(57)【要約】【課題】不具合を有する電池が引火や破裂しても、周囲の他の電池に影響を与えない電池収納トレイとそれを用いた集合電池収納トレイを提供することを目的とする。【解決手段】電池１３０の高さを超える高さの外周枠１１５と有底面を有する収納部材１１０と、収納部材１１０内に電池１３０を個別に分離する隔壁部材１２０を備え、隔壁部材１２０の高さが、電池１３０の高さの５０％を超え、収納部材１１０の外周枠１１５の高さ未満で電池収納トレイ１００を構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の高さを超える高さの外周枠と有底面を有する収納部材と、前記収納部材内に前記電池を個別に分離する隔壁部材を備え、
前記隔壁部材の高さが、前記電池の高さの５０％を超え、前記収納部材の前記外周枠の高さ未満であることを特徴とする電池収納トレイ。
【請求項２】
前記収納部材の前記有底面に、前記隔壁部材間で前記電池を収納する位置に、前記電池の形状より小さい貫通孔を有することを特徴とする請求項１に記載の電池収納トレイ。
【請求項３】
前記収納部材と前記隔壁部材が、分離可能に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池収納トレイ。
【請求項４】
前記収納部材と前記隔壁部材が、金属材料を絶縁性樹脂で被覆した構造を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池収納トレイ。
【請求項５】
前記収納部材と前記隔壁部材の内面側にリブ部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電池収納トレイ。
【請求項６】
前記隔壁部材間で前記電池を収納する前記収納部材の有底面に、リブ部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電池収納トレイ。
【請求項７】
前記収納部材の前記外周枠に第１凹部または第１凸部を設け、前記第１凹部または前記第１凸部と対応する位置の前記収納部材の前記有底面の外表面に第２凸部または第２凹部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電池収納トレイ。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電池収納トレイを積層し、前記電池を収納することを特徴とする集合電池収納トレイ。
【請求項９】
第１隔壁部材を備えた第１電池収納トレイと、第２隔壁部材を備えた第２電池収納トレイとを、少なくとも備え、
前記第１隔壁部材の位置と前記第２隔壁部材の位置とを異なる位置に設けたことを特徴とする請求項８に記載の集合電池収納トレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電池の製造工程において、製造設備のトラブルなどの要因で電池に発熱などの不具合を生じても他の電池に影響を与えず安全に複数の電池を収納できる電池収納トレイとそれを用いた集合電池収納トレイに関する。
【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。
【０００３】
一般に、二次電池の製造工程においては、電池の形態で作製後、電池の特性を得るために種々の処理工程を経過後に、商品化される。そのとき、処理工程として、初期充放電工程、エージング工程や出荷充放電などが行われる。これにより、電池の軽微な内部ショートや、電池を構成している部品の機能などを検査し、高性能で信頼性の高い二次電池を供給している。そして、これらの処理工程は、生産性などを考慮して、複数の電池をトレイに収納して行われる。
【０００４】
しかし、上記処理工程において、電池で内部ショートを発生する場合や、充放電試験機の不具合などにより電池に異常な電圧が印加される場合がある。この場合、それらの電池は、異常発熱や、電池の内圧の急激な上昇によるガスの放出などが発生する。そのとき、電池に設けられている安全機構の作動が追いつかず、まれに破裂や引火を誘発する場合がある。
【０００５】
そこで、充放電工程において、トレイに収納された電池を赤外線モニターで監視し、異常の発熱を生じた電池を判別して排出する例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、充放電工程やエージング工程で、トレイに収納された電池の不具合が生じた場合、においセンサ、温度センサなどにより異常を検出して、トレイを含む装置ごと、不活性ガスや消火剤を噴出して、電池の引火や破裂の連鎖を防止する例が開示されている（例えば、特許文献２、３参照）。
【特許文献１】特開平１０−２８１８８１号公報
【特許文献２】特開平１１−１６９４７５号公報
