JP7831432B2 - 電池モジュール - Google Patents
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Description
また特許文献2には、内部空間を形成する下部板と側壁を有するモジュールケース、前記モジュールケースの内部空間に存在する複数のバッテリーセル、および前記モジュールケースの内部空間に存在する樹脂層を含み、前記樹脂層は、前記複数のバッテリーセルと接触しており、また、前記モジュールケースの下部板または側壁と接触している、バッテリーモジュール、が開示されている。
また特許文献3には、正極活物質と集電体とを有する正極部材と、負極活物質と集電体とを有する負極部材とが、セパレータ部材を介して互いに対向するように積層され、電解質とともに筐体内に収容され、かつ、前記筐体の外表面に接合するように伝熱板が配設された構造を有する電池であって、前記伝熱板は、前記筺体の外表面と直接に接触する領域と、前記伝熱板を前記筐体の外表面に接合するための接合材が配設される領域とを備えている電池、が開示されている。
しかし、より効率的に電極体からの熱を放熱することが求められている。
正極、負極、並びに前記正極及び前記負極の間に介在されるセパレータを有する積層構造が、さらに複数積層された電極体と、前記電極体を内部に封入する電池セルケースと、を有する電池セルと、
前記電池セルケースに接触する放熱部材と、を含む電池モジュールであって、
前記電池セルケースは、金属層、及び前記金属層の内面側に配置される融着樹脂層を少なくとも有し、且つ外面側の少なくとも一部に前記金属層が露出した露出部を有し、
前記放熱部材は前記露出部に接触する、電池モジュール。
<2>
前記電極体の電極面の形状が長方形であり、前記露出部は前記長方形の形状における長辺側の端部に配置される、<1>に記載の電池モジュール。
<3>
前記電池セルケースは、内面側が前記電極体に接触する領域Eの外面側に前記露出部を有し、且つ前記領域Eにおける前記露出部に前記放熱部材が接触する、<1>又は<2>に記載の電池モジュール。
<4>
前記電池セルケースが、前記露出部を有する第1シート、及び前記露出部を有さない第2シートを含み、前記第1シートにおける前記金属層の平均厚みが前記第2シートにおける前記金属層の平均厚みより大きい、<1>~<3>のいずれか1項に記載の電池モジュール。
<5>
前記放熱部材としての電池モジュールケース及び冷却器の少なくとも一方を有し、前記電池モジュールケース及び前記冷却器の少なくとも一方が前記露出部に接触する、<1>~<4>のいずれか1項に記載の電池モジュール。
<6>
電池モジュールケース及び冷却器の少なくとも一方を有し、且つ前記放熱部材としての電池モジュールケース及び冷却器の少なくとも一方と前記電池セルケースとを接合する樹脂部材を有し、前記樹脂部材が前記露出部に接触する、<1>~<4>のいずれか1項に記載の電池モジュール。
本開示の実施形態に係る電池モジュールは、電池セル及び放熱部材を含む。電池セルは、正極、負極、並びに正極及び負極の間に介在されるセパレータを有する積層構造が、さらに複数積層された電極体と、電極体を内部に封入する電池セルケースと、を有する。放熱部材は、電池セルケースに接触するよう配置される。
電池セルケースは、金属層、及び金属層の内面側に配置される融着樹脂層を少なくとも有する。電池セルケースは、外面側の少なくとも一部に金属層が露出した露出部を有する。なお、金属層の外面側の一部に保護樹脂層が配置されていてもよい。そして、放熱部材は露出部に接触する。
以下に示す各図は、模式的に示したものであり、各部の大きさ、形状は、理解を容易にするために、適宜誇張している。
図1に示す電池セル20は、電極体8と、電極体8を内部に封入し、第1シート210及び第2シート220で構成される電池セルケースと、を有する。電極体8は、正極、負極、並びに正極及び負極の間に介在されるセパレータを有する積層構造が、さらに複数積層されて構成されている。
次いで、本開示の実施形態に係る電池モジュールについて説明する。図2は、本開示の実施形態に係る電池モジュールを例示する概略断面図である。
図2に示す電池モジュール11Aは、図1に示す電池セル20を有する。電池モジュール11Aでは複数の電池セル20が積層されており、図2では積層された電池セル20のうち4つの電池セルを拡大して示している。なお、図2における上側及び下側にはさらに別の電池セルが積層されている。
以下、放熱部材としての樹脂部材を有し樹脂部材と露出部とが接触する態様について、図を用いて説明する。
図3は、本開示の実施形態に係る電池モジュールの別の例を例示する概略断面図である。
図3に示す電池モジュール11Bは、図1に示す電池セル20を有する。電池モジュール11Bでは複数の電池セル20が積層されており、図3では積層された電池セル20のうち4つの電池セルを拡大して示している。なお、図3における上側及び下側にはさらに別の電池セルが積層されている。
さらに別の態様の電池モジュールについて説明する。図4は、本開示の実施形態に係る電池モジュールの別の例を例示する概略断面図である。
図4に示す電池モジュール11Cは、図1に示す電池セル20を有する。電池モジュール11Cでは複数の電池セル20が積層されており、図4では積層された電池セル20のうち4つの電池セルを拡大して示している。なお、図4における上側及び下側にはさらに別の電池セルが積層されている。また、図4では積層された電池セル20同士が接しておらず、電池セル20同士の間にセル間空隙が形成されている。
樹脂部材42は、電池モジュールケース40と電池セルケースとを接合し、電池セルケースの露出部20Aに樹脂部材42が接触するよう配置されている。
なお、より効率的に放熱を行う観点から、電池セルケースにおける露出部の表面すべてが樹脂部材で覆われている(樹脂部材が直に接触している)ことが好ましい。
