[go: up one dir, main page]

WO2020021955A1 - 組電池 - Google Patents

組電池 Download PDF

Info

Publication number
WO2020021955A1
WO2020021955A1 PCT/JP2019/025608 JP2019025608W WO2020021955A1 WO 2020021955 A1 WO2020021955 A1 WO 2020021955A1 JP 2019025608 W JP2019025608 W JP 2019025608W WO 2020021955 A1 WO2020021955 A1 WO 2020021955A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
film
thermistor film
thermistor
assembled battery
unit cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/025608
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一市 大西
木村　雅彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of WO2020021955A1 publication Critical patent/WO2020021955A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569—Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an assembled battery in which a plurality of unit cells are arranged.
  • Patent Literature 1 describes a technique for estimating a temperature distribution using temperatures obtained from a plurality of temperature sensors and managing the temperature of each cell.
  • a temperature sensor a lead type thermistor in which a lead wire is connected to a thermistor is generally used, and is mounted outside each cell.
  • Patent Literature 2 describes a mounting structure for mounting a temperature sensor for detecting a temperature of a specific cell to an assembled battery including a plurality of cells arranged with their side surfaces facing each other.
  • the mounting structure of the temperature sensor described in Patent Literature 2 includes a sensor holding portion that holds the temperature sensor and is inserted into a gap between a cell to be detected and a cell adjacent to the cell; In the state where is inserted in the gap, the overhanging portion that is hooked on the upper surface of the cell and the sensor holding portion inserted in the gap and the side surface of the adjacent cell are arranged between the sensor holding portion and the side surface of the target cell.
  • a biasing unit that resiliently biases in the direction.
  • the temperature of the side surface of the cell can be appropriately detected because the sensor holding portion can be brought into contact with the side surface of the cell. Therefore, unlike the case where the temperature sensor is attached to the outside of the cell, the temperature between the cells constituting the battery pack can be directly measured. However, if the distance between the cells is not large enough, the mounting jig of the temperature sensor cannot be inserted, and the projection for biasing becomes a stress concentration point of the cell, so that there is a risk that the assembled battery generates heat. .
  • the present invention has been made to solve the above problem, and has as its object to provide an assembled battery including a thermistor film that can directly measure the temperature between cells and is less likely to concentrate stress.
  • the assembled battery of the present invention includes a plurality of unit cells arranged adjacent to each other and a thermistor film provided between at least one set of the unit cells and having a thickness of 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the temperature between cells can be measured directly, and the assembled battery provided with the thermistor film in which stress does not concentrate easily can be provided.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating an example of an assembled battery according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing an example of the battery pack according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of the vicinity of the interface between the thermistor film and the base film of the battery pack shown in FIG.
  • the present invention is not limited to the following configuration, and can be appropriately modified and applied without changing the gist of the present invention. It should be noted that a combination of two or more individual desirable configurations of the present invention described below is also the present invention.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view schematically illustrating an example of an assembled battery according to the first embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 shown in FIG. 1 includes a plurality of unit cells 10 arranged adjacent to each other, and a thermistor film 20 provided between the unit cells 10.
  • the plurality of cells 10 are stacked and arranged such that the main surfaces, which are the side surfaces having the largest areas, face each other.
  • the unit cell 10 includes input / output electrodes 11.
  • a comb electrode 21 is provided on the surface of the thermistor film 20.
  • An extraction electrode is provided on the comb electrode 21 and is connected to the connector 31.
  • the thermistor film 20 is provided on one surface of a base film 30 such as a polyimide film, and the other surface of the base film 30 is provided on the surface of the unit cell 10. Further, the connector 31 connected to the thermistor film 20 protrudes from the side surface of the unit cell 10 opposite to the side surface from which the input / output electrode 11 of the unit cell 10 protrudes.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view schematically showing an example of the battery pack according to the second embodiment of the present invention.
