JP2014192055A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、第一方向に整列された複数の蓄電素子を備える蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device including a plurality of power storage elements aligned in a first direction.
近年、車両(自動車、自動二輪車等)や各種機器(携帯端末、ノート型パソコン等)の動力源として、電池(リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等)やキャパシタ(電気二重層キャパシタ等)といった放充電可能な蓄電素子が採用されている。この種の蓄電素子は、高出力化のために複数整列され、パッケージ化されて用いられることが多い(特許文献1,2)。
In recent years, batteries (lithium ion batteries, nickel metal hydride batteries, etc.) and capacitors (electric double layer capacitors, etc.) are used as power sources for vehicles (automobiles, motorcycles, etc.) and various devices (mobile terminals, notebook computers, etc.). Possible power storage elements are employed. In many cases, this type of power storage element is arranged and packaged for high output (
かかる蓄電装置では、保持部を備えたスペーサが蓄電素子を挟持することで、蓄電素子が保持されている。そして、スペーサによって隣り合う蓄電素子間の相対的な位置決めがなされている。これにより、隣り合う蓄電素子間の絶縁が図られるとともに、隣り合う蓄電素子間に隙間が形成され、この隙間に冷却風が流れることで、蓄電素子が冷却される。但し、蓄電素子とスペーサとに着目した場合、これらは単に接触しているだけである。したがって、蓄電素子とスペーサとの間に位置ずれが生じ、ひいては、蓄電素子間に位置ずれが生じるおそれがある。 In such a power storage device, the power storage element is held by the spacer including the holding unit sandwiching the power storage element. And the relative positioning between the electrical storage elements adjacent by the spacer is made. As a result, insulation between adjacent power storage elements is achieved, and a gap is formed between the adjacent power storage elements. Cooling air flows through this gap, whereby the power storage elements are cooled. However, when attention is paid to the storage element and the spacer, they are merely in contact with each other. Therefore, there is a possibility that a positional deviation occurs between the power storage element and the spacer, and as a result, a positional deviation may occur between the power storage elements.
そこで、本発明は、かかる実情に鑑み、隣り合う蓄電素子間の位置ずれを無くし、複数の蓄電素子を正しく整列させることができる蓄電装置を提供することを課題とする。 In view of this situation, an object of the present invention is to provide a power storage device that can eliminate a positional shift between adjacent power storage elements and correctly align a plurality of power storage elements.
本発明に係る蓄電装置は、
それぞれが、互いに絶縁された正極板と負極板とを含む電極体と、該電極体を収容するケースとを備え、第一方向に整列された複数の蓄電素子であって、ケースは、少なくとも一つの開口縁部を有するケース本体と、該開口縁部に接合される蓋体と、ケース本体と蓋体との接合によって形成される凸部とを備える、複数の蓄電素子と、
隣り合う蓄電素子間に配置され、一方の蓄電素子の凸部と他方の蓄電素子の凸部とにそれぞれ係合する一対の係合部を有するスペーサとを備える。
The power storage device according to the present invention includes:
Each of the plurality of power storage elements arranged in the first direction includes an electrode body that includes a positive electrode plate and a negative electrode plate that are insulated from each other, and a case that accommodates the electrode body. A plurality of power storage elements comprising a case body having two opening edges, a lid joined to the opening edges, and a convex portion formed by joining the case body and the lid,
And a spacer having a pair of engaging portions that are disposed between adjacent power storage elements and engage with a convex portion of one power storage element and a convex portion of the other power storage element, respectively.
かかる構成によれば、隣り合う蓄電素子の一方の蓄電素子の凸部とスペーサの一方の係合部とが係合する。これにより、一方の蓄電素子とスペーサとが固定(位置決め)される。また、隣り合う蓄電素子の他方の蓄電素子の凸部とスペーサの他方の係合部とが係合する。これにより、他方の蓄電素子とスペーサとが固定(位置決め)される。このように、隣り合う蓄電素子は、スペーサを介して固定(位置決め)される。これにより、隣り合う蓄電素子間の位置ずれを無くし、複数の蓄電素子を正しく整列させることができる。 According to this structure, the convex part of one electrical storage element of an adjacent electrical storage element and the one engaging part of a spacer engage. Thereby, one electrical storage element and a spacer are fixed (positioning). Moreover, the convex part of the other electrical storage element of an adjacent electrical storage element and the other engaging part of a spacer engage. Thereby, the other electrical storage element and the spacer are fixed (positioned). In this way, adjacent power storage elements are fixed (positioned) via the spacer. Thereby, the position shift between adjacent electrical storage elements can be eliminated, and a plurality of electrical storage elements can be correctly aligned.
ここで、本発明に係る蓄電装置の一態様として、
複数の蓄電素子は、隣り合う蓄電素子間に隙間が形成されるように第一方向に整列され、
複数の蓄電素子のそれぞれは、第一方向と直交する第二方向にガス排出弁を備え、
スペーサは、隙間とガス排出弁とを空間的に仕切っている
ようにすることができる。
Here, as one aspect of the power storage device according to the present invention,
The plurality of power storage elements are aligned in the first direction so that a gap is formed between adjacent power storage elements,
Each of the plurality of power storage elements includes a gas discharge valve in a second direction orthogonal to the first direction,
The spacer can spatially partition the gap and the gas discharge valve.
かかる構成によれば、例えば蓄電素子間の隙間に空気等の冷媒が流通することで蓄電素子が冷却される、いわゆる空冷式が採用される場合、ガス排出弁作動時にガス排出弁から排出されたガスが冷媒と混合し、冷媒によってガスが拡散してしまうのを効果的に抑制することができる。 According to such a configuration, for example, when a so-called air-cooling method is employed in which the storage element is cooled by circulating a refrigerant such as air through a gap between the storage elements, the gas discharge valve is discharged from the gas discharge valve when it operates. It is possible to effectively suppress the gas from mixing with the refrigerant and the gas from being diffused by the refrigerant.
この場合、
凸部と係合部との間に配置される封止部材をさらに備える
ようにすることができる。
in this case,
A sealing member disposed between the convex portion and the engaging portion can be further provided.
かかる構成によれば、蓄電素子間の隙間とガス排出弁との間を確実に封止することができる。 According to such a configuration, it is possible to reliably seal the gap between the power storage elements and the gas discharge valve.
また、本発明に係る蓄電装置の他態様として、
蓋体は、外周部が開口縁部の内周面に嵌合し且つケース本体内で凸となる板材であり、
凸部は、蓋体の周縁と開口縁部の端縁との合わせ部である
ようにすることができる。
Further, as another aspect of the power storage device according to the present invention,
The lid is a plate material whose outer peripheral portion is fitted to the inner peripheral surface of the opening edge and is convex in the case body,
The convex portion can be a joint portion between the peripheral edge of the lid and the edge of the opening edge.
かかる構成によれば、隣り合う蓄電素子の一方の蓄電素子の蓋体の周縁と開口縁部の端縁との合わせ部とスペーサの一方の係合部とが係合し、他方の蓄電素子の蓋体の周縁と開口縁部の端縁との合わせ部とスペーサの他方の係合部とが係合する。これにより、隣り合う蓄電素子は、スペーサを介して固定(位置決め)され、隣り合う蓄電素子間の位置ずれを無くし、複数の蓄電素子を正しく整列させることができる。 According to such a configuration, the mating portion between the peripheral edge of the lid of one power storage element and the edge of the opening edge of the adjacent power storage element engages with one engagement portion of the spacer, and the other power storage element The mating portion between the peripheral edge of the lid and the edge of the opening edge engages with the other engaging portion of the spacer. As a result, the adjacent power storage elements are fixed (positioned) via the spacer, so that the positional deviation between the adjacent power storage elements is eliminated, and the plurality of power storage elements can be correctly aligned.
この場合、
ケース本体は、両端に一対の開口縁部を有し、
蓋体は、一方の開口縁部に接合される第一蓋体と、他方の開口縁部に接合される第二蓋体とを備える
ようにすることができる。
in this case,
The case body has a pair of opening edges at both ends,
The lid can include a first lid joined to one opening edge and a second lid joined to the other opening edge.
