(57)【要約】【課題】  横揺れによる単電池のずれや脱落を防止できる組電池を提供する。【解決手段】  積層された複数個のラミネート電池１を積層方向の両面から加圧して一体的に保持する保持手段４と、積層されたラミネート電池１間に配置される高摩擦シート３と、を有する組電池。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の単電池を積層してなる組電池において、
積層された前記単電池間にズレ防止手段を設けたことを特徴とする組電池。
【請求項２】
複数個の扁平型単電池を積層してなる組電池において、
積層された前記扁平型単電池の積層方向に直交する方向へのズレを防止するズレ防止手段を、前記扁平型単電池間に有することを特徴とする組電池。
【請求項３】
前記ズレ防止手段は、前記単電池相互間の摩擦抵抗よりも高い摩擦抵抗を発現するシート状部材である高摩擦シートから構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の組電池。
【請求項４】
前記高摩擦シートは、接触する前記単電池の少なくとも一方に対して接着性を有していることを特徴とする請求項３に記載の組電池。
【請求項５】
前記ズレ防止手段は、前記単電池の外装表面に塗布された粘着性液体から構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の組電池。
【請求項６】
前記ズレ防止手段は、前記単電池の外装表面の面粗度を粗くすることにより構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の組電池。
【請求項７】
前記単電池と共に、該単電池から生じる熱を放散する冷却手段が積層され、該冷却手段と前記単電池との間にも前記ズレ防止手段が配置されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項８】
前記単電池は、積層方向に対して直交する方向に伸びる電極タブを有し、
前記電極タブには、前記単電池を位置決めする位置決めピンを挿通するための穴部が形成されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項９】
前記単電池は、積層方向に対して直交する方向に伸びる２つの電極タブを有し、
前記２つの電極タブの少なくとも一方には、積層方向で隣接する他の単電池の電極タブと嵌合して該他の単電池に対して位置決めするための凸部または凹部あるいは穴部が形成されている請求項１〜８のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項１０】
前記積層された複数個の単電池を積層方向両側から加圧して一体的に保持する保持手段を有する請求項１〜９のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項１１】
前記保持手段は、積層された全ての単電池に積層方向の面圧を付与する加圧手段としての機能と、前記単電池から生じる熱を放散する冷却手段としての機能とを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の組電池。
【請求項１２】
前記保持手段は、
前記単電池の積層方向の両側に配置される少なくとも一対の保持プレートと、
前記保持プレート間に取り付けられ、該保持プレートを相互に接近させる方向の弾性力を発現する弾性体と、
を有することを特徴とする請求項１０または１１に記載の組電池。
【請求項１３】
前記単電池は、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含み、
前記単電池は、前記発電要素における積層方向と同じ方向に積層されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
近年、環境意識の高まりを受けて、自動車の動力源を、化石燃料を利用するエンジンから電気エネルギーを利用するモータに移行しようとする動きがある。このため、モータの電力源となる電池の技術も急速に発展しつつある。
【０００２】
自動車には、小型軽量で、大きな電力を頻繁に充放電可能な、耐震動性、放熱性に優れた電池の搭載が望まれる。大きな電力を供給することができる放熱性に優れた組電池としては、下記特許文献１に示すようなものがある。
【０００３】
特許文献１に開示されている組電池は、直列、並列または直並列に電気的に接続された複数の単電池を、当該単電池の厚み方向に所定の間隔で積層し、単電池間に両側の単電池を押圧する押圧部材を配置して、外装部材によって複数の単電池を固定したものである。このような構造とすることによって単電池の放熱特性を良好にして組電池としてのサイクル特性、レート特性を向上させている。
【特許文献１】特開２０００−１９５４８０号公報（段落番号「００１４」〜段落番号「００２９」および図１、図２、図４の記載を参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の組電池は、単電池として扁平形電池を用いているため、扁平形電池以外の電池を用いて構成した従来の組電池に比較してエネルギー密度が高く、同一の電力容量の電池であれば小型化が可能である。このため、扁平形電池で構成された組電池は、小型、高エネルギー密度という点では自動車搭載用電池として適している。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の組電池は、単電池間に押圧部材が隙間を空けて配置されている。このような組電池は、単電池と押圧部材との接触面積が小さいので、組電池を車両に搭載した場合、組電池には少なからず電池の積層方向に対して直交する方向の振動（以下、単に横揺れと記載する）も加わるので、単電池の一部がずれたり、脱落したりするといった蓋然性が高いという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、横揺れによる単電池のずれや脱落を防止できる組電池の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の組電池は、複数個の単電池を積層してなる組電池において、積層された前記単電池間にズレ防止手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、単電池間にズレ防止手段が配置されるので、積層されている各単電池に振動が加わった場合でも電池がずれない。したがって、自動車などに搭載しても、その振動によって、各単電池のズレや、脱落を防止できる。
【０００９】
また、振動による単電池のズレや脱落がないので、直列または並列に接続された単電池の電極タブの破損を防止できる。
【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、本発明の組電池について説明する。
【００１１】
図１は組電池を示す斜視図である。
【００１２】
最初に本発明の組電池の概略構成を説明し、各部の詳細については後述する。
【００１３】
