(57)【要約】【課題】冷却部の加圧による電極の変形を抑制しつつ効率的に電池を冷却できる電池パックを提供する。【解決手段】電池パックは、電極活物質を含む非結着体からなる電極活物質層が集電体の表面に形成されてなる電極と、電解質層とを積層した発電要素１１１が可撓性を有する外装体に収容された電池１００と、冷却部２０と、変形抑制部４０と、を有する。そして、該冷却部は、発電要素の積層方向において電池の表面に対して加圧された状態で接触する。また、冷却部は、冷媒を保持する内部空間を形成し、電池の表面に接触する接触面２０Ｓよりも面方向の外側に突出した端部２０Ｅを備える。また、変形抑制部は、冷却部の端部の積層方向の変形を抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極活物質を含む非結着体からなる電極活物質層が集電体の表面に形成されてなる電極と、電解質層とを積層した発電要素が可撓性を有する外装体に収容された電池と、
前記発電要素の積層方向において前記電池の表面に対して加圧された状態で接触する冷却部と、
前記冷却部の端部の前記積層方向の変形を抑制する変形抑制部と、を備え、
前記冷却部は、冷媒を保持する内部空間を形成し、
前記冷却部の前記端部は、前記冷却部が前記電池の表面に接触する接触面よりも面方向の外側に突出する、電池パック。
【請求項２】
前記変形抑制部は、前記冷却部の前記端部に対して前記積層方向に沿う加圧力を付与する加圧部を有する、請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記加圧部の加圧力は、前記冷却部が前記電池から加圧された状態における前記冷却部の内部空間の内圧以上の値である、請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記変形抑制部は、前記冷却部の前記端部を補強する補強部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項５】
前記補強部の許容引張応力は、前記電池から加圧された状態において、前記冷却部の内部空間の内圧から前記端部が受ける最大引張応力よりも大きい、請求項４に記載の電池パック。
【請求項６】
前記冷却部は、
前記接触面の面方向に沿って平坦な平坦部と、
前記平坦部の一部から前記内部空間側に向かって凹み、前記内部空間に前記冷媒の流路を形成する複数の凹部と、を備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項７】
前記電極活物質層の面方向に沿う面の面積は、５００ｃｍ２以上である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池パック。
【請求項８】
前記冷却部の前記接触面にかかる加圧力は、２０ｋＰａ以上である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電要素が可撓性を有する外装体に収容された複数の電池を積層して構成した電池パックが知られている。このような電池パックは、充放電に伴う電池の温度上昇を抑制するための冷却構造を備えることが好ましい。例えば下記特許文献１には、冷媒を保持する内部空間を備える冷却部を用いて電池を冷却する電池パックの構造が開示されている。このような電池パックにおいては、冷却部と電池との接触面積を増加させ、かつ、密着性を高めて冷却効率を向上させるために、冷却部の面方向の大きさを電池よりも大きく形成し、冷却部を電池に対して加圧させた状態で接触させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１４２６０５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、冷却部の面方向の大きさを電池よりも大きく形成した場合、冷却部の中央部で電池と接触した接触面よりも面方向の外側に突出した端部では、電池から面圧を受けない。冷却部の中央部のみに面圧がかかるため、内部空間内の冷媒が冷却部の端部に移動して冷却部の端部が膨張する可能性がある。
【０００５】
ところで、本発明者らの検討によれば、バインダによって結着されていない（すなわち、非結着体からなる）電極活物質層（以下、単に「非結着活物質層」とも称する）が集電体の表面に配置された電極を用いることによって電池のエネルギー密度を向上させることができることが判明した。このような非結着活物質層は、その構成成分がバインダによって結着されていないため、バインダによって結着された乾燥電極の電極活物質層と比較すると柔らかく変形し易い。
【０００６】
端部が膨張した冷却部を上記のような非結着活物質層を含む電池に対して加圧させた状態で接触させると、電池の端部にかかる面圧が大きくなる一方で、電池の中央部分では面圧に抜けが生じてしまう。その結果、電池にかかる加圧力が局所的に偏在化して非結着活物質層が変形し、接触抵抗が増大したり、空孔率が変化したりして、電池性能の低下を招いてしまう虞がある。
【０００７】
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、冷却部の加圧による電極の変形を抑制しつつ効率的に電池を冷却できる電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一形態によれば、電極活物質を含む非結着体からなる電極活物質層が集電体の表面に形成されてなる電極と、電解質層とを積層した発電要素が可撓性を有する外装体に収容された電池と、冷却部と、変形抑制部と、を有する電池パックが提供される。そして、該冷却部は、前記発電要素の積層方向において前記電池の表面に対して加圧された状態で接触する。また、該冷却部は、冷媒を保持する内部空間を形成し、前記電池の表面に接触する接触面よりも面方向の外側に突出した端部を備える。また、前記変形抑制部は、前記冷却部の前記端部の前記発電要素の積層方向の変形を抑制する。
【発明の効果】
【０００９】
上述の電池パックによれば、冷却部から電池にかかる面圧分布を低減し、冷却部の加圧による電極の変形を抑制しつつ効率的に電池を冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る電池パックの全体構造の概略を示す斜視図である。
【図２】図１に示す電池パックの一部を模式的に示す側面図である。
【図３】電池および冷却部を示す上面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線に沿う電池パックの一部を拡大して示す概略断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る冷却部を示す斜視図である。
【図６】図４に示す冷却部の凹部の形状を示す上面図である。
【図７】比較例に係る電池パックを示す図であり、冷却部の端部が膨張した状態における図２に相当する側面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る電池を模式的に表した断面図である。
