JP6904939B2 - 蓄電池モジュール - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電池モジュールに関する。
組電池（蓄電池モジュール）を製造する際には、複数の電池セル（蓄電池セル）を積層した後、正極端子（正極タブ）と負極端子（負極タブ）とを、例えばレーザ溶接により電気的に接続する（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、レーザ溶接による方法は、時間と手間とを要する。また、溶接の範囲が狭いため、正極端子と負極端子との接続信頼性を十分に確保し得ない場合もある。
しかしながら、レーザ溶接による方法は、時間と手間とを要する。また、溶接の範囲が狭いため、正極端子と負極端子との接続信頼性を十分に確保し得ない場合もある。
本発明の目的は、単純な構成でありながら、隣接する蓄電池セル同士が高い信頼性で接続された蓄電池モジュールを提供することにある。
このような目的は、下記の（１）〜（５）の本発明により達成される。
（１） 積層された複数の蓄電池セルを含むセル積層体を備える蓄電池モジュールであって、
各前記蓄電池セルは、正極および負極を含むセル本体と、前記正極および前記負極にそれぞれ電気的に接続され、前記セル本体から突出する正極タブおよび負極タブとを有し、
前記正極タブが前記セル本体の一方の面側に、前記負極タブが前記セル本体の他方の面側に位置するように延設されており、
前記正極タブおよび前記負極タブは、それぞれ前記セル本体の一方の面側または他方の面側に位置するタブ本体と、該タブ本体と前記正極または前記負極とを電気的に接続する接続部とを備え、
前記蓄電池セルの平面視において、前記タブ本体の形状は、前記セル本体の形状と相似形をなし、前記タブ本体の面積は、前記セル本体の面積の５５〜９５％であることを特徴とする蓄電池モジュール。
（１） 積層された複数の蓄電池セルを含むセル積層体を備える蓄電池モジュールであって、
各前記蓄電池セルは、正極および負極を含むセル本体と、前記正極および前記負極にそれぞれ電気的に接続され、前記セル本体から突出する正極タブおよび負極タブとを有し、
前記正極タブが前記セル本体の一方の面側に、前記負極タブが前記セル本体の他方の面側に位置するように延設されており、
前記正極タブおよび前記負極タブは、それぞれ前記セル本体の一方の面側または他方の面側に位置するタブ本体と、該タブ本体と前記正極または前記負極とを電気的に接続する接続部とを備え、
前記蓄電池セルの平面視において、前記タブ本体の形状は、前記セル本体の形状と相似形をなし、前記タブ本体の面積は、前記セル本体の面積の５５〜９５％であることを特徴とする蓄電池モジュール。
（２） 前記タブ本体と前記接続部とは一体的に形成されている上記（１）に記載の蓄電池モジュール。
（３） 前記接続部は、各前記蓄電池セルの電圧を監視するために使用される端子として機能する上記（１）または（２）に記載の蓄電池モジュール。
（４） 前記セル積層体は、さらに、隣接する前記正極タブと前記負極タブとの間に配置され、前記蓄電池セルの電圧を監視するために使用する導電板を含む上記（１）ないし（３）のいずれか１つに記載の蓄電池モジュール。
（５） さらに、前記セル積層体を収容する電池容器と、
前記蓄電池セルの積層方向において前記電池容器と前記セル積層体との間に配置され、前記セル積層体を加圧する加圧部とを有する上記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の蓄電池モジュール。
前記蓄電池セルの積層方向において前記電池容器と前記セル積層体との間に配置され、前記セル積層体を加圧する加圧部とを有する上記（１）ないし（４）のいずれか１つに記載の蓄電池モジュール。
本発明によれば、正極タブおよび負極タブを互いにセル本体の反対の面側に位置するように延設したので、隣接する蓄電池セルの正極タブと負極タブとの接触面積を大きく確保し、均一な加圧を行いつつ、確実な電気的接続を可能にする。
以下、本発明の蓄電池モジュールついて、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。以下の実施形態では、リチウムイオン二次電池を蓄電池セルに適用した場合について説明する。
＜第１実施形態＞
まず、本発明の蓄電池モジュールの第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の蓄電池モジュールの構成を示す部分断面側面図、図２は、図１に示す蓄電池モジュールが備える蓄電池セルの斜視図、図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図、図４は、蓄電池モジュールが備えるセル積層体の他の構成を示す拡大側面図である。
