JP2018200856A - Power storage device - Google Patents

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俊介 天貝
Shunsuke Amagai
俊介 天貝
太田 貴志
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貴志 太田
寺田 一郎
Ichiro Terada
一郎 寺田
卓也 對馬
Takuya Tsushima
卓也 對馬
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Abstract

To provide a power storage device capable of contributing to a cost reduction while satisfying a request for reliability of the device.SOLUTION: A power storage device includes: a laminate structure 10 in which a plurality of battery cells 10a to 10d, each of which includes an exterior body 15 constituted by laminate films 16, 17 opposite to each other, the exterior body housing battery elements 11, 12, and has first apertures 19, at which a positive electrode terminal 13 and a negative electrode terminal 14 are exposed on the laminate films 16, 17, respectively, are laminated so that a positive electrode terminal 13 and a negative electrode terminal 14 are brought into contact with each other; a housing 20 for housing the laminate structure 10; a second aperture 21 provided on the housing 20 so as to face a positive electrode terminal 13 or a negative electrode terminal 14 of the laminate structure 10; an insulation member 41 provided at the circumference of the second aperture 21; and an elastic member 42 that is electrically connected to the positive electrode terminal 13 or the negative electrode terminal 14 and is supported by the insulation members 41.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、蓄電デバイスに関する。   The present invention relates to an electricity storage device.

バッテリの一形態として、2枚のラミネートフィルムで電池要素を挟み込むように収容する所謂パウチ型のバッテリセルが知られている。一般的にパウチ型のバッテリセルは、扁平形状であり、2枚のラミネートフィルムの間からシート状の電極端子が突出するように形成されている。また、パウチ型のバッテリセルは、複数のバッテリセルを積層することにより所望の充放電容量の蓄電デバイスを構成して使用されることが多い。   As one form of battery, a so-called pouch-type battery cell is known in which a battery element is sandwiched between two laminated films. In general, a pouch-type battery cell has a flat shape, and is formed such that a sheet-like electrode terminal protrudes between two laminate films. Further, a pouch-type battery cell is often used by forming a power storage device having a desired charge / discharge capacity by stacking a plurality of battery cells.

これに対し、外装体を構成するラミネートフィルムの中央に電池要素の導電部を面状に露出する金属露出部を形成することで、当該金属露出部をはんだ付部や導電部として利用するバッテリセルが特許文献1に開示されている。   On the other hand, by forming a metal exposed portion that exposes the conductive portion of the battery element in a planar shape at the center of the laminate film constituting the exterior body, the battery cell that uses the metal exposed portion as a soldering portion or a conductive portion Is disclosed in Patent Document 1.

特開2015−228365号公報JP2015-228365A

ところで、上記のような蓄電デバイスは、電気自動車や航空機などのように、移動時に振動が発生する移動体に搭載されることがある。しかしながら、蓄電デバイスは、安全性の観点から搭載時の振動入力に対する信頼性の要求を満足するために頑健な構成にしなければならず、製造コストが上昇してしまう虞が生じる。   By the way, an electricity storage device as described above may be mounted on a moving body that generates vibration during movement, such as an electric vehicle or an aircraft. However, the power storage device must have a robust configuration in order to satisfy the reliability requirement for vibration input when mounted from the viewpoint of safety, which may increase the manufacturing cost.

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、デバイスの信頼性の要求を満たしつつ、コストダウンに寄与することができる蓄電デバイスを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a power storage device that can contribute to cost reduction while satisfying the reliability requirement of the device. .

上記した目的を達成するために、本発明に係る蓄電デバイスは、外装体が電池要素を収容し、第1の面と前記第1の面と対向する第2の面を有するラミネートフィルムから構成され、前記外装体に前記電池要素の導電部を前記第1の面と前記第2の面のそれぞれにおいて露出する第1開口部が形成される複数のバッテリセルが、前記導電部が互いに接触するように積層され、積層方向における両端面において前記導電部が露出する積層構造体と、複数の前記バッテリセルを収容する筐体と、前記筐体において、前記積層構造体の前記導電部に対向するように設けられる第2開口部と、前記第2開口部の周縁に設けられる絶縁部材と、前記導電部と電気的に接続し、前記絶縁部材に支持される弾性部材と、を含むことを特徴とする蓄電デバイスである。   In order to achieve the above-described object, an electricity storage device according to the present invention is composed of a laminate film in which an exterior body houses a battery element and has a first surface and a second surface facing the first surface. A plurality of battery cells in which a first opening that exposes the conductive portion of the battery element on each of the first surface and the second surface is formed in the outer package so that the conductive portion contacts each other. A stacked structure in which the conductive portions are exposed at both end surfaces in the stacking direction, a housing that houses the plurality of battery cells, and the housing so as to face the conductive portions of the stacked structure. A second opening provided in the first opening, an insulating member provided at a periphery of the second opening, and an elastic member electrically connected to the conductive portion and supported by the insulating member. Power storage device A.

