WO2022230902A1 - 組電池、組電池の製造方法、及び組電池の製造装置 - Google Patents

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WO2022230902A1
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side spacer
assembled battery
enclosure
battery
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聡 草野
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エナジーウィズ株式会社
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to an assembled battery, an assembled battery manufacturing method, and an assembled battery manufacturing apparatus.
  • Patent Literature 1 listed below discloses an assembled battery in which a plurality of lead-acid batteries are housed in a storage case and the lead-acid batteries are connected in series.
  • the lead-acid battery included in this assembled battery has a battery capacity of 300 Ah or less per one of the plurality of same-polarity terminals.
  • An object of one aspect of the present disclosure is to provide an assembled battery, an assembled battery manufacturing method, and an assembled battery manufacturing apparatus capable of suppressing the occurrence of a phenomenon that may lead to deterioration of the performance of the assembled battery.
  • An assembled battery includes a housing having conductivity, a battery group including a plurality of storage batteries housed in the housing, and between the inner surface of the housing and the battery group in plan view. a disposed insulating side spacer.
  • a short circuit may occur between the housing and the storage battery.
  • the performance of the assembled battery is significantly degraded.
  • insulating side spacers are arranged between the inner surface of the conductive case and the battery group in plan view. As a result, it is possible to prevent a short circuit between the inner surface of the housing and the storage battery included in the battery group, so it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon that may lead to deterioration in the performance of the assembled battery.
  • the side spacer may contact the inner surface of the housing and surround the battery group. In this case, it is possible to satisfactorily prevent short circuits between the inner surface of the housing and the storage batteries included in the battery group.
  • the assembled battery may have a fixing portion for fixing the side spacer and the inner surface.
  • the fixing portion since the side spacer is fixed to the housing by the fixing portion, it is possible to prevent the side spacer from protruding from between the housing and the battery group. Therefore, it is possible to better prevent a short circuit between the inner surface of the housing and the storage battery included in the battery group.
  • the side spacer may have a plurality of insulating members laminated together in the direction in which the inner surface and the battery group face each other.
  • the side spacers can be formed by inserting insulating members in a number corresponding to the size of the gap between the inner surface and the battery group.
  • An assembled battery according to another aspect of the present disclosure is in contact with a conductive housing, a battery group including a plurality of lead-acid batteries housed in the housing, and the housing in plan view. and an insulating side spacer disposed between the battery group and the battery group.
  • Each of the plurality of lead-acid batteries has a plurality of electrode plates stacked along a predetermined direction, each of the plurality of electrode plates has a main body in which an active material is held, and when viewed from a predetermined direction,
  • the side spacer covers at least the body portion of the electrode plate included in the lead-acid battery that is in contact with the side spacer among the plurality of lead-acid batteries.
  • insulating side spacers are provided that are in contact with the housing and arranged between the housing and the battery group in plan view. As a result, even if there is a gap between the housing and the lead-acid battery in plan view, the gap is filled with the side spacers.
  • the side spacer covers at least the body portion of the electrode plate included in the lead-acid battery that is in contact with the side spacer among the plurality of lead-acid batteries.
  • the main body portion of the electrode plate expands due to repeated charging and discharging, and the expansion is suppressed by the side spacers and the housing. Therefore, according to another aspect of the present disclosure, even if there is a gap between the casing and the lead-acid battery in a plan view, it is possible to suppress the expansion deformation of the lead-acid battery. It is possible to suppress the occurrence of phenomena that may lead to performance deterioration.
  • the assembled battery may have a fixing portion for fixing the side spacer and the housing.
  • a fixing portion for fixing the side spacer and the housing.
  • the side spacer may have a plurality of insulating members laminated together along a predetermined direction.
  • the side spacers can be formed by inserting insulating members in a number corresponding to the size of the gap between the inner surface and the battery group.
  • the side spacer may have a fixing portion that fixes the plurality of insulating members together. In this case, since the edge member does not protrude from between the housing and the battery group, the function as the side spacer can be maintained satisfactorily.
  • the fixed part may be provided at least one of above and below the main body part.
  • the fixing portion does not overlap the main body portion in the predetermined direction. Therefore, when the lead-acid battery expands, it is possible to prevent the force from being concentrated on the fixed portion and its vicinity.
  • the housing has a bottom portion, a frame portion erected along the edge of the bottom portion, and an additional spacer portion fixed to the bottom portion and the frame portion within the frame portion, and the side spacer is in contact with the additional spacer portion. good too.
  • the internal space of the housing can be narrowed while suppressing an increase in cost compared to the case where a large amount of side spacers are used.
  • the housing has additional spacers, it is possible to prevent short circuits between the housing and the battery group.
  • the lower end of the side spacer may be in contact with the bottom, and the upper end of the side spacer may be positioned above the storage battery. In this case, it is possible to satisfactorily prevent a short circuit between the housing and the storage battery.
  • the thickness of the side spacer may be 1 mm or more in plan view. In this case, it is possible to satisfactorily prevent short circuits between the inner surface of the housing and the storage batteries included in the battery group.
  • a method for manufacturing an assembled battery includes a first step of accommodating an insulating side spacer in a conductive casing, and a second step of accommodating a plurality of storage batteries in the casing. and a step.
  • the plurality of storage batteries includes a plurality of first storage batteries and a plurality of second storage batteries.
  • the plurality of storage batteries includes side spacers arranged along the inner surface of the housing, and the inner surface forming a first enclosure in contact with the first enclosure, and in a second step, a second enclosure including a plurality of first storage batteries disposed along an inner surface of the first enclosure and in contact with the first enclosure is formed, at least a portion of the plurality of second storage batteries are positioned within the second enclosure.
  • a first enclosure composed of insulating side spacers is formed.
  • a second enclosure is formed that includes a plurality of first storage batteries disposed along the inner surface of the first enclosure and contacts the first enclosure. At least some of the plurality of second storage batteries are arranged inside the second enclosure. This prevents the side spacers from being crushed by the storage battery along the storage battery housing direction, for example, when the storage battery is housed in the housing. As a result, the battery group is well surrounded by the side spacers in a plan view, so short-circuiting between the inner surface of the housing and the storage batteries included in the battery group can be prevented. Therefore, by carrying out the manufacturing method described above, it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon that may lead to deterioration of the performance of the assembled battery.
  • the side spacers may be fixed to the inner surface of the housing. In this case, it is possible to effectively prevent the position of the side spacer from shifting before forming the second enclosure.
  • a third storage battery included in the second enclosure or arranged inside the second enclosure may be housed in the housing.
  • the plurality of third storage batteries may be accommodated in the housing, and in the second step, at least some of the plurality of third storage batteries may be included in the second enclosure.
  • the side spacers can be sandwiched between the third storage battery and the housing. Therefore, it is possible to prevent the position of the side spacer from shifting during manufacturing of the assembled battery.
  • a portion of the plurality of second storage batteries may be housed in the housing before forming the second enclosure.
  • An assembled battery manufacturing apparatus includes a side spacer arrangement section that arranges an insulating side spacer in a conductive housing, and a storage battery arrangement section that arranges a plurality of storage batteries in the housing. And prepare.
  • the plurality of storage batteries has a plurality of first storage batteries and a plurality of second storage batteries
  • the side spacer arrangement portion is configured from side spacers by arranging the side spacers along the inner surface of the housing. and forming a first enclosure in contact with the inner surface
  • the battery placement portion includes a plurality of first batteries and forms a second enclosure in contact with the first enclosure. batteries are positioned along the inner surface of the first enclosure and at least a portion of the plurality of second batteries are positioned within the interior of the second enclosure.
  • the side spacer placement section is configured from the side spacers and is in contact with the inner surface by placing the side spacers along the inner surface of the housing. forming a first enclosure that Also, the storage battery placement portion extends the plurality of first storage batteries along the inner surface of the first enclosure to form a second enclosure that includes the plurality of first storage batteries and is in contact with the first enclosure. and disposing at least a portion of the plurality of second batteries within the second enclosure.
  • a plurality of storage batteries can be accommodated in the housing without the side spacers being crushed by the storage batteries. This makes it possible to prevent short circuits between the inner surface of the housing and the storage batteries included in the battery group. Therefore, by manufacturing an assembled battery using the manufacturing apparatus described above, it is possible to suppress the occurrence of a phenomenon that may lead to deterioration in the performance of the assembled battery.
  • an assembled battery an assembled battery manufacturing method, and an assembled battery manufacturing apparatus capable of suppressing the occurrence of a phenomenon that may lead to performance deterioration of the assembled battery.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an assembled battery according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a partially broken perspective view of the storage battery according to the embodiment.
  • 3(a) is a view showing the positive electrode viewed from the first direction
  • FIG. 3(b) is an enlarged cross-sectional view taken along line IIIb-IIIb of FIG. 3(a).
  • FIG. 4 is a plan view showing the negative electrode according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a manufacturing apparatus for manufacturing the assembled battery according to the embodiment.
  • 6A to 6C are drawings for explaining the method for manufacturing the assembled battery according to the embodiment.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing the relationship between side spacers and negative electrodes according to the first modified example.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a main part of an assembled battery according to a reference example.
  • FIG. 9(a) is a schematic plan view showing a housing according to a modification
  • FIG. 9(b) is a schematic cross-sectional view showing main parts of a housing and side spacers according to another modification.
  • FIG. 10(a) is a schematic plan view showing an assembled battery according to still another modification
  • FIG. 10(b) is an end view along line Xb-Xb of FIG. 10(a).
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an assembled battery according to this embodiment.
  • the assembled battery 100 shown in FIG. 1 is a battery pack having a plurality of cells of the same type. car), etc.
  • the assembled battery 100 has a housing 101 , a battery group 102 and a plurality of side spacers 103 .
  • the housing 101 is a conductive member that accommodates the battery group 102 and the side spacers 103 .
  • the battery group 102 and the side spacers 103 are tightly packed in the housing 101 .
  • the housing 101 has a bottom portion 111 and a frame portion 112 erected along the edge of the bottom portion 111, as shown in FIG.
  • Each of the bottom portion 111 and the frame portion 112 is made of, for example, a metal plate or an alloy plate and integrated with each other.
  • the bottom portion 111 and the frame portion 112 may be formed by processing a single metal plate or alloy plate, or may be integrated with each other by welding or the like.
  • the bottom 111 is provided with openings 111a and 111b for drainage.
  • the frame portion 112 has a first portion 112a, a second portion 112b, a third portion 112c, a fourth portion 112d, and an inner surface 112e.
  • the first portion 112a constitutes one end of the frame portion 112 in the second direction Y
  • the second portion 112b constitutes the other end of the frame portion 112 in the second direction Y
  • the third portion 112c is One end of the frame portion 112 in the first direction X is configured
  • the fourth portion 112d configures the other end of the frame portion 112 in the first direction X.
  • the inner side surface 112e surrounds the battery group 102 and the side spacers 103 in plan view.
  • the bottom portion 111 has a rectangular shape in plan view
  • the frame portion 112 has a square frame shape in plan view, but they are not limited to this.
  • the bottom portion 111 may have a polygonal shape, a circular shape, or an elliptical shape in plan view.
  • the frame portion 112 may have a polygonal frame shape, a circular frame shape, or an elliptical frame shape in plan view.
  • the direction in which the short side of the bottom portion 111 extends is defined as a first direction X
  • the direction in which the long side of the bottom portion 111 extends is defined as a second direction Y
  • the direction orthogonal to the first direction X and the second direction Y. is the third direction Z.
  • the third direction Z corresponds to the up-down direction
  • viewing from the third direction Z corresponds to plan view.
  • the battery group 102 is composed of a plurality of storage batteries 1 housed in the housing 101 . In this embodiment, a total of 24 storage batteries 1 are used.
  • the battery group 102 has a plurality of internal connection members 121 and external connection members 122 and 123 for connecting to an external device.
  • Each of the plurality of internal connection members 121 is a member for electrically connecting adjacent storage batteries 1 to each other.
  • the internal connection member 121 has, for example, a conductive portion connected to both adjacent storage batteries 1 and a protection portion that protects the conductive portion.
  • the plurality of storage batteries 1 included in the battery group 102 are connected in series with each other by using the plurality of internal connection members 121, but the configuration is not limited to this.
