WO2024058219A1 - 蓄電装置 - Google Patents

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WO2024058219A1
WO2024058219A1 PCT/JP2023/033399 JP2023033399W WO2024058219A1 WO 2024058219 A1 WO2024058219 A1 WO 2024058219A1 JP 2023033399 W JP2023033399 W JP 2023033399W WO 2024058219 A1 WO2024058219 A1 WO 2024058219A1
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WO
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lid
power storage
opening
storage device
protrusion
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/033399
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English (en)
French (fr)
Inventor
泰徳 奥野
洋 長谷川
敦之 小西
Original Assignee
株式会社Gsユアサ
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Filing date
Publication date
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Application filed by 株式会社Gsユアサ filed Critical 株式会社Gsユアサ
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H01G11/12Stacked hybrid or EDL capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/271Lids or covers for the racks or secondary casings

Definitions

  • the present invention relates to a power storage device.
  • Patent Document 1 discloses a battery pack.
  • This battery pack includes a battery module and a housing that houses the battery module.
  • the housing includes a main body portion provided with an opening, and a plate-shaped lid member fixed to the main body portion so as to close the opening.
  • the main body has a bottom wall and an upper wall that faces the bottom wall and is provided with an opening.
  • a plurality of through holes are provided in the lid member. Each of the plurality of through holes is provided at a position overlapping with a screw hole provided in the upper wall. A bolt is inserted into each of the plurality of through holes, and the bolt is fastened to the screw hole.
  • the lid member is fixed to the main body using only a plurality of bolts. Therefore, for example, loosening of one bolt leads to a decrease in the fixing force of the lid member to the main body. Due to the decrease in the fixing force, there is a possibility that foreign matter may enter the inside of the casing.
  • the present invention has been made by the inventors of the present invention with new focus on the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a power storage device including an exterior body with improved reliability.
  • a power storage device includes a power storage element and an exterior body that houses the power storage element, and the exterior body includes an exterior body body having an opening that opens in a first direction; a lid that closes the opening, the exterior main body includes a protrusion disposed in the opening and protrudes in the first direction, the lid includes a through hole, and the protrusion includes a welded portion inserted into the through hole and welded to the lid.
  • a power storage device includes an exterior body that houses a power storage element, and the exterior body includes a main body portion having an opening, and a lid portion that closes the opening portion, and the exterior body includes a body portion having an opening and a lid portion closing the opening.
  • the main body portion has a caulking portion that is integrally formed with the main body portion and contacts the outer surface of the lid portion.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a power storage device according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the power storage device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of the protrusion according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view showing the structure of the protrusion and its surroundings according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of the protrusion and its surroundings according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a sectional view showing the configuration of a protrusion and its surroundings according to Modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. 7 is an enlarged perspective view of a protrusion according to a second modification of the first embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a power storage device according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the power storage device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of the protrusion according to the
  • FIG. 8 is a sectional view showing the configuration of a protrusion and its surroundings according to a second modification of the first embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged perspective view of a protrusion according to a third modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a side view showing a convex portion and a protruding portion according to the third modification of the first embodiment.
  • FIG. 11 is a sectional view showing the configuration of a protrusion and its surroundings according to a third modification of the first embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a structure of a protrusion that does not pass through a through hole provided in the lid of Embodiment 1 and its surroundings.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the appearance of the power storage device according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the appearance of the power storage device according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view showing each component when the power storage device according to the second embodiment is disassembled.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the appearance of a power storage element according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view showing a state before the lid part according to the second embodiment is attached to the outer lid.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a state after the caulking portion is formed according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a state after the caulking portion is formed according to the second embodiment.
  • FIG. 19 is a sectional view showing an outer lid and a lid portion according to Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. 20 is a plan view showing a lid portion, a shaft portion, and a caulking portion according to a second modification of the second embodiment.
  • a power storage device includes a power storage element and an exterior body that houses the power storage element, the exterior body having an opening that opens in a first direction. a main body; and a lid that closes the opening; the exterior main body includes a protrusion disposed in the opening and protrudes in the first direction; and the lid includes a through hole; The protruding portion is inserted into the through hole and includes a welded portion welded to the lid.
  • the power storage device when the lid is placed in the exterior body, the protrusion provided on the exterior body is inserted into the through hole of the lid, so the lid can be efficiently Can be positioned well or precisely.
  • the protrusion is further welded to the lid at least at the welded portion. Therefore, the protrusion can also play the role of fixing the lid to the exterior body.
  • the power storage device is a power storage device including a highly reliable exterior body.
  • the welded portion may cover the through hole when viewed from the first direction.
  • the welded portion of the protrusion can cover the through hole formed in the lid from the outside of the lid. This seals the through hole more reliably. In other words, the airtightness of the through hole against gas or liquid is improved.
  • the opening portion includes an opening end surface facing the lid body, and the opening end surface includes a joint portion joined to the lid body. , may also be used.
  • the bonding area between the lid and the exterior body body is at least the bonding area between the opening end surface and the lid, and the bonding area between the welded portion of the protrusion and the lid. Including area. Therefore, the lid body and the exterior body are more firmly joined.
  • the protrusion may be adjacent to the joint when viewed from the first direction.
  • the power storage device described in (4) above when viewed from the first direction, it is easy to make the joint part and the weld part continuous or to make the joint part and the weld part overlap. This makes it easier to maintain airtightness against gas or liquid in the vicinity of the protrusion of the exterior body, for example.
  • the plurality of protrusions may be arranged along a second direction orthogonal to the first direction. .
  • the joint area between the lid and the exterior body main body can be increased. Therefore, the number and arrangement layout of the protrusions can be determined as appropriate, for example, depending on the specifications required for the exterior body.
  • the protrusion may be connected to an inner peripheral surface of the opening.
  • the through hole of the lid is provided at a position that overlaps with the opening of the exterior body (internal space of the exterior body body) when viewed from the first direction. Therefore, when viewed from the first direction, the lid can be made smaller than when the through hole of the lid is provided outside the opening.
  • a power storage device includes an exterior body that houses a power storage element, and the exterior body includes a main body having an opening and a lid that closes the opening.
  • the main body portion has a caulking portion that is integrally formed with the main body portion and contacts the outer surface of the lid portion.
  • the caulking portion integrally formed on the main body is in contact with the outer surface of the lid, floating of the lid can be suppressed without using screws. . Therefore, the lid part can be stably fixed to the main body part while reducing the number of parts.
  • the power storage device may include a sealing material interposed between the main body and the lid to seal the main body and the lid.
  • the sealing material is interposed between the main body portion and the lid portion to seal them, the airtightness can be improved. Furthermore, lifting of the lid due to the sealing material can be suppressed by the caulking part, and the sealing performance can be stabilized.
  • the sealing material may be an adhesive.
  • the lid portion is unstable and easily moves until the sealing material made of adhesive is cured. Even in such a case, the movement of the lid is restricted because the crimped portion is in contact with the lid. In other words, it is suitable for sealing materials made of adhesives.
  • the lid has a first side extending in a predetermined direction, and the center of the first side has a The caulking portion may be arranged.
  • the center part of the first side part floats more easily than both ends of the first side part.
  • the caulking portion is arranged at the center of the first side portion, which tends to float, it is possible to effectively suppress floating of the lid portion.
  • the lid portion has a second side portion opposite to the first side portion, and the other crimp portion is provided in the center of the second side portion. may be placed.
  • the plurality of crimped parts are connected to the first side.
  • the center part of the side part and the center part of the second side part can be contacted. This makes it possible to more effectively suppress lifting of the lid.
  • the direction in which a pair of terminals in one power storage element are lined up, or the direction in which a pair of short sides in one power storage element face each other, is referred to as the X axis.
  • direction. The direction in which a plurality of power storage elements are lined up, the opposing direction of a pair of long sides of one power storage element, or the thickness direction of the power storage element is defined as the Y-axis direction.
  • the direction in which the container body and the lid plate are lined up in the container of the power storage element, the direction in which the case body and the cover body are lined up in the exterior body, or the vertical direction is defined as the Z-axis direction.
  • X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions that intersect with each other (orthogonal in this embodiment).
  • the Z-axis direction may not be the vertical direction, but for convenience of explanation, the Z-axis direction will be described as the vertical direction below.
  • the X-axis plus direction indicates the arrow direction of the X-axis
  • the X-axis minus direction indicates the opposite direction to the X-axis plus direction.
  • the X-axis direction refers to both or one of the X-axis plus direction and the X-axis minus direction.
  • the Y-axis direction and the Z-axis direction are expressed as “insulation”, it means "electrical insulation”.
  • the insulating material is preferably formed from a material having a volume resistivity of 1 ⁇ 10 10 ⁇ m or more.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a power storage device 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of power storage device 1 according to the first embodiment.
  • the protruding portion 16 is shown in a state before the welded portion 17 is formed.
  • the exterior body 10 accommodates a bus bar and the like, and further includes a spacer arranged along the power storage element 100, a restraining member that restrains the plurality of power storage elements 100, and the like. may be placed. However, illustration and description of these members will be omitted.
  • the power storage device 1 is a device that can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside, and has a substantially rectangular parallelepiped shape in this embodiment.
  • the rectangular parallelepiped here is a hexahedron in which all sides are rectangular or square.
  • the power storage device 1 is, for example, a battery module (battery assembly) used for power storage, power supply, or the like.
  • the power storage device 1 is, for example, a car, a motorcycle, a watercraft, a ship, a snowmobile, an agricultural machine, a construction machine, an automatic guided vehicle (AGV), or a railway vehicle for an electric railway. It is used as a battery for driving moving objects such as batteries or for starting engines.
  • Examples of the above-mentioned vehicles include electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and fossil fuel (gasoline, diesel oil, liquefied natural gas, etc.) vehicles.
  • Examples of the above-mentioned railway vehicles for electric railways include electric trains, monorails, linear motor cars, and hybrid electric trains equipped with both a diesel engine and an electric motor.
  • the power storage device 1 can also be used as a stationary battery or the like used for home or business purposes.
  • the power storage device 1 includes an exterior body 10 and a power storage element unit 101 having one or more power storage elements 100.
  • Power storage element unit 101 is housed in exterior body 10 .
  • Exterior body 10 is a box-shaped (substantially rectangular parallelepiped-shaped) container (module case) that constitutes a housing of power storage device 1 . That is, the exterior body 10 is disposed outside the power storage element unit 101 and protects the power storage element unit 101.
  • the exterior body 10 is made of polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), polyphenylene sulfide resin (PPS), polyphenylene ether (PPE (including modified PPE)), polyethylene terephthalate (PET).
  • PC polycarbonate
  • PP polypropylene
  • PE polyethylene
  • PS polystyrene
  • PPS polyphenylene sulfide resin
  • PPE polyphenylene ether
  • PET polyethylene terephthalate
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PEEK polyether ether ketone
  • PFA tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PES polyether sulfone
  • PA polyamide
  • ABS It is formed of an insulating member such as resin or a composite material thereof. The exterior body 10 thereby prevents the power storage element 100 and the like from coming into contact with external metal members and the like.
  • the exterior body 10 includes an exterior body body 11 and a lid body 50.
  • the exterior body 11 is a bottomed rectangular cylindrical housing including an opening 13 forming an opening 13a.
  • the opening 13 is provided at the end of the exterior body 11 in the Z-axis plus direction, and an opening 13a formed by the opening 13 is oriented in the Z-axis plus direction.
  • the Z-axis plus direction is an example of the first direction. More specifically, as shown in FIG. 2, the exterior main body 11 includes a pair of side walls 14 facing each other in the X-axis direction and a pair of side walls 15 facing each other in the Y-axis direction.
  • the opening 13 is formed by the ends of the pair of side walls 14 and the pair of side walls 15 in the Z-axis plus direction (hereinafter also simply referred to as "upper ends").
  • Each of the X-axis direction and the Y-axis direction is an example of a second direction.
  • the lid body 50 is a member that closes the opening 13a of the exterior body main body 11.
  • a pair of external terminals 90, a positive electrode and a negative electrode, are arranged on the lid body 50.
  • Power storage device 1 charges electricity from the outside via this pair of external terminals 90 and discharges the electricity to the outside.
  • the external terminal 90 is formed of a conductive member made of metal such as aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, or the like.
  • the lid body 50 is fixed to the exterior body 11. Specifically, a welded portion 17 (see FIG. 1) formed on a protrusion 16 (see FIG. 2) of the exterior body 11 is welded to the lid 50.
  • the opening end surface 13b (see FIG. 2), which is the end surface of the opening 13 of the exterior body main body 11, and the lid 50 are joined.
  • the opening end surface 13b and the lid body 50 are joined by thermal welding. Thereby, the airtightness between the lid body 50 and the exterior body body 11 against gas or liquid can be maintained in a high state.
  • the structure of the protrusion 16 and its surroundings in the exterior body 10 will be described later using FIGS. 3 to 5.
  • the power storage element unit 101 includes one or more power storage elements 100.
  • the power storage element unit 101 according to this embodiment includes eight power storage elements 100.
  • the eight power storage elements 100 are arranged in the Y-axis direction with each long side surface 110a facing the Y-axis direction.
  • the power storage element unit 101 may include a spacer or a holder (not shown) arranged along the power storage element 100.
  • the power storage element unit 101 may include a bus bar holder that holds a bus bar connected to the power storage element 100.
  • the power storage element unit 101 may include a restraining member (not shown) that restrains the plurality of power storage elements 100 in the direction in which they are arranged.
  • the electrical connection mode is not limited to this.
  • the number of power storage elements 100 included in power storage element unit 101 may be any one of 1 to 7, or may be 9 or more.
  • the power storage element 100 is a secondary battery, more specifically a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
  • the power storage element 100 includes a flat rectangular parallelepiped (prismatic) container 110. Inside the container 110, an electrode body, a current collector, an electrolytic solution, etc. (not shown) are housed.
  • the electrode body may be, for example, a wound type electrode body formed by winding an electrode plate and a separator, a laminated type (stack type) electrode body formed by laminating a plurality of flat electrode plates, or , a bellows-shaped electrode body in which the electrode plate is folded into a bellows shape is adopted.
  • the type of electrolytic solution contained in container 110 is not particularly limited as long as it does not impair the performance of power storage element 100, and various types can be selected.
  • the power storage element 100 may be a secondary battery other than a non-aqueous electrolyte secondary battery, or a capacitor. Power storage element 100 may be a primary battery. The power storage element 100 may be a pouch type power storage element. Power storage element 100 may be a battery using a solid electrolyte.
  • the shape of the power storage element 100 is not limited to the above-described rectangular shape, and may be other shapes such as a polygonal columnar shape, a cylindrical shape, an elliptical columnar shape, an elongated columnar shape, etc.
  • the container 110 is a rectangular parallelepiped-shaped case having a pair of long sides 110a, a pair of short sides 110b, a bottom surface 110d, and a terminal arrangement surface 110c.
  • a pair of terminals 120 and a gas exhaust valve 105 are provided on the terminal arrangement surface 110c.
  • the inside of the container 110 is sealed by welding or the like the container main body and the lid plate forming the terminal arrangement surface 110c after housing the electrode body and the like inside the main body (container main body) of the container 110.
  • the material of the container 110 is not particularly limited, but is preferably a weldable metal such as stainless steel, aluminum, aluminum alloy, iron, or plated steel plate.
  • the terminal 120 is a terminal that is electrically connected to the electrode body housed in the container 110, and is provided to protrude from the terminal arrangement surface 110c.
  • One of the pair of terminals 120 is electrically connected to the positive electrode of the electrode body, and the other is electrically connected to the negative electrode of the electrode body.
  • the terminal 120 is made of a conductive material such as aluminum, aluminum alloy, copper, or copper alloy.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view of the protrusion 16 according to the first embodiment.
  • the protruding portion 16 is shown in a state before the welded portion 17 is formed.
