電気化学素子モジュール
【課題】電気化学素子が膨張又は収縮しても、それによる寸法変動を吸収でき、体積エネルギー効率及び安全性が高い電気化学素子モジュールを提供する。
【解決手段】本発明の電気化学素子モジュールは、単電池２０を複数積層して外装体４０の内部に収納し、隣接する単電池２０の間、及び、単電池２０の主面と外装体４０の内面との間には、粘着性を有する薄膜状のスペーサ２１が配置されていることを特徴とする。スペーサ２１の厚さは、５０μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。
【解決手段】本発明の電気化学素子モジュールは、単電池２０を複数積層して外装体４０の内部に収納し、隣接する単電池２０の間、及び、単電池２０の主面と外装体４０の内面との間には、粘着性を有する薄膜状のスペーサ２１が配置されていることを特徴とする。スペーサ２１の厚さは、５０μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有する外装材を備えた電気化学素子を複数備えた電気化学素子モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池に代表される電気化学素子は、エネルギー密度が高いという特徴から、携帯電話やノート型パーソナルコンピューター等の携帯機器の電源として広く用いられている。また、携帯機器の高性能化に伴ってリチウムイオン二次電池の高容量化が更に進む傾向にあり、エネルギー密度を更に向上させるため、可撓性を有するラミネート外装材を用いた電気化学素子が多く使用されている。
【０００３】
一方、最近では電気化学素子の高性能化に伴い、電気化学素子が携帯機器の電源以外の電源としても用いられ始めた。例えば、自動車用やバイク用の電源、ロボット等の移動体用の電源等に電気化学素子が用いられ始めた。
【０００４】
また、電気化学素子を自動車用やバイク用の電源、ロボット等の移動体用の電源等に用いる場合には、更なる高容量化のため電気化学素子を複数組み合わせてモジュール化して用いられる。電気化学素子をこのようにモジュール化して用いる場合には、各電気化学素子の寸法安定性がモジュール全体の寸法安定性に直結し、延いてはモジュール全体の安全性に影響するため、各電気化学素子の寸法安定性を更に向上させる必要がある。
【０００５】
例えば、モジュールを構成する各電気化学素子の寸法精度が変動すると、モジュール内における各電気化学素子の固定精度の低下の原因となり、モジュールに振動等が加わった場合に、モジュールの安全性の低下に繋がることとなる。特に、ラミネート外装材を用いた電気化学素子では、その充放電に伴うガスの発生又は使用温度等により電気化学素子内の内圧が変動し、それにより電気化学素子を構成するラミネート外装材が膨張又は収縮して、電気化学素子の寸法が変動する場合がある。このため、各電気化学素子の使用中におけるモジュール全体の寸法安定性の向上が、モジュール全体の安全性を向上させるために重要となる。
【０００６】
従来、モジュールを構成するラミネート外装材を用いた電池の膨張又は収縮の対策として、例えば、特許文献１には、各電池の間にスペーサを配置して、各電池の寸法変動に対応する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０７０７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載のスペーサを用いる方法では、モジュール構造が複雑になるとともに、各電池間の間隔が大きくなりすぎて、モジュール全体の体積エネルギー効率が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題を解決したもので、電気化学素子の膨張又は収縮を簡便な構造により吸収し、体積エネルギー効率及び安全性が高い電気化学素子モジュールを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電気化学素子モジュールは、電気化学素子を複数積層して外装体の内部に収納した電気化学素子モジュールであって、隣接する前記電気化学素子の間、及び、前記電気化学素子の主面と前記外装体の内面との間には、粘着性を有する薄膜状のスペーサが配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、各電気化学素子が膨張又は収縮しても、それによる寸法変動を吸収でき、体積エネルギー効率及び安全性が高い電気化学素子モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１Ａは実施形態１の単電池で用いる電極体を説明するための斜視図であり、図１Ｂは電極体を外装材に収納している状態を示す斜視図であり、図１Ｃは電極体を外装材に収納した状態の斜視図である。
【図２】実施形態１の単電池を積層して電池積層体を形成した状態を示す側面図である。
【図３】図３Ａ〜Ｄは、片面粘着テープを二重に折り畳んで積層テープを作製する工程を示す図である。
【図４】外装体を構成する板状体を電池積層体の上下に配置した状態を示す側面図である。
【図５】外装体を形成して実施形態１の電池モジュールを完成した状態を示す透視斜視図である。
【図６】図５のＩ−Ｉ線の矢視断面図である。
【図７】実施形態２の電気化学モジュールの断面図である。
【図８】実施形態３の電気化学モジュールの断面図である。
【図９】実施形態４の電気化学モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の電気化学素子モジュールは、電気化学素子を複数積層して外装体の内部に収納し、隣接する上記電気化学素子の間、及び、上記電気化学素子の主面と上記外装体の内面との間には、粘着性を有する薄膜状のスペーサが配置されている。
【００１４】
上記スペーサを配置することにより、隣接する電気化学素子の間、及び、電気化学素子の主面と外装体の内面との間には、間隙が生じ、この間隙を電気化学素子が膨張した場合の緩衝領域として利用することができる。このため、電気化学素子の膨張をこの間隙で吸収でき、モジュール全体としての寸法安定性が向上し、延いてはモジュール全体の安全性を向上させることができる。
【００１５】
また、上記スペーサは、粘着性を有しているので、モジュール内での電気化学素子の位置安定性が向上し、延いてはモジュール全体の耐振動性が大きくなる。更に、上記スペーサは、薄膜状であるため、モジュール内で過度のスペースを必要とせず、モジュール全体の体積エネルギー効率が大きく低下することがない。
【００１６】
