(57)【要約】  電池モジュール１は、外装体７の内部に、セパレータ１３を挟んで正極電極１４と負極電極１５とが交互に積層された電池要素６からなる電池セル３と、電池セル３を収容するモジュールケース２とを有する。モジュールケース２は、電池セル３の正極電極１４と負極電極１５との積層方向の膨張を許容する空間部４を有する。
2014141753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する外装体の内部に、セパレータを挟んで正極電極と負極電極とが交互に積層された電池要素及び電解液を有する電池セルと、前記電池セルを収容するモジュールケースと、を有し、
前記モジュールケースは、前記電池セルの、前記正極電極と前記負極電極との積層方向の膨張を許容する空間部を有することを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記積層方向にみて、前記空間部の厚さは、非膨張状態の前記電池セルの厚さの１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記モジュールケースは、２つ以上の前記電池セルを収容できることを特徴とする請求項１または２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記モジュールケースは、前記モジュールケースを厚さ方向に分割するための少なくとも一つの中板を備え、前記中板によって分割された複数の区画のそれぞれに前記電池セルと前記空間部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記中板の少なくとも一方の面に前記電池セルが配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記積層方向にみて、各区画内の前記空間部の厚さは、該区画内に配置されている非膨張状態の前記電池セルの厚さの１０％以上であることを特徴とする請求項４または５に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記モジュールケースは、平面的にみて、前記電池セルの端部と接触する当接部材を有していることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記空間部は、前記当接部材に囲まれた領域に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の電池モジュール。
【請求項９】
前記空間部は、前記モジュールケース内に収容された前記電池セルの主面同士の間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
前記空間部は、前記電池セルの主面と前記モジュールケースの内壁との間に設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項１１】
前記空間部は、前記中板に配置されている前記電池セルの主面と、前記中板の前記電池セルが配置されている面と対向する前記モジュールケースの内壁との間と、前記中板の前記電池セルが配置されていない面と、前記中板の前記電池セルが配置されていない面と対向する前記モジュールケースの内壁との間と、にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項１２】
前記電池セルは、一端が前記正極電極と電気的に接続されている正極端子と、一端が前記負極電極と電気的に接続されている負極端子とを有し、複数の前記電池セルが積層されることで組電池が形成されており、
平面的にみて、前記組電池は、矩形状であり、前記組電池の対向する一対の辺の少なくとも一辺から前記正極端子及び前記負極端子のそれぞれの他端が引き出されており、前記正極端子及び前記負極端子が引き出されていない、前記組電池の対向する一対の辺を固定する固定部材を有していることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電可能な電池セルを備えた二次電池等の電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の電子機器、特に携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオカメラなどの携帯用情報機器の発達や普及に伴い、小型、軽量で、かつエネルギー密度が高い電池モジュール（二次電池）の需要が大きく伸張し、さらなる高性能化の検討がなされている。【０００３】
電池モジュールの主な構成は、セパレータを挟んで正極電極と負極電極とが交互に積層された電池要素（積層構造体）を電解液と共にラミネート外装で封止した電池セルを複数個積層させた組電池をモジュールケース（電池パック）内部に有している。このような構成の電池モジュールにおいては、電池モジュールの過充電等により定格以上の電圧が印加されると、電池セル内の温度が高温になる。電池セル内の温度が高温になり、セパレータの溶解温度に達すると、セパレータが局所的に破断し、正極電極と負極電極との間で短絡が発生して、電解液が分解されて蒸発することにより、電池セル内にガスが発生する。このように、電池セル内で発生したガスによって、電池セル自体が膨張することがある。従来は、電池モジュールが、非膨張時の電池セルの形状にあわせたモジュールケースを有する構成であるため、電池セルが膨張した場合に、モジュールケースが内部から押圧されて破損するおそれがあった。【０００４】
