JP3575476B2

JP3575476B2 - 組電池

Info

Publication number: JP3575476B2
Application number: JP2002165131A
Authority: JP
Inventors: 達弘福沢; 幹夫川合; 康彦大澤; 恭一渡辺; 英明堀江; 浩菅原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-09-17
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-10-13
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: JP2003162989A

Description

【発明の属する技術分野】
本発明は、複数個の二次電池単電池を組み合わせて成る組電池に係り、特に小型の二次電池を組み合わせて電気自動車等のモータ駆動用電池として公的に使用できる組電池に関する。
【０００１】
【従来の技術】
近年、環境保護運動の高まりを背景として、二酸化炭素排出規制が切に望まれる中、自動車業界ではガソリン車等の化石燃料を使用する自動車に替えて、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、燃料電池自動車（ＦＣＶ）の導入を促進すべく、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用電池の開発が鋭意行われている。この用途には、繰り返し充電が可能な二次電池が使用される。ＥＶ、ＨＥＶ、ＦＣＶのモータ駆動のような高出力及び高エネルギー密度が要求される用途では、単一の大型電池は事実上作れず、複数個の電池を直列に接続して構成した組電池を使用することがこれまで一般的であった。
【０００２】
しかし、この方法では単位電池の容量を非常に大きくする必要があり、専用の製造ラインを設けて生産する必要があった。また特に大容量が必要とされるＥＶ用電池等では、１個の電池が非常に重くなり取り扱いが困難である。
【０００３】
そこで、取り扱いの容易な小型の電池（以下、素電池と記載する）を多数接続して、ＥＶ、ＨＥＶ、ＦＣＶ用途に供することが考えられている。また、高出力、高エネルギ密度であるリチウムイオン二次電池を自動車用組電池として充放電に使用する場合、素電池を複数個並列に接続したグループを直列に接続した組電池を用い、全体として４００Ｖの電圧を得るように考えられている。また、自動車用１２Ｖ，４２Ｖバッテリーを更に高性能、コンパクト、低コストにするためには民生用のリチウムイオン電池を利用することが有望となってくる。また、高い電圧が要求される自動車用組電池を構成する素電池としては、集電対の一方の面に正極が形成され、他方の面に負極を形成されたバイポーラ電極を、固体高分子電解質を挟んで複数枚直列に積層したバイポーラリチウムイオン二次電池も有望である。
【０００４】
ここで、電気自動車用組電池は、常に振動が加わる状態で使用されるため、素電池内部における集電片の破断や集電溶接部の破断等の構造破壊、素電池を電気的に接続した接続タブの破断等の不具合が発生しないための耐振動性が要求されている。
【０００５】
上述のような、素電池を複数個接続した組電池の従来技術として、例えば特開平１１−２７３６４３号公報に記載の技術がある。この公報には、図１３に示すように、金属等からなる円筒形の缶に収装された素電池の両端が、支持体に緩衝部材である連結ゴムを介して支持されている。また、支持体内には素電池が２つ（２以上の複数個でもよい）組み込まれ、このケースを１つのサブモジュールとして複数個接続することができるよう構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような組電池においては、缶の両側の連結部だけにゴムの緩衝部材を設定しており、缶と支持体の間は空気を介しているのみであるため、加振されると缶の長さ方向の一次、二次等の固有振動周波数において缶の中央部、もしくは１／４，３／４波長部での振幅が大きく、缶の円筒側面が疲労を起こすおそれがあった。更にその応力が缶の両側緩衝部材に直接かかるため、緩衝部材の耐久性を低下させるおそれがあった。
