JP2019194966A - Power storage device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電装置に関する。 The present invention relates to a power storage device.
従来の蓄電装置としては、例えば特許文献1に記載されている組電池が知られている。特許文献1に記載の組電池は、複数のバイポーラ2次電池と、複数の負極集電板と、複数の正極集電板と、を備えている。この組電池では、複数のバイポーラ2次電池、複数の負極集電板、及び複数の正極集電板は、正極集電板、バイポーラ2次電池、負極集電板、及びバイポーラ2次電池の順に積層され、正極集電板及び負極集電板の各々には、貫通孔が形成されている。正極集電板及び負極集電板は、貫通孔に冷却媒体が流れることで、放熱部材として機能する。
As a conventional power storage device, for example, an assembled battery described in
特許文献1に記載の組電池では、蓄電装置の放熱性を向上させることができるものの、集電板に貫通孔を形成することは困難である。このため、蓄電装置の製造の容易化が望まれている。
In the assembled battery described in
本発明の一側面の目的は、放熱性を向上させつつ、製造を容易化することが可能な蓄電装置を提供することである。 An object of one aspect of the present invention is to provide a power storage device that can be easily manufactured while improving heat dissipation.
本発明の一側面に係る蓄電装置は、それぞれが第1方向に沿って積層された複数のバイポーラ電極を有し、第1方向に沿って配列された第1蓄電セル及び第2蓄電セルと、第1蓄電セルと第2蓄電セルとの間に設けられ、第1蓄電セルと接触する第1集電板と、第1蓄電セルと第2蓄電セルとの間に設けられ、第1集電板と接触する熱交換器と、第1集電板に接合され、第1集電板を介して第1蓄電セルと電気的に接続されるバスバーと、を備える。 A power storage device according to one aspect of the present invention includes a plurality of bipolar electrodes, each stacked along a first direction, and a first power storage cell and a second power storage cell arranged along the first direction, A first current collector plate provided between the first energy storage cell and the second energy storage cell; and provided between the first energy storage cell and the second energy storage cell; A heat exchanger in contact with the plate; and a bus bar joined to the first current collector plate and electrically connected to the first power storage cell via the first current collector plate.
この蓄電装置では、第1方向に沿って配列された第1蓄電セル及び第2蓄電セルの間に第1集電板と熱交換器とが設けられる。このため、第1蓄電セル及び第2蓄電セルにおいて発生した熱を熱交換器によって蓄電装置の外部に放出することができる。また、熱交換器は第1集電体に形成されていない。その結果、放熱性を向上させつつ、蓄電装置の製造を容易化することが可能となる。 In this power storage device, the first current collector plate and the heat exchanger are provided between the first power storage cell and the second power storage cell arranged along the first direction. For this reason, the heat generated in the first power storage cell and the second power storage cell can be released to the outside of the power storage device by the heat exchanger. Further, the heat exchanger is not formed on the first current collector. As a result, it is possible to facilitate manufacture of the power storage device while improving heat dissipation.
熱交換器には、冷却媒体を流通させるための貫通孔が設けられてもよい。この場合、貫通孔に冷却媒体を流すことで、蓄電装置を効率的に放熱することができる。 The heat exchanger may be provided with a through hole for circulating the cooling medium. In this case, the power storage device can be efficiently dissipated by flowing a cooling medium through the through hole.
第1蓄電セル及び第2蓄電セルは、第1方向と交差する第2方向が上下方向となるように配置されてもよい。第1蓄電セルの第1底面及び第2蓄電セルの第2底面は、熱交換器の第3底面よりも下方に位置してもよい。貫通孔の一端は、第3底面に設けられてもよい。この場合、第1蓄電セルの第1底面及び第2蓄電セルの第2底面は、熱交換器の第3底面よりも下方に位置しているので、熱交換器の下方に空間が形成される。これにより、冷却媒体が貫通孔に流入する空間又は貫通孔から流出する空間を確保することができ、冷却媒体の流れを良好に保つことができる。したがって、蓄電装置の放熱性をさらに向上させることが可能となる。 The 1st electrical storage cell and the 2nd electrical storage cell may be arranged so that the 2nd direction which intersects the 1st direction may turn into the up-and-down direction. The first bottom surface of the first power storage cell and the second bottom surface of the second power storage cell may be positioned below the third bottom surface of the heat exchanger. One end of the through hole may be provided on the third bottom surface. In this case, since the first bottom surface of the first power storage cell and the second bottom surface of the second power storage cell are located below the third bottom surface of the heat exchanger, a space is formed below the heat exchanger. . Thereby, a space where the cooling medium flows into the through hole or a space where the cooling medium flows out from the through hole can be secured, and the flow of the cooling medium can be kept good. Therefore, the heat dissipation of the power storage device can be further improved.
第1集電板は、第1蓄電セルの第1方向における第1面に接触する第1本体部と、第2方向に沿って第1本体部から突出するとともに第1方向に沿って延びる第1タブと、を有してもよい。第1タブは、第1蓄電セル上に配置されてもよい。この場合、第1タブが第1蓄電セルと第2方向において当接するので、第1集電板の第2方向における位置が規定される。そして、第1集電板に合わせて熱交換器を配置することで、熱交換器の第2方向の位置を規定することができる。 The first current collector plate has a first main body portion that contacts the first surface in the first direction of the first storage cell, a first main body portion that protrudes from the first main body portion along the second direction, and extends along the first direction. 1 tab. The first tab may be disposed on the first power storage cell. In this case, since the first tab contacts the first storage cell in the second direction, the position of the first current collector plate in the second direction is defined. And the position of the 2nd direction of a heat exchanger can be prescribed | regulated by arrange | positioning a heat exchanger according to a 1st current collecting plate.
第1蓄電セルは、複数のバイポーラ電極を保持する保持部材をさらに有してもよい。保持部材は、複数のバイポーラ電極を保持するための枠体と、熱交換器の第2方向における位置を規定するための規定部と、を有してもよい。規定部は、枠体の下壁から第1方向に沿って延びてもよい。この場合、規定部によって、熱交換器の第2方向における位置が規定されるので、熱交換器の第2方向における位置合わせを簡易化することができる。 The first power storage cell may further include a holding member that holds a plurality of bipolar electrodes. The holding member may include a frame for holding the plurality of bipolar electrodes and a defining portion for defining the position of the heat exchanger in the second direction. The defining portion may extend along the first direction from the lower wall of the frame. In this case, since the position of the heat exchanger in the second direction is defined by the defining unit, the alignment of the heat exchanger in the second direction can be simplified.
上記蓄電装置は、第1蓄電セル及び第2蓄電セルが配置される台座部をさらに備えてもよい。第1蓄電セル及び第2蓄電セルは、第1方向と交差する第2方向が上下方向となるように配置されてもよい。貫通孔の一端は、熱交換器の底面に設けられてもよい。台座部は、第1蓄電セル及び第2蓄電セルの下に設けられてもよい。台座部には、貫通孔の一端に連通する流路が設けられてもよい。この場合、第1蓄電セル及び第2蓄電セルの下に、流路が形成された台座部が設けられ、貫通孔の一端と流路とが連通する。これにより、冷却媒体が貫通孔に流入する空間又は貫通孔から流出する空間を確保することができ、冷却媒体の流れを良好に保つことができる。したがって、蓄電装置の放熱性をさらに向上させることが可能となる。 The power storage device may further include a pedestal portion on which the first power storage cell and the second power storage cell are arranged. The 1st electrical storage cell and the 2nd electrical storage cell may be arranged so that the 2nd direction which intersects the 1st direction may turn into the up-and-down direction. One end of the through hole may be provided on the bottom surface of the heat exchanger. The pedestal may be provided under the first power storage cell and the second power storage cell. The pedestal portion may be provided with a flow path communicating with one end of the through hole. In this case, a pedestal portion in which a flow path is formed is provided under the first power storage cell and the second power storage cell, and one end of the through hole communicates with the flow path. Thereby, a space where the cooling medium flows into the through hole or a space where the cooling medium flows out from the through hole can be secured, and the flow of the cooling medium can be kept good. Therefore, the heat dissipation of the power storage device can be further improved.
