JP6611820B2 - 組電池 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の角形二次電池を備えた組電池に関する。
従来から、例えばノートパソコン、携帯端末等の電気製品や、電気自動車、ハイブリッド自動車等の車両の動力源として、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等の二次電池が使用されている。リチウムイオン二次電池等の二次電池は、衝撃や落下等による外力が加わると、内部短絡が発生して内部の温度が過度に上昇する虞がある。このような問題に対処するために、二次電池モジュールに外力が加わった場合等に、電池セルに蓄えられた電気エネルギーを、電池セル内の温度上昇を抑制しつつ消費する技術が開示されている（下記特許文献１を参照）。
特許文献１に記載された二次電池モジュールは、陽極端子同士が一列に並んでいると共に陰極端子同士が一列に並ぶように配置されている３個以上の電池セルを有する。この二次電池モジュールは、導電材料で形成されており、一の電池セルにおける陽極端子と一の電池セルに隣接する他の電池セルにおける陰極端子の間、又は一の電池セルにおける陰極端子と他の電池セルにおける陽極端子との間を接続する複数の導電部材を有している。この二次電池モジュールでは、二次電池モジュールが荷重を受けたときに隣接している導電部材が接触して導通するように、隣接している導電部材の一部が対向している（特許文献１、請求項１及び要約等を参照）。
特許文献１に記載された二次電池モジュールは、二次電池モジュールが外力を受けて電池セルの内部短絡が生じる可能性がある状況において、隣接している導電部材が接触して導通すると、この電池セルの陽極と陰極とがこれらの導電部材を介して短絡する。ここで、各導電部材の電気抵抗は、電池内部の活物質の電気抵抗よりも低いため、電池セルが内部短絡する場合と比較して温度上昇を抑制することができる。これにより、特許文献１では、電池セルの温度上昇を抑制しつつ、電池セルに蓄えられている電気エネルギーを消費することができる、としている（特許文献１、段落０００８等を参照）。
特開２０１５−０５３１４５号公報
特許文献１に記載された二次電池モジュールは、陽極端子同士が一列に並んでいると共に陰極端子同士が一列に並ぶように配置されている３個以上の電池セルを有するが、電池セルの配列の両端の一対の電池セルは、隣接している導電部材が接触しても短絡しない。そのため、配列の両端の一対の電池セルに衝撃や落下等による外力が加わると、内部短絡が発生し、内部の温度が過度に上昇して安全性が低下する虞がある。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、衝撃等による外力に対する二次電池の安全性を従来よりも向上させることができる組電池を提供することを目的とする。
前記目的を達成すべく、本発明の組電池は、電極群と、該電極群を収容する電池容器と、該電池容器の外面に配置されて前記電極群の正極電極及び負極電極にそれぞれ接続された正極外部端子及び負極外部端子と、を有する複数の二次電池を備えた組電池であって、個々の前記二次電池に隣接して配置されて非常時に前記二次電池を外部短絡させる導電性を有する短絡部材を備え、前記短絡部材は、前記正極外部端子に接続されたバスバーから前記正極電極までの正極荷電部の少なくとも一部に間隔を有して対向するとともに、前記負極外部端子に接続されたバスバーから前記負極電極までの負極荷電部の少なくとも一部に間隔を有して対向することを特徴とする。
本発明によれば、衝撃等による外力に対する二次電池の安全性を従来よりも向上させることができる組電池を提供することができる。
本発明の実施形態１に係る組電池の模式的な外観斜視図。 図１に示す２つのセルホルダによって保持された二次電池を示す斜視図。 図２に示すセルホルダと二次電池の分解斜視図。 図１に示す２つの二次電池の間のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。 図４Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。 本発明の実施形態２に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。 図５Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。 本発明の実施形態３に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。 図６Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。 本発明の実施形態４に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。 図７Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。 本発明の実施形態５に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。 図８Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。 本発明の実施形態６に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。 図９Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。 本発明の実施形態７に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。 図１０Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。 短絡部材と正極荷電部とが接触した状態を示す二次電池の断面図。 本発明の実施形態８に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。 図１１Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。 本発明の実施形態９に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。 図１０Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ及び短絡部材の断面図。 短絡部材と正極荷電部とが接触した状態を示す二次電池の断面図。 本発明の実施形態１０に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。 本発明の実施形態１１に係るセルホルダ及び短絡部材の断面図。 短絡部材と正極荷電部とが接触した状態を示す二次電池の断面図。 本発明の実施形態１２に係る組電池のセルホルダ及び短絡部材を示す平面図。
以下、図面を参照して本発明の組電池の実施形態を説明する。
以下の各図面では、各部の縮尺を適宜変更する場合がある。また、以下の説明における上下左右は、各部材の位置関係を説明する便宜的な方向であり、必ずしも鉛直方向や水平方向に対応するものではない。
［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態に係る組電池１００の模式的な外観斜視図である。
組電池１００は、複数の二次電池１０と、個々の二次電池１０を保持するセルホルダ２０と、複数の二次電池１０を直列に接続するバスバー３０と、個々の二次電池１０に隣接して配置された導電性を有する短絡部材４０と、を備えている。詳細は後述するが、本実施形態の組電池１００は、衝撃等による外力が作用した非常時に、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させて、個々の二次電池１０を外部短絡させる短絡部材４０を備えることを特徴としている。
図２は、組電池１００を構成する二次電池１０を一対のセルホルダ２０によって保持した状態を示す斜視図である。図３は、図２に示す二次電池１０とセルホルダ２０の分解斜視図である。
