JP7003888B2 - Battery module - Google Patents

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Description

本開示は、電池モジュールに関する。 The present disclosure relates to battery modules.

電池モジュールは、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、その他の二次電池などの電池を複数接続することによって、形成されている。このような電池モジュールは、高出力が得られるため、車両搭載用電源又はパソコン及び携帯端末の電源として、重要性が高まっている。 The battery module is formed by connecting a plurality of batteries such as a lithium ion battery, a nickel hydrogen battery, and other secondary batteries. Since such a battery module can obtain high output, it is becoming more important as a power source for mounting on a vehicle or a power source for a personal computer and a mobile terminal.

このような電池モジュールでは、省スペース、振動対策、又は電池への不均等な圧力付与の解消等を目的として、同形状の複数の電池を、拘束部品などによって拘束している。 In such a battery module, a plurality of batteries having the same shape are restrained by restraint parts or the like for the purpose of space saving, vibration countermeasures, elimination of uneven pressure application to the batteries, and the like.

特許文献１は、組電池用のバスバであって、第１取付面と第２取付面とがＸＹ面に平行に配置され、第１立ち上がり面と第２立ち上がり面とがＹＺ面に平行または傾斜して配置され、つなぎ面がＸＺ面に平行または傾斜して配置されている、バスバを開示している。同文献は、当該構成を有するバスバは、いずれの方向からの負荷に対しても応力緩和効果を奏すると記載している。 Patent Document 1 is a bus bar for an assembled battery, in which a first mounting surface and a second mounting surface are arranged parallel to an XY surface, and a first rising surface and a second rising surface are parallel to or inclined to a YZ surface. Disclosed that the connecting surface is arranged parallel to or inclined to the XZ surface. The document states that a bus bar having such a configuration exerts a stress relaxation effect against a load from any direction.

また、特許文献２は、外装体に封入されているバイポーラ電池において、正極集電体及び負極集電体にそれぞれ接合している集電タブが、外装体の内部から外部に突出している構成を開示している。 Further, Patent Document 2 describes a bipolar battery enclosed in an exterior body in which a current collector tab bonded to a positive electrode current collector and a negative electrode current collector protrudes from the inside of the exterior body to the outside. It is disclosed.

さらに、特許文献３は、外装体に封入されている全固体電池において、正極集電体及び負極集電体にそれぞれ接合している集電タブが、外装体の同一側面から外部に突出している構成を開示している。 Further, in Patent Document 3, in the all-solid-state battery enclosed in the exterior body, the current collecting tabs bonded to the positive electrode current collector and the negative electrode current collector respectively project to the outside from the same side surface of the exterior body. The composition is disclosed.

特開２０１７－０７３３９８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-0733998 特開２００７－２１３９３０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-213930 特開２０１８－１３３１７５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2018-133175

全固体電池を充放電した際に、全固体電池が膨張する場合がある。 When the all-solid-state battery is charged and discharged, the all-solid-state battery may expand.

本開示者らは、電池モジュール内に収容されている全固体電池を充電した際に、全固体電池が膨張することによって、電池モジュールが変形し、電池モジュールの集電タブと電池モジュールが固定されている基体との相対的な位置が変化する場合があること、及びそれによって、電池モジュールの集電タブ及び集電タブに接続されているバスバ等が変形及び／又は破損する場合があることを見出した。 The present disclosers deform the battery module by expanding the all-solid-state battery when the all-solid-state battery housed in the battery module is charged, and the current collecting tab of the battery module and the battery module are fixed. The relative position with respect to the substrate may change, and as a result, the current collecting tab of the battery module and the bus bar connected to the current collecting tab may be deformed and / or damaged. I found it.

本開示の課題は、電池モジュールの集電タブ、及び集電タブに接続されるバスバ等の変形及び／又は破損を抑制することができる電池モジュールを提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a battery module capable of suppressing deformation and / or damage of a current collecting tab of the battery module and a bus bar or the like connected to the current collecting tab.