【０００７】
また、素電池の上面もしくは下面のみに正極と負極の両極が位置する素電池においては、両極が位置する側のみで支持する必要があり、更に加振に対して耐久性を確保することが困難である。
【０００８】
仮に、缶と支持体との間に緩衝部材等を充填することを考えた場合、従来技術のような素電池は、周りを緩衝部材等で覆ってしまうと、メインテナンスを必要とするため、取り外しの容易さを損なうとともに、熱がこもってしまい、電池自体の耐久性の悪化を招くという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に着目してなされたもので、その目的とするところは、複数の素電池が組み合わされた組電池において、加振されたとしても構造破壊や接続タブの破断が起きることなく、安定した性能を発揮することが可能な組電池を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、少なくとも２以上の素電池を支持体内に設置した組電池において、前記素電池をラミネート外装した薄型ラミネート電池とし、前記素電池を少なくとも１以上の樹脂群によって被覆したことを特徴とする。
【００１１】
【発明の作用および効果】
本願発明にあっては、素電池をメインテナンスフリーのラミネート外装した薄型ラミネート電池とすることで、樹脂で被覆することが可能となり、メインテナンス上不利となることがない。また、充放電によって体積変化が無いため、樹脂で被覆したとしても支持体等に影響を与えることがない。また、樹脂で被覆することで外部から入力される振動を十分に減衰することが可能となり、素電池の耐久性の向上を図ることができる。更に、防水性、防湿性、冷熱サイクル性、耐熱安定性、絶縁性、難燃性の向上を図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１の組電池を表す上面図、端面図及びＡ−Ａ断面図である。まず構成を説明すると、１は支持体、２は各素電池４の充放電状態をコントロールするセルコントローラ、３は外部端子、４はラミネートパックされた素電池、５は各素電池４を接続するバスバー、６は素電池の端子と外部端子を接続する接続リード、７は素電池４と支持体１の間に充填された樹脂である。
【００１４】
この組電池に組み込まれる素電池４は、図２の素電池４の上面図及び側面図に示すように、ラミネート外装されたシート型の電池本体４ａと、電池本体４ａの両端に設けられ正極及び負極となるタブ４ｂから構成されている。また、図３の組電池の概略斜視図に示すように、各素電池４を２並列に接続した素電池群１０をバスバー５によりタブ４ｂを接続することで１２直列に接続し、４×６列となるように支持体１内に樹脂７とともに収装する。各素電池４の隙間は樹脂７が充填され、電池外部からの加振によって素電池４やタブ４ｂ及びバスバー５等に十分に振動が伝わりにくいよう構成されている。
また、ここで薄型ラミネート電池である素電池４には、正極活物質にマンガン酸リチウム、負極活物質にカーボンを用いたリチウムイオン二次電池、もしくは、集電体の一方の面に正極が形成され、他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極を、固体高分子電解質を挟んで複数枚直列に積層したバイポーラリチウムイオン二次電池を用いることが望ましい。
