特開 2023-94757 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】P2023094757

(43)【公開日】2023-07-06

(54)【発明の名称】蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/6555 20140101AFI20230629BHJP

   H01M 10/658 20140101ALI20230629BHJP

   H01M 10/651 20140101ALI20230629BHJP

   H01M 10/613 20140101ALI20230629BHJP

   H01M 10/647 20140101ALI20230629BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20230629BHJP

   H01M 10/627 20140101ALI20230629BHJP

   H01G 11/10 20130101ALI20230629BHJP

   H01M 50/249 20210101ALN20230629BHJP

   H01M 10/625 20140101ALN20230629BHJP

【ＦＩ】

H01M10/6555

H01M10/658

H01M10/651

H01M10/613

H01M10/647

H01M50/209

H01M10/627

H01G11/10

H01M50/249

H01M10/625

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021210258

(22)【出願日】2021-12-24

(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】山根 久幸

(72)【発明者】

【氏名】川内 智弘

(72)【発明者】

【氏名】宮脇 康貴

(72)【発明者】

【氏名】時井 敦志

【テーマコード（参考）】

5E078

5H031

5H040

【Ｆターム（参考）】

5E078AA15

5E078AB01

5E078AB13

5E078BA26

5E078CA06

5E078DA02

5E078DA05

5E078FA02

5E078FA12

5E078FA13

5E078HA05

5E078HA12

5E078HA13

5E078JA02

5E078JA04

5E078JA05

5E078JA07

5E078JA08

5E078JA10

5H031AA09

5H031HH00

5H031KK01

5H031KK02

5H040AA27

5H040AA37

5H040AS01

5H040AS04

5H040AS05

5H040AS06

5H040AS07

5H040AT02

5H040AT04

5H040AT06

5H040AY05

5H040AY10

5H040NN03

(57)【要約】

【課題】過剰に高温化した蓄電素子から他の蓄電素子への熱影響を抑制可能な蓄電装置を提供する。
【解決手段】第一方向（Ｙ軸方向）に沿って配列された複数の蓄電素子１００からなる素子列１００ａが、第一方向に直交する第二方向（Ｘ軸方向）に沿って複数、配列された蓄電装置１０である。蓄電装置１０は、第一方向で隣り合う一対の蓄電素子１００の間には、断熱材３２０と、前記断熱材３２０よりも熱伝導率の高い第一熱伝導部材３１０とが積層されている。前記第一熱伝導部材３１０は、前記第二方向で隣り合う他の素子列１００ａに含まれる一対の蓄電素子１００の間まで延びている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一方向に沿って配列された複数の蓄電素子からなる素子列が、前記第一方向に直交する第二方向に沿って複数、配列された蓄電装置であって、
前記第一方向で隣り合う一対の蓄電素子の間には、断熱材と、前記断熱材よりも熱伝導率の高い第一熱伝導部材とが積層されており、
前記第一熱伝導部材は、前記第二方向で隣り合う他の素子列に含まれる一対の蓄電素子の間まで延びている
蓄電装置。

【請求項2】

前記第二方向で隣り合う一対の前記素子列間では、前記第一熱伝導部材が前記断熱材から露出されている
請求項１に記載の蓄電装置。

【請求項3】

前記一対の蓄電素子間において、前記第一熱伝導部材は、一対の前記断熱材により前記第一方向で挟まれている
請求項１または２に記載の蓄電装置。

【請求項4】

前記複数の素子列に含まれる複数の蓄電素子のうち、前記第一方向の端部に位置し、前記第二方向で隣り合う少なくとも２つ蓄電素子は、前記第一方向の外方の第一側面同士に、前記断熱材よりも熱伝導率の高い第二熱伝導部材が架け渡されている
請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。

【請求項5】

前記蓄電素子は、直方体状の蓄電素子であり、
前記素子列では、複数の前記蓄電素子が前記直方体状の最も広い面同士を対向させるように配列されている
請求項１～４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】

従来より、Ｘ軸方向に沿って配列された複数の蓄電素子からなる素子列が、Ｙ軸方向に沿って複数、配列された蓄電装置が知られている（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２０１９－１２５４７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、例えば一つの蓄電素子が不具合を生じて過剰に高温化してしまうと、この熱が当該蓄電素子に隣り合う他の蓄電素子に伝達され、他の蓄電素子も過剰に高温化してしまうおそれがある。

【0005】

本発明の目的は、所定の蓄電素子から他の蓄電素子への熱影響を抑制可能な蓄電装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係る蓄電装置は、第一方向に沿って配列された複数の蓄電素子からなる素子列が、前記第一方向に直交する第二方向に沿って複数、配列された蓄電装置であって、前記第一方向で隣り合う一対の蓄電素子の間には、断熱材と、前記断熱材よりも熱伝導率の高い第一熱伝導部材とが積層されており、前記第一熱伝導部材は、前記第二方向で隣り合う他の素子列に含まれる一対の蓄電素子の間まで延びている。

