JP2023053818A - 蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】断熱材を蓄電素子の側方に容易に配置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200と、第一方向において蓄電素子200と並んで配置されるスペーサ300と、断熱材510と、スペーサ300に取り付けられて、断熱材510を第一方向において蓄電素子200と並ぶ位置で保持する保持部材520と、を備え、スペーサ300及び保持部材520の一方は、第一方向と交差する第二方向に凹んだ凹部312a~315aを有し、スペーサ300及び保持部材520の他方は、凹部312a~315aに挿入される挿入部522~525を有する。【選択図】図7
Description
本発明は、蓄電素子を備える蓄電装置に関する。
従来、蓄電素子を備え、蓄電素子の側方に断熱材が配置される構成の蓄電装置が知られている。例えば、特許文献1には、蓄電ユニット(蓄電素子)の側方に、断熱層(断熱材)と難燃フィルム層とを有する積層構造の難燃断熱シートが配置された蓄電モジュール(蓄電装置)が開示されている。
上記従来の蓄電装置において、断熱材を蓄電素子の側方に容易に配置できる構成が望まれる。例えば、上記特許文献1に開示された蓄電装置では、断熱材を蓄電素子の側方に配置する際に、粘着剤層による粘着で断熱材を蓄電素子に取り付けている。しかしながら、当該蓄電装置の構成では、断熱材と蓄電素子との間に粘着剤を配置し、断熱材を蓄電素子に対して位置決めして、断熱材を蓄電素子に粘着する必要があるため、製造工程が複雑になるおそれがある。
本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、断熱材を蓄電素子の側方に容易に配置できる蓄電装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、第一方向において前記蓄電素子と並んで配置されるスペーサと、断熱材と、前記スペーサに取り付けられて、前記断熱材を前記第一方向において前記蓄電素子と並ぶ位置で保持する保持部材と、を備え、前記スペーサ及び前記保持部材の一方は、前記第一方向と交差する第二方向に凹んだ凹部を有し、前記スペーサ及び前記保持部材の他方は、前記凹部に挿入される挿入部を有する。
本発明は、このような蓄電装置として実現できるだけでなく、スペーサと断熱材と保持部材との組み合わせとしても実現できる。
本発明における蓄電装置によれば、断熱材を蓄電素子の側方に容易に配置できる。
本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、第一方向において前記蓄電素子と並んで配置されるスペーサと、断熱材と、前記スペーサに取り付けられて、前記断熱材を前記第一方向において前記蓄電素子と並ぶ位置で保持する保持部材と、を備え、前記スペーサ及び前記保持部材の一方は、前記第一方向と交差する第二方向に凹んだ凹部を有し、前記スペーサ及び前記保持部材の他方は、前記凹部に挿入される挿入部を有する。
これによれば、蓄電装置は、スペーサに取り付けられて、断熱材を第一方向において蓄電素子と並ぶ位置で保持する保持部材を備え、スペーサ及び保持部材の一方は、第二方向に凹んだ凹部を有し、他方は、凹部に挿入される挿入部を有している。このように、断熱材を保持部材で保持し、保持部材をスペーサに取り付けることで、断熱材を蓄電素子の第一方向で保持する。これにより、断熱材は素材によっては取り扱いが困難な場合があるが、断熱材を保持した保持部材をスペーサに取り付けることで、断熱材を直接取り扱うことなく、断熱材を蓄電素子の第一方向に容易に配置できる。スペーサ及び保持部材の一方の凹部に他方の挿入部が挿入されることで、保持部材をスペーサに対して位置決めできるため、スペーサ及び保持部材を介して断熱材を蓄電素子に対して位置決めできる。これらにより、断熱材を蓄電素子の側方(第一方向)に容易に配置できる。
前記凹部は、前記スペーサ及び前記保持部材の一方が、前記第一方向に貫通されて形成され、前記挿入部は、前記凹部を前記第一方向に貫通した状態で、前記凹部に挿入されてもよい。
これによれば、スペーサ及び保持部材の一方の凹部に、他方の挿入部が第一方向に貫通した状態で挿入されることで、挿入部を凹部に容易に挿入できる。これにより、保持部材をスペーサに対して容易に位置決めできるため、断熱材を蓄電素子に対して容易に位置決めできる。したがって、断熱材を蓄電素子の側方に容易に配置できる。
前記スペーサ及び前記保持部材の一方は、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向に並ぶ複数の前記凹部を有し、前記挿入部は、前記第三方向に延設されて、前記複数の前記凹部に挿入されてもよい。
これによれば、第三方向に並ぶ複数の凹部に、第三方向に延びる挿入部が挿入されることで、保持部材をスペーサに対してより強固または正確に位置決めできる。これにより、断熱材を蓄電素子に対してより強固または正確に位置決めできるため、断熱材を蓄電素子の側方に容易かつより強固または正確に配置できる。
前記スペーサには、前記第一方向に貫通する開口部が形成されており、前記断熱材は、前記開口部内に配置されてもよい。
スペーサに断熱材を配置する場合、スペーサを断熱材と重ねる必要がないため、断熱材をスペーサの開口部内に配置する。これにより、スペーサを断熱材と重ねるよりも第一方向の厚みを低減できるため、小型化を図ることができる。
前記断熱材は、前記保持部材の内部に収容されて配置されてもよい。
これによれば、断熱材を保持部材の内部に収容することで、断熱材を容易に保持部材に保持させることができる。断熱材が粉体状または気体状の場合には、断熱材の取り扱いを容易にできる。断熱材が脆かったり変形しやすかったりする場合には、保持部材で断熱材を保護することもできる。これにより、断熱材を蓄電素子の側方に容易に配置できる。
前記挿入部は、前記保持部材のうちの、前記断熱材から前記スペーサに向けて突出する部位であってもよい。
これによれば、挿入部を、保持部材のうちの断熱材からスペーサに向けて突出する部位とすることで、挿入部を容易に形成できる。これにより、断熱材を保持する保持部材を容易に形成してスペーサに対して位置決めできるため、断熱材を蓄電素子の側方に容易に配置できる。
前記挿入部が前記凹部に嵌合されることで、前記保持部材が前記スペーサに固定されてもよい。
これによれば、スペーサ及び保持部材の一方の凹部に他方の挿入部が嵌合することで、保持部材をスペーサに容易に固定できる。これにより、粘着剤または接着剤等の取付用の部材を使用することなく、断熱材を蓄電素子に対して容易に取り付けることができるため、断熱材を蓄電素子の側方に容易に配置できる。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態(その変形例も含む)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、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。
以下の説明及び図面中において、複数の蓄電素子の並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、複数のスペーサ(若しくは断熱材)の並び方向、蓄電素子とスペーサ(若しくは断熱材)との並び方向、または、一対のエンド部材の並び方向を、X軸方向と定義する。1つの蓄電素子における一対(正極側及び負極側)の電極端子の並び方向、蓄電素子の容器の短側面の対向方向、または、一対のサイド部材の並び方向を、Y軸方向と定義する。蓄電装置の外装体本体と外装体蓋体との並び方向、蓄電素子の容器本体と容器蓋体との並び方向、蓄電素子とバスバーとの並び方向、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。