組電池１００を構成する個々の二次電池１０は、扁平角形の電池容器１１を備えた角形二次電池である。電池容器１１の材質は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等の導電性を有する金属材料である。電池容器１１は、有底角筒状の電池缶１２と、電池缶１２の上部の開口部を封止する矩形板状の電池蓋１３とによって構成されている。電池缶１２は、例えば、板材を深絞り加工することによって、上部に開口部を有する扁平な矩形箱型に形成されている。電池蓋１３は、例えば、鍛造等によって長方形の平板状に形成され、例えば、レーザ溶接によって電池缶１２の上部に接合され、電池缶１２の開口部を封止している。
電池容器１１は、幅と高さに対して厚さが小さい扁平角形の形状を有することで、厚さ方向の両側に比較的面積の大きい広側面１１ｗを有し、幅方向両側に比較的面積の小さい狭側面１１ｎを有し、上下に幅方向を長手方向とする長方形の底面１１ｂ及び上面１１ｔを有している。なお、各図において、電池容器１１の厚さ方向をＸ軸方向、幅方向をＹ軸方向、高さ方向をＺ軸方向とするＸＹＺ直交座標系を示している。
電池容器１１の内部には、電極群１４（図１０Ｃ参照）が収容されている。電極群１４は、例えば、長尺帯状の正極電極及び負極電極の間に長尺帯状のセパレータを介在させて捲回した扁平な捲回電極群である。電極群１４を構成する正極電極は、幅方向の一端の箔露出部１４Ｐが束ねられて電池容器１１の内部に収容された正極集電板１５Ｐに接合されることで、正極集電板１５Ｐを介して正極外部端子１６Ｐに接続されている。電極群１４を構成する負極電極は、幅方向の一端の箔露出部１４Ｎが正極電極の箔露出部１４Ｐと電極群１４の捲回軸方向の反対側で束ねられ、電池容器１１の内部に収容された負極集電板１５Ｎに接合されることで、負極集電板１５Ｎを介して負極外部端子１６Ｎに接続されている。
正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎは、電池容器１１の外面に配置され、それぞれ正極集電板１５Ｐ及び負極集電板１５Ｎを介して、電極群１４の正極電極及び負極電極に接続されている。より詳細には、正極外部端子１６Ｐは、電池容器１１を構成する電池蓋１３の上面１１ｔの長手方向の一端に配置され、負極外部端子１６Ｎは、電池蓋１３の上面１１ｔの長手方向の他端に配置されている。正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎは、電池蓋１３を貫通する不図示の接続部が電池容器１１の内部の正極集電板１５Ｐ及び負極集電板１５Ｎの基部を貫通し、接続部の先端が塑性変形させられてかしめ部が設けられている。
これにより、正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎは、絶縁部材１７ａを介在させて電池蓋１３に正極集電板１５Ｐ及び負極集電板１５Ｎをかしめ固定するとともに、それぞれ正極集電板１５Ｐ及び負極集電板１５Ｎに対して電気的に接続されている。また、正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎは、電池蓋１３との間に絶縁性を有する樹脂材料を素材とするガスケット１７ｂを介在させることで、電池蓋１３に対して電気的に絶縁されている。
電池蓋１３の上面１１ｔの正極外部端子１６Ｐと負極外部端子１６Ｎとの間には、ガス排出弁１８と注液口１９ａが設けられている。ガス排出弁１８は、例えば、電池蓋１３の一部を薄肉化してスリット状の溝を形成することによって形成され、電池容器１１の内部の圧力が所定値よりも上昇したときに開裂し、電池容器１１の内部のガスを排出することで、電池容器１１の内部の圧力を低下させる。注液口１９ａは、電池容器１１の内部に電解液を注入するために用いられ、電解液の注入後に、例えばレーザ溶接によって注液栓１９ｂが接合されて封止される。
複数の二次電池１０は、互いの電池容器１１の広側面１１ｗが対向するように、厚さ方向に積層させて配置される。積層方向に隣接する二つの二次電池１０は、一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎとが積層方向に隣り合うように、１８０°反転させて配置される。そして、一方の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐに、例えば溶接によってバスバー３０の一端が接合され、他方の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎに、例えば溶接によってバスバー３０の他端が接合されることで、複数の二次電池１０が直列に接続される。
図１に示す例では、組電池１００は、複数の二次電池１０の配列の一端に配置された二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、他端に配置された二次電池１０の負極外部端子１６Ｎに、バスバー３０が接続されていない。しかし、これらの二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと負極外部端子１６Ｎに、それぞれバスバー３０を接続してもよい。これらのバスバー３０によって、例えば、組電池１００を他の組電池や外部機器に接続することができる。
正極外部端子１６Ｐ、正極集電板１５Ｐ、及び正極電極の金属箔の素材は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金である。また、負極外部端子１６Ｎ、負極集電板１５Ｎ、及び負極電極の金属箔の素材は、例えば、銅又は銅合金である。バスバー３０の素材は、正極外部端子１６Ｐ又は負極外部端子１６Ｎと同様の素材、正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎに対する溶接性と導電性に優れた素材、或いはめっき層を有する金属製の板材等を適宜選択することができる。
正極外部端子１６Ｐに接続されたバスバー３０から正極電極の箔露出部１４Ｐ（図１０Ｃ参照）までの各部材、すなわち、正極外部端子１６Ｐに接続されたバスバー３０、正極外部端子１６Ｐ、正極集電板１５Ｐ、及び正極電極の金属箔によって、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐが構成されている。また、負極外部端子１６Ｎに接続されたバスバー３０から負極電極の箔露出部１４Ｎまでの各部材、すなわち、負極外部端子１６Ｎに接続されたバスバー３０、負極外部端子１６Ｎ、負極集電板１５Ｎ、及び負極電極の金属箔によって、二次電池１０の負極荷電部１０Ｎが構成されている。
組電池１００を構成する個々の二次電池１０は、それぞれセルホルダ２０によって保持されている。セルホルダ２０は、複数の二次電池１０の積層方向の両端に配置される一対の端部セルホルダ２０Ａと、２つの隣接する二次電池１０の間に配置される複数の中間セルホルダ２０Ｂによって構成されている。セルホルダ２０の素材としては、例えば、ガラスエポキシ樹脂、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート樹脂などの樹脂材料や、アルミニウム、銅、ステンレスなどの金属材料を用いることができる。
中間セルホルダ２０Ｂは、図２及び図３に示すように、二次電池１０の扁平角形の電池容器１１の広側面１１ｗに対向するスペーサ部２１と、電池容器１１の狭側面１１ｎに対向する側板部２２と、電池容器１１の底面１１ｂに対向する底板部２３とを有している。端部セルホルダ２０Ａは、中間セルホルダ２０Ｂにおいて、スペーサ部２１を中心に電池容器１１の厚さ方向の両側に延びる側板部２２及び底板部２３の片側を、スペーサ部２１に沿う平面で切断した構成を有している。そのため、以下では、セルホルダ２０の構成として中間セルホルダ２０Ｂの構成を中心に説明し、端部セルホルダ２０Ａの説明を適宜省略する。
セルホルダ２０は、前述のように、電池容器１１の広側面１１ｗに対向するスペーサ部２１と、電池容器１１の狭側面１１ｎに対向する側板部２２と、電池容器１１の底面１１ｂに対向する底板部２３とを有している。電池容器１１の幅方向に間隔を有して対向する一対の長方形の板状の側板部２２と、電池容器１１の幅方向に延在して一対の側板部２２を連結する長方形板状の底板部２３とによって、上部が開放されたＵ字状の保持部２４が形成されている。
セルホルダ２０の保持部２４は、電池容器１１の上面１１ｔを露出させた状態で、電池容器１１の厚さの約半分を収容する。対向する一対のセルホルダ２０の保持部２４に、二次電池１０の電池容器１１の厚さの約半分ずつを収容することで、二次電池１０は、電池容器１１の上面１１ｔを露出させた状態で、一対のセルホルダ２０の間に保持される。
