JP6289237B2

JP6289237B2 - 組電池

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Publication number: JP6289237B2
Application number: JP2014084675A
Authority: JP
Inventors: 圭佑小笠原; 英明谷; 英士山内
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-04-16
Filing date: 2014-04-16
Publication date: 2018-03-07
Anticipated expiration: 2034-04-16
Also published as: JP2015204267A

Description

この発明は、リチウムイオン電池などの電池を複数接続して構成される組電池に関し、特に、充電中もしくは放電中に電池内部から発生する熱を安定的に放熱する放熱構造に関するものである。

リチウムイオン電池は、代表的な構成としてはリチウムを含む複合金属酸化物を活物質として含む正極、炭素材料を負極活物質として含む負極、正負極間を絶縁するポリオレフィン多孔膜セパレータ、非水系電解液を金属製外装体に封入して作製された電池である。このリチウムイオン電池は、高エネルギー密度および高出力密度を満たすことから、電子機器用途の小型のものから電気自動車やスマートグリッドなどの蓄電用途の大型のものまで幅広く使用されている。

また、リチウムイオン電池が、電気自動車やスマートグリッドなどの大型の蓄電用途で使用される際には、高電圧が要求されるため、複数個接続して使用する必要がある。例えば、電圧３.６Ｖのリチウムイオン電池を用いて約３６Ｖの出力電圧を要する電源を構成するには、１０個のリチウムイオン電池を直列に接続する必要がある。

リチウムイオン電池では、その起電力のメカニズムから水分を嫌うため、電極を収納する容器として金属製外装体が用いられる。そこで、自動車等で動作する際、大電流で充電、放電を行うと、電極の充放電反応に伴う発熱が生じ、金属製外装体に熱が伝導し表面温度が上昇する。リチウムイオン電池の性能は温度上昇に伴って低下し、また電極の劣化反応も進行するため、電池寿命も短くなる恐れがある。

そこで、複数のリチウムイオン電池を直列に接続して構成される組電池では、動作中の温度上昇を抑制するため、発生した熱を外部に放熱する構造設計がなされている。特に、電気自動車等の用途では、動作時に高出力、大電流運転が必要であり、運転時には電池温度が著しく上昇する場合も考えられるため、電池内部から発生した熱を電池外部に効果的に放熱する設計技術が必要となる。

このような状況を鑑み、金属製の扁平箱型筺体を備え、間隔をあけて側面を対向させて配置した複数のリチウムイオン電池と、各リチウムイオン電池の両側面に接触して配置され、表面に絶縁処理が施された金属板と、を備え、金属板の高い熱伝導性を利用して、リチウムイオン電池が発生した熱を金属板を介した空気中や筐体に伝導して放熱する従来の組電池が提案されていた（例えば、特許文献1参照）。

また、平板型非水電解液系電池を、上下方向に貫通する空間を有する放熱部材を挟んで重ね合わせて複数個積層して構成され、大電流の充電および放電の際に、各電池内部から発生する熱を、空気が流通しやすい放熱部材から空気中に迅速に放熱する従来の組電池が提案されていた（例えば、特許文献２参照）。

特開２００４−２２７７８８号公報特開平７−１２２２５２号公報

特許文献１に記載の従来の組電池では、金属板がリチウムイオン電池の両側面に接して配設されている。そこで、金属板を介した熱伝導による放熱しか期待されず、大電流の充放電による急激な電池内部温度の上昇を確実に抑制できないという課題があった。また、一つのリチウムイオン電池が内部短絡などにより異常発熱を起こした場合には、発生した熱が周りのリチウムイオン電池に伝導され、周りのリチウムイオン電池の電池温度の異常上昇を誘発するという課題もあった。さらには、組電池が衝撃を受け、電池と金属板とに圧力が加わった際に、筐体と金属板とが直接接触し、短絡異常を引き起こすという課題もあった。

