KR20100123828A - 전지 수납 트레이와 이를 이용한 전지 수납 트레이 집합체 - Google Patents

전지 수납 트레이와 이를 이용한 전지 수납 트레이 집합체 Download PDF

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야스시 히라카와
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Abstract

전지의 높이를 넘는 높이의 외주 프레임과 저면부를 가지는 수납 부재와, 수납 부재 내에 전지를 개별로 분리하는 격벽 부재를 구비하고, 격벽 부재의 높이가, 전지의 높이의 50%를 넘고, 수납 부재의 외주 프레임의 높이 미만으로 전지 수납 트레이를 구성한다.

Description

전지 수납 트레이와 이를 이용한 집합 전지 수납 트레이{BATTERY HOUSING TRAY AND ASSEMBLED-BATTERY HOUSING TRAY USING THE SAME}
본 발명은, 복수의 전지의 제조 공정에 있어서, 제조 설비의 트러블 등의 요인으로 전지에 발열 등의 문제가 일어나도 다른 전지에 영향을 주지 않고 안전하게 복수의 전지를 수납할 수 있는 전지 수납 트레이와 이를 이용한 집합 전지 수납 트레이에 관한 것이다.
최근, 자원 절약이나 에너지 절약의 관점에서, 반복 사용할 수 있는 니켈 수소, 니켈 카드뮴이나 리튬 이온 등의 2차 전지에 대한 수요가 높아지고 있다. 그 중에서도 리튬 이온 2차 전지는, 경량이면서, 기전력이 높고, 고에너지 밀도라고 하는 특징을 가지고 있기 때문에, 휴대 전화나 디지털 카메라, 비디오 카메라, 노트북형 컴퓨터 등의 다양한 종류의 휴대형 전자 기기나 이동체 통신 기기의 구동용 전원으로서의 수요가 확대되고 있다.
일반적으로, 2차 전지의 제조 공정에 있어서는, 전지의 형태로 제작 후, 전지의 특성을 얻기 위해서 다양한 처리 공정의 경과 후에, 상품화된다. 이 때, 처리 공정으로서, 초기 충방전 공정, 에이징 공정이나 출하 충방전 등이 행해진다. 이에 따라, 전지의 경미한 내부 쇼트나, 전지를 구성하고 있는 부품의 기능 등을 검사하여, 고성능으로 신뢰성이 높은 2차 전지를 공급하고 있다. 그리고, 이들 처리 공정은, 생산성 등을 고려하여, 복수의 전지를 트레이에 수납하여 행해진다.
특허 문헌 1 : 일본국 특허공개 평 10－281881호 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특허공개 평 11－1694751호 공보 특허 문헌 3 : 일본국 특허공개 2003－190312호 공보
그러나, 상기 처리 공정에 있어서, 전지에서 내부 쇼트가 발생하는 경우나, 충방전 시험기의 문제 등에 의해 전지에 이상(異常) 전압이 인가되는 경우가 있다. 이 경우, 이들 전지는, 이상 발열이나, 전지의 내압의 급격한 상승에 의한 가스의 방출 등이 발생한다. 이 때, 전지에 설치되어 있는 안전 기구의 작동이 따라잡지 못하여, 드물게 파열이나 인화를 유발하는 경우가 있다.
여기서, 충방전 공정에 있어서, 트레이에 수납된 전지를 적외선 모니터로 감시하고, 이상 발열을 일으킨 전지를 판별하여 배출하는 예가 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
또한, 충방전 공정이나 에이징 공정에서, 트레이에 수납된 전지에 문제가 발생한 경우에 센서, 온도 센서 등에 의해 이상을 검출하고, 트레이를 포함하는 장치마다, 불활성 가스나 소화제(消化劑)를 분출하여, 전지의 인화나 파열의 연쇄를 방지하는 예가 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2, 3 참조).
그러나, 특허 문헌 1에 나타내는 온도 측정 장치에서는, 트레이에 수납된 2차 전지가 발열한 경우에, 발열한 전지를 배출하여 다른 전지에의 영향을 방지하는 것이 가능하다. 그러나, 전지가 이상 발열하여, 인화나 파열한 경우의 다른 전지로의 영향을 방지하는 것에 관해서는 아무런 기재도 되어 있지 않다.
또한, 특허 문헌 2나 특허 문헌 3에 있어서는, 전지 보관고나 충방전 시험을 하는 챔버 공간에 있어서, 문제있는 전지가 인화나 파열한 경우, 전지 보관고나 챔버 공간을 소화제로 충만시켜 소화하는 구성이다. 이 때문에, 전지 보관고나 챔버 공간 내에 존재하는 정상적인 전지의 폐기나, 폐기하지 않는 경우에는 재생 처리 등이 필요해진다. 또한, 전지 보관고나 챔버 공간 내의 충방전 장치의 전체를 사용할 수 없게 된다는 과제가 있었다. 또한, 불이 붙으면 설비의 소화 능력을 초과할 가능성도 있으므로, 발화원이 작은 동안에 소화시킬 필요가 있다.
본 발명의 전지 수납 트레이는, 전지의 높이를 넘는 높이의 외주 프레임과 저면부를 가지는 수납 부재와, 수납 부재 내에 전지를 개별로 분리하는 격벽 부재를 구비하고, 격벽 부재의 높이가, 전지 높이의 50%를 넘고, 수납 부재의 외주 프레임의 높이 미만인 구성을 가진다.
이 구성에 의해, 문제있는 전지의 배기공으로부터 분출하는 가스에 인화된 불길을 격벽 부재 상의 공간에 분산시켜, 주위의 전지로의 불 붙음이나 이상 과열 등을 미연에 방지할 수 있는 안전성이 뛰어난 전지 수납 트레이를 실현할 수 있다.
또한, 본 발명의 집합 전지 수납 트레이는, 상기 전지 수납 트레이를 적층하고, 전지를 수납하는 구성을 가진다. 이에 따라, 전지 수납 트레이를 다단으로 적층해도, 불이 잘 붙지않는 안전하고 신뢰성이 높은 집합 전지 수납 트레이를 실현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 전지 수납 트레이에 수납되는 전지의 횡단면도이다.
도 2A는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 전지 수납 트레이의 사시도이다.
도 2B는 도 2A의 2B－2B선 단면도이다.
도 3A는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 전지 수납 트레이의 다른 예의 사시도이다.
도 3B는 도 3A의 3B－3B선 단면도이다.
도 4A는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 전지 수납 트레이의 사시도이다.
도 4B는 도 4A의 4B－4B선 단면도이다.
도 5A는 본 발명의 실시의 형태 3에 있어서의 전지 수납 트레이의 상부로부터 본 평면도이다.
도 5B는 도 5A의 5B－5B선 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 집합 전지 수납 트레이를 설명하는 단면도이다.
도 7A는 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 다른 예의 전지 수납 트레이의 적층 전의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7B는 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 다른 예의 전지 수납 트레이의 적층 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 8A는 본 발명의 실시의 형태 5에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 상부로부터 본 투시 평면도이다.
도 8B는 도 8A의 8B－8B선 단면도이다.
도 9A는 본 발명의 실시의 형태 6에 있어서의 전지 수납 트레이의 사시도이다.
도 9B는 도 9A의 9B－9B선 단면도이다.
도 10A는 본 발명의 실시의 형태 6에 있어서의 전지 수납 트레이의 다른 예의 사시도이다.
도 10B는 도 10A의 10B－10B선 단면도이다.
도 11A는 본 발명의 실시의 형태 7에 있어서의 전지 수납 트레이의 사시도이다.
도 11B는 도 11A의 11B―11B선 단면도이다.
도 12A는 본 발명의 실시의 형태 8에 있어서의 전지 수납 트레이의 상부로부터 본 평면도이다.
도 12B는 도 12A의 12B－12B선 단면도이다.
도 13A는 본 발명의 실시의 형태 9에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 전지 수납 트레이의 적층 전의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 13B는 본 발명의 실시의 형태 9에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 전지 수납 트레이의 적층 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 14A는 본 발명의 실시의 형태 9에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 다른 예 1의 전지 수납 트레이의 적층 전의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 14B는 본 발명의 실시의 형태 9에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 다른 예 1의 전지 수납 트레이의 적층 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시의 형태 9에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 다른 예 2를 나타내는 단면도이다.
도 16A는 본 발명의 실시의 형태 9에 있어서의 전지 수납 트레이의 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재의 다른 예 1을 나타내는 단면도이다.
도 16B는 본 발명의 실시의 형태 9에 있어서의 전지 수납 트레이의 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재의 다른 예 2를 나타내는 단면도이다.
도 17A는 본 발명의 실시의 형태 10에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 상부로부터 본 투시 평면도이다.
도 17B는 도 17A의 17B－17B선 단면도이다.
도 18A는 본 발명의 각 실시의 형태에 적용되는 통기공의 형태를 설명하는 단면도이다.
도 18B는 본 발명의 각 실시의 형태에 적용되는 통기공의 형태를 설명하는 단면도이다.
도 18C는 본 발명의 각 실시의 형태에 적용되는 통기공의 형태를 설명하는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해서, 도면을 참조하면서, 동일 부분에는 동일 부호를 붙여 설명한다. 또한, 본 발명은, 본 명세서에 기재된 기본적인 특징에 의거하는 한, 이하에 기재된 내용에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하에서는 전지로서, 리튬 이온 등의 비수 전해질 2차 전지(이하, 「전지」라고 표기한다)를 예로 설명하는데, 이에 한정되지 않는 것은 말할 것도 없다.
(실시의 형태 1)
도 1은, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 전지 수납 트레이에 수납되는 전지의 횡단면도이다.
