JP2009193692A - Battery housing tray, and assembled-battery housing tray using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の電池の製造工程において、製造設備のトラブルなどの要因で電池に発熱などの不具合を生じても他の電池に影響を与えず安全に複数の電池を収納できる電池収納トレイとそれを用いた集合電池収納トレイに関する。 The present invention provides a battery storage tray capable of safely storing a plurality of batteries without affecting other batteries even if a problem such as heat generation occurs in the battery due to factors such as troubles in manufacturing equipment in the manufacturing process of the plurality of batteries. The present invention relates to an assembled battery storage tray using the same.
近年、省資源や省エネルギーの観点から、繰り返し使用できるニッケル水素、ニッケルカドミウムやリチウムイオンなどの二次電池への需要が高まっている。中でもリチウムイオン二次電池は、軽量でありながら、起電力が高く、高エネルギー密度であるという特徴を有しているため、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラ、ノート型パソコンなどの様々な種類の携帯型電子機器や移動体通信機器の駆動用電源としての需要が拡大している。 In recent years, demand for secondary batteries such as nickel metal hydride, nickel cadmium, and lithium ion that can be repeatedly used is increasing from the viewpoint of resource saving and energy saving. Lithium-ion secondary batteries, among other things, are lightweight but have high electromotive force and high energy density, so they can be used in various types of mobile phones, digital cameras, video cameras, laptop computers, and so on. There is an increasing demand for power sources for driving portable electronic devices and mobile communication devices.
一般に、二次電池の製造工程においては、電池の形態で作製後、電池の特性を得るために種々の処理工程を経過後に、商品化される。そのとき、処理工程として、初期充放電工程、エージング工程や出荷充放電などが行われる。これにより、電池の軽微な内部ショートや、電池を構成している部品の機能などを検査し、高性能で信頼性の高い二次電池を供給している。そして、これらの処理工程は、生産性などを考慮して、複数の電池をトレイに収納して行われる。 Generally, in the manufacturing process of a secondary battery, after manufacturing in the form of a battery, it is commercialized after passing through various processing steps in order to obtain the characteristics of the battery. At that time, an initial charge / discharge process, an aging process, shipping charge / discharge, and the like are performed as the processing process. As a result, a minor internal short-circuit of the battery and the function of the parts constituting the battery are inspected, and a high-performance and highly reliable secondary battery is supplied. These processing steps are performed by storing a plurality of batteries in a tray in consideration of productivity and the like.
しかし、上記処理工程において、電池で内部ショートを発生する場合や、充放電試験機の不具合などにより電池に異常な電圧が印加される場合がある。この場合、それらの電池は、異常発熱や、電池の内圧の急激な上昇によるガスの放出などが発生する。そのとき、電池に設けられている安全機構の作動が追いつかず、まれに破裂や引火などを誘発する場合がある。 However, in the above processing step, an internal short circuit may occur in the battery, or an abnormal voltage may be applied to the battery due to a failure of the charge / discharge tester. In this case, the batteries generate abnormal heat or release gas due to a sudden increase in the internal pressure of the battery. At that time, the operation of the safety mechanism provided in the battery may not catch up, and in rare cases, rupture or ignition may be induced.
そこで、充放電工程において、トレイに収納された電池を赤外線モニターで監視し、異常の発熱を生じた電池を判別して排出する例が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, in the charge / discharge process, an example is disclosed in which a battery stored in a tray is monitored with an infrared monitor, and a battery that has generated abnormal heat is identified and discharged (see, for example, Patent Document 1).
また、充放電工程やエージング工程で、トレイに収納された電池の不具合が生じた場合、においセンサ、温度センサなどにより異常を検出して、トレイを含む装置ごと、不活性ガスや消火剤を噴出して、電池の引火や破裂の連鎖を防止する例が開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。
特許文献1に示す温度測定装置では、トレイに収納された二次電池が発熱した場合に、発熱した電池を排出して他の電池への影響を防止することは可能である。しかし、電池が異常に発熱し、引火や破裂した場合の他の電池への影響を防止することに関しては何ら記載されていない。
In the temperature measurement device shown in
また、特許文献2や特許文献3においては、電池保管庫や充放電試験をするチャンバ空間において、不具合電池が引火や破裂した場合、電池保管庫やチャンバ空間を消火剤で充満させて消火する構成である。そのため、電池保管庫やチャンバ空間内に存在する正常な電池の廃棄や、廃棄しない場合には再生処理などが必要となる。さらに、電池保管庫やチャンバ空間内の充放電装置のすべてが使用できなくなるという課題があった。また、類焼すると設備の消火能力を超える可能性もあるため、火元の小さい間に消火する必要がある。
Moreover, in
本発明は、上記の課題を解決するものであり、不具合を有する電池が引火や破裂しても、周囲の他の電池に影響を与えない電池収納トレイとそれを用いた集合電池収納トレイを提供することを目的とする。 The present invention solves the above problems, and provides a battery storage tray that does not affect other surrounding batteries even if a defective battery is ignited or ruptured, and an assembled battery storage tray using the battery storage tray The purpose is to do.
上記目的を達成するために、本発明の電池収納トレイは、収納部材の一方の面に電池を個別に分離する第1隔壁部材を設け、収納部材の他方の面の第1隔壁部材と対応する位置に設けた第2隔壁部材を備え、第2隔壁部材は、収納部材の他方の面の表面に沿った方向に通気孔を有し、第1隔壁部材の高さと第2隔壁部材の高さの和が、電池の高さ以上である構成を備える。 In order to achieve the above object, the battery storage tray of the present invention is provided with a first partition member for individually separating the batteries on one surface of the storage member, and corresponds to the first partition member on the other surface of the storage member. A second partition member provided at a position, the second partition member has a vent hole in a direction along the surface of the other surface of the storage member, and the height of the first partition member and the height of the second partition member The sum is equal to or higher than the height of the battery.
この構成により、不具合電池の排気孔から噴出する炎を第1隔壁部材上の空間に分散させ、周囲の電池への類焼や異常過熱などを未然に防止できる。 With this configuration, it is possible to disperse the flame ejected from the exhaust hole of the defective battery in the space on the first partition member, and to prevent the surrounding batteries from being burned out or abnormally overheated.
また、本発明の集合電池収納トレイは、上記電池収納トレイを積層し、電池を収納する構成を有する。これにより、下段の第1隔壁部材と上段の第2隔壁部材で密閉された間内に電池を収納し、第2隔壁部材の通気孔を介して、不具合電池の排気孔から噴出する炎などを噴出させることができる。その結果、確実に周囲の電池への類焼や異常過熱などを防止できる安全で信頼性の高い集合電池収納トレイを実現できる。 Moreover, the assembled battery storage tray of this invention has the structure which laminates | stacks the said battery storage tray and stores a battery. As a result, the battery is accommodated in the space sealed by the lower first partition member and the upper second partition member, and the flame blown from the exhaust hole of the defective battery through the vent hole of the second partition member. Can be ejected. As a result, it is possible to realize a safe and highly reliable assembled battery storage tray that can reliably prevent the surrounding batteries from burning or abnormally overheating.
