CN102870253B - 电池块 - Google Patents

电池块 Download PDF

Info

Publication number
CN102870253B
CN102870253B CN201280001237.0A CN201280001237A CN102870253B CN 102870253 B CN102870253 B CN 102870253B CN 201280001237 A CN201280001237 A CN 201280001237A CN 102870253 B CN102870253 B CN 102870253B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
battery case
element cell
hole
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201280001237.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102870253A (zh
Inventor
浅井田康浩
西川幸男
滨田秀明
细谷直人
岸井大辅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Publication of CN102870253A publication Critical patent/CN102870253A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102870253B publication Critical patent/CN102870253B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/658—Means for temperature control structurally associated with the cells by thermal insulation or shielding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6554—Rods or plates
    • H01M10/6555—Rods or plates arranged between the cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/617—Types of temperature control for achieving uniformity or desired distribution of temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/112—Monobloc comprising multiple compartments
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/117—Inorganic material
    • H01M50/119—Metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
    • H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/233—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions
    • H01M50/24—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by physical properties of casings or racks, e.g. dimensions adapted for protecting batteries from their environment, e.g. from corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
    • H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

本发明提供电池块，该电池块收纳具有较高容量的单元电池，即使在该单元电池异常发热时，也不引起相邻的单元电池的异常发热，防止被收纳的单元电池的连锁性的劣化或异常。本发明的电池块包括具有满足“K2/K1≥K3－1”的关系的最小壁厚部的电池盒。K1是电池盒与单元电池之间的热传导系数。K2是用于收纳单元电池的、相邻的两个孔之间的电池盒的最小壁厚部的热传导系数。K3是作为基准的电池的异常发热温度与该电池达到异常发热的周围温度之比。

