JP7031284B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、１以上の蓄電素子とエンドプレートとを備える蓄電装置に関する。

従来、１以上の蓄電素子とエンドプレートとを備え、蓄電素子をエンドプレートで挟んで蓄電素子の膨れを抑制する構成の蓄電装置が広く知られている。例えば、特許文献１には、複数の二次電池セル（蓄電素子）を、２枚のエンドプレートで挟む構成の電源装置（蓄電装置）が開示されている。

特開２０１５－１１１４９３号公報

しかしながら、上記従来の蓄電装置では、蓄電素子の膨れを抑制する際に、エンドプレートに過大な力がかかるため、エンドプレートが損傷してしまうおそれがある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、エンドプレートの損傷を抑制することができる蓄電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電装置は、１以上の蓄電素子と、前記１以上の蓄電素子の第一方向側の端部に配置される端部蓄電素子の前記第一方向側に配置されるエンドプレートと、前記エンドプレートを外部の部材に固定する固定部であって、前記第一方向と交差する第二方向に並ぶ２つの固定部と、を備え、前記端部蓄電素子と前記エンドプレートとの間には、前記第二方向において前記２つの固定部の間に配置される空間であって、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記第一方向から見て前記端部蓄電素子と前記エンドプレートとが重なる領域のうちの少なくとも一端から中央部に亘って連続する空間が形成されている。

これによれば、蓄電装置において、端部に配置される端部蓄電素子とエンドプレートとの間には、エンドプレートを外部の部材に固定する２つの固定部の間に配置される空間であって、端部蓄電素子とエンドプレートとが重なる領域のうちの少なくとも一端から中央部に亘って連続する空間が形成されている。ここで、エンドプレートのうちの外部と固定される部分は、端部蓄電素子からの力に対して強い部分である。このため、エンドプレートを外部と固定する２つの固定部の間に空間を形成し、当該２つの固定部の近傍で端部蓄電素子からの力を受けるようにする。また、当該空間は、エンドプレートが端部蓄電素子と対向している領域のうちの少なくとも一端から中央部に亘って連続する空間であるため、当該一端から、端部蓄電素子による力を最も受けると考えられる中央部までの間は、端部蓄電素子から受ける力を回避することができる。このように、エンドプレートが損傷しやすい部分では端部蓄電素子からの力を回避しつつ、強固な部分で端部蓄電素子からの力を受けることで、エンドプレートの損傷を抑制することができる。

また、前記エンドプレートは、前記端部蓄電素子に向けて突出し、前記第二方向に並ぶ２つの第一突出部を有し、前記２つの第一突出部のそれぞれは、前記第一方向から見て、前記エンドプレートのうちの前記２つの固定部に固定されている固定領域のそれぞれと重なる位置に配置され、前記空間は、前記２つの第一突出部の間に連続して形成された第一空間を有することにしてもよい。

これによれば、蓄電装置において、エンドプレートは、端部蓄電素子に向けて突出する２つの第一突出部を有し、当該２つの第一突出部は、２つの固定部に固定されている固定領域と重なる位置に配置され、当該２つの第一突出部の間に連続して第一空間が形成されている。このように、エンドプレートが端部蓄電素子に向けて突出した２つの第一突出部を有するため、エンドプレートを配置すれば、容易に、２つの固定部の間に第一空間を形成することができる。これにより、当該２つの固定部の近傍で端部蓄電素子からの力を受けるようにすることができるため、エンドプレートの損傷を抑制することができる。

また、さらに、前記エンドプレートと前記端部蓄電素子との間に配置されるスペーサを備え、前記スペーサは、前記端部蓄電素子及び前記エンドプレートの少なくとも一方に向けて突出し、前記第二方向に並ぶ２つの第二突出部を有し、前記２つの第二突出部のそれぞれは、前記第一方向から見て、前記エンドプレートのうちの前記２つの固定部に固定されている固定領域のそれぞれと重なる位置に配置され、前記空間は、前記２つの第二突出部の間に連続して形成された第二空間を有することにしてもよい。

これによれば、蓄電装置は、端部蓄電素子及びエンドプレートの少なくとも一方に向けて突出する２つの第二突出部を有するスペーサを備え、当該２つの第二突出部は、２つの固定部に固定されている固定領域と重なる位置に配置され、当該２つの第二突出部の間に連続して第二空間が形成されている。このように、スペーサが端部蓄電素子及びエンドプレートの少なくとも一方に向けて突出した２つの突出部を有するため、スペーサを配置すれば、容易に、２つの固定部の間に第二空間を形成することができる。これにより、当該２つの固定部の近傍で端部蓄電素子からの力を受けるようにすることができるため、エンドプレートの損傷を抑制することができる。

また、前記固定領域は、前記エンドプレートのうちの、前記第二方向における前記固定部の最大の幅を前記第三方向に延ばして形成される領域であることにしてもよい。

これによれば、蓄電装置において、固定領域は、エンドプレートのうちの固定部の最大の幅を延ばして形成される領域である。つまり、固定部の最大の幅を上下に延ばした領域が固定部によって固定する力が加えられている部分であるので、この領域を固定領域とし、当該固定領域と重なる位置に、突出部を配置する。これにより、当該突出部で端部蓄電素子からの力を受けることができるため、エンドプレートの損傷を抑制することができる。

