JP6797729B2 - Solid electrolyte battery module - Google Patents
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Description
本発明は、固体電解質電池モジュールに関する。 The present invention relates to a solid electrolyte battery module.
従来、固体電解質層及び電極層が集電体間に積層された電池積層体を用いた全固体電池が知られている。全固体電池では電池積層体における固体表面同士の接触部分の接触面積や接触圧力を確保する技術が種々提案されている。
例えば下記特許文献1,2では、電池積層体をピストン装置や加圧部等により加圧している。
Conventionally, an all-solid-state battery using a battery laminate in which a solid electrolyte layer and an electrode layer are laminated between current collectors is known. For all-solid-state batteries, various techniques for securing the contact area and contact pressure of contact portions between solid surfaces in a battery laminate have been proposed.
For example, in Patent Documents 1 and 2 below, the battery laminate is pressurized by a piston device, a pressurizing portion, or the like.
しかしながら、特許文献1のような従来の全固体電池のように、電池積層体の周囲にピストン等の加圧機器を配置した全固体電池では、その分配置スペースに無駄が生じ易かった。
また、特許文献2のように形状記憶合金を用いた全固体電池では、高温状態では電池積層体の熱膨張が大きくなるとともに形状記憶合金の収縮力も大きくなるため、過剰な圧力で積層方向に加圧されることがあり、その分、電池積層体の耐久性が低下し易かった。
However, in an all-solid-state battery in which a pressurizing device such as a piston is arranged around a battery laminate, as in the conventional all-solid-state battery as in Patent Document 1, the arrangement space is likely to be wasted.
Further, in an all-solid-state battery using a shape memory alloy as in Patent Document 2, since the thermal expansion of the battery laminate increases and the contraction force of the shape memory alloy also increases in a high temperature state, an excessive pressure is applied in the stacking direction. It may be pressed, and the durability of the battery laminate tends to decrease accordingly.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、コンパクトで耐久性に優れた固体電解質電池モジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a compact and highly durable solid electrolyte battery module.
本発明の第1の態様の固体電解質電池モジュールによれば、固体電解質層及び電極層が集電体間に積層された電池積層体と、前記電池積層体を拘束して通電により伸縮する拘束体と、前記集電体間に接続された充放電部と並列に接続され、前記充放電部の充放電時に前記集電体間の電力の一部を前記拘束体に通電する拘束回路と、を備えている。 According to the solid electrolyte battery module of the first aspect of the present invention, a battery laminate in which a solid electrolyte layer and an electrode layer are laminated between current collectors, and a constraint body that restrains the battery laminate and expands and contracts by energization. And a restraint circuit that is connected in parallel with the charge / discharge unit connected between the current collectors and energizes the restraint body with a part of the electric power between the current collectors when the charge / discharge unit is charged / discharged. I have.
本発明の固体電解質電池モジュールによれば、電池積層体を拘束して通電により伸縮する拘束体が集電体間に充放電部と並列に接続されて充放電時に拘束体に通電されるように構成されている。そのため充放電時には拘束体の拘束力を増加して積層方向に加圧でき、各層間の十分な接触面積や接触圧力を確保できる。
一方、充放電時以外には拘束体の拘束力が小さくなるため、電池積層体や拘束体に無駄に圧力や張力が負荷されない。そのため電池積層体及び拘束体の劣化を抑制できる。
According to the solid electrolyte battery module of the present invention, a restraint body that restrains the battery laminate and expands and contracts by energization is connected in parallel with the charging / discharging section between the current collectors so that the restraint body is energized during charging / discharging. It is configured. Therefore, during charging and discharging, the binding force of the restraint body can be increased to pressurize in the stacking direction, and a sufficient contact area and contact pressure between the layers can be secured.
On the other hand, since the binding force of the restraint is small except during charging / discharging, pressure and tension are not unnecessarily applied to the battery laminate and the restraint. Therefore, deterioration of the battery laminate and the restraint can be suppressed.
