JP6091783B2 - 電池パック - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、電池パックに関する。
リチウムイオン電池（ＬＩＢ）は、水分に弱く、水がセル内部に入ると寿命が短くなる。セル内部に外部から水分が浸入するのを避けるため、ＬＩＢの外装容器は、アルミニウム缶や、アルミニウムラミネートフィルムなどの水分透過性のほとんど無い材料で構成される。しかしながら、副反応により発生する水素ガスなどの反応生成ガスは、水分子と同様に非常に小さいため、アルミニウム缶やラミネートフィルムで構成された外装容器を透過できず、セル内部に封入される。このため、反応生成ガスが発生すると、セル内部のガス圧が高くなり、セルが膨れるという問題を生じる。
ＬＩＢは、大きな充放電電流が取れるため、電気自動車への応用が期待されている。電気自動車における大電流での充放電ではセルの発熱が大きくなるため、セルを冷却する必要がある。ところが、セルが反応生成ガスにより膨れると、反応生成ガスの熱伝導率が低いため、セルを効果的に冷却できなくなる。また、セルが膨れると、電極間の距離も開くため、セルの抵抗は上がり、発熱も大きくなる。セルが膨れるに従って冷却効率も低下するため、セル温度はさらに上がる。高温では反応生成ガスの発生量が多くなるので、悪循環に陥る。
特開平７−２３７４５７号公報
本発明が解決しようとする課題は、電池の膨れが抑えられ、かつ電池の冷却を行うことの可能な電池パックを提供することである。
実施形態によると、電池と、金属製筐体と、絶縁油とを含む電池パックが提供される。電池は、プラスチック製の外装容器と、外装容器内に収納される電極と、外装容器内に収納される電解液と、外装容器に設けられ、電極と電気的に接続された電極端子とを含む。電池及び絶縁油は、金属製の筐体内に収納される。絶縁油は、燐酸トリオクチルを含む。
実施形態の電池パックの斜視図である。 図１の電池パックを長辺に平行に切断した際に得られる断面図である。 図２に示す単位セルの斜視図である。 図３の単位セルを長辺に平行に切断した際に得られる断面図である。 図３の単位セルの周囲に絶縁油４が存在する状態を模式的に示した図である。 金属製外装容器を用いた電池の斜視図である。 図６の電池を長辺に平行に切断した際に得られる断面図である。
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１及び図２に示すように、電池パック１は、金属製の筐体２と、筐体２内に収納される組電池３と、筐体２内に収納される絶縁油４と、筐体２内に収納される吸湿材とを含む。
筐体２は、電池ボックス２ａと、電池ボックス２ａにかしめ加工によって固定された蓋２ｂとを有する。電池ボックス２ａ及び蓋２ｂを形成する金属には、アルミニウム、鉄等が挙げられる。電流入出力用の正極端子５及び負極端子６は、絶縁部材７を介して蓋２ｂに固定されている。電圧・温度モニター端子８は、蓋２ｂに取り付けられている。組電池３には、電圧・温度センサー（図示しない）が取り付けられ、組電池３を構成する電池の電圧及び温度は、電圧・温度モニター端子８を通して電池パック外部に通信される。均圧バルブ９は、蓋２ｂに取り付けられ、電池ボックス２ａ内部のガスを排出するためのものである。均圧バルブ９をメンテナンス時などに開き、内部のガスを放出させることで電池パック内部の圧力が高まるのを防止することができる。電池の副反応により水素が発生するが、水素は微小なため、水素ガスの排出用として、蓋２ｂに開口されたガス抜き孔をプラスチック製栓で閉塞したものを均圧バルブ９として用いることができる。冷却装置１０は、電池ボックス２ａの長辺側の両側面に蛇行形状に設けられた冷却パイプ１１に冷媒を循環させたものである。
組電池３は、複数の電池（単位セル）１２が直列または並列に接続されたものである。電池１２には、例えば、非水電解質二次電池を用いることができる。各電池１２は、図３及び図４に示すように、扁平形状の外装容器と、外装容器内に収納される電極群１３と、電極群１３に含浸される電解液とを有する。外装容器は、有底矩形筒状のプラスチック製容器１４と、容器１４の開口部に溶融によって取り付けられた矩形板状のプラスチック製蓋１５とを有する。電流入出力用の正極端子１６及び負極端子１７は、蓋１５にかしめ固定されるか、あるいは蓋１５を成形する際に鋳込まれることで蓋１５に取り付けられている。ラプチャー部１８は、蓋１５の正極端子１６と負極端子１７の間に位置する薄肉部にＸ字状の溝部を設けたものである。
