JP2023090507A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電素子を外装体内に容易に配置できる蓄電装置を提供する。【解決手段】複数の蓄電素子１００と、複数の蓄電素子１００が収容される外装体２００と、を備える蓄電装置１０であって、複数の蓄電素子１００は、第一方向（Ｙ軸方向）に並ぶ第一蓄電素子１０１及び第二蓄電素子１０２を有し、外装体２００は、第一方向と直交する第二方向（Ｚ軸方向）において、複数の蓄電素子１００と対向する底壁２１１と、第一方向及び第二方向と直交する第三方向（Ｘ軸方向）に向けて開口する開口部２１４であって、第一蓄電素子１０１が通過可能な開口部２１４と、第一蓄電素子１０１及び第二蓄電素子１０２の間に配置され、開口部２１４に向けて延びるガイド部２１１ａと、を有する。【選択図】図６

Description

本発明は、複数の蓄電素子と、複数の蓄電素子が収容される外装体と、を備える蓄電装置に関する。

従来、複数の蓄電素子と、複数の蓄電素子が収容される外装体と、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、複数の角形二次電池（蓄電素子）が、ケース本体（外装体）に収容された電池パック（蓄電装置）が開示されている。

特開２０１８－１３７１９１号公報

上記従来のような構成の蓄電装置においては、複数の蓄電素子が、外装体（ケース本体）の底壁に対向する開口部から挿入されることで、複数の蓄電素子が外装体内に収容される。このような場合、外装体の当該開口部の位置、形状、大きさ、または、複数の蓄電素子の構成等によっては、外装体の当該開口部から複数の蓄電素子を挿入し難く時間を要する等により、蓄電素子を外装体内に配置するのが困難な場合がある。

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、蓄電素子を外装体内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、複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子が収容される外装体と、を備える蓄電装置であって、前記複数の蓄電素子は、第一方向に並ぶ第一蓄電素子及び第二蓄電素子を有し、前記外装体は、前記第一方向と直交する第二方向において、前記複数の蓄電素子と対向する底壁と、前記第一方向及び前記第二方向と直交する第三方向に向けて開口する開口部であって、前記第一蓄電素子が通過可能な開口部と、前記第一蓄電素子及び前記第二蓄電素子の間に配置され、前記開口部に向けて延びるガイド部と、を有する。

本発明における蓄電装置によれば、蓄電素子を外装体内に容易に配置できる。

実施の形態に係る蓄電装置の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る外装体の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る複数の蓄電素子を外装体の内方に収容する工程（第一蓄電素子を外装体本体の開口部から挿入する工程）を示す図である。 実施の形態に係る複数の蓄電素子を外装体の内方に収容する工程（第一蓄電素子を外装体本体に収容した後に、第二蓄電素子を開口部から挿入する工程）を示す図である。 実施の形態に係る複数の蓄電素子を外装体の内方に収容する工程（全ての蓄電素子を外装体本体に収容した後の状態）を示す図である。 実施の形態の変形例１に係る蓄電装置の構成を示す斜視図である。

本発明の一態様に係る蓄電装置は、複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子が収容される外装体と、を備える蓄電装置であって、前記複数の蓄電素子は、第一方向に並ぶ第一蓄電素子及び第二蓄電素子を有し、前記外装体は、前記第一方向と直交する第二方向において、前記複数の蓄電素子と対向する底壁と、前記第一方向及び前記第二方向と直交する第三方向に向けて開口する開口部であって、前記第一蓄電素子が通過可能な開口部と、前記第一蓄電素子及び前記第二蓄電素子の間に配置され、前記開口部に向けて延びるガイド部と、を有する。

これによれば、蓄電装置において、外装体は、第三方向に向けて開口する、第一蓄電素子が通過可能な開口部と、第一方向に並ぶ第一蓄電素子及び第二蓄電素子の間に配置され、開口部に向けて延びるガイド部と、を有している。このように、外装体に、第一蓄電素子が通過可能な開口部を設け、かつ、第一蓄電素子及び第二蓄電素子の間に、開口部に向けて延びるガイド部を設ける。これにより、外装体の開口部から外装体の内方に、ガイド部によって第一蓄電素子を容易に挿入して、第一蓄電素子を第二蓄電素子と並ぶ位置に容易に配置できる。したがって、蓄電装置において、蓄電素子（第一蓄電素子）を外装体内に容易に配置できる。

前記ガイド部は、前記底壁から前記第二方向に突出する凸部であってもよい。

これによれば、外装体において、ガイド部を底壁から突出させて形成することで、ガイド部を外装体に容易に形成できる。

前記第一蓄電素子は、前記第二方向から見て前記第三方向に並ぶ一対の電極端子を有し、前記ガイド部は、前記第二方向から見て前記一対の電極端子の並び方向に延びてもよい。

蓄電素子を底面または電極端子側から挿入する場合、２つの蓄電素子の底面と電極端子とが接触して短絡するおそれがある。このため、ガイド部を、第二方向から見て一対の電極端子の並び方向に延びるように配置する。これにより、第一蓄電素子を一対の電極端子の並び方向に挿入できるため、第一蓄電素子及び第二蓄電素子の底面と電極端子とが接触し難い。したがって、２つの蓄電素子の底面と電極端子とが接触して短絡するのを抑制することができる。