【発明の効果】

【0007】

本発明における蓄電装置によれば、所定の蓄電素子から他の蓄電素子への熱影響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構成を示す斜視図である。

【図2】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3】実施の形態に係る蓄電装置の上面図である。

【図4】実施の形態に係る蓄電装置の断面図である。

【図5】実施の形態に係る蓄電装置において、１つの蓄電素子に異常が発生した場合の熱の流れを示す上面図である。

【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、第一方向に沿って配列された複数の蓄電素子からなる素子列が、前記第一方向に直交する第二方向に沿って複数、配列された蓄電装置であって、前記第一方向で隣り合う一対の蓄電素子の間には、断熱材と、前記断熱材よりも熱伝導率の高い第一熱伝導部材とが積層されており、前記第一熱伝導部材は、前記第二方向で隣り合う他の素子列に含まれる一対の蓄電素子の間まで延びている。

【0010】

これによれば、断熱材には、当該断熱材よりも熱伝導率の高い第一熱伝導部材が積層されており、この第一熱伝導部材は、他の素子列に含まれる一対の蓄電素子の間まで延びている。このため、一方の蓄電素子から伝わった熱を第一熱伝導部材で、他の素子列の蓄電素子へと分散させることができる。このように、一対の蓄電素子間に断熱材及び第一熱伝導部材の積層構造を設けることで、周囲の複数の蓄電素子に熱を分散することができ、特定の蓄電素子に集中して熱が伝導して高熱化するのを防ぐことができる。したがって、過剰に高温化した一方の蓄電素子から他方の蓄電素子への熱影響を抑制することが可能である。

【0011】

前記第二方向で隣り合う一対の前記素子列間では、前記第一熱伝導部材が前記断熱材から露出されていてもよい。

【0012】

これによれば、第二方向で隣り合う一対の素子列間では、第一熱伝導部材が断熱材から露出されているので、当該一対の素子列間では第一熱伝導部材が空気で断熱されることになる。つまり、断熱材の使用量を抑えつつも、一対の素子列間では高い断熱性を維持することが可能である。

【0013】

前記一対の蓄電素子間において、前記第一熱伝導部材は、一対の前記断熱材により前記第一方向で挟まれていてもよい。

【0014】

これによれば、第一方向で隣り合う一対の蓄電素子間では一対の断熱材が第一方向で第一熱伝導部材を挟んでいるので、一方の蓄電素子が過剰に高温化したとしても、各断熱材によって他方の蓄電素子に対する伝熱量をさらに低減することができる。

【0015】

前記複数の素子列に含まれる複数の蓄電素子のうち、前記第一方向の端部に位置し、前記第二方向で隣り合う少なくとも２つ蓄電素子は、前記第一方向の外方の第一側面同士に、前記断熱材よりも熱伝導率の高い第二熱伝導部材が架け渡されていてもよい。

【0016】

これによれば、第一方向の端部に位置し、第二方向で隣り合う少なくとも２つ蓄電素子の第一側面同士に、第二熱伝導部材が架け渡されているので、この第二熱伝導部材を熱の分散経路とすることができる。したがって、過剰に高温化した一方の蓄電素子の熱をより広範囲に分散することができる。

【0017】

前記蓄電素子は、直方体状の蓄電素子であり、前記素子列では、複数の前記蓄電素子が前記直方体状の最も広い面同士を対向させるように配列されていてもよい。

【0018】

これによれば、直方体状の蓄電素子において長側面（最も広い面）は短側面よりも面積が大きいのでそれだけ隣り合う他方の蓄電素子への伝熱量も大きい。本態様では、直方体状の蓄電素子の最も広い面同士が第一方向で対向しており、この最も広い面同士の間に断熱材及び第一熱伝導部材が介在することになる。つまり、伝熱量が大きくなりうる蓄電素子の配置レイアウトであったとしても、断熱材で一対の蓄電素子間の伝熱量を抑制することができ、さらに第一熱伝導部材で伝熱量を分散させることができる。これらのことにより、直方体状の蓄電素子を用いた蓄電装置であったとしても、他の蓄電素子に対する熱影響を抑制することが可能である。

【0019】

（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。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。

【0020】

以下の説明及び図面中において、蓄電素子が有する一対の電極端子の並び方向、蓄電素子の容器における一対の短側面の対向方向、または、上下方向から見た蓄電素子の長手方向を、Ｘ軸方向と定義する。蓄電素子の容器における一対の長側面の対向方向または蓄電素子の容器の厚み方向（扁平方向）を、Ｙ軸方向と定義する。蓄電素子の電極端子の突出方向、蓄電素子の容器本体と容器蓋部との並び方向、または、上下方向を、Ｚ軸方向と定義する。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。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。

