JP6219775B2 - Power storage device - Google Patents
Power storage device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6219775B2 JP6219775B2 JP2014089324A JP2014089324A JP6219775B2 JP 6219775 B2 JP6219775 B2 JP 6219775B2 JP 2014089324 A JP2014089324 A JP 2014089324A JP 2014089324 A JP2014089324 A JP 2014089324A JP 6219775 B2 JP6219775 B2 JP 6219775B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- power storage
- negative electrode
- positive electrode
- power generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
本発明は、複数の蓄電素子に拘束力を与える構造を備えた蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device having a structure that applies a binding force to a plurality of power storage elements.
特許文献1に記載の組電池では、複数の二次電池を所定方向に並べ、隣り合う2つの二次電池の間にスペーサを配置している。また、所定方向における組電池の両端には、一対のエンドプレートが配置され、一対のエンドプレートには、所定方向に延びる拘束バンドが固定される。組電池を組み立てたときには、一対のエンドプレートの間隔が固定され、スペーサを介して所定の拘束力が二次電池に与えられる。
In the assembled battery described in
特許文献1では、二次電池の角型ケースにおける扁平面に含まれる発電領域の一部(中央部を含まない領域)にスペーサを接触させている。ここで、発電領域とは、角型ケースの扁平面のうち、角型ケースに収容された発電要素の発電エリアと所定方向で重なる領域である。発電エリアとは、正極板および負極板が互いに重なっているエリアである。
In
発電要素は、充放電に応じて膨張したり収縮したりする。また、発電要素の温度が変化することに応じて、発電要素が膨張したり収縮したりする。このような発電要素の膨張および収縮は、特許文献1に記載の発電エリアで発生する。特許文献1のように、角型ケースの発電領域にスペーサを接触させてしまうと、スペーサは、発電要素の膨張および収縮による作用を受けやすくなる。
The power generation element expands or contracts according to charge / discharge. Further, the power generation element expands or contracts in response to the temperature of the power generation element changing. Such expansion and contraction of the power generation element occurs in the power generation area described in
エンドプレートおよび拘束バンドを用いて発生させた拘束力は、スペーサを介して二次電池に作用する。ここで、スペーサが発電要素の膨張および収縮による作用を受けてしまうと、スペーサを介して二次電池に与えられる拘束力が変化してしまう。これにより、所定(一定)の拘束力を二次電池に与え続けることができなくなってしまう。 The restraining force generated using the end plate and the restraining band acts on the secondary battery via the spacer. Here, if the spacer is affected by the expansion and contraction of the power generation element, the binding force applied to the secondary battery via the spacer changes. As a result, a predetermined (constant) binding force cannot be continuously applied to the secondary battery.
本発明の蓄電装置は、所定方向に並べられた複数の蓄電素子と、所定方向で隣り合う2つの蓄電素子の間に配置された仕切り部材とを有する。また、蓄電装置は、一対のエンドプレートおよび複数の連結部材を有する。一対のエンドプレートは、所定方向において複数の蓄電素子を挟む位置に配置され、複数の蓄電素子に対して所定方向の拘束力を与えるために用いられる。複数の連結部材のそれぞれは、所定方向に延び、一対のエンドプレートに連結される。 The power storage device of the present invention includes a plurality of power storage elements arranged in a predetermined direction, and a partition member disposed between two power storage elements adjacent in the predetermined direction. The power storage device has a pair of end plates and a plurality of connecting members. The pair of end plates are disposed at positions sandwiching the plurality of power storage elements in a predetermined direction, and are used to apply a binding force in a predetermined direction to the plurality of power storage elements. Each of the plurality of connecting members extends in a predetermined direction and is connected to the pair of end plates.
