JP2022169204A - 組電池、組電池の製造方法、及び組電池の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】筐体と蓄電池との短絡を防止可能な組電池、組電池の製造方法、及び組電池の製造装置を提供すること。【解決手段】組電池は、導電性を有する筐体と、筐体に収容される複数の蓄電池を有する電池群と、平面視にて筐体の内側面と電池群との間に配置される絶縁性のサイドスペーサと、を備える。【選択図】図６

Description

本開示は、組電池、組電池の製造方法、及び組電池の製造装置に関する。

所望の出力電圧を得るために、複数の鉛蓄電池を組み合わせた組電池が用いられることがある。下記特許文献１には、複数の鉛蓄電池を収納ケースに収容し、鉛蓄電池を直列に接続してなる組電池が開示されている。この組電池に含まれる鉛蓄電池は、複数の同極性端子の１個あたりの電池容量を３００Ａｈ以下となっている。

特開２０１１－１４６２２２号公報

上記特許文献１のように、金枠等の導電性を有する筐体に蓄電池が収容される場合、当該筐体と蓄電池との短絡が発生することがある。これにより、組電池の性能が著しく低下してしまう。

本開示の一側面の目的は、筐体と蓄電池との短絡を防止可能な組電池、組電池の製造方法、及び組電池の製造装置の提供である。

本開示の一側面に係る組電池は、導電性を有する筐体と、筐体に収容される複数の蓄電池を有する電池群と、平面視にて筐体の内側面と電池群との間に配置される絶縁性のサイドスペーサと、を備える。

本開示の一側面に係る組電池では、平面視にて、導電性を有する筐体の内側面と電池群との間に絶縁性のサイドスペーサが配置される。これにより、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡を防止可能である。

平面視にて、サイドスペーサの厚さは、１ｍｍ以上でもよい。この場合、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡を良好に防止可能である。

平面視にて、サイドスペーサは、筐体の内側面に接触すると共に、電池群を囲ってもよい。この場合、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡を良好に防止可能である。

上記組電池は、サイドスペーサと内側面とを固着する固着部を有してもよい。この場合、固着部によってサイドスペーサが筐体に固定されるので、サイドスペーサが筐体と電池群との間から飛び出すことを防止できる。したがって、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡をより良好に防止可能である。

サイドスペーサは、内側面と電池群とが対向する方向において互いに積層される複数の絶縁部材を有してもよい。この場合、例えば、内側面と電池群との隙間の大きさに応じた数の絶縁部材が挿入されることによって、サイドスペーサを形成できる。これにより、筐体の種類が限定される場合であっても、多種類の組電池を製造できる。

サイドスペーサは、複数の絶縁部材同士を固定する固定部を有してもよい。この場合、縁部材が筐体と電池群との間から飛び出さなくなるので、サイドスペーサとしての機能を良好に維持できる。

筐体は、底部と、底部の縁に沿って立設する枠部と、枠部内にて底部及び枠部に固定される追加スペーサ部とを有し、サイドスペーサは、追加スペーサ部に接してもよい。この場合、サイドスペーサを大量に用いる場合と比較してコスト増加を抑えつつ、筐体の内部空間を狭めることができる。加えて、筐体が追加スペーサを有する場合であっても、筐体と電池群との短絡を防止可能である。

本開示の別の一側面に係る組電池の製造方法は、導電性を有する筐体に絶縁性のサイドスペーサを収容する第１の工程と、筐体に複数の蓄電池を収容する第２の工程と、を備える。複数の蓄電池は、複数の第１の蓄電池と、複数の第２の蓄電池を有し、第１の工程では、筐体の内側面に沿って配置されるサイドスペーサから構成されると共に、内側面に接触する第１の囲いを形成し、第２の工程では、第１の囲いの内側面に沿って配置される複数の第１の蓄電池を含むと共に第１の囲いに接触する第２の囲いが形成された後、第２の囲いの内部に複数の第２の蓄電池の少なくとも一部が配置される。

本開示の別の一側面に係る組電池の製造方法では、まず、絶縁性のサイドスペーサから構成される第１の囲いを形成する。続いて、当該第１の囲いの内側面に沿って配置される複数の第１の蓄電池を含むと共に第１の囲いに接触する第２の囲いが形成される。そして、第２の囲いの内部に複数の第２の蓄電池の少なくとも一部が配置される。これにより、例えば蓄電池を筐体に収容するときなどにおいて、蓄電池の収容方向に沿ってサイドスペーサが蓄電池に圧壊されなくなる。これにより、平面視にて電池群はサイドスペーサにて良好に囲われるので、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡を防止可能である。

第１の工程では、サイドスペーサは、筐体の内側面に固定されてもよい。この場合、第２の囲いを形成する前にサイドスペーサの位置がずれることを良好に防止できる。

第１の工程では、第２の囲いに含まれる、もしくは、第２の囲いの内部に配置される第３の蓄電池を、筐体に収容してもよい。また、第１の工程では、複数の第３の蓄電池を筐体に収容し、第２の工程では、複数の第３の蓄電池の少なくとも一部が第２の囲いに含まれてもよい。これらの場合、例えばサイドスペーサを収容する前に第３の蓄電池を収容することによって、第３の蓄電池と筐体とによってサイドスペーサを挟持できる。よって、組電池の製造中にサイドスペーサの位置がずれることを抑制できる。

第２の工程では、第２の囲いの形成前に、複数の第２の蓄電池の一部が筐体に収容されてもよい。

本開示のさらに別の一側面に係る組電池の製造装置は、導電性を有する筐体に絶縁性のサイドスペーサを配置するサイドスペーサ配置部と、筐体に複数の蓄電池を配置する蓄電池配置部と、を備える。複数の蓄電池は、複数の第１の蓄電池と、複数の第２の蓄電池を有し、サイドスペーサ配置部は、筐体の内側面に沿ってサイドスペーサを配置することによって、サイドスペーサから構成されると共に内側面に接触する第１の囲いを形成し、蓄電池配置部は、複数の第１の蓄電池を含むと共に第１の囲いに接触する第２の囲いを形成するように、複数の第１の蓄電池を第１の囲いの内側面に沿って配置し、第２の囲いの内部に複数の第２の蓄電池の少なくとも一部を配置する。

