JP2013178955A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池セルを複数接続することによって構成される組電池に関する。 The present invention relates to an assembled battery configured by connecting a plurality of battery cells.
従来、バスバーを用いて電池セルを直列に接続することにより構成される組電池の技術が種々提案されている(特許文献1等)。
組電池は、大容量の二次電池として車両等に広く用いられている。一方、組電池の使用時に制御不良等の異常が生じた場合、組電池を搭載した車両が事故を起こした場合等に、組電池の内部に電位が残ったまま使用不能な状態となる。このような場合に、組電池の安全性を考慮して、塩水に浸して残留電位を放電させる液絡手法が採用されている。
Conventionally, various assembled battery technologies configured by connecting battery cells in series using a bus bar have been proposed (Patent Document 1, etc.).
The assembled battery is widely used in vehicles and the like as a large-capacity secondary battery. On the other hand, when an abnormality such as control failure occurs when the assembled battery is used, or when a vehicle equipped with the assembled battery causes an accident, the battery remains in an unusable state with the potential remaining inside. In such a case, in consideration of the safety of the assembled battery, a liquid junction method is adopted in which the residual potential is discharged by immersing in salt water.
液絡の際、水溶液に浸すことによって電池セルの構成部品が酸化して液中に溶出し、電池セルの密閉性が損なわれることがある。このような酸化現象は、組電池の中でも最終的に電位が残る総プラスの電極端子付近で顕著に現れることが分かっている。
本発明は、組電池を導電性を有する溶液に浸して放電させる際に、電池セルの密閉性を損なわない技術を提供する。
At the time of liquid junction, the battery cell components may be oxidized by being immersed in an aqueous solution and eluted into the liquid, thereby impairing the sealing performance of the battery cell. It has been found that such an oxidation phenomenon appears remarkably in the vicinity of the total positive electrode terminal where the potential finally remains in the assembled battery.
The present invention provides a technique that does not impair the hermeticity of battery cells when an assembled battery is immersed in a conductive solution for discharge.
本発明の組電池は、複数の電池セルを接続することによって得られるものであり、総プラス電極にあたる外部端子に、正極標準電位よりも低い標準電極電位を有する金属によって構成される金属部材を取り付ける。 The assembled battery of the present invention is obtained by connecting a plurality of battery cells, and a metal member made of a metal having a standard electrode potential lower than the positive electrode standard potential is attached to the external terminal corresponding to the total positive electrode. .
本発明の一実施形態において、前記金属部材は、前記総プラス電極を有する電池セルに対して別部材として設けられる。 In one embodiment of the present invention, the metal member is provided as a separate member with respect to the battery cell having the total positive electrode.
前記金属部材は、前記総プラス電極に接続される外部機器の接続端子よりも外側に配置されることが好ましい。 It is preferable that the metal member is disposed outside a connection terminal of an external device connected to the total positive electrode.
本発明の他の実施形態において、前記金属部材は、前記総プラス電極を有する電池セルにおいて、当該電池セルの構成部品の一部を他の電池セルに比して多量に配することによって得られる。 In another embodiment of the present invention, the metal member is obtained by arranging a part of the components of the battery cell in a larger amount than the other battery cells in the battery cell having the total positive electrode. .
本発明によれば、総プラス電極に取り付けられる金属部材上で優先的に酸化反応を発生させることにより、電池セルの構成部品の溶出を抑制することができる。これにより、電池セルの密閉性を確保できる。 According to the present invention, elution of the constituent parts of the battery cell can be suppressed by preferentially generating an oxidation reaction on the metal member attached to the total positive electrode. Thereby, the sealing property of a battery cell is securable.
図1に示すように、組電池1は、複数の電池セル10を配列し、バスバー20及びナット21を用いて隣接する電池セル10を直列に接続することによって得られる。電池セル10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である。
バスバー20は、鉄、銅等の金属製の平板部材であり、電極端子間の接続部材として一般的に用いられるものである。ナット21は、亜鉛メッキが施された鉄製のナット等、締結具として一般的に用いられるナットである。
As shown in FIG. 1, the assembled battery 1 is obtained by arranging a plurality of
The
組電池1では、バスバー20によって接続される電池セル10のうち、一端に配置され、正極側にバスバー20が接続されていない電池セル10の正極端子を総プラス電極30として使用し、他端に配置され、負極側にバスバー20が接続されていない電池セル10の負極端子を総マイナス電極31として使用する。
