JP2014086229A - 蓄電デバイスの輸送構造 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電デバイスの収納作業が容易であり、且つ、端子部を適切に保護することが可能な蓄電デバイスの輸送構造を提供する。
【解決手段】一端に開口部を有する周壁部２３及び開口部２５と対向する底壁部２１を有する容器本体１７及び開口部２５を密封する蓋部材１９を有する危険物輸送用の容器５と、正極端子部１１及び負極端子部１３を有して容器５内に収納されるリチウムイオン電池３と、リチウムイオン電池３を容器５内に保持する保持構造体７とを備えている。保持構造体７は、容器本体１７の底壁部２１とリチウムイオン電池３との間に配置された第１の緩衝材３３及び蓋部材１９とリチウムイオン電池３との間に配置された第２の緩衝材３５を含んで構成されている。第１及び第２の緩衝材３３，３５は、正極端子部１１及び負極端子部１３が容器と接触することを阻止し且つ正極端子部１１及び負極端子部１３に外力が加わらないように構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、リチウムイオン電池等の蓄電デバイスの輸送構造に関するものである。

リチウムイオン電池等の蓄電デバイスは、エネルギー密度が高く、また、可燃性の電解液を用いるものもあることから、従来から、危険物として、航空輸送・海上輸送・陸上輸送等、輸送手段に応じた規制がなされている。例えば、日本国内において蓄電デバイスを陸上輸送する場合には、消防法の規定する基準を満たしている必要がある。そこで、従来から、蓄電デバイスを安全に輸送するために、蓄電デバイスの輸送構造（包装容器等）が開発されている（例えば、特許文献１及び２）。

特開２００４−０７１４２７号公報 特開２００２−０７５３０８号公報

しかしながら、従来の蓄電デバイスの輸送構造は、構造が複雑であり、蓄電デバイスの収納作業が難しいことがある。特に、蓄電デバイスは、端子部を有しており、輸送時に端子に外力が加わると、蓄電デバイスが損傷してしまうことがあるため、適切に端子部を保護する必要がある。

また、従来の蓄電デバイスの輸送構造は、蓄電デバイスが正極板と負極板とがセパレータを介して積層されてなる極板群が収納された積層型の場合に、蓄電デバイスに加わる振動等の外力によって、蓄電デバイスの極板群が損傷したり、極板群内でずれが生じてしまうことがあった。

本発明の目的は、蓄電デバイスの収納作業が容易であり、且つ、端子部を適切に保護することが可能な蓄電デバイスの輸送構造を提供することにある。

本発明の他の目的は、積層型の蓄電デバイスを輸送する際に、外力による影響を受けにくい蓄電デバイスの輸送構造を提供することにある。

本発明は、一端に開口部を有する周壁部及び開口部と対向する底壁部を有する容器本体及び開口部を密封する蓋部材を有する危険物輸送用の容器と、複数の端子部（正極の端子部及び負極の端子部）を有して容器内に収納される蓄電デバイスと、蓄電デバイスを容器内に保持する保持構造体とを備えた蓄電デバイスの輸送構造を対象としている。本発明では、蓄電デバイスに適した輸送構造にするために、保持構造体を複数の端子部が容器と接触することを阻止し且つ複数の端子部に外力が加わらないように構成している。このように構成することによって、端子部が損傷することを防止することができる。また、容器に接触しないため、容器が金属製であっても、短絡することがなく、蓄電デバイスを安全に輸送することができる。

蓄電デバイスの保持構造体の構成は任意であるが、例えば、容器本体の底壁部と蓄電デバイスとの間に配置された第１の緩衝材及び蓋部材と蓄電デバイスとの間に配置された第２の緩衝材とから構成することができる。このように構成すれば、第１と第２の緩衝材で蓄電デバイスを狭持することによって、容易に蓄電デバイスを収納することができる。

蓄電デバイスの対向する一対の端部の少なくとも一方に端子部が設けられている場合には、第１及び第２の緩衝材には、一対の端部が嵌合される嵌合用凹部を形成する。嵌合用凹部は、端子部が容器と接触することを阻止し且つ複数の端子部に外力が加わらないように端子部を収納する形状を有している。このように構成することにより、第１及び第２の緩衝材によって端子部を容易に保護することができる。