上記スペーサの厚さは、５０μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上３．５ｍｍ以下がより好ましい。スペーサの厚さが、５０μｍ未満では生じる間隙が小さすぎて緩衝領域として機能しにくくなる傾向がある。一方、スペーサの厚さが、５ｍｍを越えると生じる間隙が大きすぎて緩衝領域としては充分機能するが、モジュール全体としての体積エネルギー効率が低下する傾向があり、また、隣接する電気化学素子の間に後述する放熱部材を配置した場合、放熱効率が低下する傾向がある。
【００１７】
上記電気化学素子は、電気化学素子要素と、上記電気化学素子要素を収納した可撓性を有する外装材と、上記外装材から外部に引き出された電極リード端子部とを含み、上記外装材の外周は、矩形状に形成され、上記外装材の外周辺のうち、谷折りされた一辺以外の三辺が所定の幅をもって接合されて封止部を形成し、上記封止部の三辺のいずれかの辺から上記電極リード端子部が引き出されている構成とすることができる。また、上記外装材を谷折りせずに、矩形状の２枚の外装材を準備し、その２枚の外装材の間に上記電気化学素子要素を収納し、その２枚の外装材の四辺を接合して封止部を形成し、上記封止部の四辺のいずれかの辺から上記電極リード端子部を引き出してもよい。
【００１８】
上記電気化学素子を上記構成とすると、通常、電気化学素子と外装体との間には空隙が生じるが、上記空隙には、膨張性部材が充填されていることが好ましい。これにより、電気化学素子が収縮して、隣接する電気化学素子の間、及び、電気化学素子の主面と外装体の内面との間に更に空隙が生じても、上記膨張性部材がその空隙を塞ぐことができ、各電気化学素子の固定精度の低下を防止でき、延いてはモジュール全体の安全性を向上させることができる。
【００１９】
上記膨張性部材は、熱伝導性材料を含むことが好ましい。これにより、モジュール全体の放熱性を向上できる。
【００２０】
また、隣接する上記電気化学素子の間には放熱部材を更に配置することが好ましく、上記放熱部材は、シート状の金属部材からなることが好ましい。これにより、モジュール全体の放熱性を更に向上できる。
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。但し、図１〜図９では、同一部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する場合がある。また、図１〜図９では、図面の理解の容易のために実際の部材の大きさと異なる比率で表している部分もある。
【００２２】
（実施形態１）
先ず、本発明の電気化学素子モジュールに用いる電気化学素子の実施形態について説明する。本発明で用いる電気化学素子には、一次電池、二次電池、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）等が含まれるが、本実施形態では、電気化学素子として扁平型リチウムイオン二次電池（以下、単電池と言う場合がある。）を例に挙げて説明する。図１Ａは本実施形態の単電池で用いる電極体を説明するための斜視図であり、図１Ｂは電極体を外装材に収納している状態を示す斜視図であり、図１Ｃは電極体を外装材に収納した状態の斜視図である。
【００２３】
図１Ａにおいて、電池要素（電気化学素子要素）に含まれる電極体１０は、矩形状の正極１１と矩形状の負極１２とを、矩形状のセパレータ１３を介して積層して作製される。正極１１の一端には、正極リード端子１１ａが設けられ、負極１２の一端には、負極リード端子１２ａが設けられている。
【００２４】
図１Ｂにおいて、可撓性を有する矩形状の外装材１４は、辺１８で谷折りされて第１外装面１４ａと第２外装面１４ｂとから構成されている。第１外装面１４ａには、深絞り成形により電極収納部１５が形成されている。また、各正極リード端子１１ａ（図１Ａ）及び各負極リード端子１２ａ（図１Ａ）は、それぞれ重ね合わされて溶接されて、それぞれ正極リード端子部１６ａ及び負極リード端子部１６ｂを形成している。
【００２５】
図１Ｃにおいて、電極体１０は、電解液とともに谷折りされた第１外装面１４ａと第２外装面１４ｂとが形成する空間部（電極収納部１５）に収納される。また、外装材１４の外周辺のうち、谷折りされた辺１８以外の三辺が所定の幅をもって接合されて封止部１７ａ、１７ｂ、１７ｃを形成している。正極リード端子部１６ａ及び負極リード端子部１６ｂは、外装材１４の谷折りされた辺１８と対向する封止部１７ｃから外部に引き出されている。このようにして、単電池２０が作製される。
【００２６】
正極１１は、正極活物質、正極用導電助剤、正極用バインダ等を含む混合物に、溶剤を加えて十分に混練して得た正極合剤ペーストを、正極集電体の両面に塗布して乾燥した後に、その正極合剤層を所定の厚さ及び所定の電極密度に制御することにより形成できる。
【００２７】
上記正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2等のリチウムコバルト酸化物、ＬｉＭｎ2Ｏ4等のリチウムマンガン酸化物、ＬｉＮｉＯ2等のリチウムニッケル酸化物等が使用できるが、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であればこれらに限定はされない。
【００２８】
上記正極用導電助剤は、正極合剤層の導電性向上等の目的で必要に応じて添加すればよく、導電助剤としては、例えば、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、繊維状炭素、黒鉛等の炭素粉末や、ニッケル粉末等の金属粉末を利用することができる。
【００２９】
上記正極用バインダには、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
上記溶剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が使用できる。
【００３１】
上記正極集電体としては、構成された電池において実質的に化学的に安定な電子伝導体であれば特に限定されない。正極集電体としては、例えば、厚さが１０〜３０μｍのアルミニウム箔等が用いられる。
【００３２】
正極１１の厚さは特に限定されないが、通常は１１０〜２３０μｍである。
【００３３】
負極１２は、負極活物質、負極用導電助剤、負極用バインダ等を含む混合物に、溶剤を加えて十分に混練して得た負極合剤ペーストを、負極集電体の両面に塗布して乾燥した後に、その負極合剤層を所定の厚さ及び所定の電極密度に制御することにより形成できる。
【００３４】
上記負極活物質としては、例えば、天然黒鉛又は塊状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛等の人造黒鉛等の炭素材料が用いられるが、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であればこれらに限定はされない。
【００３５】
