JP6752790B2 - 電源装置とこの電源装置を備える電源システム及び電池セル用のセパレータ - Google Patents

Description

本発明は、複数の電池セルを積層してなる電源装置とこの電源装置を備える電源システム、及びこれに用いる電池セルを絶縁するためのセパレータに関する。

二次電池を用いた電源装置が車両の駆動用電源等の用途で利用されている。このような電源装置は、図１７の分解斜視図に示すように、外形を角形とする複数の電池セル９１と、複数のセパレータ９２と、一対のバインドバー９５と、一対のエンドプレート９４と、を備えている。それぞれのセパレータ９２は、隣接する電池セル９１の間に介在している。複数の電池セル９１と複数のセパレータ９２が交互に積層されることにより、電池積層体９９が形成されている。電池セル９１の積層方向における電池積層体９９の両端面は、それぞれのエンドプレート９４によって被覆されている。それぞれのバインドバー９５は、電池セル９１の積層方向に沿って延在しており、電池積層体９９の両端に位置するエンドプレート９４に固定される。典型的な電池セルは、導電性の外装缶と、正負の電極板と、電解液とを含んでいる。正負の電極板と電解液が導電性の外装缶に封入されるため、外装缶は電位を有している。このため、隣接する二次電池との結露等を介した意図しない導通や外装缶の腐食等を防止するため、外装缶の表面を絶縁する必要がある。例えば、電池セルの底面側は、結露した水滴が流れ込む部分であるため、外装缶の底面同士の絶縁を図る必要がある。また、電池セル同士を積層した電池積層体を締結状態に維持するために、金属板を折曲したバインドバーのような締結部材が用いられることがあるが、締結部材が金属製の場合は、締結部材を介して外装缶同士が導通しないような構造が求められていた。

このような絶縁構造として、例えば、外装缶の表面にＰＥＴ等の樹脂製の絶縁シートを被覆する構成が知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。具体的には、熱収縮により外装缶の表面に密着状態で被覆させることができるシュリンクチューブがこのような絶縁シートとして採用されている。しかしながら、このような絶縁シートによって外装缶を被膜する構成では、予め絶縁シートを各電池セルに対して被膜しなければならない。そのため、このような構成に、作業性の低下や製造コストの高騰などの問題があった。

さらに、複数の電池セルを積層してなる従来の電源装置では、電池セルを積層する際に、隣接する電池セルの間にはセパレータを介在させるため、電池セルとセパレータとを交互に位置決めしながら積層していく必要があり、組み立てが煩雑になり、効率よく生産できない問題点があった。

特開２０１３−０３３６６８号公報 特開２００８−１６６１９１号公報

本発明は、従来のこのような問題点を解決するためになされたものである。本発明の目的の一は、低コストで電池セルの表面の絶縁を可能とした電源装置とこの電源装置を備える電源システム、及び電池セル用のセパレータを提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、電池セル同士の絶縁構造を簡素化しながら、電池セルと締結部材との絶縁状態を保持して結露水等を介したショートを効果的に防止できる電源装置とこの電源装置を備える電源システム、及び電池セル用のセパレータを提供することにある。
さらにまた、本発明の他の目的は、電源装置の製造工程において、複数の電池セルを積層する際に、組み立てを簡素化して効率よく生産できる電源装置とこの電源装置を備える電源システム、及び電池セル用のセパレータを提供することにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明の一態様に係る電源装置によれば、主面１Ｘの幅よりも厚さを薄くした外形を角形とする複数の電池セル１と、複数の電池セル１の各々に連結されて、電池セル１の表面を少なくとも部分的に被覆するセパレータ２、６２と、セパレータ２、６２で被覆された電池セル１を、主面１Ｘ同士が対向する姿勢で複数個積層してなる電池積層体９を締結する締結部材３とを備えている。セパレータ２、６２は、弾性変形する絶縁性の部材で構成され、さらに、対向して配置される電池セル１の主面１Ｘを被覆する本体プレート部２０と、この本体プレート部２０の第一面２０Ａ側の底部分に設けられて、電池セル１の底面部１Ｔを挿入して被覆する箱状被覆部２１と、本体プレート部２０の第一面２０Ａ側の天部分に設けられて、電池セル１の天面部の隅部１Ｓを被覆する隅角被覆部２２とを備えている。

上記構成により、シュリンクチューブのような被覆材を使用することなく、電池セルの底面部をスペーサの箱状被覆部でもって被覆ことにより、底面に結露などの水分が溜まった状態でも、結露水による短絡を効果的に防止できる利点が得られる。また、セパレータの箱状被覆部に電池セルの底面部を挿入し、電池セルの天面部の隅部を隅角被覆部で被覆して保持することで、簡単かつ容易に電池セルをセパレータの定位置に配置して、電池セルの表面をセパレータで被覆して絶縁できる。

本発明の電源装置は、セパレータ２、６２の箱状被覆部２１に電池セル１の底面部１Ｔを挿入すると共に、電池セル１の天面部の隅部１Ｓを隅角被覆部２２で被覆して、電池セル１の定位置にセパレータ２、６２が装着された電池セルユニット１０、６０を形成し、電池セルユニット１０、６０を複数個積層して電池積層体９を形成することができる。

上記構成により、セパレータの箱状被覆部に電池セルの底面部を挿入し、電池セルの天面部の両隅部を隅角被覆部で被覆して保持することで、簡単かつ確実に電池セルの定位置にセパレータが装着された電池セルユニットを形成できる。このため、製造工程においては、電池セルにセパレータが装着された電池セルユニット単位で保管、搬送、及び組み立てができ、シュリンクレス構造の電池セルを使用しながら、安全かつ安心して作業できる。とくに、組み立て工程においては、電池セルにセパレータが装着された電池セルユニットを複数積層して電池積層体を形成することで、組み立て作業を簡素化して生産性を向上できる。

本発明の電源装置は、セパレータ２が、さらに本体プレート部２０の第一面２０Ａ側の側面に、箱状被覆部２１と隅角被覆部２２の側面を形成する側壁２３を備えて、側壁２３の中間に切り欠き２４を形成することができる。

上記構成により、セパレータの本体プレート部の第一面側の側面に側壁を設けることで、セパレータが連結される電池セルの側面を側壁で被覆して絶縁しながら、側壁の中間部に切り欠きを設けることで、セパレータの本体プレート部を撓み易くして、電池セルをセパレータにセットし易くできる。このセパレータは、例えば、本体プレート部を側壁の切り欠きにおいて、第一面と反対側に折曲する状態で箱状被覆部に電池セルの底面部を挿入した後、本体プレート部を元の姿勢に復元させつつ、隅角被覆部に電池セルの天面部の隅部を案内することで、簡単かつ容易に電池セルをセパレータの定位置にセットできる。

本発明の電源装置は、セパレータ２が、本体プレート部２０の第一面２０Ａ側に積層される電池セル１と本体プレート部２０との間に風路８を形成するための第一送風溝３０Ａを本体プレート部２０の第一面２０Ａに形成して、第一送風溝３０Ａの両端開口を、切り欠き２４に連通することができる。

上記構成により、本体プレート部の第一面側に積層される電池セルを冷却するための風路を、本体プレート部の第一面側であって側壁の切り欠きに連通して設けることで、冷却気体の経路を確保しつつ、セパレータを弾性変形しやすい構造を実現できる。

本発明の電源装置は、セパレータ２が、本体プレート部２０の第一面２０Ａと反対側の面である第二面２０Ｂ側に積層される電池セル１と本体プレート部２０との間に風路８を形成するための第二送風溝３０Ｂを本体プレート部２０の第二面２０Ｂに形成して、第二送風溝３０Ｂの両端開口を側壁２３に沿って開口することができる。

上記構成により、本体プレート部の第二面側に積層される電池セルを冷却するための風路を、本体プレート部の第二面側であって側壁に沿って設けることで、電池セルを冷却する冷却気体の風路を効率よく確保できる。

本発明の電源装置は、本体プレート部２０が、切り欠き２４に沿って、第二面２０Ｂ側に延長された逆延長側壁２５を備えて、この逆延長側壁２５を隣接して配置されるセパレータ２の切り欠き２４と嵌合する形状に形成することができる。

上記構成により、電池セルに連結されたセパレータを積層した状態で逆延長側壁と切り欠きとで嵌合させることで、セパレータ同士を機械的に連結することができる。また、これにより、電池セルの側面のほぼ全体を被覆することができる。

本発明の電源装置は、側壁２３が、縦方向に沿って垂直壁３１を備えて、逆延長側壁２５が、縦方向に沿って垂直壁３２を備えることができる。

上記構成により、隣接する電池セル間において、側壁及び逆延長側壁に設けた垂直壁でもって沿面距離を延長させて、結露等による意図しない短絡が生じるのを有効に防止でき、電池セル同士の絶縁性を高めることが可能となる。

本発明の電源装置は、締結部材３が、電池積層体９の両端面に配置される一対のエンドプレート４と、一対のエンドプレート４に両端が連結されるバインドバー５とを備え、バインドバー５が、電池積層体９の側面を被覆する側面プレート部５Ｘを備え、側面プレート部５Ｘに、風路８の開口部を臨む送風開口５Ｄを設けて、側壁２３及び逆延長側壁２５に形成された垂直壁３１、３２を送風開口５Ｄに配置することができる。