前記第一蓄電素子は、前記第二方向から見て第三方向に長い形状を有し、前記ガイド部は、前記第二方向から見て前記第一蓄電素子の長手方向に延びてもよい。

これによれば、ガイド部を、第二方向から見て第一蓄電素子の長手方向に延びるように配置することで、第一蓄電素子を当該長手方向に向けて挿入できる。これにより、第一蓄電素子を、当該長手方向における一端部を把持して他端部から挿入できるため、第一蓄電素子を外装体内に容易に挿入できる。

前記複数の蓄電素子は、前記第一蓄電素子を含む前記第三方向に配列された複数の蓄電素子からなる蓄電素子群を含み、前記ガイド部は、前記蓄電素子群の前記第三方向の一端部に位置する蓄電素子から他端部に位置する蓄電素子までに亘って延びてもよい。

これによれば、ガイド部を、蓄電素子群の第三方向の両端部に位置する蓄電素子に亘って延びるように配置することで、ガイド部によって蓄電素子群を外装体内に容易に挿入できる。

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。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、蓄電素子が有する一対の電極端子の並び方向、蓄電素子の容器における一対の短側面の対向方向、上下方向から見た蓄電素子の長手方向、外装体のガイド部の延びる方向、または、外装体の外装体本体と蓋体との並び方向を、Ｘ軸方向と定義する。蓄電素子の容器における一対の長側面の対向方向、蓄電素子の容器の厚み方向（扁平方向）、または、複数のガイド部の並び方向を、Ｙ軸方向と定義する。蓄電素子の電極端子の突出方向、蓄電素子の容器本体と容器蓋部との並び方向、外装体本体の底壁の対向方向、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。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、Ｙ軸方向を第一方向とも呼び、Ｚ軸方向を第二方向とも呼び、Ｘ軸方向を第三方向とも呼ぶ。平行及び直交等の、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。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の説明］
本実施の形態における蓄電装置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の構成を示す斜視図である。

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る。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、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、複数の蓄電素子１００と、複数の蓄電素子１００が収容される外装体２００と、を備えている。蓄電装置１０は、蓄電素子１００を直列または並列に接続するバスバーも備えているが、図示及び説明は省略する。蓄電装置１０は、上記の構成要素の他、バスバーの位置決めを行うバスバーフレーム、外装体２００の開口部２０１を塞ぐ蓋体、並びに、蓄電素子１００の充電状態及び放電状態等を監視または制御する回路基板及びリレー等の電気機器等も備えていてもよい。外部の装置と電気的に接続するための外部端子（正極外部端子及び負極外部端子）の端子台が外装体２００等に取り付けられ、当該端子台に外部端子が配置される等、蓄電装置１０が外部端子を備えていてもよい。

外装体２００の内方に配置される蓄電素子１００の数は特に限定されないが、本実施の形態では、外装体２００の内方に、１８個の蓄電素子１００が配置されている。具体的には、外装体２００の内方において、Ｘ軸方向に並ぶ３つの蓄電素子１００からなる蓄電素子群１００ａが、Ｙ軸方向に６つ（６組）並べられて配置されている。以下、蓄電素子１００及び外装体２００の構成について、詳細に説明する。

［１．１ 蓄電素子１００の説明］
まず、蓄電素子１００の構成について、詳細に説明する。図２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。蓄電装置１０が備える蓄電素子１００は、全て同様の構成を有しているため、図２では１つの蓄電素子１００を図示している。

蓄電素子１００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１００は、Ｚ軸方向（第二方向）から見てＸ軸方向（第三方向）に長い形状を有している。本実施の形態では、蓄電素子１００は、Ｙ軸方向に扁平な直方体形状（角形、角型）を有している。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。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。蓄電素子１００は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子１００は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。

図２に示すように、蓄電素子１００は、容器１１０と、一対（正極及び負極）の電極端子１５０とを備え、容器１１０の内方には、電極体１６０と、一対（正極及び負極）の集電体１７０とが収容されている。容器１１０の内方には電解液（非水電解質）も封入され、電極端子１５０及び集電体１７０と容器１１０（後述の容器蓋部１３０）との間にはガスケットが配置されているが、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。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。蓄電素子１００は、上記の構成要素の他、電極体１６０の側方または下方等に配置されるスペーサ、電極体１６０等を包み込む絶縁フィルム、及び、容器１１０の外面を覆う絶縁フィルム（シュリンクチューブ等）等を有していてもよい。