そこで、組電池全体の変形を防止するための変形防止手段に含まれる変形防止部材が電池セル同士の間に挿入された構造を有する電池モジュールが、特許文献１に開示されている。変形防止部材や変形防止手段によって電池セル自体の膨張を抑制することによって、電池セル内に収容されている正極電極と負極電極とセパレータのそれぞれの形状が変化することを抑制することができる。【０００５】
複数の電池セルと共に、所定の圧力以下で加圧されると弾性変形し、所定の圧力を超えるとそれ以上は変形しなくなる変形部材が積層され、変形部材が変形しなくなったことを感知したときに電流を遮断する構造を有する電池モジュールが、特許文献２に開示されている。変形材料は、所定の圧力まで加圧されるまでは弾性変形することで、電池セルが所定の大きさまで膨張することができるため、電池セルの内部が高圧力になるのを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開２００７／０４３３９２号公報
【特許文献２】特開２００７−１７３０３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された発明では、機械的に電池セルの膨張を抑制している間も電池セル内部には短絡によるガスが発生し続けているため、充満するガスの量が増えることで、電池セル内の圧力が急激に高まる。電池セル内が高圧の状態で、機械的に電池セルの膨張を抑制し続けると、電池セル内が所定の圧力を超えた時点で電池セルの外装体が破裂してモジュールケースが破損するおそれがあった。或いは、電池セルの外装体の一部が破損して、破損部からガスが外部へ漏れて、電池モジュールのモジュールケースから放出されるおそれがあった。【０００８】
また、特許文献２に開示された発明では、所定の圧力以上では変形部材が変形しなくなるため、電池セルが所定の大きさ以上に膨張することができない。変形材料が変形しなくなったことを感知して電流を遮断することができるが、ガスの発生はすぐには止まらないため、電流が遮断された後もガスは発生し続ける。そのため、電流遮断後に発生するガスが電池セル内に充満することで、電池セル内の圧力が急激に高まる。さらには、変形材料が複数の電池セルと共に積層されているため、変形材料が電池セルの最も膨張しやすい主面の中央領域を膨張時に押さえつける。そのため、電池セルの主面の中央領域付近に配置されている正極電極と負極電極との距離が近い状態が保たれ、短絡が解消されにくいという課題があった。【０００９】
そこで本発明の目的は、前記した問題を解決して、過充電等による電池モジュールの電池セル内の電極同士の間に短絡が発生しても、破裂するおそれのある圧力まで電池セル内の圧力が高まらず、短絡を解消する手段を有する電池モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記した目的を達成するために、本発明の電池モジュールは、可撓性を有する外装体の内部に、セパレータを挟んで正極電極と負極電極とが交互に積層された電池要素及び電解液を有する電池セルと、電池セルを収容するモジュールケースと、を有し、モジュールケースは、電池セルの、正極電極と負極電極との積層方向の膨張を許容する空間部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電池セル内にガスが発生して電池セルが膨張することによって、電池セル内にセパレータを介して積層されている正極電極と負極電極との間の距離が広がり、両極間の電気的抵抗が高まる。これにより、両極間に短絡電流が流れにくくなるため、両極間の短絡が抑制された時点から、電池セル内でガスが発生しにくくなり、電池セルが膨張しすぎて破裂する可能性が低くなる。このように、電池モジュールのモジュールケースに電池セルの膨張を許容する空間部が設けられていることで、電池セルが膨張した際に電池セルが抑制されないため、電池セル内の圧力が高くなりにくい。【００１２】
また、電池セルが膨張することによって、両極間の電気的抵抗が高まることで、両極間の短絡が抑制されて、電池セルの膨張が抑制され、電池セルが膨張しすぎて破裂する可能性が低くなる。同時に、両極間の短絡が抑制された時点から、短絡による熱エネルギーの発生が抑えられ、電池セルの温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１ａ】本発明の第１の実施形態の電池モジュールを示す平面図である。
【図１ｂ】図１ａのＡ−Ａ’断面図である。
