電池モジュール
【課題】短絡等により電池から噴出する高温のガスを速やかに安全な温度まで低下させ、電池モジュール外部へと排出できる電池モジュールを提供する。
【解決手段】複数の電池１２０を接続する組電池１２１を二次元方向に接続する電池ブロック１２２と、電池ブロック１２２を収納する収納部１０２を有し少なくとも一方に開口端を有する筐体１０１と、開口端を覆い電池１２０の電極部１２３に対応した貫通孔１３１を有する基板１３０と、複数の排気用通路１４１を形成するとともに一端に排気孔１４３を有する仕切り部材１４０と、仕切り部材１４０を覆う蓋体１５０と、を備え、仕切り部材１４０は複数の排気用通路１４１同士を連通するひとつ以上の通気孔を備えることを特徴とする電池モジュール１００を構成する。
【解決手段】複数の電池１２０を接続する組電池１２１を二次元方向に接続する電池ブロック１２２と、電池ブロック１２２を収納する収納部１０２を有し少なくとも一方に開口端を有する筐体１０１と、開口端を覆い電池１２０の電極部１２３に対応した貫通孔１３１を有する基板１３０と、複数の排気用通路１４１を形成するとともに一端に排気孔１４３を有する仕切り部材１４０と、仕切り部材１４０を覆う蓋体１５０と、を備え、仕切り部材１４０は複数の排気用通路１４１同士を連通するひとつ以上の通気孔を備えることを特徴とする電池モジュール１００を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不具合などにより電池から噴出する高温のガスを安全な温度に低下させ、電池モジュール外部へと放出することができる電池モジュールを提供する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源や省エネルギーの観点から、繰り返し使用できるニッケル水素、ニッケルカドミウムやリチウムイオンなどの二次電池への需要が高まっている。中でもリチウムイオン二次電池は、軽量でありながら、起電力が高く、高エネルギー密度であるという特徴を有している。そのため、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラ、ノート型パソコンなどの様々な種類の携帯型電子機器や移動体通信機器の駆動用電源としての需要が拡大している。
【０００３】
一方、化石燃料の使用量の低減やＣＯ２の排出量を削減するために、自動車などのモータ駆動用の電源として、電池モジュールへの期待が大きくなっている。この電池モジュールは、所望の電圧や容量を得るために、２つ以上の複数の電池から構成されている。
【０００４】
上記電池モジュールの開発において、電池ユニットを構成する電池の高容量化が進むに伴って、利用の形態によっては、電池自身が発熱して高温になる場合がある。そのため、電池自体の安全性とともに、それらを集合した電池ユニットを組み合わせた電池モジュールにおける安全性がより重要となっている。すなわち、電池は、過充電、過放電あるいは内部短絡や外部短絡により発生するガスで内圧の上昇を生じ、場合によっては、電池の外装ケースが破裂する可能性がある。そこで、一般に、電池には、ガス抜きのためのベント機構や安全弁などを設け、内部のガスを放出している。このとき、排出されるガスへの引火などにより発煙や、まれに発火を生じる場合があり、信頼性や安全性に課題があった。特に、複数の電池を一体化した電池ユニットにおいては、１つの電池の異常発熱により、周囲の電池への異常加熱や、発火などを連鎖的に誘因して不具合を拡大する可能性が高く、それを防止することが重要である。
【０００５】
上記のような問題に対処する手段として、例えば、電池モジュール内に排気ダクトを設け発生したガスを排気ダクトにより外部に放出する構成が開示されている（例えば、特許文献１）。また、他にも電池パックケースと電池との隙間に熱膨張部材を配置し、電池が発熱、発火した際に熱膨張部材が膨張することで発熱した電池を隔離する構成が開示されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１７７６５号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／０４７７２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば、特許文献１によれば、電池モジュール内に別部材として排気ダクトを備える構成のため、電池モジュール内の構成が煩雑になる。さらに、電池モジュール自身のサイズアップにもつながり、モジュール自身の小型化を図りにくい。
【０００８】
また、例えば特許文献２によれば、万が一、発熱、発火した電池自体は隔離されるが、電池パック内部は高温になってしまうため、他の電池への類焼が懸念される。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、電池の不具合により発生した高温のガスを安全な温度まで十分に低下させ、パック外へと排気する電池モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電池モジュールは、複数の電池を接続する組電池を二次元に接続する電池ブロックと、電池ブロックを収納する収納部を有し少なくとも一方に開口端を有する筐体と、開口端を覆い電池の電極部に対応した貫通孔を有する基板と、複数排気用通路を形成するとともに一端に排気孔を有する仕切り部材と、仕切り部材を覆う蓋体とを備え、仕切り部材は複数の排気用通路同士を連通するひとつ以上の通気孔を備える。
【００１１】
この構成により、万が一電池の不具合等で電池から高温の噴出ガスが発生しても、ひとつ以上の通気孔により連通する複数の排気用通路を経ることで、断熱膨張を利用して、安全な温度までガス温度を低下させてから電池モジュール外に排出することができる。また、電池モジュール内での他の電池への類焼を防止することができる。また、仕切り部材により空間を仕切ることで排気用通路を形成することができるので排気用のダクト等を設ける必要がないため空間を効率的に利用でき電池モジュール自体の小型化も可能となる。この結果、より小型で、より安全かつ信頼性の高い電池モジュールを実現できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排気ダクト等の部材を用いずに高温の噴出ガスを安全な温度で電池モジュール外部へ排出することができる安全かつ信頼性の高い電池モジュールを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる電池の横断面図
【図２（ａ）】本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの全体斜視図
【図２（ｂ）】本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの分解斜視図
【図３】本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの３−３面部分断面図
【図４】本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの上面透過図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの仕切り部の横面図、（ｂ）本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの他の仕切り部の横面図
