JP2007018983A - Secondary battery system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池システムに関し、詳しくは、異常時に二次電池から発せられた有色物質による視界の減少が抑えられた二次電池システムに関する。 The present invention relates to a secondary battery system, and more particularly, to a secondary battery system in which a reduction in visibility due to a colored substance emitted from a secondary battery in an abnormal state is suppressed.
近年、環境汚染が地球規模で大きな問題となっており、特に、ガソリン自動車の排気ガスは大気汚染の汚染源の一つとなっている。このため、排気ガスの排出量を低減させた自動車や排気ガスを出さない自動車の開発が進められている。排気ガスの排出量を低減させた自動車の一つとして、内燃機関と電気モータとを組み合わせたハイブリッド自動車がある。また、排気ガスを出さない自動車の一つとして、電気自動車がある。これらの自動車には二次電池が搭載されており、この二次電池として、鉛電池、Ni−Cd電池、Ni−MH電池、リチウム電池などの二次電池が開発されてきた。中でもリチウム電池は、単電池電圧が4V程度有り、他の電池よりエネルギー密度が高いことが特徴であり、次世代の自動車用の二次電池として注目されている。しかし、リチウム電池は、電池電圧が4V程度あることから電解液には電気分解されないように、他の電池と異なり有機系の電解液が用いられている。 In recent years, environmental pollution has become a major problem on a global scale, and in particular, exhaust gas from gasoline automobiles has become one of the sources of air pollution. For this reason, development of automobiles with reduced exhaust gas emissions and automobiles that do not emit exhaust gas has been underway. As one of vehicles that reduce exhaust gas emissions, there is a hybrid vehicle that combines an internal combustion engine and an electric motor. An electric vehicle is one of the vehicles that does not emit exhaust gas. Secondary batteries are mounted on these automobiles, and secondary batteries such as lead batteries, Ni-Cd batteries, Ni-MH batteries, and lithium batteries have been developed as the secondary batteries. Among them, the lithium battery has a single cell voltage of about 4 V and is characterized by a higher energy density than other batteries, and is attracting attention as a secondary battery for next-generation automobiles. However, since lithium batteries have a battery voltage of about 4 V, organic electrolytes are used unlike other batteries so that the batteries are not electrolyzed.
リチウム電池は、エネルギー密度が高い為に、過充電、短絡などの誤った使用をすると電解液が分解してガスが発生するとともにこのガス中に正・負極活物質粉塵などからなる有色物質粒子が含まれる有色ガスが電池(ケース)内部から外部に排出されることがある。誤使用時に発生した有色ガスをそのまま車外に放出されるという問題があった。 Lithium batteries have a high energy density, so if they are used incorrectly such as overcharged or short-circuited, the electrolyte will decompose and gas will be generated, and colored substance particles consisting of positive and negative electrode active material dust will be contained in this gas. The colored gas contained may be discharged from the inside of the battery (case) to the outside. There was a problem that the colored gas generated at the time of misuse was released to the outside as it was.
このような課題に対して、たとえば、特許文献1〜3が開示されている。
For such a problem, for example,
特許文献1は、電池の内部の安全弁と電池蓋の間に吸着材を配設することを提案している。特許文献2は、電池から発生したガスを電池外の酸素が存在しない空間に移動させることを提案している。特許文献3は、イオン交換樹脂を使用して、電池から放出される電解液の酸およびアルカリ成分を補足することを提案している。
しかしながら、特許文献1に記載の発明は、電池内部の限られた空間内部に吸着材を配することから、吸着材を配置するための容積に限界があった。また、吸着材を有効活用する為の空間自由度が限られてしまう為に、吸着可能なガス量に限界があった。
However, in the invention described in
また、特許文献2に記載の発明は、定常使用状態では、酸素が存在しない密閉空間の体積を小さくし、ガス発生時に酸素が存在しない密閉空間が圧力によって膨らみガスを移動させるというものであり、結局空間が膨張する為の体積を事前に用意しておく必要があった。すなわち、全体の体格が粗大化するため、自動車等の車両への搭載には問題があった。 The invention described in Patent Document 2 is such that, in a steady use state, the volume of the sealed space in which oxygen is not present is reduced, and the sealed space in which oxygen is not present is expanded by pressure when gas is generated, and gas is moved. Eventually, it was necessary to prepare a volume for expanding the space in advance. That is, since the overall physique becomes coarse, there is a problem in mounting on vehicles such as automobiles.