しかも、拘束体自体に通電することで拘束力を変化させるため、電池積層体を積層方向に加圧する作動機器などを設ける必要がなく、電池積層体以外の体積を抑えてコンパクト化できる。
そのためコンパクトで耐久性に優れた固体電解質電池モジュールを提供することが可能である。
Moreover, since the binding force is changed by energizing the restraint body itself, it is not necessary to provide an operating device or the like that pressurizes the battery laminate in the stacking direction, and the volume other than the battery laminate can be suppressed to make it compact.
Therefore, it is possible to provide a solid electrolyte battery module that is compact and has excellent durability.
本発明の第2の態様の固体電解質電池モジュールでは、上記第1の態様において、前記拘束体が柔軟性を有して通電加熱されて収縮する帯条材からなり、前記電池積層体を取り囲んで拘束している。
このような構成によれば、柔軟性を有する帯条材からなる拘束体により電池積層体を取り囲んで拘束するので、嵩張らず、積層方向に加圧するための部材の配置スペースを大幅に少なく抑えるまたは無くすることができ、一層のコンパクト化を図ることができる。
In the solid electrolyte battery module of the second aspect of the present invention, in the first aspect, the restraint is made of a strip material which has flexibility and is heated by energization and contracts, and surrounds the battery laminate. I'm restrained.
According to such a configuration, since the battery laminate is surrounded and constrained by the restraint body made of the flexible strip material, the battery laminate is not bulky and the arrangement space of the member for pressurizing in the stacking direction is significantly reduced. It can be eliminated and further compacted.
本発明の第3の態様の固体電解質電池モジュールでは、上記第1又は第2の態様において、前記拘束回路を開閉する通電スイッチと、前記通電スイッチにより前記拘束回路の通電量を調整する拘束制御部と、を備えている。
このような構成によれば、拘束回路を開閉する通電スイッチを拘束制御部により制御することで、充放電時に拘束体の通電量を調整できるので、電池積層体が過剰に加圧されたり接触面積や接触圧力が不足したりすることを防止し易い。そのため電池積層体及び拘束体の劣化を抑制し易い。
In the solid electrolyte battery module of the third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the energization switch for opening and closing the restraint circuit and the restraint control unit for adjusting the energization amount of the restraint circuit by the energization switch. And have.
According to such a configuration, by controlling the energization switch that opens and closes the restraint circuit by the restraint control unit, the energization amount of the restraint body can be adjusted at the time of charging / discharging, so that the battery laminate is excessively pressurized or the contact area. It is easy to prevent the contact pressure from becoming insufficient. Therefore, it is easy to suppress the deterioration of the battery laminate and the restraint.
本発明の第4の態様の固体電解質電池モジュールでは、上記第3の態様において、前記拘束制御部が前記充放電部に設けられ、前記充放電部の充放電時に前記通電スイッチに開閉信号を送信するように構成されている。
このような構成によれば、充放電部の拘束制御部からの開閉信号に基づいて前記拘束回路の通電スイッチを開閉するので、充放電部の動作に連動して拘束回路を適切に開閉できるとともに、制御系の構成を簡素化できる。
In the solid electrolyte battery module according to the fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the restraint control unit is provided in the charge / discharge unit, and an open / close signal is transmitted to the energization switch when the charge / discharge unit is charged / discharged. It is configured to do.
According to such a configuration, since the energization switch of the restraint circuit is opened and closed based on the open / close signal from the restraint control unit of the charge / discharge unit, the restraint circuit can be appropriately opened / closed in conjunction with the operation of the charge / discharge unit. , The configuration of the control system can be simplified.
