JP5610309B2 - 単電池、電池モジュール及び組電池 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車やハイブリッドカーなどで使用される単電池、電池モジュール及び組電池に関し、詳しくは、ケース本体の端板部に安全弁を設けた単電池及びこの単電池を複数個並べて接続した電池モジュール及び電池モジュールを複数個並べて接続した組電池に関する。

電気自動車やハイブリッドカーなどで使用されるバッテリは、単電池を直列に接続した電池モジュール、さらに、電池モジュールを直列に接続した組電池によって高電圧化が図られ、また、放熱性や安全性を考慮した設計とされている。

そして、単電池の一例であるリチウムイオン電池は、シート状の正極板とシート状のセパレータとシート状の負極板とを重ね合わせ、渦巻状に巻回した発電要素と、必要量の電解液をケース内に収納した構成となっている。また、単電池には、安全性を確保するため、ケースに安全弁が設けられている。

すなわち、単電池は、故障その他の異常時にケース内の電解液がガス化すると、安全弁が開弁することで、このガスをケース外に放出し、ケースが破裂しないようにしている。なお、単電池は、ケースが上面を開口した容器状のケース本体と、ケース本体の開口部分を塞ぐ蓋板とを備え、蓋板から正極端子と負極端子が突出している。

このような単電池は、複数個並べて接続され、隣り合っている単電池の正極端子と負極端子とをバスバーによって接続、すなわち直列に接続することで、高電圧化した電池モジュールとして、さらに、電池モジュールを直列に接続した組電池として使用される。そして、単電池は発熱するため、電池モジュール及び組電池は放熱性を備えたものとされている。例えば、特許文献１には、両端の単電池（特許文献１では「電池セル」）に挟まれた中間の単電池の放熱特性を改善した車両用組電池についての発明が記載されている。

この組電池は、複数の単電池が同一平面上に実装され、隣接する単電池と単電池とを、絶縁性耐熱樹脂で形成された連結部によって連結したことを特徴としている。連結部は、一方の単電池の側面全面に設けられた凹条部と他方の電池側面全面に設けられた凸条部とを嵌合することで、２つの単電池を同一平面上で連結する。

特開２００２−３５２７８６号公報

特許文献１に記載された組電池は、単電池が平面実装されることで、上面及び底面（特許文献１では背面）が露出し、放熱性に優れたものとされている。しかし、一方の単電池の側面と他方の単電池の側面との間には、連結部が全面に亘って設けられているため、この側面での放熱性が十分に確保されていない。

また、特許文献１に記載された組電池は、安全弁が開弁してケース内から放出されるガスの排気路を備えていない。したがって、特許文献１に記載された組電池は、安全弁が露出しているため、ケース内から放出されたガスが飛散してしまい、組電池に備えられた監視部を損傷させ、故障していない他の単電池に悪影響を及ぼすことがある。

そこで、本発明は、放熱性を十分に確保するとともに、安全弁が開弁することでケース内から放出されたガスを誘導して所期の方向に排気することができるようにした単電池及び組電池を提供することを課題とする。

本発明に係る第１の単電池は、底板部と、該底板部の周縁に立設された一対の側板部及び一対の端板部とによって箱状に形成されたケース本体を備え、一方又は両方の端板部に安全弁を設けた単電池であって、前記安全弁が開弁したときにケース内から放出されるガスを誘導する排気路を設けるため、安全弁が間に位置するようにケース本体の端板部から突出し、閉鎖空間を形成するための一対の突条部と、該一対の突条部の両端からケース本体の側板部に沿うように設けられた一対の第１スペーサ部とによって底板部に直交する方向から見てコ字形に形成された枠状座部が備えられていることを特徴としている。

この第１の単電池によれば、ケース本体の側板部が向き合うように単電池を並べて接続した組電池において、隣り合っている単電池の第１スペーサ部が当接するため、隣り合っている単電池のケース本体の側面部と側面部との間に冷却空間が設けられ、そして、枠状座部の一対の突条によって形成される閉鎖空間が連続することで排 気路を設けることができる。

また、前記と異なる本発明に係る第２の単電池は、底板部と、該底板部の周縁に立設された一対の側板部及び一対の端板部とによって箱状に形成されたケース本体を備え、一方又は両方の端板部に安全弁を設けた単電池であって、前記安全弁が開弁したときにケース内から放出されるガスを誘導する排気路が設けられるようになっており、前記ケース本体の一方又は両方の端板部に固定されたロッド支持部を備え、該各ロッド支持部の両端部又は一端部がケース本体の端板部の端縁から幅方向に突出し、該突出したロッド支持部の端部が第２スペーサ部となっていることを特徴としている。