また、特許文献２に記載の従来の組電池では、一つの水電解液系電池が内部短絡などにより異常発熱を起こした場合には、発生した熱が周りの水電解液系電池に伝導され、周りの水電解液系電池の電池温度の異常上昇を誘発するという課題があった。さらには、組電池が衝撃を受け、電池と放熱部材とに圧力が加わった際に、電池容器と放熱部材とが直接接触し、短絡異常を引き起こすという課題もあった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、充放電に起因する電池の温度上昇を抑制し、一つの電池の異常発熱に起因する周りの電池の電池温度の異常上昇の発生を抑制するとともに、衝撃による短絡異常の発生を抑制する組電池を得ることを目的としている。

この発明による組電池は、箱型筐体と、それぞれ、金属製外装体を有し、上記金属製外装体の側面同士を対向させ、かつ互いに離間させて整列配置されて、上記箱型筐体内に収納される複数個の電池と、それぞれ、隣り合う上記電池間に、上記電池と非接触状態に、かつ隣り合う上記金属製外装体の対向する両側面と非接触状態に配置される、高熱吸収率を有する複数の熱吸収部材と、を備え、上記複数の熱吸収部材は、波板に形成されている。

通常、電池の金属製外装体から熱が放射される場合、放射された熱を吸収する対向物が設置されていなければ、熱放射（輻射）による放熱効果は期待できない。この発明では、高熱吸収率を有する熱吸収板が電池の金属製外装体の側面と隙間を介して対向して設置さているので、充電時もしくは放電時に電池内部で発生する熱は、金属製外装体から放射され、熱吸収板に吸収される。したがって、電池内部で発生する熱が熱放射（輻射）によって放熱され、電池の温度上昇が抑制される。

また、電池と熱吸収板とが非接触状態である。そこで、電池内部から発生した熱が電池と熱吸収板との間を流通する空気中に放熱され、電池の温度上昇が抑制される。また、組電池のうち一つの電池が内部短絡などによって異常発熱を起こした場合であっても、異常発熱した熱が周りの電池に伝導することはなく、周りの電池の電池温度の異常上昇の発生を防止することができる。さらに、組電池が衝撃を受けて、電池と熱吸収板に圧力が加わった際にも、電池と熱吸収板との接触により生じる短絡異常の発生を防止することができる。

この発明の実施の形態１に係る組電池の構成を説明する模式図である。この発明の実施の形態２に係る組電池の要部を示す模式図である。この発明の実施の形態３に係る組電池の構成を説明する模式図である。この発明の実施の形態４に係る組電池の構成を説明する模式図である。この発明の実施の形態５に係る組電池の構成を説明する模式図である。この発明の実施の形態６による組電池の構成を示す模式図である。この発明の実施の形態７による組電池の構成を示す模式図である。この発明の実施の形態８に係る組電池の構成を示す模式図である。この発明の実施の形態９による組電池の構成を示す模式図である。

まず、実施の形態を記載する前に、この発明の技術上の意義を明確にするために、熱放射および熱吸収について説明する。
熱放射（輻射）とは、熱を可視光、Ｘ線、γ線などの電磁波として放出することを意味する。熱放射率とは、電池（リチウムイオン電池）の金属製外装体の側面の単位面積から出る放射束を放射発散度とした場合、当該放射発散度の、同じ温度における黒色の物体（黒体）の放射発散度に対する割合である。また、熱吸収率とは、電池（リチウムイオン電池）の金属製外装体の側面の単位面積に入る吸収束を吸収発散度とした場合、当該吸収発散度の、同じ温度における黒色の物体の吸収発散度に対する割合である。なお、熱放射率が高いとは熱吸収率も高いことを意味する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る組電池の構成を説明する模式図である。

