JP2010061998A - 電池と組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】固定または位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることが可能なラミネート型電池の形態を提供する。
【解決手段】単位電池１は、素電池１１を収容する可撓性フィルムからなる外装体１４と、外装体１４の外表面の少なくとも一部を包囲し、熱収縮により外装体１４の外表面の少なくとも一部に接触して外装体１４を保持するようにされた包囲部材２０と、当該単位電池１を他の部材に固定するために用いられる固定箇所３３、３４が形成された固定箇所形成部材３１、３２とを備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、リチウムイオン二次電池、リチウム二次電池、ポリマー二次電池などの電池と組電池に関し、特定的には素電池を収容する可撓性フィルムからなる外装体を備えた電池と組電池に関するものである。なお、この明細書と特許請求の範囲では、リチウムイオン二次電池、リチウム二次電池、ポリマー二次電池などのいわゆる電池だけでなく、電気二重層キャパシタなども含む「蓄電デバイス」を総称して「電池」という。

従来から、たとえば、リチウムイオン二次電池等の電池に関しては、多様な用途の拡大に伴って、小型化、軽量化、薄型化、形状の自由度等の要求が高まっている。

そこで、このような要求に応えることができるように、素電池を収容する可撓性の外装体を形成するために多層構造のラミネートフィルムが従来から用いられている。ラミネートフィルムは、素電池（電池要素）に面する内面層と、中間層と、外部に面する外面層とから構成される。内面層は、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の耐電解液性とヒートシール性に優れた熱可塑性樹脂からなる。中間層は、たとえば、アルミニウム箔等の可撓性と強度に優れた金属箔からなる。外面層は、たとえば、ポリアミド系樹脂等の電気絶縁性に優れた絶縁樹脂からなる。

このようなラミネートフィルムからなる外装体の中に素電池を収容した電池（以下、ラミネート型電池という）の構造が、たとえば、特開２００７−１７３２２３号公報（以下、特許文献１という）に開示されている。

図１８は、特許文献１に開示されたラミネート型電池を示す斜視図である。

図１８（Ａ）に示すように、リチウムイオン二次電池の一つの例として単位電池１００では、素電池が合成樹脂フィルム、または、合成樹脂フィルムとアルミニウム箔との積層フィルム、たとえば、ポリプロピレン／アルミニウム／ポリアミド系樹脂からなる可撓性外装材１０２によって被覆されている。可撓性外装材１０２の一方の面がエンボス加工等によって成形され、素電池の収納部１０３を構成し、反対側の他方の面が素電池を覆うために平面状部材１０４を構成している。正極端子１０５と負極端子１０６は、収納部１０３と平面状部材１０４の周縁部が熱溶着されて封止された箇所から外部に引き出されている。収納部１０３と平面状部材１０４の外側面には、隣接する他の単位電池１００の上に積層するために相対的に広い積層面１０７と１０８が形成されている。

図１８（Ｂ）に示すように、他の例の単位電池では、可撓性外装材１０２の両面がエンボス加工等によって成形され、素電池の収納部１０３を構成している。正極端子１０５と負極端子１０６は、収納部１０３の外周縁部が熱溶着されて封止された箇所から外部に引き出されている。

図１８に示す単位電池１００では、正極端子１０５と負極端子１０６が可撓性外装材１０２の封止された同じ側の箇所から引き出されているが、互いに対向する箇所から引き出されていてもよい。

図１９は、特許文献１に開示された電池積層体の一つの例を示す斜視図である。

図１９に示すように、電池積層体１０００は、図１８（Ａ）に示された単位電池１００を８個積層することによって構成されている。具体的には、電池積層体１０００は、互いの積層面１０７と１０８（図１８（Ａ））がほぼ平行になるように４個の単位電池１００−１、１００−２、１００−３、１００−４を積み重ねて、温度フューズ装着体２０００を配置した後に、さらに４個の単位電池１００−５、１００−６、１００−７、１００−８を同様に積み重ねることによって構成されている。８個の単位電池１００−１〜１００−８の正極端子と負極端子をそれぞれ直列に接続し、端部の負極端子１１１は充放電の両者に共通の共通端子１１２とされ、端部の正極端子１１３は放電回路に接続する放電端子１１４とともに温度フューズ接続リード線１１５が接続されている。温度フューズ接続リード線１１５は、温度フューズ装着体２０００の内部に設けた温度フューズへと結合されている。温度フューズから充電回路接続用リード線１１６が取り出され、充電時に充電電流を供給する充電端子１１７に接続されている。

図１９には示されていないが、従来の組電池の一例としての電池積層体１０００では、積み重ねられた８個の単位電池１００−１〜１００−８の隣接する積層面１０７と１０８の間に接着剤や両面粘着テープ等の化学的な固着手段を配置することによって、８個の単位電池１００−１〜１００−８の相互の位置が固定されている。
特開２００７−１７３２２３号公報

