JP2023144383A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、蓄電装置に関する。 The present disclosure relates to a power storage device.
特開2013-229266号公報(特許文献1)には、蓄電装置としてバッテリモジュールが開示されている。バッテリモジュールは、複数個、互いに積層配置した偏平な電池を備える。電池は、長方形をなす正極、負極およびセパレータを1組ないし複数組積層し、かつラミネートフィルムを外装とした長方形状のラミネート型電池である。その短辺となる両端部の中央からそれぞれ薄い金属板からなる電極タブが帯状に導出されている。一対の電極タブの一方は正極、他方は負極である。複数の電池は、正極側の電極タブと負極側の電極タブとが交互となるように、交互の向きで積層されている。隣接する正極側の電極タブと負極側の電極タブとを互いに接続することで、複数の電池が全体として直列に接続されている。電池は、例えばリチウムイオン二次電池からなる。 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-229266 (Patent Document 1) discloses a battery module as a power storage device. The battery module includes a plurality of flat batteries stacked on top of each other. The battery is a rectangular laminate type battery in which one or more rectangular positive electrodes, negative electrodes, and separators are laminated, and the battery is covered with a laminate film. Electrode tabs each made of a thin metal plate are led out in the form of a band from the center of both ends, which are the short sides. One of the pair of electrode tabs is a positive electrode, and the other is a negative electrode. The plurality of batteries are stacked in alternate directions so that the electrode tabs on the positive electrode side and the electrode tabs on the negative electrode side alternate. By connecting adjacent positive electrode tabs and negative electrode tabs to each other, the plurality of batteries are connected in series as a whole. The battery is, for example, a lithium ion secondary battery.
特許文献1に記載された蓄電装置においては、電解液が外装の内部から外部に漏出する場合がある。漏出した電解液は、互いに積層された複数のセルの外装の側面に沿って下方に流れる。このため、上下方向に並んでいるが直接は互いに接続されていない、電位の異なる電極同士が、電解液を介して電気的に接続される場合がある。これにより、蓄電装置が短絡するおそれがある。
In the power storage device described in
本開示は上記の目的に鑑みてなされたものであり、蓄電装置のセルから電解液が漏出した際に、短絡の発生を抑制できる蓄電装置を提供する。 The present disclosure has been made in view of the above object, and provides a power storage device that can suppress the occurrence of a short circuit when an electrolyte leaks from a cell of the power storage device.
本開示の一局面に従う蓄電装置は、上下方向に積層された複数のセルを備える。複数のセルの各々は、外装体と、第1電極部と、第2電極部とを含む。外装体は、その内部に電解液を有する。第1電極部は、外装体から、上下方向に交差する方向に突出している。第2電極部は、外装体から、上下方向に交差する方向に突出している。複数のセルは、第1セルと、第2セルと、第3セルとを含んでいる。第2セルは、第1セルに隣り合うように第1セルの上方に積層されている。第3セルは、第2セルに隣り合うように第2セルの上方に積層されている。第1セルの第2電極部は、第2セルの第1電極部と接続されている。第2セルの第2電極部は、第3セルの第1電極部と接続されている。第2セルの第2電極部は、突出部と、延出部とを有している。突出部は、外装体から突出する部分である。延出部は、該突出部の先端から下方に向かって延びている。第2セルは、樹脂フィルムをさらに含む。樹脂フィルムは、突出部の上面の全体を覆っている。第3セルの第1電極部は、第2セルの第1電極部のうち延出部に接合されている。 A power storage device according to one aspect of the present disclosure includes a plurality of cells stacked in the vertical direction. Each of the plurality of cells includes an exterior body, a first electrode part, and a second electrode part. The exterior body has an electrolytic solution inside. The first electrode portion protrudes from the exterior body in a direction intersecting the vertical direction. The second electrode portion protrudes from the exterior body in a direction intersecting the vertical direction. The plurality of cells include a first cell, a second cell, and a third cell. The second cell is stacked above the first cell so as to be adjacent to the first cell. The third cell is stacked above the second cell so as to be adjacent to the second cell. The second electrode part of the first cell is connected to the first electrode part of the second cell. The second electrode section of the second cell is connected to the first electrode section of the third cell. The second electrode portion of the second cell has a protrusion and an extension. The protrusion is a portion that protrudes from the exterior body. The extending portion extends downward from the tip of the protruding portion. The second cell further includes a resin film. The resin film covers the entire upper surface of the protrusion. The first electrode part of the third cell is joined to the extension part of the first electrode part of the second cell.
