JP2014179295A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 外部の衝撃に強いフィルム外装電池、組電池、電池モジュールを提供する。
【解決手段】 フィルム外装電池の周辺部に枠体を載置し、枠体の厚みはとなりあうフィルム外装電池の周辺部の間隔よりも小さい。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複数のフィルム外装電池を積層した組電池および、それを組み込んだ電池モジュールや電池パックに関する。

電気自動車、電動バイク、電動アシスト自転車をはじめとする車両などに用いる電源や、家屋やビル等で用いられる電源には、リチウムイオン電池を組み込んだ電池モジュールや電池パックが用いられている。
リチウムイオン電池には正極と負極とをセパレーターを介して積層したものを巻回した巻回型や、正極と負極とをセパレーターを介して積層したものを固定した積層型があり、これらの形状は柱状または扁平状が一般的である。
これらのなかでも、扁平状のリチウムイオン電池は、概ね矩形状をしていることから密に機器内に収容できるうえに、電池要素をフィルム状の部材で外装することによって軽量化することができるので、電源機器として高い体積エネルギー密度や質量エネルギー密度を実現することができる。とりわけ、軽量という意味では、車両などの動力用モーター等の電源用の電池として重要視されている。

一方、フィルム外装電池は、厚みの大きなアルミ缶等のケースに収納した電池に比べて、衝撃等に対する強度が小さい。このため、フィルム外装電池の発電要素に対応した個所に開口を設けた枠状の部材を配置し、外装材の周囲の熱溶着部を枠で挟持し、積層した電池が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照）。

特開２００４−１０３２５８ 特開２００６−１７２８８２ 特開２００７−０８７９２２ 特表２０１２−５２３０８６

しかしながら、特許文献１〜４に記載のフィルム外装電池においては、フィルム外装電池は、製造のばらつきによっても厚みが変わるため、枠体の厚みは電池要素を収容できる程度に大きめに形成している。フィルム外装電池の厚さが枠体の厚さよりも小さくなると、枠体はフィルム外装体の電池要素の周辺部のみで挟持または載置することになる。
フィルム外装電池が大型化すると電池の重量も大きくなるため、フィルム外装電池の周辺部に加わる機械的ストレスも増加することになる。フィルム外装電池の周辺部は、フィルム同士を熱融着していたり、フィルム同士が折り返しているだけの厚みが小さい部分なので、機械的強度が弱い傾向にある。したがって、周辺部への機械的ストレスが増加すると、外装フィルムが破れたり、熱溶着した部分が開口してしまうおそれがある。
そこで本発明は、フィルム外装電池を積層した組電池や電池モジュールにおいて、外部からの衝撃に対する耐久性が高く、フィルム外装電池に加わるストレスも低減した組電池や電池モジュールを提供するものである。

本発明の課題は、電池要素を収容する電池要素収容部と、電池要素収容部のまわりの外装フィルムの一部または全部に形成されたフランジ部と、正極引出タブおよび負極引出タブと、を備えたフィルム外装電池が複数積層された組電池であって、前記組電池は、外周部と、当該外周部の内側に開口部を有する枠体をさらに備え、前記枠体の前記外周部が、となりあうフィルム外装電池のフランジ部のあいだに位置するように配置し、前記フィルム外装電池は、となりあうフィルム外装電池の少なくとも一方と接着部材を介して固定した組電池によって解決することができる。

本発明によれば、フィルム外装電池において厚みが小さい周辺部のみで、フィルム外装電池に載置されることがないで、フィルム外装電池が大型化しても、フランジ部などに加わるストレスを抑制することができ、外部からの衝撃にも強い組電池および電池モジュールを提供することができる。
特に、電気自動車や、電動バイク、電動アシスト自転車に用いる電池モジュールや電池パックに組み込まれる組電池のように、振動、衝撃を常時受ける用途に用いても、長時間にわたり安定した動作が期待でき、電動自転車等への配置の自由度が大きな組電池を提供することができる。

