特許 5909814 電気化学セルモジュール及び電気化学セルモジュール・ユニット並びにホルダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5909814

(24)【登録日】2016年4月8日

(45)【発行日】2016年4月27日

(54)【発明の名称】電気化学セルモジュール及び電気化学セルモジュール・ユニット並びにホルダ

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20160414BHJP

   H01M 2/20 20060101ALI20160414BHJP

   H01G 11/78 20130101ALN20160414BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 G

   H01M2/20 A

   !H01G11/78

【請求項の数】27

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2013-520602(P2013-520602)

(86)(22)【出願日】2012年6月15日

(86)【国際出願番号】JP2012065382

(87)【国際公開番号】WO2012173233

(87)【国際公開日】20121220

【審査請求日】2015年3月31日

(31)【優先権主張番号】特願2011-135764(P2011-135764)

(32)【優先日】2011年6月17日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2012-14411(P2012-14411)

(32)【優先日】2012年1月26日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004455

【氏名又は名称】日立化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091443

【弁理士】

【氏名又は名称】西浦 ▲嗣▼晴

(74)【代理人】

【識別番号】100130720

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼見 良貴

(74)【代理人】

【識別番号】100130432

【弁理士】

【氏名又は名称】出山 匡

(74)【代理人】

【識別番号】100186819

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 俊尚

(72)【発明者】

【氏名】松浦 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】櫻井 淳

(72)【発明者】

【氏名】鹿間 忠

(72)【発明者】

【氏名】濱 良樹

(72)【発明者】

【氏名】飯田 幸雄

(72)【発明者】

【氏名】若松 喜美

(72)【発明者】

【氏名】土屋 孝之

【審査官】 松嶋 秀忠

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０９９９９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０４５５０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３２５９３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７７７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８２８１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０４９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−００７５６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１４７８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１００１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２４９２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２２０８６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−００９７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０４６７１１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ２／２０

Ｈ０１Ｇ １１／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の電気化学セルモジュールが組み合わされて構成された電気化学セルモジュール・ユニットであって、
前記複数の電気化学セルモジュールは、
両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、前記セル群の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、前記複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の前記柱状電気化学セルの前記電極に接続された複数のバスバとからなるセル集合体と、
前記セル集合体の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する一端に嵌合される第１のホルダと、
前記セル集合体の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する他端に嵌合される第２のホルダとを備え、
前記第１及び第２のホルダが、
第１乃至第４の辺を有して前記セル集合体の前記一端と対向する底壁部と、
前記底壁部の前記第１乃至第４の辺から立ち上がって前記セル集合体側に延びる４つの側壁部からなる周壁部とを備えており、
隣り合う２つの前記電気化学セルモジュールに含まれる前記第１のホルダまたは第２のホルダの前記４つの側壁部のうち、隣り合う他の前記電気化学セルモジュールと接触する一つの前記側壁部には、前記バスバの端子部が外部に出ることを許容する１つの側壁側開口部が設けられ、前記第１のホルダまたは第２のホルダの前記底壁部には該１つの側壁側開口部に連続する底壁側開口部が設けられており、
隣り合う２つの前記電気化学セルモジュールは、前記側壁側開口部および底壁側開口部を突き合わせて一つの貫通孔を形成するように並設されており、
隣り合う２つの前記電気化学セルモジュールは、それぞれ前記貫通孔を形成する前記底壁側開口部に１つの前記バスバの前記端子部を露出させており、
隣り合う２つの前記電気化学セルモジュールは、前記貫通孔内に位置する２つの前記端子部が連結されて電気的に接続されていることを特徴とする電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項2】

前記電気化学セルモジュール・ユニットは、複数の前記電気化学セルモジュールが列をなすように配置されてなる複数のモジュール列が、並設された構造を有しており、
前記複数のモジュール列の両端に位置する前記電気化学セルモジュールは、前記側壁側開口部が形成された側壁部と対向する別の側壁部に別の側壁部側開口部を有し、前記別の側壁部側開口部から一つの出力用バスバを露出させており、
前記複数のモジュール列が直列または並列接続されるように、前記複数のモジュール列の複数の前記出力用バスバが電気的接続手段により接続されている請求項１に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項3】

前記複数のモジュール列の電圧をそれぞれ制御する複数の電圧制御回路基板が収納された制御ボックスが、前記複数のモジュール列の一端側に配置されており、
前記制御ボックスには前記モジュール列の前記一端側に位置する側面に前記モジュール列の状態を示す状態表示手段が配置されている請求項２に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項4】

複数の前記モジュール列が上下に並ぶように配置されており、
前記複数のモジュール列の前記複数の電気化学セルモジュールの複数の前記第１のホルダの複数の前記底壁部は、１枚の絶縁樹脂シートにより覆われている請求項２に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項5】

前記複数のモジュール列は上下に並ぶように配置されており、
最も上に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第１のホルダがそれぞれ第１の連結板により連結されており、
最も上に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第２のホルダがそれぞれ第２の連結板により連結されており、
上に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第１のホルダと下に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第１のホルダがそれぞれ第３の連結板により連結されており、
上に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第２のホルダと下に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第２のホルダがそれぞれ第４の連結板により連結されており、
最も下に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第１のホルダの下には第１のスライドレールが固定されており、
最も下に位置する前記モジュール列に含まれる複数の前記第２のホルダの下には第２のスライドレールが固定されている請求項４に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項6】

前記複数のモジュール列の一方の端面は、少なくとも前記電気的接続手段を除いて絶縁樹脂板で覆われており、
前記複数のモジュール列の他方の端面は、少なくとも前記電気的接続手段または端子部を除いて絶縁樹脂板で覆われている請求項５に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項7】

前記複数のモジュール列の前記第４の連結板が位置する側面と対向するように、複数のスペーサを介して絶縁樹脂板が配置されている請求項５に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項8】

前記電気化学セルモジュールの前記第１及び第２のホルダは、同じ形状を有しており、
前記４つの側壁部には、それぞれ前記バスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられており、
前記４つの側壁部と前記底壁部とによって囲まれる空間は、すべての前記側壁側開口部と連通し前記複数のバスバを受け入れる連続した空間であることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項9】

前記４つの側壁部のうち少なくとも一つの前記側壁部に設けられた１つの前記側壁側開口部は、前記バスバを異なる複数の方向に出すことができる形状を有している請求項８に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項10】

前記側壁側開口部及び該側壁側開口部に連続する前記底壁側開口部は、前記第１及び第３の側壁部の中心を通り前記底壁部と直交する第１の仮想面に対して面対称になる形状を有している請求項１に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項11】

前記底壁側開口部は、前記側壁側開口部に向かい且つ第１の仮想面から離れるように広がるＶ字状の輪郭を有している請求項１０に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項12】

２つの前記電気化学セルモジュールの前記複数のセル群は複数の前記バスバを介して直列に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セルモジュール・ユニット。

【請求項13】

両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、前記セル群の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、前記複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の前記柱状電気化学セルの前記電極に接続された複数のバスバとからなるセル集合体と、
前記セル集合体の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する一端に嵌合される第１のホルダと、
前記セル集合体の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する他端に嵌合される第２のホルダとを備え、
前記第１及び第２のホルダは、
第１乃至第４の辺を有して前記セル集合体の前記一端と対向する底壁部と、
前記底壁部の前記第１乃至第４の辺から立ち上がって前記セル集合体側に延びる第１乃至第４の側壁部からなる周壁部とを備え、
前記第１乃至第４の側壁部には、それぞれ前記バスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられており、
前記第１乃至第４の側壁部と前記底壁部とによって囲まれる空間は、すべての前記側壁側開口部と連通し前記複数のバスバを受け入れる連続した空間であることを特徴とする電気化学セルモジュール。

