(57)【要約】【課題】二次電池セルにおいて、給電時や充電時の発熱に伴う温度上昇を抑制する。【解決手段】二次電池セル１は、外装容器２と、外装容器２内に収納された電極体８と、外装容器２に設けられて電極体８に接続された電極端子４、５と、外装容器２内に電極体８に囲まれて配置され、電極体８より高い熱伝導率を有して外装容器２に繋がった放熱体９と、を備える。【選択図】図２
2013004402.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装容器と、
前記外装容器内に収納された電極体と、
前記外装容器に設けられて前記電極体に接続された電極端子と、
前記外装容器内に前記電極体に囲まれて配置され、前記電極体より高い熱伝導率を有して前記外装容器に繋がった放熱体と、
を備える二次電池セル。
【請求項２】
外装容器と、
前記外装容器内に収納された電極体と、
前記外装容器に設けられて前記電極体に接続された電極端子と、
前記外装容器内に前記電極体に囲まれて配置され、前記電極体より高い熱伝導率を有して前記外装容器に繋がり、内部に前記外装容器の外部空間に連通した中空部が形成された放熱体と、
を備える二次電池セル。
【請求項３】
前記放熱体の板厚は前記外装容器の板厚より薄く形成され、前記外装容器内の圧力が上昇した場合に前記放熱体が前記外装容器より先に変形する請求項２記載の二次電池セル。
【請求項４】
前記放熱体の中空部内に、熱伝導率が空気よりも高い伝熱部材が充填されている請求項２又は３記載の二次電池セル。
【請求項５】
前記放熱体は、前記外装容器の中心部に配置されている請求項１ないし４のいずれか一項に記載の二次電池セル。
【請求項６】
前記放熱体は、前記外装容器と一体に形成されている請求項１ないし５のいずれか一項に記載の二次電池セル。
【請求項７】
前記放熱体は、前記外装容器より熱伝導率が高い材料で別体に形成され、前記外装容器に連結されている請求項１ないし５のいずれか一項に記載の二次電池セル。
【請求項８】
前記外装容器は、外形形状が直方体形状に形成されている請求項１ないし７のいずれか一項に記載の二次電池セル。
【請求項９】
前記外装容器は、外形形状が円柱形状に形成されている請求項１ないし７のいずれか一項に記載の二次電池セル。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか一項に記載された複数の二次電池セルと、
複数の前記二次電池セルを収容するケースと、
を備える二次電池装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の二次電池装置を搭載した車両。
【請求項１２】
請求項１０記載の二次電池装置を搭載した電気機器。
【請求項１３】
外装容器と、前記外装容器内に収納された電極体と、前記外装容器に設けられて前記電極体に接続された電極端子とを備えた二次電池装置の製造方法であって、
前記外装容器に形成された凸状の放熱体の周囲に前記電極体を渦巻状に捲回する二次電池セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、二次電池セル、その二次電池セルを複数備えた二次電池装置、その二次電池装置を搭載した車両、電気機器及び二次電池セルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電動自転等の車両の電源、あるいは、テレビ等の電気機器の電源として、二次電池セルが広く用いられている。例えば、非水系二次電池セルであるリチウムイオン二次電池セルは、高出力、高エネルギー密度を有することから、電気自動車等の電源として注目されている。
【０００３】
一般に、二次電池セルは、アルミニウム等で形成された外装容器と、この外装容器内に電解液とともに収納された電極体と、外装容器に設けられて電極体に接続された電極端子とを備えている。
【０００４】
また、二次電池セルを電源として利用する場合には、高容量化、高出力化を図るため、複数の二次電池セルをケース内に収容した二次電池装置を構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７６９３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
二次電池セルは給電時及び充電時に発熱し、温度が上昇する。このような温度上昇は二次電池セルの寿命低下などの要因となるため、給電時及び充電時における二次電池セルの温度上昇の抑制が要求される。
【０００７】