【図２】電池モジュール内の電池セルが膨張した状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の変形例の電池モジュールを示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図６ａ】本発明の第４の実施形態の電池モジュールの構成を示す断面図である。
【図６ｂ】本発明の第４の実施形態の変形例を示す断面図である。
【図７ａ】正極電極を作成する工程を示す図である。
【図７ｂ】正極電極を作成する工程を示す図である。
【図７ｃ】正極電極を作成する工程を示す図である。
【図７ｄ】正極電極を作成する工程を示す図である。
【図８ａ】負極電極を作成する工程を示す図である。
【図８ｂ】負極電極を作成する工程を示す図である。
【図８ｃ】負極電極を作成する工程を示す図である。
【図８ｄ】負極電極を作成する工程を示す図である。
【図９ａ】正極電極と負極電極とを積層して電池要素を作成する工程を示す図である。
【図９ｂ】正極電極と負極電極とを積層して電池要素を作成する工程を示す図である。
【図９ｃ】正極電極と負極電極とを積層して電池要素を作成する工程を示す図である。
【図１０】電池要素に正極端子及び負極端子が取り付けられた状態を示す斜視図である。
【図１１ａ】電池要素を外装体に収めて電池セルを作成する工程を示す斜視図である。
【図１１ｂ】電池セルを示す平面図である。
【図１２ａ】電池セルが積層された組電池を示す斜視図である。
【図１２ｂ】固定部材によって固定された組電池を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１ａは、電池セルを少なくとも一つ備えている電池モジュールを示す平面図であり、図１ｂは、図１ａのＡ−Ａ’断面図である。
【００１６】
電池モジュール１は、主に、少なくとも一つの電池セル３と、その電池セルを内蔵したモジュールケース２と、から構成されている。電池セル３は、図１１ａ，１１ｂに示すように、正極端子１６と負極端子１７とが引き出されている電池要素６と、電池要素６を内部に収容するラミネートフィルム等から構成される外装体７とを有する。電池要素６は、図９ａ〜９ｃに示すように、絶縁性を有するセパレータ１３を挟んで、アルミニウム等の可撓性を有する金属に、正極合剤が塗布されて形成される正極電極１４と、負極合剤が塗布されて形成される負極電極１５とが積層されて形成されている。
【００１７】
図１ｂに示すように、モジュールケース２は、複数の電池セル３が電池セル収容部に収められた状態で、電池セル３の主面とモジュールケース２の内壁との間に空間部４を備えている。この空間部４は、図２に示すように、電池モジュール１の過充電等によって電池セル３が膨張した際に、電池セル３の膨張を許容するための領域である。この空間部４は、電池セル３の正極電極１４と負極電極１５との積層方向にみて、非膨張状態の電池セル３の厚さの１０％以上の厚さを有している。尚、本実施形態の空間部４の厚さは、非膨張状態の電池セル３の厚さの１０％以上に構成されているが、非膨張状態の電池セル３の厚さの１５％以上に構成されてもよく、或いは、非膨張状態の電池セル３の厚さの２０％程度に構成されてもよい。
【００１８】
このように、空間部４が設けられていることによって、電池セル３の膨張時に電池セル３の主面の中央領域の膨張が抑制されないため、電池セル３内の圧力が上昇しにくくなり、電池セル３が破裂するおそれが低くなる。また、電池セル３が抑制されずに膨張することによって、電池セル３内に積層されている正極電極１４とセパレータ１３と負極電極１５との間にガスが入り込み、正極電極１４とセパレータ１３と負極電極１５とのそれぞれの間の間隔が広くなる。こうして、ガスが入り込むことによって正極電極１４と負極電極１５との間の間隔が広くなるため、正極電極１４と負極電極１５との間の電気的抵抗が増加し、両極間の短絡電流が減少する。両極間の短絡電流が減少した時点より、電池セル３内部のガス発生が抑えられるため、電池セル３が膨張しすぎて破裂する可能性が低くなる。同時に、両極間の短絡電流が減少した時点より、短絡による熱エネルギーの発生が抑えられるため、電池セル３の温度上昇を抑制することができる。
【００１９】
本実施形態の空間部４の厚さは、非膨張状態の電池セル３の厚さの１０％以上に構成されているが、非膨張状態の電池セル３の厚さの１５％以上であると上記の効果がさらに良好に得られ、非膨張状態の電池セル３の厚さの２０％程度で最も良好な効果が得られる。
【００２０】
以上の構成の電池モジュール１を製造する工程を説明する。
【００２１】
尚、図１ａ，１ｂでは、モジュールケースに二個の電池セルまたは二個の組電池を並べられるものを例示しているが、便宜上一つの電池セルのみを図示している。
【００２２】
電池セルまたは組電池を一つだけ配置する場合には、モジュールケースは概ね半分の面積にすることができる。また、隣り合う電池セルまたは組電池と接続するためのバスバー２７は必ずしも必要ない。
【００２３】
図７ａ〜７ｃは、正極電極を作成する工程を示している。
【００２４】
初めに、図７ａに示すように、アルミニウムからなる帯状の正極集電体９が、巻出ローラ２１と巻取ローラ２２とにセットされる。巻出ローラ２１に隣接するように、正極合剤を塗布する正極合剤塗布部１９が設けられている。巻出ローラ２１と巻取ローラ２２とが回転駆動すると、図７ｂに示すように、正極合剤塗布部１９から正極集電体９へ正極合剤が、塗布部と非塗布部が交互に現れるように塗布される。正極合剤が塗布された正極集電体９は、不図示の乾燥ゾーンに送られて乾燥され、図７ｃに示すように、塗布部から電極本体１４ｂが、非塗布部から正極集電タブ１４ａが形成されるように打ち抜かれる。正極集電体９が打ち抜かれると、図７ｄに示すような正極電極１４が形成される。正極電極１４の正極集電タブ１４ａは、電極本体１４ｂを構成する一対の辺のいずれか一方に、辺の中心から一方の端部に近接した位置に設けられている。正極合剤は、正極集電体の両面に形成することができる。
【００２５】
図８ａ〜８ｃは、負極電極を作成する工程を示している。
【００２６】
図８ａに示すように、銅からなる帯状の負極集電体１０が、巻出ローラ２１と巻取ローラ２２とにセットされる。巻出ローラ２１に隣接するように、負極合剤を塗布する負極合剤塗布部２０が設けられている。巻出ローラ２１と巻取ローラ２２とが回転駆動されると、図８ｂに示すように、負極合剤塗布部２０から負極集電体１０へ負極合剤が、塗布部と非塗布部が交互に現れるように塗布される。負極合剤が塗布された負極集電体１０は、不図示の乾燥ゾーンに送られて乾燥され、図８ｃに示すように、塗布部から電極本体１５ｂが、非塗布部から負極集電タブ１５ａが形成されるように打ち抜かれる。負極集電体１０が打ち抜かれると、図８ｄに示すような負極電極１５が形成される。負極電極１５の負極集電タブ１５ａは、電極本体１５ｂを構成する一対の辺のいずれか一方に、短辺の中心から一方の端部に近接した位置に設けられている。このとき、正極集電タブ１４ａと負極集電タブ１５ａとは、正極電極１４と負極電極１５とが積層された際にそれぞれ重ならない位置に形成されている。負極合剤は、負極集電体の両面に形成することができる。
【００２７】
次に、図９ａに示すように、正極電極１４と負極電極１５とが、ポリオレフィン等の絶縁性を有する材料から成り正極電極１４または負極電極１５の電極本体と同じ形状のセパレータ１３を挟んで交互に積層されて、扁平状の電池要素６が形成される。このとき、正極電極１４の正極集電タブ１４ａと負極電極１５の負極集電タブ１５ａとが、図９ｂに示すように、平面的にみて、電池要素６の一辺から引き出され、それぞれ干渉しないように積層される。電池要素６は、図９ｃに示すように、正極集電タブ１４ａ及び負極集電タブ１５ａが引き出されていない一対の辺に、積層されたセパレータ１３と正極電極１４と負極電極１５とがずれないように保持する電池要素固定部材８を有していてもよい。この電池要素固定部材８には、テープ等が用いられる。一例として、電池要素６の主面は、縦２２０ｍｍ、横２００ｍｍの寸法に構成されている。
【００２８】
図１０に示すように、電池要素６の一辺から引き出されている複数の正極集電タブ１４ａを一つに束ねて、束ねられた複数の正極集電タブ１４ａと正極端子１６の一端とが接続される。同様にして、複数の負極集電タブ１５ａが、一つに束ねられて負極端子１７の一端と接続される。各集電タブと各端子との接続は、補助的に導電性の部材を介して行われてもよく、その際、正極端子１６及び負極端子１７、または導電性の部材の一部に樹脂が形成されていてもよい。一例として、正極端子１６及び負極端子１７の幅は８０ｍｍに構成され、正極端子１６と負極端子１７との間の距離は１０ｍｍになるように構成されている。
【００２９】
作成された電池要素６は、図１１ａに示すように、表面及び裏面が樹脂でコーティングされ可撓性を有するアルミニウム等からなる外装体７に収容される。外装体７は、プレス加工等によって電池要素６を収容する電池要素収容部を有する形状や、アルミニウムの板の絞り加工等によって内部に電池要素収容部を有する缶形状等に形成されている。電池要素６は、正極端子１６の他端及び負極端子１７の他端が外装体７の外部に露出するように、外装体７の電池要素収容部に配置される。このとき、外装体７の外部に露出した正極端子１６の他端及び負極端子１７の他端は、正極端子露出部２３及び負極端子露出部２４を形成する。そして、電解液を注液するための開口部分を一部に残しつつその開口部分以外において、電池要素６を収容した外装体７の周囲が熱溶着によって封止される。その後、開口部分から電解液を外装体７の内部に注入し、開口部分が接着されることによって、図１１ｂに示すような電池セル３が形成される。一例として、電池セル３の主面は、縦２７０ｍｍ、横２３０ｍｍの寸法に構成されている。
【００３０】
電池セル３の正極端子露出部２３及び負極端子露出部２４に穴があけられた後に、図１ａに示すように、電池セル３がモジュールケース２の電池セル収容部に収容される。ネジ等の締結部材２５が、正極端子露出部２３及び負極端子露出部２４の穴を通り、モジュールケース２の締結部材受け部２６にて締結され、電池セル３とモジュールケース２とが固定される。モジュールケース２の締結部材受け部２６は、バスバー２７等を介してコネクタ２８と電気的に接続されている。電池セル３とモジュールケース２とが固定された状態で、電池セル３の主面とモジュールケース２の内壁面との間に空間部４が形成されるように、モジュールケース２は構成されている。
