WO2024090052A1

WO2024090052A1 - 電池パック

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Publication number: WO2024090052A1
Application number: PCT/JP2023/032786
Authority: WO
Inventors: 賢太吉川
Original assignee: パナソニックエナジー株式会社
Priority date: 2022-10-26
Filing date: 2023-09-08
Publication date: 2024-05-02

Abstract

隣接する二次電池セルへの悪影響を低減できるようにした電池パックを提供する。電池パック１００は、端面にガス排出口１ａを設けた複数の二次電池セル１と、複数の二次電池セル１を保持する電池ホルダ２０と、複数の二次電池セル１の内、隣接する二次電池セル１の端面同士を接続する、一以上のリード板３０と、隣接する二次電池セル１の端面同士の間において、電池ホルダ２０のリード板３０との対向面、及び／あるいはリード板３０の電池ホルダ２０の対向面に二次電池セル１から排出されるガスに圧力差を発生させる複数の凹凸形状を有する邪魔板４０を備える。

Description

電池パック

　本開示は、電池パックに関する。

　リチウムイオン二次電池等の充電可能な二次電池を用いて電気機器を駆動させるため、複数本の二次電池セルを外装ケースに収納した電池パックが用いられている（例えば特許文献１）。例えば、円筒形の外装缶を用いる二次電池セルを複数、直列や並列に接続して高出力化、高容量化を図る電池パックは、例えば図９の斜視図に示すように、円筒形の外装缶の端面を同一平面状に揃えた状態で、平板状のリード板９３０でもって各二次電池セルの外装缶の端面を覆うように、溶接している。

　このような電池パックにおいて、各二次電池セルは万一、何らかの異常が発生して外装缶の内部が高圧となった際に、高温高圧のガスを外装缶から排出するためのガス排出口を外装缶に設けている。例えば円筒型の外装缶を用いる二次電池セルにおいては、円筒形の外装缶の端面に、ガス排出口を設けている。このような二次電池セルを用いる電池パックにおいては、ある二次電池セルのガス排出口から高温、高圧のガスが噴出された場合には、このガスを速やかに拡散したり、外装ケース内から外部にガスを排出するなどして、他の正常な二次電池セルに対して高温高圧のガスが悪影響を与えないようにすることが求められる。

　しかしながら、図９の斜視図に示すように、隣接する二次電池セルの端面同士を、リード板９３０で接続する電池パック９００においては、図１０の断面図に示すように、各二次電池セル９０１の端面をリード板９３０で覆った状態で溶接されている。この状態では、外装缶の端面に開口されたガス排出口が、リード板９３０で覆われたような形態となる。この状態で、万一、一方の二次電池セル９０１のガス排出口から高温高圧のガスが排出されると、図１１の断面図に示すように、二次電池セル９０１Ａから排出された高温高圧のガスが、リード板９３０の背面側に当たって跳ね返されて、隣接する二次電池セル９０１Ｂの端面に照射されることが起こり得ることが、本願発明者の試験により判明した。この状態では、正常な二次電池セル９０１Ｂの端面が高温高圧のガスに晒される結果、異常状態となってしまい、異常な二次電池セルが伝搬していくおそれが生じる。

特開２０２１－１７４６７３号公報

　本開示の目的の一は、二次電池セルから高温高圧のガスが排出された場合でも、隣接する二次電池セルへの悪影響を低減できるようにした電池パックを提供することにある。

　本発明の一形態に係る電池パックは、端面にガス排出口を設けた複数の二次電池セルと、前記複数の二次電池セルを保持する電池ホルダと、前記複数の二次電池セルの内、隣接する二次電池セルの端面同士を接続する、一以上のリード板と、を備える電池パックであって、さらに、前記隣接する二次電池セルの端面同士の間において、前記電池ホルダの前記リード板との対向面、及び／あるいは前記リード板の前記電池ホルダの対向面に前記二次電池セルから排出されるガスに圧力差を発生させる複数の凹凸形状を有する邪魔板を備える。

