JP6264720B2 - 蓄電装置 - Google Patents

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Description

本発明は、複数の電池を備える蓄電装置に関する。
世界的な環境問題への取り組みとして、従来のガソリン自動車に代えてハイブリッド自動車および電気自動車等の、動力源としてモータを備える自動車が普及し始めている。
また、これらハイブリッド自動車等に備えられたモータに電力を供給する電源として、リチウムイオン二次電池などの電池を複数備える蓄電装置が広く活用されている。
このような蓄電装置では、例えば、剛性の高い金属製の覆い部材の中に、隣接する電池間がバスバーで電気的に接続された複数の電池が配置されている。
特許文献１には、このような蓄電装置において、バスバーと金属製の覆い部材との間の短絡を防止するための技術が開示されている。
特開２０１１−２１６４００号公報
ここで、バスバーは、絶縁被覆されていない金属製の板状または棒状の導体であり、電池の容器の素材としても一般に金属が採用される。また、電池の正極端子および負極端子の少なくとも一方は当該容器とは電気的に絶縁された状態で当該容器に取り付けられている。
そのため、このような蓄電装置において、それぞれのバスバーは、各電池の容器とは接触しないように配置されている。しかしながら、バスバーは、電池の電極端子に連結されるため、電池の容器に比較的に近い位置に配置されている。
また、蓄電装置に対する小型化の要請もあり、バスバーと電池の容器との距離を大きくすることができないという背景もある。
従って、仮に、強い衝撃によって蓄電装置が変形してしまうような非通常状態に蓄電装置が置かれた場合、バスバーが電池の容器に接触することが考えられる。つまり、バスバーと電池の容器との間で短絡が発生する可能性がある。しかしながら、上記従来の技術では、非通常状態におけるバスバーと電池の容器との間の短絡の発生を抑制することはできない。
本発明は、上記従来の課題を考慮し、複数の電池を備える蓄電装置であって、非通常状態におけるバスバーと電池の容器との間の短絡の発生を抑制することの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、本発明の一態様に係る蓄電装置は、複数の電池を備える蓄電装置であって、前記複数の電池のそれぞれは、電極体を収容する容器と、前記容器から同一方向に突設され、前記電極体に電気的に接続された正極端子および負極端子とを有し、前記蓄電装置は、前記複数の電池のうちの第一電池の正極端子および負極端子の一方である第一端子と、前記複数の電池のうちの第二電池の正極端子および負極端子の一方であって、前記第一端子とは逆極である第二端子とを電気的に接続するバスバーと、前記第一端子と前記第一電池の容器との間に配置された第一絶縁部材と、前記バスバーと前記第一電池の容器との間に配置された第二絶縁部材とを備える。
この構成によれば、電池の容器と絶縁されている第一端子に接続されたバスバー、つまり、当該容器とは電気的に絶縁されるべきバスバーと、当該容器との間に第二絶縁部材が配置される。
そのため、仮に、蓄電装置が変形することなどにより、バスバーと当該容器との距離が通常時よりも近づいた場合であっても、第二絶縁部材によって、バスバーと当該容器とが接触する可能性が低減される。
つまり、本態様の蓄電装置によれば、非通常状態におけるバスバーと電池の容器との短絡の発生が抑制される。
また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記第二絶縁部材は、前記バスバーが配置された側から前記第一電池を見た場合において、少なくとも、前記バスバーと、前記第一電池の容器の前記第一端子が突設された面とが重なる領域を覆うように配置されているとしてもよい。
この構成によれば、バスバーと電池の容器との間の短絡の発生が、より確実に抑制される。
また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記第二絶縁部材は、２つの孔を有し、かつ、前記バスバーと、前記第一電池の容器および前記第二電池の容器との間に配置されており、前記バスバーは、前記第二絶縁部材に設けられた前記２つの孔を介して、前記第一端子および前記第二端子と電気的に接続されているとしてもよい。
また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記第二絶縁部材は、２つの孔を有し、前記第一端子は、前記２つの孔の一方を介して前記バスバーと電気的に接続され、前記第一電池の前記第一端子とは逆極の正極端子または負極端子は、前記２つの孔の他方を介して他のバスバーと電気的に接続されているとしてもよい。
このように、複数の電極端子に対応する態様で第二絶縁部材を配置することで、例えば、複数の電極端子の周囲における、バスバーと電池の容器との間の絶縁を、一つの部材（第二絶縁部材）によってより確実に保証することができる。また、電極端子ごとに第二絶縁部材を設けるよりも、例えば、蓄電装置の生産効率の観点から有利である。
