(57)【要約】【課題】効率的に電極体を冷却する二次電池および二次電池システムを提供する。【解決手段】実施形態によれば、二次電池は、電極体１２と、電極体から延出している電極端子１３ａ、１３ｂと、電極体および電極端子を覆うラミネート外装１１と、を備えている。ラミネート外装は、冷媒を流通可能な冷媒流路１６ａ、１６ｂを形成する筒状部１４ａ、１４ｂを一体に有している。【選択図】図１Ａ
2014078471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極体と、
前記電極体から延出している電極端子と、
前記電極体および電極端子を覆うラミネート外装と、を備え、
前記ラミネート外装は、冷媒を流通可能な冷媒流路を形成する筒状部を一体に有している二次電池。
【請求項２】
前記筒状部は、前記電極端子を横切って延び、前記電極端子は前記冷媒流路に接している請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
前記ラミネート外装は、前記電極体および電極端子を間に挟んで互いに重ね合わされた下面側ラミネートフィルムと上面側ラミネートフィルムと、を備え、
前記下面側ラミネートフィルムおよび上面側ラミネートフィルムの少なくとも一方は、前記筒状部を一体に有している請求項１又は２に記載の二次電池。
【請求項４】
下面側ラミネートフィルムおよび上面側ラミネートフィルムは、それぞれ前記筒状部を一体に備え、前記筒状部は向かい合って配置され、２つの筒状部により冷媒流路を形成している請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
前記電極端子は、前記電極体から延出する正極側の電極端子および負極側の電極端子を含み、前記２つの電極端子は、前記電極体から相反する方向に突出し、
前記ラミネート外装は、それぞれ前記電極端子を横切って延びる２つの前記筒状部を一体に備えている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項６】
前記電極端子は、前記電極体から延出する正極側の電極端子および負極側の電極端子を含み、前記２つの電極端子は、前記電極体から同一方向に突出し、
前記ラミネート外装の筒状部は、前記２つの電極端子を横切って延びている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項７】
前記冷媒流路内に嵌合され、前記ラミネート外装に密着した絶縁性を有するチューブを備え、前記電極端子の一部は、前記チューブの外面に沿うように形成され、前記ラミネート外装と前記チューブとの間に挟持されている請求項１ないし６のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項８】
前記ラミネート外装は、下面側ラミネートフィルムと、上面側ラミネートフィルムと、を備え、前記下面側ラミネートフィルムおよび上面側ラミネートフィルムは、前記電極体および電極端子を間に挟んで互いに重ね合わされ、互いに融着された複数の融着部を有し、前記電極体と前記冷媒流路との間に位置する融着部において、その少なくとも一部は、融着部の他の部分よりも融着幅が狭い狭幅部を形成している請求項１ないし７のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の二次電池と、
前記二次電池の冷媒流路を通して冷媒を循環させる冷媒供給機構と、
を備える二次電池システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池および二次電池システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電池モジュール、組電池等の二次電池装置は、互いに電気的に接続された複数の電池セルを備えている。車載用や産業用の電池モジュールは、高体積エネルギー密度化の要求が高くなっている。電池モジュールを高レートで動作させる場合、電池セルから発生する熱量が増大するため、電池セルの発熱に応じて冷却を行う必要がある。一般的な冷却方法としては空冷による除熱が考えられているが、空冷は、冷却能力が小さいという課題がある。また、他の冷却方法として、水冷ジャケットを電池モジュール内あるいは電池モジュールの外面に配置し、水冷ジャケット内に冷却水を循環させる方法が考えられている。
【０００３】
一方、電池モジュールの小型化、軽量化を図るため、ラミネート外装体を用いた電池セルが製品化されている。ラミネート型の電池セルは、電極体および電解質をラミネートフィルムで被覆することにより構成されている。ラミネート型の電池セルは、外装材に柔軟性があること、および、充放電により電極体の形状が変化することから、ねじ止めなどで電池セルを直接、モジュール外装材に固定することが困難となる。そこで、一般的には、アルミ板などで個々のラミネート型電池セルを挟み込んでからモジュール化する固定方法、あるいは、缶の中にラミネート型電池セルを設置する固定方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６０４６５号公報
