CN114072963A - 组电池 - Google Patents

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Abstract

防止从开阀的排出阀喷射的高温的废气引起的安全性的降低。组电池将耐热间隙(8)连结于电池块的端部并容纳于电池外壳(2)中,该电池块配置了多列在端面具有排出阀的电池单体(1)。电池块在连结了耐热间隙(8)的第一端部配置有电池单体(1)的阀侧端面(1a)。耐热间隙(8)具备:在与电池块端面(10a)之间设置第一排出间隙(15A)的闭塞板(31);连结于闭塞板(31)的周围,且在与电池块外周之间设置第二排出间隙(15B)的周壁(32);以及配置于相邻的电池单体端面之间,且将第一排出间隙(15A)划分为各个电池单体(1)的端面的间隔壁(33),向阀侧端面(1a)排出的废气穿通由第一排出间隙(15A)与第二排出间隙(15B)所构成的排出间隙(15),并从排气开口向外部排气。

Description

组电池
技术领域
本发明涉及将可充电的电池内置于电池外壳的组电池。
背景技术
近年来,被用作电气设备的电源的组电池,进一步谋求高输出化,采用每单位体积的效率优异的锂离子电池等非水系电解液二次电池。锂离子电池为高输出,但另一方面,内压有时会因某种原因而上升。为了确保电池的针对内压上升的安全性,设置有以设定压力开阀来防止破裂的排出阀。(参照专利文献1)
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-211909号公报
发明内容
-发明所要解决的课题-
排出阀在内压高于设定压力的状态下开阀,但在该状态下电池处于异常的发热状态,因此从开阀后的排出阀猛烈地喷出高温的气体。内置该电池单体的组电池难以将从电池单体猛烈地喷射出的高温的废气安全地向外部排出。特别是,从作为非水系电解液二次电池的锂离子电池的排出阀喷射的废气为400℃以上这样的异常的高温,而且被猛烈地喷射,因此,若废气以较高的温度排出到外部,则有各种各样的弊端。进而,从电池单体的排出阀喷出的超高温的废气在电池外壳的内部将其他电池单体加热而成为诱发热失控的原因。电池外壳内的热失控的诱发飞跃性地增大所产生的热能,从而阻碍安全性。
本发明是以防止以上的弊端为目的而被开发出来的,本发明的主要目的在于,提供一种防止从开阀的排出阀喷射的高温的废气导致的安全性的降低的组电池。
-用于解决课题的手段-
本发明的某方式的组电池具备:将在端面具有在内压超过设定压力时开阀的排出阀的电池单体配置多列而成的电池块;连结于电池块的端部而成的耐热间隙;以及容纳电池块且具有将排出阀的废气向外壳外排气的排气开口的电池外壳。电池块在将耐热间隙连结而成的第一端部配置电池单体的设置有排出阀而成的阀侧端面。耐热间隙具备:与电池块端面之间设置第一排出间隙来进行配置而成的闭塞板;与闭塞板的周围连结,且在与电池块外周之间设置第二排出间隙来进行配置而成的周壁;以及配置于闭塞板的电池块端面侧即相邻的电池单体端面之间,并将第一排出间隙划分为各个电池单体的端面而成的间隔壁,向电池单体的阀侧端面排出的废气穿通由第一排出间隙与第二排出间隙构成的排出间隙,且从排气开口向外部排气。
-发明效果-
本发明的组电池能够抑制从电池单体的排出阀喷射的高温的废气造成的弊端来提高安全性。
附图说明
图1是本发明的实施方式所涉及的组电池的立体图。
图2是图1所示的组电池的分解立体图。
图3是图2所示的组电池的分解立体图。
图4是图1所示的组电池的IV-IV线剖视图。
图5是图4所示的组电池的V-V线剖视图。
图6是图1所示的组电池的VI-VI线剖视图。
图7是表示耐热间隙与电池块的分解立体图。
具体实施方式
本发明的第一实施方式的组电池具备:电池块,将在端面具有排出阀的电池单体配置为多列而成,该排出阀的内压超过设定压力时开阀;耐热间隙,与电池块的端部连结而成;以及电池外壳,容纳电池块且具有将排出阀的废气向外壳外进行排气的排气开口。电池块在将耐热间隙连结而成的第一端部配置电池单体的设置排出阀而成的阀侧端面。耐热间隙具备:闭塞板,在与电池块端面之间设置第一排出间隙来进行配置而成;周壁,与闭塞板的周围连结,且在与电池块外周之间设置第二排出间隙来进行配置而成;以及间隔壁,配置于闭塞板的电池块端面侧即相邻的电池单体端面之间,将第一排出间隙划分给各个电池单体的端面而成,由此向电池单体的阀侧端面排出的废气穿通由第一排出间隙与第二排出间隙构成的排出间隙,并从排气开口向外部排气。