複数のスペーサ部２１の間には、電池容器１１の幅方向に延びる複数のスリット２５が形成されている。また、側板部２２には、各スリット２５に連通する複数の開口部２６が形成されている。セルホルダ２０は、二次電池１０の電池容器１１の広側面１１ｗを冷却する冷却空気等の冷媒を、一方の側板部２２の開口部２６から導入してスリット２５に流通させ、他方の側板部２２の開口部２６から導出することができるように構成されている。
図示は省略するが、複数の二次電池１０の積層方向の両端に配置された一対の端部セルホルダ２０Ａの外側の平坦な面に対向して一対のエンドプレートが配置される。また、二次電池１０の幅方向の両側に、複数のセルホルダ２０の側板部２２に対向して二次電池１０の積層方向に延在する一対のサイドプレートが配置され、一対のサイドプレートの延在方向の両端が一対のエンドプレートに締結される。これにより、一対のエンドプレートの間隔が規定され、セルホルダ２０の間に配置された複数の二次電池１０は、電池容器１１の広側面１１ｗにセルホルダ２０のスペーサ部２１が当接し、圧縮力が付与された状態で、セルホルダ２０によって保持される。
図４Ａは、図１に示す組電池１００の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。図４Ｂは、図４Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。
前述のように、本実施形態の組電池１００は、衝撃等による外力が作用したときに、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させる短絡部材４０を備えることを特徴としている。短絡部材４０は、導電性を有し、個々の二次電池１０に隣接して配置され、非常時に個々の二次電池１０を外部短絡させる。短絡部材４０の素材は、導電性を有する素材であれば特に限定されないが、機械的強度を確保する観点から、例えば、正極外部端子１６Ｐや負極外部端子１６Ｎと同様の導電性を有する金属材料であることが好ましい。
短絡部材４０は、正極外部端子１６Ｐに接続されたバスバー３０から電池容器１１内の正極電極までの正極荷電部１０Ｐの少なくとも一部に間隔を有して対向するとともに、負極外部端子１６Ｎに接続されたバスバー３０から負極電極までの負極荷電部１０Ｎの少なくとも一部に間隔を有して対向する。より具体的には、本実施形態の組電池１００において、短絡部材４０は、個々の二次電池１０の厚さ方向において、正極外部端子１６Ｐに接続されたバスバー３０と正極外部端子１６Ｐに間隔を有して対向するとともに、負極外部端子１６Ｎに接続されたバスバー３０と負極外部端子１６Ｎに間隔を有して対向している。
短絡部材４０は、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐに対向する正極対向部４０Ｐと、負極荷電部１０Ｎに対向する負極対向部４０Ｎとを有する。正極対向部４０Ｐは、正極外部端子１６Ｐと、正極外部端子１６Ｐに接続されたバスバー３０の双方に、電池容器１１の厚さ方向に間隔を有して対向している。負極対向部４０Ｎは、負極外部端子１６Ｎに、電池容器１１の厚さ方向に間隔を有して対向し、負極外部端子１６Ｎに接続されたバスバー３０に、電池容器１１の高さ方向に間隔を有して対向している。
なお、正極対向部４０Ｐは、正極外部端子１６Ｐと、正極外部端子１６Ｐに接続されたバスバー３０の少なくとも一方に間隔をあけて対向していればよく、負極対向部４０Ｎは、負極外部端子１６Ｎと、負極外部端子１６Ｎに接続されたバスバー３０の少なくとも一方に間隔を有して対向していればよい。本実施形態の組電池１００において、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとは、電池容器１１の幅方向に間隔を有して分離して配置されている。
短絡部材４０と正極荷電部１０Ｐとの間隔、すなわち正極対向部４０Ｐと正極荷電部１０Ｐとの間隔、及び、短絡部材４０と負極荷電部１０Ｎとの間隔、すなわち負極対向部４０Ｎと負極荷電部１０Ｎとの間隔は、非常時に組電池１００に衝撃等による外力が作用したときに、短絡部材４０が正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに接触する間隔に設定することができる。具体的には、例えば、組電池１００に衝撃が加わったときに想定される荷重による組電池１００の変形量を算出し、その変形量に応じて短絡部材４０と正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎとの間隔を設定することができる。
例えば、組電池１００に衝撃が加わったときに４ｋＮの荷重が作用することが想定され、その荷重による組電池１００の変形によって、短絡部材４０が正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎへ向けて１ｍｍ移動することが算出されたと仮定する。この場合、短絡部材４０と正極荷電部１０Ｐとの間隔及び短絡部材４０と負極荷電部１０Ｎとの間隔は、１ｍｍ以下に設定することができる。
また、組電池１００に衝撃が加わったときに４０ｋＮの荷重が作用することが想定され、その荷重による組電池１００の変形によって、短絡部材４０が正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎへ向けて２ｍｍ移動することが算出されたと仮定する。この場合、短絡部材４０と正極荷電部１０Ｐとの間隔及び短絡部材４０と負極荷電部１０Ｎとの間隔は、２ｍｍ以下に設定することができる。組電池１００に作用する衝撃による外力は、例えば、組電池１００の製造時に作用する圧縮力の２倍から５倍程度と想定することができる。
本実施形態の組電池１００において、短絡部材４０は、電池容器１１に対向する容器対向部４１を有している。容器対向部４１は、電池容器１１の厚さ方向に間隔を有して電池容器１１に対向しているが、予め電池容器１１に当接して電池容器１１と電気的に接続された状態で電池容器１１に対向していてもよい。なお、電池容器１１は、導電性を有するとともに、正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎと電池蓋１３との間のガスケット１７ｂ、並びに、正極集電板１５Ｐ及び負極集電板１５Ｎと電池蓋１３との間の絶縁部材１７ａを含む絶縁部材を介して、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに対して電気的に絶縁されている。
また、短絡部材４０と電池容器１１との間隔、すなわち容器対向部４１と電池容器１１との間隔は、例えば、短絡部材４０と正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎとの間隔と同様に設定してもよい。
電池容器１１の幅方向において間隔を有して配置された一対の短絡部材４０のうち、正極対向部４０Ｐ及び容器対向部４１を有する一方の短絡部材４０は、電池容器１１の厚さ方向において、正極対向部４０Ｐが正極外部端子１６Ｐへ向けて容器対向部４１よりも突出し、正極対向部４０Ｐと容器対向部４１との間に段差が形成されている。これにより、正極対向部４０Ｐと正極外部端子１６Ｐとの間隔、又は、正極対向部４０Ｐとバスバー３０との間隔と、容器対向部４１と電池容器１１との間隔とが、概ね等しくなっている。
同様に、負極対向部４０Ｎ及び容器対向部４１を有する他方の短絡部材４０は、電池容器１１の厚さ方向において、負極対向部４０Ｎが負極外部端子１６Ｎへ向けて容器対向部４１よりも突出し、負極対向部４０Ｎと容器対向部４１との間に段差が形成されている。これにより、負極対向部４０Ｎと負極外部端子１６Ｎとの間隔と、容器対向部４１と電池容器１１との間隔とが、概ね等しくなっている。
本実施形態の組電池１００において、短絡部材４０は、二次電池１０を保持するセルホルダ２０のスペーサ部２１に固定されている。短絡部材４０は、例えば、インサート成形によってセルホルダ２０に固定することができる。また、短絡部材４０は、例えば、ボルトやリベット等の機械的な締結手段によってセルホルダ２０に固定してもよいし、粘着テープや接着剤によってセルホルダ２０に固定することもできる。
以下、本実施形態の組電池１００の作用について説明する。