電極群１３は、図５に示すように、正極１９と、負極２０と、正極１９及び負極２０の間に配置されたセパレータ２１とを含む。正極１９は、正極集電体１９ａと、正極集電体１９ａに形成された正極活物質含有層１９ｂとを有する。一方、負極２０は、負極集電体２０ａと、負極集電体２０ａに形成された負極活物質含有層２０ｂとを有する。電解液２２は、電極群１３に含浸されている。正極リード２３は、一端が正極集電体１９ａに電気的に接続され、かつ他端が正極端子１６に電気的に接続されている。負極リード２４は、一端が負極集電体２０ａに電気的に接続され、かつ他端が負極端子１７に電気的に接続されている。
電池１２は、容器１４の底面を下にして筐体２内に収納され、筐体２内において長辺側側面が向かい合うように並べられている。各電池１２の正負極端子１６，１７がバスバー等で電気的に接続されることで形成された電流経路が、筐体２の正極端子５及び負極端子６と電気的に接続されている。
容器１４及び蓋１５を形成するプラスチックは、電気伝導性を持たず、電解液に対する耐食性を有するものであれば、特に限定されない。また、プラスチックの水分透過性及びガス透過性は高いほうが良い。プラスチックの具体例には、ポリプロピレン、ポリエチレン（例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ））、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等が含まれる。容器１４及び蓋１５それぞれの内壁は、酸化物皮膜で被覆されていることが望ましい。これにより、リチウムイオンが容器１４及び蓋１５を透過するのを防止することができるため、筐体２内の別の電池や露出電極にリチウムが析出するのを防止することができる。
複数の突起２５は、容器１４の外面に形成されている。一部の突起２５は、図３に示すように、各電池１２の長辺側側面の四隅に設けられている。各電池１２の突起２５が設けられる位置は、ほぼ同じである。このため、図２に示すように、隣り合う電池１２において、一方の電池１２の突起２５が他方の電池１２の突起２５と接触し、突起２５が電池１２間のスペーサとして機能する。また、残りの突起２５は、図３に示すように、各電池１２の短辺側側面の両端に設けられている。この突起２５が電池ボックス２ａの内壁と接触することにより、図５に示すように、電池１２と電池ボックス２ａの内壁との間に隙間を設けることができる。電池１２間の隙間及び電池１２と電池ボックス２ａとの隙間には、図２及び図５に示すように、絶縁油４が収容される。筐体２内の雰囲気は、Ｎ2またはＡｒのような不活性ガス雰囲気にすると良い。
図２に示すように、筐体２内の蓋２ｂと組電池３との間に、スペーサ２６を配置しても良い。これにより、組電池３の筐体２内での位置を固定することができるため、電池パックに衝撃が加わった際に組電池３が筐体２内を移動するのを防止することができる。
電池パックを構成する電池（単位セル）の正極または負極には、製造工程でＬｉＯ、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｈ2Ｏ、ＬｉＯＨ等の不可避不純物が混入する。これら不可避不純物が原因となって電池内にガス（例えば、Ｈ2、Ｏ2、ＣＯ、ＣＯ2）が発生する。図１〜図５に示す電池パック１によると、電池１２を構成する容器１４及び蓋１５がプラスチックから形成されている。プラスチックは、Ｈ2、Ｏ2、ＣＯ、ＣＯ2などの電池内部の反応生成ガスに対して透過性は高い。プラスチックの一例である低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）及び高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）のＨ2、Ｎ2、Ｏ2、ＣＯ2、水蒸気の透過性を下記表１に示す。
Figure 0006091783
電池１２の容器１４及び蓋１５をプラスチックから形成することによって、電池１２内に発生したガス圧と筐体２内の圧力はプラスチックのガス透過性により等しくなるため、電池１２が膨れるのを防止することができる。その結果、電池１２に防爆機構を設ける必要をなくすことができる。また、容器１４内に電極群１３を収納する際、容器１４と電極群１３との間に絶縁部材を配置する必要がないため、電池１２を小型化することができる。電池パックに加わった衝撃によって電極群１３が移動して容器１４または蓋１５と接触しても内部短絡を生じないことから、スペーサを省略することも可能である。さらに、電池間の相対位置の固定、筐体に対する電池の位置固定のための凹凸部、フランジあるいは支柱などの構造物を容器や蓋に自由に作ることができる。また、容器１４内に電解液を注入するための注液口は、注液後、熱溶融によって容易に封止することができる。
