特許 6684613 電池モジュール及び組電池

(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】6684613

(24)【登録日】2020年4月1日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】電池モジュール及び組電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/02 20060101AFI20200413BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20200413BHJP

   H01M 10/6563 20140101ALI20200413BHJP

   H01M 10/6566 20140101ALI20200413BHJP

   H01M 10/6551 20140101ALI20200413BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20200413BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20200413BHJP

   H01M 10/627 20140101ALI20200413BHJP

   H01M 10/654 20140101ALI20200413BHJP

   H01M 2/10 20060101ALI20200413BHJP

   H01M 2/26 20060101ALI20200413BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20200413BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/02 A

   H01M10/613

   H01M10/6563

   H01M10/6566

   H01M10/6551

   H01M10/647

   H01M10/625

   H01M10/627

   H01M10/654

   H01M2/10 K

   H01M2/10 E

   H01M2/26 B

   H01M10/04 Z

【請求項の数】4

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-46786(P2016-46786)

(22)【出願日】2016年3月10日

(65)【公開番号】特開2017-162711(P2017-162711A)

(43)【公開日】2017年9月14日

【審査請求日】2018年12月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】399107063

【氏名又は名称】プライムアースＥＶエナジー株式会社

(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】羽田 恭章

(72)【発明者】

【氏名】大塚 泰弘

(72)【発明者】

【氏名】忠内 宏記

【審査官】 太田 一平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１１０３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−３１７８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１７６４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−２１１１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２２２５９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０６０６２４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／０２ − ２／０８

Ｈ０１Ｍ １０／５２ − １０／６６７

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ １０／００ − １０／０４

Ｈ０１Ｍ １０／０６ − １０／３４

Ｈ０１Ｍ ２／２０ − ２／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１又は複数の単電池がケースに収容されてなり、組み合わされて組電池を構成する電池モジュールであって、
前記組電池を構成する各電池モジュールは、隔壁によって区画された複数の空間を有するケース、及び前記空間に収容された単電池を有し、
前記単電池は、正極の活物質を有する正極板と負極の活物質を有する負極板とがセパレータを介して交互に積層された極板群と、少なくとも一方の端部にフランジ部を有し前記正極板のリード部が接合される正極側の集電板と、少なくとも一方の端部にフランジ部を有し前記負極板のリード部が接合される負極側の集電板とを有し、
前記ケースのうち、前記組電池を構成する上で隣接する電池モジュールと向かい合う対向面には、突起と前記隔壁に対応する位置に設けられた隔壁リブとが設けられ、前記突起は前記組電池を構成する上で隣接する電池モジュールの突起と当接するとともに前記隔壁リブは同隣接する電池モジュールの隔壁リブと当接し、前記突起の高さは前記隔壁リブの高さよりも大きく、
前記ケースは、組み合わされて組電池を構成したときに前記正極側の集電板及び前記負極側の集電板と接触状態となるように構成された
ことを特徴とする電池モジュール。

【請求項2】

前記極板群のうち最外層の極板に接合される前記集電板のフランジ部は、当該極板のうち前記活物質が設けられた位置まで延在する
請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

前記突起は、前記隣接する電池モジュールの突起と当接することにより冷媒を通過させる冷媒流路を形成する
請求項１又は２に記載の電池モジュール。

【請求項4】

複数の電池モジュールが積層された組電池において、
前記電池モジュールは、隔壁によって区画された複数の空間を有するケース、及び前記空間に収容された単電池を有し、
前記単電池は、正極の活物質を有する正極板と負極の活物質を有する負極板とがセパレータを介して交互に積層された極板群と、少なくとも一方の端部にフランジ部を有し前記正極板のリード部が接合される正極側の集電板と、少なくとも一方の端部にフランジ部を有し前記負極板のリード部が接合される負極側の集電板とを有し、
前記ケースのうち隣接する電池モジュールと向かい合う対向面には、突起と前記隔壁に対応する位置に設けられた隔壁リブとが設けられ、前記突起は隣接する電池モジュールの突起と当接するとともに前記隔壁リブは隣接する電池モジュールの隔壁リブと当接し、前記突起の高さは、前記隔壁リブの高さよりも大きく、
前記ケースは、前記正極側の集電板及び前記負極側の集電板と接触状態にあることを特徴とする組電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池モジュール及び複数の電池モジュールが組み合されて構成される組電池に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電気自動車やハイブリッド自動車等の車載用電源として、ニッケル水素二次電池等の二次電池が用いられている。これらの二次電池は、例えば、複数の単電池が樹脂製の角形のケースに一体に収容された電池モジュールが組み合わされて組電池として構成される。