図１において、組電池１００は、箱型筐体１と、それぞれ、リチウムを含む複合金属酸化物を活物質として含む正極、炭素材料を負極活物質として含む負極、正負極間を絶縁するポリオレフィン多孔膜セパレータ、および非水系電解液を扁平箱型の金属製外装体３に封入して作製され、金属製外装体３の側面同士を対向させて、かつ間隔をあけて、箱型筐体１内に箱型筐体１の幅方向に整列配置された複数個のリチウムイオン電池２と、隣り合うリチウムイオン電池２間のそれぞれに、リチウムイオン電池２と離間して配置された、高い熱吸収率を有する平板状の、熱吸収部材としての熱吸収板５と、を備える。端子４が、リチウムイオン電池２の金属製外装体３の上面に配置されている。なお、リチウムイオン電池２は公知のリチウムイオン電池であり、ここではその構造の説明を省略する。

このように構成された組電池１００では、リチウムイオン電池２が大電流で充放電すると、金属製外装体３の内部に収納された電極が発熱し、電池温度が上昇する。電池内部から発生した熱は、金属製外装体３の側面から電磁波として放射され、リチウムイオン電池２間に配置された熱吸収板５に吸収される。したがって、電極から発生した熱がリチウムイオン電池２内にこもることがなく、リチウムイオン電池２の温度上昇が抑制される。

また、熱吸収板５はリチウムイオン電池２と非接触状態となっているので、吸収した熱は再度リチウムイオン電池２に拡散することがなく、リチウムイオン電池２の温度上昇が抑制される。

また、金属製外装体３の側面と熱吸収板５の間に隙間が形成されているので、空気が当該空間に存在する。そこで、電池内部から発生した熱が、金属製外装体３の側面と熱吸収板５の間に存在する空気に伝導される。熱が伝導された空気は、暖められ、金属製外装体３の側面と熱吸収板５の間を上昇する。そして、金属製外装体３の側面と熱吸収板５の間の下部側の圧力が、空気の上昇により低下する。そこで、暖められていない空気が、金属製外装体３の側面と熱吸収板５の間の下部側に供給される。これにより、電池内部から発生した熱が、金属製外装体３の側面と熱吸収板５の間を流通する空気中に放熱され、リチウムイオン電池２の温度上昇が抑制される。

また、熱吸収板５はリチウムイオン電池２と非接触状態となっているので、例えば、組電池１００を構成するリチウムイオン電池２の中の１つのリチウムイオン電池２が内部短絡によって異常発熱を起こしても、異常発熱を起こしたリチウムイオン電池２と隣接するリチウムイオン電池２との間には、空気層と熱吸収板５が存在する。そこで、リチウムイオン電池２の異常発熱で発生した熱は、隣接するリチウムイオン電池２に伝達されず、周辺の正常なリチウムイオン電池２の電池温度の異常上昇の発生が抑制される。

さらに、熱吸収板５が金属製であっても、金属製外装体３と熱吸収板５が非接触状態であるので、組電池１００が衝撃を受けて、リチウムイオン電池２と熱吸収板５に圧力が加わっても、金属製外装体３と熱吸収板５との接触により生じる短絡異常の発生を抑制できる。

つぎに、熱吸収板５の材料について説明する。熱吸収板５は、高い熱吸収率を有していればよく、高い熱吸収率を有する材料、例えばアルミなどの金属材料やセラミック材料で作製してもよい。また、熱吸収板５は、例えば高い熱吸収率を有するアクリル樹脂などの塗料やセラミック塗料を表面に被覆した平板でもよく、さらには表面を酸化させた金属板でもよい。

そして、熱吸収（放射）率の高いアルミ等の金属板、あるいは表面を酸化させた金属板を熱吸収板５として使用すれば、熱放射による放熱効果の向上が期待される。
また、熱吸収（放射）率が高いセラミック板、あるいは熱吸収（放射）率が高い樹脂あるいはセラミックの塗料を表面に被覆した平板を熱吸収板５として使用すれば、熱吸収板５の電気絶縁性が高められ、短絡異常の発生を確実に抑制することができる。