【0021】

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。以下では、Ｙ軸方向を第一方向とも呼び、Ｘ軸方向を第二方向とも呼ぶ。平行及び直交等の、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。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。

【0022】

［蓄電装置の説明］
本実施の形態における蓄電装置１０の構成について、説明する。図１は、実施の形態に係る蓄電装置１０の構成を示す斜視図である。

【0023】

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る。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、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。

【0024】

図１に示すように、蓄電装置１０は、複数の蓄電素子１００と、複数の断熱部３００と、複数の蓄電素子１００及び断熱部３００が収容される外装体２００と、を備えている。蓄電装置１０は、蓄電素子１００を直列または並列に接続するバスバーも備えているが、図示及び説明は省略する。蓄電装置１０は、上記の構成要素の他、バスバーの位置決めを行うバスバーフレーム、外装体２００の開口部２０１を塞ぐ蓋体、並びに、蓄電素子１００の充電状態及び放電状態等を監視または制御する回路基板及びリレー等の電気機器等も備えていてもよい。外部の装置と電気的に接続するための外部端子（正極外部端子及び負極外部端子）の端子台が外装体２００等に取り付けられ、当該端子台に外部端子が配置される等、蓄電装置１０が外部端子を備えていてもよい。

【0025】

外装体２００の内方に配置される蓄電素子１００の数は特に限定されないが、本実施の形態では、外装体２００の内方に、１８個の蓄電素子１００が配置されている。具体的には、外装体２００の内方において、Ｙ軸方向（第一方向）に沿って配列された６つの蓄電素子１００からなる素子列１００ａが、Ｘ軸方向（第二方向）に沿って３つ配列されている。以下、蓄電素子１００及び外装体２００の構成について、詳細に説明する。

【0026】

［蓄電素子の説明］
まず、蓄電素子１００の構成について、詳細に説明する。図２は、実施の形態に係る蓄電素子１００の構成を示す斜視図である。蓄電装置１０が備える蓄電素子１００は、全て同様の構成を有しているため、図２では１つの蓄電素子１００を図示している。

【0027】

蓄電素子１００は、電気を充電し、また、電気を放電できる二次電池（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１００は、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向（第二方向）に長い形状を有している。本実施の形態では、蓄電素子１００は、Ｙ軸方向に扁平な直方体形状（角形、角型）を有している。蓄電素子１００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１００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１００は、固体電解質を用いた電池であってもよい。蓄電素子１００は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。

【0028】

図２に示すように、蓄電素子１００は、容器１１０と、一対（正極及び負極）の電極端子１５０とを備え、容器１１０の内方には、電極体１６０と、一対（正極及び負極）の集電体１７０とが収容されている。容器１１０の内方には電解液（非水電解質）も封入され、電極端子１５０及び集電体１７０と容器１１０（後述の容器蓋部１３０）との間にはガスケットが配置されているが、これらの図示は省略する。当該電解液としては、蓄電素子１００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。ガスケットは、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。蓄電素子１００は、上記の構成要素の他、電極体１６０の側方または下方等に配置されるスペーサ、電極体１６０等を包み込む絶縁フィルム、及び、容器１１０の外面を覆う絶縁フィルム（シュリンクチューブ等）等を有していてもよい。

【0029】

容器１１０は、開口が形成された容器本体１２０と、容器本体１２０の当該開口を閉塞する容器蓋部１３０と、を有する扁平な直方体形状（角形または箱形）のケースである。容器本体１２０は、容器１１０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。容器蓋部１３０は、容器１１０の蓋部を構成するＸ軸方向に長い矩形状の板状部材であり、容器本体１２０のＺ軸プラス方向に配置されている。容器蓋部１３０には、容器１１０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、及び、容器１１０内方に電解液を注液するための注液部等が設けられていてもよい。容器１１０（容器本体１２０及び容器蓋部１３０）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。

【0030】

容器１１０は、電極体１６０等を容器本体１２０の内方に収容後、容器本体１２０と容器蓋部１３０とが溶接等によって接合されることにより、内部が密閉（密封）されている。容器１１０は、Ｙ軸方向両側の側面に一対の長側面１１１及び１１２を有し、Ｘ軸方向両側の側面に一対の短側面１１３及び１１４を有し、Ｚ軸マイナス方向側に底面１１５を有し、Ｚ軸プラス方向側に電極端子１５０が配置される端子配置面１１６を有している。このように、容器１１０は、厚み方向がＹ軸方向となるＹ軸方向に扁平な容器であり、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向（第二方向）に長い形状を有している。長側面１１１及び１１２は、容器１１０の各外側面のうち最も広い面である。一つの素子列１００ａでは、複数の蓄電素子１００が長側面１１１及び１１２同士を対向させるように配列されている（図１参照）。

