(57)【要約】【課題】本発明の課題は、電池缶の膨張を抑制しつつ、角形二次電池の冷却構造を兼ね備えた優れた組電池を得ることである。【解決手段】本発明の組電池８１は、扁平形捲回電極群３１の捲回軸方向Ｘが電池缶１１のセル幅方向Ｃｗに沿って延在する姿勢状態で収容された角形二次電池１を複数並べて、互いに隣り合う電池缶１１の間にスペーサ１０１を介在させることにより、電池缶１１の間に冷却媒体の流路を形成している。スペーサ１０１は、電池缶１１のセル高さ方向Ｃｈに所定間隔をおいて複数配置されており、セル幅方向Ｃｗの一方側から他方側に向かって移行するにしたがって電池缶１１のセル高さ方向Ｃｈ上側に向かって移行する第１傾斜部と、セル高さ方向Ｃｈ下側に向かって移行する第２傾斜部とがセル幅方向Ｃｗに交互に連続して形成された波形状を有している。【選択図】図１１
2014102915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平形捲回電極群の捲回軸方向が電池缶のセル幅方向に沿って延在する姿勢状態で前記扁平形捲回電極群が前記電池缶に収容された角形二次電池を、前記電池缶のセル厚さ方向に複数並べて、互いに隣り合う前記電池缶の間にスペーサを介在させて、前記電池缶のセル幅方向に沿って冷却媒体が流される流路が形成された組電池であって、
前記スペーサは、前記電池缶のセル高さ方向に所定間隔をおいて複数配置されており、前記セル幅方向一方側から他方側に向かって移行するにしたがって前記電池缶のセル高さ方向上側に向かって移行する第１傾斜部と、前記セル幅方向一方側から他方側に向かって移行するにしたがって前記電池缶のセル高さ方向下側に向かって移行する第２傾斜部とが前記電池缶のセル幅方向に交互に連続して形成された波形状を有することを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記スペーサは、前記電池缶のセル幅方向に亘って連続して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記スペーサは、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部との間に角部を有することを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記スペーサは、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部との間に湾曲部を有することを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【請求項５】
前記スペーサは、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部との間に前記電池缶のセル高さ方向に亘って切り欠いた切り欠き部を有することを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の角形二次電池の間にそれぞれスペーサを介在させて角形二次電池を積層した組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、再充電可能な二次電池の分野では、鉛電池、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池等の水溶液系電池が主流であった。しかしながら、電気機器の小型化、軽量化が進むにつれ、高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池が着目され、その研究、開発及び商品化が急速に進められた。
【０００３】
一方、地球温暖化や枯渇燃料の問題から電気自動車（ＥＶ）や駆動の一部を電気モーターで補助するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）が各自動車メーカーで開発され、その電源として高容量で高出力な二次電池が求められるようになってきた。このような要求に合致する電源として、高電圧を有する非水溶液系のリチウムイオン二次電池が注目されている。特に、角形のリチウムイオン二次電池は、パック化した際の体積効率が優れているため、HEV用あるいはEV用として開発への期待が高まっている。
【０００４】
