JP2020057550A

JP2020057550A - Battery module

Info

Publication number: JP2020057550A
Application number: JP2018188329A
Authority: JP
Inventors: 真世川上; Masatsugu Kawakami; 泰正小熊; Yasumasa Oguma
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-10-03
Filing date: 2018-10-03
Publication date: 2020-04-09
Anticipated expiration: 2038-10-03
Also published as: JP7003888B2

Abstract

【課題】電池モジュールの集電タブ、及び集電タブに接続されるバスバ等の変形及び／又は破損を抑制することができる電池モジュールを提供する。【解決手段】本開示の電池モジュールは、外装体、外装体に封入されている全固体電池積層体、正極集電タブ、及び負極集電タブを有している。外装体は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部、フランジを有している低剛性蓋部、及びフランジを有している高剛性蓋部を有している。胴部の両方の開口端部のフランジと低剛性蓋部及び高剛性蓋部のフランジとがそれぞれ接合されて、胴部の両方の開口端部が封止されている。全固体電池積層体が有している構成単位セルを構成する各層の積層方向は、胴部の軸方向である。正極集電タブ及び負極集電タブは、封止部から、外装体の外部に突出している。電池モジュールは、高剛性蓋部を介して基体に固定されている。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery module capable of suppressing deformation and / or damage of a current collecting tab of a battery module and a bus bar connected to the current collecting tab. A battery module of the present disclosure includes an outer package, an all-solid battery stack enclosed in the outer package, a positive electrode current collecting tab, and a negative electrode current collecting tab. The exterior body has a tubular body portion having flanges at both open ends, a low-rigidity lid portion having a flange, and a high-rigidity lid portion having a flange. The flanges of both open ends of the body are joined to the flanges of the low-rigidity lid and the high-rigidity lid, respectively, to seal both open ends of the body. The stacking direction of each layer constituting the constituent unit cell included in the all-solid-state battery stack is the axial direction of the body. The positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab project outside the exterior body from the sealing portion. The battery module is fixed to the base body via the high-rigidity lid portion. [Selection diagram] Figure 1

Description

本開示は、電池モジュールに関する。 The present disclosure relates to a battery module.

電池モジュールは、例えばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、その他の二次電池などの電池を複数接続することによって、形成されている。このような電池モジュールは、高出力が得られるため、車両搭載用電源又はパソコン及び携帯端末の電源として、重要性が高まっている。 The battery module is formed by connecting a plurality of batteries such as a lithium ion battery, a nickel hydride battery, and other secondary batteries. Since such a battery module can obtain a high output, its importance is increasing as a power source for a vehicle or a power source for a personal computer and a portable terminal.

このような電池モジュールでは、省スペース、振動対策、又は電池への不均等な圧力付与の解消等を目的として、同形状の複数の電池を、拘束部品などによって拘束している。 In such a battery module, a plurality of batteries of the same shape are constrained by constraining parts or the like for the purpose of saving space, taking measures against vibration, or eliminating uneven pressure application to the batteries.

特許文献１は、組電池用のバスバであって、第１取付面と第２取付面とがＸＹ面に平行に配置され、第１立ち上がり面と第２立ち上がり面とがＹＺ面に平行または傾斜して配置され、つなぎ面がＸＺ面に平行または傾斜して配置されている、バスバを開示している。同文献は、当該構成を有するバスバは、いずれの方向からの負荷に対しても応力緩和効果を奏すると記載している。 Patent Literature 1 is a bus bar for an assembled battery, in which a first mounting surface and a second mounting surface are arranged parallel to the XY plane, and the first rising surface and the second rising surface are parallel or inclined to the YZ plane. A bus bar is disclosed in which a connecting surface is disposed parallel or inclined to the XZ plane. The document states that the bus bar having the configuration has a stress relaxation effect against loads from any direction.

また、特許文献２は、外装体に封入されているバイポーラ電池において、正極集電体及び負極集電体にそれぞれ接合している集電タブが、外装体の内部から外部に突出している構成を開示している。 Patent Literature 2 discloses a configuration in which, in a bipolar battery sealed in an exterior body, current collection tabs respectively joined to a positive electrode current collector and a negative electrode current collector project from the interior of the exterior body to the outside. Has been disclosed.

さらに、特許文献３は、外装体に封入されている全固体電池において、正極集電体及び負極集電体にそれぞれ接合している集電タブが、外装体の同一側面から外部に突出している構成を開示している。 Further, Patent Literature 3 discloses that, in an all-solid-state battery sealed in an exterior body, current collection tabs respectively joined to a positive electrode current collector and a negative electrode current collector project outside from the same side surface of the exterior body. The configuration is disclosed.

