JP3203418U - リチウムイオン電池モジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】ガス排気機能を備えるリチウムイオン電池モジュールを提供する。【解決手段】密封外殻１００、該外殻内に収容される挟持具２００及び少なくとも１つのソフトシェルコンデンサモジュール３００から構成され、密封外殻１００上に単一方向排気構造１２１を設ける。複数のソフトシェルコンデンサモジュール３００は、挟持具２００間に配置され、且つ挟持具２００間で押圧固定され、各ソフトシェルコンデンサモジュール３００は、底部に排気孔を開設し、該排気孔からソフトシェル内で発生するガスを排出させると共に密封外殻１００内に一定量を貯留して、一定圧力以上となると密封外殻１００上の単一方向排気構造１２１から排出し、排気構造が環境を隔離することができることにより、圧抜き排気を制御する。【選択図】図４

Description

本考案は、リチウムイオン電池に関し、特に、排気圧抜き可能なリチウムイオン電池モジュールに関する。
一般のリチウムイオン電池は、多くの電池コアが直列又は並列に配列されて構成され、一般的に電池コアは、外殻内に設置して保護する必要がある。電池コアが正常に使用されない時（例えば、過度な充電）、電池コア内の電極と電解液が反応して可燃ガスを発生する。可燃ガスが外殻内に密閉されると、外殻内の圧力が上昇して外殻の変形、又は可燃ガスによる爆発を招く。外殻に圧抜き孔を開設することで前記問題を解決することができるが、多くの電池コアが同時に可燃ガスを排出する時、大量の可燃ガスが外に放出されて引火の危険があり、更に、環境中の水分も圧抜き孔を通過して外殻内に侵入して電池コアを損害させ得る。従って、電池コアが発生する可燃ガスの取り扱いは、解決すべき重要な課題である。
これに鑑み、本考案者は、上記現有技術に対して、研究に専念し、学理の運用を合わせ、上記の問題の解決に尽力することが、本考案者の改良の目標となっている。
特開２００７−２２７２７８号公報
本考案は、排気圧抜き可能なリチウムイオン電池モジュールを提供する。
本考案が提供するリチウムイオン電池モジュールは、密封外殻と、外殻内に収容される挟持具及び少なくとも１つのソフトシェルコンデンサモジュールを含む。密封外殻柄に単一方向排気（逆止弁）構造を有する。ソフトシェルコンデンサモジュールは、挟持具を設け、且つ挟持具により押圧固定され、ソフトシェルコンデンサモジュールは、排気孔を開設する。
好ましくは、単一方向排気構造が通気路、ゴムキャップ及び押圧板を備え、通気路は、外殻から外へ凸伸形成され、且つ通気路上に少なくとも１つの通気路を開設し、ゴムキャップは、通気路に被せ設けられて通孔を密閉させ、押圧板は、上蓋に嵌合固定され、且つゴムキャップを通気路に押圧固定する。各ソフトシェルコンデンサモジュールの排気孔に電解液吸収構造を設ける。
好ましくは、挟持具は、一対の挟持板及び両端がそれぞれ各挟持板に接続する複数のロッド体を含み、ソフトシェルコンデンサモジュールは、該挟持板の間に挟持される。ソフトシェルコンデンサモジュールは、複数個であり、該ソフトシェルコンデンサモジュールは、該一対の挟持板の間に積層配列される。挟持具は、複数の弾性体を含み、各弾性体は、それぞれ隣り合うソフトシェルコンデンサモジュールの間に挟持配置される。
好ましくは、ソフトシェルコンデンサモジュールは、複数個であり、該ソフトシェルコンデンサモジュールは、挟持具を配列する。挟持具は、複数の弾性体を含み、各弾性体は、それぞれ隣り合うソフトシェルコンデンサモジュールの間に挟持配置される。
