JP2003229102A

JP2003229102A - 組電池

Info

Publication number: JP2003229102A
Application number: JP2002024804A
Authority: JP
Inventors: Ryosaku Izawa; 亮策伊澤; Kazuyuki Oku; 和之奧
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-08-15
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: JP3728254B2

Abstract

(57)【要約】【課題】電池の構造を特別な形状に変更することな
く、電池の封口板に設けている安全弁から排出されるガ
スを、簡単な構造で確実に外部に排気する。【解決手段】組電池は、端部に安全弁５０を有する複
数の電池１０を直列に接続して直線状に連結すると共
に、連結している電池１０の端部にシールドキャップ６
０を連結している。シールドキャップ６０は、互いに連
結される一方の電池１０の端部を挿入する第１挿入部６
１と、他方の電池１０の端部を挿入する第２挿入部６２
とを有する。組電池は、隣接するふたつの電池１０の端
部を第１挿入部６１と第２挿入部６２に挿入して、シー
ルドキャップ６０でもって電池１０の間に密閉室６３を
形成している。シールドキャップ６０は、この密閉室６
３に連通してガス抜孔６４を開口している。組電池は、
ガス抜孔６４をガスの排気路７０に連結して、安全弁５
０から排出されるガスを排気している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池から排出され
るガスを外部に排気できる組電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】電池は、過充電され、あるいは内部短絡
されると内部でガスが発生する。発生したガスは、電池
の内圧を上昇させる。内圧上昇で外装缶が破裂するのを
防止するために、電池は安全弁を備える。安全弁は、内
圧が設定圧力よりも高くなると、開弁してガスを外部に
排出させる。電池から排出されるガスは、種々の弊害を
発生させる原因となる。たとえば、ニッケル−水素電池
から排出される水素ガスは、空気と所定の混合比で爆破
することがある。また、ニッケル−水素電池に限らず、
種々の電池から排出されるガスは、電装部品を腐食させ
る等の弊害の原因となる。

【０００３】電池から排出されるガスを外部に排気でき
るガスの排出装置は開発されている（特開平７−２４５
０８９号）。この公報に記載される装置は、電池のケー
スに固定している排気管にホースを連結している。ホー
スで電池から排出されるガスを外部に排気する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上の構造の排気装置
は、電池のケースに、安全弁に連結される排気管を固定
する必要がある。このため、電池のケースの構造が複雑
になって、製造コストが高くなる。とくに、ケースを金
属製の外装缶と封口板とで製作している電池は、安全弁
の排気孔に連結して排気管を連結するのが極めて難し
い。それは、排気管を気密に連結するために、排気管を
封口板の排気孔に溶接や半田付け等の方法で連結するか
らである。この構造で封口板に排気管を連結すること
は、机上プランとしては可能であっても、現実には製作
コストが高くなり、また気密に連結するための信頼性の
点からも現実にはほとんど不可能である。

【０００５】本発明は、このような従来の欠点を解決す
ることを目的に開発されたものである。本発明の重要な
目的は、電池の構造を特別な形状に変更することなく、
電池の封口板に設けている安全弁から排出されるガス
を、簡単な構造で確実に外部に排気できる組電池を提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の組電池は、端部
に安全弁５０を有する複数の電池１０を直列に接続して
直線状に連結している。組電池は、直線状に連結してい
る電池１０の端部をシールドキャップ６０に連結して、
シールドキャップ６０でもって電池１０の間に安全弁５
０の排気孔５５に連結する密閉室６３を設けている。シ
ールドキャップ６０は、互いに連結される一方の電池１
０の端部を挿入して連結する筒状の第１挿入部６１と、
他方の電池１０の端部を挿入して連結する筒状の第２挿
入部６２とを有する。第１挿入部６１と第２挿入部６２
は、互いに直線状に配設している。組電池は、隣接する
ふたつの電池１０の端部をシールドキャップ６０の第１
挿入部６１と第２挿入部６２に挿入して、電池１０の間
に密閉室６３を形成している。シールドキャップ６０
は、この密閉室６３に連通してガス抜孔６４を開口して
いる。組電池は、ガス抜孔６４をガスの排気路７０に連
結して、安全弁５０から排出されるガスを排気するよう
にしている。

