電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池
【課題】電池容器や電池蓋の腐食を防止することが可能な、又は構造設計上の困難性を有さず製造上の信頼性を有することが可能な電池パック容器を提供する。
【解決手段】電池パック容器は、電池パック容器本体２４と接触端子構造２５とを具備する。電池パック容器本体２４は、二次電池１を収納する収納領域２３を有している。接触端子構造２５は、電池パック容器本体２４に設けられ、少なくとも一部が収納領域２３内に露出されている。接触端子構造２５は、二次電池１が収納領域２３に収納されるとき、二次電池１の外表面に接触可能である。
【解決手段】電池パック容器は、電池パック容器本体２４と接触端子構造２５とを具備する。電池パック容器本体２４は、二次電池１を収納する収納領域２３を有している。接触端子構造２５は、電池パック容器本体２４に設けられ、少なくとも一部が収納領域２３内に露出されている。接触端子構造２５は、二次電池１が収納領域２３に収納されるとき、二次電池１の外表面に接触可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池では、軽量化を図るために、電池容器の材料としてアルミニウム系材料を使用する場合がある。アルミニウム系材料は、リチウムイオンと反応してＬｉＡｌ合金を形成する性質を有している。そのため、その反応を防止する技術が研究されている。例えば、特開平１０−２１８８９号公報に、リチウムイオン二次電池の容器及び電極集電体が開示されている。この容器では、その内面が、銅やニッケルのようなリチウムに対して合金化し難い金属材料で形成された被覆層で覆われている。その効果として、缶体とその内部のリチウムとの反応及び合金化を防止できると記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２１８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記合金化を防止する方法として、上記のような電池容器の内面を合金化し難い金属材料で被覆する方法のほかに、電池容器の内面をリチウムに対して反応し難い絶縁材料で被覆する方法が考えられる。しかし、容器内面をそれら金属材料や絶縁材料の被覆膜で覆う場合、内面の全面を完全に被覆できるとは限らず、傷やピンホールが発生してアルミニウム系材料が露出してしまう場合が考えられる。そのような場合、それら傷やピンホールから上記合金化が発生し、容器の変質や電池性能の劣化を招く可能性がある。上記合金化のような電池容器や電池蓋の腐食を防止する技術が望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、電池容器や電池蓋の腐食を防止することが可能な電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、構造設計上の困難性を有さず製造上の信頼性を有することが可能な電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池を提供することにある。
【０００７】
この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明の電池パック容器は、電池パック容器本体（２４）と、接触端子構造（２５）とを具備する。電池パック容器本体（２４）は、二次電池（１）を収納する収納領域（２３）を有している。接触端子構造（２５）は、電池パック容器本体（２４）に設けられ、少なくとも一部が収納領域（２３）内に露出されている。接触端子構造（２５）は、二次電池（１）が収納領域（２３）に収納されるとき、二次電池（１）の外表面に接触可能である。
本発明では、二次電池（１）が収納領域（２３）に収納された場合、二次電池（１）の表面に接触端子構造（２５）が接触する。その接触により、接触端子構造（２５）と二次電池（１）とは電気的に接続される。このように接触端子構造（２５）を二次電池（１）に容易に接続することができる。この接触端子構造（２５）への配線（３１ａ）の接続は、二次電池（１）に何ら影響を及ぼすことなく容易に実行できる。そして、その配線（３１ａ）に電流制限手段（３２）及び他の配線（３１ｂ）を接続し、他の配線（３１ｂ）を二次電池（１）の正極端子（４）に接続することは、極めて容易に実行できる。従って、二次電池（１）の外表面と正極端子（４）とを電気的に容易に接続可能とすることができる。
二次電池（１）の外表面と正極端子（４）とを電気的に接続することにより、二次電池（１）の電池容器（３）や電池蓋（２）の合金化（腐食）を大幅に抑制することができる。また、電池容器（３）ではなく電池パック容器（２０）に接続端子構造（２５）を設けるので、二次電池（１）に関して何ら構造設計上の困難性を与えず、製造上の信頼性を維持することが可能となる。
【００１０】
上記の電池パック容器において、接触端子構造（２５）は、弾性部（２５−１）と、保持部（２５−２）とを備える。弾性部（２５−１）は、二次電池（１）が収納領域（２３）に収納されるとき二次電池（１）の外表面に変形しながら接触する。保持部（２５−２）は、弾性部（２５−１）を電池パック容器本体（２４）に保持する。
本発明では、接触端子構造（２５）の弾性部（２５−１）が弾性変形して二次電池（１）の外表面に接触するので、比較的構造が簡便でありながら安定的に電気的接続を維持することができる。
【００１１】
上記の電池パック容器において、接触端子構造（２５）は、収納領域（２３）の側面又は底面に設けられている。
本発明では、接触端子構造（２５）が収納領域（２３）の側面や底面に設けられ要るので、二次電池（１）を収納領域（２３）へ挿入するとき接触端子構造（２５）をその妨げになり難くすることができる。
【００１２】
上記の電池パック容器において、二次電池（１）の保護回路（３０）を保持可能な保持部材（２６）を更に具備する。
本発明では、二次電池（１）の保護回路（３０）を容易に内部に装着できるので、電池パック（５０）の構造を全体として簡略化できる。
【００１３】
上記の電池パック容器において、収納領域（２３）は複数有り、接触端子構造（２５）は複数の収納領域（２３）の各々に設けられている。
本発明では、電池パック容器として複数の二次電池（１）を収納できるので、充放電能力の高い電池パック（５０）を構成することができる。
【００１４】
本発明の電池パックは、上記各段落のいずれか一つに記載の電池パック容器（２０）と、電池パック容器（２０）の収納領域（２３）に収納された二次電池（１）とを具備する。電池パック容器（２０）の接触端子構造（２５）は、二次電池（１）の外表面に接触し、電流制限手段（３２）を介して二次電池（１）の正極端子（４）に電気的に接続される。
本発明では、二次電池（１）が収納領域（２３）に収納された場合、二次電池（１）の外表面と正極端子（４）とを電気的に容易に接続することができる。それにより、二次電池（１）の電池容器（３）や電池蓋（２）の合金化（腐食）を大幅に抑制することができる。また、電池容器（３）ではなく電池パック容器（２０）に接続端子構造（２５）を設けるので、二次電池（１）に関して何ら構造設計上の困難性を与えず、製造上の信頼性を維持することが可能となる。
【００１５】
本発明の二次電池は、電池容器（３）と、電池蓋（２）と、電流制御手段（３２）とを具備する。電池蓋（２）は、正極端子（４）及び負極端子（５）を有し、電池容器（３）に設けられている。電流制御手段（３２）は、第１配線（３１ｂ）を介して一端を正極端子（４）に、第２配線（３１ａ）を介して他端を電池蓋（２）に接続されている。第２配線（３１ａ）は、電池蓋（２）に溶接で直接的に接続されている。
