JP7195726B2 - 蓄電装置 - Google Patents

Description

本発明は、蓄電素子と、蓄電素子を収容する外装体とを備える蓄電装置に関する。

従来、蓄電素子と、蓄電素子を収容する外装体とを備える蓄電装置が知られている。蓄電装置には、一般に、外部の装置等との間で電気のやり取りを行うための外部端子が外装体に配置されている。例えば、特許文献１には、板端子の垂直板部の下端部に樹脂被覆体を設け、樹脂被覆体と、蓄電池本体の蓋の切欠部とを互いに融着させることで、板端子を蓋に固定する構造が開示されている。

特開２００３－７７４５４号公報

蓄電装置が備える外部端子には、ケーブルまたはバスバー等の導電部材がボルト締め等によって固定される。また、蓄電装置は、例えば自動車またはオートバイ等の移動体に搭載される場合もあり、通常の使用時においても振動及び衝撃が蓄電装置に繰り返し与えられる可能性もある。そのため、外部端子は、導電部材の固定時に掛けられる外力、並びに、通常の使用時に与えられる振動及び衝撃に耐え得るように、蓄電装置において固定されている必要がある。

この点に関し、上記従来の技術では、外部端子である板端子の端部を、蓄電池本体の蓋に固定することで、振動及び衝撃等によって板端子の蓋からの離脱を防止するとしている。

しかしながらこの場合、例えば、板端子の端部を固定する部分が、蓄電池本体の高さ方向のサイズを増加させる要因ともなる。

本発明は、本願発明者らが上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、外装体に固定された外部端子を備え、かつ、小型化が可能な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、蓄電素子と、前記蓄電素子を収容する外装体と、前記蓄電素子に電気的に接続され、前記外装体の上面に露出する外部端子と、を備え、前記外部端子は、前記外装体の側壁に固定されている。

この構成によれば、外部端子が固定される位置（固定位置）が、蓄電素子の上方の空間を消費しない位置に配置されるため、例えば、蓄電装置の高さを抑制することができる。また、外装体の内部空間を有効に利用することができる。従って、本態様に係る蓄電装置は、外装体に固定された外部端子を備え、かつ、小型化が可能な蓄電装置である。

また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記蓄電素子は、電極体と、前記電極体が収容された容器と、前記容器に配置され、前記外部端子と電気的に接続された電極端子と、を有し、前記外部端子は、前記容器における、前記電極端子が位置する端子面の周縁に接続された側面に対応する位置で、前記外装体の前記側壁に固定されている、としてもよい。

この構成によれば、蓄電素子の側面に対応する位置に、外部端子の固定位置が存在する。従って、例えば蓄電素子の高さを大きくした場合であっても、外部端子の固定位置を上に持っていく必要がないため、蓄電装置としての高さの増加を抑制することができる。これにより、例えば蓄電装置のサイズを変更することなく、蓄電装置のエネルギー密度を向上させることができる。また、本態様に係る蓄電装置によれば、例えば、蓄電容量を低下させずに小型化が可能である。

また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記外装体には、第１の方向に並んで配置された複数の前記蓄電素子が収容されており、前記複数の前記蓄電素子のそれぞれは、前記第１の方向に前記容器の長側面を向け、かつ前記第１の方向と直交する第２の方向に前記容器の短側面を向けて配置されており、前記外部端子は、前記外装体の、前記第１の方向に配置された前記側壁に固定されている、としてもよい。

この構成によれば、長側面同士が隣り合うように並べられた複数の蓄電素子の並び方向における端部に、外部端子の固定位置が存在する。これにより、例えば、外部端子に、複数の蓄電素子の膨張を抑制する機能を担わせることができる。

ここで、蓄電装置の小型化のために、例えば、隣り合う蓄電素子間の間隔を狭くすることが考えられる。この場合、それぞれの蓄電素子の膨らみは、複数の蓄電素子からなる蓄電素子群の膨らみとして現れやすくなる。この点に関し、本態様に係る蓄電装置では、蓄電素子群の膨らみ方向の端部と対向する位置に、外部端子の固定位置が存在する。そのため、蓄電装置の小型化を図りつつ、小型化に起因して現れやすくなる蓄電素子群の膨らみを抑制することができる。その結果、例えば、蓄電素子群が膨らむことよる外装体の変形が抑制される。