【特許文献２】特開２００６−３３１８７４号公報
【特許文献３】特開２００６−２１０１８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した水冷ジャケットを用いた冷却方式、およびラミネート型電池セルの固定方法では、電池セルを組電池化して電池モジュール（電池パック）化した際に、電池セル単体に対して電池モジュールもしくは電池パックの重量エネルギー効率および体積エネルギー効率が著しく低下してしまう。
【０００６】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その課題は、重量エネルギー効率、体積エネルギー効率に優れているとともに冷却効率の高い二次電池、および二次電池システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によれば、二次電池は、電極体と、前記電極体から延出している電極端子と、前記電極体および電極端子を覆うラミネート外装と、を備え、  
前記ラミネート外装は、冷媒を流通可能な冷媒流路を形成する筒状部を一体に有している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】図１Ａは、第１実施形態に係る二次電池の外観を示す斜視図。
【図１Ｂ】図１Ｂは、前記二次電池の接栓部を拡大して示す斜視図。
【図２】図２は、前記二次電池の平面図。
【図３】図３は、図１Ａの線Ａ−Ａに沿った二次電池の断面図。
【図４】図４は、第２実施形態に係る二次電池の外観を示す斜視図。
【図５】図５は、第２実施形態に係る二次電池の平面図。
【図６】図６は、第３実施形態に係る二次電池の外観を示す斜視図。
【図７】図７は、図６の線Ｂ−Ｂに沿った二次電池の断面図。
【図８】図８は、第４実施形態に係る二次電池を線Ｂ−Ｂに相当する線に沿った断面図。
【図９】図９は、第５実施形態に係る二次電池の平面図。
【図１０】図１０は、図９の線Ｃ−Ｃに沿った二次電池の断面図。
【図１１】図１１は、第１実施形態に係る二次電池を含む二次電池システムを概略的に示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照しながら、実施形態に係る二次電池および二次電池システムについて詳細に説明する。  
（第１実施形態）  
図１Ａは、第１実施形態に係る二次電池の外観を示す斜視図、図１Ｂは、接栓部を拡大して示す斜視図、図２は、二次電池の平面図、図３は、図１Ａの線Ａ−Ａに沿った二次電池の断面図である。
【００１０】
図１Ａないし図３に示すように、二次電池（電池セル）１０は、リチウムイオン電池などの非水電解質二次電池を用い、更に、ラミネート型の二次電池として構成されている。二次電池１０は、正極板、セパレータ、負極板を積層して形成された電極コイル（電極体）１２と、電極体を電解質とともに覆うラミネート外装１１と、電極コイル１２からラミネート外装１１の外部に延出する正極、負極の一対の電極端子（接続端子あるいはタブ）１３ａ、１３ｂと、電極端子１３ａ、１３ｂを横切るようにラミネート外装１１に形成され冷媒流路を形成する筒状部１４ａ、１４ｂと、を備えている。
【００１１】
電極コイル１２は、例えば、正極板、セパレータ、負極板をコイル状に捲回し、押圧することにより扁平な直方体状に形成されている。あるいは、電極体は、複数枚の矩形板状の正極板および複数枚の矩形板状の負極板を、セパレータを挟んで交互に積層することにより、構成してもよい。
【００１２】
電極コイル１２の正極板は、たとえば、正極側集電体としての金属箔の両面に、正極活性物質を塗布したものである。負極板は、負極側集電体としての金属箔に両面に、負極活性物質を塗布したものである。
【００１３】
正極板には複数の電極タブが固定され、正極板を捲回した際、複数の電極タブが互いに重なり、かつ、レーザ溶接等によって互いに接合されることにより、帯状の電極端子１３ａを形成している。同様に、負極板には複数の電極タブが固定され、負極板を捲回した際、複数の電極タブが互いに重なり、かつ、レーザ溶接等によって互いに接合されることにより、帯状の電極端子１３ｂを形成している。
【００１４】
正極側の電極端子１３ａは、電極コイル１２から、この電極コイルの軸方向（長手方向あるいはコイルの巻きの中心軸方向）一方側へ延出している。負極側の電極端子１３ｂは、電極コイル１２から、電極体の軸方向（長手方向）他方側へ延出している。すなわち、電極端子１３ａ、１３ｂは、電極コイル１２から相反する方向に延出している。
【００１５】
電極コイル１２および電極端子１３ａ、１３ｂの大部分、つまり、電極端子の電極コイル側の大部分は、ラミネートフィルム等からなるラミネート外装１１により気密に被覆されている。そして、ラミネート外装１１内において、電極コイル１２の周囲に、電解質が注入、充填されている。電極端子１３ａ、１３ｂの延出端部は、ラミネート外装１１から外部に延出している。
【００１６】
