JP2013191440A

JP2013191440A - 二次電池装置

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Publication number: JP2013191440A
Application number: JP2012057519A
Authority: JP
Inventors: Hideo Shimizu; 秀男志水; Noboru Koike; 昇小池; Takashi Murai; 敬村井; Yasuyuki Nagase; 泰行永瀬; Masashi Shudo; 正志首藤; Satoru Nawa; 悟縄; Setsu Kobayashi; 節小林; Kazuyuki Kuroda; 和幸黒田
Original assignee: Toshiba Corp; Cashew Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Cashew Co Ltd
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-09-26
Anticipated expiration: 2032-03-14
Also published as: EP2639853A3; CN103311471B; US20130244089A1; JP6049276B2; CN103311471A; EP2639853A2

Abstract

【課題】組立性および信頼性の向上を図ることが可能な二次電池装置を提供する。
【解決手段】二次電池装置１０は、二次電池セル１４と、二次電池セルを収容するケース１２と、二次電池セル１４の外面とケース１２の内面との間に挟まれ、二次電池セル１４を保持する発泡塗膜層４０、５０と、を備えている。発泡塗膜層４０，５０は、ケース本体１６の内面に発泡塗料を塗布することにより形成され、二次電池セル１４の外面に弾性的に当接する。
【選択図】図５

Description

ここで述べる実施形態は、複数の二次電池セルを有する二次電池装置に関する。

近年、二次電池、例えば、非水系二次電池であるリチウムイオン二次電池は、高出力、高エネルギー密度を有することから、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、電動自転車の電源、あるいは、電気機器の電源として注目されている。

一般に、二次電池は、外装容器と、この外装容器内に電解液とともに収納された電極群と、外装容器に設けられた電極端子と、を備えた電池セルとして構成されている。高容量化、高出力化を図るため、複数の電池セルを外ケース内に並べて配置し、これらの電池セルを並列あるいは直列に接続した電池モジュールを構成し、更に、複数の電池モジュールを接続して電池パックを構成している。

電池モジュールにおいて、電池セルを絶縁する目的から外ケースの材料として樹脂が採用されている。外ケースは電池セルを覆うように構成され、外ケース側に設けられた枠の中に各々の電池セルが装填される。しかし、電池セルをはめ込む際の組立性の観点から、外ケースの寸法公差を大きくとらざるを得ず、電池セルと外ケースとの間に若干の隙間が存在する。電池セルと外ケースとに隙間が存在すると、稼動中の振動により電池セルが外ケースとの隙間で振動しセル間の相対変位が生じる。この場合、電池セルの端子に取り付けられたバスバーや、バスバーと端子との接続部に負担がかかり、バスバーや接続部が破断、損傷する可能性がある。そのため、接着剤により電池セルと外ケースとの隙間を埋め、電池セルを固定する方法が採用されている。あるいは、電池セルをボルト、押付け部材等により積層方向に押付けて固定する方法が用いられている。

特開２００８−６６０６１号公報

しかし、接着剤を充填する工程が余分に必要なため、電池モジュールの組立時間の短縮を図ることが困難となる。二次電池装置の長期的な信頼性を維持する観点から、接着剤に依存しない固定が望ましい。同様に、ボルト、押付け部材等により固定する場合も、電池モジュールの組立時間の短縮を図ることが困難となる。

この発明は以上の点に鑑みなされたものであり、組立性および信頼性の向上を図ることが可能な二次電池装置を提供することにある。

実施態様に係る二次電池装置は、二次電池セルと、前記二次電池セルを収容するケースと、前記二次電池セルの外面と前記ケースの内面との間に挟まれ、前記二次電池セルを保持する発泡塗膜層と、を備えている。