도 1에 나타내는 바와같이, 원통형의 전지는, 예를 들면 알루미늄 제의 양극 리드(8)를 구비한 양극(1)과, 그 양극(1)과 대향하는, 예를 들면 구리제의 음극 리드(9)를 일단에 구비한 음극(2)을 세퍼레이터(3)를 사이에 두고, 감긴 전극군(4)을 가진다. 그리고, 전극군(4)의 상하에 절연판(10a, 10b)을 장착하여 전지 케이스(5)에 삽입하고, 양극 리드(8)의 다른쪽의 단부를 입구 밀봉판(6)에, 음극 리드(9)의 다른쪽의 단부를 전지 케이스(5)의 저부에 용접한다. 또한, 리튬 이온을 전도하는 비수 전해질(도시하지 않음)을 전지 케이스(5) 내에 주입하고, 전지 케이스(5)의 개방 단부를 개스킷(7)을 통하여 양극 캡(16), PTC 소자 등의 전류 차단 부재(18) 및 입구 밀봉판(6)을 스웨이징한 구성을 가진다. 또한, 양극 캡(16)에는, 전극군(4)의 문제 발생에 의한 벤트 기구(19)의 개방에 의해 생기는 가스를 빼내기 위한 배기공(17)을 형성하고 있다. 그리고, 양극(1)은 양극 집전체(1a)와 양극 활물질을 포함하는 양극층(1b)으로 구성되어 있다.
여기서, 양극층(1b)은, 예를 들면 LiCoO2나 LiNiO2, Li2MnO4, 또는 이들의 혼합 혹은 복합 화합물 등의 리튬 포함 복합 산화물을 양극 활물질로서 포함한다. 또한, 양극층(1b)은, 도전제와 결착제를 더 포함한다. 도전제로서, 예를 들면 천연 흑연이나 인조 흑연의 그래파이트류, 아세틸렌블랙, 케첸 블랙, 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 램프 블랙, 서멀 블랙 등의 카본 블랙류를 포함하고, 또한 결착제로서, 예를 들면 PVDF, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 아라미드 수지, 폴리아미드, 폴리이미드 등을 포함한다.
또한, 양극(1)에 이용하는 양극 집전체(1a)로는, 알루미늄(Al), 탄소, 도전성 수지 등이 사용 가능하다.
비수 전해질에는 유기 용매에 용질을 용해한 전해질 용액이나, 이들을 포함하고 고분자로 비유동화된 이른바 폴리머 전해질층이 적용 가능하다. 비수 전해질의 용질로는, LiPF6, LiBF4, LiClO4, LiAlCl4, LiSbF6, LiSCN, LiCF3SO3, LiN(CF3CO2), LiN(CF3SO2)2 등을 이용할 수 있다. 또한, 유기 용매로는, 예를 들면 에틸렌 카보네이트(EC), 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트, 디메틸 카보네이트(DMC), 디에틸 카보네이트, 에틸메틸 카보네이트(EMC) 등을 이용할 수 있다.
또한, 음극(2)의 음극 집전체(11)는, 스테인리스강, 니켈, 구리, 티탄 등의 금속박, 탄소나 도전성 수지의 박막 등이 이용된다.
또한, 음극(2)의 음극층(15)으로는, 흑연 등의 탄소 재료나, 규소(Si)나 주석(Sn) 등과 같이 리튬 이온을 가역적으로 흡장 및 방출하는 이론 용량 밀도가 833mAh/㎤를 초과하는 음극 활물질을 이용할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 전지 수납 트레이에 대해서, 도 2A와 도 2B를 이용하여 상세하게 설명한다.
도 2A는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 전지 수납 트레이의 사시도이고, 도 2B는 도 2A의 2B－2B선 단면도이다. 또한, 도 2B에서는 이해를 돕기 위해서, 사시도로 도시하는 원통형의 전지를 수납한 상태로 도시하고 있다.
도 2A에 나타내는 바와같이, 전지 수납 트레이(100)는, 예를 들면 폴리프로필렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 저면부(112)를 가지는 수납 부재(110)와, 수납 부재(110)의 내주측에 내장되는, 예를 들면 폴리프로필렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 격벽 부재(120)로 구성되어 있다. 이 경우, 수납 부재(110)와 격벽 부재(120)는, 개별로 형성되어 분리 가능한 구성으로 이루어진다.
그리고, 도 2B에 나타내는 바와같이, 수납 부재(110)는, 소정의 전지(130)를 수납했을 때, 전지의 높이(D)(양극 캡과 전지 케이스 저면간의 거리)를 넘는 높이(T)의 외주 프레임(115)을 가진다. 또한, 격벽 부재(120)는, 복수의 소정의 전지(130)를 개별로 분리하여 수납함과 더불어, 적어도 전지(130)의 높이의 50%를 넘는 높이(K)로 형성되어 있다. 예를 들면, 높이 65㎜의 전지의 경우, 32.5㎜를 넘는 높이로 된다.
즉, 도 2B에 나타내는 바와같이, 복수의 전지(130)는, 전지(130)의 높이의 50%를 넘는 높이의 격벽 부재(120)와 전지(130)의 높이를 넘는 높이의 외주 프레임(115)으로 구성된 전지 수납 트레이(100)에 수납된다.
또한, 본 발명은, 격벽 부재(120)의 높이가 전지(130)의 높이의 50% 이하인 경우, 문제가 있는 전지의 인화나 파열에 의해, 주위의 전지에 불이 붙는다는 지견에 의거하는 것이다. 또한, 복수의 전지 수납 트레이를 적층하여 이용하는 경우, 수납 부재(110)의 외주 프레임(115)의 높이를 전지의 높이를 넘는 구성으로 함으로써, 전지의 인화나 파열의 에너지를 격벽 부재와 외주 프레임으로 형성되는 공간으로 방출하고, 열의 축적을 발산시켜 주위의 전지의 인화나 발연(發煙)을 방지할 수 있는 것에 의한다.
이 때, 격벽 부재(120)의 높이를 전지(130)의 높이의 80% 이상으로 하는 것이 특히 바람직하다. 이는, 격벽 부재에 의한 단열 효과를 크게 할 수 있기 때문이다.
여기서, 상기 실시의 형태에서는, 수납 부재나 격벽 부재의 재질을 폴리프로필렌 수지를 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 페놀 수지, 유니레이트, 유리 에폭시 수지, 세라믹이나 발포 수지를 이용해도 된다. 이 때, 상기 수지 중에, 탄소섬유나 유리 섬유 등의 필러를 함유하는 것이 바람직하다. 이는, 함유되는 필러에 의해, 문제가 있는 전지의 발열이나 인화 시에 발생하는 고온에 대한, 수납 부재와 격벽 부재의 강도 저하를 방지하여, 형상을 유지할 수 있다. 즉, 형상을 유지할 수 없는 경우, 문제가 있는 전지가, 주위의 전지를 향해 넘어지기 쉬워진다. 이에 따라, 주위의 전지에 인화나 발열의 영향이 커져, 불이 붙을 가능성이 높아지는 것을 저감시킬 수 있기 때문이다. 상기 수지 중에, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등의 흡열제를 더 첨가해도 된다. 이에 따라, 문제가 있는 전지 주위의 격벽 부재의 온도 상승을, 주위의 격벽 부재에 전열시켜, 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 온도 상승의 억제에 의해, 격벽 부재 등의 강도 저하를 방지하고, 형상을 유지시키는 효과를 높일 수 있다.
또한, 수납 부재나 격벽 부재를, 예를 들면 구리(Cu), 알루미늄(Al)이나 철(Fe) 등의 금속 재료를 상기 절연성 수지로 피복하는 구성으로 해도 된다. 이에 따라, 높은 전열성과 함께 기계적 강도를 높일 수 있다. 또한, 전지와 접촉하여 단락을 일으키지 않는 경우에는, 금속 재료만으로 형성해도 된다. 또한, 금속 재료를, 그물눈 형상이나 복수의 관통공을 가지는 구조로 해도 된다. 이에 따라, 전열성이나 기계적 강도를 유지하면서, 수납 부재나 격벽 부재의 경량화를 실현할 수 있다.
본 실시의 형태에 의하면, 문제가 있는 전지의 배기공으로부터 분출하는 가스로의 인화나 파열 시에 발생하는 불길을 격벽 부재 상의 공간에 분산시켜, 주위의 전지로의 불 붙음이나 이상 과열 등을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 소정의 높이의 격벽 부재로 함으로써, 전지의 전지 케이스 내의 전극군으로의 가열을 대폭 억제하여, 불이 붙는 것 등을 방지할 수 있다.
또한, 수납 부재와 격벽 부재를 개별로 형성하여 분리 가능한 구조로 함으로써, 전지의 형상에 따른 격벽 부재를 준비하는 것만으로, 각종 전지를 동일한 수납 부재에 수납할 수 있다. 그 결과, 형상이 상이한 전지를 다단으로 적층할 수 있는 범용성이 높은 전지 수납 트레이를 실현할 수 있다.
또한, 상기 실시의 형태에서는, 수납 부재와 격벽 부재를 개별로 형성하여 분리 가능한 구조를 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 3A는 본 발명의 실시의 형태 1에 있어서의 전지 수납 트레이의 다른 예의 사시도나, 도 3B의 도 3A의 3B－3B선 단면도에 나타내는 바와같이, 수납 부재(160)와 격벽 부재(170)를 일체적으로 설치한 전지 수납 트레이(150)로 해도 된다. 이에 따라, 격벽 부재의 기계적 강도 저하의 억제나, 방열 면적의 확대에 의한 전열 효율을 높일 수 있고, 또한 안전성이 높은 전지 수납 트레이를 실현할 수 있다.
