本發(fā)明涉及一種將多個(gè)蓄電單元彼此連接起來(lái)而成的蓄電裝置。

背景技術(shù)：

公知一種蓄電單元，該蓄電單元具有氣體排出部(安全閥)，該氣體排出部在因由內(nèi)部短路等引起的發(fā)熱導(dǎo)致蓄電單元的內(nèi)部壓力上升的情況下，為了防止單元外殼的破裂等，在內(nèi)部壓力達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)開(kāi)口。例如，在專利文獻(xiàn)1中，公開(kāi)了在外殼底面部設(shè)置有氣體排出部的金屬制電池外殼。采用該金屬制電池外殼，在電池的內(nèi)部壓力達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)，在外殼底面部形成較大的開(kāi)口。

但是，在將多個(gè)蓄電單元彼此連接起來(lái)構(gòu)成蓄電裝置(例如、電池組)的情況下，連接構(gòu)件安裝于單元外殼的底面部。在如專利文獻(xiàn)1所公開(kāi)的那樣的以往的蓄電單元中，連接構(gòu)件焊接于氣體排出部。

專利文獻(xiàn)1：(日本)特開(kāi)平10-92397號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的問(wèn)題

在將連接構(gòu)件焊接于氣體排出部的情況下，存在由于經(jīng)由連接構(gòu)件傳遞到蓄電單元的振動(dòng)、外部壓力等導(dǎo)致氣體排出部開(kāi)口的問(wèn)題。例如，在用于測(cè)量連接構(gòu)件的焊接強(qiáng)度的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)中，氣體排出部有時(shí)會(huì)開(kāi)口。此外，在單元內(nèi)部壓力上升并達(dá)到規(guī)定壓力的情況下，需要使單元外殼的底面部較大程度地開(kāi)口從而能夠順暢地進(jìn)行氣體排出。

用于解決問(wèn)題的方案

本發(fā)明的蓄電裝置具有：多個(gè)具有圓筒形的單元外殼的蓄電單元；連接構(gòu)件，其將蓄電單元彼此連接起來(lái)。該蓄電裝置的特征在于，在單元外殼的底面部設(shè)置有多個(gè)在蓄電單元的內(nèi)部壓力達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)開(kāi)口的氣體排出部，氣體排出部彼此分開(kāi)，在單元外殼的底面部，連接構(gòu)件接合于被各氣體排出部夾在中間的非開(kāi)口部。

發(fā)明的效果

采用本發(fā)明的蓄電裝置，即使在經(jīng)由連接構(gòu)件對(duì)單元外殼的底面部施加了力的情況下，也能夠防止底面部開(kāi)口。此外，在本發(fā)明的蓄電裝置中，在蓄電單元的內(nèi)部壓力上升并達(dá)到了規(guī)定壓力的情況下，單元外殼的底面部以較大程度開(kāi)口，從而能夠順暢地排出氣體。

附圖說(shuō)明

圖1是表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式的一例的電池組的圖。

圖2是圖1的II-II剖視圖。

圖3是作為本發(fā)明的實(shí)施方式的一例的電池組的仰視圖。

圖4是作為本發(fā)明的實(shí)施方式的另一例的電池組的仰視圖。

圖5是作為本發(fā)明的實(shí)施方式的又一例的電池組的仰視圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式的一例。

在實(shí)施方式中所參照的附圖是示意性記載的附圖，附圖中所描繪的結(jié)構(gòu)要素的尺寸比例等有時(shí)與實(shí)物不同。具體的尺寸比例等應(yīng)該參考以下的說(shuō)明來(lái)判斷。

在實(shí)施方式中，作為蓄電單元，例示出具有多個(gè)單電池11的電池組10，但是蓄電裝置并不限于此。蓄電單元例如也可以是電容器。以下，對(duì)于單電池11而言，將封口體22側(cè)設(shè)為上，將外殼主體30的底面部30b側(cè)設(shè)為下。

