CN105702890A - 蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种在电极体中反复进行充放电时，构成该电极体的电极不易偏离的蓄电装置。本实施方式的蓄电装置的特征为，具备：具有层叠电极的平坦的电极体及收容该电极体的方形的壳体的蓄电元件、和在第一方向与电极体邻接的衬垫，衬垫形成为，在与第一方向正交的方向且在所述壳体中连结大致平行的一对壁部彼此的方向即第二方向上的该衬垫的中央部的第一方向的厚度尺寸比在第二方向与该衬垫的中央部邻接的其他部位的第一方向的厚度尺寸大，并且，衬垫的中央部的与蓄电元件的抵接部的在与第一方向及第二方向正交的第三方向上的宽度比壳体的第三方向上的宽度小。

Description

蓄电装置
技术领域
本发明涉及具备蓄电元件的蓄电装置。
背景技术
以往，具备多个方形电池的电池组是公知的(参照专利文献1)。具体地说，所述电池组具备沿一个方向排列的多个方形电池和配置在所述方形电池间的衬垫。所述方形电池具有层叠着箔状的正极及负极的发电构件和收容所述发电构件的方形的壳体。
若所述电池组的方形电池被反复充放电，所述发电构件就会反复膨胀、收缩。另外，由于被反复充放电，所述正极及所述负极随时间而劣化，所述发电构件因伴随着该劣化而积累在所述正极及所述负极的表面上的反应副生成物(被膜、气体等)而膨胀。
在所述方形的壳体，在朝向层叠所述方形电池的方向的面(即，与所述衬垫相对的面)中，尤其中央部的刚性小。因此，所述方形电池在被反复充放电而反复发生所述发电构件的膨胀、收缩时，来自所述壳体的对于所述发电构件的膨胀的反作用力小。由此，由于来自所述壳体的对于所述发电构件的膨胀的反作用力不均匀，因此在所述发电构件中，构成该发电构件的所述正极及所述负极的一部分会发生偏离，其结果是，在该发电构件中层叠着的所述正极和所述负极之间的间隔在局部变得不均匀。
在所述发电构件中，若所述正极和所述负极之间的间隔在局部变得不均匀，反复充放电时的该正极及该负极的劣化情况也会变得局部不均匀。在这种情况下，在所述发电构件中充放电时的反应变得不均匀，该发电构件的容量及输出功率的降低增大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011－34775号公报
发明内容
于是，本发明的课题在于提供一种在电极体中反复进行充放电时，构成该电极体的电极不易偏离的蓄电装置。
本发明提供一种蓄电元件，具备：蓄电元件，其具有层叠了电极的平坦的电极体、及收容该电极体的方形的壳体；衬垫，其在第一方向上与所述蓄电元件邻接；所述衬垫形成为，在第二方向上的该衬垫的中央部在第一方向上的厚度尺寸大于在第二方向上与该衬垫的所述中央部邻接的其他部位的第一方向上的厚度尺寸，所述第二方向是与面对所述蓄电元件的面平行的方向且是与第一方向正交的方向，并且，所述衬垫的中央部的与所述蓄电元件的抵接部的与第一方向及第二方向正交的第三方向上的宽度小于所述壳体的第三方向上的宽度。
这样，在衬垫中，使厚度尺寸比其他部位增大的中央部中的与蓄电元件的抵接部的宽度比壳体小，由此，通过将该壳体中的避开强度大的侧部附近的部位设定为可由该中央部按压，蓄电元件和衬垫以在第一方向被锁定的状态被保持部件保持，由此，能够对电极体膨胀时的该电极体的中央部有效地持续施加反作用力。由此，能够抑制反复充放电及电极劣化造成的电极体的膨胀等引起的电极体中的电极偏离。
在所述蓄电装置中，优选的是，
构成所述电极体的电极具有活性物质层，所述衬垫的中央部的所述抵接部的第三方向上的宽度大于等于所述电极的所述活性物质层的第三方向上的宽度。
根据这样的结构，衬垫的中央部产生的按压力(反作用力)被施加到电极体的膨胀程度大的整个活性物质层部分，因此，在电极体膨胀时更难以产生电极的偏离。
在所述蓄电装置中，也可以是，
构成所述电极体的电极具有活性物质层，所述衬垫的中央部的所述抵接部的第三方向上的宽度小于所述电极的所述活性物质层的第三方向上的宽度。
根据这样的结构，由于壳体和衬垫的中央部的接触面积变小，因此从衬垫施加在壳体上的按压力(反作用力)在每单位面积的值增大。由此，能够对电极体膨胀时的该电极体的中央部更有效地持续施加反作用力。
在所述蓄电装置中，也可以是，
所述衬垫具有与所述蓄电元件邻接且沿着该蓄电元件延伸的基底，第二方向上的所述基底的中央部的第三方向上的宽度小于所述壳体的第三方向上的宽度，所述基底中包含第一方向及第二方向的截面的形状为矩形波形状，第二方向上的所述基底的中央部的第一方向上的振幅大于在第二方向上与该基底的所述中央部邻接的其他部位的第一方向上的振幅。
