JP2020057543A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】圧力調整弁によってモジュール本体内の圧力を一層適切に調整可能な電池モジュールを提供する。【解決手段】 弁体３５Ａは、カバー３４によって底壁３６側に押し付けられることで圧縮状態が保持される。カバー３４の押し付け量に応じて弁体３５Ａの圧縮率が変わり、それに伴って連通孔３９のシール面圧も変わる。ただし、弁体３５Ａは、第１部分５１より弾性率が低い第２部分５２を有しており、第２部分５２が、カバー３４の押し付け量に対するシール面圧の感度を低下させている。そのため、バイポーラ電池２においては、カバー３４の押し付け量にバラツキがある場合にも、圧力調整弁１２によるモジュール本体１１内の圧力調整が所望の調整状態からズレにくくなっている。したがって、バイポーラ電池２では、一層適切な圧力調整が実現されている。【選択図】図６

Description

本発明は、電池モジュールに関する。

ニッケル水素二次電池及びリチウムイオン二次電池といった電池モジュールはモジュール本体を備える。モジュール本体には、電極を含む電池要素が収容されている。モジュール本体には、その内部でのガス発生により内圧が所定圧より上昇した際に内圧を調整するための圧力調整弁が取り付けられている。上記圧力調整弁の例として、特許文献１に記載された安全弁装置が知られている。特許文献１に記載の圧力調整弁（安全弁装置）は、モジュール本体に連通する連通孔を、収容部に収容された弾性部材で塞いでいる。この場合、モジュール本体内の圧力が設定圧より上昇した際、弾性部材が弾性変形して、弾性部材による上記孔のシールが解除され、モジュール本体内のガスが排出される。一方、モジュール本体内の圧力が設定圧以下になると、弾性部材によって上記連通孔が再度塞がれる。

特開平７−２３０７９９号公報

上述した圧力調整弁においては、モジュール本体との連通孔を弾性部材で塞ぐ（シール）する際のシール面圧に大きなバラツキがある場合、圧力調整弁によるモジュール本体内の圧力調整が所望の調整状態からズレるおそれがある。

本発明の一側面は、圧力調整弁によってモジュール本体内の圧力を一層適切に調整可能な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、複数のバイポーラ電極が積層された電極積層体と、電極積層体に設けられた複数の内部空間と、電極積層体を取り囲むように配置されかつ内部空間にそれぞれ連通された複数の第１連通孔を有する枠体と、を有するモジュール本体と、モジュール本体に取り付けられ、複数の第１連通孔とそれぞれ連通された複数の第２連通孔を有する圧力調整弁とを備え、圧力調整弁は、複数の第２連通孔が形成された第１部材と、第２連通孔の延在方向において第１部材と対向する第２部材と、第１部材と第２部材との間に圧縮された状態で介在し、複数の第２連通孔それぞれにおけるモジュール本体と反対側の開口を塞ぐ第１端面と、第２部材と当接する第２端面とを有する複数の弾性部材とを有し、弾性部材が、第１部分と、該第１部分より弾性率が低い第２部分とを有し、第１部分と第２部分とが延在方向に並んでいる。

上記電池モジュールでは、圧力調整弁の第２部材が弾性部材を第１部材側に押し付けることで、弾性部材の圧縮状態が保持されている。第２部材の押し付け量に応じて弾性部材の圧縮率が変わり、それに伴って第２連通孔のシール面圧も変わる。上記電池モジュールでは、第１部分より弾性率が低い第２部分により、第２部材の押し付け量に対するシール面圧の感度が低下している。そのため、第２部材の押し付け量にバラツキがある場合にも、圧力調整弁によるモジュール本体内の圧力調整が所望の調整状態からズレにくくなっており、一層適切な圧力調整を実現することができる。

他の側面に係る電池モジュールは、弾性部材の第２部分が、第２部材側に位置し、第２端面を構成している。

他の側面に係る電池モジュールは、弾性部材の第１部分が第１部材側および第２部材側に位置し、延在方向において第１部材側の第１部分と第２部材側の第１部分との間に第２部分が位置している。