　本発明の一形態に係る電池パックによれば、万一何れかの二次電池セルのガス排出口から高温高圧のガスが排出されても、隣接する二次電池セルの端面同士を接続するリード板によって跳ね返されたガスが、隣接する二次電池セルの端面に伝搬して加熱する事態を、複数の邪魔板によってガスの圧力を低減することにより、回避乃至抑制することが可能となって、安全性を向上できる。

本発明の実施形態１に係る電池パックを示す斜視図である。図１の電池パックの分解斜視図である。図２の電池モジュールを示す斜視図である。図３の電池モジュールを背面から見た斜視図である。図３の電池モジュールからリード板を外した分解斜視図である。図４の電池モジュールからリード板を外した分解斜視図である。図５からさらに電池ホルダを外した分解斜視図である。図３の電池モジュールのＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における断面図である。比較例に係る電池パックを示す斜視図である。図９の電池パックのガス排出口の部分を示す模式断面図である。図９の電池パックにおいて、一の二次電池セルからガスが排出された場合にガスがリード板で反射される状態を示す模式断面図である。図８の電池モジュールの破線で囲んだ部分の拡大斜視図である。図１２の邪魔板の拡大斜視図である。図１３の邪魔板における高圧ガスの流れを示す拡大斜視図である。図１５Ａは図５の電池ホルダの側面図、図１５Ｂは図１５Ａの枠で囲んだ部分の拡大断面図、図１５Ｃは実施形態２に係る電池パックの拡大断面図、図１５Ｄは実施形態３に係る電池パックの拡大断面図、図１５Ｅは実施形態４に係る電池パックの拡大断面図、図１５Ｆは実施形態５に係る電池パックの拡大断面図である。実施形態６に係る電池パックの要部拡大模式断面図である。実施形態７に係る電池パックの要部拡大模式断面図である。実施形態８に係る電池パックの要部拡大模式断面図である。

　本発明の形態は、以下の構成や特徴によって特定されてもよい。

　本発明の他の形態に係る電池パックは、上記形態において、前記複数の邪魔板が、互いに平行状に設けられており、前記凹凸形状の凹部に、ガス滞留空間を形成している。上記構成により、ガス排出口から排出される高温高圧のガスを、隣接する邪魔板同士の間に形成したガス滞留空間にそれぞれ滞留させることで、ガスが邪魔板を超えて進行する毎に圧力損失を生じさせて、隣接する二次電池セルに至るまでの間にガスの質量流量を低減させ、類焼のリスクを低減できる効果が期待できる。

　また本発明の他の形態に係る電池パックは、上記いずれかの形態において、前記複数の邪魔板が、ベースプレート上に固定されると共に、各邪魔板の端面を、前記リード板の裏面側と離間して隙間を形成しており、前記隙間を、前記邪魔板の高さよりも狭くしている。上記構成により、ガス排出口から排出される高温高圧のガスは、狭い隙間を通過させることで圧力損失を生じさせ、また隙間を通過したガスをガス滞留空間に沈下させて、さらに隣の隙間を通過させて、隣のガス滞留空間に沈下させるという上下動を繰り返しながらガスを圧力損失を伴いながら進行させることで、ガスの進行に伴ってガスの質量流量を低下させることを可能としている。

　さらに本発明の他の形態に係る電池パックは、上記いずれかの形態において、前記リード板が、前記隣接する二次電池セルの端面とそれぞれ接合する一対の接合片と、前記一対の接合片を両側に設けた平面部とを備え、前記平面部が、その両側で前記一対の接合片を折曲しており、前記平面部の主面を前記一対の接合片の属する面と離間させて、該平面部の背面側に第一空間を形成しており、前記第一空間に、前記複数の邪魔板を配置している。上記構成により、第一空間内でリード板の平面部の背面で跳ね返されたガスを、邪魔板同士の間のガス滞留空間に案内し、複数のガス滞留空間を乗り越えるようにして伝搬させることでガスの圧力を削ぎ、質量流量を低減させて、もって隣接する二次電池セルに高温高圧のガスが直接晒される事態を回避乃至抑制して安全性を高めることができる。

