(57)【要約】【課題】  本発明は、パッケージの変形を利用して内圧を検知する検知手段を備えた単位電池において、パッケージの主要な面を利用せずとも内圧の上昇が確実に検知できる組電池と単位電池を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の組電池は、向かい合った状態で略平行に伸びている一対の扁平面３２、３４を持っている単位電池１０の複数個を接続することで構成されており、前記扁平面３２、３４を利用して隣接する単位電池１０同士を位置決めしている。単位電池１０は、前記一対の扁平面３２、３４間の厚みよりも厚みの薄い部分を有しており、その厚みの薄い部分に、厚みが増大したことを検知する検知手段７２が配置されていることを特徴とする。【選択図】  図４
2007109455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
向かい合った状態で略平行に伸びている一対の扁平面を持っている単位電池の複数個を接続した組電池であり、
前記扁平面を利用して隣接する単位電池同士を位置決めしており、
その単位電池は、前記一対の扁平面間の厚みよりも厚みの薄い部分を有しており、
その厚みの薄い部分に、厚みが増大したことを検知する検知手段が配置されていることを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記単位電池はフィルムパッケージを有しており、
そのフィルムパッケージは、前記一対の扁平面と、その扁平面の周囲に位置するフランジを有しており、
そのフランジの外側領域は、フィルム同士が接着している封止領域であり、
そのフランジの内側領域は、フィルム同士が接着していない非接着領域であり、
前記検知手段が、非接着領域に配置されていることを特徴とする請求項１の組電池。
【請求項３】
前記非接着領域は、周方向に伸びるフランジの局所的範囲に形成されていることを特徴とする請求項２の組電池。
【請求項４】
前記非接着領域は、内圧が過剰に上昇したときに内圧を開放する安全弁の一部を構成していることを特徴とする請求項３の組電池。
【請求項５】
枠体を備えており、前記検知手段が枠体に固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの組電池。
【請求項６】
向かい合った状態で略平行に伸びている一対の扁平面と、前記一対の扁平面間の厚みよりも厚みの薄い部分を有する単位電池であり、
その厚みの薄い部分に、厚みが増大したことを検知する検知手段が配置されていることを特徴とする単位電池。
【請求項７】
フィルムパッケージに収容されている単位電池であり、
そのフィルムパッケージは、前記一対の扁平面と、その扁平面の周囲に位置するフランジを有しており、
そのフランジの外側領域は、フィルム同士が接着している封止領域であり、
そのフランジの内側領域は、フィルム同士が接着していない非接着領域であり、
前記検知手段が、非接着領域に配置されていることを特徴とする請求項６の単位電池。
【請求項８】
前記非接着領域は、周方向に伸びるフランジの局所的範囲に形成されていることを特徴とする請求項７の単位電池。
【請求項９】
前記非接着領域は、内圧が過剰に上昇したときに内圧を開放する安全弁の一部を構成していることを特徴とする請求項８の単位電池。
【請求項１０】
枠体を備えており、前記検知手段が枠体に固定されていることを特徴とする請求項６〜９のいずれかの単位電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内圧の上昇を検知する手段を備えている単位電池と、その単位電池の複数個を接続した組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池は、パッケージ内に発電要素を収容しており、過充電時や過放電時に、内圧が上昇することがある。内圧が過度に上昇すると、パッケージが破壊し、発電要素がパッケージの外部に放出されてしまう。
電池は、一つ一つの起電圧が低いことから、複数個の電池を接続して組電池とすることがある。複数個の電池を効率的に収容するために、扁平型の電池が開発されている。扁平型の電池は、向かい合った状態で略平行に伸びている一対の扁平面を備えており、その扁平面を利用して隣接する電池同士を位置決めすることが多い。本明細書では、組電池を構成する一つ一つの電池を単位電池という。
