JP6926946B2

JP6926946B2 - 組電池

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Publication number: JP6926946B2
Application number: JP2017206929A
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Inventors: 健悟岩倉; 高橋　功; 高橋　　功; 順多片山; 幸司梅村; 岡本　夕紀; 夕紀岡本
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Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2017-10-26
Publication date: 2021-08-25
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Also published as: US10826135B2; EP3477728A1; JP2019079737A; KR102102101B1; CN109713352B; KR20190046636A; US20190131665A1; EP3477728B1; CN109713352A

Description

本開示は、積層された複数の単電池を含む組電池に関する。

複数の二次電池を備える組電池は、たとえば車両用の駆動源として用いられ、ハイブリッド自動車、および電気自動車等に搭載されている。

二次電池は、巻回電極体および電解液を角型の筐体に収容して構成される。このように構成される二次電池にあっては、巻回電極体で均一な電池反応を生じさせるために、その表面に適度な圧力が付与される。具体的には、二次電池と樹脂等によって構成されるスペーサとを交互に積層して組電池を構成し、この組電池に積層方向に圧縮力を付与する。

たとえば、特開２０１６−０９１６６５号公報（特許文献１）に開示の蓄電装置（組電池）にあっては、角型の蓄電素子（単電池）とスペーサとが交互に積層されており、スペーサの表面に、蓄電素子に当接する複数のリブが設けられている。

複数のリブは、スペーサの下端中央部からスペーサの幅方向の両端側に向うように設けられた複数の略Ｌ字状のリブと、複数の略Ｌ字状のリブの間に設けられた複数の直線状のリブとを含む。この複数のリブによって蓄電素子が均等に押圧されることにより、巻回電極体で均一な電池反応を生じさせることができる。

特開２０１６−０９１６６５号公報

二次電池においては、ハイレート劣化が生じることが知られている。ハイレートでの充放電に伴って膨張した電解液が巻回電極体の外部に漏出した場合には、巻回電極体内で塩濃度分布の不均一化、および巻回電極体内での塩不足が生じる。これにより、ハイレート劣化が生じる。

特許文献１のように、複数のリブによって蓄電素子を全体的に均等に押圧した場合には、巻回電極体の膨張が抑制される。この場合には、巻回電極体が、膨張した電解液を保持しきれなくなるため、電解液が巻回電極体の外部に漏出しやすくなる。このため、ハイレート劣化を十分に抑制することができない。

ハイレート劣化を抑制するためには、電解液の保液空間を確保することが考えられる。電解液の膨張に伴って巻回電極体が膨張することができれば、巻回電極体の外部に電解液が漏出することを抑制できる。

しかしながら、単にリブの本数を減少させたり、リブの長さの短くしたりする場合には、電解液および巻回電極体、ひいては単電池の筐体が膨張した際に、リブに応力が集中して、当該筐体が損傷することが懸念される。

本開示は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、本開示の目的は、ハイレート劣化を抑制しつつ、単電池の筐体の破損を抑制することができる組電池を提供することにある。

本開示に基づく組電池は、第１単電池と、上記第１単電池と第１方向において対向する第２単電池と、上記第１単電池と上記第２単電池との間に配置されたスペーサとを備える。上記第１単電池は、上記第１方向と直交する第２方向に沿って巻回軸が延在してなる巻回電極体と、上記巻回電極体および電解液が収容された筐体とを含む。上記スペーサは、上記第１単電池に面する主面と、上記主面から上記第１単電池側に向けて突出する複数の突起部とを含む。上記複数の突起部は、上記筐体が膨張していない状態において上記筐体に当接する第１突起部と、上記第１突起部の高さよりも低く、上記筐体が所定量だけ膨張した状態において上記第１突起部に負荷される応力を緩和させるために上記筐体に当接する第２突起部とを含む。上記第１突起部が、上記主面のうちの、上記第１方向から見た場合に上記巻回電極体の上記第２方向における両端部に重なる領域である一対の第１領域の各々に少なくとも設けられている。上記第２突起部が、上記主面のうちの、上記一対の第１領域の間に位置する領域である第２領域に少なくとも設けられている。

