特許 7551510 電池モジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-06

(45)【発行日】2024-09-17

(54)【発明の名称】電池モジュール

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/658 20140101AFI20240909BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20240909BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20240909BHJP

   H01M 10/651 20140101ALI20240909BHJP

   H01M 10/6555 20140101ALI20240909BHJP

   H01M 50/204 20210101ALI20240909BHJP

   H01M 50/242 20210101ALI20240909BHJP

   H01M 50/289 20210101ALI20240909BHJP

   H01M 50/291 20210101ALI20240909BHJP

【ＦＩ】

H01M10/658

H01M10/613

H01M10/647

H01M10/651

H01M10/6555

H01M50/204 401H

H01M50/242

H01M50/289

H01M50/291

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021002337

(22)【出願日】2021-01-08

(65)【公開番号】P2022107406

(43)【公開日】2022-07-21

【審査請求日】2023-03-10

(73)【特許権者】

【識別番号】507357232

【氏名又は名称】株式会社ＡＥＳＣジャパン

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(74)【代理人】

【識別番号】100127236

【弁理士】

【氏名又は名称】天城 聡

(72)【発明者】

【氏名】バットウラ ロケッシュ ヤダウ

(72)【発明者】

【氏名】坂本 涼

(72)【発明者】

【氏名】中井 昌之

【審査官】宮本 秀一

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－１６３５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２１８７１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２４８３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４０８０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２１１０１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１５９３４０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ１０／５２－１０／６６７

Ｈ０１Ｍ５０／２０－５０／２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを収容する収容部と、
隣り合う前記電池セルの一方の電池セルに接触した状態で前記隣り合う電池セルの間に位置し、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の熱伝導率を有する第１要素と、
前記隣り合う電池セルの他方の電池セルに接触した状態で前記第１要素と前記他方の電池セルとの間に位置し、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する第２要素と、
を備え、
前記第２要素は、前記収容部のうち各電池セルの一部分を覆う第１部分に熱結合されており、
各電池セルの前記一部分は、前記第１部分から断熱されている、電池モジュール。

【請求項2】

前記第１部分と、各電池セルの前記一部分と、の間に隙間が設けられている、請求項１に記載の電池モジュール。

【請求項3】

前記第２要素と、前記収容部のうち各電池セルの他の一部分を覆う第２部分と、に熱結合し、前記第１部分の熱伝導率より高い熱伝導率を有する第３要素をさらに備える、請求項１又は２に記載の電池モジュール。

【請求項4】

前記複数の電池セルの一端側に位置する第１緩衝材と、
前記複数の電池セルの他端側に位置する第２緩衝材と、
をさらに備え、
前記複数の電池セルが前記第１緩衝材及び前記第２緩衝材を介して前記収容部によって挟持されている、請求項１～３のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項5】

前記第２要素が、前記隣り合う電池セルの間で延伸する第１延伸部と、各電池セルの前記一部分と前記第１部分との間で前記第１延伸部に交差する方向に延伸する第２延伸部と、を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の電池モジュール。

【請求項6】

複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを収容する収容部と、
隣り合う前記電池セルの間に位置し、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の熱伝導率を有する第１要素と、
前記第１要素と前記電池セルとの間に位置し、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する第２要素と、
を備え、
前記第２要素は、前記収容部のうち各電池セルの一部分を覆う第１部分に熱結合されており、
前記第２要素が、前記隣り合う電池セルの間で延伸する第１延伸部と、各電池セルの前記一部分と前記第１部分との間で前記第１延伸部に交差する方向に延伸する第２延伸部と、を有し、
各電池セルの前記一部分は、前記第１部分から断熱されている、電池モジュール。

【請求項7】

複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを収容する収容部と、
隣り合う前記電池セルの互いに対向する面の間に位置する１．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の熱伝導率を有する第１要素及び１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する第２要素と、
を備え、
前記第２要素と、前記隣り合う電池セルの一方の電池セルの前記面と、の間に前記第１要素が位置し、
前記第１要素と、前記隣り合う電池セルの他方の電池セルの前記面と、の間に前記第２要素が位置し、
前記第２要素は、前記収容部のうち各電池セルの一部分を覆う第１部分に熱結合されており、
前記一方の電池セルの前記面は、前記第１部分から断熱されており、
各電池セルの前記一部分は、前記第１部分から断熱されている、電池モジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池モジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、複数の電池セルと、複数の電池セルを収容するカバーと、を備える様々な電池モジュールが開発されている。各電池セルは、内部短絡や過充電等、様々な要因によって熱暴走するおそれがある。したがって、熱暴走した電池セルから他の電池セルへの熱伝導を抑制する必要がある。

