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(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】
(24)【登録日】2024-02-09
(45)【発行日】2024-02-20
(54)【発明の名称】組電池
(51)【国際特許分類】
H01M 10/6554 20140101AFI20240213BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20240213BHJP
H01M 10/647 20140101ALI20240213BHJP
H01M 10/653 20140101ALI20240213BHJP
H01M 10/6556 20140101ALI20240213BHJP
H01M 10/6567 20140101ALI20240213BHJP
H01M 50/20 20210101ALI20240213BHJP
H01M 50/50 20210101ALI20240213BHJP
【ＦＩ】
H01M10/6554
H01M10/613
H01M10/647
H01M10/653
H01M10/6556
H01M10/6567
H01M50/20
H01M50/50
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021018120
(22)【出願日】2021-02-08
(65)【公開番号】P2022121009
(43)【公開日】2022-08-19
【審査請求日】2022-03-03
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】520184767
【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100117606
【弁理士】
【氏名又は名称】安部 誠
(72)【発明者】
【氏名】加藤 真史
【審査官】高野 誠治
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－１０３２７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２１／０００５９４３（ＵＳ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２０１９／００７４５６１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－２２９２６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０２０／００３６０６４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】独国特許出願公開第１０２０１３２２０１７１（ＤＥ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－１３８６２０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－２１０５８２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ １０／５２ －１０／６６７
Ｈ０１Ｍ ５０／２０ －５０／２９８
Ｈ０１Ｍ ５０／５０ －５０／５９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の単電池が、所定の積層方向に沿って積層された積層体と、該積層体を収容する筐体と、
を備えた組電池であって、
前記単電池は、正負極いずれかの第１電極および該第１電極の対極である第２電極を備えた電極体と、該電極体を収容する外装体とを備えており、
該外装体の外部には、該第１電極および該第２電極とそれぞれ電気的に接続された第１電極端子および第２電極端子が配置されており、
前記筐体は、開口部を備えた六面体箱型形状であり、
アルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金から構成されており、
前記筐体の内壁には、絶縁性および熱伝導性を有する放熱部材が該筐体の内壁に接触した状態で配置され、
前記放熱部材は、絶縁性を有する樹脂マトリックスと、熱伝導性を有するフィラー部材と、を含んでおり、
前記樹脂マトリックスはシリコーン樹脂を含み、前記フィラー部材はアルミナを含んでおり、
ここで、前記積層方向において隣接する単電池間には、一方の単電池の前記第１電極端子および前記第２電極端子のいずれかと、他方の単電池の該第１電極端子および該第２電極端子のいずれかとが直接接合された電極端子接合部が存在しており、
該電極端子接合部は、前記放熱部材に接触しており、
前記筐体における前記放熱部材が配置されている内壁の外方に、熱交換器が備えられており、
前記熱交換器の種類は、多管式熱交換器、プレート式熱交換器またはフィンチューブ型熱交換器である、組電池
【請求項2】
前記外装体は、一対の矩形状の幅広面を備えており、該幅広面の一の短辺側または長辺側には、前記第１電極端子が配置されており、該一の短辺側または長辺側に対向する辺側には、前記第２電極端子が配置され、