本開示のさらに別の一側面に係る組電池の製造装置では、サイドスペーサ配置部は、筐体の内側面に沿ってサイドスペーサを配置することによって、サイドスペーサから構成されると共に内側面に接触する第１の囲いを形成する。また、蓄電池配置部は、複数の第１の蓄電池を含むと共に第１の囲いに接触する第２の囲いを形成するように、複数の第１の蓄電池を第１の囲いの内側面に沿って配置し、第２の囲いの内部に複数の第２の蓄電池の少なくとも一部を配置する。これにより、サイドスペーサが蓄電池にて圧壊されることなく、筐体に複数の蓄電池を収容できる。これにより、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡を防止可能である。

本開示の一側面によれば、筐体と蓄電池との短絡を防止可能な組電池、組電池の製造方法、及び組電池の製造装置を提供できる。

図１は、実施形態に係る組電池を示す概略平面図である。 図２は、実施形態に係る蓄電池の一部を破断して示す斜視図である。 図３（ａ）は、第１方向から見た正極を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIb-IIIb線に沿った拡大断面図である。 図４は、実施形態に係る負極を示す平面図である。 図５は、実施形態に係る組電池を製造するための製造装置の模式構成図である。 図６（ａ）～（ｃ）は、実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための図面である。 図７（ａ）は、変形例に係る筐体を示す概略平面図であり、図７（ｂ）は、別の変形例に係る筐体とサイドスペーサとの要部を示す概略断面図である。 図８（ａ）は、さらに別の変形例に係る組電池を示す概略平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のVIIIb－VIIIb線に沿った端面図である。

以下、添付図面を参照して、本開示の一側面の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本実施形態に係る組電池を示す概略平面図である。図１に示される組電池１００は、同種類の単電池を複数有するパック電池であり、例えば自動車のバッテリー、停電時等に利用されるバックアップ用電源、及び、電動フォークリフト等の電動車（もしくは電気車）の主電源等に用いられる。組電池１００は、筐体１０１と、電池群１０２と、複数のサイドスペーサ１０３とを有する。

筐体１０１は、電池群１０２及びサイドスペーサ１０３を収容すると共に導電性を有する部材である。本実施形態では、筐体１０１には、電池群１０２及びサイドスペーサ１０３が隙間なく詰め込まれている。これにより、例えば組電池が電動車に搭載される場合などにおいて、電動車の移動に伴って発生する振動に起因した電池群１０２の破損を良好に抑制できる。筐体１０１は、後述する図６（ａ）に示されるように、底部１１１と、底部１１１の縁に沿って立設する枠部１１２とを有する。底部１１１と、枠部１１２とのそれぞれは、例えば金属板もしくは合金板によって形成されており、互いに一体化している。底部１１１と枠部１１２とは、１枚の金属板もしくは合金板を加工することによって形成されてもよいし、溶接等によって互いに一体化してもよい。底部１１１には、排水用の開口部１１１ａ，１１１ｂが設けられる。枠部１１２は、第１部分１１２ａ、第２部分１１２ｂ、第３部分１１２ｃ、第４部分１１２ｄ、及び内側面１１２ｅを有する。平面視にて、第１部分１１２ａは第２方向Ｙにおける枠部１１２の一方端を構成し、第２部分１１２ｂは第２方向Ｙにおける枠部１１２の他方端を構成し、第３部分１１２ｃは第１方向Ｘにおける枠部１１２の一方端を構成し、第４部分１１２ｄは第１方向Ｘにおける枠部１１２の他方端を構成する。内側面１１２ｅは、平面視にて電池群１０２及びサイドスペーサ１０３を囲う。

本実施形態では、底部１１１は、平面視にて長方形状を有し、且つ、枠部１１２は平面視にて四角枠形状を有するが、これに限られない。底部１１１は、平面視にて多角形状を有してもよいし、円形状を有してもよいし、楕円形状を有してもよい。同様に、枠部１１２は、平面視にて多角枠形状を有してもよいし、円枠形状を有してもよいし、楕円枠形状を有してもよい。以下では、底部１１１の短辺が延在する方向を第１方向Ｘとし、底部１１１の長辺が延在する方向を第２方向Ｙとし、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに直交する方向を第３方向Ｚとする。本実施形態では、第３方向Ｚは上下方向に相当し、且つ、第３方向Ｚから見ることは、平面視に相当する。

電池群１０２は、筐体１０１に収容される複数の蓄電池１によって構成される。本実施形態では、合計２４個の蓄電池１によって構成される。電池群１０２は、複数の蓄電池１に加えて、複数の内部接続部材１２１と、外部装置に接続するための外部接続部材１２２，１２３とを有する。複数の内部接続部材１２１のそれぞれは、隣り合う蓄電池１同士を電気的に接続するための部材である。内部接続部材１２１は、例えば、隣り合う蓄電池１の両方に接続される導電部と、当該導電部を保護する保護部とを有する。本実施形態では、複数の内部接続部材１２１を用いることによって、電池群１０２に含まれる複数の蓄電池１は、互いに直列接続されているが、これに限られない。複数の蓄電池１は、互いに並列接続されてもよい。また、電池群１０２には、直列接続と並列接続との両方がなされてもよい。外部接続部材１２２は第１方向Ｘの一方側に位置し、外部接続部材１２３は第１方向Ｘの他方側に位置する。また、外部接続部材１２２，１２３は、第２方向Ｙの一方側に位置する。

