JP2010016307A - Module type energy storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放熱性を改善したモジュール型蓄電装置に関する。 The present invention relates to a modular power storage device with improved heat dissipation.
従来より、大容量を実現できる電気二重層キャパシタのような蓄電装置は、例えば電気自動車をはじめとする車両等に利用されている。 Conventionally, a power storage device such as an electric double layer capacitor capable of realizing a large capacity has been used for vehicles such as electric vehicles.
一般的な電気二重層キャパシタのような蓄電装置は、活物質からなる電極がセパレータと重ねられて捲回又は積層され、電解質溶液とともに樹脂や絶縁紙等で固縛されている。この固縛された状態の捲回電極又は積層電極は、アルミ筐体中に封止され、その外部には複数対の正負電極を結束した電荷取り出し用の端子のみが露出している。この電荷取り出し用の端子は、導線を介して外部負荷と接続するための端子であり、導線を接続するための必要最小限の大きさである(例えば、特許文献1参照)。
このような蓄電装置において、瞬時に大電流による放電又は充電を行うハイレート充放電を行うと、内部電極及びその周辺で多大な熱が生じる。しかしながら、内部電極には放熱機構は設けられておらず、また、内部電極を密封する樹脂や絶縁紙等は熱伝導性が低く、内部電極で発生した熱が筐体内部にこもるため、電極の温度が上昇し、電解質溶液や電極の劣化が進み、これにより静電容量の低下や内部抵抗の上昇等の性能劣化が生じる可能性がある。 In such a power storage device, if high-rate charge / discharge is performed in which discharge or charging is performed with a large current instantaneously, a large amount of heat is generated in the internal electrode and its surroundings. However, the internal electrode is not provided with a heat dissipation mechanism, and the resin or insulating paper that seals the internal electrode has low thermal conductivity, and the heat generated in the internal electrode is trapped inside the housing. As the temperature rises, the electrolyte solution and the electrode deteriorate, and this may cause performance deterioration such as a decrease in capacitance and an increase in internal resistance.
この対策として、一般的には、強力な冷却装置によるキャパシタ本体の冷却、又は、入出力電力の制限による最大能力以下でのキャパシタの利用等が行われている。このような蓄電装置において、省エネルギの観点から冷却の必要性を低減し、かつ性能を十分に引き出すためには、キャパシタ内部の活物質からの発熱による温度上昇を抑制する必要がある。 As a countermeasure, generally, the capacitor body is cooled by a powerful cooling device, or the capacitor is used at the maximum capacity or less by limiting the input / output power. In such a power storage device, in order to reduce the necessity of cooling from the viewpoint of energy saving and to sufficiently bring out the performance, it is necessary to suppress a temperature rise due to heat generation from the active material inside the capacitor.
このような温度上昇の抑制は、複数の蓄電装置がモジュール化されてモジュール型キャパシタを構成している場合には、より深刻な課題となっていた。 Such suppression of temperature rise has been a more serious problem when a plurality of power storage devices are modularized to form a modular capacitor.
そこで、本発明は、放熱性を改善することにより、内部での温度上昇を抑制して性能の改善を図ったモジュール型蓄電装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a module type power storage device that improves heat dissipation and suppresses temperature rise inside to improve performance.
本発明の一局面のモジュール型蓄電装置は、正極電極及び負極電極の間に、第1活性層、絶縁層、及び第2活性層がこの順に配設され、電解質溶液に含浸される単位セルの積層体である積層セルと、前記積層セルの積層方向にある一方の面及び他方の面を覆い、当該積層セルを狭持するとともに、前記各単位セルが並列接続されるように、当該各単位セルの正極電極及び負極電極がそれぞれ接続される平板状の第1プレート及び第2プレートと、前記積層セルの積層方向における側方を囲繞し、前記第1プレート及び前記第2プレートの間を密封する囲繞部とを含む蓄電装置を複数備え、前記複数の蓄電装置は積層されるとともに、積層方向において相隣接する前記蓄電装置同士の間の前記第1プレート又は前記第2プレートは共通である。 The module type power storage device of one aspect of the present invention includes a unit cell in which a first active layer, an insulating layer, and a second active layer are arranged in this order between a positive electrode and a negative electrode, and impregnated with an electrolyte solution. The unit cell, which is a stacked body, covers the one side and the other side in the stacking direction of the layered cell, sandwiches the layered cell, and is connected in parallel to the unit cells. The flat plate-like first plate and the second plate to which the positive electrode and the negative electrode of the cell are respectively connected, and the side in the stacking direction of the stacked cell are enclosed, and the space between the first plate and the second plate is sealed A plurality of power storage devices including a surrounding portion, wherein the plurality of power storage devices are stacked, and the first plate or the second plate between the power storage devices adjacent to each other in the stacking direction is common.
