專利名稱：電池組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將多個電池收納到殼中而得到的電池組件，尤其涉及具備將從電池排出的氣體安全地排出到殼外的排出機(jī)構(gòu)的電池組件。
背景技術(shù)：
將多個電池收納到殼中使其能夠輸出規(guī)定的電壓及容量的電池包作為各種設(shè)備、 車輛等的電源被廣泛使用。其中，開始采用如下技術(shù)對將通用的電池并聯(lián)/串聯(lián)連接來輸出規(guī)定的電壓及容量的組電池進(jìn)行組件化，并將該電池組件分別組合，從而能夠應(yīng)對各種各樣的用途。該組件化技術(shù)通過將收納于電池組件中的電池高性能化，從而謀求電池組件自身的小型和輕量化，所以具有組裝電池包時的操作性提高、并且搭載到車輛等的有限空間中時的自由度提高等各種優(yōu)點(diǎn)。另一方面，伴隨著收納于電池組件中的電池的高性能化，除了電池自身的安全性確保以外，多個電池集合而成的電池組件的安全性確保也變得重要。特別是在因電池內(nèi)的內(nèi)部短路等導(dǎo)致的發(fā)熱中產(chǎn)生氣體，安全閥工作而將高溫氣體放出到電池外時，若周邊的電池暴露于高溫氣體中，則有可能影響到正常的電池，引起連鎖劣化。針對這樣的問題，專利文獻(xiàn)1中記載了具備如下構(gòu)成的排氣機(jī)構(gòu)的電源裝置將收納有多個電池的殼通過劃分壁劃分成收納電池的電池室和將從電池放出的高溫氣體排出的排出室，并且使電池的安全閥的開口部與排氣室連通。通過這樣來構(gòu)成排氣機(jī)構(gòu)，能夠使從電池的安全閥放出的高溫氣體在不流入電池室的情況下流入排氣室，并從殼的排出口排出到殼外。由此，能夠防止周邊的電池暴露于從異常電池放出的高溫氣體中，所以能夠降低對正常的電池造成的影響。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2007-27011號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問題專利文獻(xiàn)1中記載的排氣機(jī)構(gòu)通過將排氣室制成密閉結(jié)構(gòu)，從而能夠防止從電池的開口部流入排出室的氣體再次流入電池室，因此在防止正常的電池的連鎖劣化的方面是優(yōu)異的。然而，流入排氣室的氣體有時也達(dá)到1000°C以上的高溫，有流入排氣室內(nèi)的氣體與氧發(fā)生反應(yīng)并燃燒的可能。此時，由于排氣室暴露于高溫下，所以依然有可能對收納于電池室中的電池造成影響。本發(fā)明是鑒于上述課題而進(jìn)行的，其主要目的在于提供能夠使從異常電池排出的高溫氣體在不對其它正常的電池造成影響的情況下排出到殼外的安全性高的電池組件。用于解決問題的手段
為了解決上述課題，本發(fā)明采用下述構(gòu)成將收納多個單電池的殼劃分成收納單電池的收納部和將從單電池排出的氣體排出的排氣管道，并且將排氣管道通過隔壁進(jìn)一步劃分成2個空間。并且，將單電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出的開放部與第1空間連通，進(jìn)而，第1 空間經(jīng)由形成于隔壁上的貫穿孔而與第2空間連通。根據(jù)這樣的構(gòu)成，從單電池的開放部排出的氣體通過在第1空間內(nèi)發(fā)生絕熱膨脹，降低至不燃燒的溫度，進(jìn)而，在第2空間內(nèi)發(fā)生絕熱膨脹，降低至即使排出到殼外也沒有妨礙的溫度。其結(jié)果是，能夠使從異常電池排出的高溫氣體在不對其它正常的電池造成影響的情況下安全地排出到殼外。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)安全性高的電池組件。換而言之，第1空間的容積被調(diào)整為從單電池的開放部排出的高溫的氣體通過絕熱膨脹被排出到第1空間內(nèi)后，從第1空間排出到第2空間時的氣體的溫度達(dá)到不發(fā)生燃燒的溫度以下。此外，第2空間的容積被調(diào)整為從第1空間排出的氣體通過絕熱膨脹被排出到第2空間內(nèi)后，從第2空間排出到殼外時的氣體的溫度達(dá)到即使排出到殼外也沒有妨礙的溫度以下。本發(fā)明的一個方面的電池組件的特征在于，其是將多個單電池排列并收納于殼內(nèi)而成的電池組件，單電池具備將在單電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出到電池外的開放部，殼通過配置在多個單電池的一端側(cè)的平板劃分成收納多個單電池的收納部和將從單電池的開放部排出的氣體排出到殼外的排氣管道，單電池的開放部經(jīng)由形成于平板上的開口部而與上述排氣管道連通，排氣管道通過配置在平板與殼的外裝板之間的隔壁而被劃分成第1空間和第2空間，并且第1空間經(jīng)由形成于隔壁上的貫穿孔而與第2空間連通，從單電池的開放部排出的氣體經(jīng)由形成于平板上的開口部排出到第1空間后，經(jīng)由形成于隔壁上的貫穿孔導(dǎo)入第2空間，排出到殼外。在某個優(yōu)選的實(shí)施方式中，將收納部與排氣管道劃分開的平板由電路基板構(gòu)成， 在電路基板上形成有將多個單電池的至少一個的電極并聯(lián)連接的連接板?；蛘撸瑢⑹占{部與排氣管道劃分開的平板也可以由將多個單電池的至少一個的電極并聯(lián)連接的金屬匯流條構(gòu)成。通過這樣的構(gòu)成，由于配置在多個單電池的一端側(cè)的平板除了具有將收納部與排氣管道劃分開的功能之外，還能夠附加將多個單電池電并聯(lián)連接的功能，所以能夠?qū)崿F(xiàn)電池組件的小型化。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由于能夠使從異常電池排出的高溫氣體在不對其它正常的電池造成影響的情況下排出到殼外，所以能夠?qū)崿F(xiàn)安全性高的電池組件。