【００１５】
ここで、組電池の防振構造について説明する。
図４は、実施の形態１において使用される素電池４の１つを、タブ４ｂによって支持体に支持した場合の１自由度のマスバネモデルである。
素電池本体４ａの質量をＭとすると、支持体に物理的に設置されたタブ４ｂのバネ定数ｋ１と支持体内の空気のバネ定数ｋ２が並列接続されたモデルになると考えられる。通常では、空気バネが非常に小さいため、支持体に入る振動はタブ４ｂ部のバネが素電池本体４ａの質量によって振られ、その振幅により、タブ４ｂに各方向から応力がかかることになる。従って、構造的にタブ４ｂ部が弱くなり、接続部の強度が低下する虞がある。
【００１６】
図５は、実施の形態１において使用される素電池４の１つを、タブ４ｂ及び充填された樹脂７によって支持体に支持した場合の１自由度のマスバネモデルである。
図４で示した空気バネの部分が樹脂バネに置換され、樹脂７のバネ定数の絶対値がタブ４ｂのバネ定数の絶対値に近くなるため、該マスバネ系の一次共振周波数が高周波にシフトする。また、入力が同じ場合には、バネ定数の増加により、振幅が反比例で小さくなるため、タブ４ｂ部にかかる変位の絶対値が減少する。更に、樹脂ダンピングにより振動エネルギを熱エネルギに変換するため、効率的に振動エネルギを低減することができる。
【００１７】
本実施の形態１における組電池は、それぞれの素電池４の厚さ（ｍｍ）、素電池４の面密度（ｋｇ／ｍ^２）、素電池４の間の樹脂群の厚さ、面密度、種類を操作することにより、素電池４を質量部とし、タブ４ｂ部及び樹脂群をバネ部とした少なくとも２自由度以上の振動計において、一次共振周波数、二次共振周波数を任意に設定することができる。
【００１８】
実施の形態１における組電池は、厳密には、図７に示すように、素電池４を質量部とし、タブ４ｂ部及び樹脂群をバネ部とした４自由度、またはそれ以上の多自由度のマスバネ系を形成している。素電池４が２以上の組電池では、素電池の数の自由度を有するマスバネ系となり、振動のエネルギを減衰させる。
【００１９】
ここで、図６に示す２自由度のマスバネ系を用いて固有角振動数（共振振動周波数）ω１，ω２を算出すると、タブ４ｂ部及び樹脂ａ，ｅの並列バネ定数、素電池４の質量により、下記の式からほぼ決定される。
【数式】

ω１：一次共振周波数
ω２：二次共振周波数
ｍ１：素電池ａの質量
ｍ２：素電池ｂの質量
ｋ３：樹脂ａのバネ定数と素電池ａのタブ部のバネ定数との並列バネ定数
ｋ４：樹脂ｅのバネ定数と素電池ｂのタブ部のバネ定数との並列バネ定数
本実施の形態１の組電池は、完全な２自由度型、または多自由度型マスバネ系ではないため、上式では完全に説明することができないが、上式を参考に性能のチューニングを行うことができる。
【００２０】
特に本願発明の目的は、自動車に使用する場合に自動車に発生する振動周波数の周波数範囲内から組み電池の共振周波数を除外することである。多自由度のマスバネ系では共振周波数を無くすことは不可能であるが、自動車上で発生しうる周波数範囲内から組電池の共振周波数を除外することは可能となる。これにより自動車上で使用する限り、組電池は共振周波数に達することがない。特に素電池質量や樹脂種類を変化させることにより、多自由度マスバネ系の一次共振周波数と二次共振周波数を１００Ｈｚ以上に任意に設定することができる。
【００２１】
ここで、本実施の形態１で使用するラミネート型の素電池４の場合には、特にタブ４ｂ部が強度的に弱いため、外部の振動によって金属疲労が発生しやすい。特に一般的なラミネート型の素電池の構成では、質量が約１００ｇ程度に対し、タブ４ｂ部は、アルミ、もしくはニッケル等の箔であり、数１００μｍの厚みしかないため、金属疲労が起きやすかった。しかしながら、本実施の形態１では、樹脂７を充填することで、ラミネート型の電池本体４ａの振動振幅が減少し、タブ４ｂ部にかかる応力が減少するものである。