【図９】電極活物質層の構成の一例を示す概略断面図である。
【図１０】変形例１に係る電池パックの変形抑制部を説明するための側面図である。
【図１１】変形例２に係る電池パックの変形抑制部を説明するための側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明するが、本発明の技術的範囲は特許請求の範囲の記載に基づいて定められるべきであり、以下の形態のみに制限されない。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。本明細書において、範囲を示す「Ｘ〜Ｙ」は「Ｘ以上Ｙ以下」を意味する。
【００１２】
＜電池パック＞
図１は、本発明の一実施形態に係る電池パック１０の全体構造の概略を示す斜視図である。図１に示すように、電池パック１０は、積層された複数の電池１００と、電池１００を冷却する少なくとも１つの冷却部２０と、電池１００および冷却部２０を収容するパックケース３０と、を有する。図１に示す本形態では、電池パック１０は、略矩形の扁平形状を有する。本明細書では、説明の便宜上、複数の電池１００が積層される積層方向を図中に矢印Ｚで示し、電池パック１０の長手方向を図中に矢印Ｙで示し、電池パック１０の短手方向を図中に矢印Ｘで示す。また、Ｘ−Ｙ平面に沿う方向を面方向と称する。複数の電池１００の積層方向Ｚは、電池１００に対して冷却部２０が配置される方向と一致する。なお、積層方向Ｚから視た電池パック１０の外形は、図１に示すような略長方形に限定されず、例えば、Ｘ方向およびＹ方向の長さが同じの略正方形でもよい。
【００１３】
図１に示す本形態のパックケース３０は、積層された複数の電池１００および複数の冷却部２０を挟持するように配置される上板３１および底板３２を有する。上板３１および底板３２は、側面に配置された側板３３によって連結される。側板３３による連結方法は、特に限定されないが、例えばボルトやナットを用いた機械的締結などが挙げられる。上板３１および底板３２は互いに連結された状態で、冷却部２０および電池１００を積層方向Ｚに圧縮する方向に加圧力Ｐ３（図２を参照）を付与する。複数の電池１００および冷却部２０を積層方向Ｚに加圧することによって、冷却部２０を電池１００に密着させて冷却効率を向上させることができる。また、電池１００を加圧することによって電極間距離を縮めることができるため、電池１００の内部抵抗を低下させることができる。なお、電池１００および冷却部２０を加圧する方法は、上記の構成に限定されず、例えば、弾性力を有する板バネ等の弾性部材を用いて加圧してもよい。
【００１４】
図２は、図１に示す電池パック１０の電池１００と冷却部２０の一部を模式的に示す側面図である。図２に示すように、冷却部２０は、電池１００の表面１００Ｓに対して加圧された状態で接触する接触面２０Ｓを有する。上述したように冷却部２０および電池１００を積層方向Ｚに圧縮する方向に加圧力Ｐ３が付与されることによって、冷却部２０の接触面２０Ｓは、電池１００の表面１００Ｓから積層方向Ｚに加圧力Ｐ３を受ける。
【００１５】
図３は、電池１００および冷却部２０を示す上面図である。図３に示すように、冷却部２０の面方向（ＸＹ方向）の大きさは、電池１００の面方向の大きさよりも大きくなるように構成されている。このため、冷却部２０の端部２０Ｅは、接触面２０Ｓよりも面方向の外側に突出する。このような構成により、電池１００の表面１００Ｓ全体に接触面２０Ｓを接触させることができるため、冷却に寄与する接触面２０Ｓの接触面積が増加して電池１００の冷却効率を向上させることができる。さらに、冷却部２０を比較的大きく形成することによって表面積が増加するため、冷却部２０の放熱効果も期待できる。
【００１６】
再び図２を参照して、電池パック１０は、冷却部２０の端部２０Ｅの積層方向Ｚの変形を抑制する変形抑制部４０をさらに有する。図２に示す本形態では、変形抑制部４０は、冷却部２０の端部２０Ｅに対して積層方向Ｚに沿う加圧力Ｐ２を付与する加圧面４１Ｓを有する加圧部４１によって構成される。なお、図２では、変形抑制部４０の構成を説明するため、冷却部２０の端部２０Ｅの寸法比率を図１や図３よりも拡大して示している。
【００１７】
加圧部４１の構成は、冷却部２０の端部２０Ｅに対して積層方向Ｚに沿う加圧力Ｐ２を付与できる限りにおいて特に限定されないが、例えば、弾性部材やピストンシリンダーによって構成することができる。弾性部材は、圧縮力を加えると伸長する方向に反力を発生する。弾性部材としては、例えば、弾性ゴムや、板ばねやコイルばね等を用いることができる。また、ピストンシリンダーは、シリンダ内の加圧流体を圧縮する方向にピストンを移動させるとピストンを戻す方向に反力を発生する。加圧部４１は、弾性部材やピストンシリンダー等の反力を積層方向Ｚの加圧力として利用する。加圧部４１を弾性部材やピストンシリンダーを使用した簡単な構造とすることによって、加圧部４１の製造コストを抑えることができる。
【００１８】
なお、図２に示す形態では、加圧部４１は、短手方向Ｘの端部のみ２０Ｅに設けているが、これに限定されず、電池１００の外周を囲む全周（図３を参照）に設けてもよいし、長手方向Ｙの端部に設けてもよい。また、加圧部４１は、電池パック１０において積層された冷却部２０の各積層間の全てに配置してもよいし、一部のみに配置してもよい。
【００１９】
図４は、図１のＡ−Ａ線に沿う電池パック１０の一部を拡大して示す概略断面図である。図４に示すように、冷却部２０は、冷媒ＣＭを保持する内部空間２０Ａを形成する。冷却部２０は、外部から供給された冷媒ＣＭを内部空間２０Ａ内で循環させることによって電池１００を冷却する冷却用の熱交換器である。冷媒ＣＭを構成する材料は、特に限定されないがシリコンオイル等の絶縁油や不凍液などを用いることができる。
【００２０】
冷却部２０は、積層された電池１００と電池１００との間に配置されることが好ましい。これにより、冷却部２０の両側に配置された電池１００を効率的に冷却することができる。なお、図１に示す形態では、一枚の電池１００毎に冷却部２０を積層しているがこの構成に限定されず、例えば、複数の電池１００毎に冷却部２０を積層してもよいし、冷却部２０の一方側のみに電池１００を配置してもよい。
【００２１】
図４を参照して、本発明の一形態に係る電池１００は、電極活物質を含む非結着体からなる電極活物質層が集電体の表面に形成されてなる電極と、電解質層とを積層した発電要素１１１が可撓性を有する外装体１１２に収容されてなる。なお、電池１００の詳細な構成については後述で説明する。発電要素１１１の構成部材の積層方向は、複数の電池１００が積層される方向、および電池１００に対して冷却部２０が配置される方向と一致する。本明細書では、発電要素１１１の構成部材の積層方向のことを単に「積層方向Ｚ」とも称する。
【００２２】