ここで、熱吸収率が０．６５の熱吸収板５を設置した組電池１００を作製し、組電池１００の環境温度２５℃、電池発熱量１Ｗに対する電池温度上昇を測定したところ、電池温度上昇は約１１（Ｋ）であった。一方、熱吸収板を設置しない組電池を作製し、当該組電池の環境温度２５℃、電池発熱量１Ｗに対する電池温度上昇は約１５（Ｋ）であった。このように、熱吸収率が０．６５の熱吸収板５を設置することが、電池を約４（Ｋ）冷却する効果があることが確認された。熱吸収板５の輻射による放熱量は、式（１）で算出され、放熱量は熱吸収率εに依存する。よって、熱吸収板５の熱吸収率は、冷却効果が実証された０．６５以上であることが望ましい。

Ｐ＝σεＡ（ΔＴ）^４・・・（１）
ただし、Ｐは輻射による放熱量（Ｗ）、σはステファン−ボルツマン定数、εは熱吸収板の熱吸収率、Ａは熱吸収板の表面積、ΔＴは電池と熱吸収板の温度差である。

実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２に係る組電池の要部を示す模式図である。

図２において、高い熱吸収率を有する波板状の熱吸収板６が、隣り合うリチウムイオン電池２の間のそれぞれに、リチウムイオン電池２の金属製外装体３と離間して配置されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態２では、リチウムイオン電池２内部から発生した熱は金属製外装体３から熱吸収板６に放射され、熱吸収板６が放射された熱を吸収する。また、熱吸収板６はリチウムイオン電池２と離間して配置されている。したがって、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

ここで、実施の形態１では、平板状の熱吸収板５は熱吸収率が高いので、熱放射率も高い。そこで、電池内で発生した熱が、金属製外装体３から水平方向に放射されると、熱吸収板５に吸収された熱が、再度金属製外装体３の側面に水平方向に反射され、熱放射による放熱効果の妨げとなる可能性がある。この実施の形態２では、熱吸収板６が波板で構成されているので、電池内で発生した熱が金属製外装体３から熱吸収板６に水平方向に放射されても、熱吸収板６に吸収された熱が金属製外装体３の側面に水平方向に反射されることはない。したがって、実施の形態２によれば、実施の形態１に比べて、効率よい熱放射による放熱効果が得られる。

なお、上記実施の形態２では、上記実施の形態１における平板状の熱吸収板を波板からなる熱吸収板に替えているが、他の実施の形態における平板状の熱吸収板を波板からなる熱吸収板に替えても、同様の効果が得られる。

実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３に係る組電池の構成を説明する模式図である。

図３において、組電池１０１は、箱型筐体１と、金属製外装体３の側面同士を対向させて、かつ間隔をあけて、箱型筐体１内に箱型筐体１の幅方向に整列配置された複数個のリチウムイオン電池２と、隣り合うリチウムイオン電池２間のそれぞれに、隣り合う一方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３と非接触状態に、かつ他方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３の側面と接触状態に配置された熱吸収板５と、を備える。

この実施の形態３では、リチウムイオン電池２の金属製外装体３は、一方の側面が熱吸収板５と接触状態となり、他方の側面が熱吸収板５と非接触状態となる。そこで、リチウムイオン電池２が充放電中に発熱した場合、熱が金属製外装体３の一方の側面から熱吸収板５に伝導され放熱される。また、熱が金属製外装体３の他方の側面から放射され、熱吸収板５に吸熱される。したがって、この実施の形態３においても、上記実施の形態１と同様に、リチウムイオン電池２の温度上昇を抑制することができる。

また、熱吸収板５は、隣り合うリチウムイオン電池２の一方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３と接触状態となり、他方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３と非接触状態となっている。そこで、リチウムイオン電池２に内部短絡等の異常が発生し、電池温度が急激に上昇しても、異常発熱した熱が周りのリチウムイオン電池２に拡散することを抑制できる。