本発明の組電池は、積層された複数個のラミネート電池１（単電池）と、該ラミネート電池１と共に積層されるヒートシンク２（冷却手段）と、ラミネート電池１間およびラミネート電池１とヒートシンク２との間に配置される高摩擦シート３（ズレ防止手段）と、積層された複数個のラミネート電池１を積層方向の両面から加圧して一体的に保持する保持手段４とを有する。高摩擦シート３については、図３および図４を参照のこと。
【００１４】
ラミネート電池１は、積層方向に電気的に直列に接続されている。ラミネート電池１から伸びる２つの電極タブのうち一方のタブは、他のラミネート電池１のタブと嵌合して、電気的および機械的に接続される。また、他方のタブは、タブ間に配置された導通ワッシャおよび絶縁ワッシャを交互に配置することにより、短絡しないように接続されている。詳細は後述する。
【００１５】
以下、各構成について詳細に説明する。
【００１６】
＜ラミネート電池＞
図２は２種類のラミネート電池を示す斜視図、図３は図１に示す組電池のＡ−Ａ断面図、図４は図１に示す組電池のＢ−Ｂ断面図である。
【００１７】
ラミネート電池１は、例えばリチウムイオン二次電池などの二次電池である。本実施形態では、ラミネート電池１は、図２に示す２種類がある。ラミネート電池１ａと、ラミネート電池１ｂである。
【００１８】
ラミネート電池１ａ、１ｂは、共に、扁平型に形成された電池であり、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（不図示）を内部に複数備えている。組電池においては、ラミネート電池１ａ、１ｂは、内包する発電要素の積層方向と同じ方向に積層される。
【００１９】
ラミネート電池１は、たとえば、三層構造のラミネートフィルムが外装に用いられている。ラミネートフィルムは、ポリアミド樹脂などの樹脂フィルムの間にアルミ箔を挟んで三層に形成されている。２枚のラミネートフィルムのうち１枚がプレス加工により上記発電要素を収容する凹部が形成されて、扁平型に形成され、シート状のままのもう１枚と縁で熱融着により貼り合わされる。
【００２０】
プレス加工の際には、ラミネートフィルムは型内へ材料流入する。しかし、材料流入があっても、ラミネートフィルムの最外層は樹脂フィルムで表面摩擦係数が小さいので、ラミネートフィルムが型との摩擦により破損することはない。
【００２１】
貼り合わされたラミネートフィルム内には、発電要素が密閉され、正極板に接続された正極タブおよび負極板に接続された負極タブが外部に引き出されている。ラミネート電池１ａ、１ｂは、それぞれ、積層方向に対して直交する方向に伸びる２つの電極タブとして、正極タブ１０、１６と負極タブ１２、１４を有する。
【００２２】
ラミネート電池１ａは、正極タブ１０および負極タブ１２の一方、例えば、正極タブ１０に２つの穴部１１が設けられている。そして、負極タブ１２には、穴部１３が１つ設けられている。
【００２３】
ラミネート電池１ｂは、ラミネート電池１ａの正極タブ１０の穴部１１と嵌合可能な凸部１５が負極タブ１４に２つ設けられている。そして、正極タブ１６には、ラミネート電池１ｂの負極タブ１２と同様の穴部１７が１つ設けられている。
【００２４】
ラミネート電池１ａ、１ｂの積層時には、ラミネート電池１ａの穴部１１と、ラミネート電池１ｂの凸部１５とが嵌合される。ラミネート電池１ａの正極タブ１０と、ラミネート電池１ｂの負極タブ１４が嵌合すると、図３に示すように、正極タブ１０から、負極タブ１４の凸部１５が突き出される。これにより、ラミネート電池１ａ、１ｂは、相互に位置決めされつつ、電気的に直列接続され、さらに後に組電池として構成されたときにズレ防止の効果を有する。
【００２５】
一方、ラミネート電池１ａの負極タブ１２およびラミネート電池１ｂの正極タブ１６は、他のラミネート電池のタブ１２、１６との間に導通ワッシャ５０または絶縁ワッシャ５１を挟んで、位置決めピン５２（図１０参照）が挿通されることにより位置決めされ、固定される。
【００２６】
導通ワッシャ５０は、銅などの導電性金属から形成され、その上下に接触する電極タブ１６、１２間を電気的に接続する。絶縁ワッシャ５１は、セラミックなどの絶縁性金属から形成され、その上下に接触する電極タブ１２、１６間を絶縁する。導通ワッシャ５０および絶縁ワッシャ５１は、ラミネート電池１の電極タブ１２、１６が直接接触しないように、スペーサの役割も果たす。
【００２７】
本実施形態では、ラミネート電池１ｂの正極タブ１６と、そのすぐ上に積層されているラミネート電池１ａの負極タブ１２との間には、絶縁ワッシャ５１が配置されている。ラミネート電池１ｂの上にラミネート電池１ａが積層されている階層では、図３に示すように、ラミネート電池１ｂの負極タブ１４と、ラミネート電池１ａの正極タブ１０とが、嵌合により機械的および電気的に接続されているからである。正極タブ１６とその上の負極タブ１２とを接続してしまうと、短絡してしまう。
【００２８】
一方、ラミネート電池１ａの負極タブ１２と、そのすぐ上に積層されているラミネート電池１ｂの正極タブ１６との間には、導通ワッシャ５０が配置されている。
【００２９】
以上のように、ラミネート電池１ａ、１ｂが電極タブ１０、１４で機械的および電気的に接続されている階層では、反対の電極タブ１２、１６が絶縁ワッシャ５１により絶縁され、逆に、電極タブ１０、１４が接続されていない階層では、電極タブ１２、１６間が導通ワッシャ５０で導通されるように、導通ワッシャ５０と絶縁ワッシャ５１を、交互に配置していくことで、ラミネート電池１ａとラミネート電池１ｂとが積層方向に直列に接続されている。
【００３０】
位置決めピン５２は、金属棒の表面を樹脂でコーティングまたは被覆して、絶縁処理が施されている。位置決めピン５２は、上下からナット５３が締め付けられる。これにより、ラミネート電池１の電極タブ１２、１６は、導通ワッシャ５０および絶縁ワッシャ５１にしっかり挟み込まれる。したがって、電極タブ１２、１６間の導通または絶縁が確実となる。
【００３１】
＜ヒートシンク＞
図５は、２種類のヒートシンクを示す斜視図である。
【００３２】
ヒートシンク２には、図５に示すように、組電池の積層の最外層に配置される外層ヒートシンク２ａと、ラミネート電池１と共に途中に積層される内層ヒートシンク２ｂとの２種類がある。
【００３３】
いずれのヒートシンク２ａ、２ｂも、空気等の冷媒が通り抜け可能な複数の通風孔２０が形成されている。これらの通風孔２０は、２枚の板材の表面にそれぞれ複数の溝を形成し、溝同士が合うように２枚の板材を貼り合わせて形成される。非常に薄いヒートシンク２ａ、２ｂに通風孔をくりぬき加工するのは困難であるからである。なお、本実施形態においては、ヒートシンク２ａ、２ｂを上述のように貼り合わせよって作成したが、押し出し成形によって作成すれば、貼り合わせの必要がなく、安価に作成できる。
【００３４】
外層ヒートシンク２ａは、積層されるラミネート電池１の電極タブ１０、１２、１４、１６を露出するための切り欠き２１が形成されている。該切り欠き２１を挟んで、四隅に孔２２が形成されている。孔２２は、外層ヒートシンク２ａ間に配置され、ラミネート電池１に必要な面圧を加えるための加圧ユニット４０（図６参照）を取り付けるために設けられている。
【００３５】
