JP5857853B2 - 蓄電モジュール - Google Patents

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Description

本発明は、並設された複数の蓄電装置により構成される蓄電モジュールに関する。
従来から、蓄電装置の一種である二次電池としては、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などがよく知られている。例えば、リチウムイオン二次電池は、正電極シート及び負電極シートが層状をなす電極体と、電解質と、これらの電極体及び電解質を収容するケースを含んで構成されている。このようなリチウムイオン二次電池では、複数のリチウムイオン二次電池を並設(積層)することにより、モジュール化することも行われている(例えば特許文献1)。
特許文献1では、複数のリチウムイオン二次電池(電池セル)を1つのモジュールケースに収容した構成とすることにより、モジュール単位での取り扱いを可能としてバッテリ装置への組み付け性を向上させている。
特開2008−165989号公報
しかしながら、特許文献1では、一面に開口部を有する箱型の本体部材(ロワーモジュールケース)の内部に複数のリチウムイオン二次電池を積層した状態で収容するとともに、本体部材の開口部を覆うように蓋部材(アッパモジュールケース)を取り付けている。このため、特許文献1では、1つの蓄電モジュール内において複数、積層されたリチウムイオン二次電池の間に熱媒体を導入することが困難であり、リチウムイオン二次電池の温度調節がし難くなる虞がある。
この発明は、上記従来技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、隣り合う蓄電装置間に媒体流路を形成し、蓄電装置の温度調節を容易に行うことができる蓄電モジュールを提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1及び3に記載の発明は、並設された複数の蓄電装置により構成される蓄電モジュールであって、前記蓄電装置は、正電極シート及び負電極シートが層状をなす電極体と、電解質と、前記電極体及び前記電解質を収容するケースと、を備え、隣り合う前記ケースのうち一方の前記ケースは、他方の前記ケース側に設けられる第1壁部を有し、他方の前記ケースは、一方の前記ケース側に設けられる第2壁部を有し、前記第1壁部における前記第2壁部側の面には、複数の突起部が設けられ、前記第2壁部における前記第1壁部側の面には、前記突起部の先端部が収容される凹部が設けられ、複数の前記突起部のうち少なくとも一つは、前記蓄電装置の並設方向において、先端部が前記凹部の底面に接触し、複数の前記突起部のうち少なくとも二つは、前記蓄電装置の並設方向に直交する方向において、前記凹部の側面に接触し、前記第1壁部と前記第2壁部との間に熱媒体が流通される媒体流路が設けられる。
これによれば、複数の蓄電装置が並設された蓄電モジュールにおいて、隣り合う蓄電装置のケースのうち、一方のケースは第1壁部を有し、他方のケースは第2壁部を有する。そして、第1壁部に形成された複数の突起部のうち少なくとも一つは、蓄電装置の並設方向において、先端部が第2壁部に形成された凹部の底部に接触する。このため、蓄電装置の並設方向において、隣り合う蓄電装置同士を位置決めできる。また、第1壁部に形成された複数の突起部のうち少なくとも二つは、蓄電装置の並設方向に直交する方向において、凹部の側面に接触する。このため、隣り合う蓄電装置同士が相互に並設方向と直交する方向へ移動することを抑制できる。そして、本発明によれば、第1壁部と第2壁部との間、即ち隣り合う蓄電装置のケース間に、熱媒体が流通される媒体流路が設けられる。このため、隣り合う蓄電装置間に媒体流路を形成し、蓄電装置の温度調節を容易に行うことができる。
特に請求項1に記載の発明は、前記第1壁部に設けられた前記突起部は第1突起部であり、前記第2壁部における前記第1壁部側の面には、前記第2壁部の周縁部に沿って第2突起部が設けられ、前記第2壁部における前記第1壁部側の面の前記第2突起部によって囲われている部分には平坦部が設けられ、前記凹部は、前記第2突起部の側面と前記平坦部によって構成されていることを特徴とする。
これによれば、第2壁部には、当該第2壁部の周縁部に沿って第2突起部が設けられるとともに、第2突起部によって囲われている部分には平坦部が設けられ、これにより凹部が構成されている。このため、第2壁部の周縁部に沿って第2突起部を形成しない場合と比較して、第2突起部と平坦部とによって凹部を形成しつつも、当該凹部の底部をなす平坦部の面積を大きくできる。したがって、ケースに収容される電極体と熱的に連結可能な面積を確保し、電極体とケースとの熱交換を促進することができる。