ここで、筐体が所定量だけ膨張するとは、ハイレートで充電を行なうこと、単電池が劣化し筐体の内圧が上昇すること、または高低差によって大気圧が変化することに伴って、通常の充電時における筐体の膨張よりも筐体が大きく膨張することを意味する。

このように構成される場合には、筐体が膨張していない状態において筐体に当接する第１突起部が、第１単電池の筐体に面するスペーサの主面のうち、巻回電極体の巻回軸方向に一致する第２方向における巻回電極体の両端部に重なる領域である一対の第１領域の各々に少なくとも設けられることにより、筐体を通じて第２方向における巻回電極体の両端部を押さえることができる。

また、第１単電池の筐体に面するスペーサの主面のうち、一対の第１領域の各々の間に位置する第２領域に、第１突起部の高さよりも低く、筐体が所定量だけ膨張した状態において筐体に当接する第２突起部が設けられることにより、所定量に至るまで筐体の膨張を許容することができる。

一般的に、ハイレートで充放電を行なう場合には、電解液が膨張し、巻回電極体にて電解液を保持できなくなった場合には、第２方向における巻回電極体の両端側から電解液が漏出してハイレート劣化が生じる。

上述のように、筐体の膨張を許容できることにより、巻回電極体が膨張することも許容することができる。このため、ハイレートで充放電を行なう場合であっても、電解液の膨張に追従して巻回電極体も膨張することができる。この際、巻回電極体は、第２方向における両端部を押さえられた状態で膨張するため、巻回電極体の両端部から電解液が漏出することを抑制することができる。この結果、ハイレート劣化を抑制することができる。

加えて、第１単電池の筐体が所定量だけ膨張する際には、第２突起部が筐体に当接することにより、第１突起部に負荷される応力を緩和させる。これにより、筐体の非膨張時から筐体に当接している第１突起部に応力が集中して、筐体が損傷することを抑制することができる。

上記本開示に基づく組電池にあっては、上記第２突起部は、上記第１突起部から離間して設けられていることが好ましい。

このように構成される場合においては、筐体が膨らみやすい位置に第２突起部を設けることができる。これにより、筐体の膨張量が大きくなって筐体の非膨張時から筐体に当接している第１突起部に応力が集中することをさらに抑制できる。

上記本開示に基づく組電池にあっては、上記第２突起部は、上記第１方向および上記第２方向に直交する第３方向における上記スペーサの一方側に設けられていることが好ましい。

上記の構成を有する組電池を、第３方向の一方側が重力方向下方側となるように配置した場合には、重力によって電解液が第３方向の一方側に電解液が溜まりやすくなる。この状態で、ハイレートで充電する場合には、電解液の膨張量は、巻回電極体における第３方向の他方側より第３方向の一方側で大きくなる。

このため、第３方向におけるスペーサの一方側に第２突起部を設けで膨張しやすい部分における筐体の膨張を所定量に抑制することができ、これにより、第１突起部に負荷される応力を効果的に緩和することができる。

上記本開示に基づく組電池にあっては、上記第２突起部は、複数設けられていてもよい。この場合には、複数の上記第２突起部は、高さが互いに異なるものを含んでいてもよい。

このように構成される場合には、筐体の膨張具合に応じて高さの異なる第２突起部を配置することができる。膨張が大きくなる部分の筐体に当接する第２突起部の高さを膨張が小さくなる部分の筐体に当接する第２突起部の高さよりも低くすることにより、筐体が所定量だけ膨張した場合に第１突起部に負荷される応力を緩和しつつ、巻回電極体および筐体の膨張量を大きく確保することができる。これにより、電解液の保液空間をより確保することができ、この結果ハイレート劣化をより抑制することができる。