また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記外部端子は、前記外装体の外部に露出し、外部の導電部材が接続される露出部と、前記外装体の前記側壁に固定される被固定部と、前記露出部と前記被固定部との間の位置において屈曲した部分である屈曲部とを有する、としてもよい。

この構成によれば、被固定部と露出部との間に屈曲部が存在することで、露出部を側壁よりも内側に位置させることができる。これにより、例えば、外部の金属部材が側壁に接触した場合であっても、露出部が当該金属部材に接触する可能性が低減される。つまり、例えば露出部を介した外部短絡の発生が抑制される。また、例えば、露出部が被固定部の方向に押圧された場合に、屈曲部が変形することで、被固定部へ与えられる力を抑制することができ、これにより、外部端子の位置ずれ等の発生が抑制される。

すなわち、外部端子を外装体の側壁に固定することで蓄電装置の小型化を図りつつ、外部端子の露出部を内側寄りに位置させることで、露出部と外部の金属部材との不要な導通の可能性を低減させ、また、外部端子が下方に向けて押圧されることによる不具合の発生が抑制される。

また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記外部端子は、前記外部端子の一部が、前記外装体の前記側壁の厚み内であって、前記外装体の同一高さ位置における、前記外部端子が固定されていない部分の厚みと同じ厚み内で固定されている、としてもよい。

この構成によれば、外装体の側壁の厚み内（内面と外面との間）で外部端子を固定するため、例えば、蓄電装置の横幅の増加が抑制される。言い換えると、蓄電装置の横幅を増加させない態様で、外装体の側壁に外部端子を固定させることができる。このことは、蓄電装置の小型化に有利である。

また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記外部端子は、前記外部端子の一部が、前記外装体の前記側壁に埋設されていることで、前記側壁に固定されている、としてもよい。

この構成によれば、例えば、外部端子の、外装体の側壁に固定される部分の全体を絶縁材料によって覆うことができる。つまり、外部端子を外装体の側壁に固定することで蓄電装置の小型化を図りつつ、外部端子の、外装体の側壁に固定される部分と、外部の金属部材との不要な導通の可能性が低減される。

本発明における蓄電装置によれば、外装体に固定された外部端子を備え、かつ、小型化が可能である。

図１は、実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 図２は、実施の形態に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 図３は、実施の形態に係る外部端子の固定構造を示す第１の斜視断面図である。 図４は、実施の形態に係る外部端子及びその周辺の構造を示す拡大分解斜視図である。 図５は、実施の形態に係る外部端子の固定構造を示す第２の斜視断面図である。

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及びその変形例は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態及びその変形例で示される数値、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、以下の実施の形態及びその変形例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、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

また、以下の説明及び図面中において、蓄電素子の並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、または、当該容器の厚さ方向をＹ軸方向と定義する。また、１つの蓄電素子における電極端子の並び方向、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、蓄電装置の外装体本体と中蓋と外蓋との並び方向、蓄電素子とバスバー（接続部材）と基板との並び方向、蓄電素子の容器本体と蓋との並び方向、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（以下実施の形態では、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軸方向やＺ軸方向についても同様である。

（実施の形態）
［１．蓄電装置１の全般的な説明］
まず、図１及び図２を用いて、本実施の形態における蓄電装置１の全般的な説明を行う。図１は、実施の形態に係る蓄電装置１の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電装置１を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

蓄電装置１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１は、電力貯蔵用途または電源用途などに使用される電池モジュールである。具体的には、蓄電装置１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及び図２に示すように、蓄電装置１は、外蓋１１、中蓋４０、及び外装体本体１２からなる外装体１０と、外装体１０に収容される複数の蓄電素子２０、接続部材３０、及び基板５０とを備えている。

外装体１０は、蓄電装置１の筐体を構成する矩形状（箱状）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装体１０は、複数の蓄電素子２０、接続部材３０、及び基板５０等を所定の位置で保持し、衝撃などから保護する。

ここで、外装体１０は、外装体１０の蓋体を構成する外蓋１１と、外装体１０の本体を構成する外装体本体１２と、外蓋１１及び外装体本体１２の間に配置される中蓋４０とで形成される三層構造を有している。

外蓋１１は、外装体本体１２の開口を閉塞する扁平な矩形状の部材であり、正極側の外部端子１３及び負極側の外部端子１７を有している。外部端子１３及び１７は、蓄電素子２０と電気的に接続されており、蓄電装置１は、この外部端子１３及び１７を介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。外装体本体１２は、開口が形成された有底矩形筒状のハウジング（筐体）であり、蓄電素子２０等を収容する。