本発明の実施形態は、給電時や充電時の発熱に伴う温度上昇を抑制することができる二次電池セル、その二次電池セルを複数備えた二次電池装置、その二次電池装置を搭載した車両、電気機器及び二次電池セルの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の二次電池セルは、外装容器と、外装容器内に収納された電極体と、外装容器に設けられて電極体に接続された電極端子と、外装容器内に電極体に囲まれて配置され、電極体より高い熱伝導率を有して外装容器に繋がった放熱体と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る二次電池セルを示す斜視図である。
【図２】その二次電池セルを示す縦断正面図である。
【図３】その二次電池セルを示す水平断面図である。
【図４】その二次電池セルを用いた二次電池装置を示す斜視図である。
【図５】トップカバーを取外して示すその二次電池装置の分解斜視図である。
【図６】各ケース、二次電池セルに分解して示すその二次電池装置の分解斜視図である。
【図７】その二次電池装置を構成するケースの一つであるアッパーケースの内側面を示す斜視図である。
【図８】その二次電池装置における二次電池セルおよびバスバーの配列、接続状態を示す平面図である。
【図９】その二次電池装置を搭載した車両を示す模式図である。
【図１０】その二次電池装置を搭載したテレビを示す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る二次電池セルを示す斜視図である。
【図１２】その二次電池セルを示す縦断正面図である。
【図１３】その二次電池セルを示す水平断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る二次電池セルを示す縦断正面図である。
【図１５】その二次電池セルを示す水平断面図である。
【図１６】その二次電池セルの変形例を示す縦断正面図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に係る二次電池セルを示す縦断正面図である。
【図１８】その二次電池セルを示す水平断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係る二次電池セル１を示す斜視図である。この二次電池セル１はリチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されて外形形状が扁平な直方体形状の外装容器２を備えている。この外装容器２は、上端が開口した容器本体２ａと、容器本体２ａの上端部に溶接されて容器本体２ａの開口部を閉塞した矩形板状の蓋体２ｂとから構成され、液密に形成されている。外装容器２の外周部には、容器本体２ａの上端側および下端側を除いて絶縁性のフィルム３が巻装されている。このフィルム３は、外装容器２内にガスが発生した場合に外装容器２が膨張することを抑制することができる。また、このフィルム３は、隣接して配置された他の二次電池セル１や他の部材との短絡を防止することができる。なお、このフィルム３を巻く代わりに、隣接して配置される二次電池セル１の間に絶縁板を入れてもよい。
【００１１】
蓋体２ｂの長手方向に沿った両端側には、一対の電極端子（正極端子４、負極端子５）が設けられ、それぞれ蓋体２ｂの上面より上方へ突出している。正極端子４は蓋体２ｂに電気的に接続され、外装容器２と同電位となっている。負極端子５は蓋体２ｂを貫通して設けられ、負極端子５と蓋体２ｂとの間には、合成樹脂、ガラス等の絶縁体からなるシール材、例えば、ガスケット６が設けられている。ガスケット６は、負極端子５と蓋体２ｂとの間を液密にシールし、及び、電気的に絶縁して負極端子５と外装容器２との間で短絡することを防止している。
【００１２】
蓋体２ｂの中央部には、矩形状の安全弁７が設けられている。この安全弁７は、蓋体２ｂの一部を約半分程度の厚さに薄くした薄肉部であり、外装容器２内にガスが発生して外装容器２内の圧力が所定値以上に上昇した場合に開放され、外装容器２内の圧力を下げて外装容器２が破裂等の不具合を生じることを防止する。
【００１３】
図２は二次電池セル１を示す縦断正面図、図３は二次電池セル１を示す水平断面図である。二次電池セル１の外装容器２内には、図２及び図３に示すように、非水電解液と共に電極体８が収納され、及び、放熱体９が設けられている。
【００１４】
電極体８は、正極シート８ａと負極シート８ｂとをセパレータ８ｃを介在させて渦巻状に捲回することにより形成されている。正極シート８ａは正極リードタブ１０を介して正極端子４に接続され、負極シート８ｂは負極リードタブ１１を介して負極端子５に接続されている。
【００１５】
放熱体９は、充電時や給電時に二次電池セル１の内部で発生した熱を外装容器２に伝熱
するための凸状の部材であり、本実施形態では、平板状に形成されている。放熱体９の形状に関しては、この平板状の他、円柱状、円筒状、楕円筒状など各種形状に形成しても良い。
【００１６】
