JP6121516B2 - 電池ブロック - Google Patents

電池ブロック Download PDF

Info

Publication number
JP6121516B2
JP6121516B2 JP2015500140A JP2015500140A JP6121516B2 JP 6121516 B2 JP6121516 B2 JP 6121516B2 JP 2015500140 A JP2015500140 A JP 2015500140A JP 2015500140 A JP2015500140 A JP 2015500140A JP 6121516 B2 JP6121516 B2 JP 6121516B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current collector
batteries
battery
fuse
battery block
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015500140A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2014125806A1 (ja
Inventor
長谷川 隆史
隆史 長谷川
永山 雅敏
雅敏 永山
大輔 岸井
大輔 岸井
曉 高野
曉 高野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Publication of JPWO2014125806A1 publication Critical patent/JPWO2014125806A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6121516B2 publication Critical patent/JP6121516B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/317Re-sealable arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342Non-re-sealable arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30Arrangements for facilitating escape of gases
    • H01M50/342Non-re-sealable arrangements
    • H01M50/3425Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/581Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103Fuse
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/20Pressure-sensitive devices
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Description

本発明は、複数の電池を互いに接続して構成される電池ブロックに関する。
電気化学反応を用いる電池には、内部のガス圧が高くなるときのための安全弁や、温度が高温になるときのためのヒューズが設けられる。
特許文献1には、電源装置として、安全弁を備える電池を複数個ケースに収納し、ケース内の上側に電池室を設け、下側に排気室を設け、安全弁は電池の下側の端部に設けられる例と、ケース内の下側に電池室を設け、上側に排気室を設け、安全弁は電池の上側の端部に設けられる例を述べている。
特開2012−15121号公報
電池ブロックにおいて、排ガスが排出される安全弁とヒューズとの配置を適切に行うことが望まれる。
本発明に係る電池ブロックは、安全弁を有し、整列配置された複数の電池と、複数の電池の正極側をそれぞれ接続して集電する正極側集電部と、複数の電池の負極側をそれぞれ接続して集電する負極側集電部と、を備え、複数の電池に接続される正極側集電部または負極側集電部のうち、安全弁が設けられる方を一方側集電部として、整列配置について一方側集電部とは反対側となる他方側集電部に、ヒューズが電池のそれぞれに対応して配置される。
本発明に係る電池ブロックによれば、安全弁とヒューズとを互いに異なる集電部側に分けて設ける。安全弁とヒューズとを同じ集電部側に設けると、ヒューズが溶断した後に安全弁からの排出物で溶断したヒューズが再接続される可能性があるが、上記構成によればヒューズの機能は安全弁からの排出物に左右されない。したがって、安全弁とヒューズとの配置を適切に行うことができる。
