JP7329181B2 - 電池ユニット、電池モジュールおよび電池パック - Google Patents

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Description

本発明は、電池ユニット、電池モジュールおよび電池パックに関する。
特開2017-091762号公報は、電池セルケースの内側、電池セルの上部に設けられた安全弁の直下に電極材料の捕捉フィルターと電解液吸収材を設けたセル構造が開示されている。ここで、電解液吸収材は、捕捉フィルターと安全弁との間に配置されている。同公報では、かかる電池セルによれば、安全弁が開口した場合であっても、電極体の外に存在する電解液がケースの外に飛散することが抑制されるとされている。
特開2008-117765号公報には、筐体内に電池が収納され、電池から放出されたガスを流通させる経路を有した電池パックが開示されている。当該電池パックでは、経路でガスの温度を低下させて外部に排出するように構成されている。経路には、ガスの流通方向を折り曲げる屈曲部が含まれている。このため、ガスから火花が発生する場合に、屈曲部においてガスの流れる方向と火花の噴出する方向を分離することができる。この結果、ガスが火花を伴って流れるのを抑制でき、ガスが燃焼に至るのを抑制することができる、とされている。また、経路に火花トラップ部を設けることが開示されている。
同公報で開示された電池パックの排気ダクト(1C)は、接続管部(1H)と、主管部(1I)と、ガス冷却部(1L)と、火花トラップ部(1M)と、排気口(1P)とを備えている。かかる構成は、例えば、同公報の図1~図3に示されている。括弧内の符号は、同公報での符号を示している。火花トラップ部(1M)はガス冷却部(1L)に隣接して配置されている。火花トラップ部(1M)として、ガス中の火花を捕集するために、内壁面に多孔質セラミック板、ゲルシート、銅メッシュ、アルミメッシュ、SUSメッシュ、セメント板又は石膏板を設けることが開示されている。同公報で開示された電池パックでは、電池より排出されたガスは、接続管部(1H)から主管部(1I)へと導かれ、主管部(1I)を通過した後にガス冷却部(1L)を通過し、その後に火花トラップ部(1M)を通過して排気口(1P)を通して筐体外部に放出される。
特開2017-091762号公報 特開2008-117765号公報
ところで、高い出力が求められる車両の駆動用電源には、複数の二次電池を組み合わせた組電池が用いられうる。複数の二次電池は、バスバーで接続されて電池モジュールが構成される。さらに複数の電池モジュールは、パックケースに収容されて、電池パックが構成されうる。複数の電池モジュールが収容された電池パックでは、1つのセルの熱暴走を起点として電池パック内の複数の電池に熱暴走が連鎖的に生じることに対する安全性を向上させたい。
ここで開示される電池ユニットは、二次電池と、第1トラップと、第2トラップとを備えている。二次電池は、ガス排出弁を備えた電池ケースと、電池ケースに収容された電解液とを有している。第1トラップは、電池ケースの外側で、ガス排出弁を覆うように対向したメッシュ材からなる。第2トラップは、第1トラップのさらに外側で、ガス排出弁を覆うように対向した、不燃材料からなる液体保持材である。
かかる電池ユニットによれば、第1トラップと第2トラップとによって、ガス排出弁が開かれたときに噴き出すガスに含まれる電解液や火花の飛散を抑止できる。このため、熱暴走が連鎖的に生じることに対する安全性を向上させることができる。
安全性を向上させる観点において、第1トラップの開口率は、例えば、25%以上75%以下であってもよい。また、第2トラップは、スポンジと、ウール材と、珪素土と、繊維材とのうち何れか1つで構成されていてもよい。第1トラップは、ガス排出弁から離されていてもよい。第2トラップは、第1トラップから離して設けられていてもよい。第1トラップは、電池ケースまたは第2トラップに支持されていてもよい。第2トラップは、第1トラップまたは電池ケースに支持されていてもよい。