圖1是示意性表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電池組件中使用的電池的構(gòu)成的剖視圖。圖2是示意性表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電池組件的構(gòu)成的剖視圖。圖3是將配置有平板的單電池的一端部的附近放大的局部剖視圖。圖4是表示單電池的開放部形成于正極端子的突起部的側(cè)部時的單電池與平板的配置關(guān)系的局部剖視圖。
圖5的(a) (C)是表示從單電池的開放部排出的氣體的路徑的局部剖視圖。圖6是示意性表示第1實(shí)施方式的變形例中的電池組件200的構(gòu)成的剖視圖。圖7是表示組電池的電極間的連接結(jié)構(gòu)的圖，(a)是分解立體圖，(b)是將單電池的正極端子附近放大的局部剖視圖。圖8是第2實(shí)施方式中的組電池的立體圖。圖9是第2實(shí)施方式中的組電池的分解立體圖。圖10的(a)及(b)是圖9所示的XA區(qū)域及XB區(qū)域的放大圖。圖11是構(gòu)成連接組的負(fù)極匯流條、絕緣板及正極匯流條的各平面圖。圖12是將鄰接的單電池并聯(lián)連接時的局部剖視圖。圖13是表示將由單電池并聯(lián)連接而成的組電池多個并列配置而得到的組電池的集合體的構(gòu)成的立體圖。圖14是表示沿圖13所示的XIV-XIV線的2個單電池間的連接結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。圖15是本發(fā)明的具體例子中的電池組件的分解立體圖。圖16是本發(fā)明的具體例子中的電池組件的立體圖。圖17是表示隔壁的構(gòu)成的圖，(a)是立體圖，(b)是平面圖。圖18是表示中間面板的構(gòu)成的圖，(a)是立體圖，(b)是平面圖。圖19是沿電池組件的組電池的串聯(lián)方向的剖視圖。圖20是示意性表示第3實(shí)施方式中的電池組件的構(gòu)成的剖視圖。圖21是表示第3實(shí)施方式中的電池組件的變形例的平面圖。圖22是表示將電池組件多個并聯(lián)配置而構(gòu)成的電池包的構(gòu)成的立體圖。圖23的(a)是表示電池組件的構(gòu)成的立體剖視圖，(b)是其局部剖視圖。圖M是表示在1個電池組件中第1排氣管道與第2排氣管道抵接的狀態(tài)的立體圖。圖25是圖M所示的構(gòu)成的分解立體圖。
具體實(shí)施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式。此外，在不從發(fā)揮本發(fā)明的效果的范圍脫離的范圍內(nèi)可以適當(dāng)變更。進(jìn)而，也可以與其它實(shí)施方式組合。(第1實(shí)施方式)圖1是示意性表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電池組件中使用的電池100的構(gòu)成的剖視圖。另外，本發(fā)明的電池組件中使用的電池也可以是能以單體的形式作為筆記本型個人電腦等便攜用電子設(shè)備的電源使用的電池(以下，將電池組件中使用的電池稱為“單電池”)。此時，由于能夠使用高性能的通用電池作為電池組件的單電池，所以能夠更容易地謀求電池組件的高性能化、低成本化。本發(fā)明的電池組件中使用的單電池100例如可以采用如圖1所示那樣的圓筒形的鋰離子二次電池。該鋰離子二次電池形成通常的構(gòu)成，具備在因內(nèi)部短路等的發(fā)生而導(dǎo)致電池內(nèi)的壓力上升時將氣體放出到電池外的安全機(jī)構(gòu)。以下，邊參照圖1，邊對單電池100 的具體構(gòu)成進(jìn)行說明。
如圖1所示那樣，正極1與負(fù)極2隔著隔膜3卷繞而成的電極組4與非水電解液一起被收納在電池殼7中。在電極組4的上下配置有絕緣板9、10，正極1經(jīng)由正極引線5 而與過濾器12接合，負(fù)極2經(jīng)由負(fù)極引線6而與兼作負(fù)極端子的電池殼7的底部接合。過濾器12與內(nèi)蓋13連接，內(nèi)蓋13的突起部與金屬制的閥板14接合。進(jìn)而，閥板 14與兼作正極端子的端子板8連接。并且，端子板8、閥板14、內(nèi)蓋13及過濾器12成為一體，經(jīng)由墊圈11將電池殼7的開口部封口。若在單電池100中發(fā)生內(nèi)部短路等，單電池100內(nèi)的壓力上升，則閥體14向著端子板8膨起，內(nèi)蓋13與閥體14的接合脫落，電流路徑被阻斷。若單電池100內(nèi)的壓力進(jìn)一步上升，則閥體14斷裂。由此，在單電池100內(nèi)產(chǎn)生的氣體經(jīng)由過濾器12的貫穿孔12a、內(nèi)蓋13的貫穿孔13a、閥體14的裂口、以及端子板8的開放部8a向外部排出。另外，將單電池100內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出到外部的安全機(jī)構(gòu)并不限定于圖1所示的結(jié)構(gòu)，也可以是其它結(jié)構(gòu)。圖2是示意性表示本實(shí)施方式中的電池組件200的構(gòu)成的剖視圖。如圖2所示那樣，多個單電池100排列并收納在殼20內(nèi)。另外，各單電池100通過形成于殼20的底部23的肋條M被固定在規(guī)定的位置。此外，單電池100如圖1所示那樣具備將單電池100內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出到電池外的開放部8a。