ここで、図3及び図4に示す樹脂部材について説明する。
放熱部材の一例であり、且つ電池モジュールケース及び冷却器の少なくとも一方と電池セルケースとを接合する樹脂部材には、熱伝導性が求められる。
また、熱伝導性を高める観点から、さらに樹脂部材にフィラーを添加することができる。フィラーとしては、例えばアルミナ、AlN(aluminum nitride)、BN(boron nitride)、窒化ケイ素(silicon nitride)、ZnO、SiC、及びBeO等のセラミックフィラー、グラファイト(graphite)等の炭素フィラー等が挙げられる。
電池セルケースにおける露出部と放熱部材(特に放熱部材としての電池モジュールケース及び冷却器の少なくとも一方を有する場合)とが接触している箇所において、露出部における金属層及び放熱部材の少なくとも一方の表面に、粗化処理及びカーボンコート処理の少なくとも一方の処理が施されていることが好ましい。これにより、より効率的に放熱を行うことができる。なお、カーボンコート処理が施されている場合については、放熱部材と露出部とが直に接触しているものとみなす。
また、放熱部材が樹脂部材である場合、さらに放熱部材である樹脂部材と電池モジュールケース及び冷却器の少なくとも一方とが接触している箇所において、電池モジュールケース及び冷却器の少なくとも一方と、放熱部材と、のいずれか又は両方の表面に、粗化処理及びカーボンコート処理の少なくとも一方の処理が施されていることが好ましい。
図1に示す電池モジュール11A、図3に示す電池モジュール11B、及び図4に示す電池モジュール11Cでは、電池セルケースを構成する第1シート210の外面側の全面において金属層214が露出した露出部214Aである態様を示した。しかし、これに限定されるものではなく、露出部は外面側の一部にのみ形成されていてもよい。
例えば、図5に示す電池モジュール200ように、電極体8の電極面の形状が長方形であり、露出部が長方形の形状における長辺側の端部214B、214Cに配置されていてもよい。なお、図5では、露出部が長方形の形状における長辺側の両方の端部214B、214Cに形成されている態様を示しているが、長辺側の一方の端部のみに露出部が形成されていてもよい。
また、図6に示す電池モジュール202ように、電極体8の電極面の形状が長方形であり、露出部が長方形の形状における短辺側の端部214Dに配置されていてもよい。なお、図6では、露出部が長方形の形状における短辺側の片方の端部214Dに形成されている態様を示しているが、短辺側の両方の端部(なお、図6ではもう一方の端部は図6の断面に対し更に手前側に存在する)に露出部が形成されていてもよい。
なお、図5及び図6は、本開示の実施形態に係る電池モジュールに用いられる電池セルの断面及び斜視方向からの面を示す概略斜視図である。
電池セルケースにおける金属層の厚みは、特に限定されるものではない。ただし、電池セルケースが露出部を有する第1シート(例えば図1に示す第1シート210)、及び露出部を有さない第2シート(例えば図1に示す第2シート220)を含む2枚以上のシートで構成される場合、第1シートにおける金属層の平均厚み(例えば図1に示す金属層214の平均厚みL1)が第2シートにおける金属層の平均厚み(例えば図1に示す金属層224の平均厚みL2)より大きいことが好ましい。第1シートの方が第2シートより金属層の平均厚みが大きいことで、放熱時の伝熱経路の断面積を大きくすることができ、放熱をより効率的に行なうことができる。
なお、平均厚みとは、金属層における任意に選択した10か所での層厚の算術平均値を意味する。
図7は、実施形態に係る電池パック10が適用された車両100の要部を示す概略平面図である。図7に示されるように、車両100は、床下に電池パック10が搭載された電気自動車(BEV:Battery Electric Vehicle)である。なお、各図の矢印UP、矢印FR及び矢印LHはそれぞれ、車両上下方向の上側、車両前後方向の前側、及び車両幅方向の左側を示している。前後左右上下の方向を用いて説明する場合、特に断りのない限り、車両前後方向の前後、車両幅方向の左右、車両上下方向の上下を示すものとする。
Claims (5)
- 正極、負極、並びに前記正極及び前記負極の間に介在されるセパレータを有する積層構造が、さらに複数積層された電極体と、前記電極体を内部に封入する電池セルケースと、を有する電池セルと、
前記電池セルケースに接触する放熱部材と、を含む電池モジュールであって、
前記電池セルケースは、金属層、及び前記金属層の内面側に配置される融着樹脂層を少なくとも有し、且つ外面側の少なくとも一部に前記金属層が露出した露出部を有し、
前記電池セルケースは、内面側が前記電極体に接触する領域Eの外面側に前記露出部を有し、且つ前記領域Eにおける前記露出部に前記放熱部材が接触する、電池モジュール。 - 前記電極体の電極面の形状が長方形であり、前記露出部は前記長方形の形状における長辺側の端部に配置される、請求項1に記載の電池モジュール。
- 前記電池セルケースが、前記露出部を有する第1シート、及び前記露出部を有さない第2シートを含み、前記第1シートにおける前記金属層の平均厚みが前記第2シートにおける前記金属層の平均厚みより大きい、請求項1に記載の電池モジュール。
- 前記放熱部材としての電池モジュールケース及び冷却器の少なくとも一方を有し、前記電池モジュールケース及び前記冷却器の少なくとも一方が前記露出部に接触する、請求項1に記載の電池モジュール。
- 電池モジュールケース及び冷却器の少なくとも一方を有し、且つ前記放熱部材としての電池モジュールケース及び冷却器の少なくとも一方と前記電池セルケースとを接合する樹脂部材を有し、前記樹脂部材が前記露出部に接触する、請求項1に記載の電池モジュール。
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