特許文献3に記載の発明は、リチウム電池から放出されるガスの温度が、500℃以上の高温であるために、イオン交換樹脂では耐熱性が足りずにガス成分を補足しきれないのみならず、放出されるガスの物質が電解液の酸、アルカリ成分だけではなく、正・負極活物質粉塵や正極の集電箔であるアルミニウム、負極の集電箔である銅の粉塵および酸・アルカリでない電解液の分解ガス成分も含まれるため、イオン交換樹脂では補足しきれないという問題があった。
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、電池のケース外に排出された有色物質粒子により視界が狭窄されることが抑えられた二次電池システムを提供することを課題とする。 This invention is made | formed in view of the said actual condition, and makes it a subject to provide the secondary battery system by which the visual field was suppressed by the colored substance particle | grains discharged | emitted out of the battery case.
上記課題を解決するために本発明者らは二次電池をもつ二次電池システムについて検討を重ねた結果、二次電池から発生した有色物質粒子を除去する有色物質除去手段をもつ二次電池システムとすることで上記課題を解決できることを見出した。 In order to solve the above problems, the present inventors have studied a secondary battery system having a secondary battery, and as a result, a secondary battery system having a colored substance removing means for removing colored substance particles generated from the secondary battery. It has been found that the above problem can be solved.
すなわち、本発明の二次電池システムは、正極および負極が電解液とともにケースに封入された二次電池と、二次電池のケース内の内圧が所定値以上となったときにケースの外部に放出された有色物質粒子を除去する有色物質除去手段を有することを特徴とする。 That is, the secondary battery system of the present invention includes a secondary battery in which a positive electrode and a negative electrode are enclosed in a case together with an electrolyte, and discharges to the outside of the case when the internal pressure of the secondary battery exceeds a predetermined value. It has a colored substance removing means for removing the colored substance particles formed.
本発明の二次電池システムは、有色物質除去手段を有することで、二次電池から排出される有色物質粒子を除去することができる。なお、本発明の二次電池システムにおいて、有色物質粒子とは二次電池のケースの内部から外部にガスとともに排出される粒子を示す。具体的には、有色物質粒子は、電解液の分解生成物、正・負極活物質粉塵等の物質よりなる粒子を示す。 Since the secondary battery system of the present invention has the colored substance removing means, the colored substance particles discharged from the secondary battery can be removed. In the secondary battery system of the present invention, the colored substance particles are particles discharged together with gas from the inside of the secondary battery case to the outside. Specifically, the colored substance particles indicate particles made of a substance such as a decomposition product of the electrolytic solution and positive / negative electrode active material dust.
本発明の二次電池システムは、ケースの外部に放出された有色物質粒子を有色物質除去手段に移送する管路をもつことが好ましい。管路をもつことで、二次電池が排出した有色物質粒子を有色物質除去手段に移送することができ、これにより、もれなく有色物質を除去できるようになる。また、二次電池と有色物質除去手段とを管路で接続することで、二次電池と有色物質除去手段とを離して設置できる。すなわち、二次電池と有色物質除去手段を隣接させたり一体にもうける必要がなくなり、本発明の二次電池システムの設計の自由度が向上する。 The secondary battery system of the present invention preferably has a conduit for transferring the colored substance particles discharged to the outside of the case to the colored substance removing means. By having the pipe line, the colored substance particles discharged from the secondary battery can be transferred to the colored substance removing means, and the colored substance can be removed without any leakage. Further, the secondary battery and the colored substance removing means can be installed separately by connecting the secondary battery and the colored substance removing means with a conduit. That is, it is not necessary to make the secondary battery and the colored substance removing means adjacent to each other or to be provided integrally, and the degree of freedom in designing the secondary battery system of the present invention is improved.
管路は、少なくとも有色物質粒子が放出されるケースの開口部を一端が気密的に被覆することが好ましい。管路の一端が開口部を被覆することで、二次電池が有色物質粒子を排出してもすべての有色物質粒子が管路により有色物質除去手段に移送されることとなり、二次電池システムの外部に有色物質粒子が排出されなくなる。なお、有色物質粒子が放出されるケースの開口部とは、有色物質粒子がケースから放出される部分であればどこでもよい。具体的には、二次電池においてケースにもうけられたガス排出口や、ケースの内圧が上昇してケースが破損して発生した穴をあげることができる。 It is preferable that at least one end of the conduit covers the opening of the case from which the colored substance particles are discharged in an airtight manner. Since one end of the pipe line covers the opening, even if the secondary battery discharges the colored substance particles, all the colored substance particles are transferred to the colored substance removing means by the pipe line. Colored material particles are not discharged to the outside. The opening of the case from which the colored substance particles are released may be any part as long as the colored substance particles are released from the case. Specifically, the gas discharge port provided in the case in the secondary battery and the holes generated by the case internal pressure rising and the case being damaged can be mentioned.
