(57)【要約】単位電池の位置決めを簡便に行うことができ、電池パック製造時の作業性を向上させることができる枠部材を提供するために本発明に係る枠部材３００は、矩形枠体３１０と、前記矩形枠体３１０の最外周側面から、前記矩形枠体３１０の厚み方向に延出する凸状平板部３２０と、前記矩形枠体３１０内を通りつつ前記矩形枠体３１０外空間から前記矩形枠体３１０内空間に向かう方向でみて、前記矩形枠体３１０の最外周側面を有する箇所の肉厚より薄肉とされる薄肉凹状部３２５と、を有し、前記矩形枠体３１０の前記厚み方向に、前記凸状平板部３２０と前記薄肉凹状部３２５とが並んで配され、前記凸状平板部３２０には、前記矩形枠体３１０内を通りつつ前記矩形枠体３１０外空間から前記矩形枠体３１０内空間に向かう方向に突出する位置規制突出部３２３が複数配されることを特徴とする。【選択図】図６
2017221536.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形枠体と、
前記矩形枠体の最外周側面から、前記矩形枠体の厚み方向に延出する凸状平板部と、
前記矩形枠体内を通りつつ前記矩形枠体外空間から前記矩形枠体内空間に向かう方向でみて、前記矩形枠体の最外周側面を有する箇所の肉厚より薄肉とされる薄肉凹状部と、を有し、
前記矩形枠体の前記厚み方向に、前記凸状平板部と前記薄肉凹状部とが並んで配され、
前記凸状平板部には、前記矩形枠体内を通りつつ前記矩形枠体外空間から前記矩形枠体内空間に向かう方向に突出する位置規制突出部が複数配されることを特徴とする枠部材。
【請求項２】
前記矩形枠体を矩形状に囲う方向に、前記凸状平板部と前記薄肉凹状部とが交互に並んで配されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の枠部材。
【請求項３】
前記矩形枠体を矩形状に囲う方向で隣り合う前記凸状平板部と前記薄肉凹状部と間には、係合段部が配されることを特徴とする請求項３に記載の枠部材。
【請求項４】
前記矩形枠体内の空間を、前記厚み方向で遮蔽する中板を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の枠部材。
【請求項５】
第１の前記枠部材と、第２の前記枠部材とで、ラミネートフィルム外装材を有する単位電池を狭持したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の枠部材を用いた電池パック。
【請求項６】
前記単位電池の周縁を、前記位置規制突出部で位置規制したことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の枠部材を用いた電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネート外装材が用いられた単位電池を積層する際に用いる枠部材及び、そのような枠部材を用いた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオンが負極と正極とを移動することにより充放電が行われるリチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度で、高出力である電池特性を有することから、近年、様々な分野で応用されている。【０００３】
このようなリチウムイオン二次電池を様々な分野で用いるためにも、リチウムイオン二次電池の外装には、形状自由度が高く軽量であるといった利点から、アルミニウム箔等と合成樹脂を積層したラミネートフィルム外装材が使用される場合が多い。【０００４】
ラミネートフィルム外装材を用いた電池は、複数の正極と複数の負極とがセパレーターを介して積層された電極積層体と、この電極積層体を含浸する電解液とが、ラミネートフィルム外装材内に収容され、ラミネートフィルム外装材周縁が熱溶着により封止された構造を有している。【０００５】
電動自転車、電動バイクや電気自動車等のためのエネルギー源として用いる場合においては、リチウムイオン二次電池は複数個直列に接続され、電池パックが組まれて利用されることが多い。ラミネートフィルム外装材は可撓性を有する材料であることから、ラミネートフィルム外装材を用いたリチウムイオン二次電池を複数個積層し電池パックとなす場合には、何らかのケースを用いる必要がある。【０００６】
例えば、特許文献１（国際公開２０１４／１９６３３１号公報）には、枠体を用い、この枠体の外周部を、隣り合うフィルム外装電池のフランジ部の間に位置するように配置し、電池パックとなすことが開示されている。
【特許文献１】国際公開２０１４／１９６３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の特許文献１記載の技術によれば、フィルム外装電池を枠体に取り付けて、電池パックを組み上げる際に、フィルム外装電池の位置決め作業が難しい、という問題があった。また、枠体に対するフィルム外装電池の位置決め作業の困難性に伴い、電池パックの製造性が低下する、という問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記のような問題を解決するものであって、本発明に係る枠部材は、矩形枠体と、前記矩形枠体の最外周側面から、前記矩形枠体の厚み方向に延出する凸状平板部と、
