WO2019003772A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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WO2019003772A1
WO2019003772A1 PCT/JP2018/020689 JP2018020689W WO2019003772A1 WO 2019003772 A1 WO2019003772 A1 WO 2019003772A1 JP 2018020689 W JP2018020689 W JP 2018020689W WO 2019003772 A1 WO2019003772 A1 WO 2019003772A1
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WO
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storage device
secondary battery
power storage
electrode body
battery
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PCT/JP2018/020689
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English (en)
French (fr)
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藤原　勲
昌孝 新屋敷
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a power storage device.
  • a power storage device provided with a battery stack formed by arranging a plurality of flat secondary batteries (square batteries) is widely known.
  • a pair of end plates located on opposite sides of the battery stack and pressing the prismatic battery in the stacking direction, and the end plates connected to the upper and lower sides are fixed at a constant interval.
  • a storage device for a vehicle comprising a bind bar. Since the electrode body of the secondary battery expands with time due to the deterioration of the battery, in a power storage device as disclosed in Patent Document 1, the pressure applied to the electrode body increases with time.
  • a power storage device which is an aspect of the present disclosure, includes a battery stack in which a plurality of secondary batteries and spacers are alternately arranged, and both sides of the battery stack in which the secondary batteries and the spacers are arranged in the first direction. And a pressing unit provided between at least one of the pair of end plates and the battery stack and pressing the battery stack, each of the secondary batteries being And an exterior body for accommodating the electrode body, the exterior body having a convex portion which bulges inward to press the electrode body in the first direction and is deformed with the expansion of the electrode body. And.
  • the distance between the electrodes constituting the electrode body is maintained uniform while permitting expansion of the electrode body due to deterioration of the battery from the initial state to the end of life of the secondary battery. It is possible to provide a possible power storage device. According to the power storage device that is an aspect of the present disclosure, damage to the device due to expansion of the electrode body can be prevented, and battery performance such as discharge capacity can be maintained favorably.
  • FIG. 1 It is a perspective view of an electrical storage device which is an example of an embodiment. It is AA line sectional drawing in FIG. It is a figure which shows the state of the electrical storage apparatus in the initial stage of a charging / discharging cycle. It is a figure which shows the state of the electrical storage apparatus after a predetermined
  • each secondary battery may not be electrically connected, and the plurality of secondary batteries may not be connected. Only a part may be electrically connected to each other. That is, the plurality of secondary batteries that constitute one battery stack may be configured to be connected to the power source so as to be chargeable and dischargeable individually or for each predetermined block.
  • FIG. 1 is a perspective view of a power storage device 8 which is an example of the embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
  • the plurality of secondary batteries 11 and the plurality of spacers 22 constituting the battery stack 10 are arranged in the horizontal direction.
  • the direction in which the secondary batteries 11 and the spacers 22 are arranged is referred to as a “first direction”.
  • a direction orthogonal to the first direction is referred to as “second direction”
  • a direction orthogonal to the first and second directions is referred to as “vertical direction”.
  • the storage device 8 includes a battery stack 10 in which a plurality of secondary batteries 11 and spacers 22 are alternately arranged.
  • the storage device 8 also includes a pair of end plates 20 provided on both sides in the first direction of the battery stack 10 and a compression spring 30 which is a pressing means for pressing the battery stack 10.
  • the compression spring 30 is provided between at least one of the pair of end plates 20 and the battery stack 10. In the present embodiment, a compression spring 30 is provided between one end plate 20 and the battery stack 10.
  • Power storage device 8 is a battery assembly configured by electrically connecting a plurality of secondary batteries 11, and is also called a battery module or a battery pack.
  • all the secondary batteries 11 constituting the battery stack 10 are electrically connected.
  • batteries having different capacities, sizes, types, etc. may be used as the secondary batteries 11, preferably the same batteries are used.
  • the secondary battery 11 include non-aqueous electrolyte secondary batteries such as lithium ion batteries.
  • the battery stack 10 is configured of seven secondary batteries 11, but the number of secondary batteries 11 is not particularly limited.
  • the storage device 8 includes bind bars 21 connected to each end plate 20 such that a predetermined clamping pressure acts on the battery stack 10 by the pair of end plates 20.
  • Each end plate 20 is a plate-like member slightly shorter in the vertical direction than the secondary battery 11 and slightly longer in the second direction, and sandwiches the battery stack 10 from both sides in the first direction.
  • Each end plate 20 may be longer than the secondary battery 11 in the vertical direction.
  • the bind bar 21 is, for example, a rod-like member provided along the first direction.
  • the bind bars 21 are provided, for example, on both sides of the battery stack 10 in the second direction.
  • two bind bars 21 are attached across the pair of end plates 20. That is, the pair of end plates 20 are connected by two bind bars 21. Specifically, one end of the bind bar 21 is fastened to one end plate 20, and the other end of the bind bar 21 is fastened to the other end plate 20, and each end plate 20 clamps the battery stack 10 in a predetermined manner. The pressure is working. By adjusting the fastening force of the bind bar 21 to the end plate 20, the fastening pressure can be changed.
  • Each of the secondary battery 11 which comprises the battery laminated body 10 is equipped with the electrode body 12 and the exterior body 13 which accommodates the electrode body 12.
  • the exterior body 13 also contains an electrolytic solution. In addition, you may use the solid electrolyte which used gel-like polymer etc. instead of electrolyte solution.
  • the exterior body 13 has a convex portion 16 which bulges inward to press the electrode body 12 in the first direction and deform as the electrode body 12 expands.
  • the convex portions 16 are respectively formed on the side wall portions 14 of the exterior body 13.
  • the secondary battery 11 has a positive electrode terminal 18 electrically connected to the positive electrode of the electrode body 12 and a negative electrode terminal 19 electrically connected to the negative electrode.
  • the positive electrode terminal 18 is provided on one end side in the second direction of the upper surface portion of the exterior body 13, and the negative electrode terminal 19 is provided on the other end side in the second direction of the upper surface portion of the exterior body 13.
  • the battery stack 10 includes a plurality of conductive members 35 connecting the electrode terminals of the adjacent secondary batteries 11 to each other.
  • the secondary batteries 11 are arranged such that the positions of the positive electrode terminal 18 and the negative electrode terminal 19 in the adjacent secondary batteries 11 are opposite to each other, and the adjacent secondary batteries 11 are connected in series by the conductive member 35. It is connected.
  • the conductive member 35 has a stretchable portion 37 that stretches in the first direction.
  • the electrode assembly 12 is a stacked electrode assembly in which a plurality of positive electrodes and a plurality of negative electrodes are alternately stacked in the first direction with a separator interposed therebetween.
  • the negative electrode is generally one size larger than the positive electrode, and the negative electrode mixture layer is always disposed opposite to the portion where the mixture layer of the positive electrode is formed.
  • a plurality of separators may be used, or a single separator that has been subjected to multiple reversion may be used.
  • the laminated structure of the electrode body 12 is maintained by being pressed in the first direction by, for example, the convex portion 16 of the exterior body 13.
