CN102473884A - 电池组件 - Google Patents

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Abstract

收纳多个单电池(100)的壳(20)通过配置在多个单电池(100)的一端侧的平板(30)而划分成收纳多个单电池(100)的收纳部(50)和将从单电池(100)的开放部(8a)排出的气体排出到壳(20)外的排气管道(60)，单电池(100)的开放部(8a)经由形成于平板(30)上的开口部(30a)而与排气管道(60)连通。排气管道(60)通过配置在平板(30)与壳(20)的外装板(21)之间的隔壁(40)而划分成第1空间(61)和第2空间(62)，第1空间(61)经由形成于隔壁(40)上的贯穿孔(40a)而与第2空间(62)连通。

Description

电池组件
技术领域
本发明涉及将多个电池收纳到壳中而得到的电池组件，尤其涉及具备将从电池排出的气体安全地排出到壳外的排出机构的电池组件。
背景技术
将多个电池收纳到壳中使其能够输出规定的电压及容量的电池包作为各种设备、车辆等的电源被广泛使用。其中，开始采用如下技术：对将通用的电池并联/串联连接来输出规定的电压及容量的组电池进行组件化，并将该电池组件分别组合，从而能够应对各种各样的用途。该组件化技术通过将收纳于电池组件中的电池高性能化，从而谋求电池组件自身的小型和轻量化，所以具有组装电池包时的操作性提高、并且搭载到车辆等的有限空间中时的自由度提高等各种优点。
另一方面，伴随着收纳于电池组件中的电池的高性能化，除了电池自身的安全性确保以外，多个电池集合而成的电池组件的安全性确保也变得重要。特别是在因电池内的内部短路等导致的发热中产生气体，安全阀工作而将高温气体放出到电池外时，若周边的电池暴露于高温气体中，则有可能影响到正常的电池，引起连锁劣化。
针对这样的问题，专利文献1中记载了具备如下构成的排气机构的电源装置：将收纳有多个电池的壳通过划分壁划分成收纳电池的电池室和将从电池放出的高温气体排出的排出室，并且使电池的安全阀的开口部与排气室连通。通过这样来构成排气机构，能够使从电池的安全阀放出的高温气体在不流入电池室的情况下流入排气室，并从壳的排出口排出到壳外。由此，能够防止周边的电池暴露于从异常电池放出的高温气体中，所以能够降低对正常的电池造成的影响。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-27011号公报
发明内容
发明所要解决的问题
专利文献1中记载的排气机构通过将排气室制成密闭结构，从而能够防止从电池的开口部流入排出室的气体再次流入电池室，因此在防止正常的电池的连锁劣化的方面是优异的。
然而，流入排气室的气体有时也达到1000℃以上的高温，有流入排气室内的气体与氧发生反应并燃烧的可能。此时，由于排气室暴露于高温下，所以依然有可能对收纳于电池室中的电池造成影响。
本发明是鉴于上述课题而进行的，其主要目的在于提供能够使从异常电池排出的高温气体在不对其它正常的电池造成影响的情况下排出到壳外的安全性高的电池组件。
用于解决问题的手段
为了解决上述课题，本发明采用下述构成：将收纳多个单电池的壳划分成收纳单电池的收纳部和将从单电池排出的气体排出的排气管道，并且将排气管道通过隔壁进一步划分成2个空间。并且，将单电池内产生的气体排出的开放部与第1空间连通，进而，第1空间经由形成于隔壁上的贯穿孔而与第2空间连通。
根据这样的构成，从单电池的开放部排出的气体通过在第1空间内发生绝热膨胀，降低至不燃烧的温度，进而，在第2空间内发生绝热膨胀，降低至即使排出到壳外也没有妨碍的温度。其结果是，能够使从异常电池排出的高温气体在不对其它正常的电池造成影响的情况下安全地排出到壳外。由此，能够实现安全性高的电池组件。
换而言之，第1空间的容积被调整为：从单电池的开放部排出的高温的气体通过绝热膨胀被排出到第1空间内后，从第1空间排出到第2空间时的气体的温度达到不发生燃烧的温度以下。此外，第2空间的容积被调整为：从第1空间排出的气体通过绝热膨胀被排出到第2空间内后，从第2空间排出到壳外时的气体的温度达到即使排出到壳外也没有妨碍的温度以下。
本发明的一个方面的电池组件的特征在于，其是将多个单电池排列并收纳于壳内而成的电池组件，单电池具备将在单电池内产生的气体排出到电池外的开放部，壳通过配置在多个单电池的一端侧的平板划分成收纳多个单电池的收纳部和将从单电池的开放部排出的气体排出到壳外的排气管道，单电池的开放部经由形成于平板上的开口部而与上述排气管道连通，排气管道通过配置在平板与壳的外装板之间的隔壁而被划分成第1空间和第2空间，并且第1空间经由形成于隔壁上的贯穿孔而与第2空间连通，从单电池的开放部排出的气体经由形成于平板上的开口部排出到第1空间后，经由形成于隔壁上的贯穿孔导入第2空间，排出到壳外。
