JP5374979B2 - 電池と組電池 - Google Patents

Description

この発明は、リチウムイオン二次電池、リチウム二次電池、ポリマー二次電池などの電池と組電池に関し、特定的には素電池を収容する可撓性フィルムからなる外装体を備えた電池と組電池に関するものである。なお、この明細書と特許請求の範囲では、リチウムイオン二次電池、リチウム二次電池、ポリマー二次電池などのいわゆる電池だけでなく、電気二重層キャパシタなども含む「蓄電デバイス」を総称して「電池」という。

従来から、たとえば、リチウムイオン二次電池等の電池に関しては、多様な用途の拡大に伴って、小型化、軽量化、薄型化、形状の自由度等の要求が高まっている。

そこで、このような要求に応えることができるように、素電池を収容する可撓性の外装体を形成するために多層構造のラミネートフィルムが従来から用いられている。ラミネートフィルムは、素電池（電池要素）に面する内面層と、中間層と、外部に面する外面層とから構成される。内面層は、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の耐電解液性とヒートシール性に優れた熱可塑性樹脂からなる。中間層は、たとえば、アルミニウム箔等の可撓性と強度に優れた金属箔からなる。外面層は、たとえば、ポリアミド系樹脂等の電気絶縁性に優れた絶縁樹脂からなる。

このようなラミネートフィルムからなる外装体の中に素電池を収容した電池（以下、ラミネート型電池という）の構造が、たとえば、特開２００７−１７３２２３号公報（以下、特許文献１という）に開示されている。

図２０は、特許文献１に開示されたラミネート型電池を示す斜視図である。

図２０（Ａ）に示すように、リチウムイオン二次電池の一つの例として単位電池１００では、素電池が合成樹脂フィルム、または、合成樹脂フィルムとアルミニウム箔との積層フィルム、たとえば、ポリプロピレン／アルミニウム／ポリアミド系樹脂からなる可撓性外装材１０２によって被覆されている。可撓性外装材１０２の一方の面がエンボス加工等によって成形され、素電池の収納部１０３を構成し、反対側の他方の面が素電池を覆うために平面状部材１０４を構成している。正極端子１０５と負極端子１０６は、収納部１０３と平面状部材１０４の周縁部が熱溶着されて封止された箇所から外部に引き出されている。収納部１０３と平面状部材１０４の外側面には、隣接する他の単位電池１００の上に積層するために相対的に広い積層面１０７と１０８が形成されている。

図２０（Ｂ）に示すように、他の例の単位電池では、可撓性外装材１０２の両面がエンボス加工等によって成形され、素電池の収納部１０３を構成している。正極端子１０５と負極端子１０６は、収納部１０３の外周縁部が熱溶着されて封止された箇所から外部に引き出されている。

図２０に示す単位電池１００では、正極端子１０５と負極端子１０６が可撓性外装材１０２の封止された同じ側の箇所から引き出されているが、互いに対向する箇所から引き出されていてもよい。

図２１は、特許文献１に開示された電池積層体の一つの例を示す斜視図である。

図２１に示すように、電池積層体１０００は、図２０（Ａ）に示された単位電池１００を８個積層することによって構成されている。具体的には、電池積層体１０００は、互いの積層面１０７と１０８（図２０（Ａ））がほぼ平行になるように４個の単位電池１００−１、１００−２、１００−３、１００−４を積み重ねて、温度フューズ装着体２０００を配置した後に、さらに４個の単位電池１００−５、１００−６、１００−７、１００−８を同様に積み重ねることによって構成されている。８個の単位電池１００−１〜１００−８の正極端子と負極端子をそれぞれ直列に接続し、端部の負極端子１１１は充放電の両者に共通の共通端子１１２とされ、端部の正極端子１１３は放電回路に接続する放電端子１１４とともに温度フューズ接続リード線１１５が接続されている。温度フューズ接続リード線１１５は、温度フューズ装着体２０００の内部に設けた温度フューズへと結合されている。温度フューズから充電回路接続用リード線１１６が取り出され、充電時に充電電流を供給する充電端子１１７に接続されている。

図２１には示されていないが、従来の組電池の一例としての電池積層体１０００では、積み重ねられた８個の単位電池１００−１〜１００−８の隣接する積層面１０７と１０８の間に接着剤や両面粘着テープ等の化学的な固着手段を配置することによって、８個の単位電池１００−１〜１００−８の相互の位置が固定されている。
特開２００７−１７３２２３号公報

しかしながら、従来のラミネート型電池においては、以下のような問題が生じる恐れがある。

まず、特許文献１に開示されているように単位電池を組み合わせて組電池の一例として電池積層体を構成する場合、複数のラミネート型電池を相互に固定するためには、あるいは、複数のラミネート型電池を所定の筐体内に固定するためには、接着剤や両面粘着テープ等の化学的な固着手段を外装体の表面に配置する必要がある。これは、外装体が可撓性フィルムからなり、その外周面や熱溶着された周縁部の機械的強度が相対的に低いので、その外周面や周縁部が他の構成部材に接触しないように複数のラミネート型電池を配置する必要があるからである。また、外装体の外周面や周縁部の機械的強度が相対的に低いので、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定手段を外装体に直接設けて複数のラミネート型電池を相互に位置決め固定することができない。

