(57)【要約】【課題】内圧開放のための排気能力を向上した封口板を用いて安全性を向上した二次電池を提供する。【解決手段】本発明の二次電池における封口板は、二次電池のケース５の開口部に接合するガスケット７と、端子板１６を有する。端子板１６はガスケット７を介してケース５の開口部を封止する第１面と、この第１面から突出した第２面とを有する。そして第２面に、外部接続用の端子部と、端子部と同一面に形成されたガス排気部とを設けている。【選択図】図１
2011023260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に介在する電解質とで構成された電極群と、
開口部を有し、前記電極群を収容するケースと、
前記ケースの前記開口部を封止する封口板と、を備え、
前記封口板は、
前記ケースの前記開口部に接合するガスケットと、
前記ガスケットを介して前記ケースの前記開口部を封止する第１面と、前記第１面から突出した第２面と、を有する端子板と、を有し、
前記第２面に、外部接続用の端子部と、前記端子部と同一面に形成されたガス排気部と、を設けたことを特徴とする二次電池。
【請求項２】
前記端子板よりも前記二次電池の内側に配置され、前記二次電池の内圧上昇により自発的に開放する第１弁をさらに備え、
前記ガス排気部は前記第２面に設けられた開口である請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記端子板は、前記開口の内周端から前記第１弁に向かって突出した筒状の突出部をさらに有する請求項２記載の二次電池。
【請求項４】
前記筒状の突出部にスリットまたは孔を設けた請求項３記載の二次電池。
【請求項５】
前記ガス排気部は前記第２面に設けられた第２弁である請求項１記載の二次電池。
【請求項６】
前記第２面に開口が設けられ、
前記第２弁は前記開口を塞ぐ弁膜である請求項５記載の二次電池。
【請求項７】
前記第２弁は前記第２面に設けられた薄肉部で構成された請求項５記載の二次電池。
【請求項８】
前記ガス排気部を前記第２面の中央を除く位置に設けた請求項１記載の二次電池。
【請求項９】
前記第２面に形成された前記ガス排気部は前記端子板の中央に位置する丸穴形状である請求項１記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、防爆排気能力を向上した封口板を用いた二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省資源や省エネルギーの観点から、繰り返し使用できるニッケル水素、ニッケルカドミウムやリチウムイオンなどの二次電池への需要が高まっている。中でもリチウムイオン二次電池は、軽量でありながら、起電力が高く、高エネルギー密度であるという特徴を有している。そのため、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラ、ノート型パソコンなどの様々な種類の携帯型電子機器や移動体通信機器の駆動用電源としての需要が拡大している。また化石燃料の使用量の低減やＣＯ２の排出量を削減するために、二次電池を自動車などのモータ駆動用の電源として利用するための検討が進んでいる。
【０００３】
電源としての二次電池には高エネルギー密度化が求められている。一方、エネルギー密度が高くなった二次電池に不具合が生じた場合、内部に蓄積されたエネルギーが無制御に放出される。このような事態を防ぐため、種々の安全構造も並行して検討されている。
【０００４】
図１２は従来の非水電解質二次電池の封口部を示す部分断面図である。封口板９０はキャップ９１と、ＰＴＣ素子９２と、上部弁体９３と、インナーガスケット９４と、下部弁体９５と、アウターガスケット９６と、フィルタ９７とを有する。フィルタ９７の中央には貫通孔９７Ａが設けられ、周縁部にはかしめ部９７Ｂが設けられている。下部弁体９５、インナーガスケット９４、上部弁体９３、ＰＴＣ素子９２、キャップ９１はこの順にフィルタ９７内に重ねられ、かしめ部９７Ｂをかしめ加工することで一体化されている。アウターガスケット９６はフィルタ９７の外側に嵌め込まれている。
【０００５】
キャップ９１の中央部は外側へ突出しており、外部へ接続するための端子部を構成している。またキャップ９１の側面には貫通孔９１Ａが設けられている。上部弁体９３には円形の薄肉部９３Ａが形成されている。上部弁体９３は薄肉部９３Ａよりも中央側で下部弁体９５と接合されている。二次電池の発電要素を構成する一方の電極は、電池内部でフィルタ９７に電気的に接続される。これにより、キャップ９１は、ＰＴＣ素子９２、上部弁体９３、下部弁体９５、フィルタ９７を介して電極に接続されている。