しかし、HEV用あるいはEV用など大電流用途では電池の発熱は避けられず、電池の冷却が必要となる。一般的には、複数の電池を直列およびまたは並列に電気的に接続して構成される組電池の各電池間に隙間を設け、その隙間に空気などの冷却媒体を流すことで冷却を行っている。一方、電池内部では、電池缶内に収容されている電極材料が充放電に伴って膨張し、その影響によって電池缶も膨張する。
【０００５】
この電池缶の膨張を抑制しつつ、電池の冷却を行う手段として、冷却用媒体を通す複数のスリット部を有するスペーサを各電池間に配置する技術が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
また、特許文献２には、リブ同士に挟まれる空間によって冷却空気が流れる流路を構成し、冷却空気の流れに沿って鉛直方向の高さが徐々に低くなるように電池ホルダのリブを形成する技術が提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2006-48996号公報
【特許文献２】特開2008-159439号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１で開示されている構造では、スペーサは、電池容器の開口部と平行に配置されている。HEV用あるいはEV用角形リチウムイオン二次電池では、扁平捲回群の捲回軸方向と電池容器の開口部が平行になる状態で扁平捲回群が電池容器内に収容されている。したがって、スペーサは、扁平捲回群の捲回軸方向と平行に配置されている。
【０００９】
これに対し、扁平捲回群の充放電に伴う膨張によって電池容器に作用する押圧力は、捲回軸方向に対して垂直方向に分布している。したがって、スペーサを捲回軸に対して平行に配置した場合、電池缶の膨張を抑制するのに効率的ではない。
【００１０】
また、特許文献２で開示されている構造では、電池セルのセル幅方向一方側から他方側に向かって移行するにしたがって下方に移行するようにリブが傾斜しているので、セル高さ方向上側と下側の領域に、冷却空気が流れない袋小路の領域が形成される。したがって、電池セルの側面全面に亘って冷却空気を流すことができず、冷却効率が悪くなるおそれがある。
【００１１】
本発明は、上記事案に鑑み、電池缶の膨張を抑制しつつ、角形二次電池の冷却構造を兼ね備えた優れた組電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明は、扁平形捲回電極群の捲回軸方向が電池缶のセル幅方向に沿って延在する姿勢状態で前記扁平形捲回電極群が前記電池缶に収容された角形二次電池を、前記電池缶のセル厚さ方向に複数並べて、互いに隣り合う前記電池缶の間にスペーサを介在させて、前記電池缶のセル幅方向に沿って冷却媒体が流される流路が形成された組電池であって、前記スペーサは、前記電池缶のセル高さ方向に所定間隔をおいて複数配置されており、前記セル幅方向一方側から他方側に向かって移行するにしたがって前記電池缶のセル高さ方向上側に向かって移行する第１傾斜部と、前記セル幅方向一方側から他方側に向かって移行するにしたがって前記電池缶のセル高さ方向下側に向かって移行する第２傾斜部とが前記電池缶のセル幅方向に交互に連続して形成された波形状を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電池缶の膨張を効果的に抑制しつつ、角形二次電池の冷却構造を兼ね備えた優れた組電池を提供することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】電極の概略図。
【図２】扁平形捲回電極群の一部を展開した状態の外観斜視図。
【図３】角形二次電池の分解斜視図。
【図４】角形二次電池の斜視図。
【図５】扁平形捲回電極群の膨張による電池容器の変形状態を説明するためのイメージ図。
【図６】第１の実施形態に係わる組電池の構成を説明する模式図。
【図７】セパレータおよび角形二次電池を図６のＡ方向から矢視した図。
【図８】第２の実施形態を説明する図。
【図９】セパレータの他の構成例を示す図。
【図１０】セパレータの他の構成例を示す図。
【図１１】本実施形態に係わる組電池の一実施例を示す斜視図。
【図１２】角形電池と中間ホルダの組立状態を示す斜視図。
