JP5915403B2

JP5915403B2 - 組電池

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Publication number: JP5915403B2
Application number: JP2012137113A
Authority: JP
Inventors: 剛文井上
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2032-06-18
Also published as: JP2014002907A

Description

本発明は、複数の電池を連結した組電池に関する。

人工衛星や惑星探査機（以下、「衛星等」とする。）においては、衛星等が太陽光により照らされる期間中に、太陽電池により発電された電力を利用する。このとき太陽電池により発電された電力のうちの余剰電力は蓄電池に蓄積され、例えば衛星等が地球や他の惑星等の影に入ったときのような太陽光により照らされていない期間中に、蓄電池に蓄積された電力が利用される。

ここで、衛星等には、複数の蓄電池が組み合わされてなる組電池が利用される。従来、衛星等に利用される組電池としては、複数の蓄電池と、複数の蓄電池の間に配置される板状部材と、複数の蓄電池および板状部材を締結する締結部材とにより構成される組電池が知られている。複数の蓄電池に挟まれている板状部材は、金属からなり、ヒータが取り付けられている。板状部材は、宇宙環境において蓄電池の温度を最適に保つために、蓄電池からの熱を奪って宇宙空間への放熱を促したり、ヒータからの熱を蓄電池に伝えたりする。このような構成とすることで、組電池は、蓄電池の温度が大きい場合には板状部材に放熱し、また、蓄電池の温度が小さい場合にはヒータが板状部材を加熱することにより蓄電池を加熱することで、組電池全体を適温に調整している（特許文献１参照）。

実開平２−１２８３６８号公報

ところで、特許文献１の組電池では、板状部材の間隔が締結部材により一定に保たれているために、板状部材の間に配置される蓄電池の厚みが電池の充放電反応や経年劣化に伴う電極体を構成する内部極板の膨潤などにより膨張した場合に、蓄電池の容器が膨張しにくい構造となっている。このため、電極体が膨張する場合、電極体の膨張は、蓄電池の容器の余剰空間、正極板および負極板、またはセパレータの多孔部などがつぶされることにより吸収される。この結果、正極板および負極板の物理的な劣化や、セパレータの目つぶれなどが起こり、電池の内部抵抗が上昇するなど、電池性能が低下するという課題がある。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電池性能が低下しにくい組電池を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る組電池は複数の電池と、少なくとも前記電池の側方に配置される仕切部材と、を備え、前記仕切部材は、前記電池の膨張および収縮に追従する膨張収縮領域を有する。

これによれば、複数の電池の間に配置される仕切部材は、電池の膨張および収縮に追従する膨張収縮領域を有するため、電池の厚みが電池の充放電反応や寿命進行に伴う内部極板の膨潤などにより変化した場合であっても、その電池の変形を仕切部材が吸収することができる。このため、極板の物理的な劣化やセパレータの目つぶれなどが起こることを防ぐことができ、電池性能の低下を防ぐことができる。

また、前記仕切部材は、前記電池に接する第一板部と、前記第一板部に対向して設けられる第二板部と、前記第一板部と前記第二板部とが離間された状態を維持する規制部とを有し、前記膨張収縮領域は、前記第一板部と前記第二板部との間に設けられる空間であってもよい。

これによれば、仕切部材は、第一板部と第二板部との間隔を保持するための規制部を有し、かつ、第一板部と第二板部との間での領域であって、仕切部材の電池と当接する部分に対応する領域においては規制部が存在しないため、第一板部と第二板部との間での領域であって、仕切部材の電池と当接する部分に対応する領域は、物体が存在しない空間となっている。このため、仕切部材は、当該空間により電池の膨張を吸収できる。

また、さらに、前記膨張収縮領域に配置される弾性体を備えてもよい。

これによれば、第一板部と第二板部との間での領域であって、仕切部材の電池と当接する部分に対応する領域には、弾性体が設けられる。このため、仕切部材は、当該弾性体により電池の膨張を吸収できる。

