KR20240019258A - 축전 장치 - Google Patents

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KR20240019258A KR1020247000498A KR20247000498A KR20240019258A KR 20240019258 A KR20240019258 A KR 20240019258A KR 1020247000498 A KR1020247000498 A KR 1020247000498A KR 20247000498 A KR20247000498 A KR 20247000498A KR 20240019258 A KR20240019258 A KR 20240019258A
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유시 곤도
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

집전체 및 상기 집전체에 형성된 활물질층을 포함하는 복수의 전극을 적층하여 구성되는 적층체와, 상기 적층체를 둘러싸고, 상기 적층체의 적층 방향으로 이웃하는 상기 전극의 사이를 각각 봉지하는 봉지부와, 상기 전극에 접속되고, 상기 봉지부에서 외부로 인출된 복수의 검출선과, 상기 적층체에 접촉함과 함께, 상기 적층 방향에 교차하는 방향으로 도입구로부터 배출구에 걸쳐서 냉각 유체를 유통시키는 냉각 유로를 갖는 냉각 부재를 구비하고, 상기 봉지부는, 상기 복수의 검출선의 각각이 인출되는 인출 부분을 포함하고, 상기 인출 부분은, 상기 적층 방향에서 보아 상기 냉각 유로의 상기 배출구보다 상기 도입구의 근처에 위치하고 있는, 축전 장치.

Description

축전 장치
본 개시는, 축전 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1 에는, 바이폴라 전지가 기재되어 있다. 이 바이폴라 전지는, 집전체의 일방의 면에 정극층이 형성되고, 타방의 면에 부극층이 형성된 쌍극형 전극을, 세퍼레이터에 전해질을 유지시켜 이루어지는 전해질층을 사이에 두고 적층하고, 복수장 직렬로 배치 형성한 구성을 갖는다. 이 정극층과 부극층의 사이에 전해질층을 사이에 둔 적층 구조에 의해 단전지층이 구성되고, 이 단전지층이 나아가 복수 적층되어 전지 요소가 형성된다. 전지 요소의 주위 전체는, 전지 요소의 기밀을 유지하는 수지군에 의해 피복되어 있다. 그리고, 각 집전체에는 각 단전지층의 단자간 전압을 검지하기 위한 전압 검지용 탭이 형성되어 있고, 전압 검지용 탭은 수지군의 외부로 노출된다.
일본 공개특허공보 2005-5163호
그런데, 상기 바이폴라 전지에서는, 전압 검지용 탭과 같은 검출선이, 전지 요소의 내부에서 외부로 시일재를 관통해서 인출된다. 이 경우, 시일재에 있어서의 검출선의 인출 위치는, 시일재의 다른 지점에 비해, 단전지층의 내압 상승시에 개열되기 쉬워질 우려가 있다. 시일재에 있어서의 검출선의 인출 위치가 개열되면, 예를 들어, 외부의 검출선끼리가 전해액을 개재하여 단락될 우려가 있어, 신뢰성의 저하로 이어진다.
본 개시는, 신뢰성의 저하를 억제 가능한 축전 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에 관련된 축전 장치는, 집전체 및 집전체에 형성된 활물질층을 포함하는 복수의 전극을 적층하여 구성되는 적층체와, 적층체를 둘러싸고, 적층체의 적층 방향으로 이웃하는 전극의 사이를 각각 봉지하는 봉지부와, 전극에 접속되고, 봉지부에서 외부로 인출된 복수의 검출선과, 적층체에 접촉함과 함께, 적층 방향에 교차하는 방향으로 도입구로부터 배출구에 걸쳐서 냉각 유체를 유통시키는 냉각 유로를 갖는 냉각 부재를 구비하고, 봉지부는, 복수의 검출선의 각각이 인출되는 인출 부분을 포함하고, 인출 부분은, 적층 방향에서 보아 냉각 유로의 배출구보다 도입구의 근처에 위치하고 있다.
이 축전 장치에서는, 전극의 적층체에 대해, 적층 방향으로 이웃하는 전극의 사이를 각각 봉지하는 봉지부가 형성되어 있고, 이 봉지부에는, 적층체의 외부로 복수의 검출선이 인출되는 인출 부분이 형성되어 있다. 또, 이 축전 장치는, 적층 방향에 교차하는 방향으로 냉각 유체를 유통시키는 냉각 유로를 갖는 냉각 부재를 구비하고 있다. 그리고, 봉지부에 있어서의 검출선의 인출 부분은, 당해 냉각 유로의 배출구보다 도입구의 근처에 위치하고 있다. 냉각 유로에서는, 배출구측보다 도입구측이, 냉각 유체의 온도가 낮아, 냉각 효율이 높다. 따라서, 어떠한 이유에 의해 적층체 내부의 온도가 상승했을 경우에도, 냉각 유로의 도입구에 가까운 인출 부분의 온도는, 봉지부의 다른 부분에 비해 올라가기 어렵다. 따라서, 당해 인출 부분에 있어서 봉지부의 온도가 상승하여 봉지부가 연화되는 것이 억제된다. 또, 적층체의 내부에 있어서도, 냉각 유로의 도입구에 가까운 부분의 전극의 온도가 다른 부분의 전극에 비해 상대적으로 낮게 유지된다. 따라서, 적층체의 내부에 있어서, 냉각 유로의 도입구에 가까운 부분에서 가스가 발생하기 어렵기 때문에, 당해 인출 부분에 있어서 봉지부에 압력이 가해지기 어렵다. 따라서, 당해 인출 부분에 있어서, 내압 상승시에 봉지부의 개열이 발생하기 어려워, 신뢰성의 저하가 억제된다.
본 개시에 관련된 축전 장치에서는, 봉지부는, 적층 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면을 포함하고, 복수의 외측면은, 도입구측의 제 1 외측면과, 제 1 외측면과는 상이한 외측면으로서 배출구측의 제 2 외측면과, 제 1 외측면과 제 2 외측면의 사이에 연장되는 제 3 외측면을 포함하고, 인출 부분은, 제 3 외측면에 형성되고, 적층 방향에서 보아 배출구보다 도입구의 근처에 위치하고 있어도 된다.
본 개시에 관련된 축전 장치에서는, 봉지부는, 적층 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면을 포함하고, 복수의 외측면은, 도입구측의 제 1 외측면과, 제 1 외측면과는 상이한 외측면으로서 배출구측의 제 2 외측면을 포함하고, 인출 부분은, 제 1 외측면에 형성되어 있어도 된다.
본 개시에 관련된 축전 장치에서는, 도입구 및 배출구는, 냉각 부재의 동일측에 배치되어 있고, 봉지부는, 적층 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면을 포함하고, 복수의 외측면은, 도입구 및 배출구측의 제 1 외측면을 포함하고, 인출 부분은, 제 1 외측면에 형성되고, 적층 방향에서 보아 배출구보다 도입구의 근처에 위치하고 있어도 된다.