また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記第二絶縁部材は、樹脂を含有する樹脂層とセラミックを含有するセラミック層とが厚み方向に重ね合わされることで形成されているとしてもよい。
この構成によれば、例えば、第二絶縁部材の柔軟性および強度を向上させることができる。その結果、例えば、バスバーと電池の容器との間に第二絶縁部材が強固に挟まれた場合であっても、第二絶縁部材の破壊が抑制されるため、第二絶縁部材の絶縁性能が維持される。
また、本発明の一態様に係る蓄電装置において、前記第一絶縁部材と前記第二絶縁部材とは一体に形成されているとしてもよい。
この構成によれば、例えば、第一端子と容器との間に介在するパッキンに、第一絶縁部材および第二絶縁部材としての役割を担わせることができる。この場合、第一絶縁部材と第二絶縁部材とを別体として蓄電装置に設けるよりも、例えば、蓄電装置の生産効率の観点から有利である。
また、本発明の一態様に係る蓄電装置は、複数の電池を備える蓄電装置であって、前記複数の電池のそれぞれは、電極体を収容する容器と、前記容器から同一方向に突設され、前記電極体に電気的に接続された正極端子および負極端子とを有し、前記蓄電装置は、前記複数の電池のうちの第一電池の正極端子および負極端子の一方である第一端子と、前記複数の電池のうちの第二電池の正極端子および負極端子の一方であって、前記第一端子とは逆極である第二端子とを電気的に接続するバスバーと、前記バスバーと、前記第一端子とは電気的に絶縁されている、前記第一電池の容器とを電気的に絶縁するための絶縁部材とを備えるとしてもよい。
この構成によっても、当該容器と絶縁されるべきバスバーと、当該容器との間に絶縁部材が配置されるため、非通常状態におけるバスバーと電池の容器との短絡の発生が抑制される。
本発明によれば、複数の電池を備える蓄電装置であって、非通常状態におけるバスバーと電池の容器との間の短絡の発生を抑制することのできる蓄電装置を提供することができる。
実施の形態における蓄電装置の構成概要を示す斜視図である。 実施の形態における電池の内部構造の概要を示す斜視図である。 実施の形態におけるバスバーおよび絶縁部材の配置位置の一例を示す上面図である。 図３に対応する側面図である。 実施の形態における絶縁部材の形状の一例を示す上面図である。 実施の形態における絶縁部材の構成の一例を示す断面図である。 絶縁部材の他の構成例を示す断面図である。 １枚の絶縁部材によって覆われる領域の一例を示す図である。 ３以上の電極端子に対応した絶縁部材の形状の一例を示す図である。 図８Ａに示す絶縁部材を備える蓄電装置の構成概要を示す上面図である。 ３以上の電極端子に対応した絶縁部材の形状の別の一例を示す図である。 第一絶縁部材としての機能と第二絶縁部材としての機能とを備えたパッキンの形状の一例を示す側面図である。 図１０Ａに対応する上面図である。 バスバーと電池との接続態様の他の一例を示す側面図である。 図１１Ａに対応する上面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態における蓄電装置について説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
また、以下で説明する実施の形態は、本発明の一具体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および接続形態などは一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
（蓄電装置の構成概要）
まず、図１および図２を用いて、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、実施の形態における蓄電装置１の構成概要を示す斜視図である。
図２は、実施の形態における電池１０の内部構造の概要を示す斜視図である。なお、図２では、容器１００の内部を透視した図となっている。
蓄電装置１は、複数の電池１０と、複数の電池１０のうちの２つの電池１０を電気的に接続するバスバー１５０とを備える。
本実施の形態では、蓄電装置１は複数のバスバー１５０を備え、各バスバー１５０は、複数の電池１０のうちの隣り合う２つの電池１０の異極間を電気的に接続している。その結果、これら複数の電池１０は直列に接続されている。
また、蓄電装置１は、電池１０の容器１００と、当該電池１０に接続されたバスバー１５０との間に絶縁部材１６０を備えている。絶縁部材１６０の配置位置および構成のバリエーション等については、図３〜図１０Ｂを用いて後述する。
なお、蓄電装置１は、複数の電池を備えることから、例えば「組電池」と呼ばれる場合もあり、また、各電池１０は、例えば「セル」と呼ばれる場合もある。