本開示者は、以下の手段により上記課題を達成することができることを見出した：
基体に固定されている電池モジュールであって、
前記電池モジュールは、外装体、前記外装体に封入されている全固体電池積層体、及び集電タブを有しており、
前記外装体は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部、フランジを有している低剛性蓋部、及びフランジを有している高剛性蓋部を有しており、
前記高剛性蓋部は、前記低剛性蓋部よりも高い剛性を有しており、
前記筒状の胴部の一方の開口端部のフランジと前記低剛性蓋部のフランジとが接合されて、前記筒状の胴部の一方の開口端部が、前記低剛性蓋部で封止されており、
前記筒状の胴部の他方の開口端部のフランジと前記高剛性蓋部のフランジとが接合されて、前記筒状の胴部の他方の開口端部が、前記高剛性蓋部で封止されており、
前記全固体電池積層体は、１又は複数の構成単位セルを有しており、
前記構成単位セルは、この順に積層されている正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を有しており、
前記構成単位セルを構成する各層の積層方向が、前記筒状の胴部の軸方向であり、
前記正極集電タブが、前記外装体内において前記正極集電体層と電気的に接続されており、かつ前記高剛性蓋部のフランジと前記筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、前記外装体の外部に突出しており、
前記負極集電タブが、前記外装体内において前記負極集電体層と電気的に接続されており、かつ前記高剛性蓋部のフランジと前記筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、前記外装体の外部に突出しており、かつ
前記電池モジュールが、前記高剛性蓋部を介して前記基体に固定されている、
電池モジュール。 The Discloser has found that the above task can be achieved by the following means:
A battery module fixed to a substrate
The battery module has an exterior body, an all-solid-state battery laminate enclosed in the exterior body, and a current collecting tab.
The exterior body has a tubular body portion having flanges at both end portions, a low-rigidity lid portion having a flange, and a high-rigidity lid portion having a flange. ,
The high-rigidity lid portion has higher rigidity than the low-rigidity lid portion.
The flange of one open end of the tubular body is joined to the flange of the low-rigidity lid, and one open end of the tubular body is sealed by the low-rigidity lid. Has been
The flange of the other open end of the tubular body is joined to the flange of the high-rigidity lid, and the other open end of the tubular body is sealed by the high-rigidity lid. Has been
The all-solid-state battery laminate has one or more building blocks and has one or more building blocks.
The structural unit cell has a positive electrode current collector layer, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector layer, which are laminated in this order.
The stacking direction of each layer constituting the structural unit cell is the axial direction of the tubular body portion.
The positive electrode current collector tab is electrically connected to the positive electrode current collector layer in the exterior body, and is a sealing portion between the flange of the high-rigidity lid portion and the flange of the tubular body portion. Therefore, it protrudes to the outside of the exterior body.
The negative electrode current collector tab is electrically connected to the negative electrode current collector layer in the exterior body, and a sealing portion between the flange of the high-rigidity lid portion and the flange of the tubular body portion. The battery module is fixed to the substrate via the high-rigidity lid portion so as to project to the outside of the exterior body.
Battery module.

本開示によれば、電池モジュールの集電タブ、及び集電タブに接続されるバスバ等の変形及び／又は破損を抑制することができる電池モジュールを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a battery module capable of suppressing deformation and / or damage of a current collecting tab of the battery module and a bus bar or the like connected to the current collecting tab.

図１は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the battery module of the present disclosure. 図２は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様における外装体を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing an exterior body in one embodiment of the battery module of the present disclosure. 図３は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様における構成単位セルを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a constituent unit cell in one embodiment of the battery module of the present disclosure. 図４は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様が複数個、基体に固定されている状態の一例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a state in which a plurality of embodiments of the battery module of the present disclosure are fixed to a substrate.

以下、本開示の実施の形態について詳述する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるのではなく、開示の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail. It should be noted that the present disclosure is not limited to the following embodiments, but can be variously modified and implemented within the scope of the main purpose of the disclosure.

《電池モジュール》
本開示の電池モジュールは、基体に固定されている電池モジュールである。電池モジュールは、外装体、外装体に封入されている全固体電池積層体、正極集電タブ、及び負極集電タブを有している。 《Battery module》
The battery module of the present disclosure is a battery module fixed to a substrate. The battery module has an exterior body, an all-solid-state battery laminate enclosed in the exterior body, a positive electrode current collecting tab, and a negative electrode current collecting tab.

