JP2011210582A

JP2011210582A - 組電池

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Publication number: JP2011210582A
Application number: JP2010077828A
Authority: JP
Inventors: Yoshihito Kaga; 義人加賀; Yasuyuki Okuda; 泰之奥田; Atsuhiro Funabashi; 淳浩船橋
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】組電池内のスペースを効率よく利用し、かつ組電池の強度を向上させながら、電池本体の温度上昇を効果的に低減することが可能な組電池を提供すること。
【解決手段】複数の単電池１を、正極端子１１と負極端子１２とを直列に接続し、外部容器４に収容して組電池１０を構成し、正負極端子１１、１２の接続部分の内部を通過するように、輻射熱を受容し伝導し得る輻射熱伝導フレーム（輻射熱伝導部材）２を外部容器４に配設する。望ましくは、正負極端子１１、１２の接続部分と輻射熱伝導フレーム２との対向部のうちの少なくとも一方に輻射シートを貼付する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の単電池を連結して構成される組電池に関し、外部容器の補強を実現すると同時に電池からの発熱を外部容器へ伝え得る放熱機能を有する組電池に関するものである。

例えばロボット、電動車両や小型動力のモバイル機器等の電源は、限られた空間に収容されるものであるため、小型軽量で低コストであること等が要望される。このような要望を満足するものとして、近年、高エネルギー密度を有するリチウムイオン電池が注目されている。このリチウムイオン電池は、高出力とするため、例えば５、６セル程度ないし１０数セル程度の多数の単電池を直列または並列に接続して組電池として使用される。

しかしながら、上記のような用途に使用される組電池は、ハイレートで使用されて充電時および放電時に各単電池が発熱するが、上述のように限られた空間に設置される場合には空気中に放熱することができないので温度が上昇しやすく、運転上限温度にまで達すると電池が放電できなくなるという問題がある。この場合、電池が限られた空間に設置されていることから、ファン等の強制空冷機構を設置することは困難であり、外部への固体の熱伝導または輻射によって放熱する必要がある。

ここで、組電池においては、特に大電流で充放電される場合には、各単電池の端子部分およびその近傍に最もよく電流が流れて温度も上昇しやすく、したがってこの端子部分の近傍が電池の劣化等の影響を最も受けやすくなっている。また、特に単電池がラミネートよりなる外装体を用いて構成される場合には、端子が延出する部分におけるラミネートを十分に強固に封止するのが困難であり、したがって温度上昇によって剥離したりして耐久性が維持し難いという問題がある。このため、この端子部分およびその近傍で発生する熱を外気へ放出するか、または、外部容器等を介して熱を外部へ放出することで、電池本体の温度上昇を少しでも低減する必要がある。

また、特に、大型電池などの高容量かつ高エネルギー密度の電池とすることが要求される組電池においては、組電池容器内の空間の無駄を少しでも減らす必要があり、さらにまた、外部からの衝撃に耐えるため容器の強度も高める必要がある。

特許文献１では、電池や電池接続部などの表面全体にセラミック塗料を塗ることで表面の輻射率を高め、輻射による放熱量を増加させることで電池の温度上昇を抑制するようにしている。

特開２００２−２３１１９２号公報

しかしながら、上記特許文献１には、電池や電池接続部などの表面全体の輻射率を高めて放熱効果を向上させることが開示されているのみであり、輻射による熱は基本的に電池や電池接続部などの各部から組電池の内部空間を通して外部容器から外部へ逃がすことを意図しているものと考えられるが、この構成により得られる放熱効果には一定の限界があり、端子部分およびその近傍で発生する熱をいかに効率よく組電池の外部へと伝導させていくかという点について、これ以上は特に考慮されているわけではなく、したがってこの点に関して十分に要求を満足するものとは言い難い。