  • the assembled battery 2 shown in FIG. 2 has the same configuration as the assembled battery 1 shown in FIG. 1 except that the thermistor film 20 is provided directly on the surface of the unit cell 10.
  • the size of the battery pack of the present invention is not particularly limited.
  • the size of the unit cell 10 is 35 mm (L 10 ) ⁇ 20 mm (W 10 )
  • the size of the thermistor film 20 is 7 mm (L 20).
  • the line / space of the comb electrode 21 is 50 ⁇ m / 50 ⁇ m.
  • the size of the base film 30 is, for example, 33 mm (L 30 ) ⁇ 15 mm (W 30 ).
  • the configuration of the unit cell is not particularly limited as long as the unit includes input / output electrodes.
  • the unit cell may be a bag-shaped unit cell including a laminate film of aluminum or the like as an outer package, or may have a thickness.
  • a case-shaped unit cell may be used.
  • a material constituting the thermistor film for example, a spinel-type oxide containing a transition metal element as a main component (for example, (Mn, Ni) 3 O 4 , (Mn, Co) 3 O 4 ) And perovskite oxides (for example, Y (Cr, Mn) O 3 , (La, Ca) (Cr, Mn) O 3 ).
  • a thermistor film functions as a temperature sensor.
  • the thermistor film is provided between the cells, the temperature between the cells can be directly measured. Therefore, high safety can be ensured, and high battery characteristics can be obtained by adjusting the output.
  • the thermistor film only needs to be provided between at least one set of unit cells, and may be provided between the outer set of unit cells, or may be located inside. It may be provided between a set of cells. Among them, the thermistor film is preferably provided between the unit cells located inside, and particularly preferably provided between all the unit cells.
  • the thermistor film may be provided on the surface of the unit cell via a base film such as a polyimide film as shown in FIG. 1, or as shown in FIG. It may be provided directly on the surface.
  • a base film such as a polyimide film as shown in FIG. 1, or as shown in FIG. It may be provided directly on the surface.
  • the thermistor film can be formed without using a base film. Therefore, the gap between the unit cells can be further reduced, and the manufacturing cost can be reduced. .
  • a film other than the polyimide film can be used as the base film as long as it is flat and flexible.
  • the base film provided with the thermistor film is preferably attached to the surface of the unit cell with an adhesive or a double-sided tape.
  • one thermistor film may be provided between adjacent unit cells, or a plurality of thermistor films may be provided.
  • the plurality of thermistor films may be arranged regularly or irregularly. For example, the temperature distribution of a unit cell can be measured by arranging a plurality of thermistor films in a matrix.
  • the thickness of the thermistor film is 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Therefore, unlike the case where the temperature sensor mounting structure described in Patent Document 2 is used, stress is less likely to be concentrated. As a result, the risk of the assembled battery generating heat is reduced.
  • the thickness of the thermistor film is a value measured by the following method. Using a scanning electron microscope (SEM), three sections of the thermistor film are randomly observed so that the whole in the thickness direction of the thermistor film is in one field of view. In one field of view, the thickness up to the surface of the thermistor film is measured at five points with the highest portion of the base material (such as a base film or a unit cell) on which the thermistor film is formed as a reference line. The above measurement is performed in all the visual fields, and the average value in all the measurement locations is defined as the thermistor film thickness.
  • SEM scanning electron microscope
  • the thickness of the thermistor film is preferably 2 ⁇ m or more, more preferably 3 ⁇ m or more.
  • the thickness of the thermistor film is preferably 8 ⁇ m or less, more preferably 6 ⁇ m or less.
  • unevenness of the surface of the thermistor film is 30% or less of the thickness of the thermistor film. In this case, since the surface of the thermistor film becomes flat, even if pressure is applied from the outside or the unit cell expands, the surface of the unit cell is not damaged, and the safety is enhanced.
  • the unevenness on the surface of the thermistor film is a value measured by the following method. Using a scanning electron microscope (SEM), three cross sections near the surface of the thermistor film are randomly observed at a magnification of 30 k times. In one visual field, a height difference between a convex portion and a concave portion is measured between three different adjacent convex portions. The above measurement is performed in all the visual fields, and the average value in all the measurement points is defined as the unevenness of the thermistor film surface.
  • SEM scanning electron microscope
  • the unevenness on the surface of the thermistor film is more preferably 10% or less of the thickness of the thermistor film.