本発明の第5の態様の固体電解質電池モジュールでは、上記第3の態様において、前記充放電部は、電流を検知する充放電電流センサを有し、前記拘束回路は、電流を検知する拘束電流センサを有し、前記拘束制御部は、前記各センサからの電流検知信号に基づいて前記通電スイッチの開閉を調整する開閉信号を送信するように構成されている。
このような構成によれば、充放電部の回路の電流と拘束回路の電流とを検知して、通電スイッチの開閉を調整するので、拘束回路をより適切に開閉することができ、耐久性をより向上させ易い。
In the solid electrolyte battery module of the fifth aspect of the present invention, in the third aspect, the charge / discharge unit has a charge / discharge current sensor that detects a current, and the restraint circuit has a restraint current that detects a current. The restraint control unit has a sensor, and is configured to transmit an open / close signal for adjusting the open / close of the energization switch based on a current detection signal from each of the sensors.
According to such a configuration, since the current of the circuit of the charge / discharge part and the current of the restraint circuit are detected and the opening / closing of the energization switch is adjusted, the restraint circuit can be opened / closed more appropriately and the durability is improved. It is easier to improve.
本発明の第5の態様の固体電解質電池モジュールでは、上記第3の態様において、前記拘束体は、前記電池積層体の拘束力を検知する拘束力検知部を有し、前記拘束力検知部は、前記拘束力検知部からの拘束力信号に基づいて前記通電スイッチの開閉を調整する開閉信号を送信するように構成されている。
このような構成によれば、電池積層体の拘束力に応じて通電スイッチの開閉を調整するので、電池積層体を過剰な拘束力で拘束することを防止でき、耐久性を確実に向上することができる。
In the solid electrolyte battery module of the fifth aspect of the present invention, in the third aspect, the restraint body has a binding force detecting unit for detecting the binding force of the battery laminate, and the binding force detecting unit is , The opening / closing signal for adjusting the opening / closing of the energizing switch is transmitted based on the binding force signal from the binding force detecting unit.
According to such a configuration, since the opening / closing of the energization switch is adjusted according to the binding force of the battery laminate, it is possible to prevent the battery laminate from being restrained by an excessive binding force, and the durability is surely improved. Can be done.
上述の固体電解質電池モジュールによれば、コンパクトで耐久性に優れた固体電解質電池モジュールを提供することができる。 According to the above-mentioned solid electrolyte battery module, it is possible to provide a compact and highly durable solid electrolyte battery module.
