CN108242512B - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池组。本发明的电池组是在预定方向排列配置多个可充放电的单电池而构成的电池组。多个单电池分别具有：具有正极和负极的电极体、以及收纳该电极体和电解质的箱形的电池壳。电池组内的相邻的2个单电池在电池壳的彼此相对向的面分别设有用于排出在该电池壳内产生的气体的气体排出阀。在相邻的2个单电池所具有的电池壳中，分别设置于彼此相对向的面的气体排出阀被配置于从单电池的排列配置方向Z观察时相互不重叠的位置。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及一种电池组。
背景技术
将轻量且能得到高能量密度的锂离子二次电池、镍氢电池、其它二次电池或电容器等蓄电元件作为单电池、并将该单电池串联连接多个而构成电池组，作为获得高输出的电源，优选用作车辆搭载用电源、或个人电脑和便携终端的电源。作为电池组的一个例子，在日本专利第05966457中公开了一种电池组，其是排列配置多个方形的单电池并分别串联连接被设置于各单电池的正极端子和负极端子而构成的。在该电池组中，多个单电池以各正极端子和负极端子交替配置的方式逐一翻转配置。另外，在各单电池中的电池壳的上表面，设有用于排出在过充电时在电池内部产生的气体的气体排出阀(安全阀)。
发明内容
为了提高各单电池的能量密度，本发明者考虑了如下内容：图11所示，增加各单电池1的横向X和纵向Y的尺寸并相对于横向X和纵向Y的尺寸而减小厚度方向(电池组化时的各单电池的排列配置方向)Z的尺寸。但是，若减小单电池1的厚度方向Z的尺寸而使得该单电池1薄型化，则从尺寸方面考虑，难以在电池壳的侧面2配置气体排出阀。在此情况下，不得不在电池壳的宽幅面(电池组化时的多个电池壳彼此相对向的面)3形成气体排出阀，而其形成位置要求是如下位置：即使在电池组化的状态下也不给相邻的单电池的气体排出阀带来不良影响，能够高效地排出在电池壳内产生的气体。
本发明提供一种电池组，该电池组是在预定方向排列配置多个可充放电的单电池而构成的电池组，该电池组即使在电池壳的宽幅面(电池组化时多个电池壳彼此相对向的面)形成了气体排出阀的情况下也能够高效地从气体排出阀排出气体。
本发明提供的电池组是在预定方向排列配置多个可充放电的单电池而构成的电池组。所述多个单电池分别具有：具有正极和负极的电极体、以及收纳该电极体和电解质的箱形的电池壳。在此公开的电池组中，该电池组内的相邻的2个所述单电池在所述电池壳的彼此相对向的面分别设有用于排出在该电池壳内产生的气体的气体排出阀。并且，在所述相邻的2个单电池所具有的所述电池壳中，分别设置于彼此相对向的面的所述气体排出阀被配置于从所述单电池的排列配置方向观察时相互不重叠的位置。
在本说明书中“单电池”是表示为了构成电池组而能相互串联连接的各个蓄电元件的术语，只要没有特别限定，就包括各种组成的电池、电容器。另外，“二次电池”是指可反复充电的电池全体，包括锂离子二次电池、镍氢电池等所谓的蓄电池。构成锂离子二次电池的蓄电元件是包含于在此所说的“单电池”的典型例，具有多个这样的单电池的锂离子二次电池组件是在此公开的“电池组”的典型例。
在上述的相邻的单电池所具有的电池壳中，分别设置于彼此相对向的面的气体排出阀在例如电池壳内的压力达到预定值的情况下，将在电池壳内产生的气体排出电池外。若该气体排出阀形成于从单电池的排列配置方向观察时相互重叠的位置，则从一方的单电池的气体排出阀排出的气体被吹到相邻的另一方的单电池的气体排出阀，从而存在给该另一方的单电池的气体排出阀带来不良影响之虞，另外，在双方的气体排出阀同时工作的情况下，会阻碍彼此的气体排出，存在无法高效地排出在电池壳内产生的气体之虞，所以，并不优选。在上述构成的本发明的电池组中，分别设置于电池壳的彼此相对向的面的气体排出阀被配置于从排列配置方向观察时相互不重叠的位置。因此，从一方的单电池的气体排出阀排出的气体难以吹到相邻的另一方的单电池的气体排出阀，另外，即使在双方的气体排出阀同时工作的情况下也难以阻碍彼此的气体排出。因此，在本构成的电池组中，能够提供难以产生上述那样的问题、可靠性高的电池组。
