JPH06338304A

JPH06338304A - 単電池および組電池構造体

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Publication number: JPH06338304A
Application number: JP5151339A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Fujiwara; 信浩藤原; Yasuo Yukita; 康夫雪田; Satoshi Iwazu; 聡岩津
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1994-12-06
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: JP3513878B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ケースの軽量化を図り、エネルギー体積密度
および重量密度を高め、単電池ケースを巻き込んで封止
する単電池と、この単電池を用いた組電池構造体を提供
すること。【構成】平板状の電極を積層した積層電極体１０がケ
ース４に収納された偏平状の単電池１であって、ケース
４の、積層電極体１０の電極面に平行な両側の側面のう
ち、少なくとも一方の側面をフレキシブルな薄板に形成
した単電池１。前記のような構成の複数の単電池１を、
組電池ケース４１に配列して収納する組電池構造体４０
であって、少なくとも、組電池ケース４１の一方の側部
から複数の単電池１の配列方向へ向けて加圧する加圧用
バネ４６を設けた組電池構造体４０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軽量化を図り、エネル
ギー体積密度および重量密度を高め、サイクル特性に優
れた単電池、およびこの単電池を複数組込んだ組電池構
造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年において、省エネルギーや環境汚染
等の問題から、電力貯蔵用および電気自動車等に使用す
る電池の開発が強く望まれており、この種の電池では、
高電圧（数十〜数百ボルト）で高エネルギー容量で高エ
ネルギー密度が要求されている。一方、これらに使用さ
れる単電池の構造としては、長尺の電極を巻回して構成
される渦巻き型構造と、平板の電極を積層して構成され
る偏平な平角型構造との２つのタイプの単電池が一般的
に知られている。上記渦巻き型構造の単電池は、電極面
積を大きく取れることから比較的に重負荷特性に優れて
いるものの、形状が円筒状となることからスペースファ
クタが悪く、特に複数個の単電池を同時に使用する場合
には体積エネルギー密度が低下するという不具がある。
さらに、充放電時の発熱による蓄熱が大きく、電池特性
の劣化が大きいという問題がある。これに対し、上記平
角型構造の単電池は、スペースファクタが良好であり、
充放電時の蓄熱も小さく、特に電気自動車等で使用する
場合には複数個の単電池を接続した組電池として適して
おり、現在、実験的に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の平角型の単電池においては、剛体ケース内に複
数の平板電極を単に挿入して積層した構造であるため、
平板電極間の密着性が悪く、充分な容量が得られないと
同時に、サイクル特性が著しく低下してしまう問題があ
り、従来のタイプの単電池では不充分なものであった。
ところで、電極間の密着性を高めるために、図２３に示
すように、単電池６１の積層電極１０を加圧する電極加
圧用のバネ６０を単電池ケース６６に内蔵することも考
えられるが、単電池６１に電極加圧用のバネ６０を内蔵
した場合には以下のような問題が発生する。すなわち、
１）単電池自体の重量が増大してしまい、エネルギー重
量密度が低下する。２）単電池内の加圧用バネの反力に耐えられる剛性を有
する金属製のケースが必要となり、内蔵されるバネと合
わせて、更に単電池の体積および重量が増大し、単電池
のエネルギー密度が低下してしまう欠点がある。３）複数の単電池を組み合わせて組電池として使用する
場合には、全体に占める体積および重量が累積され、組
電池としては著しくエネルギー密度が低下するという問
題がある。

【０００４】また、４）単電池は充電・放電を行なう
と、熱を発生するので、単電池ケースの胴体部が膨張
し、リチウム電池のように電極を積層するタイプの単電
池、例えば角型単電池の場合には、胴体部の膨張によ
り、積層電極体の加圧力が弱まって電池として働かなく
なる可能性がある。このため、従来では、積層電極体に
対する加圧力を保持するためには、所定値以上の剛性の
あるケース構造、すなわち、ケースの胴体部およびこの
胴体部の両面に取付けられる側板の剛性を高めざるを得
ず、胴体部と両側板とを巻き込んで組み付ける巻締めに
より組付けるには、結果的にケースの胴体部が厚くなり
すぎる構造となってしまう。特に、側板が広くて積層電
極体と平行の場合には、発熱に関係なく剛性を確保する
ために、ケース胴体部を厚くせざるを得ないという不具
合があった。そこで、本発明は、ケースの軽量化を図
り、エネルギー体積密度および重量密度を高め、単電池
ケースを巻き込んで封止する単電池およびこの単電池を
用いた組電池構造体を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る単電池は、平板状又はシート状の電極
を積層した積層電極体が単電池ケース内に収納された偏
平状の単電池であって、前記単電池ケースの、前記積層
電極体の電極面に平行な両側の側面のうち、少なくとも
一方の側面をフレキシブルな薄板に形成したことを特徴
とする。