特開２０１７−０７３３９８号公報JP 2017-073398 A 特開２００７−２１３９３０号公報JP-A-2007-21930 特開２０１８−１３３１７５号公報JP 2018-133175 A

全固体電池を充放電した際に、全固体電池が膨張する場合がある。 When the all-solid-state battery is charged and discharged, the all-solid-state battery may expand.

本開示者らは、電池モジュール内に収容されている全固体電池を充電した際に、全固体電池が膨張することによって、電池モジュールが変形し、電池モジュールの集電タブと電池モジュールが固定されている基体との相対的な位置が変化する場合があること、及びそれによって、電池モジュールの集電タブ及び集電タブに接続されているバスバ等が変形及び／又は破損する場合があることを見出した。 The present inventors have found that when charging an all-solid-state battery housed in a battery module, the all-solid-state battery expands, thereby deforming the battery module and fixing the current collection tab of the battery module and the battery module. That the relative position with respect to the current base may change, and that the current collection tab of the battery module and the bus bar or the like connected to the current collection tab may be deformed and / or damaged. I found it.

本開示の課題は、電池モジュールの集電タブ、及び集電タブに接続されるバスバ等の変形及び／又は破損を抑制することができる電池モジュールを提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a battery module that can suppress deformation and / or damage of a current collecting tab of a battery module and a bus bar connected to the current collecting tab.

本開示者は、以下の手段により上記課題を達成することができることを見出した：
基体に固定されている電池モジュールであって、
前記電池モジュールは、外装体、前記外装体に封入されている全固体電池積層体、及び集電タブを有しており、
前記外装体は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部、フランジを有している低剛性蓋部、及びフランジを有している高剛性蓋部を有しており、
前記高剛性蓋部は、前記低剛性蓋部よりも高い剛性を有しており、
前記筒状の胴部の一方の開口端部のフランジと前記低剛性蓋部のフランジとが接合されて、前記筒状の胴部の一方の開口端部が、前記低剛性蓋部で封止されており、
前記筒状の胴部の他方の開口端部のフランジと前記高剛性蓋部のフランジとが接合されて、前記筒状の胴部の他方の開口端部が、前記高剛性蓋部で封止されており、
前記全固体電池積層体は、１又は複数の構成単位セルを有しており、
前記構成単位セルは、この順に積層されている正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を有しており、
前記構成単位セルを構成する各層の積層方向が、前記筒状の胴部の軸方向であり、
前記正極集電タブが、前記外装体内において前記正極集電体層と電気的に接続されており、かつ前記高剛性蓋部のフランジと前記筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、前記外装体の外部に突出しており、
前記負極集電タブが、前記外装体内において前記負極集電体層と電気的に接続されており、かつ前記高剛性蓋部のフランジと前記筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、前記外装体の外部に突出しており、かつ
前記電池モジュールが、前記高剛性蓋部を介して前記基体に固定されている、
電池モジュール。 The present inventors have found that the above object can be achieved by the following means:
A battery module fixed to a base,
The battery module has an exterior body, an all-solid-state battery stack enclosed in the exterior body, and a current collection tab,
The exterior body has a cylindrical body having flanges at both open ends, a low-rigidity lid having a flange, and a high-rigidity lid having a flange. ,
The high-rigidity lid has higher rigidity than the low-rigidity lid,
A flange of one open end of the cylindrical body and a flange of the low rigidity lid are joined, and one open end of the cylindrical body is sealed with the low rigidity lid. Has been
The flange of the other open end of the cylindrical body is joined to the flange of the high-rigidity lid, and the other open end of the cylindrical body is sealed with the high-rigidity lid. Has been
The all-solid-state battery stack has one or more constituent unit cells,
The structural unit cell has a positive electrode current collector layer, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector layer that are stacked in this order,
The lamination direction of each layer constituting the structural unit cell is an axial direction of the cylindrical body,
The positive electrode current collector tab is electrically connected to the positive electrode current collector layer in the exterior body, and a sealing portion between the flange of the high-rigidity lid and the flange of the cylindrical body. From the outside of the exterior body,
The negative electrode current collection tab is electrically connected to the negative electrode current collector layer in the outer package, and a sealing portion between the flange of the high-rigidity lid and the flange of the cylindrical body. From the exterior of the exterior body, and the battery module is fixed to the base via the high-rigid lid,
Battery module.