また、上記特許文献１は、組電池容器内の空間をいかに効率よく利用するか、さらにまた、いかにして容器の強度を向上させるかについて考慮されたものではない。

本発明は、組電池内のスペースを効率よく利用し、かつ組電池の強度を向上させながら、電池本体の温度上昇を効果的に低減することが可能な組電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、本発明に係る組電池は、
複数の単電池を、正極端子と負極端子とを直列または並列に接続し、外部容器に収容して構成された組電池であって、
前記正負極端子の接続部分の内部または周囲のスペースを通過するように、輻射熱を受容し伝導し得る輻射熱伝導部材が前記外部容器の少なくとも２つの内面に当接するように配設されていることを特徴とする。

本発明において、「正負極端子の接続部分」とは、各単電池の正極端子ないし負極端子自体と、これら正極端子ないし負極端子が別の導体を介して接続される場合はこの導体と、をいずれも含む部分の少なくとも一部、換言すれば、正極端子ないし負極端子が直接的に、または別の導体を介して間接的に接合された接合部分だけでなく、この接合部分以外の正極端子ないし負極端子自体も含んで構成される部分の全体における少なくとも一部を意味するものとする。
また、「正負極端子の接続部分の内部または周囲のスペース」とは、例えば正負極端子が先端部で接続された構造となっている場合にその内側に形成されるスペース、ならびに、正負極端子の接続部分の構造を問わず、正負極端子の接続部分の周囲（正負極端子の延出方向に対して垂直な方向）に拡がるスペースをいずれも含意し、正負極端子の延出方向において正負極端子の接続部分の先端より外側（延長方向）に隣接するスペースは含意しない。

上記本発明の構成によれば、正負極端子の接続部分から熱が輻射により輻射熱伝導部材に受容され、該輻射熱伝導部材から外部容器に伝導され、さらに該外部容器から外気へと放散されていき、これにより正負極端子の接続部分およびその近傍における温度上昇が効果的に抑制されることとなる。正負極端子の接続部分およびその近傍は特に温度上昇しやすい箇所であり、放熱対策がなされない場合にはこの箇所からの熱が単電池に流入して単電池にダメージを与えることともなりやすいが、上記本発明の構成のように、正負極端子の接続部分の内部または周囲のスペースを通過するように、輻射熱を受容し伝導し得る輻射熱伝導部材を外部容器の少なくとも２つの内面に当接するように配設することにより、正負極端子の接続部分ないしその近傍に発生した熱が、輻射熱伝導部材から外部容器を経て外気へと伝導されていくようになり、これによって単電池への熱の流入が緩和されることとなる。

また、輻射熱伝導部材を外部容器の少なくとも２つの内面に当接するように配設することにより、輻射熱伝導部材が補強部材となって外部容器の強度を向上させることができ、かつこの輻射熱伝導部材を正負極端子の接続部分の内部または周囲のスペースを通過するように配設することにより、占有スペースを増大させることなく輻射熱伝導部材を配設することができる。さらにこのとき、輻射熱伝導部材が上述のように正負極端子の接続部分から熱を受容し外部容器を経て外気へと伝導し放散する機能と外部容器を補強する機能とを併せて備えるもの、即ち輻射熱伝導部材兼補強部材となっているので、例えば輻射熱伝導部材と補強部材とを個別に配置する場合に比してスペースをより効率的に利用して電池を構成することができる。換言すれば、本来はデッドスペースとなっていた、正負極端子の接続部分の内部または周囲のスペースを効率的に利用して輻射熱伝導部材を配置し、これにより、電池全体において輻射熱伝導部材の分だけ占有スペースを増大させることなく、上述のような温度上昇の抑制ならびに外部容器の補強のいずれをも効果的に実現することができる。

上記輻射熱伝導部材の材質としては、補強部材としての強度に優れ、安価で加工性も良好なものが望ましく、さらには電池の温度上昇を抑制するうえで熱伝導率の高いものであることが望ましい。具体的には例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム、銅、鉄等が挙げられる。