また、管路は、その一端がケースの開口部を気密的に被覆できるのであればその被覆の形態は特に限定されるものではない。すなわち、管路の一端が、その内部に開口部が位置するように周縁部に接続されていても、ケースの全体を収納した状態であっても特に限定されるものではない。 In addition, the form of the pipe is not particularly limited as long as one end of the pipe can cover the opening of the case in an airtight manner. That is, there is no particular limitation even if one end of the pipe line is connected to the peripheral edge so that the opening is located inside the pipe, or even when the entire case is housed.
ケースの開口部は、ケースにもうけられたガス排出口であることがより好ましい。ガス排出口は、ケースの内圧が所定の値以上に上昇したときに開放され、ケースの破損を抑えるための開口部である。ガス排出口は、安全弁等の安全装置を備えたことが好ましい。ケースにあらかじめガス排出口をもうけておくことで、有色物質粒子を含む有色ガスが発生してケース内の圧力が高くなってもガス排出口が開放されることで、ガス排出口以外の部分から有色物質粒子を含む有色ガスが排出されなくなる。内圧の上昇時にケースの破損を抑えることができる。そして、ケースの開口部がガス排出口となることで、二次電池から排出される有色物質粒子を含む有色ガスのすべてが管路を通って有色物質除去手段に移送されることとなる。 More preferably, the opening of the case is a gas outlet provided in the case. The gas discharge port is an opening for opening the case when the internal pressure of the case rises to a predetermined value or more and suppressing damage to the case. The gas outlet preferably includes a safety device such as a safety valve. By providing a gas outlet in the case in advance, even if the colored gas containing colored substance particles is generated and the pressure in the case increases, the gas outlet is opened, so that the gas outlet can be opened from any part other than the gas outlet. Colored gas containing colored substance particles is not discharged. Case damage can be suppressed when the internal pressure increases. And since the opening part of a case becomes a gas discharge port, all the colored gas containing the colored substance particle | grains discharged | emitted from a secondary battery will be transferred to a colored substance removal means through a pipe line.
有色物質除去手段は、有色ガスから有色物質粒子を除去できる手段であれば特に限定されるものではない。有色物質除去手段は、有色物質粒子を吸着する吸着材をもつ吸着手段、有色物質粒子を濾別するフィルタ、有色物質粒子を捕捉するトラップ、から選ばれる少なくともひとつよりなることが好ましい。 The colored substance removing means is not particularly limited as long as it is a means capable of removing the colored substance particles from the colored gas. The colored substance removing means is preferably composed of at least one selected from an adsorbing means having an adsorbing material that adsorbs the colored substance particles, a filter for filtering out the colored substance particles, and a trap for capturing the colored substance particles.
吸着手段は、有色物質粒子を吸着する吸着材を有する。すなわち、吸着材の配置された部分に有色物質粒子を含む有色ガスを通過させ、有色物質粒子を吸着材に吸着させ、外部に排出されたときに視界の妨げとなる有色物質粒子の拡散を抑える。吸着手段において吸着材は、有色物質粒子を吸着することができれば特に限定されるものではない。たとえば、活性炭、ゼオライト等の多孔質材や、カーボン、セラミックス、金属等の粒子を用いることができる。吸着材を構成する多孔質材の細孔容積、細孔径等の特性については、吸着すべき有色物質により異なるため一概に決定できるものではない。 The adsorption means has an adsorbent that adsorbs the colored substance particles. That is, a colored gas containing colored substance particles is allowed to pass through the portion where the adsorbent is disposed, the colored substance particles are adsorbed by the adsorbent, and the diffusion of the colored substance particles that hinder the visibility when discharged to the outside is suppressed. . The adsorbent in the adsorbing means is not particularly limited as long as it can adsorb colored substance particles. For example, porous materials such as activated carbon and zeolite, and particles such as carbon, ceramics, and metal can be used. The characteristics of the porous material constituting the adsorbent, such as the pore volume and the pore diameter, vary depending on the colored substance to be adsorbed and cannot be determined unconditionally.
フィルタは、有色物質粒子を濾別する。すなわち、フィルタに有色物質粒子を含む有色ガスを通過させることで有色物質粒子をフィルタで濾別して除去し、有色ガスから有色物質粒子を取り除く。フィルタは、有色物質粒子を濾別できるものであれば特に限定されるものではない。たとえば、メッシュ状エアフィルタ、DPF等の部材をあげることができる。 The filter separates the colored substance particles. That is, by passing a colored gas containing colored substance particles through the filter, the colored substance particles are filtered and removed by the filter, and the colored substance particles are removed from the colored gas. The filter is not particularly limited as long as it can separate colored substance particles. For example, a member such as a mesh air filter or DPF can be used.
