JP2020030883A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電池を備える組電池において、大電流で充放電することによる温度上昇を抑制する。【解決手段】内側ケースは、フィルムで形成されて、正極及び負極を収容する。内側ケースは、正極及び負極に接触する電解質を封入する。正極端子は、正極に接続されて、内側ケースの外側に延びている。負極端子は、負極に接続されて、内側ケースの外側に延びている。外側ケースは、内側ケースを収容する。外側ケースは、金属ケース部と、第１の絶縁ケース部と、第２の絶縁ケース部とを含む。第１の絶縁ケース部は、第１の方向から見て、正極端子のうち、内側ケースの外側に位置する部分と重なる。第２の絶縁ケース部は、第１の方向から見て、負極端子のうち、内側ケースの外側に位置する部分と重なる。金属ケース部は、第１の内面を含む。第１の内面は、第１の方向と垂直な方向に広がる。内側ケースは、第１の方向で第１の内面に対して面接触している。【選択図】図６

Description

本発明は、複数の二次電池を備える組電池に関する。

モータを駆動源とする電動車両が知られている。このような電動車両は、モータに電力を供給するための電池モジュールを備える。

電動車両が備えるモータは、高出力である。そのため、モータに電力を供給する電池モジュールには、大電流で充放電可能な能力が求められる。

大電流で充放電する電池モジュールは、例えば、特開２００８−２４３５２６号公報に開示されている。この公報に記載の電池モジュールは、複数のサブモジュールを備える。複数のサブモジュールの各々は、複数の単電池を備える。複数の単電池の各々は、捲回群を有する。捲回群は、正極及び負極をセパレータとともに巻き回したものである。

特開２００８−２４３５２６号公報

上記公報に記載の電池モジュールにおいては、複数の単電池の各々が捲回群を有する。そのため、大電流で充放電をしたときに、単電池の放熱がされにくい。その結果、複数のサブモジュールを収容する外装ケースにハニカム構造体を設けても、大電流での充放電によって発熱した単電池を十分に冷却することは困難である。

本発明の目的は、複数の二次電池を備える組電池において、大電流で充放電することによる温度上昇を抑制することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本願の発明者らは、大電流で充放電したときの二次電池の発熱について、詳細に検討した。そして、二次電池が有する正極及び負極の配置に着目し、さらに検討を進めた。その結果、正極及び負極を捲き回して配置するのではなく、正極及び負極を所定の方向に並べて配置すれば、大電流で充放電しても放熱しやすいという知見を得るに至った。

また、本願の発明者らは、二次電池の放熱性に着目して、さらに検討を進めた。その結果、正極及び負極を金属ケースに収容すればよいとの知見を得るに至った。

ここで、正極及び負極は、電解液に浸漬された状態で使用される。そのため、金属ケースには、電解液を封入するための密封性が要求される。しかしながら、金属ケースにおいて、密封性を確保するのは難しい。

そこで、本願の発明者らは、密封性を確保するための構造について、鋭意検討した。その結果、電池のケースを二重構造にして、内側のケースで密封性を確保しつつ、外側のケースで放熱性を確保すればよいとの知見を得るに至った。本発明は、このような知見に基づいて完成されたものである。

本発明の実施の形態による組電池は、複数の扁平缶電池を備える。複数の扁平缶電池は、第１の方向に積層されている。複数の扁平缶電池の各々は、正極と、負極と、内側ケースと、正極端子と、負極端子と、外側ケースとを含む。正極は、第１の方向に対して垂直な方向に延びる。負極は、正極と平行に配置される。内側ケースは、フィルムで形成されている。内側ケースは、正極及び負極を収容する。内側ケースは、電解質を封入する。電解液は、正極及び負極に接触する。正極端子は、正極に接続されている。正極端子は、内側ケースの外側に延びている。負極端子は、負極に接続されている。負極端子は、内側ケースの外側に延びている。外側ケースは、内側ケースを収容する。外側ケースは、金属ケース部と、第１の絶縁ケース部と、第２の絶縁ケース部とを含む。金属ケース部は、金属材料で形成されている。金属ケース部は、第１の方向から見て、正極及び負極の各々よりも大きい。第１の絶縁ケース部は、絶縁材料で形成されている。第１の絶縁ケース部は、第１の方向から見て、正極端子のうち、内側ケースの外側に位置する部分と重なる。第２の絶縁ケース部は、絶縁材料で形成されている。第２の絶縁ケース部は、第１の方向から見て、負極端子のうち、内側ケースの外側に位置する部分と重なる。金属ケース部は、第１の内面を含む。第１の内面は、第１の方向と垂直な方向に広がる。内側ケースは、第１の方向で第１の内面に対して面接触している。

上記組電池においては、複数の扁平缶電池の各々において、フィルムで形成された内側ケースにより、正極及び負極に接触する電解液を封入する。そのため、電解液を封入するのに必要な密封性を確保することができる。

上記組電池においては、内側ケースを収容する外側ケースが金属ケース部を備える。内側ケースは、外側ケースに収容された状態で、金属ケース部が有する第１の内面に対して面接触している。そのため、扁平缶電池が充放電したときに発生する熱を、金属ケース部を介して、逃がすことができる。その結果、複数の扁平缶電池の各々において、大電流で充放電することによる温度上昇を抑制することができる。

上記組電池において、複数の扁平缶電池の各々は、外観を構成する部分のうち、端子以外の部分において、金属材料で形成された部分を有するものであればよい。

上記組電池において、複数の扁平缶電池の各々は、二次電池であれば、特に限定されない。二次電池は、例えば、リチウムイオン電池である。

上記組電池において、複数の扁平缶電池の各々は、例えば、互いに同じ大きさ及び形状を有する。複数の扁平缶電池の各々は、第１の方向から見て、長方形状であってもよいし、円形であってもよい。

上記組電池において、複数の扁平缶電池は、直列に接続されていてもよいし、並列に接続されていてもよい。

複数の扁平缶電池を直列に接続する場合、複数の扁平缶電池のうち、第１の方向で隣り合う２つの扁平缶電池の一方が有する正極端子と、他方が有する負極端子とをバスバーで接続する。バスバーは、正極端子と負極端子とを直接接続するものであってもよいし、正極端子に接続された導電部材と負極端子に接続された導電部材とを接続するものであってもよい。