【０００６】また、本発明に係る単電池は、前記単電池
ケースの、前記積層電極体の積層方向と平行な側面に、
少なくとも２つ以上の電池端子を設けたことを特徴とす
る。また、本発明に係る単電池は、前記単電池ケース
が、複数の部材により構成され、これらの複数の部材の
周縁部を互いに巻き込んで組付けて封止することを特徴
とする。また、本発明に係る単電池は、前記単電池ケー
スが、筒状の胴体部と、この胴体部の両側開口を封止す
る両側板とから構成され、前記胴体部と各側板との周縁
部を互いに巻き込んで組み付けたことを特徴とする。ま
た、本発明に係る単電池は、前記胴体部と各側板との周
縁部を互いに巻き込んで組み付けた前記単電池ケース部
分を、前記積層電極体の積層方向と直交する方向に突出
させたことを特徴とする。また、本発明に係る単電池
は、前記単電池ケースが、筒状の胴体部と一方の側板を
一体としたケース部と、このケース部の開口を封止する
側板とから構成され、前記胴体部と側板との周縁部を互
いに巻き込んで組み付けたことを特徴とする。

【０００７】また、本発明に係る組電池構造体は、平板
状又はシート状の電極を積層した積層電極体を収納する
単電池ケースの、前記積層電極体の電極面に対面する両
側の側面のうち、少なくとも一方の側面をフレキシブル
な薄板に形成した複数の単電池が、各単電池の電極面を
平行にして組電池ケース内に配列して収納される組電池
構造体において、少なくとも、前記組電池ケースの一方
の側部から前記複数の単電池の配列方向へ向けて加圧す
る加圧用バネを設けたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】したがって、本発明によれば、単電池ケースの
側面がフレキシブルに形成されるので、単電池ケースを
剛性のある部材により形成する必要がなくなり、単電池
自体の軽量化および小形化を図ることが可能となり、さ
らに、単電池ケースを巻き込んで組み付けてもケースの
板厚を厚くする必要がなくなり、従来のように、充電・
放電時に発生する熱による単電池ケースの膨張の影響を
受けることなく、また、積層電極体の加圧力を保持する
ために剛性のあるケース構造しなくてもよくなり、単電
池の製作が容易となる。また、組電池ケースに加圧用バ
ネを設けたので、組電池ケースに配列される複数の単電
池内の積層電極の圧着性が高まり、充分な容量が得られ
るとともに、組電池構造体としてのサイクル特性を向上
することができ、さらに、エネルギー体積密度および重
量密度が高い単電池および組電池構造体を得ることがで
きる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明に係る単電池の第１実施例を
図面に基づき説明する。図１は本実施例に係る単電池１
の分解斜視図を示している。本実施例の単電池１は、図
１に示すように、胴体部２とフィルム３によりなる単電
池ケース４と、このケース４内に収納された積層電極体
１０とから構成され、ケース４の両側面がフレキシブル
に形成されている。上記胴体部２は略四角の筒状にポリ
エチレンにより形成され、胴体部２の上面には正極の電
極端子５および負極の電極端子６が固設され、安全弁７
および電解液注入口８が設けられている。上記フィルム
３は、１００μｍの厚さのポリエチレンラミネートのア
ルミニューム箔により形成され、上記胴体部２の両側面
に図１中の×印の箇所でヒートシールにより固着され、
胴体部２の両側部開口を封止する。

