專利名稱：電池組件及攜帶式電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高安裝在攜帶式電子設(shè)備上并使用的電池組件的安全性的 技術(shù)，更具體地講，涉及提高針對電池組件內(nèi)的急劇溫度上升的安全性的技術(shù)。
技術(shù)背景筆記本型計算機(以下稱為筆記本PC)和移動電話等攜帶式電子設(shè)備近年來隨著功能逐漸提高消耗電力也逐漸增大。因此，存在攜帶式電子設(shè)備中所 使用的二次電池的單元容量或能量密度也進一步增大的傾向。攜帶式電子設(shè)備量，較多采用對多個電池單元組合串聯(lián)連接及并聯(lián)連接并容納在一個殼體內(nèi)的 電池組件的形式。作為電池單元，雖然以往采用了使用鎳-鎘(Ni - Cd)電池或鎳氫(NiMH) 電池等的水溶性電解液的二次電池，但近年來多采用質(zhì)(量)能密度(Wh/kg) 及體積能量密度(Wh/1)優(yōu)良的鋰離子(Li-Ion)電池。鋰離子電池中，正 極使用鈷酸鋰，負極使用碳材料，電解液使用在可燃性有機溶液中溶解鋰鹽的 有機電解液。使用有機電解液是因為鋰具有易于與水反應(yīng)的特性。因此，形成 鋰離子電池的單元的外裝罐為密閉構(gòu)造。在使用水溶性電解液的二次電池中，即使在充電末期電池電壓和溫度上升 電解液分解而產(chǎn)生氧氣，也會通過氧循環(huán)和催化劑塞而回到原來的液態(tài)。但是， 由于鋰離子電池的電解液一旦分解則不會復(fù)原，所以如果充電電壓和充電電流 上升到預(yù)定值以上或者在異常狀態(tài)下使用導(dǎo)致溫度上升，則電解液分解而產(chǎn)生 氣體并使內(nèi)部壓力上升。為此，在鋰離子電池的單元的外裝罐上，為防止破裂 而設(shè)有氣體放出閥。作為電池組件的形式，雖然有在硬塑料盒中容納電池單元的硬組件和用熱收縮管包裝電池單元的軟組件，但在容納多個單元的情況下釆用梯:作容易的硬 組件。在容納多個鋰離子電池單元的硬組件中，通常設(shè)有監(jiān)視充電電流、充電電壓及單元的溫度等并斷開電路的保護電路。在近年來的電池組件中，為了實 現(xiàn)此類保護電路或正確地測量剩余容量，而在電池組件中采用內(nèi)裝有控制器和 各種傳感器，并對自身充放電的狀態(tài)測量及管理且對電子設(shè)備的系統(tǒng)進行通知 的所謂智能電池系統(tǒng)。搭載在筆記本PC上的電池組件其殼體構(gòu)成筆記本PC主體的框體的一部分的情況居多。再有，為增大電池單元的容納空間，還采用了殼體的一部分從筆記本PC的框體突出形狀的所謂擴張式電池組件。使用者在公司使用筆記本 PC的場合， 一般不裝在袋子和包中并在會議室和辦公室之間搬運，存在筆記 本PC掉在地上的可能性。此時，電池組件受到筆記本PC的重量所施加的較強沖擊，存在電池單元的內(nèi)部電路會短路或破損，單元的溫度急劇上升進而高 溫的可燃性氣體從氣體》文出閥向電池組件的室內(nèi)排放的情況。在電池單元暴露于高溫可燃性氣體中預(yù)定時間以上時，則內(nèi)部溫度上升且 從氣體放出閥吹出可燃性氣體。吹出來的高溫可燃性氣體存在在電池組件內(nèi)部 的電路中著火或因高溫而自然著火的可能性。由于電池組件中密集容納多個電 池單元，所以由于高溫的可燃性氣體加熱其它電池單元且從已加熱的電池單元 進一步放出可燃性氣體，因而殼體內(nèi)成為非常高的溫度且還潛在將電池組件中 容納的電池單元整體延燒的危險性。而且，電池單元越處于接近充滿電的狀態(tài) 則放出的氣體的熱量越大，延燒的危險性越高。專利文獻l (日本特開2000-21370號公報)公開了在用外框密閉電池單 元的防爆構(gòu)造的電池組件中，即使內(nèi)壓上升也不會破裂且即使電池的電解液泄 漏也可防止從外框向外部流出的技術(shù)。該電池組件用以內(nèi)部壓力剝離的防水密 封件和流出來的電解液在其達到預(yù)定量便對其進行攔截的放氣管來抑制電解 液的泄漏。專利文獻2 (日本特開平8 - 293327號公報)公開了容納多個鋰離 子電池的電池組件。電池組件的框體通過在以聚石友酸酯為基質(zhì)的樹脂中添加不 可燃的氧化鈦而形成，且設(shè)有安全孔。安全孔起到使從單元漏出的電解液的蒸 發(fā)氣體散逸到框體外的作用。專利文獻3 (日本特開2000 - 67840號公報)公開了涉及用于防止電池的 起火和爆炸的安全通氣口的技術(shù)。安全通氣口用在電力用取出端子周圍的環(huán)狀 間隙和在該間隙中填充的熱熔解性組成物構(gòu)成。作為熱熔解性組成物，公開了從熔點為100。C 150。C的錫、鉍、鉛、鎘及銦選擇的金屬的共晶合金。專利 文獻4(日本特開平7- 169452號公報)中公開了具備不會因在搬運時施加的 來自外部的沖擊而進行誤操作且即使在內(nèi)部壓力上升時較低壓力下也可精度 良好地工作的防爆安全裝置的電池單元的防爆容器。