JPWO2015001711A1 - 電源装置 - Google Patents

Abstract

電池セル内でのガスの流動性が低下し難くして、電池セルの内圧が上昇した場合に作動する保護機構を迅速に作動させることができる電源装置を提供する。本発明の一局面の電源装置（２）は、外装ケースと、圧力によって作動して安全性を確保するガス排出弁及び電流遮断機構と偏平状の巻回電極体と外装ケース内に収容された角形電池セル（１２）を有し、電源装置（２）内の角形電池セル（１２）は、正極合剤層に炭酸リチウムを含み、偏平状の巻回電極体の巻回軸が略鉛直方向となるように並置されている。

Description

本発明は、電池セルを備えた電源装置に関する。

複数個の電池セルを並置し、これらの電池セルを互いに直列、並列又は直並列に接続した電源装置がある。このような電源装置は、出力が大きく、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ、ＰＨＥＶ）や電気自動車（ＥＶ）、大型の定置用蓄電装置等に用いられている。

電池セルは、内圧が上昇すると膨張する。電池セルに異常が発生して内圧が大きく上昇した場合、電池セルが破損し、周囲を損傷する等の不具合を生じることが想定される。このような不具合に対処するために、電池セルには、内圧が上昇した場合に作動する電流遮断機構、強制短絡機構、ガス排出弁等の保護機構が設けられているものがある。特に非水電解質二次電池においては、保護機構をより効果的に作動させるようにするため、正極合剤層中に炭酸リチウムを添加したものが知られている（下記特許文献１参照）。
炭酸リチウムは、電池セルが過充電状態となって電池電圧が高くなった場合に分解して炭酸ガスを発生させる。これにより電池セルの内圧を上昇させ、迅速に保護機構を作動させる。

特許文献２には、上面に正極端子および負極端子が設けられている角形電池セルを複数個備える電池スタックと、この電池スタックを収容するパックケースとを有する電源装置が開示されている。特許文献３には、上面に正極端子および負極端子が設けられている角形電池セルを複数個備える電池ブロックと、この電池ブロックを収容するアウターケースとを有する電源装置が開示されている。特許文献４には、円筒形電池セルを複数個備える電池ブロックと、この電池ブロックを収容するケーシングとを備える電源装置が開示されている。

特開平０４−３２８２７８号公報 特開２０１２−０５４０５２号公報 特開２０１３−０２５９８３号公報 特開２０１２−０７４３５０号公報

特許文献２及び３に開示されている角形電池セル及び特許文献４に開示されている円筒形電池セルは、いずれも正極と負極とをセパレータを介して互いに絶縁された状態で巻回された偏平状の巻回電極体を備えている。特許文献２〜４に開示されている電源装置では、角形電池セルの場合であっても円筒形電池セルの場合であっても、巻回電極体の巻回軸が水平方向となるように配置されている。

巻回電極体は電池容量の確保のために密に巻回される。巻回電極体の巻回軸が水平方向となるように配置されている電池セルでは、ガスが発生した場合にそのガスの経路（通り道）が制限される。そのため、巻回電極体内で発生したガスがこの巻回電極体内の一部にこもり易くなり、電池内圧によって作動する保護機構の作動が遅延する。

本発明の一局面の電源装置によれば、電池セル内でのガスの流動性が良好であるため、電池内圧によって作動する保護機構を迅速に作動させることができる電源装置が提供される。

本発明の一局面の電源装置は、
正極合剤層を含む正極と、負極合剤層を含む負極と、前記正極及び前記負極をセパレータを介して互いに絶縁した状態で巻回した巻回電極体と、電池外装体と、内圧の上昇によって作動して安全性を確保する保護機構と、を備える複数個の電池セルを有し、
前記正極合剤層は、炭酸リチウムを含み、
前記複数個の電池セルは、それぞれが前記巻回電極体の巻回軸が略鉛直方向となるように並置されている。

本発明の一局面の電源装置によれば、巻回電極体内でのガスの流動性が良好になるので、巻回電極体内でガスが発生した場合の内圧上昇が急となり、電池内圧によって作動する保護機構を迅速に作動させることができる。