図４に示すように、本形態の冷却部２０は、接触面２０Ｓの面方向に沿って平坦な平坦部２１と、接触面２０Ｓの面方向に配置された複数の凹部２２と、を有する。凹部２２は、平坦部２１の一部から内部空間２０Ａ側に向かって凹み、内部空間２０Ａに冷媒ＣＭの流路を形成する。図４に示す本形態では、平坦部２１が電池１００の表面１００Ｓに直接的に接触するため、接触面２０Ｓは平坦部２１のうち電池１００に接触する面によって構成される。
【００２３】
図４に示す本形態では、冷却部２０は、２枚の板状の冷却板２３、２４を備える。２枚の冷却板２３、２４間には、冷媒ＣＭを保持する内部空間２０Ａが形成される。２枚の冷却板２３、２４は、それぞれ平坦部２１および複数の凹部２２を備えるエンボス加工が施された板である。図４に示すように、積層方向Ｚに隣り合う２枚の冷却板２３、２４の凹部２２は、互いに対向するように配置されることが好ましい。これにより、冷媒ＣＭの流路のＺ方向の高さは、２つの凹部２２の合計の高さにほぼ等しくなる。２枚の冷却板２３、２４は、内部空間２０Ａを密封するために、溶接や接着等の接合方法によって外周が接合されている。
【００２４】
なお、凹部２２の配置や形状は特に限定されず、所望の流路形状に応じて適宜選択することができる。また、隣り合う２枚の冷却板２３、２４の凹部２２は、互いに対向するように配置される構成に限定されず、対向してなくてもよい。また、冷却部２０を構成する冷却板の数は、２枚に限定されず、３枚以上としてもよい。さらに、冷却部２０は、複数の冷却板によって構成される形態に限定されず、例えば、冷媒ＣＭを保持する内部空間を備える箱型の筐体によって構成してもよい。この場合、筐体に冷媒ＣＭ流路を形成するための凹部を形成することができる。
【００２５】
図５は、本形態に係る冷却部２０を示す斜視図である。図５を参照して、冷却部２０は、略直方体の形状を有する。冷却部２０は、冷媒ＣＭを内部空間２０Ａへ供給するための供給口２０ｉと、内部空間２０Ａ内の冷媒ＣＭを排出する排出口２０ｏと、を有する。冷媒ＣＭの流れ方向Ｆは、供給口２０ｉから排出口２０ｏに向かって長手方向Ｙに形成される。排出口２０ｏから排出された冷媒ＣＭは、図示しない外部装置によって冷却されて再び供給口２０ｉへ供給される。このようにして、冷媒ＣＭは、内部空間２０Ａおよび外部装置を循環して所定温度以下に冷却された状態を維持する。なお、冷媒ＣＭの流れ方向Ｆは、長手方向Ｙに限定されず、短手方向Ｘに形成してもよい。
【００２６】
図６は、図４に示す冷却部２０の凹部２２の形状を示す上面図である。平坦部２１の面方向に断続的に配置される複数の凹部２２は、大きさがほぼ一定の略円形状を有し、千鳥状に配置される。流れ方向Ｆに向かって流れる冷媒ＣＭは、複数の凹部２２（内部空間２０Ａ側の凸部）を避けるように分流しながら流れる。これにより、冷媒ＣＭは、内部空間２０Ａの端部まで均一に流れるため、電池１００を面方向に均一に冷却することができる。
【００２７】
図７は、比較例に係る電池パックを示す図であり、冷却部２０の端部が膨張した状態における図２に相当する側面図である。変形抑制部４０を備えない比較例に係る電池パックでは、冷却部２０の端部２０Ｅには、外部から圧力が付与されない。一方で、冷却部２０の接触面２０Ｓには、電池１００の表面１００Ｓから加圧力Ｐ３が積層方向Ｚに圧縮する方向に外圧としてかかる。図７に示すように、このため、冷却部２０の端部２０Ｅが冷却部２０の内部空間２０Ａの内圧Ｐ１（冷媒ＣＭの圧力）によって膨張して変形することがある。これにより、冷却部２０の端部２０Ｅが膨張した部分が電池１００の端部（図７中の一点破線で囲んだ部分）を局所的に加圧する。このため、電池１００の端部では、面圧が大きくなる。一方で、冷却部２０の端部２０Ｅに対して相対的に凹んだ中央部分に対向する電池１００の中央部分では、面圧に抜けが生じてしまう。その結果、電池１００にかかる加圧力が局所的に偏在化して電極（特に、電極活物質層）が変形し、接触抵抗が増大したり、空孔率が変化したりして、電池性能の低下を招いてしまう虞がある。
【００２８】
これに対して、本形態に係る電池パック１０は、図２に示すように冷却部２０の端部２０Ｅの積層方向Ｚの変形を抑制する加圧部４１（変形抑制部４０）を有する。加圧部４１は、冷却部２０の端部２０Ｅにおいて、内圧Ｐ１に対向する加圧力Ｐ２を付与する。このため、電池１００から加圧力Ｐ３を受けた状態においても内圧Ｐ１による冷却部２０の端部２０Ｅの膨張が抑制される。その結果、冷却部２０から電池１００にかかる面圧分布を低減し、冷却部２０の加圧による電極の変形を抑制しつつ効率的に電池１００を冷却できる。
【００２９】
図２を参照して、加圧部４１が冷却部２０の端部２０Ｅに付与する積層方向Ｚの加圧力Ｐ２（単位面積当たりに付与される荷重）は、電池１００から加圧された状態における冷却部２０の内部空間２０Ａの内圧Ｐ１以上の値に設定することが好ましい。加圧部４１の加圧力Ｐ２が冷却部２０の内圧Ｐ１よりも小さい場合、冷却部２０の端部２０Ｅが膨張する可能性がある。加圧部４１の加圧力Ｐ２を電池１００から加圧された状態における冷却部２０の内部空間２０Ａの内圧Ｐ１以上の値に設定することによって、冷却部２０の内部空間２０Ａの内圧Ｐ１による冷却部２０の端部２０Ｅの変形をより確実に抑制することができる。また、加圧部４１の加圧力Ｐ２が大き過ぎると、冷却部２０の端部２０Ｅが圧縮されて変形する可能性がある。このため、加圧部４１の加圧力Ｐ２の上限値は、冷却部２０の端部２０Ｅが変形しない範囲に設定することが好ましい。
【００３０】
上記の観点から、加圧部４１の加圧力Ｐ２の下限値は、３０ｋＰａ以上であることが好ましく、６０ｋＰａ以上であることがより好ましく、９０ｋＰａ以上であることが特に好ましい。また、加圧部４１の加圧力Ｐ２の上限値は、５００ｋＰａ以下であることが好ましく、３００ｋＰａ以下であることがより好ましく、２００ｋＰａ以下であることが特に好ましい。
【００３１】
冷却部２０の接触面２０Ｓおよび電池１００の表面１００Ｓに付与される積層方向Ｚの加圧力Ｐ３の下限値は、２０ｋＰａ以上であることが好ましく、５０ｋＰａ以上であることがより好ましく、８０ｋＰａ以上であることが特に好ましい。また、加圧力Ｐ３の上限値は、５００ｋＰａ以下であることが好ましく、３００ｋＰａ以下であることがより好ましく、２００ｋＰａ以下であることが特に好ましい。なお、冷却部２０および電池１００に付与される積層方向Ｚの加圧力Ｐ３は、接触面２０Ｓの面方向において常に一定であるとは限らず、面方向によってばらついていることもある。
【００３２】
本発明者らの検討によれば、非結着活物質層を用いた場合の電池１００の内部抵抗は加圧力Ｐ３に対して感度が高く、乾燥電極の場合よりもずっと大きい加圧力Ｐ３を印加しなければ電池１００の内部抵抗が十分に低下しないことが判明した。ここで、「乾燥電極」とは、バインダおよび溶媒を含む電極活物質スラリーを集電体の表面に塗工して塗膜を形成し、当該塗膜を乾燥させた電極のことを意味する。
【００３３】
また、加圧部４１の加圧力Ｐ３が大きい場合、図７に示すように、冷却部２０の接触面２０Ｓが押圧されて圧縮されることによって、冷媒ＣＭが端部２０Ｅに移動して端部２０Ｅがより膨張しやすくなる。このため、図２に示すように、変形抑制部４０によって端部２０Ｅでの変形を抑制し、冷却部２０から電池１００にかかる面圧分布を低減する本発明の作用効果をより一層顕著に発現させることができる。