【0003】

特許文献１には、熱暴走した電池セルから他の電池セルへの熱伝導を抑制するための電池モジュールの一例について記載されている。この電池モジュールでは、各電池セルが冷却プレートに熱結合されている。隣り合う電池セルの間には、耐熱材及び吸熱プレートが設けられている。また、吸熱プレートは冷却プレートに熱結合されている。

【0004】

特許文献２には、熱暴走した電池セルから他の電池セルへの熱伝導を抑制するための電池モジュールの一例について記載されている。この電池モジュールでは、隣り合う電池セルの間に耐熱材が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】国際公開第２０２０／０１３１２０号

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００４８０３６号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

例えば特許文献１又は２に記載されているように隣り合う電池セルの間に耐熱材を設けたとしても、熱暴走した電池セルから他の電池セルへの熱伝導が十分に抑制されないことがある。また、例えば特許文献１に記載されているように熱暴走した電池セルから発生した熱を、吸熱プレートを介して冷却プレートに逃がしたとしても、冷却プレートから他の電池セルへ熱が伝導する可能性がある。

【0007】

本発明の目的の一例は、電池セルが熱暴走した場合でも、当該熱暴走した電池セルから他の電池セルへの熱伝導を十分に抑制することにある。本発明の他の目的は、本明細書の記載から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様は、
複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを収容する収容部と、
隣り合う前記電池セルの間に位置し、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の熱伝導率を有する第１要素と、
前記第１要素と前記電池セルとの間に位置し、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する第２要素と、
を備え、
前記第２要素は、前記収容部のうち各電池セルの一部分を覆う第１部分に熱結合されており、
各電池セルの前記一部分は、前記第１部分から断熱されている、電池モジュールである。

【発明の効果】

【0009】

本発明の上記態様によれば、電池セルが熱暴走した場合でも、当該熱暴走した電池セルから他の電池セルへの熱伝導を十分に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。

【図2】トップカバーが取り除かれた電池モジュールの上面図である。

【図3】図１のＡ－Ａ´断面図である。

【図4】図１のＢ－Ｂ´断面図である。

【図5】図１のＣ－Ｃ´断面図である。

【図6】複数の電池セルの各々における電圧の時間推移の一例を示すグラフである。

【図7】複数の電池セルの各々における温度の時間推移の一例を示すグラフである。

【図8】図３の変形例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態及び変形例について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。

【0012】

本明細書において、「第１」、「第２」、「第３」等の序数詞は、特に断りのない限り、同様の名称が付された構成を単に区別するために付されたものであり、構成の特定の特徴（例えば、順番又は重要度）を意味するものではない。

【0013】

以下、ＡがＢに熱結合されているとは、例えば、ＡがＢに直接接触していることや、Ａが、例えば熱伝導接着剤等、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、例えば１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する要素を介して、Ｂに接合していること等を意味する。

【0014】

また、ＡがＢから断熱されているとは、例えば、ＡとＢとの間に、例えば空気等、０．５０Ｗ／ｍ・Ｋ未満、例えば０．１０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の熱伝導率を有する要素が存在していることを意味する。

【0015】

図１は、実施形態に係る電池モジュール１０の分解斜視図である。図２は、トップカバー３１２が取り除かれた電池モジュール１０の上面図である。図３は、図１のＡ－Ａ´断面図である。図４は、図１のＢ－Ｂ´断面図である。図５は、図１のＣ－Ｃ´断面図である。

【0016】

図１～図５において、Ｘ方向、Ｙ方向又はＺ方向を示す矢印は、当該矢印の基端から先端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の正方向であり、当該矢印の先端から基端に向かう方向が当該矢印によって示される方向の負方向であることを示している。また、Ｘ方向、Ｙ方向又はＺ方向を示す黒点付き白丸は、紙面の奥から手前に向かう方向が当該矢印によって示される方向の正方向であり、紙面の手前から奥に向かう方向が当該矢印によって示される方向の負方向であることを示している。また、Ｘ方向、Ｙ方向又はＺ方向を示すＸ付き白丸は、紙面の手前から奥に向かう方向が当該矢印によって示される方向の正方向であり、紙面の奥から手前に向かう方向が当該矢印によって示される方向の負方向であることを示している。

