KR20230028525A - 지지 구조 - Google Patents

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가즈키 다가
마모루 요시오카
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아이상 고교 가부시키가이샤
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Abstract

지지 구조는, 전고체 전지를 수용하는 하우징과, 상기 전고체 전지가 상기 하우징에 수용되어 있는 상태에서 상기 전고체 전지와 상기 하우징 사이에 배치되어 상기 전고체 전지를 지지하는 지지 부재를 구비하고 있다. 상기 지지 부재는, 상기 전고체 전지와 상기 지지 부재가 나열되는 방향과 직교하는 제 1 방향으로 나열되는 복수의 제 1 스프링부를 구비하고 있다. 상기 제 1 스프링부는, 상기 하우징측 또는 상기 전고체 전지측으로 돌출하는 제 1 지점부와, 상기 제 1 지점부로부터 상기 제 1 방향으로 이간된 위치에서 상기 제 1 지점부와 반대측으로 돌출하는 1 쌍의 제 2 지점부와, 1 쌍의 상기 제 2 지점부 사이에 있어서 상기 제 1 지점부와 마주 보는 위치에 형성되어 있는 제 1 중공부를 구비하고 있다.

Description

지지 구조
본 명세서에 개시하는 기술은, 전고체 전지의 지지 구조에 관한 것이다.
특허문헌 1 에 전지 모듈이 개시되어 있다. 특허문헌 1 의 전지 모듈은, 전고체 전지와, 전고체 전지를 구속하는 구속 부품을 갖는다. 구속 부품은, 전고체 전지의 양단에 배치되는 1 쌍의 엔드 플레이트와, 1 쌍의 엔드 플레이트를 연결하여 전고체 전지를 가압 상태로 구속하는 텐션 밴드를 갖는다. 텐션 밴드는, 탄성 변형 가능한 요철부를 갖는다.
일본 공개특허공보 2019-114477호
특허문헌 1 의 전지 모듈에서는 전고체 전지의 팽창량을 억제하려고 하면 체격이 커지는 경우가 있다. 본 명세서는, 작은 체격으로 전고체 전지의 팽창량을 억제할 수 있는 기술을 제공한다.
본 명세서는, 전고체 전지를 지지하는 지지 구조를 개시한다. 지지 구조는, 상기 전고체 전지를 수용하는 하우징과, 상기 전고체 전지가 상기 하우징에 수용되어 있는 상태에서 상기 전고체 전지와 상기 하우징 사이에 배치되어 상기 전고체 전지를 지지하는 지지 부재를 구비하고 있다. 상기 지지 부재는, 상기 전고체 전지와 상기 지지 부재가 나열되는 방향과 직교하는 제 1 방향으로 나열되는 복수의 제 1 스프링부를 구비하고 있다. 상기 제 1 스프링부는, 상기 하우징측 또는 상기 전고체 전지측으로 돌출하는 제 1 지점부 (支点部) 와, 상기 제 1 지점부로부터 상기 제 1 방향으로 이간된 위치에서 상기 제 1 지점부와 반대측으로 돌출하는 1 쌍의 제 2 지점부와, 1 쌍의 상기 제 2 지점부 사이에 있어서 상기 제 1 지점부와 마주 보는 위치에 형성되어 있는 제 1 중공부를 구비하고 있다.
이 구성에 의하면, 하우징 내에서 전고체 전지가 팽창하였다고 해도, 지지 부재의 복수의 제 1 스프링부가, 전고체 전지와 지지 부재가 나열되는 방향으로 전고체 전지를 지지함으로써 전고체 전지의 팽창량을 억제할 수 있다.
상기 지지 부재는, 상기 전고체 전지와 상기 지지 부재가 나열되는 방향에 있어서 복수의 상기 제 1 스프링부와 마주 보는 복수의 제 2 스프링부를 구비하고 있어도 된다. 상기 제 2 스프링부는, 상기 제 1 지점부와 반대측으로 돌출하는 제 3 지점부와, 상기 제 3 지점부로부터 상기 제 1 방향으로 이간된 위치에서 상기 제 3 지점부와 반대측으로 돌출하는 1 쌍의 제 4 지점부와, 1 쌍의 상기 제 4 지점부 사이에 있어서 상기 제 3 지점부와 마주 보는 위치에 형성되어 있는 제 2 중공부를 구비하고 있어도 된다. 상기 제 1 스프링부의 1 쌍의 상기 제 2 지점부와, 상기 제 1 스프링부와 마주 보는 상기 제 2 스프링부의 1 쌍의 상기 제 4 지점부가 마주 보는 상태에서 서로 고정되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 복수의 제 1 스프링부와 복수의 제 2 스프링부가 전고체 전지를 지지함으로써 전고체 전지의 팽창량을 더욱 억제할 수 있다.
상기 제 1 스프링부는, 상기 제 1 방향으로 연장되는 제 1 본체부를 구비하고 있어도 된다. 상기 제 1 스프링부의 1 쌍의 상기 제 2 지점부는, 상기 제 1 본체부로부터 상기 제 1 지점부와 반대측으로 돌출되어 있어도 된다. 상기 제 1 본체부의 상기 제 1 중공부측의 면과 상기 제 2 지점부의 측면 사이에 모서리부가 형성되어 있어도 된다. 상기 모서리부의 내면이 만곡면상으로 구성되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 지지 부재가 압축되었을 때에 모서리부에 응력이 집중하는 것을 억제할 수 있다.
