KR20130025390A - 전지 블록 - Google Patents

전지 블록 Download PDF

Info

Publication number
KR20130025390A
KR20130025390A KR20127028449A KR20127028449A KR20130025390A KR 20130025390 A KR20130025390 A KR 20130025390A KR 20127028449 A KR20127028449 A KR 20127028449A KR 20127028449 A KR20127028449 A KR 20127028449A KR 20130025390 A KR20130025390 A KR 20130025390A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
cell
battery case
hole
battery block
Prior art date
Application number
KR20127028449A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101346403B1 (ko
Inventor
야스히로 아사이다
유키오 니시카와
히데아키 하마다
나오토 호소타니
다이스케 기시이
Original Assignee
파나소닉 주식회사
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 파나소닉 주식회사 filed Critical 파나소닉 주식회사
Publication of KR20130025390A publication Critical patent/KR20130025390A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101346403B1 publication Critical patent/KR101346403B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • 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
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • 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
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/112—Monobloc comprising multiple compartments
    • 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
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—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
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • 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
    • 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
    • H01M50/24—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 from their environment, e.g. from corrosion
    • 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
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

본 발명은, 보다 높은 용량을 가지는 소전지를 수용하고, 이 소전지가 이상발열한 때에 있어서도, 이웃 소전지의 이상발열을 일으키지 않고, 수용되는 소전지의 연쇄적인 열화(劣化)나 이상(異常)을 방지하는 전지 블록을 제공한다. 본 발명의 전지 블록은, 「K2/K1≥K3－1」의 관계가 되는 최소 두께부를 가지는 전지 케이스를 구비한다. K1은, 전지 케이스와 소전지 사이에 있어서의 열전도 계수이다. K2는, 소전지를 수용하기 위한, 서로 이웃하는 두 개의 구멍 사이에 있어서의 전지 케이스의 최소 두께부의 열전도 계수이다. K3은, 기준이 되는 전지의 이상발열 온도와 이 전지가 이상발열에 이르는 주위 온도와의 비(比)이다.