  • FIG. 4 is a plan view (viewed from the Z-axis plus direction) showing the configuration of the protrusion 16 and its surroundings according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of the protrusion 16 and its surroundings according to the first embodiment. 3 to 5, the projection 16 in a rectangular area labeled III in FIG. 2 is illustrated.
  • FIG. 5 shows a cross section of a part of the exterior body 10, which is a cross section parallel to the XZ plane passing along the line VV in FIG. 1.
  • the approximate arrangement range of the power storage element unit 101 including one or more power storage elements 100 is represented by a dotted line.
  • the exterior main body 11 includes a protrusion 16 disposed in the opening 13.
  • a protrusion 16 disposed in the opening 13.
  • eight protrusions 16 are arranged in the rectangular opening 13 when viewed from the Z-axis plus direction (hereinafter also referred to as "planar view"). ing. Each of the eight protrusions 16 protrudes in the positive Z-axis direction. The following description regarding the protrusions 16 applies in common to these eight protrusions 16.
  • the protruding portion 16 is provided integrally with the exterior body 11. That is, the protrusion 16 is made of resin such as PC, PP, PE, PS, or PPS. In this embodiment, the protrusion 16 is connected to the inner peripheral surface 13c of the opening 13, as shown in FIG. Specifically, the protruding portion 16 includes a connecting portion 16b that protrudes from the inner circumferential surface 13c in a direction perpendicular to the inner circumferential surface 13c (in the X-axis positive direction in FIG. 3), and a connecting portion 16b that protrudes from the connecting portion 16b in the Z-axis positive direction. It includes a protruding main body portion 16a that protrudes. That is, in this embodiment, the protrusion 16 is directly connected to the inner peripheral surface 13c of the opening 13.
  • the position of the upper end surface of the connecting portion 16b (the end surface in the Z-axis plus direction) and the position of the opening end surface 13b match, but even if these positions do not match, good.
  • the upper end surface of the connecting portion 16b may be located further in the negative Z-axis direction than the opening end surface 13b.
  • the connecting portion 16b can also be described as a part of the side wall portion (the side wall portion 14 in FIG. 3) of the exterior body main body 11.
  • the connecting portion 16b is a part of the opening 13 in the exterior main body 11, and the protruding main body portion 16a that protrudes from the connecting portion 16b in the Z-axis positive direction is a “protruding portion” disposed in the opening 13. It is explained that The protruding portion that protrudes from the connecting portion 16b in the Z-axis plus direction is connected to the inner circumferential surface 13c of the opening 13 via the connecting portion 16b.
  • the opening 13 is a part that forms the opening 13a (see FIG. 2), and is constituted by the upper end portions of the pair of side walls 14 and the pair of side walls 15, as described above.
  • the upper end portion of the side wall portion 14 is a portion including the edge of the side wall portion 14 in the Z-axis plus direction, and is a portion within a range of 1 ⁇ 3 of the length of the side wall portion 14 in the Z-axis direction. More preferably, the upper end portion of the side wall portion 14 is a portion located further in the Z-axis positive direction than the power storage element 100 in the Z-axis direction.
  • the upper end portion of the side wall portion 15 which is a portion including the edge of the side wall portion 15 in the Z-axis plus direction, and is a portion within a range of 1 ⁇ 3 of the length of the side wall portion 15 in the Z-axis direction. More preferably, the upper end portion of side wall portion 15 is a portion located further in the Z-axis positive direction than power storage element 100 in the Z-axis direction.
  • the inner circumferential surface 13c is a portion included in the opening 13 on the inner surface of each of the side wall portions 14 and 15. In other words, the inner circumferential surface 13c is the upper end of the inner surface of each of the side wall portions 14 and 15.
  • the protruding main body portion 16a of the protruding portion 16 protrudes further in the Z-axis plus direction than the opening end surface 13b, which is the end surface of the opening portion 13.
  • the protruding body portion 16a is inserted into a through hole 52 (see FIGS. 2 and 5) formed in the lid 50 when the lid 50 is fixed to the exterior body 11.
  • a through hole 52 (see FIGS. 2 and 5) formed in the lid 50 when the lid 50 is fixed to the exterior body 11.
  • the position of the lid 50 relative to the exterior main body 11 in the XY plane is determined, and the tip of the protrusion 16 protrudes from the through hole 52 in the Z-axis plus direction.
  • the tip portion protruding from the through hole 52 is heat caulked, and as a result, a welded portion 17 is formed as shown in FIG.
  • the tip of the protrusion 16 is heated and pressurized to melt and expand into a substantially disk shape, and then cools and hardens to form the welded portion 17.
  • the mutually opposing portions of the welded portion 17 and the lid body 50 are welded. That is, the welded portion 17 is a part of the protrusion 16 and is a portion joined to the lid 50 by welding.
  • a portion of the welded portion 17 that is welded to the lid 50 (welded surface portion 17 a ) is schematically represented by a thick dotted line between the welded portion 17 and the lid 50 .
  • the protrusion 16 provided on the exterior body 11 is welded to the lid 50 while penetrating the lid 50, thereby functioning as a portion for fixing the lid 50 to the exterior body 11.
  • Methods for forming the welded portion 17 include thermal caulking, in which the protrusion 16 is directly heated and pressurized with a metal object, or ultrasonic caulking, in which pressure is applied while applying ultrasonic vibration to the protrusion 16 using a horn. etc. may be adopted.
  • power storage device 1 includes power storage element 100 and exterior body 10 that houses power storage element 100.
  • the exterior body 10 includes an exterior body body 11 having an opening 13 that forms an opening 13a in the positive direction of the Z-axis, and a lid body 50 that closes the opening 13a.
  • the exterior main body 11 includes a protrusion 16 that is disposed in the opening 13 and protrudes in the positive direction of the Z-axis.
  • the lid body 50 includes a through hole 52.
  • the protrusion 16 is inserted into the through hole 52.
  • the protruding portion 16 includes a welded portion 17 welded to the lid 50.
  • the lid 50 when the lid 50 is placed on the exterior body 11 in the manufacturing (assembly) process of the power storage device 1, the protrusion 16 provided on the exterior body 11 is inserted into the through hole of the lid 50. 52. Therefore, the lid 50 can be positioned with respect to the exterior body 11 efficiently or accurately.
  • the protruding portion 16 is further welded to the lid 50 at least at a welded portion 17 . Therefore, the protrusion 16 can also play the role of fixing the lid 50 to the exterior body 11, and the protrusion 16 is unlikely to be displaced or change its posture with respect to the exterior body 11. For example, problems such as "bolt loosening" that may occur when fixing the lid 50 to the exterior body 11 using bolts are less likely to occur. Therefore, power storage device 1 according to the present embodiment includes exterior body 10 with improved reliability.
  • the protruding portion 16 is provided integrally with the exterior body 11. Therefore, in order to fix the lid body 50 to the exterior body main body 11, there is no need to use a separate member such as a bolt. Since the protrusion 16 is made of resin, the power storage device 1 can be made lighter than, for example, a case where a metal bolt is used.
  • the welded portion 17 covers the through hole 52 when viewed from the Z-axis plus direction. Specifically, the welded portion 17 is welded to the peripheral edge of the through hole 52 on the outer surface 51a of the lid. As a result, the through hole 52 is closed from the outside (from the Z-axis plus direction) by the welded portion 17.
  • the welded part 17 welded to the lid 50 can cover the through hole 52 formed in the lid 50 from the outside of the lid 50. This seals the through hole 52 more reliably. In other words, the airtightness of the through hole 52 against gas or liquid is improved.
  • the welded portion 17 By forming the welded portion 17 to a size that covers the through hole 52 in a plan view, the welded portion 17 can more reliably restrict movement of the lid 50 in the Z-axis plus direction. Thereby, movement of the lid body 50 in the Z-axis plus direction with respect to the exterior body main body 11 can be suppressed more reliably.
  • the lid 50 and the exterior body 11 are further joined to the lid 50 by a joint 18 provided in the opening 13 of the exterior body 11.
  • the opening 13 includes an opening end surface 13b facing the lid 50.
  • the opening end surface 13b includes a joint portion 18 that is joined to the lid body 50.
  • the joint 18 is schematically represented by a patterned area, and in FIG. 5, it is schematically represented by a thick dotted line labeled with the symbol "18".
  • the joint portion 18 is formed by thermal welding.
  • heat sealing may be employed as the method of thermal welding. Heat sealing is a method of welding at least two members together using heat.
  • the joint area between the lid body 50 and the exterior body body 11 is at least the joint area between the open end surface 13b and the lid body 50, and , includes the joint area between the welded portion 17 of the protrusion 16 and the lid 50.
  • the lid body 50 and the exterior body 10 are more firmly joined.
  • the joint portion 18 is provided over almost the entire width direction (X-axis direction in FIGS. 3 to 5) of the opening end surface 13b, but this is not essential.
  • the joint portion 18 may be provided on at least a portion of the opening end surface 13b in the width direction. Even if the joint part 18 is provided only in a part of the width direction, if the joint part 18 is arranged over the entire area in the direction in which the opening end surface 13b extends (the Y-axis direction in FIGS. 3 to 5), the opening Airtightness against gas or liquid can be ensured between the end surface 13b and the lid 50. That is, in a plan view, the joint portion 18 surrounds the opening 13a, thereby ensuring the sealing performance.
  • the joint part 18 is provided over almost the entire width direction of the opening end surface 13b. . If the space between the lid body 50 and the exterior body body 11 does not need to be completely sealed against gas or liquid, the joint portion 18 may be disposed only in a part of the opening end surface 13b in the extending direction.
  • the opening end surface 13b of the exterior body body 11 be provided with the joint portion 18. Even if the opening end surface 13b is not provided with the joint portion 18, it is sufficient that the weld portion 17 of at least one protrusion portion 16 is welded to the lid body 50. Thereby, the lid 50 can be fixed to the exterior body 11 by the at least one protrusion 16 .
  • the protrusion 16 is adjacent to the joint 18 when viewed from the Z-axis plus direction.
  • the joint part 18 and the weld part 17 it is easy to make the joint part 18 and the weld part 17 continuous or to overlap the joint part 18 and the weld part 17 in a plan view.
  • a part of the joint part 18 and a part of the weld part 17 provided in the protrusion part 16 overlap in plan view (for example, see FIG. 5).
  • plan view the amount of protrusion of the protrusion 16 into the opening 13a (the amount of protrusion in the positive direction of the X-axis in FIG. 4) is small, so that, for example, a member such as the power storage element 100 can be placed inside the exterior main body 11.
  • the protruding main body portion 16a forming the shaft portion (rod-shaped portion) including the welded portion 17 and the opening end surface 13b are aligned in the X-axis direction. Continuous. Therefore, it becomes easier to maintain airtightness in the vicinity of the protruding portion 16 of the exterior body 10, and the joint portion 18 can be formed over almost the entire width direction of the opening end surface 13b. This is advantageous in increasing the bonding area between the lid 50 and the exterior body 11.
  • the protruding main body portion 16a and the joint portion 18 are continuous in plan view. That is, the protruding main body portion 16a and the joint portion 18 may be separated from each other in plan view. When the protrusion main body part 16a and the joint part 18 are spaced apart, the protrusion main body part 16a and the opening end surface 13b may be spaced apart in a plan view. Regardless of whether or not the protrusion body part 16a and the joint part 18 are continuous in a plan view, at least a portion of the protrusion body part 16a and the opening end surface 13b may overlap in a plan view. A mode in which the entire protrusion overlaps the opening end surface 13b in a plan view will be described later as a second modification.
  • the exterior body main body 11 includes a plurality of (specifically eight) protrusions 16.
  • the plurality of protrusions 16 are arranged along a direction perpendicular to the protrusion direction of the protrusions 16 (Z-axis plus direction).
  • a plurality of protrusions 16 are arranged at the upper end portion of the side wall portion (the end portions of the side wall portion 14 and the side wall portion 15 in the Z-axis plus direction) that constitute the opening portion 13 .
  • two protrusions 16 are arranged at the upper end of the side wall 14 along the Y-axis direction
  • two protrusions 16 are arranged at the upper end of the side wall 15 along the X-axis direction. ing.
  • the joint area between the lid body 50 and the exterior body body 11 can be increased. Therefore, the number and arrangement layout of the protrusions 16 can be determined as appropriate depending on the specifications required of the exterior body 10, for example.
  • the protrusion 16 is connected to the inner peripheral surface 13c of the opening 13, as shown in FIGS. 3 to 5. More specifically, the protrusion 16 is directly connected to the inner peripheral surface 13c.
  • the through hole 52 of the lid body 50 is provided at a position overlapping with the opening 13a of the exterior body 10 (internal space of the exterior body 11) in plan view. Therefore, in plan view, the lid 50 is made smaller than when the through hole 52 of the lid 50 is provided outside the opening 13a.
  • protrusion 16 is arranged in the positive Z-axis direction of power storage element 100. In other words, at least a portion of protrusion 16 overlaps a portion of power storage element 100 in plan view. That is, in this embodiment, as shown in FIG.
  • the space directly below the protrusion 16 (in the negative Z-axis direction) is used as a space for arranging a part of the power storage element 100 (or the power storage element unit 101). It's being used. Thereby, for example, the exterior body 10 is reduced in size and/or the energy density of the power storage device 1 is improved.
  • the power storage device 1 according to the first embodiment has been described above, focusing on the configuration of the protrusion 16 and its surroundings.
  • the configuration of protrusion 16 and its surroundings in power storage device 1 may be different from the configuration shown in FIGS. 1 to 5. Therefore, a modification of the structure of the protrusion 16 and its surroundings will be described below, focusing on the differences from the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing the structure of the protrusion 16 and its surroundings according to the first modification of the first embodiment.
  • the exterior body main body 11 includes a protrusion 16 that is disposed in the opening 13 and protrudes in the positive direction of the Z-axis.
  • the lid body 50 includes a through hole 52.
  • the protruding portion 16 includes a welded portion 17 that passes through the through hole 52 and is welded to the lid 50 .
  • the lid body 50 includes a recess 53, which is different from the power storage device 1 according to the first embodiment.
  • the lid 50 includes a recess 53 formed in a concave shape from the outer surface 51a of the lid toward the inner surface 51b of the lid, and the through hole 52 is located inside the recess 53 when viewed from above.
  • at least a portion of the welded portion 17 in the penetrating direction (Z-axis direction) of the through hole 52 is accommodated in the recess 53 . More specifically, the welding surface portion 17a of the welding portion 17 is welded to the bottom surface of the recess 53 (recess bottom surface 53a).
  • the welded portion 17 is accommodated in the recess 53, thereby reducing the amount of protrusion of the welded portion 17 from the lid outer surface 51a.
  • the space above the lid 50 in the Z-axis plus direction
  • a part of the welded portion 17 in the Z-axis direction protrudes from the lid outer surface 51a, but the entire welded portion 17 in the Z-axis direction may be accommodated in the recess 53.
  • FIG. 7 is an enlarged perspective view of the protrusion 26 according to the second modification of the first embodiment.
  • the protruding portion 26 is shown in a state before the welded portion 27 is formed.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of the protrusion 26 and its surroundings according to the second modification of the first embodiment. The position of the cross section in FIG. 8 corresponds to the position of the cross section in FIG. 5.
  • the exterior body main body 11 includes a protrusion 26 that is disposed in the opening 13 and protrudes in the positive direction of the Z-axis.
  • the lid body 50 includes a through hole 52.
  • the protruding portion 26 includes a welded portion 27 that passes through the through hole 52 and is welded to the lid 50 .
  • the welded portion 27 includes a portion welded to the lid 50 (welded surface portion 27a).
  • the protruding portion 26 protrudes from the open end surface 13b of the exterior body main body 11 in the Z-axis positive direction, and is different from the power storage device 1 according to the first embodiment in this point. That is, the entire protrusion 26 overlaps the opening end surface 13b in plan view.