以下の説明において、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。単にX軸方向という場合は、X軸プラス方向及びX軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。Y軸方向及びZ軸方向についても同様である。以下では、X軸方向を第一方向とも呼び、Z軸方向(またはY軸方向)を第二方向とも呼び、Y軸方向(またはZ軸方向)を第三方向とも呼ぶ場合がある。平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、2つの方向が平行であるとは、当該2つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。さらに、以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。
(実施の形態)
[1 蓄電装置10の全般的な説明]
まず、本実施の形態における蓄電装置10の全般的な説明を行う。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。図3は、本実施の形態に係る蓄電装置10をさらに分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。図3は、蓄電装置10における外装体100及びバスバー800以外の構成要素を分解して示す分解斜視図である。
[1 蓄電装置10の全般的な説明]
まず、本実施の形態における蓄電装置10の全般的な説明を行う。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。図3は、本実施の形態に係る蓄電装置10をさらに分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。図3は、蓄電装置10における外装体100及びバスバー800以外の構成要素を分解して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、電力貯蔵用途または電源用途等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、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車(EV)、ハイブリッド電気自動車(HEV)、プラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)、及び、化石燃料(ガソリン、軽油、液化天然ガス等)自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。蓄電装置10は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。
図1に示すように、蓄電装置10は、外装体100を備えている。図2及び図3に示すように、外装体100の内方には、複数の蓄電素子200、複数のスペーサ300及び400、複数の断熱材ユニット500、一対のエンド部材600、一対のサイド部材700、及び、複数のバスバー800等が収容されている。蓄電装置10は、上記の構成要素の他、バスバー800を保持するバスバーホルダ、蓄電素子200の充電状態及び放電状態を監視するための回路基板、ヒューズ、リレー及びコネクタ等の電気機器、並びに、蓄電素子200から排出されるガスを外装体100の外方へ排気するための排気部等を備えていてもよい。
外装体100は、蓄電装置10の筐体(外殻)を構成する箱形(略直方体形状)の容器(モジュールケース)である。外装体100は、複数の蓄電素子200等の外方に配置され、当該複数の蓄電素子200等を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。外装体100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)、ポリスチレン(PS)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリフェニレンエーテル(PPE(変性PPEを含む))、ポリエチレンテレフタラート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、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)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリアミド(PA)、ABS樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、絶縁塗装をした金属等により形成されている。外装体100は、これにより、蓄電素子200等が外部の金属部材等に接触することを回避する。なお、蓄電素子200等の絶縁性が保たれる構成であれば、外装体100は、金属等の導電部材で形成されていてもよい。
外装体100は、外装体100の本体を構成する外装体本体110と、外装体100の蓋体を構成する外装体蓋体120と、を有している。外装体本体110は、Z軸プラス方向に向く開口が形成された有底矩形筒状のハウジング(筐体)であり、蓄電素子200等を収容する。外装体蓋体120は、外装体本体110の開口を閉塞する扁平な矩形状の部材である。外装体本体110及び外装体蓋体120は、ヒートシール(熱溶着)、超音波溶着、レーザ溶着、または、接着剤等によって接合され、これにより、外装体100の内部が密閉(密封)される。外装体蓋体120には、一対(正極側及び負極側)の外部端子121が設けられている。蓄電装置10は、この一対の外部端子121を介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。
蓄電素子200は、電気を充電し、また、電気を放電できる二次電池(単電池)であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子200は、扁平な直方体形状(角形)を有しており、本実施の形態では、8個の蓄電素子200がX軸方向に並んで配列されている。蓄電素子200の大きさ、形状、及び、配列される蓄電素子200の個数等は限定されず、例えば、扁平な直方体形状以外の多角柱形状、長円柱形状、楕円柱形状、円柱形状等の蓄電素子200でもよいし、1つの蓄電素子200しか配置されていなくてもよい。蓄電素子200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。蓄電素子200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。蓄電素子200は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子200は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。蓄電素子200の構成の詳細な説明については、後述する。
スペーサ300及び400は、蓄電素子200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、蓄電素子200と他の部材とを絶縁する板状の部材である。つまり、スペーサ300及び400は、X軸方向(第一方向)において、蓄電素子200と並んで配置される。スペーサ300及び400は、蓄電素子200の上面、一対の短側面、及び、底面を囲うように配置された壁部の間に蓄電素子200が嵌り込むことで蓄電素子200を保持し、蓄電素子200の位置決めを行うホルダの機能も有している。スペーサ300及び400は、上記の外装体100に使用可能ないずれかの樹脂材料等の絶縁性を有する部材で形成されている。
スペーサ300は、隣り合う2つの蓄電素子200であって、直列接続される2つの蓄電素子200の間に配置される中間スペーサである。スペーサ300は、当該2つの蓄電素子200の間を絶縁し、かつ、外部からの衝撃に対して蓄電素子200を保護する等の機能を有している。本実施の形態では、スペーサ300は、並列接続された2個の蓄電素子200からなる蓄電素子群同士の間(直列接続される隣り合う2つの蓄電素子群の間)に配置される。本実施の形態では、4セットの蓄電素子群に対応して、3つのスペーサ300が配置されているが、蓄電素子群の数が4セット以外の場合には、スペーサ300の数も蓄電素子群の数に応じて適宜変更される。スペーサ300の配置位置及び個数等は、特に限定されず、並列接続される隣り合う2つの蓄電素子200の間にスペーサ300が配置されてもよい。スペーサ300の構成の詳細な説明については、後述する。