【請求項14】

前記第１乃至第４の側壁部のうち少なくとも一つの前記側壁部に設けられた１つの前記側壁側開口部は、前記バスバを異なる複数の方向に出すことができる形状を有している請求項１３に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項15】

前記第１乃至第４の側壁部のうち対向する前記第１及び第３の側壁部には、それぞれ１つの前記側壁側開口部が設けられており、前記底壁部には該１つの側壁側開口部に連続する底壁側開口部が設けられている請求項１４に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項16】

前記側壁側開口部及び該側壁側開口部に連続する前記底壁側開口部は、前記第１及び第３の側壁部の中心を通り前記底壁部と直交する第１の仮想面に対して面対称になる形状を有している請求項１５に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項17】

前記底壁側開口部は、前記側壁側開口部に向かい且つ第１の仮想面から離れるように広がるＶ字状の輪郭を有している請求項１６に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項18】

前記第１乃至第４の側壁部のうち対向する前記第２及び第４の側壁部には、それぞれ２つの前記側壁側開口部が設けられており、該２つの側壁側開口部は一方向に前記バスバの端子部を出すことができる形状を有しており、且つ該２つの側壁側開口部は前記第２及び第４の側壁部の中心をそれぞれ通り且つ前記底壁部と直交する第２の仮想面に対して面対称になる形状を有している請求項１６に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項19】

前記第１の側壁部には、前記第１の辺が延びる方向の両端に、前記底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
前記第２の側壁部には、前記第２の辺が延びる方向の両端に、前記第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
前記第３の側壁部には、前記第３の辺が延びる方向の両端に、前記底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
前記第４の側壁部には、前記第４の辺が延びる方向の両端に、前記第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されている請求項１乃至６のいずれか１３項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項20】

前記第１及び第２のホルダが同じ形状を有しており且つ前記セル集合体の両端に対称的に嵌合されている請求項１３乃至１９のいずれか１項に記載の電気化学セルモジュール。

【請求項21】

両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、前記セル群の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、前記複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の前記柱状電気化学セルの前記電極に接続された複数のバスバとからなるセル集合体を有する電気化学セルモジュールの前記セル集合体の前記複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する両端に嵌合されるホルダであって、
第１乃至第４の辺を有して前記セル集合体の一端と対向する底壁部と、
前記底壁部の前記第１乃至第４の辺から立ち上がって前記セル集合体側に延びる第１乃至第４の側壁部からなる周壁部とを備え、
前記第１乃至第４の側壁部には、それぞれ前記バスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられており、
前記第１乃至第４の側壁部と前記底壁部とによって囲まれる空間は、すべての前記側壁側開口部と連通し前記複数のバスバを受け入れる連続した空間であることを特徴とするホルダ。

【請求項22】

前記第１乃至第４の側壁部のうち少なくとも一つの前記側壁部に設けられた１つの前記側壁側開口部は、前記バスバを異なる複数の方向に出すことができる形状を有している請求項２１に記載のホルダ。

【請求項23】

前記第１乃至第４の側壁部のうち対向する前記第１及び第３の側壁部には、それぞれ１つの前記側壁側開口部が設けられており、前記底壁部には該１つの側壁側開口部に連続する底壁側開口部が設けられている請求項２２に記載のホルダ。

【請求項24】

前記側壁側開口部及び該側壁側開口部に連続する前記底壁側開口部は、前記第１及び第３の側壁部の中心を通り前記底壁部と直交する第１の仮想面に対して面対称になる形状を有している請求項２３に記載のホルダ。

【請求項25】

前記底壁側開口部は、前記側壁側開口部に向かい且つ第１の仮想面から離れるように広がるＶ字状の輪郭を有している請求項２３に記載のホルダ。

【請求項26】

前記第１乃至第４の側壁部のうち対向する前記第２及び第４の側壁部には、それぞれ２つの前記側壁側開口部が設けられており、該２つの側壁側開口部は一方向に前記バスバの端子部を出すことができる形状を有しており、且つ該２つの側壁側開口部は前記第２及び第４の側壁部の中心をそれぞれ通り且つ前記底壁部と直交する第２の仮想面に対して面称になる形状を有している請求項２３に記載のホルダ。

【請求項27】

前記第１の側壁部には、前記第１の辺が延びる方向の両端に、前記底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
前記第２の側壁部には、前記第２の辺が延びる方向の両端に、前記第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
前記第３の側壁部には、前記第３の辺が延びる方向の両端に、前記底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されており、
前記第４の側壁部には、前記第４の辺が延びる方向の両端に、前記第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔が形成されている請求項２１に記載のホルダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数本の電気化学セルを集合させた電気化学セルモジュールを２以上並設してなる電気化学セルモジュール・ユニット及び該ユニットに用いる電気化学セルモジュール並びに該モジュールに用いるホルダに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特開２００６−９９９９７号公報（特許文献１）には、一端に凸状電極を有し且つ他端に面状電極を有する複数本の柱状電池（電気化学セルの一種）が並列配置されてなる組電池（セル群）の両端にそれぞれホルダを配置して、二つのホルダの間に両者間の間隔を画定する支柱を配置した構造の電池モジュール（電気化学セルモジュール）が開示されている。複数の電池は、ホルダ内にインサート成形された金属製のバスバに電気的に接続されている。そしてホルダには、電池モジュールからの出力を取り出す端子金具が設けられている。特開２００３−４５５０４号公報（特許文献２）及び特開２００１−３２５９３１号公報（特許文献３）にも、同様のホルダを用いて構成された電池モジュールが開示されている。そしてこれらの特許公報には、複数の電池モジュール（電気化学セルモジュール）を直列または並列に接続して組み合わせた電気化学セルモジュール・ユニットも開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００６−９９９９７号公報

【特許文献2】特開２００３−４５５０４号公報

【特許文献3】特開２００１−３２５９３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら特許文献１乃至３に示された電気化学セルモジュール・ユニットでは、簡単な構造で、複数の電気化学セルモジュールを連結することができなかった。また従来の電気化学セルモジュールでは、バスバをインサート成形したホルダを用いるため、ホルダの汎用性が低かった。そこで本願発明者は、バスバをセル群に予め接続したセル集合体を作り、このセル集合体の両端部にホルダを嵌合させることを考えた。しかしながら既存のホルダには、様々な配線パターンに適用可能な汎用性の高いホルダがなかった。