特に請求項3に記載の発明は、前記ケースは、有底筒状をなして前記電極体を収容する本体部材と、前記本体部材の開口部を覆う蓋部材とを含んで構成され、前記第1壁部は、前記蓋部材であり、前記第2壁部は、前記本体部材の底壁部であり、前記電極体は、前記正電極シート及び前記負電極シートを積層した積層型の電極体であり、当該電極体を構成する正電極シート及び負電極シートは、前記本体部材の前記底壁部と平行な状態で前記本体部材内に収容されており、前記本体部材の底壁部における前記電極体側の面には、前記底壁部の周縁部のうち少なくとも一部に沿って溝部が形成されていることを要旨とする。
これによれば、本体部材の底壁部に凹部を形成し、蓋部材に突起部を形成することによって、容易に蓄電モジュールを形成できるとともに、当該蓄電モジュールにおいて、隣り合うケース(蓄電装置)の間に媒体流路を簡便に形成することができる。また、本体部材の底壁部における電極体側の面には、底壁部の周縁部のうち少なくとも一部に沿って溝部が形成されている。このため、電極体における底壁部側の面の周縁部が本体部材の角部分に配置されることに伴って、電極体の周縁部が圧縮されることを抑制できる。したがって、電極体が不均一に圧縮されることによって、電極体を構成する正電極シートと負電極シートの間における反応が不均一となり、電気容量が低下することを抑制できる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の蓄電モジュールにおいて、前記ケースは、有底筒状をなして前記電極体を収容する本体部材と、前記本体部材の開口部を覆う蓋部材とを含んで構成され、前記第1壁部は、前記蓋部材であり、前記第2壁部は、前記本体部材の底壁部であることを要旨とする。
これによれば、本体部材の底壁部に凹部を形成し、蓋部材に突起部を形成することによって、容易に蓄電モジュールを形成できるとともに、当該蓄電モジュールにおいて、隣り合うケース(蓄電装置)の間に媒体流路を簡便に形成することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項2に記載の蓄電モジュールにおいて、前記第2突起部は、前記底壁部と一体に形成されていることを要旨とする。これによれば、第2突
起部をケースの底壁部と一体に形成することにより、底壁部と第2突起部とを別体に形成する場合と比較して簡便に第2突起部を形成することができる。
本発明によれば、隣り合う蓄電装置間に媒体流路を形成し、蓄電装置の温度調節を容易に行うことができる。
車両、及び二次電池モジュールを模式的に示す斜視図。 図1に示すA−A線断面図。 図1に示すB−B線断面図。 分解した電極体を模式的に示す斜視図。 別の実施形態における二次電池、及び二次電池モジュールを模式的に示す断面図。 別の実施形態における二次電池、及び二次電池モジュールを模式的に示す断面図。 別の実施形態における二次電池、及び二次電池モジュールを模式的に示す断面図。 別の実施形態における二次電池、及び二次電池モジュールを模式的に示す断面図。 別の実施形態における分解した電極体を模式的に示す斜視図。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図4にしたがって説明する。
図1に示すように、例えば産業車両や乗用車両といった車両10に搭載される蓄電モジュール(蓄電装置モジュール)としての二次電池モジュール11は、全体として扁平な直方体状(略直方体状)をなす蓄電装置としての二次電池12を当該二次電池12の短手方向に複数、並設(積層)して構成されている。なお、本実施形態の二次電池モジュール11を構成する各二次電池12は、何れも同一構成とされている。
以下の説明では、矢印Y1に示す二次電池12の長手方向を左右方向と示し、矢印Y2に示す二次電池12の高さ方向を上下方向と示し、矢印Y3に示す二次電池12の短手方向を前後方向と示す。本実施形態では、前後方向が二次電池モジュール11における二次電池12の並設方向(積層方向)となり、上下方向及び左右方向は、二次電池12の並設方向と直交する方向となる。
二次電池12は、全体として扁平な略直方体状をなすケース13を備えている。ケース13は、正面視で四角形の平坦な平板状をなす底壁部14aと、当該底壁部14aを囲う4つの各縁部からそれぞれ前方へ直角に延出形成された4つの側壁部14bとからなり、全体として一端(一面)に開口部14cを有する有底筒状(扁平四角箱状)をなす本体部材14を備えている。本体部材14は、金属材料(例えばステンレスやアルミニウムなど)から形成されている。本実施形態において、底壁部14aは、二次電池モジュール11において隣り合う二次電池12のうち、一方(他方)の二次電池12のケース13側に設けられる第2壁部となる。
図2及び図3に示すように、底壁部14aの外側(後側)の面には、底壁部14aの周縁部に沿って、当該底壁部14aの周縁部の全周にわたり後方に向かって突出する第2突起部としての壁部14dが形成されている。また、底壁部14aの外側において、壁部14dに囲われた部分(領域)は平坦に形成された外側平坦面14fとされている。即ち、底壁部14aの外側には、背面視で四角形状の凹部17が形成されているといえる。