【図６】本発明の実施の形態１にかかる他の電池モジュールの上面透過図
【図７】本発明の実施の形態２にかかる電池モジュールの部分断面図
【図８】本発明の実施の形態３にかかる電池モジュールの部分断面図
【図９】本発明の実施の形態３にかかる隔壁部材の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第１の発明は、複数の電池を接続する組電池を二次元方向に接続する電池ブロックと、電池ブロックを収納する収納部を有し少なくとも一方に開口端を有する筐体と、開口端を覆い電池の電極部に対応した貫通孔を有する基板と、複数の排気用通路を形成するとともに一端に排気孔を有する仕切り部材と、仕切り部材を覆う蓋体とを備え、仕切り部材は複数の排気用通路同士を連通するひとつ以上の通気孔を備えることを特徴とする電池モジュールである。
【００１５】
この構成により、万が一、短絡等の理由で電池から高温のガスが噴出した場合でも、ひとつ以上の通気孔により連通した複数の排気用通路によりガス体積を膨張させることができる。このようにガスを膨張させることで、断熱膨張作用により、安全な温度までガスの温度を低下させて電池モジュール外部へ放出することができる。また、ガスを安全な温度まで速やかに低下させることができるので他の電池への類焼も防止することができるため安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００１６】
本発明の第2の発明は、収納部内において電池を電池ごとに分離する隔離構造を備えることを特徴とする第１の発明記載の電池モジュールである。
【００１７】
この構成により、電池モジュール内での他の電池への類焼をさらに抑制することができるためより安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００１８】
本発明の第３の発明は、電池は、上縁部に基板と接触する肩部を備え、隔離構造は、肩部により形成される第２の発明記載の電池モジュールである。
【００１９】
この構成により、電池モジュール内での他の電池への類焼をさらに抑制することができるためより安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００２０】
本発明の第4の発明は、さらに隔壁部材を有し、隔離構造は、隔壁部材により形成される第２の発明記載の電池モジュールである。
【００２１】
この構成により、電池モジュール内での他の電池への類焼をさらに抑制することができるためより安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００２２】
本発明の第５の発明は、仕切り部材は一つ以上の組電池毎に対応して排気用通路を形成する第１の発明記載の電池モジュールである。
【００２３】
この構成により、効果的に排気用通路を形成でき、断熱膨張を利用してさらに効率的に高温ガスの温度を低下させることができる。また、他の組電池への類焼を抑制することができる。そのため、安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００２４】
本発明の第６の発明は、通気孔は所定の間隔で設けられていることを特徴とする第１の発明記載の電池モジュールである。
【００２５】
この構成により、複数の排気用通路をより効果的に連通することができるため、断熱膨張によりガス温度を効果的に低下させることができ、安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、同一部分には同一符号を付して説明する。なお、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されるものではない。また、以下では電池として、リチウムイオンなどの非水電解質二次電池（以下、「電池」と記す）を例に説明するが、これに限られないことはいうまでもない。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電池モジュールを構成する電池の横断面図である。
【００２８】
図１において、円筒型の電池は、例えばアルミニウム製の正極リード８を備えた正極１と、その正極１と対向する、例えば銅製の負極リード９を一端に備えた負極２とをセパレータ３を介して、捲回された電極群４を有する。そして、電極群４の上下に絶縁板１０ａ、１０ｂを装着して電池ケース５に挿入し、正極リード８の他方の端部を封口板６に、負極リード９の他方の端部を電池ケース５の底部に溶接する。さらに、リチウムイオンを伝導する非水電解質（図示せず）を電池ケース５内に注入し、電池ケース５の開放端部をガスケット７を介して正極キャップ１６、ＰＴＣ素子などの電流遮断部材１８および封口板６をかしめた構成を有する。また、正極キャップ１６には、電極群４の不具合による安全弁などのベント機構１９の開放により生じるガスを抜くための孔１７を設けている。そして、正極１は正極集電体１ａと正極活物質を含む正極層１ｂから構成されている。
【００２９】
ここで、正極層１ｂは、例えばＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ２ＭｎＯ４、またはこれらの混合あるいは複合化合物などの含リチウム複合酸化物を正極活物質として含む。また、正極層１ｂは、さらに、導電剤と結着剤とを含む。導電剤として、例えば天然黒鉛や人造黒鉛のグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類を含み、また結着剤として、例えばＰＶＤＦ、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミドなどを含む。
【００３０】
また、正極１に用いる正極集電体１ａとしては、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、導電性樹脂などが使用可能である。
【００３１】
非水電解質には有機溶媒に溶質を溶解した電解質溶液や、これらを含み高分子で非流動化されたいわゆるポリマー電解質層が適用可能である。非水電解質の溶質としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＣＯ２）、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２などを用いることができる。さらに、有機溶媒としては、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）などを用いることができる。
【００３２】
また、負極２の負極集電体１１は、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタンなどの金属箔、炭素や導電性樹脂の薄膜などが用いられる。
【００３３】
さらに、負極２の負極層１５としては、黒鉛などの炭素材料や、ケイ素（Ｓｉ）やスズ（Ｓｎ）などのようにリチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出する理論容量密度が８３３ｍＡｈ／ｃｍ３を超える負極活物質を用いることができる。
【００３４】
次に、図２（ａ）、図２（ｂ）を用いて、本実施の形態における電池モジュールの全体像について説明する。図２（ａ）は、本実施の形態にかかる電池モジュールの全体斜視図である。図２（ｂ）は、本実施の形態にかかる電池モジュールの分解斜視図である。