【0017】

図１～図５において、Ｘ方向は、鉛直方向に直交する水平方向に平行な一方向である。Ｘ方向の正方向は、電池モジュール１０の後方から前方に向かう方向である。Ｘ方向の負方向は、電池モジュール１０の前方から後方に向かう方向である。Ｙ方向は、水平方向に平行な一方向であり、Ｘ方向に直交している。Ｙ方向の正方向は、電池モジュール１０の前方から見て左から右に向かう方向である。Ｙ方向の負方向は、電池モジュール１０の前方から見て右から左に向かう方向である。Ｚ方向は、鉛直方向に平行な一方向である。Ｚ方向の正方向は、下方から上方に向かう方向である。Ｚ方向の負方向は、上方から下方に向かう方向である。なお、鉛直方向又は水平方向と、電池モジュール１０のＸ方向、Ｙ方向又はＺ方向と、の関係は、上で説明した例に限定されない。鉛直方向又は水平方向と、電池モジュール１０のＸ方向、Ｙ方向又はＺ方向と、の関係は、電池モジュール１０の配置に応じて、上で説明した例と異なる。例えば、Ｘ方向が鉛直方向に平行となり、Ｙ方向及びＺ方向が水平方向に平行になっていてもよい。

【0018】

電池モジュール１０は、複数の電池セル１００、複数の第１要素２１０、複数の第２要素２２０、第３要素２３０及び収容部３００を備えている。

【0019】

各電池セル１００は、Ｘ方向に厚みを有しており、Ｙ方向に長手方向を有しており、Ｚ方向に短手方向を有している。複数の電池セル１００は、Ｘ方向に並んでいる。

【0020】

各電池セル１００のＹ方向の正方向側の端部には、第１リード１１０が設けられている。各電池セル１００のＹ方向の負方向側の端部には、第２リード１２０が設けられている。第１リード１１０の極性は、正極又は負極である。第２リード１２０の極性は、第１リード１１０の極性と異なっている。なお、第１リード１１０及び第２リード１２０の双方が電池セル１００のＹ方向の正方向側又はＹ方向の負方向側に位置していてもよい。

【0021】

収容部３００は、トップカバー３１２、ボトムカバー３１４、第１エンドカバー３２２、第２エンドカバー３２４、第１サイドカバー３３２及び第２サイドカバー３３４を有している。トップカバー３１２、ボトムカバー３１４、第１エンドカバー３２２、第２エンドカバー３２４、第１サイドカバー３３２及び第２サイドカバー３３４は、金属等の熱導電材からなっている。

【0022】

図１、図３及び図５に示すように、トップカバー３１２は、各電池セル１００のうちＺ方向の正方向側の端部を覆っている。また、ボトムカバー３１４は、各電池セル１００のうちＺ方向の負方向側の端部を覆っている。図１、図２、図４及び図５に示すように、第１エンドカバー３２２は、各電池セル１００のうちＹ方向の正方向側の端部を覆っている。また、第２エンドカバー３２４は、各電池セル１００のうちＹ方向の負方向側の端部を覆っている。図１、図２、図３及び図４に示すように、第１サイドカバー３３２は、複数の電池セル１００のうちＸ方向の正方向側の端部を覆っている。また、第２サイドカバー３３４は、複数の電池セル１００のうちＸ方向の負方向側の端部を覆っている。

【0023】

図１、図３及び図４に示すように、複数の第１要素２１０の各々は、複数の電池セル１００のＸ方向の正方向側の一端側に位置する第１要素２１０である第４要素２１０ａと、複数の電池セル１００のＸ方向の負方向側の他端側に位置する第１要素２１０である第５要素２１０ｂと、を除いて、隣り合う電池セル１００の間に位置している。第１要素２１０は、例えば、マイカ、ウレタン等の低熱伝導率材又は耐熱材である。第１要素２１０の熱伝導率は、比較的低く、例えば、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満、例えば０．１０Ｗ／ｍ・Ｋ未満である。隣り合う電池セル１００の間に第１要素２１０が位置する場合、隣り合う電池セル１００の間に第１要素２１０が位置しない場合と比較して、隣り合う電池セル１００の間での熱伝導を抑制することができる。