次に、従来のラミネート型電池単体を他の構成部材に位置決めて固定する場合にも、外装体の外周面や周縁部の機械的強度が相対的に低いので、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定手段を外装体に直接設けてラミネート型電池を他の構成部材に対して位置決めすることができない。また、外装体の外周面や周縁部の機械的強度が相対的に低いので、外装体に応力が生じた場合に損傷を受けやすく、ラミネート型電池をそのままの形態で取り扱うのが困難であり、従来のラミネート型電池単体の形態は作業性が悪いという問題がある。

そこで、この発明の目的は、固定または位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることが可能なラミネート型電池の形態を提供することである。

この発明に従った電池は、素電池を収容するために素電池の両側を挟むように配置された可撓性フィルムからなる外装材と、当該電池を他の部材に固定するために素電池および素電池の正負極端子とは別体に構成されて用いられる部材として固定箇所が形成された固定箇所形成部材と、外装材の周囲の少なくとも一部にて固定箇所形成部材の一部が外装材の間に介在するように配置された状態で、外装材の周縁部が熱溶着された熱溶着部とを備える。

この発明の電池においては、外装材の周縁部が熱溶着された熱溶着部にて、外装材の周囲の少なくとも一部にて固定箇所形成部材の一部が外装材の間に介在するように配置されているので、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定部材を取り付けるための固定箇所形成部材を外装材と一体化することができる。これにより、固定箇所を外装材に付与することができるので、接着剤、粘着テープ等の化学的固定手段を用いることなく、単一または複数のラミネート型電池の固定または位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。また、固定箇所形成部材が外装材に固着されているので、固定箇所形成部材に固定部材を取り付けることによってラミネート型電池の固定または位置決めを容易に行うことができる。さらに、固定箇所形成部材は素電池を収容する外装材から独立しているので、固定箇所形成部材の形状を任意に変更することができ、固定または位置決めするための構造の自由度が高くなる。さらにまた、固定箇所形成部材は素電池を収容する外装体から独立しているので、固定箇所形成部材に応力が生じた場合でも、素電池に与えられる損傷が少ない。なお、固定箇所形成部材は外装材の熱溶着の工程にて外装材に固着されるので、固定箇所形成部材を電池に付与するために別の加熱工程を必要としないので、素電池に与えられる劣化等の影響を小さくすることができる。固定箇所形成部材が外装材の補強材として作用するので、電池の機械的強度を増大することができる。

この発明の電池において、固定箇所形成部材は、素電池に配置された板状部材である。板状部材は、素電池の一つの側部または一辺に配置された一つの板状部材でもよく、素電池の両側または隣り合う二辺に配置された二つの板状部材でもよく、素電池の三辺などに配置された三つ以上の板状部材でもよい。

このように構成することによって、素電池に固定箇所形成部材を容易に固着して配置することができる。

また、この発明の電池において、固定箇所形成部材は、素電池が装入される貫通孔とこの貫通孔を取り囲むように形成された周縁部とを有する板状部材であることが好ましい。

このように構成することによって、素電池と一体化するように固定箇所形成部材を固着して配置することができる。

この場合、固定箇所形成部材は、貫通孔を横断する横断部を有することが好ましい。

このように構成することによって、貫通孔を有する固定箇所形成部材の強度を向上させることができる。

さらにこの場合、固定箇所形成部材の周縁部には、固定箇所として切欠きが形成されていることが好ましい。

このように構成することによって、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定部材を別に用いることなく、他の部材の一部を切欠きに挿入することによって電池を固定または位置決めすることができる。

この発明の電池において、固定箇所形成部材は、素電池が装入される貫通孔とこの貫通孔を取り囲むように形成された周縁部とを有する板状部と、この板状部の外周の少なくとも一部に形成された枠状部とを含み、固定箇所形成部材の板状部が外装材の間に介在するように配置され、固定箇所形成部材の枠状部に固定箇所が形成されていることが好ましい。

このように構成することにより、固定箇所形成部材の枠状部を整列させることによって、複数の電池を容易に連結して固定することができる。

この場合、固定箇所形成部材の板状部の周縁部には、複数の貫通孔が形成されていることが好ましい。

このように構成することにより、熱溶着部において外装材が直接接触する領域を複数の貫通孔を通じて増大させることができるので、外装材の封止性能を向上させることができる。

また、この場合、この発明の電池は、素電池の正極および負極のそれぞれに電気的に接続され、外装材から突出して延びる正極接続端子および負極接続端子とをさらに備え、正極接続端子および負極接続端子の両者は素電池の一方側面から延びており、固定箇所形成部材の枠状部は、素電池の一方側面と交差する他方側面に沿って延びるように形成されていることが好ましい。

このように、正極接続端子および負極接続端子が突出して延びる側の電池の側面と交差する側面に沿って固定箇所形成部材の枠状部が形成されている。このため、固定箇所形成部材の枠状部を整列させることによって複数の電池を連結して固定する際に、一方側面に整列した正極接続端子と負極接続端子とを相互に容易に電気的に接続することができる。

この発明の電池では、外装材の周囲方向に沿った長さにおいて、熱溶着部を分断する固定箇所形成部材の長さは、熱溶着部を分断する固定箇所形成部材の部分に挟まれた熱溶着部の長さよりも短いことが好ましい。

この発明の電池においては、固定箇所形成部材の一部が外装材の間に介在することによって熱溶着部にて外装材が直接接触する領域が減少するが、熱溶着部を分断する領域を相対的に小さくすることにより、外装材が直接接触する領域が減少する割合を小さく抑えることができる。これにより、固定箇所形成部材の介在によって外装材の封止性能が低下するのを防止することができる。

