JPWO2013047430A1

JPWO2013047430A1 - 組電池

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Publication number: JPWO2013047430A1
Application number: JP2013536258A
Authority: JP
Inventors: 奥田　泰之; 泰之奥田; 義人加賀; 松田　茂樹; 茂樹松田; 近藤　浩; 浩近藤
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2011-09-30
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2015-03-26
Also published as: CN103828089A; WO2013047430A1; US20140356685A1

Abstract

外装体として柔軟性を有するものを用いた場合であっても、電池の中央部における放熱を円滑に行うことにより、中央部の単電池のみが早く劣化してしまうといった問題を解決できる組電池を提供することを目的とする。外装体１８がアルミニウムラミネートフィルムから成る単電池１０が複数積層された構造の単電池集合体５と、収納容器２との間であって、単電池１０の積層方向における中央部には、ポリカーボネートから成る袋体６ａ内部にシリコーンゲルが充填された第１熱伝達体６が配置されている。

Description

本発明は組電池に関するものである。

例えばロボット、電動バイクや小型動力のモバイル機器等の電源は、限られた空間に収容されるものであるため、小型軽量で低コストであること等が要望される。このような要望を満足するものとして、近年、高エネルギー密度を有するリチウムイオン電池が注目されている。このリチウムイオン電池は、高出力とするため、例えば５、６セル程度ないし２０セル程度の多数の単電池を並べ合わせ、直列または並列に接続して組電池として使用される。

しかしながら、上記のような用途に使用される組電池では、ハイレートで使用されて充電時及び放電時に各単電池が発熱するが、上述のように限られた空間に設置される場合には空気中に放熱することができないので温度が上昇し易い。この場合、ファン等の強制空冷機構を設置することは困難なときがあり、外部への固体の熱伝導または輻射によって放熱する必要性が高い。

一般に、組電池においては、複数の単電池の並べ合わせ方向（単電池を積層する場合には積層方向）における中央部に位置する単電池が、温度が上昇し易い傾向がある。これは、中央部に位置する単電池は端部に位置する単電池に比して放熱面積が制限されるからである。この結果、温度上昇の影響によって、中央部の単電池のみが早く劣化してしまうといった問題があった。

そこで、少なくとも３個以上のセルが隔壁を介して一列に配置された電槽の各セル室にそれぞれ収納されてなる蓄電池において、前記電槽の列方向の外面に、該列方向の両端から中央に向かって表面積が次第に大きくなる金属板が取り付けられている蓄電池が開示されている（下記特許文献１参照）。

特開平１１−２１３９６２号公報

ここで、単電池の外装体（特許文献１では電槽）として柔軟性を有しないもの（圧力等によって変形しないもの）を用いた場合には、外装体と金属板との接触面積は大きくなる（外装体と金属板との間に、熱伝導率の低い空気が余り存在しない状態となる）ので、蓄電池の中央部における放熱は、ある程度円滑に行われるものと考えられる。しかしながら、単電池の外装体として柔軟性を有するものを用いた場合（例えば、外装体としてアルミニウムラミネートフィルムを用いた場合）には、圧力等によって容易に変形する。このため、変形し難い金属板と外装体との接触面積が小さくなって、電池の中央部における放熱が円滑に行われなくなる。この結果、中央部に位置する単電池が端部に位置する単電池に比して早く劣化してしまう、といった課題を解決できない。

本発明は、有底方形筒状の収納容器と、平面視方形状を成し柔軟性を有する外装体を備えた単電池が複数並べ合わされた構造を成し、上記収納容器内に収納された単電池集合体と、柔軟性を備えた袋体内部に流動性を有する熱伝達物質が充填された構造を成し、上記単電池から生じた熱を上記収納容器に伝達する第１熱伝達体と、を有し、上記単電池集合体の側面のうち少なくとも１つの側面には、上記各単電池から突出した集電端子同士が接続される接続部が設けられる一方、この接続部が配置された単電池集合体の側面を除いた単電池集合体の側面のうち少なくとも１つの側面と、この単電池集合体の側面と対向する上記収納容器の側面との間であって、上記単電池の並べ合わせ方向における中央部に、上記第１熱伝達体が配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、外装体として柔軟性を有する単電池を用いた組電池において、中央部の単電池のみが早く劣化するのを抑制できるといった優れた効果を奏する。