【００３４】
以下、本発明の一実施形態に係る電池１００の構成について詳細に説明する。
【００３５】
［電池］
本発明の実施形態に係る電池１００の一例として非水電解質二次電池の１種である双極型リチウムイオン二次電池について説明するが、本発明を適用する電池は双極型リチウムイオン二次電池に制限されない。ここで、双極型リチウムイオン二次電池とは、双極型電極を含み、正極と負極との間をリチウムイオンが移動することで充電や放電を行う二次電池である。例えば、本発明は、発電要素において電極が並列接続されてなる形式のいわゆる並列積層型電池などの従来公知の任意の二次電池にも適用可能である。なお、本明細書では、双極型リチウムイオン二次電池を単に「電池」と称する。
【００３６】
図８は、本発明の一実施形態に係る電池１００を模式的に表した断面図である。電池１００は、外部からの衝撃や環境劣化を防止するために、図８に示すように、充放電反応に寄与する発電要素１１１が可撓性を有する外装体１１２の内部に封止された構造を有する。
【００３７】
図８に示すように、本実施形態の電池１００の発電要素１１１は、複数の単セル１２０が積層されてなる積層体である。なお、単セル１２０の積層回数は、所望する電圧に応じて調節することが好ましい。
【００３８】
正極１３０ａおよび負極１３０ｂは、集電体１３１の一方の面に電気的に結合した正極活物質層１３２ａが形成され、集電体１３１の反対側の面に電気的に結合した負極活物質層１３２ｂが形成された双極型電極１３５を構成する。なお、図８では、集電体１３１は、正極集電体１３１ａおよび負極集電体１３１ｂを組み合わせた積層構造（２層構造）として図示しているが、単独の材料からなる単層構造であってもよい。
【００３９】
さらに、図８に示す電池１００では、正極側の正極集電体１３１ａに隣接するように正極集電板（正極タブ）１３４ａが配置され、これが延長されて外装体１１２から導出している。一方、負極側の負極集電体１３１ｂに隣接するように負極集電板（負極タブ）１３４ｂが配置され、同様にこれが延長されて外装体１１２から導出している。
【００４０】
［単セル］
図８に示すように、単セル１２０は、正極１３０ａおよび負極１３０ｂと、電解質層１４０とから構成される。正極１３０ａは、正極活物質層１３２ａが正極集電体１３１ａに配置されてなる。負極１３０ｂは、負極活物質層１３２ｂが負極集電体１３１ｂに配置されてなる。正極活物質層１３２ａと負極活物質層１３２ｂとは、電解質層１４０を介して互いに向かい合うように配置されている。
【００４１】
単セル１２０の外周部には、シール部１５０が配置されている。シール部１５０は、正極活物質層１３２ａ、負極活物質層１３２ｂおよび電解質層１４０の周囲を液密に封止し、電解液の漏れによる液絡を防止している。
【００４２】
［集電体］
集電体１３１（隣接する正極集電体１３１ａおよび負極集電体１３１ｂ）は、正極活物質層１３２ａと接する一方の面から、負極活物質層１３２ｂと接する他方の面へと電子の移動を媒介する機能を有する。集電体１３１を構成する材料は、特に限定されないが、例えば、導電性を有する樹脂や、金属が用いられうる。
【００４３】
集電体１３１の軽量化の観点からは、集電体１３１は、導電性を有する樹脂によって形成された樹脂集電体であることが好ましい。なお、単セル１２０間のリチウムイオンの移動を遮断する観点からは、樹脂集電体の一部に金属層を設けてもよい。
【００４４】
具体的には、樹脂集電体の構成材料である導電性を有する樹脂としては、導電性高分子材料または非導電性高分子材料に必要に応じて導電性フィラーが添加された樹脂が挙げられる。導電性高分子材料としては、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリフェニレンビニレン、およびポリオキサジアゾールなどが挙げられる。かような導電性高分子材料は、導電性フィラーを添加しなくても十分な導電性を有するため、製造工程の容易化または集電体の軽量化の点において有利である。
【００４５】
非導電性高分子材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ；高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）など）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、またはポリスチレン（ＰＳ）などが挙げられる。かような非導電性高分子材料は、優れた耐電位性または耐溶媒性を有しうる。
【００４６】
導電性フィラーは、導電性を有する物質であれば特に制限なく用いることができる。例えば、導電性、耐電位性、またはリチウムイオン遮断性に優れた材料として、金属および導電性カーボンなどが挙げられる。金属としては、特に制限はないが、ニッケル、チタン、アルミニウム、銅、白金、鉄、クロム、スズ、亜鉛、インジウム、アンチモン、およびカリウムからなる群から選択される少なくとも１種の金属もしくはこれらの金属を含む合金または金属酸化物を含むことが好ましい。また、導電性カーボンとしては、特に制限はない。好ましくは、アセチレンブラック、バルカン（登録商標）、ブラックパール（登録商標）、カーボンナノファイバー、ケッチェンブラック（登録商標）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノホーン、カーボンナノバルーン、およびフラーレンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
【００４７】
導電性フィラーの添加量は、集電体１３１に十分な導電性を付与できる量であれば特に制限はなく、好ましくは、５〜３５体積％程度である。
【００４８】
また、集電体１３１が金属によって形成される場合、金属としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス、チタン、銅などが挙げられる。これらのほか、ニッケルとアルミニウムとのクラッド材、銅とアルミニウムとのクラッド材、またはこれらの金属のめっき材などが好ましく用いられうる。また、金属表面にアルミニウムが被覆されてなる箔であってもよい。なかでも、電子伝導性や電池作動電位、集電体１３１へのスパッタリングによる電極活物質の密着性等の観点からは、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケルが好ましい。
【００４９】
［電極活物質層（正極活物質層、負極活物質層）］
図９は、本形態に係る電極活物質層１３２の一例を示す断面図である。電極活物質層１３２（正極活物質層１３２ａ、負極活物質層１３２ｂ）は、電極活物質１６１（正極活物質または負極活物質）を含む非結着体からなる非結着活物質層である。図９に示すように、電極活物質層１３２は、必要に応じて、被覆剤１６２（被覆用樹脂１６３、導電助剤１６４）、導電部材１６５等を含んでもよい。さらに、電極活物質層１３２は、必要に応じてイオン伝導性ポリマー、リチウム塩等を含んでもよい。