内層ヒートシンク２ｂには、外層ヒートシンク２ａのような孔２２はない。内層ヒートシンク２ｂは、組電池に積層されるときには、ラミネート電池１と共に加圧ユニット４０による面圧により保持されている。内層ヒートシンク２ｂは、例えば、図３、図４に示すように、ラミネート電池１が４枚積層されたら、その上に１枚積層されるといった具合に、ラミネート電池１間に配置される。これにより、積層の中央のラミネート電池１の発熱も放散できる。
【００３６】
＜高摩擦シート＞
高摩擦シート３は、図３および図４に太線で示すように、ラミネート電池１間またはラミネート電池１とヒートシンク２との間に配置される。高摩擦シート３は、たとえばシリコン材をシート状に形成したソリッド材のシートである。このようなソリッド材のシートは、たとえば、ラミネート電池１同士を直接積層した場合の摩擦抵抗より高い摩擦抵抗を発現する。したがって、ラミネート電池１間またはラミネート電池１とヒートシンク２との間に介在させることにより、これらの横ズレを防止する。
【００３７】
なお、高摩擦シート３をスポンジ材のシートとすることも考えられるが、スポンジ材のシートは表面の平滑度が低く、摩擦抵抗が低いため、ソリッド材のシートとしている。また、スポンジ材のシートは、振動が加わった際の剪断変形が大きく、破損に至る可能性があるため、この点においても高摩擦シート３にはソリッド材のシートが適切である。さらに、高摩擦シート３の材質は、摩擦抵抗を極力大きくするために、シリコン材であることが好ましい。また、高摩擦シート３は、ラミネート電池１の横ズレを防止するために、表面が高い摩擦力を発現するものであればよく、たとえば、電池の積層方向にはほとんど弾性変形しない、薄膜状のものであってもよい。
【００３８】
一方で、高摩擦シート３は、横ズレに対しては高い摩擦力を発現するが、ラミネート電池１の積層方向に対しては、ほとんど粘着力を発現しない。したがって、高摩擦シート３は、ラミネート電池１およびヒートシンク２に対しては非接着性を有している。換言すると、高摩擦シート３は、ラミネート電池１同士、またはラミネート電池１とヒートシンク２とを恒久的に接合するものではなく、所望のときに、それらを積層方向に分離し得る性質を有する。
【００３９】
＜保持手段＞
保持手段４は、最外層に積層される外層ヒートシンク２ａ（保持プレート）と、外層ヒートシンク２ａ間に配置される加圧ユニット４０と、加圧ユニット４０を外層ヒートシンク２ａに取り付けるナット４１とを含む。
【００４０】
外層ヒートシンク２ａは、上述の通り、組電池の最外層に積層され、ラミネート電池１を冷却する冷却手段として機能する。その一方で、外層ヒートシンク２ａは、中間に積層されるラミネート電池１および内層ヒートシンク２ｂに積層方向の面圧を付与しつつ保持する保持手段の一部としても機能する。保持手段の一部として、外層ヒートシンク２ａは、加圧ユニット４０により相互に接近される方向の力が加えられる。
【００４１】
加圧ユニット４０は、外層ヒートシンク２ａに設けられた孔２２に挿通されて、ナット４１により締結されている。加圧ユニット４０の具体的構成は、図６および図７に示される。
【００４２】
図６は加圧ユニットを示す図、図７は図１のＣ−Ｃ断面図である。特に、図６（Ａ）は加圧ユニットの全体構成を示す図、図６（Ｂ）はバネ保持部の構成を示す図であり、図７（Ａ）は加圧ユニットの初期状態を示す図、図７（Ｂ）は加圧ユニット２を外層ヒートシンク２ａ間に取り付けた様子を示す図である。
【００４３】
加圧ユニット４０は、引張りコイルバネ４２（弾性体）と、引張りコイルバネ４２の両端を保持するバネ保持部４３とからなる。
【００４４】
引張りコイルバネ４２は、引き延ばされた状態で外層ヒートシンク２ａ間に取り付けられることによって、収縮しようと作用し、外層ヒートシンク２ａを相互に接近させる方向の弾性力を発現する。
【００４５】
バネ保持部４３は、本体部４４と、引張りコイルバネ４２のピッチＰ１よりも大きなピッチＰ２でねじ山が形成された螺合部４５と、螺合部４５から引張りコイルバネ４２の中心に向かって伸びる突合せ部４６と、本体部４４から伸びて外層ヒートシンク２ａに挿通される挿通部４７とを含む。
【００４６】
本体部４４は、引張りコイルバネ４２が外れないように、これに当接する。また、本体部４４は、加圧ユニット４０を組電池に取り付けたときに、外層ヒートシンク２ａと当接して、引張りコイルバネ４２の伸びを定める役割も果たす。
【００４７】
螺合部４５は、図示の通り、引張りコイルバネ４２の端部にねじ込まれて、引張りコイルバネ４２の内側と螺合し、これを固定する。螺合部４５は、図６（Ｂ）に示すように、表面にピッチＰ２のねじ山が形成されている。螺合部４５のピッチＰ２は、引張りコイルバネ４２のピッチＰ１より大きい。したがって、螺合部４５を図６（Ｂ）中矢印の方向にねじ込むことができる。螺合部４５をねじ込むことによって、突合せ部４６が、引張りコイルバネ４２の中央に向かって進行する。
【００４８】
引張りコイルバネ４２の両端から螺合部４５をねじ込んでいくと、図６に示すように、両側から進行してきた突合せ部４６が突き当たる。この状態で、引張りコイルバネ４２は自然長より伸ばされ、加圧ユニット４０の初期状態として、初期張力が与えられている。
【００４９】
挿通部４７は、先端にナット４１に締結可能なねじ山が形成されている。挿通部４７の頭には、後述する回り止め用のスリット４８が設けられている。スリット４８に、マイナスドライバーを挿す等して、バネ保持部４３を容易に回り止めできる。
【００５０】
以上のような、加圧ユニット４０を、外層ヒートシンク２ａ間に配置すると、図７（Ａ）に示すようになる。
【００５１】
ここで、挿通部４７は、外層ヒートシンク２ａの孔２２に挿通されている。この状態で、一方のバネ保持部４３を回り止めしながら、他方のバネ保持部４３の挿通部４７をナット４１で締結する。すると、バネ保持部４３がナット４１側に引き寄せられる。これを両方のバネ保持部４３で行うと、図７（Ｂ）に示すように、バネ保持部４３が引張りコイルバネ４２を保持した状態で相対的に引き離され、引張りコイルバネ４２が外層ヒートシンク２ａ間に引き伸ばされた状態で保持される。
【００５２】
このように、外層ヒートシンク２ａ間の幅に合わせて、引張りコイルバネ４２を引き伸ばすので、ナット４１の締め付けトルクに関わらず、引張りコイルバネ４２による収縮する方向の弾性力が得られる。該弾性力が外層ヒートシンク２ａによるラミネート電池１への加圧力となる。
【００５３】
＜組み立て手順＞
次に、本発明の組電池の組み立て手順を説明する。
【００５４】
図８〜図１０は組電池の組み立て手順を示す図である。
【００５５】
図８に示すように、最初に、外層ヒートシンク２ａ上に高摩擦シート３を配置する。次に、図９に示すように、外層ヒートシンク２ａ上に、ラミネート電池１ｂ、１ａの順に積層する。この際、各ラミネート電池１ａ、１ｂ上には高摩擦シート３を配置する。また、積層の際には、ラミネート電池１ｂの負極タブ１４の凸部１５を、ラミネート電池１ａの正極タブ１０の穴部１１に嵌合させる。これにより、ラミネート電池１ａ、１ｂを一組とする。なお、ラミネート電池１ａ、１ｂの嵌合しないほうの電極タブ１２、１６は、その間に絶縁ワッシャ５１が挟まれて、位置決めピン５２が挿通される。
【００５６】