以上的组电池消除从开阀的排出阀喷射的高温的废气带来的弊端,以确保高安全性。这是因为,以上的组电池能使从排出阀喷射的高温的废气与耐热间隙碰撞而使能量衰减,进而控制流动方向来进行排气。其特征在于,以上的组电池将在多列配置有电池单体的电池块的第一端部作为设置了电池单体的排出阀的阀侧端面,将耐热间隙连结于该端部,在该耐热间隙,在与电池块端面之间设置第一排出间隙并配置闭塞板,在闭塞板的周围设置周壁,在该周壁与电池块外周之间设置第二排出间隙,进而,在闭塞板的电池块端面侧,在相邻的电池单体端面之间设置间隔壁,利用该间隔壁将第二排出间隙按各个电池单体的每个端面进行划分,将向电池单体的阀侧端面排出的废气穿通第一排出间隙和第二排出间隙并进行排气。特别是,以上的组电池在配置于电池块的端部的确定的电池单体热失控而喷出高温的废气的状态下,将从端面排出的废气向由间隔壁划分出的第一排出间隙喷出,并向第二排出间隙引导。该耐热间隙将高温的废气从第一排出间隙向第二排出间隙引导,使能量衰减后进行排气,但不会在未热失控的相邻的电池单体的端面流动。特别是,不会使刚刚喷出之后的超过400℃的高温的废气在未热失控的相邻的电池单体的端面上流动,而向外部排气。因此,一边防止电池单体的热失控的诱发,一边使废气的动能与热能双方衰减后而向外部排气。
进而,以上的组电池将耐热间隙连结于电池块,能防止热失控的诱发,能使废气的能量衰减并向外部排出,因此还实现组装简单、能高效地大量生产的优点。
在本发明的第二实施方式的组电池中,电池块具备将电池单体配置于固定位置而成的电池保持架,且将第二排出间隙设置于周壁与电池保持架之间。
在本发明的第三实施方式的组电池中,电池保持架与电池外壳为塑料制,耐热间隙是耐热温度比电池保持架及电池外壳高的塑料制,利用塑料将闭塞板、周壁与间隔壁成型为一体构造。
在本发明的第四实施方式的组电池中,将耐热间隙设为由耐热纤维加强而成的纤维强化塑料。
在本发明的第五实施方式的组电池中,将耐热纤维设为无机纤维。
在本发明的第六实施方式的组电池中,电池块在第一端部的端面中具备将相邻的电池单体连接而成的引线板,间隔壁的前端缘与引线板的表面接触。
在本发明的第七实施方式的组电池中,将电池单体设为圆筒电池。此外,在本发明的第八实施方式的组电池中,将间隔壁配置于能形成在相邻的圆筒电池的外周的低洼间。
在本发明的第九实施方式的组电池中,将电池单体设为非水系电解液二次电池。进而,在本发明的第十实施方式的组电池中,将电池单体没为锂离子电池。
以下,基于附图来详细地说明本发明的实施方式。另外,在以下的说明中,根据需要使用表示确定的方向、位置的用语(例如,“上”、“下”及包括这些用语的其他用语),但这些用语的使用是为了使参照附图的发明的理解变得容易,并不是利用这些用语的含义来限制本发明的技术范围。此外,多个附图中出现的相同附图标记的部分表示相同或同等的部分或者构件。
进而,以下所示的实施方式表示本发明的技术思想的具体例,并不是将本发明限定为以下内容。此外,以下所记载的构成部件的尺寸、材质、形状及其相对的配置等只要没有确定性的记载,并不是将本发明的范围仅限定于此的意思,是想要进行例示的内容。此外,在一个实施方式、实施例中说明的内容,也能应用于其他实施方式、实施例。此外,附图所示的构件的大小、位置关系等为了使说明明确,有时会夸张。
(实施方式1)
图1~图6所示的组电池100将多列地配置有电池单体1的电池块10容纳于电池外壳2内。电池外壳2由作为第一外壳的下外壳2A和作为第二外壳的上外壳2B构成,第二外壳与第一外壳连结且将第一外壳的开口部封闭。图2~图5的电池块10在相同平面内将多个电池单体1排列为两列四级。电池块10用电池保持架4将两列电池单体1配置于固定位置而作为电池组装体11,且将多个电池组装体11在长度方向上排列为多级并进行连结。电池块10将耐热间隙8连结于端部。耐热间隙8控制从电池单体1的排出阀喷出的高温的废气的流动方向而使能量衰减,进而将废气向排气开口引导,安全地向电池外壳2的外部排气。
