WO2025004936A1 - 電池収容体および電池パック - Google Patents

電池収容体および電池パック Download PDF

Info

Publication number
WO2025004936A1
WO2025004936A1 PCT/JP2024/022251 JP2024022251W WO2025004936A1 WO 2025004936 A1 WO2025004936 A1 WO 2025004936A1 JP 2024022251 W JP2024022251 W JP 2024022251W WO 2025004936 A1 WO2025004936 A1 WO 2025004936A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
housing
oxygen
battery
sensor
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2024/022251
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健太 合庭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Organo Corp
Original Assignee
Organo Corp
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 Organo Corp filed Critical Organo Corp
Priority to EP24831798.4A priority Critical patent/EP4738563A1/en
Priority to JP2025529688A priority patent/JPWO2025004936A1/ja
Priority to CN202480043232.7A priority patent/CN121399774A/zh
Publication of WO2025004936A1 publication Critical patent/WO2025004936A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery container and a battery pack.
  • Patent Document 1 describes a technology that efficiently removes hydrogen sulfide that may be generated inside a casing without increasing the thickness or volume of the battery cell by providing a hydrogen sulfide removal section at the communication port between the casing that contains the battery cell and the outside.
  • Patent Document 1 does not take into consideration the impact of continued generation of hydrogen sulfide. In other words, it does not take into consideration the possibility that hydrogen sulfide, which is a flammable gas, may react with oxygen and burn if the hydrogen sulfide concentration inside the housing rises to a certain level.
  • the object of the present invention is to provide a battery container and a battery pack that prevent flammable gas from burning even if it is generated inside.
  • the battery container of the present invention has a housing having an air intake port and an exhaust port and housing at least one battery cell, a blower section that generates an air flow from the air intake port to the exhaust port inside the housing, and an oxygen removal section that removes oxygen from the air that flows into the housing through the air intake port.
  • the battery pack of the present invention also has at least one battery cell, the battery container, and a control unit that controls the at least one battery cell.
  • the oxygen concentration inside the housing can be reduced by the action of the air blowing section and oxygen removal section.
  • the possibility of the flammable gas reacting with the oxygen inside the housing and burning can be reduced.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a battery pack according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a battery pack according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a battery pack according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a battery pack according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a battery pack according to a fifth embodiment of the present invention.
  • an all-solid-state battery containing a sulfide-based solid electrolyte is exemplified as a battery cell that can generate a flammable gas
  • hydrogen sulfide is exemplified as a flammable gas targeted by the present invention
  • the present invention is not limited thereto. That is, the flammable gas targeted by the present invention may be a flammable gas other than hydrogen sulfide generated due to an all-solid-state battery containing a sulfide-based solid electrolyte, for example, sulfur (including allotropes such as S, S 2 , and S 8 ).
  • the flammable gas targeted by the present invention may be a vaporized gas of an organic solvent used in a nonaqueous electrolyte of a lithium ion battery.
  • organic solvents examples include ethylene carbonate, propylene carbonate, fluoroethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, ⁇ -butyrolactone, and propyl propionate.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a battery pack according to a first embodiment of the present invention.
  • the battery pack 1 has a plurality of battery cells 2 and at least a pair of electrode terminals (not shown).
  • the plurality of battery cells 2 are electrically connected to each other.
  • the connection form is not particularly limited, and may be in series or parallel, or a combination of these.
  • at least a portion of the plurality of battery cells 2 may be restrained by a restraining member.
  • At least a pair of electrode terminals are electrically connected to the plurality of battery cells 2 by an electric circuit (not shown) so that power can be taken from the plurality of battery cells 2.
  • four battery cells 2 are shown in FIG. 1, the number of battery cells 2 included in the battery pack 1 is not limited to this.
  • the battery pack 1 may have a plurality of battery modules (assembled batteries) each including a plurality of battery cells 2.
  • the battery cells 2 may be modularized to form a battery module, and a plurality of such battery modules may be combined to form the battery pack 1.
  • the battery cell 2 is an all-solid-state battery, and has a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte layer disposed between the positive electrode and the negative electrode.
  • the positive electrode includes a positive electrode collector and a positive electrode active material layer
  • the negative electrode includes a negative electrode collector and a negative electrode active material layer.
  • the positive electrode collector, positive electrode active material layer, solid electrolyte layer, negative electrode active material layer, and negative electrode collector are stacked in this order to form a laminate, which is housed in a battery case of a laminate type, a cylindrical type, a square type, or the like.
  • a reinforcing layer made of a curable resin may be provided around the laminate, if necessary.
  • the positive electrode current collector and the negative electrode current collector may each be a known material commonly used in all-solid-state batteries.
  • the positive electrode current collector may be made of a metal material such as aluminum, stainless steel, or titanium, and may take the form of, for example, a foil, film, sheet, or mesh.
  • the negative electrode current collector may be made of a metal material such as stainless steel, nickel, or copper, and may take the form of, for example, a foil, film, or sheet.
  • the positive electrode active material layer contains at least a positive electrode active material
  • the negative electrode active material layer contains at least a negative electrode active material.
  • the positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that absorbs and releases metal ions such as lithium ions, and for example, sulfur, lithium-containing transition metal oxides, transition metal fluorides, polyanion compounds, transition metal sulfides, etc. can be used.
  • the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that absorbs and releases metal ions such as lithium ions, and for example, metallic lithium, metals or alloys that can be alloyed with lithium, carbon materials such as graphite and hard carbon, transition metal oxides, transition metal sulfides, silicon, etc. can be used.
  • the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer may each contain a solid electrolyte, a binder, etc. as appropriate.
  • the solid electrolyte layer contains at least a sulfide-based solid electrolyte.
  • the sulfide solid electrolyte include glasses or glass ceramics such as Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-B 2 S 3 , Li 2 S-P 2 S 3 , Li 2 S-P 2 S 5 , Li 2 S-GeS 2 , Li 2 S-B 2 S 3 , Li 3 PO 4 -P 2 S 5 , and Li 4 SiO 4 -Li 2 S-SiS 2 , as well as Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4 and Li 10 GeP 2 S 12 .
  • the solid electrolyte layer may contain a binder or the like as appropriate, and may contain a solid electrolyte different from the sulfide-based solid electrolyte.
  • solid electrolytes include halide-based solid electrolytes, oxide-based solid electrolytes, polymer-based solid electrolytes, hydride-based solid electrolytes, and nitride-based solid electrolytes.
  • the battery pack 1 also has a battery housing 3 that houses multiple battery cells 2.
  • the battery housing 3 is composed of a housing 11, an intake pipe 12, an exhaust pipe 13, an air blower 14, and an oxygen remover 15.
  • the housing 11 has a function of housing a plurality of battery cells 2 while drawing out at least a pair of electrode terminals (not shown) to the outside.
  • the housing 11 is provided with an intake port 11a for introducing air into the inside of the housing 11 and an exhaust port 11b for discharging air from the inside of the housing 11.
  • fillers such as elastic materials, heat transfer materials, and heat insulating materials may be appropriately arranged in gaps between the battery cells 2 or between the battery cells 2 and the above-mentioned restraining members.
  • the housing 11 is shown in a simplified manner in FIG.
  • the plurality of battery cells 2 are housed in the housing 11 with at least a portion of them in direct or indirect contact with the housing 11 (for example, via the above-mentioned restraining member).
  • the shape of the housing 11 is not particularly limited and can be set arbitrarily according to the shape and arrangement of the battery cells 2 to be housed. As described above, the housing 11 may house a plurality of battery modules each including a plurality of battery cells 2.
  • One end (downstream end) of the intake pipe 12 is connected to the intake port 11a of the housing 11 via an on-off valve (not shown).
  • One end (upstream end) of the exhaust pipe 13 is connected to the exhaust port 11b of the housing 11 via an on-off valve (not shown).
  • the connection positions of the intake pipe 12 and the exhaust pipe 13 to the housing 11 are not particularly limited, but are preferably positioned opposite each other to ensure that air circulates evenly inside the housing 11.
  • the intake pipe 12 may be provided with a filtering means such as an air filter to prevent foreign matter from entering from the outside.
  • the blower 14 is provided in the exhaust pipe 13 and has the function of generating an air flow inside the housing 11.
  • the blower 14 there are no particular limitations on the blower 14, and for example, a fan, blower, pump, compressor, etc. can be used.
  • the output of the blower 14 is controlled by the control unit 4 described later, and the blower 14 may have the function of adjusting the flow rate of air flowing into the housing 11.
  • power may be supplied to the blower 14 from the battery cell 2.
  • a separate independent power source may be provided, and this allows the blower 14 to be reliably driven even in a situation where the output of the battery cell 2 must be limited or stopped, as described later.
  • the air blower 14 since the air blower 14 generates an air flow from the intake pipe 12 to the exhaust pipe 13 inside the housing 11, even if hydrogen sulfide is generated from the battery cell 2, it can also be prevented from accumulating inside the housing 11. Therefore, the possibility that hydrogen sulfide will react with oxygen in the housing 11 and burn can be further reduced.
  • the battery pack 1 has a control unit 4 that controls the blower unit 14 based on the detection result of the oxygen sensor 16.
  • the control unit 4 controls the output of the blower unit 14 to adjust the flow rate of air (specifically, air from which oxygen has been removed) flowing into the housing 11 so that the oxygen concentration detected by the oxygen sensor 16 is less than the limit oxygen concentration of hydrogen sulfide. This makes it possible to reliably suppress the combustion of hydrogen sulfide regardless of the hydrogen sulfide concentration in the housing 11.
  • the control unit 4 may also have a function of controlling the output of the battery cells 2 based on the detection result of the oxygen sensor 16.
  • the blower 14 does not have to be constantly operated. That is, the air flow by the blower 14 does not have to be constantly performed. For example, when the oxygen concentration in the housing 11 falls sufficiently below the limit oxygen concentration of hydrogen sulfide, the on-off valves (not shown) of the intake pipe 12 and the exhaust pipe 13 may be closed and the operation of the blower 14 may be stopped. Then, when the oxygen sensor 16 detects that the oxygen concentration in the housing 11 has reached or is likely to reach the limit oxygen concentration of hydrogen sulfide or higher, the air flow by the blower 14 may be resumed.
  • the other members (gas flow members) 12-15 of the battery container 3, excluding the housing 11, may be detachably attached to the housing 11.
  • the gas flow members 12-15 may be normally removed, and may be attached to the housing 11 to start the air flow by the blower 14 when an increase in oxygen concentration is detected by the oxygen sensor 16, specifically, when an alarm informing the same is issued from the control unit 4.
  • the gas flow members 12-15 may be attached only when an alarm is issued from the control unit 4.
  • the oxygen sensor 16 may also be detachable from the housing 11, or an on-off valve may be provided between the oxygen sensor 16 and the housing 11. That is, in order to detect the oxygen concentration in the housing 11 periodically or as needed, the oxygen sensor 16 may be attached to the housing 11 each time, or the on-off valve between the oxygen sensor 16 and the housing 11 may be opened.
  • the control unit 4 may be physically separated from the housing 11 as shown in the figure, but may also be directly attached to the housing 11, in which case it may be detachable. This can also reduce the number of parts during normal use of the battery pack 1.
