JP2019192400A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電セルの積層方向に体格を大きくすることなく、集電板と拘束部材との短絡を防止することができる蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置１は、複数のバイポーラ電極１１を含んで構成される蓄電セル８が正極集電板１６及び負極集電板１７を介して積層されてなるセルスタック３と、蓄電セル８を積層方向に拘束する１対の金属製のエンドプレート４と、セルスタック３とエンドプレート４との間に配置された絶縁プレート２０と、セルスタック３の上面側に配置されると共に、正極集電板１６及び負極集電板１７と電気的に接続された正極バスバー５及び負極バスバー６とを備え、エンドプレート４の上端４ａの高さ位置は、絶縁プレート２０の上端２０ａの高さ位置よりも低い。【選択図】図２

Description

本発明は、蓄電装置に関する。

従来の蓄電装置としては、例えば特許文献１に記載されている技術が知られている。特許文献１に記載の蓄電装置は、複数の蓄電池が水平方向に積層される蓄電池群と、蓄電池群の積層方向両端に、断熱機能及び絶縁機能を有するインシュレータプレートを介装して配置された１対のエンドプレートと、互いに隣接する一方の蓄電池の電極端子と他方の蓄電池の電極端子とを電気的に接続する複数のバスバーを有するバスバーユニットとを備えている。

特開２０１６−１４３５５４号公報

ところで、複数の蓄電セルが集電板を介して積層されていると共に、バスバーが集電板と電気的に接続された蓄電装置がある。そのような蓄電装置では、蓄電セルの積層方向の最も外側に位置する集電板が金属製のエンドプレート（拘束部材）と短絡するという懸念がある。当該集電板とエンドプレートとの短絡を防止するためには、積層方向の最も外側に位置する蓄電セルとエンドプレートとの間に配置された絶縁プレートの厚みを大きくすることが考えられる。しかし、この場合には、蓄電装置の体格が蓄電セルの積層方向に大きくなってしまう。

本発明の目的は、蓄電セルの積層方向に体格を大きくすることなく、集電板と拘束部材との短絡を防止することができる蓄電装置を提供することである。

本発明の一態様に係る蓄電装置は、複数の電極を含んで構成される蓄電セルが集電板を介して積層されてなるセルスタックと、セルスタックの積層方向の両側に配置され、蓄電セルを積層方向に拘束する１対の金属製の拘束部材と、セルスタックと拘束部材との間に配置された絶縁部材と、セルスタックに対して積層方向に垂直な高さ方向の一方側に積層方向に延在するように配置されると共に、集電板と電気的に接続されたバスバーとを備え、拘束部材のバスバー側の端の高さ位置は、絶縁部材のバスバー側の端の高さ位置よりもバスバーの反対側である。

このような蓄電装置においては、拘束部材のバスバー側の端の高さ位置を、絶縁部材のバスバー側の端の高さ位置よりもバスバーの反対側とすることにより、絶縁部材の厚みを大きくしなくても、セルスタックの積層方向の最も外側に位置する集電板と拘束部材との絶縁距離が長くなる。これにより、蓄電装置の体格を蓄電セルの積層方向に大きくすることなく、集電板と拘束部材との短絡を防止することができる。

拘束部材のバスバー側の端の高さ位置は、電極のバスバー側の端の高さ位置と同等であるか或いは電極のバスバー側の端の高さ位置よりもバスバー側であってもよい。このような構成では、１対の拘束部材によって蓄電セルの電極に全体的に積層方向の拘束荷重が付加される。

集電板は、バスバーと溶接により接合されるタブを有し、タブの先端側には、バスバーと蓄電セルまたは絶縁部材とに挟まれるように屈曲された屈曲部が設けられていてもよい。このような構成では、バスバーと屈曲部とが溶接されることになるため、タブの溶接面積を大きくすることができる。従って、バスバーとタブとの接合強度を高くすることができる。

拘束部材のバスバー側の端部には、バスバー側に突出した凸部が設けられており、集電板は、積層方向及び高さ方向に垂直な幅方向において凸部の両側部分に対応する位置に配置され、バスバーと溶接により接合されるタブを有し、凸部の両側部分における拘束部材のバスバー側の端の高さ位置は、絶縁部材のバスバー側の端の高さ位置よりもバスバーの反対側であってもよい。このような構成では、例えば拘束部材におけるタブに対応する部分を切り欠くことで、拘束部材におけるタブに対応する部分のバスバー側の端の高さ位置を設定することができる。

凸部の両側部分における拘束部材のバスバー側の端の高さ位置は、電極のバスバー側の端の高さ位置と同等であるか或いは電極のバスバー側の端の高さ位置よりもバスバー側であってもよい。このような構成では、１対の拘束部材によって蓄電セルの電極に全体的に積層方向の拘束荷重が付加される。

セルスタックに対して高さ方向の一方側には、積層方向に延在するカバー部材が配置されており、カバー部材の積層方向の端部は、凸部に当接した状態で拘束部材に固定されていてもよい。このような構成では、カバー部材によって蓄電セルを高さ方向に拘束することができる。

本発明によれば、蓄電セルの積層方向に体格を大きくすることなく、集電板と拘束部材との短絡を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。 図１のII−II線断面図である。 図１のIII−III線断面図である。 図１に示された蓄電セルを正極集電板及び負極集電板と共に示す斜視図である。 図４に示された蓄電セルの断面図である。 図１に示されたエンドプレートの正面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。図２は、図１のII−II線断面図である。図３は、図１のIII−III線断面図である。図１〜図３において、本実施形態の蓄電装置１は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車または電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。

蓄電装置１は、複数（ここでは２つ）の蓄電モジュール２を備えている。蓄電モジュール２は、セルスタック３と、１対のエンドプレート４と、正極バスバー５と、負極バスバー６と、カバー部材７とを有している。

セルスタック３は、複数の蓄電セル８を積層することにより構成されている。セルスタック３は、例えば１００体程度の蓄電セル８の集合体である。以下の説明では、蓄電セル８の積層方向をＸ方向とし、蓄電セル８の幅方向をＹ方向とし、蓄電セル８の高さ方向をＺ方向とする。Ｙ方向は、Ｘ方向に垂直な方向である。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向である。２つの蓄電モジュール２は、Ｙ方向に並んで配置されている。

蓄電セル８は、扁平な略直方体形状をなす単電池である。蓄電セル８は、例えばニッケル水素二次電池またはリチウムイオン二次電池等の二次電池であってもよく、電気二重層キャパシタであってもよい。また、蓄電セル８は、全固体電池であってもよい。本実施形態では、蓄電セル８がバイポーラ型のリチウムイオン二次電池である場合を例示する。

蓄電セル８は、図４及び図５にも示されるように、電極積層体９と、保持部材１０とを有している。電極積層体９は、複数のバイポーラ電極１１がセパレータ１２を介して積層されてなる構造を有している。バイポーラ電極１１は、集電体１３と、この集電体１３の一方面に形成された正極層１４と、集電体１３の他方面に形成された負極層１５とを有している。

集電体１３は、略矩形状を呈するシート状の導電部材である。集電体１３は、例えば純金属箔または合金箔である。純金属箔としては、例えば銅箔、アルミニウム箔、チタン箔またはニッケル箔が挙げられる。集電体１３が純金属箔である場合、機械的強度を確保する観点からアルミニウム箔を用いることが好適である。合金箔としては、例えばステンレス鋼箔または上記純金属の合金箔が挙げられる。集電体１３が合金箔またはアルミニウム箔以外の純金属箔である場合、集電体１３の表面にアルミニウムが被覆されていてもよい。

正極層１４は、正極活物質と電解質とを含んでいる。正極活物質は、例えば複合酸化物、金属リチウムまたは硫黄等である。複合酸化物の組成には、例えばマンガン、チタン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも１つとリチウムとが含まれる。電解質は、例えば固体電解質、固体高分子電解質またはゲル状電解質である。固体電解質は、ジルコニアまたはβアルミナを含む。固体高分子電解質は、例えばポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）等のアルキレンオキシド系高分子化合物、若しくはこれらの共重合体を含む。ゲル状電解質は、流動性を完全に若しくはほぼ完全に示さない電解質である。例えば２０℃におけるゲル状電解質の粘度は、０．１Ｐａ・Ｓ以上である。

正極層１４が固体高分子電解質を含む場合、正極層１４は、例えばイオン伝導性を高めるための支持塩、電子伝導性を高めるための導電助剤、粘度調整溶媒及び重合開始剤の少なくとも何れかを含む。支持塩は、アルキレンオキシド系高分子化合物に容易に溶解可能な観点から、例えばリチウム塩である。リチウム塩は、例えばＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＮ（ＳＯ_２ＣＦ_３）_２、ＬｉＮ（ＳＯ_２Ｃ_２Ｆ_５）_２、若しくはこれらの混合物である。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラックまたはグラファイト等である。粘度調整溶媒は、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等である。重合開始剤は、例えばアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）等である。

負極層１５は、負極活物質と電解質とを含んでいる。負極活物質は、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボンまたはソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、リチウムと合金化可能な元素であるシリコン、スズまたはその化合物、或いはホウ素添加炭素等である。負極層１５の電解質は、例えば正極層１４に含まれる電解質と同様である。

セパレータ１２は、隣り合うバイポーラ電極１１同士を隔てる層状部材であり、略矩形状を呈している。セパレータ１２は、正極層１４及び負極層１５に含まれる電解質によって構成されている。また、セパレータ１２は、電解質を充填可能な多孔質膜であってもよい。セパレータ１２が固体電解質によって構成される場合、セパレータ１２は、略矩形の板状を呈していてもよい。

電極積層体９の積層方向の両端には、集電体１３がそれぞれ設けられている。電極積層体９の一端（図５の紙面右側の端）に位置する集電体１３には、正極層１４のみが形成されている。電極積層体９の他端（図５の紙面左側の端）に位置する集電体１３には、負極層１５のみが形成されている。

保持部材１０は、電極積層体９を保持する部材である。保持部材１０は、電極積層体９の幅方向の両側面、上面（頂面）及び下面（底面）を囲む矩形枠状を呈している。保持部材１０は、例えば絶縁性及び耐熱性を有する樹脂により形成されている。保持部材１０を形成する樹脂としては、例えばポリイミド、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ナイロン６６（ＰＡ６６）等が挙げられる。保持部材１０は、バイポーラ電極１１を封止し、バイポーラ電極１１同士の短絡を防止する機能を合わせ持っている。

蓄電セル８同士は、正極集電板１６及び負極集電板１７を介して積層されている。正極集電板１６及び負極集電板１７は、蓄電セル８の主面と略同形の長方形状を呈する金属板である。蓄電セル８の主面は、電極積層体９の積層方向に交差する１対の面であり、具体的には、電極積層体９の積層方向の両端に位置する集電体１３の外側面である。正極集電板１６及び負極集電板１７は、例えば集電体１３と同じ金属材料で形成されている。正極集電板１６及び負極集電板１７は、蓄電セル８を積層方向に挟むように配置されている。正極集電板１６は、正極層１４のみが形成された集電体１３の外側面に接触している。負極集電板１７は、負極層１５のみが形成された集電体１３の外側面に接触している。セルスタック３の積層方向の両端には、正極集電板１６が配置されている。

正極集電板１６は、正極バスバー５と接合される正極タブ１８を有している。正極タブ１８は、正極集電板１６の幅方向の一方側において電極積層体９に対して高さ方向に突出している。具体的には、正極タブ１８は、セルスタック３の上面側に突出している。正極タブ１８の先端側には、屈曲部１８ａが設けられている。屈曲部１８ａは、蓄電セル８の外側に直角に屈曲されている。各正極集電板１６の正極タブ１８の屈曲部１８ａは、積層方向の一方側を向いて揃っている。なお、正極タブ１８の幅は、正極集電板１６の幅の半分よりも小さい。また、各正極集電板１６の正極タブ１８の幅は、互いに等しい。

