JP5787014B2 - 電池モジュール - Google Patents
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Description
本発明は非電解質二次電池等の電池に関する。
非水電解質二次電池等の電池は、帯状の正極と負極をセパレータを介して巻回した発電要素を収容すると共に、電解液が充填された電池容器を備える。一般に電池容器の外観は概ね直方体状であり、その4つの側周面(平面視では概ね長方形の4辺)は絶縁シートを巻き付けて覆っている(特許文献1,2参照)。また、この種の電池には熱収縮性の樹脂シートで覆ったものもある(特許文献3参照)。
通常、絶縁シートの両端部のうち最初に側面周に巻き付けられる端部(巻き始め)の上に最後に側面周に巻き付けられる端部(巻き終わり)が重なるような態様で、電池容器の側周面に対して絶縁シートが巻き付けられる。巻き始めの上に巻き終わりが重なった部分(重ね代)は、側周面に巻き付けられた絶縁シートの他の部分よりも厚みが大きい。言い換えれば、絶縁シートの重ね代は電池容器の側周面の他の部分よりも突出している。この突出した重ね代は、電池容器の周囲の空気流れを乱し電池の冷却の妨げとなる。
特許文献1には電池容器の側周面の一部に段差を設け、この段差に絶縁シートの重ね代を配置することが記載されている。しかし、電池容器の側周面に設けた段差は電池容器の周囲の空気流れを乱し電池の冷却の妨げとなる。また、段差を設けることは電池容器の容積減少と強度低下につながる。
特許文献2では複数層構造の絶縁シートの両端で各相の位置をずらし、それによって絶縁シートの両端を階段状に形成している。そして、この階段状の両端を重ね合わせることで、重ね代を他の部分と同じ厚みになるようにしている。しかし、両端を階段状とすることは絶縁シートの構造を複雑化させる。また、階段状とした両端を正確に位置合わせして重ねる必要があるので、絶縁シートを電池容器に巻き付ける際の作業性が極めて低い。
特許文献3のように電池を熱収縮性シートで覆う場合、熱収縮のための加えた熱が電池内部に悪影響を及ぼすので好ましくない。
従来の電池では、特許文献1から3に記載のものを含め、電池の外装体(例えば電池容器と蓋体で構成される。)の側周面に巻き付ける絶縁シートについて具体的に検討されてない。
本発明は、外装体の側周面を絶縁シートを巻回して覆う場合に、簡易な構造を確保することを課題とする。
本発明は、発電要素を収容した直方体状の外装体と、前記外装体の側周面に巻き付けられた複数枚の絶縁シートであって、端部の重なり代は前記外装体の側周面のうち互いに対する一対の短側面の少なくともいずれか一方に配置されている絶縁シートとを備える電池を複数個備え、前記複数個の電池のうち隣接する2個の電池は、前記外装体の側周面のうち互いに対向する長側面どうしが対向し、かつこれらの前記長側面が当接するように配置されている電池モジュールを提供する。前記絶縁シートは、前記外装体の前記側周面と対向する面に粘着層を備えてもよい。
本発明の電池モジュールでは、電池を長側面が対向するように配置し、かつこれらの長側面を当接させることで、互いに密接させてガタのない安定した状態で保持できる。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
(参考例)
図1及び図2は、本発明の参考例に係る非水電解質二次電池1(以下、単に電池という)を示す。この電池1は、アルミニウムやアルミニウム合金等で構成された電池容器2内に発電要素6(図1に模式的に示す。)を収容し、電池容器2の上端開口を蓋体3で封止したものである。蓋体3の外部には負極外部端子4と正極外部端子5の上部が露出している。これらの外部端子4,5は、それぞれ図示しない集電体によって発電要素6に電気的に接続されている。
図1及び図2は、本発明の参考例に係る非水電解質二次電池1(以下、単に電池という)を示す。この電池1は、アルミニウムやアルミニウム合金等で構成された電池容器2内に発電要素6(図1に模式的に示す。)を収容し、電池容器2の上端開口を蓋体3で封止したものである。蓋体3の外部には負極外部端子4と正極外部端子5の上部が露出している。これらの外部端子4,5は、それぞれ図示しない集電体によって発電要素6に電気的に接続されている。
電池容器2は上端が開口した直方体状であり、長方形状の底壁(底面)2aの4辺から上方に延びる側周壁(側周面)2bを備える。ここで「直方体状」とは、幾何学的な意味での直方体に限定されず、電池容器として実質的に直方体と同様の形状も含む。側周壁2bは、互いに対向する一対の長側壁(長側面)2c,2cと、これらの長側壁2c,2cよりも面積が小さい互いに対向する一対の短側壁(短側面)2d,2dとを備える。長側壁2c,2cは、電池容器2を平面視したときの底壁2aが構成する長方形の一対の長辺から延びている。一方、短側壁2d,2dは、電池容器2を平面視したときの底壁2aが構成する長方形の一対の短辺から延びている。電池容器2の上端開口2eを封止する蓋体3も概ね長方形状であり、電池容器2と蓋体3により概ね直方体状の外装体が構成されている。