図１は、本発明に使用するフィルム外装電池の一例を示す図である。 図２は、本発明における、フィルム外装電池に装着する枠体の一例を示す図である。 図３は、本発明における、フィルム外装電池に装着する箱体の一例を示す図である。 図４は、本発明における、フィルム外装電池と枠体との配置の一例を示す図である。 図５は、本発明における、フィルム外装電池と枠体との配置の別の一例を示す図である。 図６は、本発明に使用するフィルム外装電池の別の一例を示す図である。 図７は、本発明における、フィルム外装電池に装着する枠体の別の一例を示す図である。 図８は、本発明における、フィルム外装電池に装着する箱体の別の一例を示す図である。 図９は、本発明における、フィルム外装電池と枠体との配置の別の一例を示す図である。 図１０は、本発明における、フィルム外装電池と枠体との配置の別の一例を示す図である。 図1１は、本発明における、組電池の一例を模式的に示す外観斜視図である。

図１に本発明の組電池や、電池モジュール、電池パックに使用するフィルム外装電池の一例の外観図を示す。
フィルム外装電池１００は、外面側には耐候性が大きなフィルムを積層し、内面側には、熱溶着樹脂層を積層したフィルム外装材が用いられる。一例を挙げれば、アルミニウム箔の外面側にポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等の耐候性が大きなフィルムを積層し、内面側には、ポリエチレンフィルム等の熱溶着性の合成樹脂フィルム等を積層した積層フィルムを挙げることができる。

フィルム外装電池は、電池要素や電解液等をフィルム外装材の電池要素収容部１１０に収容し、正極引出タブ１２０と、負極引出タブ１３０とを、フィルム外装材の外に引き出した構造になっている。
電池要素は、主材として正極活物質を担持した正極電極と、主材として負極活物質を担持した負極電極とが、セパレーターを介して積層または巻回している。
正極引出タブの一端は正極電極と電気的に接続し、他端をフィルム外装材の外に引き出しており、負極引出タブの一端は負極電極と電気的に接続し、他端をフィルム外装材の外に引き出している。

フィルム外装材は、上端部１１１、上端部外縁１１１Ａ、下端部１１２、下端部外縁１１２Ａ、側部１１３、側部外縁１１３Ａを備えており、図１では、上端部１１１が正極引出タブと負極引出タブの引出方向になっている。上端部１１１、下端部１１２、側部１１３などのフランジ部は、その一部また全部が、電池要素収容部に電解液を注入した後に熱溶着で封止することによって、フィルム外装材の内部に電解液を収容している。

図１は、電池要素の両面に配置した２枚のフィルム外装材の外縁の四辺を熱溶着するものを模式的に説明したものであるが、これに限らず、１枚のフィルム外装材を折り曲げて電池要素を両面から覆い、電解液を注液した後に残りの３辺を熱溶着することで作製したものであっても良く、外周部の封止部分は適宜決定することができる。

フィルム外装電池のフランジ部は後に説明する枠体等を載置したり、枠体の移動を抑制する部分になるので、本発明においては、少なくとも上端部１１１と下端部１１２にフランジ部を設けるか、または、少なくとも上端部と両側部に設けるのが好ましい。
正極引出タブ１２０と負極引出タブ１３０とは両方を上端部外縁または下端部外縁から引き出しても良いし、対向する外縁から別々に引き出してもよい。
なお、本発明においては、正極引出しタブ１２０または負極引き出しタブ１３０の少なくとも一方を引き出している端部を便宜的に上端部とし、対向する他方を便宜的に下端部とし、上端部と下端部とは異なる端部を便宜的に側部としているが、特に特定しない限りは、上端部が下端部よりも地面に対して垂直な上方に位置することを意味するわけではない。