上記本開示に基づく組電池にあっては、上記第１突起部は、複数設けられていてもよい。この場合には、複数の上記第１突起部は、上記第２方向において上記スペーサの両端側から中央側に向けて延在し、上記第１方向および上記第２方向に直交する方向に並んで配置されたものを含んでいてもよい。

このように構成される場合には、互いに隣り合う第１突起部の間に冷却風が流動可能な風路を形成することができる。このため、当該風路に冷却風を流すことで第１単電池を冷却することができる。

上記本開示に基づく組電池にあっては、上記第１突起部は、複数設けられていてもよく、上記第２突起部は、複数設けられていてもよい。この場合には、複数の上記第２突起部の少なくともいずれかは、複数の上記第１突起部の少なくともいずれかに連続するように設けられていてもよい。

このように構成される場合には、第２突起部と第１突起部との段差を滑らかに形成することができる。このことによっても、筐体が所定量だけ膨張した場合に第１突起部に負荷される応力を緩和することができる。

上記本開示に基づく組電池にあっては、上記第１突起部に連続する上記第２突起部は、上記第１方向および上記第２方向に直交する第３方向に沿って延在していることが好ましい。

このように構成される場合には、筐体が所定量だけ膨張した際に第２突起部が筐体に接触する面積を大きくすることができる。これにより、第１突起部に負荷される応力をさらに緩和することができる。

本開示によれば、ハイレート劣化を抑制しつつ、単電池の筐体の破損を抑制することができる組電池を提供することができる。

実施の形態１に係る組電池を示す斜視図である。実施の形態１に係る単電池を示す斜視図である。図１に示す組電池の一部を示す側面図である。実施の形態１に係るスペーサの横断面図である。実施の形態１に係るスペーサの縦断面の一部を示す断面図である。実施の形態１に係る膨張した筐体がスペーサに当接する様子を示す断面図である。比較例におけるスペーサの横断面図である。比較例におけるスペーサの縦断面の一部を示す断面図である。比較例における膨張した筐体がスペーサに当接する様子を示す図である。変形例１に係るスペーサの縦断面の一部を示す図である。変形例２に係るスペーサの縦断面の一部を示す図である。実施の形態２に係るスペーサの横断面図である。図１２に示すＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。

以下、本開示の実施の形態について、図を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態においては、同一のまたは共通する部分について図中同一の符号を付し、その説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る組電池を示す斜視図である。図１を参照して、実施の形態１に係る組電池１について説明する。なお、ＤＲ１方向は、組電池１の長手方向を示すとともに後述するように複数の単電池２が積層される積層方向を示す。ＤＲ２方向は、組電池１の短手方向を示し、ＤＲ１方向に直交する。ＤＲ３方向は、ＤＲ１方向およびＤＲ２方向に直交する。図１中においては、ＤＲ３方向が重力方向に一致するように、組電池１が配置されている。

図１に示すように、実施の形態１に係る組電池１は、複数の単電池２と複数のスペーサ３とを交互に重ね合わせて拘束バンド５にて結束したものである。単電池２は、密閉型電池であり、後述するように、扁平角型形状に形成された筐体２０に電解液および巻回電極体１０を収容した二次電池である。

複数の単電池２は、電気的に直列に接続されており、これにより組電池１は、大電圧を出力することができる。組電池１は、走行用モータに電力を供給する電源装置として車両に搭載される。車両としては、ハイブリッド自動車や電気自動車がある。ハイブリッド自動車とは、車両を走行させるための動力源として、組電池１に加えて、燃料電池や内燃機関といった他の動力源を備えた車両である。電気自動車は、車両の動力源として、組電池１だけを備えた車両である。

組電池１は、複数の単電池２、複数のスペーサ３、一対のエンドプレート４、複数の拘束バンド５、および複数の拘束バンド挿通部６を備える。

複数の単電池２は、第１方向（ＤＲ１方向）に沿って積層されている。複数のスペーサ３は、互いに隣り合う単電池２の間にそれぞれ配置されている。

一対のエンドプレート４は、複数の単電池２と、互いに隣り合う単電池２の間にそれぞれ配置された複数のスペーサ３とを挟み込む。一対のエンドプレート４は、アルミニウムまたは硬質プラスチック等によって構成されている。

