(57)【要約】【課題】安全性の向上を図ることができる蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置１０は、４以上の蓄電素子１００と、４以上の蓄電素子１００のうちの隣り合う２つの蓄電素子１００の間にそれぞれが配置される３以上の中間層（スペーサ２００）と、を備え、３以上の中間層は、第一中間層（スペーサ２０３）と、第一中間層よりも断熱性が高い第二中間層（スペーサ２０２）及び第三中間層（スペーサ２０４）と、を有し、第一中間層は、第二中間層及び第三中間層の間に配置される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４以上の蓄電素子と、
前記４以上の蓄電素子のうちの隣り合う２つの蓄電素子の間にそれぞれが配置される３以上の中間層と、を備え、
前記３以上の中間層は、第一中間層と、前記第一中間層よりも断熱性が高い第二中間層及び第三中間層と、を有し、
前記第一中間層は、前記第二中間層及び前記第三中間層の間に配置される
蓄電装置。
【請求項２】
前記第二中間層及び前記第三中間層は、前記第一中間層よりも厚みが厚い
請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記３以上の中間層は、さらに、前記第三中間層よりも断熱性が低い第四中間層を有し、
前記第三中間層は、前記第一中間層及び前記第四中間層の間に配置される
請求項１または２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記第四中間層は、前記３以上の中間層のうちの端部に配置される
請求項３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、複数の蓄電素子と、複数の蓄電素子の間に配置される中間層とを備える蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の蓄電素子と、複数の蓄電素子の間に配置される中間層とを備える蓄電装置が知られている。例えば、特許文献１には、複数の二次電池セル（蓄電素子）の間に、セパレータ（中間層）を配置した構成の電源装置（蓄電装置）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１１４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の蓄電装置では、蓄電素子が発熱した場合、蓄電素子の熱連鎖が発生するおそれがある。つまり、上記従来の蓄電装置では、複数の蓄電素子の間に中間層が配置されているが、本願発明者は、蓄電素子が発熱した場合には、当該蓄電素子からの熱が中間層を越えて、隣の蓄電素子に順次伝わっていく（熱連鎖していく）おそれがあることを見出した。このように、本願発明者は、上記従来の構成においても、安全性の向上をさらに図るべき点があることを見出した。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、安全性の向上を図ることができる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】
【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、４以上の蓄電素子と、前記４以上の蓄電素子のうちの隣り合う２つの蓄電素子の間にそれぞれが配置される３以上の中間層と、を備え、前記３以上の中間層は、第一中間層と、前記第一中間層よりも断熱性が高い第二中間層及び第三中間層と、を有し、前記第一中間層は、前記第二中間層及び前記第三中間層の間に配置される。
【０００７】
これによれば、蓄電装置において、隣り合う２つの蓄電素子の間にそれぞれが配置される３以上の中間層は、第一中間層と、第一中間層よりも断熱性が高い第二中間層及び第三中間層と、を有し、第一中間層は、第二中間層及び第三中間層の間に配置されている。このように、第一中間層を、第一中間層よりも断熱性が高い第二中間層及び第三中間層の間に配置することで、断熱性が低い第一中間層を挟む複数の蓄電素子の両側に、断熱性が高い第二中間層及び第三中間層が配置されることとなる。このため、断熱性が低い第一中間層を挟む蓄電素子が発熱し、第一中間層で当該蓄電素子からの熱連鎖を防げなかった場合でも、その両側に配置された断熱性が高い第二中間層及び第三中間層によって、当該蓄電素子からの熱連鎖が発生するのを抑制することができる。これにより、蓄電装置の安全性の向上を図ることができる。
【０００８】
また、前記第二中間層及び前記第三中間層は、前記第一中間層よりも厚みが厚いことにしてもよい。
【０００９】
これによれば、蓄電装置において、断熱性が高い第二中間層及び第三中間層は、断熱性が低い第一中間層よりも厚みが厚い。このように、第二中間層及び第三中間層を、第一中間層よりも厚く形成することで、容易に、第一中間層よりも断熱性が高い第二中間層及び第三中間層を形成することができる。また、全ての中間層を厚みが厚い中間層にすることなく、蓄電素子の熱連鎖が発生するのを抑制することができるため、蓄電装置の省スペース化を図りつつ、蓄電装置の安全性の向上を図ることができる。
【００１０】
また、前記３以上の中間層は、さらに、前記第三中間層よりも断熱性が低い第四中間層を有し、前記第三中間層は、前記第一中間層及び前記第四中間層の間に配置されることにしてもよい。
【００１１】