【特許文献３】特開２００３−１９０３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に示す温度測定装置では、トレイに収納された二次電池が発熱した場合に、発熱した電池を排出して他の電池への影響を防止することは可能である。しかし、電池が異常に発熱し、引火や破裂した場合の他の電池への影響を防止することに関しては何ら記載されていない。
【０００８】
また、特許文献２や特許文献３においては、電池保管庫や充放電試験をするチャンバ空間において、不具合電池が引火や破裂した場合、電池保管庫やチャンバ空間を消火剤で充満させて消火する構成である。そのため、電池保管庫やチャンバ空間内に存在する正常な電池の廃棄や、廃棄しない場合には再生処理などが必要となる。さらに、電池保管庫やチャンバ空間内の充放電装置のすべてが使用できなくなるという課題があった。また、類焼すると設備の消火能力を超える可能性もあるため、火元の小さい間に消火する必要がある。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するものであり、不具合を有する電池が引火や破裂しても、周囲の他の電池に影響を与えない電池収納トレイとそれを用いた集合電池収納トレイ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、本発明の電池収納トレイは、電池の高さを超える高さの外周枠と有底面を有する収納部材と、収納部材内に電池を個別に分離する隔壁部材を備え、隔壁部材の高さが、電池の高さの５０％を超え、収納部材の外周枠の高さ未満である構成を有する。
【００１１】
この構成により、不具合電池の排気孔から噴出するガスに引火した炎を隔壁部材上の空間に分散させ、周囲の電池への類焼や異常過熱などを未然に防止できる。
【００１２】
また、本発明の集合電池収納トレイは、上記電池収納トレイを積層し、電池を収納する構成を有する。これにより、電池収納トレイを多段に積層しても、類焼を生じにくい安全で信頼性の高い集合電池収納トレイを実現できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、たとえ不具合電池が引火や破裂をしても、周囲の電池に影響を与えない安全性に優れた電池収納トレイとそれを用いた集合電池収納トレイを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の発明は、電池の高さを超える高さの外周枠と有底面を有する収納部材と、収納部材内に電池を個別に分離する隔壁部材を備え、隔壁部材の高さが、電池の高さの５０％を超え、収納部材の外周枠の高さ未満である構成を有する。
【００１５】
この構成により、不具合電池の排気孔から噴出するガスの引火による炎を隔壁部材上の空間に分散させ、周囲の電池への類焼や異常過熱などを未然に防止できる。
【００１６】
本発明の第２の発明は、第１の発明において、収納部材の有底面に、隔壁部材間で電池を収納する位置に、電池の形状より小さい貫通孔を有する。これにより、電池収納トレイに電池を収納した状態で、充放電試験などを効率的に実施できる。
【００１７】
本発明の第３の発明は、第１の発明および第２の発明において、収納部材と隔壁部材が、分離可能に設けられている。これにより、電池の形状に応じた最適に組み合わせることができる汎用性の高い電池収納トレイを実現できる。
【００１８】
本発明の第４の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれかにおいて、収納部材と隔壁部材が、金属材料を絶縁性樹脂で被覆した構造を有する。これにより、高温による変形を防止し、さらに安全性の高い電池収納トレイを実現できる。
【００１９】
本発明の第５の発明は、第１の発明から第４の発明のいずれかにおいて、収納部材と隔壁部材の内面側にリブ部を設けた。これにより、電池の収納位置を確実に規定するとともに、周囲の電池との間隔を均一に保持できる。
【００２０】
本発明の第６の発明は、第１の発明から第５の発明のいずれかにおいて、隔壁部材間で電池を収納する収納部材の有底面に、リブ部を設けた。これにより、電池の底面の温度低下を低減し、電池全体の温度を均一に保持することができる。さらに、空気などの循環流路を形成することにより、エージング工程などにおいて電池の周囲温度を均一にできる。
【００２１】
本発明の第７の発明は、第１の発明から第６の発明のいずれかにおいて、収納部材の外周枠に第１凹部または第１凸部を設け、第１凹部または第１凸部と対応する位置の収納部材の有底面の外表面に第２凸部または第２凹部を設けた構成を有する。これにより、電池収納トレイの積層を容易とし、横ずれなどを確実に防止できる。
【００２２】
本発明の第８の発明は、上記電池収納トレイを積層し、電池を収納する構成を有する。これにより、電池収納トレイを多段に積層しても、類焼を生じにくい安全で信頼性の高い集合電池収納トレイを実現できる。
【００２３】
本発明の第９の発明は、第８の発明において、第１隔壁部材を備えた第１電池収納トレイと、第２隔壁部材を備えた第２電池収納トレイとを、少なくとも備え、第１隔壁部材の位置と第２隔壁部材の位置とを異なる位置に設けた構成を有する。これにより、積層された電池間の距離を大きくして、引火による炎や破裂の直上への影響を未然に防止する。