Description

전지 블록{BATTERY BLOCK}
본 발명은, 복수의 전지가 전지 케이스에 수용된 전지 블록에 관한 것이다.
소정의 전압에서 소정의 전류를 출력할 수 있도록 복수의 소전지(素電池)를 전지 케이스에 수용한 전지 블록은, 각종 기기, 차량등의 전원으로서 널리 사용되고 있다. 그 중에서도 전지 블록을 모듈화하여, 용도에 따라 모듈(module)을 조합하는 기술이 채용되기 시작하고 있다. 또 상기 소전지를 고성능화함으로써, 상기 모듈 자신의 소형·경량화를 꾀할 수 있다. 상기 소전지의 고성능화에 의해, 전지 블록을 조립할 때의 작업성이 향상한다. 또, 상기 모듈을 조합하는 기술에 의해, 차량 등의 한정된 공간에 있어서의 전원 배치의 자유도가 향상하는 등의 메리트가 얻어진다.
한편, 2차 전지의 고성능화에 수반하여, 소전지 자신의 안전성 확보에 더해, 상기 모듈의 안전성 확보도 중요하게 된다. 특히, 상기 모듈에서는, 소전지의 내부 단락(短絡) 등에 의한 이상발열(異常發熱)된 열(熱)이 다른 소전지에 전달되면, 정상적인 소전지까지도 그 특성을 악화시켜, 이상발열을 일으키는 수가 있다. 그 결과, 수용되어 있는 소전지의 연쇄적인 열화(劣化)나 이상(異常)이 유발되는 수가 있다.
이러한 문제에 대해서, 특허 문헌 1에서는, 2차 전지를 수용하기 위한 열전도성의 복수의 통(筒)으로 되어있는 전지 케이스에 있어서, 상기 통에 일체적으로 성형된 플라스틱제의 벽(壁)을 열폭주(熱暴走) 방지를 위해 설치하는 방법이 제안되어 있다. 이 방법에서는, 상기 벽이, 이상발열한 2차 전지로부터, 그 옆에 배치되어 있는 2차 전지로의 복사열을 차단한다.
도 17은, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 종래의 전지 블록의 열이동을 나타내는 개념도이다.
도 17에 있어서, 1A, 1B는 어느것도 2차 전지이다. 3은, 열폭주 방지를 위한 플라스틱제의 벽이다. 벽(3)의 표면과 2차 전지 1A, 1B의 표면과의 클리어런스(clearance)는 0.5mm이하이다. 2차 전지 1A, 1B의 표면은, 벽(3)의 표면과 접촉한다. 벽(3)을 형성하는 플라스틱의 열전도율은, 0.05W/(m·K)이상 3W/(m·K) 이하이다. 벽(3)의 두께는, 0.5mm이상 3mm이하이다. 상기 전지 블록에서는, 2차 전지 1A로부터 2차 전지 1B로의 복사열은, 벽(3)에 의해 차단된다. 한편, 벽(3)은, 2차 전지 1A에서 발생한 열을 2차 전지 1B에 전도(傳導)에 의해 방출한다. 이렇게 해서, 서로 이웃하는 2차 전지의 열폭주가 방지된다.
또, 소전지로부터 전지 케이스로의 열의 흡수가 궁리되어 있는 전지 블록이 알려져 있다. 예를 들면, 전지 케이스에 있어서의 주연부(周緣部)의 열(列) 부분의 두께에 비해, 상기 전지 케이스에 있어서의 중앙부의 열 부분의 두께가 보다 두꺼운 전지 블록(예를 들면, 특허 문헌 2 참조.), 전지 케이스에 수용되어 있는 서로 이웃하는 소전지간 거리와, 상기 소전지의 직경과의 관계를 규정한 전지 블록(예를 들면, 특허 문헌 3 및 4 참조.) 및 커다란 열용량을 가지는 전지 케이스에 의해 소전지로부터 발생하는 열을 흡수하는 전지 블록(예를 들면, 특허 문헌 5 참조.)이 알려져 있다.
또, 전지 케이스로부터의 열의 방출이 궁리되어 있는 전지 블록이 알려져 있다. 예를 들면, 전지 케이스의 외면(外面)에, 상기 전지 케이스보다 보다 높은 방열성을 가지는 방열층을 가지는 전지 블록(예를 들면, 특허 문헌6 참조.), 전지 케이스와 소전지 사이에, 열전도성을 가지는 층을 가지는 전지 블록(예를 들면, 특허 문헌 7 및 8 참조.) 및, 전지 케이스의 중앙부의 두께를 보다 얇게 함으로써, 중앙부의 방열성이 높여져 있는 전지 블록(예를 들면, 특허 문헌 9 참조.)이 알려져 있다.
일본 특개 2006－339017호 공보 일본 특개 2011－049011호 공보 일본 특개 2006－222066호 공보 미국 특허 출원 공개 제 2006/0159984호 명세서 미국 특허 출원 공개 제 2010/0151308호 명세서 일본 특개 2009－266773호 공보 일본 특개 2004－146161호 공보 미국 특허 제 7019490호 명세서 미국 특허 출원 공개 제 2010/0028765호 명세서
그렇지만, 시장에 있어서, 특히 차량용 전원으로서의 2차 전지 용량의 더 한층의 증가가 요망되고 있다. 2차 전지의 용량이 더욱 늘어나면, 이상발열했을 때의 2차 전지의 발열량이 더욱 증가한다. 이상발열한 2차 전지의 열을, 이웃에 배치된 2차 전지가 흡수하도록 구성되어 있는 종래의 전지 블록에서는, 2차 전지의 용량이 더 증가했을 경우, 이상발열에 의한 2차 전지의 열량을 충분히 흡수하는 것이 곤란해진다. 그 결과, 이웃하는 2차 전지가 열폭주를 일으킬 위험성이 보다 높아진다. 또, 다른 종래의 전지 블록도, 수용하는 소전지의 용량이 더 증가했을 경우, 열폭주의 연쇄를 충분히 방지할 수 없을 가능성이 있다.
본 발명은, 상기 사정을 고려하여 되어진 것이다. 본 발명의 과제는, 보다 높은 용량을 가지는 소전지를 수용하여, 상기 소전지가 이상발열했을 때에도, 상기 소전지의 연쇄적인 열화나 이상을 방지하는 전지 블록을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 이하에 나타내는 전지 블록을 제공한다.
［1］복수의 구멍을 가지는 금속제 전지 케이스와, 상기 구멍에 수납된 복수의 소전지를 가지는 전지 블록이며,
상기 소전지와 상기 전지 케이스 사이의 열전도 계수를 K1이라 하고,
서로 이웃하는 두 개의 상기 구멍 사이에 있어서의 상기 전지 케이스의 최소 두께부의 열전도 계수를 K2라 하고,
실온의 기준 전지(基準電池)를 이상발열시키는 주위 온도에 대한, 실온의 기준 전지의 이상발열 온도의 비(比)를 K3이라고 했을 때,
상기 전지 케이스는,
K2/K1≥K3－1
의 관계를 만족시키는 상기 최소 두께부를 가지는, 전지 블록.
［2］［1］에 있어서,
복수의 상기 구멍의 배치가 지그재그(zigzag) 배치이고,
상기 소전지의 형상은 원주(圓柱)이며,
상기 기준 전지의 전지 용량을 A0(Ah)라고 하고,
실온의 상기 기준 전지의 이상발열 온도를 T1(K)라고 하고,
실온의 상기 기준 전지를 이상발열시키는 주위 온도를 T2(K)라고 하고,
상기 소전지의 전지 용량을 A(Ah)라고 하고,
상기 소전지의 외경을 D(m)이라고 하고,
상기 소전지와 상기 구멍의 내주벽과의 사이의 열전달 계수를 α(W/(m2·K))이라고 하고,
상기 전지 케이스의 열전도율을 λ(W/(m·K))라고 하고,
상기 최소 두께부 분의 두께를 x(m)이라고 했을 때에, 아래의 식1의 관계식을 만족시키는, 전지 블록.
[수 1]
Figure pct00001
（식１）
［3］［1］또는［2］에 있어서,
상기 전지 케이스의 주연부의 두께는, 상기 전지 케이스의 중앙부의 두께보다 두꺼운, 전지블록
［4］［1］~［3］의 어느 한 항에 있어서,
상기 전지 케이스는, 주연부의 1렬(列)이 n개인 상기 구멍을 m열 가지고,
상기 전지 케이스의 주연부의 열용량이, 상기 소전지의 2×(n＋m＋1)개분의 열용량인, 전지 블록.
［5］［1］~［4］의 어느 한 항에 있어서
상기 전지 케이스의 주연부의, 상기 구멍의 축(軸)방향에 있어서의 중앙부에서의 두께가, 상기 축방향에 있어서의 단부(端部)에서의 두께보다 두꺼운, 전지 블록.
［6］［1］~［5］의 어느 한 항에 있어서
상기 소전지는, 전극군(電極群)을 포함하고,
상기 구멍의 길이가, 상기 전극군의 길이보다 길고,
적어도 상기 전극군의 전체가 상기 구멍에 수용되는, 전지 블록.
［7］［1］~［6］의 어느 한 항에 있어서,
상기 전지 케이스가, 상기 구멍을 가지는 원형 또는 다각형의 통의 복수가 서로 접합하여 되어있는, 전지 블록.
［8］［7］에 있어서,
상기 통의 외벽에 배치되는 볼록(凸)부와 상기 통의 외벽에 배치되는, 상기 볼록(凸)부가 감합할 수 있는 오목(凹)부를 더 가지는, 전지 블록.
［9］［1］~［8］의 어느 한 항에 있어서,
상기 구멍의 형상이 다각형이고,
상기 구멍은, 서로 이웃하는 상기 구멍의 형상에 있어서의 각(角)이 서로 마주 보도록 배치되어 있는, 전지 블록.
［10］［1］~［9］의 어느 한 항에 있어서,
상기 전지 케이스의 주연부의 상기 구멍의 개구(開口) 면적은, 상기 전지 케이스의 중앙부의 상기 구멍의 개구 면적에 대해서 큰, 전지 블록.
［11］［1］~［10］의 어느 한 항에 있어서,
상기 전지 케이스는 알루미늄 합금으로 만들어져 있는, 전지 블록.
［12］［1］~［11］의 어느 한 항에 있어서,
상기 전지 케이스가, 다른 금속재료로 만들어진 2종 이상의 부재(部材)로 구성되어 있는, 전지 블록.
［13］［1］~［12］의 어느 한 항에 있어서,
상기 전지 케이스의 외표면(外表面)을 덮는 절연층을 더 가지는, 전지 블록.
상기 전지 블록에서는, 상기 전지 케이스의 열전도율과 최소 두께의 밸런스가, 상기 소전지의 용량에 따라 적절하게 유지되고 있다. 따라서, 고용량의 소전지가 이상발열했을 경우에도, 그 이웃 소전지의 이상발열을 유발하지 않도록, 소전지로부터 발생하는 열을 빠져나가게 할 수 있다.
본 발명의 전지 블록은, 보다 높은 용량을 가지는 소전지를 수용한, 상기 소전지가 이상발열했을 때에도, 상기 소전지의 연쇄적인 열화나 이상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전지 블록을 나타내는 도면이며, (a)는 전지 블록을 모식적으로 나타낸 사시도, (b)는 전지 블록을 모식적으로 나타낸 상면도.
도 2는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타낸 상면 확대도.
도 3은 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전지 블록을 나타내는 도면이며, (a)는 전지 블록의 장변측(長邊側) 주연부의 확대도, (b)는 전지 블록의 단변측(短邊側) 주연부의 확대도, (c)는 전지 블록의 각부(角部)의 확대도.
도 4는 기준 전지의 이상발열시의 온도 변화를 나타내는 도면.
도 5는 기준 전지의 분위기 온도를 바꾸었을 때의 온도 변화를 나타내는 도면.
도 6은 (a)는 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전지 케이스를 구성하는 원통(圓筒)형상의 심재(心材)를 나타내는 도면, (b)는 전지 케이스 제조시에 있어서의 원통형상의 심재의 배치를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타낸 상면 확대도.
도 8은 (a)는 본 발명의 실시형태 2에 있어서의 전지 케이스를 구성하는 육각통 형상의 심재를 나타내는 도면, (b)는 전지 케이스 제조시의 육각통 형상의 심재의 배치를 나타내는 도면.