【００３１】
このような工程を経て、電池モジュール１が完成する。
【００３２】
尚、積層されるセパレータ１３は、正極電極１４を収容することができる袋状であってもよい。この場合には、セパレータ１３の形状の寸法を負極電極１５の形状の寸法と同じにすることで、セパレータ１３と負極電極１５とを積層した際に、ずれが発生しにくい。
【００３３】
また、正極集電タブ１４ａと負極集電タブ１５ａとは、平面的にみて、電池要素６の同じ辺から引き出されずに、正極集電タブ１４ａが引き出されている一辺と対向する辺から負極集電タブ１５ａが引き出されていてもよい。この場合には、正極集電タブ１４ａ及び負極集電タブ１５ａの幅を広くすることができる。
【００３４】
さらには、図１２ａに示すように、複数の電池セル３を同じ向きに積層して矩形状の組電池５を形成し、図３に示すように、少なくとも一つの組電池５がモジュールケース２に収容されてもよい。組電池５は、図１２ｂに示すように、電池セル３のそれぞれの正極端子露出部２３及び負極端子露出部２４が引き出されていない一対の辺に、積層された電池セル３がずれないように保持する組電池固定部材１８を有していてもよい。この組電池固定部材１８には、テープ等が用いられる。
【００３５】
以上のように、電池モジュール１が電池セル３主面の中央領域の膨張を許容する空間部４を有していることによって、電池セル３の膨張が抑制されず、電池セル３内の圧力が上昇しにくくなり、電池セル３が破裂するおそれが低くなる。また、電池セル３が抑制されずに膨張することによって、正極電極１４と負極電極１５との間にガスが入り込み、間隔が広くなることで、正極電極１４と負極電極１５との間の電気的抵抗が増加し、両極間の短絡電流が減少する。両極間の短絡電流が減少した時点より、電池セル３内部のガス発生が抑えられるのと同時に、短絡による熱エネルギーの発生が抑えられ、電池セル３の温度上昇を抑制することができる。
【００３６】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態の、電池セルを少なくとも一つ備えている電池モジュールを示す断面図である。
【００３７】
本実施形態の電池モジュール１は、第１の実施形態の構造に加えて、モジュールケース２内に電池セル３の端部に圧力を与えるためのクッション部材（当接部材）１１を有している。クッション部材１１は、モジュールケース２の内壁と、電池セル３が膨張する際に最も膨張率の大きい電池セル３の主面の中央領域を除いた、膨張率の小さい電池セル３の主面の端部とに接触している。また、このクッション部材１１同士に囲まれた領域に、電池セル３の膨張時に電池セル３の膨張を許容する空間部４が形成されている。この空間部４は、電池セル３の正極電極１４と負極電極１５との積層方向にみて、非膨張状態の電池セル３の厚さの１０％以上の厚さを有している。
【００３８】
尚、その他の構成と電池モジュール１の製造方法は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００３９】
以上のように、モジュールケース２のクッション部材１１が電池セル３の端部を押圧することによって、クッション部材１１に内部の構造が押圧されない電池セル３の主面の中央領域で電池セル３が膨張しやすくなる。そのため、電池セル３の膨張をクッション部材１１に囲まれた空間部４が許容しやすくなる。電池セル３の膨張が抑制されないため、電池セル３が膨張することができ、その結果として電池セル３内の圧力が上昇しにくくなり、電池セル３が破裂するおそれが低くなる。また、電池セル３が膨張して、正極電極１４と負極電極１５との間にガスが入り込み、間隔が広くなることで、正極電極１４と負極電極１５との間の電気的抵抗が増加し、両極間の短絡電流が減少する。両極間の短絡電流が減少した時点より、電池セル３内部のガス発生が抑えられるのと同時に、短絡による熱エネルギーの発生が抑えられ、電池セル３の温度上昇を抑制することができる。
【００４０】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態の、電池セルを少なくとも二つ備えている電池モジュールを示す断面図である。
【００４１】
本実施形態の電池モジュール１は、第１の実施形態の構造に加えて、モジュールケース２の内壁に、電池セル３同士が向かい合う位置に設けられた少なくとも二つの電池セル３を有している。このとき、電池セル３の膨張を許容するための空間部４が、互いに向かい合う電池セル３の主面同士の間に形成されている。この空間部４は、電池セル３の正極電極１４と負極電極１５との積層方向にみて、収容されている全ての非膨張状態の電池セル３の厚さの合計の１０％以上の厚さを有している。
【００４２】
また、本実施形態においても、第２の実施形態で用いられているクッション部材１１が、それぞれの電池セル３の主面の端部を押圧するように、モジュールケース内に設けられていてもよい。