【０００６】
電池が外部短絡を起こすと、ＰＴＣ素子９２の抵抗値が大きくなり、短絡電流を遮断する。過充電などで電池の内圧が上昇すると、下部弁体９５、上部弁体９３がキャップ９１に向かって膨れ、上部弁体９３の薄肉部９３Ａが破断し、電流経路が遮断される。またさらに内圧が上昇すると下部弁体９５も破断して電池内部のガスがフィルタ９７の貫通孔９７Ａと、下部弁体９５、上部弁体９３の裂け目と、ＰＴＣ素子９２の貫通孔と、キャップ９１の貫通孔９１Ａを介して外部へ排出される。これにより内圧上昇によるケース９９の破壊を防いでいる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１０３１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながらエネルギー密度を向上すると、上記のような不具合が生じた場合にエネルギーの放出が急激になる。その結果、内圧上昇が早くなる。そのため、より安全に内圧を開放する必要がある。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、内圧開放のための排気能力を向上した封口板を用いて安全性を向上した二次電池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】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の二次電池における封口板は、二次電池のケースの開口部に接合するガスケットと、端子板を有する。端子板はガスケットを介してケースの開口部を封止する第１面と、この第１面から突出した第２面と、を有する。そしてこの第２面に、外部接続用の端子部と、端子部と同一面に形成されたガス排気部とを設けている。
【００１１】
この構成ではガス排気部が端子板の天面である第２面に設けられているため、電池内圧が上昇してガスを排出する際の排気抵抗が低減される。そのため内圧開放のための排気能力を向上することができ、二次電池の安全性が向上する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ガス排気部が端子板の天面である第２面に設けられているため、電池内圧が上昇してガスを排出する際の排気抵抗が低減される。そのため内圧開放のための排気能力が向上した、安全性の高い二次電池を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１における二次電池の縦断面図
【図２】本発明の実施の形態１における二次電池の封口板に用いる端子板の断面図
【図３】従来の一次電池に用いられる封口板の一例を示す断面図
【図４】本発明の実施の形態１における二次電池に接続する接続リードの例を示す平面図
【図５】本発明の実施の形態１における二次電池の封口板に用いる端子板の他の例を示す平面図
【図６】図５に示す端子板に接続する接続リードの例を示す斜視図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態２における二次電池の封口板の断面図、（ｂ）本発明の実施の形態２における二次電池の封口板の端子板の断面図、（ｃ）本発明の実施の形態２における二次電池の封口板の他の端子板の断面図、（ｄ）本発明の実施の形態２における二次電池の他の封口板の断面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態３における電池モジュールの外観斜視図、（ｂ）図８（ａ）の８Ｂ−８Ｂ線断面図、（ｃ）図８（ｂ）の８Ｃ部の拡大断面図
【図９】本発明の実施の形態３における電池モジュールの分解斜視図
【図１０】（ａ）本発明の実施の形態３の電池モジュールにおいて、電池ユニット内の１つの電池に異常発熱などを生じた場合に噴出するガスの排気の様子を説明する断面図、（ｂ）図１０（ａ）の１０Ｂ部の拡大断面図
【図１１】（ａ）本発明の実施の形態３における電池モジュールの別の例の外観斜視図、（ｂ）図１１（ａ）の１１Ｂ−１１Ｂ線断面図、（ｃ）図１１（ｂ）の１１Ｃ部の拡大断面図
【図１２】従来の非水電解質二次電池の封口部を示す部分断面図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第１の発明は、電極群と、ケースと、封口板とを有する二次電池である。電極群は、正極と負極と、正極と負極との間に介在する電解質とで構成されている。ケースは開口部を有し、電極群を収容している。封口板はケースの開口部を封止している。封口板は、ケースの開口部に接合するガスケットと、端子板を有する。端子板はガスケットを介してケースの開口部を封止する第１面と、この第１面から突出した第２面と、を有する。そしてこの第２面に、外部接続用の端子部と、端子部と同一面に形成されたガス排気部とを設けている。この構成ではガス排気部が端子板の天面である第２面に設けられているため、電池内圧が上昇してガスを排出する際の排気抵抗が低減される。そのため内圧開放のための排気能力を向上することができ、二次電池の安全性が向上する。