好ましくは、リチウムイオン電池モジュールは、密封外殻内に収容する制御回路板を更に含み、該ソフトシェルコンデンサモジュールは、制御回路板を電気接続する。排気孔上に単一方向排気弁を設ける。ソフトシェルコンデンサモジュールは、ソフトシェルを含み、ソフトシェル内に複数の電極を収容し、且つソフトシェル内にリチウム電解液を充填して該電極をリチウム電解液に浸漬し、排気孔がソフトシェルに開設される。排気孔上に単一方向排気弁を設ける。外殻内表面に防水被覆層を覆い、防水被覆層に金属材質を含む。
本考案のリチウムイオン電池モジュールは、密封外殻により外部環境から隔絶された空間を提供してソフトシェルコンデンサモジュールを安置させ、密封外殻が水分を遮断してソフトシェルコンデンサモジュールの使用寿命を延長することができる。ソフトシェルコンデンサモジュールが発生する可燃ガスは、密封外殻上の単一方向排気構造を通過してリチウムイオン電池モジュールから排出し、その排出過程において、密封外殻を緩衝空間として過度な可燃ガスを環境中に排出することを回避し、引火の可能性を低減することができる。
本考案の好適実施例のリチウムイオン電池モジュールの立体説明図である。 本考案の好適実施例のリチウムイオン電池モジュールの単一方向排気構造の説明図である。 本考案の好適実施例のリチウムイオン電池モジュールの立体分解説明図である。 本考案の好適実施例のリチウムイオン電池モジュールの断面図である。 本考案の好適実施例のリチウムイオン電池モジュールの単一方向の排気構造の動作状態説明図である。 本考案の好適実施例のリチウムイオン電池モジュールのソフトシェルコンデンサモジュールの説明図である。
図１〜図３を参照する。本考案の好適実施例が提供するリチウムイオン電池モジュールは、密封外殻１００、挟持具２００、少なくとも１つのソフトシェルコンデンサモジュール３００及び制御回路板４００を含む。
密封外殻１００は、ケース体１１０及び上蓋１２０を具え、ケース体１１０は、開口１１１を有し、上蓋１２０は、開口１１１を覆ってケース体１１０を密閉し、密封外殻１００の内壁に防水被覆層１３０を覆い、防水被覆層１３０は、金属材質からなり、本実施例においては、防水被覆層１３０は、金属箔であり、防水被覆層１３０により外部の水分が外殻１００内に侵入することを阻止する。
上蓋１２０に単一方向排気構造１２１を設け、密封外殻１００内部のガスを通過させて密封外殻１００外に排出させる。本実施例において、単一方向排気構造１２１は、外向きに凸伸して上蓋１２０上に形成される通気路１２２を具え、且つ通気路１２２の側面に少なくとも１つの通孔１２３を開設する。通気路１２２の外にゴムキャップ１２４を被せ設け、且つゴムキャップ１２４は、通孔１２３を覆い、通孔１２３を密閉する。単一方向排気構造１２１は、更に押圧板１２５を具え、押圧板１２５は、好ましくは、中空であり、その外縁は、上蓋１２０に嵌合固定され、且つゴムキャップ１２４を通気路１２２の端縁に押圧固定する。
挟持具２００は、外殻内に収容され、一対の挟持板２１０、複数のロッド体２２０及び複数の弾性体２３０からなり、本実施例において、各ロッド体２２０は、好ましくは、螺子であり、且つ各螺子２２０の両端にそれぞれ挟持板２１０に接続して該一対の挟持板２１０を固定する。
ソフトシェルコンデンサモジュール３００は、挟持具２００に設置され、本実施例において、ソフトシェルコンデンサモジュール３００は、好ましくは、複数個であり、該ソフトシェルコンデンサモジュール３００は、挟持具２００の該一対の挟持板２１０の間に積層配列され、各弾性体２３０は、それぞれ隣り合うソフトシェルコンデンサモジュール３００の間に挟持配列され、ソフトシェルコンデンサモジュール３００を挟持固定させる。