  • the intake pipe 12 may be provided with a filtering means for removing moisture from the air introduced into the housing 11.
  • filtering means include a moisture removal column, a moisture removal filter, and a breathable waterproof sheet.
  • the air in the housing 11 may be replaced in advance with a non-reactive gas by filling the inside of the housing 11 with a non-reactive gas while or after the battery cells 2 are housed in the housing 11.
  • the non-reactive gas used in this case is not particularly limited as long as it is a gas that does not contain moisture and oxygen, and for example, an inert gas (nitrogen, argon, helium, etc.) can be used.
  • the blower 14 is provided in the exhaust pipe 13, but its location is not particularly limited as long as it can generate an air flow inside the housing 11, and it may be, for example, in the intake pipe 12 or inside the housing 11.
  • the opening and closing valve (not shown) of the exhaust pipe 13 may be adjustable to any opening degree. In this way, when hydrogen sulfide is generated from the battery cell 2, the opening degree can be reduced to increase the pressure inside the housing 11 and reduce the amount of hydrogen sulfide released from the battery cell 2.
  • the position of the blower 14 is not limited to the above-mentioned position, and may be, for example, on the housing 11. That is, the blower 14 may be directly attached to the exhaust port 11b of the housing 11, and in that case, the oxygen remover 15 may be directly connected to the intake port 11a of the housing 11. Alternatively, the blower 14 may be directly attached to the intake port 11a of the housing 11, and in that case, the oxygen remover 15 may be directly connected to the inlet of the blower 14. Alternatively, the blower 14 may be directly attached to the intake port 11a of the housing 11 via the oxygen remover 15, in other words, directly attached to the inlet of the oxygen remover 15 that is directly connected to the intake port 11a of the housing 11. Therefore, in such a case, one or both of the intake piping 12 and the exhaust piping 13 may be omitted from the viewpoint of reducing the number of parts.
  • providing the intake pipe 12 and the exhaust pipe 13 has the advantage that the intake position and the exhaust position relative to the housing 11 can be adjusted as desired. In other words, it becomes possible to select the optimal intake position and the exhaust position to suit the surrounding environment in which the battery pack 1 is installed. For example, by setting the intake position at a position that takes in as little air containing a lot of moisture and foreign matter as possible, the risk of the battery pack 1 breaking down can be reduced. Also, by placing the exhaust position as far away as possible from other devices and people in the vicinity, the risk of the exhausted air having a negative effect on them can be reduced. In this way, it is preferable to provide the intake pipe 12 and the exhaust pipe 13 in that the risk of the battery pack 1 breaking down and the risk of it having a negative effect on the surrounding environment can be reduced.
  • Second Embodiment 2 is a schematic diagram of a battery pack according to a second embodiment of the present invention.
  • This embodiment is a modification of the first embodiment, and differs from the first embodiment in that some additional configurations are provided. The following description will focus on the differences from the first embodiment.
  • the hydrogen sulfide removal unit 21 is not particularly limited, and may be, for example, a cylindrical container made of a metal such as stainless steel filled with a hydrogen sulfide remover.
  • Such removers may be known ones commonly used to remove hydrogen sulfide, such as ion exchange resin, activated carbon (particularly activated carbon impregnated with a basic compound such as sodium hydroxide or potassium carbonate), activated alumina (particularly activated alumina impregnated with potassium permanganate), zeolite, basic solids such as calcium oxide and calcium carbonate, basic liquids such as aqueous sodium hydroxide and aqueous sodium carbonate, and ionic liquids having a reactive site with acids such as amino groups.
  • the exhaust pipe 13 may branch into two (via a three-way valve), with the hydrogen sulfide removal unit 21 provided in one of the branches, thereby making it possible to select the exhaust path for hydrogen sulfide.
  • the blower 14 is provided inside the intake pipe 12 or the housing 11, the same effect can be obtained if an exhaust pipe separate from the exhaust pipe 13 is connected to the housing 11 (via an on-off valve).
  • a hydrogen sulfide sensor 22 is provided to detect the presence or concentration of hydrogen sulfide in the housing 11, and the control unit 4 may control the blower 14 based on the detection result. For example, when hydrogen sulfide is detected by the hydrogen sulfide sensor 22, the on-off valves (not shown) of the intake pipe 12 and the exhaust pipe 13 may be opened and the blower 14 may be operated to generate an air flow inside the housing 11. That is, the flow of air by the blower 14 may be normally stopped from the viewpoint of reducing power consumption, and may be started in response to the generation of hydrogen sulfide from the battery cell 2.
  • the blower 14 may be controlled to adjust the flow rate of air flowing into the housing 11 so that the hydrogen sulfide concentration detected by the hydrogen sulfide sensor 22 is less than the lower flammable limit, that is, the outflow amount of gas containing hydrogen sulfide from the housing 11 may be adjusted.
  • the output of the battery cells 2 may be controlled based on the detection result of the hydrogen sulfide sensor 22. For example, when hydrogen sulfide is detected by the hydrogen sulfide sensor 22, the output of at least some of the battery cells 2 may be limited or stopped for safety reasons.
  • the detection result of the hydrogen sulfide sensor 22 may be stored in the control unit 4 or transmitted to a server or a blockchain network via the control unit 4 for immediate or future use.
  • the hydrogen sulfide sensor 22 is not particularly limited, and any known hydrogen sulfide sensor, such as a constant potential electrolysis type, a semiconductor type, a thermal conduction type, or an electrical resistance type, can be used.
  • the position of the hydrogen sulfide sensor 22 is not limited to the position shown in the figure, as long as it can detect the presence or concentration of hydrogen sulfide in the housing 11. In the example shown in the figure, only one hydrogen sulfide sensor 22 is installed in the housing 11, but multiple hydrogen sulfide sensors 22 may be installed. In that case, a hydrogen sulfide sensor 22 may be installed in the vicinity of each battery cell 2.
  • One of the multiple hydrogen sulfide sensors 22 may be installed downstream of the hydrogen sulfide removal unit 21 to detect whether the hydrogen sulfide removal unit 21 has been broken through. If the hydrogen sulfide removal unit 21 has been broken through, a notification to notify the user may be output from the control unit 4.
  • multiple hydrogen sulfide sensors 22 when multiple hydrogen sulfide sensors 22 are used, they may be of the same type, but preferably of different types. This allows the validity of the detection result of one hydrogen sulfide sensor 22 to be evaluated using another hydrogen sulfide sensor 22 of a different type, and, for example, it is possible to diagnose whether the hydrogen sulfide sensor 22 is malfunctioning due to the influence of coexisting gases.
  • one hydrogen sulfide sensor 22 may perform detection at all times, and the other hydrogen sulfide sensor 22 may perform detection only when the other hydrogen sulfide sensor 22 detects hydrogen sulfide. This allows the other hydrogen sulfide sensor 22 to provide a correct detection result even if the detection result of one hydrogen sulfide sensor 22 is erroneous.
  • Hydrogen sulfide is generated due to an abnormality in the battery cell 2, and although the amount of hydrogen sulfide generated is small at the beginning of the abnormality, it may increase rapidly after a long time has passed. Therefore, the hydrogen sulfide removal unit 21 may deteriorate due to the hydrogen sulfide generated from the beginning of the abnormality, and even if an attempt is made to remove a large amount of hydrogen sulfide generated, it may not be completely removed and may leak to the outside. In preparation for such a case, multiple hydrogen sulfide removal units 21 may be provided, each of which functions as a backup for the other.
  • a hydrogen sulfide removal unit 21 may also be provided in the other one.
  • an exhaust pipe other than the exhaust pipe 13 may be connected to the housing 11, a hydrogen sulfide removal unit 21 may also be provided in the other exhaust pipe.
  • the multiple hydrogen sulfide removal units 21 are of different types (i.e., characteristics), so that it becomes possible to select and use a hydrogen sulfide removal unit 21 with the optimal characteristics depending on the situation at that time.
  • the battery pack 1 may have a temperature sensor 23 that detects the temperature in the housing 11, and a temperature adjustment unit 24 that is controlled by the control unit 4 based on the detection result of the temperature sensor 23 and adjusts the temperature of the air flowing into the housing 11.
  • the output of at least some of the battery cells 2 may be adjusted based on the detection result of the temperature sensor 23. For example, when the temperature detected by the temperature sensor 23 is outside a predetermined range, the output of at least some of the battery cells 2 may be limited or stopped.
  • the temperature sensor 23 is not particularly limited, and for example, a known temperature sensor such as a contact type or a non-contact type can be used. Examples of contact type temperature sensors include a thermocouple, a resistance temperature detector, and a thermistor, and examples of non-contact type temperature sensors include a radiation thermometer.
  • the position of the temperature sensor 23 is not limited to the position shown in the figure, as long as it can detect the temperature inside the housing 11. In the example shown in the figure, only one temperature sensor 23 is installed in the housing 11, but multiple temperature sensors 23 may be installed. In that case, a temperature sensor 23 may be installed in the vicinity of each battery cell 2.
  • the detection result of the temperature sensor 23 may be stored in the control unit 4 for immediate or future use, or may be transmitted to a server or a blockchain network through the control unit 4.
  • the temperature adjustment unit 24 is not particularly limited, and for example, a combination of a known cooling device such as an air-cooled type, a water-cooled type, or a refrigerant type and a known heating device such as an electric heat type or a heat pump type can be used.
  • the position of the temperature adjustment unit 24 is not limited to the position shown in the figure, as long as it can adjust the temperature of the battery cell 2.
  • the temperature adjustment unit 24 may be provided inside the housing 11 to directly adjust the temperature of the battery cell 2, or may be provided outside the housing 11 to indirectly adjust the temperature of the battery cell 2 via the housing 11.
  • the hydrogen sulfide removal unit 21 may be detachable from the housing 11 together with the exhaust pipe 13, and the temperature adjustment unit 24 may be detachable from the housing 11 together with the intake pipe 12.
  • the hydrogen sulfide sensor 22 and the temperature sensor 23 may also be detachable from the housing 11, like the oxygen sensor 16.
  • the oxygen removal unit 15 is replaced with a new one periodically or according to the usage conditions, and when the predetermined replacement time arrives or replacement becomes necessary, a notification is preferably output from the control unit 4 to inform the user.
  • the notification at this time is preferably converted into a signal that appeals to the user's five senses, such as sight and hearing, and then output.
  • the oxygen removal unit 15 when replacing the oxygen removal unit 15, it is preferable that the oxygen removal unit 15 is provided with an identifier 25 including its own identification information in order to confirm whether or not it satisfies the specified conditions of use, such as being a genuine product and having not exceeded its expiration date.
  • the identifier 25 is not particularly limited, and may be, for example, an information storage medium such as a wireless tag, or a code such as a one-dimensional code or a two-dimensional code, but is preferably a code, and more preferably a two-dimensional code such as a QR code (registered trademark).
  • the timing at which the control unit 4 acquires and transmits data on the usage status of each device is not particularly limited, and may be, for example, regular, or irregular, such as automatically in response to certain conditions or by remote control from outside. This allows each usage status to be more reliably understood. However, if similar data transmission is also performed from multiple other battery packs, it is preferable that the data transmission by the control unit 4 be performed at a different timing from those, so that data transmission can be performed reliably without congesting the communication lines or server. Note that the control unit 4 is preferably powered and driven by an independent power source separate from the battery cells 2, so that data transmission can be performed reliably even if the output of the battery cells 2 must be stopped.