Description

电池块
技术领域
本发明涉及在电池盒中收纳有多个电池的电池块。
背景技术
在电池盒中以能够以规定的电压输出规定的电流的方式收纳了多个单元电池的电池块作为各种设备、车辆等的电源被广泛使用。其中，开始采用使电池块模块化并根据用途组合模块的技术。并且，通过使上述单元电池高性能化，实现上述模块本身的小型及轻量化。通过上述单元电池的高性能化，提高组装电池块时的操作性。另外，通过组合上述模块的技术，获得在车辆等有限的空间中的电源配置的自由度提高等优点。
另一方面，伴随二次电池的高性能化，除了确保单元电池本身的安全性以外，确保上述模块的安全性也变得重要。特别是在上述模块中，若由单元电池的内部短路等引起的异常发热的热量传递到其他单元电池，则有时正常的单元电池的特性也恶化，引起异常发热。其结果，有时会引起所收纳的单元电池的连锁性的劣化或异常。
对于这种问题，在专利文献1中，提出了如下方法：在用于收纳二次电池的、由热传导性的多个筒构成的电池盒中，为了防止热失控(thermalrunaway)而设置与上述筒一体成形的塑料制的壁。在该方法中，上述壁隔断由异常发热的二次电池向配置于其旁边的二次电池的辐射热。
图17是表示记载于专利文献1的以往的电池块的热移动的示意图。
在图17中，1A、1B都是二次电池。3是用于防止热失控的塑料制的壁。壁3的表面与二次电池1A、1B的表面的间隙为0.5mm以下。二次电池1A、1B的表面与壁3的表面接触。形成壁3的塑料的热传导率是0.05W/(m·K)以上且3W/(m·K)以下。壁3的厚度是0.5mm以上且3mm以下。在上述电池块中，由二次电池1A向二次电池1B的辐射热被壁3隔断。另一方面，壁3通过将二次电池1A产生的热量传导至二次电池1B而放出该热量。这样防止相邻的二次电池的热失控。
另外，已知在从单元电池到电池盒的热量的吸收方面进行改进的电池块。例如已知以下电池块：与电池盒的周缘部的列的部分的壁厚相比，所述电池盒的中央部的列的部分的壁厚更厚的电池块(例如，参照专利文献2)；规定了收纳于电池盒的相邻的单元电池间的距离与所述单元电池的直径的关系的电池块(例如，参照专利文献3及4)；以及通过具有大的热容量的电池盒吸收从单元电池产生的热量的电池块(例如，参照专利文献5)。
另外，已知在从电池盒的热量的放出方面进行改进的电池块。例如已知以下电池块：在电池盒的外面具有散热层的电池块，该散热层具有比所述电池盒高的散热性(例如，参照专利文献6)；在电池盒与单元电池之间具备了有热传导性的层的电池块(例如，参照专利文献7及8)；以及通过使电池盒的中央部的壁厚更薄来提高中央部的散热性的电池块(例如，参照专利文献9)。
专利文献1：(日本)特开2006-339017号公报
专利文献2：(日本)特开2011-049011号公报
专利文献3：(日本)特开2006-222066号公报
专利文献4：美国专利申请公开第2006/0159984号说明书
专利文献5：美国专利申请公开第2010/0151308号说明书
专利文献6：(日本)特开2009-266773号公报
专利文献7：(日本)特开2004-146161号公报
专利文献8：美国专利第7019490号说明书
专利文献9：美国专利申请公开第2010/0028765号说明书
但是，在市场上，特别期望作为车辆用电源的二次电池的容量进一步增加。若二次电池的容量进一步增加，则异常发热时的二次电池的发热量进一步增加。在构成为通过配置于旁边的二次电池吸收异常发热的二次电池的热量的以往的电池块中，二次电池的容量进一步增加了的情况下，难以充分地吸收异常发热产生的二次电池的热量。其结果是，相邻的二次电池发生热失控的危险性进一步提高。另外，其他以往的电池块在收纳的单元电池的容量进一步增加的情况下，也可能无法充分防止热失控的连锁发生。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而设立的。本发明的问题在于，提供收纳具有更高容量的单元电池并且即使所述单元电池异常发热时也防止所述单元电池的连锁性的劣化或异常的电池块。
解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明提供以下所示的电池块。
[1]电池块，包括：具有多个孔的金属制的电池盒；以及收纳于所述孔的多个单元电池，
在设所述单元电池与所述电池盒之间的热传导系数为K1，
设相邻的两个所述孔间的所述电池盒的最小壁厚部的热传导系数为K2，
并且设室温的基准电池的异常发热温度与使室温的基准电池异常发热的周围温度之比为K3时，
所述电池盒具有满足K2/K1≥K3－1的关系的所述最小壁厚部，
所述异常发热温度是因所述单元电池的内部的短路引起的温度。
[2]如[1]所述的电池块，
多个所述孔的配置是交错配置，
所述单元电池的形状是圆柱，
在设所述基准电池的电池容量为A0(Ah)，
设室温的所述基准电池的异常发热温度为T1(K)，
设使室温的所述基准电池异常发热的周围温度为T2(K)，
设所述单元电池的电池容量为A(Ah)，
设所述单元电池的外径为D(m)，
设所述单元电池与所述孔的内周壁之间的传热系数为α(W/(m2·K))，
设所述电池盒的热传导率为λ(W/(m·K))，
并且设所述最小壁厚部分的厚度为x(m)时，满足下述式1的关系式：
x≥(π2×α×D2)/(36×λ)×((T1/T2)×(A/AO)-1)....(式1)
[3]如[1]或[2]所述的电池块，所述电池盒的周缘部的壁厚比所述电池盒的中央部的壁厚厚。
[4]如[1]～[3]中任一项所述的电池块，所述电池盒具有周缘部的一列为n个的m列所述孔，
所述电池盒的周缘部的热容量是2×(n+m+1)个所述单元电池的热容量。
[5]如[1]～[4]中任一项所述的电池块，所述电池盒的周缘部的、所述孔的轴向上的中央部的壁厚比在所述轴向上的端部的壁厚厚。
[6]如[1]～[5]中任一项所述的电池块，所述单元电池包含电极组，
所述孔的长度比所述电极组的长度长，
至少所述电极组的整体被收纳于所述孔。
[7]如[1]～[6]中任一项所述的电池块，所述电池盒由多个具有所述孔的圆形或多边形的筒互相接合而构成。
[8]如[7]所述的电池块，还包括：凸部，其配置于所述筒的外壁；以及凹部，其配置于所述筒的外壁，且能够与所述凸部嵌合。
[9]如[1]～[8]中任一项所述的电池块，所述孔的形状是多边形，
所述孔以相邻的所述孔的形状中的角相对的方式配置。
[10]如[1]～[9]中任一项所述的电池块，所述电池盒的周缘部的所述孔的开口面积比所述电池盒的中央部的所述孔的开口面积大。
[11]如[1]～[10]中任一项所述的电池块，所述电池盒由铝合金制成。
[12]如[1]～[11]中任一项所述的电池块，所述电池盒由以不同的金属材料制成的两种以上的部件构成。
[13]如[1]～[12]中任一项所述的电池块，还包括覆盖所述电池盒的外表面的绝缘层。
在所述电池块中，根据所述单元电池的容量恰当地保持所述电池盒的热传导率与最小壁厚的平衡。因此，即使在高容量的单元电池异常发热的情况下，也能够释放从单元电池产生的热量，以不诱发其相邻的单元电池的异常发热。
本发明的电池块即使在收纳了具有较高容量的单元电池，且所述单元电池异常发热时，也能够防止所述单元电池的连锁性的劣化或异常。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的电池块的图，(a)是示意地表示电池块的立体图，(b)是示意性地表示电池块的俯视图。
图2是示意地表示本发明实施方式1的电池块的俯视放大图。
图3是表示本发明实施方式1的电池块的图，(a)是电池块的长边侧周缘部的放大图，(b)是电池块的短边侧周缘部的放大图，(c)是电池块的角部的放大图。