상기 제 1 스프링부는, 제 1 삽입공을 구비하고 있어도 된다. 상기 제 2 스프링부는, 상기 제 1 삽입공과 마주 보는 위치에 제 2 삽입공을 구비하고 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 제 1 삽입공 및 제 2 삽입공의 각각에 예를 들어 지그를 삽입한 상태에서 지그를 서로 가깝게 함으로써 지지 부재를 압축할 수 있다. 지지 부재를 압축한 상태에서 하우징과 전고체 전지 사이에 지지 부재를 삽입할 수 있다. 이로써, 지지 부재의 조립을 용이하게 실시할 수 있다.
상기 제 1 스프링부는, 상기 제 1 방향으로 연장되는 제 1 본체부를 구비하고 있어도 된다. 상기 제 1 스프링부의 상기 제 1 지점부는, 상기 제 1 본체부로부터 상기 하우징측 또는 상기 전고체 전지측으로 돌출되어 있어도 된다. 상기 제 1 본체부의 상기 제 1 지점부측의 면과 상기 제 1 지점부의 측면 사이에 제 1 걸어 맞춤부가 형성되어 있어도 된다. 상기 제 2 스프링부는, 상기 제 1 방향으로 연장되는 상기 제 2 본체부를 구비하고 있어도 된다. 상기 제 2 스프링부의 상기 제 3 지점부는, 상기 제 2 본체부로부터 상기 제 1 지점부와 반대측으로 돌출되어 있어도 된다. 상기 제 2 본체부의 상기 제 3 지점부측의 면과 상기 제 3 지점부의 측면 사이에 제 2 걸어 맞춤부가 형성되어 있어도 된다.
이 구성에 의하면, 제 1 걸어 맞춤부와 제 2 걸어 맞춤부의 각각에 예를 들어 지그를 걸어 맞춘 상태에서 지그를 서로 가깝게 함으로써 지지 부재를 압축할 수 있다. 지지 부재를 압축한 상태에서 하우징과 전고체 전지 사이에 지지 부재를 삽입할 수 있다. 이로써, 지지 부재의 조립을 용이하게 실시할 수 있다.
도 1 은, 제 1 실시예에 관련된 전고체 전지의 지지 구조의 단면도이다.
도 2 는, 도 1 의 부분 II 의 확대도이다.
도 3 은, 도 1 의 부분 III 의 확대도이다.
도 4 는, 제 2 실시예에 관련된 전고체 전지의 지지 구조의 단면도이다.
도 5 는, 도 4 의 부분 V 의 확대도이다.
도 6 은, 도 5 의 부분 VI 의 확대도이다.
도 7 은, 제 3 실시예에 관련된 지지 부재의 일부의 단면도이다.
도 8 은, 제 4 실시예에 관련된 지지 부재의 일부의 단면도이다.
도 9 는, 변형예에 관련된 전고체 전지의 지지 구조의 일부의 단면도이다.
도 10 은, 변형예에 관련된 전고체 전지의 지지 구조의 일부의 단면도이다.
도 11 은, 변형예에 관련된 전고체 전지의 지지 구조의 Y-Z 단면의 도면이다.
도 12 는, 변형예에 관련된 전고체 전지의 지지 구조의 일부의 단면도이다.
(제 1 실시예)
제 1 실시예에 관련된 지지 구조 (1) 에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 지지 구조 (1) (이하「지지 구조 (1)」라고 한다) 는, 하우징 (10) 과, 하우징 (10) 에 수용되어 있는 지지 부재 (30) 를 구비하고 있다. 지지 구조 (1) 는, 전고체 전지 (20) 를 지지할 수 있다. 이하에서는, 도면에 나타내는 X, Y, Z 방향을 참조하여 설명한다.
먼저 전고체 전지 (20) 에 대해 설명한다. 전고체 전지 (20) 는, 지지 구조 (1) 의 하우징 (10) 에 수용된다. 전고체 전지 (20) 는, 복수의 전고체 전지 셀 (21) (이하「전지 셀 (21)」이라고 한다) 을 구비하고 있다. 복수의 전지 셀 (21) 은, 하우징 (10) 내에서 Z 방향으로 적층되어 있다. 각 전지 셀 (21) 은, 충전시에 체적이 팽창하는 경우가 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, 각 전지 셀 (21) 은, 정극 집전체 (22), 정극 활물질층 (102), 고체 전해질층 (100), 부극 활물질층 (104), 및 부극 집전체 (24) 를 구비하고 있다. 정극 집전체 (22), 정극 활물질층 (102), 고체 전해질층 (100), 부극 활물질층 (104) 및 부극 집전체 (24) 는, Z 방향으로 적층되어 있다. Z 방향 (적층 방향) 과 이웃하는 전지 셀 (21) 과 전지 셀 (21) 은, 정극 집전체 (22) 또는 부극 집전체 (24) 를 공유하고 있다. 정극 집전체 (22) 및 부극 집전체 (24) 는, 전지 셀 (21) 에 의해 발전된 전력을 집전한다. 정극 집전체 (22) 는, 정극 단자 (도시 생략) 에 전기적으로 접속되어 있다. 부극 집전체 (24) 는, 부극 단자 (도시 생략) 에 전기적으로 접속되어 있다.
정극 활물질층 (102) 과 부극 활물질층 (104) 사이에 고체 전해질층 (100) 이 배치되어 있다. 각 전지 셀 (21) 은, 전해질이 액체가 아니라 고체인 전지이다. 정극 활물질층 (102), 고체 전해질층 (100) 및 부극 활물질층 (104) 전부가 고체이다. 전지 셀 (21) 의 정극 활물질층 (102) 은, 정극 집전체 (22) 에 전기적으로 접속되어 있다. 정극 활물질층 (102) 은, 예를 들어 리튬의 산화물 (예를 들어, 코발트산리튬, 또는, 망간산리튬 등) 을 포함하는 재료로 구성되어 있다. 전지 셀 (21) 의 부극 활물질층 (104) 은, 부극 집전체 (24) 에 전기적으로 접속되어 있다. 부극 활물질층 (104) 은, 예를 들어 실리콘 (SiC) 또는 카본 (C) 을 포함하는 재료로 구성되어 있다. 고체 전해질층 (100) 은, 예를 들어 리튬 등을 포함하는 재료로 구성되어 있다.
