WO2007132623A1 - 電池パックおよび車両 - Google Patents

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WO2007132623A1
WO2007132623A1 PCT/JP2007/058387 JP2007058387W WO2007132623A1 WO 2007132623 A1 WO2007132623 A1 WO 2007132623A1 JP 2007058387 W JP2007058387 W JP 2007058387W WO 2007132623 A1 WO2007132623 A1 WO 2007132623A1
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battery
passage
cooling medium
cooling
negative electrode
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Yoshiyuki Nakamura
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack and a vehicle including the battery pack, and more particularly to a battery pack including a bipolar secondary battery and a casing, and a vehicle on which the battery pack is mounted.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 4-4 7 2 6 2 discloses an assembled battery in which a plurality of thin secondary batteries are electrically connected and stacked. The In this assembled battery, a plurality of heat dissipating members are arranged so as to fill a gap between a plurality of secondary batteries (a gap between electrode terminals of adjacent thin batteries). In this assembled battery, a plurality of secondary batteries can be cooled by flowing a cooling medium in one direction.
  • a bipolar secondary battery generally has a structure in which a plurality of bipolar electrodes are stacked via an electrolyte.
  • the bipolar electrode is an electrode in which a positive electrode active material layer is formed on one surface of a current collector formed in a sheet shape and a negative electrode active material layer is formed on the other surface of the current collector foil. It means that.
  • the shape of the bipolar secondary battery varies, but an example is a thin plate.
  • bipolar secondary battery When a bipolar secondary battery is charged and discharged, a current flows in the direction in which the bipolar electrodes are stacked. As a result, the temperature of the bipolar secondary battery rises because the bipolar secondary battery generates heat.
  • a method for cooling the bipolar secondary battery for example, it is conceivable to flow a cooling medium along a direction along a plane perpendicular to the stacking direction of the bipolar electrodes.
  • An object of the present invention is to provide a battery pack capable of alleviating the uneven temperature distribution of a bipolar secondary battery and a vehicle equipped with the battery pack.
  • the present invention is a battery pack comprising a battery assembly including a plurality of stacked battery components.
  • Each of the plurality of battery components includes a stacked positive electrode and negative electrode, and an electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • the stacking direction of the plurality of battery components coincides with the stacking direction of the positive electrode and the negative electrode.
  • the battery pack further includes a cooling passage for passing the cooling medium.
  • the cooling passage includes an introduction passage, a discharge passage, and a direction changing portion.
  • the introduction passage is provided along the battery structure disposed at one end in the stacking direction among the plurality of battery structures, and introduces the cooling medium.
  • the discharge passage is provided along the battery structure disposed at the other end in the stacking direction among the plurality of battery structures, and discharges the cooling medium.
  • the direction changing section changes the flow direction of the cooling medium flowing in from the introduction passage and flows the cooling medium in the discharge passage.
  • the cooling passage is integrated with a housing for accommodating the battery assembly therein.
  • the cooling medium inlet in the introduction passage and the cooling medium outlet in the discharge passage are provided on the same surface of the casing.
  • the battery assembly further includes an external terminal electrically connected to the positive electrode or the negative electrode. At least a part of the case is provided with an outlet for taking out the external terminal from the inside of the case to the outside of the case.
  • the housing includes first and second inner wall portions facing the battery structure disposed at one end and the battery structure disposed at the other end, respectively.
  • the battery assembly is housed in the housing in a state of being pressurized in the stacking direction.
  • An insulator is provided between the first inner wall and the battery assembly, and between the second inner wall and the battery assembly.
  • the housing includes an upper case positioned above the battery assembly and a lower case positioned below the battery assembly.
  • the upper case and mouthpiece case are fastened with bolts.
  • the upper case and the lower case sandwich the insulating member.
  • the bolt is made of an insulator.
  • the battery assembly is housed in the casing in a state of being pressurized in the stacking direction.
  • the cooling passage has a plurality of walls dividing the cooling passage into a plurality of passages.
  • the width of the passage located at the center of the cooling passage among the plurality of passages is narrower than the width of the passage located at the end of the cooling passage among the plurality of passages.
  • a conductive member is provided between two adjacent battery constituents among the plurality of battery constituents.
  • a positive electrode included in one of the two battery components is disposed on the first main surface side of the conductive member.
  • a negative electrode included in the other of the two battery components is disposed.
  • the positive electrode is a positive electrode active material layer formed on the first main surface.
  • the negative electrode is a negative electrode active material layer formed on the second main surface.
  • the vehicle includes a seat disposed in a vehicle interior and a battery pack disposed under the seat.
  • the battery pack includes a battery assembly having a plurality of stacked battery components.
  • Each of the plurality of battery components includes a stacked positive electrode and negative electrode, and an electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • the stacking direction of the plurality of battery components coincides with the stacking direction of the positive electrode and the negative electrode.
  • the battery pack further includes a cooling passage for passing the cooling medium.
  • the cooling passage has an introduction passage, a discharge passage, and a direction changing portion.
  • the introduction passage is provided along the battery structure disposed at one end in the stacking direction among the plurality of battery structures, and introduces the cooling medium.
  • the discharge passage is provided along the battery structure disposed at the other end in the stacking direction among the plurality of battery structures, and discharges the cooling medium.
  • the direction changing section changes the flow direction of the cooling medium flowing in from the introduction passage and causes the cooling medium to flow in the discharge passage.
  • the cooling passage is integrated with a housing that accommodates the battery assembly therein.
  • the cooling medium inlet in the introduction passage and the cooling medium outlet in the discharge passage are provided on the same surface of the casing.
  • the battery assembly further includes an external terminal electrically connected to the positive electrode or the negative electrode. At least a part of the surface of the case is provided with an outlet for taking out the external terminal from the inside of the case to the outside of the case.
  • the casing is arranged at one end of the battery structure and at the other end.
  • P2007 / 058387 has first and second inner wall portions respectively facing the battery structure.
  • the battery assembly is housed in the casing under pressure in the stacking direction. Insulators are provided between the first inner wall and the battery assembly, and between the second inner wall and the battery assembly.
  • the housing includes an upper case positioned above the battery assembly and a lower case positioned below the battery assembly.
  • the upper case and the mouth case are fastened with bolts.
  • the upper case and the mouth case are fastened with an insulating member interposed therebetween.
  • the bolt is made of an insulator.
  • the battery assembly is housed in the casing in a state of being pressurized in the stacking direction.
  • the cooling passage is formed with a plurality of walls dividing the cooling passage into a plurality of passages.
  • the width of the passage located at the center of the cooling passage among the plurality of passages is narrower than the width of the passage located at the end of the cooling passage among the plurality of passages.
  • a conductive member is provided between two adjacent battery constituents among the plurality of battery constituents.
  • a positive electrode included in one of the two battery components is disposed on the first main surface side of the conductive member.
  • a negative electrode included in the other of the two battery components is disposed.
  • the positive electrode is a positive electrode active material layer formed on the first main surface.
  • the negative electrode is a negative electrode active material layer formed on the second main surface.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an automobile equipped with a battery pack according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the automobile shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing in detail the battery pack 100 shown in FIG. 1 and FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line I V—IV of battery pack 100 in FIG.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the battery pack according to the second embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the inlet 10 2 in the housing 1 2 1 of FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the battery pack of the third embodiment.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of the battery pack according to the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the battery pack according to the fifth embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an automobile equipped with a battery pack according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of the automobile shown in FIG.
  • an automobile 1 is an electric vehicle powered by a chargeable / dischargeable power source, or an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, and a chargeable / dischargeable power source.
  • a chargeable / dischargeable power source or an internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine, and a chargeable / dischargeable power source.
  • Hybrid vehicles that use the power source as a power source.
  • Battery packs are installed in these vehicles as a power source.
  • the vehicle 1 has its boarding space (cabinet) 50, and the front seats 2a, 2b
  • a battery pack 100 is arranged under the front seat 2a.
  • the battery pack 100 is surrounded by a cover 5 and a floor surface 20 0 arranged below the front seats 2 a and 2 b.
  • the front seats 2 a and 2 b correspond to the “sheet” provided in the vehicle of the present invention.
  • the battery pack 100 may be arranged below the front sheet 2b.
  • a blower fan for supplying cooling air to the battery pack 100 may be arranged below the front seat 2a (or below the front seat 2b).
  • the car body is composed of a part that collapses in the event of a collision and a part that protects the passenger without collapsing. That is, by disposing the battery pack 100 under the front seat 2 a (or the front seat 2 b), the battery pack 100 is protected from the impact even when the vehicle body receives a strong impact.
  • the direction indicated by the arrow UPR in FIG. 1 indicates the ceiling direction (upward) of the automobile 1, and the direction indicated by the arrow FR indicates the forward direction (traveling direction) of the automobile 1.
  • the direction indicated by the arrow LH in FIG. 2 indicates the left side direction (left side direction) of the automobile 1.
  • FIG. 3 is a diagram showing in detail the battery pack 100 shown in FIG. 1 and FIG.
  • battery pack 100 includes a bipolar secondary battery 120 and a cooling passage for flowing a cooling medium.
  • the cooling medium is cooling air, but it may be cooling water.
  • the cooling passage is divided into a plurality of passages by a plurality of walls 106.
  • the plurality of walls 106 not only serve to divide the cooling passage, but also serve as heat radiating fins.
  • the bipolar secondary battery 120 is a battery assembly including a plurality of stacked battery components (battery cells).
  • the direction of arrow D indicates the stacking direction of a plurality of battery components. Details of the structure of the bipolar secondary battery 120 will be described later.
  • the casing 1 0 1 accommodates the bipolar secondary battery 1 2 0 inside. Note that the above-described cooling path is integrated with the casing 101.
  • the battery pack 100 can be downsized by integrating the cooling passage with the housing 101.
  • the cooling medium introduction port 102 and the discharge port 103 in the cooling passage are provided on the same surface of the casing 101.
  • the cooling passage is provided along the battery constituent body at one end of the plurality of battery constituent bodies, the introduction passage introducing the cooling medium from the introduction port 102, and the battery constituent body at the other end of the plurality of battery constituent bodies.