　さらにまた本発明の他の形態に係る電池パックは、上記いずれかの形態において、前記リード板が、その裏面側に、一以上の凸条を設けており、各凸条は、前記邪魔板の凹部に介在されるように配置されている。上記構成により、邪魔板と凸条でもってガスの排出経路をジグザグ状に形成し、ガスの進行に伴って圧力を低下させる効果を高めることが期待できる。

　さらにまた本発明の他の形態に係る電池パックは、上記いずれかの形態において、前記リード板が、第一方向に沿って並べられた二次電池セル同士を接続しており、前記邪魔板が、前記第一方向と交差する第二方向に沿って延長されている。上記構成により、一の二次電池セルのガス排出口から排出される高温高圧のガスが、隣接する二次電池セルの端面に向かおうとする際、ガスの進行方向と交差する姿勢に設けられた邪魔板でもって進行を阻害し、圧力の低減を生じさせる効果を効率良く発揮させることができる。

　さらにまた本発明の他の形態に係る電池パックは、上記いずれかの形態において、さらに、前記複数の二次電池セルを保持する電池ホルダを備え、前記複数の邪魔板が、前記電池ホルダに形成されている。

　さらにまた本発明の他の形態に係る電池パックは、上記いずれかの形態において、前記二次電池セルが、その外装缶を円筒形としている。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

　本発明の電池パックは、宅配用の自走ロボットや宅配用、ゴルフ場用の電動カート、電動スクータ、建機、ハイブリッド車や電気自動車等の車両の駆動用電源等に利用できる。またアシスト自転車の駆動用電力源の他、無線機、電動クリーナ、電動工具等の携帯型の電気機器用の電源としても利用できる。あるいは据え置き型の蓄電用途でサーバのバックアップ用電源や家庭用、事業所用、工場用の電源装置としても利用できる。以下、本発明の一実施形態として、自走ロボットの駆動電源として用いる電池パックについて説明する。
［実施形態１］

　本発明の実施形態１に係る電池パック１００を図１～図８に示す。これらの図において、図１は本発明の実施形態１に係る電池パック１００を示す斜視図、図２は図１の電池パック１００の分解斜視図、図３は図２の電池モジュール２を示す斜視図、図４は図３の電池モジュール２を背面から見た斜視図、図５は図３の電池モジュール２からリード板３０を外した分解斜視図、図６は図４の電池モジュール２からリード板３０を外した分解斜視図、図７は図５からさらに電池ホルダ２０を外した分解斜視図、図８は図３の電池モジュール２のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線における断面図を、それぞれ示している。これらの図に示す電池パック１００は、外装ケース１０と、電池モジュール２を備える。電池モジュール２は、一以上の二次電池セル１を備える。
（外装ケース１０）

　外装ケース１０は、一以上の二次電池セル１で構成された電池モジュール２や回路基板３を収納する。この外装ケース１０は図１、図２等に示すように、外観を一方向に延長した平面視長方形状の箱形に形成している。箱形の外装ケース１０は、第一面及び第一面と交差する第二面を有する。図１の例では、図において天面を第一面とし、長手方向に沿った側面を第二面としている。また外装ケース１０の内部には、図２等に示すように、電池モジュール２や回路基板３を収納する収納空間を設けている。

　外装ケース１０は、例えば図２に示すように上ケース１１と下ケース１２に二分割される。分割された上ケース１１と下ケース１２は、その隅部を螺合や嵌合、接着、超音波溶着等によって固定される。またこの構成に限らず、例えば一方を開口した有底筒状の筒部と、開口した面を閉塞する蓋部に分割してもよいし、三分割以上に分解してもよい。
（電池モジュール２）

　電池モジュール２を図３～図７に示す。これらの図に示すように電池モジュール２は、複数の二次電池セル１と、これらの二次電池セル１を収納する電池ホルダ２０と、リード板３０を備えている。
（電池ホルダ２０）