本発明に係る実施の形態の一例における電池ブロックの斜視図で、ダクト室が設けられたときを示す図である。 図1のA−A線における断面図である。 本発明に係る実施の形態の一例における電池ブロックを構成する電池の断面図である。 本発明に係る実施の形態の一例における電池ブロックの安全弁の部分の拡大図である。 本発明に係る実施の形態の一例における電池ブロックのヒューズの部分の拡大図である。 図1において、安全弁からの排ガスの流れを導く流れガイド部が設けられる例を示す図である。 図6のA−A線における断面図である。 図1の流れガイド部の部分の拡大図である。 本発明に係る実施の形態の変形例における電池ブロックの斜視図で、ダクト室が設けられたときを示す図である。 図9のA‐A線における断面図である。
以下に図面を用いて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。以下で述べる材質、寸法、形状、電池の数等は説明のための例示であって、電池ブロックの仕様に応じ、適宜変更が可能である。以下では、全ての図面において対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図1は、電池ブロック1を示す斜視図である。電池ブロック1は、複数の電池を並列接続して所定の容量を得るようにしたものである。なお、図1では、電池ブロック1の構成要素ではないが、電池ブロック1を覆ってダクト室2を構成するダクトカバー3が示されている。図2は、図1のA−A線における断面図である。
電池ブロック1は、複数の電池4,5等について各正極側を一方側に揃え各負極側を他方側に揃えて所定の配置関係で整列配置し、ケース7に保持し、正極側に正極側集電部8を配置し、負極側に負極側集電部9を配置し、ホルダ10,11を介して適当な締結部材で正極側集電部8と負極側集電部9を締結したものである。電池ブロック1は、20個の電池を並列に接続したものであるが、図2では、その中で、電池4,5の2つが示されている。以下では、20個の電池を代表して電池4,5を説明する。
電池4,5は、充放電可能な二次電池である。二次電池としては、リチウムイオン電池が用いられる。これ以外に、ニッケル水素電池、アルカリ電池等を用いてもよい。電池4,5は、円筒形の外形を有する。円筒形の両端部のうち一方端が正極端子、他方端が負極端子として用いられる。電池4,5の一例を挙げると、それぞれは、直径が18mm、高さが65mm、端子間電圧が3.6V、容量が2.5Ahのリチウムイオン電池である。これは説明のための例示であって、これ以外の寸法、特性値であってもよい。なお、電池4,5は円筒形の電池に限らず、他の外形を有する電池であってもよい。
電池4,5は、安全弁12を有する。安全弁12は、電池4,5の内部で行われる電気化学反応によって発生するガスの圧力が予め定めた閾値圧力を超すときに、電池内部から外部に排ガスとして放出する機能を有する。安全弁12は、電池4,5の正極側に配置される。安全弁12は、20個の電池のそれぞれに設けられる。安全弁12の詳細については、図3を用いて後述する。なお、電池4,5は、電池4,5の内部で行われる電気化学反応によって発生するガスの圧力があらかじめ定めた閾値圧力を超すときに、電池内部から外部に排ガスとして放出する機能を負極側に備えてもよい。
ケース7は、電池4,5を所定の配置関係で整列配置して保持する保持容器である。ケース7は、電池4,5の高さと同じ高さを有し、高さ方向の両端側がそれぞれ開口する20個の電池収納部が設けられる枠体で、それぞれの電池4,5は、電池収納部の1つに収納配置される。電池収納部の配置は、隣接する電池の間の隙間を最小にする千鳥型の配置関係とする。かかるケース7としては、例えば、アルミニウムを材料として、押出成形やダイキャストによって所定の形状としたものを用いることができる。
図1において、互いに直交する3軸方向として、H方向、L方向、W方向を示した。H方向は、電池4,5の長手方向である。L方向、W方向は電池4,5の二次元的配置の配置方向を示すが、ここでは、寸法の大きい方をL方向、小さい方をW方向とした。以下の図でも同様である。図1では、正極側集電部8に、20個の電池4,5に対応して、20個の電極部が示されているが、W方向に3列の電池列が配置され、それぞれの電池列は、L方向に沿って、7個、6個、7個の電池が配置されている。
ケース7において、電池4,5は、電池収納部に収納配置される際に、電池4,5の各正極側が一方側に揃えられ、各負極側が他方側に揃えられる。図1では、一方側はH方向に沿って紙面の上方側で、ダクト室2に向かう側であり、他方側はH方向に沿って紙面の下方側で、ダクト室2に向かう側とは反対側である。
