WO2023223961A1

WO2023223961A1 - 蓄電装置

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Publication number: WO2023223961A1
Application number: PCT/JP2023/017897
Authority: WO
Inventors: 康平倉園
Original assignee: 株式会社Ｇｓユアサ
Priority date: 2022-05-16
Filing date: 2023-05-12
Publication date: 2023-11-23

Abstract

蓄電装置は、蓄電素子列と、蓄電素子列をＹ軸方向に拘束する拘束部材とを備える。拘束部材は、エンド部材とサイド部材とを有する。エンド部材の蓄電素子列とは反対側の外側面は、サイド部材の端部が接続される第一外側面と、Ｙ軸方向において、第一外側面よりも、蓄電素子列から遠い位置にある第二外側面とを含む。第一外側面と第二外側面とはＸ軸方向に並んで配置されている。エンド部材における、第二外側面の内側には、エンド部材を他の物体に固定するための固定部材を、第一方向及び第二方向に直交する第三方向であるＺ軸方向に貫通させる固定孔が形成されている。

Description

蓄電装置

　本発明は、複数の蓄電素子を備える蓄電装置に関する。

　特許文献１には、一列に並べられた複数の電池セルからなる配列体を備える電池モジュールが開示されている。電池モジュールは、配列体の一方の配列端に配置された第１のブラケットと、配列体の他方の配列端に配置された第２のブラケットとを備えている。第１のブラケットにおける固定用片の固定ボルト挿通孔は、丸孔であり、第２のブラケットにおける固定用片の固定ボルト挿通孔は、配列方向に延びる長孔である。第１のブラケットの連結ボルト挿通孔から第２のブラケットの連結ボルト挿通孔に向かって連結ボルトが挿通され、第２のブラケットのエンド部材から突出する連結ボルトの先端部分にナットが締結されている。

特開２０１７－１９５０８８号公報

　上記従来の電池モジュール（蓄電装置）では、複数の電池セル（蓄電素子）からなる配列体（蓄電素子列）を、配列方向の両側から挟む一対のブラケットのそれぞれに固定用片が設けられており、これら固定用片には固定ボルト挿通孔が形成されている。この構成によれば、配列方向で拘束された蓄電素子列を有する蓄電装置を、複数のボルトで外部の支持体に固定できる。しかしながら、固定ボルト挿通孔が形成された固定用片は、ブラケット本体（蓄電素子列を配列方向で押圧する本体部分）から配列方向の外側（蓄電素子列から離れる方向）に突出して設けられている。そのため、配列方向（複数の蓄電素子の並び方向）における蓄電装置の長さが長くなるという問題がある。

　本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、複数の蓄電素子を備える蓄電装置であって、小型化に適した構造を有する蓄電装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る蓄電装置は、第一方向に並べられた複数の蓄電素子で形成された蓄電素子列と、前記蓄電素子列を前記第一方向に拘束する拘束部材とを備える蓄電装置であって、前記拘束部材は、前記蓄電素子列の前記第一方向の側方に配置されたエンド部材と、前記蓄電素子列の、前記第一方向と直交する第二方向の側方に配置され、かつ、前記第一方向の端部が前記エンド部材に接続されたサイド部材とを有し、前記エンド部材の前記蓄電素子列とは反対側の外側面は、前記サイド部材の前記端部が接続される第一外側面と、前記第一方向において、前記第一外側面よりも、前記蓄電素子列から遠い位置にある第二外側面とを含み、前記第一外側面と前記第二外側面とは前記第二方向に並んで配置されており、前記エンド部材における、前記第二外側面の内側には、前記エンド部材を他の物体に固定するための固定部材を、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向に貫通させる固定孔が形成されている。

　本発明によれば、複数の蓄電素子を備える蓄電装置であって、小型化に適した構造を有する蓄電装置を提供できる。

本実施形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。本実施形態に係る蓄電装置の分解斜視図である。本実施形態に係る蓄電素子の斜視図である。本実施形態に係るエンド部材及びその周辺の構成を示す分解斜視図である。本実施形態に係るエンド部材及びその周辺の構成を示す平面図である。本実施形態に係るエンド部材の断面図である。本実施形態の変形例１に係るエンド部材及びその周辺の構成を示す平面図である。

　（１）本発明の一態様に係る蓄電装置は、第一方向に並べられた複数の蓄電素子で形成された蓄電素子列と、前記蓄電素子列を前記第一方向に拘束する拘束部材とを備える蓄電装置であって、前記拘束部材は、前記蓄電素子列の前記第一方向の側方に配置されたエンド部材と、前記蓄電素子列の、前記第一方向と直交する第二方向の側方に配置され、かつ、前記第一方向の端部が前記エンド部材に接続されたサイド部材とを有し、前記エンド部材の前記蓄電素子列とは反対側の外側面は、前記サイド部材の前記端部が接続される第一外側面と、前記第一方向において、前記第一外側面よりも、前記蓄電素子列から遠い位置にある第二外側面とを含み、前記第一外側面と前記第二外側面とは前記第二方向に並んで配置されており、前記エンド部材における、前記第二外側面の内側には、前記エンド部材を他の物体に固定するための固定部材を、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向に貫通させる固定孔が形成されている。