中蓋４０は、本実施の形態では、複数の蓄電素子２０の上方に配置された状態で、基板５０、蓄電素子２０及び接続部材３０、並びに、配線類等（図示せず）を保持する電装品トレーとして機能する。また、中蓋４０は、複数の蓄電素子２０の上方への移動を規制する部材としても機能する。中蓋４０における、外装体１０の側壁１０ａ（後述する図３参照）を構成する部分（中蓋４０の外周部分）には、外部端子１３及び１７を固定する固定部４１及び４５が設けられている。外部端子１３及び１７の固定に関する構造については、図３～図５を用いて後述する。

なお、外部端子１３及び１７は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。また、外装体１０のその他の部位は、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樹脂等の絶縁材料により構成されている。外装体１０は、これにより、蓄電素子２０等が外部の金属部材などに接触することを回避する。

蓄電素子２０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２０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、４つの蓄電素子２０がＹ軸方向に配列されている。なお、蓄電素子２０の形状や、配列される蓄電素子２０の個数は限定されない。また、蓄電素子２０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く、さらに、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。

具体的には、蓄電素子２０は、電極体（蓄電要素または発電要素ともいう）２５を収容する金属製の容器２１を備え、容器２１の蓋板には、一対の電極端子２２が設けられている。つまり、容器２１の、一対の電極端子２２が設けられた面である端子面２３は、容器２１の蓋板の上面により形成されている。

また、容器２１の端子面２３の周縁には、２つの短側面２４ｂ及び２つの長側面２４ａが接続されており、全体として上述のように角型の形状を有している。なお、長側面２４ａは、容器２１における最も面積が大きい側面であり、短側面２４ｂは、長側面２４ａよりも面積が小さい側面である、と表現することができる。

本実施の形態において、複数の蓄電素子２０のそれぞれは、Ｙ軸方向に容器２１の長側面２４ａを向け、Ｘ軸方向に容器２１の短側面２４ｂを向けて配置されている。なお、Ｙ軸方向は第１の方向の一例であり、Ｘ軸方向は第２の方向の一例である。また、複数の蓄電素子２０は、配列方向（Ｙ軸方向）で隣り合う電極端子２２が互いに逆極になるように配置されている。

なお、容器２１の蓋部分には、電解液を注液する注液部、及び、容器２１内の圧力上昇時にガスを排出して圧力を開放するガス排出弁等が設けられていてもよい。また、容器２１の内方には、電極体２５の他に、集電体（正極集電体及び負極集電体）等が配置され、電解液（非水電解質）などが封入されているが、詳細な説明は省略する。

接続部材３０は、中蓋４０上に配置された状態で、隣り合う蓄電素子２０の電極端子２２同士を電気的に接続する矩形状の板状部材である。接続部材３０は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。接続部材３０と電極端子２２とは、例えば超音波溶接等の溶接によって接合される。

本実施の形態では、接続部材３０は３つ備えられている。これら３つの接続部材３０により、４つの蓄電素子２０が直列に接続されている。また、直列に接続された４つの蓄電素子２０の電極端子２２のうち、接続部材３０が接続されていない２つの電極端子２２の一方である正極端子は、図示しないバスバーを介して、外部端子１３と接続されている。また、当該２つの電極端子２２のうちの他方である負極端子は、図示しないバスバーを介して、外部端子１７と接続されている。これにより、両端の外部端子１３及び外部端子１７の間に、４つの蓄電素子２０と、３つの接続部材３０とバスバーとが電気的に直列に接続された状態が形成される。なお、基板５０は、例えば、４つの蓄電素子２０と外部端子１３との間に直列に接続されている。

中蓋４０は、基板５０、蓄電素子２０及び接続部材３０等と他の部材との絶縁、及び、当該基板５０及び接続部材３０等の位置規制を行うことができる。中蓋４０は、例えば、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＢＴまたはＡＢＳ樹脂等の絶縁材料により形成されている。

基板５０は、中蓋４０上に載置されて、中蓋４０に固定される制御基板である。具体的には、基板５０は、制御回路（図示せず）を有しており、複数の蓄電素子２０の充電状態、放電状態、電圧値、電流値、及び、温度などの各種情報の取得、リレーのオン、オフの制御、及び、他の機器との間での通信等を行う。