容器１１０は、開口が形成された容器本体１２０と、容器本体１２０の当該開口を閉塞する容器蓋部１３０と、を有する扁平な直方体形状（角形または箱形）のケースである。容器本体１２０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、Ｚ軸プラス方向側に開口が形成されている。容器蓋部１３０は、容器１１０の蓋部を構成するＸ軸方向に長い矩形状の板状部材であり、容器本体１２０のＺ軸プラス方向に配置されている。容器蓋部１３０には、容器１１０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、及び、容器１１０内方に電解液を注液するための注液部等が設けられていてもよい。容器１１０（容器本体１２０及び容器蓋部１３０）の材質は、特に限定されず、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（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１１０は、電極体１６０等を容器本体１２０の内方に収容後、容器本体１２０と容器蓋部１３０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）されている。容器１１０は、Ｙ軸方向両側の側面に一対の長側面１１１及び１１２を有し、Ｘ軸方向両側の側面に一対の短側面１１３及び１１４を有し、Ｚ軸マイナス方向側に底面１１５を有し、Ｚ軸プラス方向側に電極端子１５０が配置される端子配置面１１６を有している。このように、容器１１０は、厚み方向がＹ軸方向となるＹ軸方向に扁平な容器であり、Ｚ軸方向（第二方向）から見てＸ軸方向（第三方向）に長い形状を有している。

電極端子１５０は、容器１１０の容器蓋部１３０に配置される、蓄電素子１００の端子部材（正極端子及び負極端子）である。具体的には、Ｚ軸方向（第二方向）から見てＸ軸方向（第三方向）に並ぶ一対の電極端子１５０が、容器１１０の端子配置面１１６（容器蓋部１３０）からＺ軸プラス方向に突出して配置されている。電極端子１５０は、集電体１７０を介して、電極体１６０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１５０は、電極体１６０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１６０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。電極端子１５０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成されている。

電極体１６０は、電気を蓄えることができる蓄電要素（発電要素）であり、正極板と負極板とセパレータとを備え、正極板、負極板及びセパレータが積層されて形成されている。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帯状の集電箔である正極基材上に正極活物質層が形成された電極板である。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる帯状の集電箔である負極基材上に負極活物質層が形成された電極板である。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。正極活物質層に用いられる正極活物質、及び、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。セパレータについても、蓄電素子１００の性能を損なうものでなければ適宜公知の材料を使用できる。

本実施の形態では、電極体１６０は、正極板と負極板との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが巻回されて形成された巻回型の電極体である。具体的には、電極体１６０は、正極板と負極板とが、セパレータを介して、巻回軸の方向（Ｘ軸方向）に互いにずらして巻回されている。正極板及び負極板は、それぞれのずらされた方向の端部に、合材が塗工されず基材が露出した部分を有し、当該端部が、集電体１７０と電気的及び機械的に接続される。電極体１６０は、正極板と負極板とセパレータとが、Ｚ軸方向に平行な巻回軸にて巻回されて形成された巻回型の電極体でもよい。電極体１６０は、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）の電極体でもよいし、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体でもよいし、その他の形態の電極体でもよい。

集電体１７０は、電極体１６０と容器１１０との間に配置され、電極端子１５０と電極体１６０とに電気的に接続される導電性の集電部材（正極集電体及び負極集電体）である。集電体１７０は、電極体１６０に溶接等によって接合されている。正極の集電体１７０は、電極体１６０の正極板の正極基材と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極の集電体１７０は、電極体１６０の負極板の負極基材と同様、銅または銅合金等で形成されている。

［１．２ 外装体２００の説明］
次に、図３も用いて、外装体２００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外装体２００の構成を示す斜視図である。図３では、外装体２００が有する外装体本体２１０と蓋体２２０とを分離させた状態を示している。

外装体２００は、蓄電装置１０の外装体を構成する直方体形状（箱形）の容器である。外装体２００は、複数の蓄電素子１００の外方に配置され、複数の蓄電素子１００を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。図３に示すように、外装体２００は、外装体２００の本体を構成する外装体本体２１０と、外装体２００の蓋体を構成する蓋体２２０と、を有している。

外装体２００（外装体本体２１０及び蓋体２２０）は、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、または、それらの複合材料等の絶縁部材により形成されている。これにより、外装体２００は、複数の蓄電素子１００が外部の金属部材等の導電部材と導通することを抑制するが、そのような必要がない場合等には、外装体２００は、金属等の導電部材で形成されていてもよい。外装体本体２１０及び蓋体２２０は、同じ材質で形成されてもよいし、異なる材質で形成されてもよい。

外装体本体２１０は、開口が形成されたハウジング（筐体）であり、複数の蓄電素子１００を収容する。外装体本体２１０は、Ｚ軸マイナス方向の底面部にＺ軸方向に対向する底壁２１１を有し、Ｙ軸方向両側の側面部にＹ軸方向に対向する一対の側壁２１２を有し、Ｘ軸マイナス方向の側面部にＸ軸方向に対向する側壁２１３を有している。外装体本体２１０は、底壁２１１と、一対の側壁２１２と、側壁２１３とが一体化された１つの部材である。

底壁２１１は、外装体本体２１０の底面を形成する、ＸＹ平面に平行かつＸ軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部である。底壁２１１は、Ｚ軸方向（第一方向と直交する第二方向）において、複数の蓄電素子１００と対向して配置される。具体的には、底壁２１１は、複数の蓄電素子１００のＺ軸マイナス方向の面の全面を覆うように複数の蓄電素子１００のＺ軸マイナス方向に配置されて、複数の蓄電素子１００をＺ軸マイナス方向から支持する。底壁２１１は、一対の側壁２１２及び側壁２１３に隣接した状態で、一対の側壁２１２及び側壁２１３と一体化されている。