  • the electrode body may be a wound electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are wound via a separator.
  • the exterior body 13 is, for example, a rectangular metal case configured of a bottomed cylindrical case body and a sealing plate closing the opening of the case body. That is, the secondary battery 11 is a so-called square battery.
  • the case body of the exterior body 13 has two side wall portions 14 disposed to face each other, two side wall portions 15 disposed to face each other, and a bottom face portion.
  • the four side wall portions are formed, for example, substantially perpendicularly to the bottom surface portion.
  • the upper surface portion of the exterior body 13 is formed of a sealing plate.
  • each side wall portion 14 is disposed substantially in parallel with the positive electrode and the negative electrode constituting the electrode body 12, and each side wall portion 15 is disposed along the first direction. Further, each side wall portion 14 is disposed substantially in parallel with each end plate 20. For this reason, the tightening pressure acting on the battery stack 10 by the pair of end plates 20 acts on the side wall portion 14 of each secondary battery 11.
  • the side wall portion 14 is formed larger than the side wall portion 15.
  • the side wall portion 14 is formed to have a larger area than the area of the positive electrode and the negative electrode constituting the electrode body 12.
  • Side wall portion 15 is formed longer in the first direction than the thickness of electrode body 12.
  • the side wall portion 14 has a substantially rectangular shape longer in the second direction than the vertical direction
  • the side wall portion 15 has a substantially rectangular shape longer in the vertical direction than the first direction. In the present embodiment, of the side wall portions 14 and 15, only the side wall portion 14 is deformed along with the expansion of the electrode body 12.
  • the convex portions 16 are respectively formed on the two side wall portions 14 disposed opposite to each other, and press and hold the electrode body 12 from both sides in the first direction. Thereby, the movement of the electrode body 12 in the exterior body 13 can be restricted, and the laminated structure of the electrode body 12 can be maintained.
  • the electrode body 12 is accommodated in the exterior body 13 in a state where the end of each electrode does not contact the inner surface of the exterior body 13. In this case, a gap is present between each electrode and each side wall portion 15 and the bottom surface portion, and damage to the electrode body 12 can be prevented such that the end portion of each electrode is pressed against the inner surface of the side wall portion 15 or the like and is bent.
  • the convex portion 16 is formed by pressing each side wall portion 14 from the outside. For this reason, the recessed part 17 is formed in the outer surface of each side wall part 14 in the position corresponding to each convex part 16, respectively. For example, after inserting the electrode body 12 into the case body of the exterior body 13, the convex portion 16 and the concave portion 17 are in a state in which the end portions of the electrodes do not contact the side wall portions 15 and the bottom portions as much as possible. It forms by pressing each side wall part 14 from the outside as. Although the gap between the side wall portions 14 before forming the respective convex portions 16 is larger than the thickness of the electrode body 12 and there is a gap between the electrode body 12 and the side wall portions 14, the convex portions 16 are formed. Thus, the gap can be eliminated and the electrode body 12 can be pressed.
  • the convex portion 16 is formed in the central portion of the side wall portion 14 and preferably formed in a wide range of the side wall portion 14.
  • the convex portion 16 may be formed other than the peripheral portion of the side wall portion 14, or may be formed on substantially the entire side wall portion 14.
  • the side wall portion 14 gradually protrudes inward from the boundary position with the side wall portion 15, and a wide area excluding the peripheral edge portion of the side wall portion 14 is formed substantially flat and substantially parallel to the end plate 20.
  • the convex portion 16 is formed substantially in the entire region of the side wall portion 14.
  • the convex portion 16 may be in contact with, for example, the entire area of both end surfaces of the electrode body 12 in the first direction.
  • the convex portion 16 eliminates the gap between the electrode body 12 and the side wall portion 14 and is formed with a bulging length such that a predetermined pressure is applied to the electrode body 12.
  • the predetermined pressure may be such that the distance between the electrodes of the electrode assembly 12 can be uniformly maintained in the initial state of the secondary battery 11.
  • the electrode body 12 expands over time as charge and discharge are repeated, but the convex portion 16 deforms as the electrode body 12 expands, so the electrode body at a substantially constant pressure from the initial state of the secondary battery 11 to the end of the life It is possible to hold twelve.
  • the convex portion 16 is pressed by the compression spring 30 via the spacer 22 or the like, but it is preferable that the convex portion 16 itself is elastically deformed to some extent in accordance with the volume change of the electrode body 12.
  • the spacer 22 may abut against the recess 17 formed in the side wall portion 14 of the secondary battery 11 and may deform following the deformation of the recess 17 while pressing the recess 17.
  • the spacer 22 is disposed between the secondary batteries 11, and the clamping pressure by the pair of end plates 20 and the pressure by the compression spring 30 are transmitted to the side wall portions 14 of the respective secondary batteries 11 via the spacers 22. Ru. And since the convex part 16 is formed inside each recessed part 17, the said pressure acts on the electrode body 12 through each convex part 16. As shown in FIG.
  • the spacer 22 be in contact with a wide range of a substantially flat portion of the recess 17 of the secondary battery 11. In this case, the entire electrode assembly 12 is easily pressed uniformly. The spacer 22 may be in contact with the entire substantially flat portion.
  • the secondary battery 11 can maintain the structure of the electrode assembly 12 by the functions of the respective projections 16, but can hold the electrode assembly 12 more stably by the presence of the spacer 22 in contact with the recess 17.
  • the spacer 22 preferably includes a rigid core material 23 and an elastic member 24 attached to the core material and in contact with the recess 17 of the secondary battery 11.
  • the spacer 22 may be made of, for example, only the elastic member 24.
  • the spacer 22 has elastic members 24 on both sides of the core 23.
  • the core member 23 is formed of, for example, a rigid plate-like resin member which is not substantially deformed by the expansion of the secondary battery 11.
  • the elastic member 24 is preferably made of a member that is softer than the core member 23, and is made of, for example, a member that elastically deforms with a change in volume of the secondary battery 11.
  • the elastic member 24 may be made of rubber, foam, thermoplastic elastomer or the like, and specific examples include silicone rubber, fluororubber, ethylene-propylene rubber and the like.
  • the thickness of the elastic member 24 is thicker than the depth of the recess 17, and the elastic member 24 fits into the recess 17 of the secondary battery 11 and is in contact with substantially the entire flatly formed deepest portion of the recess 17. Good.
  • the compression spring 30 is disposed between one end plate 20 and the battery stack 10 as described above.
  • the compression spring 30 follows the thickness change associated with the charge and discharge of the secondary battery 11 and expands and contracts.
  • a predetermined pressing force can be applied to the electrode body 12 while allowing expansion of the electrode body 12, and the intervals between the electrodes constituting the electrode body 12 can be maintained uniform.
  • the number of compression springs 30 may be one, but in the present embodiment, two in line in the second direction at the top of the end plate 20 and two in line in the second direction at the bottom of the end plate 20, a total of 4 Two compression springs 30 are provided.
  • the compression spring 30 preferably applies a pressure to each of the secondary batteries 11 via the pressing plate 31.