前記矩形枠体内を通りつつ前記矩形枠体外空間から前記矩形枠体内空間に向かう方向でみて、前記矩形枠体の最外周側面を有する箇所の肉厚より薄肉とされる薄肉凹状部と、を有し、前記矩形枠体の前記厚み方向に、前記凸状平板部と前記薄肉凹状部とが並んで配され、前記凸状平板部には、前記矩形枠体内を通りつつ前記矩形枠体外空間から前記矩形枠体内空間に向かう方向に突出する位置規制突出部が複数配されることを特徴とする。【０００９】
また、本発明に係る枠部材は、前記矩形枠体を矩形状に囲う方向に、前記凸状平板部と前記薄肉凹状部とが交互に並んで配されることを特徴とする。【００１０】
また、本発明に係る枠部材は、前記矩形枠体を矩形状に囲う方向で隣り合う前記凸状平板部と前記薄肉凹状部と間には、係合段部が配されることを特徴とする。【００１１】
また、本発明に係る枠部材は、前記矩形枠体内の空間を、前記厚み方向で遮蔽する中板を有することを特徴とする。【００１２】
また、本発明に係る電池パックは、第１の前記枠部材と、第２の前記枠部材とで、ラミネートフィルム外装材を有する単位電池を狭持したことを特徴とする。【００１３】
また、本発明に係る電池パックは、前記単位電池の周縁を、前記位置規制突出部で位置規制したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る枠部材は、前記凸状平板部には、前記矩形枠体内を通りつつ前記矩形枠体外空間から前記矩形枠体内空間に向かう方向に突出する位置規制突出部が複数配されているので、このような本発明に係る枠部材によれば、単位電池の位置決めを簡便に行うことができ、電池パック製造時の作業性を向上させることができる。【００１５】
また、本発明に係る枠部材を用いた電池パックは、製造作業が容易であり、製造性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る電池パック１０００を構成する単位電池１００を示す図である。
【図２】単位電池１００の正極引き出しタブ１２０、負極引き出しタブ１２０に対して継ぎ足しタブ部材１２５を接合した様子を示す図である。
【図３】継ぎ足しタブ部材１２５の加工例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電池パック１０００における単位電池１００を抜き出して示した図である。
【図５】本発明の実施形態に係る電池パック１０００の分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態に係る第１枠部材３００の斜視図である。
【図７】枠部材における方向の定義を説明する図である。
【図８】本発明の実施形態に係る第１枠部材３００の製図図面と図６と異なる角度から見た斜視図である。
【図９】本発明の実施形態に係る第２枠部材４００の斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る第２枠部材４００の製図図面と図９と異なる角度から見た斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る電池パック１０００の製造工程を説明する図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る第１枠部材３００による単位電池１００の位置決めを説明する図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る電池パック１０００の製造工程を説明する図である。
【図１４】第１枠部材３００と第２枠部材４００とで狭持される単位電池１００の断面を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る電池パック１０００に用いるカバー部材を説明する図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る電池パック１０００の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る電池パックを構成する単位電池１００を示す図である。本実施形態においては、単位電池１００として、リチウムイオンが負極と正極とを移動することにより充放電が行われる、電気化学素子の１種であるリチウムイオン二次電池を例に説明するが、本発明は他の種類の電池などの蓄電素子にも適用することができる。
【００１８】
単位電池１００の電池本体部１１０は、複数のシート状正極と複数のシート状負極とがセパレーターを介して積層された電極積層体、および電解液（いずれも図示しない）が、平面視で矩形のラミネートフィルム外装材８０内に収容された構造となっている。
【００１９】
電池本体部１１０は、第１辺１１１と、第１辺１１１と対向する第２辺１１２と、第３辺１１３と、第３辺１１３と対向する第４辺１１４とを有している。正極引き出しタブ１２０と負極引き出しタブ１３０とが、第１辺１１１から引き出される配置となっている。
【００２０】
正極引き出しタブ１２０及び負極引き出しタブ１３０は、いずれも平面状で、ラミネートフィルム外装材８０内において、それぞれ、シート状正極、シート状負極と直接またはリード体などを介して接続されている。ラミネートフィルム外装材８０は、樹脂層とアルミニウム箔などの金属層とが積層された構成を有している。単位電池１００においては、向かい合わせにされたラミネートフィルム外装材８０の樹脂層が熱溶着されることで、シート状正極、シート状負極およびセパレーターを有する電極積層体や電解液が封止されている。
【００２１】
ここで、正極引き出しタブ１２０や負極引き出しタブ１３０などのラミネートフィルム外装材よりなる電池本体部１１０から引き出される金属片は、「引き出しタブ」と称することとし、ラミネートフィルム外装材８０の内側でセパレーターや電解液などを介して積層されているシート状正極やシート状負極を「電極」と称する。
【００２２】
なお、電極積層体には、上記のように複数のシート状正極と複数のシート状負極とがセパレーターを介して積層したものの他に、シート状正極とシート状負極とがセパレーターを介し積層したものを巻回し、これが圧縮されることにより積層体をなすものも含まれる。
【００２３】
正極は、矩形状の正極本体部と、正極本体部から延出する短冊状の正極端子部とを有している。正極本体部においては、薄板状のアルミニウム板にリチウムコバルト複合酸化物等の正極活物質が塗布されている。
【００２４】
また、負極は、矩形状の負極本体部と、負極本体部から延出する短冊状の負極端子部とを有している。負極本体部においては、薄板状のニッケル板又は銅板にグラファイト等の負極活物質が塗布されている。
【００２５】
正極の正極端子部は、正極引き出しタブ１２０に導電接続される。また、負極の負極端子部は、負極引き出しタブ１３０に導電接続される。正極引き出しタブ１２０にはアルミニウム板などが用いられ、負極引き出しタブ１３０にはニッケル板または銅板などが用いられる。負極引き出しタブ１３０を銅板で構成する場合、表面にニッケルめっきを施してもよい。
【００２６】
セパレーターは、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂から作られた、マイクロポーラスフィルム（微多孔フィルム）、不織布あるいは織布など、電解液を含浸することができるシート状の部材である。
【００２７】
単位電池１００のラミネートフィルム外装材８０は、電極積層体をその積層方向両側から挟んで包囲する２枚のラミネートフィルムからなり、電極積層体の周囲で重なり合った対向面同士における第１辺１１１、第２辺１１２、第３辺１１３、第４辺１１４を熱溶着し、熱溶着部８１を形成し、これを封止領域となすことで、電極積層体が電解液（不図示）と共に封止されている。
【００２８】
なお、本実施形態では、２枚のラミネートフィルムで電極積層体と電解液（不図示）とを封止する構成としたが、１枚のラミネートフィルを折り返すようにして電極積層体と電解液（不図示）とを封止する構成としてもよい。
【００２９】
前述したように、上記のような単位電池１００においては、正極引き出しタブ１２０の材質としてはアルミニウムまたはアルミニウム合金が、また、負極引き出しタブ１３０の材質としては、ニッケル、他の金属にニッケルメッキを施した材料（ニッケルメッキ材。例えば、ニッケルメッキをした銅など）、ニッケルと他の金属のクラッド（ニッケルクラッド材。例えば、ニッケル−銅クラッドなど）、銅などが一般的に用いられている。
【００３０】
単位電池１００としては、アルミニウムを含む正極引き出しタブ１２０と、ニッケルを含む負極引き出しタブ１３０とを有する構成となっている。本実施形態においては、アルミニウム製の正極引き出しタブ１２０が、また、ニッケル製の負極引き出しタブ１３０がそれぞれ用いられている。
【００３１】
単位電池１００のアルミニウムを含む正極引き出しタブ１２０と、ニッケルを含む負極引き出しタブ１３０とを機械的に固着させる構成では、電位差の問題により所定の年月が経過した後の導電性が劣化する可能性がある。
【００３２】
そこで、本発明に係る電池パック１０００を構成する上では、単位電池１００の正極引き出しタブ１２０及び負極引き出しタブ１３０には、ニッケル合金からなり、穴１２７が形成された継ぎ足しタブ１２５を溶着により接合しておく。図２は単位電池１００の正極引き出しタブ１２０、負極引き出しタブ１２０に対して継ぎ足しタブ部材１２５を接合した様子を示す図である。ニッケル製の継ぎ足しタブ部材１２５は、正極引き出しタブ１２０、負極引き出しタブ１２０に対して超音波溶着によって接合され、継ぎ足される
穴１２７は、不図示の螺旋によって、継ぎ足しタブ部材１２５同士を螺着させるときなどに用いられる。