【００３５】
電池モジュール１００は、収納部１０２を備え少なくとも一方が開口端である筐体１０１と、収納部１０２に収納される電池ブロック１２２と、接続部材１１０と、基板１３０と、仕切り部材１４０と、蓋体１５０とで少なくとも構成される。
【００３６】
電池ブロック１２２は複数の電池１２０から構成される。すなわち、電池１２０を並列に接続した組電池１２１を接続部材１１０により直列に接続して電池ブロック１２２を構成している。図１では、例えば電池１２０を１０個並列に接続した組電池１２１をさらに７個直列に接続した電池ブロック１２２を示している。しかしながら、電池ユニット１２１および電池ブロック１２２を構成する電池１２０の数はこれに限られるものではない。また、必ずしも組電池１２１は並列接続したものでなくても良く、直列接続であっても良い。また、電池ブロック１２２も、組電池を直列に接続したものでなくても良く並列接続であっても良い。
【００３７】
電池ブロック１２２は、少なくとも一方が開口端である筐体１０１の収納部１０２に収納される。筐体１０１は、例えば軟性ウレタン等で構成される。電池ブロック１２２の上方から、筐体１０１の開口端および電池ブロック１２２を覆うように基板１３０が設けられる。基板１３０は、NiやFe-Niメッキ等の金属板で構成しても良いし、CuやAl、それらの複合材などで構成しても良い。基板１３０は、電池１２０に対応した貫通孔１３１を備える。すなわち、電池１２０の電極部１２３それぞれの上方に位置する部分に貫通孔１３１が設けられている。さらに基板１３０はそれぞれの電池１２０の電極部１２３と接続する接続端子１３２を備える。また、基板１３０は、それぞれの接続端子１３２に接続され、複数の電池１２０を接続する接続配線１３３を有している。この接続配線１３３および接続端子１３２により、電池１２０が並列に接続され、組電池１２１が構成される。
【００３８】
基板１３０を上方から覆うように仕切り部材１４０を設ける。仕切り部材１４０は、軟性ウレタン等で形成されるのが好ましい。仕切り部材１４０は、複数の排気用通路１４１を形成するように仕切り部１４２を備える。また、仕切り部材は、複数の排気用通路１４１同士を連通する通気孔（図示せず）を備える。さらに、仕切り部材は、排気用通路１４１と連通する排気孔１４３を備える。
【００３９】
また、仕切り部材１４０を上方から覆うように蓋体１５０を設ける。蓋体１５０は、銅などの金属で形成されるのが好ましい。
【００４０】
筐体１０１と仕切り部材１４０および仕切り部材１４０と蓋体１５０はそれぞれ嵌合される。また、筐体１０１は正極端子１０３と負極端子１０４とを備える。
【００４１】
次に、図３、図４、図５（ａ）を用いて本実施の形態の電池モジュールの詳細を説明する。図３は、本実施の形態にかかる電池モジュールの３−３面部分断面図である。図４は、本実施の形態にかかる電池モジュールの上面透過図である。詳細には、仕切り部材１４０の上面透過図である。図５（ａ）は、本実施の形態にかかる電池モジュールの仕切り部の横面図である。図５（ｂ）は、本実施の形態にかかる電池モジュールの他の仕切り部の横面図である。
【００４２】
図３において、電池モジュール１００は、筐体１０１の収納部１０２に、組電池１２１を構成する電池１２０を収納する。筐体１０１の一方に設けられた開口端を覆うように、基板１３０が設けられている。基板１３０は、電池１２０に対応する貫通孔１３１を備えている。貫通孔１３１は電池１２０の電極部１２３の上方に設けられる。さらに、基板１３０は、接続端子１３２を備えている。また、基板１３０は、それぞれの接続端子１３２と接続され、複数の電池１２０を接続する接続配線１３３を有している。接続配線１３３および接続端子１３２は、電池１２０の電極部１２３と接続することで複数の電池１２０を並列に接続し、組電池１２１を構成する。なお、このように、基板１３０に接続配線１３３を設けるような構成以外にも、基板１３０自体を導電性の金属により構成してもよい。このようにすることで、接続配線１３３を設けることなくそれぞれの電池１２０を接続することができる。基板１３０の上方には、排気用通路１４１を形成する仕切り部材１４０を備え、その上方を覆うように蓋体１５０を備える。仕切り部材１４０は、排気孔１４３を備え、排気孔１４３は排気用通路１４１と連通している。また、排気用通路１４１は、貫通孔１３１によって、収納部１０２と連通している。
【００４３】
図４において、本実施の形態の仕切り部材についてさらに詳しく説明する。仕切り部材１４０は、組電池１２１に対応して仕切り部１４２を備え、排気用通路１４１を形成している。すなわち図４においては、組電池１２１一列ごとに一列の排気用通路１４１を形成している。また、仕切り部材１４０の仕切り部１４２は、排気用通路１４１同士を連通する通気孔１４４を少なくともひとつ有している。すなわち図４においては、電池１２０が４個分ごとにひとつの通気孔１４４を設けるようにしている。排気用通路１４１は、排気孔１４３と連通している。通気孔１４４は、例えば図５（ａ）に示すように仕切り部１４２にすきまを形成することで構成する。次に、図３、図４を用いて、電池の短絡等により電池から噴出する高温のガスの排気経路について説明する。
【００４４】
電池１２０は、例えば短絡等の理由により高温ガス（以下、ガス）が発生する場合がある。このガスは、例えばＬｉイオン二次電池の場合、一酸化炭素、エタン、エチレン、水素、プロパン、メタン等で構成され、万が一、約４００℃以上で空気と混合することで発火する恐れが生じる。
【００４５】
このような、ガスが電池１２０から発生した場合、図３において、ガスは収納部１０２から基板１３０の貫通孔１３１を通り仕切り部材１４０により形成される排気用通路１４１へと流れ込む。排気用通路１４１へと流れ込んだガスは、排気用通路１４１を経て、排気孔１４３から電池モジュール１００外部へと排出される。ここで、図４に示すように、排気用通路１４１同士は通気孔１４４により連通しているため、図４中の矢印で示す経路に沿って、流れ込んだガスは複数の排気用通路１４１へと分散して流れていく。このような構成により、ガスの体積を膨張させ、断熱膨張作用によってガスの温度を低下させていくことができる。これにより、ガスを排気孔１４３から電池モジュール１００外部へと排出する際には、ガスの温度を安全な温度（例えば約４００℃以下）まで低下させることができる。よって、万が一、酸素を含む空気と混合しても発火等の現象が起こらず、安全にガスを排気することができる。さらに、断熱膨張を利用して速やかにガスの温度を低下させることができるので他の電池１２０への類焼も抑制することができる。
【００４６】
また、本実施の形態のように、組電池１２１一列ごとに排気用通路１４１を形成することによって、ガスが噴出した電池１２０を含む組電池１２１以外の組電池１２１への類焼を抑制できる。
【００４７】
また、このような排気用通路１４１を仕切り部材１４０のような簡単な構成で形成することで、例えば排気ダクトのような構成を設ける必要がなく、しかも電池モジュール内部で排気用経路を設けることが可能となるので電池モジュール自体の小型化が可能となる。
【００４８】
なお、仕切り部材１４０の構成として、本実施の形態では、電池４個分にひとつ通気孔１４４を設ける構成となっているが、これに限るものではない。例えば、図６に本実施の形態にかかる他の電池モジュールの仕切り部材の上面透過図を示す。
【００４９】
