JP2001256934A - Battery module case - Google Patents
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、３０Ｗｈ級の非水
系二次電池を複数個接続した高容量の電池モジュールを
収容するための電池モジュールケースに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery module case for accommodating a high-capacity battery module in which a plurality of non-aqueous secondary batteries of 30 Wh class are connected.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、地球環境問題、省資源を目指した
エネルギーの有効利用の観点から、深夜電力貯蔵や太陽
光発電を目的とした家庭用分散型蓄電システム或いは電
気自動車のための蓄電システム等が注目を集めている。
更に特開平6-86463号公報には、エネルギー需要者にエ
ネルギーを最適条件で供給できるシステムとして、発電
所から供給される電気、ガスコージェネレーション、燃
料電池、蓄電池等を組み合わせたトータルシステムが提
案されている。これら蓄電システムに用いる二次電池
は、エネルギー容量が10Wh以下の携帯機器用小型二次電
池と異なり、容量が大きい大型のものが必要となる。ま
た、これらのシステムでは、複数の二次電池を直列に積
層し、電圧が例えば50〜400Vの組電池として用いるのが
常であり、ほとんどの場合、鉛電池を用いていた。2. Description of the Related Art In recent years, from the viewpoint of global environmental problems and effective use of energy for resource saving, a home-use decentralized power storage system for late-night power storage and solar power generation, or a power storage system for electric vehicles, etc. Is attracting attention.
Further, JP-A-6-86463 proposes a total system combining electricity supplied from a power plant, gas cogeneration, a fuel cell, a storage battery, and the like, as a system capable of supplying energy to energy consumers under optimal conditions. I have. Unlike secondary batteries for portable devices having an energy capacity of 10 Wh or less, large secondary batteries with large capacities are required for these storage batteries. Also, in these systems, a plurality of secondary batteries are stacked in series and used as an assembled battery having a voltage of, for example, 50 to 400 V. In most cases, a lead battery is used.
【０００３】一方、携帯機器用小型二次電池の分野では
小型・高容量のニーズに応えるべく、新型電池としてニ
ッケル水素電池、リチウム二次電池の開発が進展し、18
0Wh/l以上の体積エネルギー密度を有する電池が市販さ
れている。特にリチウムイオン電池は350Wh/lを超える
体積エネルギー密度の可能性を有すること、安全性、サ
イクル特性等の信頼性が金属リチウムを負極に用いたリ
チウム二次電池に比べ優れることから、その市場を飛躍
的に延ばしている。On the other hand, in the field of small rechargeable batteries for portable equipment, nickel-metal hydride batteries and lithium rechargeable batteries have been developed as new types of batteries in order to meet the needs of small size and high capacity.
Batteries having a volume energy density of 0 Wh / l or more are commercially available. Lithium-ion batteries in particular have the potential for a volume energy density exceeding 350 Wh / l, and their reliability, such as safety and cycle characteristics, is superior to lithium secondary batteries using lithium metal as the negative electrode. It is dramatically extending.
【０００４】これを受け、蓄電システム用大型電池の分
野においても、高エネルギー密度電池の候補として、リ
チウムイオン電池をターゲットとし、リチウム電池電力
貯蔵技術研究組合（LIBES)等で勢力的に開発が進められ
ている。[0004] In response to this, in the field of large batteries for power storage systems, lithium ion batteries are targeted as candidates for high energy density batteries, and development is being actively promoted by the Lithium Battery Power Storage Technology Research Association (LIBES) and others. Have been.
【０００５】これら大型リチウムイオン電池はエネルギ
ー容量が100Whから400Wh程度である。また、体積エネル
ギー密度は200〜300Wh/lと携帯機器用小型二次電池並の
レベルに達している。その形状は直径50〜70mm、長さ25
0mm〜450mmの円筒型、厚さ35mm〜50mmの角形或いは長円
角形等の扁平角柱形が代表的なものである。[0005] These large lithium ion batteries have an energy capacity of about 100 Wh to 400 Wh. In addition, the volume energy density is 200 to 300 Wh / l, which is at the level of small rechargeable batteries for portable devices. Its shape is 50-70mm in diameter, length 25
A typical example is a flat prism having a cylindrical shape of 0 mm to 450 mm, a square shape having a thickness of 35 mm to 50 mm, or an oblong shape.
【０００６】上述の大型電池を蓄電システムに用いる場
合、一般に4〜10個の大型電池（単電池）を直列に接続
し、15Ｖ〜50Ｖの電池モジュールとし、さらに、これら
電池モジュールを直列、並列に接続し、所定の電圧、容
量を有する蓄電システムとして用いられることが多い。When the above-described large batteries are used in a power storage system, generally, 4 to 10 large batteries (unit cells) are connected in series to form a 15 V to 50 V battery module, and these battery modules are connected in series and in parallel. It is often used as a power storage system that is connected and has a predetermined voltage and capacity.