　電池ホルダ２０は、二次電池セル１を個別に収納する収納筒２４を複数設けている。図７に示す例では、円筒形の二次電池セル１の長さ方向に第一ホルダ２１と第二ホルダ２２に二分割されており、二次電池セル１を長さ方向の各端面からそれぞれ収納筒２４に収納する。また、収納筒２４の端面には、開口部２３を形成しており、二次電池セル１の端面を露出させている。このような電池ホルダ２０は、絶縁性に優れたポリカーボネート等の樹脂製とできる。
（二次電池セル１）

　一以上の二次電池セル１は、外装缶を角型や円筒型とした二次電池セルが利用できる。図７、図８に示す例では、円筒形の二次電池セル１を４本、２本ずつ２段に積層した姿勢で配置している。また二次電池セル１を２直２並の接続としている。なお、二次電池セルの数や配置、直列や並列の接続数などは、この例に限らず、任意の数や配置を適宜採用できる。各二次電池セル１は、それぞれ正負の電極を有する。正負の電極は、好ましくは二次電池セル１の一方の端面に設けられる。このような二次電池セル１には、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の、既知の二次電池が適宜利用できる。

　また二次電池セル１の外装缶には、図８、図１２、図１４等に示すようにガス排出口１ａを設けている。ガス排出口１ａは、外装缶の内圧上昇に反応して開弁し、外装缶内部のガスを外部に放出する。このようなガス排出口１ａは、例えば安全弁や、開口端を開放する切り込みを設けた封口体が利用できる。
（リード板３０）

　電池ホルダ２０の側面には、リード板３０が配置される。リード板３０は、二次電池セル１の端面の電極同士を接続して、複数の二次電池セル１間を直列や並列に接続する。図３～図７等の例では、二次電池セル１を２直２並の接続としており、４本の二次電池セル１の端面同士を接続する第一リード板３１と、２本の二次電池セル１の端面同士を接続する第二リード板３２とを備えている。なお、二次電池セルの数や配置、直列や並列の接続数などは、この例に限らず、任意の数や配置を適宜採用できる。これらリード板３０は、ニッケル板等の導電性に優れた金属板で構成される。またリード板３０の端面には、必要に応じて絶縁板を配置してもよい。絶縁板は、紙やマイカ等の絶縁性に優れた材質で構成する。

　各リード板３０は、図３～図７に示すように、隣接する二次電池セル１の端面とそれぞれ接合する一対の接合片３４と、一対の接合片３４を両側に設けた平面部３５とを有する。平面部３５は、その両側で一対の接合片３４を折曲している。また図８、図１２に示すように、平面部３５の主面を、一対の接合片３４の属する面と離間させて、この平面部３５の背面側に第一空間３６を形成している。

　また電池ホルダ２０の上面には、図２の分解斜視図に示すように回路基板３が載置される。この電池ホルダ２０は、二次電池セル１と回路基板３を保持する。電池モジュール２は、リード板３０を介して回路基板３に接続される。電池モジュール２を構成する電池ホルダ２０の上面には、回路基板３を載置する載置面を形成している。
（回路基板３）

　電池モジュール２は、リード板３０を介して回路基板３に接続される。回路基板３は、二次電池セル１を充放電する充放電回路や、二次電池セル１の電圧や温度を監視して異常時には電流を遮断する保護回路等を実装している。回路基板３はガラスエポキシ基板などで構成される。
（邪魔板４０）

　またこの電池パック１００は、隣接する二次電池セル１の端面同士の間において、交互に配置された複数の凸部及び凹部から構成される凹凸形状を有する邪魔板４０を備えている。邪魔板４０は電池ホルダ２０のリード板３０との対向面、及び／あるいはリード板３０の電池ホルダ２０の対向面に設けられており、二次電池セルから排出され、電池ホルダ２０とリード板３０との間に流れるガスに圧力差を発生させる。このような構成により、万一何れかの二次電池セルのガス排出口１ａから高温高圧のガスが排出されても、隣接する二次電池セルの端面同士を接続するリード板３０によって跳ね返されたガスが、隣接する二次電池セルの端面に伝搬して加熱する事態を、邪魔板４０によってガスの圧力を低減することにより、回避乃至抑制することが可能となって、安全性を向上できる。

　すなわち二次電池セルの電気接続にリード板を用いる構成においては、リード板が高温高圧のガスを伝搬させる原因となることが本願発明者により見出された。具体的には、図９、図１０に示す比較例に係る電池パック９００のように、二次電池セル９０１の電気接続にリード板９３０を用いる構成においては、複数の二次電池セル９０１の端面を揃える姿勢に電池ホルダ９２０で保持し、隣接する二次電池セル９０１の端面を露出させて、リード板９３０で溶接して接続する構成が採用されている。この構成では、平板状のリード板９３０でもって各二次電池セル９０１の端面を覆うように溶接される。

　一方で各二次電池セル９０１には、安全弁など、外装缶の内部が万一高圧となった場合に開弁して、外装缶内部の高温高圧のガスを外部に排出するガス排出口９０１ａが設けられている。ガス排出口９０１ａから高温高圧のガスが排出された場合は、これを速やかに電池パックの外部に排出することで、他の正常な二次電池セルへの悪影響が生じることを阻止することが求められる。このようなガス排出口９０１ａは一般に、正極側の端面に設けられている。この結果、図１０の断面図に示すように、正極側の端面がリード板９３０で覆われてしまう状態となる。

　この状態で、万一、いずれかの二次電池セル９０１のガス排出口９０１ａで安全弁が開弁されて、この二次電池セルから高温、高圧のガスが噴出された場合には、図１１の模式断面図に示すように、二次電池セル９０１Ａから排出された高温高圧のガスが、リード板９３０の背面側に当たって跳ね返されて、隣接する二次電池セル９０１Ｂの端面に照射されることが起こり得ることが、本願発明者の試験により判明した。この状態では、正常な二次電池セル９０１Ｂの端面が高温高圧のガスに晒される結果、異常状態となってしまい、異常な二次電池セルが伝搬していくおそれが生じる。

　そこで実施形態１に係る電池パック１００では、図８、図１２の断面図に示すように、隣接する二次電池セル１の端面同士の間に、邪魔板４０を構成する複数の凸部及び凹部を、交互に配置している。また邪魔板４０の上面は、図１２、図１３に示すようにリード板３０の下面との間で隙間ＧＰを形成している。このような構成によって、図１４の拡大断面図において太線の矢印で示すように、いずれかの二次電池セル（図１４においては左側の二次電池セル１Ａ）のガス排出口１ａから高圧ガスが排出された場合でも、リード板３０に衝突して跳ね返されたガスは、邪魔板４０の存在によって直接、隣接する二次電池セル（図１４において右側の二次電池セル１Ｂ）には至らず、邪魔板４０の上面とリード板３０の下面とに形成された複数の隙間ＧＰを通過した上でのこととなる。このように邪魔板４０でガスの圧力を低減することにより、安全性を向上できる。併せて、邪魔板４０によりガスが拡散されることにより隣接する二次電池セルに向かうガスの質量流量を低減させて安全性を向上できる。

　本願発明者の検討によれば、また高圧ガスが右端の隙間ＧＰに流入する際、隙間ＧＰに向かうにつれて静圧が動圧に変換される。隙間ＧＰを通過以降は、流路の拡大に伴い圧力回復が生じ、動圧が静圧に変換されるが、流路形状にガス流が追従しないため、流れが剥離して圧損が生じる。そして邪魔板４０を交互に配置される凸部及び凹部を複数設けたことで、以上が繰り返されて、隙間ＧＰの入口と出口の差圧が低減されて、ガスの圧力を低下させる効果が発揮される。