他の側面に係る電池モジュールは、弾性部材が柱状の外形を有し、第２部分では第１部分よりも断面積が狭くなっている。

他の側面に係る電池モジュールは、弾性部材が柱状の外形を有し、第２部分では弾性部材が肉抜きされている。

他の側面に係る電池モジュールは、第２部分が、第１部分の構成材料より低い弾性率を有する材料で構成されている。

他の側面に係る電池モジュールは、弾性部材の第１部分が第１部材側に位置するとともに第２部分が第２部材側に位置し、第１部分から第２部分まで弾性部材の弾性率が漸次低下している。

他の側面に係る電池モジュールは、弾性部材が、第１部分から第２部分に向けて断面積が漸次狭くなる錐台形状を有する。

本発明の一側面によれば、圧力調整弁によってモジュール本体内の圧力を一層適切に調整可能な電池モジュールが提供される。

一実施形態に係る電池モジュールを備えた蓄電装置を示す概略断面図である。 電池モジュールの概略断面図である。 電池モジュールの概略斜視図である。 電池モジュールの一部を示す分解斜視図（一部断面を含む）である。 圧力調整弁の一部を示す断面図である。 圧力調整弁の弁体の一態様を示した断面図である。 圧力調整弁の弁体の一態様を示した断面図である。 圧力調整弁の弁体の一態様を示した断面図である。 圧力調整弁の弁体の一態様を示した断面図である。 圧力調整弁の弁体の一態様を示した断面図である。 圧力調整弁の弁体の一態様を示した断面図である。 圧力調整弁の弁体の一態様を示した断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。

図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールを備えた蓄電装置を示す概略断面図である。図１において、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、電気自動車等の車両のバッテリとして使用される。蓄電装置１は、複数（ここでは３つ）の電池モジュールとしてのバイポーラ電池２を備えている。バイポーラ電池２は、例えばニッケル水素二次電池である。以下では、断らない限り、バイポーラ電池２がニッケル水素二次電池である場合を説明する。

複数のバイポーラ電池２は、金属製の導電板３を介して積層されている。導電板３は、積層方向（Ｚ軸方向）の両端に位置するバイポーラ電池２の外側にも配置されている。バイポーラ電池２及び導電板３は、例えば積層方向から見て矩形状（平面視矩形状）である。導電板３は、隣り合うバイポーラ電池２と電気的に接続されている。これにより、複数のバイポーラ電池２が積層方向に直列接続されている。

積層方向の一端（ここでは下端）に位置する導電板３には、正極端子４が接続されている。積層方向の他端（ここでは上端）に位置する導電板３には、負極端子５が接続されている。正極端子４及び負極端子５は、積層方向に垂直な方向（Ｘ軸方向）に延在している。このような正極端子４及び負極端子５を設けることにより、蓄電装置１の充放電を実施できる。

導電板３は、バイポーラ電池２において発生した熱を放出するための放熱板としても機能し得る。導電板３には、積層方向と正極端子４及び負極端子５の延在方向とに垂直な方向（Ｙ軸方向）に延在した複数の空隙３ａが設けられている。これらの空隙３ａを空気等の冷媒が通過することにより、バイポーラ電池２からの熱を効率的に外部に放出できる。

蓄電装置１は、バイポーラ電池２及び導電板３を積層方向に拘束する拘束ユニット６を備えている。拘束ユニット６は、バイポーラ電池２及び導電板３を積層方向に挟む１対の拘束プレート７と、これらの拘束プレート７同士を締結する複数組のボルト８及びナット９とを有している。

拘束プレート７は、鉄等の金属で形成されている。各拘束プレート７と導電板３との間には、樹脂フィルム等の絶縁フィルム１０がそれぞれ配置されている。拘束プレート７及び絶縁フィルム１０は、例えば平面視矩形状である。ボルト８の軸部８ａが各拘束プレート７に設けられた挿通孔７ａを挿通した状態で、軸部８ａの先端部にナット９が螺合することで、バイポーラ電池２、導電板３及び絶縁フィルム１０に積層方向の拘束荷重が付与される。

図２は、バイポーラ電池２の概略断面図である。図３は、バイポーラ電池２の概略斜視図である。図２及び図３において、バイポーラ電池２は、複数のセル（例えば２４セル）が積層された構造（複数セル構造）を有している。バイポーラ電池２は、モジュール本体１１と、このモジュール本体１１の一側面に取り付けられた複数（ここでは４つ）の圧力調整弁１２とを備えている。

モジュール本体１１は、複数のバイポーラ電極１３がセパレータ１４を介して積層されてなる電極積層体１５と、この電極積層体１５を取り囲むように配置された枠体１６とを備えている。

バイポーラ電極１３及びセパレータ１４は、例えば平面視矩形状である。セパレータ１４は、積層方向に隣り合うバイポーラ電極１３の間に配置されている。バイポーラ電極１３は、集電体であるニッケル箔１７と、このニッケル箔１７の上面１７ａ（一方面）に形成された正極１８と、ニッケル箔１７の下面１７ｂ（他方面）に形成された負極１９とを有している。

バイポーラ電極１３の正極１８は、セパレータ１４を挟んで積層方向に隣り合う一方のバイポーラ電極１３の負極１９と対向している。バイポーラ電極１３の負極１９は、セパレータ１４を挟んで積層方向に隣り合う他方のバイポーラ電極１３の正極１８と対向している。

電極積層体１５の最下層には、正極側終端電極２０が配置されている。正極側終端電極２０は、ニッケル箔１７と、このニッケル箔１７の上面１７ａに形成された正極１８とを有している。電極積層体１５の最上層には、負極側終端電極２１が配置されている。負極側終端電極２１は、ニッケル箔１７と、このニッケル箔１７の下面１７ｂに形成された負極１９とを有している。正極側終端電極２０の正極１８は、セパレータ１４を挟んで最下層のバイポーラ電極１３の負極１９と対向している。負極側終端電極２１の負極１９は、セパレータ１４を挟んで最上層のバイポーラ電極１３の正極１８と対向している。正極側終端電極２０及び負極側終端電極２１のニッケル箔１７は、積層方向に隣り合う導電板３（図１参照）に接続されている。

正極１８は、ニッケル箔１７の一方面に正極活物質を塗工することにより形成されている。正極活物質としては、例えばコバルト（Ｃｏ）酸化物コートが施された水酸化ニッケルが用いられる。負極１９は、ニッケル箔１７の他方面に負極活物質を塗工することにより形成されている。負極活物質としては、例えば水素吸蔵合金が用いられる。ニッケル箔１７の縁部１７ｃは、正極活物質及び負極活物質が塗工されない未塗工領域となっている。

セパレータ１４は、正極１８と負極１９との間に配置され、正極１８と負極１９とを隔離する。セパレータ１４は、積層方向から見てニッケル箔１７よりも小さく且つ正極１８及び負極１９よりも大きい。セパレータ１４は、例えばシート状に形成されている。セパレータ１４は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂からなる多孔質フィルム、もしくはＰＥ、ＰＰ、またはメチルセルロース等からなる不織布または織布等で形成されている。セパレータ１４は、フッ化ビニリデン樹脂化合物等で補強されていてもよい。セパレータ１４の形状は、シート状に限られず、袋状であってもよい。

枠体１６は、電極積層体１５の周囲に配置され、各ニッケル箔１７の縁部１７ｃをそれぞれ保持する複数の一次シール部２２と、これらの一次シール部２２の周囲に配置された二次シール部２３とを有している。

各一次シール部２２は、積層方向に沿ってニッケル箔１７毎に配置されている。一次シール部２２は、枠状に形成されている。一次シール部２２は、ニッケル箔１７の縁部１７ｃに熱溶着により接合されている。

積層方向に隣り合うニッケル箔１７間には、ニッケル箔１７、正極１８、負極１９及び一次シール部２２によって画成された内部空間Ｖが設けられている。換言すると、積層方向に隣り合うバイポーラ電極１３間には、内部空間Ｖが存在する。従って、電極積層体１５には、複数の内部空間Ｖが設けられている。セパレータ１４内を含む内部空間Ｖには、アルカリ性の電解液が注入されている。アルカリ性の電解液としては、例えば水酸化カリウム水溶液等を含むアルカリ溶液が用いられている。一次シール部２２は、内部空間Ｖを封止する。バイポーラ電池２の各セルは、２つのニッケル箔１７、正極１８、負極１９、セパレータ１４及び一次シール部２２により構成され、内部空間Ｖを有している。

二次シール部２３は、例えば角筒状である。二次シール部２３は、内部空間Ｖを更に封止する。二次シール部２３は、各一次シール部２２に接合されている。二次シール部２３は、例えば射出成形等により形成されている。