【０００７】一方、薄型のリチウム二次電池について
は、薄型の外装に、例えば、金属とプラスチックをラミ
ネートした厚さ1mm以下のフィルムを収納したフィルム
電池（特開平5-159757号公報、特開平7-57788号公報
等）、厚さ2mm〜15mm程度の小型角型電池（特開平8-195
204号公報、特開平8-138727号公報、特開平9-213286号
公報等）が知られている。いずれも、その目的が携帯機
器の小型・薄型化に対応するものであり、例えば携帯用
パソコン底面に収納できる厚さ数mmでJIS A4サイズ程度
の面積を有する薄型電池も開示されているが（特開平5-
283105号公報）、エネルギー容量は10Wh以下であり、蓄
電システム用二次電池としては容量が小さ過ぎる。さら
には、これら薄型電池を直列、並列に接続し電池モジュ
ールとする場合、容量が小さいことから、放熱等の考慮
なく、単純に積み重ねる等、特に工夫はなされていな
い。On the other hand, as for a thin lithium secondary battery, for example, a film battery in which a thin film having a thickness of 1 mm or less in which metal and plastic are laminated is accommodated in a thin outer package (Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-19588), a small rectangular battery having a thickness of about 2 mm to 15 mm
No. 204, JP-A-8-138727, JP-A-9-213286, etc.) are known. In any case, the purpose is to reduce the size and thickness of portable devices. For example, a thin battery having a thickness of several mm and an area of about JIS A4 size that can be stored in the bottom surface of a portable personal computer has been disclosed. JP 5-
283105), the energy capacity is 10 Wh or less, which is too small for a secondary battery for a power storage system. Furthermore, when these thin batteries are connected in series or in parallel to form a battery module, the capacity is small, and no special measures are taken, such as simply stacking them without considering heat dissipation.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薄型電
池であっても、エネルギー容量が３０Ｗ級の大型で扁平
形状のものになると、単純に積み重ねたのでは、単電池
の変形が生じたり、放熱作用が阻害されて内部温度の上
昇による膨張が生じやすく好ましくない。However, even in the case of a thin battery, if the energy capacity of the battery is large and has a flat shape of the order of 30 W, if the batteries are simply stacked, the cells may be deformed or the heat dissipating effect may occur. Is hindered, and expansion due to an increase in the internal temperature is apt to occur, which is not preferable.
【０００９】また、一般的にリチウムイオン電池におい
ては、機器の故障による誤作動や使用者側の誤用によっ
て過充電や外部短絡といった状態になると、電池内部の
加熱や電解液の分解等により電解液が蒸発し、内部でガ
スが発生する。それによる内圧上昇に伴う事故を防止す
るために安全弁が備えられている。このような安全弁を
もった単電池はモジュール内であっても安全弁の開放方
向に阻害物がない限り正常に動作する。In general, in a lithium ion battery, if the battery is malfunctioned due to a malfunction of the device or is in an overcharged state or an external short circuit due to misuse by the user, the battery may be heated or the electrolyte may be decomposed. Evaporates and generates gas inside. A safety valve is provided to prevent an accident caused by an increase in the internal pressure. The unit cell having such a safety valve operates normally even in the module unless there is an obstacle in the opening direction of the safety valve.
【００１０】しかしながら扁平型電池では、その薄型構
造から安全弁が厚さ方向に備えられているものもあり、
上記電池が膨張しやすい構造のためにその膨張度合いが
阻害された場合安全弁の作動が遅れてしまうという問題
が生じる。However, some flat batteries have a safety valve provided in the thickness direction due to its thin structure.
When the degree of expansion is hindered by the structure in which the battery easily expands, the operation of the safety valve is delayed.
【００１１】一方、上述の電池を蓄電システムに用いる
場合、一般に4〜10個の大型電池（単電池）を直列に接
続し、15Ｖ〜50Ｖの電池モジュールとし、さらに、これ
ら電池モジュールを直列に接続し、所定の電圧、容量を
有する蓄電システムとして用いられることが多い。又、
モジュール内では体積エネルギー密度を向上させるため
に単電池間の間隔を可能な限り狭くして並べられるのが
一般的である。On the other hand, when the above-described battery is used in a power storage system, generally, 4 to 10 large batteries (unit cells) are connected in series to form a 15 V to 50 V battery module, and these battery modules are connected in series. However, it is often used as a power storage system having a predetermined voltage and capacity. or,
In general, in order to improve the volume energy density in the module, the cells are arranged with the interval between the cells as narrow as possible.
【００１２】従って、モジュール内において厚さ方向に
並列配置された単電池の各々は、膨張が阻害されやすい
環境にある。単電池間の間隔を充分にとって電池モジュ
ールとすれば回避できるが、体積エネルギー密度が低下
してしまう。Therefore, each of the cells arranged in parallel in the thickness direction in the module is in an environment where expansion is easily hindered. This can be avoided if the battery module is provided with a sufficient space between the cells, but the volume energy density is reduced.
【００１３】本発明の目的は、上記問題点を解決すべ
く、エネルギー密度の低下を抑えつつ、扁平面を鉛直方
向に立たせる自立性がない扁平形状単電池を所要間隔に
て容易に並列配置することができる電池モジュールケー
スを提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problem by easily arranging flat cells having no self-supporting ability to make a flat surface stand in a vertical direction at required intervals while suppressing a decrease in energy density. It is an object of the present invention to provide a battery module case.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、正
極、負極及びリチウム塩を含む非水系電解質を備え厚さ
１２ｍｍ未満の扁平形状の電池容器にて密閉されエネル
ギー容量が３０Ｗｈ以上且つ体積エネルギー密度が１８
０Ｗｈ／ｌ以上である単電池の複数枚を、並列配置し、
電気的に接続した電池モジュールを収容するための電池
モジュールケースであって、前記電池モジュールケース
は、前記複数枚の単電池を所要間隔で並列配置し得るよ
うに、該ケース内壁面に、前記単電池の周縁部の少なく
とも一部を案内し得る溝形案内部を複数列有することを
特徴とする電池モジュールケースにより達成される。SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a flat battery container having a non-aqueous electrolyte containing a positive electrode, a negative electrode and a lithium salt, having a thickness of less than 12 mm, and having an energy capacity of at least 30 Wh and a volume of at least 30 Wh. Energy density is 18
A plurality of cells of 0 Wh / l or more are arranged in parallel,
A battery module case for accommodating an electrically connected battery module, wherein the battery module case is provided on the inner wall surface of the case so that the plurality of unit cells can be arranged in parallel at required intervals. This is achieved by a battery module case having a plurality of rows of groove-shaped guide portions capable of guiding at least a part of a peripheral portion of a battery.