【0003】

ところで、単電池は充放電などに伴う温度上昇によりその性能が低下するため、電池モジュールとしても、その性能が各単電池の温度上昇によって低下する。そこで、電池モジュールは、各単電池の温度上昇の抑制が図られている。

【0004】

例えば特許文献１では、極板を接合した集電板をバネ構造とした電池モジュールが提案されている。電池電槽内に収容された集電板は、バネ構造による付勢力によってその側部が電池電槽に密着するので、単電池で生じた熱は集電板を介して電池電槽に伝達され、放出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−９０９８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、上記の電池モジュールにおいては、集電板が接合された極板群を電槽内に収容する際、集電板の側部を縮めながら電槽に挿入する必要があるため、極板群を電槽内に収容する組立作業が煩雑になる。

【0007】

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、電池モジュールを組み立てる工程の作業性の低下を抑制しつつ、単電池の冷却機能を高めることのできる電池モジュール及び組電池を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する電池モジュールは、１又は複数の単電池がケースに収容されてなり、組み合わされて組電池を構成する電池モジュールであって、前記組電池を構成する各電池モジュールは、隔壁によって区画された複数の空間を有するケース、及び前記空間に収容された単電池を有し、前記単電池は、正極の活物質を有する正極板と負極の活物質を有する負極板とがセパレータを介して交互に積層された極板群と、少なくとも一方の端部にフランジ部を有し前記正極板のリード部が接合される正極側の集電板と、少なくとも一方の端部にフランジ部を有し前記負極板のリード部が接合される負極側の集電板とを有し、前記ケースのうち、前記組電池を構成する上で隣接する電池モジュールと向かい合う対向面には、突起と前記隔壁に対応する位置に設けられた隔壁リブとが設けられ、前記突起は前記組電池を構成する上で隣接する電池モジュールの突起と当接するとともに前記隔壁リブは同隣接する電池モジュールの隔壁リブと当接し、前記突起の高さは前記隔壁リブの高さよりも大きいことを要旨とする。

【0009】

上記課題を解決する複数の電池モジュールが積層された組電池において、前記電池モジュールは、隔壁によって区画された複数の空間を有するケース、及び前記空間に収容された単電池を有し、前記単電池は、正極の活物質を有する正極板と負極の活物質を有する負極板とがセパレータを介して交互に積層された極板群と、少なくとも一方の端部にフランジ部を有し前記正極板のリード部が接合される正極側の集電板と、少なくとも一方の端部にフランジ部を有し前記負極板のリード部が接合される負極側の集電板とを有し、前記ケースのうち隣接する電池モジュールと向かい合う対向面には、突起と前記隔壁に対応する位置に設けられた隔壁リブとが設けられ、前記突起は隣接する電池モジュールの突起と当接するとともに前記隔壁リブは隣接する電池モジュールの隔壁リブと当接し、前記突起の高さは、前記隔壁リブの高さよりも大きいことを要旨とする。

【0010】

上記構成によれば、突起の高さが隔壁リブの高さよりも大きいため、互いに隣接する電池モジュールの隔壁リブを当接させて組電池を組み立てた際に、ケースの対向面であって隔壁リブを除く領域は単電池側に反る。また、集電板のフランジ部は、極板を積み重ねる方向である積層方向において最も外側に位置するため、ケースが単電池側に反った際、ケースに集電板のフランジ部が接触する。充放電により極板群で発せられた熱は、極板から隣接する極板へ伝達するよりも、極板の主面と平行な方向に伝達しやすく、極板のリード部が接合されている集電板には極板から熱が伝達されやすいことが発明者らにより判明している。したがって、その集電板のフランジ部とケースとを接触させることで、極板群の熱を効率よく放出できる放熱経路が形成され、極板群が冷却されやすくなる。また、集電板に接合された極板群をケースに収容する際は、集電板の側部を縮めながらケース内に収容する等の特別な作業は不要であり、極板群をケースに収容する作業は煩雑とならない。したがって、製造工程の作業性の低下を抑制しつつ、電池モジュールの冷却性能を高めることができる。