在上述电池组中可以是，作为相对于沿着单电池的外形的横向和纵向垂直的方向的方向是在所述电池组中排列配置各单电池的排列配置方向；所述气体排出阀在横向上配置于从所述电池壳的中心线偏移的位置。
在上述电池组中可以是，在横向上，从所述气体排出阀的中心到所述中心线为止的长度大于从所述气体排出阀的所述中心到气体排出阀的外缘为止的长度。
在上述电池组中可以是，从所述气体排出阀的所述中心到所述中心线为止的所述长度为从所述气体排出阀的中心到所述气体排出阀的所述外缘为止的所述长度的1.5倍以上。
附图说明
以下，参照附图对本发明的示例性的实施例的特征、优点以及技术和产业的意义进行描述，其中，用相似的标号表示相似的元件。
图1是示意性地示出本发明的一实施方式的单电池的立体图。
图2是示意性地示出本发明的一实施方式的单电池的俯视图。
图3是示意性地示出本发明的一实施方式的单电池的侧视图。
图4是示意性地示出本发明的一实施方式的单电池的另一侧视图。
图5是图2的V-V剖视图。
图6是图2的VI-VI剖视图。
图7是用于说明构成各单电池内的电极体的正极、负极和分隔件的图。
图8是示意性地示出本发明的一实施方式的电池组的侧视图。
图9是用于说明各单电池的气体排出阀的位置关系的图。
图10是用于说明关联技术的各单电池的气体排出阀的位置关系的图。
图11是用于说明薄型化的单电池的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。此外，本说明书中特别提及的事项以外的、本发明的实施所需的内容(例如并非本发明特征的电极体的一般构成和制造工艺)能够作为基于该领域的关联技术的本领域技术人员的设计事项而被掌握。本发明能够基于本说明书所公开的内容和该领域的技术常识来实施。另外，在以下的附图中，对起到相同作用的部件、部位赋予相同的标号进行说明。另外，各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并非反映实际的尺寸关系。
本发明的电池组只要是将可充放电的二次电池作为单电池并将这样的单电池串联连接而成的电池组即可，对单电池的构成没有特别限制。镍氢电池、双电荷层电容器等作为适于本发明的实施的单电池的构成而被举出。尤其适于本发明的实施的单电池的构成是锂离子二次电池。锂离子二次电池是高能量密度且能够实现高输出的二次电池，所以，能够构筑高性能的电池组、尤其是车辆搭载用电池组(电池组件)。不意欲将电池构成特别限定为锂离子二次电池的构成，但以下作为电池构成，以锂离子二次电池为例对本发明进行详细地说明。
电池组是在预定方向排列配置多个可充放电的单电池而构成的。多个单电池的每个与装配于关联技术的电池组的单电池同样地，典型地是具有：具有预定的电池构成材料(正极负极各自的活性物质、正极负极各自的集电体、分隔件、电解质等)的电极体、以及收纳该电极体的箱形的电池壳。
图1是构成本实施方式的电池组的单电池(锂离子二次电池)100的立体图，图2是俯视图，图3是侧视图，图4是另一侧视图，图5是图2的V‐V剖视示意图，图6是图2的VI‐VI剖视示意图。图7是用于说明构成各单电池100内的电极体10的正极20、负极30和分隔件40的图。以下，沿着单电池100的外形，将X方向称为横向，将Y方向称为纵向，将相对于X方向和Y方向垂直的方向即Z方向称为厚度方向。此外，厚度方向Z与电池组中各单电池100排列配置的方向(排列配置方向)相对应。不过，这些方向只是为了便于说明的方向而并非对锂离子二次电池100的设置方式有任何的限定。
如图1～图7所示，锂离子二次电池100具有电池壳50、电极体10、气体排出阀60、注液孔70、正极端子80和负极端子82、以及未图示的电解质。