【００３３】
そして、複数の単位電池１００を直列接続するときにおいては、一方の単位電池１００の正極引き出しタブ１２に接合された継ぎ足しタブ１２５と、他方の単位電池１００の負極引き出しタブ１３０に接合された継ぎ足しタブ１２５とを、螺旋などで機械的に連結することによって、電位差の問題による導電性劣化の問題を解決する。
【００３４】
また、電池パック１０００を作製する上では、正極引き出しタブ１２０及び負極引き出しタブ１３０に接合された継ぎ足しタブ１２５は、曲げ加工など施される。図３は継ぎ足しタブ部材１２５の加工例を示す図である。図３は、正極引き出しタブ１２０に継ぎ足された継ぎ足しタブ１２５を下側に９０°曲げ、負極引き出しタブ１３０に継ぎ足された継ぎ足しタブ１２５を上側に９０°曲げる例を示している。
【００３５】
本実施形態に係る電池パック１０００では、継ぎ足しタブ１２５に曲げ加工が適宜施された単位電池１００は、６個直列接続された構成となっている。本実施形態においては、単位電池１００が６個直列接続されたものを例として説明するが、接続する単位電池１００の数がこれに限定されるものではない。
【００３６】
図４は本発明の実施形態に係る電池パック１０００における単位電池１００を抜き出して示した図である。また、図５は本発明の実施形態に係る電池パック１０００の分解斜視図である。
【００３７】
本発明に係る電池パック１０００は、中板が設けられた第１枠部材３００、中板が設けられていない第２枠部材４００などの枠部材、第１蓋部材５００、第２蓋部材６００、第１側板７００、第２側板８００などがケースとして、複数の単位電池１００が収納された構造を有している。
【００３８】
図４において、両矢印で示された継ぎ足しタブ１２５は、それぞれの穴１２７を利用して、不図示の螺旋で螺着されることで、電機接続と機械接続が施される。また、このような電機接続と機械接続に用いられる螺旋（不図示）の螺旋溝が切られたシャフト部は、図５における第１枠部材３００や第２枠部材４００などに収容されるようになっている。
【００３９】
第１枠部材３００や第２枠部材４００は、上記のように螺旋留めのために利用される他、単位電池１００を積層する際に単位電池１００を位置決めする製造治具としての機能を果たすし、また、電池パック１０００とされた後には、電池パック１０００のケーシングとしても機能する。本発明に係る電池パック１０００においては、このような第１枠部材３００や第２枠部材４００などの枠部材が用いられることが大きな特徴の一つとなっているので、以下、枠部材について詳細を説明する。
【００４０】
本発明に係る枠部材には、中板が設けられた第１枠部材３００と、中板が設けられていない第２枠部材４００などの枠部材の２種類が用いられる。まず、中板が設けられた第１枠部材３００について説明する。
【００４１】
図６は本発明の実施形態に係る第１枠部材３００の斜視図である。また、図７は枠部材における方向の定義を説明する図である。図８は本発明の実施形態に係る第１枠部材３００の製図図面である。
【００４２】
図８（Ａ）は矩形枠体３１０の正面図であり、図８（Ｂ）は矩形枠体３１０を第１辺３１１から見た図であり、図８（Ｃ）は矩形枠体３１０を第２辺３１２から見た図であり、図８（Ｄ）は矩形枠体３１０を第３辺３１３から見た図であり、図８（Ｅ）は矩形枠体３１０を第４辺３１４から見た図であり、図８（Ｆ）は矩形枠体３１０の背面図であり、図８（Ｇ）は図６と異なる角度から見た第１枠部材３００の斜視図である。
【００４３】
第１枠部材３００は、基礎的な構造として、略矩形状の矩形枠体３１０を有している。この第１枠部材３００は、合成樹脂製の部材である。矩形枠体３１０は、厳密な幾何学的な矩形をなしている分けではない。また、枠部材は合成樹脂製であるため、材料コストの節約や、重量軽減のために、補強リブが随所に設けられる構造となっている。
【００４４】
ここで、図７を参照して、枠部材における方向の定義を説明する。図７におけるＰの方向を、矩形枠体３１０の厚み方向として定義する。Ｐの方向は、単位電池１００が枠部材に収容されたときにおける、単位電池１００の電極積層体の積層方向と同じ方向である。
【００４５】
また、図７におけるＱの方向を、矩形枠体３１０内を通りつつ矩形枠体３１０外空間から矩形枠体３１０内空間に向かう方向として定義する。矩形枠体３１０における第１辺３１１、第２辺３１２、第３辺３１３、第４辺３１４のそれぞれのＱの方向は、互いに異なっている。また、Ｑの方向は、Ｐの方向と直交している。
【００４６】
また、図７におけるＲの方向を、矩形枠体３１０を矩形状に囲う方向として定義する。矩形枠体３１０における第１辺３１１、第２辺３１２、第３辺３１３、第４辺３１４のそれぞれのＲの方向は、互いに異なっている。また、Ｒの方向は、Ｐの方向と直交している。また、第１辺３１１、第２辺３１２、第３辺３１３、第４辺３１４のそれぞれのＲの方向は、それぞれのＱの方向と互いに直交している。
【００４７】
以上の方向の定義を踏まえ、第１枠部材３００には、矩形枠体３１０内の空間を、厚み方向（Ｐの方向）で遮蔽する中板３０５が設けられている。（この中板３０５は、第２枠部材４００に設けられていない。中板３０５の有無が、第１枠部材３００と第２枠部材４００との大きな違いの一つなっている。）
矩形枠体３１０の第１辺３１１、第２辺３１２、第３辺３１３、第４辺３１４におけるＱの方向の肉厚は、単位電池１００の熱溶着部８１が載置される程度の肉厚とされ、単位電池１００の電極積層体の部分は、当該肉厚部には乗り上げないような寸法なっている。
【００４８】
単位電池１００の周囲の熱溶着部８１が、矩形枠体３１０に載置されたとき、単位電池１００の電極積層体が位置するラミネートフィルム外装材８０は、中板３０５に略当接する程度の位置に中板３０５が設けられている。
【００４９】
また、単位電池１００が第１枠部材３００に収容されたとき、単位電池１００の正極引き出しタブ１２０、負極引き出しタブ１３０や継ぎ足しタブ部材１２５は、矩形枠体３１０の第１辺３１１に設けられたタブ載置部３４０の上に、載置されるようになっている。
【００５０】
このタブ載置部３４０の近傍には、継ぎ足しタブ部材１２５同士を接続するために用いる空間や、継ぎ足しタブ部材１２５等の電位をモニタするためのリード線（不図示）が収容される空間が設けられている。
【００５１】
継ぎ足しタブ部材１２５同士の接続の際には、継ぎ足しタブ部材１２５同士の穴１２７によって螺旋留めされるが、この際の螺旋のシャフト部が収容される空間が、螺旋シャフト収容凹部３６３として、タブ載置部３４０の側面部に設けられている。また、タブ載置部３４０には、各リード線を収容するための空間であるリード線収容空間３５２が、タブ載置部３４０の両側面部に設けられている。
【００５２】
本発明に係る枠部材は、積み重ねられて用いられるようになっている。このとき、位置決めとして利用される部材として、第１辺３１１のタブ載置部３４０には、タブ辺凸部３４３、タブ辺凹部３４４が並んで設けられている。枠部材が順次積層される際には、下方の枠部材におけるタブ辺凸部３４３は、その上方に積層されるタブ辺凹部３４４に嵌入する。また、下方の枠部材におけるタブ辺凹部３４４には、その上方に積層されるタブ辺凸部３４３が嵌入する。これにより、枠部材は上方に向かって、順次適正の位置で位置決めされ積層されることとなる。
【００５３】
また、枠部材の矩形枠体３１０の第２辺３１２と第３辺３１３との間、また、矩形枠体３１０の第２辺３１２と第４辺３１４との間には、角凸部３３３、角凹部３３５が設けられている。枠部材が順次積層される際には、下方の枠部材における角凸部３３３は、その上方に積層される角凹部３３５に嵌入する。また、下方の枠部材における角凹部３３５には、その上方に積層される角凸部３３３が嵌入する。これにより、枠部材は上方に向かって、順次適正の位置で位置決めされ積層されることとなる。
【００５４】
さらに、角凸部３３３は、単位電池１００の周縁を位置規制することで、電池パック１０００の製造時、単位電池１００の位置決めを行うことができるようになっている。
【００５５】
さらに、枠部材を積層させる際の位置決めなどのために、矩形枠体３１０の第３辺３１３及び第４辺３１４に設けられている構成について説明する。
【００５６】
第１枠部材３００は、矩形枠体３１０の最外周側面から、矩形枠体３１０の厚み方向（Ｐ方向）に延出する凸状平板部３２０を有している。
【００５７】
また、第１枠部材３００は、矩形枠体３１０内を通りつつ矩形枠体３１０外空間から矩形枠体３１０内空間に向かう方向（Ｑ方向）でみて、矩形枠体３１０の最外周側面を有する箇所の肉厚より薄肉とされる薄肉凹状部３２５を有している。
【００５８】
また、矩形枠体３１０の厚み方向（Ｐ方向）に、凸状平板部３２０と薄肉凹状部３２５とは並んで配されるようになっている。すなわち、図６でみて、上側に凸状平板部３２０が設けられている場合には、その下側には薄肉凹状部３２５が設けられており、また、上側に薄肉凹状部３２５が設けられている場合には、その下側には凸状平板部３２０が設けられている。
【００５９】
また、ひとつの辺に着目すると、矩形枠体３１０を矩形状に囲う方向（Ｒ方向）に、凸状平板部３２０と薄肉凹状部３２５とが交互に並んで配されている。すなわち、凸状平板部３２０の（Ｒ方向の）隣には、薄肉凹状部３２５が設けられ、さらにその隣には凸状平板部３２０が設けられ、・・というような配列となっている。
【００６０】
また、矩形枠体３１０を矩形状に囲う方向（Ｒ方向の）で隣り合う状平板部３２０と薄肉凹状部３２５と間には、係合段部３２７が配されている。係合段部３２７のＲ方向の長さは、枠部材が積層される際のアソビ程度の長さとされている。
【００６１】
枠部材が順次積層される際には、下方の枠部材における凸状平板部３２０は、その上方に積層される薄肉凹状部３２５に沿うように嵌入する。また、下方の枠部材における薄肉凹状部３２５には、その上方に積層される凸状平板部３２０が薄肉凹状部３２５に沿うように嵌入する。これにより、枠部材は上方に向かって、順次適正の位置で位置決めされ積層される。
【００６２】
また、凸状平板部３２０には、矩形枠体３１０内を通りつつ矩形枠体３１０外空間から矩形枠体３１０内空間に向かう方向（Ｑ方向）に突出する位置規制突出部３２３が複数設けられている。この位置規制突出部３２３は、第１枠部材３００に単位電池１００を載置したときに、単位電池１００の周縁におけるラミネートフィルム外装材８０を規制し、単位電池１００の位置決めを行い得るようになっている。
【００６３】
したがって、凸状平板部３２０は、枠部材を積層する際における枠部材同士の位置決めを行い得ると共に、凸状平板部３２０に設けられている位置規制突出部３２３により、単位電池１００積層の際における、単位電池１００の位置決めをも行い得るような構成となっている。
【００６４】
次に、本発明に係る枠部材として、中板が設けられていない第２枠部材４００について説明する。
【００６５】
図９は本発明の実施形態に係る第２枠部材４００の斜視図である。また、図１０は本発明の実施形態に係る第２枠部材４００の製図図面と図９と異なる角度から見た斜視図である。
【００６６】
図１０（Ａ）は矩形枠体４１０の正面図であり、図１０（Ｂ）は矩形枠体４１０を第１辺４１１から見た図であり、図１０（Ｃ）は矩形枠体４１０を第２辺４１２から見た図であり、図１０（Ｄ）は矩形枠体４１０を第３辺４１３から見た図であり、図１０（Ｅ）は矩形枠体４１０を第４辺４１４から見た図であり、図１０（Ｆ）は矩形枠体４１０の背面図であり、図１０（Ｇ）は図９と異なる角度から見た第２枠部材４００の斜視図である。
【００６７】
本発明の実施形態に係る第２枠部材４００での説明においても、方向に関する定義は、第１枠部材３００における定義と同様のものであるので説明を省略する。また、第１枠部材３００と同様の名称が付された第２枠部材４００の構成については、第１枠部材３００と同様のものであるので説明を省略する。
【００６８】
以下、第２枠部材４００が第１枠部材３００と異なる点について説明する。第２枠部材４００には、第１枠部材３００と異なり、中板が設けられていない。したがって、第２枠部材４００は、矩形枠体４１０内において、厚み方向（Ｐ方向）で遮蔽する部材が存在しない。
【００６９】
また、第２枠部材４００は、矩形枠体４１０における第３辺４１３の構成が、第１枠部材３００と異なっている。矩形枠体４１０の第３辺４１３においては、矩形枠体４１０外空間から矩形枠体４１０内空間に貫通する矩形状の開口である外内矩形貫通孔４６５が設けられている。このような外内矩形貫通孔４６５を設けることができるのは、中板を設ける必要がないことにも依っている。
【００７０】
また、外内矩形貫通孔４６５と、リード線収容空間４５２との間には、周辺の他の箇所より薄肉に形成されているリード線収容薄肉凹部４６６が形成されている。
【００７１】
電池パック１０００を構成する単位電池１００は、サーミスタ（不図示）などによって温度を検出し、検出した温度に基づき管理・制御されることが好ましい。外内矩形貫通孔４６５は、単位電池１００に取り付けたサーミスタ（不図示）からの引き出し線（不図示）を挿通させることに好適に用い得る。また、この引き出し線（不図示）は、リード線収容薄肉凹部４６６を通して、リード線収容空間４５２へと引き回すとよい。
【００７２】
次に、以上のような本発明に係る第１枠部材３００と第２枠部材４００とを用いて、電池パック１０００を製造する際の積層工程について説明する。
【００７３】
図１１は本発明の実施形態に係る電池パック１０００の製造工程を説明する図である。図１１は、製造工程の途中を示す図であり、既に積層済みの単位電池１００に、第１枠部材３００を積層し、さらに新たに単位電池１００を積層する様子を示している。
【００７４】
既に積層済みの単位電池１００には、両面テープ１９０（点線で示す）が貼着され、その上に第１枠部材３００が載置される。第１枠部材３００の中板３０５と、積層済みの単位電池１００とが、この両面テープ１９０とで固着される。なお、このような両面テープ１９０に代えて、接着剤などを用いることもできる。
【００７５】
続いて、第１枠部材３００の中板３０５には新たに両面テープ１９０が貼着され、この上に、新たな単位電池１００が積層される。
【００７６】
また、既に積層済みの単位電池１００の継ぎ足しタブ部材１２５と、新たな積層された単位電池１００の継ぎ足しタブ部材１２５と、穴１２７を利用して、不図示の螺旋で螺着され、機械的及び電気的な接続がなされる。螺旋のシャフト部（不図示）は、第１枠部材３００の螺旋シャフト収容凹部３６３（図１１には不図示）に収められる。
【００７７】
図１２は本発明の実施形態に係る第１枠部材３００による単位電池１００の位置決めを説明する図であり、単位電池１００の積層作業を真上から見た図である。図１２（Ａ）は単位電池１００が積層される前の第１枠部材３００を見た図であり、図１２（Ｂ）は第１枠部材３００に単位電池１００が積層された後を示す図である。
【００７８】
第１枠部材３００の凸状平板部３２０にはＱ方向に突出する位置規制突出部３２３が複数設けられており、これらの位置規制突出部３２３により、単位電池１００の周縁が図１２（Ｂ）のように規制されることで、単位電池１００が位置決めされるようになっている。
【００７９】
また、角凸部３３３によっても、単位電池１００の角部が規制されることで、単位電池１００が位置決めされる。以上のような、位置規制突出部３２３と角凸部３３３による規制で、図１２（Ｂ）で見た２次元面内での単位電池１００の位置決めが可能となる。
【００８０】
続いて、図１３に示す製造工程を実行する。この製造工程では、第１枠部材３００にさらに、第２枠部材４００を積層している。
【００８１】
図１３において、下方の第１枠部材３００における凸状平板部３２０は、その上方に積層される第２枠部材４００の薄肉凹状部４２５に沿うように嵌入する。また、下方の第１枠部材３００における薄肉凹状部３２５には、その上方に積層される第２枠部材４００の凸状平板部４２０が薄肉凹状部３２５に沿うように嵌入する。これにより、第１枠部材３００の上に、第２枠部材４００が適切な位置で積層される。
【００８２】
また、第１枠部材３００の上に積層した第２枠部材４００によって、単位電池１００が第１枠部材３００と第２枠部材４００とで狭持されるようになっている。
【００８３】
図１４は第１枠部材３００と第２枠部材４００とで狭持される単位電池１００の断面を示す図である。図１４は第２枠部材４００を積層した後の図１３中のＸ−Ｘ’断面を模式的に示している。
【００８４】
図１４を参照すると、単位電池１００の周縁における熱溶着部８１（封止領域）が、第１枠部材３００の位置規制突出部３２３で位置規制されつつ、第１枠部材３００によって下から、また、第２枠部材４００によって上から挟まれた様子を理解することができる。
【００８５】
次に、第１枠部材３００や第２枠部材４００以外に、電池パック１０００の製造に用いられる部材を説明する。図１５は本発明の実施形態に係る電池パック１０００に用いるカバー部材を説明する図である。
【００８６】
図１５において、第１蓋部材５００は及び第２蓋部材６００は、積層された単位電池１００の下上を保護する部材であり、第１側板７００は単位電池１００の第１辺側を、また、第２側板８００は単位電池１００の第２辺側を保護する部材である。
【００８７】
第１蓋部材５００は及び第２蓋部材６００には枠部材同様、凸状平板部と薄肉凹状部とが設けられており、これにより、蓋部材と枠部材とは、シームレスに積層をすることができるようになっている。
【００８８】
以下、第１蓋部材５００及び第２蓋部材６００とは、同様の構成を有しているため、蓋部材としては第１蓋部材５００を例に説明を行う。
【００８９】
第１蓋部材５００には、枠部材と対応するように、凸状平板部５２０と薄肉凹状部５２５が設けられている。さらに、隣り合う凸状平板部５２０と薄肉凹状部５２５との間には、係合段部５２７が設けられることも、枠部材の場合と同様である。さらに、凸状平板部５２０には、複数の位置規制突出部５２３もＱ方向に突出するように設けられている。
【００９０】
さらに、第１蓋部材５００には、収容される単位電池１００の第２辺の両端側で、角凸部５３３、角凹部５３５が設けられている。これら角凸部５３３、角凹部５３５も、枠部材との対応が採られた寸法関係で設けられている。
【００９１】
また、第１蓋部材５００の一端側（収容される単位電池１００の第１辺側）、及び、第１蓋部材５００の前記一端側と対向する他端側（収容される単位電池１００の第２辺側）には、嵌入凹部５４８が設けられている。
【００９２】
第１蓋部材５００の嵌入凹部５４８には、第１側板７００の嵌入凸部７４７、及び、第２側板８００の嵌入凸部８４７が、嵌入するようになっている。
【００９３】
第１側板７００には、収容される単位電池１００の第１辺側に配されるために、直列接続された単位電池１００の電源線である電源リード線１０２０、電源リード線１０３０を引き出すリード線挿通切り欠き部７７０が設けられている。このようなリード線挿通切り欠き部７７０は、第２側板８００には設けられていない。
【００９４】
以上のような枠部材、蓋部材、側板を用いて、図５に示すように組み上げることで、図１６のような電池パック１０００を得ることができる。図１６は本発明の実施形態に係る電池パック１０００の斜視図である。
なお、電池パック１０００は、第１蓋部材５００、第２蓋部材６００、第１側板７００、第２側板８００の全ての部材を取り付けた図１６に示す状態から、さらに外周に接着層を有するテープを巻いて電池パック１０００を固定したり、第１蓋部材５００及び第２蓋部材６００を取り付ける前の第１側板７００、第２側板８００のみが取り付けられた状態で外周に同様のテープを巻いて積層状態を固定したり、さらに、第１蓋部材５００、第２蓋部材６００、第１側板７００、第２側板８００を取り付ける前の、第１枠部材３００、第２枠部材４００と単位電池１００とが積層された状態のものの外周に同様のテープを巻くなどすることもできる。このようにすることで、単位電池１００が膨張などしても、電池パック１０００としての膨張を抑制するのに効果的である。
