WO2021039957A1 - 蓄電モジュール - Google Patents

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WO2021039957A1
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power storage
storage module
holder
peripheral wall
module according
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洋岳 荻野
智文 村山
地郎 村津
澤田 耕一
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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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    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to a power storage module including a plurality of arranged cylindrical power storage devices.
  • Patent Document 1 discloses a power storage module that holds each of the upper and lower ends of a plurality of arranged cylindrical batteries with holders.
  • the holder In a power storage module equipped with a plurality of cylindrical batteries, if the holder softens or melts when one power storage device has a thermal runaway, the heat-runaway power storage device comes close to or comes into contact with an adjacent power storage device, increasing the risk of burning.
  • the holder In the power storage module of Patent Document 1, the holder is made of a thermosetting resin to try to solve the problem at the time of thermal runaway, but the curable resin is more difficult to process than, for example, a thermoplastic resin, and becomes larger at the time of molding. Since the thermosetting resin has a higher specific gravity than other resins, the power storage module tends to be heavy.
  • the purpose of the present disclosure is to provide a power storage module capable of increasing reliability and reducing the size and weight of the holder.
  • a plurality of arranged cylindrical power storage devices and a plurality of first storage portions made of a first material are formed while holding one end of the plurality of power storage devices.
  • the first holder has a first support member which supports the adjacent power storage devices between adjacent power storage devices and is made of a second material, and the second material is a second material. Compared with one material, it has the property of being less likely to be deformed or melted even when heat is applied.
  • the holder can be made smaller and lighter, and a highly reliable power storage module can be provided.
  • FIG. 1 is a side sectional view showing the power storage module 10. Note that FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line A1-A1 in FIG. 2, which will be described later.
  • the power storage module 10 is mainly used as a power source for power.
  • the power storage module 10 is used as a power source for an electric device driven by a motor such as an electric tool, an electrically assisted bicycle, an electric motorcycle, an electric wheelchair, an electric three-wheeled vehicle, or an electric cart.
  • a motor such as an electric tool, an electrically assisted bicycle, an electric motorcycle, an electric wheelchair, an electric three-wheeled vehicle, or an electric cart.
  • various electric devices other than electric devices such as cleaners, radios, lighting devices, digital cameras, and video cameras, are used indoors and outdoors. It may be used as a power source for.
  • the power storage module 10 holds a plurality of cylindrical power storage devices 50, an upper holder 20 as a first holder for holding the upper end portions of the plurality of power storage devices 50, and a lower end portion of the plurality of power storage devices 50, respectively.
  • a lower holder 30 as two holders is provided. Details of the upper holder 20 and the lower holder 30 will be described later.
  • the power storage device 50 includes, for example, an electrode group in which a band-shaped positive electrode and a band-shaped negative electrode are wound with a band-shaped separator interposed therebetween, a cylindrical outer can containing the electrode group together with an electrolytic solution, and an opening of the outer can. It has a sealing body that seals the seal in an insulated state, a foil-shaped positive electrode lead that electrically connects the positive electrode and the sealing body, and a negative electrode lead that electrically connects the negative electrode and the outer can. An insulating gasket is arranged between the outer circumference of the sealing body and the inner peripheral surface of the opening of the outer can.
  • An annular groove is formed on the outer peripheral surface of the outer can on the opening side.
  • an annular protrusion is formed on the inner peripheral surface of the corresponding outer can.
  • the gasket and the sealing body are arranged on the annular protrusion in the outer can.
  • the open end of the outer can is crimped so as to fall toward the inside of the outer can with the gasket arranged on the inner peripheral side.
  • the opening of the outer can is sealed by sandwiching the sealing body in the vertical direction (height direction of the power storage device 50) via the gasket by the crimped opening end and the convex portion.
  • the sealing body may be provided with a current cutoff mechanism (CID) or an exhaust valve that bursts when the inside of the outer can reaches a predetermined pressure or higher.
  • a current cutoff mechanism CID
  • an insulating plate for insulating the electrode group and the outer can may be provided between the electrode group and the bottom of the outer can or between the electrode group and the convex portion (groove portion). If an insulating plate is provided, the positive electrode lead may extend through a through hole formed in the insulating plate. The negative electrode lead may extend through a through hole formed in the insulating plate or bypass the insulating plate.
  • the positive electrode terminal as the first terminal is formed on the top surface of the sealing body, and the negative electrode terminal as the second terminal is arranged toward the upper end portion (the crimped opening end) of the outer can. ing.
  • the electrode group may be connected so that the outer can functions as a positive electrode terminal and the sealing body functions as a negative electrode terminal.
  • the power storage device 50 is packed most closely in the power storage module 10 in consideration of safety, and adjacent power storage devices 50 are arranged substantially close to each other. In the power storage device 50, for example, in a plan view, six power storage devices 50 are arranged so as to surround one power storage device 50.
  • the power storage device 50 may be a nickel-metal hydride battery or a capacitor in addition to the lithium ion secondary battery.
  • the power storage device 50 is placed on the heat conductive material 40.
  • the thermal conductive material 40 is made by adding a metal oxide (for example, aluminum oxide, zinc oxide), a metal nitride (for example, aluminum nitride, boron nitride), a metal oxynitride (for example, aluminum oxynitride) to silicon which is a two-component curing material. What is included is used.
  • the insulating layer 60 may be a silicon sheet containing a heat conductive filler. Examples of the heat exchange member 70 include water cooling pipes, air cooling fins, refrigerant cooling pipes, panel heaters, seat heaters, and the like.
  • FIG. 2 is a plan view showing the upper holder 20.
  • FIG. 3 is a part of a cross-sectional view taken along the line A1-A1 of FIG.
  • the upper support member 25 is not shown for the sake of clarity.
  • the upper holder 20 has an upper support member 25 (see FIG. 5) which will be described in detail later.
  • the upper holder 20 is made of the first material.
  • a thermoplastic resin is used as the first material.
  • Thermoplastic resins are resins that soften when heated to the glass transition point or melting point, and harden when cooled again. Specific examples are roughly classified into general-purpose plastics and engineering plastics, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, polyamide, and ABS.
  • the thermoplastic resin which is the first material, contains, for example, at least one of an endothermic filler and a thermally conductive filler, and preferably contains both an endothermic filler and a thermally conductive filler.
  • the endothermic filler exhibits an endothermic action during thermal decomposition, and specific examples thereof include aluminum hydroxide and sodium hydrogen carbonate.
  • the thermally conductive filler include a metal oxide (for example, aluminum oxide and zinc oxide), a metal nitride (for example, aluminum nitride and boron nitride), and a metal oxynitride (for example, aluminum oxynitride).
  • the upper holder 20 has a plurality of accommodating portions 20A in which the upper end portions of each power storage device 50 are accommodating.
  • the accommodating portion 20A is formed with an opening 20C, an overhanging portion 30B, a partition wall portion 20E, a gap portion 20V, a connection hole 20F, and a groove portion 20G.
  • the opening 20C is a portion that exposes a part of the upper end portion of the power storage device 50.
  • the opening 20C is formed, for example, in a circular shape. Even if the positive electrode lead portion of the current collector plate (not shown) arranged on the top surface of the upper holder 20 is inserted through the opening 20C and the positive electrode lead is joined to the positive electrode terminal of the power storage device 50. Good.
  • the overhanging portion 20D overhangs the upper end surface of the power storage device 50 so as to surround the opening 20C.
  • the overhanging portion 20D is arranged around the opening 20C so as to face the peripheral edge of the upper end surface of the power storage device 50.
  • the overhanging portion 20D may be formed close to the upper end surface of the power storage device 50 and may be in contact with the upper end surface of the power storage device 50 (for example, the open end of the crimped outer can).
  • the partition wall portion 20E is formed along the outer peripheral surface of the power storage device 50.
  • the partition wall portion 20E may be formed close to the outer peripheral surface of the power storage device 50 and may be in contact with the outer peripheral surface.
  • connection holes 20F are formed in each power storage device 50 in the same circumferential direction as the gap portion 20V.
  • the connection hole 20F exposes a part of the open end of the outer can from the upper holder 20.
  • a negative electrode lead portion may be inserted through the current collector plate into the connection hole 20F and joined to the open end of the outer can, which is the negative electrode terminal.
  • the connection holes 20F are arranged between adjacent gaps 20V in the circumferential direction of one power storage device 50F, and are formed so as to include a portion farthest from the adjacent power storage device 50 in the circumferential direction. With this configuration, it is possible to prevent the negative electrode lead portion of the current collector plate from being electrically connected to another power storage device 50. When the negative electrode terminal is formed on the bottom of the outer can, the connection hole 20F may not be provided.
  • the void portion 20V is a space filled with a second material, which will be described in detail later.
  • the second material filled in the void portion 20V is cured to be formed as the upper support member 25.
  • the gap portion 20V is formed between the accommodating portions 20A adjacent to each other. More specifically, it is formed along an axis connecting the center lines of the accommodating portions 20A adjacent to each other. By arranging the gap portion 20V in this way, it is possible to prevent the thermal runaway power storage device 50 from approaching the nearest power storage device 50 with the second material. Further, the gap portions 20V are arranged side by side at a plurality of locations in the circumferential direction with respect to one power storage device 50.
  • the gap portion 20V is formed by a horizontal gap portion in which a part of the overhanging portion 20D is cut out and a vertical gap portion in which the upper end portion of the partition wall portion 20E is cut out and communicates with the horizontal gap portion.
  • an injection port is formed which partitions the gap portion 20V and is filled with the second material constituting the upper support member 25.
  • the injection port does not necessarily have to be formed on the top surface of the upper holder 20, and may be formed on the side surface of the upper holder 20. Further, the opening area of the injection port does not have to be the same as the cross-sectional area of the horizontal void portion, and the opening area of the injection port may be smaller than the cross-sectional area.
  • the length of the horizontal gap in the direction along the cutting line is smaller than the gap between the adjacent openings 20C and larger than the gap between the adjacent power storage devices 50.
  • the length of the horizontal gap in the horizontal plane in the direction perpendicular to the axis is about the gap between adjacent power storage devices 50.
  • the length of the vertical gap portion in the vertical direction is about the gap between adjacent power storage devices 50.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line B1-B1 of FIG. 2 when the power storage device 50 of another embodiment is used.
  • the diameter of a part of the upper end portion is smaller than the diameter of the other part of the power storage device 50.
  • a configuration of such a power storage device 50 for example, in an outer can, it is conceivable to process the outer can so that the diameter on the opening end side of the groove is smaller than the diameter on the bottom side of the groove.
  • the space R1 formed by the outer peripheral surface of the portion having a small diameter and the partition wall portion 20E is formed so as to communicate with the gap portion 20V.
  • the thermosetting resin filled in the void portion 20V flows into the space R1.
  • the thermosetting resin that has flowed into the space R1 acts as an adhesive that adheres and fixes the power storage device 50 and the upper holder 20.
  • the upper support member 25 In the outer can of the power storage device 50, even if the diameter is the same on the opening end side and the bottom side of the groove portion and the space partitioned by the groove portion and the partition wall portion 20E is communicated with the gap portion 20V, the upper support member 25 The support function is improved compared to the configuration in which the power storage device 50 is supported only by the upper support member 25 in the gap 20V of the power storage device 50, but the height of the power storage device 50 is higher when the diameter of the opening end side than the groove is smaller than that of the bottom side. The amount of the second material in contact with the power storage device 50 in the longitudinal direction tends to increase. It should be noted that the same effect may be obtained by providing a portion having a diameter smaller than the remaining portion in the portion housed in the lower holder 30 on the other end side of the power storage device 50 (particularly the bottom portion of the outer can) described later.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A1-A1 of FIG. 2 of the upper holder 20 provided with the upper support member 25.