また、底壁部14aの内側(前側)の面には、側壁部14bの基端部(角部分)に沿って、底壁部14aの周縁部の全周にわたって溝状(凹状)をなす溝部14eが形成されている。溝部14eは、底壁部14aの内側において、底壁部14aの外側に形成された壁部14dと正面視で重なる(対応する)位置に形成されている。
また、底壁部14aの内側において、溝部14eに囲われた部位(領域)は平坦に形成された内側平坦面14gとされている。即ち、底壁部14aの内側には、正面視で四角形状の凸部が形成されているといえる。内側平坦面14gは、底壁部14aの内側において、底壁部14aの外側に形成された外側平坦面14fと正面視で重なる(対応する)位置に形成されている。また、外側平坦面14fと内側平坦面14gとは平行をなす。即ち、本実施形態の底壁部14aは、壁部14d(溝部14e)の形成部位を除いて、両面に凹凸のない平坦な平板状に形成されている。本実施形態では、底壁部14aにおける外側の面の壁部14d(底壁部14aにおける内側の面の溝部14e)によって囲われている部分が平坦部17aとなる。そして、底壁部14aにおいて凹部17は、壁部14d及び平坦部17aによって構成されている。また、外側平坦面14fは、凹部17の底面となる。
本実施形態の本体部材14は、一枚の金属板をプレス加工(絞り加工)することにより全体として一体に形成されており、その肉厚が一定に形成されている。したがって、底壁部14aと、壁部14dとは一体に形成されている。本実施形態において、開口部14cから底壁部14aに向かう方向は、プレス加工(絞り加工)における押し出し方向と一致している。
また、図1に示すように、本体部材14をなす側壁部14bのうち1つの側壁部14b(本実施形態では上側に配置される側壁部14b)には、当該側壁部14bを肉厚方向に貫通する略円柱状をなし、一端(先端)が側壁部14bの外側に突出する正電極端子15、及び負電極端子16が形成されている。本実施形態の正電極端子15及び負電極端子16は、金属材料からなるとともに、ケース13(本体部材14)からそれぞれ絶縁された状態で固定されている。
また、ケース13は、本体部材14に組み付けられ、本体部材14の開口部14cを覆って密閉(封止)する正面視で四角形の略平板状に形成された蓋部材18を備えている。本実施形態において、蓋部材18は、二次電池モジュール11において隣り合う二次電池12のうち、他方(一方)の二次電池12のケース13側に設けられる第1壁部となる。なお、蓋部材18における外側(前側)の面は、二次電池モジュール11において隣り合う他の二次電池12に設けられた底壁部14a側の面となる。そして、前述した底壁部14aにおける外側の面は、二次電池モジュール11において隣り合う他の二次電池12に設けられた蓋部材18側の面となる。
蓋部材18は、金属材料(例えばステンレスやアルミニウムなど)から形成されている。また蓋部材18は、その外周端面が本体部材14の開口部14cにおける内周面と例えばレーザ溶接などにより接合され、本体部材14と相互に固定されている。蓋部材18の内側(内側面)は平坦に形成されている。
蓋部材18の外側(前側)の面には、正面視で四角形の凹状をなす凹部18aが形成されている。そして、蓋部材18の外側には、凹部18aにおける左右方向の全幅にわたって延びるとともに、前方に向かって突出するリブ状をなす複数(本実施形態では10個)の第1突起部としての突起部19が形成されている。各突起部19の先端部には、それぞれ面状をなす先端部としての先端面19aが形成されている。また、各突起部19において、二次電池モジュール11の並設方向に沿った長さは、当該並設方向に沿った凹部18aの長さ(深さ)と、前述した壁部14d(内壁面20)の長さ(高さ)とを合算した長さよりも長い。
また、図2に示すように、蓋部材18に形成された各突起部19のうち、最も上方に形成された突起部19の上面と、最も下方に形成された突起部19の下面との離間距離は、底壁部14aにおいて上下方向に対向する一対の壁部14dの内壁面20同士の離間距離よりも僅かに小さい。
また、図3に示すように、各突起部19における左右方向の長さは、底壁部14aにおいて左右方向に対向する一対の壁部14dの内壁面20同士の離間距離よりも僅かに小さい。そして、二次電池12では、外側平坦面14fの形成領域と、突起部19の先端面19aの形成領域とが、二次電池モジュール11における二次電池12の並設方向において、整合一致されている。本実施形態では、壁部14dの内壁面20は、二次電池モジュール11における二次電池12の並設方向と直交する方向に配置される側面となる。
そして、図1に示すように、本体部材14と蓋部材18との間には、直方体状をなす収容空間Saが形成されている。ケース13内に形成される収容空間Saには、シート状のセパレータ23を間に挟んだ状態(介在させた状態)で、正電極シート21及び負電極シート22が層状(積層構造)をなす積層型の電極体25が収容されている。電極体25は、全体として上下方向及び左右方向に扁平な直方体状(略直方体状)をなしている。本実施形態の電極体25は、図示しない絶縁袋に覆われた状態で収容空間Sa(本体部材14)に収容されている。なお、ケース13内には、例えばリチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池というように、二次電池12の種類に応じた電解質(電解液)が充填されている。