トラップは、有色物質粒子をトラップすることで有色物質粒子を有色ガスから除去する。トラップは、有色ガス中の有色物質粒子をトラップすることができる手段であれば特に限定されるものではない。たとえば、有色物質粒子を含む有色ガスを液体に透過させてこの液体に有色物質粒子を溶解させたり分散沈降させるトラップや、有色物質粒子を含む有色ガスに遠心力を付与して有色物質粒子を分離捕捉するトラップ等のトラップをあげることができる。 The trap removes the colored substance particles from the colored gas by trapping the colored substance particles. The trap is not particularly limited as long as it is a means capable of trapping colored substance particles in the colored gas. For example, a colored gas containing colored substance particles is permeated through the liquid to dissolve or disperse the colored substance particles in this liquid, or a centrifugal force is applied to the colored gas containing colored substance particles to separate the colored substance particles. Traps such as traps to be captured can be listed.
有色物質除去手段は、円筒状や角柱状のカラムに充填された吸着材であり、カラムの長さLとカラムの内径Dとの比L/Dが0.5〜20であることが好ましい。有色物質除去手段が活性炭よりなる吸着材をもつカラムよりなり、L/Dが0.5〜20となることで、二次電池からの有色物質粒子を取り除くことができる。特に、L/Dが11以上となると、有色物質粒子を含む有色ガスがカラムを透過するときの圧損が大きくなり、二次電池のケースの内圧が上昇するようになり、場合によってはさらにケースが破裂する。カラムの長さLとカラムの内径Dとの比L/Dは、0.9〜11であることがより好ましい。 The colored substance removing means is an adsorbent packed in a cylindrical or prismatic column, and the ratio L / D of the column length L to the column inner diameter D is preferably 0.5 to 20. The colored substance removing means comprises a column having an adsorbent made of activated carbon, and the L / D is 0.5 to 20, whereby the colored substance particles from the secondary battery can be removed. In particular, when L / D is 11 or more, the pressure loss when the colored gas containing colored substance particles permeates the column increases, and the internal pressure of the case of the secondary battery increases. Burst. The ratio L / D between the column length L and the column inner diameter D is more preferably 0.9 to 11.
本発明の二次電池システムを構成する二次電池は、充放電を繰り返すことが可能な二次電池であればその種類が特に限定されるものではなく従来公知の二次電池を用いることができる。たとえば、鉛電池、Ni−Cd電池、Ni−水素電池などの電解液に水溶液を用いた二次電池や、リチウム電池などの電解液に有機電解液を用いた二次電池をあげることができる。エネルギー密度が高いことから、二次電池は非水系二次電池であることが好ましい。 The type of secondary battery constituting the secondary battery system of the present invention is not particularly limited as long as it is a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged, and a conventionally known secondary battery can be used. . For example, a secondary battery using an aqueous solution as an electrolyte such as a lead battery, a Ni-Cd battery, or a Ni-hydrogen battery, or a secondary battery using an organic electrolyte as an electrolyte such as a lithium battery can be given. Since the energy density is high, the secondary battery is preferably a non-aqueous secondary battery.
また、本発明の二次電池システムを構成する二次電池は、単電池であっても複数の単電池よりなる組電池であってもいずれでもよい。また、一つの電極体がケースに収容された単セル電池であっても、複数の電極体が一つに収容された複数セル電池であってもいずれでもよい。 Further, the secondary battery constituting the secondary battery system of the present invention may be either a single battery or an assembled battery composed of a plurality of single batteries. Further, it may be a single cell battery in which one electrode body is housed in a case, or may be a multiple cell battery in which a plurality of electrode bodies are housed in one.
本発明の二次電池システムは、二次電池からの有色物質粒子を含む有色ガスの有色物質粒子を取り除くことで有色ガスを無色透明化できる。ハイブリッド自動車や電気自動車等の車両へ搭載したときに運転者の視界を有色ガスに含まれる有色物質粒子が妨げなくなっている。すなわち、本発明の二次電池システムは、車載用二次電池システムに用いることが好ましい。 In the secondary battery system of the present invention, the colored gas can be made colorless and transparent by removing the colored substance particles of the colored gas including the colored substance particles from the secondary battery. When mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, the colored substance particles contained in the colored gas do not hinder the driver's view. That is, the secondary battery system of the present invention is preferably used for an in-vehicle secondary battery system.
本発明の二次電池システムは、二次電池から排出された有色ガスから有色物質除去手段で有色物質粒子を除去する。これにより、二次電池から外部に放出されるガスが無色透明となる。この結果、二次電池システムの外部に放出されるガスが視野の狭窄を生じさせなくなっている。 In the secondary battery system of the present invention, the colored substance particles are removed from the colored gas discharged from the secondary battery by the colored substance removing means. Thereby, the gas discharged | emitted from a secondary battery outside becomes colorless and transparent. As a result, the gas released to the outside of the secondary battery system does not cause narrowing of the visual field.
