JP6506419B2 - 蓄電装置 - Google Patents
蓄電装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6506419B2 JP6506419B2 JP2017562485A JP2017562485A JP6506419B2 JP 6506419 B2 JP6506419 B2 JP 6506419B2 JP 2017562485 A JP2017562485 A JP 2017562485A JP 2017562485 A JP2017562485 A JP 2017562485A JP 6506419 B2 JP6506419 B2 JP 6506419B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- cell
- secondary battery
- pressing member
- storage device
- 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
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims description 28
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 291
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 115
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 claims description 21
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 17
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 17
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 17
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 51
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 51
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 45
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 44
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 31
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 23
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 12
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 11
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 7
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 7
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008484 TiSi Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 230000000881 depressing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
- H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
- H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
- H01M50/242—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries against vibrations, collision impact or swelling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
- H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
- H01M50/627—Filling ports
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/218—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material
- H01M50/22—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the material of the casings or racks
- H01M50/222—Inorganic material
- H01M50/224—Metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/262—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks
- H01M50/264—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with fastening means, e.g. locks for cells or batteries, e.g. straps, tie rods or peripheral frames
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/289—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by spacing elements or positioning means within frames, racks or packs
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
- Filling, Topping-Up Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Description
電池モジュールは、複数の二次電池セルをケース内に配列し、各二次電池セルの正・負極端子を、バスバー等により相互に電気的に接続して構成される。二次電池装置は、このような電池モジュールを1個あるいは複数個備え、電源用端子および信号用コネクタを介して車両側のコントローラと接続されている。
以下、本発明の蓄電装置をリチウムイオン二次電池装置に適用した第1の実施形態を、図1〜図13を参照して説明する。
図1は、本発明によるリチウム二次電池装置の第1の実施形態の外観斜視図である。図2は、図1に示された二次電池装置の上面図であり、図3は、図2に示された二次電池装置の分解斜視図である。
二次電池装置100は、複数の二次電池セル10と、セルホルダ20と、一対のエンドセルホルダ20Eと、拘束部材30とを備えている。
上述したように、各二次電池セル10は、セルホルダ20またはエンドセルホルダ20Eの開口部内に収容されて積層されている。エンドセルホルダ20Eの前・後端には、それぞれエンドプレート31が積層されている。以下では、複数の二次電池セル10およびセルホルダ20、一対のエンドセルホルダ20E、および一対のエンドプレート31が積層された集合体を組電池という。組電池は、各サイドプレート32の一対の折曲部32aの内側に配置されている。組電池のセル積層方向に延在する左右の側面は、各サイドプレート32により支持されている。一対のサイドプレート32の折曲部32aのそれぞれに設けられた貫通孔にボルト33およびねじ34が挿通され、該ボルト33およびねじ34は、一対のエンドプレート31のそれぞれに設けられたねじ孔に締結されている。図1に図示された二次電池装置100は、このような構造を有している。
上述したとおり、二次電池セル10は、内部に非水電解液が注入されている扁平角形の電池容器15と、電池容器15内に収容される捲回体40と、電池容器15の外部に配置された正負極の外部端子11、12とを備えている。捲回体40は発電素子である。電池容器15を構成する電池缶14および電池蓋13は、共に、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属材料により形成されている。電池容器15は、厚さ方向の両側面(図4(B)の上下両側面)の大面積の広側面15aと、底面15bと、幅方向両側の狭側面15dとを有する扁平な矩形の箱形の容器である。電池缶14は、例えば、深絞り加工により作製することができる。
捲回体40は、長尺帯状の正負の電極41、42の間に、長尺帯状のセパレータ43、44を介在させて積層させ、捲回中心軸である捲回軸Dの周りに捲回し、扁平形状に成型した積層構造の捲回電極群である。捲回体40は、厚さ方向両側の平坦な一対の平坦部40aと、半円状に湾曲した上下一対の湾曲部40bを有している。
として10重量部のポリフッ化ビニリデン(以下、PVDFという。)を、分散溶媒としてN−メチルピロリドン(以下、NMPという。)を、それぞれ用いることができる。正極活物質は、前記したマンガン酸リチウムに限定されず、例えば、スピネル結晶構造を有する他のマンガン酸リチウム、一部を金属元素で置換またはドープしたリチウムマンガン複合酸化物を用いてもよい。また、正極活物質として、層状結晶構造を有するコバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、及びこれらの一部を金属元素で置換またはドープしたリチウム−金属複合酸化物を用いてもよい。
なお、捲回体40の捲回軸D方向において、セパレータ43、44の幅は負極合剤層42bの幅よりも広いが、正電極41及び負電極42それぞれの箔露出部41c、42cは、セパレータ43の一側縁またはセパレータ44の他側縁よりも捲回軸D方向の外方に延在されている。このため、箔露出部41c、42cを束ねて溶接する際の支障にはならない。
以上の構成に基づき、二次電池セル10は、外部から正・負極外部端子11、12を介して供給された電力を捲回体40に蓄積し、捲回体40に蓄積された電力を、正・負極外部端子11、12を介して外部へ供給する。
セルホルダ20は、電池容器15の広側面15aに対向する複数のスペーサ21と、スペーサ21の上下に配置されたフレーム部22と、電池容器15の底面15bに対向する底板23と、電池容器15の狭側面15dに沿う側板24とを備えている。セルホルダ20は、例えば、エンジニアリングプラスチック等の絶縁部材によって作製されている。
複数のスペーサ24は高さ方向に所定の間隔をあけて桟状に設けられている。したがって、圧縮部26と連結部27も高さ方向に所定の間隔をあけて設けられることになる。スペーサ21の間には、開口Sが設けられる。
なお、本実施形態の二次電池セル10は、二次電池装置100の組立に用いる使用前の状態では、図4(B)に示されるように、電池容器15の広側面15aは平坦である。