バスバーは、第1蓄電セルの第1頂面及び第2蓄電セルの第2頂面の上方に設けられてもよい。第1頂面及び第2頂面は、熱交換器の第3頂面よりも上方に位置してもよい。貫通孔の他端は、第3頂面に設けられてもよい。この場合、第1蓄電セルの第1頂面及び第2蓄電セルの第2頂面は、熱交換器の第3頂面よりも上方に位置しているので、バスバーと熱交換器の第3頂面との間に空間が形成される。これにより、冷却媒体が貫通孔に流入する空間又は貫通孔から流出する空間を確保することができ、冷却媒体の流れを良好に保つことができる。したがって、蓄電装置の放熱性をさらに向上させることが可能となる。 The bus bar may be provided above the first top surface of the first power storage cell and the second top surface of the second power storage cell. The first top surface and the second top surface may be located above the third top surface of the heat exchanger. The other end of the through hole may be provided on the third top surface. In this case, the first top surface of the first power storage cell and the second top surface of the second power storage cell are located above the third top surface of the heat exchanger. A space is formed between the top surface. Thereby, a space where the cooling medium flows into the through hole or a space where the cooling medium flows out from the through hole can be secured, and the flow of the cooling medium can be kept good. Therefore, the heat dissipation of the power storage device can be further improved.
上記蓄電装置は、第1蓄電セルと第2蓄電セルとの間に設けられ、第2蓄電セル及び熱交換器と接触する第2集電板をさらに備えてもよい。バスバーは、第2集電板を介して第2蓄電セルと電気的に接続されてもよい。この場合、バスバーが第2蓄電セルに電気的に接続されるので、バスバーを介して第2蓄電セルと送受電することが可能となる。 The power storage device may further include a second current collector plate provided between the first power storage cell and the second power storage cell and in contact with the second power storage cell and the heat exchanger. The bus bar may be electrically connected to the second power storage cell via the second current collector plate. In this case, since the bus bar is electrically connected to the second power storage cell, power can be transmitted to and received from the second power storage cell via the bus bar.
バスバーは、第2集電板に接合されてもよい。この場合、第1蓄電セルと第2蓄電セルとがそれぞれ異なる集電板によってバスバーに電気的に接続される。このため、第1蓄電セル及び第2蓄電セルとバスバーとの間の導電経路における抵抗成分を低減することができる。これにより、蓄電装置の電池性能を向上させることが可能となる。 The bus bar may be joined to the second current collector plate. In this case, the first power storage cell and the second power storage cell are electrically connected to the bus bar by different current collector plates. For this reason, the resistance component in the conductive path between the first power storage cell and the second power storage cell and the bus bar can be reduced. Thereby, the battery performance of the power storage device can be improved.
熱交換器は、導電性材料により構成されてもよい。バスバーは、第1集電板、熱交換器、及び第2集電板を介して第2蓄電セルと電気的に接続されてもよい。この場合、第1集電板とバスバーとを接合するだけで第1蓄電セル及び第2蓄電セルとバスバーとを電気的に接続することができるので、接合作業を簡略化することが可能となる。 The heat exchanger may be made of a conductive material. The bus bar may be electrically connected to the second power storage cell via the first current collector plate, the heat exchanger, and the second current collector plate. In this case, since the first power storage cell, the second power storage cell, and the bus bar can be electrically connected only by joining the first current collector plate and the bus bar, the joining work can be simplified. .
上記蓄電装置は、第1蓄電セルの複数のバイポーラ電極及び第2蓄電セルの複数のバイポーラ電極を保持する保持部材をさらに備えてもよい。熱交換器の貫通孔が設けられた面は、保持部材から露出していてもよい。この場合、蓄電装置の外部から冷却媒体を容易に供給することが可能となる。 The power storage device may further include a holding member that holds the plurality of bipolar electrodes of the first power storage cell and the plurality of bipolar electrodes of the second power storage cell. The surface provided with the through hole of the heat exchanger may be exposed from the holding member. In this case, the cooling medium can be easily supplied from the outside of the power storage device.
複数のバイポーラ電極のそれぞれは、集電体と、集電体の第1面に設けられた正極層と、集電体の第2面に設けられた負極層と、を備えてもよい。第1集電板の第1方向における長さは、集電体の第1方向における長さよりも大きくてもよい。熱交換器では、第1集電板と接触する面に凹凸形状が生じることがある。このような場合でも、第1集電板の第1方向における長さが集電体の第1方向における長さよりも大きいので、第1集電板の第1蓄電セルと接触する面には、凹凸の影響が表れにくい。このため、第1集電板の第1蓄電セルと接触する面は平坦となり、熱交換器の凹凸形状による第1蓄電セルへの影響を低減することが可能となる。 Each of the plurality of bipolar electrodes may include a current collector, a positive electrode layer provided on the first surface of the current collector, and a negative electrode layer provided on the second surface of the current collector. The length of the first current collector plate in the first direction may be greater than the length of the current collector in the first direction. In the heat exchanger, a concavo-convex shape may occur on the surface in contact with the first current collector plate. Even in such a case, since the length of the first current collector plate in the first direction is larger than the length of the current collector in the first direction, the surface of the first current collector plate in contact with the first storage cell is The effect of unevenness is difficult to appear. For this reason, the surface which contacts the 1st electrical storage cell of a 1st current collecting plate becomes flat, and it becomes possible to reduce the influence on the 1st electrical storage cell by the uneven | corrugated shape of a heat exchanger.
上記蓄電装置は、第1方向に沿って積層された複数のバイポーラ電極を有する第3蓄電セルと、第1蓄電セルと第3蓄電セルとの間に設けられ、第1蓄電セル及び第3蓄電セルと接触する第3集電板と、をさらに備えてもよい。第1蓄電セルは、第1方向において第2蓄電セルと第3蓄電セルとの間に配置されてもよい。この場合、第1蓄電セルと第3蓄電セルとの間に熱交換器が設けられないので、蓄電装置の積層方向における長さを小さくすることができる。その結果、蓄電装置を小型化することが可能となる。 The power storage device is provided between a first power storage cell and a third power storage cell, the third power storage cell having a plurality of bipolar electrodes stacked along the first direction, and the first power storage cell and the third power storage cell. You may further provide the 3rd current collection board which contacts a cell. The first power storage cell may be disposed between the second power storage cell and the third power storage cell in the first direction. In this case, since the heat exchanger is not provided between the first power storage cell and the third power storage cell, the length of the power storage device in the stacking direction can be reduced. As a result, the power storage device can be reduced in size.
