(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充放電可能な電気デバイス要素がフィルムによって被覆されたフィルム外装電気デバイスを収容可能な収容部材と、前記収容部材内に収容された前記フィルム外装電気デバイスを前記収容部材の内面との間に挟持可能な保持部材とを有するデバイスケースであって、
前記収容部材の外面に、他のデバイスケースと重ね合わされた際に、前記収容部材の外面と前記他のデバイスケースとの間に、温度センサが挿入される隙間を形成するための凹凸が設けられているデバイスケース。
【請求項２】
前記収容部材は、該収容部材内に収容された前記フィルム外装電気デバイスの長辺部に接する長辺支持部と、前記フィルム外装電気デバイスの短辺部に接する短辺支持部とを有し、前記短辺支持部の外面が前記長辺支持部の外面よりも高い位置にある請求項１記載のデバイスケース。
【請求項３】
前記収容部材は、該収容部材内に収容された前記フィルム外装電気デバイスの長辺部に接する長辺支持部と、前記フィルム外装電気デバイスの短辺部に接する短辺支持部とを有し、前記長辺支持部の外面には、凹部が形成されている請求項１記載のデバイスケース。
【請求項４】
請求項１記載のデバイスケースに、発電要素がフィルムによって被覆されたフィルム外装電池が収容されている電池セル。
【請求項５】
請求項２記載のデバイスケースに、発電要素がフィルムによって被覆されたフィルム外装電池が収容されている電池セル。
【請求項６】
請求項３記載のデバイスケースに、発電要素がフィルムによって被覆されたフィルム外装電池が収容されている電池セル。
【請求項７】
請求項４記載の電池セルが２以上積層され、隣接するデバイスケース間の隙間に温度センサが配置されている組電池。
【請求項８】
請求項５記載の電池セルが２以上積層され、隣接するデバイスケース間の隙間に温度センサが配置されている組電池。
【請求項９】
請求項６記載の電池セルが２以上積層され、隣接するデバイスケース間の隙間に温度センサが配置されている組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一つは、充放電可能な電気デバイス要素がフィルムによって被覆されたフィルム外装電気デバイスを収容可能なデバイスケースに関するものである。本発明の他の一つは、前記デバイスケースにフィルム外装電池を収容してなるケース入りフィルム外装電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動モータを駆動源とする電気自動車やハイブリッド電気自動車（以下、単に「電気自動車」という）の開発が急速に進められている。電気自動車に搭載される電動モータの電源には、電気自動車の操縦特性や一回の充電での走行距離等を向上させるために、小型軽量化が求められる。かかる要求に応える電源を実現すべく、特開２００１−７６６９１号公報などに開示されているフィルム外装電池が開発されている。また、前記フィルム外装電池をケース（以下「セルケース」）内に個別に収容したケース入りのフィルム外装電池（以下「電池セル」）が開発されている。さらに、前記電池セルを多数積層すると共に、積層された各電気セル同士を電気接続して所望の出力電圧が得られるようにした電池セルの集合体（以下「組電池」）も開発されている。【０００３】
特開２００１−７６６９１号公報などに開示されているフィルム外装電池の基本構造を図７に示す。このフィルム外装電池１００は、正極側活電極、負極側活電極、及び電解液からなる発電要素１０１がラミネートフィルム１０２によって被覆されている。ラミネートフィルム１０２は、アルミニウムなどの金属フィルムと熱融着性の樹脂フィルムとを重ね合わされたフィルムである。発電要素１０１を被覆している２枚のラミネートフィルム１０２の対向する４辺は、気密に溶着されている。また、溶着されたラミネートフィルム１０２の一方の短辺部１０６ａからは、フィルム状の正電極端子１０３が引き出され、他方の短辺部１０６ｂからはフィルム状の負電極端子１０４が引き出されている。【０００４】