ここで、図２～４を参照しながら、蓄電池１の構造を詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る蓄電池の一部を破断して示す斜視図である。図２に示されるように、蓄電池１は、例えば、鉛蓄電池である。本実施形態では、蓄電池１は、例えば、クラッド式電極を備えるクラッド式鉛蓄電池である。蓄電池１は、電極群３と、正極端子５Ａと、負極端子５Ｂと、補水栓６と、ケース７とを備える。ケース７は、本体８と、蓋９とを有する。本体８は、箱状を呈している電槽である。本体８は、例えばポリプロピレン等の材料で形成されている。本体８は、電極群３及び電解液を収容する。本体８は、４つの側面部と、底部とにより構成されている。底部と側面部とによって形成される角部は、丸まっている。蓋９は、本体８の開口部を覆う。蓋９には、正極端子５Ａと、負極端子５Ｂと、補水栓６とが設けられる。電池群１０２においては、正極端子５Ａと負極端子５Ｂとのそれぞれは、内部接続部材１２１、外部接続部材１２２、もしくは外部接続部材１２３のいずれかに覆われる（図１を参照）。正極端子５Ａと負極端子５Ｂとの間には、補水栓６が設けられる。

電極群３は、複数の極板の集合体であり、複数の正極１０と、複数の負極１２と、複数のセパレータ１３とを有する。電極群３では、正極１０と負極１２とが交互に配置されている。隣り合う正極１０と負極１２との間には、セパレータ１３が位置する。このため、正極１０、セパレータ１３及び負極１２は、所定方向において順に重なる。本実施形態では、電極群３において、正極１０、負極１２及びセパレータ１３の配列方向（以下、単に「配列方向」もしくは「積層方向」と称することもある）の端部には、負極１２が配置されている。加えて、正極１０と、負極１２と、セパレータ１３との集合体は、電池用電極群（極板群）とも呼称される。電極群３及び電解液が本体８に収容されるとき、電解液は、正極１０とセパレータ１３との隙間、セパレータ１３内等に存在する。なお、上記配列方向（積層方向）は、第１方向Ｘに相当する。

図３（ａ）は、第１方向から見た正極を示す図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のIIIb-IIIb線に沿った拡大断面図である。図２及び図３（ａ），（ｂ）に示されるように、正極１０は、例えば、クラッド式正極板（第２極板）である。蓄電池１においては、各正極１０は、正極端子５Ａと電気的に接続されている。各正極１０と正極端子５Ａとは、正極ストラップ１７によって電気的に接続されている。正極１０は、集電体１４と、集電体１４の一部を収容する複数の筒状体１５（チューブ）と、筒状体１５に収容される正極材１６と、集電体１４に装着される上部連座２１及び下部連座２２と、を有する。

集電体１４は、複数の芯金１４ａと、複数の芯金１４ａを連結する連結部と、連結部から突出する耳部１４ｃとを有する。集電体１４は、例えば鋳造によって形成される。集電体１４の構成材料は、導電性材料であればよく、例えば、鉛－カルシウム－錫系合金、鉛－アンチモン－ヒ素系合金等の鉛合金が挙げられる。鉛合金は、セレン、銀、ビスマス等を含んでもよい。

複数の芯金１４ａは、第３方向Ｚに沿って延在する棒状部分であって、第２方向Ｙに沿って一列に配列されている。第３方向Ｚにおける各芯金１４ａの一端は、上部連座２１に覆われる連結部（不図示）に接続される。第３方向Ｚにおける各芯金１４ａの他端は、下部連座２２に固定される。各芯金１４ａの長さは、例えば１７０～６５０ｍｍである。各芯金１４ａの長さは、６００ｍｍ以下でもよいし、４５０ｍｍ以下でもよい。連結部は、芯金１４ａ及び耳部１４ｃを支持する部分であり、第２方向Ｙに沿って延在する。正極１０がケース７に収容されるとき、連結部は、第３方向Ｚにおける正極端子５Ａ側に配置される。耳部１４ｃは、連結部から第３方向Ｚに突出する端子部であり、正極ストラップ１７に接続されている。第３方向Ｚにおいて、耳部１４ｃの突出方向は、芯金１４ａの突出方向の反対側である。なお、正極１０がケース７に収容されるとき、耳部１４ｃは、第３方向Ｚにおける蓋９側に位置する。

複数の筒状体１５は、活物質保持用チューブ（クラッドチューブ）群を構成する絶縁部材である。活物質保持用チューブ群は、いわゆる「ガントレット」とも称される筒状の多孔体チューブの集合体である。このため、各筒状体１５には、複数の孔が設けられる。本実施形態では、筒状体１５の厚さは均一であるが、これに限られない。各筒状体１５は、第３方向Ｚに沿って延在しており、対応する芯金１４ａを収容する。各筒状体１５は、例えば樹脂成形物である。

正極材１６は、芯金１４ａと共に、筒状体１５の内部に充填されている。このため、芯金１４ａ及び正極材１６は、筒状体１５に収容される。図３（ｂ）に示されるように、正極材１６は、筒状体１５の内部にて芯金１４ａを囲っている。正極材１６は、活物質を含む。活物質には、化成後の活物質及び化成前の活物質の原料の双方が包含される。正極材１６は、化成後の活物質を含有している。化成後の正極材１６は、例えば、正極活物質の原料を含む。本実施形態では、正極材１６は、正極活物質と、添加剤とを含み得る。正極活物質は、例えば、鉛粉、鉛丹等である。添加剤としては、炭素材料、又は、補強用短繊維等が挙げられる。化成後の正極活物質は、例えば二酸化鉛等である。

上部連座２１は、集電体１４の連結部に装着される絶縁構造体であり、第３方向Ｚから見て連結部を覆う。上部連座２１は、第３方向Ｚにおける各筒状体１５の一端を封止する。例えば、上部連座２１は各筒状体１５に溶着しているが、これに限られない。上部連座２１と各筒状体１５とは、例えば、接着剤等を介して互いに固定されてもよい。上部連座２１は、例えば絶縁性を有する樹脂部材を集電体１４に溶着することによって設けられる。下部連座２２は、集電体１４の複数の芯金１４ａに装着される絶縁構造体である。下部連座２２は、例えば、集電体１４の芯金１４ａを絶縁性を有する樹脂部材に挿入及び嵌合することによって、集電体１４に装着される。下部連座２２は、第３方向Ｚにおける各筒状体１５の他端を封止する。これにより、正極１０における各筒状体１５の位置が、上部連座２１及び下部連座２２によって固定される。例えば、下部連座２２は各筒状体１５に溶着しているが、これに限られない。下部連座２２と各筒状体１５とは、例えば、接着剤等によって互いに固定されてもよい。