上記蓄電装置は、第1方向に沿って延在し、第1蓄電セル及び第2蓄電セルに拘束荷重を付加するためのカバー部材をさらに備えてもよい。第1集電板は、負極集電板であってもよく、第3集電板は、正極集電板であってもよい。熱交換器に異物が堆積することがあり、異物がカバー部材と接触するおそれがある。例えば、異物、熱交換器、及びカバー部材がいずれも導電性を有する場合、カバー部材は、異物を介して熱交換器と短絡するので、カバー部材の電位は、熱交換器と接触している第1集電板の電位と略等しくなる。ここで、負極の電位は、正極の電位よりも低いので、熱交換器が負極集電板のみに設けられた場合には、異物を介して熱交換器とカバー部材とが短絡したとしても、カバー部材の電位が高くなることを抑制することができる。その結果、蓄電装置の安全性を高めることが可能となる。 The power storage device may further include a cover member that extends along the first direction and applies a restraining load to the first power storage cell and the second power storage cell. The first current collector plate may be a negative electrode current collector plate, and the third current collector plate may be a positive electrode current collector plate. Foreign matter may accumulate on the heat exchanger, and the foreign matter may come into contact with the cover member. For example, when the foreign material, the heat exchanger, and the cover member are all conductive, the cover member is short-circuited with the heat exchanger through the foreign material, so that the potential of the cover member is in contact with the heat exchanger. It becomes substantially equal to the potential of the first current collector plate. Here, since the potential of the negative electrode is lower than the potential of the positive electrode, when the heat exchanger is provided only on the negative electrode current collector plate, even if the heat exchanger and the cover member are short-circuited through foreign matter, An increase in the potential of the cover member can be suppressed. As a result, the safety of the power storage device can be improved.
本発明によれば、放熱性を向上させつつ、蓄電装置の製造を容易化できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, manufacture of an electrical storage apparatus can be facilitated, improving heat dissipation.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。図面には必要に応じてXYZ直交座標系が示される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and redundant descriptions are omitted. In the drawing, an XYZ orthogonal coordinate system is shown as necessary.
図1は、一実施形態に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。図2の(a)及び図2の(b)は、図1に示された蓄電セルを正極集電板及び負極集電板と共に示す斜視図である。図3は、図2の(a)に示された蓄電セルの断面図である。図1に示される蓄電装置1は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、又は電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置1は、セルスタック2と、1対のエンドプレート3と、正極バスバー4と、負極バスバー5と、カバー部材6と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a power storage device according to an embodiment. FIGS. 2A and 2B are perspective views showing the storage cell shown in FIG. 1 together with a positive current collector and a negative current collector. FIG. 3 is a cross-sectional view of the power storage cell shown in FIG. The
セルスタック2は、複数の蓄電セル7を積層することにより構成されている。セルスタック2は、例えば100体程度の蓄電セル7の集合体である。以下の説明では、蓄電セル7の積層方向をX軸方向(第1方向)とし、蓄電セル7の幅方向をY軸方向(第2方向)とし、蓄電セル7の高さ方向をZ軸方向とする。また、以下の説明では、蓄電セル7の積層方向を単に「積層方向」、蓄電セル7の幅方向を単に「幅方向」、蓄電セル7の高さ方向を単に「高さ方向」と表現する。
The
蓄電セル7は、扁平な略直方体形状をなす単電池である。蓄電セル7は、例えばニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等の二次電池であってもよく、電気二重層キャパシタであってもよい。蓄電セル7は、全固体電池であってもよい。本実施形態では、蓄電セル7がバイポーラ型のリチウムイオン二次電池である場合を例示する。
The
蓄電セル7は、図2の(a)、図2の(b)及び図3にも示されるように、電極積層体8と、保持部材9と、を有している。電極積層体8は、複数のバイポーラ電極10がセパレータ11を介して積層されてなる構造を有している。複数のバイポーラ電極10は、積層方向に沿って積層されている。バイポーラ電極10は、集電体12と、集電体12の一方の面(第1面)に形成された正極層13と、集電体12の他方の面(第2面)に形成された負極層14と、を有している。
The
集電体12は、略矩形状を呈するシート状の導電部材である。集電体12は、例えば金属箔又は合金箔である。金属箔としては、例えば銅箔、アルミニウム箔、チタン箔又はニッケル箔が挙げられる。集電体12が金属箔である場合、機械的強度を確保する観点から集電体12としてアルミニウム箔が用いられてもよい。合金箔としては、例えばステンレス鋼箔又は上記金属の合金箔が挙げられる。集電体12が合金箔及びアルミニウム箔以外の金属箔である場合、集電体12の表面にアルミニウムが被覆されていてもよい。
The
正極層13は、正極活物質と電解質とを含んでいる。正極活物質は、例えば複合酸化物、金属リチウム又は硫黄等である。複合酸化物の組成には、例えばマンガン、チタン、ニッケル、コバルト及びアルミニウムの少なくとも1つとリチウムとが含まれる。電解質は、例えば固体電解質、固体高分子電解質又はゲル状電解質である。固体電解質は、ジルコニア又はβアルミナを含む。固体高分子電解質は、例えばポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド(PPO)等のアルキレンオキシド系高分子化合物、又はこれらの共重合体を含む。ゲル状電解質は、流動性を完全に示さないか、流動性をほぼ完全に示さない電解質である。例えば20℃におけるゲル状電解質の粘度は、0.1Pa・S以上である。
