JP4958409B2 - 組電池 - Google Patents

Description

本発明は、複数の二次電池を備える組電池であって、二次電池の熱暴走が他の二次電池の熱暴走を誘発しない組電池に関する。

二次電池は、内部ショートや過充電等、種々の原因で熱暴走を起こすことがある。熱暴走すると、電池の温度は急激に上昇して３００℃〜４００℃以上となることもある。とくに、多数の二次電池を内蔵している組電池は、複数の二次電池が熱暴走を起こすと熱暴走のエネルギーが極めて大きくなって、さらに危険な状態となる。このような弊害を防止するために、二次電池の熱暴走を阻止する技術が開発されている（特許文献１ないし３参照）。

二次電池の熱暴走を阻止する技術として、二次電池自体に設けて熱暴走を防止する技術（特許文献１参照）と、二次電池の外部に設けて熱暴走を防止する技術（特許文献２及び３参照）とが開発されている。

特許文献１に記載されるように、二次電池自体に熱暴走を防止する機構を設けるものは、二次電池自体の構成を変更する必要があるので、すでに製造、販売されている二次電池を使用して組電池とすることができない。このため、特別な二次電池を製造する必要があるので実用的でない。

特許文献２に記載される組電池は、電池の配列を変更する。すなわち、隣接する電池の安全弁を異なる側に配置している。この組電池は、ひとつの電池が熱暴走して安全弁から放出される気化した電解液蒸気に着火し難く、安全性を向上できる。ただ、この構造は、電解液蒸気の着火は防止できるが、電池を接近して配設する組電池において、熱暴走した電池の熱で隣の電池が熱暴走を起こすのを防止できない。

特許文献３の二次電池は、内圧が上昇して外装ケースが膨れると、この膨れでスイッチがオンになって短絡電流を流して電池を放電させて熱暴走を防止する機構を設けている。この機構は、熱暴走の状態によっとは効果的に熱暴走を防止できない。たとえば満充電に近い二次電池が内部ショートして内部から発熱する状態となり、内圧が上昇してスイッチがオンになって短絡電流を流す状態になると、内部ショートによる電流と、外部の短絡電流の両方が流れて大きな放電電流が流れる状態となる。このように外部の短絡電流で、さらに放電電流が大きくなるので、二次電池は熱暴走を起こしやすい状態となる。したがって、種々の原因で発生する熱暴走を確実に防止するのが難しい。また、二次電池の外部に外装ケースの膨れで短絡電流を流す機構を設ける必要があるので、多数の二次電池を内蔵する組電池等に採用する場合、構造が複雑で外形が大きくなる欠点がある。

複数の二次電池を内蔵する組電池は、二次電池自体が熱暴走を起こし難くすることに加えて、仮にいずれかの二次電池が熱暴走を起こしても、熱暴走が他の二次電池の熱暴走を誘発しないことが大切である。
特開２００４−３０３４４７号公報 特開２００３−３０３５８１号公報 特開２００４−３１９４６３号公報

本発明者等は、種々の実験を繰り返した結果、複数の二次電池を接近して配設する組電池においては、熱暴走で発生する輻射熱と熱伝導とをコントロールすることで、二次電池の熱暴走を起こし難くすると共に、仮にいずれかの二次電池が熱暴走を起こしても、この熱暴走が他の二次電池の熱暴走を誘発しない構造を開発した。したがって、本発明の大切な目的は、内蔵される二次電池の熱暴走の発生を防止し、かつ熱暴走が他の二次電池の熱暴走を誘発するのを効果的に防止できる組電池を提供することにある。