この第２の単電池によれば、ケース本体の側板部が向き合うように単電池を並べて接続した組電において、ケース本体の端板部から突出したスペーサ部によって、隣り合っている単電池のケース本体の側面部との間に冷却空間が設けられる。そして、ケース本体の端板部に排気路が設けられることにより、安全弁が開弁したとき にケース内から放出されるガスを所期の方向に誘導することができる。

また、この第２の単電池によれば、端板部に固定されるロッド支持部の端部が端板部よりも幅方向に突出することで、第２スペーサ部を設けることができる。なお、単電池を並べた電池モジュールを仮連結して組電池が組み立てられるが、この仮連結する際にロッド支持部が使用される。

また、前記本発明に係る第１の単電池において、一対の突条部間に蓋体部が被さることで前記閉鎖空間が形成されていることが好ましい。この第１の単電池によれば、一対の突条部間に蓋体部が被さることで閉鎖空間を容易に形成することができる。

また、本発明に係る第１の電池モジュールは、前記第１の単電池を並べて接続した電池モジュールであって、隣り合っている単電池の第１スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、前記排気路が、複数の単電池の端板部に重なる帯板部を有する筒状体によって設けられ、帯板部には、前記安全弁の位置に対応して窓穴部が設けられていることを特徴としている。
また、本発明に係る第２の電池モジュールは、前記第２の単電池の第２スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、前記排気路が、複数の単電池の端板部に重なる帯板部を有する筒状体によって設けられ、帯板部には、前記安全弁の位置に対応して窓穴部が設けられていることを特徴としている。

この第１又は第２の電池モジュールによれば、隣り合っている第１又は第２の単電池の第１又は第２スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている組電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられるため、単電池から出される熱がこの冷却空間で冷却され、また、単電池の排気路が連続することで、電池モジュールにも排気路が設けられ、安全弁が開弁したときに、ケース内から放出されたガスを電池モジュールの排気路内に排出することができる。

そして、排気路が筒状体によって設けられることにより、安全弁が開弁してケース内から放出されたガスが冷却空間内に流れ込むことなく、確実に電池モジュール外の所期の方向に排出することができる。

また、前記と異なる本発明に係る第３の電池モジュールは、一対の突条部間に蓋知部が被さることで閉鎖空間が形成される前記本発明に係る単電池を並べて接続した電池モジュールであって、隣り合っている単電池の第１スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、かつ、隣り合っている単電池の閉鎖空間が連続することで、排気路が設けられていることを特徴としている。

この第３の電池モジュールによれば、隣り合っている単電池の第１スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている組電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられるため、単電池から出される熱がこの冷却空間で冷却され、そして、単電池の閉鎖空間が連続することで設けられる排気路によって、安全弁が開弁したときに、ケース内から放出されたガスを誘導して所期の方向に排気することができる。

また、前記と異なる本発明に係る第４の電池モジュールは、隣り合っている第１の単電池の第１スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、前記突条部の長さより長尺の蓋体部が複数の単電池の突条部間に被さることにより、前記排気路が設けられていることを特徴としている。この第４の電池モジュールによれば、蓋体部が突条部の長さよりも長く長尺に形成されていることにより、単電池を並べて接続した組電池に設けられる排気路は、突条部の長さだけの蓋体部よりも少ない枚数、好ましくは１枚で効率的に形成することができる。

また、本発明に係る組電池は、前記第１又は第２の電池モジュールを並べて接続した組電池であって、前記筒状体が前記電池モジュールの長さよりも長く形成されていることを特徴としている。

この組電池によれば、電池モジュールを並べて接続した組電池において、筒状体が複数の電池モジュールに亘って形成されるため、電池モジュールごとに筒状体を成形するよりも効率的に排気路を形成することができる。

また、前記と異なる本発明に係る組電池は、前記第３の電池モジュールを並べて接続した組電池であって、隣り合っている単電池の第１スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、かつ、隣り合っている単電池の閉鎖空間が連続することで、排気路が設けられていることを特徴としている。

この組電池によれば、電池モジュールを並べて接続した組電池において、排気路を設けることができるため、ケース内から放出されたガスを排気路内に誘導して所期の方向に排気することができる。