また、前記空間は、前記第三方向において、前記エンドプレートの一端から他端までの領域のうちの、前記第一方向から見て前記端部蓄電素子の容器に形成された接合部と重ならない位置に形成された連続した空間であることにしてもよい。

これによれば、蓄電装置において、形成される空間は、エンドプレートの一端から他端までの領域のうちの、端部蓄電素子の容器に形成された接合部と重ならない位置に形成された連続した空間である。ここで、当該接合部の損傷を抑制するためには、当該接合部をエンドプレートで押さえるのが好ましいため、当該接合部に対向する位置には空間を形成しないのが好ましい。このため、エンドプレートの一端から他端のうちの当該接合部以外の位置に連続して空間を形成することで、当該接合部の損傷を抑制しつつ、エンドプレートの損傷を抑制することができる。

なお、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、当該蓄電装置が備えるエンドプレートまたはスペーサとしても実現することができる。

本発明における蓄電装置によれば、エンドプレートの損傷を抑制することができる。

実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。 実施の形態に係るエンドプレートの構成を示す斜視図である。 実施の形態に係るエンドプレートが蓄電素子に取り付けられた状態での構成を示す側面図である。 実施の形態に係るエンドプレートが蓄電素子に取り付けられた状態での構成を示す上面図及び正面図である。 実施の形態の変形例１に係るエンドプレート及びスペーサの構成を示す斜視図である。 実施の形態の変形例１に係るエンドプレート及びスペーサが端部蓄電素子に取り付けられた状態での構成を示す上面図である。 実施の形態の変形例１の他の例に係るエンドプレート及びスペーサが端部蓄電素子に取り付けられた状態での構成を示す上面図である。 実施の形態の変形例２に係るエンドプレートの構成を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（及びその変形例）に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも厳密に図示したものではない。さらに、各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

また、以下の説明及び図面中において、１つの蓄電素子における電極端子（つまり、正極端子及び負極端子）の並び方向、または、蓄電素子の容器の短側面の対向方向をＸ軸方向と定義する。また、蓄電素子の並び方向、エンドプレートの並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、当該容器の厚さ方向、または、エンドプレートの厚さ方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電素子の容器本体と蓋との並び方向、蓄電素子の容器の短側面の長手方向、または、上下方向をＺ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸方向マイナス側とは、Ｘ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。

（実施の形態）
［１ 蓄電装置１０の全般的な説明］
まず、本実施の形態における蓄電装置１０の全般的な説明を行う。図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１０の外観を示す斜視図である。

蓄電装置１０は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置である。例えば、蓄電装置１０は、電力貯蔵用途や電源用途などに使用される電池モジュール（組電池）である。具体的には、蓄電装置１０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械などの移動体の駆動用またはエンジン始動用のバッテリ等として用いられる。

図１に示すように、蓄電装置１０は、複数の蓄電素子１００（本実施の形態では、５つの蓄電素子１００）と、２つのエンドプレート２００（エンドプレート２００ａ、２００ｂ）と、蓄電素子１００を拘束する拘束部材３００とを備えている。なお、蓄電装置１０は、蓄電素子１００同士を電気的に接続するバスバー、蓄電素子１００間に配置されるスペーサ、蓄電素子１００の外方に配置される外装体、バスバーの位置決めを行うバスバーフレーム、蓄電素子１００と拘束部材３００とを絶縁する絶縁部材、蓄電素子１００の充電状態や放電状態を監視するための回路基板やリレー等の電気機器なども備えていてもよいが、これらの図示は省略し、詳細な説明も省略する。

蓄電素子１００は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池（単電池）であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。蓄電素子１００は、扁平な直方体形状（角型）の形状を有しており、本実施の形態では、５個の蓄電素子１００がＹ軸方向に配列されている。ここで、Ｙ軸方向プラス側（以下、第一方向側ともいう）の端部に配置される蓄電素子１００を、端部蓄電素子１００ａとも呼ぶこととする。また、Ｙ軸方向マイナス側の端部に配置される蓄電素子１００を、端部蓄電素子１００ｂとも呼ぶこととする。また、端部蓄電素子１００ａ及び端部蓄電素子１００ｂの間に配置される３個の蓄電素子１００を、中間部蓄電素子１００ｃとも呼ぶこととする。

なお、蓄電素子１００の個数は５個に限定されず、１個、または、５個以外の複数個数であってもよい。蓄電素子１００の個数が１個または２個の場合には、当該１個または２個の蓄電素子１００を端部蓄電素子と呼ぶことができる。蓄電素子１００の個数が３個以上の場合には、両端部の蓄電素子１００を端部蓄電素子と呼び、その間の蓄電素子１００を中間部蓄電素子と呼ぶことができる。

また、蓄電素子１００の接続形態は特に限定されず、全てが直列接続されていてもよいし、いずれかの蓄電素子１００が並列接続されていてもよい。また、本実施の形態では、直方体形状（角型）の蓄電素子１００を図示しているが、蓄電素子１００の形状は、直方体形状には限定されず、長円柱形状や円柱形状等であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。また、蓄電素子１００は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。また、蓄電素子１００は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。この蓄電素子１００の構成の詳細な説明については、後述する。

エンドプレート２００及び拘束部材３００は、複数の蓄電素子１００の並び方向（Ｙ軸方向）において、蓄電素子１００を外方から圧迫する部材である。つまり、エンドプレート２００及び拘束部材３００は、複数の蓄電素子１００を当該並び方向の両側から挟み込むことで、複数の蓄電素子１００に含まれるそれぞれの蓄電素子１００を両側から圧迫する。