【0031】

電極端子１５０は、容器１１０の容器蓋部１３０に配置される、蓄電素子１００の端子部材（正極端子及び負極端子）である。具体的には、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向（第二方向）に並ぶ一対の電極端子１５０が、容器１１０の端子配置面１１６（容器蓋部１３０）からＺ軸プラス方向に突出して配置されている。電極端子１５０は、集電体１７０を介して、電極体１６０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１５０は、電極体１６０に蓄えられている電気を蓄電素子１００の外部空間に導出し、また、電極体１６０に電気を蓄えるために蓄電素子１００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１５０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等で形成されている。

【0032】

電極体１６０は、電気を蓄えることができる蓄電要素（発電要素）であり、正極板と負極板とセパレータとを備え、正極板、負極板及びセパレータが積層されて形成されている。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帯状の集電箔である正極基材上に正極活物質層が形成された電極板である。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる帯状の集電箔である負極基材上に負極活物質層が形成された電極板である。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。正極活物質層に用いられる正極活物質、及び、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ものであれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータについても、蓄電素子１００の性能を損なうものでなければ適宜公知の材料を使用できる。

【0033】

本実施の形態では、電極体１６０は、正極板と負極板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が巻回されて形成された巻回型の電極体である。具体的には、電極体１６０は、正極板と負極板とが、セパレータを介して、巻回軸の方向（Ｘ軸方向）に互いにずらして巻回されている。正極板及び負極板は、それぞれのずらされた方向の端部に、合材が塗工されず基材が露出した部分を有し、当該端部が、集電体１７０と電気的及び機械的に接続される。電極体１６０は、正極板と負極板とセパレータとが、Ｚ軸方向に平行な巻回軸にて巻回されて形成された巻回型の電極体でもよい。電極体１６０は、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）の電極体でもよいし、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体でもよいし、その他の形態の電極体でもよい。

【0034】

集電体１７０は、電極体１６０と容器１１０との間に配置され、電極端子１５０と電極体１６０とに電気的に接続される導電性の集電部材（正極集電体及び負極集電体）である。集電体１７０は、電極体１６０に溶接等によって接合されている。正極の集電体１７０は、電極体１６０の正極板の正極基材と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極の集電体１７０は、電極体１６０の負極板の負極基材と同様、銅または銅合金等で形成されている。

【0035】

［外装体の説明］
次に、図３及び図４も用いて、外装体２００の構成について、詳細に説明する。図３は、実施の形態に係る蓄電装置１０の上面図である。図４は、実施の形態に係る蓄電装置１０の断面図である。具体的には、図４は、図１におけるＩＶ－ＩＶ線を含む切断面を見た断面図である。

【0036】

図１、図３及び図４に示すように、外装体２００は、蓄電装置１０の外装体を構成する直方体形状（箱形）の容器である。外装体２００は、複数の蓄電素子１００の外方に配置され、複数の蓄電素子１００を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。外装体２００は、外装体２００の本体を構成する外装体本体２１０と、外装体本体２１０の各内面に積層された複数の熱伝導部材２２０、２３０及び２４０と、を有している。

【0037】

外装体本体２１０は、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）、ポリアミド（ＰＡ）、ＡＢＳ樹脂、または、それらの複合材料等の絶縁部材により形成されている。これにより、外装体本体２１０は、複数の蓄電素子１００が外部の金属部材等の導電部材と導通することを抑制するが、そのような必要がない場合等には、外装体２００は、金属等の導電部材で形成されていてもよい。

【0038】

外装体本体２１０は、開口が形成されたハウジング（筐体）であり、複数の蓄電素子１００を収容する。外装体本体２１０は、Ｚ軸マイナス方向の底面部にＺ軸方向に対向する底壁２１１を有し、Ｙ軸方向両側の側面部にＹ軸方向に対向する一対の側壁２１２を有し、Ｘ軸方向両側の側面部にＸ軸方向に対向する一対の側壁２１３を有している。

【0039】

底壁２１１は、外装体本体２１０の底面を形成する、ＸＹ平面に平行かつＸ軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部である。底壁２１１は、Ｚ軸方向において、複数の蓄電素子１００と対向して配置される。底壁２１１の上面には、矩形板状の熱伝導部材２４０（第四熱伝導部材）が全体的に積層されている。つまり、熱伝導部材２４０は、複数の蓄電素子１００の底面１１５（Ｚ軸マイナス方向の面）の全体に接触し覆っている。これにより、Ｙ軸方向（第一方向）及びＸ軸方向（第二方向）の少なくとも一方で隣り合う複数の蓄電素子１００は、底面１１５同士に熱伝導部材２４０が架け渡されている。

【0040】

また、底壁２１１は、熱伝導部材２４０を介して複数の蓄電素子１００の底面１１５の全体を覆うように、熱伝導部材２４０のＺ軸マイナス方向に配置されて、複数の蓄電素子１００及び熱伝導部材２４０をＺ軸マイナス方向から支持する。