さらに、この放熱体９は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された容器本体２ａと一体に形成されることにより容器本体２ａに繋がっており、電極体８より高い熱伝導率を有している。また、放熱体９は外装容器２の中心部に配置され、この放熱体９の周囲に電極体８が渦巻状に捲回されている。
【００１７】
また、凸状の放熱体９は電極体８を渦巻状に捲回するための芯として用いることができる。この場合、放熱体９の位置を固定しやすくなり、二次電池セル１ごとの製作誤差の軽減にもつながる。
【００１８】
なお、本実施形態の放熱体９と容器本体２ａとは一体に形成されることにより繋がっているが、放熱体を容器本体２ａと別体に形成した後に溶接や圧入等により連結することにより放熱体と容器本体２ａとを繋げてもよい。放熱体を容器本体２ａと別体に形成する場合には、放熱体を容器本体２ａより熱伝導率が高い材料、例えば、銅やカーボンで形成することが好ましい。放熱体を容器本体２ａより熱伝導率が高い銅やカーボンで形成することにより、二次電池セル１の内部で発生した熱を外装容器２に伝熱する効果を高めることができる。
【００１９】
図４〜図８は、上述した二次電池セル１を複数用いた二次電池装置１２の説明図であり、図４は二次電池装置１２の全体の外観を示す斜視図、図５は二次電池装置１２のトップカバーを取外して二次電池装置１２のバスバー取付け構造を示す分解斜視図、図６は二次電池装置１２を各ケース、二次電池セル１に分解して示す分解斜視図、図７は二次電池装置１２を構成するケースの一つであるアッパーケースの内側面を示す斜視図、図８は二次電池装置１２における二次電池セル１およびバスバーの配列、接続状態を示す平面図である。
【００２０】
図４〜図６に示すように、二次電池装置１２は、矩形箱状のケース１３と、ケース１３内に収容された複数、例えば、３０個の二次電池セル１とを備え、組電池として構成されている。ケース１３は、上下が開放した矩形枠状のセンターケース１４、矩形板状に形成されて底壁を構成するロワーケース１５、および、矩形板状に形成されて天井壁を構成するアッパーケース１６の３つの分割部材を有している。そして、ロワーケース１５とセンターケース１４とアッパーケース１６とをこの順で互いに接合することにより、矩形箱状のケース１３が構成されている。アッパーケース１６の上面側は、矩形板状のトップカバー１７によって覆われている。ケース１３の各構成要素およびトップカバー１７は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）により形成されている。
【００２１】
ケース１３の長手方向の一端側に位置する側壁、例えば、前端壁１３ａには、図４に示すように、合成樹脂で形成された矩形板状のターミナルベース１８がねじ止め固定されている。ターミナルベース１８には、二次電池装置１２の正極出力端子１９、負極出力端子２０、および二次電池セル１の電圧、温度等を監視する電池監視基板２１が取り付けられている。
【００２２】
ケース１３内に収容される二次電池セル１は、図６に示すように、例えば、３つの二次電池セル１を並列に接続して１つのセルユニットＣとされ、１０個のセルユニットＣが直列に接続されている。
【００２３】
ロワーケース１５の内面には、図６に示すように、ケース１３内に収容される二次電池セル１の数に対応した数、ここでは、３０個の係合溝２２が形成されている。各係合溝２２は、二次電池セル１の外装容器２の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、その長手方向がロワーケース１５の幅方向に沿って伸びている。複数の係合溝２２は、ロワーケース１５の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。２列の間にはセンターリブ２３が形成され、このセンターリブ２３はロワーケース１５の長手方向の全長に亘って延びている。
【００２４】
センターケース１４は、図６に示すように、矩形枠状に形成され、長手方向に延びて互いに対向する一対の側壁１４ａ、１４ｂと、幅方向に延びて互いに対向する一対の側壁１４ｃ、１４ｄを有している。センターケース１４内には、４つの仕切り壁２４が形成されている。これらの仕切り壁２４は、それぞれセンターケース１４の幅方向の全長に亘って延び、また、センターケース１４の長手方向に沿って等間隔に設けられ、センターケース１４内はこれらの仕切り壁２４により５つの空間に仕切られている。更に、各仕切り壁２４の中央部および側壁１４ｃ、１４ｄの中央部には、センターケース１４の高さ方向に延びる支持ポスト２５が形成されている。センターケース１４内の各空間は、支持ポスト２５により、左右２つの収容室２６に分けられている。これにより、センターケース１４内には、それぞれ１つのセルユニットＣを収容可能な１０個の収容室２６が２列に並んで形成されている。