図６に示す仕切り部材１４０においては、電池４個分にひとつ通気孔を設ける点では図４と同様であるが、隣接する仕切り部１４２同士で通気孔１４４がとなりあわないように構成している。すなわち、通気孔１４４が互い違いに設けられている。このような構成としても、図６中の矢印で示すような経路で噴出したガスは、排気孔１４３へと流れていくことで図４に示す仕切り部材１４０と同様の効果を得ることが可能である。
【００５０】
また、本実施の形態においては、排気用通路１４１は、組電池１２１一列ごとに設けられているがこれに限るものではない。例えば、電池モジュールを構成する電池の数や大きさに応じて組電池１２１二列ごとに排気用通路１４１を設けてもよいし、１列、２列、１列、・・・というように異なる列数ごとに設けても良い。さらには、組電池１２１に対応している必要もなく、図４で設けられている排気用通路１４１に対して直交するようなかたちで排気用通路１４１を形成しても良い。
【００５１】
また、仕切り部材１４０は、その一部を銅などの金属により形成しても良い。たとえば、基板１３０と接する部分のみを軟性ウレタン等の絶縁物質で形成し、それ以外の部分を銅等の導電物質で形成しても良い。これにより、排気用通路１４１を形成する仕切り部材１４０の熱伝導がさらに高まり、より速やかに高温のガスの温度を低下させることができる。
【００５２】
また、通気孔１４４は、図５（ａ）に示すような形態に限るものではない。例えば、図５（ｂ）に示すように、すきまを蓋体１５０側に広がるように形成しても良い。このように、蓋体１５０側に広がるように通気孔１４４を設けることで、ガスが排気用通路１４１をより効率よく流動し、断熱膨張が効果的に行われ速やかにガスの温度を低下させることができる。また、上記以外にも丸型の穴であっても良いし、細長いスリット状であっても良い。
【００５３】
また、本実施の形態においては、ガスは仕切り部材１４０の排気孔１４３から電池モジュール外部へと排出されているが、これに限るものではない。例えば、仕切り部材１４０が、筐体１０１と蓋体１５０で形成される空間内部に包含されるように構成されても良い。この場合は、上記の排気孔１４３の他に、筐体１０１もしくは、蓋体１５０にさらに排気用の孔が設けられ、ガスは、この排気用の孔および排気孔１４３を通り電池モジュール１００外部へと流出する。
【００５４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図７を用いて説明する。以下では、実施の形態１と異なる点のみを説明する。
【００５５】
図７は、本発明の実施の形態２にかかる電池モジュールの部分断面図である。基本的な構成は、実施の形態１と同様であるが、異なる点として、電池１２０の上縁部に肩部１２４が設けられている。電池１２０は、肩部１２４が電池モジュール１００内において、基板１３０と接するように配置される。本実施の形態において、肩部１２４は、収納部１０２内において電池１２０を個々に隔離する隔離構造の役割をしている。すなわち、例えば、電池１２０の短絡等によりガスが噴出する場合、ガスは、まず収納部１０２内に広がるが、肩部１２４により電池１２０が空間的に個々に隔離された構造となっているため、ガスは肩部１２４と基板１３０により形成された空間部１６０内にしか広がらない。つまり、ガスは収納部１０２内全体には広がらずに、基板１３０の貫通孔１３１から速やかに排気用通路１４１へ流れる。
【００５６】
この構成により、噴出したガスによる他の電池への類焼をさらに抑制することができる。よって、より安全で信頼性の高い電池モジュールを提供することができる。
【００５７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について図８および図９を用いて説明する。実施の形態２と同様に、実施の形態３も基本的な構成は実施の形態１と同様であるため異なる点のみを説明する。
【００５８】
図８は、本発明の実施の形態３にかかる電池モジュールの部分断面図である。図９は本実施の形態にかかる隔壁部材の斜視図である。実施の形態１および実施の形態２と異なる点として、収納部１０２内を電池１２０個々に隔離する隔離構造として隔壁部材１８０をさらに備えている。隔壁部材１８０は、図９に示すような部材である。図８に示すように隔壁部材１８０の上端部分は、基板１３０に接しており、一方、隔壁部材１８０の下端部分は、筐体１０１の底部に接している。よって隔壁部材１８０は、電池モジュール１００内において、収納部１０２を、電池１２０ごとの空間部１７０ごとに分離する。
【００５９】
このような構成により、例えば、短絡等により電池１２０からガスが噴出した場合、収納部１０２全体に高温ガスが広がることを防ぐことができる。すなわち、隔壁部材１８０により隣接する電池１２０と空間的に分離しているため、発生したガスは、不具合を起こした電池１２０の収納されている空間部１７０から速やかに貫通孔１３１を通って排気用通路１４１へと流れる。
【００６０】
よって、不具合を起こしていない他の正常な電池１２０への類焼をさらに防止することができる。これにより、より安全で信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００６１】
なお、隔壁部材１８０は、図８に示すような構成に限定されるものではないのはいうまでもない。例えば、隔壁が、筐体１０１や基板１３０と一体に形成されるような構成でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、自動車、自転車や電動工具などの高い信頼性と安全性が要求される、電池モジュールとして有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 正極
１ａ 正極集電体
１ｂ 正極層
２ 負極
３ セパレータ
４ 電極群
５ 電池ケース
６ 封口板
７ ガスケット
８ 正極リード
９ 負極リード
１０ａ，１０ｂ 絶縁板
１１ 負極集電体
１５ 負極層
１６ 正極キャップ
１７ 孔
１８ 電流遮断部材
１９ ベント機構
１００ 電池モジュール
１０１ 筐体
１０２ 収納部
１０３ 正極端子
１０４ 負極端子
１１０ 接続部材
１２０ 電池
１２１ 組電池
１２２ 電池ブロック
１２３ 電極部
１２４ 肩部
１３０ 基板
１３１ 貫通孔
１３２ 接続端子
１３３ 接続配線
１４０ 仕切り部材
１４１ 排気用通路
１４２ 仕切り部
１４３ 排気孔
１４４ 通気孔
１５０ 蓋体
１６０，１７０ 空間部
１８０ 隔壁部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不具合などにより電池から噴出する高温のガスを安全な温度に低下させ、電池モジュール外部へと放出することができる電池モジュールを提供する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源や省エネルギーの観点から、繰り返し使用できるニッケル水素、ニッケルカドミウムやリチウムイオンなどの二次電池への需要が高まっている。中でもリチウムイオン二次電池は、軽量でありながら、起電力が高く、高エネルギー密度であるという特徴を有している。そのため、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラ、ノート型パソコンなどの様々な種類の携帯型電子機器や移動体通信機器の駆動用電源としての需要が拡大している。
【０００３】
一方、化石燃料の使用量の低減やＣＯ２の排出量を削減するために、自動車などのモータ駆動用の電源として、電池モジュールへの期待が大きくなっている。この電池モジュールは、所望の電圧や容量を得るために、２つ以上の複数の電池から構成されている。
【０００４】
上記電池モジュールの開発において、電池ユニットを構成する電池の高容量化が進むに伴って、利用の形態によっては、電池自身が発熱して高温になる場合がある。そのため、電池自体の安全性とともに、それらを集合した電池ユニットを組み合わせた電池モジュールにおける安全性がより重要となっている。すなわち、電池は、過充電、過放電あるいは内部短絡や外部短絡により発生するガスで内圧の上昇を生じ、場合によっては、電池の外装ケースが破裂する可能性がある。そこで、一般に、電池には、ガス抜きのためのベント機構や安全弁などを設け、内部のガスを放出している。このとき、排出されるガスへの引火などにより発煙や、まれに発火を生じる場合があり、信頼性や安全性に課題があった。特に、複数の電池を一体化した電池ユニットにおいては、１つの電池の異常発熱により、周囲の電池への異常加熱や、発火などを連鎖的に誘因して不具合を拡大する可能性が高く、それを防止することが重要である。
【０００５】
上記のような問題に対処する手段として、例えば、電池モジュール内に排気ダクトを設け発生したガスを排気ダクトにより外部に放出する構成が開示されている（例えば、特許文献１）。また、他にも電池パックケースと電池との隙間に熱膨張部材を配置し、電池が発熱、発火した際に熱膨張部材が膨張することで発熱した電池を隔離する構成が開示されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１１７７６５号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／０４７７２１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば、特許文献１によれば、電池モジュール内に別部材として排気ダクトを備える構成のため、電池モジュール内の構成が煩雑になる。さらに、電池モジュール自身のサイズアップにもつながり、モジュール自身の小型化を図りにくい。
【０００８】
また、例えば特許文献２によれば、万が一、発熱、発火した電池自体は隔離されるが、電池パック内部は高温になってしまうため、他の電池への類焼が懸念される。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、電池の不具合により発生した高温のガスを安全な温度まで十分に低下させ、パック外へと排気する電池モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電池モジュールは、複数の電池を接続する組電池を二次元に接続する電池ブロックと、電池ブロックを収納する収納部を有し少なくとも一方に開口端を有する筐体と、開口端を覆い電池の電極部に対応した貫通孔を有する基板と、複数排気用通路を形成するとともに一端に排気孔を有する仕切り部材と、仕切り部材を覆う蓋体とを備え、仕切り部材は複数の排気用通路同士を連通するひとつ以上の通気孔を備える。
【００１１】
この構成により、万が一電池の不具合等で電池から高温の噴出ガスが発生しても、ひとつ以上の通気孔により連通する複数の排気用通路を経ることで、断熱膨張を利用して、安全な温度までガス温度を低下させてから電池モジュール外に排出することができる。また、電池モジュール内での他の電池への類焼を防止することができる。また、仕切り部材により空間を仕切ることで排気用通路を形成することができるので排気用のダクト等を設ける必要がないため空間を効率的に利用でき電池モジュール自体の小型化も可能となる。この結果、より小型で、より安全かつ信頼性の高い電池モジュールを実現できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、排気ダクト等の部材を用いずに高温の噴出ガスを安全な温度で電池モジュール外部へ排出することができる安全かつ信頼性の高い電池モジュールを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる電池の横断面図
【図２（ａ）】本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの全体斜視図
【図２（ｂ）】本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの分解斜視図
【図３】本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの３−３面部分断面図
【図４】本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの上面透過図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの仕切り部の横面図、（ｂ）本発明の実施の形態１にかかる電池モジュールの他の仕切り部の横面図
【図６】本発明の実施の形態１にかかる他の電池モジュールの上面透過図
【図７】本発明の実施の形態２にかかる電池モジュールの部分断面図
【図８】本発明の実施の形態３にかかる電池モジュールの部分断面図
【図９】本発明の実施の形態３にかかる隔壁部材の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第１の発明は、複数の電池を接続する組電池を二次元方向に接続する電池ブロックと、電池ブロックを収納する収納部を有し少なくとも一方に開口端を有する筐体と、開口端を覆い電池の電極部に対応した貫通孔を有する基板と、複数の排気用通路を形成するとともに一端に排気孔を有する仕切り部材と、仕切り部材を覆う蓋体とを備え、仕切り部材は複数の排気用通路同士を連通するひとつ以上の通気孔を備えることを特徴とする電池モジュールである。
【００１５】
この構成により、万が一、短絡等の理由で電池から高温のガスが噴出した場合でも、ひとつ以上の通気孔により連通した複数の排気用通路によりガス体積を膨張させることができる。このようにガスを膨張させることで、断熱膨張作用により、安全な温度までガスの温度を低下させて電池モジュール外部へ放出することができる。また、ガスを安全な温度まで速やかに低下させることができるので他の電池への類焼も防止することができるため安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００１６】
本発明の第2の発明は、収納部内において電池を電池ごとに分離する隔離構造を備えることを特徴とする第１の発明記載の電池モジュールである。
【００１７】
この構成により、電池モジュール内での他の電池への類焼をさらに抑制することができるためより安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００１８】
本発明の第３の発明は、電池は、上縁部に基板と接触する肩部を備え、隔離構造は、肩部により形成される第２の発明記載の電池モジュールである。
【００１９】
この構成により、電池モジュール内での他の電池への類焼をさらに抑制することができるためより安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００２０】
本発明の第4の発明は、さらに隔壁部材を有し、隔離構造は、隔壁部材により形成される第２の発明記載の電池モジュールである。
【００２１】