上記輻射熱伝導部材の形状としては、外部容器を補強し得るものであれば特に制限されず、例えば丸棒、角棒等の棒状や板状等の任意の形状とすることができるが、例えば外部容器の対向する１対の内面の間隔に等しい長さを有する角棒状とすると、正負極端子の接続部分の内部または周囲のスペースをより効率よく利用して配置することができる。

上記輻射熱伝導部材の断面積等の寸法も特に制限されず、また輻射熱を受容するものであるため正負極端子の接続部分に特に近接させる必要もないが、例えば、正負極端子の接続にネジが用いられる場合のネジ止めのためのスペースを損なうことがない限り、正負極端子の接続部分の内部または周囲のスペースに配置し得る範囲内でできるだけ体積の大きいものとすることが望ましく、これにより輻射熱伝導部材の熱容量を大としてその分放熱効果を向上させることができる。

上記輻射熱伝導部材の配設方法としても、外部容器を補強し得るものであれば特に制限されず、例えば、外部容器の少なくとも２つの内面、例えば対向する１対の内面に当接するように張り渡すように配置して両端を外部容器の内面にネジやボルトで締結固定したり、外部容器が金属製の場合には溶接により接合したりするといった適宜な方法により配設することができる。

上記外部容器としては、複数の単電池を収容し得るものであれば任意の構成とすることができ、例えば樹脂製の筐体としてもよいが、金属等の伝熱性を有するもので構成すると、外部容器自体が放熱部材（ヒートシンク）としても機能することができ、輻射熱伝導部材から熱を外部へ効果的に放散することができる。

前記正負極端子が先端部で接続された構造を有し、該接続部分の内部に挿通するようにして輻射熱伝導部材が配置されていることが望ましい。

正負極端子の接続部分の構成としては特に制限はなく、またこの接続部分の周囲の任意のスペースに輻射熱伝導部材を配置することができるが、上記のように正負極端子を先端部で接続された構造とし、該接続部分の内部に挿通するようにして輻射熱伝導部材を配置するようにすれば、正負極端子の接続部分と輻射熱伝導部材との対向面積がより大となり、したがって正負極端子の接続部分から輻射熱をより効率よく輻射熱伝導部材に受容させることができる。また、先端部で接続された構造とした正負極端子の接続部分の内部は特にデッドスペースとなりやすく、この部分に輻射熱伝導部材を配置することでスペースをより有効に利用することができる。

前記正負極端子の接続部分と輻射熱伝導部材との対向部のうちの少なくとも一方に、輻射熱を授受し得る輻射促進層が形成されていることが望ましい。

輻射熱伝導部材は、例えば前述のような金属等で構成されることにより、それ自体で輻射熱を授受し得るものとなっているが、これに加えて上記構成のように輻射促進層を設けるようにすれば、正負極端子の接続部分から輻射熱をより効果的に輻射熱伝導部材に受容させることができる。

上記輻射促進層は、例えば、正負極端子の接続部分と輻射熱伝導部材との対向部のうちの少なくとも一方に、輻射シートを貼付する、輻射熱を授受し得る塗料を塗布する、等の方法により形成することができる。

上記輻射シートとしては、例えば、ガラスクロスを芯材としてこの上に後述するような熱伝導性充填剤を配合し樹脂で固定して放射性を向上させるようにした絶縁性のシートや、アルミニウム、銅等の金属を芯材としてこの上にポリイミド樹脂等の樹脂コーティングを施したシート等が好適に使用できる。

上記ガラスクロスを芯材とするシートは、高い放射効果（輻射率（放射率）：０．９以上）を有し、柔軟性、貼付対象部材（正負極端子の接続部分ないし輻射熱伝導部材）との密着性、強度および難燃性に優れ、広い温度範囲（−３０℃〜１００℃程度）で使用が可能である。

上記熱伝導性充填材としては、金属酸化物（アルミナＡｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ等)、窒化物（窒化アルミニウムＡｌＮ等）、金属（Ｃｕ、Ａｌ等）、炭素化合物（ＳｉＣ等）が挙げられる。なかでも、絶縁性を有する金属酸化物、窒化物等が好適に使用される。表１に、熱伝導性充填材の熱伝導率および比重を示す。

