JP2012160542A

JP2012160542A - 蓄電デバイス

Info

Publication number: JP2012160542A
Application number: JP2011018455A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Ohashi; 和寛大橋; Kenji Kojima; 健治小島
Original assignee: JM Energy Corp
Current assignee: JM Energy Corp
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-23

Abstract

【課題】蓄電セル内において温度の均一化を図ることができ、高い信頼性を有することができる蓄電デバイスを提供する。
【解決手段】本発明に係る蓄電デバイス１００は、正極、負極、および電解液が収容された外装体１２を有する蓄電セル１０と、外装体１２の外表面に形成された放熱板２０と、を含み、放熱板２０は、第１部分２２と、第１部分２２の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する第２部分２４と、第１部分２２の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する第３部分２６と、を有し、放熱板２０の厚み方向（Ｘ軸方向）から見て、第１部分２２は、第２部分２４と第３部分２６との間に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、蓄電デバイスに関する。

蓄電デバイスの構成要素である蓄電セルは、例えば、シート状の正極および負極をセパレータを介して対向配置させながら所定数積層してなる電極体を、電解液とともに外装体内に密封したものである。このような密閉型蓄電セルは、例えば、充放電を繰り返し行うと発熱して高温になる場合があり、その高温化によって性能が劣化する場合がある。

このような問題に対して、例えば特許文献１に開示された技術では、ラミネートフィルムを電池容器とした密閉型二次電池を、金属製の放熱板に固定して、放熱性を向上させている。

特開２００９−２７２０４８号公報

しかしながら、蓄電セルは、面内で温度が異なる場合があり、１つの蓄電セル内において、不均一に性能が劣化する場合がある。例えば、蓄電セルの周辺部は、外気によって冷却されやすいため、蓄電セルの中央部は、周辺部に比べて高温となる。そのため、まだ劣化していない部分（例えば、蓄電セルの周辺部の正極活物質や負極活物質）があるにも関らず、蓄電デバイス全体としての信頼性が低下してしまう場合がある。

本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、蓄電セル内において温度の均一化を図ることができ、高い信頼性を有することができる蓄電デバイスを提供することにある。

本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。

［適用例１］
本発明に係る蓄電デバイスの一態様は、
正極、負極、および電解液が収容された外装体を有する蓄電セルと、
前記外装体の外表面に形成された放熱板と、
を含み、
前記放熱板は、
第１部分と、
前記第１部分の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する第２部分と、
前記第１部分の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する第３部分と、
を有し、
前記放熱板の厚み方向から見て、前記第１部分は、前記第２部分と前記第３部分との間に配置されている。

［適用例２］
適用例１において、
前記第１部分の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下であり、
前記第２部分および前記第３部分の熱伝導率は、１２０Ｗ／ｍＫ以上２４０Ｗ／ｍＫ以下であることができる。

［適用例３］
適用例１または２において、
前記第１部分の材質は、銅であり、
前記第２部分および前記第３部分の材質は、アルミニウムであることができる。

［適用例４］
適用例１ないし３のいずれか１例において、
前記外装体は、前記第１部分、前記第２部分、および前記第３部分と接合されていることができる。

［適用例５］
適用例１ないし４のいずれか１例において、
ヒートシンクをさらに含み、
前記ヒートシンクは、前記放熱板の厚み方向と直交する方向において、前記第１部分、前記第２部分、および前記第３部分と接合されていることができる。

［適用例６］
適用例５において、
前記ヒートシンクを冷却するための冷却部を、さらに含むことができる。

［適用例７］
適用例１ないし６のいずれか１例において、
前記蓄電セルは、複数設けられ、
複数の前記蓄電セルは、直列に接続されており、
前記放熱板は、隣り合う前記蓄電セルの間に設けられていることができる。

本発明に係る蓄電デバイスによれば、放熱板は、第１部分と、第１部分の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する第２部分および第３部分と、を有する。第１部分は、放熱板の厚み方向（例えば、Ｘ軸方向）から見て、第２部分と第３部分との間に配置されている。すなわち、第１部分は、放熱板の厚み方向と直交する方向（例えば、Ｙ軸方向）において、第２部分と第３部分とに挟まれている。そのため、Ｙ軸方向において、第１部分は、外装体の（蓄電セルの）中央部に接合され、第２部分および第３部分は、外装体の（蓄電セルの）周辺部に接合されることができる。したがって、例えば、Ｙ軸方向において、蓄電セルの中央部の熱を、蓄電セルの周辺部に比べてより放熱することができる。蓄電セルは、例えば、中央部の方が周辺部に比べて発熱量が大きい。よって、蓄電セルにおいて、温度の均一化を図ることができる。その結果、本発明に係る蓄電デバイスは、高い信頼性を有することができる。