【００１５】前記溝形案内部は、周縁部にフランジを有
する単電池の該フランジを案内し得るように構成されて
いることが好ましい。It is preferable that the groove-shaped guide portion is configured to be able to guide the flange of a unit cell having a flange at a peripheral edge.
【００１６】前記電池モジュールケースは、該ケース底
部に、各単電池を支持し得る支持部を残して、通気用開
口が形成されていることが好ましい。It is preferable that the battery module case has a ventilation opening formed in the bottom of the case, leaving a support portion capable of supporting each unit cell.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】本発明に係る電池モジュールケー
スの第１実施形態につき、添付図面を参照しつつ説明す
る。図１は電池モジュールケースの第１実施形態を単電
池とともに示す斜視図、図２は図１の電池モジュールケ
ースの底面部を示す斜視図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of a battery module case according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a battery module case together with a unit cell, and FIG. 2 is a perspective view showing a bottom portion of the battery module case of FIG.
【００１８】電池モジュールケース１は、図１に示すよ
うに、単電池２を所要間隔で並列配置し得るように、対
向するケース内壁面に複数列の溝形案内部３が形成され
ている。本実施形態においては、溝形案内部３は、凹溝
で形成されており、図の上下方向に底面まで連続して延
設されているが、断続的に形成しても良いし、ケース内
壁面の一部に形成してもよい。即ち、溝形案内部３は、
単電池２の周縁部の少なくとも一部を案内することによ
って、複数枚の単電池が所要間隔で並列配置できる構成
となっていれば良い。As shown in FIG. 1, the battery module case 1 is formed with a plurality of rows of groove-shaped guides 3 on opposing inner wall surfaces of the case so that the cells 2 can be arranged in parallel at required intervals. In the present embodiment, the groove-shaped guide portion 3 is formed by a concave groove, and extends continuously to the bottom in the up-down direction in the figure, but may be formed intermittently. It may be formed on a part of the wall surface. That is, the groove-shaped guide portion 3
By guiding at least a part of the peripheral portion of the cell 2, it is sufficient that a plurality of cells are arranged in parallel at required intervals.
【００１９】このように、複数列の溝形案内部３によっ
て、複数の単電池を案内し支持させる構成としたことに
より、自立性の無い扁平大型電池を安定して並列配置さ
せつつ、所要の放熱空間を確保することを容易に為し得
る。即ち、扁平形状をした電池は、箱形電池や円柱形電
池のように安定して自立することができないので、自立
させるための手段として溝形案内部３が奏効し得る。As described above, a plurality of single cells are guided and supported by the plurality of rows of groove-shaped guide portions 3, so that flat large-sized batteries having no independence can be stably arranged in parallel while required. It is possible to easily secure a heat radiation space. That is, a flat battery cannot stand stably independently like a box-shaped battery or a columnar battery, so that the groove-shaped guide portion 3 can be effective as a means for making it stand-alone.
【００２０】電池モジュールケース１の寸法は、単電池
２の大きさ、必要放熱空間、枚数などによって決定さ
れ、図示の例では、単電池２は、縦３００ｍｍ×横２１
０ｍｍ×厚さ６ｍｍであり、電池モジュールケース１の
寸法は、３３０ｍｍ×２５０ｍｍ×１１０ｍｍとしてい
る。The dimensions of the battery module case 1 are determined by the size of the cells 2, the required heat radiation space, the number of sheets, etc. In the example shown in the figure, the cells 2 are 300 mm long × 21 mm wide.
It is 0 mm × thickness 6 mm, and the dimensions of the battery module case 1 are 330 mm × 250 mm × 110 mm.
【００２１】図示の単電池２の電池容器は、上蓋１と底
容器２とを周縁部にて溶接することにより密閉されてお
り、その周縁部によってフランジ４が形成されている。
フランジ４は、単電池２の大きさ等によって変わるが、
上記した寸法の単電池の場合で、数ミリメートル幅で約
１ｍｍ厚とすることができる。The battery case of the unit cell 2 shown in the drawing is hermetically sealed by welding the upper lid 1 and the bottom case 2 at the periphery, and a flange 4 is formed by the periphery.
The flange 4 varies depending on the size of the cell 2 and the like.
In the case of the unit cell having the above dimensions, the width can be about several millimeters and about 1 mm thick.
【００２２】溝形案内部３は、斯かるフランジ４を受け
入れ、案内し得るように構成することができ、その溝深
さは、単電池３を支持できれば良く、その溝幅は、フラ
ンジ４がぐらつかない程度に案内し支持できれば良く、
フランジ４の寸法、単電池２の大きさ等によって決定さ
れるが、上記寸法のフランジ４を有する単電池２の場
合、溝形案内部３の寸法は、例えば、深さを０．５ｍｍ
とし、溝幅を１ｍｍ強に設定しておくことができる。The groove-shaped guide portion 3 can be configured to receive and guide such a flange 4, and its groove depth only needs to be able to support the unit cell 3. It is only necessary to guide and support to the extent that it does not fluctuate,
It is determined by the size of the flange 4, the size of the unit cell 2, and the like. In the case of the unit cell 2 having the above-described size of the unit cell 4, the dimension of the groove-shaped guide 3 is, for example, 0.5 mm
And the groove width can be set to a little over 1 mm.