本発明によれば、たとえ不具合電池が引火や破裂をしても、周囲の電池に影響を与えない安全性に優れた電池収納トレイとそれを用いた集合電池収納トレイを実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if a malfunctioning battery ignites or ruptures, the battery storage tray excellent in safety | security which does not affect a surrounding battery and an assembled battery storage tray using the same are realizable.
本発明の第1の発明は、収納部材の一方の面に電池を個別に分離する第1隔壁部材を設け、収納部材の他方の面の第1隔壁部材と対応する位置に設けた第2隔壁部材を備え、第2隔壁部材は、収納部材の他方の面の表面に沿った方向に通気孔を有し、第1隔壁部材の高さと第2隔壁部材の高さの和が、電池の高さ以上である構成を備える。 According to a first aspect of the present invention, a first partition member is provided on one surface of the storage member to individually separate the batteries, and a second partition wall is provided at a position corresponding to the first partition member on the other surface of the storage member. The second partition member has a vent hole in a direction along the surface of the other surface of the storage member, and the sum of the height of the first partition member and the height of the second partition member is the height of the battery. The structure which is more than that.
この構成により、不具合電池の排気孔から噴出する炎を第1隔壁部材上の空間に分散させ、周囲の電池への類焼や異常過熱などを未然に防止できる。 With this configuration, it is possible to disperse the flame ejected from the exhaust hole of the defective battery in the space on the first partition member, and to prevent the surrounding batteries from being burned out or abnormally overheated.
本発明の第2の発明は、第1の発明において、第1隔壁部材の高さが、電池の高さの50%を超える。これにより、電池収納トレイが単独に用いられても、安全な電池収納トレイを実現できる。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the height of the first partition member exceeds 50% of the height of the battery. Thereby, even if a battery storage tray is used independently, a safe battery storage tray is realizable.
本発明の第3の発明は、第1の発明および第2の発明において、収納部材の第1隔壁部材間で電池を収納する位置に、電池の形状より小さい貫通孔を設けた。これにより、電池収納トレイに電池を収納した状態で、充放電試験などを効率的に実施できる。 According to a third aspect of the present invention, in the first and second aspects, a through hole smaller than the shape of the battery is provided at a position where the battery is stored between the first partition members of the storage member. Thereby, a charging / discharging test etc. can be efficiently implemented in the state which stored the battery in the battery storage tray.
本発明の第4の発明は、第1の発明から第3の発明のいずれかにおいて、第1隔壁部材と第2隔壁部材を、収納部材と分離可能に設けた。これにより、電池の形状に応じて最適に組み合わせることができる汎用性の高い電池収納トレイを実現できる。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the first partition member and the second partition member are provided so as to be separable from the storage member. Thereby, a highly versatile battery storage tray that can be optimally combined according to the shape of the battery can be realized.
本発明の第5の発明は、第1の発明から第4の発明のいずれかにおいて、収納部材、第1隔壁部材と第2隔壁部材が、金属材料を絶縁性樹脂で被覆した構造を有する。これにより、高温による変形を防止し、さらに安全性の高い電池収納トレイを実現できる。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the storage member, the first partition member, and the second partition member have a structure in which a metal material is covered with an insulating resin. Thereby, the deformation | transformation by high temperature can be prevented and a safer battery storage tray can be realized.
本発明の第6の発明は、第1の発明から第5の発明のいずれかにおいて、少なくとも収納部材と第1隔壁部材の内面側にリブ部を設けた。これにより、電池の収納位置を確実に規定するとともに、周囲の電池との間隔を均一に保持できる。 According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, a rib portion is provided at least on the inner surface side of the storage member and the first partition wall member. Thereby, while the storage position of a battery is prescribed | regulated reliably, the space | interval with a surrounding battery can be hold | maintained uniformly.
本発明の第7の発明は、第1の発明から第6の発明のいずれかにおいて、第1隔壁部材間で電池を収納する収納部材の一方の面に、リブ部を設けた。これにより、電池の底面の温度低下を低減し、電池全体の温度を均一に保持することができる。さらに、空気などの循環流路を形成することにより、エージング工程などにおいて電池の周囲温度を均一にできる。 According to a seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, a rib portion is provided on one surface of the storage member that stores the battery between the first partition members. Thereby, the temperature drop of the bottom surface of the battery can be reduced, and the temperature of the entire battery can be kept uniform. Furthermore, by forming a circulation channel such as air, the ambient temperature of the battery can be made uniform in the aging process or the like.
本発明の第8の発明は、第1の発明から第7の発明のいずれかにおいて、第1隔壁部材に第1凹部または第1凸部を設け、第1凹部または第1凸部と対応する位置の第2隔壁部材に第2凸部または第2凹部を設けた構成を有する。これにより、電池収納トレイの積層を容易とし、横ずれなどを確実に防止できる。さらに、第1隔壁部材と第2隔壁部材で形成される空間の気密性を高め、当接面を介しての炎の伝播を有効に防止できる。 According to an eighth aspect of the present invention, in any one of the first to seventh aspects, the first partition member is provided with a first concave portion or a first convex portion, and corresponds to the first concave portion or the first convex portion. It has the structure which provided the 2nd convex part or the 2nd recessed part in the 2nd partition member of a position. Thereby, lamination | stacking of a battery storage tray is made easy, and a lateral shift etc. can be prevented reliably. Furthermore, the airtightness of the space formed by the first partition member and the second partition member can be improved, and the propagation of flame through the contact surface can be effectively prevented.
本発明の第9の発明は、上記電池収納トレイを積層し、電池を収納する構成を有する。これにより、電池収納トレイを多段に積層しても、類焼を生じにくい安全で信頼性の高い集合電池収納トレイを実現できる。 According to a ninth aspect of the present invention, the battery storage trays are stacked to store the batteries. Thereby, even if battery storage trays are stacked in multiple stages, it is possible to realize a safe and highly reliable assembled battery storage tray that is unlikely to cause burning.
本発明の第10の発明は、第9の発明において、第1隔壁部材と第2隔壁部材を有する第1電池収納トレイと、第1隔壁部材と第2隔壁部材を有する第2電池収納トレイとを、少なくとも備え、第1電池収納トレイの第1隔壁部材と第2隔壁部材の位置と、第2電池収納トレイの第1隔壁部材と第2隔壁部材の位置とを異なる位置に設けた構成を有する。これにより、積層された電池間の距離を大きくして、引火や破裂の直上への影響を未然に防止する。 According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect, a first battery storage tray having a first partition member and a second partition member, a second battery storage tray having a first partition member and a second partition member, At least, the position of the first partition member and the second partition member of the first battery storage tray and the position of the first partition member and the second partition member of the second battery storage tray are provided at different positions. Have. As a result, the distance between the stacked batteries is increased, thereby preventing an influence on ignition or rupture directly above.