도 9는 (a)는 본 발명의 실시형태 3에 있어서의 전지 케이스를 구성하는 사각 통 형상의 심재를 나타내는 도면, (b)는 전지 케이스 제조시의 사각 통 형상의 심재의 배치를 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 실시형태 4에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타낸 상면도.
도 11은 본 발명의 실시형태 5에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타낸 측면도.
도 12는 본 발명의 실시형태 6에 있어서의 전지 블록의 소전지 삽입부의 확대도.
도 13은 본 발명의 실시형태 7에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타낸 상면 확대도.
도 14는 본 발명의 실시형태 8에 있어서의 전지 케이스의 상면도.
도 15는 본 발명의 실시형태 9에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타낸 상면도.
도 16은 본 발명의 실시형태 10에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타낸 측면도.
도 17은 종래의 전지 블록에 있어서의 열이동을 나타내는 개념도.
도 18은 열전달 계수 α의 측정 장치를 개략적으로 나타내는 도면.
본 발명의 전지 블록은, 전지 케이스와 소전지를 가진다.
상기 전지 케이스는, 금속제이다. 상기 전지 케이스는, 소전지를 수용하기 위한 복수의 구멍을 가진다. 상기 구멍은 관통공(貫通孔)이어도 좋고, 바닥을 가지는 구멍이어도 좋다. 복수의 상기 구멍의 배치는, 규칙바른 배치이어도 좋고, 불규칙한 배치이어도 좋다. 상기 구멍의 규칙바른 배치란, 예를 들면, 격자(格子) 배치나 지그재그(zigzag) 배치이다.
상기 전지 케이스는, 상기 구멍을 가지는 통의 외주벽 끼리를 접합함으로써 구성할 수 있다. 또는 상기 전지 케이스는, 상기 구멍이 되는 복수의 개구를 가지는 판(板)형상의 부재를 적층함으로써 구성할 수 있다. 또는 상기 전지 케이스는, 금속의 블록에 복수의 상기 구멍을 굴삭(掘削)함으로써 구성할 수 있다.
상기 전지 케이스는 최소 두께부(部)를 포함한다. 상기 최소 두께부는, 상기 구멍의 축방향을 따라 상기 전지 케이스를 봤을 때, 상기 전지 케이스에 있어서의 상기 구멍의 주위의, 가장 두께가 작은(얇은) 부분이다. 상기 최소 두께부는, 예를 들면 상기 구멍끼리의 사이(間) 부분이다. 또, 상기 전지 케이스가 상기 구멍 이외의 다른 구멍을 가질 경우에는, 상기 구멍과 상기 다른 구멍의 사이 부분이 될 수 있다(도 2, 도 6(b), 도 8(b), 도 9(b), 및 도 13중의 부호 x).
상기 전지 케이스는, 이하의 관계를 만족시키는 상기 최소 두께부를 가진다.
K2/K1≥K3－1
일반적으로, 2점간의 전열량(傳熱量)은, 2점 사이의 전열 경로에 있어서의 열전달 계수(단위：W/(m2·K))와, 그 전열 경로의 단면적(단위：m2)과, 2점간의 온도차(단위：K)를 서로 곱함으로써 구할 수 있다.
상기 열전달 계수는, 상기 전열 경로에 있어서의 단위 단면적당의 열의 전달되기 쉬운 정도를 나타낸다(단위：W/(m2·K)).상기 전열 경로가 동일 물질의 부재중에 형성될 경우에는, 상기 열전달 계수는, 상기 전열 경로를 구성하는 재료의 열전도율(단위：W/(m·K))을 그 전열 경로의 길이(단위：m)로 나눔으로써 구할 수 있다. 상기 전열 경로가 2종류의 물질(예를 들면 금속의 부재와 공기 등) 사이에 형성되는 경우에는, 상기 열전달 계수는, 실험 또는 계산에 의해 구할 수 있다.
열전도 계수는, 2점간의 전열 경로의 열의 전해지기 쉬운 정도를 나타낸다(단위：W/K). 상기 열전도 계수는, 상기 열전달 계수와 상기 전열 경로의 단면적을 서로 곱함으로써 구할 수 있다.
K1은, 상기 소전지와 상기 전지 케이스 사이의 열전도 계수이다. K1은, 상기 소전지와 상기 전지 케이스 사이의 열의 전해지기 쉬운 정도를 나타낸다. (도 2중의 실선의 파선(波線) 화살표). K1은, 전지 케이스와 소전지 사이의 열전달 계수와, 상기 구멍의 내주벽의 면적을 서로 곱함으로써 구할 수 있다.
K2는, 서로 이웃하는 두 개의 상기 구멍 사이에 있어서의 상기 전지 케이스의 상기 최소 두께부의 열전도 계수이다. K2는, 상기 소전지로부터 상기 전지 케이스에 전해진 열의, 상기 전지 케이스에 있어서의 전해지기 쉬운 정도를 나타낸다(도 2 내의 점선의 파선 화살표). K2는, 상기 전지 케이스의 재료의 열전도율을, 상기 전지 케이스에 전해지는 열의 전열 경로의 길이로 나누고, 다시, 서로 이웃하는 두 개의 상기 구멍 사이를 연결하는 직선으로부터 가장 가까이에 있는 상기 최소 두께부의 단면적을 곱함으로써 구할 수 있다.
K3은, 실온의 기준 전지를 이상발열시키는 주위 온도에 대한, 실온의 기준 전지의 이상발열 온도의 비(比)이다. 상기 기준 전지는, 수용되어야 할 상기 소전지와 동일한 종류의 전지이다.
「실온의 기준 전지의 이상발열 온도」는, 실온으로부터 이상발열했을 때의 상기 기준 전지의 피크 온도이다. 「실온의 기준 전지의 이상발열 온도」는, 통상, 상기 기준 전지의 표면의 온도를 열전대(Thermo Couple) 등으로 계측하는 것을 포함하는, 방폭 장치 안에서의 못(釘)찌르기 시험에 의해 구할 수 있다. 상기 못찌르기 시험은, 전지 공업회 지침 SBA G1101－1997 「리튬 2차 전지 안전성 평가 기준 가이드 라인」에 기재된 방법에 준거한다. 상기 못찌르기 시험의 조건의 일례를 아래에 나타낸다. 상기 기준 전지가 2차 전지인 경우에는, 완전히 충전된(100%충전된) 상기 기준 전지를 이용한다. 상기 기준 전지의 축을 횡단하는 방향으로부터, 상기 기준 전지의 중앙을 못으로 관통한다. 상기 못의 직경은 2.5~5.0 mm이다. 관통 후, 상기 기준 전지를 6시간 이상 방치한다.
도 4는, 전지 용량이 A0(Ah)인 기준 전지의 못찌르기 시험에 있어서의, 기준 전지의 온도의 경시적인 변화의 일례를 나타낸 그래프이다. 가로축은, 못을 찌른 시점으로부터의 시간을 나타내고 있다. 세로축은, 기준 전지의 표면 온도를 나타내고 있다. 도 4중의 세로축의 원점은, 실온(예를 들면 27℃)이다.
도 4에 의하면, 기준 전지의 온도는, 수십초에 T1까지 상승하고, 그 후 수분에 저하한다. 즉, 기준 전지가 T1에 상승하는 열량이 수십초 사이에서 발생하고 있다. 도 4에 있어서의 T1가 「실온의 기준 전지의 이상발열 온도」이다.
「실온의 기준 전지를 이상발열시키는 주위 온도」는, 기준 전지의 주위 온도를 서서히 올렸을 때의 기준 온도의 온도 변화의 변곡점의 온도이다. 「실온의 기준 전지를 이상발열시키는 주위 온도」는, 기준 전지의 표면의 온도를 측정하면서, 상기 기준 전지를 수용하는 항온조(恒溫槽)의 내부의 온도를 서서히(예를 들면 (0.1~0.5)℃／초로) 올림으로써 구할 수 있다.
도 5는, 전지 용량이 A0(Ah)인 기준 전지의 분위기 온도를 등속(等速)으로 상승시킨 경우의, 기준 전지의 표면 온도의 변화의 일례를 나타낸 그래프이다. 가로축은, 시간을 나타내고 있다. 세로축은, 기준 전지의 표면의 온도를 나타내고 있다. 도 5중의 세로축의 원점은, 실온(예를 들면 27℃)이다.
도 5에 의하면, 기준 전지의 표면 온도는, 초기는 분위기 온도의 상승에 맞추어 상승한다. 기준 전지의 표면 온도가 T2가 되었을 때에 급격하게 상승한다. 이렇게 해서 이상발열이 발생한다. 도 5에 있어서의 T2가 「실온의 기준 전지를 이상발열시키는 주위 온도」이다.
도 2에 나타내는 것처럼, 이상발열한 소전지로부터의 열은, 이웃 소전지를 향해 전달한다. 또, 이상발열한 소전지로부터의 열은, 전지 케이스내로 전달한다. 또, 도 4 및 도 5로부터 분명한 것처럼, 소전지의 표면 온도를 T2로 하는 양의 열이 소전지에 전해지면, 소전지의 이상발열이 발생하는 일이 있다. 따라서, 어느 소전지가 T1까지 온도상승 했을 때의 열량을, 그 이웃 소전지를 T2로 승온(昇溫)시키는 열량 이하가 되도록, 상기 이웃 소전지 이외로 내보내는, 또는, 상기 이웃 소전지 이외에서 흡수할 필요가 있다.
또, 구체적으로는, K1이 (K1＋K2)에 차지하는 비율을 1/K3이하로 한다(즉 K2/K1≥K3－1). 이렇게 함으로써, 이웃 소전지로 전해지는 열량이, 이상발열을 유발하는 열량 이하로 억제된다. 구체적으로는, K2는 상기 최소 두께부의 두께에 의해 결정된다. 따라서, 상기의 관계 「K2/K1≥K3－1」는, 상기 최소 두께부의 두께를 적절하게 결정함으로써 만족된다.
상기 최소 두께 부분의 두께는, 상기 소전지의 수용 밀도를 높이는 관점에서, 「K2/K1≥K3－1」을 만족시키는 범위에 있어서 보다 작은 것이 바람직하다. 또, 상기 구멍과 상기 소전지 사이의 틈새는, 상기 소전지의 수용 밀도를 높이는 관점에서, 「K2/K1≥K3－1」을 만족시키는 범위에 있어서 보다 작은 것이 바람직하다. 더우기, 단위면적당의 상기 구멍의 개구 면적은, 상기 소전지의 수용 밀도를 높이는 관점에서, 「K2/K1≥K3－1」을 만족시키는 범위에 있어서 보다 큰 것이 바람직하다.
상기 전지 케이스는, 「K2/K1≥K3－1」을 만족시키는 범위에 있어서, 전술한 구성 이외의 다른 구성을 더 포함하고 있어도 좋다. 이러한 다른 구성으로서는, 예를 들면, 전지 케이스의 부분적인 두께의 후박(厚薄)을 적절하게 설치하는 구성, 다른 금속재료에 의한 2종 이상의 부재로 되어있는 구성 및, 전지 케이스의 외표면을 덮는 절연층을 들 수 있다.
상기 소전지는, 예를 들면 전극군(電極群)을 가지는 통상의 2차 전지이다. 상기 전극군은, 정극판(＋)과 부극판(－)과, 상기 정극판 및 상기 부극판 사이에 배치되는 절연층을 권회(捲回) 또는 적층(積層)하여 되어있다.
이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하면서 설명한다.
(실시형태 1)
도 1부터 도 6을 이용하여 본 발명의 실시형태 1을 설명한다.
우선, 실시형태 1의 전지 블록의 구성을, 도 1을 이용해서 설명한다. 도 1(a)는, 본 발명의 실시형태 1에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타낸 사시도이고, 도 1(b)는, 도 1(a)의 전지 블록을 상방(上方)으로부터 본 도면이다.
도 1(a) 및 도 1(b)에 있어서, 101은 원주(圓柱) 형상의 소전지이다. 소전지(101)의 전지 용량은 A(Ah)이다. 소전지(101)의 외경은 D(m)이다. 102는 소전지(101)를 수용하는 전지 케이스이다. 전지 케이스(102)는, 주연부(周緣部)(102A)와 그 내측에 있는 중앙부로 되어있다. 상기 중앙부에는, 복수의 원형의 구멍(102a)이 배치되어 있다. 구멍(102a)은, 소전지(101)가 어려움없이 삽입할 수 있을 정도의 크기를 가지고 있다. 복수의 구멍(102a)의 배치는, 전지 블록의 체적 에너지 밀도(모듈로서의 단위 체적당 전기용량)를 높이기 위해서, 지그재그 배치이다.