殼20通過配置在多個單電池100的一端側(cè)(本實(shí)施方式中，正極端子8側(cè))的平板30劃分成收納多個單電池100的收納部50和將從單電池100的開放部8a排出的氣體排出到殼20外的排氣管道60。并且，單電池100的開放部8a經(jīng)由形成于平板30上的開口部30a與排氣管道60連通。本發(fā)明中，其特征在于，排氣管道60通過配置在平板30與殼20的外裝板(蓋)21 之間的隔壁40劃分成在隔壁40與平板30之間形成的第1空間61和在隔壁40與殼20的外裝板21之間形成的第2空間62，進(jìn)而，第1空間61經(jīng)由形成于隔壁40上的貫穿孔40a 與第2空間62連通。通過這樣來構(gòu)成排氣管道，從單電池100的開放部8a排出的氣體經(jīng)由形成于平板 30上的開口部30a排出到第1空間61中后，經(jīng)由形成于隔壁40上的貫穿孔40a導(dǎo)入第2 空間62中，從設(shè)置在殼20中的排出口 22排出到殼20外。另外，由于平板30與單電池100的一端部(本實(shí)施方式中，正極端子8側(cè)的端部) 密合配置，所以收納部50通過平板30處于密閉狀態(tài)。因此，從單電池100的開放部8a經(jīng)由平板30的開口部30a排出到第1空間61中的氣體不會再次返回收納部50中。圖3是將配置有平板30的單電池100的一端部的附近放大的局部剖視圖。如圖3 所示那樣，在正極端子8的突起部插入平板30的開口部30a中的狀態(tài)下，電池殼7的肩部 7a與平板30經(jīng)由彈性部件31密合。因此，由于單電池100的收納部通過平板30而密閉， 所以從設(shè)置在正極端子8的突起部的開放部8a排出的氣體不會再次返回收納部中。此外， 若使彈性部件31具有粘接性，還能夠通過平板30賦予保持單電池100的功能。另外，也可以不介由彈性部件31，將平板30直接與電池殼7的肩部7a密合。圖4是表示單電池100的開放部8a形成于正極端子8的突起部的側(cè)部時的單電池100與平板30的配置關(guān)系的局部剖視圖。此時，設(shè)置在平板30上的開口部30a成為環(huán)狀，因此，在正極端子8的突起部的平坦部，也能夠使電池殼7與平板30密合。由此，通過使彈性部件具有粘接性，能夠進(jìn)一步提高保持單電池100的功能。另外，本發(fā)明中的“平板30”不一定限定于平坦的板，例如即使有相應(yīng)于電池殼7 的形狀的凹凸等，但只要是整體上平坦的板即可。此外，本發(fā)明中的“密閉狀態(tài)”不一定指完全密閉的狀態(tài)，也包括不發(fā)生影響的程度的氣體從排氣管道60返回收納部50的密閉狀態(tài)。接著，對將本發(fā)明中的排氣管道60劃分成第1空間61和第2空間62所帶來的作用效果進(jìn)行說明。從單電池100的開放部8a排出到排氣管道60中的氣體在排氣管道60中發(fā)生絕熱膨脹，使得氣體的溫度降低。然而，由于從單電池100的開放部8a排出的氣體有時也達(dá)到1000°C以上，所以若絕熱膨脹后的氣體的溫度不降低至不與氧發(fā)生反應(yīng)的溫度，則有可能與存在于所排出的氣體的周邊的氧發(fā)生反應(yīng)而起火。然而，因絕熱膨脹產(chǎn)生的溫度降低依賴于排氣管道的容積。此外，由于排出到排氣管道中的氣體邊擠出排氣管道中的氧，邊被排出到殼20外，所以在絕熱膨脹中與氧反應(yīng)并燃燒的氣體的量依賴于排氣管道的容積(氧的量)。因此，為了防止從單電池100的開放部 8a排出的氣體與氧發(fā)生反應(yīng)并繼續(xù)燃燒，必須在盡可能小的容積的排氣管道內(nèi)發(fā)生絕熱膨脹，降低至不與氧發(fā)生反應(yīng)的溫度。為此，必須將排氣管道的容積限制在排出高溫氣體的單電池100的開放部8a附近。本發(fā)明中的第1空間61是為了謀求這樣的限制而設(shè)置的，第1空間61的容積被調(diào)整為從單電池100的開放部8a排出的高溫的氣體在第1空間61中通過絕熱膨脹而排出后，從第1空間61排出到第2空間62時的氣體的溫度達(dá)到不與氧發(fā)生反應(yīng)的溫度以下。另外，第1空間61的容積的調(diào)整可以考慮所使用的單電池100的性能、電解液的種類(所產(chǎn)生的氣體的種類)等適當(dāng)決定。此外，達(dá)到上述規(guī)定的溫度以下那樣的第1空間61的容積可以采用使用了絕熱膨脹的模型的模擬來求得，或者由各種實(shí)驗(yàn)求得。例如若列舉出簡易的實(shí)驗(yàn)例的話，在單電池100的開放部8a設(shè)置一定容積的空間，再設(shè)置由該空間向大氣中的排出口。然后，在單電池100的電池殼7中刺釘，模擬發(fā)生內(nèi)部短路，從開放部8a噴出高溫的氣體。邊升起火花和火焰邊從排出口噴出氣體，但通過選擇空間的容積， 變成熄火狀態(tài)的白煙狀的氣體。由此，可以決定第1空間61的容積。然而，第1空間61經(jīng)由隔壁40上形成的貫穿孔40a而與第2空間62連通。因此，通過設(shè)置貫穿孔40a的位置，限制從單電池100的開放部8a排出的高溫的氣體從第1 空間61向第2空間62逃逸的路徑。因此，第1空間61的容積也可以進(jìn)一步考慮設(shè)置貫穿孔40a的位置來調(diào)整。例如，如圖5(a)所示那樣，空間61在圖的左右方向上并未圖示，但由于是密閉而并非開放的空間，所以當(dāng)貫穿孔40a以與單電池100的排列間距相同的間距形成時，從單電池100的開放部8a排出的高溫的氣體從第1空間61向第2空間62逃逸的路徑大部分變成箭頭所示的路徑。因此，可認(rèn)為第1空間61實(shí)質(zhì)上以A所示范圍的空間來約束。