前記電極端子接合部が、前記筐体の対向する２つの内壁に配置された前記放熱部材に交互に接触している、請求項１に記載の組電池。
【請求項3】
前記外装体はラミネートフィルムからなる、請求項１または２に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、組電池に関する。
【背景技術】
【0002】
リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の二次電池あるいはキャパシタ等の蓄電素子を単電池とし、該単電池を複数備えた組電池は、車両搭載用電源あるいはパソコンや携帯端末等の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池を単電池とした組電池は、車両搭載用の高出力電源等に好ましく用いられている。
【0003】
かかる組電池は、典型的には、複数の単電池が所定の積層方向に積層された積層体と、該積層体を収容する筐体とを備えており、該所積層方向において隣接する単電池どうしが、電極端子を介して電気的に接続されることによって構築されている。例えば、下記特許文献１および２には、かかる構成の組電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特表２０１９－５０８８４６号公報
【文献】特開２０１３－１６４９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、車両搭載用電源等として用いられる組電池では、短時間に大電流で充放電するいわゆるハイレート充放電が行われることが多い。そして、かかるハイレート充放電によると、電極端子等において電力集中が生じ、電極体の温度が上昇し易いことが知られている。このように電極体の温度が上昇することにより、組電池の性能が低下するおそれがあるため、好ましくない。
【0006】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされてものであり、その主な目的は、電池性能が好適に維持され得る組電池を提供することである。なお、例えば上記特許文献１には、電極体から発生した熱を、該電極体を収容する外装材、熱伝導性接着剤、筐体の順に排熱することについて記載されているが、電極端子から直接的に熱を奪う技術に関する内容の開示はない。
【課題を解決するための手段】
【0007】
かかる目的を実現するべく、本発明は、複数の単電池が所定の積層方向に沿って積層された積層体と、該積層体を収容する筐体とを備えた組電池を提供する。
上記単電池は、正負極いずれかの第１電極および該第１電極の対極である第２電極を備えた電極体と、該電極体を収容する外装体とを備えている。上記外装体の外部には、上記第１電極および上記第２電極とそれぞれ電気的に接続された第１電極端子および第２電極端子が配置されており、上記筐体の内壁には、絶縁性および熱伝導性を有する放熱部材が該筐体の内壁に接触した状態で配置されている。ここで、上記積層方向において隣接する単電池間には、一方の単電池の上記第１電極端子および上記第２電極端子のいずれかと、他方の単電池の該第１電極端子および該第２電極端子のいずれかとが接合された電極端子接合部が存在しており、該電極端子接合部は、上記放熱部材に接触している。
かかる構成の組電池では、電力集中が生じやすい電極端子接合部から発生した熱を、放熱部材、筐体を介して効率よく排熱することができる。これにより、電極体の温度の上昇を好適に抑制することができるため、電池性能を好適に維持することができる。また、電極端子接合部が放熱部材を介して筐体と物理的に接していることにより、該電極端子接合部の共振周波数が高くるため、耐振動性の高い組電池を得ることができる。
上記単電池は、正負極いずれかの第１電極および該第１電極の対極である第２電極を備えた電極体と、該電極体を収容する外装体とを備えている。上記外装体の外部には、上記第１電極および上記第２電極とそれぞれ電気的に接続された第１電極端子および第２電極端子が配置されており、上記筐体の内壁には、絶縁性および熱伝導性を有する放熱部材が該筐体の内壁に接触した状態で配置されている。ここで、上記積層方向において隣接する単電池間には、一方の単電池の上記第１電極端子および上記第２電極端子のいずれかと、他方の単電池の該第１電極端子および該第２電極端子のいずれかとが接合された電極端子接合部が存在しており、該電極端子接合部は、上記放熱部材に接触している。
かかる構成の組電池では、電力集中が生じやすい電極端子接合部から発生した熱を、放熱部材、筐体を介して効率よく排熱することができる。これにより、電極体の温度の上昇を好適に抑制することができるため、電池性能を好適に維持することができる。また、電極端子接合部が放熱部材を介して筐体と物理的に接していることにより、該電極端子接合部の共振周波数が高くるため、耐振動性の高い組電池を得ることができる。
【0008】
ここで開示される組電池の好ましい一態様では、上記外装体は、一対の矩形状の幅広面を備えており、該幅広面の一の短辺側または長辺側には、上記第１電極端子が配置されており、該一の短辺側または長辺側に対向する辺側には、上記第２電極端子が配置されている。
