JPH08212986A

JPH08212986A - 組電池構造体

Info

Publication number: JPH08212986A
Application number: JP7019464A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Yukita; 康夫雪田; Yosuke Kita; 洋輔北
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 1996-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】組電池とし電池容量を増大させても充放電反
応により発生する熱による温度上昇を抑制することを目
的とする。【構成】複数枚の正極電極２及び負極電極３をセパレ
ータ８を介して交互に積層した積層体１４を偏平角型電
池ケース１０に収納した偏平角型の単電池をこの偏平角
型電池ケース１０内の電極面が隣接する如く複数個例え
ば７個２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇ並べて組電池ケース
２１に収納する如くなされた組電池構造体において、こ
の隣接する単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇ間に梁状
のスペーサ２２を設け、このスペーサ２２の厚さで冷却
用の隙間を確保するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば電気自動車等に使
用して好適な高電圧、高容量が得られる非水電解液二次
電池を単電池とし、これを複数個同時に使用するように
した組電池構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の電子技術のめざましい進歩は、電
子機器の小型・軽量化を次々と実現させている。それに
伴い、移動用電源としての電池に対しても益々小型・軽
量且つ高エネルギー密度であることが求められるように
なっている。

【０００３】従来、一般用途の二次電池としては、鉛電
池、ニッケル・カドミウム電池等の水溶液系二次電池が
主流である。しかし、これらの水溶液系二次電池は、サ
イクル特性には優れるものの、電池重量やエネルギー密
度の点で十分に満足できるものとは言えない。

【０００４】そこで、最近、リウチムやリウチム合金さ
らには炭素材料のようなリチウムイオンをドープ且つ脱
ドープが可能な物質を負極電極として使用し、また、正
極電極にリチウムコバルト複合酸化物等のリチウム複合
酸化物を使用する非水電解液二次電池の研究・開発が盛
んに行われている。この非水電解液二次電池は、電池電
圧が高く、高エネルギー密度を有し、サイクル特性に優
れた電池である。

【０００５】特に省エネルギー、環境汚染等の問題から
電力貯蔵用、及び電気自動車等で使用する高電圧（数十
〜数百ボルト）、高エネルギー容量、高エネルギー密度
電池の開発が強く望まれている。これら電気自動車等で
使用される様な、高電圧、高容量が要求される電池の場
合、単電池が数十〜数百個もの電池が必要となり、通常
数セルの単電池が直列又は並列に接続された組電池の集
合体の形態を採るのが普通である。

【０００６】一方、使用される単電池の構造は、長尺電
極を巻回してなる渦巻き型、平板電極を積層してなる偏
平角型の２タイプが一般的である。渦巻き型構造の電池
は、比較的電池構造が簡単であるものの、円筒形状であ
ることからスペーサファクターが悪く、体積エネルギー
密度が低下する、更に、充放電時の発熱による蓄熱が大
きい。

【０００７】これに対し、偏平角型構造の電池は、スペ
ーサファクターが良く、充放電時の蓄熱も小さく、特
に、電気自動車等で使用する、複数個の単電池を接続し
た組電池としては適している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非水電
解液を使用する電池においては、電解液の伝導度が水溶
液系と比較して極めて低いために、偏平角型非水電解液
二次電池を複数個組合わせた組電池を用いて大電流にお
ける充電及び放電を行うと、正極及び負極電極の充放電
反応による発熱が大きく、偏平角型構造をとる電池であ
っても、電池性能、特にサイクル特性の低下を招く懸念
がある。

【０００９】更にそれに加えて、電池が大型化（組電池
化）する程、正極及び負極電極の発熱による熱膨張によ
り電池内部の正極及び負極電極間に接触不良が発生する
率が増加する。即ち、電池の放熱性が悪いと温度変化に
より正極及び負極電極に膨張、収縮が起こり易くなり、
正極及び負極電極の表面に凹凸が生じて接触不良が発生
する。そのため、イオン移動度に不具合が生じて内部抵
抗が増大して、この電池性能の劣化を更に助長するとい
う問題がある。このことに対応するために、従来では各
電池内で放熱性を向上させる工夫がなされているが、そ
のために電池容器の重量がもしくは体積が大幅に増大す
る等の新たな問題が生じてしまい、実用化するに足ると
は言い難い。

【００１０】また、偏平角型構造の電池は、このような
充放電に伴う発熱による、電解液の気化、予め含まれて
いたガスの膨張などにより電池内部圧力が上昇した際に
電池側面の剛性を維持するためには、その電池ケースを
かなりの肉厚に設計する必要があり、電池の大型化に伴
い側面の面積が増えることによりその厚さも増やさなけ
ればいけなかった。この電池ケースの肉厚を厚くするこ
とにより、容積、重量エネルギー効率の低下を招き、ス
ペーサファクターの良かった偏平角型電池の長所が打ち
消されてしまっていた。

【００１１】従って、上述のように、昨今の電子機器の
小型化の進展に伴い高出力でしかも軽量化が容易な非水
電解液二次電池の大容量化を進める要求が高まりつつあ
るにもかかわらず、上述の如く多くの問題が存在するた
めに、特に偏平角型の非水電解液二次電池はあくまでも
小型電池としてのみ実用化されているのが現状である。
本発明は、上述の様々な課題に鑑みてなされたものであ
り、その目的とするところは、電池容量を増大させても
充放電反応により発生する熱による温度上昇を抑制する
と共に重量及び体積効率が高い組電池構造体を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明組電池構造体は例
えば図１、図２に示す如く、複数枚の正極電極及び負極
電極をセパレータを介して交互に積層した積層体を偏平
角型電池ケースに収納した偏平角型の単電池をこの偏平
角型電池ケース内の電極面が隣接する如く複数個例えば
７個並べて組電池ケースに収納する如くなされた組電池
構造体において、この隣接する単電池間に梁状のスペー
サを設け、このスペーサの厚さで冷却用の隙間を確保す
るようにしたものである。

【００１３】

【作用】本発明によれば偏平角型の単電池の隣接する単
電池間に梁状のスペーサを設けたので、このスペーサに
より冷却用の隙間を確保でき、複数個の偏平角型の単電
池を組電池とし電池容量を増大させても充放電反応によ
り発生する熱による温度上昇を抑制することができる。

【００１４】

【実施例】以下図１〜図４を参照して本発明組電池構造
体の第１実施例につき説明しよう。図１及び図２におい
て、１０は偏平角型電池ケースを示し、この偏平角型電
池ケース１０は例えば厚さ３００μｍのステンレス板よ
り成る横方向の長さが略３００ｍｍ、縦方向の長さが略
１１５ｍｍ、厚さが１２ｍｍの電池ケース本体１０ａと
厚さが１．５ｍｍのステンレス板より成る上蓋１０ｂと
より構成する。

【００１５】この偏平角型電池ケース内に４６枚の正極
電極２及び４７枚の負極電極３をセパレータ８を介して
交互に積層した積層体１４を収納する如くする。

【００１６】この正極電極２としては、平均粒径１５μ
ｍのＬｉＣｏＯ₂粉末を９１重量部、導電剤としてグラ
ファイト６重量部、結着材としてフッ化ビニルデン樹脂
３重量部をＮ−メチルピロリドンに分散し、これを正極
活物質４として図４に示す如く、例えば厚さ２０μｍの
アルミ箔より成る正極集電体５の両面にリード部を残し
て塗布し、塗布部の厚さ１５０μｍの正極電極原板を作
成し、これより正極集電体５の未塗布部のリード部に連
続し、塗布部を２９１．５ｍｍ×１０７ｍｍの形状に切
断して、この正極電極２とする。

【００１７】また負極電極３としては、不活性ガス気流
中で焼成した後、粉砕して得られた平均粒径２０μｍの
炭素を９０重量部、結着材としてフッ化ビニルデン樹脂
１０重量部をＮ−メチルピロリドンに分散したスラリー
を、負極活物質６として、図４に示す如く、例えば厚さ
１０μｍの銅箔より成る負極集電体７の両面にリード部
を残して塗布し、塗布部の厚さ１８０μｍの負極電極原
板を作成し、これより、負極集電体７の未塗布部のリー
ド部に連続し、塗布部を２９４ｍｍ×１０９ｍｍの形状
に切断して、この負極電極とする。

【００１８】また本例においては、セパレータ８とし
て、この正極電極２及び負極電極３の夫々の塗布部より
やや大きめの矩形状の厚さが例えば２５μｍの微多孔性
のポリエチレンフィルムを２枚重ねて袋状とし、この袋
状のセパレータ８に、この正極電極２及び負極電極３の
夫々の塗布部を挿入する如くする。

【００１９】この場合、正極電極２及び負極電極３の夫
々のリード部をこのセパレータ８より露出する如くす
る。

【００２０】本例においては、この袋状のセパレータ８
に挿入した４６枚の正極電極２及び４７枚の負極電極３
を交互に積層して長方体の積層体１４を形成する。本例
においては図２に示す如くこの積層体１４の一辺側即ち
正極電極２のセパレータ８より露出したリード部をアル
ミの角柱より成る正極リード体１１ａに超音波溶接によ
り溶着する如くする。

【００２１】また、図２に示す如くこの積層体１４の一
辺側に対向する辺側即ち負極電極３のセパレータ８より
露出したリード部を銅の角柱より成る負極リード体１２
ａに超音波溶接により溶着する如くする。

【００２２】この正極リード体１１ａ及び負極リード体
１２ａが溶着された積層体１４を図２に示す如く、この
積層体１４の外周を厚さ１２５μｍのポリイミドの絶縁
シート１５ａ，１５ｂで覆い、この絶縁シート１５ａ，
１５ｂで覆った積層体１４を電池ケース本体１０ａに挿
入し、その後上蓋１０ｂを、この電池ケース本体１０ａ
にレーザー溶接により溶着固定する。

【００２３】またこの場合、偏平角型電池ケース１０内
にプロピレンカーボネート、ジエチルカーボネートの混
合溶媒にＬｉＰＦ₆を１モル／ｌの割合で溶解した有機
電解液９を注入し、この正極活物質４及び負極活物質６
間にこの有機電解液９を充填する如くする。

【００２４】また、図１、図２に示す如くこの正極リー
ド体１１ａ及び負極リード体１２ａを正極端子１１及び
負極端子１２に接続し、この正極端子１１及び負極端子
１２を上蓋１０ｂより外部に露呈する如くする。

【００２５】また、この上蓋１０ｂにこの密閉型の偏平
角型電池ケース１０の内圧が所定値より高くなったとき
に、この内部の気体を抜く安全弁１３を設ける如くす
る。

【００２６】斯るリチウムイオン二次電池の単電池２０
ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇによれば、例えば平均電圧が
３．５Ｖで４７Ａｈのものを得ることができる。

【００２７】本例においては、このリチウムイオン二次
電池の偏平角型の単電池の７個２０ａ，２０ｂ，‥‥２
０ｇを図１に示す如く組電池ケース２１に収納し、所定
の接続を行う如くする。

【００２８】本例においては、この組電池ケース２１を
図３に示す如く構成する。即ち、この組電池ケース２１
をこの偏平角型の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの
横と縦と略同じ長さの横と縦とを有する金属板より成る
２枚の一方の側板２１ａ，２１ｂと組電池の単電池の数
例えば７個と後述するスペーサの数例えば７個との和に
応じた横の長さと偏平角型の単電池２０ａ，２０ｂ，‥
‥２０ｇの縦の長さと同じ長さの横と縦とを有する金属
板より成る２枚の他の側板２１ｃ，２１ｄとより構成す
る。

【００２９】この一方の側板２１ａ及び２１ｂの夫々の
内側の上、中、下の所定位置例えば等間隔位置に長手方
向に沿う如く、厚さが所定厚さ例えば２〜４ｍｍで所定
幅の梁状の金属棒２２を溶接して固定する如くする。こ
の金属棒２２の長さは、この一方の側板２１ａ，２１ｂ
の横方向の長さと略同じとする。

【００３０】この他方の側板２１ｃ及び２１ｄ間に、こ
の他方の側板２１ｃ，２１ｄの夫々の内側の上、中、下
の等間隔位置で且つ偏平角型単電池２０ａ，２０ｂ，‥
‥２０ｇの厚さ例えば１２ｍｍと梁状の金属棒２２の厚
さ２〜４ｍｍとの和のピッチで６本の３段の１８本の上
述梁状の金属棒２２をスペーサとしてボルト２４により
取付け固定する。

【００３１】また、この他方の側板２１ｃ及び２１ｄ
に、この他方の側板２１ｃ，２１ｄの梁状の金属棒２２
が取付け固定される上下間に亘る通風窓２３を図１、図
３に示す如く６個づつ２段の１２個設ける如くする。

【００３２】また、この他方の側板２１ｃ，２１ｄの夫
々の両端部はコ字状に折り曲げられており、この他方の
側板２１ｃ及び２１ｄの夫々の折り曲げ部の内側に、一
方の側板２１ａ及び２１ｂの夫々の両端部をボルト２５
により固定して箱状とし、組電池ケース２１とする如く
する。

【００３３】この組電池ケース２１の梁状の金属棒２２
よりなるスペーサ間に図１に示す如く、単電池の正極電
極２、負極電極３の面と一方の側板２１ａ，２１ｂの面
とが対向する如く７個の単電池２０ａ，２０ｂ，２０
ｃ，‥‥２０ｇを挿入する。

【００３４】この場合、他方の側板２１ｃの通風窓２３
と他方の側板２１ｄの通風窓２３との間は梁状の金属棒
２２により冷却風の通路となる如くする。また図示しな
いが、金属板をコ字状に折り曲げたステイを一方の側板
２１ａ及び２１ｂの上及び下側に夫々締結して、７個の
単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇを一体的に固定する
如くすると共に所定の配線を行う如くする。

【００３５】本例による組電池構造体は上述の如く構成
されているので、各偏平角型の単電池２０ａ，２０ｂ，
２０ｃ，‥‥２０ｇ間に配されている所定厚さ例えば２
〜４ｍｍの梁状のスペーサ２２により一方向に貫通する
空間を形成する中空構造を確保できるので、空気が流通
し易く、この組電池の大電流における充電及び放電の際
に、各単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇ内部から発生
する熱が迅速に放熱され、この組電池全体の温度上昇が
抑制され、温度変化が少なく、電極２，３の膨張及び収
縮が小さくなる。

【００３６】上述例において各単電池２０ａ，２０ｂ，
‥‥２０ｇ間に配するスペーサとしての梁状の金属棒２
２の厚さは厚ければ厚いほど良いが、厚くなることによ
り、この組電池構造体の重量及び体積が増大してしま
い、重量エネルギー効率、体積エネルギー効率の点から
不利となる。

【００３７】そこで上述例において、各単電池２０ａ，
２０ｂ，‥‥２０ｇの間隔を変え、２ｍ／ｓｅｃの風を
送り、組電池の冷却性を試験した結果、この間隔が４ｍ
ｍまではこの各単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの間
隔を広げれば広げるほど冷却性が極端に上昇するが、そ
れ以上はほとんど変化がないことが確認された。

【００３８】また、この組電池の充放電時の温度変化Δ
Ｔは使用環境温度を考慮に入れるとΔＴ＝１５℃以下で
あることが好ましく、このスペーサによる間隔が狭すぎ
ると内圧上昇、充放電サイクルの劣化等の問題があり、
このことより各単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの間
隔となるスペーサ即ち梁状の金属棒の厚さは２〜４ｍｍ
が最適である。

【００３９】図５及び図６は本発明による第２の実施例
を示し、この図５、図６の第２の実施例につき説明する
に図１〜図３に対応する部分には同一符号を付し、その
詳細説明は省略する。

【００４０】この第２の実施例においては、単電池は図
５に示す如く、図２例のリチウムイオン二次電池の偏平
角型の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの電池ケース
本体１０ａの正極電極２及び負極電極３の面に対向する
両側面の外側に夫々所定間隔例えば等間隔に横方向に伸
びる如く夫々３本の厚さが１〜２ｍｍで所定幅の梁状の
金属棒２２をスポット溶接して固定し、スペーサとす
る。その他は図２と同様に構成する。

【００４１】本例においては、組電池ケース２１を図６
に示す如く構成する。即ち、この組電池ケース２１を、
この偏平角型の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの横
と縦と略同じ長さの横と縦とを有する金属板より成る２
枚の一方の側板２１ａ，２１ｂと、組電池の単電池の数
例えば７個とスペーサの数との和に応じた横の長さと偏
平角型の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの縦の長さ
と同じ長さの横と縦とを有する金属板より成る２枚の他
の側板２１ｃ，２１ｄとより構成する。

【００４２】この一方の側板２１ａ及び２１ｂの夫々の
内側の上、中、下の所定位置例えば等間隔位置に図６に
示す如く長手方向に沿う如く、厚さが所定厚さ例えば１
〜２ｍｍで所定幅の梁状の金属棒２２を溶接して固定す
る如くする。この金属棒２２の長さは、この一方の側板
２１ａ，２１ｂの横方向の長さと略同じとする。

【００４３】この他方の側板２１ｃ及び２１ｄに図６に
示す如く偏平角型の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇ
の厚さ例えば１２ｍｍおきに所定幅例えば２〜４ｍｍ幅
で且つ単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの両側に固定
した梁状の金属棒２２の間隔に対応する長さの通風窓２
３を上下６個づつの２段の１２個設ける如くする。

【００４４】また、この他方の側板２１ｃ，２１ｄの夫
々の横方向の両端部はコ字状に折り曲げられており、こ
の他方の側板２１ｃ及び２１ｄの夫々の折り曲げ部の内
側に、一方の側板２１ａ，２１ｂの夫々の両端部をボル
ト２５により固定して箱状とし、組電池ケース２１とす
る如くする。

【００４５】この組電池ケース２１に図１、図５に示す
如く、単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの両側面に設
けた梁状の金属棒２２のスペーサが互いに対向する如く
７個並べて挿入する。この場合、スペーサとしての梁状
の金属棒２２は２個が重なっているので、スペーサとし
ては２〜４ｍｍとなり、且つこのスペーサ２２による間
隙と他方の側板２１ｃ，２１ｄの通風窓２３とが対応す
るので図１に示すと同様の状態となり、他方の側板２１
ｃの通風窓２３と他方の側板２１ｄの通風窓２３との間
は梁状の金属棒２２のスペーサにより冷却風の通路とな
る。

【００４６】また図示しないが、金属板をコ字状に折り
曲げたステイを一方の側板２１ａ及び２１ｂの上及び下
側に夫々締結して、７個の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥
２０ｇを一体的に固定する如くすると共に所定の配線を
行う如くする。

【００４７】この第２の実施例による組電池構造体は上
述の如く構成されているので、上述第１の実施例と同様
の作用効果が得られることは容易に理解できよう。

【００４８】図７及び図８は本発明による第３の実施例
を示し、この図７及び図８の第３の実施例につき説明す
るに、図１〜図３に対応する部分には同一符号を付し、
その詳細説明は省略する。

【００４９】この第３の実施例においては、単電池は図
７に示す如く、図２例のリチウムイオン二次電池の偏平
角型の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの電池ケース
本体１０ａの正極電極２及び負極電極３の面に対向する
一方の側面の外側に所定間隔例えば等間隔に横方向に伸
びる如く３本の厚さが２〜４ｍｍで所定幅の梁状の金属
棒２２をスポット溶接して固定しスペーサとする。その
他は図２と同様に構成する。

【００５０】本例においては、組電池ケース２１を図８
に示す如く構成する。即ち、この組電池ケース２１をこ
の偏平角型の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの横及
び縦と略同じ長さの横及び縦とを有する金属板より成る
２枚の一方の側板２１ａ，２１ｂと組電池の単電池の数
例えば７個とスペーサ２２の数例えば８個との和に応じ
た横の長さと偏平角型の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２
０ｇの縦の長さと同じ長さの横と縦とを有する金属板よ
り成る２枚の他の側板２１ｃ，２１ｄとより構成する。

【００５１】この一方の側板の一方例えば側板２１ａの
内側の上、中、下の所定位置例えば等間隔位置に図８に
示す如く長手方向に沿う如く、厚さが所定厚さ例えば２
〜４ｍｍで所定幅の梁状の金属棒２２を溶接して固定す
る如くする。この金属棒２２の長さは、この一方の側板
２１ａ，２１ｂの横方向の長さと略同じとする。

【００５２】この他方の側板２１ｃ及び２１ｄに図８に
示す如く偏平角型の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇ
の厚さ例えば１２ｍｍおきに所定幅例えば２〜４ｍｍ幅
で且つ単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの片面側に固
定した梁状の金属棒２２の上下間隔に対応する長さの通
風窓２３を６個づつの２段の１２個設ける如くする。

【００５３】また、この他方の側板２１ｃ，２１ｄの夫
々の横方向の両端部はコ字状に折り曲げられており、こ
の他方の側板２１ｃ及び２１ｄの夫々の折り曲げ部の内
側に一方の側板２１ａ及び２１ｂの夫々の両端部をボル
ト２５により固定して箱状とし、組電池ケース２１とす
る如くする。

【００５４】この図８に示す如き組電池ケース２１に図
１、図７に示す如く偏平角型の単電池２０ａ，２０ｂ，
‥‥２０ｇのスペーサとしての梁状の金属棒２２を設け
た片側面とこのスペーサを設けない面とが対向する如く
７個並べて挿入する。

【００５５】この場合、単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２
０ｇの夫々の間に２〜４ｍｍの厚さの梁状の金属棒２２
のスペーサが存することとなると共にこのスペーサ２２
による間隙と他方の側板２１ｃ，２１ｄの通風窓２３と
が対応するので、図１に示すと同様の状態となり、他方
の側板２１ｃの通風窓２３と他方の側板２１ｄの通風窓
２３との間は梁状の金属棒２２のスペーサにより冷却風
の通路となる。

【００５６】また図示しないが、金属板をコ字状に折り
曲げたステイを一方の側板２１ａ及び２１ｂの上及び下
側に夫々締結して、この７個の単電池２０ａ，２０ｂ，
‥‥２０ｇを一体的に固定する如くすると共に所定の配
線を行う如くする。

【００５７】この第３の実施例による組電池構造体は上
述の如く構成されているので、上述第１の実施例と同様
の作用効果が得られることは容易に理解できよう。

【００５８】また、図９は本発明による第４の実施例を
示し、この図９の第４の実施例につき説明するに、図１
〜図３に対応する部分には同一符号を付し、その詳細説
明は省略する。

【００５９】この第４の実施例においては単電池は図２
例のリチウムイオン二次電池の偏平角型の単電池２０
ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇを使用する。本例においては、
組電池ケース２１を図９に示す如く構成する。即ち、こ
の組電池ケース２１を偏平角型の単電池２０ａ，２０
ｂ，‥‥２０ｇの横と縦と略同じ長さの横と縦とを有す
る金属板より成る２枚の一方の側板２１ａ，２１ｂと、
組電池の単電池の数例えば７個と後述するスペーサ２４
等の数との和に応じた横の長さと偏平角型の単電池２０
ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの縦の長さと同じ長さの横と縦
とを有する金属板より成る２枚の他の側板２１ｃ，２１
ｄとより構成する。

【００６０】この一方の側板２１ａ及び２１ｂの夫々の
内側の上、中、下の所定位置例えば等間隔位置に図９に
示す如く長手方向に沿う如く、厚さが所定厚さ例えば２
〜４ｍｍで所定幅の３本の梁状の金属棒２２を溶接して
固定する如くする。この金属棒２２の長さはこの一方の
側板２１ａ，２１ｂの横方向の長さと略同じとする。

【００６１】この他方の側板２１ｃ及び２１ｄに図９に
示す如く偏平角型の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇ
の厚さ例えば１２ｍｍおきに所定幅例えば２〜４ｍｍ幅
で且つ一方の側板２１ａ，２１ｂの内側に固定した梁状
の金属棒２２，２２，２２の間に対応する位置に所定長
さの通風窓２３を上下６個づつ２段の１２個設ける如く
する。

【００６２】また、この他方の側板２１ｃ，２１ｄの夫
々の横方向の両端部はコ字状に折り曲げられており、こ
の他方の側板２１ｃ及び２１ｄの夫々の折り曲げ部の内
側に、一方の側板２１ａ及び２１ｂの夫々の両端部をボ
ルト２５により固定して箱状とし、組電池ケース２１と
する。

【００６３】この第４の実施例においては図９に示す如
く単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの横の長さ及び縦
の長さと略同じ長さの横及び縦を有する２枚の薄肉の金
属板２６ａ及び２６ｂ間の上、中、下の所定位置例えば
等間隔位置に図９に示す如く長手方向に沿う如く、所定
厚さ例えば２〜４ｍｍで所定幅の３本の梁状の金属棒２
２を溶接して固定したスペーサ２６を用意する。

【００６４】このスペーサ２６はこの梁状の金属棒２２
により、この梁方向への冷却風の通路が形成されてい
る。

【００６５】この組電池ケース２１に図１、図９に示す
如く、７個の単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇを並列
に並べると共にこの各単電池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０
ｇ間にスペーサ２６を挿入して並べ、これを挿入する。

【００６６】この場合スペーサ２６の梁状の金属棒２２
による冷却風の通路と他方の側板２１ｃ，２１ｄの通風
窓２３とが対応することとなるので、この図１に示すと
同様の状態となる。

【００６７】また、図示しないが、金属板をコ字状に折
り曲げたステイを一方の側板２１ａ及び２１ｂの上及び
下側に夫々締結して、この７個の単電池２０ａ，２０
ｂ，‥‥２０ｇを一体的に固定する如くすると共に所定
の配線を行う如くする。

【００６８】この第４の実施例による組電池構造体は上
述の如く構成されているので、上述第１の実施例と同様
の作用効果が得られることは容易に理解できよう。

【００６９】また図１０は比較例を示し、この比較例は
図２例に示す如きリチウムイオン二次電池の偏平型の単
電池を７個２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇ並列に並べて組
電池とし、この組電池の電極面が対応する両側に夫々ア
ルミハニカム放熱板３０ａ及び３０ｂを配し、このアル
ミハニカム放熱板３０ａ及び３０ｂによりこの単電池が
７個２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇの組電池を押え、この
２枚のアルミハニカム放熱板３０ａ及び３０ｂをコ字状
に折り曲げた金属板であるステイ３１により連結し、こ
の７個の単電池を一体化した。

【００７０】上述の第１、第２、第３及び第４の実施例
と比較例とにつき重量、体積を測定し、それぞれの単電
池２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇを７個直列に接続し、充
放電特性、サイクル特性の試験を行った結果を表１に示
す。

【００７１】この場合充放電特性試験は充電条件とし
て、２３℃（室温）、定電流４７Ａ×３ｈ，４．２Ｖで
定電圧充電を行った。また放電条件として、２３℃（室
温）、定電流４７Ａの放電を行った。

【００７２】またサイクル特性測定試験は充電、放電を
上述の条件の下、組電池構造体の側面より２ｍ／ｓｅｃ
の冷却風を送り、その冷却性を測定すると共に充放電を
３００回繰り返し、サイクル特性を測定した。

【００７３】

【表１】

【００７４】この表１より第１、第２、第３及び第４の
実施例の組電池構造体は、比較例に比較し、いずれも放
熱性に優れ、体積、重量エネルギー密度の高い電池であ
ることがわかる。

【００７５】尚、上述実施例においては単電池間に梁状
の金属棒２２より成るスペーサを３本用いた例につき述
べたが、このスペーサの数、方向はこの単電池の大き
さ、電池ケース本体１０ａの金属板の厚さにより任意に
決めることができる。

【００７６】また組電池は一列ではなく複数列であって
も良いことは勿論である。また、本発明は上述実施例に
限ることなく、本発明の要旨を逸脱することなくその他
種々の構成が採り得ることは勿論である。

【００７７】

【発明の効果】本発明によれば偏平角型の単電池の隣接
する単電池間に梁状のスペーサを設けたので、このスペ
ーサにより冷却用の隙間を確保でき、複数個の偏平角型
の単電池を組電池とし、電池容量を増大させても充放電
反応により発生する熱により温度上昇を抑制することが
でき、放熱性に優れ、サイクル特性の良好な、体積、重
量エネルギー密度の高い組電池を得ることができる利益
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明組電池構造体の一実施例を示し、Ａは上
面図、Ｂは側面図、Ｃは正面図である。

【図２】単電池の例を示す分解斜視図である。

【図３】本発明の第１の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図４】リチウムイオン二次電池の説明に供する線図で
ある。

【図５】本発明による単電池の例を示す分解斜視図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図７】本発明による単電池の例を示す分解斜視図であ
る。

【図８】本発明の第３の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図９】本発明の第４の実施例を示す分解斜視図であ
る。

【図１０】比較例を示す分解斜視図である。

【符号の説明】

２正極電極３負極電極１０偏平角型電池ケース１０ａ電池ケース本体１０ｂ上蓋１１正極端子１２負極端子２０ａ，２０ｂ，‥‥２０ｇ単電池２１組電池ケース２２梁状の金属棒２３通風窓２６スペーサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数枚の正極電極及び負極電極をセパレ
ータを介して交互に積層した積層体を偏平角型電池ケー
スに収納した偏平角型の単電池を前記偏平角型電池ケー
ス内の電極面が隣接する如く複数個並べて組電池ケース
に収納する如くなされた組電池構造体において、前記隣接する単電池間に梁状のスペーサを設け、該スペーサの厚さで冷却用の隙間を確保するようにした
ことを特徴とする組電池構造体。
【請求項２】請求項１記載の組電池構造体において、
前記スペーサが予め前記単電池の前記電池ケースの両側
に溶接して設けられていることを特徴とする組電池構造
体。
【請求項３】請求項１記載の組電池構造体において、
前記スペーサが予め前記電池の前記電池ケースの片側に
溶接して設けられていることを特徴とする組電池構造
体。
【請求項４】請求項１記載の組電池構造体において、
前記スペーサが梁状の金属棒の両側に薄肉の金属板を溶
接したものであることを特徴とする組電池構造体。