特許 6233076 電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6233076

(24)【登録日】2017年11月2日

(45)【発行日】2017年11月22日

(54)【発明の名称】電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20171113BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 E

【請求項の数】6

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2014-21545(P2014-21545)

(22)【出願日】2014年2月6日

(65)【公開番号】特開2015-149192(P2015-149192A)

(43)【公開日】2015年8月20日

【審査請求日】2016年5月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003218

【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】木村 真也

(72)【発明者】

【氏名】守作 直人

【審査官】 瀧 恭子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００５−０５６６２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０３８９１４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−２０７３４１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０、１０／５２−１０／６６７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

角型電池と、被接合体とを接着シートによって接着した電池モジュールであって、
前記角型電池及び前記被接合体は、互いに対向する対向方向の対向面を有し、
前記被接合体の前記対向面は、前記角型電池の前記対向面における隅に対向する位置まで延伸された外周部を有しており、
前記被接合体の前記対向面は、前記外周部の少なくとも一部分が屈曲されていることにより他の部分よりも前記角型電池又は前記被接合体から離間する離間部を有し、
前記離間部及び前記離間部と対向する対向面の少なくとも一方には、前記接着シートが設けられない部分が存在することを特徴とする電池モジュール。

【請求項2】

前記被接合体のみが前記離間部を有し、
前記接着シートは、前記被接合体に接着される接着面の接着力が、前記角型電池に接着される接着面の接着力に比べて弱いことを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

前記角型電池は、矩形板状の底部と、前記底部から立設する４つの矩形板状の側壁と、前記底部の四隅から立設し、隣り合う前記側壁の端面の間を曲面にて連設する壁部とを備えたケースを有し、
前記角型電池の前記ケースの前記壁部は、前記被接合体の前記対向面における外周部から離間する離間部であり、
前記角型電池の前記離間部と、前記被接合体の前記離間部とは、互いに対向している請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項4】

前記接着シートは、前記角型電池の前記対向面の全面に設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項5】

前記被接合体は、前記角型電池の前記対向面に対向する本体と、該本体の一端側に設けられ、前記本体の厚み方向に延びる延設部と、前記本体と前記延設部とを連設する屈曲部とを有している請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項6】

角型電池と、被接合体とを接着シートによって接着した電池モジュールであって、
前記角型電池及び前記被接合体は、互いに対向する対向方向の対向面を有し、
前記角型電池及び前記被接合体の前記対向面は、いずれか一方のみが当該対向面の外周部の少なくとも一部分に他の部分よりも前記角型電池又は前記被接合体から離間する離間部を有し、
前記離間部及び前記離間部と対向する対向面の少なくとも一方には、前記接着シートが設けられない部分が存在し、
前記接着シートは、前記角型電池及び前記被接合体のうち、前記離間部を有する一方に接着される接着面の接着力が、他方に接着される接着面の接着力に比べて弱いことを特徴とする電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、接着シートによって角型電池と被接合体とを接着した電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

電池セルを接着材で接着した電池モジュールは、例えば、特許文献１に記載されている。特許文献１では、電池セル間に熱伝導部材が設けられており、熱伝導部材によって電池セルが接着されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−１０８６１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、複数の電池セルを熱伝導部材で接着していきモジュール化するときに、例えば、電池セルの表面に生じたバリが熱伝導部材を突き破ると、隣り合う電池セルの絶縁性が確保できなくなる。また、電池セル同士に位置ずれが生じた状態で電池セルが接着されると、電池モジュールの大型化や、放熱性の低下などを招くおそれがある。このような場合、一度接着した電池セルを治具によって剥離する必要があるが、電池セルの位置ずれを抑止するために熱伝導部材の粘着力を向上させている場合、治具による剥離が困難であった。

【0005】

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、治具による角型電池と被接合体との剥離が容易な電池モジュールを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決する電池モジュールは、角型電池と、被接合体とを接着シートによって接着した電池モジュールであって、前記角型電池及び前記被接合体は、互いに対向する対向方向の対向面を有し、前記被接合体の前記対向面は、前記角型電池の前記対向面における隅に対向する位置まで延伸された外周部を有しており、前記被接合体の前記対向面は、前記外周部の少なくとも一部分が屈曲されていることにより他の部分よりも前記角型電池又は前記被接合体から離間する離間部を有し、前記離間部及び前記離間部と対向する対向面の少なくとも一方には、前記接着シートが設けられない部分が存在することを要旨とする。