다음으로 하우징 (10) (도 1 참조) 에 대해 설명한다. 하우징 (10) 은, 예를 들어 철이나 알루미늄 등의 금속으로 구성되어 있다. 하우징 (10) 은, 바닥판부 (12) 와, 천판부 (14) 와, 좌측 판부 (16a) 와, 우측 판부 (16b) 를 구비하고 있다. 바닥판부 (12), 천판부 (14), 좌측 판부 (16a) 및 우측 판부 (16b) 는 일체로 구성되어 있다. 바닥판부 (12) 와 천판부 (14) 는, Z 방향으로 간격을 두고 나열되어 있다. 바닥판부 (12) 와 천판부 (14) 는, 각각 대략 평판상으로 구성되어 있다. 바닥판부 (12) 와 천판부 (14) 사이에, 전고체 전지 (20) 와 지지 부재 (30) 가 배치되어 있다. 전고체 전지 (20) 와 지지 부재 (30) 는, 하우징 (10) 내에서 Z 방향으로 나열되어 있다.
전고체 전지 (20) 와 하우징 (10) 의 바닥판부 (12) 사이에는 제 1 절연막 (52) 이 배치되어 있다. 제 1 절연막 (52) 은, 복수의 전지 셀 (21) 의 최하단의 전지 셀 (21) 과 바닥판부 (12) 사이에 배치되어 있다. 제 1 절연막 (52) 은, 전고체 전지 (20) 의 최하단의 전지 셀 (21) 과 바닥판부 (12) 를 절연한다.
좌측 판부 (16a) 와 우측 판부 (16b) 는, X 방향 (제 1 방향의 일례) 으로 간격을 두고 나열되어 있다. 좌측 판부 (16a) 와 우측 판부 (16b) 는, 각각 대략 평판상으로 구성되어 있다. 좌측 판부 (16a) 와 우측 판부 (16b) 사이에, 전고체 전지 (20) 와 지지 부재 (30) 가 배치되어 있다. 또한, 도시되지 않지만, 하우징 (10) 은, 도 1 의 지면 직교 방향 (Y 방향) 의 전측에 배치되어 있는 전측 판부와, 후측에 배치되어 있는 후측 판부를 구비하고 있어도 된다. 전측 판부 및 후측 판부는, 각각, 좌측 판부 (16a) 및 우측 판부 (16b) 와 동일한 구성이다.
다음으로 지지 부재 (30) 에 대해 설명한다. 지지 부재 (30) 는, 하우징 (10) 의 천판부 (14) 와 전고체 전지 (20) 사이에 배치되어 있다. 지지 부재 (30) 와 전고체 전지 (20) 사이에는 중간판 (50) 이 배치되어 있다. 지지 부재 (30) 는, 예를 들어 철이나 알루미늄 등의 금속으로 구성되어 있다. 지지 부재 (30) 는, 복수의 제 1 스프링부 (32) 를 구비하고 있다. 복수의 제 1 스프링부 (32) 는, X 방향 (전고체 전지 (20) 와 지지 부재 (30) 가 나열되는 방향 (Z 방향) 과 직교하는 방향) 으로 나열되어 배치되어 있다. 복수의 제 1 스프링부 (32) 가 X 방향으로 늘어서는 것에 의해 지지 부재 (30) 가 구성되어 있다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 각 제 1 스프링부 (32) 는, 제 1 본체부 (38) 와, 제 1 본체부 (38) 에 고정되어 있는 제 1 지점부 (34) 와, 제 1 본체부 (38) 에 고정되어 있는 1 쌍의 제 2 지점부 (36) 를 구비하고 있다. 제 1 본체부 (38) 는, X 방향으로 연장되어 있다. 제 1 지점부 (34) 와 1 쌍의 제 2 지점부 (36) 는, X 방향에 있어서 서로 이간된 위치에 배치되어 있다. 제 1 지점부 (34) 는, 제 1 본체부 (38) 로부터 하우징 (10) 측으로 돌출되어 있다. 제 1 지점부 (34) 는, 하우징 (10) 의 천판부 (14) 를 향하여 돌출되어 있다. 제 1 지점부 (34) 의 기단부가 제 1 본체부 (38) 의 X 방향의 중앙부에 고정되어 있다. 제 1 지점부 (34) 의 선단부가 하우징 (10) 의 천판부 (14) 에 맞닿는다.
1 쌍의 제 2 지점부 (36, 36) 는, 간격을 두고 배치되어 있다. 1 쌍의 제 2 지점부 (36, 36) 는, 제 1 본체부 (38) 로부터 전고체 전지 (20) 측으로 돌출되어 있다. 1 쌍의 제 2 지점부 (36, 36) 는, 중간판 (50) 을 향하여 돌출되어 있다. 제 2 지점부 (36) 의 기단부가 제 1 본체부 (38) 의 X 방향의 단부에 고정되어 있다. 제 2 지점부 (36) 의 선단부가 중간판 (50) 에 맞닿는다. 1 쌍의 제 2 지점부 (36, 36) 사이에는 제 1 중공부 (40) 가 형성되어 있다. 제 1 중공부 (40) 는, 제 1 본체부 (38) 를 사이에 두고 제 1 지점부 (34) 와 마주 보는 위치에 형성되어 있다.