雖然在上述智能電池系統(tǒng)中，在電池組件中采用了各種保護電路，但在反 復(fù)進行過充電和過放電而使單元劣化或因掉下等而受到來自外部的物理沖擊 且電池單元發(fā)熱時，依然存在單元的內(nèi)部壓力急劇上升高溫的可燃性氣體從氣 體放出閥向電池組件的室內(nèi)排放的可能性?？扇夹詺怏w以在電池組件中設(shè)置的 半導(dǎo)體裝置和開關(guān)為著火源而起火，或由于電池組件內(nèi)持續(xù)高溫狀態(tài)而自然起 火。而且，由于存在延燒到其它電池單元而使著火規(guī)模擴大的可能性，所以必 須快速地將排放到電池組件內(nèi)部的可燃性氣體排出。如專利文獻3、 4所示，此前僅考慮了在電池單元的外裝罐形成防爆塞或 安全閥之類的放氣構(gòu)造。此外，如專利文獻2所示，作為電池組件的殼體材料， 此前使用廉價且輕型的難燃性合成樹脂。但是，在近年來的容納多個能量密度 提高的電池單元的電池組件中，設(shè)想到一方面從一個電池單元放出的氣體的熱 能變大，而另一方面若發(fā)生延燒則此前的難燃性合成樹脂中瞬間被熔解且發(fā)展 至電池單元的內(nèi)裝物飛散到電池組件外的情況。因此，考慮用金屬等牢固的殼體制作電池組件以便即使外裝罐破裂電池單 元的內(nèi)裝物也不會飛散到電池組件外。但是，由于攜帶式電子設(shè)備所采用的電 池組件有必要考慮輕型化，所以即使要用金屬制作殼體在強度確保方面也存在 限制。而且，在要將電池組件的殼體密閉的情況下，能量密度大的很多電池單 元延燒內(nèi)部的溫度和壓力急劇上升，即使是金屬也存在破裂的危險性。在此前的電池組件中，設(shè)有3~4個在對比文件2中記載的開口面積為 2mn^左右的通氣口。但是，在這種通氣口中，可知存在作為針對從近年來的 能量密度高的電池單元的氣體放出閥排放的氣體的對策不能充分發(fā)揮功能的任一電池單元放出可燃性氣體時需要在短時間內(nèi)向電池組件外排氣，因此需要 使通氣口的開口面積相當(dāng)大。但是，由于將電池組件搭載在攜帶式電子設(shè)備中 并在屋外使用，如果增大通氣口的開口面積，則由于粉塵和雨滴進入內(nèi)部，還有金屬片從通氣口插入也是困難的，無法實現(xiàn)此類電池組件。 發(fā)明內(nèi)容安全性的電池組件。再有，本發(fā)明的目的是提供電池單元的外裝罐破裂而放出 來的內(nèi)裝物不會飛散到外部的電池組件。再有，本發(fā)明的目的是提供可搭栽這 種電池組件的攜帶式電子設(shè)備。雖然本發(fā)明的電池組件在殼體上形成有氣體開口 ，但氣體開口用封閉部件 封閉。由于電池單元的氣體放出閥在電池單元的內(nèi)部溫度非常高的情況下工 作，所以放出的氣體是高溫的。在從電池單元的氣體放出閥放出氣體時，則由 于封閉部件熔化且氣體排放到外部可抑制內(nèi)部的溫度上升，所以可避免電池單 元的延燒及外裝罐的破裂。由于殼體用不會被由于從電池單元的氣體放出閥放 出來的氣體而上升的電池組件內(nèi)的溫度熔化的材料形成，所以即使萬 一 電池單 元的外裝罐破裂也可防止高溫的內(nèi)裝物向電池組件外飛散。由于氣體開口的開口面積越大則越能在短時間內(nèi)排出氣體，所以在抑制內(nèi) 部溫度上升方面較理想。在本發(fā)明中，由于用封閉部件將氣體開口封閉，所以 不會產(chǎn)生粉塵和雨滴進入的問題，因而可增大開口面積。由于將氣體開口封閉 的殼體可成為密閉狀態(tài)，所以可完全防止水滴和粉塵的進入。殼體的密閉狀態(tài) 意味著在用封閉部件封閉氣體開口的狀態(tài)下不存在其它將殼體的內(nèi)部和外部 連通的通氣口 。若用鎂合金或鋁合金形成殼體，則由于可兼顧輕型化和確保強度，所以較 理想。若用合成樹脂形成封閉部件，則電池組件的內(nèi)部在正常的溫度狀態(tài)下不殼體外。合成樹脂預(yù)先成形為與氣體開口的形狀相匹配，并可通過粘接劑或焊 接而容易地安裝在殼體上。在從氣體放出閥放出來氣體的瞬間，電池組件內(nèi)的溫度和壓力急劇上升。 在此類異常狀態(tài)時，期奪封閉部件盡可能在短時間內(nèi)破裂并排出氣體。因此， 如果在用合成樹脂形成的封閉部件上形成薄壁部，則可利用異常的溫度和壓力 的共同作用在短時間內(nèi)破裂封閉部件并排出氣體。期望將氣體開口在鄰近各電池單元的位置設(shè)置多個，以便即使氣體最初從7任一電池單元排放也可在短時間內(nèi)排出。期望多個氣體開口的開口面積的總計 為包括各氣體開口的開口面積的殼體表面積的1%以上，最合適為6%以上較 理想。氣體開口的開口面積的上限可考慮在正常^f吏用狀態(tài)下的電池組件的強度 和電池單元破裂時為不使內(nèi)裝物向外部飛散的機械強度而確定。在用上部殼體和下部殼體構(gòu)成殼體時，由于通常將電池單元在電池組件內(nèi) 與嵌合部鄰接而配置，所以沿上部殼體和下部殼體的嵌合部形成氣體開口較理 想。