Landscapes

  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

電池収容体1は、吸気口11aおよび排気口11bを有し、少なくとも1つの電池セル2を収容する筐体11と、筐体11の内部に吸気口11aから排気口11bに向かう空気の流れを発生させる送風部14と、吸気口11aを通じて筐体11内に流入する空気中の酸素を除去する酸素除去部15と、を有している。

Description

電池収容体および電池パック
 本発明は、電池収容体および電池パックに関する。
 近年、全固体電池に用いられる固体電解質として、高いイオン伝導性を示す硫化物系固体電解質の開発が進められている。一方、硫化物系固体電解質は、水分と反応して硫化水素を発生させる可能性があるため、硫化物系固体電解質を用いた全固体電池の実用化に向けては、そのような硫化水素への対策が課題となる。特許文献1には、電池セルを収容する筐体の外部との連通口に硫化水素除去部を設けることで、電池セルの厚みや体積を増加させずに、筐体内部で発生し得る硫化水素を効率的に除去する技術が記載されている。
特開2018-73802号公報
 しかしながら、特許文献1に記載の技術では、硫化水素が発生し続けた場合の影響については何も考慮されていない。すなわち、筐体内部の硫化水素濃度がある程度まで上昇した場合に、可燃性ガスである硫化水素が酸素と反応して燃焼する可能性があることについては何も考慮されていない。
 そこで、本発明の目的は、内部で可燃性ガスが発生しても、それが燃焼することを抑制する電池収容体および電池パックを提供することである。
 上述した目的を達成するために、本発明の電池収容体は、吸気口および排気口を有し、少なくとも1つの電池セルを収容する筐体と、筐体の内部に吸気口から排気口に向かう空気の流れを発生させる送風部と、吸気口を通じて筐体内に流入する空気中の酸素を除去する酸素除去部と、を有している。
 また、本発明の電池パックは、少なくとも1つの電池セルと、上記電池収容体と、少なくとも1つの電池セルを制御する制御部と、を有している。
 このような電池収容体および電池パックによれば、送風部と酸素除去部の作用によって筐体内の酸素濃度を低下させることができる。これにより、仮に電池セルから可燃性ガスが発生し、筐体内で可燃性ガス濃度がある程度まで上昇しても、その可燃性ガスが筐体内の酸素と反応して燃焼する可能性を低減することができる。
 以上、本発明によれば、電池収容体および電池パックの内部で可燃性ガスが発生しても、それが燃焼することを抑制することができる。
本発明の第1の実施形態に係る電池パックの概略構成図である。 本発明の第2の実施形態に係る電池パックの概略構成図である。 本発明の第3の実施形態に係る電池パックの概略構成図である。 本発明の第4の実施形態に係る電池パックの概略構成図である。 本発明の第5の実施形態に係る電池パックの概略構成図である。
 以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。各実施形態に共通する構成については、図面に同じ符号を付して重複する説明は適宜省略する。また、以下で改めて言及することもあるが、各実施形態における特徴的な構成や変形例は、互いに矛盾しない限り、他の実施形態にも適用可能である。
 以下の各実施形態では、可燃性ガスを発生し得る電池セルとして、硫化物系固体電解質を含む全固体電池を例示し、本発明が対象とする可燃性ガスとして、硫化水素を例示するが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明が対象とする可燃性ガスは、硫化物系固体電解質を含む全固体電池に起因して発生する硫化水素以外の他の可燃性ガスであってもよく、例えば、硫黄(S、S、Sなどの同素体を含む)であってもよい。あるいは、他の種類の電池に起因して発生する可燃性ガスであってもよく、例えば、リチウムイオン電池に起因して発生する水素、メタン、エタン、エチレン、一酸化炭素であってもよく、水系リチウムイオン電池や亜鉛負極電池などの水溶液系電池に起因して発生する水素であってもよい。一方で、本発明が対象とする可燃性ガスは、リチウムイオン電池の非水電解液に使用される有機溶媒の気化ガスであってもよい。そのような有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、γ-ブチロラクトン、プロピルプロピオネートなどが挙げられる。
 (第1の実施形態)
 図1は、本発明の第1の実施形態に係る電池パックの概略構成図である。
 電池パック1は、複数の電池セル2と、少なくとも一対の電極端子(図示せず)とを有している。複数の電池セル2は、互いに電気的に接続されている。その接続形態は特に限定されず、直列であっても並列であってもよく、これらを組み合わせたものであってもよい。また、複数の電池セル2は、少なくとも一部が拘束部材によって拘束されていてもよい。少なくとも一対の電極端子は、複数の電池セル2から電力を取り出せるように、同じく図示しない電気回路によって複数の電池セル2に電気的に接続されている。図1には、4つの電池セル2が示されているが、電池パック1に含まれる電池セル2の数はこれに限定されるものではない。なお、電池パック1は、それぞれが複数の電池セル2を含む複数の電池モジュール(組電池)を有していてもよい。すなわち、電池セル2がモジュール化されて電池モジュールを構成し、その電池モジュールが複数組み合わされて電池パック1を構成していてもよい。
 電池セル2は、全固体電池であり、正極と、負極と、正極と負極との間に配置された固体電解質層とを有している。一例として、正極は、正極集電体と正極活物質層とを含み、負極は、負極集電体と負極活物質層とを含んでいる。正極集電体、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、および負極集電体は、この順に積層されて積層体を構成し、ラミネート型、円筒型、角型などの電池ケースに収容されている。積層体の周囲には、必要に応じて、硬化性樹脂からなる補強層が設けられていてもよい。
 正極集電体および負極集電体には、それぞれ全固体電池に一般的に使用される公知のものを用いることができる。正極集電体の材料には、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、チタンなどの金属材料を用いることができ、その形態としては、例えば、箔状、フィルム状、シート状、メッシュ状などが挙げられる。また、負極集電体の材料には、例えば、ステンレス鋼、ニッケル、銅などの金属材料を用いることができ、その形態としては、例えば、箔状、フィルム状、シート状などが挙げられる。
 正極活物質層は、少なくとも正極活物質を含み、負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含んでいる。正極活物質としては、リチウムイオンなどの金属イオンを吸蔵および放出する材料であれば特に限定されず、例えば、硫黄、リチウム含有遷移金属酸化物、遷移金属フッ化物、ポリアニオン化合物、遷移金属硫化物などを用いることができる。また、負極活物質としては、リチウムイオンなどの金属イオンを吸蔵および放出する材料であれば特に限定されず、例えば、金属リチウム、リチウムと合金化可能な金属または合金、黒鉛やハードカーボンなどの炭素材料、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、シリコンなどを用いることができる。正極活物質層と負極活物質層はそれぞれ、適宜、固体電解質やバインダーなどを含有していてもよい。
 固体電解質層は、少なくとも硫化物系固体電解質を含んでいる。硫化物固体電解質としては、例えば、LiS-SiS系、LiS-B系、LiS-P系、LiS-P系、LiS-GeS系、LiS-B系、LiPO-P系、LiSiO-LiS-SiS系などのガラスまたはガラスセラミックスが挙げられ、Li3.25Ge0.250.75、Li10GeP12なども挙げられる。また、これらに、LiCl、LiBr、LiI、LiMO(ただし、Mは、P、Si、Ge、B、Al、Ga、Inのいずれか、x、yは自然数)などの添加剤を加えたものを用いてもよく、それにさらに熱処理を加えたものを用いてもよい。固体電解質層は、適宜、バインダーなどを含有していてもよく、硫化物系固体電解質と異なる種類の固体電解質を含有していてもよい。そのような固体電解質としては、例えば、ハロゲン化物系固体電解質、酸化物系固体電解質、ポリマー系固体電解質、水素化物系固体電解質、窒化物系固体電解などが挙げられる。
 また、電池パック1は、複数の電池セル2を収容する電池収容体3を有している。電池収容体3は、筐体11と、吸気配管12と、排気配管13と、送風部14と、酸素除去部15とから構成されている。
 筐体11は、少なくとも一対の電極端子(図示せず)を外部に引き出しつつ、複数の電池セル2を収容する機能を有している。筐体11には、筐体11の内部に空気を導入するための吸気口11aと、筐体11の内部から空気を排出するための排気口11bとが設けられている。筐体11の内部には、電池セル2同士や電池セル2と上述した拘束部材との間などの空隙に、弾性材、伝熱材、断熱材などの充填材が適宜配置されていてもよい。なお、図1では簡略化して示しているが、電池セル2からの放熱を考慮すると、複数の電池セル2は、少なくとも一部が筐体11に直接または(例えば、上述した拘束部材を介して)間接的に接触した状態で筐体11に収容されていることが好ましい。筐体11の形状は特に限定されず、収容する電池セル2の形状や配置に応じて任意に設定することができる。なお、上述したように、筐体11には、それぞれが複数の電池セル2を含む複数の電池モジュールが収容されていてもよい。
 吸気配管12は、一端(下流端)が開閉弁(図示せず)を介して筐体11の吸気口11aに接続されている。排気配管13は、一端(上流端)が開閉弁(図示せず)を介して筐体11の排気口11bに接続されている。吸気配管12と排気配管13の筐体11への接続位置(すなわち、筐体11における吸気口11aと排気口11bの位置)は特に限定されないが、筐体11の内部に空気を満遍なく流通させるために、互いに対向する位置であることが好ましい。吸気配管12には、外部からの異物の混入を抑制するために、エアフィルタなどの濾過手段が設けられていてもよい。
 送風部14は、排気配管13に設けられ、筐体11の内部に空気の流れを発生させる機能を有している。送風部14としては、特に限定されず、例えば、ファン、ブロワ、ポンプ、コンプレッサなどを用いることができる。このとき、送風部14は、後述する制御部4によって出力が制御され、筐体11内に流入する空気の流量を調整する機能を有していてもよい。なお、送風部14を駆動するために、電池セル2から電力が送風部14に供給されてもよい。あるいは、それとは別の独立した電源が設けられていてもよく、それにより、後述するように電池セル2の出力制限または停止をせざるを得ない状況になっても、送風部14を確実に駆動することができる。
 酸素除去部15は、吸気配管12に設けられ、筐体11内に流入する空気中の酸素を除去する機能を有している。酸素除去部15としては、特に限定されず、酸素を除去するために一般的に使用される公知の酸素除去剤を用いることができる。そのような除去剤としては、例えば、鉄、銅、ニッケルなどを含む金属系の酸素吸着剤、ビタミンCなどを含む有機系の酸素吸着剤などが挙げられる。
 このような構成によれば、送風部14の作用によって筐体11内の酸素が外部に排出されると同時に、酸素除去部15の作用によって筐体11内に流入する空気中の酸素が除去されることで、筐体11内の酸素濃度を低下させることができる。これにより、電池セル2に含まれる硫化物系固体電解質が水分と反応して硫化水素が発生したとしても、そしてその濃度が筐体11内である程度まで上昇したとしても、可燃性ガスである硫化水素が筐体11内の酸素と反応して燃焼する可能性を低減することができる。また、送風部14により、筐体11の内部に吸気配管12から排気配管13に向かう空気の流れが生成されるため、仮に電池セル2から硫化水素が発生しても、それが筐体11の内部に滞留することを抑制することもできる。そのため、硫化水素が筐体11内の酸素と反応して燃焼する可能性をより一層低減することができる。
