(57)【要約】  蓄電装置は、二次電池及びスペーサを交互にそれぞれ複数配列してなる電池積層体と、電池積層体の第１方向の両側に設けられた一対のエンドプレートと、電池積層体を加圧する加圧手段である圧縮バネとを備える。二次電池のそれぞれは、電極体と、外装体とを備え、外装体は、内側に膨出して電極体を第１方向に押圧すると共に電極体の膨張に伴って変形する凸部を有する。
2019003772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池及びスペーサを交互にそれぞれ複数配列してなる電池積層体と、
前記二次電池及び前記スペーサが並ぶ前記電池積層体の第１方向の両側に設けられた一対のエンドプレートと、
前記一対のエンドプレートの少なくとも一方と前記電池積層体との間に設けられ、前記電池積層体を加圧する加圧手段と、
を備え、
前記二次電池のそれぞれは、
電極体と、
前記電極体を収容する外装体であって、内側に膨出して前記電極体を前記第１方向に押圧すると共に前記電極体の膨張に伴って変形する凸部を有する外装体と、
を備える、蓄電装置。
【請求項２】
前記加圧手段は、前記二次電池の前記第１方向への厚み変化が５％未満であるときに定圧で前記電池積層体を加圧する、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記加圧手段は、バネ、直動装置及びゴム部材から選択される少なくとも１つである、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
隣り合う前記二次電池の電極端子同士を接続する導電部材を備え、
前記導電部材は、前記第１方向に伸縮する伸縮部を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄電装置。
【請求項５】
複数の前記二次電池の各々又は所定のブロック毎に電源と接続するための電源用導電部材を備え、
前記電源用導電部材は、前記第１方向に対する可動部を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記二次電池に対して前記第１方向に作用する圧力を検知する圧力センサを備え、
前記圧力センサの検知情報に基づいて、前記加圧手段による印加圧力を調整する第１の制御、及び前記二次電池の充放電の条件を変更させるための情報を出力する第２の制御の少なくとも一方を実行する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記二次電池の前記第１方向への厚み変化を検知する変位センサを備え、
前記変位センサの検知情報に基づいて、前記加圧手段による印加圧力を調整する第１の制御、及び前記二次電池の充放電の条件を変更させるための情報を出力する第２の制御の少なくとも一方を実行する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、扁平形の二次電池（角形電池）を複数配列してなる電池積層体を備えた蓄電装置が広く知られている。例えば、特許文献１には、電池積層体の対向面にあって角形電池を積層方向に加圧する一対のエンドプレートと、エンドプレートの上下に連結されて、エンドプレートを一定の間隔に固定してなるバインドバーとを備える車両用の蓄電装置が開示されている。二次電池の電極体は電池の劣化によって経時的に膨張するため、特許文献１に開示されるような蓄電装置では、電極体に加わる圧力が経時的に増加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１８７９１１号公報
【発明の概要】
【０００４】
ところで、電極体に所定の圧力を加えて電極体を構成する電極の間隔を一定に維持することは重要であるが、蓄電装置の損傷等を防止するために、また電池反応が阻害されないように電極体の膨張をある程度許容することが望ましい。つまり、電極の間隔を均一に維持しながら、電極体の膨張を許容することは重要な課題である。
【０００５】
本開示の一態様である蓄電装置は、二次電池及びスペーサを交互にそれぞれ複数配列してなる電池積層体と、前記二次電池及び前記スペーサが並ぶ前記電池積層体の第１方向の両側に設けられた一対のエンドプレートと、前記一対のエンドプレートの少なくとも一方と前記電池積層体との間に設けられ、前記電池積層体を加圧する加圧手段とを備え、前記二次電池のそれぞれは、電極体と、前記電極体を収容する外装体であって、内側に膨出して前記電極体を前記第１方向に押圧すると共に前記電極体の膨張に伴って変形する凸部を有する外装体とを備えることを特徴とする。
【０００６】
本開示の一態様によれば、二次電池の初期状態から寿命末期にわたって、電池の劣化に伴う電極体の膨張を許容しながら、電極体を構成する各電極の間隔を均一に維持することが可能な蓄電装置を提供できる。本開示の一態様である蓄電装置によれば、電極体の膨張に起因する装置の破損を防止できると共に、放電容量等の電池性能を良好に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の一例である蓄電装置の斜視図である。
【図２】図１中のＡＡ線断面図である。
【図３】充放電サイクルの初期における蓄電装置の状態を示す図である。
【図４】所定の充放電サイクル後における蓄電装置の状態を示す図である。
【図５】実施形態の他の一例である蓄電装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら、実施形態の一例について詳細に説明する。但し、本開示の蓄電装置は、以下で説明する実施形態に限定されない。実施形態の説明で参照する図面は模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは以下の説明を参酌して判断されるべきである。なお、本明細書において「略〜」とは、略平行を例に説明すると、完全に平行はもとより、実質的に平行と認められるものを含む意図である。
【０００９】
以下では、電池積層体を構成する複数の二次電池が電気的に接続されているものとして説明するが、各二次電池は電気的に接続されていなくてもよく、複数の二次電池の一部だけが互いに電気的に接続されていてもよい。即ち、１つの電池積層体を構成する複数の二次電池は、個々に又は所定のブロック毎に、充放電可能に電源に接続される構成となっていてもよい。
【００１０】
図１は実施形態の一例である蓄電装置８の斜視図、図２は図１中のＡＡ線断面図である。本実施形態では、電池積層体１０を構成する複数の二次電池１１及び複数のスペーサ２２が水平方向に並んでいる。本明細書では、二次電池１１及びスペーサ２２が並ぶ方向を「第１方向」とする。また、水平方向のうち第１方向に直交する方向を「第２方向」、第１及び第２方向に直交する方向を「上下方向」とする。
【００１１】
図１及び図２に例示するように、蓄電装置８は、二次電池１１及びスペーサ２２を交互に複数配列してなる電池積層体１０を備える。また、蓄電装置８は、電池積層体１０の第１方向の両側に設けられた一対のエンドプレート２０と、電池積層体１０を加圧する加圧手段である圧縮バネ３０とを備える。圧縮バネ３０は、一対のエンドプレート２０の少なくとも一方と電池積層体１０との間に設けられる。本実施形態では、１つのエンドプレート２０と電池積層体１０との間に、圧縮バネ３０が設置されている。
【００１２】
蓄電装置８は、複数の二次電池１１を電気的に接続して構成される組電池であって、電池モジュール又は電池パックとも呼ばれる。本実施形態では、電池積層体１０を構成する全ての二次電池１１が電気的に接続されている。各二次電池１１には、容量、寸法、種類等が異なる電池を用いてもよいが、好ましくは同じものを用いる。二次電池１１の例としては、リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池が挙げられる。図１に示す例では、電池積層体１０が７つの二次電池１１で構成されているが、二次電池１１の数は特に限定されない。
【００１３】
蓄電装置８は、一対のエンドプレート２０によって電池積層体１０に所定の締め付け圧が作用するように、各エンドプレート２０に連結されたバインドバー２１を備える。各エンドプレート２０は、二次電池１１よりも上下方向にやや短く、第２方向にやや長い板状体であって、電池積層体１０を第１方向の両側から挟持する。なお、各エンドプレート２０は二次電池１１より上下方向に長くてもよい。バインドバー２１は、例えば第１方向に沿って設けられる棒状の部材である。バインドバー２１は、例えば電池積層体１０の第２方向両側にそれぞれ設けられる。
【００１４】
本実施形態では、一対のエンドプレート２０にわたって２本のバインドバー２１が取り付けられている。即ち、一対のエンドプレート２０は２本のバインドバー２１によって連結されている。具体的には、バインドバー２１の一端部が一方のエンドプレート２０に、バインドバー２１の他端部が他方のエンドプレート２０にそれぞれ締結され、各エンドプレート２０によって電池積層体１０に所定の締め付け圧が作用するようにしている。エンドプレート２０に対するバインドバー２１の締結力を調整することで、当該締め付け圧を変更することができる。
【００１５】