本発明においては、複数の端子部を覆う電気絶縁材料からなるキャップを更に備えていてもよい。このようにすれば、更に容易に端子部を保護することができる。なお、複数の端子部が蓄電デバイスの一方の端部にのみ存在する場合には、全ての端子部を覆う１つのキャップを備えていてもよく、また、正極の端子部と負極の端子部が蓄電デバイスの両端部に分かれて配置される場合には、それぞれの端子部を覆う複数のキャップを備えていてもよいのはもちろんである。

本発明の蓄電デバイスの輸送構造内に収納する蓄電デバイスは、どのようなタイプの蓄電デバイスでもよく、例えば、正極版と負極板とがセパレータを介して積層されてなる極板群が電池容器本体内に納められ、電池容器蓋に一対の端子部が固定された積層型や、極板群が巻回された状態で電池容器内に納められ、電池容器蓋に一対の端子部が固定された巻回型のいずれでもよい。発明者らの知見によれば、トラック等による陸上輸送の場合、巻回型の蓄電デバイスは、極板が螺旋状に巻かれているため、蓄電デバイスをどのような向きにして輸送しても外力による影響が少ない。これに対して、積層型の蓄電デバイスは、極板群の積層方向に対する外力には比較的強いが、極板群の積層方向と直交する方向に働く外力には比較的弱く、この外力によって端子部と接続されている極板群のタブ等が損傷したり、極板群内でずれが生じてしまうことがあることがわかった。そこで、本発明の蓄電デバイスの輸送構造を積層型の蓄電デバイス（特に、積層型リチウムイオン電池）に適用する場合には、極板群の積層方向と輸送するトラック等の進行方向とを容易に合わせられるように、容器本体の外面に、積層型の蓄電デバイスの極板群の積層方向を示すマークを表示しておき、マークによって示された方向に極板群の積層方向が一致するように容器内に収納するようにする。このようにすることにより、輸送車両の進行方向と極板群の積層方向とを合わせやすくなり、積層型の蓄電デバイスを輸送する際に、振動等の外力により極板群のタブ等が損傷したり、極板群内で極板のずれが生じることを防ぐことが可能になる。

もちろん極板群の積層方向を示すマークだけでもよいが、容器本体の外面には、マークに加えて、マークを利用して輸送車両の進行方向に積層方向を一致させた状態で容器を輸送車両に積載することを喚起する注意書きも表示しておくとよい。このようにすると、荷積みする作業者に対して注意喚起を行うことができ、より安全に蓄電デバイスを輸送することが可能となる。

容器本体はどのような形状のものでもよいが、ペール缶のような有底の円筒形のものであれば、外からの衝撃から、収納されている蓄電デバイスを適切に保護することができる。有底の円筒形のものを容器本体にする場合には、極板群の積層方向を示すマークは、蓋部材に表示しておけば、荷積みする作業者がマークを見落とすことがない。

本実施の形態の蓄電デバイスの輸送構造の分解斜視図である。 蓄電デバイスを収納した状態の本実施の形態の蓄電デバイスの輸送構造の断面図である。 蓄電デバイスに第２の緩衝材を嵌合した状態を示す平面図である。 本実施の形態の蓄電デバイスの輸送構造の平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の蓄電デバイスの輸送構造の実施の形態の一例を説明する。

図１は、本発明の実施の形態の蓄電デバイスの輸送構造１の分解斜視図であり、図２は、蓄電デバイスを収納した状態の蓄電デバイスの輸送構造１の内部構造を示す断面図であり、図３は、蓄電デバイスに後述する第２の緩衝材を嵌合した状態を示す平面図である。なお、図３においては、説明の便宜上、隠れている部分を点線で示してある。

図１及び図２に示すように、本実施の形態の蓄電デバイスの輸送構造１は、蓄電デバイスであるリチウムイオン電池３と、危険物運搬用の容器５と、容器５の内部でリチウムイオン電池３を保持する保持構造体７とから構成されている。

