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公開番号2024158969
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023074649
出願日2023-04-28
発明の名称組電池
出願人日産自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 50/581 20210101AFI20241031BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】タブやバスバの接合を機械的に強制切断し、組電池内での熱連鎖を防止または抑制し得る組電池を提供する。
【解決手段】この全固体電池100は、複数の電池セル1が厚さ方向Tに積層されるとともに電池セル1のタブ30がタブ30同士或いはバスバ40と接合されてなる接合部40Jを備える。全固体電池100は、非常時に動作可能な熱連鎖防止機構70を有する。熱連鎖防止機構70は、複数の電池セル1全体を、所期性能を発揮する積層状態に保持する常置姿勢PNから、複数の電池セル1全体を接合部40Jが機械的に破断するまで厚さ方向Tに展伸して個別の電池セル1に分散させる分散姿勢PEへと移行させる非常動作が可能である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
複数の電池セルが厚さ方向に積層されるとともに前記電池セルのタブがタブ同士或いはバスバと接合されてなる接合部を備える組電池であって、
非常時に動作可能な熱連鎖防止機構を有し、
前記熱連鎖防止機構は、前記複数の電池セル全体を所期性能を発揮する積層状態に保持する常置姿勢から、前記複数の電池セル全体を前記接合部が破断するまで前記厚さ方向に展伸して個別の電池セルに分散させる分散姿勢へと移行させる非常動作が可能に構成されていることを特徴とする組電池。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記熱連鎖防止機構は、
前記複数の電池セル全体に対する前記厚さ方向に向けた加圧及び加圧の解除或いは逆方向に圧力を付与可能に配置される調圧機構と、
全ての電池セルの前記接合部に自身の途中部分が接続されるとともに自身両端が前記厚さ方向両側の電池セルを前記積層状態に保持する部材にそれぞれ接続されて絶縁性および伸展性をもつ連結部と、
を有し、
前記常置姿勢から前記分散姿勢へと移行動作をするとき、
前記調圧機構は、当該組電池内での前記複数の電池セル全体に対する加圧状態を解除或いは逆方向に圧力を掛けて速やかに全ての電池セルの前記接合部を機械的且つ電気的に切断し、
前記連結部は、前記複数の電池セル全体を前記厚さ方向にて個別の電池セルに分離するように伸展させるとともにその伸展姿勢を保持する、
請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記複数の電池セルは、前記厚さ方向で積層状態で隣接する電池セル相互の剥離強度が、
前記連結部の引張強度＞前記接合部の引張強度＞前記隣接する電池セル相互の剥離強度
である請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記電池セルの外装体の表面側に離型処理が施されている、若しくは、隣接する電池セル同士の間に離型フィルムが介装されている請求項３に記載の組電池。
【請求項５】
前記連結部は、隣接する前記接合部間において前記積層方向に伸縮可能な伸縮構造を有し、
該伸縮構造は、前記調圧機構により前記一対の可動プレートに対する加圧を開放或いは逆方向に圧力が掛かる際に伸長されて、前記接合部間が切断される請求項２に記載の組電池。
【請求項６】
前記連結部は、前記積層方向に伸縮可能な伸縮構造としてジャバラ構造を含み、該ジャバラ構造の途中部分が前記接合部に接合されている請求項５に記載の組電池。
【請求項７】
前記連結部は、前記積層方向に伸縮可能な伸縮構造として引きバネを含み、該引きバネが隣接する前記接合部間を繋ぐことで前記接合部に接合されている請求項５に記載の組電池。
【請求項８】
前記連結部は、前記積層方向に伸縮可能な伸縮構造として押しバネを含み、該押しバネが前記接合部間に介装されることで前記接合部に接合されている請求項５に記載の組電池。
【請求項９】
当該組電池内で隣接するタブ間を繋ぐ部分での前記連結部の長さは、
前記調圧機構により常置姿勢に保持されているときは、隣接するタブ間の長さと略同じか或いはそれより長く保たれており、
前記調圧機構により分散姿勢に展伸されて、加圧を開放或いは逆方向に圧力が掛かる際には、隣接するタブ間の電気的接続状態が切断された後に連結部に張力が掛かり、前記一対の可動プレート間の距離と、各連結部の長さの合計と、が同じになる請求項２に記載の組電池。
【請求項１０】