  • the irregularities on the surface of the thermistor film are preferably 0.6 ⁇ m or less, more preferably 0.3 ⁇ m or less. Further, it is preferable that the unevenness on the surface of the thermistor film is 1% or more of the thickness of the thermistor film.
  • the thermistor film is preferably formed by an aerosol deposition method (AD method).
  • the AD method is a method in which fine particles are deposited on a substrate by spraying an aerosol containing the fine particles on a substrate to be formed into a film, thereby forming a film. At least a part of the fine particles that have collided with the surface of the base material bite into the surface of the base material, and are not easily separated. As a result, a dense and highly adherent film can be obtained.
  • the thermistor film when the thermistor film is formed by the AD method, the thermistor film has excellent mechanical strength and high resistance to peeling. Further, since the thermistor film formed by the AD method has flexibility, bending resistance is also increased. Therefore, by applying the thermistor film formed by the AD method to the assembled battery, it is possible to prevent the thermistor film from peeling off when the unit cell repeatedly expands and contracts. Such an assembled battery is particularly suitable for an assembled battery for in-vehicle use.
  • the thermistor film preferably has a bite of 0.02 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less at the interface with the substrate on which the thermistor film is formed.
  • the substrate is, for example, the base film 30 in FIG. 1 and the unit cell 10 in FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged sectional view of the vicinity of the interface between the thermistor film and the base film of the battery pack shown in FIG.
  • the thermistor film 20 has a bite 20a at the interface with the base film 30 on which the thermistor film is formed.
  • the bite amount of the thermistor film is a value measured by the following method. Using a scanning electron microscope (SEM), three cross sections near the interface between the thermistor film and a substrate (such as a base film or a unit cell) are randomly observed at a magnification of 30 k times. In one visual field, the amount of bite of the thermistor film (the length indicated by the arrow in FIG. 3) is measured. The maximum value in all the visual fields is defined as the amount of bite of the thermistor film.
  • SEM scanning electron microscope
  • the bite amount of the thermistor film is preferably 0.1 ⁇ m or more, and more preferably 1 ⁇ m or less.
  • the connector connected to the thermistor film protrudes from a side surface of the unit cell different from a side surface from which the input / output electrodes of the unit cell protrude. In this case, it is possible to prevent the influence of electromagnetic noise or the like due to the input / output of the battery, and to reduce the risk of short circuit.
  • the connector 31 connected to the thermistor film 20 protrudes from the side of the unit cell 10 opposite to the side from which the input / output electrode 11 of the unit cell 10 protrudes.
  • the side surface of the cell 10 is different from the side surface from which the input / output electrode 11 protrudes, the side surface may protrude from another side surface.
  • the connector connected to the thermistor film may protrude from the side of the cell different from the side from which the input / output electrodes of the cell protrude. preferable.
  • the input / output electrodes 11 protrude from the same side surface of the unit cell 10, but may protrude from different side surfaces.
  • the battery pack of the present invention is preferably manufactured as follows.
  • a comb-tooth electrode 21 made of Ag is formed on the thermistor film 20 by printing.
  • the comb-tooth electrode 21 is provided with an extraction electrode, and is connected to a connector 31 projecting from a side surface of the unit cell 10 different from the side surface on which the input / output electrode 11 is provided.
  • These electrodes serve as electrodes for temperature measurement, are bundled together, and can be easily connected to an external circuit. Thereafter, the cells 10 are brought into close contact with each other. Thus, the assembled battery 1 shown in FIG. 1 is obtained.
  • the assembled battery 2 shown in FIG. 2 is obtained.
  • the assembled battery of the present invention is not limited to the above embodiment, and various applications and modifications can be made within the scope of the present invention with respect to the configuration, manufacturing conditions, and the like of the assembled battery.
  • the method for forming the thermistor film is not limited to the AD method, but may be a sputtering method or the like.
  • each electrode is not limited to the above.
  • a comb-shaped electrode is used, but a simple-shaped electrode may be provided on the front and back surfaces of the thermistor film, and the temperature may be measured by measuring a resistance value therebetween.
  • a plurality of electrode pairs may be provided. By providing a plurality of electrode pairs, it is possible to measure the temperature more finely in the horizontal direction of the unit cell surface.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本発明の組電池は、相互に隣接して配列された複数の単電池と、少なくとも１組の上記単電池の間に設けられ、厚みが１μｍ以上１０μｍ以下であるサーミスタ膜と、を備える。