複数の拘束バンド５は、複数の拘束バンド挿通部６に挿通された状態で、一対のエンドプレート４を連結する。複数の拘束バンド５によって、一対のエンドプレート４、複数の単電池２、および複数のスペーサ３は、第１方向に圧縮荷重を受けた状態で固定される。

図２は、実施の形態１に係る単電池を示す斜視図である。図２を参照して、実施の形態１に係る単電池２について説明する。

図２に示すように、実施の形態１に係る単電池２は、巻回電極体１０、電解液、および筐体２０を含む。

巻回電極体１０は、アルミ箔に正極活物質が塗布された正極シートと、セパレータと、銅箔に負極活物質が塗布された負極と、セパレータとを順次積層して、巻回軸Ｒ周りに巻回することで構成されている。巻回電極体１０は、電解液に含浸されている。

巻回電極体１０は、巻回軸Ｒが第１方向に直交する第２方向（ＤＲ２方向）に延在してなる。第２方向における巻回電極体１０の一端には、正極電極１１が形成されている。第２方向における巻回電極体１０の他端には、負極電極１２が形成されている。

正極シートの一辺側には、正極活物質が塗布されずにアルミ箔が露出する未塗布部が形成されている。負極シートの一辺側には、負極活物質が塗布されずに銅箔が露出する未塗布部が形成されている。

正極電極１１は、正極シートの未塗布部が巻回されることで形成される。負極電極１２は、負極シートの未塗布部が巻回されることで形成される。

筐体２０は、巻回電極体１０および電解液を収容する。筐体２０は、有底角筒状のケース体２２と、ケース体２２の開口部２２ａを密閉する封口体２１とを含む。

ケース体２２は、底部２３、第１方向に向かい合う一対の側面２４，２５、第２方向に向かい合う一対の端面２６，２７を有する。一対の側面２４，２５および一対の端面２６，２７は、底部２３の周縁から起立するように設けられている。

単電池２は、正極端子１５、負極端子１６、正極集電体１７および負極集電体１８を含む。正極端子１５および負極端子１６は、封口体２１に設けられている。正極端子１５は、正極集電体１７によって正極電極１１に電気的に接続されている。負極端子１６は、負極集電体１８によって負極電極１２に電気的に接続されている。

なお、複数の単電池２は、正極端子１５と負極端子１６とが交互に並ぶように、第１方向に積層される。

図３は、図１に示す組電池の一部を示す側面図である。図４は、実施の形態１に係るスペーサの横断面図であり、図３に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図３および図４を参照して、実施の形態１に係るスペーサ３について説明する。

図３および図４に示すように、スペーサ３は、互いに隣り合う単電池２の間に配置されている。具体的には、互いに隣り合う単電池２のうち一方である第１単電池２Ａと、互いに隣り合う単電池２のうち他方である第２単電池２Ｂとの間に配置されている。

スペーサ３は、絶縁性材料によって構成されている。スペーサ３は、板状部３０、複数の第１突起部３５および複数の第２突起部３６を含む複数の突起部を備える。板状部３０は、第２方向および第３方向に平行な平板形状を有する。板状部３０は、第１方向において表裏関係にある第１主面３１および第２主面３２を有する。

第１主面３１は、第１単電池２Ａの筐体２０に面する。具体的には、第１主面３１は、上記第１単電池２Ａの側面２４に向かい合う。第２主面３２は、第２単電池２Ｂの筐体２０に当接する。具体的には、第２単電池２Ｂの側面２４に当接する。

複数の第１突起部３５は、第１主面３１から第１単電池２Ａの筐体２０に向けて突出する。複数の第１突起部３５は、第１主面３１のうち、第１方向に沿って見た場合に第２方向における巻回電極体１０の両端部に重なる領域である一対の第１領域Ｒ１に少なくとも設けられている。

