特許第6295562号(P6295562)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(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】6295562
(24)【登録日】2018年3月2日
(45)【発行日】2018年3月20日
(54)【発明の名称】蓄電モジュール
(51)【国際特許分類】
   H01M 2/10 20060101AFI20180312BHJP
   H01G 11/10 20130101ALI20180312BHJP
   H01G 11/82 20130101ALI20180312BHJP
【FI】
   H01M2/10 E
   H01G11/10
   H01G11/82
【請求項の数】5
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2013-194617(P2013-194617)
(22)【出願日】2013年9月19日
(65)【公開番号】特開2015-60762(P2015-60762A)
(43)【公開日】2015年3月30日
【審査請求日】2016年9月7日
(73)【特許権者】
【識別番号】507151526
【氏名又は名称】株式会社GSユアサ
(74)【代理人】
【識別番号】100153224
【弁理士】
【氏名又は名称】中原 正樹
(72)【発明者】
【氏名】相田 広徳
(72)【発明者】
【氏名】増田 喜弘
(72)【発明者】
【氏名】鳥谷 博久
(72)【発明者】
【氏名】森口 卓
【審査官】 市川 篤
(56)【参考文献】
【文献】 特開2000−260466(JP,A)
【文献】 特開2013−084595(JP,A)
【文献】 特開2013−008673(JP,A)
【文献】 特開2013−026128(JP,A)
【文献】 特開2001−057196(JP,A)
【文献】 国際公開第2012/057323(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01M 2/10
H01M 2/20
H01M 2/30
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
1以上の蓄電素子と、前記1以上の蓄電素子が収容される容器とを備える蓄電モジュールであって、
前記容器は、前記1以上の蓄電素子のうちの、前記1以上の蓄電素子が有する少なくとも1つの電極端子側に配置される端子側配置部であって、前記電極端子に対向し、かつ、前記電極端子を覆うように配置される導電性の端子側配置部を有しており、
前記蓄電モジュールは、さらに、
前記電極端子と前記端子側配置部との間に配置される耐熱性及び絶縁性を有する耐熱絶縁材と、
前記電極端子と前記端子側配置部との間に配置される絶縁性の内蓋と、を備える
蓄電モジュール。
【請求項2】
前記耐熱絶縁材は、前記端子側配置部または前記電極端子に貼り付けられている
請求項1に記載の蓄電モジュール。
【請求項3】
前記耐熱絶縁材は、前記内蓋に貼り付けられている
請求項1または2に記載の蓄電モジュール。
【請求項4】
前記耐熱絶縁材は、前記内蓋と一体成型されている
請求項1または2に記載の蓄電モジュール。
【請求項5】
前記端子側配置部は、複数の蓄電素子が有する複数の電極端子に対向して配置されており、
前記耐熱絶縁材は、前記複数の電極端子と前記端子側配置部との間に、前記複数の蓄電素子を跨ぐように配置されている
請求項1〜のいずれか1項に記載の蓄電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、1以上の蓄電素子と、当該1以上の蓄電素子が収容される容器とを備える蓄電モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、1以上の蓄電素子を容器に収容した蓄電モジュールが知られている。例えば特許文献1には、複数の蓄電素子(単電池)を備え、当該複数の蓄電素子を金属製の容器(外枠体)に収容した蓄電モジュール(電池集合体)が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2012−226995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、上記従来の蓄電モジュールでは、蓄電素子の電極端子と金属製の容器との間の絶縁性が確保されていない場合には、当該電極端子と当該容器との短絡が発生してしまうおそれがあるという問題がある。
【0005】
つまり、上記従来の蓄電モジュールでは、蓄電素子の電極端子と容器の金属部分とが対向して配置されている場合には、当該電極端子と当該金属部分とが短絡するおそれがある。また、当該電極端子と当該金属部分との間に絶縁部材が配置されていたとしても、蓄電素子の内部短絡等により蓄電モジュール内部の温度が上昇した場合には、当該絶縁部材が溶融して、当該電極端子と当該金属部分とが短絡してしまうおそれがある。
