JP2013222603A - Secondary battery, secondary battery module incorporating secondary battery and battery pack system incorporating secondary battery module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は二次電池、二次電池を組み込んだ二次電池モジュール、及び二次電池モジュールを組み込んだ組電池システムに係り、特に冷却性能を向上した二次電池、二次電池を組み込んだ二次電池モジュール、及び二次電池モジュールを組み込んだ組電池システムに関するものである。 The present invention relates to a secondary battery, a secondary battery module incorporating a secondary battery, and an assembled battery system incorporating a secondary battery module, and more particularly, a secondary battery with improved cooling performance and a secondary battery incorporating a secondary battery. The present invention relates to a battery module and an assembled battery system incorporating a secondary battery module.
コンピュータシステムや工場、事務所等のバックアップ電源装置、或いは商用電源とは別に太陽光発電や風力発電の蓄電電源装置として用いられる二次電池においては、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池が知られている。 Secondary batteries such as lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries are used as secondary battery used as a backup power supply for computer systems, factories, offices, etc. It has been known.
これらの二次電池はその充電と放電の際に発熱して二次電池内の温度が上昇する現象があり、この温度上昇に伴い二次電池の充放電性能が低下するため効率的に二次電池を冷却する必要がある。 These secondary batteries have a phenomenon that heat is generated during charging and discharging and the temperature in the secondary battery rises, and the secondary battery is efficiently recharged because the charge / discharge performance of the secondary battery decreases with this temperature rise. The battery needs to be cooled.
この二次電池の冷却に関しては種々の技術が提案されており、典型的には冷却水を用いた水冷方式や流動する空気を用いた空冷方式等が良く知られている。しかしながら、多くの二次電池を使用した電源装置を採用する場合は更に冷却性能を向上することが重要である。 Various techniques have been proposed for cooling the secondary battery. Typically, a water cooling method using cooling water, an air cooling method using flowing air, and the like are well known. However, when employing a power supply device using many secondary batteries, it is important to further improve the cooling performance.
このような冷却性能を向上する要請に対して、例えば特表2011−503794号公報(特許文献1)には、連続的に積み重ねられた複数の板形状電池セルより構成された二次電池の冷却構造が開示されている。 In response to such a demand for improving the cooling performance, for example, Japanese Translation of PCT International Publication No. 2011-503794 (Patent Document 1) discloses cooling of a secondary battery composed of a plurality of plate-shaped battery cells that are continuously stacked. A structure is disclosed.
この二次電池は電池セルの夫々がカソード/セパレータ/アノード構造の電極群を有し、これらの電池セルが樹脂層および金属層を含むラミネートシートから形成されたバッテリーケース内に取り付けられている。 In this secondary battery, each battery cell has an electrode group having a cathode / separator / anode structure, and these battery cells are mounted in a battery case formed of a laminate sheet including a resin layer and a metal layer.
そして、電池セルの充電及び放電の際に電池セルから発生した熱を除去するために複数の熱交換板が各電池セル間に挿入、配置され、熱交換板が接続されているフレームを含む熱交換部材が電池セルの片側に取り付けられる構造の二次電池が開示されている。 Then, in order to remove the heat generated from the battery cells during charging and discharging of the battery cells, heat including a frame in which a plurality of heat exchange plates are inserted and arranged between the battery cells and the heat exchange plates are connected. A secondary battery having a structure in which an exchange member is attached to one side of a battery cell is disclosed.
このような二次電池では、電池セルの電極群から発生した熱は熱交換板を介して熱交換部材により吸収され、次いで吸収された熱が二次電池の外に排出されて二次電池が冷却される構造となっている。 In such a secondary battery, heat generated from the electrode group of the battery cell is absorbed by the heat exchange member via the heat exchange plate, and then the absorbed heat is discharged out of the secondary battery, The structure is cooled.
ところで、特許文献1に記載の二次電池では複数の熱交換板および熱交換部材を電池セルが積み重さねられた構造の片側に取り付けるように構成されているため、各々の電池セル間に空間を必要とせずに電池を冷却することができる。 By the way, in the secondary battery described in Patent Document 1, a plurality of heat exchange plates and heat exchange members are configured to be attached to one side of a structure in which battery cells are stacked. The battery can be cooled without requiring space.
特許文献1に記載の二次電池では、電極群で発生した熱は、ラミネートシートから形成された電池ケースあるいは積み重さねられた電池セル間に挿入された熱交換板を経由して放熱されるものである。 In the secondary battery described in Patent Document 1, heat generated in the electrode group is dissipated through a battery case formed from a laminate sheet or a heat exchange plate inserted between stacked battery cells. Is.
しかしながら、大規模な電池システムを構築するために電池セルを積層してなる二次電池に多くの電池セルを用いる場合では、電池セルが多くなるため積層された電池セル内部において熱が籠りやすく、積み重さねられた電池セル間に挿入された熱交換板から放熱する構成を採用しても電池セル内部で大きな温度の不均衡状態が発生してしまう。つまり、積み重さねられた電池セルの積層方向に異なった温度領域が生じて温度分布が均一にならなくなる課題がある。 However, in the case where many battery cells are used for a secondary battery formed by stacking battery cells in order to construct a large-scale battery system, the number of battery cells increases, so heat is easily generated inside the stacked battery cells, Even if a configuration in which heat is dissipated from the heat exchange plates inserted between the stacked battery cells is adopted, a large temperature imbalance state occurs in the battery cells. That is, there is a problem that different temperature regions are generated in the stacking direction of the stacked battery cells and the temperature distribution is not uniform.
多くの電池セルを積層した大容量の二次電池では、一般的に電池セルの積層方向の熱伝導は、積層方向に直交する電池セルの電極面方向の熱伝導に比較して著しく小さい。このため、電池セルの積層方向の温度分布が不均一になってしまう。具体的には電池セルの積層方向の中央で温度が高く、積層方向の両端に向かうに従い温度が低くなる傾向を有している。 In a large-capacity secondary battery in which many battery cells are stacked, the heat conduction in the stacking direction of the battery cells is generally significantly smaller than the heat transfer in the electrode surface direction of the battery cell perpendicular to the stacking direction. For this reason, the temperature distribution in the stacking direction of the battery cells becomes non-uniform. Specifically, the temperature is high at the center in the stacking direction of the battery cells, and the temperature tends to decrease toward both ends in the stacking direction.
このように、積層された電池セル内部で温度分布が不均一になると、高温に晒される電池セル部分と比較的低温な電池セル部分では電池セルの充電あるいは放電に伴う劣化度合いが異なってしまい、長期間稼働すると積層された電池セル内部で充放電特性に不均衡が生じて電池セルの充放電性能を著しく低下させてしまう恐れがある。 Thus, when the temperature distribution becomes uneven inside the stacked battery cells, the degree of deterioration due to charging or discharging of the battery cells differs between the battery cell part exposed to high temperature and the battery cell part having relatively low temperature, If the battery is operated for a long period of time, the charge / discharge characteristics may be imbalanced inside the stacked battery cells, and the charge / discharge performance of the battery cells may be significantly reduced.
また、積層された電池セルよりなる二次電池を多数備えた大規模な組電池システムを構築する場合では、それらの二次電池間の温度分布の不均一化を小さくすることが必要である。すなわち組電池システムの一部の二次電池が高温に晒されると、その二次電池の劣化度合いが他の二次電池に比べて異なってしまい、長期間稼働するとシステム全体として充放電性能を著しく悪化させてしまう恐れがある。 Further, in the case of constructing a large-scale assembled battery system including a large number of secondary batteries made up of stacked battery cells, it is necessary to reduce the uneven temperature distribution between the secondary batteries. In other words, when some secondary batteries in an assembled battery system are exposed to high temperatures, the degree of deterioration of the secondary batteries will be different compared to other secondary batteries. There is a risk of worsening.
特許文献1に記載の二次電池では、電池セルを多数積み重ねることにより大型化を達成できるが、多数の二次電池間の温度分布の不均一化を低減するためには、二次電池間で冷却風量や風温あるいは冷却水温や水量を二次電池間で同程度に維持するする必要があり、冷却機構が複雑化してしまう。 In the secondary battery described in Patent Document 1, an increase in size can be achieved by stacking a large number of battery cells. However, in order to reduce non-uniform temperature distribution among a large number of secondary batteries, It is necessary to maintain the cooling air volume, the air temperature, the cooling water temperature, and the water volume at the same level between the secondary batteries, which complicates the cooling mechanism.
本発明の目的は、電池セル間の温度分布の不均一化を抑制する新規な冷却方式を採用した二次電池、二次電池を組み込んだ二次電池モジュール、及び二次電池モジュールを組み込んだ組電池システムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a secondary battery that employs a novel cooling method that suppresses uneven temperature distribution between battery cells, a secondary battery module that incorporates a secondary battery, and a set that incorporates a secondary battery module. It is to provide a battery system.
本発明の特徴は、電池セルを積層した積層方向に直交する方向にある面(言い換えれば積層方向に平行な面)に吸熱機能を備える吸熱手段を配置して複数の電池セルと吸熱手段を熱的に接続した、ところにある。 A feature of the present invention is that a plurality of battery cells and the heat absorbing means are heated by disposing heat absorbing means having a heat absorbing function on a surface perpendicular to the stacking direction in which the battery cells are stacked (in other words, a surface parallel to the stacking direction). Connected.
本発明によれば、吸熱手段と各電池セルの夫々が実質的に同じ条件で熱的に接続されるので、夫々の電池セルで発生した熱が同じ程度の割合で吸熱手段に吸熱されるようになって、各電池セルの温度分布が不均一になるのを抑制することができるようになる。 According to the present invention, the heat absorption means and each battery cell are thermally connected under substantially the same conditions, so that the heat generated in each battery cell is absorbed by the heat absorption means at the same rate. Thus, it becomes possible to suppress the non-uniform temperature distribution of each battery cell.