また、筐体２内に絶縁油４を収容することによって、絶縁油４は、冷却油として用いられる。絶縁油を介しての熱伝導か、絶縁油を強制対流もしくは自然対流することにより、電池温度を効果的に下げることができるため、電池温度が安定化し、電池の寿命を向上することができる。絶縁油には、燐酸トリオクチル（ＴＯＰ）、燐酸トリブチル（ＴＯＢ）、燐酸トリフェニル、燐酸トリメチル、燐酸トリプロピルなどのなどの燐酸エステル、トランス油を挙げることができる。使用する絶縁油の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。
水分についてもプラスチックは透過性が高いため、電池１２内に水蒸気が混入することは避けられず、電池１２の内部と筐体２内の水分濃度は等しくなる。絶縁油４が吸湿剤として機能することにより、筐体２内の水分濃度が低下すると、電池１２内の水分が筐体２内に放出されるため、電池１２内の水分濃度を低下させることができる。その結果、電池１２の寿命を改善することができるため、電池パックの寿命を向上させることができる。吸湿剤として機能する絶縁油には、ＴＯＰ等を挙げることができる。ＴＯＰによる水分吸収反応を（１）式に示す。
ＴＯＰ＋Ｈ2Ｏ→Ｈ3ＰＯ4＋３Ｃ8Ｈ17ＯＨ （１）
生成したＨ3ＰＯ4は、電池パック内の金属部品の表面に燐酸皮膜を形成する。その際、金属表面とＨ3ＰＯ4が反応してＨ2が生成するため、Ｈ2Ｏの分解が促進され、水分濃度を低下させることができる。金属部品には、例えば、筐体２の内壁、電圧検出端子、電圧検出端子のネジ止め部、ネジ、ワッシャー等が挙げられる。電池１２の正極端子１６又は負極端子１７に電圧検出端子をネジ止めで固定する場合に、部品間の隙間に燐酸皮膜が生成すると、燐酸皮膜は絶縁体のため、部品間の導通が寸断される。ネジ、ネジ止め部及びワッシャーの表面を導電性プラスチックで被覆することによって、これら部品への燐酸皮膜の形成を抑えることができるため、部品間の導通を維持することができる。
また、電圧検出端子を構成する金属を、銅、金等の水素よりもイオン化傾向の低い金属（イオン化電位が水素よりも高い金属）でコーティングすることによって、電圧検出端子に燐酸皮膜が形成されるのを抑えることができる。一方、出力端子のボルト部分の金属を、銅又は銅に金コーティングしたものを用いることによって、該当部分にイオン化傾向の低い金属が使用されるため、燐酸皮膜が形成されるのを抑えることができる。
電池パックの筐体２内に、最低電位あるいは最高電位に固定したアルミニウム板を配置することにより、燐酸皮膜の形成をアルミニウム板に集中させ、その他の金属部品に燐酸皮膜が形成されるのを抑えることも可能である。
絶縁油４が難燃剤として機能することにより、電池パックの安全性を向上することができる。難燃剤として機能する絶縁油には、ＴＯＰ等を挙げることができる。
吸湿材（図示しない）を電池ボックス２ａ内に収容しても良い。吸湿材の使用例として、例えば、（ａ）粉末を絶縁油４に分散させるか、（ｂ）袋などに収容した状態で絶縁油４中に浸漬させるか（袋は多孔質か、あるいは絶縁油に溶解するものを使用）、（ｃ）電池１２の容器１４を形成するプラスチックに混入するか、（ｄ）セパレータ２１中に含有させるか、（ｅ）吸湿材に接着材を混合させたものを容器１４の外面に塗布する等が挙げられる。吸湿剤としては、例えば、酸化リチウム（Ｌｉ2Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ2Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ2Ｏ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などを挙げることができ、使用する吸湿剤の種類は１種類または２種類以上にすることができる。
吸湿材は、筐体２内及び絶縁油４の水分濃度を低くすることができるため、濃度差により電池１２内部の水分を外部に放出させることができ、電池１２の寿命を向上することができる。吸湿材による水分吸収反応の一例を（２）〜（５）に示す。