この場合、熱溶着部を分断する固定箇所形成部材の部分には、複数の貫通孔が形成されていることが好ましい。

このように構成することにより、熱溶着部において外装材が直接接触する領域を複数の貫通孔を通じて増大させることができるので、外装材の封止性能を向上させることができる。

この発明に従った組電池は、上述の少なくともいずれかの特徴を備えた電池を複数備え、固定箇所に固定部材を取り付けることによって複数の電池を連結したものである。

この発明の組電池においては、個々の電池を外装材で封止されて保持された形態で、物理的な固定部材を用いて固定または位置決め可能な単一の電池として取り扱うことができるので、組電池内で複数の電池を分離して取り扱うことができる。これにより、組電池内で、不良になった電池のみ、または、劣化した電池のみを取り外して交換することを容易に行うことができるので、保守性に優れた組電池を得ることができる。また、組電池の筐体内に緩衝材等の余分な部材を組み入れることがないので、空間利用効率を高めることができ、固定箇所に固定部材を取り付けることによって筐体内にぴったりと複数の電池を収容することができる。さらに、個々の電池間の相互の固定や電極接続部材の相互の電気的な接続を一括して行うことができるので、組電池の製造における作業工数を低減することができる。

以上のようにこの発明によれば、ラミネート型電池の固定または位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることが可能となる。

以下、この発明の電池の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は本発明の電池の実施の形態１を分解して示す分解斜視図、図２は本発明の電池の実施の形態１を示す斜視図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った方向から見た断面図である。

図１〜図３に示すように、単位電池１は、素電池（電池要素）１１と、素電池１１の正極および負極のそれぞれに電気的に接続された正極接続端子１２および負極接続端子１３と、素電池１１の上側と下側に配置された第１の外装材１４ａおよび第２の外装材１４ｂと、素電池１１の左側と右側に配置された固定箇所形成部材１５、１６とを備える。

第１の外装材１４ａおよび第２の外装材１４ｂは、素電池１１を収容するために素電池１１の上側と下側を挟むように配置された可撓性フィルムからなる。可撓性フィルムは、素電池１１に面する内面層と、中間層と、外部に面する外面層とから構成される。内面層は、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の耐電解液性とヒートシール性に優れた熱可塑性樹脂からなる。中間層は、たとえば、アルミニウム箔等の可撓性と強度に優れた金属箔からなる。外面層は、たとえば、ポリアミド系樹脂等の電気絶縁性に優れた絶縁樹脂からなる。第１の外装材１４ａおよび第２の外装材１４ｂが、素電池１１を挟むようにして収容し、内面層同士が熱溶着されることにより、外装体１４が構成され、外装体１４の周縁部において熱溶着部１４１が形成されている。

素電池１１は、正極用集電体、正極用集電体に付与された正極活物質、負極用集電体、負極用集電体に付与された負極活物質、固体電解質から構成される。正極接続端子１２と負極接続端子１３は、素電池１１の正極および負極のそれぞれに電気的に接続され、外装体１４から突出して延びる。また、正極接続端子１２および負極接続端子１３は、外装体１４の外周縁部が熱溶着されて封止された熱溶着部１４１の箇所から外部に引き出されている。この実施の形態では、正極接続端子１２と負極接続端子１３は、外装体１４の互いに対向する両側部から突出するように配置されている。

固定箇所形成部材１５，１６は、素電池１１の左側と右側に配置された二つの短冊状の板状部材である。固定箇所形成部材１５、１６には、固定箇所１５ａ、１６ａが形成され、たとえば、位置決め部材としての棒状部材、固定部材としてのリベット等を挿入するための貫通孔や、固定部材としてのビス、ボルト等を挿入するためのねじ穴が形成されている。固定箇所１５ａ、１６ａは、当該単位電池１を他の構成部材に固定するために用いられるものである。したがって、固定箇所１５ａ、１６ａが形成された固定箇所形成部材１５、１６は、ラミネート型電池である単位電池１の位置決めや固定を行うために用いられる機能部材である。この実施の形態では、固定箇所形成部材は素電池１１の両側に配置された二つの板状部材であるが、素電池１１の一つの側部または一辺に配置された一つの板状部材でもよく、素電池１１の両側または隣り合う二辺に配置された二つの板状部材でもよく、素電池１１の三辺などに配置された三つ以上の板状部材でもよい。また、この実施の形態では、固定箇所形成部材は素電池１１の両側に配置された二つの短冊状の板状部材であるが、板状部材の形状は短冊状に限定されるものではなく、種々の形状を採用することができる。

図２と図３に示されるように、第１の外装材１４ａの周囲の一部１４１ａと第２の外装材１４ｂの周囲の一部１４１ｂにて、固定箇所形成部材１５、１６の一部が第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの間に介在するように配置された状態で、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの周縁部が熱溶着されることにより、熱溶着部１４１が形成されている。

固定箇所形成部材１５、１６の材料としては、合成樹脂、金属、セラミック材料のいずれでもよい。第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの内面層の材料としてポリプロピレンを用いる場合には、内面層に対する熱溶着の容易性を考慮すると、ポリカーボネートを用いるのが好ましい。この場合、図１に示された各構成部材を、一例として１２０〜２００℃に加熱された雰囲気中に３秒間程度放置することにより、固定箇所形成部材１５、１６と第１と第２の外装材１４ａと１４ｂとを熱溶着で一体化させる。

図４は、図１〜図３に示された単位電池を複数個組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態１を示す斜視図である。