X 방향 (도면의 좌우 방향) 에 이웃하는 제 1 스프링부 (32, 32) 는, 제 2 지점부 (36) 를 공유하고 있다. X 방향 (좌우 방향) 에 이웃하는 제 1 스프링부 (32, 32) 중, 좌측의 제 1 스프링부 (32) 에 있어서의 우측의 제 2 지점부 (36) 와, 우측의 제 1 스프링부 (32) 에 있어서의 좌측의 제 2 지점부 (36) 가 일체로 구성되어 있다. 또, 좌측의 제 1 스프링부 (32) 의 제 1 본체부 (38) 와, 우측의 제 1 스프링부 (32) 의 제 1 본체부 (38) 가 일체로 구성되어 있다.
각 제 1 스프링부 (32) 에서는, 제 1 지점부 (34) 와 1 쌍의 제 2 지점부 (36, 36) 가 Z 방향으로 압축되면 제 1 본체부 (38) 가 휜다. 1 쌍의 제 2 지점부 (36, 36) 사이에 제 1 중공부 (40) 가 형성되어 있으므로, 제 1 지점부 (34) 와 1 쌍의 제 2 지점부 (36, 36) 가 Z 방향으로 압축되면 제 1 스프링부 (32) 가 Z 방향으로 변형하여 수축된다. 전고체 전지 (20) 의 지지 구조 (1) 에서는, 전고체 전지 (20) 가 충전시에 팽창하면, 복수의 제 1 스프링부 (32) 가 Z 방향으로 압축된다. 지지 부재 (30) 는, 복수의 제 1 스프링부 (32) 가 압축되었을 때의 복원력에 의해 전고체 전지 (20) 를 Z 방향으로 압압한다. 지지 부재 (30) 는, 중간판 (50) 을 개재하여 전고체 전지 (20) 를 압압한다.
지지 부재 (30) 와 전고체 전지 (20) 사이에 배치되어 있는 중간판 (50) 은, 예를 들어 철이나 알루미늄 등의 금속으로 구성되어 있다. 중간판 (50) 과 전고체 전지 (20) 사이에는 제 2 절연막 (54) 이 배치되어 있다. 제 2 절연막 (54) 은, 복수의 전지 셀 (21) 의 최상단의 전지 셀 (21) 과 중간판 (50) 사이에 배치되어 있다. 제 2 절연막 (54) 은, 전고체 전지 (20) 의 최상단의 전지 셀 (21) 과 중간판 (50) 을 절연한다.
이상, 제 1 실시예에 관련된 지지 구조 (1) 에 대해 설명하였다. 이상의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 지지 구조 (1) 는, 전고체 전지 (20) 가 하우징 (10) 에 수용되어 있는 상태에서 전고체 전지 (20) 와 하우징 (10) 사이에 배치되어 전고체 전지 (20) 를 지지하는 지지 부재 (30) 를 구비하고 있다. 지지 부재 (30) 는, X 방향으로 나열되는 복수의 제 1 스프링부 (32) 를 구비하고 있다. 제 1 스프링부 (32) 는, 하우징 (10) 측으로 돌출하는 제 1 지점부 (34) 와, 제 1 지점부 (34) 로부터 X 방향으로 이간된 위치에서 제 1 지점부 (34) 와 반대측으로 돌출하는 1 쌍의 제 2 지점부 (36) 와, 1 쌍의 제 2 지점부 (36) 사이에 있어서 제 1 지점부 (34) 와 마주 보는 위치에 형성되어 있는 제 1 중공부 (40) 를 구비하고 있다.
이 구성에 의하면, 하우징 (10) 내에 배치되어 있는 전고체 전지 (20) 가 팽창하였다고 해도, 지지 부재 (30) 의 복수의 제 1 스프링부 (32) 가 Z 방향으로 수축할 때의 복원력에 의해 전고체 전지 (20) 를 압압할 수 있다. 지지 부재 (30) 에 의해 전고체 전지 (20) 를 Z 방향 (전고체 전지 (20) 와 지지 부재 (30) 가 나열되는 방향) 으로 지지할 수 있다. 이로써, 작은 체격으로 전고체 전지 (20) 의 팽창량을 억제할 수 있다.
또, 복수의 제 1 스프링부 (32) 의 복원력에 의해 전고체 전지 (20) 를 압압함으로써 면압을 확보할 수 있다. 전고체 전지 (20) 에서는, 정극 활물질층 (102) 및/또는 부극 활물질층 (104) 이 고체 전해질층 (100) 으로부터 이간하면 발전 능력이 저하되는 경우가 있지만, 복수의 제 1 스프링부 (32) 의 복원력에 의해 전고체 전지 (20) 를 압압함으로써 정극 활물질층 (102) 및/또는 부극 활물질층 (104) 이 고체 전해질층 (100) 으로부터 이간되는 것을 억제할 수 있다. 전고체 전지 (20) 의 발전 능력이 저하되는 것을 억제할 수 있다.
이상, 하나의 실시예에 대해 설명했지만, 구체적인 양태는 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 이하의 설명에 있어서, 상기한 설명에 있어서의 구성과 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고 설명을 생략한다.