【0007】

これによれば、被接合体の少なくとも一方の対向面には、角型電池から離間する離間部が設けられるため、この離間部によって角型電池と被接合体との間には隙間が形成される。この隙間が治具の挿入部となることで、角型電池と被接合体との間に治具を挿入しやすく、角型電池と被接合体との剥離が容易になる。

【0008】

上記電池モジュールについて、前記被接合体のみが前記離間部を有し、前記接着シートは、前記被接合体に接着される接着面の接着力が、前記角型電池に接着される接着面の接着力に比べて弱いことが好ましい。

【0009】

これによれば、離間部を有する角型電池及び被接合体から接着シートを剥離しやすい。
上記電池モジュールについて、前記角型電池は、矩形板状の底部と、前記底部から立設する４つの矩形板状の側壁と、前記底部の四隅から立設し、隣り合う前記側壁の端面の間を曲面にて連設する壁部とを備えたケースを有し、前記角型電池の前記ケースの前記壁部は、前記被接合体の前記対向面における外周部から離間する離間部であり、前記角型電池の前記離間部と、前記被接合体の前記離間部とは、互いに対向していることが好ましい。
上記電池モジュールについて、前記接着シートは、前記角型電池の前記対向面の全面に設けられていることが望ましい。
上記電池モジュールについて、前記被接合体は、前記角型電池の前記対向面に対向する本体と、該本体の一端側に設けられ、前記本体の厚み方向に延びる延設部と、前記本体と前記延設部とを連設する屈曲部とを有していることが望ましい。
上記課題を解決する電池モジュールは、角型電池と、被接合体とを接着シートによって接着した電池モジュールであって、前記角型電池及び前記被接合体は、互いに対向する対向方向の対向面を有し、前記角型電池及び前記被接合体の前記対向面は、いずれか一方のみが当該対向面の外周部の少なくとも一部分に他の部分よりも前記角型電池又は前記被接合体から離間する離間部を有し、前記離間部及び前記離間部と対向する対向面の少なくとも一方には、前記接着シートが設けられない部分が存在し、前記角型電池及び前記被接合体は、いずれか一方のみが前記離間部を有し、前記接着シートは、前記角型電池及び前記被接合体のうち、前記離間部を有する一方に接着される接着面の接着力が、他方に接着される接着面の接着力に比べて弱いことを要旨とする。
これによれば、角型電池及び被接合体の少なくとも一方の対向面には、角型電池又は被接合体から離間する離間部が設けられるため、この離間部によって角型電池と被接合体との間には隙間が形成される。この隙間が治具の挿入部となることで、角型電池と被接合体との間に治具を挿入しやすく、角型電池と被接合体との剥離が容易になる。
また、これによれば、離間部を有する角型電池及び被接合体から接着シートを剥離しやすい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、治具による角型電池と被接合体との剥離が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態における電池モジュールを示す斜視図。

【図2】実施形態における角型電池、伝熱プレート、電池ホルダ及び接着シートを示す分解斜視図。

【図3】実施形態における電池モジュールを示す図１の３−３線断面図。

【図4】実施形態における電池モジュールの一部を拡大して示す断面図。

【図5】実施形態における電池モジュールの作用を示す図。

【図6】変形例の電池モジュールの一部を拡大して示す断面図。

【図7】変形例の電池モジュールの一部を拡大して示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、電池モジュールの一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、電池モジュール１１は、電池ホルダ２１に保持された角型電池３１（例えば、リチウムイオン二次電池や、ニッケル水素蓄電池などの二次電池）と伝熱プレート４１が複数並設されている。角型電池３１と、伝熱プレート４１は、交互に並設されている。電池モジュール１１において角型電池３１の並設方向の両端には、エンドプレート１２が設けられている。