図３〜図６を参照する。各ソフトシェルコンデンサモジュール３００は、それぞれフレーム３０１、ソフトシェル３１０を含む。本実施例において、該フレーム３０１により密封外殻１００内に複数の間隔を形成し、各間隔にそれぞれ少なくとも１つのソフトシェル３１０を固定する。ソフトシェルは、プラスチックで形成された袋体又はプラスチックと金属箔の複合材質で形成された袋体であって、ソフトシェル３１０内に複数の電極３２０を収容し、且つソフトシェル３１０内にリチウム電解液３３０を充填して電極３２０をリチウム電解液３３０に浸漬させる。ソフトシェル３１０は、フレーム３０１中に固定され、フレーム３０１の外縁は、挟持具２００の該ロッド体２２０に対応して複数の位置決め溝３０２を設け、位置決め溝３０２は、ロッド体２２０を嵌め込ませてソフトシェルコンデンサモジュール３００を位置決めさせる。電極３２０及びリチウム電解液３３０の反応後にソフトシェル３１０を膨張させるガスを発生し、膨張したソフトシェル３１０が弾性体２３０を押圧してソフトシェル３１０を更に安定固定させる。各ソフトシェル３１０は、それぞれ排気孔３１１を開設してソフトシェル３１０内のガスを排出させる。 排気孔３１１は、好ましくは、ケース体１１０の底部に配置され、従って、排気孔３１１は、該密封外殻１００内で上蓋１２０上の単一方向排気構造１２１から相対的に離れている。ソフトシェル３１０内に吸収構造３４０を設置し、本実施例において、吸収構造３４０は、好ましくは、海綿（スポンジ体）であって、吸収構造３４０は、排気孔３１１の内側に配置され、ソフトシェルコンデンサモジュール３００がその排気孔３１１を通してガスを排出する時、吸収構造３４０は、先にガス中に含有されるリチウム電解液３３０を吸収し、電解液３３０の漏出を防止する。
排気孔３１１に好ましくは単一方向排気弁３１２を設けることで、単一方向排気弁３１２の予定放出圧力は、外殻１００又は挟持具２００の押圧の圧力よりも小さく、単一方向排気構造１２１の予定放出圧力より大きい。これにより、排出されたガスの逆流を防止する。
図１〜図３を参照する。制御回路板４００は、密封外殻１００内に収容され、該ソフトシェルコンデンサモジュール３００は、直列又は並列に制御回路板４００に電気接続して、これにより制御回路板４００によって各ソフトシェルコンデンサモジュール３００に対して充電又は放電を行う。
図１〜図４を参照する。ソフトシェルコンデンサモジュール３００は、動作異常又は劣化によって可燃ガス３２１を発生する時、可燃ガス３２１は、ソフトシェルコンデンサモジュール３００上の単一方向排気弁３１２を通過して密封外殻１００内に排出され、可燃ガス３２１が密封外殻１００内に貯留されて、所定の圧力に到達した時に上蓋１２０上の単一方向排気構造１２１を介して密封外殻１００に排出することができる。本実施例において、可燃ガス３２１が密封外殻１００内に累積して所定の圧力に到達した時に初めてその圧力によりゴムキャップ１２４を外向きに開放することができ、従って、外殻１００内の可燃ガス３２１を通気路１２２上の通孔１２３を介して排出させることができる。ソフトシェルコンデンサモジュール３００の排気孔３１１と上蓋１２０上の単一方向排気構造１２１は、密封外殻１００内で相対して離れて配置され、その距離を延長することによって可燃ガス３２１を密封外殻１００内で拡散させて有効な緩衝効果を得ることができる。
本考案のリチウムイオン電池モジュールは、密封外殻１００により外部環境と隔離された空間を提供してソフトシェルコンデンサモジュール３００を安置させ、密封外殻１００を水分と隔離し、ソフトシェルコンデンサモジュール３００が水分に接触することを防止してソフトシェルコンデンサモジュール３００の使用寿命を延長することができる。また、密封外殻１００は、可燃ガス３２１の放出緩衝空間とすることができ、それは、大部分の可燃ガス３２１をその内部に封じ込め、これにより過度に多くの可燃ガス３２１が環境中に放出されることを回避し、従って、引火の可能性を大幅に低下させることができる。