図４に示すように、個々の単位電池の固定箇所形成部材１５、１６の各々の固定箇所１５ａ、１６ａ（図２）には、この例では貫通孔には、位置決め部材または固定部材として棒状部材２１が挿入され、隣り合う固定箇所形成部材１５と１５、１６と１６の間には間隔部材としてスペーサ２２が配置されている。このようにして、構成部材に、たとえば、筐体内に位置決めされて固定可能な組電池２が構成される。

要約すれば、以上のように構成された単位電池１においては、第１と第２の外装材１４ａ、１４ｂの周縁部が熱溶着された熱溶着部１４１にて、第１と第２の外装材１４ａ、１４ｂの周囲の少なくとも一部にて固定箇所形成部材１５、１６の一部が第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの間に介在するように配置されているので、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定部材を取り付けるための固定箇所形成部材１５、１６を外装体１４と一体化することができる。これにより、固定箇所１５ａ、１６ａを外装体１４に付与することができるので、接着剤、粘着テープ等の化学的固定手段を用いることなく、単一または複数のラミネート型電池の固定または位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。また、固定箇所形成部材１５、１６が外装体１４に固着されているので、固定箇所形成部材１５、１６に固定部材を取り付けることによってラミネート型電池の固定または位置決めを容易に行うことができる。さらに、固定箇所形成部材１５、１６は素電池１１を収容する外装体１４から独立しているので、固定箇所形成部材１５、１６の形状を任意に変更することができ、固定または位置決めするための構造の自由度が高くなる。さらにまた、固定箇所形成部材１５、１６は素電池１１を収容する外装体１４から独立しているので、固定箇所形成部材１５、１６に応力が生じた場合でも、素電池１１に与えられる損傷が少ない。なお、固定箇所形成部材１５、１６は外装体１４の熱溶着の工程にて外装体１４に固着されるので、固定箇所形成部材１５、１６を単位電池１に付与するために別の加熱工程を必要としないので、素電池１１に与えられる劣化等の影響を小さくすることができる。固定箇所形成部材１５、１６が外装体１４の補強材として作用するので、単位電池１の機械的強度を増大することができる。

図１に示されるように、固定箇所形成部材１５、１６は、素電池１１の両側に配置された二つの短冊状の板状部材であるので、素電池１１の両側に固定箇所形成部材１５、１６を容易に固着して配置することができる。

また、図２に示されるように、固定箇所形成部材１５、１６の固定箇所１５ａ、１６ａには貫通孔が形成されていることにより、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定部材を用いることによって、単位電池１を固定または位置決めすることができる。

さらに、図４に示されるように、組電池２は、単位電池１を複数備え、固定箇所１５ａ、１６ａに位置決め部材または固定部材の一例である棒状部材２１を取り付けることによって複数の単位電池１を連結したものである。このようにして、個々の単位電池１を外装体１４で封止されて保持された形態で、物理的な固定部材を用いて固定または位置決め可能な単一の電池として取り扱うことができるので、組電池２内で複数の単位電池１を分離して取り扱うことができる。これにより、組電池２内で、不良になった電池のみ、または、劣化した電池のみを取り外して交換することを容易に行うことができるので、保守性に優れた組電池２を得ることができる。また、組電池２の筐体内に緩衝材等の余分な部材を組み入れることがないので、空間利用効率を高めることができ、固定箇所１５ａ、１６ａに固定部材を取り付けることによって筐体内にぴったりと複数の単位電池１を収容することができる。さらに、個々の電池間の相互の固定や電極接続部材の相互の電気的な接続を一括して行うことができるので、組電池２の製造における作業工数を低減することができる。

図５は、本発明の電池の実施の形態１に用いられる固定箇所形成部材の別の形態を示す部分平面図である。

図１では短冊状の板状部材からなる固定箇所形成部材１５、１６を示したが、図５（Ａ）に示すように、第１と第２の外装材１４ａ、１４ｂからなる外装体１４（図１と図２）の周囲方向に沿った長さにおいて、熱溶着部１４１を分断する固定箇所形成部材１６の長さＷは、熱溶着部１４１を分断する固定箇所形成部材１６の部分に挟まれた熱溶着部１４１の長さよりも短いことが好ましい。図５（Ａ）では、このような長さの関係を示すために、ほぼＵ字状の平面形状の固定箇所形成部材１６を示したが、固定箇所形成部材１６は上記の平面形状に限定されるものではない。

本発明の電池の実施の形態１においては、固定箇所形成部材１５、１６の一部が第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの間に介在することによって熱溶着部１４１にて第１と第２の外装材１４ａと１４ｂが直接接触する領域が減少するが、図５（Ａ）に示されるように熱溶着部１４１を分断する領域を相対的に小さくすることにより、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂが直接接触する領域が減少する割合を小さく抑えることができる。これにより、固定箇所形成部材１５、１６の介在によって第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの封止性能が低下するのを防止することができる。

この場合、図５（Ｂ）に示されるように熱溶着部１４１を分断する固定箇所形成部材１６の部分には、複数の貫通孔１６１が形成されていることが好ましい。

このように構成することにより、熱溶着部１４１において第１と第２の外装材１４ａと１４ｂが直接接触する領域を複数の貫通孔１６１を通じて増大させることができるので、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの封止性能を向上させることができる。

（実施形態２）
図６は本発明の電池の実施の形態２に適用可能なラミネート型電池を分解して示す分解斜視図（Ａ）と、本発明の実施の形態２に用いられる固定箇所形成部材を示す斜視図（Ｂ）である。

