JP2023136602A - 蓄電装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】組立性を向上できる蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置1は、蓄電素子100と、蓄電素子100を第一方向で挟む第一スペーサ201及び第二スペーサ202と、を備え、第一スペーサ201は、第一方向の一方側に突出し、第一方向と交差する第二方向において蓄電素子100と対向して配置される第一スペーサ壁部220を有し、第二スペーサ202は、第一方向の他方側に突出し、第二方向において第一スペーサ壁部220と対向して配置される第二スペーサ壁部230を有し、第二スペーサ壁部230は、第一スペーサ壁部220に向けて変形した状態で配置される。【選択図】図8

Description

本発明は、蓄電素子と、蓄電素子を挟む一対のスペーサとを備える蓄電装置に関する。
従来、蓄電素子と、蓄電素子を挟む一対のスペーサ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、複数の二次電池(蓄電素子)と、二次電池を挟む複数のセパレータ(スペーサ)とを備える電池パック(蓄電装置)が開示されている。この電池パック(蓄電装置)は、複数のセパレータ(スペーサ)のうちの一のセパレータの第1壁と、一のセパレータと隣接するセパレータの第2壁とが、幅方向に互いに重なり合うように配置される。
特開2020-107458号公報
上記従来のような構成の蓄電装置では、蓄電素子を挟む一対のスペーサを配置し難い場合がある。上記特許文献1に開示された蓄電装置では、蓄電素子を挟む一対のスペーサは、第1壁と第2壁とが幅方向に互いに重なり合うように配置されるため、当該一対のスペーサを配置する際に第1壁と第2壁とが接触してしまい、当該一対のスペーサを配置し難い場合がある。これにより、蓄電装置の組立性が悪化するおそれがある。
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、組立性を向上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、前記蓄電素子を第一方向で挟む第一スペーサ及び第二スペーサと、を備え、前記第一スペーサは、前記第一方向の一方側に突出し、前記第一方向と交差する第二方向において前記蓄電素子と対向して配置される第一スペーサ壁部を有し、前記第二スペーサは、前記第一方向の他方側に突出し、前記第二方向において前記第一スペーサ壁部と対向して配置される第二スペーサ壁部を有し、前記第二スペーサ壁部は、前記第一スペーサ壁部に向けて変形した状態で配置される。
本発明における蓄電装置によれば、組立性を向上できる。
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装置が備える蓄電ユニットが有する蓄電素子及びスペーサを示す分解斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の構成を示す斜視図である。 実施の形態に係るスペーサの構成を示す斜視図及び正面図である。 実施の形態に係るスペーサの構成を示す斜視図、背面図及び側面図である。 実施の形態に係る第一スペーサ、第二スペーサ及び第三スペーサの構成を示す斜視図である。 実施の形態に係る第一スペーサ、第二スペーサ及び第三スペーサの構成を示す断面図である。 実施の形態に係る第一スペーサ、第二スペーサ及び第三スペーサのスペーサ壁部が変形した状態での構成を示す断面図である。 実施の形態に係る第二スペーサのスペーサ壁部が第一スペーサのスペーサ壁部に対して変形する過程の一例を示す断面図である。 実施の形態の変形例に係る第一スペーサ、第二スペーサ及び第三スペーサのスペーサ壁部が変形した状態での構成を示す断面図である。
本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、前記蓄電素子を第一方向で挟む第一スペーサ及び第二スペーサと、を備え、前記第一スペーサは、前記第一方向の一方側に突出し、前記第一方向と交差する第二方向において前記蓄電素子と対向して配置される第一スペーサ壁部を有し、前記第二スペーサは、前記第一方向の他方側に突出し、前記第二方向において前記第一スペーサ壁部と対向して配置される第二スペーサ壁部を有し、前記第二スペーサ壁部は、前記第一スペーサ壁部に向けて変形した状態で配置される。
これによれば、蓄電装置は、蓄電素子を挟む第一スペーサ及び第二スペーサを備え、第二スペーサは、第一スペーサの第一スペーサ壁部と対向する第二スペーサ壁部を有し、第二スペーサ壁部は、第一スペーサ壁部に向けて変形した状態で配置される。つまり、第二スペーサ壁部が第一スペーサ壁部から離れた状態で第一スペーサ及び第二スペーサを配置し、第一スペーサ及び第二スペーサの配置後に、第二スペーサ壁部を第一スペーサ壁部に向けて変形させる。このように、第二スペーサ壁部が第一スペーサ壁部から離れた状態で第一スペーサ及び第二スペーサを配置できるため、第一スペーサ及び第二スペーサを配置する際に、第一スペーサ壁部と第二スペーサ壁部とが接触するのを抑制できる。これにより、第一スペーサ及び第二スペーサを容易に配置できるため、蓄電装置の組立性を向上できる。
前記第二スペーサ壁部は、前記第一スペーサ壁部から離れる向きに突出する突出部を有してもよい。
これによれば、第二スペーサの第二スペーサ壁部が、第一スペーサの第一スペーサ壁部から離れる向きに突出する突出部を有することで、突出部を押すことで、第二スペーサ壁部を第一スペーサ壁部に向けて容易に変形できる。これにより、第二スペーサ壁部を、容易に、第一スペーサ壁部に向けて変形した状態で配置できる。
前記突出部は、前記第二方向の端面に、前記第二方向に傾斜した傾斜面を有してもよい。
これによれば、第二スペーサの第二スペーサ壁部の突出部の端面に傾斜面が形成されていることで、傾斜面を押すことで、第二スペーサ壁部を変形できる。これにより、突出部を第二方向から押すのが難しい場合でも、傾斜面を押すことで、第二スペーサ壁部を第一スペーサ壁部に向けて容易に変形できる。
前記第一スペーサ壁部及び前記第二スペーサ壁部の一方は、他方に向けて前記第二方向に突出する凸部を有し、前記他方は、前記凸部が挿入される開口部を有する、としてもよい。
これによれば、第一スペーサ壁部及び第二スペーサ壁部の一方の凸部が他方の開口部に挿入されることで、第一スペーサ壁部及び第二スペーサ壁部を互いに位置決めできる。これにより、第一スペーサ及び第二スペーサを互いに位置決めできるため、第一スペーサ及び第二スペーサを容易に配置できる。
前記第二スペーサ壁部に設けられた前記凸部または前記開口部は、前記第一方向において、前記第二スペーサ壁部のうちの根元よりも先端に近い位置に配置されてもよい。
これによれば、第二スペーサ壁部の先端寄りに凸部または開口部が形成されていることで、第二スペーサ壁部の変形前においては、凸部を開口部から離して配置できるため、凸部が開口部またはその近傍に接触してしまうのを抑制できる。これにより、第一スペーサ及び第二スペーサを配置する際に、第一スペーサ壁部と第二スペーサ壁部とが接触するのを抑制できる。