また、前記と異なる本発明に係る組電池は、蓋体部のない前記第１の単電池が並べられて接続された電池モジュールをさらに並べて接続した組電池であって、隣り合っている単電池の第１スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、前記電池モジュールの長さより長尺の蓋体部が複数の単電池の突条部間に被さることにより、前記排気路が設けられていることを特徴としている。この組電池によれば、電池モジュールを並べて接続させた後に、１枚もしくは、電池モジュールの長さの蓋体部よりも少ない枚数の蓋体部で効率的に排気路を形成することができる。

本発明によれば、単電池と単電池との間に冷却空間を設け、かつ、複数の単電池にわたって連続する排気路を設けた電池モジュール及び組電池、並びに電池モジュール及び組電池を構成する単電池が提供されることにより、組電池を組み合わせたモジュールは、放熱性を十分に確保するとともに、ケース内から放出されたガスを所期の方向に排出することができるものとなる。

本発明に係る第１の実施形態の単電池を示す分解斜視図である。 本発明に係る第１の実施形態の電池モジュールを示す分解斜視図である。 本発明に係る第１の実施形態の組電池を組み立てる最初の段階を示す斜視図である。 本発明に係る第１の実施形態の組電池を組み立てる第２の段階を示す斜視図である。 本発明に係る第１の実施形態の組電池を組み立てる第３の段階を示す斜視図である。 本発明に係る第１の実施形態の組電池を組み立てる第４の段階を示す斜視図である。 本発明に係る第１の実施形態の組電池を組み立てる第５の段階を示す斜視図である。 本発明に係る第１の実施形態の組電池を組み立てた最終の段階を示す斜視図である。 本発明に係る第１の実施形態の組電池であって、図８と異なる設置形態を示す斜視図である。 本発明に係る第２の実施形態の電池モジュールを示す斜視図である。 本発明に係る図１０に示した第２の実施形態の電池モジュールを複数並べて接続した組電池を示す分解斜視図である。 本発明に係る第３の実施形態の単電池を示す斜視図である。 本発明に係る第３の実施形態の単電池の変形例を示す斜視図である。 本発明に係る第４の実施形態の電池モジュールを示す分解斜視図である。 本発明に係る第４の実施形態の電池モジュールの要部を示す斜視図である。 本発明に係る第５の実施形態の単電池を示す斜視図である。 本発明に係る第５の実施形態の電池モジュールを示す斜視図である。

〔実施形態１〕
本発明に係る第１の実施形態の単電池、電池モジュール及び組電池について図面を参照しながら説明する。第１の実施形態の単電池Ａは、図１に示すように、ケース１０に枠状座部２０を固定し、複数の単電池Ａ，…を並べて接続した電池モジュールＢ及び複数の電池モジュールＢ，…を並べて接続した組電池Ｃに図２及び図３に示すような冷却空間１と排気路２を設けるようにしたことを特徴としている。

ケース１０は、四角形状の底板部１１と、この底板部１１の周縁に立設された一対の側板部１２及び一対の端板部１３とによって開口部を有する箱状に形成したケース本体１９と、開口部を塞ぐ蓋板１４とによって構成されている。

ケース本体１９内には、発電要素（図示せず）が横向きに収納され、その後、電解液が注液される。発電要素は、シート状の正極板とシート状の負極板とがセパレータを挟んで重ね合わされ、これらを扁平な渦巻状に巻回したものである。また、蓋板１４からは、正極端子１５と負極端子１６とが突出している。なお、この実施形態では、図１に示すように、正極端子１５と負極端子１６とが上側に位置した起立姿勢を基本的な向きとして説明する。

そして、ケース本体１９の両端板部１３には、異常時にケース１０内で発生したガスをケース１０外へ放出させるための安全弁１７が設けられている。安全弁１７が端板部１３に設けられることにより、横向きに収納された発電要素から出されるガスをケース１０外へ放出しやすくされている。

そして、ケース１０に固定された枠状座部２０は、安全弁１７が間に位置するように、すなわち、図面において安全弁１７の上側と下側でケース本体１９の端板 部１３に固定される一対の突条部２１と、この一対の突条部２１の両端からケース本体１９の側板部１２に沿うように固定される第１スペーサ部２２とによって平面視コ字形に形成されている。したがって、突条部２１は、ケース本体１９の端板部１３の幅に両第１スペーサ部２２の厚さを加えた長さとされている。