蓄電素子は、発電要素と、発電要素を収容し、所定方向と直交する平坦面を備えたケースとを有する。発電要素は、正極集電板の一部の領域に正極活物質層が形成された正極板と、負極集電板の一部の領域に負極活物質層が形成された負極板とがセパレータを介して積層されることによって構成される。発電要素は、正極活物質層および負極活物質層と所定方向で対向する第1領域と、第1領域以外の領域であって正極集電板のうち正極活物質層が形成されていない第2領域及び負極集電板のうち負極活物質層が形成されていない第3領域と、を有する。仕切り部材は、第1領域を挟んで互いに離間する第2領域及び第3領域それぞれに対して、平坦面を介して拘束力を与える突起部を有する。仕切り部材は、突起部が設けられていない第1領域に対して、突起部によって拘束力が与えられた第2領域及び第3領域に作用する張力によって拘束力を作用させる。 The power storage element includes a power generation element and a case that houses the power generation element and includes a flat surface that is orthogonal to a predetermined direction. The power generation element includes a positive electrode plate in which a positive electrode active material layer is formed in a part of the positive electrode current collector plate, and a negative electrode plate in which a negative electrode active material layer is formed in a part of the negative electrode current collector plate. It is comprised by laminating | stacking. The power generation element includes a first region facing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer in a predetermined direction, a region other than the first region, and a second region in which the positive electrode active material layer is not formed in the positive electrode current collector plate. And a third region in which the negative electrode active material layer is not formed among the region and the negative electrode current collector plate. A partition member has a projection part which gives restraining force via a flat surface to each of the 2nd field and 3rd field which are separated from each other on both sides of the 1st field. The partition member applies a restraining force to the first region where the projecting portion is not provided by a tension acting on the second region and the third region to which the restraining force is applied by the projecting portion.
発電要素では、正極活物質層および負極活物質層がセパレータを挟んで対向する領域(対向領域という)が膨張したり収縮したりする。この対向領域には、仕切り部材からの拘束力が与えられていないため、対向領域の膨張および収縮が仕切り部材に作用することを抑制できる。これに伴い、仕切り部材から蓄電素子に与えられる拘束力が、対向領域の膨張および収縮によって変化することを抑制できる。すなわち、仕切り部材から蓄電素子に与えられる拘束力を一定に維持することができる。 In the power generation element, a region where the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other with the separator interposed therebetween (referred to as a facing region) expands or contracts. Since the constraining force from the partition member is not applied to the facing region, it is possible to suppress the expansion and contraction of the facing region from acting on the partition member. Along with this, it is possible to suppress a change in the binding force applied from the partition member to the power storage element due to the expansion and contraction of the facing region. In other words, the restraining force applied from the partition member to the power storage element can be kept constant.
また、正極集電板および負極集電板に拘束力を与えることにより、正極集電板および負極集電板に張力を発生させることができる。この張力を用いることにより、対向領域に荷重を与えることができる。対向領域に与えられる荷重が低下してしまうと、蓄電素子(発電要素)の劣化(満充電容量の低下)が進行しやすくなってしまうが、上述したように対向領域に荷重を与えることにより、蓄電素子の劣化を抑制できる。 Moreover, tension can be generated in the positive electrode current collector plate and the negative electrode current collector plate by applying a binding force to the positive electrode current collector plate and the negative electrode current collector plate. By using this tension, a load can be applied to the facing region. If the load applied to the facing area decreases, deterioration of the storage element (power generation element) (decrease in the full charge capacity) is likely to proceed, but by applying a load to the facing area as described above, Deterioration of the power storage element can be suppressed.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本実施例の電池スタック(本発明の蓄電装置に相当する)の構造について、図1を用いて説明する。図1において、X軸、Y軸およびZ軸は、互いに直交する軸である。本実施例では、鉛直方向に相当する軸をZ軸としている。X軸、Y軸およびZ軸の関係は、他の図面においても同様である。 The structure of the battery stack of this embodiment (corresponding to the power storage device of the present invention) will be described with reference to FIG. In FIG. 1, an X axis, a Y axis, and a Z axis are axes orthogonal to each other. In this embodiment, the axis corresponding to the vertical direction is the Z axis. The relationship among the X axis, the Y axis, and the Z axis is the same in other drawings.