根据这样的结构，在蓄电元件和基底之间形成用于冷却蓄电元件的流体可沿第三方向流通的通风路。即，根据上述结构，利用形成通风路的结构(截面成为矩形波形状的结构)，能够对电极体在第二方向上的中央部有效地施加反作用力。
另外，在所述蓄电装置中，也可以是，
所述衬垫具有：与所述蓄电元件邻接且沿着该蓄电元件延伸的基底；多个凸部，从所述基底朝向与该基底邻接的蓄电元件延伸，在第二方向上隔开间隔设置，多个所述凸部与所述壳体中的除第三方向上的两端部以外的部位抵接，设于第二方向上的所述基底的中央部的所述凸部的延伸量大于设于在第二方向上与该基底的所述中央部邻接的其他部位的所述凸部的延伸量。
根据这样的结构，在蓄电元件和基底之间形成用于冷却蓄电元件的流体可流通的空间。即，根据上述结构，利用形成所述空间的结构(凸部自基底朝向蓄电元件延伸的结构)，能够对电极体在第二方向上的中央部有效地施加反作用力。
该情况下，多个所述凸部分别是向第一方向延伸且向第三方向延伸的肋。
根据这样的结构，在蓄电元件和基底之间形成用于冷却蓄电元件的流体可在第三方向流通的通风路。
如上所述，根据本发明，可提供一种在电极体中反复进行充放电时，构成该电极体的电极不易偏离的蓄电装置。
附图说明
图1是本发明一实施方式的蓄电装置的立体图；
图2是所述蓄电装置的蓄电元件的立体图；
图3是所述蓄电元件的主视图；
图4是图2的Ⅳ－Ⅳ位置的剖视图；
图5是所述蓄电元件的电极体的立体图；
图6是省略了所述蓄电装置的结构中的一部分的状态下的分解立体图；
图7是省略了所述蓄电装置的结构中的一部分的状态下的分解立体图；
图8是所述蓄电装置的内部衬垫的立体图；
图9是图8的Ⅸ－Ⅸ位置的剖视图；
图10是用于说明自内部衬垫施加在蓄电元件上的力的大小的示意图；
图11是另一实施方式的内部衬垫的立体图；
图12是图11的Ⅻ－Ⅻ位置的剖面的示意图；
图13是另一实施方式的内部衬垫的立体图；
图14是表示由所述内部衬垫施加大的按压力的区域的图。
附图标记说明
1：蓄电元件、10：壳体、100：壳体主体、100a：闭塞部、100b：躯干部、100c：第一壁、100d：第二壁、101：盖板、101A：气体排出弁、11：外部端子、2：衬垫、20：基底、203：通风路、2A：内部衬垫、20A：基底、200A：第一抵接部、201A：第二抵接部、202A：连接部、205A：第一端、206A：第二端、207A：第三端、208A：第四端、21A：限制部、22A：阀罩部、25A：中央部、26A：其他部位、27A：肋、2B：外部衬垫、20B：基底、201B：内部接触部、21B：限制部、22B：嵌合部、23B：轴部、24B：外部接触部、25B：中央部、26B：其他部位、3：保持部件、30：终端部件、300：压接部、300a：插入孔、31：框架、310：第一连接部、311：第二连接部、312：支承部、314：加强部、4：绝缘体、40：第一绝缘部、41：第二绝缘部、42：第三绝缘部、43：第四绝缘部、5：电极体、51：卷芯、52：层叠体、53：正极(具有正的极性的电极)、531：非覆盖部、532：覆盖部、54：负极(具有负的极性的电极)、541：非覆盖部、542：覆盖部、55：隔板
具体实施方式
下面，参照图1～图10对本发明的一实施方式进行说明。本实施方式中的各结构部件(各构件)的名称在本实施方式中的名称，有可能与背景技术中的各结构部件(各构件)的名称不同。
如图1所示，蓄电装置具备蓄电元件1、与该蓄电元件1相邻的衬垫2、将蓄电元件1及衬垫2一同保持的保持部件3。保持部件3由导电材料成形。随之，蓄电装置具备配置在蓄电元件1和保持部件3之间的绝缘体4。
如图2～图5所示，蓄电元件1具备：包含正极53及负极54的电极体5、收容电极体5的方形的壳体10、配置在壳体10的外表面上的一对外部端子11。
电极体5卷绕有电极53、54，具有短径(图4中的左右方向的直径)及长径(图4中的上下方向的直径)。即，本实施方式的电极体5具有平坦的筒形状。具体如下。
电极体5具备：卷芯51；层叠体52，由正极(具有正的极性的电极)53和负极(具有负的极性的电极)54在互相绝缘的状态下层叠而成，卷绕在卷芯51的周围。在电极体5中，通过使锂离子在正极53和负极54之间移动，蓄电元件1进行充放电。
卷芯51通常由绝缘材料形成。卷芯51为筒形状。本实施方式的卷芯51为扁平的筒形状。本实施方式的卷芯51通过卷绕具有挠性或热塑性的片材而形成。所述片材例如由合成树脂形成。
层叠体52是正极53及负极54层叠(重叠)而成的部件，被卷绕在卷芯51的周围。