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、または、蓄電ユニットの並び方向を、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)、蓄電ユニットが有する複数の蓄電素子の並び方向、または、蓄電ユニットが有する蓄電素子とスペーサとの並び方向を、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、ケースのケース本体と蓋体との並び方向、ケース本体の開口及び底壁の対向方向、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。X軸方向の一方側及び他方側という場合は、X軸プラス方向及びX軸マイナス方向のうちの一方及び他方を示す。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、X軸方向を第二方向とも呼ぶ。Y軸プラス方向を第一方向の一方側とも呼び、Y軸マイナス方向を第一方向の他方側とも呼ぶ。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1の説明]
まず、本実施の形態における蓄電装置1の概略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1の構成を示す斜視図である。図1では、蓄電装置1において、ケース300のケース本体310から蓋体320を取り外した状態を示している。これにより、図1では、ケース300の内方に配置される2つの蓄電ユニット10が図示されている。図2は、本実施の形態に係る蓄電装置1が備える蓄電ユニット10が有する蓄電素子100及びスペーサ200を示す分解斜視図である。図2は、蓄電ユニット10が有する構成要素を分解し、そのうちの2つの蓄電素子100及び3つのスペーサ200(スペーサ200a)を図示している。図1では、スペーサ200aは、上方に突出した部位を有しているが、図2では、説明の便宜のため、スペーサ200aの当該上方に突出した部位の図示は省略している。図4以降についても同様である。
蓄電装置1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1は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される。蓄電装置1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1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1は、蓄電ユニット10と、蓄電ユニット10を収容するケース300と、を備えている。蓄電装置1は、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)等も備えているが、それらの図示及び説明は省略する。蓄電装置1は、上記の構成要素の他、蓄電ユニット10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。
蓄電ユニット10は、複数の蓄電素子100を有する電池モジュール(組電池)である。蓄電ユニット10は、複数の蓄電素子100が、スペーサ200と交互にY軸方向(第一方向)に並べられることで、Y軸方向に長い略直方体形状を有している。本実施の形態では、X軸方向に並ぶ2つの蓄電ユニット10が、ケース300の内方に収容されている。蓄電ユニット10は、複数の蓄電素子100と、複数のスペーサ200(200a、200b及び200c)と、を有している。蓄電ユニット10は、蓄電素子100を直列または並列に接続するバスバー、バスバーを保持するバスバーフレーム、及び、蓄電素子100と外部端子とを接続するバスバー等も備えているが、それらの図示は省略する。バスバーは、全ての蓄電素子100を直列に接続してもよいし、いずれかの蓄電素子100を並列に接続してから直列に接続してもよいし、全ての蓄電素子100を並列に接続してもよい。
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、Y軸方向に扁平な直方体形状(角形、角型)を有している。本実施の形態では、複数の蓄電素子100がY軸方向に並んで配列されているが、配列される蓄電素子100の個数は特に限定されず、1個でもよいし、数十個でもよいし、それ以上でもよい。蓄電素子100の大きさ及び形状も特に限定されず、長円柱形状、楕円柱形状、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、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。
スペーサ200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、Y軸方向に扁平な部材である。スペーサ200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とケース300とを絶縁及び/又は断熱する絶縁板または断熱板である。スペーサ200は、蓄電素子100のX軸方向両側及びZ軸方向両側に壁部を有することで、蓄電素子100を保持し、蓄電素子100の位置決めを行うホルダの機能を有している。
スペーサ200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、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、マイカ等の断熱性を有する部材等により形成されている。
以下では、蓄電ユニット10のY軸方向中央位置(中央位置の2つの蓄電素子100の間)に配置されるスペーサ200を、スペーサ200bとも称する。蓄電ユニット10のY軸方向両端部(端部の蓄電素子100とケース300との間)に配置されるスペーサ200を、スペーサ200cとも称する。スペーサ200bとスペーサ200cとの間(中央位置以外の2つの蓄電素子100の間)に配置されるスペーサ200を、スペーサ200aとも称する。スペーサ200a、200b及び200cは、蓄電素子100と交互に配置される。図2では、蓄電素子100とスペーサ200aとが交互に配置された構成を示しているが、蓄電素子100とスペーサ200b及びスペーサ200cとについても同様に交互に配置される。
具体的には、図2に示すように、スペーサ200aは、スペーサ200aのY軸方向両側に配置される2つの蓄電素子100のX軸方向両側及びZ軸方向両側に壁部を有し、当該2つの蓄電素子100を保持する中間スペーサ(中間ホルダ)である。同様に、スペーサ200bは、スペーサ200bのY軸方向両側に配置される2つの蓄電素子100のX軸方向両側及びZ軸方向両側に壁部を有し、当該2つの蓄電素子100を保持するセンタープレート(センタースペーサまたはセンターホルダ)である。スペーサ200bは、Y軸方向に長い蓄電ユニット10の剛性を高める機能を有している。スペーサ200cは、スペーサ200cのY軸方向片側に配置される1つの蓄電素子100のX軸方向両側及びZ軸方向両側に壁部を有し、当該1つの蓄電素子100を保持するエンドスペーサ(エンドホルダ)である。
つまり、蓄電ユニット10のY軸方向中央部に位置する蓄電素子100は、スペーサ200a及びスペーサ200bに保持される。蓄電ユニット10のY軸方向端部に位置する蓄電素子100は、スペーサ200a及びスペーサ200cに保持される。それ以外の蓄電素子100は、2つのスペーサ200aに保持される。全てのスペーサ200(スペーサ200a、200b及び200c)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200が異なる材質の部材で形成されていてもよい。