複数の第１突起部３５は、長手形状を有する。複数の第１突起部３５は、複数のリブ３５１、リブ３５２、リブ３５３を含む。複数のリブ３５１は、第２方向におけるスペーサ３の両端側から中央部側に向けて延在し、第１方向および第２方向に直交する第３方向に並んで配置されている。

複数のリブ３５１の一部は、一対の第１領域Ｒ１から第２方向におけるスペーサ３の中央部側にはみ出すように設けられている。一対の第１領域Ｒ１から第２方向におけるスペーサ３の中央側にはみ出すリブ３５１は、当該中央側に近づくと第３方向の一方側（鉛直下方）に向けて屈曲する。

リブ３５２は、第１領域Ｒ１よりも第２方向におけるスペーサ３の中央部寄りに位置する。リブ３５２は、第２方向におけるスペーサの中央側に近づくと第３方向の一方側に屈曲する。

リブ３５３は、略Ｔ字形状を有する。リブ３５３は、スペーサ３における第３方向の他方側において、第２方向における一方側から他方側にかけて延在する第１部分３５３ａと、第２方向におけるスペーサ３の中央側において第３方向の他方側から一方側にかけて延在する第２部分３５３ｂとを含む。

上記第２部分３５３ｂは、第３方向の他方側から一方側に向かうにつれて第２方向における幅が小さくなるように設けられている。これにより、後述するように、第３方向の一方側からスペーサ３に流入する冷却風の向きを緩やかに第２方向に変更させることができる。

複数の第１突起部３５は、第１単電池２Ａの筐体２０が膨張していない状態において、当該筐体２０に当接する。

これにより、第１単電池２Ａの筐体２０とスペーサ３の第１主面３１Ａの間には、複数の第１突起部３５によって仕切られた風路が形成される。当該風路には、単電池２を冷却するための冷却風が流れる。冷却風は、第３方向におけるスペーサ３の一方側から流入して、複数の第１突起部３５によって案内されて、第２方向におけるスペーサ３の両端側から流出する。

複数の第２突起部３６は、第１主面３１から第１単電池２Ａの筐体２０に向けて突出する。複数の第２突起部３６は、第１主面３１のうち、一対の第１領域Ｒ１の間に位置する領域である第２領域Ｒ２に少なくとも設けられている。複数の第２突起部３６は、複数の第１突起部３５の各々から離間して設けられている。

複数の第２突起部３６は、たとえば、円柱形状を有する。複数の第２突起部３６の直径は、たとえば略２ｍｍである。第２方向における第２突起部３６の間の間隔は、たとえば、５ｍｍ以上１１ｍｍ以下である。第３方向における第２突起部３６の間の間隔は、たとえば、５ｍｍ以上１１ｍｍ以下である。

なお、複数の第２突起部３６の形状は、円柱に限定されず、第１方向に直交する断面が、楕円、長円、トラック形状等のオーバル形状、または、ひし形形状である柱状形状を有していてもよい。この場合には、第２突起部３６の長軸が冷却風の送風方向に沿うように第２突起部３６が配置されることが好ましい。

また、複数の第２突起部３６の形状は、流線形状であってもよいし、球型、半球型であってもよい。このような形状とする場合には、冷却風の送風効率を上げることができる。

図５は、実施の形態１に係るスペーサの縦断面の一部を示す断面図であり、図４に示すＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図５に示すように、複数の第２突起部３６の高さｈ２は、複数の第１突起部３５の高さｈ１よりも低くなっている。これにより、複数の第２突起部３６は、第１単電池２Ａの筐体２０が所定量だけ膨張した場合に、当該筐体２０に当接するように設けられている。

再び、図３および図４に示すように、スペーサ３は、一対の張出部３３、および一対の張出部３４を含む。これら一対の張出部３３および一対の張出部３４は、単電池２が第２方向に移動することを規制する部位である。

一対の張出部３３は、第３方向におけるスペーサ３の一方側に設けられている。一対の張出部３３は、第２方向におけるスペーサ３の両端に設けられており、板状部３０から第１方向に張り出す。

