JP2020077534A - 蓄電モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】圧力調整弁の弁体の開弁圧のばらつきを低減することができる蓄電モジュールを提供する。【解決手段】圧力調整弁１２は、複数の連通孔３３が形成された底壁部３２と、底壁部３２の内面３２ｂ側において連通孔３３を塞ぐ第１面３０ａと第１面３０ａとは反対側に位置する第２面３０ｂとを有し、それぞれ弾性部材によって柱状に形成された複数の弁体３０と、底壁部３２の縁部に立設された側壁部３６と、複数の弁体３０の第２面３０ｂに当接すると共に複数の弁体３０を底壁部３２に対して押圧する内面３１ａを有し、側壁部３６の端部３６ａに溶着されるカバー３１と、隔壁部３７と、を有する。隔壁部３７は、側壁部３６の端部３６ａよりも外側に突出しており、隔壁部３７の端部３７ａは、内面３１ａに当接している。【選択図】図７

Description

本発明は、蓄電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蓄電モジュールは、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に記載された圧力調整弁装置が知られている。この圧力調整弁装置は、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体で塞いでいる。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、弾性体が弾性変形して、弾性体による上記孔の封止（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、弾性体によって上記連通孔が再度塞がれる。

特開平７−２３０７９９号公報

上記のように、弾性体を圧力調整のための弁体として使用する場合、弁体の開弁圧は、圧力調整弁の組立時における弁体の圧縮率に依存する。従って、弁体の圧縮率にばらつきが生じる場合、弁体の開弁圧にばらつきが生じるという問題がある。

そこで、本発明の一側面は、圧力調整弁の弁体の開弁圧のばらつきを低減することができる蓄電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蓄電モジュールは、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、電極積層体に設けられた複数の内部空間と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底壁部と、底壁部の枠体側とは反対側において第２連通孔を塞ぐ第１面と第１面とは反対側に位置する第２面とを有し、それぞれ弾性部材によって柱状に形成された複数の弁体と、複数の弁体を包囲するように、底壁部の縁部に立設された側壁部と、複数の弁体の第２面に当接すると共に複数の弁体を底壁部に対して押圧する押圧面を有し、側壁部の底壁部側とは反対側の端部に溶着される押圧部材と、底壁部と押圧面との間に配置されたスペーサ部材と、を有し、スペーサ部材は、側壁部の端部よりも外側に突出しており、スペーサ部材の押圧部材側の端部は、押圧面に当接している。

上記蓄電モジュールでは、弁体の圧縮率は、底壁部と押圧面との距離によって規定される。そして、上記距離は、側壁部の端部よりも外側に突出しているスペーサ部材によって規定される。これにより、弁体の圧縮率のばらつきの発生が抑制される。より具体的には、仮にスペーサ部材が配置されない場合、弁体の圧縮率は、側壁部の端部に押圧部材を溶着する際の側壁部の端部に対する押圧部材の押込量によって決定されることになる。具体的には、上記押込量が大きいほど、底壁部と押圧面との距離が短くなり、弁体の圧縮率が大きくなる。このため、上記押込量にばらつきが生じた場合には、弁体の圧縮率にばらつきが生じてしまう。一方、上記蓄電モジュールでは、押圧面がスペーサ部材の端部に当接するまで押圧部材を押し込むことにより、底壁部と押圧面との距離を一定にすることができる。その結果、弁体の圧縮率のばらつきの発生が抑制される。従って、上記蓄電モジュールによれば、弁体の圧縮率のばらつきの発生が抑制される結果、弁体の開弁圧のばらつきが低減される。

スペーサ部材は、弁体における第１面と第２面とを接続する側面を覆うように底壁部に立設され、弁体が収容される収容空間を形成する隔壁部であってもよい。この構成によれば、弁体を収容する隔壁部をスペーサ部材として活用することができる。これにより、隔壁部とは別の部材をスペーサ部材として設ける場合と比較して、部材の削減及び軽量化等を図ることができる。また、弁体の近傍に位置する隔壁部がスペーサ部材として機能することにより、押圧面の反り等に起因する弁体の圧縮率のばらつきを効果的に抑制することができる。

隔壁部には、当該隔壁部に収容された弁体が開弁することによって第２連通孔を介して内部空間から収容空間に流入したガスを収容空間の外部に排出するための開口部が形成されていてもよい。この構成によれば、隔壁部をスペーサ部材として活用しつつ、内部空間から収容空間に流入したガスを開口部を介して適切に収容空間の外部に排出することができる。

