JP2000348781A - 非水電解質電池 - Google Patents
非水電解質電池Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 単電池端子２や組電池端子４を水で冷却する
ことにより、外部短絡等が発生した場合にも単電池端子
２や組電池端子４の発熱による危険を防止することがで
きる非水電解質電池を提供する。 【解決手段】 リチウムイオン二次電池の各単電池１の
電池ケース８から突出する正負極の単電池端子２とこれ
らに接続固定される組電池端子４を端子水冷ジャケット
７で覆い、この端子水冷ジャケット７内に水冷循環装置
６からの水を循環させる。
ことにより、外部短絡等が発生した場合にも単電池端子
２や組電池端子４の発熱による危険を防止することがで
きる非水電解質電池を提供する。 【解決手段】 リチウムイオン二次電池の各単電池１の
電池ケース８から突出する正負極の単電池端子２とこれ
らに接続固定される組電池端子４を端子水冷ジャケット
７で覆い、この端子水冷ジャケット７内に水冷循環装置
６からの水を循環させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に大型大容量の
リチウムイオン二次電池等の非水電解質電池に関する。
リチウムイオン二次電池等の非水電解質電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】大型大容量のリチウムイオン二次電池の
構成例を説明する。大型大容量のリチウムイオン二次電
池を１個の単電池１で構成すると、製造やメンテナンス
が面倒であるため、通常は複数の単電池１を並列接続し
た組電池で構成することが多い。このようなリチウムイ
オン二次電池の単電池１は、図２に示すように、方形の
電池ケース８内に図示しない発電要素を収納して構成さ
れる。この構成例では、正負の電極をセパレータを介し
て多数枚積層したスタック型の発電要素を用い、このよ
うな発電要素を２個上下に重ねて電池ケース８内に収納
している。また、各発電要素は、前後の両端部から正負
の単電池端子２が突出して取り付けられるので、これら
正負の単電池端子２が電池ケース８の前後の端面から上
下に２個ずつ封止されて突出するようになっている。な
お、この構成例のリチウムイオン二次電池は、単電池１
でも数十ｋｇから百ｋｇ前後の重さに達するので、電池
ケース８の前後の端面における単電池端子２の両側に
は、それぞれフック９が設けられ、このフック９をクレ
ーン等にかけて搬送するようにしている。
構成例を説明する。大型大容量のリチウムイオン二次電
池を１個の単電池１で構成すると、製造やメンテナンス
が面倒であるため、通常は複数の単電池１を並列接続し
た組電池で構成することが多い。このようなリチウムイ
オン二次電池の単電池１は、図２に示すように、方形の
電池ケース８内に図示しない発電要素を収納して構成さ
れる。この構成例では、正負の電極をセパレータを介し
て多数枚積層したスタック型の発電要素を用い、このよ
うな発電要素を２個上下に重ねて電池ケース８内に収納
している。また、各発電要素は、前後の両端部から正負
の単電池端子２が突出して取り付けられるので、これら
正負の単電池端子２が電池ケース８の前後の端面から上
下に２個ずつ封止されて突出するようになっている。な
お、この構成例のリチウムイオン二次電池は、単電池１
でも数十ｋｇから百ｋｇ前後の重さに達するので、電池
ケース８の前後の端面における単電池端子２の両側に
は、それぞれフック９が設けられ、このフック９をクレ
ーン等にかけて搬送するようにしている。
【０００３】上記リチウムイオン二次電池の単電池１
は、図３に示すように、複数個（図では１０個）を上下
に重ねて、組電池として使用する。この際、各単電池１
の前後の端面に突出する正負極の単電池端子２には、そ
れぞれＬ字状の接続金具３が接続固定され、各接続金具
３は、それぞれ長尺な板状をなす正負極の組電池端子４
に接続固定される。また、このように組電池となったリ
チウムイオン二次電池の両側面には、電池水冷ジャケッ
ト５が取り付けられ、これらの電池水冷ジャケット５に