또, 전지 케이스(102)의 주연부(周緣部)(102A)는, 전지 케이스(102)의 중앙부의 두께보다도 두껍다(도 1(b)). 주연부(102A)에 인접하는 구멍(102a)은, 전지 케이스(102)의 길이 방향을 따라 n개이고, 전지 케이스(102)의 폭 방향을 따라 m개이다. 주연부(102A)는, 소전지로 해서 2×(n＋m＋1)개분의 열용량을 가지고 있다(도 3(a)~도 3(c)).
또, 전지 케이스(102)의 구멍(102a) 사이에는, 관통공(103)이 복수 설치되어 있다. 관통공(103)은, 전지 케이스(102)의 경량화를 위해 설치되어 있으며, 거의 삼각형의 단면 형상을 가지고 있다. 관통공(103)은, 반드시 전지 케이스(102)를 관통하고 있지 않아도 좋다.
전지 케이스(102)는, 도 2에 나타내는 것처럼, 구멍(102a)과 관통공(103) 사이에 최소 두께부(102b)를 가진다. 최소 두께부(102b)의 두께는 x(m)이다. 최소 두께부(102b)의 두께 x는, 다음의 수학식 1에 의해 구할 수 있다.
[수 2]
Figure pct00002
（식 １）
식 1은, 본 실시형태의 조건을 상기의 관계「K2/K1≥K3－1」에 적용시킴으로써 도출된다.
이상발열한 소전지로부터 발한 열은, 도 2에 나타내는 것처럼, X점으로부터 Y1점 및 Y2점을 향하여 전지 케이스(102) 안으로 전해진다. 이상발열한 소전지(101A)로부터 발한 열은, 전지 케이스(102) 안으로 전해지는 동안에 소전지(101B)에도 전해진다. 따라서, X점으로부터 Y1점까지의 전지 케이스(102)의 부분, 및 X점으로부터 Y2점까지의 전지 케이스(102) 부분의 각각의 열전도 계수에 따라, 이웃 소전지(101B)에 전해지는 열량을 나타낼 수 있다. 또한, 도 2에 있어서, X점은, 소전지(101A)와 소전지(101B) 사이에 있는 두 개의 관통공(103) 사이의 중간 지점을 나타내고 있다. Y1점 및 Y2점은, 각각, 소전지(101B)와 소전지(101C)의 중간 지점이면서 또, 소전지(101B)와 소전지(101C) 사이에 있는 두 개의 관통공(103), (103) 사이의 중간 지점을 나타내고 있다. 소전지(101C)는, 소전지(101B)에 인접하는, 소전지(101A) 이외의 소전지를 나타내고 있다.
우선, K1를 도출한다. K1은, 전지 케이스(102)와 소전지(101B) 사이의 전열 경로의 열전달 계수와, 상기 전열 경로의 단면적을 곱해서 구한다.
상기 전열 경로에는, 소전지(101B)와 구멍(102a)의 내주면과의 사이의 틈새의 공기, 및 전지 케이스(102)의 재료의 2종류의 물질이 존재한다. 따라서, 실험 또는 계산에 의해, 소전지(101B)와 전지 케이스(102) 사이의 열전달 계수 α(W/(m2·K))를 구한다.
상기 전열 경로의 단면적은, 소전지(101B)를 수용하는 구멍(102a)의 내주벽 중, 소전지(101A)로부터의 열이 전해지는 부분의 상기 내주벽의 길이(La)와, 구멍(102a)의 축방향에 있어서의 길이와의 곱(積)이다. 단, 본 실시형태의 전지 블록에서는, 구멍(102a)의 축방향에 있어서의 길이 및 상기 축 방향에 있어서의 전지 케이스(102)의 길이는, 전부 일정하다. 따라서, 이후, 구멍(102a)의 길이 및 전지 케이스(102)의 길이를 생략하고 식(式)을 구축한다. 소전지(101)로부터 발하는 열의 전달 거리가 전부 동일하다고 가정하면, 소전지(101A)로부터 소전지(101B)로 발하는 열이 전해지는 상기 내주벽 부분의 길이 La는, Y1점으로부터 Y2점까지의 원호(圓弧)의 길이이다. 소전지(101)의 외경은 D(m)이다. Y1점 및 소전지(101B)의 중심을 연결하는 직선과, Y2점 및 소전지(101B)의 중심을 연결하는 직선이 이루는 각은 120℃이다. 따라서 상기 전열 경로의 단면적은, 「π×D/3」이라고 구해진다.
따라서,
K1=α×π×D/3 (1)
이 된다.
다음에, K2를 도출한다. K2는, 전지 케이스(102)의 열전도율을, 소전지(101A)로부터 소전지(101B)에는 전해지지 않고 전지 케이스(102)를 전해질 때의 열의 전열 경로의 길이로 나누고, 다시 전열 경로의 단면적을 더 곱함으로써 구한다.
전지 케이스(102)의 열전도율을 λ(W/(m·K))라고 한다.
상기 전열 경로는, X점으로부터 Y1점까지의 전열 경로와, X점으로부터 Y2점까지의 열전달 경로의 두 개이다. 1개의 상기 전열 경로의 길이는, 소전지(101)의 외경이 D(m)이고, Y1점 및 소전지(101B)의 중심을 잇는 직선과, Y2점 및 소전지(101B)의 중심을 잇는 직선이 이루는 각이 120℃이기 때문에 「π×D/6」라고 구해진다.
상기 전열 경로의 단면적은, 소전지(101)의 축방향에 있어서의 전지 케이스(102)의 길이를 생략하므로, 최소 두께부(102b)의 폭x(m)이다.
1개의 상기 전열 경로에 있어서의 열전도 계수는, 「6×λ×x/(π×D)」가 된다. 상기 열 전열 경로는 두 개 있다. 따라서,
K2=12×λ×x/(π×D) (2)
가 된다.
다음에, K3을 도출한다.
상기 이상발열은, 소전지 내부의 재료의 융해에 의한 단락이나 열적 반응에 의해 유발된다. 이상발열했을 경우의 발열량은, 소전지의 전극 재료의 양, 즉 전지 용량에 비례한다. 따라서, 이상발열한 소전지의 온도는, 기준 전지의 전지 용량에 대한 소전지의 전지 용량 비에 비례한다. 이상발열을 일으키는 주위 온도는, 전극 재료의 물성에 의해 결정되고, 전극 재료의 양에는 의존하지 않는다.
실온의 상기 기준 전지의 이상발열 온도는 T1(K)이다. 실온의 상기 기준 전지를 이상발열시키는 주위 온도는 T2(K)이다. 소전지(101)의 전지 용량은 A(Ah)이다. 상기 기준 전지의 전지 용량을 A0(Ah)라고 한다. 따라서,
K3=(T1/T2)×(A/A0) (3)
이 된다.
상기의 식(1)~(3)의 K1, K2, K3을, 상기의 식 「K2/K1≥K3－1」에 각각 대입한다. 그러면, 상기 식 1이 도출된다.
최소 두께부(102b)의 두께 x(m)이 보다 크면, 전지 케이스(102) 안에서 열(熱)이 보다 전달하기 쉽다. 그렇지만, 상기 x가 어느 정도 커지면, 전지 케이스(102A) 안의 열전달 촉진 효과가 한계점에 도달한다. 이러한 이유에서, 본 실시형태에서는, 상기 x는 0.2 D이하인 것이 바람직하다.
또, 구멍(102a)의 내경과 소전지(101)의 외경과의 차(差)는, 소전지(101)의 수용 밀도를 높이는 관점에서, 0.2 mm이하인 것이 바람직하다.
다음에, 본 실시형태의 전지 블록에 있어서, 소전지(101)가 이상발열했을 경우의 열의 흐름을 도 2 및 도 3을 이용해서 설명한다.
도 2는, 도 1에 나타내는 전지 블록에 있어서, 소전지 1개에 이상발열이 발생했을 경우의 열의 흐름을 나타내고 있다. 도 2에 있어서, 101A는 이상발열한 소전지이고, 101B는, 소전지(101A)의 이웃 소전지이다. 실선의 파선(波線)화살표는, 소전지(101A)로부터 이웃 소전지(101B)로 전해지는 열의 흐름을 나타내고, 점선의 파선 화살표는 전지 케이스(102)에 전달하는 열의 흐름을 나타내고 있다.
소전지가 이상발열하는 경우, 소전지의 표면 근처에서의 내부 단락 등에 의해, 치우친 발열을 하는 일이 있다. 이 경우, 이웃한 소전지에 주는 열량이 가장 커진다. 도 2는, 소전지(101A)의 내부의, 소전지(101B)에 가까운 부분에서 이상발열이 발생한 경우를 나타내고 있다. 파선(波線) 화살표가 가리키는 바와 같이, 이상발열한 소전지(102A)로부터 발한 열은, 소전지(101B)를 향해 주로 전해져, 소전지(101B) 및 그 주위의 전지 케이스(102)에 전달되어 확산한다.
본 실시형태의 전지 블록에서는, 전지 케이스(102)의 최소 두께부(102b)의 두께 x가, 상기 식1로부터 구해진다. x를 보다 크게 하면, 소전지101A로부터 소전지101B로의 전열 경로의 열저항에 비해, 소전지101A로부터 최소 두께부(102b)를 통해 전지 케이스(102)에 확산하는 열의 전열 경로의 열저항이, 상대적으로 작아진다. 따라서, 소전지(101A)로부터 발생한 열량 중, 전지 케이스(102)에 전해지는 열량이 충분히 증가한다. 이 때문에, 소전지(101B)에 전해지는 열량이 적어진다. 그 때문에, 소전지(101B)의 이상발열이 일어나지 않는다. 따라서, 소전지(101)간의 연쇄적인 열화나 연쇄적인 이상을 방지할 수 있다.
도 3(a)는, 도 1(b)에 나타내는 전지 블록의 장변측(長邊側) 주연부의 확대도이다. 도 3(b)는, 도 1(b)에 나타내는 전지 블록의 단변측(短邊側) 주연부의 확대도이다. 도 3(c)는, 상기 장변측 주연부와 상기 단변측 주연부의 각부(角部)의 확대도이다. 도 3(a)~도 3(c)는, 각각, 상기 주연부에 인접한 위치에 배치되어 있는 소전지가, 상기 주연부에 가까운 부분으로 쏠린 위치에서 이상발열한 경우의 열의 흐름을 나타내고 있다.
도 3(a)~도 3(c)는, 각각, 주연부(102A)를, 소전지(101B)의 열용량과 동등해지는 범위에서 외관상 분할해서 나타내고 있다. 주연부(102A)는, 소전지(101A)로부터의 열의 흐름에 따라 분할되어 있다. 도 3(c)에 나타내는 것처럼, 장변측 주연부(102A)의 분할수는, 장변측의 소전지수n에 대해서 n＋1개로 되어 있다. 또, 단변측 주연부(102A)의 분할수는, 단변측의 소전지수m에 대해서 m개로 되어 있다. 즉, 주연부(102A)전체의 열용량이, 소전지 2×(n＋m＋1)개분으로 되어 있다. 이러한 구성으로 함으로써, 주연부(102A)로 쏠린 위치에서의 소전지(101)의 이상발열의 경우에서도, 이상발열한 소전지(101A)옆의 소전지(101B)와 마찬가지로, 주연부(102A)가 열을 흡수할 수 있다. 이 때문에, 안정된 열확산이 가능하게 된다.
또한, 전지 케이스(102)의 재료는, 예를 들면 금속이 적합하다. 특히 알루미늄 합금은, 열전도성이 높고, 가공성이 좋고, 경량이기 때문에 바람직하다. 또, 열전도성이 높은 동(銅)도 좋다. 또, 배치시키는 소전지의 수나 소전지의 열(列)의 수는, 도 1에 나타내는 형태에 한정되지 않는다.
구체적인 실시예를 설명한다.
외경(D)이 18mm, 전지 용량(A)이 2.6Ah의 소전지를, 열전도율(λ)이 200W/(m·K)인 알루미늄 합금으로 형성된 전지 케이스의 구멍에 삽입해서 전지 블록을 구성하는 것으로 한다.
실험에 의한 계측에 의해 구해진, 소전지와 전지 케이스 사이의 열전달 계수 α는, 300W/(m2·K)이었다.
