JP2013178919A - Battery device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池を有する電池装置に関するものである。 The present invention relates to a battery device having a battery.
発電要素に異常が生じて発電要素が発熱した場合に、発電要素に異常が生じた電池を放電させるために、発電要素の熱によってバイメタルを変形させて、電池の正負極端子間を短絡させた二次電池が知られている(例えば特許文献1参照)。 When an abnormality occurs in the power generation element and the power generation element generates heat, in order to discharge the battery in which the abnormality occurred in the power generation element, the bimetal was deformed by the heat of the power generation element and the positive and negative terminals of the battery were short-circuited Secondary batteries are known (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記の発明では、バイメタルが変形する際のスペースを二次電池内に設ける必要があり、二次電池が大型化するという問題があった。 However, in the above-described invention, it is necessary to provide a space in the secondary battery when the bimetal is deformed, and there is a problem that the secondary battery is increased in size.
本発明が解決しようとする課題は、電池が異常となった場合に、電流拡散させることで、安全性を確保することが可能な電池装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a battery device capable of ensuring safety by spreading current when a battery becomes abnormal.
本発明は、電池の膨張に伴って一対の電極タブが移動した場合に、一対の電極タブのそれぞれに接触する一対の電極タブ接触部材と、一対の電極タブ接触部材を介して、一対の電極タブ同士を短絡させる短絡回路と、を備えたことで上記課題を解決する。 The present invention provides a pair of electrode tab contact members that contact each of the pair of electrode tabs and a pair of electrodes via the pair of electrode tab contact members when the pair of electrode tabs moves as the battery expands. The said subject is solved by having provided the short circuit which short-circuits tabs.
本発明によれば、電池が異常となった場合に、電流拡散させることで、安全性を確保することができる。 According to the present invention, safety can be ensured by diffusing current when a battery becomes abnormal.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<<第1実施形態>>
図1は本実施形態における電池装置の概略断面図、図2は本実施形態における電池の断面図、図3は本実施形態における電池の平面図である。
<< first embodiment >>
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a battery device according to the present embodiment, FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery according to the present embodiment, and FIG. 3 is a plan view of the battery according to the present embodiment.
本実施形態における電池装置1は、図1に示すように、4つの電池2a〜2dと、モジュール缶4と、正極タブ接触部材51a〜51eと、負極タブ接触部材52a〜52e(図1において不図示)と、短絡回路53と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
本実施形態における4つの電池2a〜2dは、相互に積層され、かつ、バスバ3によって直列接続或いは並列接続で相互に接続された状態で、モジュール缶4の内部に収容されている。これらの電池2a〜2dは、以下に説明する電池2と同様の構成となっている。このため、以下において、電池2a〜2dの個別の構成を説明することに代えて、電池2の構成を代表して説明する。
The four
電池2(電池2a〜2d)は、図2に示すように、扁平型の電池である。この電池2としては、例えば、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池を挙げることができる。なお、電池2は、ラミネートフィルムによって発電要素(後述)を内包させた構造の電池であれば、特に限定されない。以下においては、電池2がリチウムイオン二次電池である場合の構成について詳細に説明する。
The battery 2 (
この電池2は、図2に示すように、3枚の正極板201と、5枚のセパレータ202と、3枚の負極板203と、正極タブ204と、負極タブ205(図2において不図示)と、上部外装部材206と、下部外装部材207と、特に図示しない電解質と、から構成されている。本実施形態では、このうちの正極板201、セパレータ202、負極板203及び電解質を特に発電要素208と称する。
As shown in FIG. 2, the
この発電要素208では、セパレータ202を介して、正極板201と負極板203とが交互に積層されている。そして、3枚の正極板201は、正極側集電体201aを介して、金属箔製の正極タブ204にそれぞれ接続されており、3枚の負極板203は、負極側集電体203aを介して、同様に金属箔製の負極タブ205にそれぞれ接続されている。
In this