본 개시에 관련된 축전 장치에서는, 봉지부는, 적층 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면을 포함하고, 인출 부분은, 복수의 외측면 중의 적어도 1 개의 외측면에 배치되고, 복수의 인출 부분 중 적층 방향으로 이웃하는 인출 부분은, 적층 방향 및 검출선의 연장 방향에 교차하는 방향으로 상이한 위치에 배치되어 있어도 된다. 이 경우, 적층 방향을 따라 검출선의 두께가 축적되는 것을 피할 수 있다.
본 개시에 관련된 축전 장치에서는, 냉각 부재는, 도전성의 판 부재의 내부에 냉각 유로가 형성되어 구성되어 있고, 적층체의 적층 방향의 최외부의 전극에 맞닿아 전기적으로 접속되어 있어도 된다. 이 경우, 적층체의 최외층의 전극에 맞닿아 도전성의 냉각 부재를 배치함으로써, 냉각 부재를 도전판으로서 이용할 수 있다.
본 개시에 관련된 축전 장치에서는, 봉지부는, 적층 방향에서 보아 집전체의 주연부에 형성되어 있고, 냉각 부재는, 적층 방향에서 보아 봉지부에 겹치도록, 집전체의 주연부에 걸쳐서 연장되어 있어도 된다. 이 경우, 봉지부의 냉각이 도모되어 온도 상승이 억제된다.
본 개시에 의하면, 신뢰성의 저하를 억제 가능한 축전 장치를 제공할 수 있다.
도 1 은, 일 실시형태에 관련된 축전 장치의 개략 단면도이다.
도 2 는, 도 1 에 나타낸 축전 장치의 모식적인 평면도이다.
도 3 은, 도 1 에 나타낸 축전 장치의 모식적인 측면도이다.
도 4 는, 변형예에 관련된 축전 장치를 나타내는 모식적인 평면도이다.
도 5 는, 변형예에 관련된 축전 장치를 나타내는 모식적인 평면도이다.
이하, 본 개시의 일 실시형태에 대해, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 도면의 설명에 있어서, 동일한 요소 또는 상당하는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략하는 경우가 있다. 또, 각 도면에는, X 축, Y 축, 및 Z 축에 의해 규정되는 직교 좌표계를 나타내는 경우가 있다.
도 1 은, 일 실시형태에 관련된 축전 장치의 개략 단면도이다. 도 1 에 나타내는 축전 장치 (1) 는, 예를 들어, 포크리프트, 하이브리드 자동차, 전기 자동차 등의 각종 차량의 배터리에 사용되는 축전 모듈이다. 축전 장치 (1) 는, 예를 들어 니켈 수소 이차 전지 또는 리튬 이온 이차 전지 등의 이차 전지이다. 축전 장치 (1) 는, 전기 이중층 커패시터여도 되고, 전고체 전지여도 된다. 본 실시형태에서는, 장치 (1) 가 축전 리튬 이온 이차 전지인 경우를 예시한다.
축전 장치 (1) 는, 전극 적층체 (적층체) (10) 와, 봉지부 (20) 와, 1 쌍의 냉각 부재 (30) 와, 복수의 검출선 (40) 을 구비하고 있다. 전극 적층체 (10) 는, 복수의 바이폴라 전극 (전극) (11) 과, 부극 종단 전극 (전극) (12) 과, 정극 종단 전극 (전극) (13) 과, 복수의 세퍼레이터 (14) 를 갖고 있다.
바이폴라 전극 (11) 은, 집전체 (15) 와, 정극 활물질층 (활물질층) (16) 과, 부극 활물질층 (활물질층) (17) 을 갖고 있다. 집전체 (15) 는, 예를 들어 시트상을 나타내고 있다. 집전체 (15) 는, Z 축 방향에서 보아 예를 들어 직사각 형상을 나타내고 있다. 정극 활물질층 (16) 은, 집전체 (15) 의 일방면 (15a) 에 형성되어 있다. 정극 활물질층 (16) 은, Z 축 방향에서 보아 예를 들어 직사각 형상을 나타내고 있다. 부극 활물질층 (17) 은, 집전체 (15) 의 타방면 (15b) 에 형성되어 있다. 부극 활물질층 (17) 은, Z 축 방향에서 보아 예를 들어 직사각 형상을 나타내고 있다.
부극 활물질층 (17) 은, Z 축 방향에서 보아 정극 활물질층 (16) 보다 한 사이즈 크다. 요컨대, Z 축 방향에서 본 평면에서 보아, 정극 활물질층 (16) 의 형성 영역의 전체가 부극 활물질층 (17) 의 형성 영역 내에 위치하고 있다. 복수의 바이폴라 전극 (11) 은, 정극 활물질층 (16) 과 부극 활물질층 (17) 이 서로 대향하도록 Z 축 방향을 따라 적층되어 있다.
부극 종단 전극 (12) 은, 집전체 (15) 와 부극 활물질층 (17) 을 갖고 있다. 부극 종단 전극 (12) 은, 정극 활물질층 (16) 을 갖지 않는다. 요컨대, 부극 종단 전극 (12) 의 집전체 (15) 의 일방면 (15a) 에는, 활물질층이 형성되어 있지 않다. 부극 종단 전극 (12) 의 집전체 (15) 의 일방면 (15a) 은 노출되어 있다. 부극 종단 전극 (12) 은, 복수의 바이폴라 전극 (11) 에 대해, Z 축 방향에 있어서의 일방측에 배치되어 있다. 부극 종단 전극 (12) 의 부극 활물질층 (17) 은, Z 축 방향에 있어서의 일단에 위치하는 바이폴라 전극 (11) 의 정극 활물질층 (16) 에 대향하고 있다.
정극 종단 전극 (13) 은, 집전체 (15) 와 정극 활물질층 (16) 을 갖고 있다. 정극 종단 전극 (13) 은, 부극 활물질층 (17) 을 갖지 않는다. 요컨대, 정극 종단 전극 (13) 의 집전체 (15) 의 타방면 (15b) 에는, 활물질층이 형성되어 있지 않다. 정극 종단 전극 (13) 의 집전체 (15) 의 타방면 (15b) 은 노출되어 있다. 정극 종단 전극 (13) 은, 복수의 바이폴라 전극 (11) 에 대해, Z 축 방향에 있어서의 타방측에 배치되어 있다. 정극 종단 전극 (13) 의 정극 활물질층 (16) 은, Z 축 방향에 있어서의 타단에 위치하는 바이폴라 전극 (11) 의 부극 활물질층 (17) 에 대향하고 있다.
세퍼레이터 (14) 는, 이웃하는 바이폴라 전극 (11) 의 사이, 부극 종단 전극 (12) 과 바이폴라 전극 (11) 의 사이, 및, 정극 종단 전극 (13) 과 바이폴라 전극 (11) 의 사이에 배치되어 있다. 세퍼레이터 (14) 는, 정극 활물질층 (16) 과 부극 활물질층 (17) 의 사이에 개재되어 있다. 세퍼레이터 (14) 는, 정극 활물질층 (16) 과 부극 활물질층 (17) 을 격리함으로써, 이웃하는 전극의 접촉에 의한 단락을 방지하면서, 리튬 이온 등의 전하 담체를 통과시킨다. 이와 같이, 전극 적층체 (10) 는, 세퍼레이터 (14) 를 개재하여 복수의 전극 (바이폴라 전극 (11), 부극 종단 전극 (12), 및, 정극 종단 전극 (13)) 을 적층함으로써 구성된다. 여기서는, Z 축 방향은, 전극 적층체 (10) 에 있어서의 전극의 적층 방향이다.