本発明の一実施形態の電源装置の斜視図である。 本発明の一実施形態の電源装置の平面図である。 図３Ａは図２のIIIＡ−IIIＡ線に沿った断面図であり、図３Ｂは図２のIIIＢ−IIIＢ線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態の電池ブロック、電池制御装置及びその周辺構造を斜視した概略図である。 図５Ａは本発明の一実施形態の電源装置で用いられる電池セルの正面図であり、図５Ｂは同じく側面図である。 図６Ａは図５ＡのVIＡ−VIＡ線に沿った断面図であり、図６Ｂは図６ＡのVIＢ−VIＢ線に沿った断面図であり、図６Ｃは図６ＡのVIＣ−VIＣ線に沿った断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための一例を示すものであって、本発明をこれらの実施形態のいずれかに限定することを意図するものではない。本発明は、特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用できるものである。
また、以下の説明において、「前後上下左右」の方向は説明のために便宜的に示したものであり、その方向に限定されるものではない。この明細書における「略鉛直方向」とは、水平面に対して直角な方向が望ましいが、必ずしも完全に直角な方向である必要はなく、水平面に対して実質的に直角と見なされる範囲も含む意味で用いられている。

一実施形態に係る電源装置２について、図１〜図３を用いて説明する。
電源装置２は外装体としての外装ケース１０２を備え、この外装ケース１０２の内部に複数の電池ブロック４と、電池制御装置６とが収容されている。

外装ケース１０２は、ベースプレート１０４と、このベースプレート１０４の上方に配置されたカバープレート１０６と、ベースプレート１０４の側方（左右）にそれぞれ設けられた二つのサイドプレート１０８とを備える。

図３Ａに示すように、ベースプレート１０４は、電池ブロック４及び電池制御装置６が載置される基台部１０４ａと、この基台部１０４ａの前端から上方に延びるようにして形成された第一の側壁部１０４ｂと、この第一の側壁部１０４ｂの上部から水平方向に延びるようにして形成された第一の連結部１０４ｃと、基台部１０４ａの後端から上方に延びるようにして形成された第二の側壁部１０４ｄと、この第二の側壁部１０４ｄの上部から水平方向に延びるようにして形成された第二の連結部１０４ｅと、を有している。
基台部１０４ａの上部には、電池ブロック４を固定する固定部材１１０が設けられている。
ベースプレート１０４は、例えば金属プレートを溝型にプレス加工することにより作製される。

カバープレート１０６は、電池ブロック４を覆う第一のカバー部１１２と、電池制御装置６を覆う第二のカバー部１１４とにより構成される。

第一のカバー部１１２は、前後方向の長さがベースプレート１０４よりも小さくなっている。第一のカバー部１１２は、複数の電池ブロック４を覆うとともに、これらの電池ブロック４が配置される空間と、電池制御装置６が配置される空間とを区切るようになっている。

第一のカバー部１１２は、電池ブロック４の上方に配置される天板部１１２ａと、この天板部１１２ａの前端から下方に延びるようにして形成された側壁部１１２ｂと、この側壁部１１２ｂの下部から水平方向に延びるようにして形成された第一の連結部１１２ｃと、天板部１１２ａの後端に形成された第二の連結部１１２ｄと、この第二の連結部１１２ｄの後端からベースプレート１０４に向けて延びるようにして形成された隔壁部１１２ｅとにより構成される。
天板部１１２ａの下部には、電池ブロック４を固定する固定部材１１６が設けられている。
第一のカバー部１１２は、例えば金属プレートを溝型にプレス加工することにより作製される。

第二のカバー部１１４は、前後方向の長さがベースプレート１０４よりも小さくなっている。
第二のカバー部１１４は、電池制御装置６の上方に配置される天板部１１４ａと、この天板部１１４ａの後端から下方に延びるようにして形成された側壁部１１４ｂと、この側壁部１１４ｂの下部から水平方向に延びるようにして形成された第一の連結部１１４ｃと、天板部１１４ａの前端に形成された第二の連結部１１４ｄとにより構成される。
第二のカバー部１１４は、例えば金属プレートをＬ字状にプレス加工することにより作製される。