複数の扁平缶電池を並列に接続する場合、複数の扁平缶電池の各々が有する正極端子を第１バスバーで接続し、且つ、複数の扁平缶電池の各々が有する負極端子を第２バスバーで接続する。第１バスバーは、正極端子を直接接続するものであってもよいし、正極端子に接続された導電部材を接続するものであってもよい。第２バスバーは、負極端子を直接接続するものであってもよいし、負極端子に接続された導電部材を接続するものであってもよい。

上記のバスバー（第１バスバー及び第２バスバーを含む）は、好ましくは、絶縁材で形成された保護部材によって保護される。保護部材は、フィルム状であってもよいし、板状であってもよい。保護部材は、複数の扁平缶電池を収容するハウジングであってもよい。

上記組電池において、正極は、第１の方向に対して垂直な方向に延びる。つまり、正極は、第１の方向に垂直な方向に広がる平坦面を有する。

上記組電池において、正極は、二次電池に用いることができるものであれば、特に限定されない。二次電池がリチウムイオン電池である場合、正極は、正極活物質と、集電体とを含む。正極活物質は、例えば、コバルト酸リチウムであってもよいし、マンガン酸リチウムであってもよいし、リン酸鉄リチウムであってもよいし、リチウムと、ニッケルと、マンガンと、コバルトとを含む酸化物であってもよいし、リチウムと、ニッケルと、コバルトと、アルミニウムとを含む酸化物であってもよい。

上記組電池において、負極は、正極と平行に配置される。つまり、負極は、第１の方向に対して垂直な方向に延びる。要するに、負極は、第１の方向に対して垂直な方向に広がる平坦面を有する。なお、負極は、厳密な位置において、正極と平行に配置されていなくてもよい。

上記組電池において、負極は、二次電池に用いることができるものであれば、特に限定されない。二次電池がリチウムイオン電池である場合、負極は、負極活物質と、集電体とを含む。負極活物質は、炭素を含むものであってもよい。この場合、負極活物質は、例えば、黒鉛であってもよいし、ソフトカーボンであってもよいし、ハードカーボンであってもよい。負極活物質は、炭素を含まないものであってもよい。この場合、負極活物質は、例えば、チタン酸リチウムである。

上記組電池において、正極端子は、正極に接続されるものであれば、特に限定されない。正極端子は、例えば、正極の集電体と一体的に形成されていてもよい。正極端子は、例えば、正極の集電体と同じ材料で形成される。正極端子の材料は、例えば、アルミニウムを含む金属材料である。

上記組電池において、正極端子は、内側ケースに収容された正極に接続され、且つ、内側ケースの外側に延びている。つまり、正極端子は、内側ケースの内側に位置する部分と、内側ケースの外側に位置する部分とを含む。

上記組電池において、負極端子は、負極に接続されるものであれば、特に限定されない。負極端子は、例えば、負極の集電体と一体的に形成されていてもよい。負極端子は、例えば、負極の集電体と同じ材料で形成される。負極端子の材料は、例えば、銅を含む金属材料である。

上記組電池において、負極端子は、内側ケースに収容された負極に接続され、且つ、内側ケースの外側に延びている。つまり、負極端子は、内側ケースの内側に位置する部分と、内側ケースの外側に位置する部分とを含む。

負極端子が内側ケースから延び出す方向は、正極端子が内側ケースから延び出す方向と同じであってもよいし、正極端子が内側ケースから延び出す方向とは反対の方向であってもよい。

上記組電池において、内側ケースは、電解質を封入することができるものであれば、特に限定されない。上記のように、内側ケースは、フィルムで形成されている。つまり、内側ケースは、容積変化を許容する。

内側ケースが封入する電解質は、例えば、有機溶媒にリチウム塩を溶解させた有機電解液である。有機溶媒は、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートである。リチウム塩は、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム、ホウフッ化リチウム、過塩素酸リチウムである。電解質は、上記の有機電解液に対して、ポリマーを加えることにより、ゲル化したものであってもよい。ポリマーは、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリフッ化ビニリデンである。

上記組電池において、外側ケースは、内側ケースを収容することができるものであれば、特に限定されない。外側ケースは、内側ケースよりも高い剛性を有するものであれば、特に限定されない。

金属ケース部が有する第１の内面は、例えば、第１の方向から見て、正極及び負極の各々よりも大きい。これにより、内側ケースが第１の方向で第１の内面に対して面接触し易くなる。また、内側ケースの第１の内面に対する接触面積を確保し易くなる。

金属ケース部は、さらに、第２の内面を含んでいてもよい。第２の内面は、第１の方向と垂直な方向に広がる。つまり、第２の内面は、第１の内面と平行である。第２の内面は、第１の方向で、第１の内面から離れて位置する。

内側ケースは、第１の内面に対して面接触しているときに、第１の方向で、第２の内面から離れていてもよい。この場合、充放電に起因する内側ケースの膨張を許容することができる。なお、内側ケースが金属ケース部における第２の内面から離れている場合、内側ケースと金属ケース部における第２の内面との間に、多孔質材を配置してもよい。多孔質材は、例えば、ポリウレタン等の合成樹脂を発砲成形することで得られる。

第１の絶縁ケース部及び第２の絶縁ケース部は、例えば、金属ケース部に固定される。第１の絶縁ケース部及び第２の絶縁ケース部の各々を金属ケース部に固定する方法としては、例えば、ねじ止め等がある。

第１の絶縁ケース部及び第２の絶縁ケース部は、一体形成されていてもよいし、別体形成されていてもよい。例えば、正極端子が内側ケースから延び出す方向と、負極端子が内側ケースから延び出す方向とが同じである場合、第１の絶縁ケース部及び第２の絶縁ケース部は、一体形成される。例えば、正極端子が内側ケースから延び出す方向と、負極端子が内側ケースから延び出す方向とが反対の方向である場合、第１の絶縁ケース部及び第２の絶縁ケース部は、別体形成される。