本開示によれば、電池モジュールの集電タブ、及び集電タブに接続されるバスバ等の変形及び／又は破損を抑制することができる電池モジュールを提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a battery module that can suppress deformation and / or damage of a current collecting tab of a battery module and a bus bar connected to the current collecting tab.

図１は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one embodiment of the battery module of the present disclosure. 図２は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様における外装体を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an outer package in one embodiment of the battery module of the present disclosure. 図３は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様における構成単位セルを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a structural unit cell in one embodiment of the battery module of the present disclosure. 図４は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様が複数個、基体に固定されている状態の一例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a state in which a plurality of embodiments of the battery module according to the present disclosure are fixed to a base.

以下、本開示の実施の形態について詳述する。なお、本開示は、以下の実施の形態に限定されるのではなく、開示の本旨の範囲内で種々変形して実施できる。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail. The present disclosure is not limited to the following embodiments, but can be implemented with various modifications within the scope of the present disclosure.

《電池モジュール》
本開示の電池モジュールは、基体に固定されている電池モジュールである。電池モジュールは、外装体、外装体に封入されている全固体電池積層体、正極集電タブ、及び負極集電タブを有している。《Battery module》
The battery module according to the present disclosure is a battery module fixed to a base. The battery module has an outer package, an all-solid-state battery stack enclosed in the outer package, a positive electrode current collecting tab, and a negative electrode current collecting tab.

外装体は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部、フランジを有している低剛性蓋部、及びフランジを有している高剛性蓋部を有している。また、高剛性蓋部は、低剛性蓋部よりも高い剛性を有している。そして、外装体の筒状の胴部の一方の開口端部のフランジと低剛性蓋部のフランジとが接合されて、外装体の筒状の胴部の一方の開口端部が、低剛性蓋部で封止されている。また、外装体の筒状の胴部の他方の開口端部のフランジと高剛性蓋部のフランジとが接合されて、外装体の筒状の胴部の他方の開口端部が、高剛性蓋部で封止されている。 The exterior body has a cylindrical body having flanges at both open ends, a low-rigidity lid having a flange, and a high-rigidity lid having a flange. The high-rigidity lid has higher rigidity than the low-rigidity lid. The flange at one open end of the tubular body of the exterior body and the flange of the low-rigidity lid are joined, and the one open end of the tubular body of the exterior body is connected to the low-rigidity lid. Part is sealed. Further, the flange of the other open end of the cylindrical body of the exterior body and the flange of the high-rigidity lid are joined, and the other open end of the cylindrical body of the exterior body is provided with the high-rigidity lid. Part is sealed.

全固体電池積層体は、１又は複数の構成単位セルを有している。構成単位セルは、この順に積層されている正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を有している。また、構成単位セルを構成する各層の積層方向は、外装体の筒状の胴部の軸方向である。 The all-solid-state battery stack has one or more constituent unit cells. The structural unit cell has a positive electrode current collector layer, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector layer that are stacked in this order. The laminating direction of each layer constituting the structural unit cell is the axial direction of the cylindrical body of the exterior body.

正極集電タブは、外装体内において正極集電体層と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、外装体の外部に突出している。負極集電タブは、外装体内において負極集電体層と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、外装体の外部に突出している。電池モジュールは、高剛性蓋部を介して基体に固定されている。 The positive electrode current collector tab is electrically connected to the positive electrode current collector layer in the outer casing, and from a sealing portion between the flange of the high-rigidity lid and the flange of the cylindrical body of the outer casing, It protrudes outside the exterior body. The negative electrode current collector tab is electrically connected to the negative electrode current collector layer in the outer casing, and from the sealing portion between the flange of the high-rigidity lid and the flange of the cylindrical body of the outer casing, It protrudes outside the exterior body. The battery module is fixed to the base via a highly rigid lid.

原理によって限定されるものではないが、本開示の電池モジュールによって、電池モジュールの集電タブ、及び集電タブに接続されるバスバ等の変形及び／又は破損を抑制することができる原理は、以下のとおりと考えられる。 Although not limited by the principle, the principle that the battery module of the present disclosure can suppress deformation and / or breakage of the current collecting tab of the battery module and the bus bar connected to the current collecting tab is as follows. It is considered as follows.