ここで開示される電池モジュールは、複数の二次電池と、拘束部材と、バスバーと、第1トラップと、第2トラップとを備えている。複数の二次電池は、ガス排出弁を備えた電池ケースと、電池ケースに収容された電解液と、電池ケースの側面に設けられた正極端子と、電池ケースの側面に設けられた負極端子とをそれぞれ有している。拘束部材は、複数の二次電池を予め定められた配置に拘束する部材である。バスバーは、複数の二次電池の間で、正極端子と負極端子とを繋いでいる。第1トラップは、複数の二次電池のそれぞれの電池ケースの外側で、ガス排出弁を覆うように対向したメッシュ材からなる。第2トラップは、複数の二次電池のそれぞれの第1トラップのさらに外側で、ガス排出弁を覆うように対向した、不燃材料からなる液体保持材である。
かかる電池モジュールによれば、第1トラップと第2トラップとによって、ガス排出弁が開かれたときに噴き出すガスに含まれる電解液や火花の飛散を抑止できる。このため、1つの二次電池の熱暴走を起点として電池モジュールの他の二次電池に熱暴走が連鎖的に生じることに対する安全性を向上させることができる。
ここで、第1トラップの開口率は、25%以上75%以下であってもよい。第2トラップは、スポンジと、ウール材と、珪素土と、繊維材とのうち何れか1つで構成されていてもよい。第1トラップは、複数の二次電池のそれぞれのガス排出弁から離して設けられていてもよい。第2トラップは、第1トラップから離して設けられていてもよい。第1トラップは、複数の二次電池の電池ケースのうち何れかの電池ケースと、拘束部材と、バスバーと、第2トラップとのうち少なくとも1つに支持されていてもよい。第2トラップは、複数の二次電池の電池ケースのうち何れかの電池ケースと、第1トラップと、拘束部材と、バスバーとのうち少なくとも1つに支持されていてもよい。
ここで開示される電池パックは、1または複数の電池モジュールと、1または複数の電池モジュールを予め定められた配置で収容したパックケースとを備えているとよい。第1トラップは、複数の二次電池の電池ケースのうち何れかの電池ケースと拘束部材とバスバーとパックケースと第2トラップとのうち少なくとも1つに支持されていてもよい。第2トラップは、複数の二次電池の電池ケースのうち何れかの電池ケースと拘束部材とバスバーとパックケースと第1トラップとのうち少なくとも1つに支持されていてもよい。
かかる電池パックによれば、第1トラップと第2トラップとによって、ガス排出弁が開かれたときに噴き出すガスに含まれる電解液や火花の飛散を抑止できる。このため、1つの二次電池の熱暴走を起点として電池パック内の他の二次電池に熱暴走が連鎖的に生じることに対する安全性を向上させることができる。
図1は、ここで開示される電池ユニット10を示す模式図である。 図2は、電池モジュール100を示す模式図である。 図3は、電池パック200を示す模式図である。
以下、ここで開示される電池ユニット、電池モジュールおよび電池パックの一実施形態を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。本発明は、特に言及されない限りにおいて、ここで説明される実施形態に限定されない。
〈電池ユニット10〉
図1は、ここで開示される電池ユニット10を示す模式図である。電池ユニット10は、図1に示されているように、二次電池11と、第1トラップ12と、第2トラップ13とを備えている。
〈二次電池11〉
二次電池11は、電池ケース11aと、電解液とを備えている。二次電池11は、例えば、非水電解液二次電池でありうる。かかる二次電池11では、電池ケース11aの内部に電極体と電解液とが収容されている。電池ケース11aは、ガス排出弁11a1を備えている。この実施形態では、電池ケース11aは、いわゆる略直方体のケースからなる角型のケースである。電池ケース11aには、正極端子21および負極端子22が取付けられている。
〈ガス排出弁11a1〉
ガス排出弁11a1は、電池ケース11a内でガスが多量に発生し、内圧が上がった際に、電池ケース11aの他の部位に先んじて破断し、開口するように設計されている。電池ケース11aのガス排出弁11a1は、電池ケース11aの内圧が一定程度高くなったときに開く。これにより、電池ケース11aの内圧が一定程度以上に高くなることが抑止される。
