TW202406203A - 電池包 - Google Patents
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Abstract
電池包具備:複數個二次單電池,排列為互相平行於長邊方向的姿勢,在兩端具備端面電極,並且將端面電極的至少一者作為設置有安全閥的第一電極;電池座,保持複數個二次單電池;及導電性的導板,連接相鄰的二次單電池的端面電極彼此,導板是在相鄰的二次單電池的第一電極彼此之間形成開放空間。
Description
本揭示是有關於一種電池包。
將多個二次單電池串聯或並聯連接的電池包是使用於攜帶型揚聲器、電動清潔器、或電動工具等攜帶型的電動機器用的電源、或是定置型的蓄電用途的伺服器之備援用電源或家庭用、事業用、工廠用的電源,甚至是輔助自行車的驅動用電力源或電動推車、電動機車、電動汽缸、混合動力車、或電動汽車等車輛的驅動用電源等。像這樣的電池包大部分是用電池座來保持為使多個單電池相鄰的姿勢,並且以板狀的導板熔接相鄰的二次單電池彼此來連接(例如參照專利文獻1)。
在使用於像這樣的電池包的二次單電池中,一般會利用鋰離子二次電池,但鋰離子二次單電池會有因某些異常而導致伴隨冒煙或起火之不安全事件的可能性。因此,在形成鋰離子二次單電池的電極的端面(例如正極側端面)上設置安全閥,並且構成為在二次單電池的外裝罐的內壓已變高之情況下,將安全閥開閥,將內部的高壓氣體放出至外部。然而,假設在任一個二次單電池中發生不安全事件的情況下,可考慮到的是,該二次單電池從安全閥放出的高溫氣體、火焰、或電解液等排出物會順著導板移到相鄰的其他二次單電池,而受到損傷並延燒的可能性。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本特開2012-033464號公報
本揭示之目的之一在於提供一種電池包,前述電池包是在以導板連接相鄰的二次單電池間的電池包中,即使在一個二次單電池中發生異常時,仍然可抑制損傷影響到相鄰的其他二次單電池之情形。
本發明的一形態之電池包具備:複數個二次單電池,排列為互相平行於長邊方向的姿勢,在兩端具備端面電極,並且將端面電極的至少一者作為設置有安全閥的第一電極;電池座,保持複數個二次單電池;及導電性的導板,連接相鄰的二次單電池的端面電極彼此,導板是在相鄰的二次單電池的第一電極彼此之間形成開放空間。
根據本發明的一形態之電池包,並不會用導板完全封閉相鄰的二次單電池的第一電極彼此之間,而是設置開放空間,藉此即使當任一個二次單電池因異常而放出高溫氣體等排出物之事態時,仍可從開放空間將這些放出至外部,藉此減少對相鄰的其他二次單電池造成不良影響的事態。
用以實施發明之形態
本發明的形態亦可藉由以下構成或特徵來特定。
本發明的其他形態之電池包,在上述形態中,導板亦可具備:複數個交叉片,和各二次單電池的第一電極連接,在與第一線交叉的第二方向上分別延伸,前述第一線是以最短的方式來連結相鄰的二次單電池的第一電極的中心之線;及連接部,從連接於相鄰的二次單電池之各交叉片的端緣,與第一線平行地延伸而連接各交叉片,以交叉片與連接部來形成開放空間。藉由上述構成,使導板迂迴成不會和第一線重疊,藉此即可以一面在相鄰的二次單電池的第一電極彼此之間形成開放空間,一面維持電連接,前述第一線是以最短的方式連結相鄰的二次單電池的第一電極彼此。
本發明的其他形態之電池包,在上述形態中,開放空間亦可藉由導板的相鄰的交叉片與連接部而形成為平面視角下為コ字形。
本發明的其他形態之電池包,在上述形態中,交叉片亦可配置在相鄰的二次單電池的第一電極彼此之間,導板更具備熔接片,前述熔接片是從各交叉片沿著第一線往對應的二次單電池的第一電極延伸。藉由上述構成,能夠以焊接片來將導板熔接於二次單電池的第一電極。
本發明的其他形態之電池包,在上述形態中,亦可在各二次單電池的第一電極的周圍分別形成開放空間,在互相相鄰的第一電極彼此之間,將連接於其中一個第一電極的交叉片、及形成於另一個第一電極的周圍的開放空間,配置在第一線上。根據以上的構成,可設為從二次單電池的第一電極的安全閥排出的排出物會從形成於第一電極周圍的開放空間排出至外部的構成,即使一部分的排出物沿著第一線通過連接於第一電極的交叉片與電池座之間的情況下,也會從形成於相鄰的第一電極的周圍之開放空間排出至外部。因此,可以使從第一電極排出的排出物確實地通過開放空間,理想地抑制對相鄰的二次單電池造成不良影響的情形。