집전체 (15) 는, 리튬 이온 이차 전지의 방전 또는 충전 동안, 정극 활물질층 (16) 및 부극 활물질층 (17) 에 전류를 계속 흘리기 위한 화학적으로 불활성인 전기 전도체이다. 집전체 (15) 의 재료는, 예를 들어, 금속 재료, 도전성 수지 재료 또는 도전성 무기 재료 등이다. 도전성 수지 재료로는, 예를 들어, 도전성 고분자 재료 또는 비도전성 고분자 재료에 필요에 따라 도전성 필러가 첨가된 수지 등을 들 수 있다. 집전체 (15) 는, 복수의 층을 구비하고 있어도 된다. 이 경우, 집전체 (15) 의 각 층은, 상기 금속 재료 또는 도전성 수지 재료를 포함하고 있어도 된다.
집전체 (15) 의 표면에는, 피복층이 형성되어 있어도 된다. 당해 피복층은, 예를 들어 도금 처리 또는 스프레이 코트 등의 공지된 방법에 의해 형성되어 있어도 된다. 집전체 (15) 는, 예를 들어, 판상, 박상 (예를 들어 금속박), 필름상 또는 메시상 등을 나타내고 있어도 된다. 금속박으로는, 예를 들어, 알루미늄박, 동박, 니켈박, 티탄박 또는 스테인리스강박 등을 들 수 있다. 스테인리스강박으로는, 예를 들어, JIS G 4305 : 2015 에서 규정되는 SUS304, SUS316 또는 SUS301 등을 들 수 있다. 집전체 (15) 로서 스테인리스강박을 사용함으로써, 집전체 (15) 의 기계적 강도를 확보할 수 있다. 집전체 (15) 는, 상기 금속의 합금박 또는 클래드박이어도 된다. 집전체 (15) 가 박상을 나타내고 있는 경우, 집전체 (15) 의 두께는, 예를 들어, 1 ㎛ ∼ 100 ㎛ 여도 된다.
정극 활물질층 (16) 은, 리튬 이온 등의 전하 담체를 흡장 및 방출할 수 있는 정극 활물질을 포함하고 있다. 정극 활물질로는, 예를 들어, 층상 암염 구조를 갖는 리튬 복합 금속 산화물, 스피넬 구조를 갖는 금속 산화물, 폴리 아니온 계 화합물 등을 들 수 있다. 정극 활물질은, 리튬 이온 이차 전지에 사용 가능한 것이면 된다. 정극 활물질층 (16) 은, 복수의 정극 활물질을 포함하고 있어도 된다. 본 실시형태에서는, 정극 활물질층 (16) 은, 복합 산화물로서의 올리빈형 인산철리튬 (LiFePO4) 을 포함하고 있다.
부극 활물질층 (17) 은, 리튬 이온 등의 전하 담체를 흡장 및 방출할 수 있는 부극 활물질을 포함하고 있다. 부극 활물질은, 단체, 합금 또는 화합물 중 어느 것이어도 된다. 부극 활물질로는, 예를 들어, Li, 탄소, 금속 화합물 등을 들 수 있다. 부극 활물질은, 리튬과 합금화 가능한 원소 혹은 그 화합물 등이어도 된다. 탄소로는, 예를 들어, 천연 흑연, 인조 흑연, 하드 카본 (난 (難) 흑연화성 탄소) 또는 소프트 카본 (이 (易) 흑연화성 탄소) 등을 들 수 있다. 인조 흑연으로는, 예를 들어, 고배향성 그래파이트, 메소카본 마이크로비드 등을 들 수 있다. 리튬과 합금화 가능한 원소로는, 실리콘 (규소) 또는 주석 등을 들 수 있다. 본 실시형태에서는, 부극 활물질층 (17) 은, 탄소계 재료로서의 흑연을 포함하고 있다.
정극 활물질층 (16) 및 부극 활물질층 (17) 의 각각 (이하, 간단히「활물질층」이라고도 한다) 은, 필요에 따라 전기 전도성을 높이기 위한 도전 보조제, 결착제, 전해질 (폴리머 매트릭스, 이온 전도성 폴리머, 전해액 등), 이온 전도성을 높이기 위한 전해질 지지염 (리튬염) 등을 추가로 포함할 수 있다. 도전 보조제는, 각 전극의 도전성을 높이기 위해서 첨가된다. 도전 보조제는, 예를 들어 아세틸렌 블랙, 카본 블랙 또는 그래파이트 등이다.
활물질층에 포함되는 성분 또는 당해 성분의 배합비 및 활물질층의 두께는 특별히 한정되지 않고, 리튬 이온 이차 전지에 대한 종래 공지된 지견이 적절히 참조될 수 있다. 활물질층의 두께는, 예를 들어 2 ∼ 150 ㎛ 이다. 활물질층은, 롤 코트법 등의 공지된 방법에 의해 집전체 (15) 의 표면에 형성되어 있어도 된다. 집전체 (15) 의 표면 (편면 또는 양면) 또는 활물질층의 표면에는, 각 전극의 열안정성을 향상시키기 위해서, 내열층이 형성되어 있어도 된다. 내열층은, 예를 들어, 무기 입자와 결착제를 포함하고, 그 밖에 증점제 등의 첨가제를 포함하고 있어도 된다.
결착제로는, 폴리불화비닐리덴, 폴리테트라플루오로에틸렌, 불소 고무 등의 함불소 수지, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 열가소성 수지, 폴리이미드, 폴리아미드이미드 등의 이미드계 수지, 알콕시실릴기 함유 수지, 아크릴산 또는 메타크릴산 등의 아크릴계 수지, 스티렌-부타디엔 고무 (SBR), 카르복시메틸셀룰로오스, 알긴산나트륨, 알긴산암모늄 등의 알긴산염, 수용성 셀룰로오스에스테르 가교체, 전분-아크릴산 그래프트 중합체 등을 들 수 있다. 이들 결착제는, 단독으로 또는 복수로 이용될 수 있다. 용매에는, 예를 들어, 물, N-메틸-2-피롤리돈 (NMP) 등이 사용된다.