一対の側壁２１２は、外装体本体２１０のＹ軸方向両側の側面を形成する、ＸＺ平面に平行かつＸ軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部である。一対の側壁２１２は、底壁２１１のＹ軸方向両端部からＺ軸プラス方向に立ち上がる壁部であり、Ｙ軸方向において複数の蓄電素子１００と対向して配置される。具体的には、一対の側壁２１２は、複数の蓄電素子１００のＹ軸方向の面の全面を覆うように、複数の蓄電素子１００のＹ軸方向に配置される。つまり、Ｙ軸プラス方向の側壁２１２は、Ｙ軸プラス方向の複数の蓄電素子１００のＹ軸プラス方向の面の全面を覆うように、当該複数の蓄電素子１００のＹ軸プラス方向に配置される。Ｙ軸マイナス方向の側壁２１２は、Ｙ軸マイナス方向の複数の蓄電素子１００のＹ軸マイナス方向の面の全面を覆うように、当該複数の蓄電素子１００のＹ軸マイナス方向に配置される。一対の側壁２１２は、底壁２１１及び側壁２１３に隣接する。

側壁２１３は、外装体本体２１０のＸ軸マイナス方向の側面を形成する、ＹＺ平面に平行かつＹ軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部である。側壁２１３は、底壁２１１のＸ軸マイナス方向端部からＺ軸プラス方向に立ち上がる壁部であり、Ｘ軸方向において複数の蓄電素子１００と対向して配置される。側壁２１３は、底壁２１１及び一対の側壁２１２に隣接する。

以上のような構成により、外装体本体２１０には、Ｚ軸方向に向けて開口する開口部２０１と、Ｘ軸方向（第一方向及び第二方向と直交する第三方向）に向けて開口する開口部２１４と、が形成されている。つまり、一対の側壁２１２と側壁２１３とで、Ｚ軸プラス方向に開口する開口部２０１が形成され、底壁２１１と一対の側壁２１２とで、Ｘ軸プラス方向に開口する開口部２１４が形成されている。

開口部２０１は、外装体本体２１０の底壁２１１と対向する位置に配置され、Ｚ軸プラス方向に向けて開口する、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に長い矩形状の開口部である。つまり、開口部２０１は、外装体本体２１０のＺ軸プラス方向の面が開口した開口部である。

開口部２１４は、外装体本体２１０の側壁２１３と対向する位置に配置され、Ｘ軸プラス方向に向けて開口する、Ｘ軸方向から見てＹ軸方向に長い矩形状の開口部である。つまり、開口部２１４は、外装体本体２１０のＸ軸プラス方向の面が開口した開口部である。開口部２１４は、開口部２０１よりも開口面積が小さく、かつ、蓄電素子１００が通過可能な大きさに形成されている。開口部２１４は、蓄電素子１００と対向する位置に配置される。つまり、開口部２１４は、複数の蓄電素子１００とＸ軸方向で対向する位置に配置され、Ｘ軸方向において複数の蓄電素子１００が通過可能な大きさに形成されている。

本実施の形態では、開口部２０１についても同様に、複数の蓄電素子１００が通過可能な大きさに形成され、かつ、複数の蓄電素子１００と対向する位置に配置されている。つまり、開口部２０１は、複数の蓄電素子１００とＺ軸方向で対向する位置に配置され、Ｚ軸方向において複数の蓄電素子１００が通過可能な大きさに形成されている。本実施の形態では、開口部２０１及び開口部２１４は、接続されている（繋がっている）。つまり、開口部２０１及び開口部２１４は、１つの大きな開口のうちの、異なる方向に開いた開口である。

外装体本体２１０は、さらに、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂを有している。ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、開口部２１４に向けて延びる長尺な部位である。本実施の形態では、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、底壁２１１からＺ軸方向（第二方向）に突出する凸部であり、当該凸部がＸ軸方向（第三方向）に延びている。ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、底壁２１１のＸ軸方向における一端から他端まで（外装体２００または外装体本体２１０の一端から他端まで）、連続してＸ軸方向（第三方向）に延びている。本実施の形態では、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、Ｘ軸方向から見て四角形状の、Ｘ軸方向に長い直方体形状の部位であるが、Ｘ軸方向から見て半円形状、半長円形状、半楕円形状、または、三角形状等、どのような形状でもよい。

外装体本体２１０は、Ｙ軸方向に並ぶ複数（本実施の形態では、５つ）のガイド部２１１ａと、複数のガイド部２１１ａのＹ軸方向両側に位置する２つのガイド部２１１ｂと、を有している。ガイド部２１１ａは、側壁２１２とは離間して配置され、ガイド部２１１ｂは、側壁２１２と接触した状態で配置される。本実施の形態では、ガイド部２１１ａは、底壁２１１と一体的に形成（一体化）されているが、底壁２１１と別体で構成されていてもよい。ガイド部２１１ｂは、底壁２１１及び側壁２１２と一体的に形成（一体化）されているが、底壁２１１及び側壁２１２と別体で構成されていてもよい。