【0011】

上記電池モジュールについて、前記極板群のうち最外層の極板に接合される前記集電板のフランジ部は、当該極板のうち前記活物質が設けられた位置まで延在することが好ましい。

【0012】

上記構成によれば、最外層の極板が負極側の極板であるとき、負極側の集電板は、負極側の極板のうち活物質が設けられた位置まで延在する。極板のうち電池反応により熱を発するのは活物質であるため、集電板を極板の活物質が設けられた領域と接触させることによって、集電板に対し、極板の主面方向だけでなく積層方向においても放熱経路を形成することができる。また、集電板のフランジ部は同じ極の活物質に接触するので、短絡は発生しない。

【0013】

上記電池モジュールについて、前記突起は、前記隣接する電池モジュールの突起と当接することにより冷媒を通過させる冷媒流路を形成することが好ましい。
上記構成によれば、ケースのうち突起が形成されその内側に集電板が接触した部分に、冷媒が通過するので、ケースに伝わった熱が外部に放出されやすくなる。そのため、組電池の冷却性能をより高めることができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、電池モジュールを組み立てる工程の作業性の低下を抑制しつつ、単電池の冷却機能を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】電池モジュール及び組電池の第１実施形態について、その全体の斜視構造を示す斜視図。

【図2】同実施形態の電池モジュールの斜視構造を示す斜視図。

【図3】同実施形態の電池モジュールの端面の一部を示す図。

【図4】同実施形態の組電池の端面の一部を示す図。

【図5】同実施形態の組電池の端面の一部であって、集電板のフランジ部を拡大した図。

【図6】電池モジュール及び組電池の第２実施形態について、電池モジュールの極板群の端面を示す図。

【図7】同実施形態の組電池の端面の一部を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（第１実施形態）
以下、組電池及び電池モジュールについて、その第１実施形態を説明する。
図１に示すように、本実施形態の組電池１０は、自動搬送機や荷役用の特殊自動車、電気自動車、ハイブリッド自動車の動力源もしくは補助動力源となる電動モータに電力を供給する電力源（電源）として用いられる。組電池１０は、図示しない電池制御装置により当該組電池１０に対する電力の充放電が管理されている。

【0017】

組電池１０は、二次電池であるニッケル水素蓄電池からなる複数の電池モジュール１１が積層されている。本実施形態では、所用の電力を供給することができるように、組電池１０は９個の電池モジュール１１から構成されている。また、組電池１０は、複数の電池モジュール１１が隣接するように配置される方向（配列方向）において、複数の電池モジュール１１における両端にそれぞれエンドプレート１２，１３を備えている。また、組電池１０は、複数の電池モジュール１１とそれらを挟む２つのエンドプレート１２，１３とを固定させるロアプレート１４を備えている。

【0018】

エンドプレート１２，１３は、それらの上端部が、２つのエンドプレート１２，１３に跨る連結帯１６を介してボルト１７にて締結固定されている。これにより、エンドプレート１２，１３の間に挟まれた複数の電池モジュール１１にも所定の押圧力を付与させる。また、エンドプレート１２，１３の下端部は、ロアプレート１４にボルトにて締結固定されている。

【0019】

図２に示すように、電池モジュール１１は、横長のケース２０を備えている。ケース２０は、樹脂製である。ケース２０には、その内部の空間が隔壁で仕切られることによって、複数の電槽が形成されている。本実施形態では、ケース２０に６つの電槽が設けられ、各電槽には単電池がそれぞれ収容されている。６つの単電池は、角形の最も表面積の広い面（表面）が横並びになるように一方向へ配列されている。

