(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池トレイに収納された電池に被せるカバーと、
消火用液体と、
を備え、
前記カバーは空隙を有する板形状のカバー板であり、前記消火用液体は前記空隙に配置され、
前記カバー板は、複数の開口孔を有する、電池トレイ用フタ。
【請求項２】
前記カバー板は平面形状が略矩形であり、
前記液体は包装体に封入され、該包装体が４分割されている、請求項１に記載の電池トレイ用フタ。
【請求項３】
前記包装体は、アルミラミネートフィルムである請求項２に記載の電池トレイ用フタ。
【請求項４】
前記複数の開口孔の１つあたりの平均開口面積は、１２．５６〜５０．２４ｍｍ２である請求項１に記載の電池トレイ用フタ。
【請求項５】
前記カバー板の開口率は、１．５〜６％である請求項１に記載の電池トレイ用フタ。
【請求項６】
前記カバー板の材質は、金属、無機物、金属酸化物、ガラス、またはそれらの複合物である請求項１に記載の電池トレイ用フタ。
【請求項７】
前記カバー板の材質は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む請求項１に記載の電池トレイ用フタ。
【請求項８】
前記カバー板の材質は、マイカ（雲母）を含む請求項１に記載の電池トレイ用フタ。
【請求項９】
前記電池トレイ用フタの平均の厚みは、４〜１０ｍｍである請求項１に記載の電池トレイ用フタ。
【請求項１０】
前記カバー板の平均の厚みは、０．５〜１．５ｍｍである請求項１に記載の電池トレイ用フタ。
【請求項１１】
前記消火用液体のカバー板の単位面積あたりの重量は、８６８〜３４７２ｇ／ｍ２である請求項１に記載の電池トレイ用フタ。
【請求項１２】
複数の電池を収納する電池トレイと、
前記電池トレイに収納された電池に被せるカバーと、消火用液体と、を有する電池トレイ用フタと、
を備え、
前記カバーは空隙を有する板形状のカバー板であり、前記消火用液体は前記空隙に配置され、
前記カバー板は、複数の開口孔を有する、フタ付き電池トレイ。
【請求項１３】
電池を組立てる工程と、
前記電池を電池トレイに収納する工程と、
前記電池を充電および放電する工程と、
前記電池トレイに収納された電池に被せるカバーと、消火用液体と、を有する電池トレイ用フタを前記電池トレイに収納された電池に被せる工程と、
前記電池トレイに収納された電池から発火した場合に、該発火した電池の上部に配置された前記消火用液体で消火する工程と、
を含み、
前記カバーは空隙を有する板形状のカバー板であり、前記消火用液体は前記空隙に配置され、
前記カバー板は、複数の開口孔を有する、電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電池の製造に用いられる電池トレイ用フタ、フタ付き電池トレイおよび電池トレイ用フタを用いた電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、携帯端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、および電気自動車等の各種電子機器の電源には、リチウムイオン二次電池等が用いられている。ここで電池は、電池の組み立て工程の後に、電池の性能（品質）をチェックする試験工程を経て製造される。【０００３】
この電池の試験工程では、組み立て工程において組み立てられた電池に充電を行ない、その後に電圧、インピーダンス、温度などを測定し、不良な電池を取り除き、正常な電池について放電を行った後、これを完成品としている。また、この電池の試験工程では、多数個の電池がコンベアに載せられて搬送され、充電、測定、放電の各工程に連続的に供給される。この電池の搬送には、量産性を考慮して、一度に多数個の電池を収納して搬送できる電池トレイが用いられる。【０００４】
電池トレイに電池を収納した状態で、上から金属落下物が接触すると電池の外部短絡を起こして発熱する場合がある。通常使用状態ではありえないが、特殊な試験状態においては極めてまれであるが電池発熱や発火、それによる周囲の電池への類焼が発生することがある。そういった不都合を防ぐために電池トレイに収納された電池の上にカバー板を被せた状態にする。カバー板として、従来はスポンジ板、マイカ板、などが用いられてきた。【０００５】
例えば、特許文献１には、複数の電池を収納する電池トレイであって、第１のトレイと、前記第１のトレイに組み合わされる第２のトレイとを備えており、前記第２のトレイに複数の開口が形成されており、前記電池は、前記開口で囲まれた状態で、前記電池トレイに直立して収納され、前記第１のトレイの底面に、不燃性の保護部材が固定されており、前記保護部材は、複数の前記電池の底部に対応するように配置されている電池トレイが記載されている。これにより、電池トレイが溶融した際の電池の脱落を防止することができるとされている。【０００６】