嵌合部是電池組件因掉下而容易受到?jīng)_擊之處，嵌合部附近的電池單元容 易因沖擊而損傷并放出氣體。此時，如果預(yù)先沿嵌合部設(shè)置氣體開口，則與已損傷的電池單元臨接的氣體開口的封閉部件破裂，可迅速排;改氣體并可抑制電 池組件的溫度上升。氣體開口可以做成狹縫狀或小圓形和橢圓形狀并沿嵌合部 形成多個。在形成多個狹縫狀氣體開口的情況，其總長為嵌合部總長的50% 以上較理想。由于狹縫狀氣體開口的總長越長則嵌合部的強度越下降，所以總長的上限可由嵌合部的機械強度決定。氣體開口可在上部殼體的底面和下部殼體的底面的任一個上形成。如果將氣體開口形成為網(wǎng)格狀，則在正常使用狀態(tài)下可確保殼體和封閉部件的強度，且可成為獲得在氣體排放時所需的開口面積的構(gòu)造。在將多個電池單元串聯(lián)連接構(gòu)成電池單元的列的情況下，即使存在不與嵌合部鄰接的電池單元的列，通過在上部殼體或下部殼體的底面上沿電池單元的列形成開口部，即使從這些電池單元排放氣體也可迅速地將氣體排放到電池組件外。在殼體形成攜帶式電子設(shè)備主體的一部分或者包括位于比輪廓更靠外側(cè) 處的擴張部分的情況下，由于在與攜帶式電子設(shè)備一同掉下時電池單元容易損 傷而排放氣體，所以用本發(fā)明的氣體開口和封閉部件構(gòu)成的氣體排放機構(gòu)特別 有效。如果僅在與攜帶式電子設(shè)備的電池安裝區(qū)域的壁面相對的殼體面上形成 氣體開口，則不會直接從電池組件向周圍排出氣體。此時，如果預(yù)先在電池安 裝區(qū)域的壁面設(shè)置吸入已排放氣體的開口 ，則可使從電池組件排放的氣體幾乎 全部進入主框體的內(nèi)部，所以較理想。根據(jù)本發(fā)明，可提供提高了在從電池單元放出來可燃性氣體時的安全性的 電池組件。再有，根據(jù)本發(fā)明，可提供電池單元的外裝罐破裂而放出來的內(nèi)裝 物不會飛散到外部的電池組件。再有，根據(jù)本發(fā)明，可提供可搭載了這種電池組件的攜帶式電子設(shè)備。


圖1是表示本發(fā)明實施方式的筆記本PC的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示本發(fā)明實施方式的電池組件的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3是表示本發(fā)明實施方式的電池組件的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖4是表示存在從電池單元放出氣體的情況下的電池組件的變化的圖。圖5是表示本發(fā)明的電池組件的其它結(jié)構(gòu)的立體圖。圖6是表示將本發(fā)明的電池組件安裝在筆記本PC10上狀態(tài)的俯-見圖。圖7是表示本發(fā)明實施方式的電池組件的其它結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖8是表示本發(fā)明實施方式的電池組件的其它結(jié)構(gòu)的立體圖。圖9是安裝有本發(fā)明實施方式的電池組件的筆記本PC的局部剖視圖。圖中10、 210-筆記本PC, 11、 211-主框體，12、 222-電池安裝區(qū)域，13 -顯示器側(cè)框體，14-主框體的底面，16a、 16b-主框體的側(cè)面，21、 121、 221-電池組件，23a~23f、 123a~ 123i -電池單元，25-上部殼體，26 -上部 殼體的底面，27-下部殼體，28-下部殼體的底面，29a~29f、 143a~143c、 243a~243f-帽,31a 31f、 33a~33f-切口, 37a、 37b-狹縫側(cè)壁,124-擴 張部分，141a~141c、 241a~241f-狹縫開口， 224a、 224b-電池安裝區(qū)域的 側(cè)壁，251a~251c-開口。
具體實施方式
圖1是表示本發(fā)明實施方式的筆記本PC10的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖1 (a)是 使用者打開筆記本PC10使用的狀態(tài)下的立體圖，圖1 (b)是表示將電池組件 21安裝在筆記本PC10上的狀態(tài)下的主框體的底面14的俯視圖。筆記本PCIO 由在表面搭載鍵盤和指示器且在內(nèi)部容納很多裝置的主框體H以及在表面搭 載液晶顯示器(LCD )的顯示器側(cè)框體13構(gòu)成。顯示器側(cè)框體13相對主框體 11開閉自如地安裝。而且，在主框體的底面14的后方形成了電池安裝區(qū)域(電 池《4) 12，在那里安裝電池組件21。如果不在電池安裝區(qū)域12中安裝電池組件，則電池安裝區(qū)域12是空腔。