電池スタック1は複数の単電池(本発明の蓄電素子に相当する)10を有しており、複数の単電池10はX方向(本発明の所定方向に相当する)に並べられている。単電池10の上面には、正極端子11および負極端子12が設けられている。複数の単電池10は、正極端子11および負極端子12を介して直列に接続されている。単電池10としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。
The
X方向で隣り合う2つの単電池10の間には、仕切り部材20が配置されている。仕切り部材20は、樹脂などの絶縁材料によって形成することができる。後述するように、仕切り部材20の一部が単電池10に接触している。単電池10および仕切り部材20が接触していない領域では、単電池10および仕切り部材20の間にスペースが形成されている。
A
X方向における電池スタック1の両端には、一対のエンドプレート31が配置されている。すなわち、一対のエンドプレート31は、X方向において、電池スタック1を構成するすべての単電池10を挟んでいる。一対のエンドプレート31は、複数の単電池10に拘束力を与えるために用いられる。一対のエンドプレート31を互いに近づく方向(X方向)に変位させることにより、一対のエンドプレート31によって挟まれた複数の単電池10に拘束力を与えることができる。この拘束力とは、X方向において各単電池10を挟む力である。
A pair of
一対のエンドプレート31には、X方向に延びる連結部材32の両端がそれぞれ連結されている。エンドプレート31および連結部材32は、ボルトやリベットなどの締結部材を用いて連結したり、溶接処理などによって連結したりすることができる。図1に示すように、電池スタック1の上面および下面のそれぞれには、2つの連結部材32が配置されている。電池スタック1の上面に配置された2つの連結部材32は、正極端子11および負極端子12と干渉しない位置に配置されている。
Both ends of a connecting
一対のエンドプレート31に連結部材32を連結することにより、一対のエンドプレート31を互いに近づく方向(X方向)に変位させることができる。これにより、上述したように、複数の単電池10に拘束力を与えることができる。複数の単電池10に拘束力を与えることができればよいため、この点を考慮して、連結部材32を配置する位置や、連結部材32の数を適宜設定することができる。
By connecting the connecting
次に、単電池10の構造について、図2を用いて説明する。
Next, the structure of the
単電池10は、電池ケース(本発明のケースに相当する)13と、電池ケース13に収容された発電要素14とを有する。電池ケース13は、直方体に沿った形状に形成されており、ケース本体13aおよび蓋13bを有する。ケース本体13aは、発電要素14をケース本体13aに組み込むための開口部を有しており、この開口部は、蓋13bによって塞がれている。
The
蓋13bをケース本体13aに固定することにより、電池ケース13の内部は密閉状態となる。蓋13bは、電池ケース13(単電池10)の上面を構成する。正極端子11および負極端子12は、蓋13bに固定され、蓋13bを貫通している。
By fixing the
発電要素14は、充放電を行う要素である。発電要素14には、正極タブ15aおよび負極タブ15bが接続されている。正極タブ15aは正極端子11にも接続され、負極タブ15bは負極端子12にも接続されている。これにより、正極端子11および負極端子12を負荷に接続することにより、発電要素14を充放電することができる。ここで、発電要素14は、正極タブ15a、負極タブ15b、正極端子11および負極端子12を介して、蓋13bに固定される。したがって、発電要素14は、電池ケース13の内部において位置決めされる。
The
次に、発電要素14の構造について、図3および図4を用いて説明する。図3は、発電要素14の一部を展開した図であり、図4は発電要素14の外観図である。
Next, the structure of the
発電要素14は、正極板141と、負極板142と、セパレータ143とを有する。正極板141は、正極集電板141aと、正極集電板141aの表面(両面)に形成された正極活物質層141bとを有する。正極活物質層141bは、正極活物質、導電剤、バインダーなどを含んでいる。正極活物質層141bは、正極集電板141aの一部の領域に形成されており、正極集電板141aの他の領域は露出している。この露出領域は、Y方向における正極集電板141aの一端に位置している。
The
負極板142は、負極集電板142aと、負極集電板142aの表面(両面)に形成された負極活物質層142bとを有する。負極活物質層142bは、負極活物質、導電剤、バインダーなどを含んでいる。負極活物質層142bは、負極集電板142aの一部の領域に形成されており、負極集電板142aの他の領域は露出している。この露出領域は、Y方向における負極集電板142aの他端に位置している。正極活物質層141b、負極活物質層142bおよびセパレータ143には、電解液がしみこんでいる。
The
図3に示す順番で、正極板141、負極板142およびセパレータ143を積層し、この積層体に張力を与えた状態で、積層体を図4の矢印Rで示す方向に巻くことにより、発電要素14が構成される。図4に示すように、発電要素14は、3つの領域A1,A2,A3を有する。
The