【００９５】
以上のように、本発明に係る枠部材（３００、４００）は、前記凸状平板部（３２０、４２０）には、前記矩形枠体（３１０、４１０）内を通りつつ前記矩形枠体（３１０、４１０）外空間から前記矩形枠体（３１０、４１０）内空間に向かう方向に突出する位置規制突出部（３２３、４２３）が複数配されているので、このような本発明に係る枠部材（３００、４００）によれば、単位電池（１００）の位置決めを簡便に行うことができ、電池パック（１０００）製造時の作業性を向上させることができる。
【００９６】
また、本発明に係る枠部材（３００、４００）を用いた電池パック（１０００）は、製造作業が容易であり、製造性が高い。
【産業上の利用性】
【００９７】
本発明は、近年、電動バイクや電気自動車等にも搭載され、用途が急速に拡大しているチウムイオン二次電池からなる電池パックに係るものである。ラミネートフィルム外装材が使用されたリチウムイオン二次電池は、形状自由度が高く軽量であり、様々な分野で用い得る。このようなリチウムイオン二次電池は複数個直列に接続され、電池パックが組まれて利用されることが多い。従来、フィルム外装電池を枠体に取り付けて、電池パックを組み上げる際に、フィルム外装電池の位置決め作業が難しい、という問題があった。一方、本発明に係る枠部材は、前記凸状平板部には、前記矩形枠体内を通りつつ前記矩形枠体外空間から前記矩形枠体内空間に向かう方向に突出する位置規制突出部が複数配されているので、このような本発明に係る枠部材によれば、単位電池の位置決めを簡便に行うことができ、電池パック製造時の作業性を向上させることができ、産業上の利用性が非常に大きい。
【符号の説明】
【００９８】
８０・・・ラミネートフィルム外装材
８１・・・熱溶着部（封止領域）
１００・・・単位電池
１１０・・・電池本体部
１１１・・・第１辺
１１２・・・第２辺
１１３・・・第３辺
１１４・・・第４辺
１２０・・・正極引き出しタブ
１２５・・・継ぎ足しタブ部材
１２７・・・穴
１３０・・・負極引き出しタブ
１９０・・・両面テープ
３００・・・第１枠部材（中板あり）
３０５・・・中板
３１０・・・矩形枠体
３１１・・・第１辺
３１２・・・第２辺
３１３・・・第３辺
３１４・・・第４辺
３２０・・・凸状平板部
３２３・・・位置規制突出部
３２５・・・薄肉凹状部
３２７・・・係合段部
３３３・・・角凸部
３３５・・・角凹部
３４０・・・タブ載置部
３４３・・・タブ辺凸部
３４４・・・タブ辺凹部
３５２・・・リード線収容空間
３６３・・・螺旋シャフト収容凹部
４００・・・第２枠部材（中板なし）
４１０・・・矩形枠体
４１１・・・第１辺
４１２・・・第２辺
４１３・・・第３辺
４１４・・・第４辺
４２０・・・凸状平板部
４２３・・・位置規制突出部
４２５・・・薄肉凹状部
４２７・・・係合段部
４３３・・・角凸部
４３５・・・角凹部
４４０・・・タブ載置部
４４３・・・タブ辺凸部
４４４・・・タブ辺凹部
４５２・・・リード線収容空間
４６３・・・螺旋シャフト収容凹部
４６５・・・外内矩形貫通孔
４６６・・・リード線収容薄肉凹部
５００・・・第１蓋部材
５２０・・・凸状平板部
５２３・・・位置規制突出部
５２５・・・薄肉凹状部
５２７・・・係合段部
５３３・・・角凸部
５３５・・・角凹部
５４８・・・嵌入凹部
６００・・・第２蓋部材
６２０・・・凸状平板部
６２３・・・位置規制突出部
６２５・・・薄肉凹状部
６２７・・・係合段部
６３３・・・角凸部
６３５・・・角凹部
６４８・・・嵌入凹部
７００・・・第１側板
７４７・・・嵌入凸部
７７０・・・リード線挿通切り欠き部
８００・・・第２側板
８４７・・・嵌入凸部
１０００・・・電池パック
１０２０・・・電源リード線
１０３０・・・電源リード線
【図１】
2017221536.tif 000003
【図２】
2017221536.tif 000004
【図３】
2017221536.tif 000005
【図４】
2017221536.tif 000006
【図５】
2017221536.tif 000007
【図６】
2017221536.tif 000008
【図７】
2017221536.tif 000009
【図８】
2017221536.tif 000010
【図９】
2017221536.tif 000011
【図１０】
2017221536.tif 000012
【図１１】
2017221536.tif 000013
【図１２】
2017221536.tif 000014
【図１３】
2017221536.tif 000015
【図１４】
2017221536.tif 000016
【図１５】
2017221536.tif 000017
【図１６】
2017221536.tif 000018
【国際調査報告】
2017221536.tif 000019
2017221536.tif 000020
2017221536.tif 000021
2017221536.tif 000022