JP5573319B2 - Power storage device and method for manufacturing power storage device - Google Patents
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Description
本発明は、複数の発電要素を備えた蓄電装置と、この蓄電装置の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a power storage device including a plurality of power generation elements and a method for manufacturing the power storage device.
特許文献1に記載の二次電池では、複数の電槽が一方向に並べて配置されており、複数の電槽は、互いに溶着されて一体的に構成されている。各電槽には、電槽に形成された開口部を介して発電要素が収容されるようになっており、各電槽の開口部は、蓋体によって封止される。
In the secondary battery described in
また、一体的に構成された複数の電槽の両端には、一対のエンドプレートが配置されており、一対のエンドプレートには、複数の電槽の配列方向に延びる拘束バンドが接続されている。エンドプレートおよび拘束バンドを用いることにより、複数の電槽に対して拘束力を与えるようにしている。 In addition, a pair of end plates are disposed at both ends of the plurality of integrally configured battery cases, and a restraining band extending in the arrangement direction of the plurality of battery cases is connected to the pair of end plates. . By using the end plate and the restraining band, the restraining force is applied to the plurality of battery cases.
特許文献1のように、矩形状に形成された電槽に対して拘束力を与える構造では、拘束力を作用させる方向(言い換えれば、複数の電槽の配列方向)と直交する面内において、電槽内の発電要素に作用する拘束力にバラツキが生じてしまう。この拘束力のバラツキについて、図17を用いて具体的に説明する。
As in
図17において、矩形状の電槽100の面101に対して拘束力Fを与える場合において、電槽100は、拘束力Fが作用する方向と平行な面102,103を有している。なお、図17では省略しているが、各面102,103と対向する面も、拘束力Fが作用する方向と平行となっている。
In FIG. 17, when the restraining force F is applied to the
電槽100に面102,103が存在すると、面101のうち、面102,103と接続された部分(例えば、角部分P1)は、変形しにくくなる。一方、面101のうち、面102,103との接続部分から離れた部分(例えば、中央部分P2)は、変形しやすくなる。したがって、面101の全面に対して略均一な拘束力Fを与えたとしても、電槽100内に収容された発電要素は、面101の位置に応じて互いに異なる力を受けることになる。このように、面101内の位置に応じて、発電要素に作用する力にバラツキが生じてしまうと、発電要素内の充放電反応にもバラツキが生じてしまうおそれがある。
When the
そこで、本発明の目的は、複数の発電要素に対して拘束力を与える構造において、各発電要素に作用する拘束力が、拘束力の作用する位置に応じてばらつくのを抑制することができる蓄電装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a power storage device that can suppress variation in the binding force acting on each power generation element depending on the position where the binding force acts in a structure that applies a binding force to a plurality of power generation elements. To provide an apparatus.
本願第1の発明は、複数の発電要素と、複数の発電要素をそれぞれ収容する複数の収容部を有し、複数の収容部が所定の配列方向(以下、単に配列方向という)に並んで配置されたケースと、を備えている。各収容部のうち、配列方向に延びる面は、ケースの外側に向かって全体が凸となる形状に形成され、外力による変形によって、各収容部のうち、配列方向で対向する面が互いに近づく方向に変位するのを許容する。 The first invention of the present application includes a plurality of power generation elements and a plurality of storage portions that respectively store the plurality of power generation elements, and the plurality of storage portions are arranged side by side in a predetermined arrangement direction (hereinafter simply referred to as an arrangement direction). And a case. The surface extending in the arrangement direction of each housing portion is formed in a shape that is convex toward the outside of the case, and the surfaces facing each other in the arrangement direction of each housing portion approach each other due to deformation by an external force. Is allowed to be displaced.
収容部のうち、配列方向で対向する面は、収容部に収容された発電要素に密接させることができる。 Among yield capacity portion, a surface facing the array direction can be in close contact with the power generating element housed in the housing portion.