また、蓄電装置１は、直列に接続された複数の電池１０を収容する筐体等の、図１に図示しない他の構成要素も備えている。しかし、本実施の形態の蓄電装置１の特徴を明確に説明するために、筐体等の他の構成要素についての図示および説明は省略する。
実施の形態における蓄電装置１が備える電池１０のそれぞれは、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、例えば、非水電解質二次電池である。
非水電解質二次電池としては、例えば、正極活物質がコバルト酸リチウムなどのリチウム遷移金属酸化物であり、負極活物質が炭素材料であるリチウムイオン二次電池を挙げることができる。
なお、電池１０の種類は、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く、また、一次電池であってもよい。
電池１０は、図２に示すように、電極体４００を収容する容器１００と、容器１００から同一方向に突設され、電極体４００と電気的に接続された正極端子２００および負極端子３００とを有する。
容器１００は、金属からなる矩形筒状で底を備える容器本体１０１と、容器本体１０１の開口を閉塞する金属製のふた板１１０とで構成されている。
また、容器１００の内方には、電極体４００と、正極集電体１２０と、負極集電体１３０とが配置されている。
なお、電池１０の容器１００の内部には電解液などの液体が封入されているが、当該液体の図示は省略する。
容器１００は、電極体４００等を内部に収容後、ふた板１１０と容器本体１０１とが溶接等されることにより内部を密封する構造を有している。
電極体４００は、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。具体的には、電極体４００は、負極と正極との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものを全体が長円形状となるように捲回されて形成されている。また、正極箔は例えばアルミニウムで形成され、負極箔は例えば銅で形成されている。
なお、電極体４００の形状としては長円形状に限定されず、円形状または楕円形状でもよい。また、電極体４００の形状は捲回型に限らず、平板状極板を積層した形状でもよい。
正極端子２００は、電極体４００の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子３００は、電極体４００の負極に電気的に接続された電極端子である。
また、正極端子２００および負極端子３００は、電極体４００の上方に配置されたふた板１１０に、ふた板１１０とは絶縁された状態で取り付けられている。
具体的には、正極端子２００は、パッキン２３０を介してふた板１１０に取り付けられており、負極端子３００は、パッキン３３０を介してふた板１１０に取り付けられている。
パッキン２３０およびパッキン３３０のそれぞれは、例えば樹脂等の絶縁材料で形成されている。
つまり、パッキン２３０およびパッキン３３０のそれぞれは、正極端子２００および負極端子３００と、ふた板１１０との間における電気的な絶縁と気密性の保持のための部材として機能している。
正極集電体１２０は、電極体４００の正極と容器１００の側壁との間に配置され、正極端子２００と電極体４００の正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電体１２０は、電極体４００の正極箔と同様、アルミニウムで形成されている。
負極集電体１３０は、電極体４００の負極と容器１００の側壁との間に配置され、負極端子３００と電極体４００の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、負極集電体１３０は、電極体４００の負極箔と同様、銅で形成されている。
また、容器１００の内部に封入される非水電解質（電解液）は、様々なものを選択することができる。
例えば、非水電解質の有機溶媒として、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、トリフルオロプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、スルホラン、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、２−メチル−１，３−ジオキソラン、ジオキソラン、フルオロエチルメチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールジプロピオネート、プロピレングリコールジプロピオネート、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エチルイソプロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、アセトニトリル、フルオロアセトニトリル、エトキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン、ジエトキシテトラフルオロシクロトリホスファゼン、フェノキシペンタフルオロシクロトリホスファゼンなどのアルコキシ及びハロゲン置換環状ホスファゼン類または鎖状ホスファゼン類、リン酸トリエチル、リン酸トリメチル、リン酸トリオクチルなどのリン酸エステル類、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリブチルなどのホウ酸エステル類、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ−エチルオキサゾリジノン等の非水溶媒が挙げられる。また、これに公知の添加剤を加えることもできる。