ガイド部２１１ａは、Ｙ軸方向で隣り合う２つの蓄電素子群１００ａ（Ｙ軸方向で隣り合う２つの蓄電素子１００）の間に配置される（図６等参照）。ガイド部２１１ｂは、Ｙ軸方向端部の蓄電素子群１００ａ（Ｙ軸方向端部の蓄電素子１００）と側壁２１２との間に配置される（図６等参照）。つまり、Ｙ軸方向端部の蓄電素子群１００ａ（Ｙ軸方向端部の蓄電素子１００）は、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂの間に配置され、それ以外の蓄電素子群１００ａ（それ以外の蓄電素子１００）は、２つのガイド部２１１ａの間に配置される。このような構成により、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、蓄電素子群１００ａ（蓄電素子１００）を開口部２１４から外装体２００の内方（外装体本体２１０の内方）に案内するガイドとして機能する。

蓋体２２０は、外装体本体２１０の開口部２１４を塞ぐ蓋部材である。蓋体２２０は、ＹＺ平面に平行かつＹ軸方向に長い平板状かつ矩形状の、Ｘ軸方向から見て開口部２１４よりも大きいサイズの部材である。蓋体２２０は、外装体本体２１０のＸ軸プラス方向に配置されて、開口部２１４の全体を塞ぐ。蓋体２２０は、外装体本体２１０の底壁２１１と一対の側壁２１２とに接触した状態で、外装体本体２１０とボルト等によるネジ止め、溶接、接着等によって接合されることで、開口部２１４を塞ぐ。これにより、外装体２００は、開口部２０１が形成された箱形の部材となる。

［１．３ 蓄電装置１０の製造方法の説明］
次に、蓄電装置１０の製造方法のうち、複数の蓄電素子１００を外装体２００の内方に収容する工程を説明する。図４～図６は、本実施の形態に係る複数の蓄電素子１００を外装体２００の内方に収容する工程を示す図である。具体的には、図４は、第一蓄電素子１０１を外装体本体２１０の開口部２１４から挿入する工程を示している。図５は、第一蓄電素子１０１を外装体本体２１０に収容した後に、第二蓄電素子１０２を開口部２１４から挿入する工程を示している。図６は、全ての蓄電素子１００を外装体本体２１０に収容した後の状態を示している。

外装体本体２１０の開口部２１４は、複数の蓄電素子１００が通過可能な大きさに形成されているため、開口部２１４に複数の蓄電素子１００を通過させることで、複数の蓄電素子１００が開口部２１４から外装体本体２１０の内方に挿入され、外装体２００内に配置される。以下では、外装体２００内に配置される複数の蓄電素子１００のうちのＹ軸プラス方向端部に位置する蓄電素子１００を第一蓄電素子１０１と称し、第一蓄電素子１０１のＹ軸マイナス方向の隣りに位置する蓄電素子１００を第二蓄電素子１０２と称する。Ｘ軸方向に並ぶ複数（３つ）の第一蓄電素子１０１からなる蓄電素子群１００ａを第一蓄電素子群１０１ａと称し、Ｘ軸方向に並ぶ複数（３つ）の第二蓄電素子１０２からなる蓄電素子群１００ａを第二蓄電素子群１０２ａと称する。

つまり、複数の蓄電素子１００は、Ｙ軸方向（第一方向）に並ぶ第一蓄電素子１０１及び第二蓄電素子１０２を有している。複数の蓄電素子１００は、第一蓄電素子１０１を含むＸ軸方向（第三方向）に配列された複数の蓄電素子１００からなる蓄電素子群１００ａである第一蓄電素子群１０１ａを含んでいる。複数の蓄電素子１００は、さらに、第二蓄電素子１０２を含むＸ軸方向（第三方向）に配列された複数の蓄電素子１００からなる蓄電素子群１００ａである第二蓄電素子群１０２ａを含んでいる。第一蓄電素子１０１は、Ｚ軸方向（第二方向）から見てＸ軸方向（第三方向）に長い形状を有し、Ｚ軸方向（第二方向）から見てＸ軸方向（第三方向）に並ぶ一対の電極端子１５０を有している。開口部２１４は、第一蓄電素子１０１が通過可能な大きさに形成されている。第二蓄電素子１０２についても同様である。

図４に示すように、本実施の形態では、まず、外装体本体２１０の開口部２１４から第一蓄電素子１０１が挿入される。具体的には、第一蓄電素子１０１は、開口部２１４のＸ軸プラス方向から、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂの間に挿入されて、Ｘ軸マイナス方向に向けて移動することで、外装体本体２１０内に配置される。このようにして、図５に示すように、第一蓄電素子群１０１ａに含まれる全て（３つ）の第一蓄電素子１０１が、外装体本体２１０内に配置される。さらに、図５に示すように、第二蓄電素子１０２が、開口部２１４のＸ軸プラス方向から、２つのガイド部２１１ａの間に挿入されて、Ｘ軸マイナス方向に向けて移動することで、外装体本体２１０内に配置される。このようにして、図６に示すように、第二蓄電素子群１０２ａに含まれる全て（３つ）の第二蓄電素子１０２が、外装体本体２１０内に配置される等により、全ての蓄電素子群１００ａ（全ての蓄電素子１００）が、外装体本体２１０内に配置される。