【００１５】
本発明の第２の発明は、第１の発明において、端子板よりも二次電池の内側に配置され、二次電池の内圧上昇により自発的に開放する第１弁をさらに有し、ガス排気部は第２面に設けられた開口である二次電池である。この構成では第１弁が開放されると二次電池内のガスが第２面に設けられた開口から排出される。したがって排気抵抗が低減される。
【００１６】
本発明の第３の発明は、第２の発明において、端子板が開口の内周端から第１弁に向かって突出した筒状の突出部をさらに有する二次電池である。この構成では、第１弁の一部がガスの排出に伴って飛ばされても第２面に設けられた開口を塞ぎにくいため、確実にガスが排出される。
【００１７】
本発明の第４の発明は、第３の発明において、筒状の突出部にスリットまたは孔を設けた二次電池である。この構成では、万が一、第１弁の一部が筒状の突出部の開口部を塞いでも、スリットや孔からガスを排出することができる。したがってより確実にガスが排出される。
【００１８】
本発明の第５の発明は、第１の発明において、ガス排気部は第２面に設けられた第２弁である二次電池である。この構成ではガス排出のための弁がそのまま外面に設けられ、しかもガスの排出経路を形成する。そのためこの構成でも排気抵抗が低減され、内圧開放のための排気能力を向上することができ、二次電池の安全性が向上する。
【００１９】
本発明の第６の発明は、第５の発明において、第２面に開口が設けられ、第２弁は開口を塞ぐ弁膜である二次電池である。
【００２０】
本発明の第７の発明は、第５の発明において、第２弁が第２面に設けられた薄肉部で構成された二次電池である。このいずれかの構成により第５の発明を構成することができる。
【００２１】
本発明の第８の発明は、第１の発明において、ガス排気部を第２面の中央を除く位置に設けた二次電池である。この構成ではガス排出と同時に電極群由来の内容物が飛び出そうとした場合にもそれによってガス排気部が閉塞されにくいため、より確実にガスを排気できる。
【００２２】
本発明の第９の発明は、第１の発明において、第２面に形成されたガス排気部は端子板の中央に位置する丸穴形状である二次電池である。ガス排気部をこのように設けることにより、排気抵抗が最小となるため、排気能力がさらに向上する。
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら、同一部分には同一符号を付して説明する。なお、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されるものではない。また、以下では二次電池として、リチウムイオンなどの非水電解質二次電池（以下、「電池」と記す）を例に説明するが、これに限られないことはいうまでもない。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における二次電池の縦断面図である。図２（ａ）は図１に示す二次電池の封口板に用いる端子板の断面図である。円筒型の電池は、例えばアルミニウム製の正極リード８を備えた正極１と、その正極１と対向する、例えば銅製の負極リード９を一端に備えた負極２とをセパレータ３を介して、捲回された電極群４を有する。そして、電極群４の上下に絶縁板１０ａ、１０ｂを装着してケース５に挿入し、正極リード８の他方の端部をフィルタ６に、負極リード９の他方の端部をケース５の底部に溶接する。さらに、リチウムイオンを伝導する非水電解質（図示せず）をケース５内に注入し、ケース５の開口部を、ガスケット７を介して端子板１６、ＰＴＣ素子１８およびフィルタ６等をかしめた構成を有する。すなわち、ガスケット７はケース５の開口部に接合している。電極群４は正極１と、負極２と、正極１と負極２との間に介在する電解質を含むセパレータ３とで構成されている。なお電解質として固体電解質を用いる場合、セパレータ３はなくてもよい。
【００２５】