本参考例では、電池容器2の側周壁2bの外周面は、1枚の絶縁シート11を巻き付けて覆っている。本参考例における絶縁シート11は、PET、ビニル系樹脂等の少なくとも絶縁性を有する材料からなる基材層11aと、粘着層11bとを備え、厚みは50μm〜3mm程度である。絶縁シート11は粘着層11aを側周壁2bの外周面に貼り付けている。本参考例における絶縁シート11の幅は、側周壁2bの高さと同様に設定しており、側周壁2bの外周面全体が絶縁シート11で覆われるようにしている。電池容器2に貼り付け可能であると共に、絶縁性を含む必要な機能が得られる限り、絶縁シート11の具体的な層構造は特に限定されない。また、厚み、幅等の寸法も特に限定されない。
図2に明瞭に示すように、絶縁シート11の両端部のうち電池容器2の側周壁2bに対して最初に巻き付けられる端部である巻き始め11cの上に、絶縁シート11の両端部のうち電池容器2の側周壁2bに対して最後に巻き付けられる端部である巻き終わり11dが重ねられている。この巻き始め11cと巻き終わり11dの重なり代11e電池容器2の側周壁2bのうち互いに対する一対の短側壁2d,2dのいずれか一方に配置されている。
直方体状の電池容器2が備える側周壁2bのうち長側壁2cは短側壁2dよりも面積が大きく電池1の冷却に対する寄与度も高いので、その周囲の空気流れが乱れると電池1の冷却効率の低下につながる。本参考例の電池1では、電池1の冷却に対する寄与度の高い長側壁2cには重なり代11eが配置されていないので、その周囲の空気流れの乱れを防止でき、高い冷却効率を実現できる。また、電池を熱収縮性の樹脂シートで覆う場合とは異なり、樹脂シート11を電池容器2に対して固定するための加熱は不要であり、電池容器2の内部の発電要素6や電解液が熱による悪影響を受けることもない。
図3は、長側壁2cに絶縁シート11の重ね代11eが電池容器2の長側壁2cに位置している比較例の電池1’を、複数個(この図で2個)配列した電池モジュール7’を示す。隣接する電池1’の長側壁2cが間隔をあけて互い対向している。この電池モジュール7’では、長側壁2cに位置している絶縁シート11の重ね代11eにより、矢印A1で概念的に示すように個々の電池容器2の周囲の空気流れが乱され、電池1の冷却効率の低下が著しい。
一方、図4は、短側壁2dに絶縁シート11の巻き始め11cと巻き終わり11dの重なり代11eが位置する本参考例の電池1を複数個(この図では2個)配置した電池モジュール7を示す。この電池モジュール7も、図3の電池モジュール7’と同様に、隣接する電池容器2の長側壁2cが間隔をあけて互い対向している。この電子モジュール1では、直方体状の外装体の側周壁2bのうち長側壁2cではなく短側壁2dに重なり代11eが配置されているので、矢印A2で概念的に示すように長側壁2cの周囲では空気流れが乱されることなく円滑であり、電池1の良好な冷却性を確保できる。
以上のように、電池容器2の長側壁2cが互いに間隔をあけて対向するように複数個の電池1を配列して電池モジュールとして使用する場合、本参考例の電池1のように短側壁2dに絶縁シート11の重ね代11eが位置していることで、個々の電池容器2の周囲の空気流れが乱されず、電池1の効率的な冷却が可能となる。
本参考例の電池1では、絶縁シート11の重なり代11eを電池容器2の側周壁2bのうちの短側壁2eに配置することで冷却性を確保している。従って、電池容器の側周壁2bに段差を設けて絶縁シートの重なり代を配置する必要も、例えば両端が階段状であるような特殊な構造の絶縁シートを使用する必要もない。つまり、きわめて簡易な構成で電池の良好な冷却性を確保できる。
図5は、長側壁2cに絶縁シート11の重ね代11eが電池容器2の長側壁2cに位置している比較例の電池1’を、複数個(この図で2個)配列した電池モジュール7’を示す。隣接する電池1’の長側壁2cは互いに当接している。この電池モジュール7’では、長側壁2cに絶縁シート11の重ね代11eがあるため、2個の電池1’の長側壁2cを互いに密接するように当接させることができず、2個の電池1’をガタのない安定した状態で固定することができない。
一方、図6は、短側壁2dに絶縁シート11の巻き始め11cと巻き終わり11dの重なり代11eが位置する本参考例の電池1を複数個(この図では2個)配置した電池モジュール7を示す。隣接する電池1の長側壁2cは互いに当接している。重なり代11eは直方体状の外装体の側周壁2bのうち短側壁2dに配置されており、長側壁2cには重なり代11eは配置されておらず全面が概ね平坦である。そのため、隣接する2個の電池1の対向する長側面2cを互いに密接した状態で当接させることができ、2個の電池1をガタのない安定した状態で固定できる。
(実施形態)
図7は本発明の実施形態に係る電池1を示す。図8は複数個(この図では2個)の実施形態に係る電池1を、隣接する電池容器2の長側壁2cが間隔をあけて互い対向するように配置した電池モジュール7を示す。
図7は本発明の実施形態に係る電池1を示す。図8は複数個(この図では2個)の実施形態に係る電池1を、隣接する電池容器2の長側壁2cが間隔をあけて互い対向するように配置した電池モジュール7を示す。
本実施形態では、電池容器2の側周壁2bの外周面は、2枚の絶縁シート21,22を巻き付けて覆っている。一方の絶縁シート21の端部21a,21bに他方の絶縁シート22の端部22a,22bが重ねられ、2つの重なり代23a,23bが形成されている。一方の重なり代23aは電池容器2が備える側周壁2bのうちの一対の短側壁2dのうちの一方(図において左側の短側壁2d)に配置され、他方の重なり代23bは一対の短側壁2dのうちの他方(図において右側の短側壁2d)に配置されている。2つの重なり代23a,23bの一方又は両方で絶縁シート22の上に絶縁シート21を重ねてもよい。電池容器2が備える側周壁2bのうちの一対の長側壁2cのいずれにも絶縁シート21,22の重なり代は配置されておらず、これら長側壁2cは全面が概ね平坦である。
本実施形態の電池1では、短側壁2dよりも面積が大きく電池1の冷却に対する寄与度の高い長側壁2cに重なり代11eが配置していないので、その周面の空気流れの乱れを防止し、高い冷却効率を実現できる。また、電池を熱収縮性の樹脂シートで覆う場合とは異なり、樹脂シート11を電池容器2に対して固定するための加熱は不要であり、電池容器2の内部の発電要素6や電解液が熱による悪影響を受けることもない。
図8の電池モジュール7では、直方体状の外装体の側周壁2bのうち長側壁2cではなく短側壁2dに重なり代23a,23bが配置されているので、矢印A2で概念的に示すように長側壁2cの周囲では空気流れが乱されることなく円滑であり、電池1の良好な冷却性を確保できる。
図9は短側壁2dに絶縁シート21,22の重なり代23a,23bが位置する本実施形態の電池1を複数個(この図では2個)配置した電池モジュール7を示す。隣接する電池1’の長側壁2cは互いに当接している。重なり代23a,23bは直方体状の外装体の側周壁2bのうち短側壁2dに配置されており、長側壁2cには重なり代23a,23bは配置されておらず全面が概ね平坦である。そのため、隣接する2個の電池1の対向する長側面2cを互いに密接した状態で当接させることができ、2個の電池1をガタのない安定した状態で固定できる。
実施形態のその他構成及び作用は参考例と同様であるので、同一の要素に同一の符号を付して説明を省略する。
本発明は実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、重なり代が短側壁に配置される限り、3枚以上の絶縁シートで電池容器の側周壁を覆ってもよい。
1,1’ 電池
2 電池容器
2a 底壁
2b 側周壁
2c 長側壁
2d 短側壁
3 蓋体
4 負極外部端子
5 正極外部端子
6 発電要素
7,7’ 電池モジュール
11,21,22 絶縁シート
11a 基材層
11b 粘着層
11c 巻き始め
11d 巻き終わり
11e,23a,23b 重なり代
21a,21b,22a,22b 端部
2 電池容器
2a 底壁
2b 側周壁
2c 長側壁
2d 短側壁
3 蓋体
4 負極外部端子
5 正極外部端子
6 発電要素
7,7’ 電池モジュール
11,21,22 絶縁シート
11a 基材層
11b 粘着層
11c 巻き始め
11d 巻き終わり
11e,23a,23b 重なり代
21a,21b,22a,22b 端部
Claims (2)
- 発電要素を収容した直方体状の外装体と、前記外装体の側周面に巻き付けられた複数枚の絶縁シートであって、端部の重なり代は前記外装体の側周面のうち互いに対する一対の短側面の少なくともいずれか一方に配置されている絶縁シートとを備える電池を複数個備え、
前記複数個の電池のうち隣接する2個の電池は、前記外装体の側周面のうち互いに対向する長側面どうしが対向し、かつこれらの前記長側面が当接するように配置されている電池モジュール。 - 前記絶縁シートは、前記外装体の前記側周面と対向する面に粘着層を備える、請求項1に記載の電池モジュール。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014160665A JP5787014B2 (ja) | 2014-08-06 | 2014-08-06 | 電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014160665A JP5787014B2 (ja) | 2014-08-06 | 2014-08-06 | 電池モジュール |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2011018550A Division JP5707980B2 (ja) | 2011-01-31 | 2011-01-31 | 電池 |
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Publication Number | Publication Date |
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- 2014-08-06 JP JP2014160665A patent/JP5787014B2/ja active Active
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