세퍼레이터 (14) 는, 예를 들어, 전해질을 흡수 유지하는 폴리머를 포함하는 다공성 시트 또는 부직포여도 된다. 세퍼레이터 (14) 의 재료로는, 예를 들어, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리올레핀, 폴리에스테르 등을 들 수 있다. 세퍼레이터 (14) 는, 단층 구조 또는 다층 구조를 갖고 있어도 된다. 다층 구조는, 예를 들어, 접착층 또는 내열층으로서의 세라믹층 등을 갖고 있어도 된다. 세퍼레이터 (14) 에는, 전해질이 함침되어 있어도 된다. 세퍼레이터 (14) 는, 고분자 전해질 또는 무기형 전해질 등의 전해질에 의해 구성되어 있어도 된다. 세퍼레이터 (14) 에 함침되는 전해질로는, 예를 들어, 비수용매와 비수용매에 용해된 전해질염을 포함하는 액체 전해질 (전해액), 또는 폴리머 매트릭스 중에 유지된 전해질을 포함하는 고분자 겔 전해질 등을 들 수 있다.
세퍼레이터 (14) 에 전해액이 함침되는 경우, 그 전해질염으로는, LiClO4, LiAsF6, LiPF6, LiBF4, LiCF3SO3, LiN(FSO2)2, LiN(CF3SO2)2 등의 공지된 리튬염이 사용되고 있어도 된다. 또, 비수용매로는, 고리형 카보네이트류, 고리형 에스테르류, 사슬형 카보네이트류, 사슬형 에스테르류, 에테르류 등의 공지된 용매가 사용되고 있어도 된다. 또한, 2 종 이상의 이들 공지된 용매 재료가 조합되어 사용되고 있어도 된다.
봉지부 (20) 는, 전극 적층체 (10) 의 주연부에 형성되어 있다. 봉지부 (20) 는, 각 집전체 (15) 의 주연부에 있어서, 각 집전체 (15) 의 일방면 (15a) 및 타방면 (15b) 의 적어도 일방에 접합되어 있다. 본 실시형태에서는, 봉지부 (20) 는, 집전체 (15) 의 일방면 (15a) 및 타방면 (15b) 의 양방에 접합되어 있다. 집전체 (15) 의 주연부는, 봉지부 (20) 에 매설되어 있다. 봉지부 (20) 는, Z 축 방향에서 보아 전극 적층체 (10) 를 둘러싸고, 각 전극의 사이의 수용 공간 (S) 을 봉지하고 있다. 당해 수용 공간 (S) 에 전해액이 수용되어 있다. 봉지부 (20) 는, 전해액의 외부로의 투과를 방지하고 있다. 봉지부 (20) 는, 축전 장치 (1) 의 외부로부터 수용 공간 (S) 으로의 수분 등의 침입을 방지하고 있다. 봉지부 (20) 는, 예를 들어, 충방전 반응 등에 의해 각 전극에서 발생한 가스가 축전 장치 (1) 의 외부로 새는 것을 방지하고 있다. 각 세퍼레이터 (14) 의 가장자리부는, 봉지부 (20) 에 매설되어 있어도 된다.
봉지부 (20) 는, 절연 재료를 포함하고 있다. 봉지부 (20) 는, 각 전극간을 절연시킴으로써, 각 전극간의 단락을 방지하고 있다. 봉지부 (20) 의 재료로는, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, ABS 수지, 변성 폴리프로필렌, AS 수지 등의 각종 수지 재료를 들 수 있다.
도 2 는, 도 1 에 나타낸 축전 장치의 모식적인 평면도이다. 도 1, 2 에 나타내는 바와 같이, 냉각 부재 (30) 는, 전극 적층체 (10) 에 접촉함과 함께, Z 축 방향에 교차하는 방향 (F) (여기서는 X 축 방향) 으로 도입구 (32a) 로부터 배출구 (32b) 에 걸쳐서 냉각 유체 (예를 들어 공기) 를 유통시키는 냉각 유로 (32) 를 갖고, 전극 적층체 (10) 를 냉각하기 위한 부재이다. 냉각 부재 (30) 는, 전극 적층체 (10) 의 Z 축 방향의 일단에 배치되는 냉각 부재 (30A) 와, 전극 적층체 (10) 의 Z 축 방향의 타단에 배치되는 냉각 부재 (30B) 를 포함한다. 냉각 부재 (30A) 는, 부극 종단 전극 (12) 의 집전체 (15) 에 접촉하고, 부극 종단 전극 (12) 에 전기적으로 접속되어 있다. 냉각 부재 (30B) 는, 정극 종단 전극 (13) 의 집전체 (15) 에 접촉하고, 정극 종단 전극 (13) 에 전기적으로 접속되어 있다.
냉각 부재 (30) (냉각 부재 (30A, (30B)) 는, 본체부 (31) 와 복수의 냉각 유로 (32) 와 검출선 (33) 을 포함한다. 본체부 (31) 는, 예를 들어 금속에 의해 형성되어 도전성을 갖고, 예를 들어 직사각형 판상을 나타내고 있다. 냉각 유로 (32) 는, 방향 (F) 의 상류측의 일단에 도입구 (32a) 를 갖고, 방향 (F) 의 하류측 외단에 배출구 (32b) 를 갖는다. 냉각 유로 (32) 는, 본체부 (31) 에 형성된 관통공이다. 냉각 유로 (32) 는, 여기서는 X 축 방향을 따라 직선상으로 연장되어 있지만, 굴곡되어 있어도 된다. 일례로서, 복수의 냉각 유로 (32) 는, 서로 등간격 또한 평행하게 형성되어 있다. 검출선 (33) 은, 본체부 (31) 의 일단에 형성되어 있고, 본체부 (31) 에 전기적으로 접속되어 있다.
이와 같이, 냉각 부재 (30) 는, 도전성의 판 부재 (본체부 (31)) 의 내부에 냉각 유로 (32) 가 형성되어 구성되어 있고, 전극 적층체 (10) 의 Z 축 방향의 최외부의 전극 (부극 종단 전극 (12) 또는 정극 종단 전극 (13)) 에 맞닿아 전기적으로 접속되어 있다. 이로써, 예를 들어, 냉각 부재 (30A) 의 검출선 (33) 과, Z 축 방향으로 당해 검출선 (33) 에 이웃하는 검출선 (40) (상세한 것은 후술한다) 을 사용하여, 부극 종단 전극 (12) 과 부극 종단 전극 (12) 에 인접하는 바이폴라 전극 (11) 에 의해 구성되는 축전 셀의 전지 상태 (예를 들어 전압) 를 검출하는 것이 가능해진다.
또, 냉각 부재 (30B) 의 검출선 (33) 과, Z 축 방향으로 당해 검출선 (33) 에 이웃하는 검출선 (40) 을 사용하여, 정극 종단 전극 (13) 과 정극 종단 전극 (13) 에 인접하는 바이폴라 전극 (11) 에 의해 구성되는 축전 셀의 전지 상태 (예를 들어 전압) 를 검출하는 것이 가능해진다. 따라서, 검출선 (33) 은, 축전 셀의 전압과 같은 전지 상태를 검출하기 위해서 이용 가능하다. 또한, 냉각 부재 (30) 는, Z 축 방향을 따라 복수의 축전 장치 (1) 를 적층했을 때에, 축전 장치 (1) 끼리를 전기적으로 접속하기 위한 도전판으로도 기능할 수 있다. 그 경우, 서로 이웃하는 축전 장치 (1) 의 사이에서 1 개의 냉각 부재 (30) 가 공통화되어도 된다.