具体的には、エンドプレート２００は、複数の蓄電素子１００のＹ軸方向両側に配置された平板状部材（挟持部材）であり、複数の蓄電素子１００を、当該複数の蓄電素子１００の並び方向（Ｙ軸方向）の両側から挟み込んで保持する。エンドプレート２００は、強度の観点等から、例えば鋼やステンレス等の金属製（導電性）の部材で形成されているが、これに限定されず、例えば強度の高い絶縁性の部材で形成されていてもよい。なお、エンドプレート２００が金属等の導電性の部材で形成されている場合には、腐食防止等の観点から、エンドプレート２００に絶縁処理を施したり、エンドプレート２００と蓄電素子１００との間に絶縁部材を配置したりしてもよい。

ここで、端部蓄電素子１００ａのＹ軸方向プラス側（第一方向側）に配置されるエンドプレート２００を、エンドプレート２００ａとも呼ぶこととする。また、端部蓄電素子１００ｂのＹ軸方向マイナス側に配置されるエンドプレート２００を、エンドプレート２００ｂとも呼ぶこととする。このエンドプレート２００（エンドプレート２００ａ、エンドプレート２００ｂ）の構成の詳細な説明については、後述する。

拘束部材３００は、両端がエンドプレート２００に取り付けられて、複数の蓄電素子１００を拘束する長尺状かつ平板状の部材（拘束バー）である。つまり、拘束部材３００は、当該複数の蓄電素子１００を跨ぐように配置され、当該複数の蓄電素子１００に対してこれらの並び方向（Ｙ軸方向）における拘束力を付与する。

本実施の形態では、Ｘ軸方向において複数の蓄電素子１００の両側方に２つの拘束部材３００が配置されており、当該２つの拘束部材３００のそれぞれが、Ｙ軸方向両端部において、２つのエンドプレート２００のＸ軸方向端部に取り付けられている。これにより、２つの拘束部材３００は、複数の蓄電素子１００をＸ軸方向の両側及びＹ軸方向の両側から挟み込んで拘束する。なお、エンドプレート２００への拘束部材３００の取り付けは、ボルト３１０によって固定されているが、ボルト３１０による固定には限定されず、溶接や接着等で固定されていてもかまわない。また、拘束部材３００は、エンドプレート２００と同様に、例えば鋼やステンレス等の金属製の部材で形成されているのが好ましいが、金属以外の部材で形成されていてもかまわない。

また、蓄電装置１０は、蓄電装置１０の外部に配置される外部部材４００に載置されて、固定部５００によって固定される。外部部材４００は、例えば、蓄電装置１０を搭載する車の車体、蓄電装置１０を冷却（例えば水冷）する冷却装置、蓄電装置１０を載置する設備の外装体等である。また、固定部５００は、エンドプレート２００を外部部材４００に固定する部材であって、Ｘ軸方向（以下、第二方向ともいう）に２つの固定部５００が並んで配置されている。本実施の形態では、固定部５００は、エンドプレート２００を貫通して外部部材４００に接合されるボルトである。

つまり、エンドプレート２００に形成されたＺ軸方向に延びる貫通孔（後述の貫通孔２１１）に、固定部５００が挿入されて、エンドプレート２００が外部部材４００に固定されることで、蓄電装置１０が外部部材４００に固定される。なお、固定部５００は、ボルトには限定されない。例えば、固定部５００は棒状部材であり、貫通孔２１１に当該棒状部材が挿入されて、当該棒状部材とエンドプレート２００及び外部部材４００とが溶接等により接合されることにしてもよい。

［２ 蓄電素子１００の詳細な説明］
次に、蓄電素子１００（端部蓄電素子１００ａ、１００ｂ及び中間部蓄電素子１００ｃ）の構成について、詳細に説明する。なお、端部蓄電素子１００ａ、１００ｂ及び中間部蓄電素子１００ｃは、全て同様の構成を有するため、以下では、蓄電素子１００として説明する。図２は、本実施の形態に係る蓄電素子１００の外観を示す斜視図である。

図２に示すように、蓄電素子１００は、容器１１０と、２つの電極端子１２０（正極端子及び負極端子）とを備えている。また、容器１１０の内方には、電極体、集電体（正極集電体及び負極集電体）、及び電解液（非水電解質）等が収容されているが、これらの図示は省略する。なお、当該電解液としては、蓄電素子１００の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。

容器１１０は、開口が形成された容器本体１１１と、容器本体１１１の開口を閉塞する蓋体１１２とを有する直方体形状（角型）の容器である。容器本体１１１は、容器１１０の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Ｙ軸方向両側の側面に２つの長側面部、Ｘ軸方向両側の側面に２つの短側面部、並びに、Ｚ軸方向マイナス側に底面部を有している。蓋体１１２は、容器１１０の蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体１１１のＺ軸方向プラス側に配置されている。

具体的には、容器１１０は、電極体等を容器本体１１１の内方に収容後、容器本体１１１と蓋体１１２とが溶接等によって接合されて接合部１１３が形成されることにより、内部が密封される構造となっている。つまり、容器１１０の側面（Ｘ軸方向両側及びＹ軸方向両側の面）には、容器本体１１１と蓋体１１２とが互いに接合された接合部１１３が形成されている。なお、容器１１０（容器本体１１１及び蓋体１１２）の材質は、特に限定されないが、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能（接合可能）な金属であるのが好ましい。また、蓋体１１２には、容器１１０内方の圧力が上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁や、電解液を注液する注液部等が設けられているが、これらの図示及び説明は省略する。