かかる構成によれば、隣り合う蓄電素子の一方の蓄電素子の第一蓋体の周縁と一方の開口縁部の端縁との合わせ部とスペーサの一方の係合部とが係合し、他方の蓄電素子の第一蓋体の周縁と一方の開口縁部の端縁との合わせ部とスペーサの他方の係合部とが係合する。あるいは、隣り合う蓄電素子の一方の蓄電素子の第二蓋体の周縁と他方の開口縁部の端縁との合わせ部とスペーサの一方の係合部とが係合し、他方の蓄電素子の第二蓋体の周縁と他方の開口縁部の端縁との合わせ部とスペーサの他方の係合部とが係合する。あるいは、その両方であってもよい。これらにより、隣り合う蓄電素子は、スペーサを介して固定(位置決め)され、隣り合う蓄電素子間の位置ずれを無くし、複数の蓄電素子を正しく整列させることができる。 According to such a configuration, the mating portion between the peripheral edge of the first lid of one of the adjacent power storage elements and the edge of the one opening edge engages with one engagement portion of the spacer, and the other The joining portion of the peripheral edge of the first lid of the power storage element and the edge of the one opening edge engages with the other engaging portion of the spacer. Alternatively, the mating portion between the peripheral edge of the second lid of one of the adjacent power storage elements and the edge of the other opening edge engages with one engagement portion of the spacer, and the other power storage element The mating portion between the peripheral edge of the second lid and the edge of the other opening edge engages with the other engaging portion of the spacer. Or both may be sufficient. As a result, the adjacent power storage elements are fixed (positioned) via the spacer, so that a positional shift between the adjacent power storage elements can be eliminated, and the plurality of power storage elements can be correctly aligned.
また、本発明に係る蓄電装置の別の態様として、
係合部は、凸部が嵌り込む溝部である
ようにすることができる。
Further, as another aspect of the power storage device according to the present invention,
The engaging portion can be a groove portion into which the convex portion is fitted.
かかる構成によれば、隣り合う蓄電素子同士を連結して固定することができる。 According to this configuration, adjacent power storage elements can be connected and fixed.
以上のように、本発明によれば、隣り合う蓄電素子は、スペーサを介して固定(位置決め)される。これにより、隣り合う蓄電素子間の位置ずれを無くし、複数の蓄電素子を正しく整列させることができる。 As described above, according to the present invention, adjacent power storage elements are fixed (positioned) via the spacer. Thereby, the position shift between adjacent electrical storage elements can be eliminated, and a plurality of electrical storage elements can be correctly aligned.
以下、本発明に係る蓄電素子の一実施形態である電池について、そして、この電池を複数整列させて一体化した電池モジュールについて、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態においては、電池の一例として、リチウムイオン二次電池(以下、単に「電池」という)について説明する。 Hereinafter, a battery which is an embodiment of a power storage device according to the present invention and a battery module in which a plurality of such batteries are aligned and integrated will be described with reference to the accompanying drawings. In the present embodiment, a lithium ion secondary battery (hereinafter simply referred to as “battery”) will be described as an example of the battery.
図1〜図3に示すように、本実施形態に係る電池Psは、電気絶縁性を有するセパレータ12、該セパレータ12を間に挟んだ正極板13及び負極板15を含む電極体(発電要素)1と、それぞれが電極体1の正極板13及び負極板15のうちの対応する極性の極板に電気的に接続された一対の集電体2と、電極体1及び一対の集電体2を収容するケース3と、それぞれがケース3の外部に配置された一対の外部端子6と、それぞれが一対の外部端子6のうちの対応する外部端子6の配置に対応するようにケース3の内面に沿って配置される一対の内部ガスケット7と、それぞれが一対の外部端子6のうちの対応する外部端子6の配置に対応するようにケース3の外面に沿って配置される一対の外部ガスケット8とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the battery Ps according to this embodiment includes an electrode body (power generation element) including an electrically insulating
正極板13、負極板15及びセパレータ12は、帯状に形成されている。正極板13、負極板15及びセパレータ12は、長手方向を一致させた状態で重ね合わされ、該長手方向に巻回されている。正極板13、負極板15及びセパレータ12は、扁平状に巻回されている。そのため、第一方向(図中のX方向)から見た電極体1の形状は、X方向と直交する第二方向(図中のY方向)に短軸を有するとともに、X方向及びY方向と直交する第三方向(図中のZ方向)に長軸を有する。すなわち、電極体1は、Y方向で対向する一対の平坦部10と、該一対の平坦部10の端部同士を接続する一対の折り返し部(円弧部)11とを備えている。
The
また、正極板13及び負極板15は、X方向に相対的に位置ずれした状態で重ね合わされ、長手方向に巻回されている。そのため、X方向における電極体1の一端部には、正極板13のみが積層された正極リード部14が形成され、X方向における電極体1の他端部には、負極板15のみが積層された負極リード部16が形成されている。
Moreover, the
ここで、正極板13は、帯状のアルミニウム箔からなる正極集電基材の表面片面に正極活物質塗料を塗工し、乾燥させた後、正極集電基材の反対面に同じく正極活物質塗料を塗工し、乾燥させる等して、正極集電基材の表面両面に正極活物質層(正極活物質塗工部)を備えている。より詳しくは、正極板13は、正極集電基材の幅方向における一端部を除いて表面両面に正極活物質塗料を塗工する等して、該一端部を除いた正極集電基材の表面両面に正極活物質層を備えている。そのため、該一端部は、正極集電基材が露出した部分(正極活物質層非形成部)となっている。正極リード部14は、この正極活物質層非形成部によって構成されている。
Here, the
また、負極板15は、帯状の銅箔からなる負極集電基材の表面片面に負極活物質塗料を塗工し、乾燥させた後、負極集電基材の反対面に同じく負極活物質塗料を塗工し、乾燥させる等して、負極集電基材の表面両面に負極活物質層(負極活物質塗工部)を備えている。より詳しくは、負極板15は、負極集電基材の幅方向における一端部を除いて表面両面に負極活物質塗料を塗工する等して、該一端部を除いた負極集電基材の表面両面に負極活物質層を備えている。そのため、該一端部は、負極集電基材が露出した部分(負極活物質層非形成部)となっている。負極リード部16は、この正極活物質層非形成部によって構成されている。
In addition, the
なお、正極リード部14は、クリップ部材18によって束ねられ、負極リード部16も、クリップ部18によって束ねられる。
The positive
集電体2は、金属プレートを曲げ加工して形成されている。集電体2は、Z方向に沿って配置される第一接続部20と、該第一接続部20から延出された第二接続部24とを備える。
The
第一接続部20は、X方向に延出する接続片21を備えている。接続片21は、X方向における電極体1の端部の巻回中心に挿入可能になっている。接続片21は、クリップ部材18に溶接される。これにより、正極用の集電体2と電極体1の正極板13(の正極リード部14)とが電気的に接続され、負極用の集電体2と電極体1の負極板15(の負極リード部16)とが電気的に接続される。
The
第二接続部24は、ケース3に固定されるとともに、一対の外部端子6のうちの対応する外部端子6に電気的に接続される。第二接続部24は、平坦であり、X方向に長手をなすように形成されている。第二接続部24は、外部端子6を挿通するための貫通孔25を備えている。