【００２３】上記したような扁平形状の大型電池は、一
般にその片側の広平面部に電極端子（図４の符号１０ａ
参照）が突出しており、その場合、その電極端子が隣の
単電池２の電池容器（又は電極端子）と接触しないよう
に、並列配置される単電池２同士の間隔は、少なくとも
前記電極端子の突出幅以上に設定される。そのため、溝
形案内部３の間隔は、並列する単電池２の隙間が１ｍｍ
以上、好ましくは２ｍｍとなるように設定される。ま
た、溝形案内部３の間隔は、並列する単電池２の隙間が
１２ｍｍ以下、好ましくは８ｍｍ以下となるように設定
される。並列する単電池２同士の隙間が１ｍｍより小さ
いと、単電池の発熱を充分に放熱することが難しくな
り、１２ｍｍより大きいと電池モジュールの体積が大き
くなり好ましくないからである。従って、溝形案内部３
の間隔は、前記電極端子の突出幅の他に、単電池２の厚
み、容量、蓄電システムの使用環境、用途等により適宜
決定されることとなる。A large-sized flat battery as described above generally has an electrode terminal (reference numeral 10a in FIG. 4) on one side of the wide flat surface.
In this case, the interval between the unit cells 2 arranged in parallel is at least as large as that of the electrode terminal so that the electrode terminal does not contact the battery container (or the electrode terminal) of the adjacent cell 2. Set to be equal to or greater than the protrusion width. Therefore, the interval between the groove-shaped guide portions 3 is such that the gap between the unit cells 2 arranged in parallel is 1 mm.
As described above, the distance is preferably set to 2 mm. The interval between the groove-shaped guide portions 3 is set such that the gap between the unit cells 2 arranged in parallel is 12 mm or less, preferably 8 mm or less. If the gap between the unit cells 2 arranged in parallel is smaller than 1 mm, it is difficult to sufficiently radiate the heat generated by the unit cells. If the gap is larger than 12 mm, the volume of the battery module increases, which is not preferable. Therefore, the groove-shaped guide 3
Is appropriately determined depending on the thickness and capacity of the unit cell 2, the use environment of the power storage system, the application, and the like, in addition to the protrusion width of the electrode terminal.
【００２４】前記したようにフランジ４を溝形案内部３
に案内支持させて単電池２を並列配置することによっ
て、単電池２同士の離隔間隔を小さくすることが容易と
なり、従って、電池モジュールケース１の全体寸法を小
さくすることが容易となる。即ち、電池モジュールケー
ス１の全体寸法を小さくするためには、単電池２同士の
間隔を出来るだけ小さくする必要がある。仮に単電池２
にフランジがない場合には、単電池２の側面を溝形案内
部３に嵌め入れて案内させることとなり、単電池２同士
の離隔間隔は上記した理由から１ｍｍ以上であるから、
最小の１ｍｍに設定するためには、溝形案内部３の間隔
を１ｍｍに設定しなければならず、本実施形態のように
大型の単電池の場合にあっては、１ｍｍといった幅で大
型単電池を支持することは強度上の問題を生じることが
ある。それに比べて、フランジ４を案内し支持させるこ
ととすれば、溝形案内部３の間隔をより大きくとること
ができ、強度上の問題が無く、単電池２同士の離隔間隔
も小さくすることができる。As described above, the flange 4 is connected to the
By arranging the unit cells 2 in parallel while guiding them to each other, it is easy to reduce the spacing between the unit cells 2, and therefore, it is easy to reduce the overall dimensions of the battery module case 1. That is, in order to reduce the overall size of the battery module case 1, it is necessary to reduce the interval between the single cells 2 as much as possible. Suppose the cell 2
If there is no flange, the side surface of the unit cell 2 will be fitted and guided in the groove-shaped guide part 3, and the separation interval between the unit cells 2 is 1 mm or more for the above-described reason.
In order to set the distance to the minimum of 1 mm, the interval between the groove-shaped guide portions 3 must be set to 1 mm. In the case of a large cell as in the present embodiment, a large cell having a width of 1 mm is used. Supporting the battery can create strength problems. On the other hand, if the flange 4 is guided and supported, the distance between the groove-shaped guide portions 3 can be increased, and there is no problem in strength, and the separation distance between the cells 2 can be improved.
Can also be reduced.
【００２５】溝形案内部３は、図示の例では、９本が平
行に形成されているが、２枚以上の複数枚の単電池を用
いることができれば良い。望ましい溝形案内部３の数
は、目的とする蓄電池システムの電圧、容量、大きさ、
形状、単電池の電圧、容量、形状、重量等により適宜決
定される。電池モジュールケース１は、ＡＢＳ等のスチ
レン系樹脂のような非導電性の難燃性樹脂材料で形成す
ることができる。In the illustrated example, nine groove-shaped guide portions 3 are formed in parallel, but it is sufficient if two or more unit cells can be used. The desired number of the groove-shaped guides 3 depends on the voltage, capacity, size,
It is appropriately determined according to the shape, voltage, capacity, shape, weight, and the like of the unit cell. The battery module case 1 can be formed of a non-conductive flame-retardant resin material such as a styrene-based resin such as ABS.