　この蓄電装置によれば、蓄電素子列を配列方向（第一方向）で拘束する拘束部材はエンド部材の第一外側面に接続される。エンド部材の、第一外側面は、第二外側面よりも蓄電素子列に近い位置、つまり、第二外側面よりも第一方向で引っ込んだ位置にある。従って、エンド部材に接続されるサイド部材の端部の、エンド部材からの第一方向における突出量を抑制できる。エンド部材を第三方向に貫通する固定孔は、第二外側面の内側に配置される。従って、蓄電装置を他の物体に固定するための固定部材を、第三方向から見た場合における、蓄電素子列及び拘束部材からなる構造体の外形内に位置させることができる。本態様に係る蓄電装置は、複数の蓄電素子を備える蓄電装置であって、小型化に適した構造を有する蓄電装置である。

　（２）上記（１）に記載の蓄電装置において、前記第三方向から見た場合、前記固定孔の一部は、前記第一方向において、前記第一外側面よりも前記蓄電素子列から遠い位置に設けられている、としてもよい。

　上記（２）に記載の蓄電装置によれば、エンド部材の第二外側面の内側の領域であり、第一方向（Ｙ軸方向）で第一外側面よりも外側に張り出した領域を利用して、固定孔が形成される。従って、比較的に外径の大きな長ボルトを固定部材として採用することができ、蓄電装置をより安定して他の物体に固定できる。つまり、蓄電装置のサイズを大きくすることなく、より強固にまたはより安定して蓄電装置を固定できる。

　（３）上記（２）に記載の蓄電装置において、前記第三方向から見た場合、前記固定孔の前記一部を除いた部分は、前記第一方向において、前記第一外側面よりも前記蓄電素子列に近い位置に設けられている、としてもよい。

　上記（３）に記載の蓄電装置によれば、エンド部材の固定孔の少なくとも一部は、第一方向において第一外側面よりも内側の位置にある。言い換えると、固定孔の一部のみが、第一方向において第一外側面よりも外側に位置する。従って、固定孔が設けられる第二外側面を、第一方向に過度に突出させる必要はなく、かつ、外側に張り出した第二外側面の内側の領域を利用して、固定孔が形成される。これにより、蓄電装置の小型化と、固定部材を用いた蓄電装置の安定的な固定とが、よりバランスよく実現される。

　（４）上記（１）～（３）に記載の蓄電装置において、前記エンド部材は、前記第一外側面を形成する薄肉部と、前記第一方向における厚みが前記薄肉部よりも大きい厚肉部であって、前記第二外側面を形成する厚肉部と、を有する、としてもよい。

　上記（４）に記載の蓄電装置によれば、第一及び第二外側面の第一方向の位置の違いは、エンド部材の肉厚の大小（厚い、薄い）によって作り出されている。従って、エンド部材の、蓄電素子列に対向する面（内側面）をフラットに維持しながら、エンド部材の外側面において、第一及び第二外側面の第一方向の位置を互いに異ならせることができる。つまり、エンド部材は、固定部材を第三方向で貫通させる空間（固定孔）を有しつつ、内側面の広い範囲で、複数の蓄電素子（蓄電素子列）を安定的に拘束できる。

　（５）上記（４）に記載の蓄電装置において、前記厚肉部は、前記第二方向の中央に位置する第一厚肉部と、前記第二方向の端部に位置する第二厚肉部であって、前記固定孔が形成され、かつ、前記第一厚肉部よりも前記第一方向の厚みが小さい第二厚肉部と、を有する、としてもよい。

　上記（５）に記載の蓄電装置によれば、エンド部材は、蓄電素子の最も膨らみやすい部分である第二方向の中央部分に対し、強固に拘束力を働かせることができる。エンド部材の厚肉部の第二方向の端部は、中央部よりも肉厚が小さくなっており、これにより、エンド部材の軽量化が図られる。つまり、蓄電素子列の全体としての第一方向の膨張を効率よく抑制しつつ、蓄電装置の小型化及び軽量化が図られる。

　以下、図面を参照しながら、本実施形態（その変形例も含む）に係る蓄電装置について説明する。以下で説明する実施形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

　以下の説明及び図面中において、１つの蓄電素子における一対の端子の並び方向、１つの蓄電素子の容器における一対の短側面の対向方向、一対のサイド部材の並び方向を、Ｘ軸方向と定義する。複数の蓄電素子の並び方向、複数のスペーサの並び方向、一対のエンド部材の並び方向、１つの蓄電素子の容器における一対の長側面の対向方向、または、蓄電素子、スペーサ若しくはエンド部材の厚み方向を、Ｙ軸方向と定義する。蓄電素子の容器における容器本体と蓋板との並び方向、エンド部材における固定部材の貫通方向、または、上下方向を、Ｚ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、交差（本実施形態では直交）する方向である。使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。

　以下の説明において、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。単にＸ軸方向という場合は、Ｘ軸プラス方向及びＸ軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。以下では、Ｙ軸方向を第一方向と呼び、Ｘ軸方向を第二方向と呼び、Ｚ軸方向を第三方向と呼ぶ場合がある。平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。２つの方向が平行であるとは、当該２つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行（数％程度の差異を含むこと）であることも意味する。以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。

　（実施の形態）
　［１．蓄電装置の全般的な説明］
　まず、図１及び図２を用いて本実施形態における蓄電装置１０の全般的な説明を行う。図１は、本実施形態に係る蓄電装置１０の外観を示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る蓄電装置１０の分解斜視図である。

　蓄電装置１０は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電できる装置である。本実施形態では、略直方体形状を有している。蓄電装置１０は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュール（組電池）であってもよい。具体的には、蓄電装置１０は、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられてもよい。上記の自動車としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）、及び、化石燃料（ガソリン、軽油、液化天然ガス等）自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。蓄電装置１０は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。