［２．外部端子の固定に関する構造］
次に、本実施の形態に係る蓄電装置１における、外部端子１３の固定に関する構造について、図３～図５を用いて説明する。なお、本実施の形態では、負極側の外部端子１７は、正極側の外部端子１３と同様の態様で外装体１０に固定されているため、負極側の外部端子１７の固定構造に関する詳細な説明は省略する。

図３は、実施の形態に係る外部端子１３の固定構造を示す第１の斜視断面図である。具体的には、図３では、外部端子１３を通るＹＺ平面で切断した場合の蓄電装置１の斜視図が示されており、外部端子１３の外装体１０の内部に配置されている部分、及び、基板５０の図示は省略され、かつ、蓄電素子２０の断面は簡易的に図示されている。

図４は、実施の形態に係る外部端子１３及びその周辺の構造を示す拡大分解斜視図である。図５は、実施の形態に係る外部端子１３の固定構造を示す第２の斜視断面図である。なお、図５では、外装体１０の固定部４１を通るＸＹ平面で切断した場合の蓄電装置１の斜視図が示されており、外装体１０の内部の要素（４つの蓄電素子２０等）の図示は省略されている。

図３～図５に示すように、本実施の形態に係る蓄電装置１には、蓄電素子２０に電気的に接続され、外装体１０の上面１１ａに露出する外部端子１３が備えられている。外部端子１３は、外装体１０の側壁１０ａに固定されている。

具体的には、外部端子１３の一方側（蓄電素子２０と電気的に接続される側）は、例えばインサート成形により外蓋１１に固定されている。また、外部端子１３の他方側は、中蓋４０に固定されている。具体的には、例えば図４に示すように、外部端子１３は、露出部１３ａと、被固定部１３ｂと、屈曲部１３ｃとを有し、被固定部１３ｂが、中蓋４０に固定される。露出部１３ａは、外装体１０の外部に露出し、外部の導電部材が接続される部分である。本実施の形態では、露出部１３ａには、互いに貫通方向の異なる２つの締結孔１４が形成されており、例えば、いずれかの締結孔１４を貫通するボルトによって、ケーブルまたはバスバー等の導電部材が露出部１３ａに接続される。

被固定部１３ｂは、外装体１０の側壁１０ａに固定される部分であり、本実施の形態では、側壁１０ａの一部を形成する中蓋４０に設けられた固定部４１に熱かしめによって固定される。具体的には、図４に示すように、被固定部１３ｂには２つの固定孔１５が形成されており、固定部４１には、２つの固定孔１５に対応する位置のそれぞれに突起４３が設けられている。被固定部１３ｂの２つの固定孔１５のそれぞれに突起４３が挿入された状態で、２つの突起４３のそれぞれが熱によってかしめられる。その結果、被固定部１３ｂが固定部４１に固定される。つまり、外部端子１３が、外装体１０の側壁１０ａに固定される。

また、本実施の形態では、固定部４１に固定された状態の被固定部１３ｂを外側から覆う固定部カバー４２が配置されている。つまり、外部端子１３の被固定部１３ｂは、外装体１０の側壁１０ａに埋設された状態となっている。また、固定部カバー４２は、例えば外装体１０と同じく、ＰＣまたはＰＰ等の絶縁材料で形成されており、これにより、外部端子１３の、外装体１０の側壁１０ａに位置する部分（被固定部１３ｂ）の、外部の金属部材に対する絶縁性が確保される。なお、本実施の形態では、負極側の固定部４５にも同様に、外部端子１７の側壁１０ａに固定された部分を覆う固定部カバー４６が配置されている。これにより、外部端子１７の、外装体１０の側壁１０ａに位置する部分の、外部の金属部材に対する絶縁性が確保されている。

ここで、本実施の形態では、外装体１０は、高さ方向（Ｚ軸方向）に、外装体本体１２、中蓋４０、及び外蓋１１がこの順で並ぶ３層構造を有しており、外装体１０の側壁１０ａは、これら３部材それぞれの側壁の集合体として形成されている。また、本実施の形態では、例えば図３及び図５に示されるように、複数の蓄電素子２０の並び方向（Ｙ軸方向）の２つの側壁のうちの一方（Ｙ軸方向マイナス側の側壁１０ａ）に、固定部４１が設けられている。

より詳細には、固定部４１は、側壁１０ａのうちの、中蓋４０によって形成される部分に設けられている。つまり、外部端子１３の被固定部１３ｂは、中蓋４０の外周部分に固定されている、と表現することもできる。

