(57)【要約】【課題】  電極端子の拡張性を高める。【解決手段】    負荷と接続するための電極端子としてのボルト部２３及び接続かん２２ｂと、電極端子が表面に形成されている容器本体１０及び蓋部２０から構成される外装体とを備え、外装体は、一方の面としての主面部２０ｘ１に正負一対のボルト部２３が形成され、他方の面としての底面１０ｚに電極端子が形成されていない一対の対向面を有し、一対の対向面以外の面としての側面部２０ｘ２に残りの電極端子としての接続かん２２ｂが形成されている、非水電解質二次電池１。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極端子と、
前記複数の電極端子が表面に形成されている外装体とを備え、
前記外装体は、一方の面に少なくとも１つの前記電極端子が形成され、他方の面に前記電極端子が形成されていない一対の対向面を有し、
前記一対の対向面以外の面に、
（ａ）残りの前記電極端子が配置されている、及び／又は
（ｂ）前記１つの前記電極端子が前記一方の面から跨って形成されている、
蓄電素子。
【請求項２】
前記外装体の１つの面に正極及び負極の前記電極端子がそれぞれ形成されている、
請求項１に記載の蓄電素子。
【請求項３】
前記外装体の前記一対の対向面以外の前記面に形成された前記電極端子の極性は、
前記１つの面に形成された正極及び負極の前記電極端子のうち、近い側に隣接するものと同一である、
請求項１又は２に記載の蓄電素子。
【請求項４】
セルとして複数の蓄電素子を備え、
前記複数の蓄電素子は請求項１から３のいずれかに記載の蓄電素子を少なくとも１つ含んでいる電源モジュール。
【請求項５】
前記セルとして請求項１から３のいずれかに記載の蓄電素子を複数有し、
前記蓄電素子の前記電極端子同士を接続するバスバーが、前記一対の対向面の前記一方の面同士、及び前記一対の対向面と異なる前記面同士に跨って配置されている、
請求項４に記載の電源モジュール。
【請求項６】
前記セルとして請求項１から３のいずれかに記載の蓄電素子を複数有し、
前記一対の対向面の前記一方の面上、又は前記一対の対向面と異なる前記面上において、前記電極端子が温度調整手段と熱結合している、
請求項４に記載の電源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば二次電池その他の電池等の蓄電素子及びそれを用いた電源モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、一次電池の置きかえ用途はもとより、携帯電話、ＩＴ機器などの電子機器の電源として広く普及している。とりわけ、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、高エネルギー密度であることから、電気自動車などの産業用大型電気機器へも応用されている。
【０００３】
二次電池は、電極体及び電解液を内蔵する外装体を有し、外装体の表面に上に負荷との接続又は電池間の接続に用いる正負の電極端子が設けられた構成を有する（例えば特許文献１、図１等を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平０６-０８６２５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の二次電池には以下のような課題があった。すなわち、二次電池は非水電解質二次電池のように高出力化、大容量化等の目的からセルとして複数接続してなる電源モジュールとして用いられることが多いが、セルの接続、配置においては外装体上の電極端子の位置に制約をうけることとなり、セル間の結線やモジュールから外部の負荷への接続の自由度の妨げとなっていた。
【０００６】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電極端子の拡張性を高め、ひいては電源モジュールへの対応性に優れた蓄電素子及びそれを用いた電源モジュール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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、
複数の電極端子と、
前記複数の電極端子が表面に形成されている外装体とを備え、
前記外装体は、一方の面に少なくとも１つの前記電極端子が形成され、他方の面に前記電極端子が形成されていない一対の対向面を有し、
前記一対の対向面以外の面に、
（ａ）残りの前記電極端子が配置されている、及び／又は
（ｂ）前記１つの前記電極端子が前記一方の面から跨って形成されている、
蓄電素子である。
【０００８】
本発明の第２の側面は、
前記外装体の１つの面に正極及び負極の前記電極端子がそれぞれ形成されている、
本発明の第１の側面の蓄電素子である。
【０００９】
本発明の第３の側面は、
前記外装体の前記一対の対向面以外の前記面に形成された前記電極端子の極性は、
前記１つの面に形成された正極及び負極の前記電極端子のうち、近い側に隣接するものと同一である、
本発明の第１又は第２の側面の蓄電素子である。
【００１０】
本発明の第４の側面は、