電極端子１２０は、集電体を介して、電極体の正極板及び負極板に電気的に接続される端子（正極端子及び負極端子）である。つまり、電極端子１２０は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子１００の外部空間に導出し、また、電極体に電気を蓄えるために蓄電素子１００の内部空間に電気を導入するための金属製の部材である。なお、電極端子１２０は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成されている。

電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素（発電要素）である。ここで、電極体が有する正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属からなる長尺帯状の集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。また、負極板は、銅または銅合金などの金属からなる長尺帯状の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。また、正極活物質層に用いられる正極活物質、負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。また、集電体は、電極端子１２０と電極体とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材（正極集電体及び負極集電体）である。なお、正極集電体は、正極板の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などで形成され、負極集電体は、負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成されている。

［３ エンドプレート２００の構成の説明］
次に、エンドプレート２００（エンドプレート２００ａ、２００ｂ）の構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係るエンドプレート２００の構成を示す斜視図である。なお、同図では、エンドプレート２００としてエンドプレート２００ａを図示しているが、エンドプレート２００ｂは、エンドプレート２００ａをＺ軸まわりに１８０°回転したものと同じ構成を有するため、エンドプレート２００ｂの図示は省略する。

同図に示すように、エンドプレート２００は、プレート本体部２１０と、Ｘ軸方向（第二方向）に並ぶ２つの第一突出部２２０と、上端部に配置される端部突出部２３０とを有している。プレート本体部２１０は、エンドプレート２００の本体部を構成するＸＺ平面に平行な矩形状かつ平板状の部位である。また、プレート本体部２１０は、Ｘ軸方向両端部に、Ｚ軸方向に貫通する２つの上面視円形状の貫通孔２１１が形成されている。上述の通り、貫通孔２１１は、固定部５００が挿入される孔であり、この貫通孔２１１に挿入された固定部５００が外部部材４００に接合されることで、プレート本体部２１０が外部部材４００に固定される。

第一突出部２２０は、プレート本体部２１０のＸ軸方向両端部からＹ軸方向マイナス側へ突出した矩形状かつ平板状の部位であり、Ｚ軸方向に延設されて形成されている。つまり、第一突出部２２０は、プレート本体部２１０のＹ軸方向マイナス側の側面の両端部から突出して配置されており、端部突出部２３０の下端縁からプレート本体部２１０の下端縁までに亘って、Ｚ軸方向に延設されて配置されている。また、第一突出部２２０は、貫通孔２１１と対応する位置、つまり、貫通孔２１１のＹ軸方向マイナス側の位置に配置されている。言い換えれば、第一突出部２２０は、Ｙ軸方向から見て、貫通孔２１１と重なる位置に配置されている。

端部突出部２３０は、プレート本体部２１０のＺ軸方向プラス側の端部からＹ軸方向マイナス側へ突出した矩形状かつ平板状の部位であり、Ｘ軸方向に延設されて形成されている。つまり、端部突出部２３０は、プレート本体部２１０のＹ軸方向マイナス側の側面の上端部から突出して配置されており、プレート本体部２１０のＸ軸方向プラス側の端縁からＸ軸方向マイナス側の端縁までに亘って、Ｘ軸方向に延設されて配置されている。なお、端部突出部２３０は、第一突出部２２０と同等の突出高さを有しており、Ｙ軸方向マイナス側の面が、段差なく第一突出部２２０と連続する形状となっている。

［４ エンドプレート２００の取付構成の説明］
次に、エンドプレート２００が蓄電素子１００に取り付けられた状態での構成について、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係るエンドプレート２００が蓄電素子１００に取り付けられた状態での構成を示す側面図である。具体的には、図４は、図１に示した蓄電装置１０を、Ｘ軸方向プラス側から見た場合の図である。なお、図４では、説明の便宜のため、拘束部材３００を省略して示している。

また、図５は、本実施の形態に係るエンドプレート２００が蓄電素子１００に取り付けられた状態での構成を示す上面図及び正面図である。具体的には、図５の（ａ）は、図４に示した蓄電装置１０の端部蓄電素子１００ａ及びエンドプレート２００ａを、Ｚ軸方向プラス側から見た場合の図であり、図５の（ｂ）は、図５の（ａ）の構成をＹ軸方向プラス側から見た場合の図である。なお、図５の（ｂ）では、説明の便宜のため、端部蓄電素子１００ａの電極端子１２０を省略して示している。

図４に示すように、エンドプレート２００ａ及びエンドプレート２００ｂは、端部蓄電素子１００ａ、３つの中間部蓄電素子１００ｃ及び端部蓄電素子１００ｂを挟んで配置される。具体的には、エンドプレート２００ａは、２つの第一突出部２２０及び端部突出部２３０が端部蓄電素子１００ａに向けて突出し、かつ、端部蓄電素子１００ａの容器１１０に当接するように配置される。具体的には、２つの第一突出部２２０は、端部蓄電素子１００ａの容器１１０の長側面部のＸ軸方向両側に当接して配置される。また、端部突出部２３０は、当該容器１１０の容器本体１１１と蓋体１１２との接合部１１３に対向する位置に配置されており、当該接合部１１３を覆うように、当該接合部１１３に当接して配置される。