以下に、本発明の実施の形態について説明する。本形態の二次電池システムは車両に搭載される二次電池システムであり、二次電池として非水電解液二次電池を、有色物質除去手段にガソリン蒸気を回収する為のキャニスターを利用した。本形態の二次電池システムの構成を図1に示した。なお、以下の本実施形態の二次電池システムの説明は、本発明の二次電池システムと関与しない装置については特に言及しない。特に、ガスが流れる流路にもうけられたバルブ等に関してもその機能が明らかであり、説明しない。 Embodiments of the present invention will be described below. The secondary battery system of this embodiment is a secondary battery system mounted on a vehicle, and a non-aqueous electrolyte secondary battery is used as the secondary battery, and a canister for collecting gasoline vapor is used as the colored substance removing means. The configuration of the secondary battery system of this embodiment is shown in FIG. In addition, the description of the secondary battery system of this embodiment below does not particularly refer to devices that are not related to the secondary battery system of the present invention. In particular, the function of the valve or the like provided in the flow path through which the gas flows is obvious and will not be described.
本実施形態の二次電池システムは、複数の電池11を組み合わせてなる電池パック10(本発明の二次電池に相当)とキャニスター20とをもつ。
The secondary battery system of this embodiment includes a battery pack 10 (corresponding to the secondary battery of the present invention) formed by combining a plurality of
電池パック10は、複数の電池11を有している。本形態を示した図1においては、4つの電池11が描かれているが、本発明においては、4つの電池に限定されるものではない。また、電池パック10内には、電池11から排出される有色ガスをまとめる為の排出ガス回収室12がある。排出ガス回収室12は、電池パック10全体がこの機能を果たしてもよい。排出ガス回収室12は、図1には電池パック10内を2分して描かれてあるが、この排出ガス回収室12の数も2分されることに限定されるわけではない。排出ガス回収室12に集まった有色ガスは、排出ガスダクト30を通りキャニスター20に導入される。キャニスター20内には、フィルタ21、トラップ材(活性炭)22が備えられており、有色ガスがキャニスター20を透過すると、有色ガス中に含まれる有色物質粒子がフィルタ21およびトラップ材22に吸着される。そして、有色ガスから有色物質粒子が取り除かれて車外ガス排出口33から車体40の外部に排出される。
The
本実施形態の二次電池システムは、万が一電池パック10の電池11から有色物質粒子を含む有色ガスが発生しても、キャニスター20によって有色物質粒子を除去して車外に放出できるため、視界が遮られることがなくなり安全性が確保できる。
In the secondary battery system of the present embodiment, even if colored gas containing colored substance particles is generated from the
ここで、図1に示した形態において、キャニスター20の活性炭が充填された部分の長さLと径Dの比L/Dは、3.5であった。そして、長さLと径Dの比L/Dが0.5〜20の範囲内であれば、この電池パック10を用いたシステムにおける有色物質粒子の除去を行うことができる。これにより、本実施形態の二次電池システムは、電池11から有色ガスが発生しても、キャニスター20を通って有色ガスが排出されることで、電池パック10の内圧の上昇が抑えられ、電池缶の耐圧限度以下となり、電池缶の破裂が防止可能となる効果も発揮する。
Here, in the form shown in FIG. 1, the ratio L / D of the length L and the diameter D of the portion of the
図1に示した形態では、現在多くの車両で使用されているキャニスター20を有色物質粒子の除去に用いている。ここで、有色物質粒子の除去に用いられる装置は、キャニスター20などの車両に取り付けられている装置ではなく、有色物質粒子を取り除くことができる装置を新たに車両に取り付けて用いてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, a
以下、実施例を用いて本発明を説明する。 Hereinafter, the present invention will be described using examples.
本発明の実施例として、車両に搭載された、二次電池10と有色物質除去手段20とを排出ガスダクトで接続した二次電池システムを作製した。
As an example of the present invention, a secondary battery system mounted on a vehicle and connecting the
(実施例1)
本実施例の二次電池システムは、図2にその構成が示された二次電池システムである。
Example 1
The secondary battery system of the present embodiment is a secondary battery system whose configuration is shown in FIG.