そして、第１スペーサ部２２は、ケース本体１９の側板部１２のエッジに沿うように一対の突条部２１に架橋される「Ｉ」字形に形成されるが、ケース本体１９の側 板部１２の内側まで入り込むように「コ」字形に形成してもよい。このような第１スペーサ部２２がケース本体１９の両側板部１２を挟む状態となる。

そして、蓋体部３０は、一対の突条部２１に跨るように架け渡され、突条部２１と蓋体部３０とによって閉鎖空間が形成される。この蓋体部３０の中間部は、図示したような平板状とするほか、外向きに膨出した樋状としてもよい。

また、蓋体部３０を突条部２１に容易かつ確実に装着することができるように、一対の突条部２１の各対向面には、蓋体部３０の各側縁を嵌め込む溝２１ａが形成されている。ただし、図示しないが、突条部２１は複数の雌ネジを形成した台座とし、蓋体部３０の各側縁部に小孔を形成し、小孔を貫通して雌ネジに螺合するビスによって蓋体部３０を突条部２１に固定してもよい。

また、蓋体部３０は、図２に示すように、複数の単電池Ａ，…を並べて接続させた電池モジュールＢの長さを有する帯状の長尺に形成することにより、あるいは、図４に示すように、複数の電池モジュールＢ，…を並べて接続した組電池Ｃの長さを有する帯状の長尺に形成することにより、蓋体部３０を突条部２１に装着する作業性を向上させることができる。

ただし、蓋体部３０は、図１に示すように、突条部２１と同じ長さとし、電池モジュールＢとしたときに、隣り合っている単電池Ａの蓋体部３０と蓋体部３０とを突き合わせるようにしてもよい。この場合、蓋体部３０と蓋体部３０との間にパッキンを介在させると、気密性を上げられるので、好ましい。

そして、ケース本体１９の両端板部１３には、底部側と開口部側とにおいて、ロッド（図示せず）を挿通する貫通穴４１を形成したロッド支持部４０が固定されている。このロッド支持部４０は、枠状座部２０の突条部２１と同じ長さとされ、単電池Ａを隣り合わせたときに、隣り合っているロッド支持部４０の端面同士が当接するようにされている。なお、図示したロッド支持部４０には、ケース本体１９の側板部１２に沿うスペーサ部が設けられていないが、枠状座部２０と同様、スペーサ部を設けてもよい。

そして、枠状座部２０及びロッド支持部４０は、軽量化を図るため、耐熱樹脂製とされ、寸法精度、生産性、接着強度などの観点から、射出成型によりケース本体１９と一体成型される。

ただし、枠状座部２０及びロッド支持部４０は、金属製としてもよく、金属製の枠状座部２０及びロッド支持部４０とケース本体１９とは、鍛造によって一体成型することができる。また、枠状座部２０及びロッド支持部４０が樹脂製であっても、金属製であっても、別体として接着剤などによってケース本体１９に固定してもよい。なお、枠状座部２０、蓋体部３０及びロッド支持部４０が樹脂製とされる場合は、ポリファニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド、フッ素樹脂などによって成型することが好ましい。

このような単電池Ａは、図２に 示すように、側板部１２と側板部１２とが向き合い、正極端子１５と負極端子１６とがバスバー５０によって接続されることで、電池モジュールＢとなる。この電池モジュールＢは、隣り合っている単電池Ａに固定された枠状座部２０の第１スペーサ部２２同士が当接することで、単電池Ａと単電池Ａとの間に冷却空間１が設けられる。

なお、隣り合っている単電池Ａに固定されたロッド支持部４０の端面同士が当接することでも、単電池Ａと単電池Ａとの間に冷却空間１が設けられるが、ロッド支持部４０の端面同士が当設しなくても、枠状座部２０の第１スペーサ部２２同士が当接することで、冷却空間１が設けられる。

そして、連続した状態となった枠状座部２０の突条部２１に蓋体部３０を装着する、すなわち、一対の突条部２１に蓋体部３０を被せる。蓋体部３０は、図２に示すように、電池モジュールＢの長さと同じ長さの長尺に形成されていることにより、１個の電池モジュールＢに１本の蓋体部３０を装着し、並べて接続した各単電池Ａに形成される閉鎖空間が連続して排気路２となる。