本発明に係る組電池によれば、極板の物理的な劣化やセパレータの目つぶれなどが起こることを防ぐことができ、電池性能の低下を防ぐことができる。

本実施の形態１−３に係る組電池の外観を模式的に示す斜視図である。図１の組電池のＩＩ−ＩＩ断面図である。実施の形態１に係る組電池のうちの１つの蓄電池と、当該蓄電池に隣接する１枚の仕切部材との関係を示す分解斜視図である。（ａ）は蓄電池が膨張していない場合の図２のＢ１部分の拡大図であり、（ｂ）は蓄電池が膨張している場合の図２のＢ１部分の拡大図である。本発明の実施の形態２に係る組電池の図１におけるＶ−Ｖ断面図である。実施の形態２に係る組電池の内の１つの蓄電池と、当該蓄電池に隣接する１枚の仕切部材との関係を示す分解斜視図である。本発明の実施の形態３に係る組電池の図１におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。実施の形態３に係る組電池の内の１つの蓄電池と、当該蓄電池に隣接する１枚の仕切部材との関係を示す分解斜視図である。実施の形態３の他の形態に係る組電池の内の１つの蓄電池と、当該蓄電池に隣接する１枚の仕切部材との関係を示す分解斜視図である。他の実施の形態に係る組電池の内の１つの蓄電池と、当該蓄電池に隣接する１枚の仕切部材との関係を示す分解斜視図である。他の実施の形態に係る組電池の内の１つの蓄電池と、当該蓄電池に隣接する１枚の仕切部材との関係を示す分解斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲だけによって限定される。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成するものとして説明される。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１−３に係る組電池１０の外観を模式的に示す斜視図である。図２は、図１の組電池１０のＩＩ−ＩＩ断面図である。図３は、実施の形態１に係る組電池１０のうちの１つの蓄電池３００と、当該蓄電池３００に隣接する１枚の仕切部材１００との関係を示す分解斜視図である。

図１および図２に示すように、組電池１０は、複数（実施の形態１では３つ）の蓄電池３００と、少なくとも蓄電池３００の側方に配置される仕切部材１００とを備える。また、組電池１０は、さらに、複数の蓄電池および仕切部材１００を締結し、かつ、複数の蓄電池３００の間を導電しない締結部材２００を備える。複数の蓄電池３００は、その外周面が絶縁シート３５０により覆われている。組電池１０は、さらに、複数の蓄電池３００および仕切部材１００の並び方向（以下、「Ｘ軸方向」とする。）外側に配置される２枚の外板部材１５０を備える。なお、仕切部材１００は、Ｘ軸方向に対して垂直な方向（以下、「Ｙ軸方向」とする。）、並びに、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に垂直な方向（以下、「Ｚ軸方向」とする。）に延びる板状の部材である。

そして、締結部材２００は、複数（実施の形態１では４本）のボルト２１０と、複数のボルト２１０のそれぞれに対応する複数（実施の形態１では４つ）のナット２２０とからなる。複数のボルト２１０および複数のナット２２０は、共に金属製である。仕切部材１００および外板部材１５０は、蓄電池３００の周縁部外側の領域に、複数のボルト２１０のそれぞれを貫通させる複数の貫通孔１４０を有する。仕切部材１００、２枚の外板部材１５０および複数の蓄電池３００は、仕切部材１００および２枚の外板部材１５０に形成される複数の貫通孔１４０が複数のボルト２１０に貫通された状態で、組みとなるボルト２１０およびナット２２０によって両側の外板部材１５０同士が外側から締め付けられることにより締結される。締結部材２００は、具体的には、ボルト２１０およびナット２２０の仕切部材１００および外板部材１５０と接触する部分が絶縁チューブ、絶縁ワッシャー等の絶縁部材により絶縁されており、その結果、複数の蓄電池３００の間を導電しない構造となっている。なお、締結部材２００は、金属製の複数のボルト２１０および複数のナット２２０の仕切部材１００および外板部材１５０と接触する位置において、絶縁チューブ等を挟みこむことで蓄電池３００間において導電しないようにしているが、これに限らずに絶縁性を有する材料からなる複数のボルト２１０および複数のナット２２０を採用することにより蓄電池３００間において導電しないようにしてもよい。例えば、絶縁性を有するボルト２１０およびナット２２０の材料としては、ＰＰＳ（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅＳｕｌｆｉｄｅＲｅｓｉｎ）などの脱ガス性の無いスーパーエンジニアリングプラスチックやセラミックなどが考えられる。つまり、組電池１０は、複数の外板部材１５０および仕切部材１００と、複数の蓄電池３００とが、交互にＸ軸方向に並んでおり、Ｘ軸方向に並んだ複数の外板部材１５０および仕切部材１００と、複数の蓄電池３００とが締結部材２００によりＸ軸方向の外側に広がらないようにＸ軸方向の内側に向けて拘束されることにより締結されてなる。このように、締結部材２００は、Ｘ軸方向に並んだ複数の外板部材１５０および仕切部材１００と、複数の蓄電池３００とのＸ軸方向の幅が所定の幅となるように規制する規制部材である。