〈電池モジュール100〉
図2は、電池モジュール100を示す模式図である。図3は、電池パック200を示す模式図である。図2では、第1トラップ12と第2トラップ13とは、図示が省略されている。電池モジュール100は、図2に示されているように、複数の二次電池11と、拘束部材102と、バスバー104とを備えている。
電池モジュール100を構成する複数の二次電池11は、それぞれガス排出弁11a1を備えた電池ケース11aを有している。図示は省略するが、電池ケース11aには、電極体と電解液がそれぞれ収容されている。電池ケース11aには、正極端子21と、負極端子22がそれぞれ設けられている。電池モジュール100では、図2に示されているように、複数の二次電池11が並べられている。図2に示された形態では、複数の二次電池11は、それぞれ角型の電池ケース11aを有している。複数の二次電池11は、角型の電池ケース11aであり、幅広面が対向するように並べられている。
電池ケース11aには、一側面にガス排出弁11a1が設けられている。複数の二次電池11は、ガス排出弁11a1が同じ方向を向くように電池ケース11aの向きが揃えられた状態で並べられている。なお、図示は省略するが、複数の二次電池11の間には、スペーサーが配置されていてもよい。スペーサーは、冷媒の流路を形成したり、二次電池11の間を断熱したりする機能を備えていてもよい。
拘束部材102は、電池モジュール100の複数の二次電池11を拘束するものである。図2に示された形態では、拘束部材102は、並べられた複数の二次電池11の両端に重ねられた拘束板102a,102bを有している。拘束板102a,102bは、拘束ベルト102cが架け渡されている。拘束ベルト102cにテンションが掛けられることによって、電池モジュール100を構成する複数の二次電池11に所定の拘束圧が作用している。
バスバー104は、電池モジュール100の複数の二次電池11の間で、正極端子21と負極端子22とを電気的に繋いでいる。換言すれば、バスバー104は、電池モジュール100の複数の二次電池11を電気的に接続している。電池モジュール100の複数の二次電池11は、例えば、直列に接続されるように接続されているとよい。
〈電池パック200〉
電池パック200は、1または複数の電池モジュール100と、1または複数の電池モジュール100を予め定められた配置で収容したパックケース202とを備えている。パックケース202は、所要の機械強度を有するケースでありうる。また、パックケース202内には、適宜に冷却ファンなどの冷却装置や、冷媒循環装置や、電池パック200内の電池モジュール100への充放電を制御する制御装置や、電池パック200内の電池モジュール100の電流値や電圧値や温度などを取得するためのセンサなどが収容されうる。
ここで、ガス排出弁11a1は、電池ケース11a内でガスが多量に発生し、内圧が上がった際に、電池ケース11aの他の部位に先んじて破断し、開口するように設計されている。ガス排出弁11a1が開かれたときには、ガス排出弁11a1からガスが勢いよく噴き出しうる。ガス排出弁11a1が開かれる際には、二次電池11の発熱を伴う場合がある。このため、ガス排出弁11a1から噴き出すガスには、揮発した電解液が含まれうる。噴き出されるガスに含まれる電解液は、ミスト状であり得る。電解液には、延焼防止策が種々講じられている。しかし、安全性を向上させるとの観点では、ガス排出弁11a1から噴き出す電解液が電池パックのケース内で飛散することを抑制したい。
また、電池ケース11a内でガスが発生する要因には、車両衝突時において鋭利な金属片が電池に突き刺さることなどが想定されうる。このような事象を想定した試験として、例えば、電池に釘を刺す、釘刺し試験が採用されうる。釘刺し試験では、電池ケース11aに電極体を貫くように釘が刺される。釘指し試験では、電池ケース11a内部に収容された電極体の正極と負極とが短絡する。このため、釘指し試験では、内部に収容された電極体の正極と負極とを、意図的に短絡を生じさせる試験として採用されうる。さらに、他方で、二次電池11が十分に充電された状態では、正極と負極に大きな電位差がある。大きな電位差がある正極と負極との短絡を伴うような事象では、短絡によって急激に発熱し、電池ケース11a内で急激にガスが発生することも想定されうる。このため、釘刺し試験は、電池を過充電状態(例えば、SOC100%以上に充電した状態)で行なわれうる。ここで、SOCは、State of Chargeを意味する。