また、端部蓄電素子１００ｂとエンドプレート２００ｂとの位置関係についても、同様である。なお、このように、エンドプレート２００ａ側の構成とエンドプレート２００ｂ側の構成とは、同様の構成を有しているため、以下では、エンドプレート２００ａ側の構成について詳細に説明し、エンドプレート２００ｂ側の構成については、説明を省略する。

ここで、上述の通り、２つの第一突出部２２０及び端部突出部２３０が端部蓄電素子１００ａに当接することで、端部蓄電素子１００ａとエンドプレート２００ａとの間には、空間が形成される。この空間について、以下に詳細に説明する。

図５の（ａ）に示すように、端部蓄電素子１００ａとエンドプレート２００ａとの間には、第一空間Ｓ１と、第一空間Ｓ１の両側方に配置される側方空間Ｓ２とが形成される。第一空間Ｓ１は、第二方向（Ｘ軸方向）において、２つの固定部５００の間に配置される空間である。つまり、第一空間Ｓ１は、２つの第一突出部２２０の間に配置され、かつ、２つの第一突出部２２０の間で途切れることなく、２つの第一突出部２２０の間に連続して形成された空間である。また、側方空間Ｓ２は、Ｘ軸方向プラス側の第一突出部２２０のＸ軸方向プラス側、及び、Ｘ軸方向マイナス側の第一突出部２２０のＸ軸方向マイナス側に配置された空間である。

また、図５の（ｂ）に示すように、第一空間Ｓ１は、第一方向（Ｙ軸方向）及び第二方向（Ｘ軸方向）と交差する第三方向（Ｚ軸方向）において、第一方向から見て端部蓄電素子１００ａとエンドプレート２００ａとが重なる領域（同図の領域Ｒ１）のうちの少なくとも一端から中央部に亘って連続する空間である。ここで、端部蓄電素子１００ａとエンドプレート２００ａとは、第一方向（Ｙ軸方向）から見て、ほぼ同じ大きさを有しているため、「第一方向から見て端部蓄電素子１００ａとエンドプレート２００ａとが重なる領域」（領域Ｒ１）とは、エンドプレート２００ａの外縁で囲まれる矩形状の領域である。つまり、第一空間Ｓ１は、Ｙ軸方向から見て、Ｚ軸方向においてエンドプレート２００ａの一端から中央部に亘って連続する空間である。

本実施の形態では、第一空間Ｓ１は、エンドプレート２００ａの下端から端部突出部２３０の下端に亘って連続する空間、つまり、Ｚ軸方向においてエンドプレート２００ａの一端から他端までの領域のうちの端部突出部２３０を除く空間である。ここで、端部突出部２３０は、上述の通り、端部蓄電素子１００ａの容器１１０に形成された接合部１１３と当接する部位である。このため、第一空間Ｓ１は、第三方向（Ｚ軸方向）において、エンドプレート２００ａの一端から他端までの領域のうちの、第一方向（Ｙ軸方向）から見て端部蓄電素子１００ａの容器１１０に形成された接合部１１３と重ならない位置に形成された連続した空間である。

なお、第一空間Ｓ１は、上記の領域Ｒ１の一端から中央部に亘って連続する空間であればよいため、例えば、エンドプレート２００ａの上端から中央部に亘って連続する空間であってもよい。また、Ｙ軸方向から見て、端部蓄電素子１００ａがエンドプレート２００ａよりも小さい場合には、上記の領域Ｒ１は、端部蓄電素子１００ａの外縁で囲まれる領域となる。この場合、第一空間Ｓ１は、エンドプレート２００ａの下端または上端まで延びていなくてもよく、当該領域Ｒ１の一端（下端または上端）まで延びていればよい。

ここで、第一空間Ｓ１は、２つの第一突出部２２０の間に配置されるが、この２つの第一突出部２２０の配置位置について、詳細に説明する。図５の（ｂ）に示すように、２つの第一突出部２２０のそれぞれは、第一方向（Ｙ軸方向）から見て、エンドプレート２００ａのうちの２つの固定部５００に固定されている固定領域Ｒ２のそれぞれと重なる位置に配置されている。ここで、固定領域Ｒ２とは、エンドプレート２００ａのうちの、第二方向（Ｘ軸方向）における固定部５００の最大の幅を第三方向（Ｚ軸方向）に延ばして形成される領域である。

つまり、本実施の形態では、固定部５００はボルトであるため、Ｘ軸方向において、ボルトの頭部が、軸部よりも幅が大きく、固定部５００のうちの最大の幅を有している。そして、エンドプレート２００ａが固定部５００によって固定される際には、ボルトの頭部にエンドプレート２００ａが押さえ付けられるため、ボルトの頭部の幅の領域において、エンドプレート２００ａに固定力が加わる。このように、ボルトの頭部の幅に対応する領域である固定領域Ｒ２が、エンドプレート２００ａのうちの強固な部分となるため、第一突出部２２０を固定領域Ｒ２と重なる位置に配置する。なお、本実施の形態では、第一突出部２２０は、Ｙ軸方向から見て、固定領域Ｒ２の全体を含むように配置されているが、固定領域Ｒ２の一部しか含まないように、Ｘ軸方向プラス側またはマイナス側にずれて配置されていてもよい。