【0041】

一対の側壁２１２は、外装体本体２１０のＹ軸方向両側の側面を形成する、ＸＺ平面に平行かつＸ軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部である。一対の側壁２１２は、底壁２１１のＹ軸方向両端部からＺ軸プラス方向に立ち上がる壁部であり、Ｙ軸方向において複数の蓄電素子１００と対向して配置される。具体的には、一対の側壁２１２は、複数の蓄電素子１００のＹ軸方向の面の全面を覆うように、複数の蓄電素子１００のＹ軸方向に配置される。つまり、Ｙ軸プラス方向の側壁２１２は、Ｙ軸プラス方向の複数の蓄電素子１００のＹ軸プラス方向の面の全面を覆うように、当該複数の蓄電素子１００のＹ軸プラス方向に配置される。Ｙ軸マイナス方向の側壁２１２は、Ｙ軸マイナス方向の複数の蓄電素子１００のＹ軸マイナス方向の面の全面を覆うように、当該複数の蓄電素子１００のＹ軸マイナス方向に配置される。一対の側壁２１２は、底壁２１１及び側壁２１３に隣接する。

【0042】

一対の側壁２１２において内方の側面には、矩形板状の熱伝導部材２２０（第二熱伝導部材）が積層されている。具体的には、Ｙ軸プラス方向の側壁２１２は、Ｙ軸マイナス方向の側面に熱伝導部材２２０が積層されており、当該熱伝導部材２２０が、Ｙ軸プラス方向の端部に配置された複数の蓄電素子１００の長側面１１２に接触している。他方、Ｙ軸マイナス方向の側壁２１２は、Ｙ軸プラス方向の側面に熱伝導部材２２０が積層されており、当該熱伝導部材２２０が、Ｙ軸マイナス方向の端部に配置された複数の蓄電素子１００の長側面１１１に接触している。

【0043】

つまり、複数の素子列１００ａに含まれる複数の蓄電素子１００のうち、Ｙ軸方向の端部に位置し、第二方向で隣り合う少なくとも２つの蓄電素子１００は、Ｙ軸方向の外方の側面（第一側面）同士に、熱伝導部材２２０が架け渡されている。各熱伝導部材２２０は、対応する複数の蓄電素子１００の長側面１１１及び１１２を覆う大きさであればよく、本実施の形態では、各熱伝導部材２２０が各側壁２１２の上部を露出する大きさに形成されている場合を例示している。

【0044】

一対の側壁２１３は、外装体本体２１０のＸ軸方向両側の側面を形成する、ＹＺ平面に平行かつＹ軸方向に長い平板状かつ矩形状の壁部である。一対の側壁２１３は、底壁２１１のＸ軸方向両端部からＺ軸プラス方向に立ち上がる壁部であり、Ｘ軸方向において複数の蓄電素子１００と対向して配置される。具体的には、一対の側壁２１３は、複数の蓄電素子１００のＸ軸方向の面の全面を覆うように、複数の蓄電素子１００のＸ軸方向に配置される。つまり、Ｘ軸プラス方向の側壁２１３は、Ｘ軸プラス方向の複数の蓄電素子１００のＸ軸プラス方向の面の全面を覆うように、当該複数の蓄電素子１００のＸ軸プラス方向に配置される。Ｘ軸マイナス方向の側壁２１３は、Ｘ軸マイナス方向の複数の蓄電素子１００のＸ軸マイナス方向の面の全面を覆うように、当該複数の蓄電素子１００のＸ軸マイナス方向に配置される。一対の側壁２１３は、底壁２１１及び一対の側壁２１２に隣接する。

【0045】

一対の側壁２１３において内方の側面には、矩形板状の熱伝導部材２３０（第三熱伝導部材）が積層されている。具体的には、Ｘ軸プラス方向の側壁２１３は、Ｘ軸マイナス方向の側面に熱伝導部材２３０が積層されており、当該熱伝導部材２３０が、Ｘ軸プラス方向の端部に配置された複数の蓄電素子１００の短側面１１３に接触している。他方、Ｘ軸マイナス方向の側壁２１３は、Ｘ軸プラス方向の側面に熱伝導部材２３０が積層されており、当該熱伝導部材２３０が、Ｘ軸マイナス方向の端部に配置された複数の蓄電素子１００の短側面１１４に接触している。

【0046】

つまり、複数の素子列１００ａのうち、Ｘ軸方向の端部に位置する素子列１００ａに含まれる複数の蓄電素子１００は、Ｘ軸方向の外方の側面（第二側面）同士に、熱伝導部材２３０が架け渡されている。各熱伝導部材２３０は、対応する複数の蓄電素子１００の短側面を覆う大きさであればよく、本実施の形態では、各熱伝導部材２３０が各側壁２１３の上部を露出する大きさに形成されている場合を例示している。