正极53具有金属箔和在金属箔上形成的正极活性物质层。金属箔为带状。本实施方式的金属箔例如为铝箔。正极53在带形状的短边方向即宽度方向的一端缘部具有正极活性物质层的非覆盖部(未形成正极活性物质层的部位)531。在正极53中，将形成有正极活性物质层的部位称为覆盖部532。正极53中的覆盖部(设有正极活性物质层的部位)532的厚度尺寸比该正极53中的非覆盖部(其他部位)531的厚度尺寸大。本实施方式中构成正极活性物质层的正极活性物质例如为锂金属氧化物。
负极54具有金属箔和在金属箔上形成的负极活性物质层。金属箔为带状。本实施方式的金属箔例如为铜箔。负极54在带形状的短边方向即宽度方向的另一(正极53的非覆盖部531的相反侧)端缘部具有负极活性物质层的非覆盖部(未形成负极活性物质层的部位)541。负极54的覆盖部(形成有负极活性物质层的部位)542的宽度比正极53的覆盖部532的宽度大。负极54中的覆盖部542的厚度尺寸比该负极54中的非覆盖部(其他部位)541的厚度尺寸大。本实施方式中构成负极活性物质层的负极活性物质例如为难石墨化碳。
在本实施方式的电极体5中，以上述方式构成的正极53和负极54在被隔板55绝缘的状态下被卷绕。即，在本实施方式的电极体5中，正极53、负极54及隔板55的层叠体52卷绕在卷芯51的周围。隔板55是具有绝缘性的部件。隔板55配置在正极53和负极54之间。由此，在电极体5(详细而言，为层叠体52)中，正极53和负极54互相绝缘。另外，隔板55在壳体10内保持电解液。由此，在蓄电元件1的充放电时，锂离子在隔着隔板55交替层叠的正极53和负极54之间移动
隔板55为带状。隔板55例如由聚乙烯、聚丙烯、纤维素、聚酰胺等多孔质膜构成。隔板的宽度(带形状的短边方向的尺寸)比负极54的覆盖部542的宽度大。隔板55配置在正极53和负极54之间，正极53和负极54以在宽度方向位置偏离的状态叠合，从而使覆盖部532、542彼此重叠。处于这样被层叠的状态下的正极53、负极54及隔板55(即，层叠体52)卷绕在卷芯51的周围，形成电极体5。
壳体10具有：具有开口的壳体主体100；盖板101，其关闭壳体主体100的开口，在外表面上配置有一对外部端子11。
壳体主体100具备：闭塞部100a(参照图3及图4)；筒状的躯干部100b，与该闭塞部100a的周缘连接，包围该闭塞部100a。
躯干部100b具备空开间隔互相相对的一对第一壁100c和隔着一对第一壁100c互相相对的一对第二壁100d。
第一壁100c及第二壁100d分别形成矩形。第一壁100c及第二壁100d以相互的端缘挨着的状态相邻配置。相邻的第一壁100c的端缘及第二壁100d的端缘彼此在整个长度上连接。由此，躯干部100b形成方筒状。躯干部100b的一端由闭塞部100a闭塞。与之相反，壳体主体100中的躯干部100b的另一端开口。该开口由盖板101闭塞。在本实施方式中，第一壁100c的表面积比第二壁100d的表面积大。因此，躯干部100b为平坦的方筒状。
本实施方式的蓄电装置具备多个蓄电元件1。多个蓄电元件1在一个方向(第一方向)上排列。在本实施方式中，多个蓄电元件1以壳体10的第一壁100c朝向一个方向(第一方向)的方式排列。蓄电装置具备将相邻的两个蓄电元件1的外部端子11彼此电连接的未图示的母线。
在以下的说明中，为了方便，将蓄电元件1的排列方向(第一方向：电极体5的短径方向)称为X轴方向。另外，在三轴互相正交的坐标系(正交坐标系)中，将与蓄电元件1的排列方向(X轴方向)正交的二轴方向中的一个方向(第二方向：电极体5的长径方向)称为Z轴方向，将剩余的一个方向(第三方向：电极体5的卷绕中心方向)称为Y轴方向。换言之，Z轴方向(第二方向)是在壳体10中连结作为大致平行的壁部的盖板101和闭塞部100a彼此的方向。随之，在各附图中，辅助性地图示有与X轴方向、Y轴方向及Z轴方向各自对应的正交三轴(坐标轴)。
衬垫2具有绝缘性，在X轴方向上与蓄电元件1邻接。衬垫2具有与蓄电元件1(详细地说，壳体10，更详细地说，躯干部100b的第一壁100c)邻接的基底和防止与该基底邻接的蓄电元件1的位置偏离的限制部。
对衬垫2更具体地进行说明。如上所述，蓄电装置具备多个蓄电元件1。随之，如图6及图7所示，蓄电装置具备两种衬垫2(2A、2B)。即，蓄电装置具备配置在两个蓄电元件1间的衬垫(以下称为内部衬垫)2A与多个蓄电元件1中的处于最边缘的蓄电元件1相邻的衬垫(以下称为外部衬垫)2B。
首先，参照图8及图9，对内部衬垫2A进行说明。内部衬垫2A形成为：Z轴方向上的该内部衬垫2A的中央部25A在X轴方向上的厚度尺寸比在Z轴方向上与该内部衬垫2A的中央部25A邻接的其他部位26A在X轴方向上的厚度尺寸大(参照图9)。另外，内部衬垫2A形成为：内部衬垫2A的中央部25A的与蓄电元件1的抵接部中的Y轴方向的宽度(尺寸)比壳体10(详细地说，第一壁100c)的Y轴方向上的宽度(尺寸)小。详细情况如下。