本実施形態に係る蓄電デバイスを模式的に示す斜視図。本実施形態に係る蓄電デバイスを模式的に示す断面図。本実施形態に係る蓄電デバイスを模式的に示す断面図。本実施形態に係る蓄電デバイスの放熱板を模式的に示す斜視図。本実施形態に係る蓄電デバイスの蓄電セルを模式的に示す断面図。本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイスを模式的に示す断面図。本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイスを模式的に示す断面図。本実施形態の第２変形例に係る蓄電デバイスを模式的に示す断面図。本実施形態の第３変形例に係る蓄電デバイスを模式的に示す斜視図。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。

１．蓄電デバイス
まず、本実施形態に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しなら説明する。図１は、本実施形態に係る蓄電デバイス１００を模式的に示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る蓄電デバイス１００を模式的に示す断面図であって、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図（水平方向（ＸＹ平面）の断面図）である。図３は、本実施形態に係る蓄電デバイス１００を模式的に示す断面図であって、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図（垂直方向（ＸＺ平面）の断面図）である。図４は、本実施形態に係る蓄電デバイス１００の放熱板２０を模式的に示す斜視図である。なお、図１では、便宜上、外郭部材４０を透視して図示している。また、図２および図３では、便宜上、外郭部材４０、および外装体１２内に収容される正極や負極等を省略して図示している。

蓄電デバイス１００は、図１〜図３に示すように、蓄電セル１０と、放熱板２０と、ヒートシンク３０と、外郭部材４０と、を含むことができる。

蓄電セル１０の形態としては、リチウムイオンキャパシタ、二次電池、電気二重層キャパシタなどを例示することができる。蓄電セル１０は、外装体１２と、正極端子１６と、負極端子１８と、を有する。

外装体１２は、正極、負極、および電解液を収容している。外装体１２の形状は、正極、負極、および電解液を収容することができれば特に限定されず、例えば、２枚のフィルムを張り合わせたラミネート型でもよし、箱型でもよいし、円筒型でもよい。図１〜３の例では、外装体１２をラミネート型（ラミネートフィルム）として図示している。

ラミネートフィルムからなる外装体１２は、図２および図３に示すように、第１扁平面１３と、第１扁平面１３と反対を向き（図示の例では＋Ｘ方向を向き）第１扁平面１３より面積の小さい第２扁平面１４と、を有することができる。外装体１２は、図２に示すように、例えば、凸の部分を有し、第２扁平面１４は、凸の部分を形成する面であるといえる。なお、図１の例では、＋Ｘ方向に向かって凸の部分が形成されている。第１扁平面１３と第２扁平面１４との間の距離（蓄電セル１０の厚み）は、例えば、５ｍｍ程度である。ラミネートフィルムの材質としては、ポリプロピレンやナイロンなどの合成樹脂の一部を、アルミニウム箔や銅箔などの金属箔としたものなどが挙げられる。このようなフィルム状の外装体１２を用いることにより、例えば、金属等からなる硬質の外装体（金属缶等）を用いる場合に比べて、蓄電セル１０の小型化や軽量化を図ることができる。

正極端子１６および負極端子１８は、図２に示すように、外装体１２から突出して設けられている。より具体的には、正極端子１６および負極端子１８は、外装体１２の密閉性を保持した状態で、外装体１２の内側から外側まで延出している。図示の例では、正極端子１６は、外装体１２から−Ｙ方向に向けて突出し、負極端子１８は、外装体１２から＋Ｙ方向に向けて突出している。正極端子１６は、外装体１２内の正極と電気的に接続されており、負極端子１８は、外装体１２内の負極と電気的に接続されている。正極端子１６の材質としては、例えば、アルミニウムが挙げられる。負極端子１８の材質としては、例えば、銅、ニッケルが挙げられる。なお、外装体１２の内部構造については、後述する。