正極１は正極集電体１ａと正極活物質を含む正極層１ｂから構成されている。ここで、正極層１ｂは、例えばＬｉＣｏＯ２やＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ２ＭｎＯ４、またはこれらの混合あるいは複合化合物などの含リチウム複合酸化物を正極活物質として含む。また、正極層１ｂは、さらに、導電剤と結着剤とを含む。導電剤として、例えば天然黒鉛や人造黒鉛のグラファイト類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類を含み、また結着剤として、例えばＰＶＤＦ、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミドなどを含む。
【００２６】
また、正極１に用いる正極集電体１ａとしては、アルミニウム（Ａｌ）、炭素（Ｃ）、導電性樹脂などが使用可能である。
【００２７】
非水電解質には有機溶媒に溶質を溶解した電解質溶液や、これらを含み高分子で非流動化されたいわゆるポリマー電解質層が適用可能である。非水電解質の溶質としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＣＯ２）、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２などを用いることができる。さらに、有機溶媒としては、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）などを用いることができる。また上述のように固体電解質を適用してもよい。
【００２８】
また、負極２の負極集電体１１は、ステンレス鋼、ニッケル、銅、チタンなどの金属箔、炭素や導電性樹脂の薄膜などが用いられる。負極２の負極層１５としては、黒鉛などの炭素材料や、ケイ素（Ｓｉ）やスズ（Ｓｎ）などのようにリチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出する理論容量密度が８３３ｍＡｈ／ｃｍ３を超える負極活物質を用いることができる。
【００２９】
この電池の封口板はフィルタ６と、インナーキャップ２０と、第１弁である弁体１９と、ＰＴＣ素子１８と、端子板１６とで構成されている。インナーキャップ２０の中央部と弁体１９の中央部とは超音波溶着等により接合されている。フィルタ６、インナーキャップ２０、弁体１９は、例えばアルミニウム製である。端子板１６は、例えばニッケルめっきした鉄でできている。
【００３０】
端子板１６は、ガスケット７を介してケース５の開口部を封止する第１面１６１と、第１面１６１から突出した第２面１６２とを有する。そして第２面１６２に、外部接続用の端子部１６３と、端子部１６３と同一面に形成されたガス排気部である開口１７が設けられている。
【００３１】
この電池が外部短絡を起こすと、ＰＴＣ素子１８の抵抗値が大きくなり、短絡電流を遮断する。過充電などで電池の内圧が上昇すると、弁体１９が端子板１６に向かって膨れ、インナーキャップ２０と弁体１９との接合がはずれると、電流経路が遮断される。またさらに内圧が上昇すると弁体１９が破断する。これによって電池内部のガスがフィルタ６の貫通孔６Ａと、インナーキャップ２０の貫通孔２０Ａと、ＰＴＣ素子１８の貫通孔と、弁体１９の裂け目と、端子板１６の開口１７を介して外部へ排出される。これにより内圧上昇によるケース５の破壊を防いでいる。このように弁体１９は電池の内圧上昇により自発的に開放する。
【００３２】
この構成では開口１７が端子板１６の天面である第２面１６２に設けられているため、電池内圧が上昇してガスを排出する際の排気抵抗が低減される。そのため内圧開放のための排気能力を向上することができ、二次電池の安全性が向上する。なお、ガス排気部である開口１７は端子板１６の中央に位置する丸穴形状であることが好ましい。ガス排気部をこのように設けることにより、排気抵抗が最小となるため、排気能力がさらに向上する。
【００３３】
次に、図２（ｂ）から（ｄ）の断面図を参照しながら異なる形状の端子板を説明する。図２（ｂ）に示す端子板１６Ａは開口１７の内周端から弁体１９に向かって突出した筒状の突出部２１をさらに有する。この構成では、弁体１９の一部がガスの排出に伴って飛ばされても第２面１６２に設けられた開口１７を塞ぎにくいため、確実にガスが排出される。図２（ｃ）に示す端子板１６Ｂでは、筒状の突出部２１にスリット２１Ａが設けられ、図２（ｄ）に示す端子板１６Ｃでは、筒状の突出部２１に孔２１Ｂが設けられている。これらの構成では、万が一、弁体１９の一部が筒状の突出部２１の開口部を塞いでも、スリット２１Ａや孔２１Ｂからガスを排出することができる。したがってより確実にガスが排出される。
【００３４】