内部衬垫2A在与邻接的蓄电元件1之间形成用于冷却该蓄电元件1的流体(冷却流体)可在Y轴方向(第二方向)上流通的通风路203(参照图1)。该内部衬垫2A具有与蓄电元件1(壳体主体100的第一壁100c)相邻的基底20A和限制与基底20A邻接的蓄电元件1相对于该基底20A在Y轴方向及Z轴方向上移动(位置偏离)的限制部21A。另外，内部衬垫2A具有阀罩部22A，该阀罩部22A从基底20A突出，配置在蓄电元件1的盖板101(气体排出阀101A)上。
内部衬垫2A的基底20A被相邻的两个蓄电元件1夹住。即，在内部衬垫2A的基底20A的X轴方向的两侧分别配置有蓄电元件1。该基底20A沿着与该基底20A的Z轴方向邻接的蓄电元件1(详细地说，第一壁100c)延伸。本实施方式的基底20A在与X轴方向正交的方向(Y－Z平面(包含Y轴和Z轴的平面)方向)延伸。而且，内部衬垫2A的基底20A具有第一面和第二面，第一面与相邻的两个蓄电元件1中的一蓄电元件1相对，第二面位于该第一面的相反侧，且与两个蓄电元件1中的另一蓄电元件1相对。该内部衬垫2A的基底20A是在Y轴方向上长度长的矩形状中将Y轴方向的两端部切掉后的形状。该基底20A是与蓄电元件1的第一壁100c对应的大小。
内部衬垫2A的基底20A具有第一端205A和第二端206A(参照图8)，第一端205A配置在与蓄电元件1的盖板101对应的位置，第二端206A位于该第一端205A的相反侧，配置在与蓄电元件1的闭塞部100a对应的位置。另外，内部衬垫2A的基底20A具有第三端207A和第四端208A(参照图8)，第三端207A配置在与蓄电元件1的一第二壁100d对应的位置，第四端208A位于该第三端207A的相反侧，配置在与蓄电元件1的另一第二壁100d对应的位置。
第三端207A及第四端208A留下从基底20A的四角延伸的限制部21A，并分别朝向Y轴方向的内侧切掉。本实施方式的第三端207A及第四端208A被切成矩形形状。由此，内部衬垫2A的基底20A的所述被切掉的部位中的Y轴方向的宽度比蓄电元件1的Y轴方向的宽度小。即，内部衬垫2A的基底20A的Z轴方向上的中央部在Y轴方向上的宽度比壳体10在Y轴方向上的宽度小。本实施方式的内部衬垫2A的基底20A在Y轴方向上的宽度例如大于等于被收容在与该基底20A邻接的蓄电元件1的壳体10内的构成电极体5的电极23、24的活性物质层(正极活性物质层及负极活性物质层中的至少一方)在Y轴方向上的宽度。内部衬垫2A的基底20A在Z轴方向上的所述中央部与前述的内部衬垫2A的中央部25A是同一部位。因此，以下，都使用同一附图标记并称为中央部25A。另外，内部衬垫2A的在Z轴方向上与基底20A的中央部25A邻接的其他部位和前述的内部衬垫2A的其他部位26A是同一部位。因此，以下都使用相同的附图标记并称为其他部位26A。
本实施方式的内部衬垫2A的基底20A在该基底20A的第一面和蓄电元件1之间、及该基底20A的第二面和蓄电元件1之间的至少任一方形成用于使冷却流体(冷却用的流体)通过的通风路203。
内部衬垫2A的基底20A的截面(X－Z平面(包含X轴和Z轴的平面)方向的截面)为矩形波形状。更详细地进行说明。内部衬垫2A的基底20A具有：只与相邻的两个蓄电元件1中的一蓄电元件1抵接的第一抵接部200A、只与相邻的两个蓄电元件1中的另一蓄电元件1抵接的第二抵接部201A、将第一抵接部200A和第二抵接部201A连起来的连接部202A。第一抵接部200A在Y轴方向上长度长。另外，第二抵接部201A在Y轴方向上长度长。
本实施方式的内部衬垫2A的基底20A具有多个第一抵接部200A和多个第二抵接部201A。各第一抵接部200A和各第二抵接部201A在Z轴方向上交替配置。
由此，在蓄电装置中，由第一抵接部200A的与蓄电元件1抵接的面相反侧的面和与该第一抵接部200A相连的一对连接部202A形成通风路203。向该通风路203中供应用于冷却蓄电元件1的冷却流体(例如，空气)。即，通风路203在Y轴方向上延伸，使冷却流体与蓄电元件1的第一壁100c接触着在Y轴方向上流通。另外，在蓄电装置中，由第二抵接部201A的与蓄电元件1抵接的面相反侧的面和与该第二抵接部201A相连的一对连接部202A形成通风路203。该通风路203也在Y轴方向上延伸，使冷却流体与蓄电元件1的第一壁100c接触着在Y轴方向上流通。如上所述，在本实施方式的蓄电装置中，在内部衬垫2A的基底20A的第一面和蓄电元件1之间、及内部衬垫2A的基底20A的第二面和蓄电元件1之间，分别形成有通风路203。而且，内部衬垫2A的基底20A的第一面侧的通风路203和内部衬垫2A的基底20A的第二面侧的通风路203在共同的蓄电元件1间在Z轴方向上交替形成(参照图10)。