【0024】

図１、図３及び図４に示すように、複数の第２要素２２０の各々は、電池セル１００と第１要素２１０との間に位置している。第２要素２２０は、第１要素２１０の熱伝導率より高い熱伝導率を有している。第２要素２２０は、例えば、アルミニウム、銅等の金属等の熱伝導材である。第２要素２２０の熱伝導率は、比較的高く、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、例えば１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。

【0025】

図１、図３及び図５に示すように、第３要素２３０は、ボトムカバー３１４と、複数の電池セル１００のうちＺ方向の負方向側の端部と、の間に位置している。第３要素２３０は、ボトムカバー３１４と、第２要素２２０と、に熱結合されている。第３要素２３０は、例えば、熱伝導接着剤である。第３要素２３０の熱伝導率は、比較的高く、例えば、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上、例えば１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。

【0026】

図３及び図５に示すように、第２要素２２０は、第１延伸部２２２、第２延伸部２２４及び第３延伸部２２６を含んでいる。

【0027】

図３及び図５に示すように、第１延伸部２２２は、隣り合う電池セル１００の間でＺＸ平面に沿って延伸している。

【0028】

図３に示すように、第２延伸部２２４は、トップカバー３１２と各電池セル１００のＺ方向の正方向側の端部との間で第１延伸部２２２に交差する方向に延伸している。具体的には、第２延伸部２２４は、第１延伸部２２２のＺ方向の正方向側の端部からＸ方向の負方向に向けて延伸している。第２延伸部２２４のＺ方向の正方向側の面は、トップカバー３１２に直接接触している。これによって、第２延伸部２２４は、トップカバー３１２に熱結合している。なお、第２延伸部２２４のＺ方向の正方向側の面は、例えば、熱伝導接着剤を介してトップカバー３１２に接合されていてもよい。第２要素２２０が第２延伸部２２４を有する場合、第２要素２２０が第２延伸部２２４を有さずに第１延伸部２２２のＺ方向の正方向側の端部がトップカバー３１２に接触している場合と比較して、第２要素２２０とトップカバー３１２との接触面積を大きくすることができ、第２要素２２０からトップカバー３１２へ熱を伝導させやすくすることができる。なお、第２要素２２０は、第３延伸部２２６を有している状態で第２延伸部２２４を有さなくてもよい。すなわち、第１延伸部２２２のＺ方向の正方向側の端部がトップカバー３１２に接触していてもよい。

【0029】

図３に示すように、第３延伸部２２６は、第３要素２３０と各電池セル１００のＺ方向の負方向側の端部との間で第１延伸部２２２に交差する方向に延伸している。具体的には、第３延伸部２２６は、第１延伸部２２２のＺ方向の負方向側の端部からＸ方向の負方向に向けて延伸している。第３延伸部２２６のＺ方向の負方向側の面は、第３要素２３０を介してボトムカバー３１４に接合されている。これによって、第３延伸部２２６は、第３要素２３０及びボトムカバー３１４に熱結合している。なお、第３延伸部２２６のＺ方向の負方向側の面は、第３要素２３０を介さずにボトムカバー３１４に直接接触していてもよい。第２要素２２０が第３延伸部２２６を有する場合、第２要素２２０が第３延伸部２２６を有さずに第１延伸部２２２のＺ方向の負方向側の端部がボトムカバー３１４に熱結合している場合と比較して、第２要素２２０と第３要素２３０との接触面積を大きくすることができ、第２要素２２０からボトムカバー３１４へ熱を伝導させやすくすることができる。なお、第２要素２２０は、第２延伸部２２４を有している状態で第３延伸部２２６を有さなくてもよい。すなわち、第１延伸部２２２のＺ方向の負方向側の端部が第３要素２３０に接触していてもよい。

【0030】

なお、第１要素２１０のＸ方向の厚さ、第１延伸部２２２のＸ方向の厚さ、第２延伸部２２４のＺ方向の厚さ、第３延伸部２２６のＺ方向の厚さ及び第３要素２３０のＺ方向の厚さは、特に限定されないが、種々の条件、例えば、電池セル１００の発熱量、収容部３００の熱容量等に応じて適宜決定することができる。