また、前記複数の蓄電装置は電気的に直列に接続されてもよい。 The plurality of power storage devices may be electrically connected in series.
また、平面視において、前記第1プレートと前記第2プレートは、異なる方向に引き出されてもよい。 Further, in plan view, the first plate and the second plate may be pulled out in different directions.
また、平面視において、前記第1プレートと前記第2プレートは、同一方向に引き出されてもよい。 Further, in plan view, the first plate and the second plate may be pulled out in the same direction.
また、前記第1プレートと前記第2プレートとの間における前記囲繞部の外側に、冷却水を通流させるための流路が形成されてもよい。 In addition, a flow path for allowing cooling water to flow may be formed outside the surrounding portion between the first plate and the second plate.
また、前記囲繞部は、前記第1プレート及び前記第2プレートの間を密封する平面視矩形環状の側壁であってもよい。 Further, the surrounding portion may be a rectangular annular side wall in a plan view that seals between the first plate and the second plate.
本発明によれば、放熱性を改善することにより、内部での温度上昇を抑制して性能の改善を図ったモジュール型キャパシタを提供できるという特有の効果が得られる。 According to the present invention, by improving the heat dissipation, it is possible to provide a specific effect that it is possible to provide a module type capacitor in which the temperature rise inside is suppressed and the performance is improved.
以下、本発明のモジュール型蓄電装置を適用した実施の形態について説明する。ここでは、モジュール型蓄電装置の一例としてモジュール型キャパシタを用いて説明を行う。 Embodiments to which the module type power storage device of the present invention is applied will be described below. Here, a module type capacitor will be described as an example of a module type power storage device.
図1は、実施の形態のモジュール型キャパシタに含まれる電気二重層キャパシタを示す図であり、(a)は正面方向から見た断面図、(b)は要部の構成を模式的に示す斜視図である。 1A and 1B are diagrams showing an electric double layer capacitor included in a module type capacitor according to an embodiment. FIG. 1A is a cross-sectional view seen from the front direction, and FIG. 1B is a perspective view schematically showing a configuration of a main part. FIG.
図1(a)及び(b)に示すように、本実施の形態のモジュール型キャパシタに含まれる電気二重層キャパシタ1は、一対の平板状端子10A及び10Bを有する。この平板状端子10A及び10Bは、例えば、長さ(紙面中の左右方向の長さ)200mm、幅(紙面を貫く方向の長さ)200mm、厚さ1mm程度のアルミニウム製の平板状の端子であり、片方の面(図中、平板状端子10Aの下側の面と、平板状端子10Bの上側の面)に活性層11が形成される。なお、平板状端子10Aの上側の面と、平板状端子10Bの下側の面とは、電気二重層キャパシタ1の外装面をなす。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the electric