  • the upper support member 25 supports the adjacent power storage devices 50 between the adjacent power storage devices 50.
  • the upper support member 25 is formed by filling the gap 20V with a second material from the injection port of the upper holder 20 described above.
  • the upper support member 25 is formed of a second material that is less likely to be deformed or melted even when heat is applied than the first material.
  • a thermosetting resin is used as the second material.
  • a thermosetting resin is a resin having a crosslinked structure that does not melt even when exposed to a high temperature of 600 ° C. or higher, and is carbonized without melting even when exposed to a high temperature of, for example, 800 ° C. to 1000 ° C. Maintain the shape of 25.
  • Specific examples include thermosetting resins such as urethane resin, silicon resin, unsaturated polyester, epoxy resin, melamine resin, and phenol resin.
  • the upper support member 25 is formed in a substantially T shape in a side view, and has a base portion 25D straddling the upper end surfaces of the adjacent power storage devices 50 and the power storage devices 50 standing on the base 25D and adjacent to each other. It is formed from an upright portion 25E inserted between the outer peripheral surfaces of the above.
  • the base portion 25D is a portion formed by filling a horizontal void portion of the gap portion 20V with a second material. The base 25D is in contact with the upper end surfaces of the adjacent power storage devices 50. Further, the upright portion 25E is a portion formed by filling the vertical void portion of the void portion 20V with the second material. The upright portion 25E is in contact with the outer peripheral surfaces of the adjacent power storage devices 50.
  • the power storage device 50 easily causes thermal runaway between the base portion 25D and the standing portion 25E because the upper support member 25 is provided for each power storage device 50 in the opposite direction of the power storage devices 50.
  • the power storage device 50 adjacent to the above can be aligned. Further, the work of arranging the second material around the power storage device 50 in order to form the upper support member 25 can be simplified. Further, when the upper support member 25 comes into direct contact with the power storage device 50 without going through the first material constituting the accommodating portion 20A, the reliability of positioning when the power storage device 50 is thermally runaway is improved.
  • the partition wall portion 20E has an open surface facing the outer peripheral surface of the power storage device 50.
  • the upper holder 20 is formed of the first material, and only the upper support member 25, which is one member of the upper holder 20, is less likely to be deformed or melted even when heat is applied as compared with the first material.
  • the upper holder 20 and the lower holder 30 are formed by forming the lower holder 30 with the first member and forming only the lower support member 35, which is one member of the lower holder 30, with the second material. Can be made smaller and lighter than the case where the first material is used.
  • the power storage module cannot limit the amount of heat conductive paste that escapes. That is, it is not possible to absorb the variation in the amount of the heat conductive material interposed between the power storage device and the heat conductive sheet.
  • the distance from the power storage device to the heat exchange member, the contact area between the power storage device and the heat conductive material, or the contact area between the heat conductive material and the heat exchange member varies. Therefore, the amount of heat radiated from the power storage device to the heat exchange member varies.
  • a power storage module capable of suppressing the variation in the amount of heat radiated from the power storage device to the heat exchange member due to the variation in the coating amount of the heat conductive material will be described.
  • FIG. 6 is a plan view showing the lower holder 30.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line A2-A2 of FIG. Note that in FIGS. 6 and 7, the lower support member 35 is not shown for the sake of clarity.
  • the lower holder 30 includes a lower support member 35, which will be described in detail later.
  • the lower holder 30 is made of the first material. Since the first material is the same as the first material forming the upper holder 20, the description thereof will be omitted.
  • the lower holder 30 has a plurality of accommodating portions 30A into which the other ends (lower end portions) of each power storage device 50 in the axial direction are inserted.
  • the accommodating portion 30A is formed with an opening 30C, an overhanging portion 30B, a partition wall portion 30E, a gap portion 30V, a groove portion (not shown), and a recess 30H. The details of the groove will be described later.
  • the opening 30C is a through hole extending from the accommodating portion 30A toward the lower end surface of the lower holder 30, and is a portion filled with the heat conductive material 40 of the power storage device 50.
  • the opening 30C is formed, for example, in a circular shape.
  • the overhanging portion 30D projects below the lower end surface of the power storage device 50 so as to surround the opening 30C.
  • the overhanging portion 30D is arranged around the opening 30C so as to face the peripheral edge of the lower end surface of the power storage device 50.
  • the overhanging portion 30D may be formed close to the lower end surface of the power storage device 50 and may be in contact with the lower end surface of the power storage device 50.
  • the partition wall portion 30E is formed along the outer peripheral surface of the power storage device 50.
  • the partition wall portion 30E may be formed close to the outer peripheral surface of the power storage device 50 (outer can) and may be in contact with the outer peripheral surface.
  • the void portion 30V is a space filled with the above-mentioned second material.
  • the second material filled in the gap portion 30V is cured to be formed as the lower support member 35.
  • the gap portion 30V is formed between the accommodating portions 30A adjacent to each other. More specifically, it is formed along an axis connecting the center lines of the accommodating portions 30A adjacent to each other.
  • the gap portion 30V is formed by a horizontal gap portion in which a part of the overhanging portion 30D is cut out and a vertical gap portion in which the lower end portion of the partition wall portion 30E is cut out and communicates with the horizontal gap portion.
  • the length of the horizontal gaps in the direction in which the adjacent power storage devices 50 are lined up is smaller than the gap between the adjacent openings 30C and larger than the gap between the adjacent power storage devices 50.
  • the length of the horizontal gap in the horizontal plane in the direction perpendicular to the axis is about the gap between adjacent power storage devices 50.
  • the length of the vertical gap portion in the vertical direction is about the gap between adjacent power storage devices 50.
  • the recess 30H is a portion that accommodates the excess heat conductive material 40.
  • the recess 30H is formed around the overhanging portion 30D.
  • the recess 30H is formed in a step shape that is one step higher than the lower end surface of the overhanging portion 30D.
  • the recesses 30H formed in the respective accommodating portions 30A communicate with each other. Further, a part of the recess 30H is formed in the gap 30V and communicates with the gap 30V.
  • the recess 30H is formed on the lower end surface of the lower holder 30 away from the peripheral edge of the opening 30C. With this configuration, the heat conductive material 40 housed in the recess 30H can be more reliably separated.
  • the recess 30H extends in the circumferential direction of the opening in the lower end surface so as to surround the entire circumference of the peripheral edge of the opening. With this configuration, the excess heat conductive material in the vicinity of the opening 30C can be more reliably housed in the recess 30H.
  • the lower end surface of the lower holder 30 in which the recess is formed means the outer surface of the lower holder 30 facing the heat exchange member, and does not necessarily mean the surface at the lower end of the lower holder 30.
  • the recess 30H formed in the gap 30V is partitioned by at least one of the gap 30V and the lower support member 35.
  • the gap portion 30V functions as a space for arranging the lower support member 35, and can accommodate the heat conductive material 40 as the recess 30H. Therefore, the lower support member 35 may be arranged so as to occupy a part of the gap portion 30V.
  • the recess 30H since the recess 30H can accommodate the heat conductive material 40 when the excess heat conductive material 40 is generated, the recess 30H does not necessarily have to accommodate the heat conductive material 40.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of B2-B2 of FIG. 6, which is a schematic cross-sectional view showing the vicinity of the accommodating portion 30A of the lower holder 30 and the peripheral edge on the other end side of the power storage device 50.
  • the groove portion 30G is a space into which the second material filled in the gap portion 30V flows.
  • the second material that has flowed into the groove 30G acts as an adhesive that adheres and fixes the power storage device 50 and the lower holder 30.
  • the groove portion 30G is formed along the circumferential direction of the power storage device 50 on the surface of the partition wall portion 30E facing the outer peripheral surface of the power storage device 50. Further, the groove portion 30G is formed so as to communicate with the gap portion 30V.
  • the cross-sectional shape of the groove portion 30G is, for example, a V shape.
  • the groove portion 30G is formed on the surface of the partition wall portion 30E facing the outer peripheral surface of the power storage device 50, but the present invention is not limited to this.
  • the groove portion 30G may be formed on the surface of the overhanging portion 30D facing the upper end surface of the power storage device 50.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line B2-B2 of FIG. 6 when the lower holder 30 of another embodiment is used.
  • thermosetting resin filled in the void portion 30V flows into the space R2.
  • the thermosetting resin that has flowed into the space R2 acts as an adhesive that adheres and fixes the power storage device 50 and the lower holder 30.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of B2-B2 in FIG. 6 of the lower holder 30 provided with the lower support member 35.
  • the lower support member 35 supports the adjacent power storage devices 50 between the adjacent power storage devices 50.
  • the lower support member 35 is formed by filling the gap portion 30V of the lower holder 30 described above.
  • the lower support member 35 is made of a second material.
  • As the second material a thermosetting resin is used. Since the second material forming the lower holder 30 is the same as the second material forming the upper holder 20, the description thereof will be omitted.
  • the lower support member 35 is formed in a substantially T shape in a side view, and is between the base portion 35D which is bridged to the lower end surfaces of the adjacent power storage devices 50 and the outer peripheral surfaces of the adjacent power storage devices 50. It has an upright portion 35E to be inserted into.
  • the base portion 35D is a portion formed by filling the horizontal gap portion of the gap portion 30V with the second material.
  • the base 35D is in contact with the upper end surfaces of the adjacent power storage devices 50.
  • the upright portion 35E erected from the base portion 35D is a portion formed by filling the vertical void portion of the void portion 30V with a second material.
  • the upright portion 35E is in contact with the outer peripheral surfaces of the adjacent power storage devices 50.
  • the lower support member 35 When the lower support member 35 is formed by filling the gap portion 30V, the gap portion 30V and the groove portion 30G are in communication with each other, so that the lower support member 35 is also filled in the groove portion 30G. As a result, the lower support member 35 can be used as an adhesive for the thermosetting resin to bond the lower holder 30 and the power storage device 50.
  • the heat conductive material 40 is formed by filling the opening 30C of the lower holder 30.
  • the power storage device 50 is placed on the heat conductive material 40 in the accommodating portion 30A after the heat conductive material 40 is filled in the opening 30C.
  • the excess heat conductive material 40 flows into the gap between the overhanging portion 30D of the lower holder 30 and the insulating layer 60, is pushed out toward the recess 30H, and is housed in the recess 30H.
  • the heat conductive material 40 that has flowed into the gap between the overhanging portion 30D and the insulating layer 60 of the lower holder 30 is prevented from staying in the gap between the overhanging portion 30D and the insulating layer 60.
  • the recess 30H in FIG. 10 is formed on a surface exposed from the opening of the gap 30V of the lower support member 35.
  • the recess 30H may be arranged so as not to overlap with the power storage device 50 in the height direction of the power storage device 50. With this configuration, the heat transfer property between the end face (or the bottom of the outer can) of the power storage device 50 and the heat exchange member 70 regardless of whether the heat conductive material 40 is housed in the recess 30H or not. It is possible to suppress the variation.
  • the effect of the power storage module 10 will be described. According to the power storage module 10, it is possible to suppress the variation in the amount of heat radiated from the power storage device 50 to the heat exchange member 70 due to the variation in the coating amount of the heat conductive material 40.
  • FIG. 16 is a perspective view of the power storage module 210 as viewed from below in order to explain the manufacturing process of the power storage module 210, and a part of the members is shown in cross-sectional view.