本発明のフィルム外装電池の構成の一例を挙げれば、電池本体の正極電極には、活物質としてリチウムマンガン複合酸化物やリチウムコバルト複合酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物を活物質として用いることができ、これに適宜導電性付与材やその他の添加剤を加えることができる。集電箔としては、アルミニウム箔等のように正極の電位が加わっても安定な金属を挙げることができる。
また、負極電極には、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料等を、カーボンブラック等の導電性付与材、結着剤等を混合したスラリーを銅箔等に塗布乾燥したものを用いることができる。
フィルム状の外装材を用い、正極引出タブと負極引出タブを外装材の外部に導出した蓄電素子としては、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等を挙げることができる。それらの蓄電素子を外装フィルムに収容した部分の構成を詳細に説明はしないが、本発明がそれらの蓄電素子にも適用可能である。

図２は、本発明における、フィルム外装電池に装着する枠体の一例を示す図である。
図２Ａは、斜視図であり、図２Ｂは、図２ＡのＸ−Ｘ断面図である。
図２Ｃは、図２Ａとは反対面から見た枠体を示す図であって、ここではほぼ左右対称の構造を有しているが、必ずしも左右対称である必要はない。
また、便宜的に矢印Ａの方向がフィルム外装電池の上端部側に対応するものとして説明する。
枠体２０１ａは、強度が大きいＡＢＳ、ポリカーボネート等の合成樹脂製の成形体で作製しており、フィルム外装電池（図示しない）のフランジに対応する枠体の外周部の内側には、電池要素収容部に対応する空間部２０２を形成している。
枠体２０１ａにおける外周部の表面２０３は、フィルム外装電池のフランジ部と対向し、外周部における空間部側の側面は、電池要素収容部に対向する。
これによって、組電池が衝撃を受けたときでもフィルム外装電池やこれを組み込んだ組電池が電池ケース（図示せず）に衝突せず、枠体で受け止めることでフィルム外装電池が受ける衝撃の強さを緩和している。

また、枠体の外周部における空間部側とは反対の側面には、平坦面２０９を形成しているが、これは、複数のフィルム外装電池を積層して複数の枠体を配置する場合に、この平坦面２０９にテープ等の固定部材や、補強部材を接着等をしやすくするためである。
組電池の軽量化のために、凹部２０６を形成してもよい。ここで凹部２０６を貫通孔にしてもよいが、枠体の外周部の内面側はフィルム外装体と接触するので、内面側は平滑にしておくほうが好ましい。
上端部および下端部における空間部を配置した側とは反対の面についても同様に凹部を形成することができる。

また、枠体の外周部におけるフィルム外装電池の正極引出タブおよび負極引出タブの引出方向に対応する部分の上端側面には、ねじ止めやピン止め、あるいは溶接などによってタブを固定する締結部２１０Ａを設けることができる。
このようにすることで、枠体の表裏側にフィルム外装電池を配置した場合、表側と裏側のフィルム外装電池の引出タブが締結部２１０Ａのうえで重なるように折り曲げ、ねじ等の締結部材でこれらのタブを枠体に固定すれば、タブ同士の電気的接続および枠体への固定を同時に行うことができる。図２においては、ねじ止めの穴を例示している。

図３は、本発明における、フィルム外装電池に装着する箱体の例を示す図である。
図３Ａは、斜視図であり、図３Ｂは、図３ＡのＸ−Ｘ断面図である。
図３Ｃは、図３Ａとは反対面から見た箱体を示す図であり、ここでは、フィルム外装電池における正極引出タブと負極引出タブとをいずれも同じ端部から引き出した構成に対応する形状をしているが、タブの引出方向や寸法に応じて適宜変形することが可能である。
図２において説明した枠体２０１ａの外周部の内側には空間部が形成されていたのに対して、図３で示すものは、外周部の内部に中板２０４を設けており、中板の両面をそれぞれ底部とした凹部が、箱体の両面に形成されている点が相違している。
他の部分で、先に示した図３と同様の構成については、ここでは詳細な説明は省略する。