图4是表示基准电池的异常发热时的温度变化的图。
图5是表示改变了基准电池的环境温度时的温度变化的图。
图6(a)是表示构成本发明实施方式1的电池盒的圆筒状的芯材的图，(b)是表示电池盒制造时的圆筒状的芯材的配置的图。
图7是示意性表示本发明实施方式2的电池块的俯视放大图。
图8(a)是表示构成本发明实施方式2的电池盒的六角筒状的芯材的图，(b)是表示电池盒制造时的六角筒状的芯材的配置的图。
图9(a)是构成本发明实施方式3的电池盒的四角筒状的芯材的图，(b)是电池盒制造时的四角筒状的芯材的配置的图。
图10是示意地表示本发明实施方式4的电池块的俯视图。
图11是示意地表示本发明实施方式5的电池块的侧视图。
图12是本发明实施方式6的电池块的单元电池***部的放大图。
图13是示意地表示本发明实施方式7的电池块的俯视放大图。
图14是本发明实施方式8的电池盒的俯视图。
图15是示意地表示本发明实施方式9的电池块的俯视图。
图16是示意地表示本发明实施方式10的电池块的侧视图。
图17是表示以往的电池块中的热移动的示意图。
图18是表示传热系数α的测定装置的概略的图。
标号说明
1A、1B 二次电池
3 壁
101、101A、101B、101C 单元电池
102 电池盒
102a、116、117A、117B 孔
102b 最小壁厚部
102A 周缘部
103 贯通孔
104 圆筒件
105、109、111 芯材
106 连接层
107 保持框
108 六棱柱件
110 四棱柱件
112 凸部
113 凹部
114 外框
115 电极组
116A 顶点部
116B 边部
118 部件
119、120 板件
131 单元电池的壳体
132 加热器
D 单元电池的外径
D1 孔117A的内径
D2 孔117B的内径
m1、m2 测定点
x 最小壁厚部的厚度
具体实施方式
本发明的电池块包括电池盒和单元电池。上述电池盒是金属制的。上述电池盒具有用于收纳单元电池的多个孔。上述孔可以是贯通孔，也可以是有底的孔。多个上述孔的配置可以是规则整齐的配置，也可以是不规则的配置。所谓上述孔的规则整齐的配置，例如是格子配置或交错配置。
上述电池盒能够通过将具有上述孔的筒的外周壁彼此接合而构成。或者上述电池盒能够通过重叠具有成为上述孔的多个开口的板状部件而构成。或者上述电池盒能够通过在金属块上掘凿多个上述孔而构成。
上述电池盒包含最小壁厚部。上述最小壁厚部是在沿着上述孔的轴向观察上述电池盒时上述电池盒中的上述孔的周围的、壁厚最小的部分。上述最小壁厚部例如是上述孔彼此之间的部分。另外，在上述电池盒具有上述孔以外的其他孔时，可以是上述孔与上述其他孔之间的部分(图2、图6(b)、图8(b)、图9(b)及图13中的标号x)。
上述电池盒具有满足以下关系的上述最小壁厚部。
K2/K1≥K3－1
一般而言，通过将两点间的传热路径上的传热系数(单位：W/(m2·K))、该传热路径的截面面积(单位：m2)、以及两点间的温度差(单位：K)相乘，可以求出两点间的传热量。
上述传热系数表示上述传热路径上的每单位截面面积的热量的传递容易度(单位：W/(m2·K))。上述传热路径形成于同一物质的部件中时，上述传热系数通过用该传热路径的长度(单位：m)除以构成上述传热路径的材料的热传导率(单位：W/(m·K))而求出。上述传热路径形成于两种物质(例如金属部件与空气等)之间时，通过实验或计算可以求出上述传热系数。
热传导系数表示两点间的传热路径的热量的传递容易度(单位：W/K)。通过将上述传热系数与上述传热路径的截面面积相乘，可以求出上述热传导系数。
K1是上述单元电池与上述电池盒之间的热传导系数。K1表示上述单元电池与上述电池盒之间的热量的传递容易度(图2中的实线的波浪线箭头)。K1通过将电池盒与单元电池之间的传热系数和上述孔的内周壁的面积相乘，可以求出K1。
K2是相邻的两个上述孔间的、上述电池盒的上述最小壁厚部的热传导系数。K2表示从上述单元电池传递到上述电池盒的热量的、在上述电池盒中的传递容易度(图2中的虚线的波浪线箭头)。K2通过用上述电池盒中传递的热量的传热路径的长度除上述电池盒的材料的热传导率，并乘以位于离连接相邻的两个上述孔间的直线最近处的上述最小壁厚部的截面面积而求出。
K3是室温的基准电池的异常发热温度与使室温的基准电池异常发热的周围温度之比。上述基准电池是与被收纳的上述单元电池相同种类的电池。
“室温的基准电池的异常发热温度”是从室温起异常发热时的上述基准电池的峰值温度。“室温的基准电池的异常发热温度”通常通过防爆装置中的穿刺测试而求出，其中包括用热电偶等测量上述基准电池的表面温度的方法。上述穿刺测试遵照在电池工业会指南SBA G1101－1997“锂二次电池安全性评价基准准则”中记载的方法。以下示出上述穿刺测试的条件的一例。在上述基准电池为二次电池时，利用完全充电(100％充电)的上述基准电池。从横断上述基准电池的轴的方向用钉贯通上述基准电池的中央。上述钉的直径是2.5～5.0mm。贯通后，将上述基准电池放置6小时以上。
图4是表示电池容量为A0(Ah)的基准电池的穿刺测试中的、基准电池的温度的经时性变化的一例的曲线。横轴表示自被钉刺的时间点起的时间。纵轴表示基准电池的表面温度。图4中的纵轴的原点是室温(例如27℃)。
根据图4，基准电池的温度在数十秒内上升到T1，之后在数分钟内降低。即，基准电池上升到T1的热量在数十秒间产生。图4中的T1是“室温的基准电池的异常发热温度”。
“使室温的基准电池异常发热的周围温度”是使基准电池的周围温度逐渐上升时的基准温度的温度变化的拐点的温度。通过在测定基准电池的表面温度的同时使收纳上述基准电池的恒温槽内部的温度逐渐(例如以(0.1～0.5)℃/秒)上升，可以求出“使室温的基准电池异常发热的周围温度”。
图5是表示使电池容量为A0(Ah)的基准电池的环境温度匀速上升时的、基准电池的表面温度的变化的一例的曲线。横轴表示时间。纵轴表示基准电池的表面温度。图5中的纵轴的原点是室温(例如27℃)。
根据图5，初期，基准电池的表面温度相应于环境温度的上升而上升。基准电池的表面温度达到T2时急剧上升。这样，发生异常发热。图5中的T2是“使室温的基准电池异常发热的周围温度”。
如图2所示，来自异常发热的单元电池的热量向相邻的单元电池传递。另外，来自异常发热的单元电池的热量在电池盒内传递。并且，根据图4及图5可知，使单元电池的表面温度为T2的量的热量向单元电池传递后，有时发生单元电池的异常发热。因此，需要将某一单元电池升温到T1时的热量向相邻的单元电池以外释放、或者由相邻的单元电池以外吸收，以使该热量为使上述相邻的单元电池升温到T2的热量以下。
更具体而言，使K1在(K1+K2)中所占的比例为1/K3以下(即K2/K1≥K3－1)。由此，向相邻的单元电池传递的热量被抑制为诱发异常发热的热量以下。具体而言，K2由上述最小壁厚部的厚度决定。因此，通过恰当地决定上述最小壁厚部的厚度，能够满足上述的关系“K2/K1≥K3－1”。
出于提高上述单元电池的收纳密度的观点，上述最小壁厚部的厚度优选在满足“K2/K1≥K3－1”的范围内较小。另外，出于提高上述单元电池的收纳密度的观点，较为理想的是，上述孔与上述单元电池之间的间隙优选在满足“K2/K1≥K3－1”的范围内较小。并且，出于提高上述单元电池的收纳密度的观点，较为理想的是，每单位面积的上述孔的开口面积优选在满足“K2/K1≥K3－1”的范围内较大。
上述电池盒在满足“K2/K1≥K3－1”的范围内，还可以包含上述的结构以外的其他结构。作为这种其他结构，例如可以举出：适当地设置电池盒的局部壁厚的薄厚的结构、由不同金属材料制成的两种以上的部件构成的结构、以及覆盖电池盒的外表面的绝缘层。
上述单元电池例如是具有电极组的通常的二次电池。上述电极组卷绕或层叠正极板、负极板以及配置于上述正极板与上述负极板之间的绝缘层。
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
(实施方式1)
利用图1至图6说明本发明实施方式1。
首先，用图1说明实施方式1的电池块的结构。图1(a)是示意地表示本发明实施方式1的电池块的立体图，图1(b)是从上方观察图1(a)的电池块的图。
在图1(a)及图1(b)中，101是圆柱形状的单元电池。单元电池101的电池容量是A(Ah)。单元电池101的外径是D(m)。102是收纳单元电池101的电池盒。电池盒102由周缘部102A和位于其内侧的中央部构成。上述中央部配置有多个圆形的孔102a。孔102a具有能够使单元电池101容易地***的程度的大小。为了提高电池块的体积能量密度(作为模块的每单位体积的电气容量)，多个孔102a的配置是交错配置。
另外，电池盒102的周缘部102A比电池盒102的中央部的壁厚厚(图1(b))。与周缘部102A相邻的孔102a沿着电池盒102的长边方向为n个，沿着电池盒102的短边方向为m个。周缘部102A具有相当于2×(n+m+1)个单元电池的热容量(图3(a)～图3(c))。
另外，在电池盒102的孔102a之间设置有多个贯通孔103。贯通孔103为了使电池盒102轻量化而设置，具有大致三角形的剖面形状。贯通孔103并不必须贯通电池盒102。
如图2所示，电池盒102在孔102a与贯通孔103之间具有最小壁厚部102b。最小壁厚部102b的厚度是x(m)。通过以下的式1可以求出最小壁厚部102b的厚度x。
x≥(π2×α×D2)/(36×λ)×((T1/T2)×(A/AO)-1)....(式1)
通过将本实施方式的条件应用于上述的关系“K2/K1≥K3－1”，可以导出式1。
如图2所示，从异常发热的单元电池发出的热量从X点起向Y1点及Y2点在电池盒102中传递。从异常发热的单元电池101A发出的热量在电池盒102中传递期间，也向单元电池101B传递。因此，通过从X点起到Y1点为止的电池盒102的部分，以及从X点起到Y2点为止的电池盒102的部分的各自的热传导系数，能够表示向相邻的单元电池101B传递的热量。此外，在图2中，X点表示位于单元电池101A与单元电池101B之间的两个贯通孔103间的中间地点。Y1点及Y2点分别是单元电池101B与单元电池101C的中间地点并且表示位于单元电池101B与单元电池101C之间的两个贯通孔103、103间的中间地点。单元电池101C表示与单元电池101B相邻的、单元电池101A以外的单元电池。
首先，导出K1。将电池盒102与单元电池101B之间的传热路径的传热系数和上述传热路径的截面面积相乘，从而求出K1。
在上述传热路径中，存在单元电池101B与孔102a的内周面之间的间隙的空气、以及电池盒102的材料这两种物质。因此，通过实验或计算，求出单元电池101B与电池盒102之间的传热系数α(W/(m2·K))。
上述传热路径的截面面积，是收纳单元电池101B的孔102a的内周壁中的、传递来自单元电池101A的热量的部分的上述内周壁的长度(La)与孔102a的轴向上的长度之积。但是，在本实施方式的电池块中，孔102a的轴向上的长度及在上述轴向上的电池盒102的长度全部恒定。因此，以后，省略孔102a的长度及电池盒102的长度来构筑算式。在假定从单元电池101发出的热量的传递距离都相同时，传递从单元电池101A向单元电池101B发出的热量的上述内周壁的部分的长度La是从Y1点起到Y2点为止的圆弧的长度。单元电池101的外径是D(m)。连结Y1点及单元电池101B的中心的直线与连结Y2点及单元电池101B的中心的直线所成的角是120°。因此，上述传热路径的截面面积求出为“π×D/3”。
因此，成为
K1＝α×π×D/3  (1)。
接着，导出K2。K2是通过用从单元电池101A起不向单元电池101B传递而向电池盒102传递时的热量的传热路径的长度，除电池盒102的热传导率除，并进一步乘以传热路径的截面面积而求出的。
设电池盒102的热传导率为λ(W/(m·K))。
上述传热路径是从X点起到Y1点为止的传热路径和从X点起到Y2点为止的传热路径这两条。根据单元电池101的外径为D(m)，并且连结Y1点和单元电池101B的中心的直线与连结Y2点和单元电池101B的中心的直线构成的角为120°，求出一条上述传热路径的长度为“π×D/6”。
因为省略单元电池101的轴向上的电池盒102的长度，所以上述传热路径的截面面积是最小壁厚部102b的宽度x(m)。
一条上述传热路径的热传导系数为“6×λ×x/(π×D)”。上述热传热路径有两条。因此，成为
K2＝12×λ×x/(π×D)  (2)。
接着，导出K3。
由于因单元电池内部的材料的熔解导致的短路或热反应，引起上述异常发热。异常发热时的发热量与单元电池的电极材料的量即电池容量成正比。因此，异常发热的单元电池的温度与单元电池的电池容量与基准电池的电池容量之比成正比。产生异常发热的周围温度取决于电极材料的物性，不取决于电极材料的量。
室温的上述基准电池的异常发热温度为T1(K)。使室温的上述基准电池异常发热的周围温度是T2(K)。单元电池101的电池容量是A(Ah)。设上述基准电池的电池容量为A0(Ah)。因此，成为
K3＝(T1/T2)×(A/A0)  (3)。
将上述的式(1)～(3)的K1、K2、K3分别代入上述的式“K2/K1≥K3－1”。于是，导出上述式1。
最小壁厚部102b的厚度x(m)越大，在电池盒102中热量越容易传递。但是，上述x大到一定程度后，电池盒102A中的热传递促进效果达到顶点。根据这种理由，在本实施方式中，上述x优选为0.2D以下。
另外，出于提高单元电池101的收纳密度的观点，较为理想的是，孔102a的内径与单元电池101的外径之差优选为0.2mm以下。
接着，用图2和图3说明在本实施方式的电池块中单元电池101异常发热时的热量的流动。
图2是表示在图1所示的电池块中在一个单元电池上发生了异常发热时的热量的流动。在图2中，101A是异常发热的单元电池，101B是与单元电池101A相邻的单元电池。实线的波浪线箭头表示从单元电池101A向相邻的单元电池101B传递的热量的流动，虚线的波浪线箭头表示在电池盒102中传递的热量的流动。
在单元电池异常发热时，由于单元电池的表面附近处的内部短路等，有时发生不平衡的发热。在此情况下，对相邻的单元电池带来的热量最大。图2表示单元电池101A内部的、离单元电池101B近的部分发生了异常发热的情况。如波浪线箭头所示，从异常发热的单元电池102A发出的热量主要向单元电池101B传递，在单元电池101B及其周围的电池盒102中传递而扩散。
在本实施方式的电池块中，根据上述式1可以求出电池盒102的最小壁厚部102b的厚度x。如果使x更大，则与从单元电池101A到单元电池101B的传热路径的热阻相比，从单元电池101A穿过最小壁厚部102b扩散到电池盒102的热的传热路径的热阻相对变小。因此，从单元电池101A发生的热量中的、在电池盒102中传递的热量充分增加。由此，向单元电池101B传递的热量变少。因此，单元电池101B的异常发热不会发生。因此，能够防止单元电池101间的连锁性的劣化及连锁性的异常。
图3(a)是图1(b)所示的电池块的长边侧的周缘部的放大图。图3(b)是图1(b)所示的电池块的短边侧的周缘部的放大图。图3(c)是上述长边侧的周缘部与上述短边侧的周缘部的角部的放大图。图3(a)至图3(c)分别表示配置于与上述周缘部相邻的位置的单元电池在偏向离上述周缘部近的部分的位置发生异常发热时的热量的流动。
图3(a)至图3(c)分别在与单元电池101B的热容量同等的范围处从表面上分割周缘部102A而表示。周缘部102A根据来自单元电池101A的热量的流动而分割。如图3(c)所示，相对于长边侧的单元电池数n，长边侧的周缘部102A的分割数为n+1个。另外，相对于短边侧的单元电池数m，短边侧的周缘部102A的分割数为m个。即，周缘部102A整体的热容量相当于2×(n+m+1)个单元电池。通过采用这种结构，即使在偏向周缘部102A的位置处的单元电池101异常发热时，与异常发热的单元电池101A的相邻的单元电池101B同样，周缘部102A能够吸收热。因此，能够实现稳定的热扩散。
此外，例如金属适合电池盒102的材料。因为热传导性高、加工性好、轻量，因而尤其优选铝合金。并且，也可以是热传导性高的铜。另外，配置的单元电池的数和单元电池的列数不限于图1所示的形态。
说明具体的实施例。
假设将外径D为18mm，电池容量A为2.6Ah的单元电池***以热传导率λ为200W/(m·K)的铝合金形成的电池盒的孔中来构成电池块。
通过实验的测量而求出的、单元电池与电池盒之间的传热系数α是300W/(m2·K)。
传热系数α根据图18所示的测定装置求出。首先，在电池盒102的孔102a中***空的单元电池的壳体131，在单元电池的壳体131中***加热器132。接下来，通过加热器132从单元电池的壳体131的内侧对单元电池的壳体131进行加热。然后，以热电偶测定单元电池的壳体131上的测定点m1的温度t1[K]，以热电偶测定电池盒102上的测定点m2的温度t2[K]，另外以热通量计测定测定点m2的热通量Q[W/m2]。将获得的测定值代入以下的算式，求出传热系数α。
传热系数α＝Q/(t1－t2)
另外，进行基准电池的穿刺测试及加热测试。
其结果是，基准电池的从室温起的异常发热温度T1是370℃。
另外，基准电池从室温达到异常发热的周围温度T2是140℃。
此外，通过上述的实验可知，T2为T1的约四成的热量时，诱发相邻的单元电池的异常发热。
将以上的条件应用于上述式1，求出电池盒的最小壁厚部的厚度，结果为0.22mm。
因此，使最小壁厚部的厚度为0.4mm，制作电池盒102，并制作实施方式1的电池块。并且，在电池盒102内使单元电池101发生异常发热时，确认了异常发热的单元电池101A的相邻的单元电池101B未发生异常发热。
本实施方式的电池块包含具有根据式1求出的厚度x的最小壁厚部。因此，能够将来自异常发热的单元电池的热量快速地分散到模块整体，而不会诱发相邻的单元电池的异常发热。
接着，用图6说明实施方式1的电池盒的制造方法。
准备图6(a)所示的圆筒件104。圆筒件104由金属制的圆筒状的芯材105和覆盖其外表面的连接层106构成。连接层106由熔点比芯材105低的金属材料构成。
接下来，如图6(b)所示，在保持框107中堆积圆筒件104。所堆积的圆筒件104互相接触，并配置成交错形状。接下来，在保持交错配置的状态下，以芯材105的熔点与连接层106的熔点间的温度用加热炉等对圆筒件104加热，从而仅熔解连接层106来将圆筒件104互相接合。
例如，圆筒件104是硬钎焊件(销售品)。上述硬钎焊件具有铝合金A3003的厚度为1mm的芯材和其外表面上的作为焊料的铝合金A4243的厚度为0.1mm的层。堆积成交错形状的上述硬钎焊件在氮气环境或真空中在610℃下保持5分钟。通过该加热，仅作为连接层106的铝合金A4243熔解，上述硬钎焊件的接触的部分互相接合。
在本实施方式的方法中，使圆筒件104横向搁置而堆积，并互相接合。为此，能够容易地将圆筒件104配置成交错形状。另外，能够高精度地维持圆筒件104的交错配置。在本实施方式中，利用焊料作为连接层106，但也可以利用树脂等其他材料的层。
通过本实施方式的方法，能够以较低的成本制造上述的本实施方式的电池块的电池盒。
(实施方式2)
用图7说明实施方式2。
图7是实施方式2的电池块的、异常发热的单元电池101A附近的俯视放大图。
本实施方式的电池块除了不具有贯通孔103以外，是与实施方式1相同的结构。本实施方式的电池盒102的最小壁厚部102b的厚度x为单元电池101B与单元电池101C间的壁厚。本实施方式中的最小壁厚部102b的厚度x也与实施方式1同样，根据上述式1求出。
本实施方式的电池盒102与实施方式1的电池盒相比，能够使单元电池间的距离进一步变窄而配置。因此，能够进一步提高电池块的体积能量密度。并且，与实施方式1同样，能够将来自异常发热的单元电池的热量快速地分散到模块整体，而不诱发相邻的单元电池的异常发热。
用图8说明实施方式2的电池盒的制造方法。
首先准备图8(a)所示的六棱柱件108。六棱柱件108由具有圆形的孔102a的六边形的筒即芯材109以及覆盖芯材109外表面的连接层106构成。芯材109的材料例如是铝合金。连接层106例如是焊料层。接着，如图8(b)所示，将多个六棱柱件108重叠多段。在重叠六棱柱件108时，与实施方式1同样地以保持框进行整理。接下来，以加热炉等对重叠的六棱柱件108加热，仅熔解连接层106。通过该加热，六棱柱件108互相接合，形成电池盒102。
在该制造方法中，六棱柱件108的侧面彼此相接，由此规定六棱柱件108的位置。并且，能够使***单元电池101的多个孔102a配置成交错状。
此外，本实施方式的电池盒也能够通过金属的挤压成型、切削加工、放电加工等制造。本实施方式的制造方法与这些其他方法相比，能够以更低的成本制造电池盒102。
(实施方式3)
用图9说明实施方式3。
图9是表示实施方式3的电池盒的制造方法的图。图9(a)表示能够***一个单元电池的棒材的四棱柱件110，图9(b)是沿着单元电池的***方向观察重叠了多个四棱柱件110的电池盒的侧视图。
如图9(a)所示，四棱柱件110由具有圆形的孔102a的四边形的筒即芯材111、沿芯材111的长边方向形成于一对侧壁各自的中央的凸部112、沿芯材111的长边方向切去四个侧缘所形成的凹部113以及覆盖芯材111的外表面的连接层106。形成凹部113，以使通过并排两个四棱柱件110而合体的两个凹部113与凸部112嵌合。
如图9(b)所示，重叠四棱柱件110。此时，四棱柱件110的侧面彼此相接。另外，位于四棱柱件110的侧壁的中央的凸部112与在并排的两个四棱柱件110之间形成的凹部113互相嵌合。这样，四棱柱件110配置成交错状。与实施方式1同样地，以保持框整理重叠的四棱柱件110。接下来，通过以加热炉等加热熔解连接层106，来将四棱柱件110互相接合。这样形成电池盒102。
在该制造方法中，通过凸部112和凹部113嵌合来规定四棱柱件110的位置。并且，能够使***单元电池101的孔102a配置成交错状。
(实施方式4)
用图10说明实施方式4。
图10是示意地表示实施方式4的电池块的俯视图。114是以与电池盒102不同种类的材料构成的、收纳电池盒102的外框。本实施方式的电池块除了周缘部102A包含外框114以外，与实施方式1同样地构成。孔102a在电池盒102上配置成横向n个纵向m个时，外框114具有2×(n+m+1)个单元电池的热容量。外框114的材料例如是树脂或镁合金等金属材料等。
在使用电池块作为电源时，尤其在需要使多个电池块连结以输出高电压、大电流时，存在触电、短路引起的起火等危险性。因此，需要电池块绝缘。在此情况下，作为外框114的材料，树脂等绝缘体很有效。在此情况下，形成覆盖电池盒102外表面的绝缘层。
另外，对于作为汽车用电源的电池块，为了延长行驶距离，要求轻量以及具有优异的散热性。在此情况下，作为外框114的材料，低密度并且高热传导性的镁合金等很有效。
本实施方式的电池块即使在与电池盒的周缘部相邻的位置的单元电池发生了异常发热时，也能够将来自异常发热的单元电池的热量快速地分散到模块整体，而不诱发相邻的单元电池的异常发热。本实施方式的电池块还包括绝缘性、轻量化、高热传导性等复合的功能。