本発明の第11の発明は、第10の発明において、第2電池収納トレイが第1隔壁部材だけを有する。これにより、安定した多段積み構造の集合電池収納トレイが得られる。また、集合電池収納トレイの収納体積を削減できる。 In an eleventh aspect of the present invention, in the tenth aspect, the second battery storage tray has only the first partition member. Thereby, the collective battery storage tray of the stable multistage stack structure is obtained. Moreover, the storage volume of the assembled battery storage tray can be reduced.
本発明の第12の発明は、第9の発明から第11の発明のいずれかにおいて、第1電池収納トレイの第1隔壁部材と対応する位置に第2隔壁部材を有する蓋部材を、さらに設けた。これにより、集合電池収納トレイの開放部を密閉できるため、別の集合電池収納トレイへの影響を著しく低減できる。 According to a twelfth aspect of the present invention, in any one of the ninth to eleventh aspects, a lid member having a second partition member is further provided at a position corresponding to the first partition member of the first battery storage tray. It was. Thereby, since the opening part of an assembled battery storage tray can be sealed, the influence on another assembled battery storage tray can be reduced significantly.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、同一部分には同一符号を付して説明する。なお、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されるものではない。また、以下では電池として、リチウムイオンなどの非水電解質二次電池(以下、「電池」と記す)を例に説明するが、これに限られないことはいうまでもない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with the same reference numerals given to the same portions with reference to the drawings. The present invention is not limited to the contents described below as long as it is based on the basic characteristics described in this specification. In the following, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as lithium ion (hereinafter referred to as “battery”) will be described as an example of the battery, but it goes without saying that the present invention is not limited thereto.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における電池収納トレイに収納される電池の横断面図である。
(Embodiment 1)
1 is a cross-sectional view of a battery stored in a battery storage tray according to
図1に示すように、円筒型の電池は、例えばアルミニウム製の正極リード8を備えた正極1と、その正極1と対向する、例えば銅製の負極リード9を一端に備えた負極2とをセパレータ3を介して、捲回された電極群4を有する。そして、電極群4の上下に絶縁板10a、10bを装着して電池ケース5に挿入し、正極リード8の他方の端部を封口板6に、負極リード9の他方の端部を電池ケース5の底部に溶接する。さらに、リチウムイオンを伝導する非水電解質(図示せず)を電池ケース5内に注入し、電池ケース5の開放端部をガスケット7を介して正極キャップ16、PTC素子などの電流遮断部材18および封口板6をかしめた構成を有する。また、正極キャップ16には、電極群4の不具合によるベント機構19の開放により生じるガスを抜くための排気孔17を設けている。そして、正極1は正極集電体1aと正極活物質を含む正極層1bから構成されている。
As shown in FIG. 1, a cylindrical battery has, for example, a
ここで、正極層1bは、例えばLiCoO2やLiNiO2、Li2MnO4、またはこれらの混合あるいは複合化合物などの含リチウム複合酸化物を正極活物質として含む。また、正極層1bは、さらに、導電剤と結着剤とを含む。導電剤として、例えば天然黒鉛や人造黒鉛のグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類を含み、また結着剤として、例えばPVDF、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミドなどを含む。
Here, the
また、正極1に用いる正極集電体1aとしては、アルミニウム(Al)、炭素、導電性樹脂などが使用可能である。
As the positive electrode
非水電解質には有機溶媒に溶質を溶解した電解質溶液や、これらを含み高分子で非流動化されたいわゆるポリマー電解質層が適用可能である。非水電解質の溶質としては、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAlCl4、LiSbF6、LiSCN、LiCF3SO3、LiN(CF3CO2)、LiN(CF3SO2)2などを用いることができる。さらに、有機溶媒としては、例えばエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート(EMC)などを用いることができる。 As the non-aqueous electrolyte, an electrolyte solution in which a solute is dissolved in an organic solvent, or a so-called polymer electrolyte layer containing these and non-fluidized with a polymer can be applied. As the solute of the non-aqueous electrolyte, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAlCl 4 , LiSbF 6 , LiSCN, LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 CO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2, etc. should be used. Can do. Furthermore, as the organic solvent, for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate (EMC) and the like can be used.
また、負極2の負極集電体11は、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタンなどの金属箔、炭素や導電性樹脂の薄膜などが用いられる。
The negative electrode
さらに、負極2の負極層15としては、黒鉛などの炭素材料や、ケイ素(Si)やスズ(Sn)などのようにリチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出する理論容量密度が833mAh/cm3を超える負極活物質を用いることができる。
Further, the
以下、本発明の実施の形態1における電池収納トレイについて、図2を用いて詳細に説明する。
Hereinafter, the battery storage tray in
図2(a)は本発明の実施の形態1における電池収納トレイの斜視図で、図2(b)は図1(a)のA−A線断面図である。なお、図2(b)では理解を助けるために、斜視図で示す円筒型の電池を収納した状態で図示している。
FIG. 2A is a perspective view of the battery storage tray according to
図2(a)に示すように、電池収納トレイ100は、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる収納部材110の一方の面114に設けられた第1隔壁部材120と、収納部材110の他方の面116に設けられた、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる第2隔壁部材122とが収納部材110に一体的に形成された構成を有する。
As shown in FIG. 2A, the
また、図2(b)に示すように、第2隔壁部材122には、収納部材110の他方の面116の表面に沿った方向に通気孔125を備えている。この通気孔125は、以下の実施の形態で詳細に述べるが、複数の電池収納トレイを積層したときに、不具合電池のベント機構の開放による排気孔から噴出するガスや破裂に伴うガスへの引火による炎を排出する機能を有する。そして、第1隔壁部材120と第2隔壁部材122とは、収納部材110を挟んで、同じ位置に対向して設ける。さらに、第1隔壁部材120の高さK1と第2隔壁部材122の高さK2の和が、収納する電池130の高さD(正極キャップと電池ケース底面間の距離)以上で設ける。このとき、電池収納トレイ100を単独で使用する場合には、第1隔壁部材120の高さK1は、電池130の高さの50%を超える高さとすることが好ましいが。例えば、電池130の高さが65mmの場合、第1隔壁部材120の高さは32.5mmを超える高さとなる。
Further, as shown in FIG. 2B, the second
なお、図2(b)に示すように、本実施の形態では、収納部材110の一方の面114の外周に、第1隔壁部材120の高さK1より高い外周枠115を設けた例で示しているが、これに限られない。例えば、外周枠115の高さTは、第1隔壁部材120の高さK1と同じ高さであってもよい。この場合、収納部材110の他方の面116の外周に第2隔壁部材122の高さK2と同じ高さの外周枠(図示せず)を設けることが好ましい。
As shown in FIG. 2B, in the present embodiment, an example in which an outer
上記構成により、図2(b)に示すように、電池収納トレイを単独で使用する場合、複数の電池130は、電池130の高さの50%を超える高さの第1隔壁部材120と電池130の高さを超える高さの外周枠115で構成された電池収納トレイ100に収納される。
With the above configuration, as shown in FIG. 2B, when the battery storage tray is used alone, the plurality of
なお、本発明は、第1隔壁部材120の高さが電池130の高さ50%以下の場合、不具合電池の引火や破裂により、周囲の電池に類焼を生じるとの知見に基づくものである。さらに、収納部材110の外周枠115の高さを電池の高さを超える構成とすることにより、複数の電池収納トレイを積層して用いる場合、電池の引火や破裂のエネルギーを第1隔壁部材120と第2隔壁部材122との当接により形成される空間に放出し、通気孔125を介して、熱の蓄積を発散させ周囲の電池の引火や発煙を防止できることによる。
The present invention is based on the knowledge that when the height of the
また、電池収納トレイを単独で用いる場合、特に、第1隔壁部材120の高さK1を電池130の高さDの80%以上とすることが好ましい。これは、隔壁部材による断熱効果を大きくできるためである。
When the battery storage tray is used alone, the height K1 of the