ラミネートフィルムは、例えば、熱融解性を有する樹脂層と、金属薄膜などから成る非通気層と、ナイロンなどから成る保護層とがこの順番に積層された３層構造のラミネートフィルムを用いている。ラミネート外装１１は、電極コイル１２および電極端子１３ａ、１３ｂを間に挟んで、２枚のラミネートフィルムをプレス加工することで形成される。２枚のラミネートフィルムは、例えば、加熱を伴うプレス加工（熱融着）などによって、周縁部同士が気密に熱融着される。あるいは、ラミネート外装材２０は、１枚の長いラミネートフィルムを途中で折り返し、重ね合わせた状態でプレス加工することにより形成してもよい。
【００１７】
ラミネート外装１１において、電極コイル１２の片面、ここでは、下面側に位置する下面側ラミネートフィルム１１ａは、ほぼ矩形状に形成され、その長手方向の長さは、電極コイル１２および電極コイル１２から突出している電極端子１３ａ、１３ｂの合計の長さよりも僅かに短く、幅方向の長さは、電極コイル１２の幅よりも長く形成されている。これにより、下面側ラミネートフィルム１１ａは、電極コイル１２の下面および電極端子１３ａ、１３ｂの大部分を覆っている。
【００１８】
電極コイル１２の他面、ここでは、上面、および４方の側面を覆う上面側ラミネートフィルム１１ｂは、電極コイル１２を覆った後の長手方向の長さが、下面側ラミネートフィルム１１ａの長さと等しくなるように形成され、また、電極コイル１２を覆った後の幅方向長さが、下面側ラミネートフィルム１１ａの幅と等しくなるように形成されている。更に、上面側ラミネートフィルム１１ｂは、冷媒を流通可能な冷媒流路を規定する筒状部１４ａ、１４ｂを一体に備えている。
【００１９】
本実施形態において、一方の筒状部１４ａは、電極コイル１２の一端とラミネート外装１１の一端との間に形成されている。筒状部１４ａは、電極端子１３ａ上を横切って延びているとともに、ラミネート外装１１の幅方向の全長に亘って延びている。筒状部１４ａは、上面側ラミネートフィルム１１ｂの一部を円弧状に成形することにより形成されている。そして、筒状部１４ａおよび下面側ラミネートフィルム１１ａにより、冷媒を流通可能な冷媒流路１６ａが形成されている。冷媒流路１６ａは、電極端子１３ａの上面に接しているとともに、ラミネート外装１１の幅方向両端に開口している。  
冷媒流路１６ａの両端開口には、それぞれ筒状部１４ａを形成するための半円形状の支持枠１７ａが嵌合され、更に、この支持枠に接栓体１５ａが脱着可能に装着されている。
【００２０】
他方の筒状部１４ｂは、電極コイル１２の他端とラミネート外装１１の他端との間に形成されている。筒状部１４ｂは、電極端子１３ｂ上を横切って延びているとともに、ラミネート外装１１の幅方向の全長に亘って延びている。筒状部１４ｂは、上面側ラミネートフィルム１１ｂの一部を円弧状に成形することにより形成されている。そして、筒状部１４ｂおよび下面側ラミネートフィルム１１ａにより、冷媒を流通可能な冷媒流路１６ｂが形成されている。冷媒流路１６ｂは、電極端子１３ｂの上面に接しているとともに、ラミネート外装１１の幅方向両端に開口している。  
冷媒流路１６ｂの両端開口には、それぞれ筒状部１４ｂを形成するための半円形状の支持枠１７ｂが嵌合され、更に、この支持枠１７ｂに接栓体１５ｂが脱着可能に装着されている。
【００２１】
支持枠１７ａ、１７ｂは、たとえば、耐熱プラスチックなどで形成され、ラミネート外装１１に固定されている。接栓体１５ａ、１５ｂは、例えば、合成樹脂で形成され、支持枠に脱着可能に嵌め込まれている。支持枠および接栓体１５ａ、１５ｂは、ラミネート外装１１のプレス加工時に冷媒流路１６ａ、１６ｂが押しつぶされることを防止し、冷媒流路を規定する筒状部１４ａ、１４ｂの形成を補助する。
【００２２】
次に、ラミネート外装１１の形成方法について説明する。  
下面側および上面側の２枚のラミネートフィルム１１ａ、１１ｂを重ね合わせ、これらのラミネートフィルムの間に、電極コイル１２、電極コイル１２から突出した電極端子１３、支持枠１７ａ、１７ｂおよび接栓体１５ａ、１５ｂを挟み込む。電極コイル１２は、下面側ラミネートフィルム１１ａの中央部に設置される。また、左右の電極端子１３ａ、１３ｂは、それぞれ先端部が下面側ラミネートフィルム１１ａの両端から長手方向に突出するように配置される。支持枠および接栓体１５ａ、１５ｂは、各電極端子１３ａ、１３ｂの両側で、下面側ラミネートフィルム１１ａの両側縁部にそれぞれ設置される。
【００２３】
次に、２枚のラミネートフィルム１１ａ、１１ｂを上下からプレス加工および加熱する。これにより、筒状部１４ａ、１４ｂを除いて、電極コイル１２の周囲、およびラミネートフィルムの長手方向両端部で下面側ラミネートフィルム１１ａと上面側ラミネートフィルム１１ｂとを気密に熱融着する。また、上面側ラミネートフィルム１１ｂの一部が、支持枠１７ａ、１７ｂおよび接栓体１５ａ、１５ｂに沿って、円弧状、半円筒状に成形され、筒状部１４ａ、１４ｂを形成する。そして、筒状部１４ａ、１４ｂにより、電極端子１３ａ、１３ｂを横切る冷媒流路１６ａ、１６ｂを形成する。なお、支持枠および接栓体１５ａ、１５ｂは、下面側ラミネートフィルム１１ａと上面側ラミネートフィルム１１ｂとの間に挟持され、ラミネート外装１１に固定される。