在某个优选的实施方式中，将收纳部与排气管道划分开的平板由电路基板构成，在电路基板上形成有将多个单电池的至少一个的电极并联连接的连接板。或者，将收纳部与排气管道划分开的平板也可以由将多个单电池的至少一个的电极并联连接的金属汇流条构成。
通过这样的构成，由于配置在多个单电池的一端侧的平板除了具有将收纳部与排气管道划分开的功能之外，还能够附加将多个单电池电并联连接的功能，所以能够实现电池组件的小型化。
发明的效果
根据本发明，由于能够使从异常电池排出的高温气体在不对其它正常的电池造成影响的情况下排出到壳外，所以能够实现安全性高的电池组件。
附图说明
图1是示意性表示本发明的第1实施方式的电池组件中使用的电池的构成的剖视图。
图2是示意性表示本发明的第1实施方式的电池组件的构成的剖视图。
图3是将配置有平板的单电池的一端部的附近放大的局部剖视图。
图4是表示单电池的开放部形成于正极端子的突起部的侧部时的单电池与平板的配置关系的局部剖视图。
图5的(a)～(c)是表示从单电池的开放部排出的气体的路径的局部剖视图。
图6是示意性表示第1实施方式的变形例中的电池组件200的构成的剖视图。
图7是表示组电池的电极间的连接结构的图，(a)是分解立体图，(b)是将单电池的正极端子附近放大的局部剖视图。
图8是第2实施方式中的组电池的立体图。
图9是第2实施方式中的组电池的分解立体图。
图10的(a)及(b)是图9所示的XA区域及XB区域的放大图。
图11是构成连接组的负极汇流条、绝缘板及正极汇流条的各平面图。
图12是将邻接的单电池并联连接时的局部剖视图。
图13是表示将由单电池并联连接而成的组电池多个并列配置而得到的组电池的集合体的构成的立体图。
图14是表示沿图13所示的XIV-XIV线的2个单电池间的连接结构的局部剖视图。
图15是本发明的具体例子中的电池组件的分解立体图。
图16是本发明的具体例子中的电池组件的立体图。
图17是表示隔壁的构成的图，(a)是立体图，(b)是平面图。
图18是表示中间面板的构成的图，(a)是立体图，(b)是平面图。
图19是沿电池组件的组电池的串联方向的剖视图。
图20是示意性表示第3实施方式中的电池组件的构成的剖视图。
图21是表示第3实施方式中的电池组件的变形例的平面图。
图22是表示将电池组件多个并联配置而构成的电池包的构成的立体图。
图23的(a)是表示电池组件的构成的立体剖视图，(b)是其局部剖视图。
图24是表示在1个电池组件中第1排气管道与第2排气管道抵接的状态的立体图。
图25是图24所示的构成的分解立体图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，本发明并不限定于以下的实施方式。此外，在不从发挥本发明的效果的范围脱离的范围内可以适当变更。进而，也可以与其它实施方式组合。
(第1实施方式)
图1是示意性表示本发明的第1实施方式的电池组件中使用的电池100的构成的剖视图。另外，本发明的电池组件中使用的电池也可以是能以单体的形式作为笔记本型个人电脑等便携用电子设备的电源使用的电池(以下，将电池组件中使用的电池称为“单电池”)。此时，由于能够使用高性能的通用电池作为电池组件的单电池，所以能够更容易地谋求电池组件的高性能化、低成本化。
本发明的电池组件中使用的单电池100例如可以采用如图1所示那样的圆筒形的锂离子二次电池。该锂离子二次电池形成通常的构成，具备在因内部短路等的发生而导致电池内的压力上升时将气体放出到电池外的安全机构。以下，边参照图1，边对单电池100的具体构成进行说明。
如图1所示那样，正极1与负极2隔着隔膜3卷绕而成的电极组4与非水电解液一起被收纳在电池壳7中。在电极组4的上下配置有绝缘板9、10，正极1经由正极引线5而与过滤器12接合，负极2经由负极引线6而与兼作负极端子的电池壳7的底部接合。
过滤器12与内盖13连接，内盖13的突起部与金属制的阀板14接合。进而，阀板14与兼作正极端子的端子板8连接。并且，端子板8、阀板14、内盖13及过滤器12成为一体，经由垫圈11将电池壳7的开口部封口。
若在单电池100中发生内部短路等，单电池100内的压力上升，则阀体14向着端子板8膨起，内盖13与阀体14的接合脱落，电流路径被阻断。若单电池100内的压力进一步上升，则阀体14断裂。由此，在单电池100内产生的气体经由过滤器12的贯穿孔12a、内盖13的贯穿孔13a、阀体14的裂口、以及端子板8的开放部8a向外部排出。
另外，将单电池100内产生的气体排出到外部的安全机构并不限定于图1所示的结构，也可以是其它结构。
图2是示意性表示本实施方式中的电池组件200的构成的剖视图。
如图2所示那样，多个单电池100排列并收纳在壳20内。另外，各单电池100通过形成于壳20的底部23的肋条24被固定在规定的位置。此外，单电池100如图1所示那样具备将单电池100内产生的气体排出到电池外的开放部8a。