또한, 냉각 부재 (30) 는, 소정의 구속 부재를 사용하여 Z 축 방향으로 축전 장치 (1) 를 구속할 때에, 전극 적층체 (10) 에 대해 구속 하중을 전달하는 기능을 갖는다. 따라서, 냉각 부재 (30) 는, Z 축 방향에서 보아, 적어도 집전체 (15) 에 있어서의 활물질층이 형성된 중앙 부분에 겹치도록 연장되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 냉각 부재 (30) 는, Z 축 방향에서 보아 봉지부 (20) 에 겹치도록, 집전체의 중앙 부분으로부터 집전체 (15) 의 주연부에 걸쳐서 연장되어 있다.
본 실시형태에서는, Z 축 방향에 있어서의 전극 적층체 (10) 의 두께는, 활물질층이 형성된 영역은 봉지부 (20) 가 형성된 영역보다 두껍게 되어 있다. 따라서, 냉각 부재 (30) 로부터 전극 적층체 (10) 의 활물질층에 대해, 주로 구속 하중이 부가된다. 도 1 의 예에서는, 전극 적층체 (10) 의 활물질층이 형성된 영역이 형성됨으로써 Z 축 방향으로 압축되고, 냉각 부재 (30) 와 봉지부 (20) 가 접촉되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는, Z 축 방향에서 보았을 때, 냉각 부재 (30) 의 외연이 봉지부 (20) 의 외연보다 내측에 위치하고, 또한, 냉각 부재 (30) 의 외연이, 봉지부 (20) 의 내연보다 외측에 위치하고 있다. 그러나, 냉각 부재 (30) 의 크기는 이것으로 한정되지 않고, 냉각 부재 (30) 의 외연은 봉지부 (20) 의 외연과 일치하고 있어도 되고, 봉지부 (20) 의 외연보다 외측에 위치하고 있어도 된다.
검출선 (40) 은, 전극 적층체 (10) 에 형성되고, 봉지부 (20) 로부터 전극 적층체 (10) 의 외부로 인출되어 있다. 보다 구체적으로는, 검출선 (40) 은, 일부가 봉지부 (20) 에 매설되고, 잔부가 봉지부 (20) 로부터 외부로 인출되어 있다. 검출선 (40) 은, 봉지부 (20) 에 매설된 부분에 있어서, 전극 적층체 (10) 의 집전체 (15) 에 접합 (예를 들어 용접) 되어 전기적으로 접속되어 있다. 일례로서, 검출선 (40) 은, 모든 바이폴라 전극 (11) 의 집전체 (15) 에 대해 형성되어 있다. 이로써, Z 축 방향으로 이웃하는 1 쌍의 검출선 (40) 을 사용하여, 서로 이웃하는 바이폴라 전극 (11) 에 의해 구성되는 축전 셀의 전지 상태 (예를 들어 전압) 를 검출하는 것이 가능해진다. 이와 같이, 일례로서 검출선 (40) 은 전압 검출선이다.
상기 서술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 검출선 (40) 의 일부가 봉지부 (20) 에 매설되고, 동일하게 봉지부 (20) 에 매설된 집전체 (15) 에 접합되어 있다. 따라서, 봉지부 (20) 에는, 검출선 (40) 과 집전체 (15) 에 의해 관통 부분이 형성되게 된다. 집전체 (15) 및 검출선 (40) 은, 봉지부 (20) 에 매설된 부분에 있어서 봉지부 (20) 에 접합 (예를 들어 용착) 되어 있다. 이로써, 봉지부 (20) 에 있어서의 검출선 (40) 의 인출 부분 (20p) (집전체 (15) 및 검출선 (40) 의 관통 부분) 에 있어서도, 수용 공간 (S) 의 봉지가 유지되고 있다.
도 2 에 나타내는 바와 같이, Z 축 방향에서 보았을 때의 축전 장치 (1) 의 외형은, 봉지부 (20) 에 의해 규정되어 있다. 바꾸어 말하면, 봉지부 (20) 는, 복수 (여기서는 2 개) 의 외측면 (20a) 과 복수 (여기서는 2 개) 의 외측면 (20b) 을 포함한다. 봉지부 (20) 의 외형은, Z 축 방향에서 보았을 때에 단변과 장변을 갖는 직사각 형상을 나타내고 있다. 외측면 (20a) 이 당해 단변에 대응하는 면이며, 외측면 (20b) 이 당해 장변에 대응하는 면이다. Z 축 방향에서 보았을 때, 냉각 유로 (32) 는 단변에 대응하는 외측면 (20a) 을 따라 연장되어 있다.
검출선 (40) 은, 여기서는 단변에 대응하는 외측면 (20a) 으로부터 봉지부 (20) 의 외부로 인출되어 있다. 바꾸어 말하면, 봉지부 (20) 에 있어서의 검출선 (40) 의 인출 부분 (20p) 은, 외측면 (20a) 에 형성되어 있다. 특히, 인출 부분 (20p) 은, Z 축 방향에서 보았을 때, 냉각 유로 (32) 의 배출구 (32b) 보다 도입구 (32a) 의 근처에 위치하고 있다. 즉, 인출 부분 (20p) 은, 적어도, 냉각 유로 (32) 의 냉각 유체의 도입구 (32a) 와 배출구 (32b) 의 사이의 위치 (전체의 1/2 의 점) 보다 도입구 (32a) 측에 위치한다. 나아가서는, 일례로서 인출 부분 (20p) 은, 냉각 유로 (32) 의 1/2 의 점과 도입구 (32a) 의 사이의 위치 (전체의 1/4 의 점) 보다 도입구 (32a) 측에 배치되어 있어도 된다. 혹은, 인출 부분 (20p) 은, 냉각 유로 (32) 의 전체의 1/3 의 위치보다 도입구 (32a) 측에 위치하도록 되어도 된다.
이와 같이, 봉지부 (20) 는, Z 축 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면 (20a, 20b) 을 포함한다. 복수의 외측면 (20a, 20b) 은, 도입구 (32a) 측의 제 1 외측면 (외측면 (20b) 중 일방) 과, 배출구 (32b) 측의 제 2 외측면 (외측면 (20b) 중 타방) 과, 제 1 외측면과 제 2 외측면을 접속하도록, 제 1 외측면과 제 2 외측면의 사이에 연장되는 제 3 외측면 (외측면 (20a)) 을 포함한다. 그리고, 인출 부분 (20p) 은, 제 3 외측면에 형성되고, Z 축 방향에서 보아 배출구 (32b) 보다 도입구 (32a) 의 근처에 위치하고 있다.