さらに、熱吸収板５が金属製であっても、熱吸収板５は、隣り合うリチウムイオン電池２の一方のリチウムイオン電池２とのみ接触しているので、組電池１０１が衝撃を受けて、リチウムイオン電池２と熱吸収板５に圧力が加わっても、金属製外装体３と熱吸収板５との接触により生じる短絡異常の発生を抑制できる。

実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４に係る組電池の構成を説明する模式図である。

図４において、組電池１０２では、ファン７が金属製外装体３の上面に設置され、リチウムイオン電池２の金属製外装体３の他方の側面と熱吸収板５との間を上下方向に空気を流通させるようになっている。
なお、他の構成は、上記実施の形態３と同様に構成されている。

そこで、この実施の形態４においても、上記実施の形態３と同様の効果が得られる。
この実施の形態４では、ファン７が駆動されると、空気が金属製外装体３の他方の側面と熱吸収板５との間を強制的に流通させられる。これにより、熱吸収板５が冷却され、熱吸収板５と金属製外装体３との間の温度差が大きくなる。そこで、リチウムイオン電池２から発生した熱は、金属製外装体３と接触状態の熱吸収板５に伝導しやすくなり、放熱効果が向上される。また、熱が金属製外装体３の他方の側面から直接空気に放熱され、放熱効果が向上される。

実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５に係る組電池の構成を説明する模式図である。

図５において、組電池１０３では、ファン７が金属製外装体３の側面に設置され、リチウムイオン電池２の金属製外装体３の他方の側面と熱吸収板５との間を左右方向に空気を流通させるようになっている。
なお、他の構成は、上記実施の形態３と同様に構成されている。

そこで、この実施の形態５においても、上記実施の形態３と同様の効果が得られる。
この実施の形態５では、ファン７が駆動されると、空気が金属製外装体３の他方の側面と熱吸収板５との間を強制的に流通させられる。これにより、熱吸収板５が冷却され、熱吸収板５と金属製外装体３との間の温度差が大きくなる。そこで、リチウムイオン電池２から発生した熱は、金属製外装体３と接触状態の熱吸収板５に伝導しやすくなり、放熱効果が向上される。また、熱が金属製外装体３の他方の側面から直接空気に放熱され、放熱効果が向上される。

なお、上記実施の形態４，５では、ファン７が金属製外装体３の上面または側面に設置されているが、ファン７を金属製外装体３の下面に設置して、金属製外装体３の他方の側面と熱吸収板５との間を上下方向に空気を流通させるようにしてもよい。
また、上記実施の形態４，５では、空気を金属製外装体３の他方の側面と熱吸収板５との間に流通させているが、例えば水のような液体冷媒を金属製外装体３の他方の側面と熱吸収板５との間に流通させてもよい。

実施の形態６．
図６はこの発明の実施の形態６による組電池の構成を示す模式図である。

図６において、組電池１０４は、箱型筐体１と、金属製外装体３の側面同士を対向させて、かつ間隔をあけて、箱型筐体１内に箱型筐体１の幅方向に整列配置された複数個のリチウムイオン電池２と、隣り合うリチウムイオン電池２間のそれぞれに、リチウムイオン電池２の金属製外装体３と非接触状態で、かつ上部で箱型筐体１と接触状態に配置された平板状の熱吸収板９と、を備える。なお、熱吸収板９は、上記実施の形態１における熱吸収板５と同様に、高い熱吸収（放射）率の高い材料で作製されている。

この実施の形態６では、リチウムイオン電池２から発生した熱は、金属製外装体３の側面から電磁波として放射され、熱吸収板９に吸収される。そして、熱吸収板９に吸熱された熱は箱型筐体１に伝導され、箱型筐体１の表面から放熱される。したがって、電極から発生した熱がリチウムイオン電池２内にこもることがなく、リチウムイオン電池２の温度上昇が抑制される。