外装体は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部、フランジを有している低剛性蓋部、及びフランジを有している高剛性蓋部を有している。また、高剛性蓋部は、低剛性蓋部よりも高い剛性を有している。そして、外装体の筒状の胴部の一方の開口端部のフランジと低剛性蓋部のフランジとが接合されて、外装体の筒状の胴部の一方の開口端部が、低剛性蓋部で封止されている。また、外装体の筒状の胴部の他方の開口端部のフランジと高剛性蓋部のフランジとが接合されて、外装体の筒状の胴部の他方の開口端部が、高剛性蓋部で封止されている。 The exterior body has a tubular body portion having flanges at the open ends at both ends, a low-rigidity lid portion having a flange, and a high-rigidity lid portion having a flange. Further, the high-rigidity lid portion has higher rigidity than the low-rigidity lid portion. Then, the flange of one open end of the tubular body of the exterior body and the flange of the low-rigidity lid are joined, and one open end of the tubular body of the exterior is the low-rigidity lid. It is sealed at the part. Further, the flange of the other open end of the tubular body of the exterior body and the flange of the high-rigidity lid are joined, and the other open end of the tubular body of the exterior is the high-rigidity lid. It is sealed at the part.

全固体電池積層体は、１又は複数の構成単位セルを有している。構成単位セルは、この順に積層されている正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を有している。また、構成単位セルを構成する各層の積層方向は、外装体の筒状の胴部の軸方向である。 The all-solid-state battery laminate has one or more building blocks. The structural unit cell has a positive electrode current collector layer, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector layer, which are laminated in this order. Further, the stacking direction of each layer constituting the constituent unit cell is the axial direction of the tubular body portion of the exterior body.

正極集電タブは、外装体内において正極集電体層と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、外装体の外部に突出している。負極集電タブは、外装体内において負極集電体層と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、外装体の外部に突出している。電池モジュールは、高剛性蓋部を介して基体に固定されている。 The positive electrode current collector tab is electrically connected to the positive electrode current collector layer in the exterior body, and is provided from the sealing portion between the flange of the high-rigidity lid portion and the flange of the tubular body portion of the exterior body. It protrudes to the outside of the exterior. The negative electrode current collector tab is electrically connected to the negative electrode current collector layer in the exterior body, and is provided from the sealing portion between the flange of the high-rigidity lid portion and the flange of the tubular body portion of the exterior body. It protrudes to the outside of the exterior. The battery module is fixed to the substrate via a high-rigidity lid.

原理によって限定されるものではないが、本開示の電池モジュールによって、電池モジュールの集電タブ、及び集電タブに接続されるバスバ等の変形及び／又は破損を抑制することができる原理は、以下のとおりと考えられる。 Although not limited by the principle, the principle that the battery module of the present disclosure can suppress deformation and / or breakage of the current collecting tab of the battery module and the bus bar connected to the current collecting tab is as follows. It is considered as follows.

上記のとおり、本開示者らは、電池モジュール内に収容されている全固体電池を充電した際に、全固体電池が膨張することによって、電池モジュールが変形し、電池モジュールの集電タブと電池モジュールが固定されている基体との相対的な位置が変化する場合があること、及びそれによって、電池モジュールの集電タブ及び集電タブに接続されているバスバ等が変形及び／又は破損する場合があることを見出した。 As described above, the present disclosers deform the battery module by expanding the all-solid-state battery when the all-solid-state battery housed in the battery module is charged, and the current collecting tab of the battery module and the battery are used. When the position relative to the substrate to which the module is fixed may change, and as a result, the current collecting tab of the battery module and the bus bar connected to the current collecting tab may be deformed and / or damaged. I found that there is.

充電による全固体電池積層体の膨張が大きい場合、外装体は、全固体電池積層体によって圧迫されて変形し得る。 If the expansion of the all-solid-state battery laminate due to charging is large, the exterior body may be compressed and deformed by the all-solid-state battery laminate.

ここで、本開示の電池モジュールは、外装体の筒状の胴部の一方の開口端部が低剛性蓋部で封止されており、かつ外装体の筒状の胴部の他方の開口端部が、高剛性蓋部で封止されている。したがって、外装体が全固体電池積層体によって圧迫されて変形する際に、低剛性蓋部が主に変形し、高剛性蓋部は変形しにくい。 Here, in the battery module of the present disclosure, one open end of the tubular body of the exterior is sealed with a low-rigidity lid, and the other open end of the tubular body of the exterior. The portion is sealed with a high-rigidity lid portion. Therefore, when the exterior body is pressed by the all-solid-state battery laminate and deformed, the low-rigidity lid portion is mainly deformed, and the high-rigidity lid portion is not easily deformed.