【0005】

本発明の目的は、複数の電気化学セルモジュールを簡単な構造で電気的且つ機械的に連結することができる電気化学セルモジュール・ユニットを提供することにある。

【0006】

本発明の他の目的は、汎用性の高いホルダを備えた電気化学セルモジュール及び該電気化学セルモジュールに使用するのに適したホルダを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、電池、キャパシタ等の電池化学セルをモジュール化した電気化学セルモジュールを複数組み合わせてなる電気化学セルモジュール・ユニットを対象とする。本発明で用いる電気化学セルモジュールは、セル集合体と、第１及び第２のホルダとから構成される。セル集合体は、両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、セル群の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の柱状電気化学セルの電極に接続された複数のバスバとからなる。第１のホルダは、セル集合体の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する一端に嵌合される。第２のホルダは、セル集合体の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する他端に嵌合される。第１及び第２のホルダは、第１乃至第４の辺を有してセル集合体の一端と対向する底壁部と、底壁部の第１乃至第４の辺から立ち上がってセル集合体側に延びる４つの側壁部からなる周壁部とを備えている。そして隣り合う２つの電気化学セルモジュールに含まれる第１のホルダまたは第２のホルダの４つの側壁部のうち、隣り合う他の電気化学セルモジュールと接触する一つの側壁部には、バスバの端子部が外部に出ることを許容する１つの側壁側開口部が設けられ、第１のホルダまたは第２のホルダの底壁部には該１つの側壁側開口部に連続する底壁側開口部が設けられている。隣り合う２つの電気化学セルモジュールは、側壁側開口部および底壁側開口部を突き合わせて一つの貫通孔を形成するように並設されている。そして隣り合う２つの電気化学セルモジュールは、それぞれ貫通孔を形成する底壁側開口部に１つのバスバの端子部を露出させている。その上で、隣り合う２つの電気化学セルモジュールは、貫通孔内に位置する２つの端子部が連結されて電気的に接続されている。本発明のように、隣り合う２つの電気化学セルモジュールの間に形成した貫通孔内で隣り合う２つの電気化学セルモジュールのバスバの端子部を連結すると、簡単な構造で隣り合う２つの電気化学セルモジュールを電気的に且つ機械的に連結することができる。またこのような構造を採用すると、隣り合う２つの電気化学セルモジュールの突き合わせ部において、電気的な接続をすることが可能となり、接続パターンのバリエーションを増やすことができる。

【0008】

本発明において、電気化学セルモジュール・ユニットは、２以上の電気化学セルモジュールが列をなすように配置されてなるモジュール列を単位として構成される。電気化学セルモジュール・ユニットは、２以上の電気化学セルモジュールが列をなすように配置されてなる複数のモジュール列が、並設された構造を有している。複数のモジュール列の両端に位置する電気化学セルモジュールは、側壁部側開口部が形成された側壁部と対向する別の側壁部に別の側壁部側開口部を有しており、別の側壁部側開口部から一つの出力用バスバを露出させている。そして複数のモジュール列が直列または並列接続されるように、複数のモジュール列の２以上の出力用バスバが連結用バスバやリード線等の電気的接続手段によりで連結されている。このように電気的接続手段で複数のモジュール列を接続することにより、必要な電圧及び容量の電気化学セルモジュール・ユニットを簡単に構成することができる。

【0009】

複数のモジュール列の電圧をそれぞれ制御する複数の電圧制御回路基板が収納された制御ボックスが、複数のモジュール列の他端側に配置するのが好ましい。そして制御ボックスにはモジュール列の他端側に位置する側面にモジュール列の状態を示す状態表示手段を配置するのが好ましい。制御ボックスを用いると、事前に制御ボックスを製造することができるため、電気化学セルモジュール・ユニットの製造が容易になる。また状態表示手段を制御ボックスに設ければ、簡単にモジュール列の状態を視覚により確認できる。

【0010】

複数のモジュール列は、上下に並ぶように配置することができる。この場合、複数のモジュール列の２以上の電気化学セルモジュールの複数の第１のホルダの複数の底壁部は、１枚の絶縁樹脂シートにより覆うことができる。また複数のモジュール列の２以上の電気化学セルモジュールの複数の第２のホルダの複数の底壁部は、１枚の絶縁樹脂シートにより覆うことができる。このような絶縁樹脂シートを設けると、周囲に配置される他の機器との短絡の発生を防止することができる。

【0011】

複数のモジュール列が上下に並ぶように配置される場合には、最も上に位置するモジュール列に含まれる複数の第１のホルダをそれぞれ第１の連結板により連結し、最も上に位置するモジュール列に含まれる複数の第２のホルダをそれぞれ第２の連結板により連結することができる。そして上に位置するモジュール列に含まれる複数の第１のホルダと下に位置するモジュール列に含まれる複数の第１のホルダを、それぞれ第３の連結板により連結することができる。そして上に位置するモジュール列に含まれる複数の第２のホルダと下に位置するモジュール列に含まれる複数の第２のホルダをそれぞれ第４の連結板により連結することができる。なおモジュール列がｎ個（ｎは２以上の整数）の場合、第３及び第４の連結板の数はｎ−１個となる。また最も下に位置するモジュール列に含まれる複数の第１のホルダの下には第１のスライドレールを固定し、最も下に位置するモジュール列に含まれる複数の第２のホルダの下には第２のスライドレールを固定することができる。このように構成すると、複数のモジュール列を上下に並べた場合に、ケースを用いることがなく、堅牢な構造体を構築することができる。その上、第１及び第２のスライドレールを設けたことにより、電気化学セルモジュール・ユニットの実装、点検及び交換が容易になる利点が得られる。

【0012】

複数のモジュール列の一方の端面は、少なくとも電気的接続手段を除いて絶縁樹脂板で覆うことができる。また複数のモジュール列の他方の端面も、少なくとも電気的接続手段を除いて絶縁樹脂板で覆うことができる。このような絶縁樹脂板を用いると、周囲の機器との短絡の発生を防止できる。

【0013】

また複数のモジュール列の第４の連結板が位置する側面と対向するように、複数のスペーサを介して絶縁樹脂板を配置するのが好ましい。このようにするとスペーサの寸法分のスペースを周辺の機器との関係において確実に確保することができ、このスペースを通して各電気化学セルモジュールから電圧制御回路基板に至る引き出し線の通り道を確保することができる。

【0014】

そして第１乃至第４の側壁部には、それぞれバスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられているのが好ましい。そして第１乃至第４の側壁部と底壁部とによって囲まれる空間は、すべての側壁側開口部と連通し複数のバスバを受け入れる連続した空間とするのが好ましい。このようなホルダでは、第１乃至第４の側壁部に、それぞれバスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられており、しかも内部に連続空間を備えているため、様々なバスバをホルダから任意の方向に出すことができる。その結果、様々な配線パターンを実現することができる。

【0015】

ホルダは、第１乃至第４の側壁部のうち少なくとも一つの側壁部に設けられた１つの側壁側開口部として、バスバを異なる複数の方向に出すことができる形状を有しているものを用いることができる。このような側壁側開口部を用いると、さらに汎用性を増大させることができる。

【0016】

この側壁側開口部及び該側壁側開口部に連続する底壁側開口部は、第１及び第３の側壁部の中心を通り底壁部と直交する第１の仮想面に対して面対称になる形状を有しているのが好ましい。特に、底壁側開口部は、側壁側開口部に向かい且つ第１の仮想面から離れるように広がるＶ字状の輪郭を有しているのが好ましい。Ｖ字状の輪郭にすると、バスバを外部に延ばす方向を変える範囲をより広いものとすることができる。

【0017】

また第１乃至第４の側壁部のうち対向する第２及び第４の側壁部には、それぞれ２つの側壁側開口部を設けることができる。この２つの側壁側開口部は一方向にバスバの端子部を出すことができる形状を有しており、且つ該２つの側壁側開口部は第２及び第４の側壁部の中心をそれぞれ通り且つ底壁部と直交する第２の仮想面に対して面対称になる形状にするのが好ましい。このようにすると、バスバの引き出し位置の選択肢が増えるため、汎用性がさらに高くなる。