しかしながら、従来のラミネート型電池においては、以下のような問題が生じる恐れがある。

まず、特許文献１に開示されているように単位電池を組み合わせて組電池の一例として電池積層体を構成する場合、複数のラミネート型電池を相互に固定するためには、あるいは、複数のラミネート型電池を所定の筐体内に固定するためには、接着剤や両面粘着テープ等の化学的な固着手段を外装体の表面に配置する必要がある。これは、外装体が可撓性フィルムからなり、その外周面や熱溶着された周縁部の機械的強度が相対的に低いので、その外周面や周縁部が他の構成部材に接触しないように複数のラミネート型電池を配置する必要があるからである。また、外装体の外周面や周縁部の機械的強度が相対的に低いので、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定手段を外装体に直接設けて複数のラミネート型電池を相互に位置決め固定することができない。

次に、従来のラミネート型電池単体を他の構成部材に位置決めて固定する場合にも、外装体の外周面や周縁部の機械的強度が相対的に低いので、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定手段を外装体に直接設けてラミネート型電池を他の構成部材に対して位置決めすることができない。また、外装体の外周面や周縁部の機械的強度が相対的に低いので、外装体に応力が生じた場合に損傷を受けやすく、ラミネート型電池をそのままの形態で取り扱うのが困難であり、従来のラミネート型電池単体の形態は作業性が悪いという問題がある。

そこで、この発明の目的は、固定または位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることが可能なラミネート型電池の形態を提供することである。

この発明の一つの局面に従った電池は、素電池を収容する可撓性フィルムからなる外装体と、この外装体の外表面の少なくとも一部を包囲し、形状変化により外装体の外表面の少なくとも一部に接触して外装体を保持するようにされた包囲部材とを備える。

この発明の一つの局面に従った電池においては、包囲部材が形状変化により外装体の外表面の少なくとも一部に接触して外装体を保持するようにされているので、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定部材を取り付けるための固定箇所形成部材を包囲部材に固着する、あるいは、固定箇所形成部を包囲部材に形成することによって、固定箇所を包囲部材に付与することができる。これにより、接着剤、粘着テープ等の化学的固定手段を用いることなく、単一または複数のラミネート型電池の固定または位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。

この発明のもう一つの局面に従った電池は、各々が素電池を収容する可撓性フィルムからなる複数の外装体と、複数の外装体の外表面の少なくとも一部を包囲して、形状変化により複数の外装体の外表面の少なくとも一部に接触して複数の外装体を保持するようにされた包囲部材とを備える。

この発明のもう一つの局面に従った電池においては、包囲部材が形状変化により複数の外装体の外表面の少なくとも一部に接触して複数の外装体を保持するようにされているので、包囲部材が複数のラミネート型電池を包囲して保持することができる。これにより、複数のラミネート型電池を単一の形態として取り扱うことができる。また、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定部材を取り付けるための固定箇所形成部材を包囲部材に固着する、あるいは、固定箇所形成部を包囲部材に形成することによって、固定箇所を包囲部材に付与することができるので、接着剤、粘着テープ等の化学的固定手段を用いることなく、複数のラミネート型電池の固定または位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。

この発明の一つの局面またはもう一つの局面に従った電池において、包囲部材は、熱収縮により外装体の外表面の少なくとも一部に接触して外装体を保持するようにされていることが好ましい。

このように構成することによって、熱収縮作用を利用して外装体を包囲して保持することを容易に行うことができる。また、包囲部材と外装体の外表面との密着性を高めることにより、包囲部材の保持性能を向上させることができる。

また、この発明の一つの局面またはもう一つの局面に従った電池において、包囲部材には、包囲部材の外側から外装体の外表面に到達する貫通孔が形成されていることが好ましい。

このように構成することによって、貫通孔を通じて、素電池で発生した熱を外装体の外表面から包囲部材の外側に放出することができるので、電池の放熱性を高めることができる。

さらに、この発明の一つの局面またはもう一つの局面に従った電池は、素電池の正極および負極のそれぞれに電気的に接続され、外装体から突出して延びる正極接続端子および負極接続端子とをさらに備え、包囲部材には、正極接続端子または負極接続端子の少なくともいずれかに近い部分に切欠きが形成されていることが好ましい。

このように構成することによって、素電池で発生した熱を、切欠きによって露出した外装体の外表面から外側に放出することができるので、電池の放熱性を高めることができる。

さらにまた、この発明の一つの局面またはもう一つの局面に従った電池は、素電池の正極および負極のそれぞれに電気的に接続され、外装体から突出して延びる正極接続端子および負極接続端子とをさらに備え、包囲部材が正極接続端子および負極接続端子の延びる方向に沿って延在する長さは、外装体の長さよりも短いことが好ましい。

このように構成することによって、ラミネート型電池の固定手段または位置決め手段を取り付けるための固定箇所形成部材を固着するために必要な包囲部材の材料、あるいは、固定箇所形成部を形成するために必要な包囲部材の材料を少なくすることができる。

この発明の一つの局面またはもう一つの局面に従った電池は、当該電池を他の部材に固定するために用いられる固定箇所が形成された第１の固定箇所形成部材とをさらに備え、第１の固定箇所形成部材は包囲部材の外表面に固着されていることが好ましい。