二次電池10は、12Ah級のリチウムイオン電池11と、リチウムイオン電池11の一部を被覆するとともに内部に排出ガス回収室12を区画するケース120と、をもつ。なお、リチウムイオン電池11のケースは、耐圧限界が3Mpaであった。
The
有色物質除去手段20は、愛三工業社製ORVRキャニスターである。このキャニスターは、略円筒状の通路内に活性炭22を充填し両端を通気性を持つフィルタ21で封止した構成を有している。活性炭22の充填量は2.1リットルであり、活性炭22が充填された部分の長さL=320mm、内径はD=90mmであり、その比L/Dは、およそ3.5であった。充填された活性炭22は長さ5mm、径2mmの円柱状の造粒炭(MeadWestVaco杜製BAX1500)を用いた。
The colored
そして、ケース120に区画された排出ガス回収室12と有色物質除去手段20とを排出ガスダクト30で接続した。なお、有色物質除去手段20から排出されるガスは、排出ガスダクト31を通って、車体40の外部に排出される。
Then, the exhaust
(実施例2)
本実施例は、活性炭22を粒径約2mmの破砕炭(MeadWestVaco杜製WVA1500)を用いた以外は、実施例1と同様な構成の二次電池システムである。
(Example 2)
This example is a secondary battery system having the same configuration as that of Example 1 except that the activated
(実施例3)
本実施例は、有色物質除去手段20が、活性炭22の充填量が2.1リットルであり、活性炭22が充填された部分の長さL=460mm、内径はD=73mmとした以外は、実施例1と同様な構成の二次電池システムである。なお、本実施例の有色物質除去手段20のL/Dの比は、6.3である。
(Example 3)
In this embodiment, the colored
(実施例4)
本実施例は、活性炭22を粒径約2mmの破砕炭(MeadWestVaco杜製WVA1500)を用いた以外は、実施例3と同様な構成の二次電池システムである。
Example 4
The present embodiment is a secondary battery system having the same configuration as that of the third embodiment except that the activated
(実施例5)
本実施例は、有色物質除去手段20が、活性炭22の充填量が1リットルであり、活性炭22が充填された部分の長さL=230mm、内径はD=73mmとした以外は、実施例1と同様な構成の二次電池システムである。なお、本実施例の有色物質除去手段20のL/Dの比は、3.2である。
(Example 5)
In this embodiment, the colored
(実施例6)
本実施例は、活性炭22を粒径約2mmの破砕炭(MeadWestVaco杜製WVA1500)を用いた以外は、実施例5と同様な構成の二次電池システムである。
(Example 6)
The present embodiment is a secondary battery system having the same configuration as that of the fifth embodiment except that the activated
(実施例7)
本実施例は、有色物質除去手段20が、活性炭22の充填量が1リットルであり、活性炭22が充填された部分の長さL=330mm、内径はD=62mmとした以外は、実施例1と同様な構成の二次電池システムである。なお、本実施例の有色物質除去手段20のL/Dの比は、5.3である。
(Example 7)
In this embodiment, the colored
(実施例8)
本実施例は、活性炭22を粒径約2mmの破砕炭(MeadWestVaco杜製WVA1500)を用いた以外は、実施例7と同様な構成の二次電池システムである。
(Example 8)
This example is a secondary battery system having the same configuration as that of Example 7, except that activated
(実施例9)
本実施例は、有色物質除去手段20が、活性炭22の充填量が1リットルであり、活性炭22が充填された部分の長さL=520mm、内径はD=50mmとした以外は、実施例1と同様な構成の二次電池システムである。なお、本実施例の有色物質除去手段20のL/Dの比は、10.5である。
Example 9
In this embodiment, the colored
(実施例10)
本実施例は、活性炭22を粒径約2mmの破砕炭(MeadWestVaco杜製WVA1500)を用いた以外は、実施例9と同様な構成の二次電池システムである。
(Example 10)
This example is a secondary battery system having the same configuration as that of Example 9 except that activated
(実施例11)
本実施例は、有色物質除去手段20が、活性炭22の充填量が0.25リットルであり、活性炭22が充填された部分の長さL=300mm、内径はD=29mmとした以外は、実施例1と同様な構成の二次電池システムである。なお、本実施例の有色物質除去手段20のL/Dの比は、12.4である。
(Example 11)
In the present embodiment, the colored
(評価)
上記各実施例の二次電池システムの評価を行った。具体的には、リチウムイオン電池の誤使用を想定して、リチウムイオン電池11に50Aの電流を連続通電して過充電をすることで発煙させて、この時に発生する有色物質粒子を含む有色ガスを有色物質除去手段20に透過させ、車体40の外部に排出されるガスを観察し評価した。排出されるガスの観察は、カメラモニターを通して目視により効果の程度を確認した。
(Evaluation)
The secondary battery system of each of the above examples was evaluated. Specifically, assuming misuse of the lithium ion battery, the
このとき、圧カセンサーを二次電池10と排出ガスダクト30の接続部に取り付け、二次電池10の内圧を測定した。このときの有色物質除去手段20のL/D比とケース12内の内圧の関係を図3に示した。
At this time, the pressure sensor was attached to the connection part of the
また、比較例として、有色物質除去手段20を持たない以外は実施例1と同様な構成の二次電池システムも作製し、同様な評価を行った。比較例の二次電池システムに上記過充電をすると、有色物質粒子を含む有色ガスが多量に排出された。
Further, as a comparative example, a secondary battery system having the same configuration as that of Example 1 except that the colored
実施例1の二次電池システムに上記過充電をすると、比較例において見られたような多量の有色ガス及び有色物質粒子は視認されず、有色物質粒子を吸着し、かなりのトラップ効果が見出せた。但し、全くの無煙では無く僅かばかりの煙は確認された。 When the secondary battery system of Example 1 was overcharged, a large amount of colored gas and colored substance particles as seen in the comparative example were not visually recognized, but the colored substance particles were adsorbed and a considerable trapping effect was found. . However, a slight amount of smoke was confirmed, not smokeless at all.
