JP2017216221A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を抑えつつ、放熱性を確保することができる電池モジュールを提供する。【解決手段】電池モジュール１は、複数の隔壁３によって隔てられた複数の収容空間Ｓを有する筐体２と、セパレータを介して交互に積層された正極１５及び負極１６の電極板によって構成され、電解液と共に収容空間Ｓ内にそれぞれ配置された複数の積層体セル４と、隔壁３の少なくとも一方面に露出するように隔壁３内に設けられ、隔壁３に隣接する一の積層体セル４が電気的に接続された集電板１０と、を備え、集電板１０は、露出部分１２から延びて隔壁３の面内方向の一面３ａから突出した突出部分２１を有し、当該突出部分２１が隣接する隔壁３の面内方向の一面３ａから突出した突出部分２１と接続されている。【選択図】図１

Description

本発明は、電池モジュールに関する。

従来の電池モジュールとして、例えば特許文献１に記載の電池モジュールがある。この従来の電池モジュールは、隔壁によって隔てられた収容空間を有する筐体と、セパレータを介して交互に積層された正極及び負極の電極板からなり、電解液と共に筐体の収容空間内に配置された積層体セルとを備えて構成されている。

特開２００２−２２２６３９号公報 特開２００１−１７６４７２号公報

上述のような電池モジュールでは、積層体セルの膨張やガスの発生によって筐体の内圧が上昇すると、出力の低下や短寿命化を招くおそれがある。このため、電池モジュール自体に一定の放熱性を持たせ、筐体の内圧の上昇を抑制することが必要となっている。一方、放熱性を確保するために部材点数が増加すると、電池モジュールの構成の複雑化や大型化を招き、コストが増加してしまうおそれがある。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、部品点数の増加を抑えつつ、放熱性を確保することができる電池モジュールを提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る電池モジュールは、複数の隔壁によって隔てられた複数の収容空間を有する筐体と、セパレータを介して交互に積層された正極及び負極の電極板によって構成され、電解液と共に収容空間内にそれぞれ配置された複数の積層体セルと、隔壁の少なくとも一方面に露出するように隔壁内に設けられ、隔壁に隣接する一の積層体セルが電気的に接続された集電板と、を備え、集電板は、露出部分から延びて隔壁の面内方向の一面から突出した突出部分を有し、当該突出部分が隣接する隔壁の面内方向の一面から突出した突出部分と接続されている。

この電池モジュールでは、隔壁内に設けた集電板の露出部分に積層体セルが接続され、露出部分から延びる集電板の突出部分同士を接続することで、隣り合う積層体セルの電気的な接続がなされている。この集電板の突出部分は、積層体セル間の接続部材として機能すると共に、隔壁の一面から突出していることで、積層体セルで発生する熱の放熱部材としても機能する。このように、集電板に接続機能と放熱機能とを持たせることで、部品点数の増加を抑えつつ、放熱性を確保することができる。

また、突出部分は、複数の屈曲部を有していてもよい。これにより、突出部分の放熱機能を更に高めることができる。

また、筐体は、突出部分を覆うカバーを有していてもよい。突出部分を覆うカバーを設けることで、導電性の異物が突出部分に付着することを抑制できる。これにより、想定外の通電経路の発生による電位の低下を抑制できる。また、カバーによって形成される空間をダクトとすることで、電池モジュールの温度調整が容易となる。

また、カバーは、突出部分同士の接続部を他の突出部分同士の接続部と区切る絶縁部を有していてもよい。これにより、接続部間の短絡を防止できる。

また、集電板は、突出部分と反対側に延びる延在部分を有していてもよい。このような延在部分を設けることにより、隔壁の強度を担保できるほか、集電板の面積が拡張されることで集電板の放熱機能を一層向上できる。

また、延在部分は、隔壁内で複数の屈曲部を有していてもよい。この場合、複数の屈曲部がリブとなり、隔壁の強度を向上できる。

また、延在部分は、隔壁の面内方向の他面から突出した突出部分を更に有していてもよい。延在部分が隔壁の他面から突出していることで、集電板の放熱機能をより一層向上できる。

また、延在部分における突出部分は、複数の屈曲部を有していてもよい。これにより、突出部分の放熱機能を更に高めることができる。

また、筐体は、延在部分の突出部分を覆うカバーを更に有していてもよい。突出部分を覆うカバーを設けることで、導電性の異物が突出部分に付着することを抑制できる。これにより、想定外の通電経路の発生による電位の低下を抑制できる。また、カバーによって形成される空間をダクトとすることで、電池モジュールの温度調整が容易となる。

また、延在部分は、露出部分と離間していてもよい。この場合、接続部間の短絡を好適に防止できる。

また、隔壁は、複数の収容空間を隔てる板状の本体部と、本体部の周縁において積層体セルの積層方向に本体部よりも厚肉に形成された枠部とを有し、本体部は、積層方向における枠部の中央に位置していてもよい。この場合、隔壁のそりを抑制することができる。

