JP2020177901A - 二次電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】複数の二次電池を備える二次電池モジュールにおいて、個々の二次電池における電極端子と電極端子を挟み込む部材との間の接触圧や接触抵抗のばらつきを抑制する。【解決手段】複数の二次電池が積層された二次電池モジュールであって、前記二次電池と接続され、且つ、前記二次電池の積層方向側面から突出した電極端子と、前記複数の二次電池の間に各々挿入された非導電性のプレート部材と、前記プレート部材に固定された少なくとも１つの導電部材と、前記導電部材を保持する保持部材と、を備え、前記導電部材は、前記電極端子を挟み込んでおり、且つ、前記保持部材によって、前記電極端子を挟み込んだ状態が保持されている、二次電池モジュールとする。【選択図】図１

Description

本願は複数の二次電池を含む二次電池モジュールを開示する。

特許文献１、２には、並列させた複数の二次電池を含む二次電池モジュールであって、複数の二次電池の電極端子を、外部の充放電装置に接続された複数のチャック部によって個々に挟み込む旨が開示されている。

特開２０１４−１０２８８３号公報 特開２０１２−００３９５９号公報

従来の電極端子をチャック部で挟み込む構造では、個々の二次電池における電極端子とチャック部との間の接触圧や接触抵抗のばらつきが大きくなる虞がある。斯かる実情に鑑み、本願は、電極端子と電極端子を挟み込む部材との間の接触圧や接触抵抗のばらつきを抑制可能な二次電池モジュールを開示する。

本願は上記課題を解決するための手段の一つとして、複数の二次電池が積層された二次電池モジュールであって、前記二次電池と接続され、且つ、前記二次電池の積層方向側面から突出した電極端子と、前記複数の二次電池の間に各々挿入された非導電性のプレート部材と、前記プレート部材に固定された少なくとも１つの導電部材と、前記導電部材を保持する保持部材と、を備え、前記導電部材は、前記電極端子を挟み込んでおり、且つ、前記保持部材によって、前記電極端子を挟み込んだ状態が保持されている、二次電池モジュールを開示する。

本開示の二次電池モジュールによれば、保持部材によって、導電部材が電極端子に挟み込んだ状態を保持することにより、電極端子と電極端子を挟み込む部材との間の接触圧や接触抵抗のばらつきを抑制することができる。

二次電池モジュール１００の構成を説明するための概略図である。 プレート部材１０の構成を説明するための概略図である。 導電部材２０の構成部品を説明するための概略図である。 二次電池３０の構成を説明するための概略図である。 導電部材２０に対する嵌合端子４０の嵌合状態の一例を説明するための概略図である。 拘束部材５０の構成を説明するための概略図である。 二次電池モジュール２００の構成を説明するための概略図である。 二次電池モジュール２００において、保持部材４０が取り付けられる前の状態を説明するための概略図である。 二次電池モジュール３００の構成を説明するための概略図である。 プレート部材２１０の構成を説明するための概略図である。 保持部材２４０の構成を説明するための概略図である。 固定部材２６０を用いた二次電池モジュール３００の構成を説明するための概略図である。 固定部材２６０を用いた二次電池モジュール３００の他の形態を説明するための概略図である。 二次電池モジュール１００の使用形態の一例を示す概略図である。

１．第１態様（二次電池モジュール１００）
図１に第１態様の二次電池モジュール１００の構成を概略的に示す。図１に示すように、二次電池モジュール１００は、複数の二次電池３０が積層された二次電池モジュールであって、二次電池３０と接続され、且つ、二次電池３０の積層方向側面から突出した電極端子３１と、複数の二次電池３０の間に各々挿入された非導電性のプレート部材１０と、プレート部材１０に固定された少なくとも１つの導電部材２０と、導電部材２０を保持する保持部材４０と、を備えている。ここで、導電部材２０は、電極端子３１を挟み込んでおり、且つ、保持部材４０によって、電極端子３１を挟み込んだ状態が保持されている。

１．１．プレート部材１０
図１及び２にプレート部材１０の構成を概略的に示す。図１及び２に示すように、プレート部材１０はある程度の厚みを有する板状の部材である。プレート部材の一方面及び他方面（いずれも積層方向と略直交する平面）の面積や厚みについては特に限定されるものではなく、目的とするモジュールの大きさ等に応じて適宜決定すればよい。二次電池３０を容易に配置及び拘束可能とする観点からは、プレート部材１０の一方面及び他方面の面積が二次電池３０の一方面及び他方面の面積よりも大きくてもよい。また、十分な剛性等を確保する観点からは、プレート部材１０の厚みが１ｍｍ以上３０ｍｍ以下であってもよい。