内圧が上昇したことを検知する手段が組込まれている単位電池が提案されている。特許文献１には、発電要素を収容するフィルムパッケージの扁平面に歪センサを固定した単位電池が記載されている。特許文献２と３にも、発電要素を収容する箱状ケースの扁平面に歪センサを固定した単位電池が記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４０２６４号公報
【特許文献２】ＷＯ２００２／０９９９２２号公報
【特許文献３】特開２００３−５９４８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術では、内圧によって変形する扁平面に生じた歪を検出することによって、内圧が上昇したことを検知する。多くの組電池では、単位電池の扁平面を利用して隣接する単位電池同士を位置決めするために、扁平面に歪センサを固定すると、隣接する単位電池同士を位置決めすることが難しくなる。隣接する単位電池の扁平面の間に間隔を確保する組電池も存在する。この場合、この間隔を冷却風の通路とする。扁平面に歪センサを固定すると、冷却風の流れに乱れが生じて単位電池を一様に冷却するのが困難となる。あるいはセンサが冷却風に曝され、センサの信頼性が低下する。
【０００５】
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、隣接する単位電池同士を位置決めするために利用したり、冷却風に曝して単位電池を冷却したりするために利用する扁平面に手を加えないで、内圧の上昇を検知できる単位電池と、それを利用した組電池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】
【０００６】
本発明の組電池は、向かい合った状態で略平行に伸びている一対の扁平面を持っている単位電池の複数個を接続することで構成されており、前記扁平面を利用して隣接する単位電池同士を位置決めしている。単位電池は、前記一対の扁平面間の厚みよりも厚みの薄い部分を有しており、その厚みの薄い部分に、厚みが増大したことを検知する検知手段が配置されている。
【０００７】
本発明の組電池によると、単位電池の扁平面を利用しないで、単位電池の内圧の変化を検知することができる。複数の単位電池を位置決めして組電池を組立てる際に、隣接する単位電池の扁平面間に検知手段を挟む必要がなく、隣接する単位電池同士を簡単に位置決めすることができる。また、隣接する単位電池の扁平面の間に間隔を確保して冷却風通路を形成する場合にも、検知手段が冷却風の流れを乱すことがない。さらに、検知手段が冷却風に曝されることがなく、検知の信頼性も確保できる。
なお、組電池に含まれるすべての単位電池に上記の検知手段が組込まれている必要はない。組電池に含まれる単位電池のうちの少なくとも一つが、上記構成の単位電池であればよい。組電池に含まれるすべての単位電池に検知手段が配置されていてもよいし、予め選択した一又は二以上の単位電池のみに検知手段が配置されていてもよい。
【０００８】
本明細書でいう「電池」には、一次電池と二次電池が含まれる。典型的な二次電池には、リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等が例示される。また、典型的な一次電池には、リチウム一次電池、マンガン電池等が例示される。
また「単位電池の扁平面を利用して隣接する単位電池同士を位置決めする」という場合には、隣接する単位電池の扁平面の間に所定の隙間が形成されていてもよいし、隙間が形成されていなくてもよい。例えば、隣接する単位電池と単位電池の間に所定の隙間を形成する仕切り用の枠体が、隣接する単位電池の間に介在していてもよい。あるいは単位電池の扁平面同士を直接的に重ねて拘束しても良い。
また本明細書中でいう「厚みが増大したことを検知する手段（以下単に「検知手段」ということもある）」は、厚みが増大したことを何らかの方法で検知する装置を広く含み、検知手段の種類には限定されない。例えば、厚みの変化に追従して出力が変化するポテンショメータや圧電素子や歪センサが挙げられる。他にも、厚みの変化を利用して開閉する各種スイッチなどが挙げられる。
【０００９】
本発明は、フィルムパッケージを有する単位電池に利用する場合に、特に有用である。
この場合、フィルムパッケージは、一対の扁平面と、その扁平面の周囲に位置するフランジを有している。そのフランジの外側領域は、フィルム同士が接着している封止領域であり、そのフランジの内側領域は、フィルム同士が接着していない非接着領域である。前記検知手段は非接着領域に配置されている。
