JP7024075B2 - 二次電池及び電池パック - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、二次電池及びその二次電池を備える電池パックに関する。
一般的に、二次電池は、正極及び負極を備える電極群と、電極群を収納する外装部と、を備える。そして、二次電池には、外装部が2つの外装部材から形成され、2つの外装部材のそれぞれがステンレス鋼等の金属から形成されるものがある。この二次電池では、外装部材の一方である第1の外装部材は、底壁及び側壁を備える底付きの筒状に形成され、底壁及び側壁によって、電極群を収納する収納空間が規定される。そして、収納空間は、底壁とは反対側に開口を有する。また、第1の外装部材では、底壁とは反対側の部位にフランジが形成される。この二次電池では、第2の外装部材は、フランジに対向して配置され、収納空間の開口を塞ぐ。また、フランジ及び第2の外装部材は、開口縁から側壁に対して外側へ突出する。フランジ及び第2の外装部材は、開口縁の外側において、開口の全周に渡って気密に溶接される。フランジ及び第2の外装部材の溶接によって、収納空間が外部に対して密閉される。
前述のような二次電池では、充放電等によって熱が発生し、二次電池の温度が上昇することがある。このため、二次電池の使用時には、二次電池が有効に冷却されることが求められる。
国際公開第2016/204147号公報
本発明が解決しようとする課題は、有効に冷却が行われる二次電池、及び、この二次電池を備える電池パックを提供することにある。
実施形態によれば、二次電池は、第1の外装部材と、第2の外装部材と、電極群と、を備える。第1の外装部材は、底壁及び側壁を有するとともに、金属から形成される。第1の外装部材では、底壁及び側壁によって収納空間が規定され、収納空間は、底壁とは反対側に開口を有する。第1の外装部材において底壁とは反対側の部位には、フランジが設けられ、フランジは、収納空間の開口の開口縁から側壁に対して外側へ突出する。電極群は、正極及び負極を備え、収納空間に収納される。第2の外装部材は、金属から形成されるとともに、フランジに対向して配置され、収納空間の開口を塞ぐ。第2の外装部材は、フランジに溶接される。二次電池では、第1の外装部材に、装着部材が取付けられる。装着部材は、底壁の外表面に当接する土台と、土台からフランジが位置する側へ向かって延設される側板部と、を備える。側板部は、開口の周方向について少なくとも一部の範囲に渡って、設けられる。側板部は、第1の外装部材の側壁との間に隙間を有する状態で、側壁の外表面と対向する。側板部と側壁との間の隙間には、冷媒の通路が規定される。装着部材は、絶縁層を備え、土台及び側板部において第1の外装部材が位置する側とは反対側を向く表面は、絶縁層から形成される。装着部材は、土台及び側板部において絶縁層に隣接して積層される金属層を備え、金属層は、絶縁層に比べて熱伝導性が高い。装着部材では、金属層が底壁の外表面に当接しする。装着部材は、内向延設部及び折返し部を備え、内向延設部は、土台からフランジが位置する側に離れた位置において側板部から絶縁層及び金属層が内側へ向かって延設される。内向延設部では、金属層が絶縁層に対して土台が位置する側に隣接する。折返し部は、内向延設部の内端に設けられ、折返し部では、内側を向く表面が絶縁層から形成される状態で絶縁層及び金属層が折返される。
図1は、第1の実施形態に係る二次電池を概略的に示す斜視図である。 図2は、第1の実施形態に係る電池本体を概略的に示す斜視図である。 図3は、第1の実施形態に係る電池本体を部材ごとに分解した状態で概略的に示す斜視図である。 図4は、第1の実施形態に係る二次電池を、厚さ方向について底壁が位置する側から視た状態で示す概略図である。 図5は、第1の実施形態に係る二次電池を、横方向の一方側から視た状態で示す概略図である。 図6は、第1の実施形態に係る電極群の構成を説明する概略図である。 図7は、第1の実施形態に係る外装部及び装着部材を示し、装着部材を横方向に垂直又は略垂直な断面で示す概略図である。 図8は、第1の変形例に係る外装部及び装着部材を示し、装着部材を横方向に垂直又は略垂直な断面で示す概略図である。 図9は、第2の変形例に係る外装部及び装着部材を示し、装着部材を横方向に垂直又は略垂直な断面で示す概略図である。 図10は、第3の変形例に係る外装部及び装着部材を示し、装着部材を横方向に垂直又は略垂直な断面で示す概略図である。 図11は、実施形態等に係る二次電池の適用した適用例である電池パックを概略的に示す斜視図である。 図12は、適用例に係る電池パックのバスバーを概略的に示す斜視図である。
以下、実施形態について図1乃至図12を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る二次電池1を示す。二次電池1は、例えば、非水電解質電池である。図1に示すように、二次電池1は、電池本体2と、電池本体2に取付けられる装着部材50と、を備える。
図2は、電池本体2を示し、図3は、電池本体2を部材ごとに分解して示す。図1乃至図3に示すように、電池本体2は、外装部3を備える。外装部3は、第1の外装部材5及び第2の外装部材6から形成される。外装部材5,6のそれぞれは、ステンレス鋼等の金属から形成される。外装部材5,6を形成するステンレス鋼以外の金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、炭素鋼、及び、メッキ鋼等が挙げられる。第1の外装部材5は、底付きの筒状に形成される。本実施形態では、第1の外装部材5は、底壁7及び二対の側壁8A,8B,9A,9Bを有し、底付きの略長方形筒状に形成される。第1の外装部材5では、底壁7及び側壁8A,8B,9A,9Bによって、収納空間11が規定される。収納空間11には、電極群10が収納される。
収納空間11は、底壁7とは反対側に開口12を有する。ここで、二次電池1において、縦方向(矢印X1及び矢印X2で示す方向)、縦方向に対して垂直又は略垂直な(交差する)横方向(矢印Y1及び矢印Y2で示す方向)、及び、縦方向に対して垂直又は略垂直で(交差し)、かつ、横方向に対して垂直又は略垂直な(交差する)厚さ方向(矢印Z1及び矢印Z2で示す方向)を規定する。二次電池1では、一対の側壁(第1の側壁)8A,8Bのそれぞれは、縦方向に沿って延設され、側壁9Aから側壁9Bまで縦方向に連続する。そして、一対の側壁(第2の側壁)9A,9Bのそれぞれは、横方向に沿って延設され、側壁8Aから側壁8Bまで横方向に連続する。側壁8A,8Bは、互いに対して対向し、収納空間11を挟んで互いに対して横方向に離れて配置される。そして、側壁9A,9Bは、互いに対して対向し、収納空間11を挟んで互いに対して縦方向に離れて配置される。また、側壁8A,8B,9A,9Bのそれぞれは、底壁7から開口12に向かって厚さ方向に沿って延設され、収納空間11は、開口12において厚さ方向の一方側(矢印Z2側)に向かって開口する。そして、開口12の開口面は、縦方向及び横方向に対して平行又は略平行になる。
図4は、電池本体2を、二次電池1の厚さ方向について底壁7が位置する側(矢印Z1側)から視た状態で示す。また、図5は、二次電池1を、横方向の一方側(例えば矢印Y1側)から視た状態で示す。図1乃至図5に示すように、第1の外装部材5では、底壁7とは反対側の部位に、フランジ13が設けられる。フランジ13は、開口12の周方向について全周に渡って、開口12の開口縁15を規定する。また、フランジ13は、開口12の周方向について全周に渡って、開口縁15から外側に突出する。このため、フランジ13は、開口12の開口面に平行な方向について開口12から離れる側に、側壁8A,8B,9A,9Bに対して、突出する。
なお、本実施形態では、二次電池1の厚さ方向に垂直又は略垂直な断面において側壁8A,8B,9A,9Bに囲まれる領域は、長方形状又は略長方形状であるが、これに限るものではない。ある実施例では、二次電池1の厚さ方向に垂直又は略垂直な断面において側壁に囲まれる領域が、例えば、長方形状以外の多角形状又は楕円形状等に形成されてもよい。
本実施形態では、第2の外装部材6は、板状の部材であり、例えば、略長方形状に形成される。第2の外装部材6は、フランジ13に対向して配置され、開口12が開口する側からフランジ13に取付けられる。本実施形態では、第2の外装部材6は、開口12の周方向の全周に渡って、開口縁15から外側に突出する。したがって、第2の外装部材6は、開口12の開口面に平行な方向について開口12から離れる側に、側壁8A,8B,9A,9Bに対して、突出する。開口縁15より外側の領域では、開口12の周方向の全周に渡って、第2の外装部材6がフランジ13と対向する。また、第2の外装部材6は、収納空間11の開口12を塞ぐ。本実施形態では、板状の第2の外装部材6の厚さ方向は、二次電池1(電池本体2)の厚さ方向と一致又は略一致する。