このように第１の固定箇所形成部材が包囲部材に固着されているので、第１の固定箇所形成部材に固定部材を取り付けることによってラミネート型電池の固定または位置決めを容易に行うことができる。また、固定箇所形成部材は素電池を収容する外装体から独立しているので、固定箇所形成部材の形状を任意に変更することができ、固定または位置決めするための構造の自由度が高くなる。さらに、固定箇所形成部材は素電池を収容する外装体から独立しているので、固定箇所形成部材に応力が生じた場合でも、素電池に与えられる損傷が少ない。

この発明の一つの局面またはもう一つの局面に従った電池において、当該電池を他の部材に固定するために用いられる固定箇所が包囲部材に形成されていてもよい。

この場合、固定箇所が包囲部材に形成されているので、固定箇所に固定部材を取り付けることによってラミネート型電池の固定または位置決めを容易に行うことができる。また、この場合でも、固定箇所は素電池を収容する外装体から独立しているので、固定箇所の形状を任意に変更することができ、固定または位置決めするための構造の自由度が高くなる。さらに、固定箇所は素電池を収容する外装体から独立しているので、固定箇所に応力が生じた場合でも、素電池に与えられる損傷が少ない。

この発明の一つの局面またはもう一つの局面に従った電池は、当該電池を他の部材に固定するために用いられる固定箇所が形成された第２の固定箇所形成部材とをさらに備え、包囲部材は、外装体と第２の固定箇所形成部材の両者の外表面の一部を包囲して、形状変化により外装体と第２の固定箇所形成部材の両者の外表面の一部に接触して外装体を保持するようにされていることが好ましい。

このように第２の固定箇所形成部材の外表面の一部が包囲部材に包囲されることにより固着されているので、第２の固定箇所形成部材に固定部材を取り付けることによってラミネート型電池の固定または位置決めを容易に行うことができる。また、固定箇所形成部材は素電池を収容する外装体から独立しているので、固定箇所形成部材の形状を任意に変更することができ、固定または位置決めするための構造の自由度が高くなる。さらに、固定箇所形成部材は素電池を収容する外装体から独立しているので、固定箇所形成部材に応力が生じた場合でも、素電池に与えられる損傷が少ない。

この発明に従った組電池は、上述の少なくともいずれかの特徴を備えた電池を複数備え、固定箇所に固定部材を取り付けることによって複数の電池を連結したものである。

この発明の組電池においては、個々の電池を包囲部材で包囲されて保持された形態で単一の電池として取り扱うことができるので、組電池内で複数の電池を分離して取り扱うことができる。これにより、組電池内で、不良になった電池のみ、または、劣化した電池のみを取り外して交換することを容易に行うことができるので、保守性に優れた組電池を得ることができる。また、組電池の筐体内に緩衝材等の余分な部材を組み入れることがないので、空間利用効率を高めることができ、固定箇所に固定部材を取り付けることによって筐体内にぴったりと複数の電池を収容することができる。さらに、個々の電池間の相互の固定や電極接続部材の相互の電気的な接続を一括して行うことができるので、組電池の製造における作業工数を低減することができる。

以上のようにこの発明によれば、ラミネート型電池の固定または位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることが可能となる。

以下、この発明の電池の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は本発明の電池の実施の形態１に適用可能なラミネート型電池を示す斜視図（Ａ）と、本発明の電池の実施の形態１に用いられる包囲部材を示す斜視図（Ｂ）である。

図１（Ａ）に示すように、ラミネート型電池１０は、素電池（電池要素）１１と、素電池１１を被覆して収容する可撓性フィルムからなる外装体１４と、素電池１１の正極および負極のそれぞれに電気的に接続され、外装体１４から突出して延びる正極接続端子１２および負極接続端子１３とから構成される。素電池１１は、正極用集電体、正極用集電体に付与された正極活物質、負極用集電体、負極用集電体に付与された負極活物質、固体電解質から構成される。可撓性フィルムは、素電池１１に面する内面層と、中間層と、外部に面する外面層とから構成される。内面層は、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の耐電解液性とヒートシール性に優れた熱可塑性樹脂からなる。中間層は、たとえば、アルミニウム箔等の可撓性と強度に優れた金属箔からなる。外面層は、たとえば、ポリアミド系樹脂等の電気絶縁性に優れた絶縁樹脂からなる。２枚の可撓性フィルムが、素電池１１を挟むようにして収容し、内面層同士が熱溶着されることにより、外装体１４の周縁部において熱溶着部１４１が形成されている。正極接続端子１２と負極接続端子１３は、外装体１４の外周縁部が熱溶着されて封止された熱溶着部１４１の箇所から外部に引き出されている。この実施形態では、正極接続端子１２と負極接続端子１３は、外装体１４の互いに対向する両側部から突出するように配置されている。

図１（Ｂ）に示すように、包囲部材２０は、一例として管状の形態に形成されている。包囲部材２０の両側の外表面には平面状の突出側部が形成されている。それぞれの突出側部には、固定箇所形成部材３１、３２が接着剤や加熱によって固着されている。固定箇所形成部材３１、３２には、固定箇所３３、３４が形成され、たとえば、位置決め部材としての棒状部材、固定部材としてのリベット等を挿入するための貫通孔や、固定部材としてのビス、ボルト等を挿入するためのねじ穴が形成されている。このようにして、固定箇所形成部材３１、３２は包囲部材２０と予め一体化されている。固定箇所３３、３４が形成された固定箇所形成部材３１、３２は、ラミネート型電池１０の位置決めや固定を行うために用いられる機能部材である。