  • the protrusion 26 and the joint 18 are arranged side by side in the width direction (X-axis direction in FIGS. 7 and 8) of the opening end surface 13b. Therefore, similarly to the first embodiment, the joint portion 18 can be arranged so as to surround the opening 13a (see FIG. 2) in plan view. As a result, the joint portion 18 ensures airtightness between the opening end surface 13b and the lid body 50 against gas or liquid.
  • the protrusion 26 is arranged at the center of the opening end surface 13b in the width direction (X-axis direction), but the protrusion 26 may be arranged closer to one side in the width direction.
  • the joint portion 18 may be arranged only in one of the X-axis plus direction and the X-axis minus direction of the protrusion 26. Even in this case, the joint portion 18 can be arranged so as to surround the opening 13a in plan view.
  • FIG. 9 is an enlarged perspective view of the protrusion 36 according to the third modification of the first embodiment.
  • the protruding portion 36 is shown in a state before the welded portion 37 is formed.
  • FIG. 10 is a side view showing the convex portion 19 and the protrusion 36 according to the third modification of the first embodiment.
  • FIG. 10 shows a side view (view from the negative direction of the Y-axis) of a part of the exterior body 11 cut along the XZ plane passing through the line XX in FIG. 9. .
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the structure of the protrusion 36 and its surroundings according to the third modification of the first embodiment.
  • the exterior body main body 11 includes a protrusion 36 that is disposed in the opening 13 and protrudes in the positive direction of the Z-axis.
  • the lid body 50 includes a through hole 52.
  • the protruding portion 36 includes a welded portion 37 that passes through the through hole 52 and is welded to the lid 50 .
  • the welded portion 37 includes a portion welded to the lid 50 (welded surface portion 37a).
  • the protrusion 36 is connected to the inner peripheral surface 13c of the opening 13.
  • the protrusion 36 is connected to the inner circumferential surface 13c via the convex portion 19, and this point differs from the power storage device 1 according to the first embodiment.
  • the convex portion 19 protrudes from the inner circumferential surface 13c toward the inside of the exterior main body 11 (in the positive direction of the X-axis in FIGS. 9 to 11).
  • the convex portion 19 is provided on the inner surface of the side wall portion 14 of the exterior body main body 11, and is connected to the upper surface (inner bottom surface 12a) of the bottom wall portion 12.
  • the convex portion 19 extends from the upper end of the inner surface of the side wall portion 14 (that is, the inner circumferential surface 13c of the opening 13) along the inner surface to the inner bottom surface 12a. That is, in this modification, the upper end of the convex portion 19 is a part of the opening 13.
  • the convex portion 19 is connected to both the side wall portion 14 and the bottom wall portion 12 of the exterior body body 11, so that, for example, the rigidity of the exterior body body 11 can be improved.
  • the protrusion 36 can be arranged using the space above the protrusion 19 that contributes to improving the rigidity of the exterior main body 11. In other words, the internal space of the exterior body 10 can be effectively utilized.
  • the convex end surface 19a is located further in the negative Z-axis direction than the opening end surface 13b. However, the convex end surface 19a and the opening end surface 13b may be at the same position in the Z-axis direction.
  • the protrusion 36 is arranged apart from the opening end surface 13b, but the protrusion 36 may be continuous with the opening end surface 13b.
  • the protruding portion 16 does not need to include the welded portion 17 (see FIGS. 1 and 5) that protrudes in the radial direction of the protruding main body portion 16a.
  • the outer circumferential surface of the protruding body portion 16a (see FIG. 3) of the protruding portion 16 and the inner circumferential surface of the through hole 52 (see FIGS. 2 and 5) of the lid body 50 may be welded. Even in this case, the gap between the outer circumferential surface of the protruding main body portion 16a and the inner circumferential surface of the through hole 52 cannot be closed with resin (part of at least one of the protruding portion 16 and the lid body 50) that has cooled and solidified after being melted. It is possible.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of the protrusion 16 that does not protrude from the through hole 52 of the lid 50.
  • the welded portion 17 is formed of resin that closes the gap between the outer circumferential surface of the protruding main body portion 16a and the inner circumferential surface of the through hole 52.
  • the end portion of the protruding main body portion 16a may be arranged below the outer surface 51a of the lid, or may be arranged at the same position as the outer surface 51a of the lid.
  • the welded portion 17 in FIG. 12 may be formed by ultrasonic welding or the like.
  • the protrusion 16 does not have to be integrated with the exterior body 11.
  • a protrusion that is manufactured as a separate component from the exterior body 11 may be fixed to the exterior body 11.
  • Various methods such as welding, adhesion, fitting, or connection using bolts may be employed as the fixing method.
  • the protrusion is fixed to the opening 13 of the exterior body 11 after the power storage element 100 and other members are accommodated inside the exterior body 11. Good too. This makes it easier to accommodate members such as the power storage element 100 inside the exterior body main body 11.
  • a method other than heat sealing may be adopted as a method for joining the opening end surface 13b and the lid body 50.
  • methods other than heat sealing include ultrasonic welding and laser welding.
  • ultrasonic welding for example, the opening end surface 13b is melted by frictional heat generated by ultrasonic vibration, and then cooled and solidified to form the joint portion 18 to be joined to the lid body 50.
  • laser welding for example, the opening end surface 13b is melted by irradiation with laser light, and then cooled and solidified to form the joint portion 18 to be joined to the lid body 50.
  • bonding using an adhesive may be employed.
  • a chemical method using a solvent may be adopted as a method for joining the opening end surface 13b and the lid body 50. For example, by melting the opening end surface 13b using a solvent such as dichloromethane and then solidifying it, the joint portion 18 to be joined to the lid 50 may be formed in part or all of the opening end surface 13b.
  • the opening end surface 13b and the lid 50 may be joined using bolts made of metal, resin, or the like.
  • a gasket may be disposed between the open end surface 13b and the lid 50 to ensure airtightness against gas or liquid between the open end surface 13b and the lid 50.
  • the portion of the open end surface 13b that contacts the lid body 50 or the gasket is the joint portion 18 included in the open end surface 13b.
  • the protrusion 16 can restrict movement of the gasket toward the inside of the opening 13a. Therefore, the protrusion 16 can prevent the gasket from falling into the opening 13a.
  • the welded portion 17 of the protrusion 16 rather than the bolt, keeps the gasket in a compressed state between the opening end surface 13b and the lid 50. It may also function as a maintenance site. For example, with a gasket placed between the opening end surface 13b and the lid 50, the lid 50 is pressed toward the opening end surface 13b using a jig or the like. In this state, the tip of the protrusion 16 is melted, and the melted tip is cooled and solidified. That is, the welded portion 17 is formed by hot caulking the tip of the protruding portion 16 .
  • the welded portion 17 can restrict movement of the lid 50 in the Z-axis plus direction with respect to the exterior body main body 11, so that the gasket can be maintained in a compressed state between the opening end surface 13b and the lid 50.
  • a plurality of protrusions 16 are arranged along the extending direction.
  • the portion of the protrusion 16 that is inserted into the through hole 52 does not need to have a cylindrical shape as shown in FIG. 3.
  • the portion inserted into the through hole 52 may have, for example, a polygonal prism shape such as a square prism.
  • the outer shape of the cross section of the portion inserted into the through hole 52 (the cross section perpendicular to the protruding direction of the protruding portion 16) may be formed by a straight line and a curved line.
  • the shape of the exterior body 10 does not need to be a rectangular parallelepiped shape as shown in FIGS. 1 and 2.
  • an exterior body having another shape such as a cylindrical shape may be employed as the exterior body that houses the power storage element unit 101.
  • the exterior body main body 11, the lid 50, and the welded part 27 according to the first embodiment may be an example of the main body, the lid, and the caulking part according to the second embodiment, which will be described later. That is, the exterior body 11 can also be described as having the welded portion 27 that is integrally formed with the exterior body body 11 and contacts the outer surface of the lid body 50.
  • each of the welded parts 27 and 37 according to the second and third modified examples of the first embodiment shown in FIGS. 7 to 11 is accommodated in a recess 53 (see FIG. 6) provided in the lid body 50.
  • a recess 53 see FIG. 6
  • Embodiments constructed by arbitrarily combining the components included in the first embodiment and its modifications are also included within the scope of the present invention.
  • the present invention was made by the inventors of the present application newly paying attention to the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a power storage device including an exterior body with improved reliability. More specifically, the invention according to Embodiment 2 aims to provide a power storage device in which the lid can be stably fixed while reducing the number of parts.
  • a power storage device includes an exterior body that houses a power storage element, and the exterior body includes a main body having an opening, and a body that closes the opening.
  • a lid part, and the main body part has a caulking part that is integrally formed with the main body part and presses an outer surface of the lid part.
  • the lid can be stably fixed while reducing the number of parts.
  • the direction in which the power storage elements are lined up, the direction in which the power storage elements face the long sides of the container, or the thickness direction of the container is defined as the X-axis direction.
  • the direction in which the terminals in one power storage element are arranged or the direction in which the short sides of the container of the power storage element face each other is defined as the Y-axis direction.
  • the direction in which the exterior body and the outer lid of the exterior body of the power storage device are lined up, or the vertical direction is defined as the Z-axis direction.
  • These X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are directions that intersect with each other (in the following embodiments, they intersect at right angles).
  • the Z-axis direction may not be the vertical direction, but for convenience of explanation, the Z-axis direction will be described as the vertical direction below.
  • FIG. 13 is a perspective view showing the appearance of power storage device 201 according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view showing each component when power storage device 201 according to the second embodiment is disassembled.
  • the power storage device 201 is a device that can charge electricity from the outside and discharge electricity to the outside, and has a substantially rectangular parallelepiped shape in this embodiment.
  • the rectangular parallelepiped here is a hexahedron in which all sides are rectangular or square.
  • the power storage device 201 is a battery module (battery assembly) used for power storage, power supply, or the like.
  • the power storage device 201 is used for driving or starting an engine of a moving object such as an automobile, a motorcycle, a watercraft, a ship, a snowmobile, an agricultural machine, a construction machine, or a railway vehicle for an electric railway. It is used as a battery etc.
  • Examples of the above-mentioned vehicles include electric vehicles (EVs), hybrid electric vehicles (HEVs), plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs), and fossil fuel (gasoline, diesel oil, liquefied natural gas, etc.) vehicles.
  • Examples of the above-mentioned railway vehicles for electric railways include electric trains, monorails, linear motor cars, and hybrid electric trains equipped with both a diesel engine and an electric motor.
  • the power storage device 201 can also be used as a stationary battery or the like used for home or business purposes.
  • the power storage device 201 includes a power storage element 400 and an exterior body 210 that houses the plurality of power storage elements 400.
  • Exterior body 210 includes an exterior body main body 211 that accommodates a plurality of power storage elements 400, a busbar frame 217 arranged above the plurality of power storage elements 400, and an outer lid 212 that covers the top of busbar frame 217.
  • the exterior body 210 is a substantially rectangular parallelepiped-shaped (box-shaped) container (module case) that constitutes the exterior body of the power storage device 201.
  • the exterior body 210 is a member that fixes the plurality of power storage elements 400, the bus bar frame 217, etc. in a predetermined position and protects these elements from impact and the like.
  • the exterior body main body 211 is a bottomed rectangular cylindrical member with an open upper part, and the open part is the main body opening 311.
  • the main body opening 311 has a substantially rectangular shape in plan view. Inside the main body opening 311 of the exterior body main body 211, in addition to the plurality of power storage elements 400 and the bus bar frame 217, a plurality of bus bars 233 held by the bus bar frame 217, a connection unit 280 including a control circuit, etc. are installed. An end member 239 is housed therein.
  • the exterior main body 211 includes an insulating inter-cell spacer arranged between the electricity storage elements 400 and an insulating end arranged between the electricity storage elements 400 and the end member 239. At least one of the partial spacers may be accommodated.
  • the outer lid 212 is a member that closes the main body opening 311 of the outer case main body 211.
  • the outer cover 212 is joined to the outer case body 211 in a state that covers the main body opening 311 of the outer case main body 211.
  • the outer lid 212 has a positive external terminal 291 and a negative external terminal 292.
  • the external terminals 291 and 292 are electrically connected to the plurality of power storage elements 400 via the connection unit 280 and the bus bar 233, and the power storage device 201 receives electricity from the outside via the external terminals 291 and 292. Charges and discharges electricity to the outside.
  • the external terminals 291 and 292 are made of, for example, a conductive member made of a metal such as a copper alloy such as brass, copper, aluminum, or an aluminum alloy.
  • a pair of openings 218 are formed in the outer cover 212 for connecting the conductive members integrated with the external terminals 291 and 292 to the connection unit 280 during assembly.
  • one opening 218 is formed at the end of the top surface of the outer lid 212 in the X-axis minus direction, and the other opening 218 is formed at the end of the top surface of the outer lid 212 in the X-axis negative direction. It is formed at the end in the positive direction of the axis.
  • Each opening 218 is closed by a pair of lid parts 219 attached to the outer lid 212. The structure for assembling the outer lid 212 and the lid portion 219 will be described later.
  • the exterior body 211 and the outer lid 212 of the exterior body 210 are made of, for example, polycarbonate (PC), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polystyrene (PS), polyphenylene sulfide resin (PPS), polyphenylene ether (PPE (modified PPE) )), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyetheretherketone (PEEK), tetrafluoroethylene perfluoroalkyl vinyl ether (PFA), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyethersulfone (PES), ABS resin, or composite materials thereof, or metal coated with insulation.
  • Exterior body 210 thereby prevents power storage element 400 and the like from coming into contact with external metal members and the like.
  • Exterior body 210 may be formed of a conductive member such as metal, as long as the electrical insulation of power storage element 400 and the like is maintained.
  • the power storage element 400 is a secondary battery (single battery) that can charge and discharge electricity, and more specifically, is a nonaqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
  • the power storage element 400 has a flat rectangular parallelepiped shape (prismatic shape), and in this embodiment, eight power storage elements 400 are arranged in the X-axis direction.
  • the shape of power storage element 400 and the number of power storage elements 400 arranged are not limited.
  • the power storage element 400 is not limited to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and may be a secondary battery other than a non-aqueous electrolyte secondary battery, or a capacitor, and can be used without the user having to charge it. It may also be a primary battery that can use stored electricity.
  • Power storage element 400 may be a solid electrolyte battery.
  • FIG. 15 is a perspective view showing the appearance of power storage element 400 according to the second embodiment.
  • the power storage element 400 includes a container 410, a pair of terminals 440 (a positive electrode and a negative electrode), and an upper gasket 450. Inside the container 410, a lower gasket, an electrode body, a pair of current collectors (a positive electrode and a negative electrode), an electrolytic solution (non-aqueous electrolyte), and the like are housed, but illustration thereof is omitted.
  • the type of electrolytic solution is not particularly limited as long as it does not impair the performance of power storage element 400, and various types can be selected.
  • the power storage element 400 may include a spacer placed on the side or below the electrode body, an insulating film that wraps around the electrode body, and the like. Further, an insulating film (such as a shrink tube) may be placed around the container 410 to cover the outer surface of the container 410.
  • the material of the insulating film is not particularly limited as long as it can ensure the insulation required for the power storage element 400, but for example, insulating resin such as PC, PP, PE, PPS, PET, PBT, or ABS resin, Examples include epoxy resin, Kapton (registered trademark), Teflon (registered trademark), silicone, polyisoprene, and polyvinyl chloride.
  • the container 410 is a rectangular parallelepiped-shaped (square or box-shaped) case that includes a container body 420 with an opening formed therein and a lid 430 that closes the opening of the container body 420.
  • the container body 420 is a rectangular cylindrical member having a bottom and forming the main body portion of the container 410, and has an opening formed in the positive direction of the Z-axis.
  • the lid 430 is a rectangular flat plate that constitutes the lid of the container 410, and is disposed in the positive Z-axis direction of the container body 420 and extends in the Y-axis direction.
  • the lid 430 includes a gas discharge valve 431 that releases the pressure inside the container 410 when the pressure rises excessively, and a liquid injection part (not shown) for injecting electrolyte into the inside of the container 410. ) etc. are provided.