本実施の形態では、収納する蓄電デバイスとして、積層型のリチウムイオン電池３を例としている。このリチウムイオン電池３は、正極板と負極板とがセパレータを介して積層されてなる極板群が金属製の電池容器本体９内に収納され、正極端子部１１及び負極端子部１３の一対の端子部が電池容器蓋１５に固定された構造を有している。リチウムイオン電池３の極板群の積層方向は、正極端子部１１及び負極端子部１３が並んでいる方向と直交する方向（図１に示した矢印Ａの方向）である。本実施の形態では、リチウムイオン電池３の正極端子部１１及び負極端子部１３が並んでいる方向が長手方向であり、直交方向が短手方向である。なお、図１においては、端子部には、それぞれ後述のキャップが取り付けられている。また、図２においては、リチウムイオン電池３の内部構造の図示は省略してある。

容器５は、ドラム缶の一種であるいわゆるペール缶であり、容器本体１７と蓋部材１９とから構成されている。容器本体１７は、円形の底壁部２１と、底壁部２１の周縁部から立ち上がる円筒状の周壁部２３とを有しており、周壁部２３の底壁部２１と対向する側の端部には、開口部２５を有している。開口部２５には、端部に沿って、円形の蓋部材１９が係合する蓋係合部２７が形成されている。容器本体１７にリチウムイオン電池３及び保持構造体７を収納した後、蓋部材１９を蓋係合部２７に係合させた状態で、蓋部材１９の外周を容器本体１７と共に締付バンド２９で締め付けて、容器５を密封する。また、容器本体１７の外側には、２つの取手取付部３０が設けられており、２つの取手取付部３０に、取手３１の両端が回動可能に取り付けられている。なお、図２においては、取手３１の図示は省略してある。

保持構造体７は、第１の緩衝材３３と第２の緩衝材３５とから構成されている。第１の緩衝材３３及び第２の緩衝材３５は、発泡スチロール等の公知の緩衝材料によって形成されている。本発明において、緩衝材の材料は特に限定されるものではない。第１の緩衝材３３は、容器本体１７の底壁部２１とリチウムイオン電池３の底面との間に配置され、第２の緩衝材３５は、蓋部材１９とリチウムイオン電池３の端子部が設けられている電池容器蓋１５との間に配置されており、第１の緩衝材３３及び第２の緩衝材３５の間にリチウムイオン電池３を挟持している。

第１の緩衝材３３は、中央部にリチウムイオン電池３の一方の端部が密接した状態で収納される孔３３Ａを有し且つ容器本体１７の周壁部２３とごく僅かな間隙を介して対向する円盤状の円盤部３７と、円盤部３７の孔３３Ａの一方の開口部の一部を塞ぎ、リチウムイオン電池３の底部及び容器本体１７の底壁部２１と接触する細長い板状の支持部３９から構成されている。円盤部３７に形成された孔３３Ａと支持部３９により、リチウムイオン電池３を嵌合するための嵌合用凹部４１が形成されている。

第２の緩衝材３５は、中央部にリチウムイオン電池３の他方の端部が密接した状態で収納される孔３５Ａを有し且つ容器本体１７の周壁部２３とごく僅かな間隙を介して対向する円盤状の円盤部４３と、円盤部４３の孔３５Ａの一方の開口部の一部を塞ぎ、リチウムイオン電池３の電池容器蓋１５の一部及び蓋部材１９と接触する細長い板状の支持部４５から構成されている。支持部４５には、キャップ５１が取り付けられた正極端子部１１及び負極端子部１３と干渉しないように、キャップ５１を収納する収納用凹部４７が設けられている。円盤部４３に形成された孔３５Ａと支持部４５により、リチウムイオン電池３を嵌合するための嵌合用凹部４９が形成されている（図２及び図３参照）。

キャップ５１は、絶縁樹脂等の電気絶縁材料で形成されており、正極端子部１１及び負極端子部１３に螺合された締め付けナット１２及び１４にきつく嵌合されている。

さらに、本実施の形態においては、車両による陸上輸送時に、積層型のリチウムイオン電池３の端子部と接続されている極板群のタブ等が損傷したり、極板群内で極板の位置ずれが生じてしまうことを防ぐために、極板群の積層方向と輸送するトラック等の車両の進行方向とを容易に合わせることを可能にする工夫を施してある。図４は、本実施の形態の輸送構造１の平面図である。図４に示しているように、蓋部材１９には、極板群の積層方向を示すマークとして、車両による輸送時の車両の進行方向を示すマーク（矢印）５３が表示されている。このマーク５３が車両の進行方向に一致するように容器５を車両に積載することを喚起する注意書きが表示されている。そこで、このマーク５３の方向と、容器５内に収納した積層型のリチウムイオン電池３の極板群の積層方向とが一致するように、容器本体１７内にリチウムイオン電池３を配置するとともに、容器本体１７に対して蓋部材１９を適切な位置関係で取り付けておく。リチウムイオン電池を収納した容器５のマーク５３が車両の進行方向に向くように容器５を車両に積載することにより、車両で輸送する際に積層型のリチウムイオン電池３の極板群に極板をずらすような外力が加わり難くなる。

輸送時の車両の進行方向を示すマーク５３と極板群の積層方向を一致させるために、本実施の形態では、次の手順で容器５にリチウムイオン電池３を収納する。まず、取手３１の２つの取手取付部３０を結ぶ仮想直線ＩＬが延びる方向を輸送時の車両の進行方向（極板群の積層方向）として、嵌合用凹部４１の短手方向が仮想直線ＩＬと同じ向きになるように第１の緩衝材３３を容器本体１７内に収納する。そして、この嵌合用凹部４１にリチウムイオン電池３を収納し、その後、リチウムイオン電池３の上に第２の緩衝材３５を嵌合させる。最後に、マーク５３と仮想直線ＩＬが同じ向きになるようにした状態で蓋部材１９で容器本体１７を閉じ、締付バンド２９で密封する。このようにすることで、容易に輸送時の車両の進行方向を示すマークと極板群の積層方向を一致させることが可能となる。また、蓋部材１９上の注意書きにより、荷積みする作業者に対して、本発明の輸送構造１を備えた容器５を積載する際の向きについて注意を喚起することができる。

上記実施の形態では、正極端子部１１及び負極端子部１３にキャップを取り付けたが、収納用凹部４７があれば、キャップは必ずしも必要ではない。また、正極端子部１１及び負極端子部１３のそれぞれにキャップを取り付けたが、正極端子部１１及び負極端子部１３の両方を同時に覆う嵌め込み式のキャップを用いてもよい。

また、上記の実施の形態では、輸送時の車両の進行方向を示すマークとして矢印を用いたが、このマークは、輸送時の車両の進行方向がわかるものであればよいため、例えば、前後方向を示す「前方」「後方」の語をマークとして蓋部材１９に表示してもよい。また、車両のアイコンをマークとして蓋部材１９に表示して輸送時の車両の進行方向を示してもよいのはもちろんである。

さらに、本実施の形態では、収納する蓄電デバイスは、積層型の角形リチウムイオン電池としたが、第１及び第２の緩衝材の嵌合用凹部の形状を変えることで巻回型の蓄電デバイスを輸送することができる。また、蓄電デバイスの種類は任意であり、法令等により危険物とされる蓄電デバイスであれば、ニッケル電池等の他のタイプの電池や、電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタであってもよい。

また、本実施の形態では、正極端子部１１及び負極端子部１３は、蓄電デバイスの一方の端部に固定されているが、一方の端部に正極端子部が固定され、他方の端部に負極端子部が固定されているタイプの蓄電デバイスを容器内に収納するようにしてもよい。その場合には、第１の緩衝材の支持部３９にも端子部を収納する収納用凹部を設ければよい。

本発明によれば、収納作業が容易でありながら、第１及び第２の緩衝材に設けた嵌合用凹部によってリチウムイオン電池を固定して、しかも第１及び第２の緩衝材により、端子部が容器と接触することを阻止して、端子部に外力が加わらないようにすることができる。また、正極端子部及び負極端子部を絶縁性材料からなるキャップによって覆えば、収納作業や取り出し作業中においても、短絡の発生を確実に防止できる。さらに、極板群の積層方向を示すマークが容器に表示されているため、積層型の蓄電デバイスを輸送する際に加わる外力による影響を極板群が受けにくくすることができる。そのため、本発明によれば、安全に蓄電デバイスを輸送することが可能な輸送構造を提供することができる。