此外， 如圖5(b)所示，當(dāng)貫穿孔40a以比單電池100的排列間距寬的間距形成時，從單電池100 的開放部8a排出的高溫的氣體從第1空間61向第2空間62逃逸的路徑大部分變成箭頭所示的路徑，因此，可認(rèn)為第1空間61實(shí)質(zhì)上以B所示范圍的空間來約束。這樣，通過設(shè)置貫穿孔40a的位置，可以實(shí)質(zhì)性限制第1空間61的容積，但如圖5(c)所示那樣，也可以通過將第1空間通過側(cè)壁41進(jìn)一步劃分成多個亞空間63，限制第1 空間61的容積。另外，上述的第1空間61的限制并不嚴(yán)格固定，通過將排氣管道60劃分成第1空間61和第2空間62，調(diào)整與單電池100的開放部8a連通的第1空間61的容積，可發(fā)揮本發(fā)明的實(shí)效性的作用效果。另一方面，第2空間62的容積被調(diào)整為從第1空間61排出的氣體在第2空間62 中通過絕熱膨脹而排出后，從第2空間62排出到殼20外時的氣體的溫度達(dá)到即使排出到殼外也沒有妨礙的溫度以下。由于從第1空間61排出到第2空間62中的氣體通過第1空間61達(dá)到不與氧發(fā)生反應(yīng)的溫度以下，所以在第2空間62內(nèi)，氣體不可能起火。因此，在第2空間62中，與第1空間61不同，并不要求在盡可能小的容積內(nèi)絕熱膨脹，與第1空間相比，容許比較大的容積。此外，通過對外裝板21或隔壁40使用鋁或鐵等熱傳導(dǎo)性良好的材料，除了因絕熱膨脹帶來的溫度降低以外，還能夠附加因熱傳導(dǎo)帶來的溫度降低的效果。另外，本實(shí)施方式中，將排氣管道60劃分成第1空間61和第2空間62，但為了控制因絕熱膨脹產(chǎn)生的氣體溫度的降低，也可以將排氣管道60用多個隔壁劃分成3個以上的空間。此外，第2空間62不一定在隔壁40與殼20的外裝板21之間形成，例如也可以在隔壁40與外裝板21之間配置第2隔壁，在隔壁40與第2隔壁之間形成。此時，在第2隔壁與外裝板之間形成的空間也可以是致冷劑等流過的流路。由此，能夠更有效地降低第2 空間62內(nèi)的氣體的溫度。另外，本實(shí)施方式中，單電池100的開放部8a形成于正極端子8的突起部(平坦部或側(cè)部)，也可以形成于作為負(fù)極端子的電池殼7的底部。此時，平板30配置在單電池 100的負(fù)極端子側(cè)，排氣管道60形成于平板30與殼20的底部之間。此外，形成于電池殼7 的底部的開放部8a經(jīng)由形成于平板30上的開口部30a而與排氣管道60連通。(第1實(shí)施方式的變形例)在第1實(shí)施方式中，如圖2所示那樣，排氣管道60通過配置在多個單電池100的一端側(cè)(正極端子側(cè)或負(fù)極端子側(cè))的平板與收納部50劃分開。這是在殼20內(nèi)將多個單電池100按照其極性朝向同一方向排列的方式。圖6是示意性表示第1實(shí)施方式的變形例中的電池組件200的構(gòu)成的剖視圖。如圖6所示那樣，在該變形例中，在將多個單電池100按照其極性在相鄰者彼此間互相地向著相反方向排列的方面，與第1實(shí)施方式不同。如圖6所示那樣，單電池IOOa的正極端子8位于上側(cè)，其相鄰的單電池IOOb的正極端子8位于下側(cè)，各自交替地排列并收納在殼20內(nèi)。另外，在本變形例中，將在單電池 100內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出到電池外的開放部8a形成于正極端子8的突起部。將收納部50與排氣管道60劃分開的平板30分別配置在單電池100的兩端部，其結(jié)果是，2個(60a、60b)排氣管道60夾持著收納部50形成于殼20的上下。并且，單電池 100的開放部8a經(jīng)由形成于各平板30上的開口部30a分別與形成于殼20的上下的排氣管道60a、60b連通。形成于殼20的上側(cè)的排氣管道60a通過配置在平板30與殼20的外裝板21之間的隔壁40劃分成在隔壁40與平板30之間形成的第1空間61a和在隔壁40與殼20的外裝板21之間形成的第2空間62a，第1空間61a經(jīng)由形成于隔壁40上的貫穿孔40a與第2 空間6 連通。同樣地，形成于殼20的下側(cè)的排氣管道60b通過配置在平板30與殼20的底部23 之間的隔壁40劃分成在隔壁40與平板30之間形成的第1空間61b和在隔壁40與殼20 的底部23之間形成的第2空間62b，第1空間61b經(jīng)由形成于隔壁40上的貫穿孔40a與第 2空間62b連通。另外，從單電池100的開放部8a排出的氣體與第1實(shí)施方式同樣地，經(jīng)由形成于平板30上的開口部30a排出到第1空間61a、61b后，經(jīng)由形成于隔壁40上的貫穿孔40a 導(dǎo)入第2空間62a、62b，從設(shè)置在殼20上的排出口 22排出到殼20外。在本變形例中，通過將各排氣管道60a、60b分別劃分成第1空間61a、61b和第2 空間6h、62b所帶來的作用效果與第1實(shí)施方式相同。在本變形例中，由于設(shè)置有2個排氣管道60a、60b，所以殼20的高度變大，電池組件200的體積變大，但在多個單電池100按照其極性在相鄰者彼此間互相向著相反方向排列的方式中，在將各單電池100串聯(lián)連接時，能夠?qū)⑦B接板制成單純的板狀的方面是有效的。(第2實(shí)施方式)在第1實(shí)施方式中，將收納單電池100的收納部50與將從單電池100的開放部8a 排出的氣體排出的排氣管道60通過平板30劃分開，也能夠?qū)υ撈桨?0附加將多個單電池 100的電極間電連接的功能。本實(shí)施方式中，對附加有將這樣的單電池100的電極間電連接的功能的平板30的構(gòu)成進(jìn)行說明。另外，本實(shí)施方式中說明的單電池100的電極間的連接結(jié)構(gòu)對第1實(shí)施方式中說明的排氣機(jī)構(gòu)沒有任何限制。