本発明の組電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
組電池は、複数のリチウムイオン二次電池である二次電池１を平行な姿勢で隣接してケース２に収納している。組電池は、隣接する二次電池１の間に、プラスチック製の熱暴走防止壁３を設けている。この熱暴走防止壁３は、内面の形状を二次電池１の外形に等しい形状に成形している熱伝導筒４に一体的に成形されて、熱暴走防止壁３を熱伝導筒４の一部としている。熱伝導筒４は、その内面と二次電池１の外面とのクリアランスを０．５ｍｍ以下として、二次電池１の表面を熱暴走防止壁３の内面に面接触状態で接触させている。さらに、熱暴走防止壁３を成形するプラスチックは、熱伝導率を０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であって、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下としている。さらに、熱暴走防止壁３は、その厚さを０．５ｍｍ以上であって３ｍｍ以下としている。組電池は、二次電池１の間に設けている熱暴走防止壁３でもって、発熱する発熱二次電池１Ａの輻射熱を遮断するが、発熱二次電池１Ａの発熱を隣の二次電池１Ｂに熱伝導させて発熱二次電池１Ａを放熱し、発熱二次電池１Ａの熱暴走が隣の二次電池１Ｂに伝達されるのを防止する。

本発明の組電池は、熱伝導筒４を、軸方向の中間で複数に分割することができる。

本発明の組電池は、熱伝導筒４の両端にエンドプレート７を連結してなるインナーケース８を備えることができる。このインナーケース８は、熱伝導筒４を軸方向の中間で２分割して、一対のケースユニット８Ａに分割し、分割された一対のケースユニット８Ａを互いに連結して、複数の二次電池１をインナーケース８に収納することができる。

熱伝導筒４は、内面をテーパー状に成形して、内面に突出する部分を二次電池１の表面に面接触させることができる。

本発明の組電池は、熱伝導筒４の一部に開口部５を設けて、この開口部５に温度センサー６を配設して二次電池１の温度を検出することができる。

本発明の組電池は、二次電池１を円筒型電池として、隣接して配設している二次電池１の谷間に他の二次電池１を配設し、３本の二次電池１の最接近隙間から３本の二次電池１で囲まれる境界領域を、熱暴走防止壁３を成形するプラスチックで隙間なく成形することができる。

本発明の組電池は、内蔵される二次電池の熱暴走の発生を防止しながら、熱暴走が他の二次電池の熱暴走を誘発するのを効果的に防止できる特長がある。それは、本発明の組電池が、隣接する二次電池の間にプラスチック製の熱暴走防止壁を設けており、この熱暴走防止壁でもって、発熱する二次電池の熱の移動を特定の状態に制御して、熱移動をコントロールしているからである。本発明の組電池は、熱暴走防止壁を熱伝導筒に一体的に成形して、二次電池の外面とのクリアランスを０．５ｍｍ以下として、二次電池の表面を面接触状態で接触させると共に、熱暴走防止壁を成形するプラスチックの熱伝導率を０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下とし、さらに、熱暴走防止壁の厚さを０．５ｍｍ以上、３ｍｍ以下としている。この構造の組電池は、二次電池の間に設けた熱暴走防止壁でもって、発熱する発熱二次電池の輻射熱を遮断するが、発熱二次電池の発熱を隣の二次電池に熱伝導させて発熱二次電池を放熱する。発熱二次電池の放熱量を特定熱量にコントロールすると、発熱二次電池の放熱で隣の二次電池が熱暴走されることがなく、また、発熱二次電池の温度上昇も制限されて最高温度が低くなる。このため、発熱二次電池が過熱されて隣の二次電池を熱暴走させることもない。以上のように、本発明の組電池は、発熱する発熱二次電池の輻射熱と熱伝導とをコントロールして、発熱二次電池の放熱を特定の範囲とすることで、発熱二次電池が隣の二次電池を過熱する熱量を制限し、また最高温度も制限して、隣の二次電池の熱暴走を巧妙に阻止することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための組電池を例示するものであって、本発明は組電池を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１に示す組電池は、複数の二次電池１を平行な姿勢で隣接してケース２に収納している。この図の組電池は、８本の二次電池１を収納している。本発明の組電池は、ケースに収納する二次電池の個数を８個には特定しない。たとえば、ハイブリッドカーの電源に使用される組電池は、１００個以上の二次電池を内蔵している。

