JP2020107463A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー密度の向上を図ることができる蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置１０は、蓄電素子１００と、蓄電素子１００の第一方向側に配置される側方部材と、蓄電素子１００と側方部材との間に配置される中間スペーサ２００と、蓄電素子１００と側方部材との間であって、第一方向から見て中間スペーサ２００と重ならない位置に配置される接着層５１０と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、蓄電素子とスペーサとを備える蓄電装置に関する。

従来、蓄電素子とスペーサとを備える蓄電装置が広く知られている。例えば、特許文献１には、電池セル（蓄電素子）とスペーサとを備え、接着剤からなる接着部で電池セルにスペーサを接着した構成の電池モジュール（蓄電装置）が開示されている。

特開２０１７−１３９０９９号公報

蓄電装置においては、エネルギー密度の向上のために、蓄電装置内に占める蓄電素子の割合を大きくすることが望まれている。しかしながら、上記従来のような蓄電装置では、蓄電素子にスペーサを接着剤で接着する構成であるため、スペーサと接着剤との厚み分、蓄電装置内に占める蓄電素子の割合が小さくなる。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、エネルギー密度の向上を図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、蓄電素子と、前記蓄電素子の第一方向側に配置される側方部材と、前記蓄電素子と前記側方部材との間に配置されるスペーサと、前記蓄電素子と前記側方部材との間であって、前記第一方向から見て前記スペーサと重ならない位置に配置される第一接着層と、を備える。

これによれば、蓄電装置は、蓄電素子と側方部材との間に、スペーサと第一接着層とを備えており、第一接着層は、スペーサと重ならない位置に配置されている。このように、蓄電素子と側方部材との間において、第一接着層をスペーサとは異なる位置に配置して、スペーサとは異なる位置で蓄電素子と側方部材とを接着する。つまり、スペーサが有する蓄電素子を押圧する機能と、第一接着層が有する蓄電素子と側方部材とを固定する機能とを、蓄電素子と側方部材との間の異なる位置で分けて行う。これにより、蓄電素子と側方部材との間隔を小さくすることができるため、蓄電装置内に占める蓄電素子の割合を大きくすることができ、エネルギー密度の向上を図ることができる。

また、前記スペーサは、前記第一方向から見て、前記蓄電素子の中央位置に配置されることにしてもよい。

これによれば、スペーサは、蓄電素子の中央位置に配置されている。つまり、蓄電素子は中央位置が高温になる傾向にあるため、スペーサを蓄電素子の中央位置に配置して、第一接着層を蓄電素子の中央位置に配置しないようにする。これにより、蓄電素子からの熱で第一接着層が溶けて蓄電素子と側方部材とがずれる等の不具合が生じるのを抑制しつつ、エネルギー密度の向上を図ることができる。

また、前記第一接着層は、前記第一方向と交差する第二方向において、前記スペーサを挟む位置に配置されることにしてもよい。

これによれば、第一接着層は、スペーサを挟む位置に配置されている。このように、スペーサを挟む位置に第一接着層を配置することで、スペーサの両側において、蓄電素子と側方部材とを接着することができる。これにより、蓄電素子と側方部材とをバランスよく強固に固定しつつ、エネルギー密度の向上を図ることができる。

また、前記第一接着層は、前記第一方向から見て、前記スペーサの周囲を囲う位置に配置されることにしてもよい。

これによれば、第一接着層は、スペーサの周囲を囲う位置に配置されている。このように、スペーサの周囲を囲うように第一接着層を配置することで、スペーサの周囲において、蓄電素子と側方部材とを接着することができる。これにより、蓄電素子と側方部材とをさらにバランスよく強固に固定しつつ、エネルギー密度の向上を図ることができる。

また、さらに、前記蓄電素子及び前記側方部材の少なくとも一方と前記スペーサとの間に配置される第二接着層を備えることにしてもよい。

これによれば、蓄電素子及び側方部材の少なくとも一方とスペーサとの間に、第二接着層が配置されている。これにより、蓄電素子と側方部材との間にスペーサを配置する際に、第二接着層によって、蓄電素子と側方部材との間でスペーサを仮固定することができる。ここで、蓄電素子と側方部材との固定は第一接着層で行っているため、第二接着層は、スペーサを仮固定しておくだけの薄いものでよい。このため、蓄電素子及び側方部材の少なくとも一方とスペーサとの間に第二接着層が配置されても、蓄電素子と側方部材との間隔が大きくなるのを抑制することができる。これにより、蓄電装置内に占める蓄電素子の割合が小さくなるのを抑制することができるため、エネルギー密度の向上を図ることができる。

なお、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、蓄電装置におけるスペーサ及び接着層（第一接着層、第二接着層）の配置方法等の蓄電装置の製造方法としても実現することができる。