二次電池11には、二次電池11の発熱に対しては、正極と負極との間に介在しているセパレータを溶融させ開口を閉じ、短絡に伴う反応をシャットダウンさせる構造なども種々提案されている。また、電解液に難燃性溶媒を採用することが検定されているが、ここでは、さらに、また、電池ケース11a内部に収容された電極体の正極と負極とが短絡し、電池ケース11a内で急激にガスが発生した場合でも、ガス排出弁11a1が開口するので、電池ケース11aは大きく損傷しない。他方で、ガス排出弁11a1が開口された際には、電池ケース11a内でガスが多く発生しており、内部の圧力が高くなっている。このため、ガス排出弁11a1からガスが勢いよく噴き出す。ガスは、電解液と一緒に噴き出す。また、電池ケース11a内部で短絡が生じている場合には、火花が生じることも起こりうる。このため、ガス排出弁11a1から噴き出されるガスが火花を伴わないとも限らない。
〈第1トラップ12〉
第1トラップ12は、電池ケース11aの外側で、ガス排出弁11a1を覆うように対向している。第1トラップ12は、メッシュ材からなる。このため、第1トラップ12は、ガスが通過することを許容し、かつ、ガスが火花を伴う場合に、火花を捕捉しうるように構成されているとよい。このような機能を奏するように、例えば、第1トラップ12の開口率が調整されているとよい。
ここで、第1トラップ12の開口率は、ガスのスムーズな排出を許容し、かつ、ガスが火花を伴う場合に火花を捕捉できる程度の大きさに設定されているとよい。かかる観点において、発明者は、第1トラップ12の開口率は、例えば、25%以上、好ましくは40%以上であるとよい。また、第1トラップ12の開口率は、例えば、75%以下、好ましくは60%以下であるとよい。第1トラップ12は、格子状のメッシュ材に限定されない。例えば、6角格子状のメッシュ材でもよい。第1トラップ12の開口率は、メッシュ全体に対する開口部の面積の割合として定義されうる。また、第1トラップ12は、ガス排出弁11a1からガスが排出されるのを許容し、かつ、ガス排出弁11a1から排出されるガスに火花が含まれる場合に、火花を捕捉しうるものであるとよい。かかる観点において、第1トラップ12には適当なメッシュ材が選定されるとよい。特に言及されない限りにおいて、第1トラップ12に用いられるメッシュ材の開口率や厚さなどは限定されない。
ここで、第1トラップ12には、例えば、金属のメッシュが用いられうる。この場合、例えば、アルミ、銅、ステンレス、真鍮、インコネルなどの金属のメッシュが用いられうる。また、第1トラップ12には、耐熱セラミックからなるメッシュ材が用いられてもよい。
また、第1トラップ12は、電池ケース11aのガス排出弁11a1が開かれるのを阻害しないように、設けられているとよい。例えば、第1トラップ12は、ガス排出弁11a1が開かれるのを阻害しない程度に、ガス排出弁11a1から離して設けられていてもよい。例えば、第1トラップ12は、電池ケース11aに支持されていてもよい。具体的には、電池ケース11aに設けられる正極端子や負極端子に取り付けられていてもよい。
また、図2に示されているように、電池モジュール100では、第1トラップ12は、電池モジュール100の複数の二次電池11のそれぞれの電池ケース11aの外側で、ガス排出弁11a1を覆うように対向しているとよい。この場合も第1トラップ12は、メッシュ材で構成されているとよい。また、第1トラップ12は、複数の二次電池11のそれぞれのガス排出弁11a1から離して設けられていてもよい。複数の二次電池11のそれぞれのガス排出弁11a1が開かれる際に、第1トラップ12が邪魔にならない。