【００１０】上記積層電極体１０は、多数の負極電極２
１ｂおよび正極電極２１ａと、これらの電極間に介装さ
れたポリエチレンフィルム２１ｃにより構成されてい
る。すなわち、本実施例では、上記負極電極２１ｂは、
不活性ガス気流中で焼成した後、粉砕して得られた平均
粒径２０μｍの炭素を９０重量部とし、結着材としてフ
ッ化ビニリデン樹脂を１０重量部とし、これらをＮ−メ
チルピロリドンに分散したスラリーを、厚さ１０μｍの
銅箔の集電体の両面に塗布することにより、厚さ１８０
μｍの電極原板を作製し、この電極原板の一部に負極の
リード部１４となる未塗布部を残して、電極原板の塗布
部を８２mm×２８４mmの大きさにカットして形成されて
いる。

【００１１】上記正極電極２１ａは、平均粒径１５μｍ
のＬｉＣｏＯ₂ 粉末を９１重量部とし、導電材としてグ
ラファイトを６重量部とし、結着材としてフッ化ビニリ
デン樹脂を３重量部とし、これらをＮ−メチルピロリド
ンに分散したスラリーを、銅箔の集電体の両面に塗布す
ることにより、厚さ１５０μｍの電極原板を作製し、こ
の電極原板の一部に正極のリード部１３となる未塗布部
を残して、電極原板の塗布部を７７mm×２７９mmの大き
さにカットして形成されている。上記ポリエチレンフィ
ルム２１ｃは、厚さ３８μｍで８７mm×２８９mmの大き
さに形成され、微小な孔が多数形成されている。そし
て、上記負極電極２１ｂを４３枚と上記正極電極２１ａ
を４２枚とを、正負リード部を重ねて交互に配置し、こ
れらの間に上記ポリエチレンフィルム２１ｃを介装して
積層し、外周に粘着テープ１１を巻いて双方の電極２１
ａ、２１ｂおよびフィルム２１ｃを固定し、積層電極体
１０が構成されている。さらに、上記積層電極体１０の
正極リード部１３および負極リード部１４を、上記胴体
部２の上面に固設された正極の電極端子５および負極の
電極端子６に胴体部２の内部で溶接により接続し、その
後、胴体部２の両側面にフィルム３をヒートシールによ
り固着し、ケース４上部の電解液注入口８から電解液が
注入されている。電解液は、プロピレンカーボネートと
ジエチルカーボネートの混合溶媒の中に、ＬｉＰＦ６を
１モル／ｌの割合で溶解して形成されている。そして、
電解注入後に注入口８に栓をし、これにより、設計容量
が３４Ａｈの単電池１を構成している。

【００１２】したがって、本実施例においては、単電池
ケース４の側面がアルミニューム箔のフィルム３により
構成されているので、ケース側面がフレキシブルとな
り、単電池の軽量化が図られる。また、本実施例では、
正極の電極端子５および負極の電極端子６を、積層電極
体１０の積層方向と平行な単電池ケース４の胴体部２の
上面に固設したので、積層電極体１０の正極リード部１
３および負極リード部１４と、単電池ケース４の正極の
電極端子５および負極の電極端子６とを接続するリード
線を、上記正極電極２１ａや負極電極２１ｂを避けて引
き回すことができ、積層電極体１０の正極電極２１ａと
負極電極２１ｂとの密着性を向上させるために積層電極
体１０をその積層方向に加圧して使用する際にも、機構
が簡単になりリード線の結線を容易にできる。

【００１３】次に、本発明に係る単電池の第２実施例を
説明する。尚、上記第１実施例と同様な部分の説明は省
略する。図２は本実施例の単電池１の分解斜視図を示し
ている。本実施例では、積層電極体１０および電解液は
上記実施例と同様に構成されている。上記積層電極体１
０が収納される単電池ケース４は、下ケース部１５と上
蓋１８とから構成されている。下ケース部１５は、厚さ
１mmのステンレスによりＵ字状に形成された胴体部１６
と、この胴体部１６の両側面にレーザー溶接により固着
され厚さ５０μｍのステンレス箔に形成された両側板１
７とから形成されている。上記上蓋１８は、厚さ１．５
mmに形成され、第１実施例と同様に、上面には、正極の
電極端子５および負極の電極端子６が固設され、安全弁
７および電解液注入口の栓８Ａが設けられている。さら
に、上記下ケース部１５内に挿入される積層電極体１０
と下ケース部１５との間には絶縁フィルム１９が介装さ
れている。尚、図２中、１１は粘着テープを示す。