一対のセルホルダ20は、セル積層方向に所定間隔をあけて対向配置されるが、その間隔は、圧縮部26が電池容器15を厚さ方向に圧縮して所定の厚さまで弾性変形または塑性変形させる間隔である。本実施形態では、圧縮部26は、電池容器15を厚さ方向に圧縮して所定の厚さまで塑性変形させるように設けられている。
連結部27は、電池容器15の広側面15aに対向する当接面21bを有し、圧縮部26は、電池容器15の広側面15aを押圧する押圧面21aを有している。また、圧縮部26は、押圧面21aの一部に傾斜面21cを有している。傾斜面21cは、圧縮部26の押圧面21aから連結部27の当接面27aに向かって下り勾配の斜面である。したがって、電池容器15の広側面15aは、その端部15eの範囲内において狭側面15dに近づくほど大きな圧縮力を受けることになる。
図8に示すように、セル積層方向に対向する一対のセルホルダ20の側板24の係合部24aは、二次電池セル10の電池容器15の幅方向に互いに重なると共に、セル積層方向に互いに間隙fを有する段差状に形成されている。具体的には、側板24は、セル積層方向における中央部が厚肉部24eとされ、セル積層方向における両端部が薄肉部24dとされて、電池容器15の幅方向の段差が形成されている。
セル積層方向の前端部に配設されたエンドセルホルダ20Eの側板24は、セル積層方向の後方側に延在し、その先端に薄肉部24dが同様に設けられている。このエンドセルホルダ24dの側板24の後方側に延在する薄肉部24dと、このエンドセルホルダ24dと対向して配置されるセルホルダ20の側板24の前方側に延在する薄肉部24dとが係合して係合部24aを構成する。セル積層方向の後端部に配設されたエンドセルホルダ20Eの側板24は、セル積層方向の前方側に延在し、その先端に薄肉部24dが同様に設けられている。このエンドセルホルダ24dの側板24の前方側に延在する薄肉部24dと、このエンドセルホルダ24dと対向して配置されるセルホルダ20の側板24の後方側に延在する薄肉部24dとが係合して係合部24aを構成する。
二次電池装置100の組立時には、まず、交互に積層した二次電池セル10及びセルホルダ20の積層方向の両端にエンドセルホルダ20Eを配置する。さらに、これらの積層方向の両端にエンドプレート31を配置し、サイドプレート32をエンドプレート31にボルト33およびねじ34によって締結する。これにより、拘束部材30は、交互に積層したスペーサ21及び二次電池セル10に積層方向の圧縮力を加えた状態で、各部材を積層方向に拘束する。
これに対し、本実施形態の二次電池装置100は、セル積層方向で一対のセルホルダ20のスペーサ21が、圧縮部26と連結部27とを有している。この圧縮部26は、図11に示すように、電池容器15の厚さTよりも狭い間隔で対向配置されており、電池容器15の端部15eをセル積層方向に圧縮している。また、連結部27は、圧縮部26よりも広い間隔で対向配置されて電池容器15の厚さ方向の両側の広側面15aに対向して配置されている。これにより、例えば、以下の手順によって、二次電池セル10、セルホルダ20または拘束部材30の寸法公差を吸収することができる。
これにより、スペーサ21の圧縮部26によって電池容器15を圧縮するときに、積層方向に対向する一対のセルホルダ20の側板24同士が積層方向に突き当たることが防止され、圧縮を妨げるのを防止することができる。また、積層方向に対向する一対のセルホルダ20の係合部24aが係合することで、セルホルダ20同士を一体化させ、組立時に外れ難くすることができ、密閉性を向上させることができる。
このように、本実施形態の二次電池装置100によれば、二次電池セル10及びその周辺の部材の寸法公差によらず、個々の二次電池セル10に均一な押圧力を加えることが可能となる。
押圧部材151は、電池蓋13の一面の局所領域で外力を伝達するような形状とされている。押圧部材151の厚さは電池蓋13の厚さよりも厚い。したがって、電池蓋12に外力が作用して変形しても、押圧部材151は電池蓋13の厚さ方向の全領域で継続して外力を伝達することができる。また、押圧部材151は電池蓋13の一部の領域に接するので、電池蓋13には応力が集中し、電池蓋13が変形してガス排出弁50が開裂し易い。ガス排出弁50が開裂することにより、電池容器15の内部の圧力が解放される。なお、押圧部材151の挟圧によりガス排出弁50を確実に開裂させるため、押圧部材151は、電池蓋13が挟圧される方向の剛性が電池蓋13よりも大きい。
なお、上記では、セルホルダ20に収容された二次電池セル10が開裂する作用について例示したが、セルホルダ20とエンドセルホルダ20Eに収容された二次電池セル10におけるガス排出弁50も、同様に開裂する。
(1)二次電池装置100は、内部に捲回体40が収容された電池容器15の電池蓋13にガス排出弁50が設けられ、広側面15aに対向して積層された複数個の二次電池セル10と、各二次電池セル10のガス排出弁50が設けられた電池蓋13をセル積層方向に挟圧可能に設けられた少なくとも一対の押圧部材151とを備えている。このため、セル積層方向の外力が二次電池装置100に作用すると、ガス排出弁50が押圧部材151により挟圧され、ガス排出弁50が機械的応力により開裂する。従って、電池容器15の内部の圧力が所定値に到達する以前に、内部の圧力が解放され、安全性を確保することができる。
このため、外力が作用しない通常の使用時には、ガス排出弁50に応力が作用しない。
このため、電池蓋13の変形、これに伴うガス排出弁50の開裂が確実に行われる。
このため、押圧部材151の挟圧によりガス排出弁50の開裂の確実性を高いものとすることができる。
このため、押圧部材151は、電池容器15が変形した場合でも、確実に電池蓋13の側部に当接し、電池蓋13を挟圧することができる。