この構成により、電池モジュール内での他の電池への類焼をさらに抑制することができるためより安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００２２】
本発明の第５の発明は、仕切り部材は一つ以上の組電池毎に対応して排気用通路を形成する第１の発明記載の電池モジュールである。
【００２３】
この構成により、効果的に排気用通路を形成でき、断熱膨張を利用してさらに効率的に高温ガスの温度を低下させることができる。また、他の組電池への類焼を抑制することができる。そのため、安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００２４】
本発明の第６の発明は、通気孔は所定の間隔で設けられていることを特徴とする第１の発明記載の電池モジュールである。
【００２５】
この構成により、複数の排気用通路をより効果的に連通することができるため、断熱膨張によりガス温度を効果的に低下させることができ、安全かつ信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、同一部分には同一符号を付して説明する。なお、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されるものではない。また、以下では電池として、リチウムイオンなどの非水電解質二次電池（以下、「電池」と記す）を例に説明するが、これに限られないことはいうまでもない。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電池モジュールを構成する電池の横断面図である。
【００２８】
図１において、円筒型の電池は、例えばアルミニウム製の正極リード８を備えた正極１と、その正極１と対向する、例えば銅製の負極リード９を一端に備えた負極２とをセパレータ３を介して、捲回された電極群４を有する。そして、電極群４の上下に絶縁板１０ａ、１０ｂを装着して電池ケース５に挿入し、正極リード８の他方の端部を封口板６に、負極リード９の他方の端部を電池ケース５の底部に溶接する。さらに、リチウムイオンを伝導する非水電解質（図示せず）を電池ケース５内に注入し、電池ケース５の開放端部をガスケット７を介して正極キャップ１６、ＰＴＣ素子などの電流遮断部材１８および封口板６をかしめた構成を有する。また、正極キャップ１６には、電極群４の不具合による安全弁などのベント機構１９の開放により生じるガスを抜くための孔１７を設けている。そして、正極１は正極集電体１ａと正極活物質を含む正極層１ｂから構成されている。
【００２９】
ここで、正極層１ｂは、例えばＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ２ＭｎＯ４、またはこれらの混合あるいは複合化合物などの含リチウム複合酸化物を正極活物質として含む。また、正極層１ｂは、さらに、導電剤と結着剤とを含む。導電剤として、例えば天然黒鉛や人造黒鉛のグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類を含み、また結着剤として、例えばＰＶＤＦ、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミドなどを含む。
【００３０】
また、正極１に用いる正極集電体１ａとしては、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、導電性樹脂などが使用可能である。
【００３１】
非水電解質には有機溶媒に溶質を溶解した電解質溶液や、これらを含み高分子で非流動化されたいわゆるポリマー電解質層が適用可能である。非水電解質の溶質としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＣＯ２）、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２などを用いることができる。さらに、有機溶媒としては、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）などを用いることができる。
【００３２】
また、負極２の負極集電体１１は、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタンなどの金属箔、炭素や導電性樹脂の薄膜などが用いられる。
【００３３】
さらに、負極２の負極層１５としては、黒鉛などの炭素材料や、ケイ素（Ｓｉ）やスズ（Ｓｎ）などのようにリチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出する理論容量密度が８３３ｍＡｈ／ｃｍ３を超える負極活物質を用いることができる。
【００３４】
次に、図２（ａ）、図２（ｂ）を用いて、本実施の形態における電池モジュールの全体像について説明する。図２（ａ）は、本実施の形態にかかる電池モジュールの全体斜視図である。図２（ｂ）は、本実施の形態にかかる電池モジュールの分解斜視図である。
【００３５】
電池モジュール１００は、収納部１０２を備え少なくとも一方が開口端である筐体１０１と、収納部１０２に収納される電池ブロック１２２と、接続部材１１０と、基板１３０と、仕切り部材１４０と、蓋体１５０とで少なくとも構成される。
【００３６】
電池ブロック１２２は複数の電池１２０から構成される。すなわち、電池１２０を並列に接続した組電池１２１を接続部材１１０により直列に接続して電池ブロック１２２を構成している。図１では、例えば電池１２０を１０個並列に接続した組電池１２１をさらに７個直列に接続した電池ブロック１２２を示している。しかしながら、電池ユニット１２１および電池ブロック１２２を構成する電池１２０の数はこれに限られるものではない。また、必ずしも組電池１２１は並列接続したものでなくても良く、直列接続であっても良い。また、電池ブロック１２２も、組電池を直列に接続したものでなくても良く並列接続であっても良い。
【００３７】
電池ブロック１２２は、少なくとも一方が開口端である筐体１０１の収納部１０２に収納される。筐体１０１は、例えば軟性ウレタン等で構成される。電池ブロック１２２の上方から、筐体１０１の開口端および電池ブロック１２２を覆うように基板１３０が設けられる。基板１３０は、NiやFe-Niメッキ等の金属板で構成しても良いし、CuやAl、それらの複合材などで構成しても良い。基板１３０は、電池１２０に対応した貫通孔１３１を備える。すなわち、電池１２０の電極部１２３それぞれの上方に位置する部分に貫通孔１３１が設けられている。さらに基板１３０はそれぞれの電池１２０の電極部１２３と接続する接続端子１３２を備える。また、基板１３０は、それぞれの接続端子１３２に接続され、複数の電池１２０を接続する接続配線１３３を有している。この接続配線１３３および接続端子１３２により、電池１２０が並列に接続され、組電池１２１が構成される。
【００３８】
基板１３０を上方から覆うように仕切り部材１４０を設ける。仕切り部材１４０は、軟性ウレタン等で形成されるのが好ましい。仕切り部材１４０は、複数の排気用通路１４１を形成するように仕切り部１４２を備える。また、仕切り部材は、複数の排気用通路１４１同士を連通する通気孔（図示せず）を備える。さらに、仕切り部材は、排気用通路１４１と連通する排気孔１４３を備える。
【００３９】
また、仕切り部材１４０を上方から覆うように蓋体１５０を設ける。蓋体１５０は、銅などの金属で形成されるのが好ましい。
【００４０】