配置されたパイプ５ａ内に水を循環させることにより、
各単電池１の冷却を行うようになっている。
は、図３に示すように、複数個（図では１０個）を上下
に重ねて、組電池として使用する。この際、各単電池１
の前後の端面に突出する正負極の単電池端子２には、そ
れぞれＬ字状の接続金具３が接続固定され、各接続金具
３は、それぞれ長尺な板状をなす正負極の組電池端子４
に接続固定される。また、このように組電池となったリ
チウムイオン二次電池の両側面には、電池水冷ジャケッ
ト５が取り付けられ、これらの電池水冷ジャケット５に
配置されたパイプ５ａ内に水を循環させることにより、
各単電池１の冷却を行うようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】大型大容量の二次電池
は、長期間設置して用いられることが多いので、設置施
設の水漏れや、船舶で使用する場合には海水の浸入等に
より正負極の組電池端子４同士が短絡して外部短絡を起
こすおそれを考慮する必要がある。ただし、例えば従来
から大型大容量の二次電池に多く用いられていた鉛蓄電
池の場合には、このような外部短絡が発生したとして
も、硫酸の水溶液である電解液が沸騰して蒸発し外部に
放出されることにより発電が停止されるので、それほど
の危険性はない。
は、長期間設置して用いられることが多いので、設置施
設の水漏れや、船舶で使用する場合には海水の浸入等に
より正負極の組電池端子４同士が短絡して外部短絡を起
こすおそれを考慮する必要がある。ただし、例えば従来
から大型大容量の二次電池に多く用いられていた鉛蓄電
池の場合には、このような外部短絡が発生したとして
も、硫酸の水溶液である電解液が沸騰して蒸発し外部に
放出されることにより発電が停止されるので、それほど
の危険性はない。
【０００５】ところが、リチウムイオン二次電池の場合
には、沸点の比較的高い非水電解液が電池ケース８内に
密閉されているので、単電池１が非常な高温になり、し
かも、電池ケース８内部も高圧となるので、破裂等の危
険が生じる。もっとも、リチウムイオン二次電池では、
このような危険を回避するために、上記電池水冷ジャケ
ット５を設けて各単電池１の冷却を行う他、セパレータ
が高温になるとシャットダウンを起こして非水電解液を
不通にし発電を停止させたり、電池ケース８に安全弁を
設けて内部圧力による破裂を防止するような対策が施さ
れている。
には、沸点の比較的高い非水電解液が電池ケース８内に
密閉されているので、単電池１が非常な高温になり、し
かも、電池ケース８内部も高圧となるので、破裂等の危
険が生じる。もっとも、リチウムイオン二次電池では、
このような危険を回避するために、上記電池水冷ジャケ
ット５を設けて各単電池１の冷却を行う他、セパレータ
が高温になるとシャットダウンを起こして非水電解液を
不通にし発電を停止させたり、電池ケース８に安全弁を
設けて内部圧力による破裂を防止するような対策が施さ
れている。
【０００６】しかしながら、リチウムイオン二次電池
は、正極にアルミニウム製の単電池端子２や組電池端子
４を用いるので、負極の銅製の単電池端子２や組電池端
子４に比べて電気抵抗が高くなる。このため、外部短絡
時のように非常に大きな電流が流れると、この正極の単
電池端子２や組電池端子４での発熱が特に大きくなり、
単電池端子２付近の単電池１内部が極めて高温になる。
また、このような局所的な異常高温が発生すると、セパ
レータも溶融してシャットダウンの機能を果たさなくな
る。このため、従来の特に大型のリチウムイオン二次電
池では、単電池端子２や組電池端子４の発熱対策が十分
でないという問題があった。
は、正極にアルミニウム製の単電池端子２や組電池端子
４を用いるので、負極の銅製の単電池端子２や組電池端
子４に比べて電気抵抗が高くなる。このため、外部短絡
時のように非常に大きな電流が流れると、この正極の単
電池端子２や組電池端子４での発熱が特に大きくなり、
単電池端子２付近の単電池１内部が極めて高温になる。
また、このような局所的な異常高温が発生すると、セパ
レータも溶融してシャットダウンの機能を果たさなくな
る。このため、従来の特に大型のリチウムイオン二次電