前述のように、本実施形態の組電池１００は、複数の二次電池１０を備えている。また、二次電池１０は、電極群１４と、電極群１４を収容する電池容器１１と、電池容器１１の外面に配置されて電極群１４の正極電極及び負極電極にそれぞれ接続された正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎと、を有する。さらに、本実施形態の組電池１００は、個々の二次電池１０に隣接して配置されて非常時に個々の二次電池１０を外部短絡させる導電性を有する短絡部材４０を備えている。そして、短絡部材４０は、正極外部端子１６Ｐに接続されたバスバー３０から正極電極までの正極荷電部１０Ｐの少なくとも一部に間隔を有して対向するとともに、負極外部端子１６Ｎに接続されたバスバー３０から負極電極までの負極荷電部１０Ｎの少なくとも一部に間隔を有して対向している。
以上の構成により、組電池１００は、例えば発電機等の外部機器から供給された電力を、積層方向の一端の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、積層方向の他端の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎとを介して、直列に接続された複数の二次電池１０に供給して充電することができる。また、組電池１００は、直列に接続された複数の二次電池１０に充電された電力を、積層方向の一端の二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、積層方向の他端の二次電池１０の負極外部端子１６Ｎとを介して、例えばモータ等の外部機器へ供給することができる。
このような組電池１００の通常の使用時において、短絡部材４０は、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐに間隔を有して対向するとともに、二次電池１０の負極荷電部１０Ｎに間隔を有して対向している。これにより、短絡部材４０と、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎとが電気的に絶縁され、短絡部材４０によって正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとが短絡することが防止されている。
例えば、車両の衝突等によって組電池１００に衝撃が加わると、組電池１００の製造時に作用する圧縮力よりも数倍大きい荷重が組電池１００に作用する場合がある。このような場合、従来の組電池では、組電池を構成する二次電池が充電された状態で荷重を受け、例えば、二次電池の内部で正極電極と負極電極とが短絡して温度が過度に上昇する虞がある。
また、前記特許文献１に記載された二次電池モジュールでは、導電部材によって電池セルの配列の中間部の電池セルの内部短絡を防止できるが、電池セルの配列の両端の一対の電池セルは、隣接している導電部材が接触しても短絡しない。そのため、配列の両端の一対の電池セルに衝撃や落下等による外力が加わると、内部短絡が発生し、内部の温度が過度に上昇して安全性が低下する虞がある。
これに対し、本実施形態の組電池１００は、非常時に衝撃が加わって製造時に作用する圧縮力よりも数倍大きい荷重が作用すると、各部材の変形によって、短絡部材４０と、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎとの間隔が狭まる。そして、個々の二次電池１０に隣接して配置された短絡部材４０と、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎとが接触し、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとが短絡部材４０を介して短絡する。これにより、個々の二次電池１０に蓄えられていた電気エネルギーが消費され、二次電池１０の内部短絡が防止される。したがって、本実施形態の組電池１００によれば、衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。
また、短絡部材４０は、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐに対向する正極対向部４０Ｐと、負極荷電部１０Ｎに対向する負極対向部４０Ｎとを有している。
そのため、組電池１００が衝撃による荷重によって変形したときに、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐが二次電池１０の正極荷電部１０Ｐに接触し、短絡部材４０の負極対向部４０Ｎが二次電池１０の負極荷電部１０Ｎに接触する。これにより、短絡部材４０と、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎとを、より確実に導通させることができる。
また、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐは、二次電池１０の正極外部端子１６Ｐと、その正極外部端子１６Ｐに接続されたバスバー３０の少なくとも一方に間隔を有して対向している。また、短絡部材４０の負極対向部４０Ｎは、負極外部端子１６Ｎと、その負極外部端子１６Ｎに接続されたバスバー３０の少なくとも一方に間隔を有して対向している。
二次電池１０の正極外部端子１６Ｐ及び負極外部端子１６Ｎと、これらに接続されたバスバー３０は、二次電池１０の電池容器１１の外部に配置された正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎである。したがって、二次電池１０の電池容器１１の内部に配置された正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに短絡部材４０を接触させる場合と比較して、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎを、それぞれ、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに接触させるのが容易になる。
また、短絡部材４０は、電池容器１１に対向する容器対向部４１を有している。そして、二次電池１０の電池容器１１は、導電性を有するとともに、絶縁部材を介して正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに対して電気的に絶縁されている。
そのため、例えば、組電池１００に衝撃が加わって製造時に作用する圧縮力よりも数倍大きい荷重が作用すると、各部材の変形によって短絡部材４０の容器対向部４１と二次電池１０の電池容器１１との間隔が狭まる。そして、個々の二次電池１０に隣接して配置された一対の短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎが、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎと接触して導通するとともに、一対の短絡部材４０の容器対向部４１が、電池容器１１と接触して導通する。これにより、一対の短絡部材４０と電池容器１１とによって、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとの間に短絡経路が形成され、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとが、一対の短絡部材４０と電池容器１１とを介して短絡する。
また、組電池１００は、二次電池１０を保持するセルホルダ２０を備えている。そして、セルホルダ２０は、扁平角形の電池容器１１の広側面１１ｗに対向するスペーサ部２１を有している。そして、本実施形態の組電池１００において、短絡部材４０は、セルホルダ２０のスペーサ部２１に固定されている。
これにより、個々の二次電池１０の厚さ方向、すなわち複数の二次電池１０の積層方向において、短絡部材４０を二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに対向させることができる。したがって、組電池１００に複数の二次電池１０の積層方向の衝撃による荷重が作用したときに、短絡部材４０を二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに接触させて、短絡部材４０を介して正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。
以上説明したように、本実施形態の組電池１００によれば、衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。
