JPH10188927A - 集合電池の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 充分な機械的強度を備え、極めて軽量である
中容量角形２次電池を複数個集合してなる集合電池の構
造を提供すること。 【構成】 プラスチック製あるいは薄い金属製のケース
を有し、電極面に垂直方向に可とう性を有する電池１０
を単位電池とし、これ等を複数個前述垂直方向に重ね、
その両側を曲げ応力に対する機械的強度が大きい側ブロ
ック１１で押え、この側ブロック１１を軽量なＵ字枠１
２で固定してケースを構成し、前述電池群の適当な位置
に対向する電池１０の電極面の全領域に均等な圧力を加
えることができる加圧マット１３を挿入してなる集合電
池の構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は単機電池容量が１０Ｗ
ｈから１ｋＷｈ程度であって、数十枚から数百枚の角形
薄葉電極で構成されているリチウムイオン電池などのよ
うな中容量２次電池を複数個物理的に集合し、電気的に
接続してなる集合電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】リチウムイオン電池に代表される非水系
電解液を使用する２次電池は、ニカド電池やニッケル水
素電池などの水溶液系電解液を使用する２次電池と違っ
て、電解液のイオン伝導度が低いために後者に比較して
セパレータを薄くし、かつ電極面積を広くするため電極
１枚の厚さを薄くして電極枚数を多く設計される。

【０００３】このような電池では対向する電極間隔が少
しでもばらつくと直ちに電気化学反応度のばらつきとな
って現れ、局部的な過充電などのリスクが生じる。この
ためこの種の２次電池では電極面の全領域に対して若干
の圧力を加えて電極とセパレータを均等に密着させるこ
とにより電極間隔を均一に保つことが必要である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述中容量角形２次電
池でこの対策を実行するには、第一に角形電極の電極面
全領域に亙って均等な圧力を加える手段と、第二にその
圧力に押されて変形しない機械的強度が大きいケースが
必要である。

【０００５】それぞれの電池が機械的強度の大きな、従
って重量の大きなケースを備えれば、それ等の集合体で
ある集合電池の重量もまた大きくなることが避けられな
い。この種の２次電池は容量当りの重量が小さい、即ち
エネルギー重量比が大きいことが特長であるので、可能
な限り重量を小さくしたい。それにはこのケースの機械
的強度を高めるために必要となる重量増加を最少限にし
たい。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明では集合電池の
個々の電池にそれぞれ独立に前述圧力を受止める機械的
強度の大きなケース側板を設けることをせず、個々の電
池は前述電極面に垂直方向には若干の可とう性を持たせ
るように構成する。

【０００７】さらに、複数個のこれらの電池を前述垂直
方向に重ねて配置して構成される電池群の両端に機械的
強度の高い側ブロックを設置したケースを備え、前述電
池群の適当な位置に前述電極面の全領域に亙って均等な
圧力を加えることができる加圧マットを挿入する。

【０００８】

【作 用】前述加圧マットは隣合う電池のケース側板に
垂直に圧力を加え、前述電池が前述電極面に垂直方向に
若干の可とう性を有するため前述圧力は電極積層体の全
電極の電極面の全領域に均等な圧力を与え、さらに当該
電池に接する次の電池に同様の作用を及ぼし前述側ブロ
ックに至る。前述側ブロックは前述圧力により曲げ応力
を受けるが、機械的強度が高いので変形することがな
い。前述圧力を受止めるために置かれた前述側ブロック
と一体になって収容ケースを構成する側板と底板に加わ
る応力は引張力であるから物量を必要とせず、体積、重
量も小さくて済み、従って集合電池全体の重量も小さく
て済む。

【０００９】なお、両側の側ブロックの間に置かれた物
体が液体であれば、加圧マットにより加えられた圧力は
２個の側ブロックの間の領域全部に均等に加わるのであ
るが、前述電池がこの応力の加わる方向に可とう性を有
するとはいえ、固体であるため加圧マットから遠ざかる
につれ応力が横方向に拡散して必ずしも電極面の全領域
で圧力が均等ではなくなるので、適当な間隔で複数個の
加圧マットを必要とする場合が多い。

【００１０】

【実施例１】以下、この発明の実施例を図面について説
明する。図１はこの発明による角形電池を前述電極面に
平行な方向から見た一部断面側面図である。プラスチッ
ク製ケース１の一部には小さなコリュゲート構造５を有
し前述電極面に垂直方向に若干の変形を可能にしてい
る。電極積層体２は正極電極、負極電極とそれ等の間に
挿入したセパレータが交互に積層されたいわゆる電池中
身であり、電解液を注入して組立てられた状態ではケー
スは前述垂直方向に若干脹らんだ状態となるように構成
する。

【００１１】この電池ではケースは前述垂直方向に若干
量変形可能であるから、外部からこの方向に電極面全領
域に均等に圧力を加えることができる。また、ケースの
材質がプラスチックであるため、ケースの重量を軽量に
仕上げることができる。

【００１２】

【実施例２】図２はこの発明になる角形電池の他の実施
様態を示すもので、前述電極面に平行な方向から見た一
部断面側面図である。薄い金属板で作られた金属製ケー
ス６に電極積層体２が収容されており、組上げた時に電
極面に対向する側板は僅かに脹らんだ状態となり、適正
圧力を加えた状態で前述側板は平坦となるように構成さ
れてある。

【００１３】この電池のケースもプラスチック製ケース
同様に前述垂直方向に若干変形可能であり、外部からこ
の方向に電極面全領域に均等に圧力を加えることができ
る。また、金属板の厚さを極力薄くできるためケースの
重量を軽量に仕上げることができる。

【００１４】

【実施例３】図３は実施例１あるいは実施例２の電池１
０を複数個（図３は８個の場合を示す）使用したこの発
明になる集合電池の実施例の一つの様態を示す上面図で
あり、図４はその一部断面（図３Ａ−Ａ）正面図であ
る。面ブロック１１は前述垂直方向の圧力を加えられて
も変形量が極めて少ないように曲げ応力に対する大きな
機械的強度を有する。Ｕ字枠１２はその両端に面ブロッ
ク１１を固定し、集合電池ケースの側板と底板を構成す
る。電池群の適当な位置に設置された加圧マット１３は
マット状の袋の内部に気体など圧力を発生させることが
できる媒体を封入してそれに対向する電池１０の側板の
全領域に均等な圧力を加える。冷却ブロック１４は電池
１０に接する平行２平面を有し内部に上下方向に貫通す
るダクトを有し、電池の充放電時に発生する熱を放散す
る部材で、設計によって必要になる場合もあれば必要と
しない場合もある。

【００１５】以上の説明で明らかなように、この発明に
よれば個々の電池１０のケースは殆ど機械的強度を要し
ないので重量が小さくて済む。また、集合電池としてこ
れらを物理的に纏めるための第一の部材である面ブロッ
ク１１は曲げ応力が作用するためこれに対抗するためあ
る程度の体積と重量を要するが、第二の部材であるＵ字
枠は引張応力が作用するためこれに対抗するには最少限
の体積と重量しか必要としない。

【００１６】

【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。

【００１７】この発明によれば、集合電池を構成する個
々の電池のケースの機械的強度を最少限となし得るた
め、体積と重量を最小になした電池を提供することがで
きる。

【００１８】また、この発明によれば、これ等の電池を
物理的に集合するに必要な部材の体積と重量を小さくな
し得るため、以上の全ての部材の集合体である集合電池
の体積と重量を極力小さくすることが可能であるから、
エネルギー体積比およびエネルギー重量比に優れた集合
電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１である電池に係わる一部
断面側面図である。

【図２】 この発明の実施例２である電池に係わる一部
断面側面図である。

【図３】 この発明の実施例３である集合電池に係わる
上面図である。

【図４】 この発明の実施例３である集合電池に係わる
一部断面（図３Ａ−Ａ）正面図である。

【符号の説明】

１ プラスチック製ケース、２ 電極積層体、３ 正極
端子、４ 負極端子、５ コリュゲート部、６ 金属製
ケース、７ 絶縁ケース、１０ 電池、１１側ブロッ
ク、１２ Ｕ字枠、１３ 加圧マット、１４ 冷却ブロ
ック、１５ 接続線、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平井 実 千葉県松戸市稔台333番地 東洋高砂乾電 池株式会社開発部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角形のプラスチック製ケースまたは金属
   製ケースに角形電極積層体を収容し、前述角形電極の電
   極面に垂直方向に可とう性を有する２次電池
2. 【請求項２】 請求項１に記載の電池を複数個前述垂直
   な方向に重ねて集合電池を構成し、前述集合電池の前述
   垂直方向の両端に側ブロックを設置し、前述側ブロック
   と一体化して前述集合電池の収納ケースを構成する側板
   と底板を有し、前述複数個の集合電池の間に加圧マット
   を設置してなる集合電池の構造。