另外，在本实施方式的基底20A中，如图9所示，中央部25A的X轴方向的振幅α比其他部位26A的X轴方向的振幅β大。但是，振幅α、β的大小被设定为：蓄电元件1和衬垫2由保持部件3以在X轴方向上被锁定的状态保持，由此，内部衬垫2A的基底20的各第一抵接部200A和各第二抵接部201A分别和与该内部衬垫2A邻接的两个蓄电元件1抵接(参照图10)。在图9中，为了让人便于理解中央部25A和其他部位26A的振幅α、β的差异，夸张地表示了中央部25A的振幅。
限制部21A抑制位于X轴方向两侧的蓄电元件1相对于内部衬垫2A(基底20A)在Y－Z平面方向的位置偏离(限制)。由此，限制部21A可限制与内部衬垫2A邻接的两个蓄电元件1彼此的相对移动。具体地说，限制部21A分别自基底20向X轴方向两侧延伸。即，限制部21A朝向与内部衬垫2A的基底20A的第一面相邻的蓄电元件1自基底20A延伸，并且，朝向与内部衬垫2A的基底20A的第二面相邻的蓄电元件1自内部衬垫2A的基底20A延伸。通过这些限制部21A保持(约束)蓄电元件1的四角，限制了蓄电元件1相对于内部衬垫2A(基底20A)在Y－Z平面方向上位置偏离。
如上所述，本实施方式的蓄电装置具备多个蓄电元件1，内部衬垫2A分别配置在相邻的蓄电元件1彼此之间。因此，本实施方式的蓄电装置具备多个内部衬垫2A。
接着，对外部衬垫2B进行说明。如图6及图7所示，外部衬垫2B形成为，Z轴方向上的该外部衬垫2B的中央部25B在X轴方向上的厚度尺寸比在Z轴方向上与该外部衬垫2B的中央部25B邻接的其他部位26B在X轴方向上的厚度尺寸大。另外，外部衬垫2B形成为，外部衬垫2B的中央部25B的与蓄电元件1的抵接部(本实施方式中，后述的内部接触部201B的前端)在Y轴方向上的宽度(尺寸)比壳体10(详细地说，第一壁100c)在Y轴方向上的宽度(尺寸)小。详细如下。
外部衬垫2B具有在X轴方向上与蓄电元件1邻接的基底20B、和自基底20B朝向与该基底20B邻接的蓄电元件1延伸的内部接触部201B。外部衬垫2B还具有抑制与该基底20B邻接的蓄电元件1相对于该基底20B的位置偏离的限制部21B。另外，外部衬垫2B具有自基底20B朝向终端部件30(参照图6)突出的外部接触部24B。本实施方式的外部衬垫2B中，内部接触部201B在该外部衬垫2B的基底20B的第一面和蓄电元件1之间形成用于使冷却用的流体通过的通风路203。
外部衬垫2B的基底20B沿着在X轴方向与该基底20B邻接的蓄电元件1(详细地说，第一壁100c)延伸。本实施方式的基底20B是在Y－Z平面方向延伸的板状的部位。而且，外部衬垫2B的基底20B具有第一面和第二面，第一面与邻接的蓄电元件1相对，第二面位于该第一面的相反侧，与保持部件3的终端部件30相对。本实施方式的外部衬垫2B的基底20B是大致矩形的板状的部位。另外，外部衬垫2B的基底20B的大小与蓄电元件1的第一壁100c大致相同。
内部接触部201B自外部衬垫2B的基底20B向X轴方向延伸(突出)，并且向Y轴方向延伸。即，本实施方式的内部接触部201B具有肋形状。在外部衬垫2B的基底20B设有多个该内部接触部201B。而且，多个内部接触部201B各自在Z轴方向(与长边方向正交的方向)互相隔开间隔平行配置。多个内部接触部201B各自在Y轴方向上的长度比与外部衬垫2B的基底20B邻接的蓄电元件1(详细地说，第一壁100c)在Y轴方向上的长度小。在本实施方式中，多个内部接触部201B在Y轴方向上的长度全部相同。该外部衬垫2B的内部接触部201B在Y轴方向上的宽度例如大于等于被收容在与外部衬垫2B邻接的蓄电元件1的壳体10内的电极体5中的活性物质层(正极活性物质层及负极活性物质层中的至少一方)在Y轴方向上的宽度。另外，设于外部衬垫2B的基底20B的Z轴方向的中央部的内部接触部201B在X轴方向上的延伸量(突出量)比设于与该基底20B的中央部在Z轴方向邻接的其他部位的内部接触部201B在X轴方向上的延伸量(突出量)大。外部衬垫2B的基底20B在Z轴方向上的所述中央部和前述的外部衬垫2B的中央部25B是同一部位。因此，以下，都使用相同附图标记并称为中央部25B。另外，外部衬垫2B的基底20B的与中央部25B在Z轴方向邻接的其他部位和前述的外部衬垫2B的其他部位26B是同一部位。因此，以下，都使用相同附图标记并称为其他部位26B。