【００２５】
センターケース１４の長手方向に延びる２つの側壁１４ａ、１４ｂには、図５及び図６に示すように、それぞれ複数の通気孔２７が形成されている。例えば、１つの収容室２６に対応して上下２つずつ４つの通気孔２７が形成され、それぞれ収容室２６に連通している。これらの通気孔２７を通して、ケース１３内に冷却用空気が通風可能となっている。
【００２６】
アッパーケース１６の内面側には、図７に示すように、ケース１３内に収容する二次電池セル１の数に対応した数、ここでは、３０個の係合溝２８が形成されている。各係合溝２８は、二次電池セル１の外装容器２の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、その長手方向がアッパーケース１６の幅方向に沿って延びている。また、複数の係合溝２８は、アッパーケース１６の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。２列の間にはセンターリブ２９が形成され、このセンターリブ２９はアッパーケース１６の長手方向の全長に亘って延びている。
【００２７】
アッパーケース１６において、各係合溝２８の底には、二次電池セル１の電極端子（正極端子４、負極端子５）に対応する矩形状の透孔３０、３１が形成され、更に、二次電池セル１の安全弁７に対向する排気孔３２が形成されている。透孔３０、３１は、係合溝２８の両端部に位置し、排気孔３２は、これらの透孔３０、３１間の真ん中に位置している。本実施形態において、二次電池セル１の正極端子４は、負極端子５よりも大きく形成されており、これに対応して、正極端子４を挿通するための透孔３０は、負極端子５を挿通する透孔３１よりも大きく形成されている。
【００２８】
上記のように構成されたアッパーケース１６は、センターケース１４の上面側にねじ止めされてセンターケース１４に固定され、ケース１３の天井壁を構成している。また、ロワーケース１５は、センターケース１４の下面側にねじ止めされてセンターケース１４に固定され、ケース１３の底壁を構成している。
【００２９】
二次電池セル１は、図６に示すように、各々のセルユニットＣ毎にケース１３の各収容室２６内に収容されている。各二次電池セル１の下端部は、ロワーケース１５の係合溝２２に嵌合され、接着剤等によりロワーケース１５に固定されている。各二次電池セル１の上端部、つまり、電極端子（正極端子４、負極端子５）が設けられている端部は、アッパ
ーケース１６の係合溝２８に嵌合され、接着剤等によりアッパーケース１６に固定されている。列方向に隣り合う２つのセルユニットＣ間には、センターケース１４の仕切り壁２４が挟まれ、セルユニットＣ間の短絡を防止している。また、１列のセルユニットＣと他の列のセルユニットＣとの間には、ロワーケース１５のセンターリブ２３、アッパーケース１６のセンターリブ２９、センターケース１４の支持ポスト２５が挟まれ、セルユニットＣ間の短絡を防止している。
【００３０】
このように係合溝２２、２８に嵌合させて各二次電池セル１の位置が決まると、隣り合う二次電池セル１は、その外装容器２の主面同士、すなわち、外装容器２の幅の広い表面同士が所定の隙間を置いて平行に対向した状態で配置される。隣り合うセルユニットＣも所定の隙間を置いて、平行に対向して配置される。そして、このような隙間を置いて平行に並んだ複数の二次電池セル１の列が、２列平行に配置される。
【００３１】
センターケース１４の両側壁１４ａ、１４ｂは、それぞれ２列に並んだ二次電池セル１の側面に僅かな隙間をもって対向している。各二次電池セル１の列において、隣り合う二次電池セル１間の隙間は、センターケース１４の両側壁１４ａ、１４ｂに形成されている通気孔２７にそれぞれ対向している。これにより、側壁１４ａに形成された通気孔２７、二次電池セル１間の隙間、および側壁１４ｂに形成された通気孔２７が整列して並んでいる。一方の通気孔２７からセンターケース１４内に流入した外気あるいは冷却空気は、二次電池セル１間の隙間を通り、二次電池セル１を冷却した後、他方の通気孔２７から排気される。
【００３２】
二次電池セル１の正極端子４および負極端子５は、それぞれ透孔３０、３１に挿通され、アッパーケース１６の上面側に突出している。二次電池セル１の安全弁７は、アッパーケース１６の排気孔３２と対向して位置している。
【００３３】
