JP6160202B2 - 電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、電池モジュールに関する。

従来から、正極と負極とをセパレータを介して交互に積層して形成した発電要素、発電要素に接続した電極タブ、および発電要素等を収納し外周縁を接合した外装材を備えた薄型電池の構成が知られている。その薄型電池を積層して電池モジュールを構成する。

ところで、薄型電池は、一般的に、外装体が可撓性でシート状の部材から形成されていることから剛性が低い。したがって、電池モジュールの製造工程において、薄型電池の取り扱いには細心の注意が必要となり、作業効率が低下していた。

そこで、薄型電池に相当するラミネート式電池の外周縁を、フレーム部材に相当する固定具に保持した電気モジュールの構成がある。このような構成によれば、薄型電池の剛性に依存することなく電池モジュールを製造することができることから、作業効率が向上する（例えば、特許文献１参照。）。

実用新案登録第３１６９６８５号公報

しかしながら、上記特許文献１の構成において、電池モジュール内の薄型電池は、発電要素を収納した外装材の外周縁をフレーム部材で保持している。このような構成では、電池モジュールを車両等に搭載するなど振動が多い環境で使用した場合、外装材の外周縁に過度な応力が掛かってしまう。その結果、外装材の外周縁の部分の強度が経時的に低下して、電池モジュールの寿命が低下する虞があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、発電要素を収納した外装材の破損を防止することができる電池モジュールの提供を目的とする。

上記目的を達成するための本発明の電池モジュールは、複数の薄型電池およびフレーム部材を有する。複数の薄型電池は、正極と負極とをセパレータを介して交互に積層して形成した発電要素と、発電要素の端部に電気的に接続した電極タブと、発電要素を内部に収納し電極タブを外部に導出した状態で外周縁を接合した可撓性の外装材と、を含み、互いに離間した状態で積層して成る。フレーム部材は、離間した状態で隣り合う薄型電池の外周縁をそれぞれ保持する本体部と、隣り合う薄型電池の隙間において本体部から発電要素が配設されている位置まで延在し対向した外装材にそれぞれ当接する延在部と、を含む。フレーム部材は、延在部よりも薄型電池の中心の側において薄型電池の積層方向に沿う貫通孔を備えた外形四角形状の枠状体であって、本体部と延在部とが一体に成形されている。貫通孔は、発電要素が配設されている部分に位置する。延在部は、外装材を介して発電要素を保持する。

本発明に係る電池モジュールによれば、フレーム部材の本体部によって薄型電池の外周縁を保持し、さらに、フレーム部材の延在部によって外装材を介して発電要素を保持している。したがって、薄型電池に対して外部から振動が加わっても、薄型電池内における発電要素の移動を抑制できることから、発電要素を収納した外装材の外周縁に過度な応力が掛かることがなく、外装材の強度が経時的に低下することを抑制できる。

第１実施形態に係る電池モジュールを含む組電池を示す斜視図である。 第１実施形態に係る電池モジュールを示す斜視図である。 第１実施形態に係る電池モジュールを分解して示す分解斜視図である。 第１実施形態に係る電池モジュールに含まれるフレーム部材の要部を図３のＣに図示した領域において示す斜視図である。 第１実施形態に係る電池モジュールの要部を図２のＡ−Ａ’線に沿って示す端面図である。 第１実施形態に係る電池モジュールの要部を図２のＢ−Ｂ’線に沿って示す端面図である。 第２実施形態に係る電池モジュールの要部を示す端面図である。 第３実施形態に係る電池モジュールを示す斜視図である。 第３実施形態に係る電池モジュールを分解して示す分解斜視図である。 第３実施形態に係る電池モジュールに含まれるフレーム部材の要部を図９のＥに図示した領域において示す斜視図である。 第３実施形態に係る電池モジュールの要部を図８のＤ−Ｄ’線に沿って示す端面図である。 第４実施形態に係る電池モジュールに含まれるフレーム部材の要部を示す斜視図である。 第４実施形態に係る電池モジュールの要部を示す端面図である。 第５実施形態に係る電池モジュールに含まれるフレーム部材の要部を示す斜視図である。 第５実施形態に係る電池モジュールの要部を示す端面図である。 第６実施形態に係る電池モジュールの要部を示す端面図である。 第７実施形態に係る電池モジュールの要部を示す斜視図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の第１〜第７実施形態を説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面における各部材の大きさや比率は、説明の都合上誇張され実際の大きさや比率とは異なる場合がある。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る電池モジュール１、および電池モジュール１を複数積層して構成した組電池１００について、図１〜図６を参照しながら説明する。

図１は、電池モジュール１を含む組電池１００を示す斜視図である。図２は、電池モジュール１を示す斜視図である。図３は、電池モジュール１を分解して示す分解斜視図である。図４は、電池モジュール１に含まれるフレーム部材２０の要部を図３のＣに図示した領域において示す斜視図である。図５は、電池モジュール１の要部を図２のＡ−Ａ’線に沿って示す端面図である。図６は、電池モジュール１の要部を図２のＢ−Ｂ’線に沿って示す端面図である。

電池モジュール１は、図２に示すように、薄型電池１０およびフレーム部材２０を有している。組電池１００は、電池モジュール１を薄型電池１０の厚み方向に複数積層して構成する。組電池１００は、図１に示すように、電池モジュール１を構成する薄型電池１０およびフレーム部材２０に加えて、導電部材３０、バスバ４０、および締結部材５０を有している。

そこで、以下、薄型電池１０、フレーム部材２０、導電部材３０、バスバ４０、および締結部材５０の順で説明する。

薄型電池１０は、電池モジュール１に含まれている。薄型電池１０は、図３、図５、および図６に示すように、発電要素１１、電極タブ１２、および外装材１３を含む。薄型電池１０は、たとえば、リチウムイオン二次電池、ポリマーリチウム電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池に相当する。

発電要素１１は、充放電を行うものであり、正極と負極とをセパレータを介して交互に積層することによって形成している。正極は、例えばアルミニウム箔から成る導電箔に正極活物質を塗布して形成している。負極は、例えば銅箔から成る導電箔に負極活物質を塗布して形成している。正極および負極の導電箔１１ａは、後述する電極タブ１２に接続している。発電要素１１は、正極、負極、およびセパレータの積層方向と比較して、積層方向と交差する方向に大きく、薄型に形成している。

電極タブ１２は、発電要素１１で発電された電力を外部に供給する電極端子であり、発電要素１１の導電箔１１ａの端部に電気的に接続している。電極タブ１２は、発電要素１１の端部の両方からそれぞれ導出しており、一方が正極用であり、他方が負極用である。電極タブ１２は、たとえば、正極用がアルミニウム板、負極用が銅板から成る金属板で形成している。

外装材１３は、発電要素１１を封止するものであり、発電要素１１を内部に収納し電極タブ１２を外部に導出した状態で、外周縁１３ａを熱溶着等によって接合している。外装材１３は、たとえば、可撓性を備えた一対のラミネートフィルムからなる。ラミネートフィルムは金属箔の表面に樹脂層を備えたフィルムであり、間に発電要素１１を挟んだ状態で一対のラミネートフィルムの外周縁１３ａ同士を重ね合わせ、重ね合わせたラミネートフィルムの外周縁１３ａをヒートプレス等で加熱することによって樹脂層を溶着して、外周縁１３ａが封止された袋状の外装材１３を形成すると同時に内部に発電要素１１を収納する。外装材１３の外周縁１３ａの対角をなす２隅には、挿通孔１３ｂを備えている。挿通孔１３ｂは、外装材１３のみを貫通し、発電要素１１および電極タブ１２を貫通していない。挿通孔１３ｂは、後述するフレーム部材２０の本体部２１に設けられた位置決め突起２３を挿通させる。

フレーム部材２０は、電池モジュール１に含まれている。フレーム部材２０は、図２〜図６に示すように、２個の薄型電池１０を隣り合うように保持している。フレーム部材２０は、図３に示すように、本体部２１、延在部２２、位置決め突起２３、電極タブ保持部２４、および溝部２５ａと突起部２５ｂを含む。

本体部２１は、たとえば、変性ポリフェニレンオキサイド等で形成された絶縁性の強化プラスチックスからなり、薄型電池１０の積層方向に沿う貫通孔を有することによって、薄型電池１０の外周縁１３ａに沿う枠形状に形成している。本体部２１は、その表面２１ａと裏面２１ｂとで、離間した状態で隣り合う薄型電池１０の外周縁１３ａをそれぞれ保持している。

延在部２２は、積層方向に隣り合う薄型電池１０の隙間において本体部２１から発電要素１１が配設されている位置（薄型電池１０の厚み方向において、外装体１３を挟んで発電要素１１に対向する位置）まで延在し、対向した外装材１３にそれぞれ当接している。延在部２２は、外装材１３に掛かる応力の大きさ、および外装材１３の耐久性等を考慮して、延在長さを決定する。具体的には、延在部２２は、外装材１３に掛かる応力が大きい程、かつ、外装材１３の耐久性が低い程、本体部２１から長く延在させる。

上記の構成によって、本体部２１によって薄型電池１０の外周縁１３ａを保持した上で、さらに、延在部２２によって外装材１３を介して発電要素１１を保持していることになる。このような構成にすれば、薄型電池１０の積層方向に対する発電要素１１の移動を抑制できる。したがって、発電要素１１を収納した外装材１３の破損を防止することができる。

位置決め突起２３は、薄型電池１０の位置決め用の突起である。位置決め突起２３は、本体部２１の表面２１ａであって、その対向する２隅に１個ずつ備えている。位置決め突起２３は、薄型電池１０の外装材１３の挿通孔１３ｂを挿通させる。

電極タブ保持部２４は、本体部２１の短手方向辺（薄型電池１０が搭載された際に正極及び負極の電極タブ１２が導出する辺）であって、薄型電池１０の積層方向と交差する方向から外方にそれぞれ突出するように備えている。電極タブ保持部２４は、断面コの字形状の導電部材３０の断面内部に挿入した状態で、その導電部材３０を介して電極タブ１２を保持する。

溝部２５ａは、フレーム部材２０の長手方向辺（薄型電池１０が搭載された際に正極及び負極の電極タブ１２が導出する辺に隣り合う辺）の側面の上端に形成している。一方、突起部２５ｂは、フレーム部材２０の長手方向辺の側面の下端に形成している。複数のフレーム部材２０を積層する際に、一のフレーム部材２０の溝部２５ａに、他のフレーム部材の突起部２５ｂを連結する。挿通孔２６は、フレーム部材２０の四隅にそれぞれ開口している。挿通孔２６は、後述する締結部材５０の締結ボルト５３を挿通させる。なお、本実施形態におけるフレーム部材２０は、図２及び３に図示する通り外形四角形状の枠状体であると共に、薄型電池１０が搭載された際に正極及び負極の電極タブ１２が導出する辺が短く、電極タブ１２が導出する辺に隣接した互いに対向する辺が長い長方形状を成している。以下の説明においては、正極及び負極の電極タブ１２が導出する辺に沿う方向を短手方向辺と称し、この短手方向辺に隣接する二辺を長手方向辺と称する。

導電部材３０は、組電池１００に含まれている。導電部材３０は、図２、図３、および図６に示すように、フレーム部材２０の電極タブ保持部２４に配設し、隣り合う薄型電池１０を電気的に接続している。導電部材３０は、たとえば、銅合金からなり、断面コの字形状に形成している。導電部材３０は、たとえば、隣り合う薄型電池１０の両端からそれぞれ導出された電極タブ１２同士を電気的に並列接続する。この場合、導電部材３０は、対向した正極の電極タブ１２同士を接続し、かつ、対向した負極の電極タブ１２同士を接続する。

バスバ４０は、組電池１００に含まれている。バスバ４０は、図１に示すように、隣り合うフレーム部材２０にそれぞれ配設された導電部材３０同士を電気的に接続している。バスバ４０は、たとえば、銅合金からなり、板状に形成している。バスバ４０は、各フレーム部材２０に保持された薄型電池１０を電気的に直列接続させるために、隣り合うフレーム部材２０の両端において、互い違いに位置するように配設している。バスバ４０と導電部材３０は、互いに当接した部位にレーザを照射して局所的に溶融させることによって接合している。

締結部材５０は、組電池１００に含まれている。締結部材５０は、図１に示すように、複数積層したフレーム部材２０を一体に締結している。締結部材５０は、アッパープレート５１、ロアプレート５２、および複数の締結ボルト５３を含んでいる。アッパープレート５１およびロアプレート５２は、たとえば、金属からなり、板状に形成している。アッパープレート５１の四隅に、締結ボルト５３を挿通するための挿通孔を備えている。ロアプレート５２の四隅に、締結ボルト５３の先端に形成されたネジ山をネジ留めするためのネジ溝を備えている。締結ボルト５３は、アッパープレート５１を介し、フレーム部材２０の四隅に開口した図３に示す挿通孔２６に挿通した後、ロアプレート５２のネジ溝にネジ留めしている。

上述した第１実施形態に係る電池モジュール１によれば、以下の作用効果を奏する。

電池モジュール１は、薄型電池１０およびフレーム部材２０を有する。薄型電池１０は、薄型の発電要素１１と、発電要素１１の端部に電気的に接続した電極タブ１２と、発電要素１１を内部に収納し電極タブ１２を外部に導出した状態で外周縁１３ａを接合した外装材１３と、を含む。フレーム部材２０は、離間した状態で隣り合う薄型電池１０の外周縁１３ａをそれぞれ保持する本体部２１と、隣り合う薄型電池１０の隙間において本体部２１から発電要素１１が配設されている位置まで延在し対向した可撓性の外装材１３にそれぞれ当接する延在部２２と、を含む。

このように構成した電池モジュール１によれば、フレーム部材２０の本体部２１によって薄型電池１０の外周縁１３ａを保持し、さらに、フレーム部材２０の延在部２２によって外装材１３を介して発電要素１１を保持している。したがって、薄型電池１０に対して外部から振動が加わっても、薄型電池１０内における発電要素１１の移動を抑制できることから、発電要素１１を収納した外装材１３の外周縁１３ａに過度な応力が掛かることがなく、外装材１３の強度が経時的に低下することを抑制できる。

より具体的には、延在部２２によって、薄型電池１０の積層方向に対する移動を抑制されることから、フレーム部材２０と薄型電池１０との振動の位相を近づけることができる。すなわち、たとえば、車両に搭載した組電池１００の電池モジュール１が、車両の運行に伴って振動しても、フレーム部材２０と薄型電池１０を一体で振動させることができる。この結果、薄型電池１０において、発電要素１１を収納した外装材１３の外周縁１３ａに集中して掛かる応力を緩和することができる。

また、隣り合う薄型電池１０の隙間に延在部２２を延在させていることから、たとえば車両に搭載した組電池１００の電池モジュール１が、車両の運行に伴って振動しても、薄型電池１０同士が干渉しない。すなわち、例えば薄型電池１０同士の熱伝達等を防止するために、隣り合う薄型電池１０同士間に隙間を形成する必要が生じる場合が有るが、隣り合う薄型電池１０同士間に隙間を形成した場合には、車両の運行に伴う振動によって薄型電池１０同士が干渉することを防止することが好ましい。一方で、車両の運行に伴う振動によって薄型電池１０同士が干渉することを防止するために、隣り合う薄型電池１０同士間に充分な隙間を形成した場合には、電池モジュール１の積層方向の寸法が増大してしまう。本実施形態においては、隣り合う薄型電池１０間の隙間に延在部２２を延在させていることから、隣り合う薄型電池１０間の隙間を極力狭くすることが可能となり、電池モジュール１の積層方向の寸法の増大を抑制し、電池モジュール１に係る体積当たりのエネルギー密度を極力向上させることができる。

また、延在部２２が外装材１３を介して発電要素１１を保持していることから、特に発電要素１１内における電極の積層数が多い場合であっても、各々の電極が積層方向と交差する方向に移動して位置ずれが生じることを防止することができる。したがって、発電要素１１を収納した外装材１３の経時的な強度低下を抑制できる。

さらに、電池モジュール１は、外装材１３と延在部２２とが互いに対面している部分の面積を、外周縁１３ａと本体部２１とが互いに対面している部分の面積よりも大きくする構成としてもよい。

このように構成した電池モジュール１によれば、外周縁１３ａの幅に依存することなく、延在部２２で薄型電池１０を保持することができる。外周縁１３ａの幅は、薄型電池１０の積層方向と交差する方向に対する幅に相当する。すなわち、薄型電池１０を構成する部材のうちで重量密度の高い発電要素１１を支持する面積を、外周縁１３ａを支持する面積よりも大きくすることにより、薄型電池１０を効率的に支持して、薄型電池１０に掛かる応力を吸収することができる。