  • the cooling passage is provided between the discharge passage and the introduction passage and the discharge passage, and the cooling medium flowing in from the introduction passage is changed in the flow direction of the cooling medium to the discharge passage. And a direction changing section for flowing the air.
  • the cooling medium is discharged to the same side as the side where it is introduced. That is, the direction in which the cooling medium flows in the introduction passage and the flow of the cooling medium in the discharge passage. The directions are opposite to each other.
  • the counter flow method can reduce the amount of cooling medium for cooling the bipolar secondary battery. Therefore, according to the present embodiment, the power consumption of a device (for example, a blower fan) that supplies a cooling medium is reduced.
  • a device for example, a blower fan
  • an intake duct and an exhaust duct may be respectively attached to the inlet 10 2 and the outlet 10 3.
  • Bipolar secondary battery 1 2 0 includes external terminals 1 1 0 for charging and discharging.
  • the external terminal 1 1 0 is a positive terminal or a negative terminal of the bipolar secondary battery 1 2 0.
  • Electrode outlets 1 0 5 for taking out external terminals 1 1 0 from the inside of the housing 1 0 1 to the outside of the housing 1 are formed on the right and left sides of the housing 1 0 1. In FIG. 3, only the electrode outlet 10 05 formed on the right side surface of the casing 10 0 1 is shown, but an electrode outlet similar to the electrode outlet 1 0 5 is also provided on the left side surface of the casing 1 0 1. It is formed.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line I V—IV of battery pack 100 in FIG.
  • the housing 1 0 1 includes inner wall portions 1 1 5 and 1 1 6.
  • the inner wall portions 1 1 5, 1 1 6 face the battery constituent bodies at both ends of the plurality of battery constituent bodies, respectively.
  • the distance between the inner wall 1 1 5 and the inner wall 1 1 6 is set to be smaller than the thickness of the bipolar secondary battery 120.
  • the bipolar secondary battery 120 is housed in the housing 101 in a state where it is pressurized along the stacking direction of the plurality of battery components. Further, the bipolar secondary battery 1 2 0 is sandwiched between the inner wall portions 1 1 5 and 1 1 6 inside the housing 1 0 1. This makes it possible to restrain the bipolar secondary battery 120.
  • the bipolar secondary battery 120 During charging / discharging of the bipolar secondary battery 120, electrons and ions are moved inside the bipolar secondary battery 120. When charging, the bipolar secondary battery 120 expands in the direction of arrow D (the expanded bipolar secondary battery 120 returns to its original state when discharged). Repeated charging / discharging creates gaps between the electrodes and changes the internal resistance. Battery performance may be degraded.
  • the housing 1 0 1 becomes a restraining member for the bipolar secondary battery 1 2.
  • the battery can be restrained without using a member such as a restraining plate or a restraining band.
  • the inner wall portions 1 1 5 and 1 1 6 of the casing 10 1 1 can be brought into close contact with the surface of the bipolar secondary battery 1 2 0, so that the bipolar secondary battery 1 2 0 More heat can be released to the outside.
  • Bipolar secondary battery 1 2 0 includes a plurality of electrode sheets 25 stacked in the direction of arrow D.
  • the direction of arrow D shown in FIG. 4 is the same as the direction of arrow D shown in FIG.
  • the electrode sheet 25 corresponds to the “battery component” in the present invention.
  • the electrode sheet 25 includes a positive electrode active material layer 28 forming a positive electrode, a negative electrode active material layer 26 forming a negative electrode, and an electrolyte layer 2 interposed between the positive electrode active material layer 28 and the negative electrode active material layer 26. It consists of 7 and.
  • the electrolyte layer 27 is a layer formed from a material exhibiting ionic conductivity.
  • the electrolyte layer 27 may be a solid electrolyte or a gel electrolyte.
  • the plurality of electrode sheets 25 are laminated so that the positive electrode active material layer 28 and the negative electrode active material layer 26 face each other at positions adjacent to each other in the lamination direction. Between the plurality of electrode sheets 25, a sheet-shaped current collector foil 29 is provided. A positive electrode active material layer 28 is formed on one surface 29 b of the current collector foil 29, and a negative electrode active material layer 26 is formed on the other surface 29 a of the current collector foil 29. The positive electrode active material layer 28 and the negative electrode active material layer 26 are formed on the surface of the current collector foil 29 by, for example, sputtering.
  • the pair of the positive electrode active material layer 28, the current collector foil 29 and the negative electrode active material layer 26 arranged between the electrolyte layers 27 adjacent to each other in the stacking direction of the electrode sheet 25 constitutes the bipolar electrode 30. It is made.
  • both the positive electrode active material layer 28 forming the positive electrode and the negative electrode active material layer 26 forming the negative electrode are formed on one bipolar electrode 30.
  • the current collector foil 29 corresponds to the “conductive member” in the present invention.
  • T JP2007 / 058387 As can be seen by referring to the electrode sheet 25 m, 25 shown in FIG. 4, there is a conductive member (current collector) between two adjacent battery components of the plurality of battery components. Foil 2 9) Force S is provided.
  • a positive electrode (positive electrode active material layer 28) included in one of the two battery components (electrode sheet 25m) is disposed on the first main surface side of the current collector foil 29.
  • the negative electrode (negative electrode active material layer 26) of the other of the two battery components (electrode sheet 25) is disposed on the second main surface side of the current collector foil 29.
  • the plurality of electrode sheets 25 includes an electrode sheet 25 m disposed on the side closest to the negative electrode current collector plate 21, and an electrode sheet 25 n disposed on the side closest to the positive electrode current collector plate 23. including.
  • the electrode sheet 25 m is provided such that the negative electrode active material layer 26 is disposed at the end on the negative electrode current collector plate 21 side.
  • the electrode sheet 25 n is provided so that the positive electrode active material layer 28 is disposed at the end on the positive electrode current collector plate 23 side.
  • An insulating film 24 is laminated so as to be in contact with the negative electrode current collector plate 21, and an insulating film 24 is laminated so as to be in contact with the positive electrode current collector plate 23. That is, the insulating film 2 4 is provided between the inner wall 1 1 5 and the bipolar secondary battery 1 2 0 shown in FIG. 4 and between the inner wall 1 1 6 and the bipolar secondary battery 1 2 0 shown in FIG. Provided. Insulating film 24 provided on the positive electrode current collector plate 2 3 side is short-circuited between the positive electrode current collector plate 23 and the case 1 0 1 when the bipolar secondary battery 1 2 0 is stored in the case 1 0 1. To prevent it.
  • Insulating film 24 on the negative electrode current collector 2 1 side is a short circuit between the negative current collector 2 1 and the housing 1 0 1 when the bipolar secondary battery 1 2 0 is stored in the housing 1 0 1 To prevent it.
  • a plurality of battery assemblies (the battery assembly corresponds to the bipolar secondary battery 120 shown in Fig. 4 excluding the insulating film 24). May be stacked in the direction of arrow D.
  • the plurality of battery assemblies are configured such that the two negative electrode current collecting plates 21 or the two positive electrode current collecting plates 23 are in contact with each other in two adjacent battery assemblies. By configuring the plurality of battery assemblies as described above, the battery assemblies are electrically connected in parallel.
  • the external terminals 110 shown in FIG. 3 are connected to the negative current collector 2 1 (or the positive current collector 2 3). That is, the external terminal 110 is electrically connected to the negative electrode active material layer 26 of the electrode sheet 25 m (or the positive electrode active material layer 28 of the electrode sheet 25 n).
  • the casing 1 0 1 is formed with an introduction passage 1 1 1 as a cooling passage, a discharge passage 1 1 2, and a connection portion 1 1 3 connecting the introduction passage 1 1 1 and the discharge passage 1 1 2.
  • the introduction passage 1 1 1 is a passage for flowing the cooling medium introduced from the introduction port 1 0 2 along the electrode sheet (electrode sheet 25 m) at one end of the plurality of electrode sheets.
  • the discharge passage 1 1 2 is a passage for allowing the cooling medium to flow along the battery sheet (electrode sheet 25 n) at the other end of the plurality of electrode sheets 25 and discharging the cooling medium from the discharge ports 10 3. It is.
  • the connecting portion 1 1 3 is provided between the introduction passage 1 1 1 and the discharge passage 1 1 2.
  • the connecting portion 1 1 3 is connected to the introduction passage 1 1 1 and the discharge passage 1 1 2.
  • the connecting portion 1 1 3 changes the direction of the cooling air flowing from the introduction passage 1 1 1 and sends the cooling air to the discharge passage 1 1 2. That is, the connecting portions 1 1 3 correspond to “direction changing portions” in the present invention.
  • Positions P 1 to P 4 in the cooling passage indicate positions near the inlet 10 2, the back of the inlet 1 1 1, the back of the outlet 1 1 2, and the vicinity of the outlet 1 0 3, respectively.
  • the direction in which the cooling medium flows in the introduction passage 1 1 1 is opposite to the direction in which the cooling medium flows in the discharge passage 1 1 2.
  • the temperature at P1 is 50 degrees
  • the temperature in the back of the introduction passage 1 1 1 is 60 degrees
  • the temperature in the back of the discharge passage 1 1 2 is 60 degrees
  • the discharge port 1 0 The temperature near 3 is 70 degrees.
  • the average temperature near the entrance and exit of the cooling passage and the average temperature of the innermost part of the cooling passage are both around 60 degrees.
  • the length in the stacking direction of the plurality of electrode sheets 25 is generally much shorter than the short side and the long side of the rectangle orthogonal to the stacking direction. As an example, when the length of the plurality of electrode sheets 25 in the stacking direction is 1, the short side or the long side of the rectangle is about 10 to 15 in length.
  • the temperature distribution in that direction is made uniform in a short time.
  • the temperature at position P 1 is 50 degrees and the temperature at position P 4 is 7 Even at 0 degree, after a short time, the temperature at position P1 and the temperature at position P4 are both equalized at a temperature around 60 degrees.
  • the current collector foil 29 is made of, for example, aluminum. In this case, even if the active material layer provided on the surface of the current collector foil 29 contains a solid polymer electrolyte, the mechanical strength of the current collector foil 29 can be sufficiently secured.
  • the current collector foil 29 may be formed by coating aluminum on the surface of a metal other than aluminum, such as copper, titanium, nickel, stainless steel (SUS), or an alloy thereof.