正極側集電部8は、ケース7の一方側の開口を塞ぐように配置されて、整列配置された電池4,5の正極側をそれぞれ電気的に接続する接続部材である。図2に示すように、正極側集電部8は、正極側絶縁板13、正極集電体14、正極板15で構成される。
正極側絶縁板13は、ケース7と正極集電体14、正極板15との間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する板材である。正極側絶縁板13には、電池4,5の正極電極を突き出させる20個の開口が設けられる。かかる正極側絶縁板13としては、所定の耐熱性と電気絶縁性とを有するプラスチック成型品またはプラスチックシートを所定の形状に加工したものが用いられる。
正極集電体14は、電池4,5の正極側電極にそれぞれ個別に弾性的に接触する位置関係で配置される20個の電極接触部を有する薄板である。かかる正極集電体14としては、電気的導電性を有する金属薄板について、エッチングまたはプレス加工等によって、所定の形状の電極接触部を形成したものを用いることができる。
正極板15は、正極集電体14と電気的に接続され、20個の電極接触部を相互接続して1つの正極側出力端子とする電極板である。正極板15には、正極集電体14の各電極接触部が弾性変形できるように、20個の開口が設けられる。かかる正極板15としては、電気的導電性を有し、適当な厚さと強度を有する金属薄板を、エッチングまたはプレス加工等で、所定の形状の電極接触部を形成したものを用いることができる。
負極側集電部9は、ケース7の他方側の開口に配置され、整列配置された電池4,5の負極側をそれぞれ電気的に接続する接続部材である。図2に示すように、負極側集電部9は、負極側絶縁板16、負極集電体17、負極板18で構成される。
負極側絶縁板16は、ケース7と負極集電体17、負極板18との間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する板材である。負極側絶縁板16には、電池4,5の負極電極を露出させる20個の開口が設けられる。かかる負極側絶縁板16としては、所定の耐熱性と電気絶縁性とを有するプラスチック成型品またはプラスチックシートを所定の形状に加工したものが用いられる。
負極集電体17は、電池4,5の負極側電極にそれぞれ個別に弾性的に接触する位置関係で配置される20個の電極接触部を有する薄板である。かかる負極集電体17としては、電気的導電性を有する金属薄板について、エッチングまたはプレス加工等によって、所定の形状の電極接触部を形成したものを用いることができる。
負極集電体17に、ヒューズ19が設けられる。ヒューズ19は、電池4,5の温度が予め定めた閾値温度を超えるときに溶断して、電極接触部と負極板18との間を電気的に遮断する温度安全装置である。ヒューズ19は、20個の電極接触部のそれぞれに対応して設けられる。ヒューズ19の構造等については、図4を用いて後述する。ヒューズ19を電池4,5のそれぞれに配置することで、並列接続された20個の電池4,5のうち一部のヒューズ19が溶断しても、電池ブロック1は電気的接続を維持することができる。また、電池4,5の近傍である電極接触部にヒューズ19を設けることで、配線の取り回しを簡素化でき、電池ブロック1の省スペース化を図ることができる。
負極板18は、負極集電体17と電気的に接続され、20個の電極接触部のそれぞれについてヒューズ19を介しながら相互接続して1つの負極側出力端子とする電極板である。負極板18には、負極集電体17の各電極接触部が弾性変形できるように、20個の開口が設けられる。かかる負極板18としては、電気的導電性を有し、適当な厚さと強度を有する金属薄板を、エッチングまたはプレス加工等で、所定の形状の電極接触部を形成したものを用いることができる。
ホルダ10,11は、ケース7の一方側に配置される正極側集電部8と他方側に配置される負極側集電部9を、図示が省略されている締結部材を用いて締結し、ケース7、正極側集電部8、負極側集電部9と共に、全体として一体化するための部材である。ホルダ10,11は、ケース7の外形の向かい合う辺のそれぞれに宛がって配置される。図1では、ケース7のL方向の両端部の一方端部にホルダ10が、他方端部にホルダ11が配置される。かかるホルダ10,11としては、絶縁体の板材を所定の形状に加工したものを用いることができる。なお、ホルダ10,11は別々に構成されていなくてもよく、例えば、ケース7の側面を覆う側部と電池4,5の正極側を覆う上部とを一体に構成してもよいし、ケース7の側面を覆う側部と電池4,5の負極側を覆う下部とが一体に構成されてもよい。 ホルダ10,11に正極側集電部8と負極側集電部9を締結する一例としては、次の方法を用いることができる。ホルダ10,11には、H方向に沿った正極側の端部と負極側の端部にそれぞれメネジ部を設ける。これに対応して、正極側集電部8と負極側集電部9にボルト通し穴を設ける。そして、ホルダ10,11の正極側の端部のメネジ部と、正極側集電部8のボルト通し穴を合わせ、ボルトを正極側集電部8のボルト通し穴に通して、ホルダ10,11の正極側の端部のメネジ部にねじ込む。同様に、ホルダ10,11の負極側の端部のメネジ部と、負極側集電部9のボルト通し穴を合わせ、ボルトを負極側集電部9のボルト通し穴に通して、ホルダ10,11の負極側の端部のメネジ部にねじ込む。このようにして、ケース7、正極側集電部8、負極側集電部9、ホルダ10,11が全体として一体化される。
