JP2013143271A - リチウムイオン二次電池および電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態にかかるリチウムイオン二次電池では、コイル部は、シート状の一対の電極と当該一対の電極の間に配置されたシート状の介在物とが巻かれて偏平に構成される。筐体には、コイル部のそれぞれを電解質に浸された状態で収容する相互に並行した複数の収容部が設けられる。筐体は、外壁部と、互いに隣接する収容部を隔てる内壁部と、を有する。外壁部と内壁部とは、一体成形される。蓋部は、筐体に結合され、収容部のそれぞれに対応した複数の開口部を覆う。蓋部には、電極が貫通する貫通部が設けられる。シール部は、筐体と蓋部との間に設けられ、複数の収容部をそれぞれ区分された状態にシールする。
【選択図】図5
Description
組電池1は、直列または並列に接続された複数の電池4(単電池、単位電池、図5参照)を有し、本実施形態では、一例として、二次電池(蓄電池、充電式電池)として構成されている。組電池1は、種々の装置や、機械、設備等に設置されうる。一例として、組電池1は、自動車(車両)等の移動体や家庭用のテレビや商用のPOS(point of sales)システムに電力を供給する定置型の電源装置に搭載されうる。
本変形例では、一例として、図13に示されるように、ケース2Aの凹部2dの断面形状が長円状である。すなわち、凹部2dの内周面2d1(内面)は、コイル部5の層状体5e(の巻かれた部分)の外周面5e1に沿っている。よって、本変形例によれば、一例としては、コイル部5が凹部2d内に収容される際に、外周面5e1が内周面2d1にガイドされて、コイル部5が凹部2d内により円滑に収容される。また、一例としては、凹部2dのデッドスペースが減るため、電解質の容積(量)を減らすことができる。なお、本変形例にかかる組電池1Aは、凹部2dの断面形状が異なる点を除き、上記第1実施形態の組電池1と同様である。よって、本変形例によっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
本変形例では、一例として、図14に示されるように、ケース2Bの凹部2d(コイル部5、電池4)の数が上記実施形態や変形例に比べて少ない。このように、本発明は、凹部2d(コイル部5、電池4)の数を適宜に変更して構成することができる。なお、本変形例にかかる組電池1Bは、凹部2d(コイル部5、電池4)の数(本変形例では三つ)が異なる点を除き、上記第1変形例の組電池1Aと同様である。よって、本変形例によっても、上記実施形態や変形例と同様の効果が得られる。
本変形例では、一例として、図15に示されるように、ケース2Cには、容積が異なる複数の凹部2d(収容部)が含まれている。凹部2dの容積を異ならせることで、例えば、各凹部2dの熱容量や、放熱性等を異ならせることができる。よって、一例としては、組電池1C内で、何らかの要因(組電池1Cにおける要因や、外的な要因等)で局所的に高温となる部分があった場合等に、当該部分に位置された凹部2dの容積を他の部分に位置された凹部2dの容積より大きくすることができる。これにより、一例としては、当該高温となる部分での温度上昇を抑制することができる。また、本変形例では、複数の凹部2d(電池4)が列状に配置され、複数の凹部2dの列の中央部に位置された凹部2da(第一の収容部)の容積が当該凹部2daより列の端部側に位置された凹部2db,2dc(第二の収容部)の容積より大きい。また、凹部2dbの容積が、凹部2dcの容積より大きい。本変形例のように凹部2d(電池4)が列状に並べられた場合、列の中央部では、列の端部より温度が高くなりやすい場合がある。これは、両側に他の凹部2d(電池4)が位置されたり、外部との接触面積がより小さくなったりするためである。この点、本変形例によれば、列の中央部に位置された凹部2daの温度上昇を抑制しやすくなる。また、本変形例では、一例として、凹部2daの幅Wa(凹部2dおよびコイル部5の厚さ方向(配列方向、重なり方向、X方向)の長さ)が凹部2db,2dcの幅Wb,Wcより大きい。これにより、本変形例によれば、一例としては、凹部2dの深さ(高さ)や長さを異ならせる場合に比べて、凹部2dの容積を種々に設定しやすい。また、一例としては、各凹部2da,2dbに深さ方向に延びた隙間gが設けられるため、電解質が液状である場合には、対流による熱の拡散が生じやすく、これにより、一例としては、局所的に高温となる部分が生じにくい。なお、本変形例にかかる組電池1Cは、互いに容積が異なる複数の凹部2dを有する点を除き、上記第1変形例の組電池1Aと同様である。よって、本変形例によっても、上記実施形態や変形例と同様の効果が得られる。