ケース300は、蓄電装置1の外装体(外殻)を構成する略直方体形状(箱形)の容器である。ケース300は、蓄電ユニット10の外方に配置され、蓄電ユニット10を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。ケース300は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、鉄、メッキ鋼板等の金属製の部材によって形成された金属ケースである。本実施の形態では、ケース300は、アルミニウムのダイカスト(アルミダイカスト)により形成されている。ケース300は、蓄電ユニット10が有するスペーサ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で形成されていてもよい。
図1に示すように、ケース300は、ケース300の本体を構成するケース本体310と、ケース300の蓋体を構成する蓋体320と、を有している。ケース本体310は、Z軸プラス方向に開口310aが形成されたハウジング(筐体)であり、蓄電ユニット10(蓄電素子100並びにスペーサ200(スペーサ200a、200b及び200c))を収容する。蓋体320は、ケース本体310の開口310aを塞ぐ扁平な矩形状の部材である。ケース本体310には、X軸方向に並ぶ2つの矩形状の開口310aが形成されており、それぞれの開口310aから蓄電ユニット10が挿入された後に、ケース本体310と蓋体320とが、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。これにより、ケース300は、内部が密閉(密封)された構造となる。ケース本体310または蓋体320には、外部端子(正極外部端子及び負極外部端子)の端子台が取り付けられ、当該端子台に外部端子が配置されていてもよい。
次に、蓄電素子100、及び、スペーサ200aの構成について、詳細に説明する。
[1.1 蓄電素子100の説明]
図3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。図3は、図2に示した蓄電素子100を拡大して示している。蓄電ユニット10が有する複数の蓄電素子100は、全て同様の構成を有するため、図3では、1つの蓄電素子100を示し、かつ、以下では、1つの蓄電素子100の構成について詳細に説明する。
図3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140と、を有している。容器110の内方には、電極体と、一対(正極及び負極)の集電体と、電解液(非水電解質)とが収容され、電極端子140及び集電体と容器110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、電極体の側方に配置されるスペーサ、電極体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131、及び、容器110内方に電解液を注液するための注液部(図示せず)等が設けられている。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、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)される。容器110は、Y軸方向両側の側面に一対の長側面111を有し、X軸方向両側の側面に一対の短側面112を有し、Z軸マイナス方向側に底面113を有している。長側面111は、容器110の長側面を形成する矩形状の平面部であり、隣り合うスペーサ200とY軸方向において対向して配置される。長側面111は、短側面112及び底面113に隣接し、短側面112よりも面積が大きい。短側面112は、容器110の短側面を形成する矩形状の平面部であり、スペーサ200の壁部及びケース300とX軸方向において対向して配置される。短側面112は、長側面111及び底面113に隣接し、長側面111よりも面積が小さい。底面113は、容器110の底面を形成する矩形状の平面部であり、スペーサ200の壁部及びケース300の底壁とZ軸方向において対向して配置される。底面113は、長側面111及び短側面112に隣接して配置される。
電極端子140は、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、電極端子140は、容器蓋部130の上面(端子配置面)からZ軸プラス方向に突出した状態で配置される。電極端子140は、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140は、電極体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140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。本実施の形態では、電極体は、極板(正極板及び負極板)がY軸方向に積層されて形成されている。電極体は、極板(正極板及び負極板)が巻回されて形成された巻回型の電極体、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)の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体等、どのような形態の電極体でもよい。
集電体は、電極端子140と電極体とに電気的及び機械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。正極集電体は、電極体の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、電極体の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。
[1.2 スペーサ200aの説明]
次に、スペーサ200a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スペーサ200aの構成を示す斜視図及び正面図である。具体的には、図4の(a)は、図2に示したスペーサ200aを拡大して示す斜視図である。図4の(b)は、スペーサ200aのX軸プラス方向端部をY軸マイナス方向から見た場合の構成を示す正面図である。図4の(c)は、スペーサ200aのX軸プラス方向端部をX軸マイナス方向から見た場合の構成を示す斜視図である。図5は、本実施の形態に係るスペーサ200aの構成を示す斜視図、背面図及び側面図である。具体的には、図5の(a)は、スペーサ200aをY軸プラス方向から見た場合の構成を示す斜視図である。図5の(b)は、スペーサ200aのX軸方向両端部をY軸プラス方向から見た場合の構成を示す背面図である。図5の(c)は、スペーサ200aのX軸プラス方向端部のZ軸方向中央部をX軸プラス方向から見た場合の構成を示す側面図である。蓄電ユニット10が有する複数のスペーサ200aは、全て同様の構成を有するため、図4及び図5では、1つのスペーサ200aを示し、かつ、以下では、1つのスペーサ200aの構成について詳細に説明する。
図4及び図5に示すように、スペーサ200aは、X軸方向における両端部が同様の形状を有している。つまり、スペーサ200aは、中心位置を通りYZ平面に平行な面に対して対称となる形状を有している。スペーサ200aは、スペーサ本体210と、スペーサ壁部220~250と、を有している。
スペーサ本体210は、スペーサ200aの本体部を構成する平板状かつ矩形状の部位であり、XZ平面に平行に配置されている。本実施の形態では、スペーサ本体210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、蓄電素子100の容器110の長側面111の全面を覆うように、Y軸方向において長側面111と対向し、かつ、長側面111に接触した状態で配置される。スペーサ本体210は、蓄電素子100のZ軸方向両側及びX軸方向両側に配置される壁部211~216を有している。