まず、本発明の蓄電池モジュールの第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の蓄電池モジュールの構成を示す部分断面側面図、図２は、図１に示す蓄電池モジュールが備える蓄電池セルの斜視図、図３は、図２中のＡ−Ａ線断面図、図４は、蓄電池モジュールが備えるセル積層体の他の構成を示す拡大側面図である。
各図では、その特徴を判り易くするために、便宜上、特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等は、実際とは異なる場合がある。
以下に例示される材料、寸法等は一例であって、本発明は、それらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
以下に例示される材料、寸法等は一例であって、本発明は、それらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
図１に示すように、蓄電池モジュール１００は、積層された複数の蓄電池セル（リチウムイオン二次電池）１を含むセル積層体１１０と、セル積層体１１０を収容する電池容器２００とを備える。
電池容器２００は、プレート２１０と、プレート２１０に装着されるカバー２２０とを有する。プレート２１０にカバー２２０を装着した状態で、電池容器２００内に内部空間２３０が形成され、この内部空間２３０にセル積層体１１０が収容されている。
電池容器２００は、プレート２１０と、プレート２１０に装着されるカバー２２０とを有する。プレート２１０にカバー２２０を装着した状態で、電池容器２００内に内部空間２３０が形成され、この内部空間２３０にセル積層体１１０が収容されている。
電池容器２００の構成材料としては、例えば、ポリカーボネートのような硬質樹脂材料、ステンレス鋼のような金属材料等が挙げられる。
図２に示すように、蓄電池セル１は、シート状のセル本体１１を有する。セル本体１１は、図３に示すように、正極２と、負極３と、これの間に介挿されたセパレータ６とを備える電極積層体１０と、電解液７と、内部に電極積層体１０および電解液７を封入するシート状の外装体８とを備える。
図２に示すように、蓄電池セル１は、シート状のセル本体１１を有する。セル本体１１は、図３に示すように、正極２と、負極３と、これの間に介挿されたセパレータ６とを備える電極積層体１０と、電解液７と、内部に電極積層体１０および電解液７を封入するシート状の外装体８とを備える。
電極積層体１０は、さらに、正極２に接合（電気的に接続）された正極タブ４と、負極３に接合（電気的に接続）された負極タブ５とを備えており、これらのタブ４、５は、電極積層体１０を外装体８内に封入した状態で、セル本体１１（外装体８）から突出（外部に露出）している。
本実施形態では、正極２に接合された正極タブ４と、負極３に接合された負極タブ５とは、セル本体１１の長手方向の反対側に突出している。
本実施形態では、正極２に接合された正極タブ４と、負極３に接合された負極タブ５とは、セル本体１１の長手方向の反対側に突出している。
正極２は、図示しないが、平面視で略矩形状をなすアルミニウム箔で構成された正極集電体と、正極集電体の両面にそれぞれ設けられた正極活物質層とを有している。蓄電池セル１の充電時には、正極集電体が電気を集電して、正極活物質層に供給する。
正極集電体の一部は、正極活物質層から露出しており、この露出部に正極タブ４が接合されている。正極タブ４は、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、アルミニウム板、銅板、ニッケル板、表面処理を施した鋼板等で構成することができる。正極タブ４は、正極集電体と一体的に形成するようにしてもよい。
正極集電体の一部は、正極活物質層から露出しており、この露出部に正極タブ４が接合されている。正極タブ４は、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、アルミニウム板、銅板、ニッケル板、表面処理を施した鋼板等で構成することができる。正極タブ４は、正極集電体と一体的に形成するようにしてもよい。
正極活物質層は、例えば、正極活物質と、導電助剤と、結着剤とを含む正極用スラリーを、正極集電体に塗工することにより形成することができる。