本発明における蓄電装置によれば、エネルギー密度の向上を図ることができる。

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構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る中間スペーサ及び接着層の配置位置を示す斜視図である。 実施の形態に係る中間スペーサ及び接着層の配置位置を示す平面図である。 実施の形態の変形例１に係る中間スペーサ及び接着層の配置位置を示す平面図である。 実施の形態の変形例２に係る中間スペーサ及び接着層の配置位置を示す平面図である。 実施の形態の変形例３に係る中間スペーサ及び接着層の配置位置を示す平面図である。 実施の形態の変形例３に係る中間スペーサ及び接着層の配置位置を示す平面図である。

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、製造工程、製造工程の順序などは、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、スペーサ（中間スペーサ、エンドスペーサ）の並び方向、エンド部材（エンドプレート）の並び方向、蓄電素子とスペーサとエンド部材との並び方向、１つの蓄電素子の容器における一対の長側面の対向方向、または、蓄電素子、スペーサ若しくはエンド部材の厚み方向をＸ軸方向と定義する。蓄電素子の容器本体と蓋との並び方向、または、蓄電素子とバスバーとの並び方向をＹ軸方向と定義する。１つの蓄電素子における一対の電極端子の並び方向、１つの蓄電素子の容器における一対の短側面の対向方向、サイド部材（サイドプレート）の並び方向、絶縁プレートの並び方向、サイド部材と絶縁プレートとの並び方向、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軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。さらに、以下では、Ｘ軸方向を第一方向とも呼び、第一方向と交差する方向（例えばＹ軸方向またはＺ軸方向）を第二方向とも呼ぶこととする。

（実施の形態）
［１ 蓄電装置１０の全般的な説明］
まず、蓄電装置１０の構成について、説明する。図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１０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１０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１０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り、本実施の形態では、略直方体形状を有している。例えば、蓄電装置１０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（組電池）である。具体的には、蓄電装置１０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）若しく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、または、電車、モノレール若しくはリニアモーターカー等の電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用若しくはエンジン始動用、または、家庭用若しくは発電機用に使用される定置用のバッテリ等として用いられる。

図１及び図２に示すように、蓄電装置１０は、複数（本実施の形態では１６個）の蓄電素子１００と、複数（本実施の形態では１５個）の中間スペーサ２００と、一対のエンドスペーサ３００と、一対のエンド部材４００と、一対の絶縁プレート６００と、一対のサイド部材７００と、バスバー８００と、を備えている。また、隣り合う蓄電素子１００同士の間には接着層５１０が配置され、蓄電素子１００とエンドスペーサ３００との間には接着層５２０が配置され、蓄電素子１００と絶縁プレート６００との間には接着層５３０が配置されている。また、エンドスペーサ３００には、蓄電装置１０の端子である一対の外部端子９１０（正極外部端子及び負極外部端子）が配置されている。なお、蓄電装置１０は、バスバー８００を保持するバスバーフレーム、蓄電素子１００の電圧計測用の配線、温度計測用の配線、サーミスタ、蓄電素子１００の充電状態や放電状態を監視するための回路基板やリレー等の電気機器等も備えていてもよい。

蓄電素子１００は、電気を充電し、また電気を放電することができる二次電池（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１００は、扁平な直方体形状（角形）の形状を有しており、長側面がＸ軸方向に向き、かつ、電極端子がＹ軸プラス方向に向くように横倒しされた状態で、Ｘ軸方向に並べられて配置されている。また、蓄電素子１００は、中間スペーサ２００またはエンドスペーサ３００に隣接して配置されている。つまり、複数の蓄電素子１００のそれぞれは、複数の中間スペーサ２００及び一対のエンドスペーサ３００のそれぞれと交互に配置され、Ｘ軸方向に並べられている。本実施の形態では、１６個の蓄電素子１００のうちの隣り合う蓄電素子１００同士の間に１５個の中間スペーサ２００がそれぞれ配置され、１６個の蓄電素子１００のうちの端部の蓄電素子１００を挟む位置に一対のエンドスペーサ３００が配置されている。この蓄電素子１００の構成の詳細な説明については、後述する。

なお、蓄電素子１００の個数は、特に限定されず、１６個以外の複数個であってもよいし、１個であってもよい。また、蓄電素子１００の形状は、特に限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、円柱形状、楕円柱形状、長円形柱形状等、どのような形状であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。また、蓄電素子１００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い。また、蓄電素子１００は、二次電池ではなく、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。さらに、蓄電素子１００は、固体電解質を用いた電池であってもよい。

中間スペーサ２００及びエンドスペーサ３００は、蓄電素子１００の側方（Ｘ軸プラス方向またはＸ軸マイナス方向）に配置されて、蓄電素子１００と他の部材とを絶縁するとともに、蓄電素子１００が膨れるのを抑制するスペーサである。中間スペーサ２００及びエンドスペーサ３００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）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＡＢＳ樹脂、及びそれらの複合材料等の絶縁性の樹脂材料等で形成されている。なお、中間スペーサ２００及びエンドスペーサ３００は、絶縁性を有するものであれば樹脂以外の材料で形成されていてもよく、例えば、セラミック、または、マイカ片を集積し結合することで構成されるダンマ材によって形成されたマイカ板等で形成されていてもよい。また、複数の中間スペーサ２００及び一対のエンドスペーサ３００の全てが同じ材質の材料で形成されていなくてもよい。