放熱板２０は、外装体１２の外表面に設けられている。より具体的には、放熱板２０は、接着剤によって、外装体１２の第１扁平面１３に接合されている。接着剤としては、例えば、粘着性および熱伝熱率が高く、熱抵抗の低い、アクリル系熱伝導シート、アクリル接着剤付グラファイトシートを用いることができる。なお、図示はしないが、放熱板２０は、さらに第２扁平面１４に設けられていてもよく、２つの放熱板２０で蓄電セル１０を挟む形態であってもよい。これにより、蓄電デバイス１００の放熱性を、より向上させることができる。

放熱板２０は、例えば、Ｘ軸方向を厚み方向とする板状の形状を有し、その厚みは、０．２ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。放熱板２０のＹ軸方向の長さは、例えば、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、放熱板２０のＺ軸方向の長さは、例えば、１００ｍｍ以上２００ｍｍ以下である。

放熱板２０は、蓄電セル１０において発生した熱を、放熱させることができる。さらに、放熱板２０は、蓄電セル１０において発生した熱を、ヒートシンク３０に伝熱させることができる。すなわち、放熱板２０は、伝熱板としての機能も有することができる。放熱板２０は、図１および図４に示すように、第１部分２２と、第２部分２４と、第３部分２６と、を有する。

第１部分２２は、第２部分２４および第３部分２６よりも大きい熱伝導率を有する。具体的には、第１部分２２の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下である。第１部分２２の材質としては、例えば、銅、銀が挙げられるが、コストを考慮すると、銅であることが望ましい。第１部分２２は、板状の形状を有することができ、図４に示すようにＸ軸方向から見て、長方形の形状を有することができる。図示の例では、第１部分２２は、第２部分２４および第３部分２６よりも大きな面積を有しているが、各部分の面積は、蓄電セル１０の発熱量や発熱する位置等を考慮して、適宜変更することができる。

第２部分２４および第３部分２６は、第１部分２２よりも小さい熱伝導率を有する。具体的には、第２部分２４および第３部分２６の熱伝導率は、１２０Ｗ／ｍＫ以上２４０Ｗ／ｍＫ以下である。第２部分２４および第３部分２６の材質としては、例えば、アルミニウム、グラファイトが挙げられる。第２部分２４および第３部分２６は、同じ材質で構成されていてもよく、第２部分２４の熱伝導率と第３部分２６の熱伝導率とは、同じであってもよい。第２部分２４および第３部分２６は、板状の形状を有することができ、図４に示すようにＸ軸方向から見て、長方形の形状を有することができる。

第１部分２２は、放熱板２０の厚み方向から見て（蓄電セル１０と放熱板２０との積層方向から見て、すなわちＸ軸方向から見て）、第２部分２４と第３部分２６との間に配置されている。図示の例では、第１部分２２は、Ｙ軸方向において、第２部分２４と第３部分２６とに挟まれている。そのため、図１および図２に示すように、Ｙ軸方向において、第１部分２２は、外装体１２の（蓄電セル１０の）中央部に接合され、第２部分２４および第３部分２６は、外装体１２の（蓄電セル１０の）周辺部に接合されることができる。

第１部分２２は、例えば、第２部分２４および第３部分２６と接合されている。第１部分２２と、第２部分２４および第３部分２６と、の接合方法は特に限定されず、例えば、アクリル系熱伝導シート等の接着剤や、溶接などを挙げることができる。図示はしないが、第１部分２２は、第２部分２４および第３部分２６と離間していてもよい。

放熱板２０は、図１および図３に示すように、端部２８を有することができる。端部２８は、例えば、放熱板２０の端部２８以外の部分に比べて、大きな厚みを有することができる。すなわち、端部２８は、Ｘ軸方向の長さが大きい。これにより、ヒートシンク３０との接合面積を大きくすることができる。

なお、図示はしないが、放熱板２０は、第１部分２２と第２部分２４との間に第４部分を有し、第１部分２２と第３部分２６との間に第５部分を有していてもよい。このような形態において、第１部分２２の材質は、銀であり、第４部分および第５部分の材質は、銅であり、第２部分２４および第３部分２６の材質は、アルミニウムであってもよい。これにより、放熱板２０は、Ｙ軸方向において周辺部から中央部に向かうにつれ、徐々に熱伝導率が大きくなることができる。このような形態は、蓄電セル１０において周辺部から中央部に近づくにつれて徐々に高温となる場合に効果的である。