ただし、図１に示すように、蓋体部３０が単電池Ａの枠状座部２０の突条部２１と同じ幅であるときは、単電池Ａにおいて突条部２１と蓋体部３０とによって形成される閉鎖空間が連続することで、排気路２が設けられる。

いずれにしても、突条部２１の対向面に溝２１ａが形成され、この溝２１ａに蓋体部３０の各側縁を嵌め込むようにスライドさせることで、蓋体部３０を突条部２１に容易に装着することができる。

そして、排気路２の適宜位置には、１個又は複数個の難燃化剤（図示せず）が入れられている。

そして、並べて接続した単電池Ａの蓋板１４上には、ベルト通し部６１を設けたカバー６０が重ね合わされている。このカバー６０には、正極端子１５や負極端子１６を避ける切欠部や正極端子１５や負極端子１６を部分的に囲むリブが設けられている。

このような電池モジュールＢ，…は、複数並べて接続させることで、図８、図９に示すような組電池Ｃとなる。

この組電池Ｃは、例えば、図３に示すように、蓋体部３０が被さっていない電池モジュールＢを並べて接続したユニットＣａから組み立てられる。このユニットＣａは、電池モジュールＢと電池モジュールＢの間にも冷却空間１を設けたものであり、隣り合っている電池モジュールＢの正極端子１５と負極端子１６とをバスバー５０によって接続したものである。このバスバー５０は、電池モジュールＢの正極端子１５と負極端子１６とを接続するバスバー５０を使用することができる。

次に、図４に示すように、組電池ＣのユニットＣａの長さと同じ長さの長尺に形成された蓋体部３０を連続した枠状座部２０の突条部２１に装着する。この長尺な蓋体部３０により、組電池Ｃには、各単電池Ａに形成される閉鎖空間が連続した排気路２を一挙に設けたユニットＣｂとなる。

次に、図５に示すように、ケース本体１９の底板部１１を突き合わせることで、２段積みのユニットＣｃとする。そして、連続した状態となったロッド支持部４０の貫通穴４１にロッド（図示せず）を挿通し、電池モジュールＢ同士を仮連結する。この組電池ＣのユニットＣｃは、電池モジュールＢのカバー６０が図面において上側と下側に配置された状態となり、図６に示すように、カバー６０のベルト通し部６１に耐熱性及び高強度性を備えたベルト７０を通すことで、ユニットＣｃを安定した状態とする。

このベルト７０としては、例えば、高強力高耐熱ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ；商品名「ザイロン」）やメタ系アラミド繊維、あるいは、パラ系アラミド繊維などを採用することが好ましい。なお、図５に示したベルト７０は、環状に形成されているが、実際のベルト７０は、一部が切断され、ベルト通し部６１に通された後、切断部が結ばれる。

次に、ロッド支持部４０の貫通穴４１からロッドを抜き取り、図７に示すように、ユニットＣｃの両端にエンドプレート８１，８２を重ね合わせたユニットＣｄとする。エンドプレート８１，８２には、幅方向に補強のための複数のリブやロッド支持部４０の貫通穴４１に連通する小孔などが設けられている。一部のリブは、排気ダクト９０を支持できるように、両端の枠状座部２０の突条部２１と連続する位置に設けられている。なお、エンドプレート８１，８２は、従来から用いられている金属製のものの他に、ポリファニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド、フッ素樹脂などによって成型することができる。

排気ダクト９０は、両端に排気路２と連通する吸気口９１を設け、中間部に排気口９２を設けたもので、吸気口９１と排気口９２とは当然、反対向きとされている。このような排気ダクト９０が図８に示すように、両方のエンドプレート８１，８２に固定される。

そして、エンドプレート８１，８２の小孔からロッド支持部４０の貫通穴４１にロッド（図示せず）が挿通され、ロッドの両端にナット（図示せず）が締結されることで、組電池Ｃが完成する。このロッドやナットは、耐熱性や高強度性のある材料から製造されるが、例えば、チタン、チタン合金、ポリアミドＭＸＤ６系樹脂（商品名「ＲＥＮＹ」）、ポリファニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などから製造することにより、従来の鉄やステンレス鋼と比較して軽量化も図ることができる。また、ロッドとナットは、これらのいずれかの同じ材質の組合せとしてもよし、異なる材質の組合せとしてもよい。なお、排気ダクト９０は、一方のエンドプレート８１にのみ固定し、他方のエンドプレート８２に固定せず、排気路２を塞いだものとしてもよい。

