JP2021034203A - 電池モジュール及び介在部材 - Google Patents

Abstract

【課題】開放弁をより確実に動作させることができる介在部材を備える電池モジュール、及び、その介在部材を提供すること。
【解決手段】実施形態によれば、電池モジュールは、第１の電池及び第２の電池と、介在部材と、を備える。第１の電池及び前記第２の電池のそれぞれは、電極群と、電極群が収納される内部空洞を規定する外装部と、を備える。第１の電池の外装部は、開放弁を備える。開放弁は、内部空洞の圧力が所定の圧力に達することで開放される。介在部材は、第１の電池と前記第２の電池との間に配置される。介在部材は、拘束部を備える。拘束部は、開放弁の近傍を押圧することで、外装部を押圧する部分において外装部の変形を抑制する。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、電池モジュール及び介在部材に関する。

電池モジュール等に設けられる電池は、外装部を備える。電池では、外装部により内部空洞が規定される。電池の外装部には、内部空洞における圧力（内圧）が所定の圧力を超えて上昇した場合等に開放される開放弁が、設けられる。開放弁には、構造的に弱い部分、例えば肉厚の薄い薄肉部が設けられている。電池の内圧が高くなると、薄肉部に歪みが生じる。この薄肉部が破断することで、開放弁を通して内部空洞の気体が外部に流出する。開放弁を適切に開放させるためには、電池の内圧の上昇にともなう歪みによる応力を、開放弁に設けられた薄肉部に対してより集中させることが、求められている。

特開２００５−３７４９１５号公報 特開２０１４−１０２９３５号公報 特開２０１２−２０４０８７号公報 特開２０１５−１０６４９０号公報 特開２００８−２２６５１８号公報

本発明が解決しようとする課題は、例えば、電池の内圧の上昇にともなう歪みによる応力を開放弁に設けられた構造的に弱い部分に集中させるなど、開放弁をより確実に動作させることができる介在部材を備える電池モジュール、及び、その介在部材を提供することである。

実施形態によれば、電池モジュールは、第１の電池及び第２の電池と、介在部材と、を備える。第１の電池及び前記第２の電池のそれぞれは、正極及び負極を備える電極群と、電極群が収納される内部空洞を規定する外装部と、を備える。第１の電池の外装部は、開放弁を備える。開放弁は、内部空洞の圧力が所定の圧力に達することで開放される。介在部材は、第１の電池と前記第２の電池との間に配置される。介在部材は、拘束部を備える。拘束部は、開放弁の近傍を押圧することで、外装部を押圧する部分において外装部の変形を抑制する。

また、実施形態によれば、介在部材は、第１の電池及び第２の電池が設けられる電池モジュールにおいて、第１の電池と第２の電池との間に配置される。第１の電池及び第２の電池のそれぞれは、正極及び負極を備える電極群と、電極群が収納される内部空洞を規定する外装部と、を備える。第１の電池の外装部は、内部空洞の圧力が所定の圧力に達することで開放される開放弁を備える。介在部材は、拘束部を備える。拘束部は、開放弁の近傍を押圧することで、外装部を押圧する部分において外装部の変形を抑制する。

図１は、第１の実施形態に係る電池の一例を概略的に示す斜視図である。 図２Ａは、図１の電池の電極群の構成を示す概略図である。 図２Ｂは、図１の電池において縦方向に対して垂直又は略垂直な断面で概略的に示す断面図である。 図３は、第１の実施形態に係る電池モジュールの一例を示す概略図である。 図４は、第１の実施形態に係る介在部材を概略的に示す斜視図である。 図５は、図４の介在部材の一部を概略的に示す斜視図である。 図６は、図３の電池モジュールにおいて第２の交差方向に対して垂直又は略垂直な断面で概略的に示す断面図である。 図７は、図６の一部を拡大して示す概略的な断面図である。 図８は、第１の実施形態の変形例に係る介在部材の一部を概略的に示す斜視図である。 図９は、第２の実施形態に係る電池モジュールの一例を示す概略図である。 図１０は、図９の電池モジュールにおいて第２の交差方向に対して垂直又は略垂直な断面で概略的に示す断面図である。 図１１は、図１０の一部を拡大して示す概略的な断面図である。 図１２は、第２の実施形態の変形例に係る電池モジュールにおいて第２の交差方向に対して垂直又は略垂直な断面で概略的に示す断面図である。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。実施形態に係る電池モジュールは、第１の電池及び第２の電池を備える。第１の電池及び第２の電池のそれぞれは、外装部を備える。電池モジュールでは、第１の電池の外装部と第２の電池の外装部との間に介在部材が設けられる。介在部材は、第１の電池の外装部と及び第２の電池の外装部とを電気的に絶縁することが好ましい。