【0018】

なお第１及び第２のホルダが同じ形状を有しており且つセル集合体の両端に対称的に嵌合するようにしてもよい。このようにすれば、単一形状のホルダを用いることができるので、ホルダのコストを下げることができる。また複数の電気化学セルモジュールを連結する際に、画一的に連結作業を実施できるようになる。

【0019】

特に一方の電気化学セルモジュールの第２の側壁部に開口する１つの側壁側開口部から出力用のバスバの端子部を出し、他方の電気化学セルモジュールの第２の側壁部に開口する１つの側壁側開口部から出力用のバスバの端子部を出してもよい。このような電気化学セルモジュール・ユニットでは、出力用のバスバの端子部を同じ方向に突出させことができる。

【0020】

また一方の電気化学セルモジュールの第３の側壁部に開口する１つの側壁側開口部から出力用のバスバの端子部を出し、他方の電気化学セルモジュールの第１の側壁部に開口する１つの側壁側開口部から出力用のバスバの端子部を出してもよい。このようにすると２つの電気化学セルモジュールが並ぶ方向の両側に、出力用のバスバの端子部を出すことができるので、多数の電気化学セルモジュールを直列接続するために、別に接続導体を用いる必要はない。

【0021】

２つの電気化学セルモジュールは、両者の境界領域において、それぞれの第１及び第２のホルダに跨がる共用連結板により連結することができる。このような共用連結板を用いれば、２つの電気化学セルモジュールの連結強度を高めることができる。

【0022】

また２つの電気化学セルモジュールは、それぞれ共用連結板を間に挟む２つの位置において、第１及び第２のホルダに跨がる補助連結板により連結してもよい。補助連結板を用いると、電気化学セルモジュールの第１及び第２のホルダがセル集合体から抜けることを確実に防止できる。

【0023】

また出力用のバスバが２つの電気化学セルモジュールの並設方向の両側に出る複数の電気化学セルモジュール・ユニットが、出力用のバスバの端子部が両側に端子列をなすように並設された電気化学セルモジュール・ユニットでは、端子列をなす複数の端子部を接続導体によって電気的に連結しもよい。このようにすると２つの電気化学セルモジュールを電気的に並列接続することができる。

【0024】

本発明のユニットで用いることができる本発明の電気化学セルモジュールは、セル集合体と、第１及び第２のホルダとから構成される。セル集合体は、両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、セル群の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の柱状電気化学セルの電極に接続された複数のバスバとからなる。第１のホルダは、セル集合体の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する一端に嵌合される。第２のホルダは、セル集合体の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する他端に嵌合される。第１及び第２のホルダは、第１乃至第４の辺を有してセル集合体の一端と対向する底壁部と、底壁部の第１乃至第４の辺から立ち上がってセル集合体側に延びる第１乃至第４の側壁部からなる周壁部とを備えている。そして第１乃至第４の側壁部には、それぞれバスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられている。そして第１乃至第４の側壁部と底壁部とによって囲まれる空間は、すべての側壁側開口部と連通し複数のバスバを受け入れる連続した空間である。本発明で用いる第１及び第２のホルダでは、第１乃至第４の側壁部に、それぞれバスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられており、しかも内部に連続空間を備えているため、様々なバスバをホルダから任意の方向に出すことができる。その結果、様々な配線パターンを実現することができる。

【0025】

また第１の側壁部には、第１の辺が延びる方向の両端に、底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔を形成することができる。また第２の側壁部には、第２の辺が延びる方向の両端に、第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔を形成することができる。また第３の側壁部には、第３の辺が延びる方向の両端に、底壁部と平行に延びる第３の仮想面上に位置する一対の取り付け孔を形成することができる。さらに第４の側壁部には、第４の辺が延びる方向の両端に、第３の仮想面と平行に延びる第４の仮想面上に位置する一対の取り付け孔を形成することができる。このような取り付け孔を設けておくと、複数の電気化学モジュールを接続導体により連結する際に、異なる面に設ける接続導体と相互に干渉することなく、取り付けることができる。

【0026】

なお本発明のホルダは、両端にそれぞれ電極を有する複数本の柱状電気化学セルが並列配置されてなるセル群と、セル群の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向の両側に配置されて、複数本の電気化学セルを所定の配線パターンで接続するように１以上の柱状電気化学セルの電極に接続された複数のバスバとからなるセル集合体を有する電気化学セルモジュールのセル集合体の複数本の柱状電気化学セルが延びる方向に位置する両端に嵌合される。ホルダは、底壁部の第１乃至第４の辺から立ち上がってセル集合体側に延びる第１乃至第４の側壁部からなる周壁部とを備え、第１乃至第４の側壁部には、それぞれバスバの端子部が外部に出ることを許容する１以上の側壁側開口部が設けられている。そして第１乃至第４の側壁部と底壁部とによって囲まれる空間は、すべての側壁側開口部と連通し複数のバスバを受け入れる連続した空間である。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】実施の形態で用いる電気化学セルモジュールの構成を説明するために用いる斜視図である。

【図2】図１の電気化学セルモジュールで用いる第１及び第２のホルダの斜視図である。

【図3】図１の電気化学セルモジュールで用いる第１及び第２のホルダの平面図である

【図4】実施の形態で用いる電気化学セルモジュールの構成を説明するために用いる斜視図である。

【図5】実施の形態で用いる電気化学セルモジュールの構成を説明するために用いる斜視図である。

【図6】実施の形態で用いる電気化学セルモジュールの構成を説明するために用いる斜視図である。

【図7】２種類の電気化学セルモジュールを並設して構成した本発明の電気化学セルモジュール・ユニットの第１の実施の形態一例の斜視図である。

【図8】（Ａ）〜（Ｆ）は、図７の電気化学セルモジュール・ユニットの六面図である。

【図9】同種類の電気化学セルモジュールを並設して構成した本発明の電気化学セルモジュール・ユニットの第２の実施の形態の斜視図である。

【図10】図９の電気化学セルモジュール・ユニットを２台並設してなる電気化学セルモジュール・ユニットの一例の斜視図である。

【図11】本発明の第３の実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニットの斜視図である。

【図12】（Ａ）〜（Ｆ）は、第３の実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニットの、上面図、正面図、底面図、背面図、左側面図及び右側面図である。

【図13】電気化学セルモジュール・ユニットを正面側の側面を覆う絶縁樹脂シート及び連結板を除いて示した正面図である。

【図14】（Ａ）は図１２（Ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、（Ｂ）は図１２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参照して、本発明の電気化学セルモジュール・ユニットの実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニットに用いることができる第１の電気化学セルモジュール１の構成の一例を説明するために用いる斜視図を示しており、図２及び図３は、図１の実施の形態の電気化学セルモジュール１で用いる第１及び第２のホルダの斜視図及び平面図である。

【0029】

この電気化学セルモジュール１は、セル集合体３と、第１及び第２のホルダ５及び７とから構成される。セル集合体３は、図１に示すように一端に凸状電極９を有し且つ他端に面状電極１１を有する柱状電気化学セルの一種である柱状のリチウムイオンキャパシタ１３が４本並列配置されてなるセル群１５と、セル群１５に含まれる４本のリチウムイオンキャパシタ１３が延びる方向の両側にそれぞれ配置されて、４本のリチウムイオンキャパシタ１３の電極に溶接されるバスバ１７〜２０´とから構成される。この例では、５本のバスバ１７〜２０´により、４本のリチウムイオンキャパシタ１３が直列接続された配線パターンになるように、４本のリチウムイオンキャパシタ１３はそれぞれ向きを変えて配置されている。すなわちバスバ１７は上段左のリチウムイオンキャパシタ１３の凸状電極９が接続され、バスバ１８は上段右のリチウムイオンキャパシタ１３の面上電極が接続され、バスバ１９は左下段及び右下段のリチウムイオンキャパシタ１３の面状電極と凸状電極を接続し、バスバ２０は左上段及び下段のリチウムイオンキャパシタ１３の面状電極と凸状電極を接続し、バスバ２０´は右上段及び下段のリチウムイオンキャパシタ１３の凸状電極と面状電極を接続している。

【0030】

５本のバスバ１７〜２０´は、ニッケル、鉄、銅、アルミニウム等の抵抗値が低い導電性材料や銅材にスズメッキやニッケルメッキを施したものをプレス成形して形成したものである。なお４本のリチウムイオンキャパシタ１３により構成する配線パターンに応じて、使用するバスバの形状及び個数が異なるのは当然である。本実施の形態で用いるバスバ１７及び１８は、貫通孔１７Ａ及び１８Ａと端子部１７Ｂ及び１８Ｂを備えている。

【0031】

バスバ１９、２０及び２０´は、端子部は備えておらず、貫通孔１９Ａ乃至２０´Ａを備えている。貫通孔１７Ａ乃至２０´Ａは半田溜まりを形成したり、溶接の際の抵抗値を高めるために形成されている。本実施の形態では、バスバ１７〜２０´をハンダや抵抗溶接によりリチウムイオンキャパシタ１３の電極（９，１１）に接続して、セル集合体３が事前に構成される。

【0032】

第１のホルダ５は、セル集合体３のリチウムイオンキャパシタ１３が延びる方向に位置する一端に嵌合されている。また第２のホルダは、セル集合体３のリチウムイオンキャパシタ１３が延びる方向に位置する他端に嵌合されている。本実施の形態では、図２及び図３に示す同じ形状のホルダを第１及び第２のホルダ５及び７として使用している。

【0033】

以下図２及び図３を参照して、代表してホルダ５の構造を説明する。本実施の形態で使用するホルダ５は、絶縁樹脂材料により一体に成形されており、底壁部２１と周壁部２２とを備えている。底壁部２１は、ほぼ矩形状の輪郭を有してセル集合体３の一端または他端と対向する。

【0034】

底壁部２１の周縁部から立ち上がってセル集合体３側に延びる周壁部２２は、同じ長さ寸法を有し且つそれぞれ直交する第１乃至第４の側壁部２２Ａ〜２２Ｄによって構成されている。対向する第１及び第３の側壁部２２Ａ及び２２Ｃには、底壁部２１に形成した一対の底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆと連通する２つの側壁側開口部２２Ｅ及び２２Ｆが形成されている。また第２の側壁部２２Ｂには、２つの側壁側開口部２２Ｇ及び２２Ｈが形成されており、第４の側壁部２２Ｄにも２つの側壁側開口部２２Ｉ及び２２Ｊが形成されている。２つの側壁側開口部２２Ｇ及び２２Ｈ並びに２つの側壁側開口部２２Ｉ及び２２Ｊは、一方向にバスバの端子部を出すことができる形状を有している。そしてれこれらの２つの側壁側開口部２２Ｇ及び２２Ｈ並びに２つの側壁側開口部２２Ｉ及び２２Ｊは、第２及び第４の側壁部２２Ｂ及び２２Ｄの中心をそれぞれ通り且つ底壁部２１と直交する第２の仮想面Ｓ２に対して面対称になる形状を有している。

【0035】

また第１の側壁部２２Ａ及び第３の側壁部２２Ｃには、それぞれ第１の辺２１Ａ及び第３の辺２１Ｃが延びる方向の両端に、底壁部２１と平行に延びる第３の仮想面Ｓ３上に位置する一対の取り付け孔２７ａが形成されている。なお図２には、第３の側壁部２２Ｃに設けられた一対の取り付け孔２７ａだけが示されているが、第１の側壁部２２Ａにも同じ位置に一対の取り付け孔が形成されている。また第２の側壁部２２Ｂ及び第４の側壁部２２Ｄには、第２の辺２１Ｂ及び２１Ｄが延びる方向の両端に、第３の仮想面Ｓ３と平行に延びる第４の仮想面Ｓ４上に位置する一対の取り付け孔２７ｂが形成されている。なお図２には、第４の側壁部２２Ｄに設けられた一対の取り付け孔２７ｂだけが示されているが、第２の側壁部２２Ｂにも同じ位置に一対の取り付け孔が形成されている。

【0036】

底壁部２１には、その中心部に図１に示した支柱１６を固定するための図示しない頭部付きのネジを挿入する中心孔２３が形成されている。また図３に示すように、底壁部２１の４つの辺２１Ａ乃至２１Ｄのうち対向する２つの辺２１Ａ及び２１Ｃには、中心孔２３に向かって凸となるように形成されて底壁部２１の厚み方向に貫通し且つ中心孔２３から離れる方向に開口する底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆが形成されている。この底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆは、第１及び第３の側壁部２２Ａ及び２２Ｃの中心を通り底壁部２１と直交する第１の仮想面Ｓ１に対して面対称になる形状を有している。そして底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆは、側壁側開口部２２Ｅ及び２２Ｆに向かい且つ第１の仮想面Ｓ１から離れるように広がるＶ字状の輪郭を有している。また底壁部２１には、辺２１Ａ及び２１Ｃと直交し中心孔２３を通る第１の仮想面Ｓ１が通る位置と、辺２１Ｂ及び２１Ｄと直交し中心孔２３を通る第２の仮想面Ｓ２が通る位置に、それぞれ電圧検出用リード線を通すことが可能な直径を有する貫通孔２４が４個形成されている。４個の貫通孔２４は、それぞれ中心孔２３の回りに９０°ずつ角度間隔を開けて形成されている。このように電圧検出用リード線を引き出す貫通孔２４を設ければ、ホルダ５をセル集合体３に対してどのような位置関係で嵌合させたとしても、電圧検出用リード線をあまり長く引き廻すことなく、４つの貫通孔２４のいずれか１つから外部に引き出すことができる。更に底壁部２１には、底壁部２１の４つの角部に対して想定される２本の対角線上にそれぞれ位置するように４つの貫通孔２５が形成されている。また底壁部２１には、前述の第２の仮想面Ｓ２が通る位置に、２つの貫通孔２６が形成されている。この貫通孔は、取り付け孔である。また底壁部２１には、４つの側壁側開口部２２Ｇ乃至２２Ｊに対応して４つの凹部２７ｃが形成されている。これら４つの凹部２７ｃは、別のホルダの凹部と突き合わされて１つの貫通孔を形成して、前述の貫通孔２４と同様にリード線を引き出すことを可能にする。