 ところで、硫化水素がどのような濃度であっても、筐体11内の酸素濃度が硫化水素の限界酸素濃度を越えなければ、硫化水素の燃焼は発生しない。このような観点から、筐体11内の酸素濃度がモニタリングされることが好ましく、そのために、電池パック1は、筐体11内の酸素濃度を検出する酸素センサ16を有している。酸素センサ16としては、特に限定されず、例えば、ジルコニア式、電気化学式、磁気式、光学式、レーザー分光式、黄燐発光式などの公知の酸素センサを用いることができる。なお、酸素センサ16の位置は、筐体11内の酸素濃度を検出することができれば、図示した位置に限定されず、例えば、吸気配管12(具体的には、酸素除去部15の下流側)または排気配管13上であってもよい。
 さらに、電池パック1は、酸素センサ16の検出結果に基づいて送風部14を制御する制御部4を有している。制御部4は、酸素センサ16により検出された酸素濃度が硫化水素の限界酸素濃度未満になるように、送風部14の出力を制御して筐体11内に流入する空気(具体的には、酸素が除去された空気)の流量を調整する。これにより、筐体11内の硫化水素濃度にかかわらず、硫化水素が燃焼することを確実に抑制することができる。また、制御部4は、酸素センサ16の検出結果に基づいて、電池セル2の出力を制御する機能を有していてもよい。例えば、酸素センサ16により検出された酸素濃度が硫化水素の限界酸素濃度以上になるか、またはその可能性がある場合(例えば、限界酸素濃度未満で任意に設定された所定値以上になった場合)に、安全のために少なくとも一部の電池セル2の出力が制限または停止されてもよい。また、制御部4は、即時または将来の使用のために、酸素センサ16の検出結果を記憶したり、それをサーバやブロックチェーンネットワークに送信したりしてもよい。
 なお、消費電力を抑える観点からは、送風部14は常時作動されなくてもよい。すなわち、送風部14による空気の流通は常時行われなくてもよく、例えば、筐体11内の酸素濃度が硫化水素の限界酸素濃度を十分に下回ったタイミングで、吸気配管12と排気配管13の開閉弁(図示せず)が閉鎖され、送風部14の作動が停止されてもよい。そして、酸素センサ16により筐体11内の酸素濃度が硫化水素の限界酸素濃度以上になったこと、またはその可能性があることが検出されたときに、送風部14による空気の流通が再開されてもよい。すなわち、吸気配管12および排気配管13の開閉弁が開放されるとともに送風部14が作動されてもよく、それにより、筐体11内の酸素濃度を低減することができる。あるいは、酸素センサ16の検出結果にかかわらず、筐体11内の酸素濃度を低く維持できる程度に定期的または定常的に、吸気配管12および排気配管13の開閉弁が開放されるとともに送風部14が作動されてもよい。一方で、電池セル2を長期間停止する場合、送風部14による空気の流通は停止されてもよいが、その間に何らかの原因で筐体11内に硫化水素が滞留すると、電池セル2の起動時に発生するスパークや発熱が着火源となって硫化水素が燃焼する可能性がある。そのような可能性を考慮すると、遅くとも電池セル2が起動する前には、送風部14による空気の流通が開始されることが好ましく、このような観点からも、上述したように、送風部14を駆動するための別の独立した電源が設けられていることが好ましい。
 また、上述したように送風部14による空気の流通が常時行われない場合には、部品点数削減の観点から、電池収容体3のうち筐体11を除いた他の部材(気体流通部材)12~15は、筐体11に着脱可能に取り付けられてもよい。これにより、気体流通部材12~15を、通常は取り外しておき、酸素センサ16により酸素濃度の上昇が検出されたとき、具体的には、そのことを知らせる警報が制御部4から発せられたときに、送風部14による空気の流通を開始するために筐体11に取り付けてもよい。例えば、電池パック1が電気自動車や定置用の蓄電池などに使用される場合には、制御部4から警報が発せられたときにのみ、気体流通部材12~15を取り付けてもよい。これにより、電気自動車や定置用など全ての蓄電池に気体流通部材12~15を取り付ける必要がなくなり、さらなる部品点数の削減と製造工程の簡略化とを実現することができる。
 さらに、酸素センサ16による酸素濃度の検出も常時行われなくてもよい。したがって、例えば、酸素センサ16も、筐体11に対して着脱可能であってもよく、あるいは、酸素センサ16と筐体11との間に開閉弁が設けられていてもよい。すなわち、筐体11内の酸素濃度の検出を定期的または必要に応じて行うために、その都度、酸素センサ16を筐体11に取り付けてもよく、あるいは、酸素センサ16と筐体11との間の開閉弁を開放してもよい。また、制御部4は、図示したように筐体11と物理的に離れていてもよいが、筐体11に直接取り付けられていてもよく、その場合には、着脱可能であってもよい。これにより、電池パック1の通常使用時の部品点数を削減することもできる。
 なお、硫化水素の燃焼に関する問題は、そもそも硫化水素を発生させなければ生じることはなく、その発生を抑制するためには、筐体11内の水分濃度も低く抑えておくことが好ましい。そのために、吸気配管12には、酸素除去部15に加えて、筐体11内に導入される空気から水分を除去する濾過手段が設けられていてもよい。そのような濾過手段としては、例えば、水分除去カラム、水分除去フィルタ、通気性防水シートなどが挙げられる。また、同様の理由から、筐体11に電池セル2を収容しながら、あるいは収容した後に、筐体11の内部に非反応性ガスを充填することで、筐体11内の空気を予め非反応性ガスで置換しておいてもよい。このとき用いられる非反応性ガスとしては、水分および酸素を含有しないガスであれば特に限定されず、例えば、不活性ガス(窒素、アルゴン、ヘリウムなど)を用いることができる。
 図示した例では、送風部14は、排気配管13に設けられているが、筐体11の内部に空気の流れを発生させることができれば、その位置は特に限定されず、例えば、吸気配管12であっても筐体11の内部であってもよい。なお、送風部14が吸気配管12に設けられる場合、排気配管13の開閉弁(図示せず)は、任意の開度に調整可能なものであってもよい。これにより、電池セル2から硫化水素が発生した際に、その開度を小さくすることで筐体11内の圧力を上昇させ、電池セル2からの硫化水素の放出量を低減することができる。
 加えて、送風部14の位置は上述した位置に限定されず、例えば、筐体11上であってもよい。すなわち、送風部14は、筐体11の排気口11bに直接取り付けられていてもよく、その場合、酸素除去部15は、筐体11の吸気口11aに直接接続されていてもよい。あるいは、送風部14は、筐体11の吸気口11aに直接取り付けられていてもよく、その場合、酸素除去部15は、その送風部14の入口に直接接続されていてもよい。あるいは、送風部14は、酸素除去部15を介して筐体11の吸気口11aに直接取り付けられていてもよく、換言すると、筐体11の吸気口11aに直接接続された酸素除去部15の入口に直接取り付けられていてもよい。したがって、このような場合には、部品点数の削減という観点から、吸気配管12と排気配管13の一方または両方を省略してもよい。
 ただし、吸気配管12と排気配管13が設けられていると、筐体11に対する吸気位置および排気位置を任意に調整することができるという利点がある。すなわち、電池パック1が設置された周辺環境に合わせて最適な吸気位置および排気位置を選択することが可能になる。例えば、水分や異物を多く含む空気をできるだけ取り込まないような位置に吸気位置を設定することで、電池パック1が故障するリスクを軽減することができる。また、周辺の他の装置や人からできるだけ排気位置を遠ざけることで、排気される空気がそれらに悪影響を与えるリスクを軽減することができる。このように、電池パック1が故障するリスクや周辺環境に悪影響を与えるリスクを軽減できる点で、吸気配管12と排気配管13が設けられていることが好ましい。
 (第2の実施形態)
 図2は、本発明の第2の実施形態に係る電池パックの概略構成図である。本実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、いくつかの付加的な構成が設けられている点で第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
 第1の実施形態では、上述したように、送風部14によって筐体11の内部に空気の流れが生成されることで、仮に電池セル2から硫化水素が発生しても、それが筐体11の内部に滞留して筐体11内の硫化水素濃度が上昇することを抑制することができる。しかしながら、筐体11内で発生する硫化水素が排気配管13を通じてそのまま電池パック1の外部に排出されることは、安全面だけでなく環境面を考慮しても好ましくない。そこで、本実施形態では、排気配管13に、電池セル2から発生する硫化水素を除去する硫化水素除去部21が設けられている。これにより、筐体11の内部で発生した硫化水素が外部に漏洩することを抑制することができる。
 硫化水素除去部21としては、特に限定されず、例えば、ステンレスなどの金属製の円筒状容器に硫化水素の除去剤を充填したものを用いることができる。そのような除去剤としては、硫化水素を除去するために一般的に使用される公知のものを用いることができ、例えば、イオン交換樹脂、活性炭(特に、水酸化ナトリウム、炭酸カリウムなどの塩基性化合物を添着した活性炭)、活性アルミナ(特に、過マンガン酸カリウムなどを添着した活性アルミナ)、ゼオライト、酸化カルシウムや炭酸カルシウムなどの塩基性固体、水酸化ナトリウム水溶液や炭酸ナトリウム水溶液などの塩基性液体、アミノ基などの酸との反応部位を有するイオン液体などが挙げられる。硫化水素は、電池セル2の発熱に起因して、常温よりも高い温度を有する可能性があるため、硫化水素の除去剤は、高温でも硫化水素の除去性能を維持できるものが好ましく、その除去機構が不可逆反応に基づくものがより好ましい。これにより、高温でも硫化水素を確実に除去することができ、除去した硫化水素の再放出も抑制することができる。なお、除去剤の中には、電池パック1の使用環境によっては(例えば、電池パック1が電気自動車に使用されて振動を受ける場合には)粉体を発生させるものがある。その場合には、硫化水素除去部21の下流側にエアフィルタなどの濾過手段を設置してもよく、それにより、外部への粉体の漏洩を抑制するとともに、粉体が空気の流れを遮断したり、粉塵爆発を起こしたりすることを抑制することができる。
 なお、送風部14の下流側で排気配管13が(三方弁を介して)2つに分岐し、その一方に硫化水素除去部21が設けられていてもよく、それにより、硫化水素の排出経路を選択できるようになっていてもよい。その結果、硫化水素を外部に排出しても周囲への影響が少ない場合には、硫化水素除去部21を通過させずに硫化水素の排出を行うこともできるため、硫化水素除去部21の劣化を抑制することができる。あるいは、送風部14が吸気配管12または筐体11の内部に設けられる場合には、排気配管13とは別の排気配管が(開閉弁を介して)筐体11に接続されていれば、同様の効果を得ることができる。
 また、本実施形態では、筐体11内の硫化水素の存在または濃度を検出する硫化水素センサ22が設けられており、その検出結果に基づいて、制御部4により送風部14が制御されてもよい。例えば、硫化水素センサ22により硫化水素が検出されたときに、吸気配管12と排気配管13の開閉弁(図示せず)が開放されるとともに送風部14が作動され、筐体11の内部に空気の流れが生成されてもよい。すなわち、送風部14による空気の流通は、消費電力を抑える観点から通常は停止され、電池セル2から硫化水素が発生するのに対応して開始されてもよい。また、筐体11の内部で可燃性ガスの硫化水素が発生しても、その濃度が燃焼範囲に達しなければ、硫化水素の燃焼は発生しない。そのため、硫化水素センサ22により検出された硫化水素濃度が燃焼下限値未満になるように、送風部14が制御されて筐体11内に流入する空気の流量が調整されてもよく、すなわち、筐体11からの硫化水素を含む気体の流出量が調整されてもよい。さらに、硫化水素センサ22の検出結果に基づいて、電池セル2の出力が制御されてもよく、例えば、硫化水素センサ22により硫化水素が検出されたときに、安全のために少なくとも一部の電池セル2の出力が制限または停止されてもよい。また、硫化水素センサ22の検出結果は、即時または将来の使用のために、制御部4に記憶されたり、制御部4を通じてサーバやブロックチェーンネットワークに送信されたりしてもよい。
 硫化水素センサ22としては、特に限定されず、例えば、定電位電解式、半導体式、熱伝導式、電気抵抗式などの公知の硫化水素センサを用いることができる。なお、硫化水素センサ22の位置は、筐体11内の硫化水素の存在または濃度を検出することができれば、図示した位置に限定されるものではない。また、図示した例では、硫化水素センサ22は、筐体11に1つだけ設置されているが、複数の硫化水素センサ22が設けられていてもよい。その場合、電池セル2ごとにその近傍に硫化水素センサ22が設けられていてもよい。また、複数の硫化水素センサ22のうちの1つは、硫化水素除去部21が破過していないかどうかを検出するために、その下流側に設置されていてもよい。なお、硫化水素除去部21が破過している場合には、そのことを使用者に知らせる通知が制御部4から出力されてもよい。
 また、複数の硫化水素センサ22を用いる場合、それらは同じ種類であってもよいが、異なる種類であることが好ましい。これにより、1つの硫化水素センサ22の検出結果の妥当性を異なる種類の他の硫化水素センサ22を用いて評価することができ、例えば、共存ガスの影響で硫化水素センサ22が誤動作しているか否かを診断することができる。あるいは、2つ以上の硫化水素センサ22を用いる場合、一方の硫化水素センサ22は常時検出を行い、他方の硫化水素センサ22は、一方の硫化水素センサ22が硫化水素を検出した場合にのみ検出を行ってもよい。これにより、一方の硫化水素センサ22の検出結果に誤りがあった場合にも、他方の硫化水素センサ22によって正しい検出結果を得ることができる。
 なお、硫化水素は、電池セル2に異常が生じることに起因して発生するが、その発生量は、異常初期には僅かであったものの、長時間経過後に急激に増加することがある。そのため、異常初期から発生していた硫化水素により硫化水素除去部21の劣化が進行してしまい、いざ多量に発生した硫化水素を除去しようとしても、それを除去しきれずに外部に漏洩させてしまう可能性がある。そのような場合に備えて、それぞれが互いのバックアップとしても機能する複数の硫化水素除去部21が設けられていてもよい。例えば、上述したように、送風部14の下流側で排気配管13が2つに分岐し、その一方に硫化水素除去部21が設けられていてもよい場合には、その他方にも硫化水素除去部21が設けられていてもよい。あるいは、排気配管13とは別の排気配管が筐体11に接続されていてもよい場合には、その別の排気配管にも硫化水素除去部21が設けられていてもよい。これにより、例えば、筐体11内の硫化水素濃度が急激に増加して閾値を超えたことを硫化水素センサ22が検出した場合には、確実に硫化水素を除去するために、それまでに使用していた硫化水素除去部21から未使用の硫化水素除去部21に空気の流れを切り替えることが可能になる。一方で、電池セル2の異常に起因して硫化水素が発生しても、筐体11内の状況(共存ガスの有無、温度の高低、湿度の高低など)は常に同じであるとは限らない。そのため、複数の硫化水素除去部21は、異なる種類(すなわち特性)のものであることが好ましく、それにより、そのときの状況に応じて最適な特性の硫化水素除去部21を選択して使用することが可能になる。
 硫化水素の発生を抑制するためには、上述したように筐体11内の水分濃度を低下させることが好ましいが、筐体11内の温度を低下させることも好ましい。ただし、筐体11内の温度が低すぎることは、電池セル2の性能が低下するおそれがあるため好ましくない。そのため、電池パック1は、筐体11内の温度を検出する温度センサ23と、温度センサ23の検出結果に基づいて制御部4により制御され、筐体11内に流入する空気の温度を調整する温度調整部24とを有していてもよい。これにより、電池セル2が発熱しても、筐体11内の温度が上昇して硫化水素が発生することを抑制することができ、外気温度が低下しても、筐体11内の温度が低下するほどに電池セル2の性能が低下することを抑制することができる。また、温度センサ23の検出結果に基づいて、少なくとも一部の電池セル2の出力が調整されてもよく、例えば、温度センサ23により検出された温度が所定範囲外の温度になったときに、少なくとも一部の電池セル2の出力を制限または停止してもよい。
 温度センサ23としては、特に限定されず、例えば、接触式や非接触式などの公知の温度センサを用いることができる。接触式の温度センサとしては、例えば、熱電対、測温抵抗体、サーミスタなどが挙げられ、非接触式の温度センサとしては、例えば、放射温度計などが挙げられる。なお、温度センサ23の位置は、筐体11内の温度を検出することができれば、図示した位置に限定されるものではない。また、図示した例では、温度センサ23は、筐体11に1つだけ設置されているが、複数の温度センサ23が設けられていてもよい。その場合、電池セル2ごとにその近傍に温度センサ23が設けられていてもよい。また、温度センサ23の検出結果は、即時または将来の使用のために、制御部4に記憶されたり、制御部4を通じてサーバやブロックチェーンネットワークに送信されたりしてもよい。温度調整部24としては、特に限定されず、例えば、空冷式、水冷式、冷媒式などの公知の冷却装置と、電熱式、ヒートポンプ式などの公知の加熱装置とを組み合わせたものを用いることができる。なお、温度調整部24の位置は、電池セル2の温度を調整できれば、図示した位置に限定されるものではない。例えば、温度調整部24は、直接電池セル2の温度を調整するために、筐体11の内部に設けられていてもよく、筐体11を介して間接的に電池セル2の温度を調整するために、筐体11の外側に設けられていてもよい。
 なお、硫化水素除去部21は、排気配管13と共に、筐体11に対して着脱可能であってもよく、温度調整部24も、吸気配管12と共に、筐体11に対して着脱可能であってもよい。また、硫化水素センサ22や温度センサ23も、酸素センサ16と同様に、筐体11に対して着脱可能であってもよい。
 酸素除去部15は、定期的または使用状況に応じて新品に交換されることが好ましく、予め定められた交換時期が来たり、交換が必要になったりした場合に、そのことを使用者に知らせる通知が制御部4から出力されることが好ましい。このときの通知は、例えば、電池パック1が電気自動車や定置用の蓄電池などに使用される場合には、使用者の視覚や聴覚などの五感に訴える信号に変換されて出力されることが好ましい。
 また、酸素除去部15を交換する際に、それが正規品であることや使用期限を超過していないことなど、所定の使用条件を満たすものであるか否かを確認するために、酸素除去部15には、自身の識別情報を含む識別子25が付与されていることが好ましい。識別子25は、特に限定されず、例えば、無線タグなどの情報記憶媒体であってもよく、一次元コードや二次元コードなどのコードであってもよいが、好ましくはコードであり、より好ましくは、QRコード(登録商標)などの二次元コードである。それに応じて、制御部4には、識別子25から識別情報を読み取る読取機器(図示せず)と通信し、その読取結果を取得する機能が備えられ、正規品の識別に必要な情報が記録されていることが好ましい。これにより、制御部4は、取得した識別情報に基づいて、酸素除去部15が所定の使用条件を満たすものであるか否かを判定することができる。そして、制御部4は、交換された酸素除去部15が所定の使用条件を満たすものでないと判定した場合には、そのことを使用者に通知した上で、少なくとも一部の電池セル2の出力を行わないようにすることもできる。なお、制御部4は、取得した酸素除去部15の識別情報およびその判定結果、酸素除去部15の使用状況などを、サーバやブロックチェーンネットワークに送信してもよい。また、読取機器による識別子25の読取結果は、制御部4にではなくサーバやブロックチェーンネットワークに送信されてもよく、そこで上述した判定が行われ、その判定結果が制御部4に送信されてもよい。
 なお、制御部4は、通信対象となる全ての機器(送風部14、センサ16,22,23など)の使用状況(使用時間など)を直接的に取得するとともに、それにより、通信対象ではない機器(酸素除去部15、硫化水素除去部21など)の使用状況を間接的に取得する機能を有していることが好ましい。さらに、制御部4は、酸素除去部15の交換が必要な時期(寿命)を適切に判断するために、取得した使用状況に基づいて、酸素除去部15の寿命を予測する機能を有していてもよい。あるいは、それに加えて、制御部4は、外部の管理装置による酸素除去部15の寿命予測を可能にするために、取得した使用状況をサーバやブロックチェーンネットワークに送信する機能を有していてもよい。そして、取得した使用状況や寿命予測結果は、必要に応じて、制御部4または外部の管理装置から使用者に通知されることが好ましく、それにより、寿命予測に応じた酸素除去部15の計画的な交換が可能になる。その結果、その必要がないにもかかわらず早めに交換されることで、維持費用が増加したり、その必要があるにもかかわらず交換されないことで、重大な不具合が発生したりする可能性を低減することができる。また、このような寿命予測は、酸素除去部15の交換時期を判断するためにわざわざ点検作業を行う必要がなくなり、人件費を含む点検費用を削減することができる点でも有利である。酸素除去部15の寿命予測には、プログラムや人工知能(AI)を用いることができるが、予測精度の観点から、AIを用いることが好ましい。
 制御部4が各機器の使用状況に関するデータを取得および送信するタイミングは特に限定されず、例えば、定期的であってもよく、所定の条件に応じて自動的に行ったり、外部からの遠隔操作により行ったりするなど、不定期であってもよい。これにより、それぞれの使用状況をより確実に把握することができる。ただし、他の複数の電池パックからも同じようにデータ送信が行われる場合には、制御部4によるデータ送信は、それらとは異なるタイミングで行われることが好ましく、それにより、通信回線やサーバが混雑することなく確実にデータ送信を行うことができる。なお、制御部4は、電池セル2の出力を停止せざるを得ない状況になっても確実にデータ送信が行えるように、電池セル2とは別の独立した電源から電力が供給されて駆動されることが好ましい。
 上述した寿命予測により酸素除去部15の計画的な交換が可能になるが、電池パック1の使用環境(地域)や酸素除去部15の製造状況によっては、寿命に達すると予測される時期に新品または未使用の酸素除去部15を入手できない場合がある。すなわち、特定の地域において酸素除去部15の需要が集中したり、それに伴って供給不足が発生したりすると、新品または未使用の酸素除去部15を計画的に入手できない場合がある。これを回避するために、制御部4は、位置情報を取得する機能を有していることが好ましく、その位置情報を、各機器の使用状況と共にサーバやブロックチェーンネットワークに送信する機能を有していることが好ましい。これにより、外部の管理装置が地域ごとに必要となる酸素除去部15の数や時期を予め予測することが可能になり、それに基づいて、地域ごとに最適な数の酸素除去部15の在庫を確保しておくことが可能になる。また、外部の管理装置から使用者に酸素除去部15の最適な入手先が通知されてもよい。その結果、必要な時に必要な場所で酸素除去部15を入手することが可能になり、酸素除去部15の計画的な交換が可能になる。
 なお、酸素除去部15の寿命予測に関連する上述の説明は、制御部4が直接的に使用状況を取得する全ての通信対象機器にも適用され、間接的に使用状況を取得する他の機器(硫化水素除去部21など)にも適用される。ちなみに、酸素除去部15を含むそれらの部品を交換した後は、交換した部品を回収して劣化状況を分析することが好ましく、それにより、それぞれの部品の寿命予測の精度を向上させることができる。すなわち、硫化水素除去部21を例に挙げれば、それを回収して分析することで、使用中に発生した硫化水素の発生量を把握することができる。そして、その発生量と、予め取得していた使用状況とを照合することで、電池セル2に異常が発生する条件や頻度などに関するデータを取得することができ、取得したデータに基づいて、硫化水素除去部21の寿命予測の精度を向上させることができる。なお、このようなデータは、新型の電池を実用化するにあたり、起こり得る不具合を想定するために利用してもよい。
 (第3の実施形態)
 図3は、本発明の第3の実施形態に係る電池パックの概略構成図である。本実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、吸気配管と排気配管の構成が変更されている点で第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