本發明的其他形態之電池包,在上述形態中,電池座亦可將外形形成為箱形,且電池座是沿著形成箱形的第一面的一邊之第一邊來配置複數個二次單電池的第一電極,導板更具有彎折片,前述彎折片是從位於第一面的連接部,往和第一面的第一邊交叉的第二面彎折。藉由上述構成,可以有別於連接部另外附加彎折片來爭取導電路徑的面積。特別是由於是將開放空間形成於第一線,因此可以附加彎折片來補償失去導電路徑的一部分的面積,前述第一線是以最短的方式來連結相鄰的二次單電池的第一電極彼此。
本發明的其他形態之電池包,在上述形態中,在將連接部與彎折片在第一邊上連接的連接部位中,在第一面中複數個二次單電池的第一電極所在的區域中,亦可在連接部位形成開口部。藉由上述構成,即使萬一在二次單電池的第一電極中安全閥被開閥而噴出高溫氣體等排出物,也可以通過開口往不存在有二次單電池的橫向方向放出,避免或抑制損害到其他二次單電池之事態。
本發明的其他形態之電池包,在上述形態中,導板亦可更具備連接連接部與彎折片的連結部,在第一面中,連結部是相向於相鄰的二次單電池的第一電極彼此之間的區域而設置。
本發明的其他形態之電池包,在上述形態中,亦可具備複數個並聯單元,前述並聯單元是將二次單電池以互相平行的姿勢排列且並聯地連接而成,前述電池包構成有電池塊,前述電池塊是呈複數個並聯單元互相串聯地連接、電池座所保持的複數個二次單電池串聯與並聯地連接,將導板設為連接於電池塊的輸出側的輸出導板。
本發明的其他形態之電池包,在上述形態中,亦可具備複數個並聯單元,前述並聯單元是將二次單電池以互相平行的姿勢排列且並聯地連接而成,前述電池包構成有電池塊,前述電池塊是呈複數個並聯單元互相串聯地連接、電池座所保持的複數個二次單電池串聯與並聯地連接,導板是將並聯單元串聯地連接的中間導板,中間導板具備板狀積層部,前述板狀積層部是在和第一線平行的方向上連接第二電極,前述第二電極是和相鄰的二次單電池的第一電極為相反側的端面電極,將板狀積層部兼用作連接部,具備從板狀積層部往第二方向分別延伸的複數個交叉片,將交叉片連接於對應的二次單電池的第一電極。
本發明的其他形態之電池包,在上述形態中,亦可具備絕緣板,前述絕緣板是被覆導板的表面而將導板絕緣,絕緣板於和開放空間相向的位置,具備讓從二次單電池排出的排出物通過的排出孔。
本發明的其他形態之電池包,在上述形態中,亦可將排出孔設為狹縫形狀。
以下,依據圖式來說明本發明的實施形態。但是,以下所示的實施形態是用於將本發明的技術思想具體化的例示,本發明並不特定於以下實施形態。又,本說明書絕對不是要將申請專利範圍所示的構件特定為實施形態的構件。特別是實施形態所記載的構成零件的尺寸、材質、形狀、其相對配置等,只要沒有特別特定的記載,宗旨就不是要將本發明的範圍僅限定於此,不過只是單純的說明例。另外,各圖式所示的構件的大小及位置關係等,有時會為了明確說明而誇張化。此外,在以下的說明中,針對相同的名稱、符號是顯示相同或同質的構件,且適當地省略詳細說明。此外,構成本發明的各要素亦可是用相同的構件來構成複數個要素,而用一個構件來兼作為複數個要素之態樣,相反地也可以用複數個構件來分擔實現一個構件的功能。
本發明的電池包可以利用於揚聲器、電動清潔器、電動工具等電動機器用的電源、或是依定置型的蓄電用途而利用於伺服器的備援用電源或家庭用、事業用、工廠用的電源裝置,甚至是輔助自行車的驅動用電力源或電動機車、電動推車、或者混合動力車或電動汽車等車輛的驅動用電源等。以下,作為本發明的一實施形態,針對作為無線揚聲器用的電源來使用的電池包來進行說明。
[實施形態1]
將本發明的實施形態1之電池包100顯示於圖1至圖10。圖1是顯示電池包的外觀立體圖,圖2是顯示圖1的電池包的II-II線垂直剖面圖,圖3是顯示圖1的電池包的製造步驟的立體圖,圖4是顯示圖3的電池包的電池組件的分解立體圖,圖5及圖6是顯示已將圖4的電池組件的導板卸除的分解立體圖及分解背面立體圖,圖7是顯示已將圖5的電池組件的電池座分解的分解立體圖,圖8及圖9是顯示圖4所示的電池組件的正面圖及背面圖,圖10是顯示圖2所示的電池包的主要部分放大剖面圖。這些圖所示的電池包100具備:複數個二次單電池1,將端面電極11的至少一者作為設置有安全閥的第一電極11A,並且排列為互相平行於長邊方向的姿勢;電池座2,保持複數個二次單電池1;及導電性的導板3,連接相鄰的二次單電池1的端面電極11彼此。
(電池組件10)