　図１及び図２に示すように、蓄電装置１０は、複数の蓄電素子２０が並べられて形成された蓄電素子列３０と、一対のエンド部材４００及び一対のサイド部材５００を有する拘束部材６００と、を備えている。本実施形態では、蓄電素子列３０は、複数の蓄電素子２０の並び方向（本実施形態ではＹ軸方向）の両端に配置されたスペーサ１００と、隣り合う２つの蓄電素子２０の間に配置されたスペーサ１５０と、を含む。複数の蓄電素子２０の並び方向は、第一方向の一例であり、「配列方向」という場合もある。

　蓄電装置１０は、サイド部材５００と蓄電素子列３０との間に配置された絶縁部材５８０を備えている。蓄電装置１０は、蓄電素子２０同士を直列または並列に接続するバスバーも備えているが、その図示及び説明は省略する。蓄電装置１０は、上記の構成要素の他、上記バスバーの位置決めを行うバスバーフレーム、上記の構成要素を収容する外装体、外部のバスバー等と接続される外部端子、蓄電素子２０の充電状態及び放電状態等を監視または制御する制御基板、ヒューズ、リレー及びコネクタ等の電気部品等を備えていてもよい。

　蓄電素子２０は二次電池（単電池）であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。本実施形態では、蓄電素子２０は、扁平な直方体形状（角形）を有しており、８個の蓄電素子２０がＹ軸方向に並んで配列されている。蓄電素子２０の大きさ、形状、及び、配列される蓄電素子２０の個数等は限定されず、蓄電素子２０の数は２以上であればよい。蓄電素子２０は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。蓄電素子２０は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。蓄電素子２０は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子２０は、パウチタイプであってもよい。本実施形態に係る蓄電素子２０の構成の詳細な説明については、後述する。

　スペーサ１００及び１５０は、蓄電素子２０と他の部材とを絶縁する板状の部材である。より具体的には、スペーサ１５０は、Ｙ軸方向で隣り合う２つの蓄電素子２０の間に配置され、これら２つの蓄電素子２０の一方と他方とを絶縁するセル間スペーサである。スペーサ１００は、蓄電素子列３０における端部の蓄電素子２０と、エンド部材４００との間に配置され、当該蓄電素子２０とエンド部材４００とを絶縁するエンドスペーサである。本実施形態では、スペーサ１００及び１５０は、蓄電素子２０を保持するセルホルダとしての機能も有している。

　本実施形態における蓄電素子列３０では、８個の蓄電素子２０に対して、７個のスペーサ１５０と、一対（２個）のスペーサ１００とが配置されている。スペーサ１００及び１５０の個数は、蓄電装置１０が備える蓄電素子２０の個数等に応じて適宜変更されてもよい。スペーサ１００及び１５０は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ＡＢＳ樹脂、ガラス繊維により形成されていてもよい。これらの複合材料等の絶縁部材、絶縁塗装をした金属、または、マイカ片の集積体等の断熱性を有する部材等により形成されていてもよい。

　拘束部材６００は、エンド部材４００及びサイド部材５００によって、蓄電素子列３０を配列方向（Ｙ軸方向）で圧迫（拘束）する部材である。エンド部材４００及びサイド部材５００は、強度確保の観点等から、鋼またはステンレス等の金属製の部材で形成されているが、その材質は特に限定されない。エンド部材４００及びサイド部材５００は、強度の高い絶縁性の部材で形成されていてもよいし、金属製の部材に絶縁処理が施されていてもよい。

　エンド部材４００は、蓄電素子列３０のＹ軸方向の両側に配置され、蓄電素子列３０を、配列方向（Ｙ軸方向）の両側から挟み込んで保持する部材である。エンド部材４００は、本実施形態ではブロック状の部材である。しかし、厚み方向をＹ軸方向に向けた板状の部材（例えば「エンドプレート」と呼ばれる）が、エンド部材４００として採用されてもよい。本実施形態では、エンド部材４００は、サイド部材５００の端部が接続される部分と、エンド部材４００が他の物体８００（図１参照）に固定されるための部分を有している。具体的には、エンド部材４００は、Ｚ軸方向に貫通する固定孔４３０を有している。例えば、固定孔４３０に挿通された長ボルト等の固定部材７１０が、他の物体８００に設けられたネジ穴８１０に螺合する。これにより、エンド部材４００が他の物体８００に固定される。他の物体８００に特に限定はないが、蓄電装置１０が収容されるラックの棚板、１以上の蓄電装置１０を収容する筐体の床壁部、または蓄電装置１０を搭載する車両内の金属製部材等がある。エンド部材４００及びその周辺の構成については、図４～図６を用いて後述する。

　サイド部材５００は、蓄電素子列３０に対し、配列方向（第一方向）であるＹ軸方向に直交するＸ軸方向の側方（外側）に配置された板状かつ長尺状の部材である。Ｘ軸方向は、第一方向に直交する第二方向の一例である。具体的には、サイド部材５００は、Ｘ軸方向において、蓄電素子列３０とで絶縁部材５８０を挟んで、絶縁部材５８０の側方（外側）に配置される。サイド部材５００は、両端が一対のエンド部材４００に取り付けられて、一対のエンド部材４００を繋ぐことで、蓄電素子列３０を拘束する。