本発明では、二次電池（１）の外表面（電池蓋（２））と正極端子（４）とを配線（３１ａ）により溶接で直接的に容易に接続することができる。それにより、二次電池（１）の電池容器（３）や電池蓋（２）の合金化（腐食）を大幅に抑制することができる。また、電池蓋（２）に簡易的に溶接で接続するので、二次電池（１）に関して何ら構造設計上の困難性を与えず、製造上の信頼性を維持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、電池容器や電池蓋の腐食を防止することが可能な電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池を提供することができる。また、構造設計上の困難性を有さず製造上の信頼性を有することが可能な電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態に係る電池パックに用いるリチウム二次電池について説明する。図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す上面図及び正面図である。リチウム二次電池１は、電池蓋２と電池容器３とを具備している。
【００１９】
電池蓋２は、電池容器３を密閉する蓋であり、例えば、ステンレス等の鋼材やアルミニウム系材料で形成されている。電池蓋２はレーザ溶接等の方法により電池容器３と結合されている。電池蓋２は、正極端子４、負極端子５、絶縁体１４、１５、ガス抜き弁６、安全弁１１を備えている。
【００２０】
正極端子４は、正極用の取り出し端子であり、絶縁体１４を介して電池蓋２に取り付けられている。正極端子４は、例えば、アルミニウムで形成され、電池容器３の内側で正極（後述）に接続されている。正極端子４は、接触抵抗低減のために、電池容器３の外側での表面を例えばニッケルメッキで覆っていても良い。負極端子５は、負極用の取り出し端子であり、絶縁体１５を介して電池蓋２に取り付けられている。負極端子５は、例えば、銅で形成され、電池容器３の内側で負極（後述）に接続されている。
【００２１】
ガス抜き弁６は、電池容器３内の圧力が所定の圧力以上となったとき、電池容器３内のガスを外部に開放する。すなわち、ガス抜き弁６は、継続使用が可能で、リチウム二次電池１の内圧が電池容器３の許容圧力を超えない範囲に抑える機能を有する。安全弁１１は、電池容器３内の圧力が急激に上昇した場合に破裂して、電池容器３内の圧力を開放する。安全弁１１は、ラプチャーディスクに例示される。これにより、電池容器３の全体が破裂することを防止することが出来る。
【００２２】
電池容器３は、電池本体を格納する容器であり、例えば、ステンレス等の鋼材やアルミニウム系材料で形成されている。電池容器３は電池蓋２と結合されているので、両者は電気的に接続された状態にもなっている。電池容器３の内面は、電解液と直接接触してもよいが、変性ポリオレフィン等の絶縁膜で被覆していてもよい。
【００２３】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略内部構成を示す模式図である。電池容器３は、電解液７と、正極８と、負極９とを備えている。
【００２４】
電解液７は、リチウムイオンを含む非水電解液である（例示：炭酸エチレンや炭酸ジエチルのような有機溶媒＋六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）のようなリチウム塩）。正極８は、例えば、アルミニウム箔等からなる本体の表面にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）が正極活性物質として塗布されて構成されている。その上部に正極端子４を接続されている。負極９は、例えば、カーボンあるいはグラファイトで形成されている。その上部に負極端子５を接続されている。正極８及び負極９は交互に複数配置され、それらの間にはセパレータが挿入されている。セパレータは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の多孔性高分子膜、ガラス繊維、高分子繊維から成る不織布等で形成されている。
【００２５】
なお、上記リチウム二次電池の構成は一例であり、本発明の技術思想から逸脱しない限り他の構成を用いることも可能である。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器について説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態に係る電池パックの構成の一例を示す概略斜視図である。電池パック５０は、複数のリチウム二次電池１と、電池パック容器２０と、保護回路３０とを備える。ここでは、４個のリチウム二次電池１を格納する電池パック５０を一例として説明する。
【００２７】
電池パック容器２０は、複数の収納領域２３と保護回路設置領域２７を有している。そして、複数の収納領域２３の各々にはリチウム二次電池１を、保護回路設置領域２７には保護回路３０をそれぞれ収納している。電池パック容器２０は、樹脂（例示：プラスチック類）で形成されている。その樹脂は、耐食性が高く、強度が高く、ある程度の弾性を有する樹脂が好ましい。例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）に例示される強度や耐食性が比較的高いエンジニアリング・プラスチックである。
【００２８】
リチウム二次電池１は、電池パック容器２０の収納領域２３に収納される。リチウム二次電池１の詳細は、上述のように図１乃至図３を用いて説明したとおりである。これら複数のリチウム二次電池１は、所定の接続状態となるように正極端子４及び負極端子５を複数のブスバ（図示されず）により接続される。所定の接続方法は、例えば、４個のリチウム二次電池１を互いに直列に接続する場合や、互いに並列に接続する場合やその組み合わせに例示される。
【００２９】
保護回路３０は、電池パック容器２０の保護回路設置領域２７に格納されている。保護回路３０は、電流制限手段３２（図示されず、後述）を有している。電流制限手段３２は、一端を配線３１ａに、他端を配線３１ｂにそれぞれ接続されている。ただし、本図中では、一個のリチウム二次電池１に関する配線３１ａ、３１ｂのみ図示し、他のリチウム二次電池１に関する配線は省略している。電流制限手段３２は、配線３１ｂを介して正極端子４に、配線３１ａ及び接触端子構造２５（図示されず、後述）を介して電池容器３に接続されている。すなわち、電池容器３は電流制限手段３２を介して正極端子４に接続されている。このような接続は、後述されるように、電池容器３の合金化や腐食を防止することができ好ましい。
【００３０】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器の構成を模式的に示すｙ−ｚ概略断面図である。ただし、図５Ａはリチウム二次電池１が格納された場合を示し、配線３１ａ、３１ｂ及び電流制限手段３２が回路図的に記載されている。図５Ｂはリチウム二次電池１が格納されていない場合を示し、配線３１ａ、３１ｂ及び電流制限手段３２が回路図的に破線で記載されている。なお、電池パック容器２０は、配線３１ａを含んでいても良い。更に、電流制限手段３２を含んでいても良い。更に、配線３１ｂを含んでいても良い。
【００３１】
電池パック容器２０は、リチウム二次電池１を収納領域２３に収納している。電池パック容器２０は、電池パック容器本体２４と、接触端子構造２５とを備える。電池パック容器本体２４は、複数の収納領域２３に区切られた容器形状を有する。その容器形状は、底面部材２２と、底面部材２２から立ち上がる複数の側面部材２１とにより形成されている。一つの収納領域２３は、底面部材２２と４つの側面部材２１とから構成されている。