Ｌｉ2Ｏ＋Ｈ2Ｏ→２ＬｉＯＨ （２）
Ｎａ2Ｏ＋Ｈ2Ｏ→２ＮａＯＨ （３）
ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2 （４）
ＭｇＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）2 （５）
また、吸湿材は、電池から発生する炭酸ガスと反応して炭酸ガスを吸収することができる。吸湿材による炭酸ガス吸収反応の一例を（６）〜（９）に示す。
Ｌｉ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｌｉ2ＣＯ3 （６）
Ｎａ2Ｏ＋ＣＯ2→Ｎａ2ＣＯ3 （７）
ＣａＯ＋ＣＯ2→ＣａＣＯ3 （８）
ＭｇＯ＋ＣＯ2→ＭｇＣＯ3 （９）
吸湿剤が吸湿して発生した水酸化物、例えば、ＬｉＯＨ、ＮａＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）2、Ｍｇ（ＯＨ）2などの水酸化物は炭酸ガスを吸収して水分を放出する。ＬｉＯＨの場合の反応式を（１０）に示す。
２ＬｉＯＨ＋ＣＯ2→ＬｉＣＯ3＋Ｈ2Ｏ （１０）
絶縁油４は、吸湿剤が吸湿して発生した水酸化物と反応し、水酸化物濃度を下げることができる。これにより、吸湿剤による吸湿効果を改善することができると共に、吸湿剤が反応して生成した水酸化物が炭酸ガスと反応して水分を放出するのを防止することができる。水酸化物との反応剤として機能する絶縁油には、例えば、燐酸トリオクチル（ＴＯＰ）、燐酸トリブチル（ＴＯＢ）、燐酸トリフェニル、燐酸トリメチル、燐酸トリプロピルなどの燐酸エステルを挙げることができる。水酸化物との反応例を下記（１１）に示す。
３ＬｉＯＨ＋ＴＯＰ→Ｌｉ3ＰＯ4＋３Ｃ8Ｈ17ＯＨ （１１）
絶縁油の中でも、燐酸トリオクチル（ＴＯＰ）又は燐酸トリブチル（ＴＯＢ）が好ましい。ＴＯＰ、ＴＯＢは、冷却油として機能するだけではなく、吸湿剤が吸湿して発生した水酸化物との反応性に優れているからである。
なお、図１〜図５では、各電池１２の容器１４の底面（短辺側側面）を下にして電池ボックス２ａ内に配置することにより、各電池１２を電池ボックス２ａ内に縦置きしたが、電池１２の配置はこれに限定されず、例えば、各電池１２の容器１４の長辺側側面を下にして電池ボックス２ａ内に配置することで電池１２を電池ボックス２ａ内に横置きしても良い。
また、電池１２の数は複数に限定されず、１個でも良い。
電池１２の負極２０、正極１９、セパレータ２１及び電解液２２には、例えば、以下に説明するものを使用することができる。
１）負極２０
この負極２０は、負極集電体２０ａと、負極活物質含有層２０ｂとを有する。負極活物質含有層２０ｂは、負極集電体２０ａの片面もしくは両面に担持され、負極活物質、導電剤および結着剤を含む。
負極集電体には、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔等の金属箔を用いることができる。また、負極集電体の平均結晶粒子径は５０μｍ以下であることが好ましい。
負極集電体の厚さは、高容量化のため、２０μｍ以下が好ましい。より好ましい範囲は１２μｍ以下である。また、負極集電体の厚さの下限値は、３μｍにすることが望ましい。
負極集電体に用いられるアルミニウムの純度は、耐食性の向上および高強度化のため、９９．９９％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、アルミニウムの他に、鉄、マグネシウム、亜鉛、マンガン及びケイ素よりなる群から選択される１種類以上の元素を含む合金が好ましい。例えば、Ａｌ−Ｆｅ合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金およびＡｌ−Ｍｇ系合金は、アルミニウムよりさらに高い強度を得ることが可能である。一方、アルミニウムおよびアルミニウム合金中のニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は１００ｐｐｍ以下（０ｐｐｍを含む）にすることが好ましい。
アルミニウム合金中のアルミニウム含有量は、９５重量％以上、９９．５重量％以下にすることが望ましい。より好ましいアルミニウム含有量は、９８重量％以上、９９．５重量％以下である。
負極活物質の一次粒子の平均粒子径は１μｍ以下とすることが望ましい。