以下に本発明の一実施例になる二次電池、及び二次電池を用いた組電池システムについて図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a secondary battery and an assembled battery system using the secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
以下に説明する実施例は電池セルを積層した角形リチウムイオン二次電池、及びこの角形リチウムイオン二次電池を複数組み合わせた定置式の組電池システムである。しかしながら、本発明はこの実施例のような二次電池や組電池システムに限定されるものではなく、種々応用が可能である。 The embodiment described below is a prismatic lithium ion secondary battery in which battery cells are stacked, and a stationary assembled battery system in which a plurality of prismatic lithium ion secondary batteries are combined. However, the present invention is not limited to the secondary battery or the assembled battery system as in this embodiment, and various applications are possible.
尚、本発明においては複数の実施例を提案しているが、同一の参照番号は同一の構成要素、或いは類似の機能を備えた構成要素を示している。 In addition, although several Example is proposed in this invention, the same reference number has shown the same component or the component provided with the similar function.
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る二次電池およびこの二次電池を複数備えた二次電池モジュール160の構成図である。図2は二次電池モジュール160を複数備えた組電池システム161を前面からみた正面図、図3は組電池システム161を側面から見た側面図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a secondary battery according to the first embodiment of the present invention and a
図2、図3に示すように、組電池システム161は概略直方体形状の筺体であって、複数の二次電池モジュール160を所定の位置に複数設置し、且つ高さ方向に複数設けられた棚162、筺体内部に冷却用の空気を取り込むための吸気部163、筺体内部から空気を排出するための冷却ファン164、複数の二次電池モジュール160を制御して所定の電力を取り出すための組電池コントローラ166を備えている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the assembled
図2、図3において二次電池モジュール160は所定の電圧、電流を得るために図示していない電気配線あるいは金属製の導電部材であるバスバーにより電気的に直列または並列で、別の二次電池モジュール160あるいは組電池コントローラ166に接続されている。
In FIG. 2 and FIG. 3, the
組電池コントローラ166は、電力取り出し端子168を介して所定の電力を外部に供給するために、複数の二次電池モジュール160の制御をおこなうものである。
The assembled
組電池システム161は、外部への電力供給が必要な時には、二次電池モジュール160内に充電されている電力を外部へ供給する。また、二次電池モジュール160に充電が必要な場合には、外部より供給される電力により二次電池モジュール160に充電が行われる。この二次電池モジュール160の放電は、例えばコンピュータシステムが停電でシステムダウンした場合にバックアップ電源として使用される。また、バックアップ電源として機能させるため商用電源から充電される
充電あるいは放電の際には冷却ファン164が作動し、冷却ファン164によって開口部163より筺体内部に取り込まれた空気は、棚あるいは筺体の天井と筺体の側面によって構成される概略ダクト状の空間を流れ、棚162上に配置された二次電池モジュール160の周辺を流れることによって二次電池モジュール160を冷却する。
The assembled
図1に示すように、二次電池モジュール160は直列に並べて配置された複数の二次電池100A〜100Dを有し、二次電池100A〜100Dはそれぞれ略直方体形状であって、それぞれ上面部、二対の側面部、及び底面部で構成されている。
As shown in FIG. 1, the
上面部には正極端子141、負極端子151が設けられ、一方の一対の側面部は夫々の二次電池100A〜100Dの対向面となり、他方の一対の側面部は熱を吸熱する吸熱手段135が取り付けられ、更に底面部は筺体に載置されるようになっている。尚、吸熱手段135については後程詳細に説明する。
A
二次電池100A、100Cにおいては、正極端子141が図面上で下側、負極端子151が図面上で上側に配され、二次電池100B、100Dにおいては、負極端子151が図面上で下側、正極端子141が図面上で上側に配されている。すなわち、並置された複数の二次電池100A〜100Dは、各二次電池100A〜100Dのそれぞれに取り付けられた正極端子141および負極端子151の位置が逆転するように、向きが反転して配置されている。
In the
図1に示すように、二次電池100Aの図面上で下側の正極端子141と二次電池100Dの図面上で下側の負極端子151とを除いて、隣り合う各二次電池100A〜100Dの正極端子141と負極端子151とは金属製の平板状導電部材であるバスバー109によって電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, adjacent secondary batteries 100 </ b> A to 100 </ b> D except for the
正極端子141および負極端子151において、電池容器の外に露出している部分にはそれぞれおねじが形成されており、二次電池同士を電気的に接続するバスバー109が、図示しないナットにより正極端子141および負極端子151に固定接続されている。尚、バスバー109はレーザ溶接や電子ビーム溶接などにより、正極端子141および負極端子151に接続してもよい。
In the
図1に示す二次電池100Aの図面上で下側の正極端子141と、二次電池100Dの図面上で下側の負極端子151は、他の電池モジュール160に電気的に直列または並列に図示しない電気配線あるいはバスバーにより接続されるか、図2に示す電力コントローラ16に図示しない電気配線あるいはバスバーにより接続される。
The lower
また、二次電池モジュール160は二次電池100A〜100Dを底面部で保持するための電池底部保持部材122、側面より保持するための電池側面保持部材124、二次電池100A、100Dを外側から保持するためのモジュール端部保持部材123、及び二次電池100A〜100D間を所定の間隔に保つためのスペーサ121を備え、二次電池100A〜100Dは電池モジュール160において所定の位置に保持される。
The
二次電池モジュールコントローラ120は、二次電池100A〜100Dの動作状態を監視し、必要に応じて二次電池モジュール160の充放電を制御する、あるいは制御するための信号を組電池コントローラ166に送信する機能を有している。
The secondary
また、二次電池モジュール160は、二次電池100A〜100Dの側面に吸熱手段135、放熱促進手段137、およびそれらを側面に保持するための吸熱手段保持部材136を備えている。
In addition, the
図4は図1に示す吸熱手段135、放熱促進手段137、吸熱手段保持部材136の位置関係をわかりやすく説明するために、放熱促進手段137、吸熱手段保持部材136を引き離して分解した図面である。
FIG. 4 is an exploded view in which the heat dissipation promotion means 137 and the heat absorption means holding
吸熱手段135は二次電池100A〜100Dのそれぞれが対向する側面とは異なる一対の側面部101bの両側に固定されている。この固定方法は例えば熱的に抵抗が少ない、伝熱性が良好な材料によって貼り付ける方法が採用されている。貼り付ける構成要素としては、できるだけ薄くて熱伝導性の良好なものが好ましく、このような条件を満たすものとしては熱伝導性の高い両面テープやシートが挙げられるが特に限定されない。ただ、これまでの使用実績等からシリコン系の樹脂シートや、絶縁性を有する伝熱性セラミック(金属酸化物)粉を含む伝熱シート等を用いることが望ましい。
The
尚、後述する吸熱手段保持部材136によって保持が可能であれば貼り付け手段は無くてもよいが、二次電池100A〜100Dの側面部101bと吸熱手段135の間の伝熱を空気を介さずに行うのには柔軟性を有する伝熱シートを介在させるのがより現実的である。
Note that, if it can be held by a heat absorbing
また吸熱手段135の外側には放熱促進手段137が取り付け固定されている。取り付けるための構成要素としては吸熱手段135と二次電池100A〜100Dの側面部101bの間の固定方法を用いても良く、例えば熱的に抵抗が少ない、伝熱性が良好な材料によって貼り付ける方法が採用されている。貼り付ける構成要素としては、できるだけ薄くて熱伝導性の良好なものが好ましく、このような条件を満たすものとしては熱伝導性の高い両面テープやシートが挙げられるが特に限定されない。ただ、これまでの使用実績等からシリコン系の樹脂シートや、絶縁性を有する伝熱性セラミック(金属酸化物)粉を含む伝熱シート等を用いることが望ましい。
Further, a heat radiation promoting means 137 is attached and fixed outside the
したがって、二次電池100A〜100Dの側面部101bと吸熱手段135、放熱促進手段137は熱的に接続されている。
Therefore, the
放熱促進手段137はさらにその外側から、弾発部材138を介して吸熱手段保持部材136によって二次電池の側面部101bに向かって押さえ付けられている。
The heat radiation promoting means 137 is further pressed from the outside toward the
弾発部材138はそれ自身で伸長、収縮化可能な特性を有しており、放熱促進手段137を側面部101bに押し付ける機能の他に吸熱手段135の膨張、収縮の動きを吸収する機能を備えている。
The
つまり、弾発部材138は吸熱手段135が膨張あるいは収縮した際にも吸熱手段135と二次電池の側面部101bとの接触状態を良好に維持するために押し付け方向に伸縮可能となっている。
That is, the
例えば、吸熱手段135を構成する吸熱剤は組成にもよるが後述するパラフィンを主材料とする吸熱剤を使用した場合10%程度の体積変化が生じる。
For example, although the endothermic agent constituting the
このような条件を満たすものとしてはゴム材料があり、また、押し付け方向に変形可能なばねを用いてもよい。すなわち弾発部材138が吸熱手段135、二次電池の側面部101b、放熱促進手段137の間の接触状態を良好に維持することで、吸熱手段135が膨張、収縮してもこれらの間の熱的な接続状態を良好に維持する事が出来る。
A material that satisfies such a condition is a rubber material, and a spring that can be deformed in the pressing direction may be used. That is, the
また、主に膨張、収縮するのは吸熱手段135であるため、吸熱手段保持部材136と弾発部材138によって吸熱手段135を直接保持しても良いし、あるいは放熱促進手段137が設けられていない場合でも吸熱手段保持部材136と弾発部材138によって吸熱手段135を直接保持すれば良いものである。
Further, since the heat absorption means 135 mainly expands and contracts, the heat absorption means 135 may be directly held by the heat absorption means holding
吸熱手段135は二次電池100A〜100Dの側面部101bのほぼ全面にわたって熱を吸収する働きを行うものである。つまり、二次電池100A〜100Dの内部で積層された電池セルによって生じる熱を吸収して外部に放熱する機能を有している。
The
吸熱手段135は、例えば剛性を有するアルミニウム製の枠体に収納されたアルミシート製の収容体に吸熱剤である吸熱ゲルを封入して構成されており、二次電池100A〜100Dの内部の熱が熱伝導性の高いアルミニウム材料を通して吸熱ゲルに吸収され、吸熱ゲル全体に拡散すると同時に放熱するように機能するものである。
The
尚、収容体を比較的剛性を高く設計できれば枠体を省略することができるので、その二次電池100A〜100Dの設計指針によって種々の変更、応用は可能である。
The frame can be omitted if the housing can be designed with relatively high rigidity, and various changes and applications can be made according to the design guidelines for the
このように、吸熱手段135によって二次電池の側面部101bのほぼ全体にわたって温度が低下し、結果的に電池セルが積層された二次電池の筺体内部で側面部101bに対応した内部側面でほぼ均一に各電池セルとの間に温度勾配を作ることができるようになっている。これについては後で更に詳細に説明する。
In this way, the temperature is decreased over almost the entire
吸熱手段135を構成する吸熱剤は電池セルで発生した熱を吸収することが要請されるので、そのためには吸収可能な熱量を高くすることが重要であり、できるだけ高い比熱を備えた材料であることが望ましい。したがって少なくとも電池セルの実質的な比熱、すなわち電池セルの熱容量を電池セル重量で除した値よりも高い比熱を備えたものである必要がある。
Since the endothermic agent that constitutes the
吸熱手段135の吸熱剤としてさらに望ましい材料は、熱を吸収する際に溶融ないし気化し、その相変化時の潜熱によって熱を吸収する相変化吸熱機能を備えている材料である。
A more desirable material as an endothermic agent of the
相変化吸熱機能を備えている材料は電池セルが充放電の際に発生した熱によって上昇する温度よりも低い温度で相変化し、かつ充放電を行わない状態で電池モジュールないし組電池システムが晒されている雰囲気温度では相変化していない事が必要である。 A material having a phase change endothermic function is exposed to the battery module or the assembled battery system in a state where the phase changes at a temperature lower than the temperature that rises due to the heat generated when the battery cell is charged and discharged and the battery cell is not charged or discharged. It is necessary that the phase does not change at the ambient temperature.
