WO2024024419A1 - 電池パック - Google Patents

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WO2024024419A1
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collector plate
batteries
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泰章 坂川
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a battery pack containing a plurality of batteries.
  • a battery pack In a battery pack, a plurality of batteries are housed in an exterior case to correspond to the equipment used. In a battery pack, a holder holds a plurality of batteries arranged in an array, and the plurality of batteries are electrically connected to each other by a current collector plate (for example, Patent Document 1).
  • a battery is provided with a gas exhaust valve on one side in the longitudinal direction.
  • the gas exhaust valve is activated, and the internal gas is exhausted from one side in the longitudinal direction.
  • an external terminal may be provided on one side in the longitudinal direction of the battery. Therefore, an opening for exposing an external terminal is provided in a holder that holds one side in the longitudinal direction of the battery, and a current collecting lead of a current collecting plate is connected to the external terminal exposed from the opening.
  • an object of the present disclosure is to provide a battery pack that can reliably exhaust high-temperature internal gas exhausted from the battery to the outside of the holder when the battery experiences thermal runaway.
  • a battery pack includes a battery in which an external terminal is provided on one side in the longitudinal direction and internal gas is exhausted from one side in the longitudinal direction when internal pressure increases, and a plurality of batteries arranged in a longitudinal direction.
  • a holder that holds one side of the holder and has an opening that exposes the external terminal; and a current collector plate that has an abutting part that abuts one side of the holder and is connected to the external terminal by blocking a part of the opening.
  • the current collector plate protrudes from the abutting part to one side in the longitudinal direction and is connected to the external terminal by blocking a part of the opening, and the part of the current collector plate that partially blocks the opening is connected to the holder.
  • a space is formed between the contact portion, the portion that partially closes the opening of the current collector plate, and the external terminal by protruding to one side from one surface in the longitudinal direction. do.
  • high-temperature internal gas exhausted from the battery can be reliably exhausted to the outside of the holder when the battery experiences thermal runaway.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a battery pack that is an example of an embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a battery pack that is an example of an embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a battery that is an example of an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a current collector plate that is an example of an embodiment.
  • FIG. 2 is a side view showing a current collector plate that is an example of an embodiment. It is a side view which shows the current collector plate which is another example of embodiment.
  • FIG. 7 is a side view showing a current collector plate which is still another example of the embodiment.
  • FIG. 7 is a side view showing a current collector plate which is still another example of the embodiment.
  • a battery pack 10 which is an example of an embodiment, will be described with reference to FIG.
  • each battery block 20 has a plurality of (two in the example shown in FIG. 1) batteries 30 held together by a holder. It is fixed and housed in an exterior case 11. According to the battery pack 10, the details will be described later, but when the battery 30 experiences thermal runaway, the high-temperature internal gas exhausted from the battery 30 can be reliably exhausted to the outside of the holder.
  • the longitudinal direction of the batteries 30 is referred to as the Z direction
  • the direction perpendicular to the Z direction and in which the batteries 30 are lined up in the battery block 20 is referred to as the X direction
  • the direction perpendicular to the Z direction and the X direction is referred to as the Y direction.
  • the side where the cap 45 (see FIG. 3) which is the top plate of the sealing body 36 (see FIG. 3) as the positive terminal of the battery 30 is provided is defined as one side, and the opposite side is defined as the other side. .
  • the battery pack 10 is mainly used as a power source for motive power.
  • the battery pack 10 is used as a power source for electric equipment driven by a motor, such as an electric vehicle, a power tool, a power-assisted bicycle, an electric motorcycle, an electric wheelchair, an electric tricycle, and an electric cart.
  • a motor such as an electric vehicle, a power tool, a power-assisted bicycle, an electric motorcycle, an electric wheelchair, an electric tricycle, and an electric cart.
  • the use of the battery pack 10 is not specified, and it can be used for various electrical devices used indoors and outdoors, such as electric devices other than electric devices, such as cleaners, radios, lighting devices, digital cameras, and video cameras. It may also be used as a power source.
  • the battery pack 10 includes a battery block 20 having a plurality of (two in the example shown in FIG. 1) batteries 30 and an exterior case 11 that accommodates the plurality of battery blocks 20.
  • the battery block 20 has a plurality of batteries 30 arranged in an array, the details of which will be described later.
  • the battery pack 10 is configured such that a plurality of (three in the example shown in FIG. 1) battery blocks 20 are connected in series and output a voltage corresponding to the equipment used. In the battery block 20, a plurality of batteries 30 are connected in parallel. Details of the battery block 20 will be described later.
  • the exterior case 11 is made of metal such as aluminum and has a cylindrical shape. However, the exterior case 11 is not limited to metal, and may be made of resin.
  • a pack external terminal 12 electrically connected to the battery block 20 is provided at the other end of the exterior case 11 in the Z direction.
  • the pack external terminal 12 is used as a terminal for supplying DC voltage when the battery pack 10 is installed in a device for use.
  • the pack external terminal 12 is also used when charging the battery pack 10.
  • an exhaust hole 13 (see FIG. 2) is provided on the side surface of the exterior case 11 to exhaust high-temperature internal gas exhausted from the battery 30 that has experienced thermal runaway to the outside of the battery pack 10.
  • a battery block 20 which is an example of an embodiment, will be described using FIG. 2.
