JP4940490B2 - battery - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池に関し、詳しくは、端子部に放熱部材が固定配置された電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電気自動車、ハイブリッド自動車などの電動車両の開発が活発に行われている。この電動車両の駆動用電源として、性能、信頼性、安全性に優れた二次電池の要望が高まっている。
【0003】
これらの電動車両において、駆動用電源には、高い起電力およびエネルギー量を有していることが求められている。この駆動用電源としては、高い起電力およびエネルギー量を得るために、正極および負極を有し電極反応を生じさせる電池セルの多数を直列あるいは並列に接続したバッテリが用いられている。このバッテリは、通常は、多数の電池セルが一体の容器内にそれぞれが隔離された状態で封入されている。このような構造の電池は、モノブロック型電池とよばれ、数多くの提案がなされている。
【0004】
また、大電流での放電を行うと、正極および負極の電極反応により電池セルが発熱を生じる。この発熱により、電池セルが過熱され、正極および/または負極が熱により損傷し、バッテリの性能が低下するようになる。このため、バッテリには、大電流による発熱に対し、電池の畜熱を防ぐことを目的とした放熱対策が必要となっていた。
【0005】
放熱対策が施された電池としては、たとえば、実開昭61−39860号公報に開示されている。
【0006】
実開昭61−39860号公報には、モノブロック型電池の電池容器の電池セル室を隔てる隔壁部に空気が循環する貫通孔を有する電池が開示されている。この電池においては、隔壁部の貫通孔を循環する空気によって、隔壁部が冷却され、隔壁部に区画された電池セル室に収納された電極体を広い面積で冷却できる。
【0007】
しかしながら、貫通孔の空間および隔壁部が貫通孔を隔てて2層分の厚みが必要となることから、隔壁部のスペースを多く必要とし、結果として電池の実装効率が悪くなってしまうという欠点があった。
【0008】
また、特開平10−144266号公報には、モノブロック型電池の電池容器において、金属製部品を樹脂で被覆した外壁および内壁を有する電池容器を具備する電池が開示されている。
【0009】
この電池容器は、金属製部品よりなる部分によって、熱を周囲に効率的に伝達することは可能であるが、電極体から金属製部品への熱伝導および容器の外壁から外部への熱伝導は樹脂部を介して行われるため十分な放熱性を得るためには樹脂部を非常に薄く形成する必要があり、容器の形成に難点があるという問題を有していた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、搭載性、生産性に優れるとともに電池容器の内部の温度が上昇しにくい電池を提供することを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者らは内部の熱を放熱することができる電池について検討を重ねた結果、電極端子の端子部に放熱部材を配することで上記課題を解決できることを見出した。
【0012】
すなわち、本発明の電池は、少なくとも正極および負極を内部に封入する電池容器と、正極および負極のそれぞれと接合され、かつ電池容器から突出した端子部を有する電極端子と、を有する電池において、電池容器の表面と間隔を隔てた状態であり、かつ端子部間を連結した状態で、端子部に固定配置された放熱部材を有し、放熱部材は、外部回路と電気的に接続される正極端子部と負極端子部とが少なくとも電気的に絶縁されていることを特徴とする。
【0013】
本発明の電池は、電極端子の端子部に放熱部材を固定配置することで、電池内部の熱を電極端子の端子部から放熱部材に伝達し、この放熱部材において放熱が行われる。電池の内部の熱が放熱部材から放熱されることで、過熱による電池性能の低下が抑えられる。この結果、本発明の電池は、高い性能を長寿命で有することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の電池は、少なくとも正極および負極を内部に封入する電池容器と、正極および負極のそれぞれと接合され、かつ電池容器から突出した端子部を有する電極端子と、を有する電池である。本発明の電池は、このような構成を有する電池であれば、どのような電池を用いてもよい。すなわち、一次電池であっても二次電池であってもよく、また、鉛蓄電池や、Ni−Cd電池、Ni−MH電池、リチウム電池など、どのような種類の電池であってもよい。さらに、電池の形状についても、特に限定されるものではなく、筒型電池や、角形電池であってもよい。
【0015】
本発明の電池は、端子部に固定配置された放熱部材を有する。すなわち、電池内部の正極および負極から発生する熱を接合された電極端子の端子部を介して放熱部材に伝達し、この熱を放熱部材で外気などに放熱する。このため、本発明の電池は、電池内部の正極および負極から発生する熱が電池容器内部にとどまらなくなり、正極および負極が熱により損傷することが抑えられる。
【0016】
本発明の電池は、放熱部材が電池容器の表面と間隔を隔てた状態で、端子部に固定配置されたことが好ましい。すなわち、放熱部材が電池容器の表面と間隔を隔てた状態で配置されることで、放熱部材に伝達された熱は、電池容器に伝わることなく放熱される。また、放熱部材と電池容器との間に間隔が設けられることで、電池容器表面から外気への放熱も行われるようになる。
【0017】
放熱部材は、同一方向に突出する複数の端子部に固定配置される部材であることが好ましい。すなわち、放熱部材が、複数の端子部に固定される一体の部材であることは、放熱部材を複数箇所で固定することであり、放熱部材が強固に固定される。また、放熱部材が、複数箇所で固定されるほど大きな表面積を有することを示し、放熱部材の放熱性が向上する。
【0018】
本発明の電池は、正極および負極を有する電池セルを複数有することが好ましい。電池セルを複数有することで、端子部を複数有する電池とすることができる。また、複数の電池セルの端子部同士を、直列または並列に接続することで、電池の性能を向上させることができる。ここで、電池セルは、少なくとも正極と負極とを有し、電極反応により電力を形成できる部材を示す。この電池セルとしては、たとえば、リチウム電池等の電極体をあげることができる。
【0019】
端子部は、少なくとも端面の一部が放熱部材と当接することが好ましい。すなわち、放熱部材を端子部の端面と当接させることで、端子部と放熱部材との接触面積が広くなり、端子部から放熱部材への熱の伝達がより高効率で行われるようになる。ここで、端子部の端面とは、端子部の先端の端面のみを示すものではなく、電池容器から突出した電極端子と熱伝導的に接続された部材の端面を含む。たとえば、電極端子を電池容器に固定するための固定部材等をあげることができる。