上記手順で、ラミネート電池１ａ、１ｂを２枚一組として複数組積層し、さらに、図９に示すように、その上に、ヒートシンク２ｂを積層する。ヒートシンク２ｂ上にも、高摩擦シート３を配置する。何組かのラミネート電池１ａ、１ｂとヒートシンク２ｂの積層を繰り返した後、最後に図１０に示すように、外層ヒートシンク２ａを積層する。外層ヒートシンク２ａ間に、加圧ユニット４０を配置し、加圧ユニット４０の引張りコイルバネ４２が外層ヒートシンク２ａ間で伸びるまで、ナット４１で締結する。以上の手順で、図１に示す組電池が組み上がる。
【００５７】
なお、本実施形態では、縦に積層した組電池を１つだけ例示したが、これに限定されない。複数のラミネート電池１を積層して出来た組電池を、複数個横に並べ、それらを接続することによって、より出力の高い電池モジュールとすることができる。この場合、一の組電池と他の組電池の両者に取り付けられるバスバーにより、電気的に接続する。バスバーは、例えば、ナット５３と導通ワッシャ５０との間（図９参照）で、位置決めピン５２に取り付けられ固定される。
【００５８】
本発明の組電池は、以下の効果を奏する。
【００５９】
本発明の組電池では、ラミネート電池１間および、ラミネート電池１とヒートシンク２との間に、高摩擦シート３が配置されるので、積層されている各ラミネート電池１およびヒートシンク２に振動が加わった場合でも電池がずれない。したがって、自動車などに搭載しても、その振動によって、各ラミネート電池１およびヒートシンク２のズレや、脱落を防止できる。
【００６０】
また、振動による単電池のズレや脱落がないので、直列または並列に接続されたラミネート電池１の電池の電極タブの破損を防止できる。
【００６１】
さらに、高摩擦シート３の配置によりラミネート電池１がズレないので、ズレ防止のために保持手段４によりラミネート電池１を積層の上下から加圧する加圧力を高める必要がない。したがって、強い加圧力に耐えるためにラミネート電池１の外装を強くしなくても良いので、ラミネート電池１を軽量化できる。結果として、組電池全体を軽量化できる。
【００６２】
また、ズレ防止手段として高摩擦シート３を用いたので、ラミネート電池１を積層する際に、ラミネート電池１と高摩擦シート３とを交互に積層すればよく、容易に組電池を作成出来る。
【００６３】
また、高摩擦シート３は、ラミネート電池１に対して非接着性を有するので、ラミネート電池１の一つが故障したときでも、任意のラミネート電池１を取り出して交換できる。
【００６４】
また、ラミネート電池１の電極タブ１２、１６に位置決めピンを挿通するための穴部１３、１７が設けられているので、位置決めピン５２の挿通により容易にラミネート電池１同士を位置決めできる。
【００６５】
また、電極タブ１４に設けられた凸部１５と他の電極タブ１０に設けられた穴部１１とが嵌合するので、容易にラミネート電池１同士の位置決めができる。また、嵌合により容易に電気的接続が行えるので、積層時にラミネート電池１の重ねる向きを間違えることがなく、組み立てが容易となる。
【００６６】
また、保持手段４が加圧手段および冷却手段として機能するので、ラミネート電池１に適切な面圧を加えつつ、該ラミネート電池１が発生する熱を放散できる。加圧手段として、面圧を加えるので、ラミネート電池１に頻繁に充放電が繰り返えされてもラミネート電池１内部で発生するガスによって容量低下、寿命の低下を起こさない。
【００６７】
また、外層ヒートシンク２ａ間に取り付けられた加圧ユニット４０により外層ヒートシンク２ａ間が近接されてラミネート電池１を加圧できるので、組電池内部に加圧手段を組み込むことができ、組電池を小型化できる。
【００６８】
また、発電要素の積層方向と同じ方向に単電池が積層されているので、安定的に電流が得られる。
【００６９】
また、ラミネート電池１が偏平型電池であるので、組電池の厚さを薄くできる。
【００７０】
なお、上記実施形態では、ズレ防止手段として高摩擦シート３を用いていたが、これに限定されない。
【００７１】
ズレ防止手段は、ラミネート電池１またはヒートシンク２に塗布された粘着性液体から構成されてもよい。ここで、粘着性液体とは、たとえば、アクリル系粘着材である。ズレ防止手段として、粘着性液体を採用すれば、ラミネート電池１を積層する際に、ラミネート電池１の外装表面に粘着性液体を塗布すればよく、容易に組電池を作成できる。
【００７２】
また、ズレ防止手段は、ラミネート電池１の外装表面の面粗度を粗くすることにより構成されてもよい。ラミネート電池１の外相表面の面粗度を高くする方法としては、サンドブラスト方、レーザーピーニング法などを用いることができる。もちろんサンドペーパーなどによる研磨によっても作成可能である。ズレ防止手段として、ラミネート電池１の外装表面の面粗度を粗くすることを採用すれば、順次ラミネート電池１を積層しただけで、それらのズレを防止できる。また、ラミネート電池表面に凹凸形状を設けることによって、電池のズレを防止してもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、ラミネート電池１ａの正極タブ１０に穴部１１を、ラミネート電池１ｂの負極タブ１４に凸部１５を、それぞれ、形成していたが、これに限定されない。穴部および凸部を設ける電極タブを正負逆転してもよい。また、凸部１５に嵌合する穴部１１に代えて、凹部を電極タブに形成してもよい。さらに、ラミネート電池１ａの正極タブ１０とラミネート電池１ｂの負極タブ１４を溶接して、ラミネート電池１ａと１ｂとを相互に位置決めしつつ、電気的に接続してもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、ラミネート電池１の一方の側に伸びる電極タブを凸部１５および穴部１１の嵌合により接続し、他方の側を絶縁ワッシャ５１および導通ワッシャ５０により接続していたが、これに限定されない。両側を嵌合により接続し、または絶縁／導通ワッシャにより接続してもよい。または、これらによらず、電極タブを超音波溶接により接合してもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、高摩擦シート３をシリコン材だけで形成していたが、これに限定されない。たとえば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）からなる基材上にシリコン材を配置したものでもよい。このように、基材を設けることによって、高摩擦シート３の剛性が向上し、ヒートシンク２およびラミネート電池１表面上に配置する際の作業性が向上する。
【００７６】
基材を採用する場合、基材に接着剤を塗布し、ラミネート電池１またはヒートシンク２上に接着してもよい。この場合、高摩擦シート３は、基材側ではラミネート電池１またはヒートシンク２と接着するが、シリコン材側では接着しない。これにより、所望のときに、積層上下のラミネート電池１同士、またはラミネート電池１とヒートシンク２とを分離できる。
【００７７】
また、上記実施形態では、ラミネート電池１について、ズレ防止手段を提供する場合について説明したが、これに限定されない。ラミネート電池以外でも、複数を積層して使用する電池であれば、振動時のズレ防止のためにズレ防止手段を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】組電池を示す斜視図である。
【図２】２種類のラミネート電池を示す斜視図である。