包囲部材２０は、図１（Ａ）に示される外装体１４の外表面の少なくとも一部を包囲することができるだけの周囲長を有していればよく、形状変化により外装体１４の外表面の少なくとも一部に接触することが可能な材料から形成されていればよい。たとえば、包囲部材２０は、周方向に熱収縮することにより外装体１４の少なくとも一部に接触するような熱収縮性を有する材料から形成されるのが好ましい。たとえば、そのような熱収縮性を有する材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリフッ化ビニリデン、塩化ビニル等を挙げることができる。これらの材料の中で、ポリエチレンテレフタレートは、引張強度が相対的に高いが、耐薬品性に劣る。ポリオレフィンは耐薬品性に優れている。ポリフッ化ビニリデンは耐熱性に優れている。リチウムイオン二次電池等のラミネート型電池の使用環境を考慮すると、包囲部材２０の材料としては、ポリエチレンテレフタレートを用いるのが好ましい。耐薬品性が要求される環境で用いられるラミネート型電池の場合には、包囲部材２０の材料としてポリオレフィンを用いるのが好ましい。また、耐熱性が要求される高温の環境で用いられるラミネート型電池の場合には、包囲部材２０の材料としてポリフッ化ビニリデンを用いるのが好ましい。なお、本発明の包囲部材２０の材料としては、熱収縮性を有する材料に限定されるものではなく、少なくとも形状変化により外装体１４の外表面の少なくとも一部に接触することが可能な材料であればよく、ゴム等の弾性によって形状変化する材料でもよい。

固定箇所形成部材３１、３２の材料としては、合成樹脂、金属、セラミック材料のいずれでもよいが、包囲部材２０の材料として熱収縮性を有する材料を用いる場合には、包囲部材２０に対する固着の容易性を考慮すると、合成樹脂を用いるのが好ましい。

図２は、本発明の電池の実施の形態１を示す斜視図である。なお、図２においては、外装体１４の熱溶着部１４１の図示は省略されている。

図２に示すように、図１（Ａ）で示されたラミネート型電池１０の外装体１４の外表面の少なくとも一部を包囲するように、図１（Ｂ）に示された包囲部材２０を配置する。そして、たとえば、包囲部材２０が熱収縮性材料として厚みが３０〜２００μｍのＰＥＴからなり、固定箇所形成部材３１、３２がポリカーボネートからなる場合、一例として１２０℃程度に加熱された雰囲気中に１０秒間程度放置することにより、包囲部材２０を収縮させることにより、外装体１４の外表面の少なくとも一部に接触させて、外装体１４と包囲部材２０を一体化させる。この場合、包囲部材２０は外装体１４の中央部を覆い、両端部を露出するように配置されている。このようにして、包囲部材２０が、外装体１４の外表面の少なくとも一部を包囲し、形状変化により外装体１４の外表面の少なくとも一部に接触して外装体１４を保持することにより、本発明の実施の形態１として単一の形態として取り扱うことが可能な単位電池１が構成される。

図３と図４は、それぞれ、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線とＩＶ−ＩＶ線に沿った方向から見た断面図である。

図３に示すように一つの実施形態では、固定箇所形成部材３１、３２は包囲部材２０の両側の平面状の突出側部に接着されてもよく、図４に示すように別の実施形態では、固定箇所形成部材３１、３２は包囲部材２０の外表面の上下側部のそれぞれの上に二枚のシートからなる固定箇所形成部材３１、３２が接着されてもよい。

図５は、本発明の電池の別の実施の形態１を示す斜視図である。なお、図５においては、外装体１４の熱溶着部１４１の図示は省略されている。

図５に示されるように、包囲部材２０が、２個のラミネート型電池の外装体１４の外表面の少なくとも一部を包囲し、形状変化により外装体１４の外表面の少なくとも一部に接触して外装体１４を保持することにより、本発明の別の実施の形態１として単一の形態として取り扱うことが可能な単位電池１が構成されてもよい。なお、包囲部材２０によって包囲されるラミネート型電池の数は２個に限定されるものではなく、３個以上でもよい。

図６は、図５に示された単位電池を複数個組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態１を示す斜視図である。

図６に示すように、個々の単位電池の固定箇所形成部材３１、３２の各々の固定箇所３３、３４（図５）には、この例では貫通孔には、位置決め部材または固定部材として棒状部材４１が挿入され、隣り合う固定箇所形成部材３１、３２の間には間隔部材としてスペーサ４２が配置されている。このようにして、構成部材に、たとえば、筐体内に位置決めされて固定可能な組電池２が構成される。