本変形例では、一例として、図16に示されるように、ケース2Dには、厚さが異なる複数の隔壁2e(内壁部、壁部)が含まれている。隔壁2eの厚さを異ならせることで、例えば、各隔壁2eひいては各凹部2dの熱容量や、放熱性等を異ならせることができる。よって、一例としては、組電池1D内で、何らかの要因(組電池1Dにおける要因や、外的な要因等)で局所的に高温となる部分があった場合等に、当該部分に位置された凹部2dに隣接した隔壁2eの厚さを他の部分に位置された凹部2dに隣接した隔壁2eの厚さより大きくすることができる。これにより、一例としては、隔壁2eを介しての放熱効果が得られる場合には、当該高温となる部分での温度上昇を抑制することができる。また、一例としては、厚さが大きい隔壁2ea内に、金属材料等の熱伝導性の比較的高い(ケース2Dの合成樹脂材料より高い)部材が設けられる(埋められる)ことができる。この場合、熱伝導性の高い部材は、一例としては、インサート成形によって隔壁2ea内に設ける(埋める)ことができる。また、本変形例では、複数の凹部2d(電池4)が列状に配置され、複数の凹部2d(電池4)の列の中央部に位置された隔壁2ea(第一の内壁部)の厚さThaが当該隔壁2eaより列の端部側に位置された隔壁2eb,2ec(第二の内壁部)の厚さThb,Thcより大きい。また、隔壁2ebの厚さThbが、隔壁2ecの厚さThcより大きい。本変形例のように、凹部2d(電池4)が列状に並べられた場合、列の中央部では、列の端部より温度が高くなりやすい場合がある。この点、本変形例によれば、複数の凹部2d(電池4)の列の中央部に位置された凹部2dに隣接した隔壁2eaによる放熱性をより高めやすくなるため、凹部2dの温度上昇を抑制しやすくなる。なお、本変形例にかかる組電池1Dは互いに容積が異なる複数の隔壁2eを有する点を除き、上記第1変形例の組電池1Aと同様である。よって、本変形例によっても、上記実施形態や変形例と同様の効果が得られる。
本変形例では、一例として、図17に示されるように、ケース2Eには、ケース2Dと同様、厚さが異なる複数の隔壁2e(内壁部、壁部)が含まれている。よって、本変形例によれば、上記第4変形例と同様の効果が得られる。また、本変形例では、一例として、厚さが大きい隔壁2ea内に、流体(例えば、空気、水、液体、冷媒等)の通路2jが設けられている。よって、本変形例によれば、一例としては、通路2jを通る流体により、隔壁2eaひいてはこれに隣接する凹部2dを冷却することができる。よって、本変形例によれば、一例としては、より局所的に高温となる部分が生じにくい。また、本変形例では、複数の凹部2d(電池4)の列の中央部に位置された凹部2dに隣接した隔壁2eaによる放熱性をより高めやすくなるため、凹部2dの温度上昇を抑制しやすくなる。なお、通路2jは、一例としてZ方向に沿っているが、これには限定されない。また、ケース2Eの側壁2bまたは端壁2cと隔壁2eとが交叉した部分には、図示されない結合具(一例としてはねじ)が結合される結合部2k(一例としては雌ねじ孔)が設けられている。カバー(図示されず)に設けられた貫通部(図示されず)を貫通した結合具が結合部2kに結合されることにより、ケース2Eとカバーとを結合することができる。本変形例にかかる組電池1Eは、隔壁2eに通路2jが設けられている点を除き、上記第4変形例の組電池1Dと同様である。よって、本変形例によっても、上記実施形態や変形例と同様の効果が得られる。
本変形例では、一例として、図18に示されるように、ケース2Fの凹部2d(収容部)に、コイル部5を支持する支持部として、凹部2mならびに凸部2nが設けられている。具体的に、凹部2mはコイル部5の一端部5fおよび他端部5g(図18では一端部5fのみ図示)に対向して設けられ、一端部5fおよび他端部5gを少なくとも部分的に収容している。また、凸部2nは、コイル部5の外周面5e1のうち平坦な部分を支持する突起として、隔壁2e(壁部、内壁部)または端壁2c(壁部、外壁部)に設けられている。よって、本変形例によれば、一例としては、凹部2d内でコイル部5が移動したり振動したりするのが抑制されやすい。このような構成は、容積がより大きい凹部2d(例えば、上記第3変形例の凹部2da等)においてより効果的である。なお、本変形例にかかる組電池1Fは、支持部として凹部2mならびに凸部2nが設けられている点を除き、上記第1変形例の組電池1A等と同様である。よって、本変形例によっても、上記実施形態や変形例と同様の効果が得られる。