　本実施形態では、蓄電素子列３０のＸ軸方向の両側に、一対のサイド部材５００が配置される。一対のサイド部材５００は、、Ｙ軸方向の両端部において、一対のエンド部材４００のＸ軸方向の端部に接続される。これにより、一対のサイド部材５００は、一対のエンド部材４００とともに、蓄電素子列３０をＸ軸方向の両側及びＹ軸方向の両側から挟み込んで拘束する。具体的には、サイド部材５００は、Ｚ軸方向に並ぶ複数（本実施形態では２つ）の接続部材７５０によって、エンド部材４００に接続される。本実施形態では、接続部材７５０はボルトであり、エンド部材４００に形成された雌ネジ部と螺合してもよい。サイド部材５００のエンド部材４００への接続は、溶接またはかしめ等によって接続されてもよい。本実施形態では、サイド部材５００は、例えば「サイドプレート」と呼ばれる板状の部材であるが、サイド部材５００の形状に限定はない。丸棒状または角棒状の部材がサイド部材５００として採用されてもよい。１つのサイド部材５００と１つのエンド部材４００との接続箇所の数は２である必要はなく、１または３以上であってもよい。１つのサイド部材５００と１つのエンド部材４００とが、３以上の接続部材７５０で接続されてもよい。

　絶縁部材５８０は蓄電素子列３０のＸ軸方向の両側に配置され、かつ、Ｙ軸方向に延設される板状かつ長尺状の絶縁部材（インシュレータ）である。絶縁部材５８０は、Ｘ軸方向において、蓄電素子列３０とサイド部材５００との間に配置される。これにより、絶縁部材５８０は、蓄電素子２０とサイド部材５００とを絶縁する。絶縁部材５８０は、絶縁性を有する部材であればどのような材質で形成されていてもよく、スペーサ１００及び１５０に使用可能ないずれかの絶縁性の部材で形成されていてもよい。

　［２．蓄電素子の説明］
　次に、本実施形態に係る蓄電素子２０について説明する。図３は、本実施形態に係る蓄電素子２０の斜視図である。図３に示すように、蓄電素子２０は、容器２１と、一対（正極側及び負極側）の端子２２とを備えている。容器２１の内方には、電極体、一対（正極側及び負極側）の集電体、及び、電解液（非水電解質）等が収容されているが、これらの図示は省略する。当該電解液としては、蓄電素子２０の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択できる。

　蓄電素子２０は、上記の構成要素の他、電極体の側方または下方等に配置されるスペーサ、及び、電極体等を包み込む絶縁フィルム等を有していてもよい。容器２１の周囲には、容器２１の外面を覆う絶縁フィルム（シュリンクチューブ等）が配置されてもよい。当該絶縁フィルムの材質は、蓄電素子２０に必要な絶縁性を確保できるものであれば特に限定されないが、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＢＴまたはＡＢＳ樹脂等の絶縁性の樹脂、エポキシ樹脂、カプトン（登録商標）、テフロン（登録商標）、シリコン、ポリイソプレン、及びポリ塩化ビニル等から選択できる。

　容器２１は、開口が形成された容器本体と、容器本体の当該開口を閉塞する蓋板と、を有する直方体形状（角形または箱形）のケースである。容器２１は、電極体等を容器本体の内方に収容後、容器本体と蓋板とが溶接等によって接合されて内部が密封される。容器２１（容器本体及び蓋板）の材質は特に限定されない。容器２１の材質は、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能（接合可能）な金属、又は、樹脂を使用できる。

　容器２１は、一対の長側面２１ａと、一対の短側面２１ｂと、これら長側面２１ａ及び短側面２１ｂと辺を接する端子配置面２１ｃとを有している。一対の長側面２１ａの対向方向と、一対の短側面２１ｂの対向方向は直交している。長側面２１ａは、矩形状の平面部であり、隣接するスペーサ１００または１５０とＹ軸方向に対向している。長側面２１ａは、短側面２１ｂ及び端子配置面２１ｃと辺を接し、短側面２１ｂよりも面積が大きい。短側面２１ｂは、矩形状の平面部であり、長側面２１ａ及び端子配置面２１ｃと辺を接し、かつ、長側面２１ａよりも面積が小さい。端子配置面２１ｃは、一対の端子２２が配置された面であり、本実施形態では、容器２１の蓋板の上面によって形成されている。端子配置面２１ｃには、容器２１の内方の圧力が過度に上昇した場合に当該圧力を開放するためのガス排出弁等が配置されてもよい。

　端子２２は、蓄電素子２０の端子部材（正極端子及び負極端子）であり、集電体を介して、電極体の正極板及び負極板に電気的に接続されている。つまり、端子２２は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子２０の外部に導出し、また、電極体に電気をに電気を導入するための金属製の部材である。端子２２は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などで形成されている。本実施形態では、端子２２は、バスバー等の導電部材が溶接される平面部を有している。端子２２は、ナット等を用いてバスバー等の導電部材を固定するための軸部を有していてもよい。

　電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素（発電要素）である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる正極集電箔上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる負極集電箔上に負極活物質層が形成されたものである。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、陽イオン（リチウムイオン、ナトリウムイオン、マグネシウムイオン）を吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートまたは不織布等を使用できる。本実施形態では、電極体は、極板（正極板及び負極板）がＹ軸方向に積層されて形成されている。電極体は、極板（正極板及び負極板）が巻回されて形成された巻回型の電極体、平板状の極板が積層されて形成された積層型（スタック型）の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体等、どのような形態の電極体でもよい。

　集電体は、端子２２と電極体とに電気的に接続される導電性の部材（正極集電体及び負極集電体）である。正極集電体は、正極板の正極集電箔と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極集電体は、負極板の負極集電箔と同様、銅または銅合金等で形成されている。蓄電素子２０は、集電体が使用されることなく、端子と極板が直接電気的に接続される構成であってもよい。