かかる構成の単電池を備えた組電池では、電極端子接合部から発生した熱を、筐体の両側から効率よく排熱することができるため、好ましい。
かかる構成の単電池を備えた組電池では、電極端子接合部から発生した熱を、筐体の両側から効率よく排熱することができるため、好ましい。
【0009】
ここで開示される組電池の好ましい一態様では、上記放熱部材は、絶縁性を有する樹脂マトリックスと、熱伝導性を有するフィラー部材とを含む。かかる構成の放熱部材は、熱伝導性に優れるため、電極端子接合部から発生した熱を、該放熱部材、筐体を介してより効率よく排熱することができる。また、上記樹脂マトリックスがシリコーン樹脂を含み、上記フィラー部材がアルミナを含むものを好ましく用いることができる。
【0010】
ここで開示される組電池の好ましい一態様では、上記筐体は、アルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金から構成されている。
アルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金から構成されている筐体は、放熱性に優れるため、電極端子接合部から発生した熱を、筐体を介してより効率よく排熱することができる。
アルミニウムまたはアルミニウムを主体とする合金から構成されている筐体は、放熱性に優れるため、電極端子接合部から発生した熱を、筐体を介してより効率よく排熱することができる。
【0011】
ここで開示される組電池の好ましい一態様では、上記筐体における上記放熱部材が配置されている内壁の外方に、熱交換器が備えられている。
かかる構成によると、電極端子接合部から発生した熱を、放熱部材、筐体、さらに熱交換器を介してより効率よく排熱することができる。
かかる構成によると、電極端子接合部から発生した熱を、放熱部材、筐体、さらに熱交換器を介してより効率よく排熱することができる。
【0012】
ここで開示される組電池の好ましい一態様では、上記外装体はラミネートフィルムからなる。
外装体がラミネートフィルムからなる場合、第１電極端子および第２電極端子は、典型的には、樹脂材料等から構成される溶着フィルムを介して該ラミネートフィルムと溶着されている。かかる溶着部分は、電極端子接合部から発生した熱の影響により、開封することがある。したがって、ラミネートフィルムからなる外装体は、このような技術を適用する対象として好適である。
外装体がラミネートフィルムからなる場合、第１電極端子および第２電極端子は、典型的には、樹脂材料等から構成される溶着フィルムを介して該ラミネートフィルムと溶着されている。かかる溶着部分は、電極端子接合部から発生した熱の影響により、開封することがある。したがって、ラミネートフィルムからなる外装体は、このような技術を適用する対象として好適である。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、ここで開示される組電池に関する好適な一実施形態について、適宜図面を参照しつつ詳細に説明する。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって実施に必要な事柄は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。なお、以下の実施形態は、ここで開示される技術を限定することを意図したものではない。また、本明細書にて示す図面では、同じ作用を奏する部材・部位に同じ符号を付して説明している。さらに、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。
【0015】
本明細書において、「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス一般を指す用語であって、一次電池および二次電池を含む概念である。「二次電池」とは、繰り返し充放電可能な蓄電デバイス一般をいう。
【0016】
図１は、一実施形態に係る組電池１の主な構成を説明するための模式図である。図１に示すように、本実施形態に係る組電池１は大まかにいって、積層体２と、該積層体を収容する筐体３と、放熱部材４と、熱交換器５とを備えている。以下、各構成要素について詳細に説明する。なお、以下の説明では、単電池１０が直列に接続された態様について説明するが、これに限定することを意図したものではない。ここで開示される技術は、単電池１０が並列に接続された場合においても、適用することができる。
【0017】
＜積層体２＞
図１に示すように、本実施形態に係る積層体２は、積層方向Ｘに沿って単電池１０が複数（ここでは８個）積層された構成を有する。先ず、積層体２を構成する単電池１０について、図２を参照しつつ説明する。なお、以下では、単電池１０が備える外装体１８がラミネートフィルムからなり、電極体２０が積層型電極体である場合について説明するが、外装体および電極体をかかる種類に限定することを意図したものではない。ここで開示される技術は、例えば、外装体が六面体箱型形状を有する金属製の電池ケース等である場合についても適用することができる。また、ここで開示される技術は、例えば、電極体が正極シートおよび負極シートがセパレータを介して捲回され、扁平状に成形された捲回電極体等である場合についても適用することができる。