電池ブロック1の構成要素ではないが、ダクトカバー3は、電池ブロック1の正極側端部を覆い、ケース7のL方向に延びる側面と気密に接合して、電池ブロック1の正極側端部の側にガスを流すことができるダクト室2を形成する部品である。電池ブロック1を構成する電池4,5は、正極側に安全弁12を有するので、ダクト室2を利用することで、安全弁12から排出される排ガスを他に漏らすことなく、ダクト室2を通って所定の排気口から外部に排出することができる。図1には、排ガスの流れ20を白抜き矢印で示した。かかるダクトカバー3としては、所定の耐熱性と強度を有する材料を用いて、所定の形状に加工したものが用いられる。
次に、電池4の構造と安全弁12について、図3を用いて説明する。図3は、電池4の断面図である。電池4は、上部が開口する金属製の外装缶22と、その内部に収容される電極群23と電解質24と、上部の開口を塞ぐ蓋部25を含んで構成される。安全弁12は、蓋部25に配置される。
電極群23は、正極体26と負極体27とその間にセパレータ28を挟んで巻回されたものである。正極体26は、含リチウム複合酸化物を含む。負極体27には、例えば、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出する黒鉛を含む。電解質24には、有機溶媒に溶質を溶解した非水電解液や、これらを含み高分子で非流動化されたポリマー電解質層が用いられる。電極群23の底部側には絶縁板29が配置され、上部側には絶縁板30が配置される。
負極リード31は、電極群23の負極体27から引き出され、絶縁板29よりも底部に引き回されて外装缶22と溶接される。これにより、金属製の外装缶22が負極電極32となる。
正極リード33は、電極群23の正極体26から引き出され、絶縁板30よりも上部側に引き回されて、蓋部25の下部封口体34と溶接される。
蓋部25は、下部封口体34、上部封口体35、安全弁12、正極電極37を積み重ねて、柔軟性のある固定部材36,38で外装缶22と一体化したものである。
ここで、下部封口体34、上部封口体35、正極電極37はいずれも導電体で、それぞれ、第1開口部39、第2開口部40、第3開口部41を有する。安全弁12は、金属シートで、電池4の内部で行われる電気化学反応によって発生するガスの圧力が予め定めた閾値圧力を超すときに、破断し、電池4の内部から外部に排ガスとして放出する機能を有する。すなわち、電極群23と電解質24のある部分からガスが発生すると、絶縁板30と外装缶22の間の隙間から上部に漏れ、第1開口部39、第2開口部40を経て、安全弁12にガス圧がかかる。このガス圧が閾値圧力を超すと、金属シートである安全弁12は破断し、ガスは、第3開口部41を経て、電池4の外部に放出される。
図4は、電池4の正極側を示す図で、図4(a)は、断面図、図4(b)は、図4(a)の上面図である。
安全弁12が破断するときのガス圧を閾値圧力P0とすると、電池4の内部圧力Pが閾値圧力P0以下であるときは、安全弁12は破断せず、金属シートのままで、ガスは電池4の内部に留まる。電池4の内部圧力Pが閾値圧力P0を超えるときは、安全弁12は破断し、これによって、電池4の内部の高圧のガスは、第3開口部41を通って電池4の外部に流れ出す。この場合、第3開口部41は、排ガス噴出口に相当する。このように、安全弁12を用いることで、電池4の内部が閾値圧力P0を超したままとなる異常な状態を防止できる。
図4(a),(b)に示されるように、正極集電体14の電極接触部42が、片方を固定端とする板バネ形状となるように、その周囲に第4開口部43が環状形状に設けられる。電極接触部42は板バネ形状が適当に曲げられて整形されることで、電池4の正極電極37の突出部に接触する。これによって、電池4の正極電極37と正極側集電部8が電気的に接続される。ここで、第4開口部43は、電極接触部42について片方を固定端とする板バネ形状に形成する機能と共に、電池4の内部圧力Pが閾値圧力P0を超えるときに第1開口部39、第2開口部40、第3開口部41、第4開口部43を通って電池4の外部に流れ出したガスを排ガスとして、ダクト室2に排出する機能を有する。このようにして、安全弁12は、電池4の内部で行われる電気化学反応によって発生するガスの圧力が予め定めた閾値圧力P0を超すときに、電池4の内部から外部に排ガスとして放出する。