組電池は、内部ショート等で二次電池の温度が急激に上昇して熱暴走するのを防止し、あるいは最悪の場合に、いずれかの二次電池が熱暴走を起こしても、熱暴走した二次電池の発熱で隣の二次電池が熱暴走するのを防止するために独特の構成を備えている。このことを実現するために、組電池は、隣接する二次電池間の熱移動を特定の状態に制御する構造としている。すなわち、組電池は、図２の概念図に示すように、発熱する発熱二次電池１Ａの熱が輻射熱で隣の二次電池１Ｂに移動するのを熱暴走防止壁３で遮断し、さらに、この熱暴走防止壁３でもって、特定の伝熱状態にコントロールして、熱伝導によって隣の二次電池１Ｂに熱を移動させる。

発熱する二次電池からの熱伝導量は、多すぎても少なすぎても二次電池の熱暴走を防止できない。図３は、二次電池間の熱伝導量の多い組電池において、内部ショートして熱暴走する発熱二次電池と、その隣の二次電池の温度上昇特性を示すグラフである。この組電池は、隣接する二次電池の表面を直接に接触させて、熱暴走する発熱二次電池の熱を、輻射熱と熱伝導の両方で隣の二次電池に移動させる。この図は内部ショートで熱暴走する発熱二次電池の温度上昇を曲線Ａで示し、その隣の二次電池の温度上昇を曲線Ｂで示している。この組電池は、熱暴走する発熱二次電池の温度が、３０秒後に約３００℃まで上昇し、隣の二次電池は約７０秒後に熱暴走が誘発されて温度が急激に上昇し、１００秒後には、熱暴走が誘発された二次電池の温度は５００℃にも上昇する。この組電池は、いずれかの二次電池が熱暴走すると、隣の二次電池も熱暴走が誘発されるので、複数の二次電池を内蔵する組電池においては、ひとつの二次電池の熱暴走が全ての二次電池を熱暴走させる。

さらに、図４は、二次電池間の熱伝導量の少ない組電池において、内部ショートして熱暴走する発熱二次電池と、その隣の二次電池の温度上昇特性を示すグラフである。この組電池は、隣接する二次電池を１ｍｍ離して、熱暴走する二次電池の熱を、熱伝導では移動させず、輻射熱のみで隣の二次電池に移動させる。この図は内部ショートで熱暴走する二次電池の温度上昇を曲線Ａで示し、その隣の二次電池の温度上昇を曲線Ｂで示している。この組電池は、熱暴走する二次電池の熱移動が少ないので、３０秒後の温度が約４００℃と極めて高くなり、さらに、高温の二次電池の熱が輻射熱で隣の二次電池に移動して、隣の二次電池は約１５０秒後に熱暴走が誘発されて温度が急激に上昇し、２００秒後には熱暴走が誘発されて二次電池の温度は５００℃を越えるまで上昇する。この組電池は、いずれかの二次電池が熱暴走すると、隣の二次電池も熱暴走が誘発されるので、複数の二次電池を内蔵する組電池においては、ひとつの二次電池の熱暴走が全ての二次電池を熱暴走させる。

図５は、二次電池間の熱伝導を特定の状態に制御する組電池において、内部ショートして熱暴走する発熱二次電池と、その隣の二次電池の温度上昇特性を示すグラフである。この組電池は、二次電池の間に厚さ１ｍｍ、熱伝導率を０．２Ｗ／ｍ・Ｋとする熱暴走防止壁を設け、この熱暴走防止壁でもって、熱暴走する発熱二次電池の熱が輻射熱で隣の二次電池に移動するのは遮断し、かつ熱暴走防止壁でもって熱伝導のみで隣の二次電池に特定の熱伝導量の熱を移動させる。この図は内部ショートで熱暴走する発熱二次電池の温度上昇を曲線Ａで示し、その隣の二次電池の温度上昇を曲線Ｂで示している。この組電池は、熱暴走する発熱二次電池の熱が熱伝導で熱暴走防止壁に移動されるので、熱暴走する発熱二次電池の温度上昇が緩やかになり、温度が４００℃まで上昇する時間が１００秒近くまで延長され、さらに、隣の二次電池の熱暴走を確実に阻止できる優れた特徴が実現される。すなわち、いずれかの二次電池が熱暴走しても、隣の二次電池の熱暴走は誘発されない。したがって、いずれかの二次電池が熱暴走しても、その二次電池のみの熱暴走に終らせることができる。