【００２４】
電解液を注入するために、電極コイル１２が格納されている空間から外部に繋がるように、ラミネートフィルムの一部は熱融着を行わず、電解液注入用の流路を形成しておく。そして、この流路から電極コイル１２の周囲に電解液を注入する。注入後、再度、融着部を加熱プレスすることにより、電解液注入用の流路を熱融着により閉じ、電解液を収納している空間を密閉する。
【００２５】
なお、ラミネートフィルムのプレス加工は、ラミネート外装１１の内側面が電極コイル１２の外周面に密着して沿うように、真空引きが行われている場所で行われてもよい。ラミネート外装１１の形成方法は、特定の方法に限定されるものではない。
【００２６】
二次電池１０の使用時には、支持枠１７ａ、１７ｂから接栓体１５ａ、１５ｂが外され、冷媒流路１６ａ、１６ｂが開放される。そして、冷媒流路１６ａ、１６ｂの一端側に冷媒を供給するための供給用の配管あるいはチューブを接続し、冷媒流路１６ａ、１６ｂの他端側に冷媒排出用の配管あるいはチューブを接続する。そして、これらの配管あるいはチューブを通して、二次電池装置１０の冷媒流路に冷媒を供給、流通する。これにより、電極端子１３ａ、１３ｂを冷媒流路１６ａ、１６ｂを流れる冷媒によって直接、冷却することができる。冷媒としては、電気的絶縁性を有する液冷媒、例えば、絶縁油、トランス油、リン酸トリフェニル、リン酸トリオクチル、ハイドロフルオロエーテル、フッ素系不活性液体、等、あるいは、水、冷却空気を用いることができる。冷媒は、特定の物質に限定されるものではない。
【００２７】
以上のように構成された二次電池１０によれば、アルミ板で挟むなどの他の部材を使用することなく、且つ効率的に二次電池を冷却することが可能となり、セル単体を組電池化した際のセル単体に対して重量エネルギー密度、体積エネルギー密度の低下の少ない電池モジュール、電池パック等を提供することが可能となる。また、二次電池のラミネート外装の成形と同時に、冷媒流路を形成するための筒状部を一体に成形することができ、冷却機能部の製造工数を著しく削減することが可能となる。同時に、漏液防止処置が容易となる。
【００２８】
冷媒流通箇所が限定されるため、従来のジャケット方式に対して、冷媒使用量が少なくて済み、軽量・低コスト化が可能となる。冷媒流路は、電極端子（タブ）を横切るように設けられているため、熱伝導率の良い電極端子部分に冷媒を直接当て、電極端子および二次電池を効率良く冷却することができる。また、筒状部の最小体積化と冷媒使用量の最小化が可能となる。更に、冷媒流路の周囲は、絶縁性のラミネートフィルムで覆われているため、冷媒として水を使用することも可能であり、冷却コストの低減を図ることができる。  
以上のことから、重量エネルギー効率、体積エネルギー効率に優れているとともに冷却効率の高い二次電池が得られる。
【００２９】
なお、ラミネート外装の筒状部は、電極端子を横切る位置に限らず、ラミネート外装の他の側縁に沿って、あるいは、電極体の周囲に設けてもよい。この場合でも、筒状部により冷媒を流通可能な冷媒流路をラミネート外装に一体に形成することができる。
【００３０】
次に、他の実施形態に係る二次電池について説明する。なお、以下に説明する他の実施形態において、前述した第１実施形態と同一の部分には、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を中心に詳しく説明する。
【００３１】
（第２実施形態）  
第２実施形態に係る二次電池について説明する。図４は、第２実施形態に係る二次電池の外観を示す斜視図、図５は、第２実施形態に係る二次電池の外観を示す平面図である。  
第２実施形態では、電極端子１３ａ、１３ｂが電極コイル（電極体）１２から同一方向に延出している点、および冷媒流路を形成する筒状部１４がラミネート外装１１の長辺に沿って延び、２つの電極端子１３ａ、１３ｂを横切って設けられている点で、第１実施形態と構成が相違している。
【００３２】
図４および図５に示すように、二次電池（電池セル）１０は、リチウムイオン電池などの非水電解質二次電池を用い、更に、ラミネート型の二次電池として構成されている。二次電池１０は、電極コイル（電極体）１２と、電極体を電解質とともに覆うラミネート外装１１と、電極コイル１２からラミネート外装１１の外部に延出する正極、負極の一対の電極端子（接続端子あるいはタブ）１３ａ、１３ｂと、２つの電極端子１３ａ、１３ｂを横切るようにラミネート外装１１に形成され冷媒流路を形成する筒状部１４と、を備えている。
【００３３】
電極コイル１２は、例えば、正極板、セパレータ、負極板をコイル状に捲回し、押圧することにより扁平な直方体状に形成されている。正極板には複数の電極タブが間隔を置いて固定され、正極板を捲回した際、複数の電極タブが互いに重なり、かつ、レーザ溶接等によって互いに接合されることにより、帯状の電極端子１３ａを形成している。同様に、負極板には複数の電極タブが間隔を置いて、かつ、正極側の電極タブと交互に固定され、負極板を捲回した際、複数の電極タブが互いに重なり、かつ、レーザ溶接等によって互いに接合されることにより、帯状の電極端子１３ｂを形成している。
