(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラミネート外装電池を、電気的に並列および／または直列に複数個接続するとともに電池収納ケース内に収納して構成される電池モジュールであって、
前記ラミネート外装電池のそれぞれは、
可撓性を有するラミネートフィルムと、
前記ラミネートフィルムの外周縁部を熱融着することにより密封される発電要素と、
前記ラミネートフィルムの熱融着された部分かつ前記発電要素に電気的に接続された電極端子を備える辺以外の辺に配置され、電池内で発生したガスが所定の圧力に達したときに前記外周縁部の熱融着状態を開裂して前記ガスを外部に放出するガス放出機構と、を有し、
前記ラミネート外装電池のそれぞれは、前記ガス放出機構が前記電池収納ケース内の隙間空間から形成されるガス通路に向けられた状態で前記電池収納ケース内に収納され、
前記ガス通路に連通する位置に、前記ラミネート外装電池から前記ガス通路に放出されたガスを前記電池収納ケースの外部に放出するための弁を設けてなり、
前記ガス通路を形成する前記隙間空間は、前記ラミネート外装電池における前記電極端子を備える辺以外の辺に臨んでいる電池モジュール。
【請求項２】
前記ラミネート外装電池の前記ガス放出機構が、前記ラミネートフィルムの熱融着された部分かつ前記発電要素に電気的に接続された電極端子を備える辺以外の辺の少なくとも一の辺の全体にわたって形成されてい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】
請求項１または２に記載の電池モジュールを、電気的に並列および／または直列に複数個接続して構成されることを特徴とする組電池。
【請求項４】
請求項１もしくは２に記載の電池モジュール、または請求項３に記載の組電池を搭載したことを特徴とする車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュール、組電池、および、車両に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気を動力源とする電気自動車（ＥＶ）や、エンジンとモータとを組み合わせたハイブリッドカー（ＨＥＶ）の動力源として、軽量化などの観点から、ラミネートフィルムによって被覆された電池すなわちラミネート外装電池が注目されている。
【０００３】
ラミネート外装電池は、一般的に、可撓性を有するラミネートフィルムを備え、発電要素は、ラミネートフィルムの外周縁部を熱融着することにより密封されている。発電要素に一端が電気的に接続された電極リードの他端は、ラミネートフィルムの外部に突出している（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１には、ラミネートフィルムの熱融着された部分以外の場所に配置され、電池内で発生したガスが所定の圧力に達したときに開口してガスを外部に放出するガス放出機構が記載されている。
【０００５】
例えば、リチウムイオン二次電池のように、正極板、負極板およびセパレータを順に積層した積層型の発電要素を密封したラミネート外装電池にあっては、電極間の距離を均一に保って電池性能の維持を図るために、発電要素に圧力を掛けて押さえる必要がある。このため、ラミネートフィルムの熱融着された部分以外の場所にガス放出機構を配置すると、電池を押さえた場合にガス放出機構が閉塞される事態が生じ、異常時にガスを外部に放出する機能を十分に発揮し得なくなる。したがって、発電要素に圧力を掛けて押さえることができず、電池性能の低下を招来する虞がある。
【特許文献１】特開２００１−３４５０８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来技術に伴う課題に鑑みてなされたものであり、発電要素に圧力を掛けて押さえても、異常時にガスを外部に放出する機能を十分に発揮し得るガス放出機構を備えた電池モジュール、組電池、および、車両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】
【０００７】
上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、ラミネート外装電池を、電気的に並列および／または直列に複数個接続するとともに電池収納ケース内に収納して構成される電池モジュールであって、
前記ラミネート外装電池のそれぞれは、
可撓性を有するラミネートフィルムと、
前記ラミネートフィルムの外周縁部を熱融着することにより密封される発電要素と、
前記ラミネートフィルムの熱融着された部分かつ前記発電要素に電気的に接続された電極端子を備える辺以外の辺に配置され、電池内で発生したガスが所定の圧力に達したときに前記外周縁部の熱融着状態を開裂して前記ガスを外部に放出するガス放出機構と、を有し、
前記ラミネート外装電池のそれぞれは、前記ガス放出機構が前記電池収納ケース内の隙間空間から形成されるガス通路に向けられた状態で前記電池収納ケース内に収納され、
前記ガス通路に連通する位置に、前記ラミネート外装電池から前記ガス通路に放出されたガスを前記電池収納ケースの外部に放出するための弁を設けてなり、