また例えば、上記熱伝導性充填剤にかえて、「セラックα」（沖電気）を芯材の上に付着してシート状に調製するようにしてもよい。「セラックα」は、液体セラミック塗料であり、熱を遠赤外線に変換して放熱するものである。さらには例えば、この「セラックα」のような輻射熱を授受し得る塗料を、正負極端子の接続部分と輻射熱伝導部材との対向部のうちの少なくとも一方に直接塗布することにより輻射促進層を形成するようにしてもよい。

組電池が３０Ａ以上の電流、特に５０Ａ以上、さらには１００Ａ以上のハイレートで使用されるものである場合、正負極端子の接続部分およびその近傍において温度が上昇する傾向が特に顕著となるため、本発明の効果が一層発揮される。

本発明の組電池によれば、本来はデッドスペースとなっていた、正負極端子の接続部分の内部または周囲のスペースを効率よく利用して輻射熱伝導部材により組電池の外部容器の強度を向上させながら、正負極端子の接続部分から熱が流入することによる電池本体の温度上昇を効果的に低減することが可能となる。

本発明の組電池を構成する積層式電池の斜視図である。本発明の組電池における正負極端子の接続部分の構造を示す概略部分断面図である。本発明の組電池の斜視図である。本発明の組電池の側面図である。本発明の組電池の平面図である。本発明の組電池における正負極端子の接続構造を示す概略側面図である。本発明の組電池における輻射熱伝導フレームの接合構造を示す概略横断面図である。本発明組電池および比較組電池について行ったシミュレーション結果から電池部の最大温度の変化を示したグラフ図である。他の実施形態に係る組電池の平面図である。他の実施形態に係る組電池の側面図である。他の実施形態に係る輻射熱伝導フレームの配置を示す概略平面図である。他の実施形態に係る輻射熱伝導フレームの配置を示す概略平面図である。

以下、本発明を図面を参照しながら更に詳細に説明するが、本発明は以下の最良の形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能なものである。

〔単電池の作製〕
正極活物質としてＬｉＣｏＯ_２、正極の芯体としてアルミニウム箔、負極活物質として炭素、負極の芯体として銅箔をそれぞれ用いて正極および負極を作製した。このとき、正極および負極は所定のサイズに切断し、集電のために芯体における活物質未塗布部を延出させて正負極タブを形成した。

得られた正極と負極との間にセパレータを配し、正極、セパレータ、負極、セパレータの順で積層した。このとき、両端は負極とし、積層数は正極２０枚、負極２１枚とした。

積層した正極および負極の正負極タブを超音波溶着によりそれぞれアルミニウム製の正極端子１１および銅製の負極端子１２に溶着させた。正負極端子１１、１２の幅は３０ｍｍ、厚みは０．２ｍｍである。正負極端子１１、１２をとりつけた積層電極体をアルミニウムラミネートよりなる外装体に装填し、電解液を注液した後、外装体の端部を熱融着して封止し、図１に示す、リチウムイオン電池である単電池１を作製した。

得られた単電池１の寸法は、図１に示すように、幅Ｌ１＝１００ｍｍ、縦Ｌ２＝２００ｍｍ、厚みＬ３＝２０ｍｍである。正極端子１１および負極端子１２が、外装体の端面から延出しており、正極端子１１および負極端子１２の延出端部から２０ｍｍの位置で互いに反対側（図１では上側および下側）へ直角に折曲し、正極端子１１の長さ（単電池１の高さ端部（図１では左下端面部）からの延出高さ）は４０ｍｍとし、負極端子１２は図２に示すように内側になるため、長さは３９ｍｍとした。

〔輻射熱伝導フレームの作製〕
１０ｍｍ×１０ｍｍのステンレス製の角棒を切断し、両端面にネジ穴を設けて、輻射熱伝導フレーム２を構成する１本の長尺の中央横架部材２１ならびに７本の短尺の端子挿通部材２２を作製した。