正極活物質としては、特に限定されないが、例えば、一般式「ＬｉＭｘＯｙ（式中、Ｍは金属原子であり、ｘおよびｙは、金属原子Ｍと酸素原子Ｏとの組成比である。）」で表される金属酸リチウム化合物が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
正極活物質としては、特に限定されないが、例えば、一般式「ＬｉＭｘＯｙ（式中、Ｍは金属原子であり、ｘおよびｙは、金属原子Ｍと酸素原子Ｏとの組成比である。）」で表される金属酸リチウム化合物が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
かかる金属酸リチウム化合物の具体例としては、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）等が挙げられる。
前記一般式において、Ｍが複数種の金属原子で構成されてもよい。この場合、金属酸リチウム化合物は、例えば、一般式「ＬｉＭ１ ｐＭ２ ｑＭ３ ｒＯｙ（式中、Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は互いに異なる種類の金属原子であり、ｐ、ｑ、ｒおよびｙは、金属原子Ｍ１、Ｍ２およびＭ３と酸素原子Ｏとの組成比である。）」で表される。ｐ＋ｑ＋ｒ＝ｘである。かかる金属酸リチウム化合物の具体例としては、ＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２等が挙げられる。
前記一般式において、Ｍが複数種の金属原子で構成されてもよい。この場合、金属酸リチウム化合物は、例えば、一般式「ＬｉＭ１ ｐＭ２ ｑＭ３ ｒＯｙ（式中、Ｍ１、Ｍ２およびＭ３は互いに異なる種類の金属原子であり、ｐ、ｑ、ｒおよびｙは、金属原子Ｍ１、Ｍ２およびＭ３と酸素原子Ｏとの組成比である。）」で表される。ｐ＋ｑ＋ｒ＝ｘである。かかる金属酸リチウム化合物の具体例としては、ＬｉＮｉ０．３３Ｍｎ０．３３Ｃｏ０．３３Ｏ２等が挙げられる。
正極活物質には、類似の組成であるオリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）を用いることもできる。
導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック等が用いられ、結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、カルボキシメチルセルロース、アクリル系樹脂等が用いられる。
導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック等が用いられ、結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、カルボキシメチルセルロース、アクリル系樹脂等が用いられる。
負極３は、図示しないが、平面視で略矩形状をなす銅箔で構成された負極集電体と、負極集電体の両面にそれぞれ設けられた負極活物質層とを有している。蓄電池セル１の放電時に、負極集電体は、負極活物質層で発生した電子を効率よく取り出し外部機器に供給する。
負極集電体の一部は、負極活物質層から露出しており、この露出部に負極タブ５が接合されている。負極タブ５は、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、銅板、ニッケル板、アルミニウム板、表面処理を施した鋼板等で構成することができる。負極タブ５は、負極集電体と一体的に形成するようにしてもよい。
負極集電体の一部は、負極活物質層から露出しており、この露出部に負極タブ５が接合されている。負極タブ５は、導電性を有していれば、特に限定されず、例えば、銅板、ニッケル板、アルミニウム板、表面処理を施した鋼板等で構成することができる。負極タブ５は、負極集電体と一体的に形成するようにしてもよい。
負極活物質層は、例えば、負極活物質と、結着剤と、必要に応じて導電助剤とを含む負極用スラリーを、負極集電体に塗工することにより形成することができる。
負極活物質としては、特に限定されないが、例えば、炭素粉末、黒鉛粉末のような炭素材料、チタン酸リチウムのような金属酸化物等を用いることができる。
結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン等を用いることができ、導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ等を用いることができる。