  • a plurality of storage batteries 1 may be connected in parallel with each other. Also, the battery group 102 may be connected both in series and in parallel.
  • the external connection member 122 is positioned on one side in the first direction X, and the external connection member 123 is positioned on the other side in the first direction X. As shown in FIG. Also, the external connection members 122 and 123 are positioned on one side in the second direction Y. As shown in FIG.
  • FIG. 2 is a partially broken perspective view of the storage battery according to the present embodiment.
  • the storage battery 1 is, for example, a lead storage battery.
  • the storage battery 1 is, for example, a clad lead-acid battery with clad electrodes.
  • the storage battery 1 includes an electrode group 3 , a positive terminal 5 ⁇ /b>A, a negative terminal 5 ⁇ /b>B, a supplementary water tap 6 , and a case 7 .
  • Case 7 has main body 8 and lid 9 .
  • the main body 8 is a box-shaped container.
  • the main body 8 is made of a material such as polypropylene.
  • the main body 8 accommodates the electrode group 3 and electrolyte.
  • the main body 8 is composed of four side portions and a bottom portion. The corners formed by the bottom and sides are rounded.
  • a lid 9 covers the opening of the body 8 .
  • the lid 9 is provided with a positive electrode terminal 5A, a negative electrode terminal 5B, and a supplementary water tap 6 .
  • each of the positive terminal 5A and the negative terminal 5B is covered with an internal connection member 121, an external connection member 122, or an external connection member 123 (see FIG. 1).
  • a supplementary water tap 6 is provided between the positive terminal 5A and the negative terminal 5B.
  • the electrode group 3 is an aggregate of a plurality of electrode plates, and has a plurality of positive electrodes 10, a plurality of negative electrodes 12, and a plurality of separators 13.
  • positive electrodes 10 and negative electrodes 12 are alternately arranged.
  • a separator 13 is positioned between the adjacent positive electrode 10 and negative electrode 12 . Therefore, the positive electrode 10, the separator 13 and the negative electrode 12 are stacked in order in a predetermined direction.
  • the negative electrode 12 is arranged at the end of the arrangement direction of the positive electrode 10, the negative electrode 12, and the separator 13 (hereinafter sometimes simply referred to as "arrangement direction" or "stacking direction").
  • the assembly of the positive electrode 10, the negative electrode 12, and the separator 13 is also called a battery electrode group (electrode plate group).
  • the electrode group 3 and the electrolyte are accommodated in the main body 8, the electrolyte exists in the gap between the positive electrode 10 and the separator 13, the separator 13, and the like.
  • the arrangement direction (stacking direction) corresponds to the first direction X. As shown in FIG.
  • FIG. 3(a) is a diagram showing the positive electrode viewed from the first direction
  • FIG. 3(b) is an enlarged cross-sectional view taken along line IIIb-IIIb of FIG. 3(a).
  • the positive electrode 10 is, for example, a clad positive electrode plate (second electrode plate).
  • each positive electrode 10 is electrically connected to the positive electrode terminal 5A.
  • Each positive electrode 10 and the positive electrode terminal 5A are electrically connected by a positive electrode strap 17 .
  • the positive electrode 10 includes a current collector 14 , a plurality of tubular bodies 15 (tubes) accommodating a portion of the current collector 14 , a positive electrode material 16 accommodated in the tubular bodies 15 , and attached to the current collector 14 . an upper link 21 and a lower link 22 .
  • the current collector 14 has a plurality of metal cores 14a, connecting portions that connect the plurality of metal cores 14a, and ear portions 14c that protrude from the connecting portions.
  • the current collector 14 is formed, for example, by casting.
  • the constituent material of the current collector 14 may be any conductive material, and examples thereof include lead-calcium-tin based alloys, lead-antimony-arsenic based alloys, and other lead alloys. Lead alloys may include selenium, silver, bismuth, and the like.
  • the plurality of core bars 14a are rod-shaped portions extending along the third direction Z and arranged in a line along the second direction Y.
  • One end of each cored bar 14 a in the third direction Z is connected to a connecting portion (not shown) covered by the upper connecting seat 21 .
  • the other end of each cored bar 14 a in the third direction Z is fixed to the lower connecting seat 22 .
  • the length of each cored bar 14a is, for example, 170 to 650 mm.
  • the length of each cored bar 14a may be 600 mm or less, or may be 450 mm or less.
  • the connecting portion is a portion that supports the metal core 14a and the ear portion 14c, and extends along the second direction Y. As shown in FIG.
  • the connecting portion is arranged on the positive electrode terminal 5A side in the third direction Z.
  • the ear portion 14 c is a terminal portion that protrudes in the third direction Z from the connecting portion and is connected to the positive electrode strap 17 .
  • the protruding direction of the ear portion 14c is opposite to the protruding direction of the cored bar 14a.
  • the ear portion 14 c is positioned on the lid 9 side in the third direction Z.
  • the plurality of cylindrical bodies 15 are insulating members that constitute a group of active material holding tubes (cladding tubes).
  • the active material holding tube group is an assembly of cylindrical porous tubes, also called a "gauntlet". For this reason, each cylindrical body 15 is provided with a plurality of holes. In this embodiment, the thickness of the cylindrical body 15 is uniform, but the thickness is not limited to this.
  • Each tubular body 15 extends along the third direction Z and accommodates the corresponding cored bar 14a.
  • Each tubular body 15 is, for example, a resin molding.
  • the positive electrode material 16 is filled inside the cylindrical body 15 together with the metal core 14a. Therefore, the cored bar 14 a and the positive electrode material 16 are accommodated in the cylindrical body 15 . As shown in FIG. 3B, the positive electrode material 16 surrounds the metal core 14a inside the cylindrical body 15. As shown in FIG. Cathode material 16 includes an active material. Active materials include both active materials after chemical conversion and raw materials for active materials before chemical conversion. The positive electrode material 16 contains an active material after chemical conversion. The positive electrode material 16 after chemical conversion contains, for example, a raw material of a positive electrode active material. In this embodiment, the cathode material 16 may include a cathode active material and an additive. The positive electrode active material is, for example, lead powder, red lead, or the like. Examples of additives include carbon materials, reinforcing short fibers, and the like. The positive electrode active material after chemical conversion is, for example, lead dioxide.
  • the upper connecting member 21 is an insulating structure attached to the connecting portion of the current collector 14 and covers the connecting portion when viewed from the third direction Z.
  • the upper linking seat 21 seals one end of each tubular body 15 in the third direction Z.
  • the upper linking member 21 is welded to each cylindrical body 15, but the present invention is not limited to this.
  • the upper linking seat 21 and each cylindrical body 15 may be fixed to each other, for example, via an adhesive or the like.
  • the upper connecting member 21 is provided by, for example, welding an insulating resin member to the current collector 14 .
  • the lower connecting seat 22 is an insulating structure attached to a plurality of metal cores 14 a of the current collector 14 .
  • the lower connecting member 22 is attached to the current collector 14 by, for example, inserting and fitting the metal core 14a of the current collector 14 into an insulating resin member.
  • the lower connecting seat 22 seals the other end of each tubular body 15 in the third direction Z.
  • the position of each cylindrical body 15 in the positive electrode 10 is fixed by the upper connecting seat 21 and the lower connecting seat 22 .
  • the lower linking seat 22 is welded to each cylindrical body 15, but the present invention is not limited to this.
  • the lower linking seat 22 and each cylindrical body 15 may be fixed to each other by, for example, an adhesive or the like.
  • FIG. 4 is a plan view showing the negative electrode according to the embodiment.
  • the negative electrode 12 is a negative electrode plate (first electrode plate) in the storage battery 1 and is electrically connected to the negative electrode terminal 5B.
  • Each negative electrode 12 and the negative terminal 5B are electrically connected by a negative strap 18 .
  • the negative electrode 12 has a current collector 12a and a negative electrode material 12b.
  • the current collector 12a is formed, for example, by casting, and has a negative electrode lattice 12c and ears 12d.
  • the negative electrode grid 12c is the main body of the negative electrode 12 and holds the negative electrode material 12b.
  • the thickness of the portion of the negative electrode 12 where the negative electrode material 12b is held is greater than the thickness of the negative electrode grid 12c, but is not limited to this.
  • the negative electrode material 12b may contain a negative electrode active material and an additive.
  • the negative electrode active material is, for example, spongy lead. Examples of additives include barium sulfate, carbon materials, lignin, or reinforcing short fibers.
  • the ear portion 12 d is a terminal portion that protrudes from the negative grid body 12 c along the third direction Z and is connected to the negative electrode strap 18 .
  • the ear portion 12d and the negative grid 12c do not overlap each other in the first direction X. As shown in FIG.
  • the negative grid 12 c is covered with the separator 13 .
  • Protrusions 12e and 12f are provided on the negative electrode grid 12c.
  • the convex portions 12e and 12f are leg portions that are arranged at a predetermined interval and protrude outward from the negative electrode grid 12c.
  • the protrusions 12e and 12f protrude in a direction opposite to the protruding direction of the ear portion 12d.
  • the projection direction of the ear portion 12d and the projection direction of the projections 12e and 12f are orthogonal to the arrangement direction.
  • the ear portions 12d and the negative electrode grid bodies 12c do not overlap each other in the arrangement direction.
  • the separator 13 is a battery member (battery separator) for preventing a short circuit between the positive electrode 10 and the negative electrode 12 .
  • the separator 13 electrically insulates between the positive electrode 10 and the negative electrode 12 while allowing ions to pass therethrough.
  • materials (materials) for such a separator 13 include glass fibers, resins, inorganic substances, and the like.
  • the separator 13 covers the negative electrode lattice 12c and the projections 12e and 12f of the negative electrode 12, and the ears 12d of the negative electrode 12 are exposed from the separator 13. As shown in FIG.
  • the aspect ratio between the dimension of the separator 13 along the second direction Y and the dimension of the separator 13 along the third direction Z is, for example, 1.4 or more and 4.0 or less.
  • the aspect ratio may be 1.5 or more and 3.8 or less, 1.8 or more and 3.5 or less, or 2.0 or more and 3.0 or less.
  • At least one of the surface and the inner surface of the separator 13 may be provided with ribs.
  • the ribs When viewed from the thickness direction of the separator 13, the ribs may extend linearly, may extend in a wavy line, or may extend in a zigzag pattern. Also, when viewed from the thickness direction, the rib may have a point shape (dot shape), a circular shape, an elliptical shape, or a polygonal shape.
  • the side spacer 103 is an insulating member arranged between the inner surface 112e of the housing 101 and the battery group 102 in plan view, and has a rectangular frame shape in plan view.
  • the side spacer 103 is an enclosure (first enclosure) that contacts the inner surface 112 e of the housing 101 and surrounds the battery group 102 .
  • An inner surface 103 a of the side spacer 103 contacts the battery group 102 .
  • the side spacer 103 is, for example, a molded resin such as polypropylene or polyvinyl chloride.
  • the side spacer 103 may be deformable in its thickness direction. In this case, the side spacer 103 can be compressed by the housing 101 and the battery group 102 . As a result, the battery group 102 and the side spacers 103 can be accommodated in the housing 101 without gaps.
  • the thickness of the side spacer 103 is, for example, 1 mm or more. In this case, a short circuit between inner side surface 112e and battery group 102 can be effectively prevented.
  • the thickness of the side spacer 103 may be, for example, 2 mm or more, 3 mm or more, 5 mm or more, or 6 mm or more.
  • the thickness of the side spacers 103 after deformation may be, for example, 6 mm or more.
  • the thickness of the side spacer 103 is adjusted according to the gap between the inner surface 112e and the battery group 102. For example, from the viewpoint of the ratio of the side spacer 103 in the housing 101, the thickness is 12 mm or less, 10 mm or less, or 8 mm or less. is.
  • the lower end (one end) of the side spacer 103 may contact the bottom portion 111 or may not contact the bottom portion 111 .
  • the lower end of the side spacer 103 is located below the electrode group 3 (see FIG. 2) included in the storage battery 1 (in particular, below the negative electrode grid 12c of the negative electrode 12 (see FIG. 4). lower). That is, in the third direction Z, one end of the side spacer 103 should be closer to the bottom 111 than the electrode group 3 is.