【0031】

図３及び図５に示すように、トップカバー３１２と、各電池セル１００のうちＺ方向の正方向側の端部と、の間には隙間が設けられている。すなわち、トップカバー３１２と、各電池セル１００のうちＺ方向の正方向側の端部と、は直接接触していない。したがって、トップカバー３１２と、各電池セル１００のうちＺ方向の正方向側の端部と、の間に低熱伝導率材又は耐熱材を設ける場合よりも、各電池セル１００のうちＺ方向の正方向側の端部をトップカバー３１２から簡易に断熱することができる。また、第３要素２３０と、各電池セル１００のうちＺ方向の負方向側の端部と、の間には隙間が設けられている。すなわち、第３要素２３０と、各電池セル１００のうちＺ方向の負方向側の端部と、は直接接触していない。したがって、第３要素２３０と、各電池セル１００のうちＺ方向の負方向側の端部と、の間に低熱伝導率材又は耐熱材を設ける場合よりも、各電池セル１００のうちＺ方向の負方向側の端部を第３要素２３０から簡易に断熱することができる。なお、トップカバー３１２と各電池セル１００のうちＺ方向の正方向側の端部との間の隙間と、ボトムカバー３１４と各電池セル１００のうちＺ方向の負方向側の端部との間の隙間と、には、第１要素２１０の一部が入り込んでいてもよい。

【0032】

図４及び図５に示すように、第１エンドカバー３２２と、各電池セル１００のうちＹ方向の正方向側の端部と、の間には隙間が設けられている。また、第２エンドカバー３２４と、各電池セル１００のうちＹ方向の負方向側の端部と、の間には隙間が設けられている。これらの隙間が設けられている場合、第１エンドカバー３２２と各電池セル１００のうちＹ方向の正方向側の端部とが互いに接触し、かつ第２エンドカバー３２４と各電池セル１００のうちＹ方向の負方向側の端部とが互いに接触している場合と比較して、次のようにして、隣接する電池セル１００間で熱暴走が繰り返されることを抑制することができる。すなわち、複数の電池セル１００のうち最もＸ方向の正方向側の電池セル１００の熱は、第１サイドカバー３３２を経由して第１エンドカバー３２２及び第２エンドカバー３２４へ伝導し得る。また、複数の電池セル１００のうち最もＸ方向の負方向側の電池セル１００の熱は、第２サイドカバー３３４を経由して第１エンドカバー３２２及び第２エンドカバー３２４へ伝導し得る。しかしながら、上述した隙間が設けられている場合、第１エンドカバー３２２と各電池セル１００のうちＹ方向の正方向側の端部とが互いに接触し、かつ第２エンドカバー３２４と各電池セル１００のうちＹ方向の負方向側の端部とが互いに接触している場合と比較して、第１エンドカバー３２２又は第２エンドカバー３２４から電池セル１００へ熱を伝わりにくくすることができる。

【0033】

図３及び図４に示すように、第１サイドカバー３３２と、複数の電池セル１００のうちＸ方向の正方向側の一端と、の間には第４要素２１０ａが位置している。第４要素２１０ａは、振動や衝撃等の物理的力を緩衝するための第１緩衝材として機能させることができる。また、第２サイドカバー３３４と、複数の電池セル１００のうちＸ方向の負方向側の他端と、の間には第５要素２１０ｂが位置している。第５要素２１０ｂは、振動や衝撃等の物理的力を緩衝するための第２緩衝材として機能させることができる。なお、第１サイドカバー３３２と、複数の電池セル１００のうちＸ方向の正方向側の一端と、の間には、第４要素２１０ａ等の低熱伝導率材又は耐熱材に代えて、第１緩衝材として機能可能な他の部材が設けられていてもよい。また、第２サイドカバー３３４と、複数の電池セル１００のうちＸ方向の負方向側の他端と、の間には、第５要素２１０ｂ等の低熱伝導率材又は耐熱材に代えて、第２緩衝材として機能可能な他の部材が設けられていてもよい。

【0034】

図３及び図４に示すように、複数の電池セル１００は、第１サイドカバー３３２によって第４要素２１０ａを介してＸ方向の負方向に向けて押圧されている。また、複数の電池セル１００は、第２サイドカバー３３４によって第５要素２１０ｂを介してＸ方向の正方向に向けて押圧されている。このようにして、複数の電池セル１００は、第４要素２１０ａ及び第５要素２１０ｂを介して収容部３００によって挟持されている。したがって、複数の電池セル１００を第３要素２３０から浮かせて支持することができる。