なお、仕切部材１００には、蓄電池３００を加熱するための図示しないヒータが備えられており、蓄電池３００が所定温度よりも低くなった場合に仕切部材１００を介して蓄電池３００を加熱する。また、複数の蓄電池３００は、正極端子３１０および負極端子３２０が直列に接続されるように図示しないリード線により接続される。なお、リード線による複数の蓄電池３００の接続は、直列に限定されるものではなく並列であってもよいし、直列と並列とを組み合わせたものであってもよい。

蓄電池３００は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質電池である。図１〜図３に示すように、蓄電池３００は、容器３４０と、正極端子３１０と、負極端子３２０とを備え、容器３４０は、上壁である蓋板３４１を備えている。また、容器３４０の内方には、発電要素３３０と、図示しない正極集電体および負極集電体が配置されている。なお、蓄電池３００の容器３４０の内部には電解液などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。また、蓄電池３００は、非水電解質電池には限定されず、非水電解質電池以外の二次電池であってもよい。

容器３４０は、金属（例えば、アルミニウム）からなる長円筒形状で底を備える容器本体３４２と、当該容器本体３４２の開口を閉塞する金属（例えば、アルミニウム）製の蓋板３４１とで構成されている。また、容器３４０は、発電要素３３０等を内部に収容後、蓋板３４１と容器本体３４２とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。なお、長円筒形状の容器本体３４２の円筒軸の方向を「Ｚ軸方向」とする。

発電要素３３０は、詳細な図示は省略するが、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。正極は、アルミニウム箔からなる長尺帯状の正極基材シートの表面に正極活物質層が形成されたものである。負極は、銅箔からなる長尺帯状の負極基材シートの表面に負極活物質層が形成されたものである。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。そして、発電要素３３０は、負極と正極との間にセパレータが挟み込まれるように、セパレータを介して負極および正極を捲回して形成され、全体が長円形状とされている。

さらに詳しくは、上記正極および上記負極は、上記セパレータを介し、長尺帯状の幅方向に互いにずらして、当該幅方向に沿う回転軸を中心に長円形状に捲回されている。そして、上記正極および上記負極は、それぞれのずらす方向の端縁部を活物質層の非形成部とすることにより、捲回軸の一端側には、正極活物質層が形成されていない正極基材であるアルミニウム箔が露出し、捲回軸の他端側には、負極活物質層が形成されていない負極基材である銅箔が露出している。また、発電要素３３０の捲回軸方向の両端部には正極集電体および負極集電体が上記捲回軸方向と垂直方向に延びて配置されている。なお、発電要素３３０は、正極基材が露出している側の端部が容器本体３４２の底面側になるように、負極基材が露出している側の端部が蓋板３４１側になるように容器本体３４２に挿入される。

ここで、正極活物質としては、ＬｉＭＰＯ_４、ＬｉＭＳｉＯ_４、ＬｉＭＢＯ_３（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、ＬｉＭＯ_２（ＭはＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ等から選択される１種または２種以上の遷移金属元素）等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。

また、負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、リチウム金属、リチウム合金（リチウム−ケイ素、リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、およびウッド合金等のリチウム金属含有合金）の他、リチウムを吸蔵または放出可能な合金、炭素材料（例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等）、ケイ素酸化物、金属酸化物、リチウム金属酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２等）、ポリリン酸化合物などが挙げられる。なお、同図では、発電要素３３０の形状としては長円形状を示したが、円形状または楕円形状でもよい。

正極端子３１０は、発電要素３３０の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３２０は、発電要素３３０の負極に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子３１０および負極端子３２０は、発電要素３３０に蓄えられている電気を蓄電池３００の外部空間に導出し、また、発電要素３３０に電気を蓄えるために蓄電池３００の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。また、正極端子３１０および負極端子３２０は、発電要素３３０の上方に配置された蓋板３４１に取り付けられている。

正極集電体は、発電要素３３０の正極と容器３４０の底面との間に配置され、容器３４０の側面と発電要素３３０の側面との間を沿わせて蓋板３４１の下面まで延びており、正極端子３１０と発電要素３３０の正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電体は、発電要素３３０の正極と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されている。