  • the upper end (the other end) of the side spacer 103 is positioned above the electrode group 3 included in the storage battery 1 (in particular, above the negative electrode grid 12c of the negative electrode 12 (see FIG. 4). above). That is, in the third direction Z, the other end of the side spacer 103 should be closer to the upper edge of the frame portion 112 than the electrode group 3 is.
  • the side spacer 103 is provided with one or more communication holes extending in the third direction Z
  • the upper end of the side spacer 103 may be positioned below the lid 9 of the storage battery 1 . In this case, water or the like on the lid 9 reaches the bottom portion 111 of the housing 101 through the communication holes and is discharged through the openings 111a and 111b.
  • the side spacer 103 is fixed to the inner side surface 112e via a fixing portion (not shown).
  • the fixing portion is made of a material (adhesive material) that can adhere to both the side spacer 103 and the housing 101, such as an organic adhesive (e.g., epoxy material, silicone material, acrylic material, polyimide, etc.). (including system materials, etc.).
  • the side spacer 103 is composed of one or more plate-like members.
  • the side spacer 103 has a first plate-like member 131, a second plate-like member 132, a third plate-like member 133 and a fourth plate-like member 134 each having a substantially rectangular parallelepiped shape.
  • the first plate member 131 extends along the first direction X in plan view and contacts the first portion 112a of the frame portion 112 .
  • the first plate member 131 is arranged in the second direction Y between the first portion 112a and the storage battery 1 provided with the external connection member 122 (and the storage battery 1 provided with the external connection member 123). At least part of the first plate member 131 may be fixed to the first portion 112a via the fixing portion.
  • One end of the first plate-like member 131 in the first direction X contacts the third plate-like member 133 , and the other end of the first plate-like member 131 in the first direction X contacts the fourth plate-like member 134 .
  • the second plate member 132 extends along the first direction X in plan view and contacts the second portion 112b of the frame portion 112 .
  • the second plate member 132 is located on the opposite side of the first plate member 131 in the second direction Y with the battery group 102 therebetween. At least part of the second plate member 132 may be fixed to the second portion 112b via the fixing portion.
  • One end of the second plate-like member 132 in the first direction X contacts the third plate-like member 133
  • the other end of the second plate-like member 132 in the first direction X contacts the fourth plate-like member 134 .
  • the third plate-shaped member 133 extends along the second direction Y in plan view and contacts the third portion 112c of the frame portion 112 .
  • the third plate member 133 is arranged in the first direction X between the third portion 112c and the storage battery 1 on which the external connection member 122 is provided. At least part of the third plate member 133 may be fixed to the third portion 112c via the fixing portion.
  • One end of the third plate-like member 133 in the second direction Y contacts the first portion 112a, and the other end of the third plate-like member 133 in the second direction Y contacts the second portion 112b.
  • the fourth plate member 134 extends along the second direction Y in plan view and contacts the fourth portion 112 d of the frame portion 112 .
  • the fourth plate member 134 is arranged in the first direction X between the fourth portion 112d and the storage battery 1 in which the external connection member 123 is provided. At least part of the fourth plate member 134 may be fixed to the fourth portion 112d via the fixing portion. One end of the fourth plate member 134 in the second direction Y contacts the first portion 112a, and the other end of the fourth plate member 134 in the second direction Y contacts the second portion 112b.
  • each of the first plate-shaped member 131 and the second plate-shaped member 132 corresponds to the dimension of the first plate-shaped member 131 and the second plate-shaped member 132 along the second direction Y.
  • the thickness of each of the third plate-like member 133 and the fourth plate-like member 134 corresponds to the dimension of the third plate-like member 133 and the fourth plate-like member 134 along the first direction X. As shown in FIG.
  • the thicknesses of the first plate member 131 to the fourth plate member 134 may be the same or different. Some of the first to fourth plate members 131 to 134 may have the same thickness.
  • the heights of the first plate member 131 to the fourth plate member 134 may be the same or different. Some of the first to fourth plate members 131 to 134 may have the same height. That is, the thickness and height of the side spacers 103 may be uniform or non-uniform.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a manufacturing apparatus for manufacturing an assembled battery according to this embodiment.
  • the manufacturing apparatus 200 for the assembled battery 100 has a housing holding portion 201 , a side spacer placement portion 202 and a storage battery placement portion 203 .
  • the housing holding unit 201 is a mechanism for holding the housing 101, and has, for example, a mounting table and an arm.
  • the side spacer arrangement unit 202 is a mechanism for arranging the side spacers 103 on the housing 101, and is, for example, a robot arm.
  • the side spacer placement unit 202 has, for example, a carrying unit that carries the side spacers 103 and a holding unit that holds the posture of the side spacers 103 inside the housing 101 .
  • the storage battery placement unit 203 is a mechanism for placing the storage battery 1 in the housing 101 .
  • the storage battery placement unit 203 has, for example, a transportation unit that transports the storage battery 1 and an adjustment unit that adjusts the position of the storage battery 1 inside the housing 101 .
  • FIGS. 6A to 6C are drawings for explaining a method for manufacturing an assembled battery.
  • the side spacers 103 are accommodated in the housing 101 (first step).
  • the side spacer placement unit 202 places the side spacers 103 along the inner surface 112 e of the housing 101 held by the housing holding unit 201 .
  • the side spacer arranging portion 202 accommodates each of the first plate-like member 131 to the fourth plate-like member 134 in the housing 101 along the third direction Z.
  • the side spacer 103 arranged along the inner side surface 112e of the housing 101 forms an enclosure (first enclosure) that contacts the inner side surface 112e.
  • an adhesive material may be provided on the inner side surface 112e to form a fixing portion.
  • the side spacer 103 is fixed to the inner surface 112e of the housing 101 in the first step.
  • At least one of the first plate member 131 to the fourth plate member 134 may be provided with the adhesive material in advance.
  • the storage battery placement part 203 places a plurality of storage batteries 1 (a plurality of first storage batteries) along the inner surface 103 a of the side spacer 103 .
  • the storage battery placement portion 203 is configured by the first storage battery, and is arranged so as to form an enclosure F (second enclosure) in contact with the side spacer 103.
  • a total of 16 storage batteries 1 are arranged along the inner surface 103 a of the side spacer 103 .
  • the storage battery placement unit 203 places a plurality of storage batteries 1 (second storage batteries) inside the enclosure F.
  • the storage battery placement unit 203 places a total of eight storage batteries 1 inside the enclosure F inside the housing 101 .
  • the side spacer 103 may be pressed against the frame portion 112 of the housing 101 by the storage battery 1 forming the enclosure F. As a result, a total of 24 storage batteries 1 and the side spacers 103 are accommodated in the housing 101 without gaps, as shown in FIG. 6(c).
  • the plurality of storage batteries 1 accommodated in the housing 101 are electrically connected to each other (third step).
  • the third step one of the internal connection member 121, the external connection member 122, and the external connection member 123 is connected to each of the positive terminal 5A and the negative terminal 5B (see FIG. 2) of each storage battery 1. .
  • the third step may be automatically performed by the manufacturing apparatus 200, or may be performed manually.
  • water is supplied to each storage battery 1 through the supplementary water valve 6 (see FIG. 2) of each storage battery 1 .
  • the assembled battery 100 shown in FIG. 1 is manufactured.
  • the insulating side spacer 103 is arranged between the inner surface 112e of the housing 101 having conductivity and the battery group 102 in plan view.
  • an enclosure composed of the side spacers 103 is formed inside the housing 101 .
  • an enclosure F which is composed of a plurality of storage batteries 1 arranged along the inner surface 103a of the side spacer 103 and is in contact with the side spacer 103, is formed.
  • a plurality of storage batteries 1 are arranged inside the enclosure F.
  • the gap between the inner surface 112e of the housing 101 and the battery group 102 is filled with the side spacers 103. This makes it difficult for the storage battery 1 to move within the housing 101 even if the assembled battery 100 is subjected to vibration or the like.
  • the thickness of the side spacers 103 may be 1 mm or more and 12 mm or less. In this case, a short circuit between the inner surface 112e of the housing 101 and the storage battery 1 included in the battery group 102 can be effectively prevented. In addition, the proportion of the side spacers 103 in the housing 101 can be suppressed.
  • the side spacer 103 contacts the inner surface 112e of the housing 101 and surrounds the battery group 102 in plan view. Therefore, it is possible to satisfactorily prevent a short circuit between the inner surface 112e of the housing 101 and the storage battery 1 included in the battery group 102 .
  • the assembled battery 100 may have a fixing portion that fixes the side spacer 103 and the inner side surface 112e.
  • the side spacer 103 since the side spacer 103 is fixed to the housing 101 by the fixing portion, the side spacer 103 can be prevented from protruding from between the housing 101 and the battery group 102 . Therefore, it is possible to better prevent a short circuit between the inner surface 112e of the housing 101 and the storage battery 1 included in the battery group 102 .
  • the side spacer 103 may be fixed to the inner side surface 112e of the housing 101 in the first step. In this case, it is possible to effectively prevent the side spacers 103 from being displaced before the enclosure F is formed.
  • FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an example of the relationship between the side spacer and the negative electrode according to the first modified example.
  • the side spacer 103 when viewed from the first direction X, the side spacer 103 is the negative electrode grid of the negative electrode 12 included in the storage battery 1 in contact with the side spacer 103 among the plurality of storage batteries 1. 12c at least.
  • the lower end 103b (one end) of the side spacer 103 is located below the electrode group 3 (see FIG. 2) included in the storage battery 1 (in particular, below the negative electrode grid 12c of the negative electrode 12 (see FIG. 4). below).
  • the lower end 103b of the side spacer 103 is in contact with the bottom portion 111.
  • the upper end 103c (the other end) of the side spacer 103 is located above the electrode group 3 included in the storage battery 1 (in particular, as shown in FIG. above)). Accordingly, when the electrode group 3 expands along the first direction X, for example, the expansion force ST along the first direction X is reliably transmitted to the side spacers 103 .
  • the upper end 103c of the side spacer 103 may be positioned above the storage battery 1 from the viewpoint of satisfactorily preventing a short circuit between the frame portion 112 of the housing 101 and the storage battery 1 . In this case, the upper end 103c may be positioned between the upper edge of the housing 101 and the storage battery 1 in the third direction Z.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a main part of an assembled battery according to a reference example.
  • the upper end 303c of the side spacer 303 is below the electrode group 3 included in the storage battery 1 (in particular, below the negative electrode grid 12c of the negative electrode 12 (see FIG. 4)).
  • the electrode group 3 expands along the first direction X
  • part of the expansion force ST along the first direction X is not transmitted to the side spacers 103 .
  • the storage battery 1 expands and deforms due to the expansion force ST.
  • the concentration of sulfuric acid which is the electrolytic solution in the storage battery 1 becomes uneven. In this case, the concentration of sulfuric acid increases below the storage battery 1, and the active material located below the storage battery 1 overreacts. This accelerates the deterioration of the charge/discharge performance of the storage battery 1 .
  • an insulating side spacer 103 is provided that is in contact with the housing 101 and arranged between the housing 101 and the battery group 102 in a plan view. .
  • the side spacer 103 covers at least the negative electrode lattice 12c, which is the main body portion of the negative electrode 12 included in the storage battery 1 in contact with the side spacer 103 among the plurality of storage batteries 1 .
  • the main body portion of the electrode plate expands due to repeated charging and discharging. Therefore, according to the present embodiment, even if there is a gap between the housing 101 and the storage battery 1 in a plan view, expansion deformation of the storage battery 1 can be suppressed. Since the expansion deformation of the storage battery 1 is suppressed, the deterioration of the charging/discharging performance of the storage battery 1 is less likely to be accelerated, so that the occurrence of a phenomenon that may lead to the performance degradation of the assembled battery 100 can be suppressed.
  • FIG. 9(a) is a schematic plan view showing a housing according to the second modified example.
  • a housing 101A shown in FIG. 9A has a reinforcing portion 113 in addition to a bottom portion 111 and a frame portion 112 .
  • the reinforcing portion 113 is a plate-like portion that stands upright from the bottom portion 111 and extends along the first direction X in plan view.
  • the reinforcing portion 113 extends from the third portion 112 c to the fourth portion 112 d and is integrated with the frame portion 112 .