セルとして複数の蓄電素子を備え、
前記複数の蓄電素子は本発明の第１から第３のいずれかの側面の蓄電素子を少なくとも１つ含んでいる電源モジュールである。
【００１１】
本発明の第５の側面は、
前記セルとして本発明の第１から第３のいずれかの側面の蓄電素子を複数有し、
前記蓄電素子の前記電極端子同士を接続するバスバーが、前記一対の対向面の前記一方の面同士、及び前記一対の対向面と異なる前記面同士に跨って配置されている、
本発明の第４の側面の電源モジュールである。
【００１２】
本発明の第６の側面は、
前記セルとして本発明の第１から第３のいずれかの側面の蓄電素子を複数有し、
前記一対の対向面の前記一方の面上、又は前記一対の対向面と異なる前記面上において、前記電極端子が温度調整手段と熱結合している、
本発明の第４の側面の電源モジュールである
【発明の効果】
【００１３】
以上のような本発明は、蓄電素子において電極端子の拡張性を向上させることが可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の構成を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池の構成を示す正面図
【図３】本発明の実施の形態１に係る電源モジュールの構成を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態１に係る電源モジュールの構成を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態２に係る電源モジュールの構成を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態３に係る電源モジュールの構成を示す斜視図
【図７】本発明の実施の形態に係る電源モジュールの他の構成例を示す斜視図
【図８】本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の他の構成例を示す斜視図
【図９】本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の他の構成例を示す斜視図
【図１０】本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の他の構成例を示す正面図
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の他の構成例を示す斜視図（ｂ）本発明の実施の形態に係る非水電解質二次電池の他の構成例を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る非水電解質二次電池１の構成を示す斜視図であり、図２は非水電解質二次電池１の正面図である。
【００１７】
図１及び２に示すように、非水電解質二次電池１は、開口を有するアルミニウム製の箱状の容器本体１０と、容器本体１０の開口を封止する、容器本体と同一材料製の蓋部２０とから構成される外形が六面体状の外装体を備える。なお、外装体の各面は、図１に示す直交座標をなすＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸にそれぞれ平行に位置し、以下の説明に際しては、図中Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸矢印の方向を基準にそれぞれ順に、右から左、手前から奥、並びに下から上を定める。また、非水電解質二次電池１の内部構成を説明するため、容器本体１０及び蓋部２０は、図２中においては図中のＺ−Ｙ平面に平行な面で切断した要部断面図として示した。
【００１８】
容器本体１０は、図中Ｚ−Ｘ平面に平行で図中Ｚ軸方向に長大な一対の短側面１０ｘと、図中Ｚ−Ｙ平面に平行で図中Ｙ軸方向に長大な一対の長側面１０ｙ、及び図中Ｘ−Ｙ平面に平行で短側面１０ｘ及び長側面１０ｙに囲まれる底面１０ｚから構成され、図中Ｚ軸方向に沿って開放された開口を有する。
【００１９】
短側面１０ｘの高さは底面１０ｚより大きく、したがって容器本体１０は開口から対向した一対の短側面１０ｘが上へ突出した形状を有する。蓋部２０は容器本体１０の開口周りの形状に対応して、図中Ｚ−Ｙ平面からの投影においてコの字状の外形を有し、容器本体１０の底面１０ｚに対向する主面部２０ｘ１及び主面部２０ｘ１の左右両端から下方に延出する側面部２０ｘ２から構成される。
【００２０】
図２に示すように、容器本体１０の内部には、活物質層が形成された帯状の極板である正極と負極を、間にセパレータを介して、図中Ｙ軸に平行な軸を巻回軸として長円筒形に巻回した構成を有する電極体１１が配置されている。負極は、例えば帯状の銅箔の表面に負極活物質を含む合剤層を形成させて構成される。正極は、例えば帯状のアルミニウム箔の表面に正極活物質を含む合剤層を形成させて構成される。
【００２１】
電極体１１においては、最外周に位置するセパレータ１１ａを間に挟んで正極の金属箔及び負極の金属箔が単体で重なりあった状態で露出し、金属箔露出部１１ｂとして両端に位置している。なお、図２においては、金属箔露出部１１ｂとして負極側の金属箔が露出した側の構成のみ符号を付して説明するが、正極側の金属箔露出部も金属の材質を除いて同様の構成を有する。