　［３．エンド部材及びその周辺の構成について］
　本実施形態に係る蓄電装置１０では、上記のように構成された蓄電素子２０を８個含む蓄電素子列３０を備えている。蓄電素子列３０は、拘束部材６００によって拘束されており、拘束部材６００は、蓄電素子列３０を配列方向で挟む一対のエンド部材４００を有している。以下では、この一対のエンド部材４００のうちの、Ｙ軸マイナス方向におけるエンド部材４００に着目し、上記の図２に加え、図４～図６を参照しながらその構成等について説明を行う。

　図４は、本実施形態に係るエンド部材４００及びその周辺の構成を示す分解斜視図である。図４は、蓄電装置１０のＹ軸マイナス方向の端部の斜視図を表しており、蓄電素子列３０は省略している。図５は、本実施形態に係るエンド部材４００及びその周辺の構成を示す平面図である。図５では、平面視（Ｚ軸プラス方向から見た場合）におけるエンド部材４００の外形、並びに、固定孔４３０の位置及び大きさを表さしている。サイド部材５００については、エンド部材４００に接続される端部のみを示している。図６は、本実施形態に係るエンド部材の断面図である。図６では、図４におけるＶ－Ｖ線断面（Ｘ軸プラス方向から見た場合）を表している。図５及び図６において、蓄電素子列３０のおおよその配置範囲を、ドットを付した領域で表現している。

　図２、図４及び図５に示すように、蓄電素子列３０のＹ軸方向の側方（外側）に配置されたエンド部材４００は、全体として、Ｘ軸方向の中央部がＹ軸方向かつ外側（蓄電素子列３０から離れる向き）に突出した形状を有している。つまり、エンド部材４００の外側の側面（外側面）は、Ｘ軸方向の端部に位置する第一外側面４１０と、第一外側面４１０よりも、蓄電素子列３０から遠い位置にある第二外側面４２０とを含む。言い換えると、第一方向において、第二外側面４２０は第一外側面４１０よりも外側に位置する。本実施形態では、エンド部材４００は、金属で形成されたブロック状の部材である。本実施形態では、エンド部材４００の、ＸＺ平面に沿う外面（エンド部材４００のＹ軸マイナス方向における端面）を、「外側面」として扱う。エンド部材４００の肉厚、という場合、エンド部材４００のＹ軸方向の厚みを意味する。

　本実施形態において、第一外側面４１０は、サイド部材５００と接続される部分である。図４に示すように、第一外側面４１０には、接続部材７５０と螺合する雌ネジ部である接続穴４５０が開口している。つまり、接続部材７５０の軸部は、サイド部材５００の端部に形成された貫通孔５５０を貫通し、エンド部材４００の接続穴４５０と螺合する。これにより、サイド部材５００とエンド部材４００とは、接続部材７５０による締結力によって接続される。エンド部材４００の第一外側面４１０と第二外側面４２０とはＸ軸方向に並んでいる。具体的には、エンド部材４００のＸ軸方向の両端部に第一外側面４１０が配置され、２つの第一外側面４１０の間に第二外側面４２０が配置される。接続穴４５０が設けられた第一外側面４１０は、第二外側面４２０よりもＹ軸方向の内側（蓄電素子列３０に近い位置）に位置している。そのため、図５に示すように、サイド部材５００とエンド部材４００との接続部分（接続部材７５０及びサイド部材５００の貫通孔５５０を有する部分）が、Ｙ軸方向においてエンド部材４００よりも外側に突出しない。Ｙ軸方向から見た場合に、第一外側面４１０と第二外側面４２０とはＸ軸方向で連続して並べられる必要はない。第一外側面４１０と第二外側面４２０との間に、Ｚ軸方向に延在する溝、傾斜面、または湾曲面等が存在していてもよい。

　エンド部材４００をＺ軸方向で貫いている固定孔４３０は、平面視において、エンド部材４００の外形内に位置している。具体的には、固定孔４３０は、図４及び図５に示すように、第二外側面４２０のＹ軸方向の内側に配置されている。この固定孔４３０は、Ｘ軸方向に並んで２つ配置されており、第一外側面４１０よりもＸ軸方向の内側（もう一つの固定孔４３０の方向）に設けられている。これら２つの固定孔４３０に挿通された２つの固定部材７１０によって、エンド部材４００が他の物体８００に固定される。その結果、蓄電装置１０が他の物体８００に固定される。蓄電装置１０におけるＹ軸プラス方向のエンド部材４００にも２つの固定孔４３０が設けられており（図２参照）、つまり、蓄電装置１０は、４つの固定部材７１０によって、バランスよく他の物体８００に固定される。本実施形態では、エンド部材４００に配置される２つの固定孔４３０に対して、２つの固定部材７１０を挿通しているが、固定部材７１０の数は１つでもよい。この場合、２つの固定孔４３０のいずれか一つの固定孔４３０に挿通された１つの固定部材７１０によって、エンド部材４００が他の物体８００に固定される。

　本実施形態に係る蓄電装置１０は、第一方向であるＹ軸方向に並べられた複数の蓄電素子２０で形成された蓄電素子列３０と、蓄電素子列３０をＹ軸方向に拘束する拘束部材６００とを備える。拘束部材６００は、蓄電素子列３０のＹ軸方向の側方（外側）に配置されたエンド部材４００と、蓄電素子列３０の、第一方向と直交する第二方向であるＸ軸方向の側方に配置され、かつ、Ｙ軸方向の端部がエンド部材４００に接続されたサイド部材５００とを有する。エンド部材４００の蓄電素子列３０とは反対側の外側面は、サイド部材５００の端部が接続される第一外側面４１０と、Ｙ軸方向において、第一外側面４１０よりも、蓄電素子列３０から遠い位置にある第二外側面４２０とを含む。第一外側面４１０と第二外側面４２０とはＸ軸方向に並んで配置されている。エンド部材４００における、第二外側面４２０の内側には、エンド部材４００を他の物体８００に固定するための固定部材７１０を、第一方向及び第二方向に直交する第三方向であるＺ軸方向に貫通させる固定孔４３０が形成されている。

　また、本実施形態は以下の様にも表すことができる。蓄電装置１０は、第一方向であるＹ軸方向に並べられた複数の蓄電素子２０で形成された蓄電素子列３０と、蓄電素子列３０をＹ軸方向に拘束する拘束部材６００とを備える。拘束部材６００は、蓄電素子列３０のＹ軸方向の側方（外側）に配置されたエンド部材４００と、蓄電素子列３０の、第一方向と直交する第二方向であるＸ軸方向の側方に配置され、かつ、Ｙ軸方向の端部がエンド部材４００に接続されたサイド部材５００とを有する。蓄電素子列３０は、第一方向において末端に配置される第一蓄電素子２０Ａを有し、エンド部材４００の前記第一蓄電素子２０Ａとは反対側の外側面は、第一外側面４１０と第二外側面４２０とを含む。第一外側面４１０はサイド部材４００のＹ軸方向の端部が接続される。第二外側面４２０は、前記第一方向において、前記第一蓄電素子２０Ａとの距離が、第一外側面４１０と第一蓄電素子２０Ａとの距離よりも長い。第一外側面４１０と第二外側面４２０とはＸ軸方向に並んで配置されている。エンド部材４００における、第二外側面４２０の内側には、エンド部材４００を他の物体８００に固定するための固定部材７１０を、第一方向及び第二方向に直交する第三方向であるＺ軸方向に貫通させる固定孔４３０が形成されている。

　本実施形態では、エンド部材４００の、サイド部材５００の端部が接続される部分である第一外側面４１０は、第二外側面４２０よりも蓄電素子列３０に近い位置、つまり、第二外側面４２０よりもＹ軸方向で引っ込んだ位置にある。従って、エンド部材４００に接続されるサイド部材５００の端部の、エンド部材４００からのＹ軸方向における突出量を抑制できる。本実施形態では、図５に示すように、サイド部材５００とエンド部材４００との接続部分は、接続部材７５０の頭部を含む全体が、Ｙ軸方向においてエンド部材４００よりも突出していない。つまり、当該接続部分は、エンド部材４００の第二外側面４２０よりもＹ軸方向の内側（蓄電素子列３０に近い位置）に配置されている。第一外側面４１０が、第二外側面４２０とＸ軸方向に並んでいるため、エンド部材４００のＸ軸方向の端部に、サイド部材５００と接続される第一外側面４１０を位置させることができる。これにより、蓄電素子列３０のＸ軸方向の側方（外側）に配置されるサイド部材５００とエンド部材４００とを容易に接続できる。エンド部材４００をＺ軸方向に貫通する固定孔４３０は、第二外側面４２０の内側に配置される。従って、蓄電装置１０を他の物体８００（図１参照）に固定するための固定部材７１０を、Ｚ軸方向から見た場合における、蓄電素子列３０及び拘束部材６００からなる構造体の外形内に位置させることができる。従って、平面視において、エンド部材の外側に突出した部分に、エンド部材を他の物体に固定するための固定孔を設ける場合とは異なり、蓄電装置１０のサイズを増加させずに、蓄電装置１０の固定のための部分を設けることができる。本実施形態に係る蓄電装置１０は、複数の蓄電素子２０を備える蓄電装置１０であって、小型化に適した構造を有する蓄電装置１０である。

　図５に示すように、本実施形態における固定孔４３０の一部（第一孔部４３０ａ）は、Ｙ軸方向において、第一外側面４１０よりも蓄電素子列３０（第一蓄電素子２０Ａ）から遠い位置に設けられている。

　本実施形態では、エンド部材４００において、第二外側面４２０の内側の領域であって、かつ、Ｙ軸方向で第一外側面４１０よりも外側に張り出した領域を利用して、固定孔４３０が形成される。従って、比較的に外径の大きな長ボルトを固定部材７１０として採用することができ、蓄電装置１０をより安定して他の物体８００に固定できる。つまり、蓄電装置１０のサイズを大きくすることなく、より強固にまたはより安定して蓄電装置１０を固定できる。

　より詳細には、図５に示すように、Ｚ軸方向から見た場合、固定孔４３０の一部（第一孔部４３０ａ）を除いた部分（第二孔部４３０ｂ）は、Ｙ軸方向において、第一外側面４１０よりも蓄電素子列３０に近い位置に設けられている。別の言い方をすると、第二孔部４３０ｂは、Ｙ軸方向において、第一外側面４１０よりも蓄電素子列３０（第一蓄電素子２０Ａ）に近い位置に設けられている。

　この構成によれば、エンド部材４００において、固定孔４３０の少なくとも一部（第二孔部４３０ｂ）は、Ｙ軸方向において第一外側面４１０よりも内側に位置している。言い換えると、固定孔４３０の一部（第一孔部４３０ａ）のみが、Ｙ軸方向において第一外側面４１０よりも外側に位置している。従って、固定孔４３０が設けられる第二外側面４２０を、Ｙ軸方向に過度に突出させる必要はなく、外側に張り出した第二外側面４２０の内側の領域を利用して、固定孔４３０が形成される。これにより、蓄電装置１０の小型化と、固定部材７１０を用いた蓄電装置１０の安定的な固定とが、よりバランスよく実現できる。

　本実施形態に係るエンド部材４００は、Ｙ軸方向の厚みに着目すると、以下のように説明される。エンド部材４００は、第一外側面４１０を形成する薄肉部４１５と、Ｙ軸方向における厚みが薄肉部４１５よりも大きい厚肉部４２５であって、第二外側面４２０を形成する厚肉部４２５と、を有する。

　本実施形態では、エンド部材４００の第一外側面４１０及び第二外側面４２０のＹ軸方向の位置の違いは、エンド部材４００の肉厚の大小（厚い、薄い）によって作り出されている。そのため、図５に示すように、エンド部材４００の蓄電素子列３０に対向する面（内側面）をフラットに形成しつつ、エンド部材４００の第一外側面４１０及び第二外側面４２０のＹ軸方向の位置を互いに異ならせることができる。つまり、エンド部材４００は、固定部材７１０をＺ軸方向で貫通させる空間（固定孔４３０）を有しつつ、内側面のＸ軸方向の広い範囲で複数の蓄電素子２０（蓄電素子列３０）を安定的に拘束できる。

　より詳細には、厚肉部４２５は、図５に示すように、Ｘ軸方向の中央に位置する第一厚肉部４２６と、Ｘ軸方向の端部に位置する第二厚肉部４２７とを有する。第二厚肉部４２７は、固定孔４３０が形成され、かつ、第一厚肉部４２６よりもＹ軸方向の厚みが小さい部分である。

　この構成によれば、エンド部材４００は、蓄電素子２０の最も膨らみやすい部分であるＸ軸方向の中央部分に対し、強固に拘束力を働かせることができる。エンド部材４００の厚肉部４２５のＸ軸方向の端部は、中央部よりも肉厚が小さくなっており、これにより、エンド部材４００の軽量化が図られる。つまり、蓄電素子列３０の全体としてのＹ軸方向の膨張を効率よく抑制しつつ、蓄電装置１０の小型化及び軽量化が図られる。

　本実施形態では、第三方向において、固定孔の大きさが異なる。

　この構成によれば、固定部材７１０と固定孔４３０の内壁との接触領域を減らすことができる。蓄電素子の膨張等による蓄電素子列からの第一方向の圧力がエンド部材４００に加わったときに、固定部材７１０と固定孔４３０の内壁との接触領域への応力の集中による不具合を抑制できる。従って、蓄電装置１０の小型化と、固定部材７１０を用いた蓄電装置１０の安定的な固定とが、よりバランスよく実現できる。

　図６に示すように、固定孔４３０は、固定部材７１０が挿入される部位（Ｚ軸プラス方向）である第一径部４３１と、第一径部４３１よりも他の物体８００に近い側に位置する部位である第二径部４３２を有する。第一径部４３１は第二径部４３２よりも他の物体８００から遠い方向（Ｚ軸プラス方向）に位置する部位であるとも言える。第一径部４３１と第二径部４３２では、固定孔４３０の大きさ（内径）が異なっている。第一径部４３１の内径の大きさＤ１は第二径部４３２の内径の大きさＤ２よりも小さいことが好ましい。ここで、固定孔は円形であり、Ｄ１は第一径部４３１の直径を、Ｄ２は第二径部４３２の直径を表す。第一径部４３１と第二径部４３２の間には固定孔４３０の内径が変化する段付き部が設けられている。段付き部は第一径部の方向に凸となる湾曲形状となっている。固定部材７１０と固定孔４３０の内壁との接触領域への応力の集中を考慮すると、固定孔の第三方向の中央部分は第二径部の領域に含まれることが好ましい。言い換えると、第三方向において、第一径部の長さは、第二径部の長さよりも短いことが好ましい。

　［４．他の変形例の説明］
　以上、本実施形態及に係る蓄電装置１０について説明したが、本発明は、上記の実施形態には限定されない。今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。

　エンド部材４００は、薄肉部４１５及び厚肉部４２５を有していなくてもよい。エンド部材４００は、肉厚が均一な平板状の部材の端部をクランク形状に折り曲げることで作製されてもよい。この場合、エンド部材４００は、当該端部に第一外側面４１０を有し、Ｙ軸方向（厚み方向）において、第一外側面よりも蓄電素子列３０から遠い位置に配置された第二外側面４２０を有する。当該エンド部材において、第一外側面を形成する部分の肉厚と、第二外側面を形成する部分の肉厚は同じである。しかし、当該エンド部材における第一外側面と第二外側面との位置関係は、実施形態に係るエンド部材４００と同じであり、Ｚ軸方向に貫通する固定孔４３０を第二外側面の内側に形成することも可能である。Ｚ軸方向から見て、クランク形状の端部を有するエンド部材を蓄電装置１０に採用した場合であっても、蓄電装置１０の小型化は可能である。クランク形状の端部を有するエンド部材は、切削加工または金型による成型加工によって作製されてもよい。

　エンド部材４００の厚肉部４２５は、厚みが異なる部分（第一厚肉部４２６及び第二厚肉部４２７）を有する必要はない。厚肉部４２５におけるエンド部材４００のＹ軸方向の厚みは、Ｘ軸方向において均一であってもよい。

　厚肉部４２５は、図７に示すように、Ｙ軸方向において、第一厚肉部４２６の厚みが第二厚肉部４２７の厚みよりも小さくてもよい。厚肉部４２５は、Ｚ軸方向から見た場合にＸ軸方向の中央部が凹んだ形状を有してもよい。この形状は、第二外側面４２０のＸ軸方向の中央部を湾曲状または矩形状に凹ませることで形成されてもよい。この場合、固定孔４３０を有する第二厚肉部４２７の厚みが比較的に大きいことで、エンド部材４００における固定孔４３０周りの機械的強度が確保される。エンド部材４００における第一厚肉部４２６の厚みが比較的に薄いことで、エンド部材４００の軽量化が図られる。Ｙ軸方向において、第一厚肉部４２６の厚みは、薄肉部４１５よりも厚いことが好ましい。この構成により、蓄電素子２０の最も膨らみやすい部分であるＸ軸方向の中央部分に対してある程度の拘束力を働かせつつ、エンド部材４００の軽量化が可能となる。

　エンド部材４００は、２以上の部材が接合されることで形成されてもよい。第一外側面４１０及び第二外側面４２０を含む外側面を形成する第一部材と、蓄電素子列３０に対向する内側面を形成する第二部材とがＹ軸方向に重ね合わされて接合されることで、エンド部材４００が作製されてもよい。この場合、第一部材に設けられたＺ軸方向に延在する溝と、第二部材に設けられたＺ軸方向に延在する溝とを対向させた状態で第一部材と第二部材とを接合することで、これら２つの溝によって固定孔４３０が形成されてもよい。

　エンド部材４００に設けられる固定孔４３０の数は２には限定されず、１または３以上であってもよい。つまり、１つのエンド部材４００を他の物体８００に固定するための固定部材７１０の数は、１以上であればよい。固定孔４３０（固定部材７１０）の数は、蓄電装置１０のサイズ、重量、または形状等に応じて適宜決定されてもよい。

　固定孔４３０のＸ軸方向における位置は、第二厚肉部４２７に限定されず、固定孔４３０の一部が、薄肉部４１５又は第一厚肉部４２６に設けられていてもよい。固定孔４３０は、薄肉部４１５、第二厚肉部４２７及び第一厚肉部４２６を横断するような形状で設けられていてもよい。

　固定孔４３０の形状は円形に限定されず、非円形（楕円形、多角形等）であってもよい。非円形の場合、固定孔４３０の大きさＤ１は、第一径部４３１において対向する内壁間の距離が最も小さい部分であり、固定孔４３０の大きさＤ２は第二径部４３２において対向する内壁間の距離が最も小さい部分である。第三方向において、固定孔４３０の大きさが連続的に変化していてもよい。この場合、段付き部は存在することなく、第一径部４３１と第二径部４３２とが連続的に繋がりながら孔の大きさが変化する。段付き部の形状は湾曲形状に限定されない。直線状、階段状等の形状でもよい。

　エンド部材４００は、外側面、または、外側面とは反対側の内側面に開口部を有してもよい。エンド部材４００が有する開口部の数は複数であってもよい。エンド部材４００が開口部に、何等かの部材の一部または全部が収容されてもよい。この開口部を設けることで、蓄電装置の軽量化が期待できる。開口部は溝または穴であってもよい。

　上記の実施形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

　本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子を備えた蓄電装置等に適用できる。

　　１０　蓄電装置
　　２０　蓄電素子
　　３０　蓄電素子列
　４００　エンド部材
　４１０　第一外側面
　４１５　薄肉部
　４２０　第二外側面
　４２５　厚肉部
　４２６　第一厚肉部
　４２７　第二厚肉部
　４３０　固定孔
　４３０ａ　第一孔部
　４３０ｂ　第二孔部
　５００　サイド部材
　６００　拘束部材
　７１０　固定部材
　８００　他の物体
　８１０　ネジ穴

Claims

　第一方向に並べられた複数の蓄電素子で形成された蓄電素子列と、前記蓄電素子列を前記第一方向に拘束する拘束部材とを備える蓄電装置であって、
　前記拘束部材は、
　前記蓄電素子列の前記第一方向の側方に配置されたエンド部材と、
　前記蓄電素子列の、前記第一方向と直交する第二方向の側方に配置され、かつ、前記第一方向の端部が前記エンド部材に接続されたサイド部材とを有し、
　前記エンド部材の前記蓄電素子列とは反対側の外側面は、前記サイド部材の前記端部が接続される第一外側面と、前記第一方向において、前記第一外側面よりも、前記蓄電素子列から遠い位置にある第二外側面とを含み、
　前記第一外側面と前記第二外側面とは前記第二方向に並んで配置されており、
　前記エンド部材における、前記第二外側面の内側には、前記エンド部材を他の物体に固定するための固定部材を、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向に貫通させる固定孔が形成されている、
　蓄電装置。
　前記第三方向から見た場合、前記固定孔の一部は、前記第一方向において、前記第一外側面よりも前記蓄電素子列から遠い位置に設けられている、
　請求項１記載の蓄電装置。
　前記第三方向から見た場合、前記固定孔の前記一部を除いた部分は、前記第一方向において、前記第一外側面よりも前記蓄電素子列に近い位置に設けられている、
　請求項２記載の蓄電装置。
　前記エンド部材は、
　前記第一外側面を形成する薄肉部と、
　前記第一方向における厚みが前記薄肉部よりも大きい厚肉部であって、前記第二外側面を形成する厚肉部と、を有する、
　請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
　前記厚肉部は、
　前記第二方向の中央に位置する第一厚肉部と、
　前記第二方向の端部に位置する第二厚肉部であって、前記固定孔が形成され、かつ、前記第一厚肉部よりも前記第一方向の厚みが小さい第二厚肉部と、を有する、
　請求項４記載の蓄電装置。