ケースを金属で形成した場合において、収容部のうち、配列方向に延びる面を、外力を受けたときに塑性変形させ、収容部のうち、配列方向で対向する面を互いに近づける方向に変位させることができる。また、配列方向におけるケースの両端から、ケースを挟む方向に作用する拘束力をケースに与える拘束ユニットを設けることができる。 When the case is made of metal, the surface extending in the arrangement direction of the housing portion is plastically deformed when receiving an external force, and the surfaces of the housing portion that are opposed to each other in the arrangement direction are displaced toward each other. Can do. In addition, it is possible to provide a restraining unit that applies a restraining force acting on the case in a direction sandwiching the case from both ends of the case in the arrangement direction.
ケースが金属で形成されており、配列方向で隣り合う2つの発電要素のうち、一方の発電要素に取り付けられた正極タブと、他方の発電要素に取り付けられた負極タブとは、収容部に形成された開口部を介して電気的および機械的に接続されるとともに、ケースに電気的に接続されており、蓄電装置は、一方の発電要素に取り付けられた正極タブと電気的に接続され、ケースに固定された正極端子と、他方の発電要素に取り付けられた負極タブと電気的に接続され、ケースに固定された負極端子と、ケースの外面に固定された中間端子と、を有することができる。The case is made of metal, and of the two power generation elements adjacent in the arrangement direction, the positive electrode tab attached to one power generation element and the negative electrode tab attached to the other power generation element are formed in the accommodating portion. The electrical storage device is electrically connected to the case and electrically connected to the positive electrode tab attached to one of the power generation elements. A negative electrode terminal fixed to the case, and an intermediate terminal fixed to the outer surface of the case. .
本願第2の発明は、複数の発電要素をそれぞれ収容する複数の収容部を有し、複数の収容部が所定の配列方向に並んで配置されたケースを備えた蓄電装置の製造方法であって、ケースの各収容部に各発電要素を収容するステップと、配列方向におけるケースの両端から、ケースを挟む方向に作用する拘束力をケースに与えることにより、各収容部の一部を変形させて、各収容部のうち、配列方向で対向する面を互いに近づける方向に変位させるステップと、を有する。ここで、各収容部の一部は、配列方向に延びる面であって、ケースの外側に向かって全体が凸となる形状に形成される面である。
A second invention of the present application is a method for manufacturing a power storage device having a plurality of housing portions each housing a plurality of power generating elements, and including a case in which the plurality of housing portions are arranged in a predetermined arrangement direction. The step of accommodating each power generating element in each accommodating part of the case, and the binding force acting in the direction of sandwiching the case from both ends of the case in the arrangement direction is applied to the case to deform a part of each accommodating part Displacing the surfaces facing each other in the arrangement direction in the accommodating portions in a direction to bring them closer to each other. Here, a part of each accommodating portion is a surface that extends in the arrangement direction, and is a surface that is formed in a shape that is convex toward the outside of the case .
ここで、ケースを変形させた後に、複数の収容部を塞ぐ蓋をケースに固定することができる。また、蓋のうち、各収容部に対応して設けられた開口部を用いて、前記各収容部に電解液を注入することができる。 Here, after the case is deformed, the lid that closes the plurality of accommodating portions can be fixed to the case. Moreover, electrolyte solution can be inject | poured into each said accommodating part using the opening part provided corresponding to each accommodating part among the lid | covers.