  • the power storage module 210 exchanges heat with the lower holder 240 that holds the lower end 220A of the power storage device 220, the heat exchange member 250 arranged below the lower holder 240, and the lower end 220A of the power storage device 220. It includes a heat conductive material 260 that is thermally connected to the member 250, and an insulating layer 270 that electrically insulates the power storage device 220 and the heat exchange member 250.
  • the lower holder 240 has an accommodating portion 241 accommodating the lower end portion 220A of the power storage device 220, an opening 242 formed by penetrating downward from the accommodating portion 241 and an opening which is the bottom surface of the lower holder 240.
  • a peripheral wall 243 formed at the edge of the portion 242 is formed, and the heat conductive material 260 is housed in the opening 242 and the inner peripheral side of the peripheral wall 243 (hereinafter, the filling portion 244).
  • the heat conductive material 260 a viscous fluid that is in the form of a gel that cures after a lapse of a predetermined time is used.
  • the lower end 220A of the power storage device 220 is housed in the storage part 241 of the lower holder 240, the heat conductive material 260 is applied to the filling part 244 of the lower holder 240, and the heat exchange member with the lower holder 240.
  • An insulating layer 270 is interposed between the 250 and the heat exchange member 250 to pressurize the lower holder 240.
  • the heat conductive material 260 is crushed and expanded in the filling portion 244, and the heat conductive material 260 is filled in the filling portion 244 without a gap.
  • the heat conductive material 260 applied to the filling portion 244 of the lower holder 240 is coated with an amount obtained by adding a surplus amount to the volume of the filling portion 244.
  • the excess heat conductive material 260 exceeds the peripheral wall 243 and is discharged from the filling portion 244 to the outer peripheral side of the peripheral wall 243.
  • the excess heat conductive material 260 may not be sufficiently discharged from the filling portion 244.
  • each heat conductive material 260 varies, and the heat exhaust distance of each power storage device 220 (distance from the lower end 220A of the power storage device 220 to the heat exchange member 250) varies. May occur.
  • the heat exhaust distance fluctuates the heat exhaust performance of the power storage device 220 becomes non-uniform, and the heat exhaust performance of the entire power storage module 210 is reduced.
  • the power storage module 110 that can reduce the variation in the thickness of the heat conductive material and improve the heat exhaust performance will be described.
  • the power storage module 110 which is another example of the embodiment, will be described with reference to FIG.
  • FIG. 11 is a side sectional view showing the power storage module 110.
  • the power storage module 110 is mainly used as a power source for power.
  • the power storage module 110 is used as a power source for electric devices driven by motors such as electric vehicles, electric tools, electric assisted bicycles, electric bikes, electric wheelchairs, electric three-wheeled vehicles, and electric carts.
  • motors such as electric vehicles, electric tools, electric assisted bicycles, electric bikes, electric wheelchairs, electric three-wheeled vehicles, and electric carts.
  • the use of the power storage module 110 is not specified, and even if it is used as a power source for various electric devices used indoors and outdoors such as cleaners, radios, lighting devices, digital cameras, and video cameras. Good.
  • the power storage module 110 includes a plurality of cylindrical power storage devices 120, an upper holder 130 for holding the upper end portions of the plurality of power storage devices 120, and a lower holder as a holder for holding the lower end portions 120A of the plurality of power storage devices 120, respectively.
  • the 140, the heat exchange member 150 facing the bottom surface of the lower holder 140, the heat conductive material 160 that thermally connects the power storage device 120 and the heat exchange member 150, and the power storage device 120 and the heat exchange member 150 are electrically connected. It includes an insulating layer 170 to insulate.
  • the power storage device 120 uses a cylindrical lithium ion secondary battery, but may be a nickel hydrogen battery, a capacitor, or the like.
  • the power storage device 120 includes, for example, an electrode group in which a band-shaped positive electrode and a band-shaped negative electrode are wound with a band-shaped separator interposed therebetween, a cylindrical outer can containing the electrode group together with an electrolytic solution, and an opening of the outer can. It has a sealing body that seals the seal in an insulated state, a foil-shaped positive electrode lead that electrically connects the positive electrode and the sealing body, and a negative electrode lead that electrically connects the negative electrode and the outer can.
  • An insulating gasket may be arranged between the outer periphery of the sealing body and the inner peripheral surface of the opening of the outer can.
  • An annular groove is formed on the outer peripheral surface of the outer can on the opening side.
  • This groove is formed as an annular protrusion on the inner peripheral surface of the outer can.
  • the gasket and the sealing body are arranged on the annular protrusion in the outer can.
  • the open end of the outer can is crimped so as to fall toward the inside of the outer can with the gasket arranged on the inner peripheral side.
  • the opening of the outer can is sealed by sandwiching the sealing body in the vertical direction with the gasket between the crimped opening end and the convex portion.
  • the sealing body may be provided with a current cutoff mechanism (CID) or an exhaust valve that bursts when the inside of the outer can reaches a predetermined pressure or higher.
  • a current cutoff mechanism CID
  • an insulating plate for insulating the electrode group and the outer can may be provided between the electrode group and the bottom of the outer can or between the electrode group and the convex portion (groove portion). If an insulating plate is provided, the positive electrode lead may extend through a through hole formed in the insulating plate. The negative electrode lead may extend through a through hole formed in the insulating plate or bypass the insulating plate.
  • the positive electrode terminal is formed on the top surface of the sealing body, and the negative electrode terminal is arranged toward the upper end portion (the crimped opening end) of the outer can.
  • the electrode group may be connected so that the outer can functions as a positive electrode terminal and the sealing body functions as a negative electrode terminal.
  • the plurality of power storage devices 120 may be packed closely in the power storage module 110 in consideration of safety, and adjacent power storage devices 120 may be arranged substantially close to each other.
  • the power storage device 120 for example, in a plan view, six power storage devices 120 are arranged so as to surround one power storage device 120.
  • the plurality of power storage devices 120 may be connected in series or in parallel via a conductive current collector plate (not shown). At this time, the positions where the leads extending from the current collector plate are connected to the power storage device may be the top surface of the sealing body as the positive electrode terminal and the open end of the crimped outer can as the negative electrode terminal.
  • the upper holder 130 is a member that holds the upper end portions of the plurality of power storage devices 120 as described above.
  • the upper holder 130 is formed of, for example, a thermoplastic resin.
  • the thermoplastic resin is roughly classified into general-purpose plastics and engineering plastics, and polyethylene, polypropylene, polyamide, ABS and the like are used.
  • the lower holder 140 is a member that holds the lower end portions 120A of the plurality of power storage devices 120 and also accommodates the heat conductive material 160.
  • the lower holder 140 is formed of a thermoplastic resin like the upper holder 130. The shape of the lower holder 140 will be described in detail later.
  • the heat exchange member 150 is, for example, a member that is arranged to face the bottom surface of the lower holder 140 and cools the lower end portion 120A of the power storage device 120.
  • the heat exchange member 150 is made of a plate-shaped metal having thermal conductivity, but may be a water-cooled pipe, an air-cooled fin, a refrigerant cooling pipe, a panel heater, a seat heater, or the like.
  • the heat conductive material 160 is a member that is interposed between the power storage device 120 and the heat exchange member 150 and thermally connects the power storage device 120 and the heat exchange member 150.
  • a viscous fluid which is in the form of a gel that cures after a lapse of a predetermined time.
  • the heat conductive material 160 is made of silicon, which is a two-component curing material in this example, and a metal oxide (for example, aluminum oxide, zinc oxide), a metal nitride (for example, aluminum nitride, boron nitride), and a metal oxynitride (for example, aluminum oxynitride). ) Etc. are used.
  • the insulating layer 170 is a sheet-like member that is interposed between the lower end 120A of the power storage device 120 and the heat exchange member 150 and that insulates the power storage device 120 and the heat exchange member 150.
  • a silicon sheet containing a heat conductive filler is used in this example, but the insulating layer 170 is not limited to this.
  • FIG. 12 is a perspective view of the lower holder 140 as viewed from below, and shows a part of the member in a cross-sectional view.
  • the lower holder 140 holds the lower end portions 120A of the plurality of power storage devices 120 and accommodates the heat conductive material 160 (see FIGS. 13 and 14) as described above.
  • the lower holder 140 includes at least one accommodating portion 141 in which the lower end portion 120A of at least one storage device 120 is accommodated, and an opening 142 formed so as to penetrate downward from at least one accommodating portion 141. It has at least one peripheral wall 143 formed at the edge of the opening 142 on the bottom surface of the lower holder 140.
  • a plurality of accommodating portions 141 are formed on the bottom surface of the lower holder 140, and the lower end portion 120A of the power storage device 120 is accommodated.
  • the lower end 120A of the power storage device 120 is the bottom of the outer can, but the power storage module of the present disclosure is not limited to this configuration.
  • the sealing plate side may be the lower end portion 120A.
  • the opening 142 is a portion in which the bottom surface of the accommodating portion 141 is opened in a circular shape. According to the opening 142, the bottom surface of the power storage device 120 can be seen through, and the power storage device 120 and the heat conductive material 160 can be thermally connected.
  • the diameter of the opening 142 is formed smaller than the diameter of the bottom surface.
  • the peripheral wall 143 is a portion formed at the edge of the opening 142 on the bottom surface of the lower holder 140. According to the peripheral wall 143, a space (filling portion 144 described later) for accommodating the heat conductive material 160 can be formed together with the opening 142.
  • the peripheral wall 143 is formed to be convex downward along the opening 142.
  • the space formed on the inner peripheral side of the opening 142 and the peripheral wall 143 is referred to as the filling portion 144.
  • the heat conductive material 160 can be accommodated and the lower end portion 120A of the power storage device 120 and the heat exchange member 150 can be thermally connected.
  • the filling portion 144 is partitioned by the bottom surface of the power storage device 120, the ceiling surface of the insulating layer 170, and the inner peripheral surface of the opening 142 and the peripheral wall 143.
  • the shape and size of the holes partitioned by the inner peripheral surface of the opening 142 and the holes on the inner peripheral surface of the peripheral wall 143 may be the same. This configuration facilitates the formation of openings and peripheral walls.
  • the peripheral wall can be easily arranged on the bottom surface of the lower holder 140.
  • the notch 145 is a portion formed by cutting out a part of the peripheral wall 143. Although the details will be described later, according to the notch 145, the excess heat conductive material 160 at the time of manufacturing the power storage module 110 is discharged to the outer peripheral side of the peripheral wall 143.
  • the notch 145 is formed so as to communicate the outer peripheral side and the inner peripheral side of the peripheral wall 143.
  • a plurality of notches 145 are formed at substantially equal intervals in the circumferential direction of the peripheral wall 143. According to the notch 145, the excess heat conductive material 160 is discharged to the outer peripheral side of the peripheral wall 143 substantially evenly in the circumferential direction. As a result, it is possible to reduce the variation in the discharge amount of the excess heat conductive material 160 in the circumferential direction of the filling portion 144.
  • four notches 145 are formed at intervals of 90 ° in the circumferential direction, but the present invention is not limited to this.
  • the notch 145 extends in the height direction (vertical direction) of the peripheral wall 143.
  • the size of the notch 145 in the height direction is the same as the size of the peripheral wall 143 in the height direction (the size of the outer peripheral surface of the peripheral wall 143 in the height direction). With this configuration, the excess heat conductive material 160 can be easily pushed out to the outside of the peripheral wall 143.
  • the notch 145 of the present disclosure is not limited to this configuration.
  • the height direction of the notch 145 may be smaller than the height direction of the peripheral wall 143. In this case, the peripheral wall 143 is a perfect ring in the circumferential direction.
  • FIG. 13 is a bottom view of the heat conductive material 160 housed in the lower holder 140 as viewed from below.
