特開 2023-53834 蓄電装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023053834

(43)【公開日】2023-04-13

(54)【発明の名称】蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/262 20210101AFI20230406BHJP

   H01M 50/264 20210101ALI20230406BHJP

   H01G 11/12 20130101ALI20230406BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20230406BHJP

   H01M 50/209 20210101ALN20230406BHJP

【ＦＩ】

H01M50/262 S

H01M50/264

H01M50/262 P

H01G11/12

H01G11/78

H01M50/209

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021163129

(22)【出願日】2021-10-01

(71)【出願人】

【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】金本 将季

【テーマコード（参考）】

5E078

5H040

【Ｆターム（参考）】

5E078AA10

5E078AB01

5E078AB13

5E078AB14

5E078AB16

5E078BA26

5E078CA06

5E078CA08

5E078EA04

5E078FA02

5E078FA12

5E078FA13

5E078HA02

5E078HA05

5E078HA12

5E078HA13

5E078JA02

5E078JA04

5E078JA05

5E078JA07

5E078JA09

5H040AA14

5H040AS01

5H040AS04

5H040AS05

5H040AS07

5H040AT02

5H040AT06

5H040AY05

5H040AY10

5H040CC20

5H040CC34

5H040CC38

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】蓄電素子の損傷を抑制できる蓄電装置を提供する。
【解決手段】蓄電装置１０は、第一方向（Ｘ軸方向）に配列された複数の蓄電素子２００と、複数の蓄電素子２００を第一方向で挟む一対のエンドプレート４００と、第一方向に沿って延びる一対の連結部材（サイドプレート５００）であって、第一方向に交差する第二方向（Ｙ軸方向）で複数の蓄電素子２００を挟んだ状態で、一対のエンドプレート４００に連結される一対の連結部材と、を備えている。一対のエンドプレート４００の少なくとも一方は、一対の連結部材のそれぞれの連結位置同士を結ぶように延びる第一凸部４４１と、第一凸部４４１が延びる所定方向に交差する方向に延びる第二凸部４４２とを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向に配列された複数の蓄電素子と、
前記複数の蓄電素子を前記第一方向で挟む一対のエンドプレートと、
前記第一方向に沿って延びる一対の連結部材であって、前記第一方向に交差する第二方向で前記複数の蓄電素子を挟んだ状態で、前記一対のエンドプレートに連結される一対の連結部材と、を備え、
前記一対のエンドプレートの少なくとも一方は、
前記一対の連結部材のそれぞれの連結位置同士を結ぶように延びる第一凸部と、
前記第一凸部が延びる所定方向に交差する方向に延びる第二凸部とを有する
蓄電装置。

【請求項2】

前記エンドプレートは、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向において、前記一対の連結部材が配置されない非配置領域を有しており、
前記第二凸部は、前記非配置領域に配置されている
請求項１に記載の蓄電装置。

【請求項3】

前記第二凸部は、前記第一凸部から前記エンドプレートの縁辺に向けて延びている
請求項１または２に記載の蓄電装置。

【請求項4】

前記エンドプレートは、複数のプレートが積層されることで形成されている
請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、分割された一対の外装体に、リチウムイオン電池などの複数の蓄電素子を収容して、一対の外装体の連結面同士を熱溶着した蓄電装置が知られている。このような、蓄電装置においては、複数の蓄電素子を挟む位置に配置された一対の平板状のエンドプレートも外装体内に収容されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－７９５９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

蓄電素子は、充放電に伴って徐々に膨張する特性を有している。このため蓄電素子の膨張が進んでいくと、エンドプレートも変形するおそれがある。エンドプレートが変形してしまうと、蓄電素子の膨張を抑えられずに蓄電素子が損傷したり、外装体が損傷したりして、蓄電装置の信頼性が損なわれる可能性がある。

【0005】

本発明は、エンドプレートの変形を抑制することで、蓄電装置の信頼性の低下を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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、第一方向に配列された複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子を前記第一方向で挟む一対のエンドプレートと、前記第一方向に沿って延びる一対の連結部材であって、前記第一方向に交差する第二方向で前記複数の蓄電素子を挟んだ状態で、前記一対のエンドプレートに連結される一対の連結部材と、を備え、前記一対のエンドプレートの少なくとも一方は、前記一対の連結部材のそれぞれの連結位置同士を結ぶように延びる第一凸部と、前記第一凸部が延びる所定方向に交差する方向に延びる第二凸部とを有する。

【発明の効果】

【0007】

本発明における蓄電装置によれば、信頼性の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。

【図2】実施の形態に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

【図3】実施の形態に係る蓄電装置をさらに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】実施の形態に係る蓄電素子の構成を示す斜視図である。

【図5】実施の形態に係るエンドプレートの構成を示す分解斜視図である。

【図6】実施の形態に係るエンドプレートの構成を示す分解斜視図である。

【図7】実施の形態に係るエンドプレートをＸ軸プラス方向から見た平面図である。

【図8】変形例に係るエンドプレートを示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の一態様に係る蓄電装置は、第一方向に配列された複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子を前記第一方向で挟む一対のエンドプレートと、前記第一方向に沿って延びる一対の連結部材であって、前記第一方向に交差する第二方向で前記複数の蓄電素子を挟んだ状態で、前記一対のエンドプレートに連結される一対の連結部材と、を備え、前記一対のエンドプレートの少なくとも一方は、前記一対の連結部材のそれぞれの連結位置同士を結ぶように延びる第一凸部と、前記第一凸部が延びる所定方向に交差する方向に延びる第二凸部とを有する。