上記構成により、電池積層体の側面に配置されるバインドバーに開口された送風開口に、側壁及び逆延長側壁に設けた垂直壁を配置することで、電池セルとバインドバーとの沿面距離を延長させて、結露等による電池セルとバインドバーとの意図しない短絡を有効に防止できる。また、バインドバーに開口された送風開口に、垂直壁を配置することで、この垂直壁に沿って冷却気体を風路の開口部に流入させることができ、風路への送風経路を確保できる。

本発明の電源装置は、側壁２３及び逆延長側壁２５が、互いに対向する位置に２列の垂直壁３１、３２を備えており、互いに対向する２列の垂直壁３１、３２で、連続する縦溝３４を形成することができる。バインドバー５は、送風開口５Ｄが開口された側面プレート部５Ｘを補強する連結バー５Ｆを備えると共に、連結バー５Ｆを介して側面プレート部５Ｘに複数の送風開口５Ｄを形成し、連結バー５Ｆを縦溝３４に挿入することができる。

上記構成により、送風開口が開口される側面プレート部を連結バーで補強しながら、この連結バーを、側壁及び逆延長側壁に形成された垂直壁で構成される縦溝に挿入することで、結露等による電池セルと連結バーとの意図しない短絡を有効に防止できる。また、連結バーを縦溝内に配置することで、強制送風される冷却気体が連結バーの影響を受けるのを阻止して、効果的な冷却が実現できる。

本発明の電源装置は、さらに、電池セル１を部分的に被覆する絶縁性のカバーフィルム６３を備え、カバーフィルム６３は、セパレータ６２で被覆された電池セル１において、少なくとも箱状被覆部２１によって被覆されている電池セル１の表面から隅角被覆部２２によって被覆されている電池セル１の表面にかけて延在させることができる。

上記構成により、電池セルの底面部をスペーサの箱状被覆部で被覆すると共に、電池セルの天面部の隅部を隅角被覆部で被覆し、さらに、箱状被覆部で被覆された電池セルの表面から隅角被覆部で被覆された電池セルの表面にかけて、絶縁性のカバーフィルムで電池セルを被覆するので、電池セルの底面部から天面部にかけての領域を絶縁状態に被覆でき、電池セルの表面に人や金属が直接接触するのを防止して、意図しない通電を確実に防止できる。

本発明の電源装置は、電池積層体９の両側面が上下方向を向く横倒しの姿勢で配置することができる。

上記構成により、電池セルの底面部をスペーサの箱状被覆部で被覆し、電池セルの天面部の隅部を隅角被覆部で被覆することで、電池積層体の両側面が上下方向を向く横倒しの姿勢で配置する状態においても、結露などで生じた水分を箱状被覆部や隅角被覆部の内面に沿って流下させて、結露水による短絡を効果的に防止できる。とくに、セパレータの本体プレート部に側壁と逆延長側壁を設けて、これらの側壁及び逆延長側壁に垂直壁を設ける構造においては、横倒しの姿勢で配置される電源装置の下面側に配置される垂直壁でもって、箱状被覆部や隅角被覆部の内面に沿って流下する結露水等の沿面距離を延長させて、結露等による意図しない短絡が生じるのを有効に防止でき、電池セル同士の絶縁性を高めることが可能となる。また、電池セルの天面を左右方向に向けて配置するので、上下方向に対する荷重等の制約を低減できる。

本発明の電源システムは、以上のいずれかの電源装置１００を複数備えることができ、少なくとも一対の電源装置１００を備えて、各々の電源装置１００を、電池積層体９の両側面が上下方向を向く横倒しの姿勢で配置すると共に、一対の電源装置１００を、電池積層体９の底面が互いに対向する姿勢で配置して、電池セル１の天面を互いに左右の逆方向に配置することができる。

上記構成により、一対の電源装置を、電池積層体の両側面が上下方向を向く横倒しの姿勢で配置しながら、電池積層体の底面が互いに対向する姿勢で配置することで、一対の電源装置を省スペースに配置しながら、電池セルの天面を互いに左右の逆方向に配置して、各電池セルの電極端子を効率よく配線できる。

本発明のセパレータは、主面１Ｘの幅よりも厚さを薄くした外形を角形とする複数の電池セル１を積層してなる電源装置に用いる各電池セル１の表面を絶縁するためのセパレータであって、対向して配置される電池セル１の主面１Ｘを被覆する本体プレート部２０と、本体プレート部２０の第一面２０Ａ側の底部分に設けられて、電池セル１の底面部１Ｔを挿入して被覆する箱状被覆部２１と、本体プレート部２０の第一面２０Ａ側の天部分に設けられて、電池セル１の天面部の隅部１Ｓを被覆する隅角被覆部２２とを備え、弾性変形する絶縁性の部材で構成することができる。

上記構成により、シュリンクチューブのような被覆材を使用することなく、電池セルの底面部をセパレータの箱状被覆部でもって覆うことにより、底面に結露などの水分が溜まった状態でも、結露水による短絡を効果的に防止できる利点が得られる。

本発明の一実施の形態にかかる電源装置の斜視図である。 図１に示す電源装置の分解斜視図である。 図１に示す電源装置の一部拡大ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図１に示す電源装置の一部拡大ＩＶ−ＩＶ線断面図である。 電池セルユニットの積層構造を示す分解斜視図である。 電池ユニットの分解斜視図である。 図６に示す電池セルユニットの背面斜視図である。 図６に示すセパレータの底面斜視図である。 図７に示すセパレータの底面斜視図である。 セパレータに電池セルを挿入する状態を示す斜視図である。 図５に示す電池セルユニットを積層する状態を示す分解断面図である。 図１に示す電源装置の側面を示す拡大斜視図である。 電源ユニットの他の一例を示す分解斜視図である。 図１３に示す電池セルとカバーフィルムの斜視図である。 本発明の一実施の形態にかかる電源システムの斜視図である。 図１５に示す電源システムの断面斜視図である。 従来の電源装置の分解斜視図である。

本発明の一実施の形態にかかる電源装置１００を図１〜図４に示している。図１〜図４に示す電源装置１００は、外形を角形とする複数の電池セル１と、複数の電池セル１の各々に連結されて、電池セル１の表面を少なくとも部分的に被覆するセパレータ２と、セパレータ２で被覆された電池セル１を、主面１Ｘ同士が対向する姿勢で複数個積層してなる電池積層体９を締結する締結部材３とを備えている。図１〜図４の電源装置は、図５に示すように、電池セル１にセパレータ２を装着して電池セルユニット１０を構成しており、この電池セルユニット１０を複数個積層して電池積層体９を形成している。

（電池セル１）
電池セル１は、幅広面である主面１Ｘの外形を四角形とする角形電池であって、主面１Ｘの幅よりも厚さを薄くしている。さらに、電池セル１は、充放電できる二次電池であって、リチウムイオン二次電池としている。ただし、本発明の電源装置は、電池セルをリチウムイオン二次電池には特定せず、充放電できる全ての電池、たとえばリチウムイオン二次電池以外の非水系電解液二次電池やニッケル水電池セルなども使用できる。

電池セル１は、正負の電極板を積層している電極体を外装缶１ａに収納して電解液を充填して気密に密閉したものである。外装缶１ａは、図６に示すように、底を閉塞する四角い筒状に成形したもので、上方の開口部を金属板の封口板１ｂで気密に閉塞している。外装缶１ａは、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属板を深絞り加工して製作される。封口板１ｂは、外装缶１ａと同じように、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属板で製作される。封口板１ｂは、外装缶１ａの開口部に挿入され、封口板１ｂの外周と外装缶１ａの内周との境界にレーザービームを照射して、封口板１ｂを外装缶１ａにレーザー溶接して気密に固定している。

電池セル１は、図６に示すように、封口板１ｂの両端部に正負の電極端子１３を突出させて固定している。正負の電極端子１３は、内蔵する正負の電極板（図示せず）にそれぞれ接続される。電池セル１の天面に固定される電極端子１３の位置は、正極と負極が左右対称となる位置としている。これにより、電池セル１を左右反転させて積層し、隣接して接近する正極と負極の電極端子１３を金属板のバスバー１７で接続して、直列に接続できる。電池セル１を直列に接続する電源装置は、出力電圧を高くして出力を大きくできる。ただし、電源装置は、電池セルを並列と直列に接続することもできる。

角形電池である電池セル１は、図５に示すように、セパレータ２が装着されて電池セルユニット１０を構成している。さらに、複数個の電池セルユニット１０が、電池セル１の厚さ方向に積層されて電池積層体９を構成している。なお、本明細書において電池セル１の上下方向は、図６において特定するものとする。また、電池セル１の側面１Ｙとは、幅広面である主面１Ｘを互いに対向する姿勢で複数の電池セルユニット１０を積層して電池積層体９とする状態で、電池積層体９の両側に配置される幅狭面を意味している。

（セパレータ２）
セパレータ２は、絶縁部材で構成されており、図３〜図９に示すように、各々の電池セル１に連結されて、電池セル１の表面を部分的に被覆して絶縁する。さらに、セパレータ２は、互いに積層される電池セル１同士を絶縁しながら、隣接する電池セル１を一定の間隔に保持する。このようなセパレータ２は、プラスチック等の絶縁材を成形して製作される。とくに、セパレータ２は、弾性を有する軟質素材であって、例えばＰＰ等のプラスチック材料、あるいはシリコン等で製造される。