一次シール部２２及び二次シール部２３は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）または変性ポリフェニレンエーテル（変性ＰＰＥ）等の樹脂で形成されている。

枠体１６を構成する一の壁部１６ａには、圧力調整弁１２が取り付けられる複数（ここでは４つ）の圧力調整弁取付領域２４が設けられている。一次シール部２２の各圧力調整弁取付領域２４には、図４に示されるように、複数（ここでは６つ）の連通孔（第１連通孔）２５がそれぞれ設けられている。連通孔２５は、各圧力調整弁取付領域２４において２列３段（Ｙ軸方向に２列、Ｚ軸方向に３段）に配列されている。従って、連通孔２５は、壁部１６ａにおいて８列３段に配列されている。各連通孔２５は、異なるセルの内部空間Ｖとそれぞれ連通されている。各圧力調整弁取付領域２４における連通孔２５の配列状態は、２列３段に限定されないが、断らない限り、２列３段に連通孔２５が配列された実施形態を説明する。

二次シール部２３の各圧力調整弁取付領域２４には、図４に示されるように、各連通孔２５と連通された複数（ここでは６つ）の連通孔２６（第１連通孔）がそれぞれ設けられている。連通孔２６は、一次シール部２２側から二次シール部２３の外側面に向かって徐々に幅広となるようにテーパ状に形成されている。連通孔２６は、各圧力調整弁取付領域２４において２列３段に配列されている。

連通孔２５，２６は、内部空間Ｖに電解液を注入するための注液孔として機能する。連通孔２５，２６は、電解液が注入された後は、内部空間Ｖで発生したガスが流れる流路となる。

二次シール部２３の各圧力調整弁取付領域２４の外側面には、略枠状の接合用突起２７がそれぞれ設けられている。接合用突起２７は、モジュール本体１１と圧力調整弁１２とを接合するとともに、各内部空間Ｖからのガスがそれぞれ流れる複数（ここでは６つ）の流路２８を連通孔２６と協働して形成する。従って、流路２８は、各圧力調整弁取付領域２４において２列３段に配列されている。流路２８は、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った断面で矩形状である。一方の列の流路２８は、他方の列の流路２８に対して積層方向（Ｚ軸方向）にずれている。

接合用突起２７は、一方の列の流路２８を形成する枠部２９と、他方の列の流路２８を形成する枠部３０とを有している。枠部２９，３０は同じ形状を有しており、Ｚ軸方向において互いにずれている。枠部２９，３０間にはＺ軸方向に延在する隙間が形成されている。

圧力調整弁１２は、図４および図５に示されるように、ケース３３（第１部材）と、カバー（第２部材）３４と、複数（ここでは６つ）の弁体（弾性部材）３５とを有している。

ケース３３は、例えばＰＰ、ＰＰＳまたは変性ＰＰＥ等の樹脂で形成されている。ケース３３は、底壁３６と、ケース側壁３７と、仕切壁３８とを有し、底壁３６と反対側が開口している。例えば、底壁３６、ケース側壁３７及び仕切壁３８は、一体に形成され得る。

底壁３６は、モジュール本体１１に面する底面３６ａと、底面３６ａと反対側に位置する内壁面３６ｂとを有する。底壁３６には、底面３６ａと内壁面３６ｂとの間を貫通した複数（ここでは６つ）の連通孔（第２連通孔）３９が形成されている。換言すれば、複数の連通孔３９は、厚さ方向に底壁３６を貫通している。これらの連通孔３９は、モジュール本体１１の複数の連通孔２６にそれぞれ連通している。連通孔３９は、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った断面で例えば円形状である。図５に示したように、内壁面３６ｂにおいて各連通孔３９の開口３９ａの周縁部には隆起部３６ｃが形成されていてもよい。隆起部３６ｃの形状は、カバー３４側からみた場合、例えば円形状である。

底面３６ａには、略枠状の接合用突起４０がそれぞれ設けられている。接合用突起４０は、モジュール本体１１と圧力調整弁１２とを接合するとともに、各内部空間Ｖからのガスがそれぞれ流れる複数（ここでは６つ）の流路４１を形成する。接合用突起４０は、モジュール本体１１の接合用突起２７と接合される。接合用突起４０は、接合用突起２７に対応する形状及び寸法を有している。従って、流路４１は、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った断面で例えば矩形状である。一方の列の流路４１は、他方の列の流路４１に対してＺ軸方向にずれている。

図４及び図５に示されているように、ケース側壁３７は、底壁３６の内壁面３６ｂ側に設けられている。ケース側壁３７は、例えば、ケース側壁３７は底壁３６の周縁部に立設される。ケース側壁３７は、枠状であり、ケース側壁３７の底壁３６と反対側は開口している。

仕切壁３８は、ケース側壁３７及び底壁３６で形成される空間を、ケース側壁３７及び底壁３６とともに、複数の弁体３５を収容する複数（ここでは６つ）の収容部４４に仕切っている。収容部４４は、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った断面で例えば円形状である。複数の収容部４４は、複数の連通孔３９に対応して配置されている。収容部４４は、対応する連通孔３９と連通可能である。

カバー３４は、ケース３３の開口（ケース側壁３７の開口端）を塞ぐ板状部材である。カバー３４は、Ｘ軸方向において底壁３６と対向している。カバー３４は、例えばＰＰ、ＰＰＳまたは変性ＰＰＥ等の樹脂で形成されている。カバー３４は、ケース３３の開口を塞ぐようにケース３３に接合されている。カバー３４はケース３３に例えば熱溶着により接合されている。ケース３３の仕切壁３８とカバー３４との間には、収容部４４と連通した空間Ｓ（図５参照）が形成されている。換言すれば、仕切壁３８は、底壁３６、ケース側壁３７及びカバー３４で形成される内部空間に、複数の収容部４４と上記空間Ｓを形成する壁でもある。カバー３４には、少なくとも一つ（ここでは２つ）の排気口（排気部）４５が形成されている。排気口４５は空間Ｓと連通している。

複数の弁体３５は、複数の収容部４４にそれぞれ収容されている。弁体３５は、対応する連通孔３９を開閉する。弁体３５、ゴムなどの弾性を有する樹脂材料で構成された弾性部材である。弁体３５はたとえば柱状の外形を有し、本実施形態では円柱状の外形を有する。弁体３５は、たとえば樹脂材料を射出成形して得られる。弁体３５は、その軸線方向ＣがＸ軸方向に対して平行になるように配置されており、連通孔３９の軸方向に延在している。

弁体３５の軸線方向Ｃの長さは、底壁３６の内壁面３６ｂとカバー３４の内壁面３４ａとの間の距離より長い。これにより、弁体３５は、圧縮された状態で、底壁３６側の端面３５ａ（第１端面）が内壁面３６ｂに当接し、且つ、カバー３４側の端面３５ｂ（第２端面）が内壁面３４ａに当接する。弁体３５は、カバー３４によって底壁３６に押し付けられることにより、圧縮状態が保持されている。よって、カバー３４は弁体３５の押圧部材としても機能し、弁体３５の端面３５ａは、連通孔３９の開口３９ａを閉塞（シール）するシール面として機能する。弁体３５の外側面と収容部４４の内壁面（ケース側壁３７及び仕切壁３８のうち収容部４４を形成する内壁面）との間には隙間Ｇが形成されている。弁体３５の軸線方向Ｃに直交する断面の大きさは、隙間Ｇが形成されるように、収容部４４の軸線方向Ｃに直交する断面の大きさより小さければよい。収容部４４が空間Ｓに連通していることから、隙間Ｇは、空間Ｓに連通しているとともに、空間Ｓを介して排気口４５に連通している。

このような圧力調整弁１２において、ケース３３の連通孔３９は、二次シール部２３の連通孔２６及び一次シール部２２の連通孔２５を通してモジュール本体１１の内部空間Ｖと連通されている。内部空間Ｖの圧力が設定圧よりも低いときは、連通孔３９が弁体３５によって塞がれた閉弁状態（シール状態）に維持される。内部空間Ｖの圧力が上昇して設定圧以上になると、弁体３５が底壁３６から離間するように弾性変形し、連通孔３９の閉塞が解除された開弁状態となる。その結果、内部空間Ｖからのガスが弁体３５の外側面と収容部４４の内壁面との隙間Ｇ及び空間Ｓを通って排気口４５から圧力調整弁１２の外部に排出される。

ここで、弁体３５の弾性率について説明する。

図６に、弁体３５の一態様である弁体３５Ａを示す。弁体３５Ａは、その延在方向に並ぶ第１部分５１と第２部分５２とを有しており、第１部分５１の弾性率より第２部分５２の弾性率が低くなっている。弁体３５Ａでは、第１部分５１が底壁３６側に位置して端面３５ａを構成し、かつ、第２部分５２がカバー３４側に位置して端面３５ｂを構成している。弁体３５Ａの第２部分５２では、弁体３５Ａの構成材料が肉抜きされており、端面３５ｂの中央領域から内側に延びる窪み３５ｃが設けられている。窪み３５ｃは、例えば円形断面を有する。弁体３５Ａでは、第１部分５１と第２部分５２とは例えば射出成形によって得られた一体物であり、第１部分５１と第２部分５２とは同一材料によって構成されている。ただし、弁体３５Ａでは、第２部分５２が肉抜きされていることで、第１部分５１の弾性率より第２部分５２の弾性率が低くなっている。

弁体３５Ａは、カバー３４によって底壁３６側に押し付けられることで圧縮状態が保持される。カバー３４の押し付け量に応じて弁体３５Ａの圧縮率が変わり、それに伴って連通孔３９のシール面圧も変わる。ただし、弁体３５Ａは、第１部分５１より弾性率が低い第２部分５２を有しており、第２部分５２が、カバー３４の押し付け量に対するシール面圧の感度を低下させている。すなわち、弁体３５Ａの第２部分５２が、カバー３４によって弁体３５Ａが押し付けられた際に優先的に圧縮されることで、カバー３４の押し付け量がシール面圧に反映しにくくなっている。

そのため、上述したバイポーラ電池２においては、カバー３４の押し付け量にバラツキがある場合にも、圧力調整弁１２によるモジュール本体１１内の圧力調整が所望の調整状態からズレにくくなっている。したがって、バイポーラ電池２では、一層適切な圧力調整が実現されている。それにより、圧力調整弁１２以外の部分（例えば枠体１６）の耐圧強度を無駄に高くする必要がなくなり、圧力調整弁１２以外の部分の寸法を大きくする必要がなくなる。その結果、バイポーラ電池２の重量増が抑えられる。

図７に、弁体３５の一態様である弁体３５Ｂを示す。弁体３５Ｂは、弁体３５Ａと、端面３５ｂから内側に延びる窪み３５ｃが複数設けられている点でのみ異なる。弁体３５Ｂは、弁体３５Ａ同様、第２部分５２が肉抜きされていることで、第１部分５１の弾性率より第２部分５２の弾性率が低くなっている。そのため、弁体３５Ｂは、上述した弁体３５Ａの作用効果と同様の作用効果を奏する。

また、弁体３５Ｂでは、端面３５ｂにおいて窪み部３５ｃが分散されているため、連通孔３９の中心から弁体３５Ｂの軸線Ｃがズレた場合であっても、カバー３４によって押し付けられた際に第２部分５２が優先的に圧縮されるため、適切な圧力調整がおこなわれる。

図８に、弁体３５の一態様である弁体３５Ｃを示す。弁体３５Ｃは、弁体３５Ａと、第２部分５２の形状のみ異なる。すなわち、弁体３５Ｃの第２部分５２は、第１部分５１よりも延在方向から視た断面積が狭くなっている。たとえば、弁体３５Ｃが円柱状の外形を有する場合には、第２部分５２の径が第１部分５１の径より小さくなっている。この場合、第１部分５１と第２部分５２とは軸線Ｃに関して同軸配置されてもよく、軸線Ｃに関してずらして配置してもよい。

弁体３５Ｃでは、第２部分５２が第１部分５１よりも延在方向から視た断面積が狭くなるように設計されることで、第１部分５１の弾性率より第２部分５２の弾性率が低くなっている。そのため、弁体３５Ｃは、上述した弁体３５Ａの作用効果と同様の作用効果を奏する。

図９に、弁体３５の一態様である弁体３５Ｄを示す。弁体３５Ｄでは、端面３５ｂの面積が端面３５ａの面積より小さく、端面３５ａを構成する端部が第１部分５１となっており、端面３５ｂを構成する端部が第２部分５２となっている。弁体３５Ｄは、第１部分５１から第２部分５２に向けて断面積が漸次狭くなる錐台形状を有する。たとえば、弁体３５Ｄが円錐台形状を有する場合には、第１部分５１から第２部分５２に向けて漸次縮径する。弁体３５Ｄは、例えば射出成形によって得られた一体物であり、同一材料によって構成されている。ただし、弁体３５Ｄでは、第１部分５１から第２部分５２に向けて断面積が漸次狭くなることで、第１部分５１から第２部分５２まで弾性率が漸次低下している。

弁体３５Ｄは、端面３５ｂ側の第２部分５２の弾性率が低くなっており、第２部分５２が、カバー３４の押し付け量に対するシール面圧の感度を低下させている。すなわち、弁体３５Ｄの端面３５ｂ側が、カバー３４によって弁体３５Ｄが押し付けられた際に優先的に圧縮されることで、カバー３４の押し付け量がシール面圧に反映しにくくなっている。そのため、弁体３５Ｄは、上述した弁体３５Ａの作用効果と同様の作用効果を奏する。

図１０に、弁体３５の一態様である弁体３５Ｅを示す。弁体３５Ｅは、その延在方向に並ぶ第１部分５１と第２部分５２とを有しており、第１部分５１の弾性率より第２部分５２の弾性率が低くなっている。弁体３５Ｅでは、２つの第１部分５１が底壁３６側およびカバー３４側に位置して端面３５ａ、３５ｂをそれぞれ構成し、延在方向における中央部分に第２部分５２が位置している。換言すると、第２部分５２は延在方向において２つの第１部分の間に位置している。

弁体３５Ｅでは、２つの第１部分５１の延在方向から視た断面積が同じであり、第２部分５２が第１部分５１よりも断面積が狭くなっている。そのため、第１部分５１の弾性率より第２部分５２の弾性率が低くなっている。たとえば、弁体３５Ｅが円柱状の外形を有する場合には、第２部分５２の径が第１部分５１の径より小さくなっている。この場合、第１部分５１と第２部分５２とは軸線Ｃに関して同軸配置されてもよく、軸線Ｃに関してずらして配置してもよい。

弁体３５Ｅは、延在方向における中央部分に位置する第２部分５２の弾性率が低くなっており、第２部分５２が、カバー３４の押し付け量に対するシール面圧の感度を低下させている。すなわち、弁体３５Ｅの中央部分が、カバー３４によって弁体３５Ｅが押し付けられた際に優先的に圧縮されることで、カバー３４の押し付け量がシール面圧に反映しにくくなっている。そのため、弁体３５Ｅは、上述した弁体３５Ａの作用効果と同様の作用効果を奏する。

図１１に、弁体３５の一態様である弁体３５Ｆを示す。弁体３５Ｆは、弁体３５Ｅと、第２部分５２の形状のみ異なる。すなわち、弁体３５Ｆの第２部分５２は、複数の空孔３５ｄを含んでいる。空孔３５ｄは、肉抜きによって設けられた肉抜き穴であってもよく、発泡により設けられた空隙であってもよい。また、弁体３５Ｆの第２部分５２は、弁体３５Ｅの第２部分と同様に、延在方向から視た第２部分５２の断面積が第１部分５１の断面積よりも小さくなっていてもよい。弁体３５Ｆは、第２部分５２に空孔３５ｄが設けられていることで、第１部分５１の弾性率より第２部分５２の弾性率が低くなっている。そのため、弁体３５Ｆは、上述した弁体３５Ｅの作用効果と同様の作用効果を奏する。

また、弁体３５Ｆでは、第２部分５２において複数の空孔５３ｄが分散されることで、連通孔３９の中心から弁体３５Ｆの軸線Ｃがズレた場合であっても、カバー３４によって押し付けられた際に第２部分５２が優先的に圧縮されるため、適切な圧力調整がおこなわれる。

図１２に、弁体３５の一態様である弁体３５Ｇを示す。弁体３５Ｇは、その延在方向に並ぶ第１部分５１と第２部分５２とを有しており、第１部分５１の弾性率より第２部分５２の弾性率が低くなっている。弁体３５Ｇでは、第１部分５１が底壁３６側に位置して端面３５ａを構成し、かつ、第２部分５２がカバー３４側に位置して端面３５ｂを構成している。弁体３５Ｇでは、第１部分５１と第２部分５２とが異なる材料で構成されており、第１部分５１を構成する材料の弾性率より第２部分５２を構成する材料の弾性率が低くなっている。弁体３５Ｇは、例えば二色成形によって形成された第１部分５１と第２部分５２と含む一体物であってもよく、別々に形成した第１部分５１と第２部分５２とを貼り合わせたものであってもよい。第２部分５２を有する弁体３５Ｆは、上述した弁体３５Ａの作用効果と同様の作用効果を奏する。

また、弁体３５Ｇでは、第２部分５２では延在方向に直交する断面全体にわたって弾性率が低くなっているため、連通孔３９の中心から弁体３５Ｇの軸線Ｃがズレた場合であっても、カバー３４によって押し付けられた際に第２部分５２が優先的に圧縮されるため、適切な圧力調整がおこなわれる。

本発明は、上述した実施形態に限らず、様々に変形することができる。

例えば、電池モジュールとしてのバイポーラ電池２は、ニッケル水素二次電池には限られず、リチウムイオン二次電池等にも適用可能である。また、バイポーラ電池２以外にも、複数の電極が積層された電極積層体と電極積層体を取り囲むように配置された枠体とを有するモジュール本体を備えた電池モジュールであれば適用可能である。

また、弁体の外形が柱状である場合、円柱状に限らず、例えば角柱状であってもよい。弁体の外形が錐台状である場合、円錐台状に限らず、例えば角錐台状であってもよい。

２…バイポーラ電池（電池モジュール）、１１…モジュール本体、１２…圧力調整弁、１３…バイポーラ電極、１５…電極積層体、１６…枠体、２５，２６…連通孔（第１連通孔）、３３…ケース（第１部材）、３４…カバー（第２部材）、３５、３５Ａ〜３５Ｇ…弁体（弾性部材）、３５ａ…端面（第１端面）、３５ｂ…端面（第２端面）、３５ｃ…窪み、３５ｄ…空孔、３６…底壁、３９…連通孔（第２連通孔）、３９ａ…開口（第２連通孔のモジュール本体側の開口）、Ｖ…内部空間。

Claims (8)

1. 複数のバイポーラ電極が積層された電極積層体と、前記電極積層体に設けられた複数の内部空間と、前記電極積層体を取り囲むように配置されかつ前記内部空間にそれぞれ連通された複数の第１連通孔を有する枠体と、を有するモジュール本体と、
   前記モジュール本体に取り付けられ、前記複数の第１連通孔とそれぞれ連通された複数の第２連通孔を有する圧力調整弁と
   を備え、
   前記圧力調整弁は、
   前記複数の第２連通孔が形成された第１部材と、
   前記第２連通孔の延在方向において前記第１部材と対向する第２部材と、
   前記第１部材と前記第２部材との間に圧縮された状態で介在し、前記複数の第２連通孔それぞれにおける前記モジュール本体と反対側の開口を塞ぐ第１端面と、前記第２部材と当接する第２端面とを有する複数の弾性部材と
   を有し、
   前記弾性部材が、第１部分と、該第１部分より弾性率が低い第２部分とを有し、前記第１部分と前記第２部分とが前記延在方向に並んでいる、電池モジュール。
2. 前記弾性部材の第２部分が、前記第２部材側に位置し、前記第２端面を構成している、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記弾性部材の第１部分が前記第１部材側および前記第２部材側に位置し、前記延在方向において前記第１部材側の前記第１部分と前記第２部材側の前記第１部分との間に前記第２部分が位置している、請求項１に記載の電池モジュール。
4. 前記弾性部材が柱状の外形を有し、前記第２部分では前記第１部分よりも断面積が狭くなっている、請求項２または３に記載の電池モジュール。
5. 前記弾性部材が柱状の外形を有し、前記第２部分では前記弾性部材が肉抜きされている、請求項２または３に記載の電池モジュール。
6. 前記第２部分が、前記第１部分の構成材料より低い弾性率を有する材料で構成されている、請求項２または３に記載の電池モジュール。
7. 前記弾性部材の第１部分が前記第１部材側に位置するとともに前記第２部分が前記第２部材側に位置し、前記第１部分から前記第２部分まで前記弾性部材の弾性率が漸次低下している、請求項１に記載の電池モジュール。
8. 前記弾性部材が、前記第１部分から前記第２部分に向けて断面積が漸次狭くなる錐台形状を有する、請求項７に記載の電池モジュール。
   
   

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