JP6176369B2 - Power supply - Google Patents

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Description

本発明は、複数の電池セルを備えた電源装置に関するものである。   The present invention relates to a power supply device including a plurality of battery cells.

ハイブリッドカーや電気自動車、大型の蓄電装置等に使用される電源装置は、高電圧出力であることや高電流容量であることが求められる。この種の電源装置として、複数の電池セルを積層して形成される電源装置があり、電池セルを直列に接続することで電源装置の出力電圧を高く、並列に接続することで電源装置の電流容量を大きくすることができる。電源装置を構成する電池セルとしては、繰り返し充放電ができるように、二次電池が使用される。   A power supply device used for a hybrid car, an electric vehicle, a large power storage device, and the like is required to have a high voltage output and a high current capacity. As this type of power supply device, there is a power supply device formed by stacking a plurality of battery cells. The output voltage of the power supply device is increased by connecting the battery cells in series, and the current of the power supply device is connected by connecting in parallel. The capacity can be increased. As the battery cell constituting the power supply device, a secondary battery is used so that it can be repeatedly charged and discharged.

二次電池は、充放電を繰り返すことにより電池セルが膨張し、膨張に伴う電池性能(入出力特性)の劣化が生じる。そのため、複数の電池セルを積層して構成される電源装置において、電池セルを加圧した状態で締結することで電池セルの膨張を防止し、膨張に伴う電池性能の劣化を抑制する締結具を備えた電源装置がある。   In the secondary battery, the battery cell expands by repeating charge and discharge, and the battery performance (input / output characteristics) deteriorates due to the expansion. Therefore, in a power supply device configured by stacking a plurality of battery cells, a fastener that prevents expansion of the battery cells by fastening the battery cells in a pressurized state and suppresses deterioration of battery performance due to expansion. There is a power supply equipped.

この種の電源装置としては、例えば、電池セルとして、直方体形状の外装缶を有する角形電池と角形電池を保持するセパレータとを交互に積層して形成される電池ブロックと、電池ブロックの両端に配設される一対のエンドプレートと、エンドプレートに架設され、積層されている角形電池を積層方向に加圧した状態で締結するバインドバーとを備えた電源装置が知られている(特許文献1)。この構成によると、バインドバーを介して電池ブロックを締結することで、各角形電池の外装缶は、隣接するセパレータに押圧され、外装缶の膨張が抑制されるようになっている。具体的には、エンドプレートに架設されたバインドバーによって、角形電池の寸法が制限されているので、充放電を繰り返すことで、外装缶内の内圧が上昇しても、セパレータが外装缶の幅広面を押圧して、外装缶の膨張が阻止される。   As this type of power supply device, for example, as a battery cell, a battery block formed by alternately stacking a rectangular battery having a rectangular parallelepiped outer can and a separator for holding the rectangular battery, and arranged at both ends of the battery block. There is known a power supply device including a pair of end plates provided, and a bind bar that is laid on the end plates and fastened in a state where the stacked rectangular batteries are pressed in the stacking direction (Patent Document 1). . According to this configuration, by fastening the battery block via the bind bar, the outer can of each rectangular battery is pressed by the adjacent separator, and the expansion of the outer can is suppressed. Specifically, since the size of the prismatic battery is limited by the bind bar erected on the end plate, even if the internal pressure in the outer can rises by repeating charging and discharging, the separator becomes wider in the outer can. Pressing the surface prevents the outer can from expanding.

一方、電池性能の劣化は、電池セルの寿命(経年変化による内部抵抗の増加等)にも影響される。具体的には、電池セルは、高温度下での使用により電池セルの寿命が低下する。そのため、特許文献1の電源装置は、上述した構成に加えて、外装缶を金属で形成し、電池セルの放熱性能を高めると共に、電池ブロックの下部に当接する冷却プレートを介して、各電池セルを冷却できるように構成している。   On the other hand, deterioration of battery performance is also affected by the life of the battery cell (increase in internal resistance due to aging, etc.). Specifically, the life of the battery cell is reduced by using the battery cell at a high temperature. For this reason, in addition to the above-described configuration, the power supply device of Patent Document 1 includes an outer can made of metal to improve the heat dissipation performance of the battery cell, and each battery cell via a cooling plate that contacts the lower part of the battery block. It can be cooled.

金属製の外装缶を用いた場合、隣接する電池セルの外装缶に電位差が生じるため、隣接する電池セル同士を絶縁する必要がある。また冷却プレート等の冷却機構を備えた電源装置では、周囲との温度差により、結露水が外装缶等に付着するおそれがあるため、隣接する電池セル同士を絶縁する必要がある。特許文献1の電源装置では、絶縁性のセパレータを隣接する電池セルの間に配置することにより、隣接する電池セルを絶縁している。   When a metal outer can is used, a potential difference is generated in the outer can of adjacent battery cells, so that adjacent battery cells need to be insulated from each other. Further, in a power supply device provided with a cooling mechanism such as a cooling plate, it is necessary to insulate adjacent battery cells because dew condensation water may adhere to an outer can or the like due to a temperature difference from the surroundings. In the power supply device disclosed in Patent Literature 1, adjacent battery cells are insulated by disposing an insulating separator between adjacent battery cells.

特開2011−34775号公報JP 2011-34775 A

特許文献1の電源装置において、セパレータは、隣接する電池セルを絶縁すると共に、バインドバーを介して、電池セルの外装缶を押圧して、外装缶の膨張を防止するように構
成されている。
In the power supply device of Patent Document 1, the separator is configured to insulate adjacent battery cells and press the outer can of the battery cell via the bind bar to prevent the outer can from expanding.

しかしながら、特許文献1の構成では、セパレータは、外装缶の幅広面を均一に押圧する構成であり、膨張による角形電池の電池性能の劣化を効率よく抑制するためのセパレータの最適な形状については充分な検討がなされておらず、角形電池の膨張を効率よく防止することが望まれていた。   However, in the configuration of Patent Document 1, the separator is configured to uniformly press the wide surface of the outer can, and the optimum shape of the separator for efficiently suppressing deterioration of the battery performance of the rectangular battery due to expansion is sufficient. Therefore, it has been desired to efficiently prevent the expansion of the rectangular battery.

本願発明は、斯かる問題を解決するためになされたものであり、複数の電池セルを積層して形成される電源装置において、電池性能の劣化を抑制することができる電源装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve such a problem, and provides a power supply device capable of suppressing deterioration of battery performance in a power supply device formed by stacking a plurality of battery cells. It is the purpose.

本願発明のある態様の電源装置は、一方向に沿って配設される複数の電池セルと、それぞれが隣接する電池セルの間に配設される複数のセパレータと、複数の電池セルの膨張を抑制するための締結部と、を備える。各々の電池セルは、一対の幅広面と出力端子が設けられる封口面とを有する扁平な直方体形状の外装缶と、外装缶の幅広面に面する平坦面を有する電極体と、を含んでいる。また、隣接する電池セルは、互いの幅広面を対向する姿勢で配置されている。各々のセパレータは、隣接する電池セルを絶縁する絶縁部と、絶縁部に積層される押圧部と、を含んでいる。また、押圧部は、封口面の法線方向に延在している。押圧部は、封口面の法線方向における寸法が、封口面の法線方向における外装缶の寸法よりも小さく、かつ、封口面の法線方向における平坦面の寸法よりも大きく形成され、封口面の法線方向において、この押圧部の両端の間に平坦面が位置している。   A power supply device according to an aspect of the present invention includes a plurality of battery cells disposed along one direction, a plurality of separators disposed between adjacent battery cells, and expansion of the plurality of battery cells. A fastening portion for restraining. Each battery cell includes a flat rectangular parallelepiped outer can having a pair of wide surfaces and a sealing surface on which an output terminal is provided, and an electrode body having a flat surface facing the wide surface of the outer can. . Moreover, the adjacent battery cell is arrange | positioned with the attitude | position which opposes a mutual wide surface. Each separator includes an insulating part that insulates adjacent battery cells, and a pressing part that is stacked on the insulating part. Moreover, the press part is extended in the normal line direction of the sealing surface. The pressing part is formed so that the dimension in the normal direction of the sealing surface is smaller than the dimension of the outer can in the normal direction of the sealing surface and larger than the dimension of the flat surface in the normal direction of the sealing surface. In the normal direction, a flat surface is located between both ends of the pressing portion.