セパレータ２は、図３〜図９に示すように、対向して配置される電池セル１の主面１Ｘを被覆する本体プレート部２０と、本体プレート部２０の第一面２０Ａ側の底部分に設けられて、電池セル１の底面部１Ｔを挿入して被覆する箱状被覆部２１と、本体プレート部２０の第一面２０Ａ側の天部分に設けられて、電池セル１の天面部の隅部１Ｓを被覆する隅角被覆部２２とを備えている。このセパレータ２は、ひとつの電池セルユニット１０を構成する電池セル１の一方の主面１Ｘを本体プレート部２０で被覆すると共に、箱状被覆部２１で電池セル１の底面部１Ｔを、隅角被覆部２２で電池セル１の天面部の隅部１Ｓを保持して、電池セル１を定位置に保持している。

（本体プレート部２０）
本体プレート部２０は、図６と図７に示すように、電池セル１の主面１Ｘとほぼ等しい大きさと形状の板状としている。本体プレート部２０は、電池セルユニット１０を構成する電池セル１が配置される側を第一面２０Ａとして、この第一面２０Ａ側の底部分に箱状被覆部２１を、天部分の両隅部に隅角被覆部２２を設けている。さらに、本体プレート部２０は、第一面２０Ａと反対側の面を第二面２０Ｂとして、隣接して積層される電池セルユニット１０を構成する電池セル１の主面１Ｘに第二面２０Ｂを当接させている。すなわち、本体プレート部２０は、このセパレータ２にセットされて電池セルユニット１０を構成する電池セル１の第１の主面１Ｘａを第一面２０Ａに当接させて被覆し、隣接して積層される電池セルユニット１０を構成する電池セル１の第２の主面１Ｘｂを第二面２０Ｂに当接させて被覆している。

（箱状被覆部２１）
箱状被覆部２１は、電池セル１の底面部を挿入できる箱状に形成されている。図６〜図９に示す箱状被覆部２１は、角形の電池セル１の底面部を、底面全体にわたって挿入して被覆できるように、上方開口の箱状としている。この箱状被覆部２１は、本体プレート部２０の下端縁に沿って形成されて、第一面２０Ａ側に突出する底面被覆部２１Ａと、この底面被覆部２１Ａの先端縁から上方に立ち上げられた前面被覆部２１Ｂと、本体プレート部２０、底面被覆部２１Ａ、及び前面被覆部２１Ｂの両側縁を連結してなる側面被覆部２１Ｃとを備えている。箱状被覆部２１は、本体プレート部２０に一体成形して設けられている。

この箱状被覆部２１は、本体プレート部２０の第一面２０Ａに沿って挿入される電池セル１の底面を底面被覆部２１Ａで被覆し、この電池セル１の第２の主面１Ｘｂの底部を前面被覆部２１Ｂで被覆し、両側面１Ｙの底部を側面被覆部２１Ｃで被覆する。この構造の箱状被覆部２１は、ここに挿入される電池セル１の底面部１Ｔの全体を隙間なく被覆する。したがって、結露水等の水滴が電池セル１の底面側に流れ込むことがあっても、電池セル１の底面部１Ｔの全体を箱状被覆部２１で被覆することで、この水滴に起因する短絡を確実に防止できる。

さらに、図３と図６に示す箱状被覆部２１は、底面被覆部２１Ａの内面の両端部に、内面側に突出する段差凸部２１Ｄを形成しており、この段差凸部２１Ｄに電池セル１の底面を当接させる状態で、電池セル１の底面と底面被覆部２１Ａの内面との間に隙間２９を形成している。この構造は、箱状被覆部２１に流れ込む水滴をこの隙間２９に流入させて一時的に貯溜することで、外部に流出するのを防止している。

（隅角被覆部２２）
隅角被覆部２２は、角形の電池セル１の天面部の隅部１Ｓを案内して、この隅部１Ｓを係止できる構造としている。図６〜図９に示す隅角被覆部２２は、角形の電池セル１の隅部１Ｓを嵌着できるように、箱形状の開口部からひとつの側面を除去した凹部形状としている。この隅角被覆部２２は、本体プレート部２０の上端縁の両側縁部に形成されて、第一面２０Ａ側に突出する天面被覆部２２Ａと、この天面被覆部２２Ａの先端縁から下方に延長された前面被覆部２２Ｂと、本体プレート部２０、天面被覆部２２Ａ、及び前面被覆部２２Ｂの側縁を連結してなる側面被覆部２２Ｃとを備えている。隅角被覆部２２は、本体プレート部２０に一体成形して設けられている。

この隅角被覆部２２は、箱状被覆部２１に底面部１Ｔが挿入された電池セル１の天面（封口板１ｂ）の両端部を天面被覆部２２Ａで被覆し、この電池セル１の第２の主面１Ｘｂの天部の両側部を前面被覆部２２Ｂで被覆し、両側面１Ｙの天部を側面被覆部２２Ｃで被覆する。この構造の隅角被覆部２２は、電池セル１の隅部１Ｓを案内する際に、弾性変形する前面被覆部２２Ｂを外側にめくり上げる（図１０の矢印Ｃ参照）ことで、凹部の開口部を広げて、電池セル１の隅部１Ｓを挿入しやすくする。また、隅角被覆部２２に電池セル１の隅部１Ｓを案内した状態では、天面被覆部２２Ａ、前面被覆部２２Ｂ、及び側面被覆部２２Ｃの内面を電池セル１の隅部１Ｓの表面に当接させて、電池セル１の隅部１Ｓを位置決めできる。

さらに、図４と図８に示す隅角被覆部２２は、天面被覆部２２Ａの内面に突出して位置決凸部２２Ｄを設けている。このセパレータ２は、位置決凸部２２Ｄを電池セル１の天面の両側部に当接させて、電池セル１をセパレータ２の定位置に配置できるようにしている。

（側壁２３）
さらに、セパレータ２は、本体プレート部２０の第一面２０Ａ側の側面に、箱状被覆部２１と隅角被覆部２２の側面を形成する側壁２３を備えている。図５〜図９に示す側壁２３は、箱状被覆部２１の側面を含む下部側壁２３Ａと、隅角被覆部２２の側面を含む上部側壁２３Ｂとを備えている。図の側壁２３は、中間に切り欠き２４を形成しており、この切り欠き２４によって、下部側壁２３Ａと上部側壁２３Ｂとを上下に分割している。下部側壁２３Ａは、箱状被覆部２１の側面被覆部２１Ｃと、この側面被覆部２１Ｃから上方に延長された縦側壁２６とを備えており、側面被覆部２１Ｃと縦側壁２６とで対向する電池セル１の側面１Ｙの底部を被覆している。上部側壁２３Ｂは、隅角被覆部２２の側面被覆部２２Ｃと、この側面被覆部２２Ｃから下方に延長された縦側壁２６とを備えており、側面被覆部２２Ｃと縦側壁２６とで対向する電池セル１の側面１Ｙの天部を被覆している。電池セル１の側面１Ｙの中央部は、側壁２３で被覆されることなく、図５に示すように、セパレータ２が装着された状態では外部に露出している。

下部側壁２３Ａと上部側壁２３Ｂの縦側壁２６は、一方の側縁を本体プレート部２０に連結すると共に、他方の側縁を電池セル１の第２の主面１Ｘｂよりも手前に位置させており、その横幅を電池セル１の厚さよりも小さくしている。すなわち、図に示す下部側壁２３Ａと上部側壁２３Ｂは、縦側壁２６の横幅を側面被覆部２１Ｃ、２２Ｃの横幅よりも狭くしており、縦側壁２６の第２の主面１Ｘｂ側の側縁に表出カット部２７を設けて、この部分において、電池セル１の外装缶１ａのコーナー部を表出させている。縦側壁２６の表出カット部２７は、詳細には後述するが、対向して配置されるセパレータ２の本体プレート部２０との間に形成される風路８の両端開口部が配置される。言い換えると、側壁２３は、縦側壁２６の表出カット部２７に沿って外装缶１ａのコーナー部を表出させることで、風路８への送風経路を確保している。

このセパレータ２は、本体プレート部２０の第一面２０Ａ側の側面に側壁２３を設けることで、セパレータ２が装着される電池セル１の側面１Ｙを側壁２３で被覆して絶縁しながら、側壁２３の中間部に切り欠き２４を設けることで、本体プレート部２０を切り欠き２４の部分で撓み易くして、電池セル１にセットし易くしている。このセパレータ２は、図１０に示すように、側壁２３の切り欠き２４において、本体プレート部２０の上部を第二面２０Ｂ側に折曲（矢印Ａ参照）することで、箱状被覆部２１の内側に電池セル１の底面部１Ｔを挿入（矢印Ｂ参照）し易くできると共に、折曲された本体プレート部２０の上部を元の姿勢に復元させつつ、隅角被覆部２２の内側に電池セル１の隅部１Ｓを案内することで、電池セル１をセパレータ２の定位置にセットできる。とくに、隅角被覆部２２に電池セル１の隅部１Ｓを案内する際には、弾性変形する前面被覆部２２Ｂを外側にめくり上げて（矢印Ｃ参照）凹部の開口部を広げることで、電池セル１の隅部１Ｓを挿入しやすくできる。

