特開 2023-158728 電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023158728

(43)【公開日】2023-10-31

(54)【発明の名称】電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/262 20210101AFI20231024BHJP

   H01M 10/04 20060101ALI20231024BHJP

   H01M 10/0562 20100101ALI20231024BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20231024BHJP

   H01M 8/2465 20160101ALI20231024BHJP

   H01M 8/248 20160101ALI20231024BHJP

【ＦＩ】

H01M50/262 E

H01M10/04 Z

H01M10/0562

H01M50/289

H01M8/2465

H01M8/248

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022068675

(22)【出願日】2022-04-19

(71)【出願人】

【識別番号】000004385

【氏名又は名称】ＮＯＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲但▼野 光

(72)【発明者】

【氏名】岩坂 宇善

【テーマコード（参考）】

5H028

5H029

5H040

5H126

【Ｆターム（参考）】

5H028AA08

5H028CC22

5H029AJ14

5H029AM11

5H040AA06

5H040AY06

5H040CC23

5H040CC34

5H126AA22

5H126AA25

5H126FF08

(57)【要約】

【課題】セルの膨張収縮による品質低下を抑制することのできる電池を提供する。
【解決手段】複数のセル１１０と、複数のセル１１０を挟み込む一対の挟持部材１２０と、を備え、一対の挟持部材１２０による複数のセル１１０を挟み込む力は、定荷重ばね１５０により付与されることで、セル１１０の膨張収縮に拘わらず、それぞれのセル１１０に作用する面圧の変化を抑制することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のセルと、
前記複数のセルを挟み込む一対の挟持部材と、
を備え、
前記一対の挟持部材による前記複数のセルを挟み込む力は、定荷重ばねにより付与されることを特徴とする電池。

【請求項2】

前記定荷重ばねはゼンマイばねであることを特徴とする請求項１に記載の電池。

【請求項3】

隣り合う前記セルの間に弾性体が配されることを特徴とする請求項１または２に記載の電池。

【請求項4】

前記セルは二次電池であることを特徴とする請求項１または２に記載の電池。

【請求項5】

前記セルは全固体電池であることを特徴とする請求項４に記載の電池。

【請求項6】

前記セルは燃料電池であることを特徴とする請求項１または２に記載の電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池に関する。

【背景技術】

【0002】

二次電池や燃料電池においては、必要な電池容量及び電圧を得るために、複数のセルを積層したセルスタックとして構成されるのが一般的である。これらの電池においては、セルの膨張収縮により品質が低下することがある。二次電池の場合には、充放電の際にセルが膨張したり収縮したりすることがあり、品質の低下につながることがある。例えば、全固体電池の場合には、膨張収縮に伴う面圧のばらつきが、性能のばらつきとなり、寿命にも影響することが知られている。また、燃料電池の場合には、発電時のセルの膨張収縮により、燃料ガスや酸化剤ガスや冷却液の漏れを防止するために設けられたガスケットによる密封性能が不安定になるおそれがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１５４９０２号公報

【特許文献2】特開２００７－２４２５９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、セルの膨張収縮による品質低下を抑制することのできる電池を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

【0006】

すなわち、本発明の電池は、複数のセルと、前記複数のセルを挟み込む一対の挟持部材と、を備え、前記一対の挟持部材による前記複数のセルを挟み込む力は、定荷重ばねにより付与されることを特徴とする。

【0007】

このような構成を採用することで、セルの膨張収縮に拘わらず、それぞれのセルに作用する面圧の変化を抑制することができる。

【0008】

前記定荷重ばねはゼンマイばねであるとよい。

【0009】

隣り合う前記セルの間に弾性体が配されるとよい。

【0010】

これにより、セルの配置位置に伴う、それぞれのセルに作用する面圧のばらつきをより一層抑制することができる。

【0011】

前記セルは二次電池であるとよい。

【0012】

前記セルは全固体電池であるとよい。

【0013】

前記セルは燃料電池であることも好適である。

【0014】

なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。

【発明の効果】

【0015】

以上説明したように、本発明によれば、セルの膨張収縮による品質低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は本発明の実施例１に係る電池の概略構成図である。

【図2】図２は本発明の実施例１に係る電池の概略構成図である。

【図3】図３は本発明の実施例２に係る電池の概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0018】

（実施例１）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係る電池について説明する。図１及び図２は本発明の実施例１に係る電池の概略構成図であり、図１はセルが収縮した状態を示し、図２はセルが膨張した状態を示している。なお、各図においては、電池のケースの設置面に平行な面で、電池等を切断した断面を簡略的に示している。