(실시의 형태 2)
도 4A는 본 발명의 실시의 형태 2에 있어서의 전지 수납 트레이의 사시도이고, 도 4B는 도 4A의 4B－4B선 단면도이다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서도, 도 1과 동일한 원통형의 전지를 수납하는 예로 설명한다.
본 실시의 형태는, 수납 부재의 저면부에 관통공을 형성한 점에서, 실시의 형태 1과는 다르다. 또한, 다른 구성은 실시의 형태 1과 동일하다.
그리고, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 도 4A에 나타내는 바와같이, 전지 수납 트레이(200)는, 예를 들면 폴리프로필렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 저면부를 가지는 수납 부재(210)와, 수납 부재(210)의 내주측에 내장되는, 예를 들면 폴리프로필렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 격벽 부재(220)로 구성되어 있다. 이 경우, 수납 부재(210)와 격벽 부재(220)는, 개별로 형성되어 분리 가능한 구성으로 이루어진다.
그리고, 도 4B에 나타내는 바와같이, 수납 부재(210)의 저면부(212)에는, 격벽 부재(220)로 둘러싸인 영역 내에, 적어도 전지(230)의 외경보다도 작은 관통공(215)을 형성하고 있다.
본 실시의 형태에 의하면, 전지 수납 트레이(200)에 전지(230)를 수납한 상태에서, 충방전 시험기에 배치하고, 전지의 양극 캡의 플러스와, 수납 부재(210)의 관통공(215)을 통하여 전지 케이스의 저부의 마이너스를 접속하여 전지의 평가를 할 수 있다. 그리고, 충방전 시험 중에, 문제가 있는 전지의 인화나 파열, 나아가 시험기의 문제에 의한 이상 전압이나 이상 전류에 기인하는 파열이나 인화가 만일 발생해도, 주위의 전지로의 불 붙음 등의 영향을 막을 수 있다.
또한, 이 때, 관통공(215)은, 전지(230)의 양극 캡의 최상부의 직경보다 작은 것이 더욱 바람직하다. 이는, 이하의 실시의 형태에서 상세하게 설명하는 전지 수납 트레이를 적층한 집합 전지 수납 트레이 구조 시에 발생하는, 전지의 양극 캡의 측면에 형성한 배기공으로부터 경사 방향으로 분출하는 불길 등에 의해, 직상(直上)의 전지가 직접 불에 닿는 것을 방지할 수 있다.
(실시의 형태 3)
도 5A는 본 발명의 실시의 형태 3에 있어서의 전지 수납 트레이의 상부로부터 본 평면도이고, 도 5B는 도 5A의 5B－5B선 단면도이다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서도, 도 1과 동일한 원통형의 전지를 수납하는 예로 설명한다.
도 5A에 나타내는 바와같이, 전지 수납 트레이(300)는, 예를 들면 폴리프로필렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 저면부를 가지는 수납 부재(310)와, 예를 들면 폴리프로렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 격벽 부재(320)가 일체적으로 형성된 구성을 가진다. 또한, 수납 부재(310)의 내측과 격벽 부재(320)의 안쪽에 리브부(311)를 설치하고 있다. 또한, 수납 부재(310)의 저면부(312)에는, 격벽 부재(320)로 둘러싸인 영역 내에, 적어도 전지(330)의 외경보다도 작은 관통공(340)과, 전지(330)의 저부를 부분적으로 유지하는 리브부(350)를 설치하고 있다.
그리고, 도 5B에 나타내는 바와같이, 수납 부재(310)는, 소정의 전지(330)를 수납했을 때, 전지의 높이(D)(양극 캡과 전지 케이스 저면간의 거리)를 넘는 높이(T)의 외주 프레임(315)을 가진다. 또한, 격벽 부재(320)는, 복수의 소정의 전지(330)를 개별로 분리하여 수납함과 더불어, 수납 부재(310)의 저면부(312)의 리브부(350)의 전지(330)의 접촉면으로부터, 적어도 전지(330)의 높이의 50%를 넘는 높이로 형성되어 있다. 예를 들면, 리브부의 높이가 1㎜이고, 전지의 높이 65㎜의 전지의 경우, 33.5㎜를 넘는 높이로 된다.
여기서, 상기 수납 부재, 격벽 부재나 리브부 등의 구성이나 재료는 실시의 형태 1과 동일하여 설명은 생략한다.
본 실시의 형태에 의하면, 실시의 형태 1과 마찬가지로, 문제가 있는 전지의 배기공으로부터 분출하는 가스의 인화나 파열 시에 발생하는 불길을 격벽 부재 상의 공간에 분산시켜, 주위의 전지로의 불 붙음이나 이상 과열 등을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에 의하면, 수납 부재와 격벽 부재에 설치한 리브부에 의해, 수납하는 전지의 위치 결정이 용이해짐과 더불어, 인접하는 전지간의 거리를 균일하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 문제가 있는 전지의 발열이나 인화의 영향이 인접하는 전지에 대해 균등하게 할 수 있으므로, 리브부가 없는 경우에 비해, 보다 발열 등의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 형태에 의하면, 수납 부재와 격벽 부재에 설치한 리브부에 의해, 공기 등의 순환 유로가 형성되고, 에이징 공정 등에 있어서 전지의 주위 온도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 상기 실시의 형태에서는, 수납 부재의 저면부에 관통공을 형성한 예로 설명했는데, 충방전 시험 등을 하지않는 경우, 없어도 된다. 또한, 수납 부재의 저면부에 리브부를 설치한 예로 설명했는데, 전지의 위치 결정만을 목적으로 하는 경우에는, 특별히 필요는 없다.
(실시의 형태 4)
도 6은, 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 집합 전지 수납 트레이를 설명하는 단면도이다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서도, 도 1과 동일한 원통형의 전지를 수납하는 예로 설명한다.
도 6에 나타내는 바와같이, 본 발명의 실시의 형태 4의 집합 전지 수납 트레이(400)는, 실시의 형태 1에서 설명한 전지 수납 트레이(100A, 100B, 100C)를, 예를 들면, 3단으로 적층한 구성을 가진다. 또한, 전지 수납 트레이(100A, 100B, 100C)의 구성은, 실시의 형태 1의 전지 수납 트레이와 동일하므로, 설명을 생략한다.
즉, 도 6에 도시하는 바와같이, 복수의 전지 수납 트레이(100A, 100B, 100C)를, 각 전지 수납 트레이의 외주 프레임(115A, 115B, 115C)을 통하여 적층한 것이다.
이에 따라, 예를 들면 전지 수납 트레이(100B)의 저면부(112B)와 전지 수납 트레이(100C)의 외주 프레임(115C)간에 공간(402)이 형성된다. 그 결과, 이 공간(402)에, 문제가 있는 전지가 인화나 파열한 경우의 에너지를 분산시켜, 주위의 전지로의 이상 과열이나 불길의 집중을 저감하고, 폭발 일으킴이나 불 붙음을 방지할 수 있다. 또한, 전지 수납 트레이(100B)와 전지 수납 트레이(100A)의 관계도 상기와 동일하다. 또한, 전지 수납 트레이(100A)는, 전지(130)의 상부가 개방되어 있으므로, 주위 전지로의 영향을 보다 저감시킬 수 있다.
본 실시의 형태에 의하면, 복수의 전지 수납 트레이를 적층해도, 문제 전지의 발열이나 인화의 영향을 방지할 수 있는 안전하고 신뢰성이 높은 집합 전지 수납 트레이를 실현할 수 있다.
또한, 상기에서는, 실시의 형태 1의 전지 수납 트레이를 적층한 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않고, 실시의 형태 2나 실시의 형태 3의 전지 수납 트레이를 적층해도 되고, 동일한 효과가 얻어진다.
이하에, 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 다른 예에 대해서, 도 7A와 도 7B를 이용하여 설명한다.
도 7A와 도 7B는, 본 발명의 실시의 형태 4에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 다른 예를 설명하는 단면도이다. 그리고, 도 7A는 전지 수납 트레이의 적층 전의 상태를 나타내는 단면도이고, 도 7B는 적층 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
즉, 도 7A에 나타내는 바와같이, 전지 수납 트레이(500)는, 수납 부재(510)의 외주 프레임(515)의 단면측에 제1 오목부(517)를 설치하고, 저면부(512)의 외표면에 제1 오목부(517)와 끼워 맞추는 제2 볼록부(516)를 설치한 구성을 가진다. 그리고, 예를 들면 하단이 되는 전지 수납 트레이(500)의 제1 오목부(517)와 상단의 전지 수납 트레이(500)의 제2 볼록부(516)를 끼워 맞춤으로써 집합 전지 수납 트레이(600)를 형성하는 것이다.
이에 따라, 적층하는 전지 수납 트레이간의 위치 어긋남을 방지함과 더불어, 적층 시의 안정성을 높인 집합 전지 수납 트레이를 실현할 수 있다.
또한, 상기에서는, 수납 부재의 외주 프레임에 제1 오목부, 저면부측에 제2 볼록부를 설치한 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 수납 부재의 외주 프레임에 제1 볼록부를 설치하고, 저면부에 제2 오목부를 설치하는 구성으로 해도 되고, 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 상기에서는, 최하단의 전지 수납 트레이에 제2 볼록부를 설치한 예로 설명했는데, 특별히 설치하지 않아도 된다.
또한, 상기 실시의 형태에서는, 최상단의 전지 수납 트레이의 상부가 개방된 상태로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 수납 부재의 외주 프레임을 없애고, 저면부와 제2 볼록부를 가지는 덮개부를 형성하고, 최상단의 전지 수납 트레이에 덮개부로 덮는 구성으로 해도 된다. 이에 따라, 최상단의 전지 수납 트레이의 문제가 있는 전지가 인화나 파열해도, 덮개부에 의해 주위로의 비산 등을 확실히 방지할 수 있다.
