二次電池装置、二次電池装置の製造方法
【課題】
機械的な方法による電池セルの位置決定では、筐体の設計可能範囲が絞られ、製造誤差などによる各電池セルの大きさの違いが一定以上となる場合は対応することができなかった。本二次電池装置は、各電池セルの大きさの個体差が大きい場合であっても電池セルを筐体への格納を可能とし、より小型かつ耐久性に優れた電池装置を提供する。
【解決手段】
本実施形態の二次電池装置は、筐体と、前記筐体内に収容された複数の電池セルと、前記電池セルと接着する接着剤と、前記筐体は、前記電池セルに対抗する内面と、を備え、
前記電池は、金属を主成分とした外缶をもち、前記筐体は、樹脂を構成分子の主成分とする二次電池装置。
機械的な方法による電池セルの位置決定では、筐体の設計可能範囲が絞られ、製造誤差などによる各電池セルの大きさの違いが一定以上となる場合は対応することができなかった。本二次電池装置は、各電池セルの大きさの個体差が大きい場合であっても電池セルを筐体への格納を可能とし、より小型かつ耐久性に優れた電池装置を提供する。
【解決手段】
本実施形態の二次電池装置は、筐体と、前記筐体内に収容された複数の電池セルと、前記電池セルと接着する接着剤と、前記筐体は、前記電池セルに対抗する内面と、を備え、
前記電池は、金属を主成分とした外缶をもち、前記筐体は、樹脂を構成分子の主成分とする二次電池装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、複数の二次電池セルを有する二次電池装置、二次電池装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の二次電池セルを有する二次電池装置では、各電池セルの位置を保持するために各電池セルを格納する筐体自体をネジなどで締め付ける事により行われていた。
【０００３】
また、複数の二次電池セルを有する二次電池装置において各電池セルを格納する筐体には、剛性を保つため一定以上の厚みのあるアッパーケースとロワーケースとを接続するセンターケースが利用されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２―３３０８６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、機械的な方法による電池セルの位置決定では、筐体の設計可能範囲が絞られ、製造誤差などによる各電池セルの大きさの違いが一定以上となる場合は対応することができなかった。
【０００６】
そこで、本実施形態の二次電池装置は、各電池セルの大きさの個体差が大きい場合であっても電池セルを筐体への格納を可能とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の二次電池装置は、筐体と、前記筐体内に収容された複数の電池セルと、前記電池セルと接着する接着剤と、前記筐体は、前記電池セルに対抗する内面と、前記内面に形成され前記電池を収容する係合溝と備え、
前記電池は、金属を主成分とした外缶をもち、前記筐体は、樹脂を構成分子の主成分とする二次電池装置。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る二次電池装置を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る二次電池装置の分解斜視図。
【図３】第１の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図。
【図４】第１の実施形態に係る接着剤のせん断弾性率の温度特性の一例と対数減衰率の温度特性の一例を示す図。
【図５】第１の実施形態に係る接着剤のＤＳＣサーモグラフの一例を示す図。
【図６】第２の実施形態に係る二次電池装置を示す斜視図。
【図７】第２の実施形態に係る二次電池装置の分解斜視図。
【図８】第２の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図。
【図９】第２の実施形態に係る二次電池装置の変形例を示す斜視図。
【図１０】第２の実施形態に係る二次電池装置の変形例の分解斜視図。
【図１１】第２の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図の変形例。
【図１２】第２の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図の変形例。
【図１３】第２の実施形態に係る二次電池装置の変形例を示す斜視図。
【図１４】第３の実施形態に係る二次電池装置を示す斜視図。
【図１５】第３の実施形態に係る二次電池装置の分解斜視図。
【図１６】第３の実施形態に係る電池セルの斜視図。
【図１７】第３の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図。
【図１８】第３の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図の変形例。
【図１９】第３の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図の変形例。
【図２０】第４の実施形態に係る電池セルの斜視図。
【図２１】第４の実施形態に係る電池セルの斜視図。
【図２２】第４の実施形態に係る電池セルの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施態様について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１乃至図５を用いて本実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、実施形態に係る二次電池装置の外観を示す斜視図、図２は、ケース、電池セルを分解して示す二次電池装置の分解斜視図である。
【００１２】
図１、図２に示すように、二次電池装置は、ほぼ矩形箱状のケース（筺体）１０と、ケース内に収容された複数、例えば、１０個の電池セル（二次電池）１２と、を備え、組電池として構成されている。
【００１３】
ケース１０は、上下が開放した矩形枠状のセンターケース１４、矩形板状に形成され底壁を構成するロワーケース１６、および、矩形板状に形成され天井壁を構成するアッパーケース１８の３つの分割部材を有している。そして、ロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８をこの順で互いに接合することにより、矩形箱状のケース１０が構成されている。ケース１０の各構成要素は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ポリフェニレンエーテル(ＰＰＥ)により形成されている。
【００１４】
各電池セル１２は、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な略直方体形状の外装容器と、外装容器内に非水電解液と共に収納された電極体と、を備えている。外装容器は、上端が開口した容器本体と、容器本体に溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋体とを有し、液密に形成されている。電極体は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な矩形状に形成されている。
【００１５】
容器本体の周囲には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルムが巻装されている。このフィルムは、外装容器の膨張を規制するとともに、外装容器と他の電池セル１２との短絡、あるいは、外装容器と他の部材との短絡を防止する。
【００１６】
図２に示すように、ロワーケース１６の内面には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝３８が形成されている。各係合溝３８は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、ロワーケース１６の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝３８は、ロワーケース１６の長手方向に所定の間隔を置いて、１列に並んで設けられている。
【００１７】
センターケース１４は、矩形枠状に形成され、長手方向に延び互いに対向する一対の側壁と、幅方向に延び互いに対向する他の一対の側壁を有している。
【００１８】
図２、図３に示すようにアッパーケース１８の内面側には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝５４が形成されている。各係合溝５４は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、アッパーケース１８の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝５４は、アッパーケース１８の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。
【００１９】
アッパーケース１８において、各係合溝５４の底には、電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対応する矩形状の透孔５６ａ、５６ｂが形成され、更に、電池セル１２の安全弁に対向する排気孔５７が形成されている。
【００２０】
上記のように構成されたロワーケース１６は、センターケース１４の下面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の底壁を構成している。アッパーケース１８は、センターケース１４の上面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の天井壁を構成している。センターケース１４は、隙間を置いて対向するロワーケース１６とアッパーケース１８との間に接合されている。
【００２１】