なお、底壁7から開口12までの距離は、側壁8A,8Bの間の距離、及び、側壁9A,9Bの間の距離のそれぞれに比べて、遥かに小さい。そして、二次電池1では、厚さ方向についての寸法が、縦方向についての寸法、及び、横方向についての寸法のそれぞれに比べて、遥かに小さい。また、本実施形態では、側壁8A,8Bの間の距離が、側壁9A,9Bの間の距離に比べて大きく、二次電池1では、横方向についての寸法が、縦方向についての寸法に比べて、大きい。ここで、側壁(第1の側壁)8A,8Bの間の距離は、二次電池1の横方向についての収納空間11(開口12)の寸法に、相当する。そして、側壁(第2の側壁)9A,9Bの間の距離は、二次電池1の縦方向についての収納空間11(開口12)の寸法に、相当する。そして、底壁7から開口12までの距離は、二次電池1の厚さ方向についての収納空間11の寸法に相当する。
また、ある実施例では、第1の外装部材5は、底壁7、側壁8A,8B,9A,9B及びフランジ13のそれぞれにおいて、0.02mm以上0.3mm以下の肉厚である。そして、板状の第2の外装部材6は、0.02mm以上0.3mm以下の肉厚である。また、フランジ13及び第2の外装部材6の開口縁15(側壁8A,8B,9A,9B)から外側への突出寸法は、2mm以上5mm以下程度である。すなわち、開口12の開口縁15からフランジ13及び第2の外装部材6のそれぞれの外周端(外縁)までの距離が、2mm以上5mm以下程度になる。
図6は、電極群10の構成を説明する図である。図6に示すように、電極群10は、例えば、扁平形状に形成され、正極21と、負極22と、セパレータ23,25と、を備える。正極21は、正極集電体としての正極集電箔21Aと、正極集電箔21Aの表面に担持される正極活物質含有層21Bと、を備える。正極集電箔21Aは、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔等であり、厚さが10μm~20μm程度である。正極集電箔21Aには、正極活物質、結着剤及び導電剤を含むスラリーが塗布される。正極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムを吸蔵放出できる酸化物、硫化物及びポリマー等が挙げられる。また、高い正極電位を得られる観点から、正極活物質は、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及びリチウム燐酸鉄等が、用いられることが好ましい。
負極22は、負極集電体としての負極集電箔22Aと、負極集電箔22Aの表面に担持される負極活物質含有層22Bと、を備える。負極集電箔22Aは、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔又は銅箔等であり、厚さが10μm~20μm程度である。負極集電箔22Aには、負極活物質、結着剤及び導電剤を含むスラリーが塗布される。負極活物質としては、特に限定されるものではないが、リチウムイオンを吸蔵放出できる金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物及び炭素材料等が挙げられる。負極活物質としては、リチウムイオンの吸蔵放出電位が金属リチウム電位に対して0.4V以上となる物質、すなわち、リチウムイオンの吸蔵放出電位が0.4V(vs.Li/Li)以上になる物質であることが好ましい。このようなリチウムイオン吸蔵放出電位を有する負極活物質を用いることにより、アルミニウム又はアルミニウム合金とリチウムとの合金反応が抑えられるため、負極集電箔22A及び負極22に関連する構成部材に、アルミニウム及びアルミニウム合金を使用可能になる。リチウムイオンの吸蔵放出電位が0.4V(vs.Li/Li)以上になる負極活物質としては、例えば、チタン酸化物、チタン酸リチウム等のリチウムチタン複合酸化物、タングステン酸化物、アモルファススズ酸化物、ニオブ・チタン複合酸化物、スズ珪素酸化物、及び、酸化珪素等が挙げられ、リチウムチタン複合酸化物を負極活物質として用いることが、特に好ましい。なお、リチウムイオンを吸蔵放出する炭素材料を負極活物質として用いる場合は、負極集電箔22Aは銅箔を用いるとよい。負極活物質として用いられる炭素材料は、リチウムイオンの吸蔵放出電位が0V(vs.Li/Li)程度になる。
正極集電箔21A及び負極集電箔22Aに用いられるアルミニウム合金は、Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu及びSiから選択される1種または2種以上の元素を含むことが望ましい。アルミニウム及びアルミニウム合金の純度は、98重量%以上にすることができ、99.99重量%以上が好ましい。また、純度100%の純アルミニウムを、正極集電体及び/又は負極集電体の材料として用いることが可能である。アルミニウム及びアルミニウム合金における、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は100重量ppm以下(0重量ppmを含む)にすることが好ましい。
正極集電箔21Aでは、一方の長辺縁21C及びその近傍部位によって、正極集電タブ21Dが形成される。本実施形態では、正極集電タブ21Dは、長辺縁21Cの全長に渡って形成される。正極集電タブ21Dでは、正極集電箔21Aの表面に正極活物質含有層21Bが担持されない。また、負極集電箔22Aでは、一方の長辺縁22C及びその近傍部位によって、負極集電タブ22Dが形成される。本実施形態では、負極集電タブ22Dは、長辺縁22Cの全長に渡って形成される。負極集電タブ22Dでは、負極集電箔22Aの表面に負極活物質含有層22Bが担持されない。
セパレータ23,25のそれぞれは、電気的に絶縁性を有する材料から形成され、正極21と負極22との間を電気的に絶縁する。セパレータ23,25のそれぞれは、正極21及び負極22とは別体のシート等であってもよく、正極21及び負極22の一方と一体に形成されてもよい。また、セパレータ23,25は、有機材料から形成されてもよく、無機材料から形成されてもよく、有機材料と無機材料との混合物から形成されてもよい。セパレータ23,25を形成する有機材料としては、エンプラ及びスーパーエンプラが挙げられる。そして、エンプラとしては、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、シンジオタクチック・ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデン及び変性ポリフェニレンエーテル等が挙げられる。また、スーパーエンプラとしては、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、ポリビニリデンフロライド、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリエーテルニトリル、ポリサルホン、ポリアクリレート、ポリエーテルイミド及び熱可塑性ポリイミド等が挙げられる。また、セパレータ23,25を形成する無機材料としては、酸化物(例えば、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、リン酸化物、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化チタン)、窒化物(例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化バリウム)等が挙げられる。
電極群10では、正極活物質含有層21Bと負極活物質含有層22Bとの間でセパレータ23,25のそれぞれが挟まれた状態で、正極21、負極22及びセパレータ23,25が捲回軸Bを中心として扁平形状に捲回される。この際、例えば、正極21、セパレータ23、負極22及びセパレータ25は、この順に重ねられた状態で、捲回される。また、電極群10では、正極集電箔21Aの正極集電タブ21Dが、負極22及びセパレータ23,25に対して、捲回軸Bに沿う方向の一方側へ突出する。そして、負極集電箔22Aの負極集電タブ22Dが、正極21及びセパレータ23,25に対して、捲回軸Bに沿う方向について正極集電タブ21Dが突出する側とは反対側に、突出する。電極群10は、捲回軸Bが二次電池1の横方向に対して平行又は略平行になる状態で配置される。