The
なお、正極用の集電体2と負極用の集電体2との相違点について説明しておく。一般的に、電気化学的な観点により、正極用の集電体2は、アルミニウム又はアルミニウム合金で構成され、負極用の集電体2は、銅又は銅合金で構成される。これに伴い、機械強度の観点から、正極集電体2の厚みは、負極集電体2の厚みよりも厚く設定される。
Differences between the positive electrode
ケース3は、両端が開口した筒状のケース本体30と、該ケース本体30の一方の開口を塞ぐ第一蓋体40と、ケース本体30の反対側の開口を塞ぐ第二蓋体50とを備えている。
The
ケース本体30は、角筒状に形成されている。そのため、ケース本体30は、それぞれが第一端部P1及び該第一端部P1の反対側の第二端部P2を有する一対の第一壁部31であって、X方向に間隔をあけて互いに対向する一対の第一壁部31と、それぞれが第一端部P3及び該第一端部P3の反対側の第二端部P4を有する一対の第二壁部32であって、一対の第一壁部31間でY方向に間隔をあけて互いに対向する一対の第二壁部32とを備えている。これにより、一対の第一壁部31の第一端部P1及び一対の第二壁部32の第一端部P3(ケース本体30の第一開口縁部33)が包囲する領域には、第一開口部34が形成され、一対の第一壁部31の第二端部P2及び一対の第二壁部32の第二端部P4(ケース本体30の第二開口縁部35)が包囲する領域には、第二開口部36が形成されている。
The
本実施形態では、ケース本体30は、X方向が長手方向、Y方向が短手方向となる、断面形状が長方形状の角筒状に形成されている。そのため、第一壁部31は、Z方向に長手をなす長方形状であり、第二壁部32は、X方向に長手をなす長方形状であり、第一開口縁部33及び第二開口縁部35のそれぞれは、X方向に長手をなす長方形状である。但し、第一壁部31と第二壁部32との接続部は円弧面状に形成されている。そのため、ケース本体30の角部は、小さい曲率半径で丸められ、第一開口縁部33及び第二開口縁部35のそれぞれは、角部が丸められた長方形状となっている。
In the present embodiment, the case
なお、ケース本体30は、例えば押し出し加工により形成することができる。押し出し加工により形成することで、ケース本体30の肉厚を、深絞り加工により形成される従来型のケース本体の肉厚よりも容易に薄くすることができる。また、押し出した板材を切断するのみでケース本体30を得ることができるため、生産性を向上させることができる。
The
第一蓋体40は、第一開口部34を塞ぎ、第一蓋体40が下側となるようにケース3が配置される場合に、ケース3の底部となる。第二蓋体50は、第二開口部36を塞ぎ、第一蓋体40が下側となるようにケース3が配置される場合に、ケース3の頂部となる。ケース本体30、第一蓋体40及び第二蓋体50の何れも、金属製(例えばアルミニウム又はアルミニウム合金)である。ケース本体30に第一蓋体40及び第二蓋体50が溶接されることで、ケース3の内部空間が気密に形成される。
The
図4及び図5に示すように、第一蓋体40は、基部41と、該基部41を取り囲む外周部42とを備えている。基部41は、平坦であり、外周部42は、基部41の周縁から起立している。より詳しくは、基部41は、第一開口縁部33が矩形状乃至略矩形状であるのに対応して、矩形状乃至略矩形状ではあるが、第一開口縁部33の形状よりは小さく、そして、第一開口縁部33の端縁よりもケース本体30内にオフセットした位置に位置している。基部41の周縁から起立した外周部42の周縁は、第一開口縁部33の形状に対応して矩形状乃至略矩形状となっている。より詳しくは、外周部42の周縁は、第一開口縁部33の内周面と一致する形状、すなわち、第一開口縁部33の内周面に嵌合する形状となっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
外周部42の起立高さ(Z方向の高さ)は、全周で均一になっている。そのため、外周部42の周縁は、基部41の平坦面と平行である。そして、第一蓋体40が第一開口縁部33内に嵌入された状態で、図6(a)に示すように、外周部42の周縁(第一蓋体40の周縁)は、第一開口縁部33の端縁に合わせられる。このとき、上述したとおり、外周部42の周縁は、第一開口縁部33の内周面と一致する形状であるため、第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁とは、全周に亘って密着する。そのため、第一蓋体40が第一開口縁部33内に嵌入される前の時点でケース本体30が内側に変形していたとしても、ケース本体30は、第一蓋体40からの力fを受けて適正な形状に矯正される。
The standing height (the height in the Z direction) of the outer
外周部42は、円弧面状に形成されている。より詳しくは、外周部42は、基部41と直交乃至略直交するまで湾曲している。そのため、第一蓋体40の周縁は、第一開口縁部33の内周面に所定範囲で面接触している。図6(b)に示すように、レーザ溶接用のレーザ光は、第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部に向かって照射される。レーザ光は、第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部に対して正面方向(符号R1の方向)から照射してもいいし、合わせ部に対して斜め方向(符号R2の方向)から照射してもいいし、合わせ部に対して横方向(符号R3の方向)から照射してもよい。但し、第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部に隙間がないために、レーザ光をR1方向から照射しても、レーザ光がケース3内に抜けてしまうことはなく、第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部にレーザ光を確実に照射することができて、良好な溶接状態を得られることができるという点で、レーザ光の照射方向はR1方向であるのがより好ましい。
The outer
そして、第一蓋体40は、基部41から起立した外周部42により断面モーメントが大きくなって高剛性となっている。そのため、溶接後(図6(c)の符号m)、第一開口縁部33側でケース3に外力Fが加わったとしても、ケース3は変形しにくくなっている。このように、第一蓋体40は、ケース本体30内で凸となり、より詳しくは、凸面状となり、ケース3の形状安定性(定型性)に大きく寄与している。
The
なお、第一蓋体40は、平坦な板材をプレス加工や絞り加工したものである。第一蓋体40の肉厚は、ケース本体30の肉厚と同じであってよく、あるいは、ケース本体30の肉厚よりも薄いか、逆に厚くてもよい。第一蓋体40の肉厚は、第一蓋体40が発現すべき剛性によって選択され得る。
The
ここで、図1乃至図5に示すように、第一蓋体40は、ケース3の内部圧力が一定以上の値になった際に、開裂によりケース3の内部圧力を開放させるガス排出弁45を備えている。ガス排出弁45は、一例として、第一蓋体40の一部を、高まったケース3の内部圧力によって開裂できる程度に薄肉化し(、さらには、ハーフカット線を形成し)た構成である。
Here, as shown in FIGS. 1 to 5, the
本実施形態では、第一蓋体40は、X方向に間隔をあけて配置された一対のガス排出弁45を備えている。一方のガス排出弁45は、第一蓋体40の基部41の一端部に形成され、他方のガス排出弁45は、基部41の他端部に形成されている。そのため、第一蓋体40が下側となるようにケース3が配置される場合に、一方のガス排出弁45は、ケース3の底部のX方向における一端部に位置し、他方のガス排出弁45は、ケース3の底部のX方向における他端部に位置する。一方のガス排出弁45は、電極体1のうち、正極リード部14(の折り返し部11)と対向し、他方のガス排出弁45は、負極リード部16(の折り返し部11)と対向している。
In the present embodiment, the
第二蓋体50は、基本的には、第一蓋体40と同じ構成である。すなわち、第二蓋体50は、基部53と、該基部53を取り囲む外周部54とを備えている。基部53は、平坦であり、外周部54は、基部53の周縁から起立している。より詳しくは、基部53は、第二開口縁部35が矩形状乃至略矩形状であるのに対応して、矩形状乃至略矩形状ではあるが、第二開口縁部35の形状よりは小さく、そして、第二開口縁部35の端縁よりもケース本体30内にオフセットした位置に位置している。基部53の周縁から起立した外周部54の周縁は、第二開口縁部35の形状に対応して矩形状乃至略矩形状となっている。より詳しくは、外周部54の周縁は、第二開口縁部35の内周面と一致する形状、すなわち、第二開口縁部35の内周面に嵌合する形状となっている。
The
外周部54の起立高さ(Z方向の高さ)は、全周で均一になっている。そのため、外周部54の周縁は、基部53の平坦面と平行である。そして、第二蓋体50が第二開口縁部35内に嵌入された状態で、外周部54の周縁(第二蓋体50の周縁)は、第二開口縁部35の端縁に合わせられる。このとき、上述したとおり、外周部54の周縁は、第二開口縁部35の内周面と一致する形状であるため、第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁とは、全周に亘って密着する。そのため、第二蓋体50が第二開口縁部35内に嵌入される前の時点でケース本体30が内側に変形していたとしても、ケース本体30は、第二蓋体50からの力を受けて適正な形状に矯正される。
The standing height (the height in the Z direction) of the outer
外周部54は、円弧面状に形成されている。より詳しくは、外周部54は、基部53と直交乃至略直交するまで湾曲している。そのため、第二蓋体50の周縁は、第二開口縁部35の内周面に所定範囲で面接触している。レーザ溶接用のレーザ光は、第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部に向かって照射される。レーザ光は、第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部に対して正面方向から照射してもいいし、合わせ部に対して斜め方向から照射してもいいし、合わせ部に対して横方向から照射してもよい。但し、第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部に隙間がないために、レーザ光を正面方向から照射しても、レーザ光がケース3内に抜けてしまうことはなく、第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部にレーザ光を確実に照射することができて、良好な溶接状態を得られることができるという点で、レーザ光の照射方向は正面方向であるのがより好ましい。