ベースプレート１０４の第一の連結部１０４ｃと第一のカバー部１１２の第一の連結部１１２ｃとは、密閉部材１２０を介して連結部材１２２によって連結されている。密閉部材１２０は、ベースプレート１０４の第一の連結部１０４ｃと第一のカバー部１１２の第一の連結部１１２ｃとの間の密閉性を保つものであり、例えばパッキン等が用いられる。連結部材１２２としては、例えばボルト及びナット等が用いられる。

ベースプレート１０４の第二の連結部１０４ｅと第二のカバー部１１２の第一の連結部１１４ｃとは、密閉部材１２０を介して連結部材１２２によって連結されている。
第一のカバー部１１２の第二の連結部１１２ｄと第二のカバー部１１４の第二の連結部１１４ｄとは、この第二の連結部１１４ｄが上側になるようにして密閉部材１２０を介して連結部材１２２によって連結されている。

ベースプレート１０４、第一のカバー部１１２及び第二のカバー部１１４は、例えば、表面をメッキ処理あるいは塗装した鉄や鉄合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属板により形成される。第二のカバー部１１４は特に、成形性や放熱性の観点から、アルミダイカストにより形成するようにしてもよい。
ベースプレート１０４の厚みは、第一のカバー部１１２と同程度としてもよいし、第一のカバー部１１２よりも厚くするようにしてもよい。

図３Ｂに示すように、サイドプレート１０８は板状の部材であり、その下部には前後方向に延びる溝部１０８ａが形成されている。溝部１０８ａには密閉部材１２０が設けられており、この密閉部材１２０を介して溝部１０８ａにベースプレート１０４の左右の端部が嵌るようになっている。
サイドプレート１０８の上部には、密閉部材１２０を介してカバープレート１０６の左右の端部が配置されるようになっている。
サイドプレート１０８は、ベースプレート１０４の固定部材１１０及びカバープレート１０６の固定部材１１６と、連結部材１２２によって固定されている。

外装ケース１０２は、内部が密閉された構造となっている。外装ケース１０２内には、ベースプレート１０４、サイドプレート１０８及び第一のカバー部１１２で囲まれ電池ブロック４を収納する第一の収納部１２４と、ベースプレート１０４、サイドプレート１０８及び第二のカバー部１１４で囲まれ電池制御装置６を収納する第二の収納部１２６とが形成される。

第一の収納部１２４内において、電池ブロック４は、ベースプレート１０４、第一のカバー部１１２及びサイドプレート１０８に対して固定されている。第一の収納部１２４には、電池ブロック４を冷却する冷却ダクト１２８が複数の電池ブロック４の間を通過するようにして設けられている。

次に、電池ブロック４及び電池制御装置６の詳細について、図４を用いて説明する。
（電池ブロック）
本実施形態においては、電池ブロック４は四つ設けられており、直列に二つ並べられたものが二列に配置されている。電池ブロック４は、複数の角形電池セル１２と、複数のスペーサ１４と、二つのエンドスペーサ１６と、二つのエンドプレート１８と、バインドバー２０とを備える。

複数の角形電池セル１２は並置（図４中、左右方向に並ぶようにして配置）され、スペーサ１４は隣り合う二つの角形電池セル１２に挟まれるようにして配置されている。エンドスペーサ１６は、並置方向の端に配置された角形電池セル１２の外側に配置されている。エンドプレート１８は、エンドスペーサ１６の並置方向外側に配置され、角形電池セル１２、スペーサ１４及びエンドスペーサ１６を挟むようになっている。バインドバー２０はエンドプレート１８に接続され、角形電池セル１２、スペーサ１４及びエンドスペーサ１６を並置方向に加圧するようにして、これらを固定している。
隣り合う角形電池セル１２は、バスバー２２を介して電気的に接続されている。