  • the compression spring 30 may directly press the side wall portion 14 of the secondary battery 11, but it is preferable to dispose the pressing plate 31 in a portion of the battery stack 10 where the compression spring 30 abuts. By arranging the pressing plate 31, the pressure of the compression spring 30 can be easily applied to the secondary battery 11 uniformly.
  • the pressing plate 31 is configured of, for example, a core material 23 and an elastic member 24.
  • the elastic member 24 is provided only on one side of the core material 23 (the surface that contacts the recess 17 of the secondary battery 11), and is not provided on the surface that the compression spring 30 contacts.
  • the compression spring 30 is, for example, a compression coil spring, and is attached to the end plate 20 so that the axial direction is along the first direction.
  • the fixing structure of the compression spring 30 to the end plate 20 is not particularly limited.
  • One end of the compression spring 30 may be fixed to the end plate 20, and the other end may be fixed to the pressing plate 31.
  • a plurality of compression springs 30 are provided, they preferably have the same shape, size, and strength (spring constant).
  • the compression spring 30 pressurize the battery stack 10 at a constant pressure when the thickness change of the secondary battery 11 in the first direction is less than 5%.
  • the thickness of the secondary battery 11 is the length in the first direction of the secondary battery 11 and means the thickness at the center of the side wall portion 14.
  • the degree of the increase is generally less than 5% of the initial thickness. For this reason, when the increase in thickness of each secondary battery 11 is less than 5%, the lifetime from the initial state of the secondary battery 11 can be obtained by using the compression spring 30 that can press each secondary battery 11 with a constant pressure.
  • the intervals between the electrodes constituting the electrode assembly 12 can be efficiently maintained constant over the last stage.
  • the compression spring 30 presses the laminate so that the thickness of the battery stack 10 does not further increase.
  • the compression spring 30 may use a spring that becomes a compression limit dimension when the thickness of each secondary battery 11 increases by 5%.
  • the compression spring 30 shrinks to follow the thickness change, while the thickness of each secondary battery 11 increases 5%
  • the thickness of the battery stack 10 is constrained to a certain dimension.
  • the compression limit dimension of the compression spring 30 it is preferable to change the compression limit dimension of the compression spring 30 according to the type of the secondary battery 11, specifically according to the rate of increase of the thickness of the secondary battery 11. For example, when the increase in thickness of the secondary battery 11 is large, the compression spring 30 with a large compression limit dimension is used, and when the increase in thickness is small, the compression spring 30 with a small compression limit dimension is used.
  • the compression spring 30 may press the battery stack 10 at a constant pressure only when the increase in thickness of each secondary battery 11 is less than 3% or less than 2%.
  • the compression spring 30 may be contracted as the thickness of each secondary battery 11 increases, and the elastic member 24 of the spacer 22 may be compressed as described above. In this case, expansion of each secondary battery 11 is absorbed by the compression spring 30 and the elastic member 24, and a predetermined pressing force is maintained.
  • the elastic member 24 may be more easily compressed than the compression spring 30, or may not be compressed easily. In the latter case, expansion of each secondary battery 11 may be absorbed by the elastic member 24 being compressed after the compression limit of the compression spring 30 is exceeded.
  • the power storage device 8 includes the compression spring 30 as a pressing means for pressing the battery stack 10, but at least one selected from, for example, a spring, a linear motion device, and a rubber member can be applied to the pressing means.
  • a spring and a linear motion device may be used in combination.
  • the linear motion device is a device that drives in a straight line, and cylinder devices such as an air cylinder, a hydraulic cylinder, a hydraulic cylinder, and a servo cylinder are exemplified.
  • the linear motion device may be electrically driven or motor driven.
  • the rubber member is made of rubber that elastically deforms following the change in thickness of the battery stack 10, and may be made of the same material as the rubber applied to the elastic member 24 of the spacer 22.
  • the rubber member is, for example, a member having a thickness greater than that of the spacer 22 and a long stretchable length.
  • power storage device 8 includes conductive member 35 electrically connecting the electrode terminals of adjacent secondary batteries 11 to each other.
  • the plate-like conductive member 35 is disposed across the positive electrode terminal 18 of one of the adjacent secondary batteries 11 and the negative electrode terminal 19 of the other secondary battery 11.
  • the conductive member may connect the electrode terminals of three or more secondary batteries 11 in parallel, and connects the electrode terminals of all the secondary batteries 11 constituting the battery stack 10 in parallel. It may be.
  • the conductive member 35 is a plate-like conductive member shorter than the thickness of two of the secondary battery 11, and has a connection portion 36 fixed to the electrode terminal and an expansion and contraction portion 37 extending and contracting in the first direction. .
  • the conductive member 35 has a substantially constant width, and the longitudinal direction of the conductive member 35 is set along the first direction.
  • a plate-like connecting portion 36 is formed on both sides in the longitudinal direction of the conductive member 35, and an expandable portion 37 is formed between the two connecting portions 36.
  • the stretchable portion 37 is a bent portion in which the central portion in the longitudinal direction of the conductive member 35 is bent in the thickness direction, and bulges upward.
  • the expandable portion 37 extends in the first direction when the thickness of the secondary battery 11 increases, and the length in the vertical direction becomes short.
  • the stretchable portion 37 can be said to be a portion obtained by bending the conductive member 35.
  • the stretchability is improved as the length of the vertical direction is increased by increasing the deflection.
  • the plurality of secondary batteries 11 may be configured to be chargeable / dischargeable individually or in predetermined blocks.
  • the power storage device includes a power conductive member (not shown) for connecting to a power source for each of the plurality of secondary batteries 11 or for each predetermined block.
  • the power supply conductive member has a movable portion in the first direction.
  • the movable portion is, for example, a bent portion obtained by bending and bending the conductive member, as in the case of the expansion and contraction portion 37, and expansion of the secondary battery 11 can be permitted by the extension of the movable portion. It is preferable that electrode terminals of the plurality of secondary batteries 11 constituting a predetermined block are connected in series.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the state of power storage device 8 at the beginning of the charge and discharge cycle.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the state of power storage device 8 at the end of the life of secondary battery 11, for example, after a predetermined charge / discharge cycle.
  • each secondary battery 11 in the initial state of the charge and discharge cycle, each secondary battery 11 is not expanded, and the compression spring 30 has a length of La. That is, the distance between the pressure plate 31 and the end plate 20 of the battery stack 10 is La.
  • the electrode body 12 expands in the first direction, and the side walls 14 of the exterior body 13 pressed by the electrode body 12 deform and expand outward.
  • the thickness of the secondary battery 11 is increased.
  • the convex portions 16 and the concave portions 17 of each secondary battery 11 are eliminated, and the entire side wall portion 14 is substantially flat or slightly bulged outward.
  • the compression spring 30 When the thickness of the secondary battery 11 increases, the compression spring 30 is compressed, and the distance between the pressing plate 31 and the end plate 20 becomes narrow. In the example shown in FIG. 4, the interval (the length of the compression spring 30) is Lb. The distance between the end plates 20 does not change. That is, the increase in the thickness of the battery stack 10 due to the expansion of each secondary battery 11 is absorbed by the compression spring 30 between the pair of end plates 20.