スペーサ400は、端部の蓄電素子200とエンド部材600との間に配置されるエンドスペーサである。スペーサ400は、当該端部の蓄電素子200とエンド部材600との間を絶縁し、かつ、外部からの衝撃に対して当該端部の蓄電素子200を保護する等の機能を有している。
断熱材ユニット500は、蓄電素子200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、蓄電素子200と他の部材とを断熱する平板状(扁平状)かつ矩形状の部材である。断熱材ユニット500は、X軸方向(第一方向)において、蓄電素子200と並んで配置される。具体的には、断熱材ユニット500は、スペーサ300に取り付けられて、並列接続された2個の蓄電素子200からなる蓄電素子群同士の間(直列接続される隣り合う2つの蓄電素子群の間)に配置される。スペーサ300及び断熱材ユニット500によって、当該蓄電素子群同士の間(直列接続される2つの蓄電素子200の間)が絶縁され、かつ、断熱される。断熱材ユニット500は、全てのスペーサ300に対して、スペーサ300ごとに配置される。断熱材ユニット500の形状は、特に限定されず、平板状(扁平状)ではなく、ある程度の厚みを有していてもよいし、X軸方向から見て、矩形状(四角形状)以外の多角形状、円形状、楕円形状、または、長円形状等でもよい。断熱材ユニット500の構成の詳細な説明については、後述する。
エンド部材600及びサイド部材700は、複数の蓄電素子200の並び方向(X軸方向)において、蓄電素子200を外方から圧迫(拘束)する拘束部材である。エンド部材600及びサイド部材700は、複数の蓄電素子200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200に含まれるそれぞれの蓄電素子200を当該並び方向の両側から圧迫(拘束)する。エンド部材600及びサイド部材700は、強度確保の観点等から、鋼またはステンレス等の金属製の部材で形成されているが、その材質は特に限定されず、例えば、強度の高い絶縁性の部材で形成されていてもよいし、金属製の部材に絶縁処理が施されていてもよい。
エンド部材600は、複数の蓄電素子200及び複数のスペーサ300、400のX軸方向の両側に配置され、当該複数の蓄電素子200等をこれらの並び方向(X軸方向)の両側から挟み込んで保持(拘束)する、板状かつ矩形状の拘束部材(エンドプレート)である。エンド部材600は、板状ではなく、扁平なブロック状の部材等でもよい。サイド部材700は、複数の蓄電素子200及び複数のスペーサ300、400のY軸方向の両側に配置される、板状かつ長尺状の拘束部材(サイドプレート)である。一対のサイド部材700は、それぞれが、X軸方向両端部において、一対のエンド部材600のY軸方向端部に取り付けられて一対のエンド部材600を繋ぐことで、複数の蓄電素子200等を拘束する。つまり、サイド部材700は、複数の蓄電素子200等を跨ぐようにX軸方向に延設されて配置され、当該複数の蓄電素子200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。具体的には、サイド部材700は、Z軸方向に並ぶ複数(本実施の形態では、2つ)の接続部700a(ボルト、ネジ等)によって、エンド部材600の接続部600a(ナット等)に接続(接合)される。サイド部材700は、板状ではなく、長尺な棒状の部材等でもよい。
バスバー800は、蓄電素子200に接続される板状の部材である。バスバー800は、複数の蓄電素子200の上方に配置され、複数の蓄電素子200が有する電極端子240(図4参照)に接続(接合)される。具体的には、バスバー800は、複数の蓄電素子200の電極端子240同士を接続し、かつ、端部の蓄電素子200の電極端子240と外部端子121とを電気的に接続する。本実施の形態では、バスバー800は、蓄電素子200を2個ずつ並列に接続して4セットの蓄電素子群を構成し、当該4セットの蓄電素子群を直列に接続する。バスバー800の接続形態は特に限定されず、複数の蓄電素子200をどのような組み合わせで直列に接続し、また、並列に接続してもよいし、全ての蓄電素子200を直列または並列に接続してもよい。バスバー800と電極端子240とは、例えば溶接によって接続(接合)されるが、その接続形態は特に限定されない。バスバー800は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル等の金属製の導電部材若しくはそれらの組み合わせ、または、金属以外の導電性の部材等で形成されている。
[2 蓄電素子200の説明]
次に、蓄電素子200の構成について、詳細に説明する。図4は、本実施の形態に係る蓄電素子200の構成を示す斜視図である。具体的には、図4は、図2及び図3に示した複数の蓄電素子200のうちの1つの蓄電素子200の外観を拡大して示している。当該複数の蓄電素子200は、全て同様の構成を有しているため、以下では、1つの蓄電素子200の構成について詳細に説明する。
次に、蓄電素子200の構成について、詳細に説明する。図4は、本実施の形態に係る蓄電素子200の構成を示す斜視図である。具体的には、図4は、図2及び図3に示した複数の蓄電素子200のうちの1つの蓄電素子200の外観を拡大して示している。当該複数の蓄電素子200は、全て同様の構成を有しているため、以下では、1つの蓄電素子200の構成について詳細に説明する。
図4に示すように、蓄電素子200は、容器210と、一対(正極側及び負極側)の電極端子240と、上部ガスケット250と、を備えている。容器210の内方には、下部ガスケット、電極体、一対(正極側及び負極側)の集電体、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。当該電解液としては、蓄電素子200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。
蓄電素子200は、上記の構成要素の他、電極体の側方または下方等に配置されるスペーサ、及び、電極体等を包み込む絶縁フィルム等を有していてもよい。さらに、容器210の周囲には、容器210の外面を覆う絶縁フィルム(シュリンクチューブ等)が配置されていてもよい。当該絶縁フィルムの材質は、蓄電素子200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、外装体100に使用可能ないずれかの絶縁性の樹脂、エポキシ樹脂、カプトン(登録商標)、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等を例示することができる。
容器210は、開口が形成された容器本体220と、容器本体220の当該開口を閉塞する容器蓋体230と、を有する直方体形状(角形または箱形)のケースである。容器210は、電極体等を容器本体220の内方に収容後、容器本体220と容器蓋体230とが溶接等によって接合されることにより、内部が密閉(密封)される構造となっている。容器本体220は、容器210の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Z軸プラス方向側に開口が形成されている。容器蓋体230は、容器210の蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体220のZ軸プラス方向にY軸方向に延設されて配置されている。容器蓋体230には、容器210内方の圧力が過度に上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁231、及び、容器210内方に電解液を注液するための注液部232等が設けられている。容器210(容器本体220及び容器蓋体230)の材質は、特に限定されず、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(接合可能)な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。
容器210は、Z軸プラス方向側に上面211を有し、Y軸方向両側に一対の短側面212を有し、X軸方向両側に一対の長側面213を有し、Z軸マイナス方向側に底面214を有することとなる。上面211は、容器蓋体230のZ軸プラス方向側の、電極端子240が配置される矩形状の平面部であり、短側面212及び長側面213に隣接して配置される。短側面212は、容器210の短側面を形成する矩形状の平面部であり、サイド部材700とY軸方向において対向して配置される。短側面212は、長側面213及び底面214に隣接し、長側面213よりも面積が小さい。長側面213は、容器210の長側面を形成する矩形状の平面部であり、隣り合う蓄電素子200の容器210の長側面213、スペーサ300及び断熱材ユニット500、または、スペーサ400とX軸方向において対向して配置される。長側面213は、短側面212及び底面214に隣接し、短側面212よりも面積が大きい。底面214は、容器210の底面を形成する矩形状の平面部であり、外装体本体110の底面とZ軸方向において対向し、かつ、長側面213及び短側面212に隣接して配置される。
電極端子240は、容器蓋体230に配置される蓄電素子200の端子部材(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240は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子200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200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。電極端子240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。
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。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる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。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる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。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、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。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートまたは不織布等を用いることができる。電極体は、極板(正極板及び負極板)がX軸方向に積層されて形成されている。本実施の形態では、電極体は、Y軸方向に延びる巻回軸を中心に極板が巻回された巻回型電極体であり、平坦部分において、極板がX軸方向に積層されている。電極体は、Z軸方向に延びる巻回軸を中心に極板が巻回された巻回型電極体、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型(スタック型)電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型電極体等、どのような形態の電極体でもよい。
集電体は、電極端子240と電極体とに電気的に接続される導電性の部材(正極集電体及び負極集電体)である。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等で形成され、負極集電体は、負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。上部ガスケット250は、容器蓋体230と電極端子240との間に配置され、容器蓋体230と電極端子240との間を絶縁し、かつ封止するガスケットである。下部ガスケットは、容器蓋体230と集電体との間に配置され、容器蓋体230と集電体との間を絶縁し、かつ封止するガスケットである。上部ガスケット250及び下部ガスケットは、絶縁性を有していればどのような素材で形成されていてもよい。
[3 スペーサ300及び断熱材ユニット500の説明]
次に、スペーサ300及び断熱材ユニット500の構成、並びに、スペーサ300への断熱材ユニット500の取付構成について、詳細に説明する。蓄電装置10は、複数対のスペーサ300及び断熱材ユニット500を備えているが、複数対のスペーサ300及び断熱材ユニット500は、全て同様の構成を有している。このため、以下では、一対のスペーサ300及び断熱材ユニット500について、詳細に説明する。
次に、スペーサ300及び断熱材ユニット500の構成、並びに、スペーサ300への断熱材ユニット500の取付構成について、詳細に説明する。蓄電装置10は、複数対のスペーサ300及び断熱材ユニット500を備えているが、複数対のスペーサ300及び断熱材ユニット500は、全て同様の構成を有している。このため、以下では、一対のスペーサ300及び断熱材ユニット500について、詳細に説明する。
[3.1 スペーサ300の説明]
図5は、本実施の形態に係るスペーサ300の構成を示す斜視図である。図5に示すように、スペーサ300は、中心位置を通りZ軸方向に平行な軸を中心に180°回転させた場合に回転対称となる形状を有している。スペーサ300は、スペーサ本体310と、スペーサ上壁320と、一対のスペーサ側壁330と、スペーサ底壁340と、を有している。
図5は、本実施の形態に係るスペーサ300の構成を示す斜視図である。図5に示すように、スペーサ300は、中心位置を通りZ軸方向に平行な軸を中心に180°回転させた場合に回転対称となる形状を有している。スペーサ300は、スペーサ本体310と、スペーサ上壁320と、一対のスペーサ側壁330と、スペーサ底壁340と、を有している。
スペーサ本体310は、スペーサ300の本体を構成する平板状かつ矩形状の部位であり、YZ平面に平行に配置されている。スペーサ本体310は、蓄電素子200の容器210の長側面213に、X軸方向で対向して配置される。スペーサ本体310は、X軸方向から見た場合の外縁形状が、長側面213とほぼ同じ、または、長側面213よりも少し大きく形成されている。
スペーサ本体310には、開口部311が形成されている。開口部311は、スペーサ本体310の中央部に配置され、当該中央部が厚み方向(X軸方向(第一方向))に貫通した矩形状の開口(貫通孔)である。開口部311の大きさは特に限定されないが、本実施の形態では、開口部311は、スペーサ本体310の主面(X軸方向の面)の中央部に形成された、当該主面の面積の50%程度の比較的大きな貫通孔である。スペーサ本体310は、開口部311が形成されることにより、Z軸方向両側及びY軸方向両側に壁部312~315を有する四角環状の枠体となっている。
壁部312は、開口部311のZ軸プラス方向に位置する、スペーサ本体310のうちのZ軸プラス方向の平板状の部位であり、YZ平面に平行かつY軸方向に延設されて配置されている。壁部312は、凹部312aを有している。凹部312aは、壁部312に形成された、Z軸方向に凹んだ凹部である。凹部312aは、壁部312がX軸方向(第一方向)に貫通されて形成されている。具体的には、凹部312aは、壁部312のZ軸マイナス方向の端縁がZ軸プラス方向に凹んだ矩形状の凹部であって、壁部312のX軸プラス方向の面からX軸マイナス方向の面までに亘って貫通した状態で形成されている。壁部312には、Y軸方向に並ぶ複数(本実施の形態では、2つ)の凹部312aが、一定の間隔を空けて形成されている。
壁部313は、開口部311のZ軸マイナス方向に位置する、スペーサ本体310のうちのZ軸マイナス方向の平板状の部位であり、YZ平面に平行かつY軸方向に延設されて配置されている。壁部313は、凹部313aを有している。凹部313aは、壁部313に形成された、Z軸方向に凹んだ凹部である。凹部313aは、壁部313がX軸方向(第一方向)に貫通されて形成されている。具体的には、凹部313aは、壁部313のZ軸プラス方向の端縁がZ軸マイナス方向に凹んだ矩形状の凹部であって、壁部313のX軸プラス方向の面からX軸マイナス方向の面までに亘って貫通した状態で形成されている。壁部313には、Y軸方向に並ぶ複数(本実施の形態では、2つ)の凹部313aが、一定の間隔を空けて形成されている。