圖1至圖10所示的電池包100是將導板3固定於已收納複數個二次單電池1的電池座2的兩端面,並且將電路基板4配置於電池座2的上部來作為電池組件10,在此電池組件10的外周面上,以絕緣板5被覆導板3的表面,並且以絕緣構件6被覆電池組件10的上表面,以外裝片7被覆表面已絕緣的電池組件10。
(二次單電池1)
各二次單電池1是將其外裝罐設為圓筒形的圓筒形二次單電池。作為一例,二次單電池1可以使用將電極體收納於金屬製的外裝罐,並填充電解液,以封口板氣密地封閉外裝罐的開口部之二次單電池。圓筒形二次單電池是在長邊方向的兩端設置有端面電極11。二次單電池1是將設置在兩端面即外裝罐的底面與封口板的中央部之電極設為正負的電極。又,二次單電池1是將兩端的端面電極11的至少一者設為設置有安全閥(未圖示)的第一電極11A。圖中的二次單電池1是以配置在封口板的中央部之凸部電極來構成設置有安全閥的第一電極11A,另一個端面電極11是以外裝罐的底面電極來構成為第二電極11B。安全閥是用於在外裝罐的內壓上升時開閥,將內部的氣體放出的構件。從而,可以使用當內壓上升而安全閥開閥後,將氣體等的排出物排出的全部的二次單電池來作為二次單電池1。另外,安全閥雖然一般而言是設置在正極側,但本發明並不將設置安全閥的位置特定於正極側,亦可設為其他位置,例如負極側。
像這樣的二次單電池1可以適當地利用能量效率高的非水電解液二次電池,例如鋰離子二次電池。但是,本發明的電池包並不會將二次單電池特定為鋰離子二次電池,也不會將二次單電池特定為圓筒形電池。
在二次單電池中,也可以使用能夠充電的全部電池,例如鎳氫電池或鎳鎘電池等。
(電池座2)
電池座2保持有複數個二次單電池1。圖2的電池座2是將複數個二次單電池1設為在長邊方向上互相平行的姿勢,且將兩端的端面電極11以配置在同一平面的姿勢來保持。電池座2是將外形設為箱形,且將複數個二次單電池1配置成多層多列。圖7的電池座2是將塑膠成形為有保持筒22的形狀,前述保持筒22是將複數個二次單電池1配置於固定位置。此電池座2將8個保持筒22以平行姿勢連結為4層2列的形狀,且將保持筒22的內側設為和二次單電池1的外形幾乎相等而作為收納空間21。圖中的電池座2是將8支二次單電池1配置為4層×2列,並且保持為在圖中在上下左右排列的姿勢。圖中的電池座2是將8支二次單電池1配置成矩陣狀,以在正面視角下成為左右對稱的姿勢。此構造有可以將把二次單電池1配置成複數層的電池座2保持為穩定的起立姿勢之特長。二次單電池1的支數或配置排列並不限定於此構成,亦可設為具備7支以下、或9支以上的二次單電池1的構造。又,並不限定於4層2列,也可以變更成各種層數或列數。又,除了配置成矩陣狀之外,亦可用各層交互錯位的方式配置成交錯狀。電池座2是由絕緣性、耐熱性優異的材質所構成,例如為聚碳酸酯或ABS等樹脂製。
圖7的電池座2是在二次單電池1的長邊方向上分割成第一座2X與第二座2Y。此電池座2能夠順暢地插入細長的二次單電池1。
第一座2X與第二座2Y是將塑膠成形而各別地製作,且是插入二次單電池1來互相連結。第一座2X與第二座2Y為了將圓筒形的二次單電池1插入並配置於固定位置,設置有圓柱狀的收納空間21。
收納空間21的內形狀是幾乎與二次單電池1的外形相等,正確來說是稍微大一些,以將二次單電池1順暢地插入並配置於固定位置。此構造的第一座2X與第二座2Y是在插入圓筒形的二次單電池1的兩端部的狀態下,透過二次單電池1而相互連結於固定位置。第一座2X與第二座2Y可以將相向面設為嵌合構造來更正確地連結,又,透過後述的非熔融板13而連結於固定位置。
圖2與圖7所示的電池組件10是將雲母板等之非熔融板13配置在區隔壁23的內部,前述區隔壁23是配置在相鄰的二次單電池1之間。由於圖中的電池座2是將二次單電池1配置成4層2列,因此在配置於上下左右的8個二次單電池1之間,在上下設置有十字狀的區隔壁23。區隔壁23設置有插入內部的非熔融板13的插入間隙。區隔壁23是在此插入間隙中插入有雲母板等非熔融板13。在任一個二次單電池1熱失控而異常發熱的狀態下,此電池組件10可以防止旁邊的二次單電池1被引發熱失控的情形。
另外,電池座2是在與二次單電池1的端面電極11的相向位置,開口而設置連接窗24,前述連接窗24是用於使端面電極11露出而連接導板3。引導凸部電極即第一電極11A的連接窗24是比凸部電極的外形更大,並且是設為可以將凸部電極插入內側的大小。由於此連接窗24可以將凸部電極配置於內側,並熔接於導板3,因此可以減少與從連接窗24露出的第一電極11A的落差,而將導板3熔接於第一電極11A。配置在與外裝罐的底面即第二電極11B的相向位置之連接窗24是開設為可以將導板3的熔接片33引導至第二電極11B的大小。