一方、例えば、特許文献２には、電池の注液口を上部にした状態で前記電池を収納できる電池トレイとともに用いられる電池トレイ用フタであって、基材と、前記基材の一方の面に、少なくとも前記電池の注液口を覆うように配置される封止部材とを備える電池トレイ用フタが記載されている。これにより、注液口の仮封止と開放とを簡単に行うことができるため、電池の製造効率を向上することができるとされている。【０００７】
また、例えば、特許文献３には、ポリフェニレンエーテル系樹脂又はポリカーボネート系樹脂と、難燃剤と、を含む基材樹脂を含有し、かつＵＬ規格のＵＬ−９４垂直法（２０ｍｍ垂直燃焼試験）に準拠して測定される難燃性がＶ−０又はＶ−１である、電池搬送トレイ用発泡体が記載されている。このように、特定の樹脂と難燃剤を含む基材樹脂を含有する、難燃性に優れた発泡体を電池搬送用トレイに用いる事により、電池の生産工程における充放電工程や電解液漏れ等により発火した場合でも延焼を防止する事ができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１４８５２３号公報
【特許文献２】特開２０１４−２３５９３５号公報
【特許文献３】特開２０１４−０８４１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１から３に記載の従来用いられている電池トレイおよびカバー板では、多数個の電池を収納し、上部からの落下物による電池の外部短絡を防ぐようにしただけのものであり、特に電池トレイ内での電池発熱による類焼の防止を考慮した構造とはなっていなかった。【００１０】
そこで、本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電池の発熱や発火が生じた場合に、周囲の電池への類焼を抑えることができる電池トレイ用フタを提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本技術では、電池トレイに収納された電池に被せるカバーと、消火用液体と、を備え、前記カバーは空隙を有する板形状のカバー板であり、前記消火用液体は前記空隙に配置され、
前記カバー板は、複数の開口孔を有する、電池トレイ用フタを提供する。
【００１２】
また、本技術では、複数の電池を収納する電池トレイと、電池トレイに収納された電池に被せるカバーと、消火用液体と、を有する電池トレイ用フタと、を備え、
前記カバーは空隙を有する板形状のカバー板であり、前記消火用液体は前記空隙に配置され、
前記カバー板は、複数の開口孔を有する、フタ付き電池トレイを提供する。
【００１３】
さらに、本技術では、電池を組立てる工程と、電池を電池トレイに収納する工程と、電池を充電および放電する工程と、電池トレイに収納された電池に被せるカバーと、消火用液体と、を有する電池トレイ用フタを電池トレイに収納された電池に被せる工程と、電池トレイに収納された電池から発火した場合に、発火した電池の上部に配置された消火用液体で消火する工程と、を含み、
前記カバーは空隙を有する板形状のカバー板であり、前記消火用液体は前記空隙に配置され、
前記カバー板は、複数の開口孔を有する、電池の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１４】
本技術によれば、電池の発熱や発火が生じた場合に、周囲の電池への類焼を抑えることができる電池トレイ用フタを提供することができる。なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本技術に係る第１実施形態のフタ付き電池トレイの構成例を示す斜視図である。
【図２】本技術に係る第１実施形態の電池トレイ用フタの構成例を示す模式図であり、（ａ）はフタの平面図、（ｂ）はフタ付き電池トレイの断面図、（ｃ）はフタの端部の拡大図、（ｄ）はフタ内の水袋と電池との位置関係を示す平面図である。
【図３】本技術に係る第１実施形態のフタ付き電池トレイのエージングラックを示す模式図である。
【図４】本技術に係る第１実施形態の電池トレイ用フタによる消火作用を表す概念図である。
【図５】本技術に係る第１実施形態の電池トレイ用フタの変形例を示す拡大模式図である。
【図６】本技術に係る第２実施形態の電池トレイ用フタの構成例を示す模式図であり、（ａ）はフタの平面図、（ｂ）はフタの断面図、（ｃ）はフタの端部の拡大図である。
【図７】本技術に係る第３実施形態の電池トレイ用フタの構成例を示す模式図であり、（ａ）はフタの平面図、（ｂ）はフタの断面図、（ｃ）はフタの端部の拡大図である。
【図８】本技術に係るフタ付き電池トレイを用いた電池の発火および延焼の実験結果を示す図である。
【図９】本技術に係るフタ付き電池トレイを用いた消火実験を示す図である。
【図１０】本技術に係る電池トレイ用フタに収納された水量による時間と電池温度との関係を示すグラフである。