【0010】

これによれば、少なくとも１つのエンドプレートには、一対の連結部材との連結位置同士を結ぶように延びる第一凸部と、当該第一凸部が延びる所定方向に交差する方向に延びる第二凸部とが設けられている。このため、当該エンドプレートに対し、多様な方向の曲げ力が作用したとしても、第一凸部及び第二凸部にてエンドプレートの曲げを抑制することができる。つまり、エンドプレート自体の剛性が高められることになるので、エンドプレートの変形を抑制することができる。これにより、蓄電素子の膨張や、外装体の損傷を抑制することができ、蓄電装置の信頼性の低下を抑制することができる。

【0011】

前記エンドプレートは、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向において、前記一対の連結部材が配置されない非配置領域を有しており、前記第二凸部は、前記非配置領域に配置されていてもよい。

【0012】

ここで、エンドプレートにおいて第三方向で連結部材が配置されていない非配置領域は、連結部材が配置されていないがゆえに、連結位置を起点とした曲げ力を受けやすい。本態様では、非配置領域に第二凸部が設けられているので、エンドプレートにおける連結部材が配置されていない非配置領域を第二凸部で補強でき、当該部分の曲げを抑制することができる。つまり、エンドプレートにおいて変形しやすい部分の変形を抑制することができ、エンドプレートの変形をより確実に抑制することができる。これにより、蓄電素子の膨張や、外装体の損傷をより抑制することができ、蓄電装置の信頼性の低下をより確実に抑制することができる。

【0013】

前記第二凸部は、前記第一凸部から前記エンドプレートの縁辺に向けて延びていてもよい。

【0014】

これによれば、第二凸部が第一凸部からエンドプレートの縁辺に向けて延びているので、第二凸部によってエンドプレートの縁辺近傍までの剛性を高めることができる。これにより、エンドプレート自体の剛性がより高められるので、エンドプレートの変形をより確実に抑制することができる。これにより、蓄電素子の膨張や、外装体の損傷をより抑制することができ、蓄電装置の信頼性の低下をより確実に抑制することができる。

【0015】

前記エンドプレートは、複数のプレートが積層されることで形成されていてもよい。

【0016】

これによれば、複数のプレートが積層されることでエンドプレートが形成されているので、エンドプレート自体の剛性をより高めることが可能である。これにより、エンドプレートの変形をより確実に抑制することができる。したがって、蓄電素子の膨張や、外装体の損傷をより抑制することができ、蓄電装置の信頼性の低下をより確実に抑制することができる。

【0017】

（実施の形態）
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（その変形例も含む）に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

【0018】

以下の説明及び図面中において、複数の蓄電素子の配列方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、蓄電素子と中間スペーサとの並び方向、一対のエンドプレートの並び方向を、Ｘ軸方向と定義する。１つの蓄電素子における一対（正極側及び負極側）の電極端子の並び方向、蓄電素子の容器の短側面の対向方向、または、一対のサイドプレートの並び方向を、Ｙ軸方向と定義する。蓄電装置の外装体本体と外装体蓋体との並び方向、蓄電素子の容器本体と容器蓋部との並び方向、蓄電素子とバスバーとの並び方向、または、上下方向を、Ｚ軸方向と定義する。Ｘ軸方向は第一方向の一例であり、Ｙ軸方向は第二方向の一例であり、Ｚ軸方向は第三方向の一例である。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。

【0019】

以下の説明において、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。単にＸ軸方向という場合は、Ｘ軸プラス方向及びＸ軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が平行であるとは、当該２つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。さらに、以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。

【0020】

［１ 蓄電装置の全般的な説明］
まず、本実施の形態における蓄電装置１０の全般的な説明を行う。図１は、実施の形態に係る蓄電装置１０の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電装置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。図３は、実施の形態に係る蓄電装置１０をさらに分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。なお、図３は、蓄電装置１０における外装体１００及びバスバー７００以外の構成要素を分解して示す分解斜視図である。

【0021】

蓄電装置１０は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電できる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。例えば、蓄電装置１０は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュール（組電池）である。具体的には、蓄電装置１０は、例えば、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）、及び、化石燃料（ガソリン、軽油、液化天然ガス等）自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。蓄電装置１０は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。

【0022】

図１に示すように、蓄電装置１０は、外装体１００を備えている。図２及び図３に示すように、外装体１００の内方には、複数の蓄電素子２００、複数の中間スペーサ３００（３１０～３４０）、一対のエンドプレート４００（４１０、４２０）、一対のサイドプレート５００（５０１、５０２）及び複数のバスバー７００等が収容されている。蓄電装置１０は、上記の構成要素の他、バスバー７００が載置されるバスバーホルダ、蓄電素子２００の充電状態及び放電状態を監視するための回路基板、ヒューズ、リレー及びコネクタ等の電気機器、並びに、蓄電素子２００から排出されるガスを外装体１００の外方へ排気するための排気部等を備えていてもよい。