【図３】図１に示す組電池のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１に示す組電池のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】２種類のヒートシンクを示す斜視図である。
【図６】加圧ユニットを示す図であり、図６（Ａ）は加圧ユニットの全体構成を示す図、図６（Ｂ）はバネ保持部の構成を示す図である。
【図７】図１のＣ−Ｃ断面図であり、図７（Ａ）は加圧ユニットの初期状態を示す図、図７（Ｂ）は加圧ユニット２を外層ヒートシンク２ａ間に取り付けた様子を示す図である。
【図８】組電池の組み立て手順を示す図である。
【図９】組電池の組み立て手順を示す図である。
【図１０】組電池の組み立て手順を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１、１ａ、１ｂ…ラミネート電池、
２、２ａ、２ｂ…ヒートシンク、
３…高摩擦シート、
４…保持手段、
１０、１６…正極タブ、
１１…穴部、
１２、１４…負極タブ、
１３…穴部、
１５…凸部、
１７…穴部、
２０…通風孔、
２２…孔、
４０…加圧ユニット、
４１…ナット、
４２…引張りコイルバネ、
４３…バネ保持部、
４４…本体部、
４５…螺合部、
４６…突合せ部、
４７…挿通部、
４８…スリット、
５０…導通ワッシャ、
５１…絶縁ワッシャ、
５２…位置決めピン、
５３…ナット。
【図１】
2005116429.tif 000003
【図２】
2005116429.tif 000004
【図３】
2005116429.tif 000005
【図４】
2005116429.tif 000006
【図５】
2005116429.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005116429.tif 000009
【図８】
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【図９】
2005116429.tif 000011
【図１０】
2005116429.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月14日(2003.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高エネルギー密度かつ小型軽量で大きなエネルギーを供給する電力源として最適な組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりを受けて、自動車の動力源を、化石燃料を利用するエンジンから電気エネルギーを利用するモータに移行しようとする動きがある。このため、モータの電力源となる電池の技術も急速に発展しつつある。
【０００３】
自動車には、小型軽量で、大きな電力を頻繁に充放電可能な、耐震動性、放熱性に優れた電池の搭載が望まれる。大きな電力を供給することができる放熱性に優れた組電池としては、下記特許文献１に示すようなものがある。
【０００４】
特許文献１に開示されている組電池は、直列、並列または直並列に電気的に接続された複数の単電池を、当該単電池の厚み方向に所定の間隔で積層し、単電池間に両側の単電池を押圧する押圧部材を配置して、外装部材によって複数の単電池を固定したものである。このような構造とすることによって単電池の放熱特性を良好にして組電池としてのサイクル特性、レート特性を向上させている。
【特許文献１】特開２０００−１９５４８０号公報（段落番号「００１４」〜段落番号「００２９」および図１、図２、図４の記載を参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の組電池は、単電池として扁平形電池を用いているため、扁平形電池以外の電池を用いて構成した従来の組電池に比較してエネルギー密度が高く、同一の電力容量の電池であれば小型化が可能である。このため、扁平形電池で構成された組電池は、小型、高エネルギー密度という点では自動車搭載用電池として適している。
【０００６】
しかしながら、特許文献１の組電池は、単電池間に押圧部材が隙間を空けて配置されている。このような組電池は、単電池と押圧部材との接触面積が小さいので、組電池を車両に搭載した場合、組電池には少なからず電池の積層方向に対して直交する方向の振動（以下、単に横揺れと記載する）も加わるので、単電池の一部がずれたり、脱落したりするといった蓋然性が高いという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、横揺れによる単電池のずれや脱落を防止できる組電池の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の組電池は、複数個の単電池を積層してなる組電池において、積層された前記単電池間にズレ防止手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、単電池間にズレ防止手段が配置されるので、積層されている各単電池に振動が加わった場合でも電池がずれない。したがって、自動車などに搭載しても、その振動によって、各単電池のズレや、脱落を防止できる。
【００１０】
また、振動による単電池のズレや脱落がないので、直列または並列に接続された単電池の電極タブの破損を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の組電池について説明する。
【００１２】
図１は組電池を示す斜視図である。
【００１３】
最初に本発明の組電池の概略構成を説明し、各部の詳細については後述する。
【００１４】
本発明の組電池は、積層された複数個のラミネート電池１（単電池）と、該ラミネート電池１と共に積層されるヒートシンク２（冷却手段）と、ラミネート電池１間およびラミネート電池１とヒートシンク２との間に配置される高摩擦シート３（ズレ防止手段）と、積層された複数個のラミネート電池１を積層方向の両面から加圧して一体的に保持する保持手段４とを有する。高摩擦シート３については、図３および図４を参照のこと。
【００１５】
ラミネート電池１は、積層方向に電気的に直列に接続されている。ラミネート電池１から伸びる２つの電極タブのうち一方のタブは、他のラミネート電池１のタブと嵌合して、電気的および機械的に接続される。また、他方のタブは、タブ間に配置された導通ワッシャおよび絶縁ワッシャを交互に配置することにより、短絡しないように接続されている。詳細は後述する。
【００１６】
以下、各構成について詳細に説明する。
【００１７】
＜ラミネート電池＞
図２は２種類のラミネート電池を示す斜視図、図３は図１に示す組電池のＡ−Ａ断面図、図４は図１に示す組電池のＢ−Ｂ断面図である。
【００１８】
ラミネート電池１は、例えばリチウムイオン二次電池などの二次電池である。本実施形態では、ラミネート電池１は、図２に示す２種類がある。ラミネート電池１ａと、ラミネート電池１ｂである。
【００１９】
ラミネート電池１ａ、１ｂは、共に、扁平型に形成された電池であり、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（不図示）を内部に複数備えている。組電池においては、ラミネート電池１ａ、１ｂは、内包する発電要素の積層方向と同じ方向に積層される。