上記構成を有する蓄電装置１は、例えば、図４に示すように、外装体本体１２に中蓋４０が取り付けられた状態で、中蓋４０に外蓋１１を取り付けることで組み立てられる。また、組み立ての手順はこれに限られない。例えば、中蓋４０に固定部４１が設けられているため、外部端子１３の外装体１０への固定作業を、中蓋４０を外装体本体１２に取り付ける前に完了させることもできる。

つまり、本実施の形態に係る蓄電装置１では、外装体１０が三層構造であり、最上層である外蓋１１の上面１１ａに露出する外部端子１３を固定する固定部４１は、上から二層目の中蓋４０に設けられている。そのため、例えば、外装体本体１２及びその中に収容された複数の蓄電素子２０が関与しない状態で、外部端子１３の外装体１０への固定作業を行うことができる。その後に、上記固定作業を終えた中蓋４０及び外蓋１１を外装体本体１２に取り付けることで、蓄電装置１の基本構造が完成する。

このように、外装体１０が三層構造を有することで、収容物を含めて重量が最も大きな最下層（外装体本体１２）とは切り離された状態で、上の二層（中蓋４０及び外蓋１１）を結合するための作業を行うことができる。具体的には、この作業には、外部端子１３の外装体１０への固定作業が含まれている。つまり、熱かしめ等を含む外部端子１３の固定作業を容易に実行することができる。

なお、例えば外装体１０（外蓋１１）の上面１１ａに、外装体１０の内部にアクセス可能な開口が設けられていてもよい。これより、外装体本体１２、中蓋４０及び外蓋１１が溶着等によって結合された後に、外部端子１３と、複数の蓄電素子２０に電気的に接続されたバスバー等の導電部材との接続作業（ボルト締め等）を容易に行うことができる。また、当該開口は、接続作業の後にカバーで覆うことで、当該開口を介した異物の進入を防止することができる。

また、本実施の形態において、外部端子１３の一部である被固定部１３ｂは、図３及び図５に示すように、側壁１０ａの厚み内に配置されている。具体的には、図５に示すように、外部端子１３の被固定部１３ｂが固定されている固定部４１の厚みＴａは、外装体１０の、固定部４１と同一高さ位置における、外部端子１３が固定されていない部分の厚みＴｂと同じ厚みである。なお、「高さ位置」とは、上下方向（例えば、外装体本体１２及び外蓋１１の並び方向であり、本実施の形態におけるＺ軸方向）における位置のことである。

すなわち、本実施の形態では、側壁１０ａの厚みを増加させない態様で、外部端子１３の被固定部１３ｂを側壁１０ａの厚み内に収容及び固定する構造が採用されている。

［３．効果の説明］
以上のように、本実施の形態に係る蓄電装置１は、蓄電素子２０と、蓄電素子２０を収容する外装体１０と、蓄電素子２０に電気的に接続され、外装体１０の上面１１ａに露出する外部端子１３とを備える。外部端子１３は、外装体１０の側壁１０ａに固定されている。

このように、本実施の形態では、外部端子１３が固定される位置（固定位置）が、外装体１０の側壁１０ａに配置される。つまり、固定位置が蓄電素子２０の上方の空間を消費しない位置にあるため、例えば、蓄電装置１の高さを抑制することができる。また、外装体１０の内部空間を有効に利用することができる。

ここで、従来の蓄電装置では、例えば、外部端子の端部を、外装体の外蓋の上面と平行となるように折り曲げて、当該端部を外蓋の上面に固定する構造が採用される。この場合、蓄電装置の高さは、外蓋の上面に配置された外部端子の端部の厚みの影響を受けるため、例えば蓄電装置の小型化という観点からは不利である。

また、上記の特許文献１に記載の蓄電池本体のように、外部端子である板端子の端部を、蓋の上面から垂直に差し込む構造であれば、端部の厚みは蓄電装置の高さに影響を与えない。しかし、この場合、板端子の端部の固定位置が蓄電素子の上方に位置するため、蓋に対する当該端部の差し込み長さが蓄電装置の高さを増加させる要因となる。

一方、本実施の形態では、上述のように、外部端子１３の固定位置が外装体１０の側壁１０ａに存在する。そのため、外部端子１３を外装体１０に固定するための部分による蓄電装置１の高さの増加を、実質的にゼロとすることができる。また、外部端子１３の固定位置が側壁１０ａに存在する場合であっても、例えばボルト締め等の作業に十分に耐え得る程度に、外部端子１３をしっかりと外装体１０に固定することは可能である。すなわち、本実施の形態に係る蓄電装置１において、外部端子１３は、外部端子１３としての機能を損なわず、かつ、蓄電装置１の高さを増加させない態様で外装体１０に固定されている。