【0037】

ホルダ５内には、底壁部２１と周壁部２２とによって囲まれて形成されて、４本のリチウムイオンキャパシタ１３の端部が嵌合される４つの端部嵌合用凹部２８Ａ〜２８Ｄがある。４つの端部嵌合用凹部２８Ａ〜２８Ｄは、その底部に、バスバ１７〜２０´と底壁部２１との間に圧縮状態で配置される図示しない緩衝用スペーサを収容するスペーサ収容用凹部３０Ａ〜３０Ｄを備えている。緩衝用スペーサは、リング状のゴムによって構成されている。このような緩衝用スペーサを必要に応じて設ければ、４本のリチウムイオンキャパシタの配置方向の如何にかかわらず、圧縮変形した緩衝用スペーサにより、バスバの一部と端部嵌合用凹部２８Ａ〜２８Ｄの底部との間のスペースを埋めて、セル集合体３を第１及び第２のホルダ５及び７間に保持することができる。

【0038】

第１乃至第４の側壁部２２Ａ〜２２Ｄと底壁部２１とによって囲まれる空間ＳＰは、すべての側壁側開口部２２Ｅ〜２２Ｊと連通し複数のバスバを受け入れる連続した空間である。具体的には、端部嵌合用凹部２８Ａ〜２８Ｄがすべて連通して連続した環状の空間ＳＰが形成されている。例えば、図１のバスバ１９は２つの端部嵌合用凹部２８Ｃ及び２８Ｄに跨がるようにして配置され、バスバ１８は端部嵌合用凹部２８Ａから側壁側開口部２２Ｅを通るように配置される。またバスバ２０及び２０´は、２つの端部嵌合用凹部２８Ｂ及び２８Ｃと２８Ａ及び２８Ｄに跨がるようにして配置される。

【0039】

このような６つの側壁側開口部２２Ｅ〜２２Ｊと２つの底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆをホルダ５及び７に設けると、並列、直列、直並列等の各種の配線パターンで複数の柱状のリチウムイオンキャパシタを接続する場合に、一方のホルダ５に対して他方のホルダ７を回転させて両ホルダの位置関係を定めることにより、殆どの配線パターンを実現できるようになり、ホルダの汎用性が高くなる。

【0040】

なお図１に示すように、バスバ１７はホルダ５の端部嵌合用凹部２８Ｂ内に配置され、バスバ１８はホルダ５の端部嵌合用凹部２８Ａ内に配置される。そしてバスバ１７の端子部１７Ｂは、側壁側開口部２２Ｈから外部に延び出ており、バスバ１８の端子部１８Ｂは、側壁側開口部２２Ｅから外部に延び出ている。バスバ１９はホルダ５の連通する２つの端部嵌合用凹部２８Ｃ及び２８Ｄ内に配置され、バスバ２０はホルダ７の連通する２つの端部嵌合用凹部２８Ｂ及び２８Ｃ内に配置され、バスバ２０´はホルダ７の連通する２つの端部嵌合用凹部２８Ａ及び２８Ｄ内に配置される。

【0041】

上記実施の形態の電気化学セルモジュール１を、複数集合させて相互に電気的に接続することにより大容量の電気化学セルモジュールを構成することが可能である。

【0042】

また上記実施の形態では、電気化学セルとしてリチウムイオンキャパシタを用いたが、電気化学セルとしては、電気二重層コンデンサ、リチウムイオン電池、その他の二次電池を用いてもよいのは勿論である。

【0043】

また上記実施の形態の電気化学セルモジュール１では支柱１６によって第１及び第２のホルダ５，７を引き付けているが、第１及び第２のホルダ５及び７とセル集合体３を囲むようにベルト状部材を配置して、モジュールを外側から締め付けることにより、第１及び第２のホルダ５，７を引き付けるようにしてもよい。

【0044】

また電気化学セルモジュール１は、４本のリチウムイオンキャパシタ（電気化学セル）１３からなるセル集合体３を備えているが、セル集合体３に含まれる電気化学セルの本数は、特に限定されるものではない。

【0045】

更に上記例ではバスバ１７〜２０´が、すべて隣り合う２つの電気化学セルを接続するタイプのものであるが、配線パターンによっては、１つの電気化学セルの電極にのみ接続されるバスバが電気化学セルモジュール１内に含まれていてもよいのは勿論である。

【0046】

図１の例では、同形状のホルダを２つ用いているが、配線パターンに応じて、形状の異なる形状のホルダを組み合わせて使用できるのは勿論である。

【0047】

図４は、本発明の電気化学セルモジュール・ユニットに用いることができる第２の電気化学セルモジュール１０１の構成を説明するために用いる斜視図を示している。この電気化学セルモジュール１０１は、図１の電気化学セルモジュール１と比べて、バスバ１７´の形状及び取り付け位置と、バスバ１８´の取り付け位置とが異なる。すなわち本実施の形態では、バスバ１７´が第１のホルダ５の端子部１７´Ｂを露出するように側壁側開口部２２Ｆから出ている。またバスバ１８´が、端子部１８´Ｂを露出するように側壁側開口部２２Ｇから出すように配置されている。その他の点は、図１の電気化学セルモジュール１の構成と同様である。

【0048】

図５は、本発明で用いることができる第３の電気化学セルモジュール２０１の構成を説明するために用いる斜視図を示している。第３の実施の形態の電気化学セルモジュール２０１は、図１の電気化学セルモジュール１と比べて、バスバ１７´の形状及び取り付け位置が異なる。すなわち本実施の形態では、バスバ１７´が第１のホルダ５の端子部１７´Ｂを露出するように側壁側開口部２２Ｆから出ている。その他の点は、図１の電気化学セルモジュール１の構成と同様である。

【0049】

図６は、本発明で用いることができる第４の電気化学セルモジュール３０１の構成を説明するために用いる斜視図を示している。第４の電気化学セルモジュール３０１では、図１の電気化学セルモジュール１と比べて、セル集合体３´のリチウムイオンキャパシタ１３Ａ〜Ｄがすべて同じ方向を向いている。バスバ１１７は、上下２本のリチウムイオンキャパシタ１３Ａ及びＢの突状電極に接続され、端子部１１７Ｂが第１のホルダ５の側壁側開口部２２Ｈから出ている。またバスバ１１８は、上下２本のリチウムイオンキャパシタ１３Ｃ及びＤの突状電極に接続され、端子部１１８Ｂが第１のホルダ５の側壁側開口部２２Ｇから出ている。バスバ１２０は、上下２本のリチウムイオンキャパシタ１３Ａ及びＢの面状電極に接続され、端子部１２０Ｂが第２のホルダ７の側壁側開口部２２Ｇから出ている。またバスバ１２０´は、上下２本のリチウムイオンキャパシタ１３Ｃ及びＤの面状電極に接続され、端子部１２０´Ｂが第２のホルダ７の側壁側開口部２２Ｇから出ている。例では端子部１１７Ｂ及び１１８Ｂがマイナス端子を構成しており、端子部１２０Ｂ及び１２０´Ｂがプラス端子を構成している。その他の点では、図１の電気化学セルモジュール１の構成と同様である。

【0050】

上記電気化学セルモジュール１，１０１，２０１，３０１を並設することにより、電気化学セルモジュール・ユニットを構成することができる。図７は、電気化学セルモジュール１及び１０１を並設して１つのモジュール列を構成した本発明の第１の実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニット１００の斜視図である。この実施の形態は８本のリチウムイオンキャパシタが直列に接続された構造を有する。図８（Ａ）〜（Ｆ）は、電気化学セルモジュール・ユニット１００の上面図、正面図、底面図、背面図、左側面図、及び右側面図を示している。電気化学セルモジュール１は、第１のホルダ５の第１の側壁部２２Ａに開口する側壁側開口部２２Ｅに連続する底壁側開口部２１Ｅに１つのバスバ１８の端子部１８Ｂを露出させている。また第１のホルダ５の第２の側壁部２２Ｂに開口する側壁側開口部２２Ｈからはバスバ１７の端子部１７Ｂが出ている。また電気化学セルモジュール１０１では、第１のホルダ５の第３の側壁部２２Ｃに開口する側壁側開口部２２Ｆに連続する底壁側開口部２１Ｆに１つのバスバ１７´の端子部１７´Ｂを露出させている。そして第２の側壁部２２Ｂの側壁側開口部２２Ｇからバスバ１８´の端子部１８´Ｂを出している。電気化学セルモジュール・ユニット１００は、隣り合う２つの電気化学セルモジュール１及び１０１を、側壁側開口部２２Ｅ及び２２Ｆと底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆを突き合わせて一つの貫通孔４１を形成するように並設している。隣り合う２つの電気化学セルモジュール１及び１０１は、それぞれ貫通孔４１を形成する底壁側開口部２１Ｅ及び２１Ｆに図示しないバスバ１８の端子部１８Ｂ及びバスバ１７´の端子部１７´Ｂを露出させる。そして貫通孔４１内に位置する２つの端子部１８Ｂ及び１７´Ｂをボルトで連結して電気的且つ機械的に接続する。このような構造を採用すると、隣り合う２つの電気化学セルモジュール１及び１０１の突き合わせ部において、電気的な接続をすることが可能となり、接続が容易になる上、接続パターンのバリエーションを増やすことができる。

【0051】

また本実施の形態では、２つの電気化学セルモジュール１及び１０１は、両者の境界領域において、それぞれの第１及び第２のホルダ５及び７に跨がる共用連結板４２及び４２´により連結している。このような共用連結板４２及び４２´を用いれば、２つの電気化学セルモジュール１及び１０１の連結強度を高めることができる。また本実施の形態では、２つの電気化学セルモジュール１及び１０１は、それぞれ共用連結板４２及び４２´を間に挟む２つの位置において、第１及び第２のホルダ５及び７に跨がる補助連結板４３及び４３´並びに４４及び４４´により連結されている。補助連結板４３及び４３´並びに４４及び４４´を用いると、電気化学セルモジュール１及び１０１の第１及び第２のホルダ５及び７がセル集合体３から抜けることを確実に防止できる。

【0052】

図９に示す本発明の第２の実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニット２００は、図５に示した２台の電気化学セルモジュール２０１を並設して１つのモジュール列を構成している。その結果、電気化学セルモジュール・ユニット２００は、８本のリチウムイオンキャパシタが直列接続された構造を有する。電気化学セルモジュール２０１は第１の側壁部２２Ａの側壁側開口部２２Ｅからバスバ１８の端子部１８Ｂを出しており、第３の側壁部２２Ｃの側壁側開口部２２Ｆからバスバ１７´の端子部１７´Ｂを出している。そして２つの電気化学セルモジュール２０１を、側壁側開口部２２Ｅ及び２２Ｆと底壁側開口部２１Ｅ及び２２Ｆを突き合わせて一つの貫通孔４１を形成するように並設している。隣り合う２つの電気化学セルモジュール２０１は、それぞれ貫通孔４１を形成する底壁側開口部２１Ｅ及び２２Ｆに図示しないバスバ１８の端子部１８Ｂ及びバスバ１７´の端子部１７´Ｂを露出させる。そして貫通孔４１内に位置する２つの端子部１８Ｂ及び１７´Ｂをボルトで連結して電気的に接続している。

【0053】

また本実施の形態でも、２つの電気化学セルモジュール２０１は、両者の境界領域において、それぞれの第１及び第２のホルダ５及び７に跨がる共用連結板４２及び４２´により連結している。また本実施の形態でも、２つの電気化学セルモジュール２０１は、それぞれ共用連結板４２及び４２´を間に挟む２つの位置において、第１及び第２のホルダ５及び７に跨がる補助連結板４３及び４３´並びに４４及び４４´により連結されている。

【0054】

図１０の電気化学セルモジュール・ユニット３００は、図５に示した２台の電気化学セルモジュール２０１を並設して構成した２のモジュール列３０２及び３０３を、上下方向の位置関係を一致させて上下に重ねることにより構成している。本実施の形態では、８本のリチウムキャパシタが直列接続されて構成された２つの直列回路が、並列接続された構造を有している。２台の電気化学セルモジュール・ユニット２００の境界部には、２つの凹部２７ｃが突き合わされてリード線引き出し用貫通孔が４個形成されている。この電気化学セルモジュール・ユニット３００では、端子列をなす複数の端子部１８Ｂ、１８Ｂを電気的接続手段であるリード線４５中の接続導体で相互に電気的に接続している。また端子列をなす複数の端子部１７´Ｂ、１７´Ｂをリード線４６中の接続導体で相互に電気的に接続している。なお出力は、リード線４５の一方の接続部とリード線４６の一方の接続部に、出力用リード線を接続することにより得る。

【0055】

図１１は、本発明の第３の実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニット４００の斜視図である。また図１２（Ａ）乃至（Ｆ）は、電気化学セルモジュール・ユニット４００の、上面図、正面図、底面図、背面図、左側面図及び右側面図である。そして図１３は、理解を容易にするために、電気化学セルモジュール・ユニット４００を正面側の側面を覆う絶縁樹脂シート及び連結板を除いて示した電気化学セルモジュール・ユニット４００の正面図である。この電気化学セルモジュール・ユニット４００では、４つの電気化学セルモジュール２０１が列をなすように配置されてなるモジュール列４０１及び４０３が上下方向に重ねられて並設されている。なおモジュール列４０１とモジュール列４０３は、互いに１８０度回転した位置関係を有している。その結果、上側のモジュールれる４０１と下側のモジュール列４０３とでは、端子部１８Ｂ及び１７′Ｂが第１のホルダ５から出る角度が異なっている。本実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニット４００では、１８本のリチウムイオンキャパシタが直列接続されて構成された２本の直列回路が、更に直列接続された構造を有している。

【0056】

本実施の形態でも、隣り合う２つの電気化学セルモジュール２０１，２０１の第１のホルダ５、５の間に形成した貫通孔４１内で隣り合う２つの電気化学セルモジュール２０１，２０１のバスバの端子部を連結している。２つのモジュール列４０１，４０３の両端に位置する電気化学セルモジュール２０１は、貫通孔４１を形成するために対向する側壁側開口部２２Ｅ，２２Ｆ（図１３には図示せず）が形成された側壁部と対向する別の側壁部に別の側壁側開口部２２Ｅ，２２Ｆ（図１３には図示せず）及び底壁部側開口部２１Ｅ，２１Ｆを有しており、別の側壁部側開口部から一つの出力用バスバ１７，１８（図１３には図示せず）の端子部１７´Ｂ，１８Ｂを露出させている。本実施の形態では、２つのモジュール列４０１及び４９３が直列接続されるように、２つのモジュール列４０１及び４０３の２つの出力用バスバの端子部１７′Ｂ及び１８Ｂが電気的接続手段（４９〜５３）によりで連結されている。本実施の形態の電気的接続手段（４９〜５３）は、出力用バスバの端子部１７′Ｂ及び１８Ｂに連結されあＬ字型の金具４９及び５１と、端子金具４９及び５１を相互に連結する短冊状の金具５３とから構成されている。このように連結バスバ（４９〜５３）で２つのモジュール列４０１、４０３を接続することにより、必要な電圧及び容量の電気化学セルモジュール・ユニット４００を簡単に構成することができる。

【0057】

２つの連結バスバ（４９〜５３）とは反対側の位置にあるモジュール列４０１及び４０３の出力用の端子部１８Ｂ及び１７′Ｂには、出力用端子金具５５及び５７が取り付けられている。

【0058】

図１１及び図１２（Ａ）に示すように、２つのモジュール列４０１、４０３の８個の電気化学セルモジュール２０１の第１のホルダ５の底壁部は、厚みが約０．３５mmの１枚の絶縁樹脂シート５９によって覆われている。本実施の形態では、この絶縁樹脂シート５９は、図１２（Ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す図１４（Ａ）に示すように、８個の第１のホルダ５の底壁面をカバーした状態で、ＳＵＳ製の連結板６１により固定されている。連結板６１は、上側に位置するモジュール列４０１中の４個の第１のホルダ５と、下側に位置するモジュール列４０３中の４個の第１のホルダ５に、それぞれネジ止めされている。また上側に位置するモジュール列４０１中の４個の第２のホルダ７と、下側に位置するモジュール列４０３中の４個の第２のホルダ５も、ＳＵＳ製の連結板６３により固定されている。連結板６１は、上側に位置するモジュール列４０１中の４個の第２のホルダ７と、下側に位置するモジュール列４０３中の４個の第１のホルダ７に、それぞれネジ止めされている。

【0059】

また本実施の形態では、上に位置するモジュール列４０１に含まれる４個の第１のホルダ５をそれぞれ連結板６５により連結し、モジュール列４０１に含まれる４個の第２のホルダ７をそれぞれ連結板６７により連結している。また下に位置するモジュール列４０３に含まれる４個の第１のホルダ５の下には第１のスライドレール６９を固定し、モジュール列４０３に含まれる４個の第２のホルダ７の下には第２のスライドレール７１を固定してある。このように構成すると、複数のモジュール列を上下に並べた場合に、ケースを用いることがなく、堅牢な構造体を構築することができる。その上、第１及び第２のスライドレール６９緒よっび７１を設けたことにより、電気化学セルモジュール・ユニット４００の実装、点検及び交換が容易になる利点が得られる。当然ながら、実装機器の実装面上には、第１及び第２のスライドレール６９及び７１をスライド可能に支持する一対のガイドが固定されている。

【0060】

また２つのモジュール列４０１及び４０３の一方の端面の大部分は、電気的接続手段（４９〜３１）を除いて絶縁樹脂板７３で覆われている。本実施の形態では、絶縁樹脂板７３の下に少し隙間が形成されている。モジュール列４０１及び４０３の他方の端面は、出力用端子金具５５及び５７の引き出し部分を除いて絶縁樹脂板７５で覆われている。このような絶縁樹脂板７３及び７５を用いると、周囲の機器との短絡の発生を防止できる。

【0061】

図１４（Ｂ）に示した図１２（Ａ）のＢ−Ｂ線断面に示されるように、本実施の形態では、２つのモジュール列４０１及び４０３中の各電気化学セルモジュールの電圧をそれぞれ制御する２つの電圧制御用回路基板７７及び７９が収納された制御ボックス９１及び９３が、２つのモジュール列４０１及び４０３の他端側に配置されている。本実施の形態では、２つの制御ボックス９１及び９３を一枚の半透明な絶縁樹脂製の蓋板９５により塞いでいる。そして制御ボックス９１及び９３内部にはモジュール列４０１及び４０３の他端側に位置する側面にモジュール列４０１及び４９３の状態を示す状態表示手段９７及び９９が配置されている。本実施の形態では、状態表示手段９７及び９９は状態判定回路により駆動され、対向するモジュール列内の電気化学セルモジュールが正常状態にあるときに発光する発光ダイオードにより構成されている。発光ダイオードに対応する蓋板９５の部分が半透明なため、発光ダイオードの発光状態を外部から視認することができる。このような制御ボックス９１及び９３を用いると、事前に制御ボックスを製造することができるため、電気化学セルモジュール・ユニット４００の製造が容易になる。また状態表示手段９７及び９９を制御ボックスに設ければ、簡単にモジュール列の状態を視覚により確認できる。

【0062】

本実施の形態では、図１２（Ａ），（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、２つのモジュール列４０１及び４０３を連結する連結板６３が位置する背面と対向するように、複数のスペーサ１０３を介して絶縁樹脂板１０５が配置されている。その結果、スペーサ１０３の寸法分のスペース１０７を確保することができる。本実施の形態では、このスペース１０７により各電気化学セルモジュール２０１から制御ボックス９１及び９３内の電圧制御用回路基板７７及び７９に至る図示しない複数本の引き出し線の通り道を確保している。各電気化学セルモジュールには、温度センサと電圧検出端子とが設けられており、これらから引き出し線が引き出されている。

【0063】

上記図１１乃至１４に示した実施の形態では、２つのモジュール列だけを備えているが、モジュール列の数は任意である。また複数のモジュール列をどのように接続するかは任意である。また上記実施の形態では、電気化学セルモジュール・ユニット全体を覆うケースを設けていないが、電気化学セルモジュール・ユニット全体を覆うケースをも設けてもよい。その場合には、絶縁樹脂シート５９，絶縁樹脂板７３，７５及び１０５は不要である。そして制御ボックスは、ケースの外側に配置してもよいし、内側に配置してもよい。制御ボックスをケースの外側に配置すると、電気化学セルモジュール・ユニット全体の製造が容易になる。

【0064】

上記実施の形態の電気化学セルモジュール・ユニットは、電気化学セルとしてリチウムイオン・キャパシタを用いているが他の種類のキャパシタや、リチウムイオン電池を含む二次電池も電気化学セルとして利用可能なことは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明のように、隣り合う２つの電気化学セルモジュールの間に形成した貫通孔内で隣り合う２つの電気化学セルモジュールのバスバの端子部を連結すると、簡単な構造で隣り合う２つの電気化学セルモジュールを電気的に且つ機械的に連結することができる。またこのような構造を採用すると、隣り合う２つの電気化学セルモジュールの突き合わせ部において、電気的な接続をすることが可能となり、接続パターンのバリエーションを増やすことができる。

【符号の説明】

【0066】

１ 電気化学セルモジュール
３ セル集合体
５ 第１のホルダ
７ 第２のホルダ
１３ リチウムイオンキャパシタ（電気化学セル）
１５ セル群
１６ 支柱
１７〜２０´ バスバ
１７Ｂ，１７Ｂ′、１８Ｂ 端子部
２１ 底壁部
２１Ｅ，２１Ｆ 底壁側開口部
２２ 周壁部
２２Ａ〜２２Ｄ 側壁部
２２Ｅ〜２２Ｈ 側壁側開口部
２３ 中心孔
２４ 貫通孔
２５ 貫通孔
２６ 貫通孔
２８Ａ〜２８Ｄ 端部嵌合用凹部
３０Ａ〜３０Ｄ スペーサ収容用凹部
４１ 貫通孔
１０１，２０１ 電気化学セルモジュール
１００，３００，４００ 電気化学セルモジュール・ユニット
３０２，３０３，４０１，４０３ モジュール列

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】