図１に示すように、本実施形態に係る積層体２は、積層方向Ｘに沿って単電池１０が複数（ここでは８個）積層された構成を有する。先ず、積層体２を構成する単電池１０について、図２を参照しつつ説明する。なお、以下では、単電池１０が備える外装体１８がラミネートフィルムからなり、電極体２０が積層型電極体である場合について説明するが、外装体および電極体をかかる種類に限定することを意図したものではない。ここで開示される技術は、例えば、外装体が六面体箱型形状を有する金属製の電池ケース等である場合についても適用することができる。また、ここで開示される技術は、例えば、電極体が正極シートおよび負極シートがセパレータを介して捲回され、扁平状に成形された捲回電極体等である場合についても適用することができる。
【0018】
図２は、組電池１が備える単電池１０を模式的に示す平面図である。図２に示すように、単電池１０は大まかにいって、電極体２０と、該電極体を収容する外装体１８とを備えている。一対のラミネートフィルムの間に電極体２０を配置し、該ラミネートフィルムの外周縁部を溶着して図示しない溶着部を形成することにより、該電極体を収容する外装体１８が形成される
【0019】
詳しい図示は省略するが、本実施形態に係る電極体２０は、矩形状の正極シート（即ち、正極）および負極シート（即ち、負極）（以下、まとめて「電極シート」ともいう）が、同じく矩形状のセパレータを介して複数積層されて形成されている。かかる電極シートは、箔状の金属部材である集電体（即ち、正極集電体、負極集電体）と、該集電体の表面（片面または両面）に形成された電極活物質層（即ち、正極活物質層、負極活物質層）とを備えている。
本実施形態に係る矩形状の電極シートにおいて、長辺方向の一方の側縁部に、電極活物質層が形成されておらず集電体が露出した活物質層非形成部分（正極活物質層非形成部分，負極活物質層非形成部分）が形成されている。そして、正極活部物質層非形成部分が一方の側縁部からはみ出し、かつ、負極活物質層非形成部分が他方の側縁部からはみ出すように各々の電極シートを重ねることによって電極体２０が形成される。また、かかる電極体の長辺方向の中央部には、電極シートの電極活物質層が重ねられたコア部が形成されている。長辺方向の一方の側縁部には、正極活物質層非形成部分が複数層重ねられた正極端子接続部が形成され、他方の側縁部には、負極活物質層非形成部分が複数層重ねられた負極端子接続部が形成される。そして、正極端子１２は正極端子接続部に接続され、負極端子１４は負極端子接続部に接続されている。
本実施形態に係る矩形状の電極シートにおいて、長辺方向の一方の側縁部に、電極活物質層が形成されておらず集電体が露出した活物質層非形成部分（正極活物質層非形成部分，負極活物質層非形成部分）が形成されている。そして、正極活部物質層非形成部分が一方の側縁部からはみ出し、かつ、負極活物質層非形成部分が他方の側縁部からはみ出すように各々の電極シートを重ねることによって電極体２０が形成される。また、かかる電極体の長辺方向の中央部には、電極シートの電極活物質層が重ねられたコア部が形成されている。長辺方向の一方の側縁部には、正極活物質層非形成部分が複数層重ねられた正極端子接続部が形成され、他方の側縁部には、負極活物質層非形成部分が複数層重ねられた負極端子接続部が形成される。そして、正極端子１２は正極端子接続部に接続され、負極端子１４は負極端子接続部に接続されている。
【0020】
本実施形態に係る組電池１が備える単電池１０は、燃料電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池・ニッケル水素二次電池・ナトリウムイオン二次電池等の二次電池であってもよい。単電池１０が二次電池の場合、該単電池は、例えば非水電解液二次電池であってもよいし、全固体電池であってもよい。非水電解液二次電池の場合、電極シートの間に絶縁性のセパレータが挿入された電極体２０が用いられると共に、外装体１８の内部に非水電解液が収容される。一方、全固体電池の場合、電極シートの間に固体電解質層（セパレータに相当する）が挿入された電極体２０が用いられる。なお、電池を構成する部材（具体的には、電極シート、セパレータ、電極端子、固体電解質層、非水電解液等）としては、この種の二次電池に使用され得るものを特に制限なく使用することができる。また、単電池１０は、従来公知の電池の製造方法に基づいて製造することができる。
【0021】
図１および図３に示すように、本実施形態に係る積層体２では、単電池１０における正極端子１２および負極端子１４の配置位置が、積層方向Ｘに沿って交互に反転するように配置されている。そして、積層方向Ｘにおいて隣接する単電池１０の間には、一方の単電池１０の正極端子１２および他方の単電池１０の負極端子１４の一部分どうしが、それぞれ折り曲げた状態で接合された正負極端子接合部１６が存在する。正極端子１２および負極端子１４の接合方法としては、電極端子の接合に用いられる従来公知の方法を特に制限なく使用することができ、例えばレーザー溶接や抵抗溶接等が挙げられる。また、詳細な図示は省略するが、積層方向Ｘの最上側に存在する単電池１０における正極端子１２ａの一部および該積層方向の最下流側に存在する単電池１０における負極端子１４ａの一部は、筐体３の外部に引き出され、外部接続されている。