本発明の実施形態にかかる組電池の斜視図である。本発明の実施形態にかかる組電池の分解斜視図である。単電池の斜視図である。単電池集合体の斜視図である。第１熱伝達体の斜視図である。収納容器の斜視図である。外蓋と内蓋とを除いた組電池の平面図である。外蓋と収納容器の正面側の側壁とを除いた組電池の正面図である。外蓋と収納容器の側面側の側壁とを除いた組電池の側面図である。単電池における良熱伝導方向を説明する斜視図である。外蓋と内蓋とを除いた変形例に係る組電池の平面図である。外蓋と収納容器の正面側の側壁とを除いた変形例に係る組電池の正面図である。外蓋と収納容器の正面側の側壁とを除いた変形例に係る組電池の正面図である。外蓋と収納容器の側面側の側壁とを除いた変形例に係る組電池の側面図である。変形例に係る組電池に用いる収納容器の斜視図である。変形例に係る組電池に用いる収納容器の斜視図である。変形例に係る組電池に用いる収納容器の斜視図である。変形例に係る組電池に用いる収納容器の斜視図である。変形例に係る組電池に用いる第２支持突起の斜視図である。変形例に係る組電池に用いる加圧部材の斜視図である。変形例に係る組電池に用いる加圧部材の斜視図である。電池Ａ、Ｚ１、Ｚ２における単電池集合体の各部位と温度との関係を示すグラフである。

このように、柔軟性を備えた袋体内部に流動性を有する熱伝達物質が充填された構造の第１熱伝達体であれば、第１熱伝達体はその形状を自在に変形できる。したがって、単電池の外装体として柔軟性がある（変形し易い）材質のものを用いていても、単電池と第１熱伝達体との接触面積が十分に確保されるので、第１熱伝達体が接触している単電池（単電池の並べ合わせ方向における中央部に位置する単電池であり、以下、中央部に位置する単電池と称することがある。）の放熱が十分に実施される。このため、単電池の並べ合わせ方向における端部に位置する単電池（単電池の並べ合わせ方向における中央部以外に位置する単電池であり、以下、端部に位置する単電池と称することがある。）に比べて温度上昇し易い中央部に位置する単電池の温度を低下させることができる。この結果、各単電池の温度が平準化されるので、中央部に位置する単電池のみが早く劣化してしまうのを抑制できる。

また、柔軟性を備えた袋体内部に流動性を有する熱伝達物質が充填された構造の第１熱伝達体であれば（即ち、単電池集合体の側面に、硬化したシリコーン樹脂が固定されているような構造でなければ）、単電池集合体の交換時等に、収納容器から単電池集合体を取り出した場合に、単電池集合体からシリコーン樹脂が剥がれなくなるといった不都合を回避できる。したがって、単電池集合体のリサイクルを容易に実施できる。

有底方形筒状の収納容器と、平面視方形状を成し柔軟性を有する外装体を備えた単電池が複数並べ合わされた構造を成し、上記収納容器内に収納された単電池集合体と、柔軟性を有するシートから成り、上記単電池から生じた熱を上記収納容器に伝達する第１熱伝達体と、を有し、上記単電池集合体の側面のうち少なくとも１つの側面には、上記各単電池から突出した集電端子同士が接続される接続部が設けられる一方、この接続部が配置された単電池集合体の側面を除いた単電池集合体の側面のうち少なくとも１つの側面と、この単電池集合体の側面と対向する上記収納容器の側面との間であって、上記単電池の並べ合わせ方向における中央部に、上記第１熱伝達体が配置されていることを特徴とする。

第１熱伝達体が柔軟性を有するシートから構成されていれば、上記と同様、単電池の外装体として柔軟性がある（変形し易い）材質のものを用いていても、単電池と第１熱伝達体との接触面積が十分に確保される。したがって、各単電池の温度が平準化され、中央部に位置する単電池のみが早く劣化してしまうのを抑制できる。また、第１熱伝達体はシートであるので、単電池集合体のリサイクルを容易に実施できる。

尚、柔軟性を有するシートとしてはゲルシート（例えば、富士高分子工業株式会社製のアクリルゲル、サーコンＮＲ−ｃ）が例示される。ここで、このようなゲルシートを用いた場合、該ゲルシートは粘着力を有する。したがって、ゲルシートを電池集合体に直接貼り付けることができ、この状態で、電池集合体を収納容器内に収納できる。この結果、ゲルシートを用いた場合には、後述の第１支持突起や第２支持突起を不要とすることができるので、組電池の構造を簡略化できる。尚、ゲルシートは、収納容器に直接貼り付けて、この状態で、単電池集合体を収納容器内に収納することもできる。この場合にも、第１支持突起等を不要とすることができる。また、ゲルシートの粘着力は余り大きくないので、ゲルシートは単電池集合体から容易に剥がれる。したがって、単電池集合体のリサイクル時に、不都合が生じることはない。また、ゲルシートは、上記で挙げた非シリコーンゲルシートに限らず、シリコーンゲルシートを用いても良い。

上記柔軟性を有する外装体としてはアルミニウムラミネートフィルムが例示されるが、これに限定するものではない。

上記収納容器の側面であって、上記単電池の並べ合わせ方向における上記第１熱伝達体の一端に対応する位置には、第１熱伝達体の位置決めのための第１支持突起が固定されていることが望ましい。
このような構造であれば、第１熱伝達体を第１支持突起に接触させるだけで、第１熱伝達体を所定位置に配置することができる。したがって、収納容器の側面に第１熱伝達体を固定するといった工程が必要なくなるので、組電池の製造が容易となる。