負極活物質としては、リチウムを吸蔵放出する物質を使用することができ、中でも、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、合金などが挙げられる。
負極活物質のリチウム吸蔵電位は、リチウム金属の開回路電位に対して開回路電位で０．４Ｖ以上であることが好ましい。これにより、負極集電体のアルミニウム成分とリチウムとの合金化反応の進行および負極集電体の微紛化を抑制できる。さらに、リチウム吸蔵電位は、リチウム金属の開回路電位に対して開回路電位で０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲であることが好ましい。これにより、電池電圧を向上させることができる。さらに好ましい電位範囲は、０．４Ｖ以上、２Ｖ以下である。
０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲でリチウムを吸蔵することが可能な金属酸化物としては、例えばＴｉＯ2などのチタン酸化物、例えばＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（ｘは−１≦ｘ≦３）やＬｉ2Ｔｉ3Ｏ7などのリチウムチタン酸化物、例えばＷＯ3などのタングステン酸化物、例えばＳｎＢ0.4Ｐ0.6Ｏ3.1などのアモルファススズ酸化物、例えばＳｎＳｉＯ3などのスズ珪素酸化物、例えばＳｉＯなどの酸化珪素などが挙げられる。中でも、リチウムチタン酸化物が好ましい。
０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲でリチウムを吸蔵することが可能な金属硫化物としては、例えばＴｉＳ2などの硫化リチウム、例えばＭｏＳ2などの硫化モリブデン、例えばＦｅＳ、ＦｅＳ2、ＬｉxＦｅＳ2などの硫化鉄等が挙げられる。
０．４Ｖ以上、３Ｖ以下の範囲でリチウムを吸蔵することが可能な金属窒化物としては、例えばＬｉxＣｏyＮ（０＜ｘ＜４，０＜ｙ＜０．５）などのリチウムコバルト窒化物等が挙げられる。
電子伝導性を高め、集電体との接触抵抗を抑えるための導電剤として、炭素材料を用いることができる。例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、コークス、炭素繊維、黒鉛等を挙げることができる。
活物質と導電剤を結着させるための結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、スチレンブタジェンゴムなどが挙げられる。
負極の活物質、導電剤及び結着剤の配合比については、負極活物質は８０重量％以上９５重量％以下、導電剤は３重量％以上１８重量％以下、結着剤は２重量％以上７重量％以下の範囲にすることが好ましい。導電剤については、３重量％以上であることにより上述した効果を発揮することができ、１８重量％以下であることにより、高温保存下での導電剤表面での非水電解質の分解を低減することができる。結着剤については、２重量％以上であることにより十分な電極強度が得られ、７重量％以下であることにより、電極の絶縁部を減少させることが出来る。
負極の密度は、１．５ｇ／ｃｍ3以上、５ｇ／ｃｍ3以下にすることが望ましい。これにより、高い電池容量を得ることができる。さらに好ましい範囲は、２ｇ／ｃｍ3以上、４ｇ／ｃｍ3以下である。
負極は、例えば、負極活物質、導電剤及び結着剤を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁物を負極集電体に塗布し、乾燥し、プレスを施すことにより作製される。
２）正極１９
この正極１９は、正極集電体１９ａと、正極活物質含有層１９ｂとを有する。正極活物質含有層１９ｂは、正極集電体１９ａの片面もしくは両面に担持され、正極活物質、導電剤および結着剤を含む。
正極集電体には、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔等の金属箔を用いることができる。アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔は、それぞれ、平均結晶粒子径が５０μｍ以下であることが好ましい。
正極集電体の厚さは、高容量化のため、２０μｍ以下が好ましい。より好ましい範囲は１５μｍ以下である。また、正極集電体の厚さの下限値は、３μｍにすることが望ましい。
正極活物質としては、酸化物、硫化物、ポリマーなどが挙げられる。