(실시의 형태 5)
도 8A는 본 발명의 실시의 형태 5에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 상부로부터 본 투시 평면도이고, 도 8B는 도 8A의 8B－8B선 단면도이다. 또한, 도 8B에서는 이해를 돕기 위해서, 사시도로 나타내는 원통형의 전지를 수납한 상태로 도시하고 있다.
본 실시의 형태에서는, 도 8B에 나타내는 바와같이, 하단의 전지 수납 트레이의 전지와, 상단의 전지 수납 트레이의 전지는 적층 방향에 있어서, 직상에 겹치지 않도록, 어긋나게 배치한 점에서, 실시의 형태 4와는 다르다. 또한, 이하에서는 전지 수납 트레이를 2단으로 적층한 예로 설명하는데, 이에 한정되지 않는다.
즉, 도 8B에 나타내는 바와같이, 격벽 부재(720)를 구비한 제1 전지 수납 트레이(700)의 상부에, 격벽 부재(820)를 구비한 제2 전지 수납 트레이(800)를 적층하여 집합 전지 수납 트레이(900)를 형성하는 것이다. 이 때, 도 8A에 나타내는 바와같이, 격벽 부재(720)(도면 중의 점선)로 둘러싸인 전지 수납 영역(722)과, 격벽 부재(820)로 둘러싸인 전지 수납 영역(822)이, 어긋난 위치에 배치되어 있다.
본 실시의 형태에 의하면, 적층 시에 적층간의 전지가 직상에 배치되지 않으므로, 적층된 전지간의 거리를 크게 하고, 문제가 있는 전지의 가스의 분출에 기인하는 인화나 파열의 상단 전지에의 영향을 더욱 저감할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 도 8A에 나타내는 바와같이, 제1 전지 수납 트레이(700)의 격벽 부재(720)로 칸막이된 4개의 전지 수납 영역(722)에 걸치도록, 제2 전지 수납 트레이(800)의 격벽 부재(820)로 칸막이된 1개의 전지 수납 영역(822)을 배치한 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 전지 수납 트레이(700)의 격벽 부재(720)로 칸막이된 2개의 전지 수납 영역(722)에 걸치도록, 제2 전지 수납 트레이(800)의 격벽 부재(820)의 전지 수납 영역(822)을 배치해도 된다. 또한, 제1 전지 수납 트레이(700)의 격벽 부재(720)도 1개의 전지 수납 영역(722)과 제2 전지 수납 트레이(800)의 격벽 부재(820)의 1개의 전지 수납 영역(822)이, 1대 1로 대응하여 겹치는 배치가 아니면 임의의 배치로 할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시의 형태 1부터 실시의 형태 5를 실시예를 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 한에 있어서, 이용하는 재료 등을 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
(실시예 1)
우선, 높이 65㎜, 외경 18㎜이고 전지 용량 2600mAh의 원통형 전지를 이용하여, 격벽 부재의 높이 32.6㎜(전지의 높이의 50%를 넘는 높이)를 가지고, 외주 프레임에 높이를 67㎜로 한 3행 3열의 전지 수납 트레이에, 상기 전지를 9개 수납했다. 이를 샘플 1로 했다.
(실시예 2)
격벽 부재의 높이를 39㎜(전지의 높이의 60%의 높이)로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 했다. 이를 샘플 2로 했다.
(실시예 3)
격벽 부재의 높이를 52㎜(전지의 높이의 80%의 높이)로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 했다. 이를 샘플 3으로 했다.
(실시예 4)
격벽 부재의 높이를 65㎜(전지의 높이의 100%의 높이)로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 했다. 이를 샘플 4로 했다.
(비교예 1)
격벽 부재의 높이를 26㎜(전지의 높이의 40%의 높이)로 한 이외는 실시예 1과 동일하게 했다. 이를 샘플 C1으로 했다.
이상과 같이 제작한 복수의 전지를 수납한 전지 수납 트레이에 대해, 이하에 나타내는 평가를 행했다.
우선, 전지의 벤트 기구 이외의 안전 기구를 떼어낸 전지를 제작하고, 이를 3행 3열로 이루어지는 각 전지 수납 트레이에 9개의 전지를 수납하여 배치했다. 다음에, 중앙부의 전지만, 충전 설비의 트러블을 상정하여 전지 전압이 5V로 되기까지 충전하고, 가스를 분출시켜 인화에 의해 불길을 발생시켰다.
이 때, 주위의 전지에는 각각 열전대를 중앙부의 전지와 대향하는 면의 반대측에 부착하여, 상승 온도를 측정했다. 또한, 시험 종료 후, 각 전지를 분해하고, 전극군의 단락 상태를 관찰했다. 또한, 각 전지에 설치한 벤트 기구의 개방 상태를 관찰했다.
그리고, 중앙부의 전지의 인화에 의한 주위 전지에의 영향을, 최고 상승 온도, 단락 전지수, 벤트 기구의 개방 전지수 및 인화나 파열의 유무에 의해 평가했다.
이하에, 샘플 1∼4와 샘플 C1의 제원(諸元)과 평가 결과를 표 1에 나타낸다.
<표 1>
Figure pct00001
표 1에 나타내는 바와같이, 샘플 1∼샘플 4와 샘플 C1를 비교하면,
전지의 높이의 50%를 넘는 높이의 격벽 부재로 분리된 전지 수납 트레이에서는, 주위 전지의 인화나 파열을 일으키는 요인이 되는 벤트 기구의 개방은 전혀 없었다. 그러나, 샘플 C1과 같이, 전지 높이의 40% 정도의 높이의 격벽 부재를 가지는 전지 수납 트레이에서는, 중앙부의 전지의 인화나 파열에 의해, 주위의 전지에 폭발 일으킴이나 인화를 일으키는 벤트 기구의 개방이 8개의 전지 중 5개에서 발생하고, 인화나 파열하는 전지도 있었다. 이는, 소정의 높이의 격벽 부재로 함으로써, 주위 전지로의 폭발 일으킴이나 인화를 일으키는 벤트 기구의 개방이 없기 때문에, 전해액 등의 분출이 효율적으로 방지된 효과에 의하는 것으로 생각된다.
또한, 표 1에 나타내는 바와같이, 샘플 1, 샘플 2와 샘플 C1을 비교하면, 주위 전지에 있어서, 온도 상승에 의해 전지 내의 전극군에서 세퍼레이터가 수축하여 단락한 전지가 관찰되었다. 특히, 샘플 C1에서는, 주위의 모든 전지가 전극군의 단락을 일으키고 있다. 한편, 샘플 1과 샘플 2의 전지에 있어서는, 주위 전지의 일부에 전극군에 단락을 일으켰다. 이는, 전지의 높이의 60%정도의 높이의 격벽 부재에서는, 벤트 기구의 개방은 발생하지 않지만, 인화한 전지의 열을 충분히 억제하는 단열 효과가 작은 것에 의한다고 생각된다.
또한, 표 1에 나타내는 바와같이, 샘플(3)과 샘플(4)에 있어서는, 중앙부의 전지가 인화나 파열을 해도, 온도 상승은 작다. 전극군의 단락이나 벤트 기구의 개방은 관찰되지 않았다. 즉, 격벽 부재의 높이를 전지의 높이의 80% 이상으로 함으로써, 일부의 전지에 문제가 발생해도, 그 주위의 전지에의 영향을 대폭 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.
(실시의 형태 6)
이하, 본 발명의 실시의 형태 6에 있어서의 전지 수납 트레이에 대해서, 도 9A와 도 9B를 이용하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서도, 도 1과 동일한 원통형의 전지를 수납하는 예로 설명한다.
도 9A는 본 발명의 실시의 형태 6에 있어서의 전지 수납 트레이의 사시도이고, 도 9B는 도 9A의 9B－9B선 단면도이다. 또한, 도 9B에서는 이해를 돕기 위해서, 사시도로 도시하는 원통형의 전지를 수납한 상태로 도시하고 있다.
본 실시의 형태는, 수납 부재의 저면부의 내면에 설치한 격벽 부재를 제1 격벽 부재로 하고, 수납 부재의 저면부의 외면에서 제1 격벽 부재와 대응하는 위치에 제2 격벽 부재를 더 구비하고, 제2 격벽 부재로 수납 부재의 외면의 표면에 따른 방향으로 통기공을 가지고, 제1 격벽 부재의 높이와 제2 격벽 부재의 높이의 합이, 전지의 높이 이상인 점에서, 실시의 형태 1과는 다르다. 또한, 다른 구성은 실시의 형태 1과 동일하다.
즉, 도 9A에 나타내는 바와같이, 전지 수납 트레이(1000)는, 예를 들면 폴리프로필렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 수납 부재(1110)의 저면부의 내면(1114)에 설치된 제1 격벽 부재(1120)와, 수납 부재(1110)의 저면부의 외면(1116)에 설치된, 예를 들면 폴리프로필렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 제2 격벽 부재(1122)가 수납 부재(1110)에 일체적으로 형성된 구성을 가진다.
