JP2021034244A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】特定の蓄電セルからガスが噴出したとしても、他の蓄電セルの温度が高くなることが抑制された蓄電装置を提供する。
【解決手段】蓄電装置は、蓄電セル２と、蓄電セル２を挟み込むように配置された第１プレート３Ａおよび第２プレート３Ｂとを備え、蓄電セル２は、電極体と、電極体を収容する収容ケースと、収容ケースに設けられた正極端子１２、負極端子１３および排気弁１４とを含み、収容ケースは、第１プレート３Ａが配置される第１主面と、第２プレート３Ｂが配置される第２主面と、正極端子１２、負極端子１３および排気弁１４が配置された搭載面２２とを含み、第１プレート３Ａは、搭載面２２に配置される第１カバー３３Ａを含み、第２プレート３Ｂは、搭載面２２に配置される第２カバー３３Ｂを含み、第１カバー３３Ａと第２カバー３３Ｂは、正極端子１２、負極端子１３および排気弁１４が露出するように搭載面２２を覆う。
【選択図】図６

Description

本開示は、蓄電装置に関する。

特開２０１８−０８１８６号公報に記載された蓄電装置は、複数の蓄電セルと、各蓄電セルの間に配置されたスペーサとを含む。各蓄電セルは、電極体と、電極体を収容する収容ケースとを含む。収容ケースの上面には、負極端子と、正極端子と、排気弁とが設けられている。

特開２０１８−０８１８６号公報

上記のように構成された蓄電装置において、過充電などが生じると、特定の蓄電セル内の温度が上昇する場合がある。

蓄電セル内の温度が上昇すると、当該蓄電セルの収容ケース内で化学反応が促進され、収容ケース内の内圧が上昇する場合がある。そして、収容ケース内の内圧が所定圧以上となると、排気弁が開弁する。排気弁が開弁すると、排気弁から高温ガスが噴出する。

この際、高温となった蓄電セルの周囲に位置する他の蓄電セルは、高温ガスに曝されることになり、周囲の蓄電セルも温度が高くなる。その結果、周囲の蓄電セルの内圧も上昇し、当該周囲の蓄電セルからも高温ガスが噴出するおそれが生じる。

本開示は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、特定の蓄電セルからガスが噴出したとしても、他の蓄電セルの温度が高くなることが抑制された蓄電装置を提供することである。

本開示に係る蓄電装置は、蓄電セルと、蓄電セルを挟み込むように配置された第１プレートおよび第２プレートとを備え、蓄電セルは、電極体と、電極体を収容する収容ケースと、収容ケースに設けられた正極端子、負極端子および排気弁とを含み、収容ケースは、第１プレートが配置される第１主面と、第２プレートが配置される第２主面と、正極端子、負極端子および排気弁が配置された搭載面とを含み、第１プレートは、搭載面に配置される第１カバーを含み、第２プレートは、搭載面に配置される第２カバーを含み、第１カバーと第２カバーは、正極端子、負極端子および排気弁が露出するように搭載面を覆う。上記の蓄電装置によれば、第１カバーおよび第２カバーが蓄電セルの登載面を覆うため、仮に高温ガスを噴出する蓄電セルが生じたとしても、他の蓄電セルが高温ガスに曝されることを抑制することができる。

本開示に係る蓄電装置によれば、特定の蓄電セルからガスが噴出したとしても、他の蓄電セルの温度が高くなることを抑制することができる。

本実施の形態に係る蓄電装置１を模式的に示す斜視図である。 蓄電セル２と、絶縁プレート３Ａ，３Ｂを示す斜視図である。 蓄電セル２を示す斜視図である。 絶縁プレート３Ａを示す斜視図である。 絶縁プレート３Ａを示す平面図である。 蓄電セル２に絶縁プレート３Ａおよび絶縁プレート３Ｂを装着した状態における平面図である。 蓄電セル２に絶縁プレート３Ａおよび絶縁プレート３Ｂを装着した状態における側面図である。 蓄電装置１の一部を示す平面図である。

図１から図８を用いて、本実施の形態に係る蓄電装置について説明する。図１から図８に示す構成のうち、同一または実質的に同一の構成については、同一の符なお、実施の形態に示す構成において、請求項に記載された構成に対応する構成には、括弧書きで請求項の構成を併記する場合がある。

図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１を模式的に示す斜視図である。蓄電装置１は、蓄電セル２と、複数の絶縁プレート３と、エンドプレート４，５と、拘束バンド６，７と、バスバモジュール８とを備える。

