JP5991527B2

JP5991527B2 - 電池及び蓄電装置

Info

Publication number: JP5991527B2
Application number: JP2012209195A
Authority: JP
Inventors: 瞬伊藤; 眞弘内田; 殿西　雅光; 雅光殿西; 克哉七元
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: JP2014063685A

Description

本発明は、電池ケースの外側面に絶縁フィルムが設けられる電池及び当該電池を用いた蓄電装置に関するものである。

従来、例えば自動車に搭載されている蓄電装置は、例えばリチウムイオン二次電池といった複数の電池を外装ケースに収容して構成されている。

そして、前記電池の電池ケースの外側面には、絶縁対策のために絶縁フィルムが設けられている。具体的には、特許文献１に示すように、電池ケースの外側面における平面部及び当該平面部の端部に形成されたラウンド部等のコーナー部を、例えば熱収縮フィルムにより被覆したものが考えられている。

しかしながら、絶縁フィルムにより電池ケースの平面部及びコーナー部を被覆した場合には、電池ケースの平面部とコーナー部との境界又はその付近において、絶縁フィルムと電池ケースの外側面との間に隙間が生じてしまう。そうすると、絶縁フィルムに皺等が生じてしまうだけでなく、複数の電池の近接配置が阻害されてしまう。

特開２０１２−２８３２１号公報

そこで本発明は、電池ケースの平面部とコーナー部との境界又はその付近において、絶縁フィルムと電池ケースとの間に隙間が生じないようすることをその主たる所期課題とするものである。

すなわち本発明に係る電池は、電池ケースの外側面が、平面部及び当該平面部の端部に形成されて前記平面部から湾曲又は傾斜したコーナー部を有しており、前記電池ケースの外側面に設けられた絶縁フィルムの端部が、前記平面部と平行な方向を向いていることを特徴とする。

前記絶縁フィルムが、前記平面部及び前記コーナー部の境界よりもコーナー部側に延出している延出部を有し、前記延出部は、前記コーナー部との間に間隙を形成していることが望ましい。

前記絶縁フィルムが、前記電池ケースの平面部に接着されていることが望ましい。

また、本発明のかかる蓄電装置は、上述した電池と、前記電池と熱結合される熱交換部と、前記電池及び前記熱交換部の間に設けられた柔軟性を有する熱伝達部材とを有することを特徴とする。

このように構成した本発明によれば、絶縁フィルムの端部を平面部と平行な方向を向くように構成して、絶縁フィルムをコーナー部に沿って湾曲させないので、絶縁フィルムと電池ケースの外側面との間に隙間を生じないようにすることができる。これにより、絶縁フィルムに生じる皺等を防止することができ、複数の電池を近接配置し易くできる。

本実施形態の電池を示す平面図及び２つの側面図。同実施形態の絶縁フィルムを取り外した状態の電池を示す平面図及び２つの側面図。同実施形態の電池ケース及び絶縁フィルムの配置態様を示す部分拡大断面図。変形実施形態の電池を用いた蓄電装置の構成を示す模式図。変形実施形態の蓄電装置における電池及び熱伝達部材の配置態様を示す部分拡大断面図。変形実施形態の電池ケース及び絶縁フィルムの配置態様を示す部分拡大断面図。

以下に本発明に係る電池の一実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態の電池１は、例えば自動車に搭載される蓄電装置を構成するリチウムイオン二次電池である。なお、蓄電装置は、１つの電池１を用いて構成されたものであっても良いし、複数の電池を組み合わせて構成されたものであっても良い。

具体的にこの電池１は、図１及び図２に示すように、内部に発電要素（不図示）が収容された電池ケース２と、当該電池ケース２の外側面に配置される絶縁フィルム３とを有する。なお、図２は、絶縁フィルム３を取り外した状態の電池１を示している。

電池ケース２は、概略直方体形状をなすものであり、平面視において長手方向及び短手方向を有する扁平形状をなすものである。そして、この電池ケース２は、正極端子Ｔ１及び負極端子Ｔ２が設けられた端子設置面である上面２ａと、この上面２ａの四辺それぞれに連続して設けられた４つの側面２ｂ〜２ｅと、これら４つの側面２ｂ〜２ｅの下端に連続する下面２ｆとを有する。なお、この下面２ｆは、前記端子設置面２ａに対向する面である。