【0047】

以上のような構成により、外装体本体２１０には、Ｚ軸方向に向けて開口する開口部２０１が形成されている。つまり、一対の側壁２１２と一対の側壁２１３とで、Ｚ軸プラス方向に開口する開口部２０１が形成されている。開口部２０１は、外装体本体２１０の底壁２１１と対向する位置に配置され、Ｚ軸プラス方向に向けて開口する、Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に長い矩形状の開口部である。

【0048】

［断熱部の説明］
次に、図１、図３及び図４を用いて、断熱部３００の構成について、詳細に説明する。図１、図３及び図４に示すように、各断熱部３００は、各素子列１００ａをなす複数の蓄電素子１００においてＹ軸方向で隣り合う一対の蓄電素子１００の間に配置されている。

【0049】

断熱部３００は、熱伝導部材３１０（第一熱伝導部材）と、複数の断熱材３２０とを有している。熱伝導部材３１０は、ＸＺ平面に平行かつＸ軸方向に長い平板状かつ矩形状の板材である。熱伝導部材３１０は、Ｘ軸方向に並ぶ３つの蓄電素子１００の長側面１１１及び１１２を全体的に覆う大きさに形成されている。熱伝導部材３１０は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導材料から形成されている。好ましくは５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上であり、さらに好ましくは１００Ｗ／ｍ・Ｋ以上である。熱伝導材料としては、例えば、銅やアルミニウムなどの金属材料、セラミック材料などが挙げられる。なお、熱伝導材料は絶縁性を有していることが好ましい。なお、上述した熱伝導部材２２０、２３０及び２４０においても、上記の熱伝導材料により形成されている。熱伝導部材２２０、２３０、２４０及び３１０は、同一の熱伝導材料から形成されていてもよいし、少なくとも１つが異なる熱伝導材料から形成されていてもよい。

【0050】

複数の断熱材３２０は、熱伝導部材３１０の各主面に対して積層されている。各断熱材３２０は、熱伝導部材３１０の各主面に、接着剤または両面テープなどにより接着されることで積層されている。各断熱材３２０は、ＸＺ平面に平行かつＸ軸方向に長い平板状かつ矩形状の板材である。各断熱材３２０は、１つの蓄電素子１００の長側面１１１及び１１２を全体的に覆う大きさに形成されている。このため、複数の断熱材３２０は、Ｘ軸方向に所定の間隔をあけて配列されている。つまり、Ｘ軸方向（第二方向）で隣り合う各対の素子列１００ａ間では、熱伝導部材３１０が各断熱材３２０から露出されている。断熱材３２０は、熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋよりも低い断熱材料から形成されている。好ましくは５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であり、さらに好ましくは２Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。断熱材料としては、例えば、マイカ片を集積し、結合することで構成されるダンマ材、グラスウール、若しくは耐熱性樹脂、またはこれらの組み合わせ等で形成された材料などが挙げられる。

【0051】

熱伝導部材３１０のＹ軸プラス方向の主面に積層された各断熱材３２０は、当該熱伝導部材３１０のＹ軸プラス方向に配置された各蓄電素子１００の長側面１１１の全体に接触している。一方、熱伝導部材３１０のＹ軸マイナス方向の主面に積層された各断熱材３２０は、当該熱伝導部材３１０のＹ軸マイナス方向に配置された各蓄電素子１００の長側面１１２の全体に接触している。これにより、各素子列１００ａにおいては、Ｙ軸方向で隣り合う一対の蓄電素子１００間の伝熱量が、当該一対の蓄電素子１００に挟まれる一対の断熱材３２０によって低減されている。

【0052】

ここで、断熱材３２０の厚みは、熱伝導部材３１０の厚みより厚い方がよい。断熱材３２０の厚みが厚くなるに伴って断熱効果が大きくなる傾向にあり、蓄電素子１００の間の限られた空間では断熱材３２０の厚みを厚くすることで他の蓄電素子２００への熱の影響を小さくすることができる。具体的には、蓄電素子１００間の断熱材３２０の厚みは２ｍｍ以上が好ましく、さらには３ｍｍ以上が好ましい。また、エネルギー密度の観点から断熱材３２０の厚みは８ｍｍ以下が好ましい。なお、蓄電素子３２０間に断熱材３２０が２枚以上設けられている場合は、それら断熱材３２０の厚みの合計が上記の範囲となることが好ましい。熱伝導部材３１０の厚みは、構造の強度の観点から０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下が好ましい。これは他の熱伝導部材２２０、２３０及び２４０においても同様である。

【0053】

［異常時の熱の流れについて］
次に、過剰に高温化する異常が１つの蓄電素子１００に発生した場合の熱の流れについて説明する。図５は、実施の形態に係る蓄電装置１０において、１つの蓄電素子１００Ｂに異常が発生した場合の熱の流れを示す上面図である。