領域A1は、正極活物質層141bおよび負極活物質層142bがセパレータ143を介して対向する領域であり、発電要素14の充放電に応じた化学反応が行われる領域である。領域A1では、発電要素14の充放電に応じて、正極活物質層141bおよび負極活物質層142bの間で反応関与物質が移動する。これに伴い、領域A1が膨張したり収縮したりする。反応関与物質とは、発電要素14の充放電に関与する物質である。例えば、単電池10としてリチウムイオン二次電池を用いたとき、反応関与物質はリチウムイオンとなる。一方、発電要素14の温度が変化することによっても、領域A1が膨張したり収縮したりする。
The region A1 is a region where the positive electrode
領域A2は、Y方向における発電要素14の一端に位置しており、領域A2では、正極集電板141aだけが巻かれている。領域A2の正極集電板141aには、図2を用いて説明したように、正極タブ15aが接続される。また、領域A2では、互いに重ねられた正極集電板141aが溶接処理によって固定されている。
The region A2 is located at one end of the
領域A3は、Y方向における発電要素14の他端に位置しており、領域A3では、負極集電板142aだけが巻かれている。領域A3の負極集電板142aには、図2を用いて説明したように、負極タブ15bが接続される。また、領域A3では、互いに重ねられた負極集電板142aが溶接処理によって固定されている。
The region A3 is located at the other end of the
なお、発電要素14の構造によっては、正極活物質層141bが、負極活物質層142bと対向する領域(対向領域という)と、負極活物質層142bと対向しない領域(非対向領域という)とを有することがある。又は、負極活物質層142bが、正極活物質層141bと対向する領域(対向領域という)と、正極活物質層141bと対向しない領域(非対向領域という)とを有することがある。この場合において、領域A2,A3には、上述した非対向領域が含まれる。また、上述した対向領域が領域A1となる。
Note that, depending on the structure of the
次に、仕切り部材20の構造について図5を用いて説明する。図5は、X方向から仕切り部材20を見たときの正面図である。
Next, the structure of the
仕切り部材20は、本体部21および突起部22を有する。本体部21は、Y−Z平面内に配置されており、X方向において、電池ケース13(ケース本体13a)と対向している。突起部22は、本体部21からX方向に突出している。そして、突起部22の先端は、電池ケース13(ケース本体13a)に接触する。
The
突起部22は、Y−Z平面内において、Z方向に延びる2つの領域P11,P12と、Y方向に延びる2つの領域P13,P14を有する。ここで、Z方向における領域P11の両端は、2つの領域P13,P14と繋がっており、Z方向における領域P12の両端は、2つの領域P13,P14と繋がっている。領域P11〜P14において、突起部22の高さ(X方向の長さ)は等しくなっている。
The
図6は、2つの仕切り部材20および単電池10をX−Y平面で切断したときの断面図である。図6に示すように、各仕切り部材20において、X方向における本体部21の両端面には、突起部22が設けられている。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the two
なお、突起部22は、X方向における本体部21の両端面のうち、少なくとも一方に設けることができる。ここで、突起部22が設けられていない本体部21の端面は、平坦な面で構成することができる。そして、この平坦な面を電池ケース13に接触させることができる。
In addition, the
突起部22は、電池ケース13(ケース本体13a)の側面13Aを介して、発電要素14の各領域A2,A3とX方向で対向している。具体的には、突起部22の領域P11が、側面13Aを介して発電要素14の領域A2とX方向で対向している。また、突起部22の領域P12が、側面13Aを介して発電要素14の領域A3と対向している。
The
ここで、側面13Aは、電池ケース13(ケース本体13a)の一部であり、Y−Z平面に沿った平坦面を構成している。電池ケース13は、一対の側面13Aを有しており、X方向における発電要素14の両端側に、一対の側面13Aが位置している。
Here, the
領域P11は、X方向において、領域A1と対向せず、領域A2の少なくとも一部と対向していればよい。この条件を満たす限り、Y方向における領域P11の長さは適宜設定することができる。また、領域P12は、X方向において、領域A1と対向せず、領域A3の少なくとも一部と対向していればよい。この条件を満たす限り、Y方向における領域P12の長さは適宜設定することができる。 The region P11 may be opposed to at least a part of the region A2 without facing the region A1 in the X direction. As long as this condition is satisfied, the length of the region P11 in the Y direction can be set as appropriate. Further, the region P12 may be opposed to at least a part of the region A3 without facing the region A1 in the X direction. As long as this condition is satisfied, the length of the region P12 in the Y direction can be set as appropriate.