【００３４】
正極側の電極端子１３ａおよび負極側の電極端子１３ｂは、電極コイル１２から、この電極コイルの軸方向（長手方向あるいはコイルの巻きの中心軸方向）に沿って同一の方向に延出している。また、電極端子１３ａ、１３ｂは、互いに平行に、かつ、間隔を置いて設けられている。
【００３５】
ラミネート外装１１は、例えば、１枚のラミネートフィルムを中途部で折り返し、かつ、電極コイル１２および電極端子１３ａ、１３ｂを間に挟んで重ね合わせ、周縁部同士を互いに融着することにより形成されている。１枚のラミネートフィルムを折り重ねることにより形成された下面側ラミネートフィルム１１ａおよび上面側ラミネートフィルム１１ｂは、電極コイル１２の幅および長さよりも大きな幅および長さを有している。そして、電極端子１３ａ、１３ｂは、ラミネート外装１１の一方の長辺から外方に突出している。
【００３６】
本実施形態において、上面側ラミネートフィルム１１ｂの一部は、筒状部１４を一体に有している。この筒状部１４は、電極コイル１２の一端とラミネート外装１１の長辺との間に形成され、長辺と平行に延びている。筒状部１４は、２つの電極端子１３ａ、１３ｂ上を横切って延びているとともに、ラミネート外装１１の長手方向の全長に亘って延びている。筒状部１４は、上面側ラミネートフィルム１１ｂの一部を円弧状に成形することにより形成されている。そして、筒状部１４ａおよび下面側ラミネートフィルム１１ａにより、冷媒を流通可能な冷媒流路１６が形成されている。冷媒流路１６は、電極端子１３ａ、１３ｂの上面に接しているとともに、ラミネート外装１１の長手方向両端に開口している。
【００３７】
冷媒流路１６の両端開口には、それぞれ筒状部１４を形成するための半円形状の支持枠１７ａが嵌合され、更に、この支持枠に接栓体１５ａが脱着可能に装着されている。
【００３８】
二次電池１０の使用時には、支持枠１７ａから接栓体１５ａが外され、冷媒流路１６が開放される。そして、冷媒流路１６の一端側に冷媒を供給するための供給用の配管あるいはチューブを接続し、冷媒流路１６の他端側に冷媒排出用の配管あるいはチューブを接続する。そして、これらの配管あるいはチューブを通して、二次電池装置１０の冷媒流路に冷媒を供給、流通する。これにより、電極端子１３ａ、１３ｂを冷媒流路１６ａ、１６ｂを流れる冷媒によって直接、冷却することができる。
【００３９】
以上のように構成された二次電池１０においても、前述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、重量エネルギー効率、体積エネルギー効率に優れているとともに冷却効率の高い二次電池が得られる。また、第２実施形態に係る二次電池１０によれば、冷媒流路を１本とすることにより、より構成が簡素化し、製造が容易となるとともに、冷却系の構成を簡素化することが可能となる。更に、本実施形態に係る二次電池は、２本の電極端子１３ａ、１３ｂが同一方向に延出しているため、第１実施形態に係る二次電池と、異なる向きに設置でき、異なる電池モジュールの形成が可能となる。
【００４０】
（第３実施形態）  
次に、第３実施形態に係る二次電池について説明する。図６は、第３実施形態に係る二次電池の外観を示す斜視図、図７は、図６の線Ｂ−Ｂに沿った二次電池の断面図である。
【００４１】
第３実施形態では、電極端子１３ａ、１３ｂが電極コイル１２の厚さ方向中央部から突出している点、および、下面側ラミネートフィルムおよび上面側ラミネートフィルムの両方が筒状部を有し、これらの筒状部により電極端子１３の両面に接触する冷媒流路が形成されている点で第１実施形態と相違している。第２実施形態において、他の構成は、前述した第１実施形態の二次電池と同一である。
【００４２】
図６および７に示すように、二次電池１０は、電極コイル１２、電極コイル１２から相反する方向に延出する２つの電極端子１３ａ、１３ｂ、およびこれら電極コイル１２、電極端子１３ａ、１３ｂを覆うラミネート外装１１を備えている。ラミネート外装１１は、下面側ラミネートフィルム１１ａと上面側ラミネートフィルム１１ｂとを備え、これらのラミネートフィルム間に電極コイル１２、電極端子１３ａ、１３ｂ、および円筒状の支持枠１７ａ、１７ｂを挟みこんで、周縁部同士が熱融着されている。
【００４３】
下面側ラミネートフィルム１１ａは、電極コイル１２の下側半分および電極端子１３ａ、１３ｂの下面に密着するようにプレス成形され、同様に、上面側ラミネートフィルム１１ｂは、電極コイル１２の上側半分および電極端子１３ａ、１３ｂの上面に密着するようにプレス成形されている。電極コイル１２の厚さ方向中央部から延出する電極端子１３ａ、１３ｂの先端部は、ラミネート外装１１の両端縁から外方に突出している。
【００４４】
上面側ラミネートフィルム１１ｂは、冷媒を流通可能な冷媒流路を規定する筒状部１４ａ、１４ｂを一体に備えている。筒状部１４ａは、電極コイル１２の一端とラミネート外装１１の一端との間に形成されている。一方の筒状部１４ａは、電極端子１３ａ上を横切って延びているとともに、ラミネート外装１１の幅方向の全長に亘って延びている。筒状部１４ａは、上面側ラミネートフィルム１１ｂの一部を円弧状に成形することにより形成されている。他方の筒状部１４ｂは、電極コイル１２の他端とラミネート外装１１の他端との間に形成されている。筒状部１４ｂは、電極端子１３ｂ上を横切って延びているとともに、ラミネート外装１１の幅方向の全長に亘って延びている。
【００４５】
また、本実施形態によれば、下面側ラミネートフィルム１１ａは、冷媒を流通可能な冷媒流路を規定する筒状部２１ａ、２１ｂを一体に備えている。筒状部２１ａは、電極コイル１２の一端とラミネート外装１１の一端との間に形成され、上面側ラミネートフィルム１１ｂの筒状部１４ａと向かい合っている。筒状部２１ａは、電極端子１３ａの下を横切って延びているとともに、ラミネート外装１１の幅方向の全長に亘って延びている。筒状部２１ａは、下面側ラミネートフィルム１１ａの一部を円弧状に成形することにより形成されている。他方の筒状部２１ｂは、電極コイル１２の他端とラミネート外装１１の他端との間に形成され、上面側ラミネートフィルム１１ｂの筒状部１４ｂと向かい合っている。筒状部２１ｂは、電極端子１３ｂ下を横切って延びているとともに、ラミネート外装１１の幅方向の全長に亘って延びている。
【００４６】
互いに向かい合う筒状部１４ａおよび筒状部２１ａにより、冷媒を流通可能な断面円形の冷媒流路１６ａが形成されている。冷媒流路１６ａは、電極端子１３ａの上面および下面に接しているとともに、ラミネート外装１１の幅方向両端に開口している。冷媒流路１６ａの両端開口には、それぞれ筒状部１４ａ、２１ａを形成するための円形状の支持枠１７ａが嵌合され、更に、この支持枠に接栓体１５ａが脱着可能に装着されている。
【００４７】
また、互いに向かい合う筒状部１４ｂおよび筒状部２１ｂにより、冷媒を流通可能な断面円形の冷媒流路１６ｂが形成されている。冷媒流路１６ｂは、電極端子１３ａの上面および下面に接しているとともに、ラミネート外装１１の幅方向両端に開口している。冷媒流路１６ｂの両端開口には、それぞれ筒状部１４ｂ、２１ｂを形成するための円形状の支持枠１７ｂが嵌合され、更に、この支持枠に接栓体１５ｂが脱着可能に装着されている。
【００４８】
支持枠１７ａ、１７ｂは、たとえば、耐熱プラスチックなどで形成され、ラミネート外装１１に固定されている。接栓体１５ａ、１５ｂは、例えば、合成樹脂で形成され、支持枠に脱着可能に嵌め込まれている。支持枠および接栓体１５ａ、１５ｂは、ラミネート外装１１のプレス加工時に冷媒流路１６ａ、１６ｂが押しつぶされることを防止し、冷媒流路を規定する筒状部１４ａ、１４ｂの形成を補助する。
【００４９】
冷媒流路１６の両端開口には、それぞれ筒状部１４を形成するための半円形状の支持枠１７ａが嵌合され、更に、この支持枠に接栓体１５ａが脱着可能に装着されている。
【００５０】
二次電池１０の使用時には、支持枠１７ａから接栓体１５ａが外され、冷媒流路１６が開放される。そして、冷媒流路１６の一端側に冷媒を供給するための供給用の配管あるいはチューブを接続し、冷媒流路１６の他端側に冷媒排出用の配管あるいはチューブを接続する。そして、これらの配管あるいはチューブを通して、二次電池装置１０の冷媒流路に冷媒を供給、流通する。これにより、電極端子１３ａ、１３ｂを冷媒流路１６ａ、１６ｂを流れる冷媒によって直接、冷却することができる。
【００５１】
以上のように構成された二次電池１０においても、前述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。すなわち、重量エネルギー効率、体積エネルギー効率に優れているとともに冷却効率の高い二次電池が得られる。また、第３実施形態に係る二次電池１０によれば、冷媒流路１６ａ、１６ｂは、電極端子１３ａ、１３ｂの両面に接触していることから、冷媒流路を流れる冷媒が電極端子１３ａ、１３ｂを両面に接触し、電極端子をより効果的に冷却することができる。  
なお、筒状部および冷媒流路は、断面形状を円形としているが、これに限らず、楕円形、多角形等、他の形状としてもよい。また、第３実施形態に特有の構造は、第２実施形態に係る二次電池に適用してもよい。
【００５２】
（第４実施形態）  
次に、第４実施形態に係る二次電池ついて説明する。図８は、図６の線Ｂ−Ｂに相当する線に沿った二次電池１０の断面図である。  
図８に示すように、本実施形態に係る二次電池１０では、上面側および下面側ラミネートフィルム１１ａ、１１ｂの筒状部１４ａ、２１ａにより規定された冷媒流路１６ａ内にチューブ２２が設置され、このチューブ２２は、上下のラミネートフィルム１１ａ、１１ｂに密着している。そして、チューブ２２を通して冷媒を流通することができる。また、電極端子１３ａは、チューブ２２の外周面に沿って延び、チューブ２２に密着している。
【００５３】
チューブ２２は、絶縁性を有し、伝熱性に優れ、かつ、水分を透過しにくい材料、例えば、絶縁性金属で形成される。チューブ２２を絶縁体で構成することで、冷媒として水などの導電性の液冷媒を使用した場合でも電極端子がショートすることを防止できる。また、チューブ２２を水分を透過させない材料で構成することで、電極端子に錆が生じることを防止できる。そして、チューブ２２を通して冷媒を流すことにより、チューブ２２を介して電極端子１３ａを効率的に冷却することができる。