そして、本開示の電池モジュールは、高剛性蓋部を介して基体に固定されており、正極集電タブ及び負極集電タブは、高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から外装体の外部に突出している。本開示の電池モジュールにおいて、充電による全固体電池積層体の膨張に伴う外装体の変形は主に低剛性蓋部で起こるため、高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部の位置、すなわち正極集電タブ及び負極集電タブが外装体の外部に突出している部分と基体との位置関係の変化は小さい。したがって、本開示の電池モジュールによれば、電池モジュールの集電タブ、及び集電タブに接続されるバスバ等の変形及び／又は破損を抑制することができる。 The battery module of the present disclosure is fixed to the substrate via a high-rigidity lid portion, and the positive electrode current collector tab and the negative electrode current collector tab are the flange of the high-rigidity lid portion and the tubular body portion of the exterior body. It protrudes from the sealing portion between the flange and the outside of the exterior body. In the battery module of the present disclosure, since the deformation of the exterior body due to the expansion of the all-solid-state battery laminate due to charging occurs mainly in the low-rigidity lid portion, the flange of the high-rigidity lid portion and the flange of the tubular body portion of the exterior body The change in the positional relationship between the position of the sealing portion between the two, that is, the portion where the positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab project to the outside of the exterior body and the substrate is small. Therefore, according to the battery module of the present disclosure, it is possible to suppress deformation and / or damage of the current collecting tab of the battery module and the bus bar connected to the current collecting tab.

図１～４を用いて、本開示の電池モジュールの一つの実施態様の構成を説明する。なお、図１～４は、本開示の電池モジュール及び電池モジュールの各構成要素の態様を限定するものではない。 The configuration of one embodiment of the battery module of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 4. It should be noted that FIGS. 1 to 4 do not limit the mode of the battery module of the present disclosure and each component of the battery module.

図１は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様を示す模式図である。図１において、電池モジュール１００は、外装体１０、外装体１０に封入されている全固体電池積層体２０、正極集電タブ３０、及び負極集電タブ４０を有している。 FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the battery module of the present disclosure. In FIG. 1, the battery module 100 has an exterior body 10, an all-solid-state battery laminate 20 enclosed in the exterior body 10, a positive electrode current collecting tab 30, and a negative electrode current collecting tab 40.

ここで、外装体１０は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部１１、フランジを有している低剛性蓋部１２、及びフランジを有している高剛性蓋部１３を有している。 Here, the exterior body 10 has a tubular body portion 11 having flanges at both ends, a low-rigidity lid portion 12 having flanges, and a high-rigidity lid portion having flanges. Has thirteen.

また、全固体電池積層体２０は、構成単位セルを有しており、構成単位セルを構成している各層の積層方向は、筒状の胴部１１の軸方向と一致する。 Further, the all-solid-state battery laminate 20 has a constituent unit cell, and the stacking direction of each layer constituting the constituent unit cell coincides with the axial direction of the cylindrical body portion 11.

正極集電タブ３０は、外装体１０内において正極集電体層２１と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部１３のフランジと筒状の胴部１１のフランジとの間の封止部から、外装体１０の外部に突出している。また、負極集電タブ４０は、外装体１０内において負極集電体層２５と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部１３のフランジと筒状の胴部１１のフランジとの間の封止部から、外装体１０の外部に突出している。 The positive electrode current collector tab 30 is electrically connected to the positive electrode current collector layer 21 in the exterior body 10, and is sealed between the flange of the high-rigidity lid portion 13 and the flange of the tubular body portion 11. It protrudes from the portion to the outside of the exterior body 10. Further, the negative electrode current collector tab 40 is electrically connected to the negative electrode current collector layer 25 in the exterior body 10, and is between the flange of the high-rigidity lid portion 13 and the flange of the tubular body portion 11. It protrudes from the sealing portion to the outside of the exterior body 10.

また、電池モジュール１００は、低剛性蓋部１２及び高剛性蓋部１３の上からエンドプレート３００によって拘束されている。 Further, the battery module 100 is restrained by the end plate 300 from above the low-rigidity lid portion 12 and the high-rigidity lid portion 13.

図２は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様における外装体を示す模式図である。図２において、外装体１０は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部１１、フランジを有している低剛性蓋部１２、及びフランジを有している高剛性蓋部１３を有している。 FIG. 2 is a schematic view showing an exterior body in one embodiment of the battery module of the present disclosure. In FIG. 2, the exterior body 10 has a tubular body portion 11 having flanges at both ends, a low-rigidity lid portion 12 having flanges, and a high-rigidity lid having flanges. It has a portion 13.