The outer
そして、第二蓋体50は、基部53から起立した外周部54により断面モーメントが大きくなって高剛性となっている。そのため、溶接後、第二開口縁部35側でケース3に外力が加わったとしても、ケース3は変形しにくくなっている。このように、第二蓋体50は、ケース本体30内で凸となり、より詳しくは、凸面状となり、ケース3の形状安定性(定型性)に大きく寄与している。
The
なお、第二蓋体50は、平坦な板材をプレス加工や絞り加工したものである。第二蓋体50の肉厚は、ケース本体30の肉厚と同じであってよく、あるいは、ケース本体30の肉厚よりも薄いか、逆に厚くてもよい。第二蓋体50の肉厚は、第二蓋体50が発現すべき剛性によって選択され得る。
The
第二蓋体50は、X方向に間隔をあけて配置された一対の貫通孔51を備えている。一方の貫通孔51は、X方向における第二蓋体50の一端部に形成され、他方の貫通孔51は、X方向における第二蓋体50の他端部に形成されている。
The
外部端子6は、胴部60と、該胴部60から突出するかしめ部63とを備えている。胴部60は、平坦面61を有し、該平坦面61にバスバー(図示しない)が載置され、溶接により接続される。すなわち、外部端子6は、溶接タイプの外部端子である。胴部60は、第二蓋体50の幅(Y方向の幅)よりも幅狭に形成されている。胴部60は、X方向に長い直方体状である。かしめ部63は、少なくとも先端側が塑性変形(かしめ処理)可能に構成される。かしめ部63は、胴部60の第二蓋体50との対向面の中心から突出している。
The
内部ガスケット7は、電気絶縁性及び封止性を備えた合成樹脂成型品である。内部ガスケット7は、集電体2の第二接続部24全体と対向可能なサイズに設定されている。内部ガスケット7は、第二接続部24の貫通孔25と一致する貫通孔70を備えている。
The
外部ガスケット8は、内部ガスケット7と同様、電気絶縁性と封止性を備えた合成樹脂成型品である。外部ガスケット8は、外部端子6の胴部60を受け入れる凹部80を備えている。外部ガスケット8は、外部端子6の胴部60が凹部80に収容された状態で、外部端子6のかしめ部63を挿通可能な貫通孔81を備えている。
The
なお、第二蓋体50の外周部54の基部53からの起立高さ(Z方向の高さ)は、第一蓋体40の外周部42の基部41からの起立高さと同じであってよく、あるいは、第一蓋体40の外周部42の基部41からの起立高さよりも高いか、逆に低くてもよいが、第二蓋体50の基部53に配置される外部ガスケット8と第一蓋体40との沿面距離が長くなるよう、外部ガスケット8の外壁部は、その上端面が第二蓋体50の周縁から外方に突出する高さに形成されるのが好ましい。
The standing height (the height in the Z direction) from the
外部端子6のかしめ部63は、外部ガスケット8の貫通孔81、第二蓋体50の貫通孔51、内部ガスケット7の貫通孔70及び集電体2の第二接続部24の貫通孔25に連続して挿通される。そして、かしめ部63のうち、集電体2の第二接続部24から内方に突出した先端部がかしめ処理される。これにより、外部端子6は、外部ガスケット8及び内部ガスケット7によって第二蓋体50と絶縁が図られた状態で、第二蓋体50と一体化され、且つ、集電体2と電気的に接続される。
The
以上の構成からなる本実施形態に係る電池Psによれば、ケース本体30が押し出し加工で形成され、その両端の開口縁部33,35に蓋体40,50が溶接されてケース3が作製される。そのため、ケース本体が深絞り加工により形成され、その一端の開口縁部に蓋体が溶接されて作製される従来型のケースに比べて、ケースを安価に作製することができ、電池の製造コストを削減することができる。また、深絞り加工に比べ、作製できる形状の自由度が高いため、ケース3の設計の自由度、ひいては電池Psの設計の自由度が高くなるという利点もある。
According to the battery Ps according to the present embodiment configured as described above, the
また、本実施形態に係る電池Psによれば、ケース本体30が押し出し加工により形成されるため、ケース本体30の肉厚を薄くすることができる。これにより、従来型の電池に比べて電池を軽量化できるとともに、ケース本体30の肉厚を薄くことで、発電に寄与しない部分(ケース3)を減容することができ、単位体積あたりの発電効率(エネルギー密度)を高めることができる。
Further, according to the battery Ps according to the present embodiment, the case
また、ケース本体30が薄肉化されることで、ケース本体30の剛性が落ち、変形しやすくなるが、第二蓋体50はもちろんのこと、特に第一蓋体40がケース本体30の保形手段としてケース本体30の形状安定性を担保するため、ケース3の大幅な剛性低下を抑制することができる。第一蓋体40によりケース本体30が型崩れしないということは、ケース本体30の第二開口部36から電極体1が挿入される際、電極体1が第二開口縁部35に不用意に当たって傷付くのが防止されるということのみならず、第二開口部36を塞いだ第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との間に隙間が生じてしまい、第二蓋体50が第二開口縁部35に溶接される際、レーザ光が内部に抜けてケース3内の電極体1がダメージを受ける、といった事態が防止されるということである。すなわち、第一蓋体40は、ケース本体30の形状安定性を担保することで、第二開口縁部35の端縁の平面性が担保され、これにより、第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との間に隙間が生じるのが防止される。
Further, since the case
また、第一蓋体40の周縁がケース本体30の第一開口縁部33の内周面と一致する形状であるため、第一蓋体40が第一開口縁部33内に嵌入されると、ケース本体30の第一開口縁部33の端縁が第一蓋体40の周縁に密着する。そして、そればかりでなく、第一蓋体40の剛性がケース本体30よりも高いため、嵌入に先立ち、たとえケース本体30が変形していたとしても、第一開口縁部33が第一蓋体40の周縁に倣い、ケース本体30がしかるべき形状に矯正されることとなる。
In addition, since the periphery of the
また、本実施形態に係る電池Psによれば、第一蓋体40の周縁とケース本体30の第一開口縁部33の端縁との密着性及び第二蓋体50の周縁とケース本体30の第二開口縁部35の端縁との密着性が高いため、両者の合わせ部に対して正面(すなわち、Z方向)からレーザ光を照射しても、レーザ光がケース3内に抜けてしまうことはなく、第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部及び第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部にレーザ光を確実に照射することができて、良好な溶接状態を得られることができる。なお、レーザ光を斜め方向(図6(b)の符号R2を参照)から照射すれば、レーザ光の抜けをさほど気にする必要はないが、レーザ光を出射する溶接ヘッドの傾斜角度を変更・調整する機構などが必要となり、溶接設備が大がかりなものとなってしまう。また、そればかりでなく、第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部及び第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部を全周に亘って溶接するために溶接ヘッドがXY平面を移動しつつZ軸回りに回転する動きとなるが、その動きを制御する加工プログラムが複雑になり、加工プログラムの作成に時間と費用がかかるという問題がある。レーザ光を横方向(図6(b)の符号R3を参照)から照射すれば、レーザ光の抜けの問題は全くなくなるが、第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部及び第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部にレーザ光を適切に照射できなくなるおそれがある。但し、レーザ光を斜め方向に照射する方式であれば、対象物に当たったレーザ光がヘッドに反射することはないため、溶接設備に取って好ましく、また、レーザ光を横方向から照射する方式であれば、出力を上げることで、適切に溶接することができる。要は、状況に応じてレーザ光の照射方向をどうするかは適宜選択することができる。
Further, according to the battery Ps according to the present embodiment, the adhesion between the peripheral edge of the
また、本実施形態に係る電池Psによれば、第一蓋体40の外周部42が基部41と直交乃至略直交するまで湾曲し、第二蓋体50の外周部54が基部53と直交乃至略直交するまで湾曲している。そのため、第一蓋体40の周縁は、第一開口縁部33の内周面に所定範囲で面接触し、第二蓋体50の周縁は、第二開口縁部35の内周面に所定範囲で面接触している。これにより、第一開口縁部33と第一蓋体40との接合強度及び第二開口縁部35と第二蓋体50との接合強度をより高めることができる。
Further, according to the battery Ps according to the present embodiment, the outer
また、本実施形態に係る電池Psによれば、ガス排出弁45は、ケース3のうち、外部端子6が設けられた面とは反対側の面に設けられている。すなわち、ガス排出弁45は、外部端子6が第二蓋体50に設けられているのに対して、第二蓋体50とは反対側に位置する第一蓋体40に設けられている。そのため、外部端子6とガス排出弁45とは、ケース3において、真反対の配置関係となり、ガス排出弁45が外部端子6から最も離れた箇所にある。したがって、ガス排出弁45が作動した場合に、ガス排出弁45から排出されるガスあるいはガスの排出に伴って排出される電解液が外部端子6あるいは外部端子6に接続されるバスバーあるいは外部端子6やバスバーに接続される電力線や信号線に付着するのを防止することができる。
Further, according to the battery Ps according to the present embodiment, the
