(57)【要約】【課題】簡便かつ軽量であって、バッテリー装置の構造効率を向上させることが可能なバッテリーユニット、および電池素子の積層構造を提案する。【解決手段】バッテリーユニット１は、正極端子５および負極端子６を有する複数の電池素子３と、複数の電池素子３のそれぞれを個別に挟み込んで保持する一続きのフィルム状の外装体８と、を備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極端子および負極端子を有する複数の電池素子と、
前記複数の電池素子をそれぞれ個別に挟み込んで保持する一続きのフィルム状の外装体と、を備えるバッテリーユニット。
【請求項２】
前記外装体は、隣り合う前記電池素子の間を仕切り、かつ前記電池素子ごとに湾曲し、または折れ曲がって隣り合う前記電池素子の間を往来する請求項１に記載のバッテリーユニット。
【請求項３】
前記外装体は、湾曲し、または折れ曲がっている部位の外側を一続きに覆っている請求項２に記載のバッテリーユニット。
【請求項４】
前記電池素子を前記外装体に貼付する両面テープを備える請求項１から３のいずれか１項に記載のバッテリーユニット。
【請求項５】
隣り合う前記電池素子が２つ一組で前記外装体の表裏に向かい合わせに固定されている請求項４に記載のバッテリーユニット。
【請求項６】
前記外装体は、隣り合う前記電池素子のうち一方の前記電池素子の前記正極端子と他方の前記電池素子の前記負極端子との接続箇所を回避する端子回避部を有する請求項１から５のいずれか１項に記載のバッテリーユニット。
【請求項７】
前記外装体は、絶縁体である請求項１から６のいずれか１項に記載のバッテリーユニット。
【請求項８】
正極端子および負極端子を有する複数の電池素子と、
前記複数の電池素子のそれぞれを個別に挟み込んで保持する一続きのフィルム状の外装体と、を備える電池素子の積層構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーユニット、および電池素子の積層構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
直方体のケースに複数の電池素子を収納するバッテリーユニット、または電池素子の積層構造が知られている。
【０００３】
この従来のバッテリーユニット、または電池素子の積層構造は、アルミニウムと樹脂とをインサート成形で一体化したケースを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１２４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、必要とする放電容量を得るためには、複数のバッテリーユニットが必要になる。そこで、複数のバッテリーユニットを電気的に接続し、必要な放電容量を有するバッテリー装置が構成される。
【０００６】
ここで、バッテリー装置は、複数のバッテリーユニットを収納する装置ケースを備えている。つまり、複数の従来のバッテリーユニットを備えるバッテリー装置は、それぞれのバッテリーユニットのケース、およびバッテリー装置の装置ケースが多重に、または多層に重なることになり、構造効率が低下してしまう。
【０００７】
そこで、本発明は、簡便かつ軽量であって、バッテリー装置の構造効率を向上させることが可能なバッテリーユニット、および電池素子の積層構造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】
【０００８】
前記の課題を解決するため本発明に係るバッテリーユニットは、正極端子および負極端子を有する複数の電池素子と、前記複数の電池素子をそれぞれ個別に挟み込んで保持する一続きのフィルム状の外装体と、を備えている。
【０００９】
また、本発明に係る電池素子の積層構造は、正極端子および負極端子を有する複数の電池素子と、前記複数の電池素子のそれぞれを個別に挟み込んで保持する一続きのフィルム状の外装体と、を備えている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、簡便かつ軽量であって、バッテリー装置の構造効率を向上させることが可能なバッテリーユニット、および電池素子の積層構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るバッテリーユニットの模式的な斜視図。