限制部21B限制与外部衬垫2B的第一面相邻的蓄电元件1相对于基底20B的位置偏离(相对移动)。该限制部21B自外部衬垫2B的基底20B朝向与该基底20B的第一面相邻的蓄电元件1延伸。这些限制部21B保持(约束)蓄电元件1的四角，由此，限制蓄电元件1相对于外部衬垫2B(基底20B)在Y－Z平面方向上的位置偏离。
外部接触部24B自外部衬垫2B的基底20B朝向终端部件30突出，与终端部件30抵接。因此，在蓄电装置中，在外部衬垫2B和终端部件30之间形成有间隙。
本实施方式的外部衬垫2B的基底20B和保持部件3的终端部件30相对。即，外部衬垫2B配置在蓄电元件1和终端部件30之间。随之，外部衬垫2B在基底20B的与终端部件30相对的位置具有与终端部件30嵌合的嵌合部22B。即，外部衬垫2B具有嵌合部22B，嵌合部22B用于决定终端部件30相对于基底20B的位置，在基底20B的第二面形成。另外，外部衬垫2B具有轴部23B，轴部23B用于决定终端部件30相对于基底20B的位置，自基底20B的第二面突出。
本实施方式的蓄电装置具备一对以上述方式构成的外部衬垫2B。外部衬垫2B与多个蓄电元件1中的处于最边缘的蓄电元件1相邻。即，外部衬垫2B以在X轴方向夹住排列的多个蓄电元件1的方式设置一对。
保持部件3保持蓄电元件1和衬垫2，从而在X轴方向上锁定蓄电元件1和衬垫2。具体地说，如图1及图6所示，保持部件3具备配置在排列的多个蓄电元件1在X轴方向上的外侧的一对终端部件30和连接该一对终端部件30各自的框架31。
一对终端部件30各自沿着蓄电元件1(详细地说，第一壁100c)延伸。本实施方式的终端部件30在Y－Z平面方向延伸。终端部件30具有与外部衬垫2B相对的第一面和该第一面的相反侧的第二面。本实施方式的终端部件30在X轴方向观察时为大致矩形(与蓄电元件1对应的形状)。另外，终端部件30具有与自外部衬垫2B的基底20B延伸的外部接触部24B抵接的压接部300。压接部300具有在与外部衬垫2B的轴部23B对应的位置形成的插入孔300A。外部衬垫2B的轴部23B插入该插入孔300A。
框架31具有：连结一对终端部件30彼此的连接部即沿着隔着内部衬垫2A排列的多个蓄电元件1各自的角部延伸的多个(本实施方式的例子中为两个)连接部310，311、和对连接部310、311进行加强的至少一个加强部314。本实施方式的保持部件3在Y轴方向的一端和另一端分别具有框架31。一对框架31分别具有配置在与蓄电元件1的盖板101对应的位置的第一连接部310、和配置在与蓄电元件1的闭塞部100a对应的位置的第二连接部311。第一连接部310在X轴方向延伸。第二连接部311和第一连接部310同样，也在X轴方向延伸。另外，框架31具有连接第一连接部310和第二连接部311的支承部312。支承部312连接在Y轴方向上相对于蓄电元件1位于相同侧的一对连接部(第一连接部310及第二连接部311)的对应的端部彼此。另外，框架31具有连接在Z轴方向上相邻的第一连接部310和第二连接部311的中间部彼此的加强部314。
以上述方式构成的框架31的X轴方向的两端部(详细地说，第一连接部310和第二连接部311的两端部)被固定于一对终端部件30上。由此，一对终端部件30在X轴方向将蓄电元件1及衬垫2锁定。
绝缘体4由具有绝缘性的材料构成，将蓄电元件1和保持部件3绝缘。如图1及图6所示，本实施方式的蓄电装置具备一对绝缘体4。一对绝缘体4分别具有配置在第一连接部310和衬垫2(内部衬垫2A及外部衬垫2B)之间的第一绝缘部40、和配置在第二连接部311和衬垫2(内部衬垫2A及外部衬垫2B)之间的第二绝缘部41。
另外，绝缘体4具有第三绝缘部42，第三绝缘部42连接第一绝缘部40和第二绝缘部41，配置在外部衬垫2B和框架31的支承部312之间。进而，绝缘体4具有第四绝缘部43，第四绝缘部43连接第一绝缘部40的中途位置和第二绝缘部41的中途位置，配置在蓄电元件1和框架31的加强部314之间。
在以上的蓄电装置中，在衬垫2(内部衬垫2A、外部衬垫2B)，X轴方向上的厚度尺寸(在内部衬垫2A中是矩形波形状的截面的振幅，在外部衬垫2B中是内部接触部201B的延伸量)比其他部位26A、26B大的中央部25A、25B的与蓄电元件1的抵接部的宽度小于壳体10，由此，能够通过该中央部25A、25B按压该壳体10的第一壁100c(与衬垫2的相对面)中避开强度大的侧部(与第二壁100d的连接部)附近的部位(参照图10)。因此，蓄电元件1和衬垫2以在X轴方向被锁定的状态被保持部件3保持，由此，在电极体5膨胀时，对该电极体5的Z轴方向的中央部有效地施加反作用力。其结果是，抑制了反复的充放电及电极53、54随时间的劣化造成的电极体5的膨胀、收缩等引起的电极体5中的电极53、54向卷绕方向的偏离。
