JP6364928B2

JP6364928B2 - 組電池

Info

Publication number: JP6364928B2
Application number: JP2014091380A
Authority: JP
Inventors: 厚志南形; 泰有秋山
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2014-04-25
Filing date: 2014-04-25
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2034-04-25
Also published as: JP2015210930A

Description

本発明は、複数の矩形状の単位電池を含む組電池に関する。

従来の組電池として、直方体状の単位電池を、その最大面積の側面を重ねるように、且つ、各単位電池間に冷却媒体通路が形成されるように並列配置し、単位電池の配列方向の両端に配設したエンドプレートを拘束バンドで緊締して一体化してなる組電池が知られている（例えば特許文献１参照）。この組電池においては、組電池の長側面に適当間隔置きに複数の拘束バンドを配設している。また、拘束バンドの断面形状は、組電池の長側面に対して垂直方向の寸法が平行方向の寸法以上となる形状である。

特開２００１−０６８０８１号公報

ところで、通常の角型電池においては、そのケースが押し出しによる塑性加工により形成されているので、側面部の肉厚が底面部の肉厚よりも薄くなる。特許文献１に記載されたような組電池の構成にあっては、相対的に薄い肉厚の側面部同士が配列方向に隣り合っているので、組電池全体の強度が不足する場合がある。また、組電池を構成する単位電池の端子が組電池の一側面に集中しているので、単位電池の入れ替え等のメンテナンスを行う際に不便がある。

本発明は、そのような問題に鑑み、単位電池を効率的にメンテナンス可能であると共に、強度を向上可能な組電池を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る組電池は、所定の方向に配列された１または複数の矩形状の単位電池を含む第１の単位電池列と、所定の方向に配列された第１の単位電池列と同数の単位電池を含む第２の単位電池列と、所定の方向における第１及び第２の単位電池列の両端に配置され、第１及び第２の単位電池列の単位電池を拘束して一体化する一対の拘束手段と、を備え、第１の単位電池列と第２の単位電池列とは、それぞれの単位電池の底面部同士が対向するように配置されている、ことを特徴とする。

この組電池においては、第１及び第２の単位電池列が、それぞれの単位電池の底面部同士が対向するように配置された状態において、それぞれの単位電池が拘束手段により一体化される。このため、この組電池においては、第１及び第２の単位電池列の単位電池における相対的に厚く構成され易い底面部同士が隣り合うので、全体の強度を向上可能である。また、例えば、第１の単位電池列の単位電池の端子と、第２の単位電池列の単位電池の端子とを、組電池の異なる面に分散させれば、単位電池を効率的にメンテナンス可能となる。なお、この組電池によれば、第１及び第２の単位電池列の単位電池を共通の拘束手段により拘束可能であるので、部品点数の削減が可能である。

本発明に係る組電池においては、第１の単位電池列の単位電池の端子と、第２の単位電池列の単位電池の端子とは、互いに外向きになるように配設されていてもよい。この場合、単位電池をより効率的にメンテナンス可能となる。また、この場合には、拘束手段によって、単位電池の端子が配設された外側部分を除く内側部分のみをまとめて拘束可能であるので、拘束手段を小型化可能である。

本発明に係る組電池においては、単位電池の底面部の肉厚は、単位電池の側面部の肉厚よりも厚くてもよい。この場合、全体の強度を確実に向上可能である。

単位電池を効率的にメンテナンス可能であると共に、強度を向上可能な組電池を提供することができる。

本実施形態に係る組電池の模式的な側面図である。

以下、本発明に係る組電池の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る組電池の模式的な側面図である。図１に示されるように、組電池１は、第１の単位電池列１０と、第２の単位電池列２０と、一対の拘束手段３０と、を備えている。第１の単位電池列１０は、所定の方向（ここでは図１の紙面垂直方向）に配列された複数の単位電池１１を含む。単位電池１１は、例えば、互いに電気的に直列に接続される。

単位電池１１は、矩形状を呈している。より具体的には、単位電池１１は、直方体状のケース１１ｃを有している。ケース１１ｃは、互いに対向する上面部１１ｕ及び底面部１１ｂと、上面部１１ｕと底面部１１ｂとを接続する４つの側面部１１ｓと、を含む。このようなケース１１ｃは、例えば、一方が開放された直方体箱状のケース本体部に対して、その開放部分を封止するように蓋体を接合することにより構成される。ケース本体部は、一例として、押し出しによる塑性加工により形成される。このため、ケース本体部の底面部（底面部１１ｂ）の肉厚は、側面部（側面部１１ｓ）の肉厚よりも厚い。

単位電池１１は、例えばセパレータを介して互いに積層された複数の電極（正極及び負極）１２と、電極１２に電気的に接続された一対の端子（正極端子及び負極端子）１３と、を含む。複数の電極１２は、ケース１１ｃに収容されている。一対の端子１３は、ケース１１ｃの上面部１１ｕから突出している。単位電池１１は、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。

第２の単位電池列２０は、第１の単位電池列１０と同様に、所定の方向に配列された複数（第１の単位電池列１０の単位電池１１の数と同数）の単位電池２１を含む。単位電池２１は、例えば、互いに電気的に直列に接続される。単位電池２１は、例えば、上述した単位電池１１と同様の構成を有している。すなわち、単位電池２１は、矩形状を呈している。より具体的には、単位電池２１は、直方体状のケース２１ｃを有している。

ケース２１ｃは、互いに対向する上面部２１ｕ及び底面部２１ｂと、上面部２１ｕと底面部２１ｂとを接続する４つの側面部２１ｓと、を含む。ケース２１ｃは、例えば、一方が開放された直方体箱状のケース本体部に対して、その開放部分を封止するように蓋体を接合することにより構成される。ケース本体部は、一例として、押し出しによる塑性加工により形成される。このため、ケース本体部の底面部（底面部２１ｂ）の肉厚は、側面部（側面部２１ｓ）の肉厚よりも厚い。

単位電池２１は、例えばセパレータを介して互いに積層された複数の電極（正極及び負極）２２と、電極２２に電気的に接続された一対の端子（正極端子及び負極端子）２３と、を含む。複数の電極２２は、ケース２１ｃに収容されている。一対の端子２３は、ケース２１ｃの上面部２１ｕから突出している。単位電池２１は、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。

拘束手段３０は、例えば長方形板状を呈するエンドプレートである。拘束手段３０は、所定の方向（単位電池１１，２１の配列方向）における第１の単位電池列１０及び第２の単位電池列２０の両端のそれぞれに共通して配置される。その状態において、拘束手段３０は、ボルト等の締結部材３１によって互いに締結される。これにより、拘束手段３０は、第１の単位電池列１０の単位電池１１及び第２の単位電池列の単位電池２１を一括して拘束し一体化する。

ここで、第１の単位電池列１０と第２の単位電池列２０とは、それぞれの単位電池１１，２１の（ケース１１ｃ，２１ｃの）底面部１１ｂ，２１ｂ同士が対向するように配置されている。単位電池１１の底面部１１ｂと単位電池２１の底面部２１ｂとは、互いに略平行とされており、互いに近接しつつ離間している。単位電池１１，２１は、その状態において、拘束手段３０により拘束されている。

したがって、単位電池１１，２１の（ケース１１ｃ，２１ｃの）上面部１１ｕ，２１ｕに突出する端子１３，２３は、互いに外向きになるように配設されることとなる。より具体的には、単位電池１１の端子１３は、単位電池１１における単位電池２１と反対側の部分（上面部１１ｕ）に配設され、単位電池２１の端子２３は、単位電池２１における単位電池１１と反対側の部分（上面部２１ｕ）に配設される。

以上説明したように、本実施形態に係る組電池１においては、第１の単位電池列１０及び第２の単位電池列２０が、それぞれの単位電池１１，２１の底面部１１ｂ，２１ｂ同士が対向するように配置された状態において、それぞれの単位電池１１，２１が拘束手段３０により一体化されている。このため、この組電池１においては、単位電池１１，２１における相対的に厚く構成された底面部１１ｂ，２１ｂ同士が隣り合うので、全体の強度を向上可能である。これにより、例えば単位電池１１，２１の一方に発熱等が生じた場合でも、他方への連鎖反応を防止可能である。

また、第１の単位電池列１０の単位電池１１の端子１３と、第２の単位電池列２０の単位電池２１の端子２３とが、組電池１の異なる面に分散させられている。すなわち、単位電池１１の端子１３が、単位電池１１における単位電池２１と反対側の部分（上面部１１ｕ）に配設されており、単位電池２１の端子２３が、単位電池２１における単位電池１１と反対側の部分（上面部２１ｕ）に配設されている。このため、単位電池１１，２１を効率的にメンテナンス可能である。

なお、本実施形態に係る組電池１においては、第１の単位電池列１０の単位電池１１及び第２の単位電池列２０の単位電池２１が共通の拘束手段３０により拘束されるので、部品点数が削減される。

また、本実施形態に係る組電池１においては、上述したように、単位電池１１，２１の端子１３，２３が、互いに外向きになるように配設されている。このため、拘束手段３０が、単位電池１１，２１の端子１３，２３が配設された外側部分を除く内側部分（すなわち、電極１２，２２が配置されている部分）のみをまとめて拘束可能であるので、拘束手段３０を小型化できる（すなわち、拘束手段３０の面積を小さくできる）。

以上の実施形態は、本発明に係る組電池の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る組電池は、上述した組電池１に限定されない。本発明に係る組電池は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した組電池１を任意に変形したものとすることができる。

例えば、単位電池１１，２１は、リチウムイオン二次電池に限定されず、例えば電気二重層キャパシタ等の任意の蓄電装置とすることができる。第１の単位電池列と第２の単位電池列とは、それぞれ１つの単位電池で構成されてもよい。

１…組電池、１０…第１の単位電池列、１１…単位電池、１１ｂ…底面部、１１ｓ…側面部、１３…端子、２０…第２の単位電池列、２１…単位電池、２１ｂ…底面部、２１ｓ…側面部、２３…端子、３０…拘束手段。

Claims

所定の方向に配列された１または複数の矩形状の単位電池を含む第１の単位電池列と、
前記所定の方向に配列された前記第１の単位電池列と同数の矩形状の単位電池を含む第２の単位電池列と、
前記所定の方向における前記第１及び第２の単位電池列の両端に配置され、前記第１及び第２の単位電池列の前記単位電池を拘束して一体化する一対の拘束手段と、を備え、
前記第１の単位電池列と前記第２の単位電池列とは、それぞれの前記単位電池の底面部同士が間隙を介して互いに離間しつつ対向するように配置されており、
前記拘束手段は、前記間隙に対応する位置かつ前記第１の単位電池列及び前記第２の単位電池列に挟まれる領域の外側において締結部材により互いに締結される、
ことを特徴とする組電池。
前記第１の単位電池列の前記単位電池の端子と、前記第２の単位電池列の前記単位電池の端子とは、互いに外向きになるように配設されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
前記単位電池の前記底面部の肉厚は、前記単位電池の側面部の肉厚よりも厚い、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の組電池。