【００３２】
接触端子構造２５は、少なくとも一部が収納領域２３内に露出され、リチウム二次電池１の電池容器３の外表面に接触可能に設けられた導体である。すなわち、リチウム二次電池１が収納領域２３に収容されたとき、電池容器３の外表面は接触端子構造２５に接触（電気的に接続）される。そのとき、接触端子構造２５が弾性変形することにより及び／又は収納領域２３の一部が弾性変形することにより、接触端子構造２５が電池容器３に押し付けられる。その結果、電池容器３と接触端子構造２５とは電気的に接続される。
【００３３】
ここで、接触端子構造２５が配線３１ａを介して電流制限手段３２に接続され、電流制限手段３２が配線３１ｂを介してリチウム二次電池１の正極端子４に接続されている。すなわち、正極端子４と電池容器３とは電流制限手段３２を介して接続されている。これにより、正極端子４と電池容器３とを同電位に保持することが可能となる。この結果、電池容器３（アルミニウム系材料）の電位を、リチウムイオンとのＬｉＡｌへの合金化が阻止できる電位の範囲に保つことが出来る。なお、上記リチウムイオンとのＬｉＡｌへの合金化を阻止できる電位の範囲とは、例えば、負極端子５に対する電池容器３の電位が０．３Ｖ以上をいう。より好ましくは０．５Ｖ以上である。電流制限手段３２は、正極端子４と電池容器３との間に流れる電流を制限する機能を有する素子又は回路等であれば良い。電流制限手段３２は、抵抗素子やヒューズに例示される。
【００３４】
電流制限手段３２を設けた場合、負極端子５と電池容器３との間が短絡等することにより、正極端子４から電池容器３経由で負極端子５へ電流が流れる可能性がある。そのような場合に対応するために、電流制限手段３２を抵抗素子とした場合、正極端子４から電池容器３経由で負極端子５へ電流が流れたとしても、その電流値が１０−３Ａ以下となるような抵抗値を有する抵抗素子とすることが好ましい。本実施の形態のリチウム二次電池１では、正常な場合での正極端子４と負極端子５との間の電圧が２．０Ｖ〜４．５Ｖ程度である。したがって、抵抗素子の抵抗値は１ｋΩ程度又はそれ以上とすることが好ましい。これにより、負極端子５と電池容器３とが短絡するなどの異常が発生した場合でも、正極端子４から電池容器３経由で負極端子５へ流れる電流を微小な電流に制限することが出来、過電流等によりリチウム二次電池１が損傷することを防止できる。
【００３５】
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器の構成の一例を示すｘ−ｚ概略断面図である。ただし、図６はリチウム二次電池１の一個分及び保護回路３０の周辺部分を抽出して示している。
【００３６】
電池パック容器本体２４は、収容領域２３に、取付部材２１ａを有している。取付部材２１ａは、側面部材２１の近傍に設けられ、底面部材２２に一端を固定され、側面部材２１と略平行に底面部材２２から立ち上がっている。取付部材２１ａは他端を固定されていないため、固定された側を支点として、板ばね的に揺動可能である。
【００３７】
接触端子構造２５は、弾性を有する導電性材料で形成され、電池容器３と配線３１ａとを接続する。接触端子構造２５は、金属に例示され、特にステンレスのような鋼材料に例示される。接触端子構造２５は、弾性部２５−１と、保持部２５−２とを備える。保持部２５−２は、略凹型（コの字型）の形状を有し、その凹部に取付部材２１ａを嵌め込まれて、その取付部材２１ａ上に固定される。その一部分に溶接やハンダ等の方法で配線３１ａの一端が接続されている。弾性部２５−１は、一端を保持部２５−２に接続され、その接続部分から側面部材２１と略平行に立ち上がっている。弾性部２５−１は、リチウム二次電池１が収納領域２３に収納されるとき、リチウム二次電池１の電池容器３の表面に板ばねのように弾性変形しながら接触する。そのリチウム二次電池１の電池容器３の表面に弾性変形しながら接触しているので、電池容器３の表面に常時電気的に接続されていることになる。その結果、接触端子構造２５は、電池容器３と配線３１ａとを電気的に接続している。
【００３８】
なお、接触端子構造２５は、本図では収納領域２３の外側の側面に設けられているが、他の側面や底面に設けられていても良い。また、接触端子構造２５は、本図では側面の底部に設けられているが、側面の中間部や上部に設けられていても良い。また、形状は、図６の形状に限定されるものではなく、リチウム二次電池１が収納領域２３に収納されるとき、リチウム二次電池１の電池容器３の表面に押し付けられる形状を有していれば良い。
【００３９】
電池パック容器本体２４は、収容領域２３において、更に、保護回路設置領域２７内に設けられた保護回路保持部材２６を有している。保護回路保持部材２６は、側面部材２１に取り付けられ、保護回路３０を保持している。保護回路３０は、端子部３６と電流制限手段３２を備える。端子部３６は、一つの端子で配線３１ａと接続され、他の端子３６で配線３１ｂと接続されている。電流制限手段３２は、一方の端子を端子部３６のその一つの端子と、他方の端子をその他の端子とそれぞれ接続されている。それにより、配線３１ａと電流制限手段３２と配線３１ｂとがこの順に接続されている。
【００４０】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る保護回路３０を示す回路図である。保護回路３０は、端子部３６、電流制限手段３２に加えて、更に、計測回路３４と、充放電制御回路３５とを備えていても良い。計測回路３４は、負極端子５と電池容器３との電圧を計測する。充放電制御回路３５は、この電圧に基づいて電池容器３の電位異常を検知して充放電を停止する。
【００４１】
計測回路３４は、負極端子５と電池容器３との間の電圧を比較／検出し、比較結果を示す比較信号を充放電制御回路３５に出力する。充放電制御回路３５は、比較信号に基づいて、この電圧が予め設定されている適性範囲（例示：０．３Ｖ以上）の場合、電池容器３の電位異常と判断する。充放電制御回路３５は、電池容器３の電位異常を判断した場合、電源（図示されず）や負荷（図示されず）のような外部装置とリチウム二次電池１とを電気的に接続又は遮断するスイッチ４０をオフ状態にする。それにより、外部装置とリチウム二次電池１との電気的接続を切断する。
【００４２】
充放電制御回路３５は、計測回路３４での電池容器３の容器電圧と、正極端子４と負極端子５との間の電圧すなわち電池電圧との電圧差が予め設定されている基準値（例示：１００ｍＶ）以上となった場合、電位異常を検知するとしても良い。
【００４３】
このように、本実施の形態の保護回路３０は、電池容器３の電位を計測する計測回路３４と、電池容器３の電位異常が検知された場合に充放電を停止する放電制御回路３５とを備えている。そのため、電池容器３の電位がリチウムイオンとのＬｉＡｌへの合金化を阻止できる電位範囲を外れた場合、電位異常を早期に検知し、速やかに対応することが可能となる。これにより、ＬｉＡｌへの合金化による電池容器３の変質や電池性能の劣化を確実に防ぐことが出来る。
【００４４】
なお、本実施の形態では、計測回路３４は負極端子５と電池容器３との間の電圧を計測することとしたが、正極端子４と電池容器３との間の電圧を計測し、充放電制御回路３５において、この電圧に基づいて電位異常を検知し、充放電を停止しても良い。
【００４５】
本実施の形態では、電池パック容器２０において、ばね弾性を有する導電性材料を接触端子構造２５として設け、電流制限手段３２を介して接触端子構造２５を正極端子４に電気的に接続している。それにより、電池容器３のアルミニウム系材料がリチウムイオンと合金化することを防止することができる。加えて、電池蓋２側に特別に接続端子を設ける必要がないので、構造設計上の困難性を有さず、製造上の信頼性を維持しつつ本発明の電池パック容器２０を利用した電池パック５０を製造することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