  • the positive electrode active material layer 28 includes a positive electrode active material and a solid polymer electrolyte.
  • the positive electrode active material layer 28 is composed of a supporting salt (lithium salt) for enhancing ionic conductivity, a conductive auxiliary agent for enhancing electron conductivity, and NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) as a solvent for adjusting slurry viscosity. And BN (azobisisobutyronitrile) as a polymerization initiator.
  • a supporting salt lithium salt
  • a conductive auxiliary agent for enhancing electron conductivity
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • BN azobisisobutyronitrile
  • a composite oxide of lithium and a transition metal generally used in a lithium ion secondary battery can be used.
  • the positive electrode active material was example, if, L i C O_ ⁇ L i 'C o based composite oxides such as 2, L i N i O L i ⁇ N i based composite oxides such as 2, spinel L i Mn 2 0 L i ⁇ ⁇ based composite oxide such as 4, and the like L i F e ⁇ L i ⁇ F e based composite oxide such as 2.
  • transition metal oxides such as LiFeP0 4 and lithium compounds and sulfuric acid compounds; transition metal oxides such as V 2 0 5 , Mn 0 2 , T i S 2 , Mo S 2 , and Mo 0 3 Pb 0 2 , Ag 0, NiOOH and the like.
  • the solid polymer electrolyte is not particularly limited as long as it is a polymer exhibiting ionic conductivity, and examples thereof include polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), and copolymers thereof.
  • polyethylene oxide (PEO) polyethylene oxide
  • PPO polypropylene oxide
  • Such polyalkylene oxide polymers are Li BF 4 , 'L i PF s , Li N (S 0 2 CF 3 ) 2 , Li N (S 0 2 C 2 F 5 ) 2, etc. Easily dissolves lithium salts.
  • the solid polymer electrolyte is contained in at least one of the positive electrode active material layer 28 and the negative electrode active material layer 26. More preferably, the solid polymer electrolyte is contained in both the positive electrode active material layer 28 and the negative electrode active material layer 26.
  • Li (C 2 F 5 S 0 2 ) 2 N Li BF 4 , Li PF 6 , Li N (S0 2 C 2 F 5 ) 2 , or a mixture thereof. be able to.
  • the conductive aid acetylene black, carbon black, graphite and the like can be used.
  • the negative electrode active material layer 26 includes a negative electrode active material and a solid polymer electrolyte.
  • the negative electrode active material layer consists of a supporting salt (lithium salt) to enhance ionic conductivity, a conductive aid to enhance electronic conductivity, and NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) as a solvent for adjusting slurry viscosity.
  • AI BN azobisisobutyronitrile
  • polymerization initiator may also be included.
  • the negative electrode active material materials generally used in lithium ion secondary batteries can be used. However, when a solid electrolyte is used, it is preferable to use a strong oxide or a composite oxide of lithium and a metal oxide or metal as the negative electrode active material. More preferably, the negative electrode active material is a composite oxide of carbon or lithium and a transition metal. More preferably, the transition metal is titanium. In other words, the negative electrode active material is more preferably titanium oxide or a composite oxide of titanium and lithium.
  • a solid polymer electrolyte such as polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), and a copolymer thereof can be used.
  • the solid electrolyte includes a supporting salt (lithium salt) for ensuring ionic conductivity.
  • Li BF 4 , Li PF 6 , LiN (S 0 2 CF 3 ) 2 , Li N (S0 2 C 2 F 5 ) 2 , or a mixture thereof may be used. it can.
  • Table 1 shows specific examples when the electrolyte layer 27 is an organic solid electrolyte.
  • Table 2 shows specific examples when the electrolyte layer 27 is an inorganic solid electrolyte.
  • Table 3 shows the electrolyte layer 27. A specific example in which is a gel electrolyte will be shown. ⁇ table 1 ⁇
  • FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the battery pack according to the second embodiment.
  • battery pack 10 O A is different from battery pack 100 in that it includes a case 1 2 1 instead of case 1 0 1.
  • the other parts of battery pack 10 O A are the same as the corresponding parts of battery pack 100, and thus the description thereof will not be repeated.
  • the cooling passage is integrated with the casing 1 2 1.
  • the cooling passage is divided into a plurality of passages by a plurality of walls 106.
  • the width of the passage located at the center of the cooling passage among the plurality of passages is narrower than the width of the passage located at the end of the cooling passage among the plurality of passages.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the inlet 10 2 in the housing 1 2 1 of FIG. Referring to FIG. 6 and FIG. 5, the inlet 10 2 is divided into a plurality of walls 1 0 6 (that is, the cooling passage is divided into a plurality of passages by a plurality of walls.
  • the width of the passage A 1 located near the center of the cooling passage is narrower than the passage A 2 located closer to the end of the cooling passage than the passage A 1.
  • the width of the passage A 1 is a
  • the width of the passage A 2 is 5 a (5 times the width of the passage A 1). Note that the widths of the paths A 1 and A 2 are not limited in this way.
  • the width of the passage A 2 is five times the width of the passage A 1
  • the amount of heat transferred from the bipolar secondary battery to the passage A 2 is approximately 5 times the amount of heat transferred from the bipolar secondary battery to the passage A 1.
  • the heat dissipation area of passage A2 is not five times that of passage A1.
  • the heat radiation area is determined mainly depending on the area of the wall 106 (radiation fin), that is, (the height of the wall 106) X (the length of the passage). That is, the heat dissipation area of the passage A2 and the heat dissipation area of the passage A1 are the same.
  • passage A 2 is more likely to collect heat than passage A 1.
  • passage A 1 is more likely to escape heat than passage A 2.
  • passage A 1 since the width of passage A 1 is narrower than that of passage A 2, the speed of the cooling air flowing through passage A 1 is greater than the speed of the cooling air flowing through passage A 2, so heat easily escapes from passage A 1. .
  • the passage A 1 can escape heat more easily than the passage A 2. Therefore, the cooling performance is higher in the central portion of the cooling passage than in the end portion of the cooling passage.
  • the cooling efficiency of the central portion in the plane orthogonal to the lamination direction of the bipolar electrodes can be increased. Therefore, according to the second embodiment, it is possible to alleviate the deviation in the degree distribution of the bipolar secondary battery.
  • the temperature of the central portion of the plane orthogonal to the stacking direction of the bipolar electrode tends to be high, and this portion is particularly easily expanded.
  • the width of the passage is narrow near the center of the cooling passage (the intervals between the plurality of walls are close). As a result, the strength of the central portion of the casing 1 2 1 can be increased, so that the expansion of the bipolar secondary battery can be prevented.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the battery pack of the third embodiment.
  • battery pack 10 OB differs from battery pack 1 ° 0 in that it includes a case 1 31 instead of case 1 0 1. Since the other parts of battery pack 10 0 B are the same as the corresponding parts of battery pack 1 0 0, the following description will not be repeated.
  • the casing 1 3 1 and the bipolar secondary battery 1 2 0 are shown separately. However, in the battery pack 1 0 0 B, the bipolar secondary battery 1 2 0 is housed in the housing 1 3 1. In FIG. 7, the external terminal 1 1 0 of the bipolar secondary battery 1 2 0 is not shown.
  • the casing 1 3 1 is an upper disposed above the bipolar secondary battery 1 2 0.
  • 58387 includes a case 1 3 1 A and a lower case 1 3 1 B arranged below the bipolar secondary battery 1 2 0.
  • the case 1 3 1 can be divided into two in the vertical direction (the direction of arrow D). Therefore, according to the third embodiment, the housing can be easily manufactured as compared with the case of integrally molding the housing.
  • Upper case 1 3 1 A and lower case 1 3 1 B are fastened with bolts 1 3 2 and nuts 1 3 3.
  • the rigidity of the housing can be improved.
  • Each of the upper case 1 3 1 A and the lower case 1 3 1 B is provided with a fastening portion 1 3 4.
  • Bolts 1 3 2 are passed through holes 1 3 5 formed in fastening portions 1 3 4.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line V I I I—V I I I of FIG.
  • a convex fitting portion 1 3 6 A is formed on upper case 1 3 1 A, and a concave fitting portion 1 3 6 B is formed on lower case 1 3 1 B.
  • the cooling path consisting of the introduction path 1 1 1, connection part 1 1 3, and discharge path 1 1 2 is formed in the housing 1 3 1 in FIG. It is formed.
  • a sealing material or packing may be provided at the joint portion between the fitting portion 1 3 6 A and the fitting portion 1 3 6 B.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of the battery pack according to the fourth embodiment.
  • battery pack 1 0 OC is different from battery pack 1 0 0 B in that it includes a case 1 4 1 instead of case 1 3 1. Since the other parts of the battery pack 10 0 C are the same as the corresponding parts of the battery pack 1 0 0 B, the following description will not be repeated.
  • FIG. 9 shows the casing 14 1 and the bipolar secondary battery 1 2 0 separately, but the bipolar secondary battery 1 2 0 is housed in the casing 1 4 1. In FIG. 9, the external terminal 110 of the bipolar secondary battery 120 is not shown.
  • the case 1 4 1 is composed of an upper case 1 4 1 A arranged above the bipolar secondary battery 1 2 0 and a lower case 1 4 1 A arranged below the bipolar secondary battery 1 2 0. Including 1 B.
  • the upper case 1 4 1 A and the mouth case 1 4 1 B are fastened by the port 1 3 2 and the nut 1 3 3. Therefore, according to the fourth embodiment, the housing can be easily manufactured and the rigidity of the housing can be improved. Further, according to the fourth embodiment, the bipolar secondary battery can be appropriately cooled and constrained.
  • the cooling passage is integrated with the housing 1 4 1.
  • the cooling passage is divided into a plurality of passages by a plurality of walls 106.
  • the width of the passage located at the center of the cooling passage among the plurality of passages is narrower than the width of the passage located at the end of the cooling passage among the plurality of passages.
  • Embodiment 4 the cooling efficiency of the central portion in the plane orthogonal to the stacking direction of the bipolar electrodes can be increased. That is, according to the fourth embodiment, it is possible to alleviate the uneven temperature distribution of the bipolar secondary battery.