  • the compression spring 30 allows an increase in the thickness of the battery stack 10 and applies a constant pressure to the battery stack 10 to maintain uniform spacing between the electrodes of each electrode body 12.
  • the elastic member 24 of the spacer 22 may be compressed to be thinner.
  • the electrode body 12 in the initial state of the secondary battery 11, the electrode body 12 is sandwiched from both sides in the first direction by the convex portion 16, and the end portion of the electrode body 12 touches the side wall portion 15 or the like It is accommodated in the exterior body 13 in the absence state. Further, a clamping pressure by the pair of end plates 20 acts on the electrode body 12 via the spacer 22, the compression spring 30 and the like. Then, when the side wall portion 14 gradually expands outward due to the temporal expansion of the electrode body 12, the compression spring 30 is contracted following the deformation. That is, the battery stack 10 is movable in the first direction. Furthermore, the elastic member 24 of the spacer 22 may be elastically deformed.
  • a predetermined pressing force is applied to electrode body 12 while allowing expansion of electrode body 12 due to deterioration of secondary battery 11 from the initial state of secondary battery 11 to the end of life.
  • the spacing between the electrodes can be maintained uniform.
  • FIG. 5 is a diagram showing a power storage device 9 which is another example of the embodiment.
  • Power storage device 9 illustrated in FIG. 5 differs from power storage device 8 in that it includes pressure sensor 41 that detects the pressure acting on secondary battery 11 in the first direction. Further, power storage device 9 includes displacement sensor 42 that detects a change in thickness of secondary battery 11 in the first direction.
  • the power storage device may include only one of the pressure sensor 41 and the displacement sensor 42.
  • the power storage device 9 includes a cylinder device 32 as a pressing unit provided between the battery stack 10 and one end plate 20.
  • a cylinder device 32 it is preferable to use an electronically controllable servo cylinder. Although a plurality of cylinder devices 32 may be provided, two cylinder devices 32 are provided in the example shown in FIG. 5.
  • the cylinder device 32 is attached to, for example, the end plate 20 and presses the pressing plate 31 of the battery stack 10.
  • the power storage device 9 includes a control unit 40 that executes predetermined control based on detection information of the pressure sensor 41 and the displacement sensor 42.
  • a block-shaped pressure sensor holder 45 is disposed between the battery stack 10 and the other end plate 20, and the pressure sensor 41 is accommodated in the holder.
  • a load cell can be used as the pressure sensor 41.
  • the displacement sensor 42 is installed on one end plate 20 side where the cylinder device 32 is installed.
  • the storage device 9 is provided with a displacement sensor support 46 for fixing the displacement sensor 42 in the vicinity of the cylinder device 32.
  • the displacement sensor support 46 may be integrated with, for example, the pressing plate 31.
  • As the displacement sensor 42 a differential transformer type sensor can be used.
  • the displacement sensor 42 is disposed on the side of the battery stack 10 with the rod of the sensor in contact with one end plate 20.
  • the control unit 40 controls the first control for adjusting the applied pressure by the cylinder device 32 based on the detection information of the pressure sensor 41 and the second for outputting information for changing the charge / discharge conditions of the secondary battery 11. And / or at least one of the control of Further, the control unit 40 may execute at least one of the first control and the second control based on the detection information of the displacement sensor 42.