(제 2 실시예)
제 2 실시예에서는, 도 4 및 도 5 에 나타내는 바와 같이, 지지 부재 (30) 가 복수의 제 2 스프링부 (62) 를 구비하고 있다. 복수의 제 2 스프링부 (62) 는, 복수의 제 1 스프링부 (32) 와 Z 방향 (전고체 전지 (20) 와 지지 부재 (30) 가 나열되는 방향) 으로 마주 보고 있다. 복수의 제 2 스프링부 (62) 와 복수의 제 1 스프링부 (32) 는 일체로 구성되어 있다. 각 제 2 스프링부 (62) 는, 각 제 1 스프링부 (32) 를 Z 방향으로 반전시킨 구성이다. 복수의 제 2 스프링부 (62) 는, X 방향 (전고체 전지 (20) 와 지지 부재 (30) 가 나열되는 방향 (Z 방향) 과 직교하는 방향) 으로 나열되어 배치되어 있다. 복수의 제 2 스프링부 (62) 가 X 방향으로 늘어섬과 함께, 각 제 2 스프링부 (62) 와 각 제 1 스프링부 (32) 가 Z 방향으로 늘어섬으로써 지지 부재 (30) 가 구성되어 있다. 제 1 스프링부 (32) 에 대해서는 제 1 실시예에서 설명하였으므로, 제 1 실시예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
각 제 2 스프링부 (62) 는, 제 2 본체부 (68) 와, 제 2 본체부 (68) 에 고정되어 있는 제 3 지점부 (64) 와, 제 2 본체부 (68) 에 고정되어 있는 1 쌍의 제 4 지점부 (66) 를 구비하고 있다. 제 2 본체부 (68) 는, X 방향으로 연장되어 있다. 제 3 지점부 (64) 와 1 쌍의 제 4 지점부 (66) 는, X 방향에 있어서 서로 이간된 위치에 배치되어 있다. 제 3 지점부 (64) 는, 제 2 본체부 (68) 로부터 전고체 전지 (20) 측으로 돌출되어 있다. 제 3 지점부 (64) 는, 중간판 (50) 을 향하여 돌출되어 있다. 제 3 지점부 (64) 의 기단부가 제 2 본체부 (68) 의 X 방향의 중앙부에 고정되어 있다. 제 3 지점부 (64) 의 선단부가 중간판 (50) 에 맞닿는다. 제 3 지점부 (64) 는, 제 1 스프링부 (32) 의 제 1 지점부 (34) 와 반대측으로 돌출되어 있다.
1 쌍의 제 4 지점부 (66, 66) 는, 간격을 두고 배치되어 있다. 1 쌍의 제 4 지점부 (66, 66) 는, 제 2 본체부 (68) 로부터 하우징 (10) 측으로 돌출되어 있다. 1 쌍의 제 4 지점부 (66, 66) 는, 제 1 스프링부 (32) 의 1 쌍의 제 2 지점부 (36) 를 향하여 돌출되어 있다. 1 쌍의 제 4 지점부 (66) 는, 제 1 스프링부 (32) 의 1 쌍의 제 2 지점부 (36) 와 마주 보고 있다. 제 4 지점부 (66) 의 기단부가 제 2 본체부 (68) 의 X 방향의 단부에 고정되어 있다. 제 4 지점부 (66) 의 선단부가 제 1 스프링부 (32) 의 제 2 지점부 (36) 에 고정되어 있다. 제 2 스프링부 (62) 의 제 4 지점부 (66) 와 제 1 스프링부 (32) 의 제 2 지점부 (36) 는 일체로 구성되어 있다.
1 쌍의 제 4 지점부 (66, 66) 사이에는 제 2 중공부 (42) 가 형성되어 있다. 제 2 중공부 (42) 는, 제 2 본체부 (68) 를 사이에 두고 제 3 지점부 (64) 와 마주 보는 위치에 형성되어 있다. 제 2 중공부 (42) 는, 제 1 스프링부 (32) 의 제 1 중공부 (40) 와 일체로 구성되어 있다. 제 1 중공부 (40) 와 제 2 중공부 (42) 에 의해 1 개의 중공부가 구성되어 있다.
도 6 에 나타내는 바와 같이, 제 2 스프링부 (62) 의 제 2 본체부 (68) 의 제 2 중공부 (42) 측의 면 (171) 과, 제 4 지점부 (66) 의 측면 (172) 사이에 제 2 모서리부 (173) 가 형성되어 있다. 제 2 모서리부 (173) 의 내면은, 만곡면상으로 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 제 2 중공부 (42) 의 내면의 모서리부 (제 2 모서리부 (173)) 가 만곡면상으로 구성되어 있다.
동일하게, 제 1 스프링부 (32) 의 제 1 본체부 (38) 의 제 1 중공부 (40) 측의 면 (71) 과, 제 2 지점부 (36) 의 측면 (72) 사이에 제 1 모서리부 (73) 가 형성되어 있다. 제 1 모서리부 (73) 의 내면은, 만곡면상으로 구성되어 있다. 바꾸어 말하면, 제 1 중공부 (40) 의 내면의 모서리부 (제 1 모서리부 (73)) 가 만곡면상으로 구성되어 있다.
도 5 에 나타내는 바와 같이, X 방향 (좌우 방향) 에 이웃하는 제 2 스프링부 (62, 62) 는, 제 4 지점부 (66) 를 공유하고 있다. X 방향 (좌우 방향) 에 이웃하는 제 2 스프링부 (62, 62) 중, 좌측의 제 2 스프링부 (62) 에 있어서의 우측의 제 4 지점부 (66) 와, 우측의 제 2 스프링부 (62) 에 있어서의 좌측의 제 4 지점부 (66) 가 일체로 구성되어 있다.
각 제 2 스프링부 (62) 에서는, 제 3 지점부 (64) 와 1 쌍의 제 4 지점부 (66, 66) 가 Z 방향으로 압축되면 제 2 본체부 (68) 가 휜다. 1 쌍의 제 4 지점부 (66, 66) 사이에 제 2 중공부 (42) 가 형성되어 있으므로, 제 3 지점부 (64) 와 1 쌍의 제 4 지점부 (66, 66) 가 Z 방향으로 압축되면 제 2 스프링부 (62) 가 Z 방향으로 변형하여 수축된다. 전고체 전지 (20) 의 지지 구조 (1) 에서는, 전고체 전지 (20) 가 충전시에 팽창하면, 복수의 제 2 스프링부 (62) 가 Z 방향으로 압축된다. 동일하게, 복수의 제 1 스프링부 (32) 도 Z 방향으로 압축된다 (제 1 실시예 참조). 지지 부재 (30) 는, 복수의 제 1 스프링부 (32) 및 복수의 제 2 스프링부 (62) 가 압축되었을 때의 복원력에 의해 전고체 전지 (20) 를 Z 방향으로 압압한다. 지지 부재 (30) 는, 중간판 (50) 을 개재하여 전고체 전지 (20) 를 압압한다.
이상, 제 2 실시예에 대해 설명하였다. 이상의 설명으로부터 분명한 바와 같이, 제 2 실시예에 관련된 지지 구조 (1) 는, Z 방향에 있어서 복수의 제 1 스프링부 (32) 와 마주 보는 복수의 제 2 스프링부 (62) 를 구비하고 있다. 제 2 스프링부 (62) 는, 제 1 지점부 (34) 와 반대측으로 돌출하는 제 3 지점부 (64) 와, 제 3 지점부 (64) 로부터 X 방향으로 이간된 위치에서 제 3 지점부 (64) 와 반대측으로 돌출하는 1 쌍의 제 4 지점부 (66) 와, 1 쌍의 제 4 지점부 (66) 사이에 있어서 제 3 지점부 (64) 와 마주 보는 위치에 형성되어 있는 제 2 중공부 (42) 를 구비하고 있다.
이 구성에 의하면, 복수의 제 1 스프링부 (32) 와 복수의 제 2 스프링부 (62) 가 전고체 전지 (20) 를 지지함으로써 전고체 전지 (20) 의 팽창량을 더욱 억제할 수 있다. 1 쌍의 제 2 지점부 (36) 와 1 쌍의 제 4 지점부 (66) 가 마주 보는 상태에서 고정되어 있으므로, 전고체 전지 (20) 가 팽창했을 때의 힘을 양호한 밸런스로 지지할 수 있다.
또, 상기한 지지 부재 (30) 에서는, 제 1 스프링부 (32) 의 제 1 본체부 (38) 의 제 1 중공부 (40) 측의 면 (71) 과 제 2 지점부 (36) 의 측면 (72) 사이에 제 1 모서리부 (73) 가 형성되어 있다. 제 1 모서리부 (73) 의 내면이 만곡면상으로 구성되어 있다. 이 구성에 의하면, 지지 부재 (30) 가 Z 방향으로 압축되었을 때에 제 1 모서리부 (73) 에 응력이 집중하는 것을 억제할 수 있다. 제 2 모서리부 (173) 에 대해서도 동일하다.
(제 3 실시예)
제 3 실시예에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스프링부 (32) 가 제 1 삽입공 (80) 을 구비하고 있다. 또, 제 2 스프링부 (62) 가 제 2 삽입공 (82) 을 구비하고 있다. 제 1 삽입공 (80) 은, 제 1 스프링부 (32) 의 X 방향의 중앙부에 형성되어 있다. 제 1 삽입공 (80) 은, 제 1 스프링부 (32) 의 제 1 본체부 (38) 와 제 1 지점부 (34) 에 걸쳐서 형성되어 있다. 제 2 삽입공 (82) 은, 제 2 스프링부 (62) 의 X 방향의 중앙부에 형성되어 있다. 제 2 삽입공 (82) 은, 제 2 스프링부 (62) 의 제 2 본체부 (68) 와 제 3 지점부 (64) 에 걸쳐서 형성되어 있다. 제 2 삽입공 (82) 은, Z 방향 (전고체 전지 (20) 와 지지 부재 (30) 가 나열되는 방향) 에 있어서 제 1 삽입공 (80) 과 마주 보는 위치에 형성되어 있다. 제 1 삽입공 (80) 과 제 2 삽입공 (82) 은, 제 1 중공부 (40) 와 제 2 중공부 (42) 를 개재하여 마주 보고 있다. 제 1 삽입공 (80) 및 제 2 삽입공 (82) 은, 각각 Y 방향으로 연장되어 있다.
제 1 삽입공 (80) 및 제 2 삽입공 (82) 에는, 각각, 지지 부재 (30) 를 압축하기 위한 지그 (200, 202) 가 삽입된다. 삽입공 (80, 82) 에 지그 (200, 202) 를 삽입한 상태에서 지그 (200, 202) 를 Z 방향으로 가깝게 함으로써 지지 부재 (30) 를 Z 방향으로 압축할 수 있다. 지지 부재 (30) 를 Z 방향으로 압축한 상태에서, 하우징 (10) 의 천판부 (14) 와 중간판 (50) 사이에 지지 부재 (30) 를 삽입한다. 이로써, 전고체 전지 (20) 에 대한 지지 부재 (30) 의 조립을 용이하게 실시할 수 있다.
(제 4 실시예)
제 4 실시예에서는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 제 1 스프링부 (32) 가 1 쌍의 제 1 걸어 맞춤부 (90) 를 구비하고 있다. 1 쌍의 제 1 걸어 맞춤부 (90) 는, 제 1 스프링부 (32) 의 제 1 본체부 (38) 의 상면 (제 1 지점부 (34) 측의 면) 과, 제 1 지점부 (34) 의 측면 사이에 형성되어 있다. 1 쌍의 제 1 걸어 맞춤부 (90) 사이에 제 1 지점부 (34) 가 배치되어 있다. 각 제 1 걸어 맞춤부 (90) 는 굴곡면상으로 구성되어 있다.
또, 제 2 스프링부 (62) 가 1 쌍의 제 2 걸어 맞춤부 (92) 를 구비하고 있다. 1 쌍의 제 2 걸어 맞춤부 (92) 는, 제 2 스프링부 (62) 의 제 2 본체부 (68) 의 하면 (제 3 지점부 (64) 측의 면) 과 제 3 지점부 (64) 의 측면 사이에 형성되어 있다. 1 쌍의 제 2 걸어 맞춤부 (92) 사이에 제 3 지점부 (64) 가 배치되어 있다. 각 제 2 걸어 맞춤부 (92) 는 굴곡면상으로 구성되어 있다. 1 쌍의 제 1 걸어 맞춤부 (90) 와 1 쌍의 제 2 걸어 맞춤부 (92) 는, 제 1 중공부 (40) 와 제 2 중공부 (42) 를 개재하여 Z 방향으로 마주 보고 있다.
제 1 걸어 맞춤부 (90) 및 제 2 걸어 맞춤부 (92) 에는, 각각, 지지 부재 (30) 를 압축하기 위한 지그 (200, 202) 가 걸어 맞춰진다. 걸어 맞춤부 (90, 92) 에 지그 (200, 202) 가 걸어 맞춰진 상태에서 지그 (200, 202) 를 Z 방향으로 가깝게 함으로써 지지 부재 (30) 를 Z 방향으로 압축할 수 있다. 지지 부재 (30) 를 Z 방향으로 압축한 상태에서, 하우징 (10) 의 천판부 (14) 와 중간판 (50) 사이에 지지 부재 (30) 를 삽입한다. 이로써, 전고체 전지 (20) 에 대한 지지 부재 (30) 의 조립을 용이하게 실시할 수 있다.
(변형예)
(1) 도 9 에 나타내는 바와 같이, 복수의 지지 부재 (30) 가 Z 방향으로 적층되어 있어도 된다. 복수의 지지 부재 (30) 는, 각각, 복수의 제 1 스프링부 (32) 와, 복수의 제 2 스프링부 (62) 를 구비하고 있어도 된다.
(2) 도 10 에 나타내는 바와 같이, 하우징 (10) 의 천판부 (14) 가, 좌측 판부 (16a) 와 우측 판부 (16b) 에 볼트 (206) 에 의해 고정되어 있어도 된다.
(3) 도 11 에 나타내는 바와 같이, 하우징 (10) 은, Y 방향의 전측에 배치되어 있는 전측 판부 (18a) 와, 후측에 배치되어 있는 후측 판부 (18b) 를 구비하고 있어도 된다 (도 11 은, Y-Z 단면의 도면이다). 전측 판부 (18a) 와 후측 판부 (18b) 는, Y 방향으로 간격을 두고 나열되어 있다. 전측 판부 (18a) 와 후측 판부 (18b) 는, 각각 대략 평판상으로 구성되어 있다. 전측 판부 (18a) 와 후측 판부 (18b) 사이에, 전고체 전지 (20) 와 지지 부재 (30) 가 배치되어 있다.
전고체 전지 (20) 및 지지 부재 (30) 와 전측 판부 (18a) 사이에는 제 3 절연막 (56) 이 배치되어 있다. 제 3 절연막 (56) 은, 전고체 전지 (20) 및 지지 부재 (30) 와 전측 판부 (18a) 를 절연한다. 동일하게, 전고체 전지 (20) 및 지지 부재 (30) 와 후측 판부 (18b) 사이에는 제 4 절연막 (58) 이 배치되어 있다. 제 4 절연막 (58) 은, 전고체 전지 (20) 및 지지 부재 (30) 와 후측 판부 (18b) 를 절연한다.
전측 판부 (18a) 와 후측 판부 (18b) 는, 각각, 볼트 (206) 에 의해 바닥판부 (12) 와 천판부 (14) 에 고정되어 있다. 혹은, 전측 판부 (18a) 와 후측 판부 (18b) 는, 각각, 볼트 (206) 에 의해 좌측 판부 (16a) 와 우측 판부 (16b) 에 고정되어 있어도 된다 (도시 생략).
(4) 도 12 에 나타내는 바와 같이, 지지 부재 (30) 는, Z 방향으로 사행하면서 X 방향으로 연장되는 구성이어도 된다. 지지 부재 (30) 는, 하우징 (10) 측으로 돌출하는 제 1 지점부 (34) 와, 제 1 지점부 (34) 로부터 X 방향으로 이간된 위치에서 제 1 지점부 (34) 와 반대측 (전고체 전지 (20) 측) 으로 돌출하는 1 쌍의 제 2 지점부 (36, 36) 와, 1 쌍의 제 2 지점부 (36, 36) 사이에 있어서 제 1 지점부 (34) 와 마주 보는 위치에 형성되어 있는 제 1 중공부 (40) 를 구비하고 있다.
(5) 상기한 각 실시예에서는, 지지 부재 (30) 의 제 1 스프링부 (32) 가 하우징 (10) 측에 배치되고, 제 2 스프링부 (62) 가 전고체 전지 (20) 측에 배치되어 있었지만, 변형예에서는, 제 1 스프링부 (32) 가 전고체 전지 (20) 측에 배치되고, 제 2 스프링부 (62) 가 하우징 (10) 측에 배치되어 있어도 된다. 제 1 스프링부 (32) 의 제 1 지점부 (34) 가 전고체 전지 (20) 측으로 돌출되어 있어도 된다. 제 2 스프링부 (62) 의 제 3 지점부 (64) 가 하우징 (10) 측으로 돌출되어 있어도 된다.