なお、図３の断面図に示すように、従来の一次電池に用いられる封口板には、端子板１６Ｄの天面に切り込み部２２を形成し、電池内圧が上昇して弁体２３が膨れた際に、切り込み部２２によって弁体２３を裂き内部のガスを開放するものがある。結果的に端子板１６Ｄの天面には開口１７Ａができるため、本実施の形態に類似した構成となる。しかしながら本実施の形態における弁体１９は電池の内圧上昇により自発的に開放する点でこの構成とは異なる。
【００３５】
次に、本実施の形態における端子板１６に接続する接続リードについて図４を用いて説明する。図４（ａ）に示す接続リード３０Ａは、端子部１６３に接続するための接続部３２と、接続部３２から延びる結合部３３を有し、接続部３２に、端子板１６の開口１７に対応する貫通孔３１が設けられている。一方、図４（ｂ）に示す接続リード３０Ｂでは、接続部３２と結合部３３とを兼ねたリボン状の部材に貫通孔３１が設けられている。これらの接続リードを用いることによって端子板１６の排気能力を維持しながら複数の二次電池を接続したり、機器へ接続したりすることができる。
【００３６】
次に、端子板１６の第２面１６２に設けた開口の異なる形状について、図５を用いて説明する。図５（ａ）に示す開口１７Ａは、第２面１６２の外周に沿うように弧状に設けられている。必要な排気能力を確保するように開口面積を設定し、また必要な程度に抵抗を低減するために開口１７Ａ同士の間隔を設定する。図５（ｂ）に示す開口１７Ｂは円形で第２面１６２の外周に沿うように設けられている。なお形状は特に限定されない。これらのようにガス排気部である開口１７Ａ、１７Ｂを第２面１６２の中央を除く位置に設ければ、ガス排出と同時に電極群４由来の内容物が飛び出そうとした場合にもそれによってガス排気部が閉塞されにくいため、より確実にガスを排気できる。
【００３７】
なおこの場合、第２面１６２の中央部が端子部１６３Ａとして機能する。端子部１６３Ａを中央に設けることによって接合面積を大きくすることができ、確実に接続リードを接続することができる。図６はこのような図５に示す端子板の端子部１６３Ａに接続するための接続リードの斜視図である。接続リード４０は接続部４１と結合部４３と、接続部４１と結合部４３とを斜めにつなぐ連結部４２で構成されている。このような構造によって開口１７Ａ、１７Ｂからの排気能力に影響することなく接続リード４０を接続することができる。
【００３８】
なお本実施の形態における封口板構成以外に、図１２を用いて説明した封口板９０において、キャップ９１に代えて端子板１６〜１６Ｃのいずれかを用いてもよい。この構成でも同様の効果が得られる。
【００３９】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２における二次電池の封口板またはそれに用いる端子板の断面図である。基本的な電池構成は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
図７（ａ）の封口板は、図１に示すケース５の開口部に接合するガスケット７と、端子板５６Ａを有する。端子板５６Ａはガスケット７を介してケース５の開口部を封止する第１面５６１と、第１面５６１から突出した第２面５６２と、を有する。そして第２面５６２に、外部接続用の端子部５６３と、端子部５６３と同一面に形成されたガス排気部である第２弁を設けている。第２弁は第２面５６２に設けられた薄肉部５７Ａで構成されている。薄肉部５７Ａは、例えば上面視で一部途切れた円形に形成されている。電池内圧が上昇すると薄肉部５７Ａが裂けて缶飲料のプルトップのように開放される。また図７（ｂ）の端子板５６Ｂでは、第２面５６２の一部に薄肉部５７Ｂが形成されている。電池内圧が上昇すると薄肉部５７Ｂが裂けて排気に必要な面積の開口が形成される。図７（ｃ）の端子板５６Ｃでは第２面５６２に開口１７が設けられ、第２弁として開口１７を塞ぐ弁膜５８が接合されている。電池内圧が上昇すると弁膜５８が裂けて排気に必要な面積の開口が形成される。このようにいずれの場合もガス排出のための弁がそのまま外面に設けられ、しかもガスの排出経路を形成する。そのためこの構成でも排気抵抗が低減され、内圧開放のための排気能力を向上することができ、二次電池の安全性が向上する。
【００４１】
なおこれらの構造では、不用意な外力によって第２弁が開放してしまう可能性がある。したがって図７（ｄ）に示すように、開口１７を設けた端子板１６よりも二次電池の内側に配置されたフィルタ６の貫通孔６Ａに、弁膜５９を接合することが好ましい。この構成では外力が端子板１６によって遮られるため不用意に弁膜５９が開放されることがない。
【００４２】
なお実施の形態１で説明した図５のような開口を有する端子板を図７に示す各構造と組み合わせてもよい。
【００４３】
（実施の形態３）
次に実施の形態３として、実施の形態１、２で説明した電池を用いて構成した電池モジュールについて、図８と図９を用いて、詳細に説明する。