　図１２等の例では、邪魔板４０を構成する複数の凸部及び凹部は、互いに平行状に設けられている。また邪魔板４０の凹部に、ガス滞留空間ＧＰが形成される。これにより、ガス排出口１ａから排出される高温高圧のガスを、邪魔板４０同士の間に形成したガス滞留空間ＧＰにそれぞれ滞留させることで、ガスが邪魔板４０を超えて進行する毎に圧力損失を生じさせて、隣接する二次電池セル１に至るまでの間にガスの圧力を低減させ、類焼のリスクを低減できる効果が期待できる。

　邪魔板４０は、ベースプレート４２上に設けられている。図５、図８等の例では、ベースプレート４２は電池ホルダ３０の端面である。図１４等また各邪魔板４０の端面を、リード板３０の裏面側と離間して隙間ＧＰを形成している。各隙間ＧＰは、邪魔板４０の高さよりも短くしている。このような構成により、ガス排出口１ａから排出される高温高圧のガスは、狭い隙間ＧＰを通過させることで圧力損失を生じさせ、また隙間ＧＰを通過したガスをガス滞留空間ＧＰに沈下させて、さらに隣の隙間ＧＰを通過させて、隣のガス滞留空間ＧＰに沈下させるという上下動を繰り返しながらガスを進行させることで、ガスの進行に伴ってガスの圧力を低下させることを可能としている。

　また上述の通り各リード板３０は、平面部３５の背面側に第一空間３６を形成している。邪魔板４０は、この第一空間３６に配置している。このような構成により、第一空間３６内でリード板３０の平面部３５の背面で跳ね返されたガスを、平面部３５と邪魔板４０の間のガス滞留空間ＧＰに案内し、複数のガス滞留空間ＧＰを乗り越えるようにして伝搬させることでガスの圧力を削ぎ、質量流量を低減させて、もって隣接する二次電池セル１に高温高圧のガスが直接晒される事態を回避乃至抑制して安全性を高めることができる。なおガス滞留空間の大きさ（ＰＴ×ＨＴ）は隙間ＧＰを通過したガスが渦を形成できる大きさとすることが望ましい。これによって流路の急拡大による剥離損失に加え、渦による摩擦損失でもって圧力低減を作用させることができる。また邪魔板４０の凸部同士の間隔ＰＴおよび、高さＨＰは大きくとるのが好ましい。

　またリード板３０は、第一方向に沿って並べられた二次電池セル同士を接続している。これに対し邪魔板４０の凹凸形状は、第一方向と交差する第二方向に沿って延長されている。これによって一の二次電池セル１のガス排出口１ａから排出される高温高圧のガスが、隣接する二次電池セルの端面に向かおうとする際、ガスの進行方向と交差する姿勢に設けられた邪魔板４０の凹凸形状でもって進行を阻害し、圧力の低減を生じさせる効果を効率良く発揮させることができる。換言すると邪魔板４０の凹凸形状は、リード板３０で隣接する二次電池セル同士を接続するために、リード板３０を延伸させる方向と交差する姿勢に形成される。

　また、邪魔板４０の凹凸形状は、第一ホルダ２１及び第二ホルダ２２のそれぞれ二次電池セルの電極端面方向の側面端部にまで連続して形成されている。そのため、ガスは邪魔板４０により第一ホルダ２１及び第二ホルダ２２のそれぞれ二次電池セルの長手方向側面へ逃がす方向に進行し、第一ホルダ２１及び第二ホルダ２２のそれぞれ二次電池セルの長手方向側面に円筒状二次電池セル側面形状に沿って２つの二次電池セル間の位置に形成される凹みに回り込む方向に誘導される。したがって、邪魔板４０により隣接する二次電池セルに向かうガスの質量流量が低減され、隣接する二次電池セル１に高温高圧のガスが直接晒される事態を回避乃至抑制する効果を高めることができる。

　例えば図３、図５、図７に示したように、二次電池セル１を２本ずつ、２段に積層した例においては、上下左右方向に二次電池セル１が隣接するため、これらを接続する第一リード板３１は上下左右に延長された矩形状に近い平板状に形成されている。これに応じて邪魔板４０は、上下左右に十字状に形成される。一方で図４、図６に示したように、左右の二次電池セル１を接続する第二リード板３２に対しては、邪魔板４０は図６に示す縦方向に延長されたもののみで足りる。なお図３～図７の例では、第一ホルダ２１、第二ホルダ２２を共通の形状としているため、いずれも邪魔板４０を十字状に４箇所に設けている。なお第二ホルダを、中央上段のみに邪魔板を設けた構成としてもよい。
［実施形態２～５］

　また邪魔板４０の断面の凹凸形状は、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように矩形状とする他、他の形状とすることもできる。例えば実施形態２に係る電池パックとして、図１５Ｃに示す電池ホルダ２０Ｃは、邪魔板４０Ｃの断面の凹凸形状を三角形状としている。また実施形態３に係る電池パックとして、図１５Ｄに示す電池ホルダ２０Ｄは、邪魔板４０Ｄの断面の凹凸形状を台形状としている。その他、邪魔板の断面の凹凸形状は任意の多角形状としてもよい。また邪魔板の断面の凹凸形状を多角形状に限らず、曲面で構成することもできる。例えば実施形態４に係る電池パックとして、図１５Ｅに示す電池ホルダ２０Ｅは、邪魔板４０Ｅの断面の凹凸形状を三角形状から面取りした曲面で構成している。さらに実施形態５に係る電池パックとして、図１５Ｆに示す電池ホルダ２０Ｆは、邪魔板４０Ｆの断面の凹凸形状をフラクタル形状としている。

　なお以上の例では、電池ホルダ２０の端面に邪魔板４０を形成する例を説明したが、本開示は邪魔板を設ける部材を電池ホルダに限定しない。例えば、角型二次電池セル同士の間を絶縁するセパレータやスペーサに邪魔板を設けたり、このような部材とは別部材で構成するベースプレート上に複数の邪魔板を形成してもよい。
［実施形態６、７］

　また邪魔板を、リード板側に設けてもよい。このような例を実施形態６、７に係る電池パックとして、図１６、図１７の断面図にそれぞれ示す。これらの図において、上述した実施形態１等で説明した部材と同じ部材については、同一の符号を付して詳細説明を適宜省略する。図１６、図１７に示すリード板３０Ｇ、３０Ｈは、その背面側において、第一空間３６Ｇ、３６Ｈに突出するように第二邪魔板４４Ｇ、４４Ｈを形成している。第二邪魔板４４は、リード板３０に溶接等により付加してもよいが、好ましくは図１６に示す実施形態６に係る電池パックのように、第二邪魔板４４Ｇをリード板３０に一体成形により付加する。また図１７に示す実施形態７に係る電池パックのように、プレス加工などによって第二邪魔板４４Ｈを形成してもよい。
［実施形態８］

　さらに電池ホルダ側の邪魔板に代えてリード板側に第二邪魔板を設ける他、電池ホルダ側の邪魔板に加えて、リード板側の第二邪魔板を付加してもよい。このような例を実施形態８に係る電池パックとして、図１８の断面図に示す。この図においても、上述した実施形態１等で説明した部材と同じ部材については、同一の符号を付して詳細説明を適宜省略する。図１８に示すリード板３０Ｉは、その裏面側に複数の凸条４４Ｉを設けている。各凸条４４Ｉは、複数の邪魔板４０の凹部に介在されるように配置されている。このような構成により、邪魔板４０と凸条４４Ｉでもってガスの排出経路をジグザグ状に形成し、ガスの進行に伴って圧力を低下させる効果を一層高めることができる。

　以上の例では、電池パックを、駆動対象の電気機器に装着して、電気機器に対して給電する。また電池パックの残容量が少なくなった場合や、電池パックが経年劣化した場合には、電池パックを交換して、電気機器を継続使用できる。ただ本開示は、電池パックを主に二次電池セルを収納した交換型のものに限定せず、電気機器の筐体内に二次電池セルを収納した態様にも適用できる。本開示において電池パックとは、ケース内に二次電池セルを収納しておれば足り、電気機器そのものの筐体内に駆動用の二次電池セルを内蔵したものも、電池パックと呼ぶ。すなわち、本開示は交換式の電池パックに限定せず、二次電池セルを内蔵した電気機器にも適用できる。

