JP2019096412A - Battery pack and outer container of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の単電池を並設した電池アレイを外装容器により密封した組電池及びその外装容器に関する。 The present invention relates to an assembled battery in which a battery array in which a plurality of unit cells are arranged in parallel is sealed by an outer container, and an outer container thereof.
従来の組電池は特許文献1に開示される。この組電池は複数の単電池を並設した電池アレイを外装容器により密閉して外装する。単電池は正電極及び負電極を有し、隣接する一方の単電池の正電極と他方の単電池の負電極とを順に電気接続して電池アレイが形成される。
A conventional battery pack is disclosed in
特許文献1の組電池における外装容器は、絶縁性が求められるために樹脂製容器が適当であるとされている。外装容器は樹脂製の容器本体と蓋体を備え、容器本体内には単電池を区画する区画壁が一体に形成される。また、容器本体の外面に放熱フィンを設けてもよいとされており、射出成形により成形されると開示されている。
As the outer container in the battery assembly of
しかしながら、上記従来の組電池によると、外装容器が射出成形により形成された樹脂成形品から成るため、組電池の重量及び体積が大きくなる問題があった。 However, according to the conventional assembled battery, there is a problem that the weight and volume of the assembled battery become large because the outer container is made of a resin molded product formed by injection molding.
本発明は、小型軽量化を図ることのできる組電池及びその外装容器を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a battery assembly and its outer container which can be reduced in size and weight.
上記目的を達成するために本発明は、正電極及び負電極を有する複数の単電池を電気接続して並設した電池アレイと、前記電池アレイを密閉して外装する外装容器とを備えた組電池において、前記外装容器が、少なくとも内面に熱接着性樹脂層を配した樹脂シートにより筒状に形成される筒状部と、多角形の底面部の各辺から複数の側面部を立設されるとともに前記筒状部の軸方向の両端面をそれぞれ封止する一対の端面封止部とを有し、前記底面部が樹脂シートにより形成され、前記側面部が前記底面部から前記軸方向の外側に延びて前記筒状部の内面に熱接着されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention is a set comprising a battery array in which a plurality of unit cells having a positive electrode and a negative electrode are electrically connected and juxtaposed, and an outer container for sealing and packaging the battery array. In the battery, the outer container is provided with a cylindrical portion formed in a cylindrical shape by a resin sheet having a heat adhesive resin layer disposed at least on the inner surface, and a plurality of side portions standing from each side of a polygonal bottom portion. And a pair of end face sealing portions respectively sealing both axial end faces of the cylindrical portion, the bottom surface portion is formed of a resin sheet, and the side surface portions are axially separated from the bottom surface portion. It is characterized in that it extends outward and is thermally bonded to the inner surface of the cylindrical portion.
また本発明は上記構成の組電池において、前記底面部上に放射状の折り線を設けたことを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the assembled battery having the above-described structure, radial fold lines are provided on the bottom surface portion.
また本発明は上記構成の組電池において、前記側面部の前記軸方向の外側を前記筒状部の内面に熱接着し、内側を前記筒状部に対して非接着にしたことを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the assembled battery having the above-described structure, the outside in the axial direction of the side surface portion is thermally bonded to the inner surface of the cylindrical portion, and the inside is not adhered to the cylindrical portion. .
また本発明は上記構成の組電池において、前記底面部及び前記側面部が樹脂シートを折曲して形成され、前記側面部の外面上に熱接着性樹脂層を有することを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the assembled battery having the above-described structure, the bottom surface and the side surface are formed by bending a resin sheet, and a heat adhesive resin layer is provided on the outer surface of the side surface.
また本発明は上記構成の組電池において、隣接する前記側面部が前記側面部から折曲される連結片により連結され、前記連結片が前記底面部のコーナーから延びる折り線により二つ折りされることを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the assembled battery having the above configuration, adjacent side surfaces are connected by a connecting piece bent from the side surface, and the connecting pieces are folded in half by a folding line extending from a corner of the bottom surface. It is characterized by
また本発明は上記構成の組電池において、前記底面部及び前記側面部が樹脂シートの一体成形品から成ることを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the assembled battery having the above-described structure, the bottom surface portion and the side surface portion are formed of an integrally molded product of a resin sheet.
また本発明は上記構成の組電池において、前記端面封止部が樹脂シートの冷間成形品から成ることを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the assembled battery having the above-described structure, the end face sealing portion is formed of a cold-formed product of a resin sheet.