【０００７】シールドキャップ６０は、第１挿入部６１
と第２挿入部６２の内面と電池１０の外周面との間をシ
ール材７２で気密にシールすることができる。さらに、
シールドキャップ６０は、第１挿入部６１と第２挿入部
６２との間に、内面に突出する隔壁６７を設けることが
できる。このシールドキャップ６０は、隔壁６７と電池
端面との間をシールリング７３で気密にシールすると共
に、一方の挿入部と電池外周面とをシール材７２でシー
ルして、電池１０の間に安全弁５０の排気孔５５に連結
される密閉室６３を設けることができる。

【０００８】さらに、シールドキャップ６０は、プラス
チック製として、ガス抜孔６４に連通するニップル６５
を一体成形して設けて、このニップル６５に排気路７０
であるホース７１を連結することができる。さらに、本
発明の組電池は、シールドキャップ６０の内側に、電池
１０と電池１０とを連結する保持キャップ３０を配設す
ることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための組電池を例示するもので
あって、本発明は組電池を以下のものに特定しない。

【００１０】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する
番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決
するための手段の欄」に示される部材に付記している。
ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材
に特定するものでは決してない。

【００１１】図１と図２に示す組電池は、端部に安全弁
を有する複数の二次電池１０を直列に接続して直線状に
連結している。この組電池は、直線状に連結している二
次電池１０の端部にシールドキャップ６０を連結して、
シールドキャップ６０でもって二次電池１０間に安全弁
の排気孔に連結する密閉室を設けている。

【００１２】図１に示す組電池は、複数の二次電池１０
を直列に接続して直線状に連結している。この構造の組
電池は、複数個を直列に接続して、主としてハイブリッ
ドカー等の電動車両に使用される。ただ、本発明の組電
池は、電動車両以外の用途であって、大出力が要求され
る用途にも使用できる。図の組電池は、円筒型電池であ
る二次電池を直線状に連結して直列に接続している。た
だし、組電池は、角型電池である二次電池を直線状に連
結して直列に接続することもできる。

【００１３】組電池は、図２に示すように、同一平面に
平行に並べてケース８０に収納される。横に並べている
組電池は、互いに直列に接続されて出力電圧を高くして
いる。組電池は、その両端をケース８０に固定される。
組電池を構成する二次電池１０は、ニッケル−水素電
池、リチウムイオン二次電池、ニッケル−カドミウム電
池等の充電できる全ての電池を使用することができる。
ただ、電動車両用の組電池に使用される二次電池には、
ニッケル−水素電池が適している。体積と重量に対する
出力が大きくて、優れた大電流特性を有するからであ
る。

【００１４】二次電池１０は、図３の断面図に示すよう
に、外装缶１１の開口部を封口板１２で気密に密閉して
いる。外装缶１１と封口板１２は金属板である。外装缶
１１は、金属板を底のある筒状にプレス成形して製作さ
れる。封口板１２は、中央に凸部電極１３を設けてお
り、この凸部電極１３に安全弁５０を内蔵させている。
安全弁５０は、弾性体であるコイルスプリング５１と、
このコイルスプリング５１に押圧されて封口板１２の弁
孔５３に押し付けられている弁体５２と、弁体５２とコ
イルスプリング５１を内蔵して凸部電極１３を構成する
金属蓋５４とを備える。金属蓋５４には、排気孔５５を
開口している。この構造の安全弁５０は、二次電池１０
の内圧が上昇すると弁体５２が弁孔５３を開口する。弁
孔５３が開口されると、電池内のガスは、弁孔５３と排
気孔５５を通過して電池外に排気される。通常の使用状
態では、コイルスプリング５１が弁体５２を押圧して弁
孔５３を気密に閉塞している。