上記では、安全弁12を金属シートとしたが、これに代えて、第2開口部40を塞ぐ弁体を設け、その弁体に適当な押付力で押し付ける安全弁バネを安全弁12として用いることができる。この場合には、安全弁バネの押付力を閾値圧力P0に相当するように設定する。また、これら以外で、閾値圧力P0を規定できるものであれば、安全弁12として用いることができる。
次に、ヒューズ19が設けられる負極集電体17の構造について、図5を用いて説明する。図5(a)は、電池4の負極側の断面図で、負極電極32が示されている。図5(b)は、図5(a)の底面図で、特に、負極集電体17の平面図が示されている。
図5(b)に示されるように、負極集電体17は、可撓性の薄膜絶縁フィルム44の上に所定の導電体パターン45が形成されたものである。導電体パターン45は、負極側の電極接触部46と、ヒューズ19と、集電板本体接続部47が接続されたものである。かかる負極集電体17としては、ポリイミドフィルムを可撓性の薄膜絶縁フィルム44とし、その上に所定の厚さの銅配線パターンまたは金配線パターン等を導電体パターン45として所定のパターン形状に形成したものを用いることができる。
薄膜絶縁フィルム44は、電極接触部46について、片方が固定端となる板バネ形状となるように、その周囲に第5開口部48がU字形状に設けられる。電極接触部46は板バネ形状が適当に曲げられて整形されることで、電池4の負極電極32に接触する。
ヒューズ19は、電流遮断素子であるが、遮断した後、再接続の可能性がある材料で構成される。ヒューズ19は、電池4の電流が過電流となり、ヒューズ19の温度が予め定めた閾値温度T0を超えるときに溶断する。過電流検出のために、ヒューズ19は、所定の高抵抗値を有するように、細く長い配線パターンに設定される。ヒューズ19は、一端部が電極接触部46に接続され、他端部が集電板本体接続部47に接続される。集電板本体接続部47は、集電板本体である負極板18と電気的に接続される。換言すれば、ヒューズ19は、電極接触部46と負極板18との間に設けられ、ヒューズ19の温度が予め定めた閾値温度T0を超えるときに溶断し、電池4と負極板18との間を電気的に遮断する。
上記では、ヒューズ19として、細く長い配線の抵抗を用い、その抵抗が溶断する閾値電流に対応して閾値温度T0を規定するものとした。これに代えて、その抵抗の融点が閾値温度T0を規定できる材料でヒューズ19を構成してもよい。その場合には、電極接触部46と集電板本体接続部47との間に、所定の閾値融点を有する材料で構成されるヒューズ19が接続配置される。また、これら以外で、閾値温度T0を規定できるものであれば、ヒューズ19として用いることができる。
このように、電池4,5の正極側に安全弁12を設け、負極側にヒューズ19を設けるので、ヒューズの機能は安全弁からの排出物に左右されることがない。仮に、安全弁12とヒューズ19を電池の正極側に集め、あるいは負極側に集めると、ヒューズ19が溶断した後に安全弁12からの排出物で溶断したヒューズが再接続される可能性がある。例えば、排ガスからの排出物が導電性物質である場合、一旦溶断したヒューズ19が再接続され、あるいは、溶断されていないが隣接するヒューズ19の間が導電性物質で短絡することが生じ得る。
上記効果は、電池4,5の負極側に安全弁12を設け、正極側にヒューズ19を設けても同じである。要は、電池4,5に接続される正極側集電部8または負極側集電部うち、安全弁12が設けられる方を一方側集電部として、一方側集電部とは反対側となる他方側集電部に、温度に応じて溶断するヒューズ19が電池4,5のそれぞれに対応して配置されればよい。
上記では、安全弁12からの排ガスは、正極集電体14の第4開口部43を通り、ダクトカバー3によって形成されるダクト室2に噴出される。この噴出方向は、図1において白抜き矢印で示した排ガスの流れ20とは同じでなく、むしろ、排ガスの流れ20と垂直な方向である。第4開口部43を通ってダクト室2に噴出される方向を、ダクト室2における排ガスの流れ方向20に導くことができれば、排ガスをより迅速に外部に排出することができる。
図6、図7、図8は、排ガスの流れを予め定めた排気方向となるように導く流れガイド部を備える電池ブロック51を示す図である。図6は図1に対応し、図7は図2に対応し、図8(a),(b)は図4(a),(b)にそれぞれ対応する。ただし、図4(a),(b)は紙面の左右方向をW方向としたが、図8(a),(b)は紙面の左右方向がL方向、すなわち、ダクト室2における排ガスの流れ方向20に平行な方向としてある。