【0023】

外装体１００は、蓄電装置１０の筐体（外殻）を構成する箱形（略直方体形状）の容器（モジュールケース）である。外装体１００は、複数の蓄電素子２００、複数の中間スペーサ３００、一対のエンドプレート４００、一対のサイドプレート５００及び複数のバスバー７００等の外方に配置され、当該複数の蓄電素子２００等を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。外装体１００は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ＡＢＳ樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、絶縁塗装をした金属等により形成されている。外装体１００は、これにより、蓄電素子２００等が外部の金属部材等に接触することを回避する。なお、蓄電素子２００等の電気的絶縁性が保たれる構成であれば、外装体１００は、金属等の導電部材で形成されていてもよい。

【0024】

外装体１００は、外装体１００の本体を構成する外装体本体１１０と、外装体１００の蓋体を構成する外装体蓋体１２０と、を有している。外装体本体１１０は、上方に開口が形成された有底矩形筒状のハウジング（筐体）であり、蓄電素子２００等を収容する。外装体蓋体１２０は、外装体本体１１０の開口を閉塞する扁平な矩形状の部材である。外装体蓋体１２０は、外装体本体１１０と、接着剤、ヒートシールまたは超音波溶着等によって接合される。外装体蓋体１２０には、一対（正極側及び負極側）の外部端子１２１が設けられている。蓄電装置１０は、この一対の外部端子１２１を介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。

【0025】

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（単電池）であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子２００は、扁平な直方体形状（角形）を有しており、本実施の形態では、８個の蓄電素子２００がＸ軸方向（第一方向）に並んで配列されている。なお、蓄電素子２００の大きさ、形状、及び、配列される蓄電素子２００の個数等は限定されず、例えば２つの蓄電素子２００しか配置されていなくてもよい。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。蓄電素子２００は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。蓄電素子２００は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子２００は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。蓄電素子２００の構成の詳細な説明については、後述する。

【0026】

バスバー７００は、蓄電素子２００に接続される平板状かつ矩形状の部材である。バスバー７００は、複数の蓄電素子２００の上方に配置され、複数の蓄電素子２００が有する電極端子２４０（図４等参照）、及び、外部端子１２１に接続（接合）される。つまり、バスバー７００は、複数の蓄電素子２００の電極端子２４０同士を接続し、かつ、端部の蓄電素子２００の電極端子２４０と外部端子１２１とを接続する。

【0027】

本実施の形態では、バスバー７００と電極端子２４０または外部端子１２１とは、溶接によって接続（接合）されるが、ボルト結合等によって接続（接合）されてもよい。バスバー７００は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル等の金属製の導電部材若しくはそれらの組み合わせ、または、金属以外の導電性の部材で形成されている。本実施の形態では、バスバー７００は、蓄電素子２００を２個ずつ並列に接続して４セットの蓄電素子群を構成し、当該４セットの蓄電素子群を直列に接続する。なお、バスバー７００の接続形態は特に限定されず、複数の蓄電素子２００がどのような組み合わせで直列に接続され、また、並列に接続されるように配置されていてもよい。

【0028】

中間スペーサ３００は、蓄電素子２００の側方（Ｘ軸プラス方向またはＸ軸マイナス方向）に配置され、蓄電素子２００と他の部材とを電気的に絶縁する平板状かつ矩形状の部材である。中間スペーサ３００は、蓄電素子２００を保持し、蓄電素子２００の位置決めを行う機能も有している。ここで、複数の中間スペーサ３００のうち、蓄電素子２００（蓄電素子群）同士の間に配置される中間スペーサ３００を中間スペーサ３１０～３３０とも呼び、蓄電素子２００（蓄電素子群）とエンドプレート４００との間に配置される中間スペーサ３００を中間スペーサ３４０とも呼ぶ。つまり、複数の蓄電素子２００と複数の中間スペーサ３００（中間スペーサ３１０～３４０）とは、Ｘ軸方向に並んで配置されている。

【0029】

中間スペーサ３１０～３３０は、隣り合う２つの蓄電素子２００の間に配置され、当該２つの蓄電素子２００の間を電気的に絶縁するスペーサ（中間スペーサ）である。中間スペーサ３１０は、中間スペーサ３２０及び３３０の間に配置され、中間スペーサ３２０及び３３０よりも厚みが厚く、かつ、剛性が高いスペーサである。中間スペーサ３１０は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス鋼、メッキ鋼板等の金属製の部材で形成されている。なお、中間スペーサ３１０の材質は特に限定されず、剛性が高い絶縁性の部材で形成されていてもよいし、絶縁処理が施されていたりしていてもよい。中間スペーサ３２０及び３３０は、例えば、上記の外装体１００に使用可能ないずれかの樹脂材料等の電気的絶縁性を有する部材、または、マイカ片を集積し、結合することで構成されるダンマ材等の断熱性を有する部材等で形成されている。