【0013】

角型電池３１は、ケース３５を有し、このケース３５には正負の電極を有する電極組立体３６が収容されている。ケース３５は、有底四角筒状のケース本体３７に、蓋部材３８を取り付けることで構成されている。ケース本体３７は、矩形板状の底部から４つの矩形板状の側壁と４つの曲面からなる壁とが立設することで構成されている。詳述すると、底部の短手方向両端から一対の第１面３２が立設し、底部の長手方向両端から一対の第２面３３が立設している。第１面３２は第２面３３よりも広い面積を有する。そして、各第１面３２と各第２面３３とは、曲面からなる第３面３４によって連設されている。第３面３４は、ケース３５外側に凸となるような曲面となっている。

【0014】

電池ホルダ２１は、矩形平板状の第１の被覆部２２を有している。第１の被覆部２２の長手方向両端には、第１の被覆部２２の厚み方向に延びる矩形平板状の第２の被覆部２３及び第３の被覆部２４が設けられている。第１の被覆部２２、第２の被覆部２３、第３の被覆部２４に囲まれる領域は、角型電池３１が収容される収容部Ｓとなる。

【0015】

第２の被覆部２３の長手方向第１端部２３ａ（第２の被覆部２３の第１の被覆部２２が設けられる端部とは反対側の端部）と、第３の被覆部２４の長手方向第１端部２４ａ（第３の被覆部２４の第１の被覆部２２が設けられる端部とは反対側の端部）には、各被覆部２３，２４と連設され、各被覆部２３，２４の長手方向に延びる矩形平板状の突出部２６が設けられている。また、第２の被覆部２３及び第３の被覆部２４の長手方向第２端部２３ｂ、２４ｂには、四角柱状の脚部２７が設けられている。脚部２７の軸は、被覆部２３，２４の短手方向に延びている。

【0016】

各突出部２６の短手方向第１端部２６ａには、一対の突出部２６の間で延びる矩形平板状の第４の被覆部２５が設けられている。第４の被覆部２５は、厚み方向が各被覆部２３，２４の短手方向と一致し、長手方向が第２の被覆部２３と第３の被覆部２４の対向方向に一致する。そして、第４の被覆部２５の厚み方向及び長手方向に直交する方向が、第４の被覆部２５の短手方向となる。

【0017】

第４の被覆部２５の長手方向両端における第４の被覆部２５の短手方向の一端面上には、Ｕ字状をなすとともに、第４の被覆部２５の厚み方向に開口する端子収容部２８がそれぞれ設けられており、各端子収容部２８は、各突出部２６に連設されている。

【0018】

第４の被覆部２５の短手方向の一端面上には、端子収容部２８と隣り合って四角柱状の柱部材２９が設けられている。柱部材２９の軸は、被覆部２３，２４の短手方向に延びている。

【0019】

伝熱プレート４１は、金属製の板材をＳ字状に屈曲させることで形成されている。伝熱プレート４１は、矩形平板状の本体４２を有している。本体４２の長手方向一端側には、本体４２の厚み方向に延びる矩形平板状の第１の延設部４３が設けられている。本体４２の長手方向他端側には、本体４２の厚み方向で、かつ、第１の延設部４３とは反対方向に延びる矩形平板状の第２の延設部４４が設けられている。

【0020】

本体４２と、第１の延設部４３は、矩形状の平板がＵ字状に屈曲されてなる第１の屈曲部４５によって連設されている。また、本体４２と、第２の延設部４４は、矩形状の平板がＵ字状に屈曲されてなる第２の屈曲部４６によって連設されている。

【0021】

詳述すると、本体４２の厚み方向の面を第４面４２ａ、第５面４２ｂとし、第１の延設部４３の厚み方向の面を第６面４３ａ、第７面４３ｂとし、第２の延設部４４の厚み方向の面を第８面４４ａ、第９面４４ｂとし、第１の屈曲部４５の厚み方向の面（曲面）を第１０面４５ａ、第１１面４５ｂとし、第２の屈曲部４６の厚み方向の面（曲面）を第１２面４６ａ、第１３面４６ｂとする。なお、第１の延設部４３の第７面４３ｂ及び第２の延設部４４の第９面４４ｂは、それぞれ角型電池３１側の面とする。