また、枠部における積層方向の一方側には、積層方向の一方側に突出するとともに、枠部の内側に突出するリブが形成され、枠部における積層方向の他方側には、リブに対応してリブを収容する凹部が形成されていてもよい。この場合、隣接する隔壁同士の位置決めを容易に行うことができる。また、収容空間における電極板の位置決めを容易に行うことができる。

また、集電板は、枠部の内縁よりも外側まで延在していてもよい。この場合、集電板は、枠部の外縁以内の位置まで延在していてもよい。これにより、隔壁の強度が高まることで、隔壁のそりをより抑制することができる。

この電池モジュールによれば、部品点数の増加を抑えつつ、放熱性を確保することができる。

電池モジュールの一実施形態を示す概略断面図である。 （ａ）は、筐体を構成する第１の隔壁ユニットの一例を示す図であり、（ｂ）は、筐体を構成する第２の隔壁ユニットの一例を示す図である。 （ａ）は、第１の隔壁ユニットを構成する隔壁の一例を示す図であり、（ｂ）は、第２の隔壁ユニットを構成する隔壁の一例を示す図である。 （ａ）は、積層体セルを構成する正極の一例を示す図であり、（ｂ）は負極の一例を示す図である。 電池モジュールの電気的な接続構成を示す模式図である。 積層体セル間の接続構成の一例を示す要部拡大断面図である。 積層体セル間の接続構成の変形例を示す要部拡大断面図である。 積層体セル間の接続構成の別の変形例を示す要部拡大断面図である。 積層体セル間の接続構成の更に別の変形例を示す要部拡大断面図である。 積層体セル間の接続構成の更に別の変形例を示す要部拡大断面図である。 電池モジュールの変形例を示す概略断面図である。 図１１に示す電池モジュールを構成する隔壁ユニットを示す図である。 （ａ）は、図１２に示す隔壁ユニットを構成する隔壁の一方面を示す図であり、（ｂ）は、図１２に示す隔壁ユニットを構成する隔壁の他方面を示す図である。 （ａ）は、図１３に示す隔壁の一方面の斜視断面図であり、（ｂ）は、図１３に示す隔壁の他方面の斜視断面図である。 図１３（ａ）のＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図である。 隔壁の変形例を示す図である。 図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の一側面に係る電池モジュールの好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、電池モジュールの一実施形態を示す概略断面図である。電池モジュール１は、例えば自動車などの車両のバッテリーとして用いられるニッケル水素充電池をモジュール化したものである。同図に示すように、電池モジュール１は、隔壁３によって隔てられた複数の収容空間Ｓを有する筐体２と、各収容空間Ｓ内にそれぞれ配置された複数の積層体セル４とを備えて構成されている。

筐体２は、例えば樹脂によって形成され、直方体形状をなしている。筐体２を構成する樹脂材料としては、例えばＰＰ、ＰＰＳ、又は変性ＰＰＥなどが挙げられる。筐体２は、一つの隔壁３に一つの積層体セル４を組み合わせてなる複数の隔壁ユニット５の結合体を含んで構成されている。本実施形態では、７体の隔壁ユニット５を積層し、積層方向の両端に平板状のカバー６，６を設けることによって筐体２が構成されている。隔壁ユニット５，５の結合、及び隔壁ユニット５とカバー６との結合には、例えば溶着が用いられる。溶着としては、例えば熱可塑性樹脂による超音波溶着、熱溶着フィルムを用いた溶着などが用いられる。

隔壁ユニット５は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第１の隔壁ユニット５Ａと、第２の隔壁ユニット５Ｂとを有している。第１の隔壁ユニット５Ａを構成する隔壁３Ａは、図３（ａ）に示すように、平面視において横長の長方形状をなしている。隔壁３Ａの一方面側において、隔壁３Ａの周縁の全周には、肉厚の枠部７が設けられている。

枠部７の一方面側において、幅方向の両縁部に位置する部分には、断面円形の凸部８Ａが上下２箇所にそれぞれ設けられている。また、枠部７の他方面側において、幅方向の両縁部に位置する部分には、断面円形の凹部９Ａが上下２箇所にそれぞれ設けられている。凸部８Ａと凹部９Ａとは、第１の隔壁ユニット５Ａの厚さ方向から見て、互いに異なる位置に設けられている。

隔壁３Ａ内には、金属によって形成された集電板１０がインサート成形によって設けられている。集電板１０は、隔壁３Ａの幅方向の一方側と他方側とに互いに離間してそれぞれ設けられている。隔壁３Ａでは、幅方向の一方側と他方側とに当該幅方向に延びる窓部１１，１１が互いに離間して形成されている。隔壁３Ａ内の集電板１０の一部は、窓部１１から隔壁３Ａの一方面側に露出する露出部分１２となっている。窓部１１の幅は、集電板１０の幅と等幅若しくは僅かに小さい幅となっている。本実施形態では、集電板１０の露出部分１２は、隔壁３Ａの一方面及び他方面の双方に露出しているが、露出部分１２は、隔壁３Ａの一方面側のみに露出していてもよい。