ここで、上記実施の形態では、収納部材、第1隔壁部材や第2隔壁部材の材質をポリプロピレン樹脂を例に説明したが、これに限られない。例えば、フェノール樹脂、ユニレート、ガラスエポキシ樹脂、セラミックや発泡樹脂を用いてもよい。このとき、上記樹脂中に、炭素繊維やガラス繊維などのフィラーを含有することが好ましい。これは、含有されるフィラーにより、不具合電池の発熱や引火時に発生する高温に対する、収納部材、第1隔壁部材や第2隔壁部材の強度低下を防止し、形状を維持できる。つまり、形状が維持できない場合、不具合電池が、周囲の電池に向かって倒れやすくなる。これにより、周囲の電池への引火や発熱の影響が大きくなり、類焼の可能性が高くなることを低減できるためである。さらに、上記樹脂中に、水酸化マグネシウム(Mg(OH)2)などの吸熱剤を添加してもよい。これにより、不具合電池周囲の隔壁部材の温度上昇を、周囲の第1隔壁部材や第2隔壁部材に伝熱させて、温度上昇を抑制できる。また、温度上昇の抑制により、第1隔壁部材や第2隔壁部材などの強度低下を防止し、形状を維持する効果を高めることができる。 Here, in the said embodiment, although the material of the storage member, the 1st partition member, and the 2nd partition member was demonstrated to the polypropylene resin as an example, it is not restricted to this. For example, phenol resin, unilate, glass epoxy resin, ceramic or foamed resin may be used. At this time, it is preferable to contain fillers, such as carbon fiber and glass fiber, in the said resin. This can prevent the strength of the housing member, the first partition member, and the second partition member from decreasing due to the heat contained in the defective battery and the high temperature generated during ignition, and maintain the shape. That is, when the shape cannot be maintained, the defective battery tends to fall toward the surrounding batteries. This is because the influence of ignition or heat generation on the surrounding batteries is increased, and it is possible to reduce the possibility of similar firing. Further, an endothermic agent such as magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) may be added to the resin. Thereby, the temperature rise of the partition member around the defective battery is transferred to the surrounding first partition member and second partition member, and the temperature rise can be suppressed. Further, by suppressing the temperature rise, it is possible to prevent the strength of the first partition member, the second partition member, and the like from decreasing, and to enhance the effect of maintaining the shape.
また、収納部材、第1隔壁部材や第2隔壁部材を、例えば銅(Cu)、アルミニウム(Al)や鉄(Fe)などの金属材料を上記絶縁性樹脂で被覆する構成としてもよい。これにより、高い伝熱性とともに機械的強度を高めることができる。なお、電池と接触して短絡を生じない場合には、金属材料のみで形成してもよい。また、金属材料を、網目状や複数の貫通孔を有する構造としてもよい。これにより、伝熱性や機械的な強度を維持しながら、収納部材、第1隔壁部材や第2隔壁部材の軽量化を実現できる。 The storage member, the first partition member, and the second partition member may be configured to cover a metal material such as copper (Cu), aluminum (Al), or iron (Fe) with the insulating resin. Thereby, mechanical strength can be improved with high heat conductivity. In the case where a short circuit does not occur in contact with the battery, it may be formed of only a metal material. Further, the metal material may have a mesh shape or a structure having a plurality of through holes. Thereby, weight reduction of a storage member, a 1st partition member, and a 2nd partition member is realizable, maintaining heat conductivity and mechanical strength.
本実施の形態によれば、不具合電池の排気孔から噴出するガスへの引火や破裂時に発生する炎を第1隔壁部材上の空間に分散させ、周囲の電池への類焼や異常過熱などを未然に防止できる。また、所定の高さの第1隔壁部材とすることにより、電池の電池ケース内の電極群への加熱を大幅に抑制して、類焼などを防止できる。 According to the present embodiment, the flame generated at the time of ignition or rupture of the gas ejected from the exhaust hole of the defective battery is dispersed in the space on the first partition member, so that the surrounding battery is not burned or abnormally overheated. Can be prevented. Moreover, by setting it as the 1st partition member of predetermined | prescribed height, the heating to the electrode group in the battery case of a battery can be suppressed significantly, and similar burning etc. can be prevented.
なお、上記実施の形態では、収納部材と第1隔壁部材および第2隔壁部材とを一体的に形成した構造を例に説明したが、これに限られない。例えば、図3(a)は本発明の実施の形態1における電池収納トレイの別の例の斜視図や、図3(b)は図3(a)のA−A線断面図に示すように、収納部材160と少なくとも第1隔壁部材170や第2隔壁部材172を分離可能な構成の電池収納トレイ150としてもよい。これにより、電池の形状に応じた第1隔壁部材および第2隔壁部材を準備するだけで、各種電池を同じ収納部材に収納できる。その結果、形状の異なる電池を多段に積層できる汎用性の高い電池収納トレイを実現できる。
In the above embodiment, the structure in which the storage member, the first partition member, and the second partition member are integrally formed has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, FIG. 3A is a perspective view of another example of the battery storage tray according to
(実施の形態2)
図4(a)は本発明の実施の形態2における電池収納トレイの斜視図で、図4(b)は図4(a)のA−A線断面図である。なお、本実施の形態においても、図1と同様の円筒型の電池を収納する例で説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 4A is a perspective view of a battery storage tray according to
本実施の形態は、収納部材の一方の面から他方の面に貫通する貫通孔を設けた点で、実施の形態1とは異なる。なお、他の構成は実施の形態1と同様である。 The present embodiment is different from the first embodiment in that a through-hole penetrating from one surface of the storage member to the other surface is provided. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
すなわち、実施の形態1と同様に、図4(a)に示すように、電池収納トレイ200は、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる収納部材210の一方の面214に設けられた第1隔壁部材220と、収納部材210の他方の面216に設けられた、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる第2隔壁部材222とが収納部材210に一体的に形成された構成を有する。
That is, as in the first embodiment, as shown in FIG. 4A, the
また、図4(b)に示すように、第2隔壁部材222には、収納部材210の他方の面216の表面に沿った方向に通気孔225を備えている。そして、第1隔壁部材220と第2隔壁部材222とは、収納部材210を挟んで、同じ位置に対向して設ける。さらに、第1隔壁部材220の高さK1と第2隔壁部材222の高さK2の和が、収納する電池230の高さD(正極キャップと電池ケース底面間の距離)以上で設ける。
Further, as shown in FIG. 4B, the
そして、図4(b)に示すように、収納部材210には、第1隔壁部材220および第2隔壁部材222で囲まれた電池収納領域中に、少なくとも電池230の外径よりも小さい、収納部材210の一方の面214から他方の面216に貫通する貫通孔215を設けている。
Then, as shown in FIG. 4B, the
本実施の形態によれば、電池収納トレイ200に電池230を収納した状態で、充放電試験機に配置して、電池の正極キャップのプラスと、収納部材210の貫通孔215を介して電池ケースの底部のマイナスを接続し電池の評価をすることができる。そして、充放電試験中に、不具合電池の引火や破裂、さらに試験機に不具合による異常電圧や異常電流に起因する破裂や引火が発生しても、実施の形態1と同様に、第1隔壁部材220により周囲の電池への類焼などの影響を防ぐことができる。
According to the present embodiment, in a state where the
なお、このとき、貫通孔215は、電池230の正極キャップの最上部の径より小さいことが、さらに好ましい。これは、以下の実施の形態で詳細に説明する電池収納トレイを積層した集合電池収納トレイ構造時に発生する、電池の正極キャップの側面に設けた排気孔から斜め方向に噴出する炎などにより、直上の電池が直接炙られることを防止できる。
At this time, the through
(実施の形態3)
図5(a)は本発明の実施の形態3における電池収納トレイの上部から見た平面図で、図5(b)は図5(a)のA−A線断面図である。なお、本実施の形態においても、図1と同様の円筒型の電池を収納する例で説明する。
(Embodiment 3)
FIG. 5A is a plan view seen from the top of the battery storage tray according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. In this embodiment, an example in which a cylindrical battery similar to that shown in FIG. 1 is accommodated will be described.