ある実施例では、収納空間11において、電極群10に、電解液(図示しない)が含浸される。電解液としては、非水電解液が用いられ、例えば、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される非水電解液が用いられる。この場合、有機溶媒に溶解させる電解質として、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、六フッ化砒素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム[LiN(CF3SO22]等のリチウム塩、及び、これらの混合物が挙げられる。また、有機溶媒として、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)及びビニレンカーボネート等の環状カーボネート;ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)及びメチルエチルカーボネート(MEC)等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)、及びジオキソラン(DOX)等の環状エーテル;ジメトキシエタン(DME)及びジエトキシエタン(DEE)等の鎖状エーテル;γ-ブチロラクトン(GBL)、アセトニトリル(AN)及びスルホラン(SL)等が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で、又は、混合溶媒として用いられる。
また、ある実施例では、非水電解質として、非水電解液と高分子材料とを複合化したゲル状非水電解質が、電解液の代わりに用いられる。この場合、前述した電解質及び有機溶媒が用いられる。また、高分子材料として、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリアクリロニトリル(PAN)及びポリエチレンオキサイド(PEO)等が挙げられる。
また、ある実施例では、電解液の代わりに、高分子固体電解質及び無機固体電解質等の固体電解質が非水電解質として設けられる。この場合、電極群10に、セパレータ23,25が設けられなくてもよい。そして、電極群10では、セパレータ23,25の代わりに、固体電解質が正極21と負極22との間で挟まれる。このため、本実施例では、固体電解質によって、正極21と負極22との間が電気的に絶縁される。
図2乃至図5に示すように、第1の外装部材5の外表面には、底壁7と側壁8Aとの間に傾斜面26Aが設けられ、底壁7と側壁8Bとの間に傾斜面26Bが設けられる。一対の傾斜面26A,26Bのそれぞれは、縦方向に沿って延設され、側壁9Aから側壁9Bまで縦方向に連続する。このため、傾斜面26A,26Bのそれぞれは、開口12の周方向について、側壁8A,8Bの対応する一方と同一又は略同一の範囲に渡って、延設される。傾斜面26A,26Bのそれぞれは、底壁7及び側壁8A,8Bに対して、傾斜する。傾斜面26A,26Bのそれぞれは、底壁7に近づくほど横方向について内側へ向かう状態に、傾斜する。したがって、傾斜面26A,26Bのそれぞれは、底壁7との交差部分が鈍角になるとともに、側壁8A,8Bの対応する一方との交差部分が鈍角になる。
第1の外装部材5の外表面には、一対の端子27A,27Bが取付けられる。端子27A,27Bの一方が二次電池1の正極端子となり、端子27A,27Bの他方が二次電池1の負極端子となる。本実施形態では、端子27Aは、外部に露出する状態で傾斜面26Aに取付けられ、端子27Bは、外部に露出する状態で傾斜面26Bに取付けられる。したがって、端子27A,27Bのそれぞれは、開口12の周方向について、側壁8A,8Bの対応する一方が延設される範囲に、設けられる。図2等の一例では、端子27Aは、縦方向について傾斜面26Aの中央位置又は略中央位置に配置され、端子27Bは、縦方向について傾斜面26Bの中央位置又は略中央位置に配置される。端子27A,27Bのそれぞれは、導電材料から形成され、例えば、アルミニウム、銅及びステンレス等のいずれかから形成される。
なお、端子27Aは、側壁8Aに対して僅かに外側に突出する。ただし、本実施形態では、フランジ13及び第2の外装部材6は、端子27Aに対して、横方向の外側へ突出する。同様に、端子27Bは、側壁8Bに対して僅かに外側に突出する。ただし、本実施形態では、フランジ13及び第2の外装部材6は、端子27Bに対して、横方向の外側へ突出する。
また、第1の外装部材5の外表面には、一対の絶縁部材28A,28Bが設けられる。絶縁部材28Aは、側壁8Aの外表面及び傾斜面26Aに配置され、絶縁部材28B、側壁8Bの外表面及び傾斜面26Bに配置される。絶縁部材28Aは、傾斜面26Aと端子27Aとの間に介在し、端子27Aを外装部3に対して電気的に絶縁する。そして、絶縁部材28Bは、傾斜面26Bと端子27Bとの間に介在し、端子27Bを外装部3に対して電気的に絶縁する。端子27Aは、縦方向について、絶縁部材28Aの両外縁に対して、傾斜面26Aの中央位置に近い側(内側)に配置される。そして、端子27Bは、縦方向について、絶縁部材28Bの両外縁に対して、傾斜面26Bの中央位置に近い側(内側)に配置される。また、端子27Aは、絶縁部材28Aの外表面に対して僅かに外側へ突出する、又は、絶縁部材28Aの外表面と面一又は略面一である。そして、端子27Bは、絶縁部材28Bの外表面に対して僅かに外側へ突出する、又は、絶縁部材28Bの外表面と面一又は略面一である。
電極群10の正極集電タブ21Dは、超音波溶接等の溶接によって束ねられる。そして、正極集電タブ21Dの束は、正極バックアップリード31A及び正極端子リード32A等を含む1つ以上の正極リードを介して、端子27A,27Bの対応する一方(正極端子)に電気的に接続される。この際、正極集電タブ21Dと正極リードとの間の接続、正極リード同士の接続、及び、正極リードと正極端子との間の接続は、超音波溶接等の溶接によって、行われる。ここで、正極リードは、導電性を有する金属から形成される。また、正極集電タブ21D及び正極リードは、絶縁部材(図示しない)等によって、外装部3に対して電気的に絶縁される。
同様に、電極群10の負極集電タブ22Dは、超音波溶接等の溶接によって束ねられる。そして、負極集電タブ22Dの束は、負極バックアップリード31B及び負極端子リード32B等を含む1つ以上の負極リードを介して、端子27A,27Bの対応する一方(負極端子)に電気的に接続される。この際、負極集電タブ22Dと負極リードとの間の接続、負極リード同士の接続、及び、負極リードと負極端子との間の接続は、超音波溶接等の溶接によって、行われる。ここで、負極リードは、導電性を有する金属から形成される。また、負極集電タブ22D及び負極リードは、絶縁部材(図示しない)等によって、外装部3に対して電気的に絶縁される。
図4等に示すように、電池本体2には、フランジ13及び第2の外装部材6を気密に溶接する溶接部35が形成される。溶接部35は、開口12の開口縁15に対して、外側、すなわち、開口12の開口面に平行な方向について開口12から離れる側に、設けられる。したがって、溶接部35は、フランジ13及び第2の外装部材6において、側壁8A,8B,9A,9B(開口縁15)から外側への突出部分に、設けられる。溶接部35は、開口縁15に沿って延設され、開口12の周方向について全周に渡って連続して形成される。このため、開口12の周方向について全周に渡って、フランジ13及び第2の外装部材6が気密に溶接される。溶接部35で前述のようにフランジ13及び第2の外装部材6が気密に溶接されるため、収納空間11が密閉され、収納空間11が封止される。
なお、溶接部35では、例えば、抵抗シーム溶接によって、フランジ13及び第2の外装部材6が溶接される。抵抗シーム溶接が行われることにより、レーザ溶接等に比べて、コストが抑えられるとともに、フランジ13と第2の外装部材6との間の気密性が高い。また、図4では、溶接部35を破線で示す。
図7は、外装部3及び装着部材50を示し、装着部材50を横方向に垂直又は略垂直な断面で示す。図1、図5及び図7に示すように、装着部材50は、略板状に形成され、外装部3の第1の外装部材5に取付けられる。装着部材50は、外縁Eを有する。そして、外縁Eは、二次電池1の横方向に沿う一対の辺部E1,E2を有する。本実施形態では、辺部E1は、開口12の周方向について、側壁9Aが延設される範囲の全体又は略全体に渡って、設けられる。そして、辺部E2は、開口12の周方向について、側壁9Bが延設される範囲の全体又は略全体に渡って、設けられる。
装着部材50は、土台51と、側板部52A,52Bと、を備える。土台51は、底壁7の外表面に当接する。装着部材50が第1の外装部材5に取付けられた状態では、土台51は、底壁7に対して平行又は略平行に延設され、二次電池1の縦方向及び横方向に対して平行又は略平行に延設される。このため、土台51では、装着部材50の厚さ方向が、二次電池1の厚さ方向と平行又は略平行になる。本実施形態では、土台51は、底壁7の外表面の全体又は略全体と面接触する。
土台51は、長方形板状又は略長方形板状に形成される。そして、土台51は、二次電池1の縦方向に沿う一対の縁(短縁)53A,53Bと、二次電池1の横方向に沿う一対の縁(長縁)55A,55Bと、を有する。土台51の縁53A,53Bは、装着部材50の外縁Eの一部を形成し、外縁Eにおいて辺部E1,E2以外の部位の一部を形成する。また、土台51は、側壁9A,9Bのそれぞれに対して、外側へ突出する。このため、土台51の縁55Aは、側壁9Aに対して、縦方向の外側に位置する。そして、土台51の縁55Bは、側壁9Bに対して、縦方向の外側に位置する。
側板部52A,52Bのそれぞれは、長方形板状又は略長方形板状に形成される。側板部52Aは、土台51の縁55A又はその近傍からフランジ13が位置する側へ延設される。側板部52Bは、土台51の縁55B又はその近傍からフランジ13が位置する側へ延設される。すなわち、側板部52A,52Bのそれぞれは、土台51に対して、フランジ13が位置する側へ突出する。したがって、装着部材50は、土台51の縁55A又はその近傍、及び、縁55B又はその近傍において、折れ曲がる。装着部材50が第1の外装部材5に取付けられた状態では、側板部52A,52Bのそれぞれは、側壁(第2の側壁)9A,9Bに対して平行又は略平行に延設され、二次電池1の横方向及び厚さ方向に対して平行又は略平行に延設される。このため、側板部52A,52Bのそれぞれでは、装着部材50の厚さ方向が、二次電池1の縦方向と平行又は略平行になる。
側板部52Aは、開口12の周方向について、側壁9Aが延設される範囲の全体又は略全体に渡って、設けられる。そして、側板部52Bは、開口12の周方向について、側壁9Bが延設される範囲の全体又は略全体に渡って、設けられる。したがって、本実施形態では、側板部52A,52Bから構成される装着部材50の側板部は、開口12の周方向について、側壁(第2の側壁)9A,9Bが延設される範囲にのみ、設けられる。このため、側板部52A,52Bは、開口12の周方向について、側壁(第1の側壁)8A,8Bが延設される範囲、及び、端子27A,27Bが位置する範囲には、設けられない。すなわち、本実施形態では、側板部52A,52Bから構成される装着部材50の側板部は、開口12の周方向について、一部の範囲に渡って設けられる。
側板部52Aは、縦方向について外側から側壁9Aと対向し、側板部52Bは、縦方向について外側から側壁9Bと対向する。側板部52Aは、側壁9Aとの間に隙間56Aを有する状態で、側壁9Aの外表面と対向する。したがって、開口12の周方向について側壁9Aが延設される範囲では、側板部52Aの内側に隣接して隙間56Aが形成され、隙間56Aが二次電池1の横方向に沿って形成される。また、側板部52Bは、側壁9Bとの間に隙間56Bを有する状態で、側壁9Bの外表面と対向する。したがって、開口12の周方向について側壁9Bが延設される範囲では、側板部52Bの内側に隣接して隙間56Bが形成され、隙間56Bが二次電池1の横方向に沿って形成される。
側板部52Aでは、土台51が位置する側とは反対側の端が、土台51からの突出端57Aとなる。そして、側板部52Bでは、土台51が位置する側とは反対側の端が、土台51からの突出端57Bとなる。突出端57A,57Bのそれぞれは、二次電池1の横方向に沿って延設される。また、本実施形態では、突出端57A,57Bのそれぞれは、装着部材50の外縁Eから形成される。そして、突出端57Aが装着部材50の辺部E1となり、突出端57Bが装着部材50の辺部E2となる。
本実施形態では、側板部52A,52Bのそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6を超えて、土台51が位置する側とは反対側へ向かって延設される。このため、突出端57A,57Bのそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6に対して、土台51が位置する側とは反対側に位置する。ただし、側板部52A,52Bのそれぞれの第2の外装部材6からの突出寸法は、微小であり、2mm以上5mm以下程度である。したがって、側板部52A,52Bのそれぞれが第2の外装部材6を超えて延設されても、厚さ方向についての二次電池1の寸法は過度に大きくならない。
また、本実施形態では、側板部52A,52Bのそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6のそれぞれの外周端(外縁)に対して外側を通って、延設される。ただし、側壁9Aと側板部52Aとの間の隙間56Aの距離D1、及び、側壁9Bと側板部52Bとの間の隙間56Bの距離D2のそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6の開口縁15からの突出寸法に対して、僅かに大きいだけである。例えば、距離D1,D2のそれぞれは、フランジ13の開口縁15からの突出寸法より大きく、かつ、10mm以下程度である。ただし、後述する冷媒が、液体ではなく空気の場合は、距離D1,D2のそれぞれは、5mm以上10mm以下程度である。したがって、側板部52A,52Bのそれぞれがフランジ13及び第2の外装部材6のそれぞれの外周端に対して外側に設けられても、縦方向についての二次電池1の寸法は過度に大きくならない。
なお、ある実施例では、突出端57A,57Bのそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6に対して、土台51が位置する側に位置してもよい。この場合、側板部52A,52Bのそれぞれは、二次電池1の厚さ方向についてフランジ13の近傍まで延設され、突出端57A,57Bのそれぞれは、フランジ13の近傍に位置する。また、この場合、側板部52A,52Bのそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6のそれぞれの外周端(外縁)に対して、外側に位置する必要はない。例えば、前述の距離D1,D2のそれぞれが、フランジ13及び第2の外装部材6の突出寸法と同一又は略同一であってもよい。また、側板部52A,52Bのそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6のそれぞれの外周端に対して、内側に位置してもよい。
ただし、側板部52A,52Bのそれぞれがフランジ13の外周端に対して内側に位置する場合でも、距離D1,D2のそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6の開口縁15からの突出寸法に対して、僅かに小さいだけである。このため、側板部52A,52Bのそれぞれと側壁9A,9Bの対応する一方との間に、ある程度の大きさの隙間(56A,56Bの対応する一方)が、形成される。突出端57A,57Bのそれぞれがフランジ13に対して土台51が位置する側に位置する本実施例では、例えば、距離D1,D2のそれぞれは、2mm以上10mm以下程度になる。ただし、後述する冷媒が、液体ではなく空気の場合は、距離D1,D2のそれぞれは、5mm以上10mm以下程度になる。
本実施形態では、装着部材50の全体が、絶縁性を有する樹脂等から形成され、1つの絶縁層61から装着部材50が形成される。そして、絶縁層61は、土台51の中心位置から装着部材50の外縁Eまで、連続して延設される。このため、絶縁層61は、土台51から側板部52A,52Bの突出端57A,57B(辺部E1,E2)まで、連続して延設される。本実施形態では、装着部材50の全体が絶縁層61から形成されるため、土台51及び側板部52A,52Bにおいて第1の外装部材5が位置する側とは反対側を向く表面の全体が、絶縁層61から形成される。ここで、絶縁層61を形成する樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。また、絶縁層61の厚さ方向が、装着部材50の厚さ方向と一致又は略一致する。
本実施形態では、絶縁層61の層厚(厚さ)は、0.5mm以上1.2mm以下程度である。このため、装着部材50の厚さは、微小である。したがって、装着部材50を設けても、厚さ方向についての二次電池1の寸法が過度に大きくならず、縦方向についての二次電池1の寸法も過度に大きくならない。
また、隙間56A,56Bのそれぞれには、二次電池1を冷却する冷媒の通路が規定される。冷媒としては、空気等の気体、及び、水等の液体が挙げられる。ある一例では、冷媒として空気が用いられ、隙間56A,56B自体が冷媒の通路となる。別のある一例では、冷媒として水が用いられ、隙間56A,56Bのそれぞれに、チューブ(図示しない)が延設される。そして、チューブの内部に、冷媒の通路が規定される。
二次電池1の使用時では、充放電等によって電池本体2で熱が発生し、二次電池1に温度が上昇することがある。本実施形態の二次電池1では、側壁9A及び側板部52A等の隙間56Aに隣接する部位が、冷媒によって冷却される。そして、側壁9B及び側板部52B等の隙間56Bに隣接する部位が、冷媒によって冷却される。また、本実施形態では、電池本体2で発生した熱は、第1の外装部材5の底壁7から装着部材50の土台51に伝達される。そして、装着部材50において、土台51から側板部52A,52Bのそれぞれへ、熱が伝達される。したがって、電池本体2で発生した熱は、冷媒によって冷却される側板部52A,52Bに、有効に伝達される。これにより、二次電池1(電池本体2)において熱が発生した状態において、二次電池1が有効に冷却される。
また、本実施形態では、装着部材50を第1の外装部材5に取付ける構成にすることにより、側壁9Aと側板部52Aとの間の隙間56Aに冷媒の通路を形成可能になり、側壁9Bと側板部52Bとの間の隙間56Bに冷媒の通路を形成可能になる。そして、前述のように、装着部材50を設けても、厚さ方向についての二次電池1の寸法が過度に大きくならず、縦方向についての二次電池1の寸法も過度に大きくならない。したがって、隙間56A,56Bに冷媒の通路が形成されても、二次電池1全体の体積が大きく増加しない。このため、隙間56A,56Bに冷媒の通路が形成されても、二次電池1のエネルギー密度を高く確保される。
(変形例)
次に、二次電池1の変形例について、説明する。図8に示す第1の変形例では、装着部材50は、前述の絶縁層61に加えて金属層62を有し、装着部材50が二層構造に形成される。本変形例では、装着部材50の外縁Eは、絶縁層61の外縁及び金属層62の外縁から形成される。また、金属層62は、装着部材60の厚さ方向について、絶縁層61に隣接して積層される。このため、絶縁層61及び金属層62のそれぞれの厚さ方向は、装着部材50の厚さ方向と一致又は略一致する。金属層62は、絶縁層61に比べて熱伝導性が高い材料から形成され、好ましくは、外装部3に比べて熱伝送性が高い金属から形成される。金属層62を形成する金属としては、鋼及びアルミニウム等が挙げられる。
本変形例では、絶縁層61及び金属層62は、土台51の中心位置から装着部材50の外縁Eまで、連続して延設される。そして、本変形例でも、側板部52Aの突出端57A及び側板部52Bの突出端57Bのそれぞれは、装着部材50の外縁E(辺部E1,E2の対応する一方)から形成される。したがって、突出端57A,57Bのそれぞれは、絶縁層61の外縁及び金属層62の外縁から形成される。本変形例では、土台51及び側板部52A,52Bにおいて、第1の外装部材5が位置する側とは反対側を向く表面の全体又は略全体が、絶縁層61から形成される。また、土台51及び側板部52A,52Bにおいて、第1の外装部材5が位置する側を向く表面の全体又は略全体が、金属層62から形成される。
土台51では、金属層62が、絶縁層61に対して、底壁7に近い側に隣接する。そして、土台51では、金属層62が、面接触する状態で底壁7の外表面に当接し、絶縁層61は、底壁7と接触しない。また、側板部52Aでは、金属層62が、絶縁層61に対して、側壁8Aに近い側に隣接する。このため、側板部52Aでは、金属層62が隙間56Aに隣接して設けられる。そして、側板部52Bでは、金属層62が、絶縁層61に対して、側壁8Bに近い側に隣接する。このため、側板部52Bでは、金属層62が隙間56Bに隣接して設けられる。
本変形例では、絶縁層61の層厚(厚さ)は、0.05mm以上0.3mm以下程度であり、金属層62の層厚は、0.5mm以上0.8mm以下程度である。このため、本変形例では、装着部材50の厚さは、0.6mm以上1.2mm以下程度となり、微小である。したがって、装着部材50を設けても、厚さ方向についての二次電池1の寸法が過度に大きくならず、縦方向についての二次電池1の寸法も過度に大きくならない。したがって、本変形例でも、二次電池1全体の体積が大きく増加せず、二次電池1のエネルギー密度が高く確保される。
また、本変形例では、装着部材50に熱伝送性の高い金属層62が設けられ、金属層62は、土台51から側板部52A,52Bの突出端57A,57Bまで連続して延設される。そして、土台51では、金属層62が、底壁7に当接する。このため、電池本体2で発生した熱は、特に、金属層62を通して、側板部52A,52Bのそれぞれに伝達され易くなる。側板部52A,52Bに熱が伝達され易くなることにより、二次電池1がより有効に冷却される。
また、図9に示す第2の変形例でも、装着部材50は、絶縁層61及び金属層62から形成される。そして、本変形例でも、絶縁層61及び金属層62は、土台51の中心位置から装着部材50の外縁Eまで、連続して延設され、装着部材50の外縁Eは、絶縁層61の外縁及び金属層62の外縁から形成される。
本変形例では、装着部材50は、前述の土台51及び側板部52A,52Bに加えて、内向延設部65A,65B、折返し部66A,66B及び端片部67A,67Bを備える。内向延設部65A,65B、折返し部66A,66B及び端片部67A,67Bのそれぞれは、二次電池1の横方向に沿って延設される。そして、内向延設部65A、折返し部66A及び端片部67Aは、開口の周方向について、側壁9Aが延設される範囲の全体又は略全体に渡って、設けられる。また、内向延設部65B、折返し部66B及び端片部67Bは、開口の周方向について、側壁9Bが延設される範囲の全体又は略全体に渡って、設けられる。
内向延設部65A,65Bのそれぞれは、側板部52A,52Bの対応する一方から内側へ向かって延設される。内向延設部65A,65Bのそれぞれでは、絶縁層61及び金属層62が、突出端57A,57Bの対応する一方から内側に向かって、延設される。すなわち、内向延設部65A,65Bのそれぞれでは、絶縁層61及び金属層62は、開口12の開口面に平行な方向について開口12に近づく側に、突出端57A,57Bの対応する一方から延設される。このため、本変形例では、突出端57A,57Bのそれぞれは、装着部材50の外縁Eとは異なる部位から、形成される。すなわち、突出端57Aは、辺部E1とは異なる部位から形成され、突出端57Bは、辺部E2とは異なる部位から形成される。
内向延設部65A,65Bのそれぞれは、土台51からフランジ13が位置する側に離れて設けられる。本変形例では、突出端57A,57Bのそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6に対して、土台51が位置する側とは反対側に位置する。このため、内向延設部65A,65Bのそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6に対して、土台51が位置する側とは反対側に位置する。絶縁層61及び金属層62は、突出端57A,57Bの対応する一方から内向延設部65A,65Bのそれぞれの内端(内周端)まで、連続して延設される。また、内向延設部65A,65Bのそれぞれでは、金属層62が、絶縁層61に対して、土台51が位置する側に隣接する。
折返し部66A,66Bのそれぞれは、内向延設部65A,65Bの対応する一方の内端(内周端)に、設けられる。折返し部66A,66Bのそれぞれでは、内向延設部65A,65Bの対応する一方に対して、絶縁層61及び金属層62が折返される。そして、折返し部66A,66Bのそれぞれでは、内側(内周側)を向く表面が、絶縁層61から形成される。すなわち、内向延設部65A,65Bのそれぞれの内端では、開口12の開口面に平行な方向について開口12に近づく側を向く表面が、絶縁層61から形成される。
端片部67A,67Bのそれぞれは、折返し部66A,66Bの対応する一方から装着部材50の外縁Eまで、延設される。本実施形態では、端片部67Aは、折返し部66Aから外縁Eの辺部E1まで延設され、端片部67Bは、折返し部66Bから外縁Eの辺部E2まで延設される。端片部67A,67Bのそれぞれでは、折返し部66A,66Bの対応する一方と装着部材50の外縁Eとの間で、絶縁層61及び金属層62が連続して延設される。
端片部67A,67Bのそれぞれは、内向延設部65A,65Bの対応する一方に対して、底壁7が位置する側に設けられる。本変形例では、端片部67A,67Bのそれぞれは、内向延設部65A,65Bの対応する一方に対して、底壁7が位置する側に隣接する。したがって、端片部67A,67Bのそれぞれは、内向延設部65A,65Bの対応する一方と底壁7との間に、位置する。また、端片部67Aは、折返し部66Aと側板部52Aとの間に位置し、端片部67Bは、折返し部66Bと側板部52Bとの間に位置する。
本変形例では、端片部67A,67Bのそれぞれは、折返し部66A,66Bの対応する一方から外側へ向かって延設される。すなわち、端片部67A,67Bのそれぞれは、開口12の開口面に平行な方向について開口12から離れる側に、折返し部66A,66Bの対応する一方から延設される。また、端片部67A,67Bのそれぞれでは、絶縁層61が、金属層62に対して、土台51が位置する側に隣接する。
また、本変形例では、折返し部66A,66B及び端片部67A,67Bのそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6に対して、土台51が位置する側とは反対側に位置する。このため、端片部67Aは、二次電池1の厚さ方向について、内向延設部65Aと第2の外装部材6との間に位置する。そして、端片部67Bは、二次電池1の厚さ方向について、内向延設部65Bと第2の外装部材6との間に位置する。
前述のような構成であるため、本変形例では、装着部材50の外縁E(辺部E1,E2)の端子27A,27Bとの接触が、有効に防止される。これにより、外装部3が装着部材50の金属層62を介して端子27A,27Bと電気的に接続されることが、有効に防止され、外装部3と端子27A,27Bとの間の電気的な絶縁が、より確実に確保される。
なお、別のある変形例では、端片部67A,67Bがロール状に形成されてもよい。この場合、端片部67Aは、折返し部66Aから外縁Eの辺部E1に近づくにつれてロールの内周側に位置する状態に、巻回される。同様に、端片部67Bは、折返し部66Bから外縁Eの辺部E2に近づくにつれてロールの内周側に位置する状態に、巻回される。
図10に示す第3の変形例でも、装着部材50に、内向延設部65A,65B、折返し部66A,66B及び端片部67A,67Bが、設けられる。ただし、本変形例では、突出端57A,57Bのそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6に対して、土台51が位置する側に位置する。そして、内向延設部65A,65B、折返し部66A,66B及び端片部67A,67Bのそれぞれは、フランジ13及び第2の外装部材6に対して、土台51が位置する側に設けられる。
ただし、本変形例でも第2の変形例と同様に、内向延設部65A,65B、折返し部66A,66B及び端片部67A,67Bのそれぞれは、土台51からフランジ13が位置する側に離れて設けられる。そして、端片部67A,67Bのそれぞれは、内向延設部65A,65Bの対応する一方に対して、底壁7が位置する側に設けられ、端片部67A,67Bのそれぞれは、内向延設部65A,65Bの対応する一方に対して、底壁7が位置する側に隣接する。このため、端片部67A,67Bのそれぞれは、内向延設部65A,65Bの対応する一方と土台51(底壁7)との間に、位置する。そして、隙間56A,56Bのそれぞれは、端片部67A,67Bの対応する一方と土台51との間に、形成される。このため、本変形例でも、第2の変形例と同様の作用及び効果を奏する。
また、ある変形例では、前述の側板部52A,52Bと同様の側板部が、開口12の周方向について側壁(第1の側壁)8A,8Bが延設される範囲に、設けられてもよい。この場合、開口12の周方向について側壁(第1の側壁)8A,8Bが延設される範囲にも、前述の隙間56A,56Bと同様の隙間が形成され、隙間に冷媒の通路が規定される。また、この場合、開口12の周方向について側板部が延設される範囲の全体又は略全体に渡って、前述の内向延設部65A,65Bと同様の内向延設部、前述の折返し部66A,66Bと同様の折返し部、及び、前述の端片部67A,67Bと同様の端片部が、設けられてもよい。
また、端子27A,27Bのそれぞれが装着部材50の外部に対して露出する構成であれば、前述の側板部52A,52Bと同様の側板部が、開口12の周方向について端子27A,27Bが設けられる範囲に、設けられてもよい。そして、端子27A,27Bのそれぞれが装着部材50の外部に対して露出する構成であれば、前述の側板部52A,52Bと同様の側板部が、開口12の周方向の全周に渡って、設けられてもよい。これらの場合、開口12の周方向について端子27A,27Bが設けられる範囲にも、前述の隙間56A,56Bと同様の隙間が形成され、隙間に冷媒の通路が規定される。また、これら場合、開口12の周方向について側板部が延設される範囲の全体又は略全体に渡って、前述の内向延設部65A,65Bと同様の内向延設部、前述の折返し部66A,66Bと同様の折返し部、及び、前述の端片部67A,67Bと同様の端片部が、設けられてもよい。
また、ある変形例では、収納空間11に複数の電極群が収納されてもよい。また、別のある変形例では、第2の外装部材6が、板状ではなく、第1の外装部材5と同様の底付きの筒状に形成される。この場合、第2の外装部材6も、底壁、側壁及びフランジを備える状態に、形成される。そして、第1の外装部材5のフランジ13及び第2の外装部材6のフランジが、溶接部35で、気密に溶接される。本変形例の二次電池1でも、溶接部35によって、開口12の周方向について全周に渡って、フランジ13及び第2の外装部材6が気密に溶接される。そして、電極群10が収納される収納空間11は、外装部3の外部に対して密閉される。
(二次電池の適用例)
次に、前述の実施形態等の二次電池1の適用例について、説明する。図11は、前述の二次電池1が複数設けられる電池パック70を示す。図11の一例では、電池パック70は、8つの二次電池1A~1Hを備える。電池パック70では、二次電池1A~1Hは、積層方向(矢印Z3及び矢印Z4で示す方向)に沿って二次電池が積層される。なお、二次電池1A~1Hの積層方向は、二次電池1A~1Hが配列される配列方向である。ここで、電池パック70において、積層方向に対して交差する第1の交差方向(矢印X3及び矢印X4で示す方向)、及び、積層方向に対して交差し、かつ、第1の交差方向に対して交差する第2の交差方向(矢印Y3及び矢印Y4で示す方向)を、規定する。本実施形態では、第1の交差方向は、積層方向に対して垂直又は略垂直であり、第2の交差方向は、積層方向に対して垂直又は略垂直で、かつ、第1の交差方向に対して垂直又は略垂直である。
電池パック70では、二次電池1A~1Hのそれぞれは、厚さ方向が積層方向と平行又は略平行になる状態で、積層される。そして、二次電池1A~1Hのそれぞれは、縦方向が第1の交差方向と平行又は略平行になり、かつ、横方向が第2の交差方向と平行又は略平行になる状態で、配置される。
ここで、二次電池1A~1Hの中で互いに対して隣り合って配置される(積層される)2つを二次電池1α,1βとする。図11の一例では、二次電池(第1の二次電池)1αは、二次電池1A~1Gのいずれか1つであり、二次電池(第2の二次電池)1βは、二次電池1B~1Hの中の対応する1つである。電池パック70では、二次電池1αの第2の外装部材6は、二次電池1βの装着部材50の土台51を挟んで、二次電池1βの底壁7と対向する。このため、二次電池1βの装着部材50によって、二次電池1αの第2の外装部材6への二次電池1βの第1の外装部材5の接触が、防止される。これにより、二次電池1α,1βの外装部3同士の接触が防止され、二次電池1α,1βの外装部3同士が電気的に接続されることが、有効に防止される。
また、電池パック70では、互いに対して隣り合って配置される二次電池1α,1βが、接続部材であるバスバー71によって、電気的に接続される。バスバー71は、例えば、導電性を有する金属から形成される。電池パック70では、二次電池1αの端子27A,27Bの対応する一方である対象端子が、二次電池1βの端子27A,27Bの対応する一方である対象端子に、バスバー71を介して接続される。バスバー71によって接続される二次電池1αの対象端子(27A又は27B)及び二次電池1βの対象端子(27A又は27B)は、第2の交差方向について、電池パック70の中央位置に対して同一の側に、位置する。すなわち、二次電池1αの対象端子(27A又は27B)及び二次電池1βの対象端子(27A又は27B)は、第2の交差方向について、二次電池1α,1βの収納空間11に対して同一の側に、位置する。
実際に、二次電池1B,1Cの間、二次電池1D,1Eの間、及び、二次電池1F,1Gの間では、第2の交差方向について電池パック70の中央位置に対して一方側(矢印Y3側)に位置する端子同士が、バスバー71によって接続される。そして、二次電池1A,1Bの間、二次電池1C,1Dの間、二次電池1E,1Fの間、及び、二次電池1G,1Hの間では、第2の交差方向について電池パック70の中央位置に対して他方側(矢印Y4側)に位置する端子同士が、バスバー71によって接続される。
なお、図11の一例では、二次電池1α,1βは、電気的に直列に接続される。したがって、バスバー71によって接続される2つの対象端子は、一方が正極端子で、他方が負極端子である。また、別のある一例では、二次電池1α,1βが、電気的に並列に接続されてもよい。この場合、第2の交差方向について電池パック70の中央位置に対して一方側で、二次電池1α,1βの正極端子同士が、バスバー71によって接続される。そして、第2の交差方向について電池パック70の中央位置に対して他方側で、二次電池1α,1βの負極端子同士が、バスバー71によって接続される。