壳20通过配置在多个单电池100的一端侧(本实施方式中，正极端子8侧)的平板30划分成收纳多个单电池100的收纳部50和将从单电池100的开放部8a排出的气体排出到壳20外的排气管道60。并且，单电池100的开放部8a经由形成于平板30上的开口部30a与排气管道60连通。
本发明中，其特征在于，排气管道60通过配置在平板30与壳20的外装板(盖)21之间的隔壁40划分成在隔壁40与平板30之间形成的第1空间61和在隔壁40与壳20的外装板21之间形成的第2空间62，进而，第1空间61经由形成于隔壁40上的贯穿孔40a与第2空间62连通。
通过这样来构成排气管道，从单电池100的开放部8a排出的气体经由形成于平板30上的开口部30a排出到第1空间61中后，经由形成于隔壁40上的贯穿孔40a导入第2空间62中，从设置在壳20中的排出口22排出到壳20外。
另外，由于平板30与单电池100的一端部(本实施方式中，正极端子8侧的端部)密合配置，所以收纳部50通过平板30处于密闭状态。因此，从单电池100的开放部8a经由平板30的开口部30a排出到第1空间61中的气体不会再次返回收纳部50中。
图3是将配置有平板30的单电池100的一端部的附近放大的局部剖视图。如图3所示那样，在正极端子8的突起部插入平板30的开口部30a中的状态下，电池壳7的肩部7a与平板30经由弹性部件31密合。因此，由于单电池100的收纳部通过平板30而密闭，所以从设置在正极端子8的突起部的开放部8a排出的气体不会再次返回收纳部中。此外，若使弹性部件31具有粘接性，还能够通过平板30赋予保持单电池100的功能。另外，也可以不介由弹性部件31，将平板30直接与电池壳7的肩部7a密合。
图4是表示单电池100的开放部8a形成于正极端子8的突起部的侧部时的单电池100与平板30的配置关系的局部剖视图。此时，设置在平板30上的开口部30a成为环状，因此，在正极端子8的突起部的平坦部，也能够使电池壳7与平板30密合。由此，通过使弹性部件具有粘接性，能够进一步提高保持单电池100的功能。
另外，本发明中的“平板30”不一定限定于平坦的板，例如即使有相应于电池壳7的形状的凹凸等，但只要是整体上平坦的板即可。
此外，本发明中的“密闭状态”不一定指完全密闭的状态，也包括不发生影响的程度的气体从排气管道60返回收纳部50的密闭状态。
接着，对将本发明中的排气管道60划分成第1空间61和第2空间62所带来的作用效果进行说明。
从单电池100的开放部8a排出到排气管道60中的气体在排气管道60中发生绝热膨胀，使得气体的温度降低。然而，由于从单电池100的开放部8a排出的气体有时也达到1000℃以上，所以若绝热膨胀后的气体的温度不降低至不与氧发生反应的温度，则有可能与存在于所排出的气体的周边的氧发生反应而起火。
然而，因绝热膨胀产生的温度降低依赖于排气管道的容积。此外，由于排出到排气管道中的气体边挤出排气管道中的氧，边被排出到壳20外，所以在绝热膨胀中与氧反应并燃烧的气体的量依赖于排气管道的容积(氧的量)。因此，为了防止从单电池100的开放部8a排出的气体与氧发生反应并继续燃烧，必须在尽可能小的容积的排气管道内发生绝热膨胀，降低至不与氧发生反应的温度。为此，必须将排气管道的容积限制在排出高温气体的单电池100的开放部8a附近。
本发明中的第1空间61是为了谋求这样的限制而设置的，第1空间61的容积被调整为：从单电池100的开放部8a排出的高温的气体在第1空间61中通过绝热膨胀而排出后，从第1空间61排出到第2空间62时的气体的温度达到不与氧发生反应的温度以下。
另外，第1空间61的容积的调整可以考虑所使用的单电池100的性能、电解液的种类(所产生的气体的种类)等适当决定。此外，达到上述规定的温度以下那样的第1空间61的容积可以采用使用了绝热膨胀的模型的模拟来求得，或者由各种实验求得。例如若列举出简易的实验例的话，在单电池100的开放部8a设置一定容积的空间，再设置由该空间向大气中的排出口。然后，在单电池100的电池壳7中刺钉，模拟发生内部短路，从开放部8a喷出高温的气体。边升起火花和火焰边从排出口喷出气体，但通过选择空间的容积，变成熄火状态的白烟状的气体。由此，可以决定第1空间61的容积。
然而，第1空间61经由隔壁40上形成的贯穿孔40a而与第2空间62连通。因此，通过设置贯穿孔40a的位置，限制从单电池100的开放部8a排出的高温的气体从第1空间61向第2空间62逃逸的路径。因此，第1空间61的容积也可以进一步考虑设置贯穿孔40a的位置来调整。
例如，如图5(a)所示那样，空间61在图的左右方向上并未图示，但由于是密闭而并非开放的空间，所以当贯穿孔40a以与单电池100的排列间距相同的间距形成时，从单电池100的开放部8a排出的高温的气体从第1空间61向第2空间62逃逸的路径大部分变成箭头所示的路径。因此，可认为第1空间61实质上以A所示范围的空间来约束。此外，如图5(b)所示，当贯穿孔40a以比单电池100的排列间距宽的间距形成时，从单电池100的开放部8a排出的高温的气体从第1空间61向第2空间62逃逸的路径大部分变成箭头所示的路径，因此，可认为第1空间61实质上以B所示范围的空间来约束。