  • the heat conductive material 160 is housed in the filling portion 144.
  • the heat conductive material 160 is applied to the filling portion 144 in an amount obtained by adding a surplus amount to the volume of the filling portion 144 in the manufacturing process described later.
  • the excess heat conductive material 160 is formed so as to protrude from the outer peripheral side of the peripheral wall 143, particularly in the vicinity of the notch 145 on the outer peripheral side of the peripheral wall 143.
  • FIG. 14 is a perspective view of the power storage module 110 viewed from below in order to explain the manufacturing process of the power storage module 110, and a part of the members is shown in cross-sectional view.
  • the power storage device 120 is housed in the lower holder 140, the heat conductive material 160 is applied to the filling portion 144 of the lower holder 140, and the lower holder 140 and the heat exchange member 150
  • the heat exchange member 150 is pressurized toward the lower holder 140 with the insulating layer 170 interposed between the heat exchange member 150 and the heat exchange member 150.
  • the heat conductive material 160 is crushed and expanded in the filling portion 144, and the heat conductive material 160 is filled in the filling portion 144 without a gap.
  • the heat conductive material 160 does not necessarily have to fill the filling portion 144 without a gap.
  • the tip of the peripheral wall 143 in the height direction is provided with the heat exchange member 150 (insulating layer 170). May be in contact with the insulating layer 170). In other words, the tip of the peripheral wall 143 may come into direct or indirect contact with the heat exchange member 150. With this configuration, the heat exhaust distance between the power storage device 120 and the heat exchange member 150 can be easily adjusted. Further, the tip of the peripheral wall 143 may protrude most downward on the bottom surface of the lower holder 140 in order to abut the heat exchange member 150.
  • the heat conductive material applied to the filling portion 144 of the lower holder 140 is applied in an amount obtained by adding a surplus amount to the volume of the filling portion 144. Therefore, in the power storage module, the total volume of the heat conductive material may be larger than the total volume of the filling portion (the cavity in the opening 142 and the cavity in the peripheral wall 143). Further, at the stage where the heat exchange member 150 is pressurized toward the lower holder 140, the heat conductive material 160 is in a viscous fluid state.
  • the excess heat conductive material 160 exceeds the peripheral wall 143 and is discharged from the filling portion 144 to the outer peripheral side of the peripheral wall 143. At the same time, the excess heat conductive material 160 is also discharged from the notch 145 of the peripheral wall 143 to the outer peripheral side of the peripheral wall 143.
  • the excess heat conductive material 160 is sufficiently discharged from the filling portion 144, the thickness (largeness in the vertical direction) of each heat conductive material 160 does not vary, and the heat exhaust distance (storage) of each power storage device 120 is eliminated.
  • the distance from the lower end 120A of the device 120 to the heat exchange member 150) is suppressed.
  • the variation in the heat exhaust performance of the power storage device 120 is suppressed, and the heat exhaust performance of the power storage module 110 is improved.
  • FIG. 15 is a bottom view of the lower holder 140 as viewed from below.
  • the lower holder 140 has an opening 142 formed through the accommodating portion 141 toward the lower side and an edge portion of the opening 142 on the bottom surface of the lower holder 140. It has a peripheral wall 143 to be formed. A plurality of notches 145 are formed in the peripheral wall 143.
  • the notch 145 is a portion formed by cutting out a part of the peripheral wall 143 as described above, and is formed so as to communicate the outer peripheral side and the inner peripheral side of the peripheral wall 143.
  • the notch 145 may be formed in the circumferential direction of the peripheral wall 143 except for a portion where the peripheral wall 143 is close to the adjacent peripheral wall 143.
  • the notch 145 may be formed in the circumferential direction of the peripheral wall 143 except for the portion of the peripheral wall 143 that is closest to the adjacent peripheral wall 143.
  • the notch 145 is formed so as to communicate with a wide region on the outer peripheral side of the peripheral wall 143.
  • the wide region is defined as a region in which the distance between adjacent peripheral walls 143 is at least 220% or more of the narrowest distance.
  • the narrowest spacing is the spacing between adjacent peripheral walls 143 that are closest to each other.
  • the surplus heat conductive material 160 is also formed from the notch 145 of the peripheral wall 143. It is easy to be discharged to the outer peripheral side of the peripheral wall 143. Further, according to the notch 145 of this example, the excess heat conductive material 160 is discharged to a wide region on the outer peripheral side of the peripheral wall 143, so that the heat conductive material 160 is prevented from being discharged to the adjacent peripheral wall 143. It becomes difficult and the excess heat conductive material 160 is smoothly discharged.
  • the excess heat conductive material 160 is sufficiently discharged from the filling portion 144, the thickness (vertical size) of each heat conductive material 160 is further suppressed, and the heat exhaust distance of each power storage device 120 is further suppressed. Variation is suppressed. As a result, the variation in the heat exhaust performance of the power storage device 120 is suppressed, and the heat exhaust performance of the power storage module 110 is improved.
  • the power storage module 110 may have a plurality of power storage devices 120, a plurality of accommodating portions 141, and a plurality of peripheral walls, and the heat exchange member 150 and the lower holder 140 may be fixed by a fixing portion (not shown).
