JP7359098B2 - 蓄電モジュール - Google Patents

Description

本発明は、蓄電モジュールに関する。

特許文献１には、バイポーラ電池が記載されている。このバイポーラ電池は、集電体に正極活物質層および負極活物質層が設けられた複数のバイポーラ電極と、複数の高分子固体電解質層とを交互に貼り合わせて、最外層に正極端子側電極及び負極端子側電極が配置されて構成されている。それぞれの集電体には、単電池ごとの電圧を測定するための電圧測定用タブ電極が設けられている。電圧測定用タブ電極は、隣接するもの同士が同位置とならないように配置されている。具体的には、電圧測定用タブ電極は、バイポーラ電池の側面の長手方向に等間隔にずれて配置されている。

特開２００４－８７２３８号公報

上述したバイポーラ電池では、複数の電圧測定用タブ電極にわたって位置をずらすことにより、電圧測定用タブ電極同士の接触による短絡の抑制を図っている。しかし、上述したバイポーラ電池では、電圧測定用タブ電極が異なる位置に設けられた複数種類の集電体を用意する必要があり、複数の蓄電セルにわたって部品の共通化を行えなくなる。

これに対して、例えば、タブとして集電体とは別に金属箔を用意しつつ、この金属箔を複数の集電体にわたって異なる位置に接合するようにすれば、複数の蓄電セルにわたって部品の共通化を行うことが可能となる。しかしながら、この場合にあっては、金属箔をそのまま外部への接続に用いると、金属箔に印加された負荷が集電体と金属箔との接合部に伝達されることにより、当該接合部の状態が変化し、電気抵抗が増大するおそれがある。つまり、安定した電圧検出が困難となるおそれがある。

そこで、本発明は、複数の蓄電セルにわたって部品の共通化を行いつつ安定した状態検出を可能とする蓄電モジュールを提供することを目的とする。

本発明に係る蓄電モジュールは、互いに積層された複数の蓄電セルを含む積層体と、蓄電セルの状態を検出するための検出部と、を備え、蓄電セルは、第１集電体及び第１集電体の第１面に設けられた第１活物質層を含む第１電極と、第２集電体、及び第２集電体の第２面に設けられ、第１活物質層と異なる極性の第２活物質層を含み、第２活物質層が第１活物質層に対向するように第１電極に積層された第２電極と、第１電極及び第２電極の積層方向からみて第１活物質層及び第２活物質層を囲うように第１集電体と第２集電体との間に設けられたスペーサと、を含み、積層体は、一の蓄電セルの第１集電体の第１面と反対側の第３面と、別の蓄電セルの第２集電体の第２面と反対側の第４面とが対向するように、複数の蓄電セルを積層することにより構成されており、検出部は、互いに対向する第３面と第４面との間に介在され、第１集電体及び／又は第２集電体に接続された検出線と、検出線を保持し、検出線を外部に接続するためのコネクタ部と、を有する。

この蓄電モジュールは、積層体を構成する蓄電セルの状態を検出するための検出部を備えている。検出部は、互いに隣り合う蓄電セルの集電体の間に介在された検出線を含む。そして、検出線は、外部接続のためのコネクタ部に保持されている。したがって、この検出部を用いて蓄電セルの状態を検出するに際して、種々の形状の集電体を用意する必要がない。すなわち、複数の蓄電セルにわたって部品の共通化を行うことができる。さらに、この蓄電モジュールでは、コネクタ部によって検出線が保持されているので、検出線ひいては検出線と集電体との接続部に加わる負荷を低減できる。すなわち、安定した状態検出が可能となる。このように、この蓄電モジュールによれば、複数の蓄電セルにわたって部品の共通化を行いつつ安定した状態検出が可能となる。

本発明に係る蓄電モジュールは、コネクタ部をスペーサに固定する固定部を備えてもよい。この場合、コネクタ部がスペーサに固定されることで負荷をより吸収しやすくなり、集電体と検出線との接続部に加わる負荷がより低減される。

本発明に係る蓄電モジュールでは、固定部と、上記一の蓄電セルのスペーサと、上記別の蓄電セルのスペーサと、コネクタ部と、によって封止空間が形成され、検出線は、封止空間内に配置されてもよい。この場合、固定部と、隣り合う２つの蓄電セルのスペーサと、コネクタ部とで形成された封止空間に水分等が浸入することが抑制され、検出線に水分等が付着することが抑制される。

本発明に係る蓄電モジュールでは、コネクタ部は、積層方向からみて、スペーサの外縁よりも外側に位置していてもよい。この場合、コネクタ部がスペーサの外側に位置しているため、集電体やスペーサの間にコネクタを介在させる場合と比較して、蓄電セル間が拡大することによる電池性能の低下が抑制される。

本発明に係る蓄電モジュールでは、検出線は、第１集電体及び／又は第２集電体に電気的に接続された電圧検出線であってもよい。この場合、複数の蓄電セルにわたって部品の共通化を行いつつ安定した電圧検出が可能となる。