(实施方式5)
用图11说明实施方式5。
图11是示意地表示实施方式5的电池块的侧视图。本实施方式的电池盒102的周缘部在孔102a的轴向的两端处的厚度薄，在中央部处的厚度厚。本实施方式中的上述周缘部的热容量与实施方式1的电池盒的周缘部102A的热容量相同。本实施方式的电池块除了周缘部的形状以外，与实施方式1同样地构成。
在单元电池101发生了异常发热时，单元电池101向图中的上下方向都散热。电池盒102上的上述轴向的中央部与上述轴向的端部相比，相对地难以散热。因此，有时电池盒102的上述中央部的温度变高，电池盒102上产生温度偏差，电池性能受损。在本实施方式的电池块中，孔102a的轴向的中央部的电池盒102的热容量大。因此，来自单元电池101中央部的热量容易扩散，能够进一步降低单元电池101中央部的温度。另外，本实施方式的电池盒102在周缘部的热容量和与周缘部邻接配置的全部单元电池101的热容量相同。因此，使周缘部的中央部的厚度加厚也不发生能量密度的降低。
本实施方式的电池块即使在与周缘部相邻的位置的单元电池发生了异常发热时，也能够将来自异常发热的单元电池的热量均等且快速地分散到模块整体，而不诱发相邻的单元电池的异常发热。本实施方式的电池块还能够减小孔102a的轴向上的电池盒102的温度偏差。
(实施方式6)
用图12说明实施方式6。
图12是实施方式6的电池块的剖视图。115是在单元电池101内部构成的电极组。电极组115在层叠并卷绕正极、负极及使正极和负极绝缘的隔膜的状态下***圆筒壳体。
图中的虚线表示电极组115的轴向上的上端的位置和下端的位置。孔102a与单元电池101的电极组115相比在轴向上长。本实施方式的电池块除了孔102a的长度如上所述确定以外，与实施方式1同样地构成。
通常，由于在电极组115内发生短路等异常而发生异常发热。因此，发热在电极组115中变大。本实施方式的电池盒102存在于单元电池101的径向上的、电极组115的外侧。这样，在本实施方式的电池盒中，电极组115整体收纳于孔102a中，所以能够使热量有效地扩散。
本实施方式的电池块中，能够将来自异常发热的单元电池的热量快速且高效率地分散到模块整体，而不诱发相邻的单元电池的异常发热。
(实施方式7)
用图13说明实施方式7。
图13是示意地表示实施方式7的电池块的俯视放大图。图13表示在孔116中***有单元电池101的状态。本实施方式的电池块除了具有孔116以代替孔102a以外，与实施方式1同样地构成。孔116具有由六个顶点部116A和分别连结两个顶点部116A的相同长度的六个边部构成的六边形的形状。孔116以相邻的两个孔116的六边形的顶点部116A彼此相对的方式配置。单元电池101的外周面与孔116的边部116B相接，并与顶点部116A离开。因此，顶点部116A与单元电池101的间隙介于相邻的单元电池101之间。
孔116是六边形。因此，在将单元电池101收纳在最稠密的配置即交错配置的孔116中时，在相邻的全部单元电池101之间，形成相同大小的间隙。该间隙是单元电池101的外周面与孔116的顶点部116A的间隙。
单元电池101在边部116B与孔116的内周壁接触，在顶点部116A不接触。因为单元电池101与边部116B接触，所以单元电池101与电池盒102之间的传热性得以确保。单元电池101与顶点部116A不接触，且以使顶点部116A彼此相对的方式配置了两个孔116，所以在连结两个孔116的直线上，顶点部116A与单元电池101的间隙有两个。因此，从某一单元电池101向相邻的单元电池101移动的热量穿过上述的两个间隙。因此，从某一单元电池101向相邻的单元电池101的热移动得以抑制。本实施方式的电池块在单元电池101异常发热时，抑制向相邻的单元电池的传热，能够使异常发热的热量快速地分散到模块整体。
(实施方式8)
用图14说明实施方式8。
图14是实施方式8的电池块的俯视图。在图14中，电池盒102具有与电池盒102周缘部相接的孔117A和配置于其内侧即中央部的孔117B。孔117A的内径D1比孔117B的内径D2大0.1mm左右。收纳于孔117A、117B的单元电池的外径都是D(m)。本实施方式的电池块除了孔117A的内径与孔117B的内径不同以外，采用与实施方式1相同的结构。
在本实施方式的电池块中，电池盒102的周缘部的孔117A与单元电池101的间隙比中央部的孔117B与单元电池101的间隙大。因此，孔117A与单元电池101之间的热阻比孔117B与单元电池101之间的热阻大。对于电池盒102的周缘部而言，通常在与周缘部相邻的位置的单元电池发生了异常发热时，热量难以扩散，向相邻的单元电池的传热量容易变多。在本实施方式的电池块中，收纳于孔117A的单元电池与电池盒102之间的热移动相比于孔117B与电池盒102之间的热移动更受抑制。本实施方式的电池块即使是在周缘部，也能够将来自异常发热的单元电池的热量快速且高效率地分散到模块整体，而不诱发相邻的单元电池的异常发热。
(实施方式9)
用图15说明实施方式9。
图15是示意性地表示实施方式9的电池块的俯视图。在图15中，电池盒102还具有与电池盒102的金属材料不同的金属材料的部件118。本实施方式的电池块除了还具有部件118以外，是与实施方式1同样的结构。通过在实施方式1的电池盒102的贯通孔103中充满金属材料而形成部件118。
在电池盒为铝合金时，部件118的材料例如为镁合金或铜等。部件118的材料为镁合金时，获得热传导性。并且，与铝合金时相比，轻量化、耐振动性提高。另外，部件118的材料为铜时，热传导特性提高，热容量也变大。因此，从电池盒102向单元电池的传热量变小。
本实施方式的电池块能够将来自异常发热的单元电池的热量快速且高效率地分散到模块整体，而不诱发相邻的单元电池的异常发热。并且，提供附加了由部件118的材料带来的特性的电池块。
此外，在实施方式1的制造方法中，在堆积的多个圆筒件104的间隙***不同种类材料的棒材，其后使连接层106加热熔解，由此能够制造本实施方式的电池盒102。通过上述加热熔融，在连接层106与上述棒材的界面处发生合金化或化合物的形成。或者，通过热压焊接将圆筒件104与上述棒材一体化。
(实施方式10)
用图16说明实施方式10。
图16是示意性地表示实施方式10的电池块的侧视图。在图16中，电池盒102是富于热传导性的金属制的板件119和由与板件119不同的金属材料构成的板件120的层叠构造体。本实施方式的电池块除了电池盒102是上述层叠构造体以外，是与实施方式1同样的结构。板件119的材料例如是铝合金。板件120的材料例如是实施方式9所示的、与电池盒的金属材料不同的金属材料。本实施方式的电池块与实施方式1同样，能够将来自异常发热的单元电池的热量快速且高效率地分散到模块整体，而不诱发相邻的单元电池的异常发热。并且，能够提供可获得热传导性的提高、耐振动性、轻量化的复合效果的电池块。
此外，通过以下方法能够制造本实施方式的电池盒，即，在表面上设置有连接层的金属等平板上，通过冲压加工或切削加工开出能够***单元电池的大小的孔，重叠多张上述平板，通过加热炉等使连接层加热熔解。在平板彼此的界面上发生合金化或化合物的形成，或者对平板进行热压焊接，由此使平板一体化。也可以在上述平板上开出孔后，在平板的表面上形成连接层。
本申请主张基于2011年3月17日申请的日本特愿第2011-058825号的优先权。该申请说明书中所记载的内容全部引用于本申请说明书。
工业实用性
本发明的电池块即使在单元电池异常发热时，也将因异常发热产生的热量快速且高效率地分散到模块整体，而不诱发相邻的单元电池的异常发热，由此能够防止连锁性的单元电池的劣化或异常。本发明的电池块能够适用于汽车、电动自行车或电动器具等的驱动用电源或蓄电装置等。