또한, 도 9B에 나타내는 바와같이, 제2 격벽 부재(1122)에는, 수납 부재(1110)의 저면부의 외면(1116)의 표면을 따른 방향으로 통기공(1125)을 구비하고 있다. 이 통기공(1125)은, 이하의 실시의 형태에서 상세하게 기술하는데, 복수의 전지 수납 트레이를 적층했을 때, 문제가 있는 전지의 벤트 기구의 개방에 의한 배기공으로부터 분출하는 가스나 파열에 따른 가스에의 인화에 의한 불길을 배출하는 기능을 가진다. 그리고, 제1 격벽 부재(1120)와 제2 격벽 부재(1122)는, 수납 부재(1110)를 사이에 끼고, 동일한 위치에 대향하여 설치한다. 또한, 제1 격벽 부재(1120)의 높이(K1)와 제2 격벽 부재(1122)의 높이(K2)의 합이, 수납하는 전지(1130)의 높이(D)(양극 캡과 전지 케이스 저면간의 거리) 이상으로 설치한다. 이 때, 전지 수납 트레이(1000)를 단독으로 사용하는 경우에는, 제1 격벽 부재(1120)의 높이(K1)는, 전지(1130)의 높이의 50%를 넘는 높이로 하는 것이 바람직한데, 예를 들면, 전지(1130)의 높이가 65㎜인 경우, 제1 격벽 부재(1120)의 높이는 32.5㎜를 넘는 높이로 된다.
또한, 도 9B에 나타내는 바와같이, 본 실시의 형태에서는, 수납 부재(1110)의 저면부의 내면(1114)의 외주에, 제1 격벽 부재(1120)의 높이(K1)보다 높은 외주 프레임(1115)을 설치한 예로 나타내는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 외주 프레임(1115)의 높이(T)는, 제1 격벽 부재(1120)의 높이(K1)와 동일한 높이여도 된다. 이 경우, 수납 부재(1110)의 저면부의 외면(1116)의 외주에 제2 격벽 부재(1122)의 높이(K2)와 동일한 높이의 외주 프레임(도시하지 않음)을 설치하는 것이 바람직하다.
상기 구성에 의해, 도 9B에 나타내는 바와같이, 전지 수납 트레이를 단독으로 사용하는 경우, 복수의 전지(1130)는, 전지(1130)의 높이의 50%를 넘는 높이의 제1 격벽 부재(1120)와 전지(1130)의 높이를 넘는 높이의 외주 프레임(1115)으로 구성된 전지 수납 트레이(1000)에 수납된다.
또한, 본 발명은, 제1 격벽 부재(1120)의 높이가 전지(1130)의 높이 50% 이하인 경우, 문제가 있는 전지의 인화나 파열에 의해, 주위의 전지에 불이 붙는다는 지견에 의거하는 것이다. 또한, 수납 부재(1110)의 외주 프레임(1115)의 높이를 전지의 높이를 넘는 구성으로 함으로써, 복수의 전지 수납 트레이를 적층하여 이용하는 경우, 전지의 인화나 파열의 에너지를 제1 격벽 부재(1120)와 제2 격벽 부재(1122)의 접촉에 의해 형성되는 공간으로 방출하고, 통기공(1125)을 통하여, 열의 축적을 발산시켜 주위의 전지의 인화나 발연을 방지할 수 있다.
또한, 전지 수납 트레이를 단독으로 이용하는 경우, 특히, 제1 격벽 부재(1120)의 높이(K1)를 전지(1130)의 높이(D)의 80% 이상으로 하는 것이 바람직하다. 이는, 격벽 부재에 의한 단열 효과를 크게 할 수 있기 때문이다.
여기서, 상기 실시의 형태에서는, 수납 부재, 제1 격벽 부재나 제2 격벽 부재의 재질을 폴리프로필렌 수지를 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 페놀 수지, 유니레이트, 유리 에폭시 수지, 세라믹이나 발포 수지를 이용해도 된다. 이 때, 상기 수지 중에, 탄소섬유나 유리 섬유 등의 필러를 함유하는 것이 바람직하다. 이는, 함유되는 필러에 의해, 문제가 있는 전지의 발열이나 인화 시에 발생하는 고온에 대한, 수납 부재, 제1 격벽 부재나 제2 격벽 부재의 강도 저하를 방지하고, 형상을 유지할 수 있다. 즉, 형상을 유지할 수 없는 경우, 문제가 있는 전지가, 주위의 전지를 향해 넘어지기 쉬워진다. 이에 따라, 주위의 전지로의 인화나 발열의 영향이 커져, 불이 붙을 가능성이 높아지는 것을 저감할 수 있기 때문이다. 또한, 상기 수지 중에, 수산화마그네슘(Mg(OH)2) 등의 흡열제를 첨가해도 된다. 이에 따라, 문제가 있는 전지 주위의 격벽 부재의 온도 상승을, 주위의 제1 격벽 부재나 제2 격벽 부재에 전열시켜, 온도 상승을 억제할 수 있다. 또한, 온도 상승의 억제에 의해, 제1 격벽 부재나 제2 격벽 부재 등의 강도 저하를 방지하고, 형상을 유지하는 효과를 높일 수 있다.
또한, 수납 부재, 제1 격벽 부재나 제2 격벽 부재를, 예를 들면 구리(Cu), 알루미늄(Al)이나 철(Fe) 등의 금속 재료를 상기 절연성 수지로 피복하는 구성으로 해도 된다. 이에 따라, 높은 전열성과 함께 기계적 강도를 높일 수 있다. 또한, 전지와 접촉하여 단락을 일으키지 않는 경우에는, 금속 재료만으로 형성해도 된다. 또한, 금속 재료를, 그물눈 형상이나 복수의 관통공을 가지는 구조로 해도 된다. 이에 따라, 전열성이나 기계적인 강도를 유지하면서, 수납 부재, 제1 격벽 부재나 제2 격벽 부재의 경량화를 실현할 수 있다.
본 실시의 형태에 의하면, 문제가 있는 전지의 배기공으로부터 분출하는 가스에의 인화나 파열 시에 발생하는 불길을 제1 격벽 부재 상의 공간으로 분산시켜, 주위의 전지로의 불 붙음이나 이상 과열 등을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 소정의 높이의 제1 격벽 부재로 함으로써, 전지의 전지 케이스 내의 전극군에의 가열을 대폭 억제하여, 불 붙음 등을 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시의 형태에서는, 수납 부재와 제1 격벽 부재 및 제2 격벽 부재를 일체적으로 형성한 구조를 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 10A는 본 발명의 실시의 형태 6에 있어서의 전지 수납 트레이의 다른 예의 사시도나, 도 10B는 도 10A의 10B－10B선 단면도에 나타내는 바와같이, 수납 부재(1160)와 적어도 제1 격벽 부재(1170)나 제2 격벽 부재(1172)를 분리 가능한 구성의 전지 수납 트레이(1150)로 해도 된다. 이에 따라, 전지의 형상에 따른 제1 격벽 부재 및 제2 격벽 부재를 준비하는 것만으로, 각종 전지를 동일한 수납 부재에 수납할 수 있다. 그 결과, 형상이 다른 전지를 다단으로 적층할 수 있는 범용성이 높은 전지 수납 트레이를 실현할 수 있다.
(실시의 형태 7)
도 11A는 본 발명의 실시의 형태 7에 있어서의 전지 수납 트레이의 사시도이고, 도 11B는 도 11A의 11B－11B선 단면도이다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서도, 도 1과 동일한 원통형의 전지를 수납하는 예로 설명한다.
본 실시의 형태는, 수납 부재의 저면부의 내면으로부터 외면으로 관통하는 관통공을 형성한 점에서, 실시의 형태 6과는 다르다. 또한, 다른 구성은 실시의 형태 6과 동일하다.
즉, 실시의 형태 6과 마찬가지로, 도 11A에 나타내는 바와같이, 전지 수납 트레이(1200)는, 예를 들면 폴리프로필렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 수납 부재(1210)의 저면부의 내면(1214)에 설치된 제1 격벽 부재(1220)와, 수납 부재(1210)의 저면부의 외면(1216)에 설치된, 예를 들면 폴리프로필렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 제2 격벽 부재(1222)가 수납 부재(1210)에 일체적으로 형성된 구성을 가진다.
또한, 도 11B에 나타내는 바와같이, 제2 격벽 부재(1222)에는, 수납 부재(1210)의 저면부의 외면(1216)의 표면에 따른 방향으로 통기공(1225)을 구비하고 있다. 그리고, 제1 격벽 부재(1220)와 제2 격벽 부재(1222)는, 수납 부재(1210)의 저면부를 사이에 끼고, 동일한 위치에 대향하여 설치한다. 또한, 제1 격벽 부재(1220)의 높이(K1)와 제2 격벽 부재(1222)의 높이(K2)의 합이, 수납하는 전지(1230)의 높이(D)(양극 캡과 전지 케이스 저면간의 거리) 이상으로 설치한다.
그리고, 도 11B에 나타내는 바와같이, 수납 부재(1210)에는, 제1 격벽 부재(1220) 및 제2 격벽 부재(1222)로 둘러싸인 전지 수납 영역 내에, 적어도 전지(1230)의 외경보다도 작은, 수납 부재(1210)의 저면부의 내면(1214)으로부터 외면(1216)으로 관통하는 관통공(1215)을 형성하고 있다.
본 실시의 형태에 의하면, 전지 수납 트레이(1200)에 전지(1230)를 수납한 상태에서, 충방전 시험기에 배치하여, 전지의 양극 캡의 플러스와, 수납 부재(1210)의 관통공(1215)을 통하여 전지 케이스의 저부의 마이너스를 접속하여 전지의 평가를 할 수 있다. 그리고, 충방전 시험 중에, 문제가 있는 전지의 인화나 파열, 나아가 시험기에 문제에 의한 이상 전압이나 이상 전류에 기인하는 파열이나 인화가 발생해도, 실시의 형태 6과 마찬가지로, 제1 격벽 부재(1220)에 의해 주위의 전지로의 불 붙음 등의 영향을 막을 수 있다.