  • the strength of the central portion of the casing 14 1 can be increased, so that the expansion of the bipolar secondary battery can be prevented.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of the battery pack according to the fifth embodiment.
  • battery pack 10 O OD is different from battery pack 1 0 0 B in that a housing 1 51 is provided instead of housing 1 2 1. Since the other parts of battery pack 10 0 D are the same as the corresponding parts of battery pack 1 0 0 B, the following description will not be repeated.
  • FIG. 10 shows the casing 15 1 and the bipolar secondary battery 1 20 separately, but the bipolar secondary battery 1 2 0 is housed in the casing 1 51.
  • the external terminal 1 1 0 connected to the bipolar secondary battery 1 2 0 is not shown.
  • the case 1 5 1 is composed of an upper case 1 5 1 A arranged above the bipolar secondary battery 1 2 0 and a lower case 1 5 1 A arranged below the bipolar secondary battery 1 2 0. 1 B, and insulating member 1 5 2 sandwiched between upper case 1 5 1 A and mouth case 1 5 1 B.
  • bolts 1 3 2 and nuts 1 3 3 are also made of an insulator.
  • FIG. 10 The battery pack of Embodiment 5 will be described with reference to FIGS. 10 and 4.
  • FIG. The outer case 1 5 1 A and the lower case 1 5 1 B are insulated by the insulating member 1 5 2.
  • Bolts 1 3 2 and nuts 1 3 3 are also made of an insulator. Therefore, when the bipolar secondary battery 1 2 0 negative current collector 2 1 and positive current collector 2 3 are in direct contact with the upper case 1 5 1 A and lower case 1 5 1 B, the negative current collector Short circuit between 2 1 and positive current collector plate 2 3 can be prevented.
  • the insulating film 24 is not required in the fifth embodiment. Further, in the fifth embodiment, the negative electrode current collector plate 21 and the positive electrode current collector plate 23 can be directly brought into contact with the upper case 15 1 A and the lower case 1 51 1 B. It becomes possible to increase the cooling efficiency of the bipolar secondary battery than 1 to 4.
  • Each of battery packs 10 0 A to l 0 0 D is arranged in automobile 1 shown in FIGS. 1 and 2, for example, similarly to battery pack 100.

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Description

明細書 電池パックおよび車両 技術分野
本発明は、 電池パックおよびその電池パックを備える車両に関し、 特にバイポ ーラ 2次電池および筐体を備える電池パックと、 その電池パックを搭載する車両 とに関する。
背景技術
従来の 2次電池の収納および冷却に関し、 たとえば特開 2 0 0 4— 4 7 2 6 2 号公報は、 複数の薄型の 2次電池を電気的に接続して積層させた組電池を開示す る。 この組電池においては、 複数の 2次電池の間の隙間 （隣り合う薄型電池の電 極端子間の隙間） を埋めるように複数の放熱部材が配置される。 この組電池にお いては、 一方向に冷却媒体を流すことにより複数の 2次電池を冷却することがで きる。
上述した薄型の 2次電池の例として、 たとえばバイポーラ 2次電池が挙げられ る。 バイポーラ 2次電池は一般的に電解質を介して複数のバイポーラ電極を積層 した構造を有する。 ここで、 バイポーラ電極とは、 たとえばシート状に形成され た集電部材の一方の面に正極活物質層が形成され、 集電箔の他方の面に負極活物 質層が形成された電極のことを意味するものとする。 バイポーラ 2次電池の形状 は様々であるが、 一例を示すとたとえば薄板状である。
バイポーラ 2次電池を充放電させた場合にはバイポーラ電極の積層方向に電流 が流れる。 これによりバイポーラ 2次電池が発熱するのでバイポーラ 2次電池の 温度が上昇する。 バイポーラ 2次電池を冷却する方法として、 たとえばバイポー ラ電極の積層方向に直交する平面に沿った方向に沿って冷却媒体を流すことが考 えられる。
しかしこのような方法によりバイポーラ 2次電池を冷却する場合には、 冷却媒 体の上流側と下流側とで冷却媒体に温度差が生じるので、 上記の平面内において も温度差が生じる。 つまり冷却媒体の上流側のほうが冷却媒体の下流側よりも温 P T/JP2007/058387 度が低くなる。 しかしながら、 このような問題を解決する方法は特開 2 0 0 4— 4 7 2 6 2号公報には開示されていない。
発明の開示
本発明の目的は、 バイポーラ 2次電池の温度分布の偏りを緩和することが可能 な電池パックおよびその電池パックを搭載する車両を提供することである。
本発明は要約すれば、 電池パックであって、 積層された複数の電池構成体を含 む電池集合体を備える。 複数の電池構成体の各々は、 積層された正極および負極 と、 正極と負極との間に配置された電解質とを有する。 複数の電池構成体の積層 方向と、 正極および負極の積層方向とは一致する。 電池パックは、 冷却媒体を通 すための冷却通路をさらに備える。 冷却通路は、 導入通路と、 排出通路と、 方向 転換部とを含む。 導入通路は、 複数の電池構成体のうち、 積層方向における一方 端に配置される電池構成体に沿って設けられ、 冷却媒体を導入する。 排出通路は、 複数の電池構成体のうち、 積層方向における他方端に配置される電池構成体に沿 つて設けられ、 冷却媒体を排出する。 方向転換部は、 導入通路から流入する冷却 媒体の流れる向きを変えて排出通路に冷却媒体を流す。 - 好ましくは、 冷却通路は、 電池集合体を内部に収容する筐体と一体化される。 導入通路における冷却媒体の導入口と、 排出通路における冷却媒体の排出口とは、 筐体の同じ面に設けられる。
より好ましくは、 電池集合体は、 正極または負極に電気的に接続される外部端 子をさらに含む。 筐体の少なくとも一部の面には、 外部端子を筐体の内部から筐 体の外部に取り出すための取出口が設けられる。
より好ましくは、 筐体は、 一方端に配置される電池構成体および他方端に配置 される電池構成体にそれぞれ対向する第 1および第 2の内壁部を含む。 電池集合 体は積層方向に加圧された状態で筐体に収納される。 第 1の内壁部と電池集合体 との間および第 2の内壁部と電池集合体との間には絶縁体が設けられる。
より好ましくは、 筐体は、 電池集合体に対して上部に位置するアッパーケース と、 電池集合体に対して下部に位置するロワ一ケースとを含む。 アッパーケース および口ヮーケースはボルトによって締結される。
さらに好ましくは、 アッパーケースおよびロワ一ケースは、 絶縁部材を挟んで P2007/058387 締結される。 ボルトは絶縁体で構成される。 電池集合体は積層方向に加圧された 状態で筐体に収納される。
好ましくは、 冷却通路には、 冷却通路を複数の通路に分割する複数の壁が形成 される。
さらに好ましくは、 複数の通路のうち、 冷却通路の中央部に位置する通路の幅 は、 複数の通路のうち冷却通路の端部に位置する通路の幅よりも狭い。
好ましくは、 複数の電池構成体のうちの隣り合う 2つの電池構成体の間には、 導電性部材が設けられる。 導電性部材の第 1の主表面側には、 2つの電池構成体 の一方が有する正極が配置される。 導電性部材の第 2の主表面側には、 2つの電 池構成体の他方が有する負極が配置される。 正極は、 第 1の主表面に形成される 正極活物質層である。 負極は、 第 2の主表面に形成される負極活物質層である。 本発明の他の局面に従うと車両であって、 車室内部に配置されたシートと、 シ ートの下に配置される電池パックとを備える。 電池パックは、 積層された複数の 電池構成体を有する電池集合体を含む。 複数の電池構成体の各々は、 積層された 正極および負極と、 正極と負極との間に配置された電解質とを有する。 複数の電 池構成体の積層方向と、 正極および負極の積層方向とは一致する。 電池パックは、 冷却媒体を通すための冷却通路をさらに含む。 冷却通路は、 導入通路と、 排出通 路と、 方向転換部とを有する。 導入通路は、 複数の電池構成体のうち、 積層方向 における一方端に配置される電池構成体に沿って設けられ、 冷却媒体を導入する。 排出通路は、 複数の電池構成体のうち、 積層方向における他方端に配置される電 池構成体に沿って設けられ、 冷却媒体を排出する。 方向転換部は、 導入通路から 流入する冷却媒体の流れる向きを変えて排出通路に冷却媒体を流す。