負極集電体は、発電要素３３０の負極と容器３４０の蓋板３４１との間に配置され、負極端子３２０と発電要素３３０の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、負極集電体は、発電要素３３０の負極と同様、銅または銅合金で形成されている。

仕切部材１００および２枚の外板部材１５０は、本実施の形態１では全く同じ構成であるので、ここでは仕切部材１００の構成についてのみ説明する。

仕切部材１００は、図３に示すように、蓄電池３００と接する第一板部１１０と、第一板部１１０と対向して設けられる第二板部１２０と、第一板部１１０と第二板部１２０とが離間された状態を維持する規制部１３０とを有する。第一板部１１０および第二板部１２０は、長辺がＺ軸方向に延び、かつ、短辺がＹ軸方向に延びる長方形の板状部材であり、例えばアルミニウムからなる。規制部１３０は、長辺がＺ軸方向に延び、短辺がＹ軸方向に延びる長方形の板状部材であり、例えばアルミニウムからなる。第一板部１１０および第二板部１２０と、規制部１３０とは、Ｚ軸方向の長さが等しい。また、規制部１３０の短辺は第一板部１１０および第二板部１２０の短辺の１／２よりも短い。第一板部１１０と第二板部１２０とは、同一形状の部材である。仕切部材１００は、第一板部１１０および第二板部１２０の長辺と、規制部１３０の長辺とが揃うように、第一板部１１０および第二板部１２０の間に規制部１３０が挟み込まれることにより構成される。つまり、仕切部材１００は、第一板部１１０、第二板部１２０および規制部１３０の三層構造となっており、その長辺が互いに重なる。そして、仕切部材１００は、第一板部１１０および第二板部１２０の間であって、２枚の規制部１３０の間に空間（膨張収縮領域Ａ１）を有する。つまり、膨張収縮領域Ａ１は、第一板部１１０と第二板部１２０との間に設けられる空間であり、２枚の規制部１３０の間に形成される空間である。なお、第一板部１１０、第二板部１２０および規制部１３０は、アルミニウムに限らずに、金属製であればよく、銅などであってもよい。

また、第一板部１１０は複数（本実施の形態１では４つ）の第一貫通孔１４１を有し、第二板部１２０は複数（本実施の形態１では４つ）の第二貫通孔１４２を有し、２枚の規制部１３０は複数（本実施の形態１では２つ）の第三貫通孔１４３を有する。第一貫通孔１４１、第二貫通孔１４２および第三貫通孔１４３は、第一板部１１０、第二板部１２０および規制部１３０が重ねられて仕切部材１００を形成したときに、互いに重なって複数の貫通孔１４０を形成する位置に、それぞれが第一板部１１０、第二板部１２０および規制部１３０に設けられる。仕切部材１００は、第一板部１１０、第二板部１２０および規制部１３０が接合されずに締結部材２００による締結によって固定される。なお、締結部材により固定されることに限らずに、第一板部１１０、第二板部１２０および２枚の規制部１３０が重ねられた状態で、溶接により接合されてもよいし、接着剤により接合されてもよいし、射出成形や押出成形などにより一体化された状態で形成されてもよい。

また、図３に示すように、蓄電池３００と仕切部材１００とは、蓄電池３００の接触面Ｃ１と第一板部１１０の接触面Ｃ２とが接触している。つまり、蓄電池３００と仕切部材１００とは面接触しており、接触面Ｃ１と接触面Ｃ２との位置および大きさは一致する。接触面Ｃ１（接触面Ｃ２）をＸ軸方向に向けて投影したときに規制部１３０が第一板部１１０に接触する面と同一の面に投影される投影面Ｃ３は、２枚の規制部１３０の間の空間である膨張収縮領域Ａ１に含まれる位置および大きさである。２枚の規制部１３０の短辺の長さは、膨張収縮領域Ａ１に投影面Ｃ３が含まれる位置および大きさとなるように設計されている。これにより、仕切部材１００に対する蓄電池３００の位置に対応する領域に、膨張収縮領域Ａ１が設けられることになる。なお、規制部１３０の位置および大きさは、投影面Ｃ３を含むように設けられる必要は必ずしもなく、蓄電池３００の位置および大きさに対応する位置および大きさであって、特に、蓄電池３００の膨張および収縮の変動が最も大きい領域を少なくとも含む領域を内包する位置および大きさであればよい。