【0020】

ケース２０は、内部に空間を有し上部が開口した収容部２１と、収容部２１の開口を閉塞する蓋部２２とを備えている。収容部２１は、収容部２１の長手方向に延在する側壁部２３と、側壁部２３の短手方向に延在する短壁部２４と、側壁部２３の長手方向に延在する底壁部２５とを有している。側壁部２３には、窓３３が形成されている。短壁部２４には、電極２６が設けられている。蓋部２２は、測定部２２Ａと、ケース２０内の圧力が過大となったときにケース内のガスを排出する安全弁２２Ｂとを備えている。

【0021】

側壁部２３のうち外側の面は、隣接する電池モジュール１１と向かい合う対向面２７である。対向面２７には、位置調整部３０Ａ〜３０Ｃが設けられている。位置調整部３０Ａ〜３０Ｃは、対向面２７から突出し、隣接する電池モジュール１１との位置合わせに用いられる。

【0022】

対向面２７には、隔壁リブ３１と、突起３２とが設けられている。隔壁リブ３１は、電槽を区画する隔壁に対応する位置に形成され、対向面２７から突出している。隔壁リブ３１は、底壁部２５側から蓋部２２側に向かう方向に延在している。対向面２７には、側壁部２３に形成された窓３３の両側に配置された隔壁リブ３１Ａと、窓３３の無い領域に設けられた隔壁リブ３１Ｂとが形成されている。これらの隔壁リブ３１Ａ，３１Ｂは、対向面２７の長手方向に交互に設けられている。

【0023】

突起３２は、隔壁リブ３１Ａ，３１Ｂの間の領域、又は最も外側の隔壁リブ３１Ａと短壁部２４との間の領域に設けられている。突起３２は、対向面２７に対して垂直な側面を有する円柱状である。上記の各領域には、複数の突起３２が等間隔に形成されている。

【0024】

図３に示すように、突起３２の基端から先端にかけての高さＨ１は、隔壁リブ３１の高さＨ２よりも大きくなっている。各電池モジュール１１がエンドプレート１２，１３に挟まれ、エンドプレート１２，１３同士が連結帯１６等によって固定されたとき、電池モジュール１１の隔壁リブ３１と、隣接する電池モジュール１１の隔壁リブ３１とが当接する。また、電池モジュール１１の突起３２と、隣接する電池モジュール１１の突起３２とが当接する。突起３２は、隣接する電池モジュール１１の突起３２と当接することで冷却通路を形成する。電池モジュール１１が、隣接する他の電池モジュール１１とエンドプレート１２（又はエンドプレート１３）とに挟まれる場合には、突起３２とエンドプレート１２（又はエンドプレート１３）とにより冷却通路が形成される。この冷却通路には、冷媒である空気が、組電池１０のロアプレート１４側から連結帯１６側へ向かう方向に流れる（図１参照）。

【0025】

一方、ケース２０の内部空間を隔壁３４によって区画して形成された電槽５０には、極板群３５、集電板４０，４１及び電解液が収容されている。極板群３５、集電板４０，４１及び電解液は、単電池４２を構成する。極板群３５は、複数の正極板３６と、複数の負極板３７と、複数のセパレータ３９とを有している。

【0026】

正極板３６は、発泡ニッケル等の板状の基材と、基材に支持された正極合剤を有している。基材は、金属材からなり、高い熱伝導率を有する。正極合剤は、水酸化ニッケル、オキシ水酸化ニッケル等のニッケル酸化物を主成分とする正極活物質、導電剤等を含む。正極板３６の基材は、基材の一端部から突出したリード部３６Ａを有する。正極板３６は、リード部３６Ａを突出させた状態で、袋状のセパレータ３９に収容されている。セパレータ３９から突出したリード部３６Ａは、正極側の集電板４０に接続されている。集電板４０は、金属板からなる。