电池壳50是收纳电极体10和电解质的容器。在本实施方式中，电池壳50具有箱形(方形长方体形状)的外形。电池壳50具有扁平的壳本体52和封口板54。壳本体52形成为可收纳电极体10的凹状。壳本体52的构成该壳本体52的面中的面积最大的面(宽幅面)开口。在本实施方式中，壳本体52的厚度方向Z的一方开口。另外，壳本体52具有附设于开口部52b的周缘的凸缘部52a。封口板54是堵住壳本体52的开口部52b的平板状的部件。封口板54以覆盖壳本体52的开口部52b的方式安装于壳本体52。壳本体52和封口板54在厚度方向Z上隔着电极体10而相对向地配置。设置于壳本体52的凸缘部52a和封口板54通过密封焊接而彼此接合。由此，电池壳50被密封。电池壳50的材质是例如铝、钢等金属材料。电池壳50的厚度(壁厚)可以被设定为例如0.3mm以上、典型地是0.3mm～1mm。
凹状的壳本体52具有：配置电极体10的平坦面56；以及侧壁面57，该侧壁面57相对于配置于平坦面56的电极体10以包围该电极体10周围的方式从平坦面56立起。从厚度方向Z观察，平坦面56形成为矩形状，该矩形状由第一边58a、与该第一边58a相对向的第二边58b、与该第一边58a正交的第三边58c、以及与该第一边58a正交且与该第三边58c相对向的第四边58d形成。侧壁面57以包围配置于平坦面56的电极体10周围的方式，沿着平坦面56的四边(第一边58a、第二边58b、第三边58c和第四边58d)形成。
另外，平坦面56形成为台阶形状(阶差)，该台阶形状(阶差)由与封口板54的距离大的宽幅部56a和与封口板54的距离比该宽幅部56a小的窄幅部56b构成。平坦面56的宽幅部56a是配置电极体10的部位。平坦面56的宽幅部56a与收纳于电池壳50内的电极体10相对向。平坦面56的宽幅部56a与封口板54之间的距离L2(图6)与电极体10在厚度方向Z上的厚度大致相同。平坦面56的宽幅部56a与封口板54之间的距离L2可以被设定为例如3mm～20mm、典型地是5mm～15mm。平坦面56的窄幅部56b经由台阶55(图6)而与宽幅部56a相连。平坦面56的窄幅部56b是供气体排出阀60形成的部位。平坦面56的窄幅部56b不与收纳于电池壳50内的电极体10相对向。在本实施方式中，平坦面56的窄幅部56b沿着平坦面56的在纵向Y上的一方端边(在此为第一边58a)形成。平坦面56的窄幅部56b形成为比宽幅部56a更向封口板54侧突出。平坦面56的窄幅部56b与封口板54之间的距离L1(图6)小于宽幅部56a与封口板54之间的距离L2(L1＜L2)。窄幅部56b与封口板54之间的距离L1为宽幅部56a与封口板54之间的距离L2的大致4/5以下(即L1/L2≤0.8)，优选为3/5以下(即L1/L2≤0.6)。L1/L2的下限没有特别限定，可以是例如L1/L2≥0.3、典型地是L1/L2≥0.5。
气体排出阀60构成为在电池壳50内的压力达到预定值时排出在电池壳50内产生的气体。如图2和图6所示，气体排出阀60配置于壳本体52的平坦面56的窄幅部56b。另外，气体排出阀60在横向X上配置于从电池壳50的中心线C(即平坦面56的第三边58c与第四边58d之间的中间线)向第三边58c侧偏移的位置。在本实施方式中，在横向X上，从气体排出阀60的中心A到上述中心线C为止的长度D大于从气体排出阀60的中心A到气体排出阀60的外缘B为止的长度d(即D＞d)。例如，从气体排出阀60的中心A到中心线C为止的长度D优选为从气体排出阀60的中心A到气体排出阀60的外缘B为止的长度d的1.5倍以上(即D/d≥1.5)，更优选为2倍以上(即D/d≥2)。D/d的上限没有特别限定，可以被设定为例如D/d≤4(典型地是D/d≤3)。从气体排出阀60的中心A到气体排出阀60的外缘B为止的长度d可以是例如3mm～15mm、典型地是5mm～10mm。
气体排出阀60的构成本身只要在电池壳50内的压力达到预定值时能排出在电池壳50内产生的气体，就没有特别限制。例如图6所示，气体排出阀60可以是在电池壳50(在此为平坦面56的窄幅部56b)的一部分设置薄壁部62的结构。也可以在该薄壁部62形成切口槽64。在此情况下，在电池壳50内的压力达到预定值时薄壁部62断裂，从而在电池内产生的气体能通过气体排出阀60而排出到电池外。或者，气体排出阀60也可以具有在电池壳50内的压力达到预定值时断裂的阀芯。在此情况下，在电池壳50内的压力达到预定值时阀芯断裂，从而在电池内产生的气体能通过气体排出阀60而排出到电池外。