Description

組電池
本発明は、複数の単電池が配列された組電池に関する。
ハイブリッド自動車や電気自動車等の各種の機器においては、複数の単電池（セルともいう）を所定方向に沿って配列した組電池が多く利用されている。
組電池を構成するセルには、複数の温度センサが搭載されている。例えば、特許文献１には、複数の温度センサから得られた温度を用いて温度分布を推定し、各セルの温度を管理する技術が記載されている。温度センサとしては、サーミスタにリード線を接続したリードタイプサーミスタが一般的であり、各セルの外部に装着される。
近年、多数のセルを積層するタイプの組電池の開発が進められており、限られた空間内で多数のセルを積層する方向にある。そのため、セルの間隔は縮小化し、何層ものセルが密着状態となっている組電池も多い。このような組電池では、セルの面方向又は積層方向の内外で温度のばらつきが生じるため、組電池をより安全に、また、より高性能に使用するためには、さらに細かい部位にて温度を測定することが重要になっている。
特許文献２には、側面が相互に対向する状態で配列された複数のセルを備える組電池に対し、特定のセルの温度を検出する温度センサを取り付けるための取付構造が記載されている。特許文献２に記載の温度センサの取付構造は、温度センサを保持し、温度を検出する対象となるセルと当該セルに隣接するセルとの隙間に挿入されるセンサ保持部と、上記センサ保持部が隙間に挿入された状態において、セルの上面に引っ掛かる張出部と、隙間に挿入されたセンサ保持部と隣接するセルの側面との間に配置され、上記センサ保持部を対象セルの側面の方向へ弾性付勢する付勢部と、を備えている。
特開２００４－１３５４２４号公報 特開２０１２－１３５６４号公報
特許文献２に記載されている温度センサの取付構造では、センサ保持部をセルの側面に接触させることができるため、セルの側面の温度を適切に検出することができる。したがって、セルの外部に温度センサが取り付けられる場合と異なり、組電池を構成するセル間の温度を直接測定することができる。しかしながら、セルの間隔がある程度広くないと温度センサの取付治具を挿入することができないばかりか、付勢用の突起物がセルの応力集中点となるため、組電池が発熱する危険性がある。
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、セル間の温度を直接測定することができ、応力が集中しにくいサーミスタ膜を備える組電池を提供することを目的とする。
本発明の組電池は、相互に隣接して配列された複数の単電池と、少なくとも１組の上記単電池の間に設けられ、厚みが１μｍ以上１０μｍ以下であるサーミスタ膜と、を備える。
本発明によれば、セル間の温度を直接測定することができ、応力が集中しにくいサーミスタ膜を備える組電池を提供することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る組電池の一例を模式的に示す分解斜視図である。 図２は、本発明の第２実施形態に係る組電池の一例を模式的に示す分解斜視図である。 図３は、図１に示す組電池のサーミスタ膜とベースフィルムとの界面付近を拡大した断面図である。
以下、本発明の組電池について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。
以下の説明において、各実施形態を特に区別しない場合、単に「本発明の組電池」という。
図１は、本発明の第１実施形態に係る組電池の一例を模式的に示す分解斜視図である。
図１に示す組電池１は、相互に隣接して配列された複数の単電池１０と、単電池１０の間に設けられたサーミスタ膜２０と、を備えている。複数の単電池１０は、最も面積の大きい側面である主面が相互に対向するように積層して配列されている。単電池１０は、入出力電極１１をそれぞれ備えている。サーミスタ膜２０の表面には櫛歯電極２１が設けられており、櫛歯電極２１には引き出し電極が設けられ、コネクタ３１に接続されている。
図１に示す組電池１では、サーミスタ膜２０は、ポリイミドフィルムなどのベースフィルム３０の一方の表面に設けられ、ベースフィルム３０の他方の表面が単電池１０の表面に設けられている。また、サーミスタ膜２０に接続されたコネクタ３１が、単電池１０の入出力電極１１が突出する側面とは反対側の単電池１０の側面から突出している。
図２は、本発明の第２実施形態に係る組電池の一例を模式的に示す分解斜視図である。
図２に示す組電池２は、サーミスタ膜２０が単電池１０の表面に直接設けられていることを除いて、図１に示す組電池１と同じ構成を有している。
本発明の組電池のサイズは特に限定されないが、例えば、図１及び図２中、単電池１０のサイズが３５ｍｍ（Ｌ１０）×２０ｍｍ（Ｗ１０）、サーミスタ膜２０のサイズが７ｍｍ（Ｌ２０）×７ｍｍ（Ｗ２０）、櫛歯電極２１のライン／スペースが５０μｍ／５０μｍである。また、図１中、ベースフィルム３０のサイズは、例えば、３３ｍｍ（Ｌ３０）×１５ｍｍ（Ｗ３０）である。