【００２２】
金属箔露出部１１ｂは集電体１２に接続される。集電体１２は、蓋部２０の主面部２０ｘ１の裏面に固定された外形矩形の平板状の基台部１２ａ１、基台部１２ａ１の図中Ｙ軸方向に沿った長辺側の側面から屈曲し、図中Ｚ軸方向に沿って容器本体１０の底面１０ｚ側に延出した一対の平板状の脚部１２ｂ、及び基台部１２ａ１の図中Ｘ軸方向に沿った短辺側から屈曲し、図中Ｚ軸方向に沿って容器本体１０の底面１０ｚ側に延出して、蓋部２０の側面部２０ｘ２の裏面に固定される、外形矩形の平板状の基台部１２ａ２を有する。
【００２３】
一対の脚部１２ｂの対向面のそれぞれは電極体１１の金属箔露出部１１ｂの表面を挟み込むように配置され、超音波溶接等することにより電極体１１と接合される。なお、基台部１２ａ１及び１２ａ２並びに脚部１２ｂは負極においては銅板を、正極においてはアルミ板をそれぞれ打抜き、プレス加工等して、一体成形された構成とすることが望ましい。
【００２４】
蓋部２０の主面部２０ｘ１には、外部接続用のボルト部２３が設けられている。ボルト部２３は、表面にネジが切られた円筒状の外形を有し、さらに角板状の根元が後述する外側パッキン２１ａに埋設された金属製の部材である。
【００２５】
更に、蓋部２０の主面部２０ｘ１側には、ボルト部２３の根元に重なって接続かん２２ａが設けられている。接続かん２２ａは、表面にボルト部２３が挿入される貫通孔が開口された外形矩形の端子板２２ａ１と、端子板２２ａ１の表面から図中Ｚ軸方向に沿って容器本体１０の底面１０ｚ側に向かって延出した円筒状のかん本体２２ａ２とを有する金属製の部材である。ボルト部２３の根元が端子板２２ａ１と外側パッキン２１ａに挟まれることにより、ボルト部２３は接続かん２２ａと組み合わされている。
【００２６】
接続かん２２ａのかん本体２２ａ２は、集電体１２の基台部１２ａ１とかしめや圧着等の周知の技術的手段により結合されることにより、集電体１２と電気的、機械的に接続される。
【００２７】
なお、本実施の形態１においては一例としてかしめにより固定されるものとし、かん本体２２ａ２の先端はかしめ端２２ａ３を形成して、端子板２２ａ１とともに基台部１２ａ１を挟むように圧接している。更に、接続かん２２の端子板２２ａ１は、上述のようにボルト部２３と組み合わされていることから、これにより、電極体１１から外装体の外部に電気が取り出される。
【００２８】
次に、蓋部２０の側面部２０ｘ２側には、接続かん２２ｂが設けられている。接続かん２２ｂは、外形矩形の端子板２２ｂ１と、端子板２２ａ１の表面から図中Ｙ軸方向に沿って容器本体１０の短側面１０ｘ側に向かって延出した円筒状のかん本体２２ｂ２とを有する金属製の部材である。
【００２９】
接続かん２２ｂのかん本体２２ｂ２は、接続かん２２ａのかん本体２２ａ２と同様、先端がかしめ加工によりかしめ端２２ｂ３を形成して、端子板２２ｂ１ととともに基台部１２ａ２を挟むように圧接して、集電体１２及び蓋部２０と組み合わされている。これにより、電極体１１から端子板２２ｂ１を解して電気が取り出される。
【００３０】
ボルト部２３と電極体１１とを結ぶ導電路は、絶縁体である合成樹脂材料製の外側パッキン２１ａ及び内側パッキン２１ｂ１によって外装体と絶縁され、接続かん２２ｂと電極体１１とを結ぶ導電路は、外側パッキン２１ａと同一材質の外側パッキン２１ｃ及び、内側パッキン２１ｂ１と一体形成された内側パッキン２１ｂ２によって外装体と絶縁される。なお、図２中において外側パッキン２１ａ、内側パッキン２１ｂ１及び２１ｂ２は断面図として示す。
【００３１】
外側パッキン２１ａは蓋部２０の主面部２０ｘ１上に配置され、蓋部２０とボルト部２３及び接続かん２２ａとを絶縁している。同様に、外側パッキン２１ｃは蓋部２０の側面部２０ｘ２上に配置され、蓋部２０と接続かん２２ｂとを絶縁している。内側パッキン２１ｂ１及び２１ｂ２は蓋部２０の主面部２０ｘ１及び側面部２０ｘ２の裏面側に配置され、蓋部２０と集電体１２とを絶縁している。外側パッキン２１ａと内側パッキン２１ｂ１及び２１ｂ２とは一体的に組み合わされた状態で集電体１２と接続かん２２ａ及び２２ｂとにより締結されており、これにより、導電路と外装体との間の空間、隙間を閉塞して、外装体内部からの電解液の漏出を防いでいる。
【００３２】
なお、接続かん２２ａにおいて端子板２２ａ１とかん本体２２ａ２とは、図中には一体化した態様にて示したが、正極側においては一体成形された部品として作成され、負極側においては各々が独立した部材としての端子板２２ａ１及びかん本体２２ａ２が圧入等の手段により組み合わされた部品として作成するようにしてもよい。接続かん２２ｂにおいても同様の構成としてもよい。
【００３３】
蓋部２０、電極体１１、集電体１２及び接続かん２２ａ、２２ｂは上記の構成を有することにより、容器本体１０とは独立して一体化して作成することができ、電池の製造においては、蓋部２０と組み合わされた電極体１１を容器本体１０内に挿入することにより、容器本体１０を蓋部２０により閉塞して、外装体を完成させることができる。
【００３４】
なお、蓋部２０の主面部２０ｘ１には、容器の内圧が所定値以上になると開放され、容器内のガスを排出する安全弁２４、及び容器本体１０がレーザ溶接等により封止された後に電解液を注入するための注入口が設けられており、注入口は電解液注入後、封止栓２５により封止される。
【００３５】
以上の構成において、非水電解質二次電池１は本発明の蓄電素子に相当し、容器本体１０と蓋部２０の組合せは本発明の外装体に相当する。ボルト部２３又は接続かん２２ａの端子板２２ａ１、及び接続かん２２ｂの端子板２２ｂ１は本発明の電極端子に相当する。更に、蓋部２０の主面部２０ｘ１表面及び容器本体１０の底面１０ｚは本発明の一対の対向面に相当する。
【００３６】
以上のような構成を有する本実施の形態１による非水電解質二次電池１は、外装体の側面である蓋部２０の側面部２０ｘ２上に、外部負荷との電気的接続が可能な接続かん２２ｂを備えたことを特徴とする。
【００３７】
すなわち、従来の非水電解質二次電池においては、外装体としては六面体に代表される柱状の形状が慣用され、一方の底面を載置面として、他方の底面上に正負の電極端子が設けられる構成としていた。しかしながら、そのような非水電解質二次電池を複数のセルとして電源モジュールを構成する場合、セルは電極端子同士が隣接するように配列されるため、セルの接続又は配置は外装体上の電極端子の位置に制約をうけることとなる。具体的には、セルの電極端子の位置は配列されたセルがなす一つの面に集中することとなり、電極端子間を接続するバスバーや、セルを収納する電源モジュールの収納体に設けられる電極モジュール自身の電極端子とセルとの配線の位置が収納体内にて一意に定まってしまい、収納体の寸法や形状、強度を制約するものとなっていた。
【００３８】
これに対して、本実施の形態１の非水電解質二次電池１においては、柱状の外装体において、電極端子として、載置面である底面１０ｚに対向する蓋部２０の主面部２０ｘ１に正極及び負極のボルト部２３を備えるとともに、側面である蓋部２０の側面部２０ｘ２に正極及び負極の接続かん２２ｂを更に備えている。
【００３９】
なお、ここで接続かん２２ａの極性は、図２に示すように、ボルト部２３と共有する集電体１２に接合される電極体１１の極性に対応しており、外装体において、より近接するボルト部２３の極性と同一になっている。
【００４０】
これにより、セルの電極端子が位置する箇所を拡張させることができ、収納体内部に位置するバスバーその他の配線の位置の自由度を拡張するようにしている。
【００４１】
一例として、図３に示すように、蓋部２０を上面に、底面１０ｚを載置面として長側面１０ｙ同士を対向して配列した、複数の非水電解質二次電池１をセルとして有する電源モジュール２は、セル同士を蓋部２０の主面部２０ｘ１に設けられたボルト部２３をバスバー２ａにより接続し、図示しない収納体側の電極端子への接続は、図中矢印Ｔにて示すように、蓋部２０の側面部２０ｘ２に設けられた接続かん２２ｂ側から配線を引き出すようにしている。
【００４２】
又、図４に示す電源モジュール３においては、配列の両端側のセル同士を側面部２０ｘ２に設けられた接続かん２２ｂをバスバー２ｂにより接続し、配列の内側のセル同士をボルト部２３でバスバー２ａにより接続するとともに、収納体側の電極端子への接続は、図中矢印Ｔにて示すように、主面部２０ｘ１に設けられたボルト部２３から配線を引き出すようにしている。バスバー２ａによる接続はボルト部２３に対するナットの締結により行い、バスバー２ｂによる接続は接続かん２２ｂの端子板２２ｂ１への溶接により行う。
【００４３】
なお、各セルは図中にて正負の極性を（＋）（−）により示し、直列接続されるものとしたが、並列接続又はこれらの組合せとしてもよい。更に、配列するセルの個数は図中では４つとしたが、これは例示であって、配列するセルの個数は任意であってよい。
【００４４】
このように、本実施の形態１においては、蓋部２０の主面部２０ｘ１及び側面部２０ｘ２にボルト部２３及び接続かん２２ｂをそれぞれ備えたことにより、電源モジュールの構成時において配列されたセルにおいて、セル間及び外部への結線の自由度を、上面である図中Ｘ−Ｙ平面上から、一対の側面である図中Ｚ−Ｘ面上にまで立体的に拡張することができる。ひいては、電源モジュールの収納体内部の空間の設計の自由度を高め、セル同士を締結する締結手段その他の内部部品のレイアウトを好適化して、収納体の小型化、軽量化、耐久性の向上が可能となる。
【００４５】
更に、本実施の形態１の非水電解質二次電池１においては、柱状の外装体において、ボルト部２３が設けられた蓋部２０の主面部２０ｘ１との対向面である容器本体１０の底面１０ｚを避けて側面側である蓋部２０の側面部２０ｘ２に接続かん２２ｂを設けたことを特徴とする。これにより、電源モジュールの構成時に、配列したセルにおいて底面１０ｚを平坦な載置面として常に保つことができ、電源モジュールの収納体内のおけるセルの安定した配置を実現することが可能となる。ひいては、収納体の強度、安定性を向上させることが可能となる。
【００４６】
更に、本実施の形態１の非水電解質二次電池１においては、従来例同様、蓋部２０の主面部２０ｘ１において正負両極のボルト部２３を設けた構成としたことにより、図３、図４に示すように、従来例同様にバスバー２ａによるセル間の接続を容易に行うことも可能となる。
【００４７】
更に、本実施の形態１の非水電解質二次電池１においては、外装体内部において集電体が接続かん２２ａ及び２２ｂの２箇所にて固定されていることにより、以下の効果を奏する。すなわち、従来から集電体は外装体表面に設けられた端子と外装体内部の電極体の未塗工部との間を接続しているが、従来のように集電体が外装体内部の一点に固定されている構造だと、電極体の慣性により当該固定箇所を中心に集電体が揺動する恐れがある。
【００４８】
これに対し、本実施の形態のように集電体を固定する箇所を複数とすることにより、集電体の揺動を抑制することが可能となる。
【００４９】
なお、上記の説明においては、本発明の電極端子はボルト部２３及び接続かん２２ｂの端子板２２ｂ１であるとしたが、本発明の電極端子は電池の電気的接続が可能であれば、その具体的な構成に限定されるものではない。例えば、主面部２０ｘ１上にはボルト部２３を省略して端子板２２ａ１を電極端子として、バスバーや配線を溶接固定するようにしてもよい。同様に、側面部２０ｘ２上の端子板２２ｂ１に、ナットにより固定されるボルト状の電極端子を備える構成としてもよい。
【００５０】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２は、実施の形態１に係る非水電解質二次電池１により構成した電源モジュールである。説明には適宜図１、２を参照し、同一又は相当する構成については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。以下の説明も同様である。
【００５１】
図５は本実施の形態２の電源モジュール４の構成を示す斜視図である。図５に示すように、電源モジュール４は、実施の形態１の電源モジュール２同様、複数の非水電解質二次電池１をセルとして長側面１０ｙ同士を対向して配列し、セル同士の接続を、蓋部２０の主面部２０ｘ１のボルト部２３及び側面部２０ｘ２に設けられた接続かん２２ｂを一括して接続するバスバー２ｃを備えたことを特徴とする。
【００５２】
バスバー２ｃは、図中Ｚ−Ｙ平面の投影においてＬ字状の形状を有するスチールその他の金属材料により作成される部材であって、接続かん２２ａの端子板２２ａ１に平行に形成された平面部２ｃ１と、平面部２ｃ１から下方に屈曲して接続かん２２ｂの端子板２２ｂ１に平行に形成された壁面部２ｃ２とから構成される。
【００５３】
図中点線による透視図として示すように、平面部２ｃ１及び壁面部２ｃ２はそれぞれ隣接するセルの一対の接続かん２２ａ及び２２ｂを蔽う程度の寸法を有し、隣接するセルの上面と側面に跨って配置される。平面部２ｃ１によるボルト部２３に対するボルトの締結と、壁面部２ｃ２による接続かん２２ｂの端子板２２ｂ１への溶接によりバスバー２ｃはセルに接続され、セル間の電気的接続を完成する。
【００５４】
本実施の形態２の電源モジュール４は、バスバー２ｃにより、電気的接続に加えて、隣接するセルを上面側及び側面側から一体的に接続する構成としたことにより、外部からの振動や衝撃に抗して、収納体内に配列されたセルの姿勢の安定性を向上させることができる。更には、配列され、相互接続された複数のセル全体の強度が高められることから、収納体内においてセルを固定するための部材を省略した構成とすることができ、電源モジュールの小型化、軽量化を実現することができる。
【００５５】
なお、上記の構成においては、バスバー２ｃを構成する平面部２ｃ１及び壁面部２ｃ２はいずれも隣接するボルト部２３同士及び接続かん２２ｂ同士を接続する構成としたが、平面部２ｃ１が隣接するボルト部２３同士を接続する場合において、隣接する接続かん２２ｂは一方のみを接続する構成としてもよい。同様に、壁面部２ｃ２が隣接する接続かん２２ｂ同士を接続する場合において、隣接する接続かん２２ｂは一方のみを接続する構成としてもよい。
【００５６】
これらの構成においては、隣接するセルは上面側又は側面側で電気的接続が確保される一方で、残りの側面側又は上面側がバスバーに機械的に接続されることにより、一定の強度を有し、セルの姿勢の安定性をある程度向上させることができる。更にバスバーを軽量化して、電源モジュールの更なる小型化、軽量化を実現することができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図６は本実施の形態３の電源モジュール５の構成を示す斜視図である。電源モジュール５は、複数の非水電解質二次電池１をセルとして長側面１０ｙ同士を対向して配列し、セル同士の電気的接続を、蓋部２０の主面部２０ｘ１のボルト部２３をバスバー２ａにより固定することにより行い、側面部２０ｘ２の隣接する接続かん２２ｂ同士を一括して接続する放熱板５ａを備えたことを特徴とする。
【００５８】
放熱板５ａは、本発明の温度調整手段に相当し、図中Ｘ軸方向、すなわちセルの配列方向に沿って長大な矩形状の外形を有し、セラミック等の、絶縁性及び伝熱性を有する材料により作成される。放熱板５ａと接続かん２２ｂとの接合は接着剤により行われる。なお、放熱板５ａと接続かん２２ｂとの間に絶縁性が確保されていれば、放熱板５ａとしてアルミニウム等の金属材料やカーボン等の、熱伝導率に優れた材料を用いるようにしてもよい。