如图1～图6所示，正极端子80和负极端子82与上述的气体排出阀60同样地，配置于壳本体52的平坦面56的窄幅部56b。正极端子80与电极体10的正极20电连接。负极端子82与电极体10的负极30电连接。正极端子80和负极端子82在横向X上以电池壳50的中心线C为轴而线对称地配置。正极端子80配置在比中心线C更靠第三边58c侧。负极端子82配置在比中心线C更靠第四边58d侧。在壳本体52的平坦面56的窄幅部56b还设有注液孔70。注液孔70在平坦面56的窄幅部56b配置于从上述中心线C向第四边58d侧偏移的位置。注液孔70用于注入液状的电解质(电解液)。注液孔70安装有盖而被气密地封闭。
在电池壳50的内部收纳有电极体10和电解质。如图7所示，电极体10在此为层叠型的电极体(层叠电极体)。电极体10具有多片矩形状的正极片20和多片矩形状的负极片30。正极片20和负极片30以隔着分隔件40而绝缘的状态叠置。电极体10的层叠方向在此为厚度方向Z。
正极片20具有正极集电体22和形成于其表面的正极活性物质层24。正极集电体22可优选使用例如适于正极的金属箔。在本实施方式中，正极集电体22采用铝箔。在图示例中，正极活性物质层24被保持在正极集电体22的两面。另外，在横向X和纵向Y上，正极活性物质层24形成为与正极集电体22的整个宽度相同的宽度。
正极活性物质层24中包含正极活性物质、导电材料、粘结剂。正极活性物质能够不特别限定地使用在关联技术中用于锂离子二次电池的物质的一种或二种以上。作为一个例子，采用LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(锂镍钴锰复合氧化物)、LiNiO2(锂镍复合氧化物)、LiCoO2(锂钴复合氧化物)等由通式LiMeO2(Me包括Ni、Co、Mn等过渡金属元素的至少一种。)表示的层状结构的锂过渡金属复合氧化物。除了上述的正极活性物质以外，正极活性物质层24还能够包括乙炔黑(AB)等导电材料、聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯橡胶(SBR)等粘结剂。
正极片20具有突出部分26，该突出部分26未形成正极活性物质层24并从形成有正极活性物质层24的部分向外侧突出。该突出部分26由于未形成正极活性物质层24，所以，正极集电体22露出。由该突出部分26形成正极集电用的极耳(tab)26。正极集电用的极耳26从正极活性物质层24的端部延伸出来。
负极片30具有负极集电体32和形成于其表面的负极活性物质层34。负极集电体32可优选适用例如适于负极的金属箔。在本实施方式中，负极集电体32采用铜箔。在图示例中，负极活性物质层34被保持在负极集电体32的两面。另外，在横向X和纵向Y上，负极活性物质层34形成为与负极集电体32的整个宽度相同的宽度。
负极活性物质层34包括负极活性物质、增稠剂、粘结剂等。负极活性物质能够不特别限定地使用在关联技术中用于锂离子二次电池的物质的一种或二种以上。作为负极活性物质的例子，举出石墨碳、无定形碳等碳系材料、锂过渡金属氧化物、锂过渡金属氮化物等。另外，除了该负极活性物质以外，还能够向负极活性物质层34添加聚偏氟乙烯(PVDF)、丁苯橡胶(SBR)等粘结剂、羧甲基纤维素(CMC)等增稠剂。
负极片30具有突出部分36，该突出部分36未形成负极活性物质层34并从形成有负极活性物质层34的部分向外侧突出。该突出部分36由于未形成负极活性物质层34，所以，负极集电体32露出。由该突出部分36形成负极集电用的极耳36。
分隔件40是隔开正极片20和负极片30的部件。在本例中，分隔件40由具有多个微小的孔的预定宽度的片材构成。分隔件40能够采用例如由多孔质聚烯烃系树脂构成的单层结构的分隔件或层叠结构的分隔件。
如上所述，层叠电极体10层叠多片正极片20、多片负极片30和多片分隔件40而形成。具体地说，层叠电极体10是正极片20和负极片30隔着分隔件40而在层叠方向(在此为厚度方向Z)交替反复地层叠多层而构成的。另外，层叠电极体10具有正极活性物质层24和负极活性物质层34隔着分隔件40而重叠的层叠部。该层叠部是在正极活性物质层24与负极活性物质层34之间经由分隔件40而进行电荷担载体(在此为锂离子)的授受的部分，是对单电池100的充放电做出贡献的部分。