図３に示すように、電池セル１２は、セルユニットＣ毎にケース１０の収容室内に収容されている。各電池セル１２の下端部は、ロワーケース１６の係合溝３８に嵌合され、接着剤１００によりロワーケース１６に固定されている。各電池セル１２の上端部、つまり、電極端子が設けられている端部は、アッパーケース１８の係合溝５４に嵌合され、接着剤１００によりアッパーケース１８に固定されている。
【００２２】
このように係合溝３８、５４に嵌合させて電池セル間の位置が決まると、隣合う電池セルは、その外装容器３０の主面同士、すなわち、外装容器の幅の広い表面同士が所定の隙間を置いて平行に対向した状態で配置される。隣合うセルユニットＣも所定の隙間を置いて、平行に対向して配置される。そして、このような隙間を置いて平行に並んだ複数の電池セル１２の列が、１列平行に配置される。
【００２３】
電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、それぞれ透孔５６ａ、５６ｂに挿通され、アッパーケース１８の上面側に突出している。そして、各列のセルユニットはバスバー（図示しない）によって連結され、組電池を構成する。
【００２４】
本実施形態において、接続金具としてのバスバーは、導電材料、例えば、アルミニウム等からなる金属板を折曲げ成形して形成されている。
【００２５】
接着剤１００は、図４に示すように、摂氏−４０度〜８０度にガラス転移点が存在せず、引っ張りせん断強度が１Ｎ／ｍｍ２以上の強度を有する接着剤を用いて電池セルと筐体とを固定する。つまりＴｅｍｐ−Ｔδにてピークが存在していない。または、図５に示すようにＤＳＣでＤＤＳＣピークが存在しない。
【００２６】
なお、接着剤として加水分解性珪素含有基を有する有機重合体を用いて硬化する接着剤（代表的には加水分解性シリル基）、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤が耐候性に優れ、好適である。
【００２７】
中でも加水分解性珪素含有基を有する有機重合体を用いて硬化する接着剤は通常使用温度範囲で安定なゴム弾性状を維持し、外から加わる振動や衝撃の吸収性に優れるためより好適である。
【００２８】
また加水分解性珪素含有基を有する有機重合体を用いて硬化する接着剤は電池セルと外装材の接着においては、その安定なゴム弾性により線膨張係数差によるひずみや冷熱サイクルに対するひずみも吸収できるため、振動、衝撃、冷熱サイクルなどの環境変化耐久性に優れた二次電池装置を提供することができる。
【００２９】
さらに加水分解性珪素含有基を有する有機重合体を用いて硬化する接着剤とエポキシ系の接着剤が混合された接着剤はゴム弾性や耐候性を維持したまま接着強度を大きくできるため、より好適である。
【００３０】
その他、電池や金属製筐体と接着剤との接着を考慮するとシランカップリング剤が含まれる接着剤が接着強度が大きくなるため好適である。
【００３１】
その他、硬化前の接着剤にカルボン酸金属塩、有機スズ化合物、有機アルミニウム、有機ジルコニウム化合物などの有機金属化合物を含むものが接着強度が大きくなるため好適である。
【００３２】
（第２の実施形態）
図６乃至図１２を用いて本実施形態について説明する。
【００３３】
図６は、実施形態に係る二次電池装置の外観を示す斜視図、図７は、ケース、電池セルを分解して示す二次電池装置の分解斜視図である。
【００３４】
図６、図７に示すように、二次電池装置は、ほぼ矩形箱状のケース（筺体）１０と、ケース内に収容された複数、例えば、１０個の電池セル（二次電池）１２と、を備え、組電池として構成されている。
【００３５】
ケース１０は、上下が開放した矩形枠状のセンターケース１４、矩形板状に形成され底壁を構成するロワーケース１６、および、矩形板状に形成され天井壁を構成するアッパーケース１８の３つの分割部材を有している。そして、ロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８をこの順で互いに接合することにより、矩形箱状のケース１０が構成されている。ケース１０の各構成要素は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ポリフェニレンエーテル(ＰＰＥ)により形成されている。
【００３６】
各電池セル１２は、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な略直方体形状の外装容器と、外装容器内に非水電解液と共に収納された電極体と、を備えている。外装容器は、上端が開口した容器本体と、容器本体に溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋体とを有し、液密に形成されている。電極体は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な矩形状に形成されている。
【００３７】
容器本体の周囲には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルムが巻装されている。このフィルムは、外装容器の膨張を規制するとともに、外装容器と他の電池セル１２との短絡、あるいは、外装容器と他の部材との短絡を防止する。
【００３８】
図６に示すように、ロワーケース１６の内面には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝３８が形成されている。各係合溝３８は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、ロワーケース１６の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝３８は、ロワーケース１６の長手方向に所定の間隔を置いて、１列に並んで設けられている。
【００３９】
センターケース１４は、矩形枠状に形成され、長手方向に延び互いに対向する一対の側壁と、幅方向に延び互いに対向する他の一対の側壁を有している。
【００４０】
図７、図８に示すようにアッパーケース１８の内面側には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝５４が形成されている。各係合溝５４は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、アッパーケース１８の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝５４は、アッパーケース１８の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。
【００４１】
アッパーケース１８において、各係合溝５４の底には、電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対応する矩形状の透孔５６ａ、５６ｂが形成され、更に、電池セル１２の安全弁に対向する排気孔５７が形成されている。
【００４２】
上記のように構成されたロワーケース１６は、センターケース１４の下面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の底壁を構成している。アッパーケース１８は、センターケース１４の上面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の天井壁を構成している。センターケース１４は、隙間を置いて対向するロワーケース１６とアッパーケース１８との間に接合されている。
【００４３】
図８に示すように、電池セル１２は、セルユニットＣ毎にケース１０の収容室内に収容されている。各電池セル１２の下端部は、ロワーケース１６の係合溝３８に嵌合され、接着剤１００によりロワーケース１６に固定されている。各電池セル１２の上端部、つまり、電極端子が設けられている端部は、アッパーケース１８の係合溝５４に嵌合され、接着剤１００によりアッパーケース１８に固定されている。
【００４４】
このように係合溝３８、５４に嵌合させて電池セル間の位置が決まると、隣合う電池セルは、その外装容器３０の主面同士、すなわち、外装容器の幅の広い表面同士が所定の隙間を置いて平行に対向した状態で配置される。隣合うセルユニットＣも所定の隙間を置いて、平行に対向して配置される。そして、このような隙間を置いて平行に並んだ複数の電池セル１２の列が、１列平行に配置される。
【００４５】
電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、それぞれ透孔５６ａ、５６ｂに挿通され、アッパーケース１８の上面側に突出している。そして、各列のセルユニットはバスバー（図示しない）によって連結され、組電池を構成する。
【００４６】
本実施形態において、接続金具としてのバスバーは、導電材料、例えば、アルミニウム等からなる金属板を折曲げ成形して形成されている。
【００４７】
接着剤１００は、電池セルに対して２箇所以上に分けて塗布して利用する。例えば、図８、図１０、図１１、図１２に示すように電池セル１２を筐体１０に設置した場合のアッパーケースとロワーケース側に分けて塗布する。他に図１３に示すように電池セル１２の対角線の交点を除くように塗布（３か所以上に塗布）してもよい。このようにすることにより電池セルの変形しやすい部分除いた部分で接着剤を利用することで、組電池の強度を上げることができる。
【００４８】
また、電池セルの大きさが異なる場合でも電池セルの端子がついている上面の高さあわせが可能となる。
【００４９】
また、矩形二次電池の上部と下部に接着剤を塗布することで端子間の距離を一定に保ち、バスバーにかかる荷重を緩和するとともに、膨張による変形を許容することができる。
【００５０】
また、接着剤は空気に比べて熱伝導率が大きいため、接着剤で電池間を構造的に繋ぐことで、電池間の熱伝達が促され、筐体内で温度を一様にする効果が得られる。
【００５１】
さらに、接着時のみならず万が一接着剤が剥離した後も、緩衝材としての役割を担い、電池セル同士の衝突による破壊の確率を低減することができる。