Claims (13)

1.电池块，包括：具有多个孔的金属制的电池盒；以及收纳于所述孔的多个单元电池，
在设所述单元电池与所述电池盒之间的热传导系数为K1，
设相邻的两个所述孔间的所述电池盒的最小壁厚部的热传导系数为K2，
并且设室温的基准电池的异常发热温度与使室温的基准电池异常发热的周围温度之比为K3时，
所述电池盒具有满足K2/K1≥K3-1的关系的所述最小壁厚部，
所述异常发热温度是因所述单元电池的内部的短路引起的温度。
2.如权利要求1所述的电池块，
多个所述孔的配置是交错配置，
所述单元电池的形状是圆柱，
在设所述基准电池的电池容量为A0〔Ah〕，
设室温的所述基准电池的异常发热温度为T1〔K〕，
设使室温的所述基准电池异常发热的周围温度为T2〔K〕，
设所述单元电池的电池容量为A〔Ah〕，
设所述单元电池的外径为D〔m〕，
设所述单元电池与所述孔的内周壁之间的传热系数为α〔W/(m2·K)〕，
设所述电池盒的热传导率为λ〔W/(m·K)〕，
并且设所述最小壁厚部分的厚度为x(m)时，满足下述式1的关系式：
x ≥ ( π 2 × α × D 2 ) / ( 36 × λ ) × ( ( T 1 / T 2 ) × ( A / AO ) - 1 ) ....(式1)。
3.如权利要求1所述的电池块，
所述电池盒的周缘部的壁厚比所述电池盒的中央部的壁厚厚。
4.如权利要求1所述的电池块，
所述电池盒具有周缘部的一列为n个的m列所述孔，
所述电池盒的周缘部的热容量是2×(n+m+1)个所述单元电池的热容量。
5.如权利要求1所述的电池块，
所述电池盒的周缘部的、所述孔的轴向上的中央部的壁厚比在所述轴向上的端部的壁厚厚。
6.如权利要求1所述的电池块，
所述单元电池包含电极组，
所述孔的长度比所述电极组的长度长，
至少所述电极组的整体被收纳于所述孔。
7.如权利要求1所述的电池块，
所述电池盒由多个具有所述孔的圆形或多边形的筒互相接合而构成。
8.如权利要求7所述的电池块，还包括：
凸部，其配置于所述筒的外壁；以及
凹部，其配置于所述筒的外壁，且能够与所述凸部嵌合。
9.如权利要求1所述的电池块，
所述孔的形状是多边形，
所述孔以相邻的所述孔的形状中的角相对的方式配置。
10.如权利要求1所述的电池块，
所述电池盒的周缘部的所述孔的开口面积比所述电池盒的中央部的所述孔的开口面积大。
11.如权利要求1所述的电池块，
所述电池盒由铝合金制成。
12.如权利要求1所述的电池块，
所述电池盒由以不同的金属材料制成的两种以上的部件构成。
13.如权利要求1所述的电池块，
还包括覆盖所述电池盒的外表面的绝缘层。
CN201280001237.0A 2011-03-17 2012-03-01 电池块 Active CN102870253B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-058825 2011-03-17
JP2011058825 2011-03-17
PCT/JP2012/001406 WO2012124273A1 (ja) 2011-03-17 2012-03-01 電池ブロック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102870253A CN102870253A (zh) 2013-01-09
CN102870253B true CN102870253B (zh) 2015-04-08