また、固体電解質を用いる場合は、高分子固体電解質として有孔性高分子固体電解質膜を用い、高分子固体電解質にさらに電解液を含有させればよい。また、ゲル状の高分子固体電解質を用いる場合には、ゲルを構成する電解液と、細孔中等に含有されている電解液とは異なっていてもよい。ただし、高出力、高容量が要求される中大型電池の場合は、固体電解質または高分子固体電解質を用いるよりも非水電解質を単独で用いるほうがより好ましい。
本実施の形態では、蓄電装置１は、上記構成の電池１０を例えば１２個備えており、１つの電池１０の起電力が４．２Ｖである場合、蓄電装置１としての起電力は５０．４Ｖである。
また、蓄電装置１には、これら１２個の電池１０を直列接続するために１１個のバスバー１５０が配置されている。
なお、これら電池１０およびバスバー１５０の個数は例示であり、蓄電装置１は、少なくとも、２つの電池１０と、これら電池１０の異極間を接続する１つのバスバー１５０とを備えていればよい。
（バスバーおよび絶縁部材の配置位置の例）
以上のような基本的な構成を有する実施の形態の蓄電装置１における、バスバー１５０および絶縁部材１６０の配置位置等について図３〜図６Ａを用いて説明する。
図３は、実施の形態におけるバスバー１５０および絶縁部材１６０の配置位置の一例を示す上面図であり、図４は、図３に対応する側面図である。
図５は、実施の形態における絶縁部材１６０の形状の一例を示す上面図である。
なお、本実施の形態では、説明の便宜上、電池１０における電極端子（正極端子２００および負極端子３００の少なくとも一方。以下同じ。）の突出方向（Ｚ軸正の方向）を上として扱うが、蓄電装置１が、自動車等に配置される際の蓄電装置１の向きに特に限定はない。
また、図３および図４では、複数の電池１０のうちの２つの電池１０、および、これら２つの電池１０を接続する１つのバスバー１５０に着目し、当該バスバー１５０、および、当該バスバー１５０に対応する絶縁部材１６０の配置位置等を説明する。
また、これら２つの電池１０を区別するために、便宜上、これら２つの電池１０の一方を第一電池１０ａと表記し、他方を第二電池１０ｂと表記する。
バスバー１５０は、絶縁被覆されていない金属製の板状または棒状の導体であり、図３および図４に示すように、第一電池１０ａの正極端子２００と、第二電池１０ｂの負極端子３００とを電気的に接続する部材である。
つまり、バスバー１５０によって、隣り合う２つの電池１０における異極間が電気的に接続されている。
なお、第一電池１０ａの正極端子２００は第一端子の一例であり、第二電池１０ｂの負極端子３００は第二端子の一例である。
また、本実施の形態では、バスバー１５０と電極端子とは溶接により接合されているが、バスバー１５０と電極端子との接合の手法として溶接以外が採用されてもよい。
例えば、ボルトまたはリベット等によって電極端子とバスバー１５０とが締結されてもよい。
ここで、正極端子２００に着目した場合、正極端子２００と、第一電池１０ａの容器１００との間にパッキン２３０が配置され、バスバー１５０と第一電池１０ａの容器１００との間に絶縁部材１６０が配置されている。この構成において、パッキン２３０は第一絶縁部材の一例であり、絶縁部材１６０は第二絶縁部材の一例である。
また、本実施の形態では、図３および図４に示すように、バスバー１５０と、第一電池１０ａの容器１００および第二電池１０ｂの容器１００との間に、１つの絶縁部材１６０が配置されている。
また、バスバー１５０は、絶縁部材１６０に設けられた２つの孔１６５（図５参照）を介して、第一端子（第一電池１０ａの正極端子２００）および第二端子（第二電池１０ｂの負極端子３００）と電気的に接続されている。
さらに、絶縁部材１６０は、図３に示すように、上面視においてバスバー１５０よりも大きい。そのため、仮に、蓄電装置１に対して、第一電池１０ａまたは第二電池１０ｂの少なくとも一方が傾くような外力が作用した場合であっても、バスバー１５０と、第一電池１０ａの容器１００および第二電池１０ｂの容器１００とが直接的に接触することが抑制される。
すなわち、例えば蓄電装置１を備える装置と他の物体とが衝突することで、蓄電装置１が変形してしまうような非通常状態に蓄電装置１が置かれた場合であっても、バスバー１５０と、電池１０の容器１００との間の短絡の発生が抑制される。
その結果、バスバー１５０と電池１０の容器１００との間の短絡に起因する発熱、および、発熱箇所と電解液とが接触することによる発煙等の、異常の発生のリスクが低減される。
このような効果を奏する絶縁部材１６０の素材等について以下に説明する。
（絶縁部材の素材等について）
図６Ａは、実施の形態における絶縁部材１６０の構成の一例を示す断面図である。
実施の形態における絶縁部材１６０は、樹脂を含有する樹脂層１６２とセラミックを含有するセラミック層１６１とが厚み方向（電極端子が絶縁部材１６０を貫通する方向）に重ね合わされることで形成されている。
樹脂層１６２は、例えば樹脂を素材とする耐熱繊維（例えば、融点が２００℃以上）によって形成されたシート状の部材である。耐熱繊維の素材としては、ナイロン、アラミド、ポリアクリレート、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド、およびフッ素樹脂、などが例示される。
また、樹脂層１６２の素材として、融点が２００℃未満の繊維（例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ））が採用されてもよい。
また、耐熱繊維である炭素繊維と耐熱性の高い樹脂とが組み合わせられた複合材料によって樹脂層１６２を形成することもできる。
セラミック層１６１は、例えばセラミックの粒子とエポキシ樹脂等のバインダとを混合することで得られるシート状の部材である。
セラミック層１６１に含有されるセラミックとしては、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、セリア、イットリア、酸化亜鉛、および、酸化鉄等の酸化物系セラミック、ならびに、窒化ケイ素、窒化チタン、および窒化ホウ素等の窒化物系セラミックが例示される。
また、セラミック層１６１に含有されるセラミックとしては、他にも、シリコンカーバイド、炭酸カルシウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、チタン酸カリウム、タルク、カオリンクレー、カオリナイト、ハロイサイト、パイロフィライト、モンモリロナイト、セリサイト、マイカ、アメサイト、ベントナイト、ゼオライト、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、ケイ藻土、ケイ砂等が例示される。
なお、絶縁部材１６０の厚みは、例えば１μｍ〜３０００μｍのいずれかであることが好ましく、より好ましくは１００μｍ〜１０００μｍのいずれかである。
また、絶縁部材１６０は、例えば、樹脂層１６２の上面を、セラミックの粒子とバインダとの混合物でコートすることで作製される。
また、樹脂層１６２とセラミック層１６１とが重ねあわされたシートを切り取ることで、所望の形状および大きさの絶縁部材１６０を得ることができる。
実施の形態における絶縁部材１６０は、このように樹脂層１６２とセラミック層１６１とによって形成されているため、絶縁性を備えるとともに、耐熱性、柔軟性および強度の高さも備えている。
そのため、例えば蓄電装置１に大きな外力が加わることにより、バスバー１５０と電池１０の容器１００との間に絶縁部材１６０が強固に挟まれた場合であっても、絶縁部材１６０の破壊が抑制され、その結果、絶縁部材１６０の絶縁性能が維持される。つまり、バスバー１５０と電池１０の容器１００との間の短絡の発生が抑制される。
また、絶縁部材１６０は、セラミックの粒子を含むため、電池１０の電解液が容器１００から漏出したと仮定した場合において、電解液に含まれる電解質の加水分解によって生成する酸分をセラミックの粒子によってトラップする効果が期待できる。
また、例えば樹脂層１６２が含有する樹脂として、撥水性の樹脂を採用することで、樹脂層１６２の表面における結露の発生を抑制することができる。
また、絶縁部材１６０は、全体としてシート状の薄い部材である。そのため、電極端子の容器１００からの突出長さが数ｍｍ程度であっても、バスバー１５０と容器１００との間に絶縁部材１６０を配置することができる。つまり、絶縁部材１６０の採用により、蓄電装置１の小型化および安全性の向上が図られる。
また、蓄電装置１に絶縁部材１６０が備えられることで、例えば、蓄電装置１の筐体として、肉厚が比較的薄くかつ軽量の筐体を採用することが可能となる。このことは、蓄電装置１の小型化および軽量化の観点から有利である。
また、蓄電装置１の小型化、軽量化および安全性の向上等が図られることにより、例えば、衝突の衝撃を受けやすい自動車のボンネット内等の空間に、蓄電装置１を配置することが可能となる。また、このような特徴を有する蓄電装置１は、例えば携帯型移動体の動力源としても有用である。
（実施の形態の補足）
絶縁部材１６０は、図６Ａに示す構成以外にも様々な構成を採用し得る。例えば、絶縁部材１６０は、例えば樹脂層１６２のみで構成されていてもよい。また、例えば、含有されるセラミックとして絶縁性のセラミックが採用されたセラミック層１６１のみで、絶縁部材１６０が構成されてもよい。
また、絶縁部材１６０の構成として、例えば、２つのセラミック層１６１の間に樹脂層１６２が挟まれる構成が採用されてもよく、樹脂層１６２およびセラミック層１６１を含む４層以上の構成が採用されてもよい。
さらに、セラミック層１６１および樹脂層１６２のそれぞれは、異なる物質（セラミックまたは樹脂）の組み合わせでもよい。また、樹脂層１６２にセラミックが分散したような形態であってもよい。なお、衝突時等における短絡防止には機械的強度が必要であり、また電池周囲の環境や損傷時を考慮して耐熱性を有するものが望ましく、変形したとしてもバスバー１５０と容器１００の間に存在し続けられる絶縁部材１６０が望ましい。
具体的には、絶縁部材１６０は、少なくとも融点が２００℃以上の耐熱成分（耐熱性樹脂、セラミック（板状，粒状）、炭素繊維、ガラス繊維）を含むことが好ましい。つまり、絶縁部材１６０は、例えば、融点が２００℃以上の耐熱性樹脂のみで構成されていてもよい。
また、絶縁部材１６０を構成する素材の組み合せとして、耐熱性樹脂、非耐熱性樹脂、炭素繊維、セラミック含有樹脂、およびセラミック板のうちの少なくも２つを組み合わせることが考えられる。
ここで、絶縁部材１６０は、本実施の形態では、図６Ａに示すように互いに異なる種類の素材が重ね合わされることで構成されている。しかしながら、絶縁部材１６０は、互いに異なる種類の素材の一方が他方に分散して含有されることで構成されてもよい。
図６Ｂは、絶縁部材１６０の他の構成例を示す断面図である。
図６Ｂの（ａ）に示すように、耐熱成分または非耐熱成分であるαに、粒子状の耐熱成分であるβが分散されて含まれることで、絶縁部材１６０が構成されてもよい。
また、図６Ｂの（ｂ）に示すように、耐熱成分または非耐熱成分であるαに、繊維状の耐熱成分であるγが分散されて含まれることで、絶縁部材１６０が構成されてもよい。
なお、α、β、またはγとして採用される耐熱成分としては、板状または粒状の各種のセラミック、炭素繊維、ガラス繊維、および耐熱性樹脂が例示される。
また、上記耐熱性樹脂としては、上述のＰＶＡ、ＰＰＳ、ＰＥＥＫ、およびポリイミド等に加え、以下の物質も例示される。すなわち、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）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニルサルフォン（ＰＰＳＵ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、シリコーン樹脂（ＳＩ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）などが、耐熱性樹脂として例示される。
また、耐熱性樹脂の一種であるフッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、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共重合体（ＦＥＰ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）などが例示される。
また、αとして採用される非耐熱成分としては、上述のＰＥ、ＰＰの他に、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、メタクリル樹脂、セルロース類、およびゴム類が例示される。
また、本実施の形態では、絶縁部材１６０は、隣り合う２つの電池１０の一方の正極端子２００と他方の負極端子３００との周囲を覆う形状および大きさである（例えば、図３参照）。
つまり、絶縁部材１６０は、１つのバスバー１５０との接触の可能性がある、２つの電池１０それぞれの所定の領域を覆う形状および大きさである。
しかしながら、絶縁部材１６０は、２つのバスバー１５０との接触の可能性がある、１つの電池１０の正極端子２００および負極端子３００の周囲を覆う形状および大きさであってもよい。
つまり、絶縁部材１６０は、２つの孔を有し、１つの電池１０の正極端子２００は、当該２つの孔の一方を介してバスバー１５０と電気的に接続され、当該電池１０の負極端子３００は、当該２つの孔の他方を介して前記バスバー１５０とは異なる他のバスバー１５０と電気的に接続されてもよい。
簡単に言うと、１枚の絶縁部材１６０は、１つの電池１０の２つの電極端子を貫通させる孔を有し、当該電池１０の容器１００の上面のほぼ全体を覆うように配置されていてもよい。
この場合、蓄電装置１に備えられるべき複数の電池１０のそれぞれ対して、これら電池１０を組み合わせる前に、各電池１０に２つの電極端子に対応した絶縁部材１６０を取り付けておくことができる。
また、絶縁部材１６０は、複数の電極端子に対応して設けられる必要はなく、少なくとも、１つのバスバー１５０との接触の可能性がある１つの電池１０の所定の領域を覆う形状および大きさであってもよい。
図７は、１枚の絶縁部材１６０によって覆われる領域Ａの一例を示す図である。なお、図７では、絶縁部材１６０の外縁が点線で表されており、領域Ａは、ドットが付された領域として表されている。
図７に示す絶縁部材１６０は、バスバー１５０が配置された側から電池１０を見た場合において、少なくとも、バスバー１５０と、電池１０の容器１００の電極端子（図７では正極端子２００）が突設された面とが重なる領域Ａを覆うように配置されている。
より具体的には、上面視において領域Ａを含む大きさおよび形状の絶縁部材１６０が、領域Ａの上方であってバスバー１５０の下方に配置されている。
このように、電池１０の容器１００において、バスバー１５０との間で短絡が生じる可能性が高い領域を覆うように絶縁部材１６０を配置することで、当該短絡の発生がより確実に抑制される。
つまり、絶縁部材１６０は、１つの電池１０が有する２つの電極端子のうちの一方のみに対応して設けられていてもよい。
例えば、電池１０において、正極端子２００は容器１００と絶縁され、負極端子３００が容器１００と絶縁されていない場合、つまり、容器１００が負極端子３００と同電位である場合を想定する。
この場合、例えば図７に示す態様で、正極端子２００に対応した絶縁部材１６０が配置されていれば、発熱等の要因となる、図７に示すバスバー１５０と容器１００との間の短絡の発生は抑制される。
また、１つの絶縁部材１６０が、３以上の電極端子に対応して設けられてもよい。
図８Ａは、３以上の電極端子に対応した絶縁部材１６０の形状の一例を示す図である。
図８Ｂは、図８Ａに示す絶縁部材１６０を備える蓄電装置１の構成概要を示す上面図である。
例えば、図８Ａに示すように、蓄電装置１が備える複数の電池１０それぞれの正極端子２００および負極端子３００を覆う程度の大きさの絶縁部材１６０に、これら電極端子が貫通する孔１６５を設ける。
これにより、図８Ｂに示すように、１枚の絶縁部材１６０によって、蓄電装置１が備える複数の電池１０それぞれの容器１００の広い範囲が覆われる。
その結果、複数の電極端子の周囲における、各バスバー１５０と各電池１０の容器１００との間の絶縁を、１枚の絶縁部材１６０によってより確実に保証することができる。
また、例えば、電極端子ごとに絶縁部材１６０を設けるよりも、蓄電装置１の生産効率を大幅に向上させることが可能である。
なお、図８Ａに示す絶縁部材１６０の形状および大きさは例示であり、３以上の電極端子に対応した絶縁部材１６０は、図８Ａに示す以外の形状および大きさであってもよい。
例えば、図９に示すように、絶縁部材１６０は、電池１０の間隔に対応して並べられた孔１６５の列を一つのみ有してもよい。
例えば、蓄電装置１が電池１０を１２個備える場合、各電池１０の正極端子２００または負極端子３００が貫通する１２個の孔を有する絶縁部材１６０を用意する。これにより、各電池１０の正極側および負極側の一方における、各バスバー１５０と各電池１０の容器１００との間の短絡の発生が抑制される。
また、図９に示す絶縁部材１６０を２枚用意することで、各電池１０の正極側および負極側の双方における、各バスバー１５０と各電池１０の容器１００との間の短絡の発生が抑制される。
また、本実施の形態では、電極端子と容器１００を絶縁する第一絶縁部材（パッキン２３０、３３０）と、バスバー１５０と容器１００との絶縁のために配置される第二絶縁部材（絶縁部材１６０）とは別体である。
しかしながら、第一絶縁部材と第二絶縁部材とが一体に形成されていてもよい。例えば、正極端子２００に着目した場合、パッキン２３０を、領域Ａ（図７参照）を覆う程度の大きさおよび形状に形成してもよい。これにより、第一絶縁部材としての機能と、第二絶縁部材としての機能とを備えたパッキン２３１を得ることができる。
図１０Ａは、第一絶縁部材としての機能と、第二絶縁部材としての機能とを備えたパッキン２３１の形状の一例を示す側面図である。
図１０Ｂは、図１０Ａに対応する上面図である。
図１０Ａおよび図１０Ｂに示すパッキン２３１は、正極端子２００と容器１００との間に介在することで、正極端子２００と容器１００との間の絶縁および気密性の保持のための部材として機能する。
また、パッキン２３１は、容器１００上面（ふた板１１０の上面、図２参照）の、バスバー１５０の下方の端縁を覆うように、バスバー１５０の延設方向（Ｙ軸方向）に延設されている。
その結果、パッキン２３１は、バスバー１５０と容器１００との間の短絡の発生を抑制するための部材としても機能する。
つまり、パッキン２３１は、蓄電装置１において、第一絶縁部材と第二絶縁部材とが一体に形成された部材として機能することができる。
その結果、第一絶縁部材と第二絶縁部材とが別体である場合よりも、例えば、蓄電装置１を構成する部品数が低減され、蓄電装置１の生産効率の向上が図られる。
また、例えば、バスバーと第二絶縁部材と（実施の形態におけるバスバー１５０と絶縁部材１６０と）が合わさった構造が採用されてもよい。
また、バスバー１５０と電極端子とは直接的に結合されている必要はなく、他の部材を介してバスバー１５０と電極端子とが結合されることで、バスバー１５０と電極端子とが電気的に接続されていてもよい。