【図１１】本技術に係る電池トレイ用フタに収納された水量による消火時間と電池温度との関係を示す実験結果の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本技術を実施するための好適な形態について説明する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。また、本技術は、下記の各実施形態およびその変形例のいずれかを互いに組み合わせることもできる。
【００１７】
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１実施形態（フタ付き電池トレイの構成例）
１−１．フタ付き電池トレイの構成例
１−２．電池トレイ用フタの構成例１
１−３．二次電池の製造方法の例
１−４．電池トレイ用フタによる消火方法の例
１−５．電池トレイ用フタの変形例
２．第２実施形態（電池トレイ用フタの構成例２）
３．第３実施形態（電池トレイ用フタの構成例３）
４．実施例と比較例との比較
５．水量と消火との関係
【００１８】
＜１．第１実施形態（フタ付き電池トレイの構成例）＞
本技術に係る第１実施形態のフタ付き電池トレイの構成例について、図１を用いて説明する。
【００１９】
［１−１．フタ付き電池トレイの構成例］
図１は、本技術に係る第１実施形態のフタ付き電池トレイ１０の構成例を示す斜視図である。図１に示すように、フタ付き電池トレイ１０は、リチウムイオン電池等の二次電池１１を収納する電池トレイ１２と、電池トレイ１２に収納された電池の上部に被せる電池トレイ用フタ１３と、を備えている。
【００２０】
本実施形態の二次電池１１は、一例として、１８６５０サイズの円筒形電池を用いている。本実施形態の電池トレイ１２は、平面形状が略正方形の直方体の形状であり、複数の二次電池１１を収納できる収納部を備えている。本実施形態の電池トレイ１２は、縦が１６列で横が１６列の合計２５６個の二次電池１１を収納できるように形成されている。
【００２１】
電池トレイ用フタ１３は、電池トレイ１２に収納された電池の上部に被せるカバーの役割を有する上部カバー板１４と下部カバー板１５とを備えている。上部カバー板１４および下部カバー板１５は、これらの間に空隙を有する板形状のカバー板であり、その空隙には、火元を消火する消火用液体である水を収納した水袋１６が配置されている。また、上部カバー板１４および下部カバー板１５には、それぞれ等間隔に配列された複数の開口孔１７を有している。
【００２２】
携帯端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、および電気自動車等の各種電子機器の電源に用いられている二次電池１１は、二次電池１１の組み立て工程の後に、電池の性能（品質）をチェックする試験工程を経て製造される。この試験工程は、組み立て工程において組み立てられた電池に充電を行ない、その後に電圧、インピーダンス、温度などを測定し、不良な二次電池１１の場合はこれを取り除き、正常な二次電池１１の場合は放電を行なった後、これを完成品とするものである。この試験工程では、多数個の二次電池１１がコンベアに載せられて搬送され、充電、測定、放電の各工程に連続的に供給される。そこで、フタ付き電池トレイ１０は、量産性を考慮して、一度に多数個の二次電池１１を電池トレイ１２に収納して搬送するために用いられる。
【００２３】
［１−２．電池トレイ用フタの構成例１］
図２は、本技術に係る第１実施形態のフタ付き電池トレイ１０に用いられる電池トレイ用フタ１３の構成例を示す模式図である。図２（ａ）は電池トレイ用フタ１３の平面図、図２（ｂ）は電池トレイ１２および電池トレイ用フタ１３のＡ−Ａ線の断面図、図２（ｃ）は電池トレイ用フタ１３の端部の枠Ｂ内の拡大図、図２（ｄ）は電池トレイ用フタ１３内の水袋と電池との位置関係を示す平面図である。である。図２（ａ）〜（ｄ）を用いて電池トレイ用フタ１３の構成例について説明する。
【００２４】
電池トレイに電池を収納した状態で、上から金属落下物が接触すると電池の外部短絡を起こして発熱する場合がある。また、通常使用状態ではありえないが、特殊な試験状態においては極めてまれに、電池発熱や発火、それによる周囲の電池への類焼が発生することがある。電池トレイ用フタ１３は、このような不都合を防ぐために、電池トレイ１２に収納された電池の上に被せて用いられる。
【００２５】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、上部カバー板１４と下部カバー板１５との間の空隙に配置され、火元を消火する消火用液体である水Ｗを収納した水袋１６は、平面形状が略正方形の４つの袋に分割されている。図２（ａ）において、左右の水袋１６の間には間隔２１が設けられ、上下の水袋１６の間には間隔２２が設けられている。
【００２６】