【0030】

中間スペーサ３４０は、端部の蓄電素子２００とエンドプレート４００（４１０、４２０）との間に配置され、当該端部の蓄電素子２００とエンドプレート４００（４１０、４２０）との間を電気的に絶縁するスペーサである。中間スペーサ３４０は、例えば、上記の外装体１００に使用可能ないずれかの樹脂材料等の電気的絶縁性を有する部材、または、ダンマ材等の断熱性を有する部材等で形成されている。

【0031】

エンドプレート４００及びサイドプレート５００は、複数の蓄電素子２００の並び方向（Ｘ軸方向）において、蓄電素子２００を外方から圧迫（拘束）する拘束部材である。つまり、エンドプレート４００及びサイドプレート５００は、複数の蓄電素子２００を当該並び方向の両側から挟み込むことで、複数の蓄電素子２００に含まれるそれぞれの蓄電素子２００を当該並び方向の両側から圧迫（拘束）する。

【0032】

エンドプレート４００及びサイドプレート５００は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス鋼、メッキ鋼板等の金属製の部材で形成されている。なお、エンドプレート４００及びサイドプレート５００の材質は特に限定されず、剛性が高い絶縁性の部材で形成されていてもよいし、絶縁処理が施されていたりしていてもよい。

【0033】

具体的には、エンドプレート４００は、複数の蓄電素子２００及び複数の中間スペーサ３００（３１０～３４０）のＸ軸方向両側に配置され、当該複数の蓄電素子２００等を、これらの並び方向（Ｘ軸方向）の両側から挟み込んで保持する板状の部材（挟持部材）である。ここで、一対のエンドプレート４００のうち、Ｘ軸プラス方向側のエンドプレート４００をエンドプレート４１０とも呼び、Ｘ軸マイナス方向側のエンドプレート４００をエンドプレート４２０とも呼ぶ。つまり、一対のエンドプレート４１０及び４２０は、Ｘ軸方向（所定の方向）で複数の蓄電素子２００及び複数の中間スペーサ３００を挟む位置に配置されて、これらを挟持する。エンドプレート４００の詳細については後述する。

【0034】

サイドプレート５００は、両端が一対のエンドプレート４００（４１０、４２０）に取り付けられて、一対のエンドプレート４００を繋ぐことで、複数の蓄電素子２００及び複数の中間スペーサ３００（３１０～３４０）を拘束する板状の部材である。つまり、サイドプレート５００は、複数の蓄電素子２００及び複数の中間スペーサ３００を跨ぐようにＸ軸方向に延びて一対のエンドプレート４００に連結される連結部材である。サイドプレート５００は、一対のエンドプレート４００に連結されることで、複数の蓄電素子２００等に対してこれらの並び方向（Ｘ軸方向）における拘束力を付与する。

【0035】

本実施の形態では、複数の蓄電素子２００及び複数の中間スペーサ３００（３１０～３４０）のＹ軸方向両側方に、一対のサイドプレート５００が配置される。本実施の形態では、一対のサイドプレート５００は、当該複数の蓄電素子２００等のＹ軸方向両側方におけるＺ軸プラス方向寄りに配置される。そして、一対のサイドプレート５００のそれぞれが、Ｘ軸方向両端部において、一対のエンドプレート４００のＹ軸方向端部に取り付けられる。これにより、一対のサイドプレート５００は、一対のエンドプレート４００とともに、当該複数の蓄電素子２００等をＸ軸方向の両側及びＹ軸方向の両側から挟み込んで拘束する。

【0036】

具体的には、サイドプレート５００は、Ｘ軸方向の両端部が蓄電素子２００側に向けて折り曲げられた形状を有している。サイドプレート５００の当該両端部は、Ｚ軸方向に並ぶ複数（本実施の形態では、２つ）の接続部材５００ａによって、エンドプレート４００（４１０、４２０）に連結される。本実施の形態では、接続部材５００ａは、ボルトであり、エンドプレート４００が有するナット４５０（図６参照）と締め付け合うことにより結合される。ここで、一対のサイドプレート５００のうち、Ｙ軸プラス方向側のサイドプレート５００をサイドプレート５０１とも呼び、Ｙ軸マイナス方向側のサイドプレート５００をサイドプレート５０２とも呼ぶ。

【0037】

また、サイドプレート５００において折り曲げられた角部には、強度を高めるための複数の絞り部５１０が形成されている。各絞り部５１０は、角部の内方に向けて凸となるように絞り加工で形成されている。

【0038】

［２ 蓄電素子の説明］
次に、蓄電素子２００の構成について、詳細に説明する。図４は、実施の形態に係る蓄電素子２００の構成を示す斜視図である。具体的には、図４は、図３に示した複数の蓄電素子２００のうちの１つの蓄電素子２００の外観を拡大して示している。なお、当該複数の蓄電素子２００は、全て同様の構成を有しているため、以下では、１つの蓄電素子２００の構成について詳細に説明する。

【0039】

図４に示すように、蓄電素子２００は、容器２１０と、一対（正極側及び負極側）の電極端子２４０と、上部ガスケット２５０と、を備えている。また、容器２１０の内方には、下部ガスケット、電極体、一対（正極側及び負極側）の集電体、及び、電解液（非水電解質）等が収容されているが、これらの図示は省略する。当該電解液としては、蓄電素子２００の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。