【0027】

正極側の集電板４０は、側壁部２３側の両端にフランジ部４０Ｆを有する。フランジ部４０Ｆは、リード部３６Ａ側に折れ曲がっている。フランジ部４０Ｆは、集電板４０のうちフランジ部４０Ｆを除く部分に対して約９０度の角度で折り曲げられている。フランジ部４０Ｆの基端から先端にかけての幅は、リード部３６Ａの幅よりも小さい。また、集電板４０の長さであって一方のフランジ部４０Ｆから他方のフランジ部４０Ｆに向かう方向の長さＬは、同方向における電槽５０の長さよりも小さい。そのため、集電板４０は、極板群３５を電槽５０に収容する際に集電板４０を縮める必要のない大きさとなっている。

【0028】

負極板３７は、パンチングメタル等の多数の孔を有する基材と、基材に支持された負極合剤を有している。基材は、金属材からなり、高い熱伝導率を有する。負極合剤は、水素吸蔵合金（ＭＨ）を含む負極活物質を有する。負極板３７の基材は、基材の一端部から突出したリード部３７Ａを有する。リード部３７Ａは、負極側の集電板４１に接続されている。負極側の集電板４１は、正極側の集電板４０と同様の構成である。すなわち、負極側の集電板４１は、金属板からなり、その両端にフランジ部４１Ｆを有する形状である。フランジ部４１Ｆの基端から先端にかけての幅は、リード部３７Ａの幅よりも小さい。また、集電板４１は、一方のフランジ部４１Ｆから他方のフランジ部４１Ｆに向かう方向の長さが、同方向における電槽５０の長さよりも小さい。

【0029】

セパレータ３９は、樹脂繊維等の材料からなり、正極板３６及び負極板３７よりも低い熱伝導率を有する。また、セパレータ３９は、電解液を含んでいる。袋状のセパレータ３９に収容された正極板３６と負極板３７とが交互に積層されることにより、正極板３６と負極板３７とは、セパレータ３９によって隔離される。セパレータ３９は、水酸化ナトリウム水溶液や、水酸化カリウム水溶液等のアルカリ電解液を保持することによって正極板３６と負極板３７との間のイオン伝導性を良好にする。

【0030】

このように構成される単電池４２は、電槽５０に収容されたとき、集電板４０，４１のフランジ部４０Ｆ，４１Ｆとケース２０の内側面との間、最も外側に配置された負極板３７とケース２０の内側面との間には、隙間が形成される。

【0031】

また、単電池４２は、充放電により発熱する。正極板３６及び負極板３７といった極板のうち面積が広い面である主面と平行な方向への熱伝導率は、極板から隣接する極板へ伝達する方向、すなわち主面の法線方向への熱伝導率よりも大きい。そのため、極板で生じた熱は、極板の主面と平行な方向に伝わって集電板４０，４１に集められやすいことが発明者らにより判明している。

【0032】

次に図４及び図５を参照して、電池モジュール１１の作用について説明する。
図４に示すように、電池モジュール１１は、位置調整部３０Ａ〜３０Ｃを合わせて、エンドプレート１２，１３により所定の圧力が付与されることによって、隣り合う電池モジュール１１の隔壁リブ３１同士、及び突起３２同士が当接する。当接した突起３２により、冷却通路４５が形成される。空気は、ロアプレート１４側から図示しないファン等によって送られ、隣り合う電池モジュール１１の間に設けられた冷却通路を通過して、電池モジュール１１の蓋部２２側から組電池１０外へ排出される。このとき、ケース２０に突起３２が形成されているので、突起３２を有さないケースに比べケース２０の表面積が増加するとともに、１対の電池モジュール１１の間の空気の流れが乱れることによって、単電池４２を冷却する効果が高められる。また、空気が送られる方向（図２参照）は、フランジ部４０Ｆ，４１Ｆの長手方向と同じである。

【0033】

突起３２は隔壁リブ３１よりも高く設計されているため、図５に示すように、突起３２同士が当接することによって、側壁部２３のうち隔壁リブ３１の間の領域が単電池４２側に撓み、ケース２０の内側と集電板４０，４１のフランジ部４０Ｆ，４１Ｆが当接又は接近する。これにより、正極板３６、正極側の集電板４０、及びケース２０といった放熱経路と、負極板３７、負極側の集電板４１、及びケース２０といった放熱経路とが形成される。上述したように、極板で生じた熱は、極板の積層方向に比べ、極板の主面と平行な方向へ伝達されやすいため、極板の主面方向の経路を含む放熱経路を形成することで、極板を効率よく放熱させることができる。なお、図５では、電池モジュール１１に挟まれた電池モジュール１１を例示しているが、電池モジュール１１とエンドプレート１２（又はエンドプレート１３）との間に挟まれる電池モジュール１１においても、突起３２はエンドプレート１２に当接するため側壁部２３が単電池４２側に撓む。