平板状端子10A及び10Bは、平板状端子10Aが電気二重層キャパシタ1の正極端子、平板状端子10Bが負極端子となり、図示しない充電用の外部電源と電気二重層キャパシタ1からの電力供給を受ける負荷が接続される。この外部電源と負荷は別々であってもよいが、例えば、電力を発電する回生運転と電力を消費する力行運転の双方が可能な電動発電機を平板状端子10A及び10Bに接続する場合は、外部電源と負荷は一体となる。本実施の形態の電気二重層キャパシタ1は、このような電動発電機に接続することも可能である。
In the
平板状端子10A及び10Bの間には、両面に活性層11を有する複数の集電電極12が絶縁層14を介して積層される。この集電電極12は、アルミニウム製の極薄いシート状の電極であり、例えば、長さ150mm、幅150mm、厚さ30μm程度である。また、集電電極12の両面に形成又は貼着される活性層11は、例えば、厚さ100μm程度の活性炭で構成される。
Between the
各集電電極12は、タブ13を介して、積層方向において交互に平板状端子10A及び10Bに接続される。図1(a)には、タブ13が、それぞれ、集電電極12の一方の側と他方の側(図中、左右)で平板状端子10A及び10Bに接続される形態を示す。各集電電極12に接続されるタブ13は、それぞれ、平板状端子10A及び10Bに溶接される(図1(b)参照)。平板状端子10A及び10Bの間に配設される活性層11、集電電極12、絶縁層14は、電解質溶液に含浸される。
Each collector electrode 12 is connected to the flat terminals 10 </ b> A and 10 </ b> B alternately via the
このような構成により、集電電極12のうち平板状端子10Aに接続される集電電極12Aは正極電極となり、平板状端子10Bに接続される集電電極12Bは負極電極となる。すなわち、各集電電極12A及び12Bの間には、集電電極12Aの活性層11、絶縁層14、及び、集電電極12Bの活性層11がこの順に配列され、電気二重層容量を有するセル(以下、単位セル)が形成される。また、各単位セルは、並列接続されるとともに積層されて積層体を構成しており、この積層体が積層セル15となる。
With such a configuration, the collecting
なお、平板状端子10Aと集電電極12Bとの間にも単位セルが形成され、同様に、平板状端子10Bと集電電極12Aとの間にも単位セルが形成されるが、これらは必ずしも必要ではない。例えば、平板状端子10A及び10Bには活性層11が形成されなくてもよく、これに加えて、最上層の集電電極12Bには下側の面にだけ活性層11が形成されてもよく、また、最下層の集電電極12Aには上側の面だけに活性層11が形成されてもよい。
A unit cell is also formed between the
図2は、本実施の形態の二重層キャパシタの集電電極とタブを示す図であり、(a)は斜視展開図、(b)は(a)に示す集電電極12A、12B、及び絶縁層14を集電電極12A側から見た平面図である。
2A and 2B are diagrams showing the current collecting electrodes and tabs of the double layer capacitor according to the present embodiment. FIG. 2A is a perspective developed view, and FIG. 2B is a
タブ13は、集電電極12A及び12Bを平板状端子10A及び10Bにそれぞれ電気的に接続するとともに、積層セル15内の熱を熱伝導により外部に放出するための部材でもある。このため、熱伝導性の高い材料で構成されることが望ましく、例えば、集電電極12A及び12Bと同一のアルミニウム製の極薄いシート状の部材であればよい。
The
また、このタブ13は、図2(a)及び(b)に示すように、集電電極12A及び12Bと同一の幅を有していてもよいし、ここには図示しないが、集電電極12A及び12Bよりも広い幅を有していてもよいし、また、熱伝導性を損なわない範囲で狭い幅を有するようにしてもよい。さらに、このタブ13は、集電電極12A及び12Bと同一部材で一体成形されていてもよいし、集電電極12A及び12Bに接続される別体の部材であって溶接又は半田で接続されていてもよい。このように集電電極12A及び12Bとタブ13とを一体にするか、別体にして接続するか、さらにはタブ13の幅をどの程度に設定するかは、熱伝導率と電気抵抗を考慮した上で適宜決定すればよい。なお、集電電極12A及び12Bとタブ13とを一体にする場合は、これらを別体にする場合に比べて、製造工程の削減を図ることができる。
Further, as shown in FIGS. 2A and 2B, the
図3は、本実施の形態のモジュール型キャパシタに含まれる電気二重層キャパシタの絶縁層の構造を概念的に示す図である。 FIG. 3 is a diagram conceptually showing the structure of the insulating layer of the electric double layer capacitor included in the module type capacitor of the present embodiment.
絶縁層14は、例えば、天然セルロース等の単繊維や複合繊維であって、イオン透過性のある絶縁体で構成されていればよく、電気二重層キャパシタ1のセパレータとして機能するものである。
The insulating
この絶縁層14は、集電電極12と略同一の幅(紙面を貫く方向の長さ)を有し、一層の繊維シートを図2に示すように折り畳み、折り畳んだ繊維シートの間に集電電極12が挟まれるようにして配設される。なお、図2には、説明の便宜上、完全に折り畳む前の状態を示しており、各集電電極12は、平面視において各集電電極12の活性層11が略完全に重なるように配設される。
The insulating
図4は、本実施の形態のモジュール型キャパシタに複数含まれる電気二重層キャパシタのうちの一つを示す図であり、(a)は展開側面図、(b)は展開斜視図、(c)は側面図である。なお、図4(a)及び(c)では、説明の便宜上、積層セル15の構造を簡略化して示す。積層セル15に含まれる活性層11、集電電極12A及び12Bの構成については、図1乃至図3を参照されたい。また、図4(b)では、説明の便宜上、積層セル15を省略する。
4A and 4B are diagrams showing one of the electric double layer capacitors included in the module type capacitor according to the present embodiment. FIG. 4A is a developed side view, FIG. 4B is a developed perspective view, and FIG. Is a side view. 4A and 4C, the structure of the
図4(a)に示すように、電気二重層キャパシタ1は、平板状端子10A、シール部材17A、積層セル15、矩形環状の側壁16、シール部材17B、及び平板状端子10Bを含む。
As shown in FIG. 4A, the electric
図4(b)に示すように、側壁16は矩形環状のアルミニウム製又はステンレス製の部材であり、積層セル15を収容可能な開口16aを有するとともに、図中における上端及び下端にシール部材17A及び17Bを接着するための接着部16A及び16Bを有する。
As shown in FIG. 4 (b), the
また、矩形環状の側壁16の四つの側面のうちの一つの面に、電解溶液を注入するための注入部である開口16Cが配設されている。この開口16Cは2つ設けられており、一方は、真空ポンプに接続され、内部の空気を外部空間へ誘導するための開口であり、他方は、外部から内部空間に電解溶液を注入するための開口である。このため、2つの開口は、通流可能な方向が反対に設定されている。電解溶液の注入は、電気二重層キャパシタとして組み終わった後に行われる工程であり、注入の際には、開口16Cが上側に位置させると、電解溶液が奥まで行き渡り、効率的に注入工程を実行することができる。なお、真空引きと電解液の注入を1つの開口で行える場合は、開口は1つであってもよい。
Further, an
なお、シール部材17A及び17Bは、平板状端子10A及び10Bと側壁16とを接着するためのシール部材であり、絶縁性のあるシリコン系、ポリイミド系又はポリプロピレン系の接着剤によって構成される。また、シール部材17A及び17Bは、PTFE、PEEK等のシール部材と上述の接着剤とのラミネート(積層)材であってもよい。絶縁性が必要とされるのは、平板状端子10Aと10Bの絶縁を確保するためである。
The
この積層セル15は、矩形環状の側壁16の開口16aに収容された状態で平板状端子10A及び10Bにタブ13が溶接され、この状態で側壁16がシール部材17A及び17Bによって平板状端子10A及び10Bと接着されることにより、積層方向の側方(四方)が側壁16によって囲繞され、図4(c)に示すような電気二重層キャパシタ1となる。この図4(c)に示す電気二重層キャパシタ1は、本実施の形態のモジュール型キャパシタに複数含まれる電気二重層キャパシタのうちの一つである。
In the
すなわち、電気二重層キャパシタ1では、側壁16がシール部材17A及び17Bによって平板状端子10A及び10Bに接着され、積層セル15が内部に収容された状態で密封されている。
That is, in the electric
また、このように積層セル15の積層方向にある一対の面(すなわち、最上層の集電電極12の上面と最下層の集電電極12の下面)において平板状端子10A及び10Bによって狭持された状態で、さらに平板状端子10A及び10Bが圧着されることによって密封性が高められ、電解質溶液が漏れないように構成されている。この平板状端子10A及び10Bの圧着方法については図5を用いて後述する。
Further, the pair of surfaces in the stacking direction of the stacked cells 15 (that is, the upper surface of the uppermost collector electrode 12 and the lower surface of the lowermost collector electrode 12) are sandwiched by the
このような電気二重層キャパシタ1において、平板状端子10A及び10Bを介して外部電流源より充電を行うと、外部電流源から供給される電荷(電子と正孔)は、集電電極12A及び12Bに到達する。各単位セル内の活性層11の細孔は、電解質溶液に含浸されているため、正極電極となる集電電極12Aには電解質溶液中のアニオン(陰イオン)が移動し、負極電極となる集電電極12Bにはカチオン(陽イオン)が移動する。これにより、充電が完了する。なお、放電は、平板状端子10A及び10Bに接続される負荷に対して、充電とは逆の過程によって得られる電力を供給することによって実現される。