図５に示すように、熱暴走した発熱二次電池が隣の二次電池の熱暴走を誘発しないように、図１の組電池は、隣接する二次電池１の間に熱暴走防止壁３を設けている。熱暴走防止壁３は、プラスチック製の熱伝導筒４に一体的に成形されて、熱伝導筒４の一部を構成している。熱伝導筒４は、内面の形状を二次電池１の外形に等しい形状に成形している。さらに、熱伝導筒４は、二次電池１の熱を熱伝導によって熱暴走防止壁３に移動できるように、熱伝導筒４の内面と二次電池１の外面とのクリアランスを０．５ｍｍ以下として、二次電池１の表面を熱暴走防止壁３の内面に面接触状態で接触させている。

さらに、熱暴走防止壁３が熱伝導する熱量をコントロールするために、熱暴走防止壁３は、熱伝導率を０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であって、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下とするプラスチックで成形している。熱暴走防止壁３と熱伝導筒４を成形するプラスチックは、プラスチックの種類と充填材でコントロールできる。充填材に熱伝導に優れて粉末、たとえば金属粉末を充填して、熱伝導率を大きくできる。熱暴走防止壁の熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍ・Ｋよりも小さいと、熱暴走防止壁の熱伝導量が少なくなって、熱暴走する発熱二次電池の温度上昇が急峻で最高温度も高くなる。このため、発熱二次電池が熱暴走する時間が短く、また熱暴走して高温になった発熱二次電池が隣の二次電池を加熱して熱暴走を誘発する。反対に、熱暴走防止壁の熱伝導率が３Ｗ／ｍ・Ｋよりも大きいと、熱暴走した発熱二次電池から隣の二次電池に伝導される熱量が大きく、熱暴走した発熱二次電池が隣の二次電池を熱暴走させる。熱伝導率を０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であって、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下とする熱暴走防止壁３は、熱暴走して発熱する発熱二次電池１Ａから伝導される伝導熱量が最適範囲となり、発熱二次電池１Ａを熱伝導で放熱して温度上昇を制限し、さらに、隣の二次電池１Ｂへの伝導熱量も制限して、隣接する隣の二次電池１Ｂの熱暴走を有効に防止する。

さらに、熱暴走防止壁３は、熱伝導率に加えて、厚さを０．５ｍｍ以上であって３ｍｍ以下の限られた範囲とする必要がある。二次電池間の熱暴走防止壁が０．５ｍｍよりも薄いと、熱暴走する発熱二次電池から隣の二次電池への熱伝導量が大きくなって、熱暴走した発熱二次電池が隣の二次電池を過熱して熱暴走させる。反対に熱暴走防止壁が３ｍｍよりも厚いと、熱暴走する発熱二次電池から隣の二次電池への熱伝導量が少なすぎて、熱暴走する発熱二次電池の温度が異常に高くなり、加熱された発熱二次電池が隣の二次電池を加熱して熱暴走を誘発する。

本発明の組電池は、極めて微妙な範囲に熱移動をコントロールすることで、二次電池の熱暴走を制御する。二次電池は熱暴走で発熱して過熱されるが、二次電池はいつまでも発熱するのではない。二次電池の発熱量は、二次電池の容量で特定される。したがって、二次電池が発熱する状態で、熱の移動を特定の状態に制御して、熱暴走の誘発を防止する。二次電池が熱暴走して発熱するとき、放熱量を大きくして発熱二次電池の温度上昇を少なくできる。ただ、この状態は、放熱される熱が隣の二次電池を過熱して熱暴走を誘発する。反対に熱暴走する発熱二次電池の放熱量を少なくすると、放熱で隣の二次電池の熱暴走は誘発されないが、放熱されない発熱二次電池の温度が異常に高くなり、過熱された発熱二次電池が隣の二次電池の熱暴走を誘発する。ところが、熱暴走する発熱二次電池の放熱量を特定熱量にコントロールすると、熱暴走して温度が上昇する発熱二次電池の放熱で隣の二次電池が熱暴走されず、また、特定の放熱量によって熱暴走する発熱二次電池の温度上昇が制限されて最高温度が低くなる。このため、熱暴走する発熱二次電池が過熱されて隣の二次電池を熱暴走させることもない。熱暴走する発熱二次電池は、発生熱で時間とともに温度が上昇するが、放電量をコントロールして温度上昇を制限すると、一定時間経過すると発熱量が減少して温度は上昇しなくなる。したがって、熱暴走する発熱二次電池の放熱を特定の範囲にコントロールすることで、熱暴走する発熱二次電池が隣の二次電池を過熱する熱量を制限し、また最高温度も制限して、隣の二次電池の熱暴走を巧妙に阻止することができる。