如图1～图7所示，层叠电极体10安装于在电池壳50(在本例中为壳本体52的平坦面56的窄幅部56b)设置的电极端子80、82。层叠电极体10从壳本体52的开口部52b插入到该壳本体52内。层叠电极体10以该电极体10的层叠方向与厚度方向Z一致的状态(以正极、负极和分隔件与封口板54平行的状态)收纳于电池壳50中。另外，在层叠电极体10中，反复层叠的多个正极片20的正极集电用极耳26在层叠电极体10的层叠方向叠置并从层叠部的端面突出。该突出的多个正极集电用极耳26在层叠方向汇集，并在该汇集的部位附设正极引线端子(未图示)而与上述的正极端子80电连接。另外，在层叠电极体10中，反复层叠的多个负极片30的负极集电用极耳36在层叠电极体10的层叠方向叠置并从层叠部的端面突出。该突出的多个负极集电用极耳36在层叠方向汇集，并在该汇集的部位附设负极引线端子(未图示)而与上述的负极端子82电连接。该层叠电极体10从壳本体52的开口部52b收纳于壳本体52的扁平的内部空间。壳本体52的开口部52b在将层叠电极体10收纳于壳本体52后由封口板54堵住。
电解质典型地是在常温(例如25℃)下呈液状，优选的是在使用温度区域内(例如-20℃～60℃)总是呈液状。作为电解质，可优选采用使支持电解质(例如锂盐、钠盐、镁盐等。在锂离子二次电池中为锂盐。)溶解或分散在非水溶剂中的溶液。作为支持电解质，可适当选择采用与一般的锂离子二次电池同样的支持电解质，例如能够采用LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、Li(CF3SO2)2N、LiCF3SO3等锂盐。其中，可优选采用LiPF6。
作为非水溶剂，能够不特别限定地采用用于一般的锂离子二次电池的各种碳酸盐类、醚类、酯类、腈类、砜类、内酯类等有机溶剂。作为具体例，举出碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)等。
接下来，还用图8和图9对本实施方式的电池组200进行说明。图8是电池组200的侧视图，图9是用于说明电池组200内的各单电池100的气体排出阀60的位置关系的图。
如图8和图9所示，电池组200是多个(典型地是6个以上(例如6～100个)、优选为30个以上、更优选为50个以上、进一步优选为60个以上)单电池100串联连接而构成的。在各单电池100所具有的电池壳50，设有与电极体10的正极20电连接的正极端子80和与负极30电连接的负极端子82。在相邻的单电池100之间，由端子间连接件(未图示)电连接一方的正极端子80和另一方的负极端子82。具体地说，多个单电池100在以各自的正极端子80和负极端子82交替配置的方式(以相邻的单电池100的正极端子80和负极端子82彼此相邻的方式)将单电池的朝向交替地反向的状态下排列配置。因此，多个单电池100以该单电池100各自具有的电池壳50的壳本体52彼此和封口板54彼此相对向的方式交替地逐一翻转朝向地排列配置。
另外，在排列配置的单电池100的周围配备用于集中地约束多个单电池100的约束部件。也就是说，在多个单电池100的群的排列配置方向Z的两端(位于最外侧的单电池100A、100H的更外侧)，配置一对端板210A、210B。另外，在一对端板210A、210B跨及该一对端板210A、210B地安装约束带212。约束带212的端部通过小螺钉214而紧固固定于一对端板210A、210B，从而将上述单电池100的群在其排列配置方向上约束。这样一来，能够构筑电池组200。
在此，在上述电池组200中，多个单电池100以该单电池100各自具有的电池壳50的壳本体52彼此和封口板54彼此相对向的方式交替地逐一翻转朝向地排列配置。因此，相邻的2个单电池100(在图8的例中为单电池100A和单电池100B、单电池100C和单电池100D、单电池100E和单电池100F、单电池100G和单电池100H)在电池壳50的彼此相对向的面(在此为壳本体52的平坦面56)分别设置气体排出阀60。