【0006】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、蓄電素子の電極端子と容器との間の絶縁性を向上させることができる蓄電モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電モジュールは、1以上の蓄電素子と、前記1以上の蓄電素子が収容される容器とを備える蓄電モジュールであって、前記容器は、前記1以上の蓄電素子が有する少なくとも1つの電極端子に対向して配置される導電性の端子側配置部を有しており、前記蓄電モジュールは、さらに、前記電極端子と前記端子側配置部との間に配置される耐熱性及び絶縁性を有する耐熱絶縁材を備える。
【0008】
これによれば、蓄電モジュールは、蓄電素子の電極端子と容器が有する導電性の端子側配置部との間に、耐熱性及び絶縁性を有する耐熱絶縁材を備えている。つまり、蓄電素子の電極端子と端子側配置部との間に絶縁性を有する部材である耐熱絶縁材を配置することで、当該電極端子と容器との間の絶縁性を向上させることができる。また、蓄電素子の内部短絡等により蓄電モジュール内部の温度が上昇した場合でも、耐熱絶縁材は耐熱性を有する部材であるため、蓄電素子の電極端子と容器との間の絶縁性を向上させることができる。
【0009】
また、前記耐熱絶縁材は、前記端子側配置部または前記電極端子に貼り付けられていることにしてもよい。
【0010】
これによれば、蓄電モジュールにおいて、耐熱絶縁材を容器の端子側配置部または電極端子に予め貼り付けておくことで、蓄電モジュールを組み立てる際の部品点数を低減することができ、簡易な構成で、蓄電素子の電極端子と容器との間の絶縁性を向上させることができる。
【0011】
また、さらに、前記電極端子と前記端子側配置部との間に配置される絶縁性の内蓋を備えることにしてもよい。
【0012】
これによれば、蓄電モジュールにおいて、電極端子と端子側配置部との間に絶縁性の内蓋をさらに備えることで、蓄電素子の電極端子と容器との間の絶縁性をさらに向上させることができる。
【0013】
また、前記耐熱絶縁材は、前記内蓋に貼り付けられていることにしてもよい。
【0014】
これによれば、蓄電モジュールにおいて、耐熱絶縁材を内蓋に予め貼り付けておくことで、蓄電モジュールを組み立てる際の部品点数を低減することができ、簡易な構成で、蓄電素子の電極端子と容器との間の絶縁性を向上させることができる。
【0015】
また、前記耐熱絶縁材は、前記内蓋と一体成型されていることにしてもよい。
【0016】
これによれば、耐熱絶縁材が内蓋と一体成型されていることで、蓄電モジュールを組み立てる際の部品点数を低減することができ、簡易な構成で、蓄電素子の電極端子と容器との間の絶縁性を向上させることができる。
【0017】
また、前記端子側配置部は、複数の蓄電素子が有する複数の電極端子に対向して配置されており、前記耐熱絶縁材は、前記複数の電極端子と前記端子側配置部との間に、前記複数の蓄電素子を跨ぐように配置されていることにしてもよい。
【0018】
これによれば、耐熱絶縁材は、複数の電極端子と端子側配置部との間に、複数の蓄電素子を跨ぐように配置されているため、1つの耐熱絶縁材で、複数の蓄電素子と容器との絶縁性を一括して確保することができる。このため、蓄電モジュールを組み立てる際の部品点数を低減することができ、簡易な構成で、蓄電素子の電極端子と容器との間の絶縁性を向上させることができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明における蓄電モジュールによれば、蓄電素子の電極端子と容器との間の絶縁性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
図1】本発明の実施の形態に係る蓄電モジュールの外観を示す斜視図である。
図2】本発明の実施の形態に係る蓄電モジュール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3】本発明の実施の形態に係る蓄電素子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4】本発明の実施の形態に係る容器下部の構成を示す斜視図である。
図5】本発明の実施の形態に係る内蓋の構成を示す斜視図である。
図6】本発明の実施の形態に係る容器上部の構成を示す斜視図である。
図7】本発明の実施の形態に係る容器上部を下方から見た場合の構成を示す平面図である。
図8】本発明の実施の形態に係る容器上部が有する耐熱絶縁材の配置位置を示す断面図である。
図9】本発明の実施の形態の変形例1に係る容器上部が有する耐熱絶縁材の配置位置を示す断面図である。
図10】本発明の実施の形態の変形例2に係る耐熱絶縁材を有する内蓋の構成を示す斜視図である。
図11】本発明の実施の形態の変形例3に係る耐熱絶縁材を有する内蓋の構成を示す斜視図である。
図12】本発明の実施の形態の変形例4に係る耐熱絶縁材を有する蓄電素子の構成を示す斜視図である。
図13】本発明の実施の形態の変形例5に係る耐熱絶縁材を有する複数の蓄電素子の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
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モジュールについて説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい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及び接続形態などは、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。
【0022】
(実施の形態)
まず、蓄電モジュール10の構成について、説明する。
【0023】
図1は、本発明の実施の形態に係る蓄電モジュール10の外観を示す斜視図である。図2は、本発明の実施の形態に係る蓄電モジュール10を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。
【0024】
なお、これらの図では、Z軸方向を上下方向(設置状態での重力の作用する方向)として示しており、以下ではZ軸方向を上下方向として説明するが、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。つまり、例えば、X軸方向またはY軸方向が上下方向になるように設置される場合もあるため、Z軸方向は上下方向となることには限定されない。以下の図においても、同様である。
【0025】
蓄電モジュール10は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる装置であり、具体的には、1以上の電池を容器に収容した電池モジュールである。これらの図に示すように、蓄電モジュール10は、モジュール容器100、及び、モジュール容器100に収容される複数(本実施の形態では8個)の蓄電素子200と内蓋300とを備えている。
【0026】
なお、蓄電モジュール10が備える蓄電素子200の数は複数でなくともよく、1つの蓄電素子200しか備えていない構成でもかまわない。つまり、蓄電モジュール10は、1以上の蓄電素子200を備えた装置である。
【0027】
モジュール容器100は、蓄電モジュール10の外装体を構成する矩形状(箱状)の容器である。モジュール容器100は、複数の蓄電素子200を所定の位置に配置し、当該複数の蓄電素子200を衝撃などから保護する。
【0028】
ここで、モジュール容器100は、容器下部110と容器上部120とを有している。容器上部120は、モジュール容器100の本体を構成する矩形筒状の部材である。容器下部110は、モジュール容器100の底部を構成する部材であり、容器上部120の下側の開口部を塞ぐ部材である。
【0029】
具体的には、容器下部110の上方に、複数の蓄電素子200、内蓋300の順に配置され、容器上部120が複数の蓄電素子200と内蓋300とを覆うように、容器下部110の上方から被せられて配置される。そして、容器上部120と容器下部110とが接続されて、ネジやボルトなどによって固定される。
【0030】
これにより、モジュール容器100の内方に、複数の蓄電素子200や内蓋300が収容され、容器上部120と容器下部110とで複数の蓄電素子200及び内蓋300が挟み込まれて、モジュール容器100内で複数の蓄電素子200が位置決めされ固定される。
【0031】
なお、複数の蓄電素子200の電極端子間を接続するバスバー(図示せず)や、モジュール容器100の上部の開口を塞ぐ外蓋(図示せず)なども配置されるが、詳細な説明は省略する。また、蓄電素子200の充放電を管理する回路等が実装された基板などが配置されてもよい。ここで、以上の各構成要素の具体的な構成について、以下に詳細に説明する。
【0032】
まず、蓄電素子200の構成について、詳細に説明する。図3は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子200を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。
【0033】
蓄電素子200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、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。なお、蓄電素子200は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。
【0034】
同図に示すように、蓄電素子200は、素子容器本体211及び素子容器蓋体212からなる素子容器210と、電極端子220である正極端子221及び負極端子222とを備えている。また、素子容器210の内方には、正極集電体213と、負極集電体214と、電極体215とが配置されている。なお、素子容器210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。
【0035】
素子容器本体211は、素子容器210の本体であり、金属からなる矩形筒状で底を備えた筐体である。また、素子容器蓋体212は、素子容器本体211の開口を閉塞する金属製の板状部材である。そして、素子容器本体211は、電極体215等を内部に収容後、素子容器蓋体212と溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。
【0036】
電極体215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発電要素である。具体的には、電極体215は、正極と負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巻回されて形成された巻回型の電極体である。なお、電極体215の形状は円形状または楕円形状でもよく、また、板状の電極が積層された積層型の電極体であってもよい。
【0037】
正極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などからなる長尺帯状の導電性の正極集電箔の表面に、正極活物質層が形成された電極板である。なお、正極活物質層に用いられる正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、正極活物質として、LiMPO、LiMSiO、LiMBO(MはFe、Ni、Mn、Co等から選択される1種又は2種以上の遷移金属元素)等のポリアニオン化合物、チタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のスピネル化合物、LiMO(MはFe、Ni、Mn、Co等から選択される1種又は2種以上の遷移金属元素)等のリチウム遷移金属酸化物等を用いることができる。
【0038】
負極は、銅または銅合金などからなる長尺帯状の導電性の負極集電箔の表面に、負極活物質層が形成された電極板である。なお、負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極活物質であれば、適宜公知の材料を使用できる。例えば、負極活物質として、リチウム金属、リチウム合金(リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−錫、リチウム−アルミニウム−錫、リチウム−ガリウム、及びウッド合金等のリチウム金属含有合金)の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料(例えば黒鉛、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温焼成炭素、非晶質カーボン等)、金属酸化物、リチウム金属酸化物(LiTi12等)、ポリリン酸化合物などが挙げられる。
【0039】
正極集電体213は、電極体215の正極と素子容器本体211の側壁との間に配置され、正極端子221と電極体215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213は、当該正極の正極集電箔と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などを主成分とする金属で形成されている。
【0040】
負極集電体214は、電極体215の負極と素子容器本体211の側壁との間に配置され、負極端子222と電極体215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214は、当該負極の負極集電箔と同様、銅または銅合金などを主成分とする金属で形成されている。
【0041】
正極端子221は、正極集電体213を介して、電極体215の正極に電気的に接続された電極端子であり、負極端子222は、負極集電体214を介して、電極体215の負極に電気的に接続された電極端子である。
【0042】
つまり、正極端子221及び負極端子222は、電極体215に蓄えられている電気を蓄電素子200の外部空間に導出し、また、電極体215に電気を蓄えるために蓄電素子200の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。また、正極端子221及び負極端子222は、電極体215の上方に配置された素子容器蓋体212に取り付けられている。
【0043】
なお、正極端子221は、他の蓄電素子の負極端子など蓄電素子200の外部の機器と接続するために上方に突出した接続部221aを有している。また、同様に、負極端子222は、他の蓄電素子の正極端子など蓄電素子200の外部の機器と接続するために上方に突出した接続部222aを有している。
【0044】
次に、モジュール容器100の容器下部110の構成について、詳細に説明する。図4は、本発明の実施の形態に係る容器下部110の構成を示す斜視図である。
【0045】
同図に示すように、容器下部110は、モジュール容器100の底部であり、複数の蓄電素子200が載置されて位置決めされる扁平な矩形状の部材である。なお、容器下部110は、アルミニウム等の伝熱性の高い金属または樹脂等の絶縁性の部材などによって形成されているのが好ましいが、容器下部110の材質は上記には限定されない。また、容器下部110の形状も、扁平な矩形状には限定されない。
【0046】
ここで、容器下部110は、底面部111と、下部側面部112と、第一位置決め部113と、第二位置決め部114とを有している。
【0047】
底面部111は、容器下部110の底面部であり、蓄電素子200が載置される矩形状の板状部材である。底面部111には、8個の蓄電素子200が載置される位置に対応して、8つの貫通孔が形成されている。これにより、この貫通孔を介して、蓄電素子200からの熱を蓄電モジュール10の外方へ逃がすことができる。
【0048】
下部側面部112は、容器下部110の側面部であり、底面部111の外縁に沿って環状に形成された長尺状の板状部材である。つまり、下部側面部112は、容器下部110の4側面に対応する4つの長尺状の板状部材が環状に繋げられており、底面部111の外縁から上方に立ち上がるように突出して形成されている。
【0049】
第一位置決め部113は、容器下部110に蓄電素子200が載置される際に、容器下部110上で蓄電素子200を位置決めする部位であり、蓄電素子200が載置された状態で、蓄電素子200の長側面側に沿った方向(X軸方向)に延びるように形成されている。具体的には、第一位置決め部113は、蓄電素子200の長側面側に、底面部111から上方に立ち上がるように突出して形成されており、蓄電素子200の長側面と当接して、蓄電素子200を位置決めする。同図では、第一位置決め部113は、3本のX軸方向に延びる板状部材で構成されている。
【0050】
第二位置決め部114は、容器下部110に蓄電素子200が載置される際に、容器下部110上で蓄電素子200を位置決めする部位であり、蓄電素子200が載置された状態で、蓄電素子200の短側面側に沿った方向(Y軸方向)に延びるように形成されている。具体的には、第二位置決め部114は、蓄電素子200の短側面側に、底面部111から上方に立ち上がるように突出して形成されており、蓄電素子200の短側面と当接して、蓄電素子200を位置決めする。
【0051】
次に、内蓋300について、詳細に説明する。図5は、本発明の実施の形態に係る内蓋300の構成を示す斜視図である。
【0052】
同図に示すように、内蓋300は、容器下部110に載置された複数の蓄電素子200の上方に配置される扁平な矩形状の部材である。つまり、内蓋300は、容器下部110とで複数の蓄電素子200を挟み込むことで、複数の蓄電素子200の位置決めを行う。内蓋300は、樹脂などの絶縁性の部材によって形成されている。なお、内蓋300の形状は、扁平な矩形状には限定されない。
【0053】
ここで、内蓋300は、外枠部310と、第一内枠部320と、第二内枠部330とを有している。
【0054】
外枠部310は、内蓋300の外縁を形成する部位であり、環状に形成された棒状部材である。つまり、外枠部310は、4つの棒状の部材が矩形の環状に繋げられて形成されている。
【0055】
第一内枠部320は、容器下部110に蓄電素子200が載置された状態で、隣り合う蓄電素子200の電極端子220間に配置される部位であり、蓄電素子200の長側面側に沿った方向(X軸方向)に延びるように形成されている。具体的には、第一内枠部320は、第一位置決め部113の上方に配置されるように、3本の第一位置決め部113に対応して、3本のX軸方向に延びる板状部材で構成されている。
【0056】
第二内枠部330は、容器下部110に蓄電素子200が載置された状態で、正極端子221の接続部221aと負極端子222の接続部222aとの間に配置される部位であり、蓄電素子200の短側面側に沿った方向(Y軸方向)に延びるように形成されている。具体的には、第二内枠部330は、複数の蓄電素子200の正極端子221及び負極端子222の上方にそれぞれ配置される4本のY軸方向に延びる板状部材で構成されている。
【0057】
つまり、第二内枠部330は、隣接して並べられた複数の蓄電素子200が有する直線状に配置された複数の電極端子220に跨って、当該複数の電極端子220の上方に、容器下部110とで複数の蓄電素子200が有する当該複数の電極端子220を挟み込むように配置されている。
【0058】
なお、複数の蓄電素子200上に内蓋300が配置された状態で、隣り合う蓄電素子200の正極端子221と負極端子222とがバスバーで接続されるが、当該バスバーは従来の構成と変わるところがないため、詳細な構成については、省略する。
【0059】
次に、モジュール容器100の容器上部120の構成について、詳細に説明する。
【0060】
図6は、本発明の実施の形態に係る容器上部120の構成を示す斜視図である。また、図7は、本発明の実施の形態に係る容器上部120を下方(Z軸方向マイナス側)から見た場合の構成を示す平面図である。
【0061】
また、図8は、本発明の実施の形態に係る容器上部120が有する耐熱絶縁材400の配置位置を示す断面図である。具体的には、同図は、図1に示された蓄電モジュール10をA−A断面で切断した場合の断面を示す図である。
【0062】
まず、図6に示すように、容器上部120は、モジュール容器100の本体部分であり、複数の蓄電素子200と内蓋300とが内方に収容される矩形筒状の部材である。ここで、容器上部120は、強度面及び省スペース化の観点から、厚みを薄く形成できる鉄やステンレスなどの金属で構成されている。つまり、容器上部120は、導電性の部材である。
【0063】
具体的には、容器上部120は、下部に開口部が形成されており、この開口部から、複数の蓄電素子200と内蓋300とが挿入され収容される。なお、本実施の形態では、8個の蓄電素子200が容器上部120内に収容されるが、容器上部120内に収容される蓄電素子200の個数は限定されない。
【0064】
ここで、容器上部120は、上部側面部121と、端子側配置部122と、耐熱絶縁材400とを有している。
【0065】
上部側面部121は、容器上部120の側面部であり、モジュール容器100の4側面を構成する環状に形成された板状部材である。つまり、上部側面部121は、4つの平板状の部材が環状に繋げられて形成されている。
【0066】
また、端子側配置部122は、複数の蓄電素子200上に内蓋300が配置された状態で、正極端子221の接続部221aと負極端子222の接続部222aとの間に配置される部位であり、蓄電素子200の短側面側に沿った方向(Y軸方向)に延びるように形成されている。具体的には、端子側配置部122は、内蓋300の第二内枠部330上に配置され、第二内枠部330と同様に、複数の蓄電素子200の正極端子221及び負極端子222の上方にそれぞれ配置される4本のY軸方向に延びる板状部材で構成されている。
【0067】
つまり、図8に示すように、端子側配置部122は、隣接して並べられた複数の蓄電素子200が有する直線状に配置された複数の電極端子220に跨って、当該複数の電極端子220の上方に、容器下部110とで複数の蓄電素子200が有する当該複数の電極端子220を挟み込むように配置されている。
【0068】
このように、端子側配置部122は、複数の蓄電素子200が有する少なくとも1つの電極端子220に対向して配置される金属などの導電性の部位であり、具体的には、複数の蓄電素子200が有する複数の電極端子220に対向して配置されている。
【0069】
また、耐熱絶縁材400は、電極端子220と端子側配置部122との間に配置される部材である。つまり、耐熱絶縁材400は、当該複数の電極端子220と端子側配置部122との間に、複数の蓄電素子200を跨ぐように配置されている。
【0070】
具体的には、図7に示すように、耐熱絶縁材400は、端子側配置部122と同じ形状を有しており、端子側配置部122の下面(Z軸方向マイナス側の面)に貼り付けられて、配置されている。ここで、耐熱絶縁材400は、耐熱性及び絶縁性を有する部材であり、例えばガラスクロステープや耐熱性樹脂、またはヒュームドシリカやマイカによって形成される。なお、耐熱絶縁材400は、耐熱性及び絶縁性を有する部材であればよく、材質は限定されない。
【0071】
つまり、耐熱絶縁材400は、複数の蓄電素子200上に内蓋300が配置された状態で、正極端子221の接続部221aと負極端子222の接続部222aとの間に配置される部位であり、蓄電素子200の短側面側に沿った方向(Y軸方向)に延びるように形成されている。さらに具体的には、耐熱絶縁材400は、内蓋300の第二内枠部330上に配置され、第二内枠部330と同様に、複数の蓄電素子200の正極端子221及び負極端子222の上方にそれぞれ配置される4本のY軸方向に延びる板状部材で構成されている。
【0072】
つまり、図8に示すように、耐熱絶縁材400は、隣接して並べられた複数の蓄電素子200が有する直線状に配置された複数の電極端子220に跨って、当該複数の電極端子220の上方に配置されている。具体的には、内蓋300の第二内枠部330が、当該複数の電極端子220に跨って、当該複数の電極端子220と端子側配置部122との間に配置されている。そして、耐熱絶縁材400は、当該複数の電極端子220に跨って、当該複数の電極端子220の上方に配置された内蓋300の第二内枠部330と、端子側配置部122との間に配置されている。
【0073】
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電モジュール10によれば、蓄電素子200の電極端子220とモジュール容器100が有する導電性の端子側配置部122との間に、耐熱性及び絶縁性を有する耐熱絶縁材400を備えている。つまり、蓄電素子200の電極端子220と端子側配置部122との間に絶縁性を有する部材である耐熱絶縁材400を配置することで、電極端子220とモジュール容器100との間の絶縁性を向上させることができる。また、蓄電素子200の内部短絡等により蓄電モジュール10内部の温度が上昇した場合でも、耐熱絶縁材400は耐熱性を有する部材であるため、蓄電素子200の電極端子220とモジュール容器100との間の絶縁性を向上させることができる。
【0074】
また、蓄電モジュール10において、耐熱絶縁材400をモジュール容器100の端子側配置部122に予め貼り付けておくことで、蓄電モジュール10を組み立てる際の部品点数を低減することができ、簡易な構成で、蓄電素子200の電極端子220とモジュール容器100との間の絶縁性を向上させることができる。
【0075】
また、蓄電モジュール10において、電極端子220と端子側配置部122との間に絶縁性の内蓋300をさらに備えることで、蓄電素子200の電極端子220とモジュール容器100との間の絶縁性をさらに向上させることができる。
【0076】
また、耐熱絶縁材400は、複数の電極端子220と端子側配置部122との間に、複数の蓄電素子200を跨ぐように配置されているため、1つの耐熱絶縁材400で、複数の蓄電素子200とモジュール容器100との絶縁性を一括して確保することができる。このため、蓄電モジュール10を組み立てる際の部品点数を低減することができ、簡易な構成で、蓄電素子200の電極端子220とモジュール容器100との間の絶縁性を向上させることができる。
【0077】
(変形例1)
次に、上記実施の形態の変形例1について、説明する。図9は、本発明の実施の形態の変形例1に係る容器上部120が有する耐熱絶縁材410の配置位置を示す断面図である。具体的には、同図は、図1に示された蓄電モジュール10をA−A断面で切断した場合の断面を示す図である。
【0078】
上記実施の形態では、耐熱絶縁材400は、複数の蓄電素子200が有する複数の電極端子220と端子側配置部122との間に、複数の蓄電素子200を跨ぐように配置されていることとした。しかし、本変形例では、同図に示すように、耐熱絶縁材410は、1つの電極端子220に対応した大きさに形成されており、当該1つの電極端子220と端子側配置部122との間に配置されている。
【0079】
具体的には、耐熱絶縁材410は、当該1つの電極端子220の上方に配置された内蓋300の第二内枠部330と、端子側配置部122との間に配置されている。つまり、複数の耐熱絶縁材410が、容器上部120の端子側配置部122の下面(Z軸方向マイナス側の面)の複数の電極端子220のそれぞれに対応した位置に貼り付けられて、配置されている。
【0080】
以上のように、本発明の実施の形態の変形例1に係る蓄電モジュールによれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、耐熱絶縁材410を電極端子220に対応した部分にのみ配置することで、耐熱絶縁材410の使用量を低減することができる。
【0081】
(変形例2)
次に、上記実施の形態の変形例2について、説明する。図10は、本発明の実施の形態の変形例2に係る耐熱絶縁材420を有する内蓋301の構成を示す斜視図である。
【0082】
上記実施の形態では、耐熱絶縁材400は、容器上部120の端子側配置部122に貼り付けられていることとしたが、本変形例では、同図に示すように、耐熱絶縁材420は、内蓋301に貼り付けられている。
【0083】
具体的には、内蓋301は、上記実施の形態における内蓋300と同様に、外枠部310と、第一内枠部320と、第二内枠部330とを有している。そして、耐熱絶縁材420は、内蓋301の第二内枠部330と同じ形状を有しており、第二内枠部330の上面(Z軸方向プラス側の面)に貼り付けられて、配置されている。
【0084】
なお、耐熱絶縁材420は、第二内枠部330の下面(Z軸方向マイナス側の面)に貼り付けられていてもよい。
【0085】
以上のように、本発明の実施の形態の変形例2に係る蓄電モジュールによれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、耐熱絶縁材420を内蓋301に予め貼り付けておくことで、蓄電モジュールを組み立てる際の部品点数を低減することができ、簡易な構成で、蓄電素子200の電極端子220とモジュール容器100との間の絶縁性を向上させることができる。
【0086】
(変形例3)
次に、上記実施の形態の変形例3について、説明する。図11は、本発明の実施の形態の変形例3に係る耐熱絶縁材430を有する内蓋302の構成を示す斜視図である。
【0087】
上記変形例2では、耐熱絶縁材420は、内蓋301に貼り付けられていることとしたが、本変形例では、同図に示すように、耐熱絶縁材430は、内蓋302と一体成型されている。
【0088】
具体的には、内蓋302は、上記実施の形態における内蓋300の第二内枠部330に代えて、耐熱絶縁材430を有している。つまり、内蓋302は、上記実施の形態における内蓋300と同様に、外枠部310と第一内枠部320とを有しているが、第二内枠部330は有しておらず、第二内枠部330の代わりに、耐熱絶縁材430を有している。
【0089】
以上のように、本発明の実施の形態の変形例3に係る蓄電モジュールによれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、耐熱絶縁材430が内蓋302と一体成型されていることで、蓄電モジュールを組み立てる際の部品点数を低減することができ、簡易な構成で、蓄電素子200の電極端子220とモジュール容器100との間の絶縁性を向上させることができる。
【0090】
(変形例4)
次に、上記実施の形態の変形例4について、説明する。図12は、本発明の実施の形態の変形例4に係る耐熱絶縁材440を有する蓄電素子201の構成を示す斜視図である。
【0091】
上記実施の形態では、耐熱絶縁材400は、容器上部120の端子側配置部122に貼り付けられていることとしたが、本変形例では、同図に示すように、耐熱絶縁材440は、蓄電素子201の電極端子220に貼り付けられている。
【0092】
具体的には、蓄電素子201は、上記実施の形態における蓄電素子200と同様に、素子容器210と、電極端子220である正極端子221及び負極端子222とを有している。そして、耐熱絶縁材440は、蓄電素子201の電極端子220の上面(Z軸方向プラス側の面)に貼り付けられて、配置されている。
【0093】
つまり、耐熱絶縁材440は、正極端子221の上面及び負極端子222の上面の容器上部120の端子側配置部122に対応する位置に、端子側配置部122に対応した大きさに形成されて、貼り付けられている。
【0094】
以上のように、本発明の実施の形態の変形例4に係る蓄電モジュールによれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、耐熱絶縁材440を電極端子220に予め貼り付けておくことで、蓄電モジュールを組み立てる際の部品点数を低減することができ、簡易な構成で、蓄電素子201の電極端子220とモジュール容器100との間の絶縁性を向上させることができる。
【0095】
(変形例5)
次に、上記実施の形態の変形例5について、説明する。図13は、本発明の実施の形態の変形例5に係る耐熱絶縁材450を有する複数の蓄電素子200の構成を示す斜視図である。
【0096】
上記変形例4では、耐熱絶縁材440は、電極端子220の端子側配置部122に対応する位置に、端子側配置部122に対応した大きさに形成されて、貼り付けられていることとした。しかし、本変形例では、同図に示すように、耐熱絶縁材450は、複数の電極端子220の上面(Z軸方向プラス側の面)に、複数の蓄電素子200を跨ぐように貼り付けられて配置されている。
【0097】
具体的には、端子側配置部122は、複数の蓄電素子200が有する複数の電極端子220に対向して配置されるため、耐熱絶縁材450は、当該複数の電極端子220と端子側配置部122との間に、複数の蓄電素子200を跨ぐように配置される。
【0098】
以上のように、本発明の実施の形態の変形例5に係る蓄電モジュールによれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、耐熱絶縁材450は、複数の電極端子220と端子側配置部122との間に、複数の蓄電素子200を跨ぐように配置されているため、1つの耐熱絶縁材450で、複数の蓄電素子200とモジュール容器100との絶縁性を一括して確保することができる。このため、蓄電モジュールを組み立てる際の部品点数を低減することができ、簡易な構成で、蓄電素子200の電極端子220とモジュール容器100との間の絶縁性を向上させることができる。
【0099】
以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電モジュールについて説明したが、本発明は、上記実施の形態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及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【0100】
例えば、上記実施の形態及びその変形例では、耐熱絶縁材は、端子側配置部122、内蓋301または電極端子220に貼り付けられていることとした。しかし、耐熱絶縁材は、端子側配置部122、内蓋301または電極端子220に貼り付けられることなく、端子側配置部122、内蓋301または電極端子220の上面側または下面側に配置されることにしてもよい。
【0101】
また、上記実施の形態及びその変形例では、モジュール容器100は、扁平状の容器下部110と、筒状の容器上部120とを有していることとした。しかし、容器下部110と容器上部120の形状は特に限定されず、例えば容器下部110が有底筒状であり、容器上部120が扁平状であるような形状であってもかまわない。また、モジュール容器100の形状も矩形状でなくともよく、円柱形状などであってもかまわない。
【0102】
また、蓄電モジュールは内蓋300を有することなく、モジュール容器100に蓄電素子200を直接固定することにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0103】
本発明は、リチウムイオン二次電池などの蓄電素子を備えた蓄電モジュール等に適用できる。
【符号の説明】
【0104】
10 蓄電モジュール
100 モジュール容器
110 容器下部
111 底面部
112 下部側面部
113 第一位置決め部
114 第二位置決め部
120 容器上部
121 上部側面部
122 端子側配置部
200、201 蓄電素子
210 素子容器
211 素子容器本体
212 素子容器蓋体
213 正極集電体
214 負極集電体
215 電極体
220 電極端子
221 正極端子
221a、222a 接続部
222 負極端子
300、301、302 内蓋
310 外枠部
320 第一内枠部
330 第二内枠部
400、410、420、430、440、450 耐熱絶縁材
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