【0022】
＜筐体３＞
図１に示すように、本実施形態に係る筐体３は、積層体２を収容する六面体箱型形状の容器である。筐体３は、少なくとも積層体２を収容することができる程度の大きさを有している。筐体３を構築する方法としては、例えば積層体２を挿入するための開口部を備えた角型の容器に該積層体を挿入した後、該開口部に蓋体を重ね合わせて封止する方法等が挙げられる。かかる封止は、例えばレーザー溶接や樹脂による樹脂－金属接着等により行うことができる。
筐体３を構成する材料としては、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に制限されないが、例えばアルミニウム、アルミニウムを主体とする合金、鉄－アルミニウム（Ｆｅ－Ａｌ）合金、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等が挙げられる。このなかでも、軽量でかつ放熱性に優れるという観点から、アルミニウムやアルミニウムを主体とする合金が好ましく用いられ得る。ここで、上記アルミニウムは、不可避的な不純物としての種々の金属元素や非金属元素等を含むものであり得る。そして、この場合、アルミニウムの純度（即ち、アルミニウムにおけるアルミニウム成分の含有量）は、好ましくは９５％以上、９７％以上、９９％以上（例えば、９９．５％や９９．８％程度）であり得る。また、上記「アルミニウムを主体とする合金」とは、合金を構成する成分のうち、重量基準で最も多く含まれている成分がアルミニウムであることを意味する。かかる合金は、好ましくはアルミニウムを９０重量％以上、９５重量％以上、あるいは９９重量％以上含むものであり得る。なお、アルミニウム以外の成分としては、例えば銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、その他種々の金属成分等が挙げられる。
図１に示すように、本実施形態に係る筐体３は、積層体２を収容する六面体箱型形状の容器である。筐体３は、少なくとも積層体２を収容することができる程度の大きさを有している。筐体３を構築する方法としては、例えば積層体２を挿入するための開口部を備えた角型の容器に該積層体を挿入した後、該開口部に蓋体を重ね合わせて封止する方法等が挙げられる。かかる封止は、例えばレーザー溶接や樹脂による樹脂－金属接着等により行うことができる。
筐体３を構成する材料としては、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に制限されないが、例えばアルミニウム、アルミニウムを主体とする合金、鉄－アルミニウム（Ｆｅ－Ａｌ）合金、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等が挙げられる。このなかでも、軽量でかつ放熱性に優れるという観点から、アルミニウムやアルミニウムを主体とする合金が好ましく用いられ得る。ここで、上記アルミニウムは、不可避的な不純物としての種々の金属元素や非金属元素等を含むものであり得る。そして、この場合、アルミニウムの純度（即ち、アルミニウムにおけるアルミニウム成分の含有量）は、好ましくは９５％以上、９７％以上、９９％以上（例えば、９９．５％や９９．８％程度）であり得る。また、上記「アルミニウムを主体とする合金」とは、合金を構成する成分のうち、重量基準で最も多く含まれている成分がアルミニウムであることを意味する。かかる合金は、好ましくはアルミニウムを９０重量％以上、９５重量％以上、あるいは９９重量％以上含むものであり得る。なお、アルミニウム以外の成分としては、例えば銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、その他種々の金属成分等が挙げられる。
【0023】
＜放熱部材４＞
図１に示すように、本実施形態に係る放熱部材４は、筐体３の２つの内壁の全面に接した状態で配置されている。また、本実施形態に係る放熱部材４は、矩形型シート状である。このように配置された放熱部材４と接するように、正負極端子接合部１６（本実施形態では、正極端子１２ａおよび負極端子１４ａ）を配置することにより、電極端子から発生した熱を、放熱部材４、筐体３を介して効率よく排熱することができる。また、かかる効果に加えて、正負極端子接合部１６（本実施形態では、正極端子１２ａおよび負極端子１４ａ）が、放熱部材４を介して筐体３と物理的に接していることにより、それぞれの共振周波数が高くなるため、組電池１の耐振動性を向上させることができる。
図１に示すように、本実施形態に係る放熱部材４は、筐体３の２つの内壁の全面に接した状態で配置されている。また、本実施形態に係る放熱部材４は、矩形型シート状である。このように配置された放熱部材４と接するように、正負極端子接合部１６（本実施形態では、正極端子１２ａおよび負極端子１４ａ）を配置することにより、電極端子から発生した熱を、放熱部材４、筐体３を介して効率よく排熱することができる。また、かかる効果に加えて、正負極端子接合部１６（本実施形態では、正極端子１２ａおよび負極端子１４ａ）が、放熱部材４を介して筐体３と物理的に接していることにより、それぞれの共振周波数が高くなるため、組電池１の耐振動性を向上させることができる。
