(57)【要約】【課題】ラミネート電池のフランジ部が放熱板に接触することを確実に防止できるようにして、絶縁性の向上を図る。【解決手段】複数のラミネート電池１０の集合体が一対の放熱板２によって挟持された構造の組電池１において、放熱板２と平行な水平方向に隣接配置されるラミネート電池１０のフランジ部同士を重ね合わせ、これらラミネート電池１０のフランジ部を樹脂リベット４により連結する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のラミネートフィルムがその外周部分のフランジ部にて熱融着されてなる電池外装の内部に発電要素及び電解質が収容されてなるラミネート電池を複数組み合わせ、これらラミネート電池の集合体を一対の放熱板で挟持した組電池であって、
前記放熱板と平行な水平方向に隣接配置されるラミネート電池のフランジ部同士を重ね合わせた状態で、これらフランジ部を電気的絶縁材料よりなる連結部材により連結したことを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記連結部材として樹脂リベットを用い、水平方向に隣接配置されるラミネート電池のフランジ部にそれぞれ穿設された貫通孔同士を連通させた状態で、これら連通した貫通孔に前記樹脂リベットを挿入してかしめることで、水平方向に隣接配置されたラミネート電池のフランジ部同士を連結したことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記貫通孔の孔径が、前記樹脂リベットの軸部外径よりも小とされていることを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記放熱板に対して垂直な積層方向に隣接配置される少なくとも２つのラミネート電池のフランジ部同士を、前記連結部材により、水平方向に隣接配置されるラミネート電池のフランジ部と共に連結したことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の組電池。
【請求項５】
前記放熱板に対して垂直な積層方向に隣接配置される少なくとも２つのラミネート電池の総厚と、これらラミネート電池を連結する前記連結部材の高さ寸法とが、略等しくされていることを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池外装にラミネートフィルムを用いたラミネート電池を複数組み合わせて一対の放熱板で挟持した構造の組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属フィルムと高分子フィルムとを積層してなるラミネートフィルムを電池外装として用い、このラミネートフィルムで発電要素を電解質と共に密封した構造のラミネート電池は、フレキシブルな薄型形状であり、また極めて軽量でありながら高エネルギ密度、高出力密度が得られることから、様々な用途に適用可能な高出力型電池として、高い注目を集めている。
【０００３】
このようなラミネート電池は、電池単体での出力には限りがあることから、高い出力が要求される用途で用いる場合には、多数の電池単体を集合させることで高出力化が図られる。このとき、各電池単体は、通常、所定の数ずつ組み合わされて一体化され、これを１単位として取り扱われる。このような複数の電池単体の組み合わせは組電池と呼ばれている。
【０００４】
複数のラミネート電池を組み合わせた組電池の形態としては、各ラミネート電池を水平方向に並べて端子同士を接続するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載の技術では、ラミネートフィルムを熱融着した部分であって電池容量に寄与しない部分であるフランジ部同士を重ね合わせるようにして、複数のラミネート電池を水平方向に並べることで、組電池全体の体積のうちで各ラミネート電池のフランジ部が占める割合を減少させて、体積効率（体積エネルギ密度）の向上を実現するようにしている。
【特許文献１】特開平１１−１４４７０１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、複数のラミネート電池を組み合わせた組電池では、電池全体の発熱量が相対的に大きくなることから、通常は、アルミニウム等の熱伝導率の高い金属よりなる一対の放熱板（ヒートシンク）でラミネート電池の集合体を挟持することで、電池から発する熱を外部に放熱するようにしている。
【０００６】
このような構造の組電池では、上述した特許文献１に記載されているように、単に隣接するラミネート電池のフランジ部同士を重ね合わせただけでは、一対の放熱板間でラミネート電池のフランジ部が自由に変位可能となり、場合によっては、フランジ部の端面（ラミネートフィルム端面の金属部分）が放熱板に接触して通電してしまう可能性がある。
【０００７】
本発明は、以上のような従来技術の有する問題点を解消すべく創案されたものであって、ラミネート電池のフランジ部が放熱板に接触することを確実に防止して、絶縁性の向上を実現することができる組電池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】