  • the material of the container 410 (container main body 420 and lid 430) is not particularly limited, and may be a weldable (joinable) metal such as stainless steel, aluminum, aluminum alloy, iron, or plated steel plate. It can also be used.
  • the container 410 has a structure in which the electrode body and the like are housed inside the container body 420, and then the container body 420 and the lid 430 are joined by welding or the like, thereby sealing the inside.
  • the container 410 has a pair of long sides 411 on both sides in the X-axis direction, a pair of short sides 412 on both sides in the Y-axis direction, and a bottom surface 413 on the negative Z-axis side.
  • the long side surface 411 is a rectangular flat portion that forms the long side surface of the container 410.
  • Long side 411 is adjacent to short side 412 and bottom side 413.
  • the short side surface 412 is a rectangular flat portion that forms the short side surface of the container 410.
  • the bottom surface 413 is a rectangular flat surface forming the bottom surface of the container 410 and is disposed adjacent to the long side surface 411 and the short side surface 412.
  • the terminal 440 is a terminal member (a positive electrode terminal and a negative electrode terminal) of the power storage element 400 arranged on the lid 430, and is electrically connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate of the electrode body via the current collector.
  • the terminal 440 is a metal member that leads electricity stored in the electrode body to the external space of the power storage element 400 and introduces electricity into the internal space of the power storage element 400 to store electricity in the electrode body. It is.
  • the terminal 440 is made of aluminum, aluminum alloy, copper, copper alloy, or the like.
  • the electrode body is a power storage element (power generation element) formed by laminating a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator.
  • the positive electrode plate has a positive electrode active material layer formed on a positive electrode base material layer, which is a current collector foil made of metal such as aluminum or an aluminum alloy.
  • the negative electrode plate has a negative electrode active material layer formed on a negative electrode base material layer which is a current collecting foil made of metal such as copper or copper alloy.
  • the active material used for the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer any known material can be used as appropriate as long as it is capable of intercalating and deintercalating lithium ions.
  • As the separator a microporous sheet made of resin, a nonwoven fabric, or the like can be used.
  • the electrode body is formed by stacking electrode plates (a positive electrode plate and a negative electrode plate) in the X-axis direction.
  • the electrode body is a wound type electrode body formed by winding electrode plates (positive electrode plate and negative electrode plate), and a laminated type (stack type) electrode formed by laminating multiple flat electrode plates.
  • the electrode body may be in any form, such as a bellows-shaped electrode body in which a body or an electrode plate is folded into a bellows shape.
  • the current collector is a conductive member (a positive electrode current collector and a negative electrode current collector) that is electrically connected to the terminal 440 and the electrode body.
  • the positive electrode current collector is formed of aluminum or an aluminum alloy, etc., like the positive electrode base material layer of the positive electrode plate, and the negative electrode current collector is formed of copper, copper alloy, etc., like the negative electrode base material layer of the negative electrode plate. There is.
  • the upper gasket 450 is a gasket placed between the lid 430 and the terminal 440 to insulate and seal between the lid 430 and the terminal 440.
  • the lower gasket is disposed between the lid 430 and the current collector, and is a gasket that insulates and seals between the lid 430 and the current collector.
  • the upper gasket 450 and the lower gasket may be made of any material as long as it has electrical insulation properties.
  • the bus bar 233 is disposed on at least two power storage elements 400 while being held by the bus bar frame 217, and connects terminals 440 (positive and negative terminals) of the at least two power storage elements 400. It is a rectangular plate member that is electrically connected.
  • the bus bar 233 is made of a metal conductive member such as copper, copper alloy, aluminum, aluminum alloy, nickel, or clad material. In this embodiment, five bus bars 233 are used to connect two power storage elements 400 in parallel to form four sets of power storage element groups, and the four sets of power storage element groups are connected in series. ing.
  • connection unit 280 is a unit that includes a plurality of conductive members, a control board, etc., and connects a power storage element group consisting of eight power storage elements 400 and external terminals 291 and 292.
  • the control board included in the connection unit 280 includes a plurality of electrical components, and these electrical components form a detection circuit that detects the state of each power storage element 400, a control circuit that controls charging and discharging, and the like. There is.
  • the connection unit 280 is provided with a connector section 289 for a detection circuit or control circuit. In this embodiment, connection unit 280 is fixed to busbar frame 217.
  • the detection circuit and control circuit may be formed on separate substrates. Connection unit 280 may not include a control board.
  • a control device placed outside power storage device 201 may control charging and discharging of each power storage element 400.
  • a sensor (not shown) attached to power storage element 400 is electrically connected to the detection circuit.
  • the sensor is a sensor that detects the state of power storage element 400.
  • examples of the sensor include a temperature sensor (thermistor) that detects the temperature of power storage element 400, a voltage sensor that detects the voltage of power storage element 400, and the like.
  • the bus bar frame 217 is a member arranged above the plurality of power storage elements 400 (on the side where the terminals 440 are arranged).
  • busbar frame 217 is a member that holds busbar 233 and a sensor attached to power storage element 400. More specifically, the busbar frame 217 is a member that can hold a plurality of busbars 233, connection units 280, sensors, and other wiring (not shown), and can restrict the positions of these members. .
  • the busbar frame 217 is provided with a plurality of busbar openings 217a that hold each of the plurality of busbars 233 and expose a portion of each of the plurality of busbars 233 to the side of the plurality of power storage elements 400.
  • the bus bar frame 217 By being fixed to the exterior body body 211, the bus bar frame 217 also has the role of, for example, restricting movement of the plurality of power storage elements 400 upward (in the Z-axis positive direction).
  • the busbar frame 217 is sometimes called a "busbar plate” or an “inner lid.”
  • the busbar frame 217 is made of an insulating material such as PC, PP, PE, PS, PPS, PPE (including modified PPE), PET, PBT, PEEK, PFA, PTFE, PES, ABS resin, or a composite material thereof. Or, it is made of metal or the like with an insulating coating.
  • the pair of end members 239 are flat plate-like members disposed within the exterior body 211 at positions that collectively sandwich the plurality of power storage elements 400 . Specifically, the pair of end members 239 are arranged at positions sandwiching the plurality of power storage elements 400 in the X-axis direction. That is, the pair of end members 239 are arranged so as to overlap with the long side surface 411 of the container 410 of the electricity storage element 400 arranged at the outermost side.
  • the end member 239 is formed of, for example, metal coated with an insulating coating.
  • FIG. 16 is an exploded perspective view showing a state before the lid part 219 according to the second embodiment is attached to the outer lid 212.
  • an installation recess 321 in which the lid 219 is installed is formed on the top surface of the outer lid 212.
  • the installation recess 321 has a rectangular shape in plan view, and has a pair of short sides extending in the X-axis direction and a pair of long sides extending in the Y-axis direction.
  • An opening 218 is formed at the bottom of the installation recess 321 .
  • the opening 218 exposes a connection location between the conductive member integrated with the external terminal 291 and the connection unit 280 (not shown). When the opening 218 is open, the conductive member and the connection unit 280 can be connected through the opening 218.
  • the opening 218 is formed into a rectangular shape in plan view, and has a pair of short sides 381 extending in the X-axis direction and a pair of long sides 382 extending in the Y-axis direction.
  • a rectangular frame-shaped groove 322 is formed on the bottom surface of the installation recess 321 so as to surround the opening 218 .
  • a sealing material 329 is continuously provided in the groove portion 322 over the entire circumference.
  • the sealing material 329 may be made of, for example, an adhesive or a liquid gasket.
  • each shaft portion 323 is arranged at the center of each side portion (each short side portion 381 and each long side portion 382) of the opening 218.
  • the central portion of a side section refers to a central region that divides the side section into thirds in the length direction and is different from the end regions located at both ends.
  • the lid portion 219 is a rectangular plate-shaped member made of the same material as the outer lid 212. Specifically, the lid portion 219 is shaped to be accommodated in the installation recess 321, and has a pair of short sides 391 extending in the X-axis direction and a pair of long sides 392 extending in the Y-axis direction. are doing. That is, if one of the pair of short sides 391 is an example of a first side, the other short side 391 is an example of a second side. Similarly, if one long side 392 of the pair of long sides 392 is an example of a first side, the other long side 392 is an example of a second side.
  • Each short side 391 of the lid 219 faces each short side 381 of the opening 218
  • each long side 392 faces each long side 382 of the opening 218 .
  • a through hole 393 into which the shaft portion 323 is inserted is formed at a position corresponding to the shaft portion 323 of each short side portion 381 of the opening 218.
  • a through hole 394 into which the shaft portion 323 is inserted is formed at a position corresponding to the shaft portion 323 of each long side portion 382 of the opening 218. That is, in the lid portion 219 as well, through holes 393 and 394 are formed in the center of each side portion (each short side portion 391 and each long side portion 392).
  • a frame portion 396 having a rectangular shape in plan view is formed on an inner surface 395 facing the inside of the exterior body 210 (see FIG. 18). Specifically, the frame portion 396 has a shape corresponding to the groove portion 322 and is arranged within the groove portion 322.
  • the sealing material 329 is first placed within the groove portion 322. Thereafter, the lid part 219 is accommodated in the installation recess 321 so that each shaft part 323 is inserted into each through hole 393, 394. At this time, the frame 396 is inserted into the groove 322 and comes into contact with the sealing material 329. In this state, the tip of each shaft portion 323 protrudes from each through hole 393, 394, so the operator forms the caulked portion 324 by thermally caulking the tip of each shaft portion 323. In this way, the caulking portion 324 and the shaft portion 323 are integrally formed on the outer lid 212.
  • the caulking portion 324 may be formed by a method other than thermal caulking (for example, a mechanical caulking method).
  • FIG. 17 is a perspective view showing the state after the caulking portion 324 according to the second embodiment is formed.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view showing a state after the caulking portion 324 according to the second embodiment is formed. Specifically, it is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 17. As shown in FIGS. 17 and 18, each caulking portion 324 is in contact with an outwardly facing outer surface 397 of the outer lid 212 in the lid portion 219. As shown in FIGS. This suppresses lifting of the lid portion 219 due to the sealing material 329.
  • the sealing material 329 is fluid and unstable until it hardens, and the lid 219 may move, but each caulked portion 324 is in contact with the outer surface 397 of the lid 219. Therefore, movement of the lid portion 219 until curing can be suppressed.
  • each caulking portion 324 presses the outer surface 397 of the lid portion 219 the floating suppressing effect and the movement suppressing effect can be further enhanced.
  • the sealing material 329 after hardening is interposed between the outer lid 212 and the lid portion 219 within the groove portion 322, and seals the outer lid 212 and the lid portion 219.
  • the caulking portion 324 integrally formed on the outer lid 212 (main body portion) is in contact with the outer surface 397 of the lid portion 219, so that the screw cannot be tightened. Even if it is not used, floating of the lid portion 219 can be suppressed. Therefore, the lid portion 219 can be stably fixed to the outer lid 212 while reducing the number of parts.
  • the sealing material 329 is interposed between the outer lid 212 and the lid portion 219 to seal them, the sealing performance of the power storage device 201 can be improved. Further, the caulking portion 324 can suppress lifting of the lid portion 219 due to the sealing material 329, and the hermeticity of the power storage device 201 can be stabilized.
  • the lid portion 219 is unstable and easily moves. Even in such a case, since the lid portion 219 is in contact with the caulking portion 324, movement of the lid portion 219 can be restricted.
  • the center of each side of the lid portion 219 (each short side 391 and each long side 392) is more likely to float than both ends of each side.
  • the crimped portion 324 is disposed in the center of each side that is more likely to float, so that it is possible to effectively prevent the lid portion 219 from floating.
  • the plurality of caulking portions 324 can contact the center portion of the first side portion and the center portion of the second side portion. Thereby, lifting of the lid portion 219 can be suppressed more effectively.
  • FIG. 19 is a sectional view showing an outer lid 212a and a lid portion 219a according to Modification 1 of Embodiment 2.
  • FIG. 19 is a diagram corresponding to FIG. 18.
  • the area outside the opening 218 on the bottom surface of the installation recess 321a of the outer lid 212a is formed flat.
  • the inner surface 395a of the lid portion 219a is formed flat as a whole.
  • the sealing material 329a is interposed between the inner surface 395a of the lid portion 219a and the bottom surface of the installation recess 321a so as to continuously surround the entire circumference of the opening 218.
  • the caulking portion 324 is in contact with the outer surface 397 of the lid portion 219a, the lid portion 219a can be stably fixed to the outer lid 212a while reducing the number of parts.
  • FIG. 20 is a plan view showing the lid portion 219b, the shaft portion 323b, and the caulking portion 324b according to the second modification of the second embodiment.
  • a through hole is not formed in the lid part 219b, and a shaft part 323b and a caulking part 324b are arranged outside the lid part 219b at positions corresponding to each side. ing.
  • each shaft portion 323b is arranged on the outside of the lid portion 219b, and a caulked portion 324b, which is a tip of each shaft portion 323b, is in contact with an outer surface 397 of the lid portion 219b.
  • the lid portion 219b can be stably fixed to the outer lid 212 while reducing the number of parts.
  • the sealing material 329 is interposed between the outer lid 212 and the lid portion 219.
  • the sealing material may not be provided between the outer lid 212 and the lid portion 219.
  • the outer cover 212 and the cover 219 are illustrated as examples of the main body and the cover according to the present invention. However, it is also possible to use the exterior body main body 211 and the outer lid 212 as other examples of the main body part and the lid part according to the present invention.
  • an adhesive or a liquid gasket is exemplified as the sealing material 329.
  • the sealing material 329 may have any form as long as it seals the outer lid 212 and the lid portion 219.
  • an O-ring may be used as the sealing material, or a liquid or gel-like non-hardening substance may be used as the sealing material.
  • the substance used as the sealing material may or may not have adhesive properties.
  • the caulking part 324 is arranged at the center of each side of the lid part 219 is illustrated, but the caulking part 324 is located at the end (end area) of each side of the lid part 219. It may be placed in
  • the cover 219 is rectangular in plan view, but the cover 219 may have any shape as long as it can close the opening 218.
  • Other shapes of the lid portion 219 include polygonal shapes in plan view other than rectangular shapes, circular shapes, oval shapes, elliptical shapes, and the like.
  • the outer lid 212, the lid portion 219, and the caulking portion 324 in the second embodiment may be examples of the exterior body, the lid, and the welded portion in the first embodiment described above.
  • the lid portion 219 includes a through hole 394
  • the shaft portion 323 provided in the outer lid 212 is inserted into the through hole 394, and includes a caulked portion 324 welded to the lid portion 219. You can also do it.
  • Embodiments constructed by arbitrarily combining the components included in the first and second embodiments and their modifications are also included within the scope of the present invention.
  • the present invention can be applied to a power storage device including a power storage element such as a lithium ion secondary battery.