(电池单体1)
电池单体1是将若内压超过设定压力则开阀的排出阀设置于阀侧端面1a的圆筒电池。圆筒电池将电极与电解液容纳于圆筒状的金属外壳。金属外壳将封口板气密地固定于封闭底的筒状的外装罐的开口部而设为密闭构造。将金属板冲压加工为筒状来制作外装罐。封口板隔着绝缘材料的密封件对外装罐的开口部周缘进行铆接加工,从而被气密地固定。
虽然未图示,为了防止金属外壳的内压异常地升高而破损,电池单体1在封口板设置排出阀,将封口板侧设为阀侧端面1a。该电池单体1在封口板设置开口而排出内部的气体等的排出阀的开口部。其中,电池单体1也能在封口板的相反侧的端面即底部设置排出阀及其开口部,将底部作为阀侧端面,而不是在外装罐的封口板设置排出阀的开口部。排出阀在内压高于设定压力例如1.5MPa时开阀,以防止内压上升而造成的金属外壳的破坏。电池单体1例如在内部短路而变成异常的状态时,排出阀开阀而防止破裂。在该状态下,由于电池单体1的温度也变得非常高,因此从开阀的排出阀排出的气体、电解液(喷出物)变成异常的高温。特别是,将电池单体1设为锂离子电池等非水系电解液二次电池的组电池成为废气的温度为400℃以上的异常的高温。进而,因为锂离子电池填充有非水系的电解液,所以若以很高的温度向外壳外排出,则有时会与空气中的氧碰触而着火,进而变成异常的高温。并不局限于锂离子电池,在其他电池中排出阀也在异常的状态下开阀,因此从排出阀喷出的废气会变成异常的高温。因此,对于从已开阀的排出阀喷出的废气而言,将能量衰减后向外壳外排气从较高地维持安全性方面来说是极为重要的。
(电池块10)
图2~图6所示的电池块10在一方的端部即第一端部10A连结有耐热间隙8。电池块10将电池单体1的阀侧端面1a配置于第一端部10A。多列地配置电池单体1的电池块10将全部的电池单体1的阀侧端面1a配置于第一端部10A,或者将任一个电池单体1的阀侧端面1a配置于第一端部10A,以便将废气从电池块10的第一端部10A喷出。图3的电池块10在长度方向上将多组电池组装体11连结。该电池块10在各个电池组装体11之间设置有将废气排出的排气间隙12。图3的电池块10在长度方向上连结四组电池组装体11,因此设置有三列排气间隙12。各个排气间隙12配置于相邻的电池组装体11之间,使从各个电池组装体11的电池单体1排出的废气向周围分散来进行排气。
电池组装体11用电池保持架4将电池单体1配置于固定位置并排列成两列。电池保持架4将热塑性的塑料成型为嵌合电池单体1并配置于固定位置的形状。电池保持架4的塑料优选的是应用聚碳酸酯等的绝热特性优异的工程塑料。图3的电池保持架4以沿电池外壳2的长度方向延伸的姿态将电池单体1配置成两列。图中的电池块10在电池组装体11之间设置废气的排气间隙12并连结成四级。电池块10利用配置于排气间隙12的引线板(未图示)将电池单体1串联或者并联连接。图中的电池块10沿着长度方向将由两列电池单体1构成的电池组装体11排列成四级,将八个电池单体1串联、并联地连接成两列四级。图中的组电池100将电池块10配置于电池外壳2内,该电池块10将由两列电池单体1构成的电池组装体11连结为四级,但本发明的组电池并未将容纳于外壳的电池单体1的个数、连接状态确定为图中的构造。
排气间隙12是将从排出阀喷出的废气向外部引导,并且用引线板13来连接电池组装体11的电池单体1的间隙。排气间隙12例如以1mm~5mm宽度将从电池单体1的端面的排出阀喷出的废气向周围扩散并排出。
(电池外壳2)
电池外壳2是聚碳酸酯等热塑性塑料制,将整体设为细长的箱形,在内部内置有电池块10和连接于该电池块10的电路基板3。电池外壳2、电池保持架4所使用的聚碳酸酯能承受低温至高温,并且耐冲击性优异。其中,本发明并未将电池保持架4、电池外壳2确定为聚碳酸酯,也能使用能在较宽的温度范围内使用的其他热塑性树脂,优选能使用工程塑料。