一対の張出部３４は、第３方向におけるスペーサ３の他方側に設けられている。一対の張出部３３は、第２方向におけるスペーサ３の両端に設けられており、板状部３０から第１方向に張り出す。

図６は、実施の形態１に係る膨張した筐体がスペーサに当接する様子を示す断面図である。図６を参照して、実施の形態１に係る膨張した筐体２０がスペーサ３に当接する様子について説明する。

図６に示すように、第１単電池２Ａの筐体２０が所定量だけ膨張した場合には、筐体２０が複数の第２突起部３６に当接する。これにより、筐体２０の膨張を第２突起部３６によって規制することができ、第１突起部３５に負荷される応力を緩和させることができる。この結果、筐体２０の非膨張時から筐体に当接している第１突起部３５に応力が集中して、筐体２０が損傷することを抑制することができる。

また、第２突起部３６が第１突起部３５から離間して配置することにより、筐体２０が膨らみやすい位置に第２突起部３６を設けることができる。これにより、筐体２０の膨張量が大きくなって筐体の非膨張時から筐体に当接している第１突起部３５に応力が集中することをさらに抑制できる。

なお、筐体が所定量だけ膨張するとは、ハイレートで充電を行なうこと、単電池が劣化し筐体の内圧が上昇すること、または高低差によって大気圧が変化することに伴って、通常の充電時における筐体の膨張よりも筐体が大きく膨張することを意味する。

さらに、実施の形態１に係る組電池１は、以下に説明するようにハイレート劣化を抑制することができる。

一般的に、ハイレートで充放電を行なう場合には、電解液が膨張し、巻回電極体１０にて電解液を保持できなくなった場合に、第２方向における巻回電極体１０の両端側から電解液が漏出してハイレート劣化が生じる。

実施の形態１に係る組電池１にあっては、筐体が膨張していない状態において筐体２０に当接する第１突起部３５が、第１単電池２Ａの筐体２０に面するスペーサ３の第１主面３１のうち、巻回電極体１０の巻回軸Ｒ方向に一致する第２方向における巻回電極体１０の両端部に重なる領域である一対の第１領域Ｒ１の各々に少なくとも設けられることにより、筐体２０を通じて第２方向における巻回電極体１０の両端部を押さえることができる。

加えて、第１単電池２Ａの筐体２０に面するスペーサ３の第１主面３１のうち、一対の第１領域Ｒ１の各々の間に位置する第２領域Ｒ２に、第１突起部３５の高さよりも低く、筐体が所定量だけ膨張した状態において筐体に当接する第２突起部３６が設けられることにより、所定量に至るまで筐体２０の膨張を許容することができる。これにより、巻回電極体１０が膨張することも許容することができる。

このため、ハイレートで充放電を行なう場合であっても、電解液の膨張に追従して巻回電極体１０も膨張することができる。この際、巻回電極体１０は、第２方向における両端部を押さえられた状態で膨張するため、巻回電極体１０の両端部から電解液が漏出することを抑制することができる。この結果、ハイレート劣化を抑制することができる。

以上のように、実施の形態１に係る組電池１にあっては、ハイレート劣化を抑制しつつ、単電池２の筐体２０の破損を抑制することができる。

（比較例）
図７は、比較例におけるスペーサの横断面図である。図８は、比較例におけるスペーサの縦断面の一部を示す断面図である。図７および図８を参照して、比較例におけるスペーサ３Ｘについて説明する。

図７および図８に示すように、比較例に係るスペーサ３Ｘは、実施の形態１に係るスペーサ３と比較した場合は、複数の第２突起部３６が設けられていない点において相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。

図９は、比較例における膨張した筐体がスペーサに当接する様子を示す図である。図９を参照して、比較例における膨張した筐体２０がスペーサ３Ｘに当接する様子について説明する。

図９に示すように、比較例におけるスペーサ３Ｘを具備する組電池において、第１単電池２Ａの筐体２０が膨張した場合には、複数の第２突起部３６が設けられていないため、筐体２０の膨張が規制されない。このため、第１突起部３５の端部に応力が集中してしまい、筐体２０が損傷する。