【００２６】また、電池モジュールケース１は、図２に
示すように、底面に放熱のための開口部５を形成してお
くことが好ましい。図２に示す例では、モジュールケー
ス１の内底面に形成された溝形案内部３の溝底部が単電
池を支持する支持部となっている。開口部５は、図示の
ような矩形開口に限らず、穿孔により多数の通風口を形
成する等、種々の形態を採用することができる。Further, as shown in FIG. 2, it is preferable that the battery module case 1 has an opening 5 for heat dissipation on the bottom surface. In the example shown in FIG. 2, the groove bottom of the groove-shaped guide portion 3 formed on the inner bottom surface of the module case 1 is a supporting portion for supporting the unit cell. The opening 5 is not limited to a rectangular opening as shown in the figure, but may employ various forms such as forming a large number of ventilation holes by perforation.
【００２７】単電池２は、正極にＬｉＭｎ2Ｏ4、負極に
炭素材料を用いるリチウム二次電池の場合、家庭用蓄電
システム（夜間電力貯蔵、コジェネレーション、太陽光
発電等）、電気自動車等の蓄電システム等に用いること
ができ、大容量且つ高エネルギー密度を有することがで
きる。この場合、エネルギー容量は、好ましくは３０Ｗ
ｈ以上、より好ましくは５０Ｗｈ以上であり、且つエネ
ルギー密度は、好ましくは１８０Ｗｈ／ｌ以上、より好
ましくは２００Ｗｈ／ｌ以上である。エネルギー容量が
３０Ｗｈ未満の場合、或いは、体積エネルギー密度が１
８０Ｗｈ／ｌ未満の場合は、蓄電システムに用いるには
容量が小さく、充分なシステム容量を得るために電池の
直並列数を増やす必要があること、また、コンパクトな
設計が困難となることから蓄電システム用としては好ま
しくない。なお、このような二次電池において、電解質
としては、例えばリチウム塩を含む非水系電解質を用い
ることができる。The cell 2 is a lithium secondary battery using LiMn 2 O 4 for the positive electrode and a carbon material for the negative electrode, such as a home power storage system (night power storage, cogeneration, solar power generation, etc.), an electric vehicle, etc. It can be used for a power storage system or the like, and can have a large capacity and a high energy density. In this case, the energy capacity is preferably 30 W
h or more, more preferably 50 Wh / l or more, and the energy density is preferably 180 Wh / l or more, more preferably 200 Wh / l or more. When the energy capacity is less than 30 Wh, or when the volume energy density is 1
In the case of less than 80 Wh / l, the capacity is small for use in a power storage system, and it is necessary to increase the number of series-parallel batteries in order to obtain a sufficient system capacity. It is not preferable for a system. In such a secondary battery, for example, a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt can be used as the electrolyte.
【００２８】また、単電池２の厚さｔは、好ましくは１
２ｍｍ未満、より好ましくは１０ｍｍ未満、さらに好ま
しくは８ｍｍ未満である。厚さの下限については電極の
充填率、電池サイズ（薄くなれば同容量を得るためには
面積が大きくなる）を考慮した場合、２ｍｍ以上が実用
的である。電池の厚さが１２ｍｍ以上になると、電池内
部の発熱を充分に外部に放熱することが難しくなるこ
と、或いは電池内部と電池表面付近での温度差が大きく
なり、内部抵抗が異なる結果、電池内での充電量、電圧
のバラツキが大きくなる。なお、具体的な厚さは、電池
容量、エネルギー密度に応じて適宜決定されるが、期待
する放熱特性が得られる最大厚さで設計するのが、好ま
しい。The thickness t of the cell 2 is preferably 1
It is less than 2 mm, more preferably less than 10 mm, even more preferably less than 8 mm. The lower limit of the thickness is practically 2 mm or more in consideration of the filling rate of the electrode and the battery size (the smaller the thickness, the larger the area for obtaining the same capacity). When the thickness of the battery is 12 mm or more, it becomes difficult to sufficiently dissipate the heat generated inside the battery to the outside, or the temperature difference between the inside of the battery and the vicinity of the battery surface increases, resulting in a difference in internal resistance. The amount of charge and the variation in the voltage at the time become large. Although the specific thickness is appropriately determined according to the battery capacity and the energy density, it is preferable to design the thickness so as to obtain the expected heat radiation characteristics.
【００２９】電池容器となる上蓋１及び底容器２に用い
られる材質は、電池の用途、形状により適宜選択され、
特に限定されるものではなく、鉄、ステンレス鋼、アル
ミニウム等が一般的であり、実用的である。また、電池
容器の厚さも電池の用途、形状或いは電池容器の材質に
より適宜決定され、特に限定されるものではない。好ま
しくは、その電池表面積の８０％以上の部分の厚さ（電
池容器を構成する一番面積が広い部分の厚さ）が０．２
ｍｍ以上である。上記厚さが０．２ｍｍ未満では、電池
の製造に必要な強度が得られないことから望ましくな
く、この観点から、より好ましくは０．３ｍｍ以上であ
る。また、同部分の厚さは、１ｍｍ以下であることが望
ましい。この厚さが１ｍｍを超えると、電極面を押さえ
込む力は大きくなるが、電池の内容積が減少し充分な容
量が得られないこと、或いは、重量が重くなることから
望ましくなく、この観点からより好ましくは０．７ｍｍ
以下である。The material used for the upper lid 1 and the bottom container 2 serving as the battery container is appropriately selected depending on the use and shape of the battery.