【００２４】
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。
【００２５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における電池収納トレイに収納される電池の横断面図である。
【００２６】
図１に示すように、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を装着して電池ケース５に挿入し、正極リード８の他方の端部を封口板６に、負極リード９の他方の端部を電池ケース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）を電池ケース５内に注入し、電池ケース５の開放端部をガスケット７を介して正極キャップ１６、ＰＴＣ素子などの電流遮断部材１８および封口板６をかしめた構成を有する。また、正極キャップ１６には、電極群４の不具合によるベント機構１９の開放により生じるガスを抜くための排気孔１７を設けている。そして、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、導電性樹脂などが使用可能である。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
さらに、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。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態１における電池収納トレイについて、図２を用いて詳細に説明する。
【００３３】
図２（ａ）は本発明の実施の形態１における電池収納トレイの斜視図で、図２（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、図２（ｂ）では理解を助けるために、斜視図で示す円筒型の電池を収納した状態で図示している。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、電池収納トレイ１００は、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる有底部１１２を有する収納部材１１０と、収納部材１１０の内周側に組み込まれる、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる隔壁部材１２０から構成されている。この場合、収納部材１１０と隔壁部材１２０は、個別に形成され分離可能な構成からなる。
【００３５】
そして、図２（ｂ）に示すように、収納部材１１０は、所定の電池１３０を収納したときに、電池の高さＤ（正極キャップと電池ケース底面間の距離）を超える高さＴの外周枠１１５を有する。また、隔壁部材１２０は、複数の所定の電池１３０を個別に分離して収納するとともに、少なくとも電池１３０の高さの５０％を超える高さで形成されている。例えば、高さ６５ｍｍの電池の場合、３２．５ｍｍを超える高さとなる。
【００３６】
つまり、図２（ｂ）に示すように、複数の電池１３０は、電池１３０の高さの５０％を超える高さの隔壁部材１２０と電池１３０の高さを超える高さの外周枠１１５で構成された電池収納トレイ１００に収納される。
【００３７】
なお、本発明は、隔壁部材１２０の高さが電池１３０の高さの５０％以下の場合、不具合電池の引火や破裂により、周囲の電池に類焼を生じるとの知見に基づくものである。さらに、複数の電池収納トレイを積層して用いる場合、収納部材１１０の外周枠１１５の高さを電池の高さを超える構成とすることにより、電池の引火や破裂のエネルギーを隔壁部材と外周枠とで形成される空間に放出して、熱の蓄積を発散させ周囲の電池の引火や発煙を防止できることによる。
【００３８】
このとき、隔壁部材１２０の高さを電池１３０の高さの８０％以上とすることが特に好ましい。これは、隔壁部材による断熱効果を大きくできるためである。
【００３９】
ここで、上記実施の形態では、収納部材や隔壁部材の材質をポリプロピレン樹脂を例に説明したが、これに限られない。例えば、フェノール樹脂、ユニレート、ガラスエポキシ樹脂、セラミックや発泡樹脂を用いてもよい。このとき、上記樹脂中に、炭素繊維やガラス繊維などのフィラーを含有することが好ましい。これは、含有されるフィラーにより、不具合電池の発熱や引火時に発生する高温に対する、収納部材と隔壁部材の強度低下を防止し、形状を維持できる。つまり、形状が維持できない場合、不具合電池が、周囲の電池に向かって倒れやすくなる。これにより、周囲の電池に引火や発熱の影響が大きくなり、類焼の可能性が高くなることを低減できるためである。さらに、上記樹脂中に、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２）などの吸熱剤を添加してもよい。これにより、不具合電池周囲の隔壁部材の温度上昇を、周囲の隔壁部材に伝熱させて、温度上昇を抑制できる。また、温度上昇の抑制により、隔壁部材などの強度低下を防止し、形状を維持する効果を高めることができる。