前記連結部は、電池セルとタブータブ間或いはバスバ間との間の内部に設置される請求項２に記載の組電池。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池セルが厚さ方向に積層された組電池に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、この種の組電池において、積層された複数の電池セルの外周を拘束バンドで加圧し、電池セルの温度と内部抵抗の変化とにより、拘束バンドでの拘束状態を調整する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－２０８９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１記載の技術では、複数の電池セルの拘束状態を調整可能とするものの、いずれかの電池セルに異常が発生した場合に、タブやバスバを通じて他の電池セルに熱や電流が伝わり、組電池内での熱連鎖を防ぐことが困難である。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、複数の電池セルが厚さ方向に積層された組電池において、組電池内での複数の電池セルの熱連鎖を防止または抑制し得る組電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る組電池は、複数の電池セルが厚さ方向に積層されるとともに前記電池セルのタブがタブ同士或いはバスバと接合されてなる接合部を備える組電池であって、非常時に動作可能な熱連鎖防止機構を有し、前記熱連鎖防止機構は、前記複数の電池セル全体を所期性能を発揮する積層状態に保持する常置姿勢から、前記複数の電池セル全体を前記接合部が破断するまで前記厚さ方向に展伸して個別の電池セルに分散させる分散姿勢へと移行させる非常動作が可能に構成されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、非常時に、タブやバスバの接合を機械的に且つ非可逆的に強制切断できる。これにより、伝達源であるタブやバスバの接合が非可逆的に強制切断されることで、熱や電流が遮断されて組電池全体にまでは異常が広がらず、熱連鎖を防止または抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本発明の一態様に係る組電池の一実施形態の模式的説明図である。
図１の組電池を構成する電池セルの一実施形態の模式的説明図である。
図１に示す組電池での熱連鎖防止機構の非常動作を説明する模式図（ａ）～（ｃ）である。
図３に示す非常動作時に、常置姿勢から分散姿勢へと移行する過程で接合部が破断する状態を説明する図（ａ）、（ｂ）である。
本発明の一態様に係る組電池の変形例（離型フィルムの介装）を示す模式的説明図である。
本発明の一態様に係る組電池の変形例（伸縮可能な連結部）を示す模式的説明図である。
本発明の一態様に係る組電池の変形例（ジャバラ構造の連結部）を示す模式的説明図である。
本発明の一態様に係る組電池の変形例（引きバネの連結部）を示す模式的説明図である。
本発明の一態様に係る組電池の変形例（押しバネの連結部）を示す模式的説明図である。
本発明の一態様に係る組電池の変形例（内部設置型の連結部）を示す模式的説明図（ａ）～（ｃ）である。
本発明の一態様に係る組電池の変形例（非接合部を有する場合の連結部）を示す模式的説明図である。
本発明の一態様に係る組電池の変形例（樹脂スペーサを有する例）を示す模式的説明図である。
図１に示す組電池での熱連鎖防止機構における熱連鎖防止処理の一例を示すフローチャートである。
本発明の一態様に係る組電池において、隣接するタブ間を連結する接合部の構成例を示す模式的説明図（ａ）～（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。本実施形態の全固体電池は、複数回充放電が可能な二次電池である。
なお、図面は模式的なものである。そのため、厚みと平面寸法との関係、比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
【０００９】
［全固体電池］
図１に示すように、本実施形態の全固体電池１００は、複数の電池セル１が厚さ方向Ｔに積層されてなる電池モジュール１１０を備える。電池モジュール１１０の上下には、不図示の外部機器に電気的に接続される第一接続端子１０１および、第二接続端子１０２が側方に張り出して設けられる。
【００１０】
本実施形態の電池モジュール１１０では、各電池セル１の正極および負極のタブ３０は、一方の辺とこれとは反対側の他方の辺の中央から互いに側方に向けて張り出すように配置されている。
厚さ方向Ｔで隣接する電池セル１，１は、相互のタブ３０、３０の端部がバスバ４０を介して溶接などによって接続されてバスバ４０による接合部４０Jが構成されている。同図の例では、隣り合う電池セル１の正極および負極のタブ３０を相互に接続することで、複数の電池セル１，１は電気的に直列に接続される。
（【００１１】以降は省略されています）

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