上記の正極板201は、図2に示すように、正極タブ204まで延びている正極側集電体201aの一部に正極層201b,201cを積層したものであり、負極板203は、負極タブ205(同図において不図示)まで延びている負極側集電体203aの一部に負極層203b,203cを積層したものである。
As shown in FIG. 2, the
なお、発電要素208の正極板201、セパレータ202、及び、負極板203は、上記の枚数に何ら限定されない。例えば、1枚の正極板、3枚のセパレータ、1枚の負極板でも発電要素を構成することができ、必要に応じて、正極板、セパレータ及び負極板の枚数を選択して構成することができる。
In addition, the
ここで、本実施形態における電池2は、図3に示すように、外装部材206,207の一辺から正極タブ204と負極タブ205とが、並んで導出している。このため、図2では、発電要素208の正極板201から正極タブ204に至る断面を図示し、負極板203から負極タブ205に至る断面の図示を省略しているが、負極板203及び負極タブ205も、図2に示す正極板201及び正極タブ204と実質的に同一の構造となっている。ただし、発電要素208の積層電極体(相互に積層された正極板201、セパレータ202及び負極板203)の端部から正極タブ204に至る間の正極板201(正極側集電体201a)、及び、積層電極体の端部から負極タブ205に至る間の負極板203(負極側集電体203a)は、図3に示す平面視において、互いに接触することがないように、半分以下に切り欠かれている。
Here, as shown in FIG. 3, in the
上述した発電要素208は、図2に示すように、上部外装部材206と、下部外装部材207との間に収容されて、封止されている。本実施形態における上部外装部材206及び下部外装部材207は何れも、特に図示しないが、内側樹脂層、金属層、及び、外側樹脂層から成るラミネートフィルムで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
このラミネートフィルムの内側樹脂層としては、例えば、ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、又は、アイオノマー等の耐電解液性及び熱融着性に優れた樹脂フィルムで構成することができる。また、金属層としては、例えば、アルミニウム等の金属箔で構成することができ、外側樹脂層としては、例えば、ポリアミド系樹脂やポリエステル系樹脂等の電気絶縁性に優れた樹脂フィルムで構成することができる。 The inner resin layer of this laminate film can be composed of a resin film excellent in electrolytic solution resistance and heat fusion properties such as polyethylene, modified polyethylene, polypropylene, modified polypropylene, or ionomer. Moreover, as a metal layer, it can comprise with metal foil, such as aluminum, for example, and as an outer side resin layer, it comprises with resin films excellent in electrical insulation, such as a polyamide-type resin and a polyester-type resin, for example. Can do.
これらの外装部材206,207によって、電極タブ204,205の一部と発電要素208を包み込み、当該外装部材206,207により形成される空間に、有機液体溶媒に過塩素酸リチウムやホウフッ化リチウム、六フッ化リン酸リチウム等のリチウム塩を溶質とした液体電解質を注入しながら、当該空間を真空状態とした後に、電極タブ204,205を導出させた状態で外装部材206,207の外周部分を熱プレスにより熱融着する。これにより、外装部材206,207の間に、電極タブ204,205の一部及び発電要素208が収容されて封止される。
These
ここで、本実施形態では、上記のように外装部材206,207の外周部分を熱プレスにより熱融着する際に、外装部材206,207を、電極タブ204,205の一部分とも熱融着させている。つまり、図3に示すように、外装部材206,207によって、電極タブ204,205の一部分を被覆させている。以下において、外装部材206において電極タブ204,205を被覆する部分を、電極タブ被覆部206aと称し、外装部材207において電極タブ204,205を被覆する部分を、電極タブ被覆部207aと称する。
Here, in this embodiment, when the outer peripheral portions of the
以上に説明した電池2と同様の構成の電池2a〜2dのそれぞれの正極タブ204の先端は、図1に示すように、バスバ3に固定され、電池2a〜2dのそれぞれの負極タブ205の先端は、特に図示しないが、バスバ3とは異なるバスバに固定されている。ここで、図1においては、電池2a〜2dのそれぞれの正極タブ204が外装部材206,207に挟み込まれている様子を側面から確認できるように図示しているが、実際には、正極タブ204の両側(図中の手前側と奥側)は、外装部材206,207によって封止されており、正極タブ204において外装部材206,207の内側に位置する部分は、外部から目視確認できないようになっている(図5において同じ)。
The tip of each
モジュール缶4は、図1に示すように、箱状となっており、電池2a〜2dを内部に収容している。このモジュール缶4は、例えば、厚さが1mm程度のステンレス鋼で構成されており、後述するが、膨張した電池によって押圧された場合に、電池の膨張に応じて膨らむように変形可能となっている(後述する図5参照)。
As shown in FIG. 1, the module can 4 has a box shape and accommodates the
図4は図1のIV−IV線に沿った断面図であり、相互に積層された電池2a〜2bのそれぞれの正極タブ204と負極タブ205が図中横方向に並んで配置されている様子を示している。詳細に説明すると、電池2aの正極タブ204は、電池2aの負極タブ205の図中左側に位置しており、電池2aが積層された電池2bの正極タブ204は、電池2bの負極タブ205の図中左側に位置する。また、電池2bが積層された電池2cの正極タブ204は、電池2cの負極タブ205の図中左側に位置し、電池2cが積層された電池2dの正極タブ204は、電池2dの負極タブ205の図中左側に位置する。また、図4では、電池2a〜2dにおいて図中奥側に存在する部分の図示を省略している。
4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 1, and the state in which the
以下に、図4に示す電極タブ接触部材51a,52aについて説明し、その後に、同図に示す電極タブ接触部材51b〜51e,52b〜52eについて説明する。
Hereinafter, the electrode
正極タブ接触部材51aは、図4に示すように、電池2aの正極タブ204の図中上方に位置した状態で、短絡回路53に固定されている。一方、負極タブ接触部材52aは、同図に示すように、電池2aの負極タブ205の図中上方に位置した状態で、短絡回路53に固定されている。これらの電極タブ接触部材51a,52aは、導電性を有しており、後で詳細に説明するが、短絡回路53も導電性を有している。このため、電極タブ接触部材51a,52aは、短絡回路53を介して、相互に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 4, the positive electrode
同図に示すように、これらの電極タブ接触部材51a,52aの先端は、尖っており、電極タブ204,205を被覆する電極タブ被覆部206aの表面と接触している。つまり、電極タブ接触部材51a,52aの先端は、電極タブ被覆部206aの厚さに相当する所定距離L1だけ電極タブ204,205から離間している。なお、電極タブ接触部材51a,52aは、電極タブ204,205と非接触な状態となっていればよく、電極タブ接触部材51a,52aの先端から電極タブ204,205までの所定距離L1は、上記の電極タブ被覆部206aの厚さに特に限定されない。
As shown in the figure, the tips of the electrode
以下に、電極タブ接触部材51a,52aの作用を、図5を参照して説明する。
Below, the effect | action of the electrode
図5は本実施形態における電池装置の作用を説明する概略断面図であり、電池2aが膨張した場合の電池装置を示している。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation of the battery device in the present embodiment, and shows the battery device when the
上述した電池では、過充電や内部短絡等の異常が発生した場合に、内部にガスが発生することがあり、このようなガスによって内部の圧力が上昇した場合に、電池が膨張することがある。 In the above-described battery, when abnormality such as overcharge or internal short circuit occurs, gas may be generated inside, and the battery may expand when the internal pressure rises due to such gas. .
同図に示すように、電池2aが膨張した場合には、電池2aがモジュール缶4を押し広げるように押圧する。この際に、電池2aの電極タブ204,205は、バスバ3に固定された先端を支点として、回転するように、図中上方に向って移動する。これにより、電極タブ204,205は、実質的に同時に、電極タブ被覆部206aを介して電極タブ接触部材51a,52aを押圧する。
As shown in the figure, when the
その結果、図5に示すように、電極タブ接触部材51a,52aの尖った先端が、電極タブ被覆部206aを貫通して、電極タブ204,205と接触する。これにより、電極タブ204,205同士が、電極タブ接触部材51a,52a及び短絡回路53を介して短絡し、電池2aが放電される。これにより、電池2aに異常が生じた場合に、当該電池2aの異常の進行を抑制することができる。
As a result, as shown in FIG. 5, the sharp tips of the electrode
なお、電極タブ接触部材51a,52aの先端の形状については、電極タブ被覆部206aを貫通する(突き破る)ことができる形状であれば特に限定されず、針状、円錐状、角錐状又は刃状の何れかの形状を含んでいればよい。これにより、電池2aが膨張した場合に、電極タブ接触部材51a,52aと電極タブ被覆部206aとの絶縁状態を破壊して、電極タブ接触部材51a,52aと電極タブ204,205とを確実に接触させることができる。
The tip shape of the electrode
ここで、本実施形態における電極タブ接触部材51a,52aは、図5に示すように、電極タブ被覆部206aにおいて、発電要素208から所定距離L2だけ離間した所定部分を貫通するように配置されている。なお、この所定距離L2は、電極タブ接触部材51a,52aが電極タブ被覆部206aを貫通した際に、電池2a内部の電解質やガス等が外部に漏れないように、発電要素208から十分に離れた位置までの距離である。
Here, as shown in FIG. 5, the electrode
仮に、上記のように、電池が膨張した場合に、電極タブ接触部材が電極タブと接触して、電池を放電させている状態において、電池内部の電解質やガスが外部に漏れると、膨張している電池が萎んでしまう。その結果、電極タブが電極タブ接触部材から離反して、電池を放電させることができなくなってしまう恐れがある。これに対して、本実施形態では、上記のように、電池内部の電解質やガスが外部に漏れ難くなっているため、電池が異常になった場合に、電池を放電させて、かつ、このように電池を放電させた状態を維持させることが可能となっている。 As described above, when the battery expands, when the electrode tab contact member is in contact with the electrode tab and the battery is discharged, if the electrolyte or gas inside the battery leaks to the outside, the battery expands. The battery that has been deflated. As a result, the electrode tab may be separated from the electrode tab contact member and the battery may not be discharged. On the other hand, in the present embodiment, as described above, the electrolyte and gas inside the battery are difficult to leak to the outside. Therefore, when the battery becomes abnormal, the battery is discharged and It is possible to maintain the state in which the battery is discharged.