【００１４】そして、上記積層電極体１０の正極リード
部１３および負極リード部１４を、上蓋１８に固設され
た正極の電極端子５および負極の電極端子６の下部に溶
接により接続し、その後、積層電極体１０を、絶縁フィ
ルム１９を介装して下ケース部１５内に挿入し、上蓋１
８を下ケース部１５にレーザー溶接し、電解液注入口８
から電解液を注入して栓８Ａをして単電池１を構成して
いる。本実施例でも設計容量が３４Ａｈである。したが
って、本実施例においても、単電池ケースの側板が薄い
ステンレス箔により構成されているので、ケース側面が
フレキシブルで、単電池の軽量化が図られる。また、正
極の電極端子５および負極の電極端子６が、積層電極体
１０の積層方向と平行な単電池ケース４の上蓋１８に固
設されているため、正極電極２１ａや負極電極２１ｂを
避けてリード線を引き回すことができ、積層電極体１０
をその積層方向に加圧して使用する際にも、機構が簡単
になりリード線の結線を容易にできる。

【００１５】さらに、本発明に係る単電池の第３実施例
を説明する。図３は本実施例の単電池１の分解斜視図を
示している。本実施例では、単電池ケース４がラミネー
トフィルム２０をヒートシールにより袋状に成型して構
成されたものである。すなわち、上記単電池ケース４
は、厚さが１００μｍのポリエチレンラミネートのアル
ミニューム箔により筒状に形成されたラミネートフィル
ム２０内に、上記の積層電極体１０を挿入して両端部を
ヒートシールにより封止して形成され、ケース全体がフ
レキシブルに形成されている。

【００１６】このラミネートフィルム２０には各電極端
子５、６がヒートシールにより固着され、また、一部に
はヒートシールにより電解液注入口８が設けられてい
る。さらに、電解液注入口８には同様なフィルムの栓８
Ａがヒートシールにより固着されている。そして、ラミ
ネートフィルム２０に固定された正極の電極端子５およ
び負極の電極端子６に積層電極体１０の各リード部１
３、１４を溶接により接続し、ラミネートフィルム２０
をヒートシールにより袋状に成型し、電解液注入口８か
ら電解液を注入し、この電解液注入口８にフィルムの栓
８Ａをヒートシールにより固着して電解液注入口８を封
止して単電池１を構成している。本実施例でも、設計容
量は３４Ａｈである。

【００１７】したがって、本実施例では、単電池ケース
全体がフレキシブルとなり、単電池全体の軽量化が図ら
れる。また、正極の電極端子５および負極の電極端子６
が、積層電極体１０の積層方向と平行な単電池ケース４
箇所に、ヒートシールにより固着されているため、正極
電極や負極電極を避けてリード線を引き回すことがで
き、積層電極体１０をその積層方向に加圧して使用する
際にも、機構が簡単になりリード線の結線を容易にでき
る。

【００１８】次に、本発明に係る組電池構造体の第１実
施例について説明する。図４は本実施例の組電池構造体
４０の分解斜視図を示している。本実施例の組電池構造
体４０は、図１に示す単電池１を複数並べて組電池ケー
ス４１内に挿入して構成したものである。すなわち、組
電池ケース４１は、２枚の側板４２とフレーム４３およ
びパイプ４４等から構成され、側板４２とフレーム４
３、パイプ４４がボルト４５により連結されている。本
実施例では、組電池ケース４１は、７つの単電池１が互
いの側面を隣接して配置できる大きさに形成されてい
る。また、組電池ケース４１の双方の側板４２の内面側
には、加圧用板バネ４６が取付けられている。これらの
加圧用板バネ４６は、板厚が０．５mmで原寸法が８７mm
×２８９mmのＳＵＳ３０４−ＣＳＰをＲ＝７５の曲率に
曲げて形成されている。