図4に示すように、正電極シート21及び負電極シート22は、四角形のシート状をなす金属薄板(金属シート)としての金属箔26を備えている。金属箔26は、例えばリチウムイオン二次電池や、ニッケル水素二次電池というように、二次電池12の種類に応じた金属により形成される。また、金属箔26に用いられる金属は、正電極シート21と、負電極シート22とでも異なる。正電極シート21の金属箔26は、例えばアルミニウムからなる一方で、負電極シート22の金属箔26は、例えば銅からなる。
各金属箔26の両面(前面及び後面)には、各金属箔26の1辺となる上縁部26aから左右方向の全幅にわたって一定幅で設定された未塗工部としての非塗布領域26bを除き、その全面に活物質が塗布され、活物質層27が形成されている。なお、金属箔26には、二次電池12の種類に応じた活物質が塗布される。また、金属箔26に塗布される活物質は、正電極シート21と、負電極シート22とでも異なる。
各正電極シート21の上縁部26aにおいて左右方向の中央より左側には、非塗布領域26bを打ち抜き加工することにより、四角形(略四角形)をなす正電極リード21aが上方に向かって延出形成されている。また、各負電極シート22の上縁部26aにおいて左右方向の中央より右側には、非塗布領域26bを打ち抜き加工することにより、四角形(略四角形)をなす負電極リード22aが上方に向かって延出形成されている。また、セパレータ23は、絶縁性を有する樹脂材料からなり、極めて微細な空孔構造をなす矩形の多孔性シートとされている。
そして、電極体25は、正電極シート21及び負電極シート22の間にセパレータ23を挟んだ状態で、正電極シート21及び負電極シート22を前後方向(厚さ方向)に交互に積層して形成されている。本実施形態では、矢印Y1に示す左右方向、及びY2に示す上下方向が正電極シート21、負電極シート22、及びセパレータ23の面方向となり、矢印Y3に示す前後方向が電極体25(正電極シート21及び負電極シート22)の積層方向となる。即ち、正電極シート21及び負電極シート22の面方向と直交する方向は、電極体25における積層方向と一致する。
そして、図1に示すように、電極体25の上縁部において、左右方向の中央より左側には、正電極リード21aがセパレータ23を間に挟まない状態で前記積層方向に層状をなす正極集電部28が形成されている。また、電極体25の上縁部において左右方向の中央より右側には、負電極リード22aがセパレータ23を間に挟まない状態で前記積層方向に層状をなす負極集電部29が形成されている。
正極集電部28(正電極リード21a)は、四角形の平板状をなす集電部材としての正極集電端子30の一端(先端)に対し、例えば抵抗溶接などにより接合され、電気的に接続されている。また、正極集電端子30の他端(基端)は、正電極端子15においてケース13の収容空間Saに突出する他端(基端)側に連結され、電気的に接続されている。
負極集電部29(負電極リード22a)は、四角形の平板状をなす集電部材としての負極集電端子31の一端(先端)に対し、例えば抵抗溶接などにより接合され、電気的に接続されている。また、負極集電端子31の他端(基端)は、負電極端子16においてケース13の収容空間Saに突出する他端(基端)側に連結され、電気的に接続されている。
本実施形態の電極体25は、当該電極体25における積層方向と、本体部材14の開口部14cから底壁部14aへ向かう方向(側壁部14bの延出方向)、即ち本体部材14に対する電極体25の挿入方向とを一致させた状態で収容空間Sa(本体部材14)に収容されている。換言すれば、電極体25を構成する正電極シート21及び負電極シート22は、本体部材14の底壁部14aと平行(略平行)な状態で本体部材14(ケース13)内に収容されている。
そして、図2及び図3に示すように、電極体25を収容空間Saに収容した状態において、電極体25における積層方向の両端面のうち一方の端面となる前端面25a、絶縁袋、及び蓋部材18の内側面は、相互に密着されている。同様に、電極体25における積層方向の端面のうち他方の端面となる後端面25b、絶縁袋、及び底壁部14aの内側平坦面14gは、相互に密着されている。なお、図2では、各集電部28,29、及び各集電端子30,31の図示が省略されている。
そして、電極体25は、収容空間Saにおいて、当該電極体25(後端面25b)における面方向の周縁部のうち上縁部を除く部分(左縁部、右縁部、及び下縁部)が、正面視において底壁部14aに形成された溝部14eに重なる位置に配置されている。換言すれば、本体部材14の底壁部14aの内側(電極体25側の面)には、電極体25における面方向の周縁部(縁部)に沿って溝部14eが形成されているといえる。