【００１５】外装缶１１は、電極１７を内蔵しており、
さらに、電解液も充填している。外装缶１１は、開口部
の端部をかしめ加工して封口板１２を気密に固定してい
る。封口板１２は、ガスケット１４を介して外装缶１１
のかしめ部に挟着されて気密に固定される。ガスケット
１４は絶縁材のゴム状弾性体で、封口板１２と外装缶１
１とを絶縁すると共に、封口板１２と外装缶１１との隙
間を気密に閉塞する。この構造の二次電池１０は、封口
板１２をかしめて挟着するために、封口板１２を設けて
いる端部に、周囲に沿って溝部１５が設けられる。さら
に、封口板１２の周縁にはカシメ凸条１６が設けられ
る。この二次電池１０は、封口板１２を第１の電極とし
て、外装缶１１を第２の電極としている。ニッケル−水
素電池は、第１の電極を正極として第２の電極を負極と
している。二次電池は、第１の電極を負極として第２の
電極を正極とすることもできる。

【００１６】シールドキャップ６０が二次電池１０を連
結する構造を図４〜図７に示す。これ等の図に示すシー
ルドキャップ６０は、互いに連結される一方の二次電池
１０の端部を挿入して連結する筒状の第１挿入部６１
と、他方の二次電池１０の端部を挿入して連結する筒状
の第２挿入部６２とを有する。第１挿入部６１と第２挿
入部６２は、互いに直線状に配設されている。隣接する
ふたつの二次電池１０の端部が、シールドキャップ６０
の第１挿入部６１と第２挿入部６２に挿入されて、シー
ルドキャップ６０でもって、二次電池１０の間に密閉室
６３を形成している。シールドキャップ６０は、密閉室
６３に連通してガス抜孔６４を開口している。このガス
抜孔６４は、ガスの排気路７０であるホース７１を連結
している。ホース７１の排気路７０は、開弁した安全弁
５０から排出されるガスを外部に排気する。シールドキ
ャップ６０はプラスチック製で、ガス抜孔６４に連通す
るニップル６５を一体成形して設けており、このニップ
ル６５に排気路７０であるホース７１を連結している。

【００１７】図４と図５に示す組電池は、シールドキャ
ップ６０の内側に二次電池１０を連結する保持キャップ
３０を配設している。二次電池１０は、接続体２０と保
持キャップ３０で直線状に連結され、保持キャップ３０
の外側にシールドキャップ６０を配設している。これ等
の図に示すシールドキャップ６０は、第１挿入部６１の
内面と保持キャップ３０の外周面との間にシール材７２
を設け、このシール材７２で第１挿入部６１の内面と保
持キャップ３０の外周面との間を気密にシールしてい
る。さらに、シールドキャップ６０は、第２挿入部６２
の内面と二次電池１０の外周面との間にシール材７２を
設け、このシール材７２で第２挿入部６２の内面と二次
電池１０の外周面との間を気密にシールしている。シー
ル材７２はＯリングやパッキンで、第１挿入部６１と第
２挿入部６２の内面に設けたリング溝６６に位置ずれし
ないように入れている。

【００１８】図６と図７の組電池は、シールドキャップ
６０を二次電池１０を連結する保持キャップ３０に併用
している。このシールドキャップ６０は、第１挿入部６
１と第２挿入部６２に二次電池１０の端部を挿入して連
結し、二次電池１０の間に密閉室６３を設けている。図
６のシールドキャップ６０は、第１挿入部６１及び第２
挿入部６２の内面と二次電池１０の外周面との間にシー
ル材７２を配設して、二次電池１０の間に気密の密閉室
６３としている。図７のシールドキャップ６０は、第１
挿入部６１と第２挿入部６２との間に、内面に突出する
隔壁６７を設けている。この隔壁６７と電池端面との間
には、Ｏリング等のシールリング７３を入れて、隔壁６
７と二次電池１０の底面とを気密にシールしている。シ
ールリング７３は、二次電池１０の底面に気密に密着し
ている。さらに、第１挿入部６１と電池外周面との間に
もシール材７２を設けている。第１挿入部６１は、安全
弁５０を設けている二次電池１０の封口板１２のある端
部を挿入している。この組電池は、第１挿入部６１の内
面に設けているシール材７２と、隔壁６７に設けている
シール材７２との間に、安全弁５０の排気孔５５に連結
される密閉室６３を設けている。