  • the battery block 20 has two batteries 30 , a first holder 50 as a holder that holds one side of the two batteries 30 in the Z direction, and is in contact with one surface of the first holder 50 .
  • a current collector plate 60 that is connected to a cap 45 that is a top plate of a sealing body 36 (see FIG. 3) that will be described later as a positive electrode external terminal, and a second holder 55 that holds the other side of the two batteries 30 in the Z direction. and a current collector lead 69 connected to the bottom of the outer can 35 (see FIG. 3) as a negative external terminal of the battery 30.
  • the current collector plate 60 of the battery block 20 closest to one side in the Z direction corresponds to the total positive
  • the current collector plate 60 of the battery block 20 closest to the other side in the Z direction corresponds to the positive current.
  • the current collection lead 69 corresponds to a total negative terminal and is electrically connected to the pack external terminal 12 (not shown). Details of the battery 30, first holder 50, and current collector plate 60 will be described later.
  • a battery 30, which is an example of an embodiment, will be described using FIGS. 2 and 3.
  • the battery 30 is a cylindrical battery and is a lithium ion battery.
  • the battery 30 is not limited to a cylindrical battery, but may be a prismatic battery, a laminate battery, or the like.
  • the battery 30 may be an aqueous battery or a non-aqueous battery.
  • a non-aqueous battery a lithium ion battery is suitably used.
  • the battery 30 is provided with a cap 45, which is the top plate of the sealing body 36 as a positive electrode external terminal, on one side in the Z direction, and heat is emitted from the exhaust hole 45A of the cap 45, although the details will be described later.
  • a cap 45 which is the top plate of the sealing body 36 as a positive electrode external terminal, on one side in the Z direction, and heat is emitted from the exhaust hole 45A of the cap 45, although the details will be described later.
  • the battery 30 includes an electrode body 34, an electrolyte (not shown), and an exterior can 35 that houses the electrode body 34 and the electrolyte.
  • the electrode body 34 includes a positive electrode 31 , a negative electrode 32 , and a separator 33 , and has a wound structure in which the positive electrode 31 and the negative electrode 32 are spirally wound with the separator 33 in between.
  • the outer can 35 has a bottomed cylindrical shape with one side open in the Z direction, and the opening of the outer can 35 is closed by a sealing member 36 .
  • the battery 30 includes insulating plates 37 and 38 placed above and below the electrode body 34, respectively.
  • the positive electrode lead 39 attached to the positive electrode 31 extends to the sealing body 36 side through the through hole of the insulating plate 37, and the negative electrode lead 40 attached to the negative electrode 32 passes through the outside of the insulating plate 38. and extends toward the bottom side of the outer can 35.
  • the positive electrode lead 39 is connected by welding or the like to the lower surface of the internal terminal plate 41, which is the bottom plate of the sealing body 36, and the cap 45, which is the top plate of the sealing body 36, which is electrically connected to the internal terminal plate 41, is connected to the positive external terminal.
  • the negative electrode lead 40 is connected to the inner surface of the bottom of the outer can 35 by welding or the like, and the bottom of the outer can 35 serves as a negative external terminal.
  • the sealing body 36 has a structure in which an internal terminal plate 41, a lower valve body 42, an insulating member 43, an upper valve body 44, and a cap 45 are laminated in order from the electrode body 34 side.
  • Each member constituting the sealing body 36 has a disk shape or a ring shape, for example, and each member except the insulating member 43 is electrically connected to each other.
  • a lower valve element 42 and an upper valve element 44 constituting a so-called gas exhaust valve are connected to each other at their central portions, and an insulating member 43 is interposed between their respective peripheral portions.
  • a gas exhaust valve when the internal pressure increases during thermal runaway of the battery 30, the lower valve body 42 deforms and breaks so as to push the upper valve body 44 toward the cap 45, and the lower valve body 42 and the upper valve body 44 are separated. The current path between the two is cut off. When the internal pressure further increases, the upper valve body 44 breaks, and the internal gas is exhausted from the exhaust hole 45A formed on the side surface of the convex portion of the cap 45.
  • a gas exhaust valve may be provided at the bottom of the outer can 35 on the other side in the Z direction, and the internal gas may be exhausted from the other side in the Z direction when the internal pressure increases. You can.
  • the first holder 50 which is an example of an embodiment, will be described with reference to FIGS. 2 and 4.
  • the first holder 50 holds one side of the two batteries 30 in the Z direction.
  • the number of batteries held by the first holder 50 is not limited to this embodiment.
  • the first holder 50 may be made of, for example, a highly thermally conductive PPS (polyphenylene sulfide) resin, a resin containing a heat dissipation filler, an injection moldable thermosetting resin, or the like. More specifically, the first holder 50 may be made of phenolic resin, unsaturated polyester, unsaturated polyester mixed with an endothermic agent, or the like. The first holder 50 may be made of an inorganic mineral such as mica, or a material in which an inorganic mineral such as mica is mixed into a resin material.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the first holder 50 is formed in an oval shape when viewed from the Z direction, and has a predetermined thickness in the Z direction.
  • the first holder 50 has an accommodating portion 51 (see FIG. 2) that accommodates the battery 30 and an opening 52 that exposes the cap 45 as the positive terminal of the battery 30.
  • the accommodating portion 51 is formed on the other surface of the first holder 50 in the Z direction.
  • the accommodating portion 51 has a circular shape when viewed from the other side in the Z direction, and is formed to be a concave portion when viewed from the X direction or the Y direction.
  • One end of the battery 30 in the Z direction is fitted into the accommodating portion 51, and one side of the battery 30 is held.
  • the opening 52 is formed to penetrate the housing portion 51. More specifically, the opening 52 is formed as a circular hole having a smaller diameter than the circular diameter of the accommodating portion 51 when viewed from the other side in the Z direction. However, the center of the accommodating portion 51 and the center of the opening 52 are formed to be the same. According to the opening 52, the cap 45, which is the top plate of the sealing body 36 serving as the positive terminal of the battery 30, is exposed, and the cap 45 and the current collector plate 60 can be connected. Moreover, according to the opening 52, high-temperature gas exhausted from the battery 30 when the battery 30 experiences thermal runaway can be exhausted to the outside of the first holder 50.
  • a current collector plate 60 which is an example of an embodiment, will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the current collector plate 60 contacts one surface of the first holder 50 in the Z direction at a contact portion 61, and is connected to the cap 45 as a positive external terminal of the battery 30. More specifically, the current collector plate 60 connects the caps 45 serving as positive terminals of the two batteries 30 held by the first holder 50.
  • the current collector plate 60 is made of, for example, a metal plate such as an aluminum plate or a copper plate.
  • the current collector plate 60 partially closes one side of the opening 52 in the Z direction up to a joint 65 connected to the cap 45, which will be described later, in the opening 52 of the first holder 50.
  • a portion of the current collector plate 60 that closes one side of the opening 52 in the Z direction is formed as a top plate portion 63 that protrudes further to one side than one surface of the first holder 50 in the Z direction.
  • the current collector plate 60 has the edge of the cap 45 exposed from the opening 52 of the first holder 50 due to the top plate portion 63 that protrudes further to one side than one surface of the first holder 50 in the Z direction. It crosses departments.
  • the internal gas of the battery 30 exhausted from the opening 52 of the first holder 50 can easily escape to the outside of the first holder 50 without coming into contact with the battery 30 held inside the first holder 50.
  • high-temperature internal gas flows into the first holder 50 and the high-temperature internal gas flows into the other batteries 30 inside the first holder 50. It is possible to prevent a chain of thermal runaway from occurring due to contact and thermal runaway of other batteries 30 inside the first holder 50 .
  • the current collector plate 60 has an abutting part 61, a rising part 62, and a ceiling, which will be described in detail later, from one surface of the first holder 50 in the Z direction toward the cap 45 as a positive terminal. It has a plate portion 63, an inclined portion 64, and a joint portion 65. Note that, generally, the inclined portion 64 and the joint portion 65 correspond to current collection leads.
  • the contact portion 61 is a portion that comes into contact with one surface of the first holder 50 in the Z direction. It is preferable that the contact part 61 is arranged in the center between the two openings 52.
  • the rising portions 62 are portions extending from both ends of the contact portion 61 in the X direction toward one side in the Z direction.
  • the top plate portion 63 is a portion extending from the rising portion 62 to the edge of the opening 52 of the first holder 50 and the edge of the cap 45 exposed from the opening 52.
  • the inclined portion 64 is a portion that is inclined and connected from the top plate portion 63 toward a joint portion 65, which will be described later.
  • the joint portion 65 is a portion that is electrically connected to the center portion of the cap 45 by, for example, welding.
  • the current collecting lead 69 may be connected to the outer can 35 by straddling the edge of the opening of the second holder 55 and the bottom edge of the outer can 35 serving as a negative terminal exposed from the opening. .
  • the battery pack 10 of this embodiment is provided with a cap 45, which is the top surface of the sealing body 36 as an external terminal, on one side in the Z direction, and internal gas is exhausted from the one side in the Z direction when the internal pressure increases.
  • a first holder 50 that holds one side in the Z direction of the batteries 30 arranged in an array and has an opening 52 that exposes the cap 45, and a contact portion 61 on one surface of the first holder 50.
  • a current collector plate 60 that is in contact with the cap 45 and is connected to the cap 45 exposed from the opening 52;
  • the top plate portion 63 that closes the edge of the opening 52 of the current collector plate 60 protrudes toward one side of the first holder 50 than the other side in the longitudinal direction.
  • a space is formed between the cap 45 and the top plate 63 that closes the edge of the opening 52 of the current collector plate 60 .
  • the internal gas exhausted from the battery 30 during thermal runaway of the battery 30 can easily escape to the outside of the first holder 50 without being blocked by the current collector plate 60.
  • the current collector plate 60 As a result, when one battery 30 in the battery block 20 experiences thermal runaway, high-temperature internal gas flows into the first holder 50 and the high-temperature internal gas flows into the other batteries 30 inside the first holder 50. It is possible to prevent a chain of thermal runaway from occurring due to contact and thermal runaway of other batteries 30 inside the first holder 50 .
  • the current collector plate 70 extends from one surface of the first holder 50 in the Z direction toward the cap 45 as a positive terminal, and includes an abutting portion 71 and a rising portion 72, the details of which will be described later. , a top plate portion 73, an inclined portion 74, and a joint portion 75.
  • the top plate part 73, the slope part 74, and the joint part 75 are the same as the top plate part 63, the slope part 64, and the joint part 65 of the current collector plate 60 described above, and therefore the description thereof will be omitted.
  • the contact portion 71 is a portion that comes into contact with one surface of the first holder 50 in the Z direction. It is preferable that the contact part 71 is arranged in the center between the two openings 52.
  • the contact portion 71 has a length approximately equal to two plate thicknesses of the rising portion 72.
  • the rising portions 72 are portions extending from both ends of the contact portion 71 in the X direction toward one side in the Z direction.
  • One rising portion 72A and the other rising portion 72B are in contact with each other without any space.
  • one top plate portion 73A and the other top plate portion 73B are electrically connected, so that the potential resistance can be reduced compared to, for example, the current collector plate 60 described above.
  • the current collector plate 80 has a curved portion 81 and an inclined portion 84, the details of which will be described later, from one surface of the first holder 50 in the Z direction toward the cap 45 as a positive terminal. It has a joint part 85.
  • the sloped portion 84 and the joint portion 85 are the same as the sloped portion 64 and the joint portion 65 of the current collector plate 60 described above, so a description thereof will be omitted.
  • the curved portion 81 bulges toward the other side in the Z direction.
  • the center portion of the curved portion 81 in the X direction is in contact with one surface of the first holder 50 in the Z direction.
  • One side and the other side of the curved portion 81 in the X direction are connected to the inclined portion 84 across the edge of the opening 52 of the first holder 50 and the edge of the cap 45 exposed from the opening 52.
  • the current collector plate 90 extends from one surface of the first holder 50 in the Z direction toward the cap 45 as a positive terminal, and includes a bending part 91 and a top plate part 93, the details of which will be described later. , an inclined portion 94, and a joint portion 95.
  • the top plate part 93, the slope part 94, and the joint part 95 are the same as the top plate part 63, the slope part 64, and the joint part 65 of the current collector plate 60 described above, and therefore the description thereof will be omitted.
  • the bending portion 91 is bent so as to protrude toward the other side in the Z direction.
  • the center portion of the bending portion 91 in the X direction is in contact with one surface of the first holder 50 in the Z direction.
  • One side and the other side of the bending part 91 in the X direction are connected to the inclined part 94 across the edge of the opening 52 of the first holder 50 and the edge of the cap 45 exposed from the opening 52.

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Abstract

Ｚ方向の一方側に外部端子としての封口体のキャップが設けられる電池と、整列配置された複数の電池のＺ方向の一方側を保持し、キャップを露出させる開口を有する第１ホルダと、第１ホルダの一方の面に当接部で当接し、開口から露出したキャップに接続される集電板と、を備え、集電板は、当接部より長手方向の一方側に突出して開口の一部を塞いでキャップに接続されており、集電板の開口の一部を塞ぐ部分が第１ホルダのＺ方向の一方側の面よりも一方側に突出することによって、当接部と集電板の開口の一部を塞ぐ部分とキャップとの間には、空間が形成される。

Description

電池パック
　本開示は、複数の電池が収容された電池パックに関する。
　電池パックでは、使用機器に対応するように外装ケースに複数の電池が収容されている。電池パックでは、整列配置された複数の電池をホルダによって保持し、複数の電池同士が集電板によって電気的に接続されている（例えば、特許文献１）。
　電池パックに収容された電池が何らかの異常で熱暴走した場合には、熱暴走した電池から排気される高温の内部ガスが同一ホルダに保持された電池（以下、周辺電池）に接触することで、周辺電池が熱暴走して熱暴走の連鎖が発生するおそれがある。そのため、熱暴走している電池から排気される内部ガスを周辺電池と接触することなく確実にホルダの外部に排気する必要がある。
特開２０２２－００２１９９号公報
　ところで、電池では、長手方向の一方側にガス排気弁が設けられている。当該構成によって、熱暴走時に電池の内部圧力が上昇してガス排気弁が作動し、長手方向の一方側から内部ガスが排気される。一方、電池の長手方向の一方側には、外部端子が設けられる場合がある。そのため、電池の長手方向の一方側を保持するホルダに外部端子を露出させる開口を設け、開口から露出した外部端子に集電板の集電リードが接続されている。
　上述した構成では、電池の内部ガスが排気された場合には、ホルダの開口から内部ガスが排気される。しかし、集電板の集電リードが開口の一部を塞いでいるため、排気の一部が集電リードによって遮られる場合がある。近年、電池の大型化や高出力化によって幅広形状の集電リードが多くなり、上記傾向が顕著となっている。
　集電リードによって内部ガスの排気が遮られた場合には、ホルダの外部への内部ガスの排気が阻害され、高温の内部ガスがホルダの内部に流入して周辺電池に接触し、周辺電池が熱暴走することで、熱暴走の連鎖が発生するおそれがある。
　そこで、本開示は、電池が熱暴走した場合に電池から排気された高温の内部ガスをホルダの外部に確実に排気することができる電池パックを提供することを目的とする。
　本開示に係る電池パックは、長手方向の一方側に外部端子が設けられ、内部圧力の上昇時に長手方向の一方側から内部ガスが排気される電池と、整列配置された複数の電池の長手方向の一方側を保持し、外部端子を露出させる開口を有するホルダと、ホルダの一方の面に当接する当接部を有し、開口の一部を塞いで外部端子に接続される集電板と、を備え、集電板は、当接部より長手方向の一方側に突出して開口の一部を塞いで外部端子に接続されており、集電板の開口の一部を塞ぐ部分がホルダの長手方向の一方側の面よりも一方側に突出することによって、当接部と集電板の開口の一部を塞ぐ部分と外部端子との間には、空間が形成されることを特徴とする。
　本開示の電池パックによれば、電池が熱暴走した場合に電池から排気された高温の内部ガスをホルダの外部に確実に排気することができる。
実施形態の一例である電池パックを示す斜視図である。 実施形態の一例である電池パックを示す断面図である。 実施形態の一例である電池を示す断面図である。 実施形態の一例である集電板を示す斜視図である。 実施形態の一例である集電板を示す側面図である。 実施形態の他の一例である集電板を示す側面図である。 実施形態のさらに他の一例である集電板を示す側面図である。 実施形態のさらに他の一例である集電板を示す側面図である。
　以下、本開示の実施形態の一例について詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、方向、数値等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等に合わせて適宜変更することができる。
　＜電池パック＞
　図１を用いて、実施形態の一例である電池パック１０について説明する。
　電池パック１０では、使用機器に対応するように外装ケース１１に複数の電池ブロック２０が収容され、それぞれの電池ブロック２０には複数（図１に示す例では２個）の電池３０がホルダにより互いに固定されて外装ケース１１に収容されている。電池パック１０によれば、詳細は後述するが、電池３０が熱暴走した場合に電池３０から排気された高温の内部ガスをホルダの外部に確実に排気することができる。
　以下では、電池３０の長手方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交し、かつ、電池ブロック２０において電池３０が並ぶ方向をＸ方向とし、Ｚ方向およびＸ方向と直交する方向をＹ方向として各部材を説明する。また、Ｚ方向において、電池３０の正極端子としての封口体３６（図３参照）の天板であるキャップ４５（図３参照）が設けられる側を一方側とし、その反対側を他方側とする。
　電池パック１０は、主として動力用の電源として使用される。電池パック１０は、例えば、電気自動車、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、電動車椅子、電動三輪車、電動カート等のモータで駆動される電動機器の電源として使用される。ただし、電池パック１０の用途は特定されるものではなく、電動機器以外の電気機器、例えば、クリーナー、無線機、照明装置、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の屋内外で使用される種々の電気機器用の電源として使用されてもよい。
　電池パック１０は、複数（図１に示す例では２個）の電池３０を有する電池ブロック２０と、複数の電池ブロック２０を収容する外装ケース１１とを備えている。
　電池ブロック２０は、整列配置された詳細は後述する複数の電池３０を有している。電池パック１０は、複数（図１に示す例では３個）の電池ブロック２０が直列に接続されて、使用する機器に対応した電圧を出力するように構成されている。電池ブロック２０では、複数の電池３０が並列に接続されている。電池ブロック２０について詳細は後述する。
　外装ケース１１は、アルミニウム等の金属製であって、筒状に構成されている。ただし、外装ケース１１は金属製に限定されず、樹脂製であってもよい。外装ケース１１のＺ方向の他方の端部には、電池ブロック２０と電気的に接続されたパック外部端子１２が設けられている。パック外部端子１２は、電池パック１０を搭載して使用する機器に組み込まれた際に直流電圧を供給する端子として使用される。また、パック外部端子１２は、電池パック１０を充電する際にも使用される。また、外装ケース１１の側面には、熱暴走した電池３０から排気される高温の内部ガスを電池パック１０の外部に排出する排気孔１３（図２参照）が設けられている。
　＜電池ブロック＞
　図２を用いて、実施形態の一例である電池ブロック２０について説明する。
　電池ブロック２０は、２個の電池３０と、２個の電池３０のＺ方向の一方側を保持するホルダとしての第１ホルダ５０と、第１ホルダ５０の一方の面と当接し、電池３０の後述する正極外部端子としての封口体３６（図３参照）の天板であるキャップ４５に接続される集電板６０と、２個の電池３０のＺ方向の他方側を保持する第２ホルダ５５と、電池３０の負極外部端子としての外装缶３５（図３参照）の底部に接続される集電リード６９とを有している。電池パック１０で直列に接続された複数の電池ブロック２０のうち、Ｚ方向の最も一方側の電池ブロック２０の集電板６０は総プラスに相当し、Ｚ方向の最も他方側の電池ブロック２０の集電リード６９は総マイナスに相当し、パック外部端子１２と電気的に接続されている（図示なし）。電池３０、第１ホルダ５０および集電板６０について、それぞれ詳細は後述する。
　＜電池＞
　図２および図３を用いて、実施形態の一例である電池３０について説明する。
　電池３０は、円筒形電池であってリチウムイオン電池である。ただし、電池３０は、円筒形電池に限定されず、角形電池、ラミネート電池等であってもよい。また、電池３０は、水系電池であってもよく、非水系電池であってもよい。非水系電池の一例としては、リチウムイオン電池が好適に用いられる。
　図３に示すように、電池３０は、詳細は後述するが、Ｚ方向の一方側に正極外部端子としての封口体３６の天板であるキャップ４５が設けられ、キャップ４５の排気孔４５Ａから熱暴走時に内部圧力が上昇すると内部ガスが排気される。換言すれば、電池３０では、内部圧力上昇時にＺ方向の一方側から内部ガスが排気される。
　電池３０は、電極体３４と、電解質（図示せず）と、電極体３４および電解質を収容する外装缶３５とを有する。電極体３４は、正極３１と、負極３２と、セパレータ３３とを有し、正極３１と負極３２がセパレータ３３を介して渦巻き状に巻回された巻回構造を有する。外装缶３５は、Ｚ方向一方側が開口した有底円筒状を有し、外装缶３５の開口は封口体３６によって塞がれている。
　電池３０は、電極体３４の上下にそれぞれ配置された絶縁板３７、３８を備える。図３に示す例では、正極３１に取り付けられた正極リード３９が絶縁板３７の貫通孔を通って封口体３６側に延び、負極３２に取り付けられた負極リード４０が絶縁板３８の外側を通って外装缶３５の底部側に延びている。正極リード３９は封口体３６の底板である内部端子板４１の下面に溶接等で接続され、内部端子板４１と電気的に接続された封口体３６の天板であるキャップ４５が正極外部端子となる。負極リード４０は外装缶３５の底部内面に溶接等で接続され、外装缶３５の底部が負極外部端子となる。
　封口体３６は、電極体３４側から順に、内部端子板４１、下弁体４２、絶縁部材４３、上弁体４４およびキャップ４５が積層された構造を有する。封口体３６を構成する各部材は、例えば円盤状又はリング状を呈し、絶縁部材４３を除く各部材は互いに電気的に接続されている。いわゆるガス排気弁を構成する下弁体４２と上弁体４４とは、各々の中央部で互いに接続され、各々の周縁部の間には絶縁部材４３が介在している。
　ガス排気弁では、電池３０の熱暴走時に内部圧力が上昇すると、下弁体４２が上弁体４４をキャップ４５側に押し上げるように変形して破断し、下弁体４２と上弁体４４との間の電流経路が遮断される。さらに内圧が上昇すると、上弁体４４が破断し、キャップ４５の凸部の側面に形成された排気孔４５Ａから内部ガスが排気される。ただし、本実施形態に限定されることなく、Ｚ方向の他方側である外装缶３５の底部にガス排気弁を設け、内部圧力上昇時にＺ方向の他方側から内部ガスが排気される構成であってもよい。
　＜ホルダ＞
　図２および図４を用いて、実施形態の一例である第１ホルダ５０について説明する。
　第１ホルダ５０は、上述したように、２個の電池３０のＺ方向の一方側を保持している。ただし、第１ホルダ５０が保持する電池数は、本実施形態に限定されることはない。
　第１ホルダ５０は、例えば、高熱伝導性ＰＰＳ（ポリフェニレンスルファイド）樹脂、放熱フィラーを含有する樹脂、射出成形可能な熱硬化性樹脂等で構成されてもよい。より具体的には、第１ホルダ５０は、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル、または吸熱剤が混入された不飽和ポリエステル等で構成されてもよい。第１ホルダ５０は、マイカ等の無機鉱物、樹脂材料にマイカ等の無機鉱物を混入した材料で構成されてもよい。
　図４に示すように、第１ホルダ５０は、Ｚ方向から見て長円形状に形成され、Ｚ方向において所定の厚みを有している。第１ホルダ５０は、電池３０を収容する収容部５１（図２参照）と、電池３０の正極端子としてのキャップ４５を露出させる開口５２とを有している。
　図２に示すように、収容部５１は、第１ホルダ５０のＺ方向の他方の面に形成されている。収容部５１は、Ｚ方向の他方側から見て円形状であってＸ方向またはＹ方向から見て凹部となるように形成されている。収容部５１には、電池３０のＺ方向の一方側の端部が嵌合され、電池３０の一方側が保持されている。
　図２および図４に示すように、開口５２は、収容部５１を貫通するように形成されている。より詳細には、開口５２は、Ｚ方向の他方側から見て収容部５１の円形状の径よりも小さい径の円形状の孔として形成されている。ただし、収容部５１の中心と開口５２の中心とは同一として形成されている。開口５２によれば、電池３０の正極端子としての封口体３６の天板であるキャップ４５を露出させて、キャップ４５と集電板６０とを接続することができる。また、開口５２によれば、電池３０の熱暴走時に電池３０から排気された高温ガスを第１ホルダ５０の外部に排気することができる。
　＜集電板＞
　図４および図５を用いて、実施形態の一例である集電板６０について説明する。
　集電板６０は、第１ホルダ５０のＺ方向の一方の面に当接部６１で当接し、電池３０の正極外部端子としてのキャップ４５に接続されている。より具体的には、集電板６０は、第１ホルダ５０に保持された２個の電池３０の正極端子としてのキャップ４５同士を接続する。集電板６０は、例えばアルミニウム板、銅板等の金属板で構成されている。
　集電板６０は、第１ホルダ５０の開口５２において後述するキャップ４５に接続される接合部６５までに、開口５２のＺ方向の一方側の一部を塞いでいる。集電板６０の開口５２のＺ方向の一方側を塞ぐ部分は、第１ホルダ５０のＺ方向の一方側の面よりもさらに一方側に突出する天板部６３として形成されている。換言すれば、集電板６０は、第１ホルダ５０のＺ方向の一方側の面よりもさらに一方側に突出する天板部６３によって、第１ホルダ５０の開口５２から露出するキャップ４５の縁部を跨いでいる。
　このような構成とすることによって、当接部６１と天板部６３とキャップ４５との間には、空間が形成される。これにより、Ｚ方向の一方側に突出する天板部６３が形成されていない従来の集電板と比較して、第１ホルダ５０の開口５２から露出するキャップ４５の縁部と、集電板６０とによって挟まれた空間が大きく形成される。
　これにより、第１ホルダ５０の開口５２から排気される電池３０の内部ガスが第１ホルダ５０の内部に保持されている電池３０に接触することなく第１ホルダ５０の外部に抜けやすくなる。これにより、電池ブロック２０の１つの電池３０が熱暴走した場合に、高温の内部ガスが第１ホルダ５０の内部に流入し、高温の内部ガスが第１ホルダ５０の内部の他の電池３０に接触し、第１ホルダ５０の内部の他の電池３０が熱暴走することで、熱暴走の連鎖が発生することを回避することができる。
　より詳細には、集電板６０は、第１ホルダ５０のＺ方向の一方の面から正極端子としてのキャップ４５に向かって、それぞれ詳細は後述する当接部６１と、立ち上がり部６２と、天板部６３と、傾斜部６４と、接合部６５とを有している。なお、一般的には、傾斜部６４および接合部６５が集電リードに相当する。
　当接部６１は、第１ホルダ５０のＺ方向の一方の面に当接する部分である。当接部６１は、２つの開口５２間の中央部に配置されることが好ましい。立ち上がり部６２は、当接部６１のＸ方向の両端部のそれぞれからＺ方向の一方側に向かって延出している部分である。
　天板部６３は、立ち上がり部６２から第１ホルダ５０の開口５２の縁部および開口５２から露出するキャップ４５の縁部を跨いでいる部分である。傾斜部６４は、天板部６３から後述する接合部６５に向かって傾斜して接続される部分である。接合部６５は、キャップ４５の中央部と例えば溶接接合によって電気的に接続される部分である。
　なお、本実施形態に限定されることなく、Ｚ方向の他方側である外装缶３５の底部にガス排気弁を設け、内部圧力上昇時にＺ方向の他方側から内部ガスが排気される構成の場合には、集電リード６９が第２ホルダ５５の開口の縁部および開口から露出する負極端子としての外装缶３５の底部の縁部を跨いで外装缶３５に接続される構成であってもよい。
　＜まとめ＞
　本実施形態の電池パック１０は、Ｚ方向の一方側に外部端子としての封口体３６の天面であるキャップ４５が設けられ、内部圧力の上昇時にＺ方向の一方側から内部ガスが排気される電池３０と、整列配置された複数の電池３０のＺ方向の一方側を保持し、キャップ４５を露出させる開口５２を有する第１ホルダ５０と、第１ホルダ５０の一方の面に当接部６１で当接し、開口５２から露出したキャップ４５に接続される集電板６０と、を備え、集電板６０は、当接部６１より長手方向の一方側に突出して開口５２の一部を塞いでキャップ４５に接続されており、集電板６０の開口５２の縁部を塞ぐ天板部６３が第１ホルダ５０の長手方向の一方側の面よりも一方側に突出することによって、当接部６１と集電板６０の開口５２の縁部を塞ぐ天板部６３とキャップ４５との間には、空間が形成される。
　上記構成とすることによって、電池３０の熱暴走時に電池３０から排気された内部ガスが集電板６０に遮られることなく第１ホルダ５０の外部に抜けやすくなる。これにより、電池ブロック２０の１つの電池３０が熱暴走した場合に、高温の内部ガスが第１ホルダ５０の内部に流入し、高温の内部ガスが第１ホルダ５０の内部の他の電池３０に接触し、第１ホルダ５０の内部の他の電池３０が熱暴走することで、熱暴走の連鎖が発生することを回避することができる。
　＜別実施形態＞
　図６から図８を用いて、実施形態の他の一例である集電板７０、８０、９０について説明する。
　図６に示すように、集電板７０は、第１ホルダ５０のＺ方向の一方の面から正極端子としてのキャップ４５に向かって、それぞれ詳細は後述する当接部７１と、立ち上がり部７２と、天板部７３と、傾斜部７４と、接合部７５とを有している。天板部７３、傾斜部７４および接合部７５は、上述した集電板６０の天板部６３、傾斜部６４および接合部６５と同様であるため説明を省略する。
　当接部７１は、第１ホルダ５０のＺ方向の一方の面に当接する部分である。当接部７１は、２つの開口５２間の中央部に配置されることが好ましい。当接部７１は、立ち上がり部７２の板厚の２枚分の長さ程度である。
　立ち上がり部７２は、当接部７１のＸ方向の両端部のそれぞれからＺ方向の一方側に向かって延出している部分である。一方の立ち上がり部７２Ａと他方の立ち上がり部７２Ｂとは、空間なく当接している。これにより、一方の天板部７３Ａと他方の天板部７３Ｂとが電気的に接続されるため、例えば上述した集電板６０と比較して電位抵抗を小さくすることはできる。
　このような構成とすることによって、天板部７３とキャップ４５との間には、空間が形成される。これにより、第１ホルダ５０の開口５２から排気される電池３０の内部ガスが第１ホルダ５０の内部に保持されている電池３０に接触することなく第１ホルダ５０の外部に抜けやすくなる。
　図７に示すように、集電板８０は、第１ホルダ５０のＺ方向の一方の面から正極端子としてのキャップ４５に向かって、それぞれ詳細は後述する湾曲部８１と、傾斜部８４と、接合部８５とを有している。傾斜部８４および接合部８５は、上述した集電板６０の傾斜部６４および接合部６５と同様であるため説明を省略する。
　湾曲部８１は、Ｚ方向の他方側に向かって膨出している。湾曲部８１のＸ方向の中央部は、第１ホルダ５０のＺ方向の一方側の面に当接している。湾曲部８１のＸ方向の一方側および他方側は、第１ホルダ５０の開口５２の縁部および開口５２から露出するキャップ４５の縁部を跨いで傾斜部８４に接続される。
　このような構成とすることによって、湾曲部８１とキャップ４５との間には、空間が形成される。これにより、第１ホルダ５０の開口５２から排気される電池３０の内部ガスが第１ホルダ５０の内部に保持されている電池３０に接触することなく第１ホルダ５０の外部に抜けやすくなる。
　図８に示すように、集電板９０は、第１ホルダ５０のＺ方向の一方の面から正極端子としてのキャップ４５に向かって、それぞれ詳細は後述する屈折部９１と、天板部９３と、傾斜部９４と、接合部９５とを有している。天板部９３、傾斜部９４および接合部９５は、上述した集電板６０の天板部６３、傾斜部６４および接合部６５と同様であるため説明を省略する。
　屈折部９１は、Ｚ方向の他方側に向かって突出するように折り曲げられている。屈折部９１のＸ方向の中央部は、第１ホルダ５０のＺ方向の一方側の面に当接している。屈折部９１のＸ方向の一方側および他方側は、第１ホルダ５０の開口５２の縁部および開口５２から露出するキャップ４５の縁部を跨いで傾斜部９４に接続される。
　このような構成とすることによって、天板部９３とキャップ４５との間には、空間が形成される。これにより、第１ホルダ５０の開口５２から排気される電池３０の内部ガスが第１ホルダ５０の内部に保持されている電池３０に接触することなく第１ホルダ５０の外部に抜けやすくなる。
　なお、本開示は上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の請求の範囲に記載された事項の範囲内において種々の変更や改良が可能であることは勿論である。
　１０　電池パック、１１　外装ケース、１２　パック外部端子、１３　排気孔、２０　電池ブロック、３０　電池、３１　正極、３２　負極、３３　セパレータ、３４　電極体、３５　外装缶、３６　封口体、３７　絶縁板、３８　絶縁板、３９　正極リード、４０　負極リード、４１　内部端子板、４２　下弁体、４３　絶縁部材、４４　上弁体、４５　キャップ（外部端子）、４５Ａ　排気孔、５０　第１ホルダ、５１　収容部、５２　開口、５５　第２ホルダ、６０　集電板、６１　当接部、６２　立ち上がり部、６３　天板部、６４　傾斜部、６５　接合部、６９　集電リード、７０　集電板、７１　当接部、７２　立ち上がり部、７３　天板部、７４　傾斜部、７５　接合部、８０　集電板、８１　湾曲部、８４　傾斜部、８５　接合部、９０　集電板、９１　屈折部、９３　天板部、９４　傾斜部、９５　接合部

Claims (4)

  1. 　長手方向の一方側に外部端子が設けられ、内部圧力の上昇時に長手方向の一方側から内部ガスが排気される電池と、
    　整列配置された複数の前記電池の長手方向の一方側を保持し、前記外部端子を露出させる開口を有するホルダと、
    　前記ホルダの一方の面に当接する当接部を有し、前記開口の一部を塞いで前記外部端子に接続される集電板と、
    　を備え、
    　前記集電板は、前記当接部より長手方向の一方側に突出して前記開口の一部を塞いで前記外部端子に接続されており、前記集電板の前記開口の一部を塞ぐ部分が前記ホルダの長手方向の一方側の面よりも一方側に突出することによって、前記当接部と前記集電板の前記開口の一部を塞ぐ部分と前記外部端子との間には、空間が形成される、
    　電池パック。
  2. 　請求項１記載の電池パックであって、
    　前記ホルダは、２個の前記電池を保持し、
    　前記集電板は、２個の前記電池の正極端子同士を接続し、一方の前記開口の一部を塞ぐ一方の天板部と、前記ホルダの一方の面から長手方向の一方側に向かって延出して前記一方の天板部と接続される一方の立ち上がり部と、他方の前記開口の一部を塞ぐ他方の天板部と、前記ホルダの一方の面から長手方向の一方側に向かって延出して前記他方の天板部と接続される他方の立ち上がり部とを有し、
    　前記一方の立ち上がり部と前記他方の立ち上がり部とは当接している、
    　電池パック。
  3. 　請求項１記載の電池パックであって、
    　前記ホルダは、２個の前記電池を保持し、
    　前記集電板は、長手方向の他方側に向かって膨出し、前記電池の整列方向の中央部に前記当接部が形成される湾曲部をさらに有する、
    　電池パック。
  4. 　請求項１記載の電池パックであって、
    　前記ホルダは、２個の前記電池を保持し、
    　前記集電板は、長手方向の他方側に向かって突出するように折り曲げられ、前記電池の整列方向の中央部に前記当接部が形成される屈折部をさらに有する、
    　電池パック。
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