（第１の実施形態）
［電池］
まず、電池モジュールに設けられる電池単体について説明する。電池としては、例えば非水電解質二次電池等の二次電池が用いられる。図１は電池１の一例を示す。図１の一例の電池１は、外装部３を備える。外装部３は、例えば金属等の導電材料から形成される。外装部３の肉厚は、薄く、例えば、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下に形成される。図１の電池１及び外装部３では、縦方向（矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２で示す方向）、縦方向に対して交差する（垂直又は略垂直な）横方向（矢印Ｙ１及び矢印Ｙ２で示す方向）、及び、縦方向及び横方向の両方に対して交差する（垂直又は略垂直な）高さ方向（矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２で示す方向）が、規定される。図１の一例の電池１及び外装部３のそれぞれでは、高さ方向についての寸法が、縦方向についての寸法、及び、横方向についての寸法のそれぞれに比べて、遥かに小さい。外装部３は、第１の外装部材（カップ部材）５、第２の外装部材（蓋部材）６、及び開放弁１８を備える。

第１の外装部材５は、底壁７、周壁４、及びフランジ１３を備える。第１の外装部材５では、底壁７及び周壁４によって内部空間が規定される。内部空間は、外装部３の内部空洞の少なくとも一部を形成し、底壁７が位置する側とは反対側へ向かって開口する。周壁４は、二対の側壁８、９を備える。一対の側壁８は、縦方向について内部空間を挟んで対向する。一対の側壁９は、横方向について内部空間を挟んで対向する。側壁８のそれぞれは、側壁９の間に、横方向に沿って連続して延設される。側壁９のそれぞれは、側壁８の間に、縦方向に沿って連続して延設される。フランジ１３は、周壁４において底壁７とは反対側の端部から外周側へ突出する。フランジ１３は、外装部３の周方向について全周に亘って形成され、外装部３の周方向について全周に亘って外周側へ突出する。

第１の外装部材５の外表面には、一対の凹面１６が形成される。凹面１６のそれぞれは、側壁９の対応する一方と底壁７との間に、設けられる。一対の凹面１６のそれぞれは、側壁８の間に、縦方向に沿って連続して延設される。凹面１６のそれぞれは、高さ方向について、底壁７の外表面に対して、第１の外装部材５の内部空間の開口に向かう側に凹む。

第２の外装部材６は、電池１の高さ方向について底壁７が位置する側とは反対側から、フランジ１３に取り付けられ、底壁７とは反対側からフランジ１３と対向する。第１の外装部材５の内部空間の開口は、第２の外装部材６によって塞がれる。第２の外装部材６が第１の外装部材５に溶接等によって取り付けられることにより、内部空洞は、封止及び密閉される。

外装部３の内部空洞には、電極群１０が収納される。図２Ａは、電極群１０の一例を示す。図２Ａの一例では、電極群１０は、例えば扁平形状に形成され、正極１１及び負極１２を備える。また、電極群１０では、正極１１と負極１２との間にセパレータ（図示しない）が介在する。セパレータは、電気的絶縁性を有する材料から形成され、正極を負極に対して電気的に絶縁する。

正極１１は、正極集電箔等の正極集電体１１Ａと、正極集電体１１Ａの表面に担持される正極活物質含有層（図示しない）と、を備える。正極活物質含有層は、正極活物質を備える。正極集電体１１Ａは、正極活物質含有層が未担持の部分として、正極集電タブ１１Ｂを備える。負極１２は、負極集電箔等の負極集電体１２Ａと、負極集電体１２Ａの表面に担持される負極活物質含有層（図示しない）と、を備える。負極活物質含有層は、負極活物質を備える。負極集電体１２Ａは、負極活物質含有層が未担持の部分として、負極集電タブ１２Ｂを備える。図２Ａの一例の電極群１０では、正極集電タブ１１Ｂは、負極に対して突出する。負極集電タブ１２Ｂは、正極１１に対して、正極集電タブ１１Ｂの突出方向とは反対側へ突出する。

また、内部空洞では、電極群１０に、電解液（図示しない）が保持（含浸）される。電解液は、電解質を有機溶媒に溶解させた非水電解液であってもよく、水溶液等の水系電解液であってもよい。電解液の代わりに、ゲル状電解質が用いられてもよく、固体電解質が用いられてもよい。固体電解質が電解質として用いられる場合、電極群において、固体電解質が、セパレータの代わりに、正極と負極との間に介在する。固体電解質により、正極が負極に対して電気的に絶縁される。

図２Ｂは、電池１において凹面１６の一方及びその近傍の構成を、縦方向に垂直又は略垂直な断面で示す。図２Ｂ等に示すように、外装部３の外表面には、一対の電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２が取り付けられる。電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２の一方が電池１の正極端子となり、電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２の他方が電池１の負極端子となる。このため、電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２は、互いに対して反対の極性を有する。電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２のそれぞれは、凹面１６の対応する一方に、外部に露出する状態で取り付けられる。電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２のそれぞれは、外装部３の周方向について、側壁９の対応する一方が延設される範囲に、設けられる。

また、電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２のそれぞれと凹面１６の対応する一方との間には、絶縁部材１４Ａ１，１４Ａ２の対応する一方が、介在する。電極端子１５Ｄ１は、絶縁部材１４Ａ１によって、外装部３（第１の外装部材５）に対して電気的に絶縁される。電極端子１５Ｄ２は、絶縁部材１４Ａ２によって、外装部３（第１の外装部材５）に対して電気的に絶縁される。また、図１及び図２Ｂ等の一例では、電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２のそれぞれには、導電材料から形成されるバー部材１７が接続される。