なお、突起部22の各領域P13,P14は、X方向において領域A1と対向しない位置に設けられている。本実施例では、突起部22が領域P13,P14を有しているが、領域P13,P14を省略することもできる。すなわち、図5に示す領域P11,P12が設けられた位置において、2つの突起部22を設けることができる。ただし、本実施例のように、領域P11〜P14で構成された突起部22を用いることにより、突起部22と接触する単電池10をY−Z平面内に位置させやすくなる。これにより、X方向の拘束力を、仕切り部材20を介して単電池10に与えやすくなる。
The regions P13 and P14 of the
上述したように、領域A1は膨張したり収縮したりするが、側面13Aのうち、領域A1とX方向で対向する領域には、仕切り部材20が接触していない。このため、領域A1の膨張および収縮が仕切り部材20に作用することを抑制できる。これに伴い、X方向の拘束力を、仕切り部材20を介して単電池10に与えても、単電池10に与えられる拘束力が領域A1の膨張および収縮によって変化することを抑制できる。ここで、仕切り部材20の本体部21と電池ケース13の側面13Aとの間に形成されたスペースにおいて、領域A1の膨張および収縮を許容することができる。
As described above, the region A1 expands and contracts, but the
なお、X方向における本体部21の一端面だけに突起部22を設けたときには、突起部22が設けられていない本体部21の他端面(平坦な面)が側面13Aに接触することになる。このとき、領域A1の膨張および収縮が本体部22の他端面に作用してしまうが、突起部22が接触している側において、領域A1の膨張および収縮を許容することができる。これにより、単電池10に与えられる拘束力が、領域A1の膨張および収縮によって変化することを抑制できる。
When the
一方、エンドプレート31および連結部材32を用いて発生した拘束力は、仕切り部材20を介して単電池10(電池ケース13)に与えられる。このため、電池ケース13の内部でガスが発生し、電池ケース13の内部における圧力が上昇しても、仕切り部材20から電池ケース13に与えられる拘束力を用いることにより、圧力の上昇に伴う電池ケース13の膨張を抑制できる。これにより、仕切り部材20から電池ケース13に拘束力を与え続けることができる。
On the other hand, the binding force generated using the
また、エンドプレート31および連結部材32を用いてX方向の拘束力を発生させると、突起部22の領域P11は、電池ケース13の側面13Aを介して発電要素14の領域A2を押しつける。ここで、2つの突起部22(領域P11)の間に領域A2が位置しているため、X方向において領域A2を挟む荷重が発生する。
Further, when the X-direction restraining force is generated using the
また、エンドプレート31および連結部材32を用いてX方向の拘束力を発生させると、突起部22の領域P12は、電池ケース13の側面13Aを介して発電要素14の領域A3を押しつける。ここで、2つの突起部22(領域P12)の間に領域A3が位置しているため、X方向において領域A3を挟む荷重が発生する。
Further, when the X-direction restraining force is generated using the
このように各領域A2,A3を挟む荷重を発生させることにより、領域A2に配置された正極集電板141aには、図6の矢印D1で示す方向に作用する張力を発生させることができる。また、領域A3に配置された負極集電板142aには、図6の矢印D2で示す方向に作用する張力を発生させることができる。
By generating a load that sandwiches the regions A2 and A3 in this way, tension acting in the direction indicated by the arrow D1 in FIG. 6 can be generated on the positive electrode
正極集電板141aおよび負極集電板142aに矢印D1,D2で示す張力を発生させることにより、領域A1に対してX方向の荷重を与えることができる。すなわち、正極集電板141aおよび負極集電板142aを矢印D1,D2の方向に引っ張ることにより、領域A1に対してX方向の荷重を与えることができる。この荷重は、X方向において領域A1を挟む荷重となる。このような荷重を領域A1に与えることにより、発電要素14の満充電容量の低下(すなわち、単電池10の劣化)を抑制することができた。
By generating tension indicated by arrows D1 and D2 on the positive electrode
図7には、所定の電流パターンで単電池10の充放電を繰り返したときにおいて、単電池10(発電要素14)の容量維持率の変化を示す。図7において、縦軸は容量維持率であり、横軸はサイクル数である。
FIG. 7 shows a change in the capacity maintenance rate of the unit cell 10 (power generation element 14) when the
容量維持率とは、充放電を行った後の単電池10の満充電容量を、初期状態にある単電池10の満充電容量で除算した値である。初期状態とは、単電池10が劣化していない状態であり、例えば、単電池10を製造した直後の状態である。単電池10の満充電容量が初期状態の満充電容量から低下していなければ、容量維持率は「1」となる。サイクル数とは、所定の電流パターンでの充放電を1サイクルとしたときにおいて、このサイクルの数である。
The capacity maintenance rate is a value obtained by dividing the full charge capacity of the
図7において、実線は本実施例における容量維持率の変化を示し、一点鎖線は比較例における容量維持率の変化を示す。比較例では、X方向において発電要素14を挟む荷重を発電要素14に与えていない。図7から分かるように、本実施例では、比較例に比べて容量維持率の低下を抑制することができる。特に、サイクル数が増えるほど、容量維持率の低下を抑制しやすくなる。