图1~图4的电池外壳2由下外壳2A和将下外壳2A的开口部封闭的上外壳2B构成。下外壳2A通过在图中在细长的长方形的底板21的两侧设置有侧壁22的槽形,在侧壁22的内侧配置有电池块10。上外壳2B的外周缘连结于下外壳2A,并将下外壳2A的上方开口部封闭。图4所示的下外壳2A使两侧的侧壁22沿着圆筒电池地设为弯曲形状。下外壳2A在侧壁22的长度方向上分开设置有将废气向外部排气的多个排气开口23。图中的组电池100在电池块10与下外壳2A之间配置散热板5。排气开口23在散热板5的对置位置、即散热板5的外侧被开口。该组电池100能利用散热板5使能量衰减并向外部排气向排气间隙12喷出的废气。废气穿通设置在电池块10与散热板5之间的间隙,进而穿通散热板5与电池外壳2之间的间隙而从排气开口23向外部排出。具有散热板5的组电池100能用散热板5将废气的能量衰减后进行排气,因此能确保更高的安全性。其中,本发明的组电池不一定要配置散热板5,也能将废气从外壳内的间隙向排气开口23引导来进行排气。
(耐热间隙8)
图2及图3的组电池100为了使向电池块10的第一端部10A喷出的废气的能量衰减并进行排气,将耐热间隙8连结于电池块10。图中的组电池100将耐热间隙8连结于电池块10的第一端部10A,且在另一端部即引出引线19的第二端部10B,配置与电池保持架4一体成型的端面板(未图示)。端面板构成为,在未图示的内侧配置绝热板,或者设置供废气扩散的扩散间隙,以防止由高温的废气造成的热损伤的构造。其中,虽然未图示,但电池块10能够在两端连结耐热间隙8而成为耐热构造,此外,也能够在不连结耐热间隙8的电池块10的端面配置电池单体1,使得不配置电池单体1的阀侧端面1a。
将相比于电池保持架4、电池外壳2更优异的耐热特性的热塑性塑料成型来制作耐热间隙8。将例如埋设无机纤维并进行加强的纤维强化塑料、例如PBT等成型来制作耐热特性优异的塑料。耐热间隙8被连结于电池块10的端部,使从电池单体1的阀侧端面1a喷出的废气的能量衰减,以变更流动方向。图2~图7所示的耐热间隙8由以下要素构成:与电池块端面10a对置地配置的闭塞板31;与闭塞板31的周围连结的周壁32;以及配置于闭塞板31的电池块端面10a侧的间隔壁33,将闭塞板31、周壁32和间隔壁33成型为一体构造。
闭塞板31为了将从排出阀喷出的废气排出,在与电池块端面10a之间设置第一排出间隙15A。闭塞板31在第一排出间隙15A中,使从排出阀喷出的废气与内表面碰撞而使能量衰减,进而向周围扩散。设置在闭塞板31与电池块端面10a之间的、准确地说设置在闭塞板31与电池单体1的端面之间的第一排出间隙15A例如被连接成0.5mm以上且3mm以下,以便能顺畅地对废气进行排气,同时使废气的动能衰减。
穿通第一排出间隙15A的废气在闭塞板31向周围扩散,并与周壁32的内侧碰撞。在第一排出间隙15A配置有固定于电池单体1的引线板13。引线板13熔接并被固定于电池单体1的端面。引线板13在中央部经由狭缝设置熔接部,将焊接部焊接于电池单体1的端面。隔着狭缝而设置于焊接部的外侧的外周部,由于并未被焊接于电池单体1的端面,因此能形成少许的间隙而不会紧贴于电池单体1的端面。因此,第一排出间隙15A设置在闭塞板31与引线板13之间和引线板13与电池单体端面之间。能形成于引线板13的双面的第一排出间隙15A的合计宽度优选设定为前述的范围,以使得能顺畅地对废气进行排气,同时通过穿通狭窄的间隙而使废气的动能衰减。
周壁32为了对从第一排出间隙15A流入的废气进行方向转换并进行排气,在与电池块10的外周之间设置第二排出间隙15B。图5所示的周壁32使从第一排出间隙15A流入的废气与内侧碰撞并使能量衰减,进而不会向周围飞散而使流动方向变更成直角而向电池单体1的长度方向变更。废气与周壁32的内表面碰撞,进行方向转换而使动能衰减,从而向电池单体1的长度方向排出。周壁32为了使废气在与电池单体1之间流动,在与电池单体1的外周面之间设置有第二排出间隙15B。与闭塞板31的内侧碰撞而流入到第二排出间隙15B的废气如图中的箭头那样在间隔壁33的内侧被进行方向转换而向电池单体1的长度方向排出。
图6的间隔壁33与闭塞板31的内表面垂直地固定,划分在与电池单元1的端面之间设置的排出间隙15。间隔壁33划分设置在排出阀已开阀的异常电池单体1的阀侧端面1a与闭塞板31之间的分割排出间隙15a、和相邻电池单体1与闭塞板31之间的分割排出间隙15a。电池单体1例如在因内部短路等而热失控时,内压异常上升而使排出阀开阀。在该状态下,从排出阀喷出的废气变为异常的高温。若高温的废气对相邻电池单体1进行加热,则成为诱发热失控的原因。间隔壁33阻止高温的废气向相邻电池单体1的端面流动,防止热失控的诱发。间隔壁33是为了防止从异常电池单体1喷出的废气将相邻电池单体1进行加热而设置的,因此在电池单体1之间对排出间隙15进行划分。