此外，在以下的說明中，省略單電池100的收納部50 及排氣管道60。圖7是表示排列成一列的多個單電池100(以下稱為“組電池”)的電極間的連接結(jié)構(gòu)的圖，(a)是分解立體圖，(b)是將單電池100的正極端子8的附近放大的局部剖視圖。如圖7(a)所示那樣，在電路基板30的表面形成正極連接板70和負(fù)極連接板73， 在正極連接板70上形成開口部70a。此外，在電路基板30上形成開口部30a。各單電池 100的負(fù)極端子(電池殼的底部)通過負(fù)極匯流條81而并聯(lián)連接，經(jīng)由從負(fù)極匯流條81的一部分延伸出的導(dǎo)通部72與形成于電路基板30上的負(fù)極連接板73連接。由此，各單電池 100通過形成于電路基板30上的正極連接板70及負(fù)極連接板73而并聯(lián)連接。此外，如圖7 (b)所示那樣，單電池100的正極端子8的突起部插入電路基板30的開口部30a中，與形成于電路基板30上的正極連接板70連接。此時，電路基板30經(jīng)由彈性部件31與電池殼抵接，單電池100的開放部8a經(jīng)由正極連接板70的開口部70a與排氣管道(未圖示)連通。由此，從單電池100的開放部8a排出的氣體經(jīng)由形成于電路基板30 上的開口部30a排出到排氣管道中。此外，由于通過電路基板30使得單電池100的收納部 (未圖示)成為密閉狀態(tài)，所以排出到排氣管道中的氣體不會再次返回收納部中。附加有將單電池100的電極間電連接的功能的平板30除了可以由絕緣部件形成的電路基板構(gòu)成以外，也可以由金屬部件形成的連接板(以下稱為“金屬匯流條”)構(gòu)成。以下，邊參照圖8 14，邊對使用了金屬匯流條的單電池100的電極間的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖8是本實(shí)施方式中的組電池300的立體圖，圖9是其分解立體圖。另外，將本實(shí)施方式中的單電池100的電池殼露出。因此，在單電池100中，不僅電池殼的底面可以作為負(fù)極端子，其外側(cè)面及上表面也可以作為負(fù)極端子。如圖9所示那樣，將單電池100的正極及負(fù)極彼此并聯(lián)連接的正極匯流條83及負(fù)極匯流條81將絕緣板82夾在中間，在單電池100的正極端子側(cè)與電池殼抵接。另外，各單電池100的正極端子8經(jīng)由正極連接片84與正極匯流條83連接。這樣，通過將由負(fù)極匯流條81、絕緣板82、正極匯流條83及多個連接片84構(gòu)成的連接組85集中配置在單電池100的正極端子8側(cè)，能夠使組電池300更加緊湊。此外，如后所述，通過將負(fù)極匯流條81及正極匯流條83制成特定的形狀，將由多個單電池100并聯(lián)連接而成的組電池300多個并列來構(gòu)成組電池的集合體時(參照圖13)，能夠?qū)⒏鹘M電池 300通過連接組85容易地串聯(lián)連接。以下，參照圖10 圖12對連接組85的各構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說明。圖10 (a)及(b)分別是圖9所示的XA區(qū)域及XB區(qū)域的放大圖。圖11是構(gòu)成連接組85的負(fù)極匯流條81、絕緣板82及正極匯流條83的各平面圖。圖12是將鄰接的單電池100并聯(lián)連接時的局部剖視圖。負(fù)極匯流條81例如是具有0. 2mm的厚度的鎳板，與構(gòu)成組電池300的單電池100 的電池殼(負(fù)極端子)抵接。該負(fù)極匯流條81如圖10(a)所示那樣，具有沿長度方向延伸的階梯部81b，并且貫穿孔81a及負(fù)極連接片81c沿長度方向彼此空出間隔地形成。并且， 如圖12所示那樣，使負(fù)極匯流條81與電池殼抵接時，單電池100的正極端子8從貫穿孔 81a露出。此外，負(fù)極連接片81c被焊接在電池殼的外側(cè)面，固定在電池殼上。另外，也可以將各單電池100的電池殼的底部(負(fù)極端子)通過其它的金屬匯流條88并聯(lián)連接。由此， 能夠一并謀求各單電池100的固定。正極匯流條83是例如具有約Imm的厚度的銅板，經(jīng)由絕緣板82被設(shè)置在負(fù)極匯流條81上。正極匯流條83及絕緣板82如圖11所示那樣，各自沿長度方向彼此空出間隔地形成貫穿孔83a、82a，負(fù)極匯流條81、絕緣板82及正極匯流條83的各貫穿孔81a、82a、 83a彼此連通。由此，如圖12所示那樣，單電池100的正極端子8從各貫穿孔81a、82a、83a露出。正極連接片84例如是具有0.2mm的厚度的鎳板，如圖10(b)所示那樣，夾持著階梯部84c，具有高度不同的第1連接片8 和第2連接片84b。并且，如圖12所示那樣，第 1連接片8 與單電池100的正極端子8連接，第2連接片84b與正極匯流條83的上表面連接。這樣，各單電池100的正極端子8經(jīng)由正極連接片84與正極匯流條83連接。接著，對將圖8所示的組電池300多個并列來構(gòu)成組電池的集合體時的電極間的連接結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖13是表示將由10個單電池100并聯(lián)連接而成的組電池300并列4個而配置成的組電池的集合體的構(gòu)成的立體圖。此外，圖14是表示沿圖13所示的XIV-XIV線的2個單電池100間的連接結(jié)構(gòu)的局部剖視圖。如圖14所示那樣，負(fù)極匯流條81及正極匯流條83在將絕緣板82夾在中間的狀態(tài)下與單電池100的電池殼7抵接。此時，正極匯流條83的寬度方向上的端部8 與負(fù)極匯流條81的寬度方向上的階梯部81b如圖11所示那樣，相對于連接貫穿孔83a、82a、81a 的中心的中心線L，彼此沿相反的方向突出。因此，如圖14所示那樣，在彼此鄰接的單電池 100AU00B中，單電池100A中的正極匯流條83的端部83b與單電池100B中的負(fù)極匯流條 81的階梯部81b按照彼此重疊的方式配置，由此能夠?qū)坞姵?00A與單電池100B彼此串