 第1の実施形態では、吸気配管12の上流端(他端)と排気配管13の下流端(他端)は、いずれも外部に開放されているのに対し、本実施形態では、それらは互いに接続され、筐体11内の空気を外部に排出することなく循環させる循環配管31を構成している。これにより、第1の実施形態に比べて、電池セル2が水分を含む外気と接触することを抑制して硫化水素を発生させる可能性を低減することができる。
 本実施形態では、循環配管31が閉回路を構成しているため、上述したように電池セル2と外気との接触の可能性はほとんどなくなるが、一方で、場合によっては筐体11の内圧が上昇または低下することが懸念される。内圧の上昇は、例えば、電池セル2の発熱や外気温度の上昇などに起因して筐体11内の温度が上昇したり、電池セル2から硫化水素などのガスが発生したりする場合に発生することがある。また、内圧の低下は、例えば、外気温度の低下などに起因して筐体11内の温度が低下する場合に発生することがある。そのため、電池パック1は、筐体11内の圧力を検出する圧力センサ32と、圧力センサ32の検出結果に基づいて制御部4により制御され、筐体11内の圧力を調整する圧力調整部33とを有していることが好ましい。これにより、筐体11の内圧が過度に上昇または低下することを抑制することができる。また、圧力センサ32の検出結果に基づいて、少なくとも一部の電池セル2の出力が調整されてもよく、例えば、圧力センサ32により検出された圧力が所定範囲外の圧力になったときに、少なくとも一部の電池セル2の出力を制限または停止してもよい。
 圧力センサ32としては、特に限定されず、例えば、抵抗膜式、静電容量式、圧電素子式、光電式、MEMS(MicroElectroMechanical Systems)式などの公知の圧力センサを用いることができる。なお、圧力センサ32の位置は、筐体11内の圧力を検出することができれば、図示した位置に限定されるものではない。また、圧力センサ32の検出結果は、即時または将来の使用のために、制御部4に記憶されたり、制御部4を通じてサーバやブロックチェーンネットワークに送信されたりしてもよい。
 圧力調整部33としては、特に限定されず、例えば、電動弁、電磁弁、リリーフ弁、コンプレッサ、ガスボンベ、アキュムレータなどを用いることができる。また、圧力調整部33には、筐体11の内圧を解放するタイプと、筐体11内を加圧するタイプとがあるが、それら2つのタイプのもの(電動弁とコンプレッサなど)を組み合わせて用いたり、それらが一体化したものを用いたりしてもよい。これにより、筐体11内の圧力を状況に応じて適切な圧力に調整することができる。ただし、本実施形態では、酸素除去部15により筐体11内の酸素が除去されると、筐体11内の空気の体積が減少し、結果的に筐体11内の圧力が低下することがある。そのため、圧力調整部33としては、筐体11内を加圧するタイプのものを用いることが好ましく、それにより、筐体11内の圧力を適切な圧力に調整することができる。すなわち、例えば、コンプレッサや不活性ガスが充填されたガスボンベにより、減少した空気の体積を補うことで、筐体11内の圧力を適切な圧力に調整することができる。一方で、筐体11の内圧を解放するタイプの圧力調整部33は、電池セル2から硫化水素などのガスが発生して筐体11の内圧が上昇した場合には好適であるが、圧力の解放と共に筐体11内の硫化水素を外部に漏洩させる懸念がある。そのため、筐体11の内圧を解放するタイプの圧力調整部33を用いる場合、その圧力出口に、第2の実施形態の硫化水素除去部21と同様の硫化水素除去部が設けられていることが好ましい。
 圧力調整部33の位置は、図示した位置に限定されないが、筐体11内を加圧するタイプの圧力調整部33は、筐体11に設けられていることが好ましい。これにより、例えば、電池セル2から硫化水素が発生した際に、筐体11内の圧力を上昇させることで電池セル2からの硫化水素の放出量を低減することができる。また、筐体11内の圧力を上昇させ、それにより、電池セル2からの硫化水素の放出量をさらに低減するために、圧力調整部33を介して筐体11の内部に外気が導入されてもよい。その場合、圧力調整部33には、外気に含まれる非反応性ガス以外の成分(例えば、水分や酸素など)を除去する濾過手段が設けられていることが好ましい。そのような濾過手段としては、例えば、水分除去カラム、水分除去フィルタ、通気性防水シート、酸素除去カラム、窒素透過膜などが挙げられる。なお、圧力調整部33の数は、図示した1つに限定されず、複数であってもよい。
 循環配管31は、送風部14および酸素除去部15と共に気体流通ユニットとしてユニット化されていることが好ましい。これにより、電池パック1の組立時に、送風部14と酸素除去部15とを含む循環配管31を単一部品として扱うことができ、部品点数の削減と製造工程の簡略化とを実現することができる。また、このような気体流通ユニット14,15,31は、第1の実施形態の気体流通部材12~15と同様に、筐体11に着脱可能に取り付けられてもよく、圧力調整部33も、筐体11に着脱可能に取り付けられてもよい。さらに、圧力センサ32も、酸素センサ16と同様に、筐体11に対して着脱可能であってもよい。
 なお、第2の実施形態で説明した各構成が本実施形態にも適用可能であることは言うまでもない。その場合、硫化水素除去部21は、循環配管31のうち排気配管13に相当する位置(具体的には、酸素除去部15の上流側)にではなく、吸気配管12に相当する位置(具体的には、酸素除去部15の下流側)に設けられていてもよい。また、いずれの場合も、硫化水素除去部21は、酸素除去部15と構造的にも機能的にも一体化されていてもよく、それにより、部品点数が削減され、劣化による交換も容易になる。温度調整部24も、循環配管31のうち吸気配管12に相当する位置(具体的には、酸素除去部15の下流側)にではなく、排気配管13に相当する位置(具体的には、酸素除去部15の上流側)に設けられていてもよい。一方で、硫化水素除去部21と酸素除去部15は、並列に配置されてもよく、直列と並列とを組み合わせて配置されてもよい。すなわち、例えば、循環配管31に酸素除去部15をバイパスするバイパス配管が設けられ、そのバイパス配管に硫化水素除去部21が設けられていてもよい。これにより、酸素のみを除去する場合は酸素除去部15のみに空気を流通させ、硫化水素のみを除去する場合は硫化水素除去部21のみに空気を流通させることができ、電池セル2の状態に応じた対応が可能になる。あるいは、循環配管31に、直列に配置された酸素除去部15と硫化水素除去部21とをバイパスするバイパス配管が設けられ、そのバイパス配管に硫化水素除去部21が設けられていてもよい。
 (第4の実施形態)
 図4は、本発明の第4の実施形態に係る電池パックの概略構成図である。本実施形態は、第3の実施形態の変形例であり、循環配管が省略されている点で第3の実施形態と異なっている。以下、第3の実施形態との相違点を中心に説明する。
 本実施形態では、第3の実施形態の循環配管31が省略され、それに伴い、送風部14は、筐体11の内部に設けられ、酸素除去部15は、筐体11上に設けられている。具体的には、送風部14は、筐体11内の排気口11bに設けられ、酸素除去部15は、その入口および出口が筐体11の排気口11bおよび吸気口11aにそれぞれ直接連通するように、筐体11上に設けられている。これにより、循環配管が設けられていなくても、筐体11内の空気を外部に排出することなく循環させることができ、第3の実施形態と同様の効果を得ることができる。ここでいう「直接連通する」とは、例えば、酸素除去部15の入口と筐体11の排気口11bが配管を介さずに連通することを意味し、それらが送風部14を介して連通する場合も含む。したがって、本実施形態においても、送風部14の位置は、筐体11の内部に限定されず、筐体11上であってもよい。すなわち、送風部14は、筐体11の外側で排気口11bに直接取り付けられていてもよい。あるいは、送風部14は、筐体11の外側で吸気口11aに直接取り付けられていてもよく、その場合、酸素除去部15の出口と筐体11の吸気口11aが送風部14を介して連通していてもよい。なお、言うまでもないが、筐体11内での送風部14の位置は、特に限定されるものではない。
 (第5の実施形態)
 図5は、本発明の第5の実施形態に係る電池パックの概略構成図である。本実施形態は、第1の実施形態の変形例であり、筐体の構成が変更され、それに伴い吸気配管と排気配管の構成が変更されている点で第1の実施形態と異なっている。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
 本実施形態では、筐体11は、それぞれが電池セル2を収容する複数の収容室41を備えている。それに伴い、吸気配管12の下流端は、複数に分岐し、開閉弁(図示せず)を介して複数の収容室41(具体的には、それぞれの吸気口41a)に接続されている。排気配管13の上流端も、複数に分岐し、開閉弁(図示せず)を介して複数の収容室41(具体的には、それぞれの排気口41b)に接続されている。なお、図4には、4つの収容室41が示されているが、筐体11を構成する収容室41の数はこれに限定されるものではない。また、収容室41に収容される電池セル2の数も、図示した1つに限定されず、複数であってもよく、それらが電池モジュール(組電池)を構成していてもよい。加えて、酸素センサ16は、排気配管13のうち複数の分岐配管が合流する部分の下流側に設けられている。さらに、制御部4は、定期的または必要に応じて、複数の収容室41のいずれの収容室41内で酸素濃度が上昇しているかを判定する判定処理を実行する。
 この判定処理では、吸気配管12および排気配管13の開閉弁がそれぞれ順次開放されるのに合わせて、送風部14が作動する。これにより、各収容室41から酸素センサ16への空気の流れが順次発生し、各収容室41内の酸素濃度が酸素センサ16により順次検出される。なお、このような検出方法は、収容室41内の空気を酸素センサ16に強制的に導入することができるため、わずかな酸素濃度の上昇を見逃さずに検出することができる点で有利である。そして、こうして得られた検出結果に基づいて、複数の収容室41のいずれの収容室41内で酸素濃度が上昇しているかが判定される。
 特定の収容室41内で酸素濃度が上昇したことが確認されると、制御部4は、その収容室41に接続された吸気配管12および排気配管13の開閉弁を開放するとともに、送風部14を作動させる。これにより、酸素濃度の上昇が確認された収容室41にのみ空気(具体的には、酸素が除去された空気)を導入して酸素濃度を低下させ、硫化水素が燃焼する可能性をより効率的に低減することができる。また、制御部4は、酸素濃度の上昇(具体的には、硫化水素の限界酸素濃度以上になったこと、またはその可能性があること)が確認された収容室41内の電池セル2の出力を制限または停止してもよく、それにより、電池パック1全体の出力に対する影響を最小限に抑えることができる。
 なお、コストや設計上の制約が許せば、酸素センサ16は、収容室41ごとに設けられていてもよい。また、図示しないが、収容室41ごとに温度センサ23が設けられていてもよく、その結果に基づいて、過度な温度上昇が検出された収容室41内の電池セル2の出力を制限または停止してもよい。また、吸気配管12の上流端と排気配管13の下流端とを接続することで、第3の実施形態と同様に、循環配管が構成されていてもよい。
 また、酸素センサ16の代わりに、第2の実施形態の硫化水素センサ22が排気配管13に設けられていてもよい。これにより、上述した判定処理と同様の手順で、複数の収容室41のいずれの収容室41内で硫化水素が発生しているかの判定を実行することができる。そして、特定の収容室41内で硫化水素が発生したことが確認されると、その収容室41に選択的または重点的に空気(具体的には、酸素が除去された空気)を導入することができる。こうして、酸素センサ16が設けられている場合と同様に、硫化水素の燃焼を効率的に抑制することができる。なお、この場合も、必要に応じて、硫化水素の発生が確認された収容室41内の電池セル2の出力が制限または停止されてもよい。加えて、この場合には、第2の実施形態と同様に、排気配管13に硫化水素除去部21が設けられていてもよい。
 1 電池パック
 2 電池セル
 3 電池収容体
 4 制御部
 11 筐体
 11a 吸気口
 11b 排気口
 12 吸気配管
 13 排気配管
 14 送風部
 15 酸素除去部
 16 酸素センサ
 21 硫化水素除去部(可燃性ガス除去部)
 22 硫化水素センサ(ガスセンサ)
 23 温度センサ
 24 温度調整部
 25 識別子
 31 循環配管
 32 圧力センサ
 33 圧力調整部
 41 収容室
 41a 吸気口
 41b 排気口