여기서, 각 외측면의 정의에 대해 명기한다. 즉, 봉지부 (20) 의 복수의 외측면 (20a, 20b) 중의 어느 외측면이 도입구 (32a) 측 (또는, 배출구 (32b) 측) 이라는 것은, 봉지부 (20) 의 당해 외측면이, 냉각 부재 (30) 의 본체부 (31) 의 Z 축 방향을 따라 연장되는 외표면 중 도입구 (32a) 가 개구되는 외표면 (또는, 배출구 (32b) 가 개구되는 외표면) 과 동일한 측에 면하는 외측면인 것을 의미한다. 일례로서, 도 2 에 나타내는 예에서는, 봉지부 (20) 의 외측면 (20b) 중 일방의 외측면 (A) 은, 냉각 부재 (30) 의 본체부 (31) 의 도입구 (32a) 가 개구되는 외표면 (B) 과 마찬가지로, X 축 방향의 부측에 면하고 있기 때문에, 도입구 (32a) 측의 외측면이다. 한편, 봉지부 (20) 의 외측면 (20b) 중 타방의 외측면 (C) 은, 외표면 (B) 과 반대로 X 축 방향의 정측에 면하고 있기 때문에, 도입구 (32a) 측의 외측면이 아니다. 즉, 봉지부 (20) 의 외측면 (20b) 중 타방의 외측면 (C) 은, 냉각 부재 (30) 의 본체부 (31) 의 배출구 (32b) 가 개구되는 외표면 (D) 과 마찬가지로, X 축 방향의 정측에 면하고 있기 때문에, 배출구 (32b) 측의 외측면이다.
도 3 은, 도 1 에 나타낸 축전 장치 (1) 의 모식적인 측면도이다. 도 3 에 나타내는 바와 같이, 복수의 인출 부분 (20p) 중 Z 축 방향으로 이웃하는 인출 부분 (20p) 는, Z 축 방향 및 검출선 (40) 의 연장 방향인 Y 축 방향에 교차하는 X 축 방향으로 상이한 위치에 배치되어 있다. 도 3 의 예에서는, 복수의 인출 부분 (20p) 은, Z 축 방향을 따라 엇갈리게 배치되어 있다. 따라서, 복수의 인출 부분 (20p) 중 약 반수는, X 축 방향에 대해 동 위치에 배치된다. 단, 인출 부분 (20p) 의 배치는 이것으로 한정되지 않고, 3 개의 인출 부분 (20p) 마다 X 축 방향의 위치가 상이하도록 되어도 되고, 모든 인출 부분 (20p) 의 X 축 방향의 위치가 상이하도록 되어도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 축전 장치 (1) 에서는, 전극 적층체 (10) 에 대해, Z 축 방향으로 이웃하는 전극의 사이를 각각 봉지하는 봉지부 (20) 가 형성되어 있고, 이 봉지부 (20) 에는, 전극 적층체 (10) 의 외부로 복수의 검출선 (40) 이 인출되는 인출 부분 (20p) 이 형성되어 있다. 또, 축전 장치 (1) 는, Z 축 방향에 교차하는 방향으로 냉각 유체를 유통시키는 냉각 유로 (32) 를 갖는 냉각 부재 (30) 를 구비하고 있다. 봉지부 (20) 에 있어서의 검출선 (40) 의 인출 부분 (20p) 은, 당해 냉각 유로 (32) 의 냉각 유체의 배출구 (32b) 보다 도입구 (32a) 의 근처에 위치하고 있다. 냉각 유로 (32) 에서는, 배출구 (32b) 측보다 도입구 (32a) 측이 냉각 유체의 온도가 낮아 냉각 효율이 높다. 따라서, 어떠한 이유에 의해 전극 적층체 (10) 내부의 온도가 상승했을 경우여도, 냉각 유로 (32) 의 도입구 (32a) 의 근처에 위치하는 인출 부분 (20p) 의 온도는, 봉지부 (20) 의 다른 부분에 비해 올라가기 어렵다. 따라서, 당해 인출 부분 (20p) 에 있어서 봉지부 (20) 의 온도가 상승하여 봉지부 (20) 가 연화되는 것이 억제된다. 또, 전극 적층체 (10) 의 내부에 있어서도, 냉각 유로 (32) 의 도입구 (32a) 에 가까운 부분의 전극의 온도가 다른 부분의 전극에 비해 상대적으로 낮게 유지된다. 따라서, 전극 적층체 (10) 의 내부에 있어서, 냉각 유로 (32) 의 도입구 (32a) 에 가까운 부분에서 가스가 발생하기 어렵기 때문에, 당해 인출 부분 (20p) 에 있어서 봉지부 (20) 에 압력이 가해지기 어렵다. 따라서, 당해 인출 부분 (20p) 에 있어서, 내압 상승시에 봉지부 (20) 의 개열이 발생하기 어렵고, 신뢰성의 저하가 억제된다.
또, 축전 장치 (1) 에서는, 봉지부 (20) 는, Z 축 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면 (20a, 20b) 을 포함하고, 인출 부분 (20p) 은, 복수의 외측면 (20a, 20b) 중의 적어도 1 개의 외측면 (20a) 에 배치된다. 그리고, 복수의 매설 부분 중 Z 축 방향으로 이웃하는 인출 부분 (20p) 은, X 축 방향으로 상이한 위치에 배치되어 있다. 이 때문에, 적층 방향을 따라 검출선 (40) 의 두께가 축적되는 것을 피할 수 있다.
또, 축전 장치 (1) 에서는, 냉각 부재 (30) 는, 도전성의 판 부재 (본체부 (31)) 의 내부에 냉각 유로 (32) 가 형성되어 구성되어 있고, 전극 적층체 (10) 의 Z 축 방향의 최외부의 전극에 맞닿아 전기적으로 접속되어 있다. 이 때문에, 냉각 부재 (30) 를, 축전 장치 (1) 끼리의 전기적인 접속이나 축전 셀의 전압과 같은 전지 상태의 검출에 이용 가능한 도전판으로서 사용할 수 있다.
또한, 축전 장치 (1) 에서는, 봉지부 (20) 는, Z 축 방향에서 보아 집전체 (15) 의 주연부에 형성되어 있고, 냉각 부재 (30) 는, Z 축 방향에서 보아 봉지부 (20) 에 겹치도록, 집전체 (15) 의 주연부에 걸쳐서 연장되어 있다. 이 때문에, 봉지부 (20) 의 냉각이 도모되어 온도 상승이 억제된다.
이상의 실시형태는, 본 개시의 일측면을 설명한 것이다. 따라서, 본 개시에 관련된 축전 장치는, 상기 축전 장치로 한정되지 않고 변형될 수 있다.
도 4 는, 변형예에 관련된 축전 장치를 나타내는 모식적인 평면도이다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 축전 장치 (1) 에서는, Z 축 방향에서 보아 봉지부 (20) 의 장변에 대응하는 1 쌍의 외측면 (20b) 가운데, 냉각 유로 (32) 의 도입구 (32a) 측에 위치하는 외측면 (20b) 에 대해, 봉지부 (20) 의 인출 부분 (20p) 이 형성되어도 된다. 즉, 검출선 (40) 은, 당해 외측면 (20b) 으로부터 인출되어 있어도 된다.
즉, 봉지부 (20) 는, Z 축 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면 (20a, 20b) 을 포함하고, 복수의 외측면 (20a, 20b) 은, 도입구 (32a) 측의 제 1 외측면 (외측면 (20b) 중 일방) 과, 제 1 외측면과는 상이한 외측면으로서 배출구 (32b) 측의 제 2 외측면 (외측면 (20b) 의 타방) 을 포함한다. 그리고, 인출 부분 (20p) 은, 제 1 외측면에 형성되어 있다. 이 결과, 인출 부분 (20p) 은, Z 축 방향에서 보아 배출구 (32b) 보다 도입구 (32a) 의 근처에 위치한다.
이 경우, 냉각 유체의 온도가 보다 낮은 지점에 인출 부분 (20p) 이 배치되어, 보다 냉각되기 쉬워진다. 나아가서는, 인출 부분 (20p) 은, 냉각 유로 (32) 의 배출구 (32b) 보다 도입구 (32a) 에 가까워지는 범위에 있어서, 복수의 외측면 (20a, 20b) 에 분산되어 배치되어도 된다. 또한, 냉각 부재 (30) 에 있어서는, 봉지부 (20) 의 장변을 따라 냉각 유로 (32) 가 연장되어 있어도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 냉각 부재 (30) 가 봉지부 (20) 에 겹치도록 집전체 (15) 의 중앙 부분으로부터 집전체 (15) 의 주연부에 걸쳐서 연장되어 있었다. 그러나, 냉각 부재 (30) 는, Z 축 방향에서 보아, 활물질층에 겹치도록, 또한, 봉지부 (20) 에 이르지 않도록 집전체 (15) 의 중앙 부분에 형성되어 있어도 된다. 이 경우, Z 축 방향에서 보아, 냉각 부재 (30) 의 외연이, 봉지부 (20) 의 내연보다 내측에 위치하게 된다. 이 경우, 냉각 부재 (30) 가 봉지부 (20) 에 접촉하지 않고, 전극 적층체 (10) 의 구속 하중을 전달시킬 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는, 냉각 부재 (30) 가 전극 적층체 (10) 의 Z 축 방향의 최외부의 전극에 맞닿아 전기적으로 접속되어 있었다. 그러나, 냉각 부재 (30) 는, 전극 적층체 (10) 에 전기적으로 접속되어 있지 않아도 된다. 예를 들어, 냉각 부재 (30) 는, 전극 적층체 (10) 와의 사이에 개재하는 절연 부재를 포함하여 구성되고, 당해 절연 부재를 개재하여 전극 적층체 (10) 에 맞닿아도 된다.
또, 상기 실시형태에서는, 검출선 (40) 은, 그 일부가 봉지부 (20) 에 매설되고, 그 잔부가 봉지부 (20) 로부터 외부로 인출되어 있었다. 그러나, 검출선 (40) 은, 봉지부 (20) 를 관통하고 있어도 된다. 이 경우, 검출선 (40) 은, 봉지부 (20) 에 매설되는 일부와, 당해 일부로부터 봉지부 (20) 의 외부로 인출되는 다른 일부와, 당해 일부로부터 봉지부 (20) 의 내부 (수용 공간 (S) 내) 로 인입되는 또 다른 일부를 포함하게 된다. 또한, 검출선 (40) 은, 집전체 (15) 와 별체로 구성되어 집전체 (15) 에 접합되는 경우로 한정되지 않고, 집전체 (15) 의 일부가 연장되어 구성되어도 된다. 또, 검출선 (40) 은, 전압 검출선으로 한정되지 않고, 예를 들어, 전극 적층체 (10) 에 형성된 온도 센서에 접속된 온도 검출선이어도 된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 복수의 인출 부분 (20p) 중 Z 축 방향으로 이웃하는 인출 부분 (20p) 이, X 축 방향으로 상이한 위치에 배치되어 있는 예에 대해 나타내었다. 그러나, 인출 부분 (20p) 에 있어서 검출선 (40) 의 두께가 영향을 미치지 않는 경우에는, 인출 부분 (20p) 의 X 축 방향의 위치를 다르게 하지 않아도 된다 (Z 축 방향으로 일렬로 배치해도 된다).
여기서, 도 5 는, 변형예에 관련된 축전 장치를 나타내는 모식적인 평면도이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 축전 장치 (1) 는, 냉각 부재 (30) 대신에 냉각 부재 (50) 를 구비할 수 있다. 이 경우, 축전 장치 (1) 는, 냉각 부재 (30A) 에 대응하는 냉각 부재 (50) 와 냉각 부재 (30B) 에 대응하는 냉각 부재 (50) 를 구비할 수 있다. 단, 냉각 부재 (30A) 및 냉각 부재 (30B) 의 일방만을 냉각 부재 (50) 로 해도 된다. 냉각 부재 (50) 는, 냉각 부재 (30) 와 마찬가지로, 전극 적층체 (10) 에 접촉함과 함께, Z 축 방향에 교차하는 방향 (F) (여기서는 X-Y 면을 따른 방향) 으로 도입구 (32a) 로부터 배출구 (32b) 에 걸쳐서 냉각 유체 (예를 들어 공기) 를 유통시키는 냉각 유로 (32) 를 갖고, 전극 적층체 (10) 를 냉각하기 위한 부재이다.
냉각 부재 (50) 는, 본체부 (31) 와 냉각 유로 (32) 와 검출선 (33) (여기서는 도시 생략) 을 포함한다. 냉각 유로 (32) 는, 방향 (F) 의 상류측의 일단에 도입구 (32a) 를 갖고, 방향 (F) 의 하류측 타단에 배출구 (32b) 를 갖는다. 냉각 유로 (32) 는, 여기서는 X-Y 면을 따라 부분적으로 굴곡되어 연장되어 있다. 보다 구체적으로는, 냉각 유로 (32) 는, 도입구 (32a) 로부터 Y 축 방향을 따라 직선상으로 연장되는 제 1 부분 (32A) 과, 배출구 (32b) 로 향하여 Y 축 방향을 따라 직선상으로 연장되는 제 2 부분 (32B) 과, 원호상으로 굴곡되어 연장되고, 제 1 부분 (32A) 과 제 2 부분 (32B) 을 접속하는 제 3 부분 (32C) 을 포함한다. 제 1 부분 (32A) 과 제 2 부분 (32B) 은 서로 대략 평행하게 연장되어 있다.
이로써, 도입구 (32a) 와 배출구 (32b) 가 본체부 (31) 의 동일측에 배치되게 된다. 이 예에서는, 도입구 (32a) 및 배출구 (32b) 는, 모두, 봉지부 (20) 에 있어서의 검출선 (40) 의 인출 부분 (20p) 이 형성된 외측면 (20a) 측에 배치되어 있다.
즉, 도입구 (32a) 및 배출구 (32b) 는, 냉각 부재 (30) 의 동일측에 배치되어 있다. 봉지부 (20) 는, Z 축 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면 (20a, 20b) 을 포함하고, 복수의 외측면 (20a, 20b) 은, 도입구 (32a) 및 배출구 (32b) 측의 제 1 외측면 (외측면 (20a) 중 일방) 을 포함한다. 그리고, 인출 부분 (20p) 은, 제 1 외측면에 형성되고, Z 축 방향에서 보아 배출구 (32b) 보다 도입구 (32a) 의 근처에 위치하고 있다.
단, 도입구 (32a) 및 배출구 (32b) 는, 외측면 (20b) 측에 배치되어도 된다. 이 때, 검출선 (40) 의 인출 부분 (20p) 은, 외측면 (20b) 에 형성되어 있어도 된다.
이 예에 있어서도, 검출선 (40) 의 인출 부분 (20p) 은, Z 축 방향에서 보았을 때, 배출구 (32b) 보다 도입구 (32a) 의 근처에 위치하고 있다. 도 5 의 실선으로 나타내는 예에서는, 인출 부분 (20p) 이, 도입구 (32a) 보다, 외측면 (20a) 에 있어서의 배출구 (32b) 와 반대측의 단부에 가까운 위치에 배치되어 있다. 단, 인출 부분 (20p) 은, Z 축 방향에서 보았을 때, 도입구 (32a) 와 배출구 (32b) 의 사이에 있어서, 배출구 (32b) 보다 도입구 (32a) 에 가까운 위치에 배치되어도 된다. 나아가서는, 인출 부분 (20p) 은, Z 축 방향에서 보았을 때, 적어도 부분적으로 도입구 (32a) 와 겹치도록 (X 축 방향의 위치가 겹치도록) 배치되어도 된다.
이상과 같이, 냉각 부재 (50) 를 사용한 경우여도, 냉각 부재 (30) 와 사용하는 경우와 동일한 효과를 발휘하는 것이 가능하다. 특히, 냉각 부재 (50) 를 사용함으로써, 냉각 유로 (32) 의 도입구 (32a) 와 배출구 (32b) 가 본체부 (31) 의 동일측에 배치되기 때문에, 냉각 유로 (32) 로의 냉각 유체의 도입 및 배출에 관련된 기구를 축전 장치 (1) 의 일방측에 배치하여 간략화하는 것이 가능해진다.
신뢰성의 저하를 억제 가능한 축전 장치가 제공된다.
1 : 축전 장치
10 : 전극 적층체 (적층체)
15 : 집전체
16 : 정극 활물질층 (활물질층)
17 : 부극 활물질층
20 : 봉지부
20a, 20b : 외측면
20p : 인출 부분
30, 50 : 냉각 부재
31 : 본체부
32 : 냉각 유로
40 : 검출선

Claims (8)

  1. 집전체 및 상기 집전체에 형성된 활물질층을 포함하는 복수의 전극을 적층하여 구성되는 적층체와,
    상기 적층체를 둘러싸고, 상기 적층체의 적층 방향으로 이웃하는 상기 전극의 사이를 각각 봉지하는 봉지부와,
    상기 전극에 접속되고, 상기 봉지부에서 외부로 인출된 복수의 검출선과,
    상기 적층체에 접촉함과 함께, 상기 적층 방향에 교차하는 방향으로 도입구로부터 배출구에 걸쳐서 냉각 유체를 유통시키는 냉각 유로를 갖는 냉각 부재를 구비하고,
    상기 봉지부는, 상기 복수의 검출선의 각각이 인출되는 인출 부분을 포함하고,
    상기 인출 부분은, 상기 적층 방향에서 보아 상기 냉각 유로의 상기 배출구보다 상기 도입구의 근처에 위치하고 있는, 축전 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지부는, 상기 적층 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면을 포함하고,
    상기 복수의 외측면은,
    상기 도입구측의 제 1 외측면과,
    상기 제 1 외측면과는 상이한 상기 외측면으로서 상기 배출구측의 제 2 외측면과,
    상기 제 1 외측면과 상기 제 2 외측면의 사이에 연장되는 제 3 외측면을 포함하고,
    상기 인출 부분은, 상기 제 3 외측면에 형성되고, 상기 적층 방향에서 보아 상기 배출구보다 상기 도입구의 근처에 위치하고 있는, 축전 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지부는, 상기 적층 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면을 포함하고,
    상기 복수의 외측면은,
    상기 도입구측의 제 1 외측면과,
    상기 제 1 외측면과는 상이한 상기 외측면으로서 상기 배출구측의 제 2 외측면을 포함하고,
    상기 인출 부분은, 상기 제 1 외측면에 형성되어 있는, 축전 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도입구 및 상기 배출구는, 상기 냉각 부재의 동일측에 배치되어 있고,
    상기 봉지부는, 상기 적층 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면을 포함하고,
    상기 복수의 외측면은, 상기 도입구 및 상기 배출구측의 제 1 외측면을 포함하고,
    상기 인출 부분은, 상기 제 1 외측면에 형성되고, 상기 적층 방향에서 보아 상기 배출구보다 상기 도입구의 근처에 위치하고 있는, 축전 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 봉지부는, 상기 적층 방향을 따라 연장되는 복수의 외측면을 포함하고,
    상기 인출 부분은, 상기 복수의 외측면 중의 적어도 1 개의 상기 외측면에 배치되고,
    복수의 상기 인출 부분 중 적층 방향으로 이웃하는 상기 인출 부분은, 상기 적층 방향 및 상기 검출선의 연장 방향에 교차하는 방향으로 상이한 위치에 배치되어 있는, 축전 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 부재는, 도전성의 판 부재의 내부에 상기 냉각 유로가 형성되어 구성되어 있고, 상기 적층체의 상기 적층 방향의 최외부의 상기 전극에 맞닿아 전기적으로 접속되어 있는, 축전 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 봉지부는, 상기 적층 방향에서 보아 상기 집전체의 주연부에 형성되어 있고,
    상기 냉각 부재는, 상기 적층 방향에서 보아 상기 봉지부에 겹치도록, 상기 집전체의 상기 주연부에 걸쳐서 연장되어 있는, 축전 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 봉지부는, 상기 적층 방향에서 보아 상기 집전체의 주연부에 형성되어 있고,
    상기 냉각 부재는, 상기 적층 방향에서 보아 상기 봉지부에 겹치도록, 상기 집전체의 상기 주연부에 걸쳐서 연장되어 있는, 축전 장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005005163A (ja) 2003-06-12 2005-01-06 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4374947B2 (ja) * 2003-08-25 2009-12-02 日産自動車株式会社 冷却用タブを有する積層型バイポーラ二次電池
KR102124712B1 (ko) * 2015-07-07 2020-06-18 애플 인크. 바이폴라 배터리 설계
JP7099038B2 (ja) * 2018-05-10 2022-07-12 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置
JP2020161338A (ja) * 2019-03-27 2020-10-01 株式会社豊田自動織機 蓄電装置
JP2021012755A (ja) * 2019-07-03 2021-02-04 株式会社豊田自動織機 蓄電装置の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005005163A (ja) 2003-06-12 2005-01-06 Nissan Motor Co Ltd バイポーラ電池

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