在本实施方式的电池组200中，如图2和图9所示，在哪一个单电池100中都是设置于电池壳50的气体排出阀60被配置在从电池壳50的横向X的中心线C偏移的位置。具体地说，从气体排出阀60的中心A到中心线C为止的长度D大于从气体排出阀60的中心A到气体排出阀60的外缘B为止的长度d。这样，通过将气体排出阀60配置于从电池壳50的中心线C偏移的位置、且使从气体排出阀60的中心A到中心线C为止的长度D大于从气体排出阀60的中心A到气体排出阀60的外缘B为止的长度d，在相邻的2个单电池100所具有的电池壳50中，分别设置于彼此相对向的面(在此为壳本体52的平坦面56)的气体排出阀60被配置于从单电池100的排列配置方向Z观察时相互不重叠的位置。
因此，能够抑制如图10所示的关联技术的电池结构那样的、在与电池壳50的横向X的中心线C重叠的位置设置气体排出阀60时(进而在电池壳50的彼此相对向的面分别设置的气体排出阀60被配置于从排列配置方向Z观察时相互重叠的位置时)会产生的种种问题。具体地说，在气体排出阀60被配置于从排列配置方向Z观察时相互重叠的位置时，从一方的单电池100的气体排出阀60排出的气体被吹到相邻的另一方的单电池100的气体排出阀60，从而存在给该另一方的单电池100的气体排出阀60带来不良影响之虞。另外，在双方的气体排出阀60同时工作的情况下，会阻碍彼此的气体排出，从而存在无法高效地排出在电池壳50内产生的气体之虞。另一方面，如上所述，在本实施方式的电池组200中，在电池壳50的彼此相对向的面分别设置的气体排出阀60配置在从排列配置方向Z观察时相互不重叠的位置，所以，从一方的单电池100的气体排出阀60排出的气体难以吹到相邻的另一方的单电池100的气体排出阀60，而且，即使在双方的气体排出阀60同时工作的情况下也难以阻碍彼此的气体排出。因此，在本构成的电池组中，能够提供难以产生上述那样的问题、可靠性高的电池组。
另外，根据上述电池组200，壳本体52具有：配置电极体10的平坦面56；以及侧壁面57，该侧壁面57相对于配置于平坦面56的电极体10以包围该电极体10周围的方式从平坦面56立起。平坦面56形成为台阶形状，该台阶形状由配置电极体10的宽幅部56a和与封口板54的距离比该宽幅部56a小的窄幅部56b构成。在该平坦面56的窄幅部56b设置气体排出阀60。在该构成的电池组200中，由于配置着气体排出阀60的平坦面56的窄幅部56b与封口板54之间的距离比宽幅部56a与封口板54之间的距离短，所以，在平坦面56的窄幅部56b与相邻的单电池100之间形成一定的间隙。通过这样在平坦面56的窄幅部56b(进而是形成于窄幅部56b的气体排出阀60)与相邻的单电池100之间设置一定的间隙，难以由相邻的单电池100阻碍来自气体排出阀60的气体排出，从而能够实现更高效的气体排出。
另外，在上述实施方式中，正极端子80和负极端子82在横向X上相对于电池壳50的中心线C线对称地配置。另外，气体排出阀60在横向X上配置于从电池壳50的中心线C偏移的位置。这样一来，在单电池100的朝向交替地反向以使得交替配置各自的正极端子80和负极端子82的状态下排列配置单电池100时，分别设置于电池壳50的彼此相对向的面的气体排出阀60相对于电池壳50的中心线C线对称地分开配置。因此，仅采用相同形状的单电池100就能够简单地实现设置于从排列配置方向观察时相互不重叠的位置的气体排出阀60。
另外，在上述实施方式中，电池壳50具有一端开口的凹状的壳本体52和堵住该壳本体52的开口部52b的封口板54。多个单电池100以该单电池100各自具有的电池壳50的壳本体52彼此和封口板54彼此相对向的方式交替地逐一翻转朝向地排列配置。这样一来，例如，即使作业者不特别注意单电池100的组装，也能够将各单电池100以预先设定的正确的朝向(也就是说，以单电池100的朝向交替地反向以使相邻的单电池100的正极端子80和负极端子82彼此相邻的状态)组装，会提高组装电池组200时的作业效率。