図14は、本発明の第2の実施形態を示し、図14(A)は電池缶に外力が加わっていない通常の使用状態の正面図、図14(B)は、図14(A)のXIVB−XIVB線の模式的断面図、図14(C)は表面が樹脂で覆われた押圧部材を説明する拡大図である。図15は、図14に示された二次電池装置に二次電池セルの積層方向の外力が作用した状態を示し、図15(A)は正面図、図15(B)は、図15(A)のXVB−XVB線の模式的断面図である。
第2の実施形態においても、第1の実施形態の効果(1)、(3)〜(5)を奏する。
なお、第2の実施形態では、押圧部材151と電池蓋13との間に樹脂61が設けられおり、これによりセルホルダ20またはエンドセルホルダ20Eの上下方向の長さが増大し、これに伴い、二次電池セル10に接する面積が増大するので、二次電池セル10の保持力を大きくすることができる。
図16は、本発明の第3の実施形態を示し、図16(A)は電池缶に外力が加わっていない通常の使用状態の正面図、図16(B)は、図16(A)のXVIB−XVIB線の模式的断面図である。図17は、図16に示された二次電池装置に二次電池セルの積層方向の外力が作用した状態を示し、図17(A)は正面図、図17(B)は、図17(A)のXVIIB−XVIIB線の模式的断面図である。
第3の実施形態は、押圧部材152が、セルホルダ20またはエンドセルホルダ20Eとは分離した独立した部材として配置されている構造を有する。
第3の実施形態においても、第1の実施形態と同様、図2に示すX方向の外力が二次電池装置100に作用すると、各二次電池セル10の電池蓋13は、前後に配置された押圧部材152の押圧部152aに挟圧され、ガス排出弁50が開裂する。
第3の実施形態において、押圧部材152が電池蓋13に接着された構造であってもよい。このような構造を採用すると、外力が二次電池セル10に作用すると押圧部材152が電池蓋13から剥離することもあるが、その場合でも、各二次電池セル10間に介在して電池蓋13を挟圧する。
従って、第3の実施形態においても、第1の実施形態の効果(1)、(2)、(4)、(5)を奏する。
図18は、本発明の第4の実施形態を示し、図18(A)は電池缶に外力が加わっていない通常の使用状態の正面図、図18(B)は、図18(A)のXVIIIB−XVIIIIB線の模式的断面図である。図19は、図18に示された二次電池装置にセル積層方向の外力が作用した状態を示し、図19(A)は正面図、図19(B)は、図19(A)のXIXB−XIXB線の模式的断面図である。
第4の実施形態の二次電池装置100は、排気ダクト70を備えている。排気ダクト70は、二次電池セル10のガス排出弁が開弁して排出される管内部のガスを排出するための部材である。
なお、押圧部材151は、すべてを排気ダクト70に設けるのではなく、一部を、エンドセルホルダ20Eやエンドプレート31に設けてもよい。
第4の実施形態において、図2に示すX方向の外力が二次電池装置100に作用すると、押圧部材151は、排気ダクト70から分離し、あるいは排気ダクト70を破壊して排気ダクト70と共に移動して、二次電池セル10間に介在する。このため、各二次電池セル10の電池蓋13は、前後に配置された押圧部材151に挟圧され、ガス排出弁50が開裂する。
従って、第3の実施形態においても、第1の実施形態の効果(1)、(2)、(4)、(5)を奏する。
なお、第4の実施形態では、押圧部材151が排気ダクト70に設けられる構造であるため、押圧部材151と排気ダクト70とのレイアウトが容易になるという利点がある。
図20は、本発明の第5の実施形態を示し、図20(A)は電池缶に外力が加わっていない通常の使用状態の正面図、図20(B)は、図20(A)のXXB−XXB線の模式的断面図である。図21は、図20に示されたセル積層方向の外力が作用した状態を示し、図20(A)は正面図、図20(B)は、図20(A)のXXIB−XXIB線の模式的断面図である。
第5の実施形態は、セル積層方向の端部に配置された一対のエンドプレート31のみに押圧部材151を設けた構造を有する。
第5の実施形態においても、第1の実施形態の効果(1)、(4)、(5)を奏する。
また、第5の実施形態では、押圧部材151が、セル積層方向の両端部に配置されたエンドプレート31のみに設けられている。従って、押圧部材151の点数が削減され、安価にすることができる。また、第5の実施形態に示すように、本発明は、セルホルダ20、エンドセルホルダ20Eを備えていない二次電池装置100にも適用可能であり、適用範囲が極めて広いものである。
図22は、本発明の第6の実施形態を示し、図22(A)は電池缶に外力が加わっていない通常の使用状態の正面図、図22(B)は、図22(A)に示す二次電池装置に二次電池セルの積層方向の外力が作用した状態の正面図である。
第6の実施形態は、一対の押圧部材151a、151bを各二次電池セル10の注液口16aに対向する位置に配置した構造を有する。
上述したように、隣り合う二次電池セル10は、正極外部端子11と負極外部端子12が対向するよう、互い違いに配列されている。このため、隣り合う二次電池セル10の注液口16aのセル積層方向に直交する方向の位置は、二次電池セル10の中心に対して、図示の例では、ガス排出弁50の中心に対して交互に対称な位置に配置される。各押圧部材151a、151bは、このようにガス排出弁50に対して交互に対称な位置に配置された注液口16aに対向する位置に配置されている。
第6の実施形態における他の構造は、第1の実施形態と同様である。
従って、第6の実施形態においても、第1の実施形態の効果(1)〜(5)と同様な効果を奏する。但し、第6の実施形態においては、第1の実施形態の効果(1)〜(5)におけるガス排出弁50を注液口16a近傍に読み替えるものとする。
図23は、本発明の第7の実施形態を示し、図23(A)は電池缶に外力が加わっていない通常の使用状態の正面図、図23(B)は、図23(A)に示す二次電池装置に二次電池セルの積層方向の外力が作用した状態の正面図である。