実施例2の二次電池システムにおいては、有色物質除去手段20からは全く有色ガス及び有色物質粒子の排出が認められなかった。つまり、実施例1よりも高いトラップ効果があることがわかる。
In the secondary battery system of Example 2, no discharge of colored gas and colored substance particles was observed from the colored
実施例3の二次電池システムにおいては、有色物質除去手段20からは全く有色ガス及び有色物質粒子の排出が認められなかった。また、排出ガス回収室120の内圧は、0.044Mpaとなり、つまり、実施例1よりも高いトラップ効果があることがわかる。
In the secondary battery system of Example 3, no colored gas and colored substance particles were discharged from the colored
実施例4の二次電池システムにおいては、有色物質除去手段20からは全く有色ガス及び有色物質粒子の排出が認められなかった。また、排出ガス回収室120の内圧は、0.068Mpaとなり、つまり、実施例1よりも高いトラップ効果があることがわかる。
In the secondary battery system of Example 4, no colored gas and colored substance particles were discharged from the colored
実施例5の二次電池システムにおいては、有色物質除去手段20からは全くの無煙では無く僅かばかりの煙(有色物質粒子を含む有色ガス)は確認された。また、排出ガス回収室120の内圧は、0.070Mpaとなり、つまり、実施例1よりもかなり高いトラップ効果があることがわかる。
In the secondary battery system of Example 5, a slight amount of smoke (colored gas containing colored material particles) was confirmed from the colored
実施例6の二次電池システムにおいては、有色物質除去手段20からは全くの無煙では無く僅かばかりの煙(有色物質粒子を含む有色ガス)は確認された。また、排出ガス回収室120の内圧は、0.280Mpaとなり、つまり、実施例1よりもかなり高いトラップ効果があることがわかる。
In the secondary battery system of Example 6, a slight amount of smoke (colored gas containing colored material particles) was confirmed from the colored
実施例7の二次電池システムにおいては、有色物質除去手段20からは全くの無煙では無く僅かばかりの煙(有色物質粒子を含む有色ガス)は確認された。それでも、実施例5より煙の排出量は少なかった。また、排出ガス回収室120の内圧は、0.486Mpaとなり、つまり、実施例1よりもかなり高いトラップ効果があることがわかる。
In the secondary battery system of Example 7, a slight amount of smoke (colored gas containing colored material particles) was confirmed from the colored
実施例8の二次電池システムにおいては、有色物質除去手段20からは全くの無煙では無く僅かばかりの煙(有色物質粒子を含む有色ガス)は確認された。また、排出ガス回収室120の内圧は、0.378Mpaとなり、つまり、実施例1よりもかなり高いトラップ効果があることがわかる。
In the secondary battery system of Example 8, a slight amount of smoke (colored gas containing colored material particles) was confirmed from the colored
実施例9の二次電池システムにおいては、有色物質除去手段20からは全くの無煙では無く僅かばかりの煙(有色物質粒子を含む有色ガス)は確認された。それでも、実施例7より煙の排出量は少なかった。しかし、有色物質除去手段20の内圧があがり、二次電池10と排出ガスダクト30の接合部から若干の煙が漏出した。また、排出ガス回収室120の内圧は、0.468Mpaとなり、つまり、実施例1よりもかなり高いトラップ効果があることがわかる。
In the secondary battery system of Example 9, a slight amount of smoke (colored gas containing colored material particles) was confirmed from the colored
実施例10の二次電池システムにおいては、有色物質除去手段20からは全くの無煙では無く僅かばかりの煙(有色物質粒子を含む有色ガス)は確認された。また、排出ガス回収室120の内圧は、0.470Mpaとなり、つまり、実施例1よりもかなり高いトラップ効果があることがわかる。
In the secondary battery system of Example 10, a slight amount of smoke (colored gas containing colored material particles) was confirmed from the colored
実施例11の二次電池システムに上記過充電をすると、リチウムイオン電池11のケース内の内圧は3Mpa以上と電池缶の耐圧限度以上の圧力となり電池11の缶が破裂した。しかしながら、リチウムイオン電池11のケースが破裂する前には、有色物質除去手段20からは全くの無煙では無く僅かばかりの煙(有色物質粒子を含む有色ガス)は確認された。つまり、トラップ効果をもつことがわかる。
When the secondary battery system of Example 11 was overcharged, the internal pressure in the case of the
(実施例12)
本実施例の二次電池システムは、図4にその構成が示された二次電池システムである。
(Example 12)
The secondary battery system of the present embodiment is a secondary battery system whose configuration is shown in FIG.
二次電池10は、実施例1と同様に、12Ah級のリチウムイオン電池11と、リチウムイオン電池11の一部を被覆するとともに内部に排出ガス回収室120を区画するケース12と、をもつ。なお、リチウムイオン電池11のケースは、耐圧限界が3Mpaであった。
Similar to the first embodiment, the
有色物質除去手段20は、8リットルの水24を貯留したタンク23と、吸着材を持つ吸着手段25と、をもつ。
The colored
排出ガスダクト30は、その先端部が水24に浸漬した状態で配置されている。つまり、タンク23に導入されるガスは、水24内に導入される。そして、水24を通過したガスは、排出ガスダクト32を通って吸着手段25に導入される。タンク23は、排出ガスダクト30,32を通過する以外でガスが移動しないように密閉されている。
The
吸着手段25は、筒状の通路内に吸着材26を充填し両端を通気性を持つフィルタ21で封止した構成を有している。この吸着材26は、活性炭(BC−9、キャタラー製)を14mlとモレキュラーシーブ13X、関東化学製を18m1を混合して製造された。吸着手段25の吸着材26が充填された部分の長さL=29mm、内径はD=32mmであり、その比L/Dは、0.90であった。
The adsorbing means 25 has a configuration in which an adsorbent 26 is filled in a cylindrical passage and both ends are sealed with a
そして、吸着手段25を透過したガスは、排出ガスダクト31を通って車体40の外部に排出される。
The gas that has permeated through the adsorbing means 25 is discharged to the outside of the
本実施例の二次電池システムに上記した過充電による発煙を生じさせたところ、有色物質除去手段20からは全くの無煙では無く僅かばかりの煙(有色物質粒子を含む有色ガス)は確認された。そして、実施例1と同等程度の高いトラップ効果があることがわかる。 When the secondary battery system of this example caused the above-described smoke generation due to overcharging, the colored substance removing means 20 confirmed that only a small amount of smoke (colored gas containing colored substance particles) was found. . And it turns out that there exists a high trap effect comparable as Example 1. FIG.
上記各実施例のように、有色物質除去手段20をもつことで、リチウムイオン電池11から有色物質粒子を含む有色ガスが発生しても、有色物質除去手段20によって有色物質粒子を除去して車外に放出できるため、視界が遮られることがなくなるため安全性の高い二次電池システムを新たに提供することができた。
By having the colored substance removing means 20 as in each of the above embodiments, even if colored gas containing colored substance particles is generated from the
10:電池パック 11:電池、リチウム二次電池
12:排出ガス回収室 120:ケース
20:有色物質除去手段、キャニスター
21:フィルタ 22:活性炭
23:タンク 24:水
25:吸着手段
30,31,32:排出ガスダクト
33:車外ガス排出口
40:車体 41:燃料タンク
42:エンジン 43:空気吸入口
44:バキュームスイッチングバルブ
45:エアフィルタ
50:バルブ
10: battery pack 11: battery, lithium secondary battery 12: exhaust gas recovery chamber 120: case 20: colored substance removing means, canister 21: filter 22: activated carbon 23: tank 24: water 25: adsorption means 30, 31, 32 : Exhaust gas duct 33: Exhaust gas discharge port 40: Car body 41: Fuel tank 42: Engine 43: Air intake port 44: Vacuum switching valve 45: Air filter 50: Valve
Claims (6)
該二次電池の該ケース内の内圧が所定値以上となったときに該ケースの外部に放出された有色物質粒子を除去する有色物質除去手段と、
を有することを特徴とする二次電池システム。 A secondary battery in which a positive electrode and a negative electrode are enclosed in a case together with an electrolyte;
A colored substance removing means for removing colored substance particles released to the outside of the case when the internal pressure in the case of the secondary battery becomes equal to or higher than a predetermined value;
A secondary battery system comprising:
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