図４（ａ）は、蓄電池３００が膨張していない場合の図２のＢ１部分の拡大図であり、図４（ｂ）は、蓄電池３００が膨張している場合の図２のＢ１部分の拡大図である。

蓄電池３００は、充放電反応を繰り返すこと、または、経年劣化に伴って発電要素３３０を構成する内部極板（正極または負極）の膨潤などにより膨張する。仕切部材１００は蓄電池３００の膨張および収縮に追従する膨張収縮領域Ａ１を有するため、膨張収縮領域Ａ１は、蓄電池３００の容器３４０の体積が変動する場合に、容器３４０の体積変動に追従する。具体的には、仕切部材１００に設けられた膨張収縮領域Ａ１は、図４に示すように、蓄電池３００が膨張していない状態（図４（ａ）参照）から蓄電池３００が膨張している状態（図４（ｂ）参照）に蓄電池３００が膨張すれば、蓄電池３００の膨張に追従してその体積が小さくなる。反対に、蓄電池３００が膨張している状態から蓄電池３００が膨張していない状態に蓄電池が収縮すれば、蓄電池の収縮に追従してその体積が大きくなる（元に戻る）。

本実施の形態１に係る組電池１０によれば、複数の蓄電池３００の間に配置される仕切部材１００は、蓄電池３００の膨張および収縮に追従する膨張収縮領域Ａ１を有するため、蓄電池３００の厚み（Ｘ軸方向の幅）が蓄電池３００の充放電反応や寿命進行に伴う内部極板の膨潤などにより変化した場合であっても、その蓄電池３００の変形を仕切部材１００が吸収することができる。このため、極板の物理的な劣化やセパレータの目つぶれなどが起こることを防ぐことができ、電池性能の低下を防ぐことができる。

また、本実施の形態１に係る組電池１０によれば、仕切部材は、第一板部１１０と第二板部１２０との間隔を保持するための規制部１３０を有し、かつ、第一板部１１０と第二板部１２０との間での領域であって、仕切部材１００の蓄電池３００と当接する部分である接触面Ｃ２に対応する投影面Ｃ３においては規制部１３０が存在しない膨張収縮領域Ａ１が形成されているため、第一板部１１０と第二板部１２０との間での領域であって、仕切部材１００の蓄電池３００と当接する部分に対応する領域である投影面Ｃ３を含む領域は、物体が存在しない空間となっている。このため、仕切部材１００は、当該空間により蓄電池３００の膨張を吸収できる。

また、本実施の形態１に係る組電池１０によれば、蓄電池３００の外周面が絶縁シート３５０により覆われているため、複数の蓄電池３００間において電位差が生じる場合であっても絶縁シート３５０により絶縁されることにより、蓄電池３００内部に腐食が発生することを防ぐことができる。

また、本実施の形態１に係る組電池１０によれば、複数の蓄電池３００は、導電しない材料からなる締結部材２００により締結されることにより組電池１０を形成している。このため、組電池１０は、複数の蓄電池３００間において電位差が生じた場合であっても、複数の蓄電池３００間において電流が流れないように複数の蓄電池３００を締結することができる。

（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る組電池２０の図１におけるＶ−Ｖ断面図である。図６は、実施の形態２に係る組電池２０の内の１つの蓄電池３００と、当該蓄電池３００に隣接する１枚の仕切部材５００との関係を示す分解斜視図である。

上記実施の形態１に係る組電池１０では、仕切部材１００は、第一板部１１０、第二板部１２０、および規制部１３０とからなるが、実施の形態２に係る組電池２０は、仕切部材５００が、さらに、弾性体５１０を有する点が実施の形態１に係る組電池１０と異なる。したがって、仕切部材５００の構成のみ説明し、実施の形態１に係る組電池１０と同じ構成要素には、同じ符号を付し、その説明を省略する。

仕切部材５００は、図５および図６に示すように、蓄電池３００と接する第一板部１１０と、第一板部１１０と対向して設けられる第二板部１２０と、第一板部１１０と第二板部１２０とが離間された状態を維持する規制部１３０と、第一板部１１０と第二板部１２０との間に設けられる空間である膨張収縮領域Ａ１に配置される弾性体５１０とを有する。弾性体５１０は、第一板部１１０および第二板部１２０の間の領域であって、２枚の規制部１３０の間の領域と同様の大きさである。つまり、弾性体５１０は、実施の形態１における仕切部材１００の膨張収縮領域Ａ１と同じ大きさであり、仕切部材５００の膨張収縮領域Ａ１の全体に充填される。なお、この場合に充填される弾性体５１０は、圧力を受けたときに体積が小さくなる圧縮率が大きい材質であることが好ましく、例えば、シリコーンエラストマーなどのエラストマー材料、ラバー材料等を挙げることができる。また、弾性体５１０は、一般的な弾性材料よりも熱伝導率が高い材料（例えば、熱伝導率が０．６Ｗ／ｍ・ｋ以上、より好ましくは１．０Ｗ／ｍ・ｋ以上の材料）で形成されることがより好ましく、例えば、シリコーンエラストマー等の弾性材料に、窒化ホウ素等の熱伝導性のフィラーを混合した材料等を挙げることができる。

本実施の形態２に係る組電池２０によれば、第一板部１１０と第二板部１２０との間での領域であって、仕切部材５００の蓄電池３００と当接する部分に対応する領域である膨張収縮領域Ａ１には、弾性体５１０が充填される。このため、仕切部材５００は、当該弾性体５１０により蓄電池３００の膨張を吸収できる。また、弾性体５１０として熱伝導率が高い材料を採用すれば、特に膨張収縮領域Ａ１の全体にわたって充填されているため、仕切部材５００は、蓄電池３００から発生する熱を効率良く伝導させることができ、蓄電池３００から発生する熱を放熱させる効果と、蓄電池３００の膨張および収縮に追従する効果とを両立できる。

（実施の形態３）
図７は、本発明の実施の形態３に係る組電池３０の図１におけるＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。図８は、実施の形態３に係る組電池３０の内の１つの蓄電池３００と、当該蓄電池３００に隣接する１枚の仕切部材６００との関係を示す分解斜視図である。

上記実施の形態２に係る組電池２０では、仕切部材５００の膨張収縮領域Ａ１に設けられる弾性体５１０は、膨張収縮領域Ａ１と同じ大きさであるが、実施の形態３に係る組電池３０は、仕切部材６００の膨張収縮領域Ａ１に設けられる弾性体６１０が膨張収縮領域Ａ１の一部のみに設けられる点が実施の形態２に係る組電池２０と異なる。したがって、仕切部材６００の構成のみ説明し、実施の形態１および実施の形態２に係る組電池１０、２０と同じ構成要素には、同じ符号を付し、その説明を省略する。

仕切部材６００は、図７および図８に示すように、蓄電池３００と接する第一板部１１０と、第一板部１１０と対向して設けられる第二板部１２０と、第一板部１１０と第二板部１２０とが離間された状態を維持する規制部１３０と、第一板部１１０と第二板部１２０との間に設けられる空間である膨張収縮領域Ａ１に配置される弾性体６１０とを有する。弾性体６１０は、仕切部材６００の膨張収縮領域Ａ１のうちのＹ軸方向の中央の領域を含む一部の領域であって、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の全体に充填されるような形状となっている。つまり、弾性体６１０は、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の長さが膨張収縮領域Ａ１と同じであって、Ｙ軸方向の長さが膨張収縮領域Ａ１のＹ軸方向における長さよりも小さく、膨張収縮領域Ａ１のＹ軸方向の中央に配置されている。

本実施の形態３に係る組電池３０によれば、仕切部材６００は、膨張収縮領域Ａ１の一部のみに弾性体６１０が充填される。このため、仕切部材６００は、蓄電池３００が膨張することにより弾性体６１０がＸ軸方向に圧迫されたときに、膨張収縮領域Ａ１のうちの弾性体６１０の一部が充填されていない領域に移動することができる。これにより、仕切部材６００は、実施の形態２の膨張収縮領域Ａ１の全体にわたって弾性体５１０が充填されている仕切部材５００よりも、Ｘ軸方向に変形しやすい。したがって、仕切部材６００は、蓄電池３００の膨張および収縮に効率良く追従できる。

上記実施の形態３に係る組電池３０では、仕切部材６００は、充填されている弾性体６１０が１つのみであるが、図９に示すように、２つの弾性体７１０を有する仕切部材７００であってもよい。つまり、弾性体は、弾性体の大きさが、膨張収縮領域Ａ１の大きさよりも、複数の蓄電池３００および仕切部材６００の並び方向であるＸ軸方向の大きさ以外の部分の大きさが小さければよく、その形状や数は問わない。