上記の構成によれば、たとえば第3セルから電解液が漏出した場合に、電解液は、第3セルの外装体の外面を伝って第2セルの外装体の外面に到達する。電解液は、第2セルの外装体の外面を伝って、第2セルの第2電極部上の樹脂フィルムの上面に到達する。電解液は、さらに、樹脂フィルムの上面を伝った後、第2電極部の突出部の先端に到達する。突出部の先端に到達した電解液は、延出部および延出部と接合された第3セルの第1電極部に沿って、下方へ流れる。延出部の先端および第3セルの第1電極部の先端に到達した電解液は、さらに下方の第1セルに向かって滴る。これにより、漏出した電解液の流路が切断されるため、第2セルの第2電極部および第3セルの第1電極部と、第1セルの第1電極部とが、電解液を介して電気的に接続されることが抑制される。したがって、蓄電装置における短絡の発生を抑制できる。 According to the above configuration, for example, when the electrolytic solution leaks from the third cell, the electrolytic solution travels along the outer surface of the outer casing of the third cell and reaches the outer surface of the outer casing of the second cell. The electrolytic solution travels along the outer surface of the exterior body of the second cell and reaches the upper surface of the resin film on the second electrode portion of the second cell. The electrolytic solution further travels along the upper surface of the resin film, and then reaches the tip of the protrusion of the second electrode part. The electrolytic solution that has reached the tip of the protrusion flows downward along the extension and the first electrode portion of the third cell joined to the extension. The electrolyte that has reached the tip of the extension and the tip of the first electrode portion of the third cell drips further downward toward the first cell. As a result, the flow path of the leaked electrolyte is cut off, so that the second electrode part of the second cell, the first electrode part of the third cell, and the first electrode part of the first cell are connected to each other through the electrolyte. electrical connection is suppressed. Therefore, occurrence of short circuit in the power storage device can be suppressed.
本開示によれば、蓄電装置のセルから電解液が漏出した際に、短絡の発生を抑制できる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress the occurrence of a short circuit when electrolyte leaks from a cell of a power storage device.
以下、本開示の一実施形態に係る蓄電装置について説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。 Hereinafter, a power storage device according to an embodiment of the present disclosure will be described. In the following description of the embodiments, the same or corresponding parts in the figures are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
図1は、本開示の一実施形態に係る蓄電装置を示す模式的な断面図である。本開示の一実施形態に係る蓄電装置1は、たとえば、電気自動車などの電動車に搭載される。図1に示すように、本開示の一実施形態に係る蓄電装置1は、上下方向に積層された複数のセル10と、ケース20とを備える。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a power storage device according to an embodiment of the present disclosure.