池では、単電池端子２や組電池端子４の発熱対策が十分
でないという問題があった。
【０００７】なお、上記問題は、銅製の負極の単電池端
子２や組電池端子４の場合も、程度の差はあれ同様であ
り、また、必ずしも大型に限らず、リチウムイオン二次
電池以外の非水電解質電池についても、同様の問題が発
生し得る。
子２や組電池端子４の場合も、程度の差はあれ同様であ
り、また、必ずしも大型に限らず、リチウムイオン二次
電池以外の非水電解質電池についても、同様の問題が発
生し得る。
【０００８】本発明は、かかる事情に対処するためにな
されたものであり、正負極の端子を水やオイル等で冷却
することにより、外部短絡等が発生した場合にも端子の
発熱による危険を防止することができる非水電解質電池
を提供することを目的としている。
されたものであり、正負極の端子を水やオイル等で冷却
することにより、外部短絡等が発生した場合にも端子の
発熱による危険を防止することができる非水電解質電池
を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の非水電解質電
池は、電池ケースから突出する正負極の端子に、液体の
冷媒を循環させることにより端子を冷却する冷却装置を
取り付けたことを特徴とする。
池は、電池ケースから突出する正負極の端子に、液体の
冷媒を循環させることにより端子を冷却する冷却装置を
取り付けたことを特徴とする。
【００１０】請求項１の発明によれば、液体の冷媒が循
環することにより端子が冷却されるので、外部短絡等に
より大きな電流が端子を流れた場合にも、この端子での
発熱を速やかに放出し電池内の温度上昇を抑制すること
ができるので、非水電解質電池の発熱による危険を防止
することができる。
環することにより端子が冷却されるので、外部短絡等に
より大きな電流が端子を流れた場合にも、この端子での
発熱を速やかに放出し電池内の温度上昇を抑制すること
ができるので、非水電解質電池の発熱による危険を防止
することができる。
【００１１】請求項２の非水電解質電池は、前記冷却装
置が、端子を取り囲むジャケットを電池ケースの外装に
取り付けると共に、このジャケット内に液体の冷媒を循
環させる冷媒循環装置を設けたものであることを特徴と
する。
置が、端子を取り囲むジャケットを電池ケースの外装に
取り付けると共に、このジャケット内に液体の冷媒を循
環させる冷媒循環装置を設けたものであることを特徴と
する。
【００１２】請求項２の発明によれば、端子を取り囲む
ジャケット内を液体の冷媒が循環するので、端子を直接
効果的に冷却することができるようになる。
ジャケット内を液体の冷媒が循環するので、端子を直接
効果的に冷却することができるようになる。
【００１３】請求項３の非水電解質電池は、前記冷却装
置が、端子内に液体の冷媒の流路を形成すると共に、こ
の端子内の流路に冷媒を循環させる冷媒循環装置を設け
たものであることを特徴とする。
置が、端子内に液体の冷媒の流路を形成すると共に、こ
の端子内の流路に冷媒を循環させる冷媒循環装置を設け
たものであることを特徴とする。
【００１４】請求項３の発明によれば、端子内部に形成
された流路内を液体の冷媒が循環するので、端子を内部
から直接効率よく冷却することができるようになる。
された流路内を液体の冷媒が循環するので、端子を内部
から直接効率よく冷却することができるようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１６】図１本発明の一実施形態を示すものであっ
て、図１は大型大容量のリチウムイオン二次電池の組電
池の構成を示す斜視図である。なお、図２〜図３に示し
た従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を
付記する。
て、図１は大型大容量のリチウムイオン二次電池の組電
池の構成を示す斜視図である。なお、図２〜図３に示し
た従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を
付記する。
【００１７】本実施形態のリチウムイオン二次電池は、