図７は、本発明の電池の実施の形態１に用いられる包囲部材の別の形態を示す斜視図である。

図７に示すように、ラミネート型電池１０（図１（Ａ））の外装体１４の外表面の少なくとも一部を包囲する包囲部材２０自体に固定箇所形成部２２、２３が形成され、その固定箇所形成部２２、２３に貫通孔等の固定箇所２４、２５が形成されてもよい。この場合、包囲部材２０は、管状の包囲部２１と固定箇所形成部２２、２３とから構成される。

要約すれば、以上のように構成された単位電池１は、素電池１１を収容する可撓性フィルムからなる外装体１４と、この外装体１４の外表面の少なくとも一部を包囲し、形状変化により外装体１４の外表面の少なくとも一部に接触して外装体１４を保持するようにされた包囲部材２０とを備える。このように包囲部材２０が形状変化により外装体１４の外表面の少なくとも一部に接触して外装体１４を保持するようにされているので、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定部材を取り付けるための固定箇所形成部材３１、３２を包囲部材２０に固着する、あるいは、固定箇所形成部２２、２３を包囲部材２０に形成することによって、固定箇所３３、３４、２４、２５を包囲部材２０に付与することができる。これにより、接着剤、粘着テープ等の化学的固定手段を用いることなく、単一または複数のラミネート型電池１０の固定または位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。

また、図５に示されるように単位電池１は、第１の素電池を収容する可撓性フィルムからなる第１の外装体１４と、第２の素電池を収容する可撓性フィルムからなる第２の外装体１４と、第１と第２の外装体１４の外表面の少なくとも一部を包囲して、形状変化により第１と第２の外装体１４の外表面の少なくとも一部に接触して第１と第２の外装体１４を保持するようにされた包囲部材２０とを備える。このように包囲部材２０が形状変化により第１と第２の外装体１４の外表面の少なくとも一部に接触して第１と第２の外装体１４を保持するようにされているので、包囲部材２０が複数のラミネート型電池１０を包囲して保持することができる。これにより、複数のラミネート型電池１０を単一の形態として取り扱うことができる。また、ビス、ボルト、リベット等の物理的な固定部材を取り付けるための固定箇所形成部材３１、３２を包囲部材２０に固着する、あるいは、固定箇所形成部２２、２３を包囲部材２０に形成することによって、固定箇所３３、３４、２４、２５を包囲部材２０に付与することができるので、接着剤、粘着テープ等の化学的固定手段を用いることなく、複数のラミネート型電池１０の固定または位置決めを容易に行うことができ、作業性を向上させることができる。

さらに、包囲部材２０は、熱収縮作用により外装体１４の外表面の少なくとも一部に接触して外装体１４を保持するようにすれば、外装体１４を包囲して保持することを容易に行うことができる。また、包囲部材２０と外装体１４の外表面との密着性を高めることにより、包囲部材２０の保持性能を向上させることができる。

図２に示すように単位電池１は、素電池１１（図１（Ａ））の正極および負極のそれぞれに電気的に接続され、外装体１４から突出して延びる正極接続端子１２および負極接続端子１３とをさらに備え、包囲部材２０が正極接続端子１２および負極接続端子１３の延びる方向に沿って延在する長さは、外装体１４の長さよりも短いことが好ましい。このように構成することによって、ラミネート型電池１０の固定手段または位置決め手段を取り付けるための固定箇所形成部材３１、３２を固着するために必要な包囲部材２０（図１（Ｂ））の材料、あるいは、固定箇所形成部２２、２３を形成するために必要な包囲部材２０（図７）の材料を少なくすることができる。

図１（Ｂ）に示されるように、当該単位電池１を他の部材に固定するために用いられる固定箇所３３、３４が形成された固定箇所形成部材３１、３２が包囲部材２０の外表面に固着されているので、固定箇所形成部材３１、３２に、棒状部材４１、リベット、ボルト等の固定部材を取り付けることによってラミネート型電池１０の固定または位置決めを容易に行うことができる。また、固定箇所形成部材３１、３２は素電池１１を収容する外装体１４から独立しているので、固定箇所形成部材３１、３２の形状を任意に変更することができ、固定または位置決めするための構造の自由度が高くなる。さらに、固定箇所形成部材３１、３２は素電池１１を収容する外装体１４から独立しているので、固定箇所形成部材３１、３２に応力が生じた場合でも、素電池１１に与えられる損傷が少ない。

なお、図７に示されるように、当該単位電池１を他の部材に固定するために用いられる固定箇所２４、２５が包囲部材２０に形成されているので、固定箇所２４、２５に棒状部材４１、リベット、ボルト等の固定部材を取り付けることによってラミネート型電池１０の固定または位置決めを容易に行うことができる。また、この場合でも、固定箇所２４、２５は素電池１１を収容する外装体１４から独立しているので、固定箇所２４、２５の形状を任意に変更することができ、固定または位置決めするための構造の自由度が高くなる。さらに、固定箇所２４、２５は素電池１１を収容する外装体１４から独立しているので、固定箇所２４、２５に応力が生じた場合でも、素電池１１に与えられる損傷が少ない。