第7の実施形態の押圧部材151cは、ガス排出弁と注液口の双方にまたがる長さに形成されている。換言すると、第6の実施形態の押圧部材151aと151bを連続状に接続した部材とした構造を有する。
第7の実施形態における他の構造は、第6の実施形態と同様である。
第7の実施形態では、二次電池装置100に図2に示すX方向の外力が作用すると、電池蓋13のガス排出弁50または注液口16a近傍の両方または一方が開裂する。
第7の実施形態においても、第6の実施形態の効果と同様な効果を奏する。
なお、上記各実施形態(但し、実施形態5は除く)においては、セルホルダ20を図6に示すものとして説明した。図6のセルホルダ20は、スペーサ21、フレーム部22、底板23、側板24を備え、スペーサ21には、圧縮部26と連結部27が設けられている。しかし、セルホルダ20に代えて、図24(A)に一例を示すような仕切り部材5を用いることもできる。
なお、スペーサ21には圧縮部26と連結部27が設けられているが、図示を省略している。
仕切り部材5は、矩形形状の枠部51と、複数の中間部54が、モールド成型等により一体に形成された部材である。枠部51は、上下方向に延在する一対の縦部52と、前後方向に延在する一対の横部53とを備える。枠部51内には、前後方向に延在する中間部54が上下方向に所定ピッチで設けられている。
10 二次電池セル
13 電池蓋
14 電池缶
15 電池容器
15a 広側面
15b 底面
15d 狭側面
16a 注液口
20 セルホルダ
20E エンドセルホルダ
31 エンドプレート
40 捲回体
50 ガス排出弁
61 樹脂
70 排気ダクト
100 二次電池装置
151、151a、151b、152 押圧部材
152a 押圧部
152b 支持部
Claims (9)
- 積層された複数の蓄電セルを備える蓄電装置において、
前記蓄電セルに設けられ、外部から入力された外力により変形する変形部と、
前記変形部の変形で破壊され、蓄電セル内部の圧力を大気開放する被破壊部と、
前記外力を前記変形部に伝達して変形させる押圧部材とを備える、蓄電装置。 - 請求項1に記載の蓄電装置において、
前記被破壊部は、ガス排出弁および注液口の少なくとも一方である、蓄電装置。 - 請求項2に記載の蓄電装置において、
前記蓄電セルは、開口を有する電池缶と、前記電池缶の前記開口を塞ぐとともに、前記変形部としての電池蓋とを備え、
前記電池蓋には、前記被破壊部としてのガス排出弁および前記注液口が設けられている、蓄電装置。 - 請求項3に記載の蓄電装置において、
複数の前記蓄電セルの各電池蓋は、互いに所定の間隔をあけて配列され、
前記押圧部材は、前記外力が作用しないときは前記電池蓋と非接触、前記外力が作用したときは前記電池蓋と接触するように、複数の前記蓄電セルの各電池蓋の間に配設され、前記外力が作用したときは前記電池蓋の一部の領域を挟圧する、蓄電装置。 - 請求項4に記載の蓄電装置において、
積層された複数の前記蓄電セルの間には介在物が配設され、
前記蓄電セルの積層方向の一端側および他端側にはエンドセルホルダが配設され、
前記押圧部材は前記介在物および前記エンドセルホルダにそれぞれ設けられている、蓄電装置。 - 請求項5に記載の蓄電装置において、
前記押圧部材は、前記電池蓋の一面の局所領域で前記外力を伝達するような形状とされ、
前記押圧部材の厚さは前記電池蓋の厚さよりも厚く、前記外力が作用したときに前記電池蓋の厚さ方向の全領域が前記押圧部材に接触する、蓄電装置。 - 請求項1から6までのいずれか一項に記載の蓄電装置において、
前記押圧部材は、挟圧される方向の剛性が前記被破壊部の剛性よりも大きい部材により形成されている、蓄電装置。 - 請求項1に記載の蓄電装置において、
前記蓄電セルの積層方向の一端側および他端側にはエンドプレートが配設され、
前記押圧部材は、前記一端側および前記他端側の前記エンドプレートにのみ設けられている、蓄電装置。 - 請求項1から3までのいずれか一項に記載の蓄電装置において、
前記複数の蓄電セルから排出されるガスを集合して排出する排気ダクトを有し、
前記押圧部材は、前記排気ダクトに設けられている、蓄電装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016009830 | 2016-01-21 | ||
JP2016009830 | 2016-01-21 | ||
PCT/JP2016/088268 WO2017126285A1 (ja) | 2016-01-21 | 2016-12-22 | 蓄電装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2017126285A1 JPWO2017126285A1 (ja) | 2018-08-02 |
JP6506419B2 true JP6506419B2 (ja) | 2019-04-24 |
Family
ID=59362611
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017562485A Active JP6506419B2 (ja) | 2016-01-21 | 2016-12-22 | 蓄電装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6506419B2 (ja) |
WO (1) | WO2017126285A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7022308B2 (ja) * | 2018-01-15 | 2022-02-18 | トヨタ自動車株式会社 | 電池モジュール |
JP7039687B2 (ja) * | 2018-03-29 | 2022-03-22 | 株式会社東芝 | 電池組立体および電池 |
JP7023359B2 (ja) * | 2018-06-19 | 2022-02-21 | ビークルエナジージャパン株式会社 | 電池パック |
JP7152948B2 (ja) * | 2018-12-25 | 2022-10-13 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
CN113261149A (zh) * | 2018-12-28 | 2021-08-13 | 株式会社杰士汤浅国际 | 蓄电装置 |
JP7426793B2 (ja) * | 2019-09-30 | 2024-02-02 | 株式会社マキタ | 電池パック |
WO2024101197A1 (ja) * | 2022-11-08 | 2024-05-16 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3662175B2 (ja) * | 2000-07-07 | 2005-06-22 | Fdk株式会社 | 角型電池の防爆構造 |
JP2010165585A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Toyota Motor Corp | 蓄電装置 |
JP2011187171A (ja) * | 2010-03-04 | 2011-09-22 | Hitachi Maxell Energy Ltd | 密閉型電池 |
WO2014024426A1 (ja) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | 三洋電機株式会社 | 電源装置及びこれを備える電動車両並びに蓄電装置 |
JP2015106491A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 三菱自動車工業株式会社 | 安全弁付き二次電池 |
-
2016
- 2016-12-22 WO PCT/JP2016/088268 patent/WO2017126285A1/ja active Application Filing
- 2016-12-22 JP JP2017562485A patent/JP6506419B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017126285A1 (ja) | 2017-07-27 |
JPWO2017126285A1 (ja) | 2018-08-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6506419B2 (ja) | 蓄電装置 | |
JP6306431B2 (ja) | 電池モジュール | |
JP5452303B2 (ja) | 二次電池とその製造方法 | |
EP2988344B1 (en) | Battery module having novel structure and battery pack comprising same | |
KR101328354B1 (ko) | 리튬 이온 2차 전지, 차량 및 전지 탑재 기기 | |
KR101326182B1 (ko) | 외장부재와 카트리지를 포함하는 단위모듈에 기반한 전지모듈 | |
JP2016189247A (ja) | 角形二次電池及びそれを用いた組電池 | |
WO2014128841A1 (ja) | 組電池およびそれに用いる電池 | |
CN110137388B (zh) | 二次电池和电池组 | |
JP2014157722A (ja) | 組電池 | |
WO2021049032A1 (ja) | 電池、電池パック及び車両 | |
JP5633032B2 (ja) | 二次電池 | |
KR20150000090A (ko) | 가압 브라켓을 포함하는 전지모듈 | |
JP5435268B2 (ja) | 組電池 | |
JP6530819B2 (ja) | 二次電池 | |
JP2010165686A (ja) | 蓄電モジュールと該モジュール用枠体 | |
JP2014103027A (ja) | 角形二次電池 | |
JP2016219257A (ja) | 蓄電装置 | |
CN110998896B (zh) | 制造能量储存装置的方法 | |
KR20150069905A (ko) | 전지 모듈 | |
JP6102455B2 (ja) | 組電池 | |
JP2011096485A (ja) | 二次電池 | |
JP4784067B2 (ja) | 蓄電モジュール | |
KR20190112582A (ko) | 균일 면압 전지셀 카트리지 | |
WO2023068029A1 (ja) | 蓄電装置、及び、蓄電装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180305 |
|
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: 20190326 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190328 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6506419 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
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 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |