JP2011249428A - Power storage module with explosion proof function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属ラミネートフィルムの容器内に電極積層体を密封封止してなる蓄電セルが電気的に直列または並列に接続されたモジュールであって、容器の破裂を防止する機能を有する防爆機能付き蓄電モジュールに関するものである。 The present invention is a module in which storage cells formed by sealing and sealing an electrode laminate in a metal laminate film container are electrically connected in series or in parallel, and has an explosion-proof function having a function of preventing the container from bursting It is related with a storage battery module.
太陽光発電や風力発電等の負荷平準化装置、コンピュータ等に代表される電子機器の瞬時電圧低下対策装置、電気自動車やハイブリッドカーのエネルギー回生装置などのような蓄電システムにおいては、エネルギー容量が大きくてかつ急速充放電が可能な蓄電デバイスが必要とされている。従来の鉛蓄電池やその他の二次電池では、大電流の充放電に弱くサイクル寿命が短いため、その蓄電システムに対応することは困難であった。そこで、それらの問題を解決しうる新たな蓄電デバイスとして、近年、非水系の蓄電デバイスが注目されている。 Energy storage systems such as load leveling devices such as photovoltaic power generation and wind power generation, instantaneous voltage drop countermeasure devices for electronic devices such as computers, and energy regeneration devices for electric vehicles and hybrid cars have a large energy capacity. There is a need for an electricity storage device that can be rapidly charged and discharged. Conventional lead-acid batteries and other secondary batteries are difficult to charge and discharge with a large current and have a short cycle life, so it is difficult to cope with the power storage system. Accordingly, in recent years, non-aqueous power storage devices have attracted attention as new power storage devices that can solve these problems.
現在、急速充放電や長寿命化が可能な蓄電デバイスとして、リチウムイオンキャパシタが提案されている。このリチウムイオンキャパシタは、正極と負極とを積層してなる電極積層体を備えている。かかる電極積層体は例えば柔らかいアルミラミネート箔からなるラミネートケース内に収容され、そのケース内はリチウムイオンを含んだ有機電解質で満たされている。このリチウムイオンキャパシタにおいて、過充電等の異常時に、ラミネートケース内でガスが発生すると、ラミネートケースの内圧が上昇しケースが膨らむ。従来では、その異常時において、ラミネートケースの破裂を未然に防止するために、ラミネートケース内のガスを安全かつ確実に排出するための技術が提案されている(例えば、特許文献1等参照)。 Currently, a lithium ion capacitor has been proposed as an electricity storage device capable of rapid charge / discharge and long life. This lithium ion capacitor includes an electrode laminate formed by laminating a positive electrode and a negative electrode. Such an electrode laminate is accommodated in a laminate case made of, for example, a soft aluminum laminate foil, and the case is filled with an organic electrolyte containing lithium ions. In this lithium ion capacitor, when gas is generated in the laminate case at the time of abnormality such as overcharge, the internal pressure of the laminate case increases and the case expands. Conventionally, in order to prevent the laminate case from bursting in the event of an abnormality, a technique for safely and reliably discharging the gas in the laminate case has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に開示されている蓄電モジュール(デバイス集合体)では、蓄電デバイスが離間した状態で積層配置されている。そして、蓄電デバイスのラミネートケースが最も膨らむ中央部の位置に対して、針状突起部を有するガス排出穴形成部材が、離間した状態で設けられている。この蓄電モジュールでは、蓄電デバイス内でガスが発生してラミネートケースが膨張すると、そのラミネートケースに針状突起部が突き刺さり、ガス排出用穴が形成される、そして、そのガス排出用穴からガスが排出されることで、ラミネートケースの破裂が回避される。 In the power storage module (device assembly) disclosed in Patent Document 1, the power storage devices are stacked in a separated state. And the gas discharge hole formation member which has a needle-like projection part is provided in the state spaced apart from the position of the central part where the laminate case of an electrical storage device swells most. In this power storage module, when gas is generated in the power storage device and the laminate case expands, needle-like protrusions are pierced into the laminate case to form a gas discharge hole, and gas is discharged from the gas discharge hole. By discharging, the burst of the laminate case is avoided.