図４は、実施形態に係る負極を示す平面図である。図４に示されるように、負極１２は、蓄電池１における負極板（第１極板）であり、負極端子５Ｂと電気的に接続されている。各負極１２と負極端子５Ｂとは、負極ストラップ１８によって電気的に接続されている。負極１２は、集電体１２ａと、負極材１２ｂとを有する。集電体１２ａは、例えば鋳造によって形成され、負極格子体１２ｃと、耳部１２ｄとを有する。負極格子体１２ｃは、負極１２における本体部であり、負極材１２ｂを保持する。本実施形態では、負極１２において負極材１２ｂが保持される部分の厚さは、負極格子体１２ｃの厚さよりも大きいが、これに限られない。負極材１２ｂは、負極活物質と、添加剤とを含み得る。負極活物質は、例えば、海綿状鉛等である。添加剤としては、硫酸バリウム、炭素材料、リグニン、又は、補強用短繊維等が挙げられる。耳部１２ｄは、第３方向Ｚに沿って負極格子体１２ｃから突出する端子部であり、負極ストラップ１８に接続されている。耳部１２ｄと負極格子体１２ｃとは、第１方向Ｘにおいて互いに重なっていない。本実施形態では、負極格子体１２ｃは、セパレータ１３によって覆われている。負極格子体１２ｃには、凸部１２ｅ，１２ｆが設けられている。凸部１２ｅ，１２ｆは、所定の間隔をあけて配置されており、負極格子体１２ｃから外側に向かって突出している足部である。凸部１２ｅ，１２ｆは、耳部１２ｄの突出方向と反対側の方向に沿って突出している。本実施形態では、耳部１２ｄの突出方向と、凸部１２ｅ，１２ｆの突出方向とのそれぞれは、配列方向に対して直交している。また、耳部１２ｄと負極格子体１２ｃとは、配列方向において互いに重なっていない。

図２に戻って、セパレータ１３は、正極１０と負極１２との短絡を防止するための電池用部材（電池用セパレータ）である。セパレータ１３は、正極１０と負極１２との間を電気的には絶縁する一方でイオンを透過させ、且つ、正極１０側における酸化性及び負極１２側における還元性に対する耐性を備えるものであれば、特に制限されない。このようなセパレータ１３の材料（材質）としては、ガラス繊維、樹脂、無機物等が挙げられる。本実施形態では、セパレータ１３は負極１２の負極格子体１２ｃ及び凸部１２ｅ，１２ｆを覆っており、且つ、負極１２の耳部１２ｄはセパレータ１３から露出している。第１方向Ｘから見て、第２方向Ｙに沿ったセパレータ１３の寸法と、第３方向Ｚに沿ったセパレータ１３の寸法とのアスペクト比は、例えば１．４以上４．０以下である。当該アスペクト比は、１．５以上３．８以下でもよいし、１．８以上３．５以下でもよいし、２．０以上３．０以下でもよい。セパレータ１３の表面及び内面の少なくとも一方には、リブが設けられてもよい。セパレータ１３の厚さ方向から見て、リブは、直線状に延在してもよいし、波線状に延在してもよいし、ジグザグ状に延在してもよい。また、当該厚さ方向から見て、リブは、点形状（ドット形状）でもよいし、円形状でもよいし、楕円形状でもよいし、多角形状でもよい。

図１に戻って、サイドスペーサ１０３は、平面視にて筐体１０１の内側面１１２ｅと電池群１０２との間に配置される絶縁性の部材であり、平面視にて四角枠形状を有する。平面視にて、サイドスペーサ１０３は、筐体１０１の内側面１１２ｅに接触すると共に電池群１０２を包囲する囲い（第１の囲い）である。サイドスペーサ１０３の内側面１０３ａは、電池群１０２に接触する。サイドスペーサ１０３は、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の樹脂成形体である。サイドスペーサ１０３は、その厚さ方向において変形可能でもよい。この場合、筐体１０１と電池群１０２とによってサイドスペーサ１０３を圧縮可能になる。これにより、電池群１０２とサイドスペーサ１０３とを筐体１０１に隙間なく収容できる。

サイドスペーサ１０３の厚さは、例えば１ｍｍ以上である。この場合、内側面１１２ｅと電池群１０２との短絡を良好に防止できる。サイドスペーサ１０３の厚さは、例えば２ｍｍ以上でもよいし、３ｍｍ以上でもよいし、５ｍｍ以上でもよいし、６ｍｍ以上でもよい。サイドスペーサ１０３が変形可能である場合、変形後のサイドスペーサ１０３の厚さは、例えば６ｍｍ以上であればよい。サイドスペーサ１０３の厚さは、内側面１１２ｅと電池群１０２との隙間に応じて調整されるが、例えば、筐体１０１内におけるサイドスペーサ１０３の割合の観点から、１２ｍｍ以下、１０ｍｍ以下もしくは８ｍｍ以下である。

サイドスペーサ１０３の下端（一端）は、底部１１１に接してもよいし、底部１１１に接しなくてもよい。蓄電池１の膨張抑制の観点から、サイドスペーサ１０３の下端は、蓄電池１に含まれる電極群３（図２を参照）よりも下方（特に、負極１２の負極格子体１２ｃ（図４を参照）よりも下方）に位置すればよい。すなわち、第３方向Ｚにおいて、サイドスペーサ１０３の一端は、電極群３よりも底部１１１に近ければよい。また、蓄電池１の膨張抑制の観点から、サイドスペーサ１０３の上端（他端）は、蓄電池１に含まれる電極群３よりも上方（特に、負極１２の負極格子体１２ｃ（図４を参照）よりも上方）であればよい。すなわち、第３方向Ｚにおいて、サイドスペーサ１０３の他端は、電極群３よりも枠部１１２の上縁に近ければよい。サイドスペーサ１０３に第３方向Ｚに延在する一または複数の連通孔が設けられる場合、サイドスペーサ１０３の上端は、蓄電池１の蓋９よりも下方に位置してもよい。この場合、蓋９上の水等は、上記連通孔を介して筐体１０１の底部１１１に到達し、開口部１１１ａ，１１１ｂを介して排出される。

本実施形態では、サイドスペーサ１０３は、図示しない固着部を介して内側面１１２ｅに固着されている。固着部は、サイドスペーサ１０３と筐体１０１との両方に粘着可能な材料（粘着材料）から構成されており、例えば有機系接着剤（例えば、エポキシ系材料、シリコーン系材料、アクリル系材料、ポリイミド系材料等を含む）である。

サイドスペーサ１０３は、一又は複数の板状部材から構成される。本実施形態では、サイドスペーサ１０３は、略直方体形状を有する第１板状部材１３１、第２板状部材１３２、第３板状部材１３３及び第４板状部材１３４を有する。

第１板状部材１３１は、平面視にて第１方向Ｘに沿って延在すると共に、枠部１１２の第１部分１１２ａに接する。第１板状部材１３１は、第２方向Ｙにおいて、第１部分１１２ａと、外部接続部材１２２が設けられる蓄電池１（及び外部接続部材１２３が設けられる蓄電池１）との間に配置される。第１板状部材１３１の少なくとも一部は、上記固着部を介して第１部分１１２ａに固着されてもよい。第１方向Ｘにおける第１板状部材１３１の一端は第３板状部材１３３に接触し、第１方向Ｘにおける第１板状部材１３１の他端は第４板状部材１３４に接触する。第２板状部材１３２は、平面視にて第１方向Ｘに沿って延在すると共に、枠部１１２の第２部分１１２ｂに接する。第２板状部材１３２は、第２方向Ｙにおいて電池群１０２を介して第１板状部材１３１の反対側に位置する。第２板状部材１３２の少なくとも一部は、上記固着部を介して第２部分１１２ｂに固着されてもよい。第１方向Ｘにおける第２板状部材１３２の一端は第３板状部材１３３に接触し、第１方向Ｘにおける第２板状部材１３２の他端は第４板状部材１３４に接触する。

第３板状部材１３３は、平面視にて第２方向Ｙに沿って延在すると共に、枠部１１２の第３部分１１２ｃに接する。第３板状部材１３３は、第１方向Ｘにおいて、第３部分１１２ｃと、外部接続部材１２２が設けられる蓄電池１との間に配置される。第３板状部材１３３の少なくとも一部は、上記固着部を介して第３部分１１２ｃに固着されてもよい。第２方向Ｙにおける第３板状部材１３３の一端は第１部分１１２ａに接触し、第２方向Ｙにおける第３板状部材１３３の他端は第２部分１１２ｂに接触する。第４板状部材１３４は、平面視にて第２方向Ｙに沿って延在すると共に、枠部１１２の第４部分１１２ｄに接する。第４板状部材１３４は、第１方向Ｘにおいて、第４部分１１２ｄと、外部接続部材１２３が設けられる蓄電池１との間に配置される。第４板状部材１３４の少なくとも一部は、上記固着部を介して第４部分１１２ｄに固着されてもよい。第２方向Ｙにおける第４板状部材１３４の一端は第１部分１１２ａに接触し、第２方向Ｙにおける第４板状部材１３４の他端は第２部分１１２ｂに接触する。

第１板状部材１３１及び第２板状部材１３２のそれぞれの厚さは、第２方向Ｙに沿った第１板状部材１３１及び第２板状部材１３２の寸法に相当する。第３板状部材１３３及び第４板状部材１３４のそれぞれの厚さは、第１方向Ｘに沿った第３板状部材１３３及び第４板状部材１３４の寸法に相当する。第１板状部材１３１～第４板状部材１３４の厚さは、それぞれ同一でもよいし、異なってもよい。第１板状部材１３１～第４板状部材１３４のうち、一部の板状部材の厚さが同一でもよい。第１板状部材１３１～第４板状部材１３４の高さも、それぞれ同一でもよいし、異なってもよい。第１板状部材１３１～第４板状部材１３４のうち、一部の板状部材の高さが同一でもよい。すなわち、サイドスペーサ１０３の厚さ及び高さは、均一でもよいし、不均一でもよい。

次に、図５を参照しながら、本実施形態に係る組電池１００を製造するための製造装置の一例を説明する。図５は、本実施形態に係る組電池を製造するための製造装置の模式構成図である。

図５に示されるように、組電池１００の製造装置２００は、筐体保持部２０１と、サイドスペーサ配置部２０２と、蓄電池配置部２０３とを有する。筐体保持部２０１は、筐体１０１を保持する機構であり、例えば載置台及びアーム等を有する。サイドスペーサ配置部２０２は、筐体１０１にサイドスペーサ１０３を配置する機構であり、例えばロボットアーム等である。サイドスペーサ配置部２０２は、例えば、サイドスペーサ１０３を運搬する運搬部と、筐体１０１内のサイドスペーサ１０３の姿勢を保持する保持部とを有する。蓄電池配置部２０３は、筐体１０１に蓄電池１を配置する機構である。蓄電池配置部２０３は、例えば、蓄電池１を運搬する運搬部と、筐体１０１内の蓄電池１の位置を調整する調整部とを有する。

次に、図６（ａ）～（ｃ）を参照しながら、本実施形態に係る組電池１００の製造方法の一例を説明する。図６（ａ）～（ｃ）は、組電池の製造方法を説明するための図面である。

まず、図６（ａ）に示されるように、筐体１０１にサイドスペーサ１０３を収容する（第１の工程）。第１の工程では、筐体保持部２０１にて保持される筐体１０１に対して、サイドスペーサ配置部２０２が、筐体１０１の内側面１１２ｅに沿ってサイドスペーサ１０３を配置する。具体的には、サイドスペーサ配置部２０２は、第１板状部材１３１～第４板状部材１３４のそれぞれを、第３方向Ｚに沿って筐体１０１に収容する。これにより、筐体１０１の内側面１１２ｅに沿って配置されるサイドスペーサ１０３から構成されると共に、内側面１１２ｅに接触する囲い（第１の囲い）を形成する。第１の工程では、第１板状部材１３１～第４板状部材１３４が筐体１０１に収容される前、内側面１１２ｅ上に固着部を形成するための粘着材料が設けられてもよい。この場合、第１の工程にて、サイドスペーサ１０３が、筐体１０１の内側面１１２ｅに固定される。なお、第１板状部材１３１～第４板状部材１３４の少なくとも一つには、上記粘着材料が予め設けられてもよい。

次に、第３方向Ｚに沿って筐体１０１に複数の蓄電池１を収容する（第２の工程）。第２の工程では、まず、蓄電池配置部２０３が、サイドスペーサ１０３の内側面１０３ａに沿って複数の蓄電池１（複数の第１の蓄電池）を配置する。このとき図６（ｂ）に示されるように、蓄電池配置部２０３は、上記第１の蓄電池によって構成されると共に、サイドスペーサ１０３に接触する囲いＦ（第２の囲い）を形成するように、サイドスペーサ１０３の内側面１０３ａに沿って合計１６個の蓄電池１を配置する。続いて、囲いＦが形成された後、蓄電池配置部２０３は、当該囲いＦの内部に複数の蓄電池１（第２の蓄電池）を配置する。ここでは、蓄電池配置部２０３は、合計８個の蓄電池１を筐体１０１の内部であって囲いＦの内部に配置する。このとき、囲いＦを形成する蓄電池１によって、サイドスペーサ１０３が筐体１０１の枠部１１２に押し付けられてもよい。以上により、図６（ｃ）に示されるように、筐体１０１内に合計２４個の蓄電池１と、サイドスペーサ１０３とが隙間なく収容される。

次に、筐体１０１に収容される複数の蓄電池１同士を電気的に接続する（第３の工程）。第３の工程では、各蓄電池１の正極端子５Ａ及び負極端子５Ｂ（図２を参照）のそれぞれに対して、内部接続部材１２１、外部接続部材１２２、及び外部接続部材１２３のいずれかを接続する。なお、第３の工程では、製造装置２００によって自動で実施されてもよいし、手作業にて実施されてもよい。そして、各蓄電池１の補水栓６（図２を参照）を介して、各蓄電池１に給水する。以上により、図１に示される組電池１００を製造する。

以上に説明した本実施形態に係る組電池１００では、平面視にて、導電性を有する筐体１０１の内側面１１２ｅと電池群１０２との間に絶縁性のサイドスペーサ１０３が配置される。ここで本実施形態に係る組電池１００の製造方法によれば、まず、サイドスペーサ１０３から構成される囲いを筐体１０１内に形成する。続いて、サイドスペーサ１０３の内側面１０３ａに沿って配置される複数の蓄電池１から構成されると共に、サイドスペーサ１０３に接触する囲いＦが形成される。そして、囲いＦの内部に複数の蓄電池１が配置される。これにより、例えばサイドスペーサ１０３を筐体１０１に収容するときなどにおいて、サイドスペーサ１０３が第３方向Ｚに沿って蓄電池１に圧壊されなくなる。これにより、平面視にて電池群１０２はサイドスペーサ１０３にて良好に囲われる。したがって本実施形態によれば、筐体１０１の内側面１１２ｅと、電池群１０２に含まれる蓄電池１との短絡を防止可能である。

加えて本実施形態では、筐体１０１の内側面１１２ｅと電池群１０２との間の隙間は、サイドスペーサ１０３によって埋められる。これにより、例えば組電池１００に振動等が加わったとしても、蓄電池１が筐体１０１内を移動しにくくなる。

本実施形態では、サイドスペーサ１０３の厚さは、１ｍｍ以上１２ｍｍ以下でもよい。この場合、筐体１０１の内側面１１２ｅと、電池群１０２に含まれる蓄電池１との短絡を良好に防止可能である。加えて、筐体１０１内においてサイドスペーサ１０３が占める割合を抑制できる。

本実施形態では、平面視にて、サイドスペーサ１０３は、筐体１０１の内側面１１２ｅに接触すると共に、電池群１０２を囲う。このため、筐体１０１の内側面１１２ｅと、電池群１０２に含まれる蓄電池１との短絡を良好に防止可能である。

本実施形態では、組電池１００は、サイドスペーサ１０３と内側面１１２ｅとを固着する固着部を有してもよい。この場合、固着部によってサイドスペーサ１０３が筐体１０１に固定されるので、サイドスペーサ１０３が筐体１０１と電池群１０２との間から飛び出すことを防止できる。したがって、筐体１０１の内側面１１２ｅと、電池群１０２に含まれる蓄電池１との短絡をより良好に防止可能である。

本実施形態では、上記第１の工程では、サイドスペーサ１０３は、筐体１０１の内側面１１２ｅに固定されてもよい。この場合、囲いＦを形成する前にサイドスペーサ１０３の位置がずれることを良好に防止できる。

以下では、図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）を参照しながら、上記実施形態の変形例について説明する。以下の変形例において、上記実施形態と重複する箇所の説明は省略する。したがって以下では、上記実施形態と異なる箇所を主に説明する。

図７（ａ）は、変形例に係る筐体を示す概略平面図である。図７（ａ）に示される筐体１０１Ａは、底部１１１及び枠部１１２に加えて、補強部１１３を有する。補強部１１３は、底部１１１から立設すると共に、平面視にて第１方向Ｘに沿って延在する板状部分である。補強部１１３は、第３部分１１２ｃから第４部分１１２ｄまで延在しており、枠部１１２と一体化している。第１方向Ｘにおける補強部１１３の一端は第３部分１１２ｃに接触し、第１方向Ｘにおける補強部１１３の他端は第４部分１１２ｄに接触する。補強部１１３は、例えば、底部１１１及び枠部１１２のそれぞれに対して溶接される。

以上に説明した筐体１０１Ａを用いた場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて、枠部１１２（特に、第３部分１１２ｃ及び第４部分１１２ｄ）が撓みにくくなる。

図７（ｂ）は、別の変形例に係る筐体とサイドスペーサとの要部を示す概略断面図である。図７（ｂ）に示されるように、サイドスペーサ１０３Ａの第１板状部材１３１Ａは、複数の絶縁部材１４０を有する。複数の絶縁部材１４０は、筐体１０１の内側面１１２ｅと電池群１０２とが対向する方向において互いに積層されている。各絶縁部材１４０は、略直方体形状を有する絶縁性の板状部材であり、例えば上記実施形態の第１板状部材１３１に相当する部材である。サイドスペーサ１０３Ａにおいては、第１板状部材１３１Ａとは異なる板状部材の少なくとも一つが、複数の絶縁部材１４０を有してもよい。各絶縁部材１４０の厚さは、例えば２ｍｍ以上１２ｍｍ以下である。サイドスペーサ１０３Ａに含まれる各板状部材は、例えば２枚以上３０枚以下の絶縁部材１４０を有する。この場合、各板状部材の厚さを容易に調整できる。コスト等の観点から、各板状部材は、１０枚以下の絶縁部材１４０を有してもよい。各板状部材が複数の絶縁部材１４０を有する場合、各絶縁部材１４０の厚さは、互いに同一でもよいし、互いに異なってもよい。

各絶縁部材１４０は、複数の固定部１４１によって固定される。固定部１４１は、例えば、バンド、ステープル等である。図７（ｂ）においては、各絶縁部材１４０は、２つの固定部１４１によって固定されるが、これに限られない。第１板状部材１３１Ａには、３つ以上の固定部１４１が設けられてもよい。蓄電池１の膨張に伴う力の集中を抑制する観点から、固定部１４１は、蓄電池１に含まれる電極群３（図２を参照）よりも下方（特に、負極１２の負極格子体１２ｃ（図４を参照）よりも下方）、または、電極群３よりも上方（特に、負極格子体１２ｃよりも上方）に設けられてもよい。

以上に説明したサイドスペーサ１０３Ａを用いた場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて、例えば、内側面１１２ｅと電池群１０２との隙間の大きさに応じた数の絶縁部材１４０が挿入されることによって、サイドスペーサ１０３Ａを形成できる。このため、筐体１０１の種類が限定される場合（すなわち、筐体１０１の大きさが制限される場合）であっても、多種類の組電池を製造できる。さらには、サイドスペーサ１０３Ａは、複数の絶縁部材１４０同士を固定する固定部１４１を有する。このため、絶縁部材１４０が筐体１０１と電池群１０２との間から飛び出さなくなるので、サイドスペーサ１０３Ａとしての機能を良好に維持できる。

図８（ａ）は、さらに別の変形例に係る組電池を示す概略平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のVIIIb－VIIIb線に沿った端面図である。図８（ａ），（ｂ）に示される筐体１０１Ｂは、底部１１１及び枠部１１２に加えて、追加スペーサ部１１４を有する。追加スペーサ部１１４は、筐体１０１Ｂの内部空間を狭めるための導電部材であり、例えば金属板もしくは合金板の加工物である。追加スペーサ部１１４は、枠部１１２内にて底部１１１及び枠部１１２の第４部分１１２ｄに固定される。本変形例では、追加スペーサ部１１４は、底部１１１と枠部１１２とのそれぞれに対して溶接されている。筐体１０１Ｂと追加スペーサ部１１４とによって密閉空間が画成されるように、追加スペーサ部１１４は、底部１１１、枠部１１２の第１部分１１２ａ、第２部分１１２ｂ及び第４部分１１２ｄに溶接されてもよい。

追加スペーサ部１１４は、底部１１１から第３方向Ｚに沿って延在する第１板部分１１４ａと、第１板部分１１４ａの先端から枠部１１２に向かって延在する第２板部分１１４ｂとを有する。第１板部分１１４ａは、平面視にて第２方向Ｙに沿って延在する板状部分であり、略直方体形状を有する。第１板部分１１４ａの基端は、底部１１１に溶接される。第２方向Ｙにおける第１板部分１１４ａの一端は第１部分１１２ａに溶接され、第２方向Ｙにおける第１板部分１１４ａの他端は第２部分１１２ｂに溶接される。第１板部分１１４ａの先端は、例えば、サイドスペーサ１０３よりも上方であって、枠部１１２の上端よりも下方に位置する。すなわち、第１板部分１１４ａの先端は、例えば、第３方向Ｚにおいてサイドスペーサ１０３と枠部１１２の縁との間に位置する。第１板部分１１４ａの表面は、サイドスペーサ１０３の第４板状部材１３４と接する。第４板状部材１３４は、図示しない固着部を介して第１板部分１１４ａに固着されてもよい。第２板部分１１４ｂは、平面視にて略長方形状を呈する板状部分であり、枠部１１２に溶接される。

以上に説明した追加スペーサ部１１４を用いた場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて、サイドスペーサ１０３（板状部材）を大量に用いる場合と比較してコスト増加を抑えつつ、筐体１０１Ｂの内部空間を狭めることができる。さらには、サイドスペーサ１０３が追加スペーサ部１１４に接することによって、筐体１０１Ｂが追加スペーサ部１１４を有する場合であっても、筐体１０１と電池群１０２との短絡を防止可能である。

本開示の一側面に係る組電池及びその製造方法、並びに、組電池の製造装置は、上記実施形態及び上記変形例に限られない。例えば、上記実施形態及び上記変形例では、第１の工程及び第２の工程にて上記製造装置が用いられるが、これに限られない。第１の工程及び第２の工程の少なくとも一方では、上記製造装置が用いられなくてもよい。

上記実施形態及び上記変形例では、第２の工程にて蓄電池を筐体に収容するが、これに限られない。例えば、第１の工程にて、複数の蓄電池のうち一部の蓄電池（第３の蓄電池）が筐体に収容されてもよい。当該第３の蓄電池は、サイドスペーサに接する囲いに含まれる蓄電池でもよい。この場合、囲いは、第１の蓄電池及び第３の蓄電池によって構成される。もしくは、第３の蓄電池は、当該囲いの内部に配置されてもよい。第１の工程にて複数の第３の蓄電池を筐体に収容した場合、第２の工程では、一部の第３の蓄電池が上記囲いに含まれ、その他の第３の蓄電池が上記囲いの内部に配置されてもよい。例えば、サイドスペーサを収容する前に第３の蓄電池を収容することによって、第３の蓄電池と筐体とによってサイドスペーサを挟持できる。よって、固着部を用いなくとも、組電池の製造中にサイドスペーサの位置がずれることを抑制できる。