そして、この電池ケース２の外側面である４つの側面２ｂ〜２ｅはそれぞれ、図１に示すように、平面部２１と、当該平面部２１の下端部に連続して形成されて前記平面部２１から湾曲して形成されたコーナー部２２（以下、ラウンド部２２という。）とを有する。このラウンド部２２は、各側面２ｂ〜２ｅと下面２ｆとの間にそれぞれ形成されている。

絶縁フィルム３は、絶縁性及び難燃性を有する樹脂フィルムであり、電池ケース２の外側面である４つの側面２ｂ〜２ｅを被覆するものである。なお、この絶縁フィルム３は、例えば４つの側面２ｂ〜２ｅに巻回されるシート状をなすものである。

しかして本実施形態の電池１においては、特に図３に示すように、電池ケース２の外側面２ｂ〜２ｅに設けられた絶縁フィルム３の下端部が、平面部２１と平行な方向を向いている。一方、絶縁フィルム３の上端部は、電池ケース２の上面２ａと面一又はその上側に位置している。つまり、絶縁フィルム３における各側面２ｂ〜２ｅに設けられた部分それぞれが、断面視において、各側面２ｂ〜２ｅの平面部２１と平行な方向な直線形状をなしている。なお、図３において、電池ケース２内部の発電要素は省略している。

また、本実施形態の絶縁フィルム３の下端部は、平面部２１及びラウンド部２２の境界２Ｒよりもコーナー部２２側である下側に延出している延出部３１を有している。

この延出部３１の先端部３１ａは、前記平面部２１及びラウンド部２２の境界２Ｒと前記電池ケース２の下面２ｆを含む平面との間に位置するように構成されている。このように下面２ｆから絶縁フィルム３がはみ出ない構造にすることで、電池１を置いた場合に絶縁フィルム３により電池１が傾いてしまうことを防ぐことができる。より具体的には、電池１の下面２ｆ全体が載置面に接する状態となり、安定した姿勢で電池１を配置することができる。また、絶縁フィルム３が載置面に接することにより折れて、電池１の近接配置を阻害してしまうことを防止できる。この延出部３１は、前記ラウンド部２２に沿って湾曲することなく、前記平面部２１に沿った状態で平面部２１と平行な方向を向き、前記ラウンド部２２の湾曲面との間に間隙Ｓを形成する構成としている。

さらに、絶縁フィルム３は、前記電池ケース２の平面部２１に接着剤により接着されており、延出部３１は、ラウンド部２２に接着されることなくラウンド部２２から離間している。

このように構成した本実施形態に係る電池１によれば、絶縁フィルム３の下端部を平面部２１と平行な方向を向くように構成して、絶縁フィルム３をコーナー部２２に沿って湾曲させないので、絶縁フィルム３と電池ケース２の外側面２ｂ〜２ｅとの間に隙間を生じないようにすることができる。これにより、絶縁フィルム３に生じる皺等を防止することができ、複数の電池１を近接配置し易くできる。

また、絶縁フィルム３の端部が、平面部２１及びラウンド部２２の境界２Ｒよりもラウンド部２２側に延出している延出部３１を有しており、この延出部３１が、ラウンド部２２との間に間隙Ｓを形成しているので、互いに隣接する電池１間の絶縁距離を長くすることができる。さらに、空冷により電池を冷却する場合には、前記隙間Ｓが形成されているので、コーナー部２２に冷却風が当たり易くなり、冷却効率を向上させることができる。

その上、絶縁フィルム３が、電池ケース２の平面部２１に接着されているので、絶縁フィルム３と電池ケース２とを密着させることができ、電池ケース２と絶縁フィルム３外部との間の熱伝導効率を向上させることができる。これにより、電池１の冷却又は加熱が容易となる。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態の電池１を用いた蓄電装置１０が、図４及び図５に示すように、前記実施形態の１又は複数の電池１と、この電池１と熱結合される熱交換部４と、電池１及び熱交換部４の間に設けられた柔軟性を有する熱伝達部材５とを有する構成としても良い。