【００５９】
本実施の形態３の電源モジュール５は、バスバー２ａにより従来と同様の電気的接続を行わせる一方で、放熱板５ａとの接続により、隣接するセルの接続かん２２ｂを、互いに絶縁された状態で一体化した構成としたことにより、セル全体の放熱性能を向上させることができる。
【００６０】
すなわち、図２に示すように、セルの側面である蓋部２０の側面部２０ｘ２に設けられた接続かん２２ｂは、外装体の内部にて集電体１２及び電極体１１と接続している。したがって、電極体１１が生ずる熱は、外装体に封入された電解液よりも熱伝導率の大きいかん本体２２ｂ２を通じて接続かん２２ｂの端子板２２ｂ１に伝わることになる。
【００６１】
本実施の形態３は、上記の構成に着目してなされたものであり、外形板状であり表面積の大きい端子板２２ｂ１同士を放熱板５ａで連結することによって非水電解質二次電池１内の熱を外装体の外部へ導き、電極体１１を効率よく冷却することができる。これにより、電源モジュールの放熱性能を高めて、動作の安定性を向上させることが可能となる。更に、配列されたセルにおいて端子板２２ｂ１はセルの配列方向に沿って整列されており、放熱板５ａは整列に対応して端子板２２ｂ１との接続を簡易に実現することができ、ひいては低コストな構成でモジュールの冷却性能を向上させることができる。
【００６２】
なお、上記の構成においては、放熱板５ａは隣接する全てのセルの接続かん２２ｂに接続されるものとしたが、複数のセルのいずれか対象として選択的に行ってもよい。この場合において、特に熱が集中する、配列の中央近傍に位置するセルの接続かん同士を接続することは、効率的な放熱を行うことができ、より好適である。
【００６３】
更に、放熱板５ａは図においては接続かん２２ｂの端子板２２ｂ１の高さと同程度の寸法を有するものとして示したが、本発明の温度調整手段は寸法や形状によって限定されるものではなく、例えばセルの側面全面に対応した形状を有するものとしてもよい。
【００６４】
更に、上記の構成においては、本発明の温度調整手段は、熱結合の一態様として、非水電解質二次電池１からの熱を外部へ伝達して冷却を行う放熱板として実現するものとしたが、熱結合の別の態様として、外部からの伝熱により非水電解質二次電池１の加熱又は保温を行う手段として実現してもよい。
【００６５】
この場合、放熱板５ａと同様の形状を有する部材として、温度調整手段は図示しないヒートシンクやヒータに接続され、これらの熱を接続かん２２ａ又は２２ｂを介して電極体１１へ導入する。更に、温度調整手段は導電性を有するものであってもよい。なお、温度調整手段と接続かん２２ａ又は２２ｂとの間を絶縁する際には、両者の間に、合成樹脂等を材料とする絶縁性の熱伝導体を配置する。
【００６６】
以上説明した通り、本発明の各実施の形態の非水電解質二次電池によれば、外装体において上面と側面と電気的接続が可能な構成としたことにより、電極端子の拡張性を高め、ひいては電源モジュールへの対応性を向上させることが可能になる。
【００６７】
しかしながら、本発明は上記の各実施の形態に限定されるものではない。
【００６８】
上記の各実施の形態においては、電源モジュールは全て本発明の実施の形態１の非水電解質二次電池１から構成されるものとしたが、本発明は、複数のセルを備えた電源モジュールにおいて、少なくとも１つのセルが、本発明の蓄電素子としての非水電解質二次電池１であるとしてもよい。
【００６９】
しかしながら、電源モジュールにおいて少なくとも２つのセルとして本発明の蓄電素子を用いることは、以下の理由により望ましい。すなわち、図７に示す電源モジュール６に例示するように、配列された複数のセルにおいて、列の両端を非水電解質二次電池１で挟み込む構成とすることができる。
【００７０】
この場合、収納体側の電極端子への接続として、両端のセルの蓋部２０のボルト部２３及び接続かん２２ｂの双方を利用することができ、配線の自由度を向上させる本発明の効果を奏し易い。更に、配列状態にある複数のセルにおいて隣接する少なくとも一対のセルを非水電解質二次電池１として用いることは、セル同士の接続として蓋部２０のボルト部２３及び接続かん２２ｂの双方を利用することができ、配線の自由度を向上させる本発明の効果を奏しやすい。
【００７１】
更に、上記の各実施の形態においては、非水電解質二次電池１は、外装体の上面及び側面を構成する蓋部２０の主面部２０ｘ１及び一対の側面部２０ｘ２に、本発明の電極端子としてのボルト部２３及び接続かん２２ｂが独立して設けられるものとしたが、本発明の電極端子は外装体の各面に跨って形成される態様としてもよい。
【００７２】
一例として、図８に示す非水電解質二次電池７は、実施の形態１と同様の蓋部２０において、主面部２０ｘ１から側面部２０ｘ２まで連続して形成された、図中Ｚ−Ｙ平面上の投影においてＬ字状の形状を有する外側パッキン２１ｄ上と、接続かん２２ａとして、外側パッキン２１ｄと同様に、主面部２０ｘ１から側面部２０ｘ２まで連続して形成されたＬ字状の端子板２２ａ４を備える。端子板２２ａ４から外装体内部の電極体１１への電気的接続は、上記各実施の形態と同様であってもよいが、特に接続かん２２ａを、実施の形態１のかん本体２２ａ２と同様にして、主面部２０ｘ１の直下からのみ電極体１１及び集電体１２に接続される構成とした場合、容器本体内部の集電体１２の構成を簡略化することができ、より低コストで本発明を得ることが可能となる。