上記負極用導電助剤、負極用バインダ、溶剤については、正極に用いたものと同様のものを使用できる。
【００３６】
上記負極集電体としては、構成された電池において実質的に化学的に安定な電子伝導体であれば特に限定されない。負極集電体としては、例えば、厚さが５〜２０μｍの銅箔等が用いられる。
【００３７】
負極１２の厚さは特に限定されないが、通常は６５〜２２０μｍである。
【００３８】
セパレータ１３としては、大きなイオン透過度及び所定の機械的強度を有する絶縁性の微多孔性フィルムが用いられる。また、一定温度以上（１００〜１４０℃）で微孔を閉塞し、抵抗を上げる機能を有するものが、電池の安全性向上の点から好ましい。具体的には、上記セパレータとしては、耐有機溶剤性及び疎水性を有するポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系ポリマー又はガラス繊維からなるシート、不織布、織布、又はオレフィン系の粒子を接着剤で固着した多孔質体層等が用いられる。
【００３９】
セパレータ１３の厚さは特に限定されないが、通常は２０〜９０μｍである。
【００４０】
外装材１４としては、アルミニウム等の金属層の両面に熱可塑性樹脂層を形成したラミネートフィルム等を用いることができる。これにより、封止部１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、熱溶着により確実に接合できる。
【００４１】
上記電解液としては、例えば、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、γ−ブチロラクトン等の有機溶媒を１種類又は２種類以上混合した溶媒に、例えば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3等から選ばれる少なくとも１種類のリチウム塩を溶解させた電解液を用いればよい。この電解液中のＬｉイオンの濃度は、０．５〜１．５ｍｏｌ／Ｌとすればよい。
【００４２】
次に、本発明の電気化学素子モジュールの実施形態について説明する。本発明の電気化学素子モジュールは、上記扁平型リチウムイオン二次電池（単電池）を複数積層して外装体の内部に収納したものである。各単電池の電気的接続は、直列接続及び並列接続のいずれでもよい。
【００４３】
図２は、本実施形態の単電池を３個積層して電池積層体を形成した状態を谷折りされた辺１８（図１Ｂ、Ｃ）側から見た側面図である。図２において、単電池２０は、粘着性を有する薄膜状のスペーサ２１を介して積層されて電池積層体３０を形成している。図２では、スペーサ２１を隣接する単電池２０の間に、単電池２０の幅方向にそれぞれ２個配置しているが、これに限定されない。スペーサ２１は、粘着性を有しているため、各単電池２０を相互に固定できる。
【００４４】
スペーサ２１としては、フィルム状の基材の両面に粘着剤を塗布した粘着テープ、接着剤をシート状に塗布して形成した接着剤層等を使用できるが、これらに限定はされない。
【００４５】
上記粘着テープとしては、例えば、両面粘着テープ、片面粘着テープを二重に折り畳んだ積層テープ等を用いることができる。
【００４６】
図３Ａ〜Ｄに片面粘着テープを二重に折り畳んで積層テープを作製する工程を示す。先ず、図３Ａに示すように、片面粘着テープ１９を準備する。次に、図３Ｂ及びＣに示すように、片面粘着テープ１９を、粘着面１９ａを外側にしてリング状に変形させ、片面粘着テープの両端を固定する。最後に、図３Ｄに示すように、リング状の片面粘着テープ１９を押しつぶして両面に粘着面１９ａが配置されたスペーサ２１を形成する。
【００４７】
また、上記両面粘着テープ及び片面粘着テープとしては、市販の各種テープを使用できる。
【００４８】
スペーサ２１に上記接着剤層を用いる場合の、接着剤としては、例えば、合成ゴム系、エポキシ系、シアノアクリル系等の有機系接着材を用いることができる。
【００４９】
スペーサ２１の厚さは、前述のとおり、５０μｍ以上５ｍｍ以下とすればよい。スペーサ２１の厚さの調整は、使用する両面粘着テープ及び片面粘着テープの厚さ、テープに塗布される粘着剤の量又は接着剤の量等で調整すればよい。
【００５０】
図４は、外装体を構成する板状体２２ａ及び２２ｂを電池積層体３０の上下に配置した状態を示す側面図である。図４では、板状体２２ａ及び２２ｂと単電池２０との間にもスペーサ２１を配置した。これにより、電池積層体３０と外装体とを強固に固定できる。
【００５１】
図５は、更に外装体を構成する板状体２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ及び２２ｆを電池積層体３０（図４）の側面に配置して、外装体４０を形成して本実施形態の電池モジュールを完成した状態を示す透視斜視図である。図５では、外装体４０の構成の理解の容易のため、内部に収納されている電池積層体の図示を省略している。
【００５２】
板状体２２ａ〜２２ｆは、モジュール全体の放熱性を高めるためシート状の金属部材から形成することが好ましい。金属部材としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等を使用できる。板状体２２ａ〜２２ｆの厚さは特に限定されず、例えば、０．５〜１０ｍｍとすればよい。
【００５３】
板状体２２ａ〜２２ｆの接合方法も特に限定されず、例えば、溶接、粘着テープ等により接合すればよい。溶接による接合は、接合強度に優れ、粘着テープによる接合は、外装体４０の開放が容易である。
【００５４】
図６は、図５のＩ−Ｉ線の矢視断面図である。但し、図６では、外装体４０を構成する板状体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び２２ｄのみに断面を示すハッチングを付している。図６に示すように、スペーサ２１により、隣接する単電池２０の間、及び、単電池２０と外装体４０の内面との間には、間隙２３及び空隙部２４が形成されている。間隙２３及び空隙部２４は、単電池２０が膨張した際の緩衝領域として機能する。但し、単電池２０の膨張は、通常その厚さ方向に大きく生じるため、単電池２０が膨張した際の緩衝領域としては主として間隙２３が機能する。
【００５５】
また、本実施形態では、図示していないが、間隙２３及び空隙部２４には、膨張性部材を更に充填することが好ましい。これにより、単電池２０が収縮して空隙が生じても、上記膨張性部材が上記空隙を塞ぐことができ、各単電池２０の固定精度の低下を防止できる。また、何らかの事故により、単電池２０の外装材１４（図１Ｂ、Ｃ）が破断して電解液等が流出しても、上記膨張性部材によりモジュール外への流出を防止することができる。更に、外装体４０の内部には、過充電等の誤動作を防止する保護回路等が組み込まれている場合が多く、上記膨張性部材は、保護回路等への電解液等の付着防止の機能も有する。膨張性部材としては、例えば、海綿状体、繊維体、発泡体等の柔軟性空孔部材が使用でき、これらの柔軟性空孔部材を間隙２３及び空隙部２４に加圧状態で充填しておけばよい。
