孔２ａ，３ａにボルトなどの締結部材を挿入することでこれら枠体１を固定できる。

絶縁用枠部７１，７２の側部には、一方（図１の紙面裏側、図２の紙面表側）に向かって開放した穴部７１ａ，７２ａがそれぞれ形成されている。絶縁用枠部７３，７４の側部には、一方（図１の紙面表側、図２の紙面裏側）に向かって開放した穴部７３ａ，７４ａがそれぞれ形成されている。

続いて、枠体１への外装フィルム蓄電体セル１００の組付け作業について、図６を参照して説明する。

まず、枠体１をその幅方向が上下方向となるように配置する。例えば、図６（ａ）に示すように、上横枠板部２を上方側、下横枠板部３を下方側、第一の側方側支持台５０を左方側、第二の側方側支持台６０を右方側に配置する。続いて、図６（ｂ）に示すように、上横枠板部２および下横枠板部３の長手方向中央部に外装フィルム蓄電体セル１００の正極用端子１０３側から差し込み、上横枠板部２および下横枠板部３の長手方向中央部と外装フィルム蓄電体セル１００の長手方向中央部とをほぼ一致させる。

次いで、図６（ｃ）に示すように、外装フィルム蓄電体セル１００の長手方向中央部を中心にして回転させて、第一の側方側支持台５０の電極支持部５０ａ上に負極用端子１０４を配置し、第二の側方側支持台６０の電極支持部６０ａ上に正極用端子１０３を配置する。ここで、第二の側方側支持台６０には突起部６２が設けられており、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、第二の側方側支持台６０には正極用端子１０３のみが配置可能となっている。このように、枠体１の側方側支持台５０，６０には所定の端子しか配置できないため、枠体１に対して外装フィルム蓄電体セル１００を誤って組付けることがなくなる。これにより、組付け作業性が向上する。

このように、外装フィルム蓄電体セル１００を枠体１の長手方向中央部に挿入し半回転する作業を行うだけで、当該枠体１に外装フィルム蓄電体セル１００を組付けることができる。すなわち、外装フィルム蓄電体セル１００を枠体１に容易に組付けることができる。また、枠体１が１種類であり、製造コスト増を抑制できる上に、枠体１が複数種類ある場合と異なり、その取り扱い性が向上する。

さらに、上述した単蓄電体用固定枠によれば、第一，第二，第三，第四の支持台１０，２０，３０，４０を具備するものであり、比較的簡易な構成である。これにより、製造コストを低減できる。

支持台１１，１２，２１，２２が突出部１１ｂ，１２ｂ，２１ｂ，２２ｂをそれぞれ有し、支持台３１，３２，４１，４２が突出部３１ｂ，３２ｂ，４１ｂ，４２ｂをそれぞれ有することにより、枠体１に外装フィルム蓄電体セル１００を組付けた単蓄電体を複数連結するときに枠体１の向きがそれぞれ限定される。これにより、複数の単蓄電体を直列に接続する際の作業を誤り無く行うことができ、作業の安全性が向上する。

第一の側方側支持台５０が突出部５０ｂを有し、第二の側方側支持台６０が突出部６０ｂを有することによっても、枠体１に外装フィルム蓄電体セル１００を組付けた単蓄電体を複数連結するときに枠体１の向きがそれぞれ限定される。これにより、作業の安全性がさらに向上する。

続いて、上述した単蓄電体を複数連結した組電池を作製する場合について、図８および図９ならびに図１０を参照して説明する。
まず、複数の単蓄電体を隣り合う単蓄電体の同一側面側にて直列に接続ができるように、２種類の単蓄電体を用意する。具体的には、図８（ａ）における左側および右側に示すように、正極用端子１０３の端部側を第二の側方側支持台６０の外側側端部６０ｃに沿って延在し、立脚する方向へ折り曲げる。負極用端子１０４を第一の側方側支持台５０の外側側端部５０ｃに沿って延在し、立脚する方向へ折り曲げる。これにより、電極支持部５０ａ，６０ａから枠体１の幅方向へ突出した凸状型単蓄電体２０１が作製される。

図８（ａ）の中央に示すように、正極用端子１０３の端部側を第二の側方側支持台６０の外側側端部６０ｃに沿って折り曲げる。負極用端子１０４を第一の側方側支持台５０の外側側端部５０ｃに沿って折り曲げる。これにより、電極支持部５０ａ，６０ａから枠体１の幅方向へは突出せずに、第一，第二の側方側支持台５０，６０の外側側端部５０ｃ，６０ｃに沿う凹状型単蓄電体２０２が作製される。