參照?qǐng)D1～圖3，詳細(xì)說(shuō)明作為實(shí)施方式的一例的電池組10。

圖1是示意性地表示電池組10的圖，圖2是圖1的II-II剖視圖。

如圖1和圖2所示，電池組10具有多個(gè)單電池11和將單電池11彼此連接起來(lái)的連接構(gòu)件12。單電池11具有圓筒形的電池外殼21。詳細(xì)情況如后述那樣，電池外殼21的蓋27是單電池11的正極端子，電池外殼21的外殼主體30是單電池11的負(fù)極端子。

在圖1所示的例子中，多個(gè)單電池11以使底面部30b朝向相同方向的方式配置成列，連接構(gòu)件12將彼此相鄰的兩個(gè)單電池11中的一個(gè)單電池11的蓋27和另一個(gè)單電池11的底面部30b連接起來(lái)。連接構(gòu)件12例如是細(xì)長(zhǎng)的金屬板，沿著上下方向延伸且上下端部附近分別向彼此相反的一側(cè)彎折。

在電池組10中，單電池11的個(gè)數(shù)、配置，連接構(gòu)件12的形狀、連接形式等并未特別限定，但無(wú)論在何種情況下，連接構(gòu)件12都接合于電池外殼21(外殼主體30)的底面部30b。在本實(shí)施方式中，說(shuō)明了將連接構(gòu)件12焊接于底面部30b的情況，但是連接構(gòu)件12的接合方法并不限于焊接，例如也可以使用焊錫進(jìn)行接合。

如圖2所示，單電池11具有電極體13、電解質(zhì)(未圖示)以及對(duì)它們進(jìn)行收納的電池外殼21。電極體13具有將正極14和負(fù)極15隔著分隔件16卷繞而成的卷繞型結(jié)構(gòu)。電極體13具有安裝于正極14的正極引線17和安裝于負(fù)極15的負(fù)極引線18。

優(yōu)選的是，單電池11在電極體13的上方具有絕緣板19，在電極體13的下方具有絕緣板20。即，電極體13被兩個(gè)絕緣板從上下夾在中間。正極引線17穿過(guò)絕緣板19的貫通孔向后述的封口體22側(cè)延伸。負(fù)極引線18穿過(guò)絕緣板20的貫通孔向外殼主體30的底面部30b側(cè)延伸。

正極14例如由金屬箔等正極集電體和形成在正極集電體上的正極活性物質(zhì)層構(gòu)成。正極集電體能夠使用在鋁等在正極14的電位范圍內(nèi)穩(wěn)定的金屬的箔、將該金屬配置于表層的膜等。正極集電體例如具有長(zhǎng)條狀的片形狀，并且在其正反兩面形成有正極活性物質(zhì)層。優(yōu)選的是，正極活性物質(zhì)層除了包含正極活性物質(zhì)以外，還包含導(dǎo)電材料和粘結(jié)材料。正極活性物質(zhì)例如是含鋰復(fù)合氧化物。

負(fù)極15例如具有金屬箔等負(fù)極集電體和形成在負(fù)極集電體上的負(fù)極活性物質(zhì)層。負(fù)極集電體能夠使用銅、SUS等在負(fù)極15的電位范圍內(nèi)穩(wěn)定的金屬的箔、將該金屬配置于表層的膜等。負(fù)極集電體例如具有長(zhǎng)條狀的片形狀，并且在其正反兩面形成有負(fù)極活性物質(zhì)層。優(yōu)選的是，負(fù)極活性物質(zhì)層除了包含負(fù)極活性物質(zhì)以外，還包含粘結(jié)劑。此外，根據(jù)需要也可以包含導(dǎo)電材料。負(fù)極活性物質(zhì)例如是石墨。

電解質(zhì)例如為包含非水溶劑和溶解于非水溶劑的鋰鹽等電解質(zhì)鹽的非水電解質(zhì)。非水電解質(zhì)不限定于液體電解質(zhì)，也可以為使用了凝膠狀聚合物等的固體電解質(zhì)。非水溶劑例如可以使用酯類、醚類、乙腈等腈類、二甲基甲酰胺等酰胺類及上述溶劑中的兩種以上的溶劑的混合溶劑等。非水溶劑也可以含有使這些溶劑的氫被氟等鹵素原子取代而得到的鹵素取代物。

電池外殼21是用于收納電極體13和電解質(zhì)的圓筒形的金屬制容器。電池外殼21具有如下構(gòu)造：具備有底圓筒狀的外殼主體30，并且利用封口體22封閉外殼主體30的開(kāi)口部。在本實(shí)施方式中，負(fù)極引線18通過(guò)焊接等與外殼主體30的底面部30b的內(nèi)表面相連接，從而外殼主體30成為負(fù)極端子。正極引線17通過(guò)焊接等與封口體22的過(guò)濾器23的下表面相連接，從而與過(guò)濾器23電連接的封口體22的蓋27成為正極端子。在封口體22和外殼主體30之間配置有密封墊28。

優(yōu)選的是，封口體22是將多個(gè)部件重疊起來(lái)而構(gòu)成的。在本實(shí)施方式中，從下向上依次重疊過(guò)濾器23、下閥體24、絕緣板25、上閥體26以及蓋27而構(gòu)成封口體22。構(gòu)成封口體22的各部件例如具有圓盤(pán)形狀或者環(huán)形狀。在下閥體24和上閥體26上形成有在電池的內(nèi)部壓力上升時(shí)會(huì)發(fā)生斷裂的薄壁部(未圖示)。如上所述，過(guò)濾器23是與正極引線17相連接的部件，具有貫通孔23h。蓋27是設(shè)置于封口體22的最上部(最外部)的部件，作為正極端子發(fā)揮作用。在蓋27上形成有排氣孔27h。

構(gòu)成封口體22的各部件(除了絕緣板25以外)彼此電連接。具體而言，過(guò)濾器23和下閥體24的各自的周緣部彼此接合在一起，上閥體26和蓋27的各自的周緣部也彼此接合在一起。另一方面，下閥體24和上閥體26的各自的中央部彼此接觸，在各周緣部之間夾設(shè)有絕緣板25。例如，下閥體24的中央部附近向上閥體26側(cè)鼓出且與上閥體26的下表面相接觸。優(yōu)選的是，各閥體的接觸部分通過(guò)焊接等而接合在一起。

優(yōu)選的是，外殼主體30具有用于承載封口體22的支承部31。支承部31形成于外殼主體30的上部，具有使外殼主體30的內(nèi)表面的一部分向內(nèi)側(cè)突出而成的形狀，利用突出的部分的上表面支承封口體22。優(yōu)選的是，支承部31沿著外殼主體30的圓周方向形成為環(huán)狀，例如通過(guò)從外側(cè)對(duì)外殼主體30的側(cè)面部進(jìn)行沖壓而形成。

在本實(shí)施方式中，當(dāng)單電池11的內(nèi)部壓力上升時(shí)，下閥體24在薄壁部處斷裂，由此，上閥體26向蓋27側(cè)鼓出并自下閥體24分開(kāi)，從而兩者之間的電連接被切斷。而且，在內(nèi)部壓力上升了的情況下，上閥體26在薄壁部處斷裂，使得在電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體經(jīng)由蓋27的排氣孔27h向外部排出。

以下，進(jìn)一步參照?qǐng)D3，詳細(xì)說(shuō)明電池外殼21的底面部30b的構(gòu)造和連接構(gòu)件12相對(duì)于底面部30b的連接狀態(tài)。圖3是電池組10的仰視圖，表示焊接有連接構(gòu)件12的底面部30b的外表面。

如圖3所示，在電池外殼21(外殼主體30)的底面部30b設(shè)置有多個(gè)彼此分開(kāi)的氣體排出部32，該氣體排出部32在單電池11的內(nèi)部壓力達(dá)到了規(guī)定壓力時(shí)開(kāi)口。在單電池11的內(nèi)部壓力上升時(shí)，在利用封口體22的安全閥機(jī)構(gòu)排出氣體的同時(shí)，氣體也從底面部30b的氣體排出部32排出。氣體排出部32可以設(shè)置四個(gè)以上，但優(yōu)選為兩個(gè)或者三個(gè)。

在外殼主體30的底面部30b形成有例如環(huán)狀的槽33，被槽33包圍的部分成為氣體排出部32。氣體排出部32雖然也能夠由仰視觀察呈C字狀的槽形成，但是從提高內(nèi)部壓力上升時(shí)的斷裂性等的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選整周都被環(huán)狀的槽33所包圍。槽33例如是從底面部30b的外表面?zhèn)刃纬傻目逃?，在外表面形成凹部，在?nèi)表面形成凸部(參照?qǐng)D2)。在圖3所示的例子中，設(shè)置有兩個(gè)仰視觀察呈半圓形狀的氣體排出部32。各氣體排出部32彼此具有相同形狀、相同尺寸。

優(yōu)選的是，各氣體排出部32以避開(kāi)底面部30b(外表面)的中心且相對(duì)于經(jīng)過(guò)該中心的直線線對(duì)稱或者相對(duì)于該中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式配置。特別是，優(yōu)選以相對(duì)于該中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式配置。在圖3所示的例子中，以半圓形狀的直線部分彼此隔開(kāi)規(guī)定間隔且大致平行的方式配置兩個(gè)氣體排出部32，底面部30b的形狀相對(duì)于該中心具有二重對(duì)稱性(日文：2回対稱性)。多個(gè)氣體排出部32均等地配置在底面部30b的中心的四周，從而防止例如從底面部30b的單側(cè)排出氣體而使電極體13移動(dòng)導(dǎo)致開(kāi)口部封閉。

對(duì)于形成氣體排出部32的槽33而言，優(yōu)選的是，距離焊接部35較遠(yuǎn)的部分(圓弧形狀部分)的深度大于距離連接構(gòu)件12的焊接部35較近的部分(在本實(shí)施方式中為直線部)的深度。由此，能夠在提升連接構(gòu)件12的焊接時(shí)的耐久性的同時(shí)，能夠使氣體排出部32順暢地開(kāi)口從而提高氣體排出性能。

氣體排出部32的面積(即，氣體排出部32開(kāi)口時(shí)的開(kāi)口面積)合計(jì)相對(duì)于底面部30b的面積優(yōu)選為20％～60％，更加優(yōu)選為25％～50％。各氣體排出部32的面積優(yōu)選為7％～30％，更加優(yōu)選為8％～25％。如果氣體排出部32的面積在該范圍內(nèi)，那么能夠在不損害通常使用時(shí)的底面部30b的強(qiáng)度的情況下使得單電池11的內(nèi)部壓力上升時(shí)的氣體的排出性良好。

在外殼主體30的底面部30b，連接構(gòu)件12焊接于被各氣體排出部32夾在中間的非開(kāi)口部34。非開(kāi)口部34是底面部30b中的在單電池11的內(nèi)部壓力達(dá)到了上述規(guī)定壓力時(shí)不開(kāi)口的部分，并且是被各氣體排出部32所夾在中間的部分。通過(guò)將連接構(gòu)件12焊接于非開(kāi)口部34，即使在經(jīng)由連接構(gòu)件12對(duì)底面部30b施加了力的情況下，氣體排出部32也不會(huì)發(fā)生斷裂，能夠防止底面部30b開(kāi)口。

優(yōu)選的是，連接構(gòu)件12焊接于底面部30b的中心。連接構(gòu)件12例如點(diǎn)焊于底面部30b，并且在底面部30b的中心及其周緣形成焊接部35。雖然底面部30b的位于比氣體排出部32靠底面部30b的外側(cè)的周緣部也是在上述規(guī)定壓力下不開(kāi)口的部分，但是從確保生產(chǎn)效率、焊接強(qiáng)度等觀點(diǎn)出發(fā)，不將周緣部作為連接構(gòu)件12的焊接位置。

優(yōu)選的是，連接構(gòu)件12所焊接于的非開(kāi)口部34的寬度形成得比連接構(gòu)件12的寬度寬。在圖3所示的例子中，在兩個(gè)氣體排出部32之間設(shè)置有帶狀的非開(kāi)口部34。該帶狀的非開(kāi)口部34在中途未形成有槽33，其長(zhǎng)度方向兩端與底面部30b的周緣部相連。即，非開(kāi)口部34的長(zhǎng)度方向兩端與周緣部相連而被固定，因此不易彎曲，即使拉拽連接構(gòu)件12的力等施加于非開(kāi)口部34，也能夠防止底面部30b沿著槽33發(fā)生斷裂。非開(kāi)口部34的寬度在長(zhǎng)度方向的整個(gè)長(zhǎng)度上恒定，且比連接構(gòu)件12的寬度寬。

優(yōu)選的是，連接構(gòu)件12在底面部30b上以不覆蓋在氣體排出部32上的方式配置。在圖3所示的例子中，使用與非開(kāi)口部34相比寬度較窄的連接構(gòu)件12，并且以使連接構(gòu)件12沿著非開(kāi)口部34的長(zhǎng)度方向且不從超出非開(kāi)口部34的范圍的方式配置連接構(gòu)件12。由此，在氣體排出部32開(kāi)口時(shí)，開(kāi)口部不被連接構(gòu)件12覆蓋，能夠順暢地進(jìn)行氣體排出。

采用具有上述結(jié)構(gòu)的電池組10，即使在用于測(cè)量連接構(gòu)件的焊接強(qiáng)度的拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)等經(jīng)由連接構(gòu)件12對(duì)外殼主體30的底面部30b施加力的情況下，也能夠防止底面部30b開(kāi)口。而且，在單電池11的內(nèi)部壓力上升時(shí)，底面部30b較大程度地開(kāi)口，從而順暢地排出氣體。

此外，上述實(shí)施方式能夠在不損害本發(fā)明的目的的范圍內(nèi)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)變更。

圖4和圖5表示設(shè)計(jì)變更的一例(變形例)。

在圖4所示的例子中，利用朝向底面部30b的外側(cè)凸出的兩個(gè)圓弧狀的槽33，設(shè)計(jì)出仰視觀察呈新月形狀的氣體排出部32。與上述實(shí)施方式一樣，氣體排出部32彼此具有相同形狀、相同寸法，并且以相對(duì)于底面部30b的中心呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的方式配置有兩個(gè)。在圖4所示的例子中，連接構(gòu)件12所焊接于的帶狀的非開(kāi)口部34以越靠近長(zhǎng)度方向中央部寬度越寬的方式形成。因此，具有容易形成焊接部35這樣的優(yōu)點(diǎn)。此外，也可以與非開(kāi)口部34的變寬相應(yīng)地，使連接構(gòu)件12的頂端部在不超出非開(kāi)口部34的范圍的范圍內(nèi)變大。

在圖5所示的例子中，設(shè)置有三個(gè)仰視觀察呈橢圓形狀的氣體排出部32。與上述實(shí)施方式一樣，各氣體排出部32彼此具有相同形狀、相同尺寸，并且以相對(duì)于底面部30b的中心呈旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(具有三重對(duì)稱性(日文：3回対稱性))的方式配置。在圖5所示的例子中，在被三個(gè)氣體排出部32夾在中間的區(qū)域形成有仰視觀察呈Y字形狀(三叉形狀)的非開(kāi)口部34。即，該Y字形狀的非開(kāi)口部34在三處位置沒(méi)有隔著氣體排出部32地與底面部30b的周緣部相連。因此，與上述實(shí)施方式的情況相比，非開(kāi)口部34更不易彎曲，例如即使用力拉拽連接構(gòu)件12，底面部30b也不會(huì)斷裂。

在上述實(shí)施方式和變形例中，雖然氣體排出部32是通過(guò)被槽33包圍而形成的，但是，例如氣體排出部32也可以由與底面部30b的氣體排出部32以外的部分(例如、非開(kāi)口部34)相比，壁厚較薄的薄壁部形成。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明能夠應(yīng)用于蓄電裝置。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

10 電池組

11 單電池

12 連接構(gòu)件

13 電極體

14 正極

15 負(fù)極

16 分隔件

17 正極引線

18 負(fù)極引線

19、20、25 絕緣板

21 電池外殼

22 封口體

23 過(guò)濾器

23h 貫通孔

24 下閥體

26 上閥體

27 蓋

27h 排氣孔

28 密封墊

30 外殼主體

30b 底面部

31 支承部

32 氣體排出部

33 槽

34 非開(kāi)口部

35 焊接部