(57)【要約】  【課題】パッケージを小型化しつつ蓄電体セルの耐震性を向上する。  【解決手段】セルバインダ１５を枠体１６と枠体１７とで構成し、枠体１６の収納部１６ａ底面と枠体１７の収納部１７ａ底面とで蓄電体セル５の蓄電部６を押圧・挟持すると共に、枠体１６の嵌合凹部１６ｂの底部と枠体１７の突出部１７ｂの先端部との間の空隙部に蓄電体セル５の封止部７が屈曲して撓みを持った状態で収納し、嵌合凹部１６ｂの内壁１６ｃと突出部１７ｂの外壁１７ｃとの間に封止部７を挟持して互いに嵌合する。これにより、封止部７を挟持するための寸法を小さくすることができ、パッケージ全体としての小型化を図ることができる。しかも、封止部７に撓みを持たせることにより、振動が加わったときに蓄電体セル５の動きを吸収することができ、封止部７が剪断力によって破損する虞がなく、耐久性を向上することができる。【選択図】図３
2006155962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電部と該蓄電部を封止して周囲に延設される封止部とを有する平面状の蓄電体セルを枠体内に収納してパッケージ化する蓄電体セルのパッケージ構造において、
上記蓄電部を一面側から押圧するための第１の枠体と、上記第１の枠体に対向して上記蓄電部を他面側から押圧するための第２の枠体とを備え、
上記第１の枠体と上記第２の枠体とに、上記封止部を撓ませた状態で収納すると共に、上記封止部の端部を挟持した状態で上記蓄電部の押圧方向に嵌合可能な保持構造を設けたことを特徴とする蓄電体セルのパッケージ構造。
【請求項２】
上記保持構造を、上記封止部を屈曲させた状態で収納する空隙部と、上記封止部の端部を挟持した状態で上記蓄電部の押圧方向に嵌合可能な壁面部とにより構成したことを特徴とする請求項１記載の蓄電体セルのパッケージ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パッケージを小型化しつつ蓄電体セルの耐震性を向上させる蓄電体セルのパッケージ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池や電気二重層コンデンサ等の略平面矩形状をなす扁平な蓄電体セルが実用化され、エネルギー密度の高さ、コンパクト化、メンテナンスの容易さ等から、各種機器の電力源として有望視されている。
【０００３】
このような平面状の蓄電体セルは、複数個を積層してパッケージ化した組電池として用いることが多く、ハイブリッド自動車や電気自動車等の電力源として搭載する場合には、振動に対する耐久性を確保する必要がある。
【０００４】
例えば、特許文献１には、組電池の固有振動数を高周波側にシフトさせることで、実際の使用領域で素電池の支持体である外部ケースが共振点に達しないようにして防振効果を高める技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１５７８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、平面状の蓄電体セルをパッケージ化する場合、個々の蓄電体セルを枠体内に収納し、この蓄電体セルを収納した枠体を複数個積層して組電池として構成する場合がある。この場合、平面状の蓄電体セルを枠体内に収納するには、例えば、１つの枠体を２つの部材に分割し、２つの部材を対向させて蓄電体セルの蓄電部と封止部とを平面的に押圧して挟持する構造を採用することができる。
【０００６】
しかしながら、このような蓄電体セル全体を平面的に固定する構造では、封止部を固定するスペースの分だけ、パッケージのサイズが大きくなるばかりでなく、外部から振動が加わった場合、相対的に重量が大きい蓄電部と軽量な封止部とが別々の周波数或いは振幅で動く可能性があり、蓄電部と封止部との境界部分に応力が集中して耐久性が低下する虞がある。特に、個々の蓄電体セル毎の寸法誤差により蓄電部の厚みと封止部の厚みとがばらつくと、蓄電部と封止部とを同時に押圧して挟持することができず、耐震性が低下してしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、パッケージを小型化しつつ蓄電体セルの耐震性を向上することのできる蓄電体セルのパッケージ構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明による蓄電体セルのパッケージ構造は、蓄電部と該蓄電部を封止して周囲に延設される封止部とを有する平面状の蓄電体セルを枠体内に収納してパッケージ化する蓄電体セルのパッケージ構造において、上記蓄電部を一面側から押圧するための第１の枠体と、上記第１の枠体に対向して上記蓄電部を他面側から押圧するための第２の枠体とを備え、上記第１の枠体と上記第２の枠体とに、上記封止部を撓ませた状態で収納すると共に、上記封止部の端部を挟持した状態で上記蓄電部の押圧方向に嵌合可能な保持構造を設けたことを特徴とする。この場合、保持構造は、封止部を屈曲させた状態で収納する空隙部と、封止部の端部を挟持した状態で蓄電部の押圧方向に嵌合可能な壁面部とにより構成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による蓄電体セルのパッケージ構造は、パッケージを小型化しつつ蓄電体セルの耐震性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図７は本発明の実施の一形態に係わり、図１は蓄電体パッケージの斜視図、図２は直列接続された蓄電体セルの斜視図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は蓄電体セルの封止部が基準よりも長い場合の挟持状態を示す説明図、図５は蓄電体セルの封止部が基準よりも短い場合の挟持状態を示す説明図、図６は蓄電体セルの他の保持構造を示す説明図、図７は蓄電体セルの更に他の保持構造を示す説明図である。
【００１１】
図１において、符号１は、例えば電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＥＶ）等の電源装置として用いられる蓄電体パッケージを示し、この蓄電体パッケージ１は、複数（図示の例では５個）の平面略矩形形状をなす扁平な蓄電体セル５（図２参照）と、この蓄電体セル５を収納する外装ケース２とを主として構成されている。外装ケース２は、例えば樹脂製の平面略矩形形状をなす扁平な枠体からなるセルバインダ１５を複数個（図示の例では５個）積層して構成されている。
【００１２】
蓄電体セル５は、リチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタ等の略平面矩形状をなす扁平な蓄電体であり、平面ラミネート型リチウムイオン二次電池に代表されるように、内部電極及び電解質層の積層体を、例えばアルミニウム系の金属層の表面を樹脂層によって絶縁コーティングしたシート状のラミネートフィルムによって密閉・封止したものである。
【００１３】
すなわち、図２に示すように、蓄電体セル５は、電解質層及び電極の積層体からなる蓄電要素を包込んで周囲よりも若干肉厚の矩形状に形成された蓄電部６、蓄電部６の周囲にシート状に延設される封止部７、封止部７の両端から露呈される２つの金属製の正，負の電極端子としてのタブ８，９を有している。本形態においては、蓄電体セル５は、タブ８，９の端子接続によって予め直列接続されており、これら直列接続された各蓄電体セル５により一連のセル列５Ａが構成され、葛折り状に配列された状態で外装ケース２内に収容される。
【００１４】
尚、以下では、便宜上、蓄電体セル５のタブ８，９が延出される方向を縦方向、タブ８，９が延出される方向と直交する方向を横方向として適宜記載する。
【００１５】
セルバインダ１５は、第１の枠体としての枠体１６と第２の枠体としての枠体１７とから構成され、これらの１組の枠体１６，１７の間に、蓄電体セル５が収納される。このようなセルバインダ１５は、任意のセルバインダ１５の枠体１６と、他のセルバインダ１５の枠体１７とが当接し、当接面の４隅に設けた嵌合構造によって連結される。
【００１６】
図１に示す一方の枠体１７の当接面では、タブ８，９が延出・露呈される側の両隅に、円筒状のピン１０，１０が積層方向に立設されると共に、蓄電体セル５のタブ９が延出・露呈される他方の側の両隅に、ピン１０（他のセルバインダ１５のピン１０）が嵌合される孔部１１，１１が設けられている。ピン１０，１０及び孔部１１，１１は、他方の枠体１７の当接面にも設けられ（図示せず）、枠体１７と枠体１６とでは、ピン１０，１０と孔部１１，１１との配置が逆になるように配置されている。
【００１７】
すなわち、所定のセルバインダ１５の枠体１７のピン１０，１０と孔部１１，１１とが、それぞれ、他のセルバインダ１５の枠体１６の孔部１１，１１とピン１０，１０とに嵌合し、セルバインダ１５，１５が互いに嵌合されて連結される。この場合、ピン１０の外周面には、複数の係止溝１０ａが周設されており、この係止溝１０ａにより、ピン１０に嵌合される孔部１１との間に、所定強度の抜け止め機能（いわゆるセミロック構造）が実現される。
【００１８】
セルバインダ１５に収納される蓄電体セル５は、枠体１６，１７の積層方向への嵌合によって保持される。この枠体１６，１７による蓄電体セル５の保持構造は、セル本体となる蓄電部６を枠体１６，１７によって積層方向に押圧して挟持する構造と、蓄電部６の両横の封止部７を折り曲げて端部を枠体１６，１７によって挟持した状態で蓄電部６の押圧方向（積層方向）に嵌合する構造との２重保持構造として構成されている。
【００１９】
具体的には、図１における横方向のＡ−Ａ線断面である図３に示されるように、枠体１６の枠体１７に対向して嵌合される側には、蓄電体セル５の蓄電部６の一面側を収納する略矩形状の有底の収納部１６ａが開口され、この収納部１６ａの横方向の両脇に、積層方向に所定の深さを有すると共に封止部７の縦方向幅以上の長さを有する溝形状の嵌合凹部１６ｂが設けられている。この嵌合凹部１６ｂの横方向外側の内壁（壁面部）１６ｃは、枠体１６の横枠を形成して収納部１６ａの開口上面から突出される突出部１６ｄの内壁（壁面部）と同一面を形成し、以下に説明するように、枠体１７とで蓄電体セル５の封止部７を挟持するように設定されている。
【００２０】
一方、枠体１７の枠体１６に対向して嵌合される側には、蓄電体セル５の蓄電部６の他面側を収納する略矩形状の有底の収納部１７ａが開口され、この収納部１７ａの両脇に、縦方向に細長で且つ積層方向に所定の突出高さを有する突出部１７ｂが設けられている。この突出部１７ｂは、突出先端部が略円弧状に形成され、横方向外側の外壁（壁面部）１７ｃが収納部１７ａの底面と略同位置まで達して、枠体１６の突出部１６ｄ先端面が当接する段部に接続されている。
【００２１】
以上の構成のセルバインダ１５では、蓄電体セル５の封止部７に対する保持構造として、枠体１６の嵌合凹部１６ｂの横方向外側の内壁１６ｃと、枠体１７の突出部１７ｂの横方向外側の外壁１７ｃとの間に蓄電体セル５の封止部７を挟持して互いに嵌合する構造を採用している。すなわち、これにより、蓄電体セル５の封止部７の端部を挟持した状態で、蓄電部６の押圧方向に嵌合可能な壁面部を構成している。このとき、嵌合凹部１６ｂの底部と突出部１７ｂの先端部との間に空隙部が形成されるように設定されており、この空隙部に蓄電体セル５の封止部７が屈曲して撓みを持った状態で収納される。
【００２２】
また、蓄電体セル５の蓄電部６に対する保持構造として、枠体１６の突出部１６ｄの先端面が枠体１７の突出部１７ｂ外側の段部に当接したとき、枠体１６の収納部１６ａ底面と枠体１７の収納部１７ａ底面とで蓄電体セル５の蓄電部６を押圧・挟持可能なように各収納部１６ａ，１７ａの深さが設定されている。尚、枠体１６の突出部１６ｄの先端面と枠体１７の突出部１７ｂ外側の段部とが当接したとき、枠体１６の収納部１６ａ側縁と枠体１７の収納部１７ａ側縁とが所定の間隔で対向し、封止部７の基部を押圧しないように設定されている。
【００２３】
これにより、封止部７を平面的に挟持する構造に比較して、封止部７を挟持するための横方向のＤ寸法を小さくすることができ、パッケージ全体としての小型化を図ることができる。しかも、封止部７に撓みを持たせることにより、横方向（積層方向と直交する方向）に振動が加わったとき、蓄電体セル５の動きを吸収することができ、封止部７が剪断力によって破損する虞がなく、耐久性を向上することができる。
【００２４】
また、蓄電体セル５の封止部７に撓みを持たせて挟持する構造を採用することにより、個々の蓄電体セル５の封止部７の横方向の長さのばらつきを吸収することができる。すなわち、蓄電体セル５の封止部７の基準値に対する寸法誤差が生じても、この寸法誤差に応じてセルバインダ１５のＤ寸法を大きくしたりする必要がなく、同一寸法のセルバインダ１５で対応することができる。
【００２５】
例えば、図４に示すように、蓄電体セル５の封止部７の幅が基準より長いプラス誤差があったときには、枠体１６の嵌合凹部１６ｂの底部と枠体１７の突出部１７ｂの先端部との間の空隙部内に収納される封止部７の屈曲長さを通常よりも長くすることにより、嵌合凹部１６ｂの内壁１６ｃと突出部１７ｂの外壁１７ｃとの間に挟持される封止部７の長さを適正に維持し、プラス誤差を吸収して外部にはみ出す等の不具合を回避することができる。
【００２６】
また、図５に示すように、封止部７の幅が基準より短いマイナス誤差があったときには、嵌合凹部１６ｂの底部と突出部１７ｂの先端部との間の空隙部内に収納される封止部７の屈曲長さを通常よりも短くすることにより、嵌合凹部１６ｂの内壁１６ｃと突出部１７ｂの外壁１７ｃとの間に挟持される封止部７の長さを確保し、封止部７を確実に保持することができる。
【００２７】
また、蓄電部６と封止部７とを同じ方向（積層方向）の異なる面で挟持する構造では、蓄電部６の厚さにバラツキがあると、蓄電部６と封止部７の何れか一方のみしか押圧・挟持できない虞があるが、本形態では、蓄電部６と封止部７とを異なる方向で押圧・挟持する独立した構造としているため、蓄電部６の厚さにバラツキがあっても蓄電部６と封止部７とを同時に挟持することができ、蓄電部６に的確に面圧を与えて使用中の振動に対しても安定した特性を確保することができる。
【００２８】
更に、セルバインダ１５を構成する枠体１６，１７は、互いに嵌合する構造となっていることから、枠体１６，１７間に蓄電体セル５を収納してセルバインダ１５を複数積層するとき、横方向にずれることがない。従って、蓄電体パッケージ１としての組付け作業性が良好となり、生産性を向上することができる。
【００２９】
以上の蓄電体セル５の保持構造は、図６或いは図７に示すように簡素化した構造とすることも可能であり、セルバインダ１５と同様、セル本体となる蓄電部６を積層方向に挟持する構造と、封止部７を折り曲げて積層方向と略直交する方向で挟持する構造との２重保持構造を形成することができる。
【００３０】
図６に示すセルバインダ２０は、蓄電体セル５の保持構造は基本的にセルバインダ１５と同様であるが、蓄電体セル５の封止部７の折曲げ量を少なくしたものであり、枠体１６の嵌合凹部１６ｂを浅くした形状の第１の枠体としての枠体２１と、この枠体２１に嵌合される第２の枠体としての枠体２２とから構成されている。
【００３１】