図２に示すように、プレート部材１０には導電部材２０等を固定するための孔１０ａが設けられていてもよい。プレート部材１０における孔１０ａの場所は特に限定されるものではなく、プレート部材１０の一方面でも他方面でも側面でもよい。当該孔１０ａに導電部材２０を固定するための固定部材（ボルトや螺子等）を挿入しつつ導電部材２０をプレート部材１０に容易に固定可能である。

プレート部材１０は非導電性材料からなる。非導電性材料の具体例としては各種樹脂やセラミック等が挙げられる。このような非導電性材料からなるプレート部材１０は、導電部材２０及び二次電池３０の位置決め部材として機能し得るほか、異常時における電池の発熱による熱伝導や延焼等を防止する部材としても機能し得る。

図２に示す形態は、本開示の二次電池モジュールにおいて採用され得るプレート部材の一形態に過ぎない。本開示の二次電池モジュールにおいて、プレート部材の形状は、図２に示すような形状に限定されるものではなく、例えば、プレート部材が導電部材２０や二次電池３０の位置決めのための凹凸を有していてもよい。また、プレート部材の一方面及び他方面の形状は図２に示す長方形状に限定されるものではなく、二次電池３０の形状等に応じて適宜変更可能である。

１．２．導電部材２０
導電部材２０はプレート部材１０に固定されるとともに、電極端子３１を挟み込む（電極端子３１の両面に当接する）ことが可能な形状であればよい。図１及び３に導電部材２０の構成部品の一例を概略的に示す。図１及び３に示すように、二次電池モジュール１００においては、電極端子３１を挟み込む１つの導電部材２０が、複数の部品２０ａ、２０ｂの組み合わせからなっていてもよい。より具体的には、図１及び３に示すように、電極端子３１を挟み込む１つの導電部材２０が、電極端子３１の一方面に当接する部品２０ａと、電極端子３１の他方面に当接する部品２０ｂとを備えていてもよい。この場合、図１及び３に示すように、部品２０ａが、該部品２０ａの一方側に配置された一のプレート部材１０に固定されており、部品２０ｂが、該部品２０ｂの他方側に配置された他のプレート部材１０に固定されていてもよい。このように、導電部材２０を複数の部品２０ａ、２０ｂによって構成することで、電極端子３１を一層容易に挟み込むことができる。

図３に示すように、導電部材２０は、プレート部材１０へと固定される固定部２１を有していてもよい。この場合、図３に示すように、部品２０ａ、２０ｂの固定部２１には、固定部材（例えばボルトや螺子等）を挿入するための貫通孔２１ａが設けられていてもよい。貫通孔２１ａの数は特に限定されるものではないが、より強固な固定を可能とする観点から、複数の貫通孔２１ａが設けられてもよい。

図３に示すように、導電部材２０は、二次電池３０の電極端子３１に当接する当接部２２を有していてもよい。この場合、導電部材２０の当接部２２の少なくとも一部には凹凸２２ａが設けられていてもよい。言い換えれば、導電部材２０は、電極端子３１を挟み込む部分に凹凸２２ａを有していてもよい。これにより、導電部材２０が電極端子３１を挟み込む際、導電部材２０の一部を電極端子３１にめり込ませることができる。例えば、電極端子３１が表面に酸化皮膜を有する場合でも、導電部材２０の凹凸２２ａによって電極端子３１の表面の酸化皮膜を破ることができ、導電部材２０と電極端子３１との接触抵抗を低下させることができる。導電部材２０と電極端子３１との接触抵抗を低下させることで、大電流が流れた場合においても挟み込み部の発熱を抑えることができる。また、導電部材２０を介して二次電池３０の充放電を行う場合に、二次電池３０の性能が低下し難い。

導電部材２０は導電性材料からなる。導電性材料の具体例としては各種金属等が挙げられる。このような導電性材料からなる導電部材２０によって二次電池３０の電極端子３１が挟み込まれることで、導電部材２０及び後述の保持部材４０を介して二次電池３０の充放電等を行うことができる。

プレート部材１０に固定される導電部材２０の数は特に限定されるものではなく、二次電池３０の電極端子３１の数や形状に応じて適宜決定すればよい。プレート部材１０において導電部材２０が固定される箇所についても、二次電池３０の電極端子３１の位置等に応じて適宜決定すればよい。