すなわち、雰囲気温度が例えば25℃とすると、30℃から40℃程度で相変化する材料であることが望ましい。また、積層された電池セルの側面を所定の温度に保って熱を均一に吸収するためには相変化が生じる温度範囲はできるだけ小さいことが望ましい。 That is, when the ambient temperature is 25 ° C., for example, it is desirable that the material change phase at about 30 ° C. to 40 ° C. Further, in order to uniformly absorb heat while keeping the side surfaces of the stacked battery cells at a predetermined temperature, it is desirable that the temperature range in which the phase change occurs is as small as possible.
また、吸熱手段135を構成する吸熱剤は熱伝導率が高いことが望ましい。熱伝導率が低い場合は電池セルの側面から熱を吸収してもその熱が吸熱剤の中を伝わりにくくなり、吸熱剤が有効に吸熱に利用されないようになる。また、吸熱剤に吸収された熱が放熱伝熱面に伝わりにくくなり、放熱伝熱面からの放熱効率が低下する。このため熱伝導率としては2W/mK以上であることが望ましい。
Further, it is desirable that the endothermic agent constituting the
上記の条件を満たす吸熱手段の吸熱剤に用いられる材料として、高い潜熱を持つパラフィンを主材料とし相変化温度を調整するための添加剤、熱伝導率を高めるためのグラファイトや酸化金属粒子等のフィラー、相変化後の形状保持性を高めるための高分子樹脂やゴム材を添加した混合材が挙げられる。 As a material used for the endothermic agent of the endothermic means that satisfies the above conditions, paraffin having a high latent heat is the main material, an additive for adjusting the phase change temperature, graphite or metal oxide particles for increasing the thermal conductivity, etc. Examples thereof include a filler and a mixed material to which a polymer resin or a rubber material for enhancing shape retention after phase change is added.
また、パラフィン以外にも塩化カルシウム水和物、硫酸ナトリウム水和物を主材料として用いてもよい。また、これらの混合材をガス透過性の低いアルミフィルムでラミネートあるいは被覆して吸熱手段135を形成することで、扱いが簡単で組み立て性の良好な吸熱手段135となるものである。
In addition to paraffin, calcium chloride hydrate or sodium sulfate hydrate may be used as a main material. Further, the
吸熱手段135の吸熱剤の量あるいは厚さは特に限定されるものではなく、組電池システムの用途によって異なってくる。例えば組電池システムが、多数のコンピューターを配置したデータセンターの停電時非常用バックアップ電源装置として使用される場合では、コンピューターが安全に停止できるまでの時間、例えば10分間程度の放電が求められる。この時間は例えばデータの転送、メモリへの記憶やバックアップデータの転送、記憶等の時間に当てられるものである。
The amount or thickness of the heat absorbing agent of the
このような用途では電池セルの10分間の発熱を吸収できれば良いが、10分の短時間では電池セル内部にこもったまま電池セルの外部に出てこない熱もある。すなわち電池セル自身の内部の熱容量によって温度上昇が抑制される分がある。このため、おおよそ10分間の発熱総量の5分の1程度ないしそれ以上の熱を吸収できれば十分な温度低減効果が得られる。 In such an application, it is only necessary to absorb the heat generated in the battery cell for 10 minutes, but in a short time of 10 minutes, there is also heat that remains inside the battery cell and does not come out of the battery cell. That is, there is a part in which the temperature rise is suppressed by the heat capacity inside the battery cell itself. Therefore, a sufficient temperature reduction effect can be obtained if heat of about one fifth or more of the total amount of heat generated in about 10 minutes can be absorbed.
そして、吸熱剤として相変化吸熱機能を備える材料を用いた場合、100000J/kg程度の潜熱量が容易に達成できる。 When a material having a phase change endothermic function is used as the endothermic agent, a latent heat amount of about 100,000 J / kg can be easily achieved.
吸熱剤の密度を800kg/m3、潜熱量を100000J/kgとして、例えば多数の二次電池(高さ0.15m、奥行き0.08m、幅0.15m)で構成される組電池システムで、10分間の放電時間の間に二次電池1個に200Wの発熱があると仮定する。 With an assembled battery system comprising a large number of secondary batteries (height 0.15 m, depth 0.08 m, width 0.15 m), the density of the endothermic agent is 800 kg / m 3 and the latent heat amount is 100,000 J / kg. Assume that one secondary battery has a heat generation of 200 W during a discharge time of one minute.
この時に1個の二次電池が10分間に発生する熱量は120000Jである。この5分の1を吸熱剤で吸収するとすれば、必要な吸熱剤の重量は120000/100000/5=0.24kgである。 At this time, the amount of heat generated by one secondary battery in 10 minutes is 120,000 J. If this one-fifth is absorbed by the endothermic agent, the required endothermic agent weight is 120,000 / 100000/5 = 0.24 kg.
更に、二次電池の側面部の寸法が0.15m×0.08mであるので、この側面部に吸熱剤(収容体に封入されたもの)を貼り付けるとすると、必要な吸熱剤の厚さは0.24/(800×0.15×0.08)=0.025m(=2.5cm)である。二次電池の側面部の両側に吸熱剤を設けるので、それぞれの吸熱剤に必要な厚みは0.0125m(=1.25cm)となり、二次電池の寸法に比較して十分小さい寸法の吸熱剤で熱を吸収できる。 Furthermore, since the dimension of the side surface portion of the secondary battery is 0.15 m × 0.08 m, the thickness of the necessary endothermic agent can be obtained by attaching the endothermic agent (encapsulated in the container) to the side surface portion. Is 0.24 / (800 × 0.15 × 0.08) = 0.025 m (= 2.5 cm). Since the endothermic agent is provided on both sides of the side part of the secondary battery, the necessary thickness of each endothermic agent is 0.0125 m (= 1.25 cm), and the endothermic agent has a sufficiently small size compared to the size of the secondary battery. Can absorb heat.
放熱促進手段137は吸熱手段135に一時的に吸収された熱を最終的に周囲の空気に放熱する機能を備えている。そのため、放熱促進手段137は吸熱手段135の一面と熱的に接続されており、更に図1乃至図3に示すように吸熱手段135に接していない部分にフィン状の凹凸を設けた拡大伝熱面を有している。 The heat radiation promoting means 137 has a function of finally radiating the heat temporarily absorbed by the heat absorbing means 135 to the surrounding air. Therefore, the heat radiation promoting means 137 is thermally connected to one surface of the heat absorbing means 135, and further, as shown in FIGS. 1 to 3, an enlarged heat transfer in which fin-shaped irregularities are provided in a portion not in contact with the heat absorbing means 135 Has a surface.