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Abstract

蓄電装置は、蓄電素子と、蓄電素子を収容する外装体と、を備え、外装体は、第一方向に開口を形成する開口部を有する外装体本体と、開口を塞ぐ蓋体と、を備え、外装体本体は、開口部に配置され、かつ、第一方向に突出した突出部を備え、蓋体は貫通孔を備え、突出部は、貫通孔に挿入されており、かつ、蓋体と溶着された溶着部を備える。

Description

蓄電装置
 本発明は、蓄電装置に関する。
 特許文献1には、電池パックが開示されている。この電池パックは、電池モジュールと、電池モジュールを収容する筐体と、を備える。筐体は、開口が設けられた本体部と、開口を塞ぐように本体部に固定された板状の蓋部材と、を有する。本体部は、底壁と、底壁と対向するとともに、開口が設けられた上壁と、を有する。蓋部材には複数の貫通孔が設けられている。複数の貫通孔のそれぞれは、上壁に設けられたネジ孔と重なる位置に設けられている。複数の貫通孔のそれぞれにはボルトが挿通され、ボルトはネジ孔に締結される。
特開2017-168300号公報 特開2019-102353号公報
 上記従来の電池パックでは、蓋部材の本体部への固定は、複数のボルトのみによってなされる。そのため、例えば1つのボルトの緩みは、蓋部材の本体部に対する固定力の低下につながる。当該固定力の低下により、異物が筐体の内部へ侵入するおそれがある。
 本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目してなされたものであり、信頼性が向上された外装体を備え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、蓄電素子と、前記蓄電素子を収容する外装体と、を備え、前記外装体は、第一方向に開口を形成する開口部を有する外装体本体と、前記開口を塞ぐ蓋体と、を備え、前記外装体本体は、前記開口部に配置され、かつ、前記第一方向に突出した突出部を備え、前記蓋体は貫通孔を備え、前記突出部は、前記貫通孔に挿入されており、かつ、前記蓋体と溶着された溶着部を備える。
 本発明の他の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子を収容する外装体を備え、前記外装体は、開口部を有する本体部と、前記開口部を閉塞する蓋部と、を備え、前記本体部は、当該本体部に一体形成され、前記蓋部の外面に接触するカシメ部を有する。
 本発明によれば、信頼性が向上された外装体を備える蓄電装置を提供できる。
図1は、実施の形態1に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 図2は、実施の形態1に係る蓄電装置の分解斜視図である。 図3は、実施の形態1に係る突出部の拡大斜視図である。 図4は、実施の形態1に係る突出部及びその周辺の構成を示す平面図である。 図5は、実施の形態1に係る突出部及びその周辺の構成を示す断面図である。 図6は、実施の形態1の変形例1に係る突出部及びその周辺の構成を示す断面図である。 図7は、実施の形態1の変形例2に係る突出部の拡大斜視図である。 図8は、実施の形態1の変形例2に係る突出部及びその周辺の構成を示す断面図である。 図9は、実施の形態1の変形例3に係る突出部の拡大斜視図である。 図10は、実施の形態1の変形例3に係る凸部及び突出部を示す側面図である。 図11は、実施の形態1の変形例3に係る突出部及びその周辺の構成を示す断面図である。 図12は、実施の形態1の蓋体が備える貫通孔を貫通しない突出部及びその周辺の構成を示す断面図である。 図13は、実施の形態2に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 図14は、実施の形態2に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。 図15は、実施の形態2に係る蓄電素子の外観を示す斜視図である。 図16は、実施の形態2に係る蓋部が外蓋に取り付けられる前の状態を示す分解斜視図である。 図17は、実施の形態2に係るカシメ部の形成後の状態を示す斜視図である。 図18は、実施の形態2に係るカシメ部の形成後の状態を示す断面図である。 図19は、実施の形態2の変形例1に係る外蓋及び蓋部を示す断面図である。 図20は、実施の形態2の変形例2に係る蓋部及び、軸部及びカシメ部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、蓄電素子と、前記蓄電素子を収容する外装体と、を備え、前記外装体は、第一方向に開口を形成する開口部を有する外装体本体と、前記開口を塞ぐ蓋体と、を備え、前記外装体本体は、前記開口部に配置され、かつ、前記第一方向に突出した突出部を備え、前記蓋体は貫通孔を備え、前記突出部は、前記貫通孔に挿入されており、かつ、前記蓋体と溶着された溶着部を備える。
 上記(1)に記載の蓄電装置によれば、蓋体を外装体本体に配置する際に、外装体本体に設けられた突出部が蓋体の貫通孔に挿入されるため、蓋体を効率よくまたは精度よく位置決めできる。突出部はさらに、少なくとも溶着部において蓋体と溶着される。そのため、突出部は、蓋体を外装体本体に固定する役割も担うことができる。このように、本態様に係る蓄電装置は、信頼性の高い外装体を備える蓄電装置である。
 (2)上記(1)に記載の蓄電装置において、前記溶着部は、前記第一方向から見た場合、前記貫通孔を覆う、としてもよい。
 上記(2)に記載の蓄電装置によれば、突出部の溶着部は、蓋体に形成された貫通孔を、蓋体の外側から覆うことができる。これにより、貫通孔がより確実にシールされる。つまり、貫通孔における気体または液体に対する密閉性が向上する。
 (3)上記(1)または(2)に記載の蓄電装置において、前記開口部は、前記蓋体に対向する開口端面を備え、前記開口端面は、前記蓋体と接合される接合部を備える、としてもよい。
 上記(3)に記載の蓄電装置によれば、蓋体と外装体本体との接合面積は、少なくとも、開口端面と蓋体との接合面積、及び、突出部の溶着部と蓋体との接合面積を含む。そのため、蓋体と外装体とがより強固に接合される。
 (4)上記(3)に記載の蓄電装置において、前記突出部は、前記第一方向から見た場合、前記接合部と隣り合う、としてもよい。
 上記(4)に記載の蓄電装置によれば、第一方向から見た場合に、接合部と溶着部とを連続させること、または、接合部と溶着部とを重複させることが容易である。これにより、例えば外装体の突出部の近傍における気体または液体に対する密閉性が維持しやすくなる。
 (5)上記(1)から(4)のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、複数の前記突出部は、前記第一方向と直交する第二方向に沿って配置されている、としてもよい。
 上記(5)に記載の蓄電装置によれば、例えば、突出部の数を増加させることで、蓋体と外装体本体との接合面積を増加させることができる。そのため、例えば外装体に要求される仕様に応じて、突出部の数及び配置レイアウトを適宜決定できる。
 (6)上記(1)から(5)のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記突出部は、前記開口部の内周面に接続されている、としてもよい。
 上記(6)に記載の蓄電装置によれば、第一方向から見た場合において、外装体の開口(外装体本体の内部空間)と重なる位置に蓋体の貫通孔が設けられる。そのため、第一方向から見た場合において、開口の外側に蓋体の貫通孔が設けられる場合よりも蓋体を小型化できる。
 (7)本発明の他の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子を収容する外装体を備え、外装体は、開口部を有する本体部と、開口部を閉塞する蓋部と、を備え、本体部は、当該本体部に一体形成され、前記蓋部の外面に接触するカシメ部を有する。
 上記(7)に記載の蓄電装置によれば、本体部に一体形成されたカシメ部が、蓋部の外面に接触しているので、ネジを用いなくとも蓋部の浮きを抑制することができる。したがって、部品点数を削減しつつ蓋部を本体部に対して安定的に固定することができる。
 (8)上記(7)に記載の蓄電装置は、前記本体部及び前記蓋部の間に介在し、当該本体部及び前記蓋部をシールするシール材を備える、としてもよい。
 上記(8)に記載の蓄電装置によれば、シール材が本体部及び蓋部の間に介在してこれらをシールしているので、密閉性を高めることができる。さらに、シール材を起因とした蓋部の浮きをカシメ部で抑制することができ、密閉性を安定させることができる。
 (9)上記(8)に記載の蓄電装置において、前記シール材は接着剤であってもよい。
 上記(9)に記載の蓄電装置によれば、接着剤からなるシール材は硬化するまでの間、蓋部が不安定で移動しやすい。このような場合においても、カシメ部が蓋部に接触しているので、蓋部の移動が制限されている。つまり、接着剤からなるシール材において好適である。
 (10)上記(7)から(9)のいずれかひとつに記載の蓄電装置において、前記蓋部は、所定の方向に延びる第一辺部を有し、前記第一辺部の中央部には前記カシメ部が配置されている、としてもよい。
 上記(10)に記載の蓄電装置によれば、例えば、外装体の内圧を受けて蓋部が浮く場合、第一辺部の中央部が当該第一辺部の両端部よりも浮きやすい。本態様では、この浮きやすい第一辺部の中央部にカシメ部が配置されているので、蓋部の浮きを効果的に抑制することが可能である。
 (11)上記(10)に記載の蓄電装置において、前記蓋部は、前記第一辺部に対向する第二辺部を有し、前記第二辺部の中央部には他の前記カシメ部が配置されている、としてもよい。
 上記(11)に記載の蓄電装置によれば、第一辺部に対向する蓋部の第二辺部の中央部にも他のカシメ部が配置されているので、複数のカシメ部が第一辺部の中央部と第二辺部の中央部に接触することができる。これにより、蓋部の浮きをより効果的に抑制することが可能である。
 以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電装置(その変形例も含む)について説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の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、製造工程の順序などは一例であり、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。さらに、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。
 以下の実施の形態1の説明及び図面(図1~図12)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、または、1つの蓄電素子における一対の短側面の対向方向を、X軸方向と定義する。複数の蓄電素子の並び方向、1つの蓄電素子における一対の長側面の対向方向、または、蓄電素子の厚み方向を、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、外装体における外装体本体と蓋体との並び方向、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、互いに交差(本実施の形態では直交)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、例えば、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。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。例えば、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、実質的に平行であること、すなわち、例えば数%程度の差異を含むことも意味する。さらに、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。絶縁性を有する材料は、体積抵抗率1×1010Ωm以上の材料から形成されていることが好ましい。
 (実施の形態1)
 [1-1.蓄電装置の全般的な説明]
 まず、本実施の形態における蓄電装置1の構成概要について説明する。図1は、実施の形態1に係る蓄電装置1の外観を示す斜視図である。図2は、実施の形態1に係る蓄電装置1の分解斜視図である。図2では、突出部16は、溶着部17が形成される前の状態が図示されている。外装体10の内部には、図2に示される部材に加え、バスバー等が収容され、さらに、蓄電素子100に沿って配置されるスペーサ、及び、複数の蓄電素子100を拘束する拘束部材等が配置され得る。しかし、これらの部材の図示及び説明は省略する。
 蓄電装置1は、外部からの電気を充電し、外部へ電気を放電することができる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。ここでいう直方体とは、すべての面が長方形または正方形で構成された六面体である。蓄電装置1は、例えば、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)である。具体的には、蓄電装置1は、例えば、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、無人搬送車(AGV:Automatic Guided Vehicle)、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る。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1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1は、外装体10と、1以上の蓄電素子100を有する蓄電素子ユニット101とを備えている。蓄電素子ユニット101は外装体10に収容されている。外装体10は、蓄電装置1の筐体を構成する箱形(略直方体形状)の容器(モジュールケース)である。つまり、外装体10は、蓄電素子ユニット101の外方に配置され、蓄電素子ユニット101を保護する。外装体10には、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レート(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、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材により形成されている。外装体10は、これにより、蓄電素子100等が外部の金属部材等に接触することを回避する。
 外装体10は、外装体本体11と蓋体50とを備える。外装体本体11は、開口13aを形成する開口部13を備える有底矩形筒状のハウジングである。開口部13は、外装体本体11のZ軸プラス方向の端部に設けられており、開口部13によって形成された開口13aはZ軸プラス方向に向けられている。Z軸プラス方向は第一方向の一例である。より具体的には、外装体本体11は、図2に示すように、X軸方向で対向する一対の側壁部14と、Y軸方向で対向する一対の側壁部15とを備える。本実施の形態では、開口部13は、これら一対の側壁部14及び一対の側壁部15それぞれのZ軸プラス方向の端部(以下、単に「上端部」ともいう。)によって構成されている。X軸方向及びY軸方向のそれぞれは第二方向の一例である。
 蓋体50は、外装体本体11の開口13aを塞ぐ部材である。蓋体50には、正極及び負極の一対の外部端子90が配置されている。蓄電装置1は、この一対の外部端子90を介して、外部からの電気を充電し、外部へ電気を放電する。外部端子90は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属製の導電部材で形成されている。
 外装体本体11に蓄電素子ユニット101等が収容された後に、蓋体50が外装体本体11に固定される。具体的には、外装体本体11が備える突出部16(図2参照)に形成された溶着部17(図1参照)が蓋体50に溶着される。本実施の形態ではさらに、外装体本体11の開口部13の端面である開口端面13b(図2参照)と蓋体50とが接合される。本実施の形態では、熱溶着によって開口端面13bと蓋体50とが接合されている。これにより、蓋体50と外装体本体11との間における気体または液体に対する密閉性を高い状態に維持できる。外装体10における突出部16及びその周辺の構成については、図3~図5を用いて後述する。
 蓄電素子ユニット101は、1以上の蓄電素子100を備える。本実施の形態に係る蓄電素子ユニット101は8個の蓄電素子100を備える。8個の蓄電素子100は、それぞれが長側面110aをY軸方向に向けた状態でY軸方向に並べられている。蓄電素子ユニット101は、蓄電素子100に沿って配置されたスペーサまたはホルダ(図示せず)を備えてもよい。蓄電素子ユニット101は、蓄電素子100に接続されるバスバーを保持するバスバーホルダを備えてもよい。蓄電素子ユニット101は、複数の蓄電素子100をその並び方向で拘束する拘束部材(図示せず)を備えてもよい。蓄電素子ユニット101が備える8個の蓄電素子100は、複数の図示しないバスバーにより例えば直列に接続されるが、電気的な接続態様はこれに限らない。蓄電素子ユニット101が有する蓄電素子100の数についても特に限定はない。蓄電素子ユニット101が有する蓄電素子100の数は、1~7のいずれかでもよく、9以上でもよい。
 蓄電素子100は、二次電池であり、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。蓄電素子100は、図2に示すように、扁平な直方体形状(角形)の容器110を備える。容器110の内部には、図示しない電極体、集電体、及び電解液等が収容されている。当該電極体としては、例えば、極板とセパレータとが巻回されて形成された巻回型、複数の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が採用される。容器110に収容される電解液としては、蓄電素子100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100は、非水電解質二次電池以外の二次電池でもよいし、キャパシタでもよい。蓄電素子100は、一次電池でもよい。蓄電素子100は、パウチタイプの蓄電素子でもよい。蓄電素子100は、固体電解質を用いた電池でもよい。蓄電素子100の形状は、上記角形には限定されず、それ以外の多角柱形状、円柱形状、楕円柱形状、長円柱形状等でもよい。
 容器110は、図2に示すように、一対の長側面110aと、一対の短側面110bと、底面110dと、端子配置面110cとを有する直方体形状のケースである。端子配置面110cには、一対の端子120と、ガス排出弁105とが設けられている。容器110は、容器110の本体(容器本体)の内部に電極体等を収容後、容器本体と、端子配置面110cを形成する蓋板とが溶接等されることにより、内部が密封される。容器110の材質は特に限定されないが、例えばステンレス鋼、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な金属であるのが好ましい。