好ましくは、 冷却通路は、 電池集合体を内部に収容する筐体と一体化される。 導入通路における冷却媒体の導入口と、 排出通路における冷却媒体の排出口とは、 筐体の同じ面に設けられる。
より好ましくは、 電池集合体は、 正極または負極に電気的に接続される外部端 子をさらに有する。 筐体の少なくとも一部の面には、 外部端子を筐体の内部から 筐体の外部に取り出すための取出口が設けられる。
より好ましくは、 筐体は、 一方端に配置される電池構成体および他方端に配置 P2007/058387 される電池構成体にそれぞれ対向する第 1および第 2の内壁部を有する。 電池集 合体は積層方向に加圧された状態で筐体に収納される。 第 1の内壁部と電池集合 体との間および第 2の内壁部と電池集合体との間には絶縁体が設けられる。
より好ましくは、 筐体は、 電池集合体に対して上部に位置するアッパーケース と、 電池集合体に対して下部に位置するロワ一ケースとを有する。 アッパーケー スおよび口ヮーケースはボルトによって締結される。
さらに好ましくは、 アッパーケースおよび口ヮーケースは、 絶縁部材を挟んで 締結される。 ボルトは絶縁体で構成される。 電池集合体は積層方向に加圧された 状態で筐体に収納される。
好ましくは、 冷却通路には、 冷却通路を複数の通路に分割する複数の壁が形成 さ^ bる。
さらに好ましくは、 複数の通路のうち、 冷却通路の中央部に位置する通路の幅 は、 複数の通路のうち冷却通路の端部に位置する通路の幅よりも狭い。
好ましくは、 複数の電池構成体のうちの隣り合う 2つの電池構成体の間には、 導電性部材が設けられる。 導電性部材の第 1の主表面側には、 2つの電池構成体 の一方が有する正極が配置される。 導電性部材の第 2の主表面側には、 2つの電 池構成体の他方が有する負極が配置される。 正極は、 第 1の主表面に形成される 正極活物質層である。 負極は、 第 2の主表面に形成される負極活物質層である。
したがって、 本発明によれば、 バイポーラ 2次電池の温度分布の偏りを緩和す ることが可能になる。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態を示す断面模 式図である。
図 2は、 図 1に示した自動車の平面透視模式図である。
図 3は、 図 1および図 2に示す電池パック 1 0 0を詳細に示す図である。 図 4は、 図 3の電池パック 1 0 0の I V— I V線に従う断面図である。
図 5は、 実施の形態 2の電池パックの構成を示す斜視図である。
図 6は、 図 5の筐体 1 2 1における導入口 1 0 2を模式的に示す図である。 図 7は、 実施の形態 3の電池パックの構成を示す斜視図である。 図 8は、 図 7の V I I I - V I I I線に従う断面図である。
図 9は、 実施の形態 4の電池パックの構成を示す斜視図である。
図 1 0は、 実施の形態 5の電池パックの構成を示す斜視図である。
発明を実施するための最良の形態
以下において、 本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。 なお、 図中同一符号は同一または相当部分を示す。
[実施の形態 1 ]
図 1は、 本発明による電池パックを搭載した自動車の実施の形態を示す断面模 式図である。
図 2は、 図 1に示した自動車の平面透視模式図である。
図 1および図 2を参照して、 本発明による自動車 1はたとえば充放電可能な電 源を動力源とする電気自動車、 あるいは、 ガソリンエンジンやディーゼルェンジ ン等の内燃機関と、 充放電可能な電源とを動力源とするハイプリッド車両等であ る。 電池パック 1 0◦はこれらの自動車に電源として搭載されてレヽる。
自動車 1はその搭乗空間 （車室） 5 0内において、 フロントシート 2 a , 2 b
(図 2参照） とリアシート 6とが配置されている。 搭乗空間 5 0内において、 フ ロントシート 2 a下に電池パック 1 0 0が配置されている。 電池パック 1 0 0は、 フロントシート 2 a , 2 b下に配置されたカバー 5および床面 2 0 0により囲ま れた状態となっている。 フロントシート 2 a， 2 bは本発明の車両が備える 「シ ート」 に対応する。
電池パック 1 0 0はフロントシ一ト 2 b下に配置されていてもよい。 またフロ ントシート 2 aの下方 （あるいはフロントシート 2 bの下方） には電池パック 1 0 0に冷却風を供給するための送風ファンが配置されていてもよい。
フロントシート 2 a , 2 bの下は自動車 1の他の部分に比較して電池パック 1 0 0を収納する空間を確保しやすい。 また多くの場合、 車体は、 衝突時につぶれ る部分と、 つぶれずに乗員を保護する部分から構成されている。 つまりフロント シート 2 a (あるいはフロントシート 2 b ) の下に電池パック 1 0 0を配置する ことにより車体が強い衝撃を受けた場合にも電池パック 1 0 0を衝撃から保護で さる。 なお図 1における矢印 U P Rで示す方向は自動車 1の天井方向 （上方） を示し、 矢印 F Rで示した方向は自動車 1の前方方向 （進行方向） を示す。 また、 図 2に おける矢印 L Hで示す方向は、 自動車 1の車両左側の方向 （左側側面方向） を示 す。
図 3は、 図 1および図 2に示す電池パック 1 0 0を詳細に示す図である。
図 3を参照して、 電池パック 1 0 0は、 バイポーラ 2次電池 1 2 0と、 冷却媒 体を流すための冷却通路とを備える。 本実施の形態において冷却媒体は冷却風で あるが、 冷却水であってもよい。 冷却通路は複数の壁 1 0 6により複数の通路に 分割される。 なお複数の壁 1 0 6は冷却通路を分割する機能を果たすだけでなく、 放熱フィンとしての機能を果たす。
バイポーラ 2次電池 1 2 0を冷却することにより電池の出力低下を防ぐことが できる。 よって、 図 1に示す自動車 1が電池パック 1 0 0を搭載したハイブリツ ド車両の場合には燃費を向上することができる。
バイポーラ 2次電池 1 2 0は積層された複数の電池構成体.（電池セル） を含む 電池集合体である。 図 3において矢印 Dの方向は複数の電池構成体の積層方向を 示す。 なおバイポーラ 2次電池 1 2 0の構成の洋細は後述する。
筐体 1 0 1はバイポーラ 2次電池 1 2 0を内部に収容する。 なお上述の冷却通 路は筐体 1 0 1と一体化されている。 冷却通路を筐体 1 0 1と一体化することに より電池パック 1 0 0の小型化を実現できる。
また、 冷却通路に複数の壁を設けることで筐体 1 0 1の肉厚を薄くしながら面 剛性を高めることができるので電池パック 1 0 0を軽量化できる。 '
冷却通路における冷却媒体の導入口 1 0 2と排出口 1 0 3とは筐体 1 0 1の同 じ面に設けられる。 冷却通路は複数の電池構成体の一方端の電池構成体に沿って 設けられ、 導入口 1 0 2から冷却媒体を導入する導入通路と、 複数の電池構成体 の他方端の電池構成体に沿って設けられ、 排出口 1 0 3から冷却媒体を排出する 排出通路と、 導入通路と排出通路との間に設けられ、 導入通路から流入する冷却 i体の流れる向きを変えて排出通路に冷却媒体を流す方向転換部とを含む。
本実施の形態において、 冷却媒体は導入される側と同じ側に排出される。 つま り導入通路において冷却媒体が流れる向きと、 排出通路において冷却媒体が流れ る向きとが互いに逆になる。 このような方式 （いわゆるカウンターフロー方式） に従って冷却媒体を流すことにより、 バイポーラ 2次電池 1 2 0の温度分布の均 一化を図ることができる。
また、 一方の向きに冷却媒体を流す方式 （いわゆるクロスフロー方式） とカウ ンターフロー方式とを比較した場合、 カウンターフロー方式のほうがバイポーラ 2次電池を冷却するための冷却媒体の量を少なくできる。 よって、 本実施の形態 によれば冷却媒体を供給する装置 (たとえば送風ファン) の消費電力を少なくで さる。
なお導入口 1 0 2と排出口 1 0 3とには吸気ダクトと排気ダクトとがそれぞれ 取付けられてもよい。
バイポーラ 2次電池 1 2 0は充放電のための外部端子 1 1 0を含む。 この外部 端子 1 1 0はバイポーラ 2次電池 1 2 0の正極端子または負極端子である。 筐体 1 0 1の右側面および左側面には筐体 1 0 1の内部から筐体の外部に外部端子 1 1 0を取り出すための電極取出口 1 0 5が形成される。 なお図 3では筐体 1 0 1 の右側面に形成される電極取出口 1 0 5のみを示すが筐体 1 0 1の左側面にも電 極取出口 1 0 5と同様の電極取出口が形成される。
図 4は、 図 3の電池パック 1 0 0の I V— I V線に従う断面図である。
図 4を参照して、 筐体 1 0 1は内壁部 1 1 5 , 1 1 6を含む。 内壁部 1 1 5 , 1 1 6は複数の電池構成体のうちの両端の電池構成体にそれぞれ対向する。
内壁部 1 1 5と内壁部 1 1 6との間隔はバイポーラ 2次電池 1 2 0の厚みに対 して小さくなるように設定される。 これによりバイポーラ 2次電池 1 2 0は複数 の電池構成体の積層方向に沿って加圧された状態で筐体 1 0 1の内部に収納され る。 また、 筐体 1 0 1の内部においてバイポーラ 2次電池 1 2 0は内壁部 1 1 5， 1 1 6に挟まれる。 これによりバイポーラ 2次電池 1 2 0を拘束することが可能 になる。
バイポーラ 2次電池 1 2 0の充放電時には、 バイポーラ 2次電池 1 2 0の内部 で電子 ·イオンの移動が行なわれる。 充電時にはバイポーラ 2次電池 1 2 0は矢 印 Dの方向に膨張する （膨張したバイポーラ 2次電池 1 2 0は放電時に元の状態 に戻る） 。 充放電を繰り返し行なうと、 電極間に隙間が生じ、 内部抵抗が変化す ることによって、 電池性能が劣化するおそれがある。