（変形例１）
図１０は、変形例１に係るスペーサの縦断面の一部を示す図である。図１０を参照して、変形例１に係るスペーサ３Ａについて説明する。

図１０に示すように、変形例１に係るスペーサ３Ａは、実施の形態１に係るスペーサ３と比較した場合に、複数の第２突起部３６が、高さが互いに異なるものを含む点において相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。

第３方向の他方側であって第１突起部３５に近い側および第３方向の一方側において、高さの高い第２突起部３６が複数配置され、高さの高い複数の第２突起部３６の間に、高さの低い第２突起部３６が配置されている。

変形例１に係るスペーサ３Ａを具備する組電池においても、筐体２０の膨張を第２突起部３６によって規制することができ、第１突起部３５に負荷される応力を緩和させることができる。この結果、筐体２０の非膨張時から筐体に当接している第１突起部３５に応力が集中して、筐体２０が損傷することを抑制することができる。

加えて、筐体の膨張具合に応じて高さの異なる第２突起部３６を配置することができる。膨張が大きくなる部分の筐体２０に当接する第２突起部３６の高さを膨張が小さくなる部分の筐体２０に当接する第２突起部３６の高さよりも低くすることにより、筐体２０が所定量だけ膨張した場合に第１突起部３５に負荷される応力を緩和しつつ、巻回電極体１０および筐体２０の膨張量を大きく確保することができる。これにより、電解液の保液空間をより確保することができ、この結果ハイレート劣化をより抑制することができる。

（変形例２）
図１１は、変形例２に係るスペーサの縦断面の一部を示す図である。図１１を参照して、変形例２に係るスペーサ３Ｂについて説明する。

図１１に示すように、変形例２に係るスペーサ３Ｂは、実施の形態１に係るスペーサ３と比較した場合に、複数の第２突起部３６が、高さが互いに異なるものを含む点において相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。

複数の第２突起部は、第３方向における一方側に向かうにつれて高さが低くなるように設けられている。

この場合においても、筐体２０の膨張を第２突起部３６によって規制することができ、第１突起部３５に負荷される応力を緩和させることができる。この結果、筐体２０の非膨張時から筐体に当接している第１突起部３５に応力が集中して、筐体２０が損傷することを抑制することができる。

また、変形例１同様に、巻回電極体１０および筐体２０の膨張量を大きく確保することができる。これにより、電解液の保液空間をより確保することができ、この結果ハイレート劣化をより抑制することができる。特に、第３方向が重力方向と一致する場合には、第３方向の一方側（下方側）に電解液が溜まりやすくなるため、下方側の筐体２０の膨張量を確保することにより、より効果的にハイレート劣化を抑制することができる。

（実施の形態２）
図１２は、実施の形態２に係るスペーサの横断面図である。図１３は、図１２に示すＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。図１２および図１３を参照して、実施の形態２に係るスペーサ３Ｃについて説明する。

図１２および図１３に示すように、実施の形態２に係るスペーサ３Ｃにあっては、実施の形態１に係るスペーサ３と比較した場合に、複数の第２突起部３６の一部の形状が相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。

複数の第２突起部３６は、複数の第１突起部３５の少なくともいずれかに連続するように設けられている。

具体的には、複数の第２突起部３６のうち、第２方向におけるスペーサ３の中央部側に位置する中央側突起部３６１が、複数の第１突起部３５のうち、第１領域Ｒ１よりも第２方向におけるスペーサ３の中央部側に位置する中央側突起部３５４に連続するように設けられている。

当該中央側突起部３６１は、ブロック部３６２、および接続部３６３を含む。ブロック部３６２は、第１突起部３５よりも低い高さで、高さが一定となるように設けられている。接続部３６３は、ブロック部３６２の天面と中央側突起部３５４の天面とを接続する。接続部３６３は、緩やかに傾斜しており、これにより、中央側突起部３５４（第１突起部３５）と中央側突起部３６１（第２突起部３６）との段差部を滑らかにすることができる。