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The same or corresponding members are designated by the same reference numerals in all drawings, and common description will be omitted.
[第1実施形態]
第1実施形態の固体電解質電池モジュール10は、図1及び図2に示すように、充放電部11を有する充放電回路12と開閉可能に接続されている。
この固体電解質電池モジュール10は、電池積層体13と、電池積層体13を支持するガイドフレーム14と、電池積層体13の両端の通電端子15と、電池積層体13を外側から拘束する拘束体16と、拘束体16を作動させる拘束回路17と、を備えている。
[First Embodiment]
As shown in FIGS. 1 and 2, the solid
The solid
まず、本実施形態の充放電部11は、固体電解質電池モジュール10からの電力を使用する各種の負荷や、固体電解質電池モジュール10に充電するための各種の電源などでよい。固体電解質電池モジュール10が車載される場合、充放電部11としては、例えばモータや車載電装品等である。駆動モータの場合、走行時には放電部となり、回生時には充電部となる。
この充放電部11は、開閉可能な充放電回路として固体電解質電池モジュール10と電気的に接続されている。
First, the charging /
The charge /
電池積層体13は、固体電解質層18の両側に正電極層19a及び負電極層19bが配置された構成単位が一軸方向に複数積層され、両端側に集電体20が配置された構成を有している。固体電解質層18及び両電極層19a,19bからなる多数の構成単位は両端の集電体20間に直列に接続されている。
電池積層体13の両端側に配置された集電体20には、充放電部11を有する充放電回路12と配線を介して接続されている。
The
The
電池積層体13は、固体電解質層18の両側に正電極層19a及び負電極層19bが配置された構成単位が一軸方向に複数積層され、両端側に集電体20が配置された構成を有している。固体電解質層18及び両電極層19a,19bからなる多数の構成単位は両端の集電体20間に直列に接続されている。
電池積層体13の両端側に配置された集電体20には、充放電部11を有する充放電回路12と配線を介して接続されている。
The
The
この電池積層体13は、各構成部材がそれぞれ固体の板状に形成されており、表面及び裏面をそれぞれ直接当接させて面接触させることで電気的に接続されている。電池積層体13は積層方法の圧力に応じて互いに隣接して対向する面同士の接触面積が変動するため、接続抵抗が圧力により変動する構造となっている。
In the
ガイドフレーム14は、内側空間に電池積層体13を収容して支持する構造を有している。ガイドフレーム14は、電池積層体13の積層方向に2つに分離されて互いに対向する一対の支持フレーム14aと、一対の支持フレーム14aを電池積層体13の積層方向に互いに近接及び離間自在にそれぞれ支持するレール21(図2)と、を有している。
The
両端の通電端子15は、本実施形態では導電性の金属板からなる。これらの通電端子15は電池積層体13を積層方向に加圧するための作用面を構成しており、ガイドフレーム14を介して、電池積層体13の両端面に間接的に物理的に当接している。両端の通電端子15同士が近接する方向に付勢されたとき、電池積層体13に両端側から圧縮方向の力が作用するように配置されている。
また、各通電端子15は、電池積層体13の端部の集電体20にそれぞれ電気的に接続可能に構成されおり、この実施形態では各通電端子15は、各集電体20から延びる配線を介して開閉可能に接続されている。
The energizing
Further, each energizing
拘束体16は、通電により伸縮する材料により形成されている。本実施形態では直接通電することでジュール熱により通電加熱され、この加熱により収縮する形状記憶材料からなる帯条材を用いている。
さらに拘束体16は、柔軟性を有するものがよく、例えば形状記憶ワイヤを好適に用いることができる。
The
Further, the
拘束体16は、ガイドフレーム14を介在しながら電池積層体13全体を取り囲んで拘束している。本実施形態では、電池積層体13の両端に配置された通電端子15間が周方向に複数配置された拘束体16により弛み無く連結されている。この状態では、拘束体16が収縮することで、支持フレーム14aを介して電池積層体13が積層方向に加圧可能となっている。
The
また、これらの拘束体16は、2つの集電体20間において、充放電回路12と拘束制御回路22とを介して接続されており、集電体20間に充放電部11と並列に接続された拘束回路17を構成している。