複数の扁平缶電池のうち、第１の方向で隣り合う２つの扁平缶電池の一方が有する金属ケース部は、他方が有する金属ケース部に対して、第１の方向で離れていてもよい。この場合、一方の扁平缶電池が有する金属ケース部と他方の扁平缶電池が有する金属ケース部とが接触している場合と比べて、充放電によって発生する熱をさらに逃がし易くなる。その結果、大電流で充放電することによる温度上昇を抑制することができる。

複数の扁平缶電池が直列に接続されている場合、複数の扁平缶電池のうち、第１の方向で隣り合う２つの扁平缶電池の一方が有する第１の絶縁ケース部は、他方が有する第２の絶縁ケース部に対して、第１の方向で接触していてもよい。複数の扁平缶電池が並列に接続されている場合、複数の扁平缶電池のうち、第１の方向で隣り合う２つの扁平缶電池の一方が有する第１の絶縁ケース部は、他方が有する第１の絶縁ケース部に対して、第１の方向で接触し、一方が有する第２の絶縁ケース部は、他方が有する第２の絶縁ケース部に対して、第１の方向で接触していてもよい。

この場合、複数の扁平缶電池を第１の方向に積層することが容易にできる。

上記のように、一方の扁平缶電池が有する第１の絶縁ケース部に対して、他方の扁平缶電池が有する第１の絶縁ケース部又は第２の絶縁ケース部が接触している場合、例えば、一方の扁平缶電池が有する第１の絶縁ケース部、及び、他方の扁平缶電池が有する第１の絶縁ケース部又は第２の絶縁ケース部の一方に対して凸部を形成し、且つ、他方に対して当該凸部が嵌め込まれる凹部を形成してもよい。或いは、一方の扁平缶電池が有する第１の絶縁ケース部、及び、他方の扁平缶電池が有する第１の絶縁ケース部又は第２の絶縁ケース部に対して、第１の方向に延びる孔を形成し、当該孔に対して、第１の方向に延びる軸を挿入してもよい。これにより、一方の扁平缶電池が他方の扁平缶電池に対して第１の方向と垂直な方向に位置ずれするのを防止することができる。なお、第１の方向に延びる軸は、例えば、ボルトの軸部であってもよい。

外側ケースは、さらに、第１のターミナル端子と、第２のターミナル端子とを含んでいてもよい。第１のターミナル端子は、金属材料で形成されている。第１のターミナル端子は、第１の絶縁ケース部に固定されている。第１のターミナル端子は、第１の接続部と、第１の側壁部とを含んでいてもよい。第１の接続部は、第１の方向に対して垂直な方向に延びている。第１の接続部には、正極端子が接続されている。第１の側壁部は、第１の接続部から第１の方向に延びている。第１の側壁部は、外側ケースの側壁を形成している。第２のターミナル端子は、金属材料で形成されている。第２のターミナル端子は、第２の絶縁ケース部に固定されている。第２のターミナル端子は、第２の接続部と、第２の側壁部とを含む。第２の接続部は、第１の方向に対して垂直な方向に延びている。第２の接続部には、負極端子が接続されている。第２の側壁部は、第２の接続部から第１の方向に延びている。第２の側壁部は、外側ケースの側壁を形成している。

このような態様においては、複数の扁平缶電池を直列又は並列に接続することが容易にできる。

上記態様において、正極端子を第１の接続部に接続する方法は、正極端子と第１の接続部との電気的な接続を確保することができるものであれば、特に限定されない。例えば、正極端子を第１の接続部に対して溶接してもよいし、正極端子を第１の接続部に対してねじ止めしてもよい。

上記態様において、負極端子を第２の接続部に接続する方法は、負極端子と第２の接続部との電気的な接続を確保することができるものであれば、特に限定されない。例えば、負極端子を第２の接続部に対して溶接してもよいし、負極端子を第２の接続部に対してねじ止めしてもよい。

本発明の実施の形態による組電池を示す斜視図である。 図１に示す組電池が備える複数の扁平缶電池を示す正面図である。 図１に示す組電池が備える複数の扁平缶電池を示す右側面図である。 図１に示す組電池が備える複数の扁平缶電池を示す左側面図である。 扁平缶電池を示す斜視図である。 扁平缶電池の分解斜視図である。 図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 扁平缶電池が備える金属ケース部の斜視図である。 扁平缶電池が備える他の金属ケース部の斜視図である。 扁平缶電池が備える絶縁ケース部の斜視図である。 扁平缶電池が備えるターミナルの斜視図である。 扁平缶電池が備えるカバーの斜視図である。 一方の扁平缶電池が備える絶縁ケース部と他方の扁平缶電池が備える絶縁ケース部とが重なっている状態を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。図中同一又は相当部分には、同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の実施の形態による組電池１０を示す斜視図である。組電池１０は、ハウジング１２と、複数の扁平缶電池１４（図２、図３及び図４参照）とを備える。

ハウジング１２は、絶縁材料で形成されている。ハウジング１２は、例えば、合成樹脂で形成されている。ハウジング１２は、複数の扁平缶電池１４を収容する。

図２、図３及び図４を参照しながら、複数の扁平缶電池１４について説明する。図２は、複数の扁平缶電池１４を示す正面図である。図３は、複数の扁平缶電池１４を示す右側面図である。図４は、複数の扁平缶電池１４を示す左側面図である。なお、以下の説明では、図２、図３及び図４中の上下方向を第１の方向とし、図２の左右方向（図３及び図４の紙面に垂直な方向）を第２の方向とし、図２の紙面に垂直な方向（図３及び図４の左右方向）を第３の方向とする。

複数の扁平缶電池１４は、第１の方向に積層されている。複数の扁平缶電池１４は、互いに同じ形状及び大きさを有している。複数の扁平缶電池１４は、互いに同じ構造を有している。

複数の扁平缶電池１４の各々は、全体として、矩形の板形状を有している。具体的には、図２を参照して、複数の扁平缶電池１４の各々は、第１の方向での長さよりも、第２の方向での長さのほうが大きい。図３及び図４を参照して、複数の扁平缶電池１４の各々は、第１の方向での長さよりも、第３の方向での長さのほうが大きい。図２及び図３を参照して、複数の扁平缶電池１４の各々は、第３の方向での長さよりも、第２の方向での長さのほうが大きい。

図５、図６及び図７を参照しながら、扁平缶電池１４について説明する。図５は、扁平缶電池１４を示す斜視図である。図６は、扁平缶電池１４の分解斜視図である。図７は、図５におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。