 端子120は、容器110に収容された電極体に電気的に接続される端子であり、端子配置面110cから突出して設けられている。一対の端子120のうちの一方は、電極体の正極と電気的に接続され、他方は電極体の負極と電気的に接続される。端子120は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅または銅合金等の導電部材で形成されている。
 [1-2.突出部16及びその周辺の構成]
 次に、上述の図1及び図2に加え、図3~図5を参照しながら、実施の形態1に係る突出部16及びその周辺の構成について説明する。図3は、実施の形態1に係る突出部16の拡大斜視図である。図3では、溶着部17が形成される前の状態の突出部16が図示されている。図4は、実施の形態1に係る突出部16及びその周辺の構成を示す平面図(Z軸プラス方向から見た図)である。図5は、実施の形態1に係る突出部16及びその周辺の構成を示す断面図である。図3~図5では、図2において符号IIIが付された矩形領域内の突出部16が図示されている。図5では、外装体10の一部の断面であって、図1のV-V線を通るXZ平面に平行な断面が図示されている。図5では、1以上の蓄電素子100を含む蓄電素子ユニット101のおおよその配置範囲が点線で表されている。図5に関するこれらの補足事項は、後述する図6にも適用される。
 図2及び図3に示すように、外装体本体11は、開口部13に配置された突出部16を備える。本実施の形態では、図2に示すように、Z軸プラス方向から見た場合(以下、「平面視」ともいう。)において矩形状の開口部13に、8個の突出部16が配置されている。8個の突出部16のそれぞれはZ軸プラス方向に突出している。以下の突出部16に関する説明は、これら8個の突出部16に共通して適用される。
 本実施の形態では、突出部16は、外装体本体11に一体に設けられている。つまり、突出部16は、PC、PP、PE、PS、またはPPS等の樹脂で形成されている。本実施の形態では、突出部16は、図3に示すように、開口部13の内周面13cに接続されている。具体的には、突出部16は、内周面13cから、内周面13cに直交する方向(図3ではX軸プラス方向)に突出する接続部16bと、接続部16bからZ軸プラス方向に突出する突出本体部16aとを備える。つまり、本実施の形態では、突出部16は、開口部13の内周面13cに直接的に接続されている。
 図3では、Z軸方向において、接続部16bの上端面(Z軸プラス方向の端面)の位置と、開口端面13bの位置とは一致しているが、これらの位置は一致していなくてもよい。例えば、Z軸方向において、接続部16bの上端面は、開口端面13bよりもZ軸マイナス方向に位置してもよい。接続部16bは、外装体本体11の側壁部(図3では側壁部14)の一部である、と説明することもできる。この場合、接続部16bは、外装体本体11における開口部13の一部であり、接続部16bからZ軸プラス方向に突出する突出本体部16aは、開口部13に配置された「突出部」であると説明される。接続部16bからZ軸プラス方向に突出する突出部は、接続部16bを介して開口部13の内周面13cに接続されている、と説明される。
 開口部13は、開口13a(図2参照)を形成する部分であり、上述のように一対の側壁部14及び一対の側壁部15それぞれの上端部によって構成されている。側壁部14の上端部は、側壁部14のZ軸プラス方向の端縁を含む部分であって、側壁部14のZ軸方向の長さの1/3の範囲の部分である。より好ましくは、側壁部14の上端部は、Z軸方向において、蓄電素子100よりもZ軸プラス方向の部分である。側壁部15の上端部も同様であり、側壁部15のZ軸プラス方向の端縁を含む部分であって、側壁部15のZ軸方向の長さの1/3の範囲の部分である。より好ましくは、側壁部15の上端部は、Z軸方向において、蓄電素子100よりもZ軸プラス方向の部分である。内周面13cは、側壁部14及び側壁部15それぞれの内面における開口部13に含まれる部分である。つまり、内周面13cは、側壁部14及び側壁部15それぞれの内面の上端部である。
 突出部16の突出本体部16aは、開口部13の端面である開口端面13bよりもZ軸プラス方向に突出している。突出本体部16aは、蓋体50が、外装体本体11に固定される場合、蓋体50に形成された貫通孔52(図2及び図5参照)に挿入される。これにより、蓋体50の外装体本体11に対するXY平面における位置が決定され、かつ、突出部16の先端部が貫通孔52からZ軸プラス方向に突出する。貫通孔52から突出した当該先端部は熱かしめされ、その結果、図5に示すように、溶着部17が形成される。つまり、突出部16の先端部が加熱及び加圧されることで溶融して略円盤状に広げられ、その後に冷え固まることで溶着部17が形成される。この溶着部17の形成の過程で溶着部17と蓋体50との互いに対向する部分が溶着される。つまり、溶着部17は、突出部16の一部分であって、溶着によって蓋体50と接合された部分である。図5では、溶着部17における蓋体50に溶着された部分(溶着面部17a)が、溶着部17と蓋体50との間の太線の点線によって模式的に表されている。このように、外装体本体11が備える突出部16は、蓋体50を貫通した状態で蓋体50に溶着され、これにより、蓋体50を外装体本体11に固定する部位として機能する。
 溶着部17の形成の手法としては、突出部16を金属体等で直接的に加熱しながら加圧する熱かしめ、または、ホーンを用いて突出部16に超音波振動を与えながら加圧する超音波かしめ等が採用され得る。
 上記のように、本実施の形態に係る蓄電装置1は、蓄電素子100と、蓄電素子100を収容する外装体10と、を備える。外装体10は、Z軸プラス方向に開口13aを形成する開口部13を有する外装体本体11と、開口13aを塞ぐ蓋体50と、を備える。外装体本体11は、開口部13に配置され、かつ、Z軸プラス方向に突出した突出部16を備える。蓋体50は貫通孔52を備える。突出部16は、貫通孔52に挿入されている。突出部16は、蓋体50と溶着された溶着部17を備える。
 この構成によれば、蓄電装置1の製造(組み立て)の工程において、蓋体50を外装体本体11に配置する際に、外装体本体11に設けられた突出部16が蓋体50の貫通孔52に挿入される。そのため、蓋体50を外装体本体11に対して効率よくまたは精度よく位置決めできる。突出部16はさらに、少なくとも溶着部17において蓋体50と溶着される。そのため、突出部16は、蓋体50を外装体本体11に固定する役割も担うことができ、かつ、突出部16の、外装体本体11に対する変位または姿勢の変化等が生じ難い。例えば、ボルトを用いて蓋体50を外装体本体11に固定する場合に生じ得る「ボルトの緩み」のような不具合が生じ難い。従って、本実施の形態に係る蓄電装置1は、信頼性が向上された外装体10を備えている。
 本実施の形態では、突出部16は、外装体本体11に一体に設けられている。従って、蓋体50を外装体本体11に固定するために、ボルト等の別部材を用いる必要がない。突出部16は樹脂で形成されているため、例えば金属製のボルトを用いる場合よりも蓄電装置1を軽量化できる。
 本実施の形態では、図1、図2、及び図5に示すように、溶着部17は、Z軸プラス方向から見た場合、貫通孔52を覆う。具体的には、溶着部17は、蓋外面51aにおける貫通孔52の周縁部に溶着されている。その結果、貫通孔52は、外部から(Z軸プラス方向から)溶着部17によって塞がれている。
 このように、蓋体50に溶着される溶着部17は、蓋体50に形成された貫通孔52を、蓋体50の外側から覆うことができる。これにより、貫通孔52がより確実にシールされる。つまり、貫通孔52における気体または液体に対する密閉性が向上する。溶着部17が、平面視において貫通孔52を覆う大きさに形成されることで、溶着部17は、蓋体50のZ軸プラス方向の移動をより確実に制限できる。これにより、蓋体50の外装体本体11に対するZ軸プラス方向の移動をより確実に抑制できる。
 本実施の形態では、蓋体50と外装体本体11とは、さらに、外装体本体11の開口部13に設けられた接合部18によって蓋体50との接合されている。具体的には、図3~図5に示すように、開口部13は、蓋体50に対向する開口端面13bを備える。開口端面13bは、蓋体50と接合される接合部18を備える。図3及び図4では、接合部18は模様が付された領域で模式的に表されており、図5では、符号“18”が付された太線の点線で模式的に表されている。本実施の形態では、接合部18は、熱溶着によって形成されている。当該熱溶着の手法として、例えばヒートシールが採用されてもよい。ヒートシールとは、熱によって少なくとも2つの部材を溶着する手法である。
 このように、外装体本体11の開口端面13bが接合部18を備えることで、蓋体50と外装体本体11との接合面積は、少なくとも、開口端面13bと蓋体50との接合面積、及び、突出部16の溶着部17と蓋体50との接合面積を含む。その結果、蓋体50と外装体10とがより強固に接合される。
 図3~図5では、接合部18は、開口端面13bの幅方向(図3~図5ではX軸方向)のほぼ全域に設けられているが、このことは必須ではない。接合部18は、開口端面13bの幅方向の少なくとも一部に設けられていればよい。接合部18が当該幅方向の一部のみに設けられた場合でも、接合部18が、開口端面13bの延びる方向(図3~図5ではY軸方向)の全域に配置されていれば、開口端面13bと蓋体50との間における、気体または液体に対する密閉性を確保できる。つまり、平面視において、接合部18が開口13aを囲むことで当該密閉性を確保できる。ただし、当該密閉性の向上、または/及び、蓋体50の外装体本体11に対する固定力の向上の観点からは、接合部18は、開口端面13bの幅方向のほぼ全域に設けられることが好ましい。蓋体50と外装体本体11との間が気体または液体に対して完全に密閉されなくてもよい場合、接合部18は、開口端面13bの延びる方向の一部のみに配置されてもよい。
 外装体本体11の開口端面13bに接合部18が備えられることは必須ではない。開口端面13bに接合部18が備えられていない場合でも、少なくとも1つの突出部16の溶着部17が蓋体50と溶着されていればよい。これにより、当該少なくとも1つの突出部16によって蓋体50を外装体本体11に固定できる。
 本実施の形態では、図4に示すように、突出部16は、Z軸プラス方向から見た場合、接合部18と隣り合う。
 この構成によれば、平面視において、接合部18と溶着部17とを連続させること、または、接合部18と溶着部17とを重複させることが容易である。本実施の形態では、平面視において、接合部18の一部と、突出部16が備える溶着部17の一部とが重複する(例えば図5参照)。これにより、例えば、外装体10の突出部16の近傍における気体または液体に対する密閉性が維持されやすくなる。平面視において、突出部16の、開口13aの内部への突出量(図4ではX軸プラス方向の突出量)が小さいことにより、例えば、外装体本体11の内部に蓄電素子100等の部材を収容する作業を行う際に、突出部16が当該作業の邪魔になり難い。
 より詳細には、本実施の形態では、図4に示すように、平面視において、溶着部17を備える軸部(棒状部)を形成する突出本体部16aと、開口端面13bとがX軸方向で連続する。従って、外装体10の突出部16の近傍における密閉性が維持しやすくなるとともに、開口端面13bの幅方向のほぼ全域に接合部18を形成できる。このことは、蓋体50と外装体本体11との接合面積の増加に有利である。
 平面視において突出本体部16aと接合部18とが連続することは必須ではない。つまり、平面視において突出本体部16aと接合部18とが離間してもよい。突出本体部16aと接合部18とが離間する場合、平面視において突出本体部16aと開口端面13bとが離間してもよい。平面視において突出本体部16aと接合部18とが連続しているか否かにかかわらず、平面視において突出本体部16aの少なくとも一部と開口端面13bとが重複してもよい。平面視において突出部の全体が開口端面13bと重複する態様については変形例2として後述する。
 本実施の形態では、外装体本体11は、複数(具体的には8個)の突出部16を備えている。複数の突出部16は、突出部16の突出方向(Z軸プラス方向)と直交する方向に沿って配置されている。具体的には、開口部13を構成する、側壁部の上端部(側壁部14及び側壁部15それぞれのZ軸プラス方向の端部)に複数の突出部16が配置されている。より詳細には、側壁部14の上端部に、Y軸方向に沿って2つの突出部16が配置され、側壁部15の上端部に、X軸方向に沿って2つの突出部16が配置されている。
 この構成によれば、例えば、突出部16の数を増加させることで、蓋体50と外装体本体11との接合面積を増加させることができる。そのため、例えば外装体10に要求される仕様に応じて、突出部16の数及び配置レイアウトを適宜決定できる。
 本実施の形態では、図3~図5に示すように、突出部16は、開口部13の内周面13cに接続されている。より具体的には、突出部16は内周面13cに直接的に接続されている。
 この構成によれば、平面視において、外装体10の開口13a(外装体本体11の内部空間)と重なる位置に蓋体50の貫通孔52が設けられる。そのため、平面視において、開口13aの外側に蓋体50の貫通孔52が設けられる場合よりも蓋体50が小型化される。より詳細には、図5に示すように、突出部16は、蓄電素子100のZ軸プラス方向に配置される。言い換えると、平面視において、突出部16の少なくとも一部は、蓄電素子100の一部と重複する。すなわち、本実施の形態では、図5に示すように、突出部16の直下(Z軸マイナス方向)の空間が、蓄電素子100(または蓄電素子ユニット101)の一部を配置するための空間として利用されている。これにより、例えば外装体10が小型化される、または/及び、蓄電装置1のエネルギー密度が向上する。
 以上、実施の形態1に係る蓄電装置1について、突出部16及びその周辺の構成を中心に説明した。しかし、蓄電装置1における突出部16及びその周辺の構成は、図1~図5に示される構成とは異なってもよい。そこで、以下に、突出部16及びその周辺の構成についての変形例を、上記実施の形態1との差分を中心に説明する。
 [1-3-1.変形例1]
 図6は、実施の形態1の変形例1に係る突出部16及びその周辺の構成を示す断面図である。本変形例に係る蓄電装置1aにおいて、外装体本体11は、開口部13に配置された突出部16であって、Z軸プラス方向に突出した突出部16を備える。蓋体50は貫通孔52を備える。突出部16は、貫通孔52を貫通した状態で蓋体50と溶着された溶着部17を備える。これらの構成は、実施の形態1に係る蓄電装置1と共通する。
 本変形例では、蓋体50が凹部53を備えており、この点で、実施の形態1に係る蓄電装置1と異なる。具体的には、蓋体50は、蓋外面51aから蓋内面51bに向けて凹状に形成された凹部53を備えており、平面視において、貫通孔52は凹部53の内部に位置している。さらに、貫通孔52の貫通方向(Z軸方向)における溶着部17の少なくとも一部が凹部53に収容される。より具体的には、溶着部17の溶着面部17aは、凹部53の底面(凹部底面53a)に溶着される。
 このように、溶着部17の少なくとも一部が凹部53に収容されることで、溶着部17の蓋外面51aからの突出量が低減される。これにより、例えば、蓋体50の上方(Z軸プラス方向)の空間がより有効に活用される。図6では、Z軸方向における溶着部17の一部が蓋外面51aから突出しているが、Z軸方向における溶着部17の全体が凹部53に収容されてもよい。
 [1-3-2.変形例2]
 図7は、実施の形態1の変形例2に係る突出部26の拡大斜視図である。図7では、溶着部27が形成される前の状態の突出部26が図示されている。図8は、実施の形態1の変形例2に係る突出部26及びその周辺の構成を示す断面図である。図8における断面の位置は、図5における断面の位置に準ずる。
 本変形例に係る蓄電装置1bにおいて、外装体本体11は、開口部13に配置された突出部26であって、Z軸プラス方向に突出した突出部26を備える。蓋体50は貫通孔52を備える。突出部26は、貫通孔52を貫通した状態で蓋体50と溶着された溶着部27を備える。具体的には、溶着部27は、蓋体50と溶着された部分(溶着面部27a)を備える。これらの構成は、実施の形態1に係る蓄電装置1と共通する。
 本変形例では、突出部26は、外装体本体11の開口端面13bからZ軸プラス方向に突出しており、この点で、実施の形態1に係る蓄電装置1と異なる。つまり、平面視において突出部26の全体が開口端面13bと重複する。このように、開口端面13bに突出部26を配置することで、外装体本体11の内部に蓄電素子100等の部材を収容する作業を行う際に、突出部26が当該作業の邪魔になり難い。
 より具体的には、本変形例では、開口端面13bの幅方向(図7及び図8ではX軸方向)において、突出部26と接合部18とが並んで配置される。従って、上記実施の形態1と同じく、接合部18を、平面視において開口13a(図2参照)を囲むように配置できる。その結果、接合部18により、開口端面13bと蓋体50との間における、気体または液体に対する密閉性が確保される。図8では、開口端面13bの幅方向(X軸方向)の中央に突出部26が配置されるが、突出部26は、当該幅方向の一方に寄せて配置されてもよい。つまり、突出部26のX軸プラス方向及びX軸マイナス方向の一方のみに接合部18が配置されてもよい。この場合でも、接合部18を、平面視において開口13aを囲むように配置できる。
 [1-3-3.変形例3]
 図9は、実施の形態1の変形例3に係る突出部36の拡大斜視図である。図9では、溶着部37が形成される前の状態の突出部36が図示されている。図10は、実施の形態1の変形例3に係る凸部19及び突出部36を示す側面図である。図10では、外装体本体11を図9のX-X線を通るXZ平面で切断した状態の外装体本体11の一部が側面図(Y軸マイナス方向から見た図)で表されている。図11は、実施の形態1の変形例3に係る突出部36及びその周辺の構成を示す断面図である。
 本変形例に係る蓄電装置1cにおいて、外装体本体11は、開口部13に配置された突出部36であって、Z軸プラス方向に突出した突出部36を備える。蓋体50は貫通孔52を備える。突出部36は、貫通孔52を貫通した状態で蓋体50と溶着された溶着部37を備える。具体的には、溶着部37は、蓋体50と溶着された部分(溶着面部37a)を備える。さらに、突出部36は、開口部13の内周面13cに接続されている。これらの構成は、実施の形態1に係る蓄電装置1と共通する。
 本変形例では、突出部36は、凸部19を介して内周面13cに接続されており、この点で、実施の形態1に係る蓄電装置1と異なる。凸部19は、内周面13cから外装体本体11の内部に向けて(図9~図11ではX軸プラス方向に向けて)突出する。具体的には、凸部19は、外装体本体11の側壁部14の内面に設けられており、かつ、底壁部12の上面(内底面12a)に接続されている。より詳細には、凸部19は、側壁部14の内面の上端部(すなわち、開口部13の内周面13c)から当該内面に沿って内底面12aまで延びている。つまり、本変形例において、凸部19の上端部は開口部13の一部である。凸部19は、外装体本体11の側壁部14及び底壁部12の両方に接続されていることで、例えば、外装体本体11の剛性を向上させることができる。本変形例では、突出部36は、外装体本体11の剛性の向上に寄与する凸部19の上方の空間を利用して配置できる。つまり、外装体10の内部空間の有効利用が図られる。
 図9~図11では、凸部端面19aは、開口端面13bよりもZ軸マイナス方向に位置している。しかし、Z軸方向において凸部端面19aと開口端面13bとは同じ位置でもよい。図9~図11では、突出部36は、開口端面13bと離間して配置されているが、突出部36は、開口端面13bと連続してもよい。
 [1-4.他の変形例]
 以上、実施の形態1に係る蓄電装置1及びその変形例について説明したが、本発明は、実施の形態1及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態1は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲は、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。
 突出部16は、突出本体部16aの径方向に突出した形状の溶着部17(図1及び図5参照)を備えなくてもよい。例えば、突出部16の突出本体部16a(図3参照)の外周面と、蓋体50の貫通孔52(図2及び図5参照)の内周面とが溶着されてもよい。この場合でも、突出本体部16aの外周面と貫通孔52の内周面との隙間を、溶融した後に冷え固まった樹脂(突出部16及び蓋体50の少なくとも一方の一部)によって塞ぐことは可能である。つまり、突出本体部16aが貫通孔52から突出しなくてもよい。図12は、蓋体50の貫通孔52から突出しない突出部16の一例を示す断面図である。図12では、突出本体部16aの外周面と貫通孔52の内周面との隙間を塞ぐ樹脂によって溶着部17が形成されている。図12に示すように、突出本体部16aの端部は蓋外面51aよりも下部に配置されてもよく、蓋外面51aと同じ位置に配置されてもよい。これにより、蓋外面51aより外部に溶着部17が突出することがより容易に防止できる。蓋外面51aから外部に突出する溶着部17の突出量をより容易に低減できる。図12の溶着部17は、超音波溶着等によって形成されてもよい。
 突出部16は、外装体本体11と一体でなくてもよい。例えば、外装体本体11とは別体の部品として作製された突出部が、外装体本体11に固定されてもよい。当該固定の手法として、溶着、接着、嵌め合い、またはボルトを用いた結合等の各種の手法が採用されてもよい。突出部が外装体本体11とは別体の部品である場合、外装体本体11の内部に蓄電素子100等の部材を収容した後に、突出部が外装体本体11の開口部13に固定されてもよい。これにより、外装体本体11の内部に蓄電素子100等の部材を収容し易くなる。
 開口端面13bと蓋体50とを接合する手法として、ヒートシール以外の手法が採用されてもよい。ヒートシール以外の手法としては、超音波溶着及びレーザ溶着が例示される。超音波溶着では、例えば開口端面13bを超音波振動による摩擦熱によって溶融させて冷え固まらせることで、蓋体50と接合される接合部18が形成される。レーザ溶着では、例えば開口端面13bをレーザ光の照射によって溶融させて冷え固まらせることで、蓋体50と接合される接合部18が形成される。開口端面13bと蓋体50とを接合する手法として、接着剤による接着が採用されてもよい。開口端面13bと蓋体50とを接合する手法として、溶剤を用いた化学的な手法が採用されてもよい。例えば開口端面13bをジクロロメタンなどの溶剤を用いて溶融させた後に固化させることで、開口端面13bの一部または全部に、蓋体50と接合される接合部18が形成されてもよい。
 金属または樹脂等で形成されたボルトを用いて開口端面13bと蓋体50とを接合してもよい。この場合、開口端面13bと蓋体50との間にガスケットを配置することで、開口端面13bと蓋体50との間における気体または液体に対する密閉性を確保してもよい。ボルトを用いて開口端面13bと蓋体50とを接合する場合、開口端面13bにおける、蓋体50またはガスケットと接触する部分が、開口端面13bが備える接合部18である、と説明される。開口端面13bと蓋体50との間にガスケットを配置する場合、突出部16は、ガスケットの、開口13aの内部に近づく向きの移動を制限できる。従って、突出部16は、ガスケットの、開口13aの内部への落下を抑制できる。
 開口端面13bと蓋体50との間にガスケットを配置する場合、ボルトではなく、突出部16が備える溶着部17が、ガスケットを、開口端面13bと蓋体50との間で圧縮された状態に維持する部位として機能してもよい。例えば、開口端面13bと蓋体50との間にガスケットを配置した状態で、治具等を用いて蓋体50を開口端面13bに向けて押さえる。この状態で、突出部16の先端部を溶融し、溶融した先端部を冷え固まらせる。つまり、突出部16の先端部を熱かしめすることで溶着部17を形成する。この場合、溶着部17は、外装体本体11に対する蓋体50のZ軸プラス方向の移動を制限できるため、ガスケットを開口端面13bと蓋体50との間で圧縮された状態に維持できる。この効果を、開口端面13bの延びる方向(X軸方向及びY軸方向)で均等に得るためには、当該延びる方向に沿って複数の突出部16が配置されることが好ましい。
 突出部16における、貫通孔52に挿入される部分は、図3に示すような円柱形状である必要はない。貫通孔52に挿入される部分は、例えば、四角柱などの多角柱形状でもよい。貫通孔52に挿入される部分の断面(突出部16の突出方向に直交する断面)の外形が、直線と曲線とで形成された形状でもよい。
 外装体10の形状は、図1及び図2に示すような直方体形状である必要はない。例えば、円柱形状などの他の形状の外装体が、蓄電素子ユニット101を収容する外装体として採用されてもよい。
 実施の形態1に係る、外装体本体11、蓋体50、及び溶着部27は、後述する実施の形態2に係る、本体部、蓋部、及びカシメ部の一例である、としてもよい。つまり、外装体本体11は、外装体本体11に一体形成され、蓋体50の外面に接触する溶着部27を有する、と説明することもできる。
 図7~図11に示される実施の形態1の変形例2及び3に係る溶着部27及び37のそれぞれの少なくとも一部が、蓋体50に設けられた凹部53(図6参照)に収容されてもよい。上記実施の形態1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。
 (実施の形態2)
 従来、セル(蓄電素子)と、セルを収容する収容体(外装体)とを備えた組電池(蓄電装置)が知られている。収容体は、セルを収容する開口を有しており、この開口が蓋体(蓋部)により塞がれている。蓋体は、開口を閉塞した状態でネジにより収容体に固定されている(例えば、特許文献2参照)。
 近年において、蓄電素子が外装体に収容された構成の蓄電装置は、部品点数の削減のためネジがなくとも蓋部を安定的に固定することが望まれている。
 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、信頼性が向上された外装体を備える蓄電装置を提供することを目的とする。より具体的には、実施の形態2に係る発明は、部品点数を削減しつつ、蓋部を安定的に固定できる蓄電装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本発明の他の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子を収容する外装体を備え、前記外装体は、開口部を有する本体部と、前記開口部を閉塞する蓋部と、を備え、前記本体部は、当該本体部に一体形成され、前記蓋部の外面を押さえるカシメ部を有する。
 本発明における蓄電装置によれば、部品点数を削減しつつ、蓋部を安定的に固定できる。
 以下の実施の形態2の説明及び図面中において、蓄電素子の並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、または、当該容器の厚さ方向をX軸方向と定義する。1つの蓄電素子における端子の並び方向、または、蓄電素子の容器の短側面の対向方向をY軸方向と定義する。蓄電装置の外装体における外装体本体と外蓋との並び方向、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、互いに交差(以下実施の形態では、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。
 [2-1.蓄電装置の全般的な説明]
 まず、図13及び図14を用いて、実施の形態2に係る蓄電装置201の全般的な説明を行う。図13は、実施の形態2に係る蓄電装置201の外観を示す斜視図である。図14は、実施の形態2に係る蓄電装置201を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。
 蓄電装置201は、外部からの電気を充電し、外部へ電気を放電することができる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。ここでいう直方体とは、すべての面が長方形または正方形で構成された六面体である。例えば、蓄電装置201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)である。具体的には、蓄電装置201は、例えば、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る。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201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13及び図14に示すように、蓄電装置201は、蓄電素子400と、複数の蓄電素子400を収容する外装体210とを備える。外装体210は、複数の蓄電素子400を収容する外装体本体211と、複数の蓄電素子400の上方に配置されるバスバーフレーム217と、バスバーフレーム217の上方を覆う外蓋212とを有する。
 外装体210は、蓄電装置201の外装体を構成する略直方体形状(箱状)の容器(モジュールケース)である。つまり、外装体210は、複数の蓄電素子400及びバスバーフレーム217等を所定の位置に固定し、これら要素を衝撃などから保護する部材である。
 外装体本体211は、上部が開放された有底矩形筒状の部材であり、その開放部分が本体開口部311である。本体開口部311は、平面視において略四角形状である。外装体本体211の本体開口部311内には、複数の蓄電素子400、バスバーフレーム217に加えて、バスバーフレーム217に保持された複数のバスバー233と、制御回路等を含む接続ユニット280と、一対のエンド部材239とが収容されている。図示は省略しているが、外装体本体211には、蓄電素子400同士の間に配置される絶縁性のセル間スペーサ、蓄電素子400とエンド部材239との間に配置される絶縁性の端部スペーサの少なくともひとつが収容されていてもよい。
 外蓋212は、外装体本体211の本体開口部311を閉塞する部材である。外蓋212は、外装体本体211の本体開口部311を覆った状態で外装体本体211に接合されている。外蓋212は、正極の外部端子291及び負極の外部端子292を有している。外部端子291、292は、接続ユニット280及びバスバー233を介して複数の蓄電素子400と電気的に接続されており、蓄電装置201は、この外部端子291、292を介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。外部端子291、292は、例えば、真鍮などの銅合金、銅、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。
 外蓋212には、組立時に、外部端子291、292に一体化された導電部材を接続ユニット280に接続するための一対の開口部218が形成されている。一対の開口部218のうち、一方の開口部218は、外蓋212の天面のX軸マイナス方向の端部に形成されており、他方の開口部218は、外蓋212の天面のX軸プラス方向の端部に形成されている。外蓋212には一対の蓋部219が取り付けられることで各開口部218が閉塞されている。外蓋212と蓋部219との組付け構造については後述する。
 外装体210の外装体本体211及び外蓋212は、例えば、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レート(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)、ABS樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、絶縁塗装をした金属等により形成されている。外装体210は、これにより、蓄電素子400等が外部の金属部材等に接触することを回避する。蓄電素子400等の電気的絶縁性が保たれる構成であれば、外装体210は、金属等の導電部材で形成されていてもよい。
 蓄電素子400は、電気を充電し、電気を放電することのできる二次電池(単電池)であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。蓄電素子400は、扁平な直方体形状(角形)を有しており、本実施の形態では、8個の蓄電素子400がX軸方向に配列されている。蓄電素子400の形状、及び、配列される蓄電素子400の個数は限定されない。蓄電素子400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400は、固体電解質電池であってもよい。
 図15は、実施の形態2に係る蓄電素子400の外観を示す斜視図である。蓄電素子400は、容器410と、一対(正極及び負極)の端子440と、上部ガスケット450と、を備えている。容器410の内方には、下部ガスケット、電極体、一対(正極及び負極)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400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、様々なものを選択することができる。
 蓄電素子400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。さらに、容器410の周囲には、容器410の外面を覆う絶縁フィルム(シュリンクチューブ等)が配置されていてもよい。当該絶縁フィルムの材質は、蓄電素子400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、例えば、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などを例示することができる。
 容器410は、開口が形成された容器本体420と、容器本体420の当該開口を閉塞する蓋430と、を有する直方体形状(角形または箱形)のケースである。容器本体420は、容器410の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Z軸プラス方向に開口が形成されている。蓋430は、容器410の蓋部を構成する矩形状の平板であり、容器本体420のZ軸プラス方向に配置され、Y軸方向に延びて設けられている。蓋430には、容器410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ガス排出弁431、及び、容器410内方に電解液を注液するための注液部(図示せず)等が設けられている。容器410(容器本体420及び蓋430)の材質は、特に限定されず、例えばステンレス鋼、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)な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。容器410は、電極体等を容器本体420の内方に収容後、容器本体420と蓋430とが溶接等によって接合されることにより、内部が密封される構造となっている。
 容器410は、X軸方向両側の側面に一対の長側面411を有し、Y軸方向両側の側面に一対の短側面412を有し、Z軸マイナス方向側に底面413を有している。長側面411は、容器410の長側面を形成する矩形状の平面部である。長側面411は、短側面412及び底面413に隣接している。短側面412は、容器410の短側面を形成する矩形状の平面部である。底面413は、容器410の底面を形成する矩形状の平面部であり、長側面411及び短側面412に隣接して配置される。
 端子440は、蓋430に配置される蓄電素子400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440は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子400の外部空間に導出し、電極体に電気を蓄えるために蓄電素子400の内部空間に電気を導入するための金属製の部材である。端子440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。
 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集電箔である正極基材層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集電箔である負極基材層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、リチ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用いることができる。本実施の形態では、電極体は、極板(正極板及び負極板)がX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、複数の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440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、正極板の正極基材層と同様、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、負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。
 上部ガスケット450は、蓋430と端子440との間に配置され、蓋430と端子440との間を絶縁し、かつシールするガスケットである。下部ガスケットは、蓋430と集電体との間に配置され、蓋430と集電体との間を絶縁し、かつシールするガスケットである。上部ガスケット450及び下部ガスケットは、電気的絶縁性を有していればどのような素材で形成されていてもよい。
 図14に示すように、バスバー233は、バスバーフレーム217に保持された状態で、少なくとも2つの蓄電素子400上に配置され、当該少なくとも2つの蓄電素子400の端子440(正極端子及び負極端子)を電気的に接続する矩形状の板状部材である。バスバー233は、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、クラッド材等の金属製の導電部材で形成されている。本実施の形態では、5つのバスバー233を用いて、蓄電素子400を2個ずつ並列に接続して4セットの蓄電素子群を構成し、かつ、当該4セットの蓄電素子群を直列に接続している。