また本発明は上記構成の組電池において、前記端面封止部が環状の環状部及び前記環状部から立設される複数の柱状部の一体成形品から成る骨格部を有し、前記底面部及び前記側面部が樹脂シートを折曲して形成されるとともに、前記底面部及び前記側面部の内面が前記骨格部に接着され、前記側面部の外面上に熱接着性樹脂層を有することを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the assembled battery of the above-described structure, the end face sealing portion has a skeleton formed of an annular ring and an integrally formed article of a plurality of pillars erected from the ring; The side surface portion is formed by bending a resin sheet, and the bottom surface and the inner surface of the side surface portion are adhered to the frame portion, and a heat adhesive resin layer is provided on the outer surface of the side surface portion. And
また本発明は上記構成の組電池において、前記側面部が樹脂成形品の環状の枠部により形成され、前記底面部が前記側面部に接着して前記枠部の一方の開口面を塞ぐことを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the assembled battery of the above configuration, the side surface portion is formed by an annular frame portion of a resin molded product, and the bottom surface portion adheres to the side surface portion to close one opening surface of the frame portion. It is characterized.
また本発明は上記構成の組電池において、前記外装容器の内部が減圧されることを特徴としている。 Further, according to the present invention, in the assembled battery having the above-described structure, the inside of the outer container is depressurized.
また本発明は上記構成の組電池において、前記正電極及び前記負電極が挿入される複数の溝部を有して前記電池アレイ上に配される電極カバーを備えたことを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the assembled battery having the above-described structure, an electrode cover having a plurality of grooves into which the positive electrode and the negative electrode are inserted is disposed on the battery array.
また本発明は上記構成の組電池において、前記電極カバーが前記溝部の内面に配される導電体と、所定の前記溝部の前記導電体を電気接続する配線パターンとを有することを特徴としている。 Further, the present invention is characterized in that, in the assembled battery of the above configuration, the electrode cover has a conductor disposed on an inner surface of the groove and a wiring pattern for electrically connecting the conductor of the predetermined groove.
また本発明は、正電極及び負電極を有する複数の単電池を電気接続して並設した電池アレイを密閉して外装する組電池用の外装容器において、樹脂シートにより筒状に形成されるとともに少なくとも内面に熱接着性樹脂層を有する筒状部と、多角形の底面部の各辺から複数の側面部を立設されるとともに前記筒状部の軸方向の両端面をそれぞれ封止する一対の端面封止部とを有し、前記底面部が樹脂シートにより形成され、前記側面部が前記底面部から前記軸方向の外側に延びて前記筒状部の内面に熱接着されることを特徴としている。 Further, according to the present invention, an outer case for a battery assembly for sealing and packaging a battery array in which a plurality of unit cells having a positive electrode and a negative electrode are electrically connected to form a tubular array by sealing a resin array. A pair of cylindrical sections having a heat-adhesive resin layer on at least the inner surface, and a plurality of side sections erected from each side of the bottom surface of the polygon, and sealing both axial end faces of the cylindrical section And the bottom surface portion is formed of a resin sheet, and the side surface portion extends from the bottom surface portion to the outside in the axial direction and is thermally bonded to the inner surface of the cylindrical portion. And
本発明によると、外装容器が樹脂シートの筒状部と、筒状部の軸方向の両端面を封止する端面封止部とを備えるので、組電池の小型軽量化を図ることができる。また、側面部が樹脂シートの底面部から筒状部の軸方向の外側に延びて筒状部の内面に熱接着されるので、筒状部と側面部とを容易に熱接着することができる。加えて、単電池が膨張する前の組電池の収納室の壁面と組電池との隙間を小さくできるため組電池のがたつきを防止し、振動による組電池の故障を低減することができる。 According to the present invention, since the outer case includes the cylindrical portion of the resin sheet and the end face sealing portion that seals both axial end surfaces of the cylindrical portion, the size and weight of the assembled battery can be reduced. Further, since the side surface portion extends from the bottom surface portion of the resin sheet to the outside in the axial direction of the cylindrical portion and is thermally bonded to the inner surface of the cylindrical portion, the cylindrical portion and the side surface portion can be thermally bonded easily. . In addition, since the gap between the battery assembly and the wall surface of the storage chamber of the battery assembly before expansion of the single battery can be reduced, rattling of the battery assembly can be prevented and failure of the battery assembly due to vibration can be reduced.