負極活物質としては、特に限定されないが、例えば、炭素粉末、黒鉛粉末のような炭素材料、チタン酸リチウムのような金属酸化物等を用いることができる。
結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン等を用いることができ、導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ等を用いることができる。
各集電体の平面形状は、図示の構成では、長方形状をなしているが、例えば、正方形状、円形状、楕円形状等であってもよい。
各集電体の平面視での面積（平面積）は、製造すべき蓄電池セル１のサイズに応じて適宜設定されるため、特に限定されないが、５００〜２５００ｍｍ２程度であることが好ましく、７５０〜２０００ｍｍ２程度であることがより好ましい。
各集電体の厚さも、特に限定されないが、１〜７５μｍ程度であることが好ましく、５〜５０μｍ程度であることがより好ましい。
各集電体の平面視での面積（平面積）は、製造すべき蓄電池セル１のサイズに応じて適宜設定されるため、特に限定されないが、５００〜２５００ｍｍ２程度であることが好ましく、７５０〜２０００ｍｍ２程度であることがより好ましい。
各集電体の厚さも、特に限定されないが、１〜７５μｍ程度であることが好ましく、５〜５０μｍ程度であることがより好ましい。
各電極活物質は、粒子状であることが好ましい。この場合、電極活物質の平均粒径は、１〜３０μｍ程度であることが好ましい。
各活物質層の厚さも、特に限定されないが、５〜１００μｍ程度であることが好ましく、１０〜７５μｍ程度であることがより好ましい。
各活物質層の厚さも、特に限定されないが、５〜１００μｍ程度であることが好ましく、１０〜７５μｍ程度であることがより好ましい。
正極２と負極３との間には、セパレータ６が介挿されている。このセパレータ６は、絶縁性を有し、正極２と負極３との短絡を防止する機能および電解液７を保持する機能を有する。セパレータ６に電解液７が保持されることで、電解質層が形成される。
セパレータ６は、電解液７を保持または通過させることが可能であれば、特に限定されず、多孔質膜や非多孔質膜で構成することができる。
多孔質膜としては、細孔を有するシート材、不織布等が挙げられる。細孔を有するシート材は、例えば、粒子とバインダーとを含む材料から形成することができる。非多孔質膜は、電解液を保持可能な樹脂材料で形成することができる。非多孔質膜は、スペーサ機能を有する粒子状物を含んでもよい。
セパレータ６は、電解液７を保持または通過させることが可能であれば、特に限定されず、多孔質膜や非多孔質膜で構成することができる。
多孔質膜としては、細孔を有するシート材、不織布等が挙げられる。細孔を有するシート材は、例えば、粒子とバインダーとを含む材料から形成することができる。非多孔質膜は、電解液を保持可能な樹脂材料で形成することができる。非多孔質膜は、スペーサ機能を有する粒子状物を含んでもよい。
セパレータ６の構成材料（絶縁材料）としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなオレフィン系樹脂、セルロース系樹脂、ガラス繊維等が挙げられる。
電解液を保持可能な樹脂樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂等の高分子が挙げられる。中でも、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体が特に好ましい。
セパレータ６の厚さは、１〜７５μｍ程度であることが好ましく、１〜５０μｍ程度であることがより好ましい。かかる厚さのセパレータ６であれば、絶縁性を十分に確保することができる。
電解液を保持可能な樹脂樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリエチレンオキサイド系樹脂等の高分子が挙げられる。中でも、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体が特に好ましい。
セパレータ６の厚さは、１〜７５μｍ程度であることが好ましく、１〜５０μｍ程度であることがより好ましい。かかる厚さのセパレータ６であれば、絶縁性を十分に確保することができる。
以上のような電極積層体１０は、電解液７とともに外装体８内に封入されている。
電解液７は、電解質を溶媒に溶解してなる液体である。蓄電池セル１の充放電時には、この電解液７中をイオンが伝導する。
電解液７は、電解質を溶媒に溶解してなる液体である。蓄電池セル１の充放電時には、この電解液７中をイオンが伝導する。