【0022】

この場合、本体４２と第１の延設部４３とは、第４面４２ａと第６面４３ａとが、第１０面４５ａによって連設され、第５面４２ｂと第７面４３ｂとが、第１１面４５ｂによって連設されている。また、本体４２と第２の延設部４４とは、第４面４２ａと第９面４４ｂとが、第１３面４６ｂによって連設され、第５面４２ｂと第８面４４ａとが、第１２面４６ａによって連設されている。

【0023】

図３及び図４に示すように、伝熱プレート４１の本体４２は、第４面４２ａ及び第５面４２ｂとが、角型電池３１の第１面３２と対向した状態で配置されている。第１の延設部４３は、電池ホルダ２１の第２の被覆部２３の外面（第２の被覆部２３の厚み方向の面において収容部Ｓとは反対側の面）を覆っている。第２の延設部４４は、電池ホルダ２１の第３の被覆部２４の外面（第３の被覆部２４の厚み方向の面において収容部Ｓとは反対側の面）を覆っている。具体的にいえば、隣り合う角型電池３１の一方を保持する電池ホルダ２１を第１の電池ホルダとし、他方を第２の電池ホルダとすると、第１の延設部４３は、第１の電池ホルダの第２の被覆部２３を覆っており、第２の延設部４４は第２の電池ホルダの第３の被覆部２４を覆っている。

【0024】

角型電池３１と伝熱プレート４１は交互に並設されており、隣り合う角型電池３１と被接合体としての伝熱プレート４１は、第１面３２と第４面４２ａ、第１面３２と第５面４２ｂとがそれぞれ接着シート５１で接着されている。接着シート５１は、矩形状をなしており、両面が粘着性を有している。接着シート５１の両面の接着力は異なっており、接着力の弱い面が角型電池３１の第１面３２に貼り付けられ、接着力の強い面が伝熱プレート４１における本体４２の第４面４２ａ及び第５面４２ｂに貼り付けられている。接着シート５１は、長手方向の寸法が、角型電池３１の第１面３２の長手方向の寸法よりも長い。接着シート５１は、角型電池３１の第３面３４を覆っており、伝熱プレート４１の第１０面４５ａ及び第１２面４６ａを覆っていない。

【0025】

角型電池３１の第１面３２と、伝熱プレート４１の本体４２の厚み方向の面（第４面４２ａ及び第５面４２ｂ）は、互いに対向しており、対向面となっている。角型電池３１の第３面３４は、角型電池３１の対向面の外周部（隅）に設けられており、伝熱プレート４１から離間する離間部となっている。同様に、伝熱プレート４１の第４面４２ａ及び第５面４２ｂは、伝熱プレート４１の対向面の外周部（隅）に設けられており、角型電池３１から離間する離間部となっている。本実施形態では、角型電池３１の第３面３４と、伝熱プレート４１の第１０面４５ａ及び第１２面４６ａは互いに対向しており、伝熱プレート４１において、角型電池３１の第３面３４（離間部）と対向する部分に接着シート５１が設けられない部分が存在している。

【0026】

そして、角型電池３１と伝熱プレート４１との間には、第３面３４と第１０面４５ａ及び第１２面４６ａによって隙間６１が形成されている。具体的にいえば、角型電池３１の第３面３４と伝熱プレート４１の第１０面４５ａ及び第１２面４６ａが互いに離れる方向に曲げられることで、角型電池３１の第３面３４と伝熱プレート４１の第１０面４５ａ及び第１２面４６ａとの間に隙間６１が形成されている。

【0027】

次に、本実施形態の電池モジュール１１の作用について説明する。
角型電池３１に、伝熱プレート４１から離れる方向に延びる第３面３４を設け、伝熱プレート４１に角型電池３１から離れる方向に延びる第１０面４５ａ及び第１２面４６ａを設けることで、角型電池３１と伝熱プレート４１との間には、隙間６１が形成されている。

【0028】

図５に示すように、角型電池３１と伝熱プレート４１とを剥離する際には、この隙間６１が治具７１の挿入部となり、角型電池３１と伝熱プレート４１との間に治具７１を挿入しやすい。すなわち、離間部は、治具７１を挿入できる隙間を角型電池３１と伝熱プレート４１との間に形成している。なお、治具７１としては、例えば、先端部が鋭角状をなす治具が用いられ、この先端部を隙間６１に挿入するとともに角型電池３１と伝熱プレート４１の対向方向（並設方向）に力を加えることで角型電池３１と伝熱プレート４１を剥離することができる。