前記ガス通路を形成する前記隙間空間は、前記ラミネート外装電池における前記電極端子を備える辺以外の辺に臨んでいる電池モジュールである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ラミネート外装電池の外周縁部を熱融着するとともに、該外周縁部にガス放出機構を設けたので、発電要素に圧力を掛けて押さえても、異常時にガスを外部に放出する機能を十分に発揮させることができ、電極間の距離を均一に保って電池性能の低下を防止しつつ、異常時の信頼性を向上することが可能となる。また、異常時にガスが放出される向きを、予め、簡単に設定することができるとともに、外周縁部の熱融着部を開裂する構成としているのでガス放出領域を十分に確保できるという効果を奏する。このようなラミネート外装電池を、ガスが放出される向きをガス通路に向けた状態で、収納してあるため、かかる電池モジュールによれば、異常時にガス放出機構から放出されたガスはガス通路を通ってすぐに弁に至るため、弁の機能を十分かつ迅速に発揮させることができ、電池収納ケースが破損する事態を確実に防止することが可能となる。さらに、電池モジュールを構成する際に電池収納ケース用の弁を設ける位置を容易に設定でき、電池収納ケースや弁の設計が容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
なお、本明細書においては、「単電池」、「電池モジュール」および「組電池」は、それぞれ、以下のように定義される。「単電池」とは、１個の電池を指称し、本明細書では、可撓性を有するラミネートフィルムによって発電要素が密封された電池、いわゆるラミネート外装電池の個々それぞれの電池をいう。「電池モジュール」とは、複数のラミネート外装電池を電気的に接続した電池をいう。「組電池」とは、複数の電池モジュールを電気的に接続した電池をいう。「単電池」はもちろんのこと、「電池モジュール」および「組電池」のそれぞれも電池として用いられる。「単電池」、「電池モジュール」および「組電池」のそれぞれの名称は、電池の大きさの違いを理解し易くするために用いられる。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１（Ａ）は、第１の実施形態に係るラミネート外装電池１１を示す斜視図、図１（Ｂ）は、ラミネート外装電池１１ａの他の形態を示す斜視図、図２（Ａ）は、同ラミネート外装電池１１を示す平面図、図２（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ、図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線に沿う断面図、２Ｃ−２Ｃ線に沿う断面図である。
【００１２】
図示するように、第１の実施形態に係るラミネート外装電池１１は、概説すれば、可撓性を有する一対のラミネートフィルム２１、２２と、ラミネートフィルム２１、２２の外周縁部２３を熱融着することにより密封される発電要素３１と、発電要素３１に一端が電気的に接続された正負の電極端子４１、４２と、を有している。電極端子４１、４２のそれぞれは、発電要素３１の対向する端面に接続されている。各電極端子４１、４２の他端は、ラミネートフィルム２１、２２の外周縁辺から外部に突出している。本実施形態のラミネート外装電池１１はさらに、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着された部分に配置され、電池内で発生したガスが所定の圧力に達したときに外周縁部２３の熱融着状態を開裂してガスを外部に放出するガス放出機構５０を有している。以下、詳述する。
【００１３】
図示するラミネート外装電池１１は、例えば、リチウムイオン二次電池であり、正極板、負極板およびセパレータを順に積層した積層型の発電要素３１がラミネートフィルム２１、２２により密封されている。
【００１４】
前記ラミネートフィルム２１、２２は、一般的に、２層以上のシートからなる複合シートである。図２（Ｂ）（Ｃ）に示すように、内方から表面にかけて順に、熱融着されるシール層２４と、アルミラミネートフィルムなどの金属層２５と、外装を形成する樹脂層２６とを有している。シール層２４は、熱融着性の樹脂から形成されている。熱融着性の樹脂材料としては、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの熱可塑性樹脂材料が適用される。
【００１５】
各ラミネートフィルム２１、２２は、略矩形状を有し、発電要素３１を挟み込むように被覆している。一対のラミネートフィルム２１、２２は、発電要素３１の外側からフィルム端部にかけて、シール層２４同士が熱融着によって接合されている。電極端子４１、４２が突出する部分においては、電極端子４１、４２をなすアルミ板とシール層２４とが熱融着によって直接接合されている。外周縁部２３の４辺２３ａ〜２３ｄのうち電極端子４１、４２が突出する２つの辺２３ａ、２３ｃは、電極端子４１、４２を介して振動が伝達されて微小隙間が発生し易い箇所である。このため、一般的に、電極端子４１、４２が突出する辺２３ａ、２３ｃにおける引裂き強度は、他の２つの辺２３ｂ、２３ｄにおける引裂き強度に比べて高めてある。辺２３ａ、２３ｃにおける引裂き強度は、例えば、電極端子４１、４２に表面処理を施したり、シール層２４の材質を調整したり、熱融着の手法や条件を変えたりすることによって、辺２３ｂ、２３ｄよりも高められている。熱融着された外周縁部２３をシール部２３ともいう。
【００１６】