在本实施方式的蓄电装置中，衬垫2的中央部25A、25B的与蓄电元件1的抵接部位在Y轴方向上的宽度大于等于电极53、54中活性物质层在Y轴方向上的宽度。因此，在电极53、54的膨胀等程度大的活性物质层部分整体施加衬垫2的中央部25A、25B所形成的按压力(反作用力)，因此在电极体5发生膨胀、收缩等时，更不容易产生电极53、54向卷绕方向的偏离。
在本实施方式的蓄电装置中，内部衬垫2A的基底20A中的X―Z平面方向的截面形状为矩形波形状。而且，内部衬垫2A的基底20A的中央部25A在X轴方向上的振幅α比该基底20A的其他部位26A在X轴方向上的振幅β大(参照图9)。根据该结构，利用形成通风路203的结构(截面成为矩形波形状的结构)，能够对电极体5的长径方向(Z轴方向)的中央部有效地施加反作用力。
显然，本发明的蓄电装置并不限于上述实施方式，在不脱离本发明的宗旨的范围内可以进行各种变更。
上述实施方式的蓄电装置的蓄电元件1具备带状的电极(正极53及负极54)卷绕而成的、所谓卷绕式的电极体5，但不限于该结构。蓄电元件1也可以是具备片状的电极(正极53及负极54)层叠而成的、所谓层叠式的电极体5的结构。根据这样的结构，在电极体5膨胀时，也可以对该电极体5的中央部有效地持续施加反作用力。由此，抑制了反复充放电及电极53、54的劣化造成的电极体5的膨胀等引起的电极体5中的电极53、54的偏离。
再者，在卷绕式的电极体5中，由于长径方向(Z轴方向)的中央部容易鼓出，因此，更有效地抑制了反复充放电及电极53、54的劣化造成的电极体5的膨胀等引起的电极体5中的电极53、54的偏离。即，在具备卷绕式的电极体5的蓄电元件1中，可获得更加明显的抑制偏离的效果。另外，如图4及图10中所示的空心的卷绕式的电极体5，与实心的卷绕式的电极体(未图示)相比，对电极体5中的电极53、54的偏离的抑制效果更大。即，在空心的卷绕式的电极体5中，由于电极体5的直线部(在图4中，在Z轴方向延伸且与第一壁100c相对的部分)向空心部侧弯曲(躲避)，因此施加在电极53、54上的反作用力不充分，由此，与实心的卷绕式的电极体相比，电极53、54更容易偏离(偏离量大)，但通过如上述实施方式那样设定为利用衬垫2对壳体10(详细地说，第一壁100c)的中央部分积极地施加充分的按压力的结构，向电极53、54施加充分的反作用力(按压力)，其结果是，与实心的卷绕式的电极体相比，大幅抑制了电极体5中的电极53、54的偏离量。
上述实施方式的内部衬垫2A的截面为矩形波形状，但不限于该结构。内部衬垫2A和外部衬垫2B同样，也可以是在如图11及图12所示的板状的基底20A设有在X轴方向延伸且在Y轴方向延伸的多个肋27A的结构。根据该结构，设置于内部衬垫2A的中央部25A的肋27A在X轴方向上的延伸量(突出量)比设置于内部衬垫2A的其他部位26A的肋27A在X轴方向上的延伸量(突出量)大。另外，设置于内部衬垫2A的中央部25A的肋27A在Y轴方向上的长度比蓄电元件1在Y轴方向上的宽度小(短)。
在该结构的情况下，内部衬垫2A的基底20A在Y轴方向上的宽度整体也可以和与该基底20A邻接的蓄电元件1(详细地说，第一壁100c)在Y轴方向上的宽度相同，另外，也可以将中央部25A在Y轴方向上的宽度设定为和肋27A相同的宽度(尺寸)。另外，设置于内部衬垫2A的其他部位26A的肋27A在Y轴方向上的长度没有限定。设置于内部衬垫2A的其他部位26A的肋27A在Y轴方向上的长度例如也可以比与该内部衬垫2A邻接的蓄电元件1在Y轴方向上的宽度小，或者，也可以相同。在图12中，为了容易理解肋27A的延伸量的差异，夸大了设置于内部衬垫2A的中央部25A的肋27A在X轴方向上的延伸量。
在上述实施方式中，内部衬垫2A的截面为矩形波形状，外部衬垫2B具有基底20B和自该基底20B延伸的内部接触部(肋)201B，但衬垫2(内部衬垫2A、外部衬垫2B)不限于这些结构。只要衬垫2具有与蓄电元件1邻接且沿着该蓄电元件1延伸的基底20A、20B、和自基底20A、20B朝向与该基底20A、20B邻接的蓄电元件1延伸并在Z轴方向上空开间隔设置多个的凸部即可。这些多个凸部与壳体10的第一壁100c中的除Y轴方向的两端部(与第二壁100d的接合部位附近)以外的部位抵接。该情况下，设置于衬垫2的中央部25A、25B的凸部的延伸量也比设置于衬垫2的其他部位26A、26B的凸部的延伸量大。
根据这样的结构，由于在蓄电元件1和基底20A、20B之间形成有用于冷却蓄电元件1的冷却流体能够流通的空间，因此利用形成所述空间的结构(凸部自基底20A、20B延伸的结构)，能够对电极体5在长径方向(Z轴方向)上的中央部有效地施加反作用力。