二次電池モジュール160外部の空気に接する面に凹凸を有する拡大伝熱面を設けることで放熱面積を拡大することで放熱を促進することができる。また、この際、拡大伝熱面は、放熱効率を高めるために熱伝導性の高い材料であることが望ましく、このような材料は例えば銅、アルミニウムあるいはアルミニウム合金である。
Heat dissipation can be promoted by expanding the heat dissipation area by providing an enlarged heat transfer surface having irregularities on the surface in contact with the air outside the
次に、二次電池モジュール160を構成する二次電池100A〜100Dについて説明するが、二次電池100A〜100Dはそれぞれ同じ構造であるため、以下、代表して二次電池100Aについて説明する。
Next, the
図5は二次電池100Aを示す部分破断斜視図であり、缶101と蓋102の一部を破断して示している。図6は電池セル100Aの内部構造を示す斜視図である。図7は電極群170の構成を示す斜視図である。
FIG. 5 is a partially broken perspective view showing the
図5に示すように、二次電池100Aは、所定の厚さを有する板材からなる缶101と蓋102から構成された電池容器を備えている。缶101および蓋102の材質は、ステンレスやアルミニウム、アルミニウム合金などである。缶101には図6に示される正極集電体180および負極集電体190に接続された電極群170が収容されている。
As shown in FIG. 5, the secondary battery 100 </ b> A includes a battery container including a can 101 made of a plate material having a predetermined thickness and a
図5に示されているように、缶101は上面が開口された矩形箱状(略直方体形状)に形成され、一対の側面壁部101aと一対の側面壁部101bと底面壁部を有しており、この一対の側面壁部101bに吸熱手段135が熱的に接続可能に取り付けられる。ここで、一対の側面壁部101aは二次電池100A〜100Dのそれぞれの対向面を形成する。(以下では側面壁部は側面部、底面壁部は底面部と表記する。)
缶101には、電極群170が缶101の形状に沿うような形状に構成されて収容されており、本実施の形態では、電極群170は第1分割電極群170aと第2分割電極群170bとに等分割されている。
As shown in FIG. 5, the
In the
図5および図6に示すように、第1分割電極群170aおよび第2分割電極群170bは、それぞれ、絶縁フィルム108に覆われた状態で缶101に収容されている。絶縁フィルム108は、ポリプロピレン等の絶縁性を有する厚さ100μm程度の樹脂フィルムであり、図示しないが電極群170の底面も絶縁フィルムにより覆われている。これにより、缶101と電極群170は電気的に絶縁されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the first divided
図5に示すように、蓋102は、矩形平板状であって、缶101の開口を塞ぐように溶接されている。つまり、蓋102は缶101を封止している。
As shown in FIG. 5, the
蓋102には、電極群170の正極板174と電気的に接続された正極端子141、並びに電極群170の負極板175と電気的に接続された負極端子151が設けられている。正極端子141および負極端子151は、それぞれ電池容器の同一設置面に設けられている。
The
正極端子141が電極群170の正極板174に電気的に接続され、負極端子151が電極群170の負極板175に電気的に接続されているため、正極端子141および負極端子151を介して外部に電力が供給され、あるいは、正極端子141および負極端子151を介して外部発電電力が電極群170に供給されて充電される。
Since the
図5に示すように、蓋102には注液部106が設けられている。注液部106には、電池容器内に電解液を注入するための注液孔が穿設されている。注液孔は、電解液注入後に注液栓によって封止される。電解液としては、たとえば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートの混合溶媒に6フッ化リン酸リチウム(LiPF6)等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いることができる。
As shown in FIG. 5, the
蓋102には、ガス排出弁103も設けられている。ガス排出弁103は、プレス加工によって蓋102を部分的に薄肉化することで形成されている。ガス排出弁103は、二次電池100Aが過充電等の異常により発熱してガスが発生し、電池容器内の圧力が上昇して所定圧力に達したときに開裂して、内部からガスを排出することで電池容器内の圧力を低減させる。尚、蓋102にガス排出弁用の開口を設け、蓋102よりも薄い厚みのガス排出弁をガス排出弁用開口に溶接で取り付けることとしても良い。
The
次に、図7を参照して蓄電要素である電極群170の構成について説明する。本実施の形態の電極群170は上記したように第1分割電極群170aと第2分割電極群170bとに分割されている。第1分割電極群170aと第2分割電極群170bとは同じ構造であるため、以下、代表して第1分割電極群170aについて説明する。
Next, the structure of the
図7は、第1分割電極群170aの積層構造を説明するための概念図であり、図7には第1分割電極群170aを構成する複数枚の正極板174及び複数枚の負極板175と、正負極板174と負極板175の間に介在される複数枚のセパレータ173とが模式的に示されている。これらによって積層された電池セルが構成されている。つまり、1枚の正極板174と1枚の負極板175及びこの間に介在されたセパレータ173によって単位電池セルが構成されているものである。
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining a laminated structure of the first divided
このように第1分割電極群170aは図7に示すように、正極板174及び負極板175の間にセパレータ173を介在させて単位電池セルを交互に積層していくことで作製される。
As described above, the first divided
正極板174は、正極箔171と、正極活物質に結着材(バインダ)が配合された正極活物質合剤が正極箔171の両面に塗布されて形成された正極電極層176とを有する。
The
負極板175は、負極箔172と、負極活物質に結着材(バインダ)が配合された負極活物質合剤が負極箔172の両面に塗布されて形成された負極電極層177とを有する。正極活物質と負極活物質との間では、充放電が行われる。
The
正極箔171は、厚さ20〜30μm程度のアルミニウム箔であり、負極箔172は、厚さ15〜20μm程度の銅箔であり、セパレータ173の素材は多孔質のポリエチレン樹脂である。
The
正極板174は、正極箔171の両面に正極電極層176が形成された矩形状の活性物質合剤を塗布した塗工部と、この塗工部の上部の一端(図示左側)から上方に延出した未塗工部とを備えている。正極板174の未塗工部は、正極電極層176が形成されずに正極箔171が露出した正極集電部であり、以下、この正極集電部を正極タブ178と称する。
The
負極板175は、負極箔172の両面に負極電極層177が形成された矩形状の活性物質合剤を塗布した塗工部と、この塗工部の上部の一端(図示右側)から上方に延出した未塗工部とを備えている。負極板175の未塗工部は、負極電極層177が形成されずに負極箔172が露出した負極集電部であり、以下、この負極集電部を負極タブ179と称する。
The
図7に示すように、正負極端子141、151はそれぞれ円柱状部材であり、それぞれシール材142を介して蓋102の正負極端子取付用の開口に挿着される。シール材の材質は、ポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂である。これにより、蓋102と正負極端子141、151との間が封止され、正負極端子141、151と蓋102とは電気的に絶縁される。
As shown in FIG. 7, each of the positive and
正極集電体180、負極集電体190は、概略直方体形状の部材であり、夫々、正極端子141、負極端子151と電気的に接続されている。また、正極集電体180、負極集電体はそれぞれ、正極タブ178、負極タブ179と電気的に接続されている。
The positive electrode
そして、このような正極板174と負極板175及びセパレータ173よりなる単位電池セルを積層して二次電池とした場合は、各電池セルで発生した熱は積層方向に向かって流れるが、その過程で電池セル自身(特に熱伝導率の低いセパレータや活物質)が積層方向の熱移動を妨げるようになる。したがって、多数の電池セルを積層した場合ではその積層方向において温度分布が不均一になって上記したような課題を惹起するようになる。
When the unit battery cell including the
したがって、この積層された電池セルの放熱をより素早く、しかも温度分布が不均衡になるのを抑制する放熱構造が重要となり、その構造を以下に説明する。 Therefore, it is important to provide a heat dissipation structure that can quickly dissipate heat from the stacked battery cells and suppress the temperature distribution from becoming unbalanced. The structure will be described below.
図5に戻って、各電極群170は積層された板状の単位電池セルからなり、その積層方向は側面部101bと同方向である。つまり、電極群170の電池セルの横方向である延伸方向と側面部101bの関係は直交する関係となっている。
Returning to FIG. 5, each
一方、各電極群170の積層方向には他方の一対の側面部101aがあり、電極群170の電池セルの延伸方向と側面部101aの関係は平行の関係となっている。この一対の側面部101aは隣り合う二次電池の側面部101aと対向するようになる。
On the other hand, there is the other pair of
一対の側面部101bのほぼ全面に図1や図4に示したように吸熱手段135が取り付けられるようになっており、この側面部101bはこれによってほぼ均一に吸熱手段135が有する温度に近くなっている。
As shown in FIGS. 1 and 4, the
したがって、缶101の側面部101bの内側である内部側面もほぼ均一に吸熱手段135が有する温度に近くなっている。このため、電極群170を構成する板状の各電池セルの延伸方向はほぼ同じ条件で側面部101bの内部側面と向き合うことになる。
Therefore, the inner side surface, which is the inner side of the
この結果、板状の各電池セルと側面部101bの内部側面とはほぼ同様の温度勾配を有するようになって、各電池セルで発生した熱は主に正極板174と負極板175を介して同程度の割合で側面部101bに流れ、更に吸熱手段135に向かって流れるようになる。つまり、正極板174、負極板175はアルミニウム箔、銅箔を含む材料で構成されているので伝熱性能は優れている。
As a result, each plate-shaped battery cell and the inner side surface of the
このため、従来では電池セルの積層方向で見て積層された電池セルの中央付近で熱が籠りやすかったのに対し、本実施例の場合は各電池セルで発生した熱は夫々同様の割合で側面部101bから吸熱手段135に流れるため積層された電池セルの温度分布をほぼ均一にすることができる。尚、吸熱手段135は二次電池の一対の側面部101bの内の少なくとも1つの側面部101bに配置されていれば良いものである。
For this reason, in the past, the heat generated easily in the vicinity of the center of the stacked battery cells as seen in the stacking direction of the battery cells, whereas in the case of this embodiment, the heat generated in each battery cell is at the same rate. Since the heat flows from the
次に、本実施の形態を総括すると以下のような作用、効果を奏することができる。 Next, when this embodiment is summarized, the following operations and effects can be achieved.
(1)二次電池100A〜100Dが放電あるいは充電を行うと、電極群170の内部で熱が発生する。この熱の一部は蓋102、端子141、151から外部に放出される、残りは絶縁フィルム108を介して缶101に伝えられる。
(1) When the secondary batteries 100 </ b> A to 100 </ b> D are discharged or charged, heat is generated inside the
側面部101bには吸熱手段135が配置されており、熱が吸熱手段135に吸収されるため側面部101bは吸熱手段135が無い場合に比較して低い温度に維持される。したがって、吸熱手段135がない場合に比較して電極群170で発生した熱は側面部101aよりも側面部101bから二次電池外部に放出されやすくなる。
Since the
ここで、電極群170は、正極板174および負極板175をセパレータ173を介在させて交互に積層することで作製され、側面部101aと並行に配置されている。正極板、負極板はアルミニウム箔、銅箔を含む部材で構成されているため、電極群の熱伝導率は積層方向と垂直な面内では大きい。これに対して積層方向に対しては活物質、セパレータといった熱伝導率が低い部材を熱が通過しなければならないため、積層方向の熱伝導率は非常に小さい。
Here, the
このため、例えば側面部101bよりも側面部101aを低い温度に保つように電池セルを冷却すると、熱は電極群の積層方向に移動し、電極群内部で積層方向に大きな温度分布の不均一化が発生してしまう。
For this reason, for example, when the battery cell is cooled so that the temperature of the
これに対し、本実施の形態のように側面部101bに吸熱手段135を配置して、側面部101bから熱を吸収した場合には、各電池セルの熱は電極群の積層方向と垂直な面方向に同程度の割合で移動するため、電極群内部の温度分布の不均一化を抑制して電池セルを素早く冷却することができる。
On the other hand, when the
吸熱手段135は熱を吸収するものであるが、その吸収量は吸熱手段135の特性と量によって決まり、無限に熱を吸収できるものではない。しかしながら、発熱が問題となるのは大電力で放電あるいは充電を行う充放電速度が高い場合である。電池はその容量に制限があり、大電力で放電あるいは充電を行うのは限られた時間である。したがって、吸熱手段によって一時的に熱を吸収することで電池セルの冷却が実現できる。 Although the heat absorption means 135 absorbs heat, the amount of absorption is determined by the characteristics and amount of the heat absorption means 135 and cannot absorb heat indefinitely. However, heat generation becomes a problem when the charge / discharge rate for discharging or charging with high power is high. A battery has a limited capacity, and discharging or charging with high power is a limited time. Therefore, the battery cell can be cooled by temporarily absorbing the heat by the heat absorbing means.