本発明に係る蓄電モジュールでは、検出線は、導線部と導線部の一部を被覆する絶縁層とを含み、導線部の絶縁層から露出された部分において第１集電体及び／又は第２集電体に電気的に接続されていてもよい。この場合、集電体と検出線との接続部以外において、電気的な絶縁性が向上される。

本発明に係る蓄電モジュールでは、コネクタ部には凹部が形成されており、コネクタ部は、凹部の内面に検出線が露出するように検出線を保持していてもよい。この場合、コネクタ部をメス型として構成できる。或いは、本発明に係る蓄電モジュールでは、コネクタ部は、検出線に接続された導電部材と、導電部材を保持する保持部と、を含み、導電部材は、保持部から突出していてもよい。この場合、コネクタ部をオス型として構成できる。

本発明に係る蓄電モジュールでは、検出線は、積層方向からみて、第１活物質層と第２活物質層とに重なるように延在していてもよい。集電体における活物質層が形成された部分は、電池性能の確保のため拘束圧が付加される場合がある。この場合、この拘束圧が、検出線と集電体との接続部にも付加されることにより、検出線と集電体との接触を確実に維持することが可能となる。

本発明に係る蓄電モジュールでは、第２活物質層は、積層方向からみて、第１活物質層よりも大きく形成されており、検出線は、積層方向からみて、第１活物質層及び第２活物質層のうちの第２活物質層のみに重なるように延在していてもよい。この場合、検出線の介在による電池性能への影響を抑制しつつ、検出線の接触面積を増加させてより確実に蓄電セルの状態検出を行うことが可能となる。

本発明に係る蓄電モジュールでは、スペーサとコネクタ部との間を封止するための封止部をさらに備えてもよい。この場合、スペーサとコネクタ部との間において、検出線間に水分等が侵入することが抑制される。

本発明によれば、部品点数の増加を抑制しつつ安定した状態検出を可能とする蓄電モジュールを提供できる。

図１は、一実施形態に係る蓄電装置を示す概略的な断面図である。 図２は、図１に示された蓄電装置の一部を拡大して示す断面図である。 図３は、図２に示された部分の正面図（Ｘ方向からみた場合の図）である。 図４は、図１に示された蓄電装置の一部を拡大して示す断面図である。 図５は、変形例に係る電圧検出線を示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら一実施形態について説明を行う。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される場合がある。また、各図には、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸からなる直交座標系を示す場合がある。
［蓄電装置の全体構成］

図１は、一実施形態に係る蓄電装置を示す概略的な断面図である。図１に示される蓄電装置１は、例えば、フォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリに用いられる蓄電モジュールである。蓄電装置１は、例えばニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池である。蓄電装置１は、電気二重層キャパシタであってもよいし、全固体電池であってもよい。本実施形態では、蓄電装置１がリチウムイオン二次電池である場合を例示する。

蓄電装置１は、複数の蓄電セル２が積層方向にスタック（積層）された積層体５と、積層体５に設けられた複数の検出部５０と、を含む。ここでは、蓄電セル２の積層方向をＺ軸方向とする。各蓄電セル２は、正極（第１電極）１１と、負極（第２電極）１２と、セパレータ１３と、スペーサ１４とを備える。正極１１は、第１集電体２０と、第１集電体２０の一方面（第１面）２０ａに設けられた正極活物質層（第１活物質層）２２とを備える。正極１１は、例えば矩形状の電極である。

負極１２は、第２集電体２１と、第２集電体２１の一方面（第２面）２１ａに設けられた負極活物質層（第１活物質層と異なる極性の第２活物質層）２３とを備える。負極１２は、例えば矩形状の電極である。負極１２は、負極活物質層２３が正極活物質層２２と対向するように正極１１に積層されている。本実施形態では、正極１１及び負極１２の積層方向は、蓄電セル２の積層方向と一致している（Ｚ軸方向である）。以下、蓄電セル２の積層方向と正極１１及び負極１２の積層方向を単に「積層方向」と称する場合がある。本実施形態では、正極活物質層２２及び負極活物質層２３は、いずれも矩形状に形成されている。負極活物質層２３は、正極活物質層２２よりも一回り大きく形成されており、平面視において（積層方向からみたとき）、正極活物質層２２の形成領域の全体が負極活物質層２３の形成領域内に位置している。

第１集電体２０は、一方面２０ａとは反対側の面である他方面（第３面）２０ｂを有する。他方面２０ｂには、正極活物質層２２が形成されていない。第２集電体２１は、一方面２１ａとは反対側の面である他方面（第４面）２１ｂを有する。他方面２１ｂには、負極活物質層２３が形成されていない。積層体５は、一の蓄電セル２の第１集電体２０の他方面２０ｂと、別の蓄電セル２の第２集電体２１の他方面２１ｂとが互いに対向するように（ここでは接するように）、複数の蓄電セル２を積層することにより構成されている。