本発明に係る組電池は、一対のラミネートフィルムがその外周部分のフランジ部にて熱融着されてなる電池外装の内部に発電要素及び電解質が収容されてなるラミネート電池を複数組み合わせ、これらラミネート電池の集合体を一対の放熱板で挟持した構造のものである。このような構造の組電池において、本発明では、前記目的を達成するために、放熱板と平行な水平方向に隣接配置されるラミネート電池のフランジ部同士を重ね合わせた状態で、これらフランジ部を電気的絶縁材料よりなる連結部材により連結するようにした。
【０００９】
このように、水平方向に隣接配置されるラミネート電池のフランジ部同士を重ね合わせて連結部材で連結することにより、各ラミネート電池のフランジ部の位置が規制されることになり、ラミネート電池のフランジ部端面が放熱板に接触することが有効に防止される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水平方向に隣接配置されるラミネート電池のフランジ部同士が重ね合わされて絶縁材料よりなる連結部材で連結されることで、各ラミネート電池のフランジ部の位置が規制されるので、ラミネート電池のフランジ部端面が放熱板に接触することを有効に防止して、絶縁性の向上を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を適用した組電池の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
本発明を適用した組電池の一例を図１乃至図３に示す。図１は本例の組電池１の側面図、図２は図１中のＡ部を拡大して示す断面図、図３は一対の放熱板２のうちの一方を取り外した状態の組電池１を示す平面図である。
【００１３】
この組電池１は、単位電池としてのラミネート電池１０が複数組み合わされて構成される。さらにこの組電池１が複数個接続されて電池モジュールが構成され、この電池モジュールが例えば電気自動車等に搭載されて動力源として用いられる。
【００１４】
このような組電池１は、放熱板２と平行な方向である水平方向、及び放熱板２に対して垂直な方向である積層方向にそれぞれ隣接配置された複数のラミネート電池１０の集合体を、その積層方向の両側から一対の放熱板２で挟み込む構造となっており、本例においては、水平方向に２つ、積層方向に４つ、合計８つのラミネート電池１０が、一対の放熱板２によって挟持されている。
【００１５】
ラミネート電池１０は、図３に示すように、上下一対のラミネートフィルムがその外周部分のフランジ部１１ａにて熱融着されたものを電池外装１１として用い、この電池外装１１の内部に、発電要素としての積層電極１２を電解質と共に密封した構造となっている。
【００１６】
電池外装１１を構成するラミネートフィルムは、例えば、アルミニウム等よりなる金属フィルムと、ＰＥ（ポリエチレン）或いはＰＰ（ポリプロピレン）等よりなる高分子樹脂フィルムとが積層されてなるものであり、このようなラミネートフィルムが積層電極１２よりも若干大きめの長方形のシート状に成形されて、上下一対の外装材とされている。これら上下一対の外装材のうち、一方の外装材は、その中央部に積層電極１２を収納する凹部が設けられたカップ状とされ、他方の外装材は、前記凹部の開口部を覆うように平坦状とされている。そして、一方の外装材に設けられた凹部内に積層電極１２を電解質と共に収納した状態で、この凹部を覆うように他方の外装材を配置して、これら上下一対の外装材をその外周部分に設けたフランジ部１１ａにて熱融着することで、上下一対の外装材が一体化されて電池外装１１とされ、この電池外装１１によって積層電極１２が電解質と共に密封された構造となる。
【００１７】
電池外装１１の内部に密封される発電要素としての積層電極１２は、複数枚の正極板及び負極板がセパレータを介在しつつ順次積層されてなるものである。積層電極１２を構成する各正極板は、それぞれ一方の電極端子としての正極タブ１３に接続されている。また、積層電極１２を構成する各負極板は、それぞれ他方の電極端子としての負極タブ１４に接続されている。そして、一方の電極端子としての正極タブ１３及び他方の電極端子としての負極タブ１４が、電池外装１１の長手方向の端部からそれぞれ外部に引き出されている。
【００１８】
以上のように構成されるラミネート電池１０は、図１及び図３に示すように、複数個（本例では４つ）ずつ積層方向に重ね合わされると共に、これら積層方向に重ね合わされた複数個のラミネート電池１０が水平方向に並べられて、一方の放熱板２上に載置される。そして、水平方向に隣接配置されるラミネート電池１０の正極タブ１３と負極タブ１４とがバスバー３によって電気的に接続され、これらラミネート電池１０の集合体上に他方の放熱板２が載置されて、図示しない締結部材等により締結されることで、ラミネート電池１０の集合体が一対の放熱板２によって挟持された組電池が構成される。
【００１９】
一対の放熱板２は、例えばアルミニウム等の熱伝導率の高い金属材料が板状に成形されてなるものであり、複数のラミネート電池１０の集合体を固定保持する機能に加え、各ラミネート電池１０からの熱を放熱する機能を有している。すなわち、これら一対の放熱板２は、ラミネート電池１０の集合体に当接した状態でこれを挟持することによって、動作時にラミネート電池１０から発する熱を吸熱して外部に放熱する。