【0020】
放熱部材は、外部回路と電気的に接続される正極端子部と負極端子部とが少なくとも電気的に絶縁されていることが好ましい。すなわち、正極端子部と負極端子部が絶縁されることで、放熱部材での短絡を生じさせることなく、電池が接続される外部回路に電力を供給できる。ここで、正極端子部と負極端子部とが少なくとも電気的に絶縁されているとは、本発明の電池が複数の端子部を有するときに、外部回路と電気的に接続される一対の端子部の間で電気的な絶縁状態にあるだけでなく、それ以外の端子部も所望の相手側端子部以外の端子部との間が電気的に絶縁された状態にあることを示す。
【0021】
たとえば、複数の電池セルを有する電池において、それぞれの電池セル同士は、直列あるいは並列に電気的に接続されている。このとき、電池セル同士の接続は、通常はそれぞれの電池セルに設けられた端子部同士を接続することでなされている。このため、本発明の電池においては、放熱部材が複数の端子部に固定配置されたときに、電池セル同士の接続を行う端子部の接続以外の間は、電気的に絶縁性を保持している。
【0022】
放熱部材は、所望の端子部同士を電気的に接続することが好ましい。放熱部材が端子部同士の接続をになうことで、電池セルの電気的な接続に、余計な配線用の部材を必要としなくなり、本発明の電池の組立および組み付けに要するコストや、必要空間を低減させることができる。
【0023】
放熱部材は、放熱板であることが好ましい。放熱部材を放熱板とすることで、放熱部材の表面積を広くすることができ、端子部から伝達した熱の放熱が効率よく行われるようになる。
【0024】
放熱板は、表面から突出した凸部を有することが好ましい。すなわち、放熱板の表面に凸部を有することで、放熱板の表面積を広くすることができ、端子部から伝達した熱の放熱が効率よく行われるようになる。
【0025】
凸部は、端子部の突出する方向と同一方向に突出することが好ましい。この端子部の突出する方向と同一方向とは、凸部の先端部が電池容器から離れる方向である。すなわち、凸部が突出することで、放熱板から放熱された熱が外気に拡散され易くなる。
【0026】
凸部が複数設けられたことが好ましい。凸部を複数有することで放熱板の表面積を広くすることができ、端子部から伝達した熱の放熱が効率よく行われるようになる。
【0027】
凸部は、突条よりなることが好ましい。すなわち、凸部が突条により形成されることで、放熱部材の表面に放熱フィンが形成され、放熱部材の放熱性が向上する。
【0028】
凸部は、突起よりなることが好ましい。すなわち、凸部が突起により形成されることで、放熱部材の表面積が増大し、放熱部材の放熱性が向上する。
【0029】
放熱板は、波状を有することが好ましい。放熱板が波状を有することで放熱板の表面積が増大し、放熱性が向上する。
【0030】
放熱部材は、樹脂よりなることが好ましい。樹脂は、成形性が高いことから所定の形状への形成を容易に行うことができる。また、樹脂自身の軽量性により大きな重量の増加もなく電池の放熱性を高くすることができる。さらに、絶縁性を有するため、配置固定される端子部が短絡することを防止できる。この樹脂としては、どのような樹脂を用いてもよい。たとえば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ナイロン、ABS等の汎用な樹脂を挙げることができる。また、これらの樹脂には、補強剤としてガラス繊維、無機充填材、カーボン繊維などの充填材を添加してもよい。
【0031】
放熱部材は、金属部材を有することが好ましい。金属部材は、樹脂に比べて熱伝導性に優れるため、放熱部材に伝達された熱が金属部材から外部に放熱されるようになる。このため、樹脂部材のみで形成された放熱部材より、金属部材を有する放熱部材は放熱性に優れる。この金属部材の材質としては、たとえば、アルミニウム、銅合金、鉄等の金属を挙げることができる。
【0032】
金属部材は、正極端子部および負極端子部の間の電気絶縁性が保持された状態で放熱部材に配置される。金属部材としては、その材料は特に限定されるものではない。
【0033】
また、金属部材は、配線部材として機能してもよい。すなわち、金属部材が放熱部材の端子部と当接する部分に用いられたときには、この金属部材の電気伝導性を利用して、外部回路との電気的な接続や、隣接する端子部を電気的に導通させることで電極体を直列や並列に接続することができる。
【0034】
さらに、金属部材が配線部材として機能することで、部品点数を削減でき、電池のコストも低下する。
放熱部材は、樹脂と金属部材を組み合わせてなることが好ましい。
【0035】
本発明の電池は、電極端子の端子部に放熱部材を固定配置することで、電池内部の熱を電極端子の端子部から放熱部材に伝達し、この放熱部材において放熱が行われる。このため、電池の内部の過熱が抑えられ、過熱による電池性能の低下が抑えられる。このため、本発明の電池は、高い性能を長寿命で有することができる効果を示す。
【0036】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
【0037】
本発明の実施例として、放熱板を有するリチウム電池を作成した。
【0038】
(実施例1)
実施例1は、角型形状を有する電池容器3と、電池容器3の内部に封入された電極体4と、一端側が電極体4に接合され他端側が電気容器3の上面から突出した端子部13、23を有する一対の電極端子1、2と、電池容器3の表面と間隔を隔てた状態で一対の端子部13、23に固定された放熱板5と、からなる電池である。この電池を容器内部がわかる断面斜視図で図1に示した。
【0039】
電池容器3は、内部に電極体4が封入される電池セル室を区画し、電池セル室および外周形状が直方体状に形成された樹脂製ケースである。また、電池容器3は、電極端子1、2に対応する位置に、電極端子1、2が貫通する貫通孔が形成されている。
【0040】
電極体4は、正極箔41および負極箔42がセパレータ43を介して扁平巻回形状に形成された電極体である。正極箔41は、帯状のアルミニウム箔413の両面に正極活物質層412が形成された箔である。負極箔42は、帯状の銅箔423の両面に負極活物質層422が形成された箔よりなる。セパレータ43は、正極箔41および負極箔42の電極活物質層412、422が形成された部分より広く形成されたポリエチレンあるいはポリプロピレン製の多孔質シートである。また、正極箔41および負極箔42は、幅方向の一方の端部側に活物質層が形成されていない辺縁部を有している。電極体4は、巻回軸の軸長方向の互いに対向する方向に突出した辺縁部より形成された突出端部411、421を有する。
【0041】