したがって、図１の組電池は、二次電池１の間に設けている熱暴走防止壁３でもって、発熱する発熱二次電池１Ａの輻射熱を遮断するが、発熱二次電池１Ａの発熱を隣の二次電池１Ｂに熱伝導させて発熱二次電池１Ａを放熱し、発熱二次電池１Ａの熱暴走が隣の二次電池１Ｂに伝達されるのを防止する。

図６の熱伝導筒４は、内面をテーパー状に成形して、内面に突出する部分を二次電池１の表面に面接触させている。この熱伝導筒４は、多少は外径に誤差のある二次電池１を挿入して、その表面に面接触できる。この熱伝導筒４は、内面と二次電池１との間の最小のクリアランスを０．５ｍｍ以下とする。

組電池の二次電池１は、リチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池１は、非水系電解液を使用する。熱暴走してこの電解液が噴出されると、危険な状態となる。このため、リチウムイオン二次電池の組電池は、熱暴走をいかにして効果的に阻止できるかが大切であるから、本発明の組電池は、独特の構成で熱暴走を防止するので、リチウムイオン二次電池に適している。

熱伝導筒４は、二次電池１の全周をカバーするように成形される。ただ、図１に示すように、熱伝導筒４の一部に開口部５を設け、この開口部５に温度センサー６を配設して二次電池１の温度を検出することもできる。

図の組電池は、二次電池１を円筒型電池とする。さらに、図１の組電池は、隣接して配設している二次電池１の谷間に他の二次電池１を配設し、３本の二次電池１の最接近隙間から３本の二次電池１で囲まれる境界領域を、熱暴走防止壁３を成形するプラスチックで隙間なく成形している。この組電池は、境界領域のプラスチックが熱暴走する発熱二次電池１Ａの熱を吸収して、熱暴走する発熱二次電池１Ａの温度上昇を緩慢にできる。

ところで、本明細書において、二次電池１の間の熱暴走防止壁３の厚さとは、円筒型電池においては、もっとも接近する部分の厚さを意味するものとする。この部分の熱移動がもっとも大きく、二次電池１の熱暴走に影響を与えるからである。

さらに、熱暴走防止壁３は、二次電池１の間で一部に開口部５を設けることができる。ただし、開口部５は、図７に示すように、隣接する二次電池１の対向面の一方にのみ開口し、あるいは、図８に示すように、隣接する二次電池１の対向面の両方に設けることができる。隣接する二次電池１の対向面の両方に開口部を設ける熱伝導筒４は、隣接する二次電池１の間隔（Ｄ）が最小間隔（ｄ）の５倍以上となる部分に設ける。輻射熱による熱の伝導は、距離の自乗に反比例して少なくなるので、二次電池１の間隔が５倍になると、輻射熱による熱の伝導は１／２５とほとんど無視できるほど小さくなる。したがって、熱伝導筒４が、最小間隔の５倍以上の部分の対向面に開口部５があっても、この開口部５から隣の二次電池１Ｂに輻射熱で移動する熱量は少ない。このため、開口部５の輻射熱が原因で隣の二次電池１Ｂの熱暴走が誘発されることはない。