第２の隔壁ユニット５Ｂを構成する隔壁３Ｂは、図３（ｂ）に示すように、平面視において隔壁３Ａと同寸法の横長の長方形状をなしている。隔壁３Ｂの一方面側において、隔壁３Ｂの周縁の全周には、肉厚の枠部７が設けられている。

枠部７の一方面側において、幅方向の両縁部に位置する部分には、断面円形の凸部８Ｂが上下２箇所にそれぞれ設けられている。また、枠部７の他方面側において、幅方向の両縁部に位置する部分には、断面円形の凹部９Ｂが上下２箇所にそれぞれ設けられている。凸部８Ｂは、隔壁３Ａ側の凹部９Ａに対応する位置に設けられ、凹部９Ｂは、隔壁３Ａ側の凸部８Ａに対応する位置に設けられている。

隔壁ユニット５の結合を行う際、凸部８Ａは凹部９Ｂに嵌合し、凸部８Ｂは、凹部９Ａに嵌合する。凸部８Ａ及び凹部９Ａ、凸部８Ｂ及び凹部９Ｂは、第１の隔壁ユニット５Ａと第２の隔壁ユニット５Ｂとの識別性に寄与し、隔壁ユニット５の結合体を形成する際の組み付けの誤りが抑制される。

隔壁３Ｂ内には、隔壁３Ａと同様に、金属によって形成された集電板１０がインサート成形によって設けられている。集電板１０は、隔壁３Ｂの幅方向の一方側と他方側とに互いに離間してそれぞれ設けられている。隔壁３Ｂにおいても、幅方向の一方側と他方側とに当該幅方向に延びる窓部１１，１１が互いに離間して形成されている。隔壁３Ｂ内の集電板１０の一部は、窓部１１から隔壁３Ｂの一方面側に露出する露出部分１２となっている。本実施形態では、集電板１０の露出部分１２は、隔壁３Ｂの一方面及び他方面の双方に露出しているが、露出部分１２は、隔壁３Ｂの一方面側のみに露出していてもよい。

積層体セル４は、正極１５と、負極１６と、正極１５と負極１６との間に配置されたセパレータ（不図示）とによって構成されている。正極１５は、図４（ａ）に示すように、例えばニッケルからなる横長の長方形状の金属箔１５ａと、金属箔１５ａの一面側に形成された正極活物質層１５ｂとを有している。正極活物質層１５ｂを構成する正極活物質としては、例えば水酸化ニッケルが挙げられる。正極活物質層１５ｂは、金属箔１５ａの両面に形成されていてもよい。正極１５における一方の長辺の一方側には、他の積層体セル４との電気的な接続に用いられる正極タブ１５ｃが設けられている。正極タブ１５ｃは、金属箔１５ａのうち、正極活物質層１５ｂが塗工されていない未塗工領域によって横長の長方形状に形成されている。

負極１６は、図４（ｂ）に示すように、例えばニッケルからなる横長の長方形状の金属箔１６ａと、金属箔１６ａの一面側に形成された負極活物質層１６ｂとを有している。負極活物質層１６ｂは、金属箔１６ａの両面に形成されていてもよい。負極活物質層１６ｂを構成する負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が挙げられる。負極１６における一方の長辺の他方側には、他の積層体セル４との電気的な接続に用いられる負極タブ１６ｃが設けられている。負極タブ１６ｃは、金属箔１６ａのうち、負極活物質層が塗工されていない未塗工領域によって横長の長方形状に形成されている。

セパレータは、例えば袋状に形成されている。セパレータの形成材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、メチルセルロース等からなる織布又は不織布等が例示される。なお、セパレータは、袋状に限られず、シート状のものを用いてもよい。

本実施形態では、正極タブ１５ｃが露出するように袋状のセパレータに正極１５が内包され、この正極１５を内包したセパレータ付き正極と負極１６とが交互に積層された積層体によって積層体セル４が形成されている。積層にあたっては、全ての正極タブ１５ｃ及び全ての負極タブ１６ｃの向きが揃うように積層される。これにより、積層体セル４では、積層方向に交差する一端面において、正極タブ群１７及び負極タブ群１８が幅方向に互いに離間して配置される（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。

この積層体セル４は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、セパレータ付き正極と負極１６との積層方向と隔壁３の厚さ方向とが一致するようにして、隔壁３の一方面側に配置され、上述した隔壁ユニット５を構成する。積層体セル４において、積層方向と交差する端面は、正極タブ群１７及び負極タブ群１８が配置された端面を除いて隔壁ユニット５の枠部７に突き当てられ、隔壁３に対する位置決めがなされている。