この組電池Ｃは、図８に示すように、電極１５，１６が上下に位置した起立姿勢で設置されると、前後方向（水平方向）の冷却風が冷却空間１を流れ、各単電池Ａを冷却する。また、組電池Ｃは、図９に示すように、電極１５，１６が前後に位置した横臥姿勢で設置されると、上下方向（鉛直方向）の冷却風が冷却空間１を流れ、各単電池Ａを冷却する。

また、いずれの姿勢で設置された組電池Ｃであっても、いずれかの単電池Ａが異常な状態となり、安全弁１７が開弁することで、ケース１０内から放出されたガスは、排気路２内を流れ、排気ダクト９０の排気口９２から所期の方向に排出される。排気路２内に難燃化剤が入れられているときは、排気口９２から排出されるガスが難燃化される。

したがって、この組電池Ｃを備えた装置は、ケース内から放出されたガスがケース上の監視部などの方に流れ、監視部などを損傷させることがない。また、監視部が単電池Ａの異常を検知し、組電池Ｃを制御することで、異常が他の単電池Ａに拡大しないようにすることができる。

〔実施形態２〕
本発明に係る第２の実施形態について図１０及び図１１を参照しながら説明する。この電池モジュールＢは、図１０に示すように、ケース本体１９の一方の端板部１３にのみ安全弁１７を設けた単電池Ａを並べて接続させている。この電池モジュールＢにあっては、当然ながら、排気路２は安全弁１７が設けられた側にのみ設けられる。なお、図１０には、ロッド支持部４０が示されていないが、この単電池Ａ及び電池モジュールＢにおいてもロッド支持部４０を設けたものとしてもよい。

また、この電池モジュールＢは、図１１に示すように、安全弁１７を設けていない端板部１３同士が接合するように並べて接続した組電池Ｃを組み立てることができる。この組電池Ｃは、各列の電池モジュールＢの露出している両側の端盤にのみ排気路２を設けたものとされている。したがって、この組電池Ｃに備えられた排気ダクト９０もこの両排気路２に連続する吸気口９１を有している。

また、この組電池Ｃは、隣り合っている電池モジュールＢと電池モジュールＢのケース本体１９の側板部１２の間隔が電池モジュールＢにおいて隣り合っているケース本体１９の側板部１２の間隔よりも広くされ、蓋体部３０が各電池モジュールＢの排気路２の長さに形成されている。そして、隣り合っている電池モジュールＢの排気路２と排気路２とは、筒状のジョイント１００によって連結される。このジョイント１００は、例えば、排気路２の端部に挿入される挿込み口１０１を両端に形成したものとされている。また、このジョイント１００内に難燃化剤を入れておいてもよい。

なお、図８及び図９に示した組電池Ｃにおいても図１１に示したジョイント１００によって排気路２を連結してもよい。さらに、電池モジュールＢは、使用状況により、難燃化剤は、排気路２内に入れないものとしてもよい。

〔実施形態３〕
本発明に係る単電池Ａの第３の実施形態について、図１２及び図１３を参照しながら説明する。この単電池Ａは、枠状座部２０と一対のロッド支持部４０とを中継ぎ部２４によって一体化したことを特徴とし、他の構成は第１の実施形態と同じである。図１２に示した中継ぎ部２４は、板状に成形されている。板状の中継ぎ部２４は、ロッド支持部４０と突条部２１をほぼ全長で一体化し補強している。

また、図１３に示した中継ぎ部２４は、一対（２本）の棒状の部材２４ａによって中抜き状とし、枠状座部２０と一対のロッド支持部４０とを連結している。あるいは、中継ぎ部２４は、図示しないが３本以上の棒状の部材によって中抜き状とし、又は１本の棒状部材によって、枠状座部２０と一対のロッド支持部４０とを連結してもよい。

このような中継ぎ部２４は、ケース本体１９の端板部１３と全面で重なり合わないため、端板部１３からの放熱の障害とならない、すなわち、枠状座部２０とロッド支持部４０との間から露出している端板部１３が空気に触れることで、冷却効果を確保することができる。

図１２及び図１３に示したいずれの中継ぎ部２４にしても、樹脂成形される場合において、枠状座部２０と一対のロッド支持部４０とを一体成形することができるため、樹脂を金型に流し込む回数を１回とし、別々に成形する場合よりも少なくし、生産性を向上することができる。