図３で示す箱体２０１ｂは、中板２０４を設けることにより図２で示した枠体２０１ａに比べて質量も増加する。しかし、これを組電池に配置することで強度が増すとともに、所定の間隔毎にフィルム外装電池に配置すれば、電池要素収容部が中板２０４と接触するので、電池要素の特定部分に負荷が集中することや、１つのフィルム外装電池に負荷が集中することを防ぐ効果がある。
なお、図３において中板２０４を設ける位置を厚み方向の中心に配置し、中板の両面に同じ凹部を備えたものにしているが、形状はこれに限られない。装着する電池の形状や、組電池における配置位置に応じて変形可能で、たとえば厚み方向の中心から一方側にずらして配置してもよいし、厚み方向の一端側に寄せて一方の面だけに凹部を有する箱体にしてもよい。

図４は、図２に示す枠体をフィルム外装電池に装着し、フィルム外装電池を積層して組電池を形成する際の配置を模式的に説明する図である。
図４では、最下段にフィルム外装電池１００を配置し（図では見えない）、当該フィルム外装電池１００の電池要素収容部１１０の周囲に形成したフランジ部に、枠体２０１ａの外周部を載置している。さらに、最下段のフィルム外装電池の電池要素収容部に接着部材２３０で別のフィルム外装電池を接着している。このときの枠体２０１ａの厚みは、最下段のフィルム外装電池のフランジ部の上面と、そのうえに重ねたフィルム外装電池のフランジ部の下面との間隔と等しいか、小さくしている。この構成によれば、組電池はフィルム外装電池同士の接着で固定されており、フィルム外装電池のフランジには枠体が１つ載置された分だけの負荷がかかるのみとなる。したがって、枠体に対してフランジだけでフィルム外装電池に載置するよりも、はるかにフランジに対する負荷を小さくすることができる。

なお、図４では、フィルム外装電池のフランジとして電池要素収容部１１０の周りに、上端部１１１、下端部１１２、両側の側部１１３の４辺を形成しているが、上端部１１１および下端部１１２の少なくとも２辺をフランジとし、側部１１３の形成は任意としてもよい。あるいは、上端部１１１と２つの側部１１３の少なくとも３辺をフランジとして、下端部１１２の形成は任意としてもよい。
接着部材は両面接着テープやホットメルト接着剤、あるいはその他、任意の方法を用いることができるが、作業性を考慮すると両面接着テープが好ましい。
以上の説明では、フランジは、電池要素の積層方向の中心部に設ける例を示しているが、電池要素の積層方向のいずれかの端部側に設けても良い。

また、図４では正極引出タブと負極引出タブが引き出された辺の向きをそろえた状態で積層しているが、引き出される向きを別々の方向にしてもよい。
ここでは、となりあうフィルム外装電池が直列接続されるように、枠体の表裏側でフィルム外装体は反転して配置されている。枠体の一方の側のフィルム外装電池の正極引出タブと、枠体の他方の側の負極引出タブとを、フィルム外装体の上端部側に対応する枠体の外周部の上端部側の側面に設けた締結部に重なるように配置し、ねじ止めやピン止め、または溶接などの締結手段で枠に固定するとともに電気的接続を行っている。図示しないが、ここでは、ねじ止め用の穴を形成している。

また、枠体の寸法は、フィルム外装電池の上端部外縁１１１Ａ、下端部外縁１１２Ａ、側部外縁１１３Ａの外周縁と一致するか、フィルム外装電池の外周縁よりも外側となるように形成するのが好ましい。
さらにフィルム外装電池を積層する場合には、これらの構成を繰り返すことで形成することができる。このとき、電池を直列に接続するのであれば、となり合うフィルム外装電池を重ねた時に、正極タブと負極タブが重なるように交互に反転させながらフィルム外装電池を配置するのが好ましい。

図５は、図２で示した枠体２０１ａと、図３で示した箱体２０１ｂとを使用してフィルム外装電池を積層したときの配置を模式的に説明する図である。
図５では、最下段に箱体２０１ｂを配置し、箱体２０１ｂの中板２０４にフィルム外装電池を載置している。最下段の箱体に載置したフィルム外装電池１００の電池要素収容部１１０の周囲に形成されたフランジ部に、枠体２０１ａの外周部を載置している。さらに、最下段の箱体に載置されたフィルム外装電池の電池要素収容部に接着部材２３０で別のフィルム外装電池を接着している。このときの箱体２０１ｂの中板２０４から、箱体の外周部の表面２０３が位置する平面までの距離は、最下段のフィルム外装電池のフランジ部の下面から、箱体の中板の上面までの距離と等しいか、小さくしている。また、枠体２０１ａの厚みは、最下段のフィルム外装電池のフランジ部の上面と、そのうえに重ねたフィルム外装電池のフランジ部の下面との間隔と等しいか、小さくしている。この構成によれば、箱体や枠体の外周部に対応するフランジ部だけでフィルム外装電池が保持されることなく、フランジに対する負荷を小さくすることができる。

なお、フィルム外装電池の形状、タブの向き、枠体については図４において説明しているため、ここでは詳細な説明は省略する。また、箱体の寸法も枠体と同様に、フィルム外装電池の上端部外縁１１１Ａ、下端部外縁１１２Ａ、側部外縁１１３Ａの外周縁と一致するか、フィルム外装電池の外周縁よりも外側となるように形成するのが好ましい。
さらにフィルム外装電池を積層する場合には、図２で示す枠体を用いてフィルム外装電池を重ねていってもよいし、任意の間隔で図３に示す箱体を組込みながら、フィルム外装電池を重ねていってもよい。組電池の配置が、正極引出タブまたは負極引出タブの引出方向が地面に対して垂直方向になるなど、地面に対して水平方向以外となる場合には、最上部には箱体を配置するのが好ましい。そのようにすることで、組電池の両面を箱体で保護することが可能となり、衝撃に強い組電池を提供することができる。

図５では、内部空間を有する枠体２０１ａと、中板２０４を有する箱体２０１ｂとを交互に積層したものを例示しているが、これに限らない。枠体２０１ａか箱体２０１ｂの一方を連続して配置して、他方のものと積層したものであっても良く、箱体２０１ｂのみで組電池を形成してもよく、適宜組み合わせを変えることができる。

図６は、本発明に使用するフィルム外装電池に別の一例を示す図であり、正極引出タブおよび負極引出タブに延長タブを接合した例を説明する図である。
フィルム外装電池１００の正極引出タブ１２０には、正極延長タブ１２２の一端をスポット溶接、超音波溶着等の溶着手段で接合している。図６では、正極延長タブ１２２の一端は正極タブの先端に接合しており、延長タブの他端は、正極引出タブの引出方向と直角方向であって、負極引出タブが存在しない側に向くように配置している。
また、負極引出タブ１３０には、一端を負極引出タブに接合した負極延長タブ１３２を接合しており、正極延長タブ１２２を引き出した方向とは反対方向へ延びており、正極および負極側の延長タブには、ニッケル、ニッケル合金等で作製したものを使用することができる。

図７は、本発明のフィルム外装電池に装着する枠体の別の一例を示す図である。
図７Ａは、斜視図であり、図７Ｂは、図７ＡのＸ−Ｘ断面図である。
図７Ｃは、図７Ａとは反対面から見た枠体を示す図であって、ここでは非対称の構造を有している。
枠体２０１ｃについて、枠体２０１ａと同様の構成を有する部分については同じ符号で示しており、ここでは、枠体２０１ａと異なる部分を主に説明する。
図７Ａで示すように、枠体の側面の上方の端部には、側面締結部２１０Ｂを有している。図６に示した正極延長タブ、および負極延長タブを備えたフィルム外装電池を枠体の表裏に配置し、一方のフィルム外装電池の正極延長タブと、他方のフィルム外装電池の負極延長タブとを、側面締結部２１０Ｂに重なるように配置し、これらのタブをねじ止めやピン止め、あるいは溶接などの締結手段を用いて枠体に固定することで、直列に接続したフィルム外装電池の間に枠体を形成することができる。

また、側面締結部２１０Ｂを設けた側とは反対側の側面に隣接する、当該反対側の側面付近の積層面には、外部との締結部２１２を設けており、正極延長タブまたは負極延長タブと外部との電気的接続を行うために利用している。
積層面に設けた外部との締結部２１２を配置した側とは反対側の積層面には、積層面の端部が外側に延びた凸条部２１４を有している。前記凸条部２１４は、隣接する正極延長タブと負極延長タブ間の沿面距離を長くするとともに、誤接続を防止し、給電部への導電体の接触を防止する機能を果たしている。
隣接する電池保持体面同士が直接接触する積層面には、位置決め用凹部２１６と、前記位置決め用凹部２１６に挿通可能な位置決め用凸部２１８を設けることができる。位置決め用の凸部の高さは、フィルム外装電池の厚みと枠体の厚みとの差よりも大きくしておくことで、となりあう枠体の外周部の表面２０３同士が接しなくても、大きな位置ずれを防止することができる。

図８は、本発明のフィルム外装電池に装着する箱体の別の一例を示す図である
図８Ａは、斜視図であり、図８Ｂは、図８ＡのＡ−Ａ断面図である。
図８Ｃは、図８Ａとは反対面から見た箱体を示す図であり、ここでは、フィルム外装電池における正極引出タブと負極引出タブとをいずれも同じ端部から引き出した構成に対応する形状をしているが、タブの引出方向や寸法に応じて適宜変形することが可能である。
図７において説明した枠体２０１ｃの外周部の内側には空間部が形成されていたのに対して、図８で示す枠体２０１ｄは、外周部の内部に中板２０４を設けており、中板の両面をそれぞれ底部とした凹部が、箱体の両面に形成されている点が相違している。
他の部分は、先に示した図７と同様の構成であるので詳細な説明は省略する。

図９は、図７に示す枠体をフィルム外装電池に装着し、フィルム外装電池を積層していく際の配置を模式的に説明する図である。
図９では、最下段にフィルム外装電池１００を配置し（図示しない）、当該フィルム外装電池１００の電池要素収容部１１０の周囲に形成されたフランジ部に、枠体２０１ｃの外周部を載置している。さらに、最下段のフィルム外装電池の電池要素収容部に接着部材２３０で別のフィルム外装電池を接着している。
このときの枠体２０１ｃの厚みは、最下段のフィルム外装電池のフランジ部の上面と、そのうえに重ねたフィルム外装電池のフランジ部の下面との間隔と等しいか、小さくしている。この構成によれば、組電池はフィルム外装電池同士の接着で固定しており、フィルム外装電池のフランジには枠体を１つ載置した分だけの負荷がかかるのみとなる。したがって、枠体に対してフランジだけでフィルム外装電池に載置するよりも、はるかにフランジに対する負荷を小さくすることができる。

また、図９では正極引出タブと負極引出タブの位置に対応する枠体の外周部が幅広になっており、正極引出タブと負極引出タブのそれぞれの先端が枠体の外縁から突出しないような形状になっている。
なお、図９では、フィルム外装電池のフランジとして電池要素収容部１１０の周りに、上端部１１１、下端部１１２、両側の側部１１３の４辺を形成しているが、上端部１１１および下端部１１２の少なくとも２辺をフランジとし、側部１１３の形成は任意としてもよい。あるいは、上端部１１１と２つの側部１１３の少なくとも３辺をフランジとして、下端部１１２の形成は任意としてもよい。
接着部材は両面接着テープやホットメルト接着剤、あるいはその他の任意の手段を用いることができるが、作業性を考慮すると両面接着テープが好ましい。

また、図９では正極引出タブと負極引出タブが引き出された辺の向きをそろえた状態で積層しているが、引き出される向きを別々の方向にしてもよい。
また、枠体の寸法は、フィルム外装電池の上端部外縁１１１Ａ、下端部外縁１１２Ａ、側部外縁１１３Ａの外周縁と一致するか、フィルム外装電池の外周縁よりも外側となるように形成するのが好ましい。
さらにフィルム外装電池を積層する場合には、これらの構成を繰り返すことで形成することができる。このとき、電池を直列に接続するのであれば、となり合うフィルム外装電池を重ねた時に、正極タブと負極タブが重なるように交互に反転させながらフィルム外装電池を配置すればよい。

図１０は、図７で示した枠体２０１ｃと、図８で示した箱体２０１ｄとを使用してフィルム外装電池を積層したときの配置を模式的に説明する図である。
図１０では、最下段に箱体２０１ｄを配置し、箱体２０１ｄの中板２０４にフィルム外装電池を載置している。最下段の箱体に載置したフィルム外装電池１００の電池要素収容部１１０の周囲に形成されたフランジ部に、枠体２０１ｃの外周部を載置している。
さらに、最下段の箱体に載置したフィルム外装電池の電池要素収容部に接着部材２３０で別のフィルム外装電池を接着している。このときの箱体２０１ｄの中板２０４から、箱体の外周部の表面２０３が位置する平面までの距離は、最下段のフィルム外装電池のフランジ部の下面から、箱体の中板の上面までの距離と等しいか、小さくしている。

また、枠体２０１ｃの厚みは、最下段のフィルム外装電池のフランジ部の上面と、そのうえに重ねたフィルム外装電池のフランジ部の下面との間隔と等しいか、小さくしている。 この構成によれば、箱体や枠体の外周部に対応するフランジ部だけでフィルム外装電池が保持されることなく、フランジに対する負荷を小さくすることができる。
なお、フィルム外装電池の形状、タブの向き、枠体については図９および図５において説明しているため、ここでは詳細な説明は省略する。

図１１は、本発明の組電池を電池パックに装着する場合の一例を説明する図である。
フィルム外装電池を複数重ねあわせて、それぞれのフランジの間に枠体を装着している。このとき、組電池の各電池を、直列または並列に電気接続することで所望の電圧、あるいは電流容量を有する電池モジュール３００を作製することができる。図１１で示す電池モジュールは、５個のフィルム外装電池を直列接続した例を示すものであり、図１１Ａは電池モジュール全体を示す斜視図であって、図１１Ｂは、図１１ＡにおけるＣの部分を拡大して示す図である。

正極引出タブに一端を接合した正極延長タブ１２２ａは、正極引出タブの引出方向と直角方向であって、負極引出タブとは反対方向に伸びて、枠体２０１ｃの側面に回り込むことなく、電池保持体の積層面の最外面に設けた積層面締結部２１２でねじ止めしている。
一方、負極引出タブに一端を接合した負極延長タブ１３２ａ、１３３ｄは、正極延長タブ１２２ａの引出方向とは反対方向へ引き出している。そして、隣接するフィルム外装電池の正極延長タブ１２２ｂとともに、枠体の外周部の表面から側面へと折り曲げて、枠体の側面に設けた側面締結部２１０Ｂでねじ止めすることで相互の電気的接続を行っている。

一方、正極延長タブ１２２ｂを備えたフィルム外装電池において、正極延長タブ１２２ｂとは反対側に引き出した負極引出タブ（図示しない）は、負極延長タブ１３２ａを有するフィルム外装電池とは異なる側の、となりのフィルム外装電池の正極延長タブ（図示しない）と接続している。このような接続を繰り返し、５つのフィルム外装電池が直列で接続されて電池モジュール３００が完成する。
図１１では、フィルム外装電池の相互を直列に電気的接続を行う例について述べたが、枠体やフィルム外装電池の向きを適宜変更することで、並列接続を行うこともできることはいうまでもない。

なお、電池モジュール３００の積層面の最外面には、発泡合成ゴム等から作製した緩衝材３１０を貼り付けてもよい。また、積層面と直角方向の端面には、枠体２０１ｃを支持する補強板や粘着部材３２０を設けてもよい。そのようにすることで、となりあうフィルム外装電池のフランジ面の間隔よりも、枠体の厚み寸法の方が小さくても外部からの振動や衝撃等を受けても激しく動くことを抑制することができ、フィルム外装電池のフランジ部や電池要素収容部を傷つけるのを防ぐこともできる。