〔輻射シートの調製〕
輻射シートとして、ガラスクロスを芯材としてこの上に熱伝導性充填材としてアルミナが配合され樹脂で固定されてなる、輻射率ε＝０．９０、厚さ：０．１ｍｍのシートを用意した。この輻射シートを、上記輻射熱伝導フレーム２の中央横架部材２１および端子挿通部材２２の全表面を覆うように貼付して、図２に示すフレーム輻射促進層３２を形成した。

〔組電池の作製〕
図３ないし図５に示すように、上記単電池１を６セル作製し、直方体状の樹脂製の外部容器４の内部で、厚み（Ｌ３）方向（図４では左右方向、図５では上下方向）に並置し、これら６個の単電池１の正極端子１１および負極端子１２を直列に接続した。外部容器４の側壁において後述する輻射熱伝導フレーム２を接合する位置にはそれぞれネジ挿通孔を穿設しておいた（図示せず）。

このとき、正極端子１１と負極端子１２とは、図６に示すように、あらかじめ接触面中央部にボルト挿通孔を穿設しておき、ボルト５１とナット５２で両面側から正極端子１１と負極端子１２とが離れないように締結固定して、全体として側面視コ字形状の構造となるように接続した。ついで、図２に示すように、このようにして接合した正負極端子１１、１２の接続部分（側面視コ字形状部）における内面の全面に、上記フレーム輻射促進層３２に用いたものと同一の輻射シートを貼付して、接続端子輻射促進層３１を形成した。

ついで、輻射熱伝導フレーム２の端子挿通部材２２を正負極端子１１、１２の接続部分の内側に１本ずつ挿通し、各端子挿通部材２２に直交するように中央に中央横架部材２１を配置して、まず、図７に示すように、端子挿通部材２２を外部容器４の外側からネジ６２によりねじ止めして接合固定し、この後、中央横架部材２１を、端子挿通部材２２および外部容器４にそれぞれネジ６１、６２によりねじ止めして接合固定して、図５に示すように輻射熱伝導フレーム２を外部容器４内に配設した。
以上により、図３ないし図５に示す組電池１０を得た。

（実施例１）
実施例の組電池としては、上記発明を実施するための形態で説明した組電池１０と同様に作製したものを用いた。
このようにして作製した組電池を、以下、本発明組電池Ａ１と称す。

（実施例２）
正負極端子１１、１２の接続部分および輻射熱伝導フレーム２に接続端子輻射促進層３１およびフレーム輻射促進層３２をいずれも形成しないようにした点以外は前記本発明組電池Ａ１の場合と全て同様にして組電池を構成した。
このようにして作製した組電池を、以下、本発明組電池Ａ２と称す。

（比較例）
輻射熱伝導フレーム２を配設しないようにした点以外は前記本発明組電池Ａ２の場合と全て同様にして組電池を構成した。
このようにして作製した組電池を、以下、比較組電池Ｚと称す。

〔組電池の評価試験〕
上記本発明組電池Ａ１、Ａ２および比較組電池Ｚの温度上昇を検証するために熱流体数値シミュレーションにより解析を行った。シミュレーションでは極板でのジュール発熱による熱の移動のみを確かめるため、発熱部は端子接続部（正負極端子１１、１２の接続部分）のみとした。上記本発明組電池Ａ１、Ａ２および比較組電池Ｚのそれぞれに１６０Ａの電流を流す放電を１０分間行うものとし、アルミニウム製の正極端子１１は１．２×１０^７（Ｗ／ｍ^３）、銅製の負極端子１２は２．０×１０^７（Ｗ／ｍ^３）の発熱を与えた。輻射シートがない本発明組電池Ａ２および比較組電池Ｚの場合は、正極端子１１、負極端子１２および輻射熱伝導フレーム２の輻射率は０．１とし、初期状態では全ての材質の温度が２５℃であるとして、計算を行った。数値シミュレーションの結果を図８に示す。