 接続ユニット280は、複数の導電部材及び制御基板等を有するユニットであり、8個の蓄電素子400からなる蓄電素子群と、外部端子291、292とを接続する。接続ユニット280が有する制御基板は複数の電気部品を有し、これら複数の電気部品により、各蓄電素子400の状態を検出する検出回路、及び、充電及び放電を制御する制御回路等が形成されている。接続ユニット280には、検出回路または制御回路のコネクタ部289が設けられている。本実施の形態では、接続ユニット280は、バスバーフレーム217に固定されている。検出回路及び制御回路は個別の基板に形成されていてもよい。接続ユニット280は、制御基板を有しなくてもよい。この場合、例えば、蓄電装置201の外部に配置された制御装置が各蓄電素子400の充電及び放電を制御してもよい。検出回路には、蓄電素子400に取り付けられるセンサ(図示省略)が電気的に接続されている。センサは、蓄電素子400の状態を検出するセンサである。具体的に、センサとしては、蓄電素子400の温度を検出する温度センサ(サーミスタ)、蓄電素子400の電圧を検出する電圧センサなどが挙げられる。
 バスバーフレーム217は、複数の蓄電素子400の上方(端子440が配置されている側)に配置される部材である。本実施の形態では、バスバーフレーム217は、バスバー233と、蓄電素子400に取り付けられるセンサとを保持する部材である。より詳細には、バスバーフレーム217は、複数のバスバー233、接続ユニット280、センサ、及び、その他配線類等(図示せず)を保持し、これら部材の位置制限等を行うことができる部材である。バスバーフレーム217には、複数のバスバー233のそれぞれを保持し、かつ、複数のバスバー233それぞれの一部を複数の蓄電素子400の側に露出させるバスバー用開口部217aが複数設けられている。バスバーフレーム217は、外装体本体211に固定されることで、例えば、複数の蓄電素子400の上方(Z軸プラス方向)への移動を制限する役目も有している。
 バスバーフレーム217は、例えば、「バスバープレート」、または、「中蓋」等と呼ばれる場合もある。バスバーフレーム217は、例えば、PC、PP、PE、PS、PPS、PPE(変性PPEを含む)、PET、PBT、PEEK、PFA、PTFE、PES、ABS樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、絶縁塗装をした金属等により形成されている。
 一対のエンド部材239は、外装体本体211内において複数の蓄電素子400を一括して挟む位置に配置される平板状の部材である。具体的には、一対のエンド部材239は、複数の蓄電素子400をX軸方向で挟む位置に配置されている。つまり、一対のエンド部材239は、最も外側に配置された蓄電素子400の容器410の長側面411に対して重なるように配置されている。エンド部材239は、例えば絶縁塗装をした金属等により形成されている。
 [2-2.外蓋と蓋部との組付け構造]
 次に、開口部218を有する本体部の一例である外蓋212と蓋部219との組付け構造について説明する。ここでは、一対の開口部218のうち、X軸プラス方向の開口部218における組付け構造を例示して説明するが、X軸マイナス方向の開口部218においても同様の組付け構造である。
 まず、蓋部219が外蓋212に取り付けられる前の状態について説明する。図16は、実施の形態2に係る蓋部219が外蓋212に取り付けられる前の状態を示す分解斜視図である。
 図16に示すように、外蓋212の天面には、蓋部219が設置される設置凹部321が形成されている。設置凹部321は、平面視矩形状であり、X軸方向に延びる一対の短辺部と、Y軸方向に延びる一対の長辺部とを有している。設置凹部321の底面には開口部218が形成されている。開口部218は、外部端子291に一体化された導電部材と接続ユニット280との接続箇所を露出させている(図示省略)。開口部218が開放された状態では、当該導電部材と接続ユニット280とを開口部218から接続することが可能である。
 開口部218は、平面視矩形状に形成されており、X軸方向に延びる一対の短辺部381と、Y軸方向に延びる一対の長辺部382とを有している。設置凹部321の底面には、開口部218を囲むように、矩形枠状の溝部322が形成されている。溝部322内には、シール材329が全周にわたって連続的に設けられている。シール材329は、例えば、接着剤で形成されていてもよく、液状ガスケットで形成されていてもよい。
 設置凹部321の底面において、溝部322よりも外方の領域には、蓋部219を固定するための複数の軸部323が突出している。各軸部323は、開口部218の各辺部(各短辺部381及び各長辺部382)の中央部に配置されている。辺部の中央部とは、辺部を長さ方向に三等分し、両端に位置する端部領域とは異なる中央領域のことを言う。
 蓋部219は、外蓋212と同等の材料から形成された矩形板状の部材である。具体的には、蓋部219は、設置凹部321に収容される形状となっていて、X軸方向に延びる一対の短辺部391と、Y軸方向に延びる一対の長辺部392とを有している。つまり、一対の短辺部391のうち、一方の短辺部391を第一辺部の一例とすると、他方の短辺部391が第二辺部の一例である。同様に、一対の長辺部392のうち、一方の長辺部392を第一辺部の一例とすると、他方の長辺部392が第二辺部の一例である。
 蓋部219の各短辺部391は、開口部218の各短辺部381に対向し、各長辺部392は、開口部218の各長辺部382に対向する。各短辺部391において、開口部218の各短辺部381の軸部323に対応する位置には、当該軸部323が挿入される貫通孔393が形成されている。各長辺部392において、開口部218の各長辺部382の軸部323に対応する位置には、当該軸部323が挿入される貫通孔394が形成されている。つまり、蓋部219においても、各辺部(各短辺部391及び各長辺部392)の中央部に貫通孔393、394が形成されている。
 蓋部219において、外装体210の内部を向く内面395には、平面視矩形状の枠部396が形成されている(図18参照)。具体的には、枠部396は、溝部322に対応した形状となっており、溝部322内に配置されるようになっている。
 製造時においては、まず、溝部322内にシール材329が配置される。その後、各貫通孔393、394に各軸部323が挿入されるように蓋部219が設置凹部321に収容される。このとき、溝部322内に枠部396が挿入されて、シール材329に枠部396が接触する。この状態においては、各軸部323の先端部が各貫通孔393、394から突出しているので、作業者は、各軸部323の先端部を熱カシメすることでカシメ部324を形成する。このように、カシメ部324は軸部323とともに外蓋212に一体形成されている。熱カシメ以外の手法(例えば機械的なカシメ方法)でカシメ部324を形成してもよい。
 図17は、実施の形態2に係るカシメ部324の形成後の状態を示す斜視図である。図18は、実施の形態2に係るカシメ部324の形成後の状態を示す断面図である。具体的には、図17におけるVI-VI線を含む切断面を見た断面図である。図17及び図18に示すように、各カシメ部324は、蓋部219において外蓋212の外方を向く外面397に接触している。これにより、シール材329を起因とした蓋部219の浮きが抑制されている。ところで、シール材329は硬化するまでの間、流動性があるため不安定であり、蓋部219が移動する可能性があるが、各カシメ部324が蓋部219の外面397に接触しているので、硬化までの間の蓋部219の移動を抑制することができる。各カシメ部324が蓋部219の外面397を押さえていると、浮き抑制効果及び移動抑制効果をより高めることができる。硬化後のシール材329は、溝部322内で外蓋212と蓋部219との間に介在し、外蓋212と蓋部219とをシールしている。
 蓄電装置201の使用時においては、何らかの不具合によって蓄電素子400のガス排出弁431が開いて、当該ガス排出弁431から外装体210内にガスが噴出され、外装体210内の圧力が上昇する場合がある。この場合においても、各カシメ部324が蓋部219の外面397に接触しているので、内圧上昇によって蓋部219が外れてしまうことが抑制されている。特に、蓋部219は、内圧を受けると各辺部の中央部が各辺部の両端部よりも浮きやすいが、その浮きやすい各辺部の中央部に各カシメ部324が接触しているので、蓋部219の浮きを効果的に抑制することが可能である。
 [2-3.効果など]
 以上のように、本実施の形態に係る蓄電装置201によれば、外蓋212(本体部)に一体形成されたカシメ部324が、蓋部219の外面397に接触しているので、ネジを用いなくとも蓋部219の浮きを抑制することができる。したがって、部品点数を削減しつつ蓋部219を外蓋212に対して安定的に固定することができる。
 シール材329が外蓋212及び蓋部219の間に介在してこれらをシールしているので、蓄電装置201の密閉性を高めることができる。さらに、シール材329を起因とした蓋部219の浮きをカシメ部324で抑制することができ、蓄電装置201の密閉性を安定させることができる。
 接着剤からなるシール材329は硬化するまでの間、蓋部219が不安定で移動しやすい。このような場合においても、蓋部219がカシメ部324に接触しているので、蓋部219の移動を制限することができる。
 例えば、外装体210の内圧を受けて蓋部219が浮く場合、蓋部219の各辺部(各短辺部391及び各長辺部392)の中央部が当該各辺部の両端部よりも浮きやすい。本態様では、この浮きやすい各辺部の中央部にカシメ部324が配置されているので、蓋部219の浮きを効果的に抑制することが可能である。
 第一辺部(一方の短辺部391及び一方の長辺部392)に対向する蓋部219の第二辺部(他方の短辺部391及び他方の長辺部392)の中央部にも他のカシメ部324が配置されているので、複数のカシメ部324が第一辺部の中央部と第二辺部の中央部とに接触することができる。これにより、蓋部219の浮きをより効果的に抑制することが可能である。
 [2-4.変形例]
 以下に、上記実施の形態2の各変形例について説明する。以降の説明において上記実施の形態2と同一の部分においては同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
 (変形例1)
 上記実施の形態2では、シール材329が外蓋212の溝部322内で蓋部219の枠部396に接触している場合を例示した。この変形例1では、外蓋に溝部がなく、蓋部に枠部がない場合について説明する。
 図19は、実施の形態2の変形例1に係る外蓋212a及び蓋部219aを示す断面図である。図19は図18に対応する図である。図19に示すように、外蓋212aの設置凹部321aの底面において、開口部218よりも外方の領域は、平坦状に形成されている。蓋部219aの内面395aは全体として平坦状に形成されている。シール材329aは、開口部218を全周にわたって連続して囲むように、蓋部219aの内面395aと、設置凹部321aの底面との間に介在している。この場合においても、カシメ部324が蓋部219aの外面397に接触しているので、部品点数を削減しつつ蓋部219aを外蓋212aに対して安定して固定することができる。
 (変形例2)
 上記実施の形態2では、カシメ部324を有する軸部323が蓋部219を貫通した場合を例示した。しかしながら、カシメ部が蓋部の外面に接触しているのであれば、軸部が蓋部を貫通していなくてもよい。
 図20は、実施の形態2の変形例2に係る蓋部219b、軸部323b及びカシメ部324bを示す平面図である。図20に示すように、蓋部219bには貫通孔が形成されておらず、当該蓋部219bの外方であって各辺部に対応する位置に、軸部323b及びカシメ部324bが配置されている。具体的には、各軸部323bは、蓋部219bの外方に配置されており、各軸部323bの先端部であるカシメ部324bが、蓋部219bの外面397に接触している。この場合においても、部品点数を削減しつつ蓋部219bを外蓋212に対して安定して固定することができる。
 [2-5.その他]
 以上、本発明の実施の形態2に係る蓄電装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態2に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態2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、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。
 例えば、上記実施の形態2では、外蓋212と蓋部219との間にシール材329が介在している場合を例示した。しかしながら、外蓋212と蓋部219との間にシール材が設けられていなくてもよい。
 上記実施の形態2では、蓋部219の外面397を4つのカシメ部324で押さえる場合を例示した。しかしながら、蓋部219の外面397に接触するカシメ部は少なくとも1つ設けられていればよい。
 上記実施の形態2では、本発明に係る本体部及び蓋部の一例として外蓋212及び蓋部219を例示した。しかしながら、外装体本体211及び外蓋212を本発明に係る本体部及び蓋部の他の例とすることも可能である。
 上記実施の形態2では、シール材329として、接着剤または液状ガスケットを例示した。しかしながら、シール材329は、外蓋212と蓋部219とをシールするのであればその形態は如何様でもよい。例えば、Oリングをシール材として用いてもよいし、液状あるいはゲル状の非硬化性の物質をシール材としてもよい。シール材として用いられる物質は、接着性の有無を問わない。
 上記実施の形態2では、カシメ部324が蓋部219の各辺部の中央部に配置される場合を例示したが、カシメ部324は蓋部219の各辺部の端部(端部領域)に配置されていてもよい。
 上記実施の形態2では、平面視矩形状の蓋部219を例示したが、蓋部219の平面視形状は開口部218を閉塞できるのであれば如何様でもよい。その他の蓋部219の形状としては、矩形以外の平面視多角形状、円形状、長円形状、楕円形状などが挙げられる。
 実施の形態2における、外蓋212、蓋部219、及びカシメ部324は、上述の実施の形態1における、外装体本体、蓋体、及び溶着部の一例である、としてもよい。つまり、蓋部219は貫通孔394を備え、外蓋212が備える軸部323は、貫通孔394に挿入されており、かつ、蓋部219と溶着されたカシメ部324を備える、と説明することもできる。
 上記実施の形態1及び2並びにこれら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に適用できる。
   1、1a、1b、1c、201 蓄電装置
  10、210 外装体
  11、211 外装体本体
  13 開口部
  13a 開口
  13b 開口端面
  13c 内周面
  16、26、36 突出部
  17、27、37 溶着部
  18 接合部
  50 蓋体
  52 貫通孔
 100、400 蓄電素子
 101 蓄電素子ユニット
 212、212a 外蓋
 217 バスバーフレーム
 217a バスバー用開口部
 218 開口部
 219、219a、219b 蓋部
 233 バスバー
 239 エンド部材
 280 接続ユニット
 289 コネクタ部
 291、292 外部端子
 311 本体開口部
 321、321a 設置凹部
 322 溝部
 323、323b 軸部
 324、324b カシメ部
 329、329a シール材
 381、391 短辺部
 382、392 長辺部
 393、394 貫通孔
 395、395a 内面
 396 枠部
 397 外面
 410 容器
 411 長側面
 412 短側面
 413 底面
 420 容器本体
 430 蓋
 431 ガス排出弁
 440 端子
 450 上部ガスケット

Claims (11)

  1.  蓄電素子と、
     前記蓄電素子を収容する外装体と、を備え、
     前記外装体は、
     第一方向に開口を形成する開口部を有する外装体本体と、
     前記開口を塞ぐ蓋体と、を備え、
     前記外装体本体は、前記開口部に配置され、かつ、前記第一方向に突出した突出部を備え、
     前記蓋体は貫通孔を備え、
     前記突出部は、前記貫通孔に挿入されており、かつ、前記蓋体と溶着された溶着部を備える、
     蓄電装置。
  2.  前記溶着部は、前記第一方向から見た場合、前記貫通孔を覆う、
     請求項1記載の蓄電装置。
  3.  前記開口部は、前記蓋体に対向する開口端面を備え、
     前記開口端面は、前記蓋体と接合される接合部を備える、
     請求項1または2記載の蓄電装置。
  4.  前記突出部は、前記第一方向から見た場合、前記接合部と隣り合う、
     請求項3記載の蓄電装置。
  5.  複数の前記突出部は、前記第一方向と直交する第二方向に沿って配置されている、
     請求項1または2記載の蓄電装置。
  6.  前記突出部は、前記開口部の内周面に接続されている、
     請求項1または2記載の蓄電装置。
  7.  蓄電素子を収容する外装体を備え、
     前記外装体は、
     開口部を有する本体部と、
     前記開口部を閉塞する蓋部と、を備え、
     前記本体部は、当該本体部に一体形成され、前記蓋部の外面に接触するカシメ部を有する、
     蓄電装置。
  8.  前記本体部及び前記蓋部の間に介在し、当該本体部及び前記蓋部をシールするシール材を備える、
     請求項7記載の蓄電装置。
  9.  前記シール材は接着剤である、
     請求項8記載の蓄電装置。
  10.  前記蓋部は、所定の方向に延びる第一辺部を有し、
     前記第一辺部の中央部には前記カシメ部が配置されている、
     請求項7~9のいずれか一項に記載の蓄電装置。
  11.  前記蓋部は、前記第一辺部に対向する第二辺部を有し、
     前記第二辺部の中央部には他の前記カシメ部が配置されている、
     請求項10記載の蓄電装置。
     
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS63127222U (ja) * 1987-02-09 1988-08-19
JP2015185787A (ja) * 2014-03-26 2015-10-22 京セラ株式会社 電子機器
JP2017168300A (ja) * 2016-03-16 2017-09-21 株式会社豊田自動織機 電池パック

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63127222U (ja) * 1987-02-09 1988-08-19
JP2015185787A (ja) * 2014-03-26 2015-10-22 京セラ株式会社 電子機器
JP2017168300A (ja) * 2016-03-16 2017-09-21 株式会社豊田自動織機 電池パック

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