これにより、積層体５において、複数の蓄電セル２が電気的に直列に接続される。積層体５では、積層方向に隣り合う蓄電セル２により、互いに接する第１集電体２０及び第２集電体２１を電極体とする疑似的なバイポーラ電極１０が形成される。すなわち、１つのバイポーラ電極１０は、第１集電体２０、第２集電体２１、正極活物質層２２及び負極活物質層２３を含む。積層方向の一端には、終端電極として第１集電体２０（正極１１）が配置される。積層方向の他端には、終端電極として第２集電体２１（負極１２）が配置される。なお、ここでは、一方面２０ａ，２１ａ及び他方面２０ｂ，２１ｂに沿う方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。

第１集電体２０及び第２集電体２１のそれぞれ（以下、単に「集電体」という場合がある）は、リチウムイオン二次電池の放電又は充電の間、正極活物質層２２及び負極活物質層２３に電流を流し続けるための化学的に不活性な電気伝導体である。集電体を構成する材料としては、例えば、金属材料、導電性樹脂材料、導電性無機材料等を用いることができる。導電性樹脂材料としては、例えば、導電性高分子材料又は非導電性高分子材料に必要に応じて導電性フィラーが添加された樹脂等が挙げられる。集電体は、前述した金属材料又は導電性樹脂材料を含む１以上の層を含む複数層を備えてもよい。集電体の表面は、公知の保護層により被覆されてもよい。集電体の表面は、メッキ処理等の公知の方法により処理されてもよい。

集電体は、例えば箔、シート、フィルム、線、棒、メッシュ又はクラッド材等の形態を有してもよい。集電体は、アルミニウム箔、銅箔以外に、例えば、ニッケル箔、チタン箔又はステンレス鋼箔等の金属箔であってもよい。機械的強度を確保する観点から、集電体は、ステンレス鋼箔（例えばＪＩＳ Ｇ ４３０５：２０１５にて規定されるＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４等）であってもよい。集電体は、上記金属の合金箔であってもよい。第１集電体２０は、アルミニウム膜によって被覆された基材を含む箔であってもよい。本実施形態において、第１集電体２０はアルミニウム箔であり、第２集電体２１は銅箔である。第２集電体２１は、銅膜によって被覆された基材を含む箔であってもよい。箔状の集電体の場合、集電体の厚みは１μｍ～１００μｍの範囲内であってもよい。

正極活物質層２２は、リチウムイオン等の電荷担体を吸蔵及び放出し得る正極活物質を含む。正極活物質としては、層状岩塩構造を有するリチウム複合金属酸化物、スピネル構造の金属酸化物、ポリアニオン系化合物など、リチウムイオン二次電池の正極活物質として使用可能なものを採用すればよい。また、２種以上の正極活物質を併用してもよい。本実施形態において、正極活物質層２２は複合酸化物としてのオリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）を含む。

負極活物質層２３は、リチウムイオンなどの電荷担体を吸蔵及び放出可能である単体、合金又は化合物であれば特に限定はなく使用可能である。例えば、負極活物質としてＬｉや、炭素、金属化合物、リチウムと合金化可能な元素もしくはその化合物等が挙げられる。炭素としては天然黒鉛、人造黒鉛、あるいはハードカーボン（難黒鉛化性炭素）やソフトカーボン（易黒鉛化性炭素）を挙げることができる。人造黒鉛としては、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ等が挙げられる。リチウムと合金化可能な元素の例としては、シリコン（ケイ素）及びスズが挙げられる。本実施形態において、負極活物質層２３は炭素系材料としての黒鉛を含む。

正極活物質層２２及び負極活物質層２３のそれぞれ（以下、単に「活物質層」という場合がある）は、必要に応じて電気伝導性を高めるための導電助剤、結着剤、電解質（ポリマーマトリクス、イオン伝導性ポリマー、電解液等）、イオン伝導性を高めるための電解質支持塩（リチウム塩）等をさらに含み得る。活物質層に含まれる成分又は当該成分の配合比及び活物質層の厚さは特に限定されず、リチウムイオン二次電池についての従来公知の知見が適宜参照され得る。活物質層の厚みは、例えば２～１５０μｍである。集電体の表面に活物質層を形成させるには、ロールコート法等の従来から公知の方法を用いてもよい。正極１１又は負極１２の熱安定性を向上させるために、集電体の表面（片面又は両面）又は活物質層の表面に耐熱層を設けてもよい。耐熱層は、例えば、無機粒子と結着剤とを含み、その他に増粘剤等の添加剤を含んでもよい。

導電助剤は、正極１１又は負極１２の導電性を高めるために添加される。そのため、導電助剤は、正極１１又は負極１２の導電性が不足する場合に任意に加えられてもよく、正極１１又は負極１２の導電性が十分に優れている場合には加えられなくてもよい。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等である。

結着剤は、活物質又は導電助剤を集電体の表面に繋ぎ止める役割を果たす。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂、ポリ（メタ）アクリル酸等のアクリル系樹脂、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸アンモニウム等のアルギン酸塩、水溶性セルロースエステル架橋体、デンプン－アクリル酸グラフト重合体を例示することができる。これらの結着剤は、単独で又は複数で用いられ得る。溶媒には、例えば、水、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）等が用いられる。