【図１３】図１２の分解状態を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明を角形リチウムイオン二次電池の組電池に適用した実施形態について説明する。
【００１６】
まず、第１実施の形態と第２実施の形態の両方において共通して用いられる角形二次電池の構成について説明する。
【００１７】
図１は、電極の概略図、図２は、扁平形捲回電極群の斜視図、図３は、角形二次電池の分解斜視図、図４は、角形二次電池の斜視図である。
【００１８】
角形二次電池１は、HEV用あるいはEV用の角形リチウムイオン二次電池（単電池）であり、図３に示すように、扁平箱形の電池容器２内に発電要素３を収容した構成を有している。電池容器２は、開口部１１ａを有する電池缶１１と、電池缶１１の開口部１１ａを封口する電池蓋２１とを有する。発電要素３は、図１および図２に示すように、正極３４と負極３２との間にセパレータ３３、３５を介在させて重ね合わせた状態で扁平状に捲回した扁平形捲回電極群３１を有している。
【００１９】
電池缶１１及び電池蓋２１は、共にアルミニウム合金で製作されており、電池蓋２１は、レーザ溶接によって電池缶１１に溶接される。電池缶１１は、図３に示すように、一対の幅広側面ＰＷと、一対の幅狭側面ＰＮと、底面ＰＢとを有する。電池蓋２１には、絶縁部材を介して正極端子５１と負極端子６１（一対の電極端子）が配設されており、蓋組立体を構成している。また、電池蓋２１には、正極端子５１及び負極端子６１の他に、電池容器２内の圧力が所定値よりも上昇すると開放されて電池容器２内のガスを排出するガス排出弁７１と、電池容器２内に電解液を注入するための注液口７２が配置されている。
【００２０】
正極端子５１及び負極端子６１は、電池蓋２１の長手方向一方側と他方側の互いに離れた位置に配置されている。正極端子５１及び負極端子６１は、電池蓋２１の外側に配置される外部端子５２、６２と、電池蓋２１を貫通して一端が外部端子５２、６２に導通接続される接続端子５３、６３を有している。正極側の外部端子５２と接続端子５３は、アルミニウム合金で製作され、負極側の外部端子６２と接続端子６３は、銅合金で製作されている。外部端子５２，６２には、バスバーを締結するためのボルト５２ａ、６２ａが突設されている。
【００２１】
接続端子５３、６３と外部端子５２、６２は、それぞれ電池蓋２１との間に図示していない絶縁部材が介在されており、電池蓋２１から電気的に絶縁されている。接続端子５３、６３の他端は、電池蓋２１の内側で集電端子５４、６４に導通接続されている。集電端子５４、６４は、電池蓋２１の内側から電池缶１１の底面ＰＢに向かって延出して扁平形捲回電極群３１に導通接続されている。扁平形捲回電極群３１は、正極端子５１の集電端子５４と負極端子６１の集電端子６４との間に配置されて支持されており、蓋組立体及び扁平形捲回電極群３１によって、発電要素組立体が構成されている。
【００２２】
扁平形捲回電極群３１は、図１及び図２に示すように、負極３２と正極３４とセパレータ３３、３５を順番に重ねて積層した帯状の積層体を、扁平形状に捲回することによって構成されている。扁平形捲回電極群３１は、捲回方向（図２でＹ方向）に沿って互いに平行に延在する一対の平坦面３１Ｐと、これら一対の平坦面３１Ｐの各一方端部の間及び各他方端部の間に連続して形成された一対の湾曲面３１Ｔとを有しており、その断面形状は、二つの半円を直線で結んだ長円形状をなす。
【００２３】
扁平形捲回電極群３１は、図３に示すように、一方の湾曲面３１Ｔ側から電池缶１１に挿入される。そして、電池缶１１の内部で、一対の平坦面３１Ｐが一対の幅広側面ＰＷに対向し、一方の湾曲面３１Ｔが底面ＰＢに対向し、他方の湾曲面３１Ｔが電池蓋２１に対向する姿勢状態に保持される。
【００２４】
負極３２は、負極金属箔の表面と裏面に負極合剤層が形成された負極塗工部３２ｂと、幅方向一方側で長辺方向に沿って一定幅で負極金属箔が露出した負極未塗工部３２ａを有している。そして、正極３４は、正極金属箔の表面と裏面に正極合剤層が形成された正極塗工部３４ｂと、幅方向他方側で長辺方向に沿って一定幅で正極金属箔が露出した正極未塗工部３４ａを有している。
【００２５】
セパレータ３３、３５は、例えばポリエチレン製の微多孔性を有する絶縁材料からなり、正極３４と負極３２を絶縁する役割を有している。負極３２の負極塗工部３２ｂは、正極３４の正極塗工部３４ｂよりも幅方向に大きく、これにより正極塗工部３４ｂは、必ず負極塗工部３２ｂに挟まれるように構成されている。
【００２６】
正極未塗工部３４ａ、負極未塗工部３２ａは、平坦面３１Ｐで束ねられて溶接等により外部端子５２、６２につながる各極の集電端子５４、６４に接続される。尚、セパレータ３３、３５は、幅方向で負極塗工部３２ｂよりも広いが、正極未塗工部３４ａ、負極未塗工部３２ａで金属箔面が露出する位置に捲回されるため、束ねて溶接する場合の支障にはならない。正極３４と負極３２は、図２に示すように、正極未塗工部３４ａと負極未塗工部３２ａが捲回軸方向（図中でＸ方向）の一方側と他方側の位置に配置されるように重ねられて捲回される。
【００２７】
正極３４は、正極活物質としてリチウム含有複酸化物粉末と、導電材として鱗片状黒鉛と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と、を重量比８５：１０：５で混合し、これに分散溶媒のＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を添加、混練したスラリを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔（正極金属箔）の両面に塗布して乾燥し、その後プレス、裁断をすることにより作製された。なお、アルミニウム箔の長手方向一側に形成された正極未塗工部３４ａを正極リードとした。
【００２８】
負極３２は、負極活物質として非晶質炭素粉末に、結着剤としてＰＶＤＦを添加し、これに分散溶媒のＮＭＰを添加、混練したスラリを、厚さ１０μｍの圧延銅箔の両面に塗布して乾燥し、その後プレス、裁断をすることにより作製された。なお、圧延銅箔の長手方向一側に連続して形成された負極未塗工部３２ａを負極リードとした。
【００２９】
なお、本実施形態では、負極活物質に非晶質炭素を例示したが、これに限定されるものではなく、リチウムイオンを挿入、脱離可能な天然黒鉛や、人造の各種黒鉛材、コークスなどの炭素質材料等でよく、その粒子形状においても、鱗片状、球状、繊維状、塊状等、特に制限されるものではない。
【００３０】
上記した角形二次電池１を組み立てる場合は、まず、図１に示すように、正極３４と負極３２とを、これら両極が直接接触しないように間にセパレータ３３、３５を介在させて順番に重ね合わせる。そして、長辺方向一方側を捲回中心として、図２に示すように、扁平状に捲回して扁平形捲回電極群３１を作製する。捲回時は、正極３４、負極３２、セパレータ３３、３５とも、電極長さおよびセパレータ長辺方向に１０Ｎの荷重をかけて伸展しつつ、電極端面およびセパレータ端面が一定位置になるように蛇行制御しながら作製した。このとき、正極未塗工部３４ａと負極未塗工部３２ａとが、それぞれ扁平形捲回電極群３１の互いに反対側の両端面に位置するように重ね合わせて捲回した。
【００３１】
次に、予め電池蓋２１に正極端子５１等が取り付けられて組み立てられている蓋組立体に対して、扁平形捲回電極群４を組み付けて、正極リードである正極未塗工部３４ａと正極集電端子５４とを超音波溶接により接合して電気的に導通させ、同様に、負極リードである負極未塗工部３２ａと負極集電端子６４とを超音波溶接により接合して電気的に導通させて、発電要素組立体を形成する。そして、電池缶１１と発電要素組立体とを接近させて、電池缶１１の開口部１１ａから電池缶１１の内部に扁平形捲回電極群３１を挿入して、扁平形捲回電極群３１を収容する。なお、電池缶１１と扁平形捲回電極群３１との間には、図示していない絶縁樹脂シートが介在されている。そして、電池缶１１の開口部１１ａを電池蓋２１で閉塞して、電池缶１１と電池蓋２１との間をレーザ溶接して封止する。
【００３２】
次に、扁平形捲回電極群３１全体を浸潤可能な所定量の非水電解液を、電池蓋２１の注液口７２から電池容器２内に注入して、その後に注液口７２に栓７３を取り付けて閉塞し、電池蓋２１に栓７３をレーザ溶接して封口する。これにより、角形二次電池１は、図４に示すように、完成した状態とされる。
【００３３】
非水電解液には、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で１：２の割合で混合した混合溶液中へ六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットルの濃度で溶解したものを用いた。
【００３４】
また、本実施形態では、バインダとしてＰＶＤＦを例示したが、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレン／ブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン等の重合体及びこれらの混合体などを使用するようにしてもよい。
【００３５】
更に、本実施形態では、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートの混合溶液中にＬｉＰＦ６を溶解した非水電解液を例示したが、一般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した非水電解液を用いるようにしてもよく、本発明は用いられるリチウム塩や有機溶媒には特に制限されない。例えば、電解質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等やこれらの混合物を用いることができる。また、有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトニル等またはこれら２種類以上の混合溶媒を用いるようにしてもよく、混合配合比についても限定されるものではない。
【００３６】
図５は、扁平形捲回電極群の膨張による電池容器の変形状態を説明するためのイメージ図である。なお、図５では、電池容器の変形状態を容易に理解するために変形状態を極端に示しており、実際には、例えば肉眼では容易に確認することが困難な程度の僅かな変形量となる。
【００３７】
角形二次電池１の扁平形捲回電極群３１は、図５に示すように、電池缶１１の幅広側面が拘束されていない状態では、充放電に伴い膨張する。そして、扁平形捲回電極群３１の平坦面３１Ｐと湾曲面３１Ｔとの間の境界に形成される４箇所の境界部分３１Ｌが、セル厚さ方向Ｃｄに沿って外側に向かって移動し、電池缶１１の幅広側面ＰＷを内側から押圧する。
【００３８】
電池缶１１は、幅広側面ＰＷのうち、境界部分３１Ｌに対向する境界対向部１２が最も強い押圧力Ｆ１で押圧される。そして、境界部分３１Ｌから扁平形捲回電極群３１の内側に向かうに従い、押圧力Ｆ２、Ｆ３は小さくなり、扁平形捲回電極群３１の捲回方向中央位置で最少となる。
【００３９】
このように、扁平形捲回電極群３１の膨張により電池缶１１に作用する押圧力（膨脹力）は、扁平形捲回電極群３１の捲回軸方向に垂直な方向であるセル高さ方向Ｃｈに沿って分布しており、セル高さ方向Ｃｈの位置に応じて異なっている。なお、図中で矢印Ｆ１〜Ｆ３の長さは、押圧力の大きさを示している。
【００４０】
一方、扁平形捲回電極群３１の捲回軸方向と平行なセル幅方向Ｃｗ（図５の奥行き方向）では、その位置にかかわらず、電池缶１１に作用する押圧力は、一定となっている。つまり扁平形捲回電極群３１の充放電に伴う膨張力は、捲回軸方向に垂直なセル高さ方向Ｃｈには相互作用が弱く、捲回軸方向に平行なセル幅方向Ｃｗには相互作用が強く働いている。すなわち、幅広側面ＰＷのうち任意の一点で扁平形捲回電極群３１の膨張を抑制する力を加えた場合、その力は捲回軸方向に垂直なセル高さ方向Ｃｈへの影響力は小さいが、捲回軸方向に平行なセル幅方向Ｃｗへの影響力は大きくなる。
【００４１】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について図６および図７を用いて説明する。
図６は、第１の実施形態に係わる組電池の構成を説明する模式図であり、図７は、セパレータおよび角形二次電池を図６のＡ方向から矢視した図である。
【００４２】
組電池８１は、６個の角形二次電池１を一定の隙間を設けて平行に並べて、バスバー８２によって電気的に直列に接続している。そして、互いに隣り合う角形二次電池１の間には、スペーサ１０１が配置されている。組電池８１は、図示していないステンレスや銅などの一対の金属プレートを組電池８１の配列方向両側に配置して挟み込み、ボルトなどで拘束することにより各角形二次電池１の膨張を抑制している。
【００４３】
スペーサ１０１は、隣り合う角形二次電池１の互いに対向する幅広側面ＰＷの間に介在されており、電池缶１１の幅広側面ＰＷを間に介して扁平形捲回電極群３１の平坦面３１Ｐに対向する位置に配置されている。