一対の電極端子1、2は、金属製の導電体よりなり、一端側に突出端部411、421と接合される軸部11、21と、他端側に外部回路と電気的に接続される端子部13、23と、電池容器3の上面の壁面部に固定するための容器固定部12、22と、を有する部材である。容器固定部12、22は、電極端子1、2の径方向外方に広がるフランジ部121、221と、ナット部122、222とからなり、電極端子1、2が電池容器3の上面の壁面部を貫通した状態で電池容器3の壁面部をフランジ部121、221とナット部122、222とで挟むことで電極端子1、2が電池容器3に固定される。また、電極端子1、2は、容器固定部12、22のナット部122、222による固定をするために、フランジ部121、221から他端側の先端部にかけてねじ部131、231が形成されている。
【0042】
電極端子1、2は、軸部11、21が電極体4の突出端部411、421の外周面と接合される。また、電極端子1、2は、電極体4の巻回軸の両端側に形成された突出端部411、421のそれぞれに、互いに同一方向に他端側が突出した状態で接合される。この電極端子1、2が接合された電極体4を図2に示した。
【0043】
電極端子1、2は、絶縁体よりなるガスケット6を介した状態で、フランジ部121、221とナット部122、222により電池容器3に固定される。
【0044】
放熱板5は、電極端子1、2の端子部13、23に対応する位置に端子部13、23が貫通できる貫通孔が形成されている板状の部材よりなり、電極端子1、2を電池容器3に固定するナット部122、222の端面に当接した状態で、ナット7、7により端子部13、23に固定された。なお、このナット7、7は、ナット部122、222と同様にねじ部131、231を用いてねじ止めした。放熱板5は、ポリエチレンにより形成された。
【0045】
本実施例の電池は、電極体が発熱すると、電極体を構成する正極箔および負極箔に接合された電極端子の軸部に電極体の熱が伝達される。すなわち、正極箔、負極箔および電極端子は、良電気伝導性を有する金属であり、熱伝導性にも優れているためである。この電極端子の軸部に伝達された熱は、電極端子に拡散し、端子部に接合された放熱板に伝達される。放熱板に熱が伝えられると、放熱板から外気に放熱される。このため、本実施例の電池は、高い放熱性を有する。また、本実施例の電池は、放熱板が樹脂により形成されているため、放熱板が絶縁性を有している。このため、放熱板による短絡が生じない。
【0046】
(実施例2)
実施例2は、実施例1の電池の6個を、端子部13、23が同一方向に突出し、かつ正極の端子部13と負極の端子部23が交互に並んだ状態にあるとともに隣接する電池の側壁面を密着させた構造を有する電池である。ここで、実施例2の電池の固定は、最も外側に位置する電池の側壁面部を押圧する一対の押圧部材と、この一対の押圧部材を締結する締結部材と、を用いて、並べられた状態にある電池を押圧することでなされた。このとき、各電池の端子部13、23は、隣接する電池の端子部であり、かつ所定の相手側の端子部と接続されることで、各電池が電気的に直列に接続された。各電池の接続は、銅合金性の板状の配線部材を端子部13、23にはめ込んだ状態でねじ止めすることで行われた。この実施例2の電池を図3に示した。また、実施例2の電池は、各電池の端子部に一枚の放熱板5が固定されている。
【0047】
実施例2の電池においても、実施例1の電池と同様に電池容器内部の熱は、電極端子を介して放熱板に伝達され、放熱板において放熱される。このことから、実施例2の電池においても、電極体の過熱による電池の性能の低下が抑えられている。
【0048】
さらに、実施例2の電池は、それぞれの電池の過熱が抑えられるため、電池としての能力が損なわれることなく発揮される。すなわち、従来のモノブロック型の電池においては、内部側に配置された電極体は、容器からの放熱が難しく、過熱により性能が低下しやすくなっていた。これに対し、実施例2の電池は、内部側に配置された電極体も十分に冷却されるため、電池性能の低下が抑えられ、電池としての能力を示すことができる。
【0049】
(実施例3)
実施例3は、複数の電極体が内部に封入されるモノブロック型の構造を有するとともに、端子部に放熱板5を有する電池である。実施例3の電池を図4に示した。
【0050】
実施例3の電池は、実施例2の電池の各電池容器が一体に形成された構造の電池容器31を用いた以外は、実施例2と同様な電池である。すなわち、電極体4、電極端子1、2および放熱板5は実施例2に用いられた部材が用いられた。また、電池容器31は、電極体4が封入される電池セル室を内部に有する角型形状の電池容器である。
【0051】
また、実施例3の電池は、実施例2と同様に各電極体が直列に接続されている。このため、端子部13、23の正極と負極の配置は実施例2と同様に、交互に並ぶように配置されている。また、端子部13、23同士の接続も実施例2と同様に行われた。
【0052】
実施例3の電池においても、実施例2の電池と同様に放熱板による放熱が行われるため、電極体の性能の低下が抑えられ、電池としての性能を示すことができる。
【0053】
(実施例4)
実施例4は、表面に端子部13、23の突出する方向と同一の方向であり、かつ表面から垂直な方向に突出した複数の突起51を有する放熱板52を用いた以外は、実施例2の電池と同様の電池である。実施例4の電池を図5に示した。
【0054】
実施例4の電池は、放熱板5の表面に突起51を有することで放熱板5の放熱性が向上している。この結果、電極体の熱を放熱板を介して外部に高い効率で放熱することができる。
【0055】
(実施例5)
実施例5は、一対の端子部13、23との当接部の間の部分が波板状に曲成されている放熱板53を用いた以外は実施例2と同様な電池である。なお、放熱板の波板は、波の頂点部が電池容器3と接触しないように形成されている。実施例5の電池を図6に示した。
【0056】
実施例5の電池においても、放熱板を波板状とすることで放熱板の表面積が増大し、放熱板から外部への放熱が高い効率で行われる。このため、電池内部の電極体が冷却され、電池の性能の低下が抑えられる。
【0057】
(実施例6)
実施例6は、端子部13、23との当接部を樹脂で形成し、その他の部分を金属板で形成した放熱板54を用いた以外は実施例2と同様の電池である。実施例6の電池を図7に示した。
【0058】
実施例6の電池に用いられた放熱板54は、詳しくは、端子部13、23と当接する部分である周縁部541が樹脂により形成され、樹脂部分の間の部分542に金属板が配置された構造を有している。なお、樹脂は実施例1と同様にポリエチレンが、金属板は銅合金が用いられた。この放熱板54は、樹脂部分により端子部13、23の絶縁性が付与されるとともに、金属板が高い放熱性を発揮する。
【0059】