本発明によれば、各収容部のうち、配列方向に延びてケースの外側に向かって全体が凸となる形状に形成される面を変形させて、各収容部のうち、配列方向で対向する面を互いに近づく方向に変位させることにより、各収容部に収容された発電要素に対して拘束力を与えることができる。ここで、配列方向で対向する面の全体が互いに近づく方向に変位し易くなっているため、発電要素に与えられる拘束力が、配列方向で対向する面内の位置に応じてばらつくのを抑制することができる。 According to the present invention, a surface formed in a shape that extends in the arrangement direction and is convex toward the outside of the case among the respective accommodation portions is deformed, and is opposed in the arrangement direction among the respective accommodation portions. By displacing the surfaces in a direction approaching each other, a binding force can be applied to the power generation elements housed in the housing portions. Here, since the entire surfaces facing each other in the arrangement direction are easily displaced in a direction approaching each other, the restraining force applied to the power generation elements is prevented from varying according to the position in the surface facing in the arrangement direction. be able to.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例1である電池モジュール(蓄電装置)について説明する。図1は、本実施例である電池モジュールの構成を説明する図である。図1において、X軸、Y軸およびZ軸は、互いに直交する軸であり、本実施例では、Z軸を鉛直方向に相当する軸としている。
A battery module (power storage device) that is
本実施例の電池モジュール1は、ケース10を有しており、ケース10は、発電要素20を収容する収容スペースSを4つ有している。各収容スペースSは、発電要素20を挿入することができるように、発電要素20よりも大きくなっている。また、各収容スペースSを形成する面によって、本発明における収容部が構成される。
The
ケース10は、アルミニウムといった金属で形成されており、例えば、インパクト成形によって図1に示す形状に形成することができる。ケース10には、蓋30が固定されるようになっており、蓋30は、ケース10に固定したときに、ケース10の上面に形成された複数の開口部を塞ぐ。
The
蓋30は、各収容スペースSに対応して設けられた注入口31を有している。注入口31は、収容スペースSに電解液を注入するために用いられ、電解液を注入した後は、蓋(不図示)で塞がれるようになっている。また、蓋30は、電池モジュール1の正極端子および負極端子を貫通させるための端子貫通孔32,33を有している。蓋30は、ケース10と同様に、アルミニウムといった金属で形成することができる。
The
4つの収容スペースSは、X方向に並んで配置されており、配列方向で隣り合う2つの収容スペースSの間には、これらの収容スペースSの一部を形成する仕切り部11が設けられている。仕切り部11には、タブ接続口11aが形成されている。ケース10のうち、各収容スペースSを形成する壁面には、絶縁皮膜が形成されており、絶縁皮膜は、例えば、アルマイト処理によって形成することができる。
The four accommodation spaces S are arranged side by side in the X direction, and a
各収容スペースSに収容される発電要素20は、充放電を行う要素であり、正極素子と、負極素子と、正極素子および負極素子の間に配置されたセパレータとで構成することができる。具体的には、正極素子、セパレータおよび負極素子の順に積層した積層体を構成し、積層体を巻くことによって発電要素20を構成することができる。正極素子は、集電体の表面に対して正極活物質等を含む層が形成されたものであり、負極素子は、集電体の表面に対して負極活物質等を含む層が形成されたものである。セパレータには、電解液が含浸される。
The
発電要素20の一端部では、正極素子の一部20aが露出しており、この露出部分20aには、正極タブ21が取り付けられている。正極タブ21は、アルミニウムといった金属で形成することができる。また、発電要素20の他端部では、負極素子の一部20bが露出しており、この露出部分20bには、負極タブ22が取り付けられている。負極タブ22は、銅といった金属で形成することができる。発電要素20としては、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池で用いられている構成を適用することができる。なお、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタを用いることもできる。