【図２】本発明の実施形態に係るバッテリーユニットの模式的な横断面図。
【図３】本発明の実施形態に係るバッテリーユニットの模式的な正面図。
【図４】本発明の実施形態に係るバッテリーユニットの外装体の展開図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係るバッテリーユニット、および電池素子の積層構造の実施の形態について、図１から図４を参照して説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態に係るバッテリーユニットの模式的な斜視図である。
【００１４】
図２は、本発明の実施形態に係るバッテリーユニットの模式的な横断面図である。
【００１５】
図３は、本発明の実施形態に係るバッテリーユニットの模式的な正面図である。
【００１６】
図４は、本発明の実施形態に係るバッテリーユニットの外装体の展開図である。
【００１７】
図１から図４に示すように、本実施形態に係るバッテリーユニット１は、電気的に接続され、かつ積層された複数の電池素子３を含むものであって、次のような電池素子３の積層構造を有している。
【００１８】
バッテリーユニット１は、正極端子５および負極端子６を有する複数の電池素子３と、複数の電池素子３のそれぞれを個別に挟み込んで保持する一続きのフィルム状の外装体８と、を備えている。
【００１９】
また、バッテリーユニット１は、電池素子３を外装体８に貼付する両面テープ９を備えている。
【００２０】
電池素子３は、例えば長方形板状のラミネート形リチウムイオン二次電池である。電池素子３は、短辺の１つに並ぶ正極端子５および負極端子６を備えている。
【００２１】
また、電池素子３は、略矩形状の正極（図示省略）と、この正極に対向する略矩形状の負極（図示省略）と、正極と負極とを隔離し、かつ電解液（図示省略）を保持して正極と負極との間のイオン伝導性を確保するセパレータ（図示省略）と、正極、負極、およびセパレータを収納するアルミラミネート外装材１１と、を備えている。アルミラミネート外装材１１内の正極と負極とは、セパレータを介して交互に積層されている。
【００２２】
正極端子５は、外装材１１内のそれぞれの正極に電気的に接続されている。負極端子６は、外装材１１内のそれぞれの負極に電気的に接続されている。正極端子５および負極端子６は、外装材１１の封止部から電池素子３の外部に露出されている。
【００２３】
なお、本実施形態に係るバッテリーユニット１は、一例として４つの電池素子３を備えているが、電池素子３の数量は、複数であれば偶数であっても奇数であっても良い。
【００２４】
外装体８は、絶縁体の一枚の板材（フィルム材）を湾曲させ、または折り曲げたものである。外装体８は、折り曲げ部を有しており、例えば屏風や蛇腹のように山部と谷部とを交互に有して折り畳み、または展開することができる。外装体８は、それぞれの山部および谷部に電池素子３を挟み込んでいる。換言すると、電池素子３は、外装体８のそれぞれの山部および谷部に挟み込まれている。
【００２５】
外装体８は、隣り合う電池素子３の間を仕切るように配置され、かつ電池素子３ごとに湾曲し、または折れ曲がって隣り合う電池素子３の間を往来している。
【００２６】
外装体８は、隣り合う電池素子３の間に挟まるように配置される第一主面部１５と、電池素子３の長辺側方を回り込んで隣り合う第一主面部１５を繋げる第二主面部１６と、を一体に備えている（図４）。また、外装体８は、湾曲し、または折れ曲がっている部位、つまり第二主面部１６の外側を一続きに覆う側壁相当部１７を一体に備えている。バッテリーユニット１は、第一主面部１５と側壁相当部１７とで包まれた（囲まれた）状態でユニット化されている。
【００２７】
外装体８を展開すると、外装体８の長辺方向に沿って第一主面部１５と第二主面部１６とが交互に並んでいる。第一主面部１５および第二主面部１６の並びの端部には、第二主面部１６の外側を覆って、バッテリーユニット１の側壁になる側壁相当部１７が設けられている。図２に示すように、側壁相当部１７は、バッテリーユニット１の最も外側に配置される一対の第一主面部１５間の距離と同等の長さを有し、一方の第一主面部１５の端縁から延びて反対側の第一主面部１５に連接する第二主面部１６の外側に重なっている。第一主面部１５、第二主面部１６、側壁相当部１７の間には、外装体８の幅方向に沿って延びる折り曲げ部を有している。
【００２８】