ところで、上述した従来の蓄電モジュールでは、各蓄電デバイスが離間して積層配置されており、蓄電デバイス間に形成されるスペースにガス排出穴形成部材が設置されている。このように、ガス排出穴形成部材の設置スペースを蓄電デバイス間に設ける場合、蓄電モジュールのサイズが大きくなってしまう。またこの場合、蓄電モジュール全体としてのエネルギー密度が低下する。さらに、蓄電モジュールが搭載される装置において、蓄電モジュールの設置スペースを十分に確保しなければならず、装置の小型化が困難となる。 By the way, in the above-described conventional power storage module, the power storage devices are separated and stacked, and a gas discharge hole forming member is installed in a space formed between the power storage devices. Thus, when the installation space for the gas discharge hole forming member is provided between the electricity storage devices, the size of the electricity storage module is increased. In this case, the energy density of the entire power storage module is reduced. Furthermore, in a device in which the power storage module is mounted, a sufficient installation space for the power storage module must be secured, which makes it difficult to reduce the size of the device.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モジュールサイズが大型化することなく、蓄電デバイスの容器の破裂を確実に回避することができる防爆機能付き蓄電モジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an energy storage module with an explosion-proof function that can reliably avoid the rupture of the container of the energy storage device without increasing the module size. There is.
上記課題を解決するための手段[1]〜[6]を以下に列挙する。 Means [1] to [6] for solving the above problems are listed below.
[1]正極と負極とを積層してなる電極積層体を電解液とともに金属ラミネートフィルムからなる容器内に密封封止してなり、前記正極及び前記負極にそれぞれ連結された外部端子が前記容器から突出して露呈している複数枚の蓄電セルと、セル主面同士を重ね合わせた状態で積層配置した前記蓄電セルの間に介在される枠状のスタック部材とを備え、前記複数枚の蓄電セルが電気的に直列または並列に接続された蓄電モジュールであって、内圧上昇により膨張した前記容器の外縁部分に接触して前記容器を開裂させる切刃を前記スタック部材に設けたことを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 [1] An electrode laminate formed by laminating a positive electrode and a negative electrode is hermetically sealed in a container made of a metal laminate film together with an electrolytic solution, and external terminals respectively connected to the positive electrode and the negative electrode are connected to the container. A plurality of power storage cells protruding and exposed, and a frame-shaped stack member interposed between the power storage cells stacked in a state where the cell main surfaces are overlapped with each other, and the plurality of power storage cells Is a storage module electrically connected in series or in parallel, wherein the stack member is provided with a cutting blade that contacts the outer edge portion of the container expanded due to an increase in internal pressure to cleave the container. Storage module with explosion-proof function.
従って、手段1に記載の発明によると、複数枚の蓄電セルは、セル主面同士を重ね合わせた状態で積層配置されているので、従来技術のように蓄電セル間に隙間が無く、蓄電モジュールをコンパクトに構成することができる。また、蓄電モジュールにおいて、過充電や過放電等の異常時には、蓄電セルの容器内でガスが発生して内圧が上昇する。この場合、各蓄電セルは、セル主面同士を重ね合わせた状態で配置されているので、容器の外縁部分が膨張する。このとき、スタック部材に設けられている切刃がその膨張した容器の外縁部分に接触して容器を開裂させる。この結果、容器に開いた穴からガスが排出され、容器の内圧を確実に解放することができ、容器の破裂を防止することができる。 Therefore, according to the invention described in Means 1, since the plurality of power storage cells are stacked in a state where the cell main surfaces are overlapped with each other, there is no gap between the power storage cells as in the prior art, and the power storage module Can be configured compactly. Further, in the power storage module, when an abnormality such as overcharge or overdischarge occurs, gas is generated in the container of the power storage cell and the internal pressure rises. In this case, since each electrical storage cell is arrange | positioned in the state which accumulated cell main surfaces, the outer edge part of a container expand | swells. At this time, the cutting blade provided on the stack member comes into contact with the outer edge portion of the expanded container to cleave the container. As a result, gas is discharged from the hole opened in the container, the internal pressure of the container can be reliably released, and the container can be prevented from bursting.