セパレータ１３は、正極１１と負極１２とを隔離し、両極の接触による短絡を防止しつつ、リチウムイオン等の電荷担体を通過させる。セパレータ１３は、正極１１と負極１２との間に配置されている。セパレータ１３は、蓄電セル２をスタックした際に隣り合うバイポーラ電極１０，１０間の短絡を防止する。

セパレータ１３は、例えば、電解質を吸収保持するポリマーを含む多孔性シート又は不織布である。セパレータ１３を構成する材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）からなる多孔質フィルムが用いられる。セパレータ１３を構成する材料は、ポリプロピレン或いはメチルセルロース等からなる織布又は不織布等であってもよい。セパレータ１３は、単層構造又は多層構造を有してもよい。多層構造は、例えば、耐熱層としてのセラミック層等を有してもよい。セパレータ１３には、電解質が含浸されてもよい。セパレータ１３自体を全固体電解質（高分子固体電解質、無機固体型電解質）等の電解質で構成してもよい。

セパレータ１３に含浸される電解質としては、具体的には、従来公知の材料として、液体電解質（電解液）、高分子ゲル電解質を用いることができる。電解液は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解した電解質とを含む。高分子ゲル電解質は、ポリマーマトリックス中に保持された電解質を含む。

電解液は、非水溶媒と非水溶媒に溶解した電解質とを含んでいる。非水溶媒としては、環状カーボネート類、環状エステル類、鎖状カーボネート類、鎖状エステル類、エーテル類等の公知の溶媒を使用できる。また、これらの材料を単独、または二種以上組合せて用いてもよい。電解質としては、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２等の公知のリチウム塩を使用できる。

スペーサ１４は、少なくとも、第１集電体２０と第２集電体２１との間に形成され、第１集電体２０及び第２集電体２１の少なくとも一方（例えば第１集電体２０及び第２集電体２１の両方、又は第１集電体２０及び第２集電体２１のいずれか一方のみ）に接合又は固定される。スペーサ１４は、絶縁材料を含み、第１集電体２０と第２集電体２１との間を絶縁することによって短絡を防止する。本実施形態において、スペーサ１４は、絶縁材料として樹脂であるポリエチレン（ＰＥ）を含む。スペーサ１４を構成する樹脂材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）の他に、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、変性ポリプロピレン（変性ＰＰ）、及びアクリロニトリルスチレン（ＡＳ）樹脂が挙げられる。

本実施形態において、スペーサ１４は、第１集電体２０の縁部２０ｅ又は第２集電体２１の縁部２１ｅに沿って延在している。スペーサ１４は、積層方向からみて正極活物質層２２又は負極活物質層２３を取り囲む枠である。

本実施形態において、スペーサ１４は、第１集電体２０と第２集電体２１との間の空間Ｓを封止する枠状の封止部としても機能する。本実施形態では、各蓄電セル２に配置されるスペーサ１４は、一対の集電体間に配置される部分と集電体の縁部よりも外側に延びる部分とを有しており、積層方向に隣り合うスペーサ１４の外側に延びる部分同士が接合されて一体化している。複数のスペーサ１４が一体化されて封止体１４ａを形成している。スペーサ１４、第１集電体２０、及び第２集電体２１によって囲まれた空間Ｓには、セパレータ１３に含浸される電解質（電解液）が収容されている。本実施形態においては、スペーサ１４は、平面視において矩形の枠状をなしており、第１集電体２０の縁部２０ｅ及び第２集電体２１の縁部２１ｅに溶着されている。封止体１４ａは、積層体５の積層方向の一端に配置された第１集電体２０から積層方向の他端に配置された第２集電体２１まで積層方向に延在している。封止体１４ａは筒状の部材である。

スペーサ１４は、正極１１及び負極１２との間の空間Ｓを封止することで、電解質の漏れを防止し得る。また、スペーサ１４は、正極１１及び負極１２との間の空間Ｓを封止することで、蓄電装置１の外部から空間Ｓ内への水分の侵入を防止し得る。さらに、スペーサ１４は、例えば充放電反応等により正極１１又は負極１２から発生したガスが蓄電装置１の外部に漏れることを防止し得る。なお、セパレータ１３は、縁部１３ｅにおいてスペーサ１４と第１集電体２０との間に挟まれることで位置決めされている。
［検出部の一例］

引き続いて、図１に示された検出部５０の一例について説明する。図２は、図１に示された蓄電装置の一部を拡大して示す断面図である。図３は、図２に示された部分の正面図（Ｘ方向からみた場合の図）である。図１～３に示されるように、この例では、検出部５０は、蓄電セル２のそれぞれに対して設けられている。ここでは、検出部５０は、蓄電セル２の状態として蓄電セル２のそれぞれの電圧を検出するために用いられる。検出部５０は、電圧検出線（検出線）５１とコネクタ部５２Ａとを含む。電圧検出線５１は、積層体５の外側から隣り合う２つの蓄電セル２のスペーサ１４を介して積層体５の内側に至るように設けられている。