【0035】

図３に示すように、第２延伸部２２４は、収容部３００のうち各電池セル１００の一部分を覆う第１部分、具体的にはトップカバー３１２に熱結合されている。各電池セル１００の上記一部分、具体的には、各電池セル１００のうちＺ方向の正方向側の端部は、トップカバー３１２から断熱されている。また、第３延伸部２２６は、収容部３００のうち各電池セル１００の他の一部分を覆う第２部分、具体的にはボトムカバー３１４に第３要素２３０を介して熱結合されている。各電池セル１００の上記他の一部分、具体的には、各電池セル１００のうちＺ方向の負方向側の端部は、ボトムカバー３１４から断熱されている。

【0036】

本実施形態においては、各電池セル１００のＺ方向の正方向側の端部がトップカバー３１２に熱結合されている場合及び各電池セル１００のＺ方向の負方向側の端部がボトムカバー３１４に熱結合されている場合と比較して、熱暴走した電池セル１００から他の電池セル１００への熱伝導を十分に抑制することができる。具体的には、熱暴走した電池セル１００から発生した熱は、熱暴走した電池セル１００に隣接する第２要素２２０を経由してトップカバー３１２又はボトムカバー３１４へ伝導する。さらに、トップカバー３１２又はボトムカバー３１４へ伝導した熱は、熱暴走した電池セル１００に隣接する第２要素２２０と異なる他の第２要素２２０へ伝導する。本実施形態においては、各電池セル１００のＺ方向の正方向側の端部がトップカバー３１２に熱結合されている場合及び各電池セル１００のＺ方向の負方向側の端部がボトムカバー３１４に熱結合されている場合と比較して、トップカバー３１２又はボトムカバー３１４へ伝導した熱が電池セル１００へ向けて伝導することを抑制することができる。したがって、各電池セル１００のＺ方向の正方向側の端部がトップカバー３１２に熱結合されている場合及び各電池セル１００のＺ方向の負方向側の端部がボトムカバー３１４に熱結合されている場合と比較して、熱暴走した電池セル１００から他の電池セル１００への熱伝導を抑制しつつ、電池モジュール１０の全体に亘って熱を分散させることができる。

【0037】

図６は、複数の電池セル１００の各々における電圧の時間推移の一例を示すグラフである。

【0038】

図６のグラフにおいて、横軸は、時間（単位：分）を示している。縦軸は、電池セル１００の電圧（単位：Ｖ）を示している。

【0039】

図６のグラフは、隣接する６つの電池セル１００の電圧の時間推移を示している。当該電圧の時間推移は、次の条件で測定した。

【0040】

図３に示した例と同様にして、トップカバー３１２と、各電池セル１００のうちトップカバー３１２によって覆われている端部と、の間には隙間を設けた。また、ボトムカバー３１４と、各電池セル１００のうちボトムカバー３１４によって覆われている端部と、の間には隙間を設けた。

【0041】

第１要素２１０として、厚さ１ｍｍのマイカを用いた。

【0042】

第２要素２２０として、厚さ１ｍｍのアルミニウムを用いた。第２要素２２０は、図３に示した例と同様にして、第１延伸部２２２、第２延伸部２２４及び第３延伸部２２６を有している。

【0043】

６つの電池セル１００の一端から１番目の電池セル１００のうち上記一端から２番目の電池セル１００が位置する側の反対側にヒータを設けた。ヒータの加熱によって、上記一端から１番目の電池セル１００を熱暴走させた。

【0044】

上記一端から１番目及び２番目の電池セル１００の各々のＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ）は１００％とした。上記一端から３番目～６番目の電池セル１００の各々のＳＯＣは５％とした。

【0045】

図６のグラフにおいて、「Ｃ１」～「Ｃ６」は、上記一端から１番目～６番目の電池セル１００の電圧の時間推移をそれぞれ示している。

【0046】

図６のグラフに示すように、上記一端から１番目の電池セル１００では、時刻約１分付近において、熱暴走によって電圧が約４．２Ｖから０Ｖへ降下している。これに対して、上記一端から２番目～６番目の電池セル１００では、上記熱暴走後、電圧降下が発生していない。