アッパーケース１６の上面側には後述する複数のバスバーが設けられ、これらのバスバーにより、セルユニットＣ内の複数の二次電池セル１が並列に接続され、更に、複数のセルユニットＣ同士が直列に接続されている。詳細には、図５に示すように、アッパーケース１６の上面は一段低く形成され、その上面の周縁に沿って周壁１６ａが立設されている。アッパーケース１６の上面には、その幅方向の中央にセンターリブ３３が形成され、このセンターリブ３３はアッパーケース１６の長手方向の一端側から他端側まで延びている。アッパーケース１６の上面において、センターリブ３３の両側には、それぞれ一対の仕切り壁３４、３５が立設されている。一対の仕切り壁３４は、アッパーケース１６に形成された各排気孔３２の両側に位置し、アッパーケース１６の長手方向に沿ってその一端側から他端側まで互いに平行に延びている。同様に、一対の仕切り壁３５は、アッパーケース１６に形成された各排気孔３２の両側に位置し、アッパーケース１６の長手方向に沿ってその一端側から他端側まで互いに平行に延びている。センターリブ３３、仕切り壁３４、３５、周壁１６ａはほぼ同一の高さに形成されている。
【００３４】
アッパーケース１６の上面側には、さらに、それぞれ周壁１６ａと仕切り壁３４との間、周壁１６ａと仕切り壁３５との間、センターリブ３３と仕切り壁３４との間、センターリブ３３と仕切り壁３５との間に、それぞれ複数の仕切り壁３６が立設されている。仕切り壁３６は、周壁１６ａとほぼ同一の高さに形成されている。これらの周壁１６ａ、センターリブ３３、仕切り壁３４、３５、仕切り壁３６により、アッパーケース１６の上面側には複数のバスバー装着室３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３８ａ、３８ｂ、３９、４０ａ、４０ｂ、４１ａ、４１ｂ、４１ｃが区画されている。
【００３５】
アッパーケース１６に形成された複数のバスバー装着室には、図５及び図６に示すように、各二次電池セル１を電気的に接続するための接続金具であるバスバーが装着され、二
次電池セル１の電極端子（正極端子４、負極端子５）に接続されている。本実施形態において、バスバーは、４種類のものが用いられている。すなわち、1つのセルユニットＣにおける３つの二次電池セル１の正極端子４同士を接続するとともに一端にクランク状に折曲げられた正極側出力端部４２ａを有する正極バスバー４２、他の一つのセルユニットＣにおける３つの二次電池セル１の負極端子５同士を接続するとともに一端にクランク状に折曲げられた負極側出力端部４３ａを有する負極バスバー４３、それぞれ６つの二次電池セル１の電極端子（正極端子４、負極端子５）同士を接続する８つの共通バスバー４４、および、３つのバスバーを連結したバスバーユニット４５を備えている。これらのバスバー４２、４３、４４、およびバスバーユニット４５は、導電材料、例えば、アルミニウム等からなる金属板を折曲げて形成されている。
【００３６】
図８に概略的に示すように、前述した複数のバスバー４２、４３、４４およびバスバーユニット４５により、各セルユニットＣの３つの二次電池セル１が並列に接続され、かつ、１０個のセルユニットＣが互いに直列に接続されている。また、正極出力端子１９および負極出力端子２０は、ケース１３の同一壁面、つまり、前端壁１３ａ側に設けられ、１０個のセルユニットＣは、正極出力端子１９から負極出力端子２０まで、Ｕ字状に並んで接続されている。
【００３７】
図５に戻って、アッパーケース１６の上面に立設された一対の仕切り壁３４上には、細長い矩形状の閉塞板４６ａが固定され、この閉塞板４６ａはアッパーケース１６の長手方向の全長に亘って延びている。この閉塞板４６ａにより仕切り壁３４間の空間が閉じられ、この空間により、アッパーケース１６の長手方向の全長に亘って延びる排気流路４７ａが形成されている。アッパーケース１６に形成されて一列に並んだ排気孔３２は、排気流路４７ａに連通している。
【００３８】
同様に、アッパーケース１６の上面に立設された一対の仕切り壁３５上には、細長い矩形状の閉塞板４６ｂが固定され、この閉塞板４６ｂはアッパーケース１６の長手方向の全長に亘って延びている。この閉塞板４６ｂにより仕切り壁３５間の空間が閉じられ、この空間により、アッパーケース１６の長手方向の全長に亘って延びる排気流路（図示せず）が形成され、アッパーケース１６に形成されて一列に並んだ排気孔３２がこの排気流路に連通している。
【００３９】
閉塞板４６ａ、４６ｂの上面には、二次電池セル１の電圧、温度を測定するためのフレキシブル配線基板（以下、ＦＰＣという。）４８がそれぞれ貼付されている。各ＦＰＣ４８は、閉塞板４６ａ、４６ｂとほぼ等しい幅の帯状に形成され、アッパーケース１６の長手方向のほぼ全長に亘って延びている。ＦＰＣ４８の前端壁１３ａ側の端部にコネクタ４９が実装されている。
【００４０】
ＦＰＣ４８のコネクタ４９から複数のハーネス５０が延出し、これらのハーネス５０の延出端にコネクタ５１が接続されている。二つのコネクタ５１は、電池監視基板２１に接続されている。
【００４１】