[2]手段1において、前記切刃は、金属製の部材であり、樹脂材料からなる前記スタック部材に固定されていることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 [2] The electricity storage module with an explosion-proof function according to means 1, wherein the cutting blade is a metal member and is fixed to the stack member made of a resin material.
手段2に記載の発明によると、切刃は金属製の部材であるため、強度が強く鋭利な刃先形状となるよう刃部を形成することができる。このため、容器を確実に開裂させることができる。また、金属製の切刃は、樹脂製のスタック部材に熱溶着にて固定されることが好ましい。この場合、スタック部材に簡単かつ確実に切刃を固定することができる。なお、樹脂製のスタック部材に金属製の切刃を嵌め込むようにして固定してもよい。 According to the invention described in Means 2, since the cutting blade is a metal member, the blade portion can be formed so as to have a strong and sharp edge shape. For this reason, the container can be reliably cleaved. The metal cutting blade is preferably fixed to the resin stack member by heat welding. In this case, the cutting blade can be fixed to the stack member easily and reliably. In addition, you may fix so that a metal cutting blade may be inserted in the resin-made stack members.
[3]手段2において、前記切刃は、2箇所に刃部を有する板状部材を2つに折り曲げるとともに、前記2つの刃部が隣接する2つの蓄電セルのそれぞれを向くように形成されていることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 [3] In the means 2, the cutting blade is formed so that a plate-like member having blade portions at two places is folded in two, and the two blade portions face each of two adjacent storage cells. An energy storage module with an explosion-proof function.
従って、手段3に記載の発明によると、切刃に形成された2つの刃部により隣接する2つの蓄電セルの容器を効率よく開裂させることができる。また、蓄電セル毎に切刃を設ける場合と比較して部品数を削減することができるため、蓄電モジュールの部品コストを抑えることができる。
Therefore, according to the invention described in the
[4]手段1において、前記切刃は、樹脂材料からなる前記スタック部材に一体的に形成されていることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 [4] The storage module with explosion-proof function according to means 1, wherein the cutting blade is formed integrally with the stack member made of a resin material.
手段4に記載の発明によると、樹脂材料からなるスタック部材に切刃が一体的に形成されているため、スタック部材と切刃とを別部材で構成する場合と比較して、部品数を削減することができる。この結果、蓄電モジュールの部品コストを抑えることができる。 According to the invention described in the means 4, since the cutting blade is integrally formed on the stack member made of a resin material, the number of parts is reduced as compared with the case where the stack member and the cutting blade are configured as separate members. can do. As a result, the component cost of the power storage module can be suppressed.
[5]手段1乃至4のいずれかの手段において、前記正極の外部端子及び前記負極の外部端子は、互いに反対方向に突出しているとともに、前記切刃は、前記正極の外部端子が突出している側の外縁部分及び前記負極の外部端子が突出している側の外縁部分に対応してそれぞれ設けられていることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 [5] In any one of the means 1 to 4, the positive external terminal and the negative external terminal protrude in opposite directions, and the positive edge external terminal protrudes from the cutting blade. A storage module with an explosion-proof function, wherein the storage module is provided corresponding to an outer edge portion on the side and an outer edge portion on the side from which the external terminal of the negative electrode projects.
手段5に記載の発明の蓄電デバイスでは、正極の外部端子及び負極の外部端子が互いに反対方向に突出するよう設けられている。この蓄電デバイスの容器において、内圧が上昇すると、正極の外部端子が突出している側の外縁部分及び負極の外部端子が突出している側の外縁部分のいずれか一方が先に膨らむことがある。本発明では、それら外縁部分に対応して切刃が設けられているので、いずれか一方の切刃によって容器の外縁部分を迅速に開裂させることができる。 In the electricity storage device of the invention described in means 5, the positive external terminal and the negative external terminal are provided so as to protrude in opposite directions. In the container of this electricity storage device, when the internal pressure rises, either the outer edge portion on the side where the positive external terminal protrudes or the outer edge portion on the side where the negative external terminal protrudes may swell first. In this invention, since the cutting blade is provided corresponding to these outer edge parts, the outer edge part of a container can be rapidly cleaved by any one cutting blade.