9在關(guān)閉顯示器側(cè)框體13并作為筆記本PC10的蓋的狀態(tài)下，用將主框體的底 面14及主框體的側(cè)面16a、 16b延長并覆蓋電池安裝區(qū)域的空腔部分的面和露 出到筆記本PC10的其它外部的面所形成的大體長方體的形狀形成了筆記本 PC10的主體輪廓。在將電池組件21安裝在電池安裝區(qū)域12上時，位于與主 框體的側(cè)面16a、 16b及底面14大體相同的平面上的電池組件21的殼體的一 部分形成筆記本PCIO的纟侖廓的一部分。圖2 (a)是電池組件21在組裝前的分解立體圖，圖2 (b)是組裝后的立 體圖。電池組件21,在組裝前的狀態(tài)下上部殼體25容納作為鋰離子電池的六 個圓筒形狀的電池單元(電池ir/V0 23a 23f以及含有測量并管理充放電的狀 態(tài)的處理器、開關(guān)及溫度傳感器等的控制電路(未圖示)。電池單元23a 23c 和23d 23f分別串聯(lián)連接并形成電池單元的列。再有，將每三個串聯(lián)連接的 電池單元并聯(lián)連接，并向控制電路輸入其輸出電壓。在電池組件21的表面形 成有電力端子和控制端子(未圖示)，在將電池組件21安裝在電池安裝區(qū)域 12中，則將其各端子與在電池安裝區(qū)域12中形成的相對應(yīng)的端子連接。上部殼體25及下部殼體27由鋁合金或鎂合金的壓鑄等成形。在將電池組 件21安裝在電池安裝區(qū)域12中時，上部殼體的底面26存在于與主框體的底 面14大體相同的平面上，并形成了筆記本PC10的主體的輪廓的一部分。此 外，上部殼體25和下部殼體27的各側(cè)面的 一部分存在于與主框體的側(cè)面16a、 16b大體相同平面上，且形成筆記本PCIO的主體的輪廓的一部分。在將電池 組件21安裝在電池安裝區(qū)域12中時，下部殼體的底面28和上部殼體25及下 部殼體27的各自的側(cè)面的一部分與電池安裝區(qū)域12的壁面相對。在上部殼體25的側(cè)壁上形成切口 31a 31f。也在下部殼體27的側(cè)壁上與 上部殼體的切口 31a 31f對應(yīng)的位置上形成切口 33a 33f。上部殼體25的側(cè) 壁和下部殼體27的側(cè)壁構(gòu)成為，在使兩者對接形成為大致長方體的一個殼體 時， 一個側(cè)壁的端部進入到另一側(cè)部的內(nèi)側(cè)并嵌合。在嵌合狀態(tài)下，通過切口 31a 31f和切口 33a 33f并沿嵌合部形成了六個狹縫開口。從圖2可明確， 六個狹縫開口沿嵌合部配置成與電池單元23a ~ 23f的各個鄰接。帽29a~ 29f由熔點為攝氏100度左右的ABS樹脂或聚碳酸酯樹脂等的難 燃性合成樹脂成形為與狹縫開口的形狀相匹配。在上部殼體25的切口 31a~31f中固定有帽29a 29f,在帽29a~ 29f上調(diào)整下部殼體27的切口 33a-33f 的位置在使上部殼體25和下部殼體27嵌合時則由帽29a-29f封閉六個狹縫 開口。電池組件21的各狹縫開口由帽29a-29b封閉時，則由于沒有i殳置其它 通氣口而成為密閉狀態(tài)。因此，粉塵和雨滴不會進入其中而使電池組件的電路 短路或?qū)⑵涓g。圖3 (a)是從圖2的X-X截面所見的側(cè)視圖。在電池單元23a所鄰接的 上部殼體的側(cè)壁25a和下部殼體的側(cè)壁27a的嵌合部上配置帽29a，在電池單 元23d所鄰接的上部殼體的側(cè)壁25a和下部殼體的側(cè)壁27a的嵌合部上配置帽 29d。圖3 (b)表示將圖3 (a)的帽29a的周圍放大的狀態(tài)。在帽29a的電池 組件一側(cè)形成截面為V形的切口 35a。帽29a的厚度L在切口 35a的最深部分 處最薄，其厚度為0.3~0.5mm左右。如果預(yù)先在帽29a中形成由該切口 35a 得到的薄壁部，則在電池組件21內(nèi)的溫度和壓力異常上升時利用兩者的共同 效果可在短時間內(nèi)使帽容易破裂。再有，薄壁部的形狀不限于V形，且厚度 也可根據(jù)材質(zhì)和電池組件的特性選擇適當(dāng)?shù)牟煌?。上部殼體25和下部殼體27的側(cè)壁25a、 27a在劃分狹縫開口的部分形成 厚度變薄的狹縫側(cè)壁37a、 37b。此外，在帽29a上形成與狹縫側(cè)壁37a、 37b 嵌合形狀的凹部。在將上部殼體25和下部殼體27定位并結(jié)合時，帽29a用狹 縫側(cè)壁37a、 37b固定。在上部殼體25和下部殼體27結(jié)合后，帽29a通過熱 熔敷與狹縫側(cè)壁37a、 37b粘合并將電池組件21的內(nèi)部完全密閉。帽29a還可用粘接劑粘接在狹縫側(cè)壁37a、 37b上。再有，雖然在圖3 (b) 中表示了狹縫側(cè)壁37a、 37b與帽29a在狹縫開口的長度方向的邊緣處嵌合的 狀態(tài)，但在狹縫開口的寬度方向的邊緣處也同樣地嵌合，且進行熱熔敷。關(guān)于 帽29b 29f的形狀及安裝方法也與圖3 (b)所示的帽29a相同。在將電池組件21安裝在電池安裝區(qū)域12中時，上部殼體的底面26和上 部殼體25及下部殼體27的側(cè)面25a、 27a的一部分構(gòu)成筆記本PC10的主體 輪廓的一部分。因此，在安裝了電池組件21的筆記本PCIO掉落到地面上時， 則由于因該沖擊而使電池單元23a的內(nèi)部電路短路或破損，因而電池單元的內(nèi) 部溫度急劇上升高溫的可燃性氣體從氣體放出閥放出。該氣體的量為每個電池 單元約1~2升，排放時的溫度約為攝氏600 700度。鋰離子電池單元通常依照UL規(guī)格，在攝氏150度的環(huán)境溫度下保持10 分鐘也不會起火和破裂。但是，由于對于超過攝氏150度的溫度，電池單元應(yīng) 滿足的規(guī)格和保證都沒有，所以在電池單元處于此類狀況時，存在從氣體放出 閥放出氣體或起火的情況。但是，下部殼體25及上部殼體27由鋁合金或鎂合 金形成，所以不會因攝氏600 700度的高溫氣體而熔化或變形?？扇夹詺怏w起火的原因大致有兩種， 一種是電路等的火花點燃氣體的情 況，另一種是氣體自身保持在高溫、高壓狀態(tài)而自然起火的情況。如上所述， 由于電池組件21的殼體被密閉，所以存在使可燃性氣體自然起火的危險性。 如果那樣的話，則全部的電池單元23a 23f延燒且內(nèi)部溫度和壓力變得非常 高，使電池組件21的殼體破裂，且存在電池單元23a 23f的內(nèi)裝物飛散到電 池組件21外的可能性。為防止此類情況，有必要將從電池單元23a放出來的 氣體迅速地排出到電池組件21外部并防止電池組件的內(nèi)部溫度及氣體濃度的 上升。圖4是對存在從電池單元23a放出氣體53的情況下的電池組件21內(nèi)部的 變化進行說明的圖。圖4表示與圖3 (b)相同的截面的帽29a周圍的側(cè)面。 電池組件21的殼體為密閉式，所以在電池單元23a的外裝罐破裂或者氣體放 出閥工作而/人電池單元23a'》文出氣體53時，則電池組件的內(nèi)部其溫度及壓力 急劇上升，且配置在電池單元23a的附近的帽29a被因氣體53而上升了的電 池組件內(nèi)的溫度熔化。這里，帽29a由切口 35a形成薄壁部且用氣體53的壓 力容易斷裂。因此，帽29a利用氣體53的溫度和壓力所產(chǎn)生的共同作用在氣 體53放出后的短時間內(nèi)破裂。在帽29a破裂時，則在電池單元23a附近形成將氣體53排出的排氣口 55, 高壓氣體53在短時間內(nèi)排出到電池組件21外部。由于在氣體53在短時間內(nèi) 排出時，電池組件21的內(nèi)部溫度沒有到達危險的狀態(tài)，所以可防止對電池單 元23b 23f的延燒。再有，破裂的帽不限于配置在離氣體放出的電池單元最 近位置處，因電池組件內(nèi)的溫度和壓力其它帽也石皮裂。與上述帽29a的動作同樣地，存在從其它電池單元23b 23f放出氣體的 情況，與之鄰接的帽29b 29f也因溫度和壓力的共同作用而在短時間內(nèi)破裂 形成排氣口，并可將放出來的氣體53馬上排出到電池組件21的外部。狹縫開口的開口面積越大則越可在短時間內(nèi)排放氣體，所以是理想的，但若增大狹縫 開口的開口面積，則存在在電池組件的內(nèi)部發(fā)生延燒時的強度下降或者電池單 元的內(nèi)裝物飛散的可能性，因而存在限制。期望各狹縫開口的開口面積的總計為包括開口面積的電池組件的表面積 的1%以上，最佳為6%以上較理想。此外，為了可由狹縫開口形成接近全部電池單元的足夠的排氣口，期望狹縫開口長度的總長為電池組件21的嵌合部 的全周長度的50%以上。由于排放氣體期間上部殼體25及下部殼體27不會 因氣體53的溫度而熔化和變形，所以即使延燒，電池單元23a 23f的內(nèi)裝物 和外裝罐等也不會飛散到電池組件21的外部。圖5 (a)是具備本發(fā)明的其它結(jié)構(gòu)的電池組件121的組裝前的分解立體 圖，圖5 (b)是組裝后的立體圖。雖然電池組件121與圖2所示的電池組件 21同樣地安裝在筆記本PC10的電池安裝區(qū)域12上使用，但相對于電池組件 21容納六個電池單元23a 23f，電池組件121容納九個圓筒形狀的電池單元 123a~123i。再有，對于與電池組件21通同的要素，參考標(biāo)記也相同并省略 說明。電池單元123a~ 123c、 123d~123f、 123g ~ 123i分別串聯(lián)連接并形成電池 單元的列，將每三個串聯(lián)連接的電池單元并聯(lián)連接。因此，雖然電池組件121 的輸出電壓與電池組件21的輸出電壓相同，但與電池組件21相比整體容量增 大。在電池組件121的下部殼體的底面28上與電池單元123d~ 123f接近的位 置處形成狹縫開口 141a 141c。而且，在狹縫開口 141a~ 141c中分別嵌入帽 143a~ 143c,并粘接或熱熔敷在下部殼體27上。圖6是表示將電池組件121安裝在筆記本PC10的電池安裝區(qū)域12上的 狀態(tài)的筆記本PCIO的底面14的俯視圖。在將電池組件121安裝在電池安裝 區(qū)域12中時，主框體ll的底面14和上部殼體的底面26處于同一平面上。此 外，擴張部分124位于壁將主框體11的側(cè)面16a延長的面更靠外側(cè)處。該擴 張部分124是電池組件的一部分，且是位于比筆記本PCIO的主體的輪廓更靠 外側(cè)處的部分。在擴張部分容納三個電池單元123g~ 123i。雖然可通過擴張部分124不使 筆記本PC10大型化而僅增大電池組件121的容量，但另一方面，在使用者落 下筆記本PCIO的情況下，擴張部分124受到含有筆記本PCIO的主體重量在內(nèi)的沖擊，電池單元123g~ 123i破損的危險性高。由于容納電池單元123a~ 123f的部分的上部殼體的底面26也構(gòu)成筆記本PC10的主體輪廓的一部分并 露出，所以電池單元123a~ 123f也存在受到來自外部的沖擊的可能性。此外，即使沒有來自外部的沖擊，由于在并聯(lián)連接的電池單元之間產(chǎn)生電 壓的不平均勻在單元之間流過過大電流的情況和電池單元劣化而短路的情況 等，電池單元123a~123i中任一個的溫度異常上升，還存在達到起火或破裂 的可能性。因此，期望即使從任一電池單元的氣體放出閥排放氣體也可快速地 排出到電池組件121夕卜。圖7表示圖5(b)的X-X截面。在電池組件21中，通過沿上部殼體25 和下部殼體27的側(cè)壁25a、 27a的嵌合部形成多個狹縫開口，從而可在已容納 的電池單元23a~23f的全部附近配置帽29a 29f。但是，由于電池組件121 容納九個電池單元123a 123i，所以僅通過將帽配置在殼體的側(cè)壁25a、 27a 上，而配置于中央的電池單元123d 123f的附近沒有帽，因而在從這些電池 單元放出來氣體時，在直到排出的時間內(nèi)其它電池單元發(fā)生過熱。于是，電池 組件121在接近電池單元123d~ 127f的位置處，在下部殼體的底面28形成三 個狹縫開口并在接近各電池單元的位置處設(shè)置帽143a 143c。帽143a 143c 也與帽29a 29f同樣地由難燃性合成樹脂形成，且在電池組件121的內(nèi)側(cè)形 成與帽29a 29f同樣的V形切口。在圖7的截面中，在接近電池單元123a的位置處存在帽29a,在接近電 池單元123g的位置處存在帽29d。而且，在接近電池單元123d的位置處存在 帽143a。除了帽143a也安裝于下部殼體的底面28上這點之外具有與帽29a ~ 29f相同的作用。在存在從電池單元123d放出氣體時，則接近的帽143a破裂， ^更可形成排氣口。同樣地，在存在從電池單元123e、 123f》文出氣體的情況， 與之接近的帽143b、 143c破裂便可形成排氣口。關(guān)于從其它電池單元123a~ 123c及123g ~ 123i放出的氣體，與之接近的帽29a ~ 29f破裂便可形成排氣口 。再有，雖然在本實施方式中，在下部殼體的底面28上配置帽143a 143c, 但也可將同樣的帽配置在上部殼體的底面26中接近電池單元123d~ 123f的位 置，且還可在上部殼體的底面126和下部殼體的底面128的兩個底面上配置帽。 此外，取代狹縫開口，還可形成圓形、橢圓形、正方形等形狀的多個開口并用 封閉部件將其封閉。圖8 (a)是本發(fā)明的具備其它結(jié)構(gòu)的電池組件221的組裝前的分解立體 圖，圖8 (b)是組裝后的立體圖。電池組件21、 121用合成樹脂的帽封閉狹 縫開口，在存在從電池單元放出氣體的情況帽破裂并排出氣體。但是，由于電 池組件21、 121的殼體構(gòu)成筆記本PC10的主體輪廓的一部分，所以若在形成 輪廓的位置設(shè)置狹縫開口，則氣體會擴散到筆記本PC10周圍，因筆記本PCIO 的使用環(huán)境而存在不理想的情況。電池組件221具備解決該問題的結(jié)構(gòu)。雖然電池組件221的結(jié)構(gòu)與電池組件121基本相同，但不同點為，在構(gòu)成 筆記本PCIO的輪廓的部分及比輪廓靠外側(cè)的擴張部分沒有設(shè)置帽，且僅對與 電池安裝區(qū)域12的壁面相對的面設(shè)置帽。電池組件221在上部殼體25和下部 殼體27的嵌合部分并在接近電池單元123a~ 123c的位置處具有帽29a 29c。 而且，在下部殼體的底面28上，在接近電池單元123a~ 123c的列和電池單元 123d~ 123f的列的位置處形成狹縫開口 241a 241c,在接近電池單元123d 123f的列和電池單元123g 123i的列的位置處形成了狹縫開口 241d-241f。 而且，各狹縫開口 241a 241f用帽243a 243f封閉。雖然在電池組件121中，在擴張部分124上沿嵌合部而存在帽29d 29f, 但在電池組件221中，取代在擴張部分124設(shè)置帽而在下部殼體的底面28上 設(shè)置帽243d 243f。對于從容納在擴張部分124內(nèi)部的電池單元123g 123i 放出來的氣體，主要是帽243d 243f破裂并排氣。對于從電池單元123d~ 123f 放出來的氣體，主要是帽243d 243f和帽243a 243f破裂并排氣。再有，對 于從電池單元123a~ 123c放出來的氣體，主要是帽29a ~ 29c和帽243a ~ 243c 破裂并排氣。這樣，可使從全部的電池單元123a~ 123i放出來的氣體從配置 于附近位置處的狹縫開口排出。電池組件21除了上述方面以外是與電池組件 21及121相同的結(jié)構(gòu)，所以參考標(biāo)記相同并省略說明。圖9是表示電池組件221及安裝有該電池組件的筆記本PC210的截面的 側(cè)視圖。圖9表示與圖8 (b)的X-X截面相同的截面的筆記本PC210的截 面。在筆記本PC210的主框體211上形成電池安裝區(qū)域222。在電池安裝區(qū)域 222的側(cè)壁224a上形成開口 251b、 251c,在側(cè)壁224b上形成開口 251a。而且， 開口 251a與電池組件221的帽29a相對，開口 251b與帽243a相對，開口 251c 與帽243d相對。相同地，對于所有設(shè)置在電池組件221上的帽29a ~ 29c及243a~ 243f, 在所對應(yīng)位置的電池安裝區(qū)域的側(cè)壁設(shè)有開口。電池安裝區(qū)域的各開口，使從 電池組件221力文出來的氣體253進入主框體211的內(nèi)部，氣體不會直接向主框 體ll外側(cè)排放。即，設(shè)有開口 251a 251c的電池安裝區(qū)域222的側(cè)壁不形成 筆記本PCIO的輪廓，在將電池組件221安裝在主框體211上后不露出，所以 異物和雨滴不會從開口進入主框體211內(nèi)部。主框體211內(nèi)部含有開關(guān)等可產(chǎn)生火花的電子部件。但是，進入主框體 211內(nèi)部的氣體253的溫度和濃度下降，所以著火的可能性低。例如，即使進 入主框體211內(nèi)部的氣體253已著火，由于氣體253的溫度及濃度低，所以起 火的規(guī)模小，且由于主框體211牢固地形成，所以沒有起火所產(chǎn)生的電池單元 的延燒和電池組件的破裂等危險性。至此，雖然以狹縫開口為例說明了排出氣體的氣體開口，但本發(fā)明的開口 形狀并不限于此。如果考慮氣體開口盡可能地配置在全部的電池單元附近，以 及在平時操作時和從電池單元噴出氣體時具備足夠的機械強度，以及電池單元 的內(nèi)裝物不會從電池組件的內(nèi)部飛散等，則也可以是其它形狀的開口 。圖10表示形成網(wǎng)才各狀開口的電池組件321的立體圖。雖然電池組件321 由上部殼體325和下部殼體327形成，但開口作為網(wǎng)格狀的開口 326a、 326b、 326c形成在下部殼體的底面上。而且，各網(wǎng)格的開口用合成樹脂328封閉。上述構(gòu)造不限于筆記本PC,可廣泛用于從電池組件接受電力供給的電子 設(shè)備。此外，在該電池組件中使用的電池單元的種類不限于鋰離子電池。特別 是在已破損時對使用可放出高溫可燃性氣體種類的電池單元的電池組件有效。 作為殼體的材料，只要是在從電池單元放出的氣體的溫度中也具有足夠機械強 度的材料，不限于鋁合金和鎂合金。此外，作為帽的材料，只要是可在通常的 使用狀態(tài)下維持密封狀態(tài)，且在從電池單元的氣體放出閥放出的氣體所產(chǎn)生的 溫度中熔化的材料，還可采用合成樹脂以外的材料。雖然至此參照附圖的特定實施方式對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明不限于 附圖所示的實施方式，只要能起到本發(fā)明的效果，則當(dāng)然也可以采用此前已知 的結(jié)構(gòu)。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可在搭載于攜帶式電子設(shè)備上裝載的電池組件中使用。
權(quán)利要求
1.一種電池組件，安裝在攜帶式電子設(shè)備中使用，其特征在于，具有分別具備氣體放出閥的多個電池單元；容納上述電池單元并形成氣體開口且不會因從上述氣體放出閥放出來的氣體而上升的上述電池組件內(nèi)的溫度熔化的殼體；以及封閉上述氣體開口且用因從上述氣體放出閥放出來的氣體而上升的上述電池組件內(nèi)的溫度便熔化的封閉部件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其特征在于， 上述殼體通過對上述氣體開口進行封閉而成為密閉狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其特征在于，上述殼體由鎂合金或鋁合金形成，上述封閉部件由合成樹脂形成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組件，其特征在于，上述合成樹脂預(yù)先成形為上述氣體開口的形狀并通過粘接劑或熔敷安裝 在上述殼體上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組件，其特征在于， 在上述合成樹脂上形成薄壁部。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其特征在于，在上述殼體上形成多個上述氣體開口 ，多個上述氣體開口的開口面積的總 計為上述殼體的表面積的1%以上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其特征在于，上述殼體由上部殼體和下部殼體構(gòu)成，上述氣體開口沿上述上部殼體和上 述下部殼體的嵌合部形成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池組件，其特征在于，多個上述氣體開口形成為狹縫狀，多個上述氣體開口的總長為上述嵌合部 總長的50%以上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其特征在于，上述殼體由上部殼體和下部殼體構(gòu)成，上述氣體開口形成在上述上部殼體 的底面及上述下部殼體的底面上或任一個上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池組件，其特征在于， 上述氣體開口形成為網(wǎng)格狀。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池組件，其特征在于，上述多個電池單元含有串聯(lián)連接的電池單元的列，上述氣體開口沿上述電 池單元的列形成在上述上部殼體的底面和上述下部殼體的底面上或任一個上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其特征在于， 在上述電池組件安裝在上述攜帶式電子設(shè)備上時，上述殼體形成上述攜帶式電子設(shè)備主體的輪廓的一部分。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其特征在于， 在上述電池組件安裝在上述攜帶式電子設(shè)備上時，上述殼體含有位于比上述攜帶式電子設(shè)備主體的輪廓更靠外側(cè)的擴張部分。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組件，其特征在于， 上述電池組件可安裝在上述攜帶式電子設(shè)備的電池安裝區(qū)域中，上述氣體開口僅形成在與上述電池安裝區(qū)域的側(cè)壁相對的上述殼體的面上。
15. —種攜帶式電子設(shè)備，在主框體上具備可安裝電池組件的電池安裝區(qū) 域，其特征在于，上述電池組件具有分別具備氣體放出閥的多個電池單元；容納上述多個電池單元并形成氣體開口且不會因從上述氣體放出閥 放出來的氣體而上升的上述電池組件內(nèi)的溫度熔化的殼體；以及封閉上述氣體開口且用因從上述氣體放出閥放出來的氣體而上升的 上述電池組件內(nèi)的溫度便熔化的封閉部件。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的攜帶式電子設(shè)備，其特征在于， 在上述電池安裝區(qū)域的側(cè)壁上形成用于使從上述電池組件的氣體開口排放出來的氣體進入上述主框體內(nèi)部的開口 。
全文摘要
本發(fā)明提供提高了針對從電池單元放出的可燃性氣體及電池單元的外裝罐破裂的安全性的電池組件。在電池組件(21)的殼體(25、27)上形成狹縫開口，狹縫開口用封閉部件(29)封閉，該封閉部件用因從電池單元(23)放出來的可燃性氣體而上升的電池組件內(nèi)的溫度便熔化。當(dāng)在內(nèi)部產(chǎn)生高溫可燃性氣體時，則封閉部件便熔化將可燃性氣體排放到外部。由于殼體構(gòu)成為不會因排放出來的氣體所致的電池組件內(nèi)的溫度而熔化的結(jié)構(gòu)，所以即使電池單元的外裝罐破裂，也可防止其內(nèi)裝物飛散到電池組件外。
文檔編號H01M2/10GK101262049SQ20081008330
公開日2008年9月10日 申請日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日
發(fā)明者堀越正太, 米持健信 申請人:聯(lián)想(新加坡)私人有限公司