【００２２】
複数の素電池４を連結するバスバー５に関して説明すると、タブ４ｂとバスバー５は質量が異なるため同位相で振動しない。よって、タブ４ｂとバスバー５の連結部分やタブ４ｂの根本部分で金属疲労が起きやすかった。しかしながら、本実施の形態１では、支持体１内に樹脂７を充填することで、バスバー５の振動振幅が減少し、タブ４ｂとバスバー５の接合強度の低下を防止するものである。
【００２３】
次に、樹脂７について説明する。
実施の形態１における樹脂７群は、この樹脂７群によって素電池４が包まれていることが必要であるが、支持体１内の素電池４以外の空間の一部分、もしくは全空間に充填されていても効率的に振動エネルギを低減することができる。また、振動の低減のためには素電池４及びバスバー５といった振幅が大きい部位に樹脂７群を設定することが有効であり、組電池全体の質量を軽減することもできる。特に、素電池４の振動を低減するために、素電池４の周辺部位に樹脂７を設定することも可能であり、バスバー５部分の振動を低減するために、バスバー５の部分のみを樹脂７で包むことも効果的である。
【００２４】
ここで、樹脂７の動的バネ定数は、素電池４をタブ４ｂを介して支持体１に接続するマスバネ系の動的バネ定数よりもその絶対値が小さいことが望ましい。すなわち、タブ４ｂを介して支持体１に接続されたバスバー５をバネとし、素電池４をマスとするマスバネ系を考えると、バスバー５を包む樹脂７の動的バネ定数を、空気バネのような極めて小さなバネ定数ではなく、バスバー５等のバネ定数に近づけることで、バスバー５やタブ４ｂにかかる応力を低減することができる。これに対し、樹脂７の動的バネ定数の絶対値が、素電池４をタブ４ｂを介して支持体１に支持するマスバネ系の動的バネ定数の絶対値よりも大きいときには、応力がタブ４ｂ部及びバスバー５にかかる可能性が高くなってしまうからである。
【００２５】
また、一般的に振動伝達率は小さいほど防振に対して効果が大きい。ここで、振動伝達率は、その物体の動的バネ定数に大きく依存し、防振性能を向上させるためには、動的バネ定数を低減させることが必要であるからであるが、特に限定しない。
【００２６】
図６及び図７は、２以上の樹脂群を使用した場合の組電池のモデル図である。図６に示すように、少なくとも２以上の樹脂群（樹脂ａ，樹脂ｅ）を使用する場合には、支持体１内壁と素電池４に設定する樹脂ａの硬度の絶対値が、各素電池４間に設定する樹脂ｅの硬度の絶対値よりも小さいことが望ましい。すなわち、外部から支持体１に入力される振動が素電池４に入力することを極力低減するためには、複数の素電池群が支持体１より振動的に絶縁されることが望ましいからであり、樹脂ａの硬度の絶対値が、樹脂ｅの硬度の絶対値よりも小さいときには、支持体１が振動しても素電池４は群でまとまり、外部からの振動を絶縁し、素電池４に対して振動が伝わりにくくなるからである。
【００２７】
図７に示すように、素電池４が３つ以上の場合には、中央に位置する樹脂ｄが最も硬度の絶対値が大きく、樹脂ｄ→樹脂ｅ→樹脂ａと支持体１に向かうに連れて小さくすることが望ましいが、特に限定は行わない。また、素電池４と支持体１の間である最外部の樹脂ａ以外の樹脂群を統一して、樹脂ａの硬度の絶対値よりも大きな硬度の絶対値を有する同じ樹脂（樹脂ｄの硬度の絶対値＝樹脂ｅの硬度の絶対値）を用いるのが望ましいが、特に限定は行わない。
【００２８】
また、硬度と同様に、誘電正接も、樹脂ａの誘電正接の絶対値が、各素電池４間に設定する樹脂ｄ及び樹脂ｅ等の誘電正接の絶対値よりも小さいことが望ましい。これは、素電池４間は振動的絶縁性を確保しなければならないためである。また、誘電正接を損失正接としても効果は得られるが、特に限定は行わない。
【００２９】