【0024】
放熱部材４は、絶縁性を有し、かつ、熱伝導性を有する部材である。ここで、上記「絶縁性を有する」とは、電気を通しにくい性質を有することを意味し、例えばＪＩＳＫ６９１１：２００６に基づいて測定される体積抵抗率が、典型的には１．０×１０１０Ω・ｃｍ以上、好ましくは１．０×１０１２Ω・ｃｍ以上であることを示し得るが、これに限られるものではない。
また、放熱部材４の熱伝導率は、例えばＪＩＳＡ１４１２－１：２０１６に基づいて測定される熱伝導率が、典型的には０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは３．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり得るが、これに限られるものではない。
また、放熱部材４の熱伝導率は、例えばＪＩＳＡ１４１２－１：２０１６に基づいて測定される熱伝導率が、典型的には０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、好ましくは１．５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、より好ましくは３．０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり得るが、これに限られるものではない。
【0025】
放熱部材４を構成する材料としては、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて特に制限されないが、例えばシリコーン樹脂等の樹脂や、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、シリカ（ＳｉＯ２）、べリリア（ＢｅＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、ベーマイト（ＡｌＯＯＨ）等のセラミックス材料が挙げられる。なお、これらは単独あるいは適宜２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、放熱部材４を構成する材料として、例えば絶縁性を有する樹脂マトリックスと、熱伝導性を有するフィラー部材を含むものも好ましく用いることができる。上記樹脂マトリックスとしては、例えばシリコーン樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリエーテルサルフォン樹脂（ＰＥＳ）、アクリロニトリル・スチレン・アクリレート樹脂（ＡＳＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、不飽和ポリエステル、ナイロン等の樹脂が挙げられ、これらを単独あるいは適宜２種以上を組み合わせて用いることができる。また、上記フィラー部材としては、例えば上述したようなセラミック材料等が挙げられ、これらを単独あるいは適宜２種以上を組み合わせて用いることができる。このなかでも、熱伝導性に優れるという観点から、樹脂マトリックスとしてシリコーン樹脂を含み、フィラー部材としてアルミナを含むものを、好ましく用いることができる。上記樹脂マトリックスおよび上記フィラー部材の配合量に関しては、該樹脂マトリックスおよび該フィラー部材の種類に応じて適宜調整されることが好ましい。
また、放熱部材４を構成する材料として、例えば絶縁性を有する樹脂マトリックスと、熱伝導性を有するフィラー部材を含むものも好ましく用いることができる。上記樹脂マトリックスとしては、例えばシリコーン樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリエーテルサルフォン樹脂（ＰＥＳ）、アクリロニトリル・スチレン・アクリレート樹脂（ＡＳＡ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、アクリル樹脂（ＰＭＭＡ）、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂（ＰＦ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、不飽和ポリエステル、ナイロン等の樹脂が挙げられ、これらを単独あるいは適宜２種以上を組み合わせて用いることができる。また、上記フィラー部材としては、例えば上述したようなセラミック材料等が挙げられ、これらを単独あるいは適宜２種以上を組み合わせて用いることができる。このなかでも、熱伝導性に優れるという観点から、樹脂マトリックスとしてシリコーン樹脂を含み、フィラー部材としてアルミナを含むものを、好ましく用いることができる。上記樹脂マトリックスおよび上記フィラー部材の配合量に関しては、該樹脂マトリックスおよび該フィラー部材の種類に応じて適宜調整されることが好ましい。
【0026】