すなわち、枠体２１は、蓄電体セル５の蓄電部６の一面側を収納する略矩形状の有底の収納部２１ａと、この収納部２１ａの両脇に設けられて収納部２１ａの開口上面から積層方向に拡開されるテーパ状のガイド部２１ｂと、このガイド部２１ｂから積層方向に突出されて枠体２１の横枠を形成する側壁部（壁面部）２１ｃとを有している。また、枠体２２は、蓄電体セル５の蓄電部６の他面側を収納する略矩形状の有底の収納部２２ａと、この収納部２２ａの両脇に設けられて枠体２１のガイド部２１ｂとの間に所定の空隙部を形成するように対向・配置されるテーパ状のガイド部２２ｂと、このガイド部２２ｂの横方向外側に形成される側壁部（壁面部）２２ｃとを有している。
【００３２】
セルバインダ２０は、蓄電体セル５の蓄電部６を、枠体２１の収納部２１ａと枠体２２の収納部２２ａとに収納すると共に、枠体２１のガイド部２２ｂと枠体２２のガイド部２２ｂとの間の空隙部に、蓄電体セル５の封止部７を積層方向に折曲げて撓みを持たせた状態で収納する。そして、封止部７の端部を、枠体２１の側壁部２１ｃの内壁面と枠体２２の側壁部２２ｃの外壁面との間に挟持して互いに嵌合する。
【００３３】
また、図７に示すセルバインダ２５は、図６のセルバインダ２０に対し、蓄電体セル５の封止部７を収納する部位を円弧状に形成したものである。すなわち、セルバインダ２５は、セルバインダ２０のガイド部２１ｂ，２２ｂを円弧状に形成したものであり、蓄電体セル５の蓄電部６を、第１の枠体としての枠体２６の収納部２６ａと、第２の枠体としての枠体２７の収納部２７ａとに収納すると共に、枠体２６の円弧状のガイド部２６ｂと枠体２７の円弧状のガイド部２７ｂとの間に形成される空隙部に、蓄電体セル５の封止部７を積層方向に円弧状に屈曲させて撓みを持たせた状態で収納し、封止部７の端部を、枠体２６の側壁部（壁面部）２６ｃの内壁面と枠体２７の側壁部（壁面部）２７ｃの外壁面との間に挟持して互いに嵌合する。
【００３４】
これらのセルバインダ２０，２５においては、蓄電体セル５の封止部７の折曲げ量が少ないことから、セルバインダ１５に比較して封止部７の寸法誤差に対する許容度は若干小さくなるが、封止部７に掛かる負荷を低減することができる。
【００３５】
以上のように、本実施の形態においては、蓄電体セル５の蓄電部６と封止部７とを同一方向（積層方向）で平面的に押圧・挟持する構造ではなく、蓄電部６を積層方向に押圧・挟持すると共に、封止部７に撓みを持たせて端部を積層方向とは略直交する方向の壁面で押圧・挟持する構造としているため、パッケージを小型化しつつ蓄電体セル５の耐震性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】蓄電体パッケージの斜視図
【図２】直列接続された蓄電体セルの斜視図
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図
【図４】蓄電体セルの封止部が基準よりも長い場合の挟持状態を示す説明図
【図５】蓄電体セルの封止部が基準よりも短い場合の挟持状態を示す説明図
【図６】蓄電体セルの他の保持構造を示す説明図
【図７】蓄電体セルの更に他の保持構造を示す説明図
【符号の説明】
【００３７】
１  蓄電体パッケージ
５  蓄電体セル
６  蓄電部
７  封止部
１５，２０，２５  セルバインダ（枠体）
１６，２１，２６  枠体（第１の枠体）
１７，２２，２７  枠体（第２の枠体）
代理人      弁理士      伊    藤      進
【図１】
2006155962.tif 000003
【図２】
2006155962.tif 000004
【図３】
2006155962.tif 000005
【図４】
2006155962.tif 000006
【図５】
2006155962.tif 000007
【図６】
2006155962.tif 000008
【図７】
2006155962.tif 000009