【００４４】
図８（ａ）は本発明の実施の形態３における電池モジュールの外観斜視図で、図８（ｂ）は図８（ａ）の８Ｂ−８Ｂ線断面図、図８（ｃ）は図８（ｂ）の８Ｃ部の拡大断面図である。図９は、本発明の実施の形態３における電池モジュールの分解斜視図である。
【００４５】
図８（ａ）と図９に示すように、電池モジュール２００は、絶縁性樹脂材料よりなる筐体２５０および、それと嵌合する蓋体２２０を有している。
【００４６】
そして、図８（ｂ）と図９に示すように、筐体２５０の収納部２５４に、複数の電池の端子板１６を同一方向に並べた電池ブロックを、配線基板２３０の接続端子２３２で電気的に並列に接続して構成した電池ユニット２４０が収納されている。さらに、電池の一方の電極部（負極側）である底部を並列に接続した接続板２３３の一部から延伸した延伸部２３３Ａを介して、配線基板２３０に設けた接続端子２３４と接続されている。
【００４７】
また、図８（ｃ）に示すように、電池本体２０５から突出した端子板１６は、配線基板２３０の各電池に対応して設けた貫通孔２３６に内挿され、配線基板２３０の接続端子２３２と接続されている。そして、配線基板２３０は、電池本体２０５と当接して密着され、貫通孔２３６は端子板１６との間に隙間２３６Ａを有している。このとき、接続端子２３２は、端子板１６の天面である第２面１６２に形成した開口１７を塞がないように、開口１７と対応する位置に貫通穴２３２ａを有し、貫通穴２３２ａにより、電池に不具合が発生し、端子板１６の開口１７から噴出するガスが排出される。
【００４８】
そして、噴出したガスは、図８（ｂ）と図９に示すように配線基板２３０の接続端子２３２の貫通穴２３２ａから、蓋体２２０の排気室（図示せず）を介して外部と連通する開口部２２６から排出される。
【００４９】
以下、図面を用いて、電池モジュール２００を構成する各構成要素について説明する。
【００５０】
図８（ｃ）と図９に示すように、配線基板２３０は、例えばガラス−エポキシ基板やポリイミドからなる耐熱性部材２３０ａと、例えばゴム弾性を有する弾性部材２３０ｂの少なくとも２層の積層構造を有する。そして、弾性部材２３０ｂは電池本体２０５の上面２０５Ａと弾性変形して密着して当接し、高い気密性を確保する。
【００５１】
また、配線基板２３０は、貫通孔２３６に挿入された電池ユニットの各電池の端子板１６と接続する接続端子２３２と、各電池の他方の電極（例えば、負極）を並列に接続する接続板２３３の延伸部２３３Ａと接続する接続端子２３４とを有し、接続端子２３２には、端子板１６の開口１７を塞がないように貫通穴２３２ａが設けられている。接続端子２３２は図４に示す接続リード３０Ａ、３０Ｂに相当する。
【００５２】
これにより、電池ユニットを、配線基板を介して接続できるため、電源配線や制御配線などの引き回しに必要なスペースを大幅に削減できる。また、各電池の端子板１６の開口１７が、接続端子２３２の貫通穴２３２ａを介して、直接蓋体２２０の排気室２２４と通気する。そのため、異常状態の電池から噴出したガスが、直接配線基板２３０に噴出しないので、配線基板２３０の変形を大幅に抑制できる。その結果、もしガスが引火により発火しても、隣接する電池本体への、ガスや炎などの侵入を大幅に低減することができる。
【００５３】
以下、本実施の形態の電池モジュール２００において、並列に接続された電池ユニット内の１つの電池に異常発熱などを生じた場合の電池モジュール２００の作用や効果について、図１０を用いて説明する。
【００５４】
図１０（ａ）は、本実施の形態の電池モジュール２００において、電池ユニット内の１つの電池に異常発熱などを生じた場合に噴出するガスの排気の様子を説明する断面図で、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の１０Ｂ部の拡大断面図である。
【００５５】
まず、図１０（ｂ）に示すように、電池ユニット２４０の１つの電池が異常に発熱し、電池本体内に発生したガスのガス圧の上昇によりベント機構である、例えば実施の形態１における弁体１９が作動し、電池本体２０５からガス２４５が噴出する。
【００５６】
そして、図１０（ａ）に示すように、噴出したガス２４５は、端子板１６の開口１７から、接続端子２３２の貫通穴２３２ａを介して、蓋体２２０の排気室２２４に噴出される。そして、最終的に蓋体２２０に設けた開口部２２６から、電池モジュール２００の外部に排出される。
【００５７】
本実施の形態による電池モジュール２００によれば、配線基板２３０の接続端子２３２の貫通穴２３２ａからガス２４５の状態で排気される。そのため、ガスの引火による爆発的な膨張を生じないので、電池モジュールが破裂することは皆無となる。この際、開口１７が端子板１６の第２面１６２に設けられているため、排気がスムーズに行われる。また、図８（ｃ）に示すように電池本体２０５の上面２０５Ａからの第２面１６２の突出高さが配線基板２３０の厚さと同等であればガス２４５は全て排気室２２４に排出される。このような寸法関係になるように第１面１６１からの第２面１６２の突出寸法を設定することが好ましい。また、開口１７が端子板１６の第２面１６２のみに設けられていることがさらに好ましい。これにより排気流が電池の上方に向かいやすくなり、隣接する電池への熱影響をさらに低減することができる。
【００５８】
本実施の形態によれば、少なくとも配線基板と筐体により電池ユニットを筐体の収納部内に密閉状態で収納され、不具合の電池から噴出するガスは、配線基板の接続端子の貫通穴から、蓋体の排気室を介して、ガスの状態で電池モジュールの外部に排出できる。その結果、ガスへの引火による発火や発煙などが発生しない安全性に優れた電池モジュールを実現できる。
【００５９】
また、少なくとも配線基板と筐体により電池ユニットを筐体の収納部内に密閉状態で収納できるため、電池を個別に収納する必要はない。その結果、電池モジュールを容易に小型化できる。さらに、電源配線や制御配線などの引き回しに必要なスペースを、配線基板により大幅に削減できる。この結果、より小型で、安全性の高い信頼性に優れた電池モジュールを実現できる。
【００６０】
なお、本実施の形態では、電池の端子板１６が挿入される配線基板の貫通孔２３６において、端子板１６との間に隙間２３６Ａを有する構成を例に説明したが、これに限られない。例えば、図１１に示すように、端子板１６とほぼ同一形状の貫通孔としてもよい。これにより、各電池の開口１７と接続端子の貫通穴２３２ａとの位置決めが容易で、かつ位置ずれによる貫通穴２３２ａの開口面積のばらつきを抑制できる。その結果、さらに信頼性と安全性に優れた電池モジュールを実現できる。
【００６１】
なお以上の説明では、実施の形態１で説明した電池を用いて電池モジュールを構成した例を説明したが、実施の形態２で説明した電池を用いても同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、自動車、自転車や電動工具などの高い信頼性と安全性が要求される、電池モジュールに用いる二次電池として有用である。
【符号の説明】
【００６３】
１    正極
１ａ    正極集電体
１ｂ    正極層
２    負極
３    セパレータ
４    電極群
５    ケース
６    フィルタ
６Ａ，２０Ａ    貫通孔
７    ガスケット
８    正極リード
９    負極リード
１０ａ，１０ｂ    絶縁板
１１    負極集電体
１５    負極層
１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ    端子板
１７，１７Ａ，１７Ｂ    開口
１８，９２    ＰＴＣ素子
１９，２３    弁体
２０    インナーキャップ
２１    筒状の突出部
２１Ａ    スリット
２１Ｂ    孔
２２    切り込み部
３０Ａ，３０Ｂ，４０    接続リード
３１    貫通孔
３２，４１    接続部
３３，４３    結合部
４２    連結部
５７Ａ，５７Ｂ    薄肉部
５８，５９    弁膜
９０    封口板
９１    キャップ
９１Ａ      貫通孔
９３    上部弁体
９３Ａ    薄肉部
９４    インナーガスケット
９５    下部弁体
９６    アウターガスケット
９７    フィルタ
９７Ａ    貫通孔
９７Ｂ    かしめ部
９９    ケース
１６１，５６１    第１面
１６２，５６２    第２面
１６３，１６３Ａ，５６３    端子部
２００    電池モジュール
２０５    電池本体
２０５Ａ    上面
２２０    蓋体
２２４    排気室
２２６    開口部
２３０    配線基板
２３０ａ    耐熱性部材
２３０ｂ    弾性部材
２３２，２３４    接続端子
２３２ａ    貫通穴
２３３    接続板
２３３Ａ    延伸部
２３６    貫通孔
２３６Ａ    隙間
２４０    電池ユニット
２４５    ガス
２５０    筐体
２５４    収納部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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