セル10としては、たとえばリチウムイオン電池などが挙げられる。複数のセル10の各々は、いわゆるラミネート型セルである。複数のセル10の各々は、外装体11と、第1電極部12と、第2電極部13とを含んでいる。
Examples of the
外装体11は、たとえば、上下方向に並んだ一対のアルミラミネートフィルムによって形成されている。外装体11は、その内部に電解液(不図示)を有する。また、外装体11は、複数のセパレータおよび複数の集電板(いずれも不図示)などをその内部にさらに有する。外装体11の上面の少なくとも一部は、側方端部に向かうに従って下方に傾斜している。
The
第1電極部12は、外装体11から、上下方向に交差する方向に突出している。第1電極部12の一部は、外装体11の内部に収容されている。第1電極部12は、外装体11の内部に収容された部分にて集電板に接続されている。本実施形態において、第1電極部12は、セル10における正極である。第1電極部12はアルミニウムまたはアルミニウムを主成分として含む合金からなる。
The
第2電極部13は、外装体11から、上下方向に交差する方向に突出している。第2電極部13の一部は、外装体11の内部に収容されている。第2電極部13は、外装体11の内部に収容された部分にて集電板に接続されている。本実施形態において、第2電極部13は、セル10における負極である。第2電極部13は銅または銅を主成分として含む合金からなる。
The
なお、第1電極部12がセル10における負極であってもよく、第2電極部13がセル10における正極であってもよい。
Note that the
複数のセル10は、第1セル10Aと、第2セル10Bと、第3セル10Cとを含んでいる。
The plurality of
第2セル10Bは、第1セル10Aに隣り合うように第1セル10Aの上方に積層されている。本実施形態において、第2セル10Bは、第1セル10Aと隣接している。すなわち、第2セル10Bの外装体11は、第1セル10Aの外装体11と接している。第2セル10Bは、膨張吸収材などの他の部材を介して第1セル10Aに積層されてもよい。
The
第3セル10Cは、第2セル10Bに隣り合うように第2セル10Bの上方に積層されている。本実施形態において、第3セル10Cは、第2セル10Bと隣接している。すなわち、第3セル10Cの外装体11は、第2セル10Bの外装体11と接している。第3セル10Cは、膨張吸収材などの他の部材を介して第2セル10Bに積層されてもよい。
The
複数のセル10は、第1セル10A、第2セル10Bおよび第3セル10Cに加え、さらに他の1以上のセル10をさらに含んでもよい。第1セル10Aの下方にさらに他のセルが積層されてもよい。第3セル10Cの上方にさらに他のセルが積層されてもよい。
In addition to the
第1セル10Aの第1電極部12は、ケース20の外部に引き出されてもよい。第1セル10Aの第1電極部12は、蓄電装置1の一の外部端子(不図示)に接続されてもよい。第1セル10Aの下方に他のセルが積層されている場合には、第1セル10Aの第1電極部12は、第1セル10Aの下方に積層されたセルの第2電極部と接続されてもよい。
The
第1セル10Aの第2電極部13は、第2セル10Bの第1電極部12と接続されている。第2セル10Bの第2電極部13は、第1セル10Aの第1電極部12の上方に位置している。第2セル10Bの第2電極部13は、第3セル10Cの第1電極部12と接続されている。
The
第3セル10Cの第2電極部13は、ケース20の外部に引き出されてもよい。第3セル10Cの第2電極部13は、蓄電装置1の他の外部端子(不図示)に接続されてもよい。第3セル10Cの上方に他のセル10が積層されている場合には、第3セル10Cの第2電極部13は、第3セル10Cの上方に積層されたセル10の第1電極部と接続されてもよい。
The
次に、第3セル10Cの第1電極部12について説明する。第3セル10Cの第1電極部12は、第1突出部121と、第1延出部122とを有している。第1突出部121は、第1電極部12のうち外装体11から突出する部分である。第1突出部121は、上下方向に直交する方向に突出する。第1延出部122は、第1突出部121の突出方向における先端から下方に向かって延びている。具体的には、第1延出部122は、鉛直方向に延びている。
Next, the
次に、第2セル10Bの第2電極部13について説明する。第2セル10Bの第2電極部13は、第2突出部131と、第2延出部132とを有している。第2突出部131は、第2電極部13のうち外装体11から突出する部分である。第2突出部131は、上下方向に直交する方向に突出する。第2延出部132は、第2突出部131の突出部方向における先端から下方に向かって延びている。具体的には、第2延出部132は、鉛直方向に延びている。
Next, the
第3セル10Cの第1電極部12は、第2セル10Bの第2電極部13のうち第2延出部132に接合されている。より具体的には、第3セル10Cの第1電極部12のうちの第1延出部122が、第2セル10Bの第2電極部13のうちの第2延出部132に接合されている。第2延出部132は、第2延出部132から見て外装体11側とは反対側にて、第2延出部132と接合されている。これらは、たとえば溶接によって互いに接合される。
The
なお、第1セル10Aおよび第2セル10Bのそれぞれの第1電極部12は、第3セル10Cの第1電極部12と同様の構成を有していてもよい。第1セル10Aおよび第3セル10Cのそれぞれの第2電極部13は、第2セル10Bの第2電極部13と同様の構成を有していてもよい。
Note that the
第2セル10Bは、第1樹脂フィルム14をさらに含む。第1樹脂フィルム14は、第2突出部131の上面の全体を覆っている。第1樹脂フィルム14の一部は、外装体11の内部に収容されていてもよい。第1樹脂フィルム14は、第3セル10Cの第1電極部12と接している。第1樹脂フィルム14は、第3セル10Cの第1電極部12の第1延出部122と接している。第1樹脂フィルム14は、第2セル10Bの外装体11および第2電極部13と溶着している。
The
第2セル10Bは、第2樹脂フィルム15をさらに含む。第2樹脂フィルム15は、第2突出部131の下面の全体を覆っている。第2樹脂フィルム15の一部は、外装体11の内部に収容されていてもよい。第2樹脂フィルム15は、第2セル10Bにおける第2電極部13の第2延出部132と接している。第2樹脂フィルム15は、第2セル10Bの外装体11および第2電極部13と溶着している。
The
第2セル10Bは、第2電極部13に対する第1樹脂フィルム14および第2樹脂フィルム15と同様に、第1電極部12に対して配置される2つの樹脂フィルムをさらに含んでいてもよい。さらに、第1セル10Aおよび第3セル10Cも、第2セル10Bに含まれる4つの各樹脂フィルムと同様に、複数の樹脂フィルムをさらに含んでいてもよい。
The
第1樹脂フィルム14、第2樹脂フィルム15およびその他の樹脂フィルムは、いずれも耐電解液性を有していることが好ましい。第1樹脂フィルム14、第2樹脂フィルム15およびその他の樹脂フィルムは、たとえば、ポリプロプレン(PP:polypropylene、ポリアミド(PA:polyamide)、または、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE:polytetrafluoroethylene)を主成分として含む合成樹脂組成物からなる。
It is preferable that the
ケース20は、複数のセル10を収容する。ケース20は、アルミニウムなどの金属からなる。ケース20と複数のセル10との間には、絶縁性を有する膨張吸収材が配置されていてもよいし、絶縁性を有する充填材が配置されていてもよい。
次に、本開示の一実施形態に係る蓄電装置1において、第3セル10Cの外装体11から電解液が漏出したときの、電解液が流れる経路について説明する。図2は、本開示の一実施形態に係る蓄電装置において、電解液が漏出した状態の一例を示す模式的な断面図である。図2においては、漏出した電解液が流れる経路を破線矢印で示している。
Next, in the
図2に示すように、本開示の一実施形態に係る蓄電装置において、たとえば第3セル10Cの外装体11が位置Pにて破損し、第3セル10Cの位置Pから電解液が漏出した場合に、漏出した電解液は、第3セル10Cの外装体11の外面を伝って第2セル10Bの外装体11の外面に到達する。電解液は、第2セル10Bの外装体11の外面を伝って、第2セル10Bの第2電極部13上の第1樹脂フィルム14の上面に到達する。電解液は、さらに、第1樹脂フィルム14の上面を伝った後、第2電極部13の第2突出部131の先端に到達する。第2突出部131の先端に到達した電解液は、第2延出部132および第2延出部132と接合された第3セル10Cの第1電極部12に沿って、下方へ流れる。第2延出部132および第3セル10Cの第1電極部12の先端に到達した電解液は、さらに下方の第1セル10Aに向かって滴る。これにより、漏出した電解液の流路が切断されるため、第2セル10Bの第2電極部13および第3セル10Cの第1電極部12と、第1セル10Aの第1電極部12とが、電解液を介して電気的に接続されることが抑制される。したがって、蓄電装置1における短絡の発生を抑制できる。
As shown in FIG. 2, in the power storage device according to an embodiment of the present disclosure, for example, when the
ここで、比較例に係る蓄電装置について説明する。図3は、比較例に係る蓄電装置において、電解液が漏出した状態の一例を示す模式的な断面図である。図3においても、漏出した電解液が流れる経路を破線矢印で示している。図3に示すように、比較例に係る蓄電装置9は、本開示の一実施形態に係る蓄電装置1に対して、第1電極部、第2電極部および各樹脂フィルムの構成が異なる。
Here, a power storage device according to a comparative example will be described. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a state in which electrolyte leaks in a power storage device according to a comparative example. In FIG. 3 as well, the route through which the leaked electrolyte flows is shown by a broken line arrow. As shown in FIG. 3, the
比較例に係る蓄電装置9において、第1樹脂フィルム94は、第2電極部93の突出部931の上面の一部のみを覆っている。突出部931は、突出部931から見て外装体11とは反対側の部分が外部に露出している。このため、第3セル10Cの位置Pから漏出した電解液は、第1樹脂フィルム94の側面から突出部931に接しつつ下方へ流れる。さらに、比較例において、第2電極部93の延出部932は上方を向いている。このため、漏出した電解液は、第2セル10Bの外装体11の外面、および、第1セル10Aの外装体11などを伝って、第1セル10Aの第1電極部92に伝わる。これにより、蓄電装置9において電位の異なる第2セル10Bの第2電極部93と、第1セル10Aの第1電極部92とが、漏出した電解液によって接続される。このように、蓄電装置1において短絡が発生する。
In the
一方、図1および図2に示すように、本開示の一実施形態に係る蓄電装置1においては、第2セル10Bの第2電極部13が、(第2)突出部131と、(第2)延出部132とを有している。突出部131は、外装体11から突出する部分である。延出部132は、該突出部131の先端から下方に向かって延びている。第2セル10Bは、(第1)樹脂フィルム14をさらに含む。樹脂フィルム14は、突出部131の上面の全体を覆っている。第3セル10Cの第1電極部12は、第2セル10Bの第1電極部12のうち延出部132に接合されている。これにより、蓄電装置1のセル10から電解液が漏出した際においても、上述したように導出した電解液の流路が切断されるため、蓄電装置1における短絡の発生を抑制できる。
On the other hand, as shown in FIGS. 1 and 2, in the
今回開示された実施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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.
1,9 蓄電装置、10 セル、10A 第1セル、10B 第2セル、10C 第3セル、11 外装体、12,92 第1電極部、121 第1突出部、122 第1延出部、13,93 第2電極部、131,931 (第2)突出部、132,932 (第2)延出部、14,94 (第1)樹脂フィルム、15 第2樹脂フィルム、20 ケース。
Claims (1)
前記複数のセルの各々は、
その内部に電解液を有する外装体と、
前記外装体から、前記上下方向に交差する方向に突出した第1電極部と、
前記外装体から、前記上下方向に交差する方向に突出した第2電極部とを含み、
前記複数のセルは、
第1セルと、
前記第1セルに隣り合うように前記第1セルの上方に積層された第2セルと、
前記第2セルに隣り合うように前記第2セルの上方に積層された第3セルとを含み、
前記第1セルの前記第2電極部は、前記第2セルの前記第1電極部と接続されており、
前記第2セルの前記第2電極部は、前記第3セルの前記第1電極部と接続されており、
前記第2セルの前記第2電極部は、前記外装体から突出する部分である突出部と、該突出部の先端から下方に向かって延びる延出部とを有し、
前記第2セルは、前記突出部の上面の全体を覆う樹脂フィルムをさらに含み、
前記第3セルの前記第1電極部は、前記第2セルの前記第1電極部のうち前記延出部に接合されている、蓄電装置。
A power storage device including a plurality of cells stacked in the vertical direction,
Each of the plurality of cells is
an exterior body having an electrolyte therein;
a first electrode portion protruding from the exterior body in a direction intersecting the up-down direction;
a second electrode portion protruding from the exterior body in a direction intersecting the up-down direction;
The plurality of cells are
The first cell,
a second cell stacked above the first cell so as to be adjacent to the first cell;
a third cell stacked above the second cell so as to be adjacent to the second cell,
The second electrode part of the first cell is connected to the first electrode part of the second cell,
The second electrode part of the second cell is connected to the first electrode part of the third cell,
The second electrode part of the second cell has a protrusion that is a part that protrudes from the exterior body, and an extension that extends downward from the tip of the protrusion,
The second cell further includes a resin film covering the entire upper surface of the protrusion,
In the power storage device, the first electrode part of the third cell is joined to the extension part of the first electrode part of the second cell.
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JP2022051324A Pending JP2023144383A (en) | 2022-03-28 | 2022-03-28 | Power storage device |
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2022
- 2022-03-28 JP JP2022051324A patent/JP2023144383A/en active Pending
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