The
正極層13が固体高分子電解質を含む場合、正極層13は、例えばイオン伝導性を高めるための支持塩、電子伝導性を高めるための導電助剤、粘度調整溶媒、及び重合開始剤の少なくとも何れかを含む。支持塩は、アルキレンオキシド系高分子化合物に容易に溶解可能な観点から、例えばリチウム塩である。リチウム塩は、例えばLiBF4、LiPF6、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、又はこれらの混合物である。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、又はグラファイト等である。粘度調整溶媒は、例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)等である。重合開始剤は、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等である。
When the
負極層14は、負極活物質と電解質とを含んでいる。負極活物質は、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン若しくはソフトカーボン等のカーボン、リチウム若しくはナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、リチウムと合金化可能な元素若しくはその化合物、又はホウ素添加炭素等である。リチウムと合金化可能な元素の例としては、シリコン(ケイ素)及びスズが挙げられる。負極層14の電解質は、例えば正極層13に含まれる電解質と同様である。
The
セパレータ11は、互いに隣り合う2つのバイポーラ電極10同士を隔てる層状部材であり、略矩形状を呈している。セパレータ11は、正極層13及び負極層14に含まれる電解質によって構成されている。セパレータ11は、電解質を充填可能な多孔質膜であってもよい。セパレータ11が固体電解質によって構成される場合、セパレータ11は、略矩形の板状を呈していてもよい。
The
電極積層体8の積層方向の両端には、集電体12がそれぞれ設けられている。電極積層体8の一端(図3の紙面右側の端)に位置する集電体12には、正極層13のみが形成されており、この集電体12は蓄電セル7の正極端子として機能する。電極積層体8の他端(図3の紙面左側の端)に位置する集電体12には、負極層14のみが形成されており、この集電体12は蓄電セル7の負極端子として機能する。
保持部材9は、電極積層体8(複数のバイポーラ電極10)を保持する部材である。保持部材9は、電極積層体8の幅方向の両側面、頂面及び底面を囲む矩形枠状を呈している。保持部材9は、例えば絶縁性及び耐熱性を有する樹脂により形成されている。保持部材9を形成する樹脂としては、例えばポリイミド、ポリプロピレン(PP)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、又はナイロン66(PA66)等が挙げられる。保持部材9は、バイポーラ電極10を封止し、バイポーラ電極10同士の短絡を防止する機能を合わせ持っている。
The holding
保持部材9は、枠体91と、複数(ここでは、4つ)の突起92と、を備えている。枠体91は、電極積層体8を保持するための部分であり、電極積層体8の幅方向の両側面、頂面及び底面を囲んでいる。複数の突起92は、後述の熱交換器18の高さ方向における位置を規定するための規定部として機能する。複数の突起92のそれぞれは、枠体91の下壁に設けられ、枠体91の下壁から積層方向に沿って延びている。複数の突起92は、幅方向に沿って配列されている。
The holding
複数の蓄電セル7は、正極集電板15及び負極集電板16を介して積層されている。本実施形態では、積層方向に互いに隣り合う1対の蓄電セル7の間には熱交換器18が設けられる。1対の蓄電セル7間の構造の詳細は後述する。
The plurality of
正極集電板15及び負極集電板16は、蓄電セル7の主面と略同形の長方形状を呈する金属板である。蓄電セル7の主面は、電極積層体8の積層方向に交差する1対の面であり、具体的には、電極積層体8の積層方向の両端に位置する集電体12の外側面である。正極集電板15及び負極集電板16は、例えば集電体12と同じ金属材料で形成されている。正極集電板15及び負極集電板16は、蓄電セル7を積層方向に挟むように配置されている。正極集電板15は、蓄電セル7の正極端子として機能する集電体12の外側面12aに接触している。負極集電板16は、蓄電セル7の負極端子として機能する集電体12の外側面12bに接触している。
The positive electrode
正極集電板15は、平面視矩形状の本体部15aと、本体部15aと一体化された正極タブ15bと、を有している。本体部15aは、正極端子として機能する集電体12の外側面12aに接触している。本体部15aは、外側面12aと略同形であり、積層方向において外側面12aと重なっている。本体部15aは、高さ方向における両端面(上端面15c及び下端面15d)を有する。正極タブ15bは、正極バスバー4と接合される。正極タブ15bは、本体部15a(上端面15c)から高さ方向に沿って突出するとともに積層方向に沿って延びている。具体的には、正極タブ15bは、幅方向の一方側において電極積層体8に対して高さ方向に突出している。正極タブ15bの先端部は、蓄電セル7に向かって屈曲している。正極タブ15bは、保持部材9の頂面9aに配置されている。
The positive electrode
各正極集電板15の正極タブ15bの屈曲部分に対して正極バスバー4が溶接等により接合されている(図5参照)。なお、正極タブ15bの幅は、正極集電板15の幅の半分よりも小さく、各正極集電板15の正極タブ15bの幅は互いに等しい。
The positive
負極集電板16は、平面視矩形状の本体部16aと、本体部16aと一体化された負極タブ16bと、を有している。本体部16aは、負極端子として機能する集電体12の外側面12bに接触している。本体部16aは、外側面12bと略同形であり、積層方向において外側面12bと重なっている。本体部16aは、高さ方向における両端面(上端面16c及び下端面16d)を有する。負極タブ16bは、負極バスバー5と接合される。負極タブ16bは、本体部16a(上端面16c)から高さ方向に沿って突出するとともに積層方向に沿って延びている。具体的には、負極タブ16bは、幅方向の他方側において電極積層体8に対して高さ方向に突出している。負極タブ16bは、正極タブ15bと高さ方向の同じ側に突出している。負極タブ16bの先端部は、蓄電セル7に向かって屈曲している。負極タブ16bは、保持部材9の頂面9aに配置されている。
The negative electrode
1つの蓄電セル7に設けられる正極集電板15及び負極集電板16について、正極タブ15bの屈曲方向と、負極タブ16bの屈曲方向とは、互いに逆向きである。各負極集電板16の負極タブ16bの屈曲部分に対して負極バスバー5が溶接等により接合されている(図6参照)。なお、負極タブ16bの幅は、負極集電板16の幅の半分よりも小さく、各負極集電板16の負極タブ16bの幅は互いに等しい。負極タブ16bは、幅方向において正極タブ15bから離間している。
Regarding the positive electrode
エンドプレート3は、積層方向への蓄電セル7の位置ずれを規制する拘束部材である。エンドプレート3は、セルスタック2における積層方向の両側に配置されている。エンドプレート3は、側面視L字状を呈している。エンドプレート3は、例えば金属又は合金により形成されている。各エンドプレート3同士は、カバー部材6によって連結され、エンドプレート3を介して積層方向に沿った拘束荷重がセルスタック2に付加される。各エンドプレート3同士は、ボルト及びナット等の締結部材により連結されていてもよい。この場合には、締結部材の締め付け力によって、エンドプレート3を介して積層方向に沿った拘束荷重がセルスタック2に付加される。
The
セルスタック2における積層方向の両端に位置する蓄電セル7とエンドプレート3との間には、絶縁緩衝部材17がそれぞれ配置されている。絶縁緩衝部材17は、蓄電セル7の膨張を吸収する機能を有する部材である。絶縁緩衝部材17は、例えば積層方向から見て蓄電セル7の主面と同程度の面積を有する直方体形状を呈している。絶縁緩衝部材17の形成材料としては、例えばPP、PPS又はPA66等が挙げられる。