【0034】

また、ケース２０が単電池４２側に撓むことによって、その内側面は最も外側に配置された負極板３７と当接又は接近する。これにより、極板の積層方向においても、極板、ケース２０といった放熱経路を形成することができる。そのため、極板の主面方向に沿った放熱経路を介した熱の放出と、積層方向の放熱経路を介した熱の放出とがあわせて行なわれることによって、放熱量を高めることができる。また、冷却通路４５は突起３２の間に形成されるため、空気は、突起３２と衝突することによってその方向を変えながら流れるが、全体的には電池モジュール１１の底壁部２５から蓋部２２へ向かう方向に流れる（図２参照）。フランジ部４０Ｆ，４１Ｆは、電池モジュール１１の底壁部２５側から蓋部２２側へ向かう方向に延在するので、空気の全体的な流れと一致する。そのため、空気によってフランジ部４０Ｆ，４１Ｆが冷却されやすい。

【0035】

さらに、集電板４０，４１の一方のフランジ部４０Ｆ，４１Ｆから他方のフランジ部４０Ｆ，４１Ｆに向かう方向の長さは、電槽５０の長さよりも小さい。また、集電板４０，４１に接合された極板群３５をケース２０に収容する際は、集電板４０，４１を縮めながらケース２０内に収容する等の特別な作業は不要であり、極板群３５をケース２０に収容する作業は煩雑とならない。したがって、製造工程の作業性の低下を抑制しつつ、電池モジュール１１の冷却性能を高めることができる。

【0036】

以上説明したように、第１実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られるようになる。
（１）突起３２の高さが隔壁リブ３１の高さよりも大きいため、互いに隣接する電池モジュール１１の隔壁リブ３１を当接させて組電池１０を組み立てた際に、ケース２０の対向面２７であって隔壁リブ３１を除く領域は、単電池４２側に反る。また、集電板４０，４１のフランジ部４０Ｆ，４１Ｆは、極板を積み重ねる方向である積層方向において最も外側に位置するため、ケース２０が単電池４２側に反った際、ケース２０と集電板４０，４１とが接触する。充放電により極板群で発せられた熱は、極板から隣接する極板へ伝達するよりも、極板の主面と平行な方向に伝達しやすく、極板のリード部が接合されている集電板４０，４１には極板から熱が伝達されやすいことが発明者らにより判明している。したがって、その集電板４０，４１とケース２０とを接触させることで、単電池４２の熱を効率よく放出できる放熱経路が形成され、単電池４２が冷却されやすくなる。また、集電板４０，４１をケース２０に収容する際は、集電板４０，４１を縮めながらケース２０内に収容する等の特別な作業は不要であり、その作業は煩雑とならない。したがって、製造工程の作業性の低下を抑制しつつ、電池モジュール１１の冷却性能を高めることができる。

【0037】

（２）ケース２０のうち、突起３２が形成されその内側に集電板４０，４１が接触した部分に冷媒が通過するので、ケース２０に伝わった熱が外部に放出されやすくなる。そのため、組電池１０の冷却性能をより高めることができる。

【0038】

（第２実施形態）
次に図６及び図７を参照して、本発明を具体化した第２実施形態を説明する。尚、第２実施形態は、第１実施形態電池モジュールの一部を変更した構成であるため、同様の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

【0039】

図６に示すように、極板群３５は、正極板３６及び負極板３７が交互に積層された構成であって、最も外側に配置された極板は、負極板３７となっている。負極側の集電板４１は、金属板の両端部を折り曲げて形成したフランジ部４１Ｆを備えている。フランジ部４１Ｆの幅Ｗは、フランジ部４１Ｆの先端が負極板３７のうち負極活物質、すなわち負極合剤が設けられた領域まで到達する大きさとなっている。フランジ部４１Ｆの幅Ｗは、負極板３７のリード部３７Ａの幅よりも大きいことが好ましく、負極板３７全体の幅の半分以上が好ましい。本実施形態では、フランジ部４１Ｆの先端が、負極板３７の先端と同じかそれよりも若干短くなっている。フランジ部４１Ｆは、電槽５０に収容された状態又は電槽５０に収容されていない状態で、最も外側に配置された負極板３７の側面と接触している。なお、負極側の集電板４１が負極板３７に当接しているので、短絡は生じない。

【0040】

正極側の集電板４０は、フランジ部４０Ｆの幅が、正極板３６のリード部３６Ａの幅よりも小さくなっている。すなわち、正極側の集電板４０のフランジ部４０Ｆの先端は、正極板３６のうち活物質を含む正極合剤が設けられた位置まで達していない。すなわち、正極側の集電板４０は負極板３７に当接していないため、短絡は生じない。

【0041】

図７に示すように、隣り合う電池モジュール１１の隔壁リブ３１同士、及び突起３２同士が当接することによって冷却通路４５が形成される。また、突起３２同士が当接することによって、側壁部２３のうち隔壁リブ３１の間の領域が単電池４２側に撓み、ケース２０の内側と集電板４０，４１のフランジ部４０Ｆ，４１Ｆが当接する。これにより、正極板３６、正極側の集電板４０、及びケース２０といった放熱経路と、負極板３７、負極側の集電板４１、及びケース２０といった放熱経路とが形成される。特に負極側では、集電板４１のフランジ部４１Ｆが、負極板３７の先端近くまで延在しているので、フランジ部４１Ｆとケース２０との接触面積が大きい。このようにフランジ部４１Ｆとケース２０との接触面積が大きくなることにより、この放熱経路の熱抵抗が小さくなるため、極板において生じた熱が放出されやすくなる。また、フランジ部４１Ｆは、極板の積層方向の放熱経路の一部となる。

【0042】

ケース２０の側壁部２３は、隔壁リブ３１の周囲よりも、側壁部２３の中央部（各隔壁リブ３１の中間点付近）のほうが大きく撓む。そのため、幅Ｗの大きいフランジ部４１Ｆにおいては、たとえ隔壁リブ３１の周囲が当接しなくても、側壁部２３の中央部で当接すれば放熱経路を形成することができる。一方、正極側の集電板４０のフランジ部４０Ｆは幅が小さいため、フランジ部４０Ｆと、撓みの小さい隔壁リブ３１付近とを接触させる必要がある。したがって、正極側の集電板４０の長さＬ１を、負極側の集電板４１の長さＬ２よりも大きくすることによって、フランジ部４０Ｆが、ケース２０の側壁部２３のうち隔壁リブ３１付近に接触しやすくなるようにしてもよい。例えば、正極側の集電板４０の長さＬ１と、負極側の集電板４１の長さＬ２とを同一としつつ、正極側の集電板４０のフランジ部４０Ｆとケース２０とを接触させようとすると、極板群３５の中央部が、負極側のフランジ部４１Ｆの厚みの分だけ押されて、極板群３５自体が撓んでしまう。正極側の集電板４０の長さＬ１を、負極側の集電板４１の長さＬ２よりも大きくすると、フランジ部４０Ｆ，４１Ｆの両方をケース２０に接触させつつ、極板群３５自体の撓みを抑制することができる。

【0043】

以上説明したように、第２実施形態によれば、第１の実施形態に記載した（１），（２）の効果に加えて、以下に列挙する効果が得られるようになる。
（３）負極側の集電板４１は、負極板３７のうち活物質が設けられた位置まで延在する。極板のうち電池反応により熱を発するのは活物質であるため、集電板４１を、負極板３７の活物質が設けられた領域と接触させることによって、極板の主面方向だけでなく積層方向においても放熱経路を形成することができる。また、集電板のフランジ部は同じ極の活物質に接触するので、短絡の発生を防止することができる。