また、熱吸収板９はリチウムイオン電池２と非接触状態となっているので、吸収した熱は再度リチウムイオン電池２に拡散することがなく、リチウムイオン電池２の温度上昇が抑制される。

また、金属製外装体３の側面と熱吸収板９の間に隙間が形成されているので、電池内部から発生した熱が、金属製外装体３の側面と熱吸収板９の間を流通する空気中に放熱され、リチウムイオン電池２の温度上昇が抑制される。

また、熱吸収板９はリチウムイオン電池２と非接触状態となっているので、例えば、組電池１０４を構成するリチウムイオン電池２の中の１つのリチウムイオン電池２が内部短絡によって異常発熱を起こしても、異常発熱を起こしたリチウムイオン電池２と隣接するリチウムイオン電池２との間には、空気層と熱吸収板９が存在する。そこで、リチウムイオン電池２の異常発熱で発生した熱が、隣接するリチウムイオン電池２に伝達されず、周辺の正常なリチウムイオン電池２の電池温度の異常上昇の発生が抑制される。

さらに、熱吸収板９が金属製であっても、金属製外装体３と熱吸収板９が非接触状態であるので、組電池１０４が衝撃を受けて、リチウムイオン電池２と熱吸収板９に圧力が加わっても、金属製外装体３と熱吸収板９との接触により生じる短絡異常の発生を抑制できる。

実施の形態７．
図７はこの発明の実施の形態７による組電池の構成を示す模式図である。

図７において、組電池１０５は、箱型筐体１と、金属製外装体３の側面同士を対向させて、かつ間隔をあけて、箱型筐体１内に箱型筐体１の幅方向に整列配置された複数個のリチウムイオン電池２と、隣り合うリチウムイオン電池２の間のそれぞれに、隣り合うリチウムイオン電池２の一方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３と非接触状態で、かつ他方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３および箱型筐体１と接触状態で配置された熱吸収板９と、を備える。

この実施の形態７では、リチウムイオン電池２から発生した熱は、金属製外装体３の側面から電磁波として放射され、熱吸収板９に吸収される。そして、熱吸収板９に吸熱された熱は箱型筐体１に伝導され、箱型筐体１の表面から放熱される。したがって、電極から発生した熱が金属製外装体３内にこもることがなく、リチウムイオン電池２の温度上昇が抑制される。

リチウムイオン電池２の金属製外装体３は、一方の側面が熱吸収板５と接触状態となり、他方の側面が熱吸収板５と非接触状態となる。そこで、リチウムイオン電池２が充放電中に発熱した場合、熱が金属製外装体３の一方の側面から熱吸収板９に伝導され放熱される。また、熱が金属製外装体３の他方の側面から放射され、熱吸収板９に吸熱される。したがって、リチウムイオン電池２の温度上昇を抑制することができる。

また、熱吸収板５は、隣り合うリチウムイオン電池２の一方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３と接触状態となり、他方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３と非接触状態となっている。そこで、リチウムイオン電池２に内部短絡等の異常が発生し、電池温度が急激に上昇しても、異常発熱が周りのリチウムイオン電池２に拡散することを抑制できる。

さらに、熱吸収板９が金属製であっても、金属製外装体３と熱吸収板９が非接触状態であるので、組電池１０５が衝撃を受けて、リチウムイオン電池２と熱吸収板９に圧力が加わっても、金属製外装体３と熱吸収板９との接触により生じる短絡異常の発生を抑制できる。