In FIG. 7, the solid line indicates the change in capacity retention rate in the present example, and the alternate long and short dash line indicates the change in capacity retention rate in the comparative example. In the comparative example, the load that sandwiches the
X−Y平面における突起部22の形状は、図6に示す形状に限るものではない。例えば、X−Y平面における突起部22の形状としては、図8〜図10に示す形状を用いることもできる。図8〜図10は、図6に対応する図である。
The shape of the
図8に示す仕切り部材20では、突起部22が傾斜面22aを有している。傾斜面22aは、突起部22の各領域P11,P12に形成されている。ここで、図6に示す突起部22を用いたときには、X方向における発電要素14の長さ(厚さ)が大きくなるほど、発電要素14の内側に位置する正極集電板141aおよび負極集電板142aに対して荷重を与えにくくなる。
In the
図6から分かるように、領域A2では、X方向における発電要素14の長さ(厚さ)が連続的に変化している。また。領域A3でも、X方向における発電要素14の長さ(厚さ)が連続的に変化している。突起部22に傾斜面22aを設ければ、突起部22の外形(傾斜面22a)を、各領域A2,A3における発電要素14の外形に沿わせることができる。これにより、領域A2内に位置する正極集電板141aの全体に荷重を加えやすくしたり、領域A3内に位置する負極集電板142aの全体に荷重を加えやすくしたりできる。
As can be seen from FIG. 6, in the region A2, the length (thickness) of the
図9に示す仕切り部材20では、突起部22が2つの傾斜面22a,22bを有する。2つの傾斜面22a,22bは、突起部22の各領域P11,P12に形成されている。図9では、Y方向における突起部22の長さが、突起部22の先端に向かって短くなっている。
In the
これにより、図9に示す突起部22では、図6に示す突起部22と比べて、電池ケース13の側面13Aと接触する面積が小さくなる。ここで、エンドプレート31および連結部材32によって発生する拘束力が等しければ、図9に示す突起部22から電池ケース13(言い換えれば、発電要素14の各領域A2,A3)に加わる荷重は、図6に示す突起部22から電池ケース13(言い換えれば、発電要素14の各領域A2,A3)に加わる荷重よりも大きくなる。したがって、図9に示す仕切り部材20では、図6に示す仕切り部材20に比べて、発電要素14の各領域A2,A3に対して荷重を与えやすくなる。
Thereby, in the
図10に示す仕切り部材20では、突起部22の先端が曲面22cで構成されている。曲面22cは、X−Y平面内において曲率を有しており、電池ケース13の側面13Aに向かって突出している。ここで、曲面22cの頂点が電池ケース13の側面13Aに接触することになるため、図9に示す突起部22よりも大きな荷重を電池ケース13(言い換えれば、発電要素14の各領域A2,A3)に与えることができる。これに伴い、発電要素14の各領域A2,A3に荷重を与えやすくなる。
In the
次に、本実施例の電池スタック1において、単電池10の温度を調節するための空気を単電池10に供給する構成について、図11および図12を用いて説明する。電池ケース13に温度調節用の空気を接触させることにより、空気および単電池10の間で熱交換を行わせて、単電池10の温度を調節することができる。
Next, in the
図11および図12では、温度調節用の空気が移動する方向を矢印で示している。ここで、空気の移動通路に沿ってスペースを形成すれば、図11や図12に示すように空気を移動させることができる。空気の移動通路は、単電池10(電池ケース13)と、単電池10の周囲に配置される部材とによって構成することができる。単電池10の周囲に配置される部材としては、例えば、仕切り部材20を用いることができる。
In FIG. 11 and FIG. 12, the direction in which the temperature adjusting air moves is indicated by arrows. Here, if a space is formed along the air movement path, the air can be moved as shown in FIGS. The air moving path can be configured by the unit cell 10 (battery case 13) and members disposed around the
図11では、温度調節用の空気が電池ケース13の底面13Bに接触した後、底面13Bに沿って空気が移動する。このときの空気の移動方向はY方向である。ここで、Z方向における発電要素14の両端側に、電池ケース13の上面および底面13Bが配置される。上述したように、電池ケース13の上面には、正極端子11や負極端子12が設けられる。
In FIG. 11, after the temperature adjusting air contacts the
Y方向における底面13Bの両端に空気が到達すると、空気は、電池ケース13の各側面13Cに沿って移動する。このときの空気の移動方向はZ方向である。電池ケース13は、一対の側面13Cを有しており、一対の側面13Cは、Y方向における発電要素14の両端側に位置している。側面13Cを通過した空気は、例えば、ダクト(図示せず)を用いて所定位置まで導くことができる。
When air reaches both ends of the
図12では、温度調節用の空気が電池ケース13の底面13Bに接触した後、底面13Bに沿って空気が移動する。このときの空気の移動方向はX方向である。X方向における底面13Bの両端に空気が到達すると、空気は、電池ケース13の各側面13Aに沿って移動する。このときの空気の移動方向はZ方向である。
In FIG. 12, after the temperature adjusting air contacts the
仕切り部材20の本体部21にガイドを設けておけば、電池ケース13の側面13Aに導かれた空気をガイドに沿って移動させやすくなる。ここで、ガイドは、側面13Aに接触していない。ガイドを側面13Aに接触させてしまうと、発電要素14の領域A1の膨張および収縮が仕切り部材20に作用してしまうおそれがあるため、ガイドは、側面13Aから離しておく必要がある。
If a guide is provided in the
図12に示す構成では、底面13Bから側面13Aに導かれた空気がZ方向に移動した後に、側面13Cに向かって移動する。これにより、側面13Cに沿って形成されたスペースに、温度調節後の空気を排出することができる。側面13Cに向かって空気を移動させるときには、図5に示す突起部22の各領域P11,P12において、空気が通過するスペースを形成しておけばよい。
In the configuration shown in FIG. 12, the air guided from the
1:電池スタック、10:単電池、11:正極端子、12:負極端子、
13:電池ケース、14:発電要素、141:正極板、141a:正極集電板、
141b:正極活物質層、142:負極板、142a:負極集電板、
142b:負極活物質層、143:セパレータ、20:仕切り部材、21:本体部、
22:突起部、31:エンドプレート、32:連結部材
1: battery stack, 10: single cell, 11: positive electrode terminal, 12: negative electrode terminal,
13: battery case, 14: power generation element, 141: positive electrode plate, 141a: positive electrode current collector plate,
141b: positive electrode active material layer, 142: negative electrode plate, 142a: negative electrode current collector plate,
142b: negative electrode active material layer, 143: separator, 20: partition member, 21: body part,
22: Projection, 31: End plate, 32: Connecting member
Claims (4)
前記所定方向で隣り合う2つの前記蓄電素子の間に配置された仕切り部材と、
前記所定方向において前記複数の蓄電素子を挟む位置に配置され、前記複数の蓄電素子に対して前記所定方向の拘束力を与えるための一対のエンドプレートと、
前記所定方向に延び、前記一対のエンドプレートにそれぞれ連結される複数の連結部材と、を有し、
前記蓄電素子は、
正極集電板の一部の領域に正極活物質層が形成された正極板と、負極集電板の一部の領域に負極活物質層が形成された負極板とがセパレータを介して積層されることによって構成された発電要素と、
前記発電要素を収容し、前記所定方向と直交する平坦面を備えたケースと、を有し、
前記発電要素は、前記正極活物質層および前記負極活物質層と前記所定方向で対向する第1領域と、前記第1領域以外の領域であって前記正極集電板のうち前記正極活物質層が形成されていない第2領域及び前記負極集電板のうち前記負極活物質層が形成されていない第3領域と、を有し、
前記仕切り部材は、前記第1領域を挟んで互いに離間する前記第2領域及び前記第3領域それぞれに対して、前記平坦面を介して前記拘束力を与える突起部を有し、
前記仕切り部材は、前記突起部が設けられていない前記第1領域に対して、前記突起部によって拘束力が与えられた前記第2領域及び前記第3領域に作用する張力によって前記拘束力を作用させることを特徴とする蓄電装置。 A plurality of power storage elements arranged in a predetermined direction;
A partition member disposed between the two power storage elements adjacent in the predetermined direction;
A pair of end plates disposed at positions sandwiching the plurality of power storage elements in the predetermined direction, and for applying a binding force in the predetermined direction to the plurality of power storage elements;
A plurality of connecting members extending in the predetermined direction and respectively connected to the pair of end plates;
The power storage element is
A positive electrode plate in which a positive electrode active material layer is formed in a part of the positive electrode current collector plate and a negative electrode plate in which a negative electrode active material layer is formed in a part of the negative electrode current collector plate are stacked via a separator. A power generation element constituted by
A case containing the power generation element and having a flat surface perpendicular to the predetermined direction,
The power generation element includes a first region facing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer in the predetermined direction, a region other than the first region, and the positive electrode active material layer of the positive electrode current collector plate. A second region in which the negative electrode current collector plate is not formed, and a second region in which the negative electrode active material layer is not formed.