このように、本実施の形態に係る蓄電装置１は、外装体１０に固定された外部端子１３を備え、かつ、小型化が可能な蓄電装置である。

また、本実施の形態において、蓄電素子２０は、電極体２５と、電極体２５が収容された容器２１と、容器２１に配置され、外部端子１３と電気的に接続された電極端子２２とを有する。外部端子１３は、容器２１における、電極端子２２が位置する端子面２３の周縁に接続された側面に対応する位置で、外装体１０の側壁１０ａに固定されている。具体的には、容器２１は、端子面２３の周縁に接続された側面として、２つの長側面２４ａと２つの短側面２４ｂとを有している。本実施の形態では、図２及び図３から分かるように、外部端子１３は、１つの蓄電素子２０の長側面２４ａに対応する位置で、外装体１０の側壁１０ａに固定されている。

この構成によれば、蓄電素子２０の側面（本実施の形態では長側面２４ａ）に対応する位置に、外部端子１３の固定位置が存在するため、例えば、蓄電素子２０の高さを大きくした場合であっても、外部端子１３の固定位置を上に持っていく必要がない。そのため、蓄電装置１としての高さの増加を抑制することができる。これにより、例えば蓄電装置１のサイズを変更することなく、蓄電装置１のエネルギー密度を向上させることができる。また、本実施の形態に係る蓄電装置１によれば、例えば、蓄電容量を低下させずに小型化が可能である。

また、本実施の形態において、外装体１０には、第１の方向（Ｙ軸方向）に並んで配置された複数の蓄電素子２０が収容されている。複数の蓄電素子２０のそれぞれは、第１の方向（Ｙ軸方向）に容器２１の長側面２４ａを向け、かつ第１の方向（Ｙ軸方向）と直交する第２の方向（Ｘ軸方向）に容器２１の短側面２４ｂを向けて配置されている。外部端子１３は、外装体１０の、第１の方向（Ｙ軸方向）に配置された側壁１０ａに固定されている。

このように、本実施の形態では、例えば図２に示されるように、長側面２４ａ同士が隣り合うように並べられた複数の蓄電素子２０の並び方向における端部に、外部端子１３の固定位置（図２における固定部４１）が存在する。これにより、例えば、外部端子１３に、複数の蓄電素子２０の膨張を抑制する機能を担わせることができる。

ここで、一般的に、蓄電装置の小型化のためには、例えば、隣り合う蓄電素子間の間隔を狭くすることが考えられる。この場合、それぞれの蓄電素子の膨らみは、複数の蓄電素子からなる蓄電素子群の膨らみとして現れやすくなる。この点に関し、本実施の形態に係る蓄電装置１では、複数の蓄電素子２０からなる蓄電素子群の膨らみ方向の端部と対向する位置に、外部端子１３の固定位置が存在する。そのため、蓄電装置１の小型化を図りつつ、小型化に起因して現れやすくなる蓄電素子群の膨らみを抑制することができる。その結果、例えば、蓄電素子群が膨らむことよる外装体１０の変形が抑制される。

また、本実施の形態において、外部端子１３は、外装体１０の外部に露出し、外部の導電部材が接続される露出部１３ａと、外装体１０の側壁１０ａに固定される被固定部１３ｂと、露出部１３ａと被固定部１３ｂとの間の位置において屈曲した部分である屈曲部１３ｃとを有する。

このように、被固定部１３ｂと露出部１３ａとの間に屈曲部１３ｃが存在することで、例えば、図１及び図３に示すように、露出部１３ａを側壁１０ａよりも内側（Ｙ軸方向プラス側）に位置させることができる。これにより、例えば、蓄電装置１が、側壁１０ａが下を向く姿勢で金属板に置かれた場合であっても、露出部１３ａが当該金属板に接触する可能性が低減される。つまり、例えば露出部１３ａを介した外部短絡の発生が抑制される。また、例えば、露出部１３ａが被固定部１３ｂの方向に押圧された場合に、屈曲部１３ｃが変形することで、被固定部１３ｂへ与えられる力を抑制することができ、これにより、外部端子１３の位置ずれ等の発生が抑制される。具体的には、本実施の形態では、図３に示すように、屈曲部１３ｃは中蓋４０と接して配置されるため、露出部１３ａが被固定部１３ｂの方向に押圧された場合、その押圧力の少なくとも一部は被固定部１３ｂの位置において中蓋４０に吸収される。従って、外部端子１３の位置ずれ等の発生がより確実に抑制される。