実施の形態８．
図８はこの発明の実施の形態８に係る組電池の構成を示す模式図である。

図８において、組電池１０６は、箱型筐体１と、金属製外装体３の側面同士を対向させて、かつ間隔をあけて、箱型筐体１内に箱型筐体１の幅方向に整列配置された複数個のリチウムイオン電池２と、隣り合うリチウムイオン電池２間のそれぞれに、リチウムイオン電池２の金属製外装体３と非接触状態で、かつ上端を箱型筐体１から突出させて配置された平板状の熱吸収板１０と、を備える。なお、熱吸収板１０は、上記実施の形態１における熱吸収板５と同様に、高い熱吸収（放射）率の高い材料で作製されている。

この実施の形態８では、リチウムイオン電池２から発生した熱は、金属製外装体３の側面から電磁波として放射され、熱吸収板１０に吸収される。そして、熱吸収板１０に吸熱された熱は箱型筐体１から突出する熱吸収板１０の表面から放熱される。したがって、電極から発生した熱が金属製外装体３内にこもることがなく、リチウムイオン電池２の温度上昇が抑制される。

また、熱吸収板１０はリチウムイオン電池２と非接触状態となっているので、吸収した熱は再度リチウムイオン電池２に拡散することがなく、リチウムイオン電池２の温度上昇が抑制される。

また、熱吸収板１０はリチウムイオン電池２と非接触状態となっているので、例えば、組電池１０７を構成するリチウムイオン電池２の中の１つのリチウムイオン電池２が内部短絡によって異常発熱を起こしても、異常発熱を起こしたリチウムイオン電池２と隣接するリチウムイオン電池２との間には、空気層と熱吸収板１０が存在する。そこで、リチウムイオン電池２の異常発熱で発生した熱が、隣接するリチウムイオン電池２に伝達されず、周辺の正常なリチウムイオン電池２の電池温度の異常上昇の発生が抑制される。

さらに、熱吸収板１０が金属製であっても、金属製外装体３と熱吸収板１０が非接触状態であるので、組電池１０６が衝撃を受けて、リチウムイオン電池２と熱吸収板１０に圧力が加わっても、金属製外装体３と熱吸収板１０との接触により生じる短絡異常の発生を抑制できる。

実施の形態９．
図９はこの発明の実施の形態９による組電池の構成を示す模式図である。

図９において、組電池１０７は、箱型筐体１と、金属製外装体３の側面同士を対向させて、かつ間隔をあけて、箱型筐体１内に箱型筐体１の幅方向に整列配置された複数個のリチウムイオン電池２と、隣り合うリチウムイオン電池２間のそれぞれに、隣り合う一方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３と非接触状態で、かつ他方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３と接触状態で配置された熱吸収板１０と、を備える。そして、熱吸収板１０の上部が、箱型筐体１から突出している。

この実施の形態９では、リチウムイオン電池２から発生した熱は、金属製外装体３の側面から電磁波として放射され、熱吸収板９に吸収される。そして、熱吸収板９に吸熱された熱は、箱型筐体１から突出する熱吸収板１０の表面から放熱される。したがって、電極から発生した熱が金属製外装体３内にこもることがなく、リチウムイオン電池２の温度上昇が抑制される。

リチウムイオン電池２の金属製外装体３は、一方の側面が熱吸収板１０と接触状態となり、他方の側面が熱吸収板１０と非接触状態となる。そこで、リチウムイオン電池２が充放電中に発熱した場合、熱が金属製外装体３の一方の側面から放射され、熱吸収板１０に吸熱される。また、熱が金属製外装体３の他方の側面から熱吸収板１０に伝導され放熱される。したがって、リチウムイオン電池２の電池温度の異常上昇の発生を抑制することができる。

また、熱吸収板１０は、隣り合うリチウムイオン電池２の一方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３と接触状態となり、他方のリチウムイオン電池２の金属製外装体３と非接触状態となっている。そこで、リチウムイオン電池２に内部短絡等の異常が発生し、電池温度が急激に上昇しても、異常発熱で発生した熱が周りのリチウムイオン電池２に拡散することを抑制できる。

さらに、熱吸収板１０が金属製であっても、熱吸収板１０が隣り合うリチウムイオン電池の一方のリチウムイオン電池２とのみ接触状態にあるので、組電池１０７が衝撃を受けて、リチウムイオン電池２と熱吸収板１０に圧力が加わっても、金属製外装体３と熱吸収板１０との接触により生じる短絡異常の発生を抑制できる。

ここで、実施の形態８，９では、熱吸収板１０が箱型筐体１から突出している。そこで、ファンを用いて熱吸収板１０の箱型筐体１からの突出部を空冷するようにしてもよいし、あるいは水などの液体冷媒を熱吸収板１０の箱型筐体１からの突出部を冷却するようにしてもよい。さらには、熱吸収板１０の箱型筐体１からの突出部を外部の放熱体に接触させてもよい。これらにより、熱吸収板１０からの放熱が促進され、リチウムイオン電池２の温度上昇を抑制できる。

なお、上記各施の形態では、金属製外装体の表面処理につては論じていないが、金属製外装体の側面に熱放射率の高い樹脂やセラミクス材やセラミック塗料を被覆してもよい。この場合、金属製外装体の側面の熱放射率が高くなるため、金属製外装体の側面から熱吸収板への放射が促進され、放熱効果が向上される。そして、放射熱を効率よく放出するためには、熱放射率を０．６以上とすることが好ましい。

また、上記各実施の形態では、複数個のリチウムイオン電池を直列に接続して構成されている組電池について説明しているが、組電池を構成する電池は、リチウムイオン電池に限定されず、リチウム／二酸化マンガン電池などの一次電池、その他の二次電池でもよい。また、リチウムイオン電池は、非水溶液形二次電池であるが、この発明は、水溶液系一次電池、二次電池を用いてもよい。さらには、電池形状によらず、積層型、巻き型、ボタン型などの一次、二次電池を用いてもよい。

１箱型筐体、２リチウムイオン電池、３金属製外装体、５，６，９，１０熱吸収板（熱吸収部材）、７ファン、１０１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０７組電池。

Claims

箱型筐体と、
それぞれ、金属製外装体を有し、上記金属製外装体の側面同士を対向させ、かつ互いに離間させて整列配置されて、上記箱型筐体内に収納される複数個の電池と、
それぞれ、隣り合う上記電池間に、上記電池と非接触状態に、かつ隣り合う上記金属製外装体の対向する両側面と非接触状態に配置される、高熱吸収率を有する複数の熱吸収部材と、を備え、
上記複数の熱吸収部材は、波板に形成されていることを特徴とする組電池。
箱型筐体と、
それぞれ、金属製外装体を有し、上記金属製外装体の側面同士を対向させ、かつ互いに離間させて整列配置されて、上記箱型筐体内に収納される複数個の電池と、
それぞれ、隣り合う上記電池間に、上記電池と非接触状態に、かつ隣り合う上記金属製外装体の対向する両側面の一方の側面とのみ接触状態に配置される、高熱吸収率を有する複数の熱吸収部材と、を備え、
上記複数の熱吸収部材は、波板に形成されていることを特徴とする組電池。
上記複数の熱吸収部材は、セラミック材料、アクリル樹脂塗料又はセラミック塗料が表面に被覆された平板、および表面を酸化させた金属板のいずれかであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の組電池。
高熱放射率を有する熱放射層が上記金属製外装体の上記側面に被覆形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の組電池。
上記熱吸収部材が、上記箱型筐体に接触状態に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の組電池。
上記熱吸収部材が、上記箱型筐体から外部に突出するように配置されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の組電池。
上記熱吸収部材と概熱吸収部材と非接触状態の上記金属製外装体の側面との間に冷媒を流通させるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の組電池。
上記冷媒が空気であり、
上記箱型筐体に設置され、上記空気を上記熱吸収部材と上記金属製外装体の側面との間に流通させるファンを備えていることを特徴とする請求項７記載の組電池。
上記電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の組電池。