負極集電板１７は、負極バスバー６と接合される負極タブ１９を有している。負極タブ１９は、正極集電板１６の幅方向の他方側において電極積層体９に対して高さ方向に突出している。具体的には、負極タブ１９は、セルスタック３の上面側に突出している。負極タブ１９の先端側には、屈曲部１９ａが設けられている。屈曲部１９ａは、蓄電セル８の外側に直角に屈曲されている。屈曲部１９ａの屈曲方向は、屈曲部１８ａの屈曲方向と逆向きとなっている。各負極集電板１７の負極タブ１９の屈曲部１９ａは、積層方向の他方側を向いて揃っている。なお、負極タブ１９の幅は、負極集電板１７の幅の半分よりも小さい。また、各負極集電板１７の負極タブ１９の幅は、互いに等しい。負極タブ１９は、幅方向において正極タブ１８から離間している。

エンドプレート４は、蓄電セル８を積層方向に拘束することにより、蓄電セル８の積層方向への位置ずれを規制する拘束部材である。エンドプレート４は、セルスタック３の積層方向の両側に配置されている。エンドプレート４は、例えば側面視でＬ字状を呈している。エンドプレート４は、金属により形成されている。エンドプレート４の形成材料は、例えば鉄、銅、アルミニウム、チタンまたはニッケル等の純金属であってもよく、ステンレス鋼または上記純金属の合金であってもよい。

１対のエンドプレート４同士は、ボルト及びナット等の締結部材（図示せず）により連結されている。これにより、締結部材の締め付け力によってエンドプレート４を介して積層方向の拘束荷重が蓄電セル８に付加される。なお、エンドプレート４については、後で詳述する。

セルスタック３とエンドプレート４との間には、絶縁プレート２０（絶縁部材）が配置されている。絶縁プレート２０は、蓄電セル８の膨張を吸収する機能を有している。絶縁プレート２０は、例えば蓄電セル８の主面と同程度の面積を有する直方体形状を呈している。絶縁プレート２０の形成材料としては、例えばＰＰ、ＰＰＳまたはＰＡ６６等が挙げられる。

絶縁プレート２０の上端２０ａ及び下端２０ｂの高さ位置は、蓄電セル８の上端８ａ及び下端８ｂの高さ位置と同等である。つまり、絶縁プレート２０の高さ方向の両端の高さ位置は、蓄電セル８の高さ方向の両端の高さ位置と同等である。

正極バスバー５及び負極バスバー６は、セルスタック３に対して高さ方向の一方側において幅方向に並んで配置されている。具体的には、正極バスバー５及び負極バスバー６は、セルスタック３の上面側において所定の間隔をもって配置されている。正極バスバー５及び負極バスバー６は、平面視で矩形の板状を呈している。正極バスバー５及び負極バスバー６の形成材料は、例えば銅、アルミニウム、チタンまたはニッケル等の純金属であってもよく、ステンレス鋼または上記純金属の合金等であってもよい。

正極バスバー５は、積層方向に延在し、各正極集電板１６と電気的に接続されている（図２参照）。正極バスバー５は、各正極集電板１６の正極タブ１８の屈曲部１８ａに溶接により接合されている。セルスタック３の積層方向の一端に位置する正極集電板１６の正極タブ１８の屈曲部１８ａは、正極バスバー５と絶縁プレート２０とに挟まれるように屈曲されている。他の正極集電板１６の正極タブ１８の屈曲部１８ａは、正極バスバー５と蓄電セル８とに挟まれるように屈曲されている。正極バスバー５と屈曲部１８ａとの接触部分には、溶接部Ｗ１が設けられている。溶接部Ｗ１は、例えばレーザ溶接等により形成されている。

負極バスバー６は、積層方向に延在し、各負極集電板１７と電気的に接続されている（図３参照）。負極バスバー６は、各負極集電板１７の負極タブ１９の屈曲部１９ａに溶接により接合されている。各負極集電板１７の負極タブ１９の屈曲部１９ａは、負極バスバー６と蓄電セル８とに挟まれるように屈曲されている。負極バスバー６と屈曲部１９ａとの接触部分には、溶接部Ｗ２が設けられている。溶接部Ｗ２は、例えばレーザ溶接等により形成されている。

なお、蓄電セル８の保持部材１０及び絶縁プレート２０は、溶接部Ｗ１，Ｗ２を形成する際に台座として機能することとなる。

カバー部材７は、セルスタック３に対して正極バスバー５及び負極バスバー６と高さ方向の同じ側に配置されている。具体的には、カバー部材７は、セルスタック３の上面側において正極バスバー５と負極バスバー６との間に配置されている。カバー部材７は、蓄電セル８を高さ方向に拘束することにより、蓄電セル８の高さ方向への位置ずれを規制するバンド状の拘束部材である。カバー部材７は、積層方向に延在するカバー本体部２１と、このカバー本体部２１の積層方向の両端部にそれぞれ設けられ、複数のボルト２２によりエンドプレート４に固定される１対の固定部２３とを有している。

エンドプレート４は、図６に示されるように、正面視で凸形状を呈している。エンドプレート４の幅方向の中央部の上端部（正極バスバー５及び負極バスバー６側の端部）には、上側（正極バスバー５及び負極バスバー６側）に突出する凸部２４が設けられている。凸部２４の幅方向の長さは、カバー部材７の幅方向の長さと同等であるか或いはカバー部材７の幅方向の長さよりも短い。凸部２４には、カバー部材７の固定部２３が当接している。

正極タブ１８は、エンドプレート４の幅方向の一方側部分に対応する位置に配置されている。負極タブ１９は、エンドプレート４の幅方向の他方側部分に対応する位置に配置されている。つまり、正極タブ１８及び負極タブ１９は、エンドプレート４の幅方向において凸部２４の両側部分に対応する位置に配置されている。エンドプレート４における凸部２４の両側部分は、切り欠き部４ｃを形成している。

ここで、正極タブ１８及び負極タブ１９が凸部２４の両側部分に対応する位置に配置されるとは、セルスタック３を積層方向から見たときに、正極タブ１８とエンドプレート４の一方側の切り欠き部４ｃとが互いに重なる位置に配置され、負極タブ１９とエンドプレート４の他方側の切り欠き部４ｃとが互いに重なる位置に配置されることである。エンドプレート４の一方側の切り欠き部４ｃの幅方向の長さは、正極タブ１８の幅方向の長さと同等であるか或いは正極タブ１８の幅方向の長さよりも大きい。エンドプレート４の他方側の切り欠き部４ｃの幅方向の長さは、負極タブ１９の幅方向の長さと同等であるか或いは負極タブ１９の幅方向の長さよりも大きい。

エンドプレート４の下端４ｂの高さ位置は、絶縁プレート２０の下端２０ｂの高さ位置と同等である。つまり、エンドプレート４における正極バスバー５及び負極バスバー６とは反対側の端の高さ位置は、絶縁プレート２０における正極バスバー５及び負極バスバー６とは反対側の端の高さ位置と同等である。

エンドプレート４の凸部２４の幅方向の両側部分（切り欠き部４ｃ）におけるエンドプレート４の上端４ａの高さ位置は、絶縁プレート２０の上端２０ａの高さ位置よりも低く、且つ蓄電セル８のバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置と同等であるか或いはバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置よりも高い。

つまり、エンドプレート４の幅方向の一方側部分におけるエンドプレート４の正極バスバー５側の端の高さ位置は、絶縁プレート２０の正極バスバー５側の端の高さ位置よりも正極バスバー５の反対側であり、且つバイポーラ電極１１の正極バスバー５側の端の高さ位置と同等であるか或いはバイポーラ電極１１の正極バスバー５側の端の高さ位置よりも正極バスバー５側である。また、エンドプレート４の幅方向の他方側部分におけるエンドプレート４の負極バスバー６側の端の高さ位置は、絶縁プレート２０の負極バスバー６側の端の高さ位置よりも負極バスバー６の反対側であり、且つバイポーラ電極１１の負極バスバー６側の端の高さ位置と同等であるか或いはバイポーラ電極１１の負極バスバー６側の端の高さ位置よりも負極バスバー６側である。

エンドプレート４における凸部２４の先端２４ａの高さ位置は、絶縁プレート２０の上端２０ａの高さ位置と同等である。

また、蓄電装置１は、各蓄電モジュール２の正極バスバー５同士を接続する正極接続バスバー２５と、各蓄電モジュール２の負極バスバー６同士を接続する負極接続バスバー２６とを備えている。正極接続バスバー２５及び負極接続バスバー２６は、平面視で矩形の板状を呈している。正極接続バスバー２５には、正極取出端子（図示せず）が接続されている。負極接続バスバー２６には、負極取出端子（図示せず）が接続されている。

正極バスバー５は、セルスタック３の積層方向の一端側においてエンドプレート４から積層方向の外側（セルスタック３の反対側）に突出している。正極接続バスバー２５は、正極バスバー５の突出部に接合されている。負極バスバー６は、セルスタック３の積層方向の他端側においてエンドプレート４から積層方向の外側に突出している。負極接続バスバー２６は、負極バスバー６の突出部に接合されている。

以上のように本実施形態にあっては、エンドプレート４の上端４ａの高さ位置を、絶縁プレート２０の上端２０ａの高さ位置よりも低くすることにより、絶縁プレート２０の厚みを大きくしなくても、セルスタック３の積層方向の最も外側に位置する正極集電板１６とエンドプレート４との絶縁距離が長くなる。これにより、蓄電装置１の体格を蓄電セル８の積層方向に大きくすることなく、正極集電板１６とエンドプレート４との短絡を防止することができる。また、正極バスバー５及び負極バスバー６とエンドプレート４との絶縁距離が長くなるため、正極バスバー５及び負極バスバー６とエンドプレート４との短絡を防止することができる。

また、本実施形態では、エンドプレート４の上端４ａの高さ位置を、蓄電セル８のバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置と同等であるか或いはバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置よりも高くすることにより、１対のエンドプレート４によって蓄電セル８のバイポーラ電極１１に全体的に積層方向の拘束荷重が付加される。

また、本実施形態では、正極集電板１６の正極タブ１８は、正極バスバー５と蓄電セル８または絶縁プレート２０とに挟まれるように屈曲されており、負極集電板１７の負極タブ１９は、負極バスバー６と蓄電セル８とに挟まれるように屈曲されている。このような構成では、正極バスバー５と屈曲部１８ａとが溶接されることになるため、正極タブ１８の溶接面積を大きくすることができる。このとき、上述したように、エンドプレート４の上端４ａの高さ位置を絶縁プレート２０の上端２０ａの高さ位置よりも低くすることで、正極集電板１６とエンドプレート４との絶縁距離が長くなるため、屈曲部１８ａの積層方向の長さを大きくしても、正極集電板１６とエンドプレート４との短絡を防止することができる。このため、屈曲部１８ａの積層方向の長さを大きくすることにより、正極タブ１８の溶接面積を十分に大きくすることができる。従って、正極バスバー５と正極タブ１８との接合強度を高くすることができる。また、負極バスバー６と屈曲部１９ａとが溶接されることになるため、負極タブ１９の溶接面積を大きくすることができる。従って、負極バスバー６と負極タブ１９との接合強度を高くすることができる。

また、本実施形態では、エンドプレート４の幅方向において凸部２４の両側部分におけるエンドプレート４の上端４ａの高さ位置は、絶縁プレート２０の上端２０ａの高さ位置よりも低く、且つ蓄電セル８のバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置と同等であるか或いはバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置よりも高い。このような構成では、エンドプレート４における正極タブ１８及び負極タブ１９に対応する部分を切り欠くことで、エンドプレート４における正極タブ１８及び負極タブ１９に対応する部分の上端４ａの高さ位置を設定することができる。

また、本実施形態では、エンドプレート４の上端部には凸部２４が設けられており、カバー部材７の積層方向の端部は、凸部２４に当接した状態でエンドプレート４に固定されているので、カバー部材７によって蓄電セル８を高さ方向に拘束することができる。

なお、本発明は、上記実施形態には限定されない。例えば上記実施形態では、セルスタック３の積層方向の両端に正極集電板１６が設けられているが、特にその形態には限られず、セルスタック３の積層方向の両端に負極集電板１７が設けられていてもよい。この場合には、セルスタック３の積層方向の一端に位置する負極集電板１７の負極タブ１９の屈曲部１９ａが負極バスバー６と絶縁プレート２０とに挟まれることになる。

また、上記実施形態では、蓄電セル８の積層数が偶数であるため、セルスタック３の積層方向の両端に正極集電板１６が設けられているが、蓄電セル８の積層数が奇数である場合には、セルスタック３の積層方向の一端に正極集電板１６が設けられ、セルスタック３の積層方向の他端に負極集電板１７が設けられる。この場合には、セルスタック３の積層方向の一端に位置する正極集電板１６の正極タブ１８の屈曲部１８ａが正極バスバー５と一方の絶縁プレート２０とに挟まれ、セルスタック３の積層方向の他端に位置する負極集電板１７の負極タブ１９の屈曲部１９ａが負極バスバー６と他方の絶縁プレート２０とに挟まれることになる。

また、上記実施形態では、１対のエンドプレート４において、エンドプレート４の上端４ａの高さ位置は、絶縁プレート２０の上端２０ａの高さ位置よりも低く、且つ蓄電セル８のバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置と同等であるか或いはバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置よりも高くなっているが、特にその形態には限られない。正極集電板１６の正極タブ１８が載っている絶縁プレート２０側のエンドプレート４についてのみ、上端４ａの高さ位置がそのように構成されており、正極集電板１６の正極タブ１８が載っていない絶縁プレート２０側のエンドプレート４については、上端４ａの高さ位置が絶縁プレート２０の上端２０ａと同等であってもよい。同様に、セルスタック３の積層方向の両端に負極集電板１７が設けられている場合には、負極集電板１７の負極タブ１９が載っている絶縁プレート２０側のエンドプレート４についてのみ、上端４ａの高さ位置がそのように構成されており、負極集電板１７の負極タブ１９が載っていない絶縁プレート２０側のエンドプレート４については、上端４ａの高さ位置が絶縁プレート２０の上端２０ａと同等であってもよい。

また、上記実施形態では、エンドプレート４が正面視で凸形状を呈しているが、エンドプレート４の形状としては、特にその形態には限られず、正極タブ１８に対応する部分にだけ切り欠き部が設けられたＬ字形状であってもよい。また、セルスタック３の積層方向の両端に負極集電板１７が設けられている場合には、エンドプレート４の形状は、負極タブ１９に対応する部分にだけ切り欠き部が設けられたＬ字形状であってもよい。さらに、セルスタック３の積層方向の一端に正極集電板１６が設けられ、セルスタック３の積層方向の他端に負極集電板１７が設けられている場合には、一方のエンドプレート４の形状は、正極タブ１８に対応する部分にだけ切り欠き部が設けられたＬ字形状であり、他方のエンドプレート４の形状は、負極タブ１９に対応する部分にだけ切り欠き部が設けられたＬ字形状であってもよい。

また、エンドプレート４は、正面視で矩形状を呈していてもよい。この場合には、エンドプレート４の上端４ａの高さ位置は、全体的に絶縁プレート２０の上端２０ａの高さ位置よりも低く、且つ全体的に蓄電セル８のバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置と同等であるか或いはバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置よりも高くなる。

また、上記実施形態では、エンドプレート４の上端４ａの高さ位置は、蓄電セル８のバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置と同等であるか或いはバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置よりも高くなっているが、特にその形態には限られない。エンドプレート４の上端４ａの高さ位置は、絶縁プレート２０の上端２０ａの高さ位置よりも低ければ、蓄電セル８のバイポーラ電極１１の上端１１ａの高さ位置よりも低くてもよい。

また、上記実施形態では、正極集電板１６の正極タブ１８は、正極バスバー５と蓄電セル８または絶縁プレート２０とに挟まれるように屈曲され、負極集電板１７の負極タブ１９は、負極バスバー６と蓄電セル８とに挟まれるように屈曲されているが、特にその形態には限られない。正極集電板１６の正極タブ１８は、屈曲されずに高さ方向に真っ直ぐに延びた状態で正極バスバー５と溶接され、負極集電板１７の負極タブ１９は、屈曲されずに高さ方向に真っ直ぐに延びた状態で負極バスバー６と溶接されていてもよい。

また、上記実施形態では、蓄電セル８を高さ方向に拘束するカバー部材７が備えられているが、そのようなカバー部材７は、特に無くてもよい。

また、上記実施形態では、蓄電装置１は複数の蓄電モジュール２を備えているが、特にその形態には限られず、蓄電モジュール２の数としては、１つであってもよい。この場合には、正極接続バスバー２５及び負極接続バスバー２６は不要となる。従って、正極バスバー５及び負極バスバー６は、必ずしもエンドプレート４まで延びていなくてもよく、例えば絶縁プレート２０まで延びていればよい。

１…蓄電装置、３…セルスタック、４…エンドプレート（拘束部材）、４ａ…上端、５…正極バスバー（バスバー）、６…負極バスバー（バスバー）、７…カバー部材、８…蓄電セル、１１…バイポーラ電極（電極）、１１ａ…上端、１６…正極集電板（集電板）、１７…負極集電板（集電板）、１８…正極タブ、１８ａ…屈曲部、１９…負極タブ、１９ａ…屈曲部、２０…絶縁プレート（絶縁部材）、２０ａ…上端、２４…凸部。

Claims (6)

1. 複数の電極を含んで構成される蓄電セルが集電板を介して積層されてなるセルスタックと、
   前記セルスタックの積層方向の両側に配置され、前記蓄電セルを前記積層方向に拘束する１対の金属製の拘束部材と、
   前記セルスタックと前記拘束部材との間に配置された絶縁部材と、
   前記セルスタックに対して前記積層方向に垂直な高さ方向の一方側に前記積層方向に延在するように配置されると共に、前記集電板と電気的に接続されたバスバーとを備え、
   前記拘束部材の前記バスバー側の端の高さ位置は、前記絶縁部材の前記バスバー側の端の高さ位置よりも前記バスバーの反対側である蓄電装置。
2. 前記拘束部材の前記バスバー側の端の高さ位置は、前記電極の前記バスバー側の端の高さ位置と同等であるか或いは前記電極の前記バスバー側の端の高さ位置よりも前記バスバー側である請求項１記載の蓄電装置。
3. 前記集電板は、前記バスバーと溶接により接合されるタブを有し、
   前記タブの先端側には、前記バスバーと前記蓄電セルまたは前記絶縁部材とに挟まれるように屈曲された屈曲部が設けられている請求項１または２記載の蓄電装置。
4. 前記拘束部材の前記バスバー側の端部には、前記バスバー側に突出した凸部が設けられており、
   前記集電板は、前記積層方向及び前記高さ方向に垂直な幅方向において前記凸部の両側部分に対応する位置に配置され、前記バスバーと溶接により接合されるタブを有し、
   前記凸部の両側部分における前記拘束部材の前記バスバー側の端の高さ位置は、前記絶縁部材の前記バスバー側の端の高さ位置よりも前記バスバーの反対側である請求項１または３記載の蓄電装置。
5. 前記凸部の両側部分における前記拘束部材の前記バスバー側の端の高さ位置は、前記電極の前記バスバー側の端の高さ位置と同等であるか或いは前記電極の前記バスバー側の端の高さ位置よりも前記バスバー側である請求項４記載の蓄電装置。
6. 前記セルスタックに対して前記高さ方向の一方側には、前記積層方向に延在するカバー部材が配置されており、
   前記カバー部材の前記積層方向の端部は、前記凸部に当接した状態で前記拘束部材に固定されている請求項４または５記載の蓄電装置。

Images