なお、本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。
１００ 密封外殻
１１０ ケース体
１１１ 開口
１２０ 上蓋
１２１ 単一方向排気構造
１２２ 通気路
１２３ 通孔
１２４ ゴムキャップ
１２５ 押圧板
１３０ 防水被覆層
２００ 挟持具
２１０ 挟持板
２２０ ロッド体
２３０ 弾性体
３００ ソフトシェルコンデンサモジュール
３０１ フレーム
３０２ 位置決め溝
３１０ ソフトシェル
３１１ 排気孔
３１２ 単一方向排気弁
３２０ 電極
３２１ 可燃ガス
３３０ リチウム電解液
３４０ 吸収構造
４００ 制御回路板

Claims (13)

  1. ソフトシェルコンデンサモジュールを収容する密封外殻と、
    該外殻内に収容される挟持具と、
    該挟持具間に配置されて挟持具により押圧固定される少なくとも１つのソフトシェルコンデンサモジュールと、を具え、
    前記密封外殻に単一方向排気構造を設けると共に、
    前記ソフトシェルコンデンサモジュールに排気孔を開設したリチウムイオン電池モジュール。
  2. 前記単一方向排気構造は、通気路、ゴムキャップ及び押圧板から構成され、該通気路は、該外殻から外向きに凸伸して形成され、且つ該通気路外周に少なくとも１つの通孔を開設し、該ゴムキャップは、該通気路に被せて設けられて該通孔を密閉し、該押圧板は、該上蓋に嵌合固定され、且つ該ゴムキャップを該通気路に押圧固定した請求項１に記載のリチウムイオン電池モジュール。
  3. 各前記ソフトシェルコンデンサモジュールの排気孔に電解液吸収構造を設けた請求項１に記載のリチウムイオン電池モジュール。
  4. 前記挟持具は、一対の挟持板及び両端をそれぞれ各該挟持板に接続する複数のロッド体からなり、前記ソフトシェルコンデンサモジュールは、該一対の挟持板の間に挟持される請求項１に記載のリチウムイオン電池モジュール。
  5. 前記ソフトシェルコンデンサモジュールは、複数個であって該ソフトシェルコンデンサモジュールは、該一対の挟持板の間に積層配列される請求項４に記載のリチウムイオン電池モジュール。
  6. 前記挟持具は、複数の弾性体を含み、各該弾性体は、それぞれ隣り合う該ソフトシェルコンデンサモジュールの間に挟持配置される請求項５に記載のリチウムイオン電池モジュール。
  7. 前記ソフトシェルコンデンサモジュールは、複数個であり、該ソフトシェルコンデンサモジュールは、該挟持具に積層配列される請求項１に記載のリチウムイオン電池モジュール。
  8. 前記挟持具は、複数の弾性体を含み、各該弾性体は、それぞれ隣り合う前記ソフトシェルコンデンサモジュールの間に挟持配置される請求項７に記載のリチウムイオン電池モジュール。
  9. 前記密封外殻内に収容する制御回路板を更に含み、該ソフトシェルコンデンサモジュールは、該制御回路板に電気接続する請求項１に記載のリチウムイオン電池モジュール。
  10. 前記排気孔上に単一方向排気弁を設けた請求項１に記載のリチウムイオン電池モジュール。
  11. 前記ソフトシェルコンデンサモジュールは、ソフトシェルを具え、
    該ソフトシェルは、複数の電極を収容し、且つ該ソフトシェル内にリチウム電解液を充填し、該電極を該リチウム電解液に浸漬し、前記排気孔は、該ソフトシェルに開設される請求項１に記載のリチウムイオン電池モジュール。
  12. 前記排気孔上に単一方向排気弁を設けた請求項１１に記載のリチウムイオン電池モジュール。
  13. 前記外殻表面を防水被覆層で覆い、該防水被覆層は、金属材質を含む請求項１に記載のリチウムイオン電池モジュール。












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