なお、第３の実施形態においても、第２の実施形態において説明したように、安全弁１７をケース本体１９の一方の端板部１３にのみ設けた単電池Ａについても実施することができることはいうまでもない。

〔実施形態４〕
本発明係る第４の実施形態について、図１４及び図１５を参照しながら説明する。この電池モジュールＢは、単電池Ａを並べて接続した電池モジュールＢの排気路２を筒状体３１によって設けている。筒状体３１は、単電池Ａの端板部１３に重なる帯板部３１ａと、樋形状の隔壁部３１ｂとを組み合わせることで、排気路２を形成している。隔壁部３１ｂは、端面形状が図示したようなコ字形以外に、円弧形のように形成されてもよい。

また、帯板部３１ａには、各単電池Ａに設けられた安全弁１７の位置に対応して窓穴部３１ｃが設けられている。安全弁１７が円盤状であるため、窓穴部３１ｃも円形に形成されるが、四角形その他の多角形に形成してもよい。

そして、帯板部３１ａが単電池Ａの端板部１３と重なる面には、図１５に示すように、窓穴部３１ｃを囲む環状溝３１ｄが形成され、この環状溝３１ｄにパッキン３２が嵌め込まれている。当然ながら、環状溝３１ｄは、パッキン３２の外径よりも僅かに浅く形成されている。

そして、パッキン３２が環状溝３１ｄに嵌め込まれることによって、帯板部３１ａが単電池Ａの端板部１３と密着する。したがって、筒状体３１は、ガタツクことなく、組付け性を良好にすることができる。

ただし、パッキン３２は、径方向に僅かに圧縮されるため、単電池Ａの端板部１３と帯板部３１ａとの間の気密性を高めることができる。なお、帯板部３１ａが単電池Ａの端板部１３と密着する材質で成形される場合は、パッキン３２を省略し、当然ながら、環状溝３１ｄを形成しないようにしてもよい。

そして、排気路２が筒状体３１によって設けられ、筒状体３１の帯板部３１ａが排気路２と冷却空間１とを隔絶するため、安全弁１７が開弁することで、ケース１０内から放出されるガスは、冷却空間１の方へ漏洩することなく、筒状体３１によって形成された排気路２に流入する。

そして、この電池モジュールＢも複数並べて接続されることで、組電池Ｃとして使用される。この組電池Ｃにも排気ダクト９０（図７ないし図９参照）が備えられ、筒状体３１の端部がこの排気ダクト９０に接続される。したがって、筒状体３１によって形成された排気路２内に流入したガスは、排気ダクト９０から組電池Ｃ外へ排出される。

なお、第４の実施形態で図１４に示した電池モジュールＢは、枠状座部２０とロッド支持部４０とが別体とされているが、第３の実施形態で説明したように、第４の実施形態であっても、枠状部材２０とロッド支持部４０とを中継ぎ部２４によって一体化してもよい。また、筒状体３１は、樹脂製であっても金属製であってもよく、樹脂製とされる場合は、ポリファニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド、フッ素樹脂などによって成型することが好ましい。また、第４の実施形態においても、第２の実施形態において説明したように、安全弁１をケース本体１９の一方の端板部１３にのみ設けた単電池Ａについても実施することができる。

〔実施形態５〕
本発明に係る第５の実施形態について図１６及び図１７を参照しながら説明する。この単電池Ａは、図１６に示すように、排気路２を設けるための一対のロッド支持部４０を備えていることを特徴としている。したがって、当然ながら、一対のロッド支持部４０の間に安全弁１７が位置している。また、ロッド支持部４０は、ケース本体１０の端板部１３よりも長く、両端部又は一端部がケース本体１０の端板部１３よりも幅方向に突出し、この突出した部分４２が、組み立てられた電池モジュールにおいて冷却空間１を設けるための第２スペーサとなる。

すなわち、このような単電池Ａを並べて接続した電池モジュールＢは、図１７に示すように、一対のロッド支持部４０の間に設けられた排気路２が連続し、ロッド支持部４０の突出した部分４２同士が当接することで、単電池Ａと単電池Ａとの間に冷却空間１が設けられる。そして、図示しないが、この電池モジュールＢが複数並べて接続されることで、組電池が組み立てられる。

このような、単電池Ａ、電池モジュールＢそして組電池に備えられた一対のロッド支持部４０に蓋体部（図示せず）が跨るように架け渡されることで、排気路２を設ける密閉空間が形成される。