【００２０】
以上のような構造の組電池において、特に、本例では、一対の放熱板２間に挟持されるラミネート電池１０の集合体のうち、積層方向に並ぶラミネート電池１０が２つずつ、その平坦面である底面側を突き合わせるようにして重ね合わされて一組とされ、そのフランジ部１１ａ同士も重ね合わされている。また、積層方向に重ね合わされた一組のラミネート電池１０のフランジ部１１ａが、これに対して水平方向に隣接配置される一組のラミネート電池１０のフランジ部１１ａと重ね合わされている。そして、図２に示すように、これら各ラミネート電池１０のフランジ部１１ａ（本例では４つのラミネート電池１０のフランジ部１１ａ）が、樹脂リベット４によって一体に連結されている。
【００２１】
具体的に説明すると、本発明の組電池を構成する各ラミネート電池１０のフランジ部１１ａには、図２に示すように、それぞれ貫通孔１５が穿設されており、積層方向及び水平方向に隣接配置される各ラミネート電池１０は、フランジ部１１ａに穿設された貫通孔１５が一連の孔として連通するようにして、互いに位置合わせされる。そして、このように積層方向及び水平方向に隣接配置される各ラミネート電池１０が互いに位置合わせされた状態で、一連の孔として連通する各ラミネート電池１０のフランジ部１１ａの貫通孔１５に、樹脂リベット４の軸部４ａが挿入されて、樹脂リベット４によってかしめ止めされる。これにより、積層方向及び水平方向に隣接配置される各ラミネート電池１０が、そのフランジ部１１ａにて樹脂リベット４により連結され、一体化される。
【００２２】
ここで、各ラミネート電池１０のフランジ部１１ａに穿設される貫通孔１５は、図４（ａ）に示すように、その孔径Ｌ１が、樹脂リベット４の軸部外径Ｌ２よりも若干小さくされていることが望ましい。このように貫通孔１５の孔径Ｌ１を樹脂リベット４の軸部外径Ｌ２よりも小さくすることにより、隣接配置されるラミネート電池１０のフランジ部１１ａ同士を樹脂リベット４により連結する際には、樹脂リベット４の軸部４ａが貫通孔１５に対して締まり嵌めの状態で挿入されることになり、連結を強固にできると共に、貫通孔１５の端縁からラミネート電池１０内部への水分の侵入を有効に防止することができる。
【００２３】
また、図４（ｂ）に示すように、樹脂リベット４の高さ寸法Ｈ１は、積層方向に隣接配置されてこの樹脂リベット４により連結される複数のラミネート電池１０の総厚Ｈ２と略等しくされていることが望ましい。これにより、樹脂リベット４をスペーサとして機能させて、一対の放熱板２間における各ラミネート電池１０の位置を安定させることができる。
【００２４】
本発明を適用した組電池では、以上のような構成を採用することによって、以下のような効果が得られる。
【００２５】
すなわち、先ず、積層方向及び水平方向に隣接配置される複数のラミネート電池１０が、そのフランジ部１１ａにて絶縁材料よりなる樹脂リベット４で連結されることで、各ラミネート電池１０のフランジ部１１ａの位置が規制されることになり、特に、水平方向に隣接配置されるラミネート電池１０のフランジ部１１ａ同士が重ね合わされた状態で連結されることで、これらラミネート電池１０のフランジ部１１ａが放熱板２に近付く方向に変位することが抑制される。これにより、フランジ部１１ａの端面が放熱板２に接触することによる通電等の問題を有効に防止することができ、絶縁性の向上を実現することができる。
【００２６】
また、組電池を構成する複数のラミネート電池１０がそのフランジ部１１ａにて連結されることにより、これらラミネート電池１０の集合体の強度、剛性を向上させて、組み立て作業性の向上を図ることもできる。すなわち、各ラミネート電池１０のフランジ部１１ａ同士が連結された構造となっていない場合には、各ラミネート電池１０は正極タブ１３と負極タブ１４とがバスバー３を介して連結されているのみで、十分な機械的強度が得られず、取り扱いが難しいという問題が生じるが、本発明を適用した組電池のように、複数のラミネート電池１０をそのフランジ部１１ａにて連結一体化する構造とすることで、ラミネート電池１０の集合体の強度、剛性を向上させることができる。また、ラミネート電池１０の集合体の強度、剛性が向上することで、その取り扱いが容易となり、組み立て作業性の向上を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を適用した組電池を示す側面図である。
【図２】図１中のＡ部を拡大して示す断面図である。
【図３】一方の放熱板を取り外した状態の組電池を示す平面図である。
【図４】樹脂リベットと複数のラミネート電池との関係を説明する図であり、（ａ）は樹脂リベットにより複数のラミネート電池のフランジ部を連結する前の状態を示す側面図、（ｂ）は樹脂リベットにより複数のラミネート電池のフランジ部を連結した状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  組電池
２  放熱板
４  樹脂リベット
１０  ラミネート電池
１１  電池外装
１１ａ  フランジ部
１５  貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005123007.tif 000006