  • the control unit 40 executes, for example, a first control unit 43 that executes the first control based on detection information of at least one of the pressure sensor 41 and the displacement sensor 42, and a second control unit that executes the second control. And 44.
  • the first control means 43 may adjust the extension length of the piston rod of the cylinder device 32 based on the detection information of at least one of the pressure sensor 41 and the displacement sensor 42.
  • the first control means 43 shortens the extension length of the piston rod so that, for example, the pressure detected by the pressure sensor 41 becomes constant. Further, the extension length of the piston rod may be shortened in accordance with the displacement amount detected by the displacement sensor 42.
  • the second control unit 44 may forcibly stop charging / discharging of the secondary battery 11 based on detection information of at least one of the pressure sensor 41 and the displacement sensor 42. For example, when the detection value of each sensor exceeds a predetermined threshold value that defines the life of the secondary battery 11, the second control unit 44 uses the secondary as information for stopping charging / discharging of the secondary battery 11. The end of the life of the battery 11 may be output to a monitoring monitor of the storage device 9 or the like.
  • the second control means 44 may perform charge / discharge control according to the life of the secondary battery 11. As the secondary battery 11 approaches the end of its life, for example, the voltage at the time of charging tends to be high. For example, when the voltage of the secondary battery 11 detected by the power storage device 8 becomes equal to or higher than a predetermined threshold, the second control unit 44 causes the voltage of the secondary battery 11 to be lower than the threshold in subsequent charge and discharge. Alternatively, charging may be performed or charging may be performed at a predetermined charging current value or less.

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Abstract

蓄電装置は、二次電池及びスペーサを交互にそれぞれ複数配列してなる電池積層体と、電池積層体の第１方向の両側に設けられた一対のエンドプレートと、電池積層体を加圧する加圧手段である圧縮バネとを備える。二次電池のそれぞれは、電極体と、外装体とを備え、外装体は、内側に膨出して電極体を第１方向に押圧すると共に電極体の膨張に伴って変形する凸部を有する。

Description

蓄電装置
　本開示は、蓄電装置に関する。
　従来、扁平形の二次電池（角形電池）を複数配列してなる電池積層体を備えた蓄電装置が広く知られている。例えば、特許文献１には、電池積層体の対向面にあって角形電池を積層方向に加圧する一対のエンドプレートと、エンドプレートの上下に連結されて、エンドプレートを一定の間隔に固定してなるバインドバーとを備える車両用の蓄電装置が開示されている。二次電池の電極体は電池の劣化によって経時的に膨張するため、特許文献１に開示されるような蓄電装置では、電極体に加わる圧力が経時的に増加する。
特開２０１５－１８７９１１号公報
　ところで、電極体に所定の圧力を加えて電極体を構成する電極の間隔を一定に維持することは重要であるが、蓄電装置の損傷等を防止するために、また電池反応が阻害されないように電極体の膨張をある程度許容することが望ましい。つまり、電極の間隔を均一に維持しながら、電極体の膨張を許容することは重要な課題である。
　本開示の一態様である蓄電装置は、二次電池及びスペーサを交互にそれぞれ複数配列してなる電池積層体と、前記二次電池及び前記スペーサが並ぶ前記電池積層体の第１方向の両側に設けられた一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレートの少なくとも一方と前記電池積層体との間に設けられ、前記電池積層体を加圧する加圧手段とを備え、前記二次電池のそれぞれは、電極体と、前記電極体を収容する外装体であって、内側に膨出して前記電極体を前記第１方向に押圧すると共に前記電極体の膨張に伴って変形する凸部を有する外装体とを備えることを特徴とする。
　本開示の一態様によれば、二次電池の初期状態から寿命末期にわたって、電池の劣化に伴う電極体の膨張を許容しながら、電極体を構成する各電極の間隔を均一に維持することが可能な蓄電装置を提供できる。本開示の一態様である蓄電装置によれば、電極体の膨張に起因する装置の破損を防止できると共に、放電容量等の電池性能を良好に維持できる。
実施形態の一例である蓄電装置の斜視図である。 図１中のＡＡ線断面図である。 充放電サイクルの初期における蓄電装置の状態を示す図である。 所定の充放電サイクル後における蓄電装置の状態を示す図である。 実施形態の他の一例である蓄電装置を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、実施形態の一例について詳細に説明する。但し、本開示の蓄電装置は、以下で説明する実施形態に限定されない。実施形態の説明で参照する図面は模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは以下の説明を参酌して判断されるべきである。なお、本明細書において「略～」とは、略平行を例に説明すると、完全に平行はもとより、実質的に平行と認められるものを含む意図である。
　以下では、電池積層体を構成する複数の二次電池が電気的に接続されているものとして説明するが、各二次電池は電気的に接続されていなくてもよく、複数の二次電池の一部だけが互いに電気的に接続されていてもよい。即ち、１つの電池積層体を構成する複数の二次電池は、個々に又は所定のブロック毎に、充放電可能に電源に接続される構成となっていてもよい。