【００４０】
また、収納部材や隔壁部材を、例えば銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）や鉄（Ｆｅ）などの金属材料を上記絶縁性樹脂で被覆する構成としてもよい。これにより、高い伝熱性とともに機械的強度を高めることができる。なお、電池と接触して短絡を生じない場合には、金属材料のみで形成してもよい。また、金属材料を、網目状や複数の貫通孔を有する構造としてもよい。これにより、伝熱性や機械的な強度を維持しながら、収納部材や隔壁部材の軽量化を実現できる。
【００４１】
本実施の形態によれば、不具合電池の排気孔から噴出するガスへの引火や破裂時に発生する炎を隔壁部材上の空間に分散させ、周囲の電池への類焼や異常過熱などを未然に防止できる。また、所定の高さの隔壁部材とすることにより、電池の電池ケース内の電極群への加熱を大幅に抑制して、類焼などを防止できる。
【００４２】
さらに、収納部材と隔壁部材を個別に形成して分離可能な構造とすることにより、電池の形状に応じた隔壁部材を準備するだけで、各種電池を同じ収納部材に収納できる。その結果、形状の異なる電池を多段に積層できる汎用性の高い電池収納トレイを実現できる。
【００４３】
なお、上記実施の形態では、収納部材と隔壁部材を個別に形成して分離可能な構造を例に説明したが、これに限られない。例えば、図３（ａ）は本発明の実施の形態１における電池収納トレイの別の例の斜視図や、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図に示すように、収納部材１６０と隔壁部材１７０を一体的に設けた電池収納トレイ１５０としてもよい。これにより、隔壁部材の機械的強度の低下の抑制や、放熱面積の拡大による伝熱効率を高めることができ、さらに安全性の高い電池収納トレイを実現できる。
【００４４】
（実施の形態２）
図４（ａ）は本発明の実施の形態２における電池収納トレイの斜視図で、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、本実施の形態においても、図１と同様の円筒型の電池を収納する例で説明する。
【００４５】
本実施の形態は、収納部材の有底面に貫通孔を設けた点で、実施の形態１とは異なる。なお、他の構成は実施の形態１と同様である。
【００４６】
そして、実施の形態１と同様に、図４（ａ）に示すように、電池収納トレイ２００は、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる有底部を有する収納部材２１０と、収納部材２１０の内周側に組み込まれる、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる隔壁部材２２０から構成されている。この場合、収納部材２１０と隔壁部材２２０は、個別に形成され分離可能な構成からなる。
【００４７】
そして、図４（ｂ）に示すように、収納部材２１０の有底部２１２には、隔壁部材２２０で囲まれた領域中に、少なくとも電池２３０の外径よりも小さい貫通孔２１５を設けている。
【００４８】
本実施の形態によれば、電池収納トレイ２００に電池２３０を収納した状態で、充放電試験機に配置して、電池の正極キャップのプラスと、収納部材２１０の貫通孔２１５を介して電池ケースの底部のマイナスを接続し電池の評価をすることができる。そして、充放電試験中に、不具合電池の引火や破裂、さらに試験機に不具合による異常電圧や異常電流に起因する破裂や引火が万一発生しても、周囲の電池への類焼などの影響を防ぐことができる。
【００４９】
なお、このとき、貫通孔２１５は、電池２３０の正極キャップの最上部の径より小さいことが、さらに好ましい。これは、以下の実施の形態で詳細に説明する電池収納トレイを積層した集合電池収納トレイ構造時に発生する、電池の正極キャップの側面に設けた排気孔から斜め方向に噴出する炎などにより、直上の電池が直接炙られることを防止できる。
【００５０】
（実施の形態３）
図５（ａ）は本発明の実施の形態３における電池収納トレイの上部から見た平面図で、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、本実施の形態においても、図１と同様の円筒型の電池を収納する例で説明する。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、電池収納トレイ３００は、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる有底部を有する収納部材３１０と、例えばポリプロレン樹脂などの絶縁性樹脂材料よりなる隔壁部材３２０とが一体的に形成された構成を有する。また、収納部材３１０の内側と隔壁部材３２０の内側にリブ部３１１を設けている。さらに、収納部材３１０の有底部３１２には、隔壁部材３２０で囲まれた領域中に、少なくとも電池３３０の外径よりも小さい貫通孔３４０と、電池３３０の底部を部分的に保持するリブ部３５０を設けている。