図12は、バスバー71の構成を示す図である。図11及び図12に示すように、バスバー71は、二次電池(第1の二次電池)1αの対象端子(27A又は27B)に接触するコネクタ部(第1のコネクタ部)72Aと、二次電池(第2の二次電池)1βの対象端子(27A又は27B)に接触するコネクタ部(第2のコネクタ部)72Bと、を備える。コネクタ部(接触部)72A,72Bのそれぞれは、電池パック70の第2の交差方向について外側から、対応する対象端子(27A又は27B)に面接触し、対応する対象端子(27A又は27B)に溶接等によって接続される。本適用例では、コネクタ部72A,72Bは、第2の交差方向について、二次電池1α,1βのそれぞれのフランジ13の外周端に対して、内側に位置する。また、コネクタ部72A,72Bのそれぞれは、第1の交差方向に沿って延設され、二次電池1α,1βのそれぞれの縦方向に沿って延設される。コネクタ部72A,72Bのそれぞれは、第1の交差方向について、対応する対象端子(27A又は27B)の両外端を超えて外側へ、延設される。
また、バスバー71は、コネクタ部72A,72Bの間を中継する中継部73A,73Bを備える。中継部73A,73Bのそれぞれは、電池パック70の積層方向(配列方向)に沿って、延設される。中継部(第1の中継部)73Aは、第1の交差方向について、コネクタ部72A,72Bのそれぞれが接触する対象端子(27A又は27B)に対して、一方側に離れて配置される。そして、中継部(第2の中継部)73Bは、第1の交差方向について、コネクタ部72A,72Bのそれぞれが接触する対象端子(27A又は27B)に対して、中継部73Aとは反対側に離れて配置される。コネクタ部72A,72B及びコネクタ部72A,72Bのそれぞれが接続される対象端子(27A又は27B)は、第1の交差方向について、中継部73A,73Bの間に設けられる。
また、バスバー71では、コネクタ部72Aと中継部73Aとの間に、段差(第1の段差)74Aが設けられ、コネクタ部72Bと中継部73Aとの間に、段差(第2の段差)74Bが設けられる。そして、コネクタ部72Aと中継部73Bとの間に、段差(第3の段差)74Cが設けられ、コネクタ部72Bと中継部73Bとの間に、段差(第4の段差)74Dが設けられる。段差74A~74Dのそれぞれは、第1の交差方向について、コネクタ部72A,72Bのそれぞれが接触する対象端子(27A又は27B)に対して、外側に配置される。段差74A,74Bによって、中継部73Aは、第2の交差方向について、コネクタ部72A,72Bのそれぞれに対して外側に位置する。そして、段差74C,74Dによって、中継部73Bは、第2の交差方向について、コネクタ部72A,72Bのそれぞれに対して外側に位置する。前述のような構成であるため、バスバー71は、第2の交差方向の外側から視て、略O字状になる。
また、中継部73A,73Bのそれぞれは、第2の交差方向について、二次電池1αのフランジ13の外周端及び第2の外装部材6の外周端より外側を通って、延設される。これにより、二次電池1α,1βのそれぞれの外装部3へのバスバー71の接触が、防止される。したがって、二次電池1α,1βの外装部3同士がバスバー71を介して電気的に接続されることが、防止される。
なお、バスバー71の構成は、前述の構成に限るものではない。ある実施例では、バスバー(71)は、コネクタ部72A,72B、中継部73A及び段差74A,74Bのみから形成され、バスバー(71)に、中継部73B及び段差74C,74Dが設けられなくてもよい。この場合、バスバー(71)は、第2の交差方向の外側から視て、略U字状になる。
また、ある実施例では、コネクタ部(72A,72B)のそれぞれは、接触する対象端子(27A又は27B)から積層方向に沿って、中継部に向かって延設されてもよい。そして、別のある実施例では、コネクタ部(72A,72B)のそれぞれは、接触する対象端子(27A又は27B)から第2の交差方向に沿って外側に向かって、中継部へ延設されてもよい。すなわち、バスバー(71)には、2つのコネクタ部(72A,72B)の間を中継する中継部が、1つ以上設けられていればよい。そして、中継部(73A,73B)は、積層方向に沿って延設されるとともに、第2の交差方向について二次電池1αのフランジ13の外周端及び第2の外装部材6の外周端より外側を通って、延設されていればよい。そして、二次電池1α,1βのそれぞれの外装部3へのバスバー71の接触が、防止されていればよい。
また、電池パック70の積層方向について最も矢印Z3側の二次電池1Aでは、端子27A,27Bの一方に、接続部材であるバスバー75Aが接続される。そして、積層方向について最も矢印Z4側の二次電池1Hでは、端子27A,27Bの一方に、接続部材であるバスバー75Bが接続される。バスバー75A,75Bのそれぞれは、バスバー71と同様に、導電性を有する金属から形成される。なお、二次電池1Aでは、端子27A,27Bの他方は、バスバー71を介して二次電池1Bに接続される。そして、二次電池1Hでは、端子27A,27Bの他方は、バスバー71を介して二次電池1Gに接続される。
バスバー75Aは、二次電池1Aの端子27A,27Bの一方に接触するコネクタ部76Aを備え、バスバー75Bは、二次電池1Hの端子27A,27Bの一方に接触するコネクタ部76Bを備える。コネクタ部76A,76Bのそれぞれは、溶接等によって、対応する端子(27A又は27B)に接続される。コネクタ部76A,76Bのそれぞれは、第1の交差方向に沿って延設される。また、バスバー75A,75Bのそれぞれは、外部端子(77A;77B)を備える。外部端子77A,77Bの一方が、電池パック70の正極端子となり、外部端子77A,77Bの他方が電池パック70の負極端子となる。外部端子77Aは、第1交差方向について、コネクタ部76Aが接触する端子(27A又は27B)に対して、一方側に離れて配置される。そして、外部端子77Bは、第1の交差方向について、コネクタ部76Bが接触する端子(27A又は27B)に対して、一方側に離れて配置される。
また、バスバー75Aでは、コネクタ部76Aと外部端子77Aとの間に段差78Aが設けられ、バスバー75Bでは、コネクタ部76Bと外部端子77Bとの間に段差78Bが設けられる。段差78Aによって、外部端子77Aは、第2の交差方向についてコネクタ部76Aに対して外側に位置し、二次電池1Aのフランジ13の外周端及び第2の外装部材6の外周端より外側に位置する。そして、段差78Bによって、外部端子77Bは、第2の交差方向についてコネクタ部76Bに対して外側に位置し、二次電池1Hのフランジ13の外周端及び第2の外装部材6の外周端より外側に位置する。
前述のように形成される電池パック70では、積層される二次電池(1A~1H)のそれぞれとして、前述の実施形態等の二次電池1を用いることができる。ただし、第1の変形例から第3の変形例の二次電池1のように、装着部材50に金属層62が設けられる場合は、第2の変形例及び第3の変形例のように内向延設部65A,65B、折返し部66A,66B及び端片部67A,67Bが設けられる二次電池1が、積層される二次電池(1A~1H)として用いられることが、より好ましい。これにより、二次電池1αの装着部材50の外縁E(辺部E1,E2)の、二次電池1βの外装部3との接触が、有効に防止される。したがって、二次電池1αの外装部3が、二次電池1αの装着部材50の金属層62を介して二次電池1βの外装部3と電気的に接続されることが、有効に防止され、二次電池1α,1βの外装部3同士の間の電気的な絶縁が、より確実に確保される。
また、第2の変形例及び第3の変形例の中では、第2の変形例の二次電池1が、電池パック70において積層される二次電池(1A~1H)として用いられることが、より好ましい。第2の変形例の二次電池1では、前述のように、内向延設部65A,65B、折返し部66A,66B及び端片部67A,67Bのそれぞれが、フランジ13及び第2の外装部材6に対して、土台51が位置する側とは反対側に設けられる。このため、第1の交差方向について二次電池1αの折返し部66A,66Bの間に、二次電池1βが嵌合し易くなる。これにより、電池パック70の組立て時の作業効率が、向上する。
これらの少なくとも一つの実施形態又は実施例の二次電池によれば、第1の外装部材に装着される装着部材は、底壁の外表面に当接する土台と、土台からフランジが位置する側へ向かって延設される側板部と、を備える。側板部は、第1の外装部材の側壁との間に隙間を有する状態で、側壁の外表面と対向し、側板部と側壁との間の隙間には、冷媒の通路が規定される。このため、有効に冷却が行われる二次電池を提供することができる。
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、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された事項を付記する。
[1]底壁及び側壁を有するとともに、金属から形成される第1の外装部材であって、前記底壁及び前記側壁によって収納空間が規定され、前記収納空間が前記底壁とは反対側に開口を有し、前記開口の開口縁から前記側壁に対して外側へ突出するフランジを有する第1の外装部材と、
正極及び負極を備え、前記収納空間に収納される電極群と、
金属から形成されるとともに、前記収納空間の前記開口を塞ぐ状態で前記フランジに対向して配置される第2の外装部材であって、前記フランジに溶接される第2の外装部材と、
前記第1の外装部材に取付けられる装着部材と、
を具備し、
前記装着部材は、
前記底壁の外表面に当接する土台と、
前記土台から前記フランジが位置する側へ向かって延設されるとともに、前記開口の周方向について少なくとも一部の範囲に渡って設けられる側板部と、
を備え、
前記側板部は、前記第1の外装部材の前記側壁との間に隙間を有する状態で前記側壁の外表面と対向し、
前記側板部と前記側壁との間の前記隙間に、冷媒の通路が規定される、
二次電池。
[2]前記装着部材は、絶縁層を備え、
前記土台及び前記側板部において前記第1の外装部材が位置する側とは反対側を向く表面は、前記絶縁層から形成される、
[1]の二次電池。
[3]前記装着部材の肉厚は、0.5mm以上1.2mm以下である、[2]の二次電池。
[4]前記装着部材は、前記土台及び前記側板部において前記絶縁層に隣接して積層され、前記絶縁層に比べて熱伝導性が高い金属層を備え、
前記装着部材では、前記金属層が前記底壁の前記外表面に当接する、
[2]又は[3]の二次電池。
[5]前記装着部材は、
前記土台から前記フランジが位置する側に離れた位置において前記側板部から前記絶縁層及び前記金属層が内側へ向かって延設され、前記金属層が前記絶縁層に対して前記土台が位置する側に隣接する内向延設部と、
前記内向延設部の内端に設けられ、内側を向く表面が前記絶縁層から形成される状態で前記絶縁層及び前記金属層が折返される折返し部と、
を備える、[4]の二次電池。
[6]前記装着部材は、前記折返し部と前記装着部材の外縁との間で前記絶縁層及び前記金属層が延設される端片部をさらに備え、
前記端片部は、前記折返し部と前記側板部との間に位置するとともに、前記内向延設部と前記底壁との間に位置する、
[5]の二次電池。
[7]前記絶縁層の厚さは、0.05mm以上0.3mm以下であり、
前記金属層の厚さは、0.5mm以上0.8mm以下である、
[4]乃至[6]のいずれか1項の二次電池。
[8]前記第1の外装部材の前記側壁は、
互いに対して対向し、縦方向に沿ってそれぞれが延設される一対の第1の側壁と、
互いに対して対向し、前記縦方向に対して交差する横方向に沿ってそれぞれが延設される一対の第2の側壁と、
を備え、
前記二次電池は、前記第1の外装部材の外表面に取付けられ、前記開口の前記周方向について前記一対の第1の側壁の対応する一方が延設される範囲にそれぞれが設けられる一対の端子をさらに備え、
前記側板部は、前記開口の前記周方向について前記一対の第2の側壁が延設される範囲にのみ、設けられる、
[1]乃至[7]のいずれか1項の二次電池。
[9][1]乃至[8]のいずれか1項の二次電池を複数備える、電池パック。
[10]複数の前記二次電池は、互いに対して隣り合って配置される第1の二次電池及び第2の二次電池を含み、
前記第1の二次電池の前記第2の外装部材は、前記第2の二次電池の前記装着部材の前記土台を挟んで、前記第2の二次電池の前記底壁と対向する、
[9]の電池パック。
[11]前記第2の二次電池の前記装着部材は、前記第1の二次電池の前記第2の外装部材への前記第2の二次電池の前記第1の外装部材の接触を防止する、[10]の電池パック。
[12]前記第1の二次電池と前記第2の二次電池とを電気的に接続する接続部材をさらに具備する、[10]又は[11]の電池パック。

Claims (9)

  1. 底壁及び側壁を有するとともに、金属から形成される第1の外装部材であって、前記底壁及び前記側壁によって収納空間が規定され、前記収納空間が前記底壁とは反対側に開口を有し、前記開口の開口縁から前記側壁に対して外側へ突出するフランジを有する第1の外装部材と、
    正極及び負極を備え、前記収納空間に収納される電極群と、
    金属から形成されるとともに、前記収納空間の前記開口を塞ぐ状態で前記フランジに対向して配置される第2の外装部材であって、前記フランジに溶接される第2の外装部材と、
    前記第1の外装部材に取付けられる装着部材と、
    を具備し、
    前記装着部材は、
    前記底壁の外表面に当接する土台と、
    前記土台から前記フランジが位置する側へ向かって延設されるとともに、前記開口の周方向について少なくとも一部の範囲に渡って設けられる側板部と、
    を備え、
    前記側板部は、前記第1の外装部材の前記側壁との間に隙間を有する状態で前記側壁の外表面と対向し、
    前記側板部と前記側壁との間の前記隙間に、冷媒の通路が規定され
    前記装着部材は、絶縁層を備え、
    前記土台及び前記側板部において前記第1の外装部材が位置する側とは反対側を向く表面は、前記絶縁層から形成され、
    前記装着部材は、前記土台及び前記側板部において前記絶縁層に隣接して積層され、前記絶縁層に比べて熱伝導性が高い金属層を備え、
    前記装着部材では、前記金属層が前記底壁の前記外表面に当接し、
    前記装着部材は、
    前記土台から前記フランジが位置する側に離れた位置において前記側板部から前記絶縁層及び前記金属層が内側へ向かって延設され、前記金属層が前記絶縁層に対して前記土台が位置する側に隣接する内向延設部と、
    前記内向延設部の内端に設けられ、内側を向く表面が前記絶縁層から形成される状態で前記絶縁層及び前記金属層が折返される折返し部と、
    を備える、二次電池。
  2. 前記装着部材は、前記折返し部と前記装着部材の外縁との間で前記絶縁層及び前記金属層が延設される端片部をさらに備え、
    前記端片部は、前記折返し部と前記側板部との間に位置するとともに、前記内向延設部と前記底壁との間に位置する、
    請求項1の二次電池。
  3. 前記絶縁層の厚さは、0.05mm以上0.3mm以下であり、
    前記金属層の厚さは、0.5mm以上0.8mm以下である、
    請求項1又は2の二次電池。
  4. 底壁及び側壁を有するとともに、金属から形成される第1の外装部材であって、前記底壁及び前記側壁によって収納空間が規定され、前記収納空間が前記底壁とは反対側に開口を有し、前記開口の開口縁から前記側壁に対して外側へ突出するフランジを有する第1の外装部材と、
    正極及び負極を備え、前記収納空間に収納される電極群と、
    金属から形成されるとともに、前記収納空間の前記開口を塞ぐ状態で前記フランジに対向して配置される第2の外装部材であって、前記フランジに溶接される第2の外装部材と、
    前記第1の外装部材に取付けられる装着部材と、
    を具備し、
    前記装着部材は、
    前記底壁の外表面に当接する土台と、
    前記土台から前記フランジが位置する側へ向かって延設されるとともに、前記開口の周方向について少なくとも一部の範囲に渡って設けられる側板部と、
    を備え、
    前記側板部は、前記第1の外装部材の前記側壁との間に隙間を有する状態で前記側壁の外表面と対向し、
    前記側板部と前記側壁との間の前記隙間に、冷媒の通路が規定され、
    前記第1の外装部材の前記側壁は、
    互いに対して対向し、縦方向に沿ってそれぞれが延設される一対の第1の側壁と、
    互いに対して対向し、前記縦方向に対して交差する横方向に沿ってそれぞれが延設される一対の第2の側壁と、
    を備え、
    前記第1の外装部材の外表面に取付けられ、前記開口の前記周方向について前記一対の第1の側壁の対応する一方が延設される範囲にそれぞれが設けられる一対の端子をさらに具備し、
    前記側板部は、前記開口の前記周方向について前記一対の第2の側壁が延設される範囲にのみ、設けられる、
    二次電池。
  5. 前記装着部材の肉厚は、0.5mm以上1.2mm以下である、請求項1乃至4のいずれか1項の二次電池。
  6. 請求項1乃至5のいずれか1項の二次電池を複数備える、電池パック。
  7. 複数の前記二次電池は、互いに対して隣り合って配置される第1の二次電池及び第2の二次電池を含み、
    前記第1の二次電池の前記第2の外装部材は、前記第2の二次電池の前記装着部材の前記土台を挟んで、前記第2の二次電池の前記底壁と対向する、
    請求項6の電池パック。
  8. 前記第2の二次電池の前記装着部材は、前記第1の二次電池の前記第2の外装部材への前記第2の二次電池の前記第1の外装部材の接触を防止する、請求項7の電池パック。
  9. 前記第1の二次電池と前記第2の二次電池とを電気的に接続する接続部材をさらに具備する、請求項7又は8の電池パック。
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