特許 7310426 蓄電装置

(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】

(24)【登録日】2023-07-10

(45)【発行日】2023-07-19

(54)【発明の名称】蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/317 20210101AFI20230711BHJP

   H01M 50/325 20210101ALI20230711BHJP

   H01M 50/209 20210101ALI20230711BHJP

   H01G 11/12 20130101ALI20230711BHJP

   H01G 11/14 20130101ALI20230711BHJP

【ＦＩ】

H01M50/317 201

H01M50/325

H01M50/209

H01G11/12

H01G11/14

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019146635

(22)【出願日】2019-08-08

(65)【公開番号】P2021027000

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-06-01

(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】金本 将季

【審査官】井原 純

(56)【参考文献】

【文献】登録実用新案第３２０３４１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実公昭４３－０００２７９（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】実開昭５１－０１２９２８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６３－０６９３６４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００１－１５０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２２１６３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１８７１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００３／０４３１０６（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／３０－５０／３９２

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

Ｈ０１Ｇ １１／１２

Ｈ０１Ｇ １１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子を収容する外装体とを備える蓄電装置であって、
前記外装体に設けられた、排気口を有する筒状に形成された弁座と、
前記排気口を塞ぐように配置された弁部材であって、前記外装体の内圧を受けることで、前記弁座からのガスの流出を制限する閉状態から、前記弁座からのガスの流出を許容する開状態に遷移可能な弁部材とを備え、
前記排気口は、前記弁座の側壁部において、前記弁座の先端から切欠き状に形成され、かつ、前記側壁部を貫通する側面排気部を含み、
前記弁部材は、内側に突出した補強部であって、前記側面排気部に対応する位置に配置された補強部を有する、
蓄電装置。

【請求項2】

前記弁部材は、前記補強部が、外側から前記側面排気部に挿入された状態で前記弁座に配置されている、
請求項１記載の蓄電装置。

【請求項3】

前記弁座の前記側壁部には、前記弁座の周方向に複数の前記側面排気部が設けられており、前記複数の前記側面排気部は、前記弁座の前記先端側から見た場合に、回転対称とならない位置に配置されている、
請求項２記載の蓄電装置。

【請求項4】

前記弁部材は、前記側面排気部を含む前記側壁部の少なくとも一部を覆う外周部を有し、
前記外周部は、前記補強部を除く部分の肉厚が他の部分よりも大きな肉厚部を有する、
請求項１～３のいずれか一項に記載の蓄電装置。

【請求項5】

前記側面排気部は、前記側壁部に形成された、前記弁座の周方向で対向する位置に配置された一対の開口内側面の間に設けられており、
前記一対の開口内側面は、前記側壁部を前記弁座の前記先端側から見た場合において、それぞれが、前記弁座の径方向に対して外側に傾いて形成されており、
前記弁部材の前記補強部は、前記一対の開口内側面に当接する、一対の当接面を有する、
請求項２～４のいずれか一項に記載の蓄電装置。

【請求項6】

前記補強部は、前記弁部材の互いに対向する内面を接続する壁状に形成されており、
前記弁座の前記側壁部には、前記弁座の先端から前記先端とは反対側に延設された２つの前記側面排気部が形成されている、
請求項２～５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、外装体を備える蓄電装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ソフトシェルコンデンサモジュールを収容する密封外殻を備えるリチウムイオン電池モジュールが開示されている。この密封外殻には単一方向排気構造が設けられている。単一方向排気構造は、外向きに凸伸して上蓋に形成される通気路を備え、通気路にはゴムキャップを被せ設けられる。この構成によれば、密封外殻が水分を遮断してソフトシェルコンデンサモジュールの使用寿命を延長することができる。ソフトシェルコンデンサモジュールが発生する可燃ガスは、密封外殻の単一方向排気構造を通過してリチウムイオン電池モジュールから排出することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】登録実用新案第３２０３４１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１のリチウムイオン電池モジュールのように、外装体のガスを排気する排気口に、弁部材としてのゴムキャップを配置することで、通常時における排気口を介した水等の流入を防止でき、かつ、内圧上昇時に外装体内部のガスを外部に排出できる。

【0005】

しかしながら、排気口に配置する弁部材は、水等の流入を防ぐ際には、外気圧を受け、かつ、水等が衝突することによる衝撃も受ける。従って、弁部材には、外部から受ける力に対する耐性を持たせる必要がある。そのために、弁部材の強度を向上させることが考えられるが、弁部材の強度の向上は、外装体の内圧の上昇に伴う弁部材の開動作を困難にする要因ともなる。そのため、弁部材の強度をどのように向上させるかの決定は蓄電装置の安全性の観点から重要である。

【0006】

本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、外装体を備える蓄電装置であって、安全性が向上された蓄電装置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装置は、複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子を収容する外装体とを備える蓄電装置であって、前記外装体に設けられた、排気口を有する筒状に形成された弁座と、前記排気口を塞ぐように配置された弁部材であって、前記外装体の内圧を受けることで、前記弁座からのガスの流出を制限する閉状態から、前記弁座からのガスの流出を許容する開状態に遷移可能な弁部材とを備え、前記排気口は、前記弁座の側壁部において、前記弁座の先端から切欠き状に形成され、かつ、前記側壁部を貫通する側面排気部を含み、前記弁部材は、内側に突出した補強部であって、前記側面排気部に対応する位置に配置された補強部を有する。

【0008】

この構成によれば、複数の蓄電素子のいずれかからガスが排出された場合、弁部材が開状態となり、弁座を介して内部のガスを外部に放出することができる。その結果、内圧の過度な上昇によって外装体が損傷すること等が抑制される。また、弁部材には突出状の補強部が設けられている。そのため、例えば、外圧の印加時における弁部材の変形が抑制される。また、突出状の補強部は弁部材の一部に配置されることになるため、内圧の印加時における弁部材の変形能は失われない。これにより、例えば、通常時における弁座の水密性と、異常発生時におけるガスの排出性との両立が図られる。このように、本態様に係る蓄電装置は、安全性が向上された蓄電装置である。

【0009】

前記弁部材は、前記補強部が、外側から前記側面排気部に挿入された状態で前記弁座に配置されている、としてもよい。

【0010】

この構成によれば、外装体の内圧が上昇した場合、側面排気部に挿入された補強部が内圧を受けやすくなり、これにより、弁部材は、内圧の上昇に伴う開状態への遷移を行いやすくなる。さらに、側面排気部は、筒状の弁座の先端から切欠き状に設けられているため、補強部の側面排気部への挿入を伴う弁部材の取付作業が容易になる。また、側面排気部を弁座の軸方向に沿って長く形成することで、補強部を軸方向に長尺状に形成することも可能である。このことは、弁部材の弁座に対する取付強度の向上、または、補強部による弁部材に対する補強効果の向上に寄与する。これにより、蓄電装置の安全性がさらに向上される。

【0011】

前記弁座の前記側壁部には、前記弁座の周方向に複数の前記側面排気部が設けられており、前記複数の前記側面排気部は、前記弁座の前記先端側から見た場合に、回転対称とならない位置に配置されている、としてもよい。

【0012】

この構成によれば、弁部材を弁座に取り付ける場合に、回転位置が規制されるため、弁部材を、外気または水等が衝突しやすい位置等を考慮した所定の回転位置に位置決めすることができる。このことは蓄電装置の安全性の向上に寄与する。

【0013】

前記弁部材は、前記側面排気部を含む前記側壁部の少なくとも一部を覆う外周部を有し、前記外周部は、前記補強部を除く部分の肉厚が他の部分よりも大きな肉厚部を有する、としてもよい。

【0014】

この構成によれば、弁部材の肉厚部の位置を、例えば、外気または水等が衝突しやすい位置に一致させることができる。また、例えば、ガスの排出を効率よく行うという観点から、弁部材の肉厚部の位置を、ガスの排出に有利な位置に一致させることも可能である。これらの効果は、蓄電装置の安全性の向上に寄与する。

【0015】

前記側面排気部は、前記側壁部に形成された、前記弁座の周方向で対向する位置に配置された一対の開口内側面の間に設けられており、前記一対の開口内側面は、前記側壁部を前記弁座の前記先端側から見た場合において、それぞれが、前記弁座の径方向に対して外側に傾いて形成されており、前記弁部材の前記補強部は、前記一対の開口内側面に当接する、一対の当接面を有する、としてもよい。

【0016】

この構成によれば、弁部材に、径方向の外部からの圧力（外圧）がかかった場合、側壁部の開口内側面の抗力の向きは、接線方向よりも外側に傾く。これにより、弁部材の補強部の、側面排気部の内方への移動または変形がより確実に抑制される。また、外圧の上昇に伴い、側壁部の開口内側面と補強部の当接面との密着性は向上する。従って、排気口における水密性が維持または向上される。これにより、蓄電装置の安全性が向上する。

【0017】

前記補強部は、前記弁部材の内面における互いに対向する部分を接続する壁状に形成されており、前記弁座の前記側壁部には、前記弁座の先端から前記先端とは反対側に延設された２つの前記側面排気部が形成されている、としてもよい。

【0018】

この構成によれば、補強部は、内圧の上昇時には、内面の対向する部分を引っ張ることで弁部材の開きを抑制することができ、外圧の上昇時には、内面の対向する部分で突っ張ることで弁部材の内側への変形を抑制することができる。つまり、補強部により、弁部材の過度な変形が抑制され、その結果、蓄電装置の安全性が向上する。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、外装体を備える蓄電装置であって、安全性が向上された蓄電装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【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】実施の形態に係る通気室及びその周辺の構成を示す斜視図である。

【図4】実施の形態に係る弁座の拡大斜視図である。

【図5】実施の形態に係る弁部材を弁座側から見た場合の斜視図である。

【図6】実施の形態に係る弁部材の補強部と弁座の側面排気部との位置関係を示す図である。

【図7】実施の形態に係る通気室の上面図である。

【図8】実施の形態の変形例１に係る弁座及び弁部材の構成概要を示す図である。

【図9】実施の形態の変形例２に係る弁部材の構成概要を示す図である。

【図10】実施の形態の変形例３に係る弁座及び弁部材の構成概要を示す図である。

【図11】実施の形態の変形例４に係る弁部材を弁座が挿入される側から見た場合の斜視図である。

【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（その変形例を含む）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、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。また、各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。

【0022】

また、以下の説明及び図面中において、複数の蓄電素子の並び方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、または、当該容器の厚さ方向をＸ軸方向と定義する。また、１つの蓄電素子における電極端子の並び方向、または、蓄電素子の容器の短側面の対向方向をＹ軸方向と定義する。また、蓄電装置の外装体における本体部と蓋体との並び方向、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。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（以下実施の形態及びその変形例では、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。

【0023】

また、以下の実施の形態において、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が用いられる場合があるが、これらの表現は、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つの方向が直交する、とは、当該２つの方向がなす角が９０°であることを意味するだけでなく、実質的に直交すること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。

【0024】

また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸方向マイナス側とは、Ｘ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。

【0025】

（実施の形態）
［１．蓄電装置の全般的な説明］
まず、図１及び図２を用いて、実施の形態に係る蓄電装置１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１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１を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

【0026】

蓄電装置１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、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１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１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）及びガソリン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、モノレール及びリニアモーターカーが例示される。また、蓄電装置１は、家庭用または発電機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。

【0027】

図１及び図２に示すように、蓄電装置１は、複数の蓄電素子２０と、複数の蓄電素子２０を収容する外装体１０とを備える。本実施の形態では、外装体１０には８個の蓄電素子２０が収容されている。なお、蓄電装置１が備える蓄電素子２０の数は８には限定されない。蓄電装置１は、複数の蓄電素子２０を備えればよい。本実施の形態では、Ｘ軸方向に並べられた複数の蓄電素子２０により１つの蓄電素子ユニット２４が構成されている。なお、蓄電素子ユニット２４は、図示しないスペーサ及び絶縁フィルム等を有してもよい。

【0028】

外装体１０は、蓄電素子ユニット２４を収容する本体部１２と、蓄電素子ユニット２４の上方に配置されるバスバープレート１７と、バスバープレート１７の上方を覆うように配置される蓋体１１とを有している。バスバープレート１７には複数のバスバー３３が保持されており、複数のバスバー３３はバスバーカバー７０及び７５に覆われている。また、バスバープレート１７と蓋体１１との間には、制御回路等を含む接続ユニット８０が配置されている。

【0029】

外装体１０は、蓄電装置１の外殻を構成する矩形状（箱状）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装体１０は、蓄電素子ユニット２４及びバスバープレート１７等を所定の位置に固定し、これらを衝撃などから保護する部材である。外装体１０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、もしくは、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。

【0030】

外装体１０が有する蓋体１１は、本体部１２の開口部１５を閉塞する矩形状の部材であり、正極側の外部端子９１及び負極側の外部端子９２を有している。外部端子９１及び９２は、接続ユニット８０及びバスバー３３を介して複数の蓄電素子２０と電気的に接続されており、蓄電装置１は、この外部端子９１及び９２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。外部端子９１及び９２は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属製の導電部材で形成されている。

【0031】

蓋体１１はさらに、外装体１０の内部及び外部の一方から他方に移動する気体が通過する通気室１００と、通気室１００に接続された排気管１２０とを有している。例えば、外装体１０の内部のガスは、通気室１００に設けられた排気口を介して通気室１００の内部に到達し、その後、排気管１２０を介して、外装体１０の外部に放出される。図１及び図２では、通気室１００は、蓋体１１が有する通気室カバー１１ａによって覆われている。通気室１００の構成については、図３～図７を用いて後述する。

【0032】

本体部１２は、蓄電素子ユニット２４を収容するための開口部１５が形成された有底矩形筒状のハウジング（筐体）である。

【0033】

蓄電素子２０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などの非水電解質二次電池である。蓄電素子２０は、扁平な直方体形状（角形）の形状を有しており、本実施の形態では、上述のように、８個の蓄電素子２０がＸ軸方向に配列されている。

【0034】

なお、蓄電素子２０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。また、蓄電素子２０は、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。また、蓄電素子２０は、固体電解質を用いた電池であってもよい。また、本実施の形態では、直方体形状（角形）の蓄電素子２０を図示しているが、蓄電素子２０の形状は、直方体形状には限定されず、直方体形状以外の多角柱形状、円柱形状、長円柱形状等であってもよい。さらに、ラミネート型の蓄電素子が、蓄電素子２０として蓄電装置１に備えられてもよい。

【0035】

本実施の形態では、蓄電素子２０は、金属製の容器２１を備える。容器２１は、互いに対向する一対の長側面２１ａと、互いに対向する一対の短側面２１ｂとを有する角形のケースである。容器２１の内部には、電極体、集電体、及び電解液等が収容されている。本実施の形態では、複数の蓄電素子２０のそれぞれは長側面２１ａがＸ軸方向に向く姿勢（短側面２１ｂがＸ軸方向に平行な姿勢）で、Ｘ軸方向に一列に並べられている。

【0036】

容器２１の蓋板２１ｃには、容器２１の内部の電極体と電気的に接続された金属製の電極端子２２（正極端子及び負極端子）が設けられている。電極端子２２（正極端子及び負極端子）は、容器２１の蓋板２１ｃから、バスバープレート１７側に向けて（上方、つまりＺ軸方向プラス側に向けて）突出して配置されている。容器２１の蓋板２１ｃにはさらに、容器２１の内部のガスを外部に排出するためのガス排出弁２３が設けられている。ガス排出弁２３は、例えば容器２１の内部の電解液が気化することで容器２１の内圧が上昇した場合に、開放すること（開弁すること）で、容器２１の内部のガスを容器２１の外部に排出する機能を有する。このような機能を有するガス排出弁２３は、複数の蓄電素子２０のそれぞれに設けられている。本実施の形態では、図２に示すように、複数の蓄電素子２０のそれぞれは、ガス排出弁２３がＺ軸方向プラス側に向く姿勢で配置されている。

【0037】

バスバー３３は、バスバープレート１７に保持された状態で、少なくとも２つの蓄電素子２０上に配置され、当該少なくとも２つの蓄電素子２０の電極端子２２同士を電気的に接続する矩形状の板状部材である。バスバー３３の材質は特に限定されず、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ステンレス鋼等の金属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てもよい。本実施の形態では、５つのバスバー３３を用いて、蓄電素子２０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、かつ、当該４セットの蓄電素子群を直列に接続している。また、８個の蓄電素子２０の電気的な接続の態様に特に限定はなく、８個の蓄電素子２０の全てが、７個のバスバーによって直列に接続されてもよい。

【0038】

接続ユニット８０は、複数のバスバー及び制御基板等を有するユニットであり、蓄電素子ユニット２４と、外部端子９１及び９２とを電気的に接続する。接続ユニット８０が有する制御基板は複数の電気部品を有し、これら複数の電気部品により、各蓄電素子２０の状態を検出する検出回路、及び、充電及び放電を制御する制御回路等が形成されている。本実施の形態では、接続ユニット８０は、バスバープレート１７に固定されている。

【0039】

バスバープレート１７は、バスバー３３を保持する樹脂製の部材である。より詳細には、バスバープレート１７は、複数のバスバー３３、接続ユニット８０、及び、その他配線類等（図示せず）を保持し、これら部材の位置規制等を行うことができる部材である。また、バスバープレート１７には、複数のバスバー３３のそれぞれを保持し、かつ、複数のバスバー３３それぞれの一部を複数の蓄電素子２０の側に露出させるバスバー用開口部１７ａが複数設けられている。

【0040】

また、バスバープレート１７は、複数の蓄電素子２０の電極端子２２が配置されている蓋板２１ｃの表面に接着剤によって固定されている。接着剤の位置は、複数の蓄電素子２０の連続した蓋板２１ｃの表面に対して連続的に配置させてもよいし、複数の蓄電素子２０の蓋板２１ｃの表面ごとに断続的に配置させてもよい。接着剤の材質は、シート状であるものまたは液状であるもの等を採用することができる。

【0041】

バスバープレート１７のＹ軸方向の中央には、複数の蓄電素子２０のガス排出弁２３の配列に沿って、Ｘ軸方向に延びるともにＺ軸方向プラス側に突出する経路形成部１９が設けられている。経路形成部１９は全てのガス排出弁２３をＺ軸方向プラス側から覆っている。バスバープレート１７の、経路形成部１９とバスバー用開口部１７ａとの間における、経路形成部１９のＹ軸方向プラス側及びＹ軸方向マイナス側の部分には、Ｘ軸方向に延びるともにＺ軸方向マイナス側に向いた接着面が形成されている。前述した接着剤は、経路形成部１９のＹ軸方向プラス側とＹ軸方向マイナス側の両方において、蓋板２１ｃの表面とバスバープレート１７の接着面との間にＸ軸方向に沿って配置される。バスバープレート１７の接着面は、接着剤を介して蓋板２１ｃの表面と当接する。これによって、経路形成部１９と蓋板２１ｃの表面との隙間により蓄電素子２０から排出されるガスの排気経路がＸ軸方向に沿って形成される。

【0042】

経路形成部１９の長手方向の端部には、図２に示すようにＸ軸方向プラス側及びＸ軸方向マイナス側の両方にそれぞれ経路出口１８が設けられている。排気経路は、Ｚ軸方向プラス側に経路形成部１９の内面が位置し、Ｚ軸方向マイナス側に蓋板２１ｃの表面が位置すること、及び、経路形成部１９のＹ軸方向の両側に前述の接着剤が配置されるなどにより、蓄電素子２０から排出されたガスの主だった逃げ道が経路出口１８となる。そのため、蓄電素子２０から排出されたガスは、経路出口１８を優先的に通過して、上述の通気室１００及び排気管１２０を介して外装体１０の外部に放出される。経路出口１８は、Ｚ軸方向から見て、接続ユニット８０と重複せず接続ユニット８０から離間した位置に設けられている。よって、蓄電素子２０のガス排出弁２３から排出された直後のガスが接続ユニット８０に向けて排出されないので、経路出口１８から排出されたガスによる接続ユニット８０へのダメージを低減することができる。

【0043】

このように構成されたバスバープレート１７は、外装体１０の本体部１２に、例えば接着または熱溶着等の所定の手法により固定されている。

【0044】

バスバーカバー７０及び７５のそれぞれは、複数のバスバー３３を上方から覆う樹脂製の部材であり、例えば、複数のバスバー３３と接続ユニット８０とを電気的に絶縁する役割を担っている。

【0045】

［２．通気室の構成］
以上のように構成された蓄電装置１における通気室１００の構成について、特に弁座及びその周辺に着目して、図３及び図４を用いて説明する。図３は、実施の形態に係る通気室１００及びその周辺の構成を示す斜視図である。図４は、実施の形態に係る弁座１０１の拡大斜視図である。具体的には、図４では、外装体１０を、図３のＩＶ－ＩＶ線に平行なＹＺ平面で切断して弁座１０１のほぼ全体を図示している。また、図４では、弁座１０１の構成を明確に示すように、弁座１０１から弁部材１５０が取り外された状態が図示されている。

【0046】

図３及び図４に示すように、外装体１０の蓋体１１には、通気室１００が設けられており、通気室１００には、弁部材１５０が取り付けられた弁座１０１が配置されている。弁座１０１は、蓄電素子２０から排出されたガスを経路形成部１９による排気経路を介して通気室１００の内部に導く部位であり、本実施の形態では排気口１１０を有する筒状に形成されている。弁座１０１が有する排気口１１０は弁部材１５０によって塞がれている。弁部材１５０は、本実施の形態では、シリコーンゴム等の耐熱性の高い弾性材料で形成されたキャップ状の部材であり、弁座１０１の先端に固定される。本実施の形態において、排気口１１０は、図４に示すように、弁座１０１の側壁部１０２において、弁座１０１の先端（Ｚ軸方向プラス側の端部）から切欠き状に形成され、かつ、側壁部１０２を貫通する側面排気部１１２を有している。つまり、側面排気部１１２は、弁座１０１の先端から、当該先端とは反対側に延設されている。側壁部１０２には、周方向に複数の側面排気部１１２が形成されている。より詳細には、本実施の形態では、同一形状の４つの側面排気部１１２が、周方向に均等に並べられている。

【0047】

本実施の形態において、排気口１１０はさらに、弁座１０１の先端に設けられた先端排気部１１１を有している。つまり、筒状の弁座１０１における先端の開口部が、先端排気部１１１として機能する。本実施の形態では、弁座１０１の軸方向（本実施の形態ではＺ軸方向と一致）に直交する開口を形成する先端排気部１１１の周縁と、側面排気部１１２の上端とは接続されている。つまり、先端排気部１１１と側面排気部１１２とは連続して弁座１０１に設けられている。

【0048】

このように構成された弁座１０１に、キャップ状の弁部材１５０が被せられることで、弁座１０１の排気口１１０は弁部材１５０に覆われる。具体的には、弁部材１５０は、先端排気部１１１を覆う前面部１５１と、側面排気部１１２を含む側壁部１０２の少なくとも一部を覆う外周部１５２とを有する。本実施の形態では、外周部１５２は、側壁部１０２に形成された４つの側面排気部１１２の全てを覆っている。この状態では、弾性材料で形成された弁部材１５０の弾性力（復元力）により、弁部材１５０は弁座１０１に密着する。すなわち、弁部材１５０は、排気口１１０を塞ぐ閉状態である。この場合、例えば排気管１２０を介して外部から通気室１００内に水が浸入した場合であっても、排気口１１０から外装体１０の内部への水の浸入は抑制される。

【0049】

上記のように弁部材１５０が閉状態にある場合において、例えば１以上の蓄電素子２０からガスが排出された場合を想定する。この場合、外装体１０の内圧が上昇して所定の値を超えると、弁部材１５０の外周部１５２は、複数の側面排気部１１２の位置においてガスの圧力（内圧）を受けることで、外側に膨らむように変形する。その結果、弁部材１５０は、排気口１１０の少なくとも一部を開放することで、閉状態から開状態に遷移する。これにより、弁座１０１の排気口１１０から通気室１００内にガスが放出される。通気室１００内に放出されたガスは、通気室１００と連通する排気管１２０を介して蓄電装置１の外部に放出される。なお、弁部材１５０の前面部１５１に対向する位置に通気室カバー１１ａが配置されるため、弁部材１５０の上方への移動は通気室カバー１１ａによって制限される。例えば、弁部材１５０と通気室カバー１１ａの間に隙間がある状態では、弁部材１５０が外装体１０の内圧を受けることで上方に移動して、先端排気部１１１が開放された場合であっても、通気室カバー１１ａに押さえられることで弁部材１５０の移動は制限される。つまり、通気室カバー１１ａによって、弁部材１５０の弁座１０１からの取り外れは防止される。

【0050】

通気室１００に設けられた通気孔１１８は、通常時における外装体１０の内部と外部との間の気体のやり取りを行うための孔である。具体的には、通気孔１１８は、気体を通過させ、かつ、液体を通過させない機能を有する通気防水膜１１９によって塞がれている。具体的には、通気防水膜１１９は、例えばゴアテックス（Ｇｏｒｅ－Ｔｅｘ）（登録商標）、ＴＥＭＩＳＨ（登録商標）などの防水性および通気性（透湿性）を有する防水透湿性素材からなる膜である。これにより、例えば、通常時における蓄電装置１の環境温度の変化等によって外装体１０の内圧と外圧との差が生じた場合、通気防水膜１１９を介して気体のやり取りが行われ、これにより、外装体１０の内外の圧力平衡が図られる。また、仮に、排気管１２０を介して、外部の水が通気孔１１８の位置に到達した場合であっても、その水は通気防水膜１１９を通過できないため、外装体１０の内部への水の浸入は防止される。

【0051】

このように構成された通気室１００は、通気室カバー１１ａに覆われており、通気室カバー１１ａは、溶着または接着等の所定の手法によって蓋体１１に固定されている。これにより、通気室１００の上面開口は、通気室カバー１１ａによって封止される。

【0052】

［３．弁部材及び弁座の構成］
上記の構成を有する通気室１００において、弁座１０１に取り付けられた弁部材１５０には、一部に補強部が備えられており、これにより、弁座１０１に加えられる外圧への耐性の向上等の効果が得られる。この補強部及び補強部に関与する構成について、図５～図７を用いて説明する。

【0053】

図５は、実施の形態に係る弁部材１５０を、弁座１０１側から見た場合の斜視図である。図６は、実施の形態に係る弁部材１５０の補強部１５５と弁座１０１の側面排気部１１２との位置関係を示す図である。具体的には、図６は、弁座１０１及び弁部材１５０の、弁座１０１の軸方向と直交する断面が図示されており、軸方向における断面の位置は、弁部材１５０の補強部１５５が存在する範囲内である。図７は、実施の形態に係る通気室１００の上面図である。図７では、通気室１００を覆う通気室カバー１１ａを外装体１０の蓋体１１から取り外して、蓋体１１の通気室１００を含む一部を図示している。また、図７において、弁座１０１及び弁部材１５０については、弁座１０１と弁部材１５０との構造上の関係を示すために、補強部１５５を通過するＸＹ平面に平行な断面が図示されている。

【0054】

図５に示すように、弁部材１５０は、内側に突出した補強部１５５を有している。つまり、補強部１５０は、弁座１０１に向けて突出した形状を有している。補強部１５５は、図６に示すように、側面排気部１１２に対応する位置に配置されている。より具体的には、弁部材１５０は、外周部１５２の内面から径方向内側に突出して形成されている。さらに、図７に示されるように、弁部材１５０が弁座１０１に取り付けられた場合、補強部１５５は、外側から側面排気部１１２に挿入された状態となる。つまり、本実施の形態では、筒状の弁座１０１の側壁部１０２に切欠き状に形成された４つの側面排気部１１２のそれぞれに、１つの補強部１５５が配置されている。これにより、弁部材１５０の、圧力に対する耐性の向上等の効果が得られ、その結果、蓄電装置１の安全性が向上する。

【0055】

すなわち、本実施の形態に係る蓄電装置１は、複数の蓄電素子２０と、複数の蓄電素子２０を収容する外装体１０とを備える。蓄電装置１は、外装体１０に設けられた、排気口１１０を有する筒状に形成された弁座１０１と、排気口１１０を塞ぐように配置された弁部材１５０とを備える。弁部材１５０は、外装体１０の内圧を受けることで、弁座１０１からのガスの流出を制限する閉状態から、弁座１０１からのガスの流出を許容する開状態に遷移可能である。排気口１１０は、弁座１０１の側壁部１０２において、弁座１０１の先端から切欠き状に形成され、かつ、側壁部１０２を貫通する側面排気部１１２を含む。弁部材１５０は、内側に突出した補強部１５５であって、側面排気部１１２に対応する位置に配置された補強部１５５を有する。

【0056】

この構成によれば、複数の蓄電素子２０のいずれかからガスが排出された場合、外装体１０の内圧が上昇することで、弁部材１５０が開状態となり、これにより、弁座１０１を介して外装体１０の内部のガスを外部に放出することができる。その結果、内圧の過度な上昇によって外装体１０が損傷すること等が抑制される。また、弁部材１５０には突出状の補強部１５５が設けられている。そのため、例えば、外圧の印加時における弁部材１５０の変形が抑制される。より具体的には、弁部材１５０の補強部１５５は、弁座１０１の側面排気部１１２に対応する位置に設けられているため、弁部材１５０における、外圧によって変形し易い部分の変形が効果的に抑制される。また、突出状の補強部１５５は弁部材１５０の一部に配置されることになるため、外装体１０の内圧の印加時における弁部材１５０の変形能は失われない。これにより、例えば、通常時における弁座１０１の水密性と、異常発生時におけるガスの排出性との両立が図られる。また、例えば、補強部１５５により、弁部材１５０の弁座１０１に対する取付強度の向上も図られる。このように、本態様に係る蓄電装置１は、安全性が向上された蓄電装置である。

【0057】

また、本実施の形態では、弁部材１５０は、補強部１５５が、外側から側面排気部１１２に挿入された状態で弁座１０１に配置されている。

【0058】

そのため、外装体１０の内圧が上昇した場合、側面排気部１１２に挿入された補強部１５５が内圧を受けやすくなり、これにより、弁部材１５０は、内圧の上昇に伴う、閉状態から開状態への遷移を行いやすくなる。さらに、側面排気部１１２は、筒状の弁座１０１の先端から切欠き状に設けられているため、補強部１５５を、弁座１０１の先端側から側面排気部１１２に挿入することができる。つまり、補強部１５５の側面排気部１１２への挿入を伴う弁部材１５０の取付作業が容易になる。また、側面排気部１１２を弁座１０１の軸方向に沿って長く形成することで、補強部１５５を軸方向に長尺状に形成することも可能であり、このことは、弁部材１５０の弁座１０１に対する取付強度の向上、または、補強部１５５による弁部材１５０に対する補強効果の向上に寄与し、これにより、蓄電装置１の安全性がさらに向上する。

【0059】

また、本実施の形態では、弁座１０１が有する複数の側面排気部１１２のうちの１つの側面排気部１１２は、図７に示すように、排気管１２０から弁座１０１に向かう経路Ｒ上に配置される。そのため、弁部材１５０が開状態になった場合に、側面排気部１１２から排出されるガスは、排気管１２０に効率よく到達できる。また、弁部材１５０における経路Ｒ上の部分は、排気管１２０から勢いよく外気または水等が流入した場合に、外気または水等が激しく衝突する部分である。この部分に、側面排気部１１２が存在する場合、弁部材１５０は、側壁部１０２の支えがないことで変形しやすいとも考えられる。しかしながら、本実施の形態では、弁部材１５０の当該部分に補強部１５５が配置されているため、弁座１０１の側壁部１０２の支えがない部分における、弁部材１５０の変形が抑制される。

【0060】

以上、実施の形態に係る蓄電装置１について説明したが、蓄電装置１は、図３～図７に示す態様とは異なる態様の弁部材及び弁座を備えてもよい。そこで、以下に、蓄電装置１における弁部材及び弁座についての変形例を、上記実施の形態との差分を中心に説明する。

【0061】

（変形例１）
図８は、実施の形態の変形例１に係る弁座１０１ａ及び弁部材１５０ａの構成概要を示す図である。図８では、図７と同様に、弁座１０１ａ及び弁部材１５０ａの、弁座１０１ａの軸方向と直交する断面が図示されており、軸方向における断面の位置は、弁部材１５０ａの補強部１５５が存在する範囲内である。

【0062】

図８に示すように、本変形例において、弁座１０１ａの側壁部１０２には、弁座１０１ａの周方向に複数の側面排気部１１２が設けられており、複数の側面排気部１１２は、弁座１０１ａの先端側から見た場合に、回転対称とならない位置に配置されている。

【0063】

つまり、本変形例に係る弁部材１５０ａは、複数の側面排気部１１２のそれぞれに対応する位置に補強部１５５が配置されるため、補強部１５５も弁座１０１ａの先端側から見た場合に、回転対称とならない位置に配置される。その結果、弁部材１５０ａを弁座１０１ａに取り付ける場合に、回転位置が規制される。そのため、弁部材１５０ａを、外気または水等が衝突しやすい位置等を考慮した所定の回転位置に位置決めすることができる。このことは蓄電装置１の安全性の向上に寄与する。

【0064】

（変形例２）
図９は、実施の形態の変形例２に係る弁部材１５０ｂの構成概要を示す図である。図９では、図８と同様に弁部材１５０ｂの断面が図示されており、断面の位置も図８に準じている。

【0065】

図９に示すように、本変形例において、弁部材１５０ｂは、側面排気部１１２を含む側壁部１０２の少なくとも一部を覆う外周部１５２を有し、外周部１５２は、補強部１５５を除く部分の肉厚が他の部分よりも大きな肉厚部１５３を有している。

【0066】

この構成によれば、弁部材１５０ｂの肉厚部１５３の位置を、例えば、外気または水等が衝突しやすい位置（図７における経路Ｒ上など）に一致させることができる。また、例えば、ガスの排出を効率よく行うという観点から、弁部材１５０ｂの肉厚部１５３の位置を、ガスの排出に有利な位置に一致させることも可能である。例えば、肉厚部１５３が排気管１２０から遠い位置に配置される姿勢で、弁部材１５０ｂを配置する。これにより、弁部材１５０ｂにおける比較的に肉厚の薄い部分、つまり、変形しやすい部分が、図７における経路Ｒ上などの排気管１２０に近い位置に配置される。その結果、外装体１０の内圧上昇時において、弁座の排気管１２０に近い位置からのガスの排出が促され、これにより、排気管１２０から外部へのガスの排出が効率よく行われる。このことは、蓄電装置１の安全性の向上に寄与する。

【0067】

なお、弁部材１５０ｂが有する複数の補強部１５５は、図９に示すように、回転対称とならない位置に配置されていてもよい。例えば、弁部材１５０ｂにおける複数の補強部１５５の配置位置を、上記変形例１に係る弁部材１５０ａ（図８参照）と一致させることで、弁部材１５０ｂを、上記変形例１に係る弁座１０１ａに取り付けることができる。この場合、軸方向から見た場合における弁部材１５０ｂの回転位置は一意に決定される。つまり、肉厚部１５３は所定の位置に位置決めされる。そのため、例えば、弁座１０１ａに取り付けられた弁部材１５０ｂの肉厚部１５３が、必ず所定の方向に向くように、弁座１０１ａを形成することが可能である。

【0068】

（変形例３）
図１０は、実施の形態の変形例３に係る弁座１０１ｂ及び弁部材１５０ｃの構成概要を示す図である。図１０では、弁座１０１ｂの軸方向と直交する、弁座１０１ｂ及び弁部材１５０ｃの断面であって、それぞれの特徴的な部分の断面のみが図示されている。

【0069】

図１０に示すように、本変形例において、弁座１０１ｂが有する側面排気部１１２は、側壁部１０２に形成された、弁座１０１の周方向で対向する位置に配置された一対の開口内側面１１２ａの間に設けられている。一対の開口内側面１１２ａは、側壁部１０２を弁座１０１ｂの先端側から見た場合において、それぞれが、弁座１０１ｂの径方向に対して外側に傾いて形成されている。弁部材１５０ｃの補強部１５５は、一対の開口内側面１１２ａに当接する、一対の当接面１５５ａを有している。なお、「弁座１０１ｂの径方向」は、具体的には、図１０に示すように、弁座１０１ｂの軸Ｐを通り、開口内側面１１２ａの内側（軸Ｐに近い側）の端縁を通過する直線（基準線Ｌ）で規定される。この場合、その開口内側面１１２ａは、径方向外側に行くほど（軸Ｐから離れるほど）、基準線Ｌから外側に離れる向き（他方の開口内側面１１２ａから離れる向き）に傾く部分（傾斜部）を有している。図１０に示す例では、開口内側面１１２ａの全域に傾斜部が形成されている。

【0070】

この構成によれば、弁部材１５０ｃに外気または水等が衝突することで、外部からの圧力（外圧）がかかった場合、側壁部１０２の開口内側面１１２ａの抗力の向きは、接線方向よりも外側に向く。つまり、補強部１５５の一対の当接面１５５ａを押し返す抗力には、径方向外側に向く成分が含まれる。従って、弁部材１５０ｃの補強部１５５の、側面排気部１１２の内方への移動または変形がより確実に抑制される。また、外圧の上昇に伴い、側壁部１０２の開口内側面１１２ａと補強部１５５の当接面１５５ａとの密着性は向上する。従って、排気口１１０における水密性が維持または向上される。これにより、蓄電装置１の安全性が向上する。

【0071】

なお、開口内側面１１２ａの全域に傾斜部が形成されている必要はない。例えば、開口内側面１１２ａの内側部分（軸Ｐに近い部分）は径方向に平行であり、その外側のみに傾斜部が設けられてもよい。また、開口内側面１１２ａの外側部分（軸Ｐから遠い部分）は径方向に平行であり、その内側のみに傾斜部が設けられてもよい。また、開口内側面１１２ａの傾斜部は、軸方向から見た場合に直線である必要はなく、例えば、内側または外側に凸の湾曲状であってもよい。いずれの場合であっても、弁部材１５０ｃの補強部１５５における当接面１５５ａの形状が、開口内側面１１２ａと密着可能な形状であれば、弁座１０１ｂの側面排気部１１２における水密性の維持または向上は可能である。

【0072】

（変形例４）
図１１は、実施の形態の変形例４に係る弁部材１５０ｄを、弁座１０１が挿入される側から見た場合の斜視図である。図１１に示すように、本変形例に係る弁部材１５０ｄが有する補強部１５６は、弁部材１５０ｄの内面（外周部１５２の内面）の互いに対向する部分を接続する壁状に形成されている。このように構成された弁部材１５０ｄは、例えば、実施の形態に係る弁座１０１（図４参照）に取り付けられる。つまり、弁座１０１の側壁部１０２には、弁座１０１の先端から当該先端とは反対側に延設された２つの側面排気部１１２が形成されている。より具体的には、本変形例では、図１１に示すように、キャップ状の弁部材１５０ｄの内側において、径方向に渡される壁状の２つの補強部１５６が交差して配置されている。弁座１０１の側壁部１０２には、２つの補強部１５６が挿入される４つの側面排気部１１２が形成されている。

【0073】

この構成によれば、補強部１５６は、内圧の上昇時には、弁部材１５０ｄの内面の対向する部分を引っ張ることで弁部材１５０ｄの開きを抑制することができる。補強部１５６はさらに、外圧の上昇時には、弁部材１５０ｄの内面の対向する部分で突っ張ることで弁部材１５０ｄの内側への変形を抑制することができる。つまり、補強部１５６により、弁部材１５０ｄの過度な変形が抑制され、これにより、例えば弁部材１５０ｄの劣化が抑制される。その結果、蓄電装置１の安全性が向上される。

【0074】

なお、図１１に示すように、補強部１５６に、１以上の切断部１５７が形成されていてもよい。これにより、弁部材１５０ｄの外周部１５２が外側に向けて変形しやすくなる。つまり、弁部材１５０ｄの閉状態から開状態への遷移が容易となる。また、補強部１５６における切断部１５７の数、補強部１５６の厚み及び形状、並びに、弁部材１５０ｄにおける補強部１５６の位置等は、例えば、弁部材１５０ｄが閉状態から開状態に遷移すべき内圧の大きさに応じて適宜決定されてもよい。

【0075】

（他の実施の形態）
以上、本発明に係る蓄電装置について、実施の形態及びその変形例に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、上記実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を上記実施の形態または変形例に施したものも、本発明の範囲内に含まれる。

【0076】

例えば、弁座１０１等が配置された通気室１００の位置は、外装体１０の上部である必要はない。例えば、外装体１０の側面に通気室１００が設けられてもよい。この場合であっても、通気室１００と外装体１０の外部とを連通させる排気管１２０が配置されていることで、弁座１０１の排気口１１０から排出されたガスを、排気管１２０を介して外装体１０の外部に導くことができる。

【0077】

また、弁部材１５０が有する補強部１５５の数は１以上であればよい。補強部１５５の数及び位置は、弁座１０１が有する側面排気部１１２の数及び位置に合わせて決定されてもよい。これにより、弁座１０１の側壁部１０２における側面排気部１１２の位置、つまり、側壁部１０２が欠かれている部分に、必ず補強部１５５を配置することができる。その結果、弁部材１５０において、内側に側壁部１０２がないことで外圧による内向きの変形が生じやすい１以上の部分を、１以上の補強部１５５により効果的に補強することができる。

【0078】

また、弁座１０１は、円筒状の形状であるが、弁座が円筒状であることは必須ではなく、例えば、軸方向から見た場合の形状が、楕円形、長円形、または多角形である筒状の弁座が、外装体１０に設けられてもよい。この場合、弁座の形状に応じて、弁部材の形状が決定されればよい。

【0079】

また、外装体１０において、弁部材１５０が取り付けられた弁座１０１が、外部に露出する状態で設けられてもよい。つまり、弁部材１５０が開状態となった場合に、弁座１０１から外装体１０の外部に直接的にガスが排出されてもよい。この場合であっても、例えば、蓄電装置１が、蓄電装置１よりも大きな箱体に収容され、その箱体に排気管が設けられることで、蓄電装置１から排出されたガスを所定の位置まで導くことができる。また、外装体１０の弁座１０１及びその周囲のみを覆うカバーに排気管が設けられていることでも、蓄電装置１から排出されたガスを所定の位置まで導くことができる。つまり、外装体１０は、通気室１００（弁座１０１及び弁部材１５０を除く）及び排気管１２０を備えなくてもよい。この場合、通気室１００及び排気管１２０と同様の機能（弁座１０１から排出されたガスを収集して所定の位置まで導く機能）を有する構造物が、蓄電装置１とは別体の構造物として配置されてもよい。

【0080】

また、上記説明された複数の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】

【0081】

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装置に適用できる。

【符号の説明】

【0082】

１ 蓄電装置
１０ 外装体
１１ 蓋体
１１ａ 通気室カバー
１２ 本体部
２０ 蓄電素子
２３ ガス排出弁
１００ 通気室
１０１、１０１ａ、１０１ｂ 弁座
１０２ 側壁部
１１０ 排気口
１１１ 先端排気部
１１２ 側面排気部
１１２ａ 開口内側面
１２０ 排気管
１５０、１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、１５０ｄ 弁部材
１５１ 前面部
１５２ 外周部
１５３ 肉厚部
１５５、１５６ 補強部
１５５ａ 当接面
１５７ 切断部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】