より具体的には、電圧検出線５１は、一端部５１ａと一端部５１ａの反対側の他端部５１ｂとを含む。電圧検出線５１の一端部５１ａは、積層体５の内部に配置され、他端部５１ｂは積層体５の外部に配置されている。積層体５の外部とは、積層方向からみてスペーサ１４の外縁１４ｅよりも外側（空間Ｓの反対側）である。したがって、電圧検出線５１は、一端部５１ａと他端部５１ｂとの間において、積層方向からみたときにスペーサ１４に重なる部分（スペーサ１４に接触する部分）を含む。スペーサ１４に重なる部分には、例えば絶縁被覆５３が設けられていてもよい。

電圧検出線５１の一端部５１ａは、互いに隣り合う蓄電セル２のうちの一方の蓄電セル２の（第１集電体２０の）他方面２０ｂと、他方の蓄電セル２の（第２集電体２１の）他方面２１ｂとの間に介在され、それらの他方面２０ｂ，他方面２１ｂに接触している。これにより、電圧検出線５１は、互いに隣り合う蓄電セル２のうちの一方の蓄電セル２の第１集電体２０及び他方の蓄電セル２の第２集電体２１に電気的に接続されている。特に、一端部５１ａは、積層方向からみて正極活物質層２２及び負極活物質層２３の間の領域に至っている。

このように、電圧検出線５１は、互いに対向する他方面２０ｂと他方面２１ｂとの間に介在され、第１集電体２０及び第２集電体２１に接続されている。そして、電圧検出線５１と第１集電体２０及び第２集電体２１との接続部（ここでは接触している部分）は、積層方向からみてスペーサ１４の外縁１４ｅよりも内側に位置している。さらに、電圧検出線５１は、積層方向からみて、正極活物質層２２と負極活物質層２３とに重なるように延在している。これにより、積層方向に沿って積層体５に拘束圧が付加されたときに、正極活物質層２２及び負極活物質層２３を介して、第１集電体２０、電圧検出線５１、及び第２集電体２１の積層構造にも効果的に拘束圧が付加され得る。蓄電装置１は、積層方向に沿って積層体５に拘束圧を付加するための拘束部材を備え得る。なお、電圧検出線５１は、第１集電体２０及び第２集電体２１のそれぞれよりも薄くてもよい。

コネクタ部５２Ａは、電圧検出線５１を保持すると共に、外部に接続するためのものであり、絶縁性を有する樹脂部材である。コネクタ部５２Ａは、ここでは、積層方向に一列に配列されている（図３参照）。ここでの外部に接続するとは、蓄電セル２以外の要素に接続することを意味している。したがって、蓄電装置１が、蓄電セル２の電圧といった状態の検出結果の入力を受けるユニットを備えている場合には、コネクタ部５２Ａは、電圧検出線５１を蓄電装置１内の当該ユニット（外部）に接続するためのものとなる。一方、蓄電装置１が当該制御ユニットを備えていない場合には、コネクタ部５２Ａは、電圧検出線５１を蓄電装置１と異なる装置（外部）に接続するためのものとなる。なお、この点については後述するコネクタ部５２Ｂについても同様である。

コネクタ部５２Ａは、積層体５の外部（スペーサ１４の外縁１４ｅよりも外側）に位置している。コネクタ部５２Ａには、凹部５２Ｐが設けられている。凹部５２Ｐは、積層体５と反対側（ここではＹ方向）に向けて開放されている。電圧検出線５１は、他端部５１ｂにおいてコネクタ部５２Ａに保持されており、凹部５２Ｐの内面５２ｓに露出されている。これにより、コネクタ部５２Ａがメス型のコネクタとして構成され、オス型の別のコネクタを凹部５２Ｐ内に挿入することにより、コネクタ部５２Ａ内で電圧検出線５１との電気的な接続が行われることとなる。なお、コネクタ部５２Ａの少なくとも一部は、スペーサ１４の外縁１４ｅよりも内側に位置していてもよい。この場合、積層方向におけるスペーサ１４の厚みを、積層方向におけるコネクタ部５２の厚みに合わせて縮小することが望ましい。

蓄電装置１は、互いに隣り合う蓄電セル２のスペーサ１４とコネクタ部５２Ａと共に封止空間を形成する封止部（固定部）６０をさらに備えている。封止部６０は、例えば、スペーサ１４及び／又はコネクタ部５２Ａと同一の材料から構成されてもよい。この場合、封止部６０は、各スペーサ１４とコネクタ部５２Ａとを溶着することにより生じる溶着部として構成され得る。これにより、封止部６０は、コネクタ部５２Ａを各スペーサ１４に固定する。ただし、封止部６０は、スペーサ１４及び／又はコネクタ部５２Ａと同一の材料からなる別の部材をスペーサ１４とコネクタ部５２Ａとの間に配置する（例えば樹脂を塗布する）ことにより構成されてもよい。さらに、封止部６０は、スペーサ１４及び／又はコネクタ部５２Ａと異なる材料により構成されてもよい。これらの場合であっても、封止部６０は、コネクタ部５２Ａをスペーサ１４に固定することができる。なお、蓄電装置１は、封止部６０に代えて、互いに隣り合う蓄電セル２のスペーサ１４とコネクタ部５２Ａと共に封止空間を形成することなく、スペーサ１４とコネクタ部５２Ａとを溶着又は接着により固定するための固定部を備えてもよい。この場合、固定部は互いに隣り合う蓄電セル２のスペーサ１４の両方に溶着又は接着されず、単一のスペーサ１４に溶着又は接着されてもよい。