このような構成により、複数の蓄電素子１００が外装体本体２１０の内方に配置された状態において、ガイド部２１１ａは、第一蓄電素子１０１及び第二蓄電素子１０２の間に配置される。ガイド部２１１ｂは、ガイド部２１１ａとで第一蓄電素子１０１を挟む位置に配置される。ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、Ｚ軸方向（第二方向）から見て一対の電極端子１５０の並び方向に延びるように配置される。ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、Ｚ軸方向（第二方向）から見て第一蓄電素子１０１（及び第二蓄電素子１０２）の長手方向に延びるように配置される。ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、蓄電素子群１００ａのＸ軸方向（第三方向）の一端部に位置する蓄電素子１００から他端部に位置する蓄電素子１００までに亘って延びるように配置される。つまり、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、蓄電素子群１００ａが有するＸ軸マイナス方向端部の蓄電素子１００からＸ軸プラス方向端部の蓄電素子１００までに亘って連続的に延びるように配置される。

その後、図１に示したように、蓋体２２０が外装体本体２１０に取り付けられて、開口部２１４が閉塞される。そして、複数の蓄電素子１００のＺ軸プラス方向にバスバーが配置されて、バスバーが複数の蓄電素子１００が有する電極端子１５０に接続（接合）される。

［２ 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、外装体２００は、Ｘ軸方向（第三方向）に向けて開口する、第一蓄電素子１０１が通過可能な開口部２１４と、Ｙ軸方向（第一方向）に並ぶ第一蓄電素子１０１及び第二蓄電素子１０２の間に配置され、開口部２１４に向けて延びるガイド部２１１ａと、を有している。このように、外装体２００に、第一蓄電素子１０１が通過可能な開口部２１４を設け、かつ、第一蓄電素子１０１及び第二蓄電素子１０２の間に、開口部２１４に向けて延びるガイド部２１１ａを設ける。これにより、外装体２００の開口部２１４から外装体２００の内方に、ガイド部２１１ａによって第一蓄電素子１０１を容易に挿入して、第一蓄電素子１０１を第二蓄電素子１０２と並ぶ位置に容易に配置できる。したがって、蓄電装置１０において、蓄電素子１００（第一蓄電素子１０１）を外装体２００内に容易に配置できる。

外装体２００において、ガイド部２１１ａを底壁２１１から突出させて形成することで、ガイド部２１１ａを外装体２００に容易に形成できる。

蓄電素子１００を底面１１５または電極端子１５０側から挿入する場合、２つの蓄電素子１００の底面１１５と電極端子１５０とが接触して短絡するおそれがある。このため、ガイド部２１１ａを、Ｚ軸方向（第二方向）から見て一対の電極端子１５０の並び方向に延びるように配置する。これにより、第一蓄電素子１０１を一対の電極端子１５０の並び方向に挿入できるため、第一蓄電素子１０１及び第二蓄電素子１０２の底面１１５と電極端子１５０とが接触し難い。したがって、２つの蓄電素子１００の底面１１５と電極端子１５０とが接触して短絡するのを抑制することができる。

ガイド部２１１ａを、Ｚ軸方向（第二方向）から見て第一蓄電素子１０１の長手方向に延びるように配置することで、第一蓄電素子１０１を当該長手方向に向けて挿入できる。これにより、第一蓄電素子１０１を、当該長手方向における一端部を把持して他端部から挿入できるため、第一蓄電素子１０１を外装体２００内に容易に挿入できる。

ガイド部２１１ａを、蓄電素子群１００ａのＸ軸方向（第三方向）の両端部に位置する蓄電素子１００に亘って延びるように配置することで、ガイド部２１１ａによって蓄電素子群１００ａを外装体２００内に容易に挿入できる。

第一蓄電素子１０１が複数の蓄電素子１００のＹ軸方向端部に配置される場合でも、ガイド部２１１ｂを設け、ガイド部２１１ａとガイド部２１１ｂとで第一蓄電素子１０１を案内する。これにより、外装体２００の開口部２１４から外装体２００の内方に第一蓄電素子１０１を容易に挿入できるため、第一蓄電素子１０１を外装体２００内に容易に配置できる。特に、ガイド部２１１ｂを設けることで、第一蓄電素子１０１を外装体２００内に挿入する際に第一蓄電素子１０１が外装体２００の側壁２１２と擦れたり、第一蓄電素子１０１と外装体２００の側壁２１２との間で熱がこもったりするのを抑制できる。

外装体２００が蓋体２２０を有することで、蓄電素子１００を外装体２００内に配置した後に、蓄電素子１００が外装体２００からはみ出るのを抑制でき、蓄電素子１００を外装体２００内に安定的に配置できる。

上記において、ガイド部２１１ａについての効果の説明は、ガイド部２１１ｂについても同様に適用できる。第一蓄電素子１０１についての効果の説明も、第二蓄電素子１０２等の他の蓄電素子１００についても同様に適用できる。