スペーサ１４は、複数の角形電池セル１２同士を絶縁し、角形電池セル１２がショートするのを防止する。スペーサ１４は、外形（並置方向に並ぶ面）が角形電池セル１２と同程度の大きさとなっている。
スペーサ１４は絶縁性を有するとともに、角形電池セル１２等により挟まれても損傷しない程度の強度に設計されている。スペーサ１４は、例えばナイロン樹脂やエポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックなどにより形成される。

エンドスペーサ１６は、スペーサ１４と同様に構成されている。エンドスペーサ１６の左右方向の長さ（厚さ）は、スペーサ１４と同程度であってもよいし、適宜変更するようにしてもよい。

エンドプレート１８は、外形（並置方向に並ぶ面）が角形電池セル１２と同程度の大きさの直方体形状であり、アルミニウムやアルミニウム合金等の比較的高い強度を有する金属や硬質のプラスチックなどで形成されている。エンドプレート１８は、外形を角形電池セル１２よりも大きくするようにしてもよい。

バインドバー２０は、比較的強度の高い金属板、例えばステンレス板や鋼板等で形成されている。バインドバー２０は、左右方向の端部を折り曲げた形状としてもよい。これにより、本構成を有さない場合と比較して、締結強度が向上する。

（電池制御装置）
電池制御装置６は、電池ブロック４の角形電池セル１２に電気的に接続されており、角形電池セル１２の動作を制御する。具体的には、電池制御装置６は、角形電池セル１２の電圧や電流、残容量、温度等の状態を検出し、これに基づいて角形電池セル１２の充放電を制御する。

例えば、電池制御装置６が角形電池セル１２の電圧を検出して充放電制御を行う場合、充電時に角形電池セル１２の電圧が予め定めた最高充電電圧よりも高くなると充電電流を制限し、放電時に角形電池セル１２の電圧が予め定めた最低放電電圧よりも低くなると放電電流を制限する。このようにして、角形電池セル１２の過充電及び過放電を防止する。

また、電池制御装置６が角形電池セル１２の充放電電流を検出して充放電制御を行う場合、角形電池セル１２に予め定められた値以上の電流が流れた場合に電流を遮断する。
電池制御装置６が角形電池セル１２の残容量を検出して充放電制御を行う場合、充電時に角形電池セル１２の残容量が予め定められた最大値よりも大きくなると充電電流を制限し、放電時に角形電池セル１２の残容量が予め定められた最小値よりも小さくなると放電電流を制限する。
電池制御装置６は、角形電池セル１２の温度を検出して充放電制御を行うことも可能である。

（電池セルの全体構造）
次に、実施形態で用いた角形電池セル１２の詳細について、図５及び図６を用いて説明する。
角形電池セル１２は、例えば角形非水電解質二次電池であり、直方体形状の外装体３０と、封口体３２とを備える。外装体３０は、左右方向に対向する二つの幅の広い面（以下、「幅広面３０ａ」という）と、上下方向に対向する二つの幅の狭い面（以下、「幅狭面３０ｂ」という）と、後方に位置する側面３０ｃとで囲まれ、前方が開口した形状となっている。封口体３２は、外装体３０の開口を封じるように配置されている。外装体３０と封口体３２とはレーザ溶接されており、角形電池セル１２の内部は密閉されている。

封口体３２には、正極端子３４が絶縁部材３６を介して固定され、負極端子３８が絶縁部材４０を介して固定されている。これらの正極端子３４及び負極端子３８には、バスバー２２（図４参照）が接続される。
外装体３０、封口体３２、正極端子３４はそれぞれアルミニウム又はアルミニウム合金により形成されており、負極端子３８は銅又は銅合金により形成されている。

封口体３２には、電解液を注入する注液口４２と、ガス排出弁４４とが設けられている。ガス排出弁４４は、角形電池セル１２内が予め定められた圧力以上となった場合にこの角形電池セル１２内のガスを外部へ排出するようになっている。