上記構成によると、隣接する電池セルを絶縁すると共に、膨張しやすい外装缶の中央部を押圧することができるため、効率よく電池セルの膨張を抑制することができる等の効果を奏する。   According to the said structure, while insulating the adjacent battery cell, since the center part of the exterior can which is easy to expand | swell can be pressed, there exists an effect that the expansion | swelling of a battery cell can be suppressed efficiently.

本発明の実施形態における電源装置1の斜視図である。It is a perspective view of the power supply device 1 in embodiment of this invention. 同角形電池2の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of the homogenous battery 2. 同角形電池2の垂直縦断面図である。3 is a vertical longitudinal sectional view of the same battery 2. FIG. 同角形電池2の垂直横断面図である。2 is a vertical cross-sectional view of the same battery 2. FIG. 同電流遮断機構7の構造を示すための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for illustrating the structure of the current interrupt mechanism 7. 同電流遮断機構7が作動した際のダイアフラムの様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of a diaphragm when the same electric current interruption mechanism 7 act | operates. 本発明おけるセパレータ3Aの形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of 3 A of separators in this invention. 同セパレータ3Aの形状を示す上面図である。It is a top view which shows the shape of the separator 3A. 同セパレータ3Bの形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the separator 3B. 同セパレータ3Cの形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the separator 3C. 同セパレータ3Dの形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the separator 3D. 同セパレータ3Eの形状を示す上面図である。It is a top view which shows the shape of the separator 3E. 同セパレータ3Fの形状を示す上面図である。It is a top view which shows the shape of the separator 3F. 同絶縁部と押圧部とを一体成型されたセパレータ3(3A)の断面図であ る。It is sectional drawing of the separator 3 (3A) which integrally molded the insulation part and the press part. 平板状のセパレータを用いて押圧した際の押圧力と角形電池2のセル幅と の関係を示すグラフである。3 is a graph showing the relationship between the pressing force when pressing using a flat separator and the cell width of the prismatic battery 2; 本発明の実施形態のセパレータを用いて押圧した際の押圧力と角形電池2 のセル幅との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pressing force at the time of pressing using the separator of embodiment of this invention, and the cell width of the square battery. 他の実施形態におけるセパレータの形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the shape of the separator in other embodiment.

本発明の実施形態について図1乃至図14に基づいて、以下に詳述する。   An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS.

図1は、本発明の実施形態における電源装置1の斜視図である。図1に示すように、電源装置1は、角形電池2と絶縁性のセパレータ3とを交互に積層して形成される電池ブロック4と、電池ブロック4の両端に配設されるエンドプレート5と、エンドプレート5に架設され、電池ブロック4を積層方向に加圧した状態で締結する締結具として、バインドバー6とを備えている。   FIG. 1 is a perspective view of a power supply device 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the power supply device 1 includes a battery block 4 formed by alternately stacking rectangular batteries 2 and insulating separators 3, and end plates 5 disposed at both ends of the battery block 4. A binding bar 6 is provided as a fastener that is installed on the end plate 5 and fastens the battery block 4 in a state of being pressed in the stacking direction.

電池ブロック4を構成する角形電池2は、出力端子21が電池ブロック4の上面に並ぶように積層され、隣接している角形電池2同士は、バスバー8を介して接続される。角形電池2は直列に接続され、電源装置1の出力電圧を大きくしている。電池ブロック4の両端に配設されているエンドプレート5は、外形が角形電池2の外形とほぼ等しい直方体形状で、アルミニウムやアルミニウム合金等の比較的高い強度を有する金属や硬質のプラスチック等で形成されている。エンドプレート5の四隅には、上下に並設される一対のバインドバー6をネジ止め固定するためのネジ穴が形成されており、バインドバー6を架設できるようになっている。   The rectangular batteries 2 constituting the battery block 4 are stacked such that the output terminals 21 are arranged on the upper surface of the battery block 4, and the adjacent rectangular batteries 2 are connected to each other via the bus bar 8. The prismatic batteries 2 are connected in series to increase the output voltage of the power supply device 1. The end plates 5 disposed at both ends of the battery block 4 have a rectangular parallelepiped shape whose outer shape is substantially equal to the outer shape of the rectangular battery 2, and are formed of a relatively high strength metal such as aluminum or aluminum alloy, a hard plastic, or the like. Has been. At the four corners of the end plate 5, screw holes for fixing a pair of bind bars 6 arranged vertically are fixed by screws, and the bind bars 6 can be installed.

尚、上記実施形態では、各角形電池2は直列に接続されているが、並列に接続してもよい。角形電池2を並列に接続することで、電源装置1の電流容量を大きくすることができる。また、目的の出力電圧や電流容量に応じて、並列接続や直列接続を組み合わせて電池ブロック4を構成することもできる。   In addition, in the said embodiment, although each square battery 2 is connected in series, you may connect in parallel. By connecting the prismatic batteries 2 in parallel, the current capacity of the power supply device 1 can be increased. Further, the battery block 4 can also be configured by combining parallel connection or series connection according to the target output voltage or current capacity.

図2乃至図4は、角形電池2の構成を示す図である。図2乃至図4に示すように、角形電池2は、上面を開口した扁平な直方体形状に形成される外装缶22と、外装缶22の開口を閉塞する封口体23と、封口体23から立設される出力端子21とを有する電池セルで、例えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池である。外装缶22は、熱伝導性に優れた金属で形成されており、角形電池2の冷却性を向上させるようになっている。熱伝導性に優れた金属としては、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金等がある。外装缶22は、セパレータ3と対向する幅広面24を有しており、バインドバー6により締結されることで、この幅広面24がセパレータ3によって押圧されるようになっている。外装缶22の幅広面24は、幅広面24の周縁に位置する稜線部24aと、中央に位置する中央部24bとで構成されている。この構成の角形電池2は、充放電を繰り返すことで外装缶22の内圧が上昇した際に、特に外装缶22の中央部24bが膨張する。   2 to 4 are diagrams showing the configuration of the prismatic battery 2. As shown in FIG. 2 to FIG. 4, the prismatic battery 2 includes an outer can 22 formed in a flat rectangular parallelepiped shape with an upper surface open, a sealing body 23 that closes the opening of the outer can 22, and a sealing body 23. A battery cell having an output terminal 21 provided, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. The outer can 22 is formed of a metal having excellent thermal conductivity, and improves the cooling performance of the prismatic battery 2. Examples of the metal having excellent thermal conductivity include aluminum and aluminum alloys. The outer can 22 has a wide surface 24 facing the separator 3, and the wide surface 24 is pressed by the separator 3 by being fastened by the bind bar 6. The wide surface 24 of the outer can 22 is composed of a ridge line portion 24 a located at the periphery of the wide surface 24 and a central portion 24 b located at the center. In the prismatic battery 2 having this configuration, when the internal pressure of the outer can 22 increases due to repeated charge and discharge, the central portion 24b of the outer can 22 particularly expands.