【００５２】
（第３の実施形態）
図１４乃至図１９を用いて本実施形態について説明する。
【００５３】
図１４は、実施形態に係る二次電池装置の外観を示す斜視図、図１５は、ケース、電池セルを分解して示す二次電池装置の分解斜視図である。
【００５４】
図１４、図１５に示すように、二次電池装置は、ほぼ矩形箱状のケース（筺体）１０と、ケース内に収容された複数、例えば、１０個の電池セル（二次電池）１２と、を備え、組電池として構成されている。
【００５５】
ケース１０は、上下が開放した矩形枠状のセンターケース１４、矩形板状に形成され底壁を構成するロワーケース１６、および、矩形板状に形成され天井壁を構成するアッパーケース１８の３つの分割部材を有している。そして、ロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８をこの順で互いに接合することにより、矩形箱状のケース１０が構成されている。ケース１０の各構成要素は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ポリフェニレンエーテル(ＰＰＥ)により形成されている。
【００５６】
各電池セル１２は、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な略直方体形状の外装容器と、外装容器内に非水電解液と共に収納された電極体と、を備えている。外装容器は、上端が開口した容器本体と、容器本体に溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋体とを有し、液密に形成されている。電極体は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な矩形状に形成されている。端子面３２０は、図１５に示すように組み立て時にアッパーケースと接触または接着剤１００を介して接触する面である。下端面３３０は、端子面３２０と対抗しほぼ平行な面でありロワーケース１６と直接または接着剤１００を介して接触する面である。周囲面３４０は、電池のいわゆる外缶であって上記端子面と下端面を除く四面である。
【００５７】
容器本体の周囲には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルムが巻装されている。このフィルムは、外装容器の膨張を規制するとともに、外装容器と他の電池セル１２との短絡、あるいは、外装容器と他の部材との短絡を防止する。
【００５８】
図１５に示すように、ロワーケース１６の内面には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝３８が形成されている。各係合溝３８は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、ロワーケース１６の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝３８は、ロワーケース１６の長手方向に所定の間隔を置いて、１列に並んで設けられている。
【００５９】
センターケース１４は、矩形枠状に形成され、長手方向に延び互いに対向する一対の側壁と、幅方向に延び互いに対向する他の一対の側壁を有している。
【００６０】
図１５に示すようにアッパーケース１８の内面側には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝５４が形成されている。各係合溝５４は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、アッパーケース１８の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝５４は、アッパーケース１８の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。
【００６１】
アッパーケース１８において、各係合溝５４の底には、電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対応する矩形状の透孔５６ａ、５６ｂが形成され、更に、電池セル１２の安全弁に対向する排気孔５７が形成されている。
【００６２】
上記のように構成されたロワーケース１６は、センターケース１４の下面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の底壁を構成している。アッパーケース１８は、センターケース１４の上面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の天井壁を構成している。センターケース１４は、隙間を置いて対向するロワーケース１６とアッパーケース１８との間に接合されている。
【００６３】
図１５に示すように、電池セル１２は、セルユニットＣ毎にケース１０の収容室内に収容されている。各電池セル１２の下端部は、ロワーケース１６の係合溝３８に嵌合され、接着剤１００によりロワーケース１６に固定されている。各電池セル１２の上端部、つまり、電極端子が設けられている端部は、アッパーケース１８の係合溝５４に嵌合され、接着剤１００によりアッパーケース１８に固定されている。
【００６４】
このように係合溝３８、５４に嵌合させて電池セル間の位置が決まると、隣合う電池セルは、その外装容器３０の主面同士、すなわち、外装容器の幅の広い表面同士が所定の隙間を置いて平行に対向した状態で配置される。隣合うセルユニットＣも所定の隙間を置いて、平行に対向して配置される。そして、このような隙間を置いて平行に並んだ複数の電池セル１２の列が、１列平行に配置される。
【００６５】
電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、それぞれ透孔５６ａ、５６ｂに挿通され、アッパーケース１８の上面側に突出している。そして、各列のセルユニットはバスバー（図示しない）によって連結され、組電池を構成する。
【００６６】
本実施形態において、接続金具としてのバスバーは、導電材料、例えば、アルミニウム等からなる金属板を折曲げ成形して形成されている。
【００６７】
接着剤１００は、電池セルに対してアッパーケースとの接続およびロワーケースとの接続箇所の２箇所以上に分けて塗布して利用する。例えば、図１７、図１８、図１９に示している。このよう電池セルを二次電池装置の梁として利用することができ、モジュールに加わる力がケース−接着剤−電池セルとなることで電池モジュール（二次電池装置）全体の強度を保つことができる。これにより、センターケース１４の厚みを薄くしても必要強度を確保することができるようになる。
【００６８】
例えば、図１７に示したようにアッパーケースとは電池セル１２の端子面、周囲面に塗布した接着剤を介して、ロワーケースとは下端面と周囲面とに塗布した接着剤を介して接着する。
【００６９】
他に、図１８に示したように、アッパーケースとは電池セル１２の周囲面に塗布した接着剤を介して、ロワーケースとは下端面と周囲面に塗布した接着剤とを介して接着する。このように端子面には接着剤を塗布しない。各電池セル１２の端子面と下端面の高さの違いに柔軟に対応することができる。
【００７０】
他に、図１９に示すように、アッパーケースとは電池セル１２の端子面の周囲面側に一部と付した接着剤と、周囲面に塗布した接着剤を介して、ロワーケースとは下端面の周囲面側に一部と付した接着剤と、周囲面に塗布した接着剤とを介して接着する。このように電池セルの角部を固定することに強度を保ちながらも電池セルの変形にも柔軟に対応できる。
【００７１】
また、矩形二次電池の上部と下部に接着剤を塗布することで端子間の距離を一定に保ち、バスバーにかかる荷重を緩和するとともに、膨張による変形を許容することができる。
【００７２】
また、接着剤は空気に比べて熱伝導率が大きいため、接着剤で電池間を構造的に繋ぐことで、電池間の熱伝達が促され、筐体内で温度を一様にする効果が得られる。
【００７３】
さらに、接着時のみならず万が一接着剤が剥離した後も、緩衝材としての役割を担い、電池セル同士の衝突による破壊の確率を低減することができる。
【００７４】
このように複数のケース部材（アッパーケースやロワーケースなど）と電池セルをそれぞれ各個に接着剤で固定することにより、電池セル自身をモジュール構造の梁として利用することができ、モジュールに加わる力が、ケースと、接着剤と、セルを伝わりモジュール全体にかかる力を分散することができる。これにより、ケースの肉厚を薄くしてもモジュール全体の強度を保つことができ、長期にわたって構造強度を維持することができる。また、従来と同じ強度とするためにより少ない部材でモジュールの構成をすることができる。
【００７５】
（第４の実施形態）
図２０乃至図２２を用いて本実施形態について説明する。
【００７６】
図２０、図２１、図２２は、第４の実施形態に係る電池セルの斜視図である。
【００７７】
本実施形態では電池セル１２を固定するために、接着剤１００の塗布される位置を特定している。なお、本実施形態では電池セル１２に接着剤１００を塗布しているように記載しているが、図２０、図２１に記載した位置に接着剤１００が電池セル１２に塗布されるようにセンターケース１４、ロワーケース１６、アッパーケース１８に塗布してもよい。また、いずれかのケース、電池セル１２双方に塗布してもよい。
【００７８】
本実施形態の図２０では、正極端子３２ａ、負極端子３２ｂを有する端子面３２０と、下端面３３０双方に長手方向に沿って２つのラインを形成するように接着剤１００を塗布している。下端面３３０には、さらに短手方向に沿って２つのラインを形成するように接着剤１００を塗布している。
【００７９】
下端面３３０に塗布される長手方向と短手方向の接着剤のラインの合計は、端子面３２０に塗布される接着剤のラインよりも長い。または、下端面３３０に塗られる接着剤の方が端子面３２０に塗布される量より多い。
【００８０】