上記収納容器の側面であって、上記単電池の並べ合わせ方向における上記第１熱伝達体の他端に対応する位置には第２支持突起が固定されており、この第２支持突起と上記第１支持突起とで上記第１熱伝達体を挟持していることが望ましい。
両支持突起で第１熱伝達体を挟持する構造であれば、収納容器内に単電池集合体を挿入する時に、単電池集合体に押されて第１熱伝達体が位置ずれしたり（例えば、単電池集合体が積層されている場合には落下したり）、第１熱伝達体の存在により、単電池集合体の挿入が阻止されるといった不都合が発生するのを抑制できる。

上記単電池の並べ合わせ方向における上記単電池集合体の一端には天板が配置される一方、他端には底板が配置され、且つ、上記天板と上記底板とには、単電池の並べ合わせ方向に単電池を加圧する加圧部材が固定され、しかも、この加圧部材には、上記第１熱伝達体を保持する保持部が形成されていることが望ましい。
第１熱伝達体を保持する保持部を加圧部材に形成する構成であれば、上記両支持突起を形成することなく、第１熱伝達体を所定位置に配置することができる。

上記第１熱伝達体は、上記単電池集合体の並べ合わせ方向に沿った側面に配置されていることが望ましい。
このような構成であれば、良熱伝導方向を利用して効果的に熱伝導性を良好とすることができる。

第１熱伝達体は、上記収納容器の側面と上記単電池集合体の側面とに直接接触していることが望ましい。
このような構成であれば、組電池を構成する部品点数が少なくて済むので、組電池の低コスト化を図ることができる。

上記第１熱伝達体と上記収納容器の側面との間には、第１熱伝達体より熱伝導率が高い第２熱伝達体が第１熱伝達体と接触するように配置されており、且つ、上記第１熱伝達体は単電池集合体の側面と接触する一方、上記第２熱伝達体は上記収納容器の側面と接触していることが望ましい。
このような構造であれば、電池集合体と収納容器の側面との間に第１熱伝達体のみが存在する場合と比べて、電池集合体と収納容器との間の熱伝導率が向上する。したがって、単電池集合体の中央部に位置する単電池の温度上昇を一層抑制することができる。

上記単電池の並べ合わせ方向における上記第１熱伝達体の一端より外側、及び／又は、上記単電池の並べ合わせ方向における上記第１熱伝達体の他端より外側には、柔軟性を備えた袋体内部に流動性の熱伝達物質が充填される構造、又は、柔軟性を有するシートから成り、上記第１熱伝達体よりも熱伝達率が低い第３熱伝達体が配置されていることが望ましい。
第１熱伝達体の熱伝導率が極めて高い場合等には、端部に位置する単電池に比べて中央部に位置する単電池の温度が低下する場合が考えられる。このような場合、第１熱伝達体の一端より外側（例えば、単電池集合体が積層されている場合には、第１熱伝達体の上部）や他端より外側（例えば、単電池集合体が積層されている場合には、第１熱伝達体の下部）に、第１熱伝達体よりも熱伝達率が低い第３熱伝達体を配置すれば、端部に位置する単電池もある程度冷却される。したがって、単電池集合体全体の温度を低下させつつ、各単電池の温度を平準化できる。
尚、上記第１熱伝達体の場合と同様、第３熱伝達体にもゲルシートを用いることが可能である。

以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能なものである。

図１に示すように、本発明の組電池１は、有底方形筒状を成し樹脂から成る収納容器２と、この収納容器２の開口部に取り付けられた外蓋３とを有している。上記収納容器２内には、図２に示すように、収納容器の開口に固定された内蓋（蓋体）４と、上記収納容器２内に収納された単電池集合体（コアパック）５と、この単電池集合体５から生じた熱を上記収納容器２に伝達する第１熱伝達体６とが配置されている。

上記内蓋４の上面４ａには、組電池を制御するための電子部品が配置されている。上記単電池集合体５は、図４に示すように、１０個の単電池１０が厚み方向に積層された構造を成し、上下端には各々、樹脂製の天板１１及び樹脂製の底板１２が配置される。これら天板１１と底板１２とには、積層された単電池１０を跨ぐように板状の加圧部材１３が固定されており、この加圧部材１３によって各単電池１０に構成圧を加えることができる。

上記単電池１０は、図３に示すように、平面視方形状であって２枚のアルミニウムラミネートフィルムから成る外装体１８内に、正極、負極、及びセパレータから成る電極体（図示せず）が電解液と共に収納された構造となっている。