まず、本発明の第２の実施の形態に係る電池パックに用いるリチウム二次電池について説明する。図８及び図９は、本発明の第２の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す上面図及び斜視図である。リチウム二次電池１は、基本的に第１の実施の形態（図１〜図３）と同様である。ただし、電流制御手段３２の一端が配線３１ｂを介して正極端子４と直接接続され、電流制御手段３２の他端が配線３１ａを介して電池蓋２と直接接続されているという点で、第１の実施の形態と異なる。
【００４７】
ここで、電池蓋２は、既述のように、例えばステンレス等の鋼材やアルミニウム系材料で形成されている。一方、配線３１ａは、例えば銅線に例示される。そして、電池蓋２上において、配線３１ａと電池蓋２とを直接接続している結合部３８の形成方法（接続方法（結合方法））としては、レーザ溶接や超音波溶接に例示される溶接法、及び、ハンダを用いたハンダ接合法に例示される。電流制限手段３２については、第１の実施の形態と同様である。
【００４８】
本実施の形態の場合でも、正極端子４と電池容器３とは電流制限手段３２を介して接続されている。これにより、正極端子４と電池容器３とを同電位に保持することが可能となる。この結果、電池容器３（アルミニウム系材料）の電位を、リチウムイオンとのＬｉＡｌへの合金化が阻止できる電位の範囲（例示：負極端子５に対する電池容器３の電位が０．３Ｖ以上）に保つことが出来る。
【００４９】
加えて、電流制限手段３２を設けた場合、負極端子５と電池容器３との間が短絡等することにより、正極端子４から電池容器３経由で負極端子５へ電流が流れる可能性がある。そのような場合でも、電流制限手段３２を所定の値に設定することで、負極端子５と電池容器３とが短絡するなどの異常が発生した場合でも、正極端子４から電池容器３経由で負極端子５へ流れる電流を微小な電流に制限することが出来、過電流等によりリチウム二次電池１が損傷することを防止できる。
【００５０】
本実施の形態では、電池パック容器２０において、導電性材料を接触端子構造２５として電池容器３の直接接続させて、電流制限手段３２を介して接触端子構造２５を正極端子４に電気的に接続している。それにより、電池容器３のアルミニウム系材料がリチウムイオンと合金化することを防止することができる。加えて、電池蓋２側に直接簡易的方法により接続を行っており、特別な接続端子を設ける必要がないので、構造設計上の困難性を有さず、製造上の信頼性を維持しつつ本発明の電池パック容器２０を利用した電池パック５０を製造することができる。
【００５１】
本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す上面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す正面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略内部構成を示す模式図である。
【図４】図４は本発明の第１の実施の形態に係る電池パックの構成の一例を示す概略斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは本発明の第１の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器の構成を模式的に示すｙ−ｚ概略断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは本発明の第１の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器の構成を模式的に示すｙ−ｚ概略断面図である。
【図６】図６は本発明の第１の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器の構成の一例を示すｘ−ｚ概略断面図である。
【図７】図７は本発明の第１の実施の形態に係る保護回路を示す回路図である。
【図８】図８は本発明の第２の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す上面図である。
【図９】図９は本発明の第２の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ リチウム二次電池
２ 電池蓋
３ 電池容器
４ 正極端子
５ 負極端子
６ ガス抜き弁
７ 電解液
８ 正極
９ 負極
１１ 安全弁
１４、１５ 絶縁体
２０ 電池パック容器
２１ 側面部材
２１ａ 取付部材
２２ 底面部材
２３ 収納領域
２４ 電池パック容器本体
２５ 接触端子構造
２５−１ 弾性部
２５−２ 保持部
２６ 保持部材
２７ 保護回路設置領域
３０ 保護回路
３１ａ、３１ｂ 配線
３２ 電流制限手段
３４ 計測回路
３５ 充放電制御回路
３６ 端子
３８ 結合部
４０ スイッチ
５０ 電池パック保護回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウム二次電池では、軽量化を図るために、電池容器の材料としてアルミニウム系材料を使用する場合がある。アルミニウム系材料は、リチウムイオンと反応してＬｉＡｌ合金を形成する性質を有している。そのため、その反応を防止する技術が研究されている。例えば、特開平１０−２１８８９号公報に、リチウムイオン二次電池の容器及び電極集電体が開示されている。この容器では、その内面が、銅やニッケルのようなリチウムに対して合金化し難い金属材料で形成された被覆層で覆われている。その効果として、缶体とその内部のリチウムとの反応及び合金化を防止できると記載されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２１８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記合金化を防止する方法として、上記のような電池容器の内面を合金化し難い金属材料で被覆する方法のほかに、電池容器の内面をリチウムに対して反応し難い絶縁材料で被覆する方法が考えられる。しかし、容器内面をそれら金属材料や絶縁材料の被覆膜で覆う場合、内面の全面を完全に被覆できるとは限らず、傷やピンホールが発生してアルミニウム系材料が露出してしまう場合が考えられる。そのような場合、それら傷やピンホールから上記合金化が発生し、容器の変質や電池性能の劣化を招く可能性がある。上記合金化のような電池容器や電池蓋の腐食を防止する技術が望まれている。
【０００５】
本発明の目的は、電池容器や電池蓋の腐食を防止することが可能な電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池を提供することにある。
【０００６】
本発明の他の目的は、構造設計上の困難性を有さず製造上の信頼性を有することが可能な電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池を提供することにある。
【０００７】
この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、発明を実施するための最良の形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明の電池パック容器は、電池パック容器本体（２４）と、接触端子構造（２５）とを具備する。電池パック容器本体（２４）は、二次電池（１）を収納する収納領域（２３）を有している。接触端子構造（２５）は、電池パック容器本体（２４）に設けられ、少なくとも一部が収納領域（２３）内に露出されている。接触端子構造（２５）は、二次電池（１）が収納領域（２３）に収納されるとき、二次電池（１）の外表面に接触可能である。
本発明では、二次電池（１）が収納領域（２３）に収納された場合、二次電池（１）の表面に接触端子構造（２５）が接触する。その接触により、接触端子構造（２５）と二次電池（１）とは電気的に接続される。このように接触端子構造（２５）を二次電池（１）に容易に接続することができる。この接触端子構造（２５）への配線（３１ａ）の接続は、二次電池（１）に何ら影響を及ぼすことなく容易に実行できる。そして、その配線（３１ａ）に電流制限手段（３２）及び他の配線（３１ｂ）を接続し、他の配線（３１ｂ）を二次電池（１）の正極端子（４）に接続することは、極めて容易に実行できる。従って、二次電池（１）の外表面と正極端子（４）とを電気的に容易に接続可能とすることができる。
二次電池（１）の外表面と正極端子（４）とを電気的に接続することにより、二次電池（１）の電池容器（３）や電池蓋（２）の合金化（腐食）を大幅に抑制することができる。また、電池容器（３）ではなく電池パック容器（２０）に接続端子構造（２５）を設けるので、二次電池（１）に関して何ら構造設計上の困難性を与えず、製造上の信頼性を維持することが可能となる。
【００１０】
上記の電池パック容器において、接触端子構造（２５）は、弾性部（２５−１）と、保持部（２５−２）とを備える。弾性部（２５−１）は、二次電池（１）が収納領域（２３）に収納されるとき二次電池（１）の外表面に変形しながら接触する。保持部（２５−２）は、弾性部（２５−１）を電池パック容器本体（２４）に保持する。
本発明では、接触端子構造（２５）の弾性部（２５−１）が弾性変形して二次電池（１）の外表面に接触するので、比較的構造が簡便でありながら安定的に電気的接続を維持することができる。
【００１１】
上記の電池パック容器において、接触端子構造（２５）は、収納領域（２３）の側面又は底面に設けられている。
本発明では、接触端子構造（２５）が収納領域（２３）の側面や底面に設けられ要るので、二次電池（１）を収納領域（２３）へ挿入するとき接触端子構造（２５）をその妨げになり難くすることができる。
【００１２】
上記の電池パック容器において、二次電池（１）の保護回路（３０）を保持可能な保持部材（２６）を更に具備する。
本発明では、二次電池（１）の保護回路（３０）を容易に内部に装着できるので、電池パック（５０）の構造を全体として簡略化できる。
【００１３】
上記の電池パック容器において、収納領域（２３）は複数有り、接触端子構造（２５）は複数の収納領域（２３）の各々に設けられている。
本発明では、電池パック容器として複数の二次電池（１）を収納できるので、充放電能力の高い電池パック（５０）を構成することができる。
【００１４】
本発明の電池パックは、上記各段落のいずれか一つに記載の電池パック容器（２０）と、電池パック容器（２０）の収納領域（２３）に収納された二次電池（１）とを具備する。電池パック容器（２０）の接触端子構造（２５）は、二次電池（１）の外表面に接触し、電流制限手段（３２）を介して二次電池（１）の正極端子（４）に電気的に接続される。
本発明では、二次電池（１）が収納領域（２３）に収納された場合、二次電池（１）の外表面と正極端子（４）とを電気的に容易に接続することができる。それにより、二次電池（１）の電池容器（３）や電池蓋（２）の合金化（腐食）を大幅に抑制することができる。また、電池容器（３）ではなく電池パック容器（２０）に接続端子構造（２５）を設けるので、二次電池（１）に関して何ら構造設計上の困難性を与えず、製造上の信頼性を維持することが可能となる。
【００１５】
本発明の二次電池は、電池容器（３）と、電池蓋（２）と、電流制御手段（３２）とを具備する。電池蓋（２）は、正極端子（４）及び負極端子（５）を有し、電池容器（３）に設けられている。電流制御手段（３２）は、第１配線（３１ｂ）を介して一端を正極端子（４）に、第２配線（３１ａ）を介して他端を電池蓋（２）に接続されている。第２配線（３１ａ）は、電池蓋（２）に溶接で直接的に接続されている。
本発明では、二次電池（１）の外表面（電池蓋（２））と正極端子（４）とを配線（３１ａ）により溶接で直接的に容易に接続することができる。それにより、二次電池（１）の電池容器（３）や電池蓋（２）の合金化（腐食）を大幅に抑制することができる。また、電池蓋（２）に簡易的に溶接で接続するので、二次電池（１）に関して何ら構造設計上の困難性を与えず、製造上の信頼性を維持することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、電池容器や電池蓋の腐食を防止することが可能な電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池を提供することができる。また、構造設計上の困難性を有さず製造上の信頼性を有することが可能な電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の電池パック容器、電池パック及びリチウム二次電池の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態に係る電池パックに用いるリチウム二次電池について説明する。図１及び図２は、本発明の第１の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す上面図及び正面図である。リチウム二次電池１は、電池蓋２と電池容器３とを具備している。
【００１９】
電池蓋２は、電池容器３を密閉する蓋であり、例えば、ステンレス等の鋼材やアルミニウム系材料で形成されている。電池蓋２はレーザ溶接等の方法により電池容器３と結合されている。電池蓋２は、正極端子４、負極端子５、絶縁体１４、１５、ガス抜き弁６、安全弁１１を備えている。
【００２０】
正極端子４は、正極用の取り出し端子であり、絶縁体１４を介して電池蓋２に取り付けられている。正極端子４は、例えば、アルミニウムで形成され、電池容器３の内側で正極（後述）に接続されている。正極端子４は、接触抵抗低減のために、電池容器３の外側での表面を例えばニッケルメッキで覆っていても良い。負極端子５は、負極用の取り出し端子であり、絶縁体１５を介して電池蓋２に取り付けられている。負極端子５は、例えば、銅で形成され、電池容器３の内側で負極（後述）に接続されている。
【００２１】
ガス抜き弁６は、電池容器３内の圧力が所定の圧力以上となったとき、電池容器３内のガスを外部に開放する。すなわち、ガス抜き弁６は、継続使用が可能で、リチウム二次電池１の内圧が電池容器３の許容圧力を超えない範囲に抑える機能を有する。安全弁１１は、電池容器３内の圧力が急激に上昇した場合に破裂して、電池容器３内の圧力を開放する。安全弁１１は、ラプチャーディスクに例示される。これにより、電池容器３の全体が破裂することを防止することが出来る。
【００２２】
電池容器３は、電池本体を格納する容器であり、例えば、ステンレス等の鋼材やアルミニウム系材料で形成されている。電池容器３は電池蓋２と結合されているので、両者は電気的に接続された状態にもなっている。電池容器３の内面は、電解液と直接接触してもよいが、変性ポリオレフィン等の絶縁膜で被覆していてもよい。
【００２３】
図３は、本発明の第１の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略内部構成を示す模式図である。電池容器３は、電解液７と、正極８と、負極９とを備えている。
【００２４】
電解液７は、リチウムイオンを含む非水電解液である（例示：炭酸エチレンや炭酸ジエチルのような有機溶媒＋六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）のようなリチウム塩）。正極８は、例えば、アルミニウム箔等からなる本体の表面にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）が正極活性物質として塗布されて構成されている。その上部に正極端子４を接続されている。負極９は、例えば、カーボンあるいはグラファイトで形成されている。その上部に負極端子５を接続されている。正極８及び負極９は交互に複数配置され、それらの間にはセパレータが挿入されている。セパレータは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の多孔性高分子膜、ガラス繊維、高分子繊維から成る不織布等で形成されている。
【００２５】
なお、上記リチウム二次電池の構成は一例であり、本発明の技術思想から逸脱しない限り他の構成を用いることも可能である。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器について説明する。図４は、本発明の第１の実施の形態に係る電池パックの構成の一例を示す概略斜視図である。電池パック５０は、複数のリチウム二次電池１と、電池パック容器２０と、保護回路３０とを備える。ここでは、４個のリチウム二次電池１を格納する電池パック５０を一例として説明する。
【００２７】
電池パック容器２０は、複数の収納領域２３と保護回路設置領域２７を有している。そして、複数の収納領域２３の各々にはリチウム二次電池１を、保護回路設置領域２７には保護回路３０をそれぞれ収納している。電池パック容器２０は、樹脂（例示：プラスチック類）で形成されている。その樹脂は、耐食性が高く、強度が高く、ある程度の弾性を有する樹脂が好ましい。例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）やポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）に例示される強度や耐食性が比較的高いエンジニアリング・プラスチックである。
【００２８】
リチウム二次電池１は、電池パック容器２０の収納領域２３に収納される。リチウム二次電池１の詳細は、上述のように図１乃至図３を用いて説明したとおりである。これら複数のリチウム二次電池１は、所定の接続状態となるように正極端子４及び負極端子５を複数のブスバ（図示されず）により接続される。所定の接続方法は、例えば、４個のリチウム二次電池１を互いに直列に接続する場合や、互いに並列に接続する場合やその組み合わせに例示される。
【００２９】
保護回路３０は、電池パック容器２０の保護回路設置領域２７に格納されている。保護回路３０は、電流制限手段３２（図示されず、後述）を有している。電流制限手段３２は、一端を配線３１ａに、他端を配線３１ｂにそれぞれ接続されている。ただし、本図中では、一個のリチウム二次電池１に関する配線３１ａ、３１ｂのみ図示し、他のリチウム二次電池１に関する配線は省略している。電流制限手段３２は、配線３１ｂを介して正極端子４に、配線３１ａ及び接触端子構造２５（図示されず、後述）を介して電池容器３に接続されている。すなわち、電池容器３は電流制限手段３２を介して正極端子４に接続されている。このような接続は、後述されるように、電池容器３の合金化や腐食を防止することができ好ましい。
【００３０】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器の構成を模式的に示すｙ−ｚ概略断面図である。ただし、図５Ａはリチウム二次電池１が格納された場合を示し、配線３１ａ、３１ｂ及び電流制限手段３２が回路図的に記載されている。図５Ｂはリチウム二次電池１が格納されていない場合を示し、配線３１ａ、３１ｂ及び電流制限手段３２が回路図的に破線で記載されている。なお、電池パック容器２０は、配線３１ａを含んでいても良い。更に、電流制限手段３２を含んでいても良い。更に、配線３１ｂを含んでいても良い。
【００３１】
電池パック容器２０は、リチウム二次電池１を収納領域２３に収納している。電池パック容器２０は、電池パック容器本体２４と、接触端子構造２５とを備える。電池パック容器本体２４は、複数の収納領域２３に区切られた容器形状を有する。その容器形状は、底面部材２２と、底面部材２２から立ち上がる複数の側面部材２１とにより形成されている。一つの収納領域２３は、底面部材２２と４つの側面部材２１とから構成されている。
【００３２】
接触端子構造２５は、少なくとも一部が収納領域２３内に露出され、リチウム二次電池１の電池容器３の外表面に接触可能に設けられた導体である。すなわち、リチウム二次電池１が収納領域２３に収容されたとき、電池容器３の外表面は接触端子構造２５に接触（電気的に接続）される。そのとき、接触端子構造２５が弾性変形することにより及び／又は収納領域２３の一部が弾性変形することにより、接触端子構造２５が電池容器３に押し付けられる。その結果、電池容器３と接触端子構造２５とは電気的に接続される。
【００３３】
ここで、接触端子構造２５が配線３１ａを介して電流制限手段３２に接続され、電流制限手段３２が配線３１ｂを介してリチウム二次電池１の正極端子４に接続されている。すなわち、正極端子４と電池容器３とは電流制限手段３２を介して接続されている。これにより、正極端子４と電池容器３とを同電位に保持することが可能となる。この結果、電池容器３（アルミニウム系材料）の電位を、リチウムイオンとのＬｉＡｌへの合金化が阻止できる電位の範囲に保つことが出来る。なお、上記リチウムイオンとのＬｉＡｌへの合金化を阻止できる電位の範囲とは、例えば、負極端子５に対する電池容器３の電位が０．３Ｖ以上をいう。より好ましくは０．５Ｖ以上である。電流制限手段３２は、正極端子４と電池容器３との間に流れる電流を制限する機能を有する素子又は回路等であれば良い。電流制限手段３２は、抵抗素子やヒューズに例示される。
【００３４】
電流制限手段３２を設けた場合、負極端子５と電池容器３との間が短絡等することにより、正極端子４から電池容器３経由で負極端子５へ電流が流れる可能性がある。そのような場合に対応するために、電流制限手段３２を抵抗素子とした場合、正極端子４から電池容器３経由で負極端子５へ電流が流れたとしても、その電流値が１０−３Ａ以下となるような抵抗値を有する抵抗素子とすることが好ましい。本実施の形態のリチウム二次電池１では、正常な場合での正極端子４と負極端子５との間の電圧が２．０Ｖ〜４．５Ｖ程度である。したがって、抵抗素子の抵抗値は１ｋΩ程度又はそれ以上とすることが好ましい。これにより、負極端子５と電池容器３とが短絡するなどの異常が発生した場合でも、正極端子４から電池容器３経由で負極端子５へ流れる電流を微小な電流に制限することが出来、過電流等によりリチウム二次電池１が損傷することを防止できる。
【００３５】
図６は、本発明の第１の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器の構成の一例を示すｘ−ｚ概略断面図である。ただし、図６はリチウム二次電池１の一個分及び保護回路３０の周辺部分を抽出して示している。
【００３６】
電池パック容器本体２４は、収容領域２３に、取付部材２１ａを有している。取付部材２１ａは、側面部材２１の近傍に設けられ、底面部材２２に一端を固定され、側面部材２１と略平行に底面部材２２から立ち上がっている。取付部材２１ａは他端を固定されていないため、固定された側を支点として、板ばね的に揺動可能である。
【００３７】
接触端子構造２５は、弾性を有する導電性材料で形成され、電池容器３と配線３１ａとを接続する。接触端子構造２５は、金属に例示され、特にステンレスのような鋼材料に例示される。接触端子構造２５は、弾性部２５−１と、保持部２５−２とを備える。保持部２５−２は、略凹型（コの字型）の形状を有し、その凹部に取付部材２１ａを嵌め込まれて、その取付部材２１ａ上に固定される。その一部分に溶接やハンダ等の方法で配線３１ａの一端が接続されている。弾性部２５−１は、一端を保持部２５−２に接続され、その接続部分から側面部材２１と略平行に立ち上がっている。弾性部２５−１は、リチウム二次電池１が収納領域２３に収納されるとき、リチウム二次電池１の電池容器３の表面に板ばねのように弾性変形しながら接触する。そのリチウム二次電池１の電池容器３の表面に弾性変形しながら接触しているので、電池容器３の表面に常時電気的に接続されていることになる。その結果、接触端子構造２５は、電池容器３と配線３１ａとを電気的に接続している。
【００３８】
なお、接触端子構造２５は、本図では収納領域２３の外側の側面に設けられているが、他の側面や底面に設けられていても良い。また、接触端子構造２５は、本図では側面の底部に設けられているが、側面の中間部や上部に設けられていても良い。また、形状は、図６の形状に限定されるものではなく、リチウム二次電池１が収納領域２３に収納されるとき、リチウム二次電池１の電池容器３の表面に押し付けられる形状を有していれば良い。
【００３９】
電池パック容器本体２４は、収容領域２３において、更に、保護回路設置領域２７内に設けられた保護回路保持部材２６を有している。保護回路保持部材２６は、側面部材２１に取り付けられ、保護回路３０を保持している。保護回路３０は、端子部３６と電流制限手段３２を備える。端子部３６は、一つの端子で配線３１ａと接続され、他の端子３６で配線３１ｂと接続されている。電流制限手段３２は、一方の端子を端子部３６のその一つの端子と、他方の端子をその他の端子とそれぞれ接続されている。それにより、配線３１ａと電流制限手段３２と配線３１ｂとがこの順に接続されている。
【００４０】
図７は、本発明の第１の実施の形態に係る保護回路３０を示す回路図である。保護回路３０は、端子部３６、電流制限手段３２に加えて、更に、計測回路３４と、充放電制御回路３５とを備えていても良い。計測回路３４は、負極端子５と電池容器３との電圧を計測する。充放電制御回路３５は、この電圧に基づいて電池容器３の電位異常を検知して充放電を停止する。
【００４１】
計測回路３４は、負極端子５と電池容器３との間の電圧を比較／検出し、比較結果を示す比較信号を充放電制御回路３５に出力する。充放電制御回路３５は、比較信号に基づいて、この電圧が予め設定されている適性範囲（例示：０．３Ｖ以上）の場合、電池容器３の電位異常と判断する。充放電制御回路３５は、電池容器３の電位異常を判断した場合、電源（図示されず）や負荷（図示されず）のような外部装置とリチウム二次電池１とを電気的に接続又は遮断するスイッチ４０をオフ状態にする。それにより、外部装置とリチウム二次電池１との電気的接続を切断する。
【００４２】
充放電制御回路３５は、計測回路３４での電池容器３の容器電圧と、正極端子４と負極端子５との間の電圧すなわち電池電圧との電圧差が予め設定されている基準値（例示：１００ｍＶ）以上となった場合、電位異常を検知するとしても良い。
【００４３】
このように、本実施の形態の保護回路３０は、電池容器３の電位を計測する計測回路３４と、電池容器３の電位異常が検知された場合に充放電を停止する放電制御回路３５とを備えている。そのため、電池容器３の電位がリチウムイオンとのＬｉＡｌへの合金化を阻止できる電位範囲を外れた場合、電位異常を早期に検知し、速やかに対応することが可能となる。これにより、ＬｉＡｌへの合金化による電池容器３の変質や電池性能の劣化を確実に防ぐことが出来る。
【００４４】
なお、本実施の形態では、計測回路３４は負極端子５と電池容器３との間の電圧を計測することとしたが、正極端子４と電池容器３との間の電圧を計測し、充放電制御回路３５において、この電圧に基づいて電位異常を検知し、充放電を停止しても良い。
【００４５】
本実施の形態では、電池パック容器２０において、ばね弾性を有する導電性材料を接触端子構造２５として設け、電流制限手段３２を介して接触端子構造２５を正極端子４に電気的に接続している。それにより、電池容器３のアルミニウム系材料がリチウムイオンと合金化することを防止することができる。加えて、電池蓋２側に特別に接続端子を設ける必要がないので、構造設計上の困難性を有さず、製造上の信頼性を維持しつつ本発明の電池パック容器２０を利用した電池パック５０を製造することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
まず、本発明の第２の実施の形態に係る電池パックに用いるリチウム二次電池について説明する。図８及び図９は、本発明の第２の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す上面図及び斜視図である。リチウム二次電池１は、基本的に第１の実施の形態（図１〜図３）と同様である。ただし、電流制御手段３２の一端が配線３１ｂを介して正極端子４と直接接続され、電流制御手段３２の他端が配線３１ａを介して電池蓋２と直接接続されているという点で、第１の実施の形態と異なる。
【００４７】
ここで、電池蓋２は、既述のように、例えばステンレス等の鋼材やアルミニウム系材料で形成されている。一方、配線３１ａは、例えば銅線に例示される。そして、電池蓋２上において、配線３１ａと電池蓋２とを直接接続している結合部３８の形成方法（接続方法（結合方法））としては、レーザ溶接や超音波溶接に例示される溶接法、及び、ハンダを用いたハンダ接合法に例示される。電流制限手段３２については、第１の実施の形態と同様である。
【００４８】
本実施の形態の場合でも、正極端子４と電池容器３とは電流制限手段３２を介して接続されている。これにより、正極端子４と電池容器３とを同電位に保持することが可能となる。この結果、電池容器３（アルミニウム系材料）の電位を、リチウムイオンとのＬｉＡｌへの合金化が阻止できる電位の範囲（例示：負極端子５に対する電池容器３の電位が０．３Ｖ以上）に保つことが出来る。
【００４９】
加えて、電流制限手段３２を設けた場合、負極端子５と電池容器３との間が短絡等することにより、正極端子４から電池容器３経由で負極端子５へ電流が流れる可能性がある。そのような場合でも、電流制限手段３２を所定の値に設定することで、負極端子５と電池容器３とが短絡するなどの異常が発生した場合でも、正極端子４から電池容器３経由で負極端子５へ流れる電流を微小な電流に制限することが出来、過電流等によりリチウム二次電池１が損傷することを防止できる。
【００５０】
本実施の形態では、電池パック容器２０において、導電性材料を接触端子構造２５として電池容器３の直接接続させて、電流制限手段３２を介して接触端子構造２５を正極端子４に電気的に接続している。それにより、電池容器３のアルミニウム系材料がリチウムイオンと合金化することを防止することができる。加えて、電池蓋２側に直接簡易的方法により接続を行っており、特別な接続端子を設ける必要がないので、構造設計上の困難性を有さず、製造上の信頼性を維持しつつ本発明の電池パック容器２０を利用した電池パック５０を製造することができる。
【００５１】
本発明は上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は本発明の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す上面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す正面図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略内部構成を示す模式図である。