外装体３０の内側には、樹脂で形成されたシート状の絶縁シート４６が配設されており、この絶縁シート４６の内側には、偏平状巻回電極体５０が配置されている。偏平状巻回電極体５０は、正極板５２と、負極板５４と、セパレータ５６とを備え、これら正極板５２と負極板５４とがセパレータ５６を介して互いに絶縁された状態で偏平状に巻回された構成を有している。
偏平状巻回電極体５０は、最外周がセパレータ５６となりその内側が負極板５４、さらにその内側が正極板５２の順となるように巻かれている。セパレータ５６としては、例えばポリオレフィンから形成される微多孔膜が用いられる。

ガスはその性質上、水平方向よりも鉛直方向に移動し易い。偏平状巻回電極体５０内でガスが発生した場合、この偏平状巻回電極体５０の巻回軸が水平方向となるように配置されていると、偏平状巻回電極体５０の内部にガスがたまり易い。これに対して、偏平状巻回電極体５０の巻回軸が水平方向に対して傾くように配置されていると、巻回軸が水平方向となるように配置されている場合と比較して、この偏平状巻回電極体５０の外部へガスが抜け易くなる。

本実施形態においては、偏平状巻回電極体５０の巻回軸は、水平方向から略鉛直方向となるように配置され、正極端子３４及び負極端子３８が設けられた封口体３２の面と略平行となっている。正極端子３４と負極端子３８とは、偏平状巻回電極体５０の巻回軸と平行な一面に、この巻回軸方向に離間するようにして配置されている。電源装置２においては、角形電池セル１２は封口体３４が前側となるように配置されている。これにより、偏平状巻回電極体５０内で発生したガスは外部（図５Ｂ及び図６Ａにおける上方）へ向けて移動し易くなる。
偏平状巻回電極体５０の巻回軸の水平面に対する角度は、鉛直方向に対して±２０°程度であり、好ましくは±１０°であり、より好ましくは±５°である。

正極板５２には、正極芯体の両面に塗布された正極合剤層と、正極芯体露出部５８とが形成されている。正極芯体露出部５８は、正極合剤が塗布されていない部分であり、正極芯体が偏平状巻回電極体５０の巻回方向に帯状に露出している部分である。
正極芯体は、例えばアルミニウムやアルミニウム合金等から形成され、厚さが１０〜２０μｍ程度のものが用いられる。

負極板５４には、負極芯体の両面に塗布された負極合剤層と、負極芯体露出部６０とが形成されている。負極芯体露出部６０は、負極合剤が塗布されていない部分であり、負極芯体が偏平状巻回電極体５０の巻回方向に帯状に露出している部分である。
負極合剤層の形成範囲（幅及び長さ）は、正極合剤層の範囲よりも大きくなっている。
負極芯体は、例えば銅や銅合金等から形成され、厚さが５〜１５μｍ程度のものが用いられる。

偏平状巻回電極体５０は、一端側（図６Ａにおいて上側）に正極芯体露出部５８が複数重なるようにして配置され、他端側（同、下側）に負極芯体露出部６０が複数重なるように配置された構成となっている。正極板５２と負極板５４とは、正極芯体露出部５８が負極活物質合剤の塗布された層と重ならないように配置されるとともに、負極芯体露出部６０が正極合剤の塗布された層と重ならないように配置されている。

正極芯体露出部５８の外側には、アルミニウム又はアルミニウム合金から形成される正極集電体６２が設けられている。
巻回されて積層された複数枚の正極芯体露出部５８は、厚み方向の中央部に収束されてさらに二分割され、偏平状巻回電極体５０の厚みの１／４を中心として正極芯体露出部５８が収束され、その間に正極中間部材６４が配置されている。

正極中間部材６４は、樹脂材料からなる基体に導電性の正極導電部材６６を複数個、ここでは二個保持している。正極導電部材６６は、円柱状のものが用いられ、それぞれ積層された正極芯体露出部５８と対向する側に、プロジェクションとして作用する円錐台状の突起６８が形成されている。

正極芯体露出部５８は、正極集電体６２を介して正極端子３４に電気的に接続されている。正極集電体６２と正極端子３４との間には、電流遮断機構７０が設けられている。電流遮断機構７０は、角形電池セル１２内が予め定められた圧力以上となった場合に、電流を遮断するように動作する。電流遮断機構７０は、ガス排出弁４４が作動する圧力よりも低い圧力で作動するようになっている。
電流遮断機構７０及びガス排出弁４４は、内圧の上昇によって作動して電源装置１０等の安全性を確保する保護機構として機能する。