１ 輸送構造
３ リチウムイオン電池
５ 危険物輸送用の容器（ペール缶）
７ 保持構造体
９ 電池用器本体
１１ 正極端子部
１２ 締め付けナット
１３ 負極端子部
１４ 締め付けナット
１５ 電池容器蓋
１７ 容器本体
１９ 蓋部材
２１ 底壁部
２３ 周壁部
２５ 開口部
２７ 蓋係合部
２９ 締付バンド
３０ 取手取付部
３１ 取手
３３ 第１の緩衝材
３３Ａ 孔
３５ 第２の緩衝材
３５Ａ 孔
３７ 円盤部
３９ 支持部
４１ 嵌合用凹部
４３ 円盤部
４５ 支持部
４７ 収納用凹部
４９ 嵌合用凹部
５１ キャップ
５３ マーク

Claims (9)

1. 一端に開口部を有する周壁部及び前記開口部と対向する底壁部を有する容器本体及び前記開口部を密封する蓋部材を有する危険物輸送用の容器と、
   複数の端子部を有して前記容器内に収納される危険物と認定された蓄電デバイスと、
   前記蓄電デバイスを前記容器内に保持する保持構造体とを備えた蓄電デバイスの輸送構造であって、
   前記保持構造体は、前記容器本体の前記底壁部と前記蓄電デバイスとの間に配置された第１の緩衝材及び前記蓋部材と前記蓄電デバイスとの間に配置された第２の緩衝材を含んで構成され、
   前記第１及び第２の緩衝材は、前記複数の端子部が前記容器と接触することを阻止し且つ前記複数の端子部に外力が加わらないように構成されている蓄電デバイスの輸送構造。
2. 一端に開口部を有する周壁部及び前記開口部と対向する底壁部を有する容器本体及び前記開口部を密封する蓋部材を有する危険物輸送用の容器と、
   複数の端子部を有して前記容器内に収納される蓄電デバイスと、
   前記蓄電デバイスを前記容器内に保持する保持構造体とを備えた蓄電デバイスの輸送構造であって、
   前記保持構造体は、前記複数の端子部が前記容器と接触することを阻止し且つ前記複数の端子部に外力が加わらないように構成されている蓄電デバイスの輸送構造。
3. 前記保持構造体は、前記容器本体の前記底壁部と前記蓄電デバイスとの間に配置された第１の緩衝材及び前記蓋部材と前記蓄電デバイスとの間に配置された第２の緩衝材を含んで構成されている請求項２に記載の蓄電デバイスの輸送構造。
4. 前記複数の端子部を覆う電気絶縁材料からなるキャップを更に備えている請求項１または２に記載の蓄電デバイスの輸送構造。
5. 前記複数の端子部は、前記蓄電デバイスの対向する一対の端部の少なくとも一方に設けられており、
   前記第１及び第２の緩衝材には、前記一対の端部が嵌合される嵌合用凹部が形成されており、
   前記嵌合用凹部は、前記端子部が前記容器と接触することを阻止し且つ前記複数の端子部に外力が加わらないように前記端子部を収納する形状を有している請求項１または３に記載の蓄電デバイスの輸送構造。
6. 前記複数の端子部は、前記蓄電デバイスの対向する一対の端部の少なくとも一方に設けられており、
   前記複数の端子部を覆う電気絶縁材料からなるキャップを更に備えており、
   前記第１及び第２の緩衝材には、前記一対の端部が嵌合される嵌合用凹部が形成されており、
   前記嵌合用凹部は前記キャップに外力が加わらないように前記キャップを収納する形状を有している請求項１または３に記載の蓄電デバイスの輸送構造。
7. 前記蓄電デバイスは、正極板と負極板とがセパレータを介して積層されてなる極板群が金属製の電池容器本体内に収納され、一対の前記端子部が電池容器蓋に固定された積層型リチウムイオン電池からなり、
   前記容器本体の外面には、前記積層型リチウムイオン電池の前記極板群の積層方向を示すマークが表示されており、
   前記極板群は前記マークによって示された方向に前記積層方向が一致するように前記容器内に収納されている請求項１または２に記載の蓄電デバイスの輸送構造。
8. 前記容器本体の外面には、前記マークを利用して輸送車両の進行方向に前記積層方向を一致させた状態で、前記容器を輸送車両に積載することを喚起する注意書きが表示されている請求項７に記載の蓄電デバイスの輸送構造。
9. 前記容器本体は、有底の円筒形であり、前記マークは前記蓋部材に表示されている請求項７または８に記載の蓄電デバイスの輸送構造。

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