这样，通过设置贯穿孔40a的位置，可以实质性限制第1空间61的容积，但如图5(c)所示那样，也可以通过将第1空间通过侧壁41进一步划分成多个亚空间63，限制第1空间61的容积。
另外，上述的第1空间61的限制并不严格固定，通过将排气管道60划分成第1空间61和第2空间62，调整与单电池100的开放部8a连通的第1空间61的容积，可发挥本发明的实效性的作用效果。
另一方面，第2空间62的容积被调整为：从第1空间61排出的气体在第2空间62中通过绝热膨胀而排出后，从第2空间62排出到壳20外时的气体的温度达到即使排出到壳外也没有妨碍的温度以下。由于从第1空间61排出到第2空间62中的气体通过第1空间61达到不与氧发生反应的温度以下，所以在第2空间62内，气体不可能起火。因此，在第2空间62中，与第1空间61不同，并不要求在尽可能小的容积内绝热膨胀，与第1空间相比，容许比较大的容积。此外，通过对外装板21或隔壁40使用铝或铁等热传导性良好的材料，除了因绝热膨胀带来的温度降低以外，还能够附加因热传导带来的温度降低的效果。
另外，本实施方式中，将排气管道60划分成第1空间61和第2空间62，但为了控制因绝热膨胀产生的气体温度的降低，也可以将排气管道60用多个隔壁划分成3个以上的空间。
此外，第2空间62不一定在隔壁40与壳20的外装板21之间形成，例如也可以在隔壁40与外装板21之间配置第2隔壁，在隔壁40与第2隔壁之间形成。此时，在第2隔壁与外装板之间形成的空间也可以是致冷剂等流过的流路。由此，能够更有效地降低第2空间62内的气体的温度。
另外，本实施方式中，单电池100的开放部8a形成于正极端子8的突起部(平坦部或侧部)，也可以形成于作为负极端子的电池壳7的底部。此时，平板30配置在单电池100的负极端子侧，排气管道60形成于平板30与壳20的底部之间。此外，形成于电池壳7的底部的开放部8a经由形成于平板30上的开口部30a而与排气管道60连通。
(第1实施方式的变形例)
在第1实施方式中，如图2所示那样，排气管道60通过配置在多个单电池100的一端侧(正极端子侧或负极端子侧)的平板与收纳部50划分开。这是在壳20内将多个单电池100按照其极性朝向同一方向排列的方式。
图6是示意性表示第1实施方式的变形例中的电池组件200的构成的剖视图。如图6所示那样，在该变形例中，在将多个单电池100按照其极性在相邻者彼此间互相地向着相反方向排列的方面，与第1实施方式不同。
如图6所示那样，单电池100a的正极端子8位于上侧，其相邻的单电池100b的正极端子8位于下侧，各自交替地排列并收纳在壳20内。另外，在本变形例中，将在单电池100内产生的气体排出到电池外的开放部8a形成于正极端子8的突起部。
将收纳部50与排气管道60划分开的平板30分别配置在单电池100的两端部，其结果是，2个(60a、60b)排气管道60夹持着收纳部50形成于壳20的上下。并且，单电池100的开放部8a经由形成于各平板30上的开口部30a分别与形成于壳20的上下的排气管道60a、60b连通。
形成于壳20的上侧的排气管道60a通过配置在平板30与壳20的外装板21之间的隔壁40划分成在隔壁40与平板30之间形成的第1空间61a和在隔壁40与壳20的外装板21之间形成的第2空间62a，第1空间61a经由形成于隔壁40上的贯穿孔40a与第2空间62a连通。
同样地，形成于壳20的下侧的排气管道60b通过配置在平板30与壳20的底部23之间的隔壁40划分成在隔壁40与平板30之间形成的第1空间61b和在隔壁40与壳20的底部23之间形成的第2空间62b，第1空间61b经由形成于隔壁40上的贯穿孔40a与第2空间62b连通。
另外，从单电池100的开放部8a排出的气体与第1实施方式同样地，经由形成于平板30上的开口部30a排出到第1空间61a、61b后，经由形成于隔壁40上的贯穿孔40a导入第2空间62a、62b，从设置在壳20上的排出口22排出到壳20外。
在本变形例中，通过将各排气管道60a、60b分别划分成第1空间61a、61b和第2空间62a、62b所带来的作用效果与第1实施方式相同。
在本变形例中，由于设置有2个排气管道60a、60b，所以壳20的高度变大，电池组件200的体积变大，但在多个单电池100按照其极性在相邻者彼此间互相向着相反方向排列的方式中，在将各单电池100串联连接时，能够将连接板制成单纯的板状的方面是有效的。
(第2实施方式)
在第1实施方式中，将收纳单电池100的收纳部50与将从单电池100的开放部8a排出的气体排出的排气管道60通过平板30划分开，也能够对该平板30附加将多个单电池100的电极间电连接的功能。
本实施方式中，对附加有将这样的单电池100的电极间电连接的功能的平板30的构成进行说明。另外，本实施方式中说明的单电池100的电极间的连接结构对第1实施方式中说明的排气机构没有任何限制。此外，在以下的说明中，省略单电池100的收纳部50及排气管道60。
图7是表示排列成一列的多个单电池100(以下称为“组电池”)的电极间的连接结构的图，(a)是分解立体图，(b)是将单电池100的正极端子8的附近放大的局部剖视图。
如图7(a)所示那样，在电路基板30的表面形成正极连接板70和负极连接板73，在正极连接板70上形成开口部70a。此外，在电路基板30上形成开口部30a。各单电池100的负极端子(电池壳的底部)通过负极汇流条81而并联连接，经由从负极汇流条81的一部分延伸出的导通部72与形成于电路基板30上的负极连接板73连接。由此，各单电池100通过形成于电路基板30上的正极连接板70及负极连接板73而并联连接。
此外，如图7(b)所示那样，单电池100的正极端子8的突起部插入电路基板30的开口部30a中，与形成于电路基板30上的正极连接板70连接。此时，电路基板30经由弹性部件31与电池壳抵接，单电池100的开放部8a经由正极连接板70的开口部70a与排气管道(未图示)连通。由此，从单电池100的开放部8a排出的气体经由形成于电路基板30上的开口部30a排出到排气管道中。此外，由于通过电路基板30使得单电池100的收纳部(未图示)成为密闭状态，所以排出到排气管道中的气体不会再次返回收纳部中。
附加有将单电池100的电极间电连接的功能的平板30除了可以由绝缘部件形成的电路基板构成以外，也可以由金属部件形成的连接板(以下称为“金属汇流条”)构成。
以下，边参照图8～14，边对使用了金属汇流条的单电池100的电极间的连接结构进行说明。
图8是本实施方式中的组电池300的立体图，图9是其分解立体图。另外，将本实施方式中的单电池100的电池壳露出。因此，在单电池100中，不仅电池壳的底面可以作为负极端子，其外侧面及上表面也可以作为负极端子。
如图9所示那样，将单电池100的正极及负极彼此并联连接的正极汇流条83及负极汇流条81将绝缘板82夹在中间，在单电池100的正极端子侧与电池壳抵接。另外，各单电池100的正极端子8经由正极连接片84与正极汇流条83连接。
这样，通过将由负极汇流条81、绝缘板82、正极汇流条83及多个连接片84构成的连接组85集中配置在单电池100的正极端子8侧，能够使组电池300更加紧凑。此外，如后所述，通过将负极汇流条81及正极汇流条83制成特定的形状，将由多个单电池100并联连接而成的组电池300多个并列来构成组电池的集合体时(参照图13)，能够将各组电池300通过连接组85容易地串联连接。
以下，参照图10～图12对连接组85的各构成进行详细说明。图10(a)及(b)分别是图9所示的XA区域及XB区域的放大图。图11是构成连接组85的负极汇流条81、绝缘板82及正极汇流条83的各平面图。图12是将邻接的单电池100并联连接时的局部剖视图。
负极汇流条81例如是具有0.2mm的厚度的镍板，与构成组电池300的单电池100的电池壳(负极端子)抵接。该负极汇流条81如图10(a)所示那样，具有沿长度方向延伸的阶梯部81b，并且贯穿孔81a及负极连接片81c沿长度方向彼此空出间隔地形成。并且，如图12所示那样，使负极汇流条81与电池壳抵接时，单电池100的正极端子8从贯穿孔81a露出。此外，负极连接片81c被焊接在电池壳的外侧面，固定在电池壳上。另外，也可以将各单电池100的电池壳的底部(负极端子)通过其它的金属汇流条88并联连接。由此，能够一并谋求各单电池100的固定。
正极汇流条83是例如具有约1mm的厚度的铜板，经由绝缘板82被设置在负极汇流条81上。正极汇流条83及绝缘板82如图11所示那样，各自沿长度方向彼此空出间隔地形成贯穿孔83a、82a，负极汇流条81、绝缘板82及正极汇流条83的各贯穿孔81a、82a、83a彼此连通。由此，如图12所示那样，单电池100的正极端子8从各贯穿孔81a、82a、83a露出。
正极连接片84例如是具有0.2mm的厚度的镍板，如图10(b)所示那样，夹持着阶梯部84c，具有高度不同的第1连接片84a和第2连接片84b。并且，如图12所示那样，第1连接片84a与单电池100的正极端子8连接，第2连接片84b与正极汇流条83的上表面连接。这样，各单电池100的正极端子8经由正极连接片84与正极汇流条83连接。
接着，对将图8所示的组电池300多个并列来构成组电池的集合体时的电极间的连接结构进行说明。
图13是表示将由10个单电池100并联连接而成的组电池300并列4个而配置成的组电池的集合体的构成的立体图。此外，图14是表示沿图13所示的XIV-XIV线的2个单电池100间的连接结构的局部剖视图。