At one end of the
図2は、ケース10を上方から見たときの図である。図2に示すように、ケース10の側面10aには、複数の屈曲部12が設けられている。側面10aは、ケース10のうち、収容スペースSの配列方向(X方向)に延びる面である。各屈曲部12は、X−Y平面内で曲率を有しており、ケース10(各収容スペースS)の外側に向かって凸となるように形成されている。また、各屈曲部12は、各収容スペースSに対応して設けられており、各収容スペースSの側面を構成している。
FIG. 2 is a diagram when the
図3は、ケース10をX−Z平面で切断したときの断面図である。図3に示すように、ケース10の底面10bには、複数の屈曲部13が設けられている。底面10bは、収容スペースSの配列方向(X方向)に延びる面である。各屈曲部13は、X−Z平面内で曲率を有しており、ケース10(各収容スペースS)の外側に向かって凸となるように形成されている。また、各屈曲部13は、各収容スペースSに対応して設けられており、各収容スペースSの底面を構成している。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the
ケース10(4つの収容スペースS)に収容される4つの発電要素20は、電気的に直列に接続されるようになっている。すなわち、X方向で隣り合う2つの発電要素20のうち、一方の発電要素20における正極タブ21は、他方の発電要素20における負極タブ22と接続される。ここで、4つの収容スペースSに4つの発電要素20を収容するとき、X方向で隣り合う2つの発電要素20は、一方の発電要素20の正極タブ21と他方の発電要素20の負極タブ22とがX方向で隣り合うように配置される。
The four
正極タブ21および負極タブ22の接続構造について、図4を用いて説明する。図4は、正極タブ21および負極タブ22の接続構造を示す断面図である。また、図5は、正極タブ21の正面図であり、互いに接続される正極タブ21および負極タブ22は、同一形状を有している。
A connection structure of the
正極タブ21は、ケース10の仕切り部11に形成されたタブ接続口11aに挿入される突出部21aを有しており、突出部21aは、タブ接続口11aから離れている。突出部21aの周囲には、Oリング14が組み込まれる溝部21bが設けられている。Oリング14は、正極タブ21および仕切り部11の間を密閉状態とするために用いられる。
The
負極タブ22は、仕切り部11のタブ接続口11aに挿入される突出部22aを有しており、突出部22aは、タブ接続口11aから離れている。突出部22aは、突出部21aと接合され、接合方法としては、例えば、超音波接合を用いることができる。これにより、X方向で並んで配置された2つの発電要素20は、電気的に直列に接続される。突出部22aの周囲には、Oリング15が組み込まれる溝部22bが設けられている。Oリング15は、負極タブ22および仕切り部11の間を密閉状態とするために用いられる。
The
一方、X方向の一端(図1の最も奥側)に配置される発電要素20の正極タブ21は、蓋30の端子貫通孔32に固定される正極端子(不図示)と電気的および機械的に接続され、この正極端子は、電池モジュール1の正極となる。また、X方向の他端(図1の最も手前側)に配置される発電要素20の負極タブ22は、蓋30の端子貫通孔33に固定される負極端子(不図示)と電気的および機械的に接続され、この負極端子は、電池モジュール1の負極となる。
On the other hand, the
各収容スペースSに発電要素20が収容されたケース10に対しては、図6に示すように、拘束力Fが与えられる。図6は、図3に対応した図であり、発電要素20が収容されたケース10の断面図である。拘束力Fは、発電要素20の配列方向(X方向)において、ケース10を挟む力である。
A restraining force F is applied to the
ケース10に拘束力Fを与えると、屈曲部12,13を変形(塑性変形)させることができる。すなわち、各屈曲部12,13は、拘束力Fが作用する方向(X方向)に対して傾斜した領域を有しているため、拘束力Fを受けて変形しやすい。例えば、ケース10の底面10bに設けられた各屈曲部13は、図6の矢印D1で示す方向に変形する。
When a restraining force F is applied to the
各収容スペースSに着目すると、図7に示すように、各収容スペースSに拘束力Fを与えると、X方向で対向する2つの仕切り部11は、互いに近づく方向(矢印D2の方向)に変位しようとする。ここで、収容スペースSの底面は、屈曲部13で構成されているため、屈曲部13が変形することにより、2つの仕切り部11が互いに近づく方向に変位するのを許容する。また、ケース10の側面10aにも、屈曲部12が設けられており、屈曲部12も変形することにより、2つの仕切り部11が互いに近づく方向に変位するのを許容する。
Focusing on each accommodation space S, as shown in FIG. 7, when a restraining force F is applied to each accommodation space S, the two
これにより、拘束力Fを作用させた後の収容スペースSの幅(X方向の長さ)W2は、拘束力Fを作用させる前の収容スペースSの幅W1よりも狭くなる。なお、X方向の両端に位置する収容スペースSでは、仕切り部11およびケース10の外壁部がX方向において互いに近づく方向に変位して、収容スペースSの幅が狭くなる。
Thereby, the width (length in the X direction) W2 of the accommodation space S after applying the restraining force F becomes narrower than the width W1 of the accommodation space S before applying the restraining force F. In addition, in the accommodation space S located at both ends in the X direction, the
収容スペースSの幅が狭くなることにより、収容スペースSに収容された発電要素20に対して、拘束力Fを作用させることができる。本実施例では、各収容スペースSに対して屈曲部12,13を設けているため、各収容スペースSに収容された発電要素20に対して拘束力Fを作用させることができる。
By reducing the width of the storage space S, the restraining force F can be applied to the
すなわち、ケース10に拘束力Fを与えるだけで、ケース10に収容された4つの発電要素20のそれぞれに対して拘束力Fを作用させることができる。しかも、本実施例では、屈曲部12,13を設けることにより、仕切り部11の全面を互いに近づく方向に変位させることができ、発電要素20に作用する拘束力Fが、Y−Z平面内においてばらつくのを抑制することができる。そして、各発電要素20に略均一な拘束力Fを与えることにより、発電要素20内の充放電反応にバラツキが生じるのを抑制することができ、発電要素20の全体を用いて、充放電反応を効率良く行わせることができる。
That is, the restraining force F can be applied to each of the four
ケース10に拘束力Fを与えた後は、ケース10の上面に蓋30が固定される。蓋30の固定方法としては、例えば、溶接を用いることができる。そして、各収容スペースSに対して、蓋30の注入口31から電解液を注入する。電解液を注入した後、注入口31は、蓋(不図示)を用いて塞がれる。これにより、各収容スペースSは、密閉状態となる。なお、収容スペースS内で発生したガスを外部に排出させるための弁を、注入口31に設けることもできる。
After applying the restraining force F to the
次に、ケース10に拘束力Fを与える構造(拘束ユニット)について、図8および図9を用いて説明する。図8は、1つの電池モジュール1に対して拘束力Fを与える構造を示しており、図9は、複数の電池モジュール1に対して拘束力Fを与える構造を示している。
Next, a structure (restraining unit) that applies a restraining force F to the
図8に示す構造では、電池モジュール1の両端に、一対のエンドプレート41,42がそれぞれ配置されており、一対のエンドプレート41,42には、X方向に延びる拘束バンド43が接続されている。図8に示す構造では、電池モジュール1の上面および下面に沿って、拘束バンド43が配置されている。一対のエンドプレート41,42を互いに近づく方向に変位させれば、電池モジュール1に対して、図6および図7に示す拘束力Fを与えることができる。
In the structure shown in FIG. 8, a pair of
図9に示す構造では、複数の電池モジュール1がX方向に並んで配置されており、隣り合って配置された2つの電池モジュール1の間には、スペーサ44が配置されている。スペーサ44は、突起部44aを有しており、突起部44aを用いることにより、電池モジュール1の表面に空間部を形成することができる。この空間部は、電池モジュール1の温度調節に用いられる熱交換媒体(気体や液体)を通過させるための通路として用いることができる。
In the structure shown in FIG. 9, a plurality of
また、複数の電池モジュール1を挟む位置には、一対のエンドプレート41,42が配置されており、一対のエンドプレート41,42には、X方向に延びる拘束バンド43が接続される。図9に示す構造では、複数の電池モジュール1の上面および下面に沿って、拘束バンド43が配置されている。一対のエンドプレートを互いに近づく方向に変位させれば、各電池モジュール1に対して、図6および図7に示す拘束力Fを与えることができる。
In addition, a pair of
なお、ケース10に拘束力Fを与える構造は、図8および図9に示す構造に限るものではなく、図6および図7に示す拘束力Fを、ケース10に対して作用させることができる構造であればよい。例えば、拘束バンド43を配置する位置を変更することができる。一方、図8や図9に示す拘束構造を省略することもできる。すなわち、ケース10を塑性変形させるだけでも、各収容スペースSに収容された発電要素20に対して拘束力Fを与えることができる。
The structure that applies the restraining force F to the
また、本実施例では、ケース10に対して4つの収容スペースSを設けているが、これに限るものではない。すなわち、収容スペースSの数は、適宜設定することができ、複数の収容スペースSが一方向に並んで配置された構成であれば、本発明を適用することができる。
In the present embodiment, four housing spaces S are provided for the
さらに、本実施例では、ケース10の側面10aおよび底面10bに対して、図2および図3に示す形状の屈曲部12,13を設けているが、これに限るものではない。すなわち、ケース10の側面10aおよび底面10bを変形させて、各収容スペースSの幅を狭めることができればよい。例えば、ケース10の側面10aを、図10や図11に示す構成とすることができる。
Further, in this embodiment, the
図10は、本実施例の変形例であるケース10の上面図であり、図2に対応した図である。図10に示す構成でも、ケース10の側面10aには、収容スペースSの数だけ屈曲部15が設けられており、各屈曲部15は、各収容スペースSの外側に向かって凸となるように形成されている。ここで、各屈曲部15は、互いに交差する2つの平面15a,15bで構成されており、各平面15a,15bは、X軸に対して傾斜している。
FIG. 10 is a top view of a
図11は、本実施例の他の変形例であるケース10の上面図であり、図2に対応した図である。図11に示す構成でも、ケース10の側面10aには、収容スペースSの数だけ屈曲部16が設けられており、各屈曲部16は、各収容スペースSの外側に向かって凸となるように形成されている。ここで、各屈曲部16は、X軸に対して傾斜した面16aと、X軸に対して直交する面16bとで構成されている。X軸と直交する面16bは、ケース10の仕切り部11と一体的に形成されている。
FIG. 11 is a top view of a
なお、図10および図11では、ケース10の側面10aにおける構造を示しているが、ケース10の底面10bにおいても、同様の構造とすることができる。
10 and 11 show the structure on the
また、本実施例では、屈曲部12を、収容スペースSの外側に向かって凸となるように形成しているが、これに限るものではない。例えば、収容スペースSの内側に向かって凸となるように屈曲部を構成することもできる。ただし、この場合には、ケース10に拘束力Fを与えたときに、屈曲部が収容スペースSの内側に向かって変形することになるため、収容スペースS内に収容された発電要素20と接触しないようにすることが好ましい。
Moreover, in the present Example, although the bending
さらに、本実施例では、ケース10を金属で形成しているが、樹脂といった他の材料で形成することもできる。ケース10を樹脂で形成した場合であっても、本実施例で説明した構成を用いれば、図17に示す従来の構成に比べて、Y−Z平面内における拘束力Fのバラツキを抑制することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
本発明の実施例2である電池モジュールについて説明する。図12は、本実施例である電池モジュールの構成を説明する図である。なお、実施例1で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一符号を用い、詳細な説明は省略する。 A battery module that is Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 12 is a diagram illustrating the configuration of the battery module according to the present embodiment. In addition, about the member which has the same function as the member demonstrated in Example 1, the same code | symbol is used and detailed description is abbreviate | omitted.
本実施例のケース10では、2つの収容スペースSが設けられており、各収容スペースSには、発電要素20が収容されている。また、ケース10の側面10aおよび底面10bには、実施例1と同様に、屈曲部12,13が設けられている。また、一方の発電要素20における正極タブ21と、他方の発電要素20における負極タブ22とは、仕切り部11に形成されたタブ接続口11aを介して、互いに接続されている。
In the
図13に示すように、一方の発電要素20における負極タブ22は、蓋30に固定される負極端子51と電気的および機械的に接続される。他方の発電要素20における正極タブ21は、蓋30に固定される正極端子52と電気的および機械的に接続される。
As shown in FIG. 13, the
正極タブ21および負極タブ22の接続構造は、実施例1で説明した構造(図4参照)と概ね同様であるが、本実施例では、図14に示すように、正極タブ21および負極タブ22が仕切り部11のタブ接続口11aに接触している。具体的には、正極タブ21の突出部21aや負極タブ22の突出部22aは、圧入等によって、タブ接続口11aに接触させることができる。これにより、正極タブ21および負極タブ22は、互いに電気的に接続されるとともに、ケース10にも電気的に接続される。
The connection structure of the
蓋30の上面には、中間端子53が固定されている。ケース10および蓋30は、金属で形成されているため、蓋30に中間端子53を固定すれば、電気的に直列に接続される2つの発電要素20の間に、中間端子53を接続することができる。図15には、本実施例の電池モジュール1と等価の回路構成を示している。なお、本実施例では、蓋30の上面に中間端子53を固定しているが、ケース10の外面に中間端子53を固定することもできる。
An
中間端子53を設ければ、各発電要素20の電圧を測定することができる。すなわち、図15に示す回路構成において、中間端子53および負極端子51の間の電圧は、図15の右側に位置する発電要素20の電圧となり、中間端子53および正極端子52の間の電圧は、図15の左側に位置する発電要素20の電圧となる。
If the
また、図15に示す回路構成において、中間端子53を用いることにより、各発電要素20に対して均等化回路を接続することができる。均等化回路は、各発電要素20の放電を許容して、複数の発電要素20における電圧等を均等化させるものである。具体的には、中間端子53および正極端子52に対して均等化回路を接続するとともに、中間端子53および負極端子51に対して均等化回路を接続することができる。
Further, in the circuit configuration shown in FIG. 15, an equalization circuit can be connected to each
本実施例の電池モジュール1では、図14で説明したように、正極タブ21および負極タブ22をケース10(仕切り部11)に接触させている。ここで、ケース10をアルミニウムで形成し、発電要素20の負極素子として、集電体の表面にカーボン(負極活物質)の層を形成したものを用いた場合には、ケース10の腐食が発生しやすくなってしまう。この現象について、図16を用いて説明する。
In the
図16は、発電要素20における正極活物質や負極活物質の電位を示す図であり、金属リチウムの電位を基準としている。カーボン負極の電位は、アルミニウムの腐食反応の電位よりも低くなっているため、負極活物質としてカーボンを用いると、アルミニウムで形成されたケース10が腐食し易くなってしまう。アルミニウムの腐食反応は、「Li++Al+e−→LiAl」として表され、LiAlが生成されると、強度が大幅に低下してしまう。
FIG. 16 is a diagram showing the potentials of the positive electrode active material and the negative electrode active material in the
一方、チタン酸リチウムは、アルミニウムの腐食反応の電位よりも高いため、負極活物質としてチタン酸リチウムを用いれば、アルミニウムの腐食反応の発生を防止することができる。また、負極活物質としてチタン酸リチウムを用いれば、負極素子の集電体をアルミニウムで形成することができる。この場合には、正極素子および負極素子における集電体をアルミニウムで形成することができるとともに、ケース10をアルミニウムで形成することができる。
On the other hand, since lithium titanate is higher in potential than the corrosion reaction of aluminum, if lithium titanate is used as the negative electrode active material, the occurrence of the corrosion reaction of aluminum can be prevented. Further, when lithium titanate is used as the negative electrode active material, the current collector of the negative electrode element can be formed of aluminum. In this case, the current collector in the positive electrode element and the negative electrode element can be formed of aluminum, and the
なお、負極活物質としてカーボンを用いると、セル電圧として3.6[V]を得ることができるが、負極活物質としてチタン酸リチウムを用いると、セル電圧が2.2[V]となる。一方、負極活物質としては、チタン酸リチウムに限るものではなく、アルミニウムの腐食反応の電位よりも高い電位を有する材料を負極活物質として選択すれば、アルミニウムの腐食反応を阻止することができる。 When carbon is used as the negative electrode active material, a cell voltage of 3.6 [V] can be obtained. However, when lithium titanate is used as the negative electrode active material, the cell voltage is 2.2 [V]. On the other hand, the negative electrode active material is not limited to lithium titanate. If a material having a higher potential than the corrosion reaction of aluminum is selected as the negative electrode active material, the corrosion reaction of aluminum can be prevented.
一方、特許文献1には、一方向に並んで配置された複数の電槽に対して拘束力を与える構造が記載され、特許文献2には、ケースの側面および底面に凹凸部を設けた構成が記載されている。ここで、特許文献1,2に記載の構成を組み合わすことはできない。すなわち、特許文献2に記載の技術では、電極の膨張に応じて、ケースのうち、互いに対向する2つの側壁の間隔を広げるようにするために、凹凸部を設けているため、このようなケースの変形を阻止する構造(特許文献1に記載の構造)を組み合わせることはできない。
On the other hand,
1:電池モジュール(蓄電装置) 10:ケース
10a:側面 10b:底面
11:仕切り部 11a:端子接続口
12,13:屈曲部 14,15:Oリング
20:発電要素 20a:正極素子
20b:負極素子 21:正極端子
22:負極端子 30:蓋
31:注入口 32,33:端子貫通孔
41,42:エンドプレート(拘束ユニットの一部)
43:拘束バンド(拘束ユニットの一部)
44:スペーサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Battery module (electric storage apparatus) 10:
43: Restraint band (part of restraint unit)
44: Spacer
Claims (8)
前記複数の発電要素をそれぞれ収容する複数の収容部を有し、前記複数の収容部が所定の配列方向に並んで配置されたケースと、を備え、
前記各収容部のうち、前記複数の収容部の配列方向に延びる面は、前記ケースの外側に向かって全体が凸となる形状に形成され、外力による変形によって、前記各収容部のうち、前記配列方向で対向する面が互いに近づく方向に変位するのを許容することを特徴とする蓄電装置。 A plurality of power generation elements;
A plurality of housing portions each housing the plurality of power generating elements, and the plurality of housing portions arranged in a predetermined arrangement direction, and
The surface extending in the arrangement direction of the plurality of storage portions among the storage portions is formed in a shape that is entirely convex toward the outside of the case, and by deformation due to external force, A power storage device characterized by allowing displacement of opposing surfaces in an arrangement direction in a direction approaching each other.
前記収容部のうち、前記配列方向に延びる前記面は、外力を受けたときに塑性変形し、前記収容部のうち、前記配列方向で対向する面を互いに近づける方向に変位させることを特徴とする請求項1または2に記載の蓄電装置。 The case is made of metal,
The surface extending in the arrangement direction of the accommodating portion is plastically deformed when receiving an external force, and is displaced in a direction in which the opposing surfaces of the accommodating portion are brought closer to each other in the arrangement direction. The power storage device according to claim 1 or 2 .
前記配列方向で隣り合う2つの前記発電要素のうち、一方の前記発電要素に取り付けられた正極タブと、他方の前記発電要素に取り付けられた負極タブとは、前記収容部に形成された開口部を介して電気的および機械的に接続されるとともに、前記ケースに電気的に接続されており、
前記一方の発電要素に取り付けられた正極タブと電気的に接続され、前記ケースに固定された正極端子と、
前記他方の発電要素に取り付けられた負極タブと電気的に接続され、前記ケースに固定された負極端子と、
前記ケースの外面に固定された中間端子と、を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の蓄電装置。 The case is made of metal,
Of the two power generation elements adjacent in the arrangement direction, a positive electrode tab attached to one of the power generation elements and a negative electrode tab attached to the other power generation element are openings formed in the housing portion. Is electrically and mechanically connected to the case, and is electrically connected to the case,
A positive electrode terminal electrically connected to a positive electrode tab attached to the one power generation element and fixed to the case;
A negative electrode terminal electrically connected to a negative electrode tab attached to the other power generation element, and fixed to the case;
Power storage device according to any one of the four claims 1, characterized in that it comprises a intermediate terminal secured to the outer surface of the case.
前記ケースの前記各収容部に前記各発電要素を収容するステップと、
前記配列方向における前記ケースの両端から、前記ケースを挟む方向に作用する拘束力を前記ケースに与えることにより、前記各収容部の一部を変形させて、前記各収容部のうち、前記配列方向で対向する面を互いに近づける方向に変位させるステップと、を有し、
前記各収容部の一部は、前記配列方向に延びる面であって、前記ケースの外側に向かって全体が凸となる形状に形成されることを特徴とする蓄電装置の製造方法。 A method of manufacturing a power storage device comprising a plurality of housing portions each housing a plurality of power generating elements, and comprising a case in which the plurality of housing portions are arranged in a predetermined arrangement direction,
Accommodating each of the power generation elements in each of the accommodating portions of the case;
By applying a restraining force acting in a direction sandwiching the case from both ends of the case in the arrangement direction, a part of each of the storage parts is deformed, and the arrangement direction of the storage parts. Displacing the opposing surfaces in a direction to approach each other, and
Wherein a portion of each housing portion, a surface extending in the arrangement direction, a manufacturing method of a power storage device across toward the outside of said case and said Rukoto is formed in a shape which is convex.
The method for manufacturing a power storage device according to claim 7 , wherein an electrolyte is injected into each of the housing portions using an opening provided corresponding to each of the housing portions of the lid.
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