溶媒には、水分を実質的に含まない（例えば、１００ｐｐｍ未満）非水系溶媒が好適に用いられる。非水系溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、酢酸メチル、蟻酸メチル、トルエン、ヘキサン等が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
電解質としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム、過塩素酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウムのようなリチウム塩等を好適に使用することができる。
電解液７中の電解質の濃度は、特に限定されないが、０．０１〜１Ｍ程度であることが好ましく、０．０５〜０．７５Ｍ程度であることがより好ましく、０．１〜０．５Ｍ程度であることがさらに好ましい。
電解液７中の電解質の濃度は、特に限定されないが、０．０１〜１Ｍ程度であることが好ましく、０．０５〜０．７５Ｍ程度であることがより好ましく、０．１〜０．５Ｍ程度であることがさらに好ましい。
電解液７は、ゲル化剤の添加によりゲル状をなしていてもよい。ゲル化剤としては、例えば、電解質を保持可能な材料であればよく、高分子化合物が挙げられる。高分子化合物としては、アセトニトリルのようなニトリル系化合物、テトラヒドロフランのようなエーテル系化合物、ジメチルホルムアミドのようなアミド系化合物等が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
外装体８は、図３に示すように、２枚の可撓性を有するシート材８０を重ね合わせ、その外周部を融着（例えば、熱融着、超音波融着、高周波融着）することによりシールしてなる。したがって、外装体８の外周部には、シール部Ｓが形成されている。
シール部Ｓの幅は、特に限定されないが、０．３〜４５ｍｍ程度であることが好ましく、０．５〜３０ｍｍ程度であることがより好ましい。
本実施形態のシート材８０は、図３に示すように、基材層８１と、基材層８１の一方の面に設けられた樹脂層８２と、基材層８１の他方の面（樹脂層８２と反対側の面）に設けられた保護層８３とを備える積層シートで構成されている。
シール部Ｓの幅は、特に限定されないが、０．３〜４５ｍｍ程度であることが好ましく、０．５〜３０ｍｍ程度であることがより好ましい。
本実施形態のシート材８０は、図３に示すように、基材層８１と、基材層８１の一方の面に設けられた樹脂層８２と、基材層８１の他方の面（樹脂層８２と反対側の面）に設けられた保護層８３とを備える積層シートで構成されている。
基材層８１は、シート材８０に強度を付与する機能および電解液７やガスの透過を阻止する機能を有する。基材層８１の構成材料としては、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金、ステンレス鋼等が挙げられる。
基材層８１の厚さは、特に限定されないが、９〜１００μｍ程度であることが好ましく、２０〜８０μｍ程度であることがより好ましい。
基材層８１の厚さは、特に限定されないが、９〜１００μｍ程度であることが好ましく、２０〜８０μｍ程度であることがより好ましい。
樹脂層８２は、融着されることにより外装体８を封止する機能を有する。樹脂層８２の構成材料（融着可能な材料）としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、ポリメチルペンテン等が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
樹脂層８２は、前記材料で形成された無延伸のフィルム（特に、無延伸のポリプロピレンフィルム）で構成されていることが好ましい。これにより、樹脂層８２が電解液７により溶解または膨潤することを好適に防止することができる。
樹脂層８２の厚さは、特に限定されないが、３〜２００μｍ程度であることが好ましく、２０〜１００μｍ程度であることがより好ましい。
樹脂層８２の厚さは、特に限定されないが、３〜２００μｍ程度であることが好ましく、２０〜１００μｍ程度であることがより好ましい。
保護層８３は、外装体８の最外層を構成し、基材層８１を保護する機能および蓄電池セル１の機械的構造特性を確保する機能を有する。保護層８３の構成材料には、比較的硬質な樹脂材料が用いられる。かかる硬質な樹脂材料としては、例えば、ポリアミド（ナイロン）、アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート等が挙げられ、これらのうちの１種を単独でまたは２種以上を組み合わせて用いることができる。
保護層８３の厚さは、特に限定されないが、５〜５０μｍ程度であることが好ましく、１０〜３０μｍ程度であることがより好ましい。
保護層８３の厚さは、特に限定されないが、５〜５０μｍ程度であることが好ましく、１０〜３０μｍ程度であることがより好ましい。
以上のような構成のセル本体１１から、正極タブ４および負極タブ５が突出している。
本実施形態では、正極タブ４がセル本体１１の上面（一方の面）側に、負極タブ５がセル本体１１の下面（他方の面）側に位置するように延設されている。
正極タブ４は、セル本体１１の上面側に位置するタブ本体４１と、タブ本体４１と正極２とを電気的に接続する接続部４２とを備える。一方、負極タブ５は、セル本体１１の下面側に位置するタブ本体５１と、タブ本体５１と負極３とを電気的に接続する接続部５２とを備える。
本実施形態では、正極タブ４がセル本体１１の上面（一方の面）側に、負極タブ５がセル本体１１の下面（他方の面）側に位置するように延設されている。
正極タブ４は、セル本体１１の上面側に位置するタブ本体４１と、タブ本体４１と正極２とを電気的に接続する接続部４２とを備える。一方、負極タブ５は、セル本体１１の下面側に位置するタブ本体５１と、タブ本体５１と負極３とを電気的に接続する接続部５２とを備える。
このような構成において、図１に示すように、複数の蓄電池セル１を積層すると、隣接する蓄電池セル１のタブ本体４１とタブ本体５１とが面接触する。これにより、各蓄電池セル１に均一な加圧を行いつつ、隣接する蓄電池セル１同士の間に、良好な電気的接続を得ることができる。
また、仮に蓄電池セル１やタブ本体４１、５１に若干の撓みが存在しても、タブ本体４１、５１が十分な大きさを有するので、これらの全面での均一な接触を可能とする。その結果、隣接する蓄電池セル１同士の接続信頼性を高めることができる。
また、仮に蓄電池セル１やタブ本体４１、５１に若干の撓みが存在しても、タブ本体４１、５１が十分な大きさを有するので、これらの全面での均一な接触を可能とする。その結果、隣接する蓄電池セル１同士の接続信頼性を高めることができる。
かかる観点から、蓄電池セル１の平面視において、タブ本体４１、５１の面積は、セル本体１１（外装体８）の面積の５５〜９５％程度であることが好ましく、６０〜９０％程度であることがより好ましく、６５〜８５％程度であることがさらに好ましい。
また、タブ本体４１、５１を大面積化することにより、正極タブ４および負極タブ５を介した放熱効果が期待できる。これにより、仮に蓄電池セル１が発熱しても、これを効率よく冷却することができる。
また、タブ本体４１、５１を大面積化することにより、正極タブ４および負極タブ５を介した放熱効果が期待できる。これにより、仮に蓄電池セル１が発熱しても、これを効率よく冷却することができる。
蓄電池セル１の平面視において、タブ本体４１、５１の形状は、セル本体１１の形状と類似の形状（例えば相似の形状）であることが好ましい。本実施形態では、セル本体１１の形状が長方形状（四角形状）であるのに対し、タブ本体４１、５１の形状は、セル本体１１の長方形状（四角形状）である。
かかる構成により、隣接する蓄電池セル１同士が面方向において若干ずれていても、タブ本体４１とタブ本体５１との確実な電気的接続を確保することができる。また、タブ本体４１とタブ本体５１とを、それらの全面において均一に接触させ易い。
かかる構成により、隣接する蓄電池セル１同士が面方向において若干ずれていても、タブ本体４１とタブ本体５１との確実な電気的接続を確保することができる。また、タブ本体４１とタブ本体５１とを、それらの全面において均一に接触させ易い。
タブ本体４１、５１と接続部４２、５２とは、互いに別部材で構成してもよいが、一体的に形成されていること（１つの金属板を加工して形成されていること）が好ましい。これにより、蓄電池セル１（蓄電池モジュール１００）の部品点数の削減に寄与する。また、タブ本体４１、５１と接続部４２、５２とを接続する作業を省略することができるとともに、タブ本体４１、５１と接続部４２、５２との境界部における十分な機械的強度を確保することもできる。
接続部４２、５２の突出部（耳部）４２１、５２１には、各蓄電池セル１の電圧を監視するための監視ユニットが電気的に接続される。すなわち、接続部４２、５２は、各蓄電池セル１の電圧を監視するために使用される端子として機能する。これにより、簡便な構成でありながら、各蓄電池セル１の電圧の変化を監視（モニター）することができる。このため、各蓄電池セル１に生じた異常を初期段階で検出することができ、安全性が高い。
このような構成に代えて、セル積層体１１０においては、図４に示すように、各蓄電池セル１の電圧を監視するための監視ユニットを電気的に接続するための導電板１１１を、隣接する蓄電池セル１のタブ本体４１とタブ本体５１との間に配置するようにしてもよい。かかる構成によれば、各蓄電池セル１に生じた異常を初期段階で検出可能であることのみならず、導電板１１１を介した放熱効果を期待することもできる。
この場合、監視ユニットは、導電板１１１に直接、または導電板１１１から延設された引出し線に接続される。
図示の構成例では、突出部５２１（４２１）が省略されている。
この場合、監視ユニットは、導電板１１１に直接、または導電板１１１から延設された引出し線に接続される。
図示の構成例では、突出部５２１（４２１）が省略されている。
また、上記構成に代えて、セル積層体１１０においては、各蓄電池セル１の電圧を監視するための監視ユニットを電気的に接続するための接続線（接続端子）を、各セル本体１１から引き出して設けるようにしてもよい。この場合、接続線は、その一端が電極積層体１０に電気的に接続され、セル本体１１からの引出部分が、例えば外装体８のシール部Ｓ上に配置（固定）される。
＜第２実施形態＞
次に、本発明の蓄電池モジュールの第２実施形態について説明する。
以下、第２実施形態の蓄電池モジュール１００について、前記第１実施形態の蓄電池モジュール１００との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の蓄電池モジュール１００は、さらに加圧部９を備えること以外は、前記第１実施形態の蓄電池モジュール１００と同様である。
次に、本発明の蓄電池モジュールの第２実施形態について説明する。
以下、第２実施形態の蓄電池モジュール１００について、前記第１実施形態の蓄電池モジュール１００との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態の蓄電池モジュール１００は、さらに加圧部９を備えること以外は、前記第１実施形態の蓄電池モジュール１００と同様である。
図５は、第２実施形態の蓄電池モジュールの構成を示す部分断面側面図である。
図５に示すように、加圧部９は、蓄電池セル１（セル積層体１１０）の積層方向において、電池容器２００とセル積層体１１０との間に配置されている。
この加圧部９は、セル積層体１１０上に配置された加圧板９１と、加圧板９１とカバー２２０の天井部との間に圧縮状態で配置された複数のコイルバネ（弾性体）９２とを有している。
図５に示すように、加圧部９は、蓄電池セル１（セル積層体１１０）の積層方向において、電池容器２００とセル積層体１１０との間に配置されている。
この加圧部９は、セル積層体１１０上に配置された加圧板９１と、加圧板９１とカバー２２０の天井部との間に圧縮状態で配置された複数のコイルバネ（弾性体）９２とを有している。
かかる加圧部９を設けることにより、セル積層体１１０が積層方向に加圧されている。これにより、隣接するタブ本体４１とタブ本体５１との接続信頼性をより高めることができる。また、充放電に伴う蓄電池セル１の膨張を抑制することができる。このため、蓄電池セル１の劣化を好適に防止することもできる。
加圧部９は、セル積層体１１０とカバー２２０の天井部との間に代えて、セル積層体１１０とプレート２１０との間に配置するようにしてもよく、双方に配置するようにしてもよい。
加圧板９１を押圧（付勢）する弾性体には、コイルバネ９２に代えて、板バネ等を用いることができる。必要に応じて、加圧板９１を省略してもよい。カバー２２０自体に加圧部９としての機能を持たせてもよい。
加圧部９は、セル積層体１１０とカバー２２０の天井部との間に代えて、セル積層体１１０とプレート２１０との間に配置するようにしてもよく、双方に配置するようにしてもよい。
加圧板９１を押圧（付勢）する弾性体には、コイルバネ９２に代えて、板バネ等を用いることができる。必要に応じて、加圧板９１を省略してもよい。カバー２２０自体に加圧部９としての機能を持たせてもよい。
以上説明した蓄電池モジュール１００では、複数の蓄電池セル１は、直列に接続されているが、並列に接続されてもよい。この場合、例えば、正極タブ４および負極タブ５を折り曲げる前に、複数の蓄電池セル１をセル本体１１同士が直接接触するように積層して積層体を得、その後、複数の正極タブ４を一括して積層体の上面側に、複数の負極タブ５を一括して積層体の下面側に折り曲げればよい。
さらに、かかる並列接続体を複数積層して、直列接続してもよい。
さらに、かかる並列接続体を複数積層して、直列接続してもよい。
タブ本体４１、５１は、大面積の板状（シート状）でなくてもよく、比較的細い幅の帯状であってもよい。この場合も、積層される蓄電池セル１の面方向における位置規制を十分に行えば、隣接する蓄電池セル１同士を確実に電気的に接続することができる。
ただし、各前記実施形態のように、タブ本体４１、５１を大面積化することにより、蓄電池セル１（セル本体１１）の面方向においてかかる圧力を均一にし易い。このため、蓄電池セル１の不本意な破損が好適に防止される。
ただし、各前記実施形態のように、タブ本体４１、５１を大面積化することにより、蓄電池セル１（セル本体１１）の面方向においてかかる圧力を均一にし易い。このため、蓄電池セル１の不本意な破損が好適に防止される。
以上、本発明の蓄電池モジュールについて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。本発明の蓄電池モジュールは、他の任意の構成を有していてもよいし、同様の機能を発揮する任意の構成と置換されていてもよい。
蓄電池セルは、リチウムイオン二次電池の他、例えば、銀イオン二次電池等の二次電池で構成することもできる。
また、外装体８は、１枚のシート材８０を折り曲げ、その外周部をシールすることで作製してもよい。
蓄電池セルは、リチウムイオン二次電池の他、例えば、銀イオン二次電池等の二次電池で構成することもできる。
また、外装体８は、１枚のシート材８０を折り曲げ、その外周部をシールすることで作製してもよい。
１００ 蓄電池モジュール
１１０ セル積層体
１１１ 導電板
２００ 電池容器
２１０ プレート
２２０ カバー
２３０ 内部空間
１ リチウムイオン二次電池
１１ セル本体
１０ 電極積層体
２ 正極
３ 負極
４ 正極タブ
４１ タブ本体
４２ 接続部
４２１ 突出部
５ 負極タブ
５１ タブ本体
５２ 接続部
５２１ 突出部
６ セパレータ
７ 電解液
８ 外装体
８０ シート材
８１ 基材層
８２ 樹脂層
８３ 保護層
９ 加圧部
９１ 加圧板
９２ コイルバネ
Ｓ シール部
１１０ セル積層体
１１１ 導電板
２００ 電池容器
２１０ プレート
２２０ カバー
２３０ 内部空間
１ リチウムイオン二次電池
１１ セル本体
１０ 電極積層体
２ 正極
３ 負極
４ 正極タブ
４１ タブ本体
４２ 接続部
４２１ 突出部
５ 負極タブ
５１ タブ本体
５２ 接続部
５２１ 突出部
６ セパレータ
７ 電解液
８ 外装体
８０ シート材
８１ 基材層
８２ 樹脂層
８３ 保護層
９ 加圧部
９１ 加圧板
９２ コイルバネ
Ｓ シール部
Claims (5)
- 積層された複数の蓄電池セルを含むセル積層体を備える蓄電池モジュールであって、
各前記蓄電池セルは、正極および負極を含むセル本体と、前記正極および前記負極にそれぞれ電気的に接続され、前記セル本体から突出する正極タブおよび負極タブとを有し、
前記正極タブが前記セル本体の一方の面側に、前記負極タブが前記セル本体の他方の面側に位置するように延設されており、
前記正極タブおよび前記負極タブは、それぞれ前記セル本体の一方の面側または他方の面側に位置するタブ本体と、該タブ本体と前記正極または前記負極とを電気的に接続する接続部とを備え、
前記蓄電池セルの平面視において、前記タブ本体の形状は、前記セル本体の形状と相似形をなし、前記タブ本体の面積は、前記セル本体の面積の５５〜９５％であることを特徴とする蓄電池モジュール。 - 前記タブ本体と前記接続部とは一体的に形成されている請求項１に記載の蓄電池モジュール。
- 前記接続部は、各前記蓄電池セルの電圧を監視するために使用される端子として機能する請求項１または２に記載の蓄電池モジュール。
- 前記セル積層体は、さらに、隣接する前記正極タブと前記負極タブとの間に配置され、前記蓄電池セルの電圧を監視するために使用する導電板を含む請求項１ないし３のいずれか１項に記載の蓄電池モジュール。
- さらに、前記セル積層体を収容する電池容器と、
前記蓄電池セルの積層方向において前記電池容器と前記セル積層体との間に配置され、前記セル積層体を加圧する加圧部とを有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の蓄電池モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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