另外,電池座2在上部設置有收納電路基板4的收納區域25。圖6所示的電池座2是使前後左右的周壁從上表面突出,並且在4邊的周壁的內側設置凹部來作為電路基板4的收納區域25。圖2的電池座2是在與收納區域25的底面之間設置間隙來配置電路基板4。圖6的電路基板4是將外周的形狀設為嵌合於收納區域25的內周之外形來配置於固定位置。但是,電池座亦可在電路基板的設置區域中藉由螺鎖固定等來直接固定,或是另外設置保持電路基板的基板座。
(導板3)
導板3是將電池座2所保持的二次單電池1電連接。導板3是將導電性優異的金屬板沖壓成形來製造,且熔接固定於端面電極11,前述端面電極11是設置在電池座2的二次單電池1的端面。圖中所示的電池組件10是透過導板3將8支二次單電池1串聯與並聯地連接。圖7的電池組件10是將圖中配置於左右2列且配置排列為上下4層的4支二次單電池1相互並聯地連接而設為並聯單元1X,並且將左右的並聯單元1X相互串聯地連接,將8支二次單電池1設為4並聯2串聯連接而成的電池塊1Y。如圖6及圖9所示,電池組件10是在箱形的電池座2的第三面2C中,透過中間導板3B來串聯地連接2組並聯單元1X,並且如圖5及圖8所示,在電池座2的第一面2A中將已串聯連接的並聯單元1X的輸出側連接於輸出導板3A。
輸出導板3A具備:第一輸出導板3Aa,在電池塊1Y的輸出側,將構成並聯單元1X的複數個二次單電池1的第一電極11A彼此連接;及第二輸出導板3Ab,將第二電極11B彼此連接。又,如圖9所示,在互相串聯連接的並聯單元1X當中,中間導板3B是在左側將其中一個並聯單元1X的相鄰的第二電極11B彼此連接,在右側將另一個並聯單元1X的相鄰的第一電極11A彼此連接。如這些圖所示,將相鄰的第一電極11A彼此連接的第一輸出導板3Aa與中間導板3B,是在相鄰的二次單電池1的第一電極11A彼此之間,形成用於將從第一電極11A的安全閥排出的氣體等排出物放出至外部的開放空間30。
如圖8及圖9所示,第一輸出導板3Aa及中間導板3B具備:複數個交叉片31,與各二次單電池1的第一電極11A連接;及連接部32,連接連接於各二次單電池1的各交叉片31。複數個交叉片31是在與第一線L1交叉的第二方向上分別延伸,前述第一線L1是以最短的方式來連結相鄰的二次單電池1的第一電極11A的中心。連接部32是從連接於相鄰的二次單電池1的各交叉片31的端緣,與第一線L1平行地延伸而連接各交叉片31。
此第一輸出導板3Aa是以交叉片31與連接部32在第一電極11A的周圍形成開放空間30。
另外,第一輸出導板3Aa及中間導板3B具備熔接片33,前述熔接片33是從各交叉片31朝向對應的二次單電池1的第一電極11A,沿著第一線L1延伸。雖然圖中所示的各交叉片31是在平面視角下在與第一線L1平行的方向上延伸,但交叉片31也可以用相對於第一線L1稍微傾斜的姿勢來配置。如圖5所示,這些熔接片33是從交叉片31設置落差而延長。藉此,即便在固定於電池座2上的導板3的配置的面之高度、與第一電極11A配置的面之高度有高低差的情況下,仍然可藉由熔接片33的落差來吸收,使熔接片33以面接觸狀態接觸第一電極11A的表面,來提高熔接的信賴性。此外,各熔接片33形成有狹縫33a,藉由橫跨此狹縫33a來推壓熔接具,來提高熔接的信賴性。雖然圖中的熔接片33是將熔接部分割成一對的片,並且在這些片之間設置狹縫33a,但熔接片亦可開設細長的長孔來作為狹縫。
圖5及圖8所示的第一輸出導板3Aa是連接複數個二次單電池1的第一電極11A,前述第一電極11A是沿著形成為箱形的電池座2的第一面2A的一邊之第一邊2a來配置。第一輸出導板3Aa是在電池座2的第一面2A的側緣部中,將沿著與第二面2B的邊界緣即第一邊2a延伸之帶狀的連接部32配置成與第一線L1平行。此外,設置有從帶狀的連接部32往第二方向(在圖中為大致垂直方向)延伸的交叉片31,以相鄰的交叉片31與連接部32來形成平面視角下為コ字形的開放空間30。在圖8中,連接於除了位於最下側的二次單電池1以外的二次單電池1的第一電極11A之各交叉片31,是配置在相鄰的二次單電池1的第一電極11A彼此之間,連接於位於最下側的二次單電池的第一電極11A之交叉片31,是配置在第一電極11A與電池座2的下端緣之間。
此外,圖5所示的第一輸出導板3Aa具備彎折片34,前述彎折片34是從位於第一面2A的連接部32,往和第一面2A的第一邊2a交叉的第二面2B彎折。