Family

ID=46830366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280001237.0A Active CN102870253B (zh) 2011-03-17 2012-03-01 电池块

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9548477B2 (zh)
JP (1) JP5039245B1 (zh)
KR (1) KR101346403B1 (zh)
CN (1) CN102870253B (zh)
WO (1) WO2012124273A1 (zh)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014068919A1 (ja) * 2012-10-29 2014-05-08 三洋電機株式会社 回生制動する車両の電源装置
US8920955B1 (en) 2012-12-13 2014-12-30 Atieva, Inc. Battery module with high thermal conductivity and assembling method thereof
JP5978974B2 (ja) * 2012-12-17 2016-08-24 株式会社豊田自動織機 電池パック
JP2015005412A (ja) * 2013-06-21 2015-01-08 小島プレス工業株式会社 電池保持装置
JP6295527B2 (ja) * 2013-07-12 2018-03-20 日立化成株式会社 蓄電モジュール
US10008704B2 (en) * 2014-07-25 2018-06-26 Faster Faster Inc. Thermal shield for preventing thermal runaway in a battery assembly
US9508966B2 (en) * 2014-07-30 2016-11-29 Ford Global Technologies, Llc Array frame design for electrified vehicle battery arrays
US10622687B2 (en) * 2015-08-10 2020-04-14 Ford Global Technologies, Llc Battery pack enclosure including integrated fluid channel
US11296370B2 (en) * 2015-12-03 2022-04-05 Eaglepicher Technologies, Llc Battery having high thermal conductivity case
CN106784485B (zh) * 2017-01-11 2024-02-27 买易网络科技（北京）有限公司 电池单元油浸式工艺设计
JP6946418B2 (ja) * 2017-03-31 2021-10-06 三洋電機株式会社 電池パック
WO2019028513A1 (en) * 2017-08-08 2019-02-14 Cape Bouvard Technologies Pty Ltd COMPOSITE STRUCTURE PRODUCING ELECTRICAL ENERGY
JP6954213B2 (ja) * 2018-03-30 2021-10-27 三菱ケミカル株式会社 充填部材、組電池及び熱伝達の制御方法
US11923555B2 (en) * 2018-04-25 2024-03-05 Panasonic Energy Co., Ltd. Battery pack
DE102018216290A1 (de) * 2018-09-25 2020-03-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Hochvoltbatterie für ein Kraftfahrzeug sowie Kraftfahrzeug
KR102301196B1 (ko) * 2018-10-04 2021-09-09 주식회사 엘지에너지솔루션 접속 플레이트를 구비한 배터리 팩
KR102313023B1 (ko) 2018-11-29 2021-10-13 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩
MX2021011134A (es) 2019-03-14 2021-12-10 Generac Power Systems Inc Gestión térmica de módulo de batería.
KR20210073887A (ko) * 2019-12-11 2021-06-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
CN113594616B (zh) * 2020-04-30 2023-05-23 蜂巢能源科技有限公司 用于车辆的电池模组以及车辆
CN113745523A (zh) * 2020-05-29 2021-12-03 比亚迪股份有限公司 锂离子电池、动力电池模组、电池包、电动汽车和储能装置
KR20220001225A (ko) * 2020-06-29 2022-01-05 주식회사 엘지에너지솔루션 연쇄발화를 방지하는 전지 모듈 제조방법
JP7474148B2 (ja) 2020-08-12 2024-04-24 日本アビオニクス株式会社 溶接方法およびシステム
DE102021107000A1 (de) 2021-03-22 2022-09-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Zellpack für eine Fahrzeugbatterie sowie Fahrzeugbatterie
EP4318759A1 (en) * 2021-03-31 2024-02-07 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power storage module
DE102021121981A1 (de) * 2021-08-25 2023-03-02 Schuler Pressen Gmbh Batterie
DE102021121980A1 (de) * 2021-08-25 2023-03-02 Schuler Pressen Gmbh Batterie
WO2023176298A1 (ja) * 2022-03-18 2023-09-21 パナソニックエナジー株式会社 電池パック
WO2023220884A1 (zh) * 2022-05-16 2023-11-23 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池及用电装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101640281A (zh) * 2008-07-29 2010-02-03 罗伯特.博世有限公司 蓄电池
EP2290731A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery pack

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004146161A (ja) * 2002-10-23 2004-05-20 Sony Corp バッテリーパック
CN100521293C (zh) 2005-01-14 2009-07-29 松下电器产业株式会社 非水电解液二次电池组
JP2006222066A (ja) * 2005-01-14 2006-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解液二次電池パック
KR100627396B1 (ko) * 2005-01-26 2006-09-22 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 모듈
JP4958409B2 (ja) * 2005-06-01 2012-06-20 三洋電機株式会社 組電池
JP2009266773A (ja) 2008-04-30 2009-11-12 Toyota Motor Corp 蓄電装置
JP5486780B2 (ja) * 2008-07-01 2014-05-07 株式会社日立製作所 電池システム
US20100151308A1 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Tesla Motors, Inc. Increased resistance to thermal runaway through differential heat transfer
TWI419391B (zh) * 2009-12-25 2013-12-11 Ind Tech Res Inst 電池系統中的散熱與熱失控擴散防護結構

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101640281A (zh) * 2008-07-29 2010-02-03 罗伯特.博世有限公司 蓄电池
EP2290731A1 (en) * 2009-08-26 2011-03-02 Sanyo Electric Co., Ltd. Battery pack

Also Published As

Publication number Publication date
US20130344376A1 (en) 2013-12-26
KR101346403B1 (ko) 2014-01-10
CN102870253A (zh) 2013-01-09
US9548477B2 (en) 2017-01-17
WO2012124273A1 (ja) 2012-09-20
JP5039245B1 (ja) 2012-10-03
JPWO2012124273A1 (ja) 2014-07-17
KR20130025390A (ko) 2013-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102870253B (zh) 电池块
US11201364B2 (en) Battery pack
KR101910244B1 (ko) 냉각 성능이 개선된 배터리 모듈
EP2763214B1 (en) Battery module
US8785026B2 (en) Protection structure forthermal dissipation and preventing thermal runaway diffusion in battery system
US20110039142A1 (en) Battery pack with improved heat dissipation efficiency
US9287594B2 (en) Electric storage apparatus and vehicle
EP3780145A1 (de) Traktionsakkumulator für ein kraftfahrzeug, insbesondere mit benachbart angeordneten lithium-ionen-sekundärzellen, und verfahren zur herstellung des traktionsakkumulators
CN104321926A (zh) 具有提高的冷却效率的电池单元
US20220223946A1 (en) Partition member, assembled battery and method for controlling heat transfer in an assembled battery
JP7074019B2 (ja) 蓄電装置
JPWO2019131358A1 (ja) 電池パック
JP2012174496A (ja) 電池モジュール
US20200251699A1 (en) Battery module
CN102386351A (zh) 封装电池及封装电池用电池保持架
EP2851992B1 (en) Battery block and manufacturing method therefor
KR101481198B1 (ko) 전지모듈 및 이를 포함하는 리튬이차 전지팩
JP6954213B2 (ja) 充填部材、組電池及び熱伝達の制御方法
JP2018045919A (ja) 組電池
KR20160087093A (ko) 고정 브라켓이 형성되어 있는 카트리지 및 이를 포함하는 전지모듈 및 전지팩
JP2018185961A (ja) 電池パック
KR102638723B1 (ko) 이차전지용 냉각 패널 모듈
JP7266935B2 (ja) 電池モジュールおよびそれを含む電池パック
US20210159559A1 (en) Filling member and battery pack
CN210142675U (zh) 电池模组和具有该电池模组的电池***和电动车辆

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant