(57)【要約】【課題】排煙ダクトを用いて容易に形成できるラミネート型電池モジュールを提供する。【解決手段】安全弁２２は、電槽１６内で発生したガスをラミネート型電池１０の外部へ排出するために、電池内圧や電池温度の上昇に伴って開弁する。このため、安全弁２２は、表面と裏面のラミネートフィルム１２を溶着させて筐体を形成する際に、他の溶着部よりも溶着強度や溶着面積を小さくした溶着領域として形成される。そして、電池内圧が所定圧力に達すると、または、電池温度が所定温度に達すると、他の溶着部よりも優先的に安全弁２２が開裂し、電槽１６から安全弁２２を介してガス排出経路２４へガスが排出される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラミネートフィルムで形成された筐体を含む複数のラミネート型電池と、
前記複数のラミネート型電池が接合される排煙ダクトと、
を有し、
前記各ラミネート型電池には、前記ラミネートフィルムを溶着して形成される安全弁が設けられ、
前記各ラミネート型電池に設けられる安全弁は、対応するラミネート型電池の内部で発生したガスを前記排煙ダクトへ排出するために所定圧力又は所定温度で開弁する、
ことを特徴とするラミネート型電池モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載のラミネート型電池モジュールにおいて、
前記安全弁は、前記所定圧力又は所定温度によって、前記ラミネートフィルムの他の溶着部よりも優先的に開裂する、
ことを特徴とするラミネート型電池モジュール。
【請求項３】
請求項２に記載のラミネート型電池モジュールにおいて、
前記各ラミネート型電池は、少なくとも排煙ダクトが接続される面に接着樹脂層を備える排煙ダクト接続部を有し、
前記排煙ダクトは、少なくとも前記各ラミネート型電池が接続される面に接着樹脂部を備える電池接続部を有し、
前記排煙ダクト接続部と前記電池接続部が溶着されることによって、各ラミネート型電池が排煙ダクトに接合される、
ことを特徴とするラミネート型電池モジュール。
【請求項４】
請求項２に記載のラミネート型電池モジュールにおいて、
前記各ラミネート型電池は、ラミネートフィルムで形成される排煙ダクト接続部を有し、
前記排煙ダクトは、ラミネートフィルムで形成される電池接続部を有し、
前記排煙ダクト接続部と前記電池接続部が溶着されることによって、各ラミネート型電池が排煙ダクトに接合される、
ことを特徴とするラミネート型電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のラミネート型電池を含むラミネート型電池モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状のラミネートフィルムからなる筐体（容器）で電極体を収容して形成されるラミネート型電池が知られている。ラミネート型電池は、例えばリチウムイオン２次電池の形態として利用され、このリチウムイオン２次電池は充放電を繰り返す際にラミネートフィルムで形成された筐体内でガスが発生する場合がある。そこで、筐体内でガスが発生した場合、このガスを筐体外に排出する必要がある。このため、一般にラミネート型電池にはガス排出口が設けられ、また必要に応じて、複数のラミネート型電池から排出されるガスを回収して排煙する排煙ダクトなどが設けられる。
【０００３】
本出願人は、ラミネート型電池あるいは複数のラミネート型電池と排煙ダクトで構成されるラミネート型電池モジュールにおけるガスの排出に関して、様々な技術を提案している（下記引用文献参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１２０６号公報
【特許文献２】特開２００２−８６０３号公報
【特許文献３】特開２００２−１３４０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に、ラミネートフィルムは柔らかく傷や穴などができやすいため、ラミネート型電池に排煙ダクトを接続するのは容易ではない。また、排煙ダクトの接続を避けるために電池全体を密閉容器に収めてしまうアイデアもあるが、電池サイズが大きくなることやコストが高くなることが懸念される。
【０００６】
そこで本発明は、排煙ダクトを用いて容易に形成できるラミネート型電池モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の好適な態様であるラミネート型電池モジュールは、ラミネートフィルムで形成された筐体を含む複数のラミネート型電池と、前記複数のラミネート型電池が接合される排煙ダクトと、を有し、前記各ラミネート型電池には、前記ラミネートフィルムを溶着して形成される安全弁が設けられ、前記各ラミネート型電池に設けられる安全弁は、対応するラミネート型電池の内部で発生したガスを前記排煙ダクトへ排出するために所定圧力又は所定温度で開弁する、ことを特徴とする。
【０００８】
望ましくは、前記安全弁は、前記所定圧力又は所定温度によって、前記ラミネートフィルムの他の溶着部よりも優先的に開裂する、ことを特徴とする。望ましくは、前記各ラミネート型電池は、少なくとも排煙ダクトが接続される面に接着樹脂層を備える排煙ダクト接続部を有し、前記排煙ダクトは、少なくとも前記各ラミネート型電池が接続される面に接着樹脂部を備える電池接続部を有し、前記排煙ダクト接続部と前記電池接続部が溶着されることによって、各ラミネート型電池が排煙ダクトに接合される、ことを特徴とする。望ましくは、前記各ラミネート型電池は、ラミネートフィルムで形成される排煙ダクト接続部を有し、前記排煙ダクトは、ラミネートフィルムで形成される電池接続部を有し、前記排煙ダクト接続部と前記電池接続部が溶着されることによって、各ラミネート型電池が排煙ダクトに接合される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、排煙ダクトを用いて容易に形成されるラミネート型電池モジュールが提供される。例えば、排煙ダクトと各ラミネート型電池との接合をラミネートフィルムの溶着で容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
本発明に係るラミネート型電池モジュールは、複数のラミネート型電池と排煙ダクトが接合されたものである。
【００１２】
図１は、本発明に係るラミネート型電池モジュールにおけるラミネート型電池の全体構成を示す図である。
【００１３】
ラミネート型電池１０は、ラミネートフィルム１２で形成された筐体（容器）を有している。ラミネートフィルム１２は、例えば、アルミ層と熱溶層の二層構造を有するアルミラミネートフィルムである。ラミネートフィルム１２は、電極体１４の表面と裏面から、電極体１４を包み込んでいる。
【００１４】
つまり、ラミネートフィルム１２は、片面に熱溶着層を持ち、表面と裏面のラミネートフィルム１２の熱溶着層同士が加熱接着され、電極体１４を収容する電槽１６を形成している。なお、図１では、電極体１４を明示しているが、実際には、電極体１４はラミネートフィルム１２で構成される筐体の内部に収められ、外部から見ることはできない。
【００１５】
ラミネートフィルム１２で形成される電槽１６には、電極体１４に加え、正極端子１８、負極端子２０および図示しない電解液が収容される。正極端子１８および負極端子２０は、それぞれ、電極体１４に電気的に接続されラミネートフィルム１２で構成される筐体の外部に突出している。また、電解液は、安全弁２２が閉じている状態では、筐体内に密閉される。
【００１６】
ラミネート型電池１０には、ガス排出経路２４、安全弁２２、排煙ダクト接続面２６も形成される。
【００１７】
ガス排出経路２４は、表面と裏面のラミネートフィルム１２を溶着させて筐体を形成する際に、溶着されずに残された筒状の空間である。そして、ガス排出経路２４の一端側には、ラミネートフィルム１２が折り曲げられて排煙ダクト接続面２６が形成される。排煙ダクト接続面２６には、ガス排出経路２４に通じるガス排出口２８が設けられている。
【００１８】
ガス排出経路２４の他端側には、安全弁２２が形成される。安全弁２２は、電槽１６内で発生したガスをラミネート型電池１０の外部へ排出するために、電池内圧や電池温度の上昇に伴って開弁する。このため、安全弁２２は、表面と裏面のラミネートフィルム１２を溶着させて筐体を形成する際に、他の溶着部よりも溶着強度や溶着面積を小さくした溶着領域として形成される。そして、電池内圧が所定圧力に達すると、または、電池温度が所定温度に達すると、他の溶着部よりも優先的に安全弁２２が開裂し、電槽１６から安全弁２２を介してガス排出経路２４へガスが排出される。
【００１９】
安全弁２２の溶着強度を調整することによって、所望の圧力または温度で安全弁２２が開裂するように調整することができる。なお、安全弁２２以外の溶着部の溶着強度を高めることによって、安全弁２２の溶着領域と他の溶着部との間に強度差を設けてもよい。
【００２０】
図２は、本発明に係るラミネート型電池モジュールの構造を説明するための図であり、図２には、ラミネート型電池モジュールの製造過程が示されている。
【００２１】
図２（Ａ）および（Ｂ）は、排煙ダクト３０の構造を説明するための図である。排煙ダクト３０は、ラミネートフィルムａ３１、ラミネートフィルムｂ３２およびスパウト３３で構成される。
【００２２】
図２（Ａ）に示すように、ラミネートフィルムａ３１には、中心線３１´で分断される二面のうちの一方面に、略長方形状に切り抜かれた領域が設けられ、その領域にラミネートフィルムｂ３２が重ねられ、ラミネートフィルムａ３１とラミネートフィルムｂ３２が溶着される。そして、ラミネートフィルムａ３１は、中心線３１´に沿って二つに折り曲げられる。
【００２３】
この際、図２（Ｂ）に示すように、スパウト３３が挿入され、折り曲げられたラミネートフィルムａ３１の周囲が熱溶着される。
【００２４】
こうして形成された排煙ダクト３０には、ラミネートフィルムａ３１およびラミネートフィルムｂ３２で包まれた排煙空間が形成される。排煙ダクト３０内の排煙空間は、スパウト３３を介して、排煙ダクト３０の外部に通じている。なお、ラミネートフィルムｂ３２には複数の孔３５が設けられている。
【００２５】
図２（Ｃ）は、複数のラミネート型電池１０と排煙ダクト３０の接合の様子を示している。図２（Ｃ）に示すように、各ラミネート型電池１０の排煙ダクト接続面２６が、排煙ダクト３０のラミネートフィルムｂ３２に接合される。排煙ダクト接続面２６はラミネートフィルムで形成されているため、熱溶着により、排煙ダクト接続面２６とラミネートフィルムｂ３２が接合される。この際、排煙ダクト接続面２６に設けられたガス排出口２８から排煙ダクト３０に設けられた孔３５へ、ガスが通り抜けるように接合される。
【００２６】
なお、排煙ダクト３０は、ラミネートフィルムのみで形成されてもよいし、ラミネート型電池１０との接合部分のみをラミネートフィルムで形成してもよい。
【００２７】
こうして、図３に示すラミネート型電池モジュール４０が形成される。図３のラミネート型電池モジュール４０によれば、各ラミネート型電池内で発生したガスが排煙ダクトに漏れなく流れ込み、最終的にはスパウトを通じて回収することができる。また、排煙ダクトと各ラミネート型電池とをラミネートフィルムの熱溶着で接合できるなど形成が容易であり、製造コストやモジュールサイズを最小限に留めることもできる。
【００２８】
ちなみに、図２におけるラミネートフィルムｂ３２は、次のような形状も好ましい。
【００２９】
図４は、ラミネートフィルムｂの他の形状を説明するための図である。図４（Ａ）に示すように、ラミネートフィルムａ３１には、中心線３１´で分断される二面のうちの一方面に、略長方形状に切り抜かれた領域が設けられる。そして、その領域を覆い隠すように、ラミネートフィルムｂ３２´が重ねられる。ラミネートフィルムｂ３２´は、略長方形状のシートであり、ラミネートフィルムａ３１の中心線３１´に重ねられる部分で折り曲げられている。
【００３０】
ラミネートフィルムａ３１とラミネートフィルムｂ３２´の接合面は、例えば、互いに熱溶層などで形成されて熱溶着される。もちろん、接合面は熱溶層以外の接着層で形成されてもよい。
【００３１】
ラミネートフィルムｂ３２´が接着された後、ラミネートフィルムａ３１は、中心線３１´に沿って二つに折り曲げられる。この際、図４（Ｂ）に示すように、スパウト３３が挿入され、折り曲げられたラミネートフィルムａ３１の周囲が熱溶着される。ラミネートフィルムａ３１の周囲のみを接着するため、ラミネートフィルムｂ３２´同士が重なり合う面は、非溶着層であることが望ましい。
【００３２】
こうして形成された排煙ダクト３０には、ラミネートフィルムａ３１およびラミネートフィルムｂ３２´で包まれた排煙空間が形成される。排煙ダクト３０内の排煙空間は、スパウト３３を介して、排煙ダクト３０の外部に通じている。なお、ラミネートフィルムｂ３２´には複数の孔３５が設けられている。
【００３３】
図４（Ｃ）は、複数のラミネート型電池１０と排煙ダクト３０の接合の様子を示している。図４（Ｃ）に示すように、各ラミネート型電池１０の排煙ダクト接続面２６が、排煙ダクト３０のラミネートフィルムｂ３２´に接合される。排煙ダクト接続面２６はラミネートフィルムで形成されているため、ラミネートフィルムの熱溶層同士の熱溶着により、排煙ダクト接続面２６とラミネートフィルムｂ３２が接合される。この際、排煙ダクト接続面２６に設けられたガス排出口２８から排煙ダクト３０に設けられた孔３５へ、ガスが通り抜けるように接合される。
【００３４】
図２および図４では、それぞれ、二枚のラミネートフィルムを利用して排煙ダクト３０を形成する技術を説明したが、排煙ダクト３０は次のように形成されてもよい。
【００３５】
図５は、熱溶層によって形成された排煙ダクト３０を説明するための図であり、図５（Ａ）は、排煙ダクト３０の全体概略図（斜視図）である。図５（Ａ）に示す排煙ダクト３０は、熱溶層（熱溶層シート）を筒状に加工し、スパウト３３を挿入してから筒を閉じて排煙空間を形成したものである。
【００３６】
図５（Ｂ）は、排煙空間内の構造を説明するための図であり、排煙ダクト３０を筒状部分で切断した場合の切断面側から見た斜視図である。図５において、排煙ダクト３０は、熱溶層を筒状に加工して形成される。このため、熱によって筒状部分の内壁同士が溶着されないように、テフロン（登録商標）などの耐熱シート５０が挿入されている。もちろん、テフロン（登録商標）以外のシートを利用して筒状部分の内壁同士の溶着を防止してもよい。
【００３７】
図５に示す排煙ダクト３０は、熱溶層を筒状に加工したものであるため、ラミネートフィルムで形成された各ラミネート型電池の排煙ダクト接続面（図１の符号２６）の熱溶層と、容易に熱溶着可能となる。
【００３８】
なお、排煙ダクト３０は、各ラミネート型電池の排煙ダクト接続面（図１の符号２６）の熱溶層と溶着可能なものであれば、熱溶層以外の接着層（接着樹脂層）で形成されてもよい。この場合、接着層に応じた非溶着シートや非溶着フィルムが、排煙ダクト３０の筒状部分に挿入される。
【００３９】
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、上述した実施形態は、あらゆる点で単なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態のラミネート型電池モジュールにおけるラミネート型電池の全体構成を示す図である。
【図２】本実施形態のラミネート型電池モジュールの構造を説明するための図である。
【図３】本実施形態のラミネート型電池モジュールの全体構成図である。
【図４】ラミネートフィルムｂの他の形状を説明するための図である。
【図５】熱溶層によって形成された排煙ダクトを説明するための図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ラミネート型電池、１６  電槽、２２  安全弁、２４  ガス排出経路、３０  排煙ダクト、４０  ラミネート型電池モジュール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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