この電池ブロック51は、正極板52が流れガイド部53を有すること以外は図1の電池ブロック1の構成と同じである。したがって、以下では、流れガイド部53を中心に説明する。
流れガイド部53は、図6に示されるように、20個の電池のそれぞれに対応して設けられる。流れガイド部53は、図7に示されるように、L方向、すなわち、ダクト室2における排ガスの流れ方向20から見ると、正極板52から持ち上がる天井部54と天井部54の両側で正極板52に接続する左右壁部55,56で囲まれた噴出口である。流れガイド部53は、図8に示すように、正極集電体14に設けられる第4開口部43のほぼ半分の領域を覆うように設けられる。流れガイド部53の天井部54は、図8(b)に示されるように、正極集電体14に対し傾斜角度を有している。傾斜角度は、鋭角で、約30〜45度が好ましい。
このように、傾斜角度を有する天井部54を有する流れガイド部53を第4開口部43のそれぞれに対応して正極板52に設けることで、図8(b)の白抜き矢印で示すように、第4開口部43から噴出する排ガスの流れ57が曲げられて、ダクト室2における排ガスの流れ方向20に近くなるように導かれる。これにより、ダクト室2の中における圧力損失を抑制して、電池4,5の安全弁12から噴出する排ガスを、滞留させることなく、より迅速に円滑に外部に排出することができる。
なお、電池4,5の負極側に安全弁12を設ける場合には、ダクト室2も電池4,5の負極側に設ける必要がある。この場合、流れガイド部53は、第5開口部48のそれぞれに対応して負極板18に設ける。これにより、電池4,5の負極側の安全弁12から噴出する排ガスを、滞留させることなく、より迅速に円滑にダクト室2の外部に排出することができる。
図9は、本発明に係る実施の形態の変形例における電池ブロックの斜視図で、ダクト室が設けられたときを示す図である。図10は、図9のA‐A線における断面図である。実施の形態の変形例では、負極側から排ガスを放出する機能を有する電池4,5を想定して説明し、実施の形態と異なる部分を説明する。
図9では、一方側はH方向に沿って紙面の上方側で、ダクト室2に向かう側であり、他方側はH方向に沿って紙面の下方側で、ダクト室2に向かう側とは反対側である。
電池ブロック1は、複数の電池4,5等について各負極側を一方側に揃え各正極側を他方側に揃え所定の配置関係で整列配置し、ケース7に保持し、正極側に正極側集電部8を配置し、負極側に負極側集電部9を配置し、ホルダ10、11を介して適当な締結部材で正極側集電部8と負極側集電部9を締結したものである。
ケース7において、電池4,5は、電池収納部に収納配置される際に、電池4,5の各負極側が一方側に揃えられ、各負極側が他方側に揃えられる。
ケース7は、電池4,5の高さよりも短く、高さ方向の両端側がそれぞれ開口する20個の電池収納部が設けられる枠体で、それぞれの電池4,5は、電池収納部の1つに収納配置される。ケース7に覆われていない電池4,5の側面の一部に空間が形成される。ケース7を電池4,5の高さよりも短くすることで、ケース7の材料コストを低減することができる。また、形成された空間を利用してケース7で覆われていない電池4,5の側面に自然風を導入することもできる。また、ケース7の配置は、電池4,5の高さ方向の一部が接していればよく、正極側側面の近傍、負極側側面の近傍、もしくは、正極側側面と負極側側面から等距離に配置してもよい。また、ケース7を電池4,5の負極側側面の近傍に配置して、負極側絶縁板16を用いずに、ケース7と負極側集電部9と、および負極集電体17とを一体にしてもよい。ケース7と、負極側集電部9と、および負極集電体17とを一体にすることで、ケース7は集電部として用いることができ、電池ブロック1の装填部材を低減することができる。
1,51 電池ブロック、2 ダクト室、3 ダクトカバー、4,5 電池、7 ケース、8 正極側集電部、9 負極側集電部、10,11 ホルダ、12 安全弁、13 正極側絶縁板、14 正極集電体、15,52 正極板、16 負極側絶縁板、17 負極集電体、18 負極板、19 ヒューズ、20 流れ方向、22 外装缶、23 電極群、24 電解質、25 蓋部、26 正極体、27 負極体、28 セパレータ、29,30 絶縁板、31 負極リード、32 負極電極、33 正極リード、34 下部封口体、35 上部封口体、36,38 固定部材、37 正極電極、39 第1開口部、40 第2開口部、41 第3開口部、42,46 電極接触部、43 第4開口部、44 薄膜絶縁フィルム、45 導電体パターン、47 集電板本体接続部、48 第5開口部、53 流れガイド部、54 天井部、55,56 左右壁部。