ヒートシンク３０は、放熱板２０と接合されている。より具体的には、ヒートシンク３０は、放熱板２０の厚み方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｚ軸方向）において、端部２８の第１部分２２、第２部分２４、および第３部分２６と接合されている。ヒートシンク３０としては、放熱性の高い材料を用いることができる。具体的にヒートシンク３０の材質としては、例えば、アルミニウム、銅が挙げられる。蓄電セル１０において発生した熱は、放熱板２０をＺ軸方向に伝わり、端部２８からヒートシンク３０へ伝熱されて、ヒートシンク３０から放熱されることができる。

ヒートシンク３０と放熱板２０との接合は、特に限定されないが、例えば、予め、ヒートシンク３０および放熱板２０の端部２８に複数の穴（図示せず）を設け、ヒートシンク３０の穴と端部２８の穴とが重なるように両者を配置したのち、該穴径（直径）より外径の大きいノックピン（図示せず）を圧入することにより行うことができる。ノックピンは、塑性変形しながら穴に挿入されるため、ノックピンと穴との間に空隙が生じず、ヒートシンク３０と放熱板２０と間の熱抵抗を小さくすることができる。これにより、放熱板２０に伝わった蓄電セル１０の熱を、効率よくヒートシンク３０から放熱することができる。さらに、ヒートシンク３０と放熱板２０の端部２８との間に、シリコングリスや銀入りペースト等の高い伝熱特性を示す材料を塗布し、伝熱性低下の一因となる空隙を充填することによって、熱抵抗を小さくしてもよい。

ヒートシンク３０は、図１および図３に示すように、例えば、直方体の一面に複数の凹部を形成してなる凸部３２を有する。凸部３２は、ヒートシンク３０の放熱板２０と接合する面と反対側の面に形成されている。凸部３２の数は、特に限定されない。凸部３２により、ヒートシンク３０の表面積を大きくすることができ、放熱性を向上させることができる。

外郭部材４０は、図１に示すように、放熱板２０とヒートシンク３０とが接合できる形態で、蓄電セル１０および放熱板２０を包囲している。外郭部材４０の形態は、特に限定されず、例えば、粘着テープからなる外郭部材４０を蓄電セル１０等に巻きつけることによって、蓄電セル１０等を包囲していてもよいし、箱型のケース体からなる外郭部材４０内に蓄電セル１０等を収容することによって、蓄電セル１０等を包囲してもよい。

外郭部材４０として用いることのできる粘着テープは、粘着性および絶縁性を有し、さらに、放熱性を有することが望ましい。これにより、充放電時に発生する蓄電セル１０の熱を放熱することができ、蓄電セル１０の温度上昇を抑制することができる。粘着テープとしては、例えば、銅箔やアルミ箔付ポリエステルフィルムなどが挙げられる。

なお、図示はしないが、粘着テープによって包囲された蓄電セル１０等を、さらにアルミニウムなどからなるケース体に収容してもよい。また、図示はしないが、ヒートシンク３０は、外郭部材４０内に収容されていてもよい。

次に、蓄電セル１０の内部構造について説明する。図５は、図２に示した本実施形態に係る蓄電デバイス１００の蓄電セル１０を示す断面図あって、蓄電セル１０の（外装体１２の）内部構造を模式的に示す断面図である。以下では、一例として、蓄電セル１０がリチウムイオンキャパシタである場合について説明する。

蓄電セル１０は、図５に示すように、外装体１２に収容された電極積層体５および電解液（図示せず）を有する。図示の例では、電極積層体５および電解液は、第１ラミネートフィルム１２ａと第２ラミネートフィルム１２ｂとからなる外装体１２内に収容されている。

電極積層体５は、電解液に浸漬されている。電極積層体５は、正極１と、負極２と、リチウム極３と、セパレータ４と、を有する。正極１、負極２、リチウム極３、およびセパレータ４は、シート状の形状を有する。図示の例では、電極積層体５は、第１ラミネートフィルム１２ａの内側の底面から、リチウム極３、負極２、正極１、負極２、正極１、負極２、リチウム極３の順で積層され、極と極との間、および極とラミネートフィルムとの間にセパレータ４を介することによって構成されている。電極積層体５において、正極１および負極２は、それぞれ並列に接続されている。

なお、正極１および負極２の数は、特に限定されない。同様に、リチウム極３の数および設置場所も特に限定されない。また、電極積層体５の形態は、図５に示す例に限定されず、例えば、正極、負極、リチウム極、およびセパレータを重ねて積層シートを形成し、該積層シートを捲回させてなる捲回構造体でもよい。

正極１は、正極集電体１ａと、正極活物質層１ｂと、を有する。正極集電体１ａとしては、多孔性の金属箔を用いることができる。正極集電体１ａの材質としては、例えば、アルミニウム、ステンレスが挙げられる。正極集電体１ａの厚みは、例えば、１５μｍ以上５０μｍ以下である。正極集電体１ａは、正極リード６を介して、正極端子１６に接続されている。

正極活物質層１ｂは、正極集電体１ａに形成されている。図示の例では、正極活物質層１ｂは、正極集電体１ａの両面に形成されているが、片面にのみ形成されていてもよい。正極活物質層１ｂの厚みは、例えば、６０μｍ以上９０μｍ以下である。

正極活物質層１ｂは、正極活物質を含有している。正極活物質は、ヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ_６ ⁻）や、テトラフルオロボレート（ＢＦ_４ ⁻）のようなアニオンを可逆的に担持できる物質である。より具体的には、正極活物質としては、活性炭、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であるポリアセン系物質（ＰＡＳ）が挙げられる。

正極活物質層１ｂの形成方法としては、まず、正極活物質粉末およびバインダーを、水系媒体または有機溶媒中に分散してスラリーを調整する。必要に応じて、導電性粉末を混入させてもよい。次に、調整したスラリーを正極集電体１ａの表面に塗布して乾燥させる。このようにして、正極活物質層１ｂを得ることをできる。

負極２は、負極集電体２ａと、負極活物質層２ｂと、を有する。負極集電体２ａとしては、多孔性の金属箔を用いることができる。負極集電体２ａの材質としては、例えば、銅、ステンレス、ニッケルが挙げられる。負極集電体２ａの厚みは、例えば、１０μｍ以上５０μｍ以下である。負極集電体２ａは、負極リード７を介して、負極端子１８に接続されている。

負極活物質層２ｂは、負極集電体２ａに形成されている。図示の例では、負極活物質層２ｂは、負極集電体２ａの両面に形成されているが、片面にのみ形成されていてもよい。負極活物質層２ｂの厚みは、例えば、２０μｍ以上５０μｍ以下である。

負極活物質層２ｂは、負極活物質を含有している。負極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵できる物質である。より具体的には、負極活物質としては、黒鉛（グラファイト）、難黒鉛化炭素（ハードカーボン）、もしくはそれらの粉砕品が挙げられる。

負極活物質層２ｂの形成方法としては、まず、負極活物質粉末およびバインダーを、水系媒体または有機溶媒中に分散してスラリーを調整する。必要に応じて、導電性粉末を混入させてもよい。次に、調整したスラリーを負極集電体２ａの表面に塗布して乾燥させる。このようにして、負極活物質層２ｂを得ることをできる。

リチウム極３は、リチウム極集電体３ａと、リチウム箔３ｂと、を有する。リチウム極集電体３ａとしては、多孔性の金属箔を用いることができる。リチウム極集電体３ａの材質としては、例えば、銅、ステンレスが挙げられる。リチウム極集電体３ａの厚みは、例えば、１０μｍ以上２００μｍ以下である。

リチウム箔３ｂは、例えば、リチウム極集電体３ａの一方の面に圧着されている。リチウム箔３ｂの材質は、リチウムである。リチウム箔３ｂは、リチウムイオンの供給源として機能することができる。すなわち、リチウム極集電体３ａと負極集電体２ａとを負極リード７を介して接続させて短絡させることにより、リチウム箔３ｂは、電解液に溶解してリチウムイオンとなることができる。そして、リチウムイオンは、電気化学的に電解液を介して負極活物質層２ｂにドープ（「プレドープ」ともいえる）される。その結果、負極２の電位を下げることができる。リチウム箔３ｂの厚みは、例えば、５０μｍ以上３００μｍ以下である。

なお、リチウム箔３ｂは、プレドープによって、例えば完全に電解液に溶解するが、図示の例では、便宜上、電解液の図示を省略し、電解液に溶解する前のリチウム箔３ｂを図示している。