열전달 계수(α)는, 도 18에 나타내는 측정 장치로 구했다. 우선, 전지 케이스(102)의 구멍(102a)에 빈 소전지 케이스(131)를 삽입하고, 소전지 케이스(131)에 히터(132)를 삽입한다. 이어서, 소전지 케이스(131)의 내측으로부터 소전지 케이스(131)를 히터(132)로 가열한다. 그리고, 소전지 케이스(131)상의 측정점m1의 온도 t1［K］를 열전대로 측정하고, 전지 케이스(102)상의 측정점m2의 온도 t2［K］를 열전대로 측정하고, 또 측정점m2의 열류속 Q［W/m2］를 열류속계(熱流束計)로 측정한다. 얻어진 측정치를 이하의 식에 대입하여, 열전달 계수 α를 구한다.
열전달 계수 α=Q/(t1－t2)
또, 기준 전지의 못찌르기 실험 및 가열 실험을 행하였다.
그 결과, 기준 전지의 실온으로부터의 이상발열 온도(T1)는 370℃였다.
또, 기준 전지가 실온으로부터 이상발열에 이르는 주위 온도(T2)는 140℃였다.
또한, 상기의 실험에 의해, T2가 T1의 약 4할이 되는 열량에서, 이웃한 소전지의 이상발열이 유발되는 것을 알았다.
이상의 조건을 상기 식 1에 적용시켜, 전지 케이스의 최소 두께부의 두께를 구했더니, 0.22 mm이었다.
그래서, 최소 두께부의 두께를 0.4mm로 하여, 전지 케이스(102)를 제작해서, 실시형태 1의 전지 블록을 제작했다. 그리고, 전지 케이스(102)내에서 소전지(101)의 이상발열을 발생시켰더니, 이상발열한 소전지(101A)의 이웃 소전지(101B)의 이상발열이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다.
본 실시형태의 전지 블록은, 식1로부터 구해지는 두께 x를 가지는 최소 두께부를 포함한다. 따라서, 이상발열한 소전지로부터의 열을, 이웃한 소전지의 이상발열을 유발시키는 일 없이, 재빨리 모듈 전체에 분산시킬 수 있다.
다음에, 실시형태 1에 있어서의 전지 케이스의 제조 방법을, 도 6을 이용해서 설명한다.
도 6(a)에 나타내는 원통재(104)를 준비한다. 원통재(104)는, 금속제의 원통형 심재(心材)(105)와, 그 외표면을 덮는 접속층(106)으로 되어있다. 접속층(106)은, 심재(105)보다 융점이 낮은 금속재료로 되어있다.
그 다음에 도 6(b)에 나타내는 것처럼, 보유(保持)테두리(107) 안에 원통재(104)를 적층한다. 적층된 원통재(104)는, 서로 접촉하여, 지그재그 형상으로 배치된다. 이어서, 원통재(104)를, 지그재그 배치인 채, 심재(105)의 융점과 접속층(106)의 융점 사이의 온도로 가열로(加熱爐) 등으로 가열하여, 접속층(106)만을 융해해서 원통재(104)끼리를 접합한다.
예를 들면, 원통재(104)는, 브레이징재(Braising材) (시판품)이다. 상기 브레이징재는, 알루미늄 합금(A3003)의 두께 1mm의 심재와, 그 외표면에 납재(鉛材)로서의 알루미늄 합금(A4243)의 두께 0.1mm의 층을 가진다. 지그재그 형상으로 쌓아올려진 상기 브레이징재를, 질소 분위기 또는 진공 속에서 610℃에 5분간 보유한다. 이 가열에 의해, 접속층(106)인 알루미늄 합금A4243만이 융해하고, 상기 브레이징재가 접촉하고 있는 부분끼리가 접합한다.
본 실시형태의 방법에서는, 원통재(104)를 옆을 향하도록 눕혀서 적층하여, 서로 접합한다. 이 때문에, 원통재(104)를 지그재그 형태로 용이하게 배치할 수 있다. 또 원통재(104)의 지그재그 배치를 정밀도 좋게 유지할 수 있다. 본 실시형태에서는, 접속층(106)으로서 납재를 이용했지만, 수지 등, 다른 재료의 층을 이용해도 좋다.
본 실시형태의 방법은, 전술한 본 실시형태의 전지 블록에 있어서의 전지 케이스를, 보다 싼 가격으로 제조할 수 있다.
(실시형태 2)
도 7을 이용해서 실시형태 2를 설명한다.
도 7은, 실시형태 2에 있어서의 전지 블록의 이상발열한 소전지(101A) 근방의 상면 확대도이다.
본 실시형태의 전지 블록은, 관통공(103)을 갖지 않는 것 외에는, 실시형태 1과 동일한 구성이다. 본 실시형태에 있어서의 전지 케이스(102)의 최소 두께부(102b)의 두께 x는, 소전지(101B)와 소전지(101C) 사이의 두께가 된다. 본 실시형태에 있어서의 최소 두께부(102b)의 두께 x도, 실시형태 1과 마찬가지로, 상기 식 1로부터 구할 수 있다.
본 실시형태에 있어서의 전지 케이스(102)는, 실시형태 1의 전지 케이스에 비해, 소전지간의 거리를 보다 좁혀서 배치하는 것이 가능하다. 이 때문에, 전지 블록의 체적 에너지 밀도를 한층 더 향상시킬 수 있다. 그리고 실시형태 1과 마찬가지로, 이상발열한 소전지로부터의 열을, 이웃한 소전지의 이상발열을 유발시키는 일 없이, 재빨리 모듈 전체로 분산시킬 수 있다.
실시형태 2에 있어서의 전지 케이스의 제조 방법을, 도 8을 이용해서 설명한다.
우선, 도 8(a)에 나타내는 육각주재(六角柱材)(108)를 준비한다. 육각주재(108)는, 원형 구멍(102a)을 가지는 육각형 통(筒)인 심재(109)와, 그 외표면을 덮는 접속층(106)으로 되어있다. 심재(109)의 재료는 예를 들면 알루미늄 합금이다. 접속층(106)은 예를 들면 납재 층이다. 그 다음, 육각주재(108)의 복수를 도 8(b)에 나타내는 것처럼 복수단 적층한다. 육각주재(108)를 적층할 때는, 실시형태 1과 마찬가지로 보유 테두리로 반듯하게 정리한다. 그 다음에, 적층된 육각주재(108)를 가열로 등으로 가열해서, 접속층(106)만을 융해한다. 이 가열에 의해, 육각주재(108)끼리가 서로 접합되어, 전지 케이스(102)가 형성된다.
이 제조 방법에서는, 육각주재(108)의 측면끼리가 접함에 의해 육각주재(108)의 위치가 규제된다. 그리고, 소전지(101)가 삽입되는 복수의 구멍(102a)을 지그재그 형상으로 배치시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 전지 케이스는 금속의 압출 성형이나 절삭 가공, 방전 가공 등에 의해 제조하는 것도 가능하다. 본 실시형태의 제조 방법은, 이러한 다른 방법에 비해서, 전지 케이스(102)를 보다 낮은 코스트(cost)로 제조할 수 있다.
(실시형태 3)
도 9를 이용해서 실시형태 3을 설명한다.
도 9는 실시형태 3에 있어서의 전지 케이스의 제조 방법을 나타내는 도면이다. 도 9(a)는 1개의 소전지를 삽입할 수 있는 봉재(棒材)인 사각주재(四角柱材)(110)를 나타내고, 도 9(b)는 사각주재(110)를 복수 적층한 전지 케이스를, 소전지의 삽입 방향을 따라 본 측면도이다.
도 9(a)에 나타내는 것처럼, 사각주재(110)는, 원형의 구멍(102a)을 가지는 사각형의 통인 심재(111)와, 심재(111)의 길이 방향을 따라 한쌍의 측벽(側壁)의 각각의 중앙에 형성되는 볼록부(112)와, 심재(111)의 길이 방향을 따라 4 개의 옆 가장자리가 깍여서 된 오목(凹)부(113)와, 심재(111)의 외표면을 덮는 접속층(106)으로 되어있다. 두 개의 사각주재(110)를 늘어놓음으로써 합체(合體)한 두 개의 오목부(113)와 볼록(凸)부(112)가 감합(嵌合)하도록, 오목부(113)가 형성되어 있다.
사각주재(110)를 도 9(b)에 나타내는 것처럼 적층한다. 이 때, 사각주재(110)의 측면끼리가 접한다. 또, 사각주재(110)의 측벽 중앙에 있는 볼록부(112)와, 나란한 두 개의 사각주재(110) 사이에 형성되는 오목부(113)가 서로 감합한다. 이렇게 해서, 사각주재(110)가 지그재그 형상으로 배치된다. 실시형태 1과 마찬가지로, 적층된 사각주재(110)를 보유 테두리로 가지런하게 정리한다. 그 다음에 가열로 등으로 접속층(106)을 가열 융해함으로써 사각주재(110)끼리를 서로 접합한다. 이렇게 해서 전지 케이스(102)를 형성한다.
이 제조 방법에서는, 볼록부(112)와 오목부(113)가 감합함으로써 사각주재(110)의 위치가 규제된다. 그리고, 소전지(101)가 삽입되는 구멍(102a)을 지그재그 형상으로 배치시킬 수 있다.
(실시형태 4)
도 10을 이용하여 실시형태 4를 설명한다.
도 10은 실시형태 4에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타내는 상면도이다. 114는 전지 케이스(102)와는 다른종류의 재료로 구성된, 전지 케이스(102)를 수용하는 바깥 테두리이다. 본 실시형태의 전지 블록은, 주연부(102A)가 바깥 테두리(114)를 포함하는 것 외에는, 실시형태 1과 동일하게 구성되어 있다. 전지 케이스(102)에 구멍(102a)이 가로로 n개, 세로로 m개 배치될 경우에는, 바깥 테두리(114)는, 소전지로 해서 2×(n＋m＋1)개분의 열용량을 가지고 있다. 바깥 테두리(114)의 재료는, 예를 들면, 수지나, 마그네슘 합금 등의 금속재료 등이다.
전지 블록을 전원으로서 사용할 때, 특히 다수의 전지 블록을 연결시켜 고전압, 대전류의 출력을 필요로 할 경우에는, 감전이나 단락에 의한 발화 등의 위험성이 있다. 이 때문에, 전지 블록의 절연이 필요하게 된다. 이 경우, 바깥 테두리(114)의 재료에는, 수지 등의 절연체가 효과적이다. 이 경우, 전지 케이스(102)의 외표면을 덮는 절연층이 형성된다.
또, 자동차용 전원으로서의 전지 블록에는, 주행거리를 늘리기 위해, 경량인 것과 뛰어난 방열성을 가지는 것이 요구된다. 이 경우, 바깥 테두리(114) 재료에는, 저밀도 이면서도 고열전도성인 마그네슘 합금 등이 효과적이다.
본 실시형태의 전지 블록은, 전지 케이스의 주연부에 인접한 위치의 소전지가 이상발열을 발생한 경우에 있어서도, 이상발열한 소전지로부터의 열을, 이웃한 소전지의 이상발열을 유발시키는 일없이 재빨리 모듈 전체에 분산시킬 수 있다. 본 실시형태의 전지 블록은, 절연성이나 경량화, 고열전도성이라고 하는 복합적인 기능을 더 구비한다.
(실시형태 5)
도 11을 이용하여 실시형태 5를 설명한다.
도 11은 실시형태 5에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타내는 측면도이다. 본 실시형태에 있어서의 전지 케이스(102)의 주연부는, 구멍(102a)의 축 방향의 양단(兩端)에서의 두께가 얇고, 중앙부에서의 두께가 두껍다. 본 실시형태에 있어서의 상기 주연부의 열용량은, 실시형태 1에 있어서의 전지 케이스의 주연부(102A)의 열용량과 동일하다. 본 실시형태의 전지 블록은, 주연부의 형상 이외는, 실시형태 1과 동일하게 구성되어 있다.
소전지(101)의 이상발열이 발생한 경우에는, 소전지(101)는, 도면상의 상하(上下) 방향으로도 방열한다. 전지 케이스(102)에 있어서의 상기 축방향의 중앙부는, 상기 축방향의 단부에 비해 상대적으로 열을 내보내기 어렵다. 이 때문에, 전지 케이스(102)의 상기 중앙부의 온도가 높아져, 전지 케이스(102)에 온도의 격차가 생겨, 전지 성능이 손상되는 일이 있다. 본 실시형태의 전지 블록에서는, 구멍(102a)의 축방향의 중앙부의 전지 케이스(102)의 열용량이 크다. 이 때문에 소전지(101)의 중앙부로부터의 열이 확산하기 쉽고, 소전지(101)의 중앙부의 온도를 보다 내릴 수 있다. 또 본 실시형태에 있어서의 전지 케이스(102)는, 주연부에 있어서의 열용량이, 주연부에 인접하여 배치되는 모든 소전지(101)의 열용량과 동일하다. 이 때문에, 주연부에 있어서의 중앙부의 두께를 두껍게 하는 것에 의한 에너지 밀도의 저하가 발생하지 않는다.