本実施形態においては、電圧検出線５１及び第１集電体２０及び第２集電体２１との接続部は、コネクタ部５２Ａの内面５２ｓに露出する部分（コネクタ部５２Ａに保持され、且つ、囲われる部分）を除き、スペーサ１４とコネクタ部５２Ａよりも内側の封止部６０によって封止された空間に位置しており、外部に露出する部分が少なくなるように構成されている。なお、電圧検出線５１の当該露出する部分も、外部との接続時にオス型の別のコネクタが挿入されることで、外部に露出することがなくなる。

なお、図示の例では、電圧検出線５１は一端部５１ａから他端部５１ｂの全体にわたって一定の厚さ（太さ）を有している。しかし、電圧検出線５１の厚さは、一端部５１ａから他端部５１ｂにわたって一定である場合に限定されず、変化されていてもよい。すなわち、第１集電体２０と第２集電体２１との間に挟まれる一端部５１ａにおいては、例えば第１集電体２０と第２集電体２１との電気的な接続に与える影響を抑えるように、或いは、積層体５の厚さの増大を抑えるように、電圧検出線５１を薄く（細く）構成することが考えられる。

一方、コネクタ部５２Ａに保持される他端部５１ｂにおいては、別のコネクタの挿抜の際の接触に耐え得るように、電圧検出線５１を厚く構成することが考えられる。このような観点からは、一例として、一端部５１ａにおいて電圧検出線５１を相対的に薄く構成すると共に、他端部５１ｂにおいて電圧検出線５１を相対的に厚く構成することができる。
［検出部の別の例］

引き続いて、図１に示された検出部５０の別の例について説明する。図４は、図１に示された蓄電装置の一部を拡大して示す断面図である。図１，４に示されるように、この例の検出部５０は、図２，３に示された検出部５０と比較して、コネクタ部５２Ａに代えてコネクタ部５２Ｂを備える点で相違しており、他の点で一致している。コネクタ部５２Ｂは、電圧検出線５１に接続された導電部材５４と、導電部材５４を保持する保持部５５と、を含む。

ここでは、導電部材５４は、一例として電圧検出線５１と一体に形成されている。ただし、導電部材５４は、電圧検出線５１と別体に形成され、互いに接合されていてもよい。保持部５５は、積層体５から離れる方向（ここではＸ方向）からみて、導電部材５４の全周にわたって導電部材５４を囲むように導電部材５４を保持している。すなわち、保持部５５は、導電部材５４の保持によって、電圧検出線５１の保持を行っている。したがって、導電部材５４同士は、保持部５５によって距離が確保されて絶縁が確保されている。導電部材５４は、積層体５から離れる方向に保持部５５から突出している。

これにより、コネクタ部５２Ｂがオス型のコネクタとして構成され、メス型の別のコネクタを導電部材５４の突出部に嵌合させることにより、導電部材５４を介して電圧検出線５１との電気的な接続が行われることとなる。なお、この例においても、コネクタ部５２Ａを用いる例と同様に、電圧検出線５１の厚さを変化させてもよい。また、電圧検出線５１と第１集電体２０及び第２集電体２１との接続部は、スペーサ１４とコネクタ部５２Ｂよりも内側の封止部６０によって封止された空間に位置しており、外部に露出する部分が少なくなるように構成されている。
［作用・効果］

以上説明したように、蓄電装置１は、積層体５を構成する蓄電セル２の状態を検出するための検出部５０を備えている。検出部５０は、互いに隣り合う蓄電セル２の集電体の間に介在された電圧検出線５１を含む。そして、電圧検出線５１は、外部接続のためのコネクタ部５２Ａ，５２Ｂに保持されている。したがって、この検出部５０を用いて蓄電セル２の状態を検出するに際して、種々の形状の集電体を用意する必要がない。すなわち、複数の蓄電セル２にわたって部品の共通化を行うことができる。さらに、蓄電装置１では、コネクタ部５２Ａ，５２Ｂによって電圧検出線５１が保持されているので、電圧検出線５１ひいては電圧検出線５１と集電体との接続部に加わる負荷を低減できる。すなわち、安定した状態検出が可能となる。このように、蓄電装置１によれば、複数の蓄電セル２にわたって部品の共通化を行いつつ、安定した状態検出が可能となる。

なお、蓄電装置１では、電圧検出線５１が、互いに隣り合う蓄電セル２の集電体の間に介在されることから、各蓄電セル２のスペーサ１４により封止された空間Ｓに電圧検出線５１を導入する必要がない。よって、スペーサ１４による空間Ｓの封止に悪影響を及ぼすことなく状態検出が可能である。さらに、蓄電装置１では、コネクタ部５２Ａ，５２Ｂがスペーサ１４の外側に位置しているため、集電体やスペーサ１４の間にコネクタを介在させる場合と比較して、蓄電セル２間が拡大することによる電池性能の低下が抑制される。