如图14所示那样，负极汇流条81及正极汇流条83在将绝缘板82夹在中间的状态下与单电池100的电池壳7抵接。此时，正极汇流条83的宽度方向上的端部83b与负极汇流条81的宽度方向上的阶梯部81b如图11所示那样，相对于连接贯穿孔83a、82a、81a的中心的中心线L，彼此沿相反的方向突出。因此，如图14所示那样，在彼此邻接的单电池100A、100B中，单电池100A中的正极汇流条83的端部83b与单电池100B中的负极汇流条81的阶梯部81b按照彼此重叠的方式配置，由此能够将单电池100A与单电池100B彼此串联连接。
(电池组件的具体例子)
参照图15～图19，对应用本实施方式中的电池组件的构成的具体例子进行说明。
图15是本具体例子中的电池组件的分解立体图，图16是电池组件的立体图。
如图15所示那样，在树脂制的壳20内收纳有温度调整用单元90、组电池的集合体400、树脂制的中间面板93及金属制(例如铝制)的隔壁40，壳20的上表面用金属制(例如铝制)的外装板(盖)21塞住，壳20的前面用树脂制的前面面板94塞住。
组电池的集合体400形成为将由20个单电池100并联连接而成的组电池300串联连接7个的构成。并且，各单电池100通过图9所示的连接组85彼此串并联连接。组电池的集合体400的正极端子87上连接有构成组电池300的正极汇流条83(参照图12)，该正极端子87被连接在设置于前面面板94上的外部连接用的正极端子96上。组电池的集合体400的负极端子86上连接有构成组电池300的负极汇流条(参照图12)，该负极端子86被连接在设置于前面面板94上的外部连接用的负极端子95上。
图17是表示隔壁40的构成的图，(a)是立体图，(b)是平面图。隔壁40例如为铝制，如图17(a)、(b)所示那样，在与单电池100的正极端子8相对的位置形成有多个贯穿孔40a。此外，在隔壁40的上表面形成有2列并列的凸部40b。
图18是表示中间面板93的构成的图，(a)是立体图，(b)是平面图。中间面板93例如为树脂制，如图18(a)、(b)所示那样，沿各组电池300的并列方向隔成4个空洞部93a。
温度调整用单元90如图15所示那样，形成有压入并保持单电池100的保持部90a，所述单电池100用于构成组电池的集合体400，在保持部90a、90a…间形成有流体流过的流路。此外，在温度调整用单元90的前面面板94侧连接有向流路供给流体的输入输出管路91、92，输入输出管路91、92分别插入形成于前面面板94上的贯穿孔98、99中。
图19是沿电池组件的组电池300的串联方向的剖视图。如图19所示那样，各单电池100被收纳在温度调整用单元90的保持部90a中，通过流入流路97中的流体来调整温度。壳20通过配置在各单电池100的正极端子8侧的连接组85划分成收纳多个单电池100的收纳部和将从单电池100的开放部8a排出的气体排出到壳20外的排气管道60。单电池100的开放部8a经由构成连接组85的负极汇流条81、绝缘板82及正极汇流条83的各贯穿孔83a、82a、81a与排气管道60连通。
排气管道60通过配置在连接组85与壳20的外装板21之间的隔壁40划分成第1空间61和第2空间62，第1空间61经由形成于隔壁40上的贯穿孔40a与第2空间62连通。进而，第1空间61通过形成于中间面板93上的空洞部93a划分成多个亚空间。由此，从单电池100的开放部8a排出的气体经由连接组85的各贯穿孔83a、82a、81a排出到第1空间61(亚空间)中后，经由形成于隔壁40上的贯穿孔40a导入第2空间62中，从形成于前面面板94上的排出口22排出到壳20外。
(第3实施方式)
在第1实施方式中，将排气管道60通过隔壁40划分成第1空间61和第2空间62，但由于从第1空间61排出到第2空间62中的气体通过第1空间61达到不与氧发生反应的温度以下，所以在第2空间62内，气体不可能起火。因此，在第2空间62中，与第1空间61不同，不要求在尽可能小的容积内绝热膨胀，与第1空间相比，容许比较大的容积。换而言之，相当于第2空间62的排气空间也不一定需要设置在收纳多个单电池100的壳20内。
本实施方式中的电池组件采用下述构成：在壳20内设置通过配置在多个单电池100的一端侧的平板30而划分的第1排气室(相当于第1空间61)，与壳20抵接地设置与第1排气室连通的第2排气室(相当于第2空间62)。
另外，在本实施方式中，也与第1实施方式同样，第1排气室的容积被调整为：从单电池100的开放部8a排出的高温的气体在第1排气室内通过绝热膨胀而排出后，从第1排气室排出到第2排气室中时的气体的温度达到不与氧发生反应的温度以下。
图20是示意性表示本实施方式中的电池组件200的构成的剖视图。
如图20所示那样，多个单电池100排列并收纳在壳20内。单电池100如图1所示那样具备将单电池100内产生的气体排出到电池外的开放部8a。