本実施の形態では、 筐体 1 0 1がパイポーラ 2次電池 1 2 0の拘束部材となる。 これにより、 電極に生じる寸法変化のばらつきを小さく抑え、 電池性能の劣化を 抑制できる。 また、 本実施の形態によれば、 たとえば拘束プレートや拘束バンド 等の部材を用いずに電池を拘束できる。
さらに、 本実施の形態によれば筐体 1 0 1の内壁部 1 1 5， 1 1 6をバイポー ラ 2次電池 1 2 0の表面に密着させることができるのでバイポーラ 2次電池 1 2 0に生じる熱をより多く外部に逃がすことが可能になる。
バイポーラ 2次電池 1 2 0は、 矢印 Dの方向に積層された複数の電極シート 2 5を含む。 図 4に示す矢印 Dの方向は図 3に示す矢印 Dの方向と同じである。 な お電極シート 2 5は本発明における 「電池構成体」 に対応する。
電極シート 2 5は、 正極をなす正極活物質層 2 8と、 負極をなす負極活物質層 2 6と、 正極活物質層 2 8と負極活物質層 2 6との間に介在する電解質層 2 7と から構成されている。 電解質層 2 7は、 イオン伝導性を示す材料から形成される 層である。 電解質層 2 7は、 固体電解質であっても良いし、 ゲル状電解質であつ ても良い。 電解質層 2 7を介在させることによって、 正極活物質層 2 8および負 極活物質層 2 6間のイオン伝導がスムーズになり、 バイポーラ 2次電池 1 2 0の 出力を向上させることができる。
複数の電極シート 2 5は、 積層方向に隣り'合う位置で正極活物質層 2 8と負極 活物質層 2 6とが対向するように積層されている。 複数の電極シート 2 5間には、 それぞれシ一ト状の集電箔 2 9が設けられている。 集電箔 2 9の一方の面 2 9 b に正極活物質層 2 8が形成され、 集電箔 2 9の他方の面 2 9 aに負極活物質層 2 6が形成されている。 正極活物質層 2 8および負極活物質層 2 6は、 たとえばス パッタリングにより集電箔 2 9の表面上に形成されている。
電極シート 2 5の積層方向に隣り合う電解質層 2 7間に配置された、 正極活物 質層 2 8、 集電箔 2 9および負極活物質層 2 6の組が、 バイポーラ電極 3 0を構 成している。 バイポーラ 2次電池 1 2 0では、 1つのバイポーラ電極 3 0に、 正 極をなす正極活物質層 2 8と負極をなす負極活物質層 2 6との双方が形成されて いる。 集電箔 2 9は本発明における 「導電性部材」 に対応する。 T JP2007/058387 図 4に示す電極シート 2 5 m, 2 5を参照すれば分かるように、 複数の電池構 成体のうちの隣り合う 2つの電池構成体の間には、 導電性部材 （集電箔 2 9 ) 力 S 設けられる。 この集電箔 2 9の第 1の主表面側には、 2つの電池構成体の一方 (電極シート 2 5 m) が有する正極 （正極活物質層 2 8 ) が配置される。 この集 電箔 2 9の第 2の主表面側には、 2つの電池構成体の他方 （電極シート 2 5 ) が 有する負極 （負極活物質層 2 6 ) が配置される。
複数の電極シート 2 5は、 負極集電板 2 1に最も近い側に配置される電極シー ト 2 5 mと、 正極集電板 2 3に最も近い側に配置される電極シート 2 5 nとを含 む。 電極シート 2 5 mは、 負極集電板 2 1側の端に負極活物質層 2 6が配置され るように設けられている。 電極シート 2 5 nは、 正極集電板 2 3側の端に正極活 物質層 2 8が配置されるように設けられている。 これにより電極シート 2 5 mの 負極活物質層 2 6に負極集電板 2 1が接触され、 電極シート 2 5 nの正極活物質 層 2 8に正極集電板 2 3力 S接触される。
負極集電板 2 1に接触するように絶緣フイルム 2 4が積層されるとともに正極 集電板 2 3に接触するように絶縁フィルム 2 4が積層される。 つまり図 4に示す 内壁部 1 1 5とバイポーラ 2次電池 1 2 0との間、 および図 4に示す内壁部 1 1 6とバイポーラ 2次電池 1 2 0との間には絶縁フィルム 2 4が設けられる。 正極 集電板 2 3側に設けられる絶縁フィルム 2 4は、 バイポーラ 2次電池 1 2 0を筐 体 1 0 1に収納した際に、 正極集電板 2 3と筐体 1 0 1とが短絡することを防止 する。 負極集電板 2 1側に設けられる絶縁フイルム 2 4は、 バイポーラ 2次電池 1 2 0を筐体 1 0 1に収納した際に、 負極集電板 2 1と筐体 1 0 1とが短絡する ことを防止する。 ' なお、 電池の充放電の容量をより高くするため、 複数の電池集合体 （電池集合 体とは図 4に示すバイポーラ 2次電池 1 2 0から絶縁フィルム 2 4を除いたもの に相当する） を矢印 Dの向きに積層してもよい。 この場合、 複数の電池集合体は、 隣り合う 2つの電池集合体において互いの負極集電板 2 1同士あるいは互いの正 極集電板 2 3同士が接触するように構成される。 複数の電池集合体を上述のよう に構成することにより、 電池集合体が電気的に並列接続されることになる。 よつ て電池の充放電の容量を高くすることができる。 また、 図 3に示す外部端子 1 1 0は負極集電板 2 1 (または正極集電板 2 3 ) に接続される。 すなわち外部端子 1 1 0は電極シート 2 5 mの負極活物質層 2 6 (あるいは電極シート 2 5 nの正極活物質層 2 8 ) に電気的に接続される。
筐体 1 0 1には冷却通路として導入通路 1 1 1と、 排出通路 1 1 2と、 導入通 路 1 1 1と排出通路 1 1 2とを接続する接続部 1 1 3とが形成される。 導入通路 1 1 1は導入口 1 0 2から導入した冷却媒体を、 複数の電極シートの一方端の電 極シート （電極シート 2 5 m) に沿って流すための通路である。 排出通路 1 1 2 は、 複数の電極シート 2 5の他方端の電池シ一ト （電極シート 2 5 n ) に沿って 冷却媒体を流し、 排出口 1 0 3から冷却媒体を排出するための通路である。 接続 部 1 1 3は導入通路 1 1 1と排出通路 1 1 2との間に設けられる。 接続部 1 1 3 は導入通路 1 1 1と排出通路 1 1 2とに接続される。 接続部 1 1 3は導入通路 1 1 1から流入する冷却風の流れる向きを変え、 排出通路 1 1 2に冷却風を送る。 すなわち接続部 1 1 3は本発明における 「方向転換部」 に対応する。
冷却通路内の位置 P 1〜P 4はそれぞれ、 導入口 1 0 2付近、 導入通路 1 1 1 の奥、 排出通路 1 1 2の奥、 排出口 1 0 3付近の位置を示す。 導入通路 1 1 1に おいて冷却媒体が流れる向きと、 排出通路 1 1 2において冷却媒体が流れる向き とは逆となる。 このように冷却媒体を流すことにより、 冷却通路内の位置 P l〜 P 4における温度分布を均一化できる。
たとえば、 位 ¾ P 1における温度は 5 0度となり、 導入通路 1 1 1の奥におけ る温度は 6 0度となり、 排出通路 1 1 2の奥における温度は 6 0度となり、 排出 口 1 0 3付近における温度は 7 0度となる。 つまり冷却通路の出入口付近の平均 の温度と、 冷却通路の一番奥の部分の平均温度とがともに 6 0度近辺になる。 さらに、 バイポーラ 2次電池 1 2 0においては、 一般的に、 複数の電極シート 2 5の積層方向の長さは、 積層方向に直交する長方形の短辺および長辺に比較し て大幅に短い。 一例を示すと、 複数の電極シート 2 5の積層方向の長さを 1とし た場合、 上述の長方形の短辺あるいは長辺の長さが 1 0〜1 5程度となる。 よってバイポーラ 2次電池 1 2 0の発熱により複数の電極シート 2 5の積層方 向に温度差が生じても、 その方向における温度分布は短時間のうちに均一化され る。 上述の例で説明すると、 位置 P 1の温度が 5 0度であり位置 P 4の温度が 7 0度であっても、 短時間の後に位置 P 1の温度および位置 P 4の温度はともに 6 0度近辺の温度で均一化される。
続いて、 図 4中のバイポーラ 2次電池 1 2 0を構成する各部材について詳細な 説明を行なう。 集電箔 2 9は、 たとえばアルミニウムから形成されている。 この 場合、 集電箔 2 9の表面に設けられる活物質層が固体高分子電解質を含んでも、 集電箔 2 9の機械的強度を十分に確保することができる。 集電箔 2 9は、 銅、 チ タン、 ニッケル、 ステンレス鋼 （SUS) もしくはこれらの合金等、 アルミユウ ム以外の金属の表面にアルミニウムを被膜することによって形成されても良い。 正極活物質層 2 8は、 正極活物質および固体高分子電解質を含む。 正極活物質 層 2 8は、 イオン伝導性を高めるための支持塩 （リチウム塩） 、 電子伝導性を高 めるための導電助剤、 スラリー粘度の調整溶媒としての NMP (N—メチルー 2 一ピロリ ドン） 、 重合開始剤としての Α'Ι BN (ァゾビスイソブチロニトリル) 等を含んでも良い。
正極活物質としては、 リチウムイオン 2次電池で一般的に用いられる、 リチウ ムと遷移金属との複合酸化物を使用することができる。 正極活物質として、 たと えば、 L i C o〇 2等の L i ' C o系複合酸化物、 L i N i O 2等の L i · N i 系複合酸化物、 スピネル L i Mn 204等の L i · Μη系複合酸化物、 L i F e 〇2等の L i · F e系複合酸化物などが挙げられる。 その他、 L i F e P04等 の遷移金属とリチウムとのリン酸化合物や硫酸化合物； V2〇5、 Mn〇2、 T i S 2、 Mo S 2、 Mo 03等の遷移金属酸化物や硫化物； P b 02、 A g 0、 N i OOH等が挙げられる。
固体高分子電解質は、 イオン伝導性を示す高分子であれば、 特に限定されず、 たとえば、 ポリエチレンォキシド （P E〇） 、 ポリプロピレンォキシド （P P O) 、 これらの共重合体などが挙げられる。 このようなポリアルキレンォキシド 系高分子は、 L i B F4、' L i P F s、 L i N (S 02C F 3) 2、 L i N (S 02 C2F 5) 2等のリチウム塩を容易に溶解する。 固体高分子電解質は、 正極活物質 層 2 8および負極活物質層 26の少なくとも一方に含まれる。 より好ましくは、 固体高分子電解質は、 正極活物質層 2 8および負極活物質層 2 6の双方に含まれ る。 支持塩としては、 L i (C2F5 S〇2) 2N、 L i BF4、 L i PF6、 L i N (S02C2F5) 2、 もしくはこれらの混合物等を使用することができる。 導電 助剤としては、 アセチレンブラック、 カーボンブラック、 グラフアイ ト等を使用 することができる。
負極活物質層 26は、 負極活物質および固体高分子電解質を含む。 負極活物質 層は、 イオン伝導性を高めるための支持塩 （リチウム塩） 、 電子伝導性を高める ための導電助剤、 スラリー粘度の調整溶媒としての NMP (N—メチル一2—ピ ロリ ドン） 、 重合開始剤としての A I BN (ァゾビスイソブチロニトリル） 等を 含んでも良い。
負極活物質としては、 リチウムイオン 2次電池で一般的に用いられる材料を使 用することができる。 但し、 固体電解質を使用する場合、 負極活物質として、 力 一ボンもしくはリチウムと金属酸化物もしくは金属との複合酸化物を用いること が好ましい。 より好ましくは、 負極活物質は、 カーボンもしくはリチウムと遷移 金属との複合酸化物である。 さらに好ましくは、 遷移金属はチタンである。 つま り、 負極活物質は、 チタン酸化物もしくはチタンとリチウムとの複合酸化物であ ることがさらに好ましい。
電解質層 27を形成する固体電解質としては、 たとえば、 ポリエチレンォキシ ド （PEO) 、 ポリプロピレンォキシド （PPO) 、 これらの共重合体等、 固体 高分子電解質を使用することができる。 固体電解質は、 イオン伝導性を確保する ための支持塩 （リチウム塩） を含む。 支持塩としては、 L i BF4、 L i PF6、 L i N (S 02C F 3) 2、 L i N (S02C2F5) 2、 もしくはこれらの混合物 等を使用することができる。
さらに、 正極活物質層 28、 負極活物質層 26および電解質層 27を形成する 材料の具体例を表 1力ゝら表 3に示す。 表 1は、 電解質層 27が有機系固体電解質 である場合の具体例を示し、 表 2は、 電解質層 27が無機系固体電解質である場 合の具体例を示し、 表 3は、 電解質層 27がゲル状電解質である場合の具体例を 示す。 【表 1】
Figure imgf000015_0001
【表 2
Figure imgf000016_0001
【表 3】
Figure imgf000017_0001
7 以上のように実施の形態 1によれば、 少ない流量の冷却媒体を用いてバイポー ラ 2次電池の温度分布の偏りを緩和できる。
[実施の形態 2 ]
バイポーラ 2次電池では、 充放電時には電池構成体の積層方向に電流が流れる。 電池構成体の積層方向には熱伝導 £巨離が短いため、 熱伝導がスムーズに行なわれ る。 よってバイポーラ電極の積層方向においては温度分布の偏りは小さい。 しか しバイポーラ電極の積層方向に直交する平面では温度分布の偏りが生じ、 平面の 中央部の温度が平面の端部の温度よりも高くなる。 その理由は、 平面の端部では 熱が逃げやすいのに対し、 平面の中央では熱が逃げにくい （熱がこもりやすい） ためである。 実施の形態 2によれば、 このような温度分布の偏りを緩和すること ができる。
図 5は、 実施の形態 2の電池パックの構成を示す斜視図である。
図 5および図 3を参照して、 電池パック 1 0 O Aは筐体 1 0 1に代えて筐体 1 2 1を備える点で電池パック 1 0 0と異なる。 電池パック 1 0 O Aの他の部分は 電池パック 1 0 0の対応する部分と同様であるので以後の説明は繰返さない。 実施の形態 1と同様に冷却通路は筐体 1 2 1と一体化される。 冷却通路は複数 の壁 1 0 6により複数の通路に分割される。 複数の通路のうち冷却通路の中央部 に位置する通路の幅は、 複数の通路のうち冷却通路の端部に位置する通路の幅よ りも狭い。 これにより実施の形態 2によれば、 バイポーラ電極の積層方向に直交 する平面における中央部分の冷却効率を高めることができる。
図 6は、 図 5の筐体 1 2 1における導入口 1 0 2を模式的に示す図である。 図 6および図 5を参照して、 導入口 1 0 2は複数の壁 1 0 6 (こより区切られて いる。 すなわち冷却通路は複数の壁により複数の通路に分割される。
冷却通路の中央付近に位置する通路 A 1の幅は、 通路 A 1よりも冷却通路の端 部側に位置する通路 A 2の幅よりも狭い。 図 6に示すように、 たとえば通路 A 1 の幅は aであり、 通路 A 2の幅は 5 a (通路 A 1の幅の 5倍） である。 なお、 通 路 A 1， A 2の幅はこのように限定されるものではない。
通路 A 2の幅が通路 A 1の幅の 5倍であるので、 バイポーラ 2次電池から通路 A 2に伝わる熱量もバイポーラ 2次電池から通路 A 1に伝達される熱量のほぼ 5 P T/JP2007/058387 倍となる。 しかし通路 A 2の放熱面積は通路 A 1の放熱面積の 5倍にはならない。 放熱面積は主として壁 1 0 6 (放熱フィン） の面積、 すなわち （壁 1 0 6の高 さ） X (通路の長さ） に依存して決定される。 つまり通路 A 2の放熱面積と通路 A 1の放熱面積とは同じである。
このことは通路 A 2のほうが通路 A 1よりも熱がたまりやすいことを意味する。 言い換えれば通路 A 1のほうが通路 A 2よりも熱が逃げやすい。
また通路 A 1の幅が通路 A 2の幅よりも狭いため、 通路 A 1を流れる冷却風の 速さは通路 A 2を流れる冷却風の速さよりも大きいので、 通路 A 1から熱が逃げ やすい。 このように受熱面積と放熱面積との関係だけでなく、 冷却風の速度の点 からも通路 A 1のほうが通路 A 2よりも熱が逃げやすくなる。 よって、 冷却通路 の中央部のほうが冷却通路の端部よりも冷却性能が高くなる。
以上説明したように、 実施の形態 2によればバイポーラ電極の積層方向に直交 する平面における中央部分の冷却効率を高めることができる。 よって実施の形態 2によればバイポーラ 2次電池の^ _度分布の偏りを緩和することができる。
また、 バイポーラ 2次電池 1 2 0ではバイポ一ラ電極の積層方向に直交する平 面の中心部分の温度が高くなりやすいため、 この部分が特に膨張しやすくなる。 実施の形態 2によれば冷却通路の中心付近では通路の幅が狭くなる （複数の壁同 士の間隔が密になる） 。 これにより筐体 1 2 1の中心部分の強度を高くすること ができるのでバイポーラ 2次電池の膨張を防ぐことが可能になる。
[実施の形態 3 ]
図 7は、 実施の形態 3の電池パックの構成を示す斜視図である。
図 7および図 3を参照して、 電池パック 1 0 O Bは筐体 1 0 1に代えて筐体 1 3 1を備える点で電池パック 1◦ 0と異なる。 電池パック 1 0 0 Bの他の部分は 電池パック 1 0 0の対応する部分と同様であるので以後の説明は繰返さない。 図 7では説明の便宜上、 筐体 1 3 1とバイポーラ 2次電池 1 2 0とを分けて示 す。 ただし、 電池パック 1 0 0 Bにおいてバイポーラ 2次電池 1 2 0は筐体 1 3 1の内部に収納される。 なお図 7においてはバイポーラ 2次電池 1 2 0の外部端 子 1 1 0は示していない。
筐体 1 3 1は、 バイポーラ 2次電池 1 2 0に対して上方に配置されるアッパー 58387 ケース 1 3 1 Aと、 バイポーラ 2次電池 1 2 0に対して下方に配置されるロワ一 ケース 1 3 1 Bとを含む。 要するに筐体 1 3 1は上下方向 （矢印 Dの方向） に 2 分割可能に構成される。 よって実施の形態 3によれば、 筐体を一体成型する場合 に比較して筐体を容易に製造することができる。
アッパーケース 1 3 1 Aと、 ロワ一ケース 1 3 1 Bとはボルト 1 3 2およぴナ ット 1 3 3により締結される。 これにより実施の形態 3によれば筐体の剛性を向 上させることができる。 なおアッパーケース 1 3 1 Aおよびロワ一ケース 1 3 1 Bの各々には締結部 1 3 4が設けられる。 ボルト 1 3 2は締結部 1 3 4に形成さ れた孔 1 3 5に通される。
図 8は、 図 7の V I I I— V I I I線に従う断面図である。
図 8を参照して、 ァッパーケース 1 3 1 Aには凸形状の嵌合部 1 3 6 Aが形成 され、 ロワ一ケース 1 3 1 Bには凹形状の嵌合部 1 3 6 Bが形成される。 嵌合部 1 3 6 A, 1 3 6 Bが互いに結合することにより導入通路 1 1 1、 接続部 1 1 3、 および排出通路 1 1 2からなる冷却通路が図 7の筐体 1 3 1に形成される。 なお、 冷却媒体の漏れを防止するため、 たとえばシール材ゃパッキン等が嵌合部 1 3 6 Aと嵌合部 1 3 6 Bとの結合部分に設けられていてもよい。
再び図 7を参照しながら説明する。 筐体 1 3 1を一体で形成する場合には、 バ ィポーラ 2次電池 1 2 0を収納する部分 （すなわち図 4で示す内壁部 1 1 5， 1 1 6の間隔） に寸法の誤差が生じることが起こり得る。 この場合にはバイポーラ 2次電池 1 2 0を拘束する効果が弱くなるとともにバイポーラ 2次電池の放熱効 果が弱くなることが起こり得る。 実施の形態 3の電池パックの構成によれば、 ノ ィポーラ 2次電池 1 2 0に対して最適な圧力を印加することが可能になる。 これ により実施の形態 3によればバイポーラ 2次電池の冷却と拘束と適切に行なうこ とができる。
[実施の形態 4 ]
図 9は、 実施の形態 4の電池パックの構成を示す斜視図である。
図 9および図 7を参照して、 電池パック 1 0 O Cは筐体 1 3 1に代えて筐体 1 4 1を備える点で電池パック 1 0 0 Bと異なる。 電池パック 1 0 0 Cの他の部分 は電池パック 1 0 0 Bの対応する部分と同様であるので以後の説明は繰返さなレ、。 なお図 7と同様に、 図 9では筐体 1 4 1とバイポーラ 2次電池 1 2 0とを分け て示すがバイポーラ 2次電池 1 2 0は筐体 1 4 1に収納される。 また、 図 9にお いてはバイポーラ 2次電池 1 2 0の外部端子 1 1 0は示していない。
筐体 1 4 1は、 バイポーラ 2次電池 1 2 0に対して上方に配置されるアッパー ケース 1 4 1 Aと、 バイポーラ 2次電池 1 2 0に対して下方に配置されるロワ一 ケース 1 4 1 Bとを含む。 実施の形態 3と同様にアッパーケース 1 4 1 Aと、 口 ヮーケース 1 4 1 Bとはポルト 1 3 2およびナツト 1 3 3により締結される。 よ つて実施の形態 4によれば筐体の製造を容易にできるとともに筐体の剛性を向上 させることができる。 また実施の形態 4によればバイポーラ 2次電池の冷却と拘 束と適切に行なうことができる。
冷却通路は筐体 1 4 1と一体化される。 冷却通路は複数の壁 1 0 6により複数 の通路に分割される。 実施の形態 2と同様に、 複数の通路のうち冷却通路の中央 に位置する通路の幅は、 複数の通路のうち冷却通路の端部に位置する通路の幅よ りも狭い。
よって実施の形態 4によれば、 バイポーラ電極の積層方向に直交する平面にお ける中央部分の冷却効率を高めることができる。 すなわち実施の形態 4によれば バイポーラ 2次電池の温度分布の偏りを緩和することができる。
また、 実施の形態 4によれば筐体 1 4 1の中心部分の強度を高くすることがで きるのでバイポーラ 2次電池の膨張を防ぐことが可能になる。
[実施の形態 5 ]
図 1 0は、 実施の形態 5の電池パックの構成を示す斜視図である。
図 1 0および図 7を参照して、 電池パック 1 0 O Dは筐体 1 2 1に代えて筐体 1 5 1を備える点で電池パック 1 0 0 Bと異なる。 電池パック 1 0 0 Dの他の部 分は電池パック 1 0 0 Bの対応する部分と同様であるので以後の説明は繰返さな い。
なお図 7と同様に、 図 1 0では筐体 1 5 1とバイポーラ 2次電池 1 2 0とを分 けて示すがバイポーラ 2次電池 1 2 0は筐体 1 5 1に収納される。 また、 図 1 0 においてはバイポーラ 2次電池 1 2 0に接続される外部端子 1 1 0は示していな レ、。 筐体 1 5 1は、 バイポーラ 2次電池 1 2 0に対して上方に配置されるアッパー ケース 1 5 1 Aと、 バイポーラ 2次電池 1 2 0に対して下方に配置されるロワ一 ケース 1 5 1 Bと、 アッパーケース 1 5 1 Aと口ヮーケース 1 5 1 Bとに挟まれ る絶縁部材 1 5 2とを含む。 なお実施の形態 5においてはボルト 1 3 2およびナ ット 1 3 3も絶縁体で構成される。
図 1 0およぴ図 4を参照しながら実施の形態 5の電池パックを説明する。 了ッ パーケース 1 5 1 Aと、 ロワ一ケース 1 5 1 Bとは絶縁部材 1 5 2により絶縁さ れる。 また、 ボルト 1 3 2およびナット 1 3 3も絶縁体により構成される。 よつ てバイポーラ 2次電池 1 2 0の負極集電板 2 1および正極集電板 2 3をアツパー ケース 1 5 1 Aおよびロワ一ケース 1 5 1 Bに直接接触させたときに負極集電板 2 1と正極集電板 2 3との短絡を防ぐことができる。
したがって、 実施の形態 5においては絶縁フィルム 2 4が不要になる。 さらに、 実施の形態 5においては負極集電板 2 1および正極集電板 2 3をアッパーケース 1 5 1 Aおよびロワ一ケ一ス 1 5 1 Bに直接接触させることができるので、 実施 の形態 1〜4よりもバイポーラ 2次電池の冷却効率を高めることが可能になる。 なお、 電池パック 1 0◦ A〜l 0 0 Dの各々は、 電池パック 1 0 0と同様に、 たとえば図 1および図 2に示す自動車 1に配置される。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であつて制限的なものではない と考えられるべきである。 本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲に よって示され、 請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれ ることが意図される。

Claims

請求の範囲
1 . 積層された複数の電池構成体を含む電池集合体を備え、
前記複数の電池構成体の各々は、
積層された正極および負極と、
前記正極と前記負極との間に配置された電解質とを有し、
前記複数の電池構成体の積層方向と、 前記正極および負極の積層方向とは一致 し、
冷却媒体を通すための冷却通路をさらに備え、
前記冷却通路は、
前記複数の電池構成体のうち、 前記積層方向における一方端に配置される電池 構成体に沿って設けられ、 前記冷却媒体を導入する導入通路と、
前記複数の電池構成体のうち、 前記積層方向における他方端に配置される電池 構成体に沿って設けられ、 前記冷却媒体を排出する排出通路と、
前記導入通路から流入する前記冷却媒体の流れる向きを変えて前記排出通路に 前記冷却媒体を流す方向転換部とを含む、 電池パック。
2 . 前記冷却通路は、 前記電池集合体を内部に収容する筐体と一体化され、 前記導入通路に.おける前記冷却媒体の導入口と、 前記排出通路における前記冷 却媒体の排出口とは、 前記筐体の同じ面に設けられる、 請求の範囲第 1項に記載 の電池パック。
3 . 前記電池集合体は、
前記正極または前記負極に電気的に接続される外部端子をさらに含み、 前記筐体の少なくとも一部の面には、 前記外部端子を前記筐体の内部から前記 筐体の外部に取り出すための取出口が設けられる、 請求の範囲第 2項に記載の電 池パック。
4 . 前記筐体は、
前記一方端に配置される電池構成体および前記他方端に配置される電池構成体 にそれぞれ対向する第 1および第 2の内壁部を含み、
前記電池集合体は前記積層方向に加圧された状態で前記筐体に収納され、 前記第 1の内壁部と前記電池集合体との間および前記第 2の内壁部と前記電池 集合体との間には絶縁体が設けられる、 請求の範囲第 2項に記載の電池パック。
5 . 前記筐体は、
前記電池集合体に対して上部に位置するァッパーケースと、
前記電池集合体に対して下部に位置する口ヮーケースとを含み、
前記アッパーケースおよび前記ロワ一ケースはボルトによって締結される、 請 求の範囲第 2項に記載の電池パック。
6 . 前記アッパーケースおよび前記ロワ一ケースは、 絶縁部材を挟んで締結さ れ、
前記ボルトは絶縁体で構成され、
前記電池集合体は前記積層方向に加圧された状態で前記筐体に収納される、 請 求の範囲第 5項に記載の電池パック。
7 . 前記冷却通路には、 前記冷却通路を複数の通路に分割する複数の壁が形成 される、 請求の範囲第 1項に記載の電池パック。
8 . 前記複数の通路のうち、 前記冷却通路の中央部に位置する通路の幅は、 前 記複数の通路のうち前記冷却通路の端部に位置する通路の幅よりも狭い、 請求の 範囲第 7項に記載の電池パック。
9 . 前記複数の電池構成体のうちの隣り合う 2つの電池構成体の間には、 導電 性部材が設けられ、
前記導電性部材の第 1の主表面側には、 前記 2つの電池構成体の一方が有する 前記正極が配置され、
前記導電性部材の第 2の主表面側には、 前記 2つの電池構成体の他方が有する 前記負極が配置され、
前記正極は、 前記第 1の主表面に形成される正極活物質層であり、
前記負極は、 前記第 2の主表面に形成される負極活物質層である、 請求の範囲 第 1項に記載の電池パック。
1 0 . 車室内部に配置されたシートと、
前記シートの下に配置される電池パックとを備え、
前記電池パックは、 積層された複数の電池構成体を有する電池集合体を含み、
前記複数の電池構成体の各々は、
積層された正極およぴ負極と、
前記正極と前記負極との間に配置された電解質とを有し、
前記複数の電池構成体の積層方向と、 前記正極および負極の積層方向とは一致 し、
前記電池パックは、
冷却媒体を通すための冷却通路をさらに含み、
前記冷却通路は、
前記複数の電池構成体のうち、 前記積層方向における一方端に配置される電池 構成体に沿つて設けられ、 前記冷却媒体を導入する導入通路と、
前記複数の電池構成体のうち、 前記積層方向における他方端に配置される電池 構成体に沿つて設けられ、 前記冷却媒体を排出する排出通路と、
前記導入通路から流入する前記冷却媒体の流れる向きを変えて前記排出通路に 前記冷却媒体を流す方向転換部とを有する、 車両。
1 1 . 前記冷却通路は、 前記電池集合体を内部に収容する筐体と一体化され、 前記導入通路における前記冷却媒体の導入口と、 前記排出通路における前記冷 却媒体の排出口とは、 前記筐体の同じ面に設けられる、 請求の範囲第 1 0項に記 載の車両。
1 2 . 前記電池集合体は、
前記正極または前記負極に電気的に接続される外部端子をさらに有し、 前記筐体の少なくとも一部の面には、 前記外部端子を前記筐体の内部から前記 筐体の外部に取り出すための取出口が設けられる、 請求の範囲第 1 1項に記載の 車両。
1 3 . 前記筐体は、
前記一方端に配置される電池構成体および前記他方端に配置される電池構成体 にそれぞれ対向する第 1および第 2の内壁部を有し、
前記電池集合体は前記積層方向に加圧された状態で前記筐体に収納され、 前記第 1の内壁部と前記電池集合体との間および前記第 2の内壁部と前記電池 集合体との間には絶縁体が設けられる、 請求の範囲第 1 1項に記載の車両。
1 4 . 前記筐体は、
前記電池集合体に対して上部に位置するァッパーケースと、
前記電池集合体に対して下部に位置する口ヮーケースとを有し、
前記アッパーケースおよび前記ロワ一ケースはボルトによって締結される、 請 求の範囲第 1 1項に記載の車両。
1 5 . 前記アッパーケースおよび前記ロワ一ケースは、 絶縁部材を挾んで締結 され、
前記ボルトは絶縁体で構成され、
前記電池集合体は前記積層方向に加圧された状態で前記筐体に収納される、 請 求の範囲第 1 4項に記載の車両。
1 6 . 前記冷却通路には、 前記冷却通路を複数の通路に分割する複数の壁が形 成される、 請求の範囲第 1 0項に記載の車両。
1 7 . 前記複数の通路のうち、 前記冷却通路の中央部に位置する通路の幅は、 前記複数の通路のうち前記冷却通路の端部に位置する通路の幅よりも狭い、 請求 の範囲第 1 6項に記載の車両。
1 8 . 前記複数の電池構成体のうちの隣り合う 2つの電池構成体の間には、 導 電性部材が設けられ、
前記導電性部材の第 1の主表面彻 jには、 前記 2つの電池構成体の一方が有する 前記正極が配置され、
前記導電性部材の第 2の主表面側には、 前記 2つの電池構成体の他方が有する 前記負極が配置され、
前記正極は、 前記第 1の主表面に形成される正極活物質層であり、
前記負極は、 前記第 2の主表面に形成される負極活物質層である、 請求の範囲 第 1 0項に記載の車両。
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