さらに、図に示す側壁２３は、側面被覆部２１Ｃ、２２Ｃの表面に、外側に突出する凸部２８を形成している。この凸部２８は、先端面を平面状としており、電池積層体９の側面に配置されるバインドバー５の内側面を当接させて、位置決めできるようにしている。このセパレータ２は、凸部２８の先端面にバインドバー５の内面を当接させることで、バインドバー５との間隔を所定の間隔に保持できるようにしている。

（逆延長側壁２３）
さらに、セパレータ２は、側壁２３の切り欠き２４に沿って、本体プレート部２０の第二面２０Ｂ側に延長された逆延長側壁２５を備えている。逆延長側壁２５は、本体プレート部２０の第二面２０Ｂ側に突出する板状で、図５に示すように、隣接して配置されるセパレータ２の切り欠き２４と嵌合する形状に形成されている。さらに、図７と図９に示す逆延長側壁２５は、電池セル１の側面１Ｙとの対向面側の上下の両端に沿って段差凹部２５Ａを形成しており、対向するセパレータ２の縦側壁２６の先端縁をこの段差凹部２５Ａに案内して互いに嵌合できる構造としている。この逆延長側壁２５は、縦側壁２６の先端縁と段差凹部２５Ａとが互いに積層されるラップ構造とすることで、結露水等がこの部分を通過するのを有効に防止している。また、側壁２３の内面と逆延長側壁２５の内面とを同一平面上に配置して、電池セル１の側面１Ｙに沿って配置できるようにしている。

以上のように、逆延長側壁２５を備えるセパレータ２は、互いに隣接する電池セルユニット１０を積層する状態では、対向するセパレータ同士を逆延長側壁２５と切り欠き２４とで嵌合させて機械的に連結することができる。したがって、複数の電池セルユニット１０を積層する工程では、電池セルユニット１０の向きを間違えることなく正しい姿勢で速やかに積層できる。また、セパレータ２の切り欠き２４部分に生じる電池セル１の露出部を、隣接する電池セルユニット１０のセパレータ２の逆延長側壁２５で被覆するので、電池セル１の側面１Ｙのほぼ全体を被覆することができる。したがって、電池積層体９の両側面は、セパレータ２の側壁２３と逆延長側壁２５により、ほぼ全体が被覆されて、電位を有する外装缶１ａの表面が外部に表出するのを防止して安全性を向上できる。

（風路８）
さらに、セパレータ２は、電池セル１の表面に密着された状態で電池セル１の表面に沿って冷却気体を送風するために、本体プレート部２０の表面に溝状の凹部を設けて、対向する電池セル表面との間に風路８を形成している。図３〜図５、図７、及び図８に示すセパレータ２は、電池セル１との対向面に、両側縁まで延びる送風溝３０を設けており、この送風溝３０と電池セル１の主面１Ｘとの間にできる隙間を風路８としている。風路８は、図１及び図６〜図９に示すように、電池積層体９の左右の側面に開口するように水平方向に設けられている。

図３、図６〜図９、及び図１１のセパレータ２は、本体プレート部２０の両面に複数列の送風溝３０を設けて、本体プレート部２０の両面に風路８を形成している。本体プレート部２０の両面に形成される風路８は、直線状であって、複数列を互いに平行に設けている。この構造は、本体プレート部２０の両面に形成される風路８で、両面に対向して配置される電池セル１を効果的に冷却できる特長がある。ただ、セパレータは、片面にのみ送風溝を設けて、電池セルと本体プレート部との間に風路を設けることもできる。 このセパレータは、例えば、電池セルの中央部と対向する中央部分にのみ風路を設けることができる。

図６、図８、及び図１１に示すセパレータ２は、本体プレート部２０の第一面２０Ａに第一送風溝３０Ａを形成しており、この第一送風溝３０Ａにより、本体プレート部２０の第一面２０Ａ側に積層される電池セル１と本体プレート部２０との間に風路８を形成している。図のセパレータ２は、本体プレート部２０の第一面２０Ａの中央部に２列の第一送風溝３０Ａを形成しており、第一送風溝３０Ａの両端開口を切り欠き２４に連通している。この構造は、本体プレート部２０の第一面２０Ａ側に積層される電池セル１を冷却するための風路８を側壁２３の切り欠き２４に連通して設けることで、冷却気体の経路を電池積層体９の左右の側面側に確保することができる。また、切り欠き２４に嵌合状態で配置される逆延長側壁２５は、第一送風溝３０Ａの両端開口を閉塞しないように、第二面２０Ｂ側への突出量を調整している。

また、図７、図９、及び図１１に示すセパレータ２は、本体プレート部２０の第二面２０Ｂに第二送風溝３０Ｂを形成しており、この第二送風溝３０Ｂにより、本体プレート部２０の第二面２０Ｂ側に積層される電池セル１と本体プレート部２０との間に風路８を形成している。図のセパレータ２は、本体プレート部２０の第二面２０Ｂの上下に１列ずつの第二送風溝３０Ｂを形成している。セパレータ２は、第一面２０Ａに形成される第一送風溝３０Ａの背面であって、第二面２０Ｂ側に突出する凸条の上下に沿って第二送風溝３０Ｂを形成しており、第二送風溝３０Ｂの両端開口を側壁２３に沿って開口している。さらに、図に示すセパレータ２は、第二送風溝３０Ｂの両端開口を、対向して積層されるセパレータ２の側壁２３に設けた表出カット部２７に沿って配置している。これにより、第二送風溝３０Ｂの両端開口を外部に表出させて、冷却気体の経路を電池積層体９の左右の側面側に確保している。

本体プレート部２０の両面に形成される風路８は、冷却気体を送風させるために、図４に示すように、電池積層体９の側面に配置されるバインドバー５に開口された送風開口５Ｄに対向して配置される。電池セル１に強制送風される冷却気体は、一方のバインドバー５に開口された送風開口５Ｄから風路８に流入して電池セルを冷却し、風路８を通過した後、他方のバインドバー５に開口された送風開口５Ｄから外部に流出する。

（垂直壁３１、３２）
さらに、セパレータ２は、電池セル１の側面１Ｙに配置される側壁２３と逆延長側壁２５の縦方向に沿って垂直壁３１、３２を備えている。図５〜図９に示す側壁２３は、側面被覆部２１Ｃ、２２Ｃから延長された縦側壁２６の両側縁に沿って、外側に突出する２列の垂直壁３１を設けている。側壁２３は、２列の垂直壁３１を互いに平行に形成している。２列の垂直壁３１のうち、表出カット部２７に沿って形成される垂直壁３１は、側面被覆部２１Ｃ、２２Ｃとの境界部分に沿って湾曲部３１Ａを設けており、表出カット部２７の全ての領域にわたって側壁２３の内面側と外面側との沿面距離を長くしている。図の湾曲部３１Ａは、内面に沿って、側壁２３と平行なリブ３３を設けて補強している。さらに、側壁２３の表出カット部２７に沿って形成される垂直壁３１は、対向して配置される電池セル１との間に形成される第二送風溝３０Ｂの両端開口に沿って立設されるので、外部から送風される冷却気体を、この垂直壁３１に沿って効率よく風路８に流入できる。

また、図５〜図９に示す逆延長側壁２５は、縦方向に沿って２列の垂直壁３２を平行に設けている。逆延長側壁２５に形成される２列の垂直壁３２は、図５に示すように、互いに隣接する電池セルユニット１０を積層して、一方の逆延長側壁２５を他方の切り欠き２４に嵌合させる状態で、側壁２３に形成された２列の垂直壁３２の延長線上に位置するように形成されている。逆延長側壁２５の先端縁に沿って形成される垂直壁３２は、第一送風溝３０Ａの両端開口に沿って立設されるので、外部から送風される冷却気体を、この垂直壁３２に沿って効率よく風路８に流入できる。

側壁２３及び逆延長側壁２５に形成された垂直壁３１、３２は、図１２に示すように、電池積層体９の側面に配置されるバインドバー５の側面プレート部５Ｘに開口された送風開口５Ｄに配置される。これにより、電池セル１とバインドバー５との沿面距離を延長させて、結露等による電池セル１とバインドバー５と短絡を防止している。図に示す垂直壁３１、３２は、その先端縁が、バインドバー５の外側表面とほぼ同一平面上に位置するように突出量を調整している。ただ、垂直壁は、その先端縁をバインドバーの外側表面よりも突出させることもできる。さらに、バインドバー５の送風開口５Ｄに垂直壁３１、３２を配置する構造は、垂直壁３１、３２に沿って開口される風路８への冷却気体の流入をスムーズにできる。

さらに、図１２に示す側壁２３及び逆延長側壁２５は、互いに対向する位置に配置される２列の垂直壁３１、３２で、連続する縦溝３４を形成している。図の電源装置は、電池積層体９の側面に配置されるバインドバー５が、送風開口５Ｄに連結バー５Ｆを備えており、この連結バー５Ｆを縦溝３４に挿入している。この構造は、側壁２３及び逆延長側壁２５に設けた垂直壁３１、３２で形成される縦溝３４に、バインドバー５の連結バー５Ｆを挿入することで、結露等による電池セル１と連結バー５Ｆとの短絡を有効に防止できる。