実施例6の電池は、他の実施例と同様に電極体の熱が電極板から放熱される。また、本実施例の電池の電極板は、金属板を有することから高い放熱性を示す。すなわち、金属は樹脂より熱伝導性に優れることから、端子部から樹脂部分に伝達された熱は、より熱伝導性に優れる金属板に伝達される。そして、この金属板から外気に放熱されることとなる。
【0060】
(実施例7)
実施例7は、端子部13、23との当接部が金属により形成された樹脂製放熱板55を用いた以外は実施例2と同様な電池である。実施例7の電池を図8に示した。
【0061】
実施例7の電池に用いられた放熱板55は、端子部13、23と当接する部分が金属板552により形成され、それ以外の部分551が樹脂により形成されている。この金属板552は、樹脂部分551によりそれぞれが電気的な絶縁状態にある。なお、金属板552および樹脂部分551は実施例6と同様な材質が用いられた。
【0062】
実施例7の電池は、電極体の熱は端子部からすぐに、当接部の金属板に伝達される。このため、電極体は過熱しなくなっている。金属板に伝達した熱は、樹脂部に伝達されるとともに、樹脂部および金属板自身から外気へ放熱される。
【0063】
(実施例8)
実施例8は、端子部を接続する接続部材562が一体に形成された放熱板56を用いた以外は実施例2と同様の電池である。実施例8の電池を図9に示した。
【0064】
実施例8の電池の放熱板56は、内部に封入された電極体4に接合された電極端子1、2の端子部13、23のうち、直列に接続されるときに対応する端子部13、23同士を接続する金属板よりなる接続部材562が形成され、それ以外の部分561が樹脂により形成されている。この接続部材562は、樹脂部分561によりそれぞれが電気的な絶縁状態にある。なお、接続部材562および樹脂部分561は実施例6と同様な材質が用いられた。
【0065】
実施例8の電池は、実施例1〜7と同様に、端子部に放熱板が配置されているため、電池内部の過熱が抑えられている。さらに、電極体を直列に接続するための接続部材が放熱板に一体に形成されているため、端子部の接続に接続部材が必要でなくなり、電池に要する部品点数が減少し、コストを低下することができる。
【0066】
【発明の効果】
本発明の電池は、電極端子の端子部に放熱部材を固定配置することで、電池内部の熱を電極端子の端子部から放熱部材に伝達し、この放熱部材において外部へと放熱が行われる。このため、電池の内部の過熱が抑えられ、過熱による電池性能の低下が抑えられる。このため、本発明の電池は、高い性能を長寿命で有することができる効果を示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例1の電池の断面斜視図である。
【図2】 実施例1の電池の電極体および電極端子の構成を示した図である。
【図3】 実施例2の電池の斜視図である。
【図4】 実施例3の電池の斜視図である。
【図5】 実施例4の電池の斜視図である。
【図6】 実施例5の電池の斜視図である。
【図7】 実施例6の電池の斜視図である。
【図8】 実施例7の電池の斜視図である。
【図9】 実施例8の電池の斜視図である。
【符号の説明】
1…正極端子 2…負極端子 3…電池容器
4…電極体 5…放熱板 6…ガスケット
7…ナット[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery, and more particularly to a battery in which a heat radiating member is fixedly disposed at a terminal portion.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electric vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles have been actively developed. As a power source for driving this electric vehicle, there is an increasing demand for a secondary battery excellent in performance, reliability, and safety.
[0003]
In these electric vehicles, the driving power source is required to have a high electromotive force and energy amount. In order to obtain a high electromotive force and energy amount, a battery in which a large number of battery cells that have a positive electrode and a negative electrode and cause an electrode reaction are connected in series or in parallel is used as the driving power source. This battery is normally enclosed in a state where a large number of battery cells are isolated from each other in an integral container. A battery having such a structure is called a monoblock battery, and many proposals have been made.
[0004]
Further, when discharging with a large current, the battery cell generates heat due to the electrode reaction of the positive electrode and the negative electrode. Due to this heat generation, the battery cell is overheated, the positive electrode and / or the negative electrode are damaged by heat, and the performance of the battery is lowered. For this reason, the battery has required heat dissipation measures for the purpose of preventing the livestock heat of the battery against heat generated by a large current.
[0005]
An example of a battery with a heat dissipation measure is disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 61-39860.
[0006]
Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-39860 discloses a battery having a through-hole through which air circulates in a partition wall separating battery cell chambers of a battery container of a monoblock battery. In this battery, the partition wall is cooled by the air circulating through the through hole of the partition wall, and the electrode body housed in the battery cell chamber partitioned by the partition wall can be cooled in a wide area.
[0007]
However, since the space of the through-hole and the partition wall portion need to have a thickness of two layers across the through-hole, there is a disadvantage that a large space for the partition wall portion is required, resulting in poor battery mounting efficiency. there were.
[0008]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-144266 discloses a battery including a battery container having an outer wall and an inner wall in which metal parts are coated with a resin, in a battery container of a monoblock battery.
[0009]
This battery container can efficiently transfer heat to the surroundings by the parts made of metal parts, but heat conduction from the electrode body to the metal parts and heat conduction from the outer wall of the container to the outside Since it is performed through the resin part, in order to obtain sufficient heat dissipation, it is necessary to form the resin part very thin, and there is a problem that there is a difficulty in forming the container.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
This invention is made | formed in view of the said actual condition, and makes it a subject to provide the battery which is not easy to raise the temperature inside a battery container while being excellent in mounting property and productivity.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have studied a battery that can dissipate internal heat, and as a result, have found that the above-described problems can be solved by arranging a heat-dissipating member in the terminal portion of the electrode terminal. .
[0012]
That is, the battery of the present invention is a battery having at least a positive electrode and a negative electrode inside, and an electrode terminal having a terminal portion joined to each of the positive electrode and the negative electrode and protruding from the battery container. a state between the surface and spacing of the containers, and in the connected state between the terminal portion, have a fixedly positioned radiating member in the terminal portion, the heat radiating member, an external circuit electrically connected to the positive terminal parts and the negative terminal portion is characterized that you have at least electrically insulated.
[0013]
In the battery of the present invention, the heat dissipating member is fixedly disposed at the terminal portion of the electrode terminal, whereby the heat inside the battery is transmitted from the terminal portion of the electrode terminal to the heat dissipating member, and the heat dissipating is performed in this heat dissipating member. The heat inside the battery is dissipated from the heat radiating member, so that a decrease in battery performance due to overheating is suppressed. As a result, the battery of the present invention can have high performance and long life.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The battery of the present invention is a battery having a battery container that encloses at least a positive electrode and a negative electrode, and an electrode terminal that is joined to each of the positive electrode and the negative electrode and has a terminal portion protruding from the battery container. As long as the battery of the present invention has such a configuration, any battery may be used. That is, it may be a primary battery or a secondary battery, and may be any type of battery such as a lead storage battery, a Ni-Cd battery, a Ni-MH battery, or a lithium battery. Further, the shape of the battery is not particularly limited, and may be a cylindrical battery or a rectangular battery.
[0015]
The battery of the present invention has a heat dissipation member fixedly disposed on the terminal portion. That is, heat generated from the positive electrode and the negative electrode inside the battery is transmitted to the heat radiating member via the terminal portions of the joined electrode terminals, and this heat is radiated to the outside air by the heat radiating member. For this reason, in the battery of the present invention, heat generated from the positive electrode and the negative electrode inside the battery does not stay inside the battery container, and the positive electrode and the negative electrode are prevented from being damaged by heat.
[0016]
In the battery of the present invention, it is preferable that the heat dissipating member is fixedly disposed on the terminal portion in a state where the heat radiating member is spaced from the surface of the battery container. That is, the heat transmitted to the heat dissipation member is dissipated without being transmitted to the battery container by disposing the heat dissipation member at a distance from the surface of the battery container. In addition, by providing a gap between the heat dissipation member and the battery container, heat is radiated from the battery container surface to the outside air.
[0017]
The heat dissipating member is preferably a member fixedly arranged on a plurality of terminal portions protruding in the same direction. That is, the fact that the heat dissipation member is an integral member fixed to the plurality of terminal portions means that the heat dissipation member is fixed at a plurality of locations, and the heat dissipation member is firmly fixed. Moreover, it shows that it has a large surface area so that a heat radiating member is fixed in several places, and the heat dissipation of a heat radiating member improves.
[0018]
The battery of the present invention preferably has a plurality of battery cells each having a positive electrode and a negative electrode. By having a plurality of battery cells, a battery having a plurality of terminal portions can be obtained. Moreover, the battery performance can be improved by connecting the terminal parts of a plurality of battery cells in series or in parallel. Here, the battery cell indicates a member that has at least a positive electrode and a negative electrode and can form electric power by an electrode reaction. Examples of the battery cell include an electrode body such as a lithium battery.
[0019]
It is preferable that at least a part of the end surface of the terminal portion is in contact with the heat radiating member. That is, by bringing the heat radiating member into contact with the end surface of the terminal portion, the contact area between the terminal portion and the heat radiating member is widened, and heat is transferred from the terminal portion to the heat radiating member with higher efficiency. Here, the end surface of the terminal portion does not indicate only the end surface of the tip of the terminal portion, but includes an end surface of a member thermally conductively connected to the electrode terminal protruding from the battery container. For example, a fixing member or the like for fixing the electrode terminal to the battery container can be used.
[0020]
In the heat dissipation member, it is preferable that a positive electrode terminal portion and a negative electrode terminal portion that are electrically connected to an external circuit are at least electrically insulated. That is, since the positive electrode terminal portion and the negative electrode terminal portion are insulated, electric power can be supplied to an external circuit to which the battery is connected without causing a short circuit in the heat dissipation member. Here, the positive terminal portion and the negative terminal portion are at least electrically insulated from each other when the battery of the present invention has a plurality of terminal portions, a pair of terminal portions that are electrically connected to an external circuit. In addition to the electrical insulation state, the other terminal portions are also electrically insulated from the terminal portions other than the desired counterpart terminal portion.
[0021]
For example, in a battery having a plurality of battery cells, the battery cells are electrically connected in series or in parallel. At this time, the battery cells are usually connected by connecting terminal portions provided in the respective battery cells. For this reason, in the battery of the present invention, when the heat dissipating member is fixedly disposed on the plurality of terminal portions, the insulation between the cells other than the connection of the terminal portions for connecting the battery cells is maintained electrically. Yes.
[0022]
The heat dissipating member preferably electrically connects desired terminal portions to each other. By connecting the heat dissipation members between the terminal portions, no extra wiring member is required for the electrical connection of the battery cells, and the cost and necessary space required for the assembly and assembly of the battery of the present invention are eliminated. Can be reduced.
[0023]
The heat radiating member is preferably a heat radiating plate. By using the heat radiating member as the heat radiating plate, the surface area of the heat radiating member can be increased, and the heat transmitted from the terminal portion can be efficiently radiated.
[0024]
It is preferable that a heat sink has a convex part protruded from the surface. That is, by providing a convex portion on the surface of the heat radiating plate, the surface area of the heat radiating plate can be increased, and the heat transmitted from the terminal portion can be efficiently radiated.
[0025]
It is preferable that the convex portion protrudes in the same direction as the direction in which the terminal portion protrudes. The same direction as the protruding direction of the terminal portion is a direction in which the tip end portion of the convex portion is separated from the battery container. In other words, the protrusion protrudes, so that the heat radiated from the heat radiating plate is easily diffused to the outside air.
[0026]
It is preferable that a plurality of convex portions are provided. By having a plurality of convex portions, the surface area of the heat radiating plate can be increased, and the heat transferred from the terminal portion can be efficiently dissipated.
[0027]
It is preferable that a convex part consists of a protrusion. That is, by forming the convex portion with the protrusions, the heat radiating fins are formed on the surface of the heat radiating member, and the heat radiating property of the heat radiating member is improved.
[0028]
The convex portion is preferably made of a protrusion. That is, by forming the convex portion with the protrusion, the surface area of the heat radiating member is increased, and the heat radiating property of the heat radiating member is improved.
[0029]
It is preferable that the heat sink has a wave shape. When the heat sink has a wave shape, the surface area of the heat sink increases and the heat dissipation improves.
[0030]
The heat dissipation member is preferably made of resin. Since the resin has high moldability, it can be easily formed into a predetermined shape. Also, the heat dissipation of the battery can be increased without a significant increase in weight due to the light weight of the resin itself. Furthermore, since it has insulation, it can prevent that the terminal part arrange | positioned and fixed short-circuits. Any resin may be used as this resin. For example, general-purpose resins such as polyethylene, polyvinyl chloride, nylon, and ABS can be used. Moreover, you may add fillers, such as glass fiber, an inorganic filler, and a carbon fiber, to these resins as a reinforcing agent.
[0031]
It is preferable that the heat radiating member has a metal member. Since the metal member has better thermal conductivity than the resin, the heat transmitted to the heat radiating member is radiated from the metal member to the outside. For this reason, the heat radiating member which has a metal member is more excellent in heat dissipation than the heat radiating member formed only with the resin member. Examples of the material of the metal member include metals such as aluminum, copper alloy, and iron.
[0032]
A metal member is arrange | positioned at a heat radiating member in the state by which the electrical insulation between the positive electrode terminal part and the negative electrode terminal part was hold | maintained. The material of the metal member is not particularly limited.
[0033]
Further, the metal member may function as a wiring member. That is, when the metal member is used in a portion where the metal member is in contact with the terminal portion of the heat radiating member, the electrical connection of the metal member is used to electrically connect the external terminal or the adjacent terminal portion. By conducting, the electrode bodies can be connected in series or in parallel.
[0034]
Furthermore, since the metal member functions as a wiring member, the number of parts can be reduced and the cost of the battery is also reduced.
The heat radiating member is preferably a combination of a resin and a metal member.
[0035]
In the battery of the present invention, the heat dissipating member is fixedly disposed at the terminal portion of the electrode terminal, whereby the heat inside the battery is transmitted from the terminal portion of the electrode terminal to the heat dissipating member, and the heat dissipating is performed in this heat dissipating member. For this reason, overheating inside the battery is suppressed, and deterioration of battery performance due to overheating is suppressed. For this reason, the battery of this invention shows the effect which can have high performance with a long lifetime.
[0036]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described using examples.
[0037]
As an example of the present invention, a lithium battery having a heat sink was prepared.
[0038]
Example 1
Example 1 is a
[0039]
The
[0040]
The electrode body 4 is an electrode body in which a
[0041]
The pair of
[0042]
In the
[0043]
The
[0044]
The
[0045]
In the battery of this example, when the electrode body generates heat, the heat of the electrode body is transmitted to the shaft portion of the electrode terminal joined to the positive electrode foil and the negative electrode foil constituting the electrode body. That is, the positive foil, the negative foil, and the electrode terminal are metals having good electrical conductivity and excellent thermal conductivity. The heat transmitted to the shaft portion of the electrode terminal diffuses to the electrode terminal and is transmitted to the heat radiating plate joined to the terminal portion. When heat is transmitted to the heat radiating plate, it is radiated from the heat radiating plate to the outside air. For this reason, the battery of a present Example has high heat dissipation. In the battery of this example, since the heat sink is made of resin, the heat sink has an insulating property. For this reason, the short circuit by a heat sink does not arise.
[0046]
(Example 2)
Example 2 is a battery in which six of the batteries of Example 1 are adjacent to each other with
[0047]
Also in the battery of Example 2, as in the battery of Example 1, the heat inside the battery container is transmitted to the heat radiating plate through the electrode terminals, and is radiated from the heat radiating plate. From this, also in the battery of Example 2, a decrease in battery performance due to overheating of the electrode body is suppressed.
[0048]
Furthermore, since the battery of Example 2 can suppress overheating of each battery, the battery performance is exhibited without loss. That is, in the conventional monoblock type battery, the electrode body arranged on the inner side is difficult to dissipate heat from the container, and the performance is likely to deteriorate due to overheating. In contrast, in the battery of Example 2, the electrode body disposed on the inner side is also sufficiently cooled, so that a decrease in battery performance can be suppressed and the battery performance can be shown.
[0049]
(Example 3)
Example 3 is a battery having a monoblock structure in which a plurality of electrode bodies are enclosed, and having a
[0050]
The battery of Example 3 is the same as that of Example 2 except that the
[0051]
In the battery of Example 3, each electrode body is connected in series as in Example 2. For this reason, the arrangement of the positive and negative electrodes of the
[0052]
Also in the battery of Example 3, since the heat radiation by the heat radiating plate is performed in the same manner as the battery of Example 2, the deterioration of the performance of the electrode body can be suppressed, and the performance as a battery can be shown.
[0053]
Example 4
Example 4 is the same as Example 2 except that a
[0054]
In the battery of Example 4, the heat dissipation of the
[0055]
(Example 5)
Example 5 is a battery similar to Example 2 except that a
[0056]
Also in the battery of Example 5, the surface area of the heat radiating plate is increased by making the heat radiating plate corrugated, and heat radiation from the heat radiating plate to the outside is performed with high efficiency. For this reason, the electrode body inside a battery is cooled, and the fall of the performance of a battery is suppressed.
[0057]
(Example 6)
The battery of Example 6 is the same as that of Example 2 except that a
[0058]
In detail, the
[0059]
In the battery of Example 6, the heat of the electrode body is radiated from the electrode plate as in the other examples. Moreover, since the electrode plate of the battery of a present Example has a metal plate, it shows high heat dissipation. That is, since the metal is more excellent in thermal conductivity than the resin, the heat transferred from the terminal portion to the resin portion is transferred to the metal plate that is more excellent in thermal conductivity. Then, heat is radiated from the metal plate to the outside air.
[0060]
(Example 7)
The battery of Example 7 is the same as that of Example 2 except that the resin
[0061]
As for the
[0062]
In the battery of Example 7, the heat of the electrode body is immediately transmitted from the terminal part to the metal plate of the contact part. For this reason, the electrode body does not overheat. The heat transmitted to the metal plate is transmitted to the resin portion and is radiated from the resin portion and the metal plate itself to the outside air.
[0063]
(Example 8)
The battery of Example 8 is the same as that of Example 2 except that the
[0064]
The
[0065]
In the battery of Example 8, as in Examples 1 to 7, the heat sink is arranged at the terminal portion, so that overheating inside the battery is suppressed. Furthermore, since the connection member for connecting the electrode bodies in series is formed integrally with the heat radiating plate, the connection member is not necessary for connecting the terminal portion, the number of parts required for the battery is reduced, and the cost is reduced. be able to.
[0066]
【Effect of the invention】
In the battery of the present invention, the heat dissipating member is fixedly disposed on the terminal portion of the electrode terminal, whereby the heat inside the battery is transmitted from the terminal portion of the electrode terminal to the heat dissipating member, and heat is radiated to the outside in this heat dissipating member. For this reason, overheating inside the battery is suppressed, and deterioration of battery performance due to overheating is suppressed. For this reason, the battery of this invention shows the effect which can have high performance with a long lifetime.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional perspective view of a battery of Example 1. FIG.
2 is a diagram showing the configuration of the electrode body and electrode terminals of the battery of Example 1. FIG.
3 is a perspective view of a battery according to Example 2. FIG.
4 is a perspective view of a battery according to Example 3. FIG.
5 is a perspective view of a battery according to Example 4. FIG.
6 is a perspective view of a battery according to Example 5. FIG.
7 is a perspective view of a battery according to Example 6. FIG.
8 is a perspective view of a battery according to Example 7. FIG.
9 is a perspective view of a battery of Example 8. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
該電池容器の表面と間隔を隔てた状態であり、かつ該端子部間を連結した状態で、該端子部に固定配置された放熱部材を有し、
前記放熱部材は、外部回路と電気的に接続される正極端子部と負極端子部とが少なくとも電気的に絶縁されていることを特徴とする電池。In a battery having a battery container that encloses at least a positive electrode and a negative electrode inside, and an electrode terminal having a terminal portion that is joined to each of the positive electrode and the negative electrode and protrudes from the battery container,
A state between the surface and spacing of the battery container, and in the connected state between the terminal portion, it has a heat radiating member that is fixedly disposed on the terminal portion,
The heat dissipation member has a battery and a positive electrode terminal part and the negative terminal portion which is electrically connected to an external circuit is characterized that you have at least electrically insulated.
該電池容器の表面と間隔を隔てた状態であり、かつ該端子部間を連結した状態で、該端子部に固定配置された放熱部材を有し、In a state of being spaced apart from the surface of the battery container, and in a state where the terminal portions are connected, a heat dissipating member fixedly disposed on the terminal portions,
前記放熱部材は、樹脂よりなることを特徴とする電池。The battery, wherein the heat dissipation member is made of resin.
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