【００４３】
尚、その他の構成と電池モジュール１の製造方法は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００４４】
以上のように、第１の実施形態で得られる効果に加えて、モジュールケース２の内壁に、電池セル３同士が向き合う位置に設けられることによって、一つのモジュールケース２内に配置できる電池セル３の数が増えるため、電池モジュール１の蓄電量が高くなる。
【００４５】
（第４の実施形態）
図６ａは、本発明の第４の実施形態の、電池セルを少なくとも二つ以上備えている電池モジュールを示す断面図である。
【００４６】
本実施形態の電池モジュール１は、第１の実施形態の構造に加えて、モジュールケース２内に少なくとも一つの中板１２を有している。この中板１２が、モジュールケース２の電池セル収容部を厚さ方向に分割することで、複数の区画が設けられており、各区画内に電池セル３と空間部４とがそれぞれ設けられている。中板１２の少なくとも一方の面には電池セル３が配置されている。このとき、電池セル３の膨張を許容するための空間部４が、中板１２に配置された電池セル３の主面と、中板１２の電池セル３が配置されている面と対向するモジュールケース２の内壁との間に設けられている。加えて、中板１２の電池セル３が配置されていない面と、中板１２の電池セル３が配置されていない面と対向するモジュールケース２の内壁との間に、空間部４が形成されている。それぞれの空間部４は、電池セル３の正極電極１４と負極電極１５とが積層されている方向にみて、収容されているそれぞれの非膨張状態の電池セル３の厚さの１０％以上の厚さを有している。
【００４７】
図６ｂは、第４の実施形態の変形例の電池モジュールを示す断面図である。
【００４８】
本変形例の電池モジュール１においては、モジュールケース２に設けられた中板１２の両面に電池セル３が設けられている。この場合においては、電池セル３の膨張を許容するための空間部４が、それぞれの電池セル３の主面とモジュールケース２の内壁との間に形成されている。それぞれの空間部４は、電池セル３の正極電極１４と負極電極１５と積層方向にみて、収容されているそれぞれの電池セル３の厚さの１０％以上の厚さを有している。
【００４９】
また、本実施形態及び変形例においても、第２の実施形態で用いられているクッション部材１１が、それぞれの電池セル３の主面の端部を押圧するように、モジュールケース２内に設けられていてもよい。尚、その他の構成と電池モジュール１の製造方法は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５０】
以上のように、第１の実施形態で得られる効果に加えて、モジュールケース２内に電池セル収容部を区画するための中板１２が設けられていることによって、各電池セル３の膨張を許容するための空間部４をそれぞれ設けることができる。また、それぞれの電池セル３同士が接触することがないため、膨張する各電池セル３同士が干渉してしまうことがなくなる。さらに、一つのモジュールケース２内に配置できる電池セル３の数が増えるため、電池モジュール１の蓄電量が高くなる。
【００５１】
本出願は、２０１３年３月１２日に出願された日本特許出願２０１３−４８７５２号を基礎とする優先権を主張し、日本特許出願２０１３−４８７５２号の開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００５２】
１              電池モジュール
２              モジュールケース
３              電池セル
４              空間部
５              組電池
６              電池要素
７              外装体
８              電池要素固定部材
９              正極集電体
１０            負極集電体
１１            クッション部材
１２            中板
１３            セパレータ
１４            正極電極
１５            負極電極
１６            正極端子
１７            負極端子
【図１ａ】
2014141753.tif 000003
【図１ｂ】
2014141753.tif 000004
【図２】
2014141753.tif 000005
【図３】
2014141753.tif 000006
【図４】
2014141753.tif 000007
【図５】
2014141753.tif 000008
【図６ａ】
2014141753.tif 000009
【図６ｂ】
2014141753.tif 000010
【図７ａ】
2014141753.tif 000011
【図７ｂ】
2014141753.tif 000012
【図７ｃ】
2014141753.tif 000013
【図７ｄ】
2014141753.tif 000014
【図８ａ】
2014141753.tif 000015