【００２０】
ラミネート電池１は、たとえば、三層構造のラミネートフィルムが外装に用いられている。ラミネートフィルムは、ポリアミド樹脂などの樹脂フィルムの間にアルミ箔を挟んで三層に形成されている。２枚のラミネートフィルムのうち１枚がプレス加工により上記発電要素を収容する凹部が形成されて、扁平型に形成され、シート状のままのもう１枚と縁で熱融着により貼り合わされる。
【００２１】
プレス加工の際には、ラミネートフィルムは型内へ材料流入する。しかし、材料流入があっても、ラミネートフィルムの最外層は樹脂フィルムで表面摩擦係数が小さいので、ラミネートフィルムが型との摩擦により破損することはない。
【００２２】
貼り合わされたラミネートフィルム内には、発電要素が密閉され、正極板に接続された正極タブおよび負極板に接続された負極タブが外部に引き出されている。ラミネート電池１ａ、１ｂは、それぞれ、積層方向に対して直交する方向に伸びる２つの電極タブとして、正極タブ１０、１６と負極タブ１２、１４を有する。
【００２３】
ラミネート電池１ａは、正極タブ１０および負極タブ１２の一方、例えば、正極タブ１０に２つの穴部１１が設けられている。そして、負極タブ１２には、穴部１３が１つ設け
られている。
【００２４】
ラミネート電池１ｂは、ラミネート電池１ａの正極タブ１０の穴部１１と嵌合可能な凸部１５が負極タブ１４に２つ設けられている。そして、正極タブ１６には、ラミネート電池１ｂの負極タブ１２と同様の穴部１７が１つ設けられている。
【００２５】
ラミネート電池１ａ、１ｂの積層時には、ラミネート電池１ａの穴部１１と、ラミネート電池１ｂの凸部１５とが嵌合される。ラミネート電池１ａの正極タブ１０と、ラミネート電池１ｂの負極タブ１４が嵌合すると、図３に示すように、正極タブ１０から、負極タブ１４の凸部１５が突き出される。これにより、ラミネート電池１ａ、１ｂは、相互に位置決めされつつ、電気的に直列接続され、さらに後に組電池として構成されたときにズレ防止の効果を有する。
【００２６】
一方、ラミネート電池１ａの負極タブ１２およびラミネート電池１ｂの正極タブ１６は、他のラミネート電池のタブ１２、１６との間に導通ワッシャ５０または絶縁ワッシャ５１を挟んで、位置決めピン５２（図１０参照）が挿通されることにより位置決めされ、固定される。
【００２７】
導通ワッシャ５０は、銅などの導電性金属から形成され、その上下に接触する電極タブ１６、１２間を電気的に接続する。絶縁ワッシャ５１は、セラミックなどの絶縁性金属から形成され、その上下に接触する電極タブ１２、１６間を絶縁する。導通ワッシャ５０および絶縁ワッシャ５１は、ラミネート電池１の電極タブ１２、１６が直接接触しないように、スペーサの役割も果たす。
【００２８】
本実施形態では、ラミネート電池１ｂの正極タブ１６と、そのすぐ上に積層されているラミネート電池１ａの負極タブ１２との間には、絶縁ワッシャ５１が配置されている。ラミネート電池１ｂの上にラミネート電池１ａが積層されている階層では、図３に示すように、ラミネート電池１ｂの負極タブ１４と、ラミネート電池１ａの正極タブ１０とが、嵌合により機械的および電気的に接続されているからである。正極タブ１６とその上の負極タブ１２とを接続してしまうと、短絡してしまう。
【００２９】
一方、ラミネート電池１ａの負極タブ１２と、そのすぐ上に積層されているラミネート電池１ｂの正極タブ１６との間には、導通ワッシャ５０が配置されている。
【００３０】
以上のように、ラミネート電池１ａ、１ｂが電極タブ１０、１４で機械的および電気的に接続されている階層では、反対の電極タブ１２、１６が絶縁ワッシャ５１により絶縁され、逆に、電極タブ１０、１４が接続されていない階層では、電極タブ１２、１６間が導通ワッシャ５０で導通されるように、導通ワッシャ５０と絶縁ワッシャ５１を、交互に配置していくことで、ラミネート電池１ａとラミネート電池１ｂとが積層方向に直列に接続されている。
【００３１】
位置決めピン５２は、金属棒の表面を樹脂でコーティングまたは被覆して、絶縁処理が施されている。位置決めピン５２は、上下からナット５３が締め付けられる。これにより、ラミネート電池１の電極タブ１２、１６は、導通ワッシャ５０および絶縁ワッシャ５１にしっかり挟み込まれる。したがって、電極タブ１２、１６間の導通または絶縁が確実となる。
【００３２】
＜ヒートシンク＞
図５は、２種類のヒートシンクを示す斜視図である。
【００３３】
ヒートシンク２には、図５に示すように、組電池の積層の最外層に配置される外層ヒートシンク２ａと、ラミネート電池１と共に途中に積層される内層ヒートシンク２ｂとの２種類がある。
【００３４】
いずれのヒートシンク２ａ、２ｂも、空気等の冷媒が通り抜け可能な複数の通風孔２０が形成されている。これらの通風孔２０は、２枚の板材の表面にそれぞれ複数の溝を形成し、溝同士が合うように２枚の板材を貼り合わせて形成される。非常に薄いヒートシンク２ａ、２ｂに通風孔をくりぬき加工するのは困難であるからである。なお、本実施形態においては、ヒートシンク２ａ、２ｂを上述のように貼り合わせよって作成したが、押し出し成形によって作成すれば、貼り合わせの必要がなく、安価に作成できる。
【００３５】
外層ヒートシンク２ａは、積層されるラミネート電池１の電極タブ１０、１２、１４、１６を露出するための切り欠き２１が形成されている。該切り欠き２１を挟んで、四隅に孔２２が形成されている。孔２２は、外層ヒートシンク２ａ間に配置され、ラミネート電池１に必要な面圧を加えるための加圧ユニット４０（図６参照）を取り付けるために設けられている。
【００３６】
内層ヒートシンク２ｂには、外層ヒートシンク２ａのような孔２２はない。内層ヒートシンク２ｂは、組電池に積層されるときには、ラミネート電池１と共に加圧ユニット４０による面圧により保持されている。内層ヒートシンク２ｂは、例えば、図３、図４に示すように、ラミネート電池１が４枚積層されたら、その上に１枚積層されるといった具合に、ラミネート電池１間に配置される。これにより、積層の中央のラミネート電池１の発熱も放散できる。
【００３７】
＜高摩擦シート＞
高摩擦シート３は、図３および図４に太線で示すように、ラミネート電池１間またはラミネート電池１とヒートシンク２との間に配置される。高摩擦シート３は、たとえばシリコン材をシート状に形成したソリッド材のシートである。このようなソリッド材のシートは、たとえば、ラミネート電池１同士を直接積層した場合の摩擦抵抗より高い摩擦抵抗を発現する。したがって、ラミネート電池１間またはラミネート電池１とヒートシンク２との間に介在させることにより、これらの横ズレを防止する。
【００３８】
なお、高摩擦シート３をスポンジ材のシートとすることも考えられるが、スポンジ材のシートは表面の平滑度が低く、摩擦抵抗が低いため、ソリッド材のシートとしている。また、スポンジ材のシートは、振動が加わった際の剪断変形が大きく、破損に至る可能性があるため、この点においても高摩擦シート３にはソリッド材のシートが適切である。さらに、高摩擦シート３の材質は、摩擦抵抗を極力大きくするために、シリコン材であることが好ましい。また、高摩擦シート３は、ラミネート電池１の横ズレを防止するために、表面が高い摩擦力を発現するものであればよく、たとえば、電池の積層方向にはほとんど弾性変形しない、薄膜状のものであってもよい。