図3及び図4の断面図に示すように、外装缶22内には、正極251と負極252の間に絶縁シート253を介在させた積層体を巻装して形成される電極体25と、図示しない電解液が封入されている。二つの出力端子21は、それぞれ、電極集電部材26を介して、正極251または負極252に電気的に接続され、電流遮断機構7が、正極251と、正極251に接続されている出力端子21との間に設けられている。電流遮断機構7は、電池セルの内圧、即ち外装缶22の内圧が設定圧力よりも高くなると電流を遮断するように構成されている。   As shown in the cross-sectional views of FIGS. 3 and 4, an electrode body 25 formed by winding a laminated body in which an insulating sheet 253 is interposed between a positive electrode 251 and a negative electrode 252 in the outer can 22, An electrolyte solution (not shown) is enclosed. The two output terminals 21 are electrically connected to the positive electrode 251 or the negative electrode 252 via the electrode current collecting member 26, respectively, and the current interrupting mechanism 7 is connected to the positive electrode 251 and the positive electrode 251. Between. The current interrupting mechanism 7 is configured to interrupt the current when the internal pressure of the battery cell, that is, the internal pressure of the outer can 22 becomes higher than the set pressure.

図5乃至図6は、電流遮断機構7の具体的な構成を示す断面図である。電流遮断機構7は、出力端子21と正極251とを電気的に接続する導通部71を有しており、封口体23の近傍に設けられている。この導通部71は、正極251と電気的に接続される接続金属71aと、外装缶22の内圧に応じて変形する金属製のダイアフラム71bとで構成される。ダイアフラム71bは、封口体23に固定された出力端子21の下端に外周を当接させて、この当接部分を溶接することで、出力端子21とダイアフラム71bとを電気的に接続している。ダイアフラム71b及び接続金属71aは、プラスチック等の絶縁材で
形成されるインナーケース72に収納される。
5 to 6 are cross-sectional views showing a specific configuration of the current interrupt mechanism 7. The current interruption mechanism 7 has a conduction portion 71 that electrically connects the output terminal 21 and the positive electrode 251, and is provided in the vicinity of the sealing body 23. The conduction portion 71 includes a connection metal 71 a that is electrically connected to the positive electrode 251, and a metal diaphragm 71 b that deforms according to the internal pressure of the outer can 22. The diaphragm 71b is electrically connected to the output terminal 21 and the diaphragm 71b by bringing the outer periphery into contact with the lower end of the output terminal 21 fixed to the sealing body 23 and welding the contact portion. The diaphragm 71b and the connection metal 71a are accommodated in an inner case 72 formed of an insulating material such as plastic.

インナーケース72は、ダイアフラム71bの上面を気密に密閉している。ダイアフラム71bの上面側を気密に密閉することで、ダイアフラム71bの上面側には外装缶22の内圧が作用しないように構成される。ダイアフラム71bの下面側には、外装缶22の内圧が作用し、内圧によってダイアフラム71bを上方へ押し上げる力が働く。このダイアフラム71bを押し上げる力は、外装缶22の内圧に比例して大きくなる。外装缶22の内圧が充分小さい場合には、ダイアフラム71bを押し上げる力も小さく、ダイアフラム71bの上面側の密閉空気によって、ダイアフラム71bの変形を阻止される。外装缶22の内圧が上昇してダイアフラム71bを押し上げる力がある一定値を越えた場合には、ダイアフラム71bの変形を阻止できなくなり、図6に示すように変形する。図6の状態のダイアフラム71bは、接続金属71aから離間した状態となり、出力端子21と正極251とが電気的に遮断される。ダイアフラム71bが変形する内圧は、ダイアフラム71bの材厚や形状によって設定することができる。図6に示すように変形したダイアフラム71bは、外力が働かない限りこの形状に保持されるため、一度、電流遮断機構7が作動すると、その後も出力端子21と正極251とは、電気的に遮断される状態が維持される。   The inner case 72 hermetically seals the upper surface of the diaphragm 71b. By sealing the upper surface side of the diaphragm 71b in an airtight manner, the internal pressure of the outer can 22 does not act on the upper surface side of the diaphragm 71b. The inner pressure of the outer can 22 acts on the lower surface side of the diaphragm 71b, and a force that pushes the diaphragm 71b upward by the inner pressure acts. The force that pushes up the diaphragm 71b increases in proportion to the internal pressure of the outer can 22. When the internal pressure of the outer can 22 is sufficiently small, the force for pushing up the diaphragm 71b is also small, and the deformation of the diaphragm 71b is prevented by the sealed air on the upper surface side of the diaphragm 71b. When the internal pressure of the outer can 22 rises and the force for pushing up the diaphragm 71b exceeds a certain value, the diaphragm 71b cannot be prevented from being deformed and deformed as shown in FIG. The diaphragm 71b in the state of FIG. 6 is in a state of being separated from the connection metal 71a, and the output terminal 21 and the positive electrode 251 are electrically disconnected. The internal pressure at which the diaphragm 71b is deformed can be set according to the material thickness and shape of the diaphragm 71b. Since the deformed diaphragm 71b is held in this shape unless an external force is applied as shown in FIG. 6, once the current interrupting mechanism 7 is activated, the output terminal 21 and the positive electrode 251 are electrically disconnected thereafter. Maintained.

この構成により、外装缶22の内圧が異常に上昇した場合等には、電源装置1が接続される負荷、例えば車両用モータ等から、角形電池2を電気的に遮断することができる。尚、上記実施形態において、電流遮断機構7は、正極251側に設けられているが、負極252側に設ける構成としても良い。   With this configuration, when the internal pressure of the outer can 22 rises abnormally, the rectangular battery 2 can be electrically disconnected from a load to which the power supply device 1 is connected, such as a vehicle motor. In addition, in the said embodiment, although the electric current interruption mechanism 7 is provided in the positive electrode 251 side, it is good also as a structure provided in the negative electrode 252 side.

図7乃至図13は、セパレータ3の形状を示すための断面図である。図7に示すように、隣接する角形電池2の間には、セパレータ3が設けられており、このセパレータ3は、隣接する角形電池2を絶縁するための絶縁部31と、外装缶22の幅広面24の中央部24bと対向する位置に押圧部32とを有している。具体的には、押圧部32は、外装缶22内に封入される電極体25対応する位置に形成され、幅広面24の電流遮断機構7より下方に位置する部分を押圧するように構成されることが好ましい。   7 to 13 are cross-sectional views for illustrating the shape of the separator 3. As shown in FIG. 7, a separator 3 is provided between adjacent rectangular batteries 2, and this separator 3 has an insulating portion 31 for insulating the adjacent rectangular batteries 2 and a wide width of the outer can 22. A pressing portion 32 is provided at a position facing the central portion 24 b of the surface 24. Specifically, the pressing portion 32 is formed at a position corresponding to the electrode body 25 enclosed in the outer can 22 and is configured to press a portion located below the current blocking mechanism 7 of the wide surface 24. It is preferable.