なお、放熱部材４の熱伝導率や厚み（ここでは、放熱部材４が接している内壁から正負極端子接合部１６までの距離を示す）等は、予備試験を行うことによって適宜決定することができる。また、特に限定解釈されることを意図したものではないが、例えば、組電池１が容量２００×３．７Ｗｈ程度の単電池１０を８個備えている場合、放熱部材４として、体積抵抗率が１．０×１０１２Ω・ｃｍ程度、熱伝導率が１．０Ｗ／ｍ・Ｋ程度、該放熱部材の厚みが８．０ｍｍ程度のものを用いることができる。
【0027】
筐体３の内壁に放熱部材４を配置する方法としては、ここで開示される技術の効果が発揮される限り特に制限されないが、例えば放熱部材４における配置面に接着剤を付与して配置する方法、放熱部材４として予め接着性を有するものを採用して配置する方法、ペースト状（インク状、スラリー状のものを包含する）の放熱部材原料を筐体３の所望の内壁に塗布して乾燥させ、放熱部材４を形成する方法等が挙げられる。なお、放熱部材４における配置面に接着剤を付与する場合は、形成される接着層により熱伝導が阻害されることがない程度に付与されることが好ましい。
【0028】
＜熱交換器５＞
図１に示すように、本実施形態に係る熱交換器５は、筐体３における放熱部材４が配置されている外方に備えられている。かかる熱交換器の種類としては、ここで開示される技術の効果が発揮される限り特に制限されないが、例えば、多管式熱交換器（シェル＆チューブ式熱交換器；太い円柱状の筒（シェル）の中に細い円管（チューブ）が多数配置されており、チューブの内側と外側において温度が異なる流体を流すことにより熱交換を行う）、プレート式熱交換器（凹凸にプレスされた金属板（プレート）を重ね合わせ、温度が異なる流体を交互に流すことにより熱交換を行う）、フィンチューブ型熱交換器（円管（チューブ）内に液媒体を流し、チューブの外側とフィンにガスを当てて熱交換を行う）、その他種々の熱交換器を採用することができる。このように熱交換器５を配置することにより、正負極端子接合部１６（本実施形態では、さらに正極端子１２ａおよび負極端子１４ａ）から発生した熱をより効果的に排熱することができるため好ましい。
図１に示すように、本実施形態に係る熱交換器５は、筐体３における放熱部材４が配置されている外方に備えられている。かかる熱交換器の種類としては、ここで開示される技術の効果が発揮される限り特に制限されないが、例えば、多管式熱交換器（シェル＆チューブ式熱交換器；太い円柱状の筒（シェル）の中に細い円管（チューブ）が多数配置されており、チューブの内側と外側において温度が異なる流体を流すことにより熱交換を行う）、プレート式熱交換器（凹凸にプレスされた金属板（プレート）を重ね合わせ、温度が異なる流体を交互に流すことにより熱交換を行う）、フィンチューブ型熱交換器（円管（チューブ）内に液媒体を流し、チューブの外側とフィンにガスを当てて熱交換を行う）、その他種々の熱交換器を採用することができる。このように熱交換器５を配置することにより、正負極端子接合部１６（本実施形態では、さらに正極端子１２ａおよび負極端子１４ａ）から発生した熱をより効果的に排熱することができるため好ましい。
【0029】
＜組電池１の構築方法＞
続いて、本実施形態に係る組電池１の構築方法について説明するが、組電池１の構築方法を、以下の方法に限定することを意図したものではない。また、下記構築方法における各ステップは、適宜入れ替えて実施することができる。
先ず、図３に示すように、単電池１０を複数（ここでは８個）用意し、積層方向Ｘに沿って積層する。続いて、積層方向Ｘに沿って隣接する単電池１０間において、一方の単電池１０の正極端子１２と、他方の単電池１０の負極端子１４とを、折り曲げた状態でレーザー溶接により接合することで、正負極端子接合部１６（ここでは７箇所）を形成する。なお、積層方向Ｘにおける最下流側の単電池１０の正極端子１２ａおよび該積層方向における最上流側の単電池１０の負極端子１４ａは、外部接続用としてかかる接合を実施することなく残している。
続いて、積層体２を挿入するための開口部を備えた箱型の容器を用意する。そして、かかる容器における２つの内壁の全面に接するように、矩形型シート状の放熱部材４を配置する。本実施形態では、かかる配置に際して、放熱部材４の配置面に接着剤を塗布し、上記容器内の内壁に接着させている。
次に、上記のとおり作製した積層体２を、放熱部材４を配置した容器内に挿入する。かかる挿入に際しては、積層体２が備える７箇所の正負極端子接合部１６、正極端子１２ａおよび負極端子１４ａが、上記容器内の放熱部材４と接するようにする。このとき、正極端子１２ａの一部および負極端子１４ａの一部は、それぞれ外部接続用として、上記放熱部材４を配置した容器から引き出しておく。
そして、積層体２を収容した容器の開口部に、該開口部を封止する蓋体を重ね合わせ、レーザー溶接により当該開口部の周囲を溶接して封止する。最後に、熱交換器５を筐体３における放熱部材４を配置した外方に設置することにより、組電池１を構築することができる。
続いて、本実施形態に係る組電池１の構築方法について説明するが、組電池１の構築方法を、以下の方法に限定することを意図したものではない。また、下記構築方法における各ステップは、適宜入れ替えて実施することができる。