在上述实施方式的内部衬垫2A中，在其他部位26A，Y轴方向的宽度也比与内部衬垫2A邻接的蓄电元件1的Y轴方向的宽度小，但不限于该结构。例如，如图13所示，在内部衬垫2A的基底20A中，也可以只使中央部25A的Y轴方向的宽度比壳体10(蓄电元件1)的Y轴方向的宽度小。根据这样的结构，内部衬垫2A也可以对避开如图14所示的第一壁100c中的较硬的部位(与第二壁附近100d的接合部及与闭塞部100a的接合部附近)的部位、且与电极体5的长径方向(Z轴方向)的中央部相对的部位γ，用比对该部位γ的周边部位的按压力更大的力按压。
上述实施方式的设于衬垫2的中央部25A、25B的凸部在Y轴方向上的宽度(在上述实施方式的例子中，内部衬垫2A的中央部25A中的与蓄电元件1的抵接部在Y轴方向上的宽度(尺寸)、和外部衬垫2B的中央部25B中的与蓄电元件1的抵接部(肋形状的内部接触部201B的前端)在Y轴方向上的宽度(尺寸))大于等于蓄电元件1的电极体5中的活性物质层在Y轴方向上的宽度，但不限于该结构。所述凸部的Y轴方向的宽度也可以比所述活性物质层的Y轴方向的宽度小。根据这样的结构，由于壳体10和衬垫2A的中央部25A间的接触面积变小，自衬垫2A施加在壳体10的压力(反作用力)的每单位面积的值变大。由此，在电极体5膨胀时，对该电极体5在Z轴方向上的中央部更有效地持续施加反作用力。

Claims (10)

1.一种蓄电装置，其特征在于，具备：
蓄电元件，其具有层叠了电极的平坦的电极体、及收容该电极体的方形的壳体；
衬垫，其在第一方向上与所述蓄电元件邻接；
所述衬垫形成为，在第二方向上的该衬垫的中央部在第一方向上的厚度尺寸大于在第二方向上与该衬垫的所述中央部邻接的其他部位的第一方向上的厚度尺寸，所述第二方向是与面对所述蓄电元件的面平行的方向且是与第一方向正交的方向，并且，所述衬垫的中央部的与所述蓄电元件的抵接部的与第一方向及第二方向正交的第三方向上的宽度小于所述壳体的第三方向上的宽度。
2.如权利要求1所述的蓄电装置，其特征在于，
构成所述电极体的电极具有活性物质层，
所述衬垫的中央部的所述抵接部的第三方向上的宽度大于等于所述电极的所述活性物质层的第三方向上的宽度。
3.如权利要求1所述的蓄电装置，其特征在于，
构成所述电极体的电极具有活性物质层，
所述衬垫的中央部的所述抵接部的第三方向上的宽度小于所述电极的所述活性物质层的第三方向上的宽度。
4.如权利要求1至3中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，
所述衬垫具有与所述蓄电元件邻接且沿着该蓄电元件延伸的基底，
第二方向上的所述基底的中央部的第三方向上的宽度小于所述壳体的第三方向上的宽度，
所述基底中包含第一方向及第二方向的截面的形状为矩形波形状，
第二方向上的所述基底的中央部的第一方向上的振幅大于在第二方向上与该基底的所述中央部邻接的其他部位的第一方向上的振幅。
5.如权利要求1至3中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，
所述衬垫具有：与所述蓄电元件邻接且沿着该蓄电元件延伸的基底；多个凸部，从所述基底朝向与该基底邻接的蓄电元件延伸，在第二方向上隔开间隔设置，
多个所述凸部与所述壳体中的除第三方向上的两端部以外的部位抵接，
设于第二方向上的所述基底的中央部的所述凸部的延伸量大于设于在第二方向上与该基底的所述中央部邻接的其他部位的所述凸部的延伸量。
6.如权利要求5所述的蓄电装置，其特征在于，
多个所述凸部分别是向第一方向延伸且向第三方向延伸的肋。
7.一种蓄电装置，其特征在于，具备：
蓄电元件，其具有层叠了电极的平坦的电极体、及收容该电极体的方形的壳体；
衬垫，其在第一方向上与所述蓄电元件邻接；
在所述衬垫，在第二方向上的该衬垫的中央部在第一方向上的厚度尺寸大于在第二方向上与该衬垫的所述中央部邻接的其他部位的第一方向上的厚度尺寸，所述第二方向是与面对所述蓄电元件的面平行的方向且是与第一方向正交的方向。
8.如权利要求7所述的蓄电装置，其特征在于，
所述衬垫的中央部的与所述蓄电元件的抵接部的与第一方向及第二方向正交的第三方向上的宽度小于所述壳体的第三方向上的宽度。
9.如权利要求1至8中任一项所述的蓄电装置，其特征在于，
所述电极体为卷绕式。
10.如权利要求9所述的蓄电装置，其特征在于，
所述电极体的卷绕中心向与第一方向及第二方向正交的方向延伸。
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