これによれば、蓄電装置は、さらに、第三中間層よりも断熱性が低い第四中間層を有しており、第三中間層は、第一中間層及び第四中間層の間に配置されている。つまり、断熱性が高い中間層（第二中間層及び第三中間層）と、断熱性が低い中間層（第一中間層及び第四中間層）とが、交互に配置されている。これにより、断熱性が低い中間層で蓄電素子からの熱連鎖を防げなかった場合でも、断熱性が高い中間層によって、当該蓄電素子からの熱連鎖が発生するのを速やかに抑制することができるため、蓄電装置の安全性の向上を図ることができる。
【００１２】
また、前記第四中間層は、前記３以上の中間層のうちの端部に配置されることにしてもよい。
【００１３】
これによれば、蓄電装置において、断熱性が低い第四中間層は、複数の中間層の端部に配置されている。ここで、複数の中間層の端部に断熱性が高い中間層を配置すると、当該中間層は、当該中間層よりも端部側の蓄電素子からの熱連鎖しか抑制することができない。このため、複数の中間層の端部に断熱性が低い第四中間層を配置する。これにより、断熱性が高い中間層よりも端部側には第四中間層を挟む複数の蓄電素子が配置されるため、当該複数の蓄電素子からの熱連鎖が発生するのを抑制することができる。このように、断熱性が低い中間層を複数の中間層の端部に配置することで、蓄電素子からの熱連鎖が発生するのを効率的に抑制して、蓄電装置の安全性の向上を図ることができる。
【００１４】
なお、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、当該蓄電装置が備える複数の中間層としても実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明における蓄電装置によれば、安全性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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素子の構成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が備えるスペーサの構成を示す側面図である。
【図４】実施の形態の変形例１に係る蓄電装置が備えるスペーサの構成を示す側面図である。
【図５】実施の形態の変形例２に係る蓄電装置が備えるスペーサの構成を示す側面図である。
【図６】実施の形態の変形例３に係る蓄電装置が備える気体層の構成を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（及びその変形例）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、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、最上位概念を示す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、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも厳密に図示したものではない。さらに、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】
また、以下の説明及び図面中において、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、または、蓄電素子の容器の短側面の対向方向を、Ｘ軸方向と定義する。複数の蓄電素子と複数の中間層（スペーサ等）との並び方向、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Ｙ軸方向と定義する。蓄電素子の容器本体と蓋との並び方向、蓄電装置の外装体本体と蓋との並び方向、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。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。また、以下の説明において、例えば、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。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。
【００１９】
（実施の形態）
［１  蓄電装置１０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、本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。なお、同図は、外装体３００を透視して外装体３００内方を示した図となっており、外装体３００は破線で示している。
【００２０】
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することができる装置である。例えば、蓄電装置１０は、電力貯蔵用途や電源用途など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、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）若しくはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電車、モノレール若しくはリニアモーターカー等の電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用若しくはエンジン始動用、または、家庭用若しくは発電機用に使用される定置用のバッテリ等として用いられる。
【００２１】