此第一輸出導板3Aa是有別於連接部32來設置彎折片34,藉此可以爭取因在第一線L1上設置開放空間30而失去的導通路徑的面積。此外,圖5所示的第一輸出導板3Aa是在將連接部32與彎折片34在第一邊2a上連接的連接部位中,在第一面2A中複數個二次單電池1的第一電極11A所在的區域中,在連接部位形成開口部35。藉此,即使當從第一電極11A的安全閥排出的氣體等排出物滲透連接部32與電池座2之間而移動的狀態下,由於可以使其通過沿著第一邊2a設置的開口部35並排出至外部,因此可以抑制從安全閥排出的排出物沿著連接部32或彎折片34移動的情形,可以減少排出物所造成的不良影響。此外,第一輸出導板3Aa具備連接連接部32與彎折片34的連結部36,在第一面2A中,將此連結部36相向於相鄰的二次單電池1的第一電極11A彼此之間的區域來設置。此第一輸出導板3Aa是在第一電極11A間的2處以連結部36來連結連接部32及彎折片34,並且在這些連結部36之間開設開口部35。此構造可以防止連結連接部32與彎折片34的連結部36封閉和第一電極11A相向的側緣部,可以有效率地將從安全閥排出的排出物排出至外部。
又,圖9所示的中間導板3B是在電池座2的第三面2C的左側部中,具備板狀積層部38,前述板狀積層部38是連接於上下相鄰的二次單電池1的第二電極11B,將此板狀積層部38兼用作與第一線L1平行地延伸的連接部32,設置從連接部32往第二方向(在圖中為大致垂直方向)延伸的交叉片31。此中間導板3B是在電池座2的第三面2C的右側部,將各交叉片31連接於上下相鄰的二次單電池1的第一電極11A,一邊透過連接部32即板狀積層部38將上下相鄰的二次單電池1彼此並聯連接,一邊將左右相鄰的二次單電池1彼此串聯地連接。圖中所示的中間導板3B是使交叉片31與連接部32的邊界部分彎折成圓弧狀,並且以相鄰的交叉片31與連接部32形成平面視角下大致圓形狀的開放空間30。
在此,針對本發明的一個重點來說明。在連接互相相鄰的第一電極11A彼此的導板3中,所要求的是抑制下述情形:從任一個二次單電池1的安全閥排出的氣體等排出物順著導板3移動至其他二次單電池1的第一電極11A,造成不良影響。如圖11的概略剖面圖所示,在以樹脂製的電池座92保持多個二次單電池91之以往的電池包90中,將電池座92分割為二,且將二次單電池91插入已形成於各分割座的筒體,從左右來保持二次單電池91。在像這樣的電池包90中,當任一個二次單電池91(在圖11中為上側的二次單電池)發生不安全事件的情況下,可考慮到的是,如圖11的箭頭所示,從設置在該二次單電池91的第一電極91A的安全閥放出的高溫氣體、火焰、或電解液等排出物會順著導板93移到相鄰的其他二次單電池91,而受到損傷並延燒的可能性。
相對於此,在本實施形態之電池包100中,如圖12所示,如上述,至少在與設置安全閥的第一電極11A相向的導板3中,在相鄰的第一電極11A彼此之間設置開放空間30,藉此可以使從安全閥放出的排出物如圖12的箭頭所示地流動,可以儘可能地減少對其他二次單電池1的損傷。
開放空間30是第一電極11A的周圍的區域,並且是涵蓋與第一電極11A的全周的2/3以上相向的區域而形成。如圖8至圖10所示,平面視角為コ字形或圓形狀的開放空間30是將相鄰的交叉片31彼此的間隔W設為比二次單電池1的半徑R更寬,例如設為半徑R的1.2~1.5倍。像這樣,將相鄰的交叉片31彼此的間隔W設為比二次單電池1的半徑R更寬,例如設為半徑R的1.5倍來加寬開放空間30,藉此即可以防止從安全閥排出的氣體等排出物順著導板3而移動至相鄰的二次單電池的第一電極11A之情形,而可以有效率地排出至外部。
圖8與圖9所示的導板3是在各第一電極11A的周圍,在第一電極11A的全周的約3/4的相向區域形成開放空間30,並且在其餘的區域中設置熔接片33與交叉片31的連結部。像這樣,涵蓋第一電極11A的外周的寬廣區域來設置開放空間30的構造,當從圖8及圖9中以A所示的二次單電池1的第一電極11A排出排出物的狀態時,可抑制排出物如箭頭c所示地往交叉片31的方向移動之情形。這是因為由於是藉由將熔接片33熔接於第一電極11A,使連結有熔接片33的交叉片31以接近電池座2的表面的狀態來積層,因此排出物會難以在電池座2與交叉片31之間的狹窄間隙流動,而會優先地往寬廣開放的開放空間30流動。因此,從第一電極11A的安全閥排出的氣體等排出物會如箭頭a、b、d所示地被誘導至形成於第一電極11A的周圍之開放空間30,並排出至外部。又,此導板3是在互相相鄰的第一電極11A彼此之間,將連接於其中一個第一電極11A的交叉片31、及形成於另一個第一電極11A的周圍的開放空間30,配置在第一線L1上。因此,即使排出物的一部分如箭頭c所示地往交叉片31的方向移動,由於通過交叉片31與電池座2之間的間隙的排出物仍然會從形成於相鄰的二次單電池1的第一電極11A與交叉片31之間的開放空間30排出至外部,因此可以將對相鄰的二次單電池1的第一電極11A的不良影響抑制到最小限度。以上的導板3可以藉由形成在第一電極11A的周圍之開放空間30、及形成在連接於第一電極11A的交叉片31的延長線上之開放空間30,涵蓋以第一電極11A為中心的所有方向來配置開放空間30,將從第一電極11A的安全閥排出的排出物確實地排出至外部。又,在圖8所示的第一輸出導板3Aa中,即使往圖中的箭頭d所示的方向移動的排出物侵入連接部32與電池座2的表面之間,此排出物也會通過沿著箱形的電池座2的第一邊2a開口之開口部35而迅速地排出至外部。
另外,導板3是在第二輸出導板3Ab及中間導板3B中,在連接相鄰的二次單電池1的第二電極11B之板狀的板狀積層部38上,也設置有連接於第二電極11B的熔接片33。這些熔接片33是設為下述構造:透過以細長的形狀延伸之熔斷部41來連結於板狀積層部38,在過電流流動的狀態下將熔斷部41熔斷,而從導板3確實地遮斷二次單電池1。當此熔接片33也是從板狀積層部38設置落差而延長,且在電池座2的表面與第二電極11B的表面有高低差的情況下,也可使熔接片33以面接觸狀態接觸第二電極11B的表面,來提高熔接的信賴性。此外,各熔接片33形成有和前述同樣的狹縫33a。
此外,導板3是往上方突出來設置用於連結於電路基板4的連接端子部39。從輸出導板3A拉出的連接端子部39是連接於電路基板4,將電池塊1Y的輸出供給至電路基板4。從中間導板3B拉出的連接端子部39是連接於電路基板4,將電池塊1Y的中間電壓供給至電路基板4。
以上的導板3可以用嵌合構造來配置於電池座2的固定位置。圖8及圖9所示的電池座2,在第一面2A及第三面2C中,一體地成形有從表面突出的複數個定位凸部27。導板3開口設置有供定位凸部27插入的複數個定位孔37。導板3是以將定位孔37引導至定位凸部27的狀態來配置於電池座2的固定位置,熔接片33會熔接於二次單電池1的端面電極11而固定於固定位置。
(電路基板4)
電路基板4組裝有電壓檢測電路、控制充放電的控制電路或保護電路等電子電路,前述電壓檢測電路是檢測串聯或並聯地連接了二次單電池1的電池塊1Y的總電位或中間的電位。電路基板4是形成為矩形,並且是配置在設置於電池座2的上部之收納區域25。
(絕緣板5)
絕緣板5是積層於已固定在電池座2的導板3的表面,且被覆導板3來絕緣。絕緣板5較佳是樹脂製或紙製,低價且容易處理,但對於從二次單電池1排出的氣體等排出物的熱具有優異的耐熱性與阻燃性的絕緣板。可以使用例如聚芳醯胺紙(杜邦公司製的Nomex[註冊商標])等來作為像這樣的絕緣板。圖4所示的絕緣板5具備:第一絕緣板5A,配置在將外形設為箱形的電池座2的第一面2A,並被覆輸出導板3A;第二絕緣板5B,配置在電池座2的第三面2C,並被覆中間導板3B;第三絕緣板5C,配置在電池座2的第二面2B,並被覆第一輸出導板3Aa的彎折片34及連接端子部39;及第四絕緣板5D,配置在電池座2的第四面2D,並被覆第二輸出導板3Ab的連接端子部39。
第三絕緣板5C是在本體部的單側具備彎折片51,並且將此彎折片51配置在已配置於電池座2的第一面2A的第一輸出導板3Aa的連接部32之表面,前述本體部是被覆已配置於電池座2的第二面2B的第一輸出導板3Aa的彎折片34及連接端子部39。第四絕緣板5D是在本體部的單側具備彎折片51,並且將此彎折片51配置在已配置於電池座2的第一面2A的第二輸出導板3Ab之板狀積層部38的表面,前述本體部是被覆已配置於電池座2的第四面2D的第二輸出導板3Ab的連接端子部39。第一絕緣板5A具備:本體部,被覆配置有第三絕緣板5C及第四絕緣板5D的電池座2的第一面2A之整體;及彎折片51,連結於此本體部的兩側,如圖3所示,將這些彎折片51積層配置在第二絕緣板5B與第四絕緣板5D的表面,前述第二絕緣板5B是配置在電池座2的第二面2B,前述第四絕緣板5D是配置在第四面2D。第二絕緣板5B具備:本體部,被覆電池座2的第三面2C之整體;及彎折片51,連結於此本體部的兩側,將這些彎折片51配置在電池座2的第二面2B與第四面2D的表面。