正極バスバー4及び負極バスバー5のそれぞれは、図1に示されるように、積層方向に沿って延在している。正極バスバー4及び負極バスバー5は、セルスタック2に対して高さ方向の同じ側において幅方向に並んで配置されている。具体的には、正極バスバー4は、セルスタック2の頂面において幅方向の一方側に配置されている。負極バスバー5は、セルスタック2の頂面において幅方向の他方側に正極バスバー4から離間して配置されている。正極バスバー4は、高さ方向において各正極集電板15(正極タブ15b)と接合され、各正極集電板15と電気的に接続されている。つまり、正極バスバー4は、各正極集電板15を介して各蓄電セル7と電気的に接続されている。負極バスバー5は、高さ方向において各負極集電板16(負極タブ16b)と接合され、各負極集電板16と電気的に接続されている。つまり、負極バスバー5は、各負極集電板16を介して各蓄電セル7と電気的に接続されている。
Each of the positive
正極バスバー4及び負極バスバー5は、例えば矩形の板状を呈している。正極バスバー4及び負極バスバー5の形成材料は、例えば銅、アルミニウム、チタン又はニッケル等の金属であってもよく、ステンレス鋼、或いは前述の金属の合金等であってもよい。
The positive
正極バスバー4の長手方向の一端には、セルスタック2を外部装置に接続するための取出端子が接続されてもよい。負極バスバー5の長手方向の一端には、セルスタック2を外部装置に接続するための取出端子が接続されてもよい。
An extraction terminal for connecting the
カバー部材6は、高さ方向における蓄電セル7の位置を規定するための部材である。カバー部材6は、積層方向に沿って延在している。カバー部材6は、例えば金属又は合金によって形成されている。カバー部材6は、絶縁材料によって形成されてもよい。カバー部材6は、セルスタック2の頂面において、正極バスバー4及び負極バスバー5から離間した状態で、正極バスバー4と負極バスバー5との間に配置されている。カバー部材6は、積層方向に延在する本体部6aと、本体部6aの長手方向の両端部にそれぞれ設けられた1対の爪部6bと、を有している。爪部6bは、締結部材Eによりエンドプレート3の外側面に固定されている。これにより、カバー部材6がセルスタック2に対して係止され、1対のエンドプレート3を介して、積層方向に沿った拘束荷重がセルスタック2に付加される。
The
次に、図4〜図6を参照して、蓄電装置1の1対の蓄電セル7間の構造を説明する。図4は、図1に示された蓄電装置を部分的に示す平面図である。図5は、図1のV−V線断面図である。図6は、図1のVI−VI線断面図である。
Next, the structure between the pair of
図4〜図6に示されるように、本実施形態のセルスタック2では、図2の(a)に示される正極集電板15、蓄電セル7、及び負極集電板16を含むユニットと、図2の(b)に示される負極集電板16、蓄電セル7、及び正極集電板15を含むユニットと、が熱交換器18を介して積層方向に沿って交互に配置されている。つまり、積層方向において、正極端子として機能する集電体12の外側面12a(第1面)同士が互いに対向している1対の蓄電セル7(第1蓄電セル及び第2蓄電セル)の間には、1対の正極集電板15(第1集電板及び第2集電板)と、熱交換器18と、が配置される。1対の正極集電板15の本体部15a(第1本体部)は、それぞれ隣り合う蓄電セル7(外側面12a)と接触している。1対の正極集電板15の正極タブ15b(第1タブ)は、互いに離れる方向に屈曲しており、それぞれ隣り合う蓄電セル7(頂面9a)上に配置されている。
As shown in FIGS. 4 to 6, in the
積層方向において、負極端子として機能する集電体12の外側面12b(第1面)同士が互いに対向している1対の蓄電セル7(第1蓄電セル及び第2蓄電セル)の間には、1対の負極集電板16(第1集電板及び第2集電板)と、熱交換器18と、が配置される。1対の負極集電板16の本体部16a(第1本体部)は、それぞれ隣り合う蓄電セル7(外側面12b)と接触している。1対の負極集電板16の負極タブ16b(第1タブ)は、互いに離れる方向に屈曲しており、それぞれ隣り合う蓄電セル7(頂面9a)上に配置されている。つまり、各保持部材9上(保持部材9の頂面9a)には、正極タブ15b及び負極タブ16bが配置されている。
Between the pair of power storage cells 7 (first power storage cell and second power storage cell) in which the outer side surfaces 12b (first surface) of the
熱交換器18は、蓄電装置1(蓄電セル7)で発生した熱を蓄電装置1の外部に放出するための部材である。熱交換器18は、本体部15a及び本体部16aと略同形の長方形状を呈する板状部材である。熱交換器18は、高い熱伝導性を有する材料によって形成されている。熱交換器18の形成材料としては、例えば銅、又はアルミニウム等の金属が挙げられる。熱交換器18の形成材料として、導電性を有する材料(導電性材料)が用いられてもよく、絶縁性を有する材料(絶縁性材料)が用いられてもよい。
The
1対の正極集電板15の間に設けられた熱交換器18は、積層方向において1対の本体部15aと接触し、1対の本体部15aに挟持されている。この熱交換器18は、積層方向において本体部15aと重なっている。1対の負極集電板16の間に設けられた熱交換器18は、積層方向において1対の本体部16aと接触し、1対の本体部16aに挟持されている。この熱交換器18は、積層方向において本体部16aと重なっている。なお、熱交換器18は、隣り合う集電板(正極集電板15又は負極集電板16)とは別体(別部材)である。
The
熱交換器18は、頂面18a(第3頂面)と底面18b(第3底面)とを有する。熱交換器18には、熱交換器18を高さ方向に貫通する複数の貫通孔18hが設けられている。つまり、貫通孔18hは、底面18bから頂面18aまで延びている。さらに言い換えると、貫通孔18hの一端が底面18bに設けられ、貫通孔18hの他端が頂面18aに設けられている。複数の貫通孔18hは、一定の間隔で幅方向に配列されている。貫通孔18hは、冷却媒体を流通させるための孔であり、貫通孔18hには、蓄電装置1の外部から冷却媒体が供給される。冷却媒体は、貫通孔18hの一端から他端に向けて流されてもよく、他端から一端に向けて流されてもよい。貫通孔18hを冷却媒体が流通することによって、蓄電セル7が冷却される。冷却媒体としては、気体の冷却媒体、及び液体の冷却媒体が用いられ得る。気体の冷却媒体の例としては、空気が挙げられる。液体の冷却媒体の例としては、エチレングリコールが挙げられる。
The
熱交換器18は、複数の突起92によって高さ方向において支持されている。複数の突起92は、底面18bと接触している。頂面18aは、熱交換器18を挟む1対の蓄電セル7(保持部材9)の頂面9a(第1頂面及び第2頂面)よりも高さ方向において下方に位置する。本実施形態では、頂面18aは、本体部15aの上端面15c、及び本体部16aの上端面16cと略同じ高さに位置する。底面18bは、熱交換器18を挟む1対の蓄電セル7(保持部材9)の底面9b(第1底面及び第2底面)よりも高さ方向において上方に位置する。本実施形態では、底面18bは、本体部15aの下端面15d、及び本体部16aの下端面16dと略同じ高さに位置する。
The
正極バスバー4、負極バスバー5、及びカバー部材6は、各蓄電セル7(各保持部材9)の頂面9aの上方に設けられている。つまり、熱交換器18の上方には、正極バスバー4、負極バスバー5、及びカバー部材6が配置される。しかし、頂面18aが頂面9aよりも下方に位置するので、熱交換器18の上方には空間が形成される。また、底面18bが底面9bよりも上方に位置するので、熱交換器18の下方には空間が形成される。このため、貫通孔18hに供給される冷却媒体の流れが良好に保たれる。
The positive
以上説明したように、蓄電装置1では、積層方向に沿って互いに隣り合う1対の蓄電セル7の間に正極集電板15(又は負極集電板16)と熱交換器18とが設けられる。このため、1対の蓄電セル7において発生した熱を熱交換器18によって蓄電装置1の外部に放出することができる。また、熱交換器18は、正極集電板15及び負極集電板16には形成されていない。その結果、放熱性を向上させつつ、蓄電装置1の製造を容易化することが可能となる。
As described above, in
また、熱交換器18には、冷却媒体を流通させるための貫通孔18hが設けられている。このため、貫通孔18hに冷却媒体を流すことで、蓄電装置1を効率的に放熱することができる。
Further, the
また、1対の蓄電セル7(保持部材9)の頂面9aは、熱交換器18の頂面18aよりも上方に位置している。つまり、頂面18aは頂面9aよりも下方に位置している。このため、正極バスバー4、負極バスバー5、及びカバー部材6と熱交換器18の頂面18aとの間に空間が形成される。これにより、冷却媒体が貫通孔18hに流入する空間又は貫通孔18hから流出する空間を確保することができ、冷却媒体の流れを良好に保つことができる。したがって、蓄電装置1の放熱性をさらに向上させることが可能となる。