壁部314は、開口部311のY軸マイナス方向に位置する、スペーサ本体310のうちのY軸マイナス方向の平板状の部位であり、YZ平面に平行かつZ軸方向に延設されて配置されている。壁部314は、凹部314aを有している。凹部314aは、壁部314に形成された、Y軸方向に凹んだ凹部である。凹部314aは、壁部314がX軸方向(第一方向)に貫通されて形成されている。具体的には、凹部314aは、壁部314のY軸プラス方向の端縁がY軸マイナス方向に凹んだ矩形状の凹部であって、壁部314のX軸プラス方向の面からX軸マイナス方向の面までに亘って貫通した状態で形成されている。壁部314には、Z軸方向に並ぶ複数(本実施の形態では、2つ)の凹部314aが、一定の間隔を空けて形成されている。
壁部315は、開口部311のY軸プラス方向に位置する、スペーサ本体310のうちのY軸プラス方向の平板状の部位であり、YZ平面に平行かつZ軸方向に延設されて配置されている。壁部315は、凹部315aを有している。凹部315aは、壁部315に形成された、Y軸方向に凹んだ凹部である。凹部315aは、壁部315がX軸方向(第一方向)に貫通されて形成されている。具体的には、凹部315aは、壁部315のY軸マイナス方向の端縁がY軸プラス方向に凹んだ矩形状の凹部であって、壁部315のX軸プラス方向の面からX軸マイナス方向の面までに亘って貫通した状態で形成されている。壁部315には、Z軸方向に並ぶ複数(本実施の形態では、2つ)の凹部315aが、一定の間隔を空けて形成されている。
このような構成において、凹部312a及び313aについては、Z軸方向を第二方向(第一方向と交差する方向)と定義し、Y軸方向を第三方向(第一方向及び第二方向と交差する方向)と定義する。凹部314a及び凹部315aについては、Y軸方向を第二方向と定義し、Z軸方向を第三方向と定義する。つまり、凹部312a~315aは、第二方向(Z軸方向またはY軸方向)に凹んだ凹部である。壁部312~315は、それぞれ、第三方向(Y軸方向またはZ軸方向)に並ぶ複数の凹部312a~315aを有している。つまり、スペーサ300及び保持部材520の一方(本実施の形態では、スペーサ300)は、第二方向に凹んだ凹部を有している。当該凹部は、スペーサ300及び保持部材520の一方(スペーサ300)が、第一方向に貫通されて形成されている。スペーサ300及び保持部材520の一方(スペーサ300)は、第三方向に並ぶ複数の当該凹部を有している。
スペーサ上壁320は、スペーサ本体310のZ軸プラス方向端部(壁部312のZ軸プラス方向端縁)からX軸方向両側に突出する平板状の壁部であり、XY平面に平行に配置されている。スペーサ上壁320は、蓄電素子200の容器210の上面211のZ軸プラス方向において、上面211とZ軸方向で対向して配置される。スペーサ上壁320は、蓄電素子200の電極端子240、ガス排出弁231及び注液部232のZ軸プラス方向に配置されない(Z軸方向から見て重ならない)ように、凹凸形状を有している。
スペーサ側壁330は、スペーサ本体310のY軸方向両端部(壁部314のY軸マイナス方向端縁及び壁部315のY軸プラス方向端縁)からX軸方向両側に突出し、Z軸方向に延設される平板状かつ矩形状の壁部であり、XZ平面に平行に配置されている。スペーサ側壁330は、蓄電素子200の容器210の短側面212と、Y軸方向で対向して配置される。つまり、一対のスペーサ側壁330が、蓄電素子200の容器210の一対の短側面212を、Y軸方向で挟むように配置される。
スペーサ底壁340は、スペーサ本体310のZ軸マイナス方向端部(壁部313のZ軸マイナス方向端縁)からX軸方向両側に突出し、Y軸方向に延設される平板状かつ矩形状の壁部であり、XY平面に平行に配置されている。スペーサ底壁340は、蓄電素子200の容器210の底面214のZ軸マイナス方向において、底面214とZ軸方向で対向して配置され、容器210が載置される。つまり、スペーサ上壁320及びスペーサ底壁340が、蓄電素子200の容器210の上面211及び底面214を、Z軸方向で挟むように配置される。
[3.2 断熱材ユニット500の説明]
図6は、本実施の形態に係る断熱材ユニット500の構成を示す斜視図及び断面図である。具体的には、図6の(a)は、図2に示した断熱材ユニット500を拡大して示す斜視図である。図6の(b)は、図6の(a)の断熱材ユニット500を、VIb-VIb線を通りXZ平面に平行な面で切断した場合の断面を示す断面図である。
図6は、本実施の形態に係る断熱材ユニット500の構成を示す斜視図及び断面図である。具体的には、図6の(a)は、図2に示した断熱材ユニット500を拡大して示す斜視図である。図6の(b)は、図6の(a)の断熱材ユニット500を、VIb-VIb線を通りXZ平面に平行な面で切断した場合の断面を示す断面図である。
図6に示すように、断熱材ユニット500は、断熱材510と、断熱材510を保持する保持部材520と、を有している。断熱材510は、スペーサ300よりも熱伝導率が低い部材であることが好ましい。断熱材510は、熱伝導率が、0.4W/m・K以下であるのが好ましく、0.2W/m・K以下であるのがより好ましく、0.1W/m・K以下であるのがさらに好ましい。熱伝導率は、適宜公知の方法で測定できる。断熱材510は、断熱性能を維持する観点等から、厚み(X軸方向の厚み)が1mm以上であるのが好ましく、省スペース化等の観点から、厚み(X軸方向の厚み)が10mm以下であるのが好ましい。断熱材510は、例えば、マイカ片を集積し結合することで構成されるダンマ材、グラスウール(ガラス繊維)、若しくは耐熱性樹脂、またはこれらの組み合わせ等の断熱性を有する材料で形成されている。断熱材510は、ナノシリカまたはエアロゲルで形成されてもよい。ナノシリカ及びエアロゲルは、いずれも多孔構造を持ち、気体の対流または分子の熱運動量交換を防止することで、断熱効果を発揮できる素材である。断熱材510は、固形状であってもよいし、粉体状であってもよいし、脆かったり変形しやすかったりしてもよい。断熱材510は、アルゴンまたはクリプトン等の気体でもよい。
保持部材520は、断熱材510の周囲に配置されて、断熱材510を保持する部材である。保持部材520は、断熱材510の全体を覆い、断熱材510を包み込んで保持する。つまり、断熱材510は、保持部材520の内部に収容されて配置される。本実施の形態では、保持部材520は、シート状(フィルム状)の部材(外装シート、外装フィルム)であり、内部に断熱材510を密閉状態で収容している。具体的には、保持部材520は、2枚の矩形状のラミネートフィルムからなり、当該2枚のラミネートフィルムの外周端部同士が全周に亘って接合(熱溶着)されて封止されることで形成されている。ラミネートフィルムは、アルミニウム等の金属層と、外装体100に使用可能ないずれかの樹脂材料等で形成された樹脂層と、を含む複数層からなるフレキシブルなフィルムであり、最外層には樹脂層が配置されている。このように、断熱材ユニット500は、断熱材510をラミネートフィルムで覆うラミネートタイプ(パウチタイプ)の部材である。
保持部材520は、保持部521と、挿入部522~525と、を有している。保持部521は、上述の2枚のラミネートフィルムのうちの断熱材510を収容して保持する部位(外周端部以外の部位)である。つまり、保持部521は、X軸方向から見て矩形状かつX軸方向に扁平な袋状の部位であり、内部に断熱材510が埋設されて断熱材510を収容する。挿入部522~525は、上述の2枚のラミネートフィルムの外周端部同士が接合(熱溶着)された部位である。つまり、挿入部522~525は、保持部521(断熱材510)の外周の全周に亘って保持部521(断熱材510)から外方に突出して配置された、撓みやすい可撓性の部位である。
具体的には、挿入部522は、保持部521のZ軸プラス方向端部からZ軸プラス方向に突出し、Y軸方向に延設される平板状(シート状)かつ矩形状の部位である。挿入部523は、保持部521のZ軸マイナス方向端部からZ軸マイナス方向に突出し、Y軸方向に延設される平板状(シート状)かつ矩形状の部位である。挿入部524は、保持部521のY軸マイナス方向端部からY軸マイナス方向に突出し、Z軸方向に延設される平板状(シート状)かつ矩形状の部位である。挿入部525は、保持部521のY軸プラス方向端部からY軸プラス方向に突出し、Z軸方向に延設される平板状(シート状)かつ矩形状の部位である。このような構成において、挿入部522及び523については、Y軸方向を第三方向と定義し、挿入部524及び525については、Z軸方向を第三方向と定義する。つまり、挿入部522~525は、第三方向(Y軸方向またはZ軸方向)に延設されて配置される。
[3.3 スペーサ300への断熱材ユニット500の取付構成の説明]
図7は、本実施の形態に係るスペーサ300への断熱材ユニット500の取付構成を示す斜視図及び断面図である。具体的には、図7の(a)は、スペーサ300に断熱材ユニット500を取り付けた状態での構成を示す斜視図である。図7の(b)は、図7の(a)の構成を、VIIb-VIIb線を通りXY平面に平行な面で切断した場合の断面を示す断面図である。
図7は、本実施の形態に係るスペーサ300への断熱材ユニット500の取付構成を示す斜視図及び断面図である。具体的には、図7の(a)は、スペーサ300に断熱材ユニット500を取り付けた状態での構成を示す斜視図である。図7の(b)は、図7の(a)の構成を、VIIb-VIIb線を通りXY平面に平行な面で切断した場合の断面を示す断面図である。
図7に示すように、断熱材ユニット500は、スペーサ300のスペーサ本体310の開口部311内に挿入された状態で、スペーサ300に取り付けられる。具体的には、断熱材ユニット500の保持部材520の保持部521は、X軸方向から見て開口部311と同じまたは開口部311よりも少し小さく形成されており、保持部521が開口部311内に配置された状態で、保持部材520の挿入部522~525がスペーサ300に取り付けられる。これにより、断熱材510は、開口部311内に配置される。スペーサ300は、X軸方向(第一方向)において蓄電素子200と並んで配置されるため(図2、3等参照)、保持部材520は、断熱材510を、X軸方向(第一方向)において蓄電素子200と並ぶ位置で保持することとなる。
このように、断熱材ユニット500は、スペーサ300に取り付けられることにより、スペーサ300のスペーサ本体310とで、蓄電素子200の容器210の長側面213の全面を覆う。断熱材ユニット500の保持部521は、スペーサ本体310よりもX軸方向の厚みが厚く形成されており、スペーサ本体310からX軸方向両側に突出して配置されて、蓄電素子200の容器210の長側面213に当接し、容器210を圧迫する。
挿入部522~525は、保持部材520のうちの、断熱材510(保持部521)からスペーサ300のスペーサ本体310の壁部312~315に向けて突出する部位であり、壁部312~315に形成された複数の凹部312a~315aにそれぞれ挿入される。つまり、スペーサ300及び保持部材520の他方(本実施の形態では、保持部材520)は、凹部312a~315aに挿入される挿入部522~525を有している。具体的には、挿入部522~525は、凹部312a~315aをX軸方向(第一方向)に貫通した状態で、凹部312a~315aに挿入され、挿入部522~525が凹部312a~315aに嵌合されることで、保持部材520がスペーサ300に固定される。
さらに具体的には、図7の(b)に示すように、挿入部522は、保持部521(断熱材510)から壁部312に向けて突出して配置され、壁部312に形成された複数の凹部312aに挿入される。この際、挿入部522のうちのY軸マイナス方向の端部は、壁部312のY軸マイナス方向の端部のX軸プラス方向に配置され、Y軸マイナス方向の凹部312aの位置で、挿入部522が壁部312(凹部312a)をX軸プラス方向からX軸マイナス方向に貫通する。挿入部522のうちのY軸方向中央部は、壁部312のY軸方向中央部のX軸マイナス方向に配置され、Y軸プラス方向の凹部312aの位置で、挿入部522が壁部312(凹部312a)をX軸マイナス方向からX軸プラス方向に貫通する。挿入部522のうちのY軸プラス方向の端部は、壁部312のY軸プラス方向の端部のX軸プラス方向に配置される。
これにより、挿入部522は、凹部312aに嵌合される。挿入部522が凹部312aに嵌合されるとは、挿入部522の一部が凹部312a内に配置されて、挿入部522の移動が規制されることをいう。つまり、挿入部522は、1つの凹部312a内、または、複数の凹部312a内に配置されて、移動が規制される。このため、挿入部522は、1つの凹部312a、または、複数の凹部312aに嵌合された状態で配置されることとなる。他の挿入部523~525についても同様である。このように、挿入部522~525のそれぞれが、凹部312a~315aのそれぞれに嵌合されることで、保持部材520がスペーサ本体310の壁部312~315に取り付けられて、断熱材ユニット500がスペーサ300に固定される。
[4 効果の説明]
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置10は、スペーサ300に取り付けられて、断熱材510をX軸方向(第一方向)において蓄電素子200と並ぶ位置で保持する保持部材520を備えている。スペーサ300及び保持部材520の一方(スペーサ300)は、Z軸方向またはY軸方向(第二方向)に凹んだ凹部312a~315aを有し、他方(保持部材520)は、凹部312a~315aに挿入される挿入部522~525を有している。このように、断熱材510を保持部材520で保持し、保持部材520をスペーサ300に取り付けることで、断熱材510を蓄電素子200のX軸方向で保持する。これにより、断熱材510は素材によっては取り扱いが困難な場合があるが、断熱材510を保持した保持部材520をスペーサ300に取り付けることで、断熱材510を直接取り扱うことなく、断熱材510を蓄電素子200のX軸方向に容易に配置できる。スペーサ300及び保持部材520の一方(スペーサ300)の凹部312a~315aに他方(保持部材520)の挿入部522~525が挿入されることで、保持部材520をスペーサ300に対して位置決め(仮固定)できる。このため、スペーサ300及び保持部材520を介して断熱材510を蓄電素子200に対して位置決め(仮固定)できる。これらにより、断熱材510を蓄電素子200の側方(X軸方向)に容易に配置できる。断熱材510を蓄電素子200の側方に容易に配置することで、生産性の向上、及び、コスト低減等を図ることができる。
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置10は、スペーサ300に取り付けられて、断熱材510をX軸方向(第一方向)において蓄電素子200と並ぶ位置で保持する保持部材520を備えている。スペーサ300及び保持部材520の一方(スペーサ300)は、Z軸方向またはY軸方向(第二方向)に凹んだ凹部312a~315aを有し、他方(保持部材520)は、凹部312a~315aに挿入される挿入部522~525を有している。このように、断熱材510を保持部材520で保持し、保持部材520をスペーサ300に取り付けることで、断熱材510を蓄電素子200のX軸方向で保持する。これにより、断熱材510は素材によっては取り扱いが困難な場合があるが、断熱材510を保持した保持部材520をスペーサ300に取り付けることで、断熱材510を直接取り扱うことなく、断熱材510を蓄電素子200のX軸方向に容易に配置できる。スペーサ300及び保持部材520の一方(スペーサ300)の凹部312a~315aに他方(保持部材520)の挿入部522~525が挿入されることで、保持部材520をスペーサ300に対して位置決め(仮固定)できる。このため、スペーサ300及び保持部材520を介して断熱材510を蓄電素子200に対して位置決め(仮固定)できる。これらにより、断熱材510を蓄電素子200の側方(X軸方向)に容易に配置できる。断熱材510を蓄電素子200の側方に容易に配置することで、生産性の向上、及び、コスト低減等を図ることができる。
スペーサ300及び保持部材520の一方(スペーサ300)の凹部312a~315aに、他方(保持部材520)の挿入部522~525が、X軸方向(第一方向)に貫通した状態で挿入される。これにより、挿入部522~525を凹部312a~315aに容易に挿入できる。したがって、保持部材520をスペーサ300に対して容易に位置決めできるため、断熱材510を蓄電素子200に対して容易に位置決めできる。このため、断熱材510を蓄電素子200の側方に容易に配置できる。
Y軸方向またはZ軸方向(第三方向)に並ぶ複数の凹部312a~315aに、Y軸方向またはZ軸方向(第三方向)に延びる挿入部522~525が挿入されることで、保持部材520をスペーサ300に対してより強固または正確に位置決めできる。これにより、断熱材510を蓄電素子200に対してより強固または正確に位置決めできるため、断熱材510を蓄電素子200の側方に容易かつより強固または正確に配置できる。
スペーサ300に断熱材510を配置する場合、スペーサ300を断熱材510と重ねる必要がないため、断熱材510をスペーサ300の開口部311内に配置する。これにより、スペーサ300を断熱材510と重ねるよりもX軸方向(第一方向)の厚みを低減できるため、小型化を図ることができる。
断熱材510を保持部材520の内部に収容することで、断熱材510を容易に保持部材520に保持させることができる。断熱材510が粉体状または気体状の場合には、断熱材510の取り扱いを容易にできる。断熱材510が脆かったり変形しやすかったりする場合には、保持部材520で断熱材510を保護することもできる。これにより、断熱材510を蓄電素子200の側方に容易に配置できる。
挿入部522~525を、保持部材520のうちの断熱材510からスペーサ300に向けて突出する部位とすることで、挿入部522~525を容易に形成できる。これにより、断熱材510を保持する保持部材520を容易に形成してスペーサ300に対して位置決めできるため、断熱材510を蓄電素子200の側方に容易に配置できる。
スペーサ300及び保持部材520の一方(スペーサ300)の凹部312a~315aに他方(保持部材520)の挿入部522~525が嵌合することで、保持部材520をスペーサ300に容易に固定できる。これにより、粘着剤または接着剤等の取付用の部材を使用することなく、断熱材510を蓄電素子200に対して容易に取り付けることができるため、断熱材510を蓄電素子200の側方に容易に配置できる。粘着剤または接着剤等の取付用の部材を使用する取付工程を不要にできるため、生産性の向上、及び、コスト低減等を図ることができる。
[5 変形例の説明]
以上、本実施の形態に係る蓄電装置10について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲には、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。
以上、本実施の形態に係る蓄電装置10について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲には、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。
(変形例1~4)
上記実施の形態では、スペーサ300のスペーサ本体310の凹部312a~315aに、断熱材ユニット500の保持部材520の挿入部522~525が挿入されることとしたが、スペーサ本体310への保持部材520の取付構成は、上記には限定されない。図8A~図8Dは、本実施の形態の変形例1~4に係るスペーサ本体310への保持部材520の取付構成を示す断面図である。具体的には、図8A~図8Dは、図7の(b)に対応する図である。図8A~図8Dでは、スペーサ本体310及び保持部材520のZ軸プラス方向の部位(壁部312等)について説明するが、スペーサ本体310及び保持部材520のZ軸マイナス方向及びY軸両方向の部位(壁部313~315等)についても同様である。
上記実施の形態では、スペーサ300のスペーサ本体310の凹部312a~315aに、断熱材ユニット500の保持部材520の挿入部522~525が挿入されることとしたが、スペーサ本体310への保持部材520の取付構成は、上記には限定されない。図8A~図8Dは、本実施の形態の変形例1~4に係るスペーサ本体310への保持部材520の取付構成を示す断面図である。具体的には、図8A~図8Dは、図7の(b)に対応する図である。図8A~図8Dでは、スペーサ本体310及び保持部材520のZ軸プラス方向の部位(壁部312等)について説明するが、スペーサ本体310及び保持部材520のZ軸マイナス方向及びY軸両方向の部位(壁部313~315等)についても同様である。
図8Aに示すように、変形例1に係るスペーサ本体310は、壁部312に、上記実施の形態における凹部312aに代えて、凹部312bが形成されている。凹部312bは、凹部312aと同様に、壁部312に形成されたZ軸方向に凹んだ凹部であり、壁部312がX軸方向に貫通されて形成されている。具体的には、凹部312bは、壁部312のX軸プラス方向の面からX軸マイナス方向の面までに亘って、X軸方向から傾斜した方向に延びるように形成されている。壁部312には、Y軸方向に並ぶ2つの凹部312bが形成されており、Y軸マイナス方向の凹部312bは、X軸プラス方向に向かうほどY軸マイナス方向に向かうように傾斜し、Y軸プラス方向の凹部312bは、X軸プラス方向に向かうほどY軸プラス方向に向かうように傾斜して形成されている。つまり、2つの凹部312bは、X軸プラス方向に向かうほどY軸方向の距離が大きくなるように傾斜して形成されている。
このように、2つの凹部312bが、X軸プラス方向に向かうほどY軸方向の距離が大きくなるように傾斜していることにより、挿入部522を凹部312bに容易に挿入できる。この場合、挿入部522は凹部312bに嵌合されなくてもよい。この場合でも、保持部材520をスペーサ300に対して位置決め(仮固定)できる。本変形例において、2つの凹部312bが、X軸プラス方向に向かうほどY軸方向の距離が小さくなるように傾斜していてもよい。この場合には、挿入部522を凹部312bに強固に嵌合させることができる。本変形例において、2つの凹部312bが、同じ方向に傾斜していてもよい。この場合、一方の凹部312bでは挿入部522を挿入しやすくするとともに、他方の凹部312bでは挿入部522を強固に嵌合させることができる。
図8Bに示すように、変形例2に係る保持部材520は、上記実施の形態における挿入部522に代えて、挿入部522aを有している。挿入部522aは、保持部521からZ軸プラス方向に突出する四角柱状の突起であり、凹部312aをX軸方向に貫通した状態で、凹部312aに挿入されて嵌合される。挿入部522aは、凹部312aに嵌合されなくてもよい。
図8Cに示すように、変形例3に係るスペーサ本体310は、壁部312に、上記実施の形態における凹部312aに代えて、凹部312cが形成されている。凹部312cは、Z軸方向から見て円形状の凹部であり、壁部312をX軸方向に貫通していない。変形例3に係る保持部材520は、上記実施の形態における挿入部522に代えて、挿入部522bを有している。挿入部522bは、保持部521からZ軸プラス方向に突出する円柱状の突起であり、壁部312をX軸方向に貫通することなく、凹部312cに挿入されて嵌合される。挿入部522bは、凹部312cに嵌合されなくてもよい。
図8Dに示すように、変形例4に係るスペーサ本体310は、上記実施の形態における壁部312に代えて、挿入部312dを有している。挿入部312dには、壁部312のような凹部312aは形成されていない。変形例4に係る保持部材520は、上記実施の形態における挿入部522に代えて、壁部522cを有し、壁部522cには、凹部312aと同様の凹部522dが形成されている。凹部522dは、壁部522cのZ軸プラス方向の端縁がZ軸マイナス方向に凹んだ凹部であって、壁部522cがX軸方向に貫通されて形成されている。凹部522dは、壁部522cに形成された切れ込みでもよい。壁部522cには、Y軸方向に並ぶ2つの凹部522dが、一定の間隔を空けて形成されている。挿入部312dは、凹部522dをY軸方向に貫通した状態で、複数の凹部522dに挿入されている。これにより、挿入部312dは、Y軸方向両端部においては壁部522cのX軸プラス方向に配置され、2つの凹部522dの間においては壁部522cのX軸マイナス方向に配置される。
このように、変形例4では、保持部材520がZ軸方向(第二方向)に凹んだ凹部522dを有し、スペーサ300が、凹部522dに挿入される挿入部312dを有している。つまり、スペーサ300及び保持部材520の一方が、第二方向に凹んだ凹部を有し、スペーサ300及び保持部材520の他方が、当該凹部に挿入される挿入部を有していればよい。
(その他の変形例)
以下、上記実施の形態についての他の変形例を説明するが、上記変形例1~4においても同様に変形可能である。
以下、上記実施の形態についての他の変形例を説明するが、上記変形例1~4においても同様に変形可能である。
上記実施の形態では、断熱材ユニット500は、全てのスペーサ300に配置されることとしたが、いずれかのスペーサ300には配置されなくてもよい。スペーサ400に、スペーサ300と同様の構成で、断熱材ユニット500が配置されてもよい。
上記実施の形態では、断熱材ユニット500の保持部材520は、2枚のラミネートフィルムの外周端部同士が接合(熱溶着)されて形成されることとしたが、これには限定されない。保持部材520は、1枚の矩形状のラミネートフィルムをU字状に折り畳んで、当該1枚のラミネートフィルムの端部同士を接合(熱溶着)することで形成されてもよいし、袋状のラミネートフィルムの端部を接合(熱溶着)することで形成されてもよい。保持部材520は、金属層と樹脂層とが積層されたラミネートフィルムではなく、金属層が配置されない樹脂フィルムで形成されてもよい。保持部材520は、シート状(フィルム状)ではなく、ある程度厚みの厚い部材で形成されてもよい。
上記実施の形態では、断熱材ユニット500において、保持部材520は、内部に断熱材510を埋設(収容)した状態で保持することとしたが、断熱材510を埋設(収容)することなく断熱材510に取り付けられることで断熱材510を保持してもよい。
上記実施の形態では、保持部材520の保持部521及び断熱材510は、開口部311内に配置されることとしたが、開口部311内に配置されなくてもよい。保持部521が断熱材510を収容することなく保持する場合には、保持部521及び断熱材510の一方が開口部311内に配置されなくてもよい。スペーサ300には開口部311が形成されていなくてもよい。
上記実施の形態では、スペーサ300の開口部311は、スペーサ本体310の中央部に形成された大きな貫通孔であることとしたが、スペーサ本体310の端部に形成されてもよいし、小さな貫通孔でもよい。
上記実施の形態では、スペーサ300は、2つずつの凹部312a~315aを有し、保持部材520の挿入部522~525が2つずつの凹部312a~315aにそれぞれ挿入されることとしたが、これには限定されない。スペーサ300は、1つまたは3つ以上の凹部312aを有し、保持部材520の挿入部522は、1つまたは3つ以上の凹部312aに挿入されてもよい。挿入部523~525及び凹部313a~315aについても同様である。挿入部522~525のうちのいずれかの挿入部が、凹部312a~315aに挿入されない構成でもよい。
上記実施の形態において、保持部材520がスペーサ300に、接着、粘着、または、溶着(熱溶着)等されることにより、保持部材520がスペーサ300に固定されてもよい。
上記実施の形態において、全てのスペーサ300及び断熱材ユニット500が上記構成を有していることとしたが、いずれかのスペーサ300及び断熱材ユニット500が上記構成を有していなくてもよい。
上記実施の形態及びその変形例に含まれる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。
本発明は、このような蓄電装置10として実現できるだけでなく、スペーサ300と断熱材ユニット500(断熱材510及び保持部材520)との組み合わせとしても実現できる。
本発明は、リチウムイオン二次電池等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 外装体
110 外装体本体
120 外装体蓋体
121 外部端子
200 蓄電素子
210 容器
220 容器本体
230 容器蓋体
240 電極端子
300、400 スペーサ
310 スペーサ本体
311 開口部
312、313、314、315、522c 壁部
312a、312b、312c、313a、314a、315a、522d 凹部
312d、522、522a、522b、523、524、525 挿入部
320 スペーサ上壁
330 スペーサ側壁
340 スペーサ底壁
500 断熱材ユニット
510 断熱材
520 保持部材
521 保持部
600 エンド部材
700 サイド部材
800 バスバー
100 外装体
110 外装体本体
120 外装体蓋体
121 外部端子
200 蓄電素子
210 容器
220 容器本体
230 容器蓋体
240 電極端子
300、400 スペーサ
310 スペーサ本体
311 開口部
312、313、314、315、522c 壁部
312a、312b、312c、313a、314a、315a、522d 凹部
312d、522、522a、522b、523、524、525 挿入部
320 スペーサ上壁
330 スペーサ側壁
340 スペーサ底壁
500 断熱材ユニット
510 断熱材
520 保持部材
521 保持部
600 エンド部材
700 サイド部材
800 バスバー
Claims (7)
- 蓄電素子と、
第一方向において前記蓄電素子と並んで配置されるスペーサと、
断熱材と、
前記スペーサに取り付けられて、前記断熱材を前記第一方向において前記蓄電素子と並ぶ位置で保持する保持部材と、を備え、
前記スペーサ及び前記保持部材の一方は、前記第一方向と交差する第二方向に凹んだ凹部を有し、
前記スペーサ及び前記保持部材の他方は、前記凹部に挿入される挿入部を有する
蓄電装置。 - 前記凹部は、前記スペーサ及び前記保持部材の一方が、前記第一方向に貫通されて形成され、
前記挿入部は、前記凹部を前記第一方向に貫通した状態で、前記凹部に挿入される
請求項1に記載の蓄電装置。 - 前記スペーサ及び前記保持部材の一方は、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向に並ぶ複数の前記凹部を有し、
前記挿入部は、前記第三方向に延設されて、前記複数の前記凹部に挿入される
請求項1または2に記載の蓄電装置。 - 前記スペーサには、前記第一方向に貫通する開口部が形成されており、
前記断熱材は、前記開口部内に配置される
請求項1~3のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - 前記断熱材は、前記保持部材の内部に収容されて配置される
請求項1~4のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - 前記挿入部は、前記保持部材のうちの、前記断熱材から前記スペーサに向けて突出する部位である
請求項1~5のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - 前記挿入部が前記凹部に嵌合されることで、前記保持部材が前記スペーサに固定される
請求項1~6のいずれか1項に記載の蓄電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021163099A JP2023053818A (ja) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | 蓄電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021163099A JP2023053818A (ja) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | 蓄電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023053818A true JP2023053818A (ja) | 2023-04-13 |
Family
ID=85872950
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021163099A Pending JP2023053818A (ja) | 2021-10-01 | 2021-10-01 | 蓄電装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023053818A (ja) |
-
2021
- 2021-10-01 JP JP2021163099A patent/JP2023053818A/ja active Pending
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