［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２に係る組電池について、図１から図３を援用し、図５Ａ及び図５Ｂを用いて説明する。図５Ａは、図４Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。図５Ｂは、図５Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有する点で、前述の実施形態１の組電池１００と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態１の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有している。そのため、組電池に衝撃による荷重が作用して各部材が変形し、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎがそれぞれ二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに接触すると、正極対向部４０Ｐ、接続部４２、及び負極対向部４０Ｎによって、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとの短絡経路が形成される。これにより、電池容器１１を介することなく短絡部材４０単体で正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。
さらに、実施形態１の組電池１００と同様に、短絡部材４０の容器対向部４１が二次電池１０の電池容器１１に接することで、正極対向部４０Ｐ、電池容器１１、及び負極対向部４０Ｎによっても短絡経路が形成され、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。したがって、本実施形態の組電池によれば、実施形態１の組電池１００と比較して、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させる短絡経路の電気抵抗を低減し、衝撃による荷重が加わったときに正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとをより短絡させやすくすることができる。
［実施形態３］
次に、本発明の実施形態３に係る組電池について、図１から図３を援用し、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。図６Ａは、図４Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。図６Ｂは、図６Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０がセルホルダ２０の側板部２２に固定されている点で、前述の実施形態１の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態１の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の組電池は、前述の実施形態１の組電池と同様に、二次電池１０を保持するセルホルダ２０を備えている。また、セルホルダ２０は、扁平角形の電池容器１１の狭側面１１ｎに対向する側板部２２を有している。本実施形態の組電池において、短絡部材４０は、セルホルダ２０の側板部２２に固定されている。これにより、二次電池１０の幅方向において、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐは、正極荷電部１０Ｐに間隔を有して対向し、短絡部材４０の負極対向部４０Ｎは、負極荷電部１０Ｎに間隔を有して対向している。また、二次電池１０の幅方向において、短絡部材４０の容器対向部４１は、二次電池１０の電池容器１１の狭側面１１ｎに間隔を有して対向している。
そのため、二次電池１０の幅方向において、組電池に衝撃が加わって、組電池に荷重が作用して各部材が変形すると、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎと、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎとの間隔が狭まる。そして、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎと、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎとが接触して導通する。また、短絡部材４０の容器対向部４１と二次電池１０の電池容器１１の狭側面１１ｎとの間隔が狭まって、短絡部材４０の容器対向部４１と電池容器１１とが接触して導通する。
したがって、本実施形態の組電池によれば、組電池に二次電池１０の幅方向の荷重が作用して変形したときに、実施形態１の組電池と同様に、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを、一対の短絡部材４０及び電池容器１１を介して短絡させ、二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。
［実施形態４］
次に、本発明の実施形態４に係る組電池について、図１から図３を援用し、図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。図７Ａは、図４Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。図７Ｂは、図７Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有する点で、前述の実施形態３の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態３の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有している。そのため、組電池に衝撃による荷重が作用して各部材が変形し、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎがそれぞれ二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに接触すると、正極対向部４０Ｐ、接続部４２、及び負極対向部４０Ｎによって、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとの短絡経路が形成される。これにより、電池容器１１を介することなく短絡部材４０単体で正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。
さらに、実施形態３の組電池と同様に、短絡部材４０の容器対向部４１が二次電池１０の電池容器１１に接することで、正極対向部４０Ｐ、電池容器１１、及び負極対向部４０Ｎによっても、短絡経路が形成され、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。したがって、本実施形態の組電池によれば、実施形態３の組電池と比較して、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させる短絡経路の電気抵抗を低減し、衝撃による荷重が加わったときに正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとをより短絡させやすくすることができる。
［実施形態５］
次に、本発明の実施形態５に係る組電池について、図１から図３を援用し、図８Ａ及び図８Ｂを用いて説明する。図８Ａは、図４Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。図８Ｂは、図８Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。
本実施形態の組電池は、バスバー３０を保持するバスバーホルダ５０を有し、短絡部材４０がバスバーホルダ５０に固定されている点で、前述の実施形態１の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態１の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の組電池は、バスバー３０を保持するバスバーホルダ５０を有し、短絡部材４０がバスバーホルダ５０に固定されている。これにより、二次電池１０の高さ方向において、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐは、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐに間隔を有して対向し、短絡部材４０の負極対向部４０Ｎは、二次電池１０の負極荷電部１０Ｎに間隔を有して対向している。また、二次電池１０の高さ方向において、短絡部材４０の容器対向部４１は、電池容器１１の電池蓋１３に間隔を有して対向している。
そのため、二次電池１０の高さ方向において、組電池に衝撃が加わって、組電池に荷重が作用して各部材が変形すると、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎと、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎとの間隔が狭まる。そして、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎと、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎとが接触して導通する。また、短絡部材４０の容器対向部４１と二次電池１０の電池容器１１の電池蓋１３との間隔が狭まって、短絡部材４０の容器対向部４１と電池容器１１とが接触して導通する。
したがって、本実施形態の組電池によれば、組電池に二次電池１０の高さ方向の荷重が作用して変形したときに、実施形態１の組電池と同様に、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを、短絡部材４０及び電池容器１１を介して短絡させ、二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。
［実施形態６］
次に、本発明の実施形態６に係る組電池について、図１から図３を援用し、図９Ａ及び図９Ｂを用いて説明する。図９Ａは、図４Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。図９Ｂは、図９Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有する点で、前述の実施形態５の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態５の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有している。そのため、組電池に衝撃による荷重が作用して各部材が変形し、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎがそれぞれ二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに接触すると、正極対向部４０Ｐ、接続部４２、及び負極対向部４０Ｎによって、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとの短絡経路が形成される。これにより、電池容器１１を介することなく短絡部材４０単体で正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。
さらに、実施形態５の組電池と同様に、短絡部材４０の容器対向部４１が二次電池１０の電池容器１１に接することで、正極対向部４０Ｐ、電池容器１１、及び負極対向部４０Ｎによっても、短絡経路が形成され、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。したがって、本実施形態の組電池によれば、実施形態５の組電池と比較して、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させる短絡経路の電気抵抗を低減し、衝撃による荷重が加わったときに正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとをより短絡させやすくすることができる。
［実施形態７］
次に、本発明の実施形態７に係る組電池について、図１から図３を援用し、図１０Ａから図１０Ｃを用いて説明する。図１０Ａは、図４Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。図１０Ｂは、図１０Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。図１０Ｃは、短絡部材４０と電池容器１１内部の正極荷電部１０Ｐとが接触した状態を示す二次電池１０の断面図である。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、電池容器１１の内部の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに電池容器１１を介して対向する点で、前述の実施形態１の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態１の組電池と同様であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の組電池では、電池容器１１の厚さ方向において、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐは、電池容器１１の内部の正極集電板１５Ｐに電池容器１１を介して対向し、短絡部材４０の負極対向部４０Ｎは、電池容器１１の内部の負極集電板１５Ｎに電池容器１１を介して対向している。正極集電板１５Ｐは、二次電池１０の正極荷電部１０Ｐの一部であり、電池容器１１内部の電極群１４を構成する正極電極の箔露出部１４Ｐと電池容器１１の外部の正極外部端子１６Ｐとを接続している。負極集電板１５Ｎは、二次電池１０の負極荷電部１０Ｎの一部であり、電池容器１１内部の電極群１４を構成する負極電極の箔露出部１４Ｎと、電池容器１１の外部の負極外部端子１６Ｎとを接続している。
また、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎは、それぞれ鋭利な先端部を有し、先端部が電池容器１１を向くようにセルホルダ２０のスペーサ部２１に埋め込まれている。そのため、例えば、組電池に衝撃が加わって、製造時に作用する圧縮力よりも数倍大きい荷重が電池容器１１の厚さ方向に作用すると、各部材の変形によって短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎの先端部が、それぞれ電池容器１１を突き破る。そして、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎの先端部が、それぞれ、電池容器１１内部の正極集電板１５Ｐ及び負極集電板１５Ｎに接触して導通する。
これにより、一対の短絡部材４０と電池容器１１とによって、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとの間に短絡経路が形成され、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとが、一対の短絡部材４０と電池容器１１とを介して短絡する。そして、個々の二次電池１０に蓄えられていた電気エネルギーが消費され、二次電池１０の内部短絡が防止される。したがって、本実施形態の組電池によれば、前述の実施形態１の組電池と同様に、衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。
なお、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐは、電池容器１１の内部の電極群１４を構成する正極電極の箔露出部１４Ｐに電池容器１１を介して対向してもよい。また、短絡部材４０の負極対向部４０Ｎは、電池容器１１の内部の電極群１４を構成する負極電極の箔露出部１４Ｎに電池容器１１を介して対向してもよい。
これにより、組電池に衝撃が加わって荷重が電池容器１１の厚さ方向に作用したときに、電池容器１１を突き破った短絡部材４０を、電池容器１１の内部の正極荷電部１０Ｐの一部である正極電極の箔露出部１４Ｐと、電池容器１１の内部の負極荷電部１０Ｎの一部である負極電極の箔露出部１４Ｎとに接触させることができる。したがって、短絡部材４０を正極集電板１５Ｐ及び負極集電板１５Ｎに接触させる場合と同様の効果を得ることができる。