図６に示される組電池２においては、個々のラミネート型電池１０を包囲部材２０で包囲されて保持された形態で単一の電池として取り扱うことができるので、組電池２内で複数の電池を分離して取り扱うことができる。これにより、組電池２内で、不良になった電池のみ、または、劣化した電池のみを取り外して交換することを容易に行うことができるので、保守性に優れた組電池２を得ることができる。また、組電池２の筐体内に緩衝材等の余分な部材を組み入れることがないので、空間利用効率を高めることができ、固定箇所３３、３４、２４、２５に固定部材として、たとえば、棒状部材４１を取り付けることによって筐体内にぴったりと複数の電池を収容することができる。さらに、個々の電池間の相互の固定や電極接続部材の相互の電気的な接続を一括して行うことができるので、組電池２の製造における作業工数を低減することができる。

（実施形態２）
図８は本発明の電池の実施の形態２に適用可能なラミネート型電池を示す斜視図（Ａ）と、本発明の電池の実施の形態２に用いられる包囲部材を示す斜視図（Ｂ）、本発明の電池の実施の形態２に用いられる固定箇所形成部材を示す平面図（Ｃ）である。

図８（Ａ）に示すように、ラミネート型電池１０は、図１（Ａ）に示されたものと同じである。図８（Ｂ）に示すように、包囲部材２０は、一例として管状の形態に形成された包囲部のみから構成される。なお、包囲部材２０の材料は、実施の形態１の包囲部材２０と同様である。

図８（Ｃ）に示すように、固定箇所形成部材３０は、平板状の本体部３５と、本体部３５の四隅から突出するように形成された突出部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄとから構成される。固定箇所形成部材３０の突出部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄには、固定箇所３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄが形成され、たとえば、位置決め部材としての棒状部材、固定部材としてのリベット等を挿入するための貫通孔や、固定部材としてのビス、ボルト等を挿入するためのねじ穴が形成されている。固定箇所３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄが形成された固定箇所形成部材３０は、ラミネート型電池１０の位置決めや固定を行うために用いられる機能部材である。固定箇所形成部材３０の材料は、実施の形態１の固定箇所形成部材３１、３２と同様である。

図９は、本発明の電池の実施の形態２を示す斜視図である。なお、図９においては、外装体１４の熱溶着部１４１の図示は省略されている。

図９に示すように、図８（Ａ）で示されたラミネート型電池１０の外装体１４と固定箇所形成部材３０の両者の外表面の一部を包囲するように、図８（Ｂ）に示された包囲部材２０を配置する。そして、たとえば、包囲部材２０が熱収縮性材料として厚みが３０〜２００μｍのＰＥＴからなり、固定箇所形成部材３０がポリカーボネートからなる場合、一例として１２０℃程度に加熱された雰囲気中に１０秒間程度放置することにより、包囲部材２０を収縮させることにより、外装体１４と固定箇所形成部材３０の両者の外表面の一部に接触させて、外装体１４と包囲部材２０と固定箇所形成部材３０を一体化させる。この場合、包囲部材２０は外装体１４の中央部を覆い、両端部を露出するように配置されている。本体部３５の両端と突出部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが包囲部材２０の外側に突出するように配置されている。このようにして、包囲部材２０が、外装体１４と固定箇所形成部材３０の両者の外表面の一部を包囲して、形状変化により外装体１４と固定箇所形成部材３０の両者の外表面の一部に接触して外装体１４を保持することにより、本発明の実施の形態２として単一の形態として取り扱うことが可能な単位電池３が構成される。なお、固定箇所３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄが形成された突出部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、図９に示すように一方向に折り曲げられていてもよい。

図１０は、図９に示された単位電池を複数個組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態２を示す斜視図である。

図１０に示すように、個々の単位電池の固定箇所形成部材３０（図８（Ｃ））の各々の固定箇所３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄ（図９）が、この例では貫通孔が、位置決め部材または固定部材として棒状部材４３に形成された穴４４と整合するように配置され、図示しないリベットやボルトが穴４４に挿入されて固定されている。このようにして、構成部材に、たとえば、筐体内に位置決めされて固定可能な組電池４が構成される。

図１１と図１２は、それぞれ、図９のＸＩ−ＸＩ線、ＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った方向から見た断面図である。

図１１に示すように一つの実施の形態では、外装体１４の熱溶着部１４１をそのままの形態で保持するように包囲部材２０が配置されてもよく、図１２に示すように別の実施の形態では、外装体１４の熱溶着部１４１を折り曲げて保持するように包囲部材２０が配置されてもよい。

要約すれば、以上のように構成された単位電池３では、固定箇所形成部材３０の外表面の一部が包囲部材２０に包囲されることにより固着されているので、固定箇所形成部材３０に棒状部材４３、リベット、ボルト等の固定部材を取り付けることによってラミネート型電池１０の固定または位置決めを容易に行うことができる。また、固定箇所形成部材３０は素電池１１を収容する外装体１４から独立しているので、固定箇所形成部材３０の形状を任意に変更することができ、固定または位置決めするための構造の自由度が高くなる。さらに、固定箇所形成部材３０は素電池１１を収容する外装体１４から独立しているので、固定箇所形成部材３０に応力が生じた場合でも、素電池１１に与えられる損傷が少ない。

なお、実施の形態２の単位電池３による他の作用効果については、上述した実施の形態１の単位電池１と同様である。

（実施形態３）
図１３は本発明の電池の実施の形態３に適用可能なラミネート型電池を示す斜視図（Ａ）と、本発明の電池の実施の形態３に用いられる包囲部材を示す斜視図（Ｂ）、本発明の電池の実施の形態３に用いられる固定箇所形成部材を示す平面図（Ｃ）である。

図１３（Ａ）に示すように、ラミネート型電池１０は、図１（Ａ）に示されたものと同じである。図１３（Ｂ）に示すように、包囲部材２０は、図１（Ｂ）に示されたものと同じである。図１３（Ｃ）に示すように、固定箇所形成部材３０は、図８（Ｃ）に示されたものと同じである。なお、包囲部材２０の材料は、実施の形態１の包囲部材２０と同様である。固定箇所形成部材３０、３１、３２の材料は、実施の形態１の固定箇所形成部材３１、３２と同様である。

図１４は、本発明の電池の実施の形態３を示す斜視図である。なお、図１４においては、外装体１４の熱溶着部１４１の図示は省略されている。

図１４に示すように、図１３（Ａ）で示されたラミネート型電池１０の外装体１４と固定箇所形成部材３０の両者の外表面の一部を包囲するように、図１３（Ｂ）に示された包囲部材２０を配置する。そして、たとえば、包囲部材２０が熱収縮性材料として厚みが３０〜２００μｍのＰＥＴからなり、固定箇所形成部材３０がポリカーボネートからなる場合、一例として１２０℃程度に加熱された雰囲気中に１０秒間程度放置することにより、包囲部材２０を収縮させることにより、外装体１４と固定箇所形成部材３０の両者の外表面の一部に接触させて、外装体１４と包囲部材２０と固定箇所形成部材３０を一体化させる。この場合、包囲部材２０は外装体１４の中央部を覆い、両端部を露出するように配置されている。本体部３５の両端と突出部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄが包囲部材２０の外側に突出するように配置されている。このようにして、包囲部材２０が、外装体１４と固定箇所形成部材３０の両者の外表面の一部を包囲して、形状変化により外装体１４と固定箇所形成部材３０の両者の外表面の一部に接触して外装体１４を保持することにより、本発明の実施の形態３として単一の形態として取り扱うことが可能な単位電池５が構成される。なお、固定箇所３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄが形成された突出部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄは、図１４に示すように一方向に折り曲げられていてもよい。

以上のように構成された単位電池５では、上述した実施の形態２の単位電池３と同様の作用効果を達成することができるとともに、実施の形態２の単位電池３に比べて位置決め箇所や固定箇所を増やすことができる。

（実施形態４）
図１５は、本発明の電池の実施の形態４を示す斜視図である。なお、図１５においては、外装体１４の熱溶着部１４１の図示は省略されている。

図１５に示すように、実施の形態４の単位電池６は、正極接続端子１２と負極接続端子１３が外装体１４の同じ側から突出していること以外は、図２に示された実施の形態１の単位電池１と同じ構成である。このように構成された単位電池６では、上述した実施の形態１の単位電池１と同様の作用効果を達成することができるとともに、単位電池６を複数個組み合わせた場合、正極接続端子１２と負極接続端子１３が配列される単位電池６の側部が、固定箇所形成部材３１、３２が配列される単位電池６の側部に対して交差する、この例では直交するように配置されるので、組電池において、充放電のために正負極接続端子に接続される配線と、電池の位置決めや固定のための構成部材とを筐体内で配置するのに好適である。

（実施形態５）
図１６は、本発明の電池の実施の形態５を示す斜視図である。なお、図１６においては、外装体１４の熱溶着部１４１の図示は省略されている。

図１６に示すように、実施の形態５の単位電池７では、正極接続端子１２と負極接続端子１３が外装体１４の互いに対向する両側部から突出するように配置されているが、包囲部材２０には、正極接続端子１２と負極接続端子１３の各々に近い部分に切欠き２６、２７が形成されている。その他の構成は、図２に示された実施の形態１の単位電池１と同じ構成である。このように構成された単位電池７では、上述した実施の形態１の単位電池１と同様の作用効果を達成することができるとともに、素電池１１で発生した熱を、切欠き２６、２７によって露出した外装体１４の外表面から外側に放出することができるので、電池の放熱性を高めることができる。

（実施形態６）
図１７は、本発明の電池の実施の形態６を示す斜視図である。なお、図１７においては、外装体１４の熱溶着部１４１の図示は省略されている。

図１７に示すように、実施の形態６の単位電池８では、正極接続端子１２と負極接続端子１３が外装体１４の互いに対向する両側部から突出するように配置されているが、包囲部材２０には、包囲部材２０の外側から外装体１４の外表面に到達する複数の貫通孔２８が形成されている。その他の構成は、図２に示された実施の形態１の単位電池１と同じ構成である。このように構成された単位電池８では、上述した実施の形態１の単位電池１と同様の作用効果を達成することができるとともに、複数の貫通孔２８を通じて、素電池１１で発生した熱を外装体１４の外表面から包囲部材２０の外側に放出することができるので、電池の放熱性を高めることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものであることが意図される。