そして、本実施形態の二次電池モジュール11では、隣り合う二次電池12のうち、1の二次電池12における蓋部材18に形成された突起部19の先端部(先端面19a)を、他の二次電池12における底壁部14aに形成された凹部17に収容した状態で、複数の二次電池12が並設されている。
詳しく説明すると、二次電池モジュール11において、隣り合う二次電池12のうち、1の二次電池12に形成された各突起部19は、二次電池12の並設方向において、先端面19aが他の二次電池12に形成された凹部17の底部となる外側平坦面14fに接触している。さらに、二次電池12に形成された複数の突起部19のうち、上下方向(二次電池12の並設方向と直交する方向)の両端に配置される各突起部19は、上下方向において、対向配置された壁部14dの内壁面20と接触している。また、二次電池12に形成された突起部19における左右方向(二次電池12の並設方向と直交する方向)の両端部は、左右方向において、対向配置された壁部14dの内壁面20と接触している。
また、二次電池モジュール11において、隣り合う二次電池12のうち、1の二次電池12のケース13における蓋部材18と、他の二次電池12のケース13における底壁部14aとの間には、熱交換媒体(熱媒体)が流通される媒体流路Sbが形成されている。
詳しく説明すると、二次電池モジュール11において、隣り合う二次電池12のうち、1の二次電池12における蓋部材18の周縁部(側壁部14bの先端部)と、他の二次電池12における壁部14dとは、二次電池12の並設方向に離間している。そして、隣り合う二次電池12の間には、当該隣り合う二次電池12のうち、1の二次電池12に形成された突起部19及び凹部18aと、他の二次電池12に形成された外側平坦面14fとに囲まれることにより、複数(本実施形態では9個)の媒体流路Sbが突起部19の延びる方向(左右方向)に沿って形成されている。
次に、上記のように構成した二次電池モジュール11の作用について、組み立て方法(手順)とともに説明する。
図2及び図3に示すように、1の二次電池12における蓋部材18に形成された突起部19を、他の二次電池12における本体部材14に形成された凹部17(壁部14dの間)に挿入させる。そして、突起部19の先端面19aを他の二次電池12における底壁部14aに形成された外側平坦面14fに面接触させた状態となるように、複数の二次電池12を順次組み付けることにより、二次電池モジュール11を形成する。これにより、二次電池モジュール11において隣り合う各二次電池12同士を、二次電池モジュール11における並設方向に位置決めすることができる。
また、この状態において、上下方向に対向配置される壁部14dの内壁面20は、各突起部19のうち上下方向の両端に配置される各突起部19に対して、上下方向にそれぞれ接する(略接する)。同様に、左右方向に対向配置される壁部14dの内壁面20は、各突起部19における両端部に対して左右方向からそれぞれ接する(略接する)。これにより、二次電池モジュール11を構成する各二次電池12が、二次電池モジュール11における並設方向と直交する方向へ移動することを好適に抑制できる。
また前述のように、各突起部19において、二次電池モジュール11の並設方向に沿った長さは、当該並設方向に沿った凹部18aの長さ(深さ)と、前述した壁部14d(内壁面20)の長さ(高さ)とを合算した長さよりも長い。このため、二次電池モジュール11を構成する各二次電池12の間には、熱媒体(熱交換媒体)が流通される媒体流路Sbが形成される。
即ち、各突起部19における並設方向の長さは、各突起部19の先端面19aが、二次電池モジュール11を構成する場合に蓋部材18側に隣り合う他の二次電池12に形成した外側平坦面14fに接触された状態において、蓋部材18と蓋部材18側に隣り合う他の二次電池12における底壁部14aとの間に媒体流路Sbが形成される長さとなる。
そして、本実施形態の二次電池12では、1の二次電池12に形成された突起部19及び凹部18aと、二次電池モジュール11において隣り合う二次電池12に形成された外側平坦面14fとに囲まれることにより、複数(本実施形態では9個)の媒体流路Sbが突起部19の延びる方向(左右方向)に沿って形成される。このため、各媒体流路Sbに対して熱媒体を流通させることによって、二次電池モジュール11(蓋部材18及び底壁部14a)と熱媒体との間における熱交換を好適に行うことができる。
また、本実施形態の二次電池12では、蓋部材18の内側面が平坦に形成されていることから、電極体25の前端面25a、図示しない絶縁袋、及び蓋部材18が相互に密着される。このため、本実施形態の二次電池12では、絶縁袋及び前端面25aを介した電極体25と蓋部材18との間の熱交換を好適に行うことができる。
さらに、本実施形態の二次電池12では、底壁部14aの外側の周縁部に沿って壁部14dを形成するとともに、当該壁部14dに囲まれた部分(領域)に平坦部17aを形成して外側平坦面14fを設けている。また本実施形態において、平坦部17a(底壁部14a)の内側面についても外側平坦面14fに対応させて平坦な内側平坦面14gを設けている。
このため、本実施形態では、本体部材14の底壁部14aにおいて、壁部14dを底壁部14aの周縁部に沿って形成しない場合と比較して、平坦部17a(平坦な平板状をなす部分)を大きく形成することができる。これにより、本実施形態では、電極体25の後端面25b、図示しない絶縁袋、及び底壁部14aが相互に密着する領域の面積を大きくすることができる。即ち、電極体25と底壁部14aとの間で熱的に連結される領域の面積を大きくすることができる。このため、本実施形態の二次電池12では、絶縁袋及び後端面25bを介して行われる電極体25と底壁部14aとの間の熱交換を好適に行うことができる。
ここで、例えば底壁部14aを部分的に外側に押し出すことにより、底壁部14aの外側の全体にわたって複数の凸部を形成した場合には、当該凸部に対応して底壁部14aの内側に形成される凹部において、電極体25、図示しない絶縁袋、及び底壁部14aを相互に密着させることができない。このため、このような構成を採用した場合には、電極体25と底壁部14aとの間の熱交換を十分に行うことができない虞がある。これに対して、本実施形態では、上述の構成を採用することにより、このような問題を好適に解決している。以上のように、本実施形態の二次電池12では、図示しない絶縁袋を介した状態で、電極体25と蓋部材18、及び電極体25と底壁部14aが熱的に連結されている。
また、本実施形態の二次電池12では、本体部材14の底壁部14aの内側に、底壁部14aの周縁部に沿って、即ち電極体25(後端面25b)における面方向の縁部に沿って溝部14eが形成されている。このため、溝部14eを形成しない場合と比較して、電極体25(後端面25b)における面方向の周縁部が本体部材14の角部に配置されることによって、不均一に圧縮されることを抑制できる。したがって、電極体25が不均一に圧縮されることに伴って、電極体25を構成する正電極シート21と負電極シート22の間における反応が不均一となり、二次電池12としての電気容量が低下してしまうことを抑制できる。
特に本実施形態の本体部材14は、プレス加工(絞り加工)によって形成されていることから、仮に溝部14eを形成しない場合には、底壁部14aと側壁部14bの基端部との間に角アールが形成される。この角アールに電極体25の周縁部が接触する場合には、当該角アールの分だけ電極体25が積層方向に圧縮されてしまうことになる。これに対して、角アールの形成範囲分だけ電極体25を小さく形成、又は本体部材14を大きく形成することにより、電極体25と角アールとを離間させることもできるが、このような構成を採用した場合には、二次電池12におけるエネルギ密度の低下を招く虞がある。本実施形態の二次電池12では、底壁部14aの内側に溝部14eを形成することにより、このような問題を好適に解決できる。
したがって、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)複数の二次電池12が並設された二次電池モジュール11において、隣り合う二次電池12のうち、一方のケース13に形成された複数の突起部19は、二次電池12の並設方向において、先端面19aが他方のケース13に形成された凹部17の底部となる外側平坦面14fに接触する。このため、二次電池12の並設方向において、隣り合う二次電池12同士を位置決めできる。また、蓋部材18に形成された複数の突起部19は、二次電池12の並設方向に直交する方向において、凹部17の側面となる内壁面20に接触する。このため、隣り合う二次電池12同士が相互に並設方向と直交する方向へ移動することを抑制できる。そして、本実施形態によれば、蓋部材18と底壁部14aとの間、即ち隣り合う二次電池12のケース13間に、熱媒体が流通される媒体流路Sbが設けられる。このため、隣り合う二次電池12間に媒体流路Sbを形成し、二次電池12の温度調節を容易に行うことができる。
(2)底壁部14aには、当該底壁部14aの周縁部に沿って壁部14dが設けられるとともに、壁部14dによって囲われている部分には平坦部17aが設けられ、これにより凹部17が構成されている。このため、底壁部14aの周縁部に沿って壁部14dを形成しない場合と比較して、壁部14dと平坦部17aとによって凹部17を形成しつつも、凹部17の底部となる外側平坦面14fをなす平坦部17aの面積を大きくできる。したがって、ケース13に収容される電極体25と熱的に連結可能な面積を確保し、電極体25とケース13との熱交換を促進することができる。
(3)本体部材14の底壁部14aに凹部17を形成し、蓋部材18に突起部19を形成することによって、容易に二次電池モジュール11を形成できるとともに、当該二次電池モジュール11において、隣り合う二次電池12(ケース13)の間に媒体流路Sbを簡便に形成することができる。
(4)壁部14dを底壁部14aと一体に形成することにより、底壁部14aと壁部14dとを別体に形成する場合と比較して、壁部14dを簡便に形成することができる。