【0047】

図６に示す結果は、トップカバー３１２と、各電池セル１００のうちトップカバー３１２によって覆われている端部と、の間に設けられた隙間と、ボトムカバー３１４と、各電池セル１００のうちボトムカバー３１４によって覆われている端部と、の間に設けられた隙間と、によって、熱暴走した電池セル１００から他の電池セル１００への熱伝導が十分に抑制されていることを示唆する。

【0048】

図７は、複数の電池セル１００の各々における温度の時間推移の一例を示すグラフである。

【0049】

図７のグラフにおいて、横軸は、時間（単位：秒）を示している。縦軸は、電池セル１００の温度（単位：℃）を示している。

【0050】

図７のグラフは、隣接する６つの電池セル１００のうちの後述する８箇所における温度の時間推移を示している。当該温度の時間推移は、図６を用いて説明した電圧の時間推移を測定する条件と同じ条件で測定した。

【0051】

図７のグラフにおいて、「Ｃ１（１）」は、６つの電池セル１００の一端から１番目の電池セル１００のうち上記一端から２番目の電池セル１００が位置する側の反対側の温度推移を示している。「Ｃ１（２）」は、上記一端から１番目の電池セル１００のうち上記一端から２番目の電池セル１００が位置する側の温度推移を示している。「Ｃ２（１）」は、上記一端から２番目の電池セル１００のうち上記一端から１番目の電池セル１００が位置する側の温度推移を示している。「Ｃ２（２）」は、上記一端から２番目の電池セル１００のうち上記一端から３番目の電池セル１００が位置する側の温度推移を示している。「Ｃ３」は、上記一端から３番目の電池セル１００のうち上記一端から２番目の電池セル１００が位置する側の温度推移を示している。「Ｃ４」は、上記一端から４番目の電池セル１００のうち上記一端から３番目の電池セル１００が位置する側の温度推移を示している。「Ｃ５」は、上記一端から５番目の電池セル１００のうち上記一端から４番目の電池セル１００が位置する側の温度推移を示している。「Ｃ６」は、上記一端から６番目の電池セル１００のうち上記一端から５番目の電池セル１００が位置する側の温度推移を示している。

【0052】

上記一端から１番目の電池セル１００のうち上記一端から２番目の電池セル１００が位置する側の反対側の温度は、時刻約６０秒付近で急激に上昇し、時刻約７５秒付近で約１０００℃まで達している。上記一端から１番目の電池セル１００のうち上記一端から２番目の電池セル１００が位置する側の温度は、時刻約７５秒付近から上昇し、時刻約１００秒で３００℃に達している。これに対して、上記一端から２番目～６番目の電池セル１００の温度は、いずれの時刻においても、約１００℃以下に抑えられている。

【0053】

図７に示す結果は、トップカバー３１２と、各電池セル１００のうちトップカバー３１２によって覆われている端部と、の間に設けられた隙間と、ボトムカバー３１４と、各電池セル１００のうちボトムカバー３１４によって覆われている端部と、の間に設けられた隙間と、によって、熱暴走した電池セル１００から他の電池セル１００への熱伝導が十分に抑制されていることを示唆する。

【0054】

図８は、図３の変形例を示す図である。本変形例に係る電池モジュール１０Ａは、以下の点を除いて、実施形態に係る電池モジュール１０と同様である。

【0055】

電池モジュール１０Ａは、第２要素２２０Ａを備えている。第２要素２２０Ａは、第１延伸部２２２、第２延伸部２２４Ａ及び第３延伸部２２６Ａを有している。

【0056】

第２延伸部２２４Ａは、第１延伸部２２２のＺ方向の正方向側の端部からＸ方向の正方向及びＸ方向の負方向の双方に向けて延伸している。なお、第２要素２２０Ａは、第３延伸部２２６Ａを有している状態で第２延伸部２２４Ａを有さなくてもよい。すなわち、第１延伸部２２２のＺ方向の正方向側の端部がトップカバー３１２に接触していてもよい。

【0057】

第３延伸部２２６Ａは、第１延伸部２２２のＺ方向の負方向側の端部からＸ方向の正方向及びＸ方向の負方向の双方に向けて延伸している。なお、第２要素２２０Ａは、第２延伸部２２４Ａを有している状態で第３延伸部２２６Ａを有さなくてもよい。すなわち、第１延伸部２２２のＺ方向の負方向側の端部が第３要素２３０に接触していてもよい。

【0058】

以上、図面を参照して本発明の実施形態及び変形例について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。