次に、電極タブ接触部材51b〜51e,52b〜52eについて、簡単に説明する。
Next, the electrode
電極タブ接触部材51b,52bは、図4に示すように、電池2a,2bの間に配置されている。この電極タブ接触部材51b,52bは、仮に、電池2bが膨張した場合に、電池2bの電極タブ被覆部206aを貫通して、電池2bの電極タブ204,205と接触し、短絡回路53を介して、膨張した電池2bを放電させる。
As shown in FIG. 4, the electrode
なお、この電極タブ接触部材51b,52bは、図4に示すように、電極タブ接触部材51b,52bの中央部分から図中上方及び下方に向かって尖った形状となっており、支持部材511a,521aを介して短絡回路53に固定されていること以外は、上述した電極タブ接触部材51b,52bと実質的に同様の構成である。
As shown in FIG. 4, the electrode
電極タブ接触部材51c〜51e,52c〜52eは、電池2b〜2dが膨張した場合に、膨張した電池2b〜2dを、短絡回路53と共に放電させる部材である。これらの電極タブ接触部材51c〜51e,52c〜52eの構成については、上述した電極タブ接触部材51a,51b,52a,52bと同様である。
The electrode
短絡回路53は、図4に示すように、電池2a〜2dの電極タブ204,205を取り囲むような枠形状の部材であり、モジュール缶4の内部に配置されている。この短絡回路53は、導電性を有する材料で構成されており、上記のように、正極タブ接触部材51a〜51eと、負極タブ接触部材52a〜52eとを電気的に接続している。このため、図5に示すように、仮に、電極タブ接触部材51a,52aが電極タブ204,205と接触した場合には、この短絡回路53が、電極タブ204,205間を短絡させる回路となって、電池2aを放電させる。
As illustrated in FIG. 4, the
この短絡回路53は、モジュール缶4よりも強い剛性を有しており、例えば、図5に示すように、電池2aが膨張してモジュール缶4を内側から外側に向って押し広げた場合において、この短絡回路53の変位H2が、モジュール缶4の変位H1に対して相対的に小さくなるようになっている。
The
このため、上述したように電池2aが膨張した場合には、図5に示すように、電池2aの電極タブ204,205の変位よりも、短絡回路53に固定された電極タブ接触部材51a,52aの変位が相対的に小さくなる。結果として、電極タブ接触部材51a,52aが電極タブ204,205に押し付けられて、電極タブ接触部材51a,52aが、電極タブ被覆部206aを貫通して、電極タブ204,205と接触する。
Therefore, when the
以上に説明したように、本実施形態では、電池が膨張した場合に、電池を放電させるために、電池の電極タブの移動を利用して、電極タブ同士を短絡させている。つまり、電極タブ接触部材や短絡回路を積極的に移動させたり変形させたりしていないので、電池装置内の比較的狭いスペース(例えば、電極タブ同士の間や電極タブの周囲)に電極タブ接触部材や短絡回路を配置させることができる。これにより、電極タブ接触部材や短絡回路を設けたことに伴う電池装置の大型化を抑制することが可能となっている。 As described above, in the present embodiment, when the battery expands, the electrode tabs are short-circuited using the movement of the electrode tabs of the battery in order to discharge the battery. In other words, since the electrode tab contact member and the short circuit are not actively moved or deformed, the electrode tab contact is made in a relatively narrow space in the battery device (for example, between the electrode tabs or around the electrode tab). A member or a short circuit can be arranged. Thereby, the enlargement of the battery apparatus accompanying providing an electrode tab contact member and a short circuit can be suppressed.