前記ガス放出機構５０は、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着された外周縁部２３つまりシール部２３の少なくとも一の辺（図２（Ａ）において右辺２３ｂ）の一部に設けられている。なお、辺２３ａ、２３ｃではなく、２３ｂ（もしくは２３ｄ）にガス放出機構を設けたのは電極端子４１、４２を備える辺２３ａ、２３ｃは前述のように電極端子４１、４２を介して振動が伝達されて微小隙間が発生し易い箇所であり強度管理が難しいこと、および電極端子４１、４２方向には電極の接続部などの電気的な接続部、該接続部に続く電子部品などが配置される可能性が高く、ガス放出方向には好ましくないという理由からである。このガス放出機構５０は、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着される部位の形状を、電池内で発生したガスによる応力が集中する形状に形成することにより構成されている。具体的には、ガス放出機構５０は、図２（Ａ）（Ｃ）に示すように、シール部２３の右辺２３ｂの一部に、シール幅が小さい狭隘部５１を形成するとともに当該狭隘部５１に向けてガスを導く導入部５２を形成することにより構成されている。
【００１７】
かかる構成のガス放出機構５０は、ラミネートフィルム２１、２２の右辺２３ｂを熱融着するヒートバー（図示せず）が加える熱のパターン形状を、上述した形状に合致する形状に設定することによって、簡便に形成することができる。図２（Ｃ）に示すように、熱が印加されなかった部分におけるシール層２４は十分に熱融着せず、シール層２４相互間には、導入部５２をなす隙間が形成されている。
【００１８】
次に、ガス放出機構５０の作用を説明する。
【００１９】
第１の実施形態においては、過充電などの異常により電池内部でガスが発生すると、このガスは導入部５２を経て狭隘部５１に向けて導かれる。ガスによる応力は、狭隘部５１に集中して作用する。そして、電池内のガス圧力が所定の圧力に達すると、狭隘部５１は、熱融着状態を開裂し、ガスを外部に放出する。これにより、ラミネート外装電池１１の破裂などの事態が防止され、異常時の信頼性が向上する。ガス放出機構５０が熱融着状態を開裂する所定の圧力は、狭隘部５１の幅や熱融着条件などを変えることで適宜設定可能であるが、例えば、約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００２０】
ガス放出機構５０は、シール部２３に配置されているが、このシール部２３は、発電要素３１を囲繞する部分に比べると厚さが非常に薄い。このため、発電要素３１を囲繞する部分を厚さ方向に押さえつけても、シール部２３の周辺には隙間が必ず存在するので、ガス放出機構５０が閉塞される事態は生じない。したがって、発電要素３１に圧力を掛けて押さえても、異常時にガスを外部に放出する機能を十分に発揮させることができ、電極板間の距離を均一に保って電池性能の低下を防止することが可能となる。また、シール部分２３にガス放出機構５０を配置したので、異常時にガスが放出される向きを、予め、簡単に設定することができる。
【００２１】
さらに、異常時のガスはシール部２３の一部に設けたガス放出機構５０から放出されるので、異常時のガス放出位置を、より正確かつ簡単に設定することができる。
【００２２】
以上説明したように、第１の実施形態のラミネート外装電池１１は、可撓性を有するラミネートフィルム２１、２２と、ラミネートフィルム２１、２２の外周縁部２３を熱融着することにより密封される発電要素３１と、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着された部分に配置され、電池内で発生したガスが所定の圧力に達したときに外周縁部２３の熱融着状態を開裂してガスを外部に放出するガス放出機構５０と、を有するので、発電要素３１に圧力を掛けて押さえても、異常時にガスを外部に放出する機能を十分に発揮させることができ、電極間の距離を均一に保って電池性能の低下を防止しつつ、異常時の信頼性を向上することが可能となる。また、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着された部分にガス放出機構５０を配置したので、異常時にガスが放出される向きを、予め、簡単に設定することができる。
【００２３】
また、ガス放出機構５０は、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着された外周縁部２３の少なくとも一の辺の一部に設けられているので、異常時のガス放出位置を、より正確かつ簡単に設定することができる。
【００２４】
また、ガス放出機構５０は、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着される部位の形状を、電池内で発生したガスによる応力が集中する形状に形成することにより構成されているので、異常時にガスを外部に放出する機能を確実に発揮させることができる。かかるガス放出機構５０は、外周縁部２３を熱融着するためのヒートバーが加える熱のパターン形状を設定することによって、簡便に形成することができる。また、部品を追加することなく、簡便な開裂構造のガス放出機構５０を形成できる。
【００２５】
なお、第１の実施形態では、ヒートバーの一部の形状を所定の形状に設定してガス放出機構５０を形成したが、ガス放出機構５０の形成手法はこの場合に限定されるものではない。例えば、シール層２４の一部の形状および幅を所定の形状および幅に設定することにより、同様のガス放出機構５０を形成することもできる。この場合には、ヒートバーが加える熱のパターンを変える必要がないので、現状と同じヒートバーを用いてガス放出機構５０を形成することができる。
【００２６】
また、導入部５２の形状は、図２（Ａ）に示される円弧形状のほか、狭隘部５１に向けて先鋭端となる形状など、ガスによる応力を狭隘部５１に集中させ得る形状であれば適宜改変可能である。
【００２７】
また、正負の電極端子４１、４２のそれぞれが発電要素３１の対向する端面に接続されている形態のラミネート外装電池１１を示したが、図１（Ｂ）に示すように、正負の電極端子４１、４２の両者が発電要素３１の一の端面に接続されている形態のラミネート外装電池１１ａにも本発明は適用可能である。
【００２８】
（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係るラミネート外装電池１２を示す平面図である。
【００２９】
第２の実施形態に係るラミネート外装電池１２は、第１の実施形態と同様に、可撓性を有するラミネートフィルム２１、２２と、ラミネートフィルム２１、２２の外周縁部２３を熱融着することにより密封される発電要素３１と、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着された部分に配置され、電池内で発生したガスが所定の圧力に達したときに外周縁部２３の熱融着状態を開裂してガスを外部に放出するガス放出機構５０と、を有する。また、ガス放出機構５０は、シール部２３の右辺２３ｂの一部に設けられている。
【００３０】
但し、第２の実施形態のガス放出機構５０は、熱融着による接着強度を、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くすることにより構成されている。
【００３１】
第２の実施形態のラミネート外装電池１２にあっては、シール部２３の右辺２３ｂの一部分を、他の部位での引裂き強度よりも弱い引裂き強度を呈する脆弱部５３とし、この脆弱部５３をガス放出機構５０としたものである。脆弱部５３での引裂き強度は、ラミネート外装電池１２を正常に作動させるのに十分な強度を有していることは言うまでもない。
【００３２】
かかる構成のガス放出機構５０は、シール部２３の右辺２３ｂを熱融着するヒートバーの一部分における熱融着条件を、他の部分における熱融着条件と異ならせることによって、形成することができる。熱融着条件のパラメータには、熱融着処理時の加熱温度、加熱時間、加圧力などが含まれる。したがって、例えば、ヒートバーの一部分における加熱温度を、他の部分における加熱温度よりも低くすることにより、低温部分により熱融着された部位が脆弱部５３となり、この脆弱部５３をガス放出機構５０として機能させることができる。
【００３３】
第２の実施形態においては、異常時において電池内のガス圧力が所定の圧力（例えば、約１ｋｇｆ／ｃｍ２）に達すると、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱く設定されたガス放出機構５０の部分は、熱融着状態を開裂し、ガスを外部に放出する。これにより、ラミネート外装電池１２の破裂などの事態が防止され、異常時の信頼性が向上する。
【００３４】
第１の実施の形態と同様に、ガス放出機構５０はシール部２３に配置されているので、発電要素３１に圧力を掛けて押さえても、異常時にガスを外部に放出する機能を十分に発揮させることができ、電極間の距離を均一に保って電池性能の低下を防止することが可能となる。また、シール部分２３にガス放出機構５０を配置したので、異常時にガスが放出される向きを、予め、簡単に設定することができる。
【００３５】
さらに、異常時のガスはシール部２３の一部に設けたガス放出機構５０から放出されるので、異常時のガス放出位置を、より正確かつ簡単に設定することができる。
【００３６】
以上説明したように、第２の実施形態のラミネート外装電池１２は、第１の実施形態と同様に、電極間の距離を均一に保って電池性能の低下を防止しつつ、異常時の信頼性を向上することができ、異常時にガスが放出される向きを、予め、簡単に設定することができる。
【００３７】
また、ガス放出機構５０は、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着された外周縁部２３の少なくとも一の辺の一部に設けられているので、異常時のガス放出位置を、より正確かつ簡単に設定することができる。
【００３８】
また、ガス放出機構５０は、熱融着による接着強度を、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くすることにより構成されているので、異常時にガスを外部に放出する機能を確実に発揮させることができる。かかるガス放出機構５０は、外周縁部２３を熱融着する際の熱融着条件を設定することによって、簡便に形成することができる。
【００３９】
（第３〜第５の実施形態）
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、第３〜第５の実施形態に係るラミネート外装電池１３、１４、１５におけるガス放出機構５０の部分を示す断面図である。これらの断面図は、図３の４−４線に沿う断面図に相当する。