(2)多数のコンピューターが配置されたデータセンターのように、停電発生時に一時的電源として用いられる場合に、吸熱手段135を二次電池100A〜100Dの側面部101bに配置した効果として以下のようなものがある。
(2) When used as a temporary power source in the event of a power failure as in a data center where a large number of computers are arranged, the effects of arranging the heat absorbing means 135 on the
このような用途では、日常的には電池システムは待機状態となっており、停電時に10分間程度の短時間(例えばシステムが安全にシャットダウンできるまでの時間)、高い放電速度で可能な全容量が放電される。そして、停電が復旧した後は、ほとんどの場合すぐに組電池システムが稼働することはないため、次の停電に備えて時間をかけて充電を行えばよい。 In such an application, the battery system is in a standby state on a daily basis, and a short time of about 10 minutes at the time of a power failure (for example, the time until the system can be safely shut down), the full capacity possible at a high discharge rate. Discharged. And since the assembled battery system does not operate immediately after the power failure is restored, charging may be performed over time in preparation for the next power failure.
したがって、このような用途では、吸熱手段135を側面101bに配置することで、吸熱手段135によって一時的に熱を吸収することで電極群内部の温度分布の不均一化を抑制できる。また電池セルの冷却が実現できるだけでなく、吸熱手段135で吸収された熱は放電終了後の待機時に時間をかけて外部に放熱すればよいので放熱手段を簡素化することができる。
Therefore, in such an application, by disposing the heat absorbing means 135 on the
(3)吸熱手段として特に、特定温度域で相変化し潜熱として熱を吸収する相変化吸熱手段を用いる事で、二次電池100A〜100Dの側面部101bの温度をより一定に保つ事が出来る。
(3) In particular, the temperature of the
すなわち、吸熱手段135を用いずに二次電池モジュール160を構成し、外部から空気を通風して冷却する場合、冷却空気は通風の上流側では低い温度に維持されていても、発生した熱を空気が吸収することで下流側の風温は上昇し、下流ほど冷却効率が低下して二次電池モジュール160内の各二次電池100A〜100D間で冷却効率に不均一化が生じ、その結果、二次電池モジュール160内の二次電池間で温度分布に不均一化が生じてしまう。
That is, when the
また、同様に、多数の電池モジュール160からなる組電池システム161を構成した場合には、風量や風温等の冷却条件をすべての二次電池モジュール160で均一に保つことは困難であり、このため二次電池モジュール160間で温度分布の不均一化が生じてしまう。
Similarly, when the assembled
また、上記した説明は冷却空気の通風を想定したが、水等の冷却冷媒を通水して放熱する場合においても、同じように水温上昇や水量の不均一化が発生し、二次電池モジュール160内の二次電池100A〜100D間や、組電池システム161内の二次電池モジュール160間で温度分布の不均一化が発生してしまう。
In addition, although the above description assumes ventilation of cooling air, even when a cooling refrigerant such as water is passed through to dissipate heat, the water temperature rises and the amount of water becomes uneven, and the secondary battery module Nonuniform temperature distribution occurs between the secondary batteries 100 </ b> A to 100 </ b> D in 160 and between the
これに対し、本実施の形態のように相変化吸熱手段を側面部101bに配置した場合は、側面部101bの温度を吸熱手段の相変化温度近傍で比較的一定に維持することができる。したがって、二次電池モジュール160内の二次電池100A〜100D間や、組電池システム161内の二次電池モジュール160間における温度分布の不均一化を抑制することができる。
On the other hand, when the phase change heat absorption means is arranged on the
(4)また、吸熱手段135と熱的に接続した放熱促進手段137を設けることで、吸熱手段135に吸収された熱を速やかに外部に放出することができ、吸熱手段135が電池セルから吸収可能な熱量を増加させることができる。これにより同じ冷却効果を得るための吸熱手段135の使用量を低減することができる。また、電池セル側面から熱をより吸収できるようになるため、電極群内部の温度分布の不均一化をさらに改善できる。
(5)吸熱手段135と熱的に接続した放熱促進手段137を設けることで、吸熱手段に吸収された熱を速やかに外部に放出することができ、充放電を頻繁に繰り返すような発熱が短時間に繰り返される用途においても、電極群内部の温度分布の不均一化を抑制でき、各電池セルを効率よく冷却することができる。
(6)また、吸熱手段保持部材と弾発部材によって吸熱手段を側面に保持することで、吸熱手段が膨張してもこれらの間の熱的な接続状態を維持する事が出来、冷却性能を安定化することができる。
(4) Also, by providing the heat radiation promoting means 137 thermally connected to the heat absorbing means 135, the heat absorbed by the heat absorbing means 135 can be quickly released to the outside, and the
(5) By providing the heat radiation promoting means 137 thermally connected to the heat absorbing means 135, the heat absorbed by the heat absorbing means can be quickly released to the outside, and the heat generation that frequently repeats charging and discharging is short. Even in applications that are repeated over time, the temperature distribution inside the electrode group can be prevented from becoming uneven, and each battery cell can be efficiently cooled.
(6) Further, by holding the heat absorbing means on the side surface by the heat absorbing means holding member and the elastic member, even if the heat absorbing means expands, the thermal connection state between them can be maintained, and the cooling performance can be improved. Can be stabilized.
次に図8、図9を参照して本発明の第2の実施の形態に係る二次電池100A〜100D、およびそれを用いた二次電池モジュール160を説明する。尚、第2の実施の形態においては、二次電池100A〜100Dの内部に熱伝導部材が追加された点以外は第1の実施の形態と同様の構成である。
Next,
図8は第2の実施形態の電池セルの内部を示すために、缶101及び蓋102を取り除いたものである。本実施の形態においては、第1分割電極群170a、第2分割電極群の間に内部熱伝導部材201が設けられている点を除いて、第1の実施の形態と同じである。
FIG. 8 is a view in which the
図9に示すように、内部熱伝導部材201は「H」形の形状に構成されており、第1分割電極群170a、第2分割電極群170bの間の位置、すなわち電極群の積層方向の中心位置に広がる中央面部202と二次電池100A〜100Dの側面部101bに並行な側面部203を有している。
As shown in FIG. 9, the internal heat
中央面部202は第1分割電極群170a、第2分割電極群170bの内側側面と密着して接触しており、また、側面部203は第1分割電極群170a、第2分割電極群170bの外側側面と密着して接触している。
これにより、内部熱伝導部材201は第1分割電極群170a、第2分割電極群170bの内部と、二次電池100A〜100Dの側面部101bを熱的に接続している。また、側面部203の角部は組み立て時に電極群あるいは絶縁シートを破損しないように面取りされている。
The
Thereby, the internal heat
内部熱伝導部材201は、第1分割電極群170a、第2分割電極群170b内部の熱を二次電池100A〜100Dの側面部101bに伝える機能を有している。このため内部熱伝導部材201は高熱伝導材料で構成されていることが望ましい。このような材料は例えばアルミニウム、銅、アルミ合金等が使用できる。
The internal
また、中央面部202と側面部203は別部材で構成されていてもよいが、中央面部202と側面部203は熱的に接続されている必要がある。
Moreover, although the
また、図8、図9に示した実施の形態では、電極群は第1分割電極群170a、第2分割電極群170bの2個に分割されているが、この分割数が多い場合は、中心位置に広がる中央面部202を複数設け、各々が、二次電池100A〜100Dの側面部101bに平行な側面部203に熱的に接続されるような構成としてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 8 and FIG. 9, the electrode group is divided into two parts, a first divided
更に、図8、図9に示した実施の形態では、電極内部と二次電池100A〜100Dの側面部101bを熱的に接続しているが、電極内部と二次電池100A〜100Dの底面部を熱的に接続する形状であっても良い。この場合、側面部203は二次電池100A〜100Dの側面部101bではなく、二次電池100A〜100Dの底面に広がる底面部と平行に構成される。但しこの場合は、後述する第3の実施形態のように二次電池100A〜100Dの底面側に吸熱手段135を配置しなければいけない。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 8 and 9, the inside of the electrode and the
この第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態に加えて以下のような作用効果を奏することができる。 According to the second embodiment, the following operational effects can be achieved in addition to the first embodiment.
(7)電極群の積層方向の内部に広がる中央面部202と二次電池100A〜100Dの側面部101b、あるいは底面部に並行な側面部203を有する内部熱伝導部材201を設けることにより、電極群で温度が高くなる電極群内部から二次電池100A〜100Dの側面部101b、あるいは底面部に向かう熱の移動が促進される。これを二次電池100A〜100Dの側面部101b、あるいは底面部に設けられた吸熱手段135で吸収することによって電極群の最大温度を低下させることができ、更にその結果、二次電池100A〜100D内部の温度分布の不均一化を抑制することができる。
(7) By providing the internal heat
次に図10、図11、図12、及び図13bを参照して本発明の第3の実施の形態に係る二次電池モジュール160、及び複数の二次電池モジュール160を備えた組電池システムを説明する。尚、本実施の形態においては第1の実施の形態と同様の箇所には100番台に代えて300番台の参照番号を付し、下2桁を同一番号として、第1の実施の形態との相違点について主に説明する。
Next, referring to FIG. 10, FIG. 11, FIG. 12, and FIG. 13b, a
図10は本発明の第3の実施の形態に係る複数の二次電池を備えた二次電池モジュール360の構成を示す斜視図である。また、図11は図10における二次電池モジュールをA−Aで断面した時の概略断面図である。また、図12は組電池システム361を前面からみた正面図、図13は図12に示した組電池システム361を側面から見た側面図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a
図12、図13に示すように、組電池システム361は概略直方体形状の筺体であって、複数の二次電池モジュール360を所定の位置に設置するための棚362、筺体内部に冷却用の空気と取り込むための吸気部363、筺体内部から空気を排出するための冷却ファン364、複数の電池モジュール360を制御し所定の電力をとりだすための組電池コントローラ366を備えている。
As shown in FIGS. 12 and 13, the assembled
図12、図13において二次電池モジュール360は第1の実施の形態と同様に、二次電池モジュール360同士、あるいは組電池コントローラ366と電気的に接続されており、充電された電力の外部への供給あるいは、外部より二次電池モジュール360への充電が行われる。
In FIG. 12 and FIG. 13, the
充電或いは放電の際には、冷却ファン364が作動すると、冷却ファン364によって開口部13より筺体内部に取り込まれた空気は、棚あるいは筺体の天井と筺体の側面によって構成される概略ダクト状の空間を流れ、棚362上に配置された二次電池モジュール360の周辺を流れることによって、二次電池モジュール360を冷却する。ここで棚362は二次電池モジュール360の底部に相当する部分が開口されている。したがって二次電池モジュール360の底面は、二次電池モジュール360が配置されている棚の一段下で形成される概略ダクト状の空間に直接面している。このため、二次電池モジュール360の底面も冷却ファンによって取り込まれた空気によって直接冷却されるようになっている。
When the cooling
図10に示すように、二次電池モジュール360は、二次電池300A〜300Cを有している。二次電池300A〜300Cは内部構造を含め第1の実施形態と同一である。二次電池300A〜300Cは、それぞれ概略直方体形状であって、第1の実施形態における側面部(図4における側面部101b)が対向するように並べて配置されている。以降においてそれぞれ第1の実施形態における側面部101a、側面部101bと同一面である。
As shown in FIG. 10, the
二次電池300A〜300Cには、それぞれ正極端子341、負極端子351が設けられており、バスバー309によって電気的に接続されている。また、バスバー309が接続されていない正極端子341、負極端子351は、第1の実施の形態と同様に電力コントローラ366、或いは他の二次電池モジュールに電気的に接続されている。
Secondary batteries 300 </ b> A to 300 </ b> C are each provided with a
二次電池モジュール360は二次電池300A〜300Cを底部より保持するためのモジュール底部保持部材322、二次電池300A〜300Cの開放面である側面部101a側より保持するためのモジュール側面保持部材324、二次電池300A、300Cを外側から保持するためのモジュール端部保持部材323、および二次電池300A〜300Cの間を所定の間隔に保つためのスペーサ321を備え、二次電池300A〜300Cは二次電池モジュール360において所定の位置に保持される。
The
二次電池コントローラ320は二次電池の状態を監視し、必要に応じて二次電池モジュールの充放電を制御するあるいは制御するための信号をより組電池コントローラ366に送信する。
The
また、図10、図11に示すように、二次電池モジュール360は、二次電池300A〜300Cの側面に側面側吸熱手段335a、二次電池モジュール360の底部保持部材322の下面側に底面側吸熱手段335bを備えている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
更に、二次電池モジュール360は吸熱手段335a同士の間、あるいは吸熱手段335aとモジュール端部保持部材323との間に弾発部材338を備え、吸熱手段335bの更に下面側に吸熱手段335bを下面側から保持するための吸熱手段保持部材336aを備える。
Further, the
吸熱手段335aあるいは335bは、第一の実施形態と同様にそれぞれ二次電池300A〜300Cの側面部101b、及び底部保持部材332の下面側と熱的に接続されている。尚、吸熱手段335bは本実施例では底部保持部材332の下面側と熱的に接続されているが、底部保持部材332を枠状に形成して図11に示す二次電池300A〜300Cの底面部101cに直接的に吸熱手段335bが接触するように構成することも可能である。
The
そして、図11において電極群170は紙面に対して直角に方向に伸びるように積層される形となるので、正極板174と負極板175及びセパレータ173よりなる単位電池セルが積層された電極群170においては、板状の各電池セルの延伸方向は二次電池300A〜300Cの側面部101bと底面部101cの面に対して直交するようになる。
In FIG. 11, the
したがって、側面部101b、及び底面部101cのほぼ全面に吸熱手段335a、335bが熱的に接続されるように取り付けられているので、この側面部101b、底面部101cもこれによってほぼ均一に吸熱手段335a、335bが有する温度に近くなっている。
Accordingly, since the
このため、二次電池300A〜300Cの側面部101b、底面部101cの内側である内部面もほぼ均一に吸熱手段335a、335bが有する温度に近くなっている。このため、電極群170を構成する板状の各電池セルの延伸方向はほぼ同じ条件で側面部101b、底面部101cの内部面と向き合うことになる。
Therefore, the side surfaces 101b and the inner surfaces inside the
この結果、板状の各電池セルと側面部101b、底面部101cの内部面とはほぼ同様の温度勾配を有するようになって、各電池セルで発生した熱は同程度の割合で側面部101b、底面部101cの内部面に流れ、更に吸熱手段135に向かって流れるようになる。
As a result, the plate-shaped battery cells and the inner surfaces of the
このため、従来では電池セルの積層方向で見て積層された電池セルの中央付近で熱が籠りやすかったのに対し、本実施例の場合は各電池セルで発生した熱は夫々同様の割合で側面部101b、底面部101cの内部面から吸熱手段335a、335bに流れるため積層された電池セルの温度分布をほぼ均一にすることができる。
For this reason, in the past, the heat generated easily in the vicinity of the center of the stacked battery cells as seen in the stacking direction of the battery cells, whereas in the case of this embodiment, the heat generated in each battery cell is at the same rate. Since the flow from the inner surface of the
弾発部材338は、第1の実施形態の弾発部材138と同様に、吸熱手段335aが膨張収縮した際にも吸熱手段335aと二次電池300A〜300Cの側面部101bとの接触状態を維持するために、二次電池の側面部101に対して垂直な方向に伸縮可能となっている。
The
次に、吸熱手段保持部材336aは、端部に伸縮可能なばね構造336bを備え、吸熱手段335bを底部保持部材332に対して押し付けるように保持している。すなわち、吸熱手段保持部材336aは、第一の実施形態における弾発部材138と吸熱手段保持部材136の両方の機能を備えた部材となっている。
Next, the endothermic
底部保持部材332は二次電池300A〜300Cを底面側から保持すると同時に、吸熱手段335bが二次電池300A〜300Cで発生した熱を効果的に吸収できるように、比較的強度が高く熱伝導性の良好な材料であることが望ましい。このような材料は、例えば鉄あるいはアルミニウム、アルミニウム合金が使用できる。
The
また、吸熱手段保持部材336aは吸熱手段335bの膨張収縮に対応して伸縮可能であると同時に、吸熱手段335bで吸収された熱を二次電池モジュール360の底面側から効果的に放熱するために、熱伝導性の良好な材料であることが望ましい。このような材料として、例えば鉄あるいはアルミニウム、アルミニウム合金が使用できる。
Further, the heat absorbing
吸熱手段335a、335bの機能および望ましい条件は第1の実施形態と同様である。また、二次電池モジュール360を構成する二次電池300A〜300Cは第1の実施形態における二次電池と同様の構成である。
The functions and desirable conditions of the
上述した本実施の形態によれば、第1の実施形態における効果(1)、(2)、及び(3)に加えて以下のような作用効果を奏することができる。 According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained in addition to the effects (1), (2), and (3) in the first embodiment.