（位置決め連結部４０）
さらに、図のセパレータ２は、互いに隣接して積層される電池セルユニット１０を定位置に連結できるように、本体プレート部２０の外周に沿って、電池セル１の積層方向に突出する位置決め連結部４０を設けている。図に示す位置決め連結部４０は、セパレータ２の底面側の両隅部を位置決めする底面連結部４１と、セパレータ２の天面側の両隅部を位置決めするコーナー連結部４２とを備えている。

（底面連結部４１）
底面連結部４１は、本体プレート部２０の下端縁に沿って第二面２０Ｂ側に突出して形成されている。底面連結部４１は、電池セル１の積層方向に延長された板状であって、箱状被覆部２１の底面の全体にわたって設けられている。底面連結部４１は、隣接して積層される電池セルユニット１０の箱状被覆部２１の底面に積層されて、対向するセパレータ２の箱状被覆部２１の外側に連結される。図に示す底面連結部４１は、両側部を箱状被覆部２１の両隅部に沿って立ち上げており、この立ち上げ部により、箱状被覆部２１の左右方向を位置決めしながら連結する構造としている。

このように、箱状被覆部２１の底面部分を底面連結部４１との二重壁構造とすることで、経時的な劣化や振動等により箱状被覆部２１と底面連結部４１のいずれかが破損しても、結露水等によるバインドバー５への導通を有効に防止できる。ただ、底面連結部は、隣接するセパレータを位置決めしながら連結する観点からみると、必ずしも底面全体を被覆する必要はなく、底面の両側部のみを被覆する構造とすることもできる。この場合には、好ましくは、底面連結部は、バインドバーの下端折曲部と当接する部位に対向して形成される。

さらに、図３〜図７に示す底面連結部４１は、バインドバー５の下端折曲部５Ａに当接して位置決めする凸条４３を備えている。図に示す底面連結部４１は、バインドバー５の下端折曲部５Ａとの対向部分に、電池セル１の積層方向に延びる凸条４３を設けている。この凸条４３は、複数のセパレータ２を積層して連結する状態では、互いに隣接するセパレータ２の凸条４３を直線状に連結して、バインドバー５の下端折曲部５Ａの延長方向に延びる１列の連結凸条を形成する。この凸条４３は、電池積層体９の側面にバインドバー５を配置する状態で、凸条４３の先端面に下端折曲部５Ａの内面を当接させて位置決めできる。さらに、図８と図９に示す底面連結部４１は、凸条４３と対向する先端部に切欠部４４を設けており、対向するセパレータ２の凸条４３をこの切欠部４４に嵌入させて位置決めできる構造としている。図８と図９に示す凸条４３は、底面連結部４１から箱状被覆部２１の一部に跨がって設けられており、箱状被覆部２１の底面において、底面連結部４１の切欠部４４に嵌合構造で連結される。

（コーナー連結部４２）
コーナー連結部４２は、本体プレート部２０の天面側の両隅部に沿って第二面２０Ｂ側に突出して形成されている。コーナー連結部４２は、垂直断面を略Ｌ字状とする板状として電池セル１の積層方向に延長されている。このコーナー連結部４２は、隅角被覆部２２の天面被覆部２２Ａと側面被覆部２２Ｃの上端部に沿って積層されて、隅角被覆部２２の外側に連結される。垂直断面を略Ｌ字状とするコーナー連結部４２は、水平部で上下方向を位置決めし、垂直部で左右方向を位置決めしながら隅角被覆部２２に連結される。

さらに、図８と図９に示すコーナー連結部４２は、水平部の先端部に嵌合切欠部４６を設けており、対向するセパレータ２の天面被覆部２２Ａの表面に形成された嵌合凸部４７を嵌入して互いに位置決めできる構造としている。

さらに、図３〜図７に示すコーナー連結部４２は、バインドバー５の上端折曲部５Ｂに当接して位置決めする凸条４５を備えている。図に示すコーナー連結部４２は、バインドバー５の上端折曲部５Ｂとの対向部分であって、水平部の上面に、電池セル１の積層方向に延びる凸条４５を設けている。この凸条４５は、複数のセパレータ２を積層して連結する状態では、互いに隣接するセパレータ２の凸条４５を直線状に連結して、バインドバー５の上端折曲部５Ｂの延長方向に延びる１列の連結凸条を形成する。このセパレータ２は、電池積層体９の側面にバインドバー５を配置する状態で、凸条４５の先端面にバインドバー５の上端折曲部５Ｂの内面を当接させて位置決めできる。

さらに、図４ないし図９に示すセパレータ２は、天面の両側部において、隅角被覆部２２とコーナー連結部４２の側縁に沿って上方に突出する起立壁４８を設けている。この起立壁４８は、電池セル１の天面に設けた電極端子１３とバインドバー５の上端折曲部５Ｂの先端縁とを区画して絶縁する。このように、バインドバー５の先端縁と電池セル１の上面との間に起立壁４８を設ける構造は、この部分における沿面距離を長くして、意図しない短絡を有効に防止できる。

以上の位置決め連結部４０は、図１１に示すように、互いに隣接する電池セルユニット１０を積層して連結する状態では、底面連結部４１が箱状被覆部２１の底面に沿って連結されると共に、コーナー連結部４２が隅角被覆部２２の外周に沿って連結されて、互いに隣接して積層されるセパレータ２同士を、上下左右を位置決めしながら連結する。さらに、箱状被覆部２１の底面に沿って連結される底面連結部４１は、先端部に形成された切欠部４４に、対向するセパレータ２の凸条４３が嵌入されて位置決めされる。また、隅角被覆部２２の外周に沿って連結されるコーナー連結部４２は、水平部の先端部に形成された嵌合切欠部４６に、対向するセパレータ２の嵌合凸部４７が嵌入されて位置決めされる。

（電池セルユニット１０）
以上のセパレータ２は、図５に示すように、電池セル１に装着されて電池セルユニット１０を構成する。電池セルユニット１０は、電池セル１の表面がセパレータ２で部分的に被覆されており、さらに、複数の電池セルユニット１０を積層して電池積層体９を構成する状態では、電池セル１の天面の一部、例えば電極端子１３の部分を除くほぼ全ての領域を被覆できる構造としている。この構造は、電位を持つ電池セル１の表面に人や金属が直接接触するのを確実に防止して、意図しない通電を防止できる。さらに、電池セル１のほぼ全面を被覆することで、結露水が発生しても、電池セル１の表面が外装部材、例えばバインドバー５に接触して通電されるのを有効に防止できる。

さらに、電池セル１とセパレータ２とで電池セルユニット１０を構成することで、製造工程においては、電池セルユニット１０単位で扱うことが可能となるため、作業性を向上できる特徴もある。例えば、従来の電源装置では、複数の電池セルとこれ等の間に介在されるセパレータとを交互に積層して電池積層体とし、この電池積層体を両端から押圧する状態で締結するので、電池セルとセパレータとを互いに積層する必要があり、この工程に手間が掛かっていた。これに対して本発明では、電池セル１にセパレータ２を装着して電池セルユニット１０とし、複数の電池セルユニット１０を互いに積層して電池積層体９とするので作業を簡素化して生産性を向上できる。また、電池セル１にセパレータ２を装着した状態で、保管、搬送、組み立て等の作業ができ、安全性を向上できる。

（他の実施例）
さらに、セパレータは、図１３に示す構造とすることもできる。ここで、図１３に示す実施例のセパレータ６２は、図６に示す前述のセパレータ２に対して電池セル１の側面１Ｙを被覆する側壁２３及び逆延長側壁２５を省略している。すなわち、このセパレータ６２は、側壁２３及び逆延長側壁２５以外の構成要素については、図６に示す前述のセパレータ２と同じ構成とすることができる。したがって、図１３において、図６の実施例と同じ構成要素については、同符号を付してその詳細な説明を省略する。

図１３に示すセパレータ６２は、対向して配置される電池セル１の主面１Ｘを被覆する本体プレート部２０の第一面２０Ａ側の底部分に、電池セル１の底面部１Ｔを挿入して被覆する箱状被覆部２１を設けると共に、本体プレート部２０の第一面２０Ａ側の天部分に、電池セル１の天面部の隅部１Ｓを被覆する隅角被覆部２２とを設けている。このセパレータ６２は、電池セル１の側面１Ｙの中間部と対向する部分には側壁及び逆延長側壁を設けることなく、電池セル１の側面側を露出させる構造としている。図に示すセパレータ６２は、本体プレート部２０の両側縁を切断縁としている。

このセパレータ６２は、本体プレート部２０の側面に側壁や逆延長側壁を形成しないので、セパレータ６２を製造する金型を簡単にして、低コストに多量生産できる特徴がある。また、側壁を設けていないセパレータ６２は、本体プレート部２０を中間部分において自由に撓ませることが可能となり、簡単かつ容易に電池セル１にセットできる。このセパレータ６２も、図１０に示すセパレータ２と同様に、本体プレート部２０の上部を第一面２０Ａと反対側に湾曲ないし折曲させることで、箱状被覆部２１の内側に電池セル１の底面部１Ｔを挿入し易くできると共に、湾曲ないし折曲された本体プレート部２０の上部を元の姿勢に復元させつつ、隅角被覆部２２の内側に電池セル１の隅部１Ｓを案内することで、電池セル１をセパレータ６２の定位置にセットできる。

さらに、図１３に示す本体プレート部２０は、対向する電池セル表面との間に風路を形成する送風溝３０を設けている。図１３に示すセパレータ６２は、本体プレート部２０の第一面２０Ａの中央部分に２列の第一送風溝３０Ａを形成しており、反対側の面において、第一送風溝３０Ａの上下に１列ずつの第二送風溝３０Ｂを形成している。ただ、このセパレータは、本体部プレート部を断面視において凹凸形状として、両面に交互に第一送風溝と第二送風溝を形成することもできる。

さらに、図１３のセパレータ６２は側面を開放しているが、ここにセットされる電池セル１の外周面を絶縁性のカバーフィルム６３で被覆することで、この部分がセパレータ６２の側面から外部に露出するのを防止している。図１３に示す電池セル１は、角筒状の外装缶１Ａの上下の中間部分にカバーフィルム６３を装着している。このカバーフィルム６３は、例えば、シリコンフィルムで、図１４に示すように、外装缶１ａの外周面に沿う筒状に形成されている。このカバーフィルム６３が電池セル１の外装缶１ａの表面に密着状態で被覆されて、電池セル１の外周面の中間部分が絶縁状態で被覆される。

このカバーフィルム６３は、電池セル１の外装缶１ａがセパレータ６２の側面から外部に露出するのを防止する。したがって、図１３に示すカバーフィルム６３は、電池セル１の側面１Ｙの内、箱状被覆部２１の側面被覆部２１Ｃと隅角被覆部２２の側面被覆部２２Ｃで被覆されない部分をカバーできる長さとしている。言い換えると、カバーフィルム６３は、セパレータ６２で被覆された電池セル１において、少なくとも箱状被覆部２１によって被覆されている電池セル１の表面から隅角被覆部２２によって被覆されている電池セル１の表面にかけて延在させている。このように、電池セル１にカバーフィルム６３を設けることで、セパレータ６２の構造を簡単にして安価に製造しながら、セパレータ６２の表面から露出する部分を確実に絶縁できる。

ここで、電池セル１の表面をカバーフィルム６３で被覆する構造は、電池セル１の表面をフィルム等で被覆しない構造に比べて製造コストが高くなる。ただ、図に示すカバーフィルム６３は、従来のシュリンクチューブのように、電池セルの外装缶の底部を含むほぼ全体を被覆するものではなく、外装缶１ａの中間部分のみを被覆するので、従来のシュリンクチューブのように、全体を熱収縮させる複雑な製造工程で電池セルの表面に密着させる必要はなく、電池セル１をフィルムで被覆する工程を簡単にしつつ、しかもセパレータ６２で電池セル１の底面部を被覆することで、確実に絶縁できる。外装缶１ａの中間部分のみを被覆するカバーフィルム６３は、例えば、筒状に成形して熱収縮等により密着させることなく、帯状のフィルムを電池セル１の外周面に沿って巻回することで密着状態に被覆させることができる。すなわち、このカバーフィルム６３は、従来のシュリンクチューブで被覆するのが難しかった電池セルの底面部分を被覆することなく、外装缶の中間部分のみを被覆することで、製造工程を簡単にでき、製造コストを低減できる。

以上のセパレータ６２も、カバーフィルム６３で被覆された電池セル１に装着されて電池セルユニット６０を構成する。この電池セルユニット６０は、電池セル１の一方の主面１Ｘがセパレータ６２の本体プレート部２０で被覆されると共に、電池セル１の底面部１Ｔが箱状被覆部２１で被覆され、天面部の隅部１Ｓが隅角被覆部２２で被覆される。さらに、セパレータ６２で被覆されない電池セル１の表面であって、電池セル１の他方の主面１Ｘと側面１Ｙにはカバーフィルム６３が被覆されている。このため、この電池セルユニット６０は、電池セル１の天面部を除く表面のほぼ全体が絶縁状態に被覆されるので、保管、搬送、組み立て等の作業時における安全性を向上できる。

さらに、複数の電池セルユニットを積層して電池積層体を構成する状態では、隣接する電池セル１同士の間に本体プレート部２０を介在させて絶縁すると共に、側面から露出する部分においては、電池セル１の外装缶１ａをカバーフィルム６３で被覆している。したがって、電極端子１３の部分を除くほぼ全ての領域を被覆できる構造としている。このため、電位を持つ電池セル１の表面に人や金属が直接接触するのを確実に防止して、意図しない通電を防止できる。さらに、カバーフィルム６３とセパレータ６２とを介して電池セル１のほぼ全面を被覆することで、結露水が発生しても、電池セル１の表面が外装部材、例えばバインドバー５に接触して通電されるのを有効に防止できる。

（電池積層体９）
電池積層体９は、図２〜図５に示すように、電池セル１の表面をセパレータ２で被覆してなる複数の電池セルユニット１０を、電池セル１の主面１Ｘが対向する姿勢で積層している。さらに、図２に示す電池積層体９は、中間に中間ブラケット６を介在させている。この構造は、電池積層体９の中間部分を中間ブラケット６で補強することで、電池セル１の積層数が増えた場合でも剛性を維持できる利点が得られる。ただ、電池積層体は、必ずしも中間に中間ブラケットを介在させる必要はなく、中間ブラケットを省略することもできる。

（締結部材３）
複数の電池セルユニット１０を積層してなる電池積層体９は、図１と図２に示すように、締結部材３を介して積層方向に締結される。締結部材３は、電池積層体９の積層方向の両端面に配置されるエンドプレート４と、このエンドプレート４に両端部を固定して積層状態の電池セル１を加圧状態に固定してなるバインドバー５とを備えている。電池積層体９は、その両端面に配置される一対のエンドプレート４がバインドバー５の両端に連結されると共に、中間ブラケット６がバインドバー５の中間部に固定されて、積層状態の電池セル１を主面１Ｘと直交する方向に加圧して固定される。ただ、締結部材は、エンドプレートとバインドバーとに特定しない。締結部材は、電池積層体を積層方向に締結できる他の全ての構造が使用できる。

（エンドプレート３）
電池積層体９の両端面には一対のエンドプレート４を配置して、一対のエンドプレート４で電池積層体９を締結している。エンドプレート４の外形は、電池セル１の外形にほぼ等しく、あるいはこれよりもわずかに大きくして、電池積層体９を加圧状態に固定して変形しない四角形の板状としている。エンドプレート４は、十分な強度を発揮する材質、例えば金属製とする。ただ、エンドプレートは、材質を樹脂製とすることや、さらに、この樹脂製のエンドプレートを金属製の材質からなる部材で補強して構成することもできる。図１〜図３に示す電源装置は、エンドプレート４を、２枚の金属板４Ａ、４Ｂの積層体としている。金属製のエンドプレート４は、絶縁材であるエンドセパレータ１２を介して電池積層体９に積層される。

（バインドバー５）
バインドバー５は、図１と図２に示すように、両端にエンドプレート４が積層された電池積層体９の側面側に配置され、両端部が一対のエンドプレート４に固定されて電池積層体９を締結する。バインドバー５は金属板をプレス加工して製作される。このバインドバー５には、鉄などの金属板、好ましくは、鋼板が使用できる。図のバインドバー５は、電池積層体９の側面に配置される側面プレート部５Ｘと、この側面プレート部５Ｘの両端部にあってエンドプレート４の外側端面に配置される固定部５Ｃとを備えている。側面プレート部５Ｘの外形は、電池積層体９の側面の外形にほぼ等しく、正確にはわずかに大きくしている。固定部５Ｃは、止ネジ１９を介してエンドプレート４の外側端面に固定されている。図１〜図３のバインドバー５は、止ネジ１９でエンドプレート４に固定しているが、バインドバーの端部を内側に折曲してエンドプレートに連結し、あるいはまた、端部をかしめてエンドプレートに連結することもできる。

さらに、バインドバー５は、図１、図２、及び図４に示すように、電池積層体９の天面側の側縁部に配置される上端折曲部５Ｂと、電池積層体９の底面側の側縁部に配置される下端折曲部５Ａとを有する。電池積層体９は、上端折曲部５Ｂと下端折曲部５Ａの間に配置される。図のバインドバー５は、側面プレート部５Ｘの上縁部を内側に直角に折曲して上端折曲部５Ｂを設け、下縁部を内側に直角に折曲して下端折曲部５Ａを設けている。このバインドバー５は、側面プレート部５Ｘの上下の端縁部を折曲することで、長手方向と交差する断面形状をコ字状として、剛性を高めることが可能となる。