筐体１０１と仕切り部材１４０および仕切り部材１４０と蓋体１５０はそれぞれ嵌合される。また、筐体１０１は正極端子１０３と負極端子１０４とを備える。
【００４１】
次に、図３、図４、図５（ａ）を用いて本実施の形態の電池モジュールの詳細を説明する。図３は、本実施の形態にかかる電池モジュールの３−３面部分断面図である。図４は、本実施の形態にかかる電池モジュールの上面透過図である。詳細には、仕切り部材１４０の上面透過図である。図５（ａ）は、本実施の形態にかかる電池モジュールの仕切り部の横面図である。図５（ｂ）は、本実施の形態にかかる電池モジュールの他の仕切り部の横面図である。
【００４２】
図３において、電池モジュール１００は、筐体１０１の収納部１０２に、組電池１２１を構成する電池１２０を収納する。筐体１０１の一方に設けられた開口端を覆うように、基板１３０が設けられている。基板１３０は、電池１２０に対応する貫通孔１３１を備えている。貫通孔１３１は電池１２０の電極部１２３の上方に設けられる。さらに、基板１３０は、接続端子１３２を備えている。また、基板１３０は、それぞれの接続端子１３２と接続され、複数の電池１２０を接続する接続配線１３３を有している。接続配線１３３および接続端子１３２は、電池１２０の電極部１２３と接続することで複数の電池１２０を並列に接続し、組電池１２１を構成する。なお、このように、基板１３０に接続配線１３３を設けるような構成以外にも、基板１３０自体を導電性の金属により構成してもよい。このようにすることで、接続配線１３３を設けることなくそれぞれの電池１２０を接続することができる。基板１３０の上方には、排気用通路１４１を形成する仕切り部材１４０を備え、その上方を覆うように蓋体１５０を備える。仕切り部材１４０は、排気孔１４３を備え、排気孔１４３は排気用通路１４１と連通している。また、排気用通路１４１は、貫通孔１３１によって、収納部１０２と連通している。
【００４３】
図４において、本実施の形態の仕切り部材についてさらに詳しく説明する。仕切り部材１４０は、組電池１２１に対応して仕切り部１４２を備え、排気用通路１４１を形成している。すなわち図４においては、組電池１２１一列ごとに一列の排気用通路１４１を形成している。また、仕切り部材１４０の仕切り部１４２は、排気用通路１４１同士を連通する通気孔１４４を少なくともひとつ有している。すなわち図４においては、電池１２０が４個分ごとにひとつの通気孔１４４を設けるようにしている。排気用通路１４１は、排気孔１４３と連通している。通気孔１４４は、例えば図５（ａ）に示すように仕切り部１４２にすきまを形成することで構成する。次に、図３、図４を用いて、電池の短絡等により電池から噴出する高温のガスの排気経路について説明する。
【００４４】
電池１２０は、例えば短絡等の理由により高温ガス（以下、ガス）が発生する場合がある。このガスは、例えばＬｉイオン二次電池の場合、一酸化炭素、エタン、エチレン、水素、プロパン、メタン等で構成され、万が一、約４００℃以上で空気と混合することで発火する恐れが生じる。
【００４５】
このような、ガスが電池１２０から発生した場合、図３において、ガスは収納部１０２から基板１３０の貫通孔１３１を通り仕切り部材１４０により形成される排気用通路１４１へと流れ込む。排気用通路１４１へと流れ込んだガスは、排気用通路１４１を経て、排気孔１４３から電池モジュール１００外部へと排出される。ここで、図４に示すように、排気用通路１４１同士は通気孔１４４により連通しているため、図４中の矢印で示す経路に沿って、流れ込んだガスは複数の排気用通路１４１へと分散して流れていく。このような構成により、ガスの体積を膨張させ、断熱膨張作用によってガスの温度を低下させていくことができる。これにより、ガスを排気孔１４３から電池モジュール１００外部へと排出する際には、ガスの温度を安全な温度（例えば約４００℃以下）まで低下させることができる。よって、万が一、酸素を含む空気と混合しても発火等の現象が起こらず、安全にガスを排気することができる。さらに、断熱膨張を利用して速やかにガスの温度を低下させることができるので他の電池１２０への類焼も抑制することができる。
【００４６】
また、本実施の形態のように、組電池１２１一列ごとに排気用通路１４１を形成することによって、ガスが噴出した電池１２０を含む組電池１２１以外の組電池１２１への類焼を抑制できる。
【００４７】
また、このような排気用通路１４１を仕切り部材１４０のような簡単な構成で形成することで、例えば排気ダクトのような構成を設ける必要がなく、しかも電池モジュール内部で排気用経路を設けることが可能となるので電池モジュール自体の小型化が可能となる。
【００４８】
なお、仕切り部材１４０の構成として、本実施の形態では、電池４個分にひとつ通気孔１４４を設ける構成となっているが、これに限るものではない。例えば、図６に本実施の形態にかかる他の電池モジュールの仕切り部材の上面透過図を示す。
【００４９】
図６に示す仕切り部材１４０においては、電池４個分にひとつ通気孔を設ける点では図４と同様であるが、隣接する仕切り部１４２同士で通気孔１４４がとなりあわないように構成している。すなわち、通気孔１４４が互い違いに設けられている。このような構成としても、図６中の矢印で示すような経路で噴出したガスは、排気孔１４３へと流れていくことで図４に示す仕切り部材１４０と同様の効果を得ることが可能である。
【００５０】
また、本実施の形態においては、排気用通路１４１は、組電池１２１一列ごとに設けられているがこれに限るものではない。例えば、電池モジュールを構成する電池の数や大きさに応じて組電池１２１二列ごとに排気用通路１４１を設けてもよいし、１列、２列、１列、・・・というように異なる列数ごとに設けても良い。さらには、組電池１２１に対応している必要もなく、図４で設けられている排気用通路１４１に対して直交するようなかたちで排気用通路１４１を形成しても良い。
【００５１】
また、仕切り部材１４０は、その一部を銅などの金属により形成しても良い。たとえば、基板１３０と接する部分のみを軟性ウレタン等の絶縁物質で形成し、それ以外の部分を銅等の導電物質で形成しても良い。これにより、排気用通路１４１を形成する仕切り部材１４０の熱伝導がさらに高まり、より速やかに高温のガスの温度を低下させることができる。
【００５２】
また、通気孔１４４は、図５（ａ）に示すような形態に限るものではない。例えば、図５（ｂ）に示すように、すきまを蓋体１５０側に広がるように形成しても良い。このように、蓋体１５０側に広がるように通気孔１４４を設けることで、ガスが排気用通路１４１をより効率よく流動し、断熱膨張が効果的に行われ速やかにガスの温度を低下させることができる。また、上記以外にも丸型の穴であっても良いし、細長いスリット状であっても良い。
【００５３】
また、本実施の形態においては、ガスは仕切り部材１４０の排気孔１４３から電池モジュール外部へと排出されているが、これに限るものではない。例えば、仕切り部材１４０が、筐体１０１と蓋体１５０で形成される空間内部に包含されるように構成されても良い。この場合は、上記の排気孔１４３の他に、筐体１０１もしくは、蓋体１５０にさらに排気用の孔が設けられ、ガスは、この排気用の孔および排気孔１４３を通り電池モジュール１００外部へと流出する。
【００５４】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について図７を用いて説明する。以下では、実施の形態１と異なる点のみを説明する。