壳20通过配置在多个单电池100的一端侧的平板30划分成收纳多个单电池100的收纳部50和将从单电池100的开放部8a排出的气体从设置在壳20上的排出口22排出到壳20外的第1排气室61c。此外，单电池100的开放部8a经由形成于平板30上的开口部30a与第1排气室61c连通。
在本实施方式中，具有设置有与排出口22连通的开口孔66a的第2排气室62c的排气管道65与壳20抵接。并且，从单电池100的开放部8a排出的气体经由形成于平板30上的开口部30a排出到第1排气室61c内后，经由开口孔66a导入第2排气室62c内，从设置在排气管道65上的排出口66b排出到外部。
另外，在本实施方式中，壳20与排气管道65也可以形成为一体。此时，电池组件200形成具备收纳部50、第1排气室61c及排气气管道65的构成。
图21是表示图20所示的电池组件的变形例的平面图，多个单电池100排列成一列地收纳在壳20内而成的电池组件200多个(图21中为4个)并联地配置。此时，代替在各电池组件200上设置具有第2排气室62c的排气管道65，也可以使设置有与各电池组件200的排出口22分别连通的多个开口孔66a的排气管道65与各电池组件200的壳20抵接。这样，通过在各电池组件200中设置共同的排气管道65，能够使排气管道65的容积相对于电池组件200的排气室61c的容积的实质性比例增加。由此，能够使因从第1排气室61c排出到第2排气室62c中的气体的绝热膨胀所产生的温度降低进一步降低。
图22是表示将由图15所示那样的多个单电池100串并联排列并收纳在壳20内而成的电池组件200多个(图22中为4个)并联配置而构成的电池包的构成的立体图。具有第2排气室62c的第1排气管道65与各电池组件200抵接，进而，具有第3排气室67c的第2排气管道67与各第1排气管道65抵接。
图23(a)是表示电池组件200的构成的立体剖视图，图23(b)是其局部剖视图。此外，图24是表示第1排气管道65和第2排气管道67与1个电池组件200抵接的状态的立体图，图25是其分解立体图。
如图23(b)及图25所示那样，在第1排气管道65上形成有与电池组件200的第1排气室61c连通的多个开口孔66a，在第2排气管道67上形成有与设置在各第1排气管道65上的排出口66b连通的多个开口孔68a。
并且，如图23(b)所示那样，从单电池100的开放部8a排出的气体排出到第1排气室61c内后，经由开口孔66a导入第2排气室62c内，进而，经由开口孔68a导入第3排气室67c内后，从设置在第2排气管道67上的排出口68b排出到外部。
这样，从单电池100的开放部8a排出的气体通过在第1排气室61c、第2排气室62c及第3排气室67c内依次发生绝热膨胀，从而边使气体的温度降低，边排出到电池包外，所以能够实现安全性高的电池包。
以上，通过优选的实施方式对本发明进行了说明，但这样的记述并非限定事项，当然可以进行各种改变。例如在上述实施方式中，单电池100为锂离子二次电池，但也可以是其以外的二次电池(例如镍氢电池)。
产业上的可利用性
本发明作为汽车、电动自行车或电动玩具等的驱动用电源是有用的。符号说明
1    正极
2    负极
3    隔膜
4    电极组
5    正极引线
6    负极引线
7    电池壳
7a   电池壳的肩部
8    正极端子(端子板)
8a   开放部
9、10    绝缘板
11   垫圈
12     过滤器
12a    贯穿孔
13     内盖
13a    贯穿孔
14     阀体
20     壳
21     外装板(盖)
22     排出口
23     壳的底部
24     肋条
30     平板(电路基板)
30a    开口部
31     弹性部件
40     隔壁
40a    贯穿孔
40b    凸部
41     侧壁
50     收纳部
60、60a、60b    排气管道
61、61a、61b    第1空间
61c    第1排气室
62c    第2排气室
62、62a、62b    第2空间
63    亚空间
65    (第1)排气管道
66a、68a    开口孔
66b、68b    排出口
67     第2排气管道
67c    第3排气室
70     正极连接板
70a    开口部
72     导通部
73     负极连接板
81     负极汇流条
81a、82a、83a    贯穿孔
81b    阶梯部
81c    负极连接片
82     绝缘板
83     正极汇流条
83b    端部
84     正极连接片
84a    第1连接片
84b    第2连接片
84c    阶梯部
85     连接组
86     组电池的集合体的负极端子
87     组电池的集合体的正极端子
90     温度调整用单元
90a    保持部
91、92    输入输出管路