図２に示したものと同じ構成の単電池１を１０個上下に
重ねて組電池にしたものについて説明する。各単電池１
は、電池ケース８の手前側の端面から正極の単電池端子
２が２個ずつ突出すると共に、この電池ケース８の向こ
う側の端面からは負極の単電池端子２が２個ずつ突出す
る。正極の単電池端子２は、アルミニウム製の雄ネジで
あり、各単電池１の２個の単電池端子２ごとにＬ字状の
アルミニウム製の接続金具３が取り付けられてナットで
接続固定される。また、負極の単電池端子２は、銅製の
雄ネジであり、図では裏面に隠れるが、各単電池１の２
個の単電池端子２ごとにＬ字状の銅製の接続金具３が取
り付けられてナットで接続固定される。さらに、正極側
の各接続金具３は、１本の長尺な板状をなすアルミニウ
ム製の組電池端子４にかしめ等によって接続固定され、
負極側の各接続金具３は、１本の長尺な板状をなす銅製
の組電池端子４にかしめ等によって接続固定される。こ
れらの組電池端子４は、それぞれ組電池となったリチウ
ムイオン二次電池の上端面に引き出されて、ここで外部
機器に接続されるようになっている。
図２に示したものと同じ構成の単電池１を１０個上下に
重ねて組電池にしたものについて説明する。各単電池１
は、電池ケース８の手前側の端面から正極の単電池端子
２が２個ずつ突出すると共に、この電池ケース８の向こ
う側の端面からは負極の単電池端子２が２個ずつ突出す
る。正極の単電池端子２は、アルミニウム製の雄ネジで
あり、各単電池１の２個の単電池端子２ごとにＬ字状の
アルミニウム製の接続金具３が取り付けられてナットで
接続固定される。また、負極の単電池端子２は、銅製の
雄ネジであり、図では裏面に隠れるが、各単電池１の２
個の単電池端子２ごとにＬ字状の銅製の接続金具３が取
り付けられてナットで接続固定される。さらに、正極側
の各接続金具３は、１本の長尺な板状をなすアルミニウ
ム製の組電池端子４にかしめ等によって接続固定され、
負極側の各接続金具３は、１本の長尺な板状をなす銅製
の組電池端子４にかしめ等によって接続固定される。こ
れらの組電池端子４は、それぞれ組電池となったリチウ
ムイオン二次電池の上端面に引き出されて、ここで外部
機器に接続されるようになっている。
【００１８】上記組電池となったリチウムイオン二次電
池の両側面には、電池水冷ジャケット５が取り付けられ
ている。そして、水冷循環装置６から供給される冷水を
これらの電池水冷ジャケット５に配置されたパイプ５ａ
内に循環させることにより、各単電池１の冷却を行うこ
とになる。水冷循環装置６は、この電池水冷ジャケット
５のパイプ５ａを通って排出された水を冷却し再び送り
出す装置である。
池の両側面には、電池水冷ジャケット５が取り付けられ
ている。そして、水冷循環装置６から供給される冷水を
これらの電池水冷ジャケット５に配置されたパイプ５ａ
内に循環させることにより、各単電池１の冷却を行うこ
とになる。水冷循環装置６は、この電池水冷ジャケット
５のパイプ５ａを通って排出された水を冷却し再び送り
出す装置である。
【００１９】上記組電池となったリチウムイオン二次電
池の前後の面には、各単電池１の単電池端子２と接続金
具３及び組電池端子４を覆う端子水冷ジャケット７がそ
れぞれ取り付けられている。また、この端子水冷ジャケ
ット７は、上端面の組電池端子４も覆うようになってい
るが、外部機器との接続部分は露出させるようになって
いる。これらの端子水冷ジャケット７は、電池水冷ジャ
ケット５と同様に内部にパイプが配管されていて、水冷
循環装置６から供給される冷水をこのパイプ内にも循環
するようになっている。なお、この端子水冷ジャケット
７は、単電池端子２と接続金具３と組電池端子４を覆う
と共に、各単電池１の端面側も密閉することにより、直
接この端子水冷ジャケット７内部に水を通すようにする
こともできる。そして、この場合には、例えば図１の矢
印に示すように、水冷循環装置６の冷水を端子水冷ジャ
ケット７の内部に上部から供給し下部から排水させるよ
うにすればよい。また、このような端子水冷ジャケット
７に代えて、例えば組電池端子４の内部に流路を形成
し、この流路内に冷水を供給するようにしてもよい。さ
らに、各単電池１の単電池端子２の内部に流路を形成
し、この流路内に冷水を供給することもできる。
池の前後の面には、各単電池１の単電池端子２と接続金
具３及び組電池端子４を覆う端子水冷ジャケット７がそ
れぞれ取り付けられている。また、この端子水冷ジャケ
ット７は、上端面の組電池端子４も覆うようになってい
るが、外部機器との接続部分は露出させるようになって
いる。これらの端子水冷ジャケット７は、電池水冷ジャ
ケット５と同様に内部にパイプが配管されていて、水冷
循環装置６から供給される冷水をこのパイプ内にも循環
するようになっている。なお、この端子水冷ジャケット
７は、単電池端子２と接続金具３と組電池端子４を覆う
と共に、各単電池１の端面側も密閉することにより、直
接この端子水冷ジャケット７内部に水を通すようにする
こともできる。そして、この場合には、例えば図１の矢
印に示すように、水冷循環装置６の冷水を端子水冷ジャ
ケット７の内部に上部から供給し下部から排水させるよ
うにすればよい。また、このような端子水冷ジャケット
７に代えて、例えば組電池端子４の内部に流路を形成
し、この流路内に冷水を供給するようにしてもよい。さ
らに、各単電池１の単電池端子２の内部に流路を形成
し、この流路内に冷水を供給することもできる。
【００２０】上記構成のリチウムイオン二次電池によれ
ば、単電池端子２や組電池端子４が水の循環により冷却
されるので、外部短絡等により大きな電流が流れた場合
にも、これらの単電池端子２や組電池端子４での発熱を
速やかに放出し単電池１内部の温度上昇を抑制すること
ができるようになる。特に、銅に比べて電気抵抗の高い
アルミニウム製であるために発熱が大きくなりがちな正
極側の単電池端子２や組電池端子４付近が異常な高温に
なるのを防ぐことができるので、大型大容量であっても
安全なリチウムイオン二次電池を提供することができ
る。
ば、単電池端子２や組電池端子４が水の循環により冷却
されるので、外部短絡等により大きな電流が流れた場合
にも、これらの単電池端子２や組電池端子４での発熱を
速やかに放出し単電池１内部の温度上昇を抑制すること
ができるようになる。特に、銅に比べて電気抵抗の高い
アルミニウム製であるために発熱が大きくなりがちな正
極側の単電池端子２や組電池端子４付近が異常な高温に
なるのを防ぐことができるので、大型大容量であっても
安全なリチウムイオン二次電池を提供することができ
る。
【００２１】なお、上記実施形態では、水冷による水冷
循環装置６を用いる場合について説明したが、オイルや
有機溶媒等の他の液体の冷媒を用いることもできる。特
に、単電池端子２や組電池端子４に直接接触して冷却す
る冷媒については、腐食のおそれが少なく絶縁性に優れ
た電気絶縁油を用いることが好ましい。電気絶縁油とし
ては、鉱油、アルキルベンゼン、ポリプテン、アルキル
ナフタレン、アルキルジフェニルエタン又はシリコーン
油等が用いられる。
循環装置６を用いる場合について説明したが、オイルや
有機溶媒等の他の液体の冷媒を用いることもできる。特
に、単電池端子２や組電池端子４に直接接触して冷却す
る冷媒については、腐食のおそれが少なく絶縁性に優れ
た電気絶縁油を用いることが好ましい。電気絶縁油とし
ては、鉱油、アルキルベンゼン、ポリプテン、アルキル
ナフタレン、アルキルジフェニルエタン又はシリコーン
油等が用いられる。
【００２２】また、上記実施形態では、単電池端子２が
雄ネジ状である場合について説明したが、この単電池端
子２の構造は任意である。さらに、組電池端子４も、そ
の構造は任意であり、接続金具３を用いないようにした
り、単電池端子２と一体化することも可能である。
雄ネジ状である場合について説明したが、この単電池端
子２の構造は任意である。さらに、組電池端子４も、そ
の構造は任意であり、接続金具３を用いないようにした
り、単電池端子２と一体化することも可能である。
【００２３】さらに、上記実施形態では、組電池として
用いるリチウムイオン二次電池について説明したが、単
電池１だけであってもよい。また、上記実施形態では、
リチウムイオン二次電池について説明したが、非水電解
質を用いる他の電池の場合にも同様に実施可能である。
用いるリチウムイオン二次電池について説明したが、単
電池１だけであってもよい。また、上記実施形態では、
リチウムイオン二次電池について説明したが、非水電解
質を用いる他の電池の場合にも同様に実施可能である。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の非水電解質電池によれば、端子が水やオイル等によっ
て冷却されるので、外部短絡等により大きな電流が端子
を流れた場合にも、この端子での発熱による危険を防止
することができる。
の非水電解質電池によれば、端子が水やオイル等によっ
て冷却されるので、外部短絡等により大きな電流が端子
を流れた場合にも、この端子での発熱による危険を防止
することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、大型
大容量のリチウムイオン二次電池の組電池の構成を示す
斜視図である。
大容量のリチウムイオン二次電池の組電池の構成を示す
斜視図である。
【図２】組電池として使用される大型大容量のリチウム
イオン二次電池の単電池の構成を示す斜視図である。
イオン二次電池の単電池の構成を示す斜視図である。
【図３】従来例を示すものであって、大型大容量のリチ
ウムイオン二次電池の組電池の構成を示す斜視図であ
る。
ウムイオン二次電池の組電池の構成を示す斜視図であ
る。
１ 単電池 ２ 単電池端子 ３ 接続金具 ４ 組電池端子 ６ 水冷循環装置 ７ 端子水冷ジャケット ８ 電池ケース
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E322 AA07 AA11 AB11 DA01 DA03 FA01 5H022 AA09 BB06 CC01 EE04 5H029 AJ12 BJ06 BJ22 CJ02 DJ02 DJ05 EJ03 EJ11 5H031 AA09 CC05 HH06 KK06
Claims (3)
- 【請求項１】 電池ケースから突出する正負極の端子
に、液体の冷媒を循環させることにより端子を冷却する
冷却装置を取り付けたことを特徴とする非水電解質電
池。 - 【請求項２】 前記冷却装置が、端子を取り囲むジャケ
ットを電池ケースの外装に取り付けると共に、このジャ
ケット内に液体の冷媒を循環させる冷媒循環装置を設け
たものであることを特徴とする請求項１に記載の非水電
解質電池。 - 【請求項３】 前記冷却装置が、端子内に液体の冷媒の
流路を形成すると共に、この端子内の流路に冷媒を循環
させる冷媒循環装置を設けたものであることを特徴とす
る請求項１に記載の非水電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15784899A JP2000348781A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 非水電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15784899A JP2000348781A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 非水電解質電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000348781A true JP2000348781A (ja) | 2000-12-15 |
Family
ID=15658694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15784899A Pending JP2000348781A (ja) | 1999-06-04 | 1999-06-04 | 非水電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000348781A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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