図１に示すように、蓄電装置１０は、複数（本実施の形態では６つ）の蓄電素子１００と、複数（本実施の形態では５つ）のスペーサ２００と、外装体３００とを備えている。なお、蓄電装置１０は、蓄電素子１００同士を電気的に接続するバスバー、バスバーの位置決めを行うバスバーフレーム（バスバープレート）、蓄電素子１００の充電状態や放電状態を監視するための回路基板やリレー等の電気機器、複数の蓄電素子１００を拘束するサイドスペーサ及びエンドスペーサ等も備えていてもよいが、これらの図示は省略し、詳細な説明も省略する。
【００２２】
蓄電素子１００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１００は、扁平な直方体形状（角形）の形状を有しており、スペーサ２００に隣接して配置されている。つまり、複数の蓄電素子１００のそれぞれが、複数のスペーサ２００のそれぞれと交互に配置され、Ｙ軸方向に並べられている。本実施の形態では、５つのスペーサ２００のそれぞれを挟む位置に６つの蓄電素子１００（蓄電素子１０１〜１０６）が配置されている。蓄電素子１００の構成の詳細な説明については、後述する。
【００２３】
なお、蓄電素子１００の数は６つに限定されず、４つ以上であればよい。また、蓄電素子１００の接続形態は特に限定されず、全てが直列接続されていてもよいし、いずれかの蓄電素子１００が並列接続されていてもよい。また、蓄電素子１００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、楕円柱形状、長円柱形状等であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。また、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。また、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。さらに、蓄電素子１００は、固体電解質を用いた電池であってもよい。
【００２４】
スペーサ２００は、蓄電素子１００の側方（Ｙ軸プラス方向またはＹ軸マイナス方向）に配置される矩形状かつ板状のスペーサである。具体的には、スペーサ２００は、隣り合う２つの蓄電素子１００の間にそれぞれが配置され、当該２つの蓄電素子１００の間を電気的に絶縁するスペーサである。本実施の形態では、６つの蓄電素子１００に対応して５つ（５枚）のスペーサ２００（スペーサ２０１〜２０５）が配置されている。なお、蓄電素子１００の数が６つ以外の場合には、スペーサ２００の数も蓄電素子１００の数に応じて適宜変更されるが、上述の通り、蓄電素子１００の数は４つ以上であるため、スペーサ２００の数は３つ以上である。
【００２５】
スペーサ２００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、または、それらの複合材料等の絶縁部材等により形成されている。なお、スペーサ２００は、ゴム（天然ゴム、合成ゴム）等の樹脂以外の材料により形成されていてもよい。ただし、スペーサ２００は、断熱性を有する部材（断熱性が低い部材も含む）で形成されているのが好ましい。スペーサ２００（スペーサ２０１〜２０５）の構成の詳細な説明については、後述する。
【００２６】
外装体３００は、蓄電装置１０の外装体を構成する略直方体形状（箱形）の容器（モジュールケース）である。つまり、外装体３００は、蓄電素子１００等の外方に配置されて、これら蓄電素子１００等を収容し、衝撃等から保護する。また、外装体３００は、例えば、ＰＣ、ＰＰ、ＰＥ等の、スペーサ２００と同様の絶縁部材により構成されている。外装体３００は、これにより、蓄電素子１００等が外部の金属部材などに接触することを回避する。なお、外装体３００は、箱形の本体部分と蓋部分とを有しており、蓋部分には２つの外部端子（正極側及び負極側の外部接続端子）が設けられているが、これらの図示は省略し、詳細な説明も省略する。
【００２７】
［２  蓄電素子１００の構成の説明］
次に、蓄電素子１００の構成について、詳細に説明する。なお、蓄電装置１０が有する蓄電素子１００（蓄電素子１０１〜１０６）は全て同様の構成を有するため、以下では、１つの蓄電素子１００の構成について詳細に説明する。図２は、本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。具体的には、図２は、蓄電素子１００が備える各構成要素を分解して示す分解斜視図である。
【００２８】
図２に示すように、蓄電素子１００は、容器１１０と、一対の電極端子１２０（正極端子及び負極端子）とを備え、容器１１０の内方には、一対の集電体１３０（正極集電体及び負極集電体）及び電極体１４０等が収容されている。なお、容器１１０（後述の蓋体１１２）と電極端子１２０との間、及び、容器１１０（後述の蓋体１１２）と集電体１３０との間には、絶縁性及び気密性を高めるためにガスケット等が配置され、容器１１０の内方には、電解液（非水電解質）も収容されているが、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。また、上記の構成の他に、集電体１３０の側方等にスペーサが配置されていてもよいし、容器１１０の表面を覆う絶縁シートが配置されていてもよい。
【００２９】
容器１１０は、開口が形成された容器本体１１１と、容器本体１１１の開口を閉塞する蓋体１１２とを有する直方体形状（角形）の容器である。容器本体１１１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、Ｙ軸方向両側の側面に２つの長側面部１１１ａを有し、Ｘ軸方向両側の側面に２つの短側面部１１１ｂを有し、Ｚ軸マイナス方向側に底面部１１１ｃを有している。