(8)放電或いは充電を行うと、電極群170の内部で熱が発生するが、この熱の一部は蓋102、端子141、151から外部に放出され、残りは絶縁フィルム108を介して缶101に伝えられる。そして、二次電池300A〜300Cの底面部101cには底部保持部材332を介して吸熱手段335bが熱的に接続されるように配置されており、電池セルで発生した熱が吸熱手段335bに吸収されるため二次電池300A〜300C底面部101cは吸熱手段335bが無い場合に比較して低い温度に維持される。したがって、吸熱手段335bがない場合に比較して電極群170で発生した熱は側面部101aよりも底面部101cから二次電池300A〜300Cの外部に放出されやすくなる。
(8) When discharging or charging is performed, heat is generated inside the
したがって、第1の実施形態の効果(1)で二次電池300A〜300Cの側面部101bに吸熱手段335aを配置した場合と同様に電極群170の内部温度分布の不均一化を抑制しながら電極群の温度を低下することができる。もちろん、側面部101bと底面部101cの両方から吸熱するようにすれば、更に電極群170の内部温度分布の不均一化を抑制しながら電極群の温度を低下することができる。
Therefore, as in the case of the effect (1) of the first embodiment, as in the case where the
(9)二次電池300A〜300Cの底面部101cに吸熱手段335bを配置して、さらに組電池システム361において棚362において二次電池360の底面部101cに相当する部分が開口されていることにより、吸熱手段335bに吸収された熱を速やかに外部に放出することができ、吸熱手段335bが二次電池300A〜300Cから吸収可能な熱量を増加させることができる。これにより同じ冷却効果を得るための吸熱手段335bの使用量を低減することができる。また、二次電池360の底面部101cから熱をより吸収できるようになるため、電極群内部の温度分布の不均一化を更に抑制できる。
(9) The
(10)二次電池300A〜300Cの底面部101cに吸熱手段335bを配置して、さらに組電池システム361において棚362において二次電池の底面部101cに相当する部分が開口されていることにより、吸熱手段335bに吸収された熱を速やかに外部に放出することができ、充放電を頻繁に繰り返すような発熱が短時間に繰り返される用途においても、電極群内部の温度分布の不均一化を拡大することなく二次電池300A〜300Cを冷却することができる。
(10) By disposing the heat absorbing means 335b on the
尚、本実施の形態においては第1の実施形態と異なり、二次電池300A〜300Cの側面部101bに設けられた吸熱手段335aには放熱促進手段137が設けられていない。したがって本実施形態においては二次電池300A〜300Cの側面部101bに設けられた吸熱手段335a
で吸収された熱は、最終的には主に二次電池300A〜300Cの開放面である側面部101aから放熱されることになる。
In the present embodiment, unlike the first embodiment, the heat dissipation means 335a provided on the
Finally, the heat absorbed at the end is radiated mainly from the
しかしながら二次電池300A〜300Cの側面部101bに吸熱手段があることによって、電極群170の内部で発生した熱は電極群の積層方向に向かって流れる開放面である側面部101aに向かうよりも、電極群170の板状の電池セルの延伸方向に向かって流れて二次電池300A〜300Cの側面部101b至り、その後に吸熱手段335aを経由して開放面である側面部101aに流れるようになる。
However, since the
したがって、最終的な放熱面が開放面である側面部101aであっても、二次電池300A〜300Cの側面部101bに吸熱手段335aを設けることで、二次電池300A〜300C内部の熱の通過経路が変わり、電極群内部の温度分布の不均一化をさらに抑制できる。すなわち、第1の実施形態と同様に、作用、効果(1)、(2)が得られるものである。
Therefore, even if the final heat radiation surface is the
尚、次のような変形も本発明の範囲内であり、この変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。 The following modifications are also within the scope of the present invention, and one or a plurality of these modifications can be combined with the above-described embodiment.
上述した実施例1乃至実施例3では、電極群170は図7に示すように、正極板174及び負極板175にセパレータ173を介在させて交互に概略並行に積層することで作製されている。これに対し図14で示すように、正極板、負極板、セパレータを楕円形もしくは円形に捲きつけるように電極群470を作成することもでき、以下これを捲回電極群という。
In Example 1 to Example 3 described above, as shown in FIG. 7, the
次にこの捲回電極群の構成について図14を用いて説明する。ここで、第1の実施の形態と同様の機能を有する箇所には100番台に代えて400番台の参照番号を付し、下2桁を同一番号としている。したがって第1の実施の形態と同様の機能の構成要素はその説明を省略する。 Next, the configuration of the wound electrode group will be described with reference to FIG. Here, portions having the same functions as those in the first embodiment are provided with reference numbers in the 400s instead of the 100s, and the last two digits are the same. Therefore, the description of the components having the same functions as those in the first embodiment is omitted.
図12に示す二次電池400においては、捲回電極群470は一組の正極板、負極板、セパレータを概略楕円状ないしは円形に捲きつけて電極群が構成され、その端部に正極タブ478、負極タブ479が形成されている。
In the
また、正極タブ378は正極集電体480および正極端子441と電気的に接続されている。また、不図示であるが、正極集電体480と対向する側に負極集電体が設けられており、負極タブ479は負極集電体および負極端子451と電気的に接続されている。
The positive electrode tab 378 is electrically connected to the positive electrode
このような捲回式電極群を有する二次電池400においても、側面401bに吸熱手段を設けることで、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。すなわち、図14にあるように捲回式電極群470においても単位電池セルの延伸方向は側面部401bに向かって延びている。この側面部401bには図示はしていないが吸熱手段135が熱的に接続されるように取り付けられる構成となる。
Also in the
したがって、捲回式電極群470の正極板と負極板及びセパレータよりなる単位電池セルにおいては、板状の各電池セルの延伸方向は二次電池400の側面部401bの面に対して直交するようになる。側面部401bのほぼ全面に吸熱手段が熱的に接続されるように取り付けられているので、この側面部401bもこれによってほぼ均一に吸熱手段が有する温度に近くなっている。
Therefore, in the unit battery cell including the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator of the
このため、二次電池400の側面部401bの内側である内部側面もほぼ均一に吸熱手段が有する温度に近くなっている。このため、電極群470を構成する板状の各電池セルの延伸方向はほぼ同じ条件で側面部401bの内部側面と向き合うことになる。
For this reason, the inner side surface which is the inner side of the
この結果、板状の各電池セルと側面部101b、底面部101cの内部面とはほぼ同様の温度勾配を有するようになって、各電池セルで発生した熱は同程度の割合で側面部101b、底面部101cの内部面に流れ、更に吸熱手段135に向かって流れるようになる。
As a result, the plate-shaped battery cells and the inner surfaces of the
このため、従来では電池セルの積層方向で見て積層された電池セルの中央付近で熱が籠りやすかったのに対し、本実施例の場合は各電池セルで発生した熱は夫々同様の割合で側面部401bの内部側面から吸熱手段に流れるため積層された電池セルの温度分布をほぼ均一にすることができる。
For this reason, in the past, the heat generated easily in the vicinity of the center of the stacked battery cells as seen in the stacking direction of the battery cells, whereas in the case of this embodiment, the heat generated in each battery cell is at the same rate. Since the heat flows from the inner side surface of the
但し、捲回式電極群470を構成する単位電池セルでは、実施例1乃至実施例3のような電極群170を有する単位電池セルに比較して、側面部401bと電極群470の間に正極集電体480あるいは不図示の負極集電体が介在するため、これが熱抵抗となって吸熱手段を側面部401bに配置した効果が低減される恐れがある。したがって、電池セルは正極板、負極板、及びセパレータを概略並行に積層した電極群である方が望ましい。
However, in the unit battery cell constituting the
また、実施例1に示す実施形態において、二次電池100A〜100Dはそれぞれ個別の吸熱手段135、放熱促進手段137を備えているが、4個の吸熱手段135を一体化しても良く、これに合わせて放熱促進手段137も一体化しても良い。この場合は部品数が低減される。
In the embodiment shown in Example 1, each of the
更に、実施例1に示す実施形態において、放熱促進手段137は凹凸を有する拡大伝熱面であるが、放熱促進手段137は水等の冷却冷媒を循環させる、いわゆる水冷を用いても良い。この場合は吸熱手段135に吸収された熱がさらに効率的に放熱されるため、実施例1に示す実施形態における作用効果(4)に示したように吸熱手段135の使用量を低減することができる。また、同じく実施例1に示す実施形態における作用効果(5)に示したように、充放電を頻繁に繰り返すような発熱が短時間に繰り返される用途においても、より効果的に冷却することができる。
Furthermore, in the embodiment shown in Example 1, the heat radiation promoting means 137 is an enlarged heat transfer surface having irregularities, but the heat radiation promoting means 137 may use so-called water cooling in which a cooling refrigerant such as water is circulated. In this case, since the heat absorbed by the
最後に本発明の実施例においては、吸熱手段は二次電池あるいは二次電池モジュールに保持されている。しかしながら二次電池モジュールを複数組み合わせた大規模な組電池システムにおいては、二次電池、吸熱手段および拡大伝熱面の間で熱的に接続されている限りにおいては、例えば二次電池モジュールの可搬性を高めるために、吸熱手段あるいは拡大伝熱面を二次電池モジュールから切り離して別の構成部材として組電池システムの筺体上に固定することもできる。 Finally, in the embodiment of the present invention, the heat absorbing means is held in a secondary battery or a secondary battery module. However, in a large-scale assembled battery system in which a plurality of secondary battery modules are combined, for example, the secondary battery module can be used as long as it is thermally connected between the secondary battery, the heat absorbing means, and the expanded heat transfer surface. In order to improve portability, the heat absorbing means or the expanded heat transfer surface can be separated from the secondary battery module and fixed as a separate component on the casing of the assembled battery system.
尚、本発明は上述した各種の実施形態に限定されるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で自由に変更、改良が可能である。 The present invention is not limited to the various embodiments described above, and can be freely changed and improved without departing from the gist of the invention.
100A〜100D…二次電池、101…缶、101a…側面部、101b…側面部、101c…底面部、102…蓋、103…ガス排出弁、106…注液部、108…絶縁フィルム、109…バスバー、120…電池セルコントローラ、121…スペーサ、122…モジュール底部保持部材、123…モジュール端部保持部材、124…モジュール側面保持部材、135…吸熱手段、136…吸熱手段保持部材、137…放熱促進手段、138…弾発部材、141…正極端子、142…シール材、151…負極端子、160…二次電池モジュール、161…組電池システム、162…棚、163…吸気部、164…冷却ファン、166…組電池コントローラ、168…電力取り出し端子、170…電極群、170a…第1分割電極群、170b…第2電極分割群、171…正極箔、172…負極箔、173…セパレータ、174…正極板、175…負極板、176…正極電極層、177…負極電極層、178…正極タブ、179…負極タブ、180…正極集電体、190…負極集電体、201…内部熱伝導部材、300A〜300C…二次電池、309…バスバー、320…電池セルコントローラ、321…スペーサ、322…モジュール底部保持部材、323…端部保持部材、…324…モジュール側面保持部材、335a…吸熱手段、335b…吸熱手段、336a…吸熱手段保持部材、336b…ばね構造、338…弾発部材、341…正極端子、351…負極端子、360…二次電池モジュール、361…組電池システム、362…棚、363…吸気部、364…冷却ファン、366…組電池コントローラ、368…電力取り出し端子。
100A to 100D ... secondary battery, 101 ... can, 101a ... side face, 101b ... side face, 101c ... bottom face, 102 ... lid, 103 ... gas discharge valve, 106 ... liquid injection part, 108 ... insulating film, 109 ... Bus bar, 120 ... battery cell controller, 121 ... spacer, 122 ... module bottom holding member, 123 ... module end holding member, 124 ... module side holding member, 135 ... heat absorption means, 136 ... heat absorption means holding member, 137 ... heat dissipation promotion Means: 138 ... bullet member, 141 ... positive electrode terminal, 142 ... sealing material, 151 ... negative electrode terminal, 160 ... secondary battery module, 161 ... assembled battery system, 162 ... shelf, 163 ... intake part, 164 ... cooling fan, 166 ... Battery controller, 168 ... Power extraction terminal, 170 ... Electrode group, 170a ... First divided electrode group, 170 ... 2nd electrode division group, 171 ... Positive electrode foil, 172 ... Negative electrode foil, 173 ... Separator, 174 ... Positive electrode plate, 175 ... Negative electrode plate, 176 ... Positive electrode layer, 177 ... Negative electrode layer, 178 ... Positive electrode tab, 179 ... Negative electrode tab, 180 ... Positive current collector, 190 ... Negative current collector, 201 ... Internal heat conduction member, 300A to 300C ... Secondary battery, 309 ... Bus bar, 320 ... Battery cell controller, 321 ... Spacer, 322 ... Bottom of module Holding member, 323 ... end holding member, ... 324 ... module side surface holding member, 335a ... heat absorption means, 335b ... heat absorption means, 336a ... heat absorption means holding member, 336b ... spring structure, 338 ... elastic member, 341 ...