組電池は、上記構造を有するフィルム外装電池がセルケース内に収容された電池セルを多数備える。組電池の性能は、各フィルム外装電池の温度変化に大きく左右される。そこで、フィルム外装電池の温度を管理すべく、各電池セルに温度センサが装着されることがある。この場合、より正確な温度を測定するためには、セルケース内のフィルム外装電池の表面にセンサを接触させるか、フィルム外装電池の表面の極めて近傍に温度センサを配置することが望ましい。しかし、組電池をなるべく小型化するためには、各電池セルを隙間なく積層することが必要である。従って、電池セルを積層した後に各セルケース内のフィルム外装電池の表面やその近傍に温度センサを設置することは極めて困難である。そこで従来は、予め温度センサが装着された複数の電池セルを積層して組電池を組上げていた。
【発明の開示】
【０００５】
複数の電池セルに個別に温度センサを装着するには、多くの手間と時間を要する。かかる手間と時間は、組電池を構成する電池セルの数が多くなるほど増大する。センサ装着の手間と時間は、組電池の製造効率を低下させ、製造コストを上昇させる要因の一つとなっていた。例えば、電動モータによって自動車を走行させるために必要とされる３００Ｖ〜４００Ｖ程度の電圧を得るためには、１００個程度の電池セルが必要となる。１００個以上の電池セルの一つ一つに予め温度センサを装着するには、非常に多くの手間と時間を要する。
【０００６】
本発明の目的は、フィルム外装電気デバイスを収容可能なデバイスケースであって、複数積層されたときに、温度センサを挿入可能な空間が形成されるデバイスケースを提供することである。
【０００７】
本発明のデバイスケースは、充放電可能な電気デバイス要素がフィルムによって被覆されたフィルム外装電気デバイスを収容可能な収容部材と、前記収容部材内に収容された前記フィルム外装電気デバイスを前記収容部材の内面との間に挟持可能な保持部材とを有する。前記収容部材の外面には、他のデバイスケースと重ね合わされた際に、前記収容部材の外面と前記他のデバイスケースとの間に、温度センサが挿入される隙間を形成するための凹凸が設けられている。
【０００８】
前記凹凸は、収容部材の外面の一部を他の部分よりも相対的に高くすることによって形成することができる。例えば、保持部材に、フィルム外装電気デバイスの長辺部に接する長辺支持部と、短辺部に接する短辺支持部とを設け、短辺支持部又は長辺支持部の外面を他方の外面よりも高くする。また、長辺支持部又は短辺支持部の外面に凹部を設ける。
【０００９】
前記デバイスケースに、発電要素がフィルムによって被覆されたフィルム外装電池を収容して電池セルを製作することができる。前記電池セルを多数積層して組電池を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】デバイスケースの実施形態の一例を示す分解斜視図である。
【図２】組電池の一例を示す斜視図である。
【図３】電池セル間に挿入されたサーミスタの位置を示す斜視図である。
【図４】サーミスタの構造を示す平面図である。
【図５】デバイスケースの他の実施形態を示す斜視図である。
【図６】組電池の他例を示す斜視図である。
【図７】フィルム外装電池の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明のデバイスケースの実施形態の一例について説明する。本例のデバイスケースの収容対象である電気デバイスは、図７に示すフィルム外装電池１００である。図１に示すように、本例のデバイスケース４は、収容部材１と、保持部材２とから構成されている。さらに、収容部材１は、合成樹脂によって一体成形された底板３と、側壁５とから構成されている。底板３は、全体として枠状の形態を有する。底板３の周縁には、該垂直に立ち上げられた側壁５が設けられている。側壁５の内側にフィルム外装電池１００が収容されると、該フィルム外装電池１００の周縁部が底板３に当接する。一方、保持部材２は、収容部材１の側壁５の内側に嵌合可能な枠状の形態を有する。保持部材２をフィルム外装電池１００が収容された収容部材１の内側に嵌め込むと、フィルム外装電池１００の周縁部が収容部材１の底板３と保持部材２との間に挟まれる。尚、保持部材２の材質も合成樹脂である。以下、収容部材１及び保持部材２の詳細について説明する。【００１２】
収容部材１の底板３は、収容部材１に収容されたフィルム外装電池１００の４辺にそれぞれ接触する一組の長辺支持部６ａ、６ｂ及び一組の短辺支持部７ａ、７ｂを有する。一組の長辺支持部６ａ、６ｂは、フィルム外装電池１００の長辺部１０５ａ及び１０５ｂとそれぞれ接触する。短辺支持部７ａは、フィルム外装電池１００の短辺部１０６ａ及び該短辺部１０６ａから引き出されている正電極端子１０３と接触する。短辺支持部７ｂは、フィルム外装電池１００の短辺部１０６ｂ及び該短辺部１０６ｂから引き出されている負電極端子１０４と接触する。【００１３】