本実施形態の図２０では、正極端子３２ａ、負極端子３２ｂを有する端子面３２０と、下端面３３０双方に長手方向に沿って２つのラインを形成するように接着剤１００を塗布している。下端面３３０には、さらに短手方向に沿って２つのラインを形成するように接着剤１００を塗布している。
【００８１】
セル１２とアッパーケース１８、及びセル１２とロアケース１６を接着剤１００を用いて十分な接着力を得るために、端子面３２０、及び下端面３３０に接着剤１００がどのような形状であっても一定の面積以上塗布される必要がある。
【００８２】
図２０のように端子面３２０と下端面３３０においては、その中心点に対して点対称状の位置、なおかつ中心点からの距離が多く取れるセルの外周部分に塗布している。これよって電池セル１２にかかる並進方向・回転方向全方向の力に対してより効果的な保持力を得、より少ない接着面積で電池セルを保持することができる。
【００８３】
また端子面３２０の接着剤については、電池セル１２の変形（経時による膨れ等）の際に正極端子３２ａ、負極端子３２ｂの位置ズレを抑えるためにはセルの短手方向ではなく、長手方向の中心部を含む塗布位置としている。これによって電池セルが膨れてしまった場合においても端子の位置ズレが少なくなり、端子接続部への応力集中が軽減でき、電池セルが膨れてしまった場合でも耐衝撃性や耐振動性の低下が少ない電池モジュールを提供することができる。
【００８４】
さらに周囲面に接着剤１００を塗布してもよい。
【００８５】
この他同様の効果を奏する形態として図２１に示すように、端子面３２０と、下端面３３０双方に接着剤１００を長手方向に沿って塗布している。端子面３２０に塗布された接着剤のラインの方が長く、下端面３３０に塗布された接着剤のラインの方が短い。また、端子面３２０に塗布した接着剤は、略線対象に、下端面３３０に塗布された接着剤は、下端面３３０の略中心点に対して略点対象に塗布している。
【００８６】
また、図２２では、端子面３２０では主に長手方向に接着剤を塗布し、下端面３３０には主に短手方向に接着剤を塗布している。端面３２０の長手方向の接着剤の塗布量の方が多く、下端面３３０の短手方向への接着剤の塗布量の方が少ない。
【００８７】
（第１，２，３、４の実施形態の変形例）
第１，２，３、４の実施形態では、ケース１０の各構成要素は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ポリフェニレンエーテル(ＰＰＥ)により形成されていると記載したが、これに代えて金属を用いても良い。また、金属に耐腐食性のコーティングや、絶縁コーティングをほどこしたものであってもよい。
【００８８】
また、容器本体の周囲には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルムが巻装されていると記載したが、この絶縁性のフィルムに代えて、各電池セル１２の間に絶縁板（シート）を挟んでいてもよい。この絶縁シートは、直列関係にある電池セルの間には差し込み、並列関係にある電池セルの間については差し込まないなど挿入箇所を適宜選択してもよい。並列関係にある電池セルについては同電位にあるためこのような絶縁シートを挿入することにより絶縁シートの使用量を適切に減らすことができる。
【００８９】
また、上記のように構成されたロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８とは、ネジ止めされていると記載したが、必ずともネジ止めする必要はない。ロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８、電池セル１２が接着剤を介して接続されている場合十分な強度が得られるためである。このようにネジを利用しないことにより二次電池装置全体としての体積効率、生産性があがることはいうまでもない。
【００９０】
また、本実施形態では、係合溝３８に電池セル１２の一部を挿入しているが、必ずしも挿入しなくても良いし、係合溝３８自体を設けないことも可能である。また、係合溝３８の数と、設置する電池セル１２の数は必ずしも同じである必要はなく、係合溝が１０個に対して電池セルが９個であってもよい。
【００９１】
なお、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨
を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されて
いる複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態に
示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる
構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、セルユニットは、１０個に限らず、必要に応じて増減可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１０…ケース（筐体）、１２…電池セル、１４…センターケース、 １６…ロワーケース、１８…アッパーケース、３２ａ…正極端子、３２ｂ…負極端子、１００…接着剤
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、複数の二次電池セルを有する二次電池装置、二次電池装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の二次電池セルを有する二次電池装置では、各電池セルの位置を保持するために各電池セルを格納する筐体自体をネジなどで締め付ける事により行われていた。
【０００３】
また、複数の二次電池セルを有する二次電池装置において各電池セルを格納する筐体には、剛性を保つため一定以上の厚みのあるアッパーケースとロワーケースとを接続するセンターケースが利用されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２―３３０８６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、機械的な方法による電池セルの位置決定では、筐体の設計可能範囲が絞られ、製造誤差などによる各電池セルの大きさの違いが一定以上となる場合は対応することができなかった。
【０００６】
そこで、本実施形態の二次電池装置は、各電池セルの大きさの個体差が大きい場合であっても電池セルを筐体への格納を可能とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施形態の二次電池装置は、筐体と、前記筐体内に収容された複数の電池セルと、前記電池セルと接着する接着剤と、前記筐体は、前記電池セルに対抗する内面と、前記内面に形成され前記電池を収容する係合溝と備え、
前記電池は、金属を主成分とした外缶をもち、前記筐体は、樹脂を構成分子の主成分とする二次電池装置。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る二次電池装置を示す斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る二次電池装置の分解斜視図。
【図３】第１の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図。
【図４】第１の実施形態に係る接着剤のせん断弾性率の温度特性の一例と対数減衰率の温度特性の一例を示す図。
【図５】第１の実施形態に係る接着剤のＤＳＣサーモグラフの一例を示す図。
【図６】第２の実施形態に係る二次電池装置を示す斜視図。
【図７】第２の実施形態に係る二次電池装置の分解斜視図。
【図８】第２の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図。
【図９】第２の実施形態に係る二次電池装置の変形例を示す斜視図。
【図１０】第２の実施形態に係る二次電池装置の変形例の分解斜視図。
【図１１】第２の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図の変形例。
【図１２】第２の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図の変形例。
【図１３】第２の実施形態に係る二次電池装置の変形例を示す斜視図。
【図１４】第３の実施形態に係る二次電池装置を示す斜視図。
【図１５】第３の実施形態に係る二次電池装置の分解斜視図。
【図１６】第３の実施形態に係る電池セルの斜視図。
【図１７】第３の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図。
【図１８】第３の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図の変形例。
【図１９】第３の実施形態に係る二次電池装置の長手方向断面図の変形例。
【図２０】第４の実施形態に係る電池セルの斜視図。
【図２１】第４の実施形態に係る電池セルの斜視図。
【図２２】第４の実施形態に係る電池セルの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施態様について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
図１乃至図５を用いて本実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、実施形態に係る二次電池装置の外観を示す斜視図、図２は、ケース、電池セルを分解して示す二次電池装置の分解斜視図である。
【００１２】
図１、図２に示すように、二次電池装置は、ほぼ矩形箱状のケース（筺体）１０と、ケース内に収容された複数、例えば、１０個の電池セル（二次電池）１２と、を備え、組電池として構成されている。
【００１３】