  • a fixing portion (not shown).
  • the peripheral wall near the fixed portion has a smaller notch amount than the peripheral wall far from the fixed portion (the volume of the peripheral wall is smaller). It may be a (large) configuration or a configuration without a notch. With this configuration, the heat conductive material in the filling portion far from the fixed portion is easily extruded due to the variation in the force generated from the heat exchange member 150.
  • the fixing means in the fixing portion includes, but is not limited to, fastening with screws and screw holes.

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Abstract

ホルダの信頼性を高めながら、小型化や軽量化することができる蓄電モジュールを提供する。蓄電モジュール(10)は、配列された複数の円筒型の蓄電装置(50)と、複数の蓄電装置(50)の上の端部を保持すると共に熱可塑性樹脂からなる複数の収容部(20A)が形成された上ホルダ(20)を備え、上ホルダ(20)は、隣接する蓄電装置(50)同士の間において隣接する蓄電装置(50)同士を支持すると共に熱硬化性樹脂からなる上支持部材(25)を有し、熱硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂と比較して、熱を加えても変形または溶融しにくい性質を有する。

Description

蓄電モジュール
 本開示は、配列された複数の円筒型の蓄電装置を備える蓄電モジュールに関する。
 従来、配列された複数の蓄電装置を備える蓄電モジュールが広く知られている。例えば、特許文献1には、配列された複数の円筒型電池の上下端部のそれぞれをホルダで保持する蓄電モジュールが開示されている。
国際公開第2018/003468号
 複数の円筒型電池を備える蓄電モジュールでは、一つの蓄電装置が熱暴走した際に、ホルダが軟化または溶融すると、熱暴走した蓄電装置が隣接する蓄電装置と近接または接触し、類焼リスクが高まる。特許文献1の蓄電モジュールでは、ホルダを熱硬化性樹脂で形成し、熱暴走時の課題の解決を試みているが、硬化性樹脂は例えば熱可塑性樹脂と比べて加工が難しく、成型時に大型化しやすい、また熱硬化性樹脂は他の樹脂より比重が大きいため蓄電モジュールが重くなりやすい。
 本開示の目的は、信頼性を高めると共にホルダを小型化や軽量化することができる蓄電モジュールを提供することである。
 本開示の一態様である蓄電モジュールは、配列された複数の円筒型の蓄電装置と、複数の蓄電装置の一側の端部を保持すると共に第1材料からなる複数の第1収容部が形成された第1ホルダを備え、第1ホルダは、隣接する蓄電装置同士の間において該隣接する蓄電装置同士を支持すると共に第2材料からなる第1支持部材を有し、第2材料は、第1材料と比較して、熱を加えても変形または溶融しにくい性質を有する。
 本開示の一態様によれば、ホルダを小型化や軽量化することができると共に信頼性に優れた蓄電モジュールを提供することができる。
実施形態の一例である蓄電モジュールを示す側断面図である。 上ホルダを示す平面図である。 上ホルダを示す側断面図である。 実施形態の他の一例である蓄電モジュールを示す側断面図である。 上支持部材を示す溝部を示す側断面図である。 下ホルダを示す平面図である。 下ホルダを示す側断面図である。 下ホルダの溝部を示す側断面図である。 実施形態の他の一例である下ホルダを示す側断面図である。 下支持部材を示す側断面図である。 実施形態の他の一例である蓄電モジュールを示す側断面図である。 下ホルダを下側から見た斜視図である。 下ホルダに収容された熱伝導材を下側から見た底面図である。 蓄電モジュールの製造過程を説明するために蓄電モジュールを下側から見た斜視図である。 実施形態の他の一例である蓄電モジュールの下ホルダを下側から見た底面図である。 従来の蓄電モジュールの製造過程を説明するために蓄電モジュールを下側から見た斜視図である。
 以下、図面を用いて本開示の実施形態を説明する。以下で説明する形状、材料および個数は、説明のための例示であって、蓄電モジュールの仕様に応じて適宜変更することができる。以下ではすべての図面において同等の要素には同一の符号を付して説明する。
 図1を用いて、実施形態の一例である蓄電モジュール10について説明する。図1は、蓄電モジュール10を示す側断面図である。なお、図1は、後述する図2におけるA1-A1断面図である。
 蓄電モジュール10は、主として動力用の電源として使用される。蓄電モジュール10は、例えば、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、電動車椅子、電動三輪車、または電動カート等のモータで駆動される電動機器の電源として使用される。ただし、蓄電モジュール10の用途は特定されるものではなく、電動機器以外の電気機器、例えば、クリーナーや無線機、照明装置、デジタルカメラ、またはビデオカメラ等の屋内外で使用される種々の電気機器用の電源として使用されてもよい。
 蓄電モジュール10は、複数の円筒型の蓄電装置50と、複数の蓄電装置50の上端部をそれぞれ保持する第1ホルダとしての上ホルダ20と、複数の蓄電装置50の下端部をそれぞれ保持する第2ホルダとしての下ホルダ30と、を備える。上ホルダ20および下ホルダ30について詳細は後述する。
 蓄電装置50は、円筒形のリチウムイオン二次電池が用いられる。蓄電装置50は、例えば帯状の正極と帯状の負極とが帯状のセパレータを介した状態で巻回された電極群と、電極群を電解液とともに収容した円筒状の外装缶と、外装缶の開口を絶縁した状態で封止する封口体と、正極と封口体とを電気的に接続する箔状の正極リードと、負極と外装缶とを電気的に接続する負極リードとを有する。封口体の外周と外装缶の開口の内周面との間には、絶縁性のガスケットが配置されている。
 外装缶の外周面には、開口部側に環状の溝部が形成されている。この溝部は、対応する外装缶の内周面において環状の突部が形成される。ガスケットおよび封口体は、外装缶内において、この環状の突部上に配置される。さらに、外装缶の開口端が、内周側にガスケットを配置した状態で外装缶の内側に向かって倒れるように加締められている。加締められた開口端と凸部とにより封口体がガスケットを介して上下方向(蓄電装置50の高さ方向)に挟まれることにより、外装缶の開口は封止される。
 封口体には、電流遮断機構(CID)や、外装缶内が所定の圧力以上に達した場合に破裂する排気弁を設けてもよい。また、電極群と外装缶の底部との間や電極群と凸部(溝部)との間に電極群と外装缶とを絶縁するための絶縁板を設けてもよい。絶縁板が設けられる場合は、正極リードは絶縁板に形成した貫通孔を通って延びてもよい。負極リードは、絶縁板に形成した貫通孔を通っても、絶縁板を迂回して延びてもよい。
 蓄電装置50は、第1の端子としての正極端子が封口体の頂面に形成され、第2の端子としての負極端子が外装缶の上端部(加締められた開口端)に向けて配置されている。なお、外装缶が正極端子として機能し、封口体が負極端子として機能するよう電極群を接続してもよい。
 蓄電装置50は、蓄電モジュール10内で安全性を考慮した上で最密に充填され、隣り合う蓄電装置50同士がほぼ近接して配列されている。蓄電装置50では、例えば、平面視において、1つの蓄電装置50の周囲を6つの蓄電装置50が囲むように配列されている。なお、蓄電装置50は、リチウムイオン二次電池の他に、ニッケル水素電池や、キャパシタであってもよい。
 蓄電装置50は、熱伝導材40の上に載置されている。熱伝導材40は、2液硬化材であるシリコンに酸化金属(例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛)、窒化金属(例えば、窒化アルミニウム、窒化ホウ素)、酸窒化金属(例えば、酸窒化アルミニウム)等を含んだものが用いられる。絶縁層60は、熱伝導フィラーを含んだシリコンシートであってもよい。熱交換部材70は、水冷配管、空冷フィン、冷媒冷却配管、パネルヒーター、シートヒータ等が挙げられる。
 図2および図3を用いて、上ホルダ20について説明する。図2は、上ホルダ20を示す平面図である。図3は、図2のA1-A1断面図の一部である。なお、図2および図3では、説明を分かり易くするため上支持部材25の図示を省略している。
 上ホルダ20は、詳細は後述する上支持部材25(図5参照)を有する。上ホルダ20は、第1材料で形成される。第1材料としては、熱可塑性樹脂が用いられる。熱可塑性樹脂は、ガラス転移点、または融点まで加熱すると柔らかくなり、再び冷やすと固くなる樹脂である。具体例としては、汎用プラスチックとエンジニアリングプラスチックとに大別され、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ABS等が挙げられる。
 第1材料である熱可塑性樹脂には、例えば吸熱フィラーおよび熱伝導性フィラーの少なくとも一方が含有され、好ましくは吸熱フィラーおよび熱伝導性フィラーの両方が含有されている。吸熱フィラーは、熱分解時に吸熱作用を発揮するものであり、具体例としては、水酸化アルミニウム、炭酸水素ナトリウムなどが挙げられる。熱伝導性フィラーとしては、酸化金属(例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛)、窒化金属(例えば、窒化アルミニウム、窒化ホウ素)、酸窒化金属(例えば、酸窒化アルミニウム)等が例示される。
 図2および図3に示すように、上ホルダ20は、各蓄電装置50の上端部がそれぞれ収容される複数の収容部20Aを有する。収容部20Aには、開口部20Cと、張り出し部30Bと、隔壁部20Eと、空隙部20Vと、接続孔20Fと、溝部20Gと、が形成される。
 開口部20Cは、蓄電装置50の上端部の一部を露出させる部分である。開口部20Cは、例えば円形状に形成される。この開口部20Cには、上ホルダ20の頂面上に配置される集電板(図示なし)の正極リード部が挿通されるとともに、この正極リードが蓄電装置50の正極端子と接合されてもよい。
 張り出し部20Dは、開口部20Cを包囲するように蓄電装置50の上端面の上に張り出している。張り出し部20Dは、開口部20Cの周囲において、蓄電装置50の上端面の周縁部に対向配置される。張り出し部20Dは、蓄電装置50の上端面に近接して形成され、蓄電装置50の上端面(例えば加締められた外装缶の開口端)に接触していてもよい。隔壁部20Eは、蓄電装置50の外周面に沿って形成される。隔壁部20Eは、蓄電装置50の外周面に近接して形成され、外周面に接触していてもよい。
 接続孔20Fは、各蓄電装置50において、空隙部20Vと同じく周方向にならんで形成されている。接続孔20Fは、上ホルダ20から外装缶の開口端の一部を露出させている。この接続孔20Fには、集電板から負極リード部が挿通され、負極端子である外装缶の開口端と接合されてもよい。接続孔20Fは一つの蓄電装置50Fの周方向において、隣り合う空隙部20Vの間に配置されるとともに、この周方向において隣接する蓄電装置50から最も遠い箇所を含むように形成されている。この構成により、集電板の負極リード部が他の蓄電装置50と電気的に接続することを抑制している。なお、負極端子が外装缶の底部に形成される場合は、接続孔20Fはなくてもよい。
 空隙部20Vは、詳細は後述する第2材料が充填される空間である。空隙部20Vに充填された第2材料は、硬化して上支持部材25として形成される。空隙部20Vは、互いに隣接する収容部20A同士の間に形成される。より詳細には、互いに隣接する収容部20Aの中心線を結ぶ軸線に沿って形成される。このように空隙部20Vを配置することにより、熱暴走した蓄電装置50から最も近い蓄電装置50へ熱暴走した蓄電装置50が近づくことを限られて第2材料で抑制することが可能となる。また、空隙部20Vは、一つの蓄電装置50に対して周方向に複数箇所に並んで配置されている。
 空隙部20Vは、張り出し部20Dの一部が切り欠かれた水平空隙部と、隔壁部20Eの上端部が切り欠かれて形成され、水平空隙部と連通する鉛直空隙部とから形成される。上ホルダ20の頂面には、空隙部20Vを区画するともに、上支持部材25を構成する第2材料が充填される注入口が形成されている。なお、この注入口は、必ずしも上ホルダ20の頂面に形成されていなくてもよく、上ホルダ20の側面に形成されていてもよい。また、注入口の開口面積は、水平空隙部の断面積と同じである必要はない、上記断面積より注入口の開口面積が小さくてもよい。
 水平空隙部の切断線に沿った方向の長さは、隣接する開口部20Cの隙間よりも小さく、かつ、隣接する蓄電装置50同士の隙間よりも大きい。水平空隙部の水平面において軸線に垂直な方向の長さは、隣接する蓄電装置50同士の隙間程度とする。鉛直空隙部の鉛直方向の長さは、隣接する蓄電装置50同士の隙間程度とする。
 図4を用いて、実施形態の他の一例である蓄電装置50について説明する。図4は、別実施形態の蓄電装置50とした場合の図2のB1-B1断面図である。
 蓄電装置50では、上端部の一部の径が蓄電装置50の他の部分の径よりも小さい。このような蓄電装置50の構成として例えば、外装缶において、溝部より開口端側の径を溝部より底部側の径より小さくなるように加工することが考えられる。この径が小さい部分の外周面と隔壁部20Eとで形成される空間R1は、空隙部20Vと連通して形成される。これにより、空間R1には、空隙部20Vに充填された熱硬化性樹脂が流れ込む。空間R1に流れ込んだ熱硬化性樹脂は、蓄電装置50と上ホルダ20とを接着固定する接着剤として作用する。
 なお、蓄電装置50の外装缶において、溝部より開口端側と底部側とで径を同一にして、溝部と隔壁部20Eとで区画される空間を空隙部20Vと連通させても上支持部材25の蓄電装置50の空隙部20V内の上支持部材25のみで蓄電装置50を支持する構成より支持機能が向上するが、溝部より開口端側が底部側より径を小さくしたほうが、蓄電装置50の高さ方向における蓄電装置50への接触する第2材料の量が増えやすくなる。なお、後述する蓄電装置50(特に外装缶の底部)の他端側の下ホルダ30に収容された部分において、残部より径が小さくなる箇所を設けて同様の効果を得てもよい。
 図5を用いて、上支持部材25について説明する。図5は、上支持部材25を設けた上ホルダ20の図2におけるA1-A1断面図である。
 上支持部材25は、隣接する蓄電装置50同士の間において隣接する蓄電装置50同士を支持する。上支持部材25は、上述した上ホルダ20の注入口から空隙部20Vに第2材料を充填して形成される。
 上支持部材25は、第1材料よりも熱を加えても変形または溶融しにくい第2材料で形成される。第2材料としては、熱硬化性樹脂が用いられる。熱硬化性樹脂は、600℃以上の高温に曝されても溶融しない架橋構造を有する樹脂であって、例えば800℃~1000℃の高温に曝されても溶融せずに炭化して上支持部材25の形状を維持する。具体例としては、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、またはフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。
 上支持部材25は、側面視にて略T字状に形成され、隣接する蓄電装置50同士のそれぞれの上端面に架け渡される基部25Dと、基部25Dに立設されて隣接する蓄電装置50同士のそれぞれの外周面の間に差し込まれる立設部25Eと、から形成される。
 基部25Dは、空隙部20Vの水平空隙部に第2材料を充填して形成される部分である。基部25Dは、隣接する蓄電装置50同士のそれぞれの上端面に当接している。また、立設部25Eは、空隙部20Vの鉛直空隙部に第2材料を充填して形成される部分である。立設部25Eは、隣接する蓄電装置50同士のそれぞれの外周面に当接している。
 この構成により、隣り合う蓄電装置50の向い合う方向において、各蓄電装置50に対してそれぞれに上支持部材25を設ける構成より、基部25Dと立設部25Eとで容易に熱暴走した蓄電装置50と隣接した蓄電装置50の位置合わせができる。さらに、上支持部材25を形成するために第2材料を蓄電装置50の周囲へ配置する作業を簡略化することができる。また、上支持部材25は、収容部20Aを構成する第1材料を介さずに蓄電装置50に直接当接したほうが、蓄電装置50が熱暴走した際の位置合わせの信頼性が高まる。隔壁部20Eは蓄電装置50の外周面と対向する面が開口している。
 蓄電モジュール10の効果について説明する。蓄電モジュール10によれば、上ホルダ20を第1材料で形成し、上ホルダ20の一部材である上支持部材25のみを第1材料と比較して熱を加えても変形または溶融しにくい性質を有する第2材料で構成し、下ホルダ30を第1部材で形成し、下ホルダ30の一部材である下支持部材35のみを第2材料で形成することで、上ホルダ20および下ホルダ30を第1材料で形成する場合と比較して小型化や軽量化することができる。
 従来、蓄電モジュールでは、余剰な熱伝導材を蓄電装置同士の隙間に逃がしている。つまり、蓄電モジュールでは、余剰な熱伝導材を開空間に逃がすことになる。そのため、蓄電モジュールでは、熱伝導ペーストが逃げる量を制限することができない。つまり、蓄電装置と熱伝導シートとの間に介在する熱伝導材の量のばらつきを吸収することができない。ひいては、蓄電装置から熱交換部材への距離、蓄電装置と熱伝導材との接触面積、または熱伝導材と熱交換部材との接触面積にばらつきが生じる。そのため、蓄電装置から熱交換部材への放熱量にばらつきが生じる。以下では、熱伝導材の塗布量のばらつきに伴う蓄電装置から熱交換部材への放熱量のばらつきを抑制することができる蓄電モジュールについて説明する。
 図6および図7を用いて、下ホルダ30について説明する。図6は、下ホルダ30を示す平面図である。図7は、図6のA2-A2断面図である。なお、図6および図7では、説明を分かり易くするため下支持部材35の図示を省略している。
 下ホルダ30は、詳細は後述する下支持部材35を備える。下ホルダ30は、第1材料で形成される。第1材料については、上ホルダ20を形成する第1材料と同様であるため説明を省略する。下ホルダ30は、各蓄電装置50の軸方向他端部(下端部)がそれぞれ挿入される複数の収容部30Aを有する。収容部30Aには、開口部30Cと、張り出し部30Bと、隔壁部30Eと、空隙部30Vと、溝部(図示略)と、凹部30Hと、が形成される。溝部について詳細は後述する。
 開口部30Cは、収容部30Aから下ホルダ30の下端面に向かって延びる貫通孔であり、蓄電装置50の熱伝導材40が充填される部分である。開口部30Cは、例えば円形状に形成される。張り出し部30Dは、開口部30Cを包囲するように蓄電装置50の下端面の下に張り出している。張り出し部30Dは、開口部30Cの周囲において、蓄電装置50の下端面の周縁部に対向配置される。張り出し部30Dは、蓄電装置50の下端面に近接して形成され、蓄電装置50の下端面に接触していてもよい。隔壁部30Eは、蓄電装置50の外周面に沿って形成される。隔壁部30Eは、蓄電装置50(外装缶)の外周面に近接して形成され、外周面に接触していてもよい。
 空隙部30Vは、上述した第2材料が充填される空間である。空隙部30Vに充填された第2材料は、硬化して下支持部材35として形成される。空隙部30Vは、互いに隣接する収容部30A同士の間に形成される。より詳細には、互いに隣接する収容部30Aの中心線を結ぶ軸線に沿って形成される。空隙部30Vは、張り出し部30Dの一部が切り欠かれた水平空隙部と、隔壁部30Eの下端部が切り欠かれて形成され、水平空隙部と連通する鉛直空隙部とから形成される。
 水平空隙部の隣り合う蓄電装置50が並ぶ方向の長さは、隣接する開口部30Cの隙間よりも小さく、かつ、隣接する蓄電装置50同士の隙間よりも大きい。水平空隙部の水平面において軸線に垂直な方向の長さは、隣接する蓄電装置50同士の隙間程度とする。鉛直空隙部の鉛直方向の長さは、隣接する蓄電装置50同士の隙間程度とする。
 凹部30Hは、余剰な熱伝導材40を収容する部分である。凹部30Hは、張り出し部30Dの周囲に形成される。凹部30Hは、張り出し部30Dの下端面から一段上がったステップ状に形成される。それぞれの収容部30Aに形成される凹部30Hは、互いに連通している。また、一部の凹部30Hは、空隙部30V内に形成され、空隙部30Vに連通している。凹部30Hは、下ホルダ30の下端面において、開口部30Cの周縁から離れて形成されている。この構成により、凹部30Hに収容される熱伝導材40をより確実に離間させることができる。また、凹部30Hは、開口部の周縁の全周を囲うように、下端面のうち開口部の周方向に延びている。この構成により、開口部30Cの付近で余った熱伝導材をより確実に凹部30Hへ収容することができる。ここで、凹部が形成される下ホルダ30の下端面とは、下ホルダ30における熱交換部材と対向した外表面という意味であり、必ずしも下ホルダ30の下端にある面を意味するものではない。
 空隙部30V内に形成される凹部30Hは、空隙部30Vおよび下支持部材35のうち少なくとも一方により区画されている。この構成により、空隙部30Vは、下支持部材35を配置するスペースとして機能するとともに、凹部30Hとして熱伝導材40を収容することができる。そのため、下支持部材35は、空隙部30Vの一部を占めるように配置されていてもよい。なお、本開示において凹部30Hは、余剰の熱伝導材40が発生したときに、熱伝導材40を収容し得るため、凹部30Hには必ずしも熱伝導材40が収容されていなくてもよい。
 図8を用いて、下ホルダ30に形成される溝部30Gについて説明する。図8は、図6のB2-B2断面図であって、下ホルダ30の収容部30Aと蓄電装置50の他端側の周縁の近傍を抜粋して示した断面模式図である。
 図8に示すように、溝部30Gは、空隙部30Vに充填された第2材料が流れ込む空間である。溝部30Gに流れ込んだ第2材料は、蓄電装置50と下ホルダ30とを接着固定する接着剤として作用する。溝部30Gは、隔壁部30Eの蓄電装置50の外周面に対向する面において、蓄電装置50の周方向に沿って形成される。また、溝部30Gは、空隙部30Vと連通して形成される。
 この構成により、空隙部30Vへ第2材料を充填する際に、空隙部30Vから第2材料の一部がこの溝部30Gと外装缶の外周面とで区画された略環状の空隙へ入り込むことができる。そのため、蓄電装置50の周方向において、蓄電装置50と接触する第2材料が増え、下支持部材35として蓄電装置50をより確実に支持することができる。溝部30Gの断面形状は、例えばV字形状とする。本実施形態では、溝部30Gが隔壁部30Eの蓄電装置50の外周面に対向する面に形成されるが、これに限定されない。例えば、溝部30Gが張り出し部30Dの蓄電装置50の上端面に対向する面に形成されてもよい。
 図9を用いて、実施形態の他の一例である下ホルダ30について説明する。図9は、別実施形態の下ホルダ30とした場合の図6のB2-B2断面図である。
 下ホルダ30では、張り出し部30Dと隔壁部30Eとで形成される角部が形成されている。また、蓄電装置50(または外装缶)の下端面と外周面とを形成する角部はR形状とされている。この下ホルダ30の角部と蓄電装置50のR部とで形成される空間R2は、空隙部30Vと連通して形成される。これにより、空間R2には、空隙部30Vに充填された熱硬化性樹脂が流れ込む。空間R2に流れ込んだ熱硬化性樹脂は、蓄電装置50と下ホルダ30とを接着固定する接着剤として作用する。
 図10を用いて、下支持部材35および熱伝導材40について説明する。図10は、下支持部材35を設けた下ホルダ30の図6におけるB2-B2断面図である。
 下支持部材35は、隣接する蓄電装置50同士の間において隣接する蓄電装置50同士を支持する。下支持部材35は、上述した下ホルダ30の空隙部30Vに充填して形成される。下支持部材35は、第2材料で形成される。第2材料としては、熱硬化性樹脂が用いられる。下ホルダ30を形成する第2材料は、上ホルダ20を形成する第2材料と同様であるため説明を省略する。
 下支持部材35は、側面視にて略T字状に形成され、隣接する蓄電装置50同士のそれぞれの下端面に架け渡される基部35Dと、隣接する蓄電装置50同士のそれぞれの外周面の間に差し込まれる立設部35Eと、を有する。
 上支持部材25と同様に、基部35Dは、空隙部30Vの水平空隙部に第2材料を充填して形成される部分である。基部35Dは、隣接する蓄電装置50同士のそれぞれの上端面に当接している。また、基部35Dから立設した立設部35Eは、空隙部30Vの鉛直空隙部に第2材料を充填して形成される部分である。立設部35Eは、隣接する蓄電装置50同士のそれぞれの外周面に当接している。
 下支持部材35が空隙部30Vに充填して形成される際には、空隙部30Vと溝部30Gとが連通しているため、下支持部材35が溝部30Gにも充填される。これにより、下支持部材35を熱硬化性樹脂の接着剤として、下ホルダ30と蓄電装置50との接着に用いることができる。
 熱伝導材40は、下ホルダ30の開口部30Cに充填されて形成されるものである。蓄電装置50は、熱伝導材40が開口部30Cに充填された後に、収容部30Aにおいて熱伝導材40の上に載置される。このとき、余剰な熱伝導材40は、下ホルダ30の張り出し部30Dと絶縁層60との隙間に流れ込み、凹部30Hに向けて押し出され凹部30Hに収容される。これにより、下ホルダ30の張り出し部30Dと絶縁層60との隙間に流れ込んだ熱伝導材40が張り出し部30Dと絶縁層60との隙間に滞留することを抑制する。なお、図10の凹部30Hは、下支持部材35の空隙部30Vの開口から露出した面に形成されている。
 そのため、蓄電装置50と絶縁層60の間の距離がばらくつくことを抑制し、各蓄電装置50と熱交換部材70との伝熱性がばらつくことを抑制することができる。また、凹部30Hは蓄電装置50の高さ方向において、蓄電装置50と重ならないように配置してもよい。この構成により、凹部30Hに熱伝導材40が収容されていたとしても、収容されていなかったとしても、蓄電装置50の端面(又は外装缶の底部)と熱交換部材70との間の伝熱性がばらつくことを抑制することができる。
 蓄電モジュール10の効果について説明する。蓄電モジュール10によれば、熱伝導材40の塗布量のばらつきに伴う蓄電装置50から熱交換部材70への放熱量のばらつきを抑制することができる。
 図16は、蓄電モジュール210の製造過程を説明するために蓄電モジュール210を下側から見た斜視図であって、部材の一部を断面視によって表している。
 図16では、蓄電モジュール210は、蓄電装置220の下端部220Aを保持する下ホルダ240と、下ホルダ240の下側に配置される熱交換部材250と、蓄電装置220の下端部220Aと熱交換部材250と熱的に接続する熱伝導材260と、蓄電装置220と熱交換部材250とを電気的に絶縁する絶縁層270とを備える。
 下ホルダ240には、蓄電装置220の下端部220Aを収容する収容部241と、収容部241から下側に向かって貫通して形成される開口部242と、下ホルダ240の底面であって開口部242の縁部に形成される周壁243とが形成され、熱伝導材260が開口部242及び周壁243の内周側(以下、充填部244)に収容される。熱伝導材260としては、粘性を有する流体であって所定時間経過後に硬化するゲル状のものが用いられる。
 蓄電モジュール210の製造過程では、下ホルダ240の収容部241に蓄電装置220の下端部220Aを収容し、下ホルダ240の充填部244に熱伝導材260を塗布し、下ホルダ240と熱交換部材250との間に絶縁層270を介在させて、熱交換部材250を下ホルダ240に向けて加圧する。このとき、充填部244において熱伝導材260が押し潰されて広げられ、熱伝導材260が充填部244に隙間なく充填される。なお、下ホルダ240の充填部244に塗布される熱伝導材260は、充填部244の容積に余剰量を加えた量が塗布される。
 上述した蓄電モジュール210の製造過程において熱交換部材250を下ホルダ240に向けて加圧するときに、余剰な熱伝導材260が周壁243を超えて充填部244から周壁243の外周側に排出されることがある。しかし、充填部244に作用する加圧力が小さい場合には、余剰な熱伝導材260が充填部244から十分に排出されない場合がある。また、複数の充填部に対して均等な加圧力を作用させることは難しい。
 そのため、それぞれの熱伝導材260の厚み(上下方向の大きさ)にばらつきが生じ、それぞれの蓄電装置220の排熱距離(蓄電装置220の下端部220Aから熱交換部材250までの距離)にばらつきが生じる虞がある。排熱距離がはらつくと、蓄電装置220の排熱性能が不均一となって、蓄電モジュール210の全体の排熱性能が低減する。
 以下では、熱伝導材の厚みのばらつきを低減し、排熱性能を向上させることができる蓄電モジュール110について説明する。
 図11を用いて、実施形態の他の一例である蓄電モジュール110について説明する。図11は、蓄電モジュール110を示す側断面図である。
 蓄電モジュール110は、主として動力用の電源として使用される。蓄電モジュール110は、例えば、電気自動車、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、電動車椅子、電動三輪車、電動カート等のモータで駆動される電動機器の電源として使用される。ただし、蓄電モジュール110の用途は特定されるものではなく、例えば、クリーナー、無線機、照明装置、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の屋内外で使用される種々の電気機器用の電源として使用されてもよい。
 蓄電モジュール110は、複数の円筒形の蓄電装置120と、複数の蓄電装置120の上端部をそれぞれ保持する上ホルダ130と、複数の蓄電装置120の下端部120Aをそれぞれ保持するホルダとしての下ホルダ140と、下ホルダ140の底面と対向する熱交換部材150と、蓄電装置120と熱交換部材150と熱的に接続する熱伝導材160と、蓄電装置120と熱交換部材150とを電気的に絶縁する絶縁層170とを備える。
 蓄電装置120は、本例では円筒形のリチウムイオン二次電池が用いられるが、ニッケル水素電池、キャパシタ等であってもよい。蓄電装置120は、例えば帯状の正極と帯状の負極とが帯状のセパレータを介した状態で巻回された電極群と、電極群を電解液と共に収容した円筒状の外装缶と、外装缶の開口を絶縁した状態で封止する封口体と、正極と封口体とを電気的に接続する箔状の正極リードと、負極と外装缶とを電気的に接続する負極リードとを有する。封口体の外周と外装缶の開口の内周面との間には、絶縁性のガスケットが配置されてもよい。
 外装缶の外周面には、開口部側に環状の溝部が形成されている。この溝部は、外装缶の内周面では環状の突部として形成される。ガスケット及び封口体は、外装缶内において、この環状の突部上に配置される。さらに、外装缶の開口端が、内周側にガスケットを配置した状態で外装缶の内側に向かって倒れるように加締められている。加締められた開口端と凸部とにより封口体がガスケットを介して上下方向に挟まれることにより、外装缶の開口は封止される。
 封口体には、電流遮断機構(CID)や、外装缶内が所定の圧力以上に達した場合に破裂する排気弁を設けてもよい。また、電極群と外装缶の底部との間や電極群と凸部(溝部)との間に電極群と外装缶とを絶縁するための絶縁板を設けてもよい。絶縁板が設けられる場合は、正極リードは絶縁板に形成した貫通孔を通って延びてもよい。負極リードは、絶縁板に形成した貫通孔を通っても、絶縁板を迂回して延びてもよい。
 蓄電装置120は、正極端子が封口体の頂面に形成され、負極端子が外装缶の上端部(加締められた開口端)に向けて配置されている。なお、外装缶が正極端子として機能し、封口体が負極端子として機能するよう電極群を接続してもよい。
 複数の蓄電装置120は、蓄電モジュール110内で安全性を考慮した上で最密に充填され、隣り合う蓄電装置120同士がほぼ近接して配列されていてもよい。蓄電装置120では、例えば、平面視において、1つの蓄電装置120の周囲を6つの蓄電装置120が囲むように配列されている。なお、複数の蓄電装置120同士は導電性をもつ集電板(図示なし)を介して、直列接続あるいは並列接続していてもよい。このとき、集電板から延びるリードが蓄電装置と接続する位置は、正極端子としての封口体の頂面と負極端子としての加締めされた外装缶の開口端であってもよい。
 上ホルダ130は、上述したように複数の蓄電装置120の上端部を保持する部材である。上ホルダ130は、例えば熱可塑性樹脂によって形成される。熱可塑性樹脂としては、汎用プラスチックとエンジニアリングプラスチックとに大別され、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ABS等が用いられる。
 下ホルダ140は、上述したように複数の蓄電装置120の下端部120Aを保持すると共に熱伝導材160を収容する部材である。下ホルダ140は、上ホルダ130と同様に熱可塑性樹脂によって形成される。下ホルダ140の形状について詳細は後述する。
 熱交換部材150は、例えば下ホルダ140の底面と対向して配置され、蓄電装置120の下端部120Aを冷却する部材である。熱交換部材150は、本例では熱伝導性を有する板状の金属が用いられるが、水冷配管、空冷フィン、冷媒冷却配管、パネルヒーター、シートヒータ等であってもよい。
 熱伝導材160は、蓄電装置120と熱交換部材150の間に介在すると共に、蓄電装置120と熱交換部材150とを熱的に接続する部材である。熱伝導材160は、粘性を有する流体であって、所定時間経過後に硬化するゲル状のものが用いられる。熱伝導材160は、本例では2液硬化材であるシリコンに酸化金属(例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛)、窒化金属(例えば、窒化アルミニウム、窒化ホウ素)、酸窒化金属(例えば、酸窒化アルミニウム)等を含んだものが用いられる。
 絶縁層170は、蓄電装置120の下端部120Aと熱交換部材150との間に介在すると共に蓄電装置120と熱交換部材150とを絶縁するシート状の部材である。絶縁層170は、本例では熱伝導フィラーを含んだシリコンシートが用いられるが、これに限定されない。
 図12を用いて、下ホルダ140の形状について説明する。図12は、下ホルダ140を下側から見た斜視図であって、部材の一部を断面視によって表している。
 図12に示すように、下ホルダ140は、上述したように複数の蓄電装置120の下端部120Aを保持すると共に熱伝導材160(図13及び図14参照)を収容する。下ホルダ140は、少なくとも一つの蓄電装置120の下端部120Aが収容される少なくとも一つの収容部141と、少なくとも一つの収容部141から下側に向かって貫通して形成される開口部142と、下ホルダ140の底面において開口部142の縁部に形成される少なくとも一つの周壁143とを有する。
 収容部141は、下ホルダ140の底面に複数形成され、蓄電装置120の下端部120Aが収容される。収容部141に蓄電装置120の下端部120Aが収容されることによって、蓄電装置120の下端部120Aが下ホルダ140に保持される。なお、本実施形態では、蓄電装置120の下端部120Aは、外装缶の底部であるが、本開示の蓄電モジュールはこの構成に限定されない。例えば、封口板側を下端部120Aとしてもよい。
 開口部142は、収容部141の底面部が円状に開口された部分である。開口部142によれば、蓄電装置120の底面を覗かせて、蓄電装置120と熱伝導材160とを熱的に接続することができる。開口部142の直径は、底面部の直径よりも小さく形成される。
 周壁143は、下ホルダ140の底面において開口部142の縁部に形成される部分である。周壁143によれば、開口部142と共に熱伝導材160を収容する空間(後述する充填部144)を形成することができる。周壁143は、開口部142に沿って下側に凸状に形成される。周壁143には、後述する複数の切り欠き145が形成される。
 ここで、開口部142及び周壁143の内周側に形成される空間を充填部144とする。充填部144によれば、熱伝導材160を収容して蓄電装置120の下端部120Aと熱交換部材150とを熱的に接続させることができる。より詳細には、充填部144は、蓄電装置120の底面、絶縁層170の天井面、並びに開口部142及び周壁143の内周面によって区画される。充填部144では、開口部142の内周面により区画される孔と周壁143の内周面の孔の形状及び大きさは同じであってもよい。この構成により、開口部及び周壁の形成が容易となる。また、下ホルダ140の底面における周壁の配置が容易となる。
 切り欠き145は、周壁143の一部が切り取られて形成される部分である。詳細は後述するが、切り欠き145によれば、蓄電モジュール110の製造時において余剰な熱伝導材160が周壁143の外周側に排出される。切り欠き145は、周壁143の外周側と内周側とを連通するように形成される。
 切り欠き145は、本例では周壁143の周方向において略等間隔に複数形成される。切り欠き145によれば、余剰な熱伝導材160が周壁143の外周側に周方向において略均等に排出される。これにより、充填部144の周方向において余剰な熱伝導材160の排出量のばらつきを低減することができる。本例では、4か所の切り欠き145が周方向において90°間隔で形成されるが、これに限定されない。なお、切り欠き145は、本例では、周壁143の高さ方向(上下方向)に延びている。そして、切り欠き145の高さ方向の大きさは、周壁143の高さ方向の大きさ(周壁143の外周面の高さ方向の大きさ)と同じである。この構成により、容易に周壁143の外部へ余剰の熱伝導材160を押し出すことができる。しかし、本開示の切り欠き145はこの構成に限定されていない。切り欠き145の高さ方向の大きさが周壁143の高さ方向の大きさより小さくてもよい。この場合、周壁143は、周方向において無欠の環状である。
 図13を用いて、熱伝導材160の形状について説明する。図13は、下ホルダ140に収容された熱伝導材160を下側から見た底面図である。図13では、熱伝導材160は、充填部144に収容される。熱伝導材160は、後述する製造過程において充填部144の容積に余剰量を加えた量が充填部144に塗布される。余剰な熱伝導材160は、周壁143の外周側であって、特に周壁143の外周側における切り欠き145の近傍にはみ出して形成される。
 図14を用いて、蓄電モジュール110の製造過程について説明する。図14は、蓄電モジュール110の製造過程を説明するために蓄電モジュール110を下側から見た斜視図であって、部材の一部を断面視によって表している。
 図14に示すように、蓄電モジュール110の製造過程では、下ホルダ140に蓄電装置120を収容し、下ホルダ140の充填部144に熱伝導材160を塗布し、下ホルダ140と熱交換部材150との間に絶縁層170を介在させて、熱交換部材150を下ホルダ140に向けて加圧する。このとき、充填部144において熱伝導材160が押し潰されて広げられ、熱伝導材160が充填部144に隙間なく充填される。なお、本発明において、熱伝導材160が充填部144を必ずしも隙間なく充填していなくてもよい。しかし、この隙間が少ない方が、熱伝導材160の熱伝導性が高まる。また、下ホルダ140に熱交換部材150が固定部(図示なし)により固定されたとき、周壁143の高さ方向(上下方向)の先端は熱交換部材150(絶縁層170が設けられている場合は、絶縁層170)に当接していてもよい。言い換えれば、周壁143の先端は、熱交換部材150と直接又は間接的に当接してもよい。この構成により、蓄電装置120と熱交換部材150との排熱距離の調整が容易になる。また、熱交換部材150と当接するために、周壁143の先端が、下ホルダ140の底面において、最も下方に突出していてもよい。
 なお、上述したように下ホルダ140の充填部144に塗布される熱伝導材は、充填部144の容積に余剰量を加えた量が塗布される。そのため、蓄電モジュールにおいて、充填部(開口部142内の空洞及び周壁143内の空洞)の総容積より熱伝導材の総体積が大きくてもよい。また、熱交換部材150を下ホルダ140に向けて加圧する段階では、熱伝導材160は、粘性を有する流体の状態である。
 熱交換部材150を下ホルダ140に向けて加圧するときに、余剰な熱伝導材160が周壁143を超えて充填部144から周壁143の外周側に排出される。同時に、余剰な熱伝導材160が周壁143の切り欠き145からも周壁143の外周側に排出される。
 これにより、余剰な熱伝導材160が充填部144から十分に排出され、それぞれの熱伝導材160の厚み(上下方向の大きさ)にばらつきがなくなり、それぞれの蓄電装置120の排熱距離(蓄電装置120の下端部120Aから熱交換部材150までの距離)にばらつきが抑制される。その結果、蓄電装置120の排熱性能のばらつきが抑制され、蓄電モジュール110の排熱性能が向上される。
 図15を用いて、実施形態のその他の一例である蓄電モジュール110の下ホルダ140について説明する。図15は、下ホルダ140を下側から見た底面図である。
 図15に示すように、下ホルダ140は、上述したように、収容部141から下側に向かって貫通して形成される開口部142と、下ホルダ140の底面において開口部142の縁部に形成される周壁143とを有する。周壁143には、複数の切り欠き145が形成される。