【００１９】そして、上記組電池ケース４１内に全ての
単電池１を設置すると、側板４２の加圧用板バネ４６の
歪みによって、組電池ケース４１内に設置された７つの
各単電池１に側部方向からの加圧力が加わり、各単電池
１内の積層電極体１０が積層方向へ押圧し、積層電極体
１０の電極が圧着される。この時の一つの板バネ４６の
加圧力を測定したところ、約５０Ｋｇの荷重であり、両
側の板バネ４６により各単電池１内の電極間に加わる荷
重としては、トータルで約１００Ｋｇの荷重が作用す
る。したがって、複数の単電池１を組電池として用いる
場合に、各単電池１内の積層電極の密着性が高まり、充
分な容量が得られるとともに、サイクル特性を向上する
ことができる。尚、本実施例の組電池ケース４１には図
２に示す単電池１を複数用いて組電池構造体を構成して
もよい。

【００２０】さらに、本発明に係る組電池構造体の第２
実施例について説明する。図５は本実施例の組電池構造
体４０の斜視図を示している。本実施例では、図３に示
す袋状の単電池１を用いて構成したものである。このた
め、電極端子４７、４８が取付けられた上蓋４９を用
い、上蓋４９の電極端子４７、４８を、各単電池１の電
極端子５、６に接続して組電池用単電池１とし、このよ
うな組電池用単電池１を７つ隣接して上蓋４９をガイド
として組電池ケース４１内に挿入したものである。ま
た、組電池ケース４１としては、上記実施例と同様に、
両側の一方の側板４２内には加圧用板バネ４６が設けら
れており、組電池ケース４１内に設置された各単電池１
の積層電極に充分な荷重を加えることができる構造とな
っている。したがって、上記同様に、複数の単電池１を
組電池として用いる場合に、各単電池１内の積層電極の
密着性が高まり、充分な容量が得られるとともに、サイ
クル特性を向上できる。

【００２１】本発明者は、上記実施例の各種の単電池１
および組電池構造体４０と、図２３に示す加圧用バネ６
０を内蔵した単電池６１およびこれを用いた組電池構造
体とを比較した試験を行なった。以下、その結果につい
て説明する。比較対象とする加圧用バネ内蔵タイプの単
電池６１は、積層電極体１０が上記同様に形成され、こ
の積層電極体１０の一方の面に、厚さ２．５mmで８７．
５mm×２８９mmのステンレス製の中押え板６２を介して
上述したのと同様の加圧用板バネ６０を配設し、この加
圧用板バネ６０の外側と上記積層電極体１０の他方の面
に厚さ２．５mmの押え板６３を配設して、油圧ポンプに
より加圧しながら、厚さ０．１mmのステンレス製ベルト
６４をこれらの外周に巻き付けて抵抗溶接を行なって上
記板バネ６０を固定する。

【００２２】そして、積層電極体１０の各リード部１
３、１４を、上蓋６５に固定された電極端子５、６にそ
れぞれ溶接等により接続し、板厚１．２mmで外径２４mm
×１０５mmのステンレス製の下ケース部６６に挿入し、
上蓋６５を下ケース部６６にレーザー溶接により固着
し、上記同様に電解液を注入して、剛性を有する下ケー
ス部６６内に加圧用板バネ６０を配設した単電池６１を
構成した。また、単電池６１を用いた組電池構造体とし
ては、上記のように形成された加圧用バネ内蔵タイプの
単電池６１を７つ隣接して、組電池ケース４１の側板４
２に加圧用板バネ４６が設けられていない組電池ケース
４１内に配設して組電池構造体を構成した。そして、上
記各実施例の単電池１と、比較例の加圧用バネ内蔵タイ
プの単電池６１、さらに、上記各実施例の組電池構造体
４０と、比較例の加圧用バネ内蔵タイプの単電池６１を
用いた組電池構造体とについて、各特性の試験を行なっ
た。その結果、［表１］に示す結果が得られた。

【００２３】

【表１】

【００２４】また、上記実施例と比較例との単電池１と
６１について、以下の条件で充放電特性試験を行なっ
た。充電条件：２３°Ｃ、定電流１Ｃ×３Ｈ、４．２Ｖ定電
圧充電放電条件：２３°Ｃ、１Ｃ定電流放電この結果、充電電流および放電電流ともに上記実施例の
場合には３４Ａとなり、比較例の場合には２０Ａとなっ
た。尚、［表１］のサイクル特性試験では、上記充放電
条件で１００回の充放電を繰返して放電容量の維持率を
測定したものである。上記試験結果によれば、［表１］
からわかるように、単電池１のみの場合にはサイクル特
性が劣化するが、組電池構造体４１としてはサイクル特
性の劣化がなく、エネルギー体積密度および重量密度が
高い単電池１および組電池構造体４０を得ることができ
る。

【００２５】さらに、本発明に係る単電池の第４実施例
について説明する。尚、本実施例では、角型リチウム２
次電池である場合を例に採って説明する。図６は本実施
例の単電池１の組付け前の分解斜視図、図７は単電池１
の斜視図、図８〜図１２は巻締め構造を示す断面図であ
る。本実施例の単電池１は、図６および図７に示すよう
に、筒状の胴体部２とこの胴体部２の両面に固着される
側板３とからなる単電池ケース４と、この単電池ケース
４内に収納された積層電極体１０とから構成されてい
る。上記単電池ケース４の側板３の板厚は薄く形成され
フレキシブルな構造となっている。上記胴体部２および
側板３はアルミニューム等の絶縁性金属により形成さ
れ、上記積層電極体１０は複数の正極電極および負極電
極を積層して正・負極リード部１３、１４を有するリチ
ウム電池用に構成されている。そして、積層電極体１０
の正・負極リード部１３、１４を、胴体部２の上面に固
設された正・負極の電極端子５、６に胴体部２内部で溶
接により接続し、その後、両側板３を胴体部２に巻締め
により組み付けて封止し、電解液を注入した構造であ
る。

【００２６】上記胴体部２と側板３の巻締め構造として
は、図８〜図１２に示すように、各種の巻締め構造が考
えられる。すなわち、図８や図９に示すように、積層電
極体１０の積層方向に沿って突き出すように胴体部２お
よび両側板３の双方の周縁部を巻き込んで封止したり、
図１０〜図１２に示すように、積層電極体１０の積層方
向と直交する方向へ突き出すように双方の周縁部を巻き
込んで封止されている。図１０〜図１２に示すような積
層電極体１０の積層方向と直交する方向へ突き出す巻締
めの場合には、組電池構造体４０を構成する際に、単電
池配列方向に巻締めが突き出していないので、組電池ケ
ース４に収納することが容易に行なえると共に、側板３
を積層電極体１０の積層方向に加圧して、積層電極体１
０の正極電極２１ａと負極電極２１ｂとの密着性の向上
を図る際、巻締め部分が上記加圧によりダメージを受け
にくく、リークを起こしにくくすることができる利点が
ある。

【００２７】したがって、本実施例においては、単電池
ケースの側面がフレキシブルに形成されるので、充電・
放電時に発生する熱による単電池ケースの膨張の影響を
受けることなく、また、従来のように積層電極体の加圧
力を保持するために剛性のあるケース構造しなくてもよ
く、単電池ケースを巻き込んで組み付けてもケースの板
厚を厚くする必要がなくなり、単電池の軽量化および小
形化が可能となる。尚、巻締め構造としては１回巻きに
限らず、強度を高めるために２回巻きや３回巻きにする
ことも可能である。また、上述した巻き込んで組付ける
用語として、巻き締めと呼称したが、同様の組付け方で
あれば、組付け法の名称が異なっても、別の呼称による
方法、例えば他のプレス加工やカシメによる方法を用い
ることもできる。

【００２８】さらに、本発明に係る単電池の第５実施例
について説明する。図１３は本実施例の積層電極体の分
解斜視図、図１４は単電池の斜視図、図１５は単電池の
分解斜視図、図１６は電極端子の取付け構造の断面図、
図１７は巻締め作業を説明する断面図である。本実施例
では、積層電極体１０は、図１３に示すように、複数の
正・負極の電極２１ａ、２１ｂをフィルム状のセパレー
タ２１ｃを介装して積層し粘着テープ１１により巻いて
構成され、上部には２つの負極のリード部１４と１つの
正極のリード部１３が設けられている。上記負極の２つ
のリード部１４はリード線２２により接続され、このリ
ード線２２の中央部には絶縁カバー２３が設けられてい
る。図１３中右側の負極のリード部１４と中央の正極の
リード部１３には、それぞれリード部材２４、２５が接
続され、各リード部材２４、２５には後述する正極およ
び負極の電極端子５、６に設けられたボルト穴２６に対
応する挿通孔２７が設けられている。尚、図１３中、２
８は、リード線２２又はリード部材２４、２５を各リー
ド部１３、１４にボルト等により取付けるための取付け
片を示す。

【００２９】また、積層電極体１０を収納する単電池ケ
ース４は、図１４および図１５に示すように、側方へ膨
出したケース部２９と、このケース部２９の側面開口を
封止する側板３０との２つの部材により構成されてい
る。この側板３０はケース部２９側へ周縁部を除き陥没
し、他の単電池１のケース部２９の膨出部分が嵌合でき
るように形成されている。上記ケース部２９は例えば絞
り加工により形成され、このケース部２９および側板３
０はフレキシブルに形成されている。さらに、このケー
ス部２９の上部には、正極および負極の電極端子５、６
が固設されている。これらの電極端子５、６は、図１６
に示すように、ケース部２９との間に絶縁材３１を介装
してナット３２により締結して固着されており、各電極
端子５、６の基端部には上記積層電極体１０の各リード
部材２４、２５を接続するボルト穴２６が設けられてい
る。

【００３０】そして、上記積層電極体１０を単電池ケー
ス４に収納するには、積層電極体１０をケース部２９に
挿入して、挿通孔２７およびボルト穴２６を通じ、ボル
ト３３により各リード部１３、１４のリード部材２４、
２５と各電極端子５、６とを接続し、その後、図１７に
示すように、ケース部２９の開口周縁にポリエチレン等
のコンパウンド材３４を介装して側板３０を当てがい、
ケース部２９の開口周縁部と側板３０の周縁部とを巻締
め又はカシメにより組付けて封止し、電解液を注入して
単電池１が構成される。本実施例でも、上記第４実施例
と同様な効果を有する。

【００３１】尚、上述した巻締めの方法について、上記
第５実施例の場合を例にとって説明する。巻締めは、図
１７に示すような一般的方法により、シーミングチャッ
ク３５と、第１および第２シーミングロール３６、３７
とを用いて行なわれる。すなわち、巻締めを積層電極体
１０の積層方向へ突き出す場合には、図１７に示すよう
に、積層電極体１０が挿入されたケース部２９の開口に
ポリエチレン等のコンパウンド材３４を介装して側板３
０を当てがい、図１８に示すように、シーミングチャッ
ク３５を側板３０の周縁部にセットし、双方の周縁部に
第１シーミングロール３６を当てがって押付けることに
より、大まかな巻締めを行ない、その後、図１９に示す
ように、第２シーミングロール３７できつく押えて巻締
めを行ない完成させる。また、巻締めを積層電極体１０
の積層方向と直交する方向へ突き出す場合には、図２０
に示すように、第１シーミングロール３６で大まかに巻
締めした後、図２１に示すように、第２シーミングロー
ル３７により完成させる。

【００３２】次に、本発明に係る組電池構造体の第３実
施例について説明する。本実施例では、上記第４および
第５実施例の単電池１を用いて組電池構造体４０を構成
したものである。すなわち、本実施例では、組電池ケー
ス４１が図２２に示すように、一対の側板４２と、これ
らの側板４２の間に設けられるフレーム４３とから構成
され、これらが剛性のある材料により形成され、７つの
単電池１を収納できる大きさに形成されている。また、
上記各フレーム４３の長さが、単電池１を７つ隣接して
配列した寸法よりも短めに形成されており、両側板４２
と各フレーム４３とは、ケース外部でクランプ式の加圧
用バネ５１により連結されている。

【００３３】したがって、クランプ式の加圧用バネ５１
の付勢力によって両側板４２が、内部に収納された７つ
の単電池１の積層電極体１０が積層方向に沿って両側か
ら加圧される。したがって、単電池ケース自体の剛性を
低減することが可能となり、例えば、ステンレス鋼によ
り単電池ケース４を形成する場合には、板厚を０．３〜
０．４mmまで薄くすることができ、単電池１の軽量化お
よび小形化を大幅に促進することが可能となり、上記実
施例と同様に、エネルギー体積密度および重量密度を高
めることができる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、単
電池ケースの側面がフレキシブルに形成されるので、単
電池ケースを剛性のある部材により形成する必要がなく
なり、単電池自体の軽量化および小形化を図ることが可
能となり、さらに、単電池ケースを巻き込んで組み付け
てもケースの板厚を厚くする必要がなくなり、従来のよ
うに、充電・放電時に発生する熱による単電池ケースの
膨張の影響を受けることなく、また、積層電極体の加圧
力を保持するために剛性のあるケース構造しなくてもよ
くなり、単電池の製作が容易となる。また、組電池ケー
スに加圧用バネを設けたので、組電池ケースに配列され
る複数の単電池内の積層電極の圧着性が高まり、充分な
容量が得られるとともに、組電池構造体としてのサイク
ル特性を向上することができ、さらに、エネルギー体積
密度および重量密度が高い単電池および組電池構造体を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】単電池の第１実施例に係り単電池の分解斜視図
である。