【００５６】
上記膨張性部材としては、粘着性を有することが更に好ましい。これにより、各単電池２０の固定精度の低下を更に効果的に防止できる。粘着性を有する膨張性部材としては、上記海綿状体、繊維体、発泡体等に粘着剤成分を含ませたもの等が使用できる。
【００５７】
更に、上記膨張性部材は、熱伝導性材料を含むことが好ましい。これにより、モジュール全体の放熱性を向上できる。熱伝導性材料としては、例えば、金属粉末、金属繊維等を用いることができる。
【００５８】
（実施形態２）
次に、本発明の電気化学素子モジュールの他の実施形態について説明する。図７は、本実施形態の電気化学モジュールの断面図であり、実施形態１の図６に対応する図である。図７でも、外装体４０を構成する板状体２２ａ〜２２ｄのみに断面を示すハッチングを付している。本実施形態の電気化学素子モジュールは、スペーサ２１の同一面での配置数を交互に２個と１個とした以外は、実施形態１の電気化学素子モジュールと同様の構成であり、同様の作用・効果を奏する。更に、本実施形態では、スペーサ２１の数が実施形態１の電気化学素子モジュールに比べて少ない分、前述の緩衝領域を大きくできる。
【００５９】
（実施形態３）
次に、本発明の電気化学素子モジュールの更に他の実施形態について説明する。図８は、本実施形態の電気化学モジュールの断面図であり、実施形態１の図６に対応する図である。図８でも、外装体４０を構成する板状体２２ａ〜２２ｄのみに断面を示すハッチングを付している。本実施形態の電気化学素子モジュールは、隣接する単電池２０の間に放熱部材として放熱板２５を配置し、放熱板２５の両面にもスペーサ２１を配置した以外は、実施形態１の電気化学素子モジュールと同様の構成であり、同様の作用・効果を奏する。
【００６０】
本実施形態では、放熱板２５を備えているので、モジュール全体の放熱性を向上できる。放熱板２５は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、ステンレス鋼等の金属板で形成できる。放熱板２５は、１種類の金属板を用いてもよいし、２種類以上の金属板を積層して用いてもよい。金属板２５の厚さは、単電池２０の大きさや厚さにより変動するが、例えば、２００μｍ以上１０ｍｍ以下とすることができ、５００μｍ以下がより好ましい。
【００６１】
また、本実施形態では、放熱板２５により、単電池２０の膨張を抑制することもできる。更に、本実施形態では、放熱板２５の両面にスペーサ２１を配置しているので、間隙２３の領域が実施形態１の電気化学素子モジュールに比べて多くなり、より効率的に単電池２０の膨張を吸収できる。
【００６２】
（実施形態４）
次に、本発明の電気化学素子モジュールの更に他の実施形態について説明する。図９は、本実施形態の電気化学素子モジュールの断面図であり、実施形態１の図６に対応する図である。図９でも、外装体４０を構成する板状体２２ａ〜２２ｄのみに断面を示すハッチングを付している。本実施形態の電気化学素子モジュールは、スペーサ２１の同一面での配置数を交互に２個と１個とした以外は、実施形態３の電気化学素子モジュールと同様の構成であり、同様の作用・効果を奏する。更に、本実施形態では、スペーサ２１の数が実施形態３の電気化学素子モジュールに比べて少ない分、前述の緩衝領域を大きくできる。
【００６３】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、上記以外の形態としても実施が可能である。本出願に開示された実施形態は一例であって、これらに限定はされない。本発明の範囲は、上述の明細書の記載よりも、添付されている請求の範囲の記載を優先して解釈され、請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更は、請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上説明したように、本発明は、電気化学素子が膨張又は収縮しても、それによる寸法変動を吸収でき、体積エネルギー効率及び安全性が高い電気化学素子モジュールを提供できる。従って、本発明の電気化学素子モジュールは、過酷な使用環境が考えられる自動車用やバイク用の電源、ロボット等の移動体用の電源等として広く利用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 電極体
１１ 正極
１１ａ 正極リード端子
１２ 負極
１２ａ 負極リード端子
１３ セパレータ
１４ 外装材
１４ａ 第１外装面
１４ｂ 第２外装面
１５ 電極収納部
１６ａ 正極リード端子部
１６ｂ 負極リード端子部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 封止部
１８ 谷折りされた辺
１９ 片面粘着テープ
１９ａ 粘着面
２０ 単電池
２１ スペーサ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ 板状体
２３ 間隙
２４ 空隙部
２５ 放熱板
３０ 電池積層体
４０ 外装体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性を有する外装材を備えた電気化学素子を複数備えた電気化学素子モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池に代表される電気化学素子は、エネルギー密度が高いという特徴から、携帯電話やノート型パーソナルコンピューター等の携帯機器の電源として広く用いられている。また、携帯機器の高性能化に伴ってリチウムイオン二次電池の高容量化が更に進む傾向にあり、エネルギー密度を更に向上させるため、可撓性を有するラミネート外装材を用いた電気化学素子が多く使用されている。
【０００３】
一方、最近では電気化学素子の高性能化に伴い、電気化学素子が携帯機器の電源以外の電源としても用いられ始めた。例えば、自動車用やバイク用の電源、ロボット等の移動体用の電源等に電気化学素子が用いられ始めた。
【０００４】
また、電気化学素子を自動車用やバイク用の電源、ロボット等の移動体用の電源等に用いる場合には、更なる高容量化のため電気化学素子を複数組み合わせてモジュール化して用いられる。電気化学素子をこのようにモジュール化して用いる場合には、各電気化学素子の寸法安定性がモジュール全体の寸法安定性に直結し、延いてはモジュール全体の安全性に影響するため、各電気化学素子の寸法安定性を更に向上させる必要がある。
【０００５】