ここで、筒状の胴部１１の一方の開口端部のフランジと低剛性蓋部１２のフランジとが接合されて、筒状の胴部１１の一方の開口端部が、低剛性蓋部１２で封止されている。また、筒状の胴部１１の他方の開口端部のフランジと高剛性蓋部１３のフランジとが接合されて、筒状の胴部１１の他方の開口端部が、高剛性蓋部１３で封止されている。 Here, the flange of one open end of the tubular body 11 and the flange of the low-rigidity lid 12 are joined, and one open end of the tubular body 11 is the low-rigidity lid 12. It is sealed with. Further, the flange of the other open end of the tubular body 11 and the flange of the high-rigidity lid 13 are joined, and the other open end of the tubular body 11 is formed by the high-rigidity lid 13. It is sealed.

図３は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様における全固体電池積層体２０を示す模式図である。図３において、全固体電池積層体２０は、一つの構成単位セルから構成されている。構成単位セルは、この順に積層されている正極集電体層２１、正極活物質層２２、固体電解質層２３、負極活物質層２４、及び負極集電体層２５を有している。 FIG. 3 is a schematic diagram showing an all-solid-state battery laminate 20 in one embodiment of the battery module of the present disclosure. In FIG. 3, the all-solid-state battery laminate 20 is composed of one structural unit cell. The structural unit cell has a positive electrode collector layer 21, a positive electrode active material layer 22, a solid electrolyte layer 23, a negative electrode active material layer 24, and a negative electrode current collector layer 25, which are laminated in this order.

図４は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様が複数個、基体に固定されている状態の一例を示す模式図である。図４では、基体２００として車両用の電池収容部を用いている。図４において、複数の電池モジュール１００は、基体２００内において整列して配置されている。 FIG. 4 is a schematic diagram showing an example of a state in which a plurality of embodiments of the battery module of the present disclosure are fixed to a substrate. In FIG. 4, a battery accommodating portion for a vehicle is used as the substrate 200. In FIG. 4, the plurality of battery modules 100 are arranged side by side in the substrate 200.

ここで、各電池モジュール１００は、高剛性蓋部１３を介して基体２００に固定されている。他方、電池モジュール１００の低剛性蓋部１２側は、基体２００に対して固定されていない。 Here, each battery module 100 is fixed to the substrate 200 via the high-rigidity lid portion 13. On the other hand, the low-rigidity lid portion 12 side of the battery module 100 is not fixed to the substrate 200.

また、各電池モジュール１００の正極集電タブ３０と負極集電タブ４０は、隣接する各電池モジュールの正極集電タブ３０と負極集電タブ４０と、バスバ４００を介して電気的に接続されている。 Further, the positive electrode current collecting tab 30 and the negative electrode current collecting tab 40 of each battery module 100 are electrically connected to the positive electrode current collecting tab 30 and the negative electrode current collecting tab 40 of the adjacent battery modules via the bus bar 400. There is.

〈外装体〉
外装体は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部、フランジを有している低剛性蓋部、及びフランジを有している高剛性蓋部を有している。 <Exterior body>
The exterior body has a tubular body portion having flanges at the open ends at both ends, a low-rigidity lid portion having a flange, and a high-rigidity lid portion having a flange.

外装体の材料は、外装体を形成できる任意の材料であってよく、例えば金属板、例えばステンレス鋼板、若しくはアルミニウム板、又はラミネートフィルム等であってよいが、これ等に限定されない。 The material of the exterior body may be any material capable of forming the exterior body, and may be, for example, a metal plate, for example, a stainless steel plate, an aluminum plate, a laminated film, or the like, but is not limited thereto.

（筒状の胴部）
外装体の筒状の胴部は、両端の開口端部にフランジを有している。このフランジは、外装体の筒状の胴部と低剛性蓋部及び高剛性蓋部とを接合するための部分である。なお、胴部の形状は、筒状であれば特に限定されず、例えば略円筒形状又は略角筒形状であってよい。 (Cylindrical body)
The tubular body of the exterior has flanges at the open ends at both ends. This flange is a portion for joining the tubular body portion of the exterior body to the low-rigidity lid portion and the high-rigidity lid portion. The shape of the body is not particularly limited as long as it is tubular, and may be, for example, a substantially cylindrical shape or a substantially square tubular shape.

（低剛性蓋部）
低剛性蓋部は、フランジを有している。このフランジは、外装体の筒状の胴部と低剛性蓋部及び高剛性蓋部とを接合するための部分である。 (Low rigidity lid)
The low-rigidity lid has a flange. This flange is a portion for joining the tubular body portion of the exterior body to the low-rigidity lid portion and the high-rigidity lid portion.