【００３９】
一方で、高摩擦シート３は、横ズレに対しては高い摩擦力を発現するが、ラミネート電池１の積層方向に対しては、ほとんど粘着力を発現しない。したがって、高摩擦シート３は、ラミネート電池１およびヒートシンク２に対しては非接着性を有している。換言すると、高摩擦シート３は、ラミネート電池１同士、またはラミネート電池１とヒートシンク２とを恒久的に接合するものではなく、所望のときに、それらを積層方向に分離し得る性質を有する。
【００４０】
＜保持手段＞
保持手段４は、最外層に積層される外層ヒートシンク２ａ（保持プレート）と、外層ヒ
ートシンク２ａ間に配置される加圧ユニット４０と、加圧ユニット４０を外層ヒートシンク２ａに取り付けるナット４１とを含む。
【００４１】
外層ヒートシンク２ａは、上述の通り、組電池の最外層に積層され、ラミネート電池１を冷却する冷却手段として機能する。その一方で、外層ヒートシンク２ａは、中間に積層されるラミネート電池１および内層ヒートシンク２ｂに積層方向の面圧を付与しつつ保持する保持手段の一部としても機能する。保持手段の一部として、外層ヒートシンク２ａは、加圧ユニット４０により相互に接近される方向の力が加えられる。
【００４２】
加圧ユニット４０は、外層ヒートシンク２ａに設けられた孔２２に挿通されて、ナット４１により締結されている。加圧ユニット４０の具体的構成は、図６および図７に示される。
【００４３】
図６は加圧ユニットを示す図、図７は図１のＣ−Ｃ断面図である。特に、図６（Ａ）は加圧ユニットの全体構成を示す図、図６（Ｂ）はバネ保持部の構成を示す図であり、図７（Ａ）は加圧ユニットの初期状態を示す図、図７（Ｂ）は加圧ユニット２を外層ヒートシンク２ａ間に取り付けた様子を示す図である。
【００４４】
加圧ユニット４０は、引張りコイルバネ４２（弾性体）と、引張りコイルバネ４２の両端を保持するバネ保持部４３とからなる。
【００４５】
引張りコイルバネ４２は、引き延ばされた状態で外層ヒートシンク２ａ間に取り付けられることによって、収縮しようと作用し、外層ヒートシンク２ａを相互に接近させる方向の弾性力を発現する。
【００４６】
バネ保持部４３は、本体部４４と、引張りコイルバネ４２のピッチＰ１よりも大きなピッチＰ２でねじ山が形成された螺合部４５と、螺合部４５から引張りコイルバネ４２の中心に向かって伸びる突合せ部４６と、本体部４４から伸びて外層ヒートシンク２ａに挿通される挿通部４７とを含む。
【００４７】
本体部４４は、引張りコイルバネ４２が外れないように、これに当接する。また、本体部４４は、加圧ユニット４０を組電池に取り付けたときに、外層ヒートシンク２ａと当接して、引張りコイルバネ４２の伸びを定める役割も果たす。
【００４８】
螺合部４５は、図示の通り、引張りコイルバネ４２の端部にねじ込まれて、引張りコイルバネ４２の内側と螺合し、これを固定する。螺合部４５は、図６（Ｂ）に示すように、表面にピッチＰ２のねじ山が形成されている。螺合部４５のピッチＰ２は、引張りコイルバネ４２のピッチＰ１より大きい。したがって、螺合部４５を図６（Ｂ）中矢印の方向にねじ込むことができる。螺合部４５をねじ込むことによって、突合せ部４６が、引張りコイルバネ４２の中央に向かって進行する。
【００４９】
引張りコイルバネ４２の両端から螺合部４５をねじ込んでいくと、図６に示すように、両側から進行してきた突合せ部４６が突き当たる。この状態で、引張りコイルバネ４２は自然長より伸ばされ、加圧ユニット４０の初期状態として、初期張力が与えられている。
【００５０】
挿通部４７は、先端にナット４１に締結可能なねじ山が形成されている。挿通部４７の頭には、後述する回り止め用のスリット４８が設けられている。スリット４８に、マイナスドライバーを挿す等して、バネ保持部４３を容易に回り止めできる。
【００５１】
以上のような、加圧ユニット４０を、外層ヒートシンク２ａ間に配置すると、図７（Ａ
）に示すようになる。
【００５２】
ここで、挿通部４７は、外層ヒートシンク２ａの孔２２に挿通されている。この状態で、一方のバネ保持部４３を回り止めしながら、他方のバネ保持部４３の挿通部４７をナット４１で締結する。すると、バネ保持部４３がナット４１側に引き寄せられる。これを両方のバネ保持部４３で行うと、図７（Ｂ）に示すように、バネ保持部４３が引張りコイルバネ４２を保持した状態で相対的に引き離され、引張りコイルバネ４２が外層ヒートシンク２ａ間に引き伸ばされた状態で保持される。
【００５３】
このように、外層ヒートシンク２ａ間の幅に合わせて、引張りコイルバネ４２を引き伸ばすので、ナット４１の締め付けトルクに関わらず、引張りコイルバネ４２による収縮する方向の弾性力が得られる。該弾性力が外層ヒートシンク２ａによるラミネート電池１への加圧力となる。
【００５４】
＜組み立て手順＞
次に、本発明の組電池の組み立て手順を説明する。
【００５５】
図８〜図１０は組電池の組み立て手順を示す図である。
【００５６】
図８に示すように、最初に、外層ヒートシンク２ａ上に高摩擦シート３を配置する。次に、図９に示すように、外層ヒートシンク２ａ上に、ラミネート電池１ｂ、１ａの順に積層する。この際、各ラミネート電池１ａ、１ｂ上には高摩擦シート３を配置する。また、積層の際には、ラミネート電池１ｂの負極タブ１４の凸部１５を、ラミネート電池１ａの正極タブ１０の穴部１１に嵌合させる。これにより、ラミネート電池１ａ、１ｂを一組とする。なお、ラミネート電池１ａ、１ｂの嵌合しないほうの電極タブ１２、１６は、その間に絶縁ワッシャ５１が挟まれて、位置決めピン５２が挿通される。
【００５７】
上記手順で、ラミネート電池１ａ、１ｂを２枚一組として複数組積層し、さらに、図９に示すように、その上に、ヒートシンク２ｂを積層する。ヒートシンク２ｂ上にも、高摩擦シート３を配置する。何組かのラミネート電池１ａ、１ｂとヒートシンク２ｂの積層を繰り返した後、最後に図１０に示すように、外層ヒートシンク２ａを積層する。外層ヒートシンク２ａ間に、加圧ユニット４０を配置し、加圧ユニット４０の引張りコイルバネ４２が外層ヒートシンク２ａ間で伸びるまで、ナット４１で締結する。以上の手順で、図１に示す組電池が組み上がる。
【００５８】
なお、本実施形態では、縦に積層した組電池を１つだけ例示したが、これに限定されない。複数のラミネート電池１を積層して出来た組電池を、複数個横に並べ、それらを接続することによって、より出力の高い電池モジュールとすることができる。この場合、一の組電池と他の組電池の両者に取り付けられるバスバーにより、電気的に接続する。バスバーは、例えば、ナット５３と導通ワッシャ５０との間（図９参照）で、位置決めピン５２に取り付けられ固定される。
【００５９】
本発明の組電池は、以下の効果を奏する。
【００６０】
本発明の組電池では、ラミネート電池１間および、ラミネート電池１とヒートシンク２との間に、高摩擦シート３が配置されるので、積層されている各ラミネート電池１およびヒートシンク２に振動が加わった場合でも電池がずれない。したがって、自動車などに搭載しても、その振動によって、各ラミネート電池１およびヒートシンク２のズレや、脱落を防止できる。