電解液としては、リチウム塩を電解質とする非プロトン性有機溶媒電解質溶液を用いる。非プロトン性有機溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、塩化メチレン、スルホランなどが挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、Ｌｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２Ｎなどが挙げられる。

本実施形態に係る蓄電デバイス１００は、例えば、以下の特徴を有する。

蓄電デバイス１００によれば、放熱板２０は、第１部分２２と、第１部分２２の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する第２部分２４および第３部分２６と、を有する。第１部分２２は、放熱板２０の厚み方向（例えば、Ｘ軸方向）から見て、第２部分２４と第３部分２６との間に配置されている。すなわち、第１部分２２は、放熱板２０の厚み方向と直交する方向（例えば、Ｙ軸方向）において、第２部分２４と第３部分２６とに挟まれている。そのため、Ｙ軸方向において、第１部分２２は、外装体１２の（蓄電セル１０の）中央部に接合され、第２部分２４および第３部分２６は、外装体１２の（蓄電セル１０の）周辺部に接合されることができる。したがって、例えば、Ｙ軸方向において、蓄電セル１０の中央部の熱を、蓄電セル１０の周辺部に比べてより放熱することができる。蓄電セル１０は、例えば、中央部の方が周辺部に比べて発熱量が大きい。よって、蓄電セル１０において、温度の均一化（例えば、蓄電セル１０内において温度差２℃以下）を図ることができる。その結果、蓄電デバイス１００は、高い信頼性を有することができる。

蓄電デバイス１００によれば、放熱板２０の厚み方向と直交する方向（例えば、Ｚ軸方向）において、第１部分２２、第２部分２４、および第３部分２６と接合されたヒートシンク３０を有することができる。第１部分２２の熱伝導率は、第２部分２４および第３部分２６の熱伝導率よりも大きいので、蓄電セル１０の中央部の熱を、ヒートシンク３０に伝えることができる。そのため、蓄電セル１０において、温度の均一化を図ることができる。

２．変形例
２．１．第１変形例
次に、本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図６および図７は、本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイス２００を模式的に示す断面図である。なお、図６は図２に対応し、図７は図３に対応している。以下、本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイス２００において、本実施形態に係る蓄電デバイス１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

蓄電デバイス１００の例では、図２および図３に示すように、１つの蓄電セル１０を有していた。これに対し、蓄電デバイス２００は、図６および図７に示すように、複数の蓄電セル１０を有する。図示の例では、蓄電デバイス１０は、４つ設けられているが、その数は特に限定されず、蓄電デバイス２００の用途に応じて適宜変更することができる。図６に示す例では、隣り合う蓄電セル１０の正極端子１６および負極端子１８は、配線１７を介して接続され、複数の蓄電セル１０は、直列に接続されている。図示はしないが、蓄電デバイス１００の用途に応じて、複数の蓄電セル１０は、並列に接続されてもよい。

放熱板２０は、隣り合う蓄電セル１０の間に設けられている。図示の例では、放熱板２０は、複数の蓄電セル１０の各々を挟んで設けられている。隣り合う蓄電セル１０は、例えば、放熱板２０を介して、第１扁平面１３と第２扁平面１４とが対向するように、積層されている。図示はしないが、隣り合う蓄電セル１０は、第１扁平面１３同士、または第２扁平面１４同士が対向するように積層されていてもよい。

ヒートシンク３０は、図７に示すように、複数の放熱板２０と接合されている。図７に示す例では、ヒートシンク３０は、全ての放熱板２０と接合されている。これにより、複数の放熱板２０を熱的に連結することができる。そのため、蓄電セル１０において発生した熱によって、例えば１つの蓄電セル１０のみが劣化することを抑制しつつ、蓄電デバイス２００全体を冷却することができる。蓄電セル１０において発生した熱は、放熱板２０によって蓄電セル１０の積層方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）に伝わり、放熱板２０の端部２８からヒートシンク３０へ伝熱されて、ヒートシンク３０から放熱されることができる。

蓄電デバイス２００によれば、例えば蓄電デバイス１００に比べて、全体の発熱量が大きくなったとしても、放熱板２０の第１部分２２、第２部分２４、および第３部分２６により、１つの蓄電セル１０内において温度の均一化を図ることができる。