【００４０】
第３〜第５の実施形態のガス放出機構５０は、第２の実施形態と同様に、熱融着による接着強度を、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くすることにより構成されている。
【００４１】
第３の実施形態のラミネート外装電池１３にあっては、図４（Ａ）に示すように、ラミネートフィルム２１、２２の外周縁部２３は、熱融着されるシール層２４を含み、ガス放出機構５０を配置する部位でのシール層２４を一部切除することにより、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くしてある。
【００４２】
図示例では、上側のラミネートフィルム２１のシール層２４を一部切除して隙間部５４を形成し、ガス放出機構５０を構成する部位では、金属層２５のアルミラミネートフィルムと、ポリプロピレン（ＰＰ）からなるシール層２４とが熱融着されている。アルミ−ＰＰ間の接着強度は、一般的に、ＰＰ−ＰＰ間の接着強度よりも弱いので、ガス放出機構５０を配置する部位での熱融着による接着強度を、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くすることができる。
【００４３】
なお、電極端子４１、４２が突出する部分でもアルミ−ＰＰ間の熱融着となるが、この部分の接着強度は、前述したように、電極端子４１、４２に表面処理を施したり、熱融着の手法や条件を変えたりすることによって、他の部分におけるＰＰ−ＰＰ間の接着強度よりも高くしてある。したがって、この場合には、電極端子４１、４２が突出する部分が、ガス放出機構５０となることはない。
【００４４】
第４の実施形態のラミネート外装電池１４にあっては、図４（Ｂ）に示すように、ラミネートフィルム２１、２２の外周縁部２３は、熱融着されるシール層２４を含み、ガス放出機構５０を配置する部位でのシール層２４を、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くする異なる材質から形成してある。
【００４５】
図示例では、ガス放出機構５０を構成する部位は、上側のラミネートフィルム２１のシール層２４を一部切除した部分に取り付けたポリエチレン（ＰＥ）からなるシール層５５と、下側のラミネートフィルム２２のポリプロピレン（ＰＰ）からなるシール層２４とが熱融着されている。ＰＥ−ＰＰ間の接着強度は、一般的に、ＰＰ−ＰＰ間の接着強度よりも弱いので、ガス放出機構５０を配置する部位での熱融着による接着強度を、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くすることができる。
【００４６】
第５の実施形態のラミネート外装電池１５にあっては、図４（Ｃ）に示すように、ラミネートフィルム２１、２２の外周縁部２３は、熱融着されるシール層２４を含み、ガス放出機構５０を配置する部位でのシール層２４同士の間に、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くするための調整部材５６を介在させてある。当該調整部材５６は、アルミやニッケルなどの金属材料、または、ＰＰ、ＰＥなどの樹脂材料からなり、板形状を有している。
【００４７】
図示例では、ガス放出機構５０を構成する部位では、アルミ製の調整部材５６と、ポリプロピレン（ＰＰ）からなるシール層２４とが熱融着されている。前述したように、アルミ−ＰＰ間の接着強度は、ＰＰ−ＰＰ間の接着強度よりも弱いので、ガス放出機構５０を配置する部位での熱融着による接着強度を、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くすることができる。前述した理由により、電極端子４１、４２が突出する部分がガス放出機構５０となることはない。
【００４８】
調整部材５６は、シール層２４を形成する樹脂材料とは異なる樹脂材料から形成することもできる。例えば、シール層２４をポリプロピレン（ＰＰ）から形成する場合には、ポリエチレン（ＰＥ）の熱融着性フィルムから調整部材５６を形成する。前述したように、ＰＥ−ＰＰ間の接着強度は、ＰＰ−ＰＰ間の接着強度よりも弱いので、ガス放出機構５０を配置する部位での熱融着による接着強度を、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くすることができる。
【００４９】
第３〜第５の実施形態においては、異常時において電池内のガス圧力が所定の圧力（例えば、約１ｋｇｆ／ｃｍ２）に達すると、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱く設定されたガス放出機構５０の部分は、熱融着状態を開裂し、ガスを外部に放出する。これにより、ラミネート外装電池１３、１４、１５の破裂などの事態が防止され、異常時の信頼性が向上する。
【００５０】
第１の実施の形態と同様に、ガス放出機構５０はシール部２３に配置されているので、発電要素３１に圧力を掛けて押さえても、異常時にガスを外部に放出する機能を十分に発揮させることができ、電極間の距離を均一に保って電池性能の低下を防止することが可能となる。また、シール部分２３にガス放出機構５０を配置したので、異常時にガスが放出される向きを、予め、簡単に設定することができる。