【００３０】
具体的には、長側面部１１１ａは、容器１１０の長側面を形成する矩形状かつ平面状の面部である。言い換えれば、長側面部１１１ａは、底面部１１１ｃ及び短側面部１１１ｂに隣接し、短側面部１１１ｂよりも面積が大きい面部である。本実施の形態では、長側面部１１１ａは、底面部１１１ｃ及び短側面部１１１ｂよりも面積が大きい（最も面積が大きい）面部である。短側面部１１１ｂは、容器１１０の短側面を形成する矩形状かつ平面状の面部である。言い換えれば、短側面部１１１ｂは、底面部１１１ｃ及び長側面部１１１ａに隣接し、長側面部１１１ａよりも面積が小さい面部である。本実施の形態では、短側面部１１１ｂは、底面部１１１ｃ及び長側面部１１１ａよりも面積が小さい（最も面積が小さい）面部である。底面部１１１ｃは、容器１１０の底面を形成する矩形状かつ平面状の面部である。
【００３１】
蓋体１１２は、容器１１０の蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体１１１のＺ軸プラス方向側に配置されている。また、蓋体１１２には、容器１１０内方の圧力が上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁１１３、及び、容器１１０内方に電解液を注液するための注液部１１４等も設けられている。
【００３２】
このような構成により、容器１１０は、電極体１４０等を容器本体１１１の内方に収容後、容器本体１１１と蓋体１１２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。なお、容器１１０（容器本体１１１及び蓋体１１２）の材質は、特に限定されないが、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）な金属であるのが好ましい。
【００３３】
電極端子１２０は、集電体１３０を介して、電極体１４０の正極板及び負極板に電気的に接続される端子（正極端子及び負極端子）である。つまり、電極端子１２０は、電極体１４０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１４０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１２０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。
【００３４】
電極体１４０は、正極板と負極板とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる蓄電要素（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などの金属からなる長尺帯状の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極板である。負極板は、銅または銅合金などの金属からなる長尺帯状の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極板である。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、樹脂等からなる微多孔性のシートである。
【００３５】
そして、電極体１４０は、正極板と負極板との間にセパレータが配置され（積層され）、巻回されて形成されている。なお、本実施の形態では、電極体１４０の断面形状として長円形状を図示しているが、楕円形状、円形状、多角形状などでもよい。また、電極体１４０は、図２のようにＸ軸方向を巻回軸として巻回した形状であってもよいし、Ｚ軸方向を巻回軸として巻回した形状であってもよいし、巻回型ではなく、平板状極板を積層した積層型、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の形状等を有していてもよい。
【００３６】
集電体１３０は、電極端子１２０と電極体１４０とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材（正極集電体及び負極集電体）である。なお、正極集電体は、電極体１４０の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などで形成され、負極集電体は、電極体１４０の負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金などで形成されている。
【００３７】
［３  スペーサ２００の構成の説明］
次に、スペーサ２００（スペーサ２０１〜２０５）の構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る蓄電装置１０が備えるスペーサ２００（スペーサ２０１〜２０５）の構成を示す側面図である。具体的には、図３は、図１に示した蓄電素子１００（蓄電素子１０１〜１０６）とスペーサ２００（スペーサ２０１〜２０５）とが交互に並べられている状態をＸ軸プラス方向側から見た場合の構成を示す側面図である。
【００３８】
上述の通り、スペーサ２００は、隣り合う２つの蓄電素子１００の間に、それぞれが当該２つの蓄電素子１００と隣接して配置される、ＸＺ平面に平行な矩形状かつ平板状のスペーサである。本実施の形態では、スペーサ２００は、隣接する蓄電素子１００の長側面部１１１ａの全面を覆うように、Ｘ軸方向及びＺ軸方向において、当該長側面部１１１ａの一端から他端に亘って延設されて配置されている。なお、スペーサ２００は、長側面部１１１ａの全面ではなく一部しか覆わない構成でもよいが、Ｘ軸方向及びＺ軸方向において、少なくとも長側面部１１１ａの中央部は覆うように配置されるのが好ましい。なお、Ｚ軸方向における長側面部１１１ａの中央部とは、例えば、Ｚ軸方向に長側面部１１１ａを５等分した場合の中間の３つ分の領域、４等分した場合の中間の２つ分の領域、または、３等分した場合の中間の１つ分の領域である。Ｘ軸方向についても同様である。