蓄電セル２は、配列方向Ｄに間隔をあけて配置されており、絶縁プレート３は、蓄電セル２の間に配置されている。

エンドプレート４は、配列方向Ｄにおける蓄電装置１の一端に設けられており、エンドプレート５は、蓄電装置１の他端に設けられている。

拘束バンド６,７は、エンドプレート４およびエンドプレート５を連結している。そして、エンドプレート４およびエンドプレート５の間に配置された複数の蓄電セル２および絶縁プレート３は、エンドプレート４およびエンドプレート５から加えられる拘束力によって固定されている。バスバモジュール８は、蓄電装置１の上面に配置されている。

図２は、蓄電セル２と、絶縁プレート３Ａ，３Ｂを示す斜視図である。この図２においては、絶縁プレート３Ａおよび絶縁プレート３Ｂが蓄電セル２を挟みこむように配置されている。

図３は、蓄電セル２を示す斜視図である。蓄電セル２は、電極体１０と、収容ケース１１と、正極端子１２と、負極端子１３と、排気弁１４とを含む。

電極体１０および電解液は、収容ケース１１内に収容されている。電極体１０は、正極シートと、セパレータと、負極シートとを含む。蓄電セル２は、たとえば、リチウムイオン電池である。

収容ケース１１は、アルミニウムなどの金属材料によって形成されている。収容ケース１１は、配列方向Ｄに薄型の直方体形状に形成されている。

収容ケース１１は、主面２０，２１と、上面（搭載面）２２と、下面２３と、側面２４，２５とを含む。主面２０および主面２１は、配列方向Ｄに配列している。側面２４および側面２５は、幅方向Ｗに配列している。

正極端子１２と、負極端子１３と、排気弁１４とは上面２２に設けられている。正極端子１２は、電極体１０の正極に電気的に接続されており、負極端子１３は、電極体１０の負極に接続されている。正極端子１２および負極端子１３は、幅方向Ｗに間隔をあけて配置されている。

排気弁１４は、正極端子１２および負極端子１３の間に配置されている。排気弁１４は、収容ケース１１内の内圧が所定圧以上となると開弁するように形成されている。たとえば、排気弁１４における収容ケース１１の厚さは、収容ケース１１の他の部分よりも薄肉に形成されている。

そして、図２に示す絶縁プレート（第１プレート）３Ａは、収容ケース１１の主面（第１主面）２０側に配置されており、絶縁プレート（第２プレート）３Ｂは、収容ケース１１の主面（第２主面）２１側に配置されている。

なお、絶縁プレート３Ａと、絶縁プレート３Ｂは、実質的に同じ形状であるため、絶縁プレート３Ａについて主に説明する。

図４は、絶縁プレート３Ａを示す斜視図であり、図５は、絶縁プレート３Ａを示す平面図である。絶縁プレート３Ａは、主板３０Ａと、側壁３１Ａ，３２Ａと、カバー（第１カバー）３３Ａと、底板３４Ａとを含む。

主板３０Ａは、蓄電セル２の主面２０に配置されており、主面２０に沿って上下方向に延びるように形成されている。側壁３１Ａは配列方向Ｄにおいて主板３０Ａの一方の側辺に形成されており、側壁３２Ａは他方の側辺に形成されている。

側壁３１Ａは、主壁６０Ａと、上壁６１Ａと、下壁６２Ａとを含む。主壁６０Ａは、上壁６１Ａおよび下壁６２Ａの間に配置されている。上壁６１Ａは、主壁６０Ａの上辺に接続されており、下壁６２Ａは主壁６０Ａの下辺に接続されている。主壁６０Ａは、上壁６１Ａおよび下壁６２Ａよりも配列方向Ｄ側にずれるように配置されている。

同様に、側壁３２Ａは、主壁６３Ａと、上壁６４Ａと、下壁６５Ａとを含む。主壁６３Ａは、上壁６４Ａおよび下壁６５Ａの間に配置されている。主壁６０Ａと同様に、主壁６０Ａは、上壁６４Ａおよび下壁６５Ａよりも配列方向Ｄにずれるように配置されている。

底板３４Ａは、主板３０Ａの下辺に形成されており、図５に示すように、底板３４Ａには、切欠部３５Ａおよび切欠部３６Ａが形成されている。

カバー３３Ａは、主板３０Ａの上辺に形成されている。カバー３３Ａは、上側片４０Ａと、上側片４１Ａと、接続片４２Ａと、張出部４３Ａと、張出部４４Ａと、突起４５Ａ，４６Ａ，４７Ａ，４８Ａとを含む。

上側片４０Ａは、幅方向Ｗにおいて主板３０Ａの上辺の一端側に形成されており、上側片４０Ａは、側壁３１Ａの上辺に接続されている。上側片４１Ａは、幅方向Ｗにおいて主板３０Ａの上辺の他端側に形成されており、上側片４１Ａは、側壁３２Ａの上辺に接続されている。

接続片４２Ａは、主板３０Ａの上辺に形成されており、上側片４０Ａおよび上側片４１Ａを接続するように形成されている。なお、接続片４２Ａは、幅方向Ｗに延びるように形成されている。接続片４２Ａは、幅方向Ｗに延びる側辺５０Ａおよび側辺５１Ａを含む。張出部４３Ａは、幅方向Ｗにおいて、接続片４２Ａの中央に形成されている。張出部４３Ａは、側辺５０Ａに形成されており、側辺５０Ａから配列方向Ｄに張り出すように形成されている。張出部４３Ａの外周縁部の先端部には湾曲辺５２Ａが形成されている。

張出部４４Ａは、幅方向Ｗにおいて、張出部４３Ａの中央に形成されている。張出部４４Ａは、側辺５１Ａに形成されており、側辺５１Ａから配列方向Ｄに張り出すように形成されている。張出部４４Ａの外周縁部の先端部には、湾曲辺５３Ａが形成されている。

突起４５Ａおよび突起４６Ａは側辺５０Ａに形成されており、突起４５Ａは、張出部４３Ａよりも上側片４０Ａ側に形成されており、突起４６Ａは張出部４３Ａよりも上側片４１Ａ側に形成されている。

突起４７Ａおよび突起４８Ａは、側辺５１Ａに形成されており、突起４７Ａは、張出部４４Ａよりも上側片４０Ａ側に形成されており、突起４８Ａは、張出部４４Ａよりも上側片４１Ａ側に形成されている。

そして、絶縁プレート３Ａが蓄電セル２に装着された状態において、カバー３３の一部が蓄電セル２の上面２２に配置される。なお、絶縁プレート３Ａの構成について説明したが、絶縁プレート３Ｂは絶縁プレート３Ａと同様に形成されている。

図６は、蓄電セル２に絶縁プレート３Ａおよび絶縁プレート３Ｂを装着した状態における平面図である。絶縁プレート３Ｂは、主板と、側壁３１Ｂ，３２Ｂと、カバー（第２カバー）３３Ｂとを含む。そして、カバー３３Ｂは、カバー３３Ａと同様に形成されている。

この図６において、絶縁プレート３Ａの上側片４０Ａの一部と、上側片４１Ａの一部と、接続片４２Ａの一部と、張出部４３Ａと、突起４５Ａ，４６Ａとが蓄電セル２の上面２２に配置される。

同様に、絶縁プレート３Ｂの上側片４０Ｂの一部と、上側片４１Ｂの一部と、接続片４２Ｂの一部と、張出部４４Ｂと、突起４７Ｂ，４８Ｂとが蓄電セル２の上面２２に配置される。なお、張出部４３Ａの湾曲辺５２Ａおよび張出部４４Ａの湾曲辺５３Ｂは、排気弁１４の外周縁部に沿って延びるように配置される。

このように、蓄電セル２の上面２２の一部は、カバー３３Ａおよびカバー３３Ｂによって、覆われている。その一方で、正極端子１２と、負極端子１３と、排気弁１４とは、カバー３３Ａおよびカバー３３Ｂから露出している。

図７は、蓄電セル２に絶縁プレート３Ａおよび絶縁プレート３Ｂを装着した状態における側面図である。蓄電セル２の側面２４は、絶縁プレート３Ｂの主壁６０Ｂによって主に覆われている。さらに、具体的には、側面２４は、主壁６０Ｂと、上壁６１Ｂと、下壁６２Ｂと、上壁６１Ａと、下壁６２Ａとによって略覆われている。なお、蓄電セル２の側面２５も同様に覆われている。蓄電セル２の下面は、絶縁プレート３Ａの下壁６２Ａと、絶縁プレート３Ｂの下壁６２Ｂとによって覆われている。

図８は、蓄電装置１の一部を示す平面図である。蓄電装置１においては、各蓄電セル２の上面２２は、拘束バンド６，７と、バスバモジュール８が配置されている。

このため、蓄電セル２の上面２２は、絶縁プレート３と、拘束バンド６，７と、バスバモジュール８とによって略覆われている。

バスバモジュール８は、各蓄電セル２が電気的に直列となるように、各蓄電セル２の正極端子１２および負極端子１３を電気的に接続している。

バスバモジュール８には、複数の開口部７０，７１が形成されており、各開口部７０，７１から各蓄電セル２の排気弁１４が外部に露出している。

そして、各開口部７０，７１内において、各絶縁プレート３のカバー３３の一部が位置している。すなわち、カバー３３によって、各蓄電セル２の上面２２が開口部７０，７１を通して外部に露出する面積が低減されている。

上記のように構成された蓄電装置１において、過充電がなされ、蓄電セル２Ａの温度が高くなったとする。蓄電セル２Ａ内において、化学反応が促進され、蓄電セル２Ａの収容ケース１１Ａの内圧が上昇する。

そして、収容ケース１１Ａ内の内圧が所定圧以上となると、収容ケース１１Ａの排気弁１４Ａが開弁する。これにより、排気弁１４Ａから高温ガスが周囲に噴出する。

ここで、図６において、収容ケース１１の上面２２の大部分が、隣り合う２つの絶縁プレート３のカバー３３によって覆われている。

そのため、蓄電セル２Ａから高温のガスが噴出したとしても、蓄電セル２Ａの周囲に位置する他の蓄電セル２の上面２２が高温ガスに曝されることを抑制することができる。

特に、カバー３３によって各開口部７０，７１を通して外部に露出する面積が低減されており、開口部７０，７１内に高温ガスが入り込んだとしても、上面２２が高温ガスに曝されることを抑制することができる。

なお、各蓄電セル２の側面２４，２５は、各絶縁プレート３の側壁３１，３２によって覆われており、下面２３は、絶縁プレート３の底板３４によって覆われている。このため、蓄電セル２の側面２４，２５および下面２３が高温ガスに曝されることを抑制することができる。このように、蓄電セル２Ａの周囲に位置する他の蓄電セル２が高温ガスに曝されることが抑制されているので、他の蓄電セル２の温度が上昇することを抑制することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 蓄電装置、２，２Ａ 蓄電セル、３，３Ａ，３Ｂ 絶縁プレート、４，５ エンドプレート、６，７ 拘束バンド、８ バスバモジュール、１０ 電極体、１１，１１Ａ 収容ケース、１２ 正極端子、１３ 負極端子、１４，１４Ａ 排気弁、２０，２１ 主面、２２ 上面、２３ 下面、２４，２５ 側面、３０Ａ 主板、３１，３１Ａ，３２，３２Ａ 側壁、３３，３３Ａ，３３Ｂ カバー、３４，３４Ａ 底板、３５Ａ，３６Ａ 切欠部、４０Ａ，４０Ｂ，４１Ａ，４１Ｂ 上側片、４２Ａ，４２Ｂ 接続片、４３Ａ，４４Ａ，４４Ｂ 張出部、４５Ａ，４６Ａ，４７Ａ，４７Ｂ，４８Ａ，４８Ｂ 突起、５０Ａ，５１Ａ 側辺、５２Ａ，５３Ａ 湾曲辺、６０Ａ，６０Ｂ，６３Ａ 主壁、６１Ａ，６１Ｂ，６４Ａ 上壁、６２Ａ，６２Ｂ，６５Ａ 下壁、７０，７１ 開口部、Ｄ 配列方向、Ｗ 幅方向。

Claims (1)

1. 蓄電セルと、
   前記蓄電セルを挟み込むように配置された第１プレートおよび第２プレートと、
   を備え、
   前記蓄電セルは、電極体と、前記電極体を収容する収容ケースと、前記収容ケースに設けられた正極端子、負極端子および排気弁とを含み、
   前記収容ケースは、前記第１プレートが配置される第１主面と、前記第２プレートが配置される第２主面と、前記正極端子、前記負極端子および前記排気弁が配置された搭載面とを含み、
   前記第１プレートは、前記搭載面に配置される第１カバーを含み、
   前記第２プレートは、前記搭載面に配置される第２カバーを含み、
   前記第１カバーと前記第２カバーは、前記正極端子、前記負極端子および前記排気弁が露出するように前記搭載面を覆う、蓄電装置。