また、電池モジュール100においては、第1トラップ12は、電池ケース11aと、拘束部材102と、バスバー104とのうち少なくとも1つに支持されているとよい。つまり、第1トラップ12は、電池ケース11aだけでなく、拘束部材102やバスバー104などに支持されていてもよい。また、図3に示されているように、電池パック200では、第1トラップ12は、さらにパックケース202に取り付けられていてもよい。
なお、この実施形態では、第1トラップ12は、ガス排出弁11a1から離れて設けられている。第1トラップ12は、特に言及されない限りにおいて、ガス排出弁11a1から離れていることを必須としない。例えば、第1トラップ12は、初期状態でガス排出弁11a1に接していてもよい。この場合、第1トラップ12は、ガス排出弁11a1が開かれる際にガス排出弁11a1に押されて変形するような形態も含まれうる。かかる観点において、電池モジュール100では、第1トラップ12は、一部において、電池モジュール100の複数の二次電池11の何れかのガス排出弁11a1に接していてもよい。
〈第2トラップ13〉
第2トラップ13は、第1トラップ12のさらに外側で、ガス排出弁11a1を覆うように対向している。第2トラップ13は、不燃材料からなる液体保持材である。第2トラップ13は、例えば、スポンジ、ウール材、珪素土、繊維材などでありうる。第2トラップ13は、第1トラップ12から離して設けられている。第2トラップ13は、例えば、第1トラップ12または電池ケース11aに支持されているとよい。
図1に示された形態では、第1トラップ12と第2トラップ13は、それぞれ電池ケース11aに取付けられた支持構造14に取付けられている。そして、第1トラップ12は、ガス排出弁11a1から予め定められた距離離されている。第2トラップ13は、第1トラップ12から予め定められた距離離されているとよい。この実施形態では、第1トラップ12は、ガス排出弁11a1から2cm上に配置されている。第2トラップ13は、ガス排出弁11a1はら4cm上に配置されている。ガス排出弁11a1から第1トラップ12までの距離K1、および、ガス排出弁11a1から第2トラップ13までの距離K2は、例示された距離に限定されず、適宜に変更されうる。かかる観点で、電池モジュール100においても同様に、第2トラップ13は、第1トラップ12から離して設けられているとよい(図3参照)。
例えば、この実施形態では、第1トラップ12と第2トラップ13とには、隙間S1が空けられている。この場合、ガス排出弁11a1から排出されたガスが第1トラップ12を通過し、第1トラップ12と第2トラップ13との間の隙間S1から排出される。このため、ガス排出弁11a1からスムーズにガスが抜ける。また、第1トラップ12から隙間S1を空けて第2トラップ13が直ぐに設けられている。このため、第1トラップ12を通過したガスに含まれるミスト状の電解液は、第2トラップ13で捕捉される。かかる観点で、第1トラップ12と第2トラップ13との隙間S1は、大凡5mm以上30mm以下であるとよい。
なお、この実施形態では、第2トラップ13は、第1トラップ12から離れて設けられている。第2トラップ13は、特に言及されない限りにおいて、第1トラップ12から離れていることを必須としない。例えば、第1トラップ12を通過したガスが抜けるように、第2トラップ13と第1トラップ12との間隙を通じて外部に排出されるとよい。かかる観点において、第2トラップ13は、初期状態で第1トラップ12に接していてもよい。また、第2トラップ13は、第1トラップ12に部分的に接していてもよい。また、電池モジュール100では、電池モジュール100の複数の二次電池11のそれぞれにおいて、ガス排出弁11a1から排出され、第1トラップ12を通過したガスが、第2トラップ13と第1トラップ12との間隙を通じて外部に排出されるとよい。かかる観点で、第1トラップ12と第2トラップ13との間に必要な隙間があるとよい。第2トラップ13は、一部において、電池モジュール100の複数の二次電池11の何れかの第1トラップ12に接していてもよい。また、第1トラップ12と第2トラップ13との間に、間隔を維持するためのスペーサーが配置されていてもよい。この場合、スペーサーは、図示は省略するが、外部にガスが抜ける通路を備えていてもよい。