電極群１０の正極集電タブ１１Ｂは、正極リード１５Ａ１，１５Ｂ１，１５Ｃ１等の１つ以上の正極リードを介して、電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２の対応する一方である正極端子に電気的に接続される。外装部３の内部空洞では、正極集電タブ１１Ｂ及び正極リードは、絶縁部材１４Ｂ１等の１つ以上の絶縁部材によって、外装部３に対して電気的に絶縁される。電極群１０の負極集電タブ１２Ｂは、負極リード１５Ａ２，１５Ｂ２，１５Ｃ２等の１つ以上の負極リードを介して、電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２の対応する一方である負極端子に電気的に接続される。外装部３の内部空洞では、負極集電タブ１２Ｂ及び負極リードは、絶縁部材１４Ｂ２等の１つ以上の絶縁部材によって、外装部３に対して電気的に絶縁される。

外装部３の外表面には、開放弁１８が設けられる。開放弁１８は、溝１９を備える。溝１９は、外装部３の外表面に設けられる。溝１９では、外装部３の肉厚が薄い薄肉部が形成される。開放弁１８は、第１の外装部材５の外表面、又は第２の外装部材６の外表面に設けられる。開放弁１８が、例えば第１の外装部材５の外表面に設けられる場合、底壁７に設けられていてもよく、凹面１６に設けられていてもよい。図１及び図２Ｂ等の一例では、開放弁１８は、第１の外装部材５の凹面１６に設けられる。ただし、開放弁１８は、電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２が取付けられている部分以外の部分に設けられる。また、開放弁が、第２の外装部材６の外表面に設けられる場合、第１の外装部材５のフランジ１３に取り付けられている部分以外の第２の外装部材６の外表面に、設けられる。

開放弁１８では、外装部３の内部空洞の圧力が所定の圧力に達することにより、薄肉部等の構造的に弱い部分に歪みが生じ、薄肉部等が破断する。これにより、開放弁１８は、開放される。開放弁１８が開放されることにより、外装部３の内部空洞の気体が、開放弁１８を介して、外装部３の外部に流出する。また、図１及び図２Ｂ等の一例では、溝１９によって形成される薄肉部が、開放弁１８において構造的に弱い部分を形成するが、これに限るものではない。ある一例では、外装部３の他の部位より、剛性の低い材料から構造的に弱い部分を形成し、開放弁１８を形成してもよい。

また、実施形態等の電池の構成は、前述の構成に限るものではない。電池モジュールに搭載される電池は、開放弁を備え、後述する介在部材により、開放弁の周囲が拘束されるものであればよい。

［電池モジュール］
前述の電池を複数備える電池モジュールについて説明する。図３は、電池モジュール２０の一例を示す。図３に示すように、電池モジュール２０では、複数の電池１と介在部材２１が積層方向（矢印Ｚ３及び矢印Ｚ４で示す方向）について積層される。電池モジュール２０では、複数の電池１が積層方向に対して交差する（垂直又は略垂直な）第１の交差方向（矢印Ｙ３及び矢印Ｙ４で示す方向）、及び、積層方向及び第１の交差方向の両方に対して交差する（垂直又は略垂直な）第２の交差方向（矢印Ｘ３及び矢印Ｘ４で示す方向）が、規定される。

電池モジュール２０では、複数の電池のそれぞれは、高さ方向が積層方向と一致又は略一致する状態で、配置される。そして、複数の電池のそれぞれは、横方向が第１の交差方向と一致又は略一致し、かつ、縦方向が第２の交差方向と一致又は略一致する状態で、配置される。

ここで、複数の電池１の中で互いに対して隣り合って配置される２つを電池（第１の電池）１Ａ、電池（第２の電池）１Ｂとする。図３の一例では、電池（第１の電池）１Ａは電池１のいずれか１つであり、電池（第２の電池）１Ｂは、電池１の中で、電池（第１の電池）１Ａに対して矢印Ｚ３側に隣り合う１つである。電池モジュール２０では、積層方向について、複数の電池１のそれぞれの間に、介在部材２１が配置される。複数の電池１のそれぞれは、縦方向及び横方向のそれぞれについて、互いに対してずれていない又はほとんどずれていない状態で、配置される。

電池モジュール２０では、電池（第１の電池）１Ａの底壁７は、介在部材２１を間に挟んで、電池（第２の電池）１Ｂの第２の外装部材６と対向する。このため、介在部材２１によって、電池１Ｂの第２の外装部材６への電池（第１の電池）１Ａの底壁７の接触が防止される。これにより、電池（第１の電池）１Ａ及び電池（第２の電池）１Ｂの外装部３同士の接触が防止され、電池（第１の電池）１Ａ及び電池（第２の電池）１Ｂの外装部３同士が電気的に接続されることが有効に防止される。