Claims (13)
前記電極群を構成する単位電池セルの延伸方向の端部に対向した前記電池容器の内面壁の外側に吸熱手段を配置して前記電極群で発生した熱を吸熱するようにしたことを特徴とする二次電池。 An electrode group configured by laminating a plurality of unit battery cells having a separator interposed between a plate-like positive electrode plate and a negative electrode plate, a battery container containing the electrode group, and electrically connected to the electrode group; A secondary battery comprising a positive electrode terminal and a negative electrode terminal that are at least exposed to the outside of the battery container and can be electrically connected to the outside,
The heat absorption means is disposed outside the inner wall of the battery container facing the end in the extending direction of the unit battery cells constituting the electrode group so as to absorb the heat generated in the electrode group. Secondary battery.
前記電極群を構成する単位電池セルの積層方向と直交する前記単位電池セルの延伸方向に対向した前記電池容器の内面壁の外側に吸熱手段を配置して前記電極群で発生した熱を吸熱するようにしたことを特徴とする二次電池。 An electrode group configured by laminating a plurality of unit battery cells having a separator interposed between a plate-like positive electrode plate and a negative electrode plate, a battery container containing the electrode group, and electrically connected to the electrode group; A secondary battery comprising a positive electrode terminal and a negative electrode terminal that are at least exposed outside the battery container and can be electrically connected to the outside,
An endothermic device is disposed outside the inner wall of the battery container facing the extending direction of the unit battery cells perpendicular to the stacking direction of the unit battery cells constituting the electrode group to absorb heat generated by the electrode group. A secondary battery characterized by that.
前記電池容器は一端が開口した底面壁部と2対の側面壁部を有する略直方体の缶と前記開口を封止する蓋とを有し、前記蓋に前記正極端子及び前記負極端子を取り付けると共に、前記電極群は前記缶の形状に沿うように前記単位電池セルを複数積層して前記缶の中に収納され、前記単位電池セルの積層方向と直交する前記単位電池セルの延伸方向に位置する少なくとも1つの側面壁部に前記吸熱手段が熱的に接続されるように設けられていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 2,
The battery container has a substantially rectangular parallelepiped can having a bottom wall portion having one end opened and two pairs of side wall portions, and a lid for sealing the opening, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are attached to the lid. The electrode group is stacked in a plurality of unit battery cells so as to conform to the shape of the can, and is accommodated in the can, and is positioned in the extending direction of the unit battery cell perpendicular to the stacking direction of the unit battery cells. A secondary battery, wherein the heat absorbing means is provided so as to be thermally connected to at least one side wall.
前記電池容器は一端が開口した底面壁部と2対の側面壁部を有する略直方体の缶と前記開口を封止する蓋とを有し、前記蓋に前記正極端子及び前記負極端子を取り付けると共に、前記電極群は前記缶の形状に沿うように前記単位電池セルを複数積層して前記缶の中に収納され、前記単位電池セルの積層方向と直交する前記単位電池セルの延伸方向に位置する底面壁部に前記吸熱手段が熱的に接続されるように設けられていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 2,
The battery container has a substantially rectangular parallelepiped can having a bottom wall portion having one end opened and two pairs of side wall portions, and a lid for sealing the opening, and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are attached to the lid. The electrode group is stacked in a plurality of unit battery cells so as to conform to the shape of the can, and is accommodated in the can, and is positioned in the extending direction of the unit battery cell perpendicular to the stacking direction of the unit battery cells. A secondary battery characterized in that the endothermic means is provided so as to be thermally connected to a bottom wall portion.
前記吸熱手段は、特定温度において相変化を伴う熱反応を生じる材料を含む混合剤であることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to any one of claims 1 to 4,
2. The secondary battery according to claim 1, wherein the endothermic means is a mixture containing a material that causes a thermal reaction accompanied by a phase change at a specific temperature.
前記電極群は積層方向で少なくとも2つに分割され、その分割部分に熱伝導性が良い材料で作られた内部熱伝導部材が配置され、前記内部熱伝導部材は前記単位電池セルの延伸方向に位置する少なくとも1つの側面壁部付近まで伸びて前記電極群で生じた熱を前記吸熱手段に流すことを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to any one of claims 3 to 4,
The electrode group is divided into at least two in the stacking direction, and an internal heat conductive member made of a material having good heat conductivity is disposed in the divided portion, and the internal heat conductive member is arranged in the extending direction of the unit battery cell. A secondary battery, wherein the secondary battery extends to the vicinity of at least one side wall portion and flows heat generated in the electrode group to the heat absorbing means.
前記吸熱手段は前記吸熱手段の伸縮に伴う変位を吸収可能な吸熱手段保持部材によって前記電池容器の外側に保持されていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 3,
The secondary battery is characterized in that the heat absorbing means is held outside the battery container by a heat absorbing means holding member capable of absorbing a displacement accompanying expansion and contraction of the heat absorbing means.
前記吸熱手段には放熱促進手段が熱的に接続されていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 3,
A secondary battery, wherein heat dissipation means is thermally connected to the heat absorption means.
前記放熱促進手段は拡大伝熱面であることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 8,
The secondary battery according to claim 1, wherein the heat radiation promoting means is an enlarged heat transfer surface.
前記缶の形状に沿うように単位電池セルを複数積層して前記缶の中に収納された電極群を前記電池容器の正極端子及び負極端子と接続し、
前記電極群を構成する前記単位電池セルの積層方向と直交する前記単位電池セルの延伸方向に位置する前記缶の少なくとも1つの前記側面壁部、或いは前記底面壁部に吸熱手段が熱的に接続されていることを特徴とする二次電池モジュール。 A plurality of battery containers having a substantially rectangular parallelepiped can having a bottom wall portion having one end opened and two pairs of side wall portions, a positive electrode terminal sealing the opening, and a lid attached with a negative electrode terminal are arranged in series and arranged Connecting the positive terminal and the negative terminal of a plurality of battery containers in series,
A plurality of unit battery cells are stacked so as to conform to the shape of the can and the electrode group housed in the can is connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery container,
An endothermic means is thermally connected to at least one of the side wall portion or the bottom wall portion of the can located in the extending direction of the unit battery cell perpendicular to the stacking direction of the unit battery cells constituting the electrode group. A secondary battery module characterized by being made.
前記直列に並べて配置された前記電池容器同士の互いに対向する1対の側面壁部とは異なる他方の一対の側面壁部に前記吸熱手段が熱的に接続されて配置されていることを特徴とする二次電池モジュール。 The secondary battery module according to claim 10,
The heat absorbing means is thermally connected to the other pair of side wall portions different from the pair of side wall portions facing each other of the battery containers arranged in series. Secondary battery module.
前記複数の棚に載置され、一端が開口した底面壁部と2対の側面壁部を有する略直方体の缶と前記開口を封止する正極端子及び負極端子を取り付けた蓋とを有する電池容器を複数直列に並べて配置すると共に前記複数の電池容器の正極端子及び負極端子を直列接続し、前記缶の形状に沿うように単位電池セルを複数積層して前記缶の中に収納された電極群を前記電池容器の正極端子及び負極端子と接続し、前記電極群を構成する前記単位電池セルの積層方向と直交する前記単位電池セルの延伸方向に位置する前記缶の少なくとも1つの前記側面壁部、或いは前記底面壁部に吸熱手段が熱的に接続された二次電池モジュールと、
複数の前記二次電池モジュールを電気的に接続するバスバー、及び前記筺体に設けられ、所定の電力を外部に供給するための前記複数の二次電池モジュールの電力制御をおこなう組電池コントローラと
よりなることを特徴とする組電池システム。 A plurality of rechargeable battery modules, a plurality of shelves provided in the height direction, and a housing including a cooling fan for flowing air to the shelves;
A battery container mounted on the plurality of shelves and having a substantially rectangular parallelepiped can having a bottom wall portion having one end opened and two pairs of side wall portions, and a lid attached with a positive electrode terminal and a negative electrode terminal for sealing the opening. A plurality of unit battery cells stacked in line with the shape of the can and accommodated in the can. Is connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery container, and the side wall portion of at least one of the cans positioned in the extending direction of the unit battery cells perpendicular to the stacking direction of the unit battery cells constituting the electrode group Or a secondary battery module in which an endothermic means is thermally connected to the bottom wall,
A bus bar that electrically connects the plurality of secondary battery modules, and an assembled battery controller that is provided in the housing and performs power control of the plurality of secondary battery modules for supplying predetermined power to the outside. An assembled battery system characterized by that.
前記冷却ファンは前記棚の方向に沿って空気を流すように前記筺体に取り付けられていることを特徴とする組電池システム。 The assembled battery system according to claim 12,
The assembled battery system, wherein the cooling fan is attached to the housing so as to allow air to flow along the direction of the shelf.
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