また、電池モジュール100においては、第2トラップ13は、複数の二次電池11の電池ケース11aのうち何れかの電池ケース11aと、拘束部材102と、バスバー104と第1トラップ12とのうち少なくとも1つに支持されているとよい。つまり、第2トラップ13は、電池ケース11aだけでなく、拘束部材102やバスバー104や第1トラップ12などに支持されていてもよい。また、図3に示されているように、電池パック200では、第2トラップ13は、さらにパックケース202に取り付けられていてもよい。
また、第2トラップ13が、電池ケース11a、拘束部材102、バスバー104およびパックケース202のうち何れかに支持されている場合には、第1トラップ12は、第2トラップ13に支持されていてもよい。また、図3に示されているように、電池パック200に複数の電池モジュール100が収容されている場合には、電池パック200の第1トラップ12と第2トラップ13は、電池モジュール100毎にそれぞれ設けられていてもよい。また、電池パック200に複数の電池モジュール100が収容されている場合には、電池パック200の第1トラップ12と第2トラップ13は、複数の電池モジュール100に対して、それぞれ1つの部材であってもよい。
以上のとおり、ここで開示される電池ユニット10は、図1に示されているように、二次電池11と、第1トラップ12と、第2トラップ13とを備えている。二次電池11は、ガス排出弁11a1を備えた電池ケース11aと、電池ケース11aに収容された電解液とを有している。第1トラップ12は、電池ケース11aの外側で、ガス排出弁11a1を覆うように対向したメッシュ材からなる。第2トラップ13は、第1トラップ12のさらに外側で、ガス排出弁11a1を覆うように対向した、不燃材料からなる液体保持材である。
かかる電池ユニット10によれば、第1トラップ12と第2トラップ13とによって、ガス排出弁11a1が開かれたときに噴き出すガスに含まれる電解液や火花の飛散を抑止できる。このため、熱暴走が連鎖的に生じることに対する安全性を向上させることができる。
また、ここで開示される電池モジュール100は、図2および図3に示されているように、複数の二次電池11と、拘束部材102と、バスバー104と、第1トラップ12と、第2トラップ13とを備えている。複数の二次電池11は、ガス排出弁11a1を備えた電池ケース11aと、電池ケース11aに収容された電解液と、電池ケース11aの側面に設けられた正極端子21と、電池ケース11aの側面に設けられた負極端子22とをそれぞれ有している。拘束部材102は、複数の二次電池11を予め定められた配置に拘束する部材である。バスバー104は、複数の二次電池11の間で、正極端子21と負極端子22とを繋いでいる。第1トラップ12は、複数の二次電池11のそれぞれの電池ケース11aの外側で、ガス排出弁11a1を覆うように対向したメッシュ材からなる。第2トラップ13は、複数の二次電池11のそれぞれの第1トラップ12のさらに外側で、ガス排出弁11a1を覆うように対向した、不燃材料からなる液体保持材である。
かかる電池モジュール100によれば、第1トラップ12と第2トラップ13とによって、ガス排出弁11a1が開かれたときに噴き出すガスに含まれる電解液や火花の飛散を抑止できる。このため、1つの二次電池11の熱暴走を起点として電池モジュール100の他の二次電池11に熱暴走が連鎖的に生じることに対する安全性が向上する。
また、ここで開示された電池パック200は、図3に示されているように、1または複数の電池モジュール100と、1または複数の電池モジュール100を予め定められた配置で収容したパックケース202とを備えているとよい。第1トラップ12は、複数の二次電池11の電池ケース11aのうち何れかの電池ケース11aと拘束部材102とバスバー104とパックケース202と第2トラップ13とのうち少なくとも1つに支持されていてもよい。第2トラップ13は、複数の二次電池11の電池ケース11aのうち何れかの電池ケース11aと拘束部材102とバスバー104とパックケース202と第1トラップ12とのうち少なくとも1つに支持されていてもよい。