［実施形態８］
次に、本発明の実施形態８に係る組電池について、図１から図３を援用し、図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。図１１Ａは、図４Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。図１１Ｂは、図１１Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有する点で、前述の実施形態７の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態７の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有している。そのため、組電池に衝撃による荷重が作用して各部材が変形し、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎがそれぞれ二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに接触すると、正極対向部４０Ｐ、接続部４２、及び負極対向部４０Ｎによって、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとの短絡経路が形成される。これにより、電池容器１１を介することなく短絡部材４０単体で正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。
さらに、実施形態７の組電池と同様に、短絡部材４０が二次電池１０の電池容器１１に電気的に接続されることで、正極対向部４０Ｐ、電池容器１１、及び負極対向部４０Ｎによっても短絡経路が形成され、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。したがって、本実施形態の組電池によれば、実施形態７の組電池と比較して、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させる短絡経路の電気抵抗を低減し、衝撃による荷重が加わったときに正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとをより短絡させやすくすることができる。
また、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有することで、組電池に衝撃による荷重が作用したときに、接続部４２によって荷重を受け、正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎによって電池容器１１をより確実に突き破ることができる。したがって、実施形態７の組電池と比較して、より確実に正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとの短絡経路を形成することが可能になる。
［実施形態９］
次に、本発明の実施形態９に係る組電池について、図１から図３を援用し、図１２Ａから図１２Ｃを用いて説明する。図１２Ａは、図４Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。図１２Ｂは、図１２Ａに示すＢ−Ｂ線に沿うセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。図１２Ｃは、短絡部材４０と電池容器１１内部の正極荷電部１０Ｐとが接触した状態を示す二次電池１０の断面図である。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０がセルホルダ２０の側板部２２に固定されている点で、前述の実施形態７の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態７の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０がセルホルダ２０の側板部２２に固定されている。これにより、電池容器１１の幅方向において、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐは、電池容器１１の内部の正極集電板１５Ｐに電池容器１１を介して対向し、短絡部材４０の負極対向部４０Ｎは、電池容器１１の内部の負極集電板１５Ｎに該電池容器１１を介して対向している。
そのため、例えば、組電池に衝撃が加わって電池容器１１の幅方向に荷重が作用すると、各部材の変形によって、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎの先端部が、それぞれ電池容器１１を突き破る。そして、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎの先端部が、それぞれ電池容器１１内部の正極集電板１５Ｐ及び負極集電板１５Ｎに接触して導通する。
これにより、一対の短絡部材４０と電池容器１１とによって、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとの間に短絡経路が形成され、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとが一対の短絡部材４０と電池容器１１とを介して短絡する。そして、個々の二次電池１０に蓄えられていた電気エネルギーが消費され、二次電池１０の内部短絡が防止される。したがって、本実施形態の組電池によれば、前述の実施形態１の組電池と同様に、衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。
［実施形態１０］
次に、本発明の実施形態１０に係る組電池について、図１から図３を援用し、図１３を用いて説明する。図１３は、図４Ａに相当する本実施形態の組電池の２つの二次電池１０の間のセルホルダ２０及び短絡部材４０を示す平面図である。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有する点で、前述の実施形態９の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態９の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有している。なお、接続部４２の両端は、正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎと間隔を有して対向している。そのため、組電池に衝撃による荷重が作用して各部材が変形すると、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎがそれぞれ電池容器１１を突き破って二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに接触するとともに、接続部４２の両端が正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎに接触して導通する。これにより、正極対向部４０Ｐ、接続部４２、及び負極対向部４０Ｎによって、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとの短絡経路が形成され、電池容器１１を介することなく短絡部材４０単体で正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。
さらに、実施形態９の組電池と同様に、短絡部材４０が二次電池１０の電池容器１１を突き破って電池容器１１に電気的に接続されることで、正極対向部４０Ｐ、電池容器１１、及び負極対向部４０Ｎによっても、短絡経路が形成され、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。したがって、本実施形態の組電池によれば、実施形態９の組電池と比較して、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させる短絡経路の電気抵抗を低減し、衝撃による荷重が加わったときに正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとをより短絡させやすくすることができる。