It said partition member, relative to each of the second region and the third region are separated from each other across the first region, have a protrusion providing said restraining force through the flat surface,
The partition member applies the restraining force to the first region where the protrusion is not provided by the tension acting on the second region and the third region to which the restraining force is applied by the protrusion. power storage apparatus characterized by causing.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014089324A JP6219775B2 (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | Power storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014089324A JP6219775B2 (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | Power storage device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015207537A JP2015207537A (en) | 2015-11-19 |
JP6219775B2 true JP6219775B2 (en) | 2017-10-25 |
Family
ID=54604173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014089324A Active JP6219775B2 (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | Power storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6219775B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6724552B2 (en) * | 2016-05-26 | 2020-07-15 | トヨタ自動車株式会社 | Battery |
JP7024526B2 (en) * | 2018-03-16 | 2022-02-24 | 株式会社Gsユアサ | Power storage device |
JP2021082477A (en) * | 2019-11-19 | 2021-05-27 | トヨタ自動車株式会社 | Battery pack |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007048750A (en) * | 2005-08-10 | 2007-02-22 | Samsung Sdi Co Ltd | Battery module |
CN102439755B (en) * | 2010-06-16 | 2014-09-24 | 丰田自动车株式会社 | Secondary battery assembly |
WO2014010439A1 (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-16 | 三洋電機株式会社 | Battery system, vehicle provided with battery system, and storage device |
JP6172037B2 (en) * | 2014-04-23 | 2017-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | Power storage device |
-
2014
- 2014-04-23 JP JP2014089324A patent/JP6219775B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015207537A (en) | 2015-11-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6172037B2 (en) | Power storage device | |
US11450917B2 (en) | Power storage device | |
JP6245142B2 (en) | Secondary battery manufacturing method and secondary battery | |
JP6306431B2 (en) | Battery module | |
JP6414731B2 (en) | Power storage element and power storage device | |
JP5472059B2 (en) | Power storage device | |
JP5867582B2 (en) | Power storage device | |
WO2011158313A1 (en) | Storage battery device | |
JP5724921B2 (en) | Strength setting method for restraint mechanism and power storage device | |
JP2017107648A (en) | Battery pack | |
JP6219775B2 (en) | Power storage device | |
JP6260266B2 (en) | Secondary battery | |
JP6731157B2 (en) | Square rechargeable battery | |
KR20190090299A (en) | Method For Battery Module Having Bead Formed at Frame Structure and Battery Module Using the Same | |
JP5585482B2 (en) | Power storage device | |
JP2014154512A (en) | Battery cell and battery module having the same | |
JP2019125456A (en) | Battery module | |
JP2022131044A (en) | power storage device | |
JP6031388B2 (en) | Assembled battery | |
JP2014035985A (en) | Partition plate and restraint method of storage element | |
JP5682255B2 (en) | Power storage element and power storage device | |
JP2019194957A (en) | Battery pack | |
JP2017134953A (en) | Assembled battery | |
US11289764B2 (en) | Battery pack | |
JP2022080373A (en) | battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160602 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170428 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170516 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170629 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170905 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170928 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6219775 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |