特開 2024-108537 組電池

(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】P2024108537

(43)【公開日】2024-08-13

(54)【発明の名称】組電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/293 20210101AFI20240805BHJP

   H01G 11/06 20130101ALI20240805BHJP

   H01G 11/78 20130101ALI20240805BHJP

   H01G 11/12 20130101ALI20240805BHJP

   H01M 50/209 20210101ALN20240805BHJP

   H01M 50/291 20210101ALN20240805BHJP

【ＦＩ】

H01M50/293

H01G11/06

H01G11/78

H01G11/12

H01M50/209

H01M50/291

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023012959

(22)【出願日】2023-01-31

(71)【出願人】

【識別番号】520184767

【氏名又は名称】プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100117606

【弁理士】

【氏名又は名称】安部 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100121186

【弁理士】

【氏名又は名称】山根 広昭

(74)【代理人】

【識別番号】100130605

【弁理士】

【氏名又は名称】天野 浩治

(72)【発明者】

【氏名】岩田 亮介

(72)【発明者】

【氏名】松田 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】小村 哲司

【テーマコード（参考）】

5E078

5H040

【Ｆターム（参考）】

5E078AA10

5E078AB02

5E078AB06

5E078HA05

5E078HA23

5E078JA02

5E078JA07

5H040AA28

5H040AT02

5H040AY08

5H040NN00

(57)【要約】

【課題】弾性機能が低下しにくいスペーサを備えた組電池を提供する。
【解決手段】ここで開示される組電池は、所定の配列方向Ｘに沿って配置された複数の角形二次電池と、配列方向Ｘにおいて隣り合う角形二次電池の間に配置されたスペーサ２００と、を備える。スペーサ２００は、配列方向Ｘに沿って延びる複数の中空部を有し、配列方向Ｘに弾性変形可能に構成された弾性部２１０と、配列方向Ｘにおいて弾性部２１０と上記角形二次電池との間に配置され、弾性部２１０よりも熱伝導率が低い断熱部２２０と、を含む。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の配列方向に沿って配置された複数の角形二次電池と、
前記配列方向において隣り合う前記角形二次電池の間に配置されたスペーサと、
を備える組電池であって、
前記スペーサは、
前記配列方向に沿って延びる複数の中空部を有し、前記配列方向に弾性変形可能に構成された弾性部と、
前記配列方向において前記弾性部と前記角形二次電池との間に配置され、前記弾性部よりも熱伝導率が低い断熱部と、
を含む、組電池。

【請求項2】

前記弾性部が、ハニカム構造を有する、
請求項１に記載の組電池。

【請求項3】

前記弾性部の前記配列方向と直交する面において、前記弾性部の全体面積に占める前記複数の中空部の合計面積の割合が、０．３５以上０．８以下である、
請求項１または２に記載の組電池。

【請求項4】

前記弾性部の前記配列方向と直交する面の面積が、前記断熱部の前記配列方向と直交する面の面積以下である、
請求項１または２に記載の組電池。

【請求項5】

前記弾性部において、前記複数の中空部の前記配列方向の一方の端部が閉塞され、他方の端部が解放されている、
請求項１または２に記載の組電池。

【請求項6】

前記弾性部の一部が前記断熱部内に配置されている、
請求項１または２に記載の組電池。

【請求項7】

前記弾性部と前記断熱部とが、まとめ部材によって一体化されている、
請求項１または２に記載の組電池。

【請求項8】

前記スペーサが、平板状のベース部をさらに含む、
請求項１または２に記載の組電池。

【請求項9】

前記弾性部が、前記複数の中空部を連通する孔部を有する、
請求項１または２に記載の組電池。

【請求項10】

前記中空部が、前記配列方向に沿ったテーパ形状をなしている、
請求項１または２に記載の組電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、組電池に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、車両駆動用電源等では、高出力化のために複数の二次電池（単電池）を電気的に接続してなる組電池が広く利用されている。これに関連する従来技術文献として、特許文献１，２が挙げられる。

【0003】

例えば特許文献１には、所定の配列方向に沿って配置された複数の二次電池と、配列方向において隣り合う二次電池の間に配置され、配列方向に直交する方向に沿って延びる貫通孔が断面の全体に略均等に分散配置されたスペーサ（セパレータ）と、を備える組電池が開示されている。特許文献１には、配列方向に直交する方向に沿って延びる貫通孔が、冷却空気や冷却水等の冷却媒体の流路を構成し、二次電池の放熱が促進される旨、および、スペーサの内部に貫通孔を分散配置することで、スペーサに弾性を付与する旨が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６１９２４６７号公報

【特許文献2】特開２０１７－１０７６４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明者らの検討によれば、弾性変形可能なように構成されたスペーサは、長期の使用により弾性機能が低下することがあった。すなわち近年、車両等に搭載される二次電池では、ますますの高容量化が進んでいる。高容量化された二次電池は、充放電（特にはハイレート充放電）等によって発熱しやすくなっている。二次電池が発熱すると、その熱は二次電池と接しているスペーサにも伝わる。特に、二次電池と当接する部分が金属等の熱伝導率の高い材質であると、このような傾向が顕著になる。これにより、スペーサは熱劣化して弾性機能が低下しやすくなる。その結果、二次電池に対して性能維持に必要な荷重を付与できなくなる虞がある。

【0006】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、弾性機能が低下しにくく、二次電池に対して安定して荷重を付与することができるスペーサを備えた組電池を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明により、所定の配列方向に沿って配置された複数の角形二次電池と、上記配列方向において隣り合う上記角形二次電池の間に配置されたスペーサと、を備える組電池が開示される。上記スペーサは、上記配列方向に沿って延びる複数の中空部を有し、上記配列方向に弾性変形可能に構成された弾性部と、上記配列方向において上記弾性部と上記角形二次電池との間に配置され、上記弾性部よりも熱伝導率が低い断熱部と、を含む。

【0008】

本発明では、スペーサが、配列方向に沿って延びる複数の中空部を有する弾性部を含んで配列方向に弾性変形可能に構成されているので、充放電時に二次電池が膨張収縮した際にも、二次電池に対して安定して荷重を付与できる。また、弾性部では、複数の中空部が配列方向に沿って延びていることで、例えば特許文献１に記載されるように中空部が配列方向に対して垂直に延びている場合に比べて、相対的にその構造を安定的に維持できる。さらに、本発明では、スペーサが、複数の中空部を有する弾性部に加えて、断熱部を含んでいる。そのため、中空部ないし断熱部の断熱効果により、例えばスペーサが上記のような中空部ないし断熱部を有しない場合に比べて、相対的に弾性部が二次電池の発熱の影響を受けにくくなり、熱劣化しにくくなる。以上のような効果が相俟って、本発明では、弾性部の弾性機能の低下を抑えられ、ひいては二次電池に対して安定して荷重を付与することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、一実施形態に係る組電池を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、図１の角形二次電池を模式的に示す斜視図である。

【図3】図３は、図２のIII－III線に沿う模式的な縦断面図である。

【図4】図４は、図１のスペーサを模式的に示す斜視図である。

【図5】図５は、模式的なＦＳカーブである。

【図6】図６は、弾性部の模式的な平面図である。

【図7】図７は、第１変形例に係る弾性部の図６相当図である。

【図8】図８は、第２変形例に係る弾性部の図６相当図である。

【図9】図９（Ａ）～（Ｃ）は、第３変形例に係る弾性部の模式図であり、（Ａ）は後面の平面図、（Ｂ）は前面の平面図、（Ｃ）は図９（Ａ）のIXC－IXC線に沿う縦断面図である。

【図10】図１０は、第４変形例に係る弾性部の図９（Ｃ）相当図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、適宜図面を参照しながら、ここに開示される組電池のいくつかの好適な実施形態を説明する。本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、本発明を特徴付けない組電池や角形二次電池の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。ここに開示される組電池は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。

【0011】

なお、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化することがある。また、本明細書において範囲を示す「Ａ～Ｂ」の表記は、Ａ以上Ｂ以下の意と共に、「好ましくはＡより大きい」および「好ましくはＢより小さい」の意を包含するものとする。

【0012】

図１は、一実施形態に係る組電池５００を模式的に示す斜視図である。組電池５００は、配列方向Ｘに沿って配置された複数の角形二次電池１００と、配列方向Ｘにおいて隣り合う角形二次電池１００の間に配置された複数のスペーサ２００と、を備えている。組電池５００は、ここではさらに拘束機構３００を備えている。なお、以下の説明において、図面中の符号Ｌ、Ｒ、Ｆ、Ｒｒ、Ｕ、Ｄは、左、右、前、後、上、下を表し、図面中の符号Ｘ、Ｙ、Ｚは、角形二次電池１００の厚み方向、厚み方向と直交する長辺方向、厚み方向および長辺方向と直交する上下方向を、それぞれ表すものとする。厚み方向Ｘは、角形二次電池１００の配列方向でもある。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、組電池５００の設置形態を何ら限定するものではない。

【0013】

拘束機構３００は、複数の角形二次電池１００と複数のスペーサ２００とに対して、配列方向Ｘから規定の拘束圧を印加するように構成されている。拘束機構３００は、ここでは、一対のエンドプレート３１０と、一対のサイドプレート３２０と、複数のビス３３０とで、構成されている。一対のエンドプレート３１０は、配列方向Ｘにおいて複数の角形二次電池１００の両端に配置されている。一対のエンドプレート３１０は、複数の角形二次電池１００と複数のスペーサ２００とを配列方向Ｘに挟み込んでいる。一対のエンドプレート３１０は、金属製であることが好ましい。ただし、一部が樹脂製であってもよい。

【0014】

一対のサイドプレート３２０は、一対のエンドプレート３１０を架橋している。一対のサイドプレート３２０は、金属製であることが好ましい。ただし、一部が樹脂製であってもよい。一対のサイドプレート３２０は、例えば、拘束荷重が概ね１０～１５ｋＮ程度となるように、複数のビス３３０によってエンドプレート３１０に固定されている。これにより、複数の角形二次電池１００と複数のスペーサ２００とに対して配列方向Ｘから拘束荷重が付与され、組電池５００が一体的に保持されている。ただし、拘束機構の構成はこれに限定されるものではない。拘束機構３００は、例えばサイドプレート３２０にかえて、複数の拘束バンドやバインドバー等を備えていてもよい。

【0015】

複数の角形二次電池１００は、一対のエンドプレート３１０の間に、配列方向Ｘ（言い換えれば角形二次電池１００の厚み方向Ｘ）に沿って並んでいる。複数の角形二次電池１００は、拘束機構３００で拘束されていることが好ましい。なお、図１では、図示を省略しているが、組電池５００の使用時には、複数の角形二次電池１００がバスバー等の導電部材によって電気的に接続される。接続方法は特に制限されず、例えば、直列、並列、あるいは多直列多並列等であってもよい。

【0016】

角形二次電池１００は、繰り返し充放電が可能な電池である。なお、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電が可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池に加えて、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタを包含する概念である。また、組電池５００を構成する角形二次電池１００の形状、サイズ、個数、配置等はここに開示される態様に限定されることなく、適宜変更することができる。

【0017】

図２は、角形二次電池１００の斜視図である。図３は、図２のIII－III線に沿う模式的な縦断面図である。図３に示すように、角形二次電池１００は、電池ケース１０と、電極体２０と、正極端子３０と、負極端子４０と、正極集電部材５０と、負極集電部材６０と、非水電解液（図示せず）と、を備えている。非水電解液は従来と同様でよく、特に制限はない。角形二次電池１００は、ここではリチウムイオン二次電池である。

【0018】

電池ケース１０は、電極体２０および非水電解液を収容する筐体である。図２に示すように、電池ケース１０は、扁平かつ有底の直方体形状（角形）の外形を有する。電池ケース１０の材質は、従来から使用されているものと同じでよく、特に制限はない。電池ケース１０は、金属製であることが好ましく、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金等からなることがより好ましい。電池ケース１０は、外装体１２と、封口板（蓋体）１４と、を備えている。電池ケース１０は、本実施形態のように、外装体１２と封口板１４とを備えることが好ましい。

【0019】

外装体１２は、図２に示すように、略矩形状の底壁１２ａと、底壁１２ａの長辺から延び相互に対向する一対の長側壁１２ｂと、底壁１２ａの短辺から延び相互に対向する一対の短側壁１２ｃと、底壁１２ａに対向する開口１２ｈ（図３参照）と、を備えている。長側壁１２ｂは、スペーサ２００と対向する面である。長側壁１２ｂの面積は、短側壁１２ｃの面積よりも大きい。封口板１４は、外装体１２の開口１２ｈを封口する板状部材である。図３に示すように、封口板１４は、開口１２ｈを塞ぐように外装体１２に取り付けられている。封口板１４は、外装体１２の底壁１２ａと対向している。封口板１４は、略矩形状である。電池ケース１０は、外装体１２の開口１２ｈの周縁に封口板１４が接合（好ましくは溶接接合）されることによって、一体化されている。電池ケース１０は、気密に封止（密閉）されている。

【0020】

なお、本明細書において「略矩形状」とは、完全な矩形状（長方形状）に加えて、例えば、矩形状の長辺と短辺とを接続する角部がＲ状になっている形状や、角部に切り欠きを有する形状等をも包含する用語である。

【0021】

図３に示すように、封口板１４には、注液孔１５と、排出弁１７と、２つの端子引出孔１８、１９と、が設けられている。封口板１４には、注液孔１５や排出弁１７を設けることが好ましい。注液孔１５は、外装体１２に封口板１４を組み付けた後、非水電解液を注液するためのものである。注液孔１５は、封止部材１６により封止されている。排出弁１７は、電池ケース１０内の圧力が所定値以上になったときに破断して、電池ケース１０内のガスを外部に排出するように構成されている。端子引出孔１８、１９は、封口板１４を上下方向Ｚに貫通している。端子引出孔１８、１９は、それぞれ、封口板１４に取り付けられる前の（かしめ加工前の）の正極端子３０および負極端子４０を挿通可能な大きさの内径を有する。

【0022】

正極端子３０は、封口板１４の長辺方向Ｙの一方側の端部（図２、図３の左端部）に配置されている。負極端子４０は、封口板１４の長辺方向Ｙの他方側の端部（図２、図３の右端部）に配置されている。正極端子３０および負極端子４０は、封口板１４に取り付けられていることが好ましい。図３に示すように、正極端子３０および負極端子４０は、端子引出孔１８、１９を挿通して封口板１４の内部から外部へと延びている。正極端子３０および負極端子４０は、ここでは、かしめ加工により、封口板１４の端子引出孔１８、１９を囲む周縁部分に、かしめられている。正極端子３０および負極端子４０の外装体１２の側の端部（図３の下端部）には、かしめ部３０ｃ、４０ｃが形成されている。

【0023】

図３に示すように、正極端子３０は、外装体１２の内部で、正極集電部材５０を介して電極体２０の正極集電部２３と電気的に接続されている。負極端子４０は、外装体１２の内部で、負極集電部材６０を介して電極体２０の負極集電部２５と電気的に接続されている。正極端子３０は、内部絶縁部材８０およびガスケット９０によって封口板１４と絶縁されている。負極端子４０は、内部絶縁部材８０およびガスケット９０によって封口板１４と絶縁されている。

【0024】

図２、図３に示すように、封口板１４の外側の面には、板状の正極外部導電部材３２および負極外部導電部材４２が取り付けられている。正極外部導電部材３２は、正極端子３０と電気的に接続されている。負極外部導電部材４２は、負極端子４０と電気的に接続されている。正極外部導電部材３２および負極外部導電部材４２は、複数の角形二次電池１００を相互に電気的に接続するバスバー等の導電部材が付設される部材である。正極外部導電部材３２および負極外部導電部材４２は、外部絶縁部材９２によって封口板１４と絶縁されている。組電池５００は、例えば、隣り合う角形二次電池１００のうち、一方の角形二次電池１００の正極外部導電部材３２と、他方の角形二次電池１００の負極外部導電部材４２とが、バスバー等で電気的に接続されることにより、直列接続される。

【0025】

電極体２０は、正極と負極とを有する。電極体２０の構成は従来と同様でよく、特に制限はない。また、１つの外装体１２の内部に配置される電極体２０の数は特に制限されず、複数であってもよい。電極体２０は、ここでは、帯状の正極と帯状の負極とが絶縁された状態で積層され、捲回軸を中心として捲回されて構成されてなる扁平な捲回電極体である。ただし、他の実施形態において、電極体２０は、複数枚の方形状の正極と、複数枚の方形状の負極とが、絶縁された状態で積み重ねられてなる積層型電極体であってもよい。

【0026】

図３に示すように、電極体２０の捲回軸方向（図３の長辺方向Ｙ）の一方の端部には、正極集電部２３が設けられている。他方の端部には、負極集電部２５が設けられている。正極集電部２３には、正極集電部材５０が取り付けられている。負極集電部２５には、負極集電部材６０が取り付けられている。正極集電部材５０は、正極端子３０と電極体２０の正極とを電気的に接続する導通経路を構成している。負極集電部材６０は、負極端子４０と電極体２０の負極とを電気的に接続する導通経路を構成している。

【0027】

スペーサ２００は、ここでは配列方向Ｘにおいて複数の角形二次電池１００の間にそれぞれ配置されている。すなわち、配列方向Ｘでは、角形二次電池１００とスペーサ２００とが交互に並んでいる。ただし、スペーサ２００は、配列方向Ｘに隣り合う少なくとも２つの角形二次電池１００の間に配置されていればよく、必ずしも全ての角形二次電池１００の間に配置されている必要はない。スペーサ２００は、ここでは配列方向Ｘと直交する一対の面（配列方向Ｘの両面）が、それぞれ角形二次電池１００の長側壁１２ｂと当接（直接接触）している。ただし、角形二次電池１００とスペーサ２００との間には、他の部材が介在していてもよい。

【0028】

図４は、スペーサ２００を模式的に示す斜視図である。図４に示すように、スペーサ２００は、弾性部２１０と断熱部２２０とを含んでいる。図４の弾性部２１０および断熱部２２０は、それぞれ外形が平板状である。弾性部２１０と断熱部２２０とは、配列方向Ｘに積層されている。スペーサ２００は、ここでは１つの弾性部２１０と１つの断熱部２２０との２層構造である。弾性部２１０は、ここでは、厚み方向Ｘと直交する一対の面（図４のＹ－Ｚ平面）のうち、一方が断熱部２２０と対向（ここでは当接）し、他方が電池ケース１０の長側壁１２ｂと対向（ここでは当接）している。断熱部２２０は、ここでは、厚み方向Ｘと直交する一対の面（図４のＹ－Ｚ平面）のうち、一方が弾性部２１０と対向（ここでは当接）し、他方が電池ケース１０の長側壁１２ｂと対向（ここでは当接）している。

【0029】

弾性部２１０と断熱部２２０とは、一体化されていることが好ましい。特には、まとめ部材によって一体化されていることが好ましい。これにより、弾性部２１０と断熱部２２０との積層ずれを防止できる。また、組電池５００の生産性や作業性を向上できる。なお、本明細書において「一体化」とは、まとめ部材を用いた着脱自在な固定や着脱不可能な接着等と、まとめ部材を用いない嵌合（機械的な接合）や一体成形等と、を包含する用語である。弾性部２１０と断熱部２２０とは、例えば、まとめ部材としてのテープ等で固定されていてもよいし、まとめ部材としての樹脂シートやラミネートフィルム等で全体が覆われてラッピングされていてもよいし、まとめ部材としての接着剤や接着層（両面テープ等）を介して化学的もしくは物理的な力で接着されていてもよいし、まとめ部材を用いずに、嵌合や一体成形によって一部材として加工されていてもよい。

【0030】

図４に示すように、弾性部２１０と断熱部２２０とは、ここではＹ－Ｚ平面の面積が略同じ（加工誤差は許容しうる）である。弾性部２１０および断熱部２２０は、それぞれ、Ｙ－Ｚ平面の面積が、電池ケース１０の長側壁１２ｂ（スペーサ２００と対向する面）の面積の５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが特に好ましい。これにより、ここに開示される技術の効果を高いレベルで発揮できる。

【0031】

図４に示すように、弾性部２１０の厚みｔ１は、組電池５００に組み付けられて圧縮される前の状態において、角形二次電池１００の厚み（厚み方向Ｘの長さ）の５％以上、例えば５～１５％が好ましい。断熱部２２０の厚みｔ２は、組電池５００に組み付けられて圧縮される前の状態において、角形二次電池１００の厚み（厚み方向Ｘの長さ）の２％以上、例えば２～２０％が好ましく、５％以上、例えば５～１５％がより好ましい。厚みｔ１と厚みｔ２との合計は、角形二次電池１００の厚み（厚み方向Ｘの長さ）の７％以上、例えば７～３５％、さらには１０％以上、例えば１０～３０％が好ましい。

【0032】

ただし、弾性部２１０および断熱部２２０の形状、サイズ、配置等は、例えば角形二次電池１００の形状、サイズ、容量（膨張・収縮の度合い）等に応じて適宜決定することができる。例えば、スペーサ２００は、３層以上の構造であってもよい。スペーサ２００は、例えば、配列方向Ｘにおいて、弾性部２１０の両側面に、それぞれ断熱部２２０が配置された３層構造（断熱部２２０／弾性部２１０／断熱部２２０）を有していてもよいし、これとは逆に、配列方向Ｘにおいて、断熱部２２０の両側面に、それぞれ弾性部２１０が配置された３層構造（弾性部２１０／断熱部２２０／弾性部２１０）を有していてもよい。あるいは４層以上の構造であってもよいし、弾性部２１０および断熱部２２０以外の部分を含んでいてもよい。

【0033】

弾性部２１０は、配列方向Ｘに弾性変形可能に構成されている。そのため、充電時等に角形二次電池１００が膨張して、弾性部２１０にかかる荷重が大きくなると、弾性部２１０は圧縮される。一方、放電時等に角形二次電池１００が収縮して、弾性部２１０にかかる荷重が小さくなると、弾性部２１０は再び元の形状に復帰する。よって、スペーサ２００に弾性部２１０を設けることで、充放電時に角形二次電池１００が膨張収縮した際にも、角形二次電池１００を所定の拘束荷重で安定的に押圧でき、性能維持に必要な荷重を安定して付与することができる。また、充放電を重ねると、角形二次電池１００が膨化することがあるが、そのような場合には膨化を吸収することができ、角形二次電池１００に所定以上の過剰な拘束荷重が加わったり、正負極間の極間距離が開いて性能が劣化したりすることを抑制できる。

【0034】

弾性部２１０の弾性率は、１０ＭＰａ以下が好ましく、５ＭＰａ以下がより好ましく、３．５ＭＰａ以下がさらに好ましい。弾性部２１０の弾性率を所定値以下とすることで、角形二次電池１００の充電時や角形二次電池１００が膨化した際にスペーサ２００が潰れやすくなる。弾性部２１０の弾性率は、１ＭＰａ以上が好ましく、１．５ＭＰａ以上がより好ましく、３．０ＭＰａ以上がさらに好ましい。弾性部２１０の弾性率を所定値以上とすることで、角形二次電池１００の放電時にスペーサ２００が形状復帰しやすくなる。また、角形二次電池１００が膨化した際に反発して、膨化を抑制しやすくなる。なお、弾性部２１０の弾性率は、例えば、後述する材質や構造等によって調整できる。

【0035】

なお、本明細書において「弾性率」とは、以下のように求めた値をいう。すなわちまず、厚み方向Ｘと直交する一対の面がそれぞれ５ｃｍ×５ｃｍの正方形状である試験片を用意し、マイクロメータで初期厚み（ｍｍ）を測定する。次に、従来公知の圧縮試験装置を用いて、圧縮速度３０Ｎ／分（１２ｋＰa／分）の条件で、試験片の単位面積当たりの圧縮荷重が３．９ＭＰａとなるまで厚み方向Ｘに試験片を一定の速度で圧縮して、圧縮荷重（ＭＰａ）と圧縮後厚み（ｍｍ）を測定する。次に、圧縮荷重（ＭＰａ）と圧縮後厚み（ｍｍ）から、（初期厚み－圧縮後厚み）（ｍｍ）／初期厚み（ｍｍ）×１００で求められる圧縮率（％）を横軸に、圧縮荷重（Ｎ／ｍｍ^２＝ＭＰａ）を縦軸に示した圧縮荷重－圧縮率曲線（ＦＳカーブ）を作成する。図５は、模式的なＦＳカーブである。そして、図５に示すように、ＦＳカーブ（横軸：圧縮率、縦軸：圧縮荷重）の圧縮率１～２０％の範囲における近似直線Ａの傾きを、弾性率（ＭＰａ）とする。弾性率は、数値が小さいほど柔らかく、厚み方向Ｘに弾性変形しやすいことを表している。

【0036】

弾性部２１０は、上記圧縮試験後に２時間静置し、マイクロメータで厚みを測定したときに、２時間静置後の厚みが、初期厚みの－２０％以内であることがより好ましい。これにより、充放電サイクルに伴って角形二次電池１００が収縮と膨張とを繰り返す場合に、弾性部２１０を形状復帰させやすくなる。

【0037】

弾性部２１０は、上記弾性率の範囲を考慮すると、高分子材料で構成されていることが好ましい。高分子材料としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ノルボルネンゴム）等のゴム類（熱硬化性エラストマ）が挙げられる。なかでも、ＥＰＤＭやシリコーンゴムが好ましい。弾性部２１０は、ゴム製であることが好ましい。

【0038】

図６は、弾性部２１０の厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）と直交する面（Ｙ－Ｚ平面）の平面図である。図６に示すように、本実施形態において、弾性部２１０は、孔構造を有している。弾性部２１０は、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）に沿って延びる複数の中空部２１２と、複数の中空部２１２を区画する隔壁（リブ）２１４と、を含んで構成されている。弾性部２１０が中空部２１２を含むことで、配列方向Ｘに弾性変形しやすくなる。また、複数の中空部２１２が厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）に沿って延びていることで、例えば複数の中空部２１２が配列方向Ｘに対して垂直に延びている場合に比べて、相対的にその構造を安定的に維持でき、弾性機能の低下を抑制できる。さらに、中空部２１２の断熱効果により、角形二次電池１００が充放電時等に発熱しても、弾性部２１０が発熱の影響を受けにくくなる。よって、弾性部２１０の熱劣化を抑制できる。加えて、例えば特許文献２に開示されるような態様と比べて、相対的にスペーサ２００を薄くすることができ、組電池５００の体積エネルギー密度を向上できる。

【0039】

隔壁２１４は、弾性部２１０の骨格を構成している。図６に示すように、隔壁２１４は、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）と直交する面（Ｙ－Ｚ平面）に、規則的に設けられている。隔壁２１４は、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）に沿って（図６の手前側から奥側に）延びている。隔壁２１４は、複数の中空部２１２を仕切っている。

【0040】

複数の中空部２１２は、隔壁２１４によって区画され、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）に沿って規則的に配列されている。複数の中空部２１２は、ここでは相互に独立している。これらの点が、３次元網目状に連通する空隙を有する多孔質状（スポンジ状）とは異なっている。特に制限されないが、１つの中空部２１２の大きさ（体積）は、１ｍｍ^３以上であるとよい。中空部２１２のＹ－Ｚ平面視での形状は、ここでは六角形状である。すなわち、中空部２１２は、厚み方向Ｘに沿って六角柱形状を有している。中空部２１２は、ここでは厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）の両方の端部が解放（開口）されている。中空部２１２は、ここでは貫通孔である。弾性部２１０は、貫通孔構造、詳しくは多角柱貫通孔構造（より具体的には、六角柱貫通孔構造）を有する。なお、本明細書において「孔構造」とは、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）に沿って規則的に配列された複数の中空部２１２を有する構造体全般をいう。

【0041】

図６に示すように、弾性部２１０は、ここではハニカム構造を有する。これにより、充放電サイクルを繰り返しても中空部２１２を維持しやすくなり、長期に亘って弾性機能を安定して発揮しやすくなる。なお、本明細書において「ハニカム構造」とは、「孔構造」に包含される構造であって、中空部２１２のＹ－Ｚ平面視での形状が六角形状の場合に限定されず、立体図形を隙間なく並べた３次元空間充填全般をいう。

【0042】

図６に示すように、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）と直交する面（Ｙ－Ｚ平面）において、弾性部２１０の全体面積に占める複数の中空部２１２の合計面積の割合は、０．２５以上であることが好ましく、０．３５～０．８であることがより好ましい。上記割合を所定値以上とすることにより、角形二次電池１００の膨張を吸収しやすくなり、角形二次電池１００を所定以上の拘束荷重で安定して押圧できる。また角形二次電池１００が膨化したときに潰れやすくなり、膨化を吸収しやすくなる。上記割合を所定値以下とすることで、中空部２１２を安定して維持することができ、弾性部２１０の耐久性を向上できる。

【0043】

断熱部２２０は、配列方向Ｘにおいて、弾性部２１０と角形二次電池１００との間に配置されている。断熱部２２０は、弾性部２１０よりも熱伝導率が低い部分である。言い換えれば、断熱部２２０は、弾性部２１０よりも断熱性が高い部分である。断熱部２２０を設けることで、充放電時等に角形二次電池１００が発熱しても、断熱部２２０の断熱効果により、弾性部２１０が発熱の影響を受けにくくなる。よって、弾性部２１０の熱劣化を抑制できる。また、角形二次電池１００の温度が上昇しても、その熱が隣接する角形二次電池１００に伝わることを抑制できる。したがって、角形二次電池１００の連鎖的な発熱を抑えられ、組電池５００全体が過度な高温になることを防止できる。

【0044】

かかる観点から、断熱部２２０の熱伝導率は、０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましく、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることがより好ましい。また、断熱部２２０は、弾性部２１０の配列方向Ｘの両面にそれぞれ配置されていることがより好ましい。これにより、ここに開示される技術の効果を特に高いレベルで発揮できる。なお、本明細書において、熱伝導率とは、ＪＩＳ Ａ１４１２－１（２０１６年）に基づいて測定された値をいう。

【0045】

断熱部２２０は、多孔質体であっていてもよい。これにより、断熱部２２０内に空気を包含して、高い断熱機能を発揮できる。断熱部２２０は、例えば、無機フィラー（例えばアルミナ等のセラミックス）と高分子材料と、を含んで構成されていることが好ましい。断熱部２２０は、無機フィラーを主体（構成成分のうち、最大の質量を占める成分、例えば構成成分の全体を１００質量％としたときに、５０質量％以上を占める成分。）として構成されていることが好ましい。断熱部２２０の弾性率は、ここでは弾性部２１０よりも大きい。ただし、断熱部２２０の弾性率は、弾性部２１０よりも小さくてもよいし、弾性部２１０と同じであってもよい。

【0046】

好適な一態様では、例えばスペーサ２００が組電池５００に組み付けられて圧縮された際、弾性部２１０の一部が、断熱部２２０内に配置されている。一例において、弾性部２１０は、１つまたは複数の凸部を有し、断熱部２２０は、かかる凸部に対応する凹部を有し、弾性部２１０の凸部が、断熱部２２０の凹部内に配置されている。より具体的には、例えば、弾性部２１０の隔壁２１４の一部（断熱部２２０の近傍部分）が、断熱部２２０に食い込んでいる。あるいは、他の一例において、上記とは逆に、断熱部２２０が、１つまたは複数の凸部を有し、弾性部２１０が、かかる凸部に対応する凹部を有し、断熱部２２０の凸部が、弾性部２１０の凹部内に配置されている。より具体的には、例えば、断熱部２２０の凸部が、弾性部２１０の中空部２１２（貫通孔）に突き刺さっている。これにより、弾性部２１０と断熱部２２０との一体性を向上して、積層ズレ防止できる。また、弾性部２１０と断熱部２２０とが厚み方向Ｘに一部重なることで、スペーサ２００を薄くすることができ、組電池５００の体積エネルギー密度を向上できる。

【0047】

組電池５００は各種用途に利用可能であるが、特にハイレート充放電を繰り返す（充放電に伴い発熱が生じやすい）用途、例えば、乗用車、トラック等の車両に搭載されるモータ用の動力源（駆動用電源）として、好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ；Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ；Hybrid Electric Vehicle）、電気自動車（ＢＥＶ；Battery Electric Vehicle）等が挙げられる。

【0048】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。本発明は、他にも種々の形態にて実施することができる。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記した実施形態の一部を以下のような変形例に置き換えることも可能であり、上記した実施形態に他の変形例を追加することも可能である。また、その技術的特徴が必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することも可能である。

【0049】

（１）例えば、上記した実施形態において、弾性部２１０と断熱部２２０は、それぞれ外形が平板状であり、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）と直交する面（Ｙ－Ｚ平面）の面積が略同じであった。しかしこれには限定されない。弾性部２１０と断熱部２２０とは、Ｙ－Ｚ平面の面積が相互に異なっていてもよい。変形例において、弾性部２１０のＹ－Ｚ平面の面積は、断熱部２２０のＹ－Ｚ平面の面積以下であることが好ましい。断熱部２２０の面積が大きいと、角形二次電池１００の発熱の影響を一層低減でき、弾性部２１０の熱劣化を高いレベルで抑制できる。

【0050】

（２）例えば、上記した実施形態において、弾性部２１０に含まれる複数の中空部２１２は、相互に独立していた。しかしこれには限定されない。複数の中空部２１２は、隔壁２１４を貫通する孔部によって連通されていてもよい。言い換えれば、弾性部２１０は、複数の中空部２１２を連通する孔部を有していてもよい。このような態様によれば、複数の中空部２１２内の空気の出入りがスムーズになり、所謂、吸盤効果による弾性機能の低下を抑制できる。

【0051】

（３）例えば、上記した実施形態において、弾性部２１０はハニカム構造を有し、弾性部２１０に含まれる複数の中空部２１２は、Ｙ－Ｚ平面視での形状が六角形状であった。しかしこれには限定されない。中空部２１２は、ハニカム構造を有していなくてもよい。中空部２１２は、ランダムに配置されていてもよい。また、中空部２１２のＹ－Ｚ平面視での形状は、六角形状以外の形状、例えば、円形状、三角形状、四角形状等であってもよい。

【0052】

図７は、第１変形例に係る弾性部２１０ａの図６相当図である。図７に示すように、弾性部２１０ａにおいて、複数の中空部２１２ａは、円形状である。すなわち、弾性部２１０ａは、ここでは円形貫通孔構造を有している。また図８は、第２変形例に係る弾性部２１０ｂの図６相当図である。図８に示すように、弾性部２１０ｂにおいて、複数の中空部２１２ｂは、四角形状である。すなわち、弾性部２１０ａは、ここでは規則的な網目状（格子状）構造を有している。ただし、ランダム網目状（格子状）構造であってもよい。

【0053】

（４）例えば、上記した実施形態において、弾性部２１０の中空部２１２は、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）の両方の端部が解放された貫通孔であった。弾性部２１０は、多角柱貫通孔構造（より具体的には、六角柱貫通孔構造）であった。しかしこれには限定されない。変形例において、中空部２１２は、配列方向Ｘの一方あるいは両方の端部が閉塞されていてもよい。弾性部２１０は、非貫通孔構造を有していてもよい。また中空部２１２は、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）の空間の途中が区切られていてもよい。

【0054】

図９（Ａ）～（Ｃ）は、第３変形例に係る弾性部２１０ｃの模式図である。図９（Ａ）は、弾性部２１０ｃの後面２１０Ｒｒ（第１のＹ－Ｚ平面）の平面図であり、図９（Ｂ）は、弾性部２１０ｃの前面２１０Ｆ（第２のＹ－Ｚ平面）の平面図であり、図９（Ｃ）は、図９（Ａ）のIXC－IXC線に沿う（厚み方向Ｘの）縦断面図である。図９（Ｃ）に示すように、弾性部２１０ｃは、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）に沿って延びる複数の中空部２１２ｃと、複数の中空部２１２ｃを区画する隔壁２１４ｃとに加えて、さらに隔壁２１４ｃを支持する平板状のベース部２１６を有している。

【0055】

図９（Ｂ）、図９（Ｃ）に示すように、ベース部２１６は、弾性部２１０ｃの前面２１０Ｆに沿って広がっている。ベース部２１６は、ここでは中空部２１２ｃを有しない部分である。ベース部２１６は、非多孔質な（中実構造の）部分である。ベース部２１６は、角形二次電池１００の長側壁１２ｂと対向する側の面に設けられていてもよいし、断熱部２２０と対向する側の面に設けられていてもよい。ベース部２１６を有することで、角形二次電池１００との位置合わせが容易になり、組電池５００の生産性や作業性を向上できる。かかる観点からは、ベース部２１６の高さ（上下方向Ｚの長さ）および／または幅（長辺方向Ｙの長さ）が、角形二次電池１００の長側壁１２ｂの高さおよび／または幅と略一致していることが好ましい。

【0056】

ベース部２１６の厚み（配列方向Ｘの長さ）は、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．３ｍｍ以上がより好ましい。ベース部２１６の厚みは、５ｍｍ以下が好ましく、２ｍｍ以下がより好ましい。ベース部２１６の厚み（配列方向Ｘの長さ）はＹ－Ｚ平面内で均一でなくてもよく、部分的に厚いもしくは薄い部分が存在してもよい。また、ベース部２１６のＹ－Ｚ平面における面積は、隔壁２１４ｃが存在するＹ－Ｚ平面における面積以上であってもよい。ベース部２１６からは、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）に沿って隔壁２１４ｃが延びている。

【0057】

中空部２１２ｃは、ここでは、厚み方向Ｘに沿って六角柱形状を有している。中空部２１２ｃは、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）の一方の端部（図９（Ｃ）の前側の端部）が閉塞されている。ここでは、中空部２１２ｃの断熱部２２０と対向する側の面が、ベース部２１６によって閉塞されている。弾性部２１０ｃは、厚み方向Ｘの断面視において、櫛歯状である。このように中空部２１２ｃの一方の端部を閉塞することで、断熱部２２０との一体化が容易となり、作業性を向上できる。一方、図９（Ａ）に示すように、中空部２１２ｃは、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）の他方の端部（後側の端部）が解放されている。ここでは、角形二次電池１００の長側壁１２ｂと対向する側の面が解放されている。

【0058】

（５）なお、上記した実施形態の中空部２１２および第３変形例の中空部２１２ｃは、厚み方向Ｘに沿って六角柱形状を有していた。しかしこれには限定されない。図１０は、第４変形例に係る弾性部２１０ｄの図９（Ｃ）相当図である。図１０に示すように、弾性部２１０ｄは、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）に沿って延びる複数の中空部２１２ｄと、複数の中空部２１２ｄを区画する隔壁２１４ｄと、隔壁２１４ｄを支持する平板状のベース部２１６と、を有する。中空部２１２ｄは、厚み方向Ｘ（配列方向Ｘ）に沿ったテーパ形状をなしている。隔壁２１４ｄは、厚み方向Ｘの断面視において、台形形状を有している。このような態様によれば、充放電サイクルを繰り返しても中空部２１２ｄを維持しやすくなり、長期に亘って弾性機能を安定して発揮しやすくなる。また、弾性部２１０ｄの歩留まりを高めて、製造コストを低減できる。

【0059】

以上の通り、ここで開示される技術の具体的な態様として、以下の各項に記載のものが挙げられる。
項１：所定の配列方向に沿って配置された複数の角形二次電池と、上記配列方向において隣り合う上記角形二次電池の間に配置されたスペーサと、を備える組電池であって、上記スペーサは、上記配列方向に沿って延びる複数の中空部を有し、上記配列方向に弾性変形可能に構成された弾性部と、上記配列方向において上記弾性部と上記角形二次電池との間に配置され、上記弾性部よりも熱伝導率が低い断熱部と、を含む、組電池。
項２：上記弾性部が、ハニカム構造を有する、項１に記載の組電池。
項３：上記弾性部の上記配列方向と直交する面において、上記弾性部の全体面積に占める上記複数の中空部の合計面積の割合が、０．３５以上０．８以下である、項１または項２に記載の組電池。
項４：上記弾性部の上記配列方向と直交する面の面積が、上記断熱部の上記配列方向と直交する面の面積以下である、項１から項３のいずれか１つに記載の組電池。
項５：上記弾性部において、上記複数の中空部の上記配列方向の一方の端部が閉塞され、他方の端部が解放されている、項１から項４のいずれか１つに記載の組電池。
項６：上記弾性部の一部が上記断熱部内に配置されている、項１から項５のいずれか１つに記載の組電池。
項７：上記弾性部と上記断熱部とが、まとめ部材によって一体化されている、項１から項６のいずれか１つに記載の組電池。
項８：上記スペーサが、平板状のベース部をさらに含む、項１から項７のいずれか１つに記載の組電池。
項９：上記弾性部が、上記複数の中空部を連通する孔部を有する、項１から項８のいずれか１つに記載の組電池。
項１０：上記中空部が、上記配列方向に沿ったテーパ形状をなしている、項１から項９のいずれか１つに記載の組電池。

【符号の説明】

【0060】

１０ 電池ケース
２０ 電極体
１００ 角形二次電池
２００ スペーサ
２１０、２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ、２１０ｄ 弾性部
２１２、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄ 中空部
２１４、２１４ａ、２１４ｂ 隔壁
２１６ ベース部
２２０ 断熱部
３００ 拘束機構
５００ 組電池

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】