図１１Ａは、バスバー１５０と電池１０との接続態様の他の一例を示す側面図である。
図１１Ｂは、図１１Ａに対応する上面図である。
図１１Ａに示す電池１０は、容器１００の上面に設けられた絶縁性を有するベース部材２４０上に、負極端子２００に連結された導電部材１８０が配置されている。
また、導電部材１８０の、負極端子２００とは反対側の端部に、ボルトによってバスバー１５０が連結されている。
また、正極側も同様の構造であり、具体的には、ベース部材２５０上に、正極端子３００に連結された導電部材１９０が配置されている。また、導電部材１９０の、正極端子３００とは反対側の端部には、ボルトによってバスバー１５０が連結されている。
このような態様でバスバー１５０と接続された電池１０において、さらに、バスバー１５０と、電池１０の容器１００との間に、絶縁部材１６０が配置されている。
具体的には、絶縁部材１６０は、少なくとも、バスバー１５０と、電池１０の容器１００の電極端子が突設された面とが重なる領域を覆うように配置されている。
このように、バスバー１５０と電極端子とが、導電部材（１８０または１９０）を介して電気的に接続された場合であっても、電池１０の容器１００において、バスバー１５０との間で短絡が生じる可能性が高い領域を覆うように絶縁部材１６０を配置することができる。
その結果、当該短絡の発生がより確実に抑制される。
また、バスバー１５０と電極端子との接続に導電部材（１８０または１９０）を介在させることで、バスバー１５０の取り付ける際の、ボルト１７０に対する締め付けトルクが電極端子に及ぶことを防止することができる。そのため、例えば、ボルト１７０によってバスバー１５０を電池１０に取り付ける際に、電極端子が回転することを防止することができる。
なお、図１１Ａおよび図１１Ｂに示す、絶縁部材１６０の配置の態様は一例であり、例えば、ベース部材（２４０または２５０）に設けた突起が絶縁部材１６０を貫通することで、絶縁部材１６０が電池１０に取り付けられてもよい。
以上、本発明の一態様に係る蓄電装置について、実施の形態およびその補足に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、これらの実施の形態およびその補足に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態またはその補足に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を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、複数の電池を備える蓄電装置であって、非通常状態におけるバスバーと電池の容器との間の短絡の発生を抑制することのできる蓄電装置を提供することができる。従って、本発明に係る蓄電装置は、自動車等に搭載される蓄電装置として有用である。
１ 蓄電装置
１０ 電池
１０ａ 第一電池
１０ｂ 第二電池
１００ 容器
１０１ 容器本体
１１０ ふた板
１２０ 正極集電体
１３０ 負極集電体
１５０ バスバー
１６０ 絶縁部材
１６１ セラミック層
１６２ 樹脂層
１６５ 孔
１７０ ボルト
１８０、１９０ 導電部材
２００ 正極端子
２３０、２３１、３３０ パッキン
２４０、２５０ ベース部材
３００ 負極端子
４００ 電極体

Claims (3)

  1. 複数の電池を備える蓄電装置であって、
    前記複数の電池のそれぞれは、電極体を収容する容器と、前記容器から同一方向に突設され、前記電極体に電気的に接続された正極端子および負極端子とを有し、
    前記蓄電装置は、
    前記複数の電池のうちの第一電池の正極端子および負極端子の一方である第一端子と、前記複数の電池のうちの第二電池の正極端子および負極端子の一方であって、前記第一端子とは逆極である第二端子とを電気的に接続するバスバーと、
    前記第一端子と前記第一電池の容器との間に配置された第一絶縁部材と、
    前記バスバーと前記第一電池の容器との間に配置された第二絶縁部材とを備え、
    前記第二絶縁部材は、前記バスバーが配置された側から前記第一電池を見た場合において、前記バスバーよりも大きく、かつ、前記バスバーの外縁が、前記第二絶縁部材の外縁の内部に存在する位置に配置されており、
    前記第二絶縁部材は、樹脂を含有する樹脂層とセラミックを含有するセラミック層とが厚み方向に重ね合わされることで形成されている
    蓄電装置。
  2. 前記第二絶縁部材は、２つの孔を有し、かつ、前記バスバーと、前記第一電池の容器および前記第二電池の容器との間に配置されており、
    前記バスバーは、前記第二絶縁部材に設けられた前記２つの孔を介して、前記第一端子および前記第二端子と電気的に接続されている
    請求項１記載の蓄電装置。
  3. 前記第二絶縁部材は、前記バスバーと隙間をあけて配置されている
    請求項１または２記載の蓄電装置。
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