　図１は実施形態の一例である蓄電装置８の斜視図、図２は図１中のＡＡ線断面図である。本実施形態では、電池積層体１０を構成する複数の二次電池１１及び複数のスペーサ２２が水平方向に並んでいる。本明細書では、二次電池１１及びスペーサ２２が並ぶ方向を「第１方向」とする。また、水平方向のうち第１方向に直交する方向を「第２方向」、第１及び第２方向に直交する方向を「上下方向」とする。
　図１及び図２に例示するように、蓄電装置８は、二次電池１１及びスペーサ２２を交互に複数配列してなる電池積層体１０を備える。また、蓄電装置８は、電池積層体１０の第１方向の両側に設けられた一対のエンドプレート２０と、電池積層体１０を加圧する加圧手段である圧縮バネ３０とを備える。圧縮バネ３０は、一対のエンドプレート２０の少なくとも一方と電池積層体１０との間に設けられる。本実施形態では、１つのエンドプレート２０と電池積層体１０との間に、圧縮バネ３０が設置されている。
　蓄電装置８は、複数の二次電池１１を電気的に接続して構成される組電池であって、電池モジュール又は電池パックとも呼ばれる。本実施形態では、電池積層体１０を構成する全ての二次電池１１が電気的に接続されている。各二次電池１１には、容量、寸法、種類等が異なる電池を用いてもよいが、好ましくは同じものを用いる。二次電池１１の例としては、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池が挙げられる。図１に示す例では、電池積層体１０が７つの二次電池１１で構成されているが、二次電池１１の数は特に限定されない。
　蓄電装置８は、一対のエンドプレート２０によって電池積層体１０に所定の締め付け圧が作用するように、各エンドプレート２０に連結されたバインドバー２１を備える。各エンドプレート２０は、二次電池１１よりも上下方向にやや短く、第２方向にやや長い板状体であって、電池積層体１０を第１方向の両側から挟持する。なお、各エンドプレート２０は二次電池１１より上下方向に長くてもよい。バインドバー２１は、例えば第１方向に沿って設けられる棒状の部材である。バインドバー２１は、例えば電池積層体１０の第２方向両側にそれぞれ設けられる。
　本実施形態では、一対のエンドプレート２０にわたって２本のバインドバー２１が取り付けられている。即ち、一対のエンドプレート２０は２本のバインドバー２１によって連結されている。具体的には、バインドバー２１の一端部が一方のエンドプレート２０に、バインドバー２１の他端部が他方のエンドプレート２０にそれぞれ締結され、各エンドプレート２０によって電池積層体１０に所定の締め付け圧が作用するようにしている。エンドプレート２０に対するバインドバー２１の締結力を調整することで、当該締め付け圧を変更することができる。
　電池積層体１０を構成する二次電池１１のそれぞれは、電極体１２と、電極体１２を収容する外装体１３とを備える。外装体１３には、電解液も収容されている。なお、電解液の代わりにゲル状ポリマー等を用いた固体電解質を用いてもよい。外装体１３は、内側に膨出して電極体１２を第１方向に押圧すると共に電極体１２の膨張に伴って変形する凸部１６を有する。凸部１６は、外装体１３の各側壁部１４にそれぞれ形成されている。
　二次電池１１は、電極体１２の正極と電気的に接続された正極端子１８と、負極と電気的に接続された負極端子１９とを有する。正極端子１８は外装体１３の上面部の第２方向一端側に設けられ、負極端子１９は外装体１３の上面部の第２方向他端側に設けられる。電池積層体１０は、隣り合う二次電池１１の電極端子同士を接続する複数の導電部材３５を備える。本実施形態では、隣り合う二次電池１１で正極端子１８と負極端子１９の位置が互いに逆となるように各二次電池１１が配列され、導電部材３５によって隣り合う二次電池１１が直列に接続されている。詳しくは後述するが、導電部材３５は第１方向に伸縮する伸縮部３７を有する。
　電極体１２は、複数の正極と複数の負極がセパレータを介して第１方向に交互に積層された積層型の電極体である。負極は、一般的に正極よりも一回り大きく、正極の合材層が形成された部分には必ず負極の合材層が対向配置される。電極体１２には、複数のセパレータを用いてもよく、複数回折り返された１枚のセパレータを用いてもよい。電極体１２の積層構造は、例えば外装体１３の凸部１６によって第１方向に押圧されることで維持される。なお、電極体は、正極と負極がセパレータを介して巻回された巻回型の電極体であってもよい。
　外装体１３は、例えば有底筒状のケース本体と、当該ケース本体の開口部を塞ぐ封口板とで構成される角形の金属製ケースである。即ち、二次電池１１はいわゆる角形電池である。外装体１３のケース本体は、互いに対向配置された２つの側壁部１４と、互いに対向配置された２つの側壁部１５と、底面部とを有する。４つの側壁部は、例えば底面部に対して略垂直に形成されている。外装体１３の上面部は、封口板によって形成される。
　本実施形態では、各側壁部１４が電極体１２を構成する正極、負極と略平行に配置され、各側壁部１５が第１方向に沿って配置されている。また、各側壁部１４は各エンドプレート２０と略平行に配置されている。このため、一対のエンドプレート２０によって電池積層体１０に作用する上記締め付け圧は、各二次電池１１の側壁部１４に作用する。
　側壁部１４は、側壁部１５よりも大きく形成されている。側壁部１４は、電極体１２を構成する正極及び負極の面積よりも大面積に形成される。側壁部１５は、電極体１２の厚みよりも第１方向に長く形成される。例えば、側壁部１４は上下方向よりも第２方向に長い略矩形形状を有し、側壁部１５は第１方向よりも上下方向に長い略矩形形状を有する。本実施形態では、側壁部１４，１５のうち電極体１２の膨張に伴って側壁部１４だけが変形する。
　凸部１６は、対向配置される２つの側壁部１４にそれぞれ形成され、第１方向の両側から電極体１２を押圧して保持する。これにより、外装体１３内における電極体１２の動きを制限でき、電極体１２の積層構造を維持できる。好ましくは、各電極の端部が外装体１３の内面に接触しない状態で、電極体１２が外装体１３内に収容される。この場合、各電極と各側壁部１５及び底面部との間に隙間が存在し、各電極の端部が側壁部１５等の内面に押し付けられて折れ曲がるといった電極体１２の損傷を防止できる。
　凸部１６は、各側壁部１４を外側からプレスして形成される。このため、各側壁部１４の外面には、各凸部１６に対応する位置に凹部１７がそれぞれ形成される。凸部１６及び凹部１７は、例えば電極体１２を外装体１３のケース本体内に挿入した後、各電極の端部が各側壁部１５及び底面部にできるだけ接触しない状態として、又は全く接触しない状態として各側壁部１４を外側からプレスすることにより形成される。各凸部１６が形成される前の側壁部１４同士の間隔は電極体１２の厚みより大きく、電極体１２と側壁部１４との間には隙間が存在するが、凸部１６を形成することで、当該隙間をなくし、電極体１２を押圧することができる。
　凸部１６は、側壁部１４の中央部に形成され、好ましくは側壁部１４の広範囲に形成される。凸部１６は、側壁部１４の周縁部以外に形成されてもよく、側壁部１４の略全体に形成されてもよい。本実施形態では、側壁部１５との境界位置から側壁部１４が次第に内側に張り出し、側壁部１４の周縁部を除く広範囲が略平坦に形成され、エンドプレート２０と略平行となっている。この場合、側壁部１４の略全域に凸部１６が形成されているといえる。凸部１６は、例えば電極体１２の第１方向両端面の全域に当接していてもよい。
　凸部１６は、電極体１２と側壁部１４との上記隙間をなくし、電極体１２に所定の圧力がかかるような膨出長さで形成される。所定の圧力は、二次電池１１の初期状態において電極体１２の各電極の間隔を均一に維持できる程度であればよい。電極体１２は充放電を繰り返すと経時的に膨張するが、凸部１６は電極体１２の膨張に伴って変形するため、二次電池１１の初期状態から寿命末期にわたって略一定の圧力で電極体１２を保持することが可能である。凸部１６は、スペーサ２２等を介して圧縮バネ３０により押圧されるが、電極体１２の体積変化に伴って凸部１６自体がある程度弾性変形することが好ましい。
　スペーサ２２は、二次電池１１の側壁部１４に形成された凹部１７に当接すると共に、凹部１７を押圧しながら凹部１７の変形に追従して変形してもよい。スペーサ２２は二次電池１１同士の間に配置されており、一対のエンドプレート２０による上記締め付け圧及び圧縮バネ３０による圧力は各スペーサ２２を介して各二次電池１１の側壁部１４に伝達される。そして、各凹部１７の内側には凸部１６が形成されているため、当該圧力は各凸部１６を介して電極体１２に作用する。