［実施形態１１］
次に、本発明の実施形態１１に係る組電池について、図１から図３を援用し、図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて説明する。図１４Ａは、図１２Ｂに相当するセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。図１４Ｂは、短絡部材４０と電池容器１１内部の正極荷電部１０Ｐとが接触した状態を示す二次電池１０の断面図である。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０がセルホルダ２０の底板部２３に固定されている点で、前述の実施形態７の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態７の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０がセルホルダ２０の底板部２３に固定されている。これにより、電池容器１１の高さ方向において、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐは、電池容器１１の内部の電極群１４を構成する正極電極の箔露出部１４Ｐに電池容器１１を介して対向し、短絡部材４０の負極対向部４０Ｎは、電池容器１１の内部の電極群１４を構成する負極電極の箔露出部１４Ｎに該電池容器１１を介して対向している。
そのため、例えば、組電池に衝撃が加わって電池容器１１の高さ方向に荷重が作用すると、各部材の変形によって、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎの先端部がそれぞれ電池容器１１を突き破る。そして、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎの先端部が、それぞれ電池容器１１内部の正極電極の箔露出部１４Ｐ及び負極電極の箔露出部１４Ｎに接触して導通する。
これにより、一対の短絡部材４０と電池容器１１とによって正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとの間に短絡経路が形成され、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとが一対の短絡部材４０と電池容器１１とを介して短絡する。そして、個々の二次電池１０に蓄えられていた電気エネルギーが消費され、二次電池１０の内部短絡が防止される。したがって、本実施形態の組電池によれば、前述の実施形態１の組電池と同様に、衝撃等による外力に対する二次電池１０の安全性を従来よりも向上させることができる。
［実施形態１２］
次に、本発明の実施形態１２に係る組電池について、図１から図３を援用し、図１５を用いて説明する。図１５は、図１４Ａに相当するセルホルダ２０及び短絡部材４０の断面図である。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有する点で、前述の実施形態１１の組電池と異なっている。本実施形態の組電池のその他の点は、前述の実施形態９の組電池と同一であるため、同一の部分には同一の符号を付して説明を省略する。
本実施形態の組電池は、短絡部材４０が、正極対向部４０Ｐと負極対向部４０Ｎとを接続する接続部４２を有している。そのため、組電池に衝撃による荷重が作用して各部材が変形すると、短絡部材４０の正極対向部４０Ｐ及び負極対向部４０Ｎがそれぞれ電池容器１１を突き破って二次電池１０の正極荷電部１０Ｐ及び負極荷電部１０Ｎに接触する。これにより、正極対向部４０Ｐ、接続部４２、及び負極対向部４０Ｎによって、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとの短絡経路が形成され、電池容器１１を介することなく短絡部材４０単体で正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。
さらに、実施形態１１の組電池と同様に、短絡部材４０が二次電池１０の電池容器１１を突き破って電池容器１１に電気的に接続されることで、正極対向部４０Ｐ、電池容器１１、及び負極対向部４０Ｎによっても、短絡経路が形成され、正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させることができる。したがって、本実施形態の組電池によれば、実施形態１１の組電池と比較して、個々の二次電池１０の正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとを短絡させる短絡経路の電気抵抗を低減し、衝撃による荷重が加わったときに正極荷電部１０Ｐと負極荷電部１０Ｎとをより短絡させやすくすることができる。
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
例えば、前述の各実施形態を組み合わせることで、組電池に二次電池の電池容器の厚さ方向、幅方向、高さ方向のいずれの荷重が作用した場合でも、一つの短絡部材によって二次電池の正極荷電部と負極荷電部とを短絡させることが可能になる。
１０ 二次電池
１０Ｎ 負極荷電部
１０Ｐ 正極荷電部
１１ 電池容器
１１ｎ 狭側面
１１ｗ 広側面
１４ 電極群
１４Ｎ 箔露出部（負極電極）
１４Ｐ 箔露出部（正極電極）
１５Ｎ 負極集電板
１５Ｐ 正極集電板
１６Ｎ 負極外部端子
１６Ｐ 正極外部端子
１７ａ 絶縁部材
１７ｂ ガスケット（絶縁部材）
２０ セルホルダ
２１ スペーサ部
２２ 側板部
３０ バスバー
４０ 短絡部材
４０Ｎ 負極対向部
４０Ｐ 正極対向部
４１ 容器対向部
４２ 接続部
５０ バスバーホルダ
１００ 組電池

Claims (4)

  1. 電極群と、該電極群を収容する電池容器と、該電池容器の外面に配置されて前記電極群の正極電極及び負極電極にそれぞれ接続された正極外部端子及び負極外部端子と、を有する二次電池であって、前記電池容器は、導電性を有するとともに、絶縁部材を介して前記正極外部端子に接続されたバスバーから前記正極電極までの正極荷電部及び前記負極外部端子に接続されたバスバーから前記負極電極までの負極荷電部に対して電気的に絶縁されている、複数の二次電池と、
    前記二次電池を保持するセルホルダと、を備えた組電池であって、
    前記セルホルダにインサート成形されて固定され、個々の前記二次電池の前記正極外部端子と前記負極外部端子にそれぞれ隣接して配置されて非常時に前記電池容器を介して前記二次電池を外部短絡させる導電性を有する一対の短絡部材を備え、
    一方の前記短絡部材は、前記正極外部端子と該正極外部端子に接続されたバスバーの少なくとも一方に間隔を有して対向する正極対向部と、前記電池容器に対向する容器対向部と、を有し、
    他方の前記短絡部材は、前記負極外部端子と該負極外部端子に接続されたバスバーの少なくとも一方に間隔を有して対向する負極対向部と、前記電池容器に対向する容器対向部と、を有することを特徴とする組電池。
  2. 前記正極外部端子に隣接する前記一方の前記短絡部材は、前記正極対向部が前記正極外部端子へ向けて突出し、前記正極対向部と前記容器対向部との間に段差が形成され、前記正極対向部と、前記正極外部端子と該正極外部端子に接続された前記バスバーの少なくとも一方との前記間隔と、前記容器対向部と前記電池容器との間隔とが等しく、
    前記負極外部端子に隣接する前記他方の前記短絡部材は、前記負極対向部が前記負極外部端子へ向けて突出し、前記負極対向部と前記容器対向部との間に段差が形成され、前記負極対向部と、前記負極外部端子と該負極外部端子に接続された前記バスバーの少なくとも一方との間隔と、前記容器対向部と前記電池容器との間隔とが等しいことを特徴とする請求項１に記載の組電池。
  3. 前記セルホルダは、扁平角形の前記電池容器の広側面に対向するスペーサ部を有し、
    前記短絡部材は、前記スペーサ部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
  4. 前記セルホルダは、扁平角形の前記電池容器の狭側面に対向する側板部を有し、
    前記短絡部材は、前記側板部に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
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