この拘束回路17は、充放電部11の充放電時に集電体20間の電力の一部を、複数の拘束体16に並列に通電させて、それぞれ通電加熱させることで収縮させるための回路である。好ましくは、複数の拘束体16に同等に電力を通電させることで、同等に収縮させるのがよい。
Further, these
This
充放電部11は、拘束回路17を開閉する通電スイッチ23と、通電スイッチ23により拘束回路17の通電量を調整する拘束制御部24と、を備えている。
本実施形態では、拘束制御部24が充放電部11に設けられていて、充放電部11の充放電時に通電スイッチ23に開閉信号を送信可能に構成されている。
The charge /
In the present embodiment, the
このような固体電解質電池モジュール10では、図3に示すように、電池積層体13から充放電部11に通電されたり、充放電部11から電池積層体13に通電されたりする(S11)と、拘束制御回路22の拘束制御部24により通電スイッチ23に開閉信号が伝達されて閉じられる(S12)。
In such a solid
すると、拘束回路17が充放電回路12と接続され、電池積層体13から充放電部11へ流れる電流、又は、充放電部11から電池積層体13へ流れる電流の一部が、複数の拘束体16に並列に流れる。その結果、各拘束体16が通電加熱されて収縮して拘束し、電池積層体13の通電端子15間を圧縮する(S13)。
これにより、多数積層された固体電解質層18及び両電極層19a,19b間が付勢されて、各対向面同士が密着して各層間の抵抗が低下する。固体電解質電池モジュール10において十分な電力が放電又は充電される。
Then, the
As a result, a large number of laminated solid electrolyte layers 18 and both
この通電期間中に、予め設定された各種の条件を満たしたとき(S14)、又は、充放電が終了したとき(S15)、充放電部11の拘束制御部24から通電スイッチ23を切断するための信号が伝達されると、通電スイッチ23が切断されて各拘束体16の通電が終了する。
これにより各拘束体16の温度が低下して延びることにより、拘束体16による電池積層体13の加圧が終了する。
To disconnect the
As a result, the temperature of each
以上のような固体電解質電池モジュール10によれば、電池積層体13を拘束して通電により伸縮する拘束体16が集電体20間に充放電部11と並列に接続されて充放電時に拘束体16に通電されるように構成されている。そのため充放電時には拘束体16の拘束力を増加して積層方向に加圧でき、各層間の十分な接触面積や接触圧力を確保できる。
一方、充放電時以外には拘束体16の拘束力が小さくなるため、電池積層体13や拘束体16に無駄に圧力や張力が負荷されない。そのため、電池積層体13及び拘束体16の劣化を抑制できる。
According to the solid
On the other hand, since the restraining force of the
しかも、拘束体16自体に通電することで拘束力を変化させるため、電池積層体13を積層方向に加圧する作動機器などを設ける必要がなく、電池積層体13以外の体積を抑えてコンパクト化できる。また電池積層体13以外の重量を抑えて軽量化できる。
そのため、第1実施形態によれば、コンパクトで耐久性に優れた固体電解質電池モジュール10が得られる。
Moreover, since the binding force is changed by energizing the
Therefore, according to the first embodiment, the solid
この固体電解質電池モジュール10では、柔軟性を有する帯条材からなる拘束体16により電池積層体13を取り囲んで拘束するので、嵩張らず、積層方向に加圧するための部材の配置スペースを大幅に少なく抑えるまたは無くすることができ、一層のコンパクト化を図ることができる。
In the solid
この固体電解質電池モジュール10では、拘束回路17を開閉する通電スイッチ23を拘束制御部24により制御することで、充放電時に拘束体16の通電量を調整できるので、電池積層体13が過剰に加圧されたり接触面積や接触圧力が不足したりすることを防止し易い。そのため電池積層体13及び拘束体16の劣化を抑制し易い。
In the solid
この固体電解質電池モジュール10では、充放電部11の拘束制御部24からの開閉信号に基づいて拘束回路17の通電スイッチ23を開閉するので、充放電部11の動作に連動して拘束回路17を適切に開閉でき、例えば充放電する際に拘束力を適切に増加したり、充放電が過大な場合に拘束力を減少したりすることが可能である。さらに制御系の構成を簡素化することも可能である。
In the solid
[第2実施形態]
第2実施形態の固体電解質電池モジュール10は、図4に示すように、拘束制御回路22が異なる他は、第1実施形態と同様である。
第2実施形態の拘束制御回路22は、拘束回路17を開閉する通電スイッチ23と、拘束回路17を流れる電流を検知する拘束電流センサ25と、充放電回路12の充放電部11を流れる電流を検知する充放電電流センサ26と、通電スイッチ23により拘束回路17の通電量を調整する拘束制御部24と、を備えている。
[Second Embodiment]
As shown in FIG. 4, the solid
The
この実施形態の拘束制御回路22では、拘束電流センサ25と充放電電流センサ26との検出値が拘束制御部24に伝達され、拘束制御部24で、これらの検出値に基づいて通電スイッチ23の開閉を行うようになっている。
In the
第2実施形態の固体電解質電池モジュール10では、図5に示すように、電池積層体13から充放電部11に通電されたり、充放電部11から電池積層体13に通電されたりすることで、充放電回路12に通電されて電流が検出される(S21)と、拘束制御部24から通電スイッチ23に開閉信号が伝達されて閉じられる(S22)。
In the solid
すると、拘束回路17が充放電回路12と接続され、複数の拘束体16に並列に通電される。各拘束体16が通電加熱されて収縮し、電池積層体13を拘束する(S23)。電池積層体13の通電端子15間が圧縮される。
これにより、多数積層された固体電解質層18及び両電極層19a,19b間が付勢されて、各対向面同士が密着して固体電解質電池モジュール10において十分な電力が生成又は充電される。
Then, the
As a result, a large number of laminated solid electrolyte layers 18 and both
この通電期間中に、拘束回路電流が予め設定された電流値A2より大きくなったとき、(S24)、拘束制御部24から通電スイッチ23を切断するための信号が出力されて通電スイッチ23が切断され、各拘束体16の通電が終了する(S25)。
これにより、各拘束体16の温度が低下して延びることにより、拘束体16による電池積層体13の加圧が終了する。
When the restraint circuit current becomes larger than the preset current value A2 during this energization period (S24), a signal for disconnecting the
As a result, the temperature of each
このような第2実施形態の固体電解質電池モジュール10であっても、第1実施形態と同様に、電池積層体13から充放電時だけ拘束体16の拘束力を増加し、それ以外では拘束力を小さくできるので、コンパクトで耐久性に優れた固体電解質電池モジュール10が得られる。また、拘束体16が第1実施形態と同様の形状記憶ワイヤからなるため柔軟性を有しており、電池積層体13の周囲の余分なスペースをできる限り小さくできる。さらに、通電スイッチ23により拘束体16の通電量を調整するので、電池積層体13及び拘束体16の圧力や張力を適切に調整し易い。
Even in the solid
しかも、この固体電解質電池モジュール10では、充放電部11と拘束回路17とにそれぞれ電流を検知する電流センサ25,26が設けられていて、充放電部11の充放電回路12の電流と拘束回路17の電流とに応じて、通電スイッチ23の開閉を調整している。そのため拘束回路17をより適切に開閉することができ、耐久性を向上させ易い。
Moreover, in the solid
[第3実施形態]
第3実施形態の固体電解質電池モジュール10は、図6に示すように、支持フレーム14aと電池積層体13との間、詳細には電池積層体13の積層方向端部に、電池積層体13の拘束力を検知する拘束力検知部27が設けられている。
この拘束力検知部27は、圧力センサからなり、電池積層体13の積層方向端部に負荷される圧力に応じた電圧からなる出力信号が生成される構成である。
[Third Embodiment]
In the solid
The binding
また、第3実施形態の固体電解質電池モジュール10における拘束制御回路22は、図6に示すように、通電スイッチ23と、拘束電流センサ25と、充放電電流センサ26と、拘束制御部24と、を備えている。この拘束制御回路22では、拘束力検知部27からの出力信号が拘束制御部24に伝達されて拘束回路17の処理に利用されるように構成されており、拘束力検知部27からの拘束力信号に基づいて通電スイッチ23に開閉信号を送信可能となっている。
その他の点は第2実施形態と同様である。
Further, as shown in FIG. 6, the
Other points are the same as those of the second embodiment.
この第3実施形態の固体電解質電池モジュール10では、図7に示すように、電池積層体13から充放電部11に通電されたり、充放電部11から電池積層体13に通電されたりすることで、充放電回路12に通電されて電流が検出される(S31)と、拘束制御部24から通電スイッチ23に開閉信号が伝達されて閉じられる(S32)。
In the solid
すると拘束回路17が充放電回路12と接続され、複数の拘束体16に並列に通電される。各拘束体16が通電加熱されて収縮し、電池積層体13を拘束する(S33)。電池積層体13の通電端子15間が圧縮される。
これにより多数積層された固体電解質層18及び両電極層19a,19b間が付勢されて、各対向面同士が密着して固体電解質電池モジュール10において十分な電力が生成又は充電される。
Then, the
As a result, a large number of laminated solid electrolyte layers 18 and both
この通電期間中に、拘束力検知部27から所定値P3より大きい拘束力を示す信号が伝達される(S34)と、拘束制御部24から通電スイッチ23を切断するための信号が出力されて通電スイッチ23が切断されて、各拘束体16への通電が終了し、拘束が終了する(S36)。
また、拘束回路17の電流が予め設定された電流値A3より大きくなったとき(S35)、拘束制御部24から通電スイッチ23を切断するための信号が出力されて通電スイッチ23が切断されて、各拘束体16への通電が終了し、拘束が終了する(S36)。
During this energization period, when a signal indicating a binding force larger than the predetermined value P3 is transmitted from the binding force detecting unit 27 (S34), a signal for disconnecting the energizing
Further, when the current of the
このような第3実施形態の固体電解質電池モジュール10であっても、第1実施形態と同様に、電池積層体13から充放電時だけ拘束体16の拘束力を増加し、それ以外では拘束力を小さくできるので、コンパクトで耐久性に優れた固体電解質電池モジュール10が得られる。また、拘束体16が第1実施形態と同様の形状記憶ワイヤからなるため柔軟性を有しており、電池積層体13の周囲の余分なスペースをできる限り小さくできる。さらに、通電スイッチ23により拘束体16の通電量を調整するので、電池積層体13及び拘束体16の圧力や張力を適切に調整し易い。
Even in the solid
しかも、この固体電解質電池モジュール10では、圧力センサにより実際に電池積層体13に負荷されている圧力を直接測定できるため、電池積層体13の拘束力に応じて通電スイッチ23の開閉をより適切に調整することができる。そのため、電池積層体13を過剰な拘束力で拘束することを防止でき、耐久性を確実に向上することが可能である。
Moreover, in the solid
次に、第3実施形態の変形例について説明する。
図8は、第3実施形態の変形例である。この第4実施形態の固体電解質電池モジュール10では、拘束力検知部27として、電池積層体13の圧力センサの代わりに、張力センサが拘束体16に設けられている。
この固体電解質電池モジュール10では、上記の第3実施形態のように電池積層体13に負荷されている圧力を直接測定する代わりに、張力センサにより拘束体16に負荷されている張力を直接測定している。
Next, a modified example of the third embodiment will be described.
FIG. 8 is a modified example of the third embodiment. In the solid
In the solid
このような構成であっても、第3実施形態と同様の作用効果を得ることができ、電池積層体13の拘束力に応じて通電スイッチ23の開閉をより適切に調整することができ、電池積層体13を過剰な拘束力で拘束することを防止して、耐久性を確実に向上することが可能である。
Even with such a configuration, the same effect as that of the third embodiment can be obtained, the opening and closing of the
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば上記各実施形態では、一対の集電体20間に正電極層19a及び負電極層19bが固体電解質層18を挟んで複数対配置された例について説明したが、互いに直列又は並列に設けられた複数対の集電体20層間にそれぞれ一対又は複数対正電極層19a及び負電極層19bが固体電解質層18を挟んで配置されていてもよい。
また上記各実施形態では、拘束体16及び通電端子15により電池積層体13の外周を環状に取り囲んだ例を説明したが、電池積層体13の両端部間を積層方向に圧縮できる配置であれれば何ら限定されるものではない。例えば電池積層体13の両端に硬質部材を配置し、この硬質部材間を拘束体16により連結して拘束させることも可能である。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like within a range not deviating from the gist of the present invention are also included.