【００７３】
更に、上記の各実施の形態においては、非水電解質二次電池１は、外装体の上面及び側面を構成する主面部２０ｘ１及び一対の側面部２０ｘ２を有する蓋部２０を備える構成としたが、本発明の外装体は、電極端子としてのボルト部２３及び接続かん２２ｂの端子板２２ｂ１等が形成可能であれば、その具体的な構成に限定されるものではない。
【００７４】
一例として、図９に示す非水電解質二次電池８は、従来の非水電解質二次電池同様、主面部２０ｘ１のみを有する蓋部２０と、短側面１０ｘ及び長側面１０ｙが同一の高さである開口箱状の容器本体１０を有する。非水電解質二次電池８において接続かん２２ａ及びボルト部２３は蓋部２０の主面部２０ｘ１上に設けられる一方、接続かん２２ｂを容器本体１０に設けた構成となっている。
【００７５】
非水電解質二次電池８の内部は、図１０の要部断面図に示すように、接続かん２２ａは、実施の形態１と同様の形状の端子板２２ａ１及びかん本体２２ａ２とを有し、蓋部２０の裏面側にのみ接する外形平板状の内側パッキン２１ｅを間に挟んで、集電体１３の基台部１３ａ１とかしめや圧着等により結合される。なお、集電体１３において基台部１３ａ１及び脚部１３ｂは実施の形態１の基台部１２ａ１及び脚部１２ｂと同一の形状を有する。
【００７６】
容器本体１０の短側面１０ｘ上には、外側パッキン２１ｃを間に介して、実施の形態１と同様の構成を有する接続かん２２ｂが設けられている。接続かん２２ｂのかん本体２２ｂ２は先端がかしめ加工によりかしめ端２２ｂ３を形成して短側面１０ｘ及び外側パッキン２１ｃを挟み込み、集電体１３の基台部１３ａ２に圧接する。ここで基台部１３ａ２は、外形において実施の形態１の基台部１２ａ２と同一であるが、更にかしめ端２２ｂ３との対向面に凹部１３ａ３が形成される。かしめ端２２ｂ３が凹部１３ａ３に嵌り込むことにより、かん本体２２ｂ２と基台部１３ａ２は容器本体１０内の一意な箇所に位置決めされる。
【００７７】
接続かん２２ｂと電極体１１とを結ぶ導電路は、外側パッキン２１ｃ及び、容器本体１０の内壁側のみと接する内側パッキン２１ｆによって外装体と絶縁される。ここで内側パッキン２１ｆは、集電体１３の、凹部１３ａ３が形成された表面から先端を経由して裏面まで回り込んでなる、図中Ｚ−Ｙ平面上の投影において鈎型の先端２１ｆ１を有する。これにより、集電体１３の基台部１３ａ２は、かん本体２２ｂ２と内側パッキン２１ｆに挟持され、安定した状態で接続かん２２ｂに固定される。
【００７８】
以上のような非水電解質二次電池８によれば、外装体として従来例同様の外形を有する蓋部２０及び容器本体１０を用いて、より簡易な構成、簡素な工程によって本発明を作成することが可能となり、低コストで生産性を向上させることが可能となる。
【００７９】
なお、非水電解質二次電池８における接続かん２２ｂと集電体１３との固定は、溶接によるものとしてもよい。具体的には、集電体１３及び電極体１１を容器本体１０内に挿入した後に、接続かん２２ｂ２のかしめ端２２ｂ３と集電体１３の基台部１３ａ２とが重なる部分を、容器本体１０の外側から加熱して溶接する。溶接の手法としては例えばレーザ溶接を用いる。
【００８０】
なお、溶接の際には、溶接時に生じる熱から電極体１１を保護するため、溶接部と電極体１１との間に断熱部材を設けるようにしてもよい。更に、溶接時に生じる異物（スパッタ）が容器本体１０内に飛び散るのを防ぐため、容器本体１０の内壁側において、溶接箇所を囲う部材を設けるようにしてもよい。
【００８１】
更に、基台部１３ａ２をリード線状として、全長（図中Ｚ軸方向の寸法）をより長大な構成にすることにより、接続かん２２ｂと集電体１３とをあらかじめ溶接してから、電極体１１を挿入するようにしてもよい。
【００８２】
更に、上記の各実施の形態においては、本発明の蓄電素子としての非水電解質二次電池１は、外装体として外形六面体の形状を有し、上面としての蓋部２０の主面部２０ｘ１上に一対のボルト部２３を備え、側面としての蓋部２０の一対の側面部２０ｘ２上に接続かん２２ｂをそれぞれ備える構成としたが、本発明の電極端子の配置はこれに限定されるものではない。
【００８３】
一例として、図１１（ａ）に示す非水電解質二次電池９ａは、蓋部２０の主面部２０ｘ１に一対のボルト部２３を備えるとともに、容器本体１０の長側面１０ｙ上に、一対の接続かん２２ｂを備えた構成を有する。なお、外装体は図９に示す非水電解質二次電池８と同様、従来例と同様の構成を有し、接続かん２２ｂは容器本体１０内で接続かん２２ａとは独立して電極体１１に接続される。
【００８４】
本構成によれば、電源モジュールの構成時において配列されたセルにおいて、セル間及び外部への結線の自由度を、上面である図中Ｘ−Ｙ平面上から側面である図中Ｚ−Ｙ面上にまで立体的に拡張することができ、電源モジュールの収納体内部の空間の設計の自由度を高めることが可能となる。
【００８５】