本発明の組電池において、単電池は、入出力電極を備えるものであれば構成は特に限定されず、例えば、アルミニウムなどのラミネートフィルムを外装体として備える袋状の単電池でもよいし、厚みのあるケース状の単電池でもよい。
本発明の組電池において、サーミスタ膜を構成する材料としては、例えば、遷移金属元素を主成分とするスピネル型酸化物（例えば（Ｍｎ，Ｎｉ）３Ｏ４、（Ｍｎ，Ｃｏ）３Ｏ４）、ペロブスカイト型酸化物（例えばＹ（Ｃｒ，Ｍｎ）Ｏ３、（Ｌａ，Ｃａ）（Ｃｒ，Ｍｎ）Ｏ３）などが挙げられる。その他、ＡｌＮ、ＳｉＣなどであってもよい。このようなサーミスタ膜は、温度センサとして機能する。
本発明の組電池においては、単電池の間にサーミスタ膜が設けられているため、セル間の温度を直接測定することができる。したがって、高い安全性を確保することができるとともに、出力の調整によって高い電池特性を引き出すことができる。
本発明の組電池において、サーミスタ膜は、少なくとも１組の単電池の間に設けられていればよく、外側に位置する組の単電池の間に設けられていてもよいし、内側に位置する組の単電池の間に設けられていてもよい。中でも、サーミスタ膜は、内側に位置する組の単電池の間に設けられていることが好ましく、全ての組の単電池の間に設けられていることが特に好ましい。
本発明の組電池において、サーミスタ膜は、図１に示すように、ポリイミドフィルムなどのベースフィルムを介して単電池の表面に設けられていてもよいし、図２に示すように、単電池の表面に直接設けられていてもよい。サーミスタ膜が単電池の表面に直接設けられる場合、ベースフィルムを使用せずにサーミスタ膜を形成することができるため、単電池間の隙間をさらに狭めることができ、製造コストの削減が可能となる。
サーミスタ膜がベースフィルムの表面に設けられる場合、ベースフィルムとしては、フラットかつフレキシブルなものであれば、ポリイミドフィルム以外のフィルムを用いることも可能である。サーミスタ膜が設けられたベースフィルムは、接着剤または両面テープなどにより、単電池の表面に貼り付けられることが好ましい。
本発明の組電池においては、隣接する単電池と単電池との間に１つのサーミスタ膜が設けられていてもよいし、複数のサーミスタ膜が設けられていてもよい。１組の単電池の間に複数のサーミスタ膜が設けられている場合、複数のサーミスタ膜は規則的に配置されていてもよいし、不規則に配置されていてもよい。例えば、複数のサーミスタ膜をマトリクス状に配置することにより、単電池の温度分布を測定することができる。
本発明の組電池においては、サーミスタ膜の厚みが１μｍ以上１０μｍ以下である。そのため、特許文献２に記載されている温度センサの取付構造を使用する場合と異なり、応力が集中しにくくなる。その結果、組電池が発熱する危険性が低減する。
本明細書において、サーミスタ膜の厚みは、以下の方法により測定される値である。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、サーミスタ膜の厚み方向における全体が１つの視野に入るように、サーミスタ膜の断面を３箇所ランダムに観察する。１つの視野において、サーミスタ膜が形成されている基材（ベースフィルムまたは単電池など）の最も高い部分を基準線としてサーミスタ膜の表面までの厚みを、５箇所計測する。全ての視野において上記の計測を行い、全ての計測箇所における平均値をサーミスタ膜の厚みとする。
本発明の組電池において、サーミスタ膜の厚みは、２μｍ以上であることが好ましく、３μｍ以上であることがより好ましい。また、サーミスタ膜の厚みは、８μｍ以下であることが好ましく、６μｍ以下であることがより好ましい。
本発明の組電池においては、サーミスタ膜の表面の凹凸が、サーミスタ膜の厚みの３０％以下であることが好ましい。
この場合、サーミスタ膜の表面が平坦となるため、外部から圧力を受けた場合や単電池が膨張した場合であっても、単電池の表面が損傷することがないため、安全性が高くなる。
本明細書において、サーミスタ膜の表面の凹凸は、以下の方法により測定される値である。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、３０ｋ倍の倍率で、サーミスタ膜の表面付近の断面を３箇所ランダムに観察する。１つの視野において、異なる３箇所の隣接する凸部と凸部との間について、凸部と凹部との高低差を計測する。全ての視野において上記の計測を行い、全ての計測箇所における平均値をサーミスタ膜の表面の凹凸とする。
本発明の組電池において、サーミスタ膜の表面の凹凸は、サーミスタ膜の厚みの１０％以下であることがより好ましい。具体的には、サーミスタ膜の表面の凹凸は、０．６μｍ以下であることが好ましく、０．３μｍ以下であることがより好ましい。