[6]手段1乃至4のいずれかの手段において、前記切刃は、三角山形に尖った槍先状の刃先形状を有していることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 [6] The electricity storage module with an explosion-proof function according to any one of the means 1 to 4, wherein the cutting edge has a tip-like edge shape pointed in a triangular mountain shape.
手段6に記載の発明によると、切刃は、三角山形に尖った槍先状の刃先形状を有するので、容器に比較的大きな穴を形成することができ、容器内で発生したガスを確実に排出することができる。 According to the invention described in the means 6, since the cutting blade has a pointed edge shape with a triangular mountain shape, a relatively large hole can be formed in the container, and the gas generated in the container can be reliably Can be discharged.
以上詳述したように、手段1〜6に記載の発明によると、モジュールサイズが大型化することなく、蓄電デバイスの容器の破裂を確実に回避することができる。 As described above in detail, according to the inventions described in the means 1 to 6, the container of the electricity storage device can be surely avoided without increasing the module size.
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図1は本実施の形態における蓄電モジュールの概略構成を示す断面図である。また、図2は蓄電モジュールを構成する蓄電セルの平面図であり、図3はその蓄電セルの断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a power storage module according to the present embodiment. 2 is a plan view of a power storage cell constituting the power storage module, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the power storage cell.
図1に示されるように、本実施の形態の蓄電モジュール10は、リチウムイオンキャパシタの蓄電セル11を複数枚(例えば12枚)積層配置したモジュールであり、それら蓄電セル11間にはスタックプレート12(スタック部材)が介在されている。
As shown in FIG. 1, a
図2及び図3に示されるように、本実施の形態の蓄電セル11は、正極21、負極31及びセパレータ41を積層してなる電極積層体45を備えている。この電極積層体45では、正極21と負極31とをセパレータ41を介して対向配置してなる発電要素を1単位として、複数単位の発電要素を積層している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
正極21は、リチウムイオンを可逆的に担持可能な材料からなる正極電極22を正極集電体23上に形成した構造を有している。正極集電体23は、正極電極22を支持しつつ集電を行うための部材であって、例えばアルミニウムからなる導電性金属板を用いて形成されている。正極集電体23は平面視矩形状に形成され、その四辺のうちの一辺からタブ24が突出している。このタブ24は、アルミニウムからなる正極外部端子25に接続されている。
The
負極31は、リチウムイオンを可逆的に担持可能な材料からなる負極電極32を負極集電体33上に形成した構造を有している。負極集電体33は、負極電極32を支持しつつ集電を行うための部材であって、例えば銅からなる導電性金属板を用いて形成されている。負極集電体33は平面視矩形状に形成され、その四辺のうちの一辺からタブ34が突出している。このタブ34は、銅からなる負極外部端子35に接続されている。
The
本実施の形態の蓄電セル11では、リチウム塩を含む電解液とともに電極積層体45が容器46内に密封封止されている。この容器46は、アルミ箔を樹脂フィルムにラミネートしてなるアルミニウム・ラミネートフィルム(金属ラミネートフィルム)を用いて矩形袋状に加工したソフト容器である。その開口部は、熱融着によって封止されている。熱融着による封止は、融着部に正極外部端子25及び負極外部端子35を挟み込んだ状態で行われる。
In the
このようにして容器46内に電極積層体45を収容した場合、容器46における一方の端部(図3では右側の端部)から正極外部端子25が突出し、その反対方向となる他方の端部(図3では左側の端部)から負極外部端子35が突出する。なお、アルミ箔以外の他の金属箔からなる金属ラミネートフィルムを用いて、容器46を形成してもよい。
When the
本実施の形態の蓄電モジュール10では、各蓄電セル11の間にスタックプレート12を介在させ、各蓄電セル11のセル主面(図1では上面11a及び下面11b)同士を重ね合わせた状態で積層配置させることで各蓄電セル11がモジュール化されている。そして、上下に配置される各蓄電セル11について一方の蓄電セル11の正極外部端子25と他方の蓄電セル11の負極外部端子35とを溶接することにより、各蓄電セル11が電気的に直列に接続されている。なお、蓄電モジュール10は、同極の外部端子同士を溶接して各蓄電セル11を並列に接続した構造のモジュールとしてもよい。
In the
図1、図4及び図5に示されるように、スタックプレート12は、矩形枠状の部材であり、例えば、難燃性樹脂材料である難燃性ポリプロピレンやガラス入りナイロンなどを用いて成形されている。より詳しくは、スタックプレート12は、中央に開口51を有する平板部52と、平板部52の外周を囲むように設けられる外枠部53とを備える。容器46における電極積層体45の収納部分はこの開口51よりも内側となる位置に配置される。平板部52は外枠部53の内面の略中央部に連結するよう設けられており、連結部分の断面形状は略T字状となっている。また、本実施の形態では、平板部52において開口51を塞ぐような形で金属板55(例えば、アルミニウム板)が配置されている(図1参照)。金属板55は、隣り合う蓄電セル11のセル主面11a,11bに面接触するよう各蓄電セル11の間に介在されており、各蓄電セル11で発生した熱を放熱する放熱板として機能する。
As shown in FIGS. 1, 4 and 5, the
また、図4及び図5に示されるように、スタックプレート12の外枠部53において対角となるコーナ部の内側に、他のスタックプレート12に係止して相互の位置決めを図る位置決め突起57,58が設けられている。位置決め突起57,58は、スタックプレート12の上方に突出するよう設けられており、上方に配置されるスタックプレート12の外枠部53の内面に係止することでスタックプレート12同士が位置決めされている。
As shown in FIGS. 4 and 5, positioning
さらに、スタックプレート12における平板部52の開口縁には、切刃61が設けられている。本実施の形態では、全てのスタックプレート12に切刃61が設けられるのではなく、一枚おきのスタックプレート12に切刃61が設けられている。具体的には、スタックプレート12の平板部52において、蓄電セル11における一方(図1では左側)の外部端子25,35に対応する開口縁であって、スタックプレート12の幅方向の中央部に切刃61が配置されている。図6に示されるように、切刃61は、略Y字状を呈する金属製の部材であり、2箇所に刃部62を有する板状部材63(図7参照)を2つに折り曲げることで形成されている。切刃61の先端となる各刃部62は、三角山形に尖った槍先状の刃先形状を有している。また、切刃61において、固定部となる基端側には円形の固定穴65が設けられている。
Further, a
スタックプレート12の平板部52には、円形の突起66が設けられており、この突起66に切刃61の固定穴65が嵌め込まれた状態で熱溶着により切刃61が固定されている。なおここで、切刃61の固定方法は熱溶着に限定されるものではなく、十分な固定強度が得られる場合には、嵌め込みのみにて切刃61を固定してもよい。さらに、平板部52において、切刃61を固定する突起66と開口51との間には、刃部62を挿通させる貫通穴67が形成されている。また、切刃61における各刃部62は、スタックプレート12の平板部52と直交する方向(図1では上下方向となるスタックプレート12の積層方向)を基準として、スタックプレート12の中心方向に傾斜している。なお、本実施の形態において、平板部52に対する刃部62の傾斜角度は55°程度である。
A
このように、本実施の形態の蓄電モジュール10では、2つの刃部62が隣接する2つの蓄電セル11のそれぞれを向くように切刃61が配置されている。また、切刃61は、刃部62の先端が開口縁よりも引っ込んだ位置となるよう配置されており、蓄電セル11内でガスが発生していない通常時において、刃部62が容器46の表面から離間している。
As described above, in the
過充電や過放電等の異常時において、容器46内でガスが発生すると、内圧が上昇して容器46が膨らむ。このとき、蓄電セル11は、セル主面11a,11b同士が重なり合っているため、図8に示されるように容器46の外縁部分46aが膨張する。そして、切刃61の先端に設けられた刃部62は、膨張変形した容器46の表面にほぼ直角に当接して、容器46を開裂させる。この結果、容器46内で発生したガスが外部に排出され、容器46の内圧が解放される。
When gas is generated in the
因みに、カッターナイフの刃先形状のように1工程の刃付け工程で形成された切刃71(図9参照)を用いる場合、図10に示されるように、容器46には比較的小さな穴72が形成される。この場合、容器46内で発生したガスが十分に抜け切れず、容器46が破裂する可能性がある。これに対して、本実施の形態の切刃61(図6参照)は、2工程の刃付け工程にて槍先状の刃先形状となるよう形成されている。このため、図11に示されるように、容器46には幅のある比較的大きな穴72が形成され、容器46内で発生したガスが効率よく排出される。
Incidentally, when using a cutting blade 71 (see FIG. 9) formed in a single cutting process like the cutting edge shape of a cutter knife, a relatively
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)本実施の形態の蓄電モジュール10では、セル主面11a,11b同士を重ね合わせた状態で複数枚の蓄電セル11が積層配置されているので、従来技術のように蓄電セル11間に隙間が無く、蓄電モジュール10をコンパクトに構成することができる。またこの場合、各蓄電セル11は、電極積層体45が加圧された状態でスタックプレート12間に収納されるため、正極21及び負極31の電極間を適正な間隔に保持することができ、蓄電セル11の蓄電性能を十分に確保することができる。また、過充電や過放電等の異常時において、蓄電セル11の容器46内でガスが発生して容器46が膨張すると、スタックプレート12に設けられている切刃61がその膨張した容器46の外縁部分46aに接触して容器46を開裂させる。この結果、容器46に開いた穴72からガスが排出され、容器46の内圧を確実に解放することができ、容器46の破裂を確実に回避することができる。
(1) In the
(2)本実施の形態において、切刃61は、金属製の部材であり、強度が強く鋭利な刃先形状となるよう刃部62を形成することができるため、容器46を確実に開裂させることができる。また、金属製の切刃61が樹脂製のスタックプレート12に熱溶着にて固定されている。より詳しくは、切刃61の基端側に固定穴65が形成され、スタックプレート12に設けられた突起66に固定穴65が嵌め込まれた状態で切刃61の基端が熱溶着にて固定される。このようにすると、金属製の切刃61を樹脂製のスタックプレート12に簡単かつ確実に固定することができる。
(2) In the present embodiment, the
(3)本実施の形態において、切刃61は、2箇所に刃部62を有する板状部材63を2つに折り曲げるとともに、2つの刃部62が隣接する2つの蓄電セル11のそれぞれを向くように形成されている。このようにすると、1つの切刃61によって隣接する2つの蓄電セル11の容器46を効率よく確実に開裂させることができる。また、蓄電セル11毎に切刃を設ける場合と比較して部品数を削減することができるため、蓄電モジュール10の部品コストを抑えることができる。
(3) In the present embodiment, the
(4)本実施の形態において、切刃61は、三角山形に尖った槍先状の刃先形状を有するので、容器46に比較的大きな穴72を形成することができ、容器46内で発生したガスを確実に排出することができる。
(4) In the present embodiment, the
(5)本実施の形態において、切刃61の先端は、スタックプレート12の開口縁よりも引っ込んだ位置となるように配置されている。この場合、容器46が膨張していない通常時に、切刃61が容器46に当たってしまうことを防止することができる。
(5) In the present embodiment, the leading edge of the
(6)本実施の形態において、切刃61は、刃部62がスタックプレート12の積層方向を基準としてスタックプレート12の中心方向に傾斜した状態で配置されている。この場合、異常時に膨張変形した容器46の外縁部分46aに対して直角に刃部62を当接させることができ、容器46を確実に開裂させることができる。
(6) In the present embodiment, the
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。 In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
・上記実施の形態の蓄電モジュール10では、容器46にて外部端子25,35が突出している一方の外縁部分46aに対応して切刃61が設けられていたが、これに限定されるものではない。図12に示される蓄電モジュール10Aのように、容器46にて正極外部端子25が突出している側の外縁部分46a及び負極外部端子35が突出している側の外縁部分46aに対応してそれぞれ切刃61を設けてもよい。このようにすると、容器46において、正極外部端子25が突出している側の外縁部分46a及び負極外部端子35が突出している側の外縁部分46aのいずれか一方が先に膨らんだとしても、その膨らんだ外縁部分46aが切刃61に当接して容器46を迅速に開裂させることができる。また、上記実施の形態の蓄電モジュール10では、一枚おきのスタックプレート12に切刃61が設けられていたが、全てのスタックプレート12に切刃61が設けられていてもよい。このようにしても、内圧上昇により膨張した容器46を確実に開裂させることができる。
-In the
・上記実施の形態の蓄電セル11では、正極外部端子25及び負極外部端子35が互いに反対方向に引き出されていたが、これに限定するものではなく、同一方向から正極外部端子25及び負極外部端子35を引き出す構成としてもよい。またこの場合、容器46において、各外部端子25,35が設けられている側の外縁部分46aに対応して切刃61を設けてもよし、各外部端子25,35が設けられている側とは反対側(外部端子25,35が設けられていない側)の外縁部分46aに対応して切刃61を設けてもよい。勿論、各外部端子25,35が設けられている側の外縁部分46a及びその反対側の外縁部分46aに対応して、スタックプレート12の対向する2辺となる位置にそれぞれ切刃61を設けてもよい。このようにしても、内圧上昇により膨張した容器46を確実に開裂させることができる。
-In the
・上記実施の形態では、切刃61を金属製の部材にて構成していたが、これ以外にセラミック部材や樹脂部材などを用いて構成してもよい。また、図13に示す蓄電モジュール10Bのように、樹脂材料からなるスタックプレート12Aに一体的に切刃61Aを形成してもよい。このようにすると、スタックプレート12と切刃61とを別部材で構成する場合と比較して、部品数を削減することができるため、蓄電モジュール10Bの部品コストを抑えることができる。
-In above-mentioned embodiment, although the
・上記実施形態では、リチウムイオンキャパシタの蓄電セル11に具体化したが、金属ラミネートフィルムからなる容器46を備えるものであれば他の蓄電デバイスに本発明を具体化することができる。例えば、電気二重層キャパシタやリチウムイオン二次電池などに本発明を具体化してもよい。
In the above-described embodiment, the
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。 Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the embodiment described above are listed below.