　本発明に係る電池パックは、宅配用の自走ロボットや宅配用、ゴルフ場用の電動カート、電動スクータ、建機、ハイブリッド車や電気自動車等の車両の駆動用電源として好適に利用できる。またアシスト自転車の駆動用電力源の他、無線機、電動クリーナ、電動工具等の携帯型の電気機器用の電源、据え置き型の蓄電用途でサーバのバックアップ用電源や家庭用、事業所用、工場用の電源装置置等の用途にも適宜利用できる。

１００…電池パック
１、１Ａ、１Ｂ…二次電池セル；１ａ…ガス排出口
２…電池モジュール
３…回路基板
１０…外装ケース
１１…上ケース
１２…下ケース
２０、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ、２０Ｆ…電池ホルダ
２１…第一ホルダ
２２…第二ホルダ
２３…開口部
２４…収納筒
３０、３０Ｇ、３０Ｈ、３０Ｉ…リード板
３１…第一リード板
３２…第二リード板
３４…接合片
３５…平面部
３６…第一空間
４０、４０Ｃ、４０Ｄ、４０Ｅ、４０Ｆ…邪魔板
４２…ベースプレート
４４、４４Ｇ、４４Ｈ…第二邪魔板
４４Ｉ…凸条
９００…電池パック
９０１、９０１Ａ、９０１Ｂ…二次電池セル；９０１ａ…ガス排出口
９２０…電池ホルダ
ＧＰ…隙間
ＧＰ…ガス滞留空間
ＰＴ…邪魔板同士の間隔
ＨＴ…邪魔板の高さ

Claims

　端面にガス排出口を設けた複数の二次電池セルと、
　前記複数の二次電池セルを保持する電池ホルダと、
　前記複数の二次電池セルの内、隣接する二次電池セルの端面同士を接続する、一以上のリード板と、
を備える電池パックであって、さらに、
　前記隣接する二次電池セルの端面同士の間において、前記電池ホルダの前記リード板との対向面、及び／あるいは前記リード板の前記電池ホルダの対向面に前記二次電池セルから排出されるガスに圧力差を発生させる複数の凹凸形状を有する邪魔板を備える電池パック。
　請求項１に記載の電池パックであって、
　前記邪魔板の凹凸形状が、互いに平行状に設けられており、
　前記凹凸形状の凹部に、ガス滞留空間を形成してなる電池パック。
　請求項１に記載の電池パックであって、
　前記邪魔板が、前記電池ホルダのベースプレート上に設けられると共に、各邪魔板の端面を、前記リード板の裏面側と離間して隙間を形成しており、
　前記隙間を、前記邪魔板の高さよりも狭くしてなる電池パック。
　請求項１に記載の電池パックであって、
　前記リード板が、
　　前記隣接する二次電池セルの端面とそれぞれ接合する一対の接合片と、
　　前記一対の接合片を両側に設けた平面部と
を備え、
　前記平面部が、その両側で前記一対の接合片を折曲しており、前記平面部の主面を前記一対の接合片の属する面と離間させて、該平面部の背面側に第一空間を形成しており、
　前記第一空間に、前記邪魔板を配置してなる電池パック。
　請求項１に記載の電池パックであって、
　前記リード板が、その裏面側に、一以上の凸条を設けており、
　各凸条は、前記邪魔板の凹部に介在されるように配置されてなる電池パック。
　請求項１～５のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記リード板が、第一方向に沿って並べられた二次電池セル同士を接続しており、
　前記邪魔板の凹凸形状が、前記第一方向と交差する第二方向に沿って延長されてなる電池パック。
　請求項１～５のいずれか一項に記載の電池パックであって、
　前記二次電池セルが、その外装缶を円筒形としてなる電池パック。