図６（Ａ）に示すように、素電池１１、正極接続端子１２、負極接続端子（１３：図示せず）、外装体１４、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂは、図１に示されたものと同じである。

図６（Ｂ）に示すように、固定箇所形成部材１７は、素電池１１が装入される貫通孔１７３と、貫通孔１７３を取り囲むように形成された周縁部１７１を有する板状部材である。固定箇所形成部材１７には、貫通孔１７３を横断する横断部１７２が形成されている。横断部１７２は、弾性を有するように形成されている。固定箇所形成部材１７の材料は、実施の形態１の固定箇所形成部材１５、１６と同様である。

図７は、本発明の電池の実施の形態２を示す概略的な平面図である。なお、図７においては、外装体１４の熱溶着部１４１の図示は省略されている。

図６に示される素電池１１と第１の外装材１４ａとの間に一枚の固定箇所形成部材１７を介在させ、素電池１１と第２の外装材１４ｂとの間にもう一枚の固定箇所形成部材１７を介在させるように各構成部材を配置する。この場合、素電池１１の全体が貫通孔１７３の領域内に装入されるように配置され、横断部１７２が素電池１１の中央部を支持するように弾性変形する。この状態で、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの周縁部が熱溶着されることにより、熱溶着部（図示せず）が形成され、二枚の固定箇所形成部材１７、１７と第１と第２の外装材１４ａと１４ｂとが熱溶着で一体化される。この場合、図７に示されるように、固定箇所形成部材１７の周縁部１７１の一部が第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの外側に露出するように配置されている。このようにして、図７に示されるように、本発明の実施の形態２として単一の形態として取り扱うことが可能な単位電池３が構成される。

図８は、図７に示された単位電池を複数組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態２を示す斜視図である。

図８に示すように、個々の単位電池の固定箇所形成部材１７の角部が固定箇所の役割を果たす。この例では、この角部が、位置決め部材または固定部材として棒状部材２３に形成された切欠き２４に挿入されることによって、個々の単位電池が位置決めされて固定されている。このようにして、構成部材に、たとえば、筐体内に位置決めされて固定可能な組電池４が構成される。

要約すれば、以上のように構成された単位電池３では、固定箇所形成部材１７は、素電池１１が装入される貫通孔１７３と貫通孔１７３を取り囲むように形成された周縁部１７１とを有する板状部材であることによって、素電池１１と一体化するように固定箇所形成部材１７を固着して配置することができる。

この場合、固定箇所形成部材１７は、貫通孔１７３を横断する横断部１７２を有することによって、貫通孔１７３を有する固定箇所形成部材１７の強度を向上させることができる。また、横断部１７２が素電池１１の一部を支持することができる。

さらに、固定箇所形成部材１７の一部、たとえば、角部が、固定部材としての棒状部材２３の切欠き２４に挿入されることによって、個々の単位電池３を位置決めし、固定することができる。このように構成することによって、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定部材を別に用いることなく、固定箇所形成部材１７の一部を固定部材の切欠き２４に挿入することによって単位電池３を固定または位置決めすることができる。

なお、実施の形態２の単位電池３による他の作用効果については、上述した実施の形態１の単位電池１と同様である。

（実施形態３）
図９は本発明の電池の実施の形態３に適用可能なラミネート型電池を分解して示す分解斜視図（Ａ）と、本発明の実施の形態３に用いられる固定箇所形成部材を示す斜視図（Ｂ）である。

図９（Ａ）に示すように、素電池１１、正極接続端子１２、負極接続端子（１３：図示せず）、外装体１４、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂは、図１に示されたものと同じである。

図９（Ｂ）に示すように、固定箇所形成部材１８は、素電池１１が装入される貫通孔１８３と、貫通孔１８３を取り囲むように形成された周縁部１８１を有する板状部材である。固定箇所形成部材１８には、貫通孔１８３を横断する横断部１８２が形成されている。横断部１８２は、弾性を有するように形成されている。固定箇所形成部材１８の両端部には、固定箇所として複数の切欠き１８４が形成されている。固定箇所形成部材１８の材料は、実施の形態１の固定箇所形成部材１５、１６と同様である。

図１０は、本発明の電池の実施の形態３を示す概略的な平面図である。なお、図１０においては、外装体１４の熱溶着部１４１の図示は省略されている。

図９に示される素電池１１と第１の外装材１４ａとの間に一枚の固定箇所形成部材１８を介在させ、素電池１１と第２の外装材１４ｂとの間にもう一枚の固定箇所形成部材１８を介在させるように各構成部材を配置する。この場合、素電池１１の全体が貫通孔１８３の領域内に装入されるように配置され、横断部１８２が素電池１１の中央部を支持するように弾性変形する。この状態で、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの周縁部が熱溶着されることにより、熱溶着部（図示せず）が形成され、二枚の固定箇所形成部材１８、１８と第１と第２の外装材１４ａと１４ｂとが熱溶着で一体化される。この場合、図１０に示されるように、固定箇所形成部材１８の切欠き１８４が形成された周縁部１８１の一部が第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの外側に露出するように配置されている。このようにして、図１０に示されるように、本発明の実施の形態３として単一の形態として取り扱うことが可能な単位電池５が構成される。

図１１は、図１０に示された単位電池を複数組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態３を示す斜視図である。

図１１に示すように、個々の単位電池の固定箇所形成部材１８に形成された複数の切欠き１８４が固定箇所の役割を果たす。この例では、この切欠き１８４に、位置決め部材または固定部材として棒状部材２５の一部が挿入されることによって、個々の単位電池が位置決めされて固定されている。このようにして、構成部材に、たとえば、筐体内に位置決めされて固定可能な組電池６が構成される。

要約すれば、以上のように構成された単位電池６では、固定箇所形成部材１８は、素電池１１が装入される貫通孔１８３と貫通孔１８３を取り囲むように形成された周縁部１８１とを有する板状部材であることによって、素電池１１と一体化するように固定箇所形成部材１８を固着して配置することができる。

この場合、固定箇所形成部材１８は、貫通孔１８３を横断する横断部１８２を有することによって、貫通孔１８３を有する固定箇所形成部材１８の強度を向上させることができる。また、横断部１８２が素電池１１の一部を支持することができる。

さらに、固定箇所形成部材１８の切欠き１８４に、固定部材としての棒状部材２５の一部が挿入されることによって、個々の単位電池５を位置決めし、固定することができる。このように構成することによって、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定部材を別に用いることなく、固定箇所形成部材１８の切欠き１８４に固定部材の一部を挿入することによって単位電池５を固定または位置決めすることができる。このように固定箇所形成部材１８の周縁部に固定箇所として切欠き１８４が形成されていることことによって、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定部材を別に用いることなく、他の部材の一部を切欠きに挿入することによって単位電池５を固定または位置決めすることができる。

なお、実施の形態３の単位電池５による他の作用効果については、上述した実施の形態１の単位電池１と同様である。

（実施形態４）
図１２は本発明の電池の実施の形態４に適用可能なラミネート型電池を分解して示す分解斜視図（Ａ）と、本発明の実施の形態４に用いられる固定箇所形成部材を示す斜視図（Ｂ）である。

図１２（Ａ）に示すように、素電池１１、正極接続端子１２、負極接続端子（１３：図示せず）、外装体１４、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂは、図１に示されたものと同じである。

図１２（Ｂ）に示すように、固定箇所形成部材１９は、素電池１１が装入される貫通孔１９３と、貫通孔１９３を取り囲むように形成された周縁部１９１を有する板状部と、板状部の外周の少なくとも一部に、この例では、板状部の両側に形成された二つの枠状部１９２とから構成されている。固定箇所形成部材１９の枠状部１９２には、固定箇所１９４が形成され、たとえば、位置決め部材としての棒状部材、固定部材としてのリベット等を挿入するための貫通孔や、固定部材としてのビス、ボルト等を挿入するためのねじ穴が形成されている。固定箇所１９４は、当該電池を他の構成部材に固定するために用いられるものである。したがって、固定箇所１９４が形成された固定箇所形成部材１９は、ラミネート型電池である単位電池の位置決めや固定を行うために用いられる機能部材である。固定箇所形成部材１９の材料は、実施の形態１の固定箇所形成部材１５、１６と同様である。

図１３は、本発明の電池の実施の形態４を示す概略的な斜視図である。なお、図１３においては、外装体１４の熱溶着部１４１の図示は省略されている。

図１２に示される第１の外装材１４ａと第２の外装材１４ｂとの間に一枚の固定箇所形成部材１９の板状部を介在させ、素電池１１の全体が貫通孔１９３の領域内に装入されるように各構成部材を配置する。この状態で、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの周縁部が熱溶着されることにより、熱溶着部（図示せず）が形成され、固定箇所形成部材１９と第１と第２の外装材１４ａと１４ｂとが熱溶着で一体化される。この場合、図１３に示されるように、固定箇所形成部材１９の周縁部１９１の一部が第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの外側に露出するように配置されている。また、図１３に示されるように、固定箇所１９４が形成された枠状部１９２が第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの外側で両側部に配置されている。このようにして、本発明の実施の形態４として単一の形態として取り扱うことが可能な単位電池７が構成される。

図１４は、図１３に示された単位電池を複数組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態４を示す斜視図である。

図１４に示すように、個々の単位電池７の固定箇所形成部材１９に形成された複数の固定箇所１９４が整列されている。これらの固定箇所１９４に、位置決め部材または固定部材として棒状の連結部材等がリベットやボルトなどによって固定されることによって、個々の単位電池が位置決めされて固定される。このようにして、構成部材に、たとえば、筐体内に位置決めされて固定可能な組電池８が構成される。

要約すれば、以上のように構成された単位電池７では、固定箇所形成部材１９は、素電池１１が装入される貫通孔１９３と貫通孔１９３を取り囲むように形成された周縁部１９１とを有する板状部と、板状部の外周の少なくとも一部に形成された枠状部１９２とを含み、固定箇所形成部材１９の板状部が第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの間に介在するように配置され、固定箇所形成部材１９の枠状部１９２に固定箇所１９４が形成されているので、固定箇所形成部材１９の枠状部１９２を整列させることによって、複数の単位電池７を容易に連結して固定することができる。

なお、実施の形態４の単位電池７による他の作用効果については、上述した実施の形態１の単位電池１と同様である。

（実施形態５）
図１５は本発明の電池の実施の形態５に適用可能なラミネート型電池を分解して示す分解斜視図（Ａ）と、本発明の実施の形態５に用いられる固定箇所形成部材を示す斜視図（Ｂ）である。

図１５（Ａ）に示すように、外装体１４、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂは、図１に示されたものと同じである。ただし、図１５（Ａ）に示すように、実施の形態５では、正極接続端子１２と負極接続端子１３が素電池１１または外装体１４の同じ側から突出している。

図１５（Ｂ）に示すように、固定箇所形成部材２０は、素電池１１が装入される貫通孔２０３と、貫通孔２０３を取り囲むように形成された周縁部２０１を有する板状部と、板状部の外周の少なくとも一部に、この例では、板状部の両側に形成された二つの枠状部２０２とから構成されている。固定箇所形成部材２０の枠状部２０２には、固定箇所２０４が形成され、たとえば、位置決め部材としての棒状部材、固定部材としてのリベット等を挿入するための貫通孔や、固定部材としてのビス、ボルト等を挿入するためのねじ穴が形成されている。固定箇所２０４は、当該電池を他の構成部材に固定するために用いられるものである。したがって、固定箇所２０４が形成された固定箇所形成部材２０は、ラミネート型電池である単位電池の位置決めや固定を行うために用いられる機能部材である。固定箇所形成部材２０の材料は、実施の形態１の固定箇所形成部材１５、１６と同様である。

図１６は、本発明の電池の実施の形態５を示す概略的な斜視図である。なお、図１６においては、外装体１４の熱溶着部１４１の図示は省略されている。

図１５に示される第１の外装材１４ａと第２の外装材１４ｂとの間に一枚の固定箇所形成部材２０の板状部を介在させ、素電池１１の全体が貫通孔２０３の領域内に装入されるように各構成部材を配置する。この状態で、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの周縁部が熱溶着されることにより、熱溶着部（図示せず）が形成され、固定箇所形成部材２０と第１と第２の外装材１４ａと１４ｂとが熱溶着で一体化される。この場合、図１６に示されるように、固定箇所形成部材２０の周縁部２０１の一部が第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの外側に露出するように配置されている。また、図１６に示されるように、固定箇所２０４が形成された枠状部２０２が第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの外側で両側部に配置されている。このようにして、本発明の実施の形態５として単一の形態として取り扱うことが可能な単位電池９が構成される。

図１７は、図１６に示された単位電池を複数組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態５を示す斜視図である。

図１７に示すように、個々の単位電池９の固定箇所形成部材２０に形成された複数の固定箇所２０４（図示せず）が整列されている。これらの固定箇所２０４に、位置決め部材または固定部材として棒状部材２６がリベットやボルトなどの固定部材２７によって固定されることによって、個々の単位電池９が位置決めされて固定される。さらに、棒状部材２６は連結部材２８によって固定される。また、正極接続端子１２と負極接続端子１３は、端子間接続用のバスバー３１によって互い違いに接続され、両端に位置する端子には充放電用の端子部材２９と３０が接続されている。このようにして、構成部材に、たとえば、筐体内に位置決めされて固定可能な組電池１０が構成される。

このように構成された単位電池９では、上述した実施の形態４の単位電池７と同様の作用効果を達成することができるとともに、単位電池９を複数個組み合わせた場合、正極接続端子１２と負極接続端子１３が配列される単位電池９の側部が、固定箇所形成部材２０の枠状部２０２が配列される単位電池９の側部に対して交差する、この例では直交するように配置されるので、組電池１０において、充放電のために正負極接続端子に接続される配線と、電池の位置決めや固定のための構成部材とを筐体内で配置するのに好適である。

言い換えれば、実施の形態５の単位電池９では、正極接続端子１２および負極接続端子１３の両者は素電池１１の一方側面から突出して延びており、固定箇所形成部材２０の枠状部２０２は、素電池１１の一方側面と交差する他方側面に沿って延びるように形成されている。このように、正極接続端子１２および負極接続端子１３が突出して延びる側の電池の側面と交差する側面に沿って固定箇所形成部材２０の枠状部２０２が形成されているので、固定箇所形成部材２０の枠状部２０２を整列させることによって複数の電池を連結して固定する際に、一方側面に整列した正極接続端子１２と負極接続端子１３とを相互に容易に電気的に接続することができる。

図１８と図１９は、図１６に示された本発明の電池の実施の形態５を示す概略的な平面図である。なお、図１８と図１９においては、外装体１４の熱溶着部１４１が示されている。

図１８に示されるように、素電池１１の全体が固定箇所形成部材２０の貫通孔２０３内に装入されるように配置され、斜線部で示された熱溶着部１４１は、貫通孔２０３を取り囲むように形成された固定箇所形成部材２０の板状部の一部である周縁部２０１の領域に配置されている。

これに対して、図１９に示されるように、素電池１１の全体が固定箇所形成部材２０の貫通孔２０３内に装入されるように配置され、斜線部で示された熱溶着部１４１は、貫通孔２０を取り囲むように形成された固定箇所形成部材２０の板状部の一部である周縁部２０１の領域に配置されているが、周縁部２０１には互いに間隔をあけて、一例として、ほぼ矩形状の複数の貫通孔２０３ａが形成されている。

図１９に示すように、固定箇所形成部材２０の板状部の周縁部２０１に複数の貫通孔２０３ａを形成することにより、熱溶着部１４１において第１と第２の外装材１４ａと１４ｂが直接接触する領域を複数の貫通孔２０３ａを通じて増大させることができるので、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂの封止性能を向上させることができる。

なお、上述した本発明の電池の種々の実施の形態では、外装材として、第１と第２の外装材１４ａと１４ｂという複数の外装材を用いているが、単一の外装材を用いて、たとえば、単一の外装材を折り曲げて、素電池１１を収容するように素電池１１の上側と下側を挟むように単一の外装材を配置してもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものであることが意図される。

本発明の電池は、バックアップ電源として発電所や自宅用の電力貯蔵用バッテリーに用いられるだけでなく、自動車、二輪車、電車、カートなどの車両の動力源用バッテリーとして用いられるラミネート型電池に適用されるのが好ましく、特に激しい振動を伴うラミネート型電池に適している。

本発明の電池の実施の形態１を分解して示す分解斜視図である。 本発明の電池の実施の形態１を示す斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩに沿った方向から見た断面図である。 図１〜図３に示された単位電池を複数個組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態１を示す斜視図である。 本発明の電池の実施の形態１に用いられる固定箇所形成部材の別の形態を示す部分平面図である。 本発明の電池の実施の形態２に適用可能なラミネート型電池を分解して示す分解斜視図（Ａ）と、本発明の実施の形態２に用いられる固定箇所形成部材を示す斜視図（Ｂ）である。 本発明の電池の実施の形態２を示す概略的な平面図である。 図７に示された単位電池を複数組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態２を示す斜視図である。 本発明の電池の実施の形態３に適用可能なラミネート型電池を分解して示す分解斜視図（Ａ）と、本発明の実施の形態３に用いられる固定箇所形成部材を示す斜視図（Ｂ）である。 本発明の電池の実施の形態３を示す概略的な平面図である。 図１０に示された単位電池を複数組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態３を示す斜視図である。 本発明の電池の実施の形態４に適用可能なラミネート型電池を分解して示す分解斜視図（Ａ）と、本発明の実施の形態４に用いられる固定箇所形成部材を示す斜視図（Ｂ）である。 本発明の電池の実施の形態４を示す概略的な斜視図である。 図１３に示された単位電池を複数組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態４を示す斜視図である。 本発明の電池の実施の形態５に適用可能なラミネート型電池を分解して示す分解斜視図（Ａ）と、本発明の実施の形態５に用いられる固定箇所形成部材を示す斜視図（Ｂ）である。 本発明の電池の実施の形態５を示す概略的な斜視図である。 図１６に示された単位電池を複数組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態５を示す斜視図である。 図１６に示された本発明の電池の実施の形態５を示す概略的な平面図である。 図１６に示された本発明の電池の実施の形態５の変形例を示す概略的な平面図である。 従来のラミネート型電池を示す斜視図である。 従来の電池積層体の一つの例を示す斜視図である。

符号の説明

１，３，５，７，９：単位電池、２，４，６，８，１０：組電池、１１：素電池、１２：正極接続端子、１３：負極接続端子、１４：外装体、１４ａ：第１の外装材、１４ｂ：第２の外装材、１４１：熱溶着部、１５，１６，１７，１８，１９，２０：固定箇所形成部材、１５ａ，１６ａ，１９４，２０４：固定箇所、１７１，１８１，１９１，２０１：周縁部、１７２，１８２：横断部、１６１，１７３，１８３，１９３，２０３，２０３ａ：貫通孔、１９２，２０２：枠状部、２４，１８４：切欠き、２１，２３，２５，２６：棒状部材。

Claims (10)

1. 素電池を収容するために素電池の両側を挟むように配置された可撓性フィルムからなる外装材と、
   当該電池を他の部材に固定するために前記素電池および前記素電池の正負極端子とは別体に構成されて用いられる部材として固定箇所が形成された固定箇所形成部材と、
   前記外装材の周囲の少なくとも一部にて前記固定箇所形成部材の一部が前記外装材の間に介在するように配置された状態で、前記外装材の周縁部が熱溶着された熱溶着部と、
   を備え、
   前記固定箇所形成部材は、前記素電池に配置された板状部材である、電池。
2. 前記固定箇所形成部材は、前記素電池が装入される貫通孔とこの貫通孔を取り囲むように形成された周縁部とを有する板状部材である、請求項１に記載の電池。
3. 前記固定箇所形成部材は、前記貫通孔を横断する横断部を有する、請求項２に記載の電池。
4. 前記固定箇所形成部材の周縁部には、固定箇所として切欠きが形成されている、請求項２または請求項３に記載の電池。
5. 前記固定箇所形成部材は、前記素電池が装入される貫通孔とこの貫通孔を取り囲むように形成された周縁部とを有する板状部と、この板状部の外周の少なくとも一部に形成された枠状部とを含み、前記固定箇所形成部材の板状部が前記外装材の間に介在するように配置され、前記固定箇所形成部材の枠状部に固定箇所が形成されている、請求項１に記載の電池。
6. 前記固定箇所形成部材の板状部の周縁部には、複数の貫通孔が形成されている、請求項５に記載の電池。
7. 前記素電池の正極および負極のそれぞれに電気的に接続され、前記外装材から突出して延びる正極接続端子および負極接続端子とをさらに備え、
   前記正極接続端子および負極接続端子の両者は前記素電池の一方側面から延びており、前記固定箇所形成部材の枠状部は、前記素電池の一方側面と交差する他方側面に沿って延びるように形成されている、請求項５または請求項６に記載の電池。
8. 前記外装材の周囲方向に沿った長さにおいて、前記熱溶着部を分断する前記固定箇所形成部材の長さは、前記熱溶着部を分断する前記固定箇所形成部材の部分に挟まれた前記熱溶着部の長さよりも短い、請求項１から請求項７までのいずれかに記載の電池。
9. 前記熱溶着部を分断する前記固定箇所形成部材の部分には、複数の貫通孔が形成されている、請求項８に記載の電池。
10. 請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の電池を複数備え、前記固定箇所に固定部材を取り付けることによって前記複数の電池を連結した、組電池。

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