なお、外装体８の展開図（図４）は一例であって、第一主面部１５、第二主面部１６、および側壁相当部１７が一続きであって、折りたたむことによって電池素子３を第一主面部１５で挟み込むことができる程度において、どのように展開されていても良い。
【００２９】
第一主面部１５は、電池素子３の外装材１１のみならず、正極端子５および負極端子６を含む電池素子３全体を覆う程度に拡がっている。つまり、第一主面部１５は、正極端子５および負極端子６を含む電池素子３の長辺方向の長さよりも長い部分を有し、電池素子３よりも突出している。また、第一主面部１５は、電池素子３の短辺方向の長さよりも長い部分を有している。
【００３０】
また、第一主面部１５は、その表裏に電池素子３が貼付される電池素子添付用主面部１５ａと、バッテリーユニット１の外殻として機能する一方、電池素子３が貼付されていない外殻用主面部１５ｂと、を含んでいる。
【００３１】
第二主面部１６は、電池素子３の厚さ寸法と同様の幅を有して、隣り合う第一主面部１５を離間させている。
【００３２】
なお、外装体８は、第一主面部１５の幅寸法（外装体８の長辺方向の寸法）を電池素子３の幅寸法（短辺方向の寸法）よりも大きく確保し、第一主面部１５だけを並べ、隣り合う第一主面部１５の境を鋭角に折り曲げ、または滑らかに湾曲させて電池素子３を挟み込んでも良い。この場合、第二主面部１６に相当する部位は不要になる。また、この場合に、電池素子３の側方には隣り合う第一主面部１５の間に楔状の空間が確保されるが、この楔状の空間は、電池素子３を冷却する空気の通り道になる。
【００３３】
また、外装体８は、第一主面部１５の幅寸法を電池素子３の幅寸法よりも大きく確保し、第二主面部１６を電池素子３から離し、第二主面部１６と電池素子３との間に隙間を隔てていても良い。この隙間は、電池素子３を冷却する空気の通り道になる。
【００３４】
いずれの場合であっても、隣り合う第一主面部１５の間の楔状空間、または第二主面部１６と電池素子３とを隔てる隙間に、熱伝導性の高い樹脂を充填することで、電池素子３の放熱性を高めても良い。
【００３５】
そして、バッテリーユニット１がユニット化された状態で隣り合う電池素子３が、２つ一組で外装体８の表裏に向かい合わせに両面テープ９で固定されている。具体的には、隣り合う電池素子３が、２つ一組で第一主面部１５の表裏に向かい合わせに両面テープ９で固定されている。
【００３６】
バッテリーユニット１がユニット化された状態で隣り合う電池素子３では、一方の電池素子３の正極端子５と他方の電池素子３の負極端子６とが外装体８の長辺方向における一方の側に配置されて向かい合わせに接続されている。つまり、複数の電池素子３は、直列に接続されている。端子５、６は、超音波溶着などの既知の方法で接続されている。
【００３７】
外装体８は、隣り合う電池素子３のうち一方の電池素子３の正極端子５と他方の電池素子３の負極端子６との接続箇所を回避する端子回避部１８を有している。
【００３８】
端子回避部１８は、第一主面部１５に設けられる切り欠きである。この切り欠き（端子回避部１８）は、それぞれの第一主面部１５に１箇所設けられ、一方の電池素子３の正極端子５と他方の電池素子３の負極端子６との間に位置し、一方の電池素子３の正極端子５と他方の電池素子３の負極端子６とを接続可能に対向させる。そして、この切り欠きを介して隣り合う電池素子３のうち一方の電池素子３の正極端子５と他方の電池素子３の負極端子６とが接続されている。なお、隣り合う電池素子３のうち接続されない一方の電池素子３の負極端子６と他方の電池素子３の正極端子５との間には、この切り欠き（端子回避部１８）が形成されておらず、第一主面部１５が存在し、これらの端子の接触を防止している。
【００３９】
つまり、端子回避部１８は、外装体８を展開した状態で第二主面部１６等に接続されていない第一主面部１５の左右の端縁のいずれか一方側に設けられ、外装体８の長辺方向における一方の側（本実施形態では図４に向かって左側）に設けられている。これによって、外装体８を折りたたんでユニット化する際に、複数の電池素子３は、接続を意図しない端子間の短絡を生じることなく、順次に直列に接続される。ユニット化された後には、図１に示すように電池素子３を積み上げた状態で負極端子６および正極端子５の側（外装体８の長辺方向における一方の側）から見て、端子回避部１８は、バッテリーユニット１の最も外側に配置される一対の第一主面部１５の一方側から他方側に向かって左右交互に配置されている、つまり、電池素子３の端子は、バッテリーユニット１の最も外側に配置される一対の第一主面部１５の一方側から他方側に向かって左右交互に接続されている。