図９は、二次電池装置１２を搭載した電気自動車の車両５２を示したものである。この車両５２の駆動輪５３には駆動部としてモータ５４が連結され、モータ５４に対して二次電池装置１２から給電される。車両５２には複数の二次電池装置１２が搭載され、搭載された複数の二次電池装置１２は直列に接続されている。
【００４２】
図１０は、電源として二次電池装置１２を搭載した電気機器であるテレビ５５を示したものである。なお、このテレビ５５の電源としては、二次電池装置１２と商用電源とを使用可能とすることができる切替機構を備えることが望ましい。
【００４３】
このような構成において、本実施形態の二次電池セル１には、外装容器２の内部に電極体８より高い熱伝導率を有する放熱体９が設けられ、この放熱体９は外装容器２と一体に形成されることにより外装容器２に繋がっている。このため、充電時や給電時に二次電池セル１が発熱した場合、二次電池セル１の内部の熱が放熱体９を介して外装容器２に伝わり易く、外装容器２の表面から放熱され易い。しかも、放熱体９が外装容器２の中心部に配置されているため、二次電池セル１の内部から外装容器２への伝熱効果を上げることができる。したがって、この二次電池セル１は、内部に熱がこもりにくくなり、内部に熱がこもることによる温度上昇を抑制することができ、二次電池セル１の温度上昇を抑制することに伴い二次電池セル１の寿命を延ばすことができる。
【００４４】
そして、この二次電池セル１を二次電池装置１２のケース１３内に収納した場合、センターケース１４に形成された通気孔２７を通って二次電池セル１の周囲を流れる空気により二次電池セル１の冷却性能を向上させることができる。
【００４５】
さらに、この二次電池セル１をケース１３内に収納した二次電池装置１２を車両５２やテレビ５５に搭載して電源として用いた場合には、その二次電池セル１の温度上昇を抑制することができ、二次電池セル１及び二次電池装置１２の寿命を延ばすことができる。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態を図１１ないし図１３に基づいて説明する。なお、第２の実施形態及びその他の実施形態において、先行して説明した実施形態の構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付け、重複する説明は省略する。
【００４６】
第２の実施形態の二次電池セル６１の基本的な構成は、第１の実施形態の二次電池セル１と同じであり、これらの二次電池セル１、６１の異なる点は外装容器の外形形状である。
【００４７】
第１の実施形態の二次電池セル１が直方体形状の外装容器２を備えているのに対し、第２の実施形態の二次電池セル６１は、図１１に示すように、外形形状が円柱形状の外装容器６２を備えている。外装容器６２は外装容器２と同様にアルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。この外装容器６２は、図１２に示すように、上端が開口した容器本体６２ａと、容器本体６２ａの上端部に絶縁性のガスケット６３を介してかしめられた封口板６４、封口板６４に固定された正極端子６５から構成され、液密に形成されている。なお、この二次電池セル６１では、容器本体６２ａが負極端子を兼ねている。
【００４８】
封口板６４の中央部には孔６６が形成され、封口板６４と正極端子６５との間には孔６６を覆うゴム製の安全弁６７が設けられている。正極端子６５には、複数のガス抜き孔６８が形成されている。容器本体６２ａの外周部には絶縁性のフィルム６９が巻装されている。このフィルム６９は、外装容器６２内にガスが発生した場合に外装容器６２が膨張することを抑制することができる。また、このフィルム６９は、隣接して配置された他の二次電池セル６１や他の部材との短絡を防止することができる。なお、このフィルム６９を巻く代わりに、隣接して配置される二次電池セル６１の間に絶縁板を入れてもよい。
【００４９】
外装容器６２内には、図１２及び図１３に示すように、非水電解液と共に電極体８が収納され、及び、放熱体７０が設けられている。
【００５０】
電極体８は、正極シート８ａと負極シート８ｂとをセパレータ８ｃを介在させて渦巻状に捲回することにより形成されている。正極シート８ａは正極リードタブ７１と封口板６４とを介して正極端子６５に接続され、負極シート８ｂは負極端子として機能する容器本体６２ａに接触している。
【００５１】
放熱体７０は、充電時や給電時に二次電池セル６１で発生した内部の熱を外装容器６２に伝熱するための凸状の部材であり、本実施形態では丸棒状に形成されている。さらに、この放熱体７０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された容器本体６２ａと一体に形成されることにより容器本体６２ａに繋がっており、電極体８より高い熱伝導率を有している。また、放熱体７０は外装容器６２の中心部に配置され、この放熱体７０に電極体８が渦巻状に捲回されている。