Further, the
また、1対の蓄電セル7(保持部材9)の底面9bは、熱交換器18の底面18bよりも下方に位置している。つまり、底面18bは底面9bよりも上方に位置している。このため、蓄電装置1が設置される設置面と熱交換器18の底面18bとの間に空間が形成される。これにより、冷却媒体が貫通孔18hに流入する空間又は貫通孔18hから流出する空間を確保することができ、冷却媒体の流れを良好に保つことができる。したがって、蓄電装置1の放熱性をさらに向上させることが可能となる。
In addition, the
正極タブ15bが蓄電セル7(保持部材9)上に配置され、正極タブ15bが保持部材9の頂面9aと高さ方向において当接している。このため、正極タブ15bは頂面9aによって支持され、蓄電セル7に対する正極集電板15の高さ方向における相対的な位置が規定される。同様に、負極タブ16bが蓄電セル7(保持部材9)上に配置され、負極タブ16bが保持部材9の頂面9aと高さ方向において当接している。このため、負極タブ16bは頂面9aによって支持され、蓄電セル7に対する負極集電板16の高さ方向における相対的な位置が規定される。
The
蓄電セル7は、突起92を有している。突起92に熱交換器18の底面18bを接触させるように、熱交換器18を配置するだけで、突起92によって熱交換器18の高さ方向の位置が規定されるので、熱交換器18の高さ方向における位置合わせを簡易化することができる。
The
外側面12a同士が互いに対向している1対の蓄電セル7のそれぞれは、互いに異なる正極集電板15によって正極バスバー4に電気的に接続される。このため、1対の蓄電セル7と正極バスバー4との間の導電経路における抵抗成分を低減することができる。同様に、外側面12b同士が互いに対向している1対の蓄電セル7のそれぞれは、互いに異なる負極集電板16によって負極バスバー5に電気的に接続される。このため、1対の蓄電セル7と負極バスバー5との間の導電経路における抵抗成分を低減することができる。これにより、蓄電装置1の電池性能を向上させることが可能となる。
Each of the pair of
正極バスバー4は、外側面12a同士が互いに対向している1対の蓄電セル7と、1対の正極集電板15を介して電気的に接続されるので、正極バスバー4を介して1対の蓄電セル7と送受電することが可能となる。同様に、負極バスバー5は、外側面12b同士が互いに対向している1対の蓄電セル7と、1対の負極集電板16を介して電気的に接続されるので、負極バスバー5を介して1対の蓄電セル7と送受電することが可能となる。
Since the positive
(第1変形例)
図7〜図9を参照して、第1変形例に係る蓄電装置1Aを説明する。図7は、第1変形例に係る蓄電装置を部分的に示す平面図である。図8は、図7のVIII−VIII線断面図である。図9は、図7のIX−IX線断面図である。図7〜図9に示されるように、蓄電装置1Aは、1対の正極集電板15のうちの一方(正極集電板15B)が正極タブ15bを有しない点、1対の負極集電板16のうちの一方(負極集電板16B)が負極タブ16bを有しない点、及び保持部材9がさらに複数の突起93を備える点において、蓄電装置1と主に相違する。
(First modification)
A
具体的に説明すると、蓄電装置1Aでは、1対の正極集電板15のうち、積層方向における一方側(図7の紙面左側)の正極集電板15Aは、正極タブ15bを有している。1対の正極集電板15のうち、積層方向における他方側(図7の紙面右側)の正極集電板15Bは、正極タブ15bを有していない。1対の負極集電板16のうち、積層方向における一方側(図7の紙面左側)の負極集電板16Aは、負極タブ16bを有している。1対の負極集電板16のうち、積層方向における他方側(図7の紙面右側)の負極集電板16Bは、正極タブ15bを有していない。このため、保持部材9の頂面9aに正極タブ15bが配置されている蓄電セル7と、保持部材9の頂面9aに負極タブ16bが配置されている蓄電セル7とが、積層方向に沿って交互に配置されている。
Specifically, in the
複数の突起93は、タブを有しない集電板(正極集電板15B又は負極集電板16B)の高さ方向における位置を規定する。複数の突起93のそれぞれは、枠体91の下壁に設けられ、枠体91の下壁から積層方向に沿って延びている。突起93は、突起92とは反対方向に延びている。複数の突起93は、幅方向に沿って配列されている。正極集電板15Bは、正極集電板15Bが接触する外側面12aを有する蓄電セル7の複数の突起93によって高さ方向において支持されている。複数の突起93は、正極集電板15Bの下端面15dと接触している。負極集電板16Bは、負極集電板16Bが接触する外側面12bを有する蓄電セル7の複数の突起93によって高さ方向において支持されている。複数の突起93は、負極集電板16Bの下端面16dと接触している。
The plurality of
蓄電装置1Aでは、熱交換器18は、高い熱伝導性を有するとともに、導電性を有する材料(導電性材料)によって形成されている。このような熱交換器18の形成材料としては、例えば銅、又はアルミニウム等の金属が挙げられる。
In the
蓄電装置1Aにおいても、蓄電装置1と同様の効果が奏される。また、蓄電装置1Aでは、正極集電板15Bは、正極タブ15bを有していないので、正極バスバー4に接合されない。しかしながら、正極集電板15Bは、熱交換器18及び正極集電板15Aを介して正極バスバー4と電気的に接続されている。つまり、正極バスバー4は、正極集電板15A、熱交換器18、及び正極集電板15Bを介して、正極集電板15Bと接触する蓄電セル7と電気的に接続される。このため、正極集電板15Aと正極バスバー4との接合を行うだけで、1対の蓄電セル7と正極バスバー4とを電気的に接続することができるので、接合作業を簡略化することが可能となる。
Also in
同様に、負極集電板16Bは、負極タブ16bを有していないので、負極バスバー5に接合されない。しかしながら、負極集電板16Bは、熱交換器18及び負極集電板16Aを介して負極バスバー5と電気的に接続されている。つまり、負極バスバー5は、負極集電板16A、熱交換器18、及び負極集電板16Bを介して、負極集電板16Bと接触する蓄電セル7と電気的に接続される。このため、負極集電板16Aと負極バスバー5との接合を行うだけで、1対の蓄電セル7と負極バスバー5とを電気的に接続することができるので、接合作業を簡略化することが可能となる。
Similarly, since the negative electrode
(第2変形例)
図10を参照して、第2変形例に係る蓄電装置1Bを説明する。図10は、第2変形例に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。図10に示されるように、蓄電装置1Bは、台座部20をさらに備える点において、蓄電装置1と主に相違する。
(Second modification)
With reference to FIG. 10, a
台座部20は、セルスタック2(複数の蓄電セル7)が配置される部材である。台座部20は、セルスタック2の下に設けられる。台座部20は、蓄電装置1Bを設置する床面に設けられる。台座部20は、例えば、熱交換器18と同じ材料で形成されている。台座部20は、セルスタック2を支持する支持面20aを備えている。支持面20aには、積層方向に沿って延びる複数(ここでは、2つ)の溝部20bが形成されている。複数の溝部20bは、幅方向に沿って配列されている。各溝部20bは、貫通孔18hの一端に連通している。溝部20bの積層方向における両端は、蓄電装置1Bの外部に連通している。つまり、溝部20bは、冷却媒体の流路として機能する。
The
蓄電装置1Bにおいても、蓄電装置1と同様の効果が奏される。また、蓄電装置1Bでは、セルスタック2の下に、溝部20bが形成された台座部20が設けられ、貫通孔18hの一端と溝部20bとが連通する。これにより、冷却媒体が貫通孔18hに流入する空間又は貫通孔18hから流出する空間を確保することができ、冷却媒体の流れを良好に保つことができる。したがって、蓄電装置1Bの放熱性をさらに向上させることが可能となる。
Also in
なお、蓄電装置1Bでは、台座部20の溝部20bによって冷却媒体の流路を確保することができるので、底面18bは、熱交換器18を挟む1対の蓄電セル7(保持部材9)の底面9bよりも高さ方向において上方に位置していなくてもよい。また、蓄電装置1Aがさらに台座部20を備えてもよい。
In the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment.