第一絕緣板5A與第二絕緣板5B是在與設置在導板3的開放空間30相向的位置上設置複數個排出孔53,可以使從第一電極11A的安全閥排出的排出物從開放空間30通過絕緣板5的排出孔53而迅速地排出至外部。圖4所示的第一絕緣板5A與第二絕緣板5B是在和第一輸出導板3Aa與中間導板3B上所形成的4個開放空間30相向的區域,亦即上下方向的4個位置處上設置左右2列的排出孔53。各排出孔53是開設為具有與開放空間30的上下寬度W大致相等的全長之狹縫孔,以使已排出至開放空間30的排出物可以迅速地通過並排出至外部。第一絕緣板5A與第二絕緣板5B是設置成:上下4層且左右2列的排出孔53是位於上下配置的第一電極11A的兩側,且和連結第一電極11A的中心的第一線L1平行的狹縫狀。像這樣,在與設置於導板3的開放空間30相向的位置上設置複數個排出孔53,藉此如圖10的箭頭所示,可以將從第一電極11A的安全閥排出的氣體等排出物從開放空間30迅速地引導至排出孔53而排出至外部。但是,設置在絕緣板5的排出孔53的形狀、數量、或其配置並不限定於以上的例子,也可以進行各種變更,以能夠將流入開放空間30的排出物迅速地排出至外部。另外,各排出孔53是以不會損及第一絕緣板5A及第二絕緣板5B的絕緣功能的方式來開口成狹縫形狀。
此外,被覆第一輸出導板3Aa的第三絕緣板5C與第一絕緣板5A是在本體部與彎折片51的邊界部分,且在與設置於第一輸出導板3Aa的開口部35相向的位置上開設有開口部52。藉此,可以使從第一電極11A的安全閥排出且通過第一輸出導板3Aa的開口部35的排出物通過絕緣板5的開口部52而迅速地排出至外部。
(外裝片7)
在導板3的表面配置有絕緣板5,且電路基板4的表面已被絕緣構件6被覆的電池組件10是如圖1所示地由外裝片7來被覆。如圖3所示,外裝片7為熱收縮性的袋或管件,在內側已收納了電池組件10的狀態下藉由熱收縮來被覆。較理想的是可以利用絕緣性、穩定性優異的PET等樹脂來作為像這樣的外裝片7。特別是PET樹脂製的收縮管作為熱收縮管是低價的,故較為理想。
(拉出線18、連接器19)
另外,圖1至圖7所示的電池包100是將複數條拉出線18連接於電路基板4,並且將此拉出線18從電池組件10拉出至外部。拉出線18是由正負的電力線與訊號線所構成,並直接連接於設置電池包100的機器之連接器。複數條拉出線18是將一端連結於電路基板4,並且在另一端連接有連接器19。
以上的電池包100是內置於揚聲器等電氣機器的機器本體中且是作為電源來使用。電池包100是透過已拉出至外部的拉出線18將電力供給至本體機器,或是從本體機器供給電力來對內置的二次單電池1充電。從電池包100拉出的拉出線18是透過連接於前端的輸出連接器19來連接於本體側的連接連接器而被供給電力。
產業上之可利用性
本發明之電池包可以適當地作為無線揚聲器、電動清潔器、或電動工具等電氣機器的電源來利用。又,也可以適當地利用在輔助自行車或電動推車等移動體用的電源裝置等之用途上。
1:二次單電池
1X:並聯單元
1Y:電池塊
2:電池座
2a:第一邊
2A:第一面
2B:第二面
2C:第三面
2D:第四面
2X:第一座
2Y:第二座
3:導板
3A:輸出導板
3Aa:第一輸出導板
3Ab:第二輸出導板
3B:中間導板
4:電路基板
5:絕緣板
5A:第一絕緣板
5B:第二絕緣板
5C:第三絕緣板
5D:第四絕緣板
6:絕緣構件
7:外裝片
10:電池組件
11:端面電極
11A:第一電極
11B:第二電極
13:非熔融板
18:拉出線
19:連接器
21:收納空間
22:保持筒
23:區隔壁
24:連接窗
25:收納區域
27:定位凸部
30:開放空間
31:交叉片
32:連接部
33:熔接片
33a:狹縫
34:彎折片
35:開口部
36:連結部
37:定位孔
38:板狀積層部
39:連接端子部
41:熔斷部
51:彎折片
52:開口部
53:排出孔
90:電池包
91:二次單電池
91A:第一電極
92:電池座
93:導板
100:電池包
A:二次單電池的第一電極
a,b,c,d:箭頭
II-II:線
L1:第一線
R:半徑
W:間隔(上下寬度)
圖1是顯示本發明的一實施形態之電池包的外觀立體圖。
圖2是圖1的電池包的II-II線垂直剖面圖。
圖3是顯示圖1的電池包的製造步驟的立體圖。
圖4是圖3的電池包的電池組件的分解立體圖。
圖5是已將圖4的電池組件的導板移除的分解立體圖。
圖6是已將圖4的電池組件的導板移除的分解背面立體圖。
圖7是已將圖5的電池組件的電池座分解的分解立體圖。