【００１９】以上の組電池は、安全弁５０が開弁して排
気孔５５からガスが放出されると、このガスは、接続体
２０と二次電池１０との間の隙間を通過してシールドキ
ャップ６０の密閉室６３にいたり、ガス抜孔６４から排
気路７０を通過して外部に排気される。

【００２０】シールドキャップ６０のガス抜孔６４に連
結している排気路７０であるホース７１は、図２に示す
ように互いに連結され、組電池の外部まで引き出され
て、ガスを外部に排気する。ハイブリッドカーや電気自
動車に搭載される組電池は、排気路７０であるホース７
１を自動車の外部まで延長して、ガスを車外に排気す
る。

【００２１】二次電池１０を直列に接続して直線状に連
結する接続体２０を図８ないし図１１に示す。図８と図
９の接続体２０は、図４、図６、図７の組電池において
二次電池１０を連結する。この接続体２０は、上下に突
出して溶接凸部２２を有し、上下の溶接凸部２２を図に
おいて上下に配設している二次電池１０の電池端面に溶
接して接続している。図１０と図１１に示す接続体は、
同心円状に内側と外側に溶接凸部２２を設けている。内
側の溶接凸部２２を下方の二次電池１０の封口板１２に
溶接し、外側の溶接凸部２２を上方の二次電池１０の外
装缶１１の底面に溶接して接続している。

【００２２】保持キャップ３０は、全体をプラスチック
等の絶縁材で成形している。保持キャップ３０は、隣接
する二次電池１０の間に配設されて、接続体２０を抜け
難いように定位置に保持する。保持キャップ３０は、保
持する接続体２０の両面を対向する電池端面に溶接する
ために貫通孔３３を設けている。

【００２３】図４の保持キャップ３０は、接続体２０を
定位置に保持する保持部３２と、この保持部３２の外周
に連結するように成形している筒部３１とを一体成形し
ている。貫通孔３３は、保持部３２に開口される。筒部
３１は、周囲に溝部１５のある二次電池１０の端部を挿
入している。さらに筒部３１は、抜け難いように二次電
池１０に挿入するために、内面に突出して係止凸部３４
を設けている。係止凸部３４は、二次電池１０の端部に
ある溝部１５に嵌入されて、保持キャップ３０が二次電
池１０から抜け難くする。さらに、図４に示す保持キャ
ップ３０は、筒部３１の外周面にシールドキャップ６０
の内面を密着させているので、二次電池１０と筒部３１
との間からガスが漏れないように、係止凸部３４を溝部
１５の開口部に密着する形状として保持キャップ３０を
気密に二次電池１０に装着している。図の係止凸条３４
は、筒部３１の内面に沿う凸条として、溝部１５との気
密性を高くしている。ただ、図示しないが、保持キャッ
プは、筒部の内面と二次電池の外周面との間にシール材
を設け、このシール材で筒部と二次電池との間を気密に
シールすることもできる。

【００２４】さらに、図４の保持キャップ３０は、カシ
メ凸条１６の表面と内面を保持部３２で被覆している。
二次電池１０は、封口板１２を第１の電極、外装缶１１
を第２の電極としているので、封口板１２に接続される
接続体２０が外装缶１１の一部であるカシメ凸条１６に
接触するとショートする。図の保持キャップ３０は、カ
シメ凸条１６の内面を絶縁するために、カシメ凸条１６
の内側に嵌入される凸部リング３５を一体成形して設け
ている。この凸部リング３５は、保持キャップ３０を二
次電池１０の定位置に嵌着する働きもする。すなわち、
二次電池１０のショートを防止しながら接続体２０を定
位置に保持する。さらに、図の保持キャップ３０は、保
持部３２に設けている貫通孔３３の開口部上端に、内側
に突出する抜止ストッパ３６を設けている。この保持キ
ャップ３０は、保持部３２に設けている貫通孔３３の内
周面に接続体２０の外周縁を当接させて、接続体２０を
位置ずれしないようにしながら、抜止ストッパ３６で抜
け難いように保持する。

【００２５】図５に示す保持キャップ３０は、隣接する
二次電池１０の間に配設されて隣接する二次電池１０を
連結する。隣接する二次電池１０を連結するために、保
持キャップ３０は、互いに連結される一方の二次電池１
０の端部を挿入して連結する第１筒部３７と、他方の二
次電池１０の端部を挿入して連結する第２筒部３８とを
有し、第１筒部３７と第２筒部３８とを互いに直線状に
配設して一体成形している。隣接するふたつの二次電池
１０は、各々の端部を第１筒部３７と第２筒部３８に挿
入して、保持キャップ３０でもって直線状に連結され
る。

【００２６】第１筒部３７及び第２筒部３８は、二次電
池１０の外装缶１１の端部を隙間なく挿入できる筒状に
成形される。円筒型電池の二次電池１０を挿入する第１
筒部３７及び第２筒部３８は、円筒形で、その内径を円
筒型電池の外径にほぼ等しくしている。第１筒部３７
は、二次電池１０の端部にある溝部１５に嵌入されて、
二次電池１０を抜け難くする係止凸部３４を内面に突出
して設けている。さらに、図５に示す保持キャップ３０
は、第１筒部３７の外周面にシールドキャップ６０の内
面を密着させているので、二次電池１０と第１筒部３７
との間からガスが漏れないように、係止凸部３４を溝部
１５の開口部に密着する形状として保持キャップ３０を
気密に二次電池１０に装着している。ただ、この保持キ
ャップも、第１筒部の内面と二次電池の外周面との間に
シール材を設け、このシール材で第１筒部と二次電池と
の間を気密にシールすることもできる。第２筒部３８
は、発生するガスをスムーズに外部に排出できる程度
に、二次電池１０に密着している。ただ、保持キャップ
は、発生したガスをスムーズに外部に排出するために、
第２筒部に貫通孔やスリットを設けることもできる。

【００２７】さらに、図５の保持キャップ３０は、接続
体２０を抜け難いように定位置に保持する保持部３２を
設けている。保持部３２は、第１筒部３７と第２筒部３
８との間に配設されると共に、保持する接続体２０の両
面を対向する電池端面に溶接するために貫通孔３３を設
けている。さらに、図５の保持キャップ３０は、カシメ
凸条１６を絶縁しない。カシメ凸条１６を絶縁するため
に絶縁リング４１を配設している。絶縁リング４１は、
内周縁にリング凸条４２を設けている。この絶縁リング
４１は、カシメ凸条１６と接続体２０の外周部２４との
間に配設されて、接続体２０とカシメ凸条１６とを絶縁
する。絶縁リング４１は、外形を二次電池１０の外形に
ほぼ等しくして、保持キャップ３０で定位置に保持さ
れ、さらに、リング凸条４２をカシメ凸条１６の内側に
嵌入して、カシメ凸条１６によっても位置ずれしないよ
うに定位置に配設される。

【００２８】さらに、図５に示す保持キャップは、保持
部を設けることなく、第１筒部に挿入される二次電池
と、第２筒部に挿入される二次電池とで、接続体を挟着
して所定の位置に保持することもできる。この保持キャ
ップは、接続体の外周縁を保持キャップの内周面に当接
させて、あるいは、接続体の段差部を絶縁リングの内周
面に当接させて接続体を所定の位置に保持できる。さら
に、この保持キャップは、絶縁リングをプラスチックで
一体的に成形することもできる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の組電池は、電池の封口板に設け
ている安全弁から排出されるガスを、簡単な構造で確実
に外部に排気できる特長がある。それは、本発明の組電
池が、互いに連結される電池の端部にシールドキャップ
を連結して、シールドキャップでもって安全弁の排気孔
に連結する密閉室を設けており、この密閉室に連通して
開口されたガス抜孔をガスの排気路に連結して安全弁か
ら排出されるガスを排気しているからである。この構造
の組電池は、電池の連結部分にシールドキャップを装着
することによって、シールドキャップの内側に密閉室を
設けている。したがって、従来のように、電池の構造を
特別な形状に変更することなく、極めて簡単な構造とし
て安全弁から排出されるガスを確実に外部に排気でき
る。とくに、このシールドキャップは、第１挿入部と第
２挿入部とを備え、第１挿入部に一方の電池の端部を挿
入すると共に、第２挿入部に他方の電池の端部を挿入し
てこれらを連結するので、電池の端部に簡単かつ確実に
装着できる特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる組電池の側面図

【図２】図１に示す組電池をケースに収納する状態を示
す概略図

【図３】二次電池の安全弁の構造を示す断面図

【図４】本発明の一実施例にかかる組電池の連結構造を
示す拡大断面図

【図５】本発明の他の実施例にかかる組電池の連結構造
を示す拡大断面図

【図６】本発明の他の実施例にかかる組電池の連結構造
を示す拡大断面図

【図７】本発明の他の実施例にかかる組電池の連結構造
を示す拡大断面図

【図８】図４、図６及び図７に示す組電池の接続体を示
す平面図

【図９】図８に示す接続体のＡ−Ａ線断面図

【図１０】図５に示す組電池の接続体を示す平面図

【図１１】図１０に示す接続体のＡ−Ａ線断面図

【符号の説明】

１０…電池１１…外装缶１２…封口板１３…凸部電極１４…ガスケット１５…溝部１６…カシメ凸条１７…電極２０…接続体２２…溶接凸部３０…保持キャップ３１…筒部３２…保持部３３…貫通孔３４…係止凸部３５…凸部リング３６…抜止ストッパ３７…第１筒部３８…第２筒部４１…絶縁リング４２…リング凸条５０…安全弁５１…コイルスプリング５２…弁体５３…弁孔５４…金属蓋５５…排気孔６０…シールドキャップ６１…第１挿入部６２…第２挿入部６３…密閉室６４…ガス抜孔６５…ニップル６６…リング溝６７…隔壁７０…排気路７１…ホース７２…シール材７３…シールリング８０…ケース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】端部に安全弁(50)を有する複数の電池(1
0)を直列に接続して直線状に連結している組電池であっ
て、直線状に連結している電池(10)の端部をシールドキ
ャップ(60)に連結して、シールドキャップ(60)でもって
電池(10)の間に安全弁(50)の排気孔(55)に連結する密閉
室(63)を設けており、シールドキャップ(60)は、互いに連結される一方の電池
(10)の端部を挿入して連結する筒状の第１挿入部(61)
と、他方の電池(10)の端部を挿入して連結する筒状の第
２挿入部(62)とを有し、第１挿入部(61)と第２挿入部(6
2)とは互いに直線状に配設されており、隣接するふたつの電池(10)の端部をシールドキャップ(6
0)の第１挿入部(61)と第２挿入部(62)に挿入して、電池
(10)の間に密閉室(63)を形成しており、この密閉室(63)
に連通してシールドキャップ(60)にガス抜孔(64)を開口
しており、ガス抜孔(64)をガスの排気路(70)に連結し
て、安全弁(50)から排出されるガスを排気するようにし
てなる組電池。
【請求項２】第１挿入部(61)と第２挿入部(62)の内面
と電池(10)の外周面との間をシール材(72)で気密にシー
ルしている請求項１に記載される組電池。
【請求項３】第１挿入部(61)と第２挿入部(62)との間
で内面に突出する隔壁(67)を設けており、この隔壁(67)
と電池端面との間をシールリング(73)で気密にシールす
ると共に、一方の挿入部と電池外周面とをシール材(72)
でシールして、電池(10)の間に安全弁(50)の排気孔(55)
に連結される密閉室(63)を設けている請求項１に記載さ
れる組電池。
【請求項４】シールドキャップ(60)がプラスチック製
で、ガス抜孔(64)に連通するニップル(65)を一体成形し
て設けており、このニップル(65)に排気路(70)であるホ
ース(71)を連結している請求項１に記載される組電池。
【請求項５】シールドキャップ(60)の内側に、電池(1
0)と電池(10)を連結する保持キャップ(30)を配設してい
る請求項１に記載される組電池。