なお、仮にガス排出弁がケース本体30に形成される、すなわち、外部端子6の側方領域にガス排出弁が設けられるとした場合であっても、ガス排出弁は、外部端子から離れた箇所に設けられることになる。しかしながら、ガス排出弁が上側となるようにケース3が配置される場合、ガス排出弁が作動すると、ガス排出弁から排出された電解液がケース本体30の表面を伝って液垂れし、外部端子6あるいはその周辺に付着する可能性は否定できない。本実施形態に係る電池Psによれば、ガス排出弁45が外部端子6から最も離れた箇所にあり、しかも、ガス排出弁45から外部端子6に至るまで直交箇所が二箇所存在する。そのため、ガス排出弁45から排出された電解液が液垂れして外部端子6に到達する可能性は極めて低い。このように、本実施形態に係る電池Psによれば、ガス排出弁が外部端子6から離れた箇所に設けられるだけではない顕著な効果が奏される。
Even if the gas discharge valve is formed in the
しかも、ガス排出弁45は、第一蓋体40のうち、ケース本体30の第一開口縁部33の端縁よりもケース本体30内にオフセットした位置に位置する基部41に設けられている。すなわち、ガス排出弁45は、第一蓋体40の外周部42やケース本体30の第一開口縁部33に囲われた状態となっている。そのため、ガス排出弁45が作動した場合に、第一蓋体40の外周部42やケース本体30の第一開口縁部33によってガスの拡散が規制される。
In addition, the
また、ガス排出弁45は、第一蓋体40のうち、ケース本体30の第一開口縁部33の端縁よりもケース本体30内に位置することで、ケース3の外形線よりも内側に位置している。そのため、電池Psが配置されても、ガス排出弁45が配置面と接触することはない。これにより、ガス排出弁45が不用意に外力を受けて脆弱化し、所期の力よりも小さい力で作動してしまうといった事態が生じるのを防止することができる。
Further, the
また、ガス排出弁45は、正極リード部14及び負極リード部16の近傍位置に設けられている。ガスは、電極体1内で発生し、開放端となっている正極リード部14及び負極リード部16から抜けるようになっている。そのため、ガス排出弁45が正極リード部14及び負極リード部16の近傍位置に設けられていると、ケース3内での排出経路が短くなり(最短となり)、ガスの排出が円滑化される。
The
次に、本実施形態に係る電池Psを一方向に整列させて一体化させた電池モジュールについて、図7を参酌しつつ説明する。 Next, a battery module in which the batteries Ps according to the present embodiment are aligned and integrated in one direction will be described with reference to FIG.
本実施形態に係る電池モジュールMは、Y方向に整列される複数の電池Psと、隣り合う電池Ps間及びY方向における複数の電池Psの両側にそれぞれ配置される複数のスペーサ100と、複数の電池Ps及び複数のスペーサ100を保持してパッケージ化する保持体としてのフレーム110とを備えている。
The battery module M according to the present embodiment includes a plurality of batteries Ps aligned in the Y direction, a plurality of
スペーサ100は、合成樹脂製であり、絶縁性を有している。本実施形態に係る電池モジュールでは、電池Psの冷却方式として、隣り合う電池Ps間や隣り合う電池Ps及び終端部材111(後述する)間を空気が流通することで電池Psが冷却される、いわゆる空冷式が採用されている。そのため、スペーサ100は、隣り合う電池Ps間や隣り合う電池Ps及び終端部材111間に隙間が形成されるような形態を有している。本実施形態では、板状のスペーサ本体の表裏面から複数の凸条が互いに間隔を有して突出するスペーサ100が採用されているが、これに限定されるものではない。例えば、板状のスペーサ本体の片面から複数の凸条が互いに間隔を有して突出するスペーサや、スペーサ本体の断面形状が矩形波形状となっているスペーサなど、種々の構造のスペーサの中から適宜選択され得る。
The
隣り合う電池Ps同士や隣り合う電池Ps及び終端部材111同士は、固定部材105によって連結されている。固定部材105は、電池PsのZ方向における一端側と他端側とに適用されている。固定部材105は、X方向に沿って長尺に形成されている。固定部材105は、電池Psのケース3の一対の第一壁部31間よりも僅かに短い長さに形成されている。より詳しくは、固定部材105は、ケース本体30の丸められた角部を除く第二壁部32のX方向における長さと同じ乃至略同じ長さに形成されている。なお、ケース本体30の角部は、上述したとおり、小さい曲率半径で丸められており、円弧部が無視できる程度の大きさなので、固定部材105は、実質的には、第二壁部32のX方向における長さと同じであるといえる。
Adjacent batteries Ps or adjacent batteries Ps and
固定部材105は、Y方向に間隔をあけて配置された一対の溝部106と、該一対の溝部106間に位置する凸部107とを備えている。溝部106は、固定部材105の長手方向に沿って、すなわち、X方向に沿って形成されている。溝部106は、固定部材105の長手方向における一端から他端に亘って形成されている。凸部107も溝部106と同様に形成されている。
The fixing
溝部106は、電池Psの第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部(ケース3の凸部)、電池Psの第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部(ケース3の凸部)、あるいは、終端部材111のZ方向における端部にX方向に沿って形成された凸部112が嵌り込む溝である。溝部106は、これらとの係合部として機能している。好ましくは、溝部106における封止性が向上するよう、溝部106内にパッキン等の封止部材(シール部材)が配置される。
The
固定部材105の凸部107は、スペーサ100のY方向における幅と同じか、それよりも僅かに小さい幅を有しており、隣り合う電池Ps間や隣り合う電池Ps及び終端部材111間に挿入される挿入部である。
The
したがって、隣り合う電池Psは、一方の電池Psの第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部が第一蓋体40側に配置された固定部材105の一方の溝部106に嵌り、他方の電池Psの第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部が他方の溝部106に嵌り、さらに、凸部107が隣り合うケース3の第一蓋体40側の端部間に挿入されることで、Y方向及びY方向と直交する方向で位置ずれが生じない状態で、連結されている。また、隣り合う電池Psは、一方の電池Psの第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部が第二蓋体50側に配置された固定部材105の一方の溝部106に嵌り、他方の電池Psの第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部が他方の溝部106に嵌り、さらに、凸部107が隣り合うケース3の第二蓋体50側の端部間に挿入されることで、Y方向及びY方向と直交する方向で位置ずれが生じない状態で、連結されている。
Therefore, the adjacent battery Ps includes one of the fixing
隣り合う電池Ps及び終端部材111は、電池Psの第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部が第一蓋体40側に配置された固定部材105の一方の溝部106に嵌り、終端部材111のZ方向における一端部側の凸部112が他方の溝部106に嵌り、さらに、凸部107がケース3の第一蓋体40側の端部及び終端部材111のZ方向における一端部間に挿入されることで、Y方向及びY方向と直交する方向で位置ずれが生じない状態で、連結されている。また、隣り合う電池Ps及び終端部材111は、電池Psの第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部が第二蓋体50側に配置された固定部材105の一方の溝部106に嵌り、終端部材111のZ方向における他端部側の凸部112が他方の溝部106に嵌り、さらに、凸部107がケース3の第二蓋体50側の端部及び終端部材111のZ方向における他端部間に挿入されることで、Y方向及びY方向と直交する方向で位置ずれが生じない状態で、連結されている。
The adjacent battery Ps and the
フレーム110は、Y方向における複数の電池Psの両側に配置され且つY方向において複数の電池Ps及び複数のスペーサ100を挟み込む一対の終端部材111(いわゆるエンドプレート)と、該一対の終端部材111同士を連結し、複数の電池Ps及び複数のスペーサ100を一体に緊締する連結部材113とを備えている。すなわち、本実施形態に係る電池モジュールMは、複数の電池Psが一方向に積層された、いわゆるスタック型の電池モジュールMである。
The
終端部材111は、例えば鋳造によって形成された、例えばアルミなどの金属製である。終端部材111は、スペーサ100と同様、電池Psのケース3がY方向から見て矩形状であるのに対応し、矩形状に形成されている。終端部材111は、矩形状の枠部と、該枠部内に形成された格子形状のリブとで構成され、X方向にある程度の厚みを有しながらも、軽量であり、剛性を有している。しかしながら、この終端部材以外にも、例えば、プレス成形された板状の終端部材など、種々の構造の終端部材の中から適宜選択され得る。
The
連結部材113は、例えばボルトなどの締結具によって終端部材111に固定されている。連結部材113は、一対の終端部材111の角部同士を連結している。そのため、連結部材113は、終端部材111の四つの角部に対応して四本配置されている。連結部材113は、図示はしないが、それぞれの固定部材105に対し、直接又は間接的にZ方向から当接している。固定部材105は、連結部材113によって電池Ps及び終端部材111からの離脱が制止されている。
The connecting
フレーム110は、複数の電池Psの第一蓋体40側を、ある程度の間隔をあけて全面的に覆う遮蔽体114をさらに備えている。遮蔽体114は、板状に形成され、Y方向における端部が終端部材111のZ方向における一端部に固定されるとともに、X方向における側端部が第一蓋体40側に配置された一対の連結部材113に直接又は間接に支持されている。