【図４】図４は本発明の第１の実施の形態に係る電池パックの構成の一例を示す概略斜視図である。
【図５Ａ】図５Ａは本発明の第１の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器の構成を模式的に示すｙ−ｚ概略断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは本発明の第１の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器の構成を模式的に示すｙ−ｚ概略断面図である。
【図６】図６は本発明の第１の実施の形態に係る電池パック及び電池パック容器の構成の一例を示すｘ−ｚ概略断面図である。
【図７】図７は本発明の第１の実施の形態に係る保護回路を示す回路図である。
【図８】図８は本発明の第２の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す上面図である。
【図９】図９は本発明の第２の実施の形態に係るリチウム二次電池の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
１ リチウム二次電池
２ 電池蓋
３ 電池容器
４ 正極端子
５ 負極端子
６ ガス抜き弁
７ 電解液
８ 正極
９ 負極
１１ 安全弁
１４、１５ 絶縁体
２０ 電池パック容器
２１ 側面部材
２１ａ 取付部材
２２ 底面部材
２３ 収納領域
２４ 電池パック容器本体
２５ 接触端子構造
２５−１ 弾性部
２５−２ 保持部
２６ 保持部材
２７ 保護回路設置領域
３０ 保護回路
３１ａ、３１ｂ 配線
３２ 電流制限手段
３４ 計測回路
３５ 充放電制御回路
３６ 端子
３８ 結合部
４０ スイッチ
５０ 電池パック保護回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を収納する収納領域を有する電池パック容器本体と、
前記電池パック容器本体に設けられ、少なくとも一部が前記収納領域内に露出される接触端子構造と
を具備し、
前記接触端子構造は、前記二次電池が前記収納領域に収納されるとき、前記二次電池の外表面に接触可能である
電池パック容器。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パック容器において、
前記接触端子構造は、
前記二次電池が前記収納領域に収納されるとき前記二次電池の外表面に変形しながら接触する弾性部と、
前記弾性部を前記電池パック容器本体に保持する保持部と
を備える
電池パック容器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電池パック容器において、
前記接触端子構造は、前記収納領域の側面又は底面に設けられる
電池パック容器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電池パック容器において、
前記二次電池の保護回路を保持可能な保持部材を更に具備する
電池パック容器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電池パック容器において、
前記収納領域は複数有り、前記接触端子構造は前記複数の収納領域の各々に設けられている
電池パック容器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電池パック容器と、
前記電池パック容器の前記収納領域に収納された二次電池と
を具備し、
前記電池パック容器の接触端子構造は、前記二次電池の外表面に接触し、電流制限手段を介して前記二次電池の正極端子に電気的に接続される
電池パック。
【請求項７】
電池容器と、
正極端子及び負極端子を有し、前記電池容器に設けられた電池蓋と、
第１配線を介して一端を前記正極端子に、第２配線を介して他端を前記電池蓋に接続された電流制御手段と
を具備し、
前記第２配線は、前記電池蓋に溶接で直接的に接続されている
二次電池。
【請求項１】
二次電池を収納する収納領域を有する電池パック容器本体と、
前記電池パック容器本体に設けられ、少なくとも一部が前記収納領域内に露出される接触端子構造と
を具備し、
前記接触端子構造は、前記二次電池が前記収納領域に収納されるとき、前記二次電池の外表面に接触可能である
電池パック容器。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パック容器において、
前記接触端子構造は、
前記二次電池が前記収納領域に収納されるとき前記二次電池の外表面に変形しながら接触する弾性部と、
前記弾性部を前記電池パック容器本体に保持する保持部と
を備える
電池パック容器。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電池パック容器において、
前記接触端子構造は、前記収納領域の側面又は底面に設けられる
電池パック容器。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の電池パック容器において、
前記二次電池の保護回路を保持可能な保持部材を更に具備する
電池パック容器。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電池パック容器において、
前記収納領域は複数有り、前記接触端子構造は前記複数の収納領域の各々に設けられている
電池パック容器。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電池パック容器と、
前記電池パック容器の前記収納領域に収納された二次電池と
を具備し、
前記電池パック容器の接触端子構造は、前記二次電池の外表面に接触し、電流制限手段を介して前記二次電池の正極端子に電気的に接続される
電池パック。
【請求項７】
電池容器と、
正極端子及び負極端子を有し、前記電池容器に設けられた電池蓋と、
第１配線を介して一端を前記正極端子に、第２配線を介して他端を前記電池蓋に接続された電流制御手段と
を具備し、
前記第２配線は、前記電池蓋に溶接で直接的に接続されている
二次電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−３３７７７（Ｐ２０１０−３３７７７Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９２７４３（Ｐ２００８−１９２７４３）
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度 独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「系統連系円滑化蓄電システム技術開発／要素技術開発／リチウム二次電池による系統連系円滑化蓄電システムの研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００１６４４３８）九州電力株式会社 (245)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度 独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「系統連系円滑化蓄電システム技術開発／要素技術開発／リチウム二次電池による系統連系円滑化蓄電システムの研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００６２０８）三菱重工業株式会社 (10,378)
【出願人】（０００１６４４３８）九州電力株式会社 (245)
【Ｆターム（参考）】
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