熱交換部４は、前記電池１の下面２ｆに配置されるものであり、例えば内部に冷却用液体を流通させる冷却用液体流路が形成された冷却プレートである。また、熱伝達部材５は、柔軟性及び熱伝達性を有するゲル状のものであり、例えば熱伝達性の良好なグリス等が考えられる。この熱伝達部材５は、前記冷却プレート４の電池載置面４ａ全体に配置されている。そして、この熱伝達部材５上に前記１又は複数の電池１が載置される。このとき、絶縁フィルム３がラウンド部２２を覆わない構成なので、電池１を熱伝達部材５に載置させると、熱伝達部材５が変形してラウンド部２２に直接接触し（図５参照）、電池ケース２及び熱伝達部材５の接触面積を大きくすることができる。これにより、電池１の冷却効率を向上させることができる。なお、熱交換部４としては、前記冷却プレートに限られず、電池１を加熱する用途の場合には、例えば内部に加熱用液体を流通さえる加熱用液体流路が形成された加熱プレートを用いることが考えられる。この場合には、電池１の加熱効率を向上させることができる。

また、前記実施形態のコーナー部２２は、平面部２１から湾曲して形成されたラウンド部であったが、平面部２１から屈曲して傾斜したものであっても良い。

さらに、前記実施形態では、絶縁フィルム３の端部が平面部２１及びラウンド部（コーナー部）２２の境界２Ｒからラウンド部２２側に延出した構成であったが、図６に示すように、絶縁フィルム３の端部が、延出部３１を有さずに、前記平面部２１及びラウンド部２２の境界２Ｒに端部が位置する構成としても良い。これならば、前記実施形態に比べて電池間の絶縁性は劣ってしまうが、絶縁フィルム３の下端部が平面部２１に接着される構成とされるので、延出部３１がある場合に比べて、絶縁フィルム３と電池ケース２との剥離を防止することができる。また、延出部３１が無いので、熱伝達部材５状に電池１を載置した場合に、当該熱伝達部材５が電池ケース２のラウンド部２２に接触しやすくなる。

さらに、前記実施形態では、電池ケースの下端部に形成されたコーナー部及び絶縁フィルムに対して本発明を適用した場合について説明したが、電池ケースの端子設置側、つまり上端側に形成されたコーナー部及び絶縁フィルムに対して本発明を適用しても良い。

前記熱伝達部材はゲル状のものとしたが、電池ケースの底面及びコーナー部に接触するものであれば、固体であっても液体であっても良い。また、絶縁フィルムは電池の上面又は下面からはみ出していても良い。

その上、前記実施形態では、角形電池について説明したが、円形電池に適用可能であることは言うまでも無い。また、本発明は、キャパシタやコンデンサ等の蓄電素子にも適用可能である。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。

１・・・電池
２・・・電池ケース
２ｂ〜２ｅ・・・外側面
２１・・・平面部
２２・・・コーナー部（ラウンド部）
３・・・絶縁フィルム
２Ｒ・・・平面部及びコーナー部の境界
３１・・・延出部
Ｓ・・・間隙
４・・・熱交換部
５・・・熱伝達部材
１０・・・蓄電装置

Claims

電池ケースの外側面が、平面部及び当該平面部の端部に形成されて前記平面部から湾曲又は傾斜したコーナー部を有しており、
前記電池ケースの外側面に設けられた絶縁フィルムの端部が、前記平面部と平行な方向を向いており、
前記絶縁フィルムが、前記平面部及び前記コーナー部の境界よりもコーナー部側に延出している延出部を有し、
前記延出部は、前記コーナー部との間に間隙を形成している電池。
前記絶縁フィルムが、前記電池ケースの平面部に接着されている請求項１記載の電池。
請求項１又は２記載の電池と、前記電池と熱結合される熱交換部と、前記電池及び前記熱交換部の間に設けられた柔軟性を有する熱伝達部材とを有する蓄電装置。