另外，根据上述电池组200，各单电池100所具有的壳本体52的厚度方向Z上的一方开口。通过这样在壳本体52的厚度方向Z设置开口部52b，与在壳本体52的横向X、纵向Y开口的情况相比，能够扩大开口。因此，即使减薄壳本体52的厚度方向Z的厚度而使得单电池100薄型化，也能够容易地将电极体10收纳(插入)于电池壳50。在优选的一方式中，构成电池组200的各单电池100的厚度方向Z的尺寸小于横向X和纵向Y的尺寸。在图示的例子中，单电池100的横向X的尺寸小于纵向Y的尺寸。另外，单电池100的厚度方向Z的尺寸小于横向X的尺寸。例如，单电池100的厚度方向Z的尺寸可以为横向X的尺寸的1/10以下，典型地是为1/20(例如1/30以下)。单电池100的厚度方向Z的尺寸可以被设定为例如1mm～20mm(典型地是5mm～10mm)。单电池100的横向X的尺寸可以被设定为例如10cm～40cm(典型地是15cm～30cm)。这样的大型且薄型的单电池100在单电池100的侧面不存在配置气体排出阀60的空间，所以应用本构成的技术价值高。
以上详细地说明了本发明，但上述实施方式和实施例只不过是例示，在此公开的发明包括了上述的具体例的各种变形和变更。
例如，在上述的实施方式中，例示了将气体排出阀60设置于壳本体52的情况，但不限于此。例如，气体排出阀60也可以形成于封口板54。另外，例示了电池壳50具有一端开口的凹状的壳本体52和堵住该壳本体52的开口部52b的平板状的封口板54的情况，但封口板54不限于平板状。例如，封口板54也可以是一端开口的凹状的封口板。在此情况下，通过在壳本体52的开口部52b重叠封口板的开口部并相互接合周缘部而能密封电池。
另外，在此公开的技术的优选适用对象不限于上述的层叠型的电极体10。例如也可以是如下的卷绕电极体：正极集电体22和负极集电体32分别为带状的片材，正极集电体22和负极集电体32在长度方向对齐且以正极活性物质层24和负极活性物质层34隔着分隔件40的状态彼此相对向的方式配置，并绕着卷绕轴卷绕。在这样的情况下也能够得到上述的效果。
上述电池组200可用于各种用途，例如能够适当地用作搭载于车辆的电机用的动力源(驱动用电源)。车辆的种类没有特别限定，典型地可举出机动车、例如可插电式混合动力车(PHV)、混合动力车(HV)、电动车(EV)等。

Claims (4)

1.一种电池组，其特征在于，包括在预定方向排列配置的多个能够充放电的单电池，其中，
所述多个单电池分别具有：具有正极和负极的电极体、以及收纳该电极体和电解质的箱形的电池壳；
所述电池壳具有所述单电池的排列方向的一方开口的壳本体和堵住该壳本体的开口部的平板状的封口板；
所述壳本体具有配置所述电极体的平坦面；
在所述平坦面形成有在所述排列方向上的与所述封口板的距离相对大的宽幅部和该距离相对小的窄幅部；
所述多个单电池以该单电池各自具有的所述壳本体彼此和所述封口板彼此相对向的方式交替地逐一翻转朝向地配置；
所述电池组内的相邻的2个所述单电池，在所述电池壳的彼此相对向的所述窄幅部分别设有排出在该电池壳内产生的气体的气体排出阀；
在所述相邻的2个单电池所具有的所述电池壳中，分别设置于彼此相对向的所述窄幅部的所述气体排出阀被配置于从所述单电池的排列配置方向观察时相互不重叠的位置。
2.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，
作为相对于沿着单电池的外形的横向和纵向垂直的方向的方向是在所述电池组中排列配置各单电池的排列配置方向；
所述气体排出阀配置于在横向上从所述电池壳的中心线偏移的位置。
3.如权利要求2所述的电池组，其特征在于，
在横向上从所述气体排出阀的中心到所述中心线为止的长度大于从所述气体排出阀的所述中心到气体排出阀的外缘为止的长度。
4.如权利要求3所述的电池组，其特征在于，