ここで、本実施形態では、電池が異常になった場合に、電池を放電させるために、電極タブ同士を短絡させているので、外装部材を突き破って発電要素を短絡させた場合と比較して、不用意に電池を損傷(電解質の流出等)させることが抑制されている。 Here, in this embodiment, since the electrode tabs are short-circuited in order to discharge the battery when the battery becomes abnormal, compared with the case where the power generation element is short-circuited by breaking through the exterior member. Inadvertently damaging the battery (electrolyte outflow, etc.) is suppressed.
また、本実施形態では、上記のように、電極タブ接触部材を、電極タブ被覆部上に配置させている。これにより、電極タブ接触部材を、電極タブ被覆部から露出した部分上に配置させた場合と比較して、電池装置に印加された振動等を原因とする意図しない電極タブ同士の短絡を回避させ易くしている。本実施形態では、このように、電極タブ同士の意図しない短絡が回避されているので、安全に電池装置を組み立てることができる。また、本実施形態では、電池に備えられている外装部材を利用して、電極タブと電極タブ接触部材を絶縁させているので、両者を絶縁させるための構造を低コスト化することができる。なお、本実施携形態では、電極タブ接触部材を、電極タブ被覆部上に配置させるような構成としたが、その設計等によっては、電極タブ接触部材を、電極タブ被覆部から露出した部分上に配置させても、もちろんよい。 Moreover, in this embodiment, as mentioned above, the electrode tab contact member is arrange | positioned on the electrode tab coating | coated part. Thereby, compared with the case where the electrode tab contact member is disposed on the portion exposed from the electrode tab covering portion, it is possible to avoid unintentional shorting between the electrode tabs caused by vibration applied to the battery device. It is easy. In this embodiment, since an unintended short circuit between the electrode tabs is avoided in this way, the battery device can be assembled safely. Moreover, in this embodiment, since the electrode tab and the electrode tab contact member are insulated using the exterior member with which the battery is equipped, the structure for insulating both can be reduced in cost. In this embodiment, the electrode tab contact member is arranged on the electrode tab covering portion. However, depending on the design or the like, the electrode tab contact member may be disposed on the portion exposed from the electrode tab covering portion. Of course, it is also possible to arrange them.
また、特に図示を省略するが、電極タブ同士の意図しない短絡を確実に防止するために、電極タブ被覆部上に絶縁性フィルムを積層してもよい。あるいは、電極タブにおいて外装部材から露出した部分に、絶縁性フィルムを張り付けて、この絶縁性フィルムによって、電極タブと電極タブ接触部材を絶縁させてもよい。なお、これらの場合における絶縁性フィルムの材料には、電極タブ接触部材が貫通可能なゴム系やプラスチック系の材料を用いる。 Although not shown in particular, an insulating film may be laminated on the electrode tab covering portion in order to surely prevent an unintended short circuit between the electrode tabs. Alternatively, an insulating film may be attached to a portion of the electrode tab exposed from the exterior member, and the electrode tab and the electrode tab contact member may be insulated by the insulating film. In these cases, the insulating film is made of a rubber or plastic material that can be penetrated by the electrode tab contact member.
以上に説明したように、本実施形態では、膨張した電池の電流を短絡回路に放電させているが、これに加えて、電池の充放電を制御するコントローラによって、膨張した電池の充放電を停止させてもよい。 As described above, in this embodiment, the current of the expanded battery is discharged to the short circuit, but in addition to this, charging / discharging of the expanded battery is stopped by the controller that controls charging / discharging of the battery. You may let them.
例えば、電池の電極タブ同士が短絡したことに伴って、短絡回路や、当該短絡回路と電気的に接続されたモジュール缶に流れた電流を電流計によって検知させ、この検知結果に基づいて、コントローラによって、電池の充放電を停止させてもよい。なお、この場合には、モジュール缶と電池との絶縁性を向上させるために、モジュール缶の内壁に絶縁性フィルム等を貼りつけてもよい。また、電池が接続された電気回路に流れる電流が低下した場合には、電池の電極タブ同士が短絡したと判断することができるため、この場合に、コントローラによって、電池の充放電を停止させてもよい。 For example, when the electrode tabs of the battery are short-circuited, the current flowing through the short circuit or the module can electrically connected to the short circuit is detected by an ammeter, and based on the detection result, the controller The charging / discharging of the battery may be stopped. In this case, an insulating film or the like may be attached to the inner wall of the module can in order to improve the insulation between the module can and the battery. In addition, when the current flowing in the electric circuit to which the battery is connected decreases, it can be determined that the battery electrode tabs are short-circuited. In this case, the controller stops charging / discharging of the battery. Also good.