上部カバー板１４には、上部カバー板１４の表面と裏面とを貫通した複数の開口孔１７が形成されている。開口孔１７は、特に、上部カバー板１４の周縁部付近、間隔２１および間隔２２に配列して形成されている。同様に、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、下部カバー板１５には、複数の開口孔２３が形成され、特に、下部カバー板１５の周縁部付近、間隔２１および間隔２２に複数の開口孔２３が配列して形成されている。
【００２７】
また、図２（ｂ）に示すように、二次電池１１を収納した電池トレイ１２に収納された電池の上に電池トレイ用フタ１３を被せた際に、二次電池１１の上方に位置するように水袋１６が配置されている。また、図２（ｂ）および図２（ｄ）に示すように、水袋１６と水袋１６との間には間隔２１および２２が設けられているが、電池トレイ用フタ１３の上面から見た場合に、全ての電池１１に対して各電池１１の一部を覆うように水袋１６が配置されている。さらに、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すように、本実施形態の水袋１６は、上部カバー板１４と下部カバー板１５とで挟み込み、一例として、水袋１６側部の電池トレイ用フタ１３の側縁部付近、および、水袋１６と水袋１６との間、にハトメ２４を設置して固定されている。なお、水袋１６はハトメ２４で固定していなくても良い。水袋１６の他の固定方法としては、例えば、上部カバー板１４、下部カバー板１５に接着剤や両面テープ等で水袋１６を一体化しても良い。また、枠状の部材の内部に水袋１６を収納し、上部カバー板１４および下部カバー板１５と上記枠状の部材とをボルトで固定して一体化しても良い。
【００２８】
本実施形態の上部カバー板１４および下部カバー板１５の材質は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含んでいる。また、上部カバー板１４および下部カバー板１５の材質は、金属、無機物、金属酸化物、ガラス、またはそれらの複合物であってもよいし、マイカ（雲母）を含んでいるものであってもよい。さらに、本実施形態では、水Ｗを包装する包装体である水袋１６には、アルミラミネートフィルムを使用している。アルミラミネートフィルムは、例えば、内側から順に熱融着層、アルミニウム箔、保護層で構成されている。各層の間にさらに接着剤層や着色層を介在しても良い。保護層のさらに外側にマット層や印刷層を付加してもよい。熱融着層には、例えば、ポリプロピレンやポリエチレンを用いることができる。保護層には、例えば、ナイロン、ポリエチレンテレフタレートなどを用いることができる。このようなアルミニウムラミネートフィルムは、内部に水を収容した後に熱融着することで水を密閉する性能に優れている。アルミニウム箔の替わりに他の金属箔、例えばステンレス箔、銅箔などを適用することも可能である。上部カバー板１４および下部カバー板１５、並びに水袋１６の材質は、上記の材質に限らず、火で加熱されると孔が開きやすい材質であればよい。アルミラミネートフィルムの厚みは、５０μｍから３００μmであることが好ましい。５０μmより薄い場合には水袋１６の外から異物が接触したときに簡単に穴が開いてしまう恐れがあり、３００μmより厚い場合には加熱されても穴が開かない場合があり速やかな消火ができないからである。
【００２９】
本実施形態の上部カバー板１４および下部カバー板１５のそれぞれの平均の厚みは、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。なお、電池トレイ用フタ１３全体の平均の厚みは、４ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましい。ここで、図２（ｃ）に示すように、本実施形態の水袋１６は、上部カバー板１４と下部カバー板１５とで挟み込み、ハトメ２４を設置して固定されているが、カバー板は１枚であってもよく、この場合はカバー板の二次電池１１を覆う部分の上部に水袋１６が配置されるものであれば、カバーの形状は板状でなくてもよい。さらに、消火用液体は、水Ｗに限らず二次電池１１から発火した際に、素早く火元を消化できるものであれば良い。
【００３０】
本実施形態の複数の開口孔１７および２３の１つあたりの平均開口面積は、１２．５６ｍｍ〜５０．２４ｍｍ２であることが好ましい。また、上部カバー板１４および下部カバー板１５の開口率は、１．５〜６．０％であることが好ましい。ここで、「開口率」とは、一枚のカバー板の表面積に対する、そのカバー板における複数の開口孔１７および２３の総面積の割合（開口孔総面積／カバー板の表面積×１００％）をいう。
【００３１】