ケース１０は、上下が開放した矩形枠状のセンターケース１４、矩形板状に形成され底壁を構成するロワーケース１６、および、矩形板状に形成され天井壁を構成するアッパーケース１８の３つの分割部材を有している。そして、ロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８をこの順で互いに接合することにより、矩形箱状のケース１０が構成されている。ケース１０の各構成要素は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ポリフェニレンエーテル(ＰＰＥ)により形成されている。
【００１４】
各電池セル１２は、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な略直方体形状の外装容器と、外装容器内に非水電解液と共に収納された電極体と、を備えている。外装容器は、上端が開口した容器本体と、容器本体に溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋体とを有し、液密に形成されている。電極体は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な矩形状に形成されている。
【００１５】
容器本体の周囲には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルムが巻装されている。このフィルムは、外装容器の膨張を規制するとともに、外装容器と他の電池セル１２との短絡、あるいは、外装容器と他の部材との短絡を防止する。
【００１６】
図２に示すように、ロワーケース１６の内面には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝３８が形成されている。各係合溝３８は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、ロワーケース１６の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝３８は、ロワーケース１６の長手方向に所定の間隔を置いて、１列に並んで設けられている。
【００１７】
センターケース１４は、矩形枠状に形成され、長手方向に延び互いに対向する一対の側壁と、幅方向に延び互いに対向する他の一対の側壁を有している。
【００１８】
図２、図３に示すようにアッパーケース１８の内面側には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝５４が形成されている。各係合溝５４は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、アッパーケース１８の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝５４は、アッパーケース１８の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。
【００１９】
アッパーケース１８において、各係合溝５４の底には、電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対応する矩形状の透孔５６ａ、５６ｂが形成され、更に、電池セル１２の安全弁に対向する排気孔５７が形成されている。
【００２０】
上記のように構成されたロワーケース１６は、センターケース１４の下面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の底壁を構成している。アッパーケース１８は、センターケース１４の上面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の天井壁を構成している。センターケース１４は、隙間を置いて対向するロワーケース１６とアッパーケース１８との間に接合されている。
【００２１】
図３に示すように、電池セル１２は、セルユニットＣ毎にケース１０の収容室内に収容されている。各電池セル１２の下端部は、ロワーケース１６の係合溝３８に嵌合され、接着剤１００によりロワーケース１６に固定されている。各電池セル１２の上端部、つまり、電極端子が設けられている端部は、アッパーケース１８の係合溝５４に嵌合され、接着剤１００によりアッパーケース１８に固定されている。
【００２２】
このように係合溝３８、５４に嵌合させて電池セル間の位置が決まると、隣合う電池セルは、その外装容器３０の主面同士、すなわち、外装容器の幅の広い表面同士が所定の隙間を置いて平行に対向した状態で配置される。隣合うセルユニットＣも所定の隙間を置いて、平行に対向して配置される。そして、このような隙間を置いて平行に並んだ複数の電池セル１２の列が、１列平行に配置される。
【００２３】
電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、それぞれ透孔５６ａ、５６ｂに挿通され、アッパーケース１８の上面側に突出している。そして、各列のセルユニットはバスバー（図示しない）によって連結され、組電池を構成する。
【００２４】
本実施形態において、接続金具としてのバスバーは、導電材料、例えば、アルミニウム等からなる金属板を折曲げ成形して形成されている。
【００２５】
接着剤１００は、図４に示すように、摂氏−４０度〜８０度にガラス転移点が存在せず、引っ張りせん断強度が１Ｎ／ｍｍ２以上の強度を有する接着剤を用いて電池セルと筐体とを固定する。つまりＴｅｍｐ−Ｔδにてピークが存在していない。または、図５に示すようにＤＳＣでＤＤＳＣピークが存在しない。
【００２６】
なお、接着剤として加水分解性珪素含有基を有する有機重合体を用いて硬化する接着剤（代表的には加水分解性シリル基）、アクリル樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤が耐候性に優れ、好適である。
【００２７】
中でも加水分解性珪素含有基を有する有機重合体を用いて硬化する接着剤は通常使用温度範囲で安定なゴム弾性状を維持し、外から加わる振動や衝撃の吸収性に優れるためより好適である。
【００２８】
また加水分解性珪素含有基を有する有機重合体を用いて硬化する接着剤は電池セルと外装材の接着においては、その安定なゴム弾性により線膨張係数差によるひずみや冷熱サイクルに対するひずみも吸収できるため、振動、衝撃、冷熱サイクルなどの環境変化耐久性に優れた二次電池装置を提供することができる。
【００２９】
さらに加水分解性珪素含有基を有する有機重合体を用いて硬化する接着剤とエポキシ系の接着剤が混合された接着剤はゴム弾性や耐候性を維持したまま接着強度を大きくできるため、より好適である。
【００３０】
その他、電池や金属製筐体と接着剤との接着を考慮するとシランカップリング剤が含まれる接着剤が接着強度が大きくなるため好適である。
【００３１】
その他、硬化前の接着剤にカルボン酸金属塩、有機スズ化合物、有機アルミニウム、有機ジルコニウム化合物などの有機金属化合物を含むものが接着強度が大きくなるため好適である。
【００３２】
（第２の実施形態）
図６乃至図１２を用いて本実施形態について説明する。
【００３３】
図６は、実施形態に係る二次電池装置の外観を示す斜視図、図７は、ケース、電池セルを分解して示す二次電池装置の分解斜視図である。
【００３４】
図６、図７に示すように、二次電池装置は、ほぼ矩形箱状のケース（筺体）１０と、ケース内に収容された複数、例えば、１０個の電池セル（二次電池）１２と、を備え、組電池として構成されている。
【００３５】
ケース１０は、上下が開放した矩形枠状のセンターケース１４、矩形板状に形成され底壁を構成するロワーケース１６、および、矩形板状に形成され天井壁を構成するアッパーケース１８の３つの分割部材を有している。そして、ロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８をこの順で互いに接合することにより、矩形箱状のケース１０が構成されている。ケース１０の各構成要素は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ポリフェニレンエーテル(ＰＰＥ)により形成されている。
【００３６】
各電池セル１２は、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な略直方体形状の外装容器と、外装容器内に非水電解液と共に収納された電極体と、を備えている。外装容器は、上端が開口した容器本体と、容器本体に溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋体とを有し、液密に形成されている。電極体は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な矩形状に形成されている。
【００３７】
容器本体の周囲には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルムが巻装されている。このフィルムは、外装容器の膨張を規制するとともに、外装容器と他の電池セル１２との短絡、あるいは、外装容器と他の部材との短絡を防止する。
【００３８】
図６に示すように、ロワーケース１６の内面には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝３８が形成されている。各係合溝３８は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、ロワーケース１６の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝３８は、ロワーケース１６の長手方向に所定の間隔を置いて、１列に並んで設けられている。
【００３９】
センターケース１４は、矩形枠状に形成され、長手方向に延び互いに対向する一対の側壁と、幅方向に延び互いに対向する他の一対の側壁を有している。
【００４０】
図７、図８に示すようにアッパーケース１８の内面側には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝５４が形成されている。各係合溝５４は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、アッパーケース１８の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝５４は、アッパーケース１８の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。
【００４１】
アッパーケース１８において、各係合溝５４の底には、電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対応する矩形状の透孔５６ａ、５６ｂが形成され、更に、電池セル１２の安全弁に対向する排気孔５７が形成されている。
【００４２】
上記のように構成されたロワーケース１６は、センターケース１４の下面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の底壁を構成している。アッパーケース１８は、センターケース１４の上面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の天井壁を構成している。センターケース１４は、隙間を置いて対向するロワーケース１６とアッパーケース１８との間に接合されている。
【００４３】
図８に示すように、電池セル１２は、セルユニットＣ毎にケース１０の収容室内に収容されている。各電池セル１２の下端部は、ロワーケース１６の係合溝３８に嵌合され、接着剤１００によりロワーケース１６に固定されている。各電池セル１２の上端部、つまり、電極端子が設けられている端部は、アッパーケース１８の係合溝５４に嵌合され、接着剤１００によりアッパーケース１８に固定されている。
【００４４】
このように係合溝３８、５４に嵌合させて電池セル間の位置が決まると、隣合う電池セルは、その外装容器３０の主面同士、すなわち、外装容器の幅の広い表面同士が所定の隙間を置いて平行に対向した状態で配置される。隣合うセルユニットＣも所定の隙間を置いて、平行に対向して配置される。そして、このような隙間を置いて平行に並んだ複数の電池セル１２の列が、１列平行に配置される。
【００４５】
電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、それぞれ透孔５６ａ、５６ｂに挿通され、アッパーケース１８の上面側に突出している。そして、各列のセルユニットはバスバー（図示しない）によって連結され、組電池を構成する。
【００４６】
本実施形態において、接続金具としてのバスバーは、導電材料、例えば、アルミニウム等からなる金属板を折曲げ成形して形成されている。
【００４７】
接着剤１００は、電池セルに対して２箇所以上に分けて塗布して利用する。例えば、図８、図１０、図１１、図１２に示すように電池セル１２を筐体１０に設置した場合のアッパーケースとロワーケース側に分けて塗布する。他に図１３に示すように電池セル１２の対角線の交点を除くように塗布（３か所以上に塗布）してもよい。このようにすることにより電池セルの変形しやすい部分除いた部分で接着剤を利用することで、組電池の強度を上げることができる。
【００４８】
また、電池セルの大きさが異なる場合でも電池セルの端子がついている上面の高さあわせが可能となる。
【００４９】
また、矩形二次電池の上部と下部に接着剤を塗布することで端子間の距離を一定に保ち、バスバーにかかる荷重を緩和するとともに、膨張による変形を許容することができる。
【００５０】
また、接着剤は空気に比べて熱伝導率が大きいため、接着剤で電池間を構造的に繋ぐことで、電池間の熱伝達が促され、筐体内で温度を一様にする効果が得られる。
【００５１】
さらに、接着時のみならず万が一接着剤が剥離した後も、緩衝材としての役割を担い、電池セル同士の衝突による破壊の確率を低減することができる。
【００５２】
（第３の実施形態）
図１４乃至図１９を用いて本実施形態について説明する。
【００５３】
図１４は、実施形態に係る二次電池装置の外観を示す斜視図、図１５は、ケース、電池セルを分解して示す二次電池装置の分解斜視図である。
【００５４】
図１４、図１５に示すように、二次電池装置は、ほぼ矩形箱状のケース（筺体）１０と、ケース内に収容された複数、例えば、１０個の電池セル（二次電池）１２と、を備え、組電池として構成されている。
【００５５】
ケース１０は、上下が開放した矩形枠状のセンターケース１４、矩形板状に形成され底壁を構成するロワーケース１６、および、矩形板状に形成され天井壁を構成するアッパーケース１８の３つの分割部材を有している。そして、ロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８をこの順で互いに接合することにより、矩形箱状のケース１０が構成されている。ケース１０の各構成要素は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ポリフェニレンエーテル(ＰＰＥ)により形成されている。
【００５６】
各電池セル１２は、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な略直方体形状の外装容器と、外装容器内に非水電解液と共に収納された電極体と、を備えている。外装容器は、上端が開口した容器本体と、容器本体に溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋体とを有し、液密に形成されている。電極体は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な矩形状に形成されている。端子面３２０は、図１５に示すように組み立て時にアッパーケースと接触または接着剤１００を介して接触する面である。下端面３３０は、端子面３２０と対抗しほぼ平行な面でありロワーケース１６と直接または接着剤１００を介して接触する面である。周囲面３４０は、電池のいわゆる外缶であって上記端子面と下端面を除く四面である。
【００５７】
容器本体の周囲には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルムが巻装されている。このフィルムは、外装容器の膨張を規制するとともに、外装容器と他の電池セル１２との短絡、あるいは、外装容器と他の部材との短絡を防止する。
【００５８】
図１５に示すように、ロワーケース１６の内面には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝３８が形成されている。各係合溝３８は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、ロワーケース１６の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝３８は、ロワーケース１６の長手方向に所定の間隔を置いて、１列に並んで設けられている。
【００５９】
センターケース１４は、矩形枠状に形成され、長手方向に延び互いに対向する一対の側壁と、幅方向に延び互いに対向する他の一対の側壁を有している。
【００６０】
図１５に示すようにアッパーケース１８の内面側には、電池セル１２の数に対応した数、ここでは、１０個の係合溝５４が形成されている。各係合溝５４は、電池セル１２の外装容器の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、アッパーケース１８の幅方向に沿って延びている。複数の係合溝５４は、アッパーケース１８の長手方向に所定の間隔を置いて、２列に並んで設けられている。
【００６１】
アッパーケース１８において、各係合溝５４の底には、電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂに対応する矩形状の透孔５６ａ、５６ｂが形成され、更に、電池セル１２の安全弁に対向する排気孔５７が形成されている。
【００６２】
上記のように構成されたロワーケース１６は、センターケース１４の下面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の底壁を構成している。アッパーケース１８は、センターケース１４の上面側にねじ止めされてセンターケースに固定され、ケース１０の天井壁を構成している。センターケース１４は、隙間を置いて対向するロワーケース１６とアッパーケース１８との間に接合されている。
【００６３】
図１５に示すように、電池セル１２は、セルユニットＣ毎にケース１０の収容室内に収容されている。各電池セル１２の下端部は、ロワーケース１６の係合溝３８に嵌合され、接着剤１００によりロワーケース１６に固定されている。各電池セル１２の上端部、つまり、電極端子が設けられている端部は、アッパーケース１８の係合溝５４に嵌合され、接着剤１００によりアッパーケース１８に固定されている。
【００６４】
このように係合溝３８、５４に嵌合させて電池セル間の位置が決まると、隣合う電池セルは、その外装容器３０の主面同士、すなわち、外装容器の幅の広い表面同士が所定の隙間を置いて平行に対向した状態で配置される。隣合うセルユニットＣも所定の隙間を置いて、平行に対向して配置される。そして、このような隙間を置いて平行に並んだ複数の電池セル１２の列が、１列平行に配置される。
【００６５】
電池セル１２の正極端子３２ａおよび負極端子３２ｂは、それぞれ透孔５６ａ、５６ｂに挿通され、アッパーケース１８の上面側に突出している。そして、各列のセルユニットはバスバー（図示しない）によって連結され、組電池を構成する。
【００６６】
本実施形態において、接続金具としてのバスバーは、導電材料、例えば、アルミニウム等からなる金属板を折曲げ成形して形成されている。
【００６７】
接着剤１００は、電池セルに対してアッパーケースとの接続およびロワーケースとの接続箇所の２箇所以上に分けて塗布して利用する。例えば、図１７、図１８、図１９に示している。このよう電池セルを二次電池装置の梁として利用することができ、モジュールに加わる力がケース−接着剤−電池セルとなることで電池モジュール（二次電池装置）全体の強度を保つことができる。これにより、センターケース１４の厚みを薄くしても必要強度を確保することができるようになる。