또한, 이 때, 관통공(1215)은, 전지(1230)의 양극 캡의 최상부의 직경보다 작은 것이 더욱 바람직하다. 이는, 이하의 실시의 형태에서 상세하게 설명하는 전지 수납 트레이를 적층한 집합 전지 수납 트레이 구조 시에 발생하는, 전지의 양극 캡의 측면에 형성한 배기공으로부터 경사 방향으로 분출하는 불길 등에 의해, 직상의 전지에 직접 불이 붙는 것을 방지할 수 있다.
(실시의 형태 8)
도 12A는 본 발명의 실시의 형태 8에 있어서의 전지 수납 트레이의 상부로부터 본 평면도이고, 도 12B는 도 12A의 12B－12B선 단면도이다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서도, 도 1과 동일한 원통형의 전지를 수납하는 예로 설명한다.
도 12A에 나타내는 바와같이, 전지 수납 트레이(1300)는, 예를 들면 폴리프로필렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 수납 부재(1310)의 저면부의 내면(1314)에 설치된 제1 격벽 부재(1320)와, 수납 부재(1310)의 저면부의 외면(1316)에 설치된, 예를 들면 폴리프로필렌 수지 등의 절연성 수지 재료로 이루어지는 제2 격벽 부재(1322)가 수납 부재(1310)에 일체적으로 형성된 구성을 가진다. 또한, 수납 부재(1310)의 내측과, 적어도 제1 격벽 부재(1320)의 내측에 리브부(1311)를 설치하고 있다. 또한, 수납 부재(1310)에는, 제1 격벽 부재(1320) 및 제2 격벽 부재(1322)로 둘러싸인 영역 내에, 적어도 전지(1330)의 외경보다도 작은 관통공(1340)과, 전지(1330)의 저부를 부분적으로 유지하는 리브부(1350)를 수납 부재(1310)의 저면부의 내면(1314)에 설치하고 있다.
그리고, 도 12B에 나타내는 바와같이, 수납 부재(1310)는, 소정의 전지(1330)를 수납했을 때에, 전지의 높이(D)(양극 캡과 전지 케이스 저면간의 거리)를 넘는 높이(T)의 외주 프레임(1315)을 가진다. 또한, 제1 격벽 부재(1320)는, 복수의 소정의 전지(1330)를 개별로 분리하여 수납함과 더불어, 수납 부재(1310)의 저면부의 내면(1314)의 리브부(1350)의 전지(1330)의 접촉면으로부터, 적어도 전지(1330)의 높이의 50%를 넘는 높이로 형성되어 있다. 예를 들면, 리브부의 높이가 1㎜이고, 전지의 높이가 65㎜인 전지의 경우, 33.5㎜를 넘는 높이로 된다.
여기서, 상기 수납 부재, 제1 격벽 부재, 제2 격벽 부재나 리브부 등의 구성이나 재료는 실시의 형태 6과 동일하고 설명은 생략한다.
본 실시의 형태에 의하면, 실시의 형태 6과 마찬가지로, 문제가 있는 전지의 배기공으로부터 분출하는 가스에의 인화나 파열 시에 발생하는 불길을 제1 격벽 부재 상의 공간에 분산시켜, 주위의 전지로의 불 붙음이나 이상 과열 등을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에 의하면, 수납 부재와 제1 격벽 부재에 설치한 리브부에 의해, 수납하는 전지의 위치 결정이 용이해짐과 더불어, 인접하는 전지간의 거리를 균일하게 유지할 수 있다. 이에 따라, 문제가 있는 전지의 발열이나 인화의 영향이 인접하는 전지에 대해서 균등하게 할 수 있으므로, 리브부가 없는 경우에 비해, 보다 발열 등의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 형태에 의하면, 수납 부재와 제1 격벽 부재에 설치한 리브부에 의해, 공기 등의 순환 유로가 형성되고, 에이징 공정 등에 있어서 전지의 주위 온도를 균일하게 할 수 있다.
또한, 상기 실시의 형태에서는, 수납 부재에 관통공을 형성한 예로 설명했는데, 충방전 시험 등을 하지 않는 경우, 없어도 된다. 또한, 수납 부재의 저면부의 내면에 리브부를 설치한 예로 설명했는데, 전지의 위치 결정만을 목적으로 하는 경우에는, 특별히 필요없다.
(실시의 형태 9)
도 13A와 도 13B는, 본 발명의 실시의 형태 9에 있어서의 집합 전지 수납 트레이를 설명하는 단면도이다. 그리고, 도 13A는 전지 수납 트레이의 적층 전의 상태를 나타내는 단면도이고, 도 13B는 적층 후의 상태를 나타내는 단면도이다. 또한, 본 실시의 형태에 있어서도, 도 1과 동일한 원통형의 전지를 수납하는 예로 설명한다.
도 13A와 도 13B에 나타내는 바와같이, 본 발명의 실시의 형태 9의 집합 전지 수납 트레이(1400)는, 실시의 형태 6에서 설명한 전지 수납 트레이(1000A, 1000B)를, 예를 들면 2단으로 적층한 구성을 가진다. 또한, 전지 수납 트레이(1000A, 1000B)의 구성은, 실시의 형태 6의 전지 수납 트레이와 동일하므로, 설명을 생략한다.
즉, 도 13B에 나타내는 바와같이, 전지 수납 트레이(1000A)의 제1 격벽 부재(1120A)와 전지 수납 트레이(1000B)의 제2 격벽 부재(1122B)를 접촉시켜 적층한 것이다. 이 때, 예를 들면 전지 수납 트레이(1000A)의 제1 격벽 부재(1120A)와 전지 수납 트레이(1000B)의 제2 격벽 부재(1122B)의 접촉에 의해 공간(1402)이 형성되고, 제2 격벽 부재(1122B)의 통기공(1125B)에 의해 집합 전지 수납 트레이 전체에 공간(1402)이 공유된다. 이는, 제1 격벽 부재(1120A)와 제2 격벽 부재(1122B)의 높이의 합이, 수납되는 전지(1130)의 높이보다 높은 것에 의한 것이다.
또한, 도 13B에서는, 전지 수납 트레이(1000A)의 외주 프레임(1115A)과 전지 수납 트레이(1000B)의 수납 부재(1110B)의 저면부의 외면(1116B)도, 동일하게 접촉하도록 도시하고 있는데, 반드시 접촉할 필요는 없고, 공극부를 형성해도 된다.
그 결과, 통기공(1125B)을 통하여 공유된 공간(1402)에, 문제가 있는 전지가 인화나 파열한 경우의 에너지를 분산시켜, 주위의 전지로의 이상 과열이나 불길의 집중을 저감하여, 폭발 일으킴이나 불 붙음을 방지할 수 있다. 또한, 전지 수납 트레이(1000B)는, 전지(1130)의 상부가 개방되어 있으므로, 주위 전지에의 영향을 보다 저감할 수 있다.
본 실시의 형태에 의하면, 복수의 전지 수납 트레이를 적층해도, 문제가 있는 전지의 발열이나 인화의 영향을 방지할 수 있는 안전하고 신뢰성이 높은 집합 전지 수납 트레이를 실현할 수 있다.
또한, 상기에서는, 실시의 형태 6의 전지 수납 트레이를 적층한 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않고, 실시의 형태 7이나 실시의 형태 8의 전지 수납 트레이를 적층해도 되고, 동일한 효과가 얻어진다.
이하에, 본 발명의 실시의 형태 9에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 다른 예 1에 대해서, 도 14A와 도 14B를 이용하여 설명한다.
도 14A와 도 14B는, 본 발명의 실시의 형태 9에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 다른 예 1을 설명하는 단면도이다. 그리고, 도 14A는 전지 수납 트레이의 적층전의 상태를 나타내는 단면도이고, 도 14B는 적층 후의 상태를 나타내는 단면도이다.
즉, 도 14A에 나타내는 바와같이, 전지 수납 트레이(1500)는, 수납 부재(1510)의 외주 프레임(1515)의 단면측에 제1 오목부(1517)를 설치하고, 수납 부재(1510)의 저면부의 외면(1516)의 외표면에 제1 오목부(1517)와 끼워맞추는 제2 볼록부(1518)를 설치한 구성을 가진다. 그리고, 예를 들면 하단이 되는 전지 수납 트레이(1500)의 제1 오목부(1517)와 상단의 전지 수납 트레이(1500)의 제2 볼록부(1518)를 끼워맞춤과 더불어, 하단의 제1 격벽 부재(1120)와 상단의 제2 격벽 부재(1122)를 접촉시켜 집합 전지 수납 트레이(1600)를 형성하는 것이다.
이에 따라, 적층하는 전지 수납 트레이간의 위치 어긋남을 방지함과 더불어, 적층 시의 안정성을 높인 집합 전지 수납 트레이를 실현할 수 있다.
또한, 상기에서는, 수납 부재의 외주 프레임에 제1 오목부, 저면부측에 제2 볼록부를 설치한 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 수납 부재의 외주 프레임에 제1 볼록부를 설치하고, 저면부에 제2 오목부를 설치하는 구성으로 해도 되고, 동일한 효과가 얻어진다.
또한, 상기 실시의 형태에서는, 최하단의 전지 수납 트레이에 제2 볼록부 및 제2 격벽 부재를 설치한 예로 설명했는데, 도 15의 집합 전지 수납 트레이의 다른 예 2에 나타내는 바와같이, 이들을 생략한 전지 수납 트레이(1625)의 구조로 해도 된다. 또한, 상기 실시의 형태에서는, 최상단의 전지 수납 트레이의 상부가 개방된 상태로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 15에 나타내는 바와같이, 수납 부재의 외주 프레임 및 제1 격벽 부재를 없애고, 수납 부재와 제2 격벽 부재를 가지는 덮개부(1650)를 형성하고, 최상단의 전지 수납 트레이에 덮개부(1650)로 덮는 구성으로 해도 된다. 이에 따라, 최상단의 전지 수납 트레이의 문제가 있는 전지가 인화나 파열해도, 덮개부(1650)에 의해 주위로의 비산 등을 확실히 방지할 수 있다.
또한, 상기 실시의 형태에서는, 수납 부재의 외주 프레임의 제1 오목부를 설치하고, 수납 부재의 저면부의 외면에 제2 볼록부를 설치한 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 16A의 다른 예 1에 나타내는 바와같이, 제1 격벽 부재(1720)에 제1 오목부(1721)를 설치하고, 제2 격벽 부재(1722)에 제2 볼록부(1723)를 설치하고, 이들을 끼워맞추어 적층해도 된다. 또한, 도 16B의 다른 예 2에 나타내는 바와같이, 제1 격벽 부재(1720)의 단부에, 예를 들면 원추형상 또는 각추형상의 제1 볼록부(1724)를 설치하고, 제2 격벽 부재(1722)의 단부에 제1 볼록부(1724)와 끼워맞추는 원추형상 또는 각추형상의 제2 오목부(1725)를 설치하고, 이들을 끼워 맞추어 적층해도 된다.
이들에 의해, 상기와 마찬가지로 전지 수납 트레이의 적층을 용이하게 하여 가로 어긋남 등을 확실하게 방지한다. 또한, 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재로 형성되는 공간의 기밀성을 높여, 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재의 접촉면을 통한 불길의 전파 등을 유효하게 방지할 수 있다.
(실시의 형태 10)
도 17A는 본 발명의 실시의 형태 10에 있어서의 집합 전지 수납 트레이의 상부로부터 본 투시 평면도이고, 도 17B는 도 17A의 17B－17B선 단면도이다. 또한, 도 17B에서는 이해를 돕기 위해서, 사시도로 도시하는 원통형의 전지를 수납한 상태로 도시하고 있다.
본 실시의 형태에서는, 도 17B에 도시하는 바와같이, 하단의 전지 수납 트레이의 전지와, 상단의 전지 수납 트레이의 전지는 적층 방향에 있어서, 직상으로 겹쳐지지 않도록, 어긋나게 배치한 점에서, 실시의 형태 9와는 다르다. 또한, 이하에서는 전지 수납 트레이를 2단으로 적층한 예로 설명하는데, 이에 한정되지 않는다.
즉, 도 17B에 나타내는 바와같이, 적어도 제1 격벽 부재(1820)를 구비한 제1 전지 수납 트레이(1800)의 상부에, 제1 격벽 부재(1920)와 제2 격벽 부재(1922)를 구비한 제2 전지 수납 트레이(1900)를 적층하여 집합 전지 수납 트레이(2000)를 형성하는 것이다. 이 때, 도 17A에 나타내는 바와같이, 제1 전지 수납 트레이(1800)의 제1 격벽 부재(1820)와 제2 전지 수납 트레이(1900)의 제2 격벽 부재(1922)(도면 중의 점선)로 둘러싸인 전지 수납 영역(2002)과, 제1 전지 수납 트레이(1800)의 제1 격벽 부재(1920)로 둘러싸인 전지 수납 영역(2004)이, 어긋난 위치에 배치되어 있다.
본 실시의 형태에 의하면, 적층 시에 적층간의 전지가 직상으로 배치되지 않으므로, 적층된 전지간의 거리를 크게 하여, 문제가 있는 전지에 기인하는 인화나 파열의 상단 전지로의 영향을 더욱 저감시킬 수 있다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 제1 전지 수납 트레이(1800)의 제1 격벽 부재(1820)의 4개의 전지 수납 영역(2002)에 걸치도록, 제2 전지 수납 트레이(1900)의 제1 격벽 부재(1920)로 둘러싸인 전지 수납 영역(2004)을 배치한 예로 설명했는데, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제1 전지 수납 트레이(1800)의 제1 격벽 부재(1820)의 2개의 전지 수납 영역(2002)에 걸치도록, 제2 전지 수납 트레이(1900)의 제1 격벽 부재(1920)의 전지 수납 영역(2004)을 배치해도 되고, 제1 전지 수납 트레이(1800)의 전지 수납 영역(2002)과 제2 전지 수납 트레이(1900)의 전지 수납 영역(2004)이 겹치지 않는 배치이면 임의의 배치로 할 수 있다.
또한, 상기 실시의 형태 8 또는 실시의 형태 9의 집합 전지 수납 트레이로 설명한, 제2 격벽 부재의 통기공의 형상으로는, 도 18A나 도 18B에 나타내는 것과 같은, 예를 들면 원형상의 통기공(2010)이나 각형상의 통기공(2020) 등, 임의의 형상으로 할 수 있다. 이 때, 통기공의 배치 위치로는, 수납된 전지의 배기공 근방에 존재하도록 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 집합 전지 수납 트레이의 하단의 전지 수납 트레이(2100)의 제1 격벽 부재(2120)의 높이가 전지 높이의 80% 이상이면, 도 18C에 나타내는 바와같이, 전지 수납 트레이(2100)의 제1 격벽 부재(2120)와 전지 수납 트레이(2200)의 제2 격벽 부재(2222)의 접촉면(2250)측의 단부에, 예를 들면 반원상의 통기공을 형성해도 된다.
이하, 본 발명의 실시의 형태 6부터 실시의 형태 10을 실시예를 이용하여 보다 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 한에 있어서, 이용하는 재료 등을 변경하여 실시하는 것이 가능하다.
(실시예 5)
우선, 높이 65㎜, 외경 18㎜이고 전지 용량 2600mAh의 원통형 전지를 이용하여, 제1 격벽 부재의 높이 32.6㎜(전지의 높이의 50%를 넘는 높이)를 가지고, 통기공을 형성한 제2 격벽 부재의 높이를 34.4㎜로 한 3행 3열의 전지 수납 트레이를 적층하여 집합 전지 수납 트레이를 구성하고, 적어도 하단의 3행 3열의 전지 수납 트레이에 상기 전지를 9개 수납했다. 이를 샘플 5로 했다.
(실시예 6)
제1 격벽 부재의 높이를 39㎜(전지의 높이의 60%의 높이)로 하고, 제2 격벽 부재의 높이를 28㎜로 한 이외는 실시예 5와 동일하게 했다. 이를 샘플 6으로 했다.
(실시예 7)
제1 격벽 부재의 높이를 52㎜(전지의 높이의 80%의 높이)로 하고, 제2 격벽 부재의 높이를 15㎜로 한 이외는 실시예 5와 동일하게 했다. 이를 샘플 7로 했다.
(실시예 8)
제1 격벽 부재의 높이를 65㎜(전지의 높이의 100%의 높이), 제2 격벽 부재의 높이를 2㎜로 하고, 제1 격벽 부재의 단부 근방(높이 55㎜)에 통기공을 형성한 이외는 실시예 5와 동일하게 했다. 이를 샘플 8로 했다.
(실시예 9)
제1 격벽 부재의 높이를 26㎜(전지의 높이의 40%의 높이), 제2 격벽 부재의 높이를 36㎜로 하고, 높이 67㎜의 외주 프레임을 통하여 적층하고, 집합 전지 수납 트레이의 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재간에 공극(5㎜)을 설치한 이외는 실시예 5와 동일하게 했다. 이를 샘플 9로 했다.
(실시예 10)
제1 격벽 부재의 높이를 32.6㎜(전지의 높이의 50%를 넘는 높이), 제2 격벽 부재의 높이를 0㎜로 한 이외는 실시예 5와 동일하게 했다. 이를 샘플 10으로 했다.
(실시예 11)
제1 격벽 부재의 높이를 52㎜(전지의 높이의 80%의 높이), 제2 격벽 부재의 높이를 O㎜로 한 이외는 실시예 5와 동일하게 했다. 이를 샘플 11로 했다.
(비교예 2)
제1 격벽 부재의 높이를 26㎜(전지의 높이의 40%의 높이), 제2 격벽 부재의 높이를 0㎜로 하고, 높이 67㎜의 외주 프레임을 통하여 적층하고, 집합 전지 수납 트레이의 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재간에 공극(41㎜)을 형성한 이외는 실시예 5와 동일하게 했다. 이를 샘플 C2로 했다.
이상과 같이 제작한 복수의 전지를 수납한 전지 수납 트레이에 대해서, 이하에 나타내는 평가를 행했다.
우선, 전지의 벤트 기구 이외의 안전 기구를 떼어낸 전지를 제작하고, 이를 3행 3열로 이루어지는 각 전지 수납 트레이에 9개의 전지를 수납하여 배치했다. 다음에, 중앙부의 전지만, 충전 설비의 트러블을 상정하여 전지 전압이 5V로 되기까지 충전하고, 가스를 분출시켜 인화에 의해 불길을 발생시켰다.
이 때, 주위의 전지에는 각각 열전대를 중앙부의 전지와 대향하는 면의 반대측에 붙여, 상승 온도를 측정했다. 또한, 시험 종료 후, 각 전지를 분해하여, 전극군의 단락 상태를 관찰했다. 또한, 각 전지에 설치한 벤트 기구의 개방 상태를 관찰했다.
그리고, 중앙부의 전지의 인화에 의한 주위 전지에의 영향을, 최고 상단 온도, 단락 전지수, 벤트 기구의 개방 전지수 및 인화나 파열의 유무에 따라 평가했다.
이하에, 샘플 5∼11과 샘플 C2의 제원과 평가 결과를 표 2에 나타낸다.
<표 2>
Figure pct00002
표 2에 나타내는 바와같이, 샘플 5∼샘플 9에서는, 주위의 전지에 있어서, 온도 상승, 전극군의 단락이나 벤트 기구의 개방은 발생하지 않았다. 이는, 전지 수납 트레이의 적층에 의한 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재로 둘러싸인 공간에 전지를 수납하기 때문에, 일부 전지에 문제가 발생해도, 각 격벽 부재에서 그 영향을 대폭 억제할 수 있다고 생각된다.
또한, 표 2에 나타내는 바와같이, 샘플 10, 샘플 11과 샘플 C2를 비교하면, 전지의 높이의 50%를 넘는 높이의 제1 격벽 부재로 분리된 전지 수납 트레이에서는, 전지 수납 트레이를 단독 또는 최상단에 이용한 경우에도, 주위 전지의 인화나 파열을 일으키는 요인이 되는 벤트 기구의 개방은 전혀 없었다. 특히, 샘플 7과 같이, 제1 격벽 부재의 높이를 전지의 높이의 80%이상으로 함으로써, 주위의 전지의 전극군의 단락도 충분히 억제할 수 있는 것을 알았다.
그러나, 샘플 C2와 같이, 전지 높이의 40%정도의 높이의 제1 격벽 부재를 가지는 전지 수납 트레이에서는, 중앙부의 전지의 인화나 파열에 의해, 주위의 전지에 폭발 일으킴이나 인화를 일으키는 벤트 기구의 개방이 8개의 전지 중 5개에서 발생하고, 인화나 파열하는 전지도 있었다. 이는, 소정의 높이의 제1 격벽 부재로 함으로써, 주위 전지로의 폭발 일으킴이나 인화를 일으키는 벤트 기구의 개방이 없기 때문에, 전해액 등의 분출이 효율적으로 방지된 효과에 의한 것으로 생각된다.
상기로부터, 전지 수납 트레이를 적층하여 전지를 수납하는 경우, 적어도 적층하는 최상단의 전지 수납 트레이의 제1 격벽 부재의 높이를 전지의 높이의 50%를 넘는 높이로 하면, 충분한 안전성을 확보할 수 있는 집합 전지 수납 트레이가 얻어지는 것을 알았다. 또한, 최상단 이외의 전지 수납 트레이에서는, 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재로 전지를 그 내부에 수납할 수 있으므로, 각 격벽 부재의 높이에 대해서는, 통기공을 가지는, 또는 형성하는 경우에는, 특별히 전지의 높이와의 비율에 유의할 필요가 없는 것을 알았다.
또한, 표 2에 나타내는 바와같이, 샘플 5∼샘플 8과 샘플 9를 비교하면, 샘플 9에 있어서, 주위의 전지의 온도 상승이 약간 컸다. 이는, 전지의 배기 밸브 근방에 통기공을 형성한 전지 수납 트레이에 비해, 전지의 높이의 40%정도의 높이의 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재간에서 형성되는 공극부를 통기공으로서 이용하므로, 전지의 전극군 근방에 열이 가해짐으로써 기인하는 것으로 생각된다. 그러나, 5㎜정도의 공극부이면, 안전성 등에 대해서 문제없다고 생각된다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명은, 높은 신뢰성과 안전성이 요구되는, 전지 등을 수납하는 전지 수납 트레이로서 유용하다.
1 : 양극 1a : 양극 집전체
1b : 양극층 2 : 음극
3 : 세퍼레이터 4 : 전극군
5 : 전지 케이스 6 : 입구 밀봉판
7 : 개스킷 8 : 양극 리드
9 : 음극 리드 10a, 10b : 절연판
11 : 음극 집전체 15 : 음극층
16 : 양극 캡 17 : 배기공
18 : 전류 차단 부재 19 : 벤트 기구
100, 100A, 100B, 100C, 150, 200, 300, 500, 1000, 1000A, 1000B, 1150, 1200, 1300, 1500, 1625, 2100, 2200 : 전지 수납 트레이
110, 160, 210, 310, 510, 1110, 1110B, 1160, 1210, 1310, 1510 : 수납 부재
112, 112B, 212, 312, 512 : 저면부
115, 115A, 115B, 115C, 315, 515, 1115, 1115A, 1315, 1515 : 외주 프레임
120, 170, 220, 320, 720, 820 : 격벽 부재
130, 230, 330, 1130, 1230, 1330 : 전지
215, 340, 1215, 1340 : 관통공
311, 350, 1311, 1350 : 리브부
400, 600, 900, 1400, 1600, 2000 : 집합 전지 수납 트레이 집합체
402, 1402 : 공간 516, 1518, 1723 : 제2 볼록부
517, 1517, 1721 : 제1 오목부 700, 1800 : 제1 전지 수납 트레이
722, 822, 2002, 2004 : 전지 수납 영역
800, 1900 : 제2 전지 수납 트레이
1114, 1214, 1314 : 내면 1116, 1116B, 1216, 1316, 1516 :외면
1120, 1120A, 1170, 1220, 1320, 1720, 1820, 1920, 2120 : 제1 격벽 부재
1122, 1122B, 1172, 1222, 1322, 1722, 1922, 2222 : 제2 격벽 부재
1125, 1125B, 1225, 2010, 2020 : 통기공
1650 : 덮개부 1724 : 제1 볼록부
1725 : 제2 오목부 2250 : 접촉면

Claims (19)

  1. 전지의 높이를 넘는 높이의 외주 프레임과 저면부를 가지는 수납 부재와, 상기 수납 부재 내에 상기 전지를 개별로 분리하는 격벽 부재를 구비하고,
    상기 격벽 부재의 높이가, 상기 전지 높이의 50%를 넘고, 상기 수납 부재의 상기 외주 프레임의 높이 미만인 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납 부재의 상기 저면부에, 상기 격벽 부재간에서 상기 전지를 수납하는 위치에, 상기 전지의 형상보다 작은 관통공을 가지는 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납 부재와 상기 격벽 부재가, 분리 가능하게 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납 부재와 상기 격벽 부재가, 금속 재료를 절연성 수지로 피복한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납 부재와 상기 격벽 부재의 내면측에 리브부를 설치한 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 격벽 부재간에서 상기 전지를 수납하는 상기 수납 부재의 저면부에, 리브부를 설치한 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납 부재의 상기 외주 프레임에 제1 오목부 또는 제1 볼록부를 설치하고, 상기 제1 오목부 또는 상기 제1 볼록부와 대응하는 위치의 상기 수납 부재의 상기 저면부의 외표면에 제2 볼록부 또는 제2 오목부를 설치한 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 수납 부재에 설치한 상기 격벽 부재를 제1 격벽 부재로 하고,
    상기 수납 부재의 저면부의 외면에서 상기 제1 격벽 부재와 대응하는 위치에 제2 격벽 부재를 더 구비하고,
    상기 제2 격벽 부재는, 상기 수납 부재의 저면부의 외면의 표면에 따른 방향으로 통기공을 가지고, 상기 제1 격벽 부재의 높이와 상기 제2 격벽 부재의 높이의 합이, 상기 전지의 높이 이상인 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 수납 부재의 상기 제1 격벽 부재간에서 상기 전지를 수납하는 위치에, 상기 전지의 형상보다 작은 관통공을 형성한 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 격벽 부재와 상기 제2 격벽 부재를, 상기 수납 부재와 분리 가능하게 설치한 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 수납 부재, 상기 제1 격벽 부재와 상기 제2 격벽 부재가, 금속 재료를 절연성 수지로 피복한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  12. 청구항 8에 있어서,
    적어도 상기 수납 부재와 상기 제1 격벽 부재의 내면측에 리브부를 설치한 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 격벽 부재간에서 상기 전지를 수납하는 상기 수납 부재의 저면부의 내면에, 리브부를 설치한 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  14. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 격벽 부재에 제1 오목부 또는 제1 볼록부를 설치하고, 상기 제1 오목부 또는 상기 제1 볼록부와 대응하는 위치의 상기 제2 격벽 부재에 제2 볼록부 또는 제2 오목부를 설치한 것을 특징으로 하는 전지 수납 트레이.
  15. 청구항 1에 기재된 전지 수납 트레이를 적층하여, 상기 전지를 수납하는 것을 특징으로 하는 집합 전지 수납 트레이.
  16. 청구항 15에 있어서,
    격벽 부재를 구비한 제1 전지 수납 트레이와, 격벽 부재를 구비한 제2 전지 수납 트레이를 적어도 구비하고,
    상기 제1 전지 수납 트레이와 상기 제2 전지 수납 트레이를 적층한 경우에, 상기 제1 전지 수납 트레이의 상기 격벽 부재의 위치와, 상기 제2 전지 수납 트레이의 상기 격벽 부재의 위치를 어긋난 위치에 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 집합 전지 수납 트레이.
  17. 청구항 15에 있어서,
    제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재를 가지는 제1 전지 수납 트레이와, 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재를 가지는 제2 전지 수납 트레이를, 적어도 구비하고,
    상기 제1 전지 수납 트레이와 상기 제2 전지 수납 트레이를 적층한 경우에, 상기 제1 전지 수납 트레이의 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재의 위치와, 상기 제2 전지 수납 트레이의 제1 격벽 부재와 제2 격벽 부재의 위치를 어긋난 위치에 배치하고 있는 것을 특징으로 하는 집합 전지 수납 트레이.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제2 전지 수납 트레이가 상기 제1 격벽 부재만을 가지는 것을 특징으로 하는 집합 전지 수납 트레이.
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기 제1 전지 수납 트레이의 상기 제1 격벽 부재와 대응하는 위치에 제2 격벽 부재를 가지는 덮개 부재를, 더 적층하여 설치한 것을 특징으로 하는 집합 전지 수납 트레이.
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