聯(lián)連接。(電池組件的具體例子)參照圖15 圖19，對應(yīng)用本實(shí)施方式中的電池組件的構(gòu)成的具體例子進(jìn)行說明。圖15是本具體例子中的電池組件的分解立體圖，圖16是電池組件的立體圖。如圖15所示那樣，在樹脂制的殼20內(nèi)收納有溫度調(diào)整用單元90、組電池的集合體 400、樹脂制的中間面板93及金屬制(例如鋁制)的隔壁40，殼20的上表面用金屬制(例如鋁制)的外裝板(蓋)21塞住，殼20的前面用樹脂制的前面面板94塞住。組電池的集合體400形成為將由20個單電池100并聯(lián)連接而成的組電池300串聯(lián)連接7個的構(gòu)成。并且，各單電池100通過圖9所示的連接組85彼此串并聯(lián)連接。組電池的集合體400的正極端子87上連接有構(gòu)成組電池300的正極匯流條83 (參照圖12)，該正極端子87被連接在設(shè)置于前面面板94上的外部連接用的正極端子96上。組電池的集合體400的負(fù)極端子86上連接有構(gòu)成組電池300的負(fù)極匯流條(參照圖1 ，該負(fù)極端子 86被連接在設(shè)置于前面面板94上的外部連接用的負(fù)極端子95上。圖17是表示隔壁40的構(gòu)成的圖，(a)是立體圖，(b)是平面圖。隔壁40例如為鋁制，如圖17 (a)、(b)所示那樣，在與單電池100的正極端子8相對的位置形成有多個貫穿孔 40a。此外，在隔壁40的上表面形成有2列并列的凸部40b。圖18是表示中間面板93的構(gòu)成的圖，(a)是立體圖，(b)是平面圖。中間面板93 例如為樹脂制，如圖18 (a)、(b)所示那樣，沿各組電池300的并列方向隔成4個空洞部93a。溫度調(diào)整用單元90如圖15所示那樣，形成有壓入并保持單電池100的保持部 90a，所述單電池100用于構(gòu)成組電池的集合體400，在保持部90a、90a···間形成有流體流過的流路。此外，在溫度調(diào)整用單元90的前面面板94側(cè)連接有向流路供給流體的輸入輸出管路91、92，輸入輸出管路91、92分別插入形成于前面面板94上的貫穿孔98、99中。圖19是沿電池組件的組電池300的串聯(lián)方向的剖視圖。如圖19所示那樣，各單電池100被收納在溫度調(diào)整用單元90的保持部90a中，通過流入流路97中的流體來調(diào)整溫度。殼20通過配置在各單電池100的正極端子8側(cè)的連接組85劃分成收納多個單電池 100的收納部和將從單電池100的開放部8a排出的氣體排出到殼20外的排氣管道60。單電池100的開放部8a經(jīng)由構(gòu)成連接組85的負(fù)極匯流條81、絕緣板82及正極匯流條83的各貫穿孔83a、82a、81a與排氣管道60連通。排氣管道60通過配置在連接組85與殼20的外裝板21之間的隔壁40劃分成第1 空間61和第2空間62，第1空間61經(jīng)由形成于隔壁40上的貫穿孔40a與第2空間62連通。進(jìn)而，第1空間61通過形成于中間面板93上的空洞部93a劃分成多個亞空間。由此， 從單電池100的開放部8a排出的氣體經(jīng)由連接組85的各貫穿孔83a、82a、81a排出到第1 空間61 (亞空間)中后，經(jīng)由形成于隔壁40上的貫穿孔40a導(dǎo)入第2空間62中，從形成于前面面板94上的排出口 22排出到殼20外。(第3實(shí)施方式)
在第1實(shí)施方式中，將排氣管道60通過隔壁40劃分成第1空間61和第2空間62， 但由于從第1空間61排出到第2空間62中的氣體通過第1空間61達(dá)到不與氧發(fā)生反應(yīng)的溫度以下，所以在第2空間62內(nèi)，氣體不可能起火。因此，在第2空間62中，與第1空間 61不同，不要求在盡可能小的容積內(nèi)絕熱膨脹，與第1空間相比，容許比較大的容積。換而言之，相當(dāng)于第2空間62的排氣空間也不一定需要設(shè)置在收納多個單電池100的殼20內(nèi)。本實(shí)施方式中的電池組件采用下述構(gòu)成在殼20內(nèi)設(shè)置通過配置在多個單電池 100的一端側(cè)的平板30而劃分的第1排氣室(相當(dāng)于第1空間61)，與殼20抵接地設(shè)置與第1排氣室連通的第2排氣室(相當(dāng)于第2空間62)。另外，在本實(shí)施方式中，也與第1實(shí)施方式同樣，第1排氣室的容積被調(diào)整為從單電池100的開放部8a排出的高溫的氣體在第1排氣室內(nèi)通過絕熱膨脹而排出后，從第1排氣室排出到第2排氣室中時的氣體的溫度達(dá)到不與氧發(fā)生反應(yīng)的溫度以下。圖20是示意性表示本實(shí)施方式中的電池組件200的構(gòu)成的剖視圖。如圖20所示那樣，多個單電池100排列并收納在殼20內(nèi)。單電池100如圖1所示那樣具備將單電池100內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出到電池外的開放部8a。殼20通過配置在多個單電池100的一端側(cè)的平板30劃分成收納多個單電池100 的收納部50和將從單電池100的開放部8a排出的氣體從設(shè)置在殼20上的排出口 22排出到殼20外的第1排氣室61c。此外，單電池100的開放部8a經(jīng)由形成于平板30上的開口部30a與第1排氣室61c連通。在本實(shí)施方式中，具有設(shè)置有與排出口 22連通的開口孔66a的第2排氣室62c的排氣管道65與殼20抵接。