電池積層体１０を構成する二次電池１１のそれぞれは、電極体１２と、電極体１２を収容する外装体１３とを備える。外装体１３には、電解液も収容されている。なお、電解液の代わりにゲル状ポリマー等を用いた固体電解質を用いてもよい。外装体１３は、内側に膨出して電極体１２を第１方向に押圧すると共に電極体１２の膨張に伴って変形する凸部１６を有する。凸部１６は、外装体１３の各側壁部１４にそれぞれ形成されている。
【００１６】
二次電池１１は、電極体１２の正極と電気的に接続された正極端子１８と、負極と電気的に接続された負極端子１９とを有する。正極端子１８は外装体１３の上面部の第２方向一端側に設けられ、負極端子１９は外装体１３の上面部の第２方向他端側に設けられる。電池積層体１０は、隣り合う二次電池１１の電極端子同士を接続する複数の導電部材３５を備える。本実施形態では、隣り合う二次電池１１で正極端子１８と負極端子１９の位置が互いに逆となるように各二次電池１１が配列され、導電部材３５によって隣り合う二次電池１１が直列に接続されている。詳しくは後述するが、導電部材３５は第１方向に伸縮する伸縮部３７を有する。
【００１７】
電極体１２は、複数の正極と複数の負極がセパレータを介して第１方向に交互に積層された積層型の電極体である。負極は、一般的に正極よりも一回り大きく、正極の合材層が形成された部分には必ず負極の合材層が対向配置される。電極体１２には、複数のセパレータを用いてもよく、複数回折り返された１枚のセパレータを用いてもよい。電極体１２の積層構造は、例えば外装体１３の凸部１６によって第１方向に押圧されることで維持される。なお、電極体は、正極と負極がセパレータを介して巻回された巻回型の電極体であってもよい。
【００１８】
外装体１３は、例えば有底筒状のケース本体と、当該ケース本体の開口部を塞ぐ封口板とで構成される角形の金属製ケースである。即ち、二次電池１１はいわゆる角形電池である。外装体１３のケース本体は、互いに対向配置された２つの側壁部１４と、互いに対向配置された２つの側壁部１５と、底面部とを有する。４つの側壁部は、例えば底面部に対して略垂直に形成されている。外装体１３の上面部は、封口板によって形成される。
【００１９】
本実施形態では、各側壁部１４が電極体１２を構成する正極、負極と略平行に配置され、各側壁部１５が第１方向に沿って配置されている。また、各側壁部１４は各エンドプレート２０と略平行に配置されている。このため、一対のエンドプレート２０によって電池積層体１０に作用する上記締め付け圧は、各二次電池１１の側壁部１４に作用する。
【００２０】
側壁部１４は、側壁部１５よりも大きく形成されている。側壁部１４は、電極体１２を構成する正極及び負極の面積よりも大面積に形成される。側壁部１５は、電極体１２の厚みよりも第１方向に長く形成される。例えば、側壁部１４は上下方向よりも第２方向に長い略矩形形状を有し、側壁部１５は第１方向よりも上下方向に長い略矩形形状を有する。本実施形態では、側壁部１４，１５のうち電極体１２の膨張に伴って側壁部１４だけが変形する。
【００２１】
凸部１６は、対向配置される２つの側壁部１４にそれぞれ形成され、第１方向の両側から電極体１２を押圧して保持する。これにより、外装体１３内における電極体１２の動きを制限でき、電極体１２の積層構造を維持できる。好ましくは、各電極の端部が外装体１３の内面に接触しない状態で、電極体１２が外装体１３内に収容される。この場合、各電極と各側壁部１５及び底面部との間に隙間が存在し、各電極の端部が側壁部１５等の内面に押し付けられて折れ曲がるといった電極体１２の損傷を防止できる。
【００２２】
凸部１６は、各側壁部１４を外側からプレスして形成される。このため、各側壁部１４の外面には、各凸部１６に対応する位置に凹部１７がそれぞれ形成される。凸部１６及び凹部１７は、例えば電極体１２を外装体１３のケース本体内に挿入した後、各電極の端部が各側壁部１５及び底面部にできるだけ接触しない状態として、又は全く接触しない状態として各側壁部１４を外側からプレスすることにより形成される。各凸部１６が形成される前の側壁部１４同士の間隔は電極体１２の厚みより大きく、電極体１２と側壁部１４との間には隙間が存在するが、凸部１６を形成することで、当該隙間をなくし、電極体１２を押圧することができる。
【００２３】
凸部１６は、側壁部１４の中央部に形成され、好ましくは側壁部１４の広範囲に形成される。凸部１６は、側壁部１４の周縁部以外に形成されてもよく、側壁部１４の略全体に形成されてもよい。本実施形態では、側壁部１５との境界位置から側壁部１４が次第に内側に張り出し、側壁部１４の周縁部を除く広範囲が略平坦に形成され、エンドプレート２０と略平行となっている。この場合、側壁部１４の略全域に凸部１６が形成されているといえる。凸部１６は、例えば電極体１２の第１方向両端面の全域に当接していてもよい。
【００２４】
