[发明专利]电池组件及携带式电子设备

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。携带式电子设备所使用的电池，为了获得适于电子设备工作的电压和足以长时间供给电源的容量，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采用操作容易的硬组件。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冲击，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放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1(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碳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℃～150℃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。