〔試験結果〕
図８は、輻射熱伝導フレームおよび輻射シートがある本発明組電池Ａ１と、輻射熱伝導フレームがあり輻射シートが無い本発明組電池Ａ２と、輻射熱伝導フレームおよび輻射シートのいずれも無い比較組電池Ｚとの３通りについて行ったシミュレーション結果から、電池部の最大温度の変化を示したものである。１０分後の電池部の最大温度は、比較組電池Ｚでは６６．２３℃、本発明組電池Ａ２では６３．４９℃、本発明組電池Ａ１では６１．９７℃であった。

〔結果の考察〕
上記結果から、端子接続部（正負極端子１１、１２の接続部分）の内側に輻射熱伝導フレーム２を通すことで、電池の温度上昇を抑制する効果が現れることがわかり、さらに、端子接続部（正負極端子１１、１２の接続部分）の内側面と輻射熱伝導フレーム２の表面とに輻射シートを貼ることで、電池の温度をさらに下げることができることがわかる。

〔本発明組電池の効果〕
本発明組電池Ａ１、Ａ２は、複数（６セル）の単電池１を、正極端子１１と負極端子１２とを直列に接続し、外部容器４に収容して構成された組電池１０において、上記正負極端子１１、１２の接続部分の内部を通過するように、輻射熱を受容し伝導し得る輻射熱伝導部材である輻射熱伝導フレーム２が上記外部容器４の少なくとも２つの内面、即ち４側壁の内面に当接するように配設されているので、正負極端子１１、１２の接続部分から熱が輻射により輻射熱伝導フレーム２に受容され、該輻射熱伝導フレーム２から外部容器４に伝導され、さらに該外部容器４から外気へと放散されていき、これにより正負極端子１１、１２の接続部分およびその近傍における温度上昇が効果的に抑制されるようになっている。正負極端子１１、１２の接続部分およびその近傍は特に温度上昇しやすい箇所であり、放熱対策がなされていない比較組電池Ｚの場合にはこの箇所からの熱が単電池１に流入して単電池１にダメージを与えることともなりやすいが、これに対し上記本発明組電池Ａ１、Ａ２の構成においては、正負極端子１１、１２の接続部分の内部を通過するように、輻射熱を受容し伝導し得る輻射熱伝導フレーム２を外部容器４の少なくとも２つの内面に当接するように配設することにより、正負極端子１１、１２の接続部分ないしその近傍に発生した熱が、輻射熱伝導フレーム２から外部容器４を経て外気へと伝導されていくようになり、これによって単電池１への熱の流入が緩和されるようになっている。

また、輻射熱伝導フレーム２を外部容器４の少なくとも２つの内面に当接するように配設することにより外部容器４の強度が向上しており、かつこの輻射熱伝導フレーム２を正負極端子１１、１２の接続部分の内部を通過するように配設することにより、占有スペースを増大させることなく輻射熱伝導フレーム２が配設されている。さらにこのとき、輻射熱伝導フレーム２が上述のように正負極端子１１、１２の接続部分から熱を受容し外部容器４を経て外気へと伝導し放散する機能と外部容器４を補強する機能とを併せて備えるもの、即ち輻射熱伝導部材兼補強部材となっているので、例えば輻射熱伝導部材と補強部材とを個別に配置する場合に比してスペースをより効率的に利用して電池が構成されている。換言すれば、本来はデッドスペースとなっていた、正負極端子１１、１２の接続部分の内部を効率的に利用して輻射熱伝導フレーム２を配置し、これにより、電池全体において輻射熱伝導フレーム２の分だけ占有スペースを増大させることなく、上述のような温度上昇の抑制ならびに外部容器４の補強のいずれもが効果的に実現されている。

また、上記正負極端子１１、１２が先端部で接続された構造を有し、該接続部分の内部に挿通するようにして輻射熱伝導フレーム２が配置されているので、正負極端子１１、１２の接続部分と輻射熱伝導フレーム２との対向面積が大となっており、したがって正負極端子１１、１２の接続部分から輻射熱が効率よく輻射熱伝導フレーム２に受容されるようになっている。また、このように先端部で接続された構造とした正負極端子の接続部分の内部は従来特にデッドスペースとなりやすい部分であり、本発明組電池Ａ１、Ａ２ではこの部分に輻射熱伝導フレーム２を配置することでスペースがより有効に利用されている。

また、輻射熱伝導フレーム２は、ステンレスで構成されることにより、それ自体で輻射熱を授受し得るものとなっているが、これに加えて本発明組電池Ａ１においては、上記正負極端子１１、１２の接続部分と輻射熱伝導フレーム２との対向部の両方に、輻射熱を授受し得る接続端子輻射促進層３１およびフレーム輻射促進層３２が形成されているので、正負極端子１１、１２の接続部分から輻射熱がより効果的に輻射熱伝導フレーム２に受容されるようになっている。

〔その他の事項〕
（１）上記本発明組電池Ａ１、Ａ２においては、正負極端子１１、１２が先端部で接続された構造を有し、該接続部分の内部に挿通するようにして輻射熱伝導フレーム２が配置されているが、正負極端子１１、１２の接続部分の内部にかえて、あるいは正負極端子１１、１２の接続部分の内部とあわせて、正負極端子１１、１２の接続部分の外部に輻射熱伝導フレームを配置するようにしてもよい。また特に、正負極端子が先端部で接続された構造となっていない場合（例えば正負極端子が側部で接続された構造となっている場合等）には、当該接続部分の周囲のスペースすなわち正負極端子の延出方向に対して垂直な方向に拡がるスペース内に、輻射熱伝導フレームを望ましくはできるだけスペースを有効に利用して配置すればよい。

（２）上記本発明組電池Ａ１、Ａ２においては、複数（６セル）の単電池１が直列に接続されていたが、複数の単電池を並列に接続した構成としてもよい。このとき、例えば、多数の単電池の正極端子同士および負極端子同士をそれぞれ接続するためにバスバー等を用いる場合には、このバスバー等も正負極端子の接続部分を構成することとなる。

図９は、複数（６セル）の単電池１を並列に接続した例を示す平面図である。同図に示す組電池１１０においては、隣接する単電池１の正極端子１１同士および負極端子１２同士が先端部で接続され、１列に形成された３箇所の正極端子１１の接続部分ならびに１列に形成された３箇所の負極端子１２の接続部分にそれぞれ正極バスバーおよび負極バスバー（図示せず）が架設されて接続される構成となっている。３箇所の正極端子１１の接続部分ならびに３箇所の負極端子１２の接続部分の内側に端子挿通部材７２が１本ずつ挿通され、各端子挿通部材７２に直交するように中央に中央横架部材７１が配置され、前記本発明組電池Ａ１における輻射熱伝導フレーム２の場合と同様にしてねじ止めにより接合固定されて、輻射熱伝導フレーム７が外部容器８内に配設されている。

（３）上記本発明組電池Ａ１、Ａ２においては、正極端子１１および負極端子１２が同方向に延出する構成となっていたが、正極端子および負極端子が異なる方向に延出する構成としてもよい。図１０は、正極端子および負極端子が反対方向に延出する構成とした例を示す模式図である。同図に示す組電池１２０においては、複数（６セル）の単電池９で構成され、正極端子９１および負極端子９２が反対方向に延出して直列に接続されている。上記本発明組電池Ａ１、Ａ２の場合と同様に、正負極端子９１、９２の接続部分の内側に端子挿通部材９３を挿通するようにして、輻射熱伝導フレーム９４が外部容器９５内の上下にそれぞれ配設されている。

（４）上記本発明組電池Ａ１、Ａ２においては、外部容器４が樹脂製となっていたが、例えば、外部容器を伝熱性を有する金属または合金で構成したり、さらには金属または合金製の外部容器の内面にも輻射シートを配置したりするようにしてもよい。この構成によれば、外部容器自体も熱を効果的に外部に逃がし得る放熱性を有することとなり、したがって組電池の放熱効果をさらに向上させることができる。