酸化物として、例えば、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4またはＬｉxＭｎＯ2などのリチウムマンガン複合酸化物、例えばＬｉxＮｉＯ2などのリチウムニッケル複合酸化物、例えばＬｉxＣｏＯ2などのリチウムコバルト複合酸化物、例えばＬｉＮｉ1-yＣｏyＯ2などのリチウムニッケルコバルト複合酸化物、例えばＬｉＭｎyＣｏ1-yＯ2などのリチウムマンガンコバルト複合酸化物、例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4などのスピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、例えばＬｉxＦｅＰＯ4、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4、ＬｉxＣｏＰＯ4などのオリピン構造を有するリチウムリン酸化物、例えばＦｅ2（ＳＯ4）3などの硫酸鉄、例えばＶ2Ｏ5などのバナジウム酸化物などが挙げられる。なお、ｘ、ｙは０〜１の範囲であることが好ましい。
例えば、ポリマーとしては、ポリアニリンやポリピロールなどの導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料などが挙げられる。その他に、イオウ（Ｓ）、フッ化カーボンなども使用できる。
好ましい正極活物質としては、高い正極電圧が得られるため、ＬｉxＭｎ2Ｏ4のようなリチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、ＬｉxＦｅＰＯ4のようなリチウムリン酸鉄などが挙げられる。
電子伝導性を高め、集電体との接触抵抗を抑えるための導電剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。
活物質と導電剤を結着させるための結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴムなどが挙げられる。
正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比については、正極活物質は８０重量％以上９５重量％以下、導電剤は３重量％以上１８重量％以下、結着剤は２重量％以上７重量％以下の範囲にすることが好ましい。導電剤については、３重量％以上であることにより上述した効果を発揮することができ、１８重量％以下であることにより、高温保存下での導電剤表面での非水電解質の分解を低減することができる。結着剤については、２重量％以上であることにより十分な電極強度が得られ、７重量％以下であることにより、電極の絶縁部を減少させることが出来る。
正極は、例えば、正極活物質、導電剤及び結着剤を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁物を正極集電体に塗布し、乾燥し、プレスを施すことにより作製される。
３）電解液
電解液は、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される。電解質濃度は、０．５〜２ｍｏｌ／Ｌの範囲内にすることができる。
電解質としては、ＬｉＢＦ４が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）などの環状カーボネート、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）などの鎖状カーボネート、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）などの環状エーテル、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）などの鎖状エーテル、γ−ブチロラクトン（ＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、スルホラン（ＳＬ）、リン酸エステル等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、単独または２種以上の混合物の形態で用いることができる。
４）セパレータ２１
セパレータ２１としては、例えば、合成樹脂製不織布、ポリエチレン多孔質フィルム、ポリプロピレン多孔質フィルムなどを用いることができる。
ところで、図６及び図７は、金属製の容器及び蓋を使用した電池の例である。図１〜図５と同じ部材は、同符号を付して説明を省略する。電極群１３は、アルミニウムのような金属製容器３１内に絶縁体３２を介して収納される。アルミニウムのような金属製の蓋３３は、容器３１に溶接される。正極端子１６及び負極端子１７は、絶縁ガスケット３４を介して蓋３３に取り付けられている。
図６及び図７に示す電池は、容器３１内に水分が浸入するのを防止する効果が高いものの、副反応によって発生したガスによって容器３１が膨れるため、電池の寿命が短くなる。
以上説明した実施形態の電池パックによれば、プラスチック製外装容器を備えた電池を金属製筐体内に収納するため、電池内に発生したガスの圧力と筐体内の圧力をプラスチックのガス透過性により等しくすることができ、電池が膨れるのを防止することができる。電池の膨れが抑えられたことから、筐体内に収納された絶縁油によって、電池の冷却を効率良く行うことができる。その結果、電池パックの寿命を改善することが可能となる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］プラスチック製の外装容器と、前記外装容器内に収納される電極と、前記外装容器内に収納される電解液と、前記外装容器に設けられ、前記電極と電気的に接続された電極端子とを含む電池と、
前記電池が収納される金属製の筐体と、
前記筐体内に収納される絶縁油とを含むことを特徴とする電池パック。
［２］前記絶縁油は、燐酸エステルを含むことを特徴とする［１］記載の電池パック。
［３］前記筐体内に収納される吸湿材をさらに含むことを特徴とする［２］記載の電池パック。
［４］前記外装容器の外面から突出した複数の突起をさらに含むことを特徴とする［２］記載の電池パック。
［５］前記外装容器は扁平形状を有し、前記電池は、前記外装容器の短辺側側面を底面にして前記筐体内に収納されることを特徴とする［２］記載の電池パック。
［６］前記外装容器は扁平形状を有し、前記電池は、前記外装容器の長辺側側面を底面にして前記筐体内に収納されることを特徴とする［２］記載の電池パック。
１…電池パック、２…筐体、２ａ…電池ボックス、２ｂ…蓋、３…電池（単位セル）、４…絶縁油、５，１６…正極端子、６，１７…負極端子、７…絶縁部材、８…電圧・温度モニター端子、９…均圧バルブ、１０…冷却装置、１１…冷却パイプ、１２…電池、１３…電極群、１４…容器、１５…蓋、１８…ラプチャー部、１９…正極、１９ａ…正極集電体、１９ｂ…正極活物質含有層、２０…負極、２０ａ…負極集電体、２０ｂ…負極活物質含有層、２１…セパレータ、２２…電解液、２３…正極リード、２４…負極リード、２５…突起部。

Claims (6)

  1. プラスチック製の外装容器と、前記外装容器内に収納される電極と、前記外装容器内に収納される電解液と、前記外装容器に設けられ、前記電極と電気的に接続された電極端子とを含む電池と、
    前記電池が収納される金属製の筐体と、
    前記筐体内に収納される絶縁油とを含み、前記絶縁油は、燐酸トリオクチルを含むことを特徴とする電池パック。
  2. 前記プラスチックは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）から選択されることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
  3. 前記筐体内に収納される吸湿材をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電池パック。
  4. 前記外装容器の外面から突出した複数の突起をさらに含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の電池パック。
  5. 前記外装容器は扁平形状を有し、前記電池は、前記外装容器の短辺側側面を底面にして前記筐体内に収納されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の電池パック。
  6. 前記外装容器は扁平形状を有し、前記電池は、前記外装容器の長辺側側面を底面にして前記筐体内に収納されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか1項に記載の電池パック。
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