また、蓄電装置１は、コネクタ部５２Ａ，５２Ｂをスペーサ１４に固定する固定部（封止部６０）を備えている。このため、コネクタ部５２Ａ，５２Ｂがスペーサ１４に固定されることで負荷をより吸収しやすくなり、集電体と電圧検出線５１との接続部に加わる負荷がより低減される。また、この固定部は、スペーサ１４とコネクタ部５２Ａ，５２Ｂとの間を封止している（封止部６０である）。このため、スペーサ１４とコネクタ部５２Ａ，５２Ｂとの間において、電圧検出線５１間に水分等が侵入することが抑制される。

また、蓄電装置１では、コネクタ部５２Ａには凹部５２Ｐが形成されている。そして、コネクタ部５２Ａは、凹部５２Ｐの内面５２ｓに電圧検出線５１が露出するように電圧検出線５１を保持している。これにより、コネクタ部５２Ａをメス型として構成できる。或いは、蓄電装置１では、コネクタ部５２Ｂは、電圧検出線５１に接続された導電部材５４と、導電部材５４を保持する保持部５５と、を含む。そして、導電部材５４は、保持部５５から突出している。これにより、コネクタ部５２Ｂをオス型として構成できる。

また、蓄電装置１では、電圧検出線５１は、積層方向からみて、正極活物質層２２と負極活物質層２３とに重なるように延在している。集電体における正極活物質層２２及び負極活物質層２３が形成された部分は、電池性能の確保のため拘束圧が付加される場合がある。この場合、この拘束圧が、電圧検出線５１と集電体との接続部にも付加されることにより、電圧検出線５１と集電体との接触を確実に維持することが可能となる。

また、電圧検出線５１は、コネクタ部５２Ａの内面５２ｓに露出する部分（コネクタ部５２Ａに保持され、かつ、囲われる部分）を除き、スペーサ１４とコネクタ部５２Ａ，５２Ｂよりも内側の封止部６０によって封止された空間に位置しており、外部に露出する部分が少なくなるように構成されている。このため、電圧検出線５１が外部に露出することをさらに低減し、当該接続部に負荷が加わったり腐食が発生したりして、電気抵抗が増大することがさらに抑制される。
［変形例］

以上の実施形態は、本発明の一側面を説明したものである。したがって、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、任意に変形され得る。

図５は、変形例に係る電圧検出線を示す断面図である。図５の（ａ）は、コネクタ部５２Ａを用いた場合の例を示し、図５の（ｂ）は、コネクタ部５２Ｂを用いた場合の例を示している。図５に示されるように、電圧検出線５１は、導線部５６と、導線部５６の一部を被覆する絶縁層５７と、を含む。より具体的には、導線部５６は、電圧検出線５１の一端部５１ａ及び他端部５１ｂにおいて絶縁層５７から露出されると共に、一端部５１ａと他端部５１ｂとの間において絶縁層５７に被覆されている。

そして、電圧検出線５１の一端部５１ａでは、導線部５６の絶縁層５７から露出された部分において、電圧検出線５１が第１集電体２０及び第２集電体２１に電気的に接続されている（ここでは接触している）。また、電圧検出線５１の他端部５１ｂでは、導線部５６の絶縁層５７から露出された部分が凹部５２Ｐの内面５２ｓに露出されている（コネクタ部５２Ａ）。さらに、電圧検出線５１の他端部５１ｂでは、導線部５６の絶縁層５７から露出された部分が導電部材５４に接合されている（コネクタ部５２Ｂ）。このような絶縁層５７を有する電圧検出線５１は、一例として、ＦＰＣから形成され得る。この場合、集電体と電圧検出線５１との接続部以外において、電気的な絶縁性が向上される。

なお、複数の検出部５０は、積層体５の外部において、コネクタ部５２Ａ，５２Ｂによって電圧検出線５１同士の絶縁が確保されることから、積層方向からみて互いに重複するようにＹ方向に同位置に配置されてもよいが、少なくとも隣り合うもの同士が積層方向からみて互いに重複しないようにＹ方向に位置を違えて配置されてもよい。

また、複数のコネクタ部５２Ａは、互いに一体に形成されていてもよいし、互いに別体に形成されていてもよい。複数のコネクタ部５２Ａが互いに別体に形成される場合には、互いに隣り合うコネクタ部５２Ａ同士が互いに接触していてもよいし、互いに離間していてもよい。コネクタ部５２Ｂについても同様である。また、検出部５０は、蓄電セル２の電圧に代えて、例えば温度といった他の状態を検出するためのものとして構成されてもよい。さらに、検出部５０は、全ての蓄電セル２に対して設けられていなくてもよいし、電圧検出線５１は、第１集電体２０及び第２集電体２１の一方に接続されていてもよい。

ここで、正極活物質層２２及び負極活物質層２３は、一方が他方よりも大きく形成され得る。上記実施形態では、上述したように、積層方向からみて、負極活物質層２３が、正極活物質層２２よりも大きく形成されている。このため、積層方向からみて、負極活物質層２３に重なるものの、正極活物質層２２に重ならない領域Ｒ１が発生する。電圧検出線５１は、積層方向からみて、この領域Ｒ１に至るように延在しつつ、この領域Ｒ１で終端されていてもよい。すなわち、蓄電装置１では、電圧検出線５１は、積層方向からみて、正極活物質層２２及び負極活物質層２３のうちの大きい方（ここでは負極活物質層２３）のみに重なるように延在していてもよい。

また、蓄電装置１では、空間Ｓ内において、スペーサ１４よりも内側の領域であって、且つ、積層方向からみて正極活物質層２２及び負極活物質層２３に重ならない領域Ｒ２が生じてもよい。領域Ｒ２は、集電体における活物質層の未形成領域のうちのスペーサ１４から露出された部分に対応する。この場合、電圧検出線５１は、この領域Ｒ２に至るように延在しつつ、この領域Ｒ２で終端されていてもよい。すなわち、電圧検出線５１は、積層方向からみて、正極活物質層２２及び負極活物質層２３の両方に重ならないように空間Ｓ内に延在していてもよい。さらには、電圧検出線５１は、積層方向からみて、スペーサ１４の内縁よりも外側、且つ、集電体の外縁よりも内側の領域Ｒ３で終端されていてもよい。

１…蓄電装置（蓄電モジュール）、５…積層体、１４…スペーサ、１４ｅ…外縁、２０…第１集電体、２０ａ…一方面（第１面）、２０ｂ…他方面（第３面）、２１…第２集電体、２１ａ…一方面（第１面）、２１ｂ…他方面（第４面）、２２…正極活物質層（第１活物質層）、２３…負極活物質層（第２活物質層）、５０…検出部、５１…電圧検出線（検出線）、５２Ａ，５２Ｂ…コネクタ部、５２Ｐ…凹部、５２ｓ…内面、５４…導電部材、５５…保持部、５６…導線部、５７…絶縁層、６０…封止部（固定部）。

Claims (10)

1. 互いに積層された複数の蓄電セルを含む積層体と、
   前記蓄電セルの状態を検出するための検出部と、
   を備え、
   前記蓄電セルは、
   第１集電体及び前記第１集電体の第１面に設けられた第１活物質層を含む第１電極と、
   第２集電体、及び前記第２集電体の第２面に設けられ、前記第１活物質層と異なる極性の第２活物質層を含み、前記第２活物質層が前記第１活物質層に対向するように前記第１電極に積層された第２電極と、
   前記第１電極及び前記第２電極の積層方向からみて前記第１活物質層及び前記第２活物質層を囲うように前記第１集電体と前記第２集電体との間に設けられたスペーサと、
   を含み、
   前記積層体は、一の前記蓄電セルの前記第１集電体の前記第１面と反対側の第３面と、別の前記蓄電セルの前記第２集電体の前記第２面と反対側の第４面とが対向するように、前記複数の蓄電セルを積層することにより構成されており、
   前記検出部は、
   互いに対向する前記第３面と前記第４面との間に介在され、前記第１集電体及び／又は前記第２集電体に接続された検出線と、
   前記検出線を保持し、前記検出線を外部に接続するためのコネクタ部と、
   を有する、
   蓄電モジュール。
2. 前記コネクタ部を前記スペーサに固定する固定部を備える、
   請求項１に記載の蓄電モジュール。
3. 前記固定部と、前記一の蓄電セルの前記スペーサと、前記別の蓄電セルの前記スペーサと、前記コネクタ部と、によって封止空間が形成され、
   前記検出線は、前記封止空間内に配置される、
   請求項２に記載の蓄電モジュール。
4. 前記コネクタ部は、前記積層方向からみて、前記スペーサの外縁よりも外側に位置している、
   請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
5. 前記検出線は、前記第１集電体及び／又は前記第２集電体に電気的に接続された電圧検出線である、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
6. 前記検出線は、導線部と前記導線部の一部を被覆する絶縁層とを含み、前記導線部の前記絶縁層から露出された部分において前記第１集電体及び／又は前記第２集電体に電気的に接続されている、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
7. 前記コネクタ部には凹部が形成されており、
   前記コネクタ部は、前記凹部の内面に前記検出線が露出するように前記検出線を保持している、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
8. 前記コネクタ部は、前記検出線に接続された導電部材と、前記導電部材を保持する保持部と、を含み、
   前記導電部材は、前記保持部から突出している、
   請求項１～６のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
9. 前記検出線は、前記積層方向からみて、前記第１活物質層と前記第２活物質層とに重なるように延在している、
   請求項１～８のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。
10. 前記第２活物質層は、前記積層方向からみて、前記第１活物質層よりも大きく形成されており、
    前記検出線は、前記積層方向からみて、前記第１活物質層及び前記第２活物質層のうちの前記第２活物質層のみに重なるように延在している、
    請求項１～８のいずれか一項に記載の蓄電モジュール。

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