【0040】

蓄電素子２００は、上記の構成要素の他、電極体の側方または下方等に配置されるスペーサ、及び、電極体等を包み込む絶縁フィルム等を有していてもよい。さらに、容器２１０の周囲には、容器２１０の外面を覆う絶縁フィルム（シュリンクチューブ等）が配置されていてもよい。当該絶縁フィルムの材質は、蓄電素子２００に必要な絶縁性を確保できるものであれば特に限定されないが、例えば、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ、ＰＰＳ、ＰＥＴ、ＰＢＴまたはＡＢＳ樹脂等の絶縁性の樹脂、エポキシ樹脂、カプトン（登録商標）、テフロン（登録商標）、シリコン、ポリイソプレン、及びポリ塩化ビニルなどを例示することができる。

【0041】

容器２１０は、開口が形成された容器本体２２０と、容器本体２２０の当該開口を閉塞する蓋体２３０と、を有する直方体形状（角形または箱形）のケースである。容器本体２２０は、容器２１０の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Ｚ軸プラス方向側に開口が形成されている。蓋体２３０は、容器２１０の蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体２２０のＺ軸プラス方向側にＹ軸方向に延びて配置されている。蓋体２３０には、容器２１０内方の圧力が過度に上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁２３１、及び、容器２１０内方に電解液を注液するための注液部（図示せず）等が設けられている。容器２１０（容器本体２２０及び蓋体２３０）の材質は、特に限定されず、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能（接合可能）な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。容器２１０は、電極体等を容器本体２２０の内方に収容後、容器本体２２０と蓋体２３０とが溶接等によって接合されることにより、内部が密封される構造となっている。

【0042】

容器２１０は、Ｘ軸方向両側の側面に一対の長側面２１１を有し、Ｙ軸方向両側の側面に一対の短側面２１２を有し、Ｚ軸マイナス方向側に底面２１３を有している。長側面２１１は、容器２１０の長側面を形成する矩形状の平面部である。長側面２１１は、短側面２１２及び底面２１３に隣接している。短側面２１２は、容器２１０の短側面を形成する矩形状の平面部であり、サイドプレート５００とＹ軸方向において対向して配置される。底面２１３は、容器２１０の底面を形成する矩形状の平面部であり、長側面２１１及び短側面２１２に隣接して配置される。

【0043】

電極端子２４０は、蓋体２３０に配置される蓄電素子２００の端子部材（正極端子及び負極端子）であり、集電体を介して、電極体の正極板及び負極板に電気的に接続されている。つまり、電極端子２４０は、電極体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部材である。電極端子２４０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などで形成されている。

【0044】

電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素（発電要素）である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートまたは不織布等を用いることができる。本実施の形態では、電極体は、極板（正極板及び負極板）がＸ軸方向に積層されて形成されている。なお、電極体は、極板（正極板及び負極板）が巻回されて形成された巻回型の電極体、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型（スタック型）の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体等、どのような形態の電極体でもよい。

【0045】

集電体は、電極端子２４０と電極体とに電気的に接続される導電性の部材（正極集電体及び負極集電体）である。なお、正極集電体は、正極板の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極集電体は、負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。

【0046】

上部ガスケット２５０は、蓋体２３０と電極端子２４０との間に配置され、蓋体２３０と電極端子２４０との間を絶縁し、かつ封止するガスケットである。下部ガスケットは、蓋体２３０と集電体との間に配置され、蓋体２３０と集電体との間を絶縁し、かつ封止するガスケットである。上部ガスケット２５０及び下部ガスケットは、電気的絶縁性を有していればどのような素材で形成されていてもよい。

【0047】

［３ エンドプレートの説明］
次に、エンドプレート４００（４１０、４２０）の構成について詳細に説明する。エンドプレート４１０とエンドプレート４２０とは同様の構成を有している。このため、以下では、エンドプレート４１０の構成を中心に説明し、エンドプレート４２０の構成は、エンドプレート４１０の構成に準ずるものとし、詳細な説明を省略する。具体的には、エンドプレート４２０は、エンドプレート４１０をＺ軸まわりに１８０度回転させた場合と同様の構成である。

【0048】

図５及び図６は、実施の形態に係るエンドプレート４１０の構成を示す分解斜視図である。具体的には、図５はエンドプレート４１０をＸ軸プラス方向から見た分解斜視図であり、図６はエンドプレート４１０をＸ軸マイナス方向から見た分解斜視図である。図７は、実施の形態に係るエンドプレート４１０をＸ軸プラス方向から見た平面図である。図７では、一対のサイドプレート５００を二点鎖線で図示しており、エンドプレート４１０は、Ｚ軸方向において一対のサイドプレート５００が配置されない非配置領域Ｎを有している。

【0049】

図５～図７に示すように、エンドプレート４１０は、第一プレート４３０と、第二プレート４６０とを有しており、これらが例えば溶接によって接合され一体化されている。

【0050】

第一プレート４３０は、第二プレート４６０におけるＸ軸プラス方向の主面に積層される板材であり、本実施形態では板金である。具体的には、第一プレート４３０は、複数の凸部４４０と、複数の凹部４９０とを有している。第一プレート４３０を全体的に見た場合、各凸部４４０はＸ軸プラス方向に突出した部位であり、各凹部４９０はＸ軸マイナス方向に窪んだ部位である。各凸部４４０の天壁４４３は、Ｘ軸方向で同位置に配置された、ＹＺ平面に平行な平板部である。同様に、各凹部４９０の底壁４９１は、Ｘ軸方向で同位置に配置された、ＹＺ平面に平行な平板部である。