また、上記単電池１０の一辺からは、上記アルミニウムラミネートフィルムから突出するように、アルミニウム製の正極端子１６と銅製の負極端子１７とが設けられている。また、上記外装体１８の周縁部には、２枚のアルミニウムラミネートフィルムが溶着された溶着部１９ａ、１９ｂを備えており、上記正負極端子（集電端子）１６、１７が突出している溶着部１９ａを除いた３辺の融着部１９ｂは、単電池１０の上下面と略直角となるように（単電池１０の側面と略平向となるように）折り曲げられている。これにより、単電池１０（単電池集合体５）を小型化することができる。尚、単電池１０の寸法は、幅Ｌ１＝１５６ｍｍ、縦Ｌ２＝１４４ｍｍ、厚みＬ３＝１０ｍｍであり、各単電池１０の容量は４０Ａｈとなっている。

上記単電池１０の正極端子１６及び負極端子１７は、隣接する端子同士（正極端子１６と負極端子１７）が接続端子（接続部）２０によって接続され、これにより、各単電池１０が直列接続されることになっている。導通路の両端には外部取出端子１４が配置されている。尚、接続端子２０は必ずしも必要ではなく、隣接する正極端子１６と負極端子１７とを、単に溶着することによって、電気的に接続しても良い。また、各単電池１０を直列接続する構成に限定するものではなく、各単電池１０を並列接続したり、直列接続と並列接続とを組み合わせたりする構成としても良い。

上記第１熱伝達体６は、図５及び図７〜９に示すように、内部に流動性を有する熱伝達物質（シリコーンゲル〔信越化学工業株式会社製の放熱用加熱硬化型シリコーンゴム／ゲルＸ３２−２０２０〕から成る）が充填された柔軟性を有する袋体（ポリカーボネートフィルムから成る）６ａが複数連結された構造を成している。この連結部においては、十分変形可能な（直角に折り曲げることができる）ように連結されているので、例えば、各図に示したように、第１熱伝達体６を容易に略コ字状に変形させることが可能である。上記第１熱伝達体の高さＬ４＝４０ｍｍとなっており、上記単電池集合体５と上記収納容器２との間に配置されたときに、１０個の単電池１０のうち、積層方向における中央部に位置する４つの単電池１０と接する構造となっている。

上記収納容器２は、図６に示すように、幅Ｌ１１＝１８０ｍｍ、長さＬ１２＝１９６ｍｍ、高さＬ１３＝１１５ｍｍとなっている。また、記収納容器２の４つの側面のうち、単電池集合体５の接続端子２０が存在する側面と対向する側面を除いた３つの側面には、第１支持突起２２と第２支持突起２３とが形成されている。上記第１支持突起２２と上記第２支持突起２３との間隔Ｌ１４は、上記第１熱伝達体６の高さＬ４と略同等となるように構成されている。これにより、上記第１支持突起２２と上記第２支持突起２３との間に上記第１熱伝達体６を挟持できるので、組電池の作製時（上記収納容器２内に単電池集合体５を挿入するとき）に、単電池集合体５に押されて第１熱伝達体６が落下したり、第１熱伝達体６の存在により、単電池集合体５の挿入が阻止されるといった不都合が発生するのを抑制できる。

また、第１支持突起２２は、単電池集合体５における下から３つめの単電池１０の上端付近に形成される。一方、第２支持突起２３は、単電池集合体５における上から３つめの単電池１０の下端付近に形成される。したがって、第１熱伝達体６は、１０個の単電池１０のうち、中央に存在する４つの単電池１０と接触する構造となっている。したがって、主として、これら４つの単電池１０の熱が、第１熱伝達体６を介して、収納容器２に伝達されることになる。

ここで、上述の如く、第１熱伝達体６は柔軟性を有する袋体６ａにシリコーンゲルが充填された構造であるので、第１熱伝達体６はその形状をある程度自由に変形できる。したがって、単電池１０の外装体１８として柔軟性がある（変形し易い）アルミニウムラミネートフィルムを用いていても、単電池１０と第１熱伝達体６との接触面積が十分に確保されるので、第１熱伝達体６が接触していない単電池（単電池集合体５の中央部以外に位置する６つの単電池）１０に比べて温度上昇し易い第１熱伝達体６が接触している単電池（単電池集合体５の中央部に位置する４つの単電池）１０の温度上昇を抑制できる。この結果、各単電池１０の温度が平準化されるので、中央部に位置する４つの単電池１０のみが早く劣化してしまうのを抑制できる。

上記作用を十分に発揮させるには、上記第１支持突起２２の厚みＬ７と上記第２支持突起２３の厚みＬ８とは支持機能を発揮できる程度に小さく形成し、第１支持突起２２の下方や第２支持突起２３の上方に空間３０を形成できるように構成するのが望ましい。この理由は、以下の通りである。第１支持突起２２の下方や第２支持突起２３の上方に空間３０が形成されていれば、単電池集合体５の両端部分に配置された６つの単電池１０（電池集合体５の中央部に位置する４つの単電池１０よりも放熱され易い単電池１０）から発熱する熱がほどよく断熱される。したがって、上記の如く、両端部分に配置された単電池１０と中央部分に配置された単電池１０との間で生じる温度差が小さくなるからである。