【００５０】
ここで、「電極活物質１６１を含む非結着体からなる」とは、電極活物質１６１が結着剤（バインダともいう）により互いの位置を固定されていない状態であることを意味する。また、電極活物質層１３２が電極活物質１６１の非結着体からなるか否かは、電極活物質層１３２を電解液中に完全に含浸した場合に電極活物質層１３２が崩壊するか否かを観察することで確認できる。
【００５１】
電極活物質１６１を含む非結着体からなる電極活物質層１３２とするためには、電極活物質層１３２を形成する際にスラリーからなる塗膜を乾燥させる工程を実質的に含まないようにする、といった手法が挙げられる。また、電極活物質層１３２（電極活物質層１３２を形成するためのスラリー）が実質的に結着剤を含まないようにする、といった手法によっても活物質を含む非結着体からなる電極活物質層１３２を形成することができる。ここで、電極活物質層１３２（電極活物質層１３２を形成するためのスラリー）が実質的に結着剤を含まないとは、具体的には、結着剤の含有量が、電極活物質層１３２（電極活物質層１３２を形成するためのスラリー）に含まれる全固形分量（電極活物質層１３２を構成する部材のうち、固形である部材の分量の合計）１００質量％に対して、１質量％以下（下限０質量％）であることを意味する。当該結着剤の含有量は、より好ましくは０．５質量％以下であり、さらに好ましくは０．２質量％以下であり、特に好ましくは０．１質量％以下であり、最も好ましくは０質量％である。
【００５２】
なお、本明細書において電極活物質層１３２が実質的に含まないとする結着剤とは活物質粒子同士および活物質粒子と集電体１３１とを結着固定するために用いられる公知の溶媒（分散媒）乾燥型のリチウムイオン電池用結着剤を意味し、デンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレンおよびスチレン−ブタジエンゴムが挙げられる。これらのリチウムイオン電池用結着剤は、水又は有機溶媒に溶解又は分散して使用され、溶媒（分散媒）成分を揮発させることで乾燥、固体化して活物質粒子同士および活物質粒子と集電体とを強固に固定する。
【００５３】
（正極活物質）
正極活物質としては、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ（Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃｏ）Ｏ２およびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの等のリチウム−遷移金属複合酸化物、リチウム−遷移金属リン酸化合物、リチウム−遷移金属硫酸化合物などが挙げられる。場合によっては、２種以上の正極活物質が併用されてもよい。好ましくは、容量、出力特性の観点から、リチウム−遷移金属複合酸化物が、正極活物質として用いられる。より好ましくはリチウムとニッケルとを含有する複合酸化物が用いられる。さらに好ましくはＬｉ（Ｎｉ−Ｍｎ−Ｃｏ）Ｏ２およびこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの（以下、単に「ＮＭＣ複合酸化物」とも称する）、またはリチウム−ニッケル−コバルト−アルミニウム複合酸化物（以下単に、「ＮＣＡ複合酸化物」とも称する）などが用いられる。ＮＭＣ複合酸化物は、リチウム原子層と遷移金属（Ｍｎ、ＮｉおよびＣｏが秩序正しく配置）原子層とが酸素原子層を介して交互に積み重なった層状結晶構造を有する。そして、遷移金属１原子あたり１個のＬｉ原子が含まれ、取り出せるＬｉ量が、スピネル系リチウムマンガン酸化物の２倍、つまり供給能力が２倍になり、高い容量を持つことができる。
【００５４】
（負極活物質）
負極活物質としては、例えば、グラファイト（黒鉛）、ソフトカーボン、ハードカーボン等の炭素材料、リチウム−遷移金属複合酸化物（例えば、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、金属材料（スズ、シリコン）、リチウム合金系負極材料（例えばリチウム−スズ合金、リチウム−シリコン合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−アルミニウム−マンガン合金等）などが挙げられる。場合によっては、２種以上の負極活物質が併用されてもよい。好ましくは、容量、出力特性の観点から、炭素材料、リチウム−遷移金属複合酸化物、リチウム合金系負極材料が、負極活物質として好ましく用いられる。なお、上記以外の負極活物質が用いられてもよいことは勿論である。また、（メタ）アクリレート系共重合体等の被覆用樹脂は特に炭素材料に対して付着しやすいという性質を有している。したがって、構造的に安定した電極材料を提供するという観点からは、負極活物質として炭素材料を用いることが好ましい。
【００５５】
（導電助剤）
図９に示すように、導電助剤１６４は、被覆用樹脂１６３とともに電極活物質１６１の表面を被覆する被覆剤１６２として用いられる。導電助剤１６４は、被覆剤中で電子伝導パスを形成し、電極活物質層１３２の電子移動抵抗を低減することで、電池の高レートでの出力特性向上に寄与し得る。
【００５６】
導電助剤１６４としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、銀、金、銅、チタン等の金属、これらの金属を含む合金または金属酸化物；グラファイト、炭素繊維（具体的には、気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）等）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンブラック（具体的には、アセチレンブラック、ケッチェンブラック（登録商標）、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等）等のカーボンが挙げられるが、これらに限定されない。また、粒子状のセラミック材料や樹脂材料の周りに上記金属材料をめっき等でコーティングしたものも導電助剤として使用できる。これらの導電助剤のなかでも、電気的安定性の観点から、アルミニウム、ステンレス、銀、金、銅、チタン、およびカーボンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、アルミニウム、ステンレス、銀、金、およびカーボンからなる群より選択される少なくとも１種を含むことがより好ましく、カーボンを少なくとも１種を含むことがさらに好ましい。これらの導電助剤は、１種のみを単独で使用してもよいし、２種以上を併用しても構わない。
【００５７】
導電助剤１６４の形状は、図９に示すような粒子状または繊維状であることが好ましい。導電助剤１６４が粒子状である場合、粒子の形状は特に限定されず、粉末状、球状、棒状、針状、板状、柱状、不定形状、燐片状、紡錘状等、いずれの形状であっても構わない。導電助剤が粒子状である場合の平均粒子径（一次粒子径）は、１００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、本明細書中において、「粒子径」とは、導電助剤の輪郭線上の任意の２点間の距離のうち、最大の距離を意味する。「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）等の観察手段を用い、数〜数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。
【００５８】
（導電部材）
導電部材１６５は、電極活物質層１３２中で電子伝導パスを形成する機能を有する。特に、図９に示すように、導電部材１６５の少なくとも一部が、電極活物質層１３２の２つの主面Ｓ１、Ｓ２同士を電気的に接続する導電通路を形成していることが好ましい。このような形態を有することで、電極活物質層１３２中の厚さ方向（積層方向Ｚ）の電子移動抵抗がさらに低減されるため、電池の高レートでの出力特性をより一層向上しうる。なお、導電部材１６５の少なくとも一部が、電極活物質層１３２の２つの主面Ｓ１、Ｓ２同士を電気的に接続する導電通路を形成しているか否かは、ＳＥＭや光学顕微鏡を用いて電極活物質層１３２の断面を観察することにより確認することができる。
【００５９】
導電部材１６５は、繊維状の形態を有する導電性繊維であることが好ましい。具体的には、ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレスのような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物繊維の表面を、導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維等が挙げられる。なかでも、導電性に優れ、軽量であることから炭素繊維が好ましい。
【００６０】
なお、本実施形態の電池１００においては、電極活物質層１３２の構成部材として、上記の電極活物質や、必要に応じて用いられる導電部材１６５、イオン伝導性ポリマー、リチウム塩、被覆剤１６２（被覆用樹脂１６３、導電助剤１６４）以外の部材を適宜使用しても構わない。しかしながら、電池のエネルギー密度を向上させる観点から、例えば結着剤等の充放電反応の進行にあまり寄与しない部材は、含有させないほうが好ましい。
【００６１】
本実施形態の電池１００において、電極活物質層１３２の厚さｔ（図９を参照して、主面Ｓ１、Ｓ２間の距離）は、正極活物質層１３２ａについては、好ましくは１５０〜１５００μｍであり、より好ましくは１８０〜９５０μｍであり、さらに好ましくは２００〜８００μｍである。また、負極活物質層１３２ｂの厚さは、好ましくは１５０〜１５００μｍであり、より好ましくは１８０〜１２００μｍであり、さらに好ましくは２００〜１０００μｍである。電極活物質層１３２の厚さが上述した下限値以上の値であれば、電池のエネルギー密度を十分に高めることができる。一方、電極活物質層１３２の厚さが上述した上限値以下の値であれば、電極活物質層１３２の構造を十分に維持することができる。なお、電極活物質層１３２の厚さｔは、主面Ｓ１、Ｓ２の面方向において常に一定であるとは限らず、面方向によってばらついていることもある。
【００６２】
また、積層方向Ｚを投影方向としたとき、正極活物質層１３２ａの投影面積は、好ましくは５０〜１５００ｃｍ２であり、より好ましくは１８０〜９５０ｃｍ２であり、さらに好ましくは２００〜８００ｃｍ２である。また、負極活物質層１３２ｂの投影面積は、好ましくは５０〜１５００ｃｍ２であり、より好ましくは２００〜１５００ｃｍ２であり、さらに好ましくは５００〜１５００ｃｍ２である。電極活物質層１３２の投影面積が大きいほど、電池容量を高めることができる一方で、電極１３０は変形し易くなるため本発明の効果は顕著に現れる。
【００６３】
また、積層方向Ｚを投影方向としたとき、電極活物質層１３２の投影面積に対する接触面２０Ｓの面積の割合は、好ましくは５０％以上であり、より好ましくは７０％以上であり、さらに好ましくは８０％以上であり、特に好ましくは９０％以上である。電極活物質層１３２の投影面積に対する接触面２０Ｓの面積の割合が大きいほど、接触面２０Ｓから電極１３０に加わる面圧を分散することができるため、面圧分布を低減して電極１３０の変形を抑制する効果がより一層顕著となる。
【００６４】
［電解質層］
電解質層１４０に使用される電解質は、特に制限はなく、液体電解質（電解液）、ゲルポリマー電解質などが制限なく用いられる。これらの電解質を用いることで、高いリチウムイオン伝導性が確保されうる。
【００６５】
本形態では、電解質層１４０にセパレータを用いてもよい。セパレータは、電解質を保持して正極１３０ａと負極１３０ｂとの間のリチウムイオン伝導性を確保する機能、および正極１３０ａと負極１３０ｂとの間の隔壁としての機能を有する。特に電解質として液体電解質（電解液）を使用する場合には、セパレータを用いることが好ましい。セパレータの形態としては、例えば、上記電解質を吸収保持するポリマーや繊維からなる多孔性シートのセパレータや不織布セパレータ等を挙げることができる。
【００６６】
電解液（液体電解質）は、上述の電極活物質層１３２に使用される電解液と同様のものが用いられうる。なお、電解液におけるリチウム塩の濃度は、０．１〜３．０Ｍであることが好ましく、０．８〜２．２Ｍであることがより好ましい。また、添加剤を使用する場合の使用量は、添加剤を添加する前の電解液１００質量％に対して、好ましくは０．５〜１０質量％、より好ましくは０．５〜５質量％である。
【００６７】
添加剤としては、例えば、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、ジフェニルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、ジエチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、１，２−ジビニルエチレンカーボネート、１−メチル−１−ビニルエチレンカーボネート、１−メチル−２−ビニルエチレンカーボネート、１−エチル−１−ビニルエチレンカーボネート、１−エチル−２−ビニルエチレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、ビニルオキシメチルエチレンカーボネート、アリルオキシメチルエチレンカーボネート、アクリルオキシメチルエチレンカーボネート、メタクリルオキシメチルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、プロパルギルエチレンカーボネート、エチニルオキシメチルエチレンカーボネート、プロパルギルオキシエチレンカーボネート、メチレンエチレンカーボネート、１，１−ジメチル−２−メチレンエチレンカーボネートなどが挙げられる。なかでも、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートが好ましく、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートがより好ましい。これらの環式炭酸エステルは、１種のみが単独で用いられてもよいし、２種以上が併用されてもよい。
【００６８】
ゲルポリマー電解質は、イオン伝導性ポリマーからなるマトリックスポリマー（ホストポリマー）に、上記の電解液が注入されてなる構成を有する。電解質としてゲルポリマー電解質を用いることで電解質の流動性がなくなり、各層間のイオン伝導性を遮断することで容易になる点で優れている。マトリックスポリマー（ホストポリマー）として用いられるイオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン（ＰＶｄＦ−ＨＥＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびこれらの共重合体等が挙げられる。
【００６９】
ゲルポリマー電解質のマトリックスポリマーは、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度を発現しうる。架橋構造を形成させるには、適当な重合開始剤を用いて、高分子電解質形成用の重合性ポリマー（例えば、ＰＥＯやＰＰＯ）に対して熱重合、紫外線重合、放射線重合、電子線重合等の重合処理を施せばよい。
【００７０】
［正極集電板および負極集電板］
集電板１３４ａ、１３４ｂを構成する材料は、特に制限されず、リチウムイオン二次電池用の集電板として従来用いられている公知の高導電性材料が用いられうる。集電板１３４ａ、１３４ｂの構成材料としては、例えば、アルミニウム、銅、チタン、ニッケル、ステンレス、これらの合金等の金属材料が好ましい。軽量、耐食性、高導電性の観点から、より好ましくはアルミニウム、銅であり、特に好ましくはアルミニウムである。なお、正極集電板１３４ａと負極集電板１３４ｂとでは、同一の材料が用いられてもよいし、異なる材料が用いられてもよい。
【００７１】
［シール部］
シール部１５０は、集電体１３１同士の接触や単セル１２０の端部における短絡を防止する機能を有する。シール部１５０を構成する材料としては、絶縁性、シール性（液密性）、電池動作温度下での耐熱性等を有するものであればよい。例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリイミド樹脂、ゴム（エチレン−プロピレン−ジエンゴム：ＥＰＤＭ）、等が用いられうる。また、イソシアネート系接着剤や、アクリル樹脂系接着剤、シアノアクリレート系接着剤などを用いてもよく、ホットメルト接着剤（ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂）などを用いてもよい。なかでも、耐食性、耐薬品性、作り易さ（製膜性）、経済性等の観点から、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂が、絶縁層の構成材料として好ましく用いられ、非結晶性ポリプロピレン樹脂を主成分とするエチレン、プロピレン、ブテンを共重合した樹脂を用いることが好ましい。
【００７２】
［外装体］
図８に示すように、外装体１１２は、可撓性を有するシート材によって構成さる。可撓性を有するシート材としては、特に限定されないが、高出力化や冷却性能に優れ、ＥＶ、ＨＥＶ用の大型機器用電池に好適に利用することができるという観点からはラミネートフィルムによって構成することが好ましい。ラミネートフィルムには、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、アルミニウム、ナイロンをこの順に積層してなる３層構造のラミネートフィルム等を用いることができるが、これらに何ら制限されるものではない。また、外部から掛かる発電要素１１１への群圧を容易に調整することができることから、外装体１１２はアルミネートラミネートがより好ましい。
【００７３】
以上説明したように、本形態に係る電池パック１０は、電池１００と、冷却部２０と、変形抑制部４０と、を有する。ここで、電池１００は、電極活物質１６１を含む非結着体からなる電極活物質層１３２が集電体１３１の表面に形成されてなる電極１３０と、電解質層１４０とを積層した発電要素１１１が可撓性を有する外装体１１２に収容されてなる。冷却部２０は、積層方向Ｚにおいて電池１００の表面１００Ｓに対して加圧された状態で接触する。そして、冷却部２０は、冷媒ＣＭを保持する内部空間２０Ａを形成し、電池１００の表面１００Ｓに接触する接触面２０Ｓよりも面方向の外側に突出した端部２０Ｅを備える。また、変形抑制部４０は、冷却部２０の端部２０Ｅの積層方向Ｚの変形を抑制する。
【００７４】
上記構成を備える電池パック１０によれば、冷却部２０が電池１００から加圧された状態において、変形抑制部４０は、内圧Ｐ１による冷却部２０の端部２０Ｅの変形を抑制することができる。その結果、冷却部２０から電池１００にかかる面圧分布を低減し、冷却部２０の加圧による電極１３０の変形を抑制しつつ効率的に電池１００を冷却できる。
【００７５】
また、上述した本形態では変形抑制部４０は、冷却部２０の端部２０Ｅに対して積層方向Ｚに沿う加圧力Ｐ２を付与する加圧部４１によって構成される。加圧部４１は、冷却部２０の端部２０Ｅに対して、内部空間２０Ａの内圧Ｐ１に対向する加圧力Ｐ２を付与する。これにより、加圧部４１は、電池１００から加圧された状態において、内圧Ｐ１による冷却部２０の端部２０Ｅの膨張を抑制することができる。
【００７６】
また、加圧部４１の加圧力Ｐ２は、電池１００から加圧された状態における冷却部２０の内部空間２０Ａの内圧Ｐ１以上の値に設定することが好ましい。これにより、冷却部２０の内部空間２０Ａの内圧Ｐ１による冷却部２０の端部２０Ｅの膨張をより確実に抑制することができる。
【００７７】
また、上述した本形態では冷却部２０は、接触面２０Ｓの面方向に沿って平坦な平坦部２１と、平坦部２１の一部から内部空間２０Ａ側に向かって凹み、内部空間２０Ａに冷媒ＣＭの流路を形成する複数の凹部２２と、を備える。変形抑制部４０によって冷却部２０の端部２０Ｅの変形を抑制することによって積層方向Ｚにおける冷却部２０の平坦部２１の厚みを均一にすることができる。これにより、冷却部２０の平坦部２１が面方向に略平行になるため、平坦部２１によって電池１００に対して均等な面圧を付与できる。その結果、面圧分布をより一層低減して電極１３０の変形を抑制することができる。また、凹部２２によって冷媒ＣＭの流路を形成することによって、冷媒ＣＭを内部空間２０Ａ内を円滑に循環させることができ、冷却部２０による冷却効率を高めることができる。
【００７８】
また、電極活物質層１３２の面方向に沿う面の面積は、５００ｃｍ２以上であることが好ましい。電極活物質層１３２の面積が大きいほど、冷却部２０から受ける加圧力が偏在化した場合に、電極１３０が変形する課題がより顕著となる。このため、接触面２０Ｓの面圧を均等にして電極活物質層１３２の変形を抑制する本発明の作用効果をより一層顕著に発現させることができる。
【００７９】
また、冷却部２０の接触面２０Ｓにかかる加圧力Ｐ３は、２０ｋＰａ以上であることが好ましい。非結着活物質層を用いた場合の電池１００の内部抵抗は加圧力Ｐ３に対して感度が高く、乾燥電極の場合よりも大きな加圧力Ｐ３を印加しなければ電池１００の内部抵抗が十分に低下しない。また、加圧力Ｐ３が大きい場合、冷却部２０の接触面２０Ｓに押圧されて圧縮されることによって、冷媒ＣＭが端部２０Ｅに移動して端部２０Ｅがより膨張しやすくなる。冷却部２０の端部２０Ｅが膨張すると非結着活物質層に偏荷重がかかって変形しやすくなる。このため、接触面２０Ｓの面圧を均等にして非結着活物質層を含む電極１３０の変形を抑制する本発明の作用効果をより一層顕著に発現させることができる。
【００８０】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は前述した実施形態において説明した内容のみに限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて適宜変更することが可能である。以下、変形例の一例について説明する。なお、前述した実施形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００８１】
＜変形例１＞
図１０は、変形例１に係る電池パックの変形抑制部４０を説明するための側面図である。変形例１に係る変形抑制部４０は、冷却部２０の端部２０Ｅを補強する補強部２４１によって構成される点で前述した実施形態とは異なる。
【００８２】
補強部２４１は、例えば、冷却部２０の端部２０Ｅの表面に接着や溶接等によって接合された帯状の部材によって構成することができる。図１０に示す形態では、冷却部２０の端部２０Ｅの一部に配置されているが、これに限定されず、端部２０Ｅの全周に巻きつけるように配置してもよい。
【００８３】
冷却部２０の端部２０Ｅにおいて、補強部２４１が配置された部分は、補強部２４１の分だけ肉厚が厚くなるため引張応力に対する剛性が高くなって変形し難くなる。これにより、内圧Ｐ１による冷却部２０の端部２０Ｅの変形を抑制することができる。
【００８４】
また、補強部２４１の許容引張応力は、冷却部２０の内圧Ｐ１から冷却部２０の端部２０Ｅが受ける最大引張応力よりも大きくなるように構成されていることが好ましい。ここで、「補強部２４１の許容引張応力」とは、内圧Ｐ１によって補強部２４１が伸長した際に、電極１３０の変形を抑制できる程度の伸び歪の限界値（許容伸び歪）を生じる引張応力のことを意味する。補強部２４１の許容引張応力は、補強部２４１の破断応力の１０分の１以下に設定することが好ましく、２０分の１以下に設定することがより好ましく、３０分の１以下に設定することが特に好ましい。また、「冷却部２０の端部２０Ｅが受ける最大引張応力」とは、電池１００から加圧力Ｐ３を受けた状態において、冷却部２０の端部２０Ｅが冷媒ＣＭから受ける圧力によって生じる最大の引張応力を意味する。なお、引張応力および伸び歪は、ＪＩＳ  Ｚ  ２２４１（２０１１）に準じて測定することができる。
【００８５】
許容伸び歪の上限値は、電池１００および冷却部２０の大きさにもよっても異なるが、例えば、５％以下であることが好ましく、３％以下であることがより好ましく、０．５％以下であることがさらに好ましく、０．２％以下であることが特に好ましい。補強部２４１の許容引張応力を上記のように設定することによって、冷却部２０の内圧Ｐ１によって補強部２４１が過度に伸長したり破断したりすることなく、冷却部２０の端部２０Ｅが膨張することを確実に抑制することができる。
【００８６】
補強部２４１の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、金属材料や樹脂材料を用いることができる。冷却部２０の熱を放熱する観点から、補強部２４１の構成材料には、例えば銅やアルミニウム等の比熱容量の大きい材料を用いることが好ましい。
【００８７】
＜変形例２＞
図１１は、変形例２に係る電池パックの変形抑制部４０を説明するための側面図である。変形例２に係る変形抑制部４０は、冷却部２０の端部２０Ｅを挟持する把持部材３４１によって構成される点で前述した実施形態とは異なる。
【００８８】
本形態に係る把持部材３４１は、ボルト３４２の先端に形成された加圧面３４１Ｓと、押さえ板３４３との間に冷却部２０の端部２０Ｅを挟み込むクランプから構成される。把持部材３４１は、ボルト３４２を締めたり緩めたりする方向に回転させることによって、加圧面３４１Ｓと押さえ板３４３との間隔を調整することができる。把持部材３４１を用いて冷却部２０の端部２０Ｅを厚み方向（積層方向Ｚ）から挟み込んで固定することによって、冷却部２０の端部２０Ｅが膨張することを確実に抑制することができる。なお、把持部材３４１は、冷却部２０の端部２０Ｅを厚み方向から把持できる限りにおいて、クランプに限定されず、例えば、コイルばね等を備えるクリップから構成することができる。
【００８９】
＜その他の変形例＞
例えば、変形抑制部４０は、加圧部４１、補強部２４１および把持部材３４１のうち２つ以上を組み合わせて構成してもよい。
【００９０】
また、変形抑制部４０は、冷却部２０の端部２０Ｅの積層方向Ｚの変形を抑制できる限りにおいて、上述した構成に限定されず、例えば、冷却部２０の端部２０Ｅの肉厚を部分的に厚くした肉厚部により構成してもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１０      電池パック、
１１      発電要素、
２０      冷却部、
２０Ａ    （冷却部の）内部空間、
２０Ｓ    （冷却部の）接触面、
２０Ｅ    （冷却部の）端部、
２１      平坦部、
２２      凹部、
２３、２４  冷却板、
３０      パックケース、
４０      変形抑制部、
４１      加圧部、
４１Ｓ    加圧面、
２４１    補強部、
３４１    把持部材
３４１Ｓ  加圧面、
１００    電池、
１００Ｓ  表面、
１１１    発電要素、
１１２    外装体、
１２０    単セル、
１３０    電極、
１３０ａ  正極、
１３０ｂ  負極、
１３１    集電体、
１３１ａ  正極集電体、
１３１ｂ  負極集電体、
１３２    電極活物質層、
１３２ａ  正極活物質層、
１３２ｂ  負極活物質層、
１３５    双極型電極、
１４０    電解質層、
１５０    シール部、
１６１    電極活物質、
Ｐ１      冷却部の内圧、
Ｐ２      加圧部の加圧力、
Ｐ３      電池から冷却部が受ける加圧力。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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