【0029】

したがって、上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）角型電池３１と伝熱プレート４１との間には隙間６１が形成されており、この隙間６１が治具７１の挿入部となることで、治具７１が挿入しやすく、角型電池３１と伝熱プレート４１を治具７１によって剥離しやすい。電池モジュール１１の製造時に、角型電池３１同士の絶縁性が確保されない状態で角型電池３１が並設されたときや、角型電池３１と伝熱プレート４１に位置ずれが生じた状態で角型電池３１が並設されたときに、角型電池３１と伝熱プレート４１を剥離して、再度角型電池３１と伝熱プレート４１を並設することが容易になる。

【0030】

（２）伝熱プレート４１は、本体４２の両面に離間部を有しているため、伝熱プレート４１を挟んで設けられる角型電池３１の両方との間に隙間６１が形成される。
（３）接着シート５１の粘着力は、伝熱プレート４１との接着力よりも角型電池３１との接着力のほうが弱い。このため、角型電池３１から接着シート５１を剥離しやすく、角型電池３１を再度使用しやすい。なお、接着シート５１を角型電池３１から剥離しやすくなる一方で、接着シート５１を伝熱プレート４１から剥離しにくくなり、伝熱プレート４１を再度使用することができないおそれがあるが、伝熱プレート４１は、角型電池３１に比べて安価であるため、角型電池３１を再度使用できない場合に比べれば、製造コストを削減することができる。

【0031】

なお、実施形態は、以下のように変更してもよい。
○図６に示すように、被接合体は、角型電池３１であってもよい。すなわち、角型電池３１同士を接着シート５１で接着する構成であってもよい。また、接着シート５１は、隣り合う角型電池３１の離間部（第３面３４）のいずれも覆っていない。この場合であっても、第３面３４によって角型電池３１と被接合体との間に隙間６１が形成され、治具７１を挿入しやすい。

【0032】

○図７に示すように、角型電池３１は、第３面３４（離間部）を有していなくてもよい。この場合であっても、伝熱プレート４１の第１０面４５ａ及び第１２面４６ａにより、角型電池３１と伝熱プレート４１との間には隙間６１が形成される。接着シート５１は、伝熱プレート４１に接着される接着面の接着力が、角型電池３１に接着される接着面の接着力に比べて弱い。また、伝熱プレート４１が第１０面４５ａ及び第１２面４６ａ（離間部）を有していなくてもよい。この場合、角型電池３１の第３面３４によって角型電池３１と伝熱プレート４１との間に隙間６１が形成される。接着シート５１は、角型電池３１に接着される接着力が、伝熱プレート４１に接着される接着面の接着力に比べて弱い。すなわち、角型電池３１及び伝熱プレート４１のいずれか一方のみが離間部を有していてもよく、更に、角型電池３１及び伝熱プレート４１のうち、離間部を有しているいずれか一方に接着される接着面の接着力が他方に接着される接着面の接着力より弱くてもよい。

【0033】

○伝熱プレート４１の形状は、どのような形状であってもよい。例えば、第１の延設部４３と第２の延設部４４が同一方向に屈曲されていてもよいし、延設部が一つであってもよい。また、第１の延設部４３と第２の延設部４４が設けられず、本体４２のみであってもよい。

【0034】

○接着シート５１は、角型電池３１との接着力が、伝熱プレート４１との接着力に比べて強くてもよい。また、接着シート５１は、角型電池３１との接着力が、伝熱プレート４１との接着力と同一であってもよい。

【0035】

○実施形態において、角型電池３１の第３面３４に接着シート５１で覆われていない部分が存在してもよい。
○離間部は、角型電池３１及び伝熱プレート４１の互いに対向する対向面の外周部に設けられていれば、どのような位置に設けられていてもよい。

【符号の説明】

【0036】

１１…電池モジュール、３１…角型電池、３２…第１面、３３…第２面、３４…第３面、４１…伝熱プレート、５１…接着シート、６１…隙間、７１…治具。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】