低剛性蓋部は、例えばカップ形状部とその周りのフランジから形成されていてよい。低剛性蓋部がこのような形状を有している場合、充電時における全固体電池積層体の膨張に合わせて、低剛性蓋部のカップ部の側面が外装体の筒状の胴部の軸方向に伸長することができる。 The low-rigidity lid portion may be formed from, for example, a cup-shaped portion and a flange around the cup-shaped portion. When the low-rigidity lid portion has such a shape, the side surface of the cup portion of the low-rigidity lid portion is the shaft of the tubular body portion of the exterior body in accordance with the expansion of the all-solid-state battery laminate during charging. Can extend in the direction.

低剛性蓋部の剛性は、高剛性蓋部よりも剛性が低く、それによって充電時における全固体電池積層体の膨張に合わせて変形して、全固体電池が外装体の筒状の胴部の軸方向に伸長することを可能にする。ここで、剛性が低いとは、材料が応力によってより変形、例えば伸長しやすいことを意味している。 The rigidity of the low-rigidity lid is lower than that of the high-rigidity lid, which deforms according to the expansion of the all-solid-state battery laminate during charging, so that the all-solid-state battery becomes the tubular body of the exterior body. Allows to extend axially. Here, low rigidity means that the material is more easily deformed, for example, stretched by stress.

低剛性蓋部の材料は、上記のように外装体を形成できる任意の材料であってよい。 The material of the low-rigidity lid portion may be any material capable of forming the exterior body as described above.

（高剛性蓋部）
高剛性蓋部は、フランジを有している。このフランジは、外装体の筒状の胴部と低剛性蓋部及び高剛性蓋部とを接合するための部分である。 (High rigidity lid)
The high-rigidity lid has a flange. This flange is a portion for joining the tubular body portion of the exterior body to the low-rigidity lid portion and the high-rigidity lid portion.

高剛性蓋部は、例えばカップ形状部とその周りのフランジから形成されていてよい。 The high-rigidity lid portion may be formed from, for example, a cup-shaped portion and a flange around the cup-shaped portion.

高剛性蓋部の剛性は、低剛性蓋部よりも剛性が高く、それによって充電時における全固体電池積層体の膨張に合わせて変形しにくい。加えて、電池モジュールは、高剛性蓋部を介して基体に固定されている。そのため、充電によって全固体電池積層体が膨張し、それに合わせて外装体が変形したとしても、高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から外装体の外部に突出している正極集電タブ及び負極集電タブと基体との相対的な位置は、固定されている。ここで、剛性が高いとは、材料が応力によってより変形、例えば伸長しにくいことを意味している。 The rigidity of the high-rigidity lid portion is higher than that of the low-rigidity lid portion, so that the high-rigidity lid portion is less likely to be deformed with the expansion of the all-solid-state battery laminate during charging. In addition, the battery module is fixed to the substrate via a high rigidity lid. Therefore, even if the all-solid-state battery laminate expands due to charging and the exterior body is deformed accordingly, the exterior is removed from the sealing portion between the flange of the high-rigidity lid portion and the flange of the tubular body portion of the exterior body. The positions of the positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab protruding to the outside of the body and the substrate are fixed. Here, high rigidity means that the material is less likely to be deformed, for example, stretched by stress.

高剛性蓋部の材料は、上記のように外装体を形成できる任意の材料であってよい。 The material of the high-rigidity lid portion may be any material capable of forming the exterior body as described above.

〈全固体電池積層体〉
全固体電池積層体は、外装体に封入されている。 <All-solid-state battery laminate>
The all-solid-state battery laminate is enclosed in an exterior body.

また、全固体電池積層体は、１又は複数の構成単位セルを有している。全固体電池積層体が構成単位セルを複数個有している場合には、各構成単位セル同士は、全固体電池積層体内部において直列又は並列で電気的に接続されていてよい。 Further, the all-solid-state battery laminate has one or a plurality of constituent unit cells. When the all-solid-state battery laminate has a plurality of constituent unit cells, the constituent unit cells may be electrically connected in series or in parallel inside the all-solid-state battery laminate.

また、全固体電池積層体は、２以上の構成単位セルを有する場合、モノポーラ型の全固体電池積層体であってもよく、バイポーラ型の全固体電池積層体であってもよい。 Further, the all-solid-state battery laminate may be a monopolar type all-solid-state battery laminate or a bipolar type all-solid-state battery laminate when it has two or more constituent unit cells.