93     中间面板
93a    空洞部
94     前面面板
95     外部连接用的负极端子
96     外部连接用的正极端子
97     流路
100    单电池
200    电池组件
300    组电池
400    组电池的集合体

Claims (17)

1.一种电池组件，其是将多个单电池排列并收纳在壳内而成的电池组件，
所述单电池具备将在该单电池内产生的气体排出到电池外的开放部，
所述壳通过配置在所述多个单电池的一端侧的平板而划分成收纳所述多个单电池的收纳部和将从所述单电池的开放部排出的气体排出到所述壳外的排气管道，
所述单电池的开放部经由形成于所述平板上的开口部与所述排气管道连通，
所述排气管道通过配置在所述平板与所述壳的外装板或底部之间的隔壁而划分成第1空间和第2空间，并且所述第1空间经由形成于所述隔壁上的贯穿孔而与所述第2空间连通，
从所述单电池的开放部排出的气体经由形成于所述平板上的开口部而排出到所述第1空间中后，经由形成于所述隔壁上的贯穿孔导入所述第2空间中，排出到所述壳外。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述平板与所述单电池的一端部密合地配置，所述收纳部通过所述平板而成为密闭状态。
3.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述第1空间的容积被调整为：从所述单电池的开放部排出的高温的气体通过绝热膨胀而排出到所述第1空间中后，从所述第1空间排出到所述第2空间中时的气体的温度达到规定的温度以下。
4.根据权利要求3所述的电池组件，其中，所述规定的温度是从所述单电池的开放部排出的气体不与氧发生反应的温度。
5.根据权利要求4所述的电池组件，其中，所述单电池由锂离子二次电池构成，所述规定的温度为450℃。
6.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述第1空间进一步划分成被调整为规定的容积的多个亚空间。
7.根据权利要求6所述的电池组件，其中，所述亚空间的容积被调整为：从所述单电池的开放部排出的高温的气体通过绝热膨胀而排出到所述第1空间的亚空间中后，从所述亚空间排出到所述第2空间中时的气体的温度达到规定的温度以下。
8.根据权利要求3～5中任一项所述的电池组件，其中，所述第2空间的容积被调整为：从所述第1空间排出的气体通过绝热膨胀而排出到所述第2空间中后，从所述第2空间排出到所述壳外时的气体的温度达到即使排出到壳外也不会产生妨碍的温度以下。
9.根据权利要求8所述的电池组件，其中，即使排出到所述壳外也不会产生妨碍的温度为200℃。
10.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述单电池的开放部形成于该单电池的正极突起部，所述正极突起部插入所述平板的开口部中。
11.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述平板由电路基板构成，在该电路基板上形成有将所述多个单电池的至少一个的电极并联连接的连接板。
12.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述平板由将所述多个单电池的至少一个的电极并联连接的金属汇流条构成。
13.根据权利要求12所述的电池组件，其中，所述单电池的电池壳构成另一电极，金属汇流条经由绝缘体而与所述单电池的一端部密合地配置。
14.根据权利要求1所述的电池组件，其中，所述第1空间在所述平板与所述隔壁之间形成，所述第2空间在所述隔壁与所述壳的外装板或底部之间形成。
15.一种电池组件，其是将多个单电池排列并收纳在壳内而成的电池组件，
所述单电池具备将在该单电池内产生的气体排出到电池外的开放部，
所述壳通过配置在所述多个单电池的一端侧的平板而划分成收纳所述多个单电池的收纳部和将从所述单电池的开放部排出的气体从设置在所述壳上的排出口排出到壳外的第1排气室，
所述单电池的开放部经由形成于所述平板上的开口部而与所述第1排气室连通，
具有设置有与所述排出口连通的开口孔的第2排气室的排气管道与所述壳抵接，
从所述单电池的开放部排出的气体经由形成于所述平板上的开口部排出到所述第1排气室内后，经由所述开口孔导入所述第2排气室内而排出到外部。
16.根据权利要求15所述的电池组件，其中，所述第1排气室的容积被调整为：从所述单电池的开放部排出的高温的气体通过绝热膨胀而排出到所述第1排气室中后，从所述第1排气室排出到所述第2排气室中时的气体的温度达到规定的温度以下。
17.根据权利要求16所述的电池组件，其中，所述规定的温度是从所述单电池的开放部排出的气体不与氧发生反应的温度。
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