  • One end of the reinforcing portion 113 in the first direction X contacts the third portion 112c, and the other end of the reinforcing portion 113 in the first direction X contacts the fourth portion 112d.
  • the reinforcing portion 113 is welded to each of the bottom portion 111 and the frame portion 112, for example.
  • the frame portion 112 (especially the third portion 112c and the fourth portion 112d) is less likely to bend.
  • FIG. 9(b) is a schematic cross-sectional view showing main parts of a housing and side spacers according to a third modified example.
  • the first plate member 131A of the side spacer 103A has a plurality of insulating members 140.
  • the plurality of insulating members 140 are stacked in the direction in which the inner surface 112e of the housing 101 and the battery group 102 face each other.
  • Each insulating member 140 is an insulating plate-like member having a substantially rectangular parallelepiped shape, and corresponds to, for example, the first plate-like member 131 of the above embodiment.
  • At least one of the plate-like members different from the first plate-like member 131A may have a plurality of insulating members 140.
  • Each insulating member 140 has a thickness of, for example, 2 mm or more and 12 mm or less.
  • Each plate-shaped member included in the side spacer 103A has, for example, 2 or more and 30 or less insulation members 140 . In this case, the thickness of each plate member can be easily adjusted. From the viewpoint of cost and the like, each plate member may have ten or less insulating members 140 . When each plate member has a plurality of insulating members 140, the thickness of each insulating member 140 may be the same or different.
  • Each insulating member 140 is fixed by a plurality of fixing parts 141 .
  • the fixing portion 141 is, for example, a band, a staple, or the like. Although each insulating member 140 is fixed by two fixing portions 141 in FIG. 9B, the present invention is not limited to this. Three or more fixing portions 141 may be provided on the first plate member 131A. From the viewpoint of suppressing concentration of force due to expansion of the storage battery 1, the fixing portion 141 is positioned below the electrode group 3 (see FIG. 2) included in the storage battery 1 (especially, the negative electrode grid 12c of the negative electrode 12 (see FIG. 4). )) or above the electrode group 3 (in particular, above the negative electrode lattice 12c).
  • the side spacers 103A described above can be formed by inserting the number of insulating members 140 corresponding to the size of the gap between the inner side surface 112e and the battery group 102 . Therefore, even when the type of housing 101 is limited (that is, when the size of housing 101 is limited), many types of assembled batteries can be manufactured. Furthermore, the side spacer 103A has fixing portions 141 that fix the plurality of insulating members 140 together. Therefore, the insulating member 140 does not protrude from between the housing 101 and the battery group 102, so that the function as the side spacer 103A can be maintained satisfactorily.
  • the fixing portion 141 may be provided at least one of above the negative electrode grid 12c of the negative electrode 12 and below the negative electrode grid 12c. In this case, the fixing portion 141 does not overlap the negative electrode lattice 12c in the direction orthogonal to the third direction Z. As shown in FIG. Therefore, when the storage battery 1 expands, it is possible to prevent the force from being concentrated on the fixed portion 141 and its vicinity.
  • FIG. 10(a) is a schematic plan view showing an assembled battery according to a fourth modification
  • FIG. 10(b) is an end view along line Xb-Xb of FIG. 10(a).
  • the housing 101B shown in FIGS. 10A and 10B has an additional spacer portion 114 in addition to the bottom portion 111 and the frame portion 112 .
  • the additional spacer portion 114 is a conductive member for narrowing the internal space of the housing 101B, and is a processed metal plate or alloy plate, for example.
  • the additional spacer portion 114 is fixed within the frame portion 112 to the bottom portion 111 and the fourth portion 112 d of the frame portion 112 .
  • the additional spacer portion 114 is welded to each of the bottom portion 111 and the frame portion 112 .
  • the additional spacer portion 114 is welded to the bottom portion 111, the first portion 112a, the second portion 112b, and the fourth portion 112d of the frame portion 112 so that the enclosure 101B and the additional spacer portion 114 define a sealed space.
  • the additional spacer portion 114 includes a first plate portion 114a extending along the third direction Z from the bottom portion 111 and a second plate portion 114b extending from the tip of the first plate portion 114a toward the frame portion 112. have.
  • the first plate portion 114a is a plate-like portion extending along the second direction Y in plan view and has a substantially rectangular parallelepiped shape. A proximal end of the first plate portion 114 a is welded to the bottom portion 111 .
  • One end of the first plate portion 114a in the second direction Y is welded to the first portion 112a, and the other end of the first plate portion 114a in the second direction Y is welded to the second portion 112b.
  • the tip of the first plate portion 114 a is positioned above the side spacer 103 and below the upper end of the frame portion 112 , for example. That is, the tip of the first plate portion 114a is positioned between the side spacer 103 and the edge of the frame portion 112 in the third direction Z, for example.
  • the surface of the first plate portion 114a is in contact with the fourth plate member 134 of the side spacer 103. As shown in FIG.
  • the fourth plate member 134 may be fixed to the first plate portion 114a via a fixing portion (not shown).
  • the second plate portion 114b is a plate-like portion having a substantially rectangular shape in plan view, and is welded to the frame portion 112. As shown in FIG.
  • the additional spacer portion 114 described above can be used, the same effects as those of the above-described embodiment can be obtained.
  • the internal space of the housing 101B can be narrowed while suppressing an increase in cost compared to the case of using a large amount of side spacers 103 (plate-like members).
  • the side spacers 103 are in contact with the additional spacer portions 114, so that short circuits between the housing 101 and the battery group 102 can be prevented even when the housing 101B has the additional spacer portions 114.
  • the assembled battery, the manufacturing method thereof, and the assembled battery manufacturing apparatus according to one aspect of the present disclosure are not limited to the above-described embodiment and modification.
  • the above-described manufacturing apparatus is used in the first step and the second step, but the present invention is not limited to this. At least one of the first step and the second step may not use the manufacturing apparatus.
  • the above embodiment and the above modifications may be combined as appropriate.
  • the storage battery is housed in the housing in the second step in the above-described embodiment and modification, the present invention is not limited to this.
  • some of the plurality of storage batteries may be housed in the housing.
  • the third storage battery may be the storage battery contained in the enclosure that contacts the side spacers.
  • the enclosure is constituted by the first accumulator and the third accumulator.
  • the third accumulator may be placed inside the enclosure.
  • the side spacers may be placed inside the For example, by housing the third storage battery before housing the side spacers, the side spacers can be sandwiched between the third storage battery and the housing. Therefore, it is possible to prevent the position of the side spacer from shifting during manufacturing of the assembled battery without using the fixing portion.
  • the second storage battery is housed in the housing after the first storage battery is housed in the housing in the second step, but the present invention is not limited to this.
  • a portion of the plurality of second batteries may be housed in the housing prior to formation of the enclosure containing the first batteries.
  • one end of the first plate-shaped member included in the side spacer contacts the third plate-shaped member, and the other end of the first plate-shaped member contacts the fourth plate-shaped member. It is not limited to this. One end of the first plate-like member may not contact the third plate-like member, and the other end of the first plate-like member may not contact the fourth plate-like member. Similarly, one end of the second plate-like member may not contact the third plate-like member, and the other end of the second plate-like member may not contact the fourth plate-like member. Even in these cases, the side spacers are regarded as an enclosure if they enclose the battery group in plan view.
  • one end of the third plate-like member may not contact the first portion of the housing, and the other end of the third plate-like member may not contact the second portion of the housing.
  • one end of the fourth plate member may not contact the first portion of the housing, and the other end of the fourth plate member may not contact the second portion of the housing.

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Abstract

組電池は、導電性を有する筐体と、筐体に収容される複数の蓄電池を有する電池群と、平面視にて筐体の内側面と電池群との間に配置される絶縁性のサイドスペーサと、を備える。もしくは、組電池は、導電性を有する筐体と、筐体に収容される複数の鉛蓄電池を有する電池群と、筐体に接しており、平面視にて筐体と電池群との間に配置される絶縁性のサイドスペーサと、を備え、複数の鉛蓄電池のそれぞれは、所定方向に沿って重なる複数の極板を有し、複数の極板のそれぞれは、活物質が保持される本体部を有し、所定方向から見て、サイドスペーサは、複数の鉛蓄電池のうちサイドスペーサに接する鉛蓄電池に含まれる極板の本体部を少なくとも覆う。

Description

組電池、組電池の製造方法、及び組電池の製造装置
 本開示は、組電池、組電池の製造方法、及び組電池の製造装置に関する。
 所望の出力電圧を得るために、複数の鉛蓄電池を組み合わせた組電池が用いられることがある。下記特許文献1には、複数の鉛蓄電池を収納ケースに収容し、鉛蓄電池を直列に接続してなる組電池が開示されている。この組電池に含まれる鉛蓄電池は、複数の同極性端子の1個あたりの電池容量を300Ah以下となっている。
特開2011-146222号公報
 上記特許文献1のような組電池においては、収容される蓄電池の性能低下となり得る現象(例えば、筐体と蓄電池との短絡、蓄電池の膨張変形など)の発生を抑制することが望まれる。なお、上記現象としては、例えば、筐体と蓄電池との短絡、充放電に伴う筐体と蓄電池(例えば、鉛蓄電池)との間の隙間を埋めるような蓄電池の膨張変形などが挙げられる。
 本開示の一側面の目的は、組電池の性能低下となり得る現象の発生を抑制可能な組電池、組電池の製造方法、及び組電池の製造装置の提供である。
 本開示の一側面に係る組電池は、導電性を有する筐体と、筐体に収容される複数の蓄電池を有する電池群と、平面視にて筐体の内側面と電池群との間に配置される絶縁性のサイドスペーサと、を備える。
 例えば、金枠等の導電性を有する筐体に蓄電池が収容される場合、当該筐体と蓄電池との短絡が発生することがある。これにより、組電池の性能が著しく低下してしまう。これに対して、本開示の一側面に係る組電池では、平面視にて、導電性を有する筐体の内側面と電池群との間に絶縁性のサイドスペーサが配置される。これにより、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡を防止可能であるので、組電池の性能低下となり得る現象の発生を抑制可能である。
 平面視にて、サイドスペーサは、筐体の内側面に接触すると共に、電池群を囲ってもよい。この場合、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡を良好に防止可能である。
 上記組電池は、サイドスペーサと内側面とを固着する固着部を有してもよい。この場合、固着部によってサイドスペーサが筐体に固定されるので、サイドスペーサが筐体と電池群との間から飛び出すことを防止できる。したがって、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡をより良好に防止可能である。
 サイドスペーサは、内側面と電池群とが対向する方向において互いに積層される複数の絶縁部材を有してもよい。この場合、例えば、内側面と電池群との隙間の大きさに応じた数の絶縁部材が挿入されることによって、サイドスペーサを形成できる。これにより、筐体の種類が限定される場合であっても、多種類の組電池を製造できる。
 本開示の別の一側面に係る組電池は、導電性を有する筐体と、筐体に収容される複数の鉛蓄電池を有する電池群と、筐体に接しており、平面視にて筐体と電池群との間に配置される絶縁性のサイドスペーサと、を備える。複数の鉛蓄電池のそれぞれは、所定方向に沿って積層される複数の極板を有し、複数の極板のそれぞれは、活物質が保持される本体部を有し、所定方向から見て、サイドスペーサは、複数の鉛蓄電池のうちサイドスペーサに接する鉛蓄電池に含まれる極板の本体部を少なくとも覆う。
 例えば、金枠等の導電性を有する筐体に鉛蓄電池が収容される場合、鉛蓄電池の種類によっては、平面視にて筐体と鉛蓄電池との間に隙間が存在することがある。このような隙間が存在する場合、充放電の繰り返しに伴って鉛蓄電池が膨張変形してしまう。これにより、鉛蓄電池の性能が劣化しやすくなってしまう。これに対して、本開示の別の一側面に係る組電池では、筐体に接しており、平面視にて筐体と電池群との間に配置される絶縁性のサイドスペーサが設けられる。これにより、平面視にて筐体と鉛蓄電池との間に隙間が存在する場合であっても、当該隙間がサイドスペーサによって埋められる。加えて、サイドスペーサは、複数の鉛蓄電池のうちサイドスペーサに接する鉛蓄電池に含まれる極板の本体部を少なくとも覆う。一般に、鉛蓄電池においては、充放電を繰り返すことによって極板の本体部が主に膨張するところ、当該膨張はサイドスペーサ及び筐体によって抑制される。したがって本開示の別の一側面によれば、平面視にて筐体と鉛蓄電池との間に隙間が存在する場合であっても、鉛蓄電池の膨張変形を抑制可能であるので、組電池の性能低下となり得る現象の発生を抑制可能である。
 上記組電池は、サイドスペーサと筐体とを固着する固着部を有してもよい。この場合、固着部によってサイドスペーサが筐体に固定されるので、筐体と鉛蓄電池との間の隙間からサイドスペーサが飛び出すことを防止できる。
 サイドスペーサは、所定方向に沿って互いに積層される複数の絶縁部材を有してもよい。この場合、例えば、内側面と電池群との隙間の大きさに応じた数の絶縁部材が挿入されることによって、サイドスペーサを形成できる。これにより、筐体の種類が限定される場合であっても、多種類の組電池を製造できる。
 サイドスペーサは、複数の絶縁部材同士を固定する固定部を有してもよい。この場合、縁部材が筐体と電池群との間から飛び出さなくなるので、サイドスペーサとしての機能を良好に維持できる。
 固定部は、本体部よりも上方、及び本体部よりも下方の少なくとも一方に設けられてもよい。この場合、所定方向において固定部が本体部に重ならない。よって、鉛蓄電池が膨張したとき、固定部及びその近傍に力が集中することを防止できる。
 筐体は、底部と、底部の縁に沿って立設する枠部と、枠部内にて底部及び枠部に固定される追加スペーサ部とを有し、サイドスペーサは、追加スペーサ部に接してもよい。この場合、サイドスペーサを大量に用いる場合と比較してコスト増加を抑えつつ、筐体の内部空間を狭めることができる。加えて、筐体が追加スペーサを有する場合であっても、筐体と電池群との短絡を防止可能である。
 サイドスペーサの下端は、底部に接しており、サイドスペーサの上端は、蓄電池よりも上側に位置してもよい。この場合、筐体と蓄電池との短絡を良好に防止可能である。
 平面視にて、サイドスペーサの厚さは、1mm以上でもよい。この場合、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡を良好に防止可能である。
 本開示のさらに別の一側面に係る組電池の製造方法は、導電性を有する筐体に絶縁性のサイドスペーサを収容する第1の工程と、筐体に複数の蓄電池を収容する第2の工程と、を備える。複数の蓄電池は、複数の第1の蓄電池と、複数の第2の蓄電池を有し、第1の工程では、筐体の内側面に沿って配置されるサイドスペーサから構成されると共に、内側面に接触する第1の囲いを形成し、第2の工程では、第1の囲いの内側面に沿って配置される複数の第1の蓄電池を含むと共に第1の囲いに接触する第2の囲いが形成された後、第2の囲いの内部に複数の第2の蓄電池の少なくとも一部が配置される。
 本開示のさらに別の一側面に係る組電池の製造方法では、まず、絶縁性のサイドスペーサから構成される第1の囲いを形成する。続いて、当該第1の囲いの内側面に沿って配置される複数の第1の蓄電池を含むと共に第1の囲いに接触する第2の囲いが形成される。そして、第2の囲いの内部に複数の第2の蓄電池の少なくとも一部が配置される。これにより、例えば蓄電池を筐体に収容するときなどにおいて、蓄電池の収容方向に沿ってサイドスペーサが蓄電池に圧壊されなくなる。これにより、平面視にて電池群はサイドスペーサにて良好に囲われるので、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡を防止可能である。したがって、上記製造方法を実施することによって、組電池の性能低下となり得る現象の発生を抑制可能である。
 第1の工程では、サイドスペーサは、筐体の内側面に固定されてもよい。この場合、第2の囲いを形成する前にサイドスペーサの位置がずれることを良好に防止できる。
 第1の工程では、第2の囲いに含まれる、もしくは、第2の囲いの内部に配置される第3の蓄電池を、筐体に収容してもよい。また、第1の工程では、複数の第3の蓄電池を筐体に収容し、第2の工程では、複数の第3の蓄電池の少なくとも一部が第2の囲いに含まれてもよい。これらの場合、例えばサイドスペーサを収容する前に第3の蓄電池を収容することによって、第3の蓄電池と筐体とによってサイドスペーサを挟持できる。よって、組電池の製造中にサイドスペーサの位置がずれることを抑制できる。
 第2の工程では、第2の囲いの形成前に、複数の第2の蓄電池の一部が筐体に収容されてもよい。
 本開示のさらに別の一側面に係る組電池の製造装置は、導電性を有する筐体に絶縁性のサイドスペーサを配置するサイドスペーサ配置部と、筐体に複数の蓄電池を配置する蓄電池配置部と、を備える。複数の蓄電池は、複数の第1の蓄電池と、複数の第2の蓄電池を有し、サイドスペーサ配置部は、筐体の内側面に沿ってサイドスペーサを配置することによって、サイドスペーサから構成されると共に内側面に接触する第1の囲いを形成し、蓄電池配置部は、複数の第1の蓄電池を含むと共に第1の囲いに接触する第2の囲いを形成するように、複数の第1の蓄電池を第1の囲いの内側面に沿って配置し、第2の囲いの内部に複数の第2の蓄電池の少なくとも一部を配置する。
 本開示のさらに別の一側面に係る組電池の製造装置では、サイドスペーサ配置部は、筐体の内側面に沿ってサイドスペーサを配置することによって、サイドスペーサから構成されると共に内側面に接触する第1の囲いを形成する。また、蓄電池配置部は、複数の第1の蓄電池を含むと共に第1の囲いに接触する第2の囲いを形成するように、複数の第1の蓄電池を第1の囲いの内側面に沿って配置し、第2の囲いの内部に複数の第2の蓄電池の少なくとも一部を配置する。これにより、サイドスペーサが蓄電池にて圧壊されることなく、筐体に複数の蓄電池を収容できる。これにより、筐体の内側面と、電池群に含まれる蓄電池との短絡を防止可能である。したがって、上記製造装置を用いて組電池を製造することによって、組電池の性能低下となり得る現象の発生を抑制可能である。
 本開示の一側面によれば、組電池の性能低下となり得る現象の発生を抑制可能な組電池、組電池の製造方法、及び組電池の製造装置を提供できる。
図1は、実施形態に係る組電池を示す概略平面図である。 図2は、実施形態に係る蓄電池の一部を破断して示す斜視図である。 図3(a)は、第1方向から見た正極を示す図であり、図3(b)は、図3(a)のIIIb-IIIb線に沿った拡大断面図である。 図4は、実施形態に係る負極を示す平面図である。 図5は、実施形態に係る組電池を製造するための製造装置の模式構成図である。 図6(a)~(c)は、実施形態に係る組電池の製造方法を説明するための図面である。 図7(a),(b)は、第1変形例に係るサイドスペーサと負極との関係を示す図である。 図8は、参考例に係る組電池の要部を示す概略図である。 図9(a)は、変形例に係る筐体を示す概略平面図であり、図9(b)は、別の変形例に係る筐体とサイドスペーサとの要部を示す概略断面図である。 図10(a)は、さらに別の変形例に係る組電池を示す概略平面図であり、図10(b)は、図10(a)のXb-Xb線に沿った端面図である。
 以下、添付図面を参照して、本開示の一側面の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
 図1は、本実施形態に係る組電池を示す概略平面図である。図1に示される組電池100は、同種類の単電池を複数有するパック電池であり、例えば自動車のバッテリー、停電時等に利用されるバックアップ用電源、及び、電動フォークリフト等の電動車(もしくは電気車)の主電源等に用いられる。組電池100は、筐体101と、電池群102と、複数のサイドスペーサ103とを有する。
 筐体101は、電池群102及びサイドスペーサ103を収容すると共に導電性を有する部材である。本実施形態では、筐体101には、電池群102及びサイドスペーサ103が隙間なく詰め込まれている。これにより、例えば組電池が電動車に搭載される場合などにおいて、電動車の移動に伴って発生する振動に起因した電池群102の破損を良好に抑制できる。筐体101は、後述する図6(a)に示されるように、底部111と、底部111の縁に沿って立設する枠部112とを有する。底部111と、枠部112とのそれぞれは、例えば金属板もしくは合金板によって形成されており、互いに一体化している。底部111と枠部112とは、1枚の金属板もしくは合金板を加工することによって形成されてもよいし、溶接等によって互いに一体化してもよい。底部111には、排水用の開口部111a,111bが設けられる。枠部112は、第1部分112a、第2部分112b、第3部分112c、第4部分112d、及び内側面112eを有する。平面視にて、第1部分112aは第2方向Yにおける枠部112の一方端を構成し、第2部分112bは第2方向Yにおける枠部112の他方端を構成し、第3部分112cは第1方向Xにおける枠部112の一方端を構成し、第4部分112dは第1方向Xにおける枠部112の他方端を構成する。内側面112eは、平面視にて電池群102及びサイドスペーサ103を囲う。
 本実施形態では、底部111は、平面視にて長方形状を有し、且つ、枠部112は平面視にて四角枠形状を有するが、これに限られない。底部111は、平面視にて多角形状を有してもよいし、円形状を有してもよいし、楕円形状を有してもよい。同様に、枠部112は、平面視にて多角枠形状を有してもよいし、円枠形状を有してもよいし、楕円枠形状を有してもよい。以下では、底部111の短辺が延在する方向を第1方向Xとし、底部111の長辺が延在する方向を第2方向Yとし、第1方向X及び第2方向Yに直交する方向を第3方向Zとする。本実施形態では、第3方向Zは上下方向に相当し、且つ、第3方向Zから見ることは、平面視に相当する。
 電池群102は、筐体101に収容される複数の蓄電池1によって構成される。本実施形態では、合計24個の蓄電池1によって構成される。電池群102は、複数の蓄電池1に加えて、複数の内部接続部材121と、外部装置に接続するための外部接続部材122,123とを有する。複数の内部接続部材121のそれぞれは、隣り合う蓄電池1同士を電気的に接続するための部材である。内部接続部材121は、例えば、隣り合う蓄電池1の両方に接続される導電部と、当該導電部を保護する保護部とを有する。本実施形態では、複数の内部接続部材121を用いることによって、電池群102に含まれる複数の蓄電池1は、互いに直列接続されているが、これに限られない。複数の蓄電池1は、互いに並列接続されてもよい。また、電池群102には、直列接続と並列接続との両方がなされてもよい。外部接続部材122は第1方向Xの一方側に位置し、外部接続部材123は第1方向Xの他方側に位置する。また、外部接続部材122,123は、第2方向Yの一方側に位置する。
 ここで、図2~4を参照しながら、蓄電池1の構造を詳細に説明する。図2は、本実施形態に係る蓄電池の一部を破断して示す斜視図である。図2に示されるように、蓄電池1は、例えば、鉛蓄電池である。本実施形態では、蓄電池1は、例えば、クラッド式電極を備えるクラッド式鉛蓄電池である。蓄電池1は、電極群3と、正極端子5Aと、負極端子5Bと、補水栓6と、ケース7とを備える。ケース7は、本体8と、蓋9とを有する。本体8は、箱状を呈している電槽である。本体8は、例えばポリプロピレン等の材料で形成されている。本体8は、電極群3及び電解液を収容する。本体8は、4つの側面部と、底部とにより構成されている。底部と側面部とによって形成される角部は、丸まっている。蓋9は、本体8の開口部を覆う。蓋9には、正極端子5Aと、負極端子5Bと、補水栓6とが設けられる。電池群102においては、正極端子5Aと負極端子5Bとのそれぞれは、内部接続部材121、外部接続部材122、もしくは外部接続部材123のいずれかに覆われる(図1を参照)。正極端子5Aと負極端子5Bとの間には、補水栓6が設けられる。
 電極群3は、複数の極板の集合体であり、複数の正極10と、複数の負極12と、複数のセパレータ13とを有する。電極群3では、正極10と負極12とが交互に配置されている。隣り合う正極10と負極12との間には、セパレータ13が位置する。このため、正極10、セパレータ13及び負極12は、所定方向において順に重なる。本実施形態では、電極群3において、正極10、負極12及びセパレータ13の配列方向(以下、単に「配列方向」もしくは「積層方向」と称することもある)の端部には、負極12が配置されている。加えて、正極10と、負極12と、セパレータ13との集合体は、電池用電極群(極板群)とも呼称される。電極群3及び電解液が本体8に収容されるとき、電解液は、正極10とセパレータ13との隙間、セパレータ13内等に存在する。なお、上記配列方向(積層方向)は、第1方向Xに相当する。
 図3(a)は、第1方向から見た正極を示す図であり、図3(b)は、図3(a)のIIIb-IIIb線に沿った拡大断面図である。図2及び図3(a),(b)に示されるように、正極10は、例えば、クラッド式正極板(第2極板)である。蓄電池1においては、各正極10は、正極端子5Aと電気的に接続されている。各正極10と正極端子5Aとは、正極ストラップ17によって電気的に接続されている。正極10は、集電体14と、集電体14の一部を収容する複数の筒状体15(チューブ)と、筒状体15に収容される正極材16と、集電体14に装着される上部連座21及び下部連座22と、を有する。
 集電体14は、複数の芯金14aと、複数の芯金14aを連結する連結部と、連結部から突出する耳部14cとを有する。集電体14は、例えば鋳造によって形成される。集電体14の構成材料は、導電性材料であればよく、例えば、鉛-カルシウム-錫系合金、鉛-アンチモン-ヒ素系合金等の鉛合金が挙げられる。鉛合金は、セレン、銀、ビスマス等を含んでもよい。
 複数の芯金14aは、第3方向Zに沿って延在する棒状部分であって、第2方向Yに沿って一列に配列されている。第3方向Zにおける各芯金14aの一端は、上部連座21に覆われる連結部(不図示)に接続される。第3方向Zにおける各芯金14aの他端は、下部連座22に固定される。各芯金14aの長さは、例えば170~650mmである。各芯金14aの長さは、600mm以下でもよいし、450mm以下でもよい。連結部は、芯金14a及び耳部14cを支持する部分であり、第2方向Yに沿って延在する。正極10がケース7に収容されるとき、連結部は、第3方向Zにおける正極端子5A側に配置される。耳部14cは、連結部から第3方向Zに突出する端子部であり、正極ストラップ17に接続されている。第3方向Zにおいて、耳部14cの突出方向は、芯金14aの突出方向の反対側である。なお、正極10がケース7に収容されるとき、耳部14cは、第3方向Zにおける蓋9側に位置する。
 複数の筒状体15は、活物質保持用チューブ(クラッドチューブ)群を構成する絶縁部材である。活物質保持用チューブ群は、いわゆる「ガントレット」とも称される筒状の多孔体チューブの集合体である。このため、各筒状体15には、複数の孔が設けられる。本実施形態では、筒状体15の厚さは均一であるが、これに限られない。各筒状体15は、第3方向Zに沿って延在しており、対応する芯金14aを収容する。各筒状体15は、例えば樹脂成形物である。
 正極材16は、芯金14aと共に、筒状体15の内部に充填されている。このため、芯金14a及び正極材16は、筒状体15に収容される。図3(b)に示されるように、正極材16は、筒状体15の内部にて芯金14aを囲っている。正極材16は、活物質を含む。活物質には、化成後の活物質及び化成前の活物質の原料の双方が包含される。正極材16は、化成後の活物質を含有している。化成後の正極材16は、例えば、正極活物質の原料を含む。本実施形態では、正極材16は、正極活物質と、添加剤とを含み得る。正極活物質は、例えば、鉛粉、鉛丹等である。添加剤としては、炭素材料、又は、補強用短繊維等が挙げられる。化成後の正極活物質は、例えば二酸化鉛等である。
 上部連座21は、集電体14の連結部に装着される絶縁構造体であり、第3方向Zから見て連結部を覆う。上部連座21は、第3方向Zにおける各筒状体15の一端を封止する。例えば、上部連座21は各筒状体15に溶着しているが、これに限られない。上部連座21と各筒状体15とは、例えば、接着剤等を介して互いに固定されてもよい。上部連座21は、例えば絶縁性を有する樹脂部材を集電体14に溶着することによって設けられる。下部連座22は、集電体14の複数の芯金14aに装着される絶縁構造体である。下部連座22は、例えば、集電体14の芯金14aを絶縁性を有する樹脂部材に挿入及び嵌合することによって、集電体14に装着される。下部連座22は、第3方向Zにおける各筒状体15の他端を封止する。これにより、正極10における各筒状体15の位置が、上部連座21及び下部連座22によって固定される。例えば、下部連座22は各筒状体15に溶着しているが、これに限られない。下部連座22と各筒状体15とは、例えば、接着剤等によって互いに固定されてもよい。
 図4は、実施形態に係る負極を示す平面図である。図4に示されるように、負極12は、蓄電池1における負極板(第1極板)であり、負極端子5Bと電気的に接続されている。各負極12と負極端子5Bとは、負極ストラップ18によって電気的に接続されている。負極12は、集電体12aと、負極材12bとを有する。集電体12aは、例えば鋳造によって形成され、負極格子体12cと、耳部12dとを有する。負極格子体12cは、負極12における本体部であり、負極材12bを保持する。本実施形態では、負極12において負極材12bが保持される部分の厚さは、負極格子体12cの厚さよりも大きいが、これに限られない。負極材12bは、負極活物質と、添加剤とを含み得る。負極活物質は、例えば、海綿状鉛等である。添加剤としては、硫酸バリウム、炭素材料、リグニン、又は、補強用短繊維等が挙げられる。耳部12dは、第3方向Zに沿って負極格子体12cから突出する端子部であり、負極ストラップ18に接続されている。耳部12dと負極格子体12cとは、第1方向Xにおいて互いに重なっていない。本実施形態では、負極格子体12cは、セパレータ13によって覆われている。負極格子体12cには、凸部12e,12fが設けられている。凸部12e,12fは、所定の間隔をあけて配置されており、負極格子体12cから外側に向かって突出している足部である。凸部12e,12fは、耳部12dの突出方向と反対側の方向に沿って突出している。本実施形態では、耳部12dの突出方向と、凸部12e,12fの突出方向とのそれぞれは、配列方向に対して直交している。また、耳部12dと負極格子体12cとは、配列方向において互いに重なっていない。
 図2に戻って、セパレータ13は、正極10と負極12との短絡を防止するための電池用部材(電池用セパレータ)である。セパレータ13は、正極10と負極12との間を電気的には絶縁する一方でイオンを透過させ、且つ、正極10側における酸化性及び負極12側における還元性に対する耐性を備えるものであれば、特に制限されない。このようなセパレータ13の材料(材質)としては、ガラス繊維、樹脂、無機物等が挙げられる。本実施形態では、セパレータ13は負極12の負極格子体12c及び凸部12e,12fを覆っており、且つ、負極12の耳部12dはセパレータ13から露出している。第1方向Xから見て、第2方向Yに沿ったセパレータ13の寸法と、第3方向Zに沿ったセパレータ13の寸法とのアスペクト比は、例えば1.4以上4.0以下である。当該アスペクト比は、1.5以上3.8以下でもよいし、1.8以上3.5以下でもよいし、2.0以上3.0以下でもよい。セパレータ13の表面及び内面の少なくとも一方には、リブが設けられてもよい。セパレータ13の厚さ方向から見て、リブは、直線状に延在してもよいし、波線状に延在してもよいし、ジグザグ状に延在してもよい。また、当該厚さ方向から見て、リブは、点形状(ドット形状)でもよいし、円形状でもよいし、楕円形状でもよいし、多角形状でもよい。
 図1に戻って、サイドスペーサ103は、平面視にて筐体101の内側面112eと電池群102との間に配置される絶縁性の部材であり、平面視にて四角枠形状を有する。平面視にて、サイドスペーサ103は、筐体101の内側面112eに接触すると共に電池群102を包囲する囲い(第1の囲い)である。サイドスペーサ103の内側面103aは、電池群102に接触する。サイドスペーサ103は、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等の樹脂成形体である。サイドスペーサ103は、その厚さ方向において変形可能でもよい。この場合、筐体101と電池群102とによってサイドスペーサ103を圧縮可能になる。これにより、電池群102とサイドスペーサ103とを筐体101に隙間なく収容できる。
 サイドスペーサ103の厚さは、例えば1mm以上である。この場合、内側面112eと電池群102との短絡を良好に防止できる。サイドスペーサ103の厚さは、例えば2mm以上でもよいし、3mm以上でもよいし、5mm以上でもよいし、6mm以上でもよい。サイドスペーサ103が変形可能である場合、変形後のサイドスペーサ103の厚さは、例えば6mm以上であればよい。サイドスペーサ103の厚さは、内側面112eと電池群102との隙間に応じて調整されるが、例えば、筐体101内におけるサイドスペーサ103の割合の観点から、12mm以下、10mm以下もしくは8mm以下である。
 サイドスペーサ103の下端(一端)は、底部111に接してもよいし、底部111に接しなくてもよい。蓄電池1の膨張抑制の観点から、サイドスペーサ103の下端は、蓄電池1に含まれる電極群3(図2を参照)よりも下方(特に、負極12の負極格子体12c(図4を参照)よりも下方)に位置すればよい。すなわち、第3方向Zにおいて、サイドスペーサ103の一端は、電極群3よりも底部111に近ければよい。また、蓄電池1の膨張抑制の観点から、サイドスペーサ103の上端(他端)は、蓄電池1に含まれる電極群3よりも上方(特に、負極12の負極格子体12c(図4を参照)よりも上方)であればよい。すなわち、第3方向Zにおいて、サイドスペーサ103の他端は、電極群3よりも枠部112の上縁に近ければよい。サイドスペーサ103に第3方向Zに延在する一または複数の連通孔が設けられる場合、サイドスペーサ103の上端は、蓄電池1の蓋9よりも下方に位置してもよい。この場合、蓋9上の水等は、上記連通孔を介して筐体101の底部111に到達し、開口部111a,111bを介して排出される。
 本実施形態では、サイドスペーサ103は、図示しない固着部を介して内側面112eに固着されている。固着部は、サイドスペーサ103と筐体101との両方に粘着可能な材料(粘着材料)から構成されており、例えば有機系接着剤(例えば、エポキシ系材料、シリコーン系材料、アクリル系材料、ポリイミド系材料等を含む)である。
 サイドスペーサ103は、一又は複数の板状部材から構成される。本実施形態では、サイドスペーサ103は、略直方体形状を有する第1板状部材131、第2板状部材132、第3板状部材133及び第4板状部材134を有する。
 第1板状部材131は、平面視にて第1方向Xに沿って延在すると共に、枠部112の第1部分112aに接する。第1板状部材131は、第2方向Yにおいて、第1部分112aと、外部接続部材122が設けられる蓄電池1(及び外部接続部材123が設けられる蓄電池1)との間に配置される。第1板状部材131の少なくとも一部は、上記固着部を介して第1部分112aに固着されてもよい。第1方向Xにおける第1板状部材131の一端は第3板状部材133に接触し、第1方向Xにおける第1板状部材131の他端は第4板状部材134に接触する。第2板状部材132は、平面視にて第1方向Xに沿って延在すると共に、枠部112の第2部分112bに接する。第2板状部材132は、第2方向Yにおいて電池群102を介して第1板状部材131の反対側に位置する。第2板状部材132の少なくとも一部は、上記固着部を介して第2部分112bに固着されてもよい。第1方向Xにおける第2板状部材132の一端は第3板状部材133に接触し、第1方向Xにおける第2板状部材132の他端は第4板状部材134に接触する。
 第3板状部材133は、平面視にて第2方向Yに沿って延在すると共に、枠部112の第3部分112cに接する。第3板状部材133は、第1方向Xにおいて、第3部分112cと、外部接続部材122が設けられる蓄電池1との間に配置される。第3板状部材133の少なくとも一部は、上記固着部を介して第3部分112cに固着されてもよい。第2方向Yにおける第3板状部材133の一端は第1部分112aに接触し、第2方向Yにおける第3板状部材133の他端は第2部分112bに接触する。第4板状部材134は、平面視にて第2方向Yに沿って延在すると共に、枠部112の第4部分112dに接する。第4板状部材134は、第1方向Xにおいて、第4部分112dと、外部接続部材123が設けられる蓄電池1との間に配置される。第4板状部材134の少なくとも一部は、上記固着部を介して第4部分112dに固着されてもよい。第2方向Yにおける第4板状部材134の一端は第1部分112aに接触し、第2方向Yにおける第4板状部材134の他端は第2部分112bに接触する。
 第1板状部材131及び第2板状部材132のそれぞれの厚さは、第2方向Yに沿った第1板状部材131及び第2板状部材132の寸法に相当する。第3板状部材133及び第4板状部材134のそれぞれの厚さは、第1方向Xに沿った第3板状部材133及び第4板状部材134の寸法に相当する。第1板状部材131~第4板状部材134の厚さは、それぞれ同一でもよいし、異なってもよい。第1板状部材131~第4板状部材134のうち、一部の板状部材の厚さが同一でもよい。第1板状部材131~第4板状部材134の高さも、それぞれ同一でもよいし、異なってもよい。第1板状部材131~第4板状部材134のうち、一部の板状部材の高さが同一でもよい。すなわち、サイドスペーサ103の厚さ及び高さは、均一でもよいし、不均一でもよい。
 次に、図5を参照しながら、本実施形態に係る組電池100を製造するための製造装置の一例を説明する。図5は、本実施形態に係る組電池を製造するための製造装置の模式構成図である。
 図5に示されるように、組電池100の製造装置200は、筐体保持部201と、サイドスペーサ配置部202と、蓄電池配置部203とを有する。筐体保持部201は、筐体101を保持する機構であり、例えば載置台及びアーム等を有する。サイドスペーサ配置部202は、筐体101にサイドスペーサ103を配置する機構であり、例えばロボットアーム等である。サイドスペーサ配置部202は、例えば、サイドスペーサ103を運搬する運搬部と、筐体101内のサイドスペーサ103の姿勢を保持する保持部とを有する。蓄電池配置部203は、筐体101に蓄電池1を配置する機構である。蓄電池配置部203は、例えば、蓄電池1を運搬する運搬部と、筐体101内の蓄電池1の位置を調整する調整部とを有する。
 次に、図6(a)~(c)を参照しながら、本実施形態に係る組電池100の製造方法の一例を説明する。図6(a)~(c)は、組電池の製造方法を説明するための図面である。
 まず、図6(a)に示されるように、筐体101にサイドスペーサ103を収容する(第1の工程)。第1の工程では、筐体保持部201にて保持される筐体101に対して、サイドスペーサ配置部202が、筐体101の内側面112eに沿ってサイドスペーサ103を配置する。具体的には、サイドスペーサ配置部202は、第1板状部材131~第4板状部材134のそれぞれを、第3方向Zに沿って筐体101に収容する。これにより、筐体101の内側面112eに沿って配置されるサイドスペーサ103から構成されると共に、内側面112eに接触する囲い(第1の囲い)を形成する。第1の工程では、第1板状部材131~第4板状部材134が筐体101に収容される前、内側面112e上に固着部を形成するための粘着材料が設けられてもよい。この場合、第1の工程にて、サイドスペーサ103が、筐体101の内側面112eに固定される。なお、第1板状部材131~第4板状部材134の少なくとも一つには、上記粘着材料が予め設けられてもよい。
 次に、第3方向Zに沿って筐体101に複数の蓄電池1を収容する(第2の工程)。第2の工程では、まず、蓄電池配置部203が、サイドスペーサ103の内側面103aに沿って複数の蓄電池1(複数の第1の蓄電池)を配置する。このとき図6(b)に示されるように、蓄電池配置部203は、上記第1の蓄電池によって構成されると共に、サイドスペーサ103に接触する囲いF(第2の囲い)を形成するように、サイドスペーサ103の内側面103aに沿って合計16個の蓄電池1を配置する。続いて、囲いFが形成された後、蓄電池配置部203は、当該囲いFの内部に複数の蓄電池1(第2の蓄電池)を配置する。ここでは、蓄電池配置部203は、合計8個の蓄電池1を筐体101の内部であって囲いFの内部に配置する。このとき、囲いFを形成する蓄電池1によって、サイドスペーサ103が筐体101の枠部112に押し付けられてもよい。以上により、図6(c)に示されるように、筐体101内に合計24個の蓄電池1と、サイドスペーサ103とが隙間なく収容される。
 次に、筐体101に収容される複数の蓄電池1同士を電気的に接続する(第3の工程)。第3の工程では、各蓄電池1の正極端子5A及び負極端子5B(図2を参照)のそれぞれに対して、内部接続部材121、外部接続部材122、及び外部接続部材123のいずれかを接続する。なお、第3の工程では、製造装置200によって自動で実施されてもよいし、手作業にて実施されてもよい。そして、各蓄電池1の補水栓6(図2を参照)を介して、各蓄電池1に給水する。以上により、図1に示される組電池100を製造する。
 以上に説明した本実施形態に係る組電池100では、平面視にて、導電性を有する筐体101の内側面112eと電池群102との間に絶縁性のサイドスペーサ103が配置される。ここで本実施形態に係る組電池100の製造方法によれば、まず、サイドスペーサ103から構成される囲いを筐体101内に形成する。続いて、サイドスペーサ103の内側面103aに沿って配置される複数の蓄電池1から構成されると共に、サイドスペーサ103に接触する囲いFが形成される。そして、囲いFの内部に複数の蓄電池1が配置される。これにより、例えばサイドスペーサ103を筐体101に収容するときなどにおいて、サイドスペーサ103が第3方向Zに沿って蓄電池1に圧壊されなくなる。これにより、平面視にて電池群102はサイドスペーサ103にて良好に囲われる。したがって本実施形態によれば、筐体101の内側面112eと、電池群102に含まれる蓄電池1との短絡を防止可能であるので、組電池100の性能低下となり得る現象の発生を抑制可能である。
 加えて本実施形態では、筐体101の内側面112eと電池群102との間の隙間は、サイドスペーサ103によって埋められる。これにより、例えば組電池100に振動等が加わったとしても、蓄電池1が筐体101内を移動しにくくなる。
 本実施形態では、サイドスペーサ103の厚さは、1mm以上12mm以下でもよい。この場合、筐体101の内側面112eと、電池群102に含まれる蓄電池1との短絡を良好に防止可能である。加えて、筐体101内においてサイドスペーサ103が占める割合を抑制できる。
 本実施形態では、平面視にて、サイドスペーサ103は、筐体101の内側面112eに接触すると共に、電池群102を囲う。このため、筐体101の内側面112eと、電池群102に含まれる蓄電池1との短絡を良好に防止可能である。
 本実施形態では、組電池100は、サイドスペーサ103と内側面112eとを固着する固着部を有してもよい。この場合、固着部によってサイドスペーサ103が筐体101に固定されるので、サイドスペーサ103が筐体101と電池群102との間から飛び出すことを防止できる。したがって、筐体101の内側面112eと、電池群102に含まれる蓄電池1との短絡をより良好に防止可能である。
 本実施形態では、上記第1の工程では、サイドスペーサ103は、筐体101の内側面112eに固定されてもよい。この場合、囲いFを形成する前にサイドスペーサ103の位置がずれることを良好に防止できる。
 以下では、図7~10を参照しながら、上記実施形態の変形例について説明する。以下の変形例において、上記実施形態と重複する箇所の説明は省略する。したがって以下では、上記実施形態と異なる箇所を主に説明する。
 図7(a),(b)は、第1変形例に係るサイドスペーサと負極との関係の一例を示す図である。図7(a),(b)に示されるように、第1方向Xから見て、サイドスペーサ103は、複数の蓄電池1のうちサイドスペーサ103に接する蓄電池1に含まれる負極12の負極格子体12cを少なくとも覆う。具体的には、サイドスペーサ103の下端103b(一端)は、蓄電池1に含まれる電極群3(図2を参照)よりも下方(特に、負極12の負極格子体12c(図4を参照)よりも下方)に位置する。第1変形例では、サイドスペーサ103の下端103bは、底部111に接している。また、サイドスペーサ103の上端103c(他端)は、蓄電池1に含まれる電極群3よりも上方(特に、図7(b)に示されるように、負極12の負極格子体12c(図4を参照)よりも上方)である。これにより、例えば電極群3が第1方向Xに沿って膨張した場合、第1方向Xに沿った膨張力STは、サイドスペーサ103に確実に伝達される。筐体101の枠部112と蓄電池1との短絡を良好に防止する観点から、サイドスペーサ103の上端103cは、蓄電池1よりも上方に位置してもよい。この場合、上端103cは、第3方向Zにおいて筐体101の上縁と蓄電池1との間に位置すればよい。
 以上に説明した第1変形例に係る組電池100の作用効果について、図8を参照しつつ説明する。図8は、参考例に係る組電池の要部を示す概略図である。図8に示されるように、サイドスペーサ303の上端303cは、蓄電池1に含まれる電極群3よりも下方(特に、負極12の負極格子体12c(図4を参照)よりも下方)である。この場合、例えば電極群3が第1方向Xに沿って膨張したとき、第1方向Xに沿った膨張力STの一部は、サイドスペーサ103に伝達されない。この場合、膨張力STに起因して蓄電池1が膨張変形してしまう。このような変形した蓄電池1を充電するときにガッシングが不足する場合、蓄電池1内の電解液である硫酸の濃度が不均一になる。この場合、蓄電池1の下方における硫酸の濃度が高くなり、蓄電池1の下方に位置する活物質が過反応してしまう。これにより、蓄電池1の充放電性能の劣化が促進されてしまう。
 これに対して第1変形例に係る組電池100では、筐体101に接しており、平面視にて筐体101と電池群102との間に配置される絶縁性のサイドスペーサ103が設けられる。これにより、平面視にて筐体101と鉛蓄電池である蓄電池1との間に隙間が存在する場合であっても、当該隙間がサイドスペーサ103によって埋められる。加えて、サイドスペーサ103は、複数の蓄電池1のうちサイドスペーサ103に接する蓄電池1に含まれる負極12の本体部である負極格子体12cを少なくとも覆う。一般に、鉛蓄電池においては、充放電を繰り返すことによって極板の本体部が主に膨張するところ、本実施形態では、当該膨張はサイドスペーサ103及び筐体101によって抑制される。したがって本実施形態によれば、平面視にて筐体101と蓄電池1との間に隙間が存在する場合であっても、蓄電池1の膨張変形を抑制可能である。そして、蓄電池1の膨張変形が抑制されることにより、蓄電池1の充放電性能の劣化が促進されにくくなるので、組電池100の性能低下となり得る現象の発生を抑制可能である。
 図9(a)は、第2変形例に係る筐体を示す概略平面図である。図9(a)に示される筐体101Aは、底部111及び枠部112に加えて、補強部113を有する。補強部113は、底部111から立設すると共に、平面視にて第1方向Xに沿って延在する板状部分である。補強部113は、第3部分112cから第4部分112dまで延在しており、枠部112と一体化している。第1方向Xにおける補強部113の一端は第3部分112cに接触し、第1方向Xにおける補強部113の他端は第4部分112dに接触する。補強部113は、例えば、底部111及び枠部112のそれぞれに対して溶接される。
 以上に説明した筐体101Aを用いた場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて、枠部112(特に、第3部分112c及び第4部分112d)が撓みにくくなる。
 図9(b)は、第3変形例に係る筐体とサイドスペーサとの要部を示す概略断面図である。図9(b)に示されるように、サイドスペーサ103Aの第1板状部材131Aは、複数の絶縁部材140を有する。複数の絶縁部材140は、筐体101の内側面112eと電池群102とが対向する方向において互いに積層されている。各絶縁部材140は、略直方体形状を有する絶縁性の板状部材であり、例えば上記実施形態の第1板状部材131に相当する部材である。サイドスペーサ103Aにおいては、第1板状部材131Aとは異なる板状部材の少なくとも一つが、複数の絶縁部材140を有してもよい。各絶縁部材140の厚さは、例えば2mm以上12mm以下である。サイドスペーサ103Aに含まれる各板状部材は、例えば2枚以上30枚以下の絶縁部材140を有する。この場合、各板状部材の厚さを容易に調整できる。コスト等の観点から、各板状部材は、10枚以下の絶縁部材140を有してもよい。各板状部材が複数の絶縁部材140を有する場合、各絶縁部材140の厚さは、互いに同一でもよいし、互いに異なってもよい。
 各絶縁部材140は、複数の固定部141によって固定される。固定部141は、例えば、バンド、ステープル等である。図9(b)においては、各絶縁部材140は、2つの固定部141によって固定されるが、これに限られない。第1板状部材131Aには、3つ以上の固定部141が設けられてもよい。蓄電池1の膨張に伴う力の集中を抑制する観点から、固定部141は、蓄電池1に含まれる電極群3(図2を参照)よりも下方(特に、負極12の負極格子体12c(図4を参照)よりも下方)、または、電極群3よりも上方(特に、負極格子体12cよりも上方)に設けられてもよい。
 以上に説明したサイドスペーサ103Aを用いた場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて、例えば、内側面112eと電池群102との隙間の大きさに応じた数の絶縁部材140が挿入されることによって、サイドスペーサ103Aを形成できる。このため、筐体101の種類が限定される場合(すなわち、筐体101の大きさが制限される場合)であっても、多種類の組電池を製造できる。さらには、サイドスペーサ103Aは、複数の絶縁部材140同士を固定する固定部141を有する。このため、絶縁部材140が筐体101と電池群102との間から飛び出さなくなるので、サイドスペーサ103Aとしての機能を良好に維持できる。加えて、固定部141は、負極12の負極格子体12cよりも上方、及び負極格子体12cよりも下方の少なくとも一方に設けられてもよい。この場合、第3方向Zに直交する方向において、固定部141が負極格子体12cに重ならない。よって、蓄電池1が膨張したとき、固定部141及びその近傍に力が集中することを防止できる。
 図10(a)は、第4変形例に係る組電池を示す概略平面図であり、図10(b)は、図10(a)のXb-Xb線に沿った端面図である。図10(a),(b)に示される筐体101Bは、底部111及び枠部112に加えて、追加スペーサ部114を有する。追加スペーサ部114は、筐体101Bの内部空間を狭めるための導電部材であり、例えば金属板もしくは合金板の加工物である。追加スペーサ部114は、枠部112内にて底部111及び枠部112の第4部分112dに固定される。本変形例では、追加スペーサ部114は、底部111と枠部112とのそれぞれに対して溶接されている。筐体101Bと追加スペーサ部114とによって密閉空間が画成されるように、追加スペーサ部114は、底部111、枠部112の第1部分112a、第2部分112b及び第4部分112dに溶接されてもよい。
 追加スペーサ部114は、底部111から第3方向Zに沿って延在する第1板部分114aと、第1板部分114aの先端から枠部112に向かって延在する第2板部分114bとを有する。第1板部分114aは、平面視にて第2方向Yに沿って延在する板状部分であり、略直方体形状を有する。第1板部分114aの基端は、底部111に溶接される。第2方向Yにおける第1板部分114aの一端は第1部分112aに溶接され、第2方向Yにおける第1板部分114aの他端は第2部分112bに溶接される。第1板部分114aの先端は、例えば、サイドスペーサ103よりも上方であって、枠部112の上端よりも下方に位置する。すなわち、第1板部分114aの先端は、例えば、第3方向Zにおいてサイドスペーサ103と枠部112の縁との間に位置する。第1板部分114aの表面は、サイドスペーサ103の第4板状部材134と接する。第4板状部材134は、図示しない固着部を介して第1板部分114aに固着されてもよい。第2板部分114bは、平面視にて略長方形状を呈する板状部分であり、枠部112に溶接される。
 以上に説明した追加スペーサ部114を用いた場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。加えて、サイドスペーサ103(板状部材)を大量に用いる場合と比較してコスト増加を抑えつつ、筐体101Bの内部空間を狭めることができる。さらには、サイドスペーサ103が追加スペーサ部114に接することによって、筐体101Bが追加スペーサ部114を有する場合であっても、筐体101と電池群102との短絡を防止可能である。
 本開示の一側面に係る組電池及びその製造方法、並びに、組電池の製造装置は、上記実施形態及び上記変形例に限られない。例えば、上記実施形態及び上記変形例では、第1の工程及び第2の工程にて上記製造装置が用いられるが、これに限られない。第1の工程及び第2の工程の少なくとも一方では、上記製造装置が用いられなくてもよい。また、上記実施形態及び上記変形例は、適宜組み合わされてもよい。
 上記実施形態及び上記変形例では、第2の工程にて蓄電池を筐体に収容するが、これに限られない。例えば、第1の工程にて、複数の蓄電池のうち一部の蓄電池(第3の蓄電池)が筐体に収容されてもよい。当該第3の蓄電池は、サイドスペーサに接する囲いに含まれる蓄電池でもよい。この場合、囲いは、第1の蓄電池及び第3の蓄電池によって構成される。もしくは、第3の蓄電池は、当該囲いの内部に配置されてもよい。第1の工程にて複数の第3の蓄電池を筐体に収容した場合、第2の工程では、一部の第3の蓄電池が上記囲いに含まれ、その別の第3の蓄電池が上記囲いの内部に配置されてもよい。例えば、サイドスペーサを収容する前に第3の蓄電池を収容することによって、第3の蓄電池と筐体とによってサイドスペーサを挟持できる。よって、固着部を用いなくとも、組電池の製造中にサイドスペーサの位置がずれることを抑制できる。
 上記実施形態及び上記変形例では、第2の工程にて第1の蓄電池を筐体に収容した後に第2の蓄電池を筐体に収容するが、これに限られない。例えば、第2の工程では、第1の蓄電池を含む囲いの形成前に、複数の第2の蓄電池の一部が筐体に収容されてもよい。
 上記実施形態及び上記変形例では、サイドスペーサに含まれる第1板状部材の一端は第3板状部材に接触し、第1板状部材の他端は第4板状部材に接触するが、これに限られない。第1板状部材の一端は第3板状部材に接触しなくてもよいし、第1板状部材の他端は第4板状部材に接触しなくてもよい。同様に、第2板状部材の一端は第3板状部材に接触しなくてもよいし、第2板状部材の他端は第4板状部材に接触しなくてもよい。これらの場合であっても、サイドスペーサは、平面視にて電池群を囲っていれば、囲いとしてみなされる。また、第3板状部材の一端は筐体の第1部分に接触しなくてもよいし、第3板状部材の他端は筐体の第2部分に接触しなくてもよい。同様に、第4板状部材の一端は筐体の第1部分に接触しなくてもよいし、第4板状部材の他端は筐体の第2部分に接触しなくてもよい。
 1…蓄電池、3…電極群、5A…正極端子、5B…負極端子、6…補水栓、9…蓋、10…正極、12…負極、12a…集電体、12b…負極材、12c…負極格子体(本体部)、12d…耳部、12e…凸部、12f…凸部、13…セパレータ、14…集電体、15…筒状体、16…正極材、100…組電池、101,101A,101B…筐体、102…電池群、103,103A…サイドスペーサ、103a…内側面、111…底部、111a,111b…開口部、112…枠部、112e…内側面、113…補強部、114…追加スペーサ部、121…内部接続部材、122,123…外部接続部材、131,131A…第1板状部材、132…第2板状部材、133…第3板状部材、134…第4板状部材、140…絶縁部材、141…固定部、200…製造装置、201…筐体保持部、202…サイドスペーサ配置部、203…蓄電池配置部、F…囲い。

Claims (19)

  1.  導電性を有する筐体と、
     前記筐体に収容される複数の蓄電池を有する電池群と、
     平面視にて前記筐体の内側面と前記電池群との間に配置される絶縁性のサイドスペーサと、
    を備える、組電池。
  2.  平面視にて、前記サイドスペーサは、前記筐体の内側面に接触すると共に前記電池群を囲う、請求項1に記載の組電池。
  3.  前記サイドスペーサと前記内側面とを固着する固着部を有する、請求項2に記載の組電池。
  4.  前記サイドスペーサは、前記内側面と前記電池群とが対向する方向において互いに積層される複数の絶縁部材を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の組電池。
  5.  前記サイドスペーサは、前記複数の絶縁部材同士を固定する固定部を有する、請求項4に記載の組電池。
  6.  導電性を有する筐体と、
     前記筐体に収容される複数の鉛蓄電池を有する電池群と、
     前記筐体に接しており、平面視にて前記筐体と前記電池群との間に配置される絶縁性のサイドスペーサと、
    を備え、
     前記複数の鉛蓄電池のそれぞれは、所定方向に沿って重なる複数の極板を有し、
     前記複数の極板のそれぞれは、活物質が保持される本体部を有し、
     前記所定方向から見て、前記サイドスペーサは、前記複数の鉛蓄電池のうち前記サイドスペーサに接する鉛蓄電池に含まれる前記極板の前記本体部を少なくとも覆う、
    組電池。
  7.  前記サイドスペーサと前記筐体とを固着する固着部を有する、請求項6に記載の組電池。
  8.  前記サイドスペーサは、前記所定方向に沿って互いに積層される複数の絶縁部材を有する、請求項6または7に記載の組電池。
  9.  前記サイドスペーサは、前記複数の絶縁部材同士を固定する固定部を有する、請求項8に記載の組電池。
  10.  前記固定部は、前記本体部よりも上方、及び前記本体部よりも下方の少なくとも一方に設けられる、請求項9に記載の組電池。
  11.  前記筐体は、底部と、前記底部の縁に沿って立設する枠部と、前記枠部内にて前記底部及び前記枠部に固定される追加スペーサ部とを有し、
     前記サイドスペーサは、前記追加スペーサ部に接している、請求項1~10のいずれか一項に記載の組電池。
  12.  前記サイドスペーサの下端は、前記底部に接しており、
     前記サイドスペーサの上端は、前記蓄電池よりも上側に位置する、請求項11に記載の組電池。
  13.  平面視にて、前記サイドスペーサの厚さは、1mm以上である、請求項1~12のいずれか一項に記載の組電池。
  14.  導電性を有する筐体に絶縁性のサイドスペーサを収容する第1の工程と、
     前記筐体に複数の蓄電池を収容する第2の工程と、
    を備え、
     前記複数の蓄電池は、複数の第1の蓄電池と、複数の第2の蓄電池を有し、
     前記第1の工程では、前記筐体の内側面に沿って配置される前記サイドスペーサから構成されると共に、前記内側面に接触する第1の囲いを形成し、
     前記第2の工程では、前記第1の囲いの内側面に沿って配置される前記複数の第1の蓄電池を含むと共に前記第1の囲いに接触する第2の囲いが形成された後、前記第2の囲いの内部に前記複数の第2の蓄電池の少なくとも一部が配置される、
    組電池の製造方法。
  15.  前記第1の工程では、前記サイドスペーサは、前記筐体の前記内側面に固定される、請求項14に記載の組電池の製造方法。
  16.  前記第1の工程では、前記第2の囲いに含まれる、もしくは、前記第2の囲いの内部に配置される第3の蓄電池を、前記筐体に収容する、請求項14または15に記載の組電池の製造方法。
  17.  前記第1の工程では、前記複数の第3の蓄電池を前記筐体に収容し、
     前記第2の工程では、前記複数の第3の蓄電池の少なくとも一部が前記第2の囲いに含まれる、請求項16に記載の組電池の製造方法。
  18.  前記第2の工程では、前記第2の囲いの形成前に、前記複数の第2の蓄電池の一部が前記筐体に収容される、請求項14~17のいずれか一項に記載の組電池の製造方法。
  19.  導電性を有する筐体に絶縁性のサイドスペーサを配置するサイドスペーサ配置部と、
     前記筐体に複数の蓄電池を配置する蓄電池配置部と、
    を備え、
     前記複数の蓄電池は、複数の第1の蓄電池と、複数の第2の蓄電池を有し、
     前記サイドスペーサ配置部は、前記筐体の内側面に沿って前記サイドスペーサを配置することによって、前記サイドスペーサから構成されると共に前記内側面に接触する第1の囲いを形成し、
     前記蓄電池配置部は、
      前記複数の第1の蓄電池を含むと共に前記第1の囲いに接触する第2の囲いを形成するように、前記複数の第1の蓄電池を前記第1の囲いの内側面に沿って配置し、
      前記第2の囲いの内部に前記複数の第2の蓄電池の少なくとも一部を配置する、
    組電池の製造装置。
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