There is no particular limitation, and iron, stainless steel, aluminum and the like are common and practical. Also, the thickness of the battery container is appropriately determined depending on the use and shape of the battery or the material of the battery container, and is not particularly limited. Preferably, the thickness of a portion of 80% or more of the battery surface area (the thickness of the largest area constituting the battery container) is 0.2%.
mm or more. If the thickness is less than 0.2 mm, the strength required for manufacturing the battery cannot be obtained, which is not desirable. From this viewpoint, the thickness is more preferably 0.3 mm or more. Further, it is desirable that the thickness of the portion is 1 mm or less. When the thickness exceeds 1 mm, the force for pressing down the electrode surface increases, but it is not desirable because the internal capacity of the battery is reduced and a sufficient capacity cannot be obtained, or the weight increases, which is undesirable. Preferably 0.7 mm
It is as follows.
【００３０】上記のように、二次電池の厚さを１２ｍｍ
未満に設計することにより、例えば、該電池が３０Ｗｈ
以上の大容量且つ１８０Ｗｈ／ｌの高エネルギー密度を
有する場合、高率充放電時等においても、電池温度の上
昇が小さく、優れた放熱特性を有することができる。従
って、内部発熱による電池の蓄熱が低減され、結果とし
て電池の熱暴走も抑止することが可能となり信頼性、安
全性に優れた単電池となる。As described above, the thickness of the secondary battery is 12 mm
By designing the battery to be less than, for example, 30 Wh
When the battery has the above-mentioned large capacity and a high energy density of 180 Wh / l, the battery temperature rise is small even at the time of high-rate charge and discharge, and excellent heat radiation characteristics can be obtained. Therefore, the heat storage of the battery due to internal heat generation is reduced, and as a result, the thermal runaway of the battery can be suppressed, and the unit cell has excellent reliability and safety.
【００３１】次に、電池モジュールケースの第２実施形
態について図３〜図８を参照して説明する。図３は、第
２実施形態の電池モジュールケースを単電池とともに示
す斜視図、図４は図３の電池モジュールケースの底部を
示す縦断面図である。Next, a second embodiment of the battery module case will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a perspective view showing the battery module case of the second embodiment together with a unit cell, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing the bottom of the battery module case of FIG.
【００３２】電池モジュールケース１１は、上部から所
定の間隔で単電池１０が上部より挿入し易いように、溝
形案内部１２が、電池モジュールケース１１の上端から
１０ｍｍの範囲に設けてある。この第２実施形態におい
ても、単電池１０が周縁部にフランジ１３を有し、その
フランジ１３を溝形案内部１２が案内している点は、上
記第１実施形態と同様である。The battery module case 11 is provided with a groove-shaped guide portion 12 within a range of 10 mm from the upper end of the battery module case 11 so that the cells 10 can be easily inserted from the upper portion at a predetermined interval from the upper portion. Also in the second embodiment, the unit cell 10 has a flange 13 at the peripheral edge, and the point that the groove-shaped guide portion 12 guides the flange 13 is the same as the first embodiment.
【００３３】そして、溝形案内部１２が電池モジュール
ケース１１の上部だけであると、単電池１０を電池モジ
ュールケース１１内に真っ直ぐに（鉛直方向に）配列す
ることが困難であるから、電池モジュールケース１１の
底面にも、図４に示すように、溝形案内部１２が複数列
形成されている。If the groove-shaped guide portion 12 is located only above the battery module case 11, it is difficult to arrange the cells 10 straight (in the vertical direction) in the battery module case 11. As shown in FIG. 4, a plurality of rows of groove-shaped guide portions 12 are also formed on the bottom surface of the case 11.
【００３４】電池モジュールケース１１の上端に形成さ
れた溝形案内部１２は、単電池１０の電池容器が隣の単
電池１０の電極端子１０ａに接触せず、且つ、単電池１
０が膨張し電池底部に力が加わった時に単電池１０が離
脱できるような寸法であればよい。The groove-shaped guide portion 12 formed at the upper end of the battery module case 11 is provided so that the battery container of the unit cell 10 does not contact the electrode terminal 10a of the adjacent unit cell 10 and the unit cell 1
Any size may be used as long as the cell 10 can be detached when 0 expands and a force is applied to the bottom of the battery.
【００３５】底面部に形成される溝形案内部１２は、単
電池１０が膨張し互いに押し合ったときに、図５、６に
示すように、単電池１０が溝形案内部１２から離脱し、
単電池１０の膨張するスペースを確保できるように構成
することが好ましい。これは、図示のような扁平形状の
大型電池は、その広平面部に薄肉線により形成された安
全弁（図示せず）を有することが一般的であり、斯かる
安全弁を適切に作動させるためには、正常な膨張を為す
ことが必要となるためである。As shown in FIGS. 5 and 6, when the cells 10 expand and press against each other, the cells 10 separate from the groove-shaped guides 12 formed on the bottom surface. ,
It is preferable to configure so that a space where the cell 10 expands can be secured. This is because a large-sized flat battery as shown in the drawing generally has a safety valve (not shown) formed by a thin wire on its wide flat surface, and in order to appropriately operate such a safety valve. This is because normal expansion is required.
【００３６】そのため、溝形案内部１２は、凹溝により
形成し、該凹溝の溝幅が、該凹溝の底へ向かうにつれて
漸次幅狭となるよう形成することができ、例えば、断面
円弧状（図４〜図６）、断面逆台形状（図７）等とする
ことができる。For this reason, the groove-shaped guide portion 12 can be formed by a groove, and the groove width of the groove can be formed so as to become gradually smaller toward the bottom of the groove. An arc shape (FIGS. 4 to 6), an inverted trapezoidal cross section (FIG. 7), or the like can be used.
【００３７】断面円弧状とした場合の溝形案内部１２
は、最大深さが２ｍｍ以下とすることが好ましく、図示
の例では、０．５ｍｍである。また、その曲率半径は、
最大深さをＸｍｍとした場合に、１．０Ｘｍｍ以上に設
定することが好ましく、図示の例では、０．５ｍｍであ
る。これは、最大深さが２ｍｍより大きいと引っかかり
が強くて単電池１０が溝形案内部から外れにくくなり、
また、最大深さＸｍｍに対して曲率半径が１．０Ｘｍｍ
より小さいと単電池１０の溝形案内部１２内での滑りが
悪くなるからである。The groove-shaped guide portion 12 having an arc-shaped cross section
Has a maximum depth of preferably 2 mm or less, and is 0.5 mm in the illustrated example. The radius of curvature is
When the maximum depth is X mm, it is preferably set to 1.0 X mm or more, and in the illustrated example, it is 0.5 mm. This is because when the maximum depth is larger than 2 mm, the hook is strong and the cell 10 is hard to come off from the groove-shaped guide portion,
In addition, the radius of curvature is 1.0Xmm with respect to the maximum depth Xmm.
If the size is smaller, the sliding of the unit cell 10 in the groove-shaped guide portion 12 becomes worse.
【００３８】溝形案内部１２を断面逆台形状とした場合
は、その溝深さは、上記した断面円弧状の場合と同様に
２ｍｍ以下とすることが好ましい。そして、その溝底の
幅は、単電池１０の幅、即ち図示の例ではフランジ１３
の厚みと略同等であることが、単電池１０を正確に案内
する上で好ましい。また、逆台形形状の長辺に相当する
溝開口最大幅は、単電池１０のフランジ１３の滑りを良
くする観点から、前記溝底幅の１．５〜３倍程度とする
ことが好ましい。When the groove-shaped guide portion 12 has an inverted trapezoidal cross section, the groove depth is preferably 2 mm or less as in the case of the above-described arcuate cross section. The width of the groove bottom is the width of the cell 10, that is, the flange 13 in the illustrated example.
It is preferable that the thickness is substantially equal to the thickness of the cell 10 in order to accurately guide the cell 10. Also, the maximum width of the groove opening corresponding to the long side of the inverted trapezoidal shape is preferably about 1.5 to 3 times the groove bottom width from the viewpoint of improving the sliding of the flange 13 of the unit cell 10.
【００３９】上記のような構成を有する電池モジュール
ケースによれば、単電池が上記した要因により、図５、
図６に示すように膨張しても、その膨張により、単電池
１０は、互いに押し合うことで、溝形案内部１２から離
脱し、上記安全弁を確実に作動させることができるので
ある。According to the battery module case having the above-described configuration, the unit cell is caused by the factors described above, as shown in FIG.
Even if it expands as shown in FIG. 6, due to the expansion, the unit cells 10 are separated from the groove-shaped guide portion 12 by pressing each other, and the safety valve can be reliably operated.
【００４０】また、溝形案内部１２は、上記のような凹
部の溝形に限らず、図８に示すように、レール状の凸壁
２０を対向配置させて溝形とし、凸壁２０の基端部に折
れ曲がり容易な弱点部２１を形成することにより構成し
ても良い。図示の例では、弱点部２１は、薄肉部分によ
り形成されているが、細孔を連続的に直線状に配置した
ミシン目様のものにより形成することもできる。このよ
うな凸壁２０は、単電池１０が、図５及び図６に示すよ
うに膨張により押し合い、単電池１０下部に力がかかっ
た時に弱点部２１が折れ曲がり、単電池１０の膨張を許
容し、安全弁を適切に働かせるのである。Further, groove-shaped guide section 12 is not limited to a groove-shaped recess as described above, as shown in FIG. 8, a channel-shaped rail-like projecting wall 20 by opposed, the convex wall 20 You may comprise by forming the weak point part 21 which bends easily in a base end part. In the illustrated example, the weak point portion 21 is formed by a thin portion. However, the weak point portion 21 may be formed by a perforated one in which pores are continuously arranged linearly. As shown in FIGS. 5 and 6, such convex walls 20 cause the cells 10 to press against each other due to expansion, and when a force is applied to the lower part of the cells 10, the weak portion 21 is bent to allow the cells 10 to expand. , To make the safety valve work properly.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る電池モジュールケースによれば、複数枚の扁平形
状単電池を所要間隔で並列配置し得るように、該ケース
内壁面に、前記単電池の周縁部の少なくとも一部を案内
し得る溝形案内部を複数列設けたので、自立性の無い扁
平形状の単電池を安定して並列配置しつつ、所要の放熱
空間を確保することが容易に行える。As is apparent from the above description, according to the battery module case according to the present invention, the inner wall surface of the case is formed so that a plurality of flat cells can be arranged in parallel at required intervals. Since a plurality of rows of groove-shaped guide portions capable of guiding at least a part of the peripheral portion of the cell are provided, it is possible to secure a required heat radiation space while stably arranging flat cells without independence in parallel. Can be easily performed.
【００４２】また、前記溝形案内部を、周縁部にフラン
ジを有する単電池の該フランジを案内し得るように構成
しておけば、該フランジを有する単電池の並列配置及び
所要放熱空間の確保が容易に行えることに加え、フラン
ジを溝形案内部により案内し支持させることとすれば、
フランジを有しない単電池の場合に比べて溝形案内部の
間隔をより大きくとることができ、所要強度を確保しつ
つ単電池同士の間隔を狭めて電池容積の縮小化を図るこ
とができる。Further, if the groove-shaped guide portion is configured so as to be able to guide the flange of a cell having a flange at a peripheral portion, it is possible to arrange the cells having the flange in parallel and secure a required heat radiation space. In addition to the fact that the flange can be guided and supported by the groove guide,
The gap between the groove-shaped guide portions can be made larger than in the case of a single cell having no flange, and the gap between the single cells can be reduced while securing the required strength, so that the battery volume can be reduced.
【００４３】更に、前記電池モジュールケースに、該ケ
ース底部に、各単電池を支持し得る支持部を残して、通
気用開口を形成しておけば、該ケース内の風通しが良く
なり、単電池の放熱効果を促進させることができる。Furthermore, if a ventilation opening is formed in the battery module case, leaving a support portion capable of supporting each unit cell at the bottom of the case, ventilation in the case is improved, and Can promote the heat radiation effect.
【図１】本発明に係る電池モジュールケースの第１実施
形態を単電池とともに示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a battery module case according to the present invention together with a unit cell.
【図２】図１の電池モジュールケースを底側から見た斜
視図である。FIG. 2 is a perspective view of the battery module case of FIG. 1 as viewed from the bottom side.
【図３】本発明に係る電池モジュールケースの第２実施
形態を単電池とともに示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a second embodiment of a battery module case according to the present invention together with a unit cell.
【図４】図３の電池モジュールケースの内部の底面部を
示すを断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a bottom portion inside the battery module case of FIG. 3;
【図５】図３の電池モジュールケースに装填した単電池
が膨張した状態を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state where a unit cell loaded in the battery module case of FIG. 3 has expanded.
【図６】他の単電池が膨張した状態を示す図５に対応す
る断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 5, showing a state where another unit cell has expanded.
【図７】本発明の構成要素である溝形案内部の他の形態
を拡大して示す電池モジュールケースの部分断面図であ
る。FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a battery module case in which another form of the groove-shaped guide portion, which is a component of the present invention, is enlarged.
【図８】本発明の構成要素である溝形案内部の更に他の
形態を拡大して示す電池モジュールケースの部分断面図
である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a battery module case showing, in an enlarged manner, still another embodiment of a groove-shaped guide portion which is a component of the present invention.
１，１１ 電池モジュールケース ２，１０ 単電池 ３，１２ 溝形案内部 ４，１３ フランジ ５ 開口部 1,11 Battery module case 2,10 Single cell 3,12 Groove guide 4,13 Flange 5 Opening
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 史郎 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１−２ 株式会社関西新技術研究所内 (72)発明者 木下 肇 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１−２ 株式会社関西新技術研究所内 (72)発明者 矢田 静邦 大阪府大阪市中央区平野町４丁目１−２ 株式会社関西新技術研究所内 Ｆターム(参考） 5H011 AA05 BB03 KK00 KK01 5H029 AJ00 AJ11 AK03 AL06 AM02 BJ02 BJ04 HJ03 HJ16 HJ19 5H040 AA14 AA28 AS01 AS04 AT04 AT06 AY05 CC13 CC59 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shiro Kato 4-1-2 Hiranocho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside the Kansai New Technology Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Hajime Kinoshita 4 Hiranocho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka 1-2 1-2 Kansai New Technology Research Institute Co., Ltd. (72) Shizukuni Yada 4-1-2 Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka F-term (reference) 5H011 AA05 BB03 KK00 KK01 5H029 AJ00 AJ11 AK03 AL06 AM02 BJ02 BJ04 HJ03 HJ16 HJ19 5H040 AA14 AA28 AS01 AS04 AT04 AT06 AY05 CC13 CC59
Claims (3)
電解質を備え厚さ１２ｍｍ未満の扁平形状の電池容器に
て密閉されエネルギー容量が３０Ｗｈ以上且つ体積エネ
ルギー密度が１８０Ｗｈ／ｌ以上である単電池の複数枚
を、並列配置し、電気的に接続した電池モジュールを収
容するための電池モジュールケースであって、 前記電池モジュールケースは、前記複数枚の単電池を所
要間隔で並列配置し得るように、該ケース内壁面に、前
記単電池の周縁部の少なくとも一部を案内し得る溝形案
内部を複数列有することを特徴とする電池モジュールケ
ース。1. A unit cell comprising a positive electrode, a negative electrode and a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt, sealed in a flat battery container having a thickness of less than 12 mm and having an energy capacity of 30 Wh or more and a volume energy density of 180 Wh / l or more. A plurality of cells are arranged in parallel, and a battery module case for accommodating an electrically connected battery module, wherein the battery module case can arrange the plurality of cells in parallel at required intervals. A battery module case having a plurality of rows of groove-shaped guide portions on the inner wall surface of the case, the guide portions being capable of guiding at least a part of a peripheral portion of the unit cell.
有する単電池の該フランジを案内し得るように構成され
ていることを特徴とする請求項１記載の電池モジュール
ケース。2. The battery module case according to claim 1, wherein the groove-shaped guide portion is configured to be able to guide the flange of a unit cell having a flange at a peripheral edge portion.
底部に、各単電池を支持し得る支持部を残して、通気用
開口が形成されていることを特徴とする請求項１又は２
に記載の電池モジュールケース。3. The battery module case according to claim 1, wherein a ventilation opening is formed at a bottom of the case, leaving a support portion capable of supporting each unit cell.
The battery module case according to 1.
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