JP2020129486A - 電池構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
上記複数の配設部を、上記電池からの熱引きが大きいものから順に順位付けした熱引き順位が該熱引き順位の中央値よりも上位のグループである熱引き上位グループ(20A)と、上記熱引き順位が上記中央値以下の下位のグループである熱引き下位グループ(20B)とに分けたとき、上記複数の電池の中で、充放電におけるリチウムの析出しづらさを示すリチウム析出耐性が最も高い上記電池は、上記熱引き上位グループに属する上記配設部に配設されている、電池構造体にある。
上記電池構造体の実施形態について、図1、図2を用いて説明する。
本実施形態の電池構造体1は、図1に示すように、リチウムイオン二次電池からなる複数の電池10と、該電池10が配設される複数の配設部20とを有する。
図2に示すように、複数の配設部20は、電池10からの熱引きが大きいものから順に順位付けした熱引き順位が該熱引き順位の中央値よりも上位のグループである熱引き上位グループ20Aと、熱引き順位が中央値以下の下位のグループである熱引き下位グループ20Bとに分けることができる。
そして、複数の電池10の中で、充放電におけるリチウムの析出しづらさを示すリチウム析出耐性が最も高い電池10は、熱引き上位グループ20Aに属する配設部20に配設されている。
電池構造体1は、電池モジュール又は電池パックを構成することができる。本実施形態では、電池構造体1は電池モジュールであって、電池10として単電池である電池セルを備える。電池10は電池セルを複数備える組電池であってもよい。電池10が組電池である場合には、組電池を構成する電池セル全体を合わせて一つの電池10として取り扱うことができる。なお、電池構造体1が電池パックである場合は、電池10として電池モジュールを備えるものとすることができる。
本実施形態の電池構造体1において、熱引き上位グループ20Aに属する配設部20は、熱引きが大きいため当該配設部20に配設された電池10はその電池抵抗が上昇してリチウム析出が促される傾向がある。しかしながら、本実施形態の電池構造体1では、充放電においてリチウム析出耐性が最も高い電池10が熱引き上位グループ20Aに属する配設部20に配設されているため、電池構造体1全体としてリチウムの析出が防止される。
図5に示すように、本実施形態では、実施形態1における熱交換器50に替えて、熱交換器としての冷却器55を備える。そして、複数の電池10はいずれも使用履歴を有する再利用品であって、実施形態1の場合に比べて複数の電池10における電池性能のバラツキが大きくなっている。
本実施形態の電池構造体1では、冷媒を流通させる冷媒流路56と、冷媒流路56に冷媒を導入する冷媒導入部57と、冷媒流路56から冷媒を排出する冷媒排出部58とを有し、冷媒流路56に冷媒を流通させて複数の電池10を冷却する冷却器55を備える。そして、複数の電池10の中でリチウム析出耐性が最も高い第1の電池11は、複数の配設部20の中で冷媒導入部57に最も近い位置に位置する第1の配設部21に配設されている。これにより、冷却器55を備える構成を有する電池構造体1においても全体としてリチウムの析出が防止される。なお、本実施形態2においても、実施形態1と同等の作用効果を奏する。
本実施形態3では、実施形態1における単一のセルからなる電池10に替えて、図8に示すように、複数の電池10はいずれも3つのセルA、B、Bを有し、互いに並列接続されている。そして、3つのセルの内、セルAはセルBに比べて負極抵抗割合が小さく、リチウム析出耐性が高い。
10、11〜17 電池
10A 析出耐性上位グループ
10B 析出耐性下位グループ
20、21〜27 配設部
20A 上位グループ
20B 下位グループ
30 エンドプレート
40 外部接続用配線
55 冷却器
Claims (7)
- リチウムイオン二次電池からなる複数の電池(10)と、該電池が配設される複数の配設部(20)とを有する電池構造体(1)であって、
上記複数の配設部を、上記電池からの熱引きが大きいものから順に順位付けした熱引き順位が該熱引き順位の中央値よりも上位のグループである熱引き上位グループ(20A)と、上記熱引き順位が上記中央値以下の下位のグループである熱引き下位グループ(20B)とに分けたとき、上記複数の電池の中で、充放電におけるリチウムの析出しづらさを示すリチウム析出耐性が最も高い上記電池は、上記熱引き上位グループに属する上記配設部に配設されている、電池構造体。 - 上記複数の電池を、リチウム析出耐性が高いものから順に順位付けした析出耐性順位が該析出耐性順位の中央値よりも上位のグループである析出耐性上位グループ(10A)と、上記析出耐性順位が上記中央値以下の下位のグループである析出耐性下位グループ(10B)とに分けたとき、
上記析出耐性上位グループに属する上記電池は、上記熱引き上位グループに属する上記配設部に配設され、
上記析出耐性下位グループに属する上記電池は、上記熱引き下位グループに属する上記配設部に配設される、請求項1に記載の電池構造体。 - 上記リチウム析出耐性は、上記電池の電池抵抗に対する負極抵抗の割合、上記電池における負極容量に対する正極容量の比、上記電池の低温特性、上記電池の熱容量の少なくとも一つに基づいて定められる、請求項1又は2に記載の電池構造体。
- 上記複数の配設部の中で、リチウム析出耐性が最も高い上記電池が配設された上記配設部には、上記電池よりも熱容量の大きい部材(30)が熱的に接続されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電池構造体。
- 上記複数の電池の中でリチウム析出耐性が最も高い上記電池には、外部接続用配線(40)が接続されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電池構造体。
- 冷媒を流通させる冷媒流路(56、59)と、該冷媒流路に冷媒を導入する冷媒導入部(57)と、上記冷媒流路から冷媒を排出する冷媒排出部(58)とを有し、上記冷媒流路に上記冷媒を流通させて上記複数の電池を冷却する冷却器(55)を備え、
上記複数の電池の中でリチウム析出耐性が最も高い上記電池は、上記複数の配設部の中で上記冷媒導入部に最も近い位置に位置する上記配設部に配設されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電池構造体。 - 上記複数の電池には、使用履歴を有する再利用品が含まれている、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電池構造体。
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