さらに、バインドバー５は、側面プレート部５Ｘの外周縁部を除く内部に送風開口５Ｄを設けて、側面プレート部５Ｘを貫通して冷却気体を送風できる形状としている。図のバインドバー５は、側面プレート部５Ｘのほぼ全体に送風開口５Ｄを設けている。このバインドバー５は、側面プレート部５Ｘの外周縁部に四角形の周縁プレート部５Ｅを設けて、周縁プレート部５Ｅの内側に送風開口５Ｄを設けている。さらに、図２の側面プレート部５Ｘは、四角形の周縁プレート部５Ｅを複数列の連結バー５Ｆで上下に連結しており、これ等の連結バー５Ｆで周縁プレート部５Ｅを補強している。図のバインドバー５は、周縁プレート部５Ｅを上下に連結する複数列の連結バー５Ｆにより、周縁プレート部５Ｅの内側に複数の領域に区画された送風開口５Ｄを設けている。複数列の連結バー５Ｆは、互いに平行な姿勢で、電池積層体９の積層方向に離間して配置されている。さらに、図１１に示す電源装置は、バインドバー５の連結バー５Ｆを、セパレータ２の垂直壁３１、３２で構成される縦溝３４の内部に案内するようにしている。これにより、バインドバー５の連結バー５Ｆと電池セル１との短絡を有効に防止している。

以上のバインドバー５は、側面プレート部５Ｘが電池積層体９の側面に配置される状態で、周縁プレート部５Ｅがセパレータ２の側壁２３の外側に配置され、下端折曲部５Ａがセパレータ２の底面連結部４１の下面に配置され、上端折曲部５Ｂがセパレータ２のコーナー連結部４２の上面に配置される。このバインドバー５は、周縁プレート部５Ｅの内面が側壁２３に形成された凸部に当接して位置決めされ、下端折曲部５Ａの内面が底面連結部４１に形成された凸条に当接して位置決めされ、さらに、上端折曲部５Ｂの内面がコーナー連結部４２に形成された凸条に当接して位置決めされる。

（パッキン１１）
さらに、電源装置は、図２と図４に示すように、バインドバー５と電池積層体９との間にパッキン１１を配置している。パッキン１１は、シート状であって、一枚の樹脂シートを、たとえば真空成型した後、裁断して製作され、あるいは熱可塑性樹脂を射出成形などの方法で、所定の立体形状のシート状に成形して製作することができる。図２と図４示すシート状のパッキン１１は、バインドバー５の内面に面接触状態で密着する平面部１１Ａと、この平面部１１Ａから電池積層体９の表面に向かって突出すると共に、バインドバー５の送風開口５Ｄの全体を囲うように延在する中空状の弾性突出部１１Ｂとを有する形状に成形している。シート状のパッキン１１は、平面部１１Ａをバインドバー５の内面に密着させると共に、弾性突出部１１Ｂを弾性的に電池積層体９の表面に密着させて、バインドバー５と電池積層体９との間の冷却気体の漏れを防止する。

シート状のパッキン１１は、周縁プレート部５Ｅ、下端折曲部５Ａ、及び上端折曲部５Ｂの内面に平面部１１Ａが配置されており、周縁プレート部５Ｅに対向して配置される弾性突出部１１Ｂを電池積層体９の表面に弾性的に押圧して、バインドバー５と電池積層体９との間の隙間、すなわち、周縁プレート部５Ｅとセパレータ２との間の隙間を閉塞して、冷却気体漏れを阻止する。シート状のパッキン１１は、図３の拡大断面図に示すように、横断面形状をＵ字状の溝形とする弾性突出部１１Ｂの両側に平面部１１Ａを連結してなる形状に、弾性変形する樹脂シートを成形している。

（エンドセパレータ１２）
さらに、図の電源装置１００は、電池積層体９の両端及び中間において、エンドプレート４と内側に配置される電池セル１との間、及び中間ブラケット６と両面に配置される電池セル１との間に、それぞれ絶縁性を有するエンドセパレータ１２を配置している。この構造は、外装缶１ａを金属製とする電池セル１と金属製のエンドプレート４とをエンドセパレータ１２で絶縁しながら積層できる。エンドセパレータ１２は、図２と図３に示すように、電池積層体９とエンドプレート４との間に配置されて、金属製のエンドプレート４を電池セル１から絶縁している。

さらに、電池セル１の第２の主面１Ｘｂ側に配置されるエンドセパレータ１２は、前述のセパレータ２と同様に、対向するセパレータ２の切り欠き２４に嵌合するように、逆延長側壁２５を突出して設けている。これにより、エンドプレート４や中間ブラケット６に第２の主面１Ｘｂを対向させる電池セルユニット１０の切り欠き２４を露出させることなく被覆できる。さらに、電池セル１の第２の主面１Ｘｂ側に配置されるエンドセパレータ１２は、対向する電池セル１との間に風路８を形成するために第二送風溝３０Ｂも設けている。

（バスバー７）
電池積層体９を構成する複数の電池セル１は、正負の電極端子１３がバスバー７を介して互いに直列に接続される。複数の電池セル１を直列に接続する電源装置は、出力電圧を高くできる。ただし、電源装置は、電池セルを並列に接続して電流容量を大きくすることもできる。

（送風ダクト５１）
電源装置１００は、電池セル１とセパレータ２との間に設けた風路８に冷却気体を強制送風するために、図１に示すように、両側に一対の送風ダクト５１が設けられて、これらの送風ダクト５１に強制送風機構５２が連結される。この電源装置１００は、送風ダクト５１から風路８に冷却気体を強制送風して、電池セル１を冷却する。ただ、電源装置１００は、送風ダクト５１から風路８に加温気体を強制送風して、電池セル１を加温することもできる。

送風ダクト５１は、流入ダクト５１Ａと排出ダクト５１Ｂからなる。流入ダクト５１Ａと排出ダクト５１Ｂは、互いに反対側に設けられて、冷却気体を流入ダクト５１Ａから風路８に、風路８から排出ダクト５１Ｂに送風して、電池セル１を冷却する。流入ダクト５１Ａと排出ダクト５１Ｂには複数の風路８が並列に連結される。したがって、流入ダクト５１Ａに送風される冷却気体は、複数の風路８に分岐して送風され、流入ダクト５１Ａから排出ダクト５１Ｂに送風される。図１の電源装置１００は、流入ダクト５１Ａと排出ダクト５１Ｂを両側に設けているので、風路８を水平方向に伸びるように設けている。冷却気体は、風路８に水平方向に送風されて、電池セル１を冷却する。なお、送風ダクトの形状は、図１に例示される形状に限る必要はなく、風路８に対して平行な方向に沿って送風ダクトを設けることもできる。

（強制送風機構５２）
強制送風機構５２は、モータで回転されるファンを備え、このファンを送風ダクト５１に連結している。電源装置１００は、たとえば、流入ダクト５１Ａに強制送風機構５２を連結して、強制送風機構５２から流入ダクト５１Ａに冷却気体を強制送風する。この電源装置１００は、強制送風機構５２→流入ダクト５１Ａ→風路８→排出ダクト５１Ｂに冷却気体を送風して、電池セル１を冷却する。ただし、強制送風機は、排出ダクトに連結することもできる。この強制送風機は、排出ダクトから冷却気体を強制的に吸入して排気する。したがって、この電源装置は、冷却気体を、流入ダクト→風路→排出ダクト→強制送風機に送風して、電池セルを冷却する。

（電源システム）
さらに、図１５は、図１に示す電源装置１００を、電池積層体９の両側面が上下方向を向く横倒しの姿勢で配置する例を示している。図１５は、一対の電源装置１００を備える電源システムを示している。図１５に示す電源システムは、各々の電源装置１００を、図１に示す姿勢から横倒しの姿勢として、電池セル１の正負の電極端子１３を設けた天面が左右方向を向くように配置している。さらに、電源システムは、一対の電源装置１００の底面を対向する姿勢で配置して、各電池積層体９の天面が左右逆方向に向く姿勢で連結している。

電源装置１００をこの姿勢で配置する電源システムは、電池積層体９の両側面が上下方向を向く姿勢で配置されるので、図１５で示す電源装置１００の下面には、図１６に示すように、各々の電池セル１の側面１Ｙに対向して配置されたセパレータ２の側壁２３が配置される。この側壁２３は、縦方向に延びる垂直壁３１を備えており、これ等の垂直壁３１がバインドバー５の送風開口５Ｄから下方に表出する状態で配置される。この電源装置１００は、電池セル１の表面に発生する結露水が下面側に位置する電池セル１の側面１Ｙに向かって結露水が流下する構造となる。このとき、下面側に位置する電池セル１の側面１Ｙは、外装缶１ａの底面側の隅部が箱状被覆部２１で覆われ、封口板１ｂ側の隅部１Ｓが隅角被覆部２２で覆われているので、これらの部分からの水滴の流下が阻止されてバインドバー５に直接接触するのが阻止される。さらに、箱状被覆部２１及び隅角被覆部２２の側面に設けた側壁２３は、電池セル１の中間部に向かって延長されているので、結露水は図１６の矢印で示すように、側壁２３に連続して形成された垂直壁３１に沿って流下する。このため、縁面距離を長くして絶縁性を高めることができる。また、図の側壁２３は、側面被覆部２１Ｃ、２２Ｃと縦側壁２６との境界に設けた湾曲部３１Ａの上下の中間にリブ３３を形成しているので、このリブ３３により、さらに縁面距離が延長される。

以上の電源システムは、電池セル１とセパレータ２との間に設けた風路８に冷却気体を強制送風するために、図１５に示すように、底面で連結された一対の電源装置１００の上下に一対の送風ダクト５１が設けられて、これらの送風ダクト５１に強制送風機構５２が連結される。この電源システムも、送風ダクト５１から風路８に冷却気体を強制送風して、電池セル１を冷却する。図に示す電源システムは、２列の電源装置１００の上方に流入ダクト５１Ａを配置して、下方に排出ダクト５１Ｂを配置している。この構造は、電池セル１とセパレータ２との間に形成されて、上下に配列される複数の風路８に、上方から下方に向かって送風して電池セル１を冷却する。したがって、結露等によって発生する結露水等を風路８に沿って下方に速やかに流下させて排水できる特徴がある。すなわち、この構造の電源システムでは、下方に配置される排出ダクト５１Ｂを結露水等の排水ダクトに兼用できる。ただ、電源システムは、電源装置の下方に流入ダクトを連結して、上方に排出ダクトを配置することもできる。

なお、図１５では、電源装置１００を図１で示す姿勢から横倒しの姿勢として電池セル１の天面が左右方向を向く姿勢とすると共に、一対の電源装置１００を互いの底面が対向する姿勢で配置する電源システムの例を示したが、複数の電源装置を備える電源システムは、図示しないが、図１に示す姿勢の電源装置を左右２列に平行な姿勢で並べて配置することも、上下２段に平行な姿勢で並べて配置することもできる。

以上の電源装置及び電源システムは、ハイブリッドカーや電気自動車などの電動車両に搭載されて走行モータに電力を供給する電源、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーの発電電力を蓄電する電源、あるいは深夜電力を蓄電する電源など、種々の用途に使用され、とくに大電力、大電流の用途に好適な電源として使用される。

以上、本発明の実施形態乃至実施例を図面に基づいて説明した。ただ、上記の実施形態乃至実施例は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は上記のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以上の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

本発明のバッテリシステムは、大電力が要求される車両のモータに電力を供給する電源装置や、自然エネルギーや深夜電力を蓄電する蓄電装置に最適に使用される。

１００…電源装置、１…電池セル、１Ｘ…主面、１Ｘａ…第１の主面、１Ｘｂ…第２の主面、１Ｙ…側面、１Ｓ…隅部、１Ｔ…底面部、１ａ…外装缶、１ｂ…封口板、２…セパレータ、３…締結部材、４…エンドプレート、４Ａ…金属板、４Ｂ…金属板、５…バインドバー、５Ｘ…側面プレート部、５Ａ…下端折曲部、５Ｂ…上端折曲部、５Ｃ…固定部、５Ｄ…送風開口、５Ｅ…周縁プレート部、５Ｆ…連結バー、６…中間ブラケット、７…バスバー、８…風路、９…電池積層体、１０…電池セルユニット、１１…パッキン、１１Ａ…平面部、１１Ｂ…弾性突出部、１２…エンドセパレータ、１３…電極端子、１９…止ネジ、２０…本体プレート部、２１…箱状被覆部、２１Ａ…底面被覆部、２１Ｂ…前面被覆部、２１Ｃ…側面被覆部、２１Ｄ…段差凸部、２２…隅角被覆部、２２Ａ…天面被覆部、２２Ｂ…前面被覆部、２２Ｃ…側面被覆部、２２Ｄ…位置決凸部、２３…側壁、２３Ａ…下部側壁、２３Ｂ…上部側壁、２４…切り欠き、２５…逆延長側壁、２５Ａ…段差凹部、２６…縦側壁、２７…表出カット部、２８…凸部、２９…隙間、３０…送風溝、３０Ａ…第一送風溝、３０Ｂ…第二送風溝、３１…垂直壁、３１Ａ…湾曲部、３２…垂直壁、３３…リブ、３４…縦溝、４０…位置決め連結部、４１…底面連結部、４２…コーナー連結部、４３…凸条、４４…切欠部、４５…凸条、４６…嵌合切欠部、４７…嵌合凸部、４８…起立壁、５１…送風ダクト、５１Ａ…流入ダクト、５１Ｂ…排出ダクト、５２…強制送風機構、６０…電池セルユニット、６２…セパレータ、６３…カバーフィルム、９１…電池セル、９２…セパレータ、９４…エンドプレート、９５…バインドバー、９９…電池積層体

Claims (13)

1. 主面の幅よりも厚さを薄くした外形を角形とする複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルの各々に連結されて、該電池セルの表面を少なくとも部分的に被覆するセパレータと、
   前記セパレータで被覆された前記電池セルを、前記主面同士が対向する姿勢で複数個積層してなる電池積層体を締結する締結部材とを備え、
   前記セパレータは、弾性変形する絶縁性の部材で構成され、さらに、
   前記セパレータは、
   対向して配置される前記電池セルの前記主面を被覆する本体プレート部と、
   前記本体プレート部の第一面側の底部分に設けられて、前記電池セルの底面部を挿入して被覆する箱状被覆部と、
   前記本体プレート部の第一面側の天部分に設けられて、前記電池セルの天面部の隅部を被覆する隅角被覆部とを備える電源装置。
2. 請求項１に記載の電源装置であって、
   前記セパレータの前記箱状被覆部に前記電池セルの底面部を挿入すると共に、該電池セルの天面部の隅部を前記隅角被覆部で被覆して、該電池セルの定位置に該セパレータが装着された電池セルユニットを形成しており、
   前記電池セルユニットを複数個積層して前記電池積層体を形成してなることを特徴とする電源装置。
3. 請求項１または２に記載の電源装置であって、
   前記セパレータは、さらに前記本体プレート部の第一面側の側面に、前記箱状被覆部と前記隅角被覆部の側面を形成する側壁を備えており、
   前記側壁は、中間に切り欠きを形成してなる電源装置。
4. 請求項３に記載の電源装置であって、
   前記セパレータは、前記本体プレート部の第一面側に積層される前記電池セルと該本体プレート部との間に風路を形成するための第一送風溝を該本体プレート部の第一面に形成しており、前記第一送風溝の両端開口を、前記切り欠きに連通してなる電源装置。
5. 請求項３または４に記載の電源装置であって、
   前記セパレータは、前記本体プレート部の第一面と反対側の面である第二面側に積層される電池セルと該本体プレート部との間に風路を形成するための第二送風溝を該本体プレート部の第二面に形成しており、前記第二送風溝の両端開口を、前記側壁に沿って開口してなる電源装置。
6. 請求項４または５に記載の電源装置であって、
   前記本体プレート部が、前記切り欠きに沿って、第二面側に延長された逆延長側壁を設けており、
   前記逆延長側壁は、隣接して配置されるセパレータの前記切り欠きと嵌合する形状に形成されてなる電源装置。
7. 請求項６に記載の電源装置であって、
   前記側壁が、縦方向に沿って垂直壁を備えると共に、
   前記逆延長側壁が、縦方向に沿って垂直壁を備える電源装置。
8. 請求項７に記載の電源装置であって、
   前記締結部材が、前記電池積層体の両端面に配置される一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレートに両端が連結されるバインドバーとを備えており、
   前記バインドバーが、前記電池積層体の側面を被覆する側面プレート部を備えると共に、前記側面プレート部に、前記風路の開口部を臨む送風開口を設けており、
   前記側壁及び前記逆延長側壁に形成された前記垂直壁を前記送風開口に配置してなる電源装置。
9. 請求項８に記載の電源装置であって、
   前記側壁及び前記逆延長側壁が、互いに対向する位置に２列の垂直壁を備えており、互いに対向する前記２列の垂直壁で、連続する縦溝を形成しており、
   前記バインドバーは、前記送風開口が開口された前記側面プレート部を補強する連結バーを備えると共に、前記連結バーを介して前記側面プレート部に複数の前記送風開口を形成しており、
   前記連結バーを前記縦溝に挿入してなる電源装置。
10. 請求項１または２に記載の電源装置であって、
    さらに、前記電池セルを部分的に被覆する絶縁性のカバーフィルムを備え、前記カバーフィルムは、前記セパレータで被覆された前記電池セルにおいて、少なくとも前記箱状被覆部によって被覆されている前記電池セルの表面から前記隅角被覆部によって被覆されている前記電池セルの表面にかけて延在していることを特徴とする電源装置。
11. 請求項１ないし１０のいずれか一項に記載される電源装置であって、
    当該電源装置を、前記電池積層体の両側面が上下方向を向く横倒しの姿勢で配置してなる電源装置。
12. 請求項１ないし１１のいずれか一項に記載される電源装置を複数備える電源システムであって、
    少なくとも一対の前記電源装置を備えており、各々の電源装置は、前記電池積層体の両側面が上下方向を向く横倒しの姿勢で配置されると共に、前記一対の電源装置は、該電池積層体の底面が互いに対向する姿勢で配置されて、前記電池セルの天面が互いに左右の逆方向に配置されてなる電源システム。
13. 主面の幅よりも厚さを薄くした外形を角形とする複数の電池セルを積層してなる電源装置に用いる、各電池セルの表面を絶縁するためのセパレータであって、
    対向して配置される前記電池セルの前記主面を被覆する本体プレート部と、
    前記本体プレート部の第一面側の底部分に設けられて、前記電池セルの底面部を挿入して被覆する箱状被覆部と、
    前記本体プレート部の第一面側の天部分に設けられて、前記電池セルの天面部の隅部を被覆する隅角被覆部とを備え、
    弾性変形する絶縁性の部材で構成されてなるセパレータ。

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