［３ 変形例の説明］
以上、本発明の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り、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）
上記実施の形態において、蓄電素子１００の側方にスペーサが配置されてもよい、図７は、本実施の形態の変形例１に係る蓄電装置１１の構成を示す斜視図である。具体的には、図７は、図６に対応する図である。

図７に示すように、本変形例における蓄電装置１１は、蓄電素子１００の側方にスペーサ３００を備えている。本変形例の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。

スペーサ３００は、Ｙ軸方向において蓄電素子１００と並んで配置され、蓄電素子１００と他の部材とを絶縁及び／又は断熱する、ＸＺ平面に平行な平板状かつ矩形状の部材である。スペーサ３００は、蓄電素子１００のＹ軸プラス方向またはＹ軸マイナス方向に配置されて、蓄電素子１００同士または蓄電素子１００と外装体２００とを絶縁及び／又は断熱する絶縁板または断熱板である。具体的には、Ｙ軸プラス方向端部に位置するスペーサ３００は、Ｙ軸プラス方向端部に位置する蓄電素子１００と外装体本体２１０のＹ軸プラス方向の側壁２１２との間に配置される。Ｙ軸マイナス方向端部に位置するスペーサ３００は、Ｙ軸マイナス方向端部に位置する蓄電素子１００と外装体本体２１０のＹ軸マイナス方向の側壁２１２との間に配置される。言い換えれば、スペーサ３００は、第一蓄電素子１０１及び第二蓄電素子１０２の間、及び、第一蓄電素子１０１及び側壁２１２の間等に配置される。スペーサ３００は、外装体２００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、または、マイカ等の断熱性を有する部材等により形成できる。

スペーサ３００は、Ｚ軸方向（第二方向）においては、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂと並んで配置される。つまり、スペーサ３００は、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂのＺ軸プラス方向に配置され、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂに接触した状態で支持される。本変形例では、スペーサ３００のＹ軸方向における厚みは、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂのＹ軸方向における厚みと同じであるが、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂと異なる厚みでもよい。

本変形例では、スペーサ３００は、蓄電素子１００とＹ軸方向に交互に並んで配置されているが、いずれかのスペーサ３００が配置されない構成でもよい。全てのスペーサ３００が同じ材質の部材で形成されていてもよいし、いずれかのスペーサ３００が異なる材質の部材で形成されていてもよい。Ｘ軸方向に並ぶ複数のスペーサ３００が繋がって（一体化されて）いてもよい。

以上のように、本変形例に係る蓄電装置１１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、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂを、Ｚ軸方向においてスペーサ３００と並んで配置することで、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂを、スペーサ３００の支持部として活用することができる。言い換えれば、２つの蓄電素子１００の間及び蓄電素子１００と側壁２１２との間にスペーサ３００を配置することで形成される空間を利用して、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂを配置できる。これにより、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂを配置することで外装体２００のサイズが大きくなるのを抑制できる。

（その他の変形例）
上記実施の形態では、蓄電素子１００は、Ｙ軸方向に扁平な（Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に長い）直方体形状を有していることとしたが、蓄電素子１００の大きさ及び形状は特に限定されない。蓄電素子１００は、Ｙ軸方向に扁平な（Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に長い）、長円柱形状、楕円柱形状、直方体以外の多角柱形状等でもよい。蓄電素子１００は、Ｙ軸方向から傾いた方向に扁平な形状でもよいし、Ｘ軸方向に扁平な（Ｚ軸方向から見てＹ軸方向に長い）形状でもよいし、Ｚ軸方向に扁平な形状でもよい。蓄電素子１００は、扁平形状ではなく、Ｚ軸方向から見て円形の円柱形状（円筒形、円筒型）でもよいし、Ｚ軸方向から見て正方形の直方体形状等でもよい。

上記実施の形態では、蓄電素子１００が有する一対の電極端子１５０は、Ｘ軸方向に並んで配置されていることとしたが、Ｘ軸方向からＺ軸方向に傾いた方向、または、Ｚ軸方向に並んで配置されていてもよい。一対の電極端子１５０は、Ｘ軸方向からＹ軸方向に傾いた方向、または、Ｙ軸方向に並んで配置されていてもよい。

上記実施の形態では、外装体本体２１０は、Ｚ軸プラス方向に開口した開口部２０１を有していることとしたが、開口部２０１を有していない（開口部２０１が上壁で塞がれた）構成でもよい。

上記実施の形態では、外装体本体２１０は、底壁２１１と一対の側壁２１２と側壁２１３とを一体的に有していることとしたが、いずれかの壁が別体で構成されていてもよい。外装体本体２１０は、一対の側壁２１２及び側壁２１３のうちのいずれかの側壁を有していなくてもよい。外装体２００は、蓋体２２０を有していなくてもよい。

上記実施の形態では、外装体本体２１０のガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、開口部２１４に向けてＸ軸方向に延びていることとしたが、Ｘ軸方向からＺ軸プラス方向またはＺ軸マイナス方向に傾いた方向に延びていてもよい。ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、Ｘ軸方向からＹ軸プラス方向またはＹ軸マイナス方向に傾いた方向に延びていてもよい。