【0019】

＜電池の構成＞
本実施例に係る電池１００は、ケース２００内に配される。電池１００は、複数のセル１１０と、複数のセル１１０を挟み込む一対の挟持部材１２０とを備えている。挟持部材１２０は、電池１００の電極（端子）として兼用することもできる。また、本実施例に係る電池１００においては、隣り合うセル１１０の間と、セル１１０と挟持部材１２０との間に、それぞれ弾性体１３０が配されている。なお、図示の例では、セル１１０と弾性体１３０が交互に配される構成を採用しているが、複数積層させたセル１１０を１組として、１組の複数のセル１１０と１組の複数のセル１１０との間に、それぞれ弾性体１３０を配する構成を採用することもできる。また、以下、適宜、複数のセル１１０が積層された構成（複数のセル１１０と複数の弾性体１３０とからなる構成）を「セルスタック」と称する。

【0020】

セル１１０の具体的としては、二次電池及び燃料電池を挙げることができる。また、二次電池の具体例としては、全固体電池、リチウムイオン電池、及びニッケル水素電池を挙げることができる。なお、これらの二次電池、及び燃料電池自体の構成については、公知技術であるので、その説明は省略する。

【0021】

そして、本実施例に係る電池１００においては、一対の定荷重ばね１５０を備えている。一対の定荷重ばね１５０は、複数のセル１１０が積層される方向（図中、左右方向）とは垂直な方向（図中、上下方向）の両側にそれぞれ設けられている。本実施例に係る定荷重ばね１５０は、ゼンマイばねである。この定荷重ばね１５０は、ばね本体１５１と、ばね本体１５１が巻き付けられるドラム１５２と、ドラム１５２を回転自在に支持する支持部材１５３とを備えている。また、定荷重ばね１５０は、更に、支持部材１５３を保持する保持部材１５４と、ばね本体１５１の先端に設けられる取付部材１５５とを備えている。

【0022】

本実施例において、保持部材１５４は、ケース２００と、一対の挟持部材１２０のうちの一方に対して固定されている。そして、取付部材１５５は、一対の挟持部材１２０のうちの他方に対して固定されている。以上の構成によれば、セル１１０の膨張収縮により、
セルスタックにおけるセル１１０が積層される方向の全長が変化しても、一対の挟持部材１２０によって、複数のセル１１０を挟み込む力（セルスタックを挟み込む力）は一定である。なお、図１は、セル１１０が収縮してセルスタックの上記方向の全長が短くなった状態を示し、図２は、セル１１０が膨張してセルスタックの上記方向の全長が長くなった状態を示している。

【0023】

＜本実施例に係る電池の優れた点＞
本実施例に係る電池１００によれば、セル１１０の膨張収縮により、セルスタックにおけるセル１１０が積層される方向の全長が変化しても、一対の挟持部材１２０によって、複数のセル１１０を挟み込む力は一定である。これにより、セル１１０の膨張収縮に拘わらず、それぞれのセル１１０に作用する面圧の変化を抑制することができる。従って、セル１１０の膨張収縮に伴う電池１００の品質の低下を抑制することができる。例えば、全固体電池の場合には、性能のばらつきを抑制することができ、寿命の低下も抑制することができる。また、燃料電池の場合には、ガスケットの密封性の低下を抑制することができる。なお、燃料電池の場合には、セパレータとセパレータとの間に設けられるガスケットを上記の弾性体１３０として適用することができる。

【0024】

（実施例２）
図３には、本発明の実施例２が示されている。本実施例においては、定荷重ばねに関する配置構成が実施例１とは異なる場合の構成を示す。その他の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

【0025】

図３は本発明の実施例２に係る電池の概略構成図である。上記実施例１においては、定荷重ばね１５０における保持部材１５４は、ケース２００と、一対の挟持部材１２０のうちの一方に対して固定される配置構成の場合を示した。これに対し、本実施例においては、一対の挟持部材１２０のうちの一方はケース２００の内壁面に接すように配されて、定荷重ばね１５０における保持部材１５４もケース２００の内壁面に接するように配される。取付部材１５５が、一対の挟持部材１２０のうちの他方に対して固定される点は、上記実施例１と同様である。以上の配置構成以外については、実施例１と同様の構成である。

【0026】

本実施例に示す構成においても、セル１１０の膨張収縮により、セルスタックにおけるセル１１０が積層される方向の全長が変化しても、一対の挟持部材１２０によって、複数のセル１１０を挟み込む力（セルスタックを挟み込む力）は一定である。従って、上記実施例１と同様の効果を得ることができる。なお、図示の例では、保持部材１５４は、ケース２００の内壁面のうち、一対の挟持部材１２０の一方が接する面とは別の面に固定される構成を示したが、保持部材１５４を一対の挟持部材１２０の一方が接する面と同一面に固定してもよい。

【符号の説明】

【0027】

１００ 電池
１１０ セル
１２０ 挟持部材
１３０ 弾性体
１５０ 定荷重ばね
１５１ ばね本体
１５２ ドラム
１５３ 支持部材
１５４ 保持部材
１５５ 取付部材
２００ ケース

【図1】

【図2】

【図3】