壁部211は、スペーサ本体210のZ軸プラス方向端部において、X軸方向両端部からY軸方向両側に突出する平板状の部位であり、XY平面に平行に配置されている。壁部211は、蓄電素子100の容器蓋部130のX軸方向両端部のZ軸プラス方向に、Z軸方向において容器蓋部130と対向して配置される。壁部212は、スペーサ本体210のZ軸マイナス方向端部において、X軸方向の一端から他端までに亘ってX軸方向に延び、かつ、Y軸方向両側に突出する平板状の部位であり、XY平面に平行に配置されている。壁部212は、蓄電素子100の容器110の底面113のZ軸マイナス方向に、Z軸方向において底面113と対向して配置される。
壁部213は、スペーサ本体210のZ軸プラス方向端部において、X軸方向両端部からY軸方向両側に突出する平板状の部位であり、YZ平面に平行に配置されている。壁部213は、蓄電素子100の容器110の短側面112のZ軸プラス方向端部のX軸方向に、X軸方向において短側面112と対向して配置される。壁部214は、スペーサ本体210のZ軸マイナス方向端部において、X軸方向両端部からY軸方向両側に突出する平板状の部位であり、YZ平面に平行に配置されている。壁部214は、蓄電素子100の容器110の短側面112のZ軸マイナス方向端部のX軸方向に、X軸方向において短側面112と対向して配置される。このように、壁部211~214は、蓄電素子100のZ軸方向両端部及びX軸方向両端部に位置する蓄電素子100の4つの角部を覆うように配置される。これにより、スペーサ200aは、蓄電素子100を保持する。
壁部215は、スペーサ本体210のX軸方向両端部において、壁部213から壁部214までに亘ってZ軸方向に延びる、Y軸プラス方向に突出したYZ平面に平行な平板状の部位である。壁部215は、スペーサ本体210のY軸プラス方向に位置する蓄電素子100の容器110の短側面112のX軸方向両側に、X軸方向において短側面112と対向して配置される。壁部216は、壁部215からスペーサ壁部220または240までに亘ってX軸方向に延びる、Y軸プラス方向に突出したXY平面に平行な平板状の部位である。スペーサ壁部220及び240のそれぞれについて、複数(本実施の形態では、3つ)の壁部216が、Z軸方向に並んで配置されている。複数の壁部216は、X軸方向の長さが異なっている。具体的には、複数の壁部216のうちのZ軸プラス方向に位置する壁部216の方が、Z軸マイナス方向に位置する壁部216よりもX軸方向の長さが長くなっている。
スペーサ壁部220は、スペーサ本体210のX軸プラス方向端部からY軸プラス方向(第一方向の一方側)に突出するYZ平面に略平行な板状の部位であり、スペーサ本体210のZ軸方向における一端部から他端部までに亘って配置されている。本実施の形態では、スペーサ壁部220は、X軸プラス方向の壁部213及び214よりもX軸プラス方向に配置されている。スペーサ壁部220は、Z軸プラス方向に向かうほどYZ平面からX軸プラス方向に傾斜するように、YZ平面からX軸方向に少し傾いた姿勢で配置されている(図5の(b)等参照)。スペーサ壁部220は、スペーサ本体210のY軸プラス方向に位置する蓄電素子100の容器110が有するX軸プラス方向の短側面112に沿って、X軸方向(第一方向と交差する第二方向)において蓄電素子100の当該短側面112と対向して配置される。
スペーサ壁部220は、開口部221を有している。開口部221は、スペーサ壁部220をX軸方向に貫通する貫通孔である。具体的には、開口部221は、Y軸方向に長く、かつ、Y軸プラス方向に向かうほどZ軸方向の幅が小さくなる貫通孔である(図5の(c)等参照)。具体的には、開口部221は、Z軸方向の幅が、後述のスペーサ壁部230の凸部232のZ軸方向の幅よりも、Y軸マイナス方向端部においては大きく、Y軸プラス方向端部においては小さく形成されている。本実施の形態では、スペーサ壁部220のZ軸方向中央部に、Z軸方向に並ぶ2つの開口部221が形成されている。
スペーサ壁部230は、スペーサ本体210のX軸プラス方向端部からY軸マイナス方向(第一方向の他方側)に突出するYZ平面に略平行な板状の部位であり、スペーサ本体210のZ軸方向における一端部から他端部までに亘って配置されている。本実施の形態では、スペーサ壁部230は、Y軸方向から見てスペーサ壁部220よりもX軸プラス方向に配置されている。スペーサ壁部230は、Z軸プラス方向に向かうほどYZ平面からX軸プラス方向に傾斜するように、YZ平面からX軸方向に少し傾いた姿勢で配置されている(図4の(b)等参照)。つまり、スペーサ壁部230は、スペーサ壁部220と平行に配置されている。スペーサ壁部230は、スペーサ本体210のY軸マイナス方向に位置する蓄電素子100の容器110が有するX軸プラス方向の短側面112に沿って、X軸方向(第二方向)において蓄電素子100の当該短側面112と対向して配置される。
スペーサ壁部230は、突出部231と、凸部232と、を有している。突出部231は、スペーサ壁部230のY軸マイナス方向端部からX軸プラス方向に突出し、スペーサ壁部230のZ軸方向における一端部から他端部までに亘ってZ軸方向に延びる、XZ平面に平行な板状の部位である。突出部231は、X軸方向(第二方向)の端面に、X軸方向(第二方向)に傾斜した第一傾斜面231a及び第二傾斜面231bを有している。
第一傾斜面231a及び第二傾斜面231bは、Z軸プラス方向に向かうほどX軸プラス方向に傾斜する傾斜面であり、第二傾斜面231bの方が第一傾斜面231aよりも大きく傾斜している。具体的には、突出部231が設けられたスペーサ壁部230がX軸方向に傾斜しているため、突出部231のうちのX軸方向の幅が同じ部分のX軸プラス方向の端面が、第一傾斜面231aとなっている。第二傾斜面231bは、第一傾斜面231aのZ軸マイナス方向に位置し、突出部231のうちのZ軸マイナス方向に向かうほどX軸方向の幅が小さくなる部分のX軸プラス方向の端面である。第二傾斜面231bのZ軸方向の長さは特に限定されないが、本実施の形態では、突出部231のZ軸方向の長さの1/3~1/5程度の長さである。本実施の形態では、第一傾斜面231a及び第二傾斜面231bは、傾斜した平面であるが、傾斜した曲面でもよい。
凸部232は、スペーサ壁部230のX軸マイナス方向の面から、X軸マイナス方向に突出する突起である。凸部232は、X軸方向から見て円形状(つまり円柱形状)の突起である。本実施の形態では、スペーサ壁部230のZ軸方向中央部に、Z軸方向に並ぶ2つの凸部232が形成されている。凸部232は、Z軸方向における位置(高さ)が、スペーサ壁部220の開口部221と同じであり、かつ、Y軸方向から見て開口部221よりもX軸プラス方向に位置するように配置されている(図7参照)。凸部232は、Z軸方向の大きさが、スペーサ壁部220の開口部221のY軸マイナス方向端部よりも小さく、開口部221のY軸プラス方向端部よりも大きい。凸部232は、Y軸方向(第一方向)において、スペーサ壁部230のうちの根元よりも先端に近い位置に配置される。本実施の形態では、凸部232は、スペーサ壁部230のY軸マイナス方向端部に配置される。つまり、凸部232は、突出部231に近い位置、具体的には、X軸方向から見て突出部231と少なくとも一部が重なる位置に配置される(図7の(a)参照)。