尚、上述したエンドプレート5を金属で形成した場合、エンドプレート5と角形電池2との間にもセパレータ3が配設される。この電池ブロック4の端部に配設されるセパレータ3は、角形電池2と対向する面は一面だけであり、押圧部32も角形電池2と対向する面に形成される。また、端部のセパレータ3は、エンドプレート5を保持するように、エンドプレート5と嵌合するような形状とすることもできる。このように形成することで、電池ブロック4をバインドバー6で締結する際、エンドプレート5の位置ずれを防止することができる。   When the end plate 5 is made of metal, the separator 3 is also disposed between the end plate 5 and the prismatic battery 2. The separator 3 disposed at the end of the battery block 4 has only one surface facing the rectangular battery 2, and the pressing portion 32 is also formed on the surface facing the rectangular battery 2. Further, the end separator 3 can be shaped to fit the end plate 5 so as to hold the end plate 5. By forming in this way, when the battery block 4 is fastened with the bind bar 6, the position shift of the end plate 5 can be prevented.

図7に示されるセパレータ3(3A)において、押圧部32は、絶縁部31よりも外装缶22の幅広面24に向かって突出した形状に形成されている。図7及び図8に示すように、外装缶22の稜線部24a近傍においては、絶縁部31と外装缶22の稜線部24aとの間に空隙を設けるように、押圧部32に対して段差が設けられている。尚、必ずしも絶縁部31と外装缶22との間に空隙を設ける必要はないが、少なくとも封口体23近傍に位置する稜線部24aと、セパレータ3Aの絶縁部31との間に空隙を設けることが好ましい。   In the separator 3 (3 </ b> A) shown in FIG. 7, the pressing portion 32 is formed in a shape protruding toward the wide surface 24 of the outer can 22 from the insulating portion 31. As shown in FIGS. 7 and 8, in the vicinity of the ridge line portion 24 a of the outer can 22, there is a step with respect to the pressing portion 32 so as to provide a gap between the insulating portion 31 and the ridge line portion 24 a of the outer can 22. Is provided. It is not always necessary to provide a gap between the insulating part 31 and the outer can 22, but a gap is provided at least between the ridge line part 24 a located in the vicinity of the sealing body 23 and the insulating part 31 of the separator 3 </ b> A. preferable.

角形電池2の外装缶22は、上述の通り、特に幅広面24の中央部24bが膨張し、幅広面24の稜線部24aはそれほど膨張しない。このような構成において、外装缶22の稜線部24aを押圧しても、ほとんど膨張しない部分を押圧することになるため、効率よく外装缶22の膨張を抑止できない。また、外装缶22の稜線部24a、特に封口体23
の近傍に位置する稜線部24aに過度な力がかかると、封口体23と外装缶22の溶接部分に亀裂が入ったり、溶接が剥がれたりするおそれがある。
As described above, in the outer can 22 of the rectangular battery 2, the central portion 24 b of the wide surface 24 is expanded, and the ridge line portion 24 a of the wide surface 24 is not expanded so much. In such a configuration, even if the ridge line portion 24a of the outer can 22 is pressed, a portion that hardly expands is pressed, so that the expansion of the outer can 22 cannot be efficiently suppressed. Further, the ridge line portion 24 a of the outer can 22, particularly the sealing body 23.
If an excessive force is applied to the ridge line portion 24a located in the vicinity, there is a possibility that the welded portion between the sealing body 23 and the outer can 22 may crack or the welding may be peeled off.

上記実施形態では、バインドバー6で締結した際に、セパレータ3Aの押圧部32が、外装缶22の幅広面24の中央部分を主に押圧するように構成されているので、膨張の変化が大きい幅広面24の中央部24bを押圧することができ、効率よく外装缶22の膨張を抑制できる。加えて、この構成では、封口体23等に負荷がかかりにくくなっているので、封口体23と外装缶22の溶接部分に亀裂が入ったり、溶接が剥がれたりすることを防止でき、より安全な電源装置を提供することができる。   In the above-described embodiment, when the binding bar 6 is fastened, the pressing portion 32 of the separator 3A is configured to mainly press the central portion of the wide surface 24 of the outer can 22, so that the change in expansion is large. The central portion 24b of the wide surface 24 can be pressed, and the expansion of the outer can 22 can be efficiently suppressed. In addition, in this configuration, since it is difficult to apply a load to the sealing body 23 and the like, it is possible to prevent the welded portion between the sealing body 23 and the outer can 22 from cracking or peeling off the weld, and thus safer. A power supply device can be provided.

図9に示すセパレータ3(3B)は、絶縁部31が封口体23近傍の外装缶22端面より上方へ突出するように延設されている。上述した通り、電源装置1に冷却機構を備えた場合、周囲との温度差によって、外装缶22の表面に結露水が付着することがある。特に、外装缶22を金属で形成した場合、この結露水の付着は顕著となる。図9に示すセパレータ3Bは、隣接する角形電池2の出力端子21の間に、絶縁部31が位置するように構成されているため、例えば、外装缶22に結露水が付着しても、結露水を介して隣接する角形電池2が接触することはなく、隣接する角形電池2の短絡を防止できるようになっている。従って、図9に示すセパレータ3Bを備えた電源装置1は、セパレータを角形電池2の膨張を効率よく防止できる形状としながら、絶縁層31により、結露水による短絡を防止することができる。   The separator 3 (3 </ b> B) shown in FIG. 9 is extended so that the insulating portion 31 protrudes upward from the end face of the outer can 22 near the sealing body 23. As described above, when the power supply device 1 is provided with a cooling mechanism, condensed water may adhere to the surface of the outer can 22 due to a temperature difference from the surroundings. In particular, when the outer can 22 is formed of a metal, the adhesion of the condensed water becomes remarkable. Since the separator 3B shown in FIG. 9 is configured such that the insulating portion 31 is located between the output terminals 21 of the adjacent rectangular batteries 2, for example, even if condensed water adheres to the outer can 22, The adjacent square batteries 2 do not come into contact with each other through water, and a short circuit between the adjacent square batteries 2 can be prevented. Therefore, the power supply device 1 including the separator 3B shown in FIG. 9 can prevent a short circuit due to condensed water by the insulating layer 31 while making the separator in a shape that can efficiently prevent the expansion of the rectangular battery 2.

図10乃至図13は、さらに効率よく外装缶22の幅広面24を押圧する押圧部32の形状を説明するためのものである。図10乃至図13のセパレータ3において、押圧部32は、中央に位置する頂点部32aと、周縁に位置する周縁部32bを有しており、頂点部32aから周縁部32bにかけてなだらかに傾斜した傾斜面33が形成されている。この構成によると、締結される力に応じて、セパレータ3の押圧部32と、外装缶22の幅広面24との接触面積を変化させることができる。具体的には、外装缶22がほとんど膨張していない場合、セパレータ3の押圧部32は、主に頂点部32aと幅広面24とが接触し、外装缶22が大きく膨張した場合、セパレータ3の押圧部32は、頂点部32aと周縁部32bとで幅広面24を押圧するようになっている。この時、押圧部32と外装缶22の幅広面24との接触面積は、傾斜面33の勾配に応じて変化する。例えば、傾斜面33の勾配が緩やかとなるように押圧部32を形成した場合、締結力の変化に対して、接触面積は急激に変化する。また、傾斜面33を急勾配となるように形成した場合、締結力に変化に対して、押圧部32と幅広面24との接触面積は緩やかに変化する。   10 to 13 are for explaining the shape of the pressing portion 32 that presses the wide surface 24 of the outer can 22 more efficiently. In the separator 3 of FIGS. 10 to 13, the pressing portion 32 has a vertex portion 32 a located at the center and a peripheral portion 32 b located at the periphery, and is inclined gently from the vertex portion 32 a to the peripheral portion 32 b. A surface 33 is formed. According to this configuration, the contact area between the pressing portion 32 of the separator 3 and the wide surface 24 of the outer can 22 can be changed according to the force to be fastened. Specifically, when the outer can 22 is hardly expanded, the pressing portion 32 of the separator 3 is mainly in contact with the apex portion 32a and the wide surface 24, and when the outer can 22 is greatly expanded, The pressing part 32 is configured to press the wide surface 24 with the apex part 32a and the peripheral part 32b. At this time, the contact area between the pressing portion 32 and the wide surface 24 of the outer can 22 changes according to the gradient of the inclined surface 33. For example, when the pressing portion 32 is formed so that the slope of the inclined surface 33 becomes gentle, the contact area changes rapidly with respect to the change in fastening force. In addition, when the inclined surface 33 is formed to have a steep slope, the contact area between the pressing portion 32 and the wide surface 24 changes gradually with respect to the change in the fastening force.