本変形例では、一例として、図19に示されるように、上記第1実施形態(図10参照)とは、電熱部7の位置が異なっている。具体的に、本変形例では、電熱部7aの接合面2p,3g(接合部)の沿う方向(Y方向、XZ平面に沿った方向)と電熱部7bの端面2iおよび裏面3e(接合面、接合部)の沿う方向(X方向、YZ平面に沿った方向)とが異なっている。よって、本変形例によれば、一例としては、複数の方向から組電池1Gに作用する外力に対するケース2Gとカバー3Gとの接合部の強度を、向上しやすくなる。なお、本変形例にかかる組電池1Gは、電熱部7の位置が異なる点を除き、上記第1実施形態の組電池1と同様である。よって、本変形例によっても、上記実施形態や変形例と同様の効果が得られる。
Claims (10)
- シート状の一対の電極と当該一対の電極の間に配置されたシート状の介在物とが巻かれた複数の偏平なコイル部と、
前記コイル部のそれぞれを電解質に浸された状態で収容する相互に並行した複数の収容部が設けられ、外壁部と、互いに隣接する前記収容部を隔てる内壁部と、を有し、前記外壁部と前記内壁部とが一体成形された筐体と、
前記筐体に結合され、前記収容部のそれぞれに対応した複数の開口部を覆い、前記電極が貫通する貫通部が設けられた蓋部と、
前記筐体と前記蓋部との間に設けられ、前記複数の収容部をそれぞれ区分された状態にシールするシール部と、
を備えたリチウムイオン二次電池。 - 前記電極が前記蓋部の外側で当該蓋部に沿った状態に屈曲され、対応する複数の電極の前記蓋部に沿った部分同士が接合された、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
- 複数の前記収容部には、互いに容積が異なる複数の前記収容部が含まれた、請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記複数の収容部が列状に配置され、
前記複数の収容部の列の中央部に位置された第一の前記収容部の容積が当該第一の収容部より前記列の端部側に位置された第二の前記収容部の容積より大きい、請求項3に記載のリチウムイオン二次電池。 - 互いに厚さが異なる複数の前記内壁部を有した、請求項1〜4のうちいずれか一つに記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記複数の収容部が列状に配置され、
前記複数の収容部の列の中央部に位置された第一の前記内壁部の厚さが当該第一の内壁部より前記列の端部側に位置された第二の前記内壁部の厚さより大きい、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池。 - 前記内壁部に、流体の通路が設けられた、請求項5または6に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記筐体および前記蓋部のうち少なくとも一方に、前記筐体と前記蓋部とを加熱して溶着させる電熱部が設けられた、請求項1〜7のうちいずれか一つに記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記電熱部が、前記シール部より前記収容部に電解質が収容された状態での上方に位置された、請求項8に記載のリチウムイオン二次電池。
- シート状の一対の電極と当該一対の電極の間に配置されたシート状の介在物とが巻かれた複数の偏平なコイル部と、
前記コイル部のそれぞれを電解質に浸された状態で収容する複数の収容部が設けられた筐体と、
前記筐体に結合され、前記収容部のそれぞれに対応した複数の開口部を覆う蓋部と、
前記筐体と前記蓋部との間に設けられ、前記複数の収容部をそれぞれ区分された状態にシールするシール部と、
を備えた電池。
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