また、電池モジュールにおいて、極性の異なる電池の電圧が印加される端子部等が対向、あるいは近接している部分、電池保持体の導電接続用のねじ止穴、あるいはその他の電圧印加部の近傍に絶縁性の充填材料を注入することで短絡を防止し、電池モジュールの機械的強度を大きくすることができる。

本発明の電池パックは、振動、衝撃に対する耐性が大きな組電池および電池パックを提供することができる。

１００・・・フィルム外装電池、１１０・・・電池要素収容部、１２０・・・正極引出タブ、１３０・・・負極引出タブ、１１１・・・上端部、１１１Ａ・・・上端部外縁、１１２・・・下端部、１１２Ａ・・・下端部外縁、１１３・・・側部、１１３Ａ・・・側部外縁、１２０・・・正極引出タブ、１２２，１２２ａ・・・正極延長タブ、１３０・・・負極引出タブ、１３２，１３２ａ、１３３ｄ・・・負極延長タブ、２０１ａ，２０１ｃ、２０１ｄ・・・枠体、２０１ｂ・・・箱体、２０２・・・空間部、２０３・・・外周部の表面、２０４・・・中板、２０６・・・凹部、２０９・・・平坦面、２１０Ａ・・・締結部、２１０Ｂ・・・側面締結部、２１２・・・積層面締結部、２１４・・・凸条部、２１６・・・位置決め用凹部、２１８・・・位置決め用凸部、２３０・・・接着部材、３００・・・電池モジュール、３１０・・・緩衝部材、３２０・・・粘着部材

Claims (7)

1. 電池要素を収容する電池要素収容部と、
   電池要素収容部のまわりの外装フィルムの一部または全部に形成されたフランジ部と、
   正極引出タブおよび負極引出タブと、
   を備えたフィルム外装電池を複数積層した組電池であって、
   前記組電池は、
   外周部と、当該外周部の内側に開口部を有する枠体をさらに備え、
   前記枠体の前記外周部が、となりあうフィルム外装電池のフランジ部のあいだに位置するように配置し、
   前記フィルム外装電池を、となりあうフィルム外装電池の少なくとも一方と接着部材を介して固定したことを特徴とする組電池。
2. 前記枠体を２以上備え、
   前記枠体の前記開口部が形成した側面とは異なる外側面で、前記２以上の枠体同士を接続部材で固定したことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
3. 前記正極引出タブまたは正極引出タブに電気的に接続した正極延長タブの少なくともいずれか一方と、前記負極引出タブまたは負極引出タブに電気的に接続した負極延長タブの少なくともいずれか一方と、を前記枠体に締結部材で固定したことを特徴とする請求項１または２に記載の組電池。
4. 前記組電池は
   外周部と、当該外周部の内側に中板を有し、中板の少なくとも一方の面を底とする凹部を備える箱体をさらに備え、
   前記箱体の中板にフィルム外装電池を接着部材で固定し、前記中板に固定されたフィルム外装電池ととなりあう外装電池と接着部材を介して固定したことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の組電池。
5. 前記箱体が、前記組電池の積層方向の最も外側に位置するように配置したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の組電池。
6. 電池要素を収容する電池要素収容部と、
   電池要素収容部のまわりの外装フィルムの一部または全部に形成されたフランジ部と、
   正極引出タブおよび負極引出タブと、
   を備えたフィルム外装電池を複数積層した組電池であって、
   前記組電池は、
   外周部と、当該外周部の内側に中板を有し、中板の少なくとも一方の面を底とする凹部を備える箱体をさらに備え、
   前記箱体の中板にフィルム外装電池を接着部材で固定し、前記中板に固定したフィルム外装電池に、さらに別の箱体を接着部材を介して固定したことを特徴とする組電池。
7. 前記箱体の前記外周部が、となりあうフィルム外装電池のフランジ部のあいだに位置するように配置され、
   前記フィルム外装電池は、となりあうフィルム外装電池の少なくとも一方と接着部材を介して固定したことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項記載の組電池。

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