【００５４】
二次電池１０の他の構成は、前述した第１実施形態あるいは第３実施形態と同一である。二次電池１０使用時における冷却工程は、第１実施形態と同様であり、その詳細な説明は省略する。なお、第４実施形態に特有の構造は、第１実施形態、第２実施形態に係る二次電池にも適用可能である。
【００５５】
（第５実施形態）  
次に、第５実施形態に係る二次電池ついて説明する。図９は、第５実施形態に係る二次電池１０の平面図、図１０は、図９の線Ｃ−Ｃに沿った二次電池の断面図である。
【００５６】
図９および図１０に示すように、二次電池１０のラミネート外装１１は、上下のラミネートフィルム１１ａ、１１ｂが互いに融着している融着部（シール部あるいは融着領域）２４を有している。この融着部１７は、電極コイル１２の周囲、電極コイル１２と冷媒流路１６との間、冷媒流路とラミネート外装１１の一端縁との間、にそれぞれ形成されている。
【００５７】
本実施形態によれば、電極コイル１２と冷媒流路１６との間に位置する融着部２４において、その少なくとも一部、あるいは、全部は、融着部の他の部分よりも融着幅が狭い狭幅部２６として形成および融着されている。この狭幅部２６は、例えば、２つの電極端子１３ａ、１３ｂの間に設けられている。狭幅部２６は、幅が狭い分、融着部２４の他の領域に比べて、融着強度が低くなっている。狭幅部２６は、プレス加工によってラミネートフィルムを融着する際、狭幅部２６に対応するプレス型の一部を他の部分よりも細く形成しておくことにより、形成することができる。
【００５８】
このような狭幅部２６を電極コイル１２と冷媒流路１６との間に設けることにより、電極コイル１２からのガス発生により電極コイルを収納している空間１９内の圧力が所定圧力よりも上昇した場合、融着強度の弱い狭幅部２６の融着が剥がれ、上記空間１９と冷媒流路１６とを繋ぐ流路を形成する。これにより、空間１９内で発生したガスは、狭幅部２６を通して冷媒流路１６に逃がされる。従って、発生ガスが外部に流出することを防止できるとともに、ガス発生の際、ガスリーク箇所を特定でき、かつ、ガスの流路を制御することが可能となる。
【００５９】
第５実施形態において、二次電池１０の他の構成は、前述した第２実施形態に係る二次電池と同一であり、その詳細な説明は省略する。なお、第５実施形態に特有の構造は、第１実施形態、第３実施形態に係る二次電池に適用してもよい。
【００６０】
（二次電池システム）
次に、第１実施形態に係る二次電池を備える二次電池システムについて説明する。  
図１１は、二次電池システムの構成例を概略的に示す図である。  
図１１に示すように、二次電池システム３０は、複数の二次電池１０ａないし１０ｎを並べて配置した電池モジュール３２と、二次電池１０ａないし１０ｎに冷媒、例えば、液冷媒を供給および循環する冷媒供給機構と、を備えている。冷媒供給機構は、ポンプ４１、ラジエータ（熱交換器）４２、送風装置４３、リザーバタンク４４、および配管４５などを備えている。配管４５は、液冷媒４６で満たされている。また、二次電池システム３０は、二次電池、および冷媒供給機構の動作を制御する図示しないコントローラを備えている。
【００６１】
二次電池１０ａないし１０ｎの各々は、第１実施形態に係る二次電池１０と同様の構成を有している。二次電池１０ａないし１０ｎは、互いに平行に、かつ、僅かな隙間を置いて並んで配置されている。二次電池１０ａないし１０ｎは、図示しないバスバーによって電極端子１３ａ、１３ｂを互いに電気的に接続することにより、互いに直列又は並列に接続されている。なお、二次電池システム３０が備える二次電池の個数は、特定の個数に限定されるものではない。
【００６２】
冷媒供給機構において、ポンプ４１の吐出口に接続されている配管４５ａは、途中で配管４５ｂ、４５ｃに分岐している。配管４５ｂは、電池モジュール３２とほぼ平行に延び、二次電池１０ａないし１０ｎの上側の冷媒流路１６ａあるいは１６ｂの一端に接続されている。配管４５ｂは、電池モジュール３２とほぼ平行に延びているとともに、配管４６ｂの鉛直方向下方に位置し、二次電池１０ａないし１０ｎの下側の冷媒流路１６ａあるいは１６ｂの一端に接続されている。
【００６３】
二次電池１０ａないし１０ｎを挟んで、配管４５ｂの反対側に配管４５ｄが配置され、更に、配管４５ｃの反対側に配管４５ｅが配置され、それぞれ電池モジュール３２とほぼ平行に延びている。配管４５ｂは、二次電池１０ａないし１０ｎの上側の冷媒流路１６ａあるいは１６ｂの他端に接続されている。配管４５ｃは、二次電池１０ａないし１０ｎの下側の冷媒流路１６ａあるいは１６ｂの他端に接続されている。
【００６４】
配管４５ｄおよび４５ｅは、配管４５ｆに統合し、この配管４５ｆは、ラジエータ４２の流入口に接続されている。更に、ラジエータ４２の流出口は、配管４５ｇを通して、ポンプ４１の吸込み口に接続されている。
【００６５】