【００５２】
そして、図５（ｂ）に示すように、収納部材３１０は、所定の電池３３０を収納したときに、電池の高さＤ（正極キャップと電池ケース底面間の距離）を超える高さＴの外周枠３１５を有する。また、隔壁部材３２０は、複数の所定の電池３３０を個別に分離して収納するとともに、収納部材３１０の有底部３１２のリブ部３５０の電池３３０の当接面から、少なくとも電池３３０の高さの５０％を超える高さで形成されている。例えば、リブ部の高さが１ｍｍで、電池の高さ６５ｍｍの電池の場合、３３．５ｍｍを超える高さとなる。
【００５３】
ここで、上記収納部材、隔壁部材やリブ部などの構成や材料は実施の形態１と同様であり説明は省略する。
【００５４】
本実施の形態によれば、実施の形態１と同様に、不具合電池の排気孔から噴出するガスの引火や破裂時に発生する炎を隔壁部材上の空間に分散させ、周囲の電池への類焼や異常過熱などを未然に防止できる。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、収納部材と隔壁部材に設けたリブ部により、収納する電池の位置決めが容易となるとともに、隣接する電池間の距離を均一に保つことができる。これにより、不具合電池の発熱や引火の影響が隣接する電池に対して均等にできるため、リブ部のない場合に比べて、より発熱などの影響を抑制できる。
【００５６】
また、本発明の形態によれば、収納部材と隔壁部材に設けたリブ部により、空気などの循環流路が形成され、エージング工程などにおいて電池の周囲温度を均一にできる。
【００５７】
なお、上記実施の形態では、収納部材の有底部に貫通孔を設けた例で説明したが、充放電試験などをしない場合、なくてもよい。また、収納部材の有底面にリブ部を設けた例で説明したが、電池の位置決めだけを目的とする場合には、特に必要はない。
【００５８】
（実施の形態４）
図６は、本発明の実施の形態４における集合電池収納トレイを説明する断面図である。なお、本実施の形態においても、図１と同様の円筒型の電池を収納する例で説明する。
【００５９】
図６に示すように、本発明の実施の形態４の集合電池収納トレイ４００は、実施の形態１で説明した電池収納トレイ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを、例えば３段に積層した構成を有する。なお、電池収納トレイ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃの構成は、実施の形態１の電池収納トレイと同様であるので、説明を省略する。
【００６０】
すなわち、図６に示すように、複数の電池収納トレイ１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを、各電池収納トレイの外周枠１１５Ａ、１１５Ｂ、１１５Ｃを介して積層したものである。
【００６１】
これにより、例えば電池収納トレイ１００Ｂの有底部１１２Ｂと電池収納トレイ１００Ｃの外周枠１１５Ｃ間に空間４０２が形成される。その結果、この空間４０２に、不具合電池が引火や破裂した場合のエネルギーを分散させて、周囲の電池への異常過熱や炎の集中を低減し、誘爆や類焼を防止できる。なお、電池収納トレイ１００Ｂと電池収納トレイ１００Ａとの関係も上記と同様である。さらに、電池収納トレイ１００Ａは、電池１３０の上部が開放されているため、周囲電池への影響をより低減できる。
【００６２】
本実施の形態によれば、複数の電池収納トレイを積層しても、不具合電池の発熱や引火の影響を防止できる安全で信頼性の高い集合電池収納トレイを実現できる。
【００６３】
なお、上記では、実施の形態１の電池収納トレイを積層した例で説明したが、これに限られず、実施の形態２や実施の形態３の電池収納トレイを積層してもよく、同様の効果が得られる。
【００６４】
以下に、本発明の実施の形態４における集合電池収納トレイの別の例について、図７を用いて説明する。
【００６５】
図７は、本発明の実施の形態４における集合電池収納トレイの別の例を説明する断面図である。そして、図７（ａ）は電池収納トレイの積層前の状態を示す断面図で、図７（ｂ）は積層後の状態を示す断面図である。
【００６６】
すなわち、図７（ａ）に示すように、電池収納トレイ５００は、収納部材５１０の外周枠５１５の端面側に第１凹部５１７を設け、有底部５１２の外表面に第１凹部５１７と嵌合する第２凸部５１６を設けた構成を有する。そして、例えば下段となる電池収納トレイ５００の第１凹部５１７と上段の電池収納トレイ５００の第２凸部５１６を嵌め合わすことにより集合電池収納トレイ６００を形成するものである。
【００６７】
これにより、積層する電池収納トレイ間の位置ずれを防止するとともに、積層時の安定性を高めた集合電池収納トレイを実現できる。