【００４４】
スペーサ１０１は、ガラスエポキシ樹脂、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの樹脂材料や、アルミニウム、銅、ステンレスなどの金属材料によって構成することができる。尚、図示していないが、スペーサ１０１は、組電池８１を収容する容器と一体化しても良い。
【００４５】
スペーサ１０１は、扁平形捲回電極群３１の捲回軸方向であるセル幅方向Ｃｗに対して異なる所定の延伸角度を有する２種類の傾斜部１０１ａ、１０１ｂの連続した繰り返しにより構成されており、捲回軸方向に垂直な方向であるセル高さ方向Ｃｈに所定間隔をおいて複数配置されている。
【００４６】
スペーサ１０１は、図７に示すように、電池缶１１のセル高さ方向Ｃｈに所定間隔をおいて複数配置されている。各スペーサ１０１は、セル幅方向Ｃｗの一方側から他方側に向かって移行するにしたがって電池缶１１のセル高さ方向Ｃｈ上側に向かって移行する第１傾斜部１０１ａと、セル幅方向Ｃｗの一方側から他方側に向かって移行するにしたがって電池缶１１のセル高さ方向Ｃｈ下側に向かって移行する第２傾斜部１０１ｂとが電池缶１１のセル幅方向Ｃｗに交互に連続して形成された波形状を有している。
【００４７】
スペーサ１０１は、電池缶１１の幅広側面ＰＷに沿って平行に延在し、電池缶１１のセル幅方向Ｃｗの一方端部から他方端部の間に亘って連続して設けられている。第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂは、それぞれ直線形状を有しており、セル幅方向Ｃｗとの間の角度が１０°以上９０°未満になるように設定されている。
【００４８】
スペーサ１０１は、第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂとの間に角部１０１ｃを有している。角部１０１ｃは、第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂとを互いに接続しており、スペーサ１０１全体が三角波形状を形成する形状を有している。
【００４９】
扁平形捲回電極群３１の膨張により電池缶１１に作用する押圧力は、図５に示すように、捲回軸方向に垂直な方向であるセル高さ方向Ｃｈに分布しており、その位置に応じて大きさが異なるのに対して、捲回軸方向と平行（図７の奥行き方向）な方向であるセル幅方向Ｃｗには大きさが一定である。
【００５０】
扁平形捲回電極群３１の充放電に伴う膨張力は、捲回軸方向に垂直な方向には相互作用が弱く、捲回軸方向に平行な方向には相互作用が強く働いている。幅広側面ＰＷのうち任意の一点で捲回群の膨張を抑制する力を加えた場合、その力は捲回軸方向に垂直な方向への影響力は小さいが、捲回軸方向に平行な方向への影響力は大きくなる。
【００５１】
スペーサ１０１は、セル幅方向Ｃｗに対して所定の傾斜角度を有して延在する第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂを有しているので、押圧力が分布する方向に沿って電池缶１１の幅広側面を押さえることができる。したがって、従来のセル幅方向Ｃｗに沿って平行に延在する構造を有するスペーサよりも、扁平形捲回電極群３１の膨張を抑制する力を強くすることができ、電池缶１１の変形を効果的に抑制することができる。
【００５２】
そして、スペーサ１０１は、扁平形捲回電極群３１の膨張を抑制する力が強いので、従来のスペーサよりもスペーサ１０１同士の配置間隔を拡げることができ、幅広側面ＰＷに沿って形成される冷却媒体の通路の通路面積をより大きく確保することができる。
【００５３】
また、スペーサ１０１は、電池缶１１のセル幅方向Ｃｗに亘って連続して設けられており、スペーサ１０１の端部は、電池缶１１のセル幅方向Ｃｗの端面位置に配置されている。したがって、電池缶１１のセル幅方向Ｃｗ一方側から他方側に亘って連続する流路を形成することができる。したがって、特許文献２のような袋小路の部分が形成されることはなく、冷却媒体ＡＦを電池缶１１の幅広側面ＰＷ全面に沿って流通させることができ、冷却が効率よく実施されることとなる。
【００５４】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について図８を用いて説明する。