図４は、介在部材２１の一例を示す。介在部材２１は、略板状に形成され、土台２２と、突出部２３と、を備える。電池モジュール２０において、電池（第１の電池）１Ａと電池（第２の電池）１Ｂとの間の介在部材２１では、土台２２は、電池（第１の電池）１Ａの底壁７及び電池（第２の電池）１Ｂの第２の外装部材６に対して平行又は略平行に延設される。そして、電池（第１の電池）１Ａと電池（第２の電池）１Ｂとの間の介在部材２１の土台２２は、電池モジュール２０の第１の交差方向及び第２の交差方向に対して平行又は略平行に延設される。介在部材２１の厚さ方向は、電池モジュール２０の積層方向と一致又は略一致する。本実施形態では、土台２２は、電池（第１の電池）１Ａの底壁７の外表面の全体又は略全体と面接触する。ただし、土台２２は、電池（第１の電池）１Ａの凹面１６、電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２及びバー部材１７のそれぞれとは接触しない。また、土台２２は、電池（第２の電池）１Ｂの第２の外装部材６の外表面の全体又は略全体と面接触する。なお、土台２２は、電池（第１の電池）１Ａの底壁７の外表面の全体に亘って延設されず、電池１Ａの底壁７の外表面の一部の領域に亘ってのみ延設されてもよい。同様に、土台２２は、電池（第２の電池）１Ｂの第２の外装部材６の外表面の全体に亘って延設されず、電池１Ｂの第２の外装部材６の外表面の一部の領域に亘ってのみ延設されてもよい。

突出部２３は、土台２２から、電池モジュール２０における積層方向と一致又は略一致する方向に突出する。本実施形態では、突出部２３は、土台２２において電池（第１の電池）１Ａが位置する側の表面に形成される。そして、突出部２３は、土台２２から電池（第１の電池）１Ａの配置される側へ、突出している。

また、電池モジュール２０では、電池１Ａのバー部材１７の一方が、バスバー（図示しない）を介して、電池１Ｂのバー部材１７の対応する一方に電気的に接続される。これにより、電池１Ａの電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２の一方が、電池１Ｂの電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２の対応する一方に電気的に接続される。ある一例では、電池１Ａの正極端子が電池１Ｂの負極端子に電気的に接続される。この場合、電池１Ａ，１Ｂは、１つのバスバーによって電気的に直列に接続される。なお、電池１Ａ，１Ｂは、２つのバスバーを用いて電気的に並列に接続されてもよい。

図５は、介在部材２１の突出部２３を示す。図５に示すように、突出部２３は、囲壁２７と、囲壁２７の突出端面（拘束部）２５と、を備える。囲壁２７により囲まれることで、空洞２８が規定される。囲壁２７は、筒状又は略筒状に形成され、一対の側壁２４を備える。一対の側壁２４は、互いに対して平行又は略平行に延設される。本実施形態では、囲壁２７が空洞２８の周方向の全体に亘って延設されている。そして、囲壁２７には、空洞２８と空洞２８の外部とを連絡する貫通孔２６が、形成されている。貫通孔２６が形成されていることで、内部空洞の圧力が所定の圧力に達した場合に開放弁１８を介して内部空洞から流出した気体が、空洞２８にとどまることなく空洞２８の外部へ流出することができる。貫通孔２６は、空洞２８と空洞２８の外部とを連絡できれば、その形状は制限されない。囲壁２７の突出端面２５は、土台２２に対して平行又は略平行に形成される。なお、囲壁２７が空洞２８の周方向について一部の範囲にのみに延設されてもよい。この場合、囲壁２７に貫通孔２６が設けられていなくてもよい。

図６及び図７は、電池モジュール２０における突出部２３の近傍の概略図であり、電池モジュール２０の第２の交差方向に対して垂直又は略垂直な断面、すなわち、電池１（１Ａ）の縦方向に対して垂直又は略垂直な断面を示す。本実施形態では、前述のように、介在部材２１の土台２２の外表面は、電池（第１の電池）１Ａの底壁７の外表面と接触する。突出部２３の突出端面２５は、電池（第１の電池）１Ａの凹面１６に当接する。また、突出部２３は、電極端子１５Ｄ１，１５Ｄ２及びバー部材１７と接触しない。そして、突出端面２５は、第１の外装部材５の凹面１６において、開放弁１８の近傍に接触している。

突出部２３は、突出端面２５が外装部３に設けられた開放弁１８の近傍を囲む状態で、この開放弁１８の近傍の外装部３の表面を押圧可能に配置される。すなわち、空洞２８が開放弁１８と対向する状態で、突出部２３が配置される。溝１９は、空洞２８と対向する。本実施形態では、突出部２３（突出端面２５）が、空洞２８を全周に亘って囲んでいる。

介在部材２１は、電池（第１の電池）１Ａの第１の外装部材５と、電池（第２の電池）１Ｂの第２の外装部材６とを電気的に絶縁する材料から形成されていてもよい。この場合、介在部材２１は、電池間セパレータとして用いることもできる。なお、突出部２３は、絶縁体で形成されていなくてもよい。ある一例では、突出部２３が金属から形成され、土台２２が絶縁体で形成されている。

本実施形態では、電池モジュール２０が前述のような構成であるため、電池（第１の電池）１Ａの外装部３の内部空洞における圧力が上昇して外装部３が膨張する場合に、突出端面（拘束部）２５が、開放弁１８の近傍において、第１の外装部材５（凹面１６）の外表面を外装部３の内部空洞へ向かう側に押圧する。突出端面（拘束部）２５は、第１の外装部材５（凹面１６）を押圧する部分において、第１の外装部材５（凹面１６）に食い込むことができる。これにより、突出端面（拘束部）２５は、開放弁１８の近傍を拘束し、第１の外装部材５（凹面１６）の変形を抑制できる。

また、本実施形態では、開放弁１８の近傍が上述のように拘束されることで、電池１の内圧の上昇にともなって開放弁１８の近傍に生じる歪みによる応力を、構造的に弱い部分である溝１９に集中させることができる。これにより、所定の内圧を超えると溝１９が破断するため、内部空洞から外装部３の外部に気体が適切に流出し、電池１（１Ａ）の内圧を適切に下げることができる。
このように、本実施形態によれば、開放弁１８をより確実に動作させることができる。

（第１の実施形態の変形例）
図８に示す第１の実施形態の変形例では、突出部２３において、突出端面（拘束部）２５の上にリブ２９がさらに設けられる。リブ２９は、突出端面２５から、突出端面２５に対して垂直又は略垂直な方向に、さらに突出する。リブ２９は、空洞２８（突出端面２５）の周方向に沿って設けられる。リブ２９の突出方向の長さは、突出部２３の突出方向の長さと比べて遥かに小さく、例えば外装部３の肉厚程度である。リブ２９の幅は、突出端面２５の幅と比べて小さい。なお、リブ２９は、突出端面２５の全周に亘って設けられていなくてもよい。ある一例では、リブ２９は、空洞２８の周方向について一部の範囲においてのみ、突出端面２５からさらに突出する突起として形成される。

本変形例でも、電池モジュール２０において、突出部２３は、介在部材２１の土台２２から突出する。前述のような構成であるため、本変形例でも、前述の実施形態等と同様の作用及び効果を奏する。

また、本変形例では、突出部２３が前述のような構成を備える。そのため、電池モジュール２０において、電池（第１の電池）１Ａの外装部３の内部空洞における圧力が上昇して外装部３が膨張する場合に、突出端面（拘束部）２５に加えて、リブ２９も第１の外装部材５（凹面１６）を押圧する。リブ２９の幅は突出端面２５の幅よりも小さいため、リブ２９が第１の外装部材５を押圧する力は、突出端面２５が第１の外装部材５を押圧する力よりも大きい。すなわち、リブ２９は、第１の外装部材５に対して、突出端面（拘束部）２５よりも強く食い込むことができる。これにより、内圧の上昇により外装部３が膨張しても、突出部２３は、開放弁１８の近傍の所定の位置からずれることなく、第１の外装部材５の変形を抑制することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る電池モジュール及びその電池モジュールに用いられる電池の単体について説明する。

［電池］
開放弁１８の位置が異なることを除き、第１の実施形態に用いられた電池と同様の電池を用いることができる。なお、実施形態等の電池の構成は、前述の構成に限るものではない。

［電池モジュール］
次に、前述したような電池を複数備える電池モジュールについて説明する。図９は、電池モジュール３０の一例を示す。図９に示すように、電池モジュール３０は、複数の電池１と介在部材３１が積層方向（矢印Ｚ３及び矢印Ｚ４で示す方向）について積層される。電池モジュール３０では、複数の電池１が積層方向に対して交差する（垂直又は略垂直な）第１の交差方向（矢印Ｙ３及び矢印Ｙ４で示す方向）、及び、積層方向及び第１の交差方向の両方に対して交差する（垂直又は略垂直な）第２の交差方向（矢印Ｘ３及び矢印Ｘ４で示す方向）が、規定される。

電池モジュール３０では、複数の電池１のそれぞれは、高さ方向が積層方向と一致又は略一致する状態で、配置される。そして、複数の電池のそれぞれは、横方向が第１の交差方向と一致又は略一致し、かつ、縦方向が第２の交差方向と一致又は略一致する状態で、配置される。

ここで、複数の電池１の中で互いに対して隣り合って配置される２つを電池（第１の電池）１Ａ、電池（第２の電池）１Ｂとする。図９の一例では、電池（第１の電池）１Ａは電池１のいずれか１つであり、電池（第２の電池）１Ｂは、電池１の中で、電池（第１の電池）１Ａに対して矢印Ｚ４側に隣り合う１つである。電池１Ａ，１Ｂは、バスバー等によって、前述の実施形態等と同様にして、電気的に直列又は並列に接続される。電池モジュール３０では、積層方向について、複数の電池１のそれぞれの間に、介在部材３１が配置される。複数の電池１のそれぞれは、縦方向及び横方向のそれぞれについて、互いに対してずれていない又はほとんどずれていない状態で、配置される。

電池モジュール３０では、電池（第１の電池）１Ａの第２の外装部材６は、介在部材３１を間に挟んで、電池（第２の電池）１Ｂの底壁７と対向する。このため、介在部材３１によって、電池１Ａの第２の外装部材６への電池１Ｂの底壁７の接触が防止される。これにより、電池（第１の電池）１Ａの外装部３と電池（第２の電池）１Ｂの外装部３同士との接触が防止され、電池（第１の電池）１Ａの外装部３と電池（第２の電池）１Ｂの外装部３とが電気的に接続されることが有効に防止される。

介在部材３１は、略板状に形成され、底部３２及び柱部３４を備える。底部３２には、凸部３２Ａ及び凹部３２Ｂが形成されている。凸部３２Ａには、貫通孔３３が形成されている。貫通孔３３は、底部３２の一部に空洞を形成している。

柱部３４は、底部３２から、積層方向について矢印Ｚ４側に向かって突出している。本実施形態では、柱部３４は、底部３２が延設されている範囲に設けられ、電池１の周壁４及びフランジ１３よりも外周側に設けられている。介在部材３１に対して矢印Ｚ４に隣接する電池１は、柱部３４によって、第１の交差方向及び第２の交差方向について底部３２が延設されている範囲からずれることが、防止される。柱部３４がフランジ１３と接触することにより、介在部材３１に対して矢印Ｚ４側に隣接する電池１は、介在部材３１の外縁から外周側に突出しない状態で、配置される。

電池１Ａ，１Ｂの間の介在部材３１では、凸部３２Ａは、凹部３２Ｂに対して電池（第１の電池）１Ａが位置する側へ突出している。電池１Ａ，１Ｂの間の介在部材３１では、凹部３２Ｂは、凸部３２Ａに対して電池（第２の電池）１Ｂが位置する側へ凹んでいる。凸部３２Ａ及び凹部３２Ｂは、介在部材３１において、第２の交差方向の全寸法又は略全寸法に亘って延設されている。凸部３２Ａ及び凹部３２Ｂは、電池（第１の電池）１Ａ及び電池（第２の電池）１Ｂに対向する状態で配置される。

介在部材３１では、複数の凸部３２Ａ及び複数の凹部３２Ｂは、第１の交差方向について交互に配置される。第１の交差方向における１つの凸部３２Ａの長さと１つの凹部３２Ｂの長さとは、介在部材３１の第１の交差方向における全体の長さと比べて、短い。また、第１の交差方向における凸部３２Ａと凹部３２Ｂとの繰り返しの間隔は短い。すなわち、第１の交差方向において、凸部３２Ａと凹部３２Ｂとの繰り返しのピッチは多い。そのため、外装部３の内部空洞の圧力が上昇しても、凸部３２Ａと凹部３２Ｂとにより、外装部３の膨張を抑制できる。

図１０及び図１１は、電池モジュール３０における貫通孔３３の近傍の概略図であり、電池モジュール３０の第２の交差方向に対して垂直又は略垂直な断面、すなわち、電池１（１Ａ，１Ｂ）の縦方向に対して垂直又は略垂直な断面を示す。図１０等に示すように、凸部３２Ａに形成された貫通孔３３は、縁壁３３Ａ、開口縁３３Ｂ，３３Ｃを備える。また、電池１Ａ，１Ｂの間では、空洞３５が、積層方向について貫通孔３３の電池１Ｂ側に隣接する。ここで、貫通孔３３が形成される凸部３２Ａを凸部３２Ａ１とし、第１の交差方向について凸部３２Ａ１の両側に隣接する凹部３２Ｂを凹部３２Ｂ１，３２Ｂ２とする。空洞３５は、第１の交差方向について、凹部３２Ｂ１，３２Ｂ２の間に位置する。空洞３５は、第２の交差方向の全寸法又は略全寸法に亘って形成されている。空洞３５は、電池モジュール３０の外部と連通している。

図１０等に示すように、貫通孔３３は、凸部３２Ａ（３２Ａ１）を積層方向に向かって貫通するように形成されている。貫通孔３３は、空洞３５と連通している。縁壁３３Ａは、貫通孔３３の内部空洞の外周に沿って設けられている。開口縁３３Ｂは、電池（第２の電池）１Ｂの位置する側への開口、すなわち、空洞３５が位置する側への開口を形成する。開口縁（拘束部）３３Ｃは、電池（第１の電池）１Ａの位置する側への開口を形成する。本実施形態では、開口縁（拘束部）３３Ｃは、電池（第１の電池）１Ａの第２の外装部材６の外表面に接触する状態で設けられる。

電池モジュール３０では、介在部材３１において、貫通孔３３は、外装部３に設けられた開放弁１８に対向する位置に形成される。図９等に示す一例では、電池（第１の電池）１Ａの第２の外装部材６に開放弁１８が形成されている。貫通孔３３は、開放弁１８の近傍の第２の外装部材６の外表面を、開口縁（拘束部）３３Ｃにより囲む。貫通孔３３は、積層方向において開放弁１８と対向する凸部３２Ａ（３２Ａ１）であって、電池（第１の電池）１Ａの第２の外装部材６に接触する凸部３２Ａに、形成されている。

本実施形態では、凸部３２Ａ（３２Ａ１）に形成された貫通孔３３は、電池（第１の電池）１Ａの第２の外装部材６に設けられた開放弁１８と対向する。貫通孔３３は、空洞３５と連通している。開放弁１８では、外装部３の内部空洞の圧力が所定の圧力に達することにより、薄肉部等の構造的に弱い部分に歪みが生じ、薄肉部等が破断する。これにより、開放弁１８が開放される。開放弁１８から流出した外装部３の内部空洞の気体は、開放弁１８、貫通孔３３、及び空洞３５を介して電池モジュール３０の外部に流出する。このため、外装部３の内部空洞から流出した気体が、貫通孔３３にとどまることなく、流出する。

また、本実施形態では、凸部３２Ａ（３２Ａ１）に形成された貫通孔３３は、電池（第１の電池）１Ａの第２の外装部材６に設けられた開放弁１８と対向する。そして、開口縁（拘束部）３３Ｃは、開放弁１８の近傍に接触している。これにより、電池（第１の電池）１Ａの外装部３の内部空洞における圧力が上昇して外装部３が膨張する場合に、開口縁（拘束部）３３Ｃ及びその近傍は、開放弁１８の近傍において、第２の外装部材６の外表面を外装部３の内部空洞へ向かう側に押圧する。開口縁（拘束部）３３Ｃは、第２の外装部材６を押圧する部分において、第２の外装部材６に食い込むことができる。これにより、開口縁（拘束部）３３Ｃは、開放弁１８の近傍を拘束し、第２の外装部材６の変形を抑制できる。

また、本実施形態でも、開放弁１８の近傍が上述のように拘束されることで、電池（第１の電池）１Ａの内圧の上昇にともなって開放弁１８の近傍に生じる歪みによる応力を、構造的に弱い部分である溝１９に集中させることができる。これにより、所定の内圧を超えると溝１９が破断するため、外装部３の内部空洞から外装部３の外部に気体が適切に流出し、電池１（１Ａ）の内圧を適切に下げることができる。
このように、本実施形態によっても、開放弁１８をより確実に動作させることができる。

（第２の実施形態の変形例）
第２の実施形態の変形例では、電池（第１の電池）１Ａにおいて、底壁７に開放弁１８が設けられる。図１２は、電池モジュール３０における貫通孔３３の近傍の概略図であり、電池モジュール３０の第２の交差方向に対して垂直又は略垂直な断面、すなわち、電池１（１Ａ，１Ｂ）の縦方向に対して垂直又は略垂直な断面を示す。図１２に示すように、凸部３２Ａに形成された貫通孔３３は、縁壁３３Ａ、開口縁３３Ｂ，３３Ｃを備える。また、電池１Ａ，１Ｂの間では、空洞３５が、積層方向について貫通孔３３の電池１Ｂ側に隣接する。ここで、前述と同様に、貫通孔３３が形成される凸部３２Ａを凸部３２Ａ１とし、第１の交差方向について凸部３２Ａ１の両側に隣接する凹部３２Ｂを凹部３２Ｂ１，３２Ｂ２とする。空洞３５は、第１の交差方向について、凹部３２Ｂ１，３２Ｂ２の間に位置する。空洞３５は、第２の交差方向の全寸法又は略全寸法に亘って形成されている。空洞３５は、電池モジュール３０の外部と連通している。

図１２に示すように、貫通孔３３は、凸部３２Ａ（３２Ａ１）を積層方向に向かって貫通するように形成されている。貫通孔３３は、空洞３５と連通している。縁壁３３Ａは、貫通孔３３の内部空洞の外周に沿って設けられている。開口縁３３Ｂは、電池（第２の電池）１Ｂの位置する側への開口、すなわち、空洞３５が位置する側への開口を形成する。開口縁（拘束部）３３Ｃは、電池（第１の電池）１Ａの位置する側への開口を形成する。本変形例では、開口縁（拘束部）３３Ｃは、電池（第１の電池）１Ａの底壁７の外表面に接触する状態で設けられる。

電池モジュール３０では、介在部材３１において、貫通孔３３は、外装部３に設けられた開放弁１８に対向する位置に形成される。前述のように、図１２に示す一例では、電池（第１の電池）１Ａの底壁７に開放弁１８が形成されている。貫通孔３３は、開放弁１８の近傍の底壁７の外表面を、開口縁（拘束部）３３Ｃにより囲む。貫通孔３３は、積層方向において開放弁１８と対向する凸部３２Ａ（３２Ａ１）であって、電池（第１の電池）１Ａの底壁７に接触する凸部３２Ａに、形成されている。

本変形例では、凸部３２Ａ（３２Ａ１）に形成された貫通孔３３は、電池（第１の電池）１Ａの底壁７に設けられた開放弁１８と対向する。貫通孔３３は、空洞３５と連通している。開放弁１８では、外装部３の内部空洞の圧力が所定の圧力に達することにより、薄肉部等の構造的に弱い部分に歪みが生じ、薄肉部等が破断する。これにより、開放弁１８が開放される。開放弁１８から流出した外装部３の内部空洞の気体は、開放弁１８、貫通孔３３、及び空洞３５を介して電池モジュール３０の外部に流出する。このため、外装部３の内部空洞から流出した気体が、貫通孔３３にとどまることなく、流出する。

また、本変形例では、凸部３２Ａ（３２Ａ１）に形成された貫通孔３３は、電池（第１の電池）１Ａの底壁７に設けられた開放弁１８と対向する。そして、開口縁（拘束部）３３Ｃは、開放弁１８の近傍に接触しており、接触している外装部３の表面を押圧可能に設けられている。これにより、電池（第１の電池）１Ａの外装部３の内部空洞における圧力が上昇して外装部３が膨張する場合に、開口縁（拘束部）３３Ｃ及びその近傍は、開放弁１８の近傍において、底壁７の外表面を外装部３の内部空洞へ向かう側に押圧する。開口縁（拘束部）３３Ｃは、底壁７を押圧する部分において、底壁７に食い込むことができる。これにより、開口縁（拘束部）３３Ｃは、開放弁１８の近傍を拘束し、底壁７の変形を抑制できる。

また、本変形例でも、開放弁１８の近傍が上述のように拘束されることで、電池（第１の電池）１Ａの内圧の上昇にともなって開放弁１８の近傍に生じる歪みによる応力を、構造的に弱い部分である溝１９に集中させることができる。これにより、所定の内圧を超えると溝１９が破断するため、外装部３の内部空洞から外装部３の外部に気体が適切に流出し、電池の内圧を適切に下げることができる。
このように、本実施形態によっても、開放弁１８をより確実に動作させることができる。

これらの少なくとも一つの実施形態では、介在部材は、拘束部を備える。拘束部は、開放弁の近傍を押圧可能に設けられ、開放弁の近傍を押圧することで、外装部を押圧する部分において外装部の変形を抑制する。これにより、例えば開放弁に設けられた構造的に弱い部分に対して電池の内圧の上昇にともなう歪みによる応力を集中させるなど、開放弁をより確実に動作させることができる介在部材を備える電池モジュールを提供することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…電池、１Ａ…電池（第１の電池）、１Ｂ…電池（第２の電池）、３…外装部、１０…電極群、１１…正極、１２…負極、１８…開放弁、２０、３０…電池モジュール、２１，３１…介在部材、２３…突出部、２５…突出端面（拘束部）、２６，３３…貫通孔、２８，３５…空洞、２９…リブ、３３Ｃ…開口縁（拘束部）。

Claims (8)

1. 第１の電池及び第２の電池と、
   前記第１の電池と前記第２の電池との間に配置される介在部材と、
   を具備し、
   前記第１の電池及び前記第２の電池のそれぞれは、正極及び負極を備える電極群と、前記電極群が収納される内部空洞を規定する外装部と、を備え、
   前記第１の電池の前記外装部は、前記内部空洞の圧力が所定の圧力に達することで開放される開放弁を備え、
   前記介在部材は、前記外装部において、前記開放弁の近傍を押圧可能な拘束部を備える、
   電池モジュール。
2. 前記拘束部は、前記開放弁と対向する位置に空洞を規定し、前記内部空洞に前記圧力が発生した際に前記外装部を押圧する、
   請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記介在部材は、前記第１の電池に向かって突出する突出部を備え、
   前記拘束部は、前記突出部の突出端面を備える、
   請求項２に記載の電池モジュール。
4. 前記突出部は、前記空洞を全周にわたって囲み、
   前記空洞と前記突出部の外側とを連絡する貫通孔が、前記突出部に形成されている、
   請求項３に記載の電池モジュール。
5. 前記拘束部は、前記突出部の前記突出端面から前記第１の電池に向かってさらに突出するリブを備え、
   前記リブは、前記拘束部において、前記第１の電池の前記外装部に食い込む、
   請求項３又は４に記載の電池モジュール。
6. 前記空洞は、前記介在部材を貫通する貫通孔によって形成され、
   前記拘束部は、前記介在部材が形成する前記貫通孔の開口縁を備える、
   請求項２に記載の電池モジュール。
7. 前記介在部材は、前記第１の電池の前記外装部と前記第２の電池の前記外装部とを電気的に絶縁する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電池モジュール。
8. 第１の電池及び第２の電池のそれぞれに、正極及び負極を備える電極群と、前記電極群が収納される内部空洞を規定する外装部が設けられるとともに、前記第１の電池の前記外装部に、前記内部空洞の圧力が所定の圧力に達することで開放される開放弁が形成される電池モジュールにおいて、前記第１の電池と前記第２の電池との間に配置される介在部材であって、
   前記開放弁の近傍の前記外装部を押圧可能な拘束部を具備する、
   介在部材。