図5(a)に示すように、電池収納トレイ300は、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる収納部材310の一方の面314に設けられた第1隔壁部材320と、収納部材310の他方の面316に設けられた、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる第2隔壁部材322とが収納部材310に一体的に形成された構成を有する。また、収納部材310の内側と、少なくとも第1隔壁部材320の内側にリブ部311を設けている。さらに、収納部材310には、第1隔壁部材320および第2隔壁部材322で囲まれた領域中に、少なくとも電池330の外径よりも小さい貫通孔340と、電池330の底部を部分的に保持するリブ部350を収納部材310の一方の面314に設けている。
As shown in FIG. 5A, the
そして、図5(b)に示すように、収納部材310は、所定の電池330を収納したときに、電池の高さD(正極キャップと電池ケース底面間の距離)を超える高さTの外周枠315を有する。また、第1隔壁部材320は、複数の所定の電池330を個別に分離して収納するとともに、収納部材310の一方の面314のリブ部350の電池330の当接面から、少なくとも電池330の高さの50%を超える高さで形成されている。例えば、リブ部の高さが1mmで、電池の高さ65mmの電池の場合、33.5mmを超える高さとなる。
As shown in FIG. 5B, the
ここで、上記収納部材、第1隔壁部材、第2隔壁部材やリブ部などの構成や材料は実施の形態1と同様であり説明は省略する。 Here, the configuration and materials of the storage member, the first partition member, the second partition member, the rib portion, and the like are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
本実施の形態によれば、実施の形態1と同様に、不具合電池の排気孔から噴出するガスへの引火や破裂時に発生する炎を第1隔壁部材上の空間に分散させ、周囲の電池への類焼や異常過熱などを未然に防止できる。 According to the present embodiment, as in the first embodiment, the flame generated at the time of ignition or rupture of the gas ejected from the exhaust hole of the defective battery is dispersed in the space on the first partition wall member, and is transferred to the surrounding batteries. It can prevent sizzling and abnormal overheating.
また、本実施の形態によれば、収納部材と第1隔壁部材に設けたリブ部により、収納する電池の位置決めが容易となるとともに、隣接する電池間の距離を均一に保つことができる。これにより、不具合電池の発熱や引火の影響が隣接する電池に対して均等にできるため、リブ部のない場合に比べて、より発熱などの影響を抑制できる。 Further, according to the present embodiment, the ribs provided on the storage member and the first partition wall member facilitate the positioning of the battery to be stored, and can keep the distance between adjacent batteries uniform. Thereby, since the influence of the heat generation and ignition of the defective battery can be made uniform with respect to the adjacent batteries, the influence of heat generation and the like can be further suppressed as compared with the case without the rib portion.
また、本発明の形態によれば、収納部材と第1隔壁部材に設けたリブ部により、空気などの循環流路が形成され、エージング工程などにおいて電池の周囲温度を均一にできる。 Further, according to the embodiment of the present invention, a circulation channel such as air is formed by the rib portions provided in the storage member and the first partition member, and the ambient temperature of the battery can be made uniform in the aging process or the like.
なお、上記実施の形態では、収納部材に貫通孔を設けた例で説明したが、充放電試験などをしない場合、なくてもよい。また、収納部材の一方の面にリブ部を設けた例で説明したが、電池の位置決めだけを目的とする場合には、特に必要はない。 In the above embodiment, the example in which the through hole is provided in the storage member has been described. However, when the charge / discharge test or the like is not performed, it may be omitted. Moreover, although the example which provided the rib part in the one surface of the storage member demonstrated, when it aims only at the positioning of a battery, it is not necessary in particular.
(実施の形態4)
図6は、本発明の実施の形態4における集合電池収納トレイを説明する断面図である。そして、図6(a)は電池収納トレイの積層前の状態を示す断面図で、図6(b)は積層後の状態を示す断面図である。なお、本実施の形態においても、図1と同様の円筒型の電池を収納する例で説明する。
(Embodiment 4)
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining an assembled battery storage tray according to
図6に示すように、本発明の実施の形態4の集合電池収納トレイ400は、実施の形態1で説明した電池収納トレイ100A、100Bを、例えば2段に積層した構成を有する。なお、電池収納トレイ100A、100Bの構成は、実施の形態1の電池収納トレイと同様であるので、説明を省略する。
As shown in FIG. 6, the assembled battery storage tray 400 according to the fourth embodiment of the present invention has a configuration in which the
すなわち、図6(b)に示すように、電池収納トレイ100Aの第1隔壁部材120Aと電池収納トレイ100Bの第2隔壁部材122Bを当接して積層したものである。このとき、例えば電池収納トレイ100Aの第1隔壁部材120Aと電池収納トレイ100Bの第2隔壁部材122Bの当接により空間402が形成され、第2隔壁部材122Bの通気孔125Bにより集合電池収納トレイ全体に空間402が共有される。これは、第1隔壁部材120Aと第2隔壁部材122Bの高さの和が、収納される電池130の高さより高いことによるものである。
That is, as shown in FIG. 6B, the
なお、図6(b)では、電池収納トレイ100Aの外周枠115Aと電池収納トレイ100Bの収納部材110Bの他方の面116Bも、同様に当接しているように図示しているが、必ずしも当接している必要はなく、空隙部を形成してもよい。
In FIG. 6 (b), the outer
その結果、通気孔125Bを介して共有された空間402に、不具合電池が引火や破裂した場合のエネルギーを分散させて、周囲の電池への異常過熱や炎の集中を低減し、誘爆や類焼を防止できる。なお、電池収納トレイ100Aは、電池130の上部が開放されているため、周囲電池への影響をより低減できる。
As a result, the energy when a defective battery is ignited or ruptured is distributed in the
本実施の形態によれば、複数の電池収納トレイを積層しても、不具合電池の発熱や引火の影響を防止できる安全で信頼性の高い集合電池収納トレイを実現できる。 According to this embodiment, even if a plurality of battery storage trays are stacked, it is possible to realize a safe and highly reliable assembled battery storage tray that can prevent the influence of heat generation and ignition of defective batteries.
なお、上記では、実施の形態1の電池収納トレイを積層した例で説明したが、これに限られず、実施の形態2や実施の形態3の電池収納トレイを積層してもよく、同様の効果が得られる。
In addition, although the example which laminated | stacked the battery storage tray of
以下に、本発明の実施の形態4における集合電池収納トレイの別の例1について、図7を用いて説明する。
Hereinafter, another example 1 of the assembled battery storage tray in
図7は、本発明の実施の形態4における集合電池収納トレイの別の例1を説明する断面図である。そして、図7(a)は電池収納トレイの積層前の状態を示す断面図で、図7(b)は積層後の状態を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating another example 1 of the assembled battery storage tray according to
すなわち、図7(a)に示すように、電池収納トレイ500は、収納部材510の外周枠515の端面側に第1凹部517を設け、収納部材510の他方の面516の外表面に第1凹部517と嵌合する第2凸部518を設けた構成を有する。そして、例えば下段となる電池収納トレイ500の第1凹部517と上段の電池収納トレイ500の第2凸部518を嵌め合わせるとともに、下段の第1隔壁部材120と上段の第2隔壁部材122とを当接させて集合電池収納トレイ600を形成するものである。
That is, as shown in FIG. 7A, the
これにより、積層する電池収納トレイ間の位置ずれを防止するとともに、積層時の安定性を高めた集合電池収納トレイを実現できる。 As a result, it is possible to realize an assembled battery storage tray that prevents positional deviation between stacked battery storage trays and has improved stability during stacking.
なお、上記では、収納部材の外周枠に第1凹部、有底部側に第2凸部を設けた例で説明したが、これに限られない。例えば、収納部材の外周枠に第1凸部を設け、有底部に第2凹部を設ける構成としてもよく、同様の効果が得られる。 In the above description, the first concave portion is provided on the outer peripheral frame of the storage member and the second convex portion is provided on the bottomed portion side, but the present invention is not limited thereto. For example, it is good also as a structure which provides a 1st convex part in the outer periphery frame of a storage member, and provides a 2nd recessed part in a bottomed part, and the same effect is acquired.
また、上記実施の形態では、最下段の電池収納トレイに第2凸部および第2隔壁部材を設けた例で説明したが、図8の集合電池収納トレイの別の例2に示すように、それらを省いた電池収納トレイ625の構造としてもよい。さらに、上記実施の形態では、最上段の電池収納トレイの上部が開放された状態で説明したが、これに限られない。例えば、図8に示すように、収納部材の外周枠および第1隔壁部材をなくし、収納部材と第2隔壁部材を有する蓋部650を形成し、最上段の電池収納トレイに蓋部650で蓋をする構成としてもよい。これにより、最上段の電池収納トレイの不具合電池が引火や破裂しても、蓋部650により周囲への飛散などを確実に防止できる。
Moreover, in the said embodiment, although demonstrated in the example which provided the 2nd convex part and the 2nd partition member in the battery storage tray of the lowest stage, as shown in another example 2 of the assembled battery storage tray of FIG. It is good also as a structure of the
また、上記実施の形態では、収納部材の外周枠の第1凹部を設け、収納部材の他方の面に第2凸部を設けた例で説明したが、これに限られない。例えば、図9(a)の別の例1に示すように、第1隔壁部材720に第1凹部721を設け、第2隔壁部材722に第2凸部723を設け、これらを嵌め合わせて積層してもよい。また、図9(b)の別の例2に示すように、第1隔壁部材720の端部に、例えば円錐状または角錐状の第1凸部724を設け、第2隔壁部材722の端部に第1凸部724と嵌合する円錐状または角錐状の第2凹部725を設け、これらを嵌め合わせて積層してもよい。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the example which provided the 1st recessed part of the outer periphery frame of a storage member, and provided the 2nd convex part in the other surface of the storage member, it is not restricted to this. For example, as shown in another example 1 of FIG. 9A, the
これらにより、上記と同様に電池収納トレイの積層を容易とし横ずれなどを確実に防止する。さらに、第1隔壁部材と第2隔壁部材で形成される空間の気密性を高め、第1隔壁部材と第2隔壁部材の当接面を介しての炎の伝播などを有効に防止できる。 By these, like the above, stacking of battery storage trays is facilitated, and lateral displacement and the like are reliably prevented. Further, the airtightness of the space formed by the first partition member and the second partition member can be improved, and the propagation of flame through the contact surfaces of the first partition member and the second partition member can be effectively prevented.
(実施の形態5)
図10(a)は本発明の実施の形態5における集合電池収納トレイの上部から見た透視平面図で、図10(b)は図10(a)のA−A線断面図である。なお、図10(b)では理解を助けるために、斜視図で示す円筒型の電池を収納した状態で図示している。
(Embodiment 5)
FIG. 10A is a perspective plan view seen from the top of the assembled battery storage tray according to
本実施の形態では、図10(b)に示すように、下段の電池収納トレイの電池と、上段の電池収納トレイの電池は積層方向において、重ならないように配置した点で、実施の形態4とは異なる。なお、以下では電池収納トレイを2段に積層した例で説明するが、これに限られない。 In the present embodiment, as shown in FIG. 10B, the battery in the lower battery storage tray and the battery in the upper battery storage tray are arranged so as not to overlap in the stacking direction. Is different. In the following, an example in which battery storage trays are stacked in two stages will be described, but the present invention is not limited to this.
すなわち、図10(b)に示すように、少なくとも第1隔壁部材820を備えた第1電池収納トレイ800の上部に、第1隔壁部材920と第2隔壁部材922を備えた第2電池収納トレイ900を積層して集合電池収納トレイ1000を形成するものである。このとき、図10(a)に示すように、第1電池収納トレイ800の第1隔壁部材820と第2電池収納トレイ900の第2隔壁部材922(図面中の点線)で囲まれた電池収納領域1002と、第1電池収納トレイ800の第1隔壁部材920で囲まれた電池収納領域1004とが、異なる位置に配置されている。
That is, as shown in FIG. 10B, the second battery storage tray including the
本実施の形態によれば、積層時に積層間の電池が直上に配置されないため、積層された電池間の距離を大きくして、不具合電池に起因する引火や破裂の上段電池への影響をさらに低減できる。 According to the present embodiment, since the batteries between the stacks are not arranged immediately above when stacking, the distance between the stacked batteries is increased to further reduce the impact on the upper battery of the ignition or rupture caused by the defective battery. it can.
なお、本実施の形態では、第1電池収納トレイ800の第1隔壁部材820の4つの電池収納領域1002に跨るように、第2電池収納トレイ900の第1隔壁部材920で囲まれた電池収納領域1004を配置した例で説明したが、これに限られない。例えば、第1電池収納トレイ800の第1隔壁部材820の2つの電池収納領域1002に跨るように、第2電池収納トレイ900の第1隔壁部材920の電池収納領域1004を配置してもよく、第1電池収納トレイ800の電池収納領域1002と第2電池収納トレイ900の電池収納領域1004が重ならない配置であれば任意の配置とすることができる。
In the present embodiment, the battery storage surrounded by the
なお、上記実施の形態4または実施の形態5の集合電池収納トレイで説明した、第2隔壁部材の通気孔の形状としては、図11(a)や図11(b)に示すような、例えば円形状の通気孔1010や角形状の通気孔1020など、任意の形状とすることができる。このとき、通気孔の配置位置としては、収納された電池の排気孔近傍に存在するように設けることが好ましい。
In addition, as the shape of the vent of the second partition member described in the assembled battery storage tray of the fourth embodiment or the fifth embodiment, as shown in FIGS. 11A and 11B, for example, Any shape such as a
また、集合電池収納トレイの下段の電池収納トレイ1100の第1隔壁部材1120の高さが電池高さの80%以上であれば、図11(c)に示すように、電池収納トレイ1100の第1隔壁部材1120と電池収納トレイ1200の第2隔壁部材1222との当接面1250側の端部に、例えば半円状の通気孔を形成してもよい。
If the height of the
以下、本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、用いる材料などを変更して実施することが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. In addition, this invention is not limited to a following example, Unless it changes the summary of this invention, it can change and use the material etc. to be used.
(実施例1)
まず、高さ65mm、外径18mmで電池容量2600mAhの円筒型電池を用いて、第1隔壁部材の高さ32.6mm(電池の高さの50%を超える高さ)を有し、通気孔を形成した第2隔壁部材の高さを34.4mmとした3行3列の電池収納トレイを積層して集合電池収納トレイを構成し、少なくとも下段の3行3列の電池収納トレイに上記電池を9個収納した。これをサンプル1とした。
(Example 1)
First, using a cylindrical battery having a height of 65 mm, an outer diameter of 18 mm and a battery capacity of 2600 mAh, the first partition member has a height of 32.6 mm (a height exceeding 50% of the height of the battery), and a vent hole. An assembly battery storage tray is configured by stacking 3 rows and 3 columns of battery storage trays having a height of 34.4 mm of the second partition wall member formed with the above-described battery, and at least the lower row of 3 rows and 3 columns of battery storage trays includes the above battery. Nine were stored. This was designated as
(実施例2)
第1隔壁部材の高さを39mm(電池の高さの60%の高さ)とし、第2隔壁部材の高さを28mmとした以外は実施例1と同様にした。これをサンプル2とした。
(Example 2)
Example 1 was performed except that the height of the first partition member was 39 mm (60% of the height of the battery) and the height of the second partition member was 28 mm. This was designated as
(実施例3)
第1隔壁部材の高さを52mm(電池の高さの80%の高さ)とし、第2隔壁部材の高さを15mmとした以外は実施例1と同様にした。これをサンプル3とした。
(Example 3)
Example 1 was performed except that the height of the first partition member was 52 mm (80% of the height of the battery) and the height of the second partition member was 15 mm. This was designated as sample 3.
(実施例4)
第1隔壁部材の高さを65mm(電池の高さの100%の高さ)、第2隔壁部材の高さを2mmとし、第1隔壁部材の短部近傍(高さ55mm)に通気孔を設けた以外は実施例1と同様にした。これをサンプル4とした。
Example 4
The height of the first partition member is 65 mm (100% of the height of the battery), the height of the second partition member is 2 mm, and vent holes are provided near the short portion (height 55 mm) of the first partition member. The procedure was the same as in Example 1 except that it was provided. This was designated as
(実施例5)
第1隔壁部材の高さを26mm(電池の高さの40%の高さ)、第2隔壁部材の高さを36mmとし、高さ67mmの外周枠を介して積層し、集合電池収納トレイの第1隔壁部材と第2隔壁部材間に空隙(5mm)を設けた以外は実施例1と同様にした。これをサンプル5とした。
(Example 5)
The height of the first partition member is 26 mm (40% of the height of the battery), the height of the second partition member is 36 mm, and they are stacked via an outer peripheral frame having a height of 67 mm. Example 1 was performed except that a gap (5 mm) was provided between the first partition member and the second partition member. This was designated as
(実施例6)
第1隔壁部材の高さを32.6mm(電池の高さの50%を超える高さ)、第2隔壁部材の高さを0mmとした以外は実施例1と同様にした。これをサンプル6とした。
(Example 6)
Example 1 was the same as Example 1 except that the height of the first partition member was 32.6 mm (a height exceeding 50% of the height of the battery) and the height of the second partition member was 0 mm. This was designated as
(実施例7)
第1隔壁部材の高さを52mm(電池の高さの80%の高さ)、第2隔壁部材の高さを0mmとした以外は実施例1と同様にした。これをサンプル7とした。
(Example 7)
Example 1 was performed except that the height of the first partition member was 52 mm (80% of the height of the battery) and the height of the second partition member was 0 mm. This was designated as
(比較例1)
第1隔壁部材の高さを26mm(電池の高さの40%の高さ)、第2隔壁部材の高さを0mmとし、高さ67mmの外周枠を介して積層し、集合電池収納トレイの第1隔壁部材と第2隔壁部材間に空隙(45mm)を設けた以外は実施例1と同様にした。これをサンプルC1とした。
(Comparative Example 1)
The height of the first partition member is 26 mm (40% of the height of the battery), the height of the second partition member is 0 mm, and the stack is stacked through an outer peripheral frame having a height of 67 mm. Example 1 was performed except that a gap (45 mm) was provided between the first partition member and the second partition member. This was designated as Sample C1.
以上のように作製した複数の電池を収納した電池収納トレイに対し、以下に示す評価を行った。 The evaluation shown below was performed on the battery storage tray storing the plurality of batteries manufactured as described above.
まず、電池のベント機構以外の安全機構を外した電池を作製し、それを、3行3列からなる各電池収納トレイに9本の電池を収納し配置した。つぎに、中央部の電池のみ、充電設備のトラブルを想定して電池電圧が5Vとなるまで充電し、ガスを噴出させ引火により炎を発生させた。 First, a battery from which a safety mechanism other than the battery vent mechanism was removed was prepared, and nine batteries were stored and arranged in each battery storage tray having 3 rows and 3 columns. Next, only the battery in the center was charged until the battery voltage became 5 V assuming a problem with the charging facility, gas was blown out, and a flame was generated by ignition.
このとき、周囲の電池にはそれぞれ熱電対を中央部の電池と対向する面の反対側に貼り付け、上昇温度を測定した。また、試験終了後、各電池を分解して、電極群の短絡状態を観察した。さらに、各電池に設けたベント機構の開放状態を観察した。 At this time, a thermocouple was attached to each of the surrounding batteries on the opposite side of the surface facing the central battery, and the temperature rise was measured. Moreover, after completion | finish of a test, each battery was decomposed | disassembled and the short circuit state of the electrode group was observed. Furthermore, the open state of the vent mechanism provided in each battery was observed.
そして、中央部の電池の引火による周囲電池への影響を、最高上昇温度、短絡電池数、ベント機構の開放電池数および引火や破裂の有無により評価した。 And the influence on the surrounding battery by the ignition of the battery of the center part was evaluated by the maximum rising temperature, the number of short-circuit batteries, the number of open batteries of the vent mechanism, and the presence or absence of ignition or rupture.
以下に、サンプル1〜7とサンプルC1の諸元と評価結果を(表1)に示す。
The specifications and evaluation results of
(表1)に示すように、サンプル1〜サンプル5では、周囲の電池において、温度上昇、電極群の短絡やベント機構の開放は発生しなかった。これは、電池収納トレイの積層による第1隔壁部材と第2隔壁部材で囲まれた空間に電池を収納するため、一部の電池に不具合が発生しても、各隔壁部材でその影響を大幅に抑制できるものと考えられる。
As shown in (Table 1), in
また、(表1)に示すように、サンプル6、サンプル7とサンプルC1とを比較すると、電池の高さの50%を超える高さの第1隔壁部材で分離された電池収納トレイでは、電池収納トレイを単独または最上段に用いた場合でも、周囲電池の引火や破裂を引き起こす要因となるベント機構の開放は皆無であった。特に、サンプル7のように、第1隔壁部材の高さを電池の高さの80%以上とすることにより、周囲の電池の電極群の短絡も十分抑制できることがわかった。
In addition, as shown in Table 1, when
しかし、サンプルC1のように、電池高さの40%程度の高さの第1隔壁部材を有する電池収納トレイでは、中央部の電池の引火や破裂により、周囲の電池に誘爆や引火を引き起こすベント機構の開放が8個の電池中5個で発生し、引火や破裂する電池もあった。これは、所定の高さの第1隔壁部材とすることにより、周囲電池への誘爆や引火を引き起こすベント機構の開放がないため、電解液などの噴出が効率的に防止された効果によるものと考えている。 However, in the battery storage tray having the first partition member having a height of about 40% of the battery height as in the sample C1, the vent that causes the surrounding battery to explode or ignite due to the ignition or rupture of the battery in the center. In some batteries, the mechanism was opened in 5 out of 8 batteries and ignited or ruptured. This is because the first partition member having a predetermined height does not open the vent mechanism that causes the explosion or ignition of the surrounding battery, and thus the discharge of the electrolyte or the like is effectively prevented. thinking.
上記から、電池収納トレイを積層して電池を収納する場合、少なくとも積層する最上段の電池収納トレイの第1隔壁部材の高さを電池の高さの50%を超える高さにすれば、十分な安全性を確保できる集合電池収納トレイが得られることがわかった。なお、最上段以外の電池収納トレイでは、第1隔壁部材と第2隔壁部材で電池をその内部に収納できるため、各隔壁部材の高さについては、通気孔を有する、または形成する場合には、特に電池の高さとの比率に留意する必要がないことがわかった。 From the above, when storing batteries by stacking battery storage trays, it is sufficient if at least the height of the first partition member of the uppermost battery storage tray to be stacked exceeds 50% of the battery height. It was found that an assembled battery storage tray capable of ensuring a high level of safety can be obtained. In the battery storage tray other than the uppermost stage, the first partition wall member and the second partition wall member can store the battery therein, so that the height of each partition member has a vent hole or is formed. In particular, it has been found that it is not necessary to pay attention to the ratio with the height of the battery.
また、(表1)に示すように、サンプル1〜サンプル4とサンプル5とを比較すると、サンプル5において、周囲の電池の温度上昇が若干大きかった。これは、電池の排気弁近傍に通気孔を設けた電池収納トレイに比べて、電池の高さの40%程度の高さの第1隔壁部材と第2隔壁部材間で形成される空隙部を通気孔として利用するので、電池の電極群近傍に熱が加えられることに起因するものと考えられる。しかし、5mm程度の空隙部であれば、安全性などに対して問題ないと考えられる。
Further, as shown in Table 1, when
本発明は、高い信頼性と安全性が要求される、電池などを収納する電池収納トレイ、特に積層して集合電池収納トレイとして用いる場合に有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for battery storage trays that store batteries and the like, particularly when stacked and used as an assembly battery storage tray that requires high reliability and safety.
1 正極
1a 正極集電体
1b 正極層
2 負極
3 セパレータ
4 電極群
5 電池ケース
6 封口板
7 ガスケット
8 正極リード
9 負極リード
10a,10b 絶縁板
11 負極集電体
15 負極層
16 正極キャップ
17 排気孔
18 電流遮断部材
19 ベント機構
100,100A,100B,150,200,300,500,625,1100,1200 電池収納トレイ
110,110B,160,210,310,510 収納部材
114,214,314 一方の面
115,115A,315,515 外周枠
116,116B,216,316,516 他方の面
120,120A,170,220,320,720,820,920,1120 第1隔壁部材
122,122B,172,222,322,722,922,1222 第2隔壁部材
125,125B,225,1010,1020 通気孔
130,230,330 電池
215,340 貫通孔
311,350 リブ部
400,600,1000 集合電池収納トレイ
402 空間
517,721 第1凹部
518,723 第2凸部
650 蓋部
724 第1凸部
725 第2凹部
800 第1電池収納トレイ
900 第2電池収納トレイ
1002,1004 電池収納領域
1250 当接面
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記第2隔壁部材は、前記収納部材の他方の面の表面に沿った方向に通気孔を有し、前記第1隔壁部材の高さと前記第2隔壁部材の高さの和が、前記電池の高さ以上であることを特徴とする電池収納トレイ。 A first partition member for individually separating the batteries is provided on one surface of the storage member, and a second partition member provided at a position corresponding to the first partition member on the other surface of the storage member,
The second partition member has a vent in a direction along the surface of the other surface of the storage member, and the sum of the height of the first partition member and the height of the second partition member is A battery storage tray having a height higher than that.
前記第1電池収納トレイの第1隔壁部材と第2隔壁部材の位置と、前記第2電池収納トレイの第1隔壁部材と第2隔壁部材の位置とを異なる位置に設けたことを特徴とする請求項9に記載の集合電池収納トレイ。 A first battery storage tray having a first partition member and a second partition member; and a second battery storage tray having a first partition member and a second partition member;
The position of the first partition member and the second partition member of the first battery storage tray and the position of the first partition member and the second partition member of the second battery storage tray are provided at different positions. The assembled battery storage tray according to claim 9.
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