さらに、図９ないし図１１に示す組電池は、熱伝導筒４の両端にエンドプレート７を連結してなるインナーケース８を備えており、このインナーケース８に複数の二次電池１を収納している。図のインナーケース８は、熱伝導筒４を軸方向の中間で２分割して、一対のケースユニット８Ａに分割している。このケースユニット８Ａは、分割された熱伝導筒４の端部にエンドプレート７を連結してなる形状にプラスチックで成形している。このインナーケース８は、熱伝導筒４の分割端である開口部から二次電池１を挿入し、一対のケースユニット８Ａを互いに連結して、複数の二次電池１をインナーケース８に収納している。

中間で分割される熱伝導筒４は、図示しないが、分割端側からエンドプレート側に向かって次第に内径が小さくなるテーパー状に内面を成形している。この熱伝導筒４は、エンドプレート７側の端部の内面に突出する部分を二次電池１の表面に面接触させる。この熱伝導筒４は、多少は外径に誤差のある二次電池１を挿入して、その表面に面接触できる。この熱伝導筒４も、内面と二次電池１との間の最小のクリアランスを０．５ｍｍ以下とする。このように、熱伝導筒４を分割する構造は、プラスチックを成形する金型の設計を簡単にして、プラスチック成形を容易にできる特長がある。

図の組電池は、熱伝導筒４を軸方向の中間で２分割しているが、熱伝導筒は、３つ以上に分割することもできる。熱伝導筒を３つ以上に分割するインナーケースは、図示しないが、両端の端部ケースユニットと、中間の中間ケースユニットとに分割して、これらのケースユニットを互いに連結して、複数の二次電池を内部に収納する。

複数に分割されたケースユニット８Ａは、プラスチックで一体的に成形されたボス９にネジ（図示せず）をねじ込んで互いに連結される。ただ、ケースユニットは、係止構造で連結し、あるいは接着して連結し、あるいはまた、これらを組み合わせて連結することもできる。

さらに、組電池は、図１１に示すように、隣接する二次電池１の間に熱暴走防止壁３を設けている。熱暴走防止壁３は、熱伝導筒４に一体的に成形されて、熱伝導筒４の一部を構成している。熱伝導筒４は、内面の形状を二次電池１の外形に等しい形状に成形している。熱伝導筒４は、二次電池１の熱を熱伝導によって熱暴走防止壁３に移動できるように、熱伝導筒４の内面と二次電池１の外面とのクリアランスを０．５ｍｍ以下として、二次電池１の表面を熱暴走防止壁３の内面に面接触状態で接触させている。さらに、熱暴走防止壁３は、熱伝導率を０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以上であって、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下とするプラスチックで成形している。さらに、熱暴走防止壁３は、熱伝導率に加えて、厚さを０．５ｍｍ以上であって３ｍｍ以下の限られた範囲としている。この組電池も、二次電池１の間に設けている熱暴走防止壁３でもって、発熱する発熱二次電池の輻射熱を遮断するが、発熱二次電池の発熱を隣の二次電池に熱伝導させて発熱二次電池を放熱し、発熱二次電池の熱暴走が隣の二次電池に伝達されるのを防止する。

さらに、図９と図１０に示すインナーケース８は、熱伝導筒４の一部に開口部５を設け、この開口部５に温度センサー６を配設している。この組電池は、温度センサー６で二次電池１の温度を検出できる。図のインナーケース８は、分割された熱伝導筒４の互いに対向する連結部分を切欠して開口部５を設けている。図１１の組電池は、左右の２箇所に開口部５を設けて温度センサー６を配置している。

さらに、図の組電池は、インナーケース８に収納される二次電池１の充放電をコントロールする回路を実装する回路基板１０と、出力端子や接続端子を備える端子基板１２と、この回路基板１０と端子基板１２を所定の位置に配置する基板ホルダー１１とを備える。回路基板１０は、リードを介して二次電池１に接続されており、実装する電圧検出回路で各々の二次電池１の電池電圧を検出して、これらの電池の充放電を制御する。端子基板１２は、内蔵する二次電池１の出力用の出力端子や、外部機器との接続端子を装備しており、回路基板１０の上側に配置されている。基板ホルダー１１は、インナーケース８の上面に固定されており、回路基板１０と端子基板１２とを互いに平行な姿勢で、所定の位置に配置している。基板ホルダーが固定されたインナーケースが、アウターケース（図示せず）に収納されて組電池となる。