なお、フィルムパッケージを構成するフィルムの材質は、発電要素を長期に亘って収容できるものであれば、特に限定されない。例えば、リチウム二次電池の場合、従来から使用されているラミネートフィルムを用いることができる。好ましくは、高融点樹脂（例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド（ＰＡ）系樹脂）から構成された外面層（保護層）と、金属箔（例えばアルミニウム、スチール）から構成されたバリア層（ガスや水分を遮断するバリア層）と、比較的低融点である樹脂（例えばエチレンビニルアセテート、或いはポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂）から構成された溶着層の三層構造を有するラミネートフィルムを好適に用いることができる。このような三層構造ラミネートフィルムは、適当な加熱圧着手段（例えばヒートプレス機）を使用することによって、それら溶着層同士を容易に接着（溶着）することができる。
【００１０】
フィルムパッケージを用いた単位電池は、扁平面の周囲に位置するフランジを有している。そのフランジの厚みは、一対の扁平面間の厚みよりも薄い。フランジの外側領域を封止領域とし、その封止領域の内側の領域を非接着領域としておくと、内圧が低い状態では非接着領域のフィルム同士は近接して位置している。非接着領域のフィルムは、封止領域のフィルムの延長であり、フィルム同士が接着している封止領域のフィルムの延長であることから、非接着領域のフィルム同士は近接している。内圧が低い状態では非接着領域のフィルム同士は近接して位置しており、非接着領域におけるフランジの厚みは薄い。
単位電池の内圧が上昇すると、その内圧が非接着領域のフィルム同士を押し広げる。この結果、非接着領域の厚みが増大する。非接着領域の厚みが増大したことを検知することによって、単位電池の内圧が上昇したことを検知することができる。
【００１１】
非接着領域は、周方向に伸びるフランジの局所的範囲に形成されていると好ましい。この場合、非接着領域の周囲では、フィルム同士が接着されている。内圧が低い状態では、非接着領域の厚みは薄い。内圧の上昇に追従して非接着領域の厚みが増大する関係が得やすい。検知手段による検知精度が向上する。
【００１２】
前記非接着領域が、内圧が過剰に上昇したときに内圧を開放する安全弁の一部を構成していることが好ましい。この場合、安全弁が開放する以前に、内圧が上昇したことを検知できる。安全弁が開放される前に必要な措置を講じることができる。
【００１３】
本発明の組電池は、枠体を備えており、その枠体に検知手段が固定されていることが好ましい。
ここでいう「枠体」は、単位電池若しくは組電池の周囲に装着される部材であればよくその形状は限定されない。例えば、個々の単位電池ごとに枠体が装着されてもよく、複数の単位電池を一つに取りまとめた状態で枠体が装着されてもよい。もちろん、組電池全体を一つの枠体に収めてもよい。また、枠体を構成する材料も特に限定されず、使用環境や目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ポリエチレンやポリプロピレンやポリスチレン等の軽量な材料を選択することもできる。あるいは、アルミニウムやスチール等の金属を利用することもできるし、金属と合成樹脂を複合して枠体を形成することもできる。
枠体に検知手段を固定するようにすると、各種の検知手段を用いることが可能となる。
【００１４】
本発明はまた、内圧が上昇したことを検知することができる単位電池をも提供する。
本発明の単位電池は、向かい合った状態で略平行に伸びている一対の扁平面と、一対の扁平面間の厚みよりも厚みの薄い部分を有している。その厚みの薄い部分に、厚みが増大したことを検知する検知手段が配置されている。
かかる構成の単位電池によれば、扁平面には検知手段が配置されておらず、その扁平面を自由に利用ことができる。例えば、扁平面を利用して単電池同士の位置関係を固定することもでき、扁平面同士を利用して単電池同士の間に圧縮応力が作用する状態に組付けることもでき、扁平面を利用して単位電池を一様に冷却することもできる。
【００１５】
本発明は、フィルムパッケージを有する単位電池に特に有用である。この場合、フィルムパッケージが一対の扁平面とその扁平面の周囲に位置するフランジを有しており、そのフランジの外側領域はフィルム同士が接着している封止領域であり、そのフランジの内側領域はフィルム同士が接着していない非接着領域であることが好ましい。検知手段は非接着領域に配置されている。