上記実施形態及び上記変形例では、第２の工程にて第１の蓄電池を筐体に収容した後に第２の蓄電池を筐体に収容するが、これに限られない。例えば、第２の工程では、第１の蓄電池を含む囲いの形成前に、複数の第２の蓄電池の一部が筐体に収容されてもよい。

上記実施形態及び上記変形例では、サイドスペーサに含まれる第１板状部材の一端は第３板状部材に接触し、第１板状部材の他端は第４板状部材に接触するが、これに限られない。第１板状部材の一端は第３板状部材に接触しなくてもよいし、第１板状部材の他端は第４板状部材に接触しなくてもよい。同様に、第２板状部材の一端は第３板状部材に接触しなくてもよいし、第２板状部材の他端は第４板状部材に接触しなくてもよい。これらの場合であっても、サイドスペーサは、平面視にて電池群を囲っていれば、囲いとしてみなされる。また、第３板状部材の一端は筐体の第１部分に接触しなくてもよいし、第３板状部材の他端は筐体の第２部分に接触しなくてもよい。同様に、第４板状部材の一端は筐体の第１部分に接触しなくてもよいし、第４板状部材の他端は筐体の第２部分に接触しなくてもよい。

１…蓄電池、３…電極群、５Ａ…正極端子、５Ｂ…負極端子、６…補水栓、９…蓋、１０…正極、１２…負極、１２ａ…集電体、１２ｂ…負極材、１２ｃ…負極格子体（本体部）、１２ｄ…耳部、１２ｅ…凸部、１２ｆ…凸部、１３…セパレータ、１４…集電体、１５…筒状体、１６…正極材、１００…組電池、１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ…筐体、１０２…電池群、１０３，１０３Ａ…サイドスペーサ、１０３ａ…内側面、１１１…底部、１１１ａ，１１１ｂ…開口部、１１２…枠部、１１２ｅ…内側面、１１３…補強部、１１４…追加スペーサ部、１２１…内部接続部材、１２２，１２３…外部接続部材、１３１，１３１Ａ…第１板状部材、１３２…第２板状部材、１３３…第３板状部材、１３４…第４板状部材、１４０…絶縁部材、１４１…固定部、２００…製造装置、２０１…筐体保持部、２０２…サイドスペーサ配置部、２０３…蓄電池配置部、Ｆ…囲い。

Claims (13)

1. 導電性を有する筐体と、
   前記筐体に収容される複数の蓄電池を有する電池群と、
   平面視にて前記筐体の内側面と前記電池群との間に配置される絶縁性のサイドスペーサと、
   を備える、組電池。
2. 平面視にて、前記サイドスペーサの厚さは、１ｍｍ以上である、請求項１に記載の組電池。
3. 平面視にて、前記サイドスペーサは、前記筐体の内側面に接触すると共に前記電池群を囲う、請求項１または２に記載の組電池。
4. 前記サイドスペーサと前記内側面とを固着する固着部を有する、請求項３に記載の組電池。
5. 前記サイドスペーサは、前記内側面と前記電池群とが対向する方向において互いに積層される複数の絶縁部材を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の組電池。
6. 前記サイドスペーサは、前記複数の絶縁部材同士を固定する固定部を有する、請求項５に記載の組電池。
7. 前記筐体は、底部と、前記底部の縁に沿って立設する枠部と、前記枠部内にて前記底部及び前記枠部に固定される追加スペーサ部とを有し、
   前記サイドスペーサは、前記追加スペーサ部に接している、請求項１～６のいずれか一項に記載の組電池。
8. 導電性を有する筐体に絶縁性のサイドスペーサを収容する第１の工程と、
   前記筐体に複数の蓄電池を収容する第２の工程と、
   を備え、
   前記複数の蓄電池は、複数の第１の蓄電池と、複数の第２の蓄電池を有し、
   前記第１の工程では、前記筐体の内側面に沿って配置される前記サイドスペーサから構成されると共に、前記内側面に接触する第１の囲いを形成し、
   前記第２の工程では、前記第１の囲いの内側面に沿って配置される前記複数の第１の蓄電池を含むと共に前記第１の囲いに接触する第２の囲いが形成された後、前記第２の囲いの内部に前記複数の第２の蓄電池の少なくとも一部が配置される、
   組電池の製造方法。
9. 前記第１の工程では、前記サイドスペーサは、前記筐体の前記内側面に固定される、請求項８に記載の組電池の製造方法。
10. 前記第１の工程では、前記第２の囲いに含まれる、もしくは、前記第２の囲いの内部に配置される第３の蓄電池を、前記筐体に収容する、請求項８または９に記載の組電池の製造方法。
11. 前記第１の工程では、前記複数の第３の蓄電池を前記筐体に収容し、
    前記第２の工程では、前記複数の第３の蓄電池の少なくとも一部が前記第２の囲いに含まれる、請求項１０に記載の組電池の製造方法。
12. 前記第２の工程では、前記第２の囲いの形成前に、前記複数の第２の蓄電池の一部が前記筐体に収容される、請求項８～１１のいずれか一項に記載の組電池の製造方法。
13. 導電性を有する筐体に絶縁性のサイドスペーサを配置するサイドスペーサ配置部と、
    前記筐体に複数の蓄電池を配置する蓄電池配置部と、
    を備え、
    前記複数の蓄電池は、複数の第１の蓄電池と、複数の第２の蓄電池を有し、
    前記サイドスペーサ配置部は、前記筐体の内側面に沿って前記サイドスペーサを配置することによって、前記サイドスペーサから構成されると共に前記内側面に接触する第１の囲いを形成し、
    前記蓄電池配置部は、
    前記複数の第１の蓄電池を含むと共に前記第１の囲いに接触する第２の囲いを形成するように、前記複数の第１の蓄電池を前記第１の囲いの内側面に沿って配置し、
    前記第２の囲いの内部に前記複数の第２の蓄電池の少なくとも一部を配置する、
    組電池の製造装置。

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