【0054】

例えば、図５に示すように、１つの蓄電素子１００Ｂが過剰に高温化したとする。この場合、蓄電素子１００ＢのＹ軸プラス方向では、当該蓄電素子１００Ｂの長側面１１２に積層された断熱材３２０によりＹ軸プラス方向に流れる伝熱量が低減される。低減されるものの、当該断熱材３２０に積層された熱伝導部材３１０には熱が伝わるが、熱伝導部材３１０は、当該熱をＹ軸プラス方向及びＸ軸マイナス方向に流すことになる。このように熱伝導部材３１０が熱をＸ軸マイナス方向に流して、他の素子列１００ａの蓄電素子１００に分散させる（矢印Ｙ１参照）。ここで、熱伝導部材３１０は、Ｘ軸方向で隣り合う蓄電素子１００の間で各断熱材３２０から露出されているので、当該部位では空気で断熱されることになり、露出箇所から他の蓄電素子１００に熱が伝わり難くなっている。

【0055】

さらに、熱伝導部材３１０のＹ軸プラス方向の主面には、断熱材３２０が積層されているので、当該断熱材３２０によりＹ軸プラス方向に流れる伝熱量がより低減される。

【0056】

蓄電素子１００ＢのＸ軸プラス方向の短側面１１３には、Ｘ軸プラス方向の熱伝導部材２３０が接触し、他の蓄電素子１００に架け渡されている。このため、当該熱伝導部材２３０が熱の分散経路となり、蓄電素子１００Ｂの熱が広範囲に分散される（矢印Ｙ２参照）。

【0057】

蓄電素子１００ＢのＹ軸マイナス方向の長側面１１１には、Ｙ軸マイナス方向の熱伝導部材２２０が接触し、他の蓄電素子１００に架け渡されている。このため、当該熱伝導部材２２０が熱の分散経路となり、蓄電素子１００Ｂの熱が広範囲に分散される（矢印Ｙ３参照）。

【0058】

蓄電素子１００Ｂの底面１１５には、熱伝導部材２４０が接触し、他の蓄電素子１００に架け渡されている。このため、当該熱伝導部材２４０が熱の分散経路となり、蓄電素子１００Ｂの熱が広範囲に分散される（矢印Ｙ４参照）。

【0059】

これらのことにより、蓄電素子１００Ｂから、当該蓄電素子１００ＢのＹ軸プラス方向で隣り合う蓄電素子１００Ｃに伝わる伝熱量を大幅に低減することができる。

【0060】

［効果の説明］
以上のように、本実施の形態に係る蓄電装置１０によれば、断熱材３２０には、当該断熱材３２０よりも熱伝導率の高い熱伝導部材３１０（第一熱伝導部材）が積層されており、この熱伝導部材３１０は、他の素子列１００ａに含まれる一対の蓄電素子１００の間まで延びている。このため、蓄電素子１００Ｂから伝わった熱を熱伝導部材３１０で、他の素子列１００ａの蓄電素子１００へと分散させることができる。このように、一対の蓄電素子１００間に断熱材３２０及び熱伝導部材３１０の積層構造を設けることで、周囲の複数の蓄電素子１００に熱を分散することができ、特定の蓄電素子１００Ｃに集中して熱が伝導して高熱化するのを防ぐことができる。したがって、過剰に高温化した蓄電素子１００Ｂから蓄電素子１００Ｃへの熱影響を抑制することが可能である。

【0061】

Ｘ軸方向（第二方向）で隣り合う一対の素子列１００ａ間では、熱伝導部材３１０が断熱材３２０から露出されているので、当該一対の素子列１００ａ間では熱伝導部材３１０が空気で断熱されることになる。つまり、断熱材３２０の使用量を抑えつつも、一対の素子列１００ａ間では高い断熱性を維持することが可能である。

【0062】

Ｙ軸方向で隣り合う一対の蓄電素子１００間では一対の断熱材３２０がＹ軸方向で熱伝導部材３１０を挟んでいるので、例えば蓄電素子１００Ｂが過剰に高温化したとしても、各断熱材３２０によって蓄電素子１００Ｃに対する伝熱量を低減することができる。これにより、蓄電素子１００Ｃに対する熱影響をより抑制することが可能である。

【0063】

Ｙ軸方向の端部に位置し、Ｘ軸方向で隣り合う少なくとも２つ蓄電素子１００の第一側面（短側面１１３及び１１４）同士に、熱伝導部材２２０（第二熱伝導部材）が架け渡されているので、この熱伝導部材２２０を熱の分散経路とすることができる。したがって、過剰に高温化した蓄電素子１００Ｂの熱をより広範囲に分散することができ、蓄電素子１００Ｃに対する熱影響をより抑制することができる。

【0064】

直方体状の蓄電素子１００において長側面１１１及び１１２（最も広い面）は短側面１１３及び１１４よりも面積が大きいのでそれだけ隣り合う他方の蓄電素子１００への伝熱量も大きい。本実施の形態では、直方体状の蓄電素子１００の最も広い面同士がＹ軸方向で対向しており、この最も広い面同士の間に断熱材３２０及び熱伝導部材３１０が介在している。つまり、伝熱量が大きくなりうる蓄電素子１００の配置レイアウトであったとしても、Ｙ軸方向で隣り合う一対の蓄電素子１００間の伝熱量を断熱材３２０で抑制することができ、さらに熱伝導部材３１０で伝熱量を分散させることができる。これらのことにより、直方体状の蓄電素子１００であったとしても、他の蓄電素子１００に対する熱影響を抑制することが可能である。

【0065】

（変形例など）
以上、本発明の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り、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。

【0066】

例えば、上記実施の形態に係る一つの断熱部３００では、Ｘ軸方向で隣り合う一対の蓄電素子１００間では、熱伝導部材３１０が各断熱材３２０から露出されている場合を例示した。しかしながら、断熱材と熱伝導部材との積層体を簡易的に製造できるという観点から、熱伝導部材は断熱材により全体が覆われていてもよい。

【0067】

上記実施の形態では、Ｙ軸方向で隣り合う一対の蓄電素子１００間において、熱伝導部材３１０がＹ軸方向で一対の断熱材３２０により挟まれている場合を例示した。しかしながら熱伝導部材は、Ｙ軸方向の一方にのみ断熱材が積層されていてもよい。

【0068】

上記実施の形態では、外装体本体２１０の内面（一対の側壁２１２の内方の側面、一対の側壁２１３の内方の側面及び底壁２１１の上面）に熱伝導部材２２０、２３０及び２４０が積層されている場合を例示したが、熱伝導部材２２０、２３０及び２４０は少なくとも１つ設けられていればよいし、熱伝導部材２２０、２３０及び２４０がなくてもよい。

【0069】

上記実施の形態では、蓄電素子１００は、Ｙ軸方向に扁平な（Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に長い）直方体形状を有していることとしたが、蓄電素子１００の大きさ及び形状は特に限定されない。蓄電素子１００は、Ｙ軸方向に扁平な（Ｚ軸方向から見てＸ軸方向に長い）、長円柱形状、楕円柱形状、直方体以外の多角柱形状等でもよい。蓄電素子１００は、Ｙ軸方向から傾いた方向に扁平な形状でもよいし、Ｘ軸方向に扁平な（Ｚ軸方向から見てＹ軸方向に長い）形状でもよいし、Ｚ軸方向に扁平な形状でもよい。蓄電素子１００は、扁平形状ではなく、Ｚ軸方向から見て円形の円柱形状（円筒形、円筒型）でもよいし、Ｚ軸方向から見て正方形の直方体形状等でもよい。

【0070】

上記実施の形態では、蓄電素子１００が有する一対の電極端子１５０は、Ｘ軸方向に並んで配置されていることとしたが、Ｘ軸方向からＺ軸方向に傾いた方向、または、Ｚ軸方向に並んで配置されていてもよい。一対の電極端子１５０は、Ｘ軸方向からＹ軸方向に傾いた方向、または、Ｙ軸方向に並んで配置されていてもよい。

【0071】

上記実施の形態では、外装体本体２１０は、Ｚ軸プラス方向に開口した開口部２０１を有していることとしたが、開口部２０１を有していない（開口部２０１が上壁で塞がれた）構成でもよい。

【0072】

上記実施の形態では、外装体本体２１０は、底壁２１１と一対の側壁２１２と一対の側壁２１３とを一体的に有していることとしたが、いずれかの壁が別体で構成されていてもよい。外装体本体２１０は、一対の側壁２１２及び一対の側壁２１３のうちのいずれかの側壁を有していなくてもよい。

【0073】

上記実施の形態において、素子列１００ａに含まれる複数の蓄電素子１００が拘束部材（エンドプレート、サイドプレート等）で拘束されていてもよい。つまり、当該拘束部材によって一体化された素子列が、外装体本体内に挿入されてもよい。

【0074】

上記実施の形態及びその変形例が備える各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】

【0075】

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】

【0076】

１０ 蓄電装置
１００、１００Ｂ、１００Ｃ 蓄電素子
１００ａ 素子列
１１０ 容器
１１１、１１２ 長側面
１１３、１１４ 短側面
１１５ 底面
１１６ 端子配置面
１２０ 容器本体
１３０ 容器蓋部
１５０ 電極端子
１６０ 電極体
１７０ 集電体
２００ 外装体
２０１ 開口部
２１０ 外装体本体
２１１ 底壁
２１２ 側壁
２１３ 側壁
２２０ 熱伝導部材（第二熱伝導部材）
２３０ 熱伝導部材（第三熱伝導部材）
２４０ 熱伝導部材（第四熱伝導部材）
３００ 断熱部
３１０ 熱伝導部材（第一熱伝導部材）
３２０ 断熱材
Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４ 矢印

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】