また、１つの電池トレイ用フタのカバーの表面積あたりの消火用液体の重量は、２００〜８００ｇ／ｍ２であることが好ましい。本実施形態では、１つの電池トレイ用フタ１３に備えられた４つの水袋１６に包装された水Ｗの総重量が２００〜８００ｇ／ｍ２であることが好ましい。これにより、電池トレイ１２に収納された二次電池１１のうち、発熱した領域にある二次電池１１にのみ必要な量の水Ｗを放出することができる。また、水袋１６の製造工程や、その後の電池トレイ用フタ１３の組立工程を考慮すると、大きな重たい水袋１６はハンドリングが悪くなるが、分割することでこれを回避することができる。これにより、二次電池１１の量産導入が可能となり、水量の大きな水袋１６を製造するための大きな製造装置への投資も不要となる。さらに、電池トレイ用フタ１３の上面から見た場合に、全ての電池１１に対して各電池１１の一部を覆うように水袋１６が配置されていることによって、どの電池１１が発熱や発火等をしても水袋１６から水Ｗが放出されて消火することができる。なお、本実施形態では、１つの電池トレイ用フタ１３あたり、水袋１６を４つに分割しているが、例えば、１６分割や３２分割等の細かい分割をすると、水袋１６の移動防止の固定が煩雑な構造となってしまうため、二次電池１１を２５６本収納する電池トレイ１２に対しては、水袋１６を４分割するのが適している。
【００３２】
［１−３．二次電池の製造方法の例］
次に、本実施形態のフタ付き電池トレイ１０を用いた二次電池１１の製造方法について説明する。
【００３３】
まず、外装缶、正極端子、電解質、負極端子などを用いて、従来からの技術により、二次電池１１を組立てる。次に、組み立てた二次電池１１を電池トレイ１２に収納する。次に、収納した二次電池１１を充電する。
【００３４】
上部カバー板１４と下部カバー板１５との間の空隙に水袋１６を配置して電池トレイ用フタ１３を形成し、その電池トレイ用フタ１３を電池トレイ１２に収納した電池の上部に被せて、フタ付き電池トレイ１０を組み立てる。なお、必要に応じて、例えば、水袋１６側部の電池トレイ用フタ１３の側縁部付近、および、水袋１６と水袋１６との間、にハトメ２４を設置して水袋１６を固定する。
【００３５】
次に、満充電状態の二次電池１１を収納したフタ付き電池トレイ１０を用いて、エージング試験を行う。特殊な試験状態において極めてまれであるが、電池トレイ１２に収納された二次電池１１から発火した場合には、発火した二次電池１１の上部に配置された水袋１６内の水Ｗで消火する。
【００３６】
その後、電圧、インピーダンス、温度などを測定し、不良品と判定された二次電池１１の場合はこれを取り除き、正常な二次電池１１の場合は放電を行った後、これを完成品とする。
【００３７】
［１−４．電池トレイ用フタによる消火方法の例］
図３は、フタ付き電池トレイの電池から発火した場合の散水系統を示す模式図である。図４は、本実施形態の電池トレイ用フタによる消火作用を表す概念図である。図３および図４を用いて電池トレイ用フタによる消火方法の一例について説明する。
【００３８】
図３に示すように、散水系統３０には、二次電池１１の製品出荷前のエージング試験を行うため、複数のエージングラック３１が設置されている。各エージングラック３１には、複数のフタ付き電池トレイ１０を収納した複数の電池トレイ収納ケース３２が何層にも積み重ねられている。また、各エージングラック３１には、発火時の散水用ホース３３が備えられている。散水用ホース３３は、先端にシャワーヘッド３４を有し、後端に消火栓ホースと接続する消火栓口金３５を有し、消火栓口金３５付近にゲートバルブ３６を有している。シャワーヘッド３４は、各エージングラック３１の上方から散水可能な位置に配置されている。なお、一例として、１系統あたりの放水可能な量は、２７０Ｌ／ｍｉｎで、シャワーヘッド３４の１個あたりの放水可能な量は、２５Ｌ／ｍｉｎである。
【００３９】
本実施形態では、一例として、エージングラック３１を用いて、フタ付き電池トレイ１０に収納された二次電池１１の耐久試験を実施した場合について説明する。
【００４０】
図４に示すように、特殊な試験状態によって二次電池１１の発熱や二次電池１１から発火した場合、例えば、二次電池１１の正極面から発生した炎Ｆがその上部に位置する電池トレイ用フタ１３の下部カバー板１５に到達する。その後、炎Ｆの勢いが強まると、下部カバー板１５を熱して孔を開け、さらには下部カバー板１５の上部に配置された水袋１６も熱して孔を開ける。すると、水袋１６の中から水Ｗが放出され、下部カバー板１５の孔を通って炎Ｆに放水されて、火元である炎Ｆを鎮火する。
【００４１】
もし、炎Ｆの勢いが非常に強く、水Ｗだけでは鎮火が難しい場合には、図３に示した散水用ホース３３の後端の消火栓口金３５付近のゲートバルブ３６を開放して、散水用ホース３３の先端のシャワーヘッド３４から火元である炎Ｆが発生した領域に散水する。これにより、炎Ｆを鎮火して、延焼を防止する。
【００４２】