【図２】単電池の第２実施例に係り単電池の分解斜視図
である。

【図３】単電池の第３実施例に係り単電池の斜視図であ
る。

【図４】組電池構造体の第１実施例に係り組電池ケース
の分解斜視図である。

【図５】組電池構造体の第２実施例に係り組電池ケース
の分解斜視図である。

【図６】単電池の第４実施例に係り単電池の分解斜視図
である。

【図７】単電池の斜視図である。

【図８】巻締め構造を示す単電池の概略断面図である。

【図９】巻締め構造を示す単電池の概略断面図である。

【図１０】巻締め構造を示す単電池の概略断面図であ
る。

【図１１】巻締め構造を示す単電池の概略断面図であ
る。

【図１２】巻締め構造を示す単電池の概略断面図であ
る。

【図１３】単電池の第５実施例に係り積層電極体の分解
斜視図である。

【図１４】単電池の斜視図である。

【図１５】単電池の分解斜視図である。

【図１６】電極端子の取付け構造を示す断面図である。

【図１７】巻締め作業を説明する断面図である。

【図１８】巻締め作業を説明する断面図である。

【図１９】巻締め作業を説明する断面図である。

【図２０】巻締め作業を説明する断面図である。

【図２１】巻締め作業を説明する断面図である。

【図２２】組電池構造体の第３実施例に係り組電池構造
体の斜視図である。

【図２３】従来の単電池の分解斜視図である。

【符号の説明】

１単電池２胴体部３、３０側板４単電池ケース１０積層電極体２１ａ、２１ｂ電極２９ケース部４０組電池構造体４１組電池ケース４６加圧用バネ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状又はシート状の電極を積層した積
層電極体が単電池ケース内に収納された偏平状の単電池
において、前記単電池ケースの、前記積層電極体の電極面に平行な
両側の側面のうち、少なくとも一方の側面をフレキシブ
ルな薄板に形成したことを特徴とする単電池。
【請求項２】前記単電池ケースの、前記積層電極体の
積層方向と平行な側面に、少なくとも２つ以上の電池端
子を設けた請求項１記載の単電池。
【請求項３】前記単電池ケースが、複数の部材により
構成され、これらの複数の部材の周縁部を互いに巻き込
んで組付けて封止した請求項１又は２記載の単電池。
【請求項４】前記単電池ケースが、筒状の胴体部と、
この胴体部の両側開口を封止する両側板とから構成さ
れ、前記胴体部と各側板との周縁部を互いに巻き込んで
組み付けた請求項３記載の単電池。
【請求項５】前記胴体部と各側板との周縁部を互いに
巻き込んで組み付けた前記単電池ケース部分を、前記積
層電極体の積層方向と直交する方向に突出させた請求項
４記載の単電池。
【請求項６】前記単電池ケースが、筒状の胴体部と一
方の側板を一体としたケース部と、このケース部の開口
を封止する側板とから構成され、前記胴体部と側板との
周縁部を互いに巻き込んで組み付けた請求項３記載の単
電池。
【請求項７】平板状又はシート状の電極を積層した積
層電極体を収納する単電池ケースの、前記積層電極体の
電極面に平行な両側の側面のうち、少なくとも一方の側
面をフレキシブルな薄板に形成した複数の単電池が、各
単電池の電極面を平行にして組電池ケース内に配列して
収納される組電池構造体において、少なくとも、前記組電池ケースの一方の側部から前記複
数の単電池の配列方向へ向けて加圧する加圧用バネを設
けたことを特徴とする組電池構造体。