第１の隔壁ユニット５Ａでは、正極タブ群１７が隔壁３Ａの幅方向の一方側に位置し、負極タブ群１８が隔壁３Ａの幅方向の他方側に位置するように、積層体セル４が隔壁３Ａに対して配置されている。一方、第２の隔壁ユニット５Ｂでは、正極タブ群１７及び負極タブ群１８の位置が反転し、正極タブ群１７が隔壁３Ｂの幅方向の他方側に位置し、負極タブ群１８が隔壁３Ｂの幅方向の一方側に位置するように、積層体セル４が隔壁３Ｂに対して配置されている。

この状態において、第１の隔壁ユニット５Ａでは、図２（ａ）に示すように、平面視において、積層体セル４の正極タブ群１７が一方側の窓部１１から露出する集電板１０の露出部分１２に重なると共に、負極タブ群１８が他方側の窓部１１から露出する集電板１０の露出部分１２に重なっている。また、第２の隔壁ユニット５Ｂでは、図２（ｂ）に示すように、平面視において、積層体セル４の負極タブ群１８が一方側の窓部１１から露出する集電板１０の露出部分１２に重なると共に、正極タブ群１７が他方側の窓部１１から露出する集電板１０の露出部分１２に重なっている。正極タブ群１７及び負極タブ群１８は、例えば溶接によって集電板１０の露出部分１２にそれぞれ接合されている。溶接としては、例えば抵抗シーム溶接、レーザによる貫通溶接などが用いられる。

第１の隔壁ユニット５Ａ及び第２の隔壁ユニット５Ｂは、図１に示すように、積層体セル４の積層方向に交互に積層されている。本実施形態では、図５に示すように、一の隔壁ユニット５において、積層体セル４の正極タブ群１７は、隣り合う一方の隔壁ユニット５における積層体セル４の負極タブ群１８と接続されている。また、一の隔壁ユニット５において、積層体セル４の負極タブ群１８は、隣り合う他方の隔壁ユニット５のおける積層体セル４の正極タブ群１７と接続されている。これにより、電池モジュール１では、各積層体セル４が電気的に直列に接続されている（図５の二点鎖線Ｌ参照）。

次に、上述した電池モジュール１における積層体セル４，４間の接続構成について更に詳細に説明する。

上述したように、積層体セル４，４間の接続にあたって、隔壁３内には集電板１０がインサート成形されている。より具体的には、集電板１０は、図６に示すように、露出部分１２から延びて隔壁３の面内方向の一面３ａから突出した突出部分２１と、露出部分１２から突出部分２１と反対側に延びる延在部分２２とを有している。突出部分２１は、隣接する隔壁３の面内方向の一面３ａから突出した突出部分２１と接続されている。

本実施形態では、突出部分２１，２１同士の接続には、平板状の接続部材２９が用いられている。突出部分２１，２１と接続部材２９とは、例えば溶接によって接合され、接続部２４が構成されている。一方、延在部分２２は、隔壁３内に延在している。延在部分２２の先端部分は、隔壁３の面内方向の他面３ｂから突出した突出部分２３となっている。この突出部分２３は、隣接する隔壁３の面内方向の他面３ｂから突出した突出部分２３とは接続されておらず、自由端となっている。

また、筐体２は、図１にも示すように、突出部分２１を覆うカバー２５と、突出部分２３を覆うカバー２６とを更に有している。カバー２５は、例えば樹脂によって形成され、一面側が開口する扁平な箱状をなしている。カバー２５は、開口部分が隔壁ユニット５側を向くようにして隔壁ユニット５の結合体に結合されている。カバー２５の内面には、突出部分２１，２１同士の接続部２４を他の突出部分２１，２１同士の接続部２４と区切る平板状の絶縁部２７が複数設けられている。

カバー２６も同様に、例えば樹脂によって形成され、一面側が開口する扁平な箱状をなしている。カバー２６は、開口部分が隔壁ユニット５側を向くようにして隔壁ユニット５の結合体に結合されている。カバー２５，２６と隔壁ユニット５の結合体との結合には、例えば溶着が用いられる。溶着としては、隔壁ユニット５，５同士の溶着の場合と同様に、例えば熱可塑性樹脂による超音波溶着、熱溶着フィルムを用いた溶着などが用いられる。

以上説明したように、この電池モジュール１では、隔壁３内に設けた集電板１０の露出部分１２に積層体セル４が接続され、露出部分１２から延びる集電板１０の突出部分２１，２１同士を接続することで、隣り合う積層体セル４，４の電気的な接続がなされている。この集電板１０の突出部分２１は、積層体セル４，４間の接続部材として機能すると共に、隔壁３の一面３ａから突出していることで、積層体セル４で発生する熱の放熱部材（放熱フィン）としても機能する。このように、集電板１０に接続機能と放熱機能とを持たせることで、部品点数の増加を抑えつつ、放熱性を確保することができる。

また、電池モジュール１では、集電板１０が突出部分２１と反対側に延びる延在部分２２を有している。このような延在部分２２を設けることにより、隔壁の強度が担保されるほか、集電板１０の面積が拡張されることで集電板１０の放熱機能を一層向上できる。さらに、延在部分２２が隔壁３の面内方向の他面３ｂから突出した突出部分２３を更に有しているので、集電板１０の放熱機能をより一層向上できる。

また、電池モジュール１の筐体２は、突出部分２１を覆うカバー２５と、突出部分２３を覆うカバー２６とを有している。このようなカバー２５，２６を用いることにより、導電性の異物が突出部分２１，２３に付着することを抑制でき、想定外の通電経路の発生による電池モジュール１の電位の低下を抑制できる。また、カバー２５，２６によって形成される空間をダクトとすることで、電池モジュール１の温度調整が容易となる。

また、カバー２５には、突出部分２１，２１同士の接続部２４を他の突出部分２１，２１同士の接続部２４と区切る絶縁部２７が設けられている。これにより、接続部２４，２４間の短絡を防止できる。なお、本実施形態では、隔壁ユニット５の積層方向に隣り合う接続部２４，２４間を仕切るように絶縁部２７が設けられているが、隔壁ユニット５の幅方向の一方側の接続部２４の列と他方側の接続部２４の列とを仕切るように絶縁部２７を設けるようにしてもよい。

なお、電池モジュール１では、隔壁ユニット５の積層方向の両端に宛がわれるカバー６の内部にも集電板１０と同様の構成を有する金属板２８が配置されている（図１参照）。この金属板２８により、カバー６の強度が担保されるほか、積層体セル４で発生する熱の間接的な放熱経路が形成され、電池モジュール１の放熱性能の向上が図られる。

図７は、積層体セル間の接続構成の変形例を示す要部拡大断面図である。同図に示す例では、集電板１０において、露出部分１２から延びて隔壁３の面内方向の一面３ａから突出した突出部分２１に複数の屈曲部３１が設けられている。複数の屈曲部３１により、突出部分２１は、接続先の突出部分２１側に斜めに屈曲する第１の部分２１ａと、第１の部分２１ａの先端から突出部分２１の基部と平行に延びる第２の部分２１ｂと、第２の部分２１ｂの先端から接続先の突出部分２１と反対側に直角に屈曲する第３の部分２１ｃとを有している。

この例では、接続部材２９は用いられておらず、第２の部分２１ｂ，２１ｂ同士を溶接などによって接合することにより、突出部分２１，２１同士を接続する接続部２４が形成されている。このような構成によれば、屈曲部３１によって突出部分２１の表面積が拡大するため、突出部分２１による放熱機能を更に高めることが可能となる。また、接続部材２９を用いずに突出部分２１，２１同士を直接接続しているので、部品点数の更なる削減を実現できる。

図８は、積層体セル間の接続構成の別の変形例を示す要部拡大断面図である。同図に示す例では、集電板１０において、突出部分２１と反対側に延びる延在部分２２に複数の屈曲部３２が設けられている。複数の屈曲部３２により、延在部分２２は、隔壁３の高さ方向に複数のリブ３４を有している。このように、隔壁３内に延在する延在部分２２に複数のリブ３４が形成されることにより、隔壁３の強度を十分に担保できる。

図９は、積層体セル間の接続構成の更に別の変形例を示す要部拡大断面図である。同図に示す例では、集電板１０において、隔壁３の面内方向の他面３ｂから突出した突出部分２３に複数の屈曲部３５が設けられている。複数の屈曲部３５により、突出部分２３は、隔壁３の高さ方向に複数のリブ３６を有した状態となっている。このような構成によれば、屈曲部３５によって突出部分２３の表面積が拡大するため、突出部分２３による放熱機能を更に高めることが可能となる。

図１０は、積層体セル間の接続構成の更に別の変形例を示す要部拡大断面図である。同図に示す例では、集電板１０において、突出部分２１と反対側に延びる延在部分２２が露出部分１２と離間している。このような構成によれば、接続部２４，２４間の短絡を好適に防止できる。露出部分１２と離間していても、隔壁３内に延在部分２２が延在していることで、隔壁３における面内方向への放熱性も担保される。なお、上記実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせてもよい。

図１１は、電池モジュールの変形例を示す概略断面図である。電池モジュール１０１は、隔壁１０３によって隔てられた複数の収容空間Ｓを有する筐体１０２と、各収容空間Ｓ内にそれぞれ配置された複数の積層体セル４とを備えて構成されている。上記実施形態の筐体２と同様に、筐体１０２は、例えばＰＰ、ＰＰＳ、又は変性ＰＰＥなどの樹脂によって形成され、直方体形状をなしている。筐体１０２は、一つの隔壁１０３に一つの積層体セル４を組み合わせてなる複数の隔壁ユニット１０５の結合体を含んで構成されている。

本変形例では、６つの隔壁ユニット１０５が積層され、積層方向の一端側にカバー１０４が配置され、積層方向の他端側にカバー１０６及びカバー６が配置され、さらに上記実施形態と同様にカバー２５が配置されている。これによって、７つの収容空間Ｓを有する筐体１０２が構成されている。隔壁ユニット１０５同士の結合、隔壁ユニット１０５とカバー１０４，１０６との結合、及びカバー１０６とカバー６との結合には、例えば溶着が用いられる。溶着としては、例えば熱可塑性樹脂による超音波溶着、熱溶着フィルムを用いた溶着などが用いられる。

図１２は、隔壁ユニットを積層方向の一方側から見た図である。また、図１３（ａ）は隔壁を積層方向の一方側から見た図であり、図１３（ｂ）は隔壁を積層方向の他方側から見た図である。上述の通り、隔壁ユニット１０５は、隔壁１０３と積層体セル４とを有している。隔壁１０３は、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、平面視において横長の長方形状をなしており、本体部１０７と枠部１０８とを有している。本体部１０７は、平面視において横長の長方形状をなす板状体であり、隣り合う収容空間Ｓ同士を隔てる部分である。

枠部１０８は、枠状をなしており、本体部１０７の周縁の全周にわたって形成されている。また、枠部１０８は、本体部１０７よりも積層方向に厚肉に形成されている。すなわち、枠部１０８は、本体部１０７の周縁において積層方向に向かって突出するように形成されている。本変形例では、枠部１０８は、本体部１０７から積層方向の一方側及び他方側にそれぞれ同じ高さだけ突出している。これにより、本体部１０７の形成位置は、枠部１０８の積層方向における中央となっている。また、本変形例では、図１３（ｂ）に示すように、積層方向の他方面側から見た場合、枠部１０８は窓部１１の周縁にも連続して形成されている。

隔壁１０３内には、金属によって形成された集電板１１０がインサート成形によって設けられている。集電板１１０は、隔壁１０３の幅方向の一方側と他方側とに互いに離間してそれぞれ設けられている。上記実施形態と同様に、集電板１１０の一部は、窓部１１から露出している。本変形例では、集電板１１０は、隔壁１０３の一方面側及び他方面側の両方に露出しているが、隔壁１０３の一方面側のみに露出していてもよい。

集電板１１０は、隔壁１０３の面内方向の一面１０３ａから突出した突出部分１１１と、突出部分１１１と反対側に延びる延在部分１１２とを有している。突出部分１１１は、積層方向に隣接する隔壁１０３の面内方向の一面１０３ａから突出した突出部分１１１と接続され得る。

本実施形態では、突出部分１１１，１１１同士の接続には、平板状の接続部材２９が用いられている（図１１参照）。突出部分１１１，１１１と接続部材２９とは、例えば溶接によって接合されている。一方、延在部分１１２は、隔壁１０３における本体部１０７内に延在している。

また、枠部１０８には複数のリブ１２０及び複数の凹部１２５が形成されている。リブ１２０は、枠部１０８における積層方向の一方側に形成されている。また、リブ１２０は、積層方向の一方側、及び、枠部１０８の内側に向かって突出している。本実施形態では、図１３（ａ）に示すように、枠部１０８のうち本体部１０７の幅方向両側に形成された部分にそれぞれ２つのリブ１２０が形成されている。また、枠部１０８のうち本体部１０７の底縁に形成された部分に３つのリブ１２０が形成されている。本変形例では、図１２に示すように、リブ１２０よりも内側の領域に積層体セル４が配置される。なお、リブ１２０は、枠部１０８のうち上下方向の上縁に更に設けられてもよい。この場合、例えば正極タブ群１７及び負極タブ群１８を避けるように、上縁の左右方向中央に設けてもよい。

図１４（ａ）は、隔壁の一部を一方面側から見た斜視断面図であり、一つのリブ１２０を示す。リブ１２０は、例えば、平面視において矩形をなしており、枠部１０８の延在方向に長手方向を有している。また、リブ１２０は、枠部１０８よりも積層方向の一方側に突出した第１面１２１と、枠部１０８よりも内側に向かって突出した第２面１２２とを有している。枠部１０８の積層方向一方側の面１０８ａから第１面１２１までの距離Ｌ１は、本体部１０７から枠部１０８の積層方向一方側の面１０８ａまでの距離Ｌ２と等しくなるように形成されている。また、本体部１０７の積層方向他方側の面１０７ａから第１面１２１までの距離Ｌ３は、収容空間Ｓの積層方向の幅と等しくなっている。

凹部１２５は、枠部１０８における積層方向の他方側に形成されている。また、凹部１２５は、リブ１２０に対応しており、隔壁１０３同士が積層された状態で、隣り合った隔壁１０３のリブ１２０を収容し得る。本実施形態では、図１３（ｂ）に示すように、枠部１０８のうち本体部１０７の幅方向両側に形成された部分にそれぞれ２つの凹部１２５が形成されている。また、枠部１０８のうち本体部１０７の底縁に形成された部分に３つの凹部１２５が形成されている。

図１４（ｂ）は、壁部の一部を他方面側から見た斜視断面図であり、一つの凹部１２５を示す。凹部１２５は、リブ１２０に対応するように、平面視において矩形状をなしている。また、凹部１２５は、枠部１０８の積層方向他方側の面１０８ｂよりも積層方向の一方側に位置した第１面１２６と、枠部１０８の内周面１０８ｃよりも外側に位置した第２面１２７とを有している。第１面１２６と本体部１０７の積層方向他方側の面１０７ｂとは面一となっている。

図１５は、図１３（ａ）のＸＶ−ＸＶ線に沿った断面図であり、リブ１２０及び凹部１２５の断面を示す。図１５に示すように、枠部１０８の面１０８ａからリブ１２０の第１面１２１までの距離Ｌ１は、枠部１０８の面１０８ｂから凹部１２５の第１面１２６までの距離Ｌ４と等しくなっている。また、枠部１０８の内周面１０８ｃから第２面１２７までの距離Ｌ５は、内周面１０８ｃからリブ１２０の外周面１２３までの距離Ｌ６と等しくなっている。また、集電板１１０の端縁１１０ａは、例えば、リブ１２０の第２面１２２の位置まで延在している。

再び図１１を参照して、カバー１０４及びカバー１０６について説明する。カバー１０４は、積層された複数の隔壁ユニット１０５の積層方向一端側に配置される。カバー１０４は、カバー６と同じ構成をなす本体部１０４ａと、本体部１０４ａの周縁に設けられた枠状の枠部１０４ｂとを有する。枠部１０４ｂは、隔壁１０３の枠部１０８における積層方向他方側と同様に、本体部１０４ａから積層方向の他方側に向かって突出している。なお、枠部１０４ｂには、リブ１２０を収容する凹部（不図示）が形成されている。また、カバー１０６は、積層された複数の隔壁ユニット１０５の積層方向他端側に配置される。カバー１０６は、隔壁１０３の本体部１０７と同様の構成をなす本体部１０６ａと、本体部１０６ａの周縁に設けられた枠状の枠部１０６ｂとを有する。枠部１０６ｂは、隔壁１０３の枠部１０８における積層方向一方側と同様に、本体部１０６ａから積層方向の一方側に向かって突出している。なお、枠部１０６ｂには、凹部１２５に収容され得るリブが形成されている。

電池モジュール１０１の組立を行う場合、まず、複数の隔壁１０３及びカバー１０６の一方面側に各々積層体セル４が配置される。この場合、例えば、積層体セル４を構成するセパレータ付き正極と負極１６とが１枚ずつ交互に積層される。積層時には、例えば、隔壁１０３及びカバー１０６は、高さ方向の底縁を下にして、積層方向一方側が斜め上を向くように傾いた状態であってよい。これにより、セパレータ付き正極と負極１６とは、隔壁１０３及びカバー１０６に形成されたリブ１２０に当接されて位置決めされ得る。これにより、隔壁ユニット１０５が構成されるとともに、積層体セル４が配置されたカバー１０６が構成される。積層体セル４の正極タブ群１７及び負極タブ群１８は、窓部１１から露出した集電板１１０に接続される。そして、隔壁ユニット１０５、カバー１０６、カバー１０４及びカバー６が積層される。積層後は、接続部材２９によって、各積層体セル４が電気的に直列に接続され、カバー２５が取り付けられた状態で、筐体１０２が一体化される。これにより、電池モジュール１０１が組み立てられる。

以上説明したように、本変形例の隔壁１０３では、本体部１０７は、積層方向における枠部１０８の中央に位置している。例えば、本体部が積層方向における枠部の一端側に位置している場合について考える。この場合、射出成形によって形成される隔壁１０３では、集電板がインサートされている本体部に比べて、樹脂のみによって形成されている枠部の方が、成形後に大きく収縮することがある。このように、収縮の度合いが異なることによって、隔壁にそりが発生することがある。しかし、本体部１０７が枠部１０８の中央に位置している場合、一方面側と他方面側とで均等に枠部が収縮するため、隔壁１０３のそりを抑制することができる。また、積層方向における本体部１０７から枠部１０８までの距離が短くなることによって、収縮の度合い自体も小さくすることができる。

また、隔壁１０３には、リブ１２０と、リブ１２０を収容する凹部１２５とが形成されているため、隣接する隔壁１０３同士の位置決めを容易に行うことができる。さらに、電池モジュール１０１の組立時において、セパレータ付き正極と負極１６とが枠部１０８の外側にずれることが抑制され、これらの位置決めを容易に行うことができる。さらに、リブ１２０が設けられることによって、枠部１０８の内周面１０８ｃと積層体セル４との間に所定の間隙をもたせることができる。これにより、セパレータ付き正極及び負極１６が、隣接する隔壁１０３間において、互いの枠部１０８同士の間に挟まれることが抑制される。

図１６は、図１１〜図１５に示した電池モジュールにおける隔壁の変形例を示す図である。図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線に沿った断面図であり、リブ及び凹部の断面を示す。本変形例における隔壁２０３では、集電板の構成のみ、図１１〜図１５に示した隔壁１０３と相違している。そのため、主として集電板についてのみ説明し、他の構成については説明を省略する。

図１６及び図１７に示すように、本変形例に係る隔壁２０３内には、金属によって形成された集電板２１０がインサート成形によって設けられている。集電板２１０は、隔壁２０３の幅方向の一方側と他方側とに互いに離間してそれぞれ設けられている。集電板２１０は、集電板１１０の延在部分１１２と同様に延在部分２１２を有している。集電板２１０における延在部分２１２の端縁２１２ａは、枠部１０８の内周面１０８ｃよりも外側まで延在している。また、延在部分２１２は、枠部１０８の内周面１０８ｃの位置から外縁１０８ｄ、すなわち隔壁２０３の外縁１０８ｄ以内の位置まで延在している。図示例では、枠部１０８の外縁１０８ｄから集電板２１０の端縁２１２ａまでの距離は、隔壁２０３が絶縁破壊しない距離となっている。なお、集電板２１０の端縁２１２ａは、枠部１０８の外縁１０８ｄと面一であってもよいし、外縁１０８ｄから突出していてもよい。

本変形例では、少なくとも集電板２１０の端縁が枠部１０８の内縁よりも外側まで延在することによって、隔壁２０３の強度を一層高めることができる。また、集電板２１０の端縁が枠部１０８の外縁に近いほど、隔壁２０３の強度をより高くなる。これにより、隔壁２０３のそりをより抑制することができる。なお、上記実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせてもよい。

１…電池モジュール、２…筐体、３（３Ａ，３Ｂ）…隔壁、３ａ…一面、３ｂ…他面、４…積層体セル、５（５Ａ，５Ｂ）…隔壁ユニット、１０…集電板、１２…露出部分、１５…正極、１６…負極、２１…突出部分、２２…延在部分、２３…突出部分、２４…接続部、２５，２６…カバー、２７…絶縁部、３１，３２，３５…屈曲部、１０１…電池モジュール、１０３、２０３…隔壁、１０５…隔壁ユニット、１０７…本体部、１０８…枠部、１１０，２１０…集電板、１１１…突出部分、１１２…延在部分、１２０…リブ、１２５…凹部、Ｓ…収容空間。

Claims (14)

1. 複数の隔壁によって隔てられた複数の収容空間を有する筐体と、
   セパレータを介して交互に積層された正極及び負極の電極板によって構成され、電解液と共に前記収容空間内にそれぞれ配置された複数の積層体セルと、
   前記隔壁の少なくとも一方面に露出するように前記隔壁内に設けられ、前記隔壁に隣接する一の積層体セルが電気的に接続された集電板と、を備え、
   前記集電板は、露出部分から延びて前記隔壁の面内方向の一面から突出した突出部分を有し、当該突出部分が隣接する隔壁の面内方向の一面から突出した突出部分と接続されている、電池モジュール。
2. 前記突出部分は、複数の屈曲部を有している、請求項１記載の電池モジュール。
3. 前記筐体は、前記突出部分を覆うカバーを有している、請求項１又は２記載の電池モジュール。
4. 前記カバーは、前記突出部分同士の接続部を他の突出部分同士の接続部と区切る絶縁部を有している、請求項３記載の電池モジュール。
5. 前記集電板は、前記突出部分と反対側に延びる延在部分を有している、請求項１〜４のいずれか一項記載の電池モジュール。
6. 前記延在部分は、前記隔壁内で複数の屈曲部を有している、請求項５記載の電池モジュール。
7. 前記延在部分は、前記隔壁の面内方向の他面から突出した突出部分を更に有している、請求項５又は６記載の電池モジュール。
8. 前記延在部分における前記突出部分は、複数の屈曲部を有している、請求項７記載の電池モジュール。
9. 前記筐体は、前記延在部分の前記突出部分を覆うカバーを更に有している、請求項７又は８記載の電池モジュール。
10. 前記延在部分は、前記露出部分と離間している、請求項５〜９のいずれか一項記載の電池モジュール。
11. 前記隔壁は、前記複数の収容空間を隔てる板状の本体部と、前記本体部の周縁において前記積層体セルの積層方向に前記本体部よりも厚肉に形成された枠部とを有し、
    前記本体部は、前記積層方向における前記枠部の中央に位置している、請求項１記載の電池モジュール。
12. 前記枠部における前記積層方向の一方側には、積層方向の一方側に突出するとともに、前記枠部の内側に突出するリブが形成され、
    前記枠部における前記積層方向の他方側には、前記リブに対応して前記リブを収容する凹部が形成されている、請求項１１記載の電池モジュール。
13. 前記集電板は、前記枠部の内縁よりも外側まで延在している、請求項１１又は１２記載の電池モジュール。
14. 前記集電板は、前記枠部の外縁以内の位置まで延在している、請求項１３記載の電池モジュール。
    

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