The
以上の構成からなる本実施形態に係る電池モジュールMによれば、隣り合う電池Psの一方の電池Psの第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部と第一蓋体40側に配置された固定部材105の一方の溝部106とが係合する。これにより、一方の電池Psと第一蓋体40側に配置された固定部材105とが固定(位置決め)される。また、隣り合う電池Psの他方の電池Psの第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部と第一蓋体40側に配置された固定部材105の他方の溝部106とが係合する。これにより、他方の電池Psと第一蓋体40側に配置された固定部材105とが固定(位置決め)される。また、隣り合う電池Psの一方の電池Psの第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部と第二蓋体50側に配置された固定部材105の一方の溝部106とが係合する。これにより、一方の電池Psと第二蓋体50側に配置された固定部材105とが固定(位置決め)される。また、隣り合う電池Psの他方の電池Psの第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部と第二蓋体50側に配置された固定部材105の他方の溝部106とが係合する。これにより、他方の電池Psと第二蓋体50側に配置された固定部材105とが固定(位置決め)される。このように、隣り合う電池Psは、固定部材105を介して固定(位置決め)される。これにより、隣り合う電池Ps間の位置ずれを無くし、複数の電池Psを正しく整列させることができる。
According to the battery module M according to the present embodiment having the above-described configuration, the mating portion between the peripheral edge of the
また、隣り合う電池Ps及び終端部材111のうち、電池Psの第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部と第一蓋体40側に配置された固定部材105の一方の溝部106とが係合する。これにより、電池Psと第一蓋体40側に配置された固定部材105とが固定(位置決め)される。また、隣り合う電池Ps及び終端部材111のうち、終端部材111の一端部側の凸部112と第一蓋体40側に配置された固定部材105の他方の溝部106とが係合する。これにより、終端部材111と第一蓋体40側に配置された固定部材105とが固定(位置決め)される。また、隣り合う電池Ps及び終端部材111のうち、電池Psの第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部と第二蓋体50側に配置された固定部材105の一方の溝部106とが係合する。これにより、電池Psと第二蓋体50側に配置された固定部材105とが固定(位置決め)される。また、隣り合う電池Ps及び終端部材111のうち、終端部材111の他端部側の凸部112と第二蓋体50側に配置された固定部材105の他方の溝部106とが係合する。これにより、終端部材111と第二蓋体50側に配置された固定部材105とが固定(位置決め)される。このように、隣り合う電池Ps及び終端部材111は、固定部材105を介して固定(位置決め)される。これにより、隣り合う電池Ps及び終端部材111間の位置ずれを無くし、複数の電池Ps及び一対の終端部材111を正しく整列させることができる。
In addition, among the adjacent batteries Ps and the
また、本実施形態に係る電池モジュールMによれば、電池Psのケース3の特殊な端部構造と該端部構造に適合する形状を有する固定部材105との組み合わせにより、電池Ps同士や電池Psと終端部材111とを確実に固定することができる。
Further, according to the battery module M according to the present embodiment, the batteries Ps and the batteries Ps are combined by combining the special end structure of the
また、本実施形態に係る電池モジュールMによれば、隣り合う電池Ps間の隙間や隣り合う電池Ps及び終端部材111間の隙間、すなわち、冷却流路は、その両側方に配置される固定部材105によって封止されている。そのため、冷媒をX方向に沿って漏れなく流すことができ、冷却効率を高めることができる。
Further, according to the battery module M according to the present embodiment, the gap between the adjacent batteries Ps and the gap between the adjacent batteries Ps and the
また、第二蓋体50側に配置された固定部材105もそうであるが、特に第一蓋体40側に配置された固定部材105は、外部端子6とガス排出弁45とを仕切る遮蔽部材として機能している。これにより、ガス排出弁45が作動した場合に、そこから排出されるガスや電解液が外部端子6あるいはその周辺に付着するのをより効果的に防止することができる。
The fixing
そして、本実施形態に係る電池モジュールMによれば、複数の電池Psの第一蓋体40側と遮蔽体114との間に一つの空間部が形成され、これがガス排出弁45作動時のガス排出路となっているが、このガス排出路と冷却流路とは、第一蓋体40側に配置された固定部材105によって仕切られている。そのため、ガス排出弁45作動時にガス排出弁45から排出されたガスが冷媒と混合し、冷媒によってガスが拡散してしまうのを効果的に抑制することができる。
And according to battery module M concerning this embodiment, one space part is formed between the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更を加え得ることは勿論のことである。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, it can change suitably in the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、上記実施形態において、第一蓋体40と第二蓋体50とは同じ構造、すなわち、ケース本体30内で凸となる蓋体が用いられている。これにより、上述したそれぞれの効果を第二蓋体50側でも享受することができる。特に、第二蓋体50は、電極体1がケース本体3内に挿入された状態で、ケース本体30の第二開口縁部35に溶接されるため、レーザ光のケース3内への抜けによる電極体1の損傷を防止できる点、第二蓋体50に固有の効果もある。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、図8〜図13に示すように、第二蓋体50は、従来型の蓋体と同様、平坦な板材であってもよい。なお、第二蓋体50の周縁は、例えばプレス加工やコイニング加工によって薄肉化されている。この薄肉部がケース本体30の第二開口縁部35の端縁に当接するようにして、第二蓋体50が第二開口部36を塞ぐ。
For example, in the said embodiment, the
この場合、固定部材105とは反対側の、隣り合う電池Psの端部同士や隣り合う電池Ps及び終端部材111の端部同士には、別の固定部材108が適用されるようにしてもよい。固定部材108は、X方向に沿って長尺に形成されている。より詳しくは、固定部材108は、固定部材105と同じ長さか、第二蓋体50のX方向における長さと同じ程度の長さに形成されている。固定部材108は、連結部材113がそれぞれの固定部材108に対し、直接又は間接的にZ方向から当接することで、隣り合う電池Psの端部同士に跨って当接した状態あるいは隣り合う電池Ps及び終端部材111の端部同士に跨って当接した状態に保持されている。
In this case, another fixing
なお、固定部材108は、第二蓋体50と単に接しているのみである。そのため、外部端子6とガス排出弁45とを仕切る遮蔽部材として機能させるにあたり、第二蓋体50と固定部材108との間にパッキンや可撓性のリブ等の封止部材(シール部材)が配置されるのが好ましい。可撓性のリブは、固定部材108に一体化して形成されるのが好ましい。
Note that the fixing
また、外周部が起立する蓋体構造がケース本体30の片側の開口縁部にのみ採用されるとしても、上記実施形態のように、ケース3の底部側となる第一開口縁部33ではなく、外部端子構造が設けられる側となる第二開口縁部35に採用してもよい。
Moreover, even if the lid structure in which the outer peripheral portion stands is employed only in the opening edge portion on one side of the
また、上記実施形態において、第一蓋体40の基部41は、平坦である。しかしながら、図14に示すように、基部41は、電極体1が偏平状にされることで電極体1のZ方向における端部に形成される折り返し部(円弧部)11に沿った形状の凹部43を備えていてもよい。より好ましくは、凹部43は、ケース本体30の第一開口縁部33の端縁から突出しない凹み量に設定され得る。この場合でも、隣り合う電池Psは、一方の電池Psの第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部が第一蓋体40側に配置された固定部材105の一方の溝部106に嵌り、他方の電池Psの第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部が他方の溝部106に嵌り、さらに、凸部107が隣り合うケース3の第一蓋体40側の端部間に挿入されることで、連結される。そして、隣り合う電池Ps及び終端部材111は、電池Psの第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部が第一蓋体40側に配置された固定部材105の一方の溝部106に嵌り、終端部材111のZ方向における一端部側の凸部112が他方の溝部106に嵌り、さらに、凸部107がケース3の第一蓋体40側の端部及び終端部材111のZ方向における一端部間に挿入されることで、連結される。もちろん、固定部材105が凹部43と干渉して隣り合う電池Psあるいは隣り合う電池Ps及び終端部材111に装着できないということがないように、固定部材105のY方向における両端部の形状は、凹部43と干渉しない形状に設計されている。これらのことは、第二蓋体50が第一蓋体40と同じ構造となる場合の第二蓋体50についても同様である。