上記のとおり、本開示者らは、電池モジュール内に収容されている全固体電池を充電した際に、全固体電池が膨張することによって、電池モジュールが変形し、電池モジュールの集電タブと電池モジュールが固定されている基体との相対的な位置が変化する場合があること、及びそれによって、電池モジュールの集電タブ及び集電タブに接続されているバスバ等が変形及び／又は破損する場合があることを見出した。 As described above, the present inventors have found that when charging an all-solid-state battery housed in a battery module, the all-solid-state battery expands, thereby deforming the battery module. The relative position with respect to the base body to which the module is fixed may change, and the current collection tab of the battery module and the bus bar connected to the current collection tab may be deformed and / or damaged. I found that there is.

充電による全固体電池積層体の膨張が大きい場合、外装体は、全固体電池積層体によって圧迫されて変形し得る。 When the expansion of the all-solid-state battery stack due to charging is large, the exterior body may be deformed by being pressed by the all-solid-state battery stack.

ここで、本開示の電池モジュールは、外装体の筒状の胴部の一方の開口端部が低剛性蓋部で封止されており、かつ外装体の筒状の胴部の他方の開口端部が、高剛性蓋部で封止されている。したがって、外装体が全固体電池積層体によって圧迫されて変形する際に、低剛性蓋部が主に変形し、高剛性蓋部は変形しにくい。 Here, in the battery module of the present disclosure, one open end of the cylindrical body of the exterior body is sealed with a low-rigidity lid, and the other open end of the cylindrical body of the exterior body. The part is sealed with a highly rigid lid. Therefore, when the exterior body is pressed and deformed by the all-solid-state battery stack, the low-rigidity lid mainly deforms, and the high-rigidity lid hardly deforms.

そして、本開示の電池モジュールは、高剛性蓋部を介して基体に固定されており、正極集電タブ及び負極集電タブは、高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から外装体の外部に突出している。本開示の電池モジュールにおいて、充電による全固体電池積層体の膨張に伴う外装体の変形は主に低剛性蓋部で起こるため、高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部の位置、すなわち正極集電タブ及び負極集電タブが外装体の外部に突出している部分と基体との位置関係の変化は小さい。したがって、本開示の電池モジュールによれば、電池モジュールの集電タブ、及び集電タブに接続されるバスバ等の変形及び／又は破損を抑制することができる。 The battery module of the present disclosure is fixed to the base via the high-rigidity lid, and the positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab are formed by the flange of the high-rigidity lid and the cylindrical body of the exterior body. It protrudes from the sealing portion between the flange and the outside of the exterior body. In the battery module of the present disclosure, since the deformation of the exterior body due to the expansion of the all-solid-state battery stack due to charging mainly occurs in the low-rigidity lid, the flange of the high-rigidity lid and the flange of the cylindrical body of the exterior body. , That is, a change in the positional relationship between the base and the portion where the positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab protrude outside the exterior body is small. Therefore, according to the battery module of the present disclosure, it is possible to suppress deformation and / or damage of the current collecting tab of the battery module and the bus bar connected to the current collecting tab.

図１〜４を用いて、本開示の電池モジュールの一つの実施態様の構成を説明する。なお、図１〜４は、本開示の電池モジュール及び電池モジュールの各構成要素の態様を限定するものではない。 The configuration of one embodiment of the battery module according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 to 4 do not limit the mode of each component of the battery module and the battery module of the present disclosure.

図１は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様を示す模式図である。図１において、電池モジュール１００は、外装体１０、外装体１０に封入されている全固体電池積層体２０、正極集電タブ３０、及び負極集電タブ４０を有している。 FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one embodiment of the battery module of the present disclosure. In FIG. 1, the battery module 100 includes an exterior body 10, an all-solid-state battery stack 20 sealed in the exterior body 10, a positive electrode current collection tab 30, and a negative electrode current collection tab 40.

ここで、外装体１０は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部１１、フランジを有している低剛性蓋部１２、及びフランジを有している高剛性蓋部１３を有している。 Here, the exterior body 10 has a cylindrical body 11 having flanges at both open ends, a low-rigidity lid 12 having a flange, and a high-rigidity lid having a flange. 13.

また、全固体電池積層体２０は、構成単位セルを有しており、構成単位セルを構成している各層の積層方向は、筒状の胴部１１の軸方向と一致する。 In addition, the all-solid-state battery stack 20 includes constituent unit cells, and the stacking direction of each layer forming the constituent unit cells matches the axial direction of the cylindrical body 11.

正極集電タブ３０は、外装体１０内において正極集電体層２１と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部１３のフランジと筒状の胴部１１のフランジとの間の封止部から、外装体１０の外部に突出している。また、負極集電タブ４０は、外装体１０内において負極集電体層２５と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部１３のフランジと筒状の胴部１１のフランジとの間の封止部から、外装体１０の外部に突出している。 The positive electrode current collector tab 30 is electrically connected to the positive electrode current collector layer 21 in the exterior body 10 and seals between the flange of the high-rigidity lid 13 and the flange of the cylindrical body 11. The portion protrudes out of the exterior body 10 from the portion. Further, the negative electrode current collector tab 40 is electrically connected to the negative electrode current collector layer 25 in the exterior body 10, and is located between the flange of the high-rigidity lid 13 and the flange of the cylindrical body 11. It protrudes from the sealing portion to the outside of the exterior body 10.

また、電池モジュール１００は、低剛性蓋部１２及び高剛性蓋部１３の上からエンドプレート３００によって拘束されている。 Further, the battery module 100 is restrained by the end plate 300 from above the low-rigidity lid 12 and the high-rigidity lid 13.

図２は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様における外装体を示す模式図である。図２において、外装体１０は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部１１、フランジを有している低剛性蓋部１２、及びフランジを有している高剛性蓋部１３を有している。 FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an outer package in one embodiment of the battery module of the present disclosure. In FIG. 2, an exterior body 10 has a cylindrical body 11 having flanges at both open ends, a low-rigidity lid 12 having a flange, and a high-rigidity lid having a flange. It has a part 13.

ここで、筒状の胴部１１の一方の開口端部のフランジと低剛性蓋部１２のフランジとが接合されて、筒状の胴部１１の一方の開口端部が、低剛性蓋部１２で封止されている。また、筒状の胴部１１の他方の開口端部のフランジと高剛性蓋部１３のフランジとが接合されて、筒状の胴部１１の他方の開口端部が、高剛性蓋部１３で封止されている。 Here, the flange of one open end of the cylindrical body 11 and the flange of the low rigidity lid 12 are joined, and one open end of the cylindrical body 11 is connected to the low rigidity lid 12. It is sealed with. Further, the flange of the other open end of the cylindrical body 11 is joined to the flange of the high rigidity lid 13, and the other open end of the cylindrical body 11 is connected to the high rigidity lid 13. It is sealed.

図３は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様における全固体電池積層体２０を示す模式図である。図３において、全固体電池積層体２０は、一つの構成単位セルから構成されている。構成単位セルは、この順に積層されている正極集電体層２１、正極活物質層２２、固体電解質層２３、負極活物質層２４、及び負極集電体層２５を有している。 FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the all-solid-state battery stack 20 in one embodiment of the battery module of the present disclosure. In FIG. 3, the all-solid-state battery stack 20 includes one constituent unit cell. The structural unit cell includes a positive electrode current collector layer 21, a positive electrode active material layer 22, a solid electrolyte layer 23, a negative electrode active material layer 24, and a negative electrode current collector layer 25 which are stacked in this order.

図４は、本開示の電池モジュールの一つの実施態様が複数個、基体に固定されている状態の一例を示す模式図である。図４では、基体２００として車両用の電池収容部を用いている。図４において、複数の電池モジュール１００は、基体２００内において整列して配置されている。 FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of a state in which a plurality of embodiments of the battery module according to the present disclosure are fixed to a base. In FIG. 4, a battery housing for a vehicle is used as the base 200. In FIG. 4, a plurality of battery modules 100 are arranged in a base 200 in an aligned manner.

ここで、各電池モジュール１００は、高剛性蓋部１３を介して基体２００に固定されている。他方、電池モジュール１００の低剛性蓋部１２側は、基体２００に対して固定されていない。 Here, each battery module 100 is fixed to the base 200 via the high-rigidity lid 13. On the other hand, the low-rigidity lid 12 side of the battery module 100 is not fixed to the base 200.

また、各電池モジュール１００の正極集電タブ３０と負極集電タブ４０は、隣接する各電池モジュールの正極集電タブ３０と負極集電タブ４０と、バスバ４００を介して電気的に接続されている。 The positive current collecting tab 30 and the negative current collecting tab 40 of each battery module 100 are electrically connected to the positive current collecting tab 30 and the negative current collecting tab 40 of each adjacent battery module via the bus bar 400. I have.

〈外装体〉
外装体は、両端の開口端部にフランジを有している筒状の胴部、フランジを有している低剛性蓋部、及びフランジを有している高剛性蓋部を有している。 <Outer body>
The exterior body has a cylindrical body having flanges at both open ends, a low-rigidity lid having a flange, and a high-rigidity lid having a flange.

外装体の材料は、外装体を形成できる任意の材料であってよく、例えば金属板、例えばステンレス鋼板、若しくはアルミニウム板、又はラミネートフィルム等であってよいが、これ等に限定されない。 The material of the exterior body may be any material that can form the exterior body, and may be, for example, a metal plate, for example, a stainless steel plate or an aluminum plate, or a laminated film, but is not limited thereto.

（筒状の胴部）
外装体の筒状の胴部は、両端の開口端部にフランジを有している。このフランジは、外装体の筒状の胴部と低剛性蓋部及び高剛性蓋部とを接合するための部分である。なお、胴部の形状は、筒状であれば特に限定されず、例えば略円筒形状又は略角筒形状であってよい。 (Tubular torso)
The cylindrical body of the exterior body has flanges at the open ends at both ends. The flange is a portion for joining the cylindrical body of the exterior body to the low-rigidity lid and the high-rigidity lid. The shape of the body is not particularly limited as long as it is cylindrical, and may be, for example, a substantially cylindrical shape or a substantially rectangular cylindrical shape.

（低剛性蓋部）
低剛性蓋部は、フランジを有している。このフランジは、外装体の筒状の胴部と低剛性蓋部及び高剛性蓋部とを接合するための部分である。 (Low rigid lid)
The low-rigidity lid has a flange. The flange is a portion for joining the cylindrical body of the exterior body to the low-rigidity lid and the high-rigidity lid.

低剛性蓋部は、例えばカップ形状部とその周りのフランジから形成されていてよい。低剛性蓋部がこのような形状を有している場合、充電時における全固体電池積層体の膨張に合わせて、低剛性蓋部のカップ部の側面が外装体の筒状の胴部の軸方向に伸長することができる。 The low rigidity lid may be formed, for example, from a cup-shaped part and a flange around it. When the low-rigidity lid has such a shape, the side surface of the cup portion of the low-rigidity lid corresponds to the axis of the cylindrical body of the exterior body in accordance with the expansion of the all-solid-state battery stack during charging. Direction.

低剛性蓋部の剛性は、高剛性蓋部よりも剛性が低く、それによって充電時における全固体電池積層体の膨張に合わせて変形して、全固体電池が外装体の筒状の胴部の軸方向に伸長することを可能にする。ここで、剛性が低いとは、材料が応力によってより変形、例えば伸長しやすいことを意味している。 The rigidity of the low-rigidity lid portion is lower than that of the high-rigidity lid portion, whereby the rigidity is deformed in accordance with the expansion of the all-solid-state battery stack during charging, so that the all-solid-state battery is formed in the cylindrical body of the outer package. Allows for axial extension. Here, low rigidity means that the material is more likely to be deformed, for example, elongated, by stress.

低剛性蓋部の材料は、上記のように外装体を形成できる任意の材料であってよい。 The material of the low-rigidity lid may be any material that can form the exterior body as described above.

（高剛性蓋部）
高剛性蓋部は、フランジを有している。このフランジは、外装体の筒状の胴部と低剛性蓋部及び高剛性蓋部とを接合するための部分である。 (High rigidity lid)
The high-rigidity lid has a flange. The flange is a portion for joining the cylindrical body of the exterior body to the low-rigidity lid and the high-rigidity lid.

高剛性蓋部は、例えばカップ形状部とその周りのフランジから形成されていてよい。 The high-rigid lid may be formed, for example, from a cup-shaped portion and a flange around the cup-shaped portion.

高剛性蓋部の剛性は、低剛性蓋部よりも剛性が高く、それによって充電時における全固体電池積層体の膨張に合わせて変形しにくい。加えて、電池モジュールは、高剛性蓋部を介して基体に固定されている。そのため、充電によって全固体電池積層体が膨張し、それに合わせて外装体が変形したとしても、高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から外装体の外部に突出している正極集電タブ及び負極集電タブと基体との相対的な位置は、固定されている。ここで、剛性が高いとは、材料が応力によってより変形、例えば伸長しにくいことを意味している。 The rigidity of the high-rigidity lid is higher than the rigidity of the low-rigidity lid, so that the rigidity is less likely to be deformed in accordance with the expansion of the all-solid-state battery stack during charging. In addition, the battery module is fixed to the base via a highly rigid lid. Therefore, even if the all-solid-state battery laminate expands due to charging and the outer casing is deformed in accordance with the expansion, even if the outer casing is deformed in accordance with the expansion, the outer casing extends from the sealing portion between the flange of the high-rigidity lid and the flange of the cylindrical body of the outer casing. The relative positions of the positive and negative electrode current collecting tabs protruding outside the body and the base are fixed. Here, high rigidity means that the material is harder to deform, for example, elongate due to stress.

高剛性蓋部の材料は、上記のように外装体を形成できる任意の材料であってよい。 The material of the high-rigidity lid may be any material that can form the exterior body as described above.

〈全固体電池積層体〉
全固体電池積層体は、外装体に封入されている。 <All-solid battery stack>
The all-solid-state battery stack is enclosed in an outer package.

また、全固体電池積層体は、１又は複数の構成単位セルを有している。全固体電池積層体が構成単位セルを複数個有している場合には、各構成単位セル同士は、全固体電池積層体内部において直列又は並列で電気的に接続されていてよい。 In addition, the all-solid-state battery stack has one or more constituent unit cells. When the all-solid-state battery stack has a plurality of constituent unit cells, the constituent unit cells may be electrically connected in series or in parallel inside the all-solid-state battery stack.

また、全固体電池積層体は、２以上の構成単位セルを有する場合、モノポーラ型の全固体電池積層体であってもよく、バイポーラ型の全固体電池積層体であってもよい。 When the all-solid-state battery stack has two or more constituent unit cells, the all-solid-state battery stack may be a monopolar all-solid-state battery stack or a bipolar all-solid-state battery stack.

全固体電池積層体がモノポーラ型の全固体電池積層体である場合、積層方向に隣接する２つの構成単位セルは、正極集電体層又は負極集電体層を共有するモノポーラ型の構成であってよい。 When the all-solid-state battery stack is a monopolar all-solid-state battery stack, two constituent unit cells adjacent to each other in the stacking direction have a monopolar-type structure in which a positive electrode current collector layer or a negative electrode current collector layer is shared. May be.

全固体電池積層体がバイポーラ型の全固体電池積層体である場合、積層方向に隣接する２つの単位全固体電池は、正極及び負極集電体層の両方として用いられる正極／負極集電体層を共有するバイポーラ型の構成であってよい。 When the all-solid-state battery stack is a bipolar type all-solid-state battery stack, two unit all-solid-state batteries adjacent to each other in the stacking direction include a positive electrode / negative electrode current collector layer used as both a positive electrode and a negative electrode current collector layer. May be a bipolar type configuration.

（構成単位セル）
構成単位セルは、この順に積層されている正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を有している。これらの各層は、電池が有するものであれば特に限定されない。構成単位セルを構成する各層の積層方向は、筒状の胴部の軸方向である。 (Structural unit cell)
The structural unit cell has a positive electrode current collector layer, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector layer that are stacked in this order. Each of these layers is not particularly limited as long as it has a battery. The laminating direction of each layer constituting the structural unit cell is the axial direction of the cylindrical body.

構成単位セルは、例えばリチウム二次電池であってよいが、他の種類の電池であってもよい。 The structural unit cell may be, for example, a lithium secondary battery, but may be another type of battery.

〈正極集電タブ〉
正極集電タブは、電池モジュールを他の電池モジュールや電子機器等に電気的に接続するためのタブである。正極集電タブは、外装体内において、各構成単位セルの正極集電体層と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、外装体の外部に突出している。正極集電タブは、外装体の外部において、例えばバスバ等の導電性の部品を介して、他の電池モジュールや電気機器等に電気的に接続されていることができる。 <Positive current collecting tab>
The positive electrode current collecting tab is a tab for electrically connecting the battery module to another battery module, an electronic device, or the like. The positive electrode current collector tab is electrically connected to the positive electrode current collector layer of each structural unit cell in the outer package, and is located between the flange of the highly rigid lid and the flange of the cylindrical body of the outer package. From the sealing portion of the outer case. The positive electrode current collection tab can be electrically connected to another battery module, an electric device, or the like outside the exterior body through, for example, a conductive component such as a bus bar.

正極集電タブは、電池の集電タブとして一般に用いられているものを使用することができる。正極集電タブの材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えばニッケル、銅、アルミニウム、又はステンレス鋼等の金属であってよいが、これ等に限定されない。 As the positive electrode current collecting tab, those generally used as a current collecting tab of a battery can be used. The material of the positive electrode current collecting tab is not particularly limited as long as it is a material having conductivity, and may be, for example, a metal such as nickel, copper, aluminum, or stainless steel, but is not limited thereto.

〈負極集電タブ〉
負極集電タブは、電池モジュールを他の電池モジュールや電子機器等に電気的に接続するためのタブである。負極集電タブは、外装体内において、各構成単位セルの負極集電体層と電気的に接続されており、かつ高剛性蓋部のフランジと外装体の筒状の胴部のフランジとの間の封止部から、外装体の外部に突出している。負極集電タブは、外装体の外部において、例えばバスバ等の導電性の部品を介して、他の電池モジュールや他の電気機器等に電気的に接続されていることができる。 <Negative electrode current collecting tab>
The negative electrode current collection tab is a tab for electrically connecting the battery module to another battery module, an electronic device, or the like. The negative electrode current collector tab is electrically connected to the negative electrode current collector layer of each structural unit cell in the outer package, and is located between the flange of the highly rigid lid and the flange of the cylindrical body of the outer package. From the sealing portion of the outer case. The negative electrode current collection tab can be electrically connected to another battery module, another electric device, or the like, via a conductive component such as a bus bar outside the exterior body.

負極集電タブは、電池の集電タブとして一般に用いられているものを使用することができる。負極集電タブの材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えばニッケル、銅、アルミニウム、又はステンレス鋼等の金属であってよいが、これ等に限定されない。 As the negative electrode current collecting tab, those generally used as a current collecting tab of a battery can be used. The material of the negative electrode current collection tab is not particularly limited as long as it is a material having conductivity, and may be, for example, a metal such as nickel, copper, aluminum, or stainless steel, but is not limited thereto.

〈基体〉
基体には、電池モジュールが高剛性蓋部を介して固定されている。基体は、電池モジュールを固定するための部品であり、例えば電気を動力源とする車両フレーム等であってよいが、これ等に限定されない。ここで、電池モジュールが高剛性蓋部を介して固定されているとは、電池モジュールの高剛性蓋部と基体との相対的な位置が固定されていることをいい、例えば、高剛性蓋部と基体との間に他の部材、例えばエンドプレート等が介在していてもよい。 <Base>
The battery module is fixed to the base via a highly rigid lid. The base is a component for fixing the battery module, and may be, for example, a vehicle frame or the like powered by electricity, but is not limited thereto. Here, that the battery module is fixed via the high-rigidity lid means that the relative position between the high-rigidity lid of the battery module and the base is fixed. Another member, for example, an end plate may be interposed between the substrate and the base.

１０外装体
１１筒状の胴部
１２低剛性蓋部
１３高剛性蓋部
２０全固体電池積層体
３０正極集電タブ
４０負極集電タブ
１００電池モジュール
２００基体
３００エンドプレート DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Outer body 11 Cylindrical trunk | body 12 Low rigid lid part 13 High rigid lid part 20 All-solid-state battery laminated body 30 Positive current collecting tab 40 Negative current collecting tab 100 Battery module 200 Base 300 End plate

Claims

A battery module fixed to a base,
The battery module has an exterior body, an all-solid-state battery stack sealed in the exterior body, a positive electrode current collection tab, and a negative electrode current collection tab,
The exterior body has a cylindrical body having flanges at both open ends, a low-rigidity lid having a flange, and a high-rigidity lid having a flange. ,
The high-rigidity lid has higher rigidity than the low-rigidity lid,
A flange of one open end of the cylindrical body and a flange of the low rigidity lid are joined, and one open end of the cylindrical body is sealed with the low rigidity lid. Has been
The flange of the other open end of the cylindrical body is joined to the flange of the high-rigidity lid, and the other open end of the cylindrical body is sealed with the high-rigidity lid. Has been
The all-solid-state battery stack has one or more constituent unit cells,
The structural unit cell has a positive electrode current collector layer, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector layer that are stacked in this order,
The lamination direction of each layer constituting the structural unit cell is an axial direction of the cylindrical body,
The positive electrode current collector tab is electrically connected to the positive electrode current collector layer in the exterior body, and a sealing portion between the flange of the high-rigidity lid and the flange of the cylindrical body. From the outside of the exterior body,
The negative electrode current collection tab is electrically connected to the negative electrode current collector layer in the outer package, and a sealing portion between the flange of the high-rigidity lid and the flange of the cylindrical body. From the exterior of the exterior body, and the battery module is fixed to the base via the high-rigid lid,
Battery module.