【0059】

例えば、本実施形態では、トップカバー３１２と、各電池セル１００のＺ方向の正方向側の端部と、の間に隙間が設けられている。しかしながら、トップカバー３１２と、各電池セル１００のＺ方向の正方向側の端部と、の間には、低熱伝導率材又は耐熱材が位置していてもよい。この低熱伝導率材又は耐熱材によって、各電池セル１００のＺ方向の正方向側の端部をトップカバー３１２から断熱することができる。ボトムカバー３１４と、各電池セル１００のＺ方向の負方向側の端部と、の間にも低熱伝導率材又は耐熱材が位置していてもよい。

【0060】

また、本実施形態では、第２要素２２０は、トップカバー３１２及びボトムカバー３１４の双方に熱結合している。しかしながら、第２要素２２０は、トップカバー３１２及びボトムカバー３１４の一方のみに熱結合していてもよい。例えば、第２要素２２０のＺ方向の正方向側の端部がトップカバー３１２から離間していてもよい。この例においては、第２要素２２０のＺ方向の正方向の端部から熱を空気中に放出することができる。また、第２要素２２０のＺ方向の負方向側の端部がボトムカバー３１４から離間していてもよい。この例においては、第２要素２２０のＺ方向の負方向側の端部から熱を空気中に放出することができる。

【0061】

また、本実施形態では、第１要素２１０は、低熱伝導率材又は耐熱材等の特定の材料となっている。しかしながら、第１要素２１０は、材料でなく、空気等の隙間であってもよい。

【0062】

また、第２要素の形状は、本実施形態又は変形例に係る形状に限定されない。例えば、第２延伸部及び第３延伸部の一方が、実施形態の第２延伸部２２４又は第３延伸部２２６と同様にして、第１延伸部のＺ方向の端部からＸ方向の負方向に向けて延伸しており、第２延伸部及び第３延伸部の他方が、変形例の第２延伸部２２４Ａ又は第３延伸部２２６Ａと同様にして、第１延伸部のＺ方向の端部からＸ方向の正方向及びＸ方向の負方向の双方に向けて延伸していてもよい。
以下、参考形態の例を付記する。
１． 複数の電池セルと、
前記複数の電池セルを収容する収容部と、
隣り合う前記電池セルの間に位置し、１．０Ｗ／ｍ・Ｋ未満の熱伝導率を有する第１要素と、
前記第１要素と前記電池セルとの間に位置し、１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する第２要素と、
を備え、
前記第２要素は、前記収容部のうち各電池セルの一部分を覆う第１部分に熱結合されており、
各電池セルの前記一部分は、前記第１部分から断熱されている、電池モジュール。
２． 前記第１部分と、各電池セルの前記一部分と、の間に隙間が設けられている、１．に記載の電池モジュール。
３． 前記第２要素と、前記収容部のうち各電池セルの他の一部分を覆う第２部分と、に熱結合し、前記第１部分の熱伝導率より高い熱伝導率を有する第３要素をさらに備える、１．又は２．に記載の電池モジュール。
４． 前記複数の電池セルの一端側に位置する第１緩衝材と、
前記複数の電池セルの他端側に位置する第２緩衝材と、
をさらに備え、
前記複数の電池セルが前記第１緩衝材及び前記第２緩衝材を介して前記収容部によって挟持されている、１．～３．のいずれか一つに記載の電池モジュール。
５． 前記第２要素が、前記隣り合う電池セルの間で延伸する第１延伸部と、各電池セルの前記一部分と前記第１部分との間で前記第１延伸部に交差する方向に延伸する第２延伸部と、を有する、１．～４．のいずれか一つに記載の電池モジュール。

【符号の説明】

【0063】

１０ 電池モジュール
１０Ａ 電池モジュール
１００ 電池セル
１１０ 第１リード
１２０ 第２リード
２１０ 第１要素
２１０ａ 第４要素
２１０ｂ 第５要素
２２０ 第２要素
２２０Ａ 第２要素
２２２ 第１延伸部
２２４ 第２延伸部
２２４Ａ 第２延伸部
２２６ 第３延伸部
２２６Ａ 第３延伸部
２３０ 第３要素
３００ 収容部
３１２ トップカバー
３１４ ボトムカバー
３２２ 第１エンドカバー
３２４ 第２エンドカバー
３３２ 第１サイドカバー
３３４ 第２サイドカバー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】