JP5842663B2 - 蓄電装置、及び車両 - Google Patents
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Description
請求項2に記載の発明は、正極電極と負極電極との間をセパレータで絶縁してこれらを積層して層状をなす電極体を有する蓄電装置において、前記セパレータの端面には、硬化していない状態の熱硬化性樹脂であって、前記セパレータが収縮しない温度で硬化する熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂部材が接合されるとともに、前記セパレータの厚み方向で対向する2面には、前記熱硬化性樹脂部材が接合されていない非接合部分が設けられ、前記熱硬化性樹脂部材は、前記セパレータのMD方向に沿う端面に接合した接合部を有し、前記セパレータは、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はポリエチレンテレフタレートによって形成されてなり、前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、及びポリウレタンから選ばれる熱硬化性樹脂であることを要旨とする。
蓄電装置としての二次電池2には、図1及び図2に示すように、金属製の電槽缶3に電極体5が収容されている。電槽缶3は、直方体状の本体部材4と、本体部材4の開口部4aを閉塞する矩形平板状の蓋部材6とからなる。本体部材4と蓋部材6は、何れも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)である。また、本実施形態の二次電池2は、その外郭が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池2は、リチウムイオン電池である。
正極シート10、負極シート11及びセパレータ12は、図3に示すように、何れも正面視矩形状(長方形状)に形成されている。本実施形態では、セパレータ12の長手方向及び短手方向の長さが、正極シート10及び負極シート11のそれぞれの長手方向及び短手方向の長さよりも大きく形成されている。また、本実施形態においてセパレータ12は、ポリオレフィン系微多孔質セパレータとされている。具体的に言えば、セパレータ12は、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、又はポリエチレンテレフレータ(PET)などによって形成される。また、セパレータ12の厚みは、20μm程度に設定される。
熱硬化性樹脂部材28は、セパレータ12の熱収縮温度よりも低い温度で硬化する。このため、二次電池2の内部温度が上昇し、その内部温度がセパレータ12の熱収縮温度に達した場合であっても、本実施形態の二次電池2の構成によればセパレータ12の収縮よりも前に熱硬化性樹脂部材28を構成する熱硬化性樹脂が硬化する。つまり、熱硬化性樹脂部材28は、温度上昇によって剛体化されて強度が増加する。これにより、熱硬化性樹脂部材28は、熱収縮量が大きいセパレータ12のMD方向に沿って配置されていることにより、セパレータ12の熱収縮力に抵抗してセパレータ12の変形を防ぐ。そして、シート状のセパレータ12は、硬化によって強度が増した熱硬化性樹脂部材28がフレームとして作用することで、熱収縮力に抵抗する力で支えられる。したがって、セパレータ12は、内部温度が熱収縮温度に達した場合であっても、熱硬化性樹脂部材28によってMD方向への変形が抑制される。
(1)セパレータ12のMD方向に沿う端面12a,12bに、熱硬化性樹脂部材28を接合した。これによれば、二次電池2の内部温度の上昇に伴ってセパレータ12が過度に加熱された場合であっても、セパレータ12のMD方向に接合した熱硬化性樹脂部材28によってセパレータ12の熱収縮が抑制される。すなわち、熱硬化性樹脂部材28は、セパレータ12の熱収縮温度よりも低い温度で硬化することにより、セパレータ12が熱収縮温度に達した時点で既に硬化して強度が増している。このため、セパレータ12は、熱硬化性樹脂部材28によって熱収縮力に抵抗する力で支えられる。したがって、セパレータ12は、熱収縮温度に達するまで加熱された場合であっても、熱硬化性樹脂部材28によってMD方向への熱収縮が抑制される。その結果、二次電池2は、正極シート10と負極シート11とが短絡し難く、機能低下が抑制される。
○ 図6に示すように、熱硬化性樹脂部材28を、セパレータ12のMD方向に加えて、TD方向に沿う端面に接合しても良い。この場合、セパレータ12は、その全周が熱硬化性樹脂部材28によって囲まれることになる。つまり、熱硬化性樹脂部材28は、セパレータ12を囲むように枠状に接合される。これによれば、セパレータ12は、MD方向及びTD方向の両方向への熱収縮が好適に抑制される。なお、図6の構成の場合、熱硬化性樹脂部材28は、セパレータ12の全周に亘って接合される接合部29を有することになる。
○ 連接部30は、セパレータ12の厚み方向の両面に接触していれば良い。すなわち、連接部30は、セパレータ12に対して接合されていても良いし、接合されていなくても良い。連接部30を接触させておくことで、当該連接部30は、接合部29ととともにセパレータ12がMD方向に熱収縮する際の抵抗となり得る。また、連接部30は、セパレータ12の厚み方向の両面のうち、何れか一方の面、すなわち片面に接触するように設けても良い。
○ 電槽缶3の内部に絶縁シート9bを取着したが、熱硬化性樹脂部材28は絶縁性を有するので、熱硬化性樹脂部材28の連接部位と対向する電槽缶3の内面には絶縁シート9bを取着してなくても良い。つまり、熱硬化性樹脂部材28を電槽缶3と電極体5を絶縁する絶縁部材として兼用しても良い。なお、電極体5の最外層にセパレータ12を配置するとともに、図6に示すようにセパレータ12の全周に熱硬化性樹脂部材28を接合すれば、電槽缶3の本体部材4の内面に絶縁シート9bを取着しないようにすることもできる。
○ 本実施形態の構成は、実施形態のような積層型の二次電池2に限らず、帯状の正極シートと帯状の負極シートを捲回して層状に積層した捲回型の二次電池に適用しても良い。
○ 本実施形態の構成を、電気二重層コンデンサ等の他の蓄電装置に適用しても良い。
(イ)蓄電装置に蓄えられた電力を電動機に供給して走行する車両において、前記蓄電装置として上記蓄電装置を搭載したことを特徴とする車両。
Claims (7)
- 正極電極と負極電極との間をセパレータで絶縁してこれらを積層して層状をなす電極体を有する蓄電装置において、
前記セパレータの端面には、硬化した状態の熱硬化性樹脂であって、前記セパレータが収縮しない温度で硬化する熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂部材が接合されるとともに、前記セパレータの厚み方向で対向する2面には、前記熱硬化性樹脂部材が接合されていない非接合部分が設けられ、
前記熱硬化性樹脂部材は、前記セパレータのMD方向に沿う端面に接合した接合部を有し、
前記セパレータは、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はポリエチレンテレフタレートによって形成されてなり、
前記熱硬化性樹脂は、ポリイミドであることを特徴とする蓄電装置。 - 正極電極と負極電極との間をセパレータで絶縁してこれらを積層して層状をなす電極体を有する蓄電装置において、
前記セパレータの端面には、硬化していない状態の熱硬化性樹脂であって、前記セパレータが収縮しない温度で硬化する熱硬化性樹脂からなる熱硬化性樹脂部材が接合されるとともに、前記セパレータの厚み方向で対向する2面には、前記熱硬化性樹脂部材が接合されていない非接合部分が設けられ、
前記熱硬化性樹脂部材は、前記セパレータのMD方向に沿う端面に接合した接合部を有し、
前記セパレータは、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はポリエチレンテレフタレートによって形成されてなり、
前記熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、及びポリウレタンから選ばれる熱硬化性樹脂であることを特徴とする蓄電装置。 - 前記熱硬化性樹脂部材は、さらに、前記接合部に連続し、かつ前記セパレータの厚み方向の両面と接触する連接部を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
- 前記熱硬化性樹脂部材は、前記セパレータの全周に亘って接合される前記接合部を有することを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
- 前記正極電極及び前記負極電極には、前記セパレータのTD方向に沿うように端子接続部が形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
- 前記蓄電装置は、二次電池であることを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
- 請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載の蓄電装置を搭載したことを特徴とする車両。
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