　スペーサ２２は、二次電池１１の凹部１７のうち略平坦に形成された部分の広範囲に当接することが好適である。この場合、電極体１２の全体が均一に押圧され易くなる。スペーサ２２は、当該略平坦に形成された部分の全体に当接していてもよい。二次電池１１は、各凸部１６の機能により電極体１２の構造を維持することも可能であるが、凹部１７に当接するスペーサ２２が存在することでより安定に電極体１２を保持できる。
　スペーサ２２は、剛性のある芯材２３と、当該芯材に取り付けられ、二次電池１１の凹部１７に当接する弾性部材２４とを有することが好ましい。スペーサ２２は、例えば弾性部材２４のみで構成されてもよいが、剛性のある芯材２３を用いることで、スペーサ２２の形状が安定化し、各二次電池１１に対してより均一な押圧力が作用し易くなる。スペーサ２２は、芯材２３の両面に弾性部材２４を有する。
　芯材２３は、例えば二次電池１１の膨張によって実質的に変形しない剛性のある板状の樹脂部材で構成される。弾性部材２４は、芯材２３よりも柔軟な部材で構成されることが好ましく、例えば二次電池１１の体積変化に伴って弾性変形する部材で構成される。弾性部材２４は、ゴム、発泡体、熱可塑性エラストマーなどで構成されてもよく、具体例としてはシリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン－プロピレンゴム等が挙げられる。弾性部材２４の厚みは凹部１７の深さよりも厚く、弾性部材２４は、二次電池１１の凹部１７に嵌り、凹部１７の略平坦に形成された最奥部分の略全体に当接していてもよい。
　圧縮バネ３０は、上述の通り、１つのエンドプレート２０と、電池積層体１０との間に設置されている。圧縮バネ３０は、二次電池１１の充放電に伴う厚み変化に追従して伸縮する。圧縮バネ３０を設けることで、電極体１２の膨張を許容しながら電極体１２に所定の押圧力を加えて、電極体１２を構成する各電極の間隔を均一に維持することができる。圧縮バネ３０は１つであってもよいが、本実施形態では、エンドプレート２０の上部に第２方向に並んで２つ、エンドプレート２０の下部に第２方向に並んで２つ、合計４つの圧縮バネ３０が設けられている。
　圧縮バネ３０は、押圧板３１を介して各二次電池１１に圧力を印加することが好ましい。圧縮バネ３０は二次電池１１の側壁部１４を直接押圧してもよいが、電池積層体１０の圧縮バネ３０が当接する部分には、押圧板３１を配置することが好適である。押圧板３１を配置することで、二次電池１１に対して圧縮バネ３０の圧力が均一に作用し易くなる。押圧板３１は、スペーサ２２と同様に、例えば芯材２３と弾性部材２４とで構成される。但し、弾性部材２４は、芯材２３の片面（二次電池１１の凹部１７に当接する面）のみに設けられ、圧縮バネ３０が当接する面には設けられない。
　圧縮バネ３０は、例えば圧縮コイルバネであって、軸方向が第１方向に沿うようにエンドプレート２０に取り付けられる。圧縮バネ３０のエンドプレート２０に対する固定構造は特に限定されない。圧縮バネ３０は、一端部がエンドプレート２０に、他端部が押圧板３１に固定されていてもよい。圧縮バネ３０が複数設けられる場合、それらは互いに同じ形状、寸法、強さ（バネ定数）を有することが好ましい。
　圧縮バネ３０は、二次電池１１の第１方向への厚み変化が５％未満であるときに定圧で電池積層体１０を加圧することが好ましい。以下、特に断らない限り、二次電池１１の厚みとは、二次電池１１の第１方向の長さであって、側壁部１４の中央における厚みを意味する。充放電サイクルに伴い二次電池１１の厚みは増加するが、その増加の程度は初期の厚みに対して、通常５％未満である。このため、各二次電池１１の厚みの増加が５％未満であるときに一定の圧力で各二次電池１１を押圧可能な圧縮バネ３０を用いることによって、二次電池１１の初期状態から寿命末期にわたり電極体１２を構成する各電極の間隔を効率良く一定に維持できる。
　圧縮バネ３０は、例えば各二次電池１１の厚みの増加が初期状態に対して５％となったときに、電池積層体１０の厚みがそれ以上増加しないように当該積層体を押圧する。圧縮バネ３０には、各二次電池１１の厚みが５％増加したときに圧縮限界寸法となるバネを用いてもよい。好適な構成の一例は、各二次電池１１の厚みの増加が５％未満であるときは厚み変化に追従して圧縮バネ３０が縮み、他方、各二次電池１１の厚みが５％増加したときに電池積層体１０の厚みを一定寸法に拘束する。
　圧縮バネ３０の圧縮限界寸法は、二次電池１１の種類に応じて、具体的には二次電池１１の厚みの増加率に応じて変更することが好適である。例えば、二次電池１１の厚みの増加が大きい場合は圧縮限界寸法が大きな圧縮バネ３０を用い、厚みの増加が小さい場合は圧縮限界寸法が小さな圧縮バネ３０を用いる。圧縮バネ３０は、各二次電池１１の厚みの増加が３％未満、又は２％未満の範囲内のみにおいて定圧で電池積層体１０を加圧してもよい。
　本実施形態では、各二次電池１１の厚みの増加に伴って圧縮バネ３０が縮むと共に、上述のように、スペーサ２２の弾性部材２４が圧縮されてもよい。この場合、圧縮バネ３０及び弾性部材２４によって各二次電池１１の膨張が吸収されると共に、所定の押圧力が維持される。なお、弾性部材２４は、圧縮バネ３０より圧縮され易くてもよく、圧縮され難くてもよい。後者の場合、圧縮バネ３０の圧縮限界を超えた後、弾性部材２４が圧縮されることで、各二次電池１１の膨張が吸収されてもよい。
　蓄電装置８は、電池積層体１０を加圧する加圧手段として圧縮バネ３０を備えるが、加圧手段には、例えばバネ、直動装置、及びゴム部材から選択される少なくとも１つを適用でき、バネと直動装置を併用してもよい。直動装置は、直線に駆動する装置であって、エアシリンダ、油圧シリンダ、水圧シリンダ、サーボシリンダ等のシリンダ装置が例示される。直動装置は、電動式やモータ駆動式であってもよい。ゴム部材は、電池積層体１０の厚みの変化に追従して弾性変形するゴムで構成され、スペーサ２２の弾性部材２４に適用されるゴムと同様の材料で構成されてもよい。当該ゴム部材は、例えばスペーサ２２より厚みがあり伸縮長の長い部材である。
　蓄電装置８は、上述の通り、隣り合う二次電池１１の電極端子同士を電気的に接続する導電部材３５を備える。本実施形態では、板状の導電部材３５が、隣り合う一方の二次電池１１の正極端子１８と、他方の二次電池１１の負極端子１９とに跨って設置されている。但し、導電部材は、３つ以上の二次電池１１の電極端子を並列接続するものであってもよく、電池積層体１０を構成する全ての二次電池１１の電極端子を並列接続するものであってもよい。
　導電部材３５は、二次電池１１の２つ分の厚みよりも短い板状の導電部材であって、電極端子に固定される接続部３６と、第１方向に伸縮する伸縮部３７とを有する。導電部材３５は、略一定の幅を有し、その長手方向が第１方向に沿うように設置される。導電部材３５の長手方向両側に板状の接続部３６が形成され、２つの接続部３６の間に伸縮部３７が形成されている。
　伸縮部３７は、導電部材３５の長手方向中央部が厚み方向に曲げられた曲げ加工部であって、上方に向かって膨らんでいる。伸縮部３７は、二次電池１１の厚みが増加したときに第１方向に伸びて、上下方向の長さが短くなる。伸縮部３７は、導電部材３５を撓ませた部分と言うことができ、一般的に、撓みを多くして上下方向の長さを長くするほど伸縮性が向上する。伸縮部３７を設けることで、二次電池１１の膨張を許容でき、二次電池１１の膨張に起因する導電部材３５の破断等を防止できる。
　複数の二次電池１１は、上述のように、個々に又は所定のブロック毎に、充放電可能に構成されていてもよい。この場合、蓄電装置は、複数の二次電池１１の各々又は所定のブロック毎に電源と接続するための電源用導電部材（図示せず）を備える。電源用導電部材は、第１方向に対する可動部を有することが好ましい。可動部は、例えば伸縮部３７と同様に、導電部材を曲げて撓ませた曲げ加工部であって、可動部が伸びることで二次電池１１の膨張を許容できる。所定のブロックを構成する複数の二次電池１１は、電極端子が直列接続されていることが好ましい。
　図３は、充放電サイクルの初期における蓄電装置８の状態を示す断面図である。他方、図４は、所定の充放電サイクル後、例えば二次電池１１の寿命末期における蓄電装置８の状態を示す断面図である。図３に例示するように、充放電サイクルの初期状態では、各二次電池１１は膨張しておらず、圧縮バネ３０はＬａの長さを有する。即ち、電池積層体１０の押圧板３１とエンドプレート２０との間隔がＬａとなっている。