かかる電池パック200によれば、第1トラップ12と第2トラップ13とによって、ガス排出弁11a1が開かれたときに噴き出すガスに含まれる電解液や火花の飛散を抑止できる。このため、電池パック200では、1つの二次電池11の熱暴走を起点として電池パック200内の他の二次電池11に熱暴走が連鎖的に生じること、に対する安全性が向上する。
例えば、ここで開示される電池ユニット10、電池モジュール100および電池パック200の効果は、例えば、以下のような誤用試験によって、確認されうる。
例えば、図2に示されているような、5セルモジュールを作製する。そして、中央セルの釘刺し、当該中央のセルの短絡をトリガーとする、熱連鎖試験を実施した。
ここで、釘刺しによる熱連鎖試験では、軸の直径が6mmで、先端角が60℃の釘を用意する。ここで、釘は、SUS440C製とする。電池ケース11aは、アルミニウム製で、釘が刺しうるものである。釘刺し試験では、釘の速度は、2mm/秒とした。ここでは、電解液や電極体の構造が異なる2種類以上の電池セルが用意されるとよい。また、開始SOC(State of Charge、充電状態)は100%とした。SOC100%となる充電の条件は、2種類の電池セルに対してそれぞれ予め定められているとよい。
そして、このとき、第1トラップ12と第2トラップ13がいずれも設けられていない場合、第1トラップ12のみが設けられている場合、第1トラップ12と第2トラップ13の両方が設けられている場合についてそれぞれ試験を行なうとよい。第1トラップ12には、例えば、ステンレス製のメッシュ材が用いられるとよい。第2トラップ13には、例えば、グラスウールが用いられるとよい。
本発明者が得た知見によれば、このような試験により第1トラップ12と第2トラップ13の両方が設けられた場合の効果が確認できる。本発明者が得た知見によれば、第1トラップ12と第2トラップ13の両方が設けられている場合には、他の場合に比べて、トリガーとなる中央のセルから噴出するガスに含まれる電解液の飛散が小さく抑えられ、かつ、電池モジュール100の連鎖的な発熱を抑えられたり、遅らせたりすることが確認できる。ここで、電池ユニット10および電池モジュール100は、電池モジュール100の連鎖的な発熱が生じるまでの時間が長くなればなるほど、さらに電池モジュール100の連鎖的な発熱を抑えられるほど、安全性が高いと評価される。
以上、ここで開示される電池ユニット、電池モジュールおよび電池パックについて、種々説明した。特に言及されない限りにおいて、ここで挙げられた電池ユニット、電池モジュールおよび電池パックの実施形態などは、本発明を限定しない。
10 電池ユニット
11 二次電池
11a 電池ケース
11a1 ガス排出弁
12 第1トラップ
13 第2トラップ
14 支持構造
21 正極端子
22 負極端子
100 電池モジュール
102 拘束部材
102a,102b 拘束板
102c 拘束ベルト
104 バスバー
200 電池パック
202 パックケース
S1 隙間

Claims (17)

  1. 二次電池と、
    第1トラップと、
    第2トラップと
    を備え、
    前記二次電池は、
    ガス排出弁を備えた電池ケースと、
    前記電池ケースに収容された電解液と
    を有し
    前記第1トラップは、
    前記電池ケースの外側で、前記ガス排出弁を覆うように対向したメッシュ材からなり、
    前記第2トラップは、
    前記ガス排出弁を覆うように、前記第1トラップのさらに外側で対向した、不燃材料からなる液体保持材であり、
    前記第1トラップと前記第2トラップとの間に、前記ガス排出弁から排出されたガスが第1トラップを通過し、第1トラップと第2トラップとの間から排出されるように構成された間隙を有する、
    電池ユニット。
  2. 前記第1トラップの開口率は、25%以上75%以下である、請求項1に記載された電池ユニット。