本発明の一実施例にかかる組電池の概略構成図である。 本発明の一実施例にかかる組電池の熱移動を示す概念図である。 二次電池間の熱伝導量の多い組電池における発熱二次電池と隣の二次電池の温度上昇特性を示すグラフである。 二次電池間の熱伝導量の少ない組電池における発熱二次電池と隣の二次電池の温度上昇特性を示すグラフである。 二次電池間の熱伝導を特定の状態に制御する組電池にける発熱二次電池と隣の二次電池の温度上昇特性を示すグラフである。 本発明の一実施例にかかる組電池の熱伝導筒の縦断面図である。 本発明の他の実施例にかかる組電池の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施例にかかる組電池の要部拡大断面図である。 本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。 図９に示す組電池を上下反転した斜視図である。 図９に示す組電池の垂直断面図である。

符号の説明

１…二次電池 １Ａ…発熱二次電池
１Ｂ…隣の二次電池
２…ケース
３…熱暴走防止壁
４…熱伝導筒
５…開口部
６…温度センサー
７…エンドプレート
８…インナーケース ８Ａ…ケースユニット
９…ボス
１０…回路基板
１１…基板ホルダー
１２…端子基板

Claims (6)

1. 複数のリチウムイオン二次電池である二次電池(1)を平行な姿勢で隣接してケース(2)に収納してなる組電池において、
   隣接する二次電池(1)の間に、プラスチック製の熱暴走防止壁(3)を設けると共に、この熱暴走防止壁(3)は、内面の形状を二次電池(1)の外形に等しい形状に成形している熱伝導筒(4)に一体的に成形されて、熱暴走防止壁(3)を熱伝導筒(4)の一部としており、
   熱伝導筒(4)は、その内面と二次電池(1)の外面とのクリアランスを０．５ｍｍ以下とし
   て、二次電池(1)の表面を熱暴走防止壁(3)の内面に面接触状態で接触させており、
   さらに、熱暴走防止壁(3)を成形するプラスチックは、熱伝導率を０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ
   以上であって、３Ｗ／ｍ・Ｋ以下とし、かつ熱暴走防止壁(3)はその厚さを０．５ｍｍ以
   上であって３ｍｍ以下としており、
   二次電池(1)の間に設けている熱暴走防止壁(3)でもって、発熱する二次電池(1)の輻射熱を遮断するが、二次電池(1)の発熱を隣の二次電池(1)に熱伝導させて発熱二次電池(1)を放熱し、二次電池(1)の熱暴走が隣の二次電池(1)に伝達されるのを防止するようにしてなる組電池。
2. 熱伝導筒(4)を、軸方向の中間で複数に分割してなる請求項１に記載される組電池。
3. 熱伝導筒(4)の両端にエンドプレート(7)を連結してなるインナーケース(8)を備えてお
   り、このインナーケース(8)は、熱伝導筒(4)を軸方向の中間で２分割して、一対のケースユニット(8A)に分割しており、分割された一対のケースユニット(8A)を互いに連結して、複数の二次電池(1)をインナーケース(8)に収納している請求項１に記載される組電池。
4. 熱伝導筒(4)の内面をテーパー状に成形して、内面に突出する部分を二次電池(1)の表面に面接触させてなる請求項１ないし３のいずれかに記載される組電池。
5. 熱伝導筒(4)の一部に開口部(5)を設けており、この開口部(5)に温度センサー(6)を配設して二次電池(1)の温度を検出している請求項１ないし３のいずれかに記載される組電池。
6. 二次電池(1)が円筒型電池で、隣接して配設している二次電池(1)の谷間に他の二次電池(1)を配設し、３本の二次電池(1)の最接近隙間から３本の二次電池(1)で囲まれる境界領域を、熱暴走防止壁(3)を成形するプラスチックで隙間なく成形している請求項１ないし３のいずれかに記載される組電池。
   

Images