長辺支持部６ａ、６ｂは、帯状の形態を有し、所定間隔で平行に並んでいる。一方の短辺支持部７ａは、長辺支持部６ａ、６ｂの一端同士を連結させ、他方の短辺支持部７ｂは長辺支持部６ａ、６ｂの他端同士を連結させている。また、長辺支持部６ａ、６ｂの長手方向略中央には、流路形成部材８が掛け渡されている。流路形成部材８は、中央より長辺支持部６ｂ寄りの部分の幅が長辺支持部６ｂに近接するに従って次第に拡大されている。【００１４】
ここで、保持部材１の表面のうち、該保持部材１内に収容されたフィルム外装電池１００の表面と対向する面を「内面」と称する。また、前記内面と反対側の面を「外面」と称する。短辺支持部７ａ、７ｂの外面１０は、長辺支持部６ａ、６ｂの外面１１よりも1.0mm以上高い。また、流路形成部８の外面１２も長辺支持部６ａ、６ｂの外面１１よりも1.0mm以上高い。換言すれば、短辺支持部７ａ、７ｂ及び流路形成部８の外面１０、１２と長辺支持部６ａ、６ｂの外面１１との間には1.0mm以上の段差が存在している。尚、以下の説明では、保持部材２に関しても、フィルム外装電池１００の表面と対向する面を内面、該内面と反対側の面を外面と称して区別する。【００１５】
再び図１を参照する。短辺支持部７ａ、７ｂから立ち上げられている側壁５には、フィルム外装電池１００の正電極端子１０３及び負電極端子１０４と略同一幅の第１の切欠１３が形成されている。収容部材１の内側に保持部材２を嵌め込むと、収容部材１と保持部材２との間に、電極導出口が形成される。また、収容部材１の長辺支持部６ｂから立ち上げられている側壁５には第２の切欠１６が形成されている。収容部材１の内側に保持部材２が嵌め込まれると、第２の切欠１６が保持部材２に形成されている凹部１７と突き合わされて、排煙口が形成される。尚、排煙口は、フィルム外装電池１００の安全弁１０７から排出されたガスをデバイスケース４の外に排気するためのものである。安全弁１０７は、フィルム外装電池１００の内圧が所定値以上に上昇すると、自動的に開く。【００１６】
以上の構造を有するデバイスケース４内にフィルム外装電池１００を収容して電池セル１８を形成する。形成された電池セル１８を図２に示すように同一の向きで多数枚積層させると組電池２０が組み上がる。このとき、隣接する電池セル１８（デバイスケース４）の間に隙間２１が形成される。具体的には、複数の電池セル１８（デバイスケース４）を同一の向きで積層すると、あるデバイスケース４の収容部材１と、このデバイスケース４に隣接する他のデバイスケース４の保持部材２とが突き合わされる。このとき、収容部材１の短辺支持部７ａ、７ｂ及び流路形成部８の外面１０、１２と、長辺支持部６ａ、６ｂの外面１１との間には前記段差が存在している。一方、保持部材２の外面２２（図１）は平坦である。従って、一方のデバイスケース４の収容部材１の長辺支持部６ａ、６ｂの外面１１と、他方のデバイスケース４の保持部材２の外面２２との間に前記段差に応じた隙間２１が形成される。これに対し、一方のデバイスケース４の短辺支持部７ａ、７ｂ及び流形成部８の外面１０、１２と、他方のデバイスケース４の保持部材２の外面２２とはほぼ隙間なく密着する。よって、所望数の電池セル１８を積層して組電池２０を組み立てた後に、隣接する電池セル１８間に形成されている隙間２１に温度センサ（サーミスタ２３）を挿入することができる。尚、図２では、便宜上一部の隙間２１のみを図示し、その他は省略してある。また、各デバイスケース４からは、図１に示す正電極端子１０３及び負電極端子１０４が引き出されているが、これも便宜上の理由から図示を省略してある。【００１７】
隙間２１は、各デバイスケース４の流路形成部８と短辺支持部７ａとの間、及び流路形成部８と短辺支持部７ｂとの間の二箇所に形成される。一方の隙間２１にのみサーミスタ２３を挿入してもよく、双方の隙間２１にサーミスタ２３を挿入してもよい。さらには、隙間２１内の何れの位置にサーミスタ２３を挿入するかも任意に決定することができる。もっとも、フィルム外装電池１００は、その中心部ほど高温になる特性を有するので、温度管理の観点からは中心部の温度をより正確に測温可能な位置にサーミスタ２３を挿入することが望ましい。例えば、図３に示すように、流路形成部８と短辺支持部７ｂとの間に形成された隙間２１に、流路形成部８の側面２４に沿ってサーミスタ２３を挿入することが望ましい。図３に示す位置にサーミスタ２３を挿入すると、フィルム外装電池１００の中心に近い位置にサーミスタ２３が配置されるばかりでなく、組電池２０内における複数のサーミスタ２３の配置位置のバラツキも少なくなる。【００１８】