図10のセパレータ3(3C)において、押圧部32は、頂点部32aから出力端子21側に位置する周縁部32bにかけて形成される第一の傾斜面33aと、頂点部32aから底面側に位置する周縁部32bにかけて形成される第二の傾斜面33bとを有している。この構成によると、上述した通り、傾斜面33の勾配に応じて、押圧部32と幅広面24との接触面積を変化させることができるので、出力端子21側に位置する周縁部32bと、底面側に位置する周縁部32bにかかる負荷を低減させることができる。   In the separator 3 (3C) of FIG. 10, the pressing part 32 is located on the first inclined surface 33a formed from the vertex part 32a to the peripheral edge part 32b located on the output terminal 21 side, and on the bottom face side from the vertex part 32a. And a second inclined surface 33b formed over the peripheral edge portion 32b. According to this configuration, as described above, the contact area between the pressing portion 32 and the wide surface 24 can be changed according to the gradient of the inclined surface 33, so that the peripheral portion 32b positioned on the output terminal 21 side and the bottom surface The load applied to the peripheral edge portion 32b located on the side can be reduced.

また、傾斜面33a及び傾斜面33bは、図11に示すように、傾斜面33aと傾斜面33bとで勾配を異ならせるように形成することもできる。図11に示されるセパレータ3(3D)は、第一の傾斜面33aよりも第二の傾斜面33bのほうが、傾斜が緩やかとなるように形成されているため、接触面積の増減が底面側に偏って変化する。換言すると、図11に示されるセパレータ3Dは、外装缶22の幅広面24の底面側を主に押圧するように構成される。この構成によると、外装缶22の出力端子21側に位置する封口体23にかかる負荷を低減することができる。   In addition, as shown in FIG. 11, the inclined surface 33a and the inclined surface 33b can be formed so that the gradient is different between the inclined surface 33a and the inclined surface 33b. The separator 3 (3D) shown in FIG. 11 is formed so that the inclination of the second inclined surface 33b is gentler than that of the first inclined surface 33a. Unevenly change. In other words, the separator 3D shown in FIG. 11 is configured to mainly press the bottom surface side of the wide surface 24 of the outer can 22. According to this structure, the load concerning the sealing body 23 located in the output terminal 21 side of the armored can 22 can be reduced.

さらに、上記実施形態では、電流遮断機構7は封口体23近傍に設けられているため、電流遮断機構7にかかる負荷を低減させることができる。特に、上記実施形態で説明した電流遮断機構7は、外装缶22の内圧に応じてダイアフラム71bが変形して出力端子21と電極体25との電気的接続を遮断する構成であるため、外力(例えば、押圧部が外装缶を押圧する押圧力等)がダイアフラム71bにかかると、ダイアフラム71bが変形するおそれがある。具体的には、外装缶22の内圧がそれほど高くないにもかかわらず、ダイアフラム71bが変形して、電流が遮断されたり、出力端子21と電極体25との電気的接続が遮断された状態の電流遮断機構7に加わる外力によって、ダイアフラム71bが変形し、再び出力端子21と電極体25とが接続されたりするおそれがある。図11に示されるセパレータ3Dの構成によると、電流遮断機構7にかかる負荷を低減できるので、電流遮断機構7の誤作動を防止するという効果も期待できる。   Furthermore, in the said embodiment, since the electric current interruption mechanism 7 is provided in the sealing body 23 vicinity, the load concerning the electric current interruption mechanism 7 can be reduced. In particular, the current interrupt mechanism 7 described in the above embodiment has a configuration in which the diaphragm 71b is deformed according to the internal pressure of the outer can 22 and the electrical connection between the output terminal 21 and the electrode body 25 is interrupted. For example, when a pressing force such as a pressing portion pressing the outer can is applied to the diaphragm 71b, the diaphragm 71b may be deformed. Specifically, although the internal pressure of the outer can 22 is not so high, the diaphragm 71b is deformed and the current is interrupted or the electrical connection between the output terminal 21 and the electrode body 25 is interrupted. Due to the external force applied to the current interrupt mechanism 7, the diaphragm 71b may be deformed, and the output terminal 21 and the electrode body 25 may be connected again. According to the configuration of the separator 3D shown in FIG. 11, since the load applied to the current interrupt mechanism 7 can be reduced, an effect of preventing malfunction of the current interrupt mechanism 7 can be expected.

図12に示されるセパレータ3(3E)は、頂点部32aから左右両側方に位置する周縁部32bにかけて、第三の傾斜面33cと第四の傾斜面33dとが形成されており、電流遮断機構7の近傍に位置する斜面が第三の傾斜面33cとする。図12に示すセパレータ3Eは、第三の傾斜面33cと第四の傾斜面33dとは同じ勾配となるように形成されている。セパレータ3Eは、水平方向において、左右対称に形成されるため、外装缶22の幅広面24を水平方向において均等に押圧するように構成することができる。図4等に示されるように、電極体25は、電極体25の軸方向を外装缶22の水平方向へ向けて、外装缶22内に封入されているため、外装缶22が均等に押圧されるように構成することで、外装缶22内に封入されている電極体25に偏った負荷がかかること等を防止することができる。   In the separator 3 (3E) shown in FIG. 12, a third inclined surface 33c and a fourth inclined surface 33d are formed from the apex portion 32a to the peripheral edge portion 32b located on both the left and right sides, and a current blocking mechanism is formed. A slope located in the vicinity of 7 is a third slope 33c. The separator 3E shown in FIG. 12 is formed so that the third inclined surface 33c and the fourth inclined surface 33d have the same gradient. Since the separator 3E is formed symmetrically in the horizontal direction, the separator 3E can be configured to press the wide surface 24 of the outer can 22 evenly in the horizontal direction. As shown in FIG. 4 and the like, since the electrode body 25 is sealed in the outer can 22 with the axial direction of the electrode body 25 directed in the horizontal direction of the outer can 22, the outer can 22 is pressed evenly. By being configured in this way, it is possible to prevent a biased load from being applied to the electrode body 25 enclosed in the outer can 22.

図13に示されるセパレータ3(3F)は、第三の傾斜面33cが、第四の傾斜面33dよりも急勾配となるように形成されている。上述の通り、傾斜面33の勾配を異ならせることで、外装缶22の幅広面24を押圧する力を偏らせることができる。図13に示す実施形態では、電流遮断機構7の近傍に位置する第三の傾斜面33cを急勾配に形成することで、電流遮断機構7にかかる負荷をさらに低減するように構成することができる。   The separator 3 (3F) shown in FIG. 13 is formed such that the third inclined surface 33c is steeper than the fourth inclined surface 33d. As described above, the force for pressing the wide surface 24 of the outer can 22 can be biased by making the gradient of the inclined surface 33 different. In the embodiment shown in FIG. 13, the load on the current interrupting mechanism 7 can be further reduced by forming the third inclined surface 33 c located in the vicinity of the current interrupting mechanism 7 with a steep slope. .

尚、図10乃至図13に様々な形状のセパレータ3を例示したが、それぞれ組み合わせることが可能である。また、図10乃至図13に示した実施形態において、セパレータ3は、絶縁部31と押圧部32とが別部品で構成されているが、図14に例示するように、一体成型としてもよい。この構成では、絶縁部31及び押圧部32は絶縁材で成形される。絶縁材としては、比較的強度が高い絶縁性樹脂を用いることが好ましい。絶縁部31と押圧部32とが一体成型される構成とした場合、セパレータ3の生産性を高めることができる。   Although the separators 3 having various shapes are illustrated in FIGS. 10 to 13, they can be combined. In the embodiment shown in FIGS. 10 to 13, the separator 3 includes the insulating portion 31 and the pressing portion 32 as separate parts, but may be integrally molded as illustrated in FIG. 14. In this configuration, the insulating part 31 and the pressing part 32 are formed of an insulating material. As the insulating material, it is preferable to use an insulating resin having a relatively high strength. When the insulating part 31 and the pressing part 32 are configured to be integrally molded, the productivity of the separator 3 can be increased.

さらに、上記実施形態において、傾斜面33(33a、33b、33c、33d)の傾斜は、必ずしも一定の傾斜角度を持った勾配とする必要はなく、頂点部32aから離れるにつれて、連続的に傾斜角度が変化するように、即ち、押圧部32の断面形状が円弧状となるように構成しても良い。   Furthermore, in the said embodiment, the inclination of the inclined surface 33 (33a, 33b, 33c, 33d) does not necessarily need to be made into the inclination with a fixed inclination angle, and is continuously inclined as it leaves | separates from the vertex part 32a. In other words, the cross-sectional shape of the pressing portion 32 may be an arc shape.

また、図8乃至図14に示すセパレータ3において、絶縁部31の周縁部24aと対向する部分は、幅広面24と平行となる平坦な面に形成されているが、図17に例示するように、絶縁部31の周縁部24aと対向する部分を、押圧部32の傾斜面33に沿って傾斜した形状としても良い。セパレータ3は、生産性やコストの観点から、図14に示すように絶縁性の樹脂を用いて絶縁部31と押圧部32を一体成型することがあるが、このような場合、セパレータ3の形状が複雑になると、セパレータ3を成形するための金型も複雑になり、コストが増大するおそれがある。上述した構成によると、絶縁部31の周縁部24aと対向する部分は、押圧部32の傾斜面33に沿うように傾斜した形状となるため
、セパレータ3の形状が比較的簡単な形状となり、コストの増加を抑制することができる。
Further, in the separator 3 shown in FIGS. 8 to 14, the portion facing the peripheral edge 24 a of the insulating portion 31 is formed on a flat surface parallel to the wide surface 24, as illustrated in FIG. 17. The portion of the insulating portion 31 that faces the peripheral edge portion 24 a may be inclined along the inclined surface 33 of the pressing portion 32. From the viewpoint of productivity and cost, the separator 3 may be integrally formed with the insulating portion 31 and the pressing portion 32 using an insulating resin as shown in FIG. If this becomes complicated, the mold for molding the separator 3 also becomes complicated, which may increase the cost. According to the above-described configuration, the portion facing the peripheral edge 24a of the insulating portion 31 has a shape that is inclined along the inclined surface 33 of the pressing portion 32. Therefore, the shape of the separator 3 is relatively simple, and the cost is reduced. Can be suppressed.

ここで、セパレータ3の形状とバインドバー6による締結力の変化について詳述する。具体的には、セパレータで外装缶22を押圧する場合における押圧力とセル幅の関係について、一般的に知られている平板状のセパレータと、図11に示した実施形態におけるセパレータ3Dとの比較を行う。   Here, the shape of the separator 3 and the change of the fastening force by the bind bar 6 will be described in detail. Specifically, regarding the relationship between the pressing force and the cell width when pressing the outer can 22 with a separator, a comparison between a generally known flat plate separator and the separator 3D in the embodiment shown in FIG. I do.

図15乃至図16は本発明の発明者が行ったシミュレーションの結果を表すグラフで、膨張した際の外装缶22の形状と、外装缶22の変形に対する強度をインプットして、剛体の変形についてシミュレートしたものである。外装缶22の形状は、厳密に説明すると、外装缶22の開口部分から容易に電極体25を挿入できるようにするため、封口体23で閉塞する上面開口に近づくにつれて広がるように幅広面24が傾いている。このような形状であるため、外装缶22の幅寸法は、封口体側と底面側とで値が異なるが、以下の説明では、外装缶22の中央部分の幅寸法をセル幅として規定する。   15 to 16 are graphs showing the results of the simulation performed by the inventor of the present invention. The shape of the outer can 22 when expanded and the strength against deformation of the outer can 22 are input to simulate the deformation of the rigid body. It is what you did. Strictly speaking, the shape of the outer can 22 is such that the wide surface 24 widens as it approaches the upper surface opening closed by the sealing body 23 so that the electrode body 25 can be easily inserted from the opening portion of the outer can 22. Tilted. Because of this shape, the width dimension of the outer can 22 differs between the sealing body side and the bottom surface side, but in the following description, the width dimension of the central portion of the outer can 22 is defined as the cell width.

図15は、一般的な平板状のセパレータで角形電池2を押圧した際のセル幅と押圧力F(上記実施形態におけるバインドバー6の締結力)との関係を示すグラフである。具体的には、幅27mmの外装缶22が28.5mm程度まで膨張した角形電池2について検証されたものであり、縦軸を押圧力、横軸をセル幅としてプロットしている。図15から明らかなように、セル幅を元の寸法(図15では27mm)よりも縮小させように、外装缶22をセパレータで押圧すると、必要となる押圧力が急激に上昇する。   FIG. 15 is a graph showing the relationship between the cell width and the pressing force F (fastening force of the bind bar 6 in the above embodiment) when the square battery 2 is pressed with a general flat plate separator. Specifically, the rectangular battery 2 in which the outer can 22 having a width of 27 mm is expanded to about 28.5 mm has been verified, and the vertical axis represents the pressing force and the horizontal axis represents the cell width. As is clear from FIG. 15, when the outer can 22 is pressed by the separator so as to reduce the cell width from the original dimension (27 mm in FIG. 15), the necessary pressing force rapidly increases.