圧力調整弁には、ガスを圧力調整弁の外部に排気するための排気口が形成されており、圧力調整弁の内部には、排気口と直接連通する排気空間が形成されており、隔壁部に形成された開口部は、当該隔壁部により形成された収容空間内のガスを排気空間へと誘導するための第１開口部を有していてもよい。この構成によれば、収容空間内のガスを第１開口部を介して排気空間へと誘導し、排気口を介して圧力調整弁の外部へと適切に排気することができる。

圧力調整弁の内部には、排気口と直接連通しておらず圧力調整弁の内部にガスを留めるための貯留空間が形成されており、隔壁部に形成された開口部は、当該隔壁部により形成された収容空間内のガスを貯留空間へと誘導するための第２開口部を更に有していてもよい。例えば蓄電モジュールが格納された蓄電装置内の部材等に対する熱影響を抑制するために、圧力調整弁からの高温ガスの排気を抑制したい場合がある。上記構成によれば、収容空間内のガスの一部を第２開口部を介して貯留空間へと誘導することができる。これにより、高温ガスが排気口から勢いよく排気されることを抑制することができ、上記熱影響を効果的に抑制することができる。

第２開口部の開口面積は、第１開口部の開口面積よりも大きくてもよい。この構成によれば、収容空間内のガスを排気空間よりも貯留空間へと流れ易くすることができる。これにより、高温ガスが排気口から勢いよく排気されることをより一層効果的に抑制することができる。

本発明の一側面によれば、圧力調整弁の弁体の開弁圧のばらつきを低減することができる蓄電モジュールを提供することができる。

一実施形態に係る蓄電モジュールを備えた蓄電装置を示す概略断面図である。 蓄電モジュールの概略断面図である。 蓄電モジュールの概略斜視図である。 蓄電モジュールの一部を示す分解斜視図である。 圧力調整弁の底面図である。 圧力調整弁の分解斜視図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面における（Ａ）カバー取付前の状態、及び（Ｂ）カバー取付後の状態を示す図である。 （Ａ）は一実施形態に係るケースの一部を示す平面図であり、（Ｂ）は変形例に係るケースの一部を示す平面図である。

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蓄電モジュールを備えた蓄電装置を示す概略断面図である。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）の蓄電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。

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は、正極端子４に接続されている。積層方向の他端（ここでは上端）に位置する導電板３は、負極端子５に接続されている。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の充放電を実施することができる。

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することができる。

また、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を有している。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を有している。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、当該ニッケル箔１７の上面１７ａ（一方面）に形成された正極活物質層１８と、当該ニッケル箔１７の下面１７ｂ（他方面）に形成された負極活物質層１９とを有している。

バイポーラ電極１３の正極活物質層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の負極活物質層１９と対向している。バイポーラ電極１３の負極活物質層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の正極活物質層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、当該ニッケル箔１７の上面１７ａに形成された正極活物質層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、当該ニッケル箔１７の下面１７ｂに形成された負極活物質層１９とを有している。正極側終端電極２０の正極活物質層１８は、セパレータ１４を挟んで最下層のバイポーラ電極１３の負極活物質層１９と対向している。負極側終端電極２１の負極活物質層１９は、セパレータ１４を挟んで最上層のバイポーラ電極１３の正極活物質層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。

正極活物質層１８は、ニッケル箔１７の一方面に正極活物質を含む正極スラリー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。負極活物質層１９は、ニッケル箔１７の他方面に負極活物質を含む負極スラリー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、正極スラリー及び負極スラリー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、正極活物質層１８と負極活物質層１９との間に配置され、正極活物質層１８と負極活物質層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活物質層１８及び負極活物質層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。また、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。なお、セパレータ１４の形状としては、特に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、ニッケル箔１７、正極活物質層１８、負極活物質層１９及び一次シール部２２が協働して内部空間Ｖを形成している。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、二つのニッケル箔１７、二つのニッケル箔１７の一方の正極活物質層１８、二つのニッケル箔１７の他方の負極活物質層１９、セパレータ１４及び一次シール部２２により構成され、これらが協働して内部空間Ｖを形成している。