さらに、電池モジュール１は、延在部２２を、薄型電池１０の電極タブ１２が導出する辺に対応して、本体部２１から延在させて構成することが好ましい。

このように構成した電池モジュール１によれば、電極タブ１２と発電要素１１の導電箔１１ａとの接続部分に掛かる負荷を、軽減することができる。すなわち、薄型電池１０に振動が入力して、その厚み方向に揺動した場合、薄型電池１０の電極タブ１２の導出辺における外周縁のみがフレーム部材２０の本体部２１に支持された状態であると、電極タブ１２と発電要素１１とが異なる位相で揺動して、電極タブ１２と発電要素１１の導電箔１１ａとの接続部分に大きな負荷が掛かることになる。しかしながら、電極タブ１２の導出辺において発電要素１１を延在部２２によって支持することにより、電極タブ１２と発電要素１１とを同一のフレーム部材２０で支持して、電極タブ１２と発電要素１１とが異なる位相で揺動することを抑制することができる。したがって、発電要素１１と電極タブ１２の接続部分の耐久性を向上させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る電池モジュール２について、図７を参照しながら説明する。

図７は、電池モジュール２の要部を示す端面図である。

第２実施形態に係る電池モジュール２は、薄型電池１０とフレーム部材２０を固定している構成が、前述した第１実施形態に係る電池モジュール１の構成と異なる。

第２実施形態においては、前述した第１実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。

電池モジュール２は、図７に示すように、薄型電池１０の外周縁１３ａとフレーム部材２０の本体部２１を接着剤６０によって固定している。同様に、薄型電池１０の外装材１３とフレーム部材２０の延在部２２を接着剤６０によって接着固定している。なお、薄型電池１０の外周縁１３ａとフレーム部材２０の本体部２１、または薄型電池１０の外装材１３とフレーム部材２０の延在部２２のいずれか１箇所を接着固定すればよい。ここで、フレーム部材２０を積層する際に、一のフレーム部材２０と他のフレーム部材２０に挟まれた薄型電池１０を両側から接着剤６０によって接着固定してもよい。

薄型電池１０とフレーム部材２０の固定は、接着剤６０による接着固定に限定されることはなく、たとえば、薄型電池１０とフレーム部材２０に超音波を印加することによって、局所的に溶着させて固定してもよい。

上述した第２実施形態に係る電池モジュール２によれば、前述した第１実施形態に係る作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

電池モジュール２は、薄型電池１０の外周縁１３ａとフレーム部材２０の本体部２１、および薄型電池１０の外装材１３とフレーム部材２０の延在部２２の少なくとも一方を、固定している。

このように構成した電池モジュール２によれば、外周縁１３ａと本体部２１、および外装材１３と延在部２２の少なくとも一方を固定していない場合と比較して、発電要素１１の移動をより確実に抑制することができる。したがって、発電要素１１を収納した外装材１３の強度が経時的に低下することをより確実に防止できる。

さらに、電池モジュール２において、外周縁１３ａと本体部２１、および外装材１３と延在部２２の少なくとも一方は、変形可能な接着剤６０によって固定する構成としてもよい。

このように構成した電池モジュール２によれば、発電要素１１が経時的に劣化して膨張しても、接着剤６０が変形して収縮することによって、薄型電池１０の膨張を妨げることがない。すなわち、発電要素１１の膨張に合わせて接着剤６０を収縮させ、発電要素１１を収納している外装材１３に負荷が掛からないようにして、外装材１３の強度が経時的に低下することを防止することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る電池モジュール３について、図８〜図１１を参照しながら説明する。

図８は、電池モジュール３を示す斜視図である。図９は、電池モジュール３を分解して示す分解斜視図である。図１０は、電池モジュール３に含まれるフレーム部材２０の要部を図９のＥに図示した領域において示す斜視図である。図１１は、電池モジュール３の要部を図８のＤ−Ｄ’線に沿って示す端面図である。

第３実施形態に係る電池モジュール３は、フレーム部材２０に薄型電池１０を冷却するための貫通孔２７を備えている構成が、前述した第２実施形態に係る電池モジュール２の構成と異なる。

第３実施形態においては、前述した第１または第２実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。

電池モジュール３は、図８〜図１１に示すように、フレーム部材２０の長手方向辺の側面の両側に、溝状の貫通孔２７をそれぞれ備えている。フレーム部材２０の長手方向辺は、薄型電池１０から電極タブ１２が導出されていない側に相当する。一方の貫通孔２７からフレーム部材２０の内部に送風させた空気は、隣り合う薄型電池１０の隙間を通り、他方の貫通孔２７から排気する。フレーム部材２０において、貫通孔２７を備えた箇所には、延在部２２を備えていない。

貫通孔２７は、上記構成に限定されることはなく、たとえば、次のような構成としてもよい。貫通孔２７は、フレーム部材２０の短手方向辺の側面の両側にそれぞれ備えてもよい。フレーム部材２０の内部の全周に渡って延在部２２を備えた上で、その延在部２２と重ならない箇所に貫通孔２７を備える構成としてもよい。貫通孔２７は、フレーム部材２０の長手または短手方向辺の側面の片側のみに備えてもよい。貫通孔２７は、丸形状の孔をフレーム部材２０の長手または短手方向辺の側面に一定の間隔で複数備える構成としてもよい。

上述した第３実施形態に係る電池モジュール３によれば、前述した第１および第２実施形態に係る作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

電池モジュール３は、フレーム部材２０が、薄型電池１０の積層方向と交差する方向に貫通孔２７を備えている。

このように構成した電池モジュール３によれば、貫通孔２７を介して薄型電池１０を十分に冷却することができることから、薄型電池１０の内部構造の劣化を防止でき、第１実施形態における効果に加えて、薄型電池１０の設計寿命を維持することができる。

（第４実施形態）
第４実施形態に係る電池モジュール４について、図１２および図１３を参照しながら説明する。

図１２は、電池モジュール４に含まれるフレーム部材２０の要部を示す斜視図である。図１３は、電池モジュール４の要部を示す端面図である。

第４実施形態に係る電池モジュール４は、フレーム部材２０の延在部２８を先細り形状にしている構成が、前述した第２実施形態に係る電池モジュール２の構成と異なる。

第４実施形態においては、前述した第１〜第３のいずれかの実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。

電池モジュール４は、図１２および図１３に示すように、フレーム部材２０の延在部２８を先細り形状に形成している。具体的には、延在部２８は、本体部２１から外装材１３に当接するまでの部分の厚みを一定に形成し、それよりも先端側の部分の厚みを徐々に薄く形成している。したがって、隣り合う薄型電池１０の隙間は、フレーム部材２０の端部から中央に向かって広くなっている。本体部２１の厚みは、薄型電池１０の積層方向に対する厚みに相当する。

延在部２８は、上記構成に限定されることはなく、たとえば、次のような構成としてもよい。延在部２８は、本体部２１から外装材１３に当接するまでの部分を含め、本体部２１から離間する方向に向かって厚みを徐々に薄く形成する構成としてもよい。延在部２８は、本体部２１から離間する方向に向かって、外方に対して凸状に湾曲するように形成する構成としてもよい。同様に、延在部２８は、本体部２１から離間する方向に向かって、内方に対して凹状に湾曲するように形成する構成としてもよい。

上述した第４実施形態に係る電池モジュール４によれば、前述した第１〜第３実施形態に係る作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

電池モジュール４において、フレーム部材２０の延在部２８は、少なくともその一部を、本体部２１から離間する方向に向かって厚みが小さくなるように構成している。

このように構成した電池モジュール４によれば、延在部２８を先細り形状に形成しておくことによって、発電要素１１の膨張を阻害することがない。発電要素１１は、経時的に劣化が進むと膨張する。発電要素１１は、端部よりも中央部の方が相対的に膨張する。そこで、延在部２８を発電要素１１の端部から中央部に向かって薄くなるように先細り形状にしておくことによって、発電要素１１が膨張した場合に、その発電要素１１に負荷が掛からないようにする。したがって、第１実施形態における効果に加えて、発電要素１１が膨張した場合に、発電要素１１に延在部２８から過大な反力が入力することを抑制できる。

（第５実施形態）
第５実施形態に係る電池モジュール５について、図１４および図１５を参照しながら説明する。

図１４は、電池モジュール５に含まれるフレーム部材２０の要部を示す斜視図である。図１５は、電池モジュール５の要部を示す端面図である。

第５実施形態に係る電池モジュール５は、薄型電池１０の第１傾斜部１３ｃとフレーム部材２０の第２傾斜部２９を互いに当接させる構成が、前述した第１〜第４実施形態に係る電池モジュール１〜４の構成と異なる。

第５実施形態においては、前述した第１〜第４のいずれかの実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。

電池モジュール５は、図１４および図１５に示すように、薄型電池１０の外装材１３において、外周縁１３ａを突出させる部位に、発電要素１１の積層方向に対して傾斜した第１傾斜部１３ｃを備えている。さらに、フレーム部材２０の本体部２１において、延在部２２を延在させる部位に、発電要素１１の積層方向に対して傾斜し第１傾斜部１３ｃに当接する第２傾斜部２９を備えている。第２傾斜部２９は、本体部２１の端部において、表面２１ａ側と裏面２１ｂ側の一部をそれぞれ切り欠いて形成している。

薄型電池１０の第１傾斜部１３ｃおよびフレーム部材２０の第２傾斜部２９は、上記構成に限定されることはなく、たとえば、次のような構成としてもよい。薄型電池１０の第１傾斜部１３ｃを外方に対して凸状に形成しつつ、フレーム部材２０の第２傾斜部２９を内方に対して凹状に形成した上で、互いに当接させる構成としてもよい。同様に、薄型電池１０の第１傾斜部１３ｃを内方に対して凹状に形成しつつ、フレーム部材２０の第２傾斜部２９を外方に対して凸状に形成した上で、互いに当接させる構成としてもよい。

上述した第５実施形態に係る電池モジュール５によれば、前述した第１〜第３実施形態に係る作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

電池モジュール５において、薄型電池１０の外装材１３は、外周縁１３ａを突出させる部位に、発電要素１１の積層方向に対して傾斜した第１傾斜部１３ｃを備えている。さらに、フレーム部材２０の本体部２１は、延在部２２を延在させる部位に、発電要素１１の積層方向に対して傾斜し第１傾斜部１３ｃに当接する第２傾斜部２９を備えている。

このように構成した電池モジュール５によれば、外装材１３に備えた第１傾斜部１３ｃと、本体部２１に備えた第２傾斜部２９とを互いに当接させることによって、薄型電池１０の積層方向と交差した方向に対する発電要素１１の移動を抑制できる。したがって、発電要素１１と電極タブ１２の接続部分に過度な負荷が掛からないことから、電極タブ１２および導電箔１１ａの破損を防止することができ、耐久性を向上させることができる。

（第６実施形態）
第６実施形態に係る電池モジュール６について、図１６を参照しながら説明する。

図１６は、電池モジュール６の要部を示す端面図である。

第６実施形態に係る電池モジュール６は、薄型電池１０の第１傾斜部１３ｃとフレーム部材２０の第２傾斜部２９を固定している構成が、前述した第５実施形態に係る電池モジュール５の構成と異なる。

第６実施形態においては、前述した第１〜第５のいずれかの実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。

電池モジュール６は、図１６に示すように、薄型電池１０の第１傾斜部１３ｃとフレーム部材２０の第２傾斜部２９を接着剤６０によって固定している。同様に、薄型電池１０の外周縁１３ａとフレーム部材２０の本体部２１を接着剤６０によって固定している。同様に、薄型電池１０の外装材１３とフレーム部材２０の延在部２２を接着剤６０によって接着固定している。

第１傾斜部１３ｃと第２傾斜部２９の固定は、接着剤６０による接着固定に限定されることはなく、たとえば、第１傾斜部１３ｃと第２傾斜部２９に超音波を印加することによって、局所的に溶着させて固定してもよい。

上述した第６実施形態に係る電池モジュール６によれば、前述した第１〜第５実施形態に係る作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

電池モジュール６は、薄型電池１０の第１傾斜部１３ｃとフレーム部材２０の第２傾斜部２９とを固定している。

このように構成した電池モジュール６によれば、第１傾斜部１３ｃと第２傾斜部２９を固定していない場合と比較して、薄型電池１０の積層方向と交差する方向に対する発電要素１１の移動をより確実に抑制することができる。したがって、発電要素１１と電極タブ１２の接続部分に過度な負荷が掛かることを防止できることから、電極タブ１２および導電箔１１ａの破損を防止することができる。

さらに、電池モジュール６において、第１傾斜部１３ｃと第２傾斜部２９は、変形可能な接着剤６０によって固定する構成としてもよい。

このように構成した電池モジュール６によれば、発電要素１１が経時的に劣化して膨張しても、接着剤６０が変形して収縮することによって、発電要素１１の膨張を吸収することができる。

（第７実施形態）
第７実施形態に係る電池モジュール７について、図１７を参照しながら説明する。

図１７は、電池モジュール７の要部を示す斜視図である。

第７実施形態に係る電池モジュール７は、延在部２２が、薄型電池１０の電極タブ１２が導出された範囲に渡って切り欠かれている構成が、前述した第５および第６実施形態に係る電池モジュール１〜６の構成と異なる。

第７実施形態においては、前述した第５および第６のいずれかの実施形態と同様の構成からなるものについて、同一の符号を使用し、前述した説明を省略する。

電池モジュール７は、図１７に示すように、フレーム部材２０の短手方向辺の側面において、電極タブ１２が導出された範囲以上の範囲にわたって、延在部２２を切り欠いた切欠部２２ａを備えている。

上述した第７実施形態に係る電池モジュール７によれば、前述した第５および第６実施形態に係る作用効果に加えて、さらに以下の作用効果を奏する。

延在部２２は、少なくとも薄型電池１０の電極タブ１２が導出された範囲にわたる領域に、切欠部２２ａを備えている。

このように構成した電池モジュール７によれば、薄型電池１０に対して厚み方向（積層方向）に対して交差する方向に大きな慣性力が作用した際に、薄型電池１０内部で発電要素１１が移動して、発電要素１１と電極タブ１２とに接続した導電箔１１ａが発電要素１１とフレーム部材２０の第２傾斜部２９との間に挟み込まれて損傷することを防止できる。

そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。

１，２，３，４，５，６，７ 電池モジュール、
１０ 薄型電池、
１１ 発電要素、
１１ａ 導電箔、
１２ 電極タブ、
１３ 外装材、
１３ａ 外周縁、
１３ｂ 挿通孔、
１３ｃ 第１傾斜部、
２０ フレーム部材、
２１ 本体部、
２１ａ 表面、
２１ｂ 裏面、
２２，２８ 延在部、
２２ａ 切欠部、
２３ 位置決め突起、
２４ 電極タブ保持部、
２５ａ 溝部、
２５ｂ 突起部、
２６ 挿通孔、
２７ 貫通孔、
２９ 第２傾斜部、
３０ 導電部材、
４０ バスバ、
５０ 締結部材、
５１ アッパープレート、
５２ ロアプレート、
５３ 締結ボルト、
６０ 接着剤、
１００ 組電池。

Claims (11)

1. 正極と負極とをセパレータを介して交互に積層して形成した発電要素と、前記発電要素の端部に電気的に接続した電極タブと、前記発電要素を内部に収納し前記電極タブを外部に導出した状態で外周縁を接合した可撓性の外装材と、を含み、互いに離間した状態で積層して成る複数の薄型電池と、
   離間した状態で隣り合う前記薄型電池の前記外周縁をそれぞれ保持する本体部と、隣り合う前記薄型電池の隙間において前記本体部から前記発電要素が配設されている位置まで延在し対向した前記外装材にそれぞれ当接する延在部と、を含むフレーム部材と、を有し、
   前記フレーム部材は、
   前記延在部よりも前記薄型電池の中心の側において前記薄型電池の積層方向に沿う貫通孔を備えた外形四角形状の枠状体であって、
   前記本体部と前記延在部とが一体に成形され、
   前記貫通孔は、前記発電要素が配設されている部分に位置し、
   前記延在部は、前記外装材を介して前記発電要素を保持している電池モジュール。
2. 前記外周縁と前記本体部、および前記外装材と前記延在部の少なくとも一方は、固定している請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記外周縁と前記本体部、および前記外装材と前記延在部の少なくとも一方は、変形可能な接着剤によって固定している請求項２に記載の電池モジュール。
4. 前記外装材と前記延在部とが互いに対面している部分の面積は、前記外周縁と前記本体部とが互いに対面している部分の面積よりも大きい請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池モジュール。
5. 前記延在部は、前記薄型電池の前記電極タブが導出する辺に対応して、前記本体部から延在している請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池モジュール。
6. 前記フレーム部材は、前記薄型電池の積層方向と交差する方向に貫通孔を備えている請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池モジュール。
7. 前記延在部は、少なくともその一部を、前記本体部から離間する方向に向かって厚みを小さく形成している請求項１〜６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
8. 前記外装材は、前記外周縁を突出させる部位に、前記発電要素の積層方向に対して傾斜した第１傾斜部を備え、
   前記本体部は、前記延在部を延在させる部位に、前記発電要素の積層方向に対して傾斜し前記第１傾斜部に当接する第２傾斜部を備えている請求項１〜７のいずれか１項に記載の電池モジュール。
9. 前記第１傾斜部と前記第２傾斜部は、固定している請求項８に記載の電池モジュール。
10. 前記第１傾斜部と前記第２傾斜部は、変形可能な接着剤によって固定している請求項９に記載の電池モジュール。
11. 前記延在部は、少なくとも前記薄型電池の前記電極タブが導出された範囲にわたる領域に、切欠部を備えている請求項８〜１０のいずれか１項に記載の電池モジュール。