このような構成とする場合においても、筐体２０の膨張を第２突起部３６によって規制することができ、第１突起部３５に負荷される応力を緩和させることができる。この結果、筐体２０の非膨張時から筐体に当接している第１突起部３５に応力が集中して、筐体２０が損傷することを抑制できる。

また、第１突起部３５と第２突起部３６との接続部が滑らかに形成されることによっても、第１突起部３５に負荷される応力を緩和することができる。

また、中央側突起部３６１は、たとえば第３方向に沿って延在する。これにより、筐体２０が所定量だけ膨張した際に、中央側突起部３６１が筐体２０に接触する面積を大きくすることができる。この結果、第１突起部３５に負荷される応力をさらに緩和することができる。

上述した実施の形態１、実施の形態２、および変形例１，２において、第１突起部３５および第２突起部３６の数は、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更できる。第２突起部３６の数は、単数であってもよいし、複数であってもよい。

以上、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本開示の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

１組電池、２単電池、２Ａ第１単電池、２Ｂ第２単電池、３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｘスペーサ、４エンドプレート、５拘束バンド、６拘束バンド挿通部、１０巻回電極体、１１正極電極、１２負極電極、１５正極端子、１６負極端子、１７正極集電体、１８負極集電体、２０筐体、２１封口体、２２ケース体、２２ａ開口部、２３底部、２４，２５側面、２６，２７端面、３０板状部、３１，３１Ａ第１主面、３２第２主面、３３，３４張出部、３５第１突起部、３６第２突起部、３５１，３５２，３５３リブ、３５３ａ第１部分、３５３ｂ第２部分、３５４，３６１中央側突起部、３６２ブロック部、３６３接続部。

Claims

第１単電池と、
前記第１単電池と第１方向において対向する第２単電池と、
前記第１単電池と前記第２単電池との間に配置されたスペーサとを備え、
前記第１単電池は、前記第１方向と直交する第２方向に沿って巻回軸が延在してなる巻回電極体と、前記巻回電極体および電解液が収容された筐体とを含み、
前記スペーサは、前記第１単電池に面する主面と、前記主面から前記第１単電池側に向けて突出する複数の突起部とを含み、
前記複数の突起部は、前記筐体が膨張していない状態において前記筐体に当接する複数の第１突起部と、前記第１突起部の高さよりも低く、前記筐体が所定量だけ膨張した状態において前記第１突起部に負荷される応力を緩和させるために前記筐体に当接する複数の第２突起部とを含み、
前記複数の第１突起部は、前記主面のうちの、前記第１方向から見た場合に前記巻回電極体の前記第２方向における両端部に重なる領域である一対の第１領域の各々に少なくとも設けられた端部側突起部と、前記主面のうち前記第２方向における中央部に設けられた中央側突起部とを含み、
前記複数の第２突起部は、前記主面のうちの、前記一対の第１領域の間に位置する領域である第２領域において、前記中央側突起部と前記一対の第１領域の間に設けられている、組電池。
前記複数の第２突起部は、前記複数の第１突起部から離間して設けられている、請求項１に記載の組電池。
前記複数の第２突起部は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向における前記スペーサの一方側に設けられている、請求項１または２に記載の組電池。
前記複数の第２突起部は、高さが互いに異なるものを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の組電池。
前記端部側突起部は、複数設けられており、
複数の前記端部側突起部は、前記第２方向において前記スペーサの両端側から中央側に向けて延在し、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向に並んで配置されたものを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の組電池。
前記端部側突起部は、複数設けられており、
前記複数の第２突起部の少なくともいずれかは、複数の前記端部側突起部の少なくともいずれかに連続するように設けられている、請求項１に記載の組電池。
前記端部側突起部に連続する前記第２突起部は、前記第１方向および前記第２方向に直交する第３方向に沿って延在する、請求項６に記載の組電池。