二次シール部２３は、角筒状を有している。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。

次に、圧力調整弁１２の構成について詳細に説明する。図４は、バイポーラ電池２の一部を示す分解斜視図である。図５は、圧力調整弁１２の底面図（後述する底壁部３２の外面３２ａを示す図）である。図６は、圧力調整弁１２の分解斜視図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った圧力調整弁１２の断面を示す図である。図７の（Ａ）はカバー３１取付前の状態を示しており、図７の（Ｂ）はカバー３１取付後の状態を示している。図８の（Ａ）は、ケース２９の一部を示す平面図である。

図３及び４に示されるように、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）の取付領域２４が設けられている。図４に示されるように、一次シール部２２の各取付領域２４には、複数（ここでは６つ）の連通孔２５（第１連通孔）がそれぞれ設けられている。連通孔２５は、各取付領域２４において３列２段（Ｙ軸方向に３列、Ｚ軸方向に２段）に配列されている。従って、連通孔２５は、壁部１６ａにおいて１２列２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。

二次シール部２３の各取付領域２４には、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、各取付領域２４において３列２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。また、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とを接合すると共に、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、各取付領域２４において３列２段に配列されている。流路２８は、Ｘ軸方向に垂直な面に沿った断面において矩形状を有している。接合用突起２７は、Ｘ軸方向から見て、格子状に形成されている。

図４及び図６に示されるように、圧力調整弁１２は、ケース２９と、複数（ここでは６つ）の弁体３０と、カバー３１（押圧部材）とを有している。ケース２９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２９は、底壁部３２を有している。底壁部３２には、底壁部３２の２つの主面のうち一方の主面であるモジュール本体１１側の外面３２ａから他方の主面であるカバー３１側の内面３２ｂに向けて貫通した複数（ここでは６つ）の連通孔３３（第２連通孔）が設けられている。これらの連通孔３３は、モジュール本体１１の各連通孔２６とそれぞれ連通されている。連通孔３３は、Ｘ軸方向に垂直な方向に切った断面で円形状を有している（図５参照）。

図５に示されるように、底壁部３２の外面３２ａには、略枠状の接合用突起３４が設けられている。接合用突起３４は、モジュール本体１１と圧力調整弁１２とを接合すると共に、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３５を形成する。接合用突起３４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３４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３５は、Ｘ軸方向に垂直な面に沿った断面において矩形状を有している。また、接合用突起３４は、Ｘ軸方向から見て、格子状に形成されている。なお、モジュール本体１１と圧力調整弁１２とは、例えば熱板溶着によって接合される。具体的には、モジュール本体１１と圧力調整弁１２との間に熱板を配置し、その後、接合用突起２７及び接合用突起３４の先端を熱板に当接させることで、接合用突起２７及び接合用突起３４の先端を溶融する。続いて、接合用突起２７及び接合用突起３４が溶融している間に、接合用突起２７の先端に対して接合用突起３４の先端を押し付けることにより、接合用突起２７と接合用突起３４とを溶着（接合）する。その結果、モジュール本体１１と圧力調整弁１２とが接合される。

図４及び図６に示されるように、ケース２９は、それぞれ底壁部３２からカバー３１側に突出した側壁部３６及び隔壁部３７（スペーサ部材）を有している。本実施形態では、側壁部３６及び隔壁部３７は、底壁部３２と一体的に形成されている。側壁部３６は、複数（ここでは６つ）の弁体３０を包囲するように、底壁部３２の内面３２ｂの縁部に立設されている。具体的には、側壁部３６は、底壁部３２の外周縁部の全周にわたって形成されており、ケース２９の外壁を構成している。隔壁部３７は、各弁体３０の側面３０ｃを覆うように底壁部３２の内面３２ｂに立設されている。すなわち、隔壁部３７は、各弁体３０が収容される円柱状の収容空間Ｓ１を形成している。本実施形態では、隔壁部３７と側壁部３６の一部とが弁体３０の側面３０ｃを包囲することによって、収容空間Ｓ１を形成している。また、図６に示されるように、本実施形態では、一の弁体３０を収容する隔壁部３７と当該一の弁体３０に隣接する位置に配置された他の弁体３０を収容する隔壁部３７とは、一体的に形成されている。このように、互いに異なる弁体３０を収容する隔壁部３７同士は、共有する部分を有していてもよい。

弁体３０は、連通孔３３を塞ぐように、収容空間Ｓ１に収容されている。弁体３０は、ゴム等の弾性部材によって形成された円柱状部材である。弁体３０は、底壁部３２の内面３２ｂ側（枠体１６側とは反対側）において連通孔３３を塞ぐ第１面３０ａと、第１面３０ａとは反対側に位置する第２面３０ｂと、第１面３０ａ及び第２面３０ｂを接続する側面３０ｃと、を有している。弁体３０は、第１面３０ａが底壁部３２の内面３２ｂに対して押し付けられた状態で配置されることで、連通孔３３を塞いでいる。弁体３０は、内部空間Ｖの圧力に応じて、連通孔３３を開閉させる。弁体３０の側面３０ｃと隔壁部３７の内壁面又は側壁部３６の内壁面との間には、隙間Ｇが設けられている。

図６及び図８の（Ａ）に示されるように、隔壁部３７の内壁面には、弁体３０を位置決めするための突出部３８が形成されている。突出部３８は、隔壁部３７の内壁面から内周側へ突出している。突出部３８は、弁体３０の中心位置が連通孔３３の中心軸線からずれて配置された場合に、弁体３０の側面３０ｃと接触するように形成されている。このような突出部３８により、弁体３０の位置ずれを一定の範囲内に抑えることができる。本実施形態では、複数（ここでは６つ）の突出部３８が、連通孔３３の中心軸線回りに等ピッチで形成されている。

図７及び図８の（Ａ）に示されるように、底壁部３２の内面３２ｂには、当該内面３２ｂから突出するシール部３９が形成されている。シール部３９は、当該シール部３９に対して押し付けられた弁体３０の第１面３０ａと接触することで、連通孔３３と隙間Ｇとの間を開閉可能に封止している。シール部３９は、内面３２ｂにおける連通孔３３の開口端を囲むように形成されている。シール部３９は、連通孔３３の縁部に沿って、連通孔３３の中心軸線を中心とする円環状に形成されている。シール部３９は、連通孔３３の全周を隙間無く囲むように形成されている。これにより、シール部３９は、弁体３０の第１面３０ａと隙間無く接触しており、気密性が確保されている。

カバー３１は、ケース２９の開口を塞ぐ板状部材である。カバー３１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３１は、ケース２９の開口端面（すなわち、側壁部３６の底壁部３２側とは反対側の端部３６ａ）に溶着により接合されている。カバー３１は、例えば超音波溶着によってケース２９の開口端面に接合されている。以下、カバー３１をケース２９に取り付ける前後の状態について詳しく説明する。

図７の（Ａ）に示されるように、カバー３１の内面３１ａ（ケース２９側の面）の縁部（側壁部３６の端部３６ａに対向する部分）には、接合用突起３１ｂが設けられている。接合用突起３１ｂは、内面３１ａの縁部の全周にわたって略矩形環状に形成されている。接合用突起３１ｂの断面形状は、内面３１ａ側からケース２９側に向かって先細りとなるテーパ状に形成されている。突出長ｄ１は、カバー３１をケース２９に取り付ける前の状態における接合用突起３１ｂの内面３１ａからの突出高さである。また、隔壁部３７の底壁部３２の内面３２ｂからの突出高さは、側壁部３６の端部３６ａの底壁部３２の内面３２ｂからの突出高さよりも大きい。ここでは、隔壁部３７のカバー３１側の端部３７ａは、側壁部３６の端部３６ａに対して、突出長ｄ２だけ突出している。ここで、突出長ｄ１は、突出長ｄ２よりも大きくなるように設定されている（ｄ１＞ｄ２）。また、非圧縮状態の弁体３０の長さ（第１面３０ａから第２面３０ｂまでの距離）は、シール部３９の頂部から隔壁部３７の端部３７ａまでの距離よりも大きい。すなわち、非圧縮状態の弁体３０は、収容空間Ｓ１内に第１面３０ａがシール部３９の頂部に接触するように配置された状態において、隔壁部３７の端部３７ａに対して、突出長ｄ３（＞０）だけ突出する。

図７の（Ｂ）に示されるように、カバー３１をケース２９に取り付ける際には、接合用突起３１ｂが側壁部３６の端部３６ａに押し付けられながら超音波溶着が実施される。これにより、接合用突起３１ｂの先端側の一部が溶かされて、カバー３１がケース２９側に押し込まれる。この際、隔壁部３７の端部３７ａが側壁部３６の端部３６ａよりも突出しているため、カバー３１は、内面３１ａが隔壁部３７の端部３７ａに当接する位置まで、側壁部３６の端部３６ａに対して押し込まれる。すなわち、カバー３１の内面３１ａと側壁部３６の端部３６ａとの間隔が突出長ｄ２と等しくなった時点で、内面３１ａが隔壁部３７の端部３７ａに当接することにより、カバー３１のケース２９側への移動（押し込み）が停止させられる。その結果、弁体３０は、第１面３０ａと第２面３０ｂとが対向する方向に沿って、突出長ｄ３だけ底壁部３２（シール部３９を含む）に対して押し付けられた状態で、収容空間Ｓ１内に収容される。この状態において、内面３１ａは、弁体３０の第２面３０ｂに当接し、弁体３０を底壁部３２に対して押圧する押圧面として機能する。また、カバー３１は、複数の弁体３０をケース２９の底壁部３２に押し付ける押圧部材として機能する。上述したような溶着により、カバー３１は、弁体３０を底壁部３２に押し付けた状態を維持しつつ、接合用突起３１ｂを介して側壁部３６の端部３６ａに固定される。

図６、図７及び図８の（Ａ）に示されるように、側壁部３６と隔壁部３７とカバー３１との間には、収容空間Ｓ１と連通した排気空間Ｓ２が設けられている。カバー３１には、複数（ここでは２つ）の排気口４０が設けられている。なお、図８の（Ａ）の破線部は、底壁部３２とカバー３１とが対向する方向（Ｘ軸方向）から見た場合の排気口４０の位置を示している。排気口４０は、排気空間Ｓ２と連通されている。また、隔壁部３７には、連通孔３３を介して内部空間Ｖから収容空間Ｓ１に流入したガスを当該収容空間Ｓ１の外部に排出するためのスリット５０（開口部）が形成されている。本実施形態では一例として、スリット５０は、隔壁部３７の端部３７ａから底壁部３２側へと延びる矩形切欠き形状を有している。スリット５０は、収容空間Ｓ１内のガスを排気空間Ｓ２へと誘導するためのスリット５０Ａ（第１開口部）を有している。

このような圧力調整弁１２において、ケース２９の連通孔３３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３３が弁体３０によって塞がれた閉弁状態に維持される。内部空間Ｖの圧力が上昇して設定圧以上になると、弁体３０が底壁部３２から離間するように弾性変形し、連通孔３３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からのガスは、弁体３０の側面３０ｃと隔壁部３７の内壁面との隙間Ｇ（収容空間Ｓ１）及びスリット５０Ａを介して排気空間Ｓ２へと流通し、排気口４０から排気される。

図６及び図８の（Ａ）に示されるように、本実施形態では、圧力調整弁１２の幅方向（Ｙ軸方向）における端部から１つ目の収容空間Ｓ１ａ及び２つ目の収容空間Ｓ１ｂは、それぞれ隔壁部３７に形成されたスリット５０Ａを介して排気空間Ｓ２と直接連通している。なお、３つ目の収容空間Ｓ１ｃと排気空間Ｓ２との間には、収容空間Ｓ１ｂ及び空間Ｓ３が介在している。空間Ｓ３は、側壁部３６と隔壁部３７とカバー３１との間に形成された空間であり、排気口４０と直接連通していない空間である。収容空間Ｓ１ｂを形成する隔壁部３７には、収容空間Ｓ１ｂと空間Ｓ３とを連通させるためのスリット５０Ｂが設けられている。また、収容空間Ｓ１ｃを形成する隔壁部３７には、収容空間Ｓ１ｃと空間Ｓ３とを連通させるためのスリット５０Ａが設けられている。これにより、収容空間Ｓ１ｃ内のガスは、収容空間Ｓ１ｃを形成する隔壁部３７に設けられたスリット５０Ａ、空間Ｓ３、スリット５０Ｂ、収容空間Ｓ１ｂ、収容空間Ｓ１ｂを形成する隔壁部３７に設けられたスリット５０Ａを介して排気空間Ｓ２へと流通し、排気口４０から排気される。このように、収容空間Ｓ１と排気空間Ｓ２とは、スリット５０Ａを介して直接連通していなくてもよく、他の空間（他の収容空間Ｓ１及び空間Ｓ３等）を介して連通していてもよい。

次に、本実施形態に係るバイポーラ電池２の作用・効果について説明する。

バイポーラ電池２では、弁体３０の圧縮率は、底壁部３２の内面３２ｂとカバー３１の内面３１ａとの距離によって規定される。そして、図７の（Ｂ）に示されるように、上記距離は、側壁部３６の端部３６ａよりも外側に突出している隔壁部３７によって規定される。すなわち、隔壁部３７は、上記距離を規定するスペーサ部材として機能する。これにより、弁体３０の圧縮率のばらつきの発生が抑制される。より具体的には、仮に隔壁部３７がスペーサ部材として機能しない場合（すなわち、隔壁部３７の端部３７ａが側壁部３６の端部３６ａよりも内側に位置する場合）、弁体３０の圧縮率は、側壁部３６の端部３６ａにカバー３１を溶着する際の側壁部３６の端部３６ａに対するカバー３１（接合用突起３１ｂ）の押込量によって決定されることになる。具体的には、上記押込量が大きいほど、底壁部３２の内面３２ｂとカバー３１の内面３１ａとの距離が短くなり、弁体３０の圧縮率が大きくなる。このため、上記押込量にばらつきが生じた場合には、弁体３０の圧縮率にばらつきが生じてしまう。一方、バイポーラ電池２では、カバー３１の内面３１ａが隔壁部３７の端部３７ａに当接するまでカバー３１を押し込むことにより、底壁部３２の内面３２ｂとカバー３１の内面３１ａとの距離を一定にすることができる。本実施形態では、図７の（Ｂ）に示されるように、上記距離は、隔壁部３７の高さ（底壁部３２の内面３２ｂから端部３７ａまでの距離）と等しくなる。その結果、弁体３０の圧縮率のばらつきの発生が抑制される。従って、バイポーラ電池２によれば、弁体３０の圧縮率のばらつきの発生が抑制される結果、弁体３０の開弁圧のばらつきが低減される。

また、圧力調整弁１２の組立時において、カバー３１の内面３１ａと側壁部３６の端部３６ａとの間隔を測定しながら溶着を行うことにより、溶着作業を容易に行うことができる。すなわち、図７の（Ｂ）に示されるように、カバー３１の内面３１ａと側壁部３６の端部３６ａとの間隔が突出長ｄ２と等しくなるまで、カバー３１がケース２９側に押し込まれたことを確認することにより、溶着作業の完了を容易に把握することができる。これにより、ケース２９に対するカバー３１の押込量が不足したり、ケース２９に対してカバー３１が過剰に押し込まれたりすることを好適に防止することができる。

また、上述したように、本実施形態では、弁体３０の側面３０ｃを覆うように底壁部３２に立設され、弁体３０が収容される収容空間Ｓ１を形成する隔壁部３７が、スペーサ部材として機能する。この構成によれば、弁体３０を収容する隔壁部３７をスペーサ部材として活用することができる。これにより、隔壁部３７とは別の部材をスペーサ部材として設ける場合と比較して、部材の削減及び軽量化等を図ることができる。また、弁体３０の近傍に位置する隔壁部３７がスペーサ部材として機能することにより、カバー３１の内面３１ａの反り等に起因する弁体３０の圧縮率のばらつきを効果的に抑制することができる。

また、隔壁部３７には、当該隔壁部３７に収容された弁体３０が開弁することによって連通孔３３を介して内部空間Ｖから収容空間Ｓ１に流入したガスを収容空間Ｓ１の外部に排出するためのスリット５０が形成されている。この構成によれば、隔壁部３７をスペーサ部材として活用しつつ、内部空間Ｖから収容空間Ｓ１に流入したガスをスリット５０を介して適切に収容空間Ｓ１の外部に排出することができる。また、スリット５０の形状及び配置を調整することによって、圧力調整弁１２内のガスの流通経路を容易に設計することが可能となる。すなわち、圧力調整弁１２内のガスの排出方向等を目的に応じて適切に制御することが可能となる。

また、圧力調整弁１２には、内部空間Ｖから連通孔３３を介して圧力調整弁１２内に流入したガスを圧力調整弁１２の外部に排気するための排気口４０が形成されている。本実施形態では一例として、排気口４０は、カバー３１に設けられている。圧力調整弁１２の内部には、排気口４０と直接連通する排気空間Ｓ２が形成されている。隔壁部３７に形成されたスリット５０は、当該隔壁部３７により形成された収容空間Ｓ１内のガスを排気空間Ｓ２へと誘導するためのスリット５０Ａを有する。この構成によれば、収容空間Ｓ１内のガスをスリット５０Ａを介して排気空間Ｓ２へと誘導し、排気口４０を介して圧力調整弁１２の外部へと適切に排気することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明されたが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、各部の形状及び材料等は、適宜に変更されてもよい。

また、図８の（Ｂ）に示されるように、圧力調整弁１２の内部には、排気口４０と直接連通しておらず圧力調整弁１２の内部にガスを留めるための貯留空間Ｓ４が形成されていてもよい。そして、隔壁部３７に形成されたスリット５０は、当該隔壁部３７により形成された収容空間Ｓ１内のガスを貯留空間Ｓ４へと誘導するためのスリット５０Ｃ（第２開口部）を更に有していてもよい。なお、貯留空間Ｓ４は、排気口４０と直接連通していない点で空間Ｓ３と同様である。ただし、空間Ｓ３が、少なくとも１つの収容空間Ｓ１（ここでは収容空間Ｓ１ｃ）内のガスを排気空間Ｓ２へと誘導するために必須の空間であるのに対して、貯留空間Ｓ４は、収容空間Ｓ１内のガスを排気空間Ｓ２へと誘導するために必ずしも必須の空間ではない。図８の（Ｂ）の例では、いずれの貯留空間Ｓ４も、収容空間Ｓ１内のガスを排気空間Ｓ２へと誘導する上では不要な空間である。例えばバイポーラ電池２が格納された蓄電装置１内に配置される各種部材等に対する熱影響を抑制するために、圧力調整弁１２からの高温ガスの排気を抑制したい場合がある。上記構成によれば、収容空間Ｓ１内のガスの一部をスリット５０Ｃを介して貯留空間Ｓ４へと誘導することができる。これにより、高温ガス（すなわち、内部空間Ｖから連通孔３３を介して圧力調整弁１２の内部に流入したガス）が排気口４０から勢いよく排気されることを抑制することができ、上記熱影響を効果的に抑制することができる。

また、図８の（Ｂ）の例では、各収容空間Ｓ１を形成する各隔壁部３７において、スリット５０Ｃの幅は、スリット５０Ａの幅よりも大きい。すなわち、スリット５０Ｃの開口面積は、スリット５０Ａの開口面積よりも大きい。これにより、収容空間Ｓ１内のガスを排気空間Ｓ２よりも貯留空間Ｓ４へと流れ易くすることができる。すなわち、スリット５０Ａを介して収容空間Ｓ１から排気空間Ｓ２へと誘導されるガスよりも多くのガスを、スリット５０Ｃを介して収容空間Ｓ１から貯留空間Ｓ４へと誘導することが可能となる。これにより、高温ガスが排気口４０から勢いよく排気されることをより一層効果的に抑制することができる。

また、弁体３０は、円柱状部材に限られず、例えば多角形柱状部材であってもよい。また、この場合、隔壁部３７は、弁体３０の形状に応じた形状の収容空間Ｓ１を形成するように形成されればよい。

また、上記実施形態ではスリット５０は底壁部３２まで到達していないが、スリット５０は、端部３７ａから底壁部３２にかけて形成されていてもよい。また、収容空間Ｓ１内のガスを収容空間Ｓ１の外部に排出するための開口部は、上述したようなスリット５０に限られない。例えば、スリット５０の代わりに、隔壁部３７の側面に窓状の開口部が設けられてもよい。

また、上記実施形態では、複数の弁体３０の各々に対応する全ての隔壁部３７がスペーサ部材として機能する例を示した。すなわち、全ての隔壁部３７の端部３７ａが、側壁部３６の端部３６ａよりも外側に突出している例を示した。しかし、必ずしも全ての隔壁部３７がスペーサ部材として機能しなくてもよい。すなわち、一部の隔壁部３７のみが側壁部３６の端部３６ａよりも突出しており、他の隔壁部３７の端部３７ａは、側壁部３６の端部３６ａよりも内側に位置していてもよい。このような場合であっても、一部の隔壁部３７がスペーサ部材として機能することにより、弁体３０の圧縮率のばらつきが低減される。また、この場合には、当該他の隔壁部３７の端部３７ａとカバー３１の内面３１ａとの間に隙間が生じるため、当該他の隔壁部３７にはスリット５０は形成されなくてもよい。

また、隔壁部３７とは異なる一以上の部材（例えば底壁部３２の内面３２ｂに立設された柱状又は壁状の部材等）が、スペーサ部材として設けられてもよい。このような部材は、例えば、上述した排気空間Ｓ２、空間Ｓ３、貯留空間Ｓ４等に対応する空間（すなわち、収容空間Ｓ１以外の空間）に設けられ得る。また、スペーサ部材は、必ずしも底壁部３２の内面３２ｂに立設されなくてもよい。例えば、スペーサ部材の一端が側壁部３６の内壁面又は隔壁部３７の外壁面に接続され、スペーサ部材の他端が側壁部３６の端部３６ａよりも外側に突出していてもよい。

また、排気口４０は、カバー３１以外の部材（例えば側壁部３６等）に設けられてもよい。

また、上記実施形態では、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であるが、本発明は、特に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、本発明は、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。

２…バイポーラ電池（蓄電モジュール）、１１…モジュール本体、１２…圧力調整弁、１３…バイポーラ電極（電極）、１５…電極積層体、１６…枠体、２０…正極側終端電極（電極）、２１…負極側終端電極（電極）、２５，２６…連通孔（第１連通孔）、３０…弁体、３０ａ…第１面、３０ｂ…第２面、３０ｃ…側面、３１…カバー（押圧部材）、３１ａ…内面（押圧面）、３２…底壁部、３３…連通孔（第２連通孔）、３６…側壁部、３６ａ…端部、３７…隔壁部（スペーサ部材）、３７ａ…端部、５０…スリット（開口部）、５０Ａ…スリット（第１開口部）、５０Ｃ…スリット（第２開口部）、Ｓ１，Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃ…収容空間、Ｓ２…排気空間、Ｓ４…貯留空間、Ｖ…内部空間。

Claims (6)

1. 複数の電極が積層された電極積層体と、前記電極積層体を取り囲むように配置され、前記電極積層体に設けられた複数の内部空間と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底壁部と、
   前記底壁部の前記枠体側とは反対側において前記第２連通孔を塞ぐ第１面と前記第１面とは反対側に位置する第２面とを有し、それぞれ弾性部材によって柱状に形成された複数の弁体と、
   前記複数の弁体を包囲するように、前記底壁部の縁部に立設された側壁部と、
   前記複数の弁体の前記第２面に当接すると共に前記複数の弁体を前記底壁部に対して押圧する押圧面を有し、前記側壁部の前記底壁部側とは反対側の端部に溶着される押圧部材と、
   前記底壁部と前記押圧面との間に配置されたスペーサ部材と、を有し、
   前記スペーサ部材は、前記側壁部の前記端部よりも外側に突出しており、
   前記スペーサ部材の前記押圧部材側の端部は、前記押圧面に当接している、
   蓄電モジュール。
2. 前記スペーサ部材は、前記弁体における前記第１面と前記第２面とを接続する側面を覆うように前記底壁部に立設され、前記弁体が収容される収容空間を形成する隔壁部である、請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記隔壁部には、当該隔壁部に収容された前記弁体が開弁することによって前記第２連通孔を介して前記内部空間から前記収容空間に流入したガスを前記収容空間の外部に排出するための開口部が形成されている、請求項２に記載の蓄電モジュール。
4. 前記圧力調整弁には、前記ガスを前記圧力調整弁の外部に排気するための排気口が形成されており、
   前記圧力調整弁の内部には、前記排気口と直接連通する排気空間が形成されており、
   前記隔壁部に形成された前記開口部は、当該隔壁部により形成された前記収容空間内の前記ガスを前記排気空間へと誘導するための第１開口部を有する、請求項３に記載の蓄電モジュール。
5. 前記圧力調整弁の内部には、前記排気口と直接連通しておらず前記圧力調整弁の内部に前記ガスを留めるための貯留空間が形成されており、
   前記隔壁部に形成された前記開口部は、当該隔壁部により形成された前記収容空間内の前記ガスを前記貯留空間へと誘導するための第２開口部を更に有する、請求項４に記載の蓄電モジュール。
6. 前記第２開口部の開口面積は、前記第１開口部の開口面積よりも大きい、請求項５に記載の蓄電モジュール。

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