図１は、実施形態に係る二次電池装置を示す斜視図。図２は、前記二次電池装置のケース本体、電池セル群、および上ケースを示す分解斜視図。図３は、前記上ケースの内面側を示す斜視図。図４は、前記ケース本体の底壁側を破断して示す斜視図。図５は、図１の線Ａ−Ａに沿った前記二次電池装置の断面図。図６は、前記ケース本体の底壁と電池セルとの係合状態を拡大して示す断面図。図７は、図１の線Ｂ−Ｂに沿った前記二次電池装置の断面図。図８は、前記ケース本体および上ケースと電池セルとの係合状態を拡大して示す断面図。図９は、前記ケース本体、電池セル、上ケースを分解して示す断面図。図１０は、前記二次電池装置における発泡塗膜層を形成する発泡塗料の複数の実施例およびその評価を示す図。図１１は、他の実施形態に係る二次電池装置の電池セルを示す斜視図。

以下、図面を参照しながら、実施形態に係る二次電池装置について詳細に説明する。
図１は、第１の実施形態に係る二次電池装置の外観を示す斜視図、図２は、二次電池装置のケース本体、内部の電池セル群、およびトップカバーを示す分解斜視図である。

図１および図２に示すように、二次電池装置１０は、例えば、矩形箱状のケース１２と、このケース内に並んで収容された複数、例えば、１２個の電池セル（二次電池セル）１４と、各電池セルの電圧、温度を検出する電池監視基板６６と、を備え、電池モジュール（組電池）として構成されている。隣り合う電池セル１４の電極端子間は、導電部材としてのバスバーにより電気的に接続されている。

ケース１２は、上面が開口しているとともに底壁を有する矩形箱状のケース本体１６と、このケース本体の上面開口を覆う上ケース１８と、更に、図示しないトップカバーと、を有し、それぞれ絶縁性を有する合成樹脂、例えば、ボリカーボネイト（ＰＣ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）等により形成されている。

図８は、電池セル１４を含む二次電池装置の断面を示している。図２および図８に示すように、各電池セル１４は、例えば、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池であり、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成された扁平な略直方体形状の外装容器３０と、外装容器３０内に非水電解液と共に収納された電極体３１と、を備えている。外装容器３０は、上端が開口した容器本体３２と、容器本体に溶接され容器本体の開口を閉塞した矩形板状の蓋体３３とを有し、内部が液密に形成されている。電極体３１は、例えば、正極板および負極板をその間にセパレータを介在させて渦巻き状に捲回し、更に、径方向に圧縮することにより、偏平な矩形状に形成されている。

正極端子３４ａおよび負極端子３４ｂが蓋体３３の長手方向両端部にそれぞれ設けられ、蓋体から突出している。正極端子３４ａおよび負極端子３４ｂは、電極体３１の正極および負極にそれぞれ接続されている。一方の端子、例えば、正極端子３４ａは、蓋体３３に電気的に接続され、外装容器３０と同電位となっている。負極端子３４ｂは、蓋体３３を貫通して延びている。負極端子３４ｂと蓋体３３ｂとの間には、合成樹脂、ガラス等の絶縁体からなるシール材、例えば、ガスケットが設けられている。

蓋体３３の中央部には、例えば、矩形状の安全弁３６が形成されている。安全弁３６は、蓋体３３ｂの一部を約半分程度の厚さに薄くした薄肉部により形成され、この薄肉部の上面中央部に、複数の刻印が形成されている。電池セル１４の異常モード等により外装容器３０内にガスが発生し、外装容器内の内圧が所定の値以上に上昇した際、安全弁３６が開放し、内圧を下げて外装容器３０の破裂等の不具合を防止する。

図２および図５に示すように、複数の電池セル１４は、外装容器３０の主面同士が所定の隙間を置いて向い合った状態で、かつ、電極端子３４ａ、３４ｂが設けられている外装容器３０の上端が同一方向を向いた状態で、一列に並んで配設されている。

次に、ケース１２の構成を詳細に説明する。図１、図２、図５、図７に示すように、ケース本体１６は、１２個分の電池セル１４に対応する大きさに形成され電池セル１４の底に対向する矩形状の底壁２２と、底壁２２の対向する２側縁、ここでは、長辺に沿って立設され電池セル１４の側面に対向する一対の第１側壁２４ａ、２４ｂと、底壁２２の対向する他の２側縁、ここでは、短辺に沿って立設され電池セル１４の主面に対向する一対の第２側壁２６ａ、２６ｂと、を有している。

底壁２２上に、複数、例えば、１１枚の仕切り板２３が立設されている。仕切り板２３は、細長い矩形状に形成され、第２側壁２６ａ、２６ｂとほぼ平行対向し、かつ、底壁２２の長手方向に所定の間隔をおいて並んでいる。各仕切り板２３は、その軸方向両端縁および下縁が、一対の第１側壁２４ａ、２４ｂの内面および底壁２２の内面にそれぞれ連結されている。仕切り板２３は、ケース本体１６と一体に成型されても、あるいは、別体に形成された仕切り板をケース本体に固定してもよい。

底壁２２、第１側壁２４ａ、２４ｂ、および第２側壁２６ａ、２６ｂあるいは仕切り板２３により、電池セル１４の下端部分を収容する複数、ここでは、１２個の収容部が規定されている。各収容部は、電池セル１４の外装容器３０の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、ケース本体１６の幅方向に沿って延びている。複数の収容部は、ケース本体１６の長手方向に所定の間隔を置いて並んでいる。

図１および図２に示すように、ケース本体１６の長手方向に延びる１対の第１側壁２４ａ、２４ｂには、それぞれ複数の通気孔２８が形成されている。各通気孔２８は、例えば、細長い矩形状に形成され、仕切り板２３と整列する位置に形成され、ケース本体１６の高さ方向に沿って延びている。すなわち、各通気孔２８は、ケース１２内に収容される複数の電池セル１４間の隙間と対向する位置に設けられている。これらの通気孔２８を通して、ケース１２内、かつ、電池セル１４の周囲に、冷却用空気を通風可能となっている。

図２、図４、図５ないし図８に示すように、ケース本体１６の内面に発泡塗料が塗布され、発泡塗膜層が形成されている。本実施形態において、発泡塗料は、底壁２２の内面、仕切り板２３、および、第１側壁２４ａ、２４ｂの下部内面、第２側壁２６ａ、２６ｂの下部内面に塗布され、所定厚さ、例えば、３００μｍ〜１ｍｍ厚程度の発泡塗膜層４０を形成している。予めケース本体１６の内面に温度発泡塗料あるいは湿度発泡塗料を塗布した後、発泡塗料に一定の温度あるいは湿度を与えることにより、発泡塗料内の発泡剤が発泡し、多数の独立した気泡を含む発泡塗膜層４０が形成される。発泡塗料に与える温度あるいは湿度を調整することにより、発泡塗料の発泡倍率を調整することができる。

発泡塗膜層４０は、多数の独立気泡により反発力の調整が可能であり、主剤（バインダ）と発泡剤（発泡ビーズ）の混合比により発泡倍率を変化させることが可能である。そして、発泡塗膜層４０は、その摩擦力および気泡の圧縮反発力により、電池セル１４を弾性的に押圧および位置固定することができる。発泡塗料、発泡剤については、後で、詳細に説明する。

図３、図５、図７に示すように、上ケース１８は、矩形の枠体１８ａと、枠体の高さ方向中間部に位置する矩形状の天井壁１８ｂと、を一体に有している。天井壁１８ｂの内面上に、複数、例えば、１１枚の仕切り板４２が立設されている。仕切り板４２は、細長い矩形状に形成され、それぞれ天井壁１８ｂの幅方向に平行に延びているとともに、天井壁１８ｂの長手方向に所定の間隔をおいて並んでいる。各仕切り板４２は、その軸方向両端縁および上縁が、枠体１８ａの内面および天井壁１８ｂの内面にそれぞれ連結されている。仕切り板４２は、上ケース１８と一体に成型されても、あるいは、別体に形成された仕切り板４２を上ケースに固定してもよい。

天井壁１８ｂ、枠体１８ａ、および仕切り板４２により、電池セル１４の上端部分を収容する複数、ここでは、１２個の収容部が規定されている。各収容部は、電池セル１４の外装容器３０の断面形状に対応した細長い矩形状に形成され、ケース１２の幅方向に沿って延びている。複数の収容部は、ケース１２の長手方向に所定の間隔を置いて並んでいる。

上ケース１８において、各収容部の底、すなわち、天井壁１８ｂには、電池セル１４の正極端子３４ａおよび負極端子３４ｂに対応する矩形状の透孔４４ａ、４４ｂが形成され、更に、電池セル１４の安全弁３６に対向する排気孔４６が形成されている。透孔４４ａ、４４ｂは、収容部の両端部に位置し、排気孔４６は、これら透孔４４ａ、４４ｂ間の真ん中に位置している。

図３、図５、図７、図８に示すように、本実施形態において、上ケース１８の内面に発泡塗料が塗布され、発泡塗膜層５０が形成されている。発泡塗料は、枠体１８ａの内面、天井壁１８ｂの内面、および仕切り板４２に塗布され、所定厚さ、例えば、３００μｍ〜１ｍｍ厚程度の発泡塗膜層５０を形成している。予め上ケース１８の内面に温度発泡塗料あるいは湿度発泡塗料を塗布した後、発泡塗料に一定の温度あるいは湿度を与えることにより、発泡塗料内の発泡剤が発泡し、多数の独立した気泡を含む発泡塗膜層５０が形成される。発泡塗料に与える温度あるいは湿度を調整することにより、発泡塗料の発泡倍率を調整することができる。発泡塗膜層５０は、前述したケース本体１６側の発泡塗膜層４０と同一であり、気泡の圧縮反発力および摩擦力により、電池セル１４を弾性的に押圧および位置固定することができる。なお、発泡塗料が付着し易くするために、ケース内面の塗布領域に複数の凹所を形成するようにしてもよい。

上記のように構成された上ケース１８は、ケース本体１６の上面開口に被せられ、ケース本体１６の側壁上端にねじ止めにより固定される。これにより、上ケース１８は、ケース１２の天井壁および各側壁の上部を構成している。

図９に示すように、組立て時、電池セル１４は、ケース本体１６の上部開口からケース本体内に挿入され、その下端部が底壁２２側の対応する収容部にそれぞれ押込まれる。電池セル１４下端部の外面は、発泡塗膜層４０に密着し、発泡塗膜層４０を圧縮しながら、所定位置に押込まれる。これにより、発泡塗膜層４０は、電池セル１４の外面とケース１２の内面との間に圧縮された状態で挟まれる。

ケース本体１６内に１２個の電池セル１４を装着した後、上ケース１８が被せられ、ケース本体にねじ止め固定される。この際、各電池セル１４の上端部は、上ケース１８の対応する収容部内に押込まれ、電池セル１４上端部の外面は、発泡塗膜層５０に密着し、発泡塗膜層５０を圧縮しながら、所定位置に押込まれる。これにより、発泡塗膜層５０は、電池セル１４の外面とケース１２の内面との間に圧縮された状態で挟まれる。

図５ないし図８に示すように、１２個の電池セル１４は、それぞれケース１２内に収容され、互いに隙間を置いて、一列に並んでいる。そして、各電池セル１４の下端部外面とケース内面との間に発泡塗膜層４０が挟まれている。また、各電池セル１４の上端部外面とケース内面との間に発泡塗膜層５０が挟まれている。各電池セル１４は、これら発泡塗膜層４０、５０により、上下両側、左右両側、前後両側の６方向から反発力を受け、更に、発泡塗膜層と間の摩擦力により、所定位置にガタ無く、位置決め保持される。同時に、電池セル１４に作用する振動は発泡塗膜層４０、５０により吸収される。

図１、図２、図５、図７に示すように、複数の電池セル１４は、上ケース１８の内面に当接することにより、上端位置、特に、電極端子３４ａ、３４ｂの高さ位置が決めされている。これにより、複数の電池セル１４は、電極端子の高さ位置がばら付くことなく、揃った状態で配列されている。各電池セル１４の正極端子３４ａおよび負極端子３４ｂは、それぞれ天井壁１８ｂの対応する透孔４４ａ、４４ｂ内に挿通され、上方に露出している。各電池セル１４の安全弁３６は天井壁１８ｂの排気孔２６に対向している。

複数の電池セル１４は、導電性部材としての複数のバスバー６２により、電気的に、例えば、直列に接続されている。複数の電池セル１４は、隣合う電池セル１４の正極端子と負極端子とが交互に並ぶ向きに配列されている。各バスバー６２は、導電材料、例えば、アルミニウム等からなる金属板で形成されている。バスバー６２は、一端部が電池セル１４の正極端子３４ａに接合され、他端部が隣の電池セル１４の負極端子３４ｂに接合され、これらの電極端子を電気的に接続している。このように、１２個の電池セル１４は、複数のバスバー６２により直列に接続されている。なお、複数の電池セル１４は、直列に限らず、並列に接続するようにしてもよい。

複数の電池セル１４の内、配列の一方の端に位置した電池セル１４の正極端子３４ａ、および、配列の他端に位置した電池セル１４の負極端子３４ｂには、それぞれ出力端子６４ａ、６４ｂが接続されている。図１および図２に示すように、上ケース１８上には、電池セル１４の電圧および温度を検出する電池監視基板６６が設置され、各バスバー６２および出力端子６４に電気的に接続される。更に、上ケース１８には、排気管６０が設置され、この排気管６０は上ケースに形成された排気孔４６に連通している。

次に、発泡塗膜層を形成する発泡塗料および発泡剤について、いくつかの実施例を詳細に説明する。
発泡塗料は発泡性粒子とバインダー樹脂を含有する。発泡性粒子は、加熱により発泡して発泡ビーズを形成する。加熱発泡により成形された発泡塗膜層中には、この発泡ビーズとバインダー樹脂が含まれている。

実施形態に使用されるバインダー樹脂は、ポリオールとイソシアネート系架橋剤を含む。ポリオールとしては、例えば、ポリカーボネート系ポリオール、及びポリエステル系ポリオール等を使用することができる。イソシアネート系架橋剤としては、ヘキサメチレンジイソシアヌレート（ＨＭＤＩヌレート）を使用することができる。

実施形態に使用される発泡塗料は、樹脂固形分に対して３ないし２０％の発泡性樹脂粒子を含有する。使用可能な発泡性樹脂粒子の発泡温度領域は７０ないし１６０℃である。発泡塗料は、例えばジラウリン酸ジブチル錫（ＤＢＴＤＬ）等の錫系触媒をさらに含有し得る。

発泡塗料から発泡性粒子を除いたものを塗布して得られた塗膜のユニバーサル硬度は１０．０Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましい。また、この塗膜の弾性変形割合（Ｗｅ／Ｗｔｏｔ）は８０％以上であることが好ましい。

以下、複数の実施例を示し、実施形態に使用される発泡塗膜層を具体的に説明する。各実施例で得られた結果を図１０の表１に示す。
（実施例１）
発泡塗料Ｊ−１組成
ポリカーボネート系ポリオール（固形分含有量１００％）…１００重量部
ヘキサメチレンジイソシアヌレート（固形分含有量５４％）…１００重量部
発泡温度領域は９０ないし１６０℃の発泡性粒子…１５重量部
ジラウリン酸ジブチル錫の１％溶液…２．０重量部
上記組成を有する発泡塗料Ｊ−１を用意し、高圧スプレーガンを用いて、ケース本体に使用可能なポリカーボネート（ＰＣ）素材からなる試験片に吹き付け、続いて、塗膜を１２０℃の雰囲気下で７分間加熱することにより発泡させ、３００μｍの厚さを有する発泡塗膜層を形成した。塗膜の厚さは、ソフトタッチ式マイクロゲージで測定した。誤差範囲は±１００μｍである。

得られた発泡塗膜層状態として、発泡の度合いと均一性とを観察し、発泡が十分に行われ、発泡が均一である場合を○、発泡が不十分、発泡が不均一、または未発泡である場合を△として評価した。得られた発泡塗膜層は、均一な発泡が十分に行われていることがわかった。

さらに、発泡塗膜層を確認した際に、発泡状態が均一で、指で押し込んだ場合に充分な反発力が得られる場合を○、均一な発泡は得られているものの、塗膜が硬いために充分な反発力が得られない場合、発泡が不十分で反発力が得られない場合、あるいは発泡の均一性が乏しく、安定した反発力が得られない場合を△と表現した。