Claims (25)

  1.  吸気口および排気口を有し、少なくとも1つの電池セルを収容する筐体と、
     前記筐体の内部に前記吸気口から前記排気口に向かう空気の流れを発生させる送風部と、
     前記吸気口を通じて前記筐体内に流入する前記空気中の酸素を除去する酸素除去部と、を有する電池収容体。
  2.  前記吸気口に一端が接続された吸気配管と、
     前記排気口に一端が接続された排気配管と、を有し、
     前記送風部は、前記筐体の内部、前記吸気配管、または前記排気配管に設けられ、前記酸素除去部は、前記吸気配管に設けられている、請求項1に記載の電池収容体。
  3.  前記吸気配管と、前記吸気配管の他端と他端が接続された前記排気配管とからなり、前記筐体内の空気を循環させる循環配管を有する、請求項2に記載の電池収容体。
  4.  前記酸素除去部は、前記筐体上に設けられ、前記排気口および前記吸気口にそれぞれ直接連通して前記筐体内の空気を循環させる入口および出口を有する、請求項1に記載の電池収容体。
  5.  前記送風部を制御する制御部を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の電池収容体。
  6.  前記筐体内の酸素濃度を検出する酸素センサを有し、
     前記制御部は、前記酸素センサにより検出された前記酸素濃度が前記少なくとも1つの電池セルから発生する可燃性ガスの限界酸素濃度未満になるように、前記送風部を制御して前記筐体内に流入する前記空気の流量を調整する、請求項5に記載の電池収容体。
  7.  前記筐体内の可燃性ガスの存在または濃度を検出するガスセンサを有し、
     前記制御部は、前記ガスセンサにより検出された前記可燃性ガスの濃度が燃焼下限値未満になるように、前記送風部を制御して前記筐体内に流入する前記空気の流量を調整する、請求項5に記載の電池収容体。
  8.  前記筐体内の酸素濃度を検出する酸素センサを有し、
     前記制御部は、前記酸素センサにより検出された前記酸素濃度が前記少なくとも1つの電池セルから発生する可燃性ガスの限界酸素濃度以上になるか、またはその可能性があるときに、前記送風部を作動させて前記空気の流れを生成する、請求項5に記載の電池収容体。
  9.  前記筐体内の圧力を検出する圧力センサと、前記圧力センサの検出結果に基づいて前記制御部により制御され、前記筐体内の圧力を調整する圧力調整部と、を有する、請求項5に記載の電池収容体。
  10.  前記酸素除去部には、前記酸素除去部の識別情報を含む識別子が付与され、
     前記制御部は、前記識別子から読み取られた前記識別情報に基づいて、前記酸素除去部が所定の条件を満たすものであるか否かを判定する、請求項5に記載の電池収容体。
  11.  前記筐体内の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出結果に基づいて前記制御部により制御され、前記筐体内の温度を調整する温度調整部と、を有する、請求項5に記載の電池収容体。
  12.  前記制御部は、少なくとも前記送風部の使用状況に基づいて、前記酸素除去部の寿命を予測する、請求項5に記載の電池収容体。
  13.  前記制御部は、位置情報を取得し、該取得した位置情報と少なくとも前記送風部の使用状況とを外部に送信する、請求項5に記載の電池収容体。
  14.  前記少なくとも1つの電池セルから発生し、前記空気の流れによって前記排気口から排出される可燃性ガスを除去する可燃性ガス除去部を有する、請求項1から4のいずれか1項に記載の電池収容体。
  15.  前記吸気配管と前記排気配管と前記送風部と前記酸素除去部とは、前記筐体に着脱可能に取り付けられている、請求項2または3に記載の電池収容体。
  16.  前記筐体は、それぞれが電池セルを収容する複数の収容室を備え、
     前記吸気配管と前記排気配管の前記一端は、それぞれが複数に分岐して前記複数の収容室に接続されている、請求項2または3に記載の電池収容体。
  17.  前記複数の収容室内の酸素濃度を検出する少なくとも1つの酸素センサと、
     前記少なくとも1つの酸素センサの検出結果に基づいて、前記複数の収容室のいずれの収容室に前記空気の流れを発生させるかを切り替える制御部と、を有する、請求項16に記載の電池収容体。
  18.  少なくとも1つの電池セルと、
     請求項1から4のいずれか1項に記載の電池収容体と、
     前記少なくとも1つの電池セルを制御する制御部と、を有する電池パック。
  19.  前記電池収容体が、前記筐体内の酸素濃度を検出する酸素センサを有し、
     前記制御部は、前記酸素センサにより検出された前記酸素濃度が前記少なくとも1つの電池セルから発生する可燃性ガスの限界酸素濃度以上になるか、またはその可能性があるときに、前記少なくとも1つの電池セルの出力を制限または停止する、請求項18に記載の電池パック。
  20.  前記電池収容体が、前記筐体内の温度を検出する温度センサと、前記筐体内の可燃性ガスの存在を検出するガスセンサとの少なくとも一方を有し、
     前記制御部は、前記温度センサと前記ガスセンサとの少なくとも一方の検出結果に基づいて、前記少なくとも1つの電池セルの出力を調整する、請求項18に記載の電池パック。
  21.  前記酸素除去部には、前記酸素除去部の識別情報を含む識別子が付与され、
     前記制御部は、前記識別子から読み取られた前記識別情報に基づいて、前記酸素除去部が所定の条件を満たすものであるか否かを判定し、前記所定の条件を満たすものでないと判定した場合に前記少なくとも1つの電池セルの出力を行わない、請求項18に記載の電池パック。
  22.  前記電池収容体が、前記吸気口に一端が接続された吸気配管と、前記排気口に一端が接続され、前記吸気配管の他端に他端が接続された排気配管とからなり、前記筐体内の空気を循環させる循環配管と、前記筐体内の圧力を検出する圧力センサとを有し、
     前記制御部は、前記圧力センサの検出結果に基づいて、前記少なくとも1つの電池の出力を調整する、請求項18に記載の電池パック。
  23.  複数の電池セルと、
     請求項16に記載の電池収容体と、
     前記複数の電池セルを制御する制御部と、を有する電池パック。
  24.  前記電池収容体が、前記複数の収容室内の酸素濃度を検出する少なくとも1つの酸素センサを有し、
     前記制御部は、前記少なくとも1つの酸素センサの検出結果に基づいて、前記複数の電池セルのいずれの電池セルの出力を制限または停止するかを切り替える、請求項23に記載の電池パック。
  25.  少なくとも1つの電池セルを収容する筐体の内部に気体を流通させる気体流通ユニットであって、
     両端が前記筐体に接続され、前記筐体内の空気を循環させる循環配管と、
     前記循環配管に設けられ、前記筐体内に空気の流れを発生させる送風部と、
     前記循環配管に設けられ、前記循環配管を流通する空気中の酸素を除去する酸素除去部と、を有する気体流通ユニット。
PCT/JP2024/022251 2023-06-29 2024-06-19 電池収容体および電池パック Ceased WO2025004936A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP24831798.4A EP4738563A1 (en) 2023-06-29 2024-06-19 Battery storage body and battery pack
JP2025529688A JPWO2025004936A1 (ja) 2023-06-29 2024-06-19
CN202480043232.7A CN121399774A (zh) 2023-06-29 2024-06-19 电池收容体和电池组