続いて、図８（ｂ）および図９（ｂ）に示すように、凸状型単蓄電体２０１の裏面側と凹状型単蓄電体２０２の表面側とを隣り合わせる。このとき、凸状型単蓄電体２０１の第一の爪部と凹状型単蓄電体２０２の第四の爪部とを係合させる。さらに、凸状型単蓄電体２０１の第四の爪部と凹状型単蓄電体２０２の第一の爪部１４とを係合させる。凹状型単蓄電体２０２の第一の側方支持台５０の外側側方端部５０ｃにあっては、凸状型単蓄電体２０１の正極用端子１０３と、凹状型単蓄電体２０２の負極用端子１０４とを重なり合わせる。これにより、凸状型単蓄電体２０１と凹状型単蓄電体２０２との２台を連結した組電池３００が作製される。

続いて、図８（ｃ）および図９（ｃ）に示すように、組電池３００の凹状型単蓄電体２０２の裏面側と凸状型単蓄電体２０１の表面側とを隣り合わせる。このとき、凹状型単蓄電体２０２の第三の爪部と凸状型単蓄電体２０１の第二の爪部とを係合させる。さらに、凹状型単蓄電体２０２の第二の爪部と凸状型単蓄電体２０１の第三の爪部３４とを係合させる。凹状型単蓄電体２０２の第二の側方側支持台６０の外側側方端部６０ａにあっては、凹状型単蓄電体２０２の正極用端子１０３と、図中右側に配置された凸状型単蓄電体２０１の負極用端子１０４とを重なり合わせる。これにより、凸状型単蓄電体２０１と凹状型単蓄電体２０２と凸状型単蓄電体２０１との３台を連結した組電池３００が作製される。

凸状型単蓄電体２０１と凹状型単蓄電体２０２を合わせた４０台を連結した組電池３００も、凸状型単蓄電体２０１と凹状型単蓄電体２０２と凸状型単蓄電体２０１との３台を連結した組電池３００と同様に作製できる。すなわち、図１０に示すように、凸状型単蓄電体２０１と凹状型単蓄電体２０２とを交互に配置させるとともに、凸状型単蓄電体２０１および凹状型単蓄電体２０２の表面側と裏面側とを隣接して配置させ、隣接する単蓄電体２０１，２０２同士を連結することで組電池３００が作製される。

したがって、組電池３００によれば、凸状型単蓄電体２０１と凹状型単蓄電体２０２とをこれらの表面と裏面とを隣り合わせて配置するだけで複数の単蓄電体を直列に接続した組電池３００を容易に作製できる。

さらに、単蓄電体を複数連結するときには、隣り合う単蓄電体の枠体１によっても、枠体１に組み付けられた外装フィルム蓄電体セル１００が支持される。これにより、外装フィルム蓄電体セル１００の枠体１への組み付け性が向上する。

なお、上記では、３台または４０台の単蓄電体を連結した組電池３００について説明したが、単蓄電体の数量は３台または４０台に限らず複数台連結した組電池に適用することも可能である。

本発明に係る単蓄電体固定用枠および組電池は、比較的簡易な構成にて、外装フィルム蓄電体セルを容易に組付けることができるため電気機器産業や自動車産業などにおいて、極めて有益に利用することができる。

１ 枠体
６ 内枠
１０ 第一の支持具
１１ 第一の横枠部側支持台
１２ 第一の縦枠部側支持台
１４ 第一の爪部
２０ 第二の支持具
２１ 第二の横枠部側支持台
２２ 第二の縦枠部側支持台
２４ 第二の爪部
３０ 第三の支持具
３１ 第三の横枠部側支持台
３２ 第三の縦枠部側支持台
３４ 第三の爪部
４０ 第四の支持具
４１ 第四の横枠部側支持台
４２ 第四の縦枠部側支持台
４４ 第四の爪部
５０ 第一の側方側支持台
６０ 第二の側方側支持台
１００ 外装フィルム蓄電体セル
１０１ セル
１０２ ラミネートフィルム
１０３ 正極用端子
１０４ 負極用端子
２０１ 凸状型単蓄電体
２０２ 凹状型単蓄電体
３００ 組電池

Claims (12)

1. 平板状の電池要素をフィルムで被覆した外装フィルム蓄電体セルを固定する単蓄電体用固定枠であって、
   前記外装フィルム蓄電体セルの外周側面を囲う枠体と、
   前記枠体の内枠に設けられ、前記外装フィルム蓄電体セルを支持する支持部を前記枠体の表面側に有する表面側セル支持具と、
   前記枠体の内枠に設けられ、前記外装フィルム蓄電体セルを支持する支持部を前記枠体の裏面側に有する裏面側セル支持具とを具備した
   ことを特徴とする単蓄電体用固定枠。
2. 請求項１に記載の単蓄電体用固定枠であって、
   前記枠体の内枠が長方形状であり、
   前記表面側セル支持具は、前記内枠の長手方向における一方の側部側の角部にそれぞれ配置され、
   前記裏面側セル支持具は、前記内枠の長手方向における他方の側部側の角部にそれぞれ配置される
   ことを特徴とする単蓄電体用固定枠。
3. 請求項２に記載の単蓄電体用固定枠であって、
   前記表面側セル支持具は、前記枠体の裏面側へ突出する突出部を有し、
   前記裏面側セル支持具は、前記枠体の表面側へ突出する突出部を有する
   ことを特徴とする単蓄電体用固定枠。
4. 請求項１に記載の単蓄電体用固定枠であって、
   前記外装フィルム蓄電体セルは、前記電池要素に接続し、前記フィルムの外側へ延在する帯状の電極端子部を２条有し、
   前記枠体に設けられ、前記電極端子部を支持する電極支持部を前記枠体の表面側に有する表面側電極支持具と、
   前記枠体に設けられ、前記電極端子部を支持する電極支持部を前記枠体の裏面側に有する裏面側電極支持具とを具備する
   ことを特徴とする単蓄電体用固定枠。
5. 請求項４に記載の単蓄電体用固定枠であって、
   前記枠体の内枠が長方形状であり、
   前記表面側電極支持具は、前記内枠の長手方向における一方の側部に配置され、
   前記裏面側電極支持具は、前記内枠の長手方向における他方の側部に配置される
   ことを特徴とする単蓄電体用固定枠。
6. 請求項５に記載の単蓄電体用固定枠であって、
   前記表面側電極支持具は、前記枠体の裏面側へ突出する突出部を有し、
   前記裏面側電極支持具は、前記枠体の表面側へ突出する突出部を有する
   ことを特徴とする単蓄電体用固定枠。
7. 請求項６に記載の単蓄電体用固定枠であって、
   前記表面側電極支持具および前記裏面側電極支持具の側端部には、固定穴がそれぞれ形成されている
   ことを特徴とする単蓄電体用固定枠。
8. 請求項７に記載の単蓄電体用固定枠であって、
   前記表面側電極支持具および前記裏面側電極支持具の側端部は、前記枠体の長手方向における側端部よりも内側に配置される
   ことを特徴とする単蓄電体用固定枠。
9. 請求項８に記載の単蓄電体用固定枠であって、
   前記枠体の内枠が横枠板部を有し、
   前記横枠板部の長手方向中央部の幅が、当該横枠板部の端部側よりも狭く形成されている
   ことを特徴とする単蓄電体用固定枠。
10. 請求項９に記載の単蓄電体用固定枠であって、
    前記横枠板部の長手方向中央部には傾斜部が設けられている
    ことを特徴とする単蓄電体用固定枠。
11. 請求項１０に記載の単蓄電体用固定枠であって、
    前記枠体に設けられ、隣接する枠体と連結可能な爪部を具備する
    ことを特徴とする単蓄電体用固定枠。
12. 請求項７に記載の単蓄電体用固定枠の内枠に前記外装フィルム蓄電体セルを配置し、当該外装フィルム蓄電体セルの前記電極端子部を折り曲げて前記表面側電極支持具および前記裏面側電極支持具に対して立脚させた凸状型単蓄電体と、
    請求項７に記載の単蓄電体用固定枠の内枠に前記外装フィルム蓄電体セルを配置し、当該外装フィルム蓄電体セルの前記電極端子部を前記表面側電極支持具および前記裏面側電極支持具の側端部に沿って折り曲げた凹状型単蓄電体とを有し、
    前記凸状型単蓄電体と前記凹状型単蓄電体とが交互に配置されるとともに、前記凸状型単蓄電体および前記凹状型単蓄電体の表面側と裏面側とが隣接して配置され、
    前記凸状型単蓄電体の前記電極端子部と前記凹状型単蓄電体の前記電極端子部とが前記凹状型単蓄電体における前記表面側電極支持具の側端部および／または前記裏面側電極支持具の側端部に固定されたものである
    ことを特徴とする組電池。

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