ここで、樹脂の硬度ＪＩＳＡは、５〜９５の範囲にあることが望ましい。硬度ＪＩＳＡが５以下になると樹脂が柔らかいため、素電池４やタブ４ｂに連結されたバスバー５の自重により樹脂に沈み込んでしまう可能性が高くなり、９５以上になると振動減衰効果が小さくなるからである。
【００３０】
また、樹脂の１０〜１ｋＨｚの誘電正接は１．０×１０^−３〜５．０×１０^−１の範囲にあることが望ましい。組電池に必要な防振周波数は、１０〜１００Ｈｚの範囲であり、１０Ｈｚ以下の周波数領域では、組電池のサイズ的観点からも共振周波数が存在する可能性が低い。また、１ｋＨｚ以上の周波数は、音の領域に入るため、防振の必要性も低くなる。振動の低減効果は、損失正接に依存されるが、この損失正接は、動的粘弾性試験によって得ることが可能である。しかしながら、本試験は比較的柔らかな樹脂を正確に測定することが困難であるため、損失正接とほぼ対応が等しい誘電正接を用いることでその特性を予想できる。
【００３１】
この誘電正接は−３０℃〜８０℃の通常の使用温度範囲で１．０×１０^−３〜５．０×１０^−１の範囲にあることが望ましい。１．０×１０^−３以下では、樹脂が比較的柔らかく、振動が伝わることにより、素電池の自重により沈み込んでしまう可能性が高くなり、５．０×１０^−１以上では、十分な減衰効果が得られないからである。
【００３２】
また、損失正接が正確に測定できる場合には、損失正接も１．０×１０^−３〜５．０×１０^−１の範囲にあることが望ましい。理由は誘電正接の場合と同様である。
【００３３】
樹脂群を構成する樹脂は、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ナイロン系樹脂、オレフィン系樹脂から、単独、もしくは複合で選ばれることが望ましい。組電池内に充填する樹脂群は、素電池４への振動の伝達を低減するのはもちろんのこと、素電池４を外部の環境から守る目的も有する。例えば、防水性、防湿性、冷熱サイクル性、耐熱安定性、絶縁性、難燃性等の性能を有することが必要である。これらの性能を満たすためには、数ある樹脂群の中では、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ナイロン系樹脂、オレフィン系樹脂が望ましいからである。
【００３４】
また、特にウレタン系樹脂は前記性能が優れているため樹脂として用いることが望ましい。また、これら以外のシリコンゴム、オレフィン系エラストマー等の樹脂でも本発明の目的を達成することが可能であり、前述した諸性能を満足するものであれば、樹脂群として使用することができるため、前記樹脂群に限られるものではない。また、これらの樹脂を複合で用いることも有効である。サブモジュールの種々の部位にその部位に適した樹脂を配置することにより、より効果的な防振を達成することができる。
【００３５】
また、支持体内の素電池以外の空間は、９５〜１００ｖｏｌ％が樹脂群によって占有されていることが望ましい。樹脂群は、振動伝達率の低減、防水性、防湿性、冷熱サイクル性、耐熱安定性、絶縁性、難燃性等の目的を有するものであるから、基本的に支持体１内の空き空間には全て樹脂が存在することが望ましい。従って、９５ｖｏｌ％以下では前記性能が低減するため好ましくない。また、組電池は放熱性も良好である必要があるため、空間に空気が存在すると放熱性が悪化する。従って可能な限り９５ｖｏｌ％以上が放熱性の観点から望ましい。
【００３６】
また、素電池４は電極の積層方向の厚さが１〜１０ｍｍの薄型ラミネート電池であることが望ましい。組電池は小単位の素電池４を効率よく集合させて、大容量、高電圧の電池とする手段であり、樹脂群に包まれるのに効率の良い素電池４は、外部が樹脂より構成されているラミネート型電池とすることで、従来技術で説明した缶の電池に比べ外壁がナイロン等の高分子フィルムであるため、素電池４の動的バネ定数が低く、振動低減効率が高いからである。また同じ樹脂の環境になるため、素材的になじみやすく、振動劣化により素電池４と樹脂群の界面において剥離が起きにくいからである。また、放熱性の観点からラミネート電池の厚さは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下が望ましい。
【００３７】
以上のことから、素電池４は１ｍｍ〜１０ｍｍの薄型ラミネート電池が好ましく、振動低減効果のみならず、放熱性等の性能も高くなり、種々の劣化も低減されるという効果を有する。
【００３８】
（実施の形態２）
図８は実施の形態２の組電池を表す上面図、端面図及びＡ−Ａ断面図である。基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、異なる部分のみ説明する。８はラミネートパックされた素電池であり、図９の素電池８の上面図及び側面図に示すように、ラミネート外装されたシート型の電池本体８ａと、電池本体８ａの一端に設けられ正極及び負極となる２つのタブ８ｂから構成されている。また、図１０の組電池の概略斜視図に示すように、各素電池８を２並列に接続した素電池群１１をバスバー５によりタブ８ｂを接続することで１２直列に接続し、４×６列となるように支持体１内に樹脂７とともに収装する。各素電池４の隙間は樹脂７が充填され、電池外部からの加振によって素電池８やタブ８ｂ及びバスバー５等に十分に振動が伝わりにくいよう構成されている。尚、防振構造については、実施の形態１で説明したものと同じであるため省略する。
【００３９】
（実施例）
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。尚、各実施例の仕様及び評価結果を表１に示し、用いた樹脂の仕様を表２に示す。
【００４０】
（実施例１）
図１１は実施例１における組電池を表す図である。金属製の支持体に図２に示すラミネート外装の素電池（表中形状１と記載）を２並列で設置し、樹脂ａを支持体内に流し込み常温で固化させた。このとき厚さ方向、タブ方向とも適切な空間を設けて素電池を設置し、全ての空間に樹脂ａを流し込むことによって、組電池を作製した。樹脂ａのスペックは表２にある通りである。また、組電池の素電池の質量をマスとし、樹脂ａの厚さ方向のマスバネ系でタブ部の動的バネ定数と樹脂ａの動的バネ定数の比を６０％とした。ここで、素電池には、正極活物質にマンガン酸リチウム、負極活物質にカーボンを用いたリチウムイオン二次電池を用いたが、これに限定されるものではない。
【００４１】
（実施例２）
樹脂を樹脂ｂとし、動的バネ定数比を８０％とした以外は実施例１と全く同様にして組電池を作製した。
【００４２】
（実施例３）
樹脂を樹脂ｃとし、動的バネ定数比を７０％とした以外は実施例１と全く同様にして組電池を作製した。
【００４３】
（実施例４）
樹脂を樹脂ｄとし、動的バネ定数比を９５％とした以外は実施例１と全く同様にして組電池を作製した。
【００４４】
（実施例５）
樹脂を樹脂ｅとし、動的バネ定数比を８０％とした以外は実施例１と全く同様にして組電池を作製した。
【００４５】
（実施例６）
樹脂を樹脂ｆとし、動的バネ定数比を８５％とした以外は実施例１と全く同様にして組電池を作製した。
【００４６】
（実施例７）
支持体との空間の９５％に樹脂ａを注入した以外は、実施例１と全く同様にして組み電池を作製した。
【００４７】
（実施例８）
図１に示す実施の形態１に示す組電池の構成であって、全ての空間に樹脂ａを流し込むことによって組電池を作製した。また、組電池の素電池の質量をマスとし、樹脂ａの厚さ方向のマスバネ系でタブ部の動的バネ定数と樹脂ａの動的バネ定数の比を、それぞれ素電池の平均で６０％とした。
【００４８】
（実施例９）
図８に示す実施の形態２に示す組電池の構成であって、図９に示すラミネート外装の素電池８（表中形状２と記載）を２並列で設置し、全ての空間に樹脂ａを流し込むことによって組電池を作製した。それ以外は実施例８と全く同様に組み電池を作製した。
【００４９】
（実施例１０）
図６に示す組電池であって、金属製の支持体に図２に示すラミネート外装の素電池４（表中形状１と記載）を２並列で設置し、支持体と素電池ｂとの間の空間に樹脂ａを流し込み固化させ、続いて素電池ｂと素電池ａの間の空間に樹脂ｅを流し込み固化させた後、更に上部の支持体と素電池ａの間の空間に樹脂ａを流し込み常温で固化させた。このとき厚さ方向、タブ方向とも適切な空間を設けて素電池を設置し、全ての空間に樹脂ａ及び樹脂ｅを流し込むことによって、組電池を作製した。樹脂ａ及び樹脂ｅのスペックは表２にある通りである。また、組電池の素電池の質量をマスとし、樹脂ａの厚さ方向のマスバネ系でタブ部の動的バネ定数と樹脂ａの動的バネ定数の比を６０％、樹脂ｅの動的バネ定数を８０％とした。
【００５０】
（実施例１１）
図７に示す組電池であって、金属製の支持体に図２に示すラミネート外装の素電池４（表中形状１と記載）を２並列で設置し、支持体と素電池ｄとの間の空間に樹脂ａを流し込み固化させ、続いて素電池ｄと素電池ｃの間の空間に樹脂ｅを流し込み固化させ、続いて素電池ｅと素電池ｂの間の空間に樹脂ｄを流し込み固化させ、続いて素電池ｂと素電池ａの間の空間に樹脂ｅを流し込み固化させた後、更に上部の支持体と素電池ａの間の空間に樹脂ａを流し込み常温で固化させた。このとき厚さ方向、タブ方向とも適切な空間を設けて素電池を設置し、全ての空間に樹脂ａ，樹脂ｄ及び樹脂ｅを流し込むことによって、組電池を作製した。樹脂ａ，樹脂ｄ及び樹脂ｅのスペックは表２にある通りである。また、組電池の素電池の質量をマスとし、樹脂ａの厚さ方向のマスバネ系でタブ部の動的バネ定数と樹脂ａの動的バネ定数の比を６０％、樹脂ｄの動的バネ定数の比を８０％、樹脂ｅの動的バネ定数を９０％とした。
【００５１】
（比較例１）
樹脂をケース内に全く入れないで実施例１と全く同様の組電池を作製した。
【００５２】
（試験例）
上記実施例１〜１１、及び比較例１で得られた組電池について以下の実験を実施した。
【００５３】
（動的バネ定数の測定）
上記各実施例、及び比較例の方法によって得られた組電池の上部の素電池面中央位置に加速度ピックアップを設定し（樹脂はピックアップのスペース分を確保し、樹脂被覆を剥がした）を強制加振し、ピックアップにより得られた曲線をカーブフィッティング法により収束計算し、動的バネ定数の数値を算出した。ここで、動的バネ定数比は、樹脂を入れないで加振して得られた数値を基準にした比率である。
【００５４】
（加速度比の測定）
動的バネ定数測定で設定した位置に加速度ピックアップを設定し、１０Ｈｚ，５０Ｈｚ，１００Ｈｚで強制加振したときに得られたピックアップの加速度値を、樹脂無しのときに同条件で得られた加速度値を基準にして比率を算出した。従って、加速度比＝１．０のときは、樹脂有りと樹脂無しの加速度の絶対値が同じことを意味し、加速度値０．０〜１．０までの値が振動低減されたことになり、１．０以上のときは***振で逆に加速度が上昇し、振動が増強されたことを意味する。
【００５５】
（平均低減率の測定）
加速度比を１０〜３００Ｈｚで測定し、その低減量を平均したもので数値が大きいほど、振動が低減されたことを意味する。
【００５６】
（硬度の測定）
ＪＩＳＫ６３０１の硬度測定方法に基づいて測定を行った。
【００５７】
（誘電正接の測定）
ＪＩＳＫ６９１１の誘電率測定方法に基づいて測定を行った。
【００５８】
これらの試験結果を表１に示す。
【表１】

実施例で使用した樹脂の特性値を表２に示す。
【表２】

【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の組電池構造体を表す概略図である。
【図２】実施の形態１の素電池を表す上面図及び側面図である。
【図３】実施の形態１の組電池構造体を表す概略斜視図である。
【図４】素電池の１つを、タブによって支持体に支持した場合の１自由度のマスバネモデルである。
【図５】素電池の１つを、タブ及び充填された樹脂によって支持体に支持した場合の１自由度のマスバネモデルである。
【図６】２つの素電池を２以上の樹脂群により被覆した場合の組電池のモデル図である。
【図７】４つの素電池を２以上の樹脂群により被覆した場合の組電池のモデル図である。
【図８】実施の形態２の組電池構造体を表す概略図である。
【図９】実施の形態２の素電池を表す上面図及び側面図である。
【図１０】実施の形態２の組電池構造体を表す概略斜視図である。
【図１１】実施例１〜７の組電池構造体を表す概略図である。
【図１２】実施例９の組電池構造体を表す概略図である。
【図１３】従来技術の組電池構造体を表す概略斜視図である。
【符号の説明】
１支持体
２コントローラ
３外部端子
４素電池
４ａ電池本体
４ｂタブ
５バスバー
６接続リード
７樹脂
８素電池
８ａ電池本体
８ｂタブ
１０素電池群
１１素電池群

Claims

少なくとも２以上の素電池を支持体内に設置した組電池において、
前記素電池をラミネート外装した薄型ラミネート電池とし、
前記素電池と支持体との間の空間に１種の樹脂のみを設置し、
前記樹脂群を、樹脂の硬度 JISA が 21 〜 35 の範囲にある樹脂群とし、
かつ、樹脂の 10 〜 1kHz の誘電正接が、− 30 〜 80 ℃の温度範囲で、 0.038 〜 0.08 の範囲にある樹脂群としたことを特徴とする組電池。
少なくとも２以上の素電池を支持体内に設置した組電池において、
前記素電池を支持体との間に少なくとも２以上の樹脂群を設置し、
該樹脂群は、前記支持体内壁と前記素電池の間に設定する樹脂の硬度の絶対値が、各素電池間に設定する樹脂の硬度の絶対値よりも小さい樹脂群としたことを特徴とする組電池。
請求項２に記載の組電池において、
前記樹脂群は、前記支持体内壁と前記素電池の間に設定する樹脂の誘電正接の絶対値が、各素電池間に設定する樹脂の誘電正接の絶対値よりも小さい樹脂群としたことを特徴とする組電池。
請求項２または３いずれか１つに記載の組電池において、
前記樹脂群を、樹脂の硬度 JIS Ａが５〜９５の範囲にある樹脂群としたことを特徴とする組電池。
請求項２ないし４いずれか１つに記載の組電池において、
前記樹脂群を、樹脂の 10 〜 1kHz の誘電正接が、 -30 〜 80 ℃の温度範囲で、 1.0 × 10 ^-3 〜 5.0 × 10 ^-1 の範囲にある樹脂群としたことを特徴とする組電池。
請求項１ないし５いずれか１つに記載の組電池において、
前記樹脂群を、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ナイロン系樹脂、及びオレフィン系樹脂からなる群より、単独、もしくは複合で選ばれた樹脂群としたことを特徴とする組電池。
請求項１ないし６いずれか１つに記載の組電池において、
前記支持体内の空間であって、前記素電池以外の空間の 95 〜 100vol ％を樹脂群により占有することを特徴とする組電池。
請求項１ないし７いずれか１つに記載の組電池において、
前記素電池を、正極活物質にマンガン酸リチウム、負極活物質にカーボンを用いたリチウムイオン二次電池としたことを特徴とする組電池。
請求項１ないし７いずれか１つに記載の組電池において、
前記素電池を、集電体の一方の面に正極が形成され、他方の面に負極が形成されたバイポーラ電極を、固体高分子電解質を挟んで複数枚直列に積層したバイポーラリチウムイオン二次電池としたことを特徴とする組電池。