先ず、図３に示すように、単電池１０を複数（ここでは８個）用意し、積層方向Ｘに沿って積層する。続いて、積層方向Ｘに沿って隣接する単電池１０間において、一方の単電池１０の正極端子１２と、他方の単電池１０の負極端子１４とを、折り曲げた状態でレーザー溶接により接合することで、正負極端子接合部１６（ここでは７箇所）を形成する。なお、積層方向Ｘにおける最下流側の単電池１０の正極端子１２ａおよび該積層方向における最上流側の単電池１０の負極端子１４ａは、外部接続用としてかかる接合を実施することなく残している。
続いて、積層体２を挿入するための開口部を備えた箱型の容器を用意する。そして、かかる容器における２つの内壁の全面に接するように、矩形型シート状の放熱部材４を配置する。本実施形態では、かかる配置に際して、放熱部材４の配置面に接着剤を塗布し、上記容器内の内壁に接着させている。
次に、上記のとおり作製した積層体２を、放熱部材４を配置した容器内に挿入する。かかる挿入に際しては、積層体２が備える７箇所の正負極端子接合部１６、正極端子１２ａおよび負極端子１４ａが、上記容器内の放熱部材４と接するようにする。このとき、正極端子１２ａの一部および負極端子１４ａの一部は、それぞれ外部接続用として、上記放熱部材４を配置した容器から引き出しておく。
そして、積層体２を収容した容器の開口部に、該開口部を封止する蓋体を重ね合わせ、レーザー溶接により当該開口部の周囲を溶接して封止する。最後に、熱交換器５を筐体３における放熱部材４を配置した外方に設置することにより、組電池１を構築することができる。
【0030】
＜変形例＞
以上、ここで開示される組電池（組電池の構築方法）の具体例を、組電池１を参照しつつ詳細に説明したが、ここで開示される組電池をかかる具体例に限定するものではない。ここで開示される組電池は、上述した具体例をその目的を変更しない限りにおいて種々変更したものが包含される。以下、組電池１の変形例の一例（ｉ）～（ｖ）について説明する。
以上、ここで開示される組電池（組電池の構築方法）の具体例を、組電池１を参照しつつ詳細に説明したが、ここで開示される組電池をかかる具体例に限定するものではない。ここで開示される組電池は、上述した具体例をその目的を変更しない限りにおいて種々変更したものが包含される。以下、組電池１の変形例の一例（ｉ）～（ｖ）について説明する。
【0031】
（ｉ）上記実施形態では、放熱部材４が筐体３の２つの内壁の全面に接した状態で配置されているが、これに限定されない。放熱部材４は、例えば筐体３の２つの内壁における必要最低限の部分にのみ設けられていてもよい。また、上記実施形態では、正負極端子接合部１６に加えて、正極端子１２ａおよび負極端子１４ａに対して放熱部材４を配置しているが、これに限定されない。例えば、正負極端子接合部１６に加えて、正極端子１２ａあるいは負極端子１４ａの一方のみに対して放熱部材４が配置されていてもよい。なお、当然のことながら、ここで開示される技術の効果は、少なくとも正負極端子接合部１６に対して放熱部材４が配置されている態様において発揮され得るため、該正負極端子接合部のみに対して該放熱部材が配置されていてもよい（下記（ｉｉ）についても同様である）。
【0032】
（ｉｉ）上記実施形態では、放熱部材４が積層方向Ｘに沿って連続的に配置されているが、これに限定されない。例えば、放熱部材４を図４に示すように配置してもよい。また、この場合、ここで開示される技術の効果が発揮される限りにおいて、個々の放熱部材４の大きさ・形状を異ならせてもよい。
【0033】
（ｉｉｉ）上記実施形態では、矩形型シート状の放熱部材４を使用しているが、これに限定されず、例えば菱形や楕円等の種々の形状であってもよい。また、上記実施形態では、シート状の放熱部材４を用いているが、これに限定されず、例えばブロック状等であってもよい。
【0034】
（ｉｖ）上記実施形態では、組電池１が熱交換器５を備えている場合について説明しているが、当然のことながら熱交換器５を備えていない場合についても、ここで開示される技術の効果を得ることができる。
【0035】
（ｖ）上記実施形態では、外装体１８の一の短辺側において、正極端子１２が配置されており、該一の短辺側と対向する辺側に、負極端子１４が配置されている単電池１０を用いているが、これに限定されない。例えば、外装体１８の一の短辺側あるいは長辺側に、正極端子１２および負極端子１４が配置されている単電池１０を用いることがきる。かかる場合、放熱部材４は筐体３の片側の内壁に配置すればよい。
【0036】
ここで開示される組電池１は、各種用途に利用可能である。好適な用途の一例としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＶ）等の車両に搭載される駆動用電源が挙げられる。なかでも、特に電気自動車（ＥＶ）において好ましく利用され得る。
【符号の説明】
【0037】
１ 組電池
２ 積層体
３ 筐体
４ 放熱部材
５ 熱交換器
１０ 単電池
１２，１２ａ 正極端子
１４，１４ａ 負極端子
１６ 正負極端子接合部
１８ 外装体
２０ 電極体
Ｘ 積層方向
２ 積層体
３ 筐体
４ 放熱部材
５ 熱交換器
１０ 単電池
１２，１２ａ 正極端子
１４，１４ａ 負極端子
１６ 正負極端子接合部
１８ 外装体
２０ 電極体
Ｘ 積層方向
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】