また、発泡塗料Ｊ−１から発泡性粒子を除いた組成を有する塗料による塗膜を形成してユニバーサル硬度ＨｕＫを測定したところ、１．７Ｎ／ｍｍ２であった。
また、同様の塗膜について弾性変形割合（Ｗｅ／Ｗｔｏｔ）を測定したところ、９５％であった。

（実施例２）
発泡塗料Ｊ−２組成
ポリエステル系ポリオール（固形分含有量１００％）…１００重量部
ヘキサメチレンジイソシアヌレート（固形分含有量５４％）…５０重量部
発泡温度領域は９０ないし１６０℃の発泡性粒子…１３重量部
ジラウリン酸ジブチル錫の１％溶液…１．５重量部
上記組成を有する発泡塗料Ｊ−２を使用する以外は実施例１と同様にして、発泡塗膜層を成形し、同様にして、発泡塗膜層状態を評価したところ、均一な発泡が十分に行われていることがわかった。また、発泡塗膜層触感を評価したところ、指で押し込んだ場合に充分な反発力が得られる事がわかった。

さらに、発泡塗料Ｊ−２から発泡性粒子を除いた組成を有する塗料による塗膜について、ユニバーサル硬度ＨｕＫと弾性変形割合（Ｗｅ／Ｗｔｏｔ）を測定したところ、各々、０．６Ｎ／ｍｍ２及び８５％であった。

（実施例３）
塗料Ｈ−１
ポリカーボネート系ポリオール（固形分含有量１００％）…１００重量部
メラミン樹脂（固形分含有量９０％）…３０重量部
発泡温度領域は９０ないし１６０℃の発泡性粒子…１３重量部
上記組成を有する塗料Ｈ−１を使用する以外は実施例１と同様にして、発泡塗膜層を成形し、同様にして、発泡塗膜層状態を評価したところ、均一な発泡が十分に行われていることがわかった。また、発泡塗膜層触感を評価したところ、塗膜が硬いため、指で押し込んでも充分な反発力が得られないことがわかった。

さらに、発泡塗料Ｈ−１から発泡性粒子を除いた組成を有する塗料による塗膜について、ユニバーサル硬度ＨｕＫと弾性変形割合（Ｗｅ／Ｗｔｏｔ）を測定したところ、各々、７．７Ｎ／ｍｍ２及び５０％であった。
実施例３から、架橋剤をイソシアネート系架橋剤からメラミン樹脂に変更することにより、弾性変形割合が低下する傾向があることがわかった。

（実施例４）
塗料Ｈ−２
アクリル系ポリオール（固形分含有量１００％）…１００重量部
ヘキサメチレンジイソシアヌレート（固形分含有量５４％）…２５重量部
ジラウリン酸ジブチル錫の１％溶液…０．６重量部
発泡温度領域は９０ないし１６０℃の発泡性粒子…６重量部
上記組成を有する塗料Ｈ−２を使用する以外は実施例１と同様にして、発泡塗膜層を成形し、同様にして、発泡塗膜層状態を評価したところ、均一な発泡が十分に行われていることがわかった。また、発泡塗膜層触感を評価したところ、塗膜が硬いため、指で押し込んでも充分な反発力が得られないことがわかった。

さらに、発泡塗料Ｈ−２から発泡性粒子を除いた組成を有する塗料による塗膜について、ユニバーサル硬度ＨｕＫと弾性変形割合（Ｗｅ／Ｗｔｏｔ）を測定したところ、各々、１２０Ｎ／ｍｍ２及び３５％であった。

実施例４から、ポリオールをアクリル系ポリオールに変更することにより、ユニバーサル硬度が上昇し、弾性変形割合が低下してしまうことがわかった。

（実施例５）
塗料Ｈ−３
ポリカーボネート系ポリオール（固形分含有量１００％）…１００重量部
ヘキサメチレンジイソシアヌレート（固形分含有量５４％）…１００重量部
ジラウリン酸ジブチル錫の１％溶液…２．０重量部
発泡温度領域は９０ないし１６０℃の発泡性粒子…２．５重量部
上記組成を有する塗料Ｈ−３を使用する以外は実施例１と同様にして、発泡塗膜層を成形し、同様にして、発泡塗膜層状態を評価したところ、発泡が不十分であることがわかった。また、発泡塗膜層触感を評価したところ、発泡が不十分なため、指で押し込んでも充分な反発力が得られない事ことがわかった。

さらに、発泡塗料Ｈ−３から発泡性粒子を除いた組成を有する塗料による塗膜について、ユニバーサル硬度ＨｕＫと弾性変形割合（Ｗｅ／Ｗｔｏｔ）を測定したところ、各々、１．７Ｎ／ｍｍ２及び９５％であった。

実施例５から発泡塗料中の発泡性粒子が少なすぎると、発泡性が低下し、十分な発泡状態が得難い傾向があることがわかった。

（実施例６）
塗料Ｈ−４
ポリカーボネート系ポリオール（固形分含有量１００％）…１００重量部
ヘキサメチレンジイソシアヌレート（固形分含有量５４％）…１００重量部
ジラウリン酸ジブチル錫の１％溶液…２．０重量部
発泡温度領域は９０ないし１６０℃の発泡性粒子…３５重量部
上記組成を有する塗料Ｈ−４を使用する以外は実施例１と同様にして、発泡塗膜層を成形し、同様にして、発泡塗膜層状態を評価したところ、発泡が不均一であることがわかった。また、発泡塗膜層触感を評価したところ、発泡にムラが生じ、発泡塗膜層の膜厚、及び指で押し込んだ場合の反発力の均一性が低下してしまうことがわかった。

さらに、発泡塗料Ｈ−４から発泡性粒子を除いた組成を有する塗料による塗膜について、ユニバーサル硬度ＨｕＫと弾性変形割合（Ｗｅ／Ｗｔｏｔ）は実施例５と同様である。

発泡塗料中の発泡性粒子が多すぎると、発泡性が高くなりすぎ、発泡が不均一となる傾向があることがわかった。

（実施例７）
塗料Ｈ−５
ポリカーボネート系ポリオール（固形分含有量１００％）…１００重量部
ヘキサメチレンジイソシアヌレート（固形分含有量５４％）…１００重量部
ジラウリン酸ジブチル錫の１％溶液…２．０重量部
発泡温度領域は１６０ないし２８０℃の発泡性粒子…１５重量部
上記組成を有する塗料Ｈ−５を使用し、実施例１と同様にして、塗膜を１２０℃の雰囲気下で７分間加熱したが発泡は起きなかった。

さらに、発泡塗料Ｈ−５から発泡性粒子を除いた組成を有する塗料による塗膜について、ユニバーサル硬度ＨｕＫと弾性変形割合（Ｗｅ／Ｗｔｏｔ）は実施例５と同様である。

発泡塗料中の発泡性粒子の発泡温度領域が高すぎると、１２０℃雰囲気での乾燥条件下では発泡性粒子が発泡しないことがわかった。

以上のように構成された二次電池装置によれば、ケース本体１６の各収容部に電池セル１４を装填し、上から上ケース１８を取り付けるだけで、電池セル１４を収容したケース１２を有する電池モジュールを組み立てることができる。この際、ケース１２の内面に形成された発泡塗膜層４０、５０が電池セル１４の外面に密着し、電池セルを６方向から押圧し、電池セルをガタ無く収容部内の所定に支持および保持する。これにより、接着剤やボルト止めを用いることなく、複数の電池セルをガタ無く保持することができる。そのため、二次電池装置の組立てにおいて、接着剤を塗布する工程、接着剤の硬化工程、あるいはボルト止めする工程を省き組立時間の短縮を図ることが可能となる。同時に、接着剤に依存することなく、長期間に亘って電池セルをガタ無く支持することができ、信頼性の向上を図ることができる。更に、電池セル１４に作用する振動は発泡塗膜層４０、５０により吸収し、電池セルの位置ずれを抑制することできる。

また、電池セルを接着固定していないことから、電池セルをケースから容易に取出すことができ、二次電池装置のメインテナンスとして、分解および電池セルの交換が可能となる。
以上のことから小型で組立性および信頼性の向上した二次電池装置が得られる。

なお、前述した実施形態では、ケース内面に形成された発泡塗膜層は、電池セルの６面と対向する構成としたが、これに限らず、発泡塗膜層は、電池セルの外面の少なくとも１面とケース内面との間に挟まれるように形成してもよい。この場合でも、電池セルをケースの収容部内でガタ無く位置決め保持し、組立て性および信頼性の向上を図ることができる。

発泡塗膜層は、電池セルの外面とケース内面との間に挟持されるように設けられていればよく、ケース内面に限らず、図１１に示すように、発泡塗膜層４０、５０を電池セル１４の外面上に塗布形成してもよい。この場合でも、電池セル１４をケース１２内に装填することにより、発泡塗膜層がケース内面に密着して、電池セル外面とケース内面との間に挟持され、電池セルをガタ無く位置決め保持することができる。また、発泡塗膜層は、電池セルの少なくとも一面上の形成されていれば、効果を発揮することが可能である。

なお、この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

例えば、複数の電池セルは、一列に並べて配置する構成としたが、これに限らず、複数列に並べて配置してもよい。電池セルの数は、二次電池装置の設計出力に応じて、増減可能である。更に、前述した実施形態では、ケース本体は、樹脂により一体成形する構成としたが、底壁、側壁、仕切り板を別々に成形した後、これらを互いに溶着してケース本体を形成してもよい。

１０…二次電池装置、１２…ケース、１４…電池セル、１６…ケース本体、
１８…上ケース、２０…収容部、２２…底壁、２３…仕切り板、
２４ａ、２４ｂ…第１側壁、２６ａ、２６ｂ…第２側壁、２８…通気孔、
３０…外容器、３４ａ…正極端子、３４ｂ…負極端子、４０、５０…発泡塗膜層、
４２…仕切り板、６０…排気管、６２…バスバー、６４…出力端子

Claims

二次電池セルと、
前記二次電池セルを収容するケースと、
前記二次電池セルの外面と前記ケースの内面との間に挟まれ、前記二次電池セルを保持する発泡塗膜層と、
を備える二次電池装置。
前記発泡塗膜層は、前記ケースの内面に塗布され、前記二次電池セルの外面に弾性的に当接する請求項１に記載の二次電池装置。
前記ケースは、前記二次電池セルの底に対向する底壁と、前記底壁の対向する２側縁に沿って立設され前記二次電池セルの側面に対向する一対の第１側壁と、前記底壁の対向する他の２側縁に沿って立設され前記二次電池セルの主面に対向する一対の第２側壁と、前記底壁に対向して前記二次電池セルの上端面に対向する天井壁と、を有し、
前記発泡塗膜層は、前記底壁の内面または前記天井壁の内面に塗布され、前記二次電池セルの底または上端面に接触する請求項２に記載の二次電池装置。
前記発泡塗膜層は、前記底壁の内面および前記天井壁の内面に塗布され、前記二次電池セルの底および上端面に接触する請求項３に記載の二次電池装置。
前記底壁は、前記第１側壁間で、前記第２側壁とほぼ平行に対向し、隙間を置いて並んで設けられ前記二次電池セルの主面に対向する複数の仕切り板を有し、前記天井壁は、前記第１側壁間で、前記第２側壁とほぼ平行に対向し、隙間を置いて並んで設けられ前記二次電池セルの主面に対向する複数の仕切り板を有し、
前記発泡塗膜層は、前記仕切り板の表面に塗布されている請求項３又は４に記載の二次電池装置。
前記発泡塗膜層は、前記二次電池セルの外面に塗布され、前記ケースの内面に当接する請求項１に記載の二次電池装置。
前記発泡塗膜層は、独立した多数の気泡を含んでいる請求項１ないし６のいずれか１項に記載の二次電池装置。
前記発泡塗膜層は、水酸基含有ポリオールとイソシアネート基含有硬化剤とをバインダー成分として含み、バインダー硬化塗膜のユニバーサル硬度が１０Ｎ／ｍｍ２以下、弾性変形割合（Ｗｅ／Ｗｔot）が８０％以上であり、前記バインダー成分の樹脂固形分に対し３ないし２０％の発泡性粒子を含有し、且つ前記発泡性粒子の発泡温度範囲が７０ないし１６０℃である請求項１ないし７のいずれか１項に記載の二次電池装置。