図３に示す形態は、本開示の二次電池モジュールにおいて採用され得る導電部材の一形態に過ぎない。導電部材２０とは別の形状で、導電部材２０と同様の機能を確保することもできる。本開示の二次電池モジュールにおいて、導電部材の形状は、電極端子を挟み込むことが可能な形状であればよく、図３に示すような形状のほか、曲がりのない平板状、略コ字状、或いは、これら以外の形状であってもよい。上述の導電部材２０は、複数の部品２０ａ、２０ｂにより構成されるものとしたが、導電部材２０は一つの部品からなっていてもよい。また、上述の導電部材２０は、部品２０ａが、該部品２０ａの一方側に配置された一のプレート部材１０に固定されており、部品２０ｂが、該部品２０ｂの他方側に配置された他のプレート部材１０に固定されている形態を示したが、部品２０ａ及び部品２０ｂの双方が一方側に配置された一のプレート部材１０にのみ固定されていてもよい。導電部材をプレート部材に固定する方法は上記したようなボルトや螺子による固定に限定されるものではない。ナットによる固定、接着材による固定、嵌合による固定等、種々の固定方法を採用可能である。固定をより容易とする観点からは、ボルトや螺子による固定が好ましい。

１．３．二次電池３０
図４に二次電池３０の構成を概略的に示す。二次電池３０は積層方向側面から突出する少なくとも一つの電極端子３１を有し、当該電極端子３１を介して充放電が可能なものであればよい。例えば、図４に示すように、二次電池３０は、正極端子３１ａ及び負極端子３１ｂを有していてもよい。正極端子３１ａ及び負極端子３１ｂは、図４に示すように、二次電池３０の異なる積層方向側面から各々異なる方向に突出していてもよいし、或いは、二次電池３０の同じ積層方向側面から各々同じ方向に突出していてもよい。

二次電池３０は電解液系の二次電池であっても固体電池であってもよい。後述するように、二次電池モジュール１００に拘束部材５０を設けた場合、当該拘束部材５０からの拘束圧によって二次電池３０の内部抵抗等を容易に低下させることができる。すなわち、二次電池３０として固体電池を採用した場合も拘束圧を調整することで電池性能を向上させ易い。

二次電池３０の内部構成（正極、電解質、負極等）については公知のものと同様とすればよい。例えば、公知のリチウムイオン二次電池と同様の構成とすることができる。二次電池３０の外部構成についても公知のものと同様とすればよい。例えば、二次電池３０は外装体によって包装されていてもよい。外装体としてはラミネートフィルム等を採用可能である。

二次電池３０の電極端子３１の材料や形状は特に限定されるものではなく、公知の端子と同様とすればよい。例えば、銅やアルミニウム等からなる金属板や金属箔とすることが可能である。

二次電池３０の電極端子３１は導電部材２０によって挟み込まれていればよい。二次電池モジュール１００において、導電部材２０による電極端子３１の挟み込みの位置は特に限定されるものではない。収容効率を一層向上させる観点から、例えば、導電部材２０が、該導電部材２０の一方側に配置された一のプレート部材１０と該導電部材２０の他方側に配置された他のプレート部材１０との間で、電極端子３１を挟み込んでいてもよい。

１．４．保持部材４０
保持部材４０は、導電部材２０による電極端子３１の挟み込みが維持されるように、導電部材２０を保持する。保持部材４０は導電性材料からなることで端子として機能してもよいし、或いは、単に導電部材２０を保持するための部材としてのみ機能してもよい。図５に保持部材４０による導電部材２０の保持状態の一例を概略的に示す。図５に示すように、保持部材４０は導電部材２０に嵌め合わされる嵌合部４０ａを有していてもよい。嵌合部４０ａは導電部材２０と対応する形状を有する。例えば、図５に示すように保持部材４０をくさび形の部材とした場合、当該クサビ形の凹部が嵌合部４０ａとなり得る。当該凹部に導電部材２０を挿入することで、導電部材２０による電極端子３１の挟み込みを、保持部材４０によって保持することができる。保持部材４０を端子として機能させる場合、導電部材２０に嵌合部４０ａを嵌め合わせるにあたって、導電部材２０が保持部材４０の嵌合部４０ａに挿入される際に生じる摩擦によって、導電部材２０の表面の酸化皮膜を除去することもできる。これにより、導電部材２０と保持部材４０との接触抵抗を一層低下させることができる。また、導電部材２０に保持部材４０の嵌合部４０ａが嵌め合わされることで、導電部材２０による電極端子３１の挟み込みの圧力を増大させ易く、導電部材２０と電極端子３１との接触抵抗を一層低下させ易い。

上述の通り、保持部材４０は導電性材料からなっていてもよいし、非導電性材料からなっていてもよい。導電性材料の具体例としては各種金属等が挙げられる。このような導電性材料からなる保持部材４０が導電部材２０に嵌め合わされることで、導電部材２０と保持部材４０とが電気的に接続される。これにより、導電部材２０及び保持部材４０を介して二次電池３０の充放電等を行うことができる。一方、非導電性材料の具体例としては上述したプレート部材１０と同様の材料が挙げられる。この場合、導電部材２０による電極端子３１の挟み込みを保持部材４０によって保持しつつ、当該導電部材２０を介して二次電池３０の充放電等を行うことができる。

一つの導電部材２０に対する保持部材４０の数は特に限定されるものではなく、図５に示すように一つの導電部材２０に対して一つであってもよいし、或いは、一つの導電部材２０に対して複数の保持部材が嵌め合わされていてもよい。導電部材２０に設けられる保持部材４０の位置についても、導電部材２０の形状等に応じて適宜決定すればよい。例えば、図５に示すように、保持部材４０によって導電部材２０を外側から保持してもよい。すなわち、例えば、二次電池モジュールの外側から導電部材２０に向かって保持部材４０を導入・嵌合させてもよい。

図５に示す形態は、本開示の二次電池モジュールにおいて採用され得る保持部材の一形態に過ぎない。保持部材４０とは別の形状で、保持部材４０と同様の機能を確保することもできる。本開示の二次電池モジュールにおいて、保持部材の形状は、導電部材２０による電極端子３１の挟み込みを保持可能な形状であればよい。上記の説明においては保持部材４０が一つの部品より構成されるものとしたが、複数の部品を組み合わせて一つの保持部材を構成してもよい。

１．５．その他の構成
二次電池モジュール１００は、少なくとも上記の構成を備えており、上記の構成に加えて何らかの部材を備えていてもよい。二次電池モジュール１００は、例えば、図１に示すように、２つのプレート部材１０、１０の間に一つの二次電池３０が挟み込まれるようにしてもよい。二次電池モジュール１００の製造方法の詳細については後述する。

尚、図１においては、複数の二次電池３０の間にプレート部材１０が一枚のみ挿入された形態について説明したが、本開示の二次電池モジュールはこの形態に限定されるものではない。複数の二次電池３０の間に複数枚のプレート部材１０が挿入されていてもよい。

図６に示すように、二次電池モジュール１００は拘束部材５０を備えていてもよい。具体的には、二次電池モジュール１００においては、複数の二次電池３０に対して、積層方向両側から拘束部材５０による拘束圧が付与されていてもよい。これにより、二次電池モジュール１００の取り扱いが容易となるほか、拘束圧による電池の内部抵抗の低下等も期待できる。拘束部材５０の形態は特に限定されるものではない。例えば、図６に示すように、二次電池モジュール１００の積層方向両端側を挟む板状部５０ａ、５０ａと当該板状部５０ａ、５０ａを連結する棒状部５０ｂと当該棒状部５０ｂに連結されネジ構造等によって当該板状部５０ａ、５０ａの間隔を調整する調整部５０ｃとを備える拘束部材５０が挙げられる。この場合、棒状部５０ｂは、図６に示すようにプレート部材１０の外側に配置されていてもよいし、或いは、棒状部５０ｂがプレート部材１０を貫通していてもよい。拘束部材の他の形態としては、例えば、弾性部材による弾性圧を利用した拘束部材等が挙げられる。

１．６．二次電池モジュール１００の製造方法
二次電池モジュール１００は、例えば、以下の工程Ｓ１〜Ｓ５を経て製造することができる。すなわち、二次電池モジュール１００の製造方法は、非導電性のプレート部材１０と、導電部材２０と、側面から電極端子３１が突出した二次電池３０と、保持部材４０とを用意する工程Ｓ１、導電部材２０をプレート部材１０に固定する工程Ｓ２、プレート部材１０に二次電池３０を積層する工程Ｓ３、導電部材２０によって二次電池３０の電極端子３１を挟み込む工程Ｓ４、及び、導電部材２０に保持部材４０を取り付けて、導電部材２０による電極端子３１の挟み込みを保持部材４０によって保持する工程Ｓ５を備えている。

１．６．１．工程Ｓ１
工程Ｓ１においては、非導電性のプレート部材１０と、導電部材２０と、側面から電極端子３１が突出した二次電池３０と、保持部材４０とを用意する。プレート部材１０、導電部材２０、二次電池３０及び保持部材４０の構成については上述した通りであり、ここでは説明を省略する。

１．６．２．工程Ｓ２
工程Ｓ２においては、導電部材２０をプレート部材１０に固定する。例えば、プレート部材１０の孔１０ａと導電部材２０の貫通孔２１ａとが重なり合うようにプレート部材１０に導電部材２０を配置したうえで、当該孔１０ａ及び貫通孔２１ａに固定部材（ボルトや螺子）を挿入することによって、プレート部材１０の所望の位置に導電部材２０を固定することができる。或いは、上述したように、固定部材以外の手段によって導電部材２０をプレート部材１０に固定してもよい。

工程Ｓ２においては、二次電池モジュール１００の形態に応じて、プレート部材１０の一方面にのみ導電部材２０（部品２０ｂ）を固定してもよいし、プレート部材１０の一方面及び他方面の双方に導電部材２０（部品２０ａ及び２０ｂ）を固定してもよいし、プレート部材１０の他方面にのみ導電部材２０（部品２０ａ）を固定してもよい。

１．６．３．工程Ｓ３
工程Ｓ３においては、プレート部材１０に二次電池３０を積層する。例えば、積層方向視において二次電池３０の電極端子３１が導電部材２０の当接部２２と重なり合うように、プレート部材１０に二次電池３０を載置する。

１．６．４．工程Ｓ４
工程Ｓ４においては、導電部材２０によって二次電池３０の電極端子３１を挟み込む。例えば、一のプレート部材１０の一方側に設けられた導電部材２０（部品２０ｂ）と、他のプレート部材１０の他方側に設けられた導電部材２０（部品２０ａ）とによって二次電池３０の電極端子３１が挟み込まれるように、導電部材２０（部品２０ｂ）が固定された一のプレート部材１０と、二次電池３０と、導電部材２０（部品２０ａ）が固定された他のプレート部材１０とを積層する。工程Ｓ３及び工程Ｓ４を繰り返すことで、図１に示すように、複数のプレート部材１０の間の各々に二次電池３０を配置することができる。

１．６．５．工程Ｓ５
工程Ｓ５においては、導電部材２０に保持部材４０を取り付けて導電部材２０による電極端子３１の挟み込みを保持部材４０によって保持する。例えば、図５に示したように、クサビ形の保持部材４０の凹部（嵌合部）４０ａに導電部材２０を挿入することで、導電部材２０に保持部材４０を取り付けることができる。工程Ｓ３〜Ｓ５を繰り返すことで、プレート部材１０を介して複数の二次電池３０が積層された二次電池モジュール１００が得られる。尚、図６に示したように、複数の二次電池３０を積層後、拘束部材５０によって積層方向に圧力を付与してもよい。また、工程Ｓ４の後で電極端子３１をスライドさせることで、導電部材２０と電極端子３１との摩擦によって電極端子３１の表面に意図的に傷を付けてもよい。

２．第２態様（二次電池モジュール２００）
第２態様の二次電池モジュール２００について説明する。第１態様では、二次電池モジュール組み付け時において、二次電池の位置ずれが生じるという課題ある。これは、第１態様では、組み付け時に導電部材が電極端子を挟み込む（電極端子３１の両面に当接する）構造であるため、二次電池の厚みのばらつきを考慮して、厚い二次電池でも電極端子と接触することができるように導電部材を設計すると、薄い二次電池に当該導電部材を用いた場合に導電部材が電極端子に当接することにより、その抗力で二次電池とプレート部材との間が浮いた状態になってしまうためである。これにより、二次電池が所定の位置からずれてしまう場合がある。このような位置ずれが生じると、導電部材と電極端子とが接触不良を起こしたり、電極端子の目的とする部位以外の部位（例えば、傷つけてはいけない部位等）を傷つけたりする場合がある。

そこで、本発明者らは、第１態様の二次電池モジュール１００を改良し、保持部材を取り付ける前の状態において、導電部材と電極端子とが当接しないように、導電部材の積層方向の長さを設計することで、上記の問題を解決できることを知見した。以下、当該知見に基づいて完成させた第２態様の二次電池モジュール２００について説明する。

二次電池モジュール２００の概略を図７に、保持部材４０を取り付ける前の二次電池モジュールの状態を図８に示した。図７、８に示した通り、二次電池モジュール２００は、導電部材２０が導電部材１２０に変更されていること以外は、二次電池モジュール１００と同じ構成である。

導電部材１２０は、導電部材２０と同様にプレート部材１０に固定されたものであるが、次の点で導電部材２０の構成と異なっている。すなわち、導電部材１２０は、保持部材４０により電極端子３１を挟み込み、かつ、挟み込んだ状態が保持されるものであり（図７）、保持部材４０に保持されていない状態では、電極端子３１を挟み込まないものである（図８）。図７、８の比較からわかるように導電部材１２０は保持部材４０によって保持されることにより、変形し、電極端子３１を挟み込む。この際、電極端子３１を押し付ける力が導電部材２０に比べて小さくなるため、導電部材１２０を電極端子３１に低抵抗に接触させることができる。

図７に示した通り、二次電池モジュール２００は、保持部材４０によって導電部材１２０が電極端子３１を挟み込み、かつ、挟み込んだ状態を保持することができるため、二次電池モジュール１００と同様に、電極端子３１と導電部材１２０との間の接触圧や接触抵抗のばらつきを抑制することができる。
また、図８に示した通り、導電部材１２０は保持部材４０に保持されていない状態において、導電部材１２０と電極端子３１とが当接することがないため、プレート部材１０と二次電池３０との間が浮いた状態になることが抑制される。そのため、二次電池３０が導電部材１２０ではなく、より大面積なプレート部材１０上に設置されるため、二次電池３０が所定の位置からずれることを抑制することができる。

このような導電部材１２０は、図７、８に示したように、２つの部品１２０ａ、１２０ｂから構成されていてもよい。この場合、それぞれの部品１２０ａ、１２０ｂが保持部材４０によって保持されていない状態において、部品１２０ａ（部品１２０ｂ）の積層方向の長さ（高さ）が、部品１２０ａ（部品１２０ｂ）を固定しているプレート部材１０から電極端子３１までの長さよりも短くする。これにより、部品１２０ａ（部品１２０ｂ）は、保持部材４０に保持されていない状態では、電極端子３１に当接しない。
ただし、導電部材１２０はこのような２つの部品から構成される形態に限定されず、１つの部材で構成されていてもよい。その場合、導電部材１２０は、保持部材４０に保持されていない状態において、電極端子３１を挟み込まない（電極端子３１に当接しない）形態であればよい。

二次電池モジュール２００は二次電池モジュール１００と同様の工程で製造することができるが、導電部材１２０はプレート部材１０と二次電池３０とを積層しただけでは電極部材３１と当接しない。従って、二次電池モジュール２００の製造では、上記の工程Ｓ４において、導電部材１２０によって二次電池３０の電極端子３１を挟み込むのではなく、導電部材１２０が電極端子３１を挟み込むことが可能な位置に調節するようにする。

３．第３態様（二次電池モジュール３００）
第３態様の二次電池モジュール３００について説明する。第１態様では、導電部材の電極端子への押し付け力のバラツキが大きくなるという課題ある。導電部材の電極端子への押し付け力のバラツキが大きくなると、（１）接触抵抗が高くなり大電流通電時に発熱が大きくなる問題や、（２）導電部材の変形量が大きくなり寿命が低下する問題がある。

押し付け力のバラツキが生じる理由としては、導電部材に保持部材を取り付ける際に、保持部材を取り付ける位置が所定の位置からずれて取り付けられることに起因している。例えば、保持部材を取り付ける位置が導電部材への押し付け力が小さくなる側にずれると上記（１）の問題が生じる場合があり、保持部材を取り付ける位置が導電部材への押し付け力が大きくなる側にずれると上記（２）の問題が生じる場合がある。斯かる問題を解決するために、従来から導電部材と保持部材とを一体とした位置合わせ機構が開示されている。例えば、特許第５３１２０００号公報や、特許第５４９８２７３号公報、特許第５４９８２８９号公報、特許第６０２０９１９号公報等に開示されている。しかしながら、このような構成を適用すると、位置合わせ機構の数が増加し、コストが増加する。

そこで、本発明者らは、第１態様の二次電池モジュール１００を改良し、保持部材の位置ずれを抑制するために、所定の位置合わせ機構を備えるプレート部材と保持部材とを用いることで、当該課題を解決できることを知見した。以下、当該知見に基づいて完成させた第３態様の二次電池モジュール３００について説明する。

二次電池モジュール３００の概略を図９に示した。図９に示した通り、二次電池モジュール３００はプレート部材２１０、及び保持部材２４０以外の構成は二次電池モジュール１００や二次電池モジュール２００と同様に構成することができる。なお、図９の二次電池モジュール３００では導電部材１２０を用いた例を示したが、これに限定されず、例えば導電部材２０を用いてもよい。

二次電池モジュール３００はプレート部材２１０、保持部材２４０を用いる点で二次電池モジュール１００と異なる。後に詳しく説明するが、図９に示した通り、プレート部材２１０、及び保持部材２４０はそれぞれの先端にテーパー状（傾斜状）の位置合わせ機構（ガイド面２１１、２４１）を備えている。そのため、保持部材２４０を導電部材１２０に取り付ける際に、プレート部材２１０のテーパー部分（ガイド面２１１）に保持部材２４０のテーパー部分（ガイド面２４１）を滑らせることが可能であり、これにより保持部材２４０を目的の位置まで案内することができる。

図１０にプレート部材２１０の概略を示した。図１０に示した通り、プレート部材２１０は積層方向側面側（電極端子３１が突出している側）の先端の保持部材２４０と接触する側の面にテーパー状のガイド面２１１を有している。図１０のプレート部材２１０は二次電池モジュールの中段で使用されるものであるため、プレート部材２１０の先端の両面のそれぞれにガイド面２１１が設けられている。また、図１０のプレート部材２１０は積層方向側面側（電極端子３１が突出している側）の両端にガイド面２１１が設けられている。ただし、プレート部材２１０はこれに限定されず、ガイド面２１１は一端のみに設けられていてもよい。また、ガイド面２１１は積層方向の片面のみでもよい。さらに、図１０では、ガイド面２１１は導電部材１２０を固定する孔２１０ａよりも先端の部分に配置されているが、これに限定されず、ガイド面２１１に導電部材１２０を固定してもよい。
ガイド面２１１の長さ（電極端子３１が突出している方向の長さ）や勾配は、保持部材２４０を目的の位置に案内できるように、保持部材２４０のテーパー部の構成等の関係から適宜設定される。
プレート部材２１０の上記の構成以外については、プレート部材１０と同様の構成を取り得る。

図１１に保持部材２４０の概略を示した。図１１に示した保持部材２４０は一つの導電部材１２０に対して二つの保持部材２４０、２４０を用いて嵌め合わされる形態である。ただし、保持部材２４０はこれに限定されず、一つの導電部材１２０に対して一つの保持部材２４０が嵌め合わされる形態であってもよい。

図１１に示した通り、保持部材２４０は二次電池３０側の先端のプレート部材２１０と接触する側の面にテーパー状のガイド面２４１を備えている。ガイド面２４１の長さ（電極端子３１が突出している方向の長さ）や勾配は、保持部材２４０を目的の位置に案内できるように、プレート部材２１０のテーパー部２１１の構成等から適宜設定される。
なお、図１１では、ガイド面２４１の積層方向反対側の面についても、同様にテーパー状の面を有する形態を図示しているが、ガイド面２４１の反対側の面は導電部材１２０と接触する面であり、保持部材２４０が目的の位置に案内されたときに導電部材１２０を適切に保持できるように、適宜設定されていればよい。すなわち、ガイド面２４１の反対側の面はテーパー状に限定されるものではない。

二次電池モジュール３００は、図９に示した通り、保持部材２４０によって導電部材１２０が電極端子３１を挟み込み、かつ、挟み込んだ状態を保持することができるため、二次電池モジュール１００と同様に、電極端子３１と導電部材１２０との間の接触圧や接触抵抗のばらつきを抑制することができる。
また、二次電池モジュール３００は、位置合わせ機構（ガイド面２１１、２４１）を備えるプレート部材２１０と保持部材２４０とを用いることで、保持部材２４０を導電部材１２０に取り付ける際にガイド面２１１、２４１を滑らせることができ、保持部材２４０を目的の位置まで案内することができる。これにより、導電部材１２０と保持部材２４０の位置ずれが抑制されるため、導電部材１２０は適切な押し付け力を発揮することができ、二次電池モジュール全体として導電部材１２０の電極端子３１への押し付け力のばらつきがさらに抑制される。そして、押し付け力のばらつきが抑制されることにより、導電部材１２０と電極端子３１との接触抵抗が高くなり大電流通電時に発熱が大きくなる問題や、導電部材１２０の寿命が短くなる問題を著しく低減可能となる。また、二次電池モジュール３００は、このようなプレート部材２１０、保持部材２４０を備えることで、従来の導電部材と保持部材とが一体になっている位置合わせ機構を用いる必要がないため、安価で製造可能である。

ここで、二次電池モジュール３００は複数の保持部材２４０を固定可能な固定部材２６０をさらに備えていてもよい。そして、当該固定部材２６０に複数の保持部材２４０が固定されていてもよい。図１２に固定部材２６０を用いて、複数の保持部材２４０を導電部材１２０に取り付ける様子を示した。このように、複数の保持部材２４０を１つの固定部材２６０に固定することにより、複数の導電部材１２０に対し複数の保持部材２４０を一度に取り付けることが可能になる。例えば、図１２の矢印で示した方向に向けて固定部材２６０を移動させることで、複数の導電部材１２０に対し複数の保持部材２４０を一度に取り付けることができる。
なお、このような固定部材を用いて複数の保持部材を複数の導電部材に一度に取り付ける方法は、第１形態、第２形態においても適用することができる。

このような場合において、固定部材２６０に固定する保持部材２４０の積層方向位置が、目的とする積層方向位置からずれていると、保持部材２４０を導電部材１２０に取り付ける際に、保持部材２４０が目的の位置からずれて取り付けられることが考えられる。
しかしながら、二次電池モジュール３００は位置合わせ機構（ガイド面２１１、２４１）を備えているため、このような場合であっても、保持部材２４０を目的の位置まで案内することができる。

また、固定部材２６０上の保持部材２４０間に弾性部材２６１（例えば、ばね等）を設けることで、隣接する保持部材２４０の間の距離に自由度が生まれ、隣接する保持部材２４０同士の高さ方向位置が調節される。これにより、より保持部材２４０が目的の位置まで案内されやすくなり、保持部材２４０の位置ずれがより抑制される。

さらに、図１３に固定部材２６０を用いた二次電池モジュール３００の他の形態を示した。図１３に示したように、固定部材２６０上に保持部材２４０を固定するための固定部２６２を設け、保持部材２４０を固定部２６２に固定し、かつ、保持部材２４０と固定部２６２との間に弾性部材２６３（例えば、ばね等）を設けることもできる。これにより、保持部材２４０と固定部２６１との間の距離に自由度が生まれ、より保持部材２４０が目的の位置まで案内されやすくなり、導電部材１２０と保持部材２４０との位置ずれをより抑制することができる。なお、固定部２６２を設ける場合は、固定部２６２間に弾性部材２６１を設けることができる。

このような二次電池モジュール３００は、二次電池モジュール１００と同様の工程で製造することができる。また、上述したように、固定部材２６０を用いて、複数の保持部材２４０を複数の導電部材１２０に一度に取り付けるようにして、二次電池モジュール３００を製造してもよい。

４．使用例
本開示の二次電池モジュールは、例えば、特開２０１３−２１９９８６号公報や特許第５３１２０００号公報等に開示されたような充放電装置によって、各々の二次電池の充放電を行うことが可能である。具体的には、図１４に示すように、第１態様の二次電池モジュール１００に備えられる導電部材２０又は保持部材４０を充放電装置に電気的に接続することで、充放電装置から各々の二次電池３０へと電流を流すこと等ができ、二次電池の充放電を行うことができる。保持部材４０に接続する電気的な接続機構は、保持部材４０一つに対し一つであってもよく、複数であってもよい。第２態様の二次電池モジュール２００及び第３態様の二次電池モジュール３００も同様である。このように本開示の二次電池モジュールによれば、モジュール内に組み込まれた導電部材や保持部材によって、二次電池や電極端子を不要に変形させることなく、安定的に低い抵抗で二次電池と充放電装置とを接続可能である。

本開示の二次電池モジュールは、例えば、車搭載用等の大型電源として好適に利用できる。

１０、２１０ プレート部材
２０、１２０ 導電部材
３０ 二次電池
３１ 電極端子
４０、２４０ 保持部材
５０ 拘束部材
２６０ 固定部材
１００、２００、３００ 二次電池モジュール

Claims (1)

1. 複数の二次電池が積層された二次電池モジュールであって、
   前記二次電池と接続され、且つ、前記二次電池の積層方向側面から突出した電極端子と、
   前記複数の二次電池の間に各々挿入された非導電性のプレート部材と、
   前記プレート部材に固定された少なくとも１つの導電部材と、
   前記導電部材を保持する保持部材と、
   を備え、
   前記導電部材は、前記電極端子を挟み込んでおり、且つ、前記保持部材によって、前記電極端子を挟み込んだ状態が保持されている、
   二次電池モジュール。