  3. 前記第2トラップは、スポンジと、ウール材と、珪素土と、繊維材とのうち何れか1つで構成されている、請求項1または2に記載された電池ユニット。
  4. 前記第1トラップは、前記ガス排出弁から離されている、請求項1から3までの何れか一項に記載された電池ユニット。
  5. 前記第2トラップは、前記第1トラップから離して設けられている、請求項1から4までの何れか一項に記載された電池ユニット。
  6. 前記第1トラップは、前記電池ケースまたは前記第2トラップに支持されている、
    請求項1から5までの何れか一項に記載された電池ユニット。
  7. 前記第2トラップは、前記第1トラップまたは前記電池ケースに支持されている、
    請求項1から6までの何れか一項に記載された電池ユニット。
  8. 複数の二次電池と、
    拘束部材と、
    バスバーと、
    第1トラップと、
    第2トラップと
    を備え、
    前記複数の二次電池は、
    ガス排出弁を備えた電池ケースと、
    前記電池ケースに収容された電解液と、
    前記電池ケースの側面に設けられた正極端子と、
    前記電池ケースの側面に設けられた負極端子と
    をそれぞれ有し、
    前記拘束部材は、
    前記複数の二次電池を予め定められた配置に拘束する部材であり、
    前記バスバーは、
    複数の二次電池の間で、前記正極端子と前記負極端子とを繋いでおり、 前記第1トラップは、
    前記複数の二次電池のそれぞれの電池ケースの外側で、前記ガス排出弁を覆うように対向したメッシュ材からなり、
    前記第2トラップは、
    前記ガス排出弁を覆うように、前記複数の二次電池のそれぞれの前記第1トラップのさらに外側で対向した、不燃材料からなる液体保持材であり、
    前記第1トラップと前記第2トラップとの間に、前記ガス排出弁から排出されたガスが第1トラップを通過し、第1トラップと第2トラップとの間から排出されるように構成された間隙を有する、
    電池モジュール。
  9. 前記第1トラップの開口率は、25%以上75以下である、請求項8に記載された電池モジュール。
  10. 前記第2トラップは、スポンジと、ウール材と、珪素土と、繊維材とのうち何れか1つで構成されている、請求項8または9に記載された電池モジュール。
  11. 前記第1トラップは、前記複数の二次電池のそれぞれの前記ガス排出弁から離して設けられている、請求項8から10での何れか一項に記載された電池モジュール。
  12. 前記第2トラップは、前記第1トラップから離して設けられている、請求項8から11までの何れか一項に記載された電池モジュール。
  13. 前記第1トラップは、
    前記複数の二次電池の電池ケースのうち何れかの電池ケースと、前記拘束部材と、前記バスバーと、前記第2トラップとのうち少なくとも1つに支持されている、
    請求項8から12までの何れか一項に記載された電池モジュール。
  14. 前記第2トラップは、
    前記複数の二次電池の電池ケースのうち何れかの電池ケースと、前記第1トラップと、前記拘束部材と、前記バスバーとのうち少なくとも1つに支持されている、請求項8から13までの何れか一項に記載された電池モジュール。
  15. それぞれ請求項8から12までの何れか一項に記載された1または複数の電池モジュールと、
    前記1または複数の電池モジュールを予め定められた配置で収容したパックケースと
    を備えた電池パック。
  16. 前記第1トラップは、
    前記複数の二次電池の電池ケースのうち何れかの電池ケースと前記拘束部材と前記バスバーと前記パックケースと第2トラップとのうち少なくとも1つに支持されている、請求項15に記載された電池パック。
  17. 前記第2トラップは、
    前記複数の二次電池の電池ケースのうち何れかの電池ケースと前記拘束部材と前記バスバーと前記パックケースと前記第1トラップとのうち少なくとも1つに支持されている、請求項15または16に記載された電池パック。
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