蓄電デバイスの筐体は、ラミネートフィルムからなる外装体の両面に導電部が形成された複数のバッテリセルを積層した積層構造体を収容する。また蓄電デバイスの筐体は、積層構造体の積層方向の両端面に露出した導電部に対向するように第2開口部が設けられ、第2開口部に絶縁部材を介して導電性を有する弾性部材が支持される。これにより、本発明に係る蓄電デバイスによれば、筐体に収容される積層構造体が弾性部材により積層方向の変位を規制されると共に、弾性部材が筐体の内外を導通する電極端子として機能する。そのため、蓄電デバイスは、外部からの振動入力に対しても安定して筐体に積層構造体を支持することができ、さらに、弾性部材が電極端子としての機能を併せ持つことにより、別途電極コンタクタを設ける必要が無いため、部品点数の削減や製造工程の簡略化に寄与し、製造コストを抑制することができる。すなわち、本発明に係る蓄電デバイスによれば、デバイスの信頼性の要求を満たしつつ、コストダウンに寄与することができる。   The housing of the electricity storage device accommodates a laminated structure in which a plurality of battery cells having conductive portions formed on both surfaces of an exterior body made of a laminate film are laminated. The housing of the electricity storage device is provided with a second opening so as to face the conductive parts exposed at both end faces in the stacking direction of the stacked structure, and the second opening is elastic with conductivity through an insulating member. The member is supported. As a result, according to the electricity storage device of the present invention, the laminated structure housed in the casing is restricted from displacement in the stacking direction by the elastic member, and the elastic member functions as an electrode terminal for conducting the inside and outside of the casing. To do. Therefore, the electricity storage device can stably support the laminated structure on the housing against vibration input from the outside, and the elastic member also has a function as an electrode terminal. Since it is not necessary to provide, it contributes to the reduction of the number of parts and the simplification of the manufacturing process, and the manufacturing cost can be suppressed. That is, according to the electricity storage device of the present invention, it is possible to contribute to cost reduction while satisfying the device reliability requirement.

本発明に係る蓄電スタックの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the electrical storage stack which concerns on this invention. 本発明に係るバッテリモジュールの内部構成を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the internal structure of the battery module which concerns on this invention. 本発明に係るバッテリセルの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the battery cell which concerns on this invention. バッテリモジュールが備える弾性導電部の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the elastic conductive part with which a battery module is provided.

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する内容に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において任意に変更して実施することが可能である。また、実施の形態の説明に用いる図面は、いずれも構成部材を模式的に示すものであって、理解を深めるべく部分的な強調、拡大、縮小、または省略などを行っており、構成部材の縮尺や形状等を正確に表すものとはなっていない場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the content demonstrated below, In the range which does not change the summary, it can change arbitrarily and can implement. In addition, the drawings used for the description of the embodiments schematically show constituent members, and are partially emphasized, enlarged, reduced, or omitted to deepen the understanding. In some cases, the scale, shape, and the like are not accurately represented.

図1は、本発明に係る蓄電スタック1の構成を示す断面図である。蓄電スタック1は、例えば、車両に搭載されることにより当該車両の走行に必要な電力を放電して供給すると共に、車両の減速時に発生する回生エネルギーを充電することが可能なバッテリ装置である。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a power storage stack 1 according to the present invention. The power storage stack 1 is, for example, a battery device that can be mounted on a vehicle to discharge and supply electric power necessary for traveling of the vehicle and to charge regenerative energy generated when the vehicle is decelerated.

蓄電スタック1は、複数の「蓄電デバイス」としてのバッテリモジュール2、複数のアタッチメント3、エンドプレート4、及びバスバー5を備える。   The power storage stack 1 includes a battery module 2 as a plurality of “power storage devices”, a plurality of attachments 3, an end plate 4, and a bus bar 5.

バッテリモジュール2は、詳細を後述するように、複数のバッテリセル10a〜10dからなる積層構造体10を収容すると共に、入力される振動に対してこれらのバッテリセル10a〜10dの変位を規制する。本実施形態においては、4つのバッテリモジュール2によりスタックが構成されているが、バッテリモジュール2の個数は4つに限定されるものではない。   As will be described in detail later, the battery module 2 accommodates the laminated structure 10 including a plurality of battery cells 10a to 10d and restricts displacement of the battery cells 10a to 10d with respect to input vibration. In the present embodiment, the stack is constituted by four battery modules 2, but the number of battery modules 2 is not limited to four.

アタッチメント3は、隣接して配置される2つのバッテリモジュール2を所定の間隔で互いに固定し、又は、隣接して配置されるバッテリモジュール2とエンドプレート4とを所定の間隔で互いに固定する固定用部材である。   The attachment 3 is for fixing two battery modules 2 arranged adjacent to each other at a predetermined interval, or fixing the battery modules 2 arranged adjacent to each other and the end plate 4 to each other at a predetermined interval. It is a member.

エンドプレート4は、複数の積層されたバッテリモジュール2からなるスタックを上下から挟むように配置され、例えば搭載される車両に蓄電スタック1を固定する。また、エンドプレート4は、Fe、Al、Mg等の導電材料からなり、導電性を有するバスバー5をプラスチック等の絶縁材を介して内蔵する。エンドプレート4は、バッテリモジュール2との接続部のみバスバー5を露出させる。バスバー5は、一端が例えば図示しない車両の電力制御装置と接続され、蓄電スタック1と車両の電力制御装置との電力の授受を行い、また、他の部分において、エンドプレート4に隣接するバッテリモジュール2の電極端子に接続されることにより、複数のバッテリモジュール2の充放電を行う。すなわち、蓄電スタック1が備える2つのバスバー5は、それぞれ蓄電スタック1を充放電するための正極及び負極となる。   The end plate 4 is disposed so as to sandwich a stack composed of a plurality of stacked battery modules 2 from above and below, and fixes the power storage stack 1 to, for example, a mounted vehicle. Further, the end plate 4 is made of a conductive material such as Fe, Al, or Mg, and incorporates a conductive bus bar 5 via an insulating material such as plastic. The end plate 4 exposes the bus bar 5 only at the connection portion with the battery module 2. One end of the bus bar 5 is connected to, for example, a vehicle power control device (not shown), and transfers power between the power storage stack 1 and the vehicle power control device. In other portions, the battery module is adjacent to the end plate 4. The plurality of battery modules 2 are charged and discharged by being connected to the two electrode terminals. That is, the two bus bars 5 provided in the power storage stack 1 serve as a positive electrode and a negative electrode for charging and discharging the power storage stack 1, respectively.

次に、各バッテリモジュール2の構成について説明する。図2は、本発明に係るバッテリモジュール2の内部構成を模式的に示す断面図である。   Next, the configuration of each battery module 2 will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the internal configuration of the battery module 2 according to the present invention.

バッテリモジュール2は、積層構造体10、筐体20、柱部材30、及び弾性導電部40を備える。   The battery module 2 includes a laminated structure 10, a housing 20, a pillar member 30, and an elastic conductive part 40.

積層構造体10は、積層された複数のバッテリセル10a〜10dからなる。各バッテリセル10a〜10dは、図示しない正極板、負極板、及びセパレータを積層して構成される電極体11と電解質12とからなる電池要素を外装体15の内部に収容することで蓄電が可能である。   The stacked structure 10 includes a plurality of stacked battery cells 10a to 10d. Each of the battery cells 10a to 10d can be charged by storing a battery element made up of an electrode body 11 and an electrolyte 12 configured by laminating a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator (not shown) inside the exterior body 15. It is.

各バッテリセル10a〜10dは、外装体15の表裏の面の中央部にそれぞれ形成された正極端子13及び負極端子14を介して電力の授受を行う。本実施形態においては、4つのバッテリセル10a〜10dは、隣接するセルの正極端子13と負極端子14とが互いに接触するように積層され、互いに直列に接続されている。これにより、本実施形態では、バッテリモジュール2の内部において、最上部に配置されたバッテリセル10aの正極端子13と最下部に配置されたバッテリセル10dの負極端子14とが、「導電部」として積層構造体10の積層方向の両端面において露出する。   Each of the battery cells 10 a to 10 d transmits and receives electric power through the positive terminal 13 and the negative terminal 14 formed at the center of the front and back surfaces of the exterior body 15. In the present embodiment, the four battery cells 10a to 10d are stacked such that the positive electrode terminal 13 and the negative electrode terminal 14 of adjacent cells are in contact with each other, and are connected in series. Thereby, in this embodiment, in the battery module 2, the positive electrode terminal 13 of the battery cell 10a arrange | positioned at the uppermost part and the negative electrode terminal 14 of the battery cell 10d arrange | positioned at the lowest part are set as a "conductive part." The stacked structure 10 is exposed at both end surfaces in the stacking direction.

ここで、一般的にバッテリセルは、充放電に伴い膨張及び収縮し、その厚みの変位量はバッテリセルの中央部において最大となる。上記のように、本発明に係るバッテリモジュール2では、積層されたバッテリセル10a〜10dにおいて、隣接して配置される2つのバッテリセル10a〜10dは、互いの正極端子13と負極端子14とがバッテリセル10a〜10dの中央部において接続されている。そのため、各バッテリセル10a〜10dの膨張に伴い厚みが増加した場合であっても、隣接して配置される2つのバッテリセル10a〜10dの導通状態を良好に維持することができる。なお、各バッテリセル10a〜10d間を電気的に接続する場合は、正極端子13及び負極端子14は必須な構成ではない。バッテリセル10a〜10dの外装体15であるラミネートフィルムの膜厚は一般的に数十μmであり、正極端子13及び負極端子14を介さずに積層した場合であっても、各バッテリセル10a〜10d間の電気的接続は阻害されない。したがって、各バッテリセル10a〜10dの電極体11が露出した部分を対向させて積層することにより、十分な電気的接続を得ることができる(図示せず)。   Here, generally, a battery cell expands and contracts with charge and discharge, and the amount of displacement of the thickness becomes maximum at the center of the battery cell. As described above, in the battery module 2 according to the present invention, in the stacked battery cells 10a to 10d, the two battery cells 10a to 10d arranged adjacent to each other have the positive terminal 13 and the negative terminal 14 respectively. The battery cells 10a to 10d are connected at the center. Therefore, even if it is a case where thickness increases with expansion | swelling of each battery cell 10a-10d, the conduction | electrical_connection state of the two battery cells 10a-10d arrange | positioned adjacently can be maintained favorable. In addition, when connecting between each battery cell 10a-10d electrically, the positive electrode terminal 13 and the negative electrode terminal 14 are not an essential structure. The film thickness of the laminate film, which is the outer package 15 of the battery cells 10a to 10d, is generally several tens of μm, and even when stacked without the positive electrode terminal 13 and the negative electrode terminal 14, the battery cells 10a to 10d. The electrical connection between 10d is not disturbed. Therefore, sufficient electrical connection can be obtained (not shown) by laminating the exposed portions of the electrode bodies 11 of the battery cells 10a to 10d facing each other.

筐体20は、剛性を有する部材により箱状に形成され、収容する積層構造体10を固定すると共に、外部の衝撃等から積層構造体10を保護する。   The casing 20 is formed in a box shape by a rigid member, and fixes the laminated structure 10 to be accommodated, and protects the laminated structure 10 from an external impact or the like.

柱部材30は、樹脂材料からなり、詳細を後述するように、各バッテリセル10a〜10dに形成された第1貫通孔18をそれぞれ貫通して設けられる。また、柱部材30は、端部31が筐体20に形成された第2貫通孔22から外側に突出すると共に、第2貫通孔22の周囲において筐体20と熱溶着により固定される。ここで、柱部材30は、樹脂材料から形成されているため、各バッテリセル10a〜10dの第1貫通孔18に導電性を有する部分が露出していたとしても、各バッテリセル10a〜10dのショートを防止することができる。また、柱部材30は、筐体20と熱溶着により固定されることから、他の部材を導入することなく筐体20に固定することができ、材料コストの低減と、製造工程の簡略化による歩留りの向上が可能となる。   The pillar member 30 is made of a resin material, and is provided through the first through holes 18 formed in the battery cells 10a to 10d, as will be described in detail later. The column member 30 has an end 31 protruding outward from the second through hole 22 formed in the housing 20 and is fixed to the housing 20 around the second through hole 22 by heat welding. Here, since the column member 30 is formed of a resin material, even if the conductive portion is exposed in the first through hole 18 of each of the battery cells 10a to 10d, each of the battery cells 10a to 10d. Short circuit can be prevented. Further, since the column member 30 is fixed to the casing 20 by thermal welding, it can be fixed to the casing 20 without introducing other members, thereby reducing the material cost and simplifying the manufacturing process. Yield can be improved.

弾性導電部40は、詳細を後述するように、弾性及び導電性を有する部材を含み、筐体20の内外を電気的に導通するための導通路として形成されている。より具体的には、筐体20の上面に配置された弾性導電部40は、筐体20の内部において最上部に配置されたバッテリセル10aの正極端子13に一端が接続され、筐体20の上面に形成された第2開口部21を通って筐体20の外側に他端が突出するように形成されている。また、筐体20の下面に配置された弾性導電部40は、筐体20の内部において最下部に配置されたバッテリセル10dの負極端子14に一端が接続され、筐体20の下面に形成された第2開口部21を通って筐体20の外側に他端が突出するように形成されている。   As will be described in detail later, the elastic conductive portion 40 includes a member having elasticity and conductivity, and is formed as a conduction path for electrically conducting the inside and outside of the housing 20. More specifically, one end of the elastic conductive portion 40 disposed on the upper surface of the housing 20 is connected to the positive electrode terminal 13 of the battery cell 10 a disposed at the top in the housing 20. The other end protrudes outside the housing 20 through the second opening 21 formed on the upper surface. Further, one end of the elastic conductive portion 40 disposed on the lower surface of the housing 20 is connected to the negative electrode terminal 14 of the battery cell 10 d disposed at the lowermost portion inside the housing 20, and is formed on the lower surface of the housing 20. The other end protrudes outside the housing 20 through the second opening 21.

また、弾性導電部40の他端は、複数のバッテリモジュール2をスタックとして構成した場合に、図1に示すように、対向する弾性導電部40又はエンドプレート4の内部のバスバーと電気的に接続され、互いに電力を授受することが可能となる。なお、弾性導電部40を、正極端子13及び負極端子14を介さず、電極体11が露出した部分に直接設けてもよいことは言うまでもない。   Further, when the plurality of battery modules 2 are configured as a stack, the other end of the elastic conductive portion 40 is electrically connected to the opposing elastic conductive portion 40 or the bus bar inside the end plate 4 as shown in FIG. Thus, it is possible to exchange power with each other. Needless to say, the elastic conductive portion 40 may be provided directly in a portion where the electrode body 11 is exposed without passing through the positive electrode terminal 13 and the negative electrode terminal 14.

続いて、各バッテリセル10a〜10dの構成についてさらに説明する。本実施形態においては、バッテリセル10a〜10dが同一の構成であるため、ここではバッテリセル10aについて詳細に説明し、他のバッテリセル10b〜10dについては、詳細な説明を省略する。図3は、本発明に係るバッテリセル10aの外観を示す斜視図である。   Then, the structure of each battery cell 10a-10d is further demonstrated. In the present embodiment, since the battery cells 10a to 10d have the same configuration, the battery cell 10a will be described in detail here, and the detailed description of the other battery cells 10b to 10d will be omitted. FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of the battery cell 10a according to the present invention.

バッテリセル10aは、本実施形態においては、上記した電極体11及び電解質12からなる電池要素と、電池要素を収容する外装体15からなる。尚、電池要素は、二次電池であるか一次電池であるかを問わず、また、キャパシタのような蓄電器であってもよい。   In the present embodiment, the battery cell 10a includes a battery element composed of the electrode body 11 and the electrolyte 12, and an exterior body 15 that houses the battery element. The battery element may be a secondary battery or a primary battery, and may be a capacitor such as a capacitor.

外装体15は、バッテリセル10aの第1の面を構成する上面ラミネートフィルム16と、第1の面と対向する第2の面を構成する下面ラミネートフィルム17とを張り合わせて形成される。また、上面ラミネートフィルム16及び下面ラミネートフィルム17は、それぞれ電池要素を両面から覆う被覆領域16a、17a、及び電池要素の周縁において上面ラミネートフィルム16と下面ラミネートフィルム17とを融着する融着領域16b、17bからなる。   The outer package 15 is formed by laminating an upper surface laminate film 16 constituting a first surface of the battery cell 10a and a lower surface laminate film 17 constituting a second surface facing the first surface. Further, the upper surface laminate film 16 and the lower surface laminate film 17 are respectively coated regions 16a and 17a that cover the battery element from both sides, and a fusion region 16b that fuses the upper surface laminate film 16 and the lower surface laminate film 17 at the periphery of the battery element. , 17b.

上面ラミネートフィルム16は、バッテリセル10aの正極端子13を露出する第1開口部19が形成され、被覆領域16aの一部において導電部を構成する。ここで、正極端子13を露出する第1開口部19の周囲には、必要に応じて接着剤50が塗布されてもよい。   The top laminate film 16 has a first opening 19 that exposes the positive electrode terminal 13 of the battery cell 10a, and constitutes a conductive portion in a part of the covering region 16a. Here, an adhesive 50 may be applied around the first opening 19 exposing the positive electrode terminal 13 as necessary.

下面ラミネートフィルム17は、上面ラミネートフィルム16と同様の構成により、バッテリセル10aの負極端子14を露出する第1開口部19(図示せず)が形成され、被覆領域17aの一部において導電部を構成する。また、負極端子14を露出する開口部の周囲には、図示しない接着剤50が塗布されてもよい。   The bottom laminate film 17 has the same configuration as the top laminate film 16 and has a first opening 19 (not shown) that exposes the negative electrode terminal 14 of the battery cell 10a. Configure. An adhesive 50 (not shown) may be applied around the opening that exposes the negative electrode terminal 14.

積層される複数のバッテリセル10a〜10dのうち、隣接して配置される2つのセルは、一方のセルの正極端子13と他方のセルの負極端子14とが接するため、外装体15に接着剤50が塗布される場合には、その周囲に塗布された接着剤50により良好な接触状態を維持することができる。   Among the plurality of battery cells 10a to 10d to be stacked, two cells arranged adjacent to each other are in contact with the positive electrode terminal 13 of one cell and the negative electrode terminal 14 of the other cell. When 50 is applied, a good contact state can be maintained by the adhesive 50 applied to the periphery thereof.

上面ラミネートフィルム16及び下面ラミネートフィルム17には、融着領域16b、17bを貫通する第1貫通孔18が、本実施形態においては、各バッテリセル10a〜10dに4つ形成されている。そして、積層される複数のバッテリセル10a〜10dの各第1貫通孔18に亘って柱部材30を貫通させると共に、上記したように柱部材30を筐体20に固定することにより、筐体20に対する各バッテリセル10a〜10dの水平方向の変位を規制することができる。   In the upper surface laminate film 16 and the lower surface laminate film 17, four first through holes 18 penetrating the fusion regions 16b and 17b are formed in each of the battery cells 10a to 10d in the present embodiment. Then, the column member 30 is passed through the first through holes 18 of the plurality of battery cells 10a to 10d to be stacked, and the column member 30 is fixed to the housing 20 as described above. The horizontal displacement of each of the battery cells 10a to 10d can be restricted.

また、第1貫通孔18の断面積は、柱部材30の幅方向における断面積以下である。すなわち、柱部材30は、第1貫通孔18に対して圧入するように貫通している。これにより、柱部材30は、筐体20に対する各バッテリセル10a〜10dの鉛直方向の変位を規制することができる。本実施例においては、第1貫通孔18及び柱部材30の断面の形状を円形としているが、柱部材30が第1貫通孔18に対して圧入するように貫通することで鉛直方向の変位が規制されていればよく、第1貫通孔18及び柱部材30の断面は他の形状であってもよい。   Further, the cross-sectional area of the first through hole 18 is equal to or smaller than the cross-sectional area in the width direction of the column member 30. That is, the column member 30 penetrates the first through hole 18 so as to be press-fitted. Thereby, the pillar member 30 can regulate the displacement of the battery cells 10 a to 10 d in the vertical direction with respect to the housing 20. In the present embodiment, the cross-sectional shapes of the first through hole 18 and the column member 30 are circular, but the vertical displacement is caused by penetrating the column member 30 so as to press fit into the first through hole 18. The cross section of the 1st through-hole 18 and the pillar member 30 may be another shape as long as it is regulated.

次に、本発明に係る弾性導電部40の構成について、より詳細に説明する。図4は、バッテリモジュール2が備える弾性導電部40の構成を示す断面図である。   Next, the configuration of the elastic conductive portion 40 according to the present invention will be described in more detail. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the elastic conductive portion 40 included in the battery module 2.

弾性導電部40は、絶縁部材41、弾性部材42からなる。ここで、筐体20の上面及び下面には、図2に示すように、積層構造体10の導電部(すなわち、バッテリセル10aの正極端子13、及びバッテリセル10dの負極端子14)に対向する位置に第2開口部21が形成されている。そして、弾性導電部40は、図4に示すように、筐体20の第2開口部21に設けられる。   The elastic conductive portion 40 includes an insulating member 41 and an elastic member 42. Here, as shown in FIG. 2, the upper surface and the lower surface of the housing 20 face the conductive portions of the stacked structure 10 (that is, the positive terminal 13 of the battery cell 10a and the negative terminal 14 of the battery cell 10d). A second opening 21 is formed at the position. And the elastic conductive part 40 is provided in the 2nd opening part 21 of the housing | casing 20, as shown in FIG.

絶縁部材41は、例えばゴム素材のような電気絶縁性を有する高分子材料からなる。また、絶縁部材41は、本実施形態では、断面形状が横向きのH型形状に形成され、外向きの凹部が筐体20の第2開口部21の内周に亘って嵌合して支持される。   The insulating member 41 is made of a polymer material having electrical insulating properties such as a rubber material. Further, in this embodiment, the insulating member 41 is formed in an H-shaped cross-sectional shape, and an outwardly recessed portion is fitted and supported over the inner periphery of the second opening 21 of the housing 20. The

弾性部材42は、弾性及び電気導電性を有する部材からなり、本実施形態においては金属製の板バネとして形成されている。弾性部材42は、絶縁部材41の内向きの凹部に嵌合することで支持されると共に、筐体20の内外方向に対して弾性力が作用するように形成されている。そして、弾性部材42は、バッテリモジュール2の内外を電気的に導通すすることで、バッテリモジュール2の内部の各バッテリセル10a〜10dを充放電することができる。尚、弾性部材42は、弾性及び電気導電性を有する他の部材であってもよく、例えばコイル状の線バネや、板バネと線バネとを組み合わせた態様であってもよい。   The elastic member 42 is made of a member having elasticity and electric conductivity, and is formed as a metal leaf spring in the present embodiment. The elastic member 42 is supported by being fitted into an inwardly recessed portion of the insulating member 41, and is formed so that an elastic force acts on the inside and outside directions of the housing 20. And the elastic member 42 can charge / discharge each battery cell 10a-10d inside the battery module 2 by electrically conducting the inside and outside of the battery module 2. FIG. The elastic member 42 may be another member having elasticity and electrical conductivity. For example, the elastic member 42 may be a coiled wire spring or a combination of a leaf spring and a wire spring.

ここで、弾性部材42は、絶縁部材41と共に第2開口部21を塞ぐ構成とすることで、第2開口部21からバッテリモジュール2の内部に塵埃や水分が入り込むことを防止することもできる。また、弾性部材42は、筐体20の内外方向の端部42aを平板として形成することで、図1に示すように隣接して配置されるバッテリモジュール2又はバスバー5との接触面積を広げることができ、電気的な導通状態を安定させることができ、さらには接触部分における発熱を抑制することができる。   Here, the elastic member 42 is configured to block the second opening 21 together with the insulating member 41, thereby preventing dust and moisture from entering the battery module 2 from the second opening 21. Moreover, the elastic member 42 forms the end part 42a of the housing | casing 20 in the inside / outside direction as a flat plate, and expands a contact area with the battery module 2 or bus bar 5 arrange | positioned adjacently as shown in FIG. Thus, the electrical conduction state can be stabilized, and further, heat generation at the contact portion can be suppressed.

このように、弾性導電部40は、バッテリモジュール2の筐体20に絶縁部材41を介して支持された弾性部材42の弾性力によって、筐体20の内部の積層構造体10が積層方向に変位することを規制し、外部からの振動入力に対する信頼性を向上させることができる。また、弾性導電部40は、積層された複数のバッテリセル10a〜10dが充放電に伴って膨張及び収縮する場合であっても、弾性部材42でその厚み方向の変位量を吸収するように積層構造体10を支持するため、振動入力に対する信頼性をより向上させることができる。   As described above, the elastic conductive portion 40 is displaced in the stacking direction by the elastic force of the elastic member 42 supported by the casing 20 of the battery module 2 via the insulating member 41. It is possible to improve the reliability of external vibration input. Further, the elastic conductive portion 40 is laminated so that the elastic member 42 absorbs the displacement in the thickness direction even when the plurality of laminated battery cells 10a to 10d expand and contract with charging / discharging. Since the structure 10 is supported, the reliability with respect to the vibration input can be further improved.

さらに、弾性導電部40は、上記のように弾性部材42が積層構造体10の変位を規制することに加え、筐体20の内外を電気的に導通させることでバッテリモジュール2の充放電を行う電極端子としても機能する。このため、バッテリモジュール2は、別途コンタクタ等の電極端子を設ける必要が無いため部品点数が削減される他、溶接等の製造工程が簡略化されることで製造コストを抑制することもできる。尚、従来技術のような剛体としての電極端子では、バッテリセル10a〜10dの充放電に伴う膨張及び収縮により、電極端子の接続部に応力が集中して不具合を招来する虞があるのに対し、本願発明に係る弾性導電部40では、弾性部材42が応力を吸収することによりその虞を軽減することができる。   Furthermore, the elastic conductive portion 40 charges and discharges the battery module 2 by electrically connecting the inside and outside of the housing 20 in addition to the elastic member 42 restricting the displacement of the laminated structure 10 as described above. It also functions as an electrode terminal. For this reason, since it is not necessary to provide electrode terminals, such as a contactor separately, the battery module 2 can also reduce manufacturing cost by simplifying manufacturing processes, such as welding, besides a number of parts. In addition, in the electrode terminal as a rigid body as in the prior art, there is a possibility that stress is concentrated on the connection portion of the electrode terminal due to expansion and contraction accompanying charging / discharging of the battery cells 10a to 10d, leading to problems. In the elastic conductive part 40 according to the present invention, the elastic member 42 absorbs the stress, thereby reducing the fear.

その他、弾性導電部40は、絶縁部材41が例えばゴム素材からなるため、例えば筐体20に外部から振動が加わったとしても、絶縁部材41が緩衝材として振動を吸収して弾性部材42に対する影響を軽減することができ、振動入力に対する信頼性をより向上させることができる。   In addition, since the insulating member 41 is made of, for example, a rubber material, the elastic conductive portion 40 has an influence on the elastic member 42 by absorbing the vibration as a cushioning material even if the casing 20 is subjected to vibration from the outside. Can be reduced, and the reliability with respect to vibration input can be further improved.

以上のように、本発明に係る蓄電デバイスは、デバイスの信頼性の要求を満たしつつ、コストダウンに寄与することができる蓄電デバイスを提供することができる。   As described above, the power storage device according to the present invention can provide a power storage device that can contribute to cost reduction while satisfying the reliability requirement of the device.

1 蓄電スタック
2 バッテリモジュール
10 積層構造体
10a〜10d バッテリセル
13 正極端子
14 負極端子
15 外装体
16 上面ラミネートフィルム
17 下面ラミネートフィルム
19 第1開口部
20 筐体
21 第2開口部
40 弾性導電部
41 絶縁部材
42 弾性部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power storage stack 2 Battery module 10 Laminated structure 10a-10d Battery cell 13 Positive electrode terminal 14 Negative electrode terminal 15 Exterior body 16 Upper surface laminate film 17 Lower surface laminate film 19 1st opening part 20 Housing | casing 21 2nd opening part 40 Elastic conductive part 41 Insulating member 42 Elastic member

Claims (1)

外装体が電池要素を収容し、第1の面と前記第1の面と対向する第2の面を有するラミネートフィルムから構成され、前記外装体に前記電池要素の導電部を前記第1の面と前記第2の面のそれぞれにおいて露出する第1開口部が形成される複数のバッテリセルが、前記導電部が互いに接触するように積層され、積層方向における両端面において前記導電部が露出する積層構造体と、
複数の前記バッテリセルを収容する筐体と、
前記筐体において、前記積層構造体の前記導電部に対向するように設けられる第2開口部と、
前記第2開口部の周縁に設けられる絶縁部材と、
前記導電部と電気的に接続し、前記絶縁部材に支持される弾性部材と、
を含むことを特徴とする蓄電デバイス。
The exterior body contains a battery element, and is composed of a laminate film having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and a conductive portion of the battery element is disposed on the exterior surface of the first surface. And a plurality of battery cells in which a first opening exposed in each of the second surfaces is stacked such that the conductive portions are in contact with each other, and the conductive portions are exposed at both end surfaces in the stacking direction. A structure,
A housing that houses a plurality of the battery cells;
A second opening provided in the housing to face the conductive portion of the multilayer structure;
An insulating member provided at the periphery of the second opening;
An elastic member electrically connected to the conductive portion and supported by the insulating member;
An electricity storage device comprising:
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