【００６８】
例えば、図１７に示したようにアッパーケースとは電池セル１２の端子面、周囲面に塗布した接着剤を介して、ロワーケースとは下端面と周囲面とに塗布した接着剤を介して接着する。
【００６９】
他に、図１８に示したように、アッパーケースとは電池セル１２の周囲面に塗布した接着剤を介して、ロワーケースとは下端面と周囲面に塗布した接着剤とを介して接着する。このように端子面には接着剤を塗布しない。各電池セル１２の端子面と下端面の高さの違いに柔軟に対応することができる。
【００７０】
他に、図１９に示すように、アッパーケースとは電池セル１２の端子面の周囲面側に一部と付した接着剤と、周囲面に塗布した接着剤を介して、ロワーケースとは下端面の周囲面側に一部と付した接着剤と、周囲面に塗布した接着剤とを介して接着する。このように電池セルの角部を固定することに強度を保ちながらも電池セルの変形にも柔軟に対応できる。
【００７１】
また、矩形二次電池の上部と下部に接着剤を塗布することで端子間の距離を一定に保ち、バスバーにかかる荷重を緩和するとともに、膨張による変形を許容することができる。
【００７２】
また、接着剤は空気に比べて熱伝導率が大きいため、接着剤で電池間を構造的に繋ぐことで、電池間の熱伝達が促され、筐体内で温度を一様にする効果が得られる。
【００７３】
さらに、接着時のみならず万が一接着剤が剥離した後も、緩衝材としての役割を担い、電池セル同士の衝突による破壊の確率を低減することができる。
【００７４】
このように複数のケース部材（アッパーケースやロワーケースなど）と電池セルをそれぞれ各個に接着剤で固定することにより、電池セル自身をモジュール構造の梁として利用することができ、モジュールに加わる力が、ケースと、接着剤と、セルを伝わりモジュール全体にかかる力を分散することができる。これにより、ケースの肉厚を薄くしてもモジュール全体の強度を保つことができ、長期にわたって構造強度を維持することができる。また、従来と同じ強度とするためにより少ない部材でモジュールの構成をすることができる。
【００７５】
（第４の実施形態）
図２０乃至図２２を用いて本実施形態について説明する。
【００７６】
図２０、図２１、図２２は、第４の実施形態に係る電池セルの斜視図である。
【００７７】
本実施形態では電池セル１２を固定するために、接着剤１００の塗布される位置を特定している。なお、本実施形態では電池セル１２に接着剤１００を塗布しているように記載しているが、図２０、図２１に記載した位置に接着剤１００が電池セル１２に塗布されるようにセンターケース１４、ロワーケース１６、アッパーケース１８に塗布してもよい。また、いずれかのケース、電池セル１２双方に塗布してもよい。
【００７８】
本実施形態の図２０では、正極端子３２ａ、負極端子３２ｂを有する端子面３２０と、下端面３３０双方に長手方向に沿って２つのラインを形成するように接着剤１００を塗布している。下端面３３０には、さらに短手方向に沿って２つのラインを形成するように接着剤１００を塗布している。
【００７９】
下端面３３０に塗布される長手方向と短手方向の接着剤のラインの合計は、端子面３２０に塗布される接着剤のラインよりも長い。または、下端面３３０に塗られる接着剤の方が端子面３２０に塗布される量より多い。
【００８０】
本実施形態の図２０では、正極端子３２ａ、負極端子３２ｂを有する端子面３２０と、下端面３３０双方に長手方向に沿って２つのラインを形成するように接着剤１００を塗布している。下端面３３０には、さらに短手方向に沿って２つのラインを形成するように接着剤１００を塗布している。
【００８１】
セル１２とアッパーケース１８、及びセル１２とロアケース１６を接着剤１００を用いて十分な接着力を得るために、端子面３２０、及び下端面３３０に接着剤１００がどのような形状であっても一定の面積以上塗布される必要がある。
【００８２】
図２０のように端子面３２０と下端面３３０においては、その中心点に対して点対称状の位置、なおかつ中心点からの距離が多く取れるセルの外周部分に塗布している。これよって電池セル１２にかかる並進方向・回転方向全方向の力に対してより効果的な保持力を得、より少ない接着面積で電池セルを保持することができる。
【００８３】
また端子面３２０の接着剤については、電池セル１２の変形（経時による膨れ等）の際に正極端子３２ａ、負極端子３２ｂの位置ズレを抑えるためにはセルの短手方向ではなく、長手方向の中心部を含む塗布位置としている。これによって電池セルが膨れてしまった場合においても端子の位置ズレが少なくなり、端子接続部への応力集中が軽減でき、電池セルが膨れてしまった場合でも耐衝撃性や耐振動性の低下が少ない電池モジュールを提供することができる。
【００８４】
さらに周囲面に接着剤１００を塗布してもよい。
【００８５】
この他同様の効果を奏する形態として図２１に示すように、端子面３２０と、下端面３３０双方に接着剤１００を長手方向に沿って塗布している。端子面３２０に塗布された接着剤のラインの方が長く、下端面３３０に塗布された接着剤のラインの方が短い。また、端子面３２０に塗布した接着剤は、略線対象に、下端面３３０に塗布された接着剤は、下端面３３０の略中心点に対して略点対象に塗布している。
【００８６】
また、図２２では、端子面３２０では主に長手方向に接着剤を塗布し、下端面３３０には主に短手方向に接着剤を塗布している。端面３２０の長手方向の接着剤の塗布量の方が多く、下端面３３０の短手方向への接着剤の塗布量の方が少ない。
【００８７】
（第１，２，３、４の実施形態の変形例）
第１，２，３、４の実施形態では、ケース１０の各構成要素は、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ポリフェニレンエーテル(ＰＰＥ)により形成されていると記載したが、これに代えて金属を用いても良い。また、金属に耐腐食性のコーティングや、絶縁コーティングをほどこしたものであってもよい。
【００８８】
また、容器本体の周囲には、容器の上端部および下端部を除いて、絶縁性のフィルムが巻装されていると記載したが、この絶縁性のフィルムに代えて、各電池セル１２の間に絶縁板（シート）を挟んでいてもよい。この絶縁シートは、直列関係にある電池セルの間には差し込み、並列関係にある電池セルの間については差し込まないなど挿入箇所を適宜選択してもよい。並列関係にある電池セルについては同電位にあるためこのような絶縁シートを挿入することにより絶縁シートの使用量を適切に減らすことができる。
【００８９】
また、上記のように構成されたロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８とは、ネジ止めされていると記載したが、必ずともネジ止めする必要はない。ロワーケース１６、センターケース１４、アッパーケース１８、電池セル１２が接着剤を介して接続されている場合十分な強度が得られるためである。このようにネジを利用しないことにより二次電池装置全体としての体積効率、生産性があがることはいうまでもない。
【００９０】
また、本実施形態では、係合溝３８に電池セル１２の一部を挿入しているが、必ずしも挿入しなくても良いし、係合溝３８自体を設けないことも可能である。また、係合溝３８の数と、設置する電池セル１２の数は必ずしも同じである必要はなく、係合溝が１０個に対して電池セルが９個であってもよい。
【００９１】
なお、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨
を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されて
いる複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態に
示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる
構成要素を適宜組み合わせてもよい。例えば、セルユニットは、１０個に限らず、必要に応じて増減可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１０…ケース（筐体）、１２…電池セル、１４…センターケース、 １６…ロワーケース、１８…アッパーケース、３２ａ…正極端子、３２ｂ…負極端子、１００…接着剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に収容された複数の電池セルと、
前記電池セルと接着する接着剤と、
前記電池は、
金属を主成分とした外缶をもち、
前記筐体は、
樹脂を構成分子の主成分とする
二次電池装置。
【請求項２】
筐体と、
前記筐体内に収容された複数の電池セルと、
前記電池セルと接着する接着剤と、
前記筐体は、前記電池セルに対抗する内面と、前記内面に形成され前記電池を収容する係合溝と備え
前記電池は、
金属を主成分とした外缶をもち、
前記筐体は、
樹脂を構成分子の主成分とする
二次電池装置。
【請求項３】
前記接着剤のガラス転移点は、−４０℃以下または８０℃以上であり、
前記接着剤の軟化点が、−４０℃以下または８０℃以上であり、
前記接着剤の引っ張りせん断強度が１Ｎ／ｍｍ２以上の強度を有する
請求項２記載する二次電池装置。
【請求項４】
筐体と、
前記筐体内に収容された複数の電池セルと、
前記電池セルと前記筐体を接続する接着剤と、
前記筐体は、前記電池セルに対抗する内面と、前記内面に形成され前記電池を収容する係合溝とを備える二次電池装置の製造方法であって、
前記筐体の係合溝に前記電池セルを挿入し、
前記係合溝と前記電池セルを接着剤を用いて固定する
二次電池装置の製造方法。
【請求項５】
前記接着剤は、
前記接着剤のガラス転移点は、−４０℃以下または８０℃以上であり、
前記接着剤の軟化点が、−４０℃以下または８０℃以上であり、
前記接着剤の引っ張りせん断強度が１Ｎ／ｍｍ２以上の強度を有する
請求項４に記載する二次電池装置の製造方法。
【請求項６】
筐体と、
前記筐体内に収容された複数の電池セルと、
前記電池セルを固定する接着剤と、を備え
前記接着剤は、二箇所以上に分けて前記電池セルと電池セルとを固定する
二次電池装置。
【請求項７】
前記筐体は
電池セルの端子面を保持するアッパーケースと、電池の下端部を支えるロワーケースとを備え、
前記接着剤は、
前記電池セルと前記アッパーケースとを一箇所以上で接続し、
前記電池セルと前記ロワーケースとを前記一箇所と電池セルの中心を挟んで対称となる箇所にて接続する
請求項１に記載する二次電池装置。
【請求項８】
前記筐体は、
前記電池セルに対抗する内面と、前記内面に形成され前記電池を収容する係合溝とを備え
前記接着剤は、
前記係合溝と前記電池セルと他の電池セルを固定する
二次電池装置
【請求項９】
筐体と、
前記筐体内に収容された複数の電池セルと、
前記電池セルと前記筐体を接続する接着剤と、
前記筐体は、電池セルの端子面を保持するアッパーケースと、電池の下端部を支えるロワーケースとを備える二次電池装置の製造方法であって、
前記電池セルに二箇所以上に分けて前記接着剤を塗布し、端子面の高さを同一とし
前記筐体に前記電池セルを挿入する
二次電池装置の製造方法。
【請求項１０】
複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの端子面方向から保持するアッパーケースと、
前記複数の電池セルを下端部方向から支持するロワーケースと、
前記電池セルとアッパーケースまたはロワーケースを接着する接着剤と、を備え
前記電池セルは、前記アッパーケースを前記接着剤を介して支持する
二次電池装置。
【請求項１１】
前記接着剤は、
前記電池セルの端子面と、前記電池セルの下端面に塗布され、
前記アッパーケースは、
前記ロワーケースに、前記セルの下端面に塗布された接着剤と前記電池セルと前記セルの端子面に塗布された接着剤を介して支持される
請求項２に記載する二次電池装置。
【請求項１２】
前記アッパーケースは、リブを備え
前記接着剤は、
前記電池セルの周囲面と、前記電池セルの下端面に塗布され、
前記アッパーケースは、
前記ロワーケースに、前記電池セルの下端面に塗布された接着剤と前記電池セルと前記セルの周囲面に塗布された接着剤を介して支持される
請求項２に記載する二次電池装置。
二次電池装置。
【請求項１３】
前記接着剤は、
前記電池セルの端子面と、前記電池セルの周囲面と、前記電池セルの下端面に塗布され、
前記アッパーケースは、
前記ロワーケースに、前記電池セルの下端面に塗布された接着剤と前記電池セルと前記セルの周囲面に塗布された接着剤を介して支持され、
前記ロワーケースに、前記電池セルの下端面に塗布された接着剤と前記電池セルと前記セルの端子面に塗布された接着剤を介して支持される
請求項２に記載する二次電池装置。
【請求項１４】
複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの端子面方向から保持するアッパーケースと、
前記複数の電池セルを下端部方向から支持するロワーケースと、
前記電池セルとアッパーケースまたはロワーケースを接着する接着剤と、
を備える二次電池装置の製造方法であって、
前記ロワーケースに差込み
前記電池セルに前記接着剤を塗布し、端子面の高さを同一とし
前記筐体に前記電池セルを挿入する
二次電池装置の製造方法。
【請求項１５】
複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの端子面方向から保持するアッパーケースと、
前記複数の電池セルを下端部方向から支持するロワーケースと、
前記電池セルとアッパーケースまたはロワーケースを接着する接着剤と、
を備える二次電池装置の製造方法であって、
前記アッパーケースおよびまたは前記ロワーケースに接着剤を塗布し
前記電池セル端子面の高さを同一とし前記筐体に前記電池セルを挿入する
二次電池装置の製造方法。
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に収容された複数の電池セルと、
前記電池セルと接着する接着剤と、
前記電池は、
金属を主成分とした外缶をもち、
前記筐体は、
樹脂を構成分子の主成分とする
二次電池装置。
【請求項２】
筐体と、
前記筐体内に収容された複数の電池セルと、
前記電池セルと接着する接着剤と、
前記筐体は、前記電池セルに対抗する内面と、前記内面に形成され前記電池を収容する係合溝と備え
前記電池は、
金属を主成分とした外缶をもち、
前記筐体は、
樹脂を構成分子の主成分とする
二次電池装置。
【請求項３】
前記接着剤のガラス転移点は、−４０℃以下または８０℃以上であり、
前記接着剤の軟化点が、−４０℃以下または８０℃以上であり、
前記接着剤の引っ張りせん断強度が１Ｎ／ｍｍ２以上の強度を有する
請求項２記載する二次電池装置。
【請求項４】
筐体と、
前記筐体内に収容された複数の電池セルと、
前記電池セルと前記筐体を接続する接着剤と、
前記筐体は、前記電池セルに対抗する内面と、前記内面に形成され前記電池を収容する係合溝とを備える二次電池装置の製造方法であって、
前記筐体の係合溝に前記電池セルを挿入し、
前記係合溝と前記電池セルを接着剤を用いて固定する
二次電池装置の製造方法。
【請求項５】
前記接着剤は、
前記接着剤のガラス転移点は、−４０℃以下または８０℃以上であり、
前記接着剤の軟化点が、−４０℃以下または８０℃以上であり、
前記接着剤の引っ張りせん断強度が１Ｎ／ｍｍ２以上の強度を有する
請求項４に記載する二次電池装置の製造方法。
【請求項６】
筐体と、
前記筐体内に収容された複数の電池セルと、
前記電池セルを固定する接着剤と、を備え
前記接着剤は、二箇所以上に分けて前記電池セルと電池セルとを固定する
二次電池装置。
【請求項７】
前記筐体は
電池セルの端子面を保持するアッパーケースと、電池の下端部を支えるロワーケースとを備え、
前記接着剤は、
前記電池セルと前記アッパーケースとを一箇所以上で接続し、
前記電池セルと前記ロワーケースとを前記一箇所と電池セルの中心を挟んで対称となる箇所にて接続する
請求項１に記載する二次電池装置。
【請求項８】
前記筐体は、
前記電池セルに対抗する内面と、前記内面に形成され前記電池を収容する係合溝とを備え
前記接着剤は、
前記係合溝と前記電池セルと他の電池セルを固定する
二次電池装置
【請求項９】
筐体と、
前記筐体内に収容された複数の電池セルと、
前記電池セルと前記筐体を接続する接着剤と、
前記筐体は、電池セルの端子面を保持するアッパーケースと、電池の下端部を支えるロワーケースとを備える二次電池装置の製造方法であって、
前記電池セルに二箇所以上に分けて前記接着剤を塗布し、端子面の高さを同一とし
前記筐体に前記電池セルを挿入する
二次電池装置の製造方法。
【請求項１０】
複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの端子面方向から保持するアッパーケースと、
前記複数の電池セルを下端部方向から支持するロワーケースと、
前記電池セルとアッパーケースまたはロワーケースを接着する接着剤と、を備え
前記電池セルは、前記アッパーケースを前記接着剤を介して支持する
二次電池装置。
【請求項１１】
前記接着剤は、
前記電池セルの端子面と、前記電池セルの下端面に塗布され、
前記アッパーケースは、
前記ロワーケースに、前記セルの下端面に塗布された接着剤と前記電池セルと前記セルの端子面に塗布された接着剤を介して支持される
請求項２に記載する二次電池装置。
【請求項１２】
前記アッパーケースは、リブを備え
前記接着剤は、
前記電池セルの周囲面と、前記電池セルの下端面に塗布され、
前記アッパーケースは、
前記ロワーケースに、前記電池セルの下端面に塗布された接着剤と前記電池セルと前記セルの周囲面に塗布された接着剤を介して支持される
請求項２に記載する二次電池装置。
二次電池装置。
【請求項１３】
前記接着剤は、
前記電池セルの端子面と、前記電池セルの周囲面と、前記電池セルの下端面に塗布され、
前記アッパーケースは、
前記ロワーケースに、前記電池セルの下端面に塗布された接着剤と前記電池セルと前記セルの周囲面に塗布された接着剤を介して支持され、
前記ロワーケースに、前記電池セルの下端面に塗布された接着剤と前記電池セルと前記セルの端子面に塗布された接着剤を介して支持される
請求項２に記載する二次電池装置。
【請求項１４】
複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの端子面方向から保持するアッパーケースと、
前記複数の電池セルを下端部方向から支持するロワーケースと、
前記電池セルとアッパーケースまたはロワーケースを接着する接着剤と、
を備える二次電池装置の製造方法であって、
前記ロワーケースに差込み
前記電池セルに前記接着剤を塗布し、端子面の高さを同一とし
前記筐体に前記電池セルを挿入する
二次電池装置の製造方法。
【請求項１５】
複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの端子面方向から保持するアッパーケースと、
前記複数の電池セルを下端部方向から支持するロワーケースと、
前記電池セルとアッパーケースまたはロワーケースを接着する接着剤と、
を備える二次電池装置の製造方法であって、
前記アッパーケースおよびまたは前記ロワーケースに接着剤を塗布し
前記電池セル端子面の高さを同一とし前記筐体に前記電池セルを挿入する
二次電池装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２０１３−１２４６４（Ｐ２０１３−１２４６４Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９２７５３（Ｐ２０１２−９２７５３）
【出願日】平成２４年４月１６日（２０１２．４．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月１６日（２０１２．４．１６）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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