このように、本実施形態では、リチウムイオン電池等の二次電池１１の製造工程、特に電池の組立工程終了後の充電工程や検査工程において、何らかの原因で電池が発熱したり熱暴走したりしてしまった場合に、電池トレイ用フタ１３の水袋１６に封入されていた水Ｗが放出されて、開口（貫通）孔を通って滴下し急速に二次電池１１を冷却するとともに、火元を消火することができる。これにより、火元から周囲への熱伝達を迅速に抑制し、火元周辺の他の二次電池への類焼を効果的に防ぐことができる。さらに、散水用ホース３３から放出された水が、上部カバー板１４および下部カバー板１５の開口（貫通）孔１７および２３を通って滴下するので、効果的に鎮火させることができる。さらに、上部カバー板１４および下部カバー板１５が金属板などの燃えにくい材質の板を有する構造体である場合は、万が一二次電池１１から炎Ｆが発生しても上部カバー板１４および下部カバー板１５が防火壁として機能し、上記消火機能との相乗効果で類焼を防ぐことができる。
【００４３】
［１−５．電池トレイ用フタの変形例］
図５は、本技術に係る第１実施形態の電池トレイ用フタの変形例を示す拡大模式図である。図５を用いて電池トレイ用フタ１３の変形例である電池トレイ用フタ５０について説明する。電池トレイ用フタ５０は、水袋１６と上部カバー板１４および下部カバー板１５との間に不織布層を備えている点で、電池トレイ用フタ１３と相違している。
【００４４】
電池トレイ用フタ５０は、水袋１６と上部カバー板１４との間に不織布層５１を備えている。同様に、電池トレイ用フタ５０は、水袋１６と下部カバー板１５との間に不織布層５１を備えている。
【００４５】
このように、電池トレイ用フタ５０は、不織布層５１を備えていることにより、シャワーヘッド３４等の外部からの放水が行われた際に、水を吸収して保持できるため、火元から周囲への熱伝達を抑える防火壁としての機能を発揮し、電池トレイ用フタ１３よりも、他の電池への類焼を効果的に防ぐことができる。また、電池トレイ用フタ５０は、不織布層５１で水袋１６を包んでいるため、水袋１６の擦れ、キズおよび穴あき等を防止することができる。なお、不織布層５１は、水袋１６の表面に設けられていても良い。
【００４６】
本実施形態では、電池トレイ用フタ５０が不織布層５１を備えているが、不織布層に限らず、保水層、吸水層および含水層のいずれかであれば、どのような材質の層であってもよい。例えば、保水層、吸水層および含水層は、織布、スポンジ、発泡体、海綿、紙、高分子ポリマーのうち、少なくとも一つを含む層であってもよい。
【００４７】
＜２．第２実施形態（電池トレイ用フタの構成例２）＞  図６は、本技術に係る第２実施形態の電池トレイ用フタ６０の構成例を示す模式図である。図６（ａ）は電池トレイ用フタ６０の平面図、図６（ｂ）は電池トレイ１２および電池トレイ用フタ６０のＣ−Ｃ線の断面図、図６（ｃ）は電池トレイ用フタ６０の端部の枠Ｄ内の拡大図である。図６（ａ）〜（ｃ）を用いて電池トレイ用フタ６０の構成例について説明する。
【００４８】
図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、上部カバー板６１と下部カバー板６２との間の空隙に配置され、火元を消火する消火用液体である水Ｗを収納した水袋６３は、平面形状が上下に長手方向を有する略矩形の２つの袋に分割されている。図６（ａ）において、左右の水袋６３の間には間隔６４が設けられている。
【００４９】
図６（ｂ）に示すように、二次電池１１を収納した電池トレイ１２に電池トレイ用フタ６０を被せた際に、二次電池１１の上方に位置するように水袋６３が配置されている。また、図６（ｂ）および図６（ｃ）に示すように、電池トレイ用フタ６０は、水袋６３と上部カバー板６１との間、および、水袋６３と下部カバー板６２との間に、高分子を含むスポンジ層６５を備えている。
【００５０】
本実施形態の電池トレイ用フタ６０は、高分子を含むスポンジ層６５を備えていることにより、１つの電池トレイ用フタ６０において水袋６３が２分割されている場合であっても、第１実施形態の変形例と同様に、スポンジ層６５が火元から周囲への熱伝達を抑える防火壁としての機能を発揮し、他の電池への類焼を効果的に防ぐことができる。また、電池トレイ用フタ６０は、スポンジ層６５で水袋６３を包んでいるため、水袋６３の擦れ、キズおよび穴あき等を防止することができる。
【００５１】
＜３．第３実施形態（電池トレイ用フタの構成例３）＞
図７は、本技術に係る第３実施形態の電池トレイ用フタ７０の構成例を示す模式図である。図７（ａ）は電池トレイ用フタ７０の平面図、図７（ｂ）は電池トレイ１２および電池トレイ用フタ７０のＥ−Ｅ線の断面図、図７（ｃ）は電池トレイ用フタ７０の端部の枠Ｇ内の拡大図である。図７（ａ）〜（ｃ）を用いて電池トレイ用フタ７０の構成例について説明する。
【００５２】
図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、上部カバー板７１と下部カバー板７２との間の空隙に配置され、火元を消火する消火用液体である水Ｗを収納した水袋７３は、平面形状が略正方形で、上部カバー板７１および下部カバー板７２の表面の大きさとほぼ同じ大きさに形成されている。
【００５３】
図７（ｂ）に示すように、二次電池１１を収納した電池トレイ１２に電池トレイ用フタ７０を被せた際に、二次電池１１の上方に位置するように水袋７３が配置されている。また、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、電池トレイ用フタ７０は、上部カバー板７１と下部カバー板７２とで水袋７３を挟み込むようにして固定している。
【００５４】
本実施形態の電池トレイ用フタ７０でも、二次電池１１の上部に水袋７３を配置しているため、第１実施形態と同様に、何らかの原因で電池が発熱したり熱暴走したりしてしまった場合に、電池トレイ用フタ７０の水袋７３に封入されていた水Ｗが放出されて、開口（貫通）孔を通って滴下し急速に二次電池１１を冷却するとともに、火元を消火することができる。これにより、火元から周囲への熱伝達を迅速に抑制し、火元周辺の他の二次電池への類焼を効果的に防ぐことができる。
【００５５】
＜４．実施例と比較例との比較＞
以下のように、本技術に係る種々の実施例の電池トレイ用フタを製造し、本実施例および比較例による類焼の検証を行った。
【００５６】
[実験方法]
満充電状態の円筒形電池（１８６５０サイズ）を２５６本収納した電池トレイを１０セット用意して、積上げた状態にした。下から５段目の電池トレイの中央の電池１本を強制的に外部から過充電状態にし、さらに強制的に短絡させて発熱発火させた。その後、鎮火までに掛かった時間を測定した。併せて、鎮火後に、類焼電池の本数をカウントした。
【００５７】
[実施例]
本実施例では、材質がアルミニウム合金で厚さが０．８ｍｍのカバー板を用いた８種類の電池トレイ用フタを用意した。実施例１は、複数の開口孔を有するカバー板２枚の間に４分割した水袋を挟んだ構成である（図２参照）。実施例２は、複数の開口孔を有するカバー板２枚の間に４分割した水袋を挟み、かつ、各カバー板と水袋との間に不織布層を備えた構成である（図５参照）。実施例３は、複数の開口孔を有するカバー板２枚の間に４分割した水袋を挟み、かつ、各カバー板と水袋との間に高分子を含むスポンジ層を備えた構成である（図２および図６参照）。
【００５８】
実施例４は、開口孔を有さないカバー板２枚の間に２分割した水袋を挟んだ構成である（図６（ａ）参照）。実施例５は、開口孔を有さないカバー板２枚の間に１つの水袋を挟んだ構成である（図７参照）。実施例６は、開口孔を有さないカバー板２枚の間に４分割した水袋を挟み、かつ、各カバー板と水袋との間に不織布層を備えた構成である。実施例７は、開口孔を有さないカバー板２枚の間に２分割した水袋を挟み、かつ、各カバー板と水袋との間に高分子ポリマーを含むスポンジ層を備えた構成である。
【００５９】
[比較例]
本実験では、５種類の比較例を用意した。比較例１は、電池トレイ用フタを用いず、カバー板が無い状態の構成である。比較例２は、材質がマイカのカバー板１枚の構成である。比較例３は、材質がマイカのカバー板２枚の構成である。比較例４は、材質がアルミニウムで厚さが０．８ｍｍのカバー板１枚の構成である。比較例５は、材質がステンレスで厚さが０．５ｍｍのカバー板１枚の構成である。
【００６０】
[実験結果]
図８は、本技術に係るフタ付き電池トレイを用いた電池の発火および延焼の実験結果を示す図である。図８に示すように、水袋を備えた構成であれば、カバー板の開口孔の有無および水袋の分割の有無にかかわらず、本実施例１から７の電池トレイ用フタを用いることにより、短時間で自然鎮火をすることができ、延焼も防ぐことができることがわかった。
【００６１】
これに対し、比較例１から５の構成では、自然鎮火をすることができず、延焼が発生してしまうことがわかった。
【００６２】
＜５．水量と消火との関係＞
以下のように、本技術に係る実施例２の電池トレイ用フタが備える水袋の水量と消火時間および電池温度との関係を検証する実験を行った。
【００６３】
[実験方法]
図９に示すように、満充電状態の円筒形電池１１（１８６５０サイズ）を２５６本収納したフタ付き電池トレイ１０を３セット用意して、積上げた状態にした。下から２段目の電池トレイ１２の中央の１本の電池９０を強制的に外部から過充電状態にし、さらに強制的に短絡させて発熱および発火させた。その後、実施例２の電池トレイ用フタ１３に対し水量を変えて、鎮火までに掛かった時間と電池側面の表面温度（Ｍａｘ）を測定した。また、鎮火後に、類焼電池の本数をカウントした。なお、水量は、カバー板１４および１５の単位面積あたりの水袋に封入された水の重量（ｇ／ｍ２）である。カバー板１４および１５の大きさは０．４８ｍ×０．４８ｍのものを用いた。
【００６４】
図１０は、本技術に係る電池トレイ用フタに収納された水量による時間と電池温度との関係を示すグラフである。曲線９１は、水袋を有さない、すなわち水量が０ｍｌの場合を示している。曲線９２は、水袋１つあたりの水量が５０ｇ、すなわち８６８（ｇ／ｍ２）の場合を示している。曲線９３は、水袋１つあたりの水量が１００ｇ、すなわち１７３６（ｇ／ｍ２）の場合を示している。曲線９４は、水袋１つあたりの水量が１５０ｇ、すなわち２６０４（ｇ／ｍ２）の場合を示している。曲線９５は、水袋１つあたりの水量が２００ｇ、すなわち３４７２（ｇ／ｍ２）の場合を示している。
【００６５】
[実験結果]
図１１は、本技術に係る電池トレイ用フタに収納された水量による消火時間と電池温度との関係を示す実験結果の図である。図１１に示すように、電池トレイ用フタが備える水袋１つあたりの封入された水量が１００ｇ未満のように少な過ぎると、発火等した電池の降温時間が長く、消火まで時間がかかることがわかった。
【００６６】
一方、電池トレイ用フタが備える水袋１つあたりの封入された水量が２００ｇ以上のように封入水の量が多過ぎると、発火等した電池の周囲に水が飛散し過ぎて必要以上に電池に水を掛けてしまうことになる。そして、一旦水がかかった電池は廃棄対象となるため、水袋１つあたりの水量は、２００ｇ以下が好ましい。
【００６７】
したがって、本実験結果より、電池トレイ用フタが備える水袋中に封入された水量は、カバー板単位面積あたり８６８〜３４７２ｇ／ｍ２の範囲であれば迅速に消火をすることができるため、好ましいことがわかった。
【００６８】
なお、本技術に係る実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【００６９】
また、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
【００７０】
また、本技術は、以下のような構成を取ることができる。
［１］
電池トレイに収納された電池に被せるカバーと、
消火用液体と、
を備える電池トレイ用フタ。
［２］
前記カバーは空隙を有する板形状のカバー板であり、前記消火用液体は前記空隙に配置された［１］に記載の電池トレイ用フタ。
［３］
前記カバー板は、複数の開口孔を有する［２］に記載の電池トレイ用フタ。
［４］
前記カバー板は平面形状が略矩形であり、
前記液体は包装体に封入され、該包装体が４分割されている、［３］に記載の電池トレイ用フタ。
［５］
前記包装体は、アルミラミネートフィルムである［４］に記載の電池トレイ用フタ。
［６］
前記複数の開口孔の１つあたりの平均開口面積は、１２．５６〜５０．２４ｍｍ２である［３］に記載の電池トレイ用フタ。
［７］
前記カバー板の開口率は、１．５〜６％である［３］に記載の電池トレイ用フタ。
［８］
前記カバー板の材質は、金属、無機物、金属酸化物、ガラス、またはそれらの複合物である［２］に記載の電池トレイ用フタ。
［９］
前記カバー板の材質は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む［２］に記載の電池トレイ用フタ。
［１０］
前記カバー板の材質は、マイカ（雲母）を含む［２］に記載の電池トレイ用フタ。
［１１］
前記電池トレイ用フタの平均の厚みは、４〜１０ｍｍである［１］に記載の電池トレイ用フタ。
［１２］
前記カバー板の平均の厚みは、０．５〜１．５ｍｍである［２］に記載の電池トレイ用フタ。
［１３］
前記消火用液体のカバー板の単位面積あたりの重量は、８６８〜３４７２ｇ／ｍ２である［１］に記載の電池トレイ用フタ。
［１４］
複数の電池を収納する電池トレイと、
前記電池トレイに収納された電池に被せるカバーと、消火用液体と、を有する電池トレイ用フタと、を備えるフタ付き電池トレイ。
［１５］
電池を組立てる工程と、
前記電池を電池トレイに収納する工程と、
前記電池を充電および放電する工程と、
前記電池トレイに収納された電池に被せるカバーと、消火用液体と、を有する電池トレイ用フタを前記電池トレイに収納された電池に被せる工程と、
前記電池トレイに収納された電池から発火した場合に、該発火した電池の上部に配置された前記消火用液体で消火する工程と、  を含む電池の製造方法。
【符号の説明】
【００７１】
１０  フタ付き電池トレイ
１１、９０  電池
１２  電池トレイ
１３、５０、６０、７０  電池トレイ用フタ
１４、６１、７１  上部カバー板
１５、６２、７２  下部カバー板
１６、６３，７３  水袋
１７、２３  開口孔
２１、２２、６４  間隔
２４  ハトメ
３０  散水系統
３１  エージングラック
３２  電池トレイ収納ケース
３３  散水用ホース
３４  シャワーヘッド
３５  消火栓口金
３６  ゲートバルブ
５１  不織布層
６５  スポンジ層
９１〜９５  曲線
Ｗ  水
Ｆ  炎
【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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