例えば、蓄電装置1,1A,1Bは、高さ方向が上下方向(鉛直方向)となるように配置されているが、これに限られない。
For example, the
上記実施形態では、1つの蓄電装置1,1A,1Bは、正極バスバー4及び負極バスバー5を1つずつ備えているが、特にその形態には限られない。1つの蓄電装置1,1A,1Bは、複数の正極バスバー4及び複数の負極バスバー5を備えてもよい。
In the above embodiment, each
上記実施形態では、正極バスバー4及び負極バスバー5は、セルスタック2に対して高さ方向の同じ側において幅方向に並んで配置されているが、特にその形態には限られない。正極バスバー4は、セルスタック2に対して高さ方向の一方側に配置され、負極バスバー5は、セルスタック2に対して高さ方向の他方側に配置されていてもよい。
In the above embodiment, the positive
上記実施形態では、正極バスバー4と正極集電板15との接合は、溶接により行われているが、他の手法により行われてもよい。負極バスバー5と負極集電板16との接合も同様である。
In the above embodiment, the positive
貫通孔18hは、熱交換器18を高さ方向に貫通していなくてもよい。例えば、貫通孔18hは、熱交換器18を幅方向に貫通していてもよい。また、貫通孔18hは、一方向に延びる孔でなくてもよく、折れ曲がっていてもよい。例えば、貫通孔18hの一端が底面18bに設けられ、貫通孔18hの他端が熱交換器18の幅方向における側面に設けられてもよい。貫通孔18hの一端が頂面18aに設けられ、貫通孔18hの他端が熱交換器18の幅方向における側面に設けられてもよい。
The through-
熱交換器18は、伝熱シートであってもよい。この場合、熱交換器18には、貫通孔18hが設けられていなくてもよい。
The
上記実施形態では、熱交換器18を挟持する1対の正極集電板15は、別体であるが、一体化されていてもよい。例えば、1対の正極集電板15は、正極タブ15bが他方の正極集電板15に向かって延びるように配置され、正極タブ15b同士が連結されていてもよい。この構成では、1対の正極集電板15と正極バスバー4との接合を1箇所で行うだけで、1対の蓄電セル7と正極バスバー4とを電気的に接続することができるので、接合作業を簡略化することが可能となる。
In the above embodiment, the pair of positive electrode
同様に、熱交換器18を挟持する1対の負極集電板16は、一体化されていてもよい。例えば、1対の負極集電板16は、負極タブ16bが他方の負極集電板16に向かって延びるように配置され、負極タブ16b同士が連結されていてもよい。この構成では、1対の負極集電板16と負極バスバー5との接合を1箇所で行うだけで、1対の蓄電セル7と負極バスバー5とを電気的に接続することができるので、接合作業を簡略化することが可能となる。
Similarly, the pair of negative electrode
熱交換器18は、外側面12a同士が互いに対向している1対の蓄電セル7の間、及び外側面12b同士が互いに対向している1対の蓄電セル7の間のいずれか一方にのみ設けられてもよい。つまり、熱交換器18は、1対の正極集電板15の間、及び1対の負極集電板16の間のいずれか一方にのみ設けられてもよい。熱交換器18が設けられない1対の蓄電セル7(第1蓄電セル、第3蓄電セル)間には、正極集電板15又は負極集電板16の1つの集電板(第3集電板)のみが設けられてもよい。つまり、この集電板は、1対の蓄電セル7と接触している。これにより、セルスタック2(蓄電装置1,1A,1B)の積層方向における長さを小さくすることができ、蓄電装置1,1A,1Bを小型化することが可能となる。
The
熱交換器18の貫通孔18hに空気等の冷却媒体を流通させると、熱交換器18の頂面18a及び底面18bには異物が堆積し、異物がカバー部材6等と接触するおそれがある。異物が導電性を有している場合、カバー部材6及びエンドプレート3は、異物を介して熱交換器18と導通(短絡)するので、カバー部材6及びエンドプレート3の電位は、熱交換器18と接触している集電板の電位と略等しくなる。ここで、負極(負極集電板16)の電位は、正極(正極集電板15)の電位よりも低く、例えば0Vである。このため、熱交換器18が1対の負極集電板16の間のみに設けられた場合には、異物を介して熱交換器18とカバー部材6及びエンドプレート3とが短絡したとしても、カバー部材6及びエンドプレート3の電位が高くなることを抑制することができる。その結果、蓄電装置1,1A,1Bの安全性を高めることが可能となる。
When a cooling medium such as air is circulated through the through
蓄電装置1,1A,1Bは、正極バスバー4に設けられた熱交換器をさらに備えてもよい。蓄電装置1,1A,1Bは、負極バスバー5に設けられた熱交換器をさらに備えてもよい。
The
熱交換器18の高さ方向における位置を規定する方法は、突起92による支持に限られない。例えば、隣り合う集電板(正極集電板15又は負極集電板16)に合わせて熱交換器18を配置することで、熱交換器18の高さ方向の位置を規定することができる。具体的に説明すると、集電板(正極集電板15又は負極集電板16)に対して熱交換器18を位置合わせした状態で、接着剤等を用いて集電板に熱交換器18を接合し、熱交換器18が接合された集電板を蓄電セル7に組み付けることによって、熱交換器18の高さ方向における位置が規定されてもよい。熱交換器18が接合された集電板を蓄電セル7に組み付けると、タブ(正極タブ15b又は負極タブ16b)によって蓄電セル7に対する集電板の高さ方向における相対的な位置が規定され、熱交換器18の高さ方向の位置も規定される。熱交換器18の頂面18aが、本体部15aの上端面15c、及び本体部16aの上端面16cと略同じ高さに位置する場合には、集電板の組み付けによって、1対の蓄電セル7(保持部材9)の頂面9aを、熱交換器18の頂面18aよりも上方に位置させることができる。また、底面18bが、本体部15aの下端面15d、及び本体部16aの下端面16dと略同じ高さに位置する場合には、集電板の組み付けによって、1対の蓄電セル7(保持部材9)の底面9bを、熱交換器18の底面18bよりも下方に位置させることができる。この場合、保持部材9は突起92を備えていなくてもよい。
The method for defining the position of the
蓄電装置1Aにおいて、正極集電板15B及び負極集電板16Bの高さ方向における位置を規定する方法は、突起93による支持に限られない。例えば、接着剤等を用いて正極集電板15B及び負極集電板16Bを蓄電セル7に接合することによって、正極集電板15B及び負極集電板16Bの高さ方向における位置が規定されてもよい。この場合、保持部材9は突起93を備えていなくてもよい。
In the
蓄電装置1Aにおいて、1対の蓄電セル7のうちのいずれの蓄電セル7が、他方の蓄電セル7に向かって延びる突起92,93を備えていてもよい。突起92は、タブを有しない集電板(正極集電板15B又は負極集電板16B)と接触する蓄電セル7が備えていてもよく、突起93は、タブを有する集電板(正極集電板15A又は負極集電板16A)と接触する蓄電セル7が備えていてもよい。つまり、突起92と突起93とは、互いに入れ替えられてもよい。この場合、複数の突起92は、熱交換器18及びタブを有しない集電板(正極集電板15B又は負極集電板16B)の高さ方向における位置を規定する。複数の突起93は、タブを有する集電板(正極集電板15A又は負極集電板16A)の高さ方向における位置を規定する。
In the
熱交換器18には複数の貫通孔18hが設けられているので、熱交換器18の両側面(積層方向と交差する面)には凹凸が生じることがある。この熱交換器18の凹凸形状により、電極積層体8の外側面12a,12bに加わる拘束荷重が不均一となり、リチウムが析出するおそれがある。このため、正極集電板15の厚さ(積層方向における長さ)は、集電体12の厚さ(積層方向における長さ)よりも大きくてもよい。具体的には、本体部15aの厚さ(積層方向における長さ)は、集電体12の厚さよりも大きくてもよい。同様に、負極集電板16の厚さ(積層方向における長さ)は、集電体12の厚さよりも大きくてもよい。具体的には、本体部16aの厚さ(積層方向における長さ)は、集電体12の厚さよりも大きくてもよい。この構成によれば、熱交換器18の両側面が凹凸形状を有していたとしても、正極集電板15又は負極集電板16の外側面12a,12bと接触する面は平坦となるので、熱交換器18の凹凸形状による電極積層体8への影響を低減することが可能となる。
Since the
各蓄電セル7の電極積層体8は、個別に保持部材9によって保持されているが、図11〜図13に示されるように、セルスタック2に含まれる複数の電極積層体8が、1つの保持部材90によって一括で保持されていてもよい。つまり、複数の蓄電セル7の保持部材9が一体化されており、保持部材90を構成していてもよい。この場合、保持部材90は、幅方向において、セルスタック2の全面を覆っている。つまり、保持部材90は、幅方向において、電極積層体8だけでなく、正極集電板15、負極集電板16、及び熱交換器18を覆っている。保持部材90は、高さ方向において、電極積層体8だけでなく、正極集電板15(上端面15c及び下端面15d)、及び負極集電板16(上端面16c及び下端面16d)を覆っている。なお、正極タブ15b及び負極タブ16bは、保持部材90に覆われておらず、保持部材90の頂面90a上に配置されている。
The
熱交換器18の頂面18a及び底面18bは、保持部材90に覆われておらず、保持部材90から露出している。図11〜図13に示される例では、頂面18aは、保持部材90の頂面90aと同一面に位置し、底面18bは、保持部材90の底面90bと同一面に位置する。このような構造においても、頂面18a及び底面18bが保持部材90から露出しているので、外部から冷却媒体を容易に供給することが可能となる。なお、図11〜図13では、蓄電装置1Aの変形例を図示しているが、蓄電装置1,1Bにも同様の構成が適用されてもよい。
The
蓄電装置1,1A,1B及びそれらの変形例は、適宜組み合わせられてもよい。
The
1,1A,1B…蓄電装置、4…正極バスバー(バスバー)、5…負極バスバー(バスバー)、7…蓄電セル(第1蓄電セル、第2蓄電セル、第3蓄電セル)、9…保持部材、9a…頂面(第1頂面、第2頂面)、9b…底面(第1底面、第2底面)、10…バイポーラ電極、12…集電体、12a…外側面(第1面)、12b…外側面(第1面)、13…正極層、14…負極層、15…正極集電板(第1集電板、第2集電板、第3集電板)、15A…正極集電板(第1集電板)、15B…正極集電板(第2集電板)、15a…本体部(第1本体部)、15b…正極タブ(第1タブ)、16…負極集電板(第1集電板、第2集電板、第3集電板)、16A…負極集電板(第1集電板)、16B…負極集電板(第2集電板)、16a…本体部(第1本体部)、16b…負極タブ(第1タブ)、18…熱交換器、18a…頂面(第3頂面)、18b…底面(第3底面)、18h…貫通孔、20…台座部、20b…溝部(流路)、90…保持部材、92…突起(規定部)。
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記第1蓄電セルと前記第2蓄電セルとの間に設けられ、前記第1蓄電セルと接触する第1集電板と、
前記第1蓄電セルと前記第2蓄電セルとの間に設けられ、前記第1集電板と接触する熱交換器と、
前記第1集電板に接合され、前記第1集電板を介して前記第1蓄電セルと電気的に接続されるバスバーと、
を備える、蓄電装置。 A first storage cell and a second storage cell each having a plurality of bipolar electrodes stacked along the first direction, and arranged along the first direction;
A first current collecting plate provided between the first power storage cell and the second power storage cell and in contact with the first power storage cell;
A heat exchanger provided between the first power storage cell and the second power storage cell and in contact with the first current collector plate;
A bus bar joined to the first current collector plate and electrically connected to the first power storage cell via the first current collector plate;
A power storage device.