【図８ｂ】
2014141753.tif 000016
【図８ｃ】
2014141753.tif 000017
【図８ｄ】
2014141753.tif 000018
【図９ａ】
2014141753.tif 000019
【図９ｂ】
2014141753.tif 000020
【図９ｃ】
2014141753.tif 000021
【図１０】
2014141753.tif 000022
【図１１ａ】
2014141753.tif 000023
【図１１ｂ】
2014141753.tif 000024
【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年9月7日(2015.9.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する外装体の内部に、セパレータを挟んで正極電極と負極電極とが交互に積層された電池要素及び電解液を有する電池セルと、前記電池セルを収容するモジュールケースと、を有し、
前記モジュールケースは、前記電池セルの、前記正極電極と前記負極電極との積層方向の膨張を許容する空間部と、平面的にみて、前記電池セルの主面の、中央領域を除く端部と接触する当接部材と、を有することを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記積層方向にみて、前記空間部の厚さは、非膨張状態の前記電池セルの厚さの１０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記モジュールケースは、２つ以上の前記電池セルを収容できることを特徴とする請求項１または２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記モジュールケースは、前記モジュールケースを厚さ方向に分割するための少なくとも一つの中板を備え、前記中板によって分割された複数の区画のそれぞれに前記電池セルと前記空間部が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記中板の少なくとも一方の面に前記電池セルが配置されていることを特徴とする請求項４に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記積層方向にみて、各区画内の前記空間部の厚さは、該区画内に配置されている非膨張状態の前記電池セルの厚さの１０％以上であることを特徴とする請求項４または５に記載の電池モジュール。
【請求項７】
前記空間部は、前記当接部材に囲まれた領域に設けられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項８】
前記空間部は、前記モジュールケース内に収容された前記電池セルの主面同士の間に設けられていることを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項９】
前記空間部は、前記電池セルの主面と前記モジュールケースの内壁との間に設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項１０】
前記空間部は、前記中板に配置されている前記電池セルの主面と、前記中板の前記電池セルが配置されている面と対向する前記モジュールケースの内壁との間と、前記中板の前記電池セルが配置されていない面と、前記中板の前記電池セルが配置されていない面と対向する前記モジュールケースの内壁との間と、にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【請求項１１】
前記電池セルは、一端が前記正極電極と電気的に接続されている正極端子と、一端が前記負極電極と電気的に接続されている負極端子とを有し、複数の前記電池セルが積層されることで組電池が形成されており、
平面的にみて、前記組電池は、矩形状であり、前記組電池の対向する一対の辺の少なくとも一辺から前記正極端子及び前記負極端子のそれぞれの他端が引き出されており、前記正極端子及び前記負極端子が引き出されていない、前記組電池の対向する一対の辺を固定する固定部材を有していることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の電池モジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記した目的を達成するために、本発明の電池モジュールは、可撓性を有する外装体の内部に、セパレータを挟んで正極電極と負極電極とが交互に積層された電池要素及び電解液を有する電池セルと、電池セルを収容するモジュールケースと、を有し、モジュールケースは、電池セルの、正極電極と負極電極との積層方向の膨張を許容する空間部と、平面的にみて、電池セルの主面の、中央領域を除く端部と接触する当接部材と、を有することを特徴とする。
【国際調査報告】
2014141753.tif 000027
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