（他の実施の形態）
上記実施の形態１−３に係る組電池１０、２０、３０では、仕切部材１００の規制部１３０が２枚からなり、２枚の規制部１３０の間に膨張収縮領域Ａ１が設けられるような構成となっているが、これに限らずに、例えば、図１０に示すような１枚の規制部１３１としてもよい。図１０は、他の実施の形態に係る組電池の内の１つの蓄電池と、当該蓄電池に隣接する１枚の仕切部材７００との関係を示す分解斜視図である。

なお、この場合には、規制部１３１は、蓄電池３００の容器３４０に対応する位置に開口部１３２を有する。開口部１３２は、規制部１３１の外周の長方形状よりも小さい長方形である。仕切部材１００は、規制部１３１に開口部１３２が設けられることにより、蓄電池の膨張および収縮に追従する膨張収縮領域Ａ１が形成される。

上記実施の形態１−３または上記他の実施の形態に係る組電池１０、２０、３０では、仕切部材１００、５００、６００、７００は、第一板部１１０と第二板部１２０とが規制部１３０、１３１を挟み込んで構成される三層構造であるが、三層構造に限らずに、例えば、図１１に示すように、第一板部１１０と規制部１３０との間、および、第二板部１２０と規制部１３０との間に、それぞれ絶縁部８１１、８１２を設けた五層構造としてもよい。図１１は、他の実施の形態に係る組電池の内の１つの蓄電池と、当該蓄電池に隣接する１枚の仕切部材８００との関係を示す分解斜視図である。

図１１に示すように、仕切部材８００の第一板部１１０および第二板部１２０と、規制部１３０との間に絶縁部８１１、８１２を設けるため、複数の蓄電池３００間の絶縁を確実に図ることができる。ここで、絶縁部８１１、８１２としては、例えば、絶縁フィルムが好適に採用される。

上記実施の形態１−３に係る組電池１０、２０、３０は、３個の蓄電池３００を備えるが、３個に限らずに、４個、５個、１０個などであってもよい。

また、蓄電池３００は、複数個に限らずに１個であってもよい。つまり、１個の蓄電池３００と１枚の仕切部材１００とが締結されているような場合であっても効果がある。

また、上記実施の形態１−３に係る組電池１０、２０、３０は、蓄電池３００を備えるが、蓄電池のような二次電池に限らずに一次電池であってもよい。なお、一次電池を備える組電池であっても、本発明の構成とすることにより経年劣化による膨張に追従できるという点で効果はある。

また、上記実施の形態１−３に係る組電池１０、２０、３０では、発電要素３３０は正極板、負極板、およびセパレータが捲回されることにより積層される捲回型であるが、捲回されずに複数層が積層される積層型であってもよい。なお、発電要素が積層型である場合には、容器は長円筒形状に限らずに、角形であってもよい。

以上、本発明の組電池について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を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。

本発明の一態様に係る組電池は、極板の物理的な劣化やセパレータの目つぶれなどが起こることを防ぐことができ、電池性能の低下を防ぐことができる組電池等として有用である。

１０、２０、３０組電池
１００、５００、６００、７００、８００仕切部材
１１０第一板部
１２０第二板部
１３０、１３１規制部
１３２開口部
１４０貫通孔
１４１第一貫通孔
１４２第二貫通孔
１４３第三貫通孔
１５０外板部材
２００締結部材
２１０ボルト
２２０ナット
３００蓄電池
３１０正極端子
３２０負極端子
３３０発電要素
３４０容器
３４１蓋板
３４２容器本体
３５０絶縁シート
５１０、６１０、７１０弾性体
８１１、８１２絶縁部
Ａ１膨張収縮領域
Ｃ１接触面
Ｃ２接触面
Ｃ３投影面

Claims

複数の電池と、少なくとも前記電池の側方に配置される仕切部材とを備え、
前記仕切部材は、前記電池に接する第一板部と、前記第一板部に対向して設けられる第二板部と、前記第一板部と前記第二板部との間に配置され、前記第一板部と前記第二板部との間隔を保持する規制部と、前記第一板部と前記第二板部との間に設けられる空間とを有し、
前記規制部は、前記仕切部材と前記電池との当接部分に対向する領域を除く領域に、配置されている
組電池。
前記複数の電池および前記仕切部材を締結し、かつ、前記仕切部材を貫通している締結部材を備える、請求項１に記載の組電池。
前記締結部材は、前記第一板部、前記第二板部、および、前記規制部を貫通している、請求項２に記載の組電池。