【００３９】
具体的には、図３に示すように、蓄電装置１０は、５つのスペーサ２００であるスペーサ２０１〜２０５を有している。ここで、蓄電装置１０が備える複数のスペーサ２００は、３以上の中間層の一例である。そして、スペーサ２０２は、第二中間層の一例であり、スペーサ２０３は、第一中間層の一例であり、スペーサ２０４は、第三中間層の一例であり、スペーサ２０５は、第四中間層の一例である。
【００４０】
これら５つのスペーサ２００は、Ｙ軸マイナス方向側から、スペーサ２０１、２０２、２０３、２０４及び２０５の順に並んで配置されている。つまり、スペーサ２０１は、複数のスペーサ２００（３以上の中間層）のうちのＹ軸マイナス方向側の端部に配置されている。スペーサ２０２（第二中間層）は、スペーサ２０１及びスペーサ２０３（第一中間層）の間に配置されている。スペーサ２０３（第一中間層）は、スペーサ２０２（第二中間層）及びスペーサ２０４（第三中間層）の間に配置されている。スペーサ２０４（第三中間層）は、スペーサ２０３（第一中間層）及びスペーサ２０５（第四中間層）の間に配置されている。スペーサ２０５（第四中間層）は、複数のスペーサ２００（３以上の中間層）のうちのＹ軸プラス方向側の端部に配置されている。
【００４１】
具体的には、スペーサ２０１は、蓄電素子１０１及び１０２の間に挟まれて配置されている。同様に、スペーサ２０２は、蓄電素子１０２及び１０３の間に挟まれて配置されている。スペーサ２０３は、蓄電素子１０３及び１０４の間に挟まれて配置されている。スペーサ２０４は、蓄電素子１０４及び１０５の間に挟まれて配置されている。スペーサ２０５は、蓄電素子１０５及び１０６の間に挟まれて配置されている。
【００４２】
また、これら５つのスペーサ２００は、厚みが厚いスペーサ２００と、厚みが薄いスペーサ２００とが、交互に並んで配置されている。つまり、スペーサ２０２（第二中間層）は、スペーサ２０１及びスペーサ２０３（第一中間層）よりも厚みが厚く形成され、スペーサ２０４（第三中間層）は、スペーサ２０３（第一中間層）及びスペーサ２０５（第四中間層）よりも厚みが厚く形成されている。本実施の形態では、スペーサ２０１、２０３及び２０５が同じ厚みで形成されており、スペーサ２０２及び２０４が同じ厚み、かつ、スペーサ２０１、２０３及び２０５よりも厚く形成されている。
【００４３】
また、本実施の形態では、スペーサ２０１〜２０５は同様の材質で形成されており、厚みが厚いほど断熱性が高い。このため、スペーサ２０２（第二中間層）は、スペーサ２０１及びスペーサ２０３（第一中間層）よりも断熱性が高くなり、スペーサ２０４（第三中間層）は、スペーサ２０３（第一中間層）及びスペーサ２０５（第四中間層）よりも断熱性が高くなっている。具体的には、スペーサ２０１、２０３及び２０５が同じ断熱性を有しており、スペーサ２０２及び２０４が同じ断熱性、かつ、スペーサ２０１、２０３及び２０５よりも高い断熱性を有している。
【００４４】
ここで、スペーサ２００の厚みとは、スペーサ２００のＹ軸方向の厚みをいう。スペーサ２００のＹ軸方向の厚みが、Ｘ軸方向またはＺ軸方向において異なる場合には、Ｙ軸方向の最大の厚みを、スペーサ２００の厚みとする。また、スペーサ２００の断熱性が高いとは、スペーサ２００が熱を伝えにくいことをいい、例えば、スペーサ２００を挟む２つの蓄電素子１００の一方から他方に伝わる熱の量が小さいことをいう。これら厚み及び断熱性の比較は、適宜公知の方法により計測して判断することができる。
【００４５】
なお、スペーサ２０１は、スペーサ２０２よりも薄く形成されていればよく、スペーサ２０３及び２０５とは異なる厚みを有していてもよい。スペーサ２０３は、スペーサ２０２及び２０４よりも薄く形成されていればよく、スペーサ２０１及び２０５とは異なる厚みを有していてもよい。スペーサ２０５は、スペーサ２０４よりも薄く形成されていればよく、スペーサ２０１及び２０３とは異なる厚みを有していてもよい。また、スペーサ２０２は、スペーサ２０１及び２０３よりも厚く形成されていればよく、スペーサ２０４とは異なる厚みを有していてもよい。スペーサ２０４は、スペーサ２０３及び２０５よりも厚く形成されていればよく、スペーサ２０２とは異なる厚みを有していてもよい。
【００４６】
つまり、スペーサ２０１は、スペーサ２０２よりも低い断熱性を有していればよく、スペーサ２０３及び２０５とは異なる断熱性を有していてもよい。スペーサ２０３は、スペーサ２０２及び２０４よりも低い断熱性を有していればよく、スペーサ２０１及び２０５とは異なる断熱性を有していてもよい。スペーサ２０５は、スペーサ２０４よりも低い断熱性を有していればよく、スペーサ２０１及び２０３とは異なる断熱性を有していてもよい。また、スペーサ２０２は、スペーサ２０１及び２０３よりも高い断熱性を有していればよく、スペーサ２０４とは異なる断熱性を有していてもよい。スペーサ２０４は、スペーサ２０３及び２０５よりも高い断熱性を有していればよく、スペーサ２０２とは異なる断熱性を有していてもよい。また、スペーサ２０１〜２０５は、いずれかが異なる材質で形成されていてもよい。
【００４７】