【００５５】
図７は、本発明の実施の形態２にかかる電池モジュールの部分断面図である。基本的な構成は、実施の形態１と同様であるが、異なる点として、電池１２０の上縁部に肩部１２４が設けられている。電池１２０は、肩部１２４が電池モジュール１００内において、基板１３０と接するように配置される。本実施の形態において、肩部１２４は、収納部１０２内において電池１２０を個々に隔離する隔離構造の役割をしている。すなわち、例えば、電池１２０の短絡等によりガスが噴出する場合、ガスは、まず収納部１０２内に広がるが、肩部１２４により電池１２０が空間的に個々に隔離された構造となっているため、ガスは肩部１２４と基板１３０により形成された空間部１６０内にしか広がらない。つまり、ガスは収納部１０２内全体には広がらずに、基板１３０の貫通孔１３１から速やかに排気用通路１４１へ流れる。
【００５６】
この構成により、噴出したガスによる他の電池への類焼をさらに抑制することができる。よって、より安全で信頼性の高い電池モジュールを提供することができる。
【００５７】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３について図８および図９を用いて説明する。実施の形態２と同様に、実施の形態３も基本的な構成は実施の形態１と同様であるため異なる点のみを説明する。
【００５８】
図８は、本発明の実施の形態３にかかる電池モジュールの部分断面図である。図９は本実施の形態にかかる隔壁部材の斜視図である。実施の形態１および実施の形態２と異なる点として、収納部１０２内を電池１２０個々に隔離する隔離構造として隔壁部材１８０をさらに備えている。隔壁部材１８０は、図９に示すような部材である。図８に示すように隔壁部材１８０の上端部分は、基板１３０に接しており、一方、隔壁部材１８０の下端部分は、筐体１０１の底部に接している。よって隔壁部材１８０は、電池モジュール１００内において、収納部１０２を、電池１２０ごとの空間部１７０ごとに分離する。
【００５９】
このような構成により、例えば、短絡等により電池１２０からガスが噴出した場合、収納部１０２全体に高温ガスが広がることを防ぐことができる。すなわち、隔壁部材１８０により隣接する電池１２０と空間的に分離しているため、発生したガスは、不具合を起こした電池１２０の収納されている空間部１７０から速やかに貫通孔１３１を通って排気用通路１４１へと流れる。
【００６０】
よって、不具合を起こしていない他の正常な電池１２０への類焼をさらに防止することができる。これにより、より安全で信頼性の高い電池モジュールを提供できる。
【００６１】
なお、隔壁部材１８０は、図８に示すような構成に限定されるものではないのはいうまでもない。例えば、隔壁が、筐体１０１や基板１３０と一体に形成されるような構成でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、自動車、自転車や電動工具などの高い信頼性と安全性が要求される、電池モジュールとして有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１ 正極
１ａ 正極集電体
１ｂ 正極層
２ 負極
３ セパレータ
４ 電極群
５ 電池ケース
６ 封口板
７ ガスケット
８ 正極リード
９ 負極リード
１０ａ，１０ｂ 絶縁板
１１ 負極集電体
１５ 負極層
１６ 正極キャップ
１７ 孔
１８ 電流遮断部材
１９ ベント機構
１００ 電池モジュール
１０１ 筐体
１０２ 収納部
１０３ 正極端子
１０４ 負極端子
１１０ 接続部材
１２０ 電池
１２１ 組電池
１２２ 電池ブロック
１２３ 電極部
１２４ 肩部
１３０ 基板
１３１ 貫通孔
１３２ 接続端子
１３３ 接続配線
１４０ 仕切り部材
１４１ 排気用通路
１４２ 仕切り部
１４３ 排気孔
１４４ 通気孔
１５０ 蓋体
１６０，１７０ 空間部
１８０ 隔壁部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池を接続する組電池を二次元方向に接続する電池ブロックと、
前記電池ブロックを収納する収納部を有し少なくとも一方に開口端を有する筐体と、
前記開口端を覆い前記電池の電極部に対応した貫通孔を有する基板と、
複数の排気用通路を形成するとともに一端に排気孔を有する仕切り部材と、
前記仕切り部材を覆う蓋体と、を備え、
前記仕切り部材は前記複数の排気用通路同士を連通するひとつ以上の通気孔を備えることを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記収納部内において前記電池を前記電池ごとに分離する隔離構造を備えることを特徴とする請求項１記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記電池は、上縁部に前記基板と接触する肩部を備え、
前記隔離構造は、前記肩部により形成される請求項２記載の電池モジュール。
【請求項４】
さらに隔壁部材を有し、
前記隔離構造は、前記隔壁部材により形成される請求項２記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記仕切り部材は一つ以上の前記組電池毎に対応して前記排気用通路を形成する
請求項１記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記通気孔は所定の間隔で設けられていることを特徴とする請求項１記載の電池モジュール。
【請求項１】
複数の電池を接続する組電池を二次元方向に接続する電池ブロックと、
前記電池ブロックを収納する収納部を有し少なくとも一方に開口端を有する筐体と、
前記開口端を覆い前記電池の電極部に対応した貫通孔を有する基板と、
複数の排気用通路を形成するとともに一端に排気孔を有する仕切り部材と、
前記仕切り部材を覆う蓋体と、を備え、
前記仕切り部材は前記複数の排気用通路同士を連通するひとつ以上の通気孔を備えることを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記収納部内において前記電池を前記電池ごとに分離する隔離構造を備えることを特徴とする請求項１記載の電池モジュール。
【請求項３】
前記電池は、上縁部に前記基板と接触する肩部を備え、
前記隔離構造は、前記肩部により形成される請求項２記載の電池モジュール。
【請求項４】
さらに隔壁部材を有し、
前記隔離構造は、前記隔壁部材により形成される請求項２記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記仕切り部材は一つ以上の前記組電池毎に対応して前記排気用通路を形成する
請求項１記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記通気孔は所定の間隔で設けられていることを特徴とする請求項１記載の電池モジュール。
【図１】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−７０８７２（Ｐ２０１１−７０８７２Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１９９８８（Ｐ２００９−２１９９８８）
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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