尚、仮に、単電池集合体５の両端部分と収納容器との間に空間３０が存在しない程度に第１支持突起２２の厚みＬ７や第２支持突起２３の厚みＬ８を大きくすると、単電池集合体５の両端部分に配置された６つの単電池１０の放熱性が向上するため、単電池集合体５の中央部分に配置された単電池１０の放熱性をより上げる必要がある。しかし、そのように構成するのは困難な場合も多いと考えられる。但し、第１熱伝達体６の冷却効果が良好な場合には、後述の如く、空間３０に第３熱伝達体２５、２６を配置しても良い。

また、第１熱伝達体６は、袋体６ａ内にシリコーンゲルが充填された構造である（即ち、単電池集合体５の側面に、硬化したシリコーン樹脂が存在する構造ではない）ので、単電池集合体の交換時等に、収納容器２から単電池集合体５を取り出した場合に、単電池集合体５からシリコーン樹脂が剥がれ難いといった不都合は生じない。したがって、単電池集合体５のリサイクル等を容易に実施できる。
さらに、シリコーンゲルに、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ_３）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）、シリカ（ＳｉＯ_２）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および窒化チタン（ＴｉＮ）からなる群より選択される少なくとも一種の金属フィラーを含ませると、熱伝導性を向上させることができる。

ここで、上記構造の組電池を、以下のようにして作製した。
〔単電池の作製〕
先ず、正極活物質としてＬｉＣｏＯ_２、正極の芯体としてアルミニウム箔、負極活物質として炭素、負極の芯体として銅箔をそれぞれ用いて正極及び負極を作製した。このとき、正極及び負極は所定のサイズに切断し、集電のために芯体における活物質未塗布部を延出させて正負極タブを形成した。次に、得られた正極と負極との間にセパレータを配し、正極、セパレータ、負極、セパレータの順で積層した。このとき、両端は負極とし、積層数は正極３０枚、負極３１枚とした。

次いで、積層した正極及び負極の正負極タブを、各々正極端子１６及び負極端子１７に、超音波溶着法を用いて溶着した。この後、積層電極体をアルミニウムラミネートよりなる外装体１８に配置し、正負極端子（接続端子）１６、１７が突出している溶着部１９ａを除く３辺を熱融着した。更に、外装体１８の開口部から、外装体１８内に電解液を注液した後、該開口部を熱融着して封止した。最後に、正負極端子（集電端子）１６、１７が突出している溶着部１９ａを除く３辺の融着部１９ｂを、単電池１０の上下面と略直角となるに折り曲げることにより、単電池１０を作製した。

〔単電池集合体の作製〕
先ず、上記単電池１０を１０個作製して厚み方向（上下方向）に積層し、上下両端に位置する単電池１０の外側に、それぞれ、樹脂製の天板１１及び樹脂製の底板１２を配置した。次に、該天板１１と該底板１２とに、各単電池１０に構成圧を加えるための加圧部材１３を固定した。その後、１０個の単電池１の正極端子１６及び負極端子１７を接続端子２０を用いて直列に接続し、導通路の両端に外部取出端子１４を設けることにより、単電池集合体５を作製した。

〔第１熱伝達体の作製〕
上記単電池集合体５の作製と並行して、ポリカーボネートフィルムから成る袋体６ａの開口から、袋体６ａの内部にシリコーンゲルを充填した後、袋体６ａの開口を閉じて密閉し、更に、この袋体６ａを７つ連結することにより、第１熱伝達体６を作製した。

〔組電池の作製〕
先ず、第１熱伝達体６を略コ字状に折り曲げながら、収納容器２の第１支持突起２２と第２支持突起２３との間に配置することにより、両支持突起２２、２３間に第１熱伝達体６を挟持させた。次に、収納容器２の空間内に単電池集合体５を挿入した後、収納容器２の開口部内壁に内蓋４を固定した。最後に、内蓋４を覆うように、収納容器２の開口端面に外蓋３を固定することにより、組電池１を得た。

上記組電池１においては、図７〜図９に示すように、第１熱伝達体６は、上記単電池集合体５の並べ合わせ方向に沿った側面に配置されている。

図１０に示すように、単電池１０には、熱伝導性に優れる方向（良熱伝導方向）がある。上述の通り、単電池１０は厚みＬ３方向すなわち図１０における上下方向ｐ１、ｐ２に複数（１０個）積層され即ち並べ合わせられて単電池集合体５とされるのであるが、このとき、単電池集合体５の並べ合わせ方向（図１０における上下方向ｐ１、ｐ２）には比較的に熱が伝導され難い。これに対し、単電池集合体５の並べ合わせ方向に垂直な方向すなわち単電池１０の上下面に沿った方向（図１０における横方向ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４）では熱伝導性に優れる。換言すれば、単電池集合体５の並べ合わせ方向に垂直な方向が良熱伝導方向となっているのである。なお図１０では、良熱伝導方向として代表的に、単電池１０の幅Ｌ１方向および縦Ｌ２方向に沿って９０°の間隔をおいた４方向ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４が図示されているが、実際には良熱伝導方向はこれに限定されるものではなく、単電池集合体５の並べ合わせ方向に垂直な方向すなわち単電池１０の上下面に沿った方向であれば、全方向（３６０°の角度範囲内の任意の方向）が含まれる。