【0051】

複数の凸部４４０は、Ｙ軸方向に延びた一対の第一凸部４４１と、Ｚ軸方向に延びた一対の第二凸部４４２とを含んでいる。具体的には、各第一凸部４４１は、第一プレート４３０のＹ軸方向の全体にわたって連続的に延びいる。一対の第一凸部４４１のうち、一方の第一凸部４４１は、第一プレート４３０の上部に配置されており、他方の第一凸部４４１は第一プレート４３０においてＺ軸方向の中間部に配置されている。他方の第一凸部４４１の下部は、全幅（Ｙ軸方向の全長）にわたって非配置領域Ｎ内に進入している（図７参照）。

【0052】

各第一凸部４４１の天壁４４３には、一対の貫通孔４４５が設けられている。具体的には、各貫通孔４４５は、各天壁４４３のＹ軸方向の両端部に配置され、Ｘ軸方向に貫通している。各天壁４４３のＸ軸マイナス方向の面には、一対のナット４５０が固定されている（図６参照）。各ナット４５０は、ネジ孔が各貫通孔４４５に連なって通じるように、溶接などにより各天壁４４３に固定されている。

【0053】

各第一凸部４４１内に設けられた各ナット４５０には、接続部材５００ａが締め付けられ結合されることでサイドプレート５００の端部と第一プレート４３０とが結合される。具体的には、第一プレート４３０のＹ軸プラス方向の端部には、サイドプレート５０１の端部が重ね合わされた状態で、各接続部材５００ａがＹ軸プラス方向の各貫通孔４４５を介して各ナット４５０に締め付けられ結合される。第一プレート４３０のＹ軸マイナス方向の端部には、サイドプレート５０２の端部が重ね合わされた状態で、各接続部材５００ａがＹ軸マイナス方向の各貫通孔４４５を介して各ナット４５０に締め付けられ結合される。このように、第一プレート４３０において各貫通孔４４５は、一対のサイドプレート５００との連結位置である。各第一凸部４４１は、一対のサイドプレート５００との連結位置同士を結ぶように連続的に延びている。

【0054】

また、各第一凸部４４１の天壁４４３には、一対の貫通孔４４５の中間位置に、第二プレート４６０との位置決めをするための位置決め孔４４６がＸ軸方向に貫通するように形成されている。

【0055】

各第二凸部４４２は、他方の第一凸部４４１から第一プレート４３０の下端まで連続的に延びている。各第二凸部４４２は、エンドプレート４１０における非配置領域Ｎに配置されている（図７参照）。具体的には、一対の第二凸部４４２のうち、一方の第二凸部４４２は、非配置領域Ｎ内においてＹ軸プラス方向に寄った位置に配置されており、他方の第二凸部４４２は非配置領域Ｎ内においてＹ軸マイナス方向に寄った位置に配置されている。各第二凸部４４２の天壁４４３には、Ｚ軸方向の中間位置に、第二プレート４６０との位置決めをするための位置決め孔４４６がＸ軸方向に貫通するように形成されている。

【0056】

複数の凹部４９０は、第一プレート４３０において複数の第一凸部４４１が形成されていない各部位である。具体的には、第一プレート４３０内において、一方の第一凸部４４１よりも上方の部位、一対の第一凸部４４１の間の部位、一方の第二凸部４４２よりもＹ軸プラス方向の部位、他方の第二凸部４４２よりもＹ軸マイナス方向の部位、一対の第二凸部４４２の間の部位のそれぞれが凹部４９０である。

【0057】

このように、第一プレート４３０は、一対のサイドプレート５００の連結位置同士を結ぶように延びた第一凸部４４１と、当該第一凸部４４１が延びる所定方向（Ｘ軸方向）に交差する方向（Ｚ軸方向）に延びた第二凸部４４２とが設けられている。このため、第一プレート４３０に対し、多様な方向の曲げ力が作用したとしても、第一凸部４４１及び第二凸部４４２にて第一プレート４３０の曲げを抑制することができる。例えば、第一プレート４３０の中央部分がＺ軸方向視でＸ軸プラス方向に向けて凸となる湾曲状に曲げられようとしたとしても、一対の第一凸部４４１がＹ軸方向に沿って延びているためにこの第一プレート４３０の曲げが抑制されることになる。また、第一プレート４３０の下端縁がＹ軸方向視でＸ軸プラス方向に曲げられようとしたとしても、一対の第二凸部４４２がＺ軸方向に沿って延びているために、この第一プレート４３０の曲げが抑制されることになる。

【0058】

第二プレート４６０は、第一プレート４３０と複数の蓄電素子２００との間に配置され、第一プレート４３０に重なる板材であり、本実施形態では平板状の板金である。具体的には、第二プレート４６０は、Ｘ軸プラス方向の中間スペーサ３４０と第一プレート４３０との間に配置され、これらに直接的に重ねられている。

【0059】

図７に示すように、第二プレート４６０は、Ｙ軸方向の両端部が第一プレート４３０から突出する形状に形成されている。具体的には、第二プレート４６０のＹ軸方向の両端部は、Ｚ軸方向の全体にわたって連続的に第一プレート４３０から突出する突出部４６１である。各突出部４６１の下端部には、Ｚ軸方向に延びる切欠４６２が形成されている。

【0060】

第二プレート４６０において一対の突出部４６１の間の部位は、Ｘ軸方向視で第一プレート４３０に重畳する重畳部４６３である。重畳部４６３は、第一プレート４３０の全ての凹部４９０の底壁４９１に重ね合わされており、その少なくとも一部が溶接されることで、第一プレート４３０と第二プレート４６０とが一体化されている。

【0061】

重畳部４６３には、Ｘ軸方向に貫通した複数の位置決め孔４６４が形成されている。複数の位置決め孔４６４は、第一プレート４３０の各位置決め孔４４６に対応する位置に配置されている。製造時においては、第一プレート４３０の各位置決め孔４４６と、第二プレート４６０の各位置決め孔４６４とを連なって通じさせて、各位置決め孔４４６、４６４に対して治具を挿入する。これにより、第一プレート４３０と第二プレート４６０とが位置決めされる。この状態で溶接することで、第一プレート４３０と第二プレート４６０とが正規な位置で溶接され一体化される。

【0062】

ここで、第二プレート４６０は平板状に形成されており、第一プレート４３０の複数の凹部４９０の底壁４９１に重ね合わされている。例えば外部からの衝撃を第一プレート４３０が受けた場合、複数の凹部４９０から第二プレート４６０に応力が伝達されるが、第二プレート４６０は複数の凹部４９０に当接しているので応力を分散させることができる。したがって、蓄電素子２００に大きな応力が加わることを抑えることができ、蓄電素子２００の損傷をより抑制することができる。

【0063】

さらに、第二プレート４６０は平板状に形成されているのに対し、第一プレート４３０は凹凸構造を有している。つまり、第二プレート４６０は、第一プレート４３０よりも表面積が小さいため、第二プレート４６０を第一プレート４３０よりも軽量化にすることができる。一方、図７に示すように、第二プレート４６０は、第一プレート４３０よりもＸ軸方向視における投影面積が大きい。このため、第一プレート４３０が受けた衝撃をより広範囲に分散させることも可能である。

【0064】

［４ 効果の説明］
以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１０によれば、エンドプレート４００には、一対のサイドプレート５００との連結位置同士を結ぶように延びた第一凸部４４１と、当該第一凸部４４１が延びる所定方向に交差する方向に延びた第二凸部４４２とが設けられている。このため、当該エンドプレート４００に対し、多様な方向の曲げ力が作用したとしても、第一凸部４４１及び第二凸部４４２にてエンドプレート４００の曲げを抑制することができる。つまり、エンドプレート４００自体の剛性が高められることになるので、エンドプレート４００の変形を抑制することができる。これにより、蓄電素子２００の膨張や、外装体１００の損傷を抑制することができ、蓄電装置１０の信頼性の低下を抑制することができる。

【0065】

本実施の形態では、第一プレート４３０に凹凸構造を設けることで高剛性化が図られているので、第一プレート４３０の高重量化も抑制することが可能である。

【0066】

ここで、エンドプレート４００において第三方向（Ｚ軸方向）でサイドプレート５００が配置されていない非配置領域Ｎは、サイドプレート５００が配置されていないがゆえに、連結位置を起点とした曲げ力を受けやすい。本実施の形態では、非配置領域Ｎに第二凸部４４２が設けられているので、エンドプレート４００の非配置領域Ｎを第二凸部４４２で補強でき、当該部分の曲げを抑制することができる。つまり、エンドプレート４００において変形しやすい部分の変形を抑制することができ、エンドプレート４００の変形をより確実に抑制することができる。これにより、蓄電素子２００の膨張や、外装体１００の損傷をより抑制することができ、蓄電装置１０の信頼性の低下をより確実に抑制することができる。

【0067】

第二凸部４４２が他方の第一凸部４４１からエンドプレート４００の下縁辺まで延びいるので、第二凸部４４２によってエンドプレート４００の下縁辺までの剛性を高めることができる。これにより、エンドプレート４００自体の剛性がより高められるので、エンドプレート４００の変形をより確実に抑制することができる。これにより、蓄電素子２００の膨張や、外装体１００の損傷をより抑制することができ、蓄電装置１０の信頼性の低下をより確実に抑制することができる。

【0068】

第一プレート４３０及び第二プレート４６０が積層されることでエンドプレート４００が形成されているので、エンドプレート４００自体の剛性をより高めることが可能である。これにより、エンドプレート４００の変形をより確実に抑制することができる。したがって、蓄電素子２００の膨張や、外装体１００の損傷をより抑制することができ、蓄電装置１０の信頼性の低下をより確実に抑制することができる。

【0069】

ここで、第一凸部４４１と第二凸部４４２とが分断されていると、これらの境界に応力が集中して曲がりやすくなってしまうおそれがある。本実施の形態では、第一凸部４４１と第二凸部４４２とが連続的に形成されているので、これらの境界でエンドプレート４００が曲がってしまうことを抑制することができる。したがって、エンドプレート４００自体の剛性をより高めることができ、エンドプレート４００の変形をより確実に抑制することができる。

【0070】

また、第一凸部４４１と第二凸部４４２とが反対方向に突出している場合には、その反転箇所に応力が集中し、曲がりやすくなってしまうおそれがある。本実施の形態では、第一凸部４４１と第二凸部４４２とが同方向に突出しているので、反転箇所がなく応力も集中しにくい。したがって、エンドプレート４００自体の剛性をより高めることができ、エンドプレート４００の変形をより確実に抑制することができる。

【0071】

［５ 変形例の説明］
以上、本実施の形態に係る蓄電装置１０について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲には、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。以降の説明において、上記実施の形態と同一の部分においては同一の符号を付しその説明を省略する場合がある。

【0072】

例えば、上記実施の形態では、第二凸部４４２が非配置領域Ｎのみに設けられたエンドプレート４００を例示した。しかしながら第二凸部は非配置領域Ｎ以外にも設けられていてもよい。図８は、変形例に係るエンドプレート４１０ａを示す平面図である。この図８に示すエンドプレート４１０ａでは、各第二凸部４４２ａが第一プレート４３０ａの下端部から、上端部まで連続的に形成されており、非配置領域Ｎ以外の領域にも設けられている。このため、各第二凸部４４２ａは、各第一凸部４４１ａに対して連続的に形成されている。また、各第二凸部４４２ａは、一方の第一凸部４４１ａから第一プレート４３０ａの下端縁まで延びているので、第二凸部４４２ａによって第一プレート４３０ａの下端縁までの剛性も高めることができる。つまり、エンドプレート４１０ａの剛性が高められる。なお、第二凸部は非配置領域を回避して設けられていてもよい。

【0073】

上記実施の形態では、二枚式のエンドプレート４００を例示したが、第一プレートのみからなる一枚式のエンドプレートであってもよい。

【0074】

上記実施の形態では、第一プレート４３０と第二プレート４６０とが別部材であるエンドプレート４００を例示した。しかしながら一枚の板金を折り曲げ加工することで、第一プレートと第二プレートとが連続したエンドプレートであってもよい。

【0075】

上記実施の形態では、エンドプレート４００と蓄電素子２００との間に中間スペーサ３４０が介在している場合を例示したが、中間スペーサ３４０が介在せずにエンドプレートと蓄電素子とが直接的に重なっていてもよい。

【0076】

上記実施の形態では、第一凸部４４１及び第二凸部４４２のそれぞれが一対設けられている場合を例示した。しかしながら、第一凸部４４１及び第二凸部４４２のそれぞれの設置個数は如何様でもよい。

【0077】

上記実施の形態では、第一凸部４４１がＹ軸方向に沿って延びている場合を例示した。しかしながら、第一凸部は一対の連結部材との連結位置同士を結ぶように延びているのであれば、Ｙ軸方向に対し傾くように延びていてもよい。

【0078】

上記実施の形態では、第二凸部４４２がＺ軸方向に沿って延びている場合を例示した。しかしながら、第二凸部は第一凸部が延びる所定方向に対して交差しているのであれば、Ｚ軸方向に傾いて延びていてもよい。

【0079】

上記実施の形態では、一対のエンドプレート４００のそれぞれが同様の構成である場合を例示した。しかしながら、一方のエンドプレートのみが第一凸部及び第二凸部を有していてもよい。

【0080】

上記実施の形態では、第二凸部４４２が第一凸部４４１からエンドプレート４００の縁辺まで延びている場合を例示した。しかしながら、第二凸部は、エンドプレート４００の中間位置までしか延びていなくてもよいし、縁辺の手前までしか延びていなくてもよい。

【0081】

上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

【産業上の利用可能性】

【0082】

本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子を備えた蓄電装置等に適用できる。

【符号の説明】

【0083】

１０ 蓄電装置
１００ 外装体
１１０ 外装体本体
１２０ 外装体蓋体
１２１ 外部端子
２００ 蓄電素子
２１０ 容器
２１１ 長側面
２１２ 短側面
２１３ 底面
２２０ 容器本体
２３０ 蓋体
２３１ ガス排出弁
２４０ 電極端子
２５０ 上部ガスケット
３００、３１０、３２０、３３０、３４０ 中間スペーサ
４００、４１０ａ、４１０、４２０ エンドプレート
４３０、４３０ａ 第一プレート
４４０ 凸部
４４１、４４１ａ 第一凸部
４４２、４４２ａ 第二凸部
４４３ 天壁
４４５ 貫通孔（連結位置）
４４６、４６４ 位置決め孔
４５０ ナット
４６０ 第二プレート
４６１ 突出部
４６２ 切欠
４６３ 重畳部
４９０ 凹部
４９１ 底壁
５００、５０１、５０２ サイドプレート（連結部材）
５００ａ 接続部材
５１０ 絞り部
７００ バスバー
Ｎ 非配置領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】