図８は、第２の実施形態を説明する図であり、図６に対応する図である。
【００５５】
第１の実施形態では、第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂとの交点が角部１０１ｃによって互いに接続される構成について説明したが、本実施の形態では、角部１０１ｃの代わりに、湾曲部１０１ｄによって互いに接続される構成を有している。
【００５６】
スペーサ１０１は、図９に示すように、第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂとの間に湾曲部１０１ｄを有している。湾曲部１０１ｄは、第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂとの間を円滑に接続する円弧形状を有している。このように、第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂとの間を湾曲部１０１ｄで接続することにより、スペーサの間を空気などの冷却媒体が通る際の圧損を軽減することが可能となる。
【００５７】
本発明は、上記した各実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５８】
例えば、上記した第１および第２の実施形態では、スペーサ１０１の第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂがセル幅方向Ｃｗの一方端部から他方端部に亘って切れ目なく接続されている構成について説明したが、途中に切り欠き部１０１ｅを有していてもよい。
【００５９】
図９、図１０は、上記した各実施形態におけるセパレータの他の構成例を示す図であり、図６に対応する図である。
【００６０】
各スペーサ１０１は、図９、図１０に示すように、セル幅方向Ｃｗの中央位置で、第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂとの間を、電池缶１１のセル高さ方向Ｃｈに亘って切り欠いた切り欠き部１０１ｅを有している。切り欠き部１０１ｅは、各スペーサ１０１の間に形成される複数の流路同士を、その流路途中で互いに連通させる。切り欠き部１０１ｅは、ゴミなどの異物が流路内に溜まるのを防ぐことができる。
【００６１】
また、上記した各実施形態では、第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂが直線形状を有しており、スペーサ１０１全体が三角波形状を有する場合を例に説明したが、スペーサ１０１は、いわゆる波形形状であればよく、例えば第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂが曲線形状を有しており、スペーサ１０１全体が正弦波形状を有する構成としてもよい。
【００６２】
［実施例］
次に、第１の実施形態における具体的な実施例の構成について図１１〜図１３を用いて説明する。図１１は、第１の実施形態に係わる組電池の一実施例を示す斜視図、図１２は、角形二次電池と中間ホルダの組立状態を示す斜視図、図１３は、図１２の分解状態を示す斜視図である。
【００６３】
組電池８１は、複数の角形二次電池１と、各角形二次電池１を積層した状態に保持するセルホルダ９１を有している。セルホルダ９１は、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの樹脂材料や、アルミニウム、銅、ステンレスなどの金属材料によって構成することができる。
【００６４】
セルホルダ９１は、互いに隣り合う角形二次電池１の間に介在される中間セルホルダ９２と、中間セルホルダ９２に保持された複数の角形二次電池１の積層方向両端部に配置されて中間セルホルダ９２との協働により角形二次電池１を保持する一対の端部セルホルダ９３とからなる。端部セルホルダ９３は、中間セルホルダ９２を、その中心位置で積層方向に分割した構造を有している。したがって、以下の説明では、中間セルホルダ９２の構成についてのみ説明し、端部セルホルダ９３の構成については、中間セルホルダ９２の構成と同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００６５】