【００５２】
なお、本実施形態の放熱体７０と容器本体６２ａとは一体に形成されることにより繋がっているが、放熱体を容器本体６２ａと別体に形成した後に溶接や圧入等により容器本体６２ａに連結することにより放熱体と容器本体６２ａとを繋げてもよい。放熱体を容器本体６２ａと別体に形成する場合には、放熱体を容器本体６２ａより熱伝導率が高い材料、例えば、銅やカーボンで形成することが好ましい。放熱体を容器本体６２ａより熱伝導率が高い銅やカーボンで形成することにより、二次電池セル１の内部で発生した熱を外装容器２に伝熱する効果を高めることができる。
【００５３】
このような構成において、この二次電池セル６１には、外装容器６２の内部に電極体８より高い熱伝導率を有する放熱体７０が設けられ、この放熱体７０は外装容器６２と一体に形成されることにより外装容器６２に繋がっている。このため、充電時や給電時に二次電池セル６１が発熱した場合、二次電池セル６１の内部の熱が放熱体７０を介して外装容器６２に伝わり易く、外装容器６２の表面から放熱され易い。しかも、放熱体７０が外装容器６２の中心部に配置されているため、二次電池セル６１の内部から外装容器６２への伝熱効果を上げることができる。したがって、この二次電池セル１は、内部に熱がこもりにくくなり、内部に熱がこもることによる温度上昇を抑制することができ、二次電池セル１の温度上昇を抑制することに伴い二次電池セル１の寿命を延ばすことができる。
【００５４】
複数の二次電池セル６１をケース内に収容して二次電池装置を構成し、その二次電池装置を車両や電気機器に搭載して電源として使用することができる。その場合には、放熱体７０の作用によって各二次電池セル６１の温度上昇を抑制することができ、二次電池セル６１及びその二次電池セル６１を用いた二次電池装置の寿命を延ばすことができる。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態を図１４及び図１５に基づいて説明する。第３の実施形態の二次電池セル８１の基本的な構成は第１の実施形態で説明した二次電池セル１と同じであり、直方体形状の外装容器２を有し、外装容器２内に電極体８が収納されている。さらに、外装容器２と一体に形成されることにより外装容器２に繋がった凸状の放熱体８２が外装容器２の中心部に配置されている。
【００５５】
第３の実施形態の二次電池セル８１と第１の実施形態の二次電池セル１との異なる点は、第１の実施形態の放熱体９が平板状であるのに対し、第３の実施形態の放熱体８２にはその内部に、外装容器２の外部空間に連通した中空部８３が形成されている点である。
【００５６】
内部に中空部８３が形成された放熱体８２の板厚は、容器本体２ａの板厚より薄く形成され、放熱体８２の強度は、外装容器２内の圧力が上昇した場合に、放熱体８２が外装容器２より先に変形する強度に設定されている。
【００５７】
このような構成において、この二次電池セル８１には、外装容器２の内部に電極体８より高い熱伝導率を有する放熱体８２が設けられ、この放熱体８２は外装容器２と一体に形成されることにより外装容器２に繋がっている。このため、充電時や給電時に二次電池セル８１が発熱した場合、二次電池セル８１の内部の熱が放熱体８２を介して外装容器２に伝わり易く、外装容器２の表面から放熱され易い。しかも、放熱体８２が外装容器２の中
心部に配置されているため、二次電池セル８１の内部から外装容器２への伝熱効果を上げることができる。したがって、この二次電池セル８１は、内部に熱がこもりにくくなり、内部に熱がこもることによる温度上昇を抑制することができ、二次電池セル８１の温度上昇を抑制することに伴い二次電池セル８１の寿命を延ばすことができる。
【００５８】
さらに、放熱体８２の内部に中空部８３が形成されているため、放熱体８２からの放熱面積が広くなり、放熱体８２による放熱効果を高めることができる。これにより、二次電池セル８１の温度上昇をより一層抑制することができる。
【００５９】
また、放熱体８２の板厚が容器本体２ａの板厚より薄く形成れ、放熱体８２の強度は、外装容器２内の圧力が上昇した場合に放熱体８２が外装容器２より先に変形する強度に設定されている。このため、二次電池セル８１の内部でガスが発生して二次電池セル８１内の圧力が上昇した場合、外装容器２が外向きに膨らむ前に中空部８３が圧縮され、二次電池セル８１の外向きの膨張が抑制される。これにより、二次電池セル８１が外向きに一定量膨張することが耐久性の基準との一つとされている場合において、二次電池セル８１の耐久性を向上させることができる。
【００６０】
さらに、この二次電池セル８１は内部でのガス発生時に外向きの膨張が抑制されるため、複数の二次電池セル８１を配列して二次電池装置を構成する場合、内部でのガス発生に伴う二次電池セル８１の外向きの膨張を考慮して設定される隣り合う二次電池セル８１間の隙間寸法を小さくすることができる。これにより、使用する二次電池セル８１の数が同じである二次電池装置では、二次電池装置の外形寸法の小型化を図ることができる。
【００６１】
なお、図１６に示すように、放熱体８２の中空部８３内に熱伝導率が空気より高い伝熱部材８４、例えば、冷却用ジェルやゴムを充填してもよい。このような伝熱部材８４を充填することにより、中空部８３において空気に伝熱することにより行われていた放熱をより一層高めることができる。
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態を図１７及び図１８に基づいて説明する。第４の実施形態の二次電池セル９１の基本的な構成は第２の実施形態の二次電池セル６１と同じであり、円柱形状の外装容器６２を有し、外装容器６２内に電極体８が収納されている。さらに、外装容器６２と一体に形成されることにより外装容器６２に繋がった凸状の放熱体９２が外装容器６２の中心部に配置されている。
【００６２】
第４の実施形態の二次電池セル９１と第２の実施形態の二次電池セル６１との異なる点は、第２の実施形態の放熱体７０が丸棒状であるのに対し、第４の実施形態の放熱体９２にはその内部に、外装容器６２の外部空間に連通した中空部９３が形成されている点である。
【００６３】
内部に中空部９３が形成された放熱体９２の板厚は、容器本体６２ａの板厚より薄く形成され、放熱体９２の強度は、外装容器６２内の圧力が上昇した場合に、放熱体９２が外装容器６２より先に変形する強度に設定されている。
【００６４】
このような構成において、この二次電池セル９１には、外装容器６２の内部に電極体８より高い熱伝導率を有する放熱体９２が設けられ、この放熱体９２は外装容器６２と一体に形成されることにより外装容器６２に繋がっている。このため、充電時や給電時に二次電池セル９１が発熱した場合、二次電池セル９１の内部の熱が放熱体９２を介して外装容器６２に伝わり易く、外装容器６２の表面から放熱され易い。しかも、放熱体９２が外装容器６２の中心部に配置されているため、二次電池セル９１の内部から外装容器６２への伝熱効果を上げることができる。したがって、この二次電池セル９１は、内部に熱がこも
りにくくなり、内部に熱がこもることによる温度上昇を抑制することができ、二次電池セル９１の温度上昇を抑制することに伴い二次電池セル９１の寿命を延ばすことができる。
【００６５】
さらに、放熱体９２の内部に中空部９３が形成されているため、放熱体９２からの放熱面積が広くなり、放熱体９２による放熱効果を高めることができる。これにより、二次電池セル９１の温度上昇をより一層抑制することができる。
【００６６】
また、放熱体９２の板厚が容器本体６２ａの板厚より薄く形成れ、放熱体９２の強度は、外装容器６２内の圧力が上昇した場合に放熱体９２が外装容器６２より先に変形する強度に設定されている。このため、二次電池セル９１の内部でガスが発生して二次電池セル９１内の圧力が上昇した場合、外装容器６２が外向きに膨らむ前に中空部９３が圧縮され、二次電池セル９１の外向きの膨張が抑制される。これにより、二次電池セル９１が外向きに一定量膨張することが耐久性の基準の一つとされている場合において、二次電池セル９１の耐久性を向上させることができる。
【００６７】
さらに、この二次電池セル９１は内部でのガス発生時に外向きの膨張が抑制されるため、複数の二次電池セル９１を配列して二次電池装置を構成する場合、内部でのガス発生に伴う二次電池セル９１の外向きの膨張を考慮して設定される隣り合う二次電池セル９１間の隙間寸法を小さくすることができる。これにより、使用する二次電池セル９１の数が同じである二次電池装置では、二次電池装置の外形寸法の小型化を図ることができる。
【００６８】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、二次電池セルに温度制御に利用するＰＴＣ素子が備えられていても良い。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６９】
１…二次電池セル、２…外装容器、４…正極端子（電極端子）、５…負極端子（電極端子）、８…電極体、９…放熱体、１２…二次電池装置、１３…ケース、５２…車両、５５…電気機器、６１…二次電池セル、６２…外装容器、６２ａ…容器本体（電極端子）、６５…正極端子（電極端子）、７０…放熱体、８１…二次電池セル、８２…放熱体、８３…中空部、８４…伝熱部材、９１…二次電池セル、９２…放熱体、９３…中空部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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