更に、図１１（ｂ）に示す非水電解質二次電池９ｂのように、蓋部２０の主面部２０ｘ１に一対のボルト部２３を備え、一対の側面部２０ｘ２にそれぞれ接続かん２２ｂを備えるとともに、容器本体１０の一対の長側面１０ｙのそれぞれに、一対の接続かん２２ｂを備えた構成としてもよい。これにより、セル間及び外部への結線の自由度を、上面である図中Ｘ−Ｙ平面上から側面である図中Ｚ−Ｘ平面及びＺ−Ｙ面上にまで立体的に拡張することができ、電源モジュールの収納体内部の空間の設計の自由度を高めることが可能となる。
【００８６】
更に、上記の各実施の形態においては、収納体の側面に位置する接続かん２２ｂの極性は、外装体において、より近接するボルト部２３の極性と同一であるとしたが、異なる極性であるとしてもよい。主面部２０ｘ１には正負一対のボルト部２３を備えるものとしたが、極性ごとの端子の個数は任意であってよく、少なくとも正負いずれか一方の端子があればよい。
【００８７】
要するに、本発明の蓄電素子は、上記各実施の形態のような、少なくとも一対の対向面を有する外装体において、蓋部２０の主面部２０ｘ１が相当する一方の面に、ボルト部又は接続かんの端子板が対応する、少なくとも１つの電極端子が形成され、容器本体１０の底面１０ｚが相当する他方の面に電極端子が形成されていない構成であって、容器本体１０の短側面１０ｘ及び長側面１０ｙが相当する当該対向面以外の面に、他の電極端子が形成される構成を有するものであれば、収納体の姿勢の安定と電極端子の自由度の拡張が可能となる効果を奏するものであり、各電極端子の個数、位置、寸法、極性その他の具体的な構成によって限定されるものではない。
【００８８】
更に、本発明の蓄電素子としての非水電解質二次電池１は、外装体の形状として蓋部２０の主面部２０ｘ１及び容器本体１０の底面１０ｚを底面とする六面体の形状であるとしたが、上記のように、少なくとも一対の対向面を有する形状であれば、当該対向面を繋ぐ側面部分の形状に限定されるものではなく、円柱状、角柱状など任意の形状であってもよい。
【００８９】
更に、上記の各実施の形態においては、収納体の一対の対向面は、正負一対のボルト部２３が設けられる蓋部２０の主面部２０ｘ１と、容器本体１０の底面１０ｚとから構成されるものとしたが、本発明の一対の対向面は、収納体の具体的な構成に限定されるものではなく、電極端子としてのボルト部又は接続かんの端子板が設けられる面とその対向面とは、収納体の同一部材上に含まれる構成であってもよいし、互いの独立した部材として構成されていてもよい。
【００９０】
しかしながら、実施の形態１のように、電極端子が収納体を構成する部品のうち、一つの部品のみに形成されていることは、蓄電素子の製造工程を簡素化し、構成を単純化できる効果があり、より好適である。
【００９１】
更に、上記の説明においては、本発明の蓄電素子は、リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池であるとしたが、電気化学反応により充放電可能な電池であれば、ニッケル水素電池その他各種の二次電池を用いてもよい。又、一次電池であってもよい。更に、電気二重層キャパシタその他各種のキャパシタであってもよい。要するに、本発明の蓄電素子は電極体と電解液を収納容器内に封入してなる電気を蓄積可能な素子であれば、起電力を発生させるための具体的な方式によって限定されるものではない。
【００９２】
更に、上記の説明においては、容器本体１０はアルミニウム製であるとしたが、アルミニウム合金、ステンレスその他任意の金属又は金属化合物、樹脂、アルミニウムラミネートを材料とするものであってもよい。
【００９３】
要するに、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内であれば、以上説明したものを含め、上記実施の形態に種々の変更を加えたものとして実施してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上のような本発明は、電極端子の拡張性を高める効果を有し、例えば二次電池のような蓄電素子及び電源モジュールにおいて有用である。
【符号の説明】
【００９５】
１  非水電解質二次電池
２  電源モジュール
１０  容器本体
１０ｘ  短側面
１０ｙ  長側面
１０ｚ  底面
１１  電極体
１１ａ  セパレータ
１１ｂ  金属箔露出部
１２、１３  集電体
１２ａ１、１２ａ２  基台部
１２ｂ  脚部
２０  蓋部
２０ｘ１  主面部
２０ｘ２  側面部
２１ａ  外側パッキン
２１ｂ１、２１ｂ２  内側パッキン
２２ａ２  かん本体
２ａ、２ｂ、  バスバー
２２ａ１  端子板
２２ａ３  かしめ端
２３  ボルト部
２４  安全弁
２５  封止栓
【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】
2015179578.tif 000009
【図８】
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【図９】
2015179578.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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