并且，從單電池100的開放部8a排出的氣體經(jīng)由形成于平板30 上的開口部30a排出到第1排氣室61c內(nèi)后，經(jīng)由開口孔66a導(dǎo)入第2排氣室62c內(nèi)，從設(shè)置在排氣管道65上的排出口 66b排出到外部。另外，在本實(shí)施方式中，殼20與排氣管道65也可以形成為一體。此時，電池組件 200形成具備收納部50、第1排氣室61c及排氣氣管道65的構(gòu)成。圖21是表示圖20所示的電池組件的變形例的平面圖，多個單電池100排列成一列地收納在殼20內(nèi)而成的電池組件200多個(圖21中為4個)并聯(lián)地配置。此時，代替在各電池組件200上設(shè)置具有第2排氣室62c的排氣管道65，也可以使設(shè)置有與各電池組件200的排出口 22分別連通的多個開口孔66a的排氣管道65與各電池組件200的殼20 抵接。這樣，通過在各電池組件200中設(shè)置共同的排氣管道65，能夠使排氣管道65的容積相對于電池組件200的排氣室61c的容積的實(shí)質(zhì)性比例增加。由此，能夠使因從第1排氣室61c排出到第2排氣室62c中的氣體的絕熱膨脹所產(chǎn)生的溫度降低進(jìn)一步降低。圖22是表示將由圖15所示那樣的多個單電池100串并聯(lián)排列并收納在殼20內(nèi)而成的電池組件200多個(圖22中為4個)并聯(lián)配置而構(gòu)成的電池包的構(gòu)成的立體圖。具有第2排氣室62c的第1排氣管道65與各電池組件200抵接，進(jìn)而，具有第3排氣室67c 的第2排氣管道67與各第1排氣管道65抵接。圖23(a)是表示電池組件200的構(gòu)成的立體剖視圖，圖23 (b)是其局部剖視圖。此夕卜，圖M是表示第1排氣管道65和第2排氣管道67與1個電池組件200抵接的狀態(tài)的立體圖，圖25是其分解立體圖。如圖23(b)及圖25所示那樣，在第1排氣管道65上形成有與電池組件200的第1排氣室61c連通的多個開口孔66a，在第2排氣管道67上形成有與設(shè)置在各第1排氣管道65上的排出口 66b連通的多個開口孔68a。并且，如圖23(b)所示那樣，從單電池100的開放部8a排出的氣體排出到第1排氣室61c內(nèi)后，經(jīng)由開口孔66a導(dǎo)入第2排氣室62c內(nèi)，進(jìn)而，經(jīng)由開口孔68a導(dǎo)入第3排氣室67c內(nèi)后，從設(shè)置在第2排氣管道67上的排出口 68b排出到外部。這樣，從單電池100的開放部8a排出的氣體通過在第1排氣室61c、第2排氣室 62c及第3排氣室67c內(nèi)依次發(fā)生絕熱膨脹，從而邊使氣體的溫度降低，邊排出到電池包外， 所以能夠?qū)崿F(xiàn)安全性高的電池包。以上，通過優(yōu)選的實(shí)施方式對本發(fā)明進(jìn)行了說明，但這樣的記述并非限定事項(xiàng)，當(dāng)然可以進(jìn)行各種改變。例如在上述實(shí)施方式中，單電池100為鋰離子二次電池，但也可以是其以外的二次電池(例如鎳氫電池)。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明作為汽車、電動自行車或電動玩具等的驅(qū)動用電源是有用的。符號說明1 正極2 負(fù)極3 隔膜4 電極組5 正極引線6 負(fù)極引線7 電池殼7a 電池殼的肩部8 正極端子(端子板)8a 開放部9、10 絕緣板11 墊圈12 過濾器12a 貫穿孔13 內(nèi)蓋13a 貫穿孔14 閥體20 殼21 外裝板(蓋)22 排出口23 殼的底部24 肋條30 平板(電路基板)30a 開口部31 彈性部件40 隔壁
40a 貫穿孔40b 凸部41 側(cè)壁50 收納部60、60a、60b 排氣管道61、61a、61b 第 1 空間61c 第1排氣室62c 第2排氣室62、62a、62b 第 2 空間63 亞空間65 (第1)排氣管道66a、68a 開口孑L66b、68b 排出口67 第2排氣管道67c 第3排氣室70 正極連接板70a 開口部72 導(dǎo)通部73 負(fù)極連接板81 負(fù)極匯流條81a、82a、83a 貫穿孔81b 階梯部81c 負(fù)極連接片82 絕緣板83 正極匯流條83b 端部84 正極連接片84a 第1連接片84b 第2連接片84c 階梯部85 連接組86 組電池的集合體的負(fù)極端子87 組電池的集合體的正極端子90 溫度調(diào)整用單元90a 保持部91,92 輸入輸出管路93 中間面板93a 空洞部94 前面面板
95外部連接用的負(fù)極端子96外部連接用的正極端子97流路100單電池200電池組件300組電池400組電池的集合體
權(quán)利要求
1.一種電池組件，其是將多個單電池排列并收納在殼內(nèi)而成的電池組件，所述單電池具備將在該單電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出到電池外的開放部，所述殼通過配置在所述多個單電池的一端側(cè)的平板而劃分成收納所述多個單電池的收納部和將從所述單電池的開放部排出的氣體排出到所述殼外的排氣管道，所述單電池的開放部經(jīng)由形成于所述平板上的開口部與所述排氣管道連通，所述排氣管道通過配置在所述平板與所述殼的外裝板或底部之間的隔壁而劃分成第1 空間和第2空間，并且所述第1空間經(jīng)由形成于所述隔壁上的貫穿孔而與所述第2空間連通，從所述單電池的開放部排出的氣體經(jīng)由形成于所述平板上的開口部而排出到所述第1 