Claims (4)

  1. 安全弁を有し、整列配置された複数の電池と、
    前記複数の電池の正極側をそれぞれ接続して集電する正極側集電部と、
    前記複数の電池の負極側をそれぞれ接続して集電する負極側集電部と、
    を備え、
    前記複数の電池に接続される前記正極側集電部または前記負極側集電部のうち、前記安全弁が設けられる方を一方側集電部として、前記整列配置について前記一方側集電部とは反対側となる他方側集電部に、ヒューズが前記電池のそれぞれに対応して配置される、電池ブロック。
  2. 請求項1に記載の電池ブロックにおいて、
    前記一方側集電部は、
    前記電池のそれぞれの安全弁の排ガス噴出穴に対応して設けられる複数の開口部と、
    前記開口部に設けられ、前記排ガス噴出穴から噴出される排ガスの流れを予め定めた排気方向となるように導く流れガイド部と、
    を有する、電池ブロック。
  3. 請求項1に記載の電池ブロックにおいて、
    前記他方側集電部は、
    導電性を有する集電板本体と、
    前記電池の電極にそれぞれ接触する位置関係で配置される複数の電極接触部と、
    を有し、
    前記ヒューズは、一端部が前記電極接触部に接続され、他端部が前記集電板本体に接続されて配置される、電池ブロック。
  4. 請求項3に記載の電池ブロックにおいて、
    前記電極接触部、前記ヒューズ、及び前記ヒューズの前記他端部に設けられる集電板本体接続部が可撓性フィルムの上に形成される、電池ブロック。
JP2015500140A 2013-02-14 2014-02-10 電池ブロック Active JP6121516B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013027092 2013-02-14
JP2013027092 2013-02-14
PCT/JP2014/000689 WO2014125806A1 (ja) 2013-02-14 2014-02-10 電池ブロック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2014125806A1 JPWO2014125806A1 (ja) 2017-02-02
JP6121516B2 true JP6121516B2 (ja) 2017-04-26