スペーサ壁部240は、スペーサ本体210のX軸マイナス方向端部からY軸プラス方向(第一方向の一方側)に突出するYZ平面に略平行な板状の部位であり、スペーサ本体210のZ軸方向における一端部から他端部までに亘って配置されている。スペーサ壁部240は、スペーサ壁部220と同様の形状を有しており、スペーサ壁部220の開口部221と同様の開口部241を有している。上述の通り、スペーサ200aは、中心位置を通りYZ平面に平行な面に対して対称となる形状を有しているため、スペーサ壁部240は、スペーサ壁部220と、当該面に対して対称となる形状を有している。このため、スペーサ壁部240(及び開口部241)の構成は、上述のスペーサ壁部220(及び開口部221)における説明中のX軸プラス方向とX軸マイナス方向とを入れ替えたものと同じである。したがって、スペーサ壁部240(及び開口部241)についての詳細な説明は省略する。
スペーサ壁部250は、スペーサ本体210のX軸マイナス方向端部からY軸マイナス方向(第一方向の他方側)に突出するYZ平面に略平行な板状の部位であり、スペーサ本体210のZ軸方向における一端部から他端部までに亘って配置されている。スペーサ壁部250は、スペーサ壁部230と同様の形状を有しており、スペーサ壁部230の突出部231及び凸部232と同様の突出部251及び凸部252を有している。突出部251は、突出部231の第一傾斜面231a及び第二傾斜面231bと同様の第一傾斜面251a及び第二傾斜面251bを有している。上述の通り、スペーサ200aは、中心位置を通りYZ平面に平行な面に対して対称となる形状を有しているため、スペーサ壁部250は、スペーサ壁部230と、当該面に対して対称となる形状を有している。このため、スペーサ壁部250(及び、突出部251、第一傾斜面251a、第二傾斜面251b、凸部252)の構成は、上述のスペーサ壁部230(及び、突出部231、第一傾斜面231a、第二傾斜面231b、凸部232)における説明中のX軸プラス方向とX軸マイナス方向とを入れ替えたものと同じである。したがって、スペーサ壁部250(及び、突出部251、第一傾斜面251a、第二傾斜面251b、凸部252)についての詳細な説明は省略する。
以上の構成を有するスペーサ200aは、図2に示したように、Y軸方向において蓄電素子100と交互に配置される。この際の蓄電素子100に対してスペーサ200aが配置される構成について、以下に詳細に説明する。この説明に際し、以下では、図2に示したように、Y軸方向に並ぶ3つのスペーサ200aのうち、中央に位置するスペーサ200aを、第一スペーサ201とも称する。第一スペーサ201のY軸プラス方向に位置するスペーサ200aを、第二スペーサ202とも称する。第一スペーサ201のY軸マイナス方向に位置するスペーサ200aを、第三スペーサ203とも称する。第一スペーサ201、第二スペーサ202及び第三スペーサ203は、同じ構成を有している。
[1.3 複数のスペーサ200aの位置関係の説明]
図6は、本実施の形態に係る第一スペーサ201、第二スペーサ202及び第三スペーサ203の構成を示す斜視図である。図6では、図2に示した第一スペーサ201、第二スペーサ202及び第三スペーサ203がY軸方向に並べられた状態を示しているが、蓄電素子100の図示は省略している。図7は、本実施の形態に係る第一スペーサ201、第二スペーサ202及び第三スペーサ203の構成を示す断面図である。具体的には、図7の(a)は、図6に示した構成を、VIIa-VIIa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の(b)は、図6及び図7の(a)に示した構成を、VIIb-VIIb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8は、本実施の形態に係る第一スペーサ201、第二スペーサ202及び第三スペーサ203のスペーサ壁部230が変形した状態での構成を示す断面図である。具体的には、図8の(a)及び(b)は、図7の(a)及び(b)に対応する図である。図9は、本実施の形態に係る第二スペーサ202のスペーサ壁部230が第一スペーサ201のスペーサ壁部220に対して変形する過程の一例を示す断面図である。具体的には、図9の(a)は、図7の(b)に対応する図であり、スペーサ壁部230が変形する前の状態を示し、図9の(b)は、図8の(b)に対応する図であり、スペーサ壁部230が変形した後の状態を示している。
図2、図6及び図7に示すように、Y軸プラス方向から順に、第二スペーサ202、第一スペーサ201及び第三スペーサ203が配置される。つまり、第二スペーサ202と第三スペーサ203との間に、第一スペーサ201が配置される。第一スペーサ201及び第二スペーサ202は、蓄電素子100をY軸方向(第一方向)で挟む。第一スペーサ201及び第三スペーサ203は、他の蓄電素子100をY軸方向(第一方向)で挟む。上述の通り、第一スペーサ201、第二スペーサ202及び第三スペーサ203は、スペーサ200aと同じ構成を有している。このため、第一スペーサ201、第二スペーサ202及び第三スペーサ203は、それぞれ、スペーサ本体210とスペーサ壁部220~250とを有している。
第一スペーサ201が有するスペーサ壁部220~250を、第一スペーサ壁部220~250とも称する。第二スペーサ202が有するスペーサ壁部220~250を、第二スペーサ壁部220~250とも称する。第三スペーサ203が有するスペーサ壁部220~250を、第三スペーサ壁部220~250とも称する。以下では、第一スペーサ壁部220と第二スペーサ壁部230との関係について詳細に説明し、第三スペーサ壁部220と第一スペーサ壁部230との関係については同様であるため、説明を省略する。第一スペーサ壁部240と第二スペーサ壁部250との関係、及び、第三スペーサ壁部240と第一スペーサ壁部250との関係についても同様であるため、説明を省略する。
第一スペーサ201の第一スペーサ壁部220は、上述の通り、Y軸プラス方向(第一方向の一方側)に突出し、X軸方向(第二方向)において蓄電素子100と対向して配置される。第二スペーサ202の第二スペーサ壁部230は、Y軸マイナス方向(第一方向の他方側)に突出し、X軸方向(第二方向)において第一スペーサ壁部220と対向して配置される。具体的には、第二スペーサ壁部230は、第一スペーサ壁部220の外側(X軸プラス方向)に配置される。これにより、第二スペーサ壁部230の突出部231は、第一スペーサ壁部220のX軸プラス方向に配置されて、第一スペーサ壁部220から離れる向き(X軸プラス方向)に突出することとなる。本実施の形態では、第二スペーサ壁部230の突出部231は、X軸方向から見て、第一スペーサ壁部220の開口部221と重なる位置に配置される。
第一スペーサ壁部220及び第二スペーサ壁部230の一方は、他方に向けてX軸方向(第二方向)に突出する凸部を有し、他方は、凸部が挿入される開口部を有する。第二スペーサ壁部230に設けられた当該凸部または当該開口部は、Y軸方向(第一方向)において、第二スペーサ壁部230のうちの根元よりも先端に近い位置に配置される。本実施の形態では、第二スペーサ壁部230が、第一スペーサ壁部220に向けてX軸方向に突出する凸部232を有し、第一スペーサ壁部220が、凸部232が挿入される開口部221を有している。第二スペーサ壁部230に設けられた凸部232は、Y軸方向において、第二スペーサ壁部230のうちの根元よりも先端に近い位置(突出部231に近い位置)に配置されている。
具体的には、第二スペーサ壁部230の凸部232は、第一スペーサ壁部220の開口部221のX軸マイナス方向に配置され、かつ、Y軸方向及びZ軸方向において、当該開口部221と同じ位置に配置される。当該凸部232は、X軸方向から見た場合の大きさが、当該開口部221よりも小さい。このため、当該凸部232は、X軸方向から見て、当該開口部221と重なり、かつ、当該凸部232の全体が当該開口部221内に位置するように配置される。これにより、第二スペーサ壁部230が第一スペーサ壁部220に向けて変形すると、当該凸部232が当該開口部221内に挿入される。これについて、以下に詳細に説明する。
蓄電素子100に対して第一スペーサ201及び第二スペーサ202等が配置されると、図8に示すように、スペーサ壁部230がスペーサ壁部220に向けて変形する。つまり、第二スペーサ202の第二スペーサ壁部230は、第一スペーサ201の第一スペーサ壁部220に向けて変形した状態で配置される。この結果、第二スペーサ壁部230の凸部232は、第一スペーサ壁部220の開口部221に挿入されて、嵌合(圧入)される。これにより、第一スペーサ壁部220に第二スペーサ壁部230が接続(連結、固定)されて、第一スペーサ201に対して第二スペーサ202が位置決めされる。
第二スペーサ壁部230が第一スペーサ壁部220に向けて変形した状態で配置されるとは、第二スペーサ壁部230が第一スペーサ壁部220から離れる方向に力が働いている状態で、第二スペーサ壁部230の移動が制限されている状態をいう。本実施の形態では、第二スペーサ壁部230が第一スペーサ壁部220に向けて弾性変形した状態で配置されることで、第二スペーサ壁部230に、第一スペーサ壁部220から離れる方向への弾性力(復元力)が働いている。第二スペーサ壁部230は、第一スペーサ壁部220または他の部材(ケース300の壁部等)に対して固定されることで、移動が制限される。第二スペーサ壁部230の移動の制限が解除された場合には、第二スペーサ壁部230は、第一スペーサ壁部220から離れる方向へ移動する。
この第二スペーサ壁部230の変形は、第一スペーサ201及び第二スペーサ202をケース本体310に挿入する前に、作業者が、第二スペーサ壁部230を第一スペーサ壁部220に向けて押すことで行うことができる。第一スペーサ201及び第二スペーサ202をケース本体310に挿入した後でも、作業者が、治具等を用いて、第二スペーサ壁部230を第一スペーサ壁部220に向けて押すことで、第二スペーサ壁部230を変形できる。第一スペーサ201及び第二スペーサ202をケース本体310に挿入する際に、第二スペーサ壁部230を変形することもできる。以下に、第二スペーサ壁部230を変形する一例として、図9を用いて、第一スペーサ201及び第二スペーサ202をケース本体310に挿入する際に第二スペーサ壁部230を変形する過程を説明する。
第一スペーサ201及び第二スペーサ202がケース本体310に挿入される際に、第二スペーサ202の第二スペーサ壁部230が接触するケース本体310の側壁を、ケース壁部311と称する(図1参照)。ケース壁部311は、主面がX軸方向に向く姿勢で配置されて、ケース本体310のX軸方向の側面(長側面)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(側壁)である。ケース壁部311は、蓄電ユニット10(蓄電素子100及びスペーサ200(200a、200b及び200c))とX軸方向において対向して配置される。
図9の(a)に示すように、ケース本体310の開口310aから、第一スペーサ201及び第二スペーサ202がケース本体310に挿入される。この際、第二スペーサ202の第二スペーサ壁部230の突出部231に第二傾斜面231bが形成されているため、挿入しやすくなっている。第一スペーサ201及び第二スペーサ202がケース本体310に挿入される際には、第二スペーサ202の第二スペーサ壁部230の突出部231が、ケース壁部311に接触する。この際、突出部231の第二傾斜面231b及び第一傾斜面231a、または、第一傾斜面231aがケース壁部311に接触しながら、第一スペーサ201及び第二スペーサ202がケース本体310に挿入される。これにより、図9の(b)に示すように、第二スペーサ壁部230は、ケース壁部311からX軸マイナス方向に向けた力を受けて、X軸マイナス方向に弾性変形する。具体的には、第二スペーサ壁部230は、Y軸プラス方向端部の根元部分が折れ曲がって、Y軸マイナス方向端部の先端部分が第一スペーサ壁部220に近付き、第一スペーサ壁部220に対して傾いた状態で配置される(図8の(a)参照)。
その結果、第二スペーサ壁部230の凸部232は、第一スペーサ壁部220の開口部221に挿入される。本実施の形態では、凸部232は、X軸方向からY軸方向に少し傾いた方向に向けて、開口部221に挿入される。具体的には、第二スペーサ壁部230が変形して、先端部分が第一スペーサ壁部220に近付くことで、凸部232のY軸マイナス方向端部が開口部221に挿入されてから、凸部232のY軸プラス方向端部も開口部221に挿入されることとなる。開口部221は、上述の通り、Z軸方向の幅が、凸部232のZ軸方向の幅よりも、Y軸マイナス方向端部においては大きいが、Y軸プラス方向端部においては小さく形成されている。このため、凸部232は、開口部221に挿入された際に、開口部221に嵌合(圧入)される。この際、第一スペーサ壁部220は、第二スペーサ壁部230から比較的大きな力を受ける。このため、スペーサ本体210に設けられた壁部215及び216が、第一スペーサ壁部220を支持する支持部の機能を担う。
第一スペーサ201及び第二スペーサ202がケース本体310に挿入された状態においては、第一スペーサ壁部220は、X軸方向において蓄電素子100とケース壁部311との間に配置される。第二スペーサ壁部230は、Z軸方向において第一スペーサ壁部220とケース壁部311との間に配置される。第二スペーサ壁部230の突出部231は、ケース壁部311に向けて突出した状態で配置される。突出部231の第一傾斜面231a及び第二傾斜面231bは、ケース本体310の開口310aから遠ざかるほどケース壁部311から離れるように傾斜して配置される。第二スペーサ壁部230(突出部231)は、ケース壁部311に接触し、かつ、ケース壁部311から押された状態で配置される。第二スペーサ壁部230とケース壁部311との間に絶縁部材(インシュレータ)等の別部材が配置されてもよく、この場合には、第二スペーサ壁部230(突出部231)は、当該別部材を介して、ケース壁部311と間接的に接触した状態で配置される。
第一スペーサ201及び第二スペーサ202をケース本体310に挿入する前に、第二スペーサ壁部230を変形してもよい。この場合、第二スペーサ壁部230を変形して凸部232を開口部221に嵌合(圧入)させ、第二スペーサ壁部230が第一スペーサ壁部220に固定された状態で、第一スペーサ201及び第二スペーサ202をケース本体310に挿入する。これによって、第二スペーサ壁部230は、ケース壁部311から押されない状態で配置されてもよく、第二スペーサ壁部230は、ケース壁部311に接触しなくてもよい。第一スペーサ201及び第二スペーサ202をケース本体310に挿入した後に第二スペーサ壁部230を変形する場合についても同様である。
[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1は、蓄電素子100を挟む第一スペーサ201及び第二スペーサ202を備えている。第二スペーサ202は、第一スペーサ201の第一スペーサ壁部220と対向する第二スペーサ壁部230を有し、第二スペーサ壁部230は、第一スペーサ壁部220に向けて変形した状態で配置される。つまり、第二スペーサ壁部230が第一スペーサ壁部220から離れた状態で第一スペーサ201及び第二スペーサ202を配置し、第一スペーサ201及び第二スペーサ202の配置後に、第二スペーサ壁部230を第一スペーサ壁部220に向けて変形させる。このように、第二スペーサ壁部230が第一スペーサ壁部220から離れた状態で第一スペーサ201及び第二スペーサ202を配置できるため、第一スペーサ201及び第二スペーサ202を配置する際に、第一スペーサ壁部220と第二スペーサ壁部230とが接触するのを抑制できる。これにより、第一スペーサ201及び第二スペーサ202を容易に配置できるため、蓄電装置1の組立性を向上できる。