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023-106596 2023-06-29
JP2023106596 2023-06-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025004936A1 true WO2025004936A1 (ja) 2025-01-02

Family

ID=93938357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2024/022251 Ceased WO2025004936A1 (ja) 2023-06-29 2024-06-19 電池収容体および電池パック

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4738563A1 (ja)
JP (1) JPWO2025004936A1 (ja)
CN (1) CN121399774A (ja)
WO (1) WO2025004936A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025538959A (ja) * 2023-11-02 2025-12-03 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリパック

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07237907A (ja) * 1994-02-22 1995-09-12 Kaoru Asada 不燃性ガス製造方法及び不燃性ガス製造組成物並びに不燃性ガス製造装置及び消火装置
KR101061057B1 (ko) * 2010-04-16 2011-09-01 주식회사 이엠따블유에너지 공기 금속 전지 케이스 및 이를 포함하는 공기 금속 전지 어셈블리
JP2016192261A (ja) * 2015-03-30 2016-11-10 三菱重工業株式会社 蓄電システム、制御装置、二次電池の消火方法およびプログラム
CN206463377U (zh) * 2016-12-22 2017-09-05 厦门一泰消防科技开发有限公司 一种自动吸附分离空气的主动灭火系统
JP2018073802A (ja) 2016-04-25 2018-05-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池、および、電池システム
JP2020068097A (ja) * 2018-10-24 2020-04-30 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh ガス監視システム
US20200152930A1 (en) * 2018-11-13 2020-05-14 International Business Machines Corporation Pressure-induced battery pack venting with filtering
JP2020181700A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 三菱重工業株式会社 電池の冷却消火設備、電池システム及び電池の冷却消火方法
JP2020205717A (ja) * 2019-06-18 2020-12-24 株式会社東芝 電源盤及び電源設備

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07237907A (ja) * 1994-02-22 1995-09-12 Kaoru Asada 不燃性ガス製造方法及び不燃性ガス製造組成物並びに不燃性ガス製造装置及び消火装置
KR101061057B1 (ko) * 2010-04-16 2011-09-01 주식회사 이엠따블유에너지 공기 금속 전지 케이스 및 이를 포함하는 공기 금속 전지 어셈블리
JP2016192261A (ja) * 2015-03-30 2016-11-10 三菱重工業株式会社 蓄電システム、制御装置、二次電池の消火方法およびプログラム
JP2018073802A (ja) 2016-04-25 2018-05-10 パナソニックIpマネジメント株式会社 電池、および、電池システム
CN206463377U (zh) * 2016-12-22 2017-09-05 厦门一泰消防科技开发有限公司 一种自动吸附分离空气的主动灭火系统
JP2020068097A (ja) * 2018-10-24 2020-04-30 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh ガス監視システム
US20200152930A1 (en) * 2018-11-13 2020-05-14 International Business Machines Corporation Pressure-induced battery pack venting with filtering
JP2020181700A (ja) * 2019-04-25 2020-11-05 三菱重工業株式会社 電池の冷却消火設備、電池システム及び電池の冷却消火方法
JP2020205717A (ja) * 2019-06-18 2020-12-24 株式会社東芝 電源盤及び電源設備

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2025538959A (ja) * 2023-11-02 2025-12-03 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリパック
JP7810863B2 (ja) 2023-11-02 2026-02-03 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリパック

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2025004936A1 (ja) 2025-01-02
CN121399774A (zh) 2026-01-23
EP4738563A1 (en) 2026-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102942238B1 (ko) 소화장치를 포함하는 배터리 팩
JP7506157B2 (ja) 熱暴走検出方法及び電池管理システム
KR102338516B1 (ko) 리튬이온배터리 화재 안전을 위한 보호 장치
JP5796160B2 (ja) 蓄電システム
ES2450122T3 (es) Acumulador eléctrico de energía
CN102484295B (zh) 硫化物系全固体锂二次电池系统
US20130252043A1 (en) System and Method for Controlling Humidity in a Battery Module
US20090239132A1 (en) Oxygen battery system
US20130344355A1 (en) Battery Cell with Flexible Wireless Temperature Sensor
EP3352273B1 (en) Fuel cell and control method,
WO2025004936A1 (ja) 電池収容体および電池パック
JP2005142056A (ja) レドックスフロー電池システム
EP4175023B1 (en) Power storage apparatus
WO2025004937A1 (ja) 電池収容体および電池パック
KR20140085764A (ko) 나트륨 유황 전지 및 나트륨 유황 전지 모듈
CN215834593U (zh) 一种锂离子电池智能冷却降温系统
JP2025165067A (ja) 電池収容体、電池モジュール、および電池パック
US20250149665A1 (en) Battery pack and method for removing hydrogen sulfide in battery pack
US20150188178A1 (en) Safety System for a Flow Battery and Flow Battery System
CN119153882A (zh) 压力调节方法、压力调节系统及热失控管理系统
EP2797149B1 (en) Heat recovery unit based on fuel cell and operating method thereof
CN223451105U (zh) 压力调节系统、热失控管理系统及电池包
CN223366132U (zh) 热失控管理系统及电池包
WO1998032186A1 (fr) Module de piles sodium-soufre
KR102841534B1 (ko) 배터리모듈 냉각 기능을 갖는 에너지 저장 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 24831798

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2025529688

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2025529688

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2024831798

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024831798

Country of ref document: EP

Effective date: 20260129

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2024831798

Country of ref document: EP

Effective date: 20260129