中間セルホルダ９２は、例えば図１２に示すように、電池缶１１の幅広側面ＰＷの上端部及び下端部に対向する位置に配置される２本の端部スペーサ１０２、１０２と、幅広側面ＰＷの上端部と下端部との間の領域に対向する位置に配置される４本のスペーサ１０１（以下、中間スペーサ１０１という）を有している。各中間スペーサ１０１は、幅広側面ＰＷを間に介して扁平形捲回電極群３１の平坦面３１Ｐに対向する位置に配置されている。
【００６６】
中間スペーサ１０１は、電池缶１１のセル高さ方向Ｃｈに所定間隔をおいて４本が配置されている。中間スペーサ１０１は、直線形状を有する第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂとが電池缶１１のセル幅方向Ｃｗに交互に連続して形成されている。中間スペーサ１０１は、電池缶１１の幅広側面ＰＷに沿って平行に延在して、電池缶１１のセル幅方向Ｃｗの一方端部から他方端部の間に亘って連続して設けられている。
【００６７】
中間セルホルダ９２は、図１２及び図１３に示すように、セル幅方向両端部で対峙して積層方向に延在する一対の側壁部１１１、１１１と、セル高さ方向下端部で積層方向に延在して一対の側壁部１１１、１１１の下端部間を連結する底壁部１１２とを有している。中間セルホルダ９２の一対の側壁部１１１、１１１は、積層方向一方側と他方側に配置される各角形二次電池１の幅狭側面ＰＮとそれぞれ対向し、底壁部１１２は、積層方向一方側と他方側に配置される各角形二次電池１の底面ＰＢに対向する。一対の側壁部１１１、１１１と底壁部１１２は、積層方向一方側あるいは他方側に配置される中間セルホルダ９２の一対の側壁部１１１、１１１と底壁部１１２に連結される。
【００６８】
一対の側壁部１１１、１１１には、端部スペーサ１０２、１０２と中間スペーサ１０１との間の空間に連通する第１開口部１１１ａと、セル高さ方向に並んで配置されている複数の中間スペーサ１０１の間の空間に連通する第２開口部１１１ｂが開口して形成されており、中間セルホルダ９２のセル幅方向Ｃｗの一方側から他方側に冷却媒体を通過させることができるようになっている。
【００６９】
上記構成を有する組電池８１は、中間スペーサ１０１がセル幅方向Ｃｗに対して所定の傾斜角度を有して延在する第１傾斜部１０１ａと第２傾斜部１０１ｂを有しているので、押圧力が分布する方向に沿って電池缶１１の幅広側面ＰＷを押さえることができる。したがって、従来のセル幅方向Ｃｗに沿って平行に延在する構造を有するスペーサよりも、扁平形捲回電極群３１の膨張を抑制する力を強くすることができ、電池缶１１の変形を効果的に抑制することができる。
【００７０】
中間スペーサ１０１は、扁平形捲回電極群３１の膨張を抑制する力が強いので、従来のスペーサよりもスペーサ１０１同士の配置間隔を拡げることができる。したがって、例えば中間スペーサ１０１の本数を３本や２本に減らすことができ、幅広側面ＰＷに沿って形成される冷却媒体の通路の通路面積をより大きく確保することができる。
【００７１】
また、中間スペーサ１０１は、電池缶１１のセル幅方向Ｃｗに亘って連続して設けられており、中間スペーサ１０１の端部は、電池缶１１のセル幅方向Ｃｗの端面位置に配置されている。したがって、電池缶１１のセル幅方向Ｃｗ一方側から他方側に亘って連続する流路を形成することができ、冷却媒体ＡＦを電池缶１１の幅広側面ＰＷ全面に沿って流通させることができ、高い冷却効率を得ることができる。
【００７２】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１  角形二次電池
２  電池容器
３  発電要素
１１  電池缶
１２  境界対向部
２１  電池蓋
３１  扁平形捲回電極群
３１Ｐ  平面部
３１Ｔ  湾曲部
３１Ｌ  境界部分
８１  組電池
１０１  スペーサ
１０２  端部スペーサ
【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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【図１２】
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【図１３】
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