次に、第2実施形態について説明する。 Next, a second embodiment will be described.
<<第2実施形態>>
図6は本実施形態における電池装置の断面図である。なお、この図6は、第1実施形態で示した図4に対応する断面図である。
<< Second Embodiment >>
FIG. 6 is a cross-sectional view of the battery device in the present embodiment. FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 4 shown in the first embodiment.
本実施形態における電池装置1aは、フィン6をさらに備えた点と、短絡回路53aが高抵抗部531を有している点と、において第1実施形態と相違するが、それ以外の構成については、第1実施形態と同様である。以下において、第1実施形態と相違する部分についてのみ説明し、第1実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
The
フィン6は、電池2a〜2dの電極タブ204,205同士が短絡した場合に、短絡回路53aに流れる電流によって短絡回路53aに生じる熱を、モジュール缶4を介して外部に放熱する部材である。このフィン6は、図6に示すように、短絡回路53aの図中上部、下部及び両側部のそれぞれの略中央部分に配置されており、後述する高抵抗部531と比較して、発電要素208に比較的近い位置に位置している。
The
本実施形態では、フィン6によって、短絡回路53aの熱を外部に積極的に放熱させることで発電要素208への熱伝達を抑制し、発電要素208の温度上昇を抑制している。さらに、本実施形態では、後述する高抵抗部531よりも発電要素208に近い位置で短絡回路53a熱を積極的に放熱させることで、発電要素208に短絡回路53aの熱をより伝達させ難くしている。
In the present embodiment, the
なお、本実施形態では、上述したように、短絡回路53aにフィン6を設けたが、特に限定されない。特に図示を省略するが、モジュール缶の外側の表面において短絡回路と対応する部分に、フィンを配置させ、短絡回路の熱を外部に放熱させてもよい。
In the present embodiment, as described above, the
本実施形態における高抵抗部531は、短絡回路53aにおいて電気抵抗が高くなっている部分である。この高抵抗部531は、図6に示すように、電池2a〜2dにおける発電要素208から比較的遠い位置に位置するように、枠状の短絡回路53aの四隅に配置されている。
The
本実施形態では、電池2a〜2dの電極タブ204,205が短絡した場合に、この高抵抗部531によって、電極タブ204,205を通じて短絡回路53aに流れる電流を低減させている。これにより、電池2a〜2dをゆっくりと放電させることができるので、電池2a〜2dの温度上昇を抑制することが可能となる。また、大電流が流れることに伴う短絡回路53aの焼き切れも抑制される。
In the present embodiment, when the
また、本実施形態では、電池2a〜2dの発電要素208から比較的遠い位置に、高抵抗部531を配置させたので、この高抵抗部531に電流が流れることに伴う発熱を、モジュール缶4を介して、或いは、直接的に電池2a〜2dの発電要素208に伝達させ難くしている。
Moreover, in this embodiment, since the
また、本実施形態では、電池2aの電極タブ204,205同士が短絡した場合に、短絡回路53aの四隅に配置された高抵抗部531に電流が流れるように、図6に示すように、正極タブ接触部材51aを、支持部材511bによって短絡回路53aの図中左側の側部に接続させていると共に、負極タブ接触部材52aを、支持部材521bによって短絡回路53aの図中右側の側部に接続させている。同様に、電極タブ接触部材51e,52eも、支持部材511c,521cによって短絡回路53aの側部に接続させている。
Further, in the present embodiment, when the
また、本実施形態では、特に図示を省略するが、モジュール缶4との間に絶縁性フィルム等の絶縁部材が介在されている。これにより、電池2a〜2dが膨張して電極タブ204,205同士が短絡した場合に、モジュール缶4に電流が流れるのを抑制して、短絡回路53aの高抵抗部531に確実に電流が流れるようにしている。
Further, in this embodiment, although not shown in particular, an insulating member such as an insulating film is interposed between the module can 4 and the module can 4. As a result, when the
本実施形態においても、第1実施形態と同様に、過充電等の異常によって電池が膨張した場合には、膨張した電池の一対の電極タブのそれぞれが、一対の電極タブ接触部材を押圧するように移動する。これにより、一対の電極タブのそれぞれを、一対の電極タブ接触部材に接触させて、短絡回路を介して、一対の電極タブ同士を短絡させている。 Also in the present embodiment, as in the first embodiment, when the battery expands due to an abnormality such as overcharge, the pair of electrode tabs of the expanded battery press the pair of electrode tab contact members. Move to. Thereby, each of a pair of electrode tab is made to contact a pair of electrode tab contact member, and a pair of electrode tab is short-circuited via a short circuit.
これにより、本実施形態においても、電池装置の大型化を抑制しつつ、過充電等の異常が生じた電池を放電することを可能にしている。 Thereby, also in this embodiment, it is possible to discharge a battery in which an abnormality such as overcharge has occurred while suppressing an increase in size of the battery device.
また、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、電極タブ接触部材が、電極タブ被覆部において、発電要素から所定距離L2だけ離間した所定部分を貫通する。このため、電極タブ接触部材が電極タブ被覆部を貫通した場合において、電池内部の電解質やガス等が外部に漏れることを防止している。 Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the electrode tab contact member penetrates through a predetermined portion separated from the power generation element by a predetermined distance L2 in the electrode tab covering portion. For this reason, when the electrode tab contact member penetrates the electrode tab covering portion, the electrolyte, gas, and the like inside the battery are prevented from leaking to the outside.
また、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、電極タブ接触部材の先端の形状が、針状、円錐状、角錐状又は刃状の何れかの形状を含んでいる。このため、電池が膨張して、電極タブによって電極タブ接触部材が押圧された場合に、電極タブ接触部材が、電極タブ被覆部を確実に貫通できるようになっている。 Also in this embodiment, the shape of the tip of the electrode tab contact member includes any one of a needle shape, a conical shape, a pyramid shape, or a blade shape, as in the first embodiment. For this reason, when a battery expand | swells and an electrode tab contact member is pressed by an electrode tab, an electrode tab contact member can penetrate an electrode tab coating | coated part reliably.
また、本実施形態においても、第1実施形態と同様に、電極タブ被覆部が、電極タブと電極タブ接触部材とを絶縁している。これにより、電極タブ同士の意図しない短絡を防止することができる。 Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the electrode tab covering portion insulates the electrode tab and the electrode tab contact member. Thereby, the unintended short circuit of electrode tabs can be prevented.
なお、第1及び第2実施形態における電極タブ接触部材51a〜51e,52a〜52e及び短絡回路53が本発明の短絡手段の一例に相当し、第1及び第2実施形態における所定距離L1が本発明における第1の所定距離の一例に相当し、第1及び第2実施形態における所定距離L2が本発明の第2の所定距離の一例に相当し、第2実施形態におけるフィン6が本発明の放熱部の一例に相当する。
The electrode
また、以上に説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
たとえば、上述した第1及び第2実施形態においては、電池が膨張した場合に、一対の電極タブが、電極タブ接触部材に接触することで、短絡回路と導通し、これにより電流拡散が起こるような例について説明したが、電池が膨張した場合に、短絡回路と導通させるための部材としては、一対の電極タブに特に限定されるものではない。すなわち、たとえば、電池が膨張した場合に、電極タブ接触部材と同様の構成を有する接触部材が、図2に示す発電要素208の一部(たとえば、正極側集電体201aの正極層201b,201cが形成されていない部分(すなわち、正極層非形成部分)や、負極側集電体203aの負極層203b,203cが形成されていない部分(すなわち、負極層非形成部分))に接触するような構成としてもよい。
For example, in the first and second embodiments described above, when the battery expands, the pair of electrode tabs are brought into contact with the electrode tab contact member, thereby conducting with the short circuit, thereby causing current diffusion. Although a specific example has been described, the member for conducting the short circuit when the battery expands is not particularly limited to a pair of electrode tabs. That is, for example, when the battery expands, the contact member having the same configuration as the electrode tab contact member is a part of the
1…電池装置
2…電池
3…バスバ
4…モジュール缶
5…短絡部材
51a〜51e…正極タブ接触部材
52a〜52e…負極タブ接触部材
53…短絡回路
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記電池が膨張した場合に、一対の前記電極タブ同士を短絡させる短絡手段と、を備えており、
前記短絡手段は、
前記電池が膨張する前の状態においては、一対の前記電極タブに対して第1の所定距離だけ離間して配置されており、かつ、前記電池の膨張に伴って一対の前記電極タブが移動した場合に、一対の前記電極タブのそれぞれに接触する導電性の一対の電極タブ接触部材と、
一対の前記電極タブ接触部材が一対の前記電極タブのそれぞれに接触した場合に、一対の前記電極タブ接触部材を介して一対の前記電極タブ同士を短絡させる短絡回路と、を有することを特徴とする電池装置。 A battery in which a pair of electrode tabs electrically connected to the power generation element is led out from a film-like exterior member enclosing the power generation element,
Short-circuit means for short-circuiting the pair of electrode tabs when the battery expands,
The short-circuit means includes
In a state before the battery expands, the battery is disposed at a first predetermined distance from the pair of electrode tabs, and the pair of electrode tabs moves as the battery expands. A pair of conductive electrode tab contact members in contact with each of the pair of electrode tabs;
A short circuit that short-circuits the pair of electrode tabs via the pair of electrode tab contact members when the pair of electrode tab contact members contact each of the pair of electrode tabs. Battery device.
前記外装部材は、一対の前記電極タブのそれぞれの少なくとも一部分を被覆する電極タブ被覆部を有し、
一対の前記電極タブ接触部材は、前記電池の膨張に伴って一対の前記電極タブが移動した場合に、前記電極タブ被覆部を貫通して、一対の前記電極タブのそれぞれと接触することを特徴とする電池装置。 The battery device according to claim 1,
The exterior member has an electrode tab covering portion that covers at least a part of each of the pair of electrode tabs,
The pair of electrode tab contact members pass through the electrode tab covering portion and contact with each of the pair of electrode tabs when the pair of electrode tabs move as the battery expands. A battery device.
一対の前記電極タブ接触部材は、前記電極タブ被覆部のうち前記発電要素から第2の所定距離だけ離間した所定部分を貫通することを特徴とする電池装置。 The battery device according to claim 2,
A pair of said electrode tab contact members penetrates the predetermined part spaced apart only 2nd predetermined distance from the said electric power generation element among the said electrode tab coating | coated parts, The battery device characterized by the above-mentioned.
前記短絡回路は、電気抵抗が高い高抵抗部を有していることを特徴とする電池装置。 The battery device according to any one of claims 1 to 3,
The short circuit has a high resistance portion having a high electric resistance.
前記短絡手段は、前記短絡回路の熱を放熱する放熱部を有していることを特徴とする電池装置。 The battery device according to claim 1, wherein
The battery device characterized in that the short-circuit means has a heat-dissipating part that dissipates heat from the short-circuit.
前記短絡回路は、電気抵抗が高い高抵抗部を有し、かつ、
前記短絡手段は、前記短絡回路の熱を放熱する放熱部を有しており、
前記放熱部は、前記短絡回路の前記高抵抗部よりも、前記発電要素に近い位置に配置されていることを特徴とする電池装置。 The battery device according to any one of claims 1 to 3,
The short circuit has a high resistance portion with high electrical resistance, and
The short-circuit means has a heat dissipation part that dissipates heat of the short-circuit,
The battery device, wherein the heat dissipating part is disposed closer to the power generation element than the high resistance part of the short circuit.
前記電極タブ接触部材において、前記電極タブと接触する部分の形状は、針状、円錐状、角錐状又は刃状の何れかの形状を有していることを特徴とする電池装置。 The battery device according to any one of claims 1 to 6,
In the electrode tab contact member, the shape of the portion in contact with the electrode tab has any one of a needle shape, a cone shape, a pyramid shape, and a blade shape.
前記電池が膨張した場合に、前記電池を構成する導電性部材のうち、特定の導電性部材と電気的に接続する導通手段と、を備えており、
前記導通手段は、
前記電池が膨張する前の状態においては、前記特定の導電性部材から所定距離だけ離間して配置されており、かつ、前記電池の膨張に伴って電池形状が変化した場合に、前記特定の導電性部材と接触する接触部材と、
前記接触部材が、前記特定の導電性部材と接触した場合に、前記特定の導電性部材と導通する導通回路と、を有することを特徴とする電池装置。 A battery in which a pair of electrode tabs electrically connected to the power generation element is led out from a film-like exterior member enclosing the power generation element,
A conductive means electrically connected to a specific conductive member among the conductive members constituting the battery when the battery expands; and
The conduction means is
In a state before the battery expands, the specific conductive material is disposed when the battery is disposed at a predetermined distance from the specific conductive member and the battery shape changes as the battery expands. A contact member that contacts the sex member;
A battery device comprising: a conduction circuit that conducts with the specific conductive member when the contact member comes into contact with the specific conductive member.
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