また、サーミスタ膜の表面の凹凸は、サーミスタ膜の厚みの１％以上であることが好ましい。
本発明の組電池において、サーミスタ膜は、エアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により形成されることが好ましい。
ＡＤ法とは、成膜対象となる基材に微粒子を含むエアロゾルを吹きつけることにより、基材に微粒子を堆積させて成膜を行う方法である。基材の表面に衝突した微粒子は、少なくともその一部が基材の表面に食い込んで、容易には剥離しない状態となる。その結果、緻密で密着性の高い膜が得られる。
本発明の組電池において、サーミスタ膜がＡＤ法により形成される場合、サーミスタ膜の機械的強度に優れ、剥離に対する耐性が高くなる。また、ＡＤ法により形成されたサーミスタ膜には柔軟性があるため、耐屈曲性も高くなる。したがって、ＡＤ法により形成されたサーミスタ膜を組電池に適用することによって、単電池が膨張及び収縮を繰り返した場合におけるサーミスタ膜の剥離を防止することができる。このような組電池は、特に、車載用途の組電池に好適である。
本発明の組電池において、サーミスタ膜は、サーミスタ膜が形成されている基材との界面に、０．０２μｍ以上２μｍ以下の食い込みを有することが好ましい。
なお、基材とは、例えば、図１ではベースフィルム３０であり、図２では単電池１０である。
図３は、図１に示す組電池のサーミスタ膜とベースフィルムとの界面付近を拡大した断面図である。
図３では、サーミスタ膜２０は、サーミスタ膜が形成されているベースフィルム３０との界面に食い込み２０ａを有している。
本明細書において、サーミスタ膜の食い込み量は、以下の方法により測定される値である。
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、３０ｋ倍の倍率で、サーミスタ膜と基材（ベースフィルムまたは単電池など）との界面付近の断面を３箇所ランダムに観察する。１つの視野において、サーミスタ膜の食い込み量（図３中、矢印で示す長さ）を計測する。全ての視野の中での最大値をサーミスタ膜の食い込み量とする。
本発明の組電池において、サーミスタ膜の食い込み量は、０．１μｍ以上であることが好ましく、１μｍ以下であることが好ましい。
本発明の組電池においては、サーミスタ膜に接続されたコネクタが、単電池の入出力電極が突出する側面とは異なる単電池の側面から突出していることが好ましい。
この場合、電池の入出力に起因する電磁ノイズなどの影響を防止することができ、また、ショートの危険性を低減させることができる。
図１及び図２では、サーミスタ膜２０に接続されたコネクタ３１が、単電池１０の入出力電極１１が突出する側面とは反対側の単電池１０の側面から突出しているが、単電池１０の入出力電極１１が突出する側面とは異なる単電池１０の側面であれば、他の側面から突出していてもよい。単電池の平面形状が四角形以外の多角形である場合も同様に、サーミスタ膜に接続されたコネクタは、単電池の入出力電極が突出する側面とは異なる単電池の側面から突出していることが好ましい。また、図１及び図２では、入出力電極１１が単電池１０の同じ側面から突出しているが、それぞれ別の側面から突出していてもよい。
本発明の組電池は、好ましくは、以下のように製造される。
単電池１０に貼り付けられたポリイミドフィルムなどのベースフィルム３０の表面に、ＡＤ法によりサーミスタ膜２０を形成した後、サーミスタ膜２０上にＡｇからなる櫛歯電極２１を印刷にて形成する。櫛歯電極２１には引き出し電極を設けて、入出力電極１１が設けられた側面とは異なる単電池１０の側面から突出するコネクタ３１に接続する。これらの電極は測温用の電極となり、一体に束ねられて容易に外部回路との接続が可能となっている。その後、各単電池１０を相互に密着させる。以上により、図１に示す組電池１が得られる。
また、サーミスタ膜２０を単電池１０の表面に直接形成することにより、図２に示す組電池２が得られる。
本発明の組電池は、上記実施形態に限定されるものではなく、組電池の構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
例えば、サーミスタ膜を形成する方法はＡＤ法に限定されず、スパッタ法などであってもよい。
各電極についても、材料、形成方法などは上記に限定されるものではない。上述した実施形態では櫛歯電極を用いたが、サーミスタ膜の表裏面に単純形状の電極を設け、その間の抵抗値を測定することで測温を行ってもよい。また、単電池ごとに一対の電極を設ける代わりに、複数の電極対を設けてもよい。複数の電極対を設けることで、単電池表面の水平方向で、さらに細かく測温することが可能である。
１，２　組電池
１０　　単電池
１１　　入出力電極
２０　　サーミスタ膜
２０ａ　サーミスタ膜の食い込み
２１　　櫛歯電極
３０　　ベースフィルム
３１　　コネクタ

Claims (6)

  1. 相互に隣接して配列された複数の単電池と、
    少なくとも１組の前記単電池の間に設けられ、厚みが１μｍ以上１０μｍ以下であるサーミスタ膜と、を備える、組電池。
  2. 前記サーミスタ膜の表面の凹凸が、前記サーミスタ膜の厚みの３０％以下である、請求項１に記載の組電池。
  3. 前記サーミスタ膜は、前記サーミスタ膜が形成されている基材との界面に、０．０２μｍ以上２μｍ以下の食い込みを有する、請求項１又は２に記載の組電池。
  4. 前記サーミスタ膜に接続されたコネクタが、前記単電池の入出力電極が突出する側面とは異なる前記単電池の側面から突出している、請求項１～３のいずれか１項に記載の組電池。
  5. 前記サーミスタ膜は、ベースフィルムの一方の表面に設けられ、
    前記ベースフィルムの他方の表面が前記単電池の表面に設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載の組電池。
  6. 前記サーミスタ膜は、前記単電池の表面に直接設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載の組電池。
PCT/JP2019/025608 2018-07-24 2019-06-27 組電池 Ceased WO2020021955A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018138594 2018-07-24
JP2018-138594 2018-07-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020021955A1 true WO2020021955A1 (ja) 2020-01-30

Family

ID=69181001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/025608 Ceased WO2020021955A1 (ja) 2018-07-24 2019-06-27 組電池

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2020021955A1 (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012093572A1 (ja) * 2011-01-07 2012-07-12 株式会社村田製作所 温度センサおよび温度センサ取り付け構造
JP2017084647A (ja) * 2015-10-29 2017-05-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池システム

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012093572A1 (ja) * 2011-01-07 2012-07-12 株式会社村田製作所 温度センサおよび温度センサ取り付け構造
JP2017084647A (ja) * 2015-10-29 2017-05-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電池システム

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5440697B2 (ja) 圧電アクチュエータ及び駆動装置
CN107073651B (zh) 传感器以及用于制造传感器的方法
CN105899934B (zh) 颗粒状物质检测元件、颗粒状物质检测传感器以及颗粒状物质检测元件的制造方法
US8661911B2 (en) Piezo-resistive pressure sensor
KR102045104B1 (ko) 온도 탐침 및 그 제조 방법
US9978484B2 (en) Metal nitride film for thermistor, process for producing same, and thermistor sensor of film type
US8222797B2 (en) Information processor and method for the production thereof
JP2016080566A (ja) 粒子状物質検出センサ
US20160290874A1 (en) Temperature sensor
JP2022008536A (ja) 電池パック
WO2020021955A1 (ja) 組電池
JP6920114B2 (ja) 電流センサ
JP2019066286A (ja) 熱流束計
CN107208999A (zh) 压电元件以及压电传感器
JP5447693B2 (ja) 加速度センサ
JP2011069648A (ja) 微小デバイス
EP4383992A1 (en) Thermoelectric conversion element
JP4911902B2 (ja) 圧電発電素子
US20250017111A1 (en) Thermoelectric conversion element and method for manufacturing thermoelectric conversion element
KR100807316B1 (ko) 전류-전압 발생용 적층형 압전소자의 구조
KR101340143B1 (ko) 압전-자성 마이크로 소자, 이를 포함하는 자기 센서 및 압전-자성 마이크로 소자의 제조 방법
JP5312274B2 (ja) 電子部品収納用パッケージ及び電子装置
JP2014187065A (ja) サーミスタ素子の製造方法
JP7023098B2 (ja) 力又は圧力を測定するための測定素子スタック及びこの種の測定素子スタックの製造方法
KR20230154690A (ko) 온도 센서 및 그의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19840781

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19840781

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP