电池组件及携带式电子设备制造技术

本发明专利技术提供提高了针对从电池单元放出的可燃性气体及电池单元的外装罐破裂的安全性的电池组件。在电池组件（２１）的壳体（２５、２７）上形成狭缝开口，狭缝开口用封闭部件（２９）封闭，该封闭部件用因从电池单元（２３）放出来的可燃性气体而上升的电池组件内的温度便熔化。当在内部产生高温可燃性气体时，则封闭部件便熔化将可燃性气体排放到外部。由于壳体构成为不会因排放出来的气体所致的电池组件内的温度而熔化的结构，所以即使电池单元的外装罐破裂，也可防止其内装物飞散到电池组件外。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及提高安装在携带式电子设备上并使用的电池组件的安全性的 技术，更具体地讲，涉及提高针对电池组件内的急剧温度上升的安全性的技术。技术背景笔记本型计算机(以下称为笔记本PC)和移动电话等携带式电子设备近年来随着功能逐渐提高消耗电力也逐渐增大。因此，存在携带式电子设备中所 使用的二次电池的单元容量或能量密度也进一步增大的倾向。携带式电子设备量，较多采用对多个电池单元组合串联连接及并联连接并容纳在一个壳体内的 电池组件的形式。作为电池单元，虽然以往采用了使用镍-镉(Ni - Cd)电池或镍氢(NiMH) 电池等的水溶性电解液的二次电池，但近年来多采用质(量)能密度(Wh/kg) 及体积能量密度(Wh/1)优良的锂离子(Li-Ion)电池。锂离子电池中，正 极使用钴酸锂，负极使用碳材料，电解液使用在可燃性有机溶液中溶解锂盐的 有机电解液。使用有机电解液是因为锂具有易于与水反应的特性。因此，形成 锂离子电池的单元的外装罐为密闭构造。在使用水溶性电解液的二次电池中，即使在充电末期电池电压和温度上升 电解液分解而产生氧气，也会通过氧循环和催化剂塞而回到原来的液态。但是， 由于锂离子电池的电解液一旦分解则不会复原，所以如果充电电压和充电电流 上升到预定值以上或者在异常状态下使用导致温度上升，则电解液分解而产生 气体并使内部压力上升。为此，在锂离子电池的单元的外装罐上，为防止破裂 而设有气体放出阀。作为电池组件的形式，虽然有在硬塑料盒中容纳电池单元的硬组件和用热收缩管包装电池单元的软组件，但在容纳多个单元的情况下釆用梯:作容易的硬 组件。在容纳多个锂离子电池单元的硬组件中，通常设有监视充电电流、充电电压及单元的温度等并断开电路的保护电路。在近年来的电池组件中，为了实 现此类保护电路或正确地测量剩余容量，而在电池组件中采用内装有控制器和 各种传感器，并对自身充放电的状态测量及管理且对电子设备的系统进行通知 的所谓智能电池系统。搭载在笔记本PC上的电池组件其壳体构成笔记本PC主体的框体的一部分的情况居多。再有，为增大电池单元的容纳空间，还采用了壳体的一部分从笔记本PC的框体突出形状的所谓扩张式电池组件。使用者在公司使用笔记本 PC的场合， 一般不装在袋子和包中并在会议室和办公室之间搬运，存在笔记 本PC掉在地上的可能性。此时，电池组件受到笔记本PC的重量所施加的较强沖击，存在电池单元的内部电路会短路或破损，单元的温度急剧上升进而高 温的可燃性气体从气体》文出阀向电池组件的室内排放的情况。在电池单元暴露于高温可燃性气体中预定时间以上时，则内部温度上升且 从气体放出阀吹出可燃性气体。吹出来的高温可燃性气体存在在电池组件内部 的电路中着火或因高温而自然着火的可能性。由于电池组件中密集容纳多个电 池单元，所以由于高温的可燃性气体加热其它电池单元且从已加热的电池单元 进一步放出可燃性气体，因而壳体内成为非常高的温度且还潜在将电池组件中 容纳的电池单元整体延烧的危险性。而且，电池单元越处于接近充满电的状态 则放出的气体的热量越大，延烧的危险性越高。专利文献l (日本特开2000-21370号公报)公开了在用外框密闭电池单 元的防爆构造的电池组件中，即使内压上升也不会破裂且即使电池的电解液泄 漏也可防止从外框向外部流出的技术。该电池组件用以内部压力剥离的防水密 封件和流出来的电解液在其达到预定量便对其进行拦截的放气管来抑制电解 液的泄漏。专利文献2 (日本特开平8 - 293327号公报)公开了容纳多个锂离 子电池的电池组件。电池组件的框体通过在以聚石友酸酯为基质的树脂中添加不 可燃的氧化钛而形成，且设有安全孔。安全孔起到使从单元漏出的电解液的蒸 发气体散逸到框体外的作用。专利文献3 (日本特开2000 - 67840号公报)公开了涉及用于防止电池的 起火和爆炸的安全通气口的技术。安全通气口用在电力用取出端子周围的环状 间隙和在该间隙中填充的热熔解性组成物构成。作为热熔解性组成物，公开了从熔点为100。C 150。C的锡、铋、铅、镉及铟选择的金属的共晶合金。专利 文献4(日本特开平7- 169452号公报)中公开了具备不会因在搬运时施加的 来自外部的冲击而进行误操作且即使在内部压力上升时较低压力下也可精度 良好地工作的防爆安全装置的电池单元的防爆容器。虽然在上述智能电池系统中，在电池组件中采用了各种保护电路，但在反 复进行过充电和过放电而使单元劣化或因掉下等而受到来自外部的物理冲击 且电池单元发热时，依然存在单元的内部压力急剧上升高温的可燃性气体从气 体放出阀向电池组件的室内排放的可能性。可燃性气体以在电池组件中设置的 半导体装置和开关为着火源而起火，或由于电池组件内持续高温状态而自然起 火。而且，由于存在延烧到其它电池单元而使着火规模扩大的可能性，所以必 须快速地将排放到电池组件内部的可燃性气体排出。如专利文献3、 4所示，此前仅考虑了在电池单元的外装罐形成防爆塞或 安全阀之类的放气构造。此外，如专利文献2所示，作为电池组件的壳体材料， 此前使用廉价且轻型的难燃性合成树脂。但是，在近年来的容纳多个能量密度 提高的电池单元的电池组件中，设想到一方面从一个电池单元放出的气体的热 能变大，而另一方面若发生延烧则此前的难燃性合成树脂中瞬间被熔解且发展 至电池单元的内装物飞散到电池组件外的情况。因此，考虑用金属等牢固的壳体制作电池组件以便即使外装罐破裂电池单 元的内装物也不会飞散到电池组件外。但是，由于携带式电子设备所采用的电 池组件有必要考虑轻型化，所以即使要用金属制作壳体在强度确保方面也存在 限制。而且，在要将电池组件的壳体密闭的情况下，能量密度大的很多电池单 元延烧内部的温度和压力急剧上升，即使是金属也存在破裂的危险性。在此前的电池组件中，设有3~4个在对比文件2中记载的开口面积为 2mn^左右的通气口。但是，在这种通气口中，可知存在作为针对从近年来的 能量密度高的电池单元的气体放出阀排放的气体的对策不能充分发挥功能的任一电池单元放出可燃性气体时需要在短时间内向电池组件外排气，因此需要 使通气口的开口面积相当大。但是，由于将电池组件搭载在携带式电子设备中 并在屋外使用，如果增大通气口的开口面积，则由于粉尘和雨滴进入内部，还有金属片从通气口插入也是困难的，无法实现此类电池组件。
技术实现思路
安全性的电池组件。再有，本专利技术的目的是提供电池单元的外装罐破裂而放出 来的内装物不会飞散到外部的电池组件。再有，本专利技术的目的是提供可搭栽这 种电池组件的携带式电子设备。虽然本专利技术的电池组件在壳体上形成有气体开口 ，但气体开口用封闭部件 封闭。由于电池单元的气体放出阀在电池单元的内部温度非常高的情况下工 作，所以放出的气体是高温的。在从电池单元的气体放出阀放出气体时，则由 于封闭部件熔化且气体排放到外部可抑制内部的温度上升，所以可避免电池单 元的延烧及外装罐的破裂。由于壳体用不会被由于从电池单元的气体放出阀放 出来的气体而上升的电池组件内的温度熔化的材料形成，所以即使万 一 电池单 元的外装罐破裂也可防止高温的内装物向电池组件外飞散。由于气体开口的开口面积越大则越能在短时间内排出气体，所以在抑制内 部温度上升方面较理想。在本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组件，安装在携带式电子设备中使用，其特征在于，具有：分别具备气体放出阀的多个电池单元；容纳上述电池单元并形成气体开口且不会因从上述气体放出阀放出来的气体而上升的上述电池组件内的温度熔化的壳体；以及封闭上述气体开口且用因从上述气体放出阀放出来的气体而上升的上述电池组件内的温度便熔化的封闭部件。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：米持健信，堀越正太，
申请(专利权)人：联想新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG[新加坡]