このように、本実施の形態に係る蓄電装置１では、外部端子１３を外装体１０の側壁１０ａに固定することで蓄電装置１の小型化を図りつつ、外部端子１３の露出部１３ａを内側寄りに位置させている。これにより、外部端子１３が外部の金属部材と不要に導通する可能性が低減され、また、外部端子１３が下方に向けて押圧されることによる不具合の発生が抑制される。

また、本実施の形態において、外部端子１３は、外部端子１３の一部が、外装体１０の側壁１０ａ厚み内であって、外装体１０の同一高さ位置における、外部端子１３が固定されていない部分の厚みと同じ厚み内で固定されている。具体的には、図５に示すように、外部端子１３の被固定部１３ｂは、側壁１０ａに設けられた固定部４１に固定されている。また、被固定部１３ｂを覆う固定部カバー４２を含む固定部４１全体の厚みＴａは、側壁１０ａの、外部端子１３が固定されていない部分の厚みＴｂと同じである。

この構成によれば、外装体１０の側壁１０ａの厚み内（内面と外面との間）で外部端子１３を固定するため、例えば、蓄電装置１の横幅（Ｙ軸方向の幅）の増加が抑制される。言い換えると、蓄電装置１の横幅を増加させない態様で、外装体１０の側壁１０ａに外部端子１３を固定させることができる。このことは、蓄電装置１の小型化に有利である。

ここで、蓄電素子２０として、リチウムイオン二次電池を採用した場合、リチウムイオン二次電池は、電解質が酸化しガスが発生することにより膨張しやすい、という特有の問題を有している。そのため、外装体１０は、少なくとも、通常時における複数の蓄電素子２０の膨みに耐え得る強度を有する必要があり、これにより、側壁１０ａの厚みは比較的に厚くなる。そのため、側壁１０ａの厚み内に外部端子１３の被固定部１３ｂを収めることは十分に可能である。つまり、外部端子を外装体の側壁に固定する構造は、リチウムイオン二次電池を備える蓄電装置に適している、と言うことができる。

また、本実施の形態において、外部端子１３は、外部端子１３の一部が、外装体１０の側壁１０ａに埋設されていることで、側壁１０ａに固定されている。

この構成によれば、外部端子１３の、外装体１０の側壁１０ａに固定される部分（被固定部１３ｂ）の全体を絶縁材料によって覆うことができる。つまり、外部端子１３を外装体１０の側壁１０ａに固定することで蓄電装置１の小型化を図りつつ、外部端子１３の被固定部１３ｂが、外部の金属部材と不要に導通する可能性が低減される。

具体的には、本実施の形態では、図４及び図５に示すように、側壁１０ａに凹状に形成された固定部４１に、外部端子１３の被固定部１３ｂが埋められた状態で固定され、被固定部１３ｂが固定部カバー４２で覆われる。固定部カバー４２は、外装体１０と同じく絶縁材料で形成されている。その結果、外部端子１３の一部である被固定部１３ｂが側壁１０ａに埋設された（埋め込まれた）状態となり、これにより、被固定部１３ｂの、外部の金属部材との接触及び導通の可能性が低減される。

（他の実施の形態）
以上、本発明の実施の形態に係る蓄電装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態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、上記実施の形態では、外装体１０の側壁１０ａにおける外部端子１３を固定する部分である固定部４１は、中蓋４０に設けられるとしたが、固定部４１は、例えば外装体本体１２に設けられてもよい。つまり、固定部４１は、外装体１０の側壁１０ａを形成する部材に設けられていればよく、固定部４１が、中蓋４０、外装体本体１２、及び外蓋１１のいずれに属するか（設けられるか）は、例えば蓄電装置１の大きさ等に応じて適宜決定すればよい。また、外装体１０が、中蓋４０、外装体本体１２及び外蓋１１とは異なる他の部材を含む場合、当該他の部材に、固定部４１が設けられてもよい。

また、上記実施の形態では、例えば図１及び図３に示すように、固定部カバー４２は、被固定部１３ｂを覆い、かつ、屈曲部１３ｃを外部に露出させているが、固定部カバー４２は、例えば、被固定部１３ｂ及び屈曲部１３ｃを一括して覆うように形成されていてもよい。これにより、外部端子１３における、バスバー等との接合に用いられない部分（つまり、露出している必要のない部分）の露出量が減少する。その結果、外部端子１３と、外部の金属部材との不要な導通の可能性が低減される。

また、上記実施の形態では、接続部材３０と電極端子２２とを溶接により接合するとした。しかし、接続部材３０と電極端子２２とは、他の手法によって接合されてもよい。例えば、リベットによるかしめ、または、ネジ止めなどの手法で接続部材３０と電極端子２２とが接合されてもよい。

また、負極側の外部端子１７は、正極側の外部端子１３と同様の態様で外装体１０に固定されているとしたが、外部端子１７は、外部端子１３とは異なる態様で外装体１０に固定されていてもよい。例えば、外部端子１７の形状が外部端子１３と異なる場合、外部端子１７の形状に適した態様で外装体１０に固定されていてもよい。また、外部端子１３及び１７の極性が逆であってもよい。つまり、外部端子１３が、複数の蓄電素子２０の総マイナスと接続され、かつ、外部端子１７が、複数の蓄電素子２０の総プラスと接続されていてもよい。

その他、蓄電装置１が備える蓄電素子２０の個数及び形状についても、上記実施の形態で説明される個数及び形状である必要はない。例えば、蓄電素子２０の個数は１～３または５以上あってもよく、蓄電素子２０の形状が、例えば円柱状であってもよい。また、外装体１０の形状も図１等に示すような直方体形状である必要はなく、例えば、円柱形状であってもよい。この場合であっても、例えば円形の上面に露出する外部端子を、湾曲した側壁に固定することで、当該外装体を備える蓄電装置の小型化は可能である。

また、上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素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。

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に適用できる。

１ 蓄電装置
１０ 外装体
１０ａ 側壁
１１ 外蓋
１１ａ 上面
１２ 外装体本体
１３、１７ 外部端子
１３ａ 露出部
１３ｂ 被固定部
１３ｃ 屈曲部
１４ 締結孔
１５ 固定孔
２０ 蓄電素子
２１ 容器
２２ 電極端子
２３ 端子面
２４ａ 長側面
２４ｂ 短側面
２５ 電極体
３０ 接続部材
４０ 中蓋
４１、４５ 固定部
４２、４６ 固定部カバー
４３ 突起
５０ 基板

Claims (5)

1. 蓄電素子と、
   前記蓄電素子を収容する外装体と、
   前記蓄電素子に電気的に接続され、前記外装体の上面に露出する外部端子と、を備え、
   前記外部端子は、前記外装体の側壁に固定されており、
   前記外装体は、前記上面を形成する外蓋と、前記外蓋とは異なる他の部材とを有し、
   前記外部端子の一部は、前記他の部材によって形成された前記側壁に埋設されることで固定されており、かつ、前記外部端子の前記一部とは異なる他の一部は、前記外蓋に埋設されており、
   前記他の部材は、前記側壁において凹状に形成された、前記外部端子の前記一部が埋められた状態で固定される固定部と、前記外部端子の前記一部を前記外装体の外部側から覆うカバーとを含む、
   蓄電装置。
2. 前記蓄電素子は、
   電極体と、
   前記電極体が収容された容器と、
   前記容器に配置され、前記外部端子と電気的に接続された電極端子と、
   を有し、
   前記外部端子は、前記容器における、前記電極端子が位置する端子面の周縁に接続された側面に対応する位置で、前記外装体の前記側壁に固定されている、
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記外装体には、第１の方向に並んで配置された複数の前記蓄電素子が収容されており、
   前記複数の前記蓄電素子のそれぞれは、前記第１の方向に前記容器の長側面を向け、かつ前記第１の方向と直交する第２の方向に前記容器の短側面を向けて配置されており、
   前記外部端子は、前記外装体の、前記第１の方向に配置された前記側壁に固定されている、
   請求項２に記載の蓄電装置。
4. 前記外部端子は、前記外装体の外部に露出し、外部の導電部材が接続される露出部と、
   前記外装体の前記側壁に固定される被固定部と、前記露出部と前記被固定部との間の位置において屈曲した部分である屈曲部と、を有する、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
5. 前記外部端子は、前記外部端子の一部が、前記外装体の前記側壁の厚み内であって、前記外装体の同一高さ位置における、前記外部端子が固定されていない部分の厚みと同じ厚み内で固定されている、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電装置。

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