また、側方空間Ｓ２についても、第一空間Ｓ１と同様に、Ｚ軸方向において、領域Ｒ１のうちの少なくとも一端から中央部に亘って連続する空間、つまり、エンドプレート２００ａの一端から他端までの領域のうちの接合部１１３と重ならない位置に形成された連続した空間である。なお、側方空間Ｓ２の形状は、上記と異なる形状であってもよく、また、側方空間Ｓ２が形成されていなくてもよい。

［５ 効果の説明］
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１０によれば、端部蓄電素子１００ａとエンドプレート２００ａとの間には、エンドプレート２００ａを外部部材４００に固定する２つの固定部５００の間に配置される空間であって、端部蓄電素子１００ａとエンドプレート２００ａとが重なる領域Ｒ１のうちの少なくとも一端から中央部に亘って連続する空間（第一空間Ｓ１）が形成されている。ここで、エンドプレート２００ａのうちの外部と固定される部分は、端部蓄電素子１００ａからの力に対して強い部分である。このため、エンドプレート２００ａを外部と固定する２つの固定部５００の間に空間を形成し、当該２つの固定部５００の近傍で端部蓄電素子１００ａからの力を受けるようにする。また、当該空間は、エンドプレート２００ａが端部蓄電素子１００ａと対向している領域Ｒ１のうちの少なくとも一端から中央部に亘って連続する空間であるため、当該一端から、端部蓄電素子１００ａによる力を最も受けると考えられる中央部までの間は、端部蓄電素子１００ａから受ける力を回避することができる。このように、エンドプレート２００ａが損傷しやすい部分では端部蓄電素子１００ａからの力を回避しつつ、強固な部分で端部蓄電素子１００ａからの力を受けることで、エンドプレート２００ａの損傷を抑制することができる。これにより、エンドプレート２００ａを強固なものにする必要がなく、エンドプレート２００ａのサイズ縮小等を実現することができる。

また、エンドプレート２００ａは、端部蓄電素子１００ａに向けて突出する２つの第一突出部２２０を有し、当該２つの第一突出部２２０は、２つの固定部５００に固定されている固定領域Ｒ２と重なる位置に配置され、当該２つの第一突出部２２０の間に連続して第一空間Ｓ１が形成されている。このように、エンドプレート２００ａが端部蓄電素子１００ａに向けて突出した２つの第一突出部２２０を有するため、エンドプレート２００ａを配置すれば、容易に、２つの固定部５００の間に第一空間Ｓ１を形成することができる。これにより、当該２つの固定部５００の近傍で端部蓄電素子１００ａからの力を受けるようにすることができるため、エンドプレート２００ａの損傷を抑制することができる。

また、固定領域Ｒ２は、エンドプレート２００ａのうちの固定部５００の最大の幅を延ばして形成される領域である。つまり、固定部５００の最大の幅を上下に延ばした領域が固定部５００によって固定する力が加えられている部分であるので、この領域を固定領域Ｒ２とし、当該固定領域Ｒ２と重なる位置に、第一突出部２２０を配置する。これにより、第一突出部２２０で端部蓄電素子１００ａからの力を受けることができるため、エンドプレート２００ａの損傷を抑制することができる。

また、第一空間Ｓ１は、エンドプレート２００ａの一端から他端までの領域のうちの、端部蓄電素子１００ａの容器１１０に形成された接合部１１３と重ならない位置に形成された連続した空間である。ここで、当該接合部１１３の損傷を抑制するためには、当該接合部１１３をエンドプレート２００ａで押さえるのが好ましいため、当該接合部１１３に対向する位置には空間を形成しないのが好ましい。このため、エンドプレート２００ａの一端から他端のうちの当該接合部１１３以外の位置に連続して空間を形成することで、当該接合部１１３の損傷を抑制しつつ、エンドプレート２００ａの損傷を抑制することができる。

なお、エンドプレート２００ｂ側についても、同様の効果を奏することができる。

［６ 変形例の説明］
（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。図６は、本実施の形態の変形例１に係るエンドプレート２００ｃ及びスペーサ６００の構成を示す斜視図である。なお、図６は、上記実施の形態における図３に対応する図である。また、図７Ａ及び図７Ｂは、本実施の形態の変形例１に係るエンドプレート２００ｃ及びスペーサ６００が端部蓄電素子１００ａに取り付けられた状態での構成を示す上面図である。なお、図７Ａ及び図７Ｂは、上記実施の形態における図５の（ａ）に対応する図である。

まず、図６に示すように、本変形例では、上記実施の形態のエンドプレート２００に代えて、エンドプレート２００ｃ及びスペーサ６００が配置される。エンドプレート２００ｃ及びスペーサ６００は、上記実施の形態のエンドプレート２００を分割して、２部材にしたような形状を有している。つまり、エンドプレート２００ｃは、上記実施の形態のエンドプレート２００が有するプレート本体部２１０と同様の形状を有している。また、スペーサ６００は、矩形状かつ平板状のスペーサ本体部６１０と、上記実施の形態のエンドプレート２００が有する２つの第一突出部２２０及び端部突出部２３０と同様の形状の第二突出部６２０及び端部突出部６３０とを有している。なお、その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。

なお、エンドプレート２００ｃは、上記実施の形態のエンドプレート２００と同様の材質で形成することができる。また、スペーサ６００は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）またはＡＢＳ樹脂等の絶縁性部材、マイカ片を集積し結合することで構成されるダンマ材等の断熱性部材、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂、アルキド樹脂、ポリイミド、ポリアミノビスマレイミド、カゼイン樹脂、フラン樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性（及び耐熱性）部材、または、セラミックス等の耐熱性部材などで形成することができる。