Moreover, in the said embodiment, the
また、凹部43が形成されることにより、上記実施形態に係る電池Psよりもケース3の内容積が増加するため、上記実施形態に係る電池Psとケース3の高さ寸法が同じでも、電極体1の高さ寸法を大きくすることができ、その分、単位体積あたりの発電効率(エネルギー密度)を高めることができる。あるいは、上記実施形態に係る電池Psと電極体1の高さ寸法が同じであれば、ケース3の高さ寸法を小さくすることができ、同じ発電効率でも電池Psを小型化することができる。
In addition, since the inner volume of the
さらには、凹部43が形成されることで、ケース3と電極体1との間の隙間が無くなる又は隙間が小さくなるため、ケース3内に貯留される電解液の量が少ない場合であっても、電解液と電極板13,15との接触を保つことができる。すなわち、電解液をケース3内に貯留させておき、毛細管現象で吸い上げられて電極体1の正極板13及び負極板15間に供給されるようにすることで、長期使用に伴う正極板13及び負極板15間の電解液の液枯れを防止することができるが、凹部43が形成されることで、ケース3内に貯留させる電解液の量を減らすことができる。
Further, since the
なお、凹部43は、電極体1の折り返し部11の表面に当接するようにしてもよいし、折り返し部11の表面と所定間隔を有して離間するようにしてもよい。実際は、電極体1は、絶縁シートに覆われた状態でケース3内に収容されるので、凹部43は、折り返し部11の表面に絶縁シートを介して当接するようにしてもよいし、折り返し部11の表面と所定間隔を有して離間するようにしてもよい。前者の場合、電極体1が凹部43によって保持されるため、電極体1がケース3内で安定するという効果がある。但し、電極体1の充放電により電極体1が膨らみ、電極体1の凹部43との当たりが強くなり、電極体1が不測の外圧を受けることになることが懸念される場合や、電池Psに振動が加わった際に電極体1(の活物質層が形成された領域)が凹部43に当たることで、電極反応に影響が生じるような場合は、後者の方が好ましい。
The
さらに、凹部43は、X方向における電極体1の一端よりも内側から始まり、X方向における電極体1の他端よりも内側で終わる長さに形成されるようにするのが好ましい。このことは、第二蓋体50が第一蓋体40と同じ構造となる場合の第二蓋体50についても同様である。かかる構成によれば、X方向における第一蓋体40の両端部に、電極体1の正極リード部14及び負極リード部16のそれぞれに当接する一対の凸部が形成される。正極リード部14及び負極リード部16は、活物質層が形成されていないため、ある程度、変形しても問題はない。そこで、正極リード部14及び負極リード部16に第一蓋体40の凸部が当たるようにすれば、電極体1が凸部によって保持されるため、電極体1がケース3内で安定するという効果がある。
Further, the
また、上記実施形態において、まず、ケース本体30の第一開口縁部33内に第一蓋体40が嵌入され、溶接されて、有底のケース本体30が作製された後、ケース本体30の第二開口部36からケース本体30内に電極体1が挿入され、第二開口縁部35に第二蓋体50が溶接されるようになっている。しかしながら、これに限定されるものではない。ケース本体30内に電極体1が挿入された後、第一蓋体40及び第二蓋体50がケース本体30の第一開口縁部33及び第二開口縁部35に溶接されるようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, after the
また、上記実施形態において、第一蓋体40の外周部42が基部41と直交乃至略直交するまで湾曲することで、第一蓋体40の周縁が第一開口縁部33の内周面に所定範囲で面接触している。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、図15に示すように、第一蓋体40の外周部42が基部41と直交乃至略直交するまで湾曲されないことで、第一蓋体40の周縁が第一開口縁部33の内周面に対して交差するように接触するようにしてもよい。このことは、第二蓋体50が第一蓋体40と同じ構造となる場合の第二蓋体50についても同様である。
In the above-described embodiment, the
また、上記実施形態において、第一蓋体40は、ケース本体30内に位置する基部41と、該基部41の周縁から屈曲により立ち上がる外周部42とを備えている構成である。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、第一蓋体50の断面形状が半円状や半楕円状のように、基部と外周部とが明確に境界を分けられないような形態であってもよい。このことは、第二蓋体50が第一蓋体40と同じ構造となる場合の第二蓋体50についても同様である。
Moreover, in the said embodiment, the
また、上記実施形態において、第一蓋体40の周縁とケース本体30の第一開口縁部33の端縁との合わせ部が接合されるようになっている。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、第一蓋体40の周縁が第一開口縁部33の端縁よりもケース本体30内にシフトするように第一蓋体40が第一開口縁部33内に嵌入された状態で、第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の内周面とが接合されるようにしてもよい。
Moreover, in the said embodiment, the joining part of the periphery of the
また、上記実施形態において、ケース本体30がZ方向に開口し、第一蓋体40がケース3の底部に相当し、第二蓋体50に外部端子構造が設けられるようになっている。しかしながら、これに限定されるものではない。図16乃至図18に示すように、ケース本体30がY方向に開口し、ケース本体30の壁部に外部端子構造が設けられるようにしてもよい。あるいは、ケース本体30の開口面積は小さくなるが、ケース本体30がX方向に開口し、ケース本体30の壁部に外部端子構造が設けられるようにしてもよい。
In the above embodiment, the case
また、上記実施形態において、ガス排出弁45は、外部端子6とは反対側に設けられている。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、ガス排出弁45にガス排出用のパイプを連結する構成を採用する等、ガス排出弁45が作動した場合に、そこから排出されるガスや電解液が外部端子6あるいはその周辺に付着する懸念が少ない、あるいはある程度の付着を許容できるということであれば、図19又は図20に示すように、安全弁52が第二蓋体50に設けられていてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態において、ケース3は、ケース本体30、第一蓋体40及び第二蓋体50の3ピース構造である。しかしながら、これに限定されるものではない。図21乃至図23に示すように、例えば深絞り加工によりケース本体30が有底形状に形成され、その一端の開口縁部に蓋体が溶接される、従来型のケースであってもよい。
In the above embodiment, the
この場合、固定部材105とは反対側の、隣り合う電池Psの端部同士や隣り合う電池Ps及び終端部材111の端部同士には、別の固定部材108が適用されるようにしてもよい。固定部材108は、X方向に沿って長尺に形成されている。より詳しくは、固定部材108は、固定部材105と同じ長さか、ケース本体30の底部のX方向における長さと同じ程度の長さに形成されている。固定部材108は、連結部材113がそれぞれの固定部材108に対し、直接又は間接的にZ方向から当接することで、隣り合う電池Psの端部同士に跨って当接した状態あるいは隣り合う電池Ps及び終端部材111の端部同士に跨って当接した状態に保持されている。
In this case, another fixing
なお、固定部材108は、ケース本体30の底部と単に接しているのみである。そのため、外部端子6とガス排出弁45とを仕切る、又は、ガス排出路と冷却流路とを仕切る遮蔽部材として機能させるにあたり、ケース本体30の底部と固定部材108との間にパッキンや可撓性のリブ等の封止部材(シール部材)が配置されるのが好ましい。可撓性のリブは、固定部材108に一体化して形成されるのが好ましい。
The fixing
また、上記実施形態において、外部端子構造として、溶接タイプの外部端子6が採用されている。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、ネジタイプの外部端子であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, the welding-type
また、上記実施形態において、第一蓋体40とケース本体30の第一開口縁部33との接合及び第二蓋体50とケース本体30の第二開口縁部35との接合は、レーザ溶接で接合されるようになっている。しかしながら、これに限定されるものではない。接合方法は、レーザ溶接以外に、超音波接合、抵抗溶接、かしめ、接着等、様々な手段によって行うことができる。
Moreover, in the said embodiment, joining of the
また、上記実施形態において、それぞれ長尺の正極板13、負極板15及びセパレータ12を巻回した巻回型の電極体1が採用されている。しかしながら、電極体は、それぞれ複数枚の正極板、負極板及びセパレータを積層したものであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, the wound-
また、上記実施形態において、リチウムイオン二次電池について説明した。しかしながら、電池の種類や大きさ(容量)は任意である。 Moreover, in the said embodiment, the lithium ion secondary battery was demonstrated. However, the type and size (capacity) of the battery are arbitrary.