図６を参照して、扁平缶電池１４は、外側ケース１４１と、内側ケース１４２とを備える。以下、これらについて説明する。

外側ケース１４１は、金属ケース部１４１１と、金属ケース部１４１２と、絶縁ケース部１４１３Ａと、絶縁ケース部１４１３Ｂと、ターミナル１４１４Ａと、ターミナル１４１４Ｂと、カバー１４１５Ａと、カバー１４１５Ｂとを含む。以下、これらについて説明する。

金属ケース部１４１１は、金属材料によって形成されている。金属材料は、例えば、アルミニウム合金である。

図８に示すように、金属ケース部１４１１は、平板１４１１１と、一対の側板１４１１２、１４１１２とを備える。以下、これらについて説明する。

平板１４１１１は、矩形の板形状を有する。平板１４１１１は、第１の方向に垂直な方向に広がる。平板１４１１１は、第３の方向での長さよりも、第２の方向での長さのほうが大きい。平板１４１１１は、第１の方向での長さ（厚み）よりも、第２及び第３の方向での長さのほうが大きい。

平板１４１１１は、第１の方向に垂直な方向に広がる平面１４１１１１を有する。平面１４１１１１は、第１の方向から見て、矩形形状を有する。

一方の側板１４１１２は、平板１４１１１における第３の方向の一端に対して、一体的に形成されている。一方の側板１４１１２は、第１の方向に突出している。一方の側板１４１１２は、第３の方向に延びている。

他方の側板１４１１２は、平板１４１１１における第３の方向の他端に対して、一体的に形成されている。つまり、他方の側板１４１１２は、第３の方向で、一方の側板１４１１２から離れている。

他方の側板１４１１２は、一方の側板１４１１２と同様に、第１の方向に突出している。他方の側板１４１１２は、一方の側板１４１１２が突出する方向と同じ方向に突出している。

他方の側板１４１１２は、一方の側板１４１１２と同様に、第３の方向に延びている。つまり、一対の側板１４１１２、１４１１２は、互いに平行に形成されている。

金属ケース部１４１２は、金属材料によって形成されている。金属材料は、例えば、アルミニウム合金である。金属ケース部１４１２は、第１の方向で重なるようにして、金属ケース部１４１１に組み付けられる（図５及び図６参照）。

図９に示すように、金属ケース部１４１２は、平板１４１２１と、一対の側板１４１２２、１４１２２とを備える。以下、これらについて説明する。

平板１４１２１は、全体として矩形の板形状を有する。平板１４１２１は、第１の方向に垂直な方向に広がる。平板１４１２１は、第３の方向での長さよりも、第２の方向での長さのほうが大きい。平板１４１２１は、第１の方向での長さ（厚み）よりも、第２及び第３の方向での長さのほうが大きい。

図７に示すように、平板１４１２１は、第１の方向に垂直な方向に広がる平面１４１２１１を有する。平面１４１２１１は、第１の方向から見て、矩形形状を有する。

図９に示すように、一方の側板１４１２２は、矩形の板形状を有する。一方の側板１４１２２は、平板１４１２１における第３の方向の一端に対して、一体的に形成されている。一方の側板１４１２２は、第１の方向に突出している。一方の側板１４１２２は、金属ケース部１４１１に向かって突出している（図６参照）。一方の側板１４１２２は、第３の方向に延びている。

一方の側板１４１２２は、第１の方向での長さよりも、第２の方向での長さのほうが大きい。一方の側板１４１２２は、第３の方向での長さ（厚み）よりも、第１及び第２の方向での長さのほうが大きい。

他方の側板１４１２２は、平板１４１２１における第３の方向の他端に対して、一体的に形成されている。つまり、他方の側板１４１２２は、第３の方向で、一方の側板１４１２２から離れている。

他方の側板１４１２２は、一方の側板１４１２２と同様に、第１の方向に突出している。他方の側板１４１２２は、一方の側板１４１２２が突出する方向と同じ方向に突出している。要するに、他方の側板１４１２２は、金属ケース部１４１１に向かって突出している（図６参照）。

他方の側板１４１２２は、一方の側板１４１２２と同様に、第３の方向に延びている。つまり、一対の側板１４１２２、１４１２２は、互いに平行に形成されている。

他方の側板１４１２２は、一方の側板１４１２２と同様に、第１の方向での長さよりも、第２の方向での長さのほうが大きい。他方の側板１４１２２は、一方の側板１４１２２と同様に、第３の方向での長さ（厚み）よりも、第１及び第２の方向での長さのほうが大きい。他方の側板１４１２２は、一方の側板１４１２２と同じ形状及び大きさを有している。

図５及び図６を参照して、金属ケース部１４１２は、第１の方向で重なるようにして、金属ケース部１４１１に組み付けられる。この状態で、一方の側板１４１２２は、一方の側板１４１１２に対して、第３の方向で外側に位置している。他方の側板１４１２２は、他方の側板１４１１２に対して、第３の方向で外側に位置している。

図７に示すように、金属ケース部１４１２が金属ケース部１４１１に組み付けられた状態で、金属ケース部１４１２の平板１４１２１が有する平面１４１２１１は、金属ケース部１４１１の平板１４１１１が有する平面１４１１１１に対して、第１の方向で対向する位置にある。

絶縁ケース部１４１３Ａ及び絶縁ケース部１４１３Ｂは、それぞれ、絶縁材料で形成されている。絶縁材料は、例えば、合成樹脂である。

絶縁ケース部１４１３Ａ及び絶縁ケース部１４１３Ｂは、互いに同じ形状及び大きさを有している。以下では、絶縁ケース部１４１３Ａについて説明し、絶縁ケース部１４１３Ｂについての説明は省略する。

図１０に示すように、絶縁ケース部１４１３Ａは、平板１４１３１と、一対の側部１４１３２、１４１３２とを含む。以下、これらについて説明する。

平板１４１３１は、第１の方向に垂直な方向に広がる。平板１４１３１は、第１の方向に垂直な方向に広がる平面１４１３１１を有する。

一方の側部１４１３２は、平板１４１３１における第３の方向の一端に対して、一体的に形成されている。一方の側部１４１３２は、第１の方向に突出している。

他方の側部１４１３２は、平板１４１３１における第３の方向の他端に対して、一体的に形成されている。つまり、他方の側部１４１３２は、第３の方向で、一方の側部１４１３２から離れている。