空間中后，經(jīng)由形成于所述隔壁上的貫穿孔導(dǎo)入所述第2空間中，排出到所述殼外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，所述平板與所述單電池的一端部密合地配置，所述收納部通過所述平板而成為密閉狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，所述第1空間的容積被調(diào)整為從所述單電池的開放部排出的高溫的氣體通過絕熱膨脹而排出到所述第1空間中后，從所述第1空間排出到所述第2空間中時的氣體的溫度達(dá)到規(guī)定的溫度以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組件，其中，所述規(guī)定的溫度是從所述單電池的開放部排出的氣體不與氧發(fā)生反應(yīng)的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組件，其中，所述單電池由鋰離子二次電池構(gòu)成，所述規(guī)定的溫度為450°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，所述第1空間進(jìn)一步劃分成被調(diào)整為規(guī)定的容積的多個亞空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池組件，其中，所述亞空間的容積被調(diào)整為從所述單電池的開放部排出的高溫的氣體通過絕熱膨脹而排出到所述第1空間的亞空間中后，從所述亞空間排出到所述第2空間中時的氣體的溫度達(dá)到規(guī)定的溫度以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求3 5中任一項(xiàng)所述的電池組件，其中，所述第2空間的容積被調(diào)整為從所述第1空間排出的氣體通過絕熱膨脹而排出到所述第2空間中后，從所述第2空間排出到所述殼外時的氣體的溫度達(dá)到即使排出到殼外也不會產(chǎn)生妨礙的溫度以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池組件，其中，即使排出到所述殼外也不會產(chǎn)生妨礙的溫度為200°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，所述單電池的開放部形成于該單電池的正極突起部，所述正極突起部插入所述平板的開口部中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，所述平板由電路基板構(gòu)成，在該電路基板上形成有將所述多個單電池的至少一個的電極并聯(lián)連接的連接板。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，所述平板由將所述多個單電池的至少一個的電極并聯(lián)連接的金屬匯流條構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池組件，其中，所述單電池的電池殼構(gòu)成另一電極，金屬匯流條經(jīng)由絕緣體而與所述單電池的一端部密合地配置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其中，所述第1空間在所述平板與所述隔壁之間形成，所述第2空間在所述隔壁與所述殼的外裝板或底部之間形成。
15.一種電池組件，其是將多個單電池排列并收納在殼內(nèi)而成的電池組件，所述單電池具備將在該單電池內(nèi)產(chǎn)生的氣體排出到電池外的開放部，所述殼通過配置在所述多個單電池的一端側(cè)的平板而劃分成收納所述多個單電池的收納部和將從所述單電池的開放部排出的氣體從設(shè)置在所述殼上的排出口排出到殼外的第1排氣室，所述單電池的開放部經(jīng)由形成于所述平板上的開口部而與所述第1排氣室連通，具有設(shè)置有與所述排出口連通的開口孔的第2排氣室的排氣管道與所述殼抵接，從所述單電池的開放部排出的氣體經(jīng)由形成于所述平板上的開口部排出到所述第1 排氣室內(nèi)后，經(jīng)由所述開口孔導(dǎo)入所述第2排氣室內(nèi)而排出到外部。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池組件，其中，所述第1排氣室的容積被調(diào)整為從所述單電池的開放部排出的高溫的氣體通過絕熱膨脹而排出到所述第1排氣室中后，從所述第 1排氣室排出到所述第2排氣室中時的氣體的溫度達(dá)到規(guī)定的溫度以下。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的電池組件，其中，所述規(guī)定的溫度是從所述單電池的開放部排出的氣體不與氧發(fā)生反應(yīng)的溫度。
全文摘要
收納多個單電池(100)的殼(20)通過配置在多個單電池(100)的一端側(cè)的平板(30)而劃分成收納多個單電池(100)的收納部(50)和將從單電池(100)的開放部(8a)排出的氣體排出到殼(20)外的排氣管道(60)，單電池(100)的開放部(8a)經(jīng)由形成于平板(30)上的開口部(30a)而與排氣管道(60)連通。排氣管道(60)通過配置在平板(30)與殼(20)的外裝板(21)之間的隔壁(40)而劃分成第1空間(61)和第2空間(62)，第1空間(61)經(jīng)由形成于隔壁(40)上的貫穿孔(40a)而與第2空間(62)連通。
文檔編號H01M2/20GK102473884SQ201080036090
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者安井俊介, 糸井俊樹, 高崎裕史 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社