そして、図７Ａに示すように、エンドプレート２００ｃと端部蓄電素子１００ａとの間に、スペーサ６００が配置される。これにより、第二方向（Ｘ軸方向）に並ぶ２つの第二突出部６２０が、端部蓄電素子１００ａ及びエンドプレート２００ｃの少なくとも一方に向けて突出して配置される。同図では、２つの第二突出部６２０は、端部蓄電素子１００ａに向けて突出して配置される。なお、この２つの第二突出部６２０の形状及び配置位置等は、上記実施の形態における２つの第一突出部２２０の形状及び配置位置等と同様である。つまり、２つの第二突出部６２０のそれぞれは、第一方向（Ｙ軸方向）から見て、エンドプレート２００ｃのうちの２つの固定部５００に固定されている固定領域のそれぞれと重なる位置に配置される。

これにより、スペーサ６００と端部蓄電素子１００ａとの間に、第二空間Ｓ３と、２つの側方空間Ｓ４とが形成される。ここで、第二空間Ｓ３は、２つの第二突出部６２０の間に連続して形成された空間である。また、２つの側方空間Ｓ４は、第二空間Ｓ３の両側方に形成された空間である。なお、第二空間Ｓ３及び側方空間Ｓ４の形状及び配置位置等は、上記実施の形態における第一空間Ｓ１及び側方空間Ｓ２の形状及び配置位置等と同様である。

また、図７Ｂに示すように、２つの第二突出部６２０は、エンドプレート２００ｃに向けて突出して配置されてもよい。つまり、図７Ａにおけるスペーサ６００を、反転させて配置してもよい。これにより、スペーサ６００とエンドプレート２００ｃとの間に、第二空間Ｓ３と、２つの側方空間Ｓ４とが形成される。

以上のように、本変形例に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例に係る蓄電装置は、端部蓄電素子１００ａ及びエンドプレート２００ｃの少なくとも一方に向けて突出する２つの第二突出部６２０を有するスペーサ６００を備え、当該２つの第二突出部６２０は、２つの固定部５００に固定されている固定領域と重なる位置に配置され、当該２つの第二突出部６２０の間に連続して第二空間Ｓ３が形成されている。このように、スペーサ６００が端部蓄電素子１００ａ及びエンドプレート２００ｃの少なくとも一方に向けて突出した２つの突出部を有するため、エンドプレート２００ｃに突出部を形成しなくても、エンドプレート２００ｃとは別部材のスペーサ６００を配置すれば、容易に、２つの固定部５００の間に第二空間Ｓ３を形成することができる。これにより、当該２つの固定部５００の近傍で端部蓄電素子１００ａからの力を受けるようにすることができるため、エンドプレート２００ｃの損傷を抑制することができる。

なお、エンドプレート２００ｃではなく、上記実施の形態におけるエンドプレート２００と端部蓄電素子１００ａとの間に、本変形例におけるスペーサ６００を配置してもよい。また、スペーサ６００は、端部蓄電素子１００ａ及びエンドプレート２００ｃの一方ではなく、双方に突出する突出部を有していてもよい。

（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。図８は、本実施の形態の変形例２に係るエンドプレート２００ｄの構成を示す斜視図である。なお、図８は、上記実施の形態における図３に対応する図である。

図８に示すように、本変形例におけるエンドプレート２００ｄは、上記実施の形態におけるエンドプレート２００の端部突出部２３０を有していない。つまり、エンドプレート２００ｄを端部蓄電素子１００ａに取り付けた場合に、エンドプレート２００ｄの一端（上端）から他端（下端）まで連続した空間が形成されることとなる。言い換えれば、Ｚ軸方向において、Ｙ軸方向から見て端部蓄電素子１００ａとエンドプレート２００ｄとが重なる領域のうちの一端から他端に亘って連続する空間が形成される。なお、その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。

（その他の変形例）
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電装置について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、エンドプレート２００ａ（または、エンドプレート２００ｃ、２００ｄ）側と、エンドプレート２００ｂ側とが上記の構成を有していることとした。しかし、エンドプレート２００ａ（または、エンドプレート２００ｃ、２００ｄ）側、及び、エンドプレート２００ｂ側のいずれか一方のみが上記の構成を有していることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電素子１００は、容器１１０の側面（Ｘ軸方向両側及びＹ軸方向両側の面）に、容器本体１１１と蓋体１１２との接合部１１３を有していることとした。しかし、蓄電素子１００は、容器１１０の上面（Ｚ軸方向プラス側の面）に接合部１１３を有していることにしてもよい。例えば、蓋体１１２を容器本体１１１の上部の開口部に嵌め込んで上方から溶接を行う場合などに、容器１１０の上面に接合部１１３が形成される。この場合でも、エンドプレート２００の端部突出部２３０（またはスペーサ６００の端部突出部６３０）を、Ｙ軸方向から見て、容器１１０の側面における接合部１１３と重なる位置に当接して配置することで、接合部１１３を補強して接合部１１３が損傷するのを抑制することができる。