前記第1蓄電セルの第1底面及び前記第2蓄電セルの第2底面は、前記熱交換器の第3底面よりも下方に位置し、
前記貫通孔の一端は、前記第3底面に設けられる、請求項2に記載の蓄電装置。 The first storage cell and the second storage cell are arranged such that a second direction intersecting the first direction is a vertical direction,
The first bottom surface of the first power storage cell and the second bottom surface of the second power storage cell are located below the third bottom surface of the heat exchanger,
The power storage device according to claim 2, wherein one end of the through hole is provided on the third bottom surface.
前記第1タブは、前記第1蓄電セル上に配置される、請求項3に記載の蓄電装置。 The first current collector plate protrudes from the first main body portion along the second direction and the first main body portion contacting the first surface of the first storage cell in the first direction, and the first current collecting plate. A first tab extending along the direction,
The power storage device according to claim 3, wherein the first tab is disposed on the first power storage cell.
前記保持部材は、前記複数のバイポーラ電極を保持するための枠体と、前記熱交換器の前記第2方向における位置を規定するための規定部と、を有し、
前記規定部は、前記枠体の下壁から前記第1方向に沿って延びる、請求項3又は請求項4に記載の蓄電装置。 The first storage cell further includes a holding member that holds the plurality of bipolar electrodes,
The holding member includes a frame body for holding the plurality of bipolar electrodes, and a defining portion for defining a position of the heat exchanger in the second direction,
The power storage device according to claim 3 or 4, wherein the defining portion extends along a first direction from a lower wall of the frame body.
前記第1蓄電セル及び前記第2蓄電セルは、前記第1方向と交差する第2方向が上下方向となるように配置され、
前記貫通孔の一端は、前記熱交換器の底面に設けられ、
前記台座部は、前記第1蓄電セル及び前記第2蓄電セルの下に設けられ、
前記台座部には、前記貫通孔の前記一端に連通する流路が設けられる、請求項2に記載の蓄電装置。 A pedestal portion on which the first power storage cell and the second power storage cell are disposed;
The first storage cell and the second storage cell are arranged such that a second direction intersecting the first direction is a vertical direction,
One end of the through hole is provided on the bottom surface of the heat exchanger,
The pedestal portion is provided under the first power storage cell and the second power storage cell,
The power storage device according to claim 2, wherein the pedestal portion is provided with a flow path communicating with the one end of the through hole.
前記第1頂面及び前記第2頂面は、前記熱交換器の第3頂面よりも上方に位置し、
前記貫通孔の他端は、前記第3頂面に設けられる、請求項3〜請求項6のいずれか一項に記載の蓄電装置。 The bus bar is provided above the first top surface of the first power storage cell and the second top surface of the second power storage cell,
The first top surface and the second top surface are located above the third top surface of the heat exchanger,
The power storage device according to claim 3, wherein the other end of the through hole is provided on the third top surface.
前記バスバーは、前記第2集電板を介して前記第2蓄電セルと電気的に接続される、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の蓄電装置。 A second current collector plate provided between the first power storage cell and the second power storage cell and in contact with the second power storage cell and the heat exchanger;
The power storage device according to any one of claims 1 to 7, wherein the bus bar is electrically connected to the second power storage cell via the second current collector plate.
前記バスバーは、前記第1集電板、前記熱交換器、及び前記第2集電板を介して前記第2蓄電セルと電気的に接続される、請求項8に記載の蓄電装置。 The heat exchanger is made of a conductive material,
The power storage device according to claim 8, wherein the bus bar is electrically connected to the second power storage cell through the first current collector plate, the heat exchanger, and the second current collector plate.
前記熱交換器の前記貫通孔が設けられた面は、前記保持部材から露出している、請求項2〜請求項4及び請求項6のいずれか一項に記載の蓄電装置。 A holding member that holds the plurality of bipolar electrodes of the first storage cell and the plurality of bipolar electrodes of the second storage cell;
The power storage device according to claim 2, wherein a surface of the heat exchanger provided with the through hole is exposed from the holding member.
前記第1集電板の前記第1方向における長さは、前記集電体の前記第1方向における長さよりも大きい、請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の蓄電装置。 Each of the bipolar electrodes includes a current collector, a positive electrode layer provided on the first surface of the current collector, and a negative electrode layer provided on the second surface of the current collector.
The power storage device according to claim 1, wherein a length of the first current collector plate in the first direction is larger than a length of the current collector in the first direction.
前記第1蓄電セルと前記第3蓄電セルとの間に設けられ、前記第1蓄電セル及び前記第3蓄電セルと接触する第3集電板と、
をさらに備え、
前記第1蓄電セルは、前記第1方向において前記第2蓄電セルと前記第3蓄電セルとの間に配置される、請求項1〜請求項12のいずれか一項に記載の蓄電装置。 A third storage cell having a plurality of bipolar electrodes stacked along the first direction;
A third current collector plate provided between the first power storage cell and the third power storage cell and in contact with the first power storage cell and the third power storage cell;
Further comprising
The power storage device according to any one of claims 1 to 12, wherein the first power storage cell is disposed between the second power storage cell and the third power storage cell in the first direction.
前記第1集電板は、負極集電板であり、
前記第3集電板は、正極集電板である、請求項13に記載の蓄電装置。 A cover member that extends along the first direction and that applies a restraining load to the first and second power storage cells;
The first current collector plate is a negative electrode current collector plate;
The power storage device according to claim 13, wherein the third current collector plate is a positive electrode current collector plate.
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2018
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