(5)本体部材14の底壁部14aにおける電極体25側の面には、底壁部14aの周縁部に沿って溝部14eが形成されている。このため、電極体25における底壁部14a側の後端面25bの周縁部が本体部材14の角部(角アール部)に配置されることに伴って、当該電極体25の周縁部が圧縮されることを抑制できる。したがって、電極体25が不均一に圧縮されることによって、電極体25を構成する正電極シート21と負電極シート22の間における反応が不均一となり、電気容量が低下することを抑制できる。
(6)車両10に搭載される二次電池モジュール11において、隣り合う二次電池12の間に媒体流路Sbを簡便に形成し、各二次電池12の温度調節を容易に行うことができる。このため、車両10において、二次電池モジュール11の全体として電気容量が温度に依存して低下することを抑制できる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 図5に示すように、底壁部14aに突起部19を形成する一方で、蓋部材18に凹部17(壁部14d及び平坦部17a)を形成してもよい。なお、図5〜図8では、各集電部28,29、及び各集電端子30,31の図示が省略されている。このように構成しても、底壁部14aに形成された突起部19の先端面19aを、他の二次電池12の蓋部材18に形成された凹部17に収容させることで、二次電池12の並設方向において、隣り合う二次電池12同士を相互に位置決めできるとともに、前記並設方向と直交する方向へ移動することを抑制できる。そして、二次電池モジュール11において、隣り合う二次電池12の間に媒体流路Sbを形成し、二次電池12の温度調節を容易に行うことができる。本別例では、底壁部14aが第1壁部となり、蓋部材18が第2壁部となる。
○ 図6に示すように、本体部材14は、上方に開口部14cを有する有底筒状に形成してもよい。この場合、二次電池モジュール11における二次電池12の並設方向の両端に配置される側壁部33のうち、一方の側壁部33の外側に突起部19を形成する一方で、他方の側壁部33の外側に凹部17(壁部14d及び平坦部17a)を形成してもよい。本別例では、一方の側壁部33が第1壁部となり、他方の側壁部33が第2壁部となる。
○ 図7に示すように、金属製の平板を側面視で略波状に折り曲げた折り曲げ部材35を蓋部材18とは別体に形成するとともに、当該折り曲げ部材35を蓋部材18の外側面に固定して突起部19を形成してもよい。
○ 図8に示すように、蓋部材18に形成した突起部19の一部を他の突起部19より長く形成し、二次電池モジュール11における並設方向に突出させるとともに、当該一部の突起部19が挿入される溝状の凹部36を底壁部14aの外側に形成してもよい。この場合には、二次電池12の並設方向において、突起部19の先端面19aが凹部36の底面に接触する。即ち、複数の突起部19のうち少なくとも一つについて、二次電池12の並設方向において、先端面19aが凹部17の底面に接触しておればよい。また、本別例では、凹部36において、二次電池モジュール11の並設方向と直交する方向の内壁面と、凹部36に挿入される突起部19とが接触する。このように、複数の突起部19のうち少なくとも二つについて、二次電池12の並設方向に直交する方向において、凹部の側面(内壁面)に接触しておればよい。
○ 図9に示すように、電極体25は、正電極シート21、負電極シート22、及びセパレータ23を帯状(長尺のシート状)に形成するとともに、セパレータ23を間に挟んだ状態で、正電極シート21及び負電極シート22を渦まき状に捲回し、正電極シート21及び負電極シート22が層状(層状構造)をなすように形成してもよい。この場合、正電極シート21の上縁部26aには、正電極シート21の長さ方向において所定間隔で正電極リード21aを延出形成する一方で、負電極シート22の上縁部26aには、負電極シート22の長さ方向において所定間隔で負電極リード22aを延出形成する。そして、正電極シート21及び負電極シート22を捲回することにより、電極体25において上縁部の左側には、複数の正電極リード21aがセパレータ23を間に挟まない状態で層状をなす正極集電部28が上方に向かって延出形成される。また、電極体25において上縁部の右側には、複数の負電極リード22aがセパレータ23を間に挟まない状態で層状をなす負極集電部29が形成される。
○ 溝部14eは、底壁部14aの内側において当該底壁部14aの周縁部の一部に形成されていてもよい。即ち、電極体25における面方向の周縁部のうち少なくとも一部に沿って溝部14eが形成されておればよい。また、溝部14eを削除してもよい。
○ 壁部14dは、底壁部14aの外側において周縁部の一部に、当該周縁部に沿って形成されていてもよい。即ち、壁部14dは、壁部14dの内壁面20が突起部19に接触することによって、二次電池モジュール11における並設方向と直交する方向に対する二次電池12の移動を規制可能であれば、連続して形成されていなくてもよい。本別例のように、壁部14dが不連続に形成されている場合であっても、壁部14d及び平坦部17aによって凹部17が形成されていると把握できる。