この電池の場合、内圧が低い状態では非接着領域のフィルム同士は近接して位置しており、非接着領域におけるフランジの厚みは薄い。単位電池の内圧が上昇すると、その内圧が非接着領域のフィルム同士を押し広げる。この結果、非接着領域のフランジの厚みが増大する。非接着領域の厚みが増大したことを検知することによって、単位電池の内圧が上昇したことを検知することができる。
【００１６】
非接着領域は、周方向に伸びるフランジの局所的範囲に形成されていると好ましい。あるいは、内圧が過剰に上昇したときに内圧を開放する安全弁の一部を構成していることが好ましい。あるいは検知手段が、単位電池を位置決めする枠体に固定されていることが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
下記に詳細に説明する実施例の主要な形態を最初に列記する。
（形態１）単位電池は、リチウム二次電池である。
（形態２）組電池を構成する単位電池は、フィルムパッケージを有しており、パッケージに用いられるフィルムはラミネートフィルムから構成されている。そして、フィルム同士を重ね合わせて接着している部位では熱溶着されている。
（形態３）厚みの増大を検知する検知手段は、二つの可動端子を有している。各々の可動端子は厚みの増大に伴って移動し、所定の厚みになったときに二つの端子が接触する。二つの端子の接触の有無で、厚みが増大したことを検知する。
（形態４）前記検知手段は、厚みの増大に伴って生じる変位を利用して開閉する押圧スイッチからなる。
（形態５）前記検知手段は、圧電素子からなる。
（形態６）前記検知手段は、ポテンショメータからなる。
（形態７）隣接する単位電池の間に、位置決め用の拘束部材が挟み込まれている。その拘束部材は、単位電池間に隙間を維持する。その隙間を冷却風が通過する。
（形態８）隣接する単位電池の扁平面と扁平面が密着している。
【実施例】
【００１８】
＜第１実施例＞
図１〜図４を参照して、第１実施例に係る組電池２を説明する。図１に示すように、組電池２は、６個の扁平な単位電池１０から構成されている。各々の単位電池１０は、枠体５０に収容されている。組電池２は、隣り合う単位電池１０、１０に備えられた枠体５０、５０の扁平面６２、６４が重ね合わされている。組電池２において、隣り合う単位電池１０、１０の間に空間が形成されていない。組電池２は、扁平面６２、６４に垂直な方向（図１中の矢印Ｘの方向）から拘束されている。なお、図１において、単位電池１０のパッケージ２０内に収容されている発電要素（図４に示す電極体１２等）の図示は省略している。
【００１９】
単位電池１０は、一般的なリチウム二次電池である。図２に示すように、単位電池１０は、パッケージ２０と、正極リード１４と、負極リード１６を備えている。パッケージ２０の内部には、図４に示すように、電極体１２が収容されている。電極体１２は、セパレータと正極シートとセパレータと負極シートを積層したものを、扁平渦状に捲回して形成されている。電極体１２は、電解質とともにパッケージ２０内に収容されている。
【００２０】
正極シートはアルミニウム製の集電箔で形成されており、その集電箔の表裏両面に正極活物質層が設けられている。正極活物質層には、リチウム二次電池の正極活物質が含まれている。リチウム二次電池の正極活物質には、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２を用いることができる。正極シートは、正極リード１４に接続されている。正極リード１４はアルミニウム製の板材からなる。図２に示すように、正極リード１４は、パッケージ２０のフランジ３６を通過し、パッケージ２０の外方に引き出されている。
負極シートは銅製の集電箔で形成されており、その集電箔の表裏両面に負極活物質層が設けられている。負極活物質層には、リチウム二次電池の負極活物質が含まれている。リチウム二次電池の負極活物質には、例えば、グラファイト、ＭＣＭＢ（メソカーボンマイクロビーズ）等の炭素材料を用いることができる。負極シートは、負極リード１６に接続されている。負極リード１６は銅製の板材からなる。図２に示すように、負極リード１６はパッケージ２０のフランジ３６を通過し、パッケージ２０の外方に引き出されている。
セパレータは、多孔質ポリオレフィンシートである。セパレータには電解質が染み込んでいる。
電解質は、従来から知られているリチウム二次電池用の液状の非水系電解質やゲル状のポリマー電解質を用いることができる。例えば、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とエチレンカーボネート（ＥＣ）の混合溶媒（例えばＤＥＣ：ＥＣが７：３の質量比である混合溶媒）にリチウム塩として六フッ化リチウム（ＬｉＰＦ６）を溶解した電解質を用いることができる。