このため、単電池集合体５においては、６面のうち、良熱伝導方向（横方向ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４）に交差する４側面、即ち、並べ合わせ方向に沿った４側面に熱伝達体を配置することにより、良熱伝導方向を利用して効果的に熱伝導性を良好とすることができる。このとき、上述の通り、単電池集合体５の並べ合わせ方向に垂直な方向であればいずれも良熱伝導方向であるので、並べ合わせ方向に沿った４側面のうちのいずれの側面に熱伝達体を配置してもよいが、接続端子２０が存在する側面すなわち正極端子１６および負極端子１７が突出する方向（図１０における左下方向ｈ１）の側に位置する側面を除いた３側面のうちの少なくとも１側面に熱伝達体を配置すればよい。本実施例では、上述の通り、単電池集合体５の並べ合わせ方向に沿った４側面のうち、接続端子２０が存在する側面を除いた３側面のすべてに第１熱伝達体６が配置されており、これにより、図７〜図９に示すようにこれら３側面に交差する良熱伝導方向ｈ２、ｈ３、ｈ４を利用して効果的に熱伝導性を良好とした構成となっている。

（変形例）
（１）図１１及び図１２に示すように、第１熱伝達体６と収納容器２の側面との間に、第１熱伝達体より熱伝導率が高い（例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属や合金からなる）第２熱伝達体２４を配置しても良い。このような構造であれば、単電池１０と接触するのは変形自在な第１熱伝達体６であるので、第１熱伝達体６と単電池１０の間の接触面積は十分に確保される。加えて、第１熱伝達体６と収納容器２の側面との間に、第１熱伝達体より熱伝導率が高い第２熱伝達体２４が存在する場合は、電池集合体５と収納容器２の側面との間に第１熱伝達体６のみが存在する場合と比べて、電池集合体５と収納容器２との間の熱伝導率が向上する。これらのことから、単電池集合体５の中央部に位置する単電池１０の温度上昇を一層抑制することができる。尚、上述の如く、収納容器２は変形し難い樹脂から構成されているので、第２熱伝達体２４が金属等で構成されていても、第２熱伝達体２４と収納容器２との接触面積は十分に確保される。

（２）図１３及び図１４に示すように、第１熱伝達体６の上部及び第１熱伝達体６の下部に、第１熱伝達体６よりも熱伝達率が低い第３熱伝達体２５、２６を設けても良い。具体的には、第３熱伝達体２５は、収納容器２の側面と単電池集合体６の上部に位置する３つの単電池１０とに接触するように配置され、第３熱伝達体２６は、収納容器２の側面と単電池集合体６の下部に位置する３つの単電池１０とに接触するように配置されている。このような構成であれば、単電池集合体５の中央部に位置する単電池１０の温度上昇を抑制しつつ、単電池集合体５全体の温度上昇をも抑制することができる。また、第３熱伝達体２５、２６の熱伝達率を第１熱伝達体６の熱伝達率よりも低くするには、例えば、第３熱伝達体２５、２６の袋体内に充填する熱伝達物質として、第１熱伝達体６の袋体６ａ内に充填された熱伝達物質よりも熱伝達率の低いシリコーンゲル（例えば、信越化学工業株式会社製の放熱用加熱硬化型シリコーンゴム／ゲルＸ３２−２１５２）を用いれば良い。

（３）図１５に示すように、収納容器２の側面（接続端子２０が存在する単電池集合体５の側面と対応する側面）２ａと対向する側面２ｂにのみ第１支持突起２２と第２支持突起２３とを設け、これら両支持突起２２、２３間にのみ第１熱伝達体６を挟持させる構造であっても良い。また、図１６に示すように、上記側面２ａと上記側面２ｂを除く２つの側面２ｃに第１支持突起２２と第２支持突起２３とを設け、これら両支持突起２２、２３間にのみ第１熱伝達体６を挟持させる構造であっても良い。即ち、第１熱伝達体６は、収納容器２の側面２ａを除く３つの側面２ｂ、２ｃのうち、少なくとも１つの側面に配置されていれば良い。