第一スペーサ201及び第二スペーサ202をケース300(ケース本体310)に挿入する際に、ケース300への挿入時に、第二スペーサ壁部230を第一スペーサ壁部220に向けて変形させて重ねることもできる。これにより、第一スペーサ壁部220及び第二スペーサ壁部230を重ねる工程と、第一スペーサ201及び第二スペーサ202をケース300に挿入する工程とを同時に行うことができるため、蓄電装置1の組立性を向上できる。蓄電素子100の側方で第一スペーサ壁部220と第二スペーサ壁部230とが重ねられるため、蓄電素子100の側方における第一スペーサ201及び第二スペーサ202の剛性を高くでき、耐振動性及び耐衝撃性を向上できる。特に、第二スペーサ壁部230は、第一スペーサ壁部220に向けて変形しているため、第二スペーサ壁部230には、ケース壁部311に向く力が働いている。このため、第二スペーサ壁部230の位置での耐振動性及び耐衝撃性をさらに向上できる。
第二スペーサ202の第二スペーサ壁部230が、第一スペーサ201の第一スペーサ壁部220から離れる向きに突出する突出部231を有することで、突出部231を押すことで、第二スペーサ壁部230を第一スペーサ壁部220に向けて容易に変形できる。これにより、第二スペーサ壁部230を、容易に、第一スペーサ壁部220に向けて変形した状態で配置できる。
第一スペーサ201及び第二スペーサ202をケース300(ケース本体310)に挿入する際に、第二スペーサ壁部230の突出部231がケース壁部311に接触しながら挿入されることで、第二スペーサ202とケース壁部311との間の摩擦力を小さくできる。これにより、第一スペーサ201及び第二スペーサ202を、容易にケース300に挿入できる。
第二スペーサ202の第二スペーサ壁部230の突出部231の端面に第一傾斜面231a及び第二傾斜面231bが形成されていることで、第一傾斜面231aまたは第二傾斜面231bを押すことで、第二スペーサ壁部230を変形できる。これにより、突出部231をX軸方向(第二方向)から押すのが難しい場合でも、第一傾斜面231aまたは第二傾斜面231bを押すことで、第二スペーサ壁部230を第一スペーサ壁部220に向けて容易に変形できる。
第一スペーサ201及び第二スペーサ202をケース300(ケース本体310)に挿入する際に、第二スペーサ壁部230の突出部231の端面に第一傾斜面231a及び第二傾斜面231bが形成されていることで、第二スペーサ壁部230がケース壁部311に接触するのを抑制できる。第二スペーサ壁部230がケース壁部311に接触する場合でも、第一傾斜面231a及び第二傾斜面231bがケース壁部311に接触することで、面ではなく線で接触するため、第二スペーサ壁部230とケース壁部311との間の摩擦力を小さくできる。これらにより、第一スペーサ201及び第二スペーサ202を、容易にケース300に挿入できる。
第一スペーサ壁部220及び第二スペーサ壁部230の一方(第二スペーサ壁部230)の凸部232が、他方(第一スペーサ壁部220)の開口部221に挿入されることで、第一スペーサ壁部220及び第二スペーサ壁部230を互いに位置決めできる。これにより、第一スペーサ201及び第二スペーサ202を互いに位置決めできるため、第一スペーサ201及び第二スペーサ202を容易に配置できる。第一スペーサ壁部220及び第二スペーサ壁部230において、凸部232が開口部221に嵌合(圧入)される場合には、凸部232及び開口部221に圧入による圧迫荷重が発生しているため、剛性を高くでき、耐振動性及び耐衝撃性を向上できる。
第二スペーサ壁部230の先端寄りに凸部232が形成されていることで、第二スペーサ壁部230の変形前においては、凸部232を開口部221から離して配置できるため、凸部232が開口部221またはその近傍に接触してしまうのを抑制できる。これにより、第一スペーサ201及び第二スペーサ202を配置する際に、第一スペーサ壁部220と第二スペーサ壁部230とが接触するのを抑制できる。第二スペーサ壁部230が第一スペーサ壁部220に向けて変形する場合に、第二スペーサ壁部230の先端は、根元よりも大きく移動する。このため、凸部232が開口部221に嵌合(圧入)される場合には、第二スペーサ壁部230が変形する際に凸部232が大きく移動することで、凸部232を開口部221に容易に嵌合(圧入)できる。
上記では、第一スペーサ壁部220及び第二スペーサ壁部230についての効果を説明したが、第三スペーサ壁部220及び第一スペーサ壁部230についても同様の効果が奏される。その他、第一スペーサ壁部240及び第二スペーサ壁部250、並びに、第三スペーサ壁部240及び第一スペーサ壁部250等についても同様の効果が奏される。
[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1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。
上記実施の形態では、スペーサ壁部230は、スペーサ壁部220に対して傾いた状態で配置されることとしたが、平行に配置されてもよい。図10は、本実施の形態の変形例に係る第一スペーサ201a、第二スペーサ202a及び第三スペーサ203aのスペーサ壁部230が変形した状態での構成を示す断面図である。図10は、図8の(a)に対応する図である。図10において、図8の(b)に対応する図は、図8の(b)と同様の図となるため、図示を省略する。図10に示すように、スペーサ壁部230(第二スペーサ202aの第二スペーサ壁部230等)は、変形後の状態では、スペーサ壁部220(第一スペーサ201aの第一スペーサ壁部220等)と平行に配置されて、面で接触する。これにより、スペーサ壁部230の凸部232は、スペーサ壁部220の開口部221に、X軸方向に向けて挿入されるため、比較的強固に嵌合(圧入)される。スペーサ壁部220及びスペーサ壁部230が面で接触するため、スペーサ壁部220及びスペーサ壁部230の全体としての強度を向上することもできる。
上記実施の形態では、スペーサ200aのスペーサ壁部220~250は、蓄電素子100の容器110の短側面112に対向して配置されることとしたが、容器110の底面113または容器蓋部130に対向して配置されてもよい。
上記実施の形態では、スペーサ200aのスペーサ本体210は、壁部211~216を有していることとしたが、これらの壁部の全てを有することには限定されない。スペーサ本体210は、壁部211~214の一部または全部を有していなくてもよい。つまり、スペーサ200aは、蓄電素子100を保持するホルダでなくてもよい。スペーサ本体210は、壁部215または216を有していなくてもよい。
上記実施の形態では、スペーサ200aは、スペーサ壁部220~250を有していることとしたが、これらのスペーサ壁部の全てを有することには限定されない。スペーサ200aは、スペーサ壁部240及び250を有していなくてもよいし、スペーサ壁部220及び230を有していなくてもよい。スペーサ200aは、スペーサ壁部220及び230の一方しか有していなくてもよい。つまり、隣り合う2つのスペーサ200aのうちの一方のスペーサ200aはスペーサ壁部220しか有しておらず、他方のスペーサ200aはスペーサ壁部230しか有していなくてもよい。スペーサ壁部240及び250についても同様である。
上記実施の形態において、第二スペーサ202の第二スペーサ壁部230の突出部231の配置位置及び形状は、特に限定されない。突出部231は、第二スペーサ壁部230のY軸マイナス方向端部ではなく、第二スペーサ壁部230のY軸方向中央部、または、Y軸プラス方向端部等に設けられていてもよい。突出部231は、第二スペーサ壁部230のZ軸方向における一端部から他端部まで延びるのではなく、Z軸方向に短い突出部231が、第二スペーサ壁部230の上部、下部、または、中央部等に配置されてもよい。突出部231は、第一傾斜面231a及び第二傾斜面231bを有しているのではなく、第一傾斜面231aを有していなくてもよいし、第二傾斜面231bを有していなくてもよい。つまり、突出部231は、X軸プラス方向の端面に、傾斜しない面を有していてもよい。第二スペーサ壁部230は、突出部231を有していなくてもよい。
上記実施の形態では、第一スペーサ201の第一スペーサ壁部220の開口部221は、第二スペーサ202の第二スペーサ壁部230の凸部232が挿入される貫通孔であることとしたが、開口部221は、凸部232が挿入される凹部、または、切り欠き等でもよい。開口部221及び凸部232は、第一スペーサ壁部220及び第二スペーサ壁部230に2組設けられることとしたが、1組しか設けられなくてもよいし、3組以上設けられてもよい。開口部221及び凸部232の配置位置も特に限定されない。
上記実施の形態では、第二スペーサ壁部230が凸部232を有し、第一スペーサ壁部220が、凸部232が挿入される開口部221を有することとしたが、第一スペーサ壁部220が凸部を有し、第二スペーサ壁部230が、当該凸部が挿入される開口部を有してもよい。この場合、第二スペーサ壁部230に設けられた当該開口部は、Y軸方向において、第二スペーサ壁部230のうちの根元よりも先端に近い位置に配置される。または、第二スペーサ壁部230に設けられた凸部または開口部は、第二スペーサ壁部230のうちの先端に近い位置ではなく、根元に近い位置、または、根元と先端の間の中央位置に配置されてもよい。第一スペーサ壁部220及び第二スペーサ壁部230の双方ともに、凸部及び開口部を有していない構成でもよい。
上記実施の形態において、第一スペーサ壁部220の開口部221と第二スペーサ壁部230の凸部232とは、互いに嵌合(圧入)できる形状であれば、どのような形状を有していてもよい。第二スペーサ壁部230の凸部232は、第一スペーサ壁部220の開口部221に、嵌合(圧入)されることなく、挿入されてもよい。つまり、第二スペーサ壁部230がケース本体310のケース壁部311に押されて変形した状態で、凸部232が開口部221に嵌合(圧入)されることなく挿入されて配置される。これによっても、第一スペーサ壁部220に対する第二スペーサ壁部230の位置決めを行うことができる。
上記実施の形態では、第二スペーサ202の第二スペーサ壁部230は、第一スペーサ201の第一スペーサ壁部220の外側に配置されることとしたが、第一スペーサ壁部220の内側に配置されてもよい。
上記実施の形態において、第二スペーサ壁部230が変形しやすいように、第二スペーサ壁部230の根元等の変形させたい部位の肉厚を薄くしてもよいし、変形させたい部位に切り欠きまたは貫通孔等を形成してもよい。
上記実施の形態では、全てのスペーサ200aが上記の構成を有していることとしたが、いずれかのスペーサ200aが上記の構成を有していなくてもよい。
上記実施の形態において、スペーサ200bまたはスペーサ200cがスペーサ200aと同様の構成を有していてもよい。つまり、複数のスペーサ200のうちのいずれのスペーサ200が、スペーサ200aと同様の上記構成を有していてもよい。スペーサ200bについては、スペーサ200aよりもスペーサ本体のY軸方向の厚みが厚く形成されるが、スペーサ壁部はスペーサ200aと同様の構成を有していてもよい。スペーサ200cについては、スペーサ200aのY軸方向の半分と同様の構成を有していてもよい。
上記実施の形態では、スペーサ200(スペーサ200a、200b及び200c)は、蓄電素子100とY軸方向に交互に並んで配置されるが、いずれかのスペーサ200が配置されない構成でもよい。1つまたは複数の蓄電素子100を挟む2つのスペーサ200しか配置されない構成でもよい。
上記実施の形態では、ケース300は、ケース本体310と蓋体320とを有していることとしたが、蓋体320を有していなくてもよい。上記実施の形態では、ケース300の内方に、X軸方向に並ぶ2つの蓄電ユニット10が収容されていることとしたが、X軸方向に並ぶ3つ以上の蓄電ユニット10が収容されていてもよいし、1つの蓄電ユニット10しか収容されていなくてもよい。ケース300の内方に、Y軸方向に並ぶ複数の蓄電ユニット10が収容されていてもよい。上記実施の形態において、蓄電ユニット10は、複数の蓄電素子100及びスペーサ200を拘束する拘束部材(エンドプレート、サイドプレート等)等を備えていてもよい。
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。
1 蓄電装置
10 蓄電ユニット
100 蓄電素子
110 容器
111 長側面
112 短側面
113 底面
120 容器本体
130 容器蓋部
131 ガス排出弁
140 電極端子
200、200a、200b、200c スペーサ
201、201a 第一スペーサ
202、202a 第二スペーサ
203、203a 第三スペーサ
210 スペーサ本体
211、212、213、214、215、216 壁部
220、230、240、250 スペーサ壁部(第一スペーサ壁部、第二スペーサ壁部、第三スペーサ壁部)
221、241 開口部
231、251 突出部
231a、251a 第一傾斜面
231b、251b 第二傾斜面
232、252 凸部
300 ケース
310 ケース本体
310a 開口
311 ケース壁部
320 蓋体

Claims (5)

  1. 蓄電素子と、
    前記蓄電素子を第一方向で挟む第一スペーサ及び第二スペーサと、を備え、
    前記第一スペーサは、前記第一方向の一方側に突出し、前記第一方向と交差する第二方向において前記蓄電素子と対向して配置される第一スペーサ壁部を有し、
    前記第二スペーサは、前記第一方向の他方側に突出し、前記第二方向において前記第一スペーサ壁部と対向して配置される第二スペーサ壁部を有し、
    前記第二スペーサ壁部は、前記第一スペーサ壁部に向けて変形した状態で配置される
    蓄電装置。
  2. 前記第二スペーサ壁部は、前記第一スペーサ壁部から離れる向きに突出する突出部を有する
    請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 前記突出部は、前記第二方向の端面に、前記第二方向に傾斜した傾斜面を有する
    請求項2に記載の蓄電装置。
  4. 前記第一スペーサ壁部及び前記第二スペーサ壁部の一方は、他方に向けて前記第二方向に突出する凸部を有し、前記他方は、前記凸部が挿入される開口部を有する
    請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  5. 前記第二スペーサ壁部に設けられた前記凸部または前記開口部は、前記第一方向において、前記第二スペーサ壁部のうちの根元よりも先端に近い位置に配置される
    請求項4に記載の蓄電装置。
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