膨張した外装缶22は、主に外装缶22の幅広面24が膨出する形状となっており、膨張している外装缶を押圧する場合、外装缶22の膨出している一部分のみがセパレータによって押圧される。一方、元の寸法まで押圧された角形電池2の外装缶22は、膨張していない外装缶22の外形と同形状、あるいはほぼ同形状となっている。そのため、この状態の外装缶22をさらに押圧してセル幅を縮小させる場合、外装缶22の膨出している一部分のみを押圧する場合と比較して、セパレータと外装缶22の接触する面積が変化し、外装缶22の寸法を縮小するために必要となる押圧力が急激に上昇する。   The expanded outer can 22 is mainly shaped so that the wide surface 24 of the outer can 22 bulges. When the expanded outer can 22 is pressed, only a part of the outer can 22 bulging is separated by the separator. Pressed. On the other hand, the outer can 22 of the prismatic battery 2 pressed to the original size has the same shape as or substantially the same shape as the outer shape of the unexpanded outer can 22. Therefore, when the outer can 22 in this state is further pressed to reduce the cell width, the contact area between the separator and the outer can 22 is changed as compared with the case where only the bulging part of the outer can 22 is pressed. In addition, the pressing force required to reduce the size of the outer can 22 increases rapidly.

加えて、前述の通り、外装缶22の形状は、封口体23側に広がるように幅広面24が傾斜しているため、元の寸法まで押圧された角形電池2の外装缶22をさらに平板状のセパレータで押圧する場合、平板状のセパレータは、外装缶22の封口体23側の稜線部24aと当接する。この当接部分は、外装缶22の稜線部24aの近傍で、外装缶22の変形しにくい部分に相当するため、セパレータと外装缶22の稜線部24aが当接した状態から、さらに外装缶22の寸法を縮小する場合には、必要となる押圧力が急激に上昇する。   In addition, as described above, since the wide surface 24 is inclined so as to spread toward the sealing body 23 side, the outer can 22 of the rectangular battery 2 pressed to the original size is further flattened. In the case of pressing with the separator, the flat separator contacts the ridge line portion 24a on the sealing body 23 side of the outer can 22. Since the contact portion corresponds to a portion that is difficult to deform the outer can 22 in the vicinity of the ridge line portion 24a of the outer can 22, the outer can 22 is further removed from the state where the separator and the ridge line portion 24 a of the outer can 22 are in contact. When the size is reduced, the required pressing force increases rapidly.

図16は、上記実施形態におけるセパレータ3Dで角形電池2を押圧した際のセル幅と押圧力Fとの関係を示すグラフである。具体的には、図15と同様に、幅27mmの外装缶22が28.5mm程度まで膨張した角形電池について検証されたものであり、縦軸を押圧力、横軸をセル幅としてプロットしている。図16に示されるように、上述した実施形態のセパレータ3Dで膨張した外装缶22を押圧する場合には、一般的なセパレータを用いた図15の結果とは異なり、セル幅が27mm(元の寸法)より縮小される状態となっても、押圧力は急激に変化しない。これは、セパレータの形状をセパレータ3Dのようにすることで、セル幅が変化しても、外装缶22とセパレータ3Dとの接触する面積があまり変化しないように構成することができるためである。   FIG. 16 is a graph showing the relationship between the cell width and the pressing force F when the prismatic battery 2 is pressed by the separator 3D in the embodiment. Specifically, as in FIG. 15, a rectangular battery in which an outer can 22 having a width of 27 mm is expanded to about 28.5 mm has been verified. Yes. As shown in FIG. 16, when pressing the outer can 22 expanded by the separator 3D of the above-described embodiment, the cell width is 27 mm (original) unlike the result of FIG. 15 using a general separator. The pressing force does not change abruptly even if it is in a state of being reduced more than (dimension). This is because by making the shape of the separator like the separator 3D, even if the cell width changes, the area where the outer can 22 and the separator 3D come into contact with each other can be changed little.

上述の通り、セパレータ3は、稜線部24aと絶縁部31の間に空隙を設けているため
、外装缶22のセル幅に依らず、稜線部24a近傍がセパレータ3と当接しないように構成することができる。また、押圧部32に傾斜面を設けることで、セパレータ3と外装缶22の幅広面24との接触面積が緩やかに変化するように構成することができる。
As described above, since the separator 3 has a gap between the ridge line portion 24 a and the insulating portion 31, the vicinity of the ridge line portion 24 a is configured not to contact the separator 3 regardless of the cell width of the outer can 22. be able to. In addition, by providing the pressing portion 32 with an inclined surface, the contact area between the separator 3 and the wide surface 24 of the outer can 22 can be configured to change gently.

一方、外装缶は、製造時に寸法がばらつき、この寸法誤差を完全に無くすことはできない。外装缶22に寸法誤差が生じた場合において、外装缶22のセル幅と押圧力Fとの関係は、図15及び図16において、グラフを左右に平行移動したものに相当する。例示的には、この外装缶22の寸法誤差は、27mmの外装缶22に対して、0.1mm程度のオーダーとなる。上記実施形態の電源装置1において、角形電池2が拘束されない場合、積層されている角形電池2の脱落や、バスバー8にかかる負荷の増大など、さまざまな問題が生じる。そのため、上記実施形態のような電源装置1において、角形電池2が拘束されないという状態はさけなければならず、バインドバー6は、誤差がまったくない場合の最適値(図15及び図16において、セル幅を27mmとする際に必要となる押圧力)よりも、多少大きな力で拘束できるように構成する必要がある。   On the other hand, the dimensions of the outer can vary during manufacturing, and this dimensional error cannot be completely eliminated. When a dimensional error occurs in the outer can 22, the relationship between the cell width of the outer can 22 and the pressing force F corresponds to the parallel translation of the graph in FIGS. 15 and 16. Illustratively, the dimensional error of the outer can 22 is on the order of about 0.1 mm with respect to the outer can 22 of 27 mm. In the power supply device 1 of the above embodiment, when the prismatic battery 2 is not restrained, various problems such as dropping of the stacked prismatic battery 2 and an increase in load on the bus bar 8 occur. Therefore, in the power supply device 1 as in the above-described embodiment, the state in which the square battery 2 is not restrained must be avoided, and the bind bar 6 has an optimum value when there is no error (in FIG. 15 and FIG. It is necessary to configure so that it can be restrained with a force slightly larger than the pressing force required when the width is 27 mm.

上述の通り、平板状のセパレータで外装缶22を押圧する場合、外装缶22のセル幅に応じて、押圧力Fが大きく変化するため、外装缶22の寸法誤差の影響を受けやすい。これに対し、上記実施形態のセパレータ3の構成では、押圧力Fが急激に変化することはないので、積層される角形電池2の寸法公差による影響を、一般的な平板状のセパレータで押圧する構成と比較して少なくすることができる。そのため、バインドバー6にかかる負荷のばらつきを小さくすることができるので、バインドバー6の剛性を必要以上に高める必要はなく、例えば、バインドバー6の厚さを薄くして、電源装置1を小型化することもできる。   As described above, when pressing the outer can 22 with a flat separator, the pressing force F changes greatly according to the cell width of the outer can 22, and therefore, it is easily affected by the dimensional error of the outer can 22. On the other hand, in the configuration of the separator 3 of the above-described embodiment, the pressing force F does not change abruptly. Therefore, the influence due to the dimensional tolerance of the stacked rectangular batteries 2 is pressed by a general flat plate separator. It can be reduced compared to the configuration. Therefore, it is possible to reduce the variation in the load applied to the bind bar 6, so there is no need to increase the rigidity of the bind bar 6 more than necessary. For example, the thickness of the bind bar 6 is reduced to make the power supply device 1 small. It can also be converted.