In such an electric
図5は、本実施の形態のモジュール型キャパシタの構成を示す図であり、(a)は仮組みの状態、(b)はバンドルで締め付けた完成状態を示す。この図5では、図面の見やすさを優先し、図4では示したシール部材17A及び17Bを省略する。
5A and 5B are diagrams showing the configuration of the module type capacitor according to the present embodiment, in which FIG. 5A shows a temporarily assembled state and FIG. 5B shows a completed state tightened with a bundle. In FIG. 5, priority is given to the visibility of the drawing, and the sealing
本実施の形態のモジュール型キャパシタ100は、図4(c)に示す電気二重層キャパシタ1を5つ積層した構造を有する。5つの電気二重層キャパシタ1において、積層方向において相隣接する電気二重層キャパシタ1同士の平板状端子10A及び10Bは共通化されている。また、5つの電気二重層キャパシタ1は電気的に直列に接続されている。このため、外部回路に接続される平板状端子10A及び10Bは、1段目(図中最下段)の電気二重層キャパシタ1の平板状端子10B(−)と、5段目(図中最上段)の電気二重層キャパシタ1の平板状端子10A(+)である。
The
ここで、(a)に示すように、外部回路に接続される1段目(図中最下段)の電気二重層キャパシタ1の平板状端子10B(−)と、5段目(図中最上段)の電気二重層キャパシタ1の平板状端子10A(+)以外の平板状端子10A及び10Bも側壁16よりも(図中左右に)延出しているが、この延出した部分から放熱が行われることにより、積層された電気二重層キャパシタ1の内部の熱を効率的に外部に放出することができる。
Here, as shown in (a), the
また、このように外部回路に接続される1段目(図中最下段)の電気二重層キャパシタ1の平板状端子10B(−)と、5段目(図中最上段)の電気二重層キャパシタ1の平板状端子10A(+)以外の平板状端子10A及び10Bも側壁16よりも(図中左右に)延出することにより、5段の電気二重層キャパシタ1の構造がすべて同一になるので、作成が容易で製造コストの低減を図ることもできる。
Further, the
図5(b)に示すように、モジュール型キャパシタ100は、バンドル110によって締め付けられることにより、3つの平板状端子10A、4つの平板状端子10B、5つの側壁16、5対のシール部材17A及び17Bが圧着され、5つの電気二重層キャパシタ1の密封性が高められている。このモジュール型キャパシタ100の作製方法については図6を用いて説明する。
As shown in FIG. 5B, the
図6は、本実施の形態のモジュール型キャパシタ100の作製方法を示す図である。この図6では、図面の見やすさを優先し、図4では示したシール部材17A及び17Bを省略する。
FIG. 6 is a diagram illustrating a method for manufacturing the
先ず、図6(a)に示すように、平板状端子10Bの中央部に積層セル15を搭載し、図中左側のタブ13を平板状端子10Bに溶接する。
First, as shown to Fig.6 (a), the lamination | stacking
次に、図6(b)に示すように、平板状端子10Bの上にシール部材17B、側壁16、及びシール部材17Aを重ねる。このとき、側壁16は、シール部材17Bによって平板状端子10Bの上に接着され、積層セル15は、側壁16の開口16a内に収容される。
Next, as shown in FIG. 6B, the sealing
さらに、図6(c)に示すように、平板状端子10Aを位置合わせした状態で、積層セル15の図中右側のタブ13と平板状端子10Aを溶接する。
Further, as shown in FIG. 6C, the
次いで、図6(d)に示すように、平板状端子10Aの上の所望の位置に、2段目の積層セル15の図中右側のタブ13を溶接する。この後、平板状端子10Aはシール部材17Aにより側壁16に接着される。
Next, as shown in FIG. 6D, the
さらに、2段目の積層セル15についても、図6(b)と同様に、平板状端子10Aの上にシール部材17B、側壁16、及びシール部材17Aを重ねる。これにより、2段目の積層セル15は、平板状端子10Aの上に重ねられた側壁16の開口16a内に収容されて図6(e)の状態を得る。
Further, in the second
以後、平板状端子10Bを積層し、その上に3段目の積層セル15を搭載し、シール部材17B、側壁16、及びシール部材17Aを重ねた上に平板状端子10Aを積層し、積層セル15と平板状端子10A及び10Bの溶接を行いながら、この作業を繰り返すことにより、図5(a)に示す5つの電気二重層キャパシタ1が積層されたモジュール型キャパシタ100が得られる。さらに、バンドル110で締め付けることにより、図5(b)に示すように5段の電気二重層キャパシタ1を積層させたモジュール型キャパシタ100を作製することができる。
Thereafter, the
このようにして作製されるモジュール型キャパシタ100は、電気二重層キャパシタ1を5つ積層した構造を有し、5つの電気二重層キャパシタ1において、積層方向において相隣接する電気二重層キャパシタ1同士の平板状端子10A及び10Bは共通化され、5つの電気二重層キャパシタ1は電気的に直列に接続されている。
The
以上、本実施の形態のモジュール型キャパシタ100によれば、タブ13と平板状端子10A及び10Bが接続されているので、内部で生じる熱がタブ13を通じて平板状端子10A及び10Bに伝導して放熱される。従来の電気二重層キャパシタでは、内部の熱を逃がすための機構は備えられておらず、また、内部電極は外部端子に接続されているものの、接続経路における熱的抵抗は大きく、さらに、外部端子の大きさは小さく、放熱性は考慮されていなかった。このため、本実施の形態のモジュール型キャパシタ100によれば、冷却の必要性を低減しつつ、内部温度の上昇を抑制してモジュール型キャパシタ100の性能の改善を図ることができる。
As described above, according to the
また、1段目と5段目の平板状端子10A及び10Bが外装をなし、また、積層セル15と平板状端子10A及び10Bとの間に、従来の電気二重層キャパシタのように樹脂層、絶縁紙、あるいは筐体が存在せず、活性層11及び絶縁層14が存在するだけである。これらは、従来の電気二重層キャパシタに含まれていた樹脂、絶縁紙、あるいは筐体に比べれば遙かに薄いため、放熱性はさらに改善されるとともに、モジュールのコンパクト化を図ることができる。
In addition, the
さらに、各段の電気二重層キャパシタ1同士の間は、平板状端子10A又は10Bによって電気的に接続されているため、複数の電気二重層キャパシタ1同士を接続するための配線等は不要である。
Furthermore, since the electric
また、最下段と最上段の平板状端子10A及び10Bが外装をなすとともに、側部は各段の側壁16が外装をなすため、従来の電気二重層キャパシタをモジュール化したものよりも部品点数を減らすことができ、製造工程数も減らすことができ、低コスト化を図ることができる。
In addition, since the lowermost and uppermost
なお、以上では、5つの電気二重層キャパシタ1を積層して電気的に直列に接続する形態について説明したが、電気二重層キャパシタ1の数は5つに限られず、幾つであってもよい。
In the above description, the configuration in which five electric
また、以上では、5つの電気二重層キャパシタ1を積層して電気的に直列に接続する形態について説明したが、複数の電気二重層キャパシタ1を並列に接続してもよい。例えば、図5(a)に示す5つの電気二重層キャパシタ1を並列に接続する場合は、すべての平板状端子10Aに5つの積層セル15の正極を接続し、すべての平板状端子10Bに5つの積層セル15の負極を接続すればよい。
In the above description, the five electric
また、以上では、放熱性を確保するために、外装部材となる平板状端子10A及び10Bと側壁16がアルミニウム製又はステンレス製である形態について説明したが、本実施の形態の電気二重層キャパシタ1が使用される環境等において周辺機器との電気的絶縁を確保する必要がある場合には、外部機器等との電気的な接続が必要な部分以外には、極薄い絶縁性樹脂を表面にコーティングしたり、熱収縮性のある樹脂で表面を覆ってもよい。
In the above description, the
また、以上では、側壁16がアルミニウム製又はステンレス製である形態について説明したが、側壁16の材質はこれらに限られるものではなく、外部からの水分の浸入を防止するために、ガス透過性の低い材料で構成されていればよい。アルミニウム製又はステンレス製以外には、例えば、アルミナ等の絶縁性材料を用いてもよい。
In the above description, the
また、以上では、側壁16の側面が平面である形態について説明したが、側面には、一周にわたって、ベローズのように積層セル15の積層方向に伸縮可能な構造が組み込まれていてもよく、あるいは、側壁16は蛇腹部を備えるアルミニウム製又はステンレス製の部材で構成されていてもよい。このようなベローズを含む側壁16は、ベロー成型法、ハイドロフォーミング法、又はプレス成形法によって作製することができる。
In the above description, the
また、以上では、側壁16が矩形環状である形態について説明したが、側壁16の形状は矩形環状に限られるものではなく、平面視において円形、楕円形、多角形等、様々な形状であってもよい。
In the above description, the
また、以上では、側壁16がシール部材17A及び17Bによって平板状端子10A及び10Bとの間における密封性を保持する形態について説明したが、シール部材17A及び17Bの代わりに、樹脂製のOリングを用いてもよい。
In the above description, the
[変形例1]
図7は、本実施の形態の変形例1のモジュール型キャパシタの構成を示す図である。この図7では、図面の見やすさを優先し、図4では示したシール部材17A及び17Bを省略する。
[Modification 1]
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a module type capacitor according to
図5に示すモジュール型キャパシタ100では、平板状端子10Aが一方の側(図中右)に延出され、平板状端子10Bが他方の側(図中左)に延出される形態について説明したが、図7(a)に示すように、平板状端子10A及び10Bは同一側(図中左側)に延出するように構成してもよい。
In the
また、積層セル15のタブ13の平板状端子10A及び10Bへの溶接の仕方についても、図5(a)に示すように、各段の電気二重層キャパシタ1において同一ではなく、図7(b)に示すように、1段ずつ互い違いの向きとなるようにタブ13を平板状端子10A及び10Bに接続してもよい。