Family

ID=51353819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015500140A Active JP6121516B2 (ja) 2013-02-14 2014-02-10 電池ブロック

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10396326B2 (ja)
JP (1) JP6121516B2 (ja)
CN (1) CN104995762A (ja)
WO (1) WO2014125806A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018003291A1 (ja) * 2016-06-30 2019-04-18 三洋電機株式会社 電池ブロック
JP7500395B2 (ja) 2020-11-12 2024-06-17 東京瓦斯株式会社 燃料電池発電システム

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10938018B2 (en) 2016-11-30 2021-03-02 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Cell module
JP6920661B2 (ja) * 2016-12-27 2021-08-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池モジュール
JP6670272B2 (ja) * 2017-06-28 2020-03-18 本田技研工業株式会社 バッテリモジュール
WO2019044582A1 (ja) * 2017-08-31 2019-03-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池ブロック及びそれを備えた電池モジュール
JP7149538B2 (ja) * 2017-09-04 2022-10-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池モジュール
JP7461722B2 (ja) * 2019-07-30 2024-04-04 パナソニックエナジー株式会社 電源装置
CN111403657B (zh) * 2020-03-31 2022-04-01 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种电池热失控气体排放装置、电池模组及汽车
CN112373304B (zh) * 2020-09-07 2022-05-13 万向一二三股份公司 一种降低电池包热失控扩散风险的电池箱及控制系统

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3110312B2 (ja) * 1996-06-13 2000-11-20 東京電力株式会社 高温二次電池
JPH10214613A (ja) * 1997-01-30 1998-08-11 Hitachi Ltd 非水電解液二次電池とこれを用いた組電池
US8062785B2 (en) 2009-07-17 2011-11-22 Panasonic Corporation Battery module and battery pack using the same
KR20120052189A (ko) * 2009-07-17 2012-05-23 파나소닉 주식회사 전지 접속부재, 이를 이용한 전지 모듈
EP2352186B1 (en) * 2009-07-17 2014-11-05 Panasonic Corporation Battery module and battery pack using the same
JP5589078B2 (ja) * 2010-08-06 2014-09-10 パナソニック株式会社 電池モジュール
US8753764B2 (en) * 2011-06-22 2014-06-17 Energy Control Limited Battery assembly structure
JP5341156B2 (ja) 2011-09-06 2013-11-13 三洋電機株式会社 電源装置
CN202259560U (zh) * 2011-09-27 2012-05-30 惠州市汉派电池科技有限公司 一种避免短路的锂离子电池
JP5672294B2 (ja) * 2012-11-30 2015-02-18 トヨタ自動車株式会社 組電池及び車両

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018003291A1 (ja) * 2016-06-30 2019-04-18 三洋電機株式会社 電池ブロック
JP7500395B2 (ja) 2020-11-12 2024-06-17 東京瓦斯株式会社 燃料電池発電システム

Also Published As

Publication number Publication date
US10396326B2 (en) 2019-08-27
WO2014125806A1 (ja) 2014-08-21
JPWO2014125806A1 (ja) 2017-02-02
CN104995762A (zh) 2015-10-21
US20150380700A1 (en) 2015-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6121516B2 (ja) 電池ブロック
JP7418410B2 (ja) 電池モジュール
CN109643776B (zh) 电池模块
EP2648246B1 (en) Secondary battery
US10044019B2 (en) Battery module having short-circuit connection member
JP5345648B2 (ja) 2次電池および電池モジュール
EP2911219B1 (en) Battery pack
JP6934617B2 (ja) 電池ブロック
JP6296361B2 (ja) 電池ユニット
EP2866281A1 (en) Rechargeable battery having fuse unit
KR20150066077A (ko) 배터리 모듈
JP7178593B2 (ja) 電池モジュール
JP6296360B2 (ja) 電池ユニット
WO2019244392A1 (ja) 電池モジュール
KR20140065956A (ko) 이차 전지
KR20150113677A (ko) 퓨즈부를 갖는 이차 전지
KR102353934B1 (ko) 원통형 이차전지 모듈 및 이를 포함하는 이차전지 팩
US9831486B2 (en) Battery module
US20120225342A1 (en) Secondary battery
KR102244138B1 (ko) 배터리 모듈 및 이를 포함하는 배터리 팩
EP3133675B1 (en) Secondary battery
JP2013115018A (ja) 電池パック
CN114824608B (en) Battery module
KR100612396B1 (ko) 이차 전지
KR20150134836A (ko) 관통구가 형성된 pcb를 포함하는 전지팩

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170228

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170329

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6121516

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350