〔その他の実施形態〕
第１ないし第３の実施形態における単電池Ａは、排気路２を形成することを特徴としており、蓋体部３０は、必須の構成要件でない。また、枠状座部２０及びロッド支持部４０の両方又は一方がケース本体１９と同じく金属製で別体とされる場合は、接着剤だけでなく、溶接やロウ付けなどによって、両者２０，４０，１９を固定してもよい。

Ａ………単電池
Ｂ………電池モジュール
Ｃ………組電池
１………冷却空間
２………排気路
１０……ケース
１１……底板部
１２……側板部
１３……端板部
１７……安全弁
１９……ケース本体
２０……枠状座部
２１……突条部
２１ａ…溝
２２……第１スペーサ部
２４……中継ぎ部
２４ａ…棒状の部材
３０……蓋体部
３１……筒状体
３１ａ…端板部
３１ｃ…窓穴部
３１ｄ…環状溝
３２……パッキン
４０……ロッド支持部

Claims (10)

1. 底板部と、該底板部の周縁に立設された一対の側板部及び一対の端板部とによって箱状に形成されたケース本体を備え、一方又は両方の端板部に安全弁を設けた単電池であって、
   前記安全弁が開弁したときにケース内から放出されるガスを誘導する排気路を設けるため、安全弁が間に位置するようにケース本体の端板部から突出し、閉鎖空間を形成するための一対の突条部と、該一対の突条部の両端からケース本体の側板部に沿うように設けられた一対の第１スペーサ部とによって底板部に直交する方向から見てコ字形に形成された枠状座部が備えられていることを特徴とする単電池。
2. 底板部と、該底板部の周縁に立設された一対の側板部及び一対の端板部とによって箱状に形成されたケース本体を備え、一方又は両方の端板部に安全弁を設けた単電池であって、
   前記安全弁が開弁したときにケース内から放出されるガスを誘導する排気路が設けられるようになっており、
   前記ケース本体の一方又は両方の端板部に固定されたロッド支持部を備え、該各ロッド支持部の両端部又は一端部がケース本体の端板部の端縁から幅方向に突出し、該突出したロッド支持部の端部が第２スペーサ部となっていることを特徴とする単電池。
3. 一対の突条部間に蓋体部が被さることで前記閉鎖空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の単電池。
4. 請求項１に記載の単電池を並べて接続した電池モジュールであって、
   隣り合っている単電池の第１スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、
   前記排気路が、複数の単電池の端板部に重なる帯板部を有する筒状体によって設けられ、帯板部には、前記安全弁の位置に対応して窓穴部が設けられていることを特徴とする電池モジュール。
5. 請求項２に記載の単電池を並べて接続した電池モジュールであって、
   隣り合っている単電池の第２スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、
   前記排気路が、複数の単電池の端板部に重なる帯板部を有する筒状体によって設けられ、帯板部には、前記安全弁の位置に対応して窓穴部が設けられていることを特徴とする電池モジュール。
6. 請求項３に記載の単電池を並べて接続した電池モジュールであって、
   隣り合っている単電池の第１スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、かつ、隣り合っている単電池の閉鎖空間が連続することで、排気路が設けられていることを特徴とする電池モジュール。
7. 請求項１に記載の単電池を並べて接続した電池モジュールであって、
   隣り合っている単電池の第１スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、
   前記突条部の長さより長尺の蓋体部が複数の単電池の突条部間に被さることにより、前記排気路が設けられていることを特徴とする電池モジュール。
8. 請求項４又は５に記載の電池モジュールを並べて接続した組電池であって、
   前記筒状体が前記電池モジュールの長さよりも長く形成されていることを特徴とする組電池。
9. 請求項６に記載の電池モジュールを並べて接続した組電池であって、
   隣り合っている単電池の第１スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、かつ、隣り合っている単電池の閉鎖空間が連続することで、排気路が設けられていることを特徴とする組電池。
10. 請求項１に記載の単電池が並べられて接続された電池モジュールをさらに並べて接続した組電池であって、
    隣り合っている単電池の第１スペーサ部同士が当接することで、隣り合っている単電池のケース本体の側板部と側板部との間に冷却空間が設けられ、
    前記電池モジュールの長さより長尺の蓋体部が複数の単電池の突条部間に被さることにより、前記排気路が設けられていることを特徴とする組電池。

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