For example, in each of the above embodiments, a plurality of pairs of
Further, in each of the above embodiments, an example in which the outer periphery of the
10 固体電解質電池モジュール
11 充放電部
12 充放電回路
13 電池積層体
14 ガイドフレーム
14a 支持フレーム
15 通電端子
16 拘束体
17 拘束回路
18 固体電解質層
19a 正電極層
19b 負電極層
20 集電体
21 レール
22 拘束制御回路
23 通電スイッチ
24 拘束制御部
25 拘束電流センサ
26 充放電電流センサ
27 拘束力検知部
10 Solid
Claims (6)
前記電池積層体を拘束して通電により伸縮することで積層方向に加圧可能に構成された拘束体と、
前記集電体間に接続された充放電部と並列に接続され、前記充放電部の充放電時に前記集電体間の電力の一部を前記拘束体に通電する拘束回路と、
内側空間に前記電池積層体を収容し、前記電池積層体の積層方向に2つに分離されて互いに対向する一対の支持フレームからなるガイドフレームと、
前記ガイドフレームの一対の支持フレームを前記電池積層体の積層方向に互いに近接及び離間自在にそれぞれ支持するレールと、
前記ガイドフレームを介して、前記電池積層体の両端面に間接的に物理的に当接するように配置された通電端子と、を備え、
前記電池積層体の両端に配置された前記通電端子間が周方向に複数配置された前記拘束体により連結されている、
固体電解質電池モジュール。 A battery laminate in which a solid electrolyte layer and an electrode layer are laminated between current collectors,
A restraint body configured to be able to pressurize in the stacking direction by restraining the battery laminate and expanding and contracting by energization.
A restraint circuit that is connected in parallel with the charge / discharge section connected between the current collectors and energizes the restraint body with a part of the electric power between the current collectors when the charge / discharge section is charged / discharged.
A guide frame composed of a pair of support frames that accommodate the battery laminate in the inner space, are separated into two in the stacking direction of the battery laminate, and face each other.
A rail that supports the pair of support frames of the guide frame so as to be close to and separated from each other in the stacking direction of the battery laminate.
An energizing terminal arranged so as to indirectly physically contact both end surfaces of the battery laminate via the guide frame is provided.
The energizing terminals arranged at both ends of the battery laminate are connected by the restraints arranged in the circumferential direction.
Solid electrolyte battery module.
請求項1に記載の固体電解質電池モジュール。 The solid electrolyte battery module according to claim 1, wherein the restraint body is made of a strip material that has flexibility and is heated by energization and contracts, and surrounds and restrains the battery laminate.
前記通電スイッチにより前記拘束回路の通電量を調整する拘束制御部と、
を備える請求項1又は請求項2に記載の固体電解質電池モジュール。 An energizing switch that opens and closes the restraint circuit,
A restraint control unit that adjusts the energization amount of the restraint circuit by the energization switch,
The solid electrolyte battery module according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の固体電解質電池モジュール。 The solid electrolyte battery module according to claim 3, wherein the restraint control unit is provided in the charge / discharge unit, and an open / close signal is transmitted to the energization switch when the charge / discharge unit is charged / discharged.
前記拘束回路は、電流を検知する拘束電流センサを有し、
前記拘束制御部は、前記各センサからの電流検知信号に基づいて前記通電スイッチの開閉を調整する開閉信号を送信する
請求項3に記載の固体電解質電池モジュール。 The charge / discharge unit has a charge / discharge current sensor that detects a current.
The restraint circuit has a restraint current sensor that detects a current.
The solid electrolyte battery module according to claim 3, wherein the restraint control unit transmits an open / close signal for adjusting the open / close of the energization switch based on the current detection signal from each sensor.
前記拘束力検知部は、前記拘束力検知部からの拘束力信号に基づいて前記通電スイッチ
の開閉を調整する開閉信号を送信する
請求項3に記載の固体電解質電池モジュール。 The restraint body has a binding force detecting unit for detecting the binding force of the battery laminate.
The solid electrolyte battery module according to claim 3, wherein the binding force detecting unit transmits an opening / closing signal for adjusting the opening / closing of the energization switch based on the binding force signal from the binding force detecting unit.
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