また、本発明は、リチウムイオン二次電池に限定されるものではない。本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタにも適用可能である。 Further, the present invention is not limited to the lithium ion secondary battery. The present invention is also applicable to various secondary batteries, other primary batteries, and capacitors such as electric double layer capacitors.
また、上記実施形態において、保持体として、一対の終端部材111及び連結部材113を備えたフレーム110が用いられ、積層された複数の電池Psがフレーム110によって緊締保持されるようになっている。しかしながら、これに限定されるものではない。保持体は、例えば、複数の電池Psを互いに隙間を有して収容するケース状(箱状)の筐体であってもよい。
In the above embodiment, a
また、上記実施形態において、電池Ps同士や電池Ps及び終端部材111同士のY方向における相対的な位置決めは、スペーサ100と固定部材105とによって行われている。この意味で、固定部材105も、スペーサである。しかしながら、これに限定されるものではない。スペーサ100が無くなり、固定部材105だけがスペーサとして機能してもよい。
In the above embodiment, the relative positioning in the Y direction between the batteries Ps and between the batteries Ps and the
また、スペーサ100と固定部材105とが設けられる場合、両者が別体でなく、一体化されたものであってもよい。この場合、Z方向における一対の固定部材のうち、一方の固定部材か、他方の固定部材のどちらかとスペーサとが一体化されればよい。あるいは、スペーサにある程度の可撓性があるならば、一対の固定部材とスペーサとが一体化されてもよい。図13の形態や図23の形態であれば、スペーサ100と固定部材108とが一体化されたものであってもよい。
Further, when the
また、上記実施形態において、第一蓋体40の周縁と第一開口縁部33の端縁との合わせ部、第二蓋体50の周縁と第二開口縁部35の端縁との合わせ部、又は、終端部材111の凸部112と係合する固定部材105の係合部は、溝部106であった。しかしながら、係合部はこれに限定されるものではない。隣り合う電池Ps同士や隣り合う電池Ps及び終端部材111同士が固定(位置決め)されるならば、固定部材105のこれらとの係合構造は、溝部106以外の構造であってもよい。
Moreover, in the said embodiment, the alignment part of the periphery of the
また、上記実施形態において、固定部材105は、ケース本体30の丸められた角部を除く第二壁部32のX方向における長さと同じ乃至略同じ長さに形成されている。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、固定部材105は、第二壁部32からケース本体30の丸められた角部及び第一壁部31にまで延びて形成されていてもよい。この場合、固定部材105は、角部及び第一壁部31側に形成される凸部112と係合する溝部106を有することが好ましい。このような構成により、隣り合う電池Ps間のX方向における位置ずれを無くすことができる。
In the above-described embodiment, the fixing
Ps…電池、1…電極体、10…平坦部、11…折り返し部(円弧部)、12…セパレータ、13…正極板、14…正極リード部、15…負極板、16…負極リード部、18…クリップ部材、2…集電体、20…第一接続部、21…接続片、24…第二接続部、25…貫通孔、3…ケース、30…ケース本体、31…第一壁部、32…第二壁部、P1,P3…第一端部、P2,P4…第二端部、33…第一開口縁部、34…第一開口部、35…第二開口縁部、36…第二開口部、40…第一蓋体、41…基部、42…外周部、43…凹部、45…ガス排出弁、50…第二蓋体、51…貫通孔、52…ガス排出弁、53…基部、54…外周部、6…外部端子、60…胴部、61…平坦面、63…かしめ部、7…内部ガスケット、70…貫通孔、8…外部ガスケット、80…凹部、81…貫通孔、M…電池モジュール、100…スペーサ、105…固定部材、106…溝部(係合部)、107…凸部、108…固定部材、110…フレーム、111…終端部材、112…凸部、113…連結部材、114…遮蔽体 Ps ... battery, 1 ... electrode body, 10 ... flat part, 11 ... folded part (arc part), 12 ... separator, 13 ... positive electrode plate, 14 ... positive electrode lead part, 15 ... negative electrode plate, 16 ... negative electrode lead part, 18 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Clip member, 2 ... Current collector, 20 ... 1st connection part, 21 ... Connection piece, 24 ... 2nd connection part, 25 ... Through-hole, 3 ... Case, 30 ... Case main body, 31 ... 1st wall part, 32 ... second wall, P1, P3 ... first end, P2, P4 ... second end, 33 ... first opening edge, 34 ... first opening, 35 ... second opening edge, 36 ... 2nd opening part, 40 ... 1st cover body, 41 ... Base part, 42 ... Outer peripheral part, 43 ... Recessed part, 45 ... Gas exhaust valve, 50 ... 2nd cover body, 51 ... Through-hole, 52 ... Gas exhaust valve, 53 ... Base part, 54 ... Outer peripheral part, 6 ... External terminal, 60 ... Body part, 61 ... Flat surface, 63 ... Caulking part, 7 ... Internal gasket, 70 ... Through-hole, ... external gasket, 80 ... concave, 81 ... through hole, M ... battery module, 100 ... spacer, 105 ... fixing member, 106 ... groove (engagement part), 107 ... convex, 108 ... fixing member, 110 ... frame, 111 ... Terminal member, 112 ... convex part, 113 ... connecting member, 114 ... shielding member
Claims (6)
隣り合う蓄電素子間に配置され、一方の蓄電素子の前記凸部と他方の蓄電素子の前記凸部とにそれぞれ係合する一対の係合部を有するスペーサとを備える
蓄電装置。 Each of the plurality of power storage elements arranged in the first direction, each including an electrode body including a positive electrode plate and a negative electrode plate that are insulated from each other, and a case that accommodates the electrode body, wherein the case includes at least A plurality of power storage elements comprising a case main body having one opening edge, a lid joined to the opening edge, and a convex formed by joining the case main body and the lid;
A power storage device comprising: a spacer having a pair of engaging portions disposed between adjacent power storage elements and engaged with the convex portion of one power storage element and the convex portion of the other power storage element.
前記複数の蓄電素子のそれぞれは、前記第一方向と直交する第二方向にガス排出弁を備え、
前記スペーサは、前記隙間と前記ガス排出弁とを空間的に仕切っている
請求項1に記載の蓄電装置。 The plurality of power storage elements are aligned in a first direction so that a gap is formed between adjacent power storage elements,
Each of the plurality of power storage elements includes a gas discharge valve in a second direction orthogonal to the first direction,
The power storage device according to claim 1, wherein the spacer spatially partitions the gap and the gas discharge valve.
請求項2に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 2, further comprising a sealing member disposed between the convex portion and the engaging portion.
前記凸部は、前記蓋体の周縁と前記開口縁部の端縁との合わせ部である
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の蓄電装置。 The lid body is a plate material whose outer peripheral portion is fitted to the inner peripheral surface of the opening edge portion and is convex in the case body,
The power storage device according to any one of claims 1 to 3, wherein the convex portion is a joint portion between a peripheral edge of the lid and an end edge of the opening edge portion.
前記蓋体は、一方の開口縁部に接合される第一蓋体と、他方の開口縁部に接合される第二蓋体とを備える
請求項4に記載の蓄電装置。 The case body has a pair of opening edges at both ends,
The power storage device according to claim 4, wherein the lid includes a first lid joined to one opening edge and a second lid joined to the other opening edge.
請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 1, wherein the engaging portion is a groove portion into which the convex portion is fitted.
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