リザーバタンク４４は、配管４５ｆの中途部に接続されている。リザーバタンク４４は、液冷媒を収容している。そして、リザーバタンク４４は、配管および二次電池を含む冷却系の液冷媒量が過度に増加した場合に、液冷媒を回収するとともに、逆に、冷却系の液冷媒量が不足する場合に、液冷媒を配管へ供給する。リザーバタンク４４によって、二次電池システム３０内を流通する液冷媒４６の量が一定に保たれる。
【００６６】
送風装置４３は、例えば、送風ファンで構成され、ラジエータ４２に対向して設けられている。送風装置４３は、ラジエータ４２に冷却風を送風し、ラジエータ４２における液冷媒の放熱、冷却を促進する。送風装置４３は、たとえば、ファンなどであるが、特定の装置に限定されない。なお、ラジエータ４２および送風装置４３、それぞれ液冷媒４６を冷却するための冷却装置であるが、冷却装置は、特定の構成に限定されるものではない。たとえば、ラジエータ４２の自然放熱のみで十分な冷却効果が得られる場合は、送風装置４３を省略することも可能である。また、ラジエータ４２および送風装置４３を使用しない冷却方法によって、液冷媒４６を冷却してもよい。
【００６７】
本実施形態では、液冷媒４６として、電気的絶縁性を有する液冷媒、例えば、絶縁油、トランス油、リン酸トリフェニル、リン酸トリオオクチル等を用いることができる。冷媒は、特定の冷媒に限定されるものではない。
【００６８】
コントローラは、二次電池システム３０全体の動作を制御するものである。コントローラは、ＣＰＵなどのプロセッサ、種々のメモリおよび各種インターフェイスなどにより構成される。コントローラは、たとえば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）により構成されてもよい。
【００６９】
コントローラは、ポンプ４１、送風装置４３および図示しない圧力センサ、二次電池１０の温度を検出する温度センサ、その他、二次電池システム３０の各部に接続されている。コントローラは、二次電池システム３０の各部から種々の測定データなどを取得し、取得した種々の測定データなどに基づいて二次電池システム３０全体の動作を制御する。
【００７０】
次に、二次電池システム３０の動作例について説明する。  
ポンプ４１が作動すると、ポンプ４１の吐出口から液冷媒４６を配管４５ａへ送り、更に、配管４５ｂ、４５ｃへ送り出す。送り出された液冷媒４６は、配管４５ｂから、各二次電池１０ａないし１０ｂの上側の冷媒流路１６ａあるいは１６ｂに流入し、冷媒流路を通過した後、配管４５ｄへ送られる。また、配管４５ｃに送り出された液冷媒４６は、配管４５ｃから、各二次電池１０ａないし１０ｂの下側の冷媒流路１６ａあるいは１６ｂに流入し、冷媒流路を通過した後、配管４５ｅへ送られる。液冷媒４６は、冷媒流路１６ａ、１６ｂを流れる間、各二次電池１０ａないし１０ｎの電極端子１３ａ、１３ｂに直接、接触し、これらの電極端子１３ａ、１３ｂを冷却する。
【００７１】
冷媒流路１６ａ、１６ｂから配管４５ｄ、４５ｅに流入した液冷媒４６は、これらの配管を通り、配管４５ｆへ送られ、更に、配管４５ｆを通してラジエータ４２へ送られる。ラジエータ４２に流入すると、液冷媒４６は、ラジエータによる放熱および送風装置４３からの送風によって空冷される。冷却された液冷媒４６は、配管４５ｇを通してポンプ４１の吸込口へ送られ、ポンプ４１により、再度、配管４５ａへ送り出される。
【００７２】
液冷媒４６は、上記の流れを繰り返すことで、各二次電池１０ａないし１０ｎの電極端子１３ａ、１３ｂを継続的に冷却する。
【００７３】
上記のように構成された二次電池システムによれば、重量エネルギー効率、体積エネルギー効率に優れ、電池モジュールの小型化、システム全体の小型化を図ることができる。また、複数の二次電池を効率的に冷却することが可能な二次電池システムが得られる。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７５】
１０…二次電池、１１…ラミネート外装、１１ａ…下面側ラミネートフィルム、
１１ｂ…上面側ラミネートフィルム、１２…電極コイル、  
１３、１３ａ、１３ｂ…電極端子、１４ａ、１４ｂ…筒状部、  
１５ａ、１５ｂ…接栓体、１６、１６ａ、１６ｂ…冷媒流路、  
１７ａ、１７ｂ…支持枠、２１ａ、２１ｂ…筒状部、２２…チューブ、  
２４…融着部、２６…狭幅部、４０…二次電池システム、４１…ポンプ、  
４２…ラジエータ、４３…送風装置、４４…リザーバタンク、
４５…配管、４６…液冷媒
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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】
2014078471.tif 000009
【図７】
2014078471.tif 000010
【図８】
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【図９】
2014078471.tif 000012
【図１０】
2014078471.tif 000013
【図１１】
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