【００５１】
さらに、異常時のガスはシール部２３の一部に設けたガス放出機構５０から放出されるので、異常時のガス放出位置を、より正確かつ簡単に設定することができる。
【００５２】
以上説明したように、第３〜第５の実施形態のラミネート外装電池１３〜、１４、１５は、第１、第２の実施形態と同様に、電極間の距離を均一に保って電池性能の低下を防止しつつ、異常時の信頼性を向上することができ、異常時にガスが放出される向きを、予め、簡単に設定することができる。
【００５３】
また、ガス放出機構５０は、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着された外周縁部２３の少なくとも一の辺の一部に設けられているので、異常時のガス放出位置を、より正確かつ簡単に設定することができる。
【００５４】
また、ガス放出機構５０は、熱融着による接着強度を、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くすることにより構成されているので、異常時にガスを外部に放出する機能を確実に発揮させることができる。かかるガス放出機構５０は、当該ガス放出機構５０を配置する部位でのシール層２４を一部切除することにより、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くしたり（第３の実施形態、図４（Ａ））、ガス放出機構５０を配置する部位でのシール層２４を、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くする異なる材質から形成したり（第４の実施形態、図４（Ｂ））、ガス放出機構５０を配置する部位でのシール層２４同士の間に、他の部位での熱融着による接着強度よりも弱くするための調整部材５６を介在させたり（第５の実施形態、図４（Ｃ））することによって、簡便に形成することができる。調整部材５６は、金属材料または樹脂材料からなり板形状を有しているので、当該調整部材５６を簡便に形成することができる。
【００５５】
（第６の実施形態）
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、第６の実施形態に係る電池モジュール６０を示す正面図、上面図および側面図である。
【００５６】
第６の実施形態は、第１〜第５の実施形態で説明したいずれかのラミネート外装電池１１〜１５を、電気的に並列および／または直列に複数個接続するとともに電池収納ケース６１内に収納して電池モジュール６０を構成したものである。電池収納ケース６１を、以下、単に、「ケース６１」とも称する。
【００５７】
具体的には、図５に示すように、例えば第１の実施形態のラミネート外装電池１１を４枚並列に接続し（図５（Ｃ）参照）、４枚並列にした電池群をさらに４群直列にして金属製のケース６１に収納し（図５（Ａ）、（Ｂ）参照）、電池モジュール６０とすることができる。このように、ラミネート外装電池１１を任意の個数直並列に接続することによって、所望の電流、電圧、容量に対応できる電池モジュール６０を提供することができる。ケース６１は空冷式であり、電池モジュール６０の使用時には、冷却風がケース６１の周囲を通過する。
【００５８】
ケース６１の上面には、電池モジュール６０の正極端子６３および負極端子６４が設けられている。正極端子６３は、リード線６５を介して、図中最左端の電池群の正極電極端子４１に電気的に接続されている。負極端子６４は、リード線６６を介して、図中最右端の電池群の負極電極端子４２に電気的に接続されている。また、ラミネート外装電池１１を４枚並列に接続する際には、スペーサ６７のような適当な接続部材を用いて各ラミネート外装電池１１の各電極端子４１、４２を電気的に接続すればよい（図５（Ｃ）参照）。同様に、電池群を４群直列に接続する際には、バスバー６８のような適当な接続部材を用いて電極端子４１、４２を順次電気的に接続すればよい（図５（Ａ）参照）。
【００５９】
各ラミネート外装電池１１は、ケース６１の前面７１ａおよび背面７２ａにより発電要素３１が押さえつけられるように収納されている。ケース６１内の上部空間および下部空間には、絶縁性のポッティング材、例えば、ウレタン系の低温熱硬化型ポッティング材が充填されている。ポッティング材を充填して接続回路を絶縁封止および固定することにより、各ラミネート外装電池１１のガタが抑えられ、電極端子４１、４２自体が破損したり、スペーサ６７やバスバー６８などを用いた電気的な接続回路が断線したりすることが防止される。
【００６０】
幅方向に隣接する電池群同士の間には、微小な隙間空間Ｓが形成される。本実施形態では、この隙間空間Ｓを、異常時にガス放出機構５０から放出されたガスの通路７８に利用している。破線を用いて円形で示されるように、ケース６１の前面７１ａには、ガス通路７８に連通する位置に開裂弁７５が設けられている。上面および／または下面に開裂弁７５を設けた場合には、充填されたポッティング材が通気抵抗となるため、異常時に放出されたガスの圧力が開裂弁７５にすぐに作用せず、開裂弁７５は、その機能を十分かつ迅速に発揮できなくなる。そこで、本実施形態のように、開裂弁７５をガス通路７８に連通させることが好ましい。
【００６１】
開裂弁７５は、例えば、前面７１ａおよび／または背面７２ａに開口したガス放出孔と、ガス放出孔を封止するとともにケース内圧が所定の圧力に達したときにガス放出孔を開放する封止板と、を有している。封止板は、シール材、金属材料または樹脂材料など適宜の材料から形成され、ガス放出孔を封止するように、接着剤や熱融着などの接合手段によって取り付けられている。ラミネート外装電池１１から異常時にケース内に放出されたガスが所定の圧力に達したときには、封止板が開裂あるいは破裂し、ケース内に充満したガスをガス放出孔から外部に放出する。これにより、ケース６１の異常膨張や破損などが防止される。開裂弁７５が作動する所定の圧力は、封止板の材質や肉厚、使用する接着剤の種類、熱融着条件などを変えることにより適宜設定可能であるが、ラミネート外装電池１１のシール部２３が開裂する圧力と同じ圧力、例えば、約１ｋｇｆ／ｃｍ２である。
【００６２】
ラミネート外装電池１１では、前述したように、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着された部分にガス放出機構５０を配置したので、異常時にラミネート外装電池１１からガスが放出される向きを、予め、簡単に設定することができる。そこで、図示例の電池モジュール６０にあっては、各ラミネート外装電池１１を、ガスが放出される向きをガス通路７８に向けた状態で、収納してある。かかる電池モジュール６０によれば、異常時にガス放出機構５０から放出されたガスはガス通路７８を通ってすぐに開裂弁７５に至るため、開裂弁７５の機能を十分かつ迅速に発揮させることができ、ケース６１が破損する事態を確実に防止することが可能となる。
【００６３】
このように、電池モジュール６０を構成する際にケース用の開裂弁７５を設ける位置を容易に設定でき、ケース６１や開裂弁７５の設計が容易になるというのも、ラミネート外装電池１１〜１５の利点の一つである。
【００６４】
なお、電池モジュール６０は、実施形態で説明したものに制限されるべきものではなく、従来公知のものを適宜採用することができる。電池モジュール６０には、使用用途に応じて、各種計測機器や制御機器類、例えば、電池電圧を監視するために電圧計測用コネクタ６９（図５（Ｂ）に２点鎖線で示される）を設けてもよい。さらに、ラミネート外装電池１１同士を連結するためには、超音波溶接、熱溶接、レーザ溶接または電子ビーム溶接により、または、リベットを用いて、またはカシメの手法を用いて、連結してもよい。
【００６５】
以上説明したように、第１〜第５の実施形態で説明したラミネート外装電池１１〜１５を、電気的に並列および／または直列に複数個接続するとともにケース６１内に収納して電池モジュール６０を構成すると、高容量、高出力の電池モジュール６０を形成することができる。また、異常時にラミネート外装電池１１からガスが放出される向きを、予め、簡単に設定することができるので、電池モジュール６０を構成する際にケース６１用の開裂弁７５を設ける位置を容易に設定でき、ケース６１や開裂弁７５の設計が容易になる。
【００６６】
（第７の実施形態）
図６は、第７の実施形態に係る組電池９０を示す斜視図、図７は、組電池９０が搭載された車両１００を模式的に表す図である。
【００６７】
第７の実施形態は、第６の実施形態で説明した電池モジュール６０を、電気的に並列および／または直列に複数個接続して組電池９０を構成したものである。組電池９０とすることで、使用目的ごとの電池容量や出力に対する要求に、新たに専用の電池モジュール６０を作製することなく、比較的安価に対応することが可能になる。
【００６８】
具体的には、図６に示したように、電池モジュール６０を６組並列に接続して組電池９０とするには、各電池モジュール６０の正極端子６３および負極端子６４を、外部正極端子部９１ａ、外部負極端子部９２ａを有する正極端子連結板９１、負極端子連結板９２を用いてそれぞれ電気的に接続する。また、各ケース６１の両側面に設けられた各ネジ孔部（図示せず）に、該ネジ孔部に対応する開口部を有する連結板９３を固定ネジ９４で固定し、各電池モジュール６０同士を連結する。各電池モジュール６０の正極端子６３および負極端子６４は、それぞれ正極および負極絶縁カバー９５、９６により保護され、適当な色、例えば、赤色と青色に色分けすることで識別されている。上位の電池モジュール６０と下位の電池モジュール６０との間には、冷却風を通過させるための隙間が設けられている。
【００６９】
このように、電池モジュール６０を複数直並列接続されてなる組電池９０は、一部の電池１１や電池モジュール６０が故障しても、その故障部分を交換するだけで修理が可能である。
【００７０】
組電池９０を、電気自動車（ＥＶ）に搭載するには、図７に示すように、電気自動車１００の車体中央部の座席下に搭載する。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。なお、電池を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でもよい。ＥＶやＦＣＶ（燃料電池自動車）のようにエンジンを搭載しない車両であれば、エンジンが一般的に搭載される車両前方に設置することもできる。
【００７１】
さらに、ラミネート外装電池１１は金属製の外装缶を用いる電池と比較して軽量であるため、組電池９０の軽量化、引いては車両１００全体の軽量化を通して、ＥＶ車などの走行距離の向上に寄与することができる。
【００７２】