負極芯体露出部６０の外側には、銅又は銅合金から形成される負極集電体７２が設けられている。巻回されて積層された複数枚の負極芯体露出部６０は、厚み方向の中央側に収束されてさらに分割され、偏平状巻回電極体５０の厚みの１／４を中心として負極芯体露出部６０が収束され、その間に負極中間部材７４が配置されている。

負極中間部材７４は、樹脂材料からなる基体に負極導電部材７６を複数個、ここでは二個保持している。負極導電部材７６は、円柱状のものが用いられ、それぞれ積層された負極芯体露出部と対向する側に、プロジェクションとして作用する円錐台状の突起７８が形成されている。
負極芯体露出部６０は、負極集電体７２を介して負極端子３８に電気的に接続されている。

これらの正極集電体６２と、正極芯体露出部５８と、正極中間部材６４の正極導電部材６６との間の抵抗溶接方法、及び、負極集電体７２と、負極芯体露出部６０と、負極中間部材７４の負極導電部材７６との間の抵抗溶接方法としては、周知の技術が用いられる。

次に、角形電池セル１２の製造方法について詳細について説明する。

（正極板の構成）
正極板５２としては、例えば以下のようにして作製されるものが用いられる。
正極活物質として、ＬｉＮｉ_０．３５Ｃｏ_０．３５Ｍｎ_０．３０Ｏ_２で表されるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を用いる。リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物と、導電剤としての炭素粉末と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄ
Ｆ)と、炭酸リチウムとを含む正極合剤に、分散媒としてのＮ−メチル−２−ピロリドン
（ＮＭＰ)を混合して正極スラリーを調製する。

リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物と、炭素粉末と、ＰＶｄＦとは、それぞれ質量比で８８：９：３となるように含有させる。炭酸リチウムは、正極合剤に対して、０．１〜５．０質量％含有させることが好ましい。正極合剤における炭酸リチウムの含有量が０．１質量％未満であると、炭酸リチウムからの炭酸ガスの発生が少なく、保護機構を迅速に作動させ難くなる。正極合剤における炭酸リチウムの含有量が５．０質量％を超えると、電極反応に関与しない炭酸リチウムの割合が過度に多くなり、電池容量の低下が大きくなる。

この正極スラリーを、正極芯体の両面にダイコーターによって塗布して、正極合剤層を正極芯体の両面に形成する。次いで、乾燥させてＮＭＰを除去し、ロールプレスによって所定の厚さとなるように圧縮する。所定の寸法に切り出した後、幅方向の一端側に長さ方向（巻き方向）全体にわたる正極芯体露出部５８を形成するように正極合剤層の一部を除去する。

（負極板の構成）
負極板５４としては、例えば以下のようにして作製されるものが用いられる。
黒鉛粉末と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）と、結着剤としてのスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）とを含む負極合剤を、水に分散させて負極スラリーを調整する。黒鉛粉末と、ＣＭＣと、ＳＢＲとは、それぞれ質量比で９８：１：１となるように含有させる。

この負極スラリーを負極芯体の両面にダイコーターによって塗布して、負極合剤層を負極芯体の両面に形成する。次いで、圧縮ローラーを用いて所定の厚さとなるように圧縮する。定の寸法に切り出した後、幅方向の一端側に長さ方向（巻き方向）全体にわたる負極芯体露出部６０を形成するように負極合剤層の一部を除去する。

（非水電解液の調製）
非水電解液としては、例えば以下のように調製されるものが用いられる。
エチレンカーボネート（ＥＣ）とメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）とを体積比（２５℃、１気圧）で３：７の割合で混合した混合溶媒に、電解質塩としてＬｉＰＦ_６を１ｍｏｌ／Ｌとなるように添加する。