从所述气体排出阀的所述中心到所述中心线为止的所述长度为从所述气体排出阀的中心到所述气体排出阀的所述外缘为止的所述长度的1.5倍以上。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017110218A1 (de) * 2017-05-11 2018-11-15 Johnson Controls Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa Energiespeichersystem für ein fahrzeug
JP6850208B2 (ja) * 2017-06-19 2021-03-31 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子及び蓄電モジュール
CN117199644B (zh) * 2023-11-03 2024-04-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池以及用电装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003303581A (ja) * 2002-04-09 2003-10-24 Japan Storage Battery Co Ltd 組電池
JP2012064447A (ja) * 2010-09-16 2012-03-29 Hitachi Maxell Energy Ltd 密閉型電池

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61179058A (ja) * 1985-01-31 1986-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 密閉形鉛蓄電池
JPH11102682A (ja) * 1997-09-25 1999-04-13 Toshiba Battery Co Ltd 薄形二次電池
JP2002151025A (ja) 2000-11-08 2002-05-24 Toyota Motor Corp 集合電池パック
JP2011249107A (ja) * 2010-05-26 2011-12-08 Panasonic Corp 蓄電モジュール
JP5966457B2 (ja) 2012-03-08 2016-08-10 栗田工業株式会社 蓄電デバイスの発火防止材、この発火防止材を含む発火防止システム、およびこの発火防止システムを用いた蓄電システム
JP5461610B2 (ja) * 2012-03-22 2014-04-02 三菱重工業株式会社 電池及び電池システム
JP2014107105A (ja) 2012-11-27 2014-06-09 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池
JP2014154292A (ja) * 2013-02-06 2014-08-25 Toyota Motor Corp 二次電池
CN104078631B (zh) * 2013-03-27 2019-03-08 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件及蓄电装置
JP6146536B2 (ja) * 2014-04-24 2017-06-14 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP2016143524A (ja) * 2015-01-30 2016-08-08 ブラザー工業株式会社 電池パック

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003303581A (ja) * 2002-04-09 2003-10-24 Japan Storage Battery Co Ltd 組電池
JP2012064447A (ja) * 2010-09-16 2012-03-29 Hitachi Maxell Energy Ltd 密閉型電池

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