２．２．第２変形例
次に、本実施形態の第２変形例に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図８は、本実施形態の第２変形例に係る蓄電デバイス３００を模式的に示す断面図である。なお、図８は、図７に対応している。以下、本実施形態の第２変形例に係る蓄電デバイス３００において、本実施形態の第１変形例に係る蓄電デバイス２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

蓄電デバイス２００の例では、図７に示すように、１つのヒートシンク３０を有していた。これに対し、蓄電デバイス３００は、図８に示すように、２つのヒートシンク３０を有する。図示の例では、２つのヒートシンク３０は、放熱板２０の厚み方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｚ軸方向）において、放熱板２０の端部２８と接続され、放熱板２０を介して、互いに対向配置されている。２つのヒートシンク３０の各々は、端部２８の第１部分２２、第２部分２４、および第３部分２６と接合されることができる。

蓄電デバイス３００によれば、蓄電デバイス２００に比べて、ヒートシンク３０の数が多い分、放熱性を向上させることができる。

２．３．第３変形例
次に、本実施形態の第３変形例に係る蓄電デバイスについて、図面を参照しながら説明する。図９は、本実施形態の第３変形例に係る蓄電デバイス４００を模式的に示す斜視図である。なお、図９では、便宜上、外郭部材４０を透視して図示している。以下、本実施形態の第３変形例に係る蓄電デバイス４００において、本実施形態に係る蓄電デバイス１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

蓄電デバイス４００は、図９に示すように、冷却部５０を有する。冷却部５０としては、ヒートシンク３０を冷却することができれば、その形態は特に限定されないが、例えば、冷却ファンを用いることができる。冷却部５０の配置は、例えば、ヒートシンク３０の凸部３２に直接送風できるように、ヒートシンク３０に接続されている。これにより、ヒートシンク３０は、より効率よく放熱することができる。

なお、図８に示した蓄電デバイス３００のようにヒートシンク３０を複数有する形態では、冷却部５０は、ヒートシンク３０の数に応じて、複数設けられていてもよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１正極、１ａ正極集電体、１ｂ正極活物質層、２負極、２ａ負極集電体、
２ｂ負極活物質層、３リチウム極、３ａリチウム極集電体、３ｂリチウム箔、
４セパレータ、５電極積層体、６正極リード、７負極リード、１０蓄電セル、
１２外装体、１２ａ第１ラミネートフィルム、１２ｂ第２ラミネートフィルム、
１３第１扁平面、１４第２扁平面、１６正極端子、１７配線、１８負極端子、
２０放熱板、２２第１部分、２４第２部分、２６第３部分、２８端部、
３０ヒートシンク、３２凸部、４０外郭部材、５０冷却部、
１００〜４００蓄電デバイス

Claims

正極、負極、および電解液が収容された外装体を有する蓄電セルと、
前記外装体の外表面に形成された放熱板と、
を含み、
前記放熱板は、
第１部分と、
前記第１部分の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する第２部分と、
前記第１部分の熱伝導率よりも小さい熱伝導率を有する第３部分と、
を有し、
前記放熱板の厚み方向から見て、前記第１部分は、前記第２部分と前記第３部分との間に配置されている、蓄電デバイス。
請求項１において、
前記第１部分の熱伝導率は、３００Ｗ／ｍＫ以上４３０Ｗ／ｍＫ以下であり、
前記第２部分および前記第３部分の熱伝導率は、１２０Ｗ／ｍＫ以上２４０Ｗ／ｍＫ以下である、蓄電デバイス。
請求項１または２において、
前記第１部分の材質は、銅であり、
前記第２部分および前記第３部分の材質は、アルミニウムである、蓄電デバイス。
請求項１ないし３のいずれか１項において、
前記外装体は、前記第１部分、前記第２部分、および前記第３部分と接合されている、蓄電デバイス。
請求項１ないし４のいずれか１項において、
ヒートシンクをさらに含み、
前記ヒートシンクは、前記放熱板の厚み方向と直交する方向において、前記第１部分、前記第２部分、および前記第３部分と接合されている、蓄電デバイス。
請求項５において、
前記ヒートシンクを冷却するための冷却部を、さらに含む、蓄電デバイス。
請求項１ないし６のいずれか１項において、
前記蓄電セルは、複数設けられ、
複数の前記蓄電セルは、直列に接続されており、
前記放熱板は、隣り合う前記蓄電セルの間に設けられている、蓄電デバイス。