본 실시형태의 전지 블록은, 주연부에 인접한 위치의 소전지가 이상발열을 발생했을 경우에 있어서도, 이상발열한 소전지로부터의 열을, 이웃한 소전지의 이상발열을 유발시키는 일 없이 균등하게 재빠르게 모듈 전체에 분산시킬 수 있다. 본 실시형태의 전지 블록은, 또, 구멍(102a)의 축 방향에 있어서의 전지 케이스(102)의 온도 격차를 작게 할 수 있다.
(실시형태 6)
도 12를 이용해 실시형태 6을 설명한다.
도 12는 실시형태 6에 있어서의 전지 블록의 단면도이다. 115는 소전지(101)의 내부에 구성되는 전극군(電極群)이다. 전극군(115)은, 정극(＋）과 부극（－）과, 그들을 절연하는 세퍼레이터(separator)가 적층되어 감겨진 상태로 원통 케이스에 삽입되어 있다.
도면 내의 점선은, 전극군(115)의 축방향에 있어서의 상단(上端)의 위치와 하단(下端)의 위치를 나타내고 있다. 구멍(102a)은, 소전지(101)의 전극군(115)보다 축방향으로 길다. 본 실시형태의 전지 블록은, 구멍(102a)의 길이가 전술한 것처럼 특정되어 있는 것 외에는, 실시형태 1과 동일하게 구성되어 있다.
이상발열은, 통상, 전극군(115)내에서 단락 등의 이상(異常)이 생기는 것으로 발생한다. 이 때문에, 발열은, 전극군(115)에서 커진다. 본 실시형태에 있어서의 전지 케이스(102)는, 소전지(101)의 지름 방향에 있어서의, 전극군(115)의 외측에 존재한다. 이와 같이, 본 실시형태에 있어서의 전지 케이스에서는, 전극군(115)의 전체가 구멍(102a)에 수용되므로, 효율적으로 열을 확산시킬 수 있다.
본 실시형태의 전지 블록은, 이상발열한 소전지로부터의 열을, 옆에 있는 소전지의 이상발열을 유발시키는 일 없이, 재빠르게 효율적으로 모듈 전체에 분산시킬 수 있다.
(실시형태 7)
도 13을 이용해 실시형태 7을 설명한다.
도 13은 실시형태 7에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타내는 표면 확대도이다. 도 13은, 구멍(116)에 소전지(101)가 삽입되어 있는 상태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 전지 블록은, 구멍(102a) 대신에 구멍(116)을 가지는 것 이외는, 실시형태 1과 동일하게 구성되어 있다. 구멍(116)은, 여섯 개의 정점부(頂点部)(116A)와, 두 개의 정점부(116A)를 각각 연결하는, 동일한 길이의 여섯 개의 변부(邊部)로 되어있는 육각형의 형상을 가지고 있다. 구멍(116)은, 서로 이웃하는 두 개의 구멍(116)의 육각형의 정점부(116A)끼리가 마주보도록 배치되어 있다. 소전지(101)의 외주면은, 구멍(116)의 변부(116B)와는 접하고 있고, 정점부(116A)와는 떨어져 있다. 따라서, 서로 이웃한 소전지(101) 사이에는, 정점부(116A)와 소전지(101)와의 틈새가 개재해 있다.
구멍(116)은 육각형이다. 이 때문에, 가장 조밀한 배치인 지그재그 배치된 구멍(116)에 소전지(101)를 수용했을 때에, 서로 이웃하는 모든 소전지(101) 사이에, 동일한 크기의 틈새가 형성된다. 이 틈새란, 소전지(101)의 외주면과 구멍(116)의 정점부(116A)와의 틈새이다.
소전지(101)는, 변부(116B)에서 구멍(116)의 내주벽과 접촉하고, 정점부(116A)에서는 접촉하지 않는다. 소전지(101)와 변부(116B)가 접촉하기 때문에, 소전지(101)와 전지 케이스(102) 사이의 전열성이 확보된다. 소전지(101)와 정점부(116A)가 접촉하지 않고, 또 두 개의 구멍(116)이 정점부(116A)끼리를 마주보도록 배치되어있기때문에, 두 개의 구멍(116)을 연결하는 직선상에, 정점부(116A)와 소전지(101)와의 틈새가 두 개 있다. 이 때문에, 어느 소전지(101)로부터 이웃한 소전지(101)로 이동하는 열(熱)은, 상기의 두 개의 틈새를 통과하게 된다. 따라서, 어느 소전지(101)로부터 그 이웃 소전지(101)로의 열이동이 억제된다. 본 실시형태의 전지 블록은, 소전지(101)가 이상발열했을 경우에, 이웃 소전지로의 열전달을 억제하고, 이상발열의 열을 재빠르게 모듈 전체에 분산시킬 수 있다.
(실시형태 8)
도 14를 이용해 실시형태 8을 설명한다.
도 14는 실시형태 8에 있어서의 전지 케이스의 상면도이다. 도 14에 있어서, 전지 케이스(102)는, 전지 케이스(102)의 주연부에 접하는 구멍(117A)과 그 내측인 중앙부에 배치되는 구멍(117B)을 가진다. 구멍(117A)의 내경 D1은, 구멍(117B)의 내경 D2보다 0.1 mm정도 크다. 구멍(117A, 117B)에 수용되는 소전지의 외경은, 어느것도 D(m)이다. 본 실시형태의 전지 블록은, 구멍(117A)의 내경과 구멍(117B)의 내경이 다른것 외에는, 실시형태 1과 동일한 구성으로 되어 있다.
본 실시형태의 전지 블록에서는, 전지 케이스(102)의 주연부의 구멍(117A)과 소전지(101)의 틈새는, 중앙부의 구멍(117B)과 소전지(101)의 틈새보다 크다. 이 때문에, 구멍(117A)과 소전지(101) 사이의 열저항은, 구멍(117B)의 소전지(101)와의 사이의 열저항보다 커진다. 전지 케이스(102)의 주연부는, 통상, 주연부에 인접한 위치의 소전지가 이상발열을 발생했을 경우에, 열이 확산하기 어렵고, 이웃한 소전지로의 열전달량이 많아지기 쉽다. 본 실시형태의 전지 블록에서는, 구멍(117A)에 수용된 소전지와 전지 케이스(102) 사이의 열이동이, 구멍(117B)과 전지 케이스(102) 사이의 열이동보다 억제된다. 본 실시형태의 전지 블록은, 주연부에 있어서도 이상발열한 소전지로부터의 열을, 이웃 소전지의 이상발열을 유발시키는 일 없이, 재빠르게 효율적으로 모듈 전체에 분산시킬 수 있다.
(실시형태 9)
도 15를 이용해 실시형태 9를 설명한다.
도 15는 실시형태 9에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타내는 상면도이다. 도 15에 있어서, 전지 케이스(102)는, 전지 케이스(102)의 금속재료와는 다른 금속재료의 부재(118)를 더 가진다. 본 실시형태의 전지 블록은, 부재(118)를 더 가지는 것 외에는 실시형태 1과 동일한 구성이다. 부재(118)는, 실시형태 1의 전지 케이스(102)의 관통공(103)에 금속재료가 충만해 있다.
부재(118)의 재료는, 전지 케이스가 알루미늄 합금인 경우, 예를 들면 마그네슘 합금이나 동(銅) 등이다. 부재(118)의 재료가 마그네슘 합금의 경우에는, 열전도성을 얻을 수 있다. 추가하여, 알루미늄 합금의 경우에 비해, 경량화, 내진동성(耐振動性)이 향상한다. 또, 부재(118)의 재료가 동의 경우에는, 열전도 특성이 향상하여 열용량도 커진다. 이 때문에, 전지 케이스(102)로부터 소전지로의 열전달량이 작아진다.
본 실시형태의 전지 블록은, 이상발열한 소전지로부터의 열을, 이웃한 소전지의 이상발열을 유발시키는 일 없이, 재빠르게 효율적으로 모듈 전체에 분산시킬 수 있다. 추가하여, 부재(118)의 재료에 의한 특성이 부가된 전지 블록이 제공된다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 전지 케이스(102)는, 실시형태 1에 있어서의 제조 방법에 있어서, 적층한 복수의 원통재(104)의 틈새에 이종 재료의 봉재(棒材)를 삽입하고, 그 후에 접속층(106)을 가열 융해시킴으로써, 제조할 수 있다. 상기 가열 용해에 의해, 접속층(106)과 상기 봉재의 계면에 있어서 합금화나 화합물의 형성이 일어난다. 또는, 열 압착함으로써 원통재(104)와 상기 봉재가 일체화한다.
(실시형태 10)
도 16을 이용하여 실시형태 10을 설명한다.
도 16은 실시형태 10에 있어서의 전지 블록을 모식적으로 나타낸 측면도이다. 도 16에 있어서, 전지 케이스(102)는, 열전도성이 뛰어난 금속제 판재(119)와, 판재(119)와는 다른 금속재료로 되어있는 판재(120)의 적층 구조체이다. 본 실시형태의 전지 블록은, 전지 케이스(102)가 상기 적층 구조체인 것 외에는, 실시형태 1과 동일한 구성이다. 판재(119)의 재료는 예를 들면 알루미늄 합금이다. 판재(120)의 재료는, 예를 들면, 실시형태 9에 나타내는, 전지 케이스의 금속재료와는 다른 금속재료이다. 본 실시형태의 전지 블록은, 실시형태 1과 마찬가지로, 이상발열한 소전지로부터의 열을, 이웃한 소전지의 이상발열을 유발시키는 일 없이, 재빠르게 효율적으로 모듈 전체에 분산시킬 수 있다. 추가로, 열전도성 향상이나 내진동성, 경량화의 복합적인 효과가 얻어지는 전지 블록을 제공할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 전지 케이스는, 표면에 접속층을 설치한 금속 등의 평판(平板)에, 프레스 가공이나 절삭 가공으로, 소전지를 삽입할 수 있는 크기의 구멍을 뚫어, 상기 평판을 복수매 겹쳐서, 가열로 등으로 접속층을 가열 융해시킴으로써 제조할 수 있다. 평판끼리의 계면에 있어서, 합금화나 화합물의 형성이 일어남으로써, 또는 평판을 열압착함으로써, 평판이 일체화한다. 상기 평판에 구멍을 뚫은 후에, 평판의 표면에 접속층을 형성해도 상관없다.
본 출원은, 2011년 3월 17일에 출원한 일본 특허출원 2011－058825에 기초하는 우선권을 주장한다. 해당 출원 명세서에 기재된 내용은, 모두 본원 명세서에 원용된다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명의 전지 블록은, 소전지가 이상발열했을 경우에도 이상발열로 발생한 열을, 이웃 소전지의 이상발열을 유발시키는 일 없이 재빠르게 효율적으로 모듈 전체에 분산시킴으로써, 연쇄적인 소전지의 열화나 이상을 방지할 수 있다. 본 발명의 전지 블록은, 자동차, 전동 오토바이 또는 전동 기구 등의 구동용 전원이나 축전기 장치 등에 적용할 수 있다.
1A, 1B 2차 전지
3 벽
101, 101A, 101B, 101C 소전지
102 전지 케이스
102a, 116, 117A, 117B 구멍
102b 최소 두께부
102A 주연부
103 관통공
104 원통재
105, 109, 111 심재
106 접속층
107 보유 테두리
108 육각주재
110 사각주재
112 볼록부
113 오목부
114 바깥 테두리
115 전극군
116A 정점부
116B 변부
118 부재
119, 120 판재
131 소전지의 케이스
132 히터
D 소전지의 외경
D1 구멍 117A의 내경
D2 구멍 117B의 내경
m1, m2 측정점
x 최소 두께부의 두께

