JP2018063838A - 蓄電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】蓄電素子を外装体に対して強固に固定することができる蓄電装置を提供する。【解決手段】底壁１５と側壁１６とを有する第二外装体１２、蓄電素子２０、及び、底壁１５とで蓄電素子２０を挟む位置に配置される保持部材４０を備える蓄電装置１であって、保持部材４０と蓄電素子２０とを接着する第一接着層７１と、保持部材４０と側壁１６とを接着する第二接着層７２とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、外装体、蓄電素子、及び、外装体とで蓄電素子を挟む位置に配置される絶縁部材を備える蓄電装置に関する。
従来、外装体、蓄電素子、及び、外装体とで蓄電素子を挟む位置に配置される絶縁部材を備え、蓄電素子が外装体に対して固定された構成の蓄電装置が知られている。例えば、特許文献１には、蓄電素子と、蓄電素子の下側に底面を有する外装体と、蓄電素子の上側に設けられるセルフレーム（絶縁部材）とを備え、蓄電素子とセルフレームとの間を接着剤で埋めることで、均等な力で蓄電素子を外装体に対して固定することができる蓄電装置が提案されている。
特開２０１４−１９７５１６号公報
ここで、蓄電装置が外部から振動や衝撃等を受ける場合があり、この場合には、蓄電装置の内部での損傷を防ぐために、蓄電素子を外装体に対して強固に固定しておくことが重要である。上記従来の構成の蓄電装置においても、蓄電素子を外装体に対してさらに強固に固定しておくのが好ましい。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、蓄電素子を外装体に対して強固に固定することができる蓄電装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、底壁と側壁とを有する外装体、蓄電素子、及び、前記底壁とで前記蓄電素子を挟む位置に配置される絶縁部材を備える蓄電装置であって、前記絶縁部材と前記蓄電素子とを接着する第一接着層と、前記絶縁部材と前記側壁とを接着する第二接着層とを備える。
これによれば、蓄電装置は、外装体の底壁と絶縁部材とで挟まれる位置に蓄電素子が配置され、かつ、当該絶縁部材と蓄電素子とが第一接着層で接着され、当該絶縁部材と外装体の側壁とが第二接着層で接着されている。これにより、外装体と絶縁部材とで蓄電素子を挟み込んだ状態で、蓄電素子が絶縁部材を介して外装体に接着されているため、蓄電素子を外装体に対して強固に固定することができている。
また、さらに、前記底壁と前記蓄電素子とを接着する第三接着層を備えることにしてもよい。
これによれば、外装体の底壁と蓄電素子とを第三接着層で接着することで、蓄電素子、外装体及び絶縁部材をそれぞれ固定することができるため、蓄電素子を外装体に対して強固に固定することができる。
また、さらに、基板及びバスバーの少なくとも一方を備え、前記基板及びバスバーの少なくとも一方は、前記絶縁部材に固定されていることにしてもよい。
これによれば、基板及びバスバーの少なくとも一方が絶縁部材に固定されることで、当該少なくとも一方が外装体内で動くのを抑制することができるため、当該少なくとも一方に対する電気的な接続が断線するのを抑制することができる。
また、前記第二接着層は、前記絶縁部材の外周と前記側壁の内周とを接着することにしてもよい。
これによれば、絶縁部材の外周と外装体の側壁の内周とを接着することで、外装体と絶縁部材とを強固に固定することができるため、蓄電素子を外装体に対して強固に固定することができる。
また、前記側壁は、前記絶縁部材と嵌合する凹部を有し、前記第二接着層は、前記凹部と前記絶縁部材とを接着することにしてもよい。
これによれば、外装体の側壁の凹部と絶縁部材とを嵌合させて接着することで、外装体の側壁と絶縁部材とを強固に固定することができるため、蓄電素子を外装体に対して強固に固定することができる。
また、前記凹部は、前記側壁の内面に形成されていることにしてもよい。
これによれば、外装体の側壁の凹部が側壁の内面に形成されていることで、外装体の側壁と絶縁部材との接着部分である第二接着層が外部に晒されるのを抑制できるため、第二接着層での気密性の低下を抑制することができる。
また、前記凹部は、前記第二接着層を収容する溝部を有することにしてもよい。
これによれば、外装体の側壁の凹部が第二接着層を収容する溝部を有しているため、例えば第二接着層に粘性が低い接着剤を使用しても、当該接着剤が当該溝部に流れ落ちるため、当該接着剤が当該凹部から流れ出ることを抑制することができる。
また、前記絶縁部材は、前記第一接着層の側方に、前記蓄電素子に向けて突出し、前記蓄電素子と当接する第一凸部を有することにしてもよい。
これによれば、絶縁部材は、第一接着層の側方に、蓄電素子と当接する第一凸部を有しているため、第一凸部の突出量が第一接着層の厚みの最適値になるように第一凸部を形成することで、第一接着層を最適な厚みに維持することができる。
また、前記蓄電装置は、複数の前記蓄電素子を備えるとともに、前記複数の蓄電素子の間に配置される仕切部をさらに備え、前記絶縁部材は、前記仕切部に向けて突出する第二凸部を有し、前記仕切部は、前記第二凸部と固定されていることにしてもよい。
これによれば、蓄電素子間の仕切部と絶縁部材の第二凸部とが固定されることで、蓄電素子同士が接触するのを抑制することができる。このため、例えば、仕切部と第二凸部とが絶縁性を有していれば蓄電素子間の短絡を抑制することができ、仕切部と第二凸部とが断熱性を有していれば蓄電素子間の熱の伝達を抑制することができる。
また、前記蓄電素子は、電極端子及びガス排出弁の少なくとも一方を有し、前記第一接着層は、前記電極端子及びガス排出弁の少なくとも一方とは異なる位置に配置されていることにしてもよい。
これによれば、第一接着層は、蓄電素子が有する電極端子及びガス排出弁の少なくとも一方と異なる位置に配置されているため、第一接着層が、電極端子やガス排出弁の機能を損なうのを抑制することができる。
また、前記第一接着層は、前記絶縁部材と前記蓄電素子とを第一方向で接着し、前記第二接着層は、前記絶縁部材と前記側壁とを第一方向とは異なる第二方向で接着することにしてもよい。
ここで、同一の向きの接着しかなされていない構成では、当該同一の向きにおける振動や衝撃に対して、当該接着が外れやすい。このため、絶縁部材及び蓄電素子の接着の向きと、絶縁部材及び外装体の接着の向きとを異ならせることで、接着が外れ難い構成となっているため、蓄電素子を外装体に対して強固に固定することができる。
本発明における蓄電装置によれば、蓄電素子を外装体に対して強固に固定することができる。
実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る第二外装体の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る保持部材の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る第一接着層と第二接着層と第三接着層とを示す断面図である。 実施の形態に係る第一接着層と第二接着層と第四接着層とを示す断面図である。 実施の形態の変形例１に係る第二外装体と保持部材との接着の構成を示す断面図である。 実施の形態の変形例２に係る第二外装体と保持部材との接着の構成を示す断面図である。 実施の形態の変形例３に係る第二外装体と保持部材との接着の構成を示す断面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態及びその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態及びその変形例における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。
また、以下の説明及び図面中において、蓄電素子の並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、または、当該容器の厚さ方向をＸ軸方向と定義する。また、１つの蓄電素子における電極端子の並び方向、または、蓄電素子の容器の短側面の対向方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電装置の外装体本体と蓋との並び方向、蓄電素子の容器本体と蓋との並び方向、または、上下方向をＺ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸方向マイナス側とは、Ｘ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向やＺ軸方向についても同様である。
（実施の形態）
まず、図１及び図２を用いて、本実施の形態における蓄電装置１の全般的な説明を行う。図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１の外観を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る蓄電装置１を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。
蓄電装置１は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置である。例えば、蓄電装置１は、電力貯蔵用途や電源用途などに使用される電池モジュールである。具体的には、蓄電装置１は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械などの移動体のエンジン始動用のバッテリ等として用いられる。
ここで、図１及び図２に示すように、蓄電装置１は、第一外装体１１及び第二外装体１２からなる外装体１０と、外装体１０内方に収容される複数の蓄電素子２０、複数のバスバー３０、６０、保持部材４０及び基板５０とを備えている。
外装体１０は、蓄電装置１の外装体を構成する矩形状（箱状）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装体１０は、複数の蓄電素子２０、バスバー３０、６０、保持部材４０及び基板５０等の外方に配置され、これら蓄電素子２０等を所定の位置に配置し、衝撃などから保護する。また、外装体１０は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはＡＢＳ樹脂等の絶縁材料により構成されている。外装体１０は、これにより、蓄電素子２０等が外部の金属部材などに接触することを回避する。
ここで、外装体１０は、外装体１０の蓋体（外蓋）を構成する第一外装体１１と、外装体１０の本体を構成する第二外装体１２とを有している。第一外装体１１は、第二外装体１２の開口を閉塞する扁平な矩形状のカバー部材であり、正極外部端子１３と負極外部端子１４とが設けられている。蓄電装置１は、この正極外部端子１３と負極外部端子１４とを介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。また、第二外装体１２は、開口が形成された有底矩形筒状のハウジングであり、複数の蓄電素子２０、バスバー３０及び基板５０等を収容する。なお、第一外装体１１と第二外装体１２とは、同じ材質の部材で形成されていてもよいし、異なる材質の部材で形成されていてもかまわない。この第二外装体１２の構成の詳細な説明については、後述する。
蓄電素子２０は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池（単電池）であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。蓄電素子２０は、扁平な直方体形状（角型）の形状を有しており、本実施の形態では、１２個の蓄電素子２０がＸ軸方向に配列されている。なお、蓄電素子２０の形状や、配列される蓄電素子２０の個数は限定されない。また、蓄電素子２０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよく、さらに、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。この蓄電素子２０の構成の詳細な説明については、後述する。