（角形電池セルの作製）
角形電池セル１２は、例えば以下のようにして作製される。
正極板５２及び負極板５４を、セパレータ５６を介して互いに絶縁されるようにして最外面が負極板５４となるように巻回した後、これを偏平状に成型して偏平状巻回電極体５０を作製する。偏平状巻回電極体５０を外装体３０に収容した後、この外装体３０の開口に封口体３２を嵌合し、これら外装体３０と封口体３２との間をレーザ溶接する。次いで、注液口４２から非水電解液を所定量注液する。そして、注液口４２をブラインドリベットにより封止する。

このようにして作製された角形電池セル１２においては、過充電状態となって電池電圧が通常時よりも高くなると、正極合剤層中の炭酸リチウムが分解して炭酸ガスが発生する。実施形態の電源装置２においては、角形電池セル１２は偏平状巻回電極体５０の巻回軸が略垂直方向となるように配置されている。このため、偏平状巻回電極体５０内でのガスの流動性が良好となるので、偏平状巻回電極体５０で発生したガスが偏平状巻回電極体５０の内部にとどまることが抑制される、これにより、角形電池セル１２の内圧上昇が急となり、電流遮断機構７０を迅速に作動させることができる。

なお、実施形態では電池セルとして角形電池セルの場合を例にとり説明した。しかし、本発明は、複数の巻回電極体の巻回軸が略鉛直方向となるように並置されているものであれば所定の作用効果を奏する。そのため、本発明は、巻回電極体を備える円筒形電池セルに対しても等しく適用することができる。

電源装置１０は、電気自動車やハイブリッド式電気自動車、プラグイン式ハイブリッド電気自動車等に好適に利用できる。また、コンピュータサーバラックに搭載されるバックアップ電源装置や、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭用又は工場用の蓄電用電源装置、太陽電池と組み合わせた蓄電装置などの用途にも利用できる。

２…電源装置 ４…電池ブロック ６…電池制御装置
１２…角形電池セル １４…スペーサ ２０…バインドバー
２２…バスバー ３０…外装体 ３２…封口体
３４…正極端子 ３８…負極端子 ４２…注液口
４４…ガス排出弁 ５０…偏平状巻回電極体 ５２…正極板
５４…負極板 ５６…セパレータ ５８…正極芯体露出部
６０…負極芯体露出部 ６２…正極集電体 ７０…電流遮断機構
７２…負極集電体 １０２…外装ケース １０４…ベースプレート
１０６…カバープレート １０８…サイドプレート １１２…第一のカバー部
１１４…第二のカバー部 １２０…密閉部材 １２２…連結部材
１２４…第一の収納部 １２６…第二の収納部 １２８…冷却ダクト

Claims (5)

1. 正極合剤層を含む正極と、負極合剤層を含む負極と、前記正極及び前記負極をセパレータを介して互いに絶縁した状態で巻回した巻回電極体と、電池外装体と、内圧の上昇によって作動して安全性を確保する保護機構と、を備える複数個の電池セルを有し、
   前記正極合剤層は、炭酸リチウムを含み、
   前記複数個の電池セルは、それぞれが前記巻回電極体の巻回軸が略鉛直方向となるように並置されている、
   電源装置。
2. 前記電池セルは非水電解質二次電池である、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記複数個の電池セルは角形電池セルであり、前記巻回電極体は偏平状巻回電極体であり、前記正極に電気的に接続されている正極端子及び前記負極に電気的に接続されている負極端子は、ともに前記巻回軸と平行な一面に、前記巻回軸方向に離間して設けられている、請求項１又は２に記載の電源装置。
4. それぞれの前記角形電池セルの間にはスペーサが配置され、前記並置方向の両端にそれぞれ並置された前記角形電池セルの両方の外側にはそれぞれエンドスペーサが配置され、両方の前記エンドスペーサの外側にはそれぞれエンドプレートが配置され、前記電池セル、前記スペーサ及び前記エンドスペーサは、バインドバーによって並置方向に一体に加圧・固定されている、請求項３に記載の電源装置。
5. 前記複数個の電池セルは、互いにバスバーによって直列、並列又は直並列に接続されている、請求項３又は４に記載の電源装置。
   

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