【００６１】
また、振動による単電池のズレや脱落がないので、直列または並列に接続されたラミネート電池１の電池の電極タブの破損を防止できる。
【００６２】
さらに、高摩擦シート３の配置によりラミネート電池１がズレないので、ズレ防止のために保持手段４によりラミネート電池１を積層の上下から加圧する加圧力を高める必要がない。したがって、強い加圧力に耐えるためにラミネート電池１の外装を強くしなくても良いので、ラミネート電池１を軽量化できる。結果として、組電池全体を軽量化できる。
【００６３】
また、ズレ防止手段として高摩擦シート３を用いたので、ラミネート電池１を積層する際に、ラミネート電池１と高摩擦シート３とを交互に積層すればよく、容易に組電池を作成出来る。
【００６４】
また、高摩擦シート３は、ラミネート電池１に対して非接着性を有するので、ラミネート電池１の一つが故障したときでも、任意のラミネート電池１を取り出して交換できる。
【００６５】
また、ラミネート電池１の電極タブ１２、１６に位置決めピンを挿通するための穴部１３、１７が設けられているので、位置決めピン５２の挿通により容易にラミネート電池１同士を位置決めできる。
【００６６】
また、電極タブ１４に設けられた凸部１５と他の電極タブ１０に設けられた穴部１１とが嵌合するので、容易にラミネート電池１同士の位置決めができる。また、嵌合により容易に電気的接続が行えるので、積層時にラミネート電池１の重ねる向きを間違えることがなく、組み立てが容易となる。
【００６７】
また、保持手段４が加圧手段および冷却手段として機能するので、ラミネート電池１に適切な面圧を加えつつ、該ラミネート電池１が発生する熱を放散できる。加圧手段として、面圧を加えるので、ラミネート電池１に頻繁に充放電が繰り返えされてもラミネート電池１内部で発生するガスによって容量低下、寿命の低下を起こさない。
【００６８】
また、外層ヒートシンク２ａ間に取り付けられた加圧ユニット４０により外層ヒートシンク２ａ間が近接されてラミネート電池１を加圧できるので、組電池内部に加圧手段を組み込むことができ、組電池を小型化できる。
【００６９】
また、発電要素の積層方向と同じ方向に単電池が積層されているので、安定的に電流が得られる。
【００７０】
また、ラミネート電池１が偏平型電池であるので、組電池の厚さを薄くできる。
【００７１】
なお、上記実施形態では、ズレ防止手段として高摩擦シート３を用いていたが、これに限定されない。
【００７２】
ズレ防止手段は、ラミネート電池１またはヒートシンク２に塗布された粘着性液体から構成されてもよい。ここで、粘着性液体とは、たとえば、アクリル系粘着材である。ズレ防止手段として、粘着性液体を採用すれば、ラミネート電池１を積層する際に、ラミネート電池１の外装表面に粘着性液体を塗布すればよく、容易に組電池を作成できる。
【００７３】
また、ズレ防止手段は、ラミネート電池１の外装表面の面粗度を粗くすることにより構成されてもよい。ラミネート電池１の外相表面の面粗度を高くする方法としては、サンドブラスト方、レーザーピーニング法などを用いることができる。もちろんサンドペーパーなどによる研磨によっても作成可能である。ズレ防止手段として、ラミネート電池１の外
装表面の面粗度を粗くすることを採用すれば、順次ラミネート電池１を積層しただけで、それらのズレを防止できる。また、ラミネート電池表面に凹凸形状を設けることによって、電池のズレを防止してもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、ラミネート電池１ａの正極タブ１０に穴部１１を、ラミネート電池１ｂの負極タブ１４に凸部１５を、それぞれ、形成していたが、これに限定されない。穴部および凸部を設ける電極タブを正負逆転してもよい。また、凸部１５に嵌合する穴部１１に代えて、凹部を電極タブに形成してもよい。さらに、ラミネート電池１ａの正極タブ１０とラミネート電池１ｂの負極タブ１４を溶接して、ラミネート電池１ａと１ｂとを相互に位置決めしつつ、電気的に接続してもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、ラミネート電池１の一方の側に伸びる電極タブを凸部１５および穴部１１の嵌合により接続し、他方の側を絶縁ワッシャ５１および導通ワッシャ５０により接続していたが、これに限定されない。両側を嵌合により接続し、または絶縁／導通ワッシャにより接続してもよい。または、これらによらず、電極タブを超音波溶接により接合してもよい。
【００７６】
また、上記実施形態では、高摩擦シート３をシリコン材だけで形成していたが、これに限定されない。たとえば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）からなる基材上にシリコン材を配置したものでもよい。このように、基材を設けることによって、高摩擦シート３の剛性が向上し、ヒートシンク２およびラミネート電池１表面上に配置する際の作業性が向上する。
【００７７】
基材を採用する場合、基材に接着剤を塗布し、ラミネート電池１またはヒートシンク２上に接着してもよい。この場合、高摩擦シート３は、基材側ではラミネート電池１またはヒートシンク２と接着するが、シリコン材側では接着しない。これにより、所望のときに、積層上下のラミネート電池１同士、またはラミネート電池１とヒートシンク２とを分離できる。
【００７８】
また、上記実施形態では、ラミネート電池１について、ズレ防止手段を提供する場合について説明したが、これに限定されない。ラミネート電池以外でも、複数を積層して使用する電池であれば、振動時のズレ防止のためにズレ防止手段を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】組電池を示す斜視図である。
【図２】２種類のラミネート電池を示す斜視図である。
【図３】図１に示す組電池のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１に示す組電池のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】２種類のヒートシンクを示す斜視図である。
【図６】加圧ユニットを示す図であり、図６（Ａ）は加圧ユニットの全体構成を示す図、図６（Ｂ）はバネ保持部の構成を示す図である。
【図７】図１のＣ−Ｃ断面図であり、図７（Ａ）は加圧ユニットの初期状態を示す図、図７（Ｂ）は加圧ユニット２を外層ヒートシンク２ａ間に取り付けた様子を示す図である。
【図８】組電池の組み立て手順を示す図である。
【図９】組電池の組み立て手順を示す図である。
【図１０】組電池の組み立て手順を示す図である。
【符号の説明】
【００８０】
１、１ａ、１ｂ…ラミネート電池、
２、２ａ、２ｂ…ヒートシンク、
３…高摩擦シート、
４…保持手段、
１０、１６…正極タブ、
１１…穴部、
１２、１４…負極タブ、
１３…穴部、
１５…凸部、
１７…穴部、
２０…通風孔、
２２…孔、
４０…加圧ユニット、
４１…ナット、
４２…引張りコイルバネ、
４３…バネ保持部、
４４…本体部、
４５…螺合部、
４６…突合せ部、
４７…挿通部、
４８…スリット、
５０…導通ワッシャ、
５１…絶縁ワッシャ、
５２…位置決めピン、
５３…ナット。