(6) 상기한 실시예에서는 중간판 (50) 이 금속으로 구성되어 있었지만, 변형예에서는 중간판 (50) 이 절연 재료로 구성되어 있어도 된다. 이 경우에는, 중간판 (50) 과 전고체 전지 (20) 사이에 배치되어 있는 제 2 절연막 (54) 을 생략 해도 된다.
이상, 본 발명의 구체예를 상세하게 설명했지만, 이것들은 예시에 지나지 않으며, 청구의 범위를 한정하는 것은 아니다. 청구의 범위에 기재된 기술에는, 이상에 예시한 구체예를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다. 본 명세서 또는 도면에 설명한 기술 요소는, 단독으로 혹은 각종 조합에 의해 기술적 유용성을 발휘하는 것으로, 출원시 청구항에 기재된 조합에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수 목적을 동시에 달성할 수 있는 것이고, 그 중 하나의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 갖는 것이다.
1 : 지지 구조
10 : 하우징
20 : 전고체 전지
21 : 전고체 전지 셀
30 : 지지 부재
32 : 제 1 스프링부
34 : 제 1 지점부
36 : 제 2 지점부
38 : 제 1 본체부
40 : 제 1 중공부
42 : 제 2 중공부
50 : 중간판
62 : 제 2 스프링부
64 : 제 3 지점부
66 : 제 4 지점부
68 : 제 2 본체부
73 : 제 1 모서리부
80 : 제 1 삽입공
82 : 제 2 삽입공
90 : 제 1 걸어 맞춤부
92 : 제 2 걸어 맞춤부
100 : 고체 전해질층
102 : 정극 활물질층
104 : 부극 활물질층
173 : 제 2 모서리부

Claims (5)

  1. 전고체 전지를 지지하는 지지 구조로서,
    상기 전고체 전지를 수용하는 하우징과,
    상기 전고체 전지가 상기 하우징에 수용되어 있는 상태에서 상기 전고체 전지와 상기 하우징 사이에 배치되어 상기 전고체 전지를 지지하는 지지 부재를 구비하고 있고,
    상기 지지 부재는, 상기 전고체 전지와 상기 지지 부재가 나열되는 방향과 직교하는 제 1 방향으로 나열되는 복수의 제 1 스프링부를 구비하고 있고,
    상기 제 1 스프링부는, 상기 하우징측 또는 상기 전고체 전지측으로 돌출하는 제 1 지점부와, 상기 제 1 지점부로부터 상기 제 1 방향으로 이간된 위치에서 상기 제 1 지점부와 반대측으로 돌출하는 1 쌍의 제 2 지점부와, 1 쌍의 상기 제 2 지점부 사이에 있어서 상기 제 1 지점부와 마주 보는 위치에 형성되어 있는 제 1 중공부를 구비하고 있는, 지지 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 부재는, 상기 전고체 전지와 상기 지지 부재가 나열되는 방향에 있어서 복수의 상기 제 1 스프링부와 마주 보는 복수의 제 2 스프링부를 구비하고 있고,
    상기 제 2 스프링부는, 상기 제 1 지점부와 반대측으로 돌출하는 제 3 지점부와, 상기 제 3 지점부로부터 상기 제 1 방향으로 이간된 위치에서 상기 제 3 지점부와 반대측으로 돌출하는 1 쌍의 제 4 지점부와, 1 쌍의 상기 제 4 지점부 사이에 있어서 상기 제 3 지점부와 마주 보는 위치에 형성되어 있는 제 2 중공부를 구비하고 있고,
    상기 제 1 스프링부의 1 쌍의 상기 제 2 지점부와, 상기 제 1 스프링부와 마주 보는 상기 제 2 스프링부의 1 쌍의 상기 제 4 지점부가 마주 보는 상태에서 서로 고정되어 있는, 지지 구조.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 스프링부는, 상기 제 1 방향으로 연장되는 제 1 본체부를 구비하고 있고,
    상기 제 1 스프링부의 1 쌍의 상기 제 2 지점부는, 상기 제 1 본체부로부터 상기 제 1 지점부와 반대측으로 돌출되어 있고,
    상기 제 1 본체부의 상기 제 1 중공부측의 면과 상기 제 2 지점부의 측면 사이에 모서리부가 형성되어 있고,
    상기 모서리부의 내면이 만곡면상으로 구성되어 있는, 지지 구조.
  4. 제 2 항 또는 제 2 항을 인용하는 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 스프링부는, 제 1 삽입공을 구비하고 있고,
    상기 제 2 스프링부는, 상기 제 1 삽입공과 마주 보는 위치에 제 2 삽입공을 구비하고 있는, 지지 구조.
  5. 제 2 항 또는 제 2 항을 인용하는 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 스프링부는, 상기 제 1 방향으로 연장되는 제 1 본체부를 구비하고 있고,
    상기 제 1 스프링부의 상기 제 1 지점부는, 상기 제 1 본체부로부터 상기 하우징측 또는 상기 전고체 전지측으로 돌출되어 있고,
    상기 제 1 본체부의 상기 제 1 지점부측의 면과 상기 제 1 지점부의 측면 사이에 제 1 걸어 맞춤부가 형성되어 있고,
    상기 제 2 스프링부는, 상기 제 1 방향으로 연장되는 제 2 본체부를 구비하고 있고,
    상기 제 2 스프링부의 상기 제 3 지점부는, 상기 제 2 본체부로부터 상기 제 1 지점부와 반대측으로 돌출되어 있고,
    상기 제 2 본체부의 상기 제 3 지점부측의 면과 상기 제 3 지점부의 측면 사이에 제 2 걸어 맞춤부가 형성되어 있는, 지지 구조.
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