総プラス電極30及び総マイナス電極31には、それぞれナット21を用いて外部機器の接続端子32が接続される。この際、総プラス電極30及び総マイナス電極31には、組電池1の電圧を検出するための電圧検出端子33が接続端子32よりも外側に取り付けられる。
In the battery pack 1, the positive electrode terminal of the
A
図2に示すように、電池セル10は、ケース11内に充放電要素となる電極体12を収納し、電極体12に非水電解質を含浸させることによって、繰り返し充放電可能な二次電池として構成される。ケース11は、アルミニウム、鉄等の金属製の筐体である。
ケース11の外方には、外部接続用の外部端子13が突出して設けられる。各外部端子13は、ガスケット14を介して絶縁された状態でケース11に固定される。また、正極側及び負極側の外部端子13は、それぞれ正極集電端子15及び負極集電端子16によって電極体12と接続されている。集電端子15・16も同様にガスケット14を介してケース11に対して絶縁された状態で固定される。集電端子15・16は、一部が外部端子13を貫通してケース11の外方に突出した状態でかしめられることにより、ガスケット14に圧縮力を付与しつつ外部端子13及びケース11に固定されている。
正極集電端子15と接続される正極側の外部端子13は電池セル10の正極端子となり、負極集電端子16と接続される負極側の外部端子13は電池セル10の負極端子となる。
As shown in FIG. 2, the
An
The positive
外部端子13は、外部接続時にナット21と締結可能なボルト部13aと、集電端子15・16と接続される端子部13bとによって構成されている。
ボルト部13aは、亜鉛メッキが施された鉄製のボルトのおねじ部によって構成されており、その頭部はガスケット14内に埋め込まれている。端子部13bは、アルミニウム、銅、鉄等の高い導電性を有する金属製の部材であり、平板を側面視略Z状に屈曲させた形状を有する。
The
The
図3に示すように、組電池1の総プラス電極30において、外部端子13に対して、外部機器の接続端子32、及び、組電池1の電圧検出用の電圧検出端子33に加えて、金属部材40がナット21を用いて取り付けられる。つまり、組電池1の中で、総プラス電極30を有する電池セル10のみに金属部材40が別部材として設けられる。
金属部材40は、板状又は箔状の金属製の部材であり、外部端子13から側方に向けて突出するように取り付けられている。金属部材40は、電池セル10の正極標準電位よりも低い標準電極電位を有する金属によって構成されている。
電池セル10をリチウムイオン二次電池とした場合、金属部材40の材料としては、標準電極電位が正極標準電位(0〜1VvsSHE)よりも小さい値の金属、具体的には、鉄、亜鉛、マンガン、チタン、アルミニウム、マグネシウム等の金属、つまり標準電極電位が正極標準電位の最低値であるゼロよりも小さい金属を採用できる。
As shown in FIG. 3, in the total
The
When the
以上のように、組電池1の総プラス電極30に、正極標準電位よりも低い標準電極電位の材料によって構成される金属部材40を配置することによって、組電池1に電位が残った状態で塩水等の導電性を有する溶液に浸す際、金属部材40を正極電位が残った部位に対して優先的に酸化させることができる。
これにより、電池セル10を構成する各部品の酸化反応を抑制することができ、その溶出量を抑えることができる。従って、総プラス電極30に金属部材40を付設することによって、組電池1を水溶液に浸した際の電池セル10の密閉性を確保できる。
As described above, by disposing the
Thereby, the oxidation reaction of each part which comprises the
また、組電池1は、同一構成の電池セル10を複数配列したものであり、かつ、金属部材40は組電池1全体に対して、総プラス電極30を有する電池セル10のみに配置されるため、組電池1の総電圧等、電池性能に大きな影響を及ぼすことがない。つまり、本実施形態のように、各電池セル10の構成を変更せずに、特定の電池セル10のみに金属部材40を配置する組電池1は、全体として電圧制御が容易であるという利点を有する。
In addition, the assembled battery 1 is formed by arranging a plurality of
さらに、図3に示すように、金属部材40は、総プラス電極30において、接続端子32及び電圧検出端子33よりも外側に配置されている。つまり、総プラス電極30の外部端子13には、端子部13b側から先端側へ向かって、接続端子32、電圧検出端子33、及び金属部材40が順に取り付けられている。
このように、金属部材40を組電池1の主な電流経路の外側に配置することにより、組電池1の電圧に与える影響を最小限にできる。
Furthermore, as shown in FIG. 3, the
As described above, by arranging the
総プラス電極30を有する電池セル10の構成部品の一部を増量させて、他の電池セル10に比して多量に配することによって、上述の実施形態の金属部材40と同様の金属部材を得る構成としても良い。
総プラス電極30を有する電池セル10の構成部品を増加させる例としては、外部端子13の端子部13bの厚みを他の電池セル10よりも大きくすること、ボルト部13aの長さを大きくすること等が挙げられる。このように、電池セル10の一部として金属部材を含むことによって、組電池1を組み立てる際の作業性に影響を与えないという効果を奏する。
By increasing a part of the components of the
As an example of increasing the number of components of the
1:組電池、10:電池セル、11:ケース、12:電極体、13:外部端子、13a:ボルト部、13b:端子部、14:ガスケット、15:正極集電端子、21:ナット、30:総プラス電極、32:接続端子、33:電圧検出端子、40:金属部材 1: assembled battery, 10: battery cell, 11: case, 12: electrode body, 13: external terminal, 13a: bolt part, 13b: terminal part, 14: gasket, 15: positive current collecting terminal, 21: nut, 30 : Total positive electrode, 32: Connection terminal, 33: Voltage detection terminal, 40: Metal member
Claims (4)
総プラス電極にあたる外部端子に、正極標準電位よりも低い標準電極電位を有する金属によって構成される金属部材を取り付けることを特徴とする組電池。 An assembled battery obtained by connecting a plurality of battery cells,
A battery assembly comprising a metal member made of a metal having a standard electrode potential lower than a positive electrode standard potential attached to an external terminal corresponding to a total positive electrode.
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JPH11195434A (en) * | 1997-10-07 | 1999-07-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2003036825A (en) * | 2001-05-18 | 2003-02-07 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | Nonaqueous electrolyte solution battery |
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