　図４に例示するように、二次電池１１の寿命末期では、電極体１２が第１方向に膨張し、電極体１２に押された外装体１３の各側壁部１４が変形して外側に膨らみ、二次電池１１の厚みが増加する。図４に示す例では、各二次電池１１の凸部１６、凹部１７がなくなり、側壁部１４の全体が略平坦、或いは外側に少し膨らんだ形状となっている。なお、二次電池１１の寿命末期においても凸部１６、凹部１７が存在するように、これらを形成することも可能である。
　二次電池１１の厚みが増加すると、圧縮バネ３０が圧縮されて押圧板３１とエンドプレート２０との間隔が狭くなる。図４に示す例では、当該間隔（圧縮バネ３０の長さ）がＬｂとなっている。なお、各エンドプレート２０の間隔は変化しない。つまり、各二次電池１１の膨張に起因する電池積層体１０の厚みの増加は、一対のエンドプレート２０の間において、圧縮バネ３０により吸収されている。圧縮バネ３０は、電池積層体１０の厚みの増加を許容すると共に、電池積層体１０に一定の圧力を印加して各電極体１２の電極の間隔を均一に維持する。また、二次電池１１の厚みが増加すると、スペーサ２２の弾性部材２４が圧縮されて厚みが薄くなってもよい。
　以上のように、蓄電装置８では、二次電池１１の初期状態において、凸部１６により第１方向両側から電極体１２が挟持され、電極体１２は電極の端部が側壁部１５等に触れない状態で外装体１３内に収容される。また、電極体１２には、スペーサ２２、圧縮バネ３０等を介して一対のエンドプレート２０による締め付け圧が作用する。そして、電極体１２の経時的な膨張により側壁部１４が次第に外側に膨らむと、その変形に追従して圧縮バネ３０が縮む。つまり、電池積層体１０は第１方向に可動である。さらに、スペーサ２２の弾性部材２４が弾性変形してもよい。このように、蓄電装置８では、二次電池１１の初期状態から寿命末期にわたり、二次電池１１の劣化に伴う電極体１２の膨張を許容しながら電極体１２に所定の押圧力を加えて、各電極の間隔を均一に維持することができる。
　図５は、実施形態の他の一例である蓄電装置９を示す図である。ここでは、上述の実施形態との相違点について説明し、蓄電装置８と同様の構成要素には同じ符号を用いて重複する説明を省略する。図５に例示する蓄電装置９は、二次電池１１に対して第１方向に作用する圧力を検知する圧力センサ４１を備える点で、蓄電装置８と異なる。さらに、蓄電装置９は、二次電池１１の第１方向への厚み変化を検知する変位センサ４２を備える。なお、蓄電装置は、圧力センサ４１及び変位センサ４２の一方のみを備えていてもよい。
　蓄電装置９は、電池積層体１０と一方のエンドプレート２０との間に設けられる加圧手段として、シリンダ装置３２を備える。シリンダ装置３２には、電子制御可能なサーボシリンダを用いることが好適である。シリンダ装置３２は複数設けられてもよいが、図５に示す例では２つのシリンダ装置３２が設置されている。シリンダ装置３２は、例えばエンドプレート２０に取り付けられ、電池積層体１０の押圧板３１を押圧する。また、蓄電装置９は、圧力センサ４１及び変位センサ４２の検知情報に基づいて所定の制御を実行する制御部４０を備える。
　蓄電装置９には、電池積層体１０と他方のエンドプレート２０の間に、ブロック状の圧力センサホルダー４５が配置されており、当該ホルダーに圧力センサ４１が収容されている。圧力センサ４１には、ロードセルを用いることができる。変位センサ４２は、シリンダ装置３２が設置される一方のエンドプレート２０側に設置されている。蓄電装置９には、シリンダ装置３２の近傍に変位センサ４２を固定するための変位センサ支持部４６が設けられている。変位センサ支持部４６は、例えば押圧板３１と一体化されていてもよい。変位センサ４２には、差動トランス式のセンサを用いることができる。変位センサ４２は、当該センサのロッドが一方のエンドプレート２０に当接した状態で電池積層体１０の側方に配置される。
　制御部４０は、圧力センサ４１の検知情報に基づいて、シリンダ装置３２による印加圧力を調整する第１の制御、及び二次電池１１の充放電の条件を変更させるための情報を出力する第２の制御の少なくとも一方を実行してもよい。また、制御部４０は、変位センサ４２の検知情報に基づいて、当該第１の制御及び当該第２の制御の少なくとも一方を実行してもよい。制御部４０は、例えば圧力センサ４１及び変位センサ４２の少なくとも一方の検知情報に基づいて、当該第１の制御を実行する第１制御手段４３と、当該第２の制御を実行する第２制御手段４４とを有する。
　第１制御手段４３は、圧力センサ４１及び変位センサ４２の少なくとも一方の検知情報に基づいて、シリンダ装置３２のピストンロッドの延出長さを調整してもよい。第１制御手段４３は、例えば圧力センサ４１により検知される圧力が一定となるように、ピストンロッドの延出長さを短くする。また、変位センサ４２により検知される変位量に合わせて、ピストンロッドの延出長さを短くしてもよい。
　第２制御手段４４は、圧力センサ４１及び変位センサ４２の少なくとも一方の検知情報に基づいて、二次電池１１の充放電を強制停止させてもよい。第２制御手段４４は、例えば各センサの検出値が、二次電池１１の寿命を規定する所定の閾値を超えたときに、二次電池１１の充放電を停止させるための情報として、二次電池１１が寿命に達したことを蓄電装置９の監視モニター等に出力してもよい。
　第２制御手段４４は、二次電池１１の寿命に応じた充放電制御を行ってもよい。二次電池１１は、寿命末期に近づくにつれ、例えば充電時の電圧が高くなり易い。第２制御手段４４は、例えば、蓄電装置８が検知した二次電池１１の電圧が所定の閾値以上となった場合に、その後の充放電において、二次電池１１の電圧が当該閾値以下となるよう充電を行う、あるいは、所定の充電電流値以下で充電するようにしてもよい。
　８，９　蓄電装置
　１０　電池積層体
　１１　二次電池
　１２　電極体
　１３　外装体
　１４，１５　側壁部
　１６　凸部
　１７　凹部
　１８　正極端子
　１９　負極端子
　２０　エンドプレート
　２１　バインドバー
　２２　スペーサ
　２３　芯材
　２４　弾性部材
　３０　圧縮バネ
　３１　押圧板
　３２　シリンダ装置
　３５　導電部材
　３６　接続部
　３７　伸縮部
　４０　制御部
　４１　圧力センサ
　４２　変位センサ
　４３　第１制御手段
　４４　第２制御手段
　４５　圧力センサホルダー
　４６　変位センサ支持部

Claims (7)

  1. 　二次電池及びスペーサを交互にそれぞれ複数配列してなる電池積層体と、
    　前記二次電池及び前記スペーサが並ぶ前記電池積層体の第１方向の両側に設けられた一対のエンドプレートと、
    　前記一対のエンドプレートの少なくとも一方と前記電池積層体との間に設けられ、前記電池積層体を加圧する加圧手段と、
    　を備え、
    　前記二次電池のそれぞれは、
    　電極体と、
    　前記電極体を収容する外装体であって、内側に膨出して前記電極体を前記第１方向に押圧すると共に前記電極体の膨張に伴って変形する凸部を有する外装体と、
    　を備える、蓄電装置。
  2. 　前記加圧手段は、前記二次電池の前記第１方向への厚み変化が５％未満であるときに定圧で前記電池積層体を加圧する、請求項１に記載の蓄電装置。
  3. 　前記加圧手段は、バネ、直動装置及びゴム部材から選択される少なくとも１つである、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
  4. 　隣り合う前記二次電池の電極端子同士を接続する導電部材を備え、
    　前記導電部材は、前記第１方向に伸縮する伸縮部を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
  5. 　複数の前記二次電池の各々又は所定のブロック毎に電源と接続するための電源用導電部材を備え、
    　前記電源用導電部材は、前記第１方向に対する可動部を有する、請求項１～４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
  6. 　前記二次電池に対して前記第１方向に作用する圧力を検知する圧力センサを備え、
    　前記圧力センサの検知情報に基づいて、前記加圧手段による印加圧力を調整する第１の制御、及び前記二次電池の充放電の条件を変更させるための情報を出力する第２の制御の少なくとも一方を実行する、請求項１～５のいずれか１項に記載の蓄電装置。
  7. 　前記二次電池の前記第１方向への厚み変化を検知する変位センサを備え、
    　前記変位センサの検知情報に基づいて、前記加圧手段による印加圧力を調整する第１の制御、及び前記二次電池の充放電の条件を変更させるための情報を出力する第２の制御の少なくとも一方を実行する、請求項１～５のいずれか１項に記載の蓄電装置。
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