次に、図３に示すサーミスタ２３の構造について図４を参照しながら詳細に説明する。サーミスタ２３は、測温電極３０をその一部が露出するようにして樹脂でモールドしたものである。測温電極３０をモールドしている樹脂（モールド樹脂３１）は、測温電極３０の軸線に沿って細長く、かつ、ある程度の弾性を備えている。モールド樹脂３１は、測温電極３０に何らかの外力が作用した際に、測温電極３１が屈曲しないように保護する役割を有する。特に、サーミスタ２３を上記のようにして隙間２１へ挿入する際に、サーミスタ２３の先端を誤ってデバイスケース４の何処かにぶつけてしまっても、測温電極３０が屈曲しないように保護する役割を有する。さらに、モールド樹脂３１の先端３２は、隙間２１への挿入時に、フィルム外装電池１００の表面を傷付けることがないように円弧面とされている。また、モールド樹脂３１の後端には、他の部分よりも径の大きなストッパー３３が一体に形成されている。このストッパー３３は、サーミスタ２３が所定長だけ隙間２１へ挿入されると、長尺支持部６ａの外側面３５に当たって、サーミスタ２３がそれ以上隙間２１内へ挿入されることを規制する（図３参照）。さらに、モールド樹脂３１の長手方向所定位置には、略三角形の係止部３６が一体に形成されている。この係止部３６は、サーミスタ２３が所定長だけ隙間２１へ挿入されると、長尺支持部６ａの内側面３７に係止し、サーミスタ２３の抜けを防止する。長尺支持部６ａの外面１１に、係止部３６が係止可能な突起を設けておくこともできる。尚、サーミスタ２３は、測温電極３０の露出している部分がフィルム外装電池１００の表面と対向する向きで隙間２１へ挿入される。【００１９】
図５に示すように、保持部材１の長尺支持部６ａの外面にサーミスタ２３を嵌め込み可能な凹部４０を形成することによって、隣接する電池セル１８間に、サーミスタ２３を挿入可能とすることもできる。すなわち、図５に示すような凹部４０が形成された収容部材１を備えたデバイスケース４内にフィルム外装電池１００を収容して電池セル１８とする。電池セル１８を複数枚積層させると、図６に示すように、隣接する電池セル１８（隣接するデバイスケース４）間に、サーミスタ２３を挿入可能な挿入口４１が形成される。さらに、保持部材１に、図５に示すような凹部４０が形成されていれば、該収容部材１の長辺支持部６ａ及び流路形成部８の外面１１、１２と、短辺支持部７ａ、７ｂの外面１０とが面一であってもサーミスタ２３の挿入が阻害されることはない（図５、図６参照）。【００２０】
これまでは、温度センサがサーミスタである場合を例にとって本発明の実施形態を説明した。しかし、温度センサは、サーミスタ以外の測温抵抗体（例えば、白金測温抵抗体）であってもよい。また、フィルム外装電池の表面温度を側温可能な温度センサであれば、測温抵抗体以外の温度センサであってもよい。また、フィルム外装電気デバイスは、フィルム外装電池に限定されるものではない。例えば、電気エネルギを内部に蓄積可能な電気デバイス要素（例えば、電気二重層キャパシタや電解コンデンサに代表されるキャパシタ素子）が外装用フィルムによって被覆されたフィルム外装電気デバイスも含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明によれば、２以上のデバイスケースを重ね合わせた際に、隣接するデバイスケース間に温度センサを挿入可能な隙間が形成される。従って、フィルム外装電気デバイスが収容されたデバイスケースを２以上積層させてデバイス集合体を形成した後に、隣接するデバイスケース間に、フィルム外装電気デバイスの表面や表面近傍の温度を測定するための温度センサを配置することができる。
【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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