（５）上記本発明組電池Ａ１、Ａ２においては、輻射熱伝導部材である輻射熱伝導フレーム２が外部容器４の少なくとも対向する２つの内面（４側壁の内面）に当接するように配設されていたが、輻射熱伝導部材は、例えば、外部容器の少なくとも隣接する２つの内面に当接するように配設するようにしてもよい。この場合、例えば図１１に示すように、棒状の輻射熱伝導部材９６を、外部容器９７の隣接する２つの内面に対しそれぞれ斜方向から当接するようにして配置、固定したり、例えば図１２に示すように、外部容器９８の隣接する２つの内面の交差部に追従し得る直角部を有する形状に輻射熱伝導部材９９を成形し、この輻射熱伝導部材９９を該交差部に当接するように嵌め込むようにして配置、固定したりすることができる。

（６）正極活物質としては、上記コバルト酸リチウムに限定されるものではなく、コバルト−ニッケル−マンガン、アルミニウム−ニッケル−マンガン、アルミニウム−ニッケル−コバルト等のコバルト、ニッケル或いはマンガンを含むリチウム複合酸化物や、スピネル型マンガン酸リチウム等でも構わない。

（７）負極活物質としては、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛や、これ以外にも、グラファイト・コークス・酸化スズ・金属リチウム・珪素・及びそれらの混合物等、リチウムイオンを挿入脱離できうるものであれば構わない。

（８）電解液としても特に限定されるものではなく、リチウム塩としては例えばＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２,ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２，ＬｉＰＦ_６―ｘ（Ｃ_ｎＦ_２ｎ＋１）_ｘ[但し、１＜ｘ＜６、ｎ＝１又は２]等が挙げられ、これらの１種もしくは２種以上を混合して使用できる。支持塩の濃度は特に限定されないが、電解液１リットル当り０．８〜１．８モルが望ましい。また、溶媒種としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）等のカーボネート系溶媒が好ましく、更に好ましくは環状カーボネートと鎖状カーボネートの組合せが望ましい。

本発明は、例えばロボットや電気自動車等に搭載される動力、バックアップ電源などの高出力用途の電源に好適に適用することができる。

１：単電池
２：輻射熱伝導フレーム（輻射熱伝導部材）
４：外部容器
７：輻射熱伝導フレーム（補強部材）
８：外部容器
９：単電池
１０：組電池
１１：正極端子
１２：負極端子
２１：輻射熱伝導フレーム（補強部材）の中央横架部材
２２：輻射熱伝導フレーム（補強部材）の端子挿通部材
３１：接続端子輻射促進層
３２：フレーム輻射促進層
５１：ボルト
５２：ナット
６１：ネジ
６２：ネジ
７１：輻射熱伝導フレーム（補強部材）の中央横架部材
７２：輻射熱伝導フレーム（補強部材）の端子挿通部材
９１：正極端子
９２：負極端子
９３：輻射熱伝導フレーム（補強部材）の端子挿通部材
９４：輻射熱伝導フレーム（補強部材）
９５：外部容器
１１０：組電池
１２０：組電池

Claims

複数の単電池を、正極端子と負極端子とを直列または並列に接続し、外部容器に収容して構成された組電池であって、
前記正負極端子の接続部分の内部または周囲のスペースを通過するように、輻射熱を受容し伝導し得る輻射熱伝導部材が前記外部容器の少なくとも２つの内面に当接するように配設されていることを特徴とする組電池。
前記正負極端子が先端部で接続された構造を有し、該接続部分の内部に挿通するようにして前記輻射熱伝導部材が配置されている、請求項１に記載の組電池。
前記正負極端子の接続部分と前記輻射熱伝導部材との対向部のうちの少なくとも一方に、輻射熱を授受し得る輻射促進層が形成されている、請求項１または請求項２に記載の組電池。