Further, the method of welding the
また、図7(a)に示すような平板状端子10A及び10Bの延出のさせ方と、図7(b)に示すようなタブ13の溶接のさせ方を組み合わせて図7(c)に示すような構成にしてもよい。
Further, FIG. 7C is a combination of a method of extending the
なお、図7に示すような平板状端子10A及び10Bの構成においても、図5に示す場合と同様に、複数の積層セル15同士の接続方法は、直列接続であっても、並列接続であってもよい。
In the configuration of the
[変形例2]
図8は、本実施の形態の変形例2のモジュール型キャパシタに含まれる電気二重層キャパシタ1の構成を示す図である。この変形例2のモジュール型キャパシタに含まれる電気二重層キャパシタ1は、平板状端子10Bと側壁16が一体化されている点が図4(b)に示す電気二重層キャパシタ1と異なる。その他の構成は同一である。
[Modification 2]
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of the electric
このように、側壁16を平板状端子10Bと一体化させることにより、シール部材17Bを省略することができる。
Thus, the
なお、この変形例2のような構成でも、シール部材17Aによって平板状端子10Aと側壁16との絶縁が確保されるため、これにより、平板状端子10Aと10Bの絶縁も確保される。
Even in the configuration as in the second modification, the insulation between the
[変形例3]
図9は、本実施の形態の変形例3のモジュール型キャパシタの構成を示す図である。この図9では、図面の見やすさを優先し、図4では示したシール部材17A及び17Bを省略する。
[Modification 3]
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a module type capacitor according to Modification 3 of the present embodiment. In FIG. 9, the visibility of the drawing is given priority, and the
変形例3のモジュール型キャパシタは、2つの並列接続される電気二重層キャパシタ1を含む点が異なる。
The module type capacitor of Modification 3 is different in that it includes two electric
図9に示すように、1段目と2段目の電気二重層キャパシタ1の平板状端子10Aが正極端子となり、1段目と2段目の電気二重層キャパシタ1の平板状端子10Bが負極端子となる。
As shown in FIG. 9, the
このような構成においても、冷却の必要性を低減しつつ、内部温度の上昇を抑制してモジュール型キャパシタ100の性能の改善を図ったモジュール型キャパシタを提供することができる。
Even in such a configuration, it is possible to provide a module type capacitor that improves the performance of the
[変形例4]
図10は、本実施の形態の変形例4のモジュール型キャパシタの構成を示す図であり、(a)は冷却水用の流路を備える電気二重層キャパシタ1の拡大図、(b)はモジュール型キャパシタを3列接続した状態を示す図である。この図10では、図面の見やすさを優先し、図4では示したシール部材17A及び17Bを省略する。
[Modification 4]
10A and 10B are diagrams showing the configuration of a module type capacitor according to
変形例4のモジュール型キャパシタは、各電気二重層キャパシタ1に冷却水を通流させるための流路を備える点が異なる。
The module type capacitor of
図10(a)に示すように、変形例4のモジュール型キャパシタに含まれる電気二重層キャパシタ1は、図7(a)に示すモジュール型キャパシタに含まれる電気二重層キャパシタ1における側壁16の外側の領域における平板状端子10A及び10Bの間に、図面を貫通する方向に冷却水を通流させる流路120を備える点が異なる。
As shown in FIG. 10 (a), the electric
この流路120は、側壁16の厚さ(図中上下方向)と同一の厚さを有するとともに、平板状端子10A及び10Bの延出部の長さ(図中横方向)に収まる幅を有しており、平板状端子10A及び10Bの間に接着されて埋め込まれる。
This
このような流路を備える電気二重層キャパシタ1は、図10(b)に示すように、モジュール型キャパシタを複数列配列させるような場合に、外気に触れにくい中央部の電気二重層キャパシタ1を冷却するために特に有効的である。
As shown in FIG. 10B, the electric
なお、3列のモジュール型キャパシタ同士は、電気的に直列接続又は並列接続のいずれの接続方法で接続されていてもよく、さらに、各モジュール型キャパシタに含まれる5つの積層セル同士も、電気的に直列接続又は並列接続のいずれの接続方法で接続されていてもよい。 Note that the three rows of module type capacitors may be electrically connected by either a serial connection method or a parallel connection method, and the five stacked cells included in each module type capacitor may also be electrically connected. They may be connected by any connection method of serial connection or parallel connection.
また、以上では、モジュール型蓄電装置の一例としてモジュール型キャパシタを用いて説明を行ったが、本実施の形態のモジュール型蓄電装置はモジュール型キャパシタに限られず、モジュール型のリチウムイオンキャパシタ又はモジュール型のリチウムイオン二次電池等のモジュール型蓄電装置であってもよい。 In the above description, a module type capacitor is used as an example of a module type power storage device. However, the module type power storage device according to the present embodiment is not limited to a module type capacitor, and may be a module type lithium ion capacitor or a module type. It may be a module type power storage device such as a lithium ion secondary battery.
以上、本発明の例示的な実施の形態のモジュール型蓄電装置について説明したが、本発明は、具体的に開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。 Although the module type power storage device of the exemplary embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the specifically disclosed embodiment, and departs from the scope of the claims. Various modifications and changes are possible.
1 電気二重層キャパシタ
10A、10B 平板状端子
11 活性層
12、12A、12B 集電電極
13 タブ
14 絶縁層
15 積層セル
16 側壁
16a 開口
16A、16B 接着部
16C 開口
17A、17B シール部材
100 モジュール型キャパシタ
110 バンドル
120 流路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記積層セルの積層方向にある一方の面及び他方の面を覆い、当該積層セルを狭持するとともに、前記各単位セルが並列接続されるように、当該各単位セルの正極電極及び負極電極がそれぞれ接続される平板状の第1プレート及び第2プレートと、
前記積層セルの積層方向における側方を囲繞し、前記第1プレート及び前記第2プレートの間を密封する囲繞部と
を含む蓄電装置を複数備え、
前記複数の蓄電装置は積層されるとともに、積層方向において相隣接する前記蓄電装置同士の間の前記第1プレート又は前記第2プレートは共通である、モジュール型蓄電装置。 Between the positive electrode and the negative electrode, a first active layer, an insulating layer, and a second active layer are disposed in this order, and a stacked cell that is a stacked body of unit cells impregnated with an electrolyte solution;
Covering one surface and the other surface in the stacking direction of the stacked cells, sandwiching the stacked cells, and so that the unit cells are connected in parallel, the positive electrode and the negative electrode of each unit cell A flat plate-like first plate and a second plate connected to each other;
A plurality of power storage devices including a surrounding portion that surrounds a side of the stacked cell in the stacking direction and seals between the first plate and the second plate;
The plurality of power storage devices are stacked, and the first plate or the second plate between the power storage devices adjacent to each other in the stacking direction is common.
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