图4的耐热间隙8使第二排出间隙15B在该图中的上侧比下侧宽,通过上侧将大量的废气排气。第二排出间隙15B的上侧在电池保持架4设置嵌合槽4a,并向该嵌合槽4a引导间隔壁33,将间隔壁33配置于固定位置。
间隔壁33阻止被喷出的废气向相邻的电池单体1的端面流动,抑制废气对相邻的电池单体1进行加热。间隔壁33从闭塞板31向第一排出间隙15A突出地设置,且配置在各个电池单体端面之间。图5的耐热间隙8不仅在第一排出间隙15A设置间隔壁33而且在第二排出间隙15B也设置间隔壁33,使第一排出间隙15A和第二排出间隙15B的间隔壁33设为一张板状。该耐热间隙8能更有效地防止高温的废气对相邻的电池单体1进行加热,且更有效地抑制相邻的电池单体1的热损伤。其中,间隔壁仅设置于第一排出间隙15A,能形成为在电池块10的端面防止废气对相邻的电池单体1的端面进行加热的构造。
图5及图7的耐热间隙8设为使配置于第一排出间隙15A的间隔壁33的中央部降低、并且使两端部增高而向第二排出间隙15B也延伸的形状。从闭塞板31的内表面突出的间隔壁33与引线板13的表面接触而在电池单体1之间将第一排出间隙15A分割,两侧的间隔壁33向圆筒电池外周的低洼间延伸,在与电池单体1之间对设置于电池单体1与周壁32之间的第二排出间隙15B进行分割。图4的耐热间隙8在图中使电池单体1的上侧的第二排出间隙15B比下侧宽,因此,使上侧的间隔壁33的上下宽度比下侧宽,向在电池保持架4设置的嵌合槽4a引导上侧的间隔壁33的下缘。将该间隔壁33向电池保持架4的嵌合槽4a引导的构造的特征在于,一边将第二排出间隙15B划分成更可靠地使废气不会泄漏,一边能够更可靠地抑制间隔壁33的位置偏移,并且能够更可靠地抑制废气对相邻的电池单元1进行加热。
(散热板5)
图2及图3的组电池100为了更有效地衰减废气的能量,配置散热板5。散热板5配置在下外壳2A的内侧且与电池块10之间,使从电池单体1喷出的废气的能量衰减。散热板5适于热传导特性比电池外壳2更优异的板材。该散热板5吸收进行碰撞的废气的热能,将所吸收到的热能迅速地大面积扩散并热传导至下外壳2A,下外壳2A以大面积将热能向外部散热。
作为优选的热传导特性的板材,散热板5使用的是金属板。特别是,散热板5适于铝(包括铝合金)板。铝板具有耐热性和优异的热传导特性且轻,因此能在轻量化的同时将废气的热能迅速地扩散而高效地散热。图中的组电池100作为使下外壳2A的侧壁22沿着圆筒电池的外周面的形状,在侧壁22与电池块10之间配置散热板5。在此配置的散热板5将配置于下外壳2A的底板21内表面的部分设为平面状,将配置于侧壁22的内侧的部分设为沿着圆筒电池的外表面的弯曲形状。散热板5在内侧配置电池块10,电池块10通过电池保持架4将电池单体1配置在固定位置,因此在散热板5的内侧配置有电池块10的电池组装体11。向内侧弯曲的侧壁部能顺畅地引导电池块10并配置于固定位置,并且能够使侧壁部的内表面与电池块10的两侧面接触地设为电池块10的厚度的约一半的高度。侧壁部通过与弯曲的电池块10的两侧面接触,从而能使来自电池块10的热传导变得高效,若在侧壁部与电池块10之间形成空气层,则空气层会阻碍热传导。这是因为:若弯曲的侧壁部升高得比电池块10的厚度的一半高,则散热板5的上缘的开口宽度会比电池块10的横向宽度窄,难以顺畅地插入电池块10。
散热板5使侧壁部的内表面与电池块10两侧的弯曲面进行面接触,使底面部与电池块10的底面进行面接触,高效地吸收电池块10的热能。进而,散热板5使外侧面与下外壳2A的内表面进行面接触,将吸收到的热能高效地热传导至下外壳2A。散热板5使用铝板作为热传导特性优异的金属板,但也能使用铝以外的金属板、例如铜板或者具有耐热性且优异的热传导特性的其他板材。
(耐热罩件6)
进而,在散热板5的侧缘,在覆盖电池组装体11之间的排气间隙12的开口部的位置配置有耐热罩件6。耐热罩件6也与散热板5同样适于优异的耐热性和热传导特性的铝等金属板。图2及图3的组电池100将散热板5和耐热罩件6作为一张金属板而将两者设为一体构造。该构造的特征在于,能隔着散热板5准确地配置耐热罩件6。在将电池块10配置于内侧的状态下,耐热罩件6弯折并将排气间隙12的开口部封闭,因此设为弯折自如的金属板。在将耐热罩件6与散热板5设为一张金属板的构造中,耐热罩件6弯折自如,且能无位置偏移地配置于电池块10的排气间隙12的开口部的理想位置处。
耐热罩件6使横向宽度比排气间隙12宽,以使得充分覆盖排气间隙12的开口部。耐热罩件6的横向宽度例如比耐热罩件6宽1mm以上,优选的是宽2mm以上,更优选的是宽3mm以上。过宽的耐热罩件6沿着圆筒电池的表面弯折,难以在理想状态下将排气间隙12封闭,因此横向宽度设为例如20mm以下,优选的是15mm以下。图3的组电池100连结有四组电池组装体11,因此配置在各个电池组装体11之间的排气间隙12成为三列。耐热罩件6将各个排气间隙12的开口部封闭,因此图3的散热板5在侧缘沿着排气间隙12设置有三列耐热罩件6。即,设置有独立地将各个排气间隙12封闭的多个耐热罩件6。
耐热罩件6能够较长地扩大排气间隙12的开口部的封闭区域。图3的组电池100在电池块10的上表面配置电路基板3,将耐热罩件6的前端缘设为与电路基板3的两侧缘接近的长度,用耐热罩件6与电路基板3双方来覆盖排气间隙12的开口部。电路基板3是玻璃环氧树脂等热固化性树脂制,具有比热塑性树脂的电池外壳2更优异的耐热性。该构造的组电池100利用比电池外壳2更优异的耐热特性的散热板5、耐热罩件6和电路基板3覆盖排气间隙12的开口部的大致整周。若在耐热罩件6与电路基板3之间存在较大的间隙,则废气会穿通该间隙,因此该间隙尽可能窄,例如设为2mm以下,优选的是1mm以下,以抑制废气的穿通。
(电路基板3)
电路基板3与电池单体1连接,安装有实现电池单体1的保护电路的电子部件(未图示)。保护电路是防止电池单体1的过充电、过放电的电路,或者是防止过电流的电路,或者是在温度异常上升的状态下切断电流的电路。
以上的组电池100使从排出阀喷出的废气与耐热间隙8、散热板5、耐热罩件6及电路基板3碰撞而使能量衰减,进一步扩散而从设置在下外壳2A的排气开口23向外壳外排出。排气开口23配置在与散热板5的对置位置,以使得废气与散热板5及耐热罩件6碰撞,使能量衰减并扩散之后向电池外壳2的外部排气。配置在与散热板5的对置位置的排气开口23在内侧具有散热板5,从而将由散热板5扩散的排气开口23向电池外壳2的外部排气。图2及图3的下外壳2A将多个排气开口23沿长度方向分离开地配置于下外壳2A的侧壁22。该组电池100使向排气间隙12喷出的废气与散热板5、耐热罩件6碰撞而扩散,使扩散后的废气在外壳内的间隙14流动,从排气开口23向电池外壳2的外部排气。下外壳2A将排气开口23的开口部封闭地附着被废气剥离或者熔融的标签7。该组电池100用标签7将排气开口23封闭,能防止异物侵入。
-产业上的可利用性-
本发明能有效地使用于将废气安全排气的组电池。
-符号说明-
100...组电池
1...电池单体
1a...阀侧端面
2...电池外壳
2A...下外壳
2B...上外壳
3...电路基板
4...电池保持架
4a...嵌合槽
5...散热板
6...耐热罩件
7...标签
8...耐热间隙
10...电池块
10A...第一端部
10a...电池块端面
10B...第二端部
11...电池组装体
12...排气间隙
13...引线板
14...间隙
15...排出间隙
15A...第一排出间隙
15a...分割排出间隙
15B...第二排出间隙
19...引线
21...底板
22...侧壁
23...排气开口
31...闭塞板
32...周壁
33...间隔壁。

Claims (10)

1.一种组电池,具备:
电池块,构成为将在端面具有排出阀的电池单体配置为多列,所述排出阀在内压超过设定压力时开阀;
耐热间隙,构成为与所述电池块的端部连结;以及
电池外壳,容纳所述电池块,且具有将所述排出阀的废气向外壳外排气的排气开口,
所述组电池的特征在于,
所述电池块在将所述耐热间隙连结而成的第一端部配置所述电池单体的设置有排出阀而成的阀侧端面,
所述耐热间隙具备:
闭塞板,构成为在与所述电池块端面之间设置第一排出间隙来进行配置;
周壁,构成为与所述闭塞板的周围连结,且在与所述电池块外周之间设置第二排出间隙来进行配置;以及
间隔壁,构成为配置于所述闭塞板的电池块端面侧即相邻的所述电池单体端面之间,并将所述第一排出间隙划分为各个电池单体的端面,
所述组电池构成为:向所述电池单体的阀侧端面排出的废气穿通由所述第一排出间隙与所述第二排出间隙构成的排出间隙,且从所述排气开口向外部排气。
2.根据权利要求1所述的组电池,其特征在于,
所述电池块具备构成为将所述电池单体配置于固定位置的电池保持架,
所述第二排出间隙构成为设置在所述周壁与所述电池保持架之间。
3.根据权利要求2所述的组电池,其特征在于,
所述电池保持架与所述电池外壳为塑料制,
所述耐热间隙为耐热温度比所述电池保持架及所述电池外壳高的塑料制,
所述组电池构成为:所述闭塞板、所述周壁和所述间隔壁为塑料且被成型为一体构造。
4.根据权利要求3所述的组电池,其特征在于,
所述耐热间隙是构成为用耐热纤维进行加强的纤维强化塑料。
5.根据权利要求4所述的组电池,其特征在于,
所述耐热纤维是无机纤维。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的组电池,其特征在于,
所述电池块具备构成为在第一端部的端面中将相邻的所述电池单体连接的引线板,
所述组电池构成为:所述间隔壁的前端缘与所述引线板的表面接触。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的组电池,其特征在于,
所述电池单体是圆筒电池。
8.根据权利要求7所述的组电池,其特征在于,
所述组电池构成为:所述间隔壁配置在能形成于相邻的所述圆筒电池的外周的低洼间。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的组电池,其特征在于,
所述电池单体是非水系电解液二次电池。
10.根据权利要求9所述的组电池,其特征在于,
所述电池单体是锂离子电池。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113067077B (zh) * 2021-03-27 2022-06-14 安徽相成新能源科技有限公司 一种动力电池热管理系统

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001023587A (ja) * 1999-07-07 2001-01-26 Sanyo Electric Co Ltd 電気かみそり
JP2001266818A (ja) * 2000-03-23 2001-09-28 Sanyo Electric Co Ltd 電池パック
CN1592977A (zh) * 2001-11-27 2005-03-09 松下电器产业株式会社 电池间连接构造及电池组件与电池组
JP2005322434A (ja) * 2004-05-06 2005-11-17 Toyota Motor Corp 電池モジュールと組電池
JP2006190607A (ja) * 2005-01-07 2006-07-20 Sanyo Electric Co Ltd 電池モジュール
JP2007012485A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Sanyo Electric Co Ltd キャップを有する電池と電源装置
CN101262049A (zh) * 2007-03-09 2008-09-10 联想(新加坡)私人有限公司 电池组件及携带式电子设备
CN101438432A (zh) * 2006-04-28 2009-05-20 约翰逊控制技术公司 电池模块组件
US20090226803A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-10 Hajime Nishino Battery, battery pack and method of manufacturing connection terminal used therein
CN102017230A (zh) * 2008-04-25 2011-04-13 松下电器产业株式会社 铅蓄电池
CN102709502A (zh) * 2011-03-28 2012-10-03 株式会社杰士汤浅国际 电池组及单电池
WO2013001585A1 (ja) * 2011-06-28 2013-01-03 パナソニック株式会社 電池モジュール
CN103931020A (zh) * 2011-11-11 2014-07-16 松下电器产业株式会社 电池组
CN109417145A (zh) * 2016-06-30 2019-03-01 三洋电机株式会社 电池块

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5492779A (en) * 1994-10-24 1996-02-20 General Motors Corporation Heat dissipating battery
US6947664B1 (en) * 2004-11-24 2005-09-20 Yin-Ting Yeh Portable warm bag having steam heating device
CN111384324B (zh) * 2018-12-28 2021-08-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池模组

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001023587A (ja) * 1999-07-07 2001-01-26 Sanyo Electric Co Ltd 電気かみそり
JP2001266818A (ja) * 2000-03-23 2001-09-28 Sanyo Electric Co Ltd 電池パック
CN1592977A (zh) * 2001-11-27 2005-03-09 松下电器产业株式会社 电池间连接构造及电池组件与电池组
JP2005322434A (ja) * 2004-05-06 2005-11-17 Toyota Motor Corp 電池モジュールと組電池
JP2006190607A (ja) * 2005-01-07 2006-07-20 Sanyo Electric Co Ltd 電池モジュール
JP2007012485A (ja) * 2005-06-30 2007-01-18 Sanyo Electric Co Ltd キャップを有する電池と電源装置
CN101438432A (zh) * 2006-04-28 2009-05-20 约翰逊控制技术公司 电池模块组件
CN101262049A (zh) * 2007-03-09 2008-09-10 联想(新加坡)私人有限公司 电池组件及携带式电子设备
US20090226803A1 (en) * 2008-03-04 2009-09-10 Hajime Nishino Battery, battery pack and method of manufacturing connection terminal used therein
CN102017230A (zh) * 2008-04-25 2011-04-13 松下电器产业株式会社 铅蓄电池
CN102709502A (zh) * 2011-03-28 2012-10-03 株式会社杰士汤浅国际 电池组及单电池
WO2013001585A1 (ja) * 2011-06-28 2013-01-03 パナソニック株式会社 電池モジュール
CN103931020A (zh) * 2011-11-11 2014-07-16 松下电器产业株式会社 电池组
CN109417145A (zh) * 2016-06-30 2019-03-01 三洋电机株式会社 电池块

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