【0044】

なお、上記各実施形態は、以下のように適宜変更して実施することもできる。
・上記各実施形態では、突起３２を円柱状としたが、角柱状、ドーム状等、これ以外の形状であってもよい。

【0045】

・上記各実施形態では、電池モジュール１１は、位置調整部３０Ａ〜３０Ｃ、窓３３を有する構成としたが、これらは省略してもよいし、その形状を変更してもよい。また、隔壁リブ３１の形状も適宜変更可能である。すなわち、電池モジュール１１の対向面２７の凹凸構造は、単電池が発する熱量や、単電池の個数等の条件に応じて変更することができる。

【0046】

・第２実施形態における集電板４１のフランジ部４１Ｆは、集電板４１の材料である金属板の両端部を折り曲げて形成した。すなわち、フランジ部４１Ｆは、平板状であるが、これ以外の形状にしてもよい。

【0047】

・第２実施形態では、負極側の集電板４１を、負極板３７のうち負極合剤が設けられた位置まで延在させた。これ以外に、正極側の集電板４０と、最外層の負極板３７との間に絶縁材を挟んだ上で、集電板４０のフランジ部４０Ｆを、正極板３６のリード部３６Ａの幅を超える幅としてもよい。

【0048】

・第２実施形態では、極板群３５の最外層が負極板３７である場合について説明した。極板群３５の最外層が正極板３６である場合には、正極側の集電板４０のフランジ部４０Ｆを、正極板３６のうち正極合剤が設けられた位置まで延在させてもよい。

【0049】

・上記各実施形態では、冷媒である空気の全体の流れは、ロアプレート１４側から電池モジュール１１の蓋部２２側に向かう方向とした。これに限らず、電池モジュール１１の蓋部２２側からロアプレート１４側に向かう方向であってもよい。又は、エンドプレート１２，１３を省略して、電池モジュール１１の一方の短壁部２４側から他方の短壁部２４側へ向かう方向に空気を流すようにしてもよい。

【0050】

・上記各実施形態では、組電池１０は、複数の電池モジュール１１を、エンドプレート１２，１３、ロアプレート１４、連結帯１６等によって締結する構成としたが、これ以外の構成であってもよい。例えば、複数の電池モジュール１１を、箱型のケースに収容することによって積層する構造であってもよい。

【0051】

・上記各実施形態では、集電板４０の両端及び集電板４１の両端にフランジ部４０Ｆ，４１Ｆを形成した。これに限らず、正極側の集電板４０の一方の端部にフランジ部４０Ｆを形成してもよい。また、負極側の集電板４１の一方の端部にフランジ部４１Ｆを形成してもよい。

【0052】

・上記各実施形態では、電池モジュール１１の単電池がニッケル水素蓄電池である場合について例示したが、これに限らず、他の二次電池、例えば、リチウムイオン蓄電池等であってもよい。

【0053】

・上記各実施形態では、複数の電池モジュール１１からなる組電池が車両に搭載される場合について例示した。この車両としては、電気自動車やハイブリッド自動車の他、バッテリーを搭載するガソリン自動車やディーゼル自動車なども含まれる。また、電池は、電源として必要とされるのであれば、自動車以外の移動体や、固定設置される電源として用いられてもよいし、モータ以外の電源として用いられてもよい。例えば、自動車以外の電源としては、鉄道、船舶、航空機やロボットなどの移動体や、情報処理装置などの電気製品の電源などが挙げられる。

【符号の説明】

【0054】

１０…組電池、１１…電池モジュール、１２，１３…エンドプレート、１４…ロアプレート、２０…ケース、２１…収容部、２２…蓋部、２３…側壁部、２７…対向面、３０Ａ〜３０Ｃ…位置調整部、３１，３１Ａ，３１Ｂ…隔壁リブ、３２…突起、３３…窓、３４…隔壁、３５…極板群、３６…正極板、３６Ａ…リード部、３７…負極板、３７Ａ…リード部、３９…セパレータ、４０…集電板、４０Ｆ…フランジ部、４１…集電板、４１Ｆ…フランジ部、４５…冷却通路、５０…電槽。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】