【００６８】
なお、上記では、収納部材の外周枠に第１凹部、有底部側に第２凸部を設けた例で説明したが、これに限られない。例えば、収納部材の外周枠に第１凸部を設け、有底部に第２凹部を設ける構成としてもよく、同様の効果が得られる。
【００６９】
また、上記では、最下段の電池収納トレイに第２凸部を設けた例で説明したが、特に設けなくてもよい。
【００７０】
また、上記実施の形態では、最上段の電池収納トレイの上部が開放された状態で説明したが、これに限られない。例えば、収納部材の外周枠をなくし、有底部と第２凸部を有する蓋部を形成し、最上段の電池収納トレイに蓋部で蓋をする構成としてもよい。これにより、最上段の電池収納トレイの不具合電池が引火や破裂しても、蓋部により周囲への飛散などを確実に防止できる。
【００７１】
（実施の形態５）
図８（ａ）は本発明の実施の形態５における集合電池収納トレイの上部から見た透視平面図で、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。なお、図８（ｂ）では理解を助けるために、斜視図で示す円筒型の電池を収納した状態で図示している。
【００７２】
本実施の形態では、図８（ｂ）に示すように、下段の電池収納トレイの電池と、上段の電池収納トレイの電池は積層方向において、重ならないように配置した点で、実施の形態４とは異なる。なお、以下では電池収納トレイを２段に積層した例で説明するが、これに限られない。
【００７３】
すなわち、図８（ｂ）に示すように、第１隔壁部材７２０を備えた第１電池収納トレイ７００の上部に、第２隔壁部材８２０を備えた第２電池収納トレイ８００を積層して集合電池収納トレイ９００を形成するものである。このとき、図８（ａ）に示すように、第１隔壁部材７２０（図面中の点線）で囲まれた電池収納領域７２２と、第２隔壁部材８２０で囲まれた電池収納領域８２２とが、異なる位置に配置されている。
【００７４】
本実施の形態によれば、積層時に積層間の電池が直上に配置されないため、積層された電池間の距離を大きくして、不具合電池のガスの噴出に起因する引火や破裂の上段電池への影響をさらに低減できる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、第１隔壁部材の４つの電池収納領域に重なるように第２隔壁部材の電池収納領域を配置した例で説明したが、これに限られない。例えば、第１隔壁部材の２つの電池収納領域に重なるように第２隔壁部材の電池収納領域を配置してもよく、重ならない配置であれば任意の配置とすることができる。
【実施例】
【００７６】
以下、本発明を実施例を用いてより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない限りにおいて、用いる材料などを変更して実施することが可能である。
【００７７】
（実施例１）
まず、高さ６５ｍｍ、外径１８ｍｍで電池容量２６００ｍＡｈの円筒型電池を用いて、隔壁部材の高さ３２．６ｍｍ（電池の高さの５０％を超える高さ）を有し、外周枠に高さを６７ｍｍとした３行３列の電池収納トレイに、上記電池を９個収納した。これをサンプル１とした。
【００７８】
（実施例２）
隔壁部材の高さを３９ｍｍ（電池の高さの６０％の高さ）とした以外は実施例１と同様にした。これをサンプル２とした。
【００７９】
（実施例３）
隔壁部材の高さを５２ｍｍ（電池の高さの８０％の高さ）とした以外は実施例１と同様にした。これをサンプル３とした。
【００８０】
（実施例４）
隔壁部材の高さを６５ｍｍ（電池の高さの１００％の高さ）とした以外は実施例１と同様にした。これをサンプル４とした。
【００８１】
（比較例１）
隔壁部材の高さを２６ｍｍ（電池の高さの４０％の高さ）とした以外は実施例１と同様にした。これをサンプルＣ１とした。
【００８２】
以上のように作製した複数の電池を収納した電池収納トレイに対し、以下に示す評価を行った。
【００８３】
まず、電池のベント機構以外の安全機構を外した電池を作製し、それを、３行３列からなる各電池収納トレイに９本の電池を収納し配置した。つぎに、中央部の電池のみ、充電設備のトラブルを想定して電池電圧が５Ｖとなるまで充電し、ガスを噴出させ引火により炎を発生させた。
【００８４】
このとき、周囲の電池にはそれぞれ熱電対を中央部の電池と対向する面の反対側に貼り付け、上昇温度を測定した。また、試験終了後、各電池を分解して、電極群の短絡状態を観察した。さらに、各電池に設けたベント機構の開放状態を観察した。
【００８５】
そして、中央部の電池の引火による周囲電池への影響を、最高上昇温度、短絡電池数、ベント機構の開放電池数および引火や破裂の有無により評価した。
【００８６】
以下に、サンプル１〜４とサンプルＣ１の諸元と評価結果を（表１）に示す。
【００８７】
【表１】
2009193691.tif 000003
【００８８】