(1)手段1乃至6のいずれかの手段において、前記切刃は、前記スタック部材において対向する2つの辺にそれぞれ設けられることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 (1) The storage module with an explosion-proof function according to any one of the means 1 to 6, wherein the cutting blade is provided on each of two opposing sides of the stack member.
(2)手段1乃至6のいずれかの手段において、前記切刃は、前記スタック部材の開口縁に設けられていることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 (2) The storage module with explosion-proof function according to any one of the means 1 to 6, wherein the cutting blade is provided at an opening edge of the stack member.
(3)手段1乃至6のいずれかの手段において、前記切刃の先端は、前記スタック部材の開口縁よりも引っ込んだ位置となるように配置されていることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 (3) In any of the means 1 to 6, the tip of the cutting blade is disposed so as to be retracted from the opening edge of the stack member. .
(4)手段1乃至6のいずれかの手段において、前記切刃の刃部は、通常時において前記容器の表面から離間した状態で配置されていることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 (4) The power storage module with an explosion-proof function according to any one of the means 1 to 6, wherein the blade portion of the cutting blade is disposed in a state of being separated from the surface of the container in a normal state.
(5)手段1乃至6のいずれかの手段において、前記切刃は、刃部が前記スタック部材の積層方向を基準としてスタック部材中心方向に傾斜した状態で配置されていることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 (5) In any one of the means 1 to 6, the cutting blade is disposed in a state in which the blade portion is inclined in the center direction of the stack member with respect to the stacking direction of the stack member. Power storage module with functions.
(6)手段2において、前記切刃の基端側には固定穴が設けられ、前記スタック部材に設けられた突起に前記固定穴が嵌め込まれた状態で前記切刃が熱溶着により固定されることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 (6) In the means 2, a fixing hole is provided on the base end side of the cutting blade, and the cutting blade is fixed by thermal welding in a state where the fixing hole is fitted in a protrusion provided on the stack member. An energy storage module with an explosion-proof function.
(7)手段3において、前記切刃は略Y字状を呈していることを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。
(7) The power storage module with an explosion-proof function, characterized in that, in the
(8)手段1乃至6のいずれかの手段において、前記スタック部材は、積層配置時において隣接する他のスタック部材に係止して相互の位置決めを図る位置決め突起を有することを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 (8) The explosion-proof function according to any one of the means 1 to 6, wherein the stack member has a positioning protrusion that is engaged with another adjacent stack member at the time of stacking and arranged for mutual positioning. With storage module.
10,10A,10B…蓄電モジュール
11…蓄電セル
11a,11b…セル主面
12,12A…スタック部材としてのスタックプレート
21…正極
25…正極外部端子
31…負極
35…負極外部端子
45…電極積層体
46…容器
46a…外縁部分
61,61A…切刃
62…刃部
63…板状部材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
セル主面同士を重ね合わせた状態で積層配置した前記蓄電セルの間に介在される枠状のスタック部材と
を備え、前記複数枚の蓄電セルが電気的に直列または並列に接続された蓄電モジュールであって、
内圧上昇により膨張した前記容器の外縁部分に接触して前記容器を開裂させる切刃を前記スタック部材に設けたことを特徴とする防爆機能付き蓄電モジュール。 An electrode laminate formed by laminating a positive electrode and a negative electrode is hermetically sealed in a container made of a metal laminate film together with an electrolyte, and external terminals connected to the positive electrode and the negative electrode protrude from the container and are exposed. A plurality of storage cells,
A power storage module comprising: a frame-shaped stack member interposed between the power storage cells arranged in a stacked manner in a state where the cell main surfaces are overlapped with each other, wherein the plurality of power storage cells are electrically connected in series or in parallel Because
An electrical storage module with an explosion-proof function, wherein a cutting blade that contacts an outer edge portion of the container expanded due to an increase in internal pressure to cleave the container is provided on the stack member.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101730576B1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-04-26 | 주식회사 엘지화학 | Battery cell and battery module comprising it |
WO2017139826A1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Avl List Gmbh | Battery |
CN110476274A (en) * | 2017-06-29 | 2019-11-19 | 株式会社Lg化学 | Battery unit with anti-overcharge electric components |
JP2021510444A (en) * | 2018-12-07 | 2021-04-22 | エルジー・ケム・リミテッド | Pouch-type battery cell including venting member and battery pack containing it |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003168410A (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-13 | Nissan Motor Co Ltd | Battery module and vehicle provided with battery module |
JP2007109455A (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Toyota Motor Corp | Unit cell and battery pack |
JP2007141778A (en) * | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Toyota Motor Corp | Battery and battery pack |
JP2010033789A (en) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Jm Energy Corp | Film-armored electric device assembly |
JP2010186786A (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Fdk Corp | Electrical storage device and electrical storage device module |
JP2010225496A (en) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Jm Energy Corp | Safety mechanism for laminate exterior-package power storage device |
-
2010
- 2010-05-24 JP JP2010118822A patent/JP5404527B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003168410A (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-13 | Nissan Motor Co Ltd | Battery module and vehicle provided with battery module |
JP2007109455A (en) * | 2005-10-12 | 2007-04-26 | Toyota Motor Corp | Unit cell and battery pack |
JP2007141778A (en) * | 2005-11-22 | 2007-06-07 | Toyota Motor Corp | Battery and battery pack |
JP2010033789A (en) * | 2008-07-28 | 2010-02-12 | Jm Energy Corp | Film-armored electric device assembly |
JP2010186786A (en) * | 2009-02-10 | 2010-08-26 | Fdk Corp | Electrical storage device and electrical storage device module |
JP2010225496A (en) * | 2009-03-25 | 2010-10-07 | Jm Energy Corp | Safety mechanism for laminate exterior-package power storage device |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017139826A1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Avl List Gmbh | Battery |
KR101730576B1 (en) * | 2016-06-17 | 2017-04-26 | 주식회사 엘지화학 | Battery cell and battery module comprising it |
CN110476274A (en) * | 2017-06-29 | 2019-11-19 | 株式会社Lg化学 | Battery unit with anti-overcharge electric components |
US11258146B2 (en) | 2017-06-29 | 2022-02-22 | Lg Energy Solution, Ltd. | Battery cell having overcharge prevention member |
CN110476274B (en) * | 2017-06-29 | 2022-05-17 | 株式会社Lg化学 | Battery cell having overcharge preventing member |
JP2021510444A (en) * | 2018-12-07 | 2021-04-22 | エルジー・ケム・リミテッド | Pouch-type battery cell including venting member and battery pack containing it |
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