【００２１】
図３に示すように、パッケージ２０は、二枚のラミネートフィルム２２、２４を重ね合わせて構成されている。ラミネートフィルム２２、２４は、ナイロン樹脂製の外面層（保護層）２６と、アルミニウム製のバリア層２８と、ポリプロピレン樹脂製の溶着層３０が積層されて形成されている。
パッケージ２０は、向かい合った状態で略平行に伸びている扁平面３２、３４を有しており、この扁平面３２、３４の間に、電極体１２や電解質といった発電要素を収容している。扁平面３２、３４の外周には、フランジ３６が形成されている。フランジ３６では、二枚のラミネートフィルム２２、２４が重なり合っている。
扁平面３２、３４におけるラミネートフィルム２２、２４間の距離に比して、フランジ３６におけるラミネートフィルム２２、２４間の距離は短い。単位電池１０の扁平面３２、３４における厚みに比して、フランジ３６における厚みは薄い。
【００２２】
電極体１２や電解質をパッケージ２０に収容する方法を簡単に説明する。まず、ラミネートフィルム２２の所定の位置に電極体１２を配置し、次いでラミネートフィルム２４で電極体１２を覆う。この状態で、電極体１２の周縁部（フランジ３６）に位置しているラミネートフィルム２４の上部から加熱溶着する。このとき、周方向に伸びているフランジ３６のうち、後記する未接着領域４０（図２参照）が存在する周方向の範囲を除いて、溶着層３０、３０同士を熱溶着させる。この段階では、フランジ３６の全幅に亘って溶着層３０、３０同士を熱溶着させる。このとき、正極リード１４と負極リード１６が、溶着層３０、３０同士の間を伸びてフランジ３６を通過するように溶着する。正極リード１４と負極リード１６がフランジ３６を通過する範囲では、溶着層３０が正極リード１４と負極リード１６に溶着する。
次に、溶着されなかった範囲に残されている開口から、パッケージ２０内にリチウム二次電池用電解質を注入する。電解質の注入後、溶着層３０、３０同士を熱溶着させる。このとき、図３に示すように、フランジ３６の外側の部分的領域３８でのみ、溶着層３０、３０同士を熱溶着させる。フランジ３６の内側領域には、未接着領域４０を残す。図２によく示されているように、未接着領域４０は、周方向に伸びるフランジ３６の一部の範囲にのみ残される。周方向の一部の範囲に残されている未接着領域４０が、後記する膨出部４２を形成する。このようにして、パッケージ２０が閉じられ、電極体１２と電解質が密封される。
【００２３】
膨出部４２の未接着領域４０では、ラミネートフィルム２２と２４が接着されていないとはいえ、周囲の封止領域３８ではラミネートフィルム２２と２４が接着されているために、ラミネートフィルム２２と２４を引き離そうとする大きな力が作用しない限り、未接着領域４０のラミネートフィルム２２と２４は、接近している。パッケージ２０内の圧力が低い場合は、ラミネートフィルム２２と２４は接近しており、膨出していない。しかしながら、パッケージ２０内の圧力が高まると、未接着領域４０ではラミネートフィルム２２と２４が接着されていないために、ラミネートフィルム２２と２４が大きく離れる。膨出部４２では、ラミネートフィルム２２から２４までの距離、すなわち厚みが増加する。
パッケージ２０内の圧力がさらに高まると、ラミネートフィルム２２と２４が剥離する。このとき、未接着領域４０の外側では、それ以外の範囲におけるよりも封止領域３８の幅が狭い（未接着領域４０が存在しない周方向の範囲では、フランジ３６の全幅が接着されている）ために、未接着領域４０の外側の封止領域３８において、ラミネートフィルム２２と２４が優先的に剥離する。すなわち、ラミネートフィルム２２と２４が剥離する場合には、未接着領域４０の外側の封止領域３８で優先的に剥離し、未接着領域４０の外側に向けてガスが噴出する。図示はされていないが、未接着領域４０の外側には、噴出するガスを受入れてガス処理装置に導くパイプが開口している。未接着領域４０は、パッケージ２０内の圧力が過剰に高まると開口する安全弁の一部を構成している。
【００２４】
図１に示すように、単位電池１０は枠体５０に収容されている。図２に示すように、枠体５０は二つの半枠体５２、５４を重ね合わせて組立てられている。半枠体５２と半枠体５４は、左右対称に形成されている。
半枠体５２と５４には、重ね合わせたときに、単位電池１０がちょうど収まるような収容部５３が形成されている。
半枠体５２と５４には、正極リード１４が通過するための切り欠き５６と、負極リード１６が通過するための切り欠き５８と、膨出部４２を受入れるための切り欠き６０が形成されている。間に単位電池１０を収容した状態で半枠体５２と５４を組み合わせると、切り欠き５６から正極リード１４が露出し、切り欠き５８から負極リード１６が露出し、切り欠き６０に膨出部４２が受入れられる。膨出部４２が膨出していない限り、切り欠き６０と膨出部４２の間には、間隙が存在している。
【００２５】
半枠体５２の切り欠き６０の外側の壁には、端子６８が移動可能に配置されている。図４に示されているように、可動端子６８は円弧形状をしており、半枠体５２の切り欠き６０を画定する面から上面に向けて、半枠体５２を貫通している。可動端子６８は、図４（Ａ）に示すように、通常は切り欠き６０内に飛び出ている。前記したように、膨出部４２が膨出していない限り、切り欠き６０と膨出部４２の間には、間隙が存在している。可動端子６８は、その間隙に突出している。可動端子６８には、配線７４が接続されている。
【００２６】
半枠体５４の切り欠き６０の外側の壁には、端子７０が移動可能に配置されている。図４に示されているように、可動端子７０は円弧形状をしており、半枠体５４の切り欠き６０を画定する面から上面に向けて、半枠体５４を貫通している。可動端子７０は、図４（Ａ）に示すように、通常は切り欠き６０内に飛び出ている。前記したように、膨出部４２が膨出していない限り、切り欠き６０と膨出部４２の間には、間隙が存在している。可動端子７０は、その間隙に突出している。可動端子７０には、配線７６が接続されている。
【００２７】
半枠体５２と５４が組立てられた場合、切り欠き６０、６０によって、一つの孔が形成される。この孔は、膨出部４２が安全弁として機能する場合、安全弁から排出したガスを外方に排出する孔となっている。その孔に前記したパイプが連通するように接続される。
【００２８】
次に、図４を参照して内圧検知装置７２について説明する。検出装置７２は、配線７４と７６の間に電流が流れるのか、流れないのかを監視している図示しない装置を備えている。
内圧検知装置７２は、半枠体５２に備えられた可動端子６８と、可動端子６８に接続されている配線７４と、半枠体５４に備えられた可動端子７０と、可動端子７０に接続されている配線７６と、配線７４と７６の間に電流が流れるのか流れないのかを監視している装置から構成されている。通常、可動端子６８、７０は、接触していない（図４（Ａ）参照）。
単位電池１０内の圧力が何らかの事象（例えば充放電のくり返しによって電解質が分解してガスが発生する事象）によって単位電池１０の内圧が上昇すると、膨出部４２の非接着領域４０にガスが入りこみ、膨出部４２が膨出する。この結果、可動端子６８は反時計方向に回転し、可動端子７０は時計方向に回転する。この結果、可動端子６８、７０が接触する（図４（Ｂ）参照）。この結果、配線７４と７６の間に電流が流れ、そのことが検知される。内圧検知装置７２を備えていると、内圧が過剰に上昇して安全弁が開放されるよりも前に、内圧が上昇したことを知ることができる。したがって、安全弁が開放される前に、必要な対策を講じることができる。また、安全弁とは別に膨出部４２を用意する必要がなく、単位電池１０を簡単に製作することができる。
【００２９】
内圧検知装置７２は、組電池２を構成する全部の単位電池１０に配置してもよいが、図１に示すように、一部の単位電池１０のみに配置してもよい。また、本実施例の枠体５０付きの単位電池１０は、組電池２を構成せず、単独に用いる場合にも有用である。
【００３０】
＜第２実施例＞
図５を参照して第２実施例の枠体１５０と検知手段である押圧スイッチ１７２について説明する。枠体１５０と押圧スイッチ１７２以外の構成は第１実施例と同様であるので、第１実施例と重複する説明は省略する。
本実施例に係る枠体１５０は、第１実施例と同様に、二つの半枠体１５２、１５４を重ね合わせることで構成されている。二つの半枠体１５２、１５４のうち、半枠体１５４に押圧スイッチ１７２が内蔵されている。押圧スイッチ１７２は、押圧部１７０が枠体１５０の内側に突出しており、膨出部４２の非接着領域４０が膨れ変形したときに、膨出部４２が押圧部１７０を押すように構成されている。
半枠体１５４の上部からは、押圧スイッチ１７２の押圧部１７０が膨出部４２によって押されたことによって発せられた信号を伝達する配線１７４が引き出されている。
かかる構成によっても、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
＜第３実施例＞
図６を参照して第３実施例の枠体２５０と検知手段である圧電素子２７２について説明する。枠体２５０と圧電素子２７２以外の構成は第１実施例及び第２実施例と同様であるので重複する説明は省略する。
本実施例に係る枠体２５０は、第１実施例及び第２実施例と同様に、二つの半枠体２５２、２５４を重ね合わせることで構成されている。二つの半枠体２５２、２５４のうち、半枠体２５２に圧電素子２７２が内蔵されている。圧電素子２７２は、圧力を受けると抵抗が変化するピエゾセラミックで構成されている。圧電素子２７２は、半枠体２５４の内側に固定された状態で備えられており、単位電池１０の膨出部４２が膨出すると接触するように配置されている。圧電素子２７２に接続されている配線２７４は、半枠体２５４を貫通しており、半枠体２５４の上面から引き出されている。
かかる構成によっても、第１実施例及び第２実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
＜第４実施例＞
図７を参照して第４実施例の枠体３５０と検知手段であるポテンショメータ３７２について説明する。本実施例の枠体３５０とポテンショメータ３７２以外の構成は第１実施例から第３実施例と同様であるので重複する説明は省略する。
本実施例に係る枠体３５０は、他の実施例と同様に、二つの半枠体３５２、３５４を重ね合わせることで構成されている。二つの半枠体３５２、３５４のうち、半枠体３５２にポテンショメータ３７２が内蔵されている。ポテンショメータ３７２は、センサ部３７０が枠体３５０の内側に露出しており、膨出部４２が膨れ変形したときにセンサ部に接触するように構成されている。ポテンショメータ３７２は、センサ部３７０が押し込まれると内部に収容している抵抗の値が変化する。
半枠体３５２の上部からは、ポテンショメータ３７２に接続されている配線３７４が引き出されている。
かかる構成によっても、第１実施例から第３実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
＜変形例１＞
図８と図９を参照して、変形例１の組電池４０２について説明する。本変形例では単位電池１０に備えられる枠体４５０と組電池４０２の拘束状態について説明する。変形例１の他の構成は上述の実施例と同様であるので重複する説明は省略する。
図８は一つの単位電池１０が一つのフレーム状の枠体４５０に収容された状態を示している。単位電池１０の一対の扁平面３２、３４が露出している。
枠体４５０は二つの半枠体４５２、４５４から構成されている。枠体４５０には、第１実施例と同じ内圧検知装置７２が設けられている。内圧検知装置７２は、組電池４０２を構成する全部の単位電池１０に配置してもよいが、図９に示すように、一部の単位電池１０のみに配置してもよい。検知手段は内圧検知装置７２に限られず、第２実施例〜第４実施例で示した検知手段を適用してもよい。
【００３４】
次に図９を参照して、組電池４０２について説明する。図９は組電池４０２を構成する単位電池１０の配列状態を示す断面図である。図９に示すように、組電池４０２は、隣り合う単位電池１０、１０の間に隙間が形成されておらず重ねあわされている。検知手段が扁平面３２に設置されないことで、隣り合う単位電池１０、１０の扁平面３２、３４を重ね合わせることができる。また、扁平面３２、３４に垂直な方向（図９中の矢印Ｘの方向）から拘束すると、個々の単位電池１０の電極体に均一な拘束荷重を加えることができる。一般に、電極体は充放電の繰り返しによって膨張現象が生じる。電極体が膨張すると、正極と負極の間の間隔が広くなる。正極と負極の間隔が広くなると、充放電時の電極反応の効率が悪くなり、単位電池１０の劣化が生じ易くなる。組電池４０２のように、個々の単位電池１０の電極体が均一に拘束されていると、正極と負極の間隔は広がりにくくなる。すると、個々の単位電池１０の電極反応は効率よく進行し、単位電池１０の劣化は抑制される。結果、単位電池１０の集合体である組電池４０２は長期に亘って品質を保つことができる。
【００３５】
＜変形例２＞
図１０を参照して、変形例２の組電池５０２について説明する。組電池５０２は、隣り合う単位電池１０、１０の間に備えられた介在部材５８０と組電池５０２の拘束状態について説明する。変形例２の他の構成は、変形例１と同様であるので重複する説明は省略する。