（表１）に示すように、サンプル１〜サンプル４とサンプルＣ１とを比較すると、電池の高さの５０％を超える高さの隔壁部材で分離された電池収納トレイでは、周囲電池の引火や破裂を引き起こす要因となるベント機構の開放は皆無であった。しかし、サンプルＣ１のように、電池高さの４０％程度の高さの隔壁部材を有する電池収納トレイでは、中央部の電池の引火や破裂により、周囲の電池に誘爆や引火を引き起こすベント機構の開放が８個の電池中５個で発生し、引火や破裂する電池もあった。これは、所定の高さの隔壁部材とすることにより、周囲電池への誘爆や引火を引き起こすベント機構の開放がないため、電解液などの噴出が効率的に防止された効果によるものと考えている。
【００８９】
また、（表１）に示すように、サンプル１、サンプル２とサンプルＣ１とを比較すると、周囲電池において、温度上昇により電池内の電極群でセパレータが収縮して短絡した電池が観察された。特に、サンプルＣ１では、周囲のすべての電池が電極群の短絡を起こしていた。一方、サンプル１とサンプル２の電池においては、周囲電池の一部に電極群に短絡を生じていた。これは、電池の高さの６０％程度の高さの隔壁部材では、ベント機構の開放は発生しないが、引火した電池の熱を十分に抑制する断熱効果が小さいことによると考えている。
【００９０】
また、（表１）に示すように、サンプル３とサンプル４においては、中央部の電池が引火や破裂をしても、温度上昇は小さく。電極群の短絡やベント機構の開放は観察されなかった。つまり、隔壁部材の高さを電池の高さの８０％以上とすることにより、一部の電池に不具合が発生しても、その周囲の電池への影響を大幅に抑制できることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、高い信頼性と安全性が要求される、電池などを収納する電池収納トレイとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施の形態１における電池収納トレイに収納される電池の横断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における電池収納トレイの斜視図（ｂ）図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における電池収納トレイの別の例の斜視図（ｂ）図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態２における電池収納トレイの斜視図（ｂ）図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図
【図５】（ａ）本発明の実施の形態３における電池収納トレイの上部から見た平面図（ｂ）図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図
【図６】本発明の実施の形態４における集合電池収納トレイを説明する断面図
【図７】（ａ）本発明の実施の形態４における集合電池収納トレイの別の例の電池収納トレイの積層前の状態を示す断面図（ｂ）本発明の実施の形態４における集合電池収納トレイの別の例の電池収納トレイの積層後の状態を示す断面図
【図８】（ａ）本発明の実施の形態５における集合電池収納トレイの上部から見た透視平面図（ｂ）図８（ａ）のＡ−Ａ線断面図
【符号の説明】
【００９３】
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    電池ケース
６    封口板
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    正極キャップ
１７    排気孔
１８    電流遮断部材
１９    ベント機構
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１５０，２００，３００，５００    電池収納トレイ
１１０，１６０，２１０，３１０，５１０    収納部材
１１２，１１２Ｂ，２１２，３１２，５１２    有底部
１１５，１１５Ａ，１１５Ｂ，１１５Ｃ，３１５，５１５    外周枠
１２０，１７０，２２０，３２０    隔壁部材
１３０，２３０，３３０    電池
２１５，３４０    貫通孔
３１１，３５０    リブ部
４００，６００，９００    集合電池収納トレイ
４０２    空間
５１６    第２凸部
５１７    第１凹部
７００    第１電池収納トレイ
７２０    第１隔壁部材
７２２，８２２    電池収納領域
８００    第２電池収納トレイ
８２０    第２隔壁部材
【図１】
2009193691.tif 000004
【図２】
2009193691.tif 000005
【図３】
2009193691.tif 000006
【図４】
2009193691.tif 000007
【図５】
2009193691.tif 000008
【図６】
2009193691.tif 000009
【図７】
2009193691.tif 000010
【図８】
2009193691.tif 000011