而して、直方体形状の外装缶22を有する角形電池2と、押圧部32を有するセパレータ3とを交互に積層させて、電池ブロック4を形成する。電池ブロック4の積層方向両端にエンドプレート5を配設した後、エンドプレート5にバインドバー6を架設する。具体的には、治具を用いて、電池ブロック4を積層方向に加圧し、バインドバー6をエンドプレート5にネジ止め固定する。このようにバインドバー6が架設された電池ブロック4は、治具を取り外しても、バインドバー6により、積層方向に加圧された状態で締結される。締結された電池ブロック4は、電池ブロック4の寸法が規制され、電池ブロック4を構成する角形電池2の膨張の状態に応じて、締結力が変化する。   Thus, the battery block 4 is formed by alternately stacking the rectangular battery 2 having the rectangular parallelepiped outer can 22 and the separator 3 having the pressing portion 32. After the end plates 5 are disposed at both ends of the battery block 4 in the stacking direction, the bind bars 6 are installed on the end plates 5. Specifically, the battery block 4 is pressed in the stacking direction using a jig, and the bind bar 6 is fixed to the end plate 5 with screws. Thus, the battery block 4 on which the bind bar 6 is installed is fastened in a state of being pressed by the bind bar 6 in the stacking direction even when the jig is removed. As for the fastened battery block 4, the dimensions of the battery block 4 are restricted, and the fastening force changes according to the state of expansion of the rectangular battery 2 constituting the battery block 4.

以上の電源装置1は、車載用の電源として利用できる。電源装置を搭載する車両としては、エンジンとモータのみで走駆するハイブリッド自動車やプラグインハイブリッド自動車、またはモータのみで走行する電気自動車等の電動車両があり、これらの車両の電源として使用される。   The above power supply device 1 can be used as an in-vehicle power supply. Vehicles equipped with a power supply device include electric vehicles such as hybrid vehicles and plug-in hybrid vehicles that run only with an engine and a motor, or electric vehicles that run only with a motor, and are used as a power source for these vehicles.

また、車両用の電源装置のほかに、コンピュータサーバのラックに搭載可能なバックアップ電源装置、携帯電話等の無線基地局用のバックアップ電源装置、家庭内用、工場用の蓄電用電源、街路灯の電源等、太陽電池と組み合わせた蓄電装置、信号機等のバックアップ電源用等の用途にも適宜利用できる。   In addition to power supplies for vehicles, backup power supplies that can be mounted on racks of computer servers, backup power supplies for wireless base stations such as mobile phones, power supplies for home and factory storage, street light It can also be used as appropriate for applications such as a power source, a power storage device combined with a solar cell, a backup power source such as a traffic light.

本発明は、電源装置に広く利用可能である。   The present invention is widely applicable to power supply devices.

1 電源装置、2 角形電池、21 出力端子、22 外装缶、23 封口体、24 幅広面、24a 稜線部、24b 中央部、25 電極体、251 正極、252 負極、253 絶縁シート、26 電極集電部材、3 セパレータ、31 絶縁部、32 押
圧部、32a 頂点部、32b 周縁部、33 傾斜面、33a 第一の傾斜面、33b
第二の傾斜面、33c 第三の傾斜面、33d 第四の傾斜面、4 電池ブロック、5
エンドプレート、6 バインドバー、7 電流遮断機構、71 導通部、71a 接続金属、71b ダイアフラム、72 インナーケース、8 バスバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply device, 2 square battery, 21 output terminal, 22 exterior can, 23 sealing body, 24 wide surface, 24a ridgeline part, 24b center part, 25 electrode body, 251 positive electrode, 252 negative electrode, 253 insulating sheet, 26 electrode current collection Member, 3 Separator, 31 Insulating part, 32 Pressing part, 32a Vertex part, 32b Peripheral part, 33 Inclined surface, 33a First inclined surface, 33b
2nd inclined surface, 33c 3rd inclined surface, 33d 4th inclined surface, 4 battery block, 5
End plate, 6 Bind bar, 7 Current interrupt mechanism, 71 Conducting part, 71a Connection metal, 71b Diaphragm, 72 Inner case, 8 Bus bar

Claims (5)

一方向に沿って配設される複数の電池セルであって、各々の電池セルが、一対の幅広面と出力端子が設けられる封口面とを有する扁平な直方体形状の外装缶と、前記外装缶の幅広面に面する平坦面を有する電極体と、を含んでおり、かつ、隣接する電池セルが、互いの幅広面を対向させる姿勢で配置されている、該複数の電池セルと、
それぞれが隣接する電池セルの間に配設される複数のセパレータであって、各々のセパレータが隣接する電池セルを絶縁する絶縁部と、前記絶縁部に積層される押圧部と、を含んでおり、前記押圧部が前記封口面の法線方向に延在している、該複数のセパレータと、
前記複数の電池セルの膨張を抑制するための締結部であって、前記複数の電池セル及び前記複数のセパレータを締結する締結具と、を備え、
前記押圧部は、前記封口面の法線方向における寸法が、前記封口面の法線方向における前記外装缶の寸法よりも小さく、かつ、前記封口面の法線方向における前記平坦面の寸法よりも大きく形成され、前記封口面の法線方向において、該押圧部の両端の間に前記平坦面が位置していることを特徴とする電源装置。
A plurality of battery cells arranged along one direction, each battery cell having a flat rectangular parallelepiped can having a pair of wide surfaces and a sealing surface provided with an output terminal; An electrode body having a flat surface facing the wide surface, and the adjacent battery cells are arranged in a posture in which the wide surfaces face each other, and the plurality of battery cells,
Each of which is a plurality of separators disposed between adjacent battery cells, each of which includes an insulating portion that insulates adjacent battery cells, and a pressing portion that is stacked on the insulating portion. The plurality of separators, wherein the pressing portion extends in the normal direction of the sealing surface;
A fastening portion for suppressing expansion of the plurality of battery cells, the fastener comprising fastening the plurality of battery cells and the plurality of separators;
The pressing portion has a dimension in the normal direction of the sealing surface that is smaller than the dimension of the outer can in the normal direction of the sealing surface, and is smaller than the dimension of the flat surface in the normal direction of the sealing surface. A power supply device, wherein the flat surface is located between both ends of the pressing portion in the normal direction of the sealing surface.
請求項1に記載の電源装置において、
前記各々のセパレータは、隣接する電池セルの幅広面の法線方向において、該幅広面の中央領域に対応する領域で前記押圧部および前記絶縁部が重なっていることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 1,
In each of the separators, the pressing portion and the insulating portion overlap each other in a region corresponding to a central region of the wide surface in the normal direction of the wide surface of the adjacent battery cell.
請求項1または2に記載の電源装置において、
前記押圧部および前記絶縁部は、別体であることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 1 or 2,
The power supply device, wherein the pressing portion and the insulating portion are separate bodies.
請求項1から3のいずれかに記載の電源装置において、
各々の電池セルは、対応する外装缶内の内圧に応じて変形する変形金属を含む安全素子を有しており、
前記押圧部は、前記封口面の法線方向における端部が、前記変形金属が設けられる位置よりも前記幅広面の中央部側に位置していることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to any one of claims 1 to 3,
Each battery cell has a safety element including a deformed metal that deforms according to the internal pressure in the corresponding outer can,
The power supply device according to claim 1, wherein the pressing portion has an end portion in a normal direction of the sealing surface located closer to a center portion of the wide surface than a position where the deformed metal is provided.
請求項4に記載の電源装置において、
前記変形金属は、下方に向けて突出する凸状に形成されたドーム部を含んでいることを特徴とする電源装置。
The power supply device according to claim 4,
The deformable metal includes a dome portion formed in a convex shape protruding downward.
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