Claims (13)

  1. 복수의 구멍을 가지는 금속제 전지 케이스와, 상기 구멍에 수납된 복수의 소전지를 가지는 전지 블록이며,
    상기 소전지와 상기 전지 케이스 사이의 열전도 계수를 K1이라 하고,
    서로 이웃하는 두 개의 상기 구멍 사이에 있어서의 상기 전지 케이스의 최소 두께부의 열전도 계수를 K2라 하고,
    실온의 기준 전지를 이상발열시키는 주위 온도에 대한, 실온의 기준 전지의 이상발열 온도의 비(比)를 K3이라고 했을 때,
    상기 전지 케이스는,
    K2/K1≥K3－1
    의 관계를 만족시키는 상기 최소 두께부를 가지는, 전지 블록.
  2. 청구항 1에 있어서,
    복수의 상기 구멍의 배치가 지그재그 배치이고,
    상기 소전지의 형상은 원주(圓柱)이며,
    상기 기준 전지의 전지 용량을 A0(Ah)라고 하고,
    실온의 상기 기준 전지의 이상발열 온도를 T1(K)라고 하고,
    실온의 상기 기준 전지를 이상발열시키는 주위 온도를 T2(K)라고 하고,
    상기 소전지의 전지 용량을 A(Ah)라고 하고,
    상기 소전지의 외경을 D(m)이라고 하고,
    상기 소전지와 상기 구멍의 내주벽과의 사이의 열전달 계수를 α(W/(m2·K)) 라고 하고,
    상기 전지 케이스의 열전도율을 λ(W/(m·K))라고 하고,
    상기 최소 두께 부분의 두께를 x(m)이라고 했을 때에, 하기 수학식 1
    [수 1]
    Figure pct00003
    (식 1)
    의 관계식을 만족시키는 전지 블록.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전지 케이스의 주연부의 두께는, 상기 전지 케이스의 중앙부의 두께보다 두꺼운, 전지 블록.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전지 케이스는, 주연부의 1렬이 n개인 상기 구멍을 m열 가지고,
    상기 전지 케이스의 주연부의 열용량이, 상기 소전지의 2×(n＋m＋1)개분의 열용량인, 전지 블록.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전지 케이스의 주연부의, 상기 구멍의 축방향에 있어서의 중앙부에서의 두께가, 상기 축방향에 있어서의 단부에서의 두께보다 두꺼운, 전지 블록.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 소전지는, 전극군을 포함하고,
    상기 구멍의 길이가, 상기 전극군의 길이보다 길고,
    적어도 상기 전극군 전체가 상기 구멍에 수용되는, 전지 블록.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 전지 케이스가, 상기 구멍을 가지는 원형 또는 다각형 통의 복수가 서로 접합해서 되어있는, 전지 블록.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 통의 외벽에 배치되는 볼록부와, 상기 통의 외벽에 배치되는, 상기 볼록부가 감합할 수 있는 오목부를 더 가지는, 전지 블록.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 구멍의 형상이 다각형이고,
    상기 구멍은, 서로 이웃하는 상기 구멍의 형상에 있어서의 각이 서로 마주보도록 배치되어 있는, 전지 블록.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 전지 케이스의 주연부의 상기 구멍의 개구 면적은, 상기 전지 케이스의 중앙부의 상기 구멍의 개구 면적에 대해서 큰, 전지 블록.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 전지 케이스는 알루미늄 합금으로 만들어져 있는, 전지 블록.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 전지 케이스가, 다른 금속재료로 만들어진 2종 이상의 부재로 구성되어 있는, 전지 블록.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 전지 케이스의 외표면을 덮는 절연층을 더 가지는, 전지 블록.
KR1020127028449A 2011-03-17 2012-03-01 전지 블록 KR101346403B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011058825 2011-03-17
JPJP-P-2011-058825 2011-03-17
PCT/JP2012/001406 WO2012124273A1 (ja) 2011-03-17 2012-03-01 電池ブロック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130025390A true KR20130025390A (ko) 2013-03-11
KR101346403B1 KR101346403B1 (ko) 2014-01-10