なお、組電池９０だけではなく、使用用途によっては、電池モジュール６０を搭載したり、組電池９０と電池モジュール６０とを組み合わせて搭載したり、電池モジュール６０のみを搭載したり、一のラミネート外装電池１１〜１５を単電池として搭載したりしてもよい。また、ラミネート外装電池１１〜１５、電池モジュール６０または組電池９０を搭載することのできる車両１００としては、ＥＶ、ＦＣＶ、ハイブリッドカー（ＨＥＶ）が好ましいが、これらに制限されるものではない。
【００７３】
以上説明したように、第６の実施形態で説明した電池モジュール６０を、電気的に並列および／または直列に複数個接続して組電池９０を構成すると、その組電池９０は、基本となる電池モジュール６０の数や接続方法を変えるだけで、種々の容量や電圧の組電池９０を得ることができる。
【００７４】
また、第１〜第５の実施形態で説明したラミネート外装電池１１〜１５、第６の実施形態で説明した電池モジュール６０または第７の実施形態で説明した組電池９０を搭載することによって、車両１００の重量を極度に増加させることがなくなり、また、車両１００の有効スペースを極端に狭めることがなくなり、燃費、走行性能に優れた車両１００が提供できる。
【００７５】
（その他の変形例）
第１〜第５の実施形態で説明したラミネート外装電池１１〜１５にあっては、ガス放出機構５０は、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着された外周縁部２３の一の辺（図２（Ａ）において右辺２３ｂ）に１箇所設けているが、本発明はこの場合に限定されるものではない。例えば、ガス放出機構５０を、一の辺に複数箇所設けたり、複数の辺に設けたりしてもよい。また、電極端子４１、４２が突出する辺以外の辺２３ｂ、２３ｄにガス放出機構５０を配置した実施形態を図示したが、電極端子４１、４２が突出する辺２３ａ、２３ｃにガス放出機構５０を配置してもよい。さらに、ガス放出機構５０を、ラミネートフィルム２１、２２の熱融着された外周縁部２３の少なくとも一の辺の全体にわたって形成してもよい。かかる構成のラミネート外装電池も、発電要素３１に圧力を掛けて押さえても、異常時にガスを外部に放出する機能を十分に発揮させることができ、異常時にガスが放出される向きを、予め、簡単に設定することができるという効果を奏する。
【００７６】
一対のラミネートフィルム２１、２２により発電要素３１を密封する例を挙げたが、袋状のラミネートフィルムを用いて発電要素３１を密封する形態としてもよい。長尺のラミネートフィルムを２つ折りにして袋状に形成した場合には、折り返された辺以外の残り３辺の熱融着された部分に、ガス放出機構５０を配置すればよい。
【００７７】
第６の実施形態で説明した電池モジュール６０にあっては、複数個のラミネート外装電池１１をケース６１内に収納してあるが、当然ながら、１個のラミネート外装電池１１をケース内に収納した電池モジュールとすることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
本発明は、異常時に発生したガスを放出する機構を設けてラミネート外装電池を保護する用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】図１（Ａ）は、第１の実施形態に係るラミネート外装電池を示す斜視図、図１（Ｂ）は、ラミネート外装電池の他の形態を示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、同ラミネート外装電池を示す平面図、図２（Ｂ）（Ｃ）は、それぞれ、図２（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ線に沿う断面図、２Ｃ−２Ｃ線に沿う断面図である。
【図３】第２の実施形態に係るラミネート外装電池を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）〜（Ｃ）は、第３〜第５の実施形態に係るラミネート外装電池におけるガス放出機構の部分を示す断面図である。
【図５】図５（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、第６の実施形態に係る電池モジュールを示す正面図、上面図および側面図である。
【図６】第７の実施形態に係る組電池を示す斜視図である。
【図７】組電池が搭載された車両を模式的に表す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１１〜１５    ラミネート外装電池、
２１、２２    ラミネートフィルム、
２３    外周縁部、
２３ａ〜２３ｄ    外周縁部の辺
２４    シール層、
２５    金属層、
３１    発電要素、
４１、４２    電極端子、
５０    ガス放出機構、
５１    狭隘部、
５２    導入部、
５３    脆弱部、
５４    隙間部、
５５    シール層、
５６    調整部材、
６０    電池モジュール、
６１    電池収納ケース、
７５    開裂弁
７８    ガス通路、
９０    組電池、
１００  車両、
Ｓ      隙間空間。
【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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