○ 突起部19は、上下方向に延びるリブ状に形成してもよく、円柱や角柱などの柱状に形成してもよい。また、突起部19の先端部は、鋭角状をなしていてもよい。
○ 電極体25は、セパレータ23を介在させて、正電極シート21及び負電極シート22を蛇腹状に折り曲げて積層してもよい。
○ 金属薄板として金属箔26としたが、二次電池12における電気容量(電池容量)の低下や電池作製時に影響しない程度の厚みのある薄板であってもよい。
○ 電極体25を構成する正電極シート21、及び負電極シート22の数は適宜変更してもよい。例えば、正電極シート21、及び負電極シート22をそれぞれ1つ備えた電極体25としてもよい。
○ ケース13(本体部材14)の形状は、六角柱状など適宜変更してもよい。
○ 本発明は、並設された蓄電装置としての複数の電気二重層キャパシタにより形成される蓄電モジュールとして具体化してもよい。
Sb…媒体流路、11…二次電池モジュール(蓄電モジュール)、12…二次電池(蓄電装置)、13…ケース、14…本体部材、14a…底壁部(第2壁部)、14c…開口部、14d…壁部(第2突起部)、14e…溝部、14f…外側平坦面(底面)、17…凹部、17a…平坦部、18…蓋部材(第1壁部)、19…突起部(第1突起部)、19a…先端面(先端部)、20…内壁面(側面)、21…正電極シート、22…負電極シート、25…電極体。

Claims (4)

  1. 並設された複数の蓄電装置により構成される蓄電モジュールであって、
    前記蓄電装置は、正電極シート及び負電極シートが層状をなす電極体と、電解質と、前記電極体及び前記電解質を収容するケースと、を備え、
    隣り合う前記ケースのうち一方の前記ケースは、他方の前記ケース側に設けられる第1壁部を有し、他方の前記ケースは、一方の前記ケース側に設けられる第2壁部を有し、
    前記第1壁部における前記第2壁部側の面には、複数の突起部が設けられ、前記第2壁部における前記第1壁部側の面には、前記突起部の先端部が収容される凹部が設けられ、
    複数の前記突起部のうち少なくとも一つは、前記蓄電装置の並設方向において、先端部が前記凹部の底面に接触し、
    複数の前記突起部のうち少なくとも二つは、前記蓄電装置の並設方向に直交する方向において、前記凹部の側面に接触し、
    前記第1壁部と前記第2壁部との間に熱媒体が流通される媒体流路が設けられ
    前記第1壁部に設けられた前記突起部は第1突起部であり、
    前記第2壁部における前記第1壁部側の面には、前記第2壁部の周縁部に沿って第2突起部が設けられ、
    前記第2壁部における前記第1壁部側の面の前記第2突起部によって囲われている部分には平坦部が設けられ、
    前記凹部は、前記第2突起部の側面と前記平坦部によって構成されていることを特徴とする蓄電モジュール。
  2. 前記ケースは、有底筒状をなして前記電極体を収容する本体部材と、前記本体部材の開口部を覆う蓋部材とを含んで構成され、
    前記第1壁部は、前記蓋部材であり、
    前記第2壁部は、前記本体部材の底壁部であることを特徴とする請求項1に記載の蓄電モジュール。
  3. 並設された複数の蓄電装置により構成される蓄電モジュールであって、
    前記蓄電装置は、正電極シート及び負電極シートが層状をなす電極体と、電解質と、前記電極体及び前記電解質を収容するケースと、を備え、
    隣り合う前記ケースのうち一方の前記ケースは、他方の前記ケース側に設けられる第1壁部を有し、他方の前記ケースは、一方の前記ケース側に設けられる第2壁部を有し、
    前記第1壁部における前記第2壁部側の面には、複数の突起部が設けられ、前記第2壁部における前記第1壁部側の面には、前記突起部の先端部が収容される凹部が設けられ、
    複数の前記突起部のうち少なくとも一つは、前記蓄電装置の並設方向において、先端部が前記凹部の底面に接触し、
    複数の前記突起部のうち少なくとも二つは、前記蓄電装置の並設方向に直交する方向において、前記凹部の側面に接触し、
    前記第1壁部と前記第2壁部との間に熱媒体が流通される媒体流路が設けられ、
    前記ケースは、有底筒状をなして前記電極体を収容する本体部材と、前記本体部材の開口部を覆う蓋部材とを含んで構成され、
    前記第1壁部は、前記蓋部材であり、
    前記第2壁部は、前記本体部材の底壁部であり、
    前記電極体は、前記正電極シート及び前記負電極シートを積層した積層型の電極体であり、
    当該電極体を構成する正電極シート及び負電極シートは、前記本体部材の前記底壁部と平行な状態で前記本体部材内に収容されており、
    前記本体部材の底壁部における前記電極体側の面には、前記底壁部の周縁部のうち少なくとも一部に沿って溝部が形成されていることを特徴とする蓄電モジュール。
  4. 前記第2突起部は、前記底壁部と一体に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の蓄電モジュール。
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