<第1実施形態>
以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図1、図2は第1実施形態の組電池の斜視図及び分解斜視図を示している。組電池1は二次電池から成る複数の単電池3を並設した電池アレイ2を外装容器10により密閉して外装する。
First Embodiment
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show a perspective view and an exploded perspective view of the battery pack of the first embodiment. The assembled
単電池3は樹脂シート等の積層体により形成される収納体4の内部に正極、負極及び電解質(いずれも不図示)を含む電池素子が配される。単電池3の両端には正極及び負極にそれぞれ接続される正電極5及び負電極6が収納体4から突出する。正電極5及び負電極6は金属等により形成される。本実施形態では正電極5をアルミニウムにより形成し、負電極6をニッケルにより形成している。
In the
電池アレイ2はY方向の両端に正電極5及び負電極6をそれぞれ配した複数の単電池3をX方向に並設される。図2に示す左から1つ目の単電池3の正電極5は前方に突出し、負電極6は後方に突出する。左から2つ目の単電池3の正電極5は後方に突出し、負電極6は前方に突出する。単電池3は順に正電極5と負電極6とがY方向の反対方向に突出するように繰り返して配置される。
In the
隣接する一方の単電池3の正電極5と他方の単電池3の負電極6とを順にリード線(不図示)、半田付け、溶接等により電気接続して複数の単電池3が直列接続される。即ち、図2の左から1つ目の単電池3の負電極6と隣接する2つ目の単電池3の正電極5とは電気接続される。左から2つ目の単電池3の負電極6と隣接する3つ目の単電池3(図示せず)の正電極5(図示せず)とは電気接続される。以下、同様に正電極5と負電極6との電気接続が繰り返される。
A plurality of
電池アレイ2の一端の正電極5(図2の左から1つ目の単電池3の正電極5)にはX方向に延びる端子7が接続されている。電池アレイ2の他端の負電極6(図2の右から1つ目の単電池3の負電極6)にはX方向に延びる端子8が接続される。尚、電池アレイ2を形成する単電池3の数量(本実施形態では4個)は適宜決めることができる。
A
外装容器10は、筒状の筒状部11と、筒状部11の軸方向(X方向)の両端面をそれぞれ封止する一対の端面封止部21とを有している。筒状部11及び端面封止部21は樹脂シート50(図3参照)により形成される。電池アレイ2は筒状部11の内部に収納される。
The
図3は樹脂シート50の積層構造を示す断面図である。樹脂シート50は熱接着性樹脂層52、基材層54、バリア層56、熱接着性樹脂層58を順に積層した積層体から成っている。樹脂シート50の厚みは強度を考慮して50μm以上が望ましく、組電池1の小型軽量化を考慮して400μm以下が望ましい。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the laminated structure of the
基材層54は絶縁性を有し、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート等の樹脂フィルムにより形成される。熱可塑性繊維の不織布により基材層54を形成してもよい。基材層54の厚みは例えば、10μm以上75μm以下に形成される。耐熱性の向上のために一軸延伸フィルムまたは二軸延伸フィルムにより基材層54を形成するとより望ましい。
The
また、耐ピンホール性、絶縁性等の向上のために、異なる素材の樹脂フィルムを複数積層して基材層54を形成してもよい。本実施形態ではポリエチレンテレフタレート(厚み12μm)とナイロン(厚み15μm)とを積層して基材層54を形成し、熱接着性樹脂層52側にポリエチレンテレフタレートを配している。これにより、本実施形態の樹脂シート50は熱接着性樹脂層52、ポリエチレンテレフタレート(基材層54)、ナイロン(基材層54)、バリア層56、熱接着性樹脂層58の順に積層される。
Further, the
バリア層56は金属箔により形成され、水蒸気、酸素、光等の侵入を防止する。バリア層56を形成する金属として、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、チタン等を用いることができる。バリア層56の厚みは例えば、10μm以上300μm以下に形成される。本実施形態ではアルミニウム箔(厚み80μm)によりバリア層56を形成している。密閉される外装容器10がバリア層56を備えるため、単電池3の収納体4(図2参照)を構成する樹脂シートの積層構造においてはバリア層を省いてもよい。
The
熱接着性樹脂層52、58は熱接着性を有し、ポリプロピレン、酸変性ポリプロピレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等の樹脂フィルムにより形成される。異なる素材の樹脂フィルムを複数積層して熱接着性樹脂層52、58を形成してもよい。熱接着性樹脂層52、58の厚みは例えば、10μm以上80μm以下に形成される。 The heat adhesive resin layers 52, 58 have heat adhesion, and are formed of a resin film of polypropylene, acid-modified polypropylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene or the like. The heat adhesive resin layers 52 and 58 may be formed by laminating a plurality of resin films of different materials. The thickness of the heat adhesive resin layers 52 and 58 is, for example, 10 μm or more and 80 μm or less.