バスバー３０は、複数の蓄電素子２０の上方に配置され、複数の蓄電素子２０同士を電気的に接続する矩形状の板状部材である。バスバー３０は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。具体的には、バスバー３０は、隣接する蓄電素子２０において、一の蓄電素子２０の正極端子または負極端子と、他の蓄電素子２０の正極端子または負極端子とを接続する。本実施の形態では、バスバー３０は、蓄電素子２０を３個ずつ並列に接続して４セットの蓄電素子群を構成し、当該４セットの蓄電素子群を直列に接続する。なお、バスバー３０は、１２個の蓄電素子２０を全て直列に接続してもよいし、その他の構成であってもかまわない。
バスバー６０は、保持部材４０上に載置されて、保持部材４０に固定される導電性の部材である。バスバー６０は、バスバー３０と、第一外装体１１に設けられた正極外部端子１３及び負極外部端子１４とを電気的に接続する。バスバー６０は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等で形成されている。具体的には、バスバー６０は、蓄電装置１に備えられた複数の蓄電素子２０のうち正極外部端子１３側（図２ではＸ軸方向プラス側）に配置された３個の蓄電素子２０の正極端子と、正極外部端子１３とを接続する。また、バスバー６０は、当該複数の蓄電素子２０のうち負極外部端子１４側（図２ではＸ軸方向マイナス側）に配置された３個の蓄電素子２０の負極端子と、負極外部端子１４とを接続する。
基板５０は、保持部材４０上に載置されて、保持部材４０に固定される制御基板である。基板５０は、配線等によって複数の蓄電素子２０に接続され、当該複数の蓄電素子２０の状態を取得し、監視し、制御する。具体的には、基板５０は、制御回路（図示せず）が設けられ、複数の蓄電素子２０の充電状態や放電状態、電圧値、電流値、温度などの各種情報を取得したり、リレーのオン、オフを制御したり、他の機器と通信を行ったりする。
保持部材４０は、基板５０及びバスバー６０や、その他リレーなどの電装部品、配線類等（図示せず）を保持し、当該基板５０及びバスバー６０等と他の部材との絶縁、及び、当該基板５０及びバスバー６０等の位置規制を行うことができる電装品トレーである。また、保持部材４０は、外装体１０の内方で第一外装体１１（外蓋）の下方、かつ、蓄電素子２０を上方から覆う位置に配置されているため、外装体１０の内蓋の機能も有している。保持部材４０は、例えば、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴまたはＡＢＳ樹脂等の絶縁材料により形成されている。つまり、保持部材４０は、特許請求の範囲における「絶縁部材」に包含される。
具体的には、保持部材４０は、蓄電素子２０及びバスバー３０の上方（Ｚ軸方向プラス側）に載置され、蓄電素子２０及びバスバー３０に対して位置決めされる。つまり、保持部材４０は、後述の第二外装体１２の底壁１５とで蓄電素子２０を挟む位置に配置される。また、保持部材４０上に、基板５０及びバスバー６０等が載置されて位置決めされる。また、保持部材４０上に、第一外装体１１が配置されて位置決めされる。これにより、基板５０が配線等に対して位置決めされて接続され、バスバー６０がバスバー３０と正極外部端子１３及び負極外部端子１４とに対して位置決めされて接続される。なお、保持部材４０の構成の詳細な説明については、後述する。
次に、蓄電素子２０の構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る蓄電素子２０の外観を示す斜視図である。具体的には、同図は、図２に示した複数の蓄電素子２０のうちの１つの蓄電素子２０を斜め上方から見た場合の斜視図である。
図３に示すように、蓄電素子２０は、容器２１と、正極端子２３と、負極端子２４とを備えている。なお、容器２１の内方には、電極体（蓄電要素または発電要素ともいう）、正極集電体、負極集電体等が配置され、また、電解液（非水電解質）などの液体が封入されているが、これらは省略して図示し、詳細な説明も省略する。
容器２１は、同図におけるＺ軸方向マイナス側に矩形状の底面部２１ａ、Ｘ軸方向両側の側面に矩形状の長側面部２１ｂ、Ｙ軸方向両側の側面に矩形状の短側面部２１ｃ、及び、Ｚ軸方向プラス側に矩形状の容器蓋部２２を有する直方体形状（角型）の容器である。つまり、容器２１は、底面部２１ａと２つの長側面部２１ｂと２つの短側面部２１ｃとで、矩形筒状で底を備える容器本体を構成し、当該容器本体の開口を容器蓋部２２が閉塞する構成となっている。具体的には、容器２１は、電極体等を当該容器本体の内方に収容後、当該容器本体と容器蓋部２２とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。
また、容器蓋部２２のＹ軸方向中央部分には、ガス排出弁２５が設けられている。ガス排出弁２５は、容器２１内方にガスが発生して圧力が上昇したときに、当該ガスを排出して圧力を開放する安全弁である。なお、容器２１（容器本体及び容器蓋部２２）の材質は、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金など溶接可能な金属であるのが好ましい。
正極端子２３は、正極集電体を介して、電極体の正極に電気的に接続された金属製の電極端子であり、負極端子２４は、負極集電体を介して、電極体の負極に電気的に接続された金属製の電極端子であり、いずれも容器蓋部２２に取り付けられている。本実施の形態では、蓄電素子２０は、容器蓋部２２（正極端子２３、負極端子２４及びガス排出弁２５）を上方に向けた状態で配置されている。
次に、第二外装体１２の構成について、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る第二外装体１２の構成を示す斜視図である。具体的には、同図は、図２に示した第二外装体１２を斜め上方から見た場合の斜視図である。
図４に示すように、第二外装体１２は、Ｚ軸方向マイナス側に配置される底壁１５と、Ｘ軸方向両側及びＹ軸方向両側に配置される側壁１６とを有している。底壁１５は、第二外装体１２の底壁を形成する矩形状かつ平板形状の部位である。また、側壁１６は、底壁１５の外縁の４辺から立設した、第二外装体１２の側壁を形成する矩形状かつ平板形状の部位である。つまり、第二外装体１２は、底壁１５と底壁１５の四方を囲う側壁１６とで構成され上部に開口が形成された有底矩形筒状の部材である。
ここで、底壁１５には、内面１５ａから突出し、かつ、Ｘ軸方向に延びる長尺状のリブである底壁凸部１５ｂが形成されている。具体的には、底壁１５には、Ｙ軸方向に略等間隔に並ぶ４本の底壁凸部１５ｂが形成されている。底壁凸部１５ｂは、後述の第三接着層７３の側方に配置されて、蓄電素子２０に向けて突出し、蓄電素子２０と当接する部位である。この底壁凸部１５ｂが蓄電素子２０と当接する構成の詳細な説明については、後述する。
また、側壁１６は、保持部材４０と嵌合する側壁凹部１６ａを有している。側壁凹部１６ａは、側壁１６の内面に形成された凹部であり、具体的には、当該内面の全周に亘って側壁１６のＺ軸方向プラス側の端部に形成された環状の部位である。また、側壁凹部１６ａは、溝部１６ｂを有している。溝部１６ｂは、側壁凹部１６ａの全周に亘って、Ｚ軸方向マイナス側に凹んで形成された断面が矩形状の溝であり、後述の第二接着層７２を収容する。なお、側壁凹部１６ａは、側壁１６の全周ではなく、当該全周のうちの一部に形成されていてもよいし、溝部１６ｂは、側壁凹部１６ａの全周ではなく、当該全周のうちの一部に形成されていてもよい。また、溝部１６ｂの断面形状は、矩形状には限定されず、矩形状以外の多角形状、半円形状、半長円形状、半楕円形状等、どのような形状でもかまわない。
また、第二外装体１２は、さらに、内方に仕切部１７を有している。仕切部１７は、複数の蓄電素子２０の間に配置される部位である。具体的には、仕切部１７は、底壁１５の内面１５ａ及び側壁１６のＹ軸方向両側の内面に接続して配置され、第二外装体１２内の空間を仕切る矩形状かつ平板形状の仕切板である。本実施の形態では、３枚の仕切部１７が、４つの蓄電素子群（並列接続された３個の蓄電素子２０からなる蓄電素子群）同士の間に配置されている。つまり、仕切部１７は、直列接続された蓄電素子群同士の間に配置され、当該蓄電素子群同士が接触するのを防止し、当該蓄電素子群同士の絶縁及び断熱を図る機能を有している。
なお、本実施の形態では、第二外装体１２は、底壁１５、側壁１６及び仕切部１７が一体に形成された一体成型品であるが、底壁１５、側壁１６及び仕切部１７のいずれかの部位が別体で構成されていてもよい。また、底壁１５、側壁１６及び仕切部１７は、全てが同じ材質で形成されていなくてもよく、いずれかの部位が異なる材質で形成されていてもよい。
次に、保持部材４０の構成について、詳細に説明する。図５は、本実施の形態に係る保持部材４０の構成を示す斜視図である。具体的には、同図は、図２に示した保持部材４０を斜め下方から見た場合の斜視図である。
図５に示すように、保持部材４０は、保持部材本体４１と、保持部材本体４１の外周に配置される保持部材外周部４２とを有している。保持部材本体４１は、保持部材４０の本体を構成する矩形状かつ平板状の部位である。保持部材外周部４２は、保持部材本体４１の外縁の４辺から下方（Ｚ軸方向マイナス側）に突出し、かつ、保持部材本体４１の外周の全周に亘って延びる、平板状かつ環状の部位である。また、保持部材外周部４２は、第二外装体１２の側壁凹部１６ａと嵌合する。この保持部材外周部４２が第二外装体１２の側壁凹部１６ａと嵌合する構成の詳細な説明については、後述する。
また、保持部材本体４１には、内面４１ａから突出し、かつ、蓄電素子２０の配列方向（Ｘ軸方向）に延びる長尺状のリブである第一凸部４３が形成されている。具体的には、保持部材本体４１には、Ｙ軸方向に並ぶ４本の第一凸部４３が形成されている。第一凸部４３は、後述の第一接着層７１の側方に配置されて、蓄電素子２０に向けて突出し、蓄電素子２０と当接する部位である。また、第一凸部４３は、蓄電素子２０の電極端子（正極端子２３及び負極端子２４）及びガス排出弁２５には当接しない位置に配置されている。この第一凸部４３が蓄電素子２０と当接する構成の詳細な説明については、後述する。
また、保持部材本体４１には、さらに、内面４１ａから突出し、かつ、仕切部１７に沿って（Ｙ軸方向に）延びる長尺状のリブである第二凸部４４が複数形成されている。第二凸部４４は、第一凸部４３よりも突出高さが高い板状の部位であり、第二外装体１２の仕切部１７に向けて突出し、仕切部１７に固定される。この第二凸部４４が仕切部１７に固定される構成の詳細な説明については、後述する。
次に、蓄電素子２０と第二外装体１２と保持部材４０との接着の構成について、詳細に説明する。図６及び図７は、本実施の形態に係る蓄電素子２０と第二外装体１２と保持部材４０との接着の構成を示す断面図である。具体的には、図６は、図１に示した蓄電装置１をＹＺ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す断面図であり、第一接着層７１（図６の（ａ）及び（ｂ））と、第二接着層７２（図６の（ｃ）及び（ｄ））と、第三接着層７３（図６の（ｅ））とを示している。また、図７は、図１に示した蓄電装置１をＸＺ平面に平行な面で切断した場合の構成を示す断面図であり、第一接着層７１及び第四接着層７４（図７の（ａ））と、第二接着層７２（図７の（ｂ）及び（ｃ））とを示している。
まず、図６の（ａ）及び（ｂ）と図７の（ａ）とに示すように、保持部材４０と蓄電素子２０との間には、第一接着層７１が配置されている。第一接着層７１は、保持部材４０と蓄電素子２０とを接着する接着剤からなる層である。なお、第一接着層７１に用いられる接着剤としては、接着前は液体状であり、固形状になることで接着を行う樹脂製の材料を使用することができる。または、当該接着剤として、接着前にはゲル状のものや、ホットメルト接着剤などのように固形状のものなどを使用することもできる。
具体的には、図６の（ａ）及び（ｂ）に示すように、第一接着層７１は、保持部材４０の保持部材本体４１の内面４１ａと、第一凸部４３と、蓄電素子２０の容器蓋部２２の上面との間に配置され、保持部材本体４１と容器蓋部２２とを接着して固定する。つまり、保持部材本体４１と容器蓋部２２との間に接着剤が配置されて、第一凸部４３が容器蓋部２２に当接した状態で接着剤が固まることで、第一接着層７１が形成される。これにより、第一接着層７１は、保持部材４０と蓄電素子２０とを第一方向（本実施の形態では、Ｚ軸方向）で接着する。
また、第一接着層７１は、蓄電素子２０の電極端子及びガス排出弁２５の双方と異なる位置に配置されている。つまり、蓄電素子２０の正極端子２３とガス排出弁２５との間、及び、負極端子２４とガス排出弁２５との間に、それぞれ２つの第一凸部４３が配置されており、この２つの第一凸部４３の間に第一接着層７１が形成されることで、第一接着層７１が正極端子２３、負極端子２４及びガス排出弁２５を避けて配置される。
なお、本実施の形態では、第一接着層７１は、Ｘ軸方向の全体及び２つの第一凸部４３の間の全体に亘って形成されているが、これには限定されず、第一接着層７１が形成されていない箇所が一部あってもかまわない。また、図６では、（ａ）及び（ｂ）の２箇所の領域に第一接着層７１が形成されているが、第一接着層７１が形成される領域は何箇所あってもかまわない。
また、図６の（ｃ）及び（ｄ）と図７の（ｂ）及び（ｃ）とに示すように、保持部材４０と第二外装体１２の側壁１６との間には、第二接着層７２が配置されている。第二接着層７２は、保持部材４０と第二外装体１２の側壁１６とを接着する接着剤からなる層である。なお、第二接着層７２には、第一接着層７１と同様の接着剤を用いることができる。
具体的には、第二接着層７２は、第二外装体１２の側壁凹部１６ａと、保持部材４０の保持部材外周部４２との間に配置され、側壁凹部１６ａと保持部材外周部４２とを接着する。さらに具体的には、第二接着層７２は、側壁凹部１６ａの溝部１６ｂの内面と保持部材外周部４２の外面との間に配置されて、溝部１６ｂの内面と保持部材外周部４２の外面とを接着して固定する。つまり、保持部材外周部４２の外面または溝部１６ｂの内面に接着剤が配置され、保持部材外周部４２が側壁凹部１６ａと嵌合して溝部１６ｂ内に挿入されて、接着剤が固まることで、第二接着層７２が形成される。
これにより、第二接着層７２は、保持部材４０と第二外装体１２の側壁１６とを、第一方向（Ｚ軸方向）と異なる第二方向で接着する。ここで、本実施の形態では、第二方向は、第一方向（Ｚ軸方向）と直交する方向であり、図６の（ｃ）及び（ｄ）ではＹ軸方向、図７の（ｂ）及び（ｃ）ではＸ軸方向である。つまり、第二接着層７２は、保持部材４０の外周と第二外装体１２の側壁１６の内周とを接着している。具体的には、第二接着層７２は、保持部材外周部４２の外周面と、側壁凹部１６ａの溝部１６ｂの内周面とを、周方向に接着している。なお、本実施の形態では、第二接着層７２は、当該周方向の全周に亘って形成されているが、これには限定されず、第二接着層７２が形成されていない箇所が一部あってもかまわない。
また、このように配置された第二接着層７２は、溝部１６ｂの内面と保持部材外周部４２の外面との間から流れ落ちる場合があるが、第二接着層７２は溝部１６ｂ内に配置されているため、当該流れ落ちた第二接着層７２は、溝部１６ｂ内に収容される。なお、溝部１６ｂ内に接着剤が充填され、保持部材外周部４２が溝部１６ｂ内に挿入されて接着されることで、溝部１６ｂ内に充填された第二接着層７２が形成されることにしてもよい。また、本実施の形態では、第二接着層７２が接着する第二方向は、第一方向と直交する方向であるが、第二方向は、第一方向と異なる方向であればよく、第一方向と直交する方向には限定されない。
また、図６の（ｅ）に示すように、第二外装体１２の底壁１５と蓄電素子２０との間には、第三接着層７３が配置されている。第三接着層７３は、第二外装体１２の底壁１５と蓄電素子２０とを接着する接着剤からなる層である。なお、第三接着層７３には、第一接着層７１及び第二接着層７２と同様の接着剤を用いることができる。
具体的には、第三接着層７３は、第二外装体１２の底壁１５の内面１５ａと、蓄電素子２０の容器２１の底面部２１ａの下面との間に配置され、底壁１５と容器２１の底面部２１ａとを接着して固定する。つまり、底壁１５と底面部２１ａとの間に接着剤が配置されて、底壁凸部１５ｂが底面部２１ａに当接した状態で接着剤が固まることで、第三接着層７３が形成される。これにより、第三接着層７３は、第二外装体１２の底壁１５と蓄電素子２０とを第一方向（Ｚ軸方向）で接着する。
なお、本実施の形態では、第三接着層７３は、第二外装体１２の底壁１５と蓄電素子２０の容器２１の底面部２１ａとの間の全体に亘って形成されているが、これには限定されず、第三接着層７３が形成されていない箇所が一部あってもかまわない。
また、図７の（ａ）に示すように、第二外装体１２の仕切部１７と保持部材４０の保持部材本体４１の第二凸部４４との間には、第四接着層７４が配置されている。第四接着層７４は、第二外装体１２の仕切部１７と保持部材４０の第二凸部４４とを接着する接着剤からなる層である。なお、第四接着層７４には、第一接着層７１、第二接着層７２及び第三接着層７３と同様の接着剤を用いることができる。
具体的には、第四接着層７４は、仕切部１７と、当該仕切部１７を挟む２つの蓄電素子２０と、第二凸部４４との間に配置され、仕切部１７と第二凸部４４とを接着して固定する。つまり、仕切部１７の上方の当該２つの蓄電素子２０の間に接着剤が配置され、当該２つの蓄電素子２０の間に第二凸部４４が挿入されて接着剤が固まることで、第四接着層７４が形成される。これにより、第四接着層７４は、保持部材４０と第二外装体１２とを第一方向（Ｚ軸方向）で接着する。なお、本実施の形態では、第四接着層７４は、Ｙ軸方向の全体に亘って形成されているが、これには限定されず、第四接着層７４が形成されていない箇所が一部あってもかまわない。
また、第四接着層７４は、第一接着層７１と繋がっている。つまり、第四接着層７４が配置される空間と、第一接着層７１が配置される空間とが連通している。これにより、第四接着層７４を構成する接着剤及び第一接着層７１を構成する接着剤の一方が余剰であった場合でも、当該余剰分が他方の空間に流れ込むことができる。なお、第一接着層７１と第二接着層７２についても同様に、第一接着層７１が配置される空間と、第二接着層７２が配置される空間とが連通していてもよい。
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１によれば、第二外装体１２の底壁１５と保持部材４０（絶縁部材）とで挟まれる位置に蓄電素子２０が配置され、かつ、保持部材４０と蓄電素子２０とが第一接着層７１で接着され、保持部材４０と第二外装体１２の側壁１６とが第二接着層７２で接着されている。これにより、第二外装体１２と保持部材４０とで蓄電素子２０を挟み込んだ状態で、蓄電素子２０が保持部材４０を介して第二外装体１２に接着されているため、蓄電素子２０を外装体１０に対して強固に固定することができている。また、ネジなどで固定する場合よりも部品点数を少なくして、簡易に蓄電素子２０を外装体１０に対して強固に固定することができている。
また、第二外装体１２の底壁１５と蓄電素子２０とを第三接着層７３で接着することで、蓄電素子２０、第二外装体１２及び保持部材４０をそれぞれ固定することができるため、蓄電素子２０を外装体１０に対して強固に固定することができる。
また、基板５０及びバスバー６０が保持部材４０に固定されることで、基板５０及びバスバー６０が外装体１０内で動くのを抑制することができるため、基板５０及びバスバー６０に対する電気的な接続が断線するのを抑制することができる。
また、保持部材４０の外周と第二外装体１２の側壁１６の内周とを接着することで、第二外装体１２と保持部材４０とを強固に固定することができるため、蓄電素子２０を外装体１０に対して強固に固定することができる。
また、第二外装体１２の側壁凹部１６ａと保持部材４０とを嵌合させて接着することで、第二外装体１２の側壁１６と保持部材４０とを強固に固定することができるため、蓄電素子２０を外装体１０に対して強固に固定することができる。
また、第二外装体１２の側壁凹部１６ａが側壁１６の内面に形成されていることで、第二外装体１２の側壁１６と保持部材４０との接着部分である第二接着層７２が外部に晒されるのを抑制できるため、第二接着層７２での気密性の低下を抑制することができる。
また、第二外装体１２の側壁凹部１６ａが第二接着層７２を収容する溝部１６ｂを有しているため、例えば第二接着層７２に粘性が低い接着剤を使用しても、当該接着剤が溝部１６ｂに流れ落ちるため、当該接着剤が側壁凹部１６ａから流れ出ることを抑制することができる。
また、保持部材４０は、第一接着層７１の側方に、蓄電素子２０と当接する第一凸部４３を有しているため、第一凸部４３の突出量が第一接着層７１の厚みの最適値になるように第一凸部４３を形成することで、第一接着層７１を最適な厚みに維持することができる。
また、蓄電素子２０間の仕切部１７と保持部材４０の第二凸部４４とが固定されることで、蓄電素子２０同士が接触するのを抑制することができる。このため、仕切部１７と第二凸部４４とが絶縁性を有しているため、蓄電素子２０間の短絡を抑制することができる。また、仕切部１７と第二凸部４４とがさらに断熱性を有する材料で形成されていれば、蓄電素子２０間の熱の伝達を抑制することができる。
また、第一接着層７１は、蓄電素子２０が有する電極端子及びガス排出弁２５の双方と異なる位置に配置されているため、第一接着層７１が、電極端子及びガス排出弁２５の機能を損なうのを抑制することができる。
また、第一接着層７１における保持部材４０及び蓄電素子２０の接着の向きと、第二接着層７２における保持部材４０及び第二外装体１２の接着の向きとを異ならせることで、接着が外れ難い構成となっている。つまり、同一の向きの接着しかなされていない構成では、当該同一の向きにおける振動や衝撃に対して、当該接着が外れやすい。このため、蓄電素子２０を外装体１０に対して強固に固定することができる。
（変形例）
次に、上記実施の形態の変形例について、説明する。図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは、実施の形態の変形例１〜３に係る第二外装体１２と保持部材４０との接着の構成を示す断面図である。なお、これらの図は、図６の（ｃ）に対応する図である。
まず、図８Ａに示すように、変形例１に係る第二外装体１２は、上記実施の形態に係る第二外装体１２の側壁凹部１６ａに代えて、側壁凹部１６ｃを有している。また、変形例１に係る保持部材４０は、上記実施の形態に係る保持部材４０の保持部材外周部４２に代えて、保持部材外周部４２ａを有している。変形例１のその他の構成は、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
側壁凹部１６ｃは、上記実施の形態における側壁凹部１６ａが有しているような溝部を有することなく、側壁凹部１６ｃに保持部材外周部４２ａが嵌合している。また、側壁凹部１６ｃの内面と保持部材外周部４２ａの外面との間に第二接着層７２ａが配置され、側壁凹部１６ｃと保持部材外周部４２ａとが接着されている。なお、第二接着層７２ａは、保持部材外周部４２ａの外周と側壁凹部１６ｃの内周との間に、全周に亘って配置されていてもよいし、第二接着層７２ａが形成されていない箇所が一部あってもかまわない。
以上のように、変形例１に係る蓄電装置においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、側壁凹部１６ｃには溝部が形成されていないため、第二外装体１２を簡易な構成とすることができる。
また、図８Ｂに示すように、変形例２に係る第二外装体１２は、上記実施の形態に係る第二外装体１２の側壁凹部１６ａに代えて、側壁端部１６ｄを有している。また、変形例２に係る保持部材４０は、上記実施の形態に係る保持部材４０の保持部材外周部４２に代えて、保持部材外周部４２ｂを有している。変形例２のその他の構成は、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
側壁端部１６ｄは、側壁１６の上側の端部であり、上記実施の形態のような凹部となっていない。また、保持部材外周部４２ｂは、保持部材本体４１の外縁から上方に突出した環状の部位であり、上面が側壁端部１６ｄの上面と同じ高さとなるように突出している。このような構成において、側壁端部１６ｄに保持部材外周部４２ｂが嵌合している。また、側壁端部１６ｄの内面と保持部材外周部４２ｂの外面との間に第二接着層７２ｂが配置され、側壁端部１６ｄと保持部材外周部４２ｂとが接着されている。なお、第二接着層７２ｂは、保持部材外周部４２ｂの外周と側壁端部１６ｄの内周との間に、全周に亘って配置されていてもよいし、第二接着層７２ｂが形成されていない箇所が一部あってもかまわない。
以上のように、変形例２に係る蓄電装置においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、側壁１６には凹部が形成されていないため、第二外装体１２をさらに簡易な構成とすることができる。
また、図８Ｃに示すように、変形例３に係る第二外装体１２は、上記実施の形態に係る第二外装体１２の側壁１６の側壁凹部１６ａに代えて、側壁凹部１６ｅを有している。また、変形例３に係る保持部材４０は、上記実施の形態に係る保持部材４０の保持部材外周部４２に代えて、保持部材外周部４２ｃを有している。変形例３のその他の構成は、上記実施の形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。
側壁凹部１６ｅは、上記変形例１と同様に、上記実施の形態における側壁凹部１６ａが有しているような溝部を有していない。また、保持部材外周部４２ｃは、外面が凹んだ保持部材凹部４２ｄを有する環状の部位である。このような構成において、第二外装体１２の上方に保持部材４０が配置され、かつ、側壁凹部１６ｅの内方に保持部材凹部４２ｄが配置されて、第二外装体１２と保持部材４０とが嵌合している。また、側壁凹部１６ｅの内面と保持部材凹部４２ｄの外面との間に第二接着層７２ｃが配置され、側壁凹部１６ｅと保持部材凹部４２ｄとが接着されている。なお、第二接着層７２ｃは、保持部材凹部４２ｄの外周と側壁凹部１６ｅの内周との間に、全周に亘って配置されていてもよいし、第二接着層７２ｃが形成されていない箇所が一部あってもかまわない。
以上のように、変形例３に係る蓄電装置においても、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、第二外装体１２の上方に保持部材４０が配置された構成とすることもできるため、様々な構成の外装体に対応できる。
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
例えば、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電装置は、第一外装体１１及び第二外装体１２を有する外装体１０を備えていることとした。しかし、外装体１０は、第一外装体１１を有していない構成でもかまわない。この場合、第一外装体１１に設けられていた正極外部端子１３及び負極外部端子１４は、バスバー６０に直接取り付けられるようにしてもよいし、バスバー６０が外部端子の役割を有することにしてもよい。
また、上記実施の形態及びその変形例では、保持部材４０は、絶縁材料により形成された絶縁部材であることとした。しかし、保持部材４０は、少なくとも一部が絶縁材料により形成されていればよく、例えば、金属部材がインサート成形された絶縁部材であってもよい。
また、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電装置は、第二外装体１２の底壁１５と蓄電素子２０とを接着する第三接着層７３を有していることとした。しかし、第二外装体１２の底壁１５と蓄電素子２０とは接着されることなく、例えば保持部材４０によって上方から押圧されて、蓄電素子２０が第二外装体１２に対して固定されていることにしてもよい。
また、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電装置は、基板５０及びバスバー６０の双方を備えており、基板５０及びバスバー６０の双方が、保持部材４０に固定されていることとした。しかし、蓄電装置は、基板５０及びバスバー６０のいずれか一方しか備えておらず、当該いずれか一方が、保持部材４０に固定されていることにしてもよい。また、蓄電装置は、基板５０及びバスバー６０の双方を備えているが、保持部材４０には、基板５０及びバスバー６０のいずれか一方しか固定されていない構成でもかまわない。または、蓄電装置が基板５０及びバスバー６０を備えているか否かにはかかわらず、基板５０及びバスバー６０ともに保持部材４０に固定されていない構成でもかまわない
また、上記実施の形態及びその変形例では、第二接着層７２は、保持部材４０の外周と第二外装体１２の側壁１６の内周とを接着することとした。しかし、保持部材４０の内側に第二外装体１２が配置される構成とし、第二接着層７２は、保持部材４０の内周と第二外装体１２の側壁１６の外周とを接着することにしてもよい。
また、上記実施の形態及びその変形例では、保持部材４０は第一凸部４３及び第二凸部４４を有し、第二外装体１２は底壁凸部１５ｂを有していることとしたが、これらの凸部の一部または全部が設けられていない構成でもかまわない。
また、上記実施の形態及びその変形例では、第二外装体１２の仕切部１７は、並列接続された複数の蓄電素子２０からなる蓄電素子群同士の間に配置されていることとした。しかし、仕切部１７は、蓄電素子群内の蓄電素子２０同士の間に配置されていてもよく、仕切部１７の配置位置は特に限定されない。
また、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電素子２０は、電極端子（正極端子２３及び負極端子２４）及びガス排出弁２５を容器蓋部２２に有していることとした。しかし、蓄電素子２０は、電極端子及びガス排出弁２５のいずれか一方を、容器２１の容器蓋部２２以外の面に有していてもよい。つまり、第一接着層７１側の面に、電極端子及びガス排出弁２５の少なくとも一方が配置されていればよく、この場合、第一接着層７１は、当該少なくとも一方とは異なる位置に配置されていればよい。または、電極端子及びガス排出弁２５の双方が、第一接着層７１側の面に配置されていない構成でもかまわない。
また、上記実施の形態及びその変形例では、第一接着層７１、第三接着層７３及び第四接着層７４は同じ方向で接着し、第二接着層７２は、第一接着層７１、第三接着層７３及び第四接着層７４と異なる方向で接着していることとした。しかし、これらの接着層の接着の方向は、これには限定されず、いずれの接着層が他の接着層と異なる方向で接着していてもよいし、全ての接着層が同じ方向で接着していてもよい。
また、上記実施の形態及びその変形例では、第一接着層７１、第二接着層７２、第三接着層７３及び第四接着層７４は、接着剤からなる接着層であることとした。しかし、これらの接着層は、接着剤には限定されず、いずれかまたは全部の接着層が、両面テープや、マジックテープ（登録商標）またはベルクロ（登録商標）テープ等と称される着脱自在に接着される面ファスナー構造などからなる接着層であることにしてもよい。または、これらの接着層のいずれかまたは全部が、部材同士が溶け合った熱溶着の層であってもよい。例えば、保持部材４０と第二外装体１２の側壁１６とが熱溶着により溶かされて一体化することで、第二接着層７２が形成されることが考えられる。蓄電素子２０の容器２１の外面が樹脂で形成されている場合には、第一接着層７１及び第三接着層７３も同様のことが言える。第四接着層７４についても同様である。
また、上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を備えた蓄電装置に適用できる。
１ 蓄電装置
１２ 第二外装体
１５ 底壁
１６ 側壁
１６ａ、１６ｃ、１６ｅ 側壁凹部
１６ｂ 溝部
１７ 仕切部
２０ 蓄電素子
２３ 正極端子
２４ 負極端子
２５ ガス排出弁
３０、６０ バスバー
４０ 保持部材
４３ 第一凸部
４４ 第二凸部
５０ 基板
７１ 第一接着層
７２、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ 第二接着層
７３ 第三接着層

Claims (11)

  1. 底壁と側壁とを有する外装体、蓄電素子、及び、前記底壁とで前記蓄電素子を挟む位置に配置される絶縁部材を備える蓄電装置であって、
    前記絶縁部材と前記蓄電素子とを接着する第一接着層と、
    前記絶縁部材と前記側壁とを接着する第二接着層と
    を備える蓄電装置。
  2. さらに、前記底壁と前記蓄電素子とを接着する第三接着層を備える
    請求項１に記載の蓄電装置。
  3. さらに、基板及びバスバーの少なくとも一方を備え、
    前記基板及びバスバーの少なくとも一方は、前記絶縁部材に固定されている
    請求項１または２に記載の蓄電装置。
  4. 前記第二接着層は、前記絶縁部材の外周と前記側壁の内周とを接着する
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
  5. 前記側壁は、前記絶縁部材と嵌合する凹部を有し、
    前記第二接着層は、前記凹部と前記絶縁部材とを接着する
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
  6. 前記凹部は、前記側壁の内面に形成されている
    請求項５に記載の蓄電装置。
  7. 前記凹部は、前記第二接着層を収容する溝部を有する
    請求項５または６に記載の蓄電装置。
  8. 前記絶縁部材は、前記第一接着層の側方に、前記蓄電素子に向けて突出し、前記蓄電素子と当接する第一凸部を有する
    請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電装置。
  9. 前記蓄電装置は、複数の前記蓄電素子を備えるとともに、前記複数の蓄電素子の間に配置される仕切部をさらに備え、
    前記絶縁部材は、前記仕切部に向けて突出する第二凸部を有し、
    前記仕切部は、前記第二凸部と固定されている
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電装置。
  10. 前記蓄電素子は、電極端子及びガス排出弁の少なくとも一方を有し、
    前記第一接着層は、前記電極端子及びガス排出弁の少なくとも一方とは異なる位置に配置されている
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の蓄電装置。
  11. 前記第一接着層は、前記絶縁部材と前記蓄電素子とを第一方向で接着し、
    前記第二接着層は、前記絶縁部材と前記側壁とを第一方向とは異なる第二方向で接着する
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蓄電装置。
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