 切り欠き145は、上述したように周壁143の一部が切り取られて形成される部分であって、周壁143の外周側と内周側とを連通するように形成される。切り欠き145は、本例では周壁143の周方向において、周壁143が隣接する周壁143と近接する部分を除いて形成されてもよい。換言すれば、切り欠き145が周壁143の周方向において、周壁143における隣接する周壁143と最も近い部分を除いて形成されてもよいことを意味する。例えば、切り欠き145は、周壁143の外周側の幅広領域に連通するように形成される。ここで、幅広領域とは、隣接する周壁143同士の間隔が、少なくとも最狭間隔よりも220%以上の間隔を有する領域とする。最狭間隔とは、隣接する周壁143同士の間隔が最も近接した間隔である。
 本例の切り欠き145であっても、蓄電モジュール110の製造過程において、熱交換部材150を下ホルダ140に向けて加圧するときに、余剰な熱伝導材160が周壁143の切り欠き145からも周壁143の外周側に排出されやすくなる。また、本例の切り欠き145によれば、余剰な熱伝導材160が周壁143の外周側における幅広領域に排出されるため、隣接する周壁143に熱伝導材160が排出されることを妨害されにくくなり、スムーズに余剰な熱伝導材160が排出される。
 これにより、余剰な熱伝導材160が充填部144から十分に排出され、それぞれの熱伝導材160の厚み(上下方向の大きさ)にばらつきがさらに抑制され、それぞれの蓄電装置120の排熱距離にばらつきが抑制される。その結果、蓄電装置120の排熱性能のばらつきが抑制され、蓄電モジュール110の排熱性能が向上される。
 また、蓄電モジュール110が複数の蓄電装置120、複数の収容部141、複数の周壁を有し、固定部(図示なし)により熱交換部材150と下ホルダ140とが固定されてもよい。この固定部から近い周壁(第1の周壁)と遠い周壁(第2の周壁)がある場合、固定部から近い周壁は固定部から遠い周壁と比べて、切り欠き量が小さい(周壁の体積が大きい)構成又は切り欠きがない構成であってもよい。この構成により、熱交換部材150から生じる力のばらつきによって、固定部から遠い充填部にある熱伝導材が押し出され易くなる。なお固定部における固定手段として、ネジとネジ穴による締結等が挙げられるがこれに限定されない。
 10 蓄電モジュール、20 上ホルダ、20A 収容部、20C 開口部、20D 張り出し部、20E 隔壁部、20F 接続孔、20G 溝部、20V 空隙部、25 上支持部材(第1支持部材)、25D 基部、25E 立設部、30 下ホルダ、30A 収容部、30B 張り出し部、30C 開口部、30D 張り出し部、30E 隔壁部、30G 溝部、30H 凹部、30V 空隙部、35 下支持部材(第2支持部材)、35D 基部、35E 立設部、40 熱伝導材、50 蓄電装置、110 蓄電モジュール、120 蓄電装置、120A 下端部、130 上ホルダ、140 下ホルダ、141 収容部、142 開口部、143 周壁、144 充填部、145 切り欠き、150 熱交換部材、160 熱伝導材、1200 蓄電モジュール、220 蓄電装置、220 底部、240 下ホルダ、241 開口部、242 周壁、244 充填部、250 熱交換部材、260 熱伝導材。
 
 

Claims (30)

  1.  配列された複数の円筒型の蓄電装置と、
     複数の前記蓄電装置の一側の端部を保持すると共に第1材料からなる複数の第1収容部が形成された第1ホルダと、
     を備え、
     前記第1ホルダは、隣接する前記蓄電装置同士の間において隣接する前記蓄電装置同士を支持すると共に第2材料からなる第1支持部材を有し、
     前記第2材料は、前記第1材料と比較して、熱を加えても変形または溶融しにくい性質を有する、
     蓄電モジュール。
  2.  請求項1記載の蓄電モジュールであって、
     前記第1支持部材は、隣接する前記蓄電装置同士のそれぞれの一側の端面に当接する、
     蓄電モジュール。
  3.  請求項1又は2に記載の蓄電モジュールであって、
     前記第1支持部材は、隣接する前記蓄電装置同士のそれぞれの外周面に当接する、
     蓄電モジュール。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     前記第1支持部材は、隣接する前記蓄電装置同士のそれぞれの一側の端面に架け渡される基部と、前記基部に立設され、隣接する前記蓄電装置同士のそれぞれの外周面の間に差し込まれる立設部とを有する、
     蓄電モジュール。
  5.  請求項1~4のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     前記第1支持部材は、前記第1ホルダに形成された空隙内に配置され、
     前記第1ホルダの前記第1収容部には、前記蓄電装置と対向する面に前記蓄電装置の周方向に沿って溝部が形成され、
     前記溝部は、前記空隙と連通し、
     前記溝部内には、前記第2材料が配置されている、
     蓄電モジュール。
  6.  請求項5に記載の蓄電モジュールであって、
     前記蓄電装置の一側の端部の径は、前記蓄電装置の他の部分の径よりも小さい、
     蓄電モジュール。
  7.  請求項6に記載の蓄電モジュールであって、
     前記第1ホルダの前記第1収容部の内周面は、前記蓄電装置の径の大きい箇所の外周面と当接した、
     蓄電モジュール。
  8.  請求項5に記載の蓄電モジュールであって、
     前記第1ホルダの外表面には、前記空隙に連通した注入孔が形成されている、
     蓄電モジュール。
  9.  請求項5に記載の蓄電モジュールであって、
     前記空隙は前記第1ホルダと隣接した前記蓄電装置の外表面とにより形成された、
     蓄電モジュール。
  10.  複数の円筒型の蓄電装置を備え、
     前記蓄電装置は、一側の端部に第1の端子及および第2の端子が配置され、
     複数の前記蓄電装置は、前記一側の端部が同じ側に並ぶように配列され、
     複数の前記蓄電装置の他側を保持すると共に第1材料からなる第2ホルダを備え、
     前記第2ホルダは、隣接する前記蓄電装置同士の間において隣接する前記蓄電装置同士を支持すると共に第2材料からなる第2支持部材を有し、
     前記第2材料は、前記第1材料と比較して、熱を加えても変形または溶解しにくい性質を有する、
     蓄電モジュール。
  11.  請求項10に記載の蓄電モジュールであって、
     前記第2支持部材は、前記第2ホルダに形成された空隙内に配置され、
     前記第2ホルダには、前記蓄電装置と対向する面に前記蓄電装置の周方向に沿って溝部が形成され、
     前記溝部は、前記空隙と連通し、
     前記溝部内には、前記第2材料が配置されている、
     蓄電モジュール。
  12.  請求項2に記載の蓄電モジュールであって、
     複数の前記蓄電装置はそれぞれ、第1電極および第2電極を含む電極群と、前記電極群を電解質とともに収容する円筒状の外装缶と、前記外装缶の開口を前記外装缶と電気的に絶縁された状態で封止する封口体と、を備え、
     前記封口体は、前記第1電極と電気的に接続し、
     前記外装缶は、前記第2電極と電気的に接続し、
     前記一側の端面は、前記封口体の天面である、
     蓄電モジュール。
  13.  請求項1に記載の蓄電モジュールであって、
     複数の前記蓄電装置は、第1方向において一側の端部と他側の端部とを有し、
     前記複数の蓄電装置の他側の端部を収容する複数の第2収容部が形成された第2ホルダと、
     前記第2ホルダの端面と対向する熱交換部材と、
     前記複数の蓄電装置と前記熱交換部材と熱的に接続する熱伝導材とを備え、
     前記第2ホルダには、前記複数の第2収容部のそれぞれから前記端面に向かって延びた貫通孔である複数の開口部が形成され、
     前記熱伝導材は、前記開口部内に収容され、
     前記端面において、前記開口部の周囲には、凹部が形成される、
     蓄電モジュール。
  14.  請求項13に記載の蓄電モジュールであって、
     前記凹部内に前記熱伝導材が収容される、
     蓄電モジュール。
  15.  請求項13又は14に記載の蓄電モジュールであって、
     前記端面において、前記凹部は前記開口部の周縁から離間した箇所に形成された、
     蓄電モジュール。
  16.  請求項13~15のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     前記第1方向から見て、前記蓄電装置の前記他側の端部と前記凹部とは重ならない、
     蓄電モジュール。
  17.  請求項13~16のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     前記第2ホルダは隣接する一対の前記第2収容部の間に空隙部が形成され、
     前記空隙部は、一対の前記第2収容部内と連通しており、
     前記第2ホルダは、前記空隙部内に収容された第2支持部材を有し、
     前記第2ホルダは、前記第1材料から構成され、
     前記第2支持部材は、前記第2材料から構成され、
     前記端面において前記空隙部は開口しており、
     前記端面において前記第2支持部材は前記空隙部の開口から露出している、
     蓄電モジュール。
  18.  請求項17に記載の蓄電モジュールであって、
     前記凹部は前記空隙部の内面と前記第2支持部材とで区画されている、
     蓄電モジュール。
  19.  請求項18に記載の蓄電モジュールであって、
     前記凹部は、前記第2支持部材の前記空隙部の開口から露出した面に形成されている、
     蓄電モジュール。
  20.  請求項13~19のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     前記凹部は前記開口部の周縁の全周を囲う、
     蓄電モジュール。
  21.  請求項13~20のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     前記凹部は、前記第2ホルダの前記端面から一段上がったステップ状に形成される、
     蓄電モジュール。
  22.  請求項13~21のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     互いに隣接する前記凹部同士は、連通する、
     蓄電モジュール。
  23.  請求項1に記載の蓄電モジュールであって、
     少なくとも一つの前記蓄電装置の他側の端部を収容する少なくとも一つの第2収容部が形成された第2ホルダと、
     前記第2ホルダの他側の面と対向する熱交換部材と、
     前記少なくとも一つの蓄電装置のそれぞれと前記熱交換部材と熱的に接続する熱伝導材と、
     を備え、
     前記第2ホルダは、前記第2収容部から他側に向かって貫通して形成される少なくとも一つの開口部と、前記第2ホルダの他側の面において前記開口部の縁部に形成される少なくとも一つの周壁と、を有し、
     前記熱伝導材は、前記開口部及び前記周壁の内周側に収容され、
     前記周壁は、前記周壁の外周側と内周側とを連通する切り欠きを含む、
     蓄電モジュール。
  24.  請求項23に記載の蓄電モジュールであって、
     前記切り欠きは、前記周壁の高さ方向に延びる、
     蓄電モジュール。
  25.  請求項23又は24に記載の蓄電モジュールであって、
     前記周壁の内周面は前記開口部の内周面と繋がり、
     前記切り欠きの深さは、前記周壁の高さと同じである、
     蓄電モジュール。
  26.  請求項23~25のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     前記熱交換部材と前記第2ホルダとを固定する固定部をさらに備え、
     前記少なくとも一つの蓄電装置は、複数の蓄電装置を含み、
     前記少なくとも一つの第2収容部は、前記複数の蓄電装置をそれぞれ収容する複数の第2収容部を含み、
     前記少なくとも一つの周壁は、複数の周壁を有し、
     前記複数の周壁は、第1の周壁と、前記第1の周壁より前記固定部から遠い第2の周壁を含み、
     前記第2の周壁の切り欠きの量は、前記第1の周壁の切り欠きの量より大きい、
     蓄電モジュール。
  27.  請求項23~26のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     前記少なくとも一つの開口部内の容積及び前記少なくとも一つの周壁内の容積の総和より、前記熱伝導材の総体積が大きい、
     蓄電モジュール。
  28.  請求項23~27のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     前記少なくとも一つの周壁の先端は、前記熱交換部材と直接又は間接的に当接した、
     蓄電モジュール。
  29.  請求項23~28のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     前記周壁は、前記切り欠きを複数含み、
     前記切り欠きは、前記周壁の周方向において略等間隔に形成される、
     蓄電モジュール。
  30.  請求項23から29のいずれか一項に記載の蓄電モジュールであって、
     前記切り欠きは、前記周壁の周方向において該周壁が隣接する前記周壁と最も近い部分には形成されない、
     蓄電モジュール。
     
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