本実施形態では、酸変性ポリプロピレン(厚み40μm)により熱接着性樹脂層52を形成している。また、酸変性ポリプロピレン(厚み40μm)とポリプロピレン(厚み40μm)とを積層して熱接着性樹脂層58を形成し、バリア層56側に酸変性ポリプロピレンを配している。
In the present embodiment, the thermally
基材層54とバリア層56とはポリウレタン系やアクリル系等の接着剤(不図示)により接着される。熱接着性樹脂層52は押出し成形により基材層54上に形成され、熱接着性樹脂層58は押出し成形によりバリア層56上に形成される。熱接着性樹脂層52と基材層54とを接着剤により接着してもよく、バリア層56と熱接着性樹脂層58とを接着剤により接着してもよい。
The
図4は筒状部11のX方向(図2参照)に垂直な断面図を示している。筒状部11はいわゆる封筒貼りにより形成される。即ち、熱接着性樹脂層52を内面側に配した樹脂シート50を筒状に形成し、対向する熱接着性樹脂層52と熱接着性樹脂層58とを熱接着した熱接着部11aが周面上に形成される。
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the
筒状部11を樹脂シート50の合掌貼りにより形成してもよい。図5はこの変形例の筒状部11のX方向(図2参照)に垂直な断面図を示している。筒状部11は熱接着性樹脂層52を内面側に配した樹脂シート50を断面矩形の筒状に形成し、対向する熱接着性樹脂層52を熱接着した熱接着部11aが周面から突出して形成される。
The
筒状部11の内面に熱接着性樹脂層52が配され、後述するように端面封止部21の外面に熱接着性樹脂層52が配される。これにより、熱接着性樹脂層52を形成する酸変性ポリプロピレンが金属の端子7、8に対して接着性を有するため、外装容器10を確実に密閉することができる。
The heat
熱接着性樹脂層52が酸変性ポリプロピレンと異なる材料(例えば、ポリプロピレン)により形成される場合は、端子7、8を酸変性ポリプロピレンから成るタブシールにより覆うことにより外装容器10を密閉することができる。尚、筒状部11の内面に熱接着性樹脂層58が配され、後述する端面封止部21の外面に熱接着性樹脂層58が配されるような場合も、同様にタブシールを使用することになる。
When the heat-
尚、図6に示すように、熱接着性樹脂層52を省き、基材層54、バリア層56、熱接着性樹脂層58を積層した樹脂シート51により図5の筒状部11及び後述する図8の端面封止部21を形成してもよい。この時、熱接着性樹脂層58の露出面上に酸変性ポリプロピレンが配されるとより望ましい。
As shown in FIG. 6, the
図7は樹脂シート50から成る端面封止部21のブランク板60の平面図を示している。端面封止部21はブランク板60を各折り線61上で折曲して形成される。矩形の底面板62上には放射状の折り線62aが設けられる。底面板62の一方の対向する二辺には側面板63a、補強板63b、折返し片64aが折り線61を介して連設される。底面板62の他方の対向する二辺には側面板63c、補強板63d、折返し片64cが折り線61を介して連設される。
FIG. 7 shows a plan view of the
側面板63aの両端にはフラップ65が折り線61を介して連設される。フラップ65の長さL1は側面板63cの長手方向の長さL2の1/2よりも若干短くなっている。
図8は図7のブランク板60により形成される端面封止部21の斜視図を示している。側面板63a、63cは底面板62から折曲して立設され、補強板63b、63dを折り返して側面板63a、63c上に重ねられる。折返し片64a、64cは補強板63b、63dから折り返して底面板62上に配される。この時、折返し片64c上に折返し片64aが配される。また、側面板63aから折曲されるフラップ65は側面板63cと補強板63dとの間に配される。
FIG. 8 shows a perspective view of the end
これにより、底面板62から成る矩形の底面部22の各辺から側面部23を立設した端面封止部21が形成される。側面部23は側面板63a、63c上に補強板63b、63dを重ねて形成される。この時、側面部23の外面上に熱接着性樹脂層52(図3参照)が配される。側面板63aと補強板63bの間及び側面板63cと補強板63dの間を熱接着性樹脂層58(図3参照)により熱接着してもよい。
Thereby, the end
図9は組電池1の要部の正面断面図を示している。電池アレイ2は筒状部11の内部に挿入される。筒状部11のX方向の長さは電池アレイ2のX方向の長さよりも大きく、筒状部11は電池アレイ2の端面から外側に突出する突出部11cを有している。一対の端面封止部21は筒状部11の両端の開口に挿入される。この時、側面部23が底面部22から筒状部11の軸方向(X方向)の外側に延びて配される。
FIG. 9 shows a front cross-sectional view of the main part of the assembled
そして、筒状部11の突出部11cと端面封止部21の側面部23とを一対の加熱具70により挟み、矢印Aに示すように加圧して加熱する。これにより、筒状部11の内面の熱接着性樹脂層52と側面部23の外面の熱接着性樹脂層52とが熱接着され、外装容器10が密閉される。この時、外装容器10の内部は真空引きして減圧される。
Then, the
外装容器10の筒状部11及び端面封止部21が厚みの小さい樹脂シート50により形成されるため、組電池1の小型軽量化を図ることができる。また、側面部23が底面部22からX方向の外側に延びるため、加熱具70により突出部11cと側面部23とを挟んで容易に熱接着することができる。
Since the
単電池3は使用時に発熱して膨張する場合がある。電池アレイ2は複数の単電池3をX方向に並設するため、X方向の膨張量が大きい。この時、電池アレイ2自体は膨張するが、外装容器10の内部は減圧されるため外装容器10内のガスの昇温による外装容器10の膨張が抑制される。
The
端面封止部21の底面部22は電池アレイ2にX方向に対向し、フレキシブルな樹脂シート50により形成される。このため、底面部22を電池アレイ2に接近して配置しても、単電池3が膨張すると底面部22は図9の一点鎖線Dに示すように湾曲する。このため、単電池3が膨張する前の電池アレイ2と端面封止部21の底面部22との隙間を小さくすることができ、組電池1をより小型化できる。
The
加えて、側面部23が底面部22からX方向の外側に延びるため、側面部23の先端よりも内側の底面部22が単電池3の膨張時に湾曲しても組電池1の外形寸法は変化しない。このため、単電池3が膨張する前の組電池1の収納室の壁面と組電池1との隙間を小さくすることができる。従って、組電池1のがたつきを防止することができ、振動による組電池1の故障を低減することができる。
In addition, since the
また、底面部22には放射状の折り線62a(図7参照)が形成されるため、単電池3の膨張時に底面部22を容易に湾曲させることができる。これにより、外装容器10の破裂を防止することができる。側面部23の軸方向(X方向)の外側を突出部11cの内面に熱接着し、内側を突出部11cに対して非接着にするとより望ましい。これにより、単電池3の膨張時に底面部22をより容易に湾曲させることができる。
Moreover, since the
本実施形態によると、外装容器10が樹脂シート50の筒状部11と、筒状部11の軸方向の両端面を封止する端面封止部21とを備えるので、組電池1の小型軽量化を図ることができる。
According to the present embodiment, since the
また、側面部23が樹脂シート50の底面部22から筒状部11の軸方向(X方向)の外側に延びて筒状部11の内面に熱接着されるので、筒状部11の突出部11cと側面部23とを容易に熱接着することができる。加えて、単電池3が膨張する前の組電池1の収納室の壁面と組電池1との隙間を小さくできるため組電池1のがたつきを防止し、振動による組電池1の故障を低減することができる。
Further, since the
また、底面部22上に放射状の折り線62aを設けたので、単電池3の膨張時に底面部22を容易に湾曲させることができる。このため、単電池3が膨張しても底面部22の湾曲により外装容器10の破裂を防止することができる。
Moreover, since the
また、底面部22及び側面部23が樹脂シート50を折曲して形成され、側面部23の外面上に熱接着性樹脂層52を有する。これにより、筒状部11を封止する端面封止部21を容易に実現することができる。
Further, the
また、側面部23の軸方向(X方向)の外側を筒状部11の内面に熱接着し、内側を筒状部11に対して非接着にすると、単電池3の膨張時に底面部22を容易に湾曲させることができる。更に、側面部23の内端まで加熱具70を配置して熱接着する必要がないので、筒状部11と端面封止部21との熱接着作業が容易となる。
When the outside in the axial direction (X direction) of the
また、外装容器10の内部が減圧されるので、外装容器10内のガスの昇温による外装容器10の膨張が抑制される。
Moreover, since the inside of the
<第2実施形態>
次に、図10は第2実施形態の組電池1の端面封止部21のブランク板60を示す平面図である。説明の便宜上、前述の図1〜図9に示す第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は補強板63b、63d、折返し片64a、64c及びフラップ65(図7参照)が省かれ、連結片68が設けられる。その他の部分は第1実施形態と同様である。
Second Embodiment
Next, FIG. 10 is a plan view showing a
矩形の底面板62の一方の対向する二辺には側面板63aが折り線61を介して連設される。底面板62の他方の対向する二辺には側面板63cが折り線61を介して連設される。隣接する側面板63aと側面板63cとは矩形の連結片68により連結される。連結片68上には底面板62のコーナーから連結片68の対角線上に傾斜して延びる折り線61aが設けられる。
A
図11は図10のブランク板60により形成される端面封止部21の斜視図を示している。側面板63a、63cは底面板62から折曲して立設される。連結片68は側面板63a及び側面板63cから内側に折曲して折り線61a上で二つ折りされる。これにより、底面板62から成る矩形の底面部22の各辺から側面板63a、63cにより形成される側面部23が立設した端面封止部21が形成される。
FIG. 11 shows a perspective view of the end
この時、樹脂シート50(図3参照)の熱接着性樹脂層52が側面部23の外面上に配される。二つ折りした連結片68の内面を熱接着性樹脂層52により熱接着してもよい。二つ折りした連結片68の外面の熱接着性樹脂層58(図3参照)と側面部23の内面の熱接着性樹脂層58とを熱接着してもよい。また、樹脂シート51(図6参照)により端面封止部21を形成して側面部23の外面に熱接着性樹脂層58を配してもよい。
At this time, the heat
本実施形態によると、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、側面板63a、63cを連結する矩形の連結片68が底面部22のコーナーから延びる折り線61aで二つ折りされる。このため、底面部22のコーナーと側面部23との隙間の形成を防止することができる。従って、外装容器10を確実に封止することができる。
According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, a
第1、第2実施形態において、樹脂シート50、51を折曲し、更に必要に応じて熱接着を行うことにより底面部22及び側面部23を形成しているが、これに限定されるものではない。端面封止部21が底面部22及び側面部23を備えており、端面封止部21の外面が熱接着性を備えていればよい。
In the first and second embodiments, the
具体的には、樹脂シート50、51と同様の積層構造を備える一枚の樹脂シートを冷間成形することによって底面部22及び側面部23を一体成形してもよい。この場合には、端面封止部21は一枚の樹脂シートの冷間成形品から構成されることになる。
Specifically, the
例えば、第1実施形態及び第2実施形態で使用した樹脂シート50、51と同様の積層構造を備える一枚の樹脂シートを準備する。次に、底面部22の縦横サイズより1〜2mm大きいサイズの口径の成形金型(メス型)とこれに対応した成形金型(オス型)にて、0.4MPaで側面部23の深さに冷間成形する。これにより、成形品の中心部分に凹部が形成される。この凹部の周囲に存在するフランジ領域を切断や打ち抜きにより除去することで、凹部のみの冷間成形品を得る。この凹部のみの冷間成形品が底面部22と側面部23から構成される端面封止部21となる。
For example, a single resin sheet having a laminated structure similar to the
樹脂シート50は上記したように、熱接着性樹脂層52、基材層54、バリア層56、熱接着性樹脂層58を順に積層した積層体から成っている。上記の製造工程において、メス型の成形面に熱接着性樹脂層52を対向配置し、オス型の成形面に熱接着性樹脂層58を対向配置することにより、1ショットの冷間成形により外面に熱接着性樹脂層52が配された冷間成形品としての端面封止部21を形成することができる。
尚、メス型の成形金型に放射線状の溝を設け、オス型の成形金型に対応する箇所に放射線状の突起を設けることで、放射状の折り線62aも同時に成形することが可能である。
As described above, the
The
上記した冷間成形品としての端面封止部21は、樹脂シート50、51の折曲及び必要に応じて重なりあった樹脂シート同士を熱接着することが不要となる。このため、製造工程が簡略化されるので、製造効率が良く、製造コストも抑えることができる点で、優れている。
The end
また、上記と同様に、側面部23の軸方向(X方向)の外側を筒状部11の内面に熱接着し、内側を筒状部11に対して非接着にすることも可能である。この時、側面部23の非接着部分は筒状部11の内面と接着する必要がないので、底面部22に対して垂直でなくともよく様々なバリエーションが可能である。
Further, similarly to the above, it is also possible to thermally bond the outer side in the axial direction (X direction) of the
例えば、側面部23の非接着部分については側面部23の軸方向(X方向)の内側に向かってテーパ面とすることで凹部を先細り状としてもよい。これにより、側面部23の接着部分のサイズは筒状部11の内面のサイズと一致させる一方で、底面部22のサイズは筒状部11の内面のサイズより1〜2mm小さくすることも可能である。かかる先細り構造の端面封止部21とすることで、筒状部11の端面に端面封止部21を底面部22から挿入するに際して挿入作業を容易にすることができる。
For example, the non-adhered portion of the
また、側面部23の非接着部分については蛇腹構造を採用することで、側面部23の非接着部分を側面部23の軸方向(X方向)において伸縮自在とすることができる。かかる蛇腹構造を採用することにより、底面部22を電池アレイ2に接近して配置し、単電池3が膨張すると、側面部23の非接着部分がその蛇腹構造により縮むことで底面部22が側面部23の軸方向(X方向)にスムーズに後退する。このため、前述した図9の一点鎖線Dに示すように底面部22が湾曲する場合と同様に、単電池3が膨張する前の電池アレイ2と端面封止部21の底面部22との隙間を小さくでき、組電池1をより小型化できる。
In addition, by adopting a bellows structure for the non-bonded portion of the
<第3実施形態>
次に、図12は第3実施形態の組電池1の端面封止部21を示す斜視図である。説明の便宜上、前述の図1〜図9に示す第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態の組電池1の端面封止部21は樹脂成形品の骨格部25と樹脂シート50とを備えている。その他の部分は第1実施形態と同様である。
Third Embodiment
Next, FIG. 12 is a perspective view showing the end
骨格部25は射出成形により形成され、一体成形される環状部25aと柱状部25bとを有している。環状部25aは矩形の環状に形成され、柱状部25bは環状部25aの各コーナーから立設される。骨格部25を形成する材料としてポリプロピレン等を用いることができる。尚、図12では発明を理解しやすくするために、骨格部25を太い角柱状に描写しているが、実際には直径1〜2mm程度の針状に形成される。
The
図13は骨格部25に接着される樹脂シート50(図3参照)のブランク板60を示す平面図である。矩形の底面板62の一方の対向する二辺には側面板63aが折り線61を介して連設される。底面板62の他方の対向する二辺には側面板63cが折り線61を介して連設される。
FIG. 13 is a plan view showing the
図13のブランク板60の底面板62の周部及び側面板63a、63cの周部が熱接着性樹脂層58(図3参照)により骨格部25に熱接着される。これにより、底面板62から成る矩形の底面部22の各辺から側面板63a、63cにより形成される側面部23が立設した端面封止部21が形成される。側面部23の外面上には熱接着性樹脂層52(図3参照)が配される。
The peripheral portion of the
尚、骨格部25と樹脂シート50とを接着剤により接着してもよい。この時、樹脂シート51(図6参照)を用いて側面部23の外面上に熱接着性樹脂層58(図6参照)を配してもよい。
The
本実施形態によると、骨格部25を除く外装容器10が樹脂シート50により形成されるので組電池1が小型軽量化され、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、端面封止部21が樹脂成形品の骨格部25に樹脂シート50を接着して形成されるので、筒状部11を封止する端面封止部21を容易に実現することができる。
According to the present embodiment, since the
<第4実施形態>
次に、図14、図15は第4実施形態の組電池1の端面封止部21を示す斜視図及び正面断面図である。説明の便宜上、前述の図1〜図9に示す第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態の組電池1の端面封止部21は樹脂成形品の枠部26と樹脂シート50とを備えている。その他の部分は第1実施形態と同様である。
Fourth Embodiment
Next, FIG. 14 and FIG. 15 are a perspective view and a front sectional view showing the end
枠部26は射出成形により矩形の環状に形成される。枠部26を形成する材料としてポリプロピレン等を用いることができる。樹脂シート50は熱接着性樹脂層52(図3参照)により周縁を枠部26の内面に熱接着され、枠部26の一方の開口面を塞ぐ。これにより、樹脂シート50から成る矩形の底面部22の各辺から樹脂成形品の枠部26により形成される側面部23が立設した端面封止部21が形成される。
The
端面封止部21は前述の図2に示すように筒状部11に挿入され、枠部26が熱接着性樹脂層52(図3参照)により筒状部11の内面に熱接着される。
The end
尚、樹脂シート50を接着剤により枠部26に熱接着してもよい。また、樹脂シート51(図6参照)を熱接着性樹脂層58により枠部26に熱接着してもよい。
The
また、図16の変形例に示すように、枠部26の一面に内側に突出する環状のフランジ部26aを設け、フランジ部26aの内面に矩形の樹脂シート50を接着してもよい。これにより、フランジ部26aで囲まれる開口部26bが樹脂シート50により塞がれる。
Further, as shown in the modified example of FIG. 16, an
本実施形態によると、枠部26を除く外装容器10が樹脂シート50により形成されるので組電池1が小型軽量化され、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、端面封止部21が樹脂成形品の枠部26に樹脂シート50を接着して形成されるので、筒状部11を封止する端面封止部21を容易に実現することができる。
According to the present embodiment, since the
また、本実施形態においても上記と同様に、側面部23に蛇腹構造を設けることが可能である。例えば、図15における端面封止部21では、枠部26と樹脂シート50とを接着し、側面部23を形成する枠部26のX方向の一端面に底面部22が形成される。この時、枠部26と樹脂シート50とが接着された部分より更に樹脂シート50をX方向に延ばすことで側面部23に樹脂シート50のみの部分を形成することができる。この側面部23の樹脂シート50のみの部分を蛇腹構造とすることができる。
Further, in the present embodiment as well, it is possible to provide the
図16の変形例においては、フランジ部26aの開口部から更に樹脂シート50をX方向に延ばすことで、側面部23に樹脂シート50のみの部分を形成することができる。この側面部23の樹脂シート50のみの部分を蛇腹構造とすることができる。
In the modified example of FIG. 16, by extending the
かかる蛇腹構造を採用することで、第1、第2実施形態で述べた場合と同様に、底面部22を電池アレイ2に接近して配置し、単電池3が膨張すると、側面部23の非接着部分がその蛇腹構造により縮むことで底面部22が側面部23の軸方向(X方向)にスムーズに後退する。このため、単電池3が膨張する前の電池アレイ2と端面封止部21の底面部22との隙間を小さくすることができ、組電池1をより小型化できる。
By adopting this bellows structure, as in the case described in the first and second embodiments, the
<第5実施形態>
次に、図17は第5実施形態の組電池1の内部を示す上面断面図である。説明の便宜上、前述の図1〜図9に示す第1実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態の組電池1は電極カバー41を備えている。その他の部分は第1実施形態と同様である。
Fifth Embodiment
Next, FIG. 17 is a top sectional view showing the inside of the
各単電池3の正電極5及び負電極6が互い違いに突出する電池アレイ2の前面及び背面には、電極カバー41、42がそれぞれ配される。電極カバー41、42はガラスエポキシ等により形成され、各正電極5及び各負電極6が挿入される複数の溝部41a、42aを一面に有している。また、電池アレイ2の前面に配された電極カバー41の両端部には更に外装容器10の外部に引き出される端子7、8を挿入する溝部41bが設けられる。
Electrode covers 41 and 42 are respectively disposed on the front and back of the
図18、図19は電極カバー41の背面図及び電極カバー42の正面図を示している。電極カバー41の溝部41a、41bの内面には正電極5及び負電極6に接触する金属膜の導電体(不図示)が配される。正電極5及び負電極6は溝部41aに圧入されるとともに溝部41bの内壁上に押圧され、導電体に接触する。同様に、電極カバー42の溝部42aの内面には正電極5及び負電極6に接触する金属膜の導電体(不図示)が配される。正電極5及び負電極6は溝部42aに圧入され、導電体に接触する。
18 and 19 show a rear view of the
導電体を金属の板バネにより形成し、正電極5及び負電極6を板バネの弾性により導電体に接触させてもよい。
The conductor may be formed of a metal plate spring, and the
電極カバー41には複数の配線パターン41cが形成される。X方向に隣接する溝部41a内の導電体は一つおきに配線パターン41cにより電気接続される。同様に、電極カバー42には複数の配線パターン42cが形成される。X方向に隣接する溝部42a内の導電体は一つおきに配線パターン42cにより電気接続される。これにより、各単電池3が直列接続され、リード線を省くことができるとともに半田付けや溶接等の接合作業を省くことができる。
A plurality of
上記構成の組電池1において、電極カバー41によって電池アレイ2と外装容器10の筒状部11(図2参照)との隙間を小さくすることができる。このため、外装容器10内の真空引きを短時間で行うことができ、組電池1の工数を削減することができる。また、真空引きにより正電極5及び負電極6が外装容器10に接触することによる外装容器10の破損を防止することができる。
In the
本実施形態によると、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。また、正電極5及び負電極6を挿入する溝部41aを有した電極カバー41を設けたので、組電池1の工数を削減できるとともに真空引きによる外装容器10の破損を防止することができる。
According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. Further, since the
また、溝部41a、41bの内面に導電体を配し、所定の溝部41aの導電体が配線パターン41cにより電気接続される。このため、正電極5と負電極6とを接続するリード線を省くことができ、組電池1のコストを削減することができる。
Further, a conductor is disposed on the inner surface of the
<第6実施形態>
次に、図20は第5実施形態の組電池1の内部を示す上面断面図である。また、図21は組電池1の電極カバー41の背面図を示している。説明の便宜上、前述の図17、図18に示す第5実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態は電極カバー41、42の構造が第5実施形態と異なっている。その他の部分は第5実施形態と同様である。
Sixth Embodiment
Next, FIG. 20 is a top sectional view showing the inside of the
電池アレイ2の各単電池3から突出する正電極5及び負電極6はX方向の異なる方向に屈曲され、X方向に隣接する正電極5及び負電極6が接触するように配される。これにより、正電極5と負電極6とを接続するリード線及び電極カバー41上の配線パターン41c(図18参照)を省くことができる。尚、接触をより確実なものとするため、正電極5と負電極6とを半田付けや溶接等により予め接合してもよい。
The
電極カバー41に設けられる溝部41aは接触する正電極5及び負電極6を一体に挿入可能になっている。図示しないが、電極カバー42に設けられる溝部42a(図19参照)も同様に、接触する正電極5及び負電極6を一体に挿入可能になっている。これにより、第5実施形態と同様の効果を得ることができる。
The
第1〜第6実施形態において、外装容器10の筒状部11が断面矩形に形成されるが、矩形以外の断面多角形でもよい。この時、端面封止部21の底面部22は筒状部11に応じた多角形に形成される。
In the first to sixth embodiments, the
また、第1〜第6実施形態の単電池3を構成する二次電池の種類については特に限定されず、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛畜電池、ニッケル・水素畜電池、ニッケル・カドミウム畜電池、ニッケル・鉄畜電池、ニッケル・亜鉛畜電池、酸化銀・亜鉛畜電池、金属空気電池、多価カチオン電池等が挙げられる。これらの二次電池の中で各実施形態の単電池3の好適な適用対象として、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、リチウムイオン全固体電池等が挙げられる。
In addition, the type of secondary battery constituting the
また、第1〜第6実施形態の単電池3は二次電池ではあるが、収納体中に正電極と負電極を含むとの概念で定義するものであるから、例えば、キャパシタ、電気二重層コンデンサ(EDLC)、リチウムイオンキャパシタ等の蓄電デバイスも包含するものである。
Moreover, although the
本発明によると、複数の単電池を並設した電池アレイを外装容器により密封した組電池に広く利用可能である。 According to the present invention, a battery array in which a plurality of unit cells are juxtaposed is widely applicable to an assembled battery sealed by an outer container.
1 組電池
2 電池アレイ
3 単電池
4 収納体
5 正電極
6 負電極
7、8 端子
10 外装容器
11 筒状部
11a 熱接着部
11c 突出部
21 端面封止部
22 底面部
23 側面部
25 骨格部
25a 環状部
25b 柱状部
26 枠部
26a フランジ部
26b 開口部
41、42 電極カバー
41a、41b、42a 溝部
41c、42c 配線パターン
50、51 樹脂シート
52、58 熱接着性樹脂層
54 基材層
56 バリア層
60 ブランク板
61、61a、62a 折り線
62 底面板
63a、63c 側面板
63b、63d 補強板
64a、64c 折返し片
65 フラップ
68 連結片
70 加熱具
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