圖8是圖4所示的電池組件的正面圖。
圖9是圖4所示的電池組件的背面圖。
圖10是圖2的電池包的主要部分放大剖面圖。
圖11是顯示已從以往的電池包的二次單電池將排出物排出的狀態之概略剖面圖。
圖12是顯示已從本發明的電池包的二次單電池將排出物排出的狀態之概略剖面圖。
1:二次單電池
1X:並聯單元
2B:第二面
2D:第四面
2X:第一座
3:導板
3A:輸出導板
3Aa:第一輸出導板
3Ab:第二輸出導板
10:電池組件
11A:第一電極
11B:第二電極
27:定位凸部
30:開放空間
31:交叉片
32:連接部
33:熔接片
33a:狹縫
35:開口部
36:連結部
37:定位孔
38:板狀積層部
41:熔斷部
A:二次單電池的第一電極
a,b,c,d:箭頭
L1:第一線
R:半徑
W:間隔(上下寬度)
Claims (12)
- 一種電池包,其具備: 複數個二次單電池,排列為互相平行於長邊方向的姿勢,在兩端具備端面電極,並且將前述端面電極的至少一者作為設置有安全閥的第一電極; 電池座,保持前述複數個二次單電池;及 導電性的導板,連接相鄰的前述二次單電池的前述端面電極彼此, 前述導板是在相鄰的前述二次單電池的前述第一電極彼此之間形成開放空間。
- 如請求項1之電池包,其中前述導板具備: 複數個交叉片,和各二次單電池的前述第一電極連接,且在與第一線交叉的第二方向上分別延伸,前述第一線是以最短的方式來連結相鄰的前述二次單電池的前述第一電極的中心之線;及 連接部,從連接於相鄰的前述二次單電池之各交叉片的端緣,與前述第一線平行地延伸而連接各交叉片, 以前述交叉片與前述連接部來形成前述開放空間。
- 如請求項2之電池包,其中前述開放空間是藉由前述導板的相鄰的前述交叉片與前述連接部而形成為平面視角下為コ字形。
- 如請求項2之電池包,其中前述交叉片是配置在相鄰的前述二次單電池的前述第一電極彼此之間, 前述導板更具備熔接片,前述熔接片是從各交叉片沿著前述第一線往對應的前述二次單電池的前述第一電極延伸。
- 如請求項2之電池包,其中在各二次單電池的前述第一電極的周圍分別形成有前述開放空間, 在互相相鄰的前述第一電極彼此之間,連接於其中一個第一電極的前述交叉片、及形成於另一個第一電極的周圍的前述開放空間,是配置在前述第一線上。
- 如請求項2至5中任一項之電池包,其中前述電池座是將外形形成為箱形, 且前述電池座是沿著形成箱形的第一面的一邊之第一邊來配置前述複數個二次單電池的前述第一電極, 前述導板更具有彎折片,前述彎折片是從位於前述第一面的前述連接部,往和前述第一面的前述第一邊交叉的第二面彎折。
- 如請求項6之電池包,其中在將前述連接部與前述彎折片在前述第一邊上連接的連接部位中,在前述第一面中前述複數個二次單電池的前述第一電極所在的區域中,在前述連接部位形成開口部。
- 如請求項7之電池包,其中前述導板更具備連接前述連接部與前述彎折片的連結部, 在前述第一面中,前述連結部是相向於相鄰的前述二次單電池的前述第一電極彼此之間的區域而設置。
- 如請求項1至5中任一項之電池包,其具備複數個並聯單元,前述並聯單元是將前述二次單電池以互相平行的姿勢排列且並聯地連接而成, 前述電池包構成有電池塊,前述電池塊是呈複數個前述並聯單元互相串聯地連接、前述電池座所保持的前述複數個二次單電池串聯與並聯地連接, 前述導板是連接於前述電池塊的輸出側的輸出導板。
- 如請求項2至5中任一項之電池包,其具備複數個並聯單元,前述並聯單元是將前述二次單電池以互相平行的姿勢排列且並聯地連接而成, 前述電池包構成有電池塊,前述電池塊是呈複數個前述並聯單元互相串聯地連接、前述電池座所保持的前述複數個二次單電池串聯與並聯地連接, 前述導板是將前述並聯單元串聯地連接的中間導板, 前述中間導板具備板狀積層部,前述板狀積層部是在和前述第一線平行的方向上連接第二電極,前述第二電極是和相鄰的前述二次單電池的前述第一電極為相反側的前述端面電極, 將前述板狀積層部兼用作前述連接部,具備從前述板狀積層部往第二方向分別延伸的複數個前述交叉片,將前述交叉片連接於對應的前述二次單電池的前述第一電極。
- 如請求項1至5中任一項之電池包,其具備絕緣板,前述絕緣板是被覆前述導板的表面而將前述導板絕緣, 前述絕緣板於和前述開放空間相向的位置,具備讓從前述二次單電池排出的排出物通過的排出孔。
- 如請求項11之電池包,其中前述排出孔為狹縫狀。
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