（４）図１７に示すように、収納容器２の側面に第１支持突起２２のみを形成しておき、第２支持突起２３は形成しない構造であっても良い。このような構造であっても、第１熱伝達体６を支持することが可能である。但し、第１熱伝達体６の他に第３熱伝達体２５、２６を配置する場合や、第１熱伝達体６の支持をより確実なものとしたい場合には、第１熱伝達体６を配置した後、図１９に示すようなコ字状の第２支持突起２３を第１熱伝達体６上に配置するのが好ましい。
また、図１８に示すように、収納容器２の側面に両支持突起２２、２３を形成しない構造であっても良い。但し、この場合には、収納容器２の側面に第１熱伝達体６を貼着する等の方法により、収納容器２の側面に第１熱伝達体６を固定する必要がある。

（５）図２０に示すように、上記加圧部材１３の中央部に第１熱伝達体保持部１３ａを形成しても良い。但し、図２０に示すような構造の場合には、加圧部材１３が撓み、単電池集合体５に対する加圧力が不足する場合もある。このような場合には、図２１に示すように、加圧部材１３に保持部材１３ｂを固定する構造として、第１熱伝達体保持部１３ａを形成すれば良い。

（６）第１熱伝達体や第３熱伝達体の袋体の材料としては、上記ポリカーボネートフィルムに限定するものではなく、ナイロン（ポリアミド）フィルム、ＥＶＡ等のラミネートフィルム等、耐寒性と耐熱性とを備えるものであれば良い。また、両熱伝体の袋体の材料として、伸縮性を有するものを用いる場合には、連結部が存在しなくても容易に折り曲げることができる。したがって、第１熱伝達体や第３熱熱伝体の構造として、袋体が複数連結された構造ではなく、１つの袋体の内部にシリコーンゲルを充填する構造であっても良い。
一方、袋体の内部に充填する流動性を有する熱伝達物質としては、上記シリコーンゲルに限定するものではなく、ポッティング材料〔信越化学工業株式会社製のＫＥ１０５１Ｊ（Ａ／Ｂ）やＫＥ１０５２Ｊ（Ａ／Ｂ）〕であっても良く、更に、シリコーンオイル等の液状のものであっても良い。

（７）上記実施例では、全単電池に対する第１熱伝達体と接している単電池の割合を４／１０としたが、この割合に限定するものではない。但し、該割合が余り小さいと単電池集合体の中央部に位置する単電池の冷却が円滑に行われない一方、該割合が余り大きいと単電池集合体の全ての単電池が冷却されるため、主として、単電池集合体の中央部に位置する単電池を冷却するというという作用効果が十分に発揮されない。このようなことを考慮すると、全単電池に対する第１熱伝達体と接している単電池の割合は、１／３以上１／２以下に規制するのが好ましい。尚、単電池の積層枚数が多くなったとき（例えば、２０枚程度の場合）には、中央部に位置する単電池の温度が特に上昇し易いので、全単電池に対する第１熱伝達体と接している単電池の割合を多くなるように（例えば、１／２程度）規制するのが好ましい。

（８）上記単電池集合体の構造としては、上下方向に単電池を積層する構造に限定するものではなく、左右方向に単電池を並設する構造のものであっても良い。

（９）単電池としては、正極端子と負極端子とが、単電池の同一の辺から突出する構造のものに限定するものではなく、正極端子が１辺から突出し、この正極端子が突出する辺とは異なる辺（例えば、正極端子が突出する辺と対向する辺）から負極端子が突出する構造のものであっても良い。

（実験）
第１熱伝達体を配置した場合の効果（温度分布）について調べたので、その結果を図２２に示す。
実験は、以下に示した３つの組電池〔尚、電池Ａ及び電池Ｚ１については、簡易な実験とするため、単電池集合体と収納容器との間の熱伝達は、ゲルをそのまま用いた。即ち、単電池集合体と収納容器との間にはゲルのみが存在する（袋体は存在しない）構造となっている〕を用いた。

・単電池集合体と収納容器との間（但し、接続端子２０が存在する単電池集合体と収納容器との間は除く）であって、単電池集合体の積層方向における中央部（１０個の単電池のうち中央の４つの単電池）に対応する位置のみにゲルを配置した。このようにして作製した組電池を、以下、電池Ａと称する。
・単電池集合体と収納容器との間（但し、接続端子２０が存在する単電池集合体と収納容器との間は除く）であって、単電池集合体の積層方向における全面に（１０個の単電池の全てに）ゲルを配置した。このようにして作製した組電池を、以下、電池Ｚ１と称する。
・単電池集合体と収納容器との間にゲルを配置しなかった。このようにして作製した組電池を、以下、電池Ｚ２と称する。

このようにして作製した電池Ａ、Ｚ１、Ｚ２を下記の条件で充放電し、放電終了直後の温度を測定した。
・充放電条件
３２Ａ〔１．０Ｉｔ〕で電池電圧４．２Ｖまで定電流充電した後、電流が１Ａとなるまで定電圧で充電し、更に、４８Ａ〔１．５Ｉｔ〕で電池電圧３．５Ｖまで放電するという条件。