全固体電池積層体がモノポーラ型の全固体電池積層体である場合、積層方向に隣接する２つの構成単位セルは、正極集電体層又は負極集電体層を共有するモノポーラ型の構成であってよい。 When the all-solid-state battery laminate is a monopolar type all-solid-state battery laminate, the two constituent unit cells adjacent to each other in the stacking direction are monopolar type configurations sharing the positive electrode current collector layer or the negative electrode current collector layer. It's okay.

全固体電池積層体がバイポーラ型の全固体電池積層体である場合、積層方向に隣接する２つの単位全固体電池は、正極及び負極集電体層の両方として用いられる正極／負極集電体層を共有するバイポーラ型の構成であってよい。 When the all-solid-state battery laminate is a bipolar type all-solid-state battery laminate, the two unit all-solid-state batteries adjacent to each other in the stacking direction are the positive electrode / negative electrode current collector layer used as both the positive electrode and negative electrode current collector layers. It may be a bipolar type configuration that shares the above.

（構成単位セル）
構成単位セルは、この順に積層されている正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を有している。これらの各層は、電池が有するものであれば特に限定されない。構成単位セルを構成する各層の積層方向は、筒状の胴部の軸方向である。 (Constituent unit cell)
The structural unit cell has a positive electrode current collector layer, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector layer, which are laminated in this order. Each of these layers is not particularly limited as long as it has a battery. The stacking direction of each layer constituting the constituent unit cell is the axial direction of the cylindrical body.

構成単位セルは、例えばリチウム二次電池であってよいが、他の種類の電池であってもよい。 The constituent unit cell may be, for example, a lithium secondary battery, but may be another type of battery.

〈正極集電タブ〉
正極集電タブは、電池モジュールを他の電池モジュールや電子機器等に電気的に接続するためのタブである。正極集電タブは、外装体内において、各構成単位セルの正極集電体層と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、外装体の外部に突出している。正極集電タブは、外装体の外部において、例えばバスバ等の導電性の部品を介して、他の電池モジュールや電気機器等に電気的に接続されていることができる。 <Positive current collector tab>
The positive electrode current collector tab is a tab for electrically connecting the battery module to another battery module, an electronic device, or the like. The positive electrode current collector tab is electrically connected to the positive electrode current collector layer of each constituent unit cell in the exterior body, and is between the flange of the high-rigidity lid portion and the flange of the tubular body portion of the exterior body. It protrudes from the sealing part of the outer body to the outside of the exterior body. The positive electrode current collecting tab can be electrically connected to another battery module, an electric device, or the like outside the exterior body via a conductive component such as a bus bar.

正極集電タブは、電池の集電タブとして一般に用いられているものを使用することができる。正極集電タブの材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えばニッケル、銅、アルミニウム、又はステンレス鋼等の金属であってよいが、これ等に限定されない。 As the positive electrode current collecting tab, those generally used as the current collecting tab of the battery can be used. The material of the positive electrode current collecting tab is not particularly limited as long as it is a conductive material, and may be, for example, a metal such as nickel, copper, aluminum, or stainless steel, but is not limited thereto.

〈負極集電タブ〉
負極集電タブは、電池モジュールを他の電池モジュールや電子機器等に電気的に接続するためのタブである。負極集電タブは、外装体内において、各構成単位セルの負極集電体層と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、外装体の外部に突出している。負極集電タブは、外装体の外部において、例えばバスバ等の導電性の部品を介して、他の電池モジュールや他の電気機器等に電気的に接続されていることができる。 <Negative electrode current collector tab>
The negative electrode current collector tab is a tab for electrically connecting the battery module to another battery module, an electronic device, or the like. The negative electrode current collector tab is electrically connected to the negative electrode current collector layer of each structural unit cell in the exterior body, and is between the flange of the high-rigidity lid portion and the flange of the tubular body portion of the exterior body. It protrudes from the sealing part of the outer body to the outside of the exterior body. The negative electrode current collecting tab can be electrically connected to another battery module, another electric device, or the like outside the exterior body via a conductive component such as a bus bar.

負極集電タブは、電池の集電タブとして一般に用いられているものを使用することができる。負極集電タブの材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えばニッケル、銅、アルミニウム、又はステンレス鋼等の金属であってよいが、これ等に限定されない。 As the negative electrode current collecting tab, those generally used as the current collecting tab of the battery can be used. The material of the negative electrode current collecting tab is not particularly limited as long as it is a conductive material, and may be, for example, a metal such as nickel, copper, aluminum, or stainless steel, but is not limited thereto.