Family

ID=46830366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127028449A KR101346403B1 (ko) 2011-03-17 2012-03-01 전지 블록

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9548477B2 (ko)
JP (1) JP5039245B1 (ko)
KR (1) KR101346403B1 (ko)
CN (1) CN102870253B (ko)
WO (1) WO2012124273A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11621452B2 (en) 2018-11-29 2023-04-04 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack including battery module

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6189318B2 (ja) * 2012-10-29 2017-08-30 三洋電機株式会社 回生制動する車両の電源装置
US8920955B1 (en) 2012-12-13 2014-12-30 Atieva, Inc. Battery module with high thermal conductivity and assembling method thereof
JP5978974B2 (ja) * 2012-12-17 2016-08-24 株式会社豊田自動織機 電池パック
JP2015005412A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 小島プレス工業株式会社 電池保持装置
JP6295527B2 (ja) * 2013-07-12 2018-03-20 日立化成株式会社 蓄電モジュール
US10008704B2 (en) * 2014-07-25 2018-06-26 Faster Faster Inc. Thermal shield for preventing thermal runaway in a battery assembly
US9508966B2 (en) * 2014-07-30 2016-11-29 Ford Global Technologies, Llc Array frame design for electrified vehicle battery arrays
US10622687B2 (en) * 2015-08-10 2020-04-14 Ford Global Technologies, Llc Battery pack enclosure including integrated fluid channel
US11296370B2 (en) * 2015-12-03 2022-04-05 Eaglepicher Technologies, Llc Battery having high thermal conductivity case
CN106784485B (zh) * 2017-01-11 2024-02-27 买易网络科技（北京）有限公司 电池单元油浸式工艺设计
WO2018179733A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 三洋電機株式会社 電池パック
WO2019028513A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 Cape Bouvard Technologies Pty Ltd COMPOSITE STRUCTURE PRODUCING ELECTRICAL ENERGY
JP6954213B2 (ja) * 2018-03-30 2021-10-27 三菱ケミカル株式会社 充填部材、組電池及び熱伝達の制御方法
US11923555B2 (en) * 2018-04-25 2024-03-05 Panasonic Energy Co., Ltd. Battery pack
DE102018216290A1 (de) * 2018-09-25 2020-03-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
KR102301196B1 (ko) * 2018-10-04 2021-09-09 주식회사 엘지에너지솔루션 접속 플레이트를 구비한 배터리 팩
KR20210149054A (ko) 2019-03-14 2021-12-08 제너렉 파워 시스템즈, 아이앤씨. 배터리 모듈 열 관리
KR20210073887A (ko) * 2019-12-11 2021-06-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
CN113594616B (zh) * 2020-04-30 2023-05-23 蜂巢能源科技有限公司 用于车辆的电池模组以及车辆
CN113745523A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 比亚迪股份有限公司 锂离子电池、动力电池模组、电池包、电动汽车和储能装置
KR20220001225A (ko) * 2020-06-29 2022-01-05 주식회사 엘지에너지솔루션 연쇄발화를 방지하는 전지 모듈 제조방법
JP7474148B2 (ja) 2020-08-12 2024-04-24 日本アビオニクス株式会社 溶接方法およびシステム
DE102021107000A1 (de) 2021-03-22 2022-09-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zellpack für eine Fahrzeugbatterie sowie Fahrzeugbatterie
EP4318759A1 (en) * 2021-03-31 2024-02-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power storage module
DE102021121980A1 (de) * 2021-08-25 2023-03-02 Schuler Pressen Gmbh Batterie
DE102021121981A1 (de) * 2021-08-25 2023-03-02 Schuler Pressen Gmbh Batterie
WO2023176298A1 (ja) * 2022-03-18 2023-09-21 パナソニックエナジー株式会社 電池パック
CN221861731U (zh) * 2022-05-16 2024-10-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池及用电装置
CN116106750B (zh) * 2023-01-28 2023-11-10 上海玫克生储能科技有限公司 一种电池温测点辨识及异常检测方法、装置和电子设备

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004146161A (ja) 2002-10-23 2004-05-20 Sony Corp バッテリーパック
CN100521293C (zh) 2005-01-14 2009-07-29 松下电器产业株式会社 非水电解液二次电池组
JP2006222066A (ja) 2005-01-14 2006-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解液二次電池パック
KR100627396B1 (ko) * 2005-01-26 2006-09-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
JP4958409B2 (ja) * 2005-06-01 2012-06-20 三洋電機株式会社 組電池
JP2009266773A (ja) 2008-04-30 2009-11-12 Toyota Motor Corp 蓄電装置
JP5486780B2 (ja) * 2008-07-01 2014-05-07 株式会社日立製作所 電池システム
DE102008040811A1 (de) 2008-07-29 2010-02-04 Robert Bosch Gmbh Akkumulator
US20100151308A1 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Tesla Motors, Inc. Increased resistance to thermal runaway through differential heat transfer
JP5496576B2 (ja) * 2009-08-26 2014-05-21 三洋電機株式会社 バッテリパック
TWI419391B (zh) * 2009-12-25 2013-12-11 Ind Tech Res Inst 電池系統中的散熱與熱失控擴散防護結構

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11621452B2 (en) 2018-11-29 2023-04-04 Lg Energy Solution, Ltd. Battery pack including battery module

Also Published As

Publication number Publication date
CN102870253B (zh) 2015-04-08
JPWO2012124273A1 (ja) 2014-07-17
US9548477B2 (en) 2017-01-17
US20130344376A1 (en) 2013-12-26
CN102870253A (zh) 2013-01-09
KR101346403B1 (ko) 2014-01-10
JP5039245B1 (ja) 2012-10-03
WO2012124273A1 (ja) 2012-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101346403B1 (ko) 전지 블록
KR102255633B1 (ko) 에너지 저장 시스템
US10381694B2 (en) Cooling device for battery cell and battery module comprising the same
KR101910244B1 (ko) 냉각 성능이 개선된 배터리 모듈
EP2763214A1 (en) Battery module having novel structure
US20110039142A1 (en) Battery pack with improved heat dissipation efficiency
JP5761370B2 (ja) 蓄電装置、車両
JP5374979B2 (ja) 電池と組電池
US10763462B2 (en) Secondary battery
JP2006339032A (ja) 電池パック
JP2010061998A (ja) 電池と組電池
KR101841663B1 (ko) 리셉터클 구조의 전압 센싱부재를 포함하는 전지모듈
CN109638374B (zh) 电池组
JP5981881B2 (ja) 蓄電池システム
KR20160148404A (ko) 이차전지 및 그 제조방법
US9257684B2 (en) Battery block and manufacturing method therefor
JP5154706B1 (ja) 組電池及び組電池モジュール
JP2014013753A (ja) 蓄電池収納箱
JP6192467B2 (ja) 組電池
JP7177791B2 (ja) 組電池および電動装置
WO2018180254A1 (ja) 電池パック
JP7060459B2 (ja) 電池ユニット
JP7242560B2 (ja) 組電池および電動装置
JP7531534B2 (ja) バッテリ装置
JP2023180724A (ja) 蓄電装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161123

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171114

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180329

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 7