例えば、モジュールを構成する各電気化学素子の寸法精度が変動すると、モジュール内における各電気化学素子の固定精度の低下の原因となり、モジュールに振動等が加わった場合に、モジュールの安全性の低下に繋がることとなる。特に、ラミネート外装材を用いた電気化学素子では、その充放電に伴うガスの発生又は使用温度等により電気化学素子内の内圧が変動し、それにより電気化学素子を構成するラミネート外装材が膨張又は収縮して、電気化学素子の寸法が変動する場合がある。このため、各電気化学素子の使用中におけるモジュール全体の寸法安定性の向上が、モジュール全体の安全性を向上させるために重要となる。
【０００６】
従来、モジュールを構成するラミネート外装材を用いた電池の膨張又は収縮の対策として、例えば、特許文献１には、各電池の間にスペーサを配置して、各電池の寸法変動に対応する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４０７０７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載のスペーサを用いる方法では、モジュール構造が複雑になるとともに、各電池間の間隔が大きくなりすぎて、モジュール全体の体積エネルギー効率が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記問題を解決したもので、電気化学素子の膨張又は収縮を簡便な構造により吸収し、体積エネルギー効率及び安全性が高い電気化学素子モジュールを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電気化学素子モジュールは、電気化学素子を複数積層して外装体の内部に収納した電気化学素子モジュールであって、隣接する前記電気化学素子の間、及び、前記電気化学素子の主面と前記外装体の内面との間には、粘着性を有する薄膜状のスペーサが配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、各電気化学素子が膨張又は収縮しても、それによる寸法変動を吸収でき、体積エネルギー効率及び安全性が高い電気化学素子モジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１Ａは実施形態１の単電池で用いる電極体を説明するための斜視図であり、図１Ｂは電極体を外装材に収納している状態を示す斜視図であり、図１Ｃは電極体を外装材に収納した状態の斜視図である。
【図２】実施形態１の単電池を積層して電池積層体を形成した状態を示す側面図である。
【図３】図３Ａ〜Ｄは、片面粘着テープを二重に折り畳んで積層テープを作製する工程を示す図である。
【図４】外装体を構成する板状体を電池積層体の上下に配置した状態を示す側面図である。
【図５】外装体を形成して実施形態１の電池モジュールを完成した状態を示す透視斜視図である。
【図６】図５のＩ−Ｉ線の矢視断面図である。
【図７】実施形態２の電気化学モジュールの断面図である。
【図８】実施形態３の電気化学モジュールの断面図である。
【図９】実施形態４の電気化学モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の電気化学素子モジュールは、電気化学素子を複数積層して外装体の内部に収納し、隣接する上記電気化学素子の間、及び、上記電気化学素子の主面と上記外装体の内面との間には、粘着性を有する薄膜状のスペーサが配置されている。
【００１４】
上記スペーサを配置することにより、隣接する電気化学素子の間、及び、電気化学素子の主面と外装体の内面との間には、間隙が生じ、この間隙を電気化学素子が膨張した場合の緩衝領域として利用することができる。このため、電気化学素子の膨張をこの間隙で吸収でき、モジュール全体としての寸法安定性が向上し、延いてはモジュール全体の安全性を向上させることができる。
【００１５】
また、上記スペーサは、粘着性を有しているので、モジュール内での電気化学素子の位置安定性が向上し、延いてはモジュール全体の耐振動性が大きくなる。更に、上記スペーサは、薄膜状であるため、モジュール内で過度のスペースを必要とせず、モジュール全体の体積エネルギー効率が大きく低下することがない。
【００１６】
上記スペーサの厚さは、５０μｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、１００μｍ以上３．５ｍｍ以下がより好ましい。スペーサの厚さが、５０μｍ未満では生じる間隙が小さすぎて緩衝領域として機能しにくくなる傾向がある。一方、スペーサの厚さが、５ｍｍを越えると生じる間隙が大きすぎて緩衝領域としては充分機能するが、モジュール全体としての体積エネルギー効率が低下する傾向があり、また、隣接する電気化学素子の間に後述する放熱部材を配置した場合、放熱効率が低下する傾向がある。
【００１７】
上記電気化学素子は、電気化学素子要素と、上記電気化学素子要素を収納した可撓性を有する外装材と、上記外装材から外部に引き出された電極リード端子部とを含み、上記外装材の外周は、矩形状に形成され、上記外装材の外周辺のうち、谷折りされた一辺以外の三辺が所定の幅をもって接合されて封止部を形成し、上記封止部の三辺のいずれかの辺から上記電極リード端子部が引き出されている構成とすることができる。また、上記外装材を谷折りせずに、矩形状の２枚の外装材を準備し、その２枚の外装材の間に上記電気化学素子要素を収納し、その２枚の外装材の四辺を接合して封止部を形成し、上記封止部の四辺のいずれかの辺から上記電極リード端子部を引き出してもよい。
【００１８】
上記電気化学素子を上記構成とすると、通常、電気化学素子と外装体との間には空隙が生じるが、上記空隙には、膨張性部材が充填されていることが好ましい。これにより、電気化学素子が収縮して、隣接する電気化学素子の間、及び、電気化学素子の主面と外装体の内面との間に更に空隙が生じても、上記膨張性部材がその空隙を塞ぐことができ、各電気化学素子の固定精度の低下を防止でき、延いてはモジュール全体の安全性を向上させることができる。
【００１９】
上記膨張性部材は、熱伝導性材料を含むことが好ましい。これにより、モジュール全体の放熱性を向上できる。
【００２０】
また、隣接する上記電気化学素子の間には放熱部材を更に配置することが好ましく、上記放熱部材は、シート状の金属部材からなることが好ましい。これにより、モジュール全体の放熱性を更に向上できる。
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。但し、図１〜図９では、同一部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する場合がある。また、図１〜図９では、図面の理解の容易のために実際の部材の大きさと異なる比率で表している部分もある。
【００２２】
（実施形態１）
先ず、本発明の電気化学素子モジュールに用いる電気化学素子の実施形態について説明する。本発明で用いる電気化学素子には、一次電池、二次電池、電気二重層コンデンサ（キャパシタ）等が含まれるが、本実施形態では、電気化学素子として扁平型リチウムイオン二次電池（以下、単電池と言う場合がある。）を例に挙げて説明する。図１Ａは本実施形態の単電池で用いる電極体を説明するための斜視図であり、図１Ｂは電極体を外装材に収納している状態を示す斜視図であり、図１Ｃは電極体を外装材に収納した状態の斜視図である。
【００２３】
図１Ａにおいて、電池要素（電気化学素子要素）に含まれる電極体１０は、矩形状の正極１１と矩形状の負極１２とを、矩形状のセパレータ１３を介して積層して作製される。正極１１の一端には、正極リード端子１１ａが設けられ、負極１２の一端には、負極リード端子１２ａが設けられている。
【００２４】
図１Ｂにおいて、可撓性を有する矩形状の外装材１４は、辺１８で谷折りされて第１外装面１４ａと第２外装面１４ｂとから構成されている。第１外装面１４ａには、深絞り成形により電極収納部１５が形成されている。また、各正極リード端子１１ａ（図１Ａ）及び各負極リード端子１２ａ（図１Ａ）は、それぞれ重ね合わされて溶接されて、それぞれ正極リード端子部１６ａ及び負極リード端子部１６ｂを形成している。
【００２５】
図１Ｃにおいて、電極体１０は、電解液とともに谷折りされた第１外装面１４ａと第２外装面１４ｂとが形成する空間部（電極収納部１５）に収納される。また、外装材１４の外周辺のうち、谷折りされた辺１８以外の三辺が所定の幅をもって接合されて封止部１７ａ、１７ｂ、１７ｃを形成している。正極リード端子部１６ａ及び負極リード端子部１６ｂは、外装材１４の谷折りされた辺１８と対向する封止部１７ｃから外部に引き出されている。このようにして、単電池２０が作製される。
【００２６】
正極１１は、正極活物質、正極用導電助剤、正極用バインダ等を含む混合物に、溶剤を加えて十分に混練して得た正極合剤ペーストを、正極集電体の両面に塗布して乾燥した後に、その正極合剤層を所定の厚さ及び所定の電極密度に制御することにより形成できる。
【００２７】
上記正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2等のリチウムコバルト酸化物、ＬｉＭｎ2Ｏ4等のリチウムマンガン酸化物、ＬｉＮｉＯ2等のリチウムニッケル酸化物等が使用できるが、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であればこれらに限定はされない。
【００２８】
上記正極用導電助剤は、正極合剤層の導電性向上等の目的で必要に応じて添加すればよく、導電助剤としては、例えば、カーボンブラック、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、繊維状炭素、黒鉛等の炭素粉末や、ニッケル粉末等の金属粉末を利用することができる。
【００２９】
上記正極用バインダには、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３０】
上記溶剤としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等が使用できる。
【００３１】
上記正極集電体としては、構成された電池において実質的に化学的に安定な電子伝導体であれば特に限定されない。正極集電体としては、例えば、厚さが１０〜３０μｍのアルミニウム箔等が用いられる。
【００３２】
正極１１の厚さは特に限定されないが、通常は１１０〜２３０μｍである。
【００３３】
負極１２は、負極活物質、負極用導電助剤、負極用バインダ等を含む混合物に、溶剤を加えて十分に混練して得た負極合剤ペーストを、負極集電体の両面に塗布して乾燥した後に、その負極合剤層を所定の厚さ及び所定の電極密度に制御することにより形成できる。
【００３４】
上記負極活物質としては、例えば、天然黒鉛又は塊状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛等の人造黒鉛等の炭素材料が用いられるが、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であればこれらに限定はされない。
【００３５】
上記負極用導電助剤、負極用バインダ、溶剤については、正極に用いたものと同様のものを使用できる。
【００３６】
上記負極集電体としては、構成された電池において実質的に化学的に安定な電子伝導体であれば特に限定されない。負極集電体としては、例えば、厚さが５〜２０μｍの銅箔等が用いられる。
【００３７】
負極１２の厚さは特に限定されないが、通常は６５〜２２０μｍである。
【００３８】
セパレータ１３としては、大きなイオン透過度及び所定の機械的強度を有する絶縁性の微多孔性フィルムが用いられる。また、一定温度以上（１００〜１４０℃）で微孔を閉塞し、抵抗を上げる機能を有するものが、電池の安全性向上の点から好ましい。具体的には、上記セパレータとしては、耐有機溶剤性及び疎水性を有するポリプロピレン、ポリエチレン等のオレフィン系ポリマー又はガラス繊維からなるシート、不織布、織布、又はオレフィン系の粒子を接着剤で固着した多孔質体層等が用いられる。
【００３９】
セパレータ１３の厚さは特に限定されないが、通常は２０〜９０μｍである。
【００４０】
外装材１４としては、アルミニウム等の金属層の両面に熱可塑性樹脂層を形成したラミネートフィルム等を用いることができる。これにより、封止部１７ａ、１７ｂ、１７ｃは、熱溶着により確実に接合できる。
【００４１】
上記電解液としては、例えば、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、γ−ブチロラクトン等の有機溶媒を１種類又は２種類以上混合した溶媒に、例えば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3等から選ばれる少なくとも１種類のリチウム塩を溶解させた電解液を用いればよい。この電解液中のＬｉイオンの濃度は、０．５〜１．５ｍｏｌ／Ｌとすればよい。
【００４２】
次に、本発明の電気化学素子モジュールの実施形態について説明する。本発明の電気化学素子モジュールは、上記扁平型リチウムイオン二次電池（単電池）を複数積層して外装体の内部に収納したものである。各単電池の電気的接続は、直列接続及び並列接続のいずれでもよい。
【００４３】
図２は、本実施形態の単電池を３個積層して電池積層体を形成した状態を谷折りされた辺１８（図１Ｂ、Ｃ）側から見た側面図である。図２において、単電池２０は、粘着性を有する薄膜状のスペーサ２１を介して積層されて電池積層体３０を形成している。図２では、スペーサ２１を隣接する単電池２０の間に、単電池２０の幅方向にそれぞれ２個配置しているが、これに限定されない。スペーサ２１は、粘着性を有しているため、各単電池２０を相互に固定できる。
【００４４】
スペーサ２１としては、フィルム状の基材の両面に粘着剤を塗布した粘着テープ、接着剤をシート状に塗布して形成した接着剤層等を使用できるが、これらに限定はされない。
【００４５】
上記粘着テープとしては、例えば、両面粘着テープ、片面粘着テープを二重に折り畳んだ積層テープ等を用いることができる。
【００４６】
図３Ａ〜Ｄに片面粘着テープを二重に折り畳んで積層テープを作製する工程を示す。先ず、図３Ａに示すように、片面粘着テープ１９を準備する。次に、図３Ｂ及びＣに示すように、片面粘着テープ１９を、粘着面１９ａを外側にしてリング状に変形させ、片面粘着テープの両端を固定する。最後に、図３Ｄに示すように、リング状の片面粘着テープ１９を押しつぶして両面に粘着面１９ａが配置されたスペーサ２１を形成する。
【００４７】
また、上記両面粘着テープ及び片面粘着テープとしては、市販の各種テープを使用できる。
【００４８】
スペーサ２１に上記接着剤層を用いる場合の、接着剤としては、例えば、合成ゴム系、エポキシ系、シアノアクリル系等の有機系接着材を用いることができる。
【００４９】
スペーサ２１の厚さは、前述のとおり、５０μｍ以上５ｍｍ以下とすればよい。スペーサ２１の厚さの調整は、使用する両面粘着テープ及び片面粘着テープの厚さ、テープに塗布される粘着剤の量又は接着剤の量等で調整すればよい。
【００５０】
図４は、外装体を構成する板状体２２ａ及び２２ｂを電池積層体３０の上下に配置した状態を示す側面図である。図４では、板状体２２ａ及び２２ｂと単電池２０との間にもスペーサ２１を配置した。これにより、電池積層体３０と外装体とを強固に固定できる。
【００５１】
図５は、更に外装体を構成する板状体２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ及び２２ｆを電池積層体３０（図４）の側面に配置して、外装体４０を形成して本実施形態の電池モジュールを完成した状態を示す透視斜視図である。図５では、外装体４０の構成の理解の容易のため、内部に収納されている電池積層体の図示を省略している。
【００５２】
板状体２２ａ〜２２ｆは、モジュール全体の放熱性を高めるためシート状の金属部材から形成することが好ましい。金属部材としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等を使用できる。板状体２２ａ〜２２ｆの厚さは特に限定されず、例えば、０．５〜１０ｍｍとすればよい。
【００５３】
板状体２２ａ〜２２ｆの接合方法も特に限定されず、例えば、溶接、粘着テープ等により接合すればよい。溶接による接合は、接合強度に優れ、粘着テープによる接合は、外装体４０の開放が容易である。
【００５４】
図６は、図５のＩ−Ｉ線の矢視断面図である。但し、図６では、外装体４０を構成する板状体２２ａ、２２ｂ、２２ｃ及び２２ｄのみに断面を示すハッチングを付している。図６に示すように、スペーサ２１により、隣接する単電池２０の間、及び、単電池２０と外装体４０の内面との間には、間隙２３及び空隙部２４が形成されている。間隙２３及び空隙部２４は、単電池２０が膨張した際の緩衝領域として機能する。但し、単電池２０の膨張は、通常その厚さ方向に大きく生じるため、単電池２０が膨張した際の緩衝領域としては主として間隙２３が機能する。
【００５５】
また、本実施形態では、図示していないが、間隙２３及び空隙部２４には、膨張性部材を更に充填することが好ましい。これにより、単電池２０が収縮して空隙が生じても、上記膨張性部材が上記空隙を塞ぐことができ、各単電池２０の固定精度の低下を防止できる。また、何らかの事故により、単電池２０の外装材１４（図１Ｂ、Ｃ）が破断して電解液等が流出しても、上記膨張性部材によりモジュール外への流出を防止することができる。更に、外装体４０の内部には、過充電等の誤動作を防止する保護回路等が組み込まれている場合が多く、上記膨張性部材は、保護回路等への電解液等の付着防止の機能も有する。膨張性部材としては、例えば、海綿状体、繊維体、発泡体等の柔軟性空孔部材が使用でき、これらの柔軟性空孔部材を間隙２３及び空隙部２４に加圧状態で充填しておけばよい。
【００５６】
上記膨張性部材としては、粘着性を有することが更に好ましい。これにより、各単電池２０の固定精度の低下を更に効果的に防止できる。粘着性を有する膨張性部材としては、上記海綿状体、繊維体、発泡体等に粘着剤成分を含ませたもの等が使用できる。
【００５７】
更に、上記膨張性部材は、熱伝導性材料を含むことが好ましい。これにより、モジュール全体の放熱性を向上できる。熱伝導性材料としては、例えば、金属粉末、金属繊維等を用いることができる。
【００５８】
（実施形態２）
次に、本発明の電気化学素子モジュールの他の実施形態について説明する。図７は、本実施形態の電気化学モジュールの断面図であり、実施形態１の図６に対応する図である。図７でも、外装体４０を構成する板状体２２ａ〜２２ｄのみに断面を示すハッチングを付している。本実施形態の電気化学素子モジュールは、スペーサ２１の同一面での配置数を交互に２個と１個とした以外は、実施形態１の電気化学素子モジュールと同様の構成であり、同様の作用・効果を奏する。更に、本実施形態では、スペーサ２１の数が実施形態１の電気化学素子モジュールに比べて少ない分、前述の緩衝領域を大きくできる。
【００５９】
（実施形態３）
次に、本発明の電気化学素子モジュールの更に他の実施形態について説明する。図８は、本実施形態の電気化学モジュールの断面図であり、実施形態１の図６に対応する図である。図８でも、外装体４０を構成する板状体２２ａ〜２２ｄのみに断面を示すハッチングを付している。本実施形態の電気化学素子モジュールは、隣接する単電池２０の間に放熱部材として放熱板２５を配置し、放熱板２５の両面にもスペーサ２１を配置した以外は、実施形態１の電気化学素子モジュールと同様の構成であり、同様の作用・効果を奏する。
【００６０】
本実施形態では、放熱板２５を備えているので、モジュール全体の放熱性を向上できる。放熱板２５は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、ステンレス鋼等の金属板で形成できる。放熱板２５は、１種類の金属板を用いてもよいし、２種類以上の金属板を積層して用いてもよい。金属板２５の厚さは、単電池２０の大きさや厚さにより変動するが、例えば、２００μｍ以上１０ｍｍ以下とすることができ、５００μｍ以下がより好ましい。
【００６１】
また、本実施形態では、放熱板２５により、単電池２０の膨張を抑制することもできる。更に、本実施形態では、放熱板２５の両面にスペーサ２１を配置しているので、間隙２３の領域が実施形態１の電気化学素子モジュールに比べて多くなり、より効率的に単電池２０の膨張を吸収できる。
【００６２】
（実施形態４）
次に、本発明の電気化学素子モジュールの更に他の実施形態について説明する。図９は、本実施形態の電気化学素子モジュールの断面図であり、実施形態１の図６に対応する図である。図９でも、外装体４０を構成する板状体２２ａ〜２２ｄのみに断面を示すハッチングを付している。本実施形態の電気化学素子モジュールは、スペーサ２１の同一面での配置数を交互に２個と１個とした以外は、実施形態３の電気化学素子モジュールと同様の構成であり、同様の作用・効果を奏する。更に、本実施形態では、スペーサ２１の数が実施形態３の電気化学素子モジュールに比べて少ない分、前述の緩衝領域を大きくできる。
【００６３】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、上記以外の形態としても実施が可能である。本出願に開示された実施形態は一例であって、これらに限定はされない。本発明の範囲は、上述の明細書の記載よりも、添付されている請求の範囲の記載を優先して解釈され、請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更は、請求の範囲に含まれるものである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
以上説明したように、本発明は、電気化学素子が膨張又は収縮しても、それによる寸法変動を吸収でき、体積エネルギー効率及び安全性が高い電気化学素子モジュールを提供できる。従って、本発明の電気化学素子モジュールは、過酷な使用環境が考えられる自動車用やバイク用の電源、ロボット等の移動体用の電源等として広く利用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１０ 電極体
１１ 正極
１１ａ 正極リード端子
１２ 負極
１２ａ 負極リード端子
１３ セパレータ
１４ 外装材
１４ａ 第１外装面
１４ｂ 第２外装面
１５ 電極収納部
１６ａ 正極リード端子部
１６ｂ 負極リード端子部
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ 封止部
１８ 谷折りされた辺
１９ 片面粘着テープ
１９ａ 粘着面
２０ 単電池
２１ スペーサ
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ、２２ｆ 板状体
２３ 間隙
２４ 空隙部
２５ 放熱板
３０ 電池積層体
４０ 外装体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学素子を複数積層して外装体の内部に収納した電気化学素子モジュールであって、
隣接する前記電気化学素子の間、及び、前記電気化学素子の主面と前記外装体の内面との間には、粘着性を有する薄膜状のスペーサが配置されていることを特徴とする電気化学素子モジュール。
【請求項２】
前記スペーサの厚さが、５０μｍ以上５ｍｍ以下である請求項１に記載の電気化学素子モジュール。
【請求項３】
前記電気化学素子は、電気化学素子要素と、前記電気化学素子要素を収納した可撓性を有する外装材と、前記外装材から外部に引き出された電極リード端子部とを含み、
前記外装材の外周は、矩形状に形成され、
前記外装材の外周辺のうち、谷折りされた一辺以外の三辺が所定の幅をもって接合されて封止部を形成し、
前記三辺のいずれかの辺から前記電極リード端子部が引き出されている請求項１又は２に記載の電気化学素子モジュール。
【請求項４】
前記電気化学素子と前記外装体との間の空隙には、膨張性部材が充填されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気化学素子モジュール。
【請求項５】
前記膨張性部材は、熱伝導性材料を含む請求項４に記載の電気化学素子モジュール。
【請求項６】
隣接する前記電気化学素子の間に放熱部材が更に配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気化学素子モジュール。
【請求項７】
前記放熱部材は、シート状の金属部材からなる請求項６に記載の電気化学素子モジュール。
【請求項１】
電気化学素子を複数積層して外装体の内部に収納した電気化学素子モジュールであって、
隣接する前記電気化学素子の間、及び、前記電気化学素子の主面と前記外装体の内面との間には、粘着性を有する薄膜状のスペーサが配置されていることを特徴とする電気化学素子モジュール。
【請求項２】
前記スペーサの厚さが、５０μｍ以上５ｍｍ以下である請求項１に記載の電気化学素子モジュール。
【請求項３】
前記電気化学素子は、電気化学素子要素と、前記電気化学素子要素を収納した可撓性を有する外装材と、前記外装材から外部に引き出された電極リード端子部とを含み、
前記外装材の外周は、矩形状に形成され、
前記外装材の外周辺のうち、谷折りされた一辺以外の三辺が所定の幅をもって接合されて封止部を形成し、
前記三辺のいずれかの辺から前記電極リード端子部が引き出されている請求項１又は２に記載の電気化学素子モジュール。
【請求項４】
前記電気化学素子と前記外装体との間の空隙には、膨張性部材が充填されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の電気化学素子モジュール。
【請求項５】
前記膨張性部材は、熱伝導性材料を含む請求項４に記載の電気化学素子モジュール。
【請求項６】
隣接する前記電気化学素子の間に放熱部材が更に配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電気化学素子モジュール。
【請求項７】
前記放熱部材は、シート状の金属部材からなる請求項６に記載の電気化学素子モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−６９４０８（Ｐ２０１２−６９４０８Ａ）
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１３８９９（Ｐ２０１０−２１３８９９）
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（５１１０８４５５５）日立マクセルエナジー株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月５日（２０１２．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【出願人】（５１１０８４５５５）日立マクセルエナジー株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
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