図２２から明らかなように、単電池集合体と収納容器との間であって、単電池集合体の積層方向における中央部のみにゲルを配置した電池Ａは、単電池集合体と収納容器との間にゲルを配置しなかった電池Ｚ２に比べて、全体的に温度が低下している。また、特に中央部における温度低下が大きいので、単電池間の温度差が極めて小さくなっていることも認められる。尚、単電池集合体と収納容器との間であって、単電池集合体の積層方向における全面にゲルを配置した電池Ｚ１は、単電池集合体と収納容器との間にゲルを配置しなかった電池Ｚ２に比べて、全体的に温度が低下しているものの、単電池間の温度差は大きい状態のままであることが認められる。

本発明は、高温での連続駆動が要求される等、電池の動作環境が厳しい電動バイク等に用いることができる。

１…組電池
２…収納容器
４…内蓋
５…単電池集合体
６…第１熱伝達体
６ａ…袋体
１０…単電池
１８…外装体
２０…接続端子（接続部）

Claims

有底方形筒状の収納容器と、
平面視方形状を成し柔軟性を有する外装体を備えた単電池が複数並べ合わされた構造を成し、上記収納容器内に収納された単電池集合体と、
柔軟性を備えた袋体内部に流動性を有する熱伝達物質が充填された構造を成し、上記単電池から生じた熱を上記収納容器に伝達する第１熱伝達体と、
を有し、
上記単電池集合体の側面のうち少なくとも１つの側面には、上記各単電池から突出した集電端子同士が接続される接続部が設けられる一方、この接続部が配置された単電池集合体の側面を除いた単電池集合体の側面のうち少なくとも１つの側面と、この単電池集合体の側面と対向する上記収納容器の側面との間であって、上記単電池の並べ合わせ方向における中央部に、上記第１熱伝達体が配置されていることを特徴とする組電池。
有底方形筒状の収納容器と、
平面視方形状を成し柔軟性を有する外装体を備えた単電池が複数並べ合わされた構造を成し、上記収納容器内に収納された単電池集合体と、
柔軟性を有するシートから成り、上記単電池から生じた熱を上記収納容器に伝達する第１熱伝達体と、
を有し、
上記単電池集合体の側面のうち少なくとも１つの側面には、上記各単電池から突出した集電端子同士が接続される接続部が設けられる一方、この接続部が配置された単電池集合体の側面を除いた単電池集合体の側面のうち少なくとも１つの側面と、この単電池集合体の側面と対向する上記収納容器の側面との間であって、上記単電池の並べ合わせ方向における中央部に、上記第１熱伝達体が配置されていることを特徴とする組電池。
上記柔軟性を有する外装体がアルミニウムラミネートフィルムから成る、請求項１又は２に記載の組電池。
上記収納容器の側面であって、上記単電池の並べ合わせ方向における上記第１熱伝達体の一端に対応する位置には、第１熱伝達体の位置決めのための第１支持突起が固定されている、請求項１〜３の何れか１項に記載の組電池。
上記収納容器の側面であって、上記単電池の並べ合わせ方向における上記第１熱伝達体の他端に対応する位置には第２支持突起が固定されており、この第２支持突起と上記第１支持突起とで上記第１熱伝達体を挟持している、請求項４に記載の組電池。
上記単電池の並べ合わせ方向における上記単電池集合体の一端には天板が配置される一方、他端には底板が配置され、且つ、上記天板と上記底板とには、単電池の並べ合わせ方向に単電池を加圧する加圧部材が固定され、しかも、この加圧部材には、上記第１熱伝達体を保持する保持部が形成されている、請求項１〜３の何れか１項に記載の組電池。
上記第１熱伝達体は、上記単電池集合体の並べ合わせ方向に沿った側面に配置されている、請求項１〜６の何れか１項に記載の組電池。
上記第１熱伝達体は、上記収納容器の側面と上記単電池集合体の側面とに直接接触している、請求項１〜７の何れか１項に記載の組電池。
上記第１熱伝達体と上記収納容器の側面との間には、第１熱伝達体より熱伝導率が高い第２熱伝達体が第１熱伝達体と接触するように配置されており、且つ、上記第１熱伝達体は単電池集合体の側面と接触する一方、上記第２熱伝達体は上記収納容器の側面と接触している、請求項１〜７の何れか１項に記載の組電池。
上記単電池の並べ合わせ方向における上記第１熱伝達体の一端より外側、及び／又は、上記単電池の並べ合わせ方向における上記第１熱伝達体の他端より外側には、柔軟性を備えた袋体内部に流動性の熱伝達物質が充填される構造、又は、柔軟性を有するシートから成り、上記第１熱伝達体よりも熱伝達率が低い第３熱伝達体が配置されている、請求項１〜９の何れか１項に記載の組電池。