本発明の電池は、バックアップ電源として発電所や自宅用の電力貯蔵用バッテリーに用いられるだけでなく、自動車、二輪車、電車、カートなどの車両の動力源用バッテリーとして用いられるラミネート型電池に適用されるのが好ましく、特に激しい振動を伴うラミネート型電池に適している。

本発明の電池の実施の形態１に適用可能なラミネート型電池を示す斜視図（Ａ）と、本発明の電池の実施の形態１に用いられる包囲部材を示す斜視図（Ｂ）である。 本発明の電池の実施の形態１を示す斜視図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った方向から見た断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線に沿った方向から見た断面図である。 本発明の電池の別の実施の形態１を示す斜視図である。 図５に示された単位電池を複数個組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態１を示す斜視図である。 本発明の電池の実施の形態１に用いられる包囲部材の別の形態を示す斜視図である。 本発明の電池の実施の形態２に適用可能なラミネート型電池を示す斜視図（Ａ）と、本発明の電池の実施の形態２に用いられる包囲部材を示す斜視図（Ｂ）、本発明の電池の実施の形態２に用いられる固定箇所形成部材を示す平面図（Ｃ）である。 本発明の電池の実施の形態２を示す斜視図である。 図９に示された単位電池を複数個組み合わせることによって構成される組電池の実施の形態２を示す斜視図である。 図９のＸＩ−ＸＩ線に沿った方向から見た断面図である。 図９のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った方向から見た断面図である。 本発明の電池の実施の形態３に適用可能なラミネート型電池を示す斜視図（Ａ）と、本発明の電池の実施の形態３に用いられる包囲部材を示す斜視図（Ｂ）、本発明の電池の実施の形態３に用いられる固定箇所形成部材を示す平面図（Ｃ）である。 本発明の電池の実施の形態３を示す斜視図である。 本発明の電池の実施の形態４を示す斜視図である。 本発明の電池の実施の形態５を示す斜視図である。 本発明の電池の実施の形態６を示す斜視図である。 従来のラミネート型電池を示す斜視図である。 従来の電池積層体の一つの例を示す斜視図である。

符号の説明

１，３，５，６，７，８：単位電池、２，４：組電池、１０：ラミネート型電池、１１：素電池、１２：正極接続端子、１３：負極接続端子、１４：外装体、１４１：熱溶着部、２０：包囲部材、２２，２３：固定箇所形成部、２４，２５，３３，３４：固定箇所、２６，２７：切欠き、２８：貫通孔、３０，３１，３２：固定箇所形成部材、４１，４３：棒状部材。

Claims (10)

1. 素電池を収容する可撓性フィルムからなる外装体と、
   前記外装体の外表面の少なくとも一部を包囲し、形状変化により前記外装体の外表面の少なくとも一部に接触して前記外装体を保持するようにされた包囲部材と、
   を備えた電池。
2. 各々が素電池を収容する可撓性フィルムからなる複数の外装体と、
   前記複数の外装体の外表面の少なくとも一部を包囲して、形状変化により前記複数の外装体の外表面の少なくとも一部に接触して前記複数の外装体を保持するようにされた包囲部材と、
   を備えた電池。
3. 前記包囲部材は、熱収縮により前記外装体の外表面の少なくとも一部に接触して前記外装体を保持するようにされている、請求項１または請求項２に記載の電池。
4. 前記包囲部材には、前記包囲部材の外側から前記外装体の外表面に到達する貫通孔が形成されている、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の電池。
5. 前記素電池の正極および負極のそれぞれに電気的に接続され、前記外装体から突出して延びる正極接続端子および負極接続端子とをさらに備え、
   前記包囲部材には、前記正極接続端子または前記負極接続端子の少なくともいずれかに近い部分に切欠きが形成されている、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電池。
6. 前記素電池の正極および負極のそれぞれに電気的に接続され、前記外装体から突出して延びる正極接続端子および負極接続端子とをさらに備え、
   前記包囲部材が前記正極接続端子および前記負極接続端子の延びる方向に沿って延在する長さは、前記外装体の長さよりも短い、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電池。
7. 当該電池を他の部材に固定するために用いられる固定箇所が形成された第１の固定箇所形成部材とをさらに備え、
   前記第１の固定箇所形成部材は前記包囲部材の外表面に固着されている、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の電池。
8. 当該電池を他の部材に固定するために用いられる固定箇所が前記包囲部材に形成されている、請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の電池。
9. 当該電池を他の部材に固定するために用いられる固定箇所が形成された第２の固定箇所形成部材とをさらに備え、
   前記包囲部材は、前記外装体と前記第２の固定箇所形成部材の両者の外表面の一部を包囲して、形状変化により前記外装体と前記第２の固定箇所形成部材の両者の外表面の一部に接触して前記外装体を保持するようにされている、請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の電池。
10. 請求項７から請求項９までのいずれか１項に記載の電池を複数備え、前記固定箇所に固定部材を取り付けることによって前記複数の電池を連結した、組電池。

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