また、上記実施の形態及びその変形例では、エンドプレート（またはスペーサ６００）は、第一突出部２２０（または第二突出部６２０）等の突出部を一体に有していることとした。しかし、エンドプレート（またはスペーサ６００）は、別体の当該突出部を有していることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、エンドプレート（またはスペーサ６００）に突出部が設けられていることで、端部蓄電素子１００ａとエンドプレートとの間に空間が形成されることとした。しかし、端部蓄電素子１００ａに、エンドプレートへ向けて突出する突出部が設けられていることで、端部蓄電素子１００ａとエンドプレートとの間に空間が形成されることにしてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、エンドプレート（またはスペーサ６００）の第一突出部２２０（または第二突出部６２０）は、Ｚ軸方向に延設されて配置されていることとした。しかし、第一突出部２２０（または第二突出部６２０）は、上記実施の形態及びその変形例における長さよりも短くてもよいし、Ｚ軸方向に並ぶ複数の突出部に分かれて配置されていてもよい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、固定部５００は、エンドプレートの下端から上端まで延設されていることとした。しかし、固定部５００は、それよりも短い長さであってもよく、例えば、エンドプレートの下端から中央部まで、または、エンドプレートの下端部のみに配置されていることにしてもよい。ただし、蓄電素子１００の膨れを抑制する観点から、固定部５００は、エンドプレートの下端部から中央部よりも上側等、少なくともエンドプレートの中央部に対応する位置に配置されているのが好ましい。

また、上記実施の形態及びその変形例では、２つの固定部５００がＸ軸方向に並んで配置されることとした。しかし、固定部５００の数は限定されず、例えば、Ｙ軸方向に２つの固定部５００が配置されたものが、Ｘ軸方向に２セット並んで配置されるような構成でもよい。また、３つ以上の固定部５００がＸ軸方向に並んで配置されていてもよい。このような場合でも、Ｘ軸方向において、隣り合う２つの固定部５００の間に空間が形成されていれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、上記実施の形態及び上記変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

また、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、当該蓄電装置が備えるエンドプレートまたはスペーサ６００としても実現することができる。

本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を備えた蓄電装置等に適用できる。

１０ 蓄電装置
１００ 蓄電素子
１００ａ、１００ｂ 端部蓄電素子
１００ｃ 中間部蓄電素子
１１０ 容器
１１１ 容器本体
１１２ 蓋体
１１３ 接合部
１２０ 電極端子
２００、２００ａ、２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ エンドプレート
２１０ プレート本体部
２１１ 貫通孔
２２０ 第一突出部
２３０ 端部突出部
３００ 拘束部材
３１０ ボルト
４００ 外部部材
５００ 固定部
６００ スペーサ
６１０ スペーサ本体部
６２０ 第二突出部
６３０ 端部突出部

Claims (4)

1. １以上の蓄電素子と、
   前記１以上の蓄電素子の第一方向側の端部に配置される端部蓄電素子の前記第一方向側に配置されるエンドプレートと、
   前記エンドプレートを外部の部材に固定する固定部であって、前記第一方向と交差する第二方向に並ぶ２つの固定部と、を備え、
   前記端部蓄電素子と前記エンドプレートとの間には、前記第二方向において前記２つの固定部の間に配置される空間であって、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記第一方向から見て前記端部蓄電素子と前記エンドプレートとが重なる領域のうちの少なくとも一端から中央部に亘って連続する空間が形成され、
   前記エンドプレート及び前記端部蓄電素子の少なくとも一方は、他方に向けて突出し、前記第二方向に並ぶ２つの第一突出部を有し、
   前記２つの第一突出部のそれぞれは、前記第一方向から見て、前記エンドプレートのうちの前記２つの固定部に固定されている固定領域のそれぞれと重なる位置に配置され、
   前記空間は、前記２つの第一突出部の間に連続して形成された第一空間を有し、
   前記２つの固定部は、前記エンドプレートと前記外部の部材とに亘って前記第三方向に延びる棒状部材である
   蓄電装置。
2. １以上の蓄電素子と、
   前記１以上の蓄電素子の第一方向側の端部に配置される端部蓄電素子の前記第一方向側に配置されるエンドプレートと、
   前記エンドプレートを外部の部材に固定する固定部であって、前記第一方向と交差する第二方向に並ぶ２つの固定部と、
   前記エンドプレートと前記端部蓄電素子との間に配置されるスペーサと、を備え、
   前記端部蓄電素子と前記エンドプレートとの間には、前記第二方向において前記２つの固定部の間に配置される空間であって、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において、前記第一方向から見て前記端部蓄電素子と前記エンドプレートとが重なる領域のうちの少なくとも一端から中央部に亘って連続する空間が形成され、
   前記スペーサは、前記端部蓄電素子及び前記エンドプレートの少なくとも一方に向けて突出し、前記第二方向に並ぶ２つの第二突出部を有し、
   前記２つの第二突出部のそれぞれは、前記第一方向から見て、前記エンドプレートのうちの前記２つの固定部に固定されている固定領域のそれぞれと重なる位置に配置され、
   前記空間は、前記２つの第二突出部の間に連続して形成された第二空間を有し、
   前記２つの固定部は、前記エンドプレートと前記外部の部材とに亘って前記第三方向に延びる棒状部材である
   蓄電装置。
3. 前記固定領域は、前記エンドプレートのうちの、前記第二方向における前記固定部の最大の幅を前記第三方向に延ばして形成される領域である
   請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 前記空間は、前記第三方向において、前記エンドプレートの一端から他端までの領域のうちの、前記第一方向から見て前記端部蓄電素子の容器に形成された接合部と重ならない位置に形成された連続した空間である
   請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄電装置。

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