他方の側部１４１３２は、一方の側部１４１３２と同様に、第１の方向に突出している。他方の側部１４１３２は、一方の側部１４１３２が突出する方向と同じ方向に突出している。

絶縁ケース部１４１３Ａ及び絶縁ケース部１４１３Ｂは、それぞれ、図６に示すネジ２２を用いて、金属ケース部１４１１にねじ止めされる。具体的には、以下のとおりである。

図７に示すように、絶縁ケース部１４１３Ａの一部が、金属ケース部１４１１の平板１４１１１における第２の方向での一端部に対して、第１の方向で重ね合わせられる。このとき、絶縁ケース部１４１３Ａの一部は、金属ケース部１４１１が有する平面１４１１１１に接している。この状態で、絶縁ケース部１４１３Ａにおける一対の側部１４１３２、１４１３２の各々は、図６に示すネジ２２を用いて、平板１４１１１にねじ止めされる。

図７に示すように、絶縁ケース部１４１３Ｂの一部が、金属ケース部１４１１の平板１４１１１における第２の方向での他端部に対して、第１の方向で重ね合わせられる。このとき、絶縁ケース部１４１３Ｂの一部は、金属ケース部１４１１が有する平面１４１１１１に接している。この状態で、絶縁ケース部１４１３Ｂにおける一対の側部１４１３２、１４１３２の各々は、図６に示すネジ２２を用いて、平板１４１１１にねじ止めされる。

上記のようにして、金属ケース部１４１２が金属ケース部１４１１に対して組み付けられた状態で、金属ケース部１４１２は、図６に示すネジ２４を用いて、絶縁ケース部１４１３Ａ及び絶縁ケース部１４１３Ｂにねじ止めされる。具体的には、以下のとおりである。

図７に示すように、金属ケース部１４１２における平板１４１２１の第２の方向での一端部が、絶縁ケース部１４１３Ａに対して、第１の方向で重ね合わせられる。この状態で、平板１４１２１の第２の方向での一端部が、図６に示すネジ２４を用いて、絶縁ケース部１４１３Ａにねじ止めされる。

図７に示すように、金属ケース部１４１２における平板１４１２１の第２の方向での他端部が、絶縁ケース部１４１３Ｂに対して、第１の方向で重ね合わせられる。この状態で、平板１４１２１の第２の方向での他端部が、図６に示すネジ２４を用いて、絶縁ケース部１４１３Ｂにねじ止めされる。

ターミナル１４１４Ａ及びターミナル１４１４Ｂは、それぞれ、金属材料で形成されている。具体的には、ターミナル１４１４Ａは、アルミニウム合金で形成されている。ターミナル１４１４Ｂは、銅で形成されている。

ターミナル１４１４Ａ及びターミナル１４１４Ｂは、互いに同じ形状及び大きさを有している。以下では、ターミナル１４１４Ａについて説明し、ターミナル１４１４Ｂについての説明は省略する。

図１１に示すように、ターミナル１４１４Ａは、平板１４１４１と、側板１４１４２とを含む。以下、これらについて説明する。

平板１４１４１は、矩形の板形状を有する。平板１４１４１は、第２の方向での長さよりも、第３の方向での長さのほうが大きい。平板１４１４１は、第１の方向での長さ（厚み）よりも、第２及び第３の方向での長さのほうが大きい。

側板１４１４２は、矩形の板形状を有する。側板１４１４２は、平板１４１４１における第２の方向の一端に対して、一体的に形成されている。側板１４１４２は、第１の方向に突出している。側板１４１４２は、金属ケース部１４１２に向かって突出している（図６参照）。側板１４１４２は、第３の方向に延びている。

側板１４１４２は、第１の方向での長さよりも、第３の方向での長さのほうが大きい。側板１４１４２は、第２の方向での長さ（厚み）よりも、第１及び第３の方向での長さのほうが大きい。側板１４１４２の第３の方向での長さは、平板１４１４１の第３の方向での長さよりも大きい。

ターミナル１４１４Ａは、図６に示すネジ２６を用いて、絶縁ケース部１４１３Ａにねじ止めされる。具体的には、以下のとおりである。

図７に示すように、ターミナル１４１４Ａの平板１４１４１が、絶縁ケース部１４１３Ａの平板１４１３１に対して、第１の方向で重ね合わせられる。ターミナル１４１４Ａの側板１４１４２が、絶縁ケース部１４１３Ａにおける一対の側部１４１３２、１４１３２に対して、第２の方向で重ね合わせられる。この状態で、側板１４１４２が、図６に示すネジ２６を用いて、一対の側部１４１３２、１４１３２の各々にねじ止めされる。側板１４１４２により、外側ケース１４１の側壁が実現されている。

ターミナル１４１４Ｂは、図６に示すネジ２６を用いて、絶縁ケース部１４１３Ｂにねじ止めされる。具体的には、以下のとおりである。

図７に示すように、ターミナル１４１４Ｂの平板１４１４１が、絶縁ケース部１４１３Ｂの平板１４１３１に対して、第１の方向で重ね合わせられる。ターミナル１４１４Ｂの側板１４１４２が、絶縁ケース部１４１３Ｂにおける一対の側部１４１３２、１４１３２に対して、第２の方向で重ね合わせられる。この状態で、側板１４１４２が、図６に示すネジ２６を用いて、一対の側部１４１３２、１４１３２の各々にねじ止めされる。側壁１４１４２により、外側ケース１４２の側壁が実現されている。

カバー１４１５Ａ及びカバー１４１５Ｂは、それぞれ、絶縁材料で形成されている。絶縁材料は、例えば、合成樹脂である。

カバー１４１５Ａ及びカバー１４１５Ｂは、互いに同じ形状及び大きさを有している。以下では、カバー１４１５Ａについて説明し、カバー１４１５Ｂについての説明は省略する。

図１２に示すように、カバー１４１５Ａは、平板１４１５１と、一対の側部１４１５２、１４１５２とを含む。以下、これらについて説明する。

平板１４１５１は、矩形の板形状を有する。平板１４１５１は、第２の方向での長さよりも、第３の方向での長さのほうが大きい。平板１４１５１は、第１の方向での長さ（厚み）よりも、第２及び第３の方向での長さのほうが大きい。

一方の側板１４１５２は、矩形の板形状を有する。一方の側板１４１５２は、平板１４１５１における第３の方向の一端に対して、一体的に形成されている。

一方の側板１４１５２は、第１の方向に突出している。一方の側板１４１５２は、絶縁ケース部１４１３Ａに向かって突出している（図６参照）。一方の側板１４１５２は、第２の方向に延びている。

一方の側板１４１５２は、第１の方向での長さよりも、第２の方向での長さのほうが大きい。一方の側板１４１５２は、第３の方向での長さ（厚み）よりも、第１及び第２の方向での長さのほうが大きい。

一方の側板１４１５２には、係止片１４１５２１が形成されている。係止片１４１５２１は、第３の方向で、変位可能に形成されている。係止片１４１５２１には、係止爪１４１５２２が形成されている。

他方の側板１４１５２は、矩形の板形状を有する。他方の側板１４１５２は、平板１４１５１における第３の方向の他端に対して、一体的に形成されている。つまり、他方の側板１４１５２は、第３の方向で、一方の側板１４１５２から離れている。

他方の側板１４１５２は、第１の方向に突出している。他方の側板１４１５２は、絶縁ケース部１４１３Ａに向かって突出している（図６参照）。他方の側板１４１５２は、第２の方向に延びている。

他方の側板１４１５２は、第１の方向での長さよりも、第２の方向での長さのほうが大きい。他方の側板１４１５２は、第３の方向での長さ（厚み）よりも、第１及び第２の方向での長さのほうが大きい。他方の側板１４１５２は、一方の側板１４１５２と同じ形状及び大きさを有している。

他方の側板１４１５２には、係止片１４１５２１が形成されている。係止片１４１５２１は、第３の方向で、変位可能に形成されている。係止片１４１５２１には、係止爪１４１５２２が形成されている。

図５及び図６を参照して、カバー１４１５Ａは、絶縁ケース部１４１３Ａにおける一対の側部１４１３２、１４１３２の間に対して、第１の方向から嵌め込まれる。この状態で、カバー１４１５Ａにおける一方の側板１４１５２が有する係止片１４１５２１の係止爪１４１５２２は、絶縁ケース部１４１３Ａにおける一方の側部１４１３２に形成された係止部１４１３２１に引っ掛かっている。また、カバー１４１５Ａにおける他方の側板１４１５２が有する係止片１４１５２１の係止爪１４１５２２は、絶縁ケース部１４１３Ａにおける他方の側部１４１３２に形成された係止部１４１３２１に引っ掛かっている。なお、カバー１４１５Ａの一部は、金属ケース部１４１２における平板１４１２１の第２の方向での一端に形成された切欠１４１２１２内に位置している。

図５及び図６を参照して、カバー１４１５Ｂは、絶縁ケース部１４１３Ｂにおける一対の側部１４１３２、１４１３２の間に対して、第１の方向から嵌め込まれる。この状態で、カバー１４１５Ｂにおける一方の側板１４１５２が有する係止片１４１５２１の係止爪１４１５２２は、絶縁ケース部１４１３Ｂにおける一方の側部１４１３２に形成された係止部１４１３２１に引っ掛かっている。また、カバー１４１５Ｂにおける他方の側板１４１５２が有する係止片１４１５２１の係止爪１４１５２２は、絶縁ケース部１４１３Ｂにおける他方の側部１４１３２に形成された係止部１４１３２１に引っ掛かっている。なお、カバー１４１５Ｂの一部は、金属ケース部１４１２における平板１４１２１の第２の方向での他端に形成された切欠１４１２１２内に位置している。

図７に示すように、外側ケース１４１は、内側ケース１４２を収容する。以下、内側ケース１４２について説明する。

内側ケース１４２は、フィルムで形成されている。フィルムは、例えば、ラミネート加工されたフィルムである。フィルムは、シール性を有し、且つ、形状変化を許容するものであれば、特に限定されない。

内側ケース１４２は、正極１４２１と、負極１４２２と、３つのセパレータ１４２３、１４２４、１４２５と、電解質１４２６とを収容している。以下、これらについて説明する。

正極１４２１は、集電体と、集電体を覆う膜とを含む。膜は、正極活物質と、バインダとを含む。集電体は、アルミニウムで形成されている。正極活物質は、例えば、リチウム遷移金属酸化物である。バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデンである。

正極１４２１は、矩形の板形状を有する。正極１４２１は、第１の方向に対して垂直な方向に広がる。

正極１４２１は、第３の方向での長さよりも、第２の方向での長さのほうが大きい。正極１４２１は、第１の方向での長さ（厚み）よりも、第２及び第３の方向での長さのほうが大きい。

正極１４２１は、第１の方向から見て、その全体が金属ケース部１４１１の平板１４１１１に重なる。つまり、平板１４１１１は、第１の方向から見て、正極１４２１よりも大きい。

負極１４２２は、集電体と、集電体を覆う膜とを含む。膜は、負極活物質と、バインダとを含む。集電体は、銅で形成されている。負極活物質は、例えば、炭素である。バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデンである。

負極１４２２は、矩形の板形状を有する。負極１４２２は、第１の方向に対して垂直な方向に広がる。つまり、負極１４２２は、正極１４２１と平行に配置されている。

負極１４２２は、第３の方向での長さよりも、第２の方向での長さのほうが大きい。負極１４２２は、第１の方向での長さ（厚み）よりも、第２及び第３の方向での長さのほうが大きい。

負極１４２２は、第１の方向から見て、その全体が金属ケース部１４１１の平板１４１１１に重なる。つまり、平板１４１１１は、第１の方向から見て、負極１４２２よりも大きい。

セパレータ１４２３、１４２４、１４２５は、それぞれ、矩形の板形状を有する。セパレータ１４２３、１４２４、１４２５は、互いに同じ形状及び大きさを有する。セパレータ１４２３、１４２４、１４２５は、第１の方向に対して垂直な方向に広がる。セパレータ１４２３、１４２４、１４２５は、互いに平行に配置されている。セパレータ１４２３、１４２４、１４２５は、正極１４２１及び負極１４２２の各々に対して、平行に配置されている。

セパレータ１４２３、１４２４、１４２５は、互いに同じ材料で形成されている。セパレータ１４２３、１４２４、１４２５は、例えば、ポリプロピレンで形成されている。

セパレータ１４２３は、第１の方向で負極１４２２よりも金属ケース部１４１１における平板１４１１１の近くに配置されている。セパレータ１４２３は、第１の方向から見て、負極１４２２の全体に重なる。

セパレータ１４２４は、第１の方向で正極１４２１と負極１４２２の間に配置されている。セパレータ１４２４は、第１の方向から見て、正極１４２１の全体に重なる。セパレータ１４２４は、第１の方向から見て、負極１４２２の全体に重なる。

セパレータ１４２５は、第１の方向で正極１４２１よりも金属ケース部１４１２における平板１４１２１の近くに配置されている。セパレータ１４２５は、第１の方向から見て、正極１４２１の全体に重なる。

電解質１４２６は、例えば、有機溶媒にリチウム塩を溶解させた有機電解液である。電解質１４２６は、正極１４２１と、負極１４２２と、セパレータ１４２３、１４２４、１４２５とに接触している。電解質１４２６は、内側ケース１４２に封入されている。

内側ケース１４２は、金属ケース部１４１１の平板１４１１１が有する平面１４１１１１１に対して面接触している。この状態で、内側ケース１４２は、平板１４１１１に接着されている。

図７に示すように、扁平缶電池１４は、さらに、正極端子１４２１１と、負極端子１４２２１とを備える。以下、これらについて説明する。

正極端子１４２１１は、アルミニウムで形成されている。正極端子１４２１１は、正極１４２１の集電体に接続されている。本実施の形態では、正極端子１４２１１は、正極１４２１の集電体と一体的に形成されている。

正極端子１４２１１は、内側ケース１４２の外側に延びている。つまり、正極端子１４２１１は、内側ケース１４２の内側に位置する部分と、内側ケース１４２の外側に位置する部分とを含む。正極端子１４２１１は、内側ケース１４２から第２の方向に延び出している。

正極端子１４２１１のうち、内側ケース１４２の外側に位置する部分は、第１の方向から見て、絶縁ケース部１４１３Ａの平板１４１３１に重なる。正極端子１４２１１のうち、内側ケース１４２の外側に位置する部分は、ターミナル１４１４Ａの平板１４１４１に溶接されている。これにより、正極端子１４２１１とターミナル１４１４Ａとが電気的に接続されている。

負極端子１４２２１は、銅で形成されている。負極端子１４２２１は、負極１４２２の集電体に接続されている。本実施の形態では、負極端子１４２２１は、負極１４２２の集電体と一体的に形成されている。

負極端子１４２２１は、内側ケース１４２の外側に延びている。つまり、負極端子１４２２１は、内側ケース１４２の内側に位置する部分と、内側ケース１４２の外側に位置する部分とを含む。負極端子１４２２１は、内側ケース１４２から第２の方向に延び出している。負極端子１４２２１は、正極端子１４２１１とは反対の方向に延び出している。

負極端子１４２２１のうち、内側ケース１４２の外側に位置する部分は、第１の方向から見て、絶縁ケース部１４１３Ｂの平板１４１３１に重なる。負極端子１４２２１のうち、内側ケース１４２の外側に位置する部分は、ターミナル１４１４Ｂの平板１４１４１に溶接されている。これにより、負極端子１４２２１とターミナル１４１４Ｂとが電気的に接続されている。

複数の扁平缶電池１４は、図２に示すように、第１の方向に積層されている。複数の扁平缶電池１４のうち、第１の方向で隣り合う２つの扁平缶電池１４の一方が有する絶縁ケース部１４１３Ａに対して、他方が有する絶縁ケース部１４１３Ｂが重なっている。

この状態で、図１３に示すように、絶縁ケース部１４１３Ａにおける一方の側部１４１３２に形成された凸部１４１３２２は、絶縁ケース部１４１３Ｂにおける一方の側部１４１３２に形成された凹部１４１３２３に嵌め込まれている。

同様に、絶縁ケース部１４１３Ａにおける他方の側部１４１３２に形成された凸部１４１３２２は、絶縁ケース部１４１３Ｂにおける他方の側部１４１３２に形成された凹部１４１３２３に嵌め込まれている。

複数の扁平缶電池１４が積層された状態では、絶縁ケース部１４１３Ａ及び絶縁ケース部１４１３Ｂの各々に形成された貫通孔１４１３２４（図５及び図１３参照）に対して、ボルト１６が挿入されている。ボルト１６の先端には、ナット１８が取り付けられている。これにより、複数の扁平缶電池１４を一体的に取り扱えるようになっている。なお、本実施の形態では、貫通孔１４１３２４が凸部１４１３２２及び凹部１４１３２３と対応する位置に形成されている。

図２に示すように、複数の扁平缶電池１４が積層された状態では、複数の扁平缶電池１４のうち、第１の方向で隣り合う２つの扁平缶電池１４の一方が有する金属ケース部１４１１と、他方が有する金属ケース部１４１２との間には、隙間が形成されている。

当該隙間は、組電池１０を使用するときにおいて、好ましくは、鉛直方向に延びている。これにより、複数の扁平缶電池１４の各々の放熱性が向上する。

複数の扁平缶電池１４が積層された状態では、複数の扁平缶電池１４のうち、第１の方向で隣り合う２つの扁平缶電池１４の一方が有するターミナル１４１４Ａと、他方が有するターミナル１４１４Ｂとが、バスバー２０によって接続されている。バスバー２０は、ターミナル１４１４Ａの側壁１４１４２に接続される部分と、ターミナル１４１４Ｂの側壁１４１４２に接続される部分とで、材料が異なっている。バスバー２０のうち、ターミナル１４１４Ａの側壁１４１４２に接続される部分は、アルミニウムで形成されている。バスバー２０のうち、ターミナル１４１４Ｂの側壁１４１４２に接続される部分は、銅で形成されている。バスバー２０は、ターミナル１４１４Ａ、１４１４Ｂを絶縁ケース部１４１３Ａ、１４１３Ｂに取り付けるネジ２６を利用して、ターミナル１４１４Ａ、１４１４Ｂに取り付けられる。

複数の扁平缶電池１４は、ハウジング１２（図１参照）に収容される。ハウジング１２の側壁には、図１に示すように、複数の通気孔１２１が形成されている。

組電池１０においては、複数の扁平缶電池１４の各々において、フィルムで形成された内側ケース１４２により、正極１４２１及び負極１４２２に接触する電解質１４２６を封入する。そのため、電解液１４２６を封入するのに必要な密封性を確保することができる。

組電池１０においては、内側ケース１４２を収容する外側ケース１４１が金属ケース部１４１１を備える。内側ケース１４２は、外側ケース１４１に収容された状態で、金属ケース部１４１１が有する平面１４１１１１に対して面接触している。そのため、扁平缶電池１４が充放電したときに発生する熱を、金属ケース部１４１１を介して、逃がすことができる。その結果、複数の扁平缶電池１４の各々において、大電流で充放電することによる温度上昇を抑制することができる。

組電池１０においては、内側ケース１４２が金属ケース部１４１１の平面１４１１１１に接触している状態で、内側ケース１４２が金属ケース部１４１２の平面１４１２１１から離れている。そのため、充放電に起因する内側ケース１４２の膨張を許容することができる。内側ケース１４２の膨張は、例えば、初期の内側ケース１４２の容積の１０％程度までは許容される。

組電池１０において、複数の扁平缶電池１４のうち、第１の方向で隣り合う２つの扁平缶電池１４の一方が有する金属ケース部１４１１は、他方が有する金属ケース部１４１２に対して、第１の方向で離れている。そのため、一方の扁平缶電池１４が有する金属ケース部１４１１と他方の扁平缶電池１４が有する金属ケース部１４１２とが接触している場合と比べて、充放電によって発生する熱をさらに逃がし易くなる。その結果、大電流で充放電することによる温度上昇を抑制することができる。

組電池１０においては、複数の扁平缶電池１４の各々がターミナル１４１４Ａ及びターミナル１４１４Ｂを備える。そのため、複数の扁平缶電池１４を直列に接続することが容易にできる。

以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、これらはあくまでも例示であって、本発明は、上述の実施の形態によって、何等、限定されない。

例えば、上記実施の形態では、複数の扁平缶電池１４をボルト１６及びナット１８で固定していたが、複数の扁平缶電池１４をゴムバンドで固定してもよい。或いは、シュリンクパックで固定してもよい。

１０ 組電池
１４ 扁平缶電池
１４１ 外側ケース
１４１１ 金属ケース部
１４１１１１ 平面
１４１３Ａ 絶縁ケース部
１４１３Ｂ 絶縁ケース部
１４１４Ａ ターミナル
１４１４１ 平板
１４１４２ 側板
１４１４Ｂ ターミナル
１４２ 内側ケース
１４２１ 正極
１４２２ 負極
１４２６ 電解質

Claims (6)

1. 第１の方向に積層された複数の扁平缶電池を備え、
   前記複数の扁平缶電池の各々は、
   前記第１の方向に対して垂直な方向に延びる正極と、
   前記正極と平行に配置される負極と、
   フィルムで形成され、前記正極及び前記負極を収容し、前記正極及び前記負極に接触する電解質を封入する内側ケースと、
   前記正極に接続され、前記内側ケースの外側に延びる正極端子と、
   前記負極に接続され、前記内側ケースの外側に延びる負極端子と、
   前記内側ケースを収容する外側ケースとを含み、
   前記外側ケースは、
   金属材料で形成され、前記第１の方向から見て、前記正極及び前記負極の各々よりも大きい金属ケース部と、
   絶縁材料で形成され、前記第１の方向から見て、前記正極端子のうち、前記内側ケースの外側に位置する部分と重なる第１の絶縁ケース部と、
   絶縁材料で形成され、前記第１の方向から見て、前記負極端子のうち、前記内側ケースの外側に位置する部分と重なる第２の絶縁ケース部とを含み、
   前記金属ケース部は、前記第１の方向と垂直な方向に広がる第１の内面を含み、
   前記内側ケースは、前記第１の方向で前記第１の内面に対して面接触している、組電池。
2. 請求項１に記載の組電池であって、
   前記金属ケース部は、さらに、
   前記第１の方向と垂直な方向に広がり、前記第１の方向で前記第１の内面から離れて位置する第２の内面を含み、
   前記内側ケースは、前記第１の内面に対して面接触しているときに、前記第１の方向で前記第２の内面から離れている、組電池。
3. 請求項１又は２に記載の組電池であって、
   前記複数の扁平缶電池のうち、前記第１の方向で隣り合う２つの扁平缶電池の一方が有する前記金属ケース部を、他方が有する前記金属ケース部に対して、前記第１の方向で離れて位置させるように、前記複数の扁平缶電池が組み立てられている、組電池。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の組電池であって、
   前記正極端子が前記内側ケースの外側において延びる方向は、前記負極端子が前記内側ケースの外側において延びる方向とは反対の方向である、組電池。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載の組電池であって、
   前記複数の扁平缶電池のうち、前記第１の方向で隣り合う２つの扁平缶電池の一方が有する前記第１の絶縁ケース部を、他方が有する前記第２の絶縁ケース部に対して、前記第１の方向で接触させるように、前記複数の扁平缶電池が組み立てられている、組電池。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の組電池であって、
   前記外側ケースは、さらに、
   金属材料で形成され、前記第１の絶縁ケース部に固定された第１のターミナル端子と、
   金属材料で形成され、前記第２の絶縁ケース部に固定された第２のターミナル端子とを含み、
   前記第１のターミナル端子は、
   前記第１の方向に対して垂直な方向に延び、前記正極端子が接続される第１の接続部と、
   前記第１の接続部から前記第１の方向に延びて、前記外側ケースの側壁を形成する第１の側壁部とを含み、
   前記第２のターミナル端子は、
   前記第１の方向に対して垂直な方向に延び、前記負極端子が接続される第２の接続部と、
   前記第２の接続部から前記第１の方向に延びて、前記外側ケースの側壁を形成する第２の側壁部とを含む、組電池。

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