上記実施の形態では、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、Ｘ軸方向における底壁２１１の一端から他端まで（外装体２００または外装体本体２１０の一端から他端まで）連続して延びているが、これには限定されない。ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、底壁２１１のＸ軸方向における一端から他端まで断続的に延びていてもよいし、底壁２１１のＸ軸方向における一端から他端までのうちの一部（中央部または端部等）にしか配置されていなくてもよい。つまり、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、蓄電素子群１００ａのＸ軸方向の両端部に位置する２つの蓄電素子１００に亘って延びることには限定されない。

上記実施の形態では、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、Ｚ軸方向から見て一対の電極端子１５０の並び方向に延びることとしたが、Ｚ軸方向から見て、当該並び方向から傾いた方向、または、当該並び方向と直交する方向に延びていてもよい。ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、Ｚ軸方向から見て蓄電素子１００の長手方向に延びることとしたが、Ｚ軸方向から見て、当該長手方向から傾いた方向、または、当該長手方向と直交する方向に延びていてもよい。

上記実施の形態では、ガイド部２１１ａ及び２１１ｂは、外装体本体２１０の底壁２１１からＺ軸方向に突出する凸部であることとしたが、底壁２１１と離間して配置された長尺な部材であってもよい。

上記実施の形態では、外装体本体２１０の開口部２１４は、全ての蓄電素子１００が通過可能な大きさの開口であることとしたが、少なくとも１つの蓄電素子１００が通過可能な大きさであればよい。つまり、開口部２１４は、外装体本体２１０のＸ軸プラス方向の面の全面が開口しているのではなく、外装体本体２１０のＸ軸プラス方向の面の一部が開口した開口部であってもよい。つまり、外装体本体２１０がＸ軸プラス方向にも側壁を有しており、開口部２１４は、当該側壁に形成された、少なくとも１つの蓄電素子１００が通過可能な開口であってもよい。

上記実施の形態では、複数の蓄電素子１００を外装体本体２１０内に挿入した後に、複数の蓄電素子１００をバスバーで接続することとしたが、複数の蓄電素子１００をバスバーで接続した状態で外装体本体２１０内に挿入してもよい。この場合、蓄電素子１００が有する電極端子１５０は、開口部２０１に向けて突出していなくてもよい。

上記実施の形態では、外装体本体２１０の開口部２０１及び開口部２１４は、繋がっていることとしたが、開口部２０１及び開口部２１４の間に仕切りが設けられていてもよい。

上記実施の形態において、複数のガイド部２１１ａのうちのいずれかのガイド部２１１ａが設けられていなくてもよい。２つのガイド部２１１ｂの一方または双方が設けられていなくてもよい。

上記実施の形態において、蓄電素子群１００ａに含まれる複数の蓄電素子１００が拘束部材（エンドプレート、サイドプレート等）で拘束されていてもよい。つまり、当該拘束部材によって一体化された蓄電素子群１００ａが、外装体本体２１０内に挿入されてもよい。蓄電素子群１００ａは、１つの蓄電素子１００しか有していなくてもよい。

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。

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、１１ 蓄電装置
１００ 蓄電素子
１００ａ 蓄電素子群
１０１ 第一蓄電素子
１０１ａ 第一蓄電素子群
１０２ 第二蓄電素子
１０２ａ 第二蓄電素子群
１１０ 容器
１１１、１１２ 長側面
１１３、１１４ 短側面
１１５ 底面
１１６ 端子配置面
１２０ 容器本体
１３０ 容器蓋部
１５０ 電極端子
１６０ 電極体
１７０ 集電体
２００ 外装体
２０１、２１４ 開口部
２１０ 外装体本体
２１１ 底壁
２１１ａ、２１１ｂ ガイド部
２１２、２１３ 側壁
２２０ 蓋体
３００ スペーサ

Claims (5)

1. 複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子が収容される外装体と、を備える蓄電装置であって、
   前記複数の蓄電素子は、第一方向に並ぶ第一蓄電素子及び第二蓄電素子を有し、
   前記外装体は、
   前記第一方向と直交する第二方向において、前記複数の蓄電素子と対向する底壁と、
   前記第一方向及び前記第二方向と直交する第三方向に向けて開口する開口部であって、前記第一蓄電素子が通過可能な開口部と、
   前記第一蓄電素子及び前記第二蓄電素子の間に配置され、前記開口部に向けて延びるガイド部と、を有する
   蓄電装置。
2. 前記ガイド部は、前記底壁から前記第二方向に突出する凸部である
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記第一蓄電素子は、前記第二方向から見て前記第三方向に並ぶ一対の電極端子を有し、
   前記ガイド部は、前記第二方向から見て前記一対の電極端子の並び方向に延びる
   請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 前記第一蓄電素子は、前記第二方向から見て第三方向に長い形状を有し、
   前記ガイド部は、前記第二方向から見て前記第一蓄電素子の長手方向に延びる
   請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記複数の蓄電素子は、前記第一蓄電素子を含む前記第三方向に配列された複数の蓄電素子からなる蓄電素子群を含み、
   前記ガイド部は、前記蓄電素子群の前記第三方向の一端部に位置する蓄電素子から他端部に位置する蓄電素子までに亘って延びる
   請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電装置。

Images