〈基体〉
基体には、電池モジュールが高剛性蓋部を介して固定されている。基体は、電池モジュールを固定するための部品であり、例えば電気を動力源とする車両フレーム等であってよいが、これ等に限定されない。ここで、電池モジュールが高剛性蓋部を介して固定されているとは、電池モジュールの高剛性蓋部と基体との相対的な位置が固定されていることをいい、例えば、高剛性蓋部と基体との間に他の部材、例えばエンドプレート等が介在していてもよい。 <Hypokeimenon>
A battery module is fixed to the substrate via a high-rigidity lid. The substrate is a component for fixing the battery module, and may be, for example, a vehicle frame powered by electricity, but is not limited thereto. Here, the fact that the battery module is fixed via the high-rigidity lid portion means that the relative positions of the high-rigidity lid portion of the battery module and the substrate are fixed, for example, the high-rigidity lid portion. Another member, such as an end plate, may be interposed between the substrate and the substrate.

１０ 外装体
１１ 筒状の胴部
１２ 低剛性蓋部
１３ 高剛性蓋部
２０ 全固体電池積層体
３０ 正極集電タブ
４０ 負極集電タブ
１００ 電池モジュール
２００ 基体
３００ エンドプレート 10 Exterior 11 Cylindrical body 12 Low-rigidity lid 13 High-rigidity lid 20 All-solid-state battery laminate 30 Positive electrode current collector tab 40 Negative electrode current collector tab 100 Battery module 200 Base 300 End plate

Claims (1)

基体に固定されている電池モジュールであって、
前記電池モジュールは、外装体、前記外装体に封入されている全固体電池積層体、正極集電タブ、及び負極集電タブを有しており、
前記外装体は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部、フランジを有している低剛性蓋部、及びフランジを有している高剛性蓋部を有しており、
前記高剛性蓋部は、前記低剛性蓋部よりも高い剛性を有しており、
前記筒状の胴部の一方の開口端部のフランジと前記低剛性蓋部のフランジとが接合されて、前記筒状の胴部の一方の開口端部が、前記低剛性蓋部で封止されており、
前記筒状の胴部の他方の開口端部のフランジと前記高剛性蓋部のフランジとが接合されて、前記筒状の胴部の他方の開口端部が、前記高剛性蓋部で封止されており、
前記全固体電池積層体は、１又は複数の構成単位セルを有しており、
前記構成単位セルは、この順に積層されている正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を有しており、
前記構成単位セルを構成する各層の積層方向が、前記筒状の胴部の軸方向であり、
前記正極集電タブが、前記外装体内において前記正極集電体層と電気的に接続されており、かつ前記高剛性蓋部のフランジと前記筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、前記外装体の外部に突出しており、
前記負極集電タブが、前記外装体内において前記負極集電体層と電気的に接続されており、かつ前記高剛性蓋部のフランジと前記筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、前記外装体の外部に突出しており、かつ
前記電池モジュールが、前記高剛性蓋部を介して前記基体に固定されている、
電池モジュール。 A battery module fixed to a substrate
The battery module has an exterior body, an all-solid-state battery laminate enclosed in the exterior body, a positive electrode current collecting tab, and a negative electrode current collecting tab.
The exterior body has a tubular body portion having flanges at both end portions, a low-rigidity lid portion having a flange, and a high-rigidity lid portion having a flange. ,
The high-rigidity lid portion has higher rigidity than the low-rigidity lid portion.
The flange of one open end of the tubular body is joined to the flange of the low-rigidity lid, and one open end of the tubular body is sealed by the low-rigidity lid. Has been
The flange of the other open end of the tubular body is joined to the flange of the high-rigidity lid, and the other open end of the tubular body is sealed by the high-rigidity lid. Has been
The all-solid-state battery laminate has one or more building blocks and has one or more building blocks.
The structural unit cell has a positive electrode current collector layer, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector layer, which are laminated in this order.
The stacking direction of each layer constituting the structural unit cell is the axial direction of the tubular body portion.
The positive electrode current collector tab is electrically connected to the positive electrode current collector layer in the exterior body, and is a sealing portion between the flange of the high-rigidity lid portion and the flange of the tubular body portion. Therefore, it protrudes to the outside of the exterior body.
The negative electrode current collector tab is electrically connected to the negative electrode current collector layer in the exterior body, and a sealing portion between the flange of the high-rigidity lid portion and the flange of the tubular body portion. The battery module is fixed to the substrate via the high-rigidity lid portion so as to project to the outside of the exterior body.
Battery module.
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