【００４０】
なお、放電容量のより大きいバッテリー装置を、複数のバッテリーユニット１を用いることなく、本実施形態に係る電池素子３の積層構造で直接的に構成しても良い。
【００４１】
本実施形態に係るバッテリーユニット１、および電池素子３の積層構造は、一続きのフィルム状の外装体８で複数の電池素子３をそれぞれ個別に挟み込んで保持することによって、箱状のケースに複数の電池素子３を一括して収納する従来のバッテリーユニットに比べて、個々の電池素子３を容易、かつ確実に保持することができる。しかも、バッテリーユニット１、および電池素子３の積層構造は、バッテリー装置に組み込まれた状態であっても、個々の電池素子３を個別に確実に保持しておくことができる。
【００４２】
また、本実施形態に係るバッテリーユニット１、および電池素子３の積層構造は、一続きのフィルム状の外装体８で複数の電池素子３をそれぞれ個別に挟み込んで保持することによって、従来のバッテリーユニットのようにケースの側壁だけで電池素子３を支える必要がなく、大幅な軽量化を図ることができる。
【００４３】
さらに、本実施形態に係るバッテリーユニット１、および電池素子３の積層構造は、隣り合う電池素子３の間を仕切り、かつ電池素子３ごとに湾曲し、または折れ曲がって隣り合う電池素子３の間を往来する外装体８を備えることによって、個々の電池素子３を極めて容易に保持することができる。
【００４４】
さらにまた、本実施形態に係るバッテリーユニット１、および電池素子３の積層構造は、湾曲し、または折れ曲がっている部位（第二主面部１６）の外側を一続きに覆う外装体８を備えることによって、バッテリーユニット１の形状を保ちやすく、かつバッテリーユニット１の側方に対する電池素子３の保護を確保できる。
【００４５】
また、本実施形態に係るバッテリーユニット１、および電池素子３の積層構造は、両面テープ９で電池素子３を外装体８に貼付するため、個々の電池素子３を単独でバッテリーユニット１に組み込むことができ、組立手順を容易化できる。
【００４６】
さらに、本実施形態に係るバッテリーユニット１、および電池素子３の積層構造は、隣り合う電池素子３が２つ一組で外装体８の表裏に向かい合わせに固定されているため、外装体８を折りたたむ以前に電池素子３の端子５、６の一方を予め接続しておくことができる。
【００４７】
さらにまた、本実施形態に係るバッテリーユニット１、および電池素子３の積層構造は、隣り合う電池素子３のうち一方の電池素子３の正極端子５と他方の電池素子３の負極端子６との接続箇所を回避する端子回避部１８を備えているので、外装体８を折りたたむ以前に隣り合う電池素子３の端子５、６の一方の対を予め接続しておくことができ、かつ、電池素子３の端子５、６の他方の対を確実に絶縁しておくことができる。このことから、本実施形態に係るバッテリーユニット１、および電池素子３の積層構造は、組立時に電池素子３を短絡させる虞を除去できる。
【００４８】
したがって、本発明に係るバッテリーユニット１、および電池素子３の積層構造は、簡便かつ軽量であって、バッテリー装置の構造効率を向上させることができる。
【００４９】
なお、本実施形態に係るバッテリーユニット１、および電池素子３の積層構造は、隣り合う電池素子３が２つ一組で１つの第一主面部１５の表裏に向かい合わせに固定されているが、１つの第一主面部１５に対して１つの電池素子３が固定されていてもよい。この場合、外装体８の展開状態で、電池素子３は同じ向きで隣り合う第一主面部１５の表裏に交互に固定されることになり、電池素子３の取り付け方向の間違いを抑制することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…バッテリーユニット、３…電池素子、５…正極端子、６…負極端子、８…外装体、９…両面テープ、１１…アルミラミネート外装材、１５…第一主面部、１５ａ…電池素子添付用主面部、１５ｂ…外殻用主面部、１６…第二主面部、１７…側壁相当部、１８…端子回避部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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