［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、複数のスペーサ２００（中間層）として、スペーサ２０３（第一中間層）と、スペーサ２０３よりも断熱性が高いスペーサ２０２（第二中間層）及びスペーサ２０４（第三中間層）と、を有している。そして、スペーサ２０３は、スペーサ２０２及びスペーサ２０４の間に配置されている。このように、スペーサ２０３をスペーサ２０２及び２０４の間に配置することで、断熱性が低いスペーサ２０３を挟む複数の蓄電素子１００（蓄電素子１０３及び１０４）の両側に、断熱性が高いスペーサ２０２及び２０４が配置されることとなる。このため、蓄電素子１０３または１０４が発熱し、スペーサ２０３で蓄電素子１０３または１０４からの熱連鎖を防げなかった場合でも、その両側に配置された断熱性が高いスペーサ２０２及び２０４によって、蓄電素子１０３または１０４からの熱連鎖が発生するのを抑制することができる。これにより、蓄電装置１０の安全性の向上を図ることができる。
【００４８】
また、断熱性が低いスペーサ２０３と断熱性が高いスペーサ２０２、２０４とを配置することで、蓄電素子１００の熱連鎖が発生するのを抑制したい位置を選択することができる。また、全てのスペーサ２００を断熱性が高いスペーサにすることなく、蓄電素子１００の熱連鎖が発生するのを抑制することができるため、コスト低減等を図ることができる。
【００４９】
また、蓄電装置１０において、断熱性が高いスペーサ２０２及び２０４は、断熱性が低いスペーサ２０３よりも厚みが厚い。このように、スペーサ２０２及び２０４を、スペーサ２０３よりも厚く形成することで、容易に、スペーサ２０３よりも断熱性が高いスペーサ２０２及び２０４を形成することができる。また、全てのスペーサ２００を厚みが厚いスペーサにすることなく、蓄電素子１００の熱連鎖が発生するのを抑制することができるため、蓄電装置１０の省スペース化を図りつつ、蓄電装置１０の安全性の向上を図ることができる。
【００５０】
また、蓄電装置１０は、さらに、スペーサ２０４よりも断熱性が低いスペーサ２０５（第四中間層）を有しており、スペーサ２０４は、スペーサ２０３及び２０５の間に配置されている。つまり、断熱性が高いスペーサ２００（スペーサ２０２及び２０４）と、断熱性が低いスペーサ２００（スペーサ２０３及び２０５）とが、交互に配置されている。これにより、断熱性が低いスペーサ２００で蓄電素子１００からの熱連鎖を防げなかった場合でも、断熱性が高いスペーサ２００によって、当該蓄電素子１００からの熱連鎖が発生するのを速やかに抑制することができるため、蓄電装置１０の安全性の向上を図ることができる。スペーサ２０１についても、同様である。
【００５１】
また、蓄電装置１０において、断熱性が低いスペーサ２０５は、複数のスペーサ２００の端部に配置されている。ここで、複数のスペーサ２００の端部に断熱性が高いスペーサ２００を配置すると、当該スペーサ２００は、当該スペーサ２００よりも端部側の蓄電素子１００からの熱連鎖しか抑制することができない。例えば、本実施の形態では、スペーサ２０４は蓄電素子１０５及び１０６からの熱連鎖を抑制することができるが、スペーサ２０４をスペーサ２０５の位置に配置すると、スペーサ２０４は、蓄電素子１０６からの熱連鎖しか抑制することができなくなる。このため、複数のスペーサ２００の端部に断熱性が低いスペーサ２０５を配置する。これにより、断熱性が高いスペーサ２０４よりも端部側にはスペーサ２０５を挟む複数の蓄電素子１００（蓄電素子１０５及び１０６）が配置されるため、当該複数の蓄電素子１００からの熱連鎖が発生するのを抑制することができる。このように、断熱性が低いスペーサ２０５を複数のスペーサ２００の端部に配置することで、蓄電素子１００からの熱連鎖が発生するのを効率的に抑制して、蓄電装置１０の安全性の向上を図ることができる。スペーサ２０１についても、同様である。これにより、断熱性が高いスペーサ２００の数を低減することができるため、省スペース化やコスト低減等を図ることができる。
【００５２】
また、スペーサ２０２は、スペーサ２０２よりも断熱性が低いスペーサ２０１及び２０３の間に配置されている。つまり、スペーサ２０２の両側に、複数の蓄電素子１００からなる蓄電素子群（蓄電素子１０１及び１０２と、蓄電素子１０３及び１０４）が配置されることとなる。これにより、スペーサ２０２によって、当該蓄電素子群ごとに、熱連鎖が発生するのを抑制することができる。
【００５３】
［５  変形例の説明］
（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。図４は、本実施の形態の変形例１に係る蓄電装置１１が備えるスペーサ２００（スペーサ２０２〜２０６）の構成を示す側面図である。具体的には、図４は、図３に対応する図である。
【００５４】
図４に示すように、本変形例における蓄電装置１１は、上記実施の形態における蓄電装置１０のスペーサ２０１の位置にスペーサ２０２が配置され、スペーサ２０２の位置にスペーサ２０１が配置されている。つまり、本変形例における蓄電装置１１は、上記実施の形態における蓄電装置１０のスペーサ２０１とスペーサ２０２とが入れ替わっている。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。
【００５５】
この構成によっても、スペーサ２０３（第一中間層）は、スペーサ２０２（第二中間層）及びスペーサ２０４（第三中間層）の間に配置されている。スペーサ２０４（第三中間層）は、スペーサ２０３（第一中間層）及びスペーサ２０５（第四中間層）の間に配置されている。スペーサ２０５（第四中間層）は、複数のスペーサ２００（３以上の中間層）のうちのＹ軸プラス方向側の端部に配置されている。
【００５６】
以上のように、本変形例に係る蓄電装置１１によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、断熱性が高いスペーサ２０２及び２０４の間に、３つの蓄電素子１０２〜１０４が配置されているため、スペーサ２０２及び２０４によって、３つの蓄電素子１０２〜１０４からの熱連鎖が発生するのを抑制することができる。
【００５７】
このように、断熱性が高い２つのスペーサ２００（スペーサ２０２及び２０４）の間に、断熱性が低い２つ以上のスペーサ２００が配置されていてもよい。つまり、断熱性が高い２つのスペーサ２００の間に、断熱性が低い２つ以上のスペーサ２００を挟む３つ以上の蓄電素子１００が配置されていてもよい。また、断熱性が低い２つのスペーサ２００（例えばスペーサ２０３及び２０５）の間に、断熱性が高い２つ以上のスペーサ２００が配置されていてもよい。つまり、断熱性が低い２つのスペーサ２００の間に、断熱性が高い２つ以上のスペーサ２００を挟む３つ以上の蓄電素子１００が配置されていてもよい。
【００５８】
（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。図５は、本実施の形態の変形例２に係る蓄電装置１２が備えるスペーサ２１０（スペーサ２１１〜２１５）の構成を示す側面図である。具体的には、図５は、図３に対応する図である。
【００５９】
図５に示すように、本変形例における蓄電装置１２は、上記実施の形態における蓄電装置１０の５つのスペーサ２００であるスペーサ２０１〜２０５の位置に、５つのスペーサ２１０であるスペーサ２１１〜２１５が配置されている。ここで、蓄電装置１２が備える複数のスペーサ２１０は、３以上の中間層の一例である。そして、スペーサ２１２は、第二中間層の一例であり、スペーサ２１３は、第一中間層の一例であり、スペーサ２１４は、第三中間層の一例であり、スペーサ２１５は、第四中間層の一例である。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。
【００６０】
本変形例では、これら５つのスペーサ２１０は、断熱性が高い材質で形成されたスペーサ２１０と、断熱性が低い材質で形成されたスペーサ２１０とが、交互に並んで配置されている。つまり、スペーサ２１２（第二中間層）は、スペーサ２１１及びスペーサ２１３（第一中間層）よりも断熱性が高い材質で形成され、スペーサ２１４（第三中間層）は、スペーサ２１３（第一中間層）及びスペーサ２１５（第四中間層）よりも断熱性が高い材質で形成されている。なお、断熱性が高い材質とは、熱を伝えにくい材質であることをいい、例えば、熱伝導率が低い材質であることをいう。この断熱性の比較は、適宜公知の方法により計測して判断することができる。
【００６１】
具体的には、本変形例では、スペーサ２１１、２１３及び２１５が同じ断熱性の材質で形成されており、スペーサ２１２及び２１４が同じ断熱性の材質、かつ、スペーサ２１１、２１３及び２１５よりも断熱性が高い材質で形成されている。このような条件を満たせば、スペーサ２１１〜２１５の材質は特に限定されない。例えば、スペーサ２１１、２１３及び２１５は、ＰＥによって形成され、スペーサ２１２及び２１４は、ＰＰ、ＰＣ、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によって形成されたマイカ板等によって形成されている。または、スペーサ２１１、２１３及び２１５は、マイカ板によって形成され、スペーサ２１２及び２１４は、ＰＰまたはＰＣによって形成されていてもよいし、スペーサ２１１、２１３及び２１５は、ＰＣによって形成され、スペーサ２１２及び２１４は、ＰＰによって形成されていてもよい。また、スペーサ２１１〜２１５は、同じ厚みで形成されている。
【００６２】
なお、スペーサ２１１、２１３及び２１５は、いずれかが異なる材質で形成されていてもよいし、断熱性を有していない材質で形成されていてもよい。また、スペーサ２１２及び２１４は、異なる材質で形成されていてもよいし、スペーサ２１１、２１３及び２１５よりも断熱性が高くなるのであれば、スペーサ２１１、２１３及び２１５よりも厚みが薄く形成されていてもよい。
【００６３】
以上のように、本変形例に係る蓄電装置１２によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、スペーサ２１２及び２１４の厚みを薄く形成することができるため、省スペース化を図ることができる。
【００６４】
（変形例３）
次に、上記実施の形態の変形例３について、説明する。図６は、本実施の形態の変形例３に係る蓄電装置１３が備える気体層２２０（気体層２２１〜２２５）の構成を示す側面図である。具体的には、図６は、図３に対応する図である。
【００６５】
図６に示すように、本変形例における蓄電装置１３は、上記実施の形態における蓄電装置１０の５つのスペーサ２００であるスペーサ２０１〜２０５の位置に、５つの気体層２２０である気体層２２１〜２２５が配置されている。ここで、蓄電装置１３が備える複数の気体層２２０は、３以上の中間層の一例である。そして、気体層２２２は、第二中間層の一例であり、気体層２２３は、第一中間層の一例であり、気体層２２４は、第三中間層の一例であり、気体層２２５は、第四中間層の一例である。その他の構成については、上記実施の形態と同様のため、詳細な説明は省略する。
【００６６】
本変形例では、これら５つの気体層２２０は、Ｙ軸方向の厚みが厚い（幅が大きい）気体層２２０と、Ｙ軸方向の厚みが薄い（幅が小さい）気体層２２０とが、交互に並んで配置されている。つまり、気体層２２２（第二中間層）は、気体層２２１及び気体層２２３（第一中間層）よりも厚みが厚く形成され、気体層２２４（第三中間層）は、気体層２２３（第一中間層）及び気体層２２５（第四中間層）よりも厚みが厚く形成されている。
【００６７】
具体的には、本変形例では、気体層２２１、２２３及び２２５が同じ厚みであり、気体層２２２及び２２４が同じ厚み、かつ、気体層２２１、２２３及び２２５よりも厚みが厚く形成されている。例えば、気体層２２１〜２２５は、空気が配置された空気層である。なお、気体層２２１〜２２５には、空気以外の気体が配置されていてもよい。また、気体層２２２及び２２４に、断熱性の高い気体が配置されていてもよい。
【００６８】
以上のように、本変形例に係る蓄電装置１３によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、本変形例では、スペーサに代えて気体層２２１〜２２５が配置されるため、部品点数の低減による製造工程の簡略化、コスト低減等を図ることができる。
【００６９】
（その他の変形例）
以上、本実施の形態及びその変形例に係る蓄電装置について説明したが、本発明は、上記実施の形態及びその変形例には限定されない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、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。
【００７０】
例えば、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電装置は、５つの中間層を有しているが、蓄電装置は、３以上の中間層を有していればよい。例えば、上記実施の形態及び変形例１においては、蓄電装置１０及び１１は、スペーサ２０２、２０３及び２０４を有していればよい。上記変形例２においては、蓄電装置１２は、スペーサ２１２、２１３及び２１４を有していればよく、上記変形例３においては、蓄電装置１３は、気体層２２２、２２３及び２２４を有していればよい。
【００７１】
また、上記実施の形態及びその変形例では、中間層（第一中間層〜第四中間層）として、スペーサ及び気体層を例示したが、これには限定されない。例えば、中間層は、蓄電素子１００の容器１１０の長側面部１１１ａに配置されている外装シート（絶縁シート）、または、長側面部１１１ａに塗布された接着剤（接着層）等であることにしてもよい。つまり、例えば上記実施の形態において、スペーサ２０１、２０３及び２０５に代えて外装シートが配置されていてもよいし、スペーサ２０２及び２０４に代えて複数の絶縁シートが重ねられて配置されていてもよい。または、例えば上記実施の形態において、スペーサ２０１、２０３及び２０５に代えて厚みが薄い接着層が配置されていてもよいし、スペーサ２０２及び２０４に代えて厚みが厚い接着層が配置されていてもよい。変形例１、２についても同様である。
【００７２】
また、上記実施の形態及びその変形例では、第四中間層は、複数の中間層のうちの端部に配置されることとしたが、第四中間層は、当該端部に配置されなくてもよい。
【００７３】
また、上記実施の形態及び上記変形例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。例えば、上記変形例２の構成に上記変形例１の構成を適用してもよいし、上記変形例３の構成に上記変形例１の構成を適用してもよい。また、上記実施の形態または変形例２の構成と上記変形例３の構成とを組み合わせてもよい。つまり、１つの中間層の位置に、スペーサ及び気体層の双方を配置することにしてもよい。換言すれば、１つの中間層が、スペーサ及び気体層の両方によって構成されることにしてもよい。さらに、上述の通り、中間層として、外装シートまたは接着層等が配置されていてもよいため、１つの中間層は、スペーサ、気体層、外装シート及び接着層等のうちの２つ以上の組み合わせによって構成されることにしてもよい。例えば、１つの中間層が、スペーサ及び絶縁シートの２つから、または、絶縁シート及び気体層の２つから構成されることにしてもよいし、スペーサ、気体層及び絶縁シートの３つから構成されることにしてもよい。接着層等についても同様である。
【００７４】
また、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、当該蓄電装置が備える複数の中間層としても実現することができる。
【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、１１、１２、１３  蓄電装置
１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０６  蓄電素子
１１０  容器
１１１  容器本体
１１１ａ  長側面部
１１１ｂ  短側面部
１１１ｃ  底面部
１１２  蓋体
１１３  ガス排出弁
１１４  注液部
１２０  電極端子
１３０  集電体
１４０  電極体
２００、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２１０、２１１、２１２、２１３、２１４、２１５  スペーサ
２２０、２２１、２２２、２２３、２２４、２２５  気体層
３００  外装体
【図１】
2020145149.tif 000003
【図２】
2020145149.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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