中間スペーサ２００は、隣り合う２つの蓄電素子１００の間に配置された矩形状かつ平板状のスペーサである。中間スペーサ２００は、接着層５１０によって当該２つの蓄電素子１００が接着されることで、当該２つの蓄電素子１００に挟まれて、当該２つの蓄電素子１００に対して固定されている。なお、本実施の形態では、１６個の蓄電素子１００に対応して１５個の中間スペーサ２００が配置されているが、蓄電素子１００の個数が１６個以外の場合には、中間スペーサ２００の個数も蓄電素子１００の個数に応じて変更される。中間スペーサ２００及び接着層５１０の配置位置の詳細な説明については、後述する。

エンドスペーサ３００は、端部の蓄電素子１００とエンド部材４００との間に配置された矩形状かつ板状のスペーサである。エンドスペーサ３００の蓄電素子１００側には接着層５２０が配置されており、接着層５２０によって、エンドスペーサ３００と蓄電素子１００とが接着されている。

エンド部材４００及びサイド部材７００は、複数の蓄電素子１００の並び方向（Ｘ軸方向）において、蓄電素子１００を外方から圧迫する部材である。つまり、エンド部材４００及びサイド部材７００は、複数の蓄電素子１００を当該並び方向の両側から挟み込むことで、複数の蓄電素子１００に含まれるそれぞれの蓄電素子１００を当該並び方向の両側から圧迫する。

具体的には、エンド部材４００は、複数の蓄電素子１００のＸ軸方向両側に配置され、複数の蓄電素子１００を、当該複数の蓄電素子１００の並び方向（Ｘ軸方向）の両側から挟み込んで保持する板状のエンドプレート（挟持部材ともいう）である。エンド部材４００は、強度確保の観点等から、例えば、ステンレス鋼、鉄、メッキ鋼板、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製（導電性）の材料で形成されている。なお、エンド部材４００の材質は特に限定されず、例えば強度の高い絶縁性の材料で形成されていてもよいし、絶縁処理が施されていたりしていてもよい。また、エンド部材４００は、板状のエンドプレートではなく、ブロック状のエンドブロック等であることにしてもよい。

サイド部材７００は、両端がエンド部材４００に取り付けられて、複数の蓄電素子１００を拘束する長尺状かつ板状のサイドプレート（拘束部材、拘束バーともいう）である。つまり、サイド部材７００は、複数の蓄電素子１００、複数の中間スペーサ２００及び一対のエンドスペーサ３００を跨ぐようにＸ軸方向に延設されて配置され、当該複数の蓄電素子１００等に対してこれらの並び方向（Ｘ軸方向）における拘束力を付与する。本実施の形態では、複数の蓄電素子１００のＺ軸方向両側方において、蓄電素子１００とで絶縁プレート６００を挟む位置に、２つのサイド部材７００が配置されている。そして、当該２つのサイド部材７００のそれぞれが、Ｘ軸方向両端部において、２つのエンド部材４００のＺ軸方向端部に取り付けられている。これにより、２つのサイド部材７００は、当該複数の蓄電素子１００等を、Ｘ軸方向の両側及びＺ軸方向の両側から挟み込んで拘束する。

また、サイド部材７００は、Ｙ軸方向に並ぶ複数のボルト等の固定部材７０１によって、エンド部材４００に対して固定されている。なお、サイド部材７００のエンド部材４００への取り付けは、ボルト等による固定には限定されず、溶接、接着、リベット止めまたはかしめ等で固定（接合）されていてもよい。また、サイド部材７００は、どのような材質の材料で形成されていてもよいが、例えば、強度確保の観点等から、エンド部材４００と同様の材質の材料で形成されている。また、サイド部材７００は、板状のサイドプレートではなく、ブロック状または棒状の部材等であることにしてもよい。

絶縁プレート６００は、複数の蓄電素子１００のＺ軸方向両側に配置され、かつ、Ｘ軸方向に延設される長尺状かつ平板状の絶縁部材（インシュレータ）である。つまり、絶縁プレート６００は、複数の蓄電素子１００、複数の中間スペーサ２００及び一対のエンドスペーサ３００を跨ぐように、当該複数の蓄電素子１００等とサイド部材７００との間に配置され、蓄電素子１００とサイド部材７００とを絶縁する。ここで、蓄電素子１００と絶縁プレート６００との間には接着層５３０が配置されており、接着層５３０によって、蓄電素子１００と絶縁プレート６００とが接着されている。なお、絶縁プレート６００は、絶縁性を有する部材であればどのような材質で形成されていてもよいが、例えば、中間スペーサ２００及びエンドスペーサ３００と同様の材質の材料で形成されている。なお、２つの絶縁プレート６００が異なる材質の材料で形成されていてもよい。

バスバー８００は、複数の蓄電素子１００上に配置され、複数の蓄電素子１００の電極端子同士を電気的に接続する導電性の板状部材である。本実施の形態では、バスバー８００は、隣り合う蓄電素子１００の正極端子と負極端子とを順に接続することで、複数の蓄電素子１００を直列に接続している。また、端部に配置されるバスバー８００には、正極側及び負極側の外部端子９１０が接続されている。バスバー８００は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属製の導電部材で形成されている。なお、蓄電素子１００の接続形態は特に限定されず、いずれかの蓄電素子１００が並列接続されていることにしてもよい。

［２ 蓄電素子１００の詳細な説明］
次に、蓄電素子１００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１００の構成を示す斜視図である。具体的には、図３は、図２における蓄電素子１００から中間スペーサ２００や接着層５１０、５２０、５３０が取り外された状態を拡大して示す斜視図である。なお、図２における１６個の蓄電素子１００は、全て同様の構成を有しているため、以下では、１個の蓄電素子１００について説明する。

図３に示すように、蓄電素子１００は、容器１１０と、一対の電極端子１２０（正極端子及び負極端子）と、一対のガスケット１３０（正極側及び負極側のガスケット）と、を備えている。また、容器１１０の内方には、電極体、一対の集電体（正極集電体及び負極集電体）、及び、電解液（非水電解質）等が収容されているが、これらの図示は省略する。なお、当該電解液としては、蓄電素子１００の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。また、容器１１０（後述の蓋体１１２）と集電体との間にもガスケットが配置され、集電体の側方等にはスペーサが配置されているが、これらの図示も省略する。

容器１１０は、開口が形成された容器本体１１１と、容器本体１１１の当該開口を閉塞する蓋体１１２と、容器本体１１１の外面を覆う絶縁シート１１３と、を有する直方体形状（角形）の容器である。容器本体１１１は、容器１１０の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Ｙ軸プラス方向側に開口が形成されている。蓋体１１２は、容器１１０の蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体１１１のＹ軸プラス方向側にＺ軸方向に延設されて配置されている。蓋体１１２には、容器１１０内方の圧力が上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁１１２ａ、及び、容器１１０内方に電解液を注液するための注液部（図示せず）等が設けられている。なお、容器本体１１１及び蓋体１１２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、鉄、メッキ鋼板など溶接可能な金属であるのが好ましい。

絶縁シート１１３は、容器本体１１１の外面に配置され、容器本体１１１の外面を覆う絶縁性のシート状部材である。絶縁シート１１３の材質は、蓄電素子１００に必要な絶縁性を確保できるものであれば特に限定されないが、例えば、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＢＴまたはＡＢＳ樹脂等の絶縁性の樹脂、エポキシ樹脂、カプトン、テフロン（登録商標）、シリコン、ポリイソプレン、及びポリ塩化ビニルなどを例示することができる。

このように、容器本体１１１の内方に電極体等が収容され、容器本体１１１と蓋体１１２とが溶接等によって接合されて内部が密封され、容器本体１１１の外面に絶縁シート１１３が配置されて、容器１１０が形成されている。これにより、容器１１０は、Ｘ軸方向両側の側面に一対の長側面部１１０ａを有し、Ｚ軸方向両側の側面に一対の短側面部１１０ｂを有し、Ｙ軸マイナス方向側に底面部１１０ｃを有する構成となっている。長側面部１１０ａは、容器１１０の長側面を形成する矩形状の平面部であり、短側面部１１０ｂは、容器１１０の短側面を形成する矩形状の平面部であり、底面部１１０ｃは、容器１１０の底面を形成する矩形状の平面部である。なお、本実施の形態では、絶縁シート１１３は、一対の長側面部１１０ａ、一対の短側面部１１０ｂ及び底面部１１０ｃの全てに配置されているが、底面部１１０ｃには配置されていない等、いずれかの面部に配置されていない構成でもよい。

電極端子１２０は、蓋体１１２に配置される蓄電素子１００の端子（正極端子及び負極端子）であり、集電体を介して、電極体の正極板及び負極板に電気的に接続されている。つまり、電極端子１２０は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子１００の外部空間に導出し、また、電極体に電気を蓄えるために蓄電素子１００の内部空間に電気を導入するための金属製の部材である。なお、電極端子１２０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などで形成されている。ガスケット１３０は、電極端子１２０の周囲、かつ、電極端子１２０と蓋体１１２との間に配置され、電極端子１２０と蓋体１１２との間の絶縁性及び気密性を確保するための部材である。ガスケット１３０は、例えば、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＥＥＫ、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＰＢＴ、ＰＥＳ、ＡＢＳ樹脂などの絶縁性の材料で形成されている。

電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素（発電要素）である。ここで、電極体が有する正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属からなる長尺帯状の集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。また、負極板は、銅または銅合金などの金属からなる長尺帯状の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。また、正極活物質層に用いられる正極活物質、負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。また、集電体は、電極端子１２０と電極体とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材（正極集電体及び負極集電体）である。なお、正極集電体は、正極板の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成され、負極集電体は、負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成されている。

［３ 中間スペーサ２００及び接着層５１０〜５３０の配置位置の説明］
次に、中間スペーサ２００及び接着層５１０〜５３０の配置位置について、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係る中間スペーサ２００及び接着層５１０〜５３０の配置位置を示す斜視図である。具体的には、図４は、図２に示されたＸ軸プラス方向側の端部に配置される２つの蓄電素子１００と、当該２つの蓄電素子１００の間に配置される中間スペーサ２００と、当該２つの蓄電素子１００の周囲に配置される接着層５１０〜５３０と、を分解して示す分解斜視図である。図５は、本実施の形態に係る中間スペーサ２００及び接着層５１０の配置位置を示す平面図である。具体的には、図５は、蓄電素子１００に中間スペーサ２００及び接着層５１０が配置された場合の、中間スペーサ２００及び接着層５１０の配置位置を示す正面図である。

図４に示すように、中間スペーサ２００は、Ｘ軸方向において隣り合う２つの蓄電素子１００（図４では蓄電素子１００Ａ及び蓄電素子１００Ｂ）の間に配置されている。ここで、例えば蓄電素子１００Ａは、蓄電素子１００ＢのＸ軸方向側（第一方向側）に配置される側方部材の一例である。また、図５に示すように、中間スペーサ２００は、Ｘ軸方向（第一方向）から見て、蓄電素子１００の中央位置に配置されている。本実施の形態では、中間スペーサ２００は、蓄電素子１００の容器１１０の長側面部１１０ａの長手方向であるＹ軸方向の中央部において、長側面部１１０ａの短手方向であるＺ軸方向の一端部から他端部に亘って配置されている。

また、蓄電素子１００Ａと蓄電素子１００Ｂとの間において、中間スペーサ２００のＹ軸方向両側には、２つの接着層５１０が配置されている。つまり、接着層５１０は、蓄電素子１００Ａと蓄電素子１００Ｂとの間であって、Ｘ軸方向（第一方向）から見て中間スペーサ２００と重ならない位置に配置されている。また、接着層５１０は、第一方向と交差するＹ軸方向（第二方向）において、中間スペーサ２００を挟む位置に配置されている。接着層５１０は、第一接着層の一例である。

本実施の形態では、接着層５１０は、蓄電素子１００の容器１１０の長側面部１１０ａの長手方向であるＹ軸方向の端部において、長側面部１１０ａの短手方向であるＺ軸方向の一端部から他端部に亘って配置された矩形状の両面テープである。接着層５１０は、蓄電素子１００Ａと蓄電素子１００Ｂとを接着可能とするために、蓄電素子１００Ａと蓄電素子１００Ｂとを接着する前の状態では、中間スペーサ２００よりもＸ軸方向の厚みが厚く形成されている。

これにより、接着層５１０によって、中間スペーサ２００のＸ軸方向両側の蓄電素子１００Ａ及び蓄電素子１００Ｂが接着されて、中間スペーサ２００が、蓄電素子１００Ａ及び蓄電素子１００Ｂに挟まれ、蓄電素子１００Ａ及び蓄電素子１００Ｂに対して固定される。なお、蓄電素子１００Ａ及び蓄電素子１００Ｂは、図２におけるＸ軸プラス方向側の端部に配置された２つの蓄電素子１００であるが、図２における他の２つの蓄電素子１００の間にも、上記と同様の構成の中間スペーサ２００及び接着層５１０が配置されている。

また、蓄電素子１００ＡのＸ軸プラス方向側には、接着層５２０が配置されている。本実施の形態では、接着層５２０は、蓄電素子１００Ａの容器１１０のＸ軸プラス方向側の長側面部１１０ａのほぼ全面を覆うように配置された矩形状の両面テープである。これにより、接着層５２０によって、蓄電素子１００Ａ及びエンドスペーサ３００が接着されて固定される。

また、蓄電素子１００のＺ軸プラス方向側及びＺ軸マイナス方向側には、接着層５３０が配置されている。本実施の形態では、接着層５３０は、蓄電素子１００の容器１１０の短側面部１１０ｂのほぼ全面を覆うように配置された矩形状の両面テープである。これにより、接着層５３０によって、蓄電素子１００及び絶縁プレート６００が接着されて固定される。

なお、接着層５１０、５２０及び５３０の形状は、特に限定されず、矩形状以外の多角形状、円形状、長円形状、楕円形状等、どのような形状であってもよい。また、接着層５１０、５２０及び５３０は、１つの連続した接着層ではなく、複数の接着層によって構成されていてもよい。さらに、接着層５１０、５２０及び５３０は、両面テープには限定されず、接着剤等の接着層でもよく、溶着によって接合した際の溶着部分、溶接によって接合した際の溶接部分、または、その他の接合部分であってもよい。

［４ 効果の説明］
以上のように、本実施の形態に係る蓄電装置１０によれば、蓄電素子１００と側方部材（他の蓄電素子１００）との間に、中間スペーサ２００と接着層５１０とを備えており、接着層５１０は、中間スペーサ２００と重ならない位置に配置されている。このように、蓄電素子１００と当該側方部材との間において、接着層５１０を中間スペーサ２００とは異なる位置に配置して、中間スペーサ２００とは異なる位置で蓄電素子１００と当該側方部材とを接着する。つまり、中間スペーサ２００が有する蓄電素子１００を押圧する機能と、接着層５１０が有する蓄電素子１００と当該側方部材とを固定する機能とを、蓄電素子１００と当該側方部材との間の異なる位置で分けて行う。これにより、蓄電素子１００と当該側方部材との間隔を小さくすることができるため、蓄電装置１０内に占める蓄電素子１００の割合を大きくすることができ、エネルギー密度の向上を図ることができる。

また、中間スペーサ２００は、蓄電素子１００の中央位置に配置されている。つまり、蓄電素子１００は中央位置が高温になる傾向にあるため、中間スペーサ２００を蓄電素子１００の中央位置に配置して、接着層５１０を蓄電素子１００の中央位置に配置しないようにする。これにより、蓄電素子１００からの熱で接着層５１０が溶けて蓄電素子１００と当該側方部材とがずれる等の不具合が生じるのを抑制しつつ、エネルギー密度の向上を図ることができる。

また、接着層５１０は、Ｙ軸方向において、中間スペーサ２００を挟む位置に配置されている。このように、中間スペーサ２００を挟む位置に接着層５１０を配置することで、中間スペーサ２００の両側において、蓄電素子１００と当該側方部材とを接着することができる。これにより、蓄電素子１００と当該側方部材とをバランスよく強固に固定しつつ、エネルギー密度の向上を図ることができる。特に、接着層５１０を、蓄電素子１００の長手方向であるＹ軸方向において中間スペーサ２００を挟む位置に配置することで、蓄電素子１００と当該側方部材とをよりバランスよく強固に固定することができる。

また、通常、中間スペーサ２００は、接着層５１０よりも断熱性が高いため、接着層５１０が中間スペーサ２００の両側に配置されていると、隣り合う蓄電素子１００間における接着層５１０を介した熱伝導のバランスがよくなる。このため、蓄電素子１００の内部における温度分布のばらつきを緩和することができる。逆に、接着層５１０が中間スペーサ２００の片側にしか配置されていない場合には、中間スペーサ２００の接着層５１０が配置されていない側は、外方に向かって空気層が開放されていることになり、積極的に冷却されやすい。このため、中間スペーサ２００が配置されている領域と、接着層５１０が配置されている領域と、接着層５１０が配置されていない領域とで、温度分布にばらつきが生じやすく、蓄電素子１００の充放電性能や寿命性能に悪影響を及ぼすおそれがある。

［５ 変形例の説明］
（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。図６は、本実施の形態の変形例１に係る中間スペーサ２００及び接着層５１０、５４０の配置位置を示す平面図である。具体的には、図６は、図５に対応する図である。

図６に示すように、本変形例では、上記実施の形態の構成に加えて、接着層５４０が配置されている。接着層５４０は、第二接着層の一例である。その他の構成については、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。

接着層５４０は、中間スペーサ２００を挟む蓄電素子１００及び側方部材（他の蓄電素子１００）の少なくとも一方と、中間スペーサ２００との間に配置されて、蓄電素子１００及び側方部材の間で中間スペーサ２００を仮固定する接着層である。つまり、接着層５４０は、中間スペーサ２００のＸ軸方向両側に配置されていることにしてもよいし、Ｘ軸プラス方向側及びＸ軸マイナス方向側のいずれか一方に配置されていることにしてもよい。接着層５４０は、接着層５１０等と同様に、両面テープや接着剤等によって構成されているが、接着層５４０として、厚さが０．２ｍｍ以下の薄い両面テープやシアノアクリレート系のような液状接着剤が用いられるのが好ましい。なお、接着層５４０は、中間スペーサ２００の中央位置に配置されていてもよいし、中間スペーサ２００の端部に配置されていてもよい。また、接着層５４０は、接着層５１０等と同様に、その形状は特に限定されず、また、１つの連続した接着層ではなく、複数の接着層によって構成されていてもよい。

以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、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、本変形例では、蓄電素子１００及び側方部材（他の蓄電素子１００）の少なくとも一方と中間スペーサ２００との間に、接着層５４０が配置されている。これにより、蓄電素子１００と当該側方部材との間に中間スペーサ２００を配置する際に、接着層５４０によって、蓄電素子１００と当該側方部材との間で中間スペーサ２００を仮固定することができる。ここで、蓄電素子１００と当該側方部材との固定は接着層５１０で行っているため、接着層５４０は、中間スペーサ２００を仮固定しておくだけの薄いものでよい。このため、蓄電素子１００及び当該側方部材の少なくとも一方と中間スペーサ２００との間に接着層５４０が配置されても、蓄電素子１００と当該側方部材との間隔が大きくなるのを抑制することができる。これにより、蓄電装置１０内に占める蓄電素子１００の割合が小さくなるのを抑制することができるため、エネルギー密度の向上を図ることができる。このように、接着層５４０を配置した場合でも、蓄電装置１０内に占める蓄電素子１００の割合にほとんど影響を及ぼすことなく、中間スペーサ２００を蓄電素子１００に容易に配置することができる。

なお、本変形例において、接着層５４０（第二接着層）を接着層５１０（第一接着層）に少しだけ重なる範囲まで拡大して配置し、中間スペーサ２００と接着層５１０とを予め一体化しておく構成としてもよい。これにより、中間スペーサ２００及び接着層５１０を蓄電素子１００に配置する際に、接着層５４０によって中間スペーサ２００と接着層５１０とを予め一体化してから配置すればよいため、中間スペーサ２００及び接着層５１０の蓄電素子１００への貼り付け作業を容易に精度良く行うことができる。つまり、接着層５４０が接着層５１０と重ならない構成の場合（中間スペーサ２００と接着層５１０とを予め一体化できない構成の場合）、蓄電素子１００に、（ｉ）中間スペーサ２００を接着層５４０によって仮付け、（ｉｉ）一方の接着層５１０を貼り付け、（ｉｉｉ）他方の接着層５１０を貼り付ける、という３工程が必要となる。これにより、中間スペーサ２００及び接着層５１０のそれぞれに、貼りずれや位置のばらつきが生じるおそれがある。これに対し、接着層５４０を接着層５１０に重ねて、中間スペーサ２００と接着層５１０とを予め一体化しておくことで、中間スペーサ２００及び接着層５１０の蓄電素子１００への貼り付け作業が１工程で完了するだけでなく、それぞれの位置関係は接着層５４０によって定まるため、貼りずれや位置のばらつきが生じ難くなる。

（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。図７は、本実施の形態の変形例２に係る中間スペーサ２０１及び接着層５１１の配置位置を示す平面図である。具体的には、図７は、図５に対応する図である。

図７に示すように、本変形例では、上記実施の形態における中間スペーサ２００及び接着層５１０に代えて、中間スペーサ２０１及び接着層５１１が配置されている。接着層５１１は、第一接着層の一例である。その他の構成については、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。

中間スペーサ２０１は、蓄電素子１００の容器１１０の長側面部１１０ａの短手方向であるＺ軸方向の中央部において、長側面部１１０ａの長手方向であるＹ軸方向の一端部から他端部に亘って配置されている。接着層５１１は、Ｚ軸方向の端部において、Ｙ軸方向の一端部から他端部に亘って配置されている。このように、接着層５１１は、蓄電素子１００と側方部材との間であって、第一方向（Ｘ軸方向）から見て中間スペーサ２０１と重ならない位置に配置され、第二方向（本変形例ではＺ軸方向）において、中間スペーサ２０１を挟む位置に配置されている。なお、接着層５１１は、接着層５１０等と同様に、両面テープや接着剤等によって構成されている。また、接着層５１１は、接着層５１０等と同様に、その形状は特に限定されず、また、１つの連続した接着層ではなく、複数の接着層によって構成されていてもよい。

以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、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、本変形例では、接着層５１１を、Ｚ軸方向において中間スペーサ２０１を挟む位置に配置することで、中間スペーサ２０１を蓄電素子１００の容器本体１１１と蓋体１１２との接合部分の近傍まで配置することができるため、当該接合部分を補強することができる。なお、Ｙ軸方向及びＺ軸方向から傾斜した方向を第二方向としてもよい。つまり、Ｙ軸方向及びＺ軸方向から傾斜した方向において、中間スペーサ２００を挟む位置に接着層５１１を配置することにしてもよい。

（変形例３）
次に、上記実施の形態の変形例３について、説明する。図８及び図９は、本実施の形態の変形例３に係る中間スペーサ２０２、２０３及び接着層５１２、５１３の配置位置を示す平面図である。具体的には、図８及び図９は、図５に対応する図である。

図８に示すように、本変形例では、上記実施の形態における中間スペーサ２００及び接着層５１０に代えて、中間スペーサ２０２及び接着層５１２が配置されている。中間スペーサ２０２は、蓄電素子１００の容器１１０の長側面部１１０ａの中央部に配置され、接着層５１２は、中間スペーサ２０２の全周を囲うように環状に配置されている。接着層５１２は、第一接着層の一例である。その他の構成については、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。

また、図９に示すように、本変形例では、上記実施の形態における中間スペーサ２００及び接着層５１０に代えて、中間スペーサ２０３及び接着層５１３が配置されている。中間スペーサ２０３は、蓄電素子１００の容器１１０の長側面部１１０ａの中央部に配置され、接着層５１３は、中間スペーサ２０３を囲うように、長側面部１１０ａの４隅に配置されている。接着層５１３は、第一接着層の一例である。その他の構成については、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。

このように、接着層５１２、５１３は、蓄電素子１００と側方部材との間であって、第一方向（Ｘ軸方向）から見て中間スペーサ２０２、２０３と重ならない位置に配置され、Ｘ軸方向（第一方向）から見て、中間スペーサ２０２、２０３の周囲を囲う位置に配置されている。なお、接着層５１２、５１３は、接着層５１０等と同様に、両面テープや接着剤等によって構成されている。また、接着層５１２、５１３は、接着層５１０等と同様に、その形状は特に限定されず、また、１つの連続した接着層ではなく、複数の接着層によって構成されていてもよい。

以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、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、本変形例では、接着層５１２、５１３は、中間スペーサ２０２、２０３の周囲を囲う位置に配置されている。このように、中間スペーサ２０２、２０３の周囲を囲うように接着層５１２、５１３を配置することで、中間スペーサ２０２、２０３の周囲において、蓄電素子１００と側方部材（他の蓄電素子１００）とを接着することができる。これにより、蓄電素子１００と当該側方部材とをさらにバランスよく強固に固定しつつ、エネルギー密度の向上を図ることができる。

（その他の変形例）
以上、本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は限定されない。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く、本発明の範囲は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。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電素子１００の側方に配置される他の蓄電素子１００を側方部材の一例として説明したが、蓄電素子１００の側方に配置される部材であれば、どのような部材を側方部材としてもよい。例えば、エンド部材４００を側方部材の一例として、蓄電素子１００とエンド部材４００との間に、上記の中間スペーサ及び第一接着層と同様のエンドスペーサ及び第一接着層が配置されることにしてもよい。または、蓄電素子１００の側方に蓄電装置のケースの壁部が配置される場合には、当該ケースの壁部を側方部材の一例として、蓄電素子１００と当該ケースの壁部との間に、上記の中間スペーサ及び第一接着層と同様の部材が配置され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、中間スペーサは、第一方向から見て、蓄電素子１００の中央位置に配置されることとした。しかし、中間スペーサは、第一方向から見て、蓄電素子１００の端部に配置され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、第一接着層は、中間スペーサを挟む位置または中間スペーサの周囲を囲う位置に配置されることとした。しかし、第一接着層は、中間スペーサと重ならない位置に配置されればよく、その配置位置は特に限定されない。例えば、第一接着層は、中間スペーサの片側のみに配置されることにしてもよいし、第一接着層を挟む位置または第一接着層の周囲を囲う位置に中間スペーサが配置され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、全ての中間スペーサ及び第一接着層が上記の構成を有していることとしたが、いずれかの中間スペーサ及び第一接着層が上記と異なる構成を有し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が備える各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。

また、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、蓄電装置における中間スペーサ及び第一接着層の配置方法等の蓄電装置の製造方法としても実現することができる。つまり、当該配置方法では、第一接着層を、蓄電素子１００と側方部材との間であって、第一方向から見て中間スペーサと重ならない位置に配置する。なお、当該配置方法において、中間スペーサを、第一方向から見て、蓄電素子１００の中央位置に配置することにしてもよい。また、第一接着層を、第二方向において、中間スペーサを挟む位置、または、中間スペーサの周囲を囲う位置に配置することにしてもよい。さらに、蓄電素子１００及び側方部材の少なくとも一方と中間スペーサとの間に、第二接着層を配置することにしてもよい。

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等に適用できる。

１０ 蓄電装置
１００、１００Ａ、１００Ｂ 蓄電素子
１１０ 容器
１１０ａ 長側面部
１１０ｂ 短側面部
１１０ｃ 底面部
１１１ 容器本体
１１２ 蓋体
１１２ａ ガス排出弁
１１３ 絶縁シート
１２０ 電極端子
１３０ ガスケット
２００、２０１、２０２、２０３ 中間スペーサ
３００ エンドスペーサ
４００ エンド部材
５１０、５１１、５１２、５１３、５２０、５３０、５４０ 接着層
６００ 絶縁プレート
７００ サイド部材
７０１ 固定部材
８００ バスバー
９１０ 外部端子

Claims (5)

1. 蓄電素子と、
   前記蓄電素子の第一方向側に配置される側方部材と、
   前記蓄電素子と前記側方部材との間に配置されるスペーサと、
   前記蓄電素子と前記側方部材との間であって、前記第一方向から見て前記スペーサと重ならない位置に配置される第一接着層と、
   を備える蓄電装置。
2. 前記スペーサは、前記第一方向から見て、前記蓄電素子の中央位置に配置される
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記第一接着層は、前記第一方向と交差する第二方向において、前記スペーサを挟む位置に配置される
   請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 前記第一接着層は、前記第一方向から見て、前記スペーサの周囲を囲う位置に配置される
   請求項３に記載の蓄電装置。
5. さらに、前記蓄電素子及び前記側方部材の少なくとも一方と前記スペーサとの間に配置される第二接着層を備える
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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