図１０は、組電池５０２の構造を示す断面図を示している。組電池５０２は、枠体４５０が備えられた６つの単位電池１０と、隣り合う単位電池１０、１０間に介在部材５８０が備えられている。介在部材５８０を介することで、単位電池１０と単位電池１０の間を等間隔に保つことができる。また、単位電池１０の間に通風可能な状態で複数の単位電池１０を拘束することができる。本変形例の組電池５０２は、図１０に示すように矢印Ｘの方向から拘束されている。本変形例の組電池５０２には、一部の単位電池１０に第１実施例と同様の内圧検知装置７２が備えられている。
【００３６】
単位電池１０は上述した変形例１と同様の枠体４５０が備えられている。単位電池１０の扁平面３２、３４は露出した状態である。介在部材５８０は、単位電池１０の扁平面３２、３４と平行な１つの縦板５８４と、縦板５８４の上端から下端にかけて等間隔に配置された横板５８２から構成されている。横板５８２の幅は、隣り合う単位電池１０、１０の間に形成された間隔と等しい。介在部材５８０の横板５８２の端辺は扁平面３２、３４に当接している。このような縦板５８４と横板５８２から形成された介在部材５８０によって隣り合う単位電池１０、１０の間には８つの通風路５８６が形成されている。この通風路５８６に冷却風を吹き込むことで組電池５０２の温度上昇が抑制される。
【００３７】
本変形例の組電池５０２では、隣り合う単位電池１０、１０の扁平面３２、３４に内圧検知手段が設置されない。従って、隣り合う単位電池１０の間に介在部材５８０を容易に配置できる。例えば、介在部材５８０の横板５８２の端辺と扁平面３２、３４が当接する箇所を避け、冷却風が流れる通風路５８６に検知手段を配置すると、冷却風の影響で検知手段が誤作動するおそれがある。また、検知手段の配置によって、冷却風の通風状態が悪くなる。組電池５０２のように検知手段が扁平面３２、３４に配置されなければ、冷却風の影響による検知手段の誤作動は防止できる。検知手段が冷却風を乱さないため、単位電池１０を一様に冷却することができる。さらに、個々の単位電池１０は介在部材５８０を介した状態で扁平面３２、３４に垂直な方向（図１０の矢印Ｘの方向）から拘束することができる。このため、個々の単位電池１０の電極体には、均一な拘束荷重が加えられる。結果、変形例１と同様、組電池５０２は長期に亘って品質を保つことができる。
【００３８】
以上に説明した実施例は、種々の変更、修正、変形、及び／又は改良が可能である。本発明の要旨及び範囲から逸脱することなく、種々の変更を行うことができる。従って、本発明に係る装置及び方法は、全ての周知又は後に開発された変更、修正、変形、及び／又は改良を含むことを意図する。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】第１実施例の組電池の配列を示す断面図である。
【図２】第１実施例の組電池を構成する枠体が備えられた単位電池の分解斜視図である。
【図３】第１実施例に係る膨出部の状態を示すパッケージの断面図である。
【図４】第１実施例における単位電池の内圧の上昇を検知する状況を示した模式図である。
【図５】第２実施例における単位電池の内圧の上昇を検知する状況を示した模式図である。
【図６】第３実施例における単位電池の内圧の上昇を検知する状況を示した模式図である。
【図７】第４実施例における単位電池の内圧の上昇を検知する状況を示した模式図である。
【図８】変形例の組電池を構成する単位電池を示した斜視図である。
【図９】変形例１の組電池の配列を示す断面図である。
【図１０】変形例２の組電池の配列を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
２、４０２、５０２  組電池
１０  単位電池
１４  正極リード
１６  負極リード
２０  パッケージ
２２、２４  ラミネートフィルム
２６  外面層
２８  バリア層
３０  溶着層
３２、３４  一対の扁平面
３６  フランジ
３８  封止領域
４０  非接着領域
４２  膨出部
５０、１５０、２５０、３５０、４５０  枠体
５２、５４、１５２、１５４、２５２、２５４、３５２、３５４、４５２、４５４  半枠体
６２、６４  枠体の扁平面
６８、７０  可動端子
７２  内圧検知装置
７４、７６、１７４、２７４、３７４  配線
１７０  押圧部
１７２  押圧スイッチ
２７２  圧電素子
３７０  センサ部
３７２  ポテンショメータ
５８０  介在部材
５８２  横板
５８４  縦板
５８６  通風路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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