凸部１６は、電極体１２と側壁部１４との上記隙間をなくし、電極体１２に所定の圧力がかかるような膨出長さで形成される。所定の圧力は、二次電池１１の初期状態において電極体１２の各電極の間隔を均一に維持できる程度であればよい。電極体１２は充放電を繰り返すと経時的に膨張するが、凸部１６は電極体１２の膨張に伴って変形するため、二次電池１１の初期状態から寿命末期にわたって略一定の圧力で電極体１２を保持することが可能である。凸部１６は、スペーサ２２等を介して圧縮バネ３０により押圧されるが、電極体１２の体積変化に伴って凸部１６自体がある程度弾性変形することが好ましい。
【００２５】
スペーサ２２は、二次電池１１の側壁部１４に形成された凹部１７に当接すると共に、凹部１７を押圧しながら凹部１７の変形に追従して変形してもよい。スペーサ２２は二次電池１１同士の間に配置されており、一対のエンドプレート２０による上記締め付け圧及び圧縮バネ３０による圧力は各スペーサ２２を介して各二次電池１１の側壁部１４に伝達される。そして、各凹部１７の内側には凸部１６が形成されているため、当該圧力は各凸部１６を介して電極体１２に作用する。
【００２６】
スペーサ２２は、二次電池１１の凹部１７のうち略平坦に形成された部分の広範囲に当接することが好適である。この場合、電極体１２の全体が均一に押圧され易くなる。スペーサ２２は、当該略平坦に形成された部分の全体に当接していてもよい。二次電池１１は、各凸部１６の機能により電極体１２の構造を維持することも可能であるが、凹部１７に当接するスペーサ２２が存在することでより安定に電極体１２を保持できる。
【００２７】
スペーサ２２は、剛性のある芯材２３と、当該芯材に取り付けられ、二次電池１１の凹部１７に当接する弾性部材２４とを有することが好ましい。スペーサ２２は、例えば弾性部材２４のみで構成されてもよいが、剛性のある芯材２３を用いることで、スペーサ２２の形状が安定化し、各二次電池１１に対してより均一な押圧力が作用し易くなる。スペーサ２２は、芯材２３の両面に弾性部材２４を有する。
【００２８】
芯材２３は、例えば二次電池１１の膨張によって実質的に変形しない剛性のある板状の樹脂部材で構成される。弾性部材２４は、芯材２３よりも柔軟な部材で構成されることが好ましく、例えば二次電池１１の体積変化に伴って弾性変形する部材で構成される。弾性部材２４は、ゴム、発泡体、熱可塑性エラストマーなどで構成されてもよく、具体例としてはシリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレン−プロピレンゴム等が挙げられる。弾性部材２４の厚みは凹部１７の深さよりも厚く、弾性部材２４は、二次電池１１の凹部１７に嵌り、凹部１７の略平坦に形成された最奥部分の略全体に当接していてもよい。
【００２９】
圧縮バネ３０は、上述の通り、１つのエンドプレート２０と、電池積層体１０との間に設置されている。圧縮バネ３０は、二次電池１１の充放電に伴う厚み変化に追従して伸縮する。圧縮バネ３０を設けることで、電極体１２の膨張を許容しながら電極体１２に所定の押圧力を加えて、電極体１２を構成する各電極の間隔を均一に維持することができる。圧縮バネ３０は１つであってもよいが、本実施形態では、エンドプレート２０の上部に第２方向に並んで２つ、エンドプレート２０の下部に第２方向に並んで２つ、合計４つの圧縮バネ３０が設けられている。
【００３０】
圧縮バネ３０は、押圧板３１を介して各二次電池１１に圧力を印加することが好ましい。圧縮バネ３０は二次電池１１の側壁部１４を直接押圧してもよいが、電池積層体１０の圧縮バネ３０が当接する部分には、押圧板３１を配置することが好適である。押圧板３１を配置することで、二次電池１１に対して圧縮バネ３０の圧力が均一に作用し易くなる。押圧板３１は、スペーサ２２と同様に、例えば芯材２３と弾性部材２４とで構成される。但し、弾性部材２４は、芯材２３の片面（二次電池１１の凹部１７に当接する面）のみに設けられ、圧縮バネ３０が当接する面には設けられない。
【００３１】
圧縮バネ３０は、例えば圧縮コイルバネであって、軸方向が第１方向に沿うようにエンドプレート２０に取り付けられる。圧縮バネ３０のエンドプレート２０に対する固定構造は特に限定されない。圧縮バネ３０は、一端部がエンドプレート２０に、他端部が押圧板３１に固定されていてもよい。圧縮バネ３０が複数設けられる場合、それらは互いに同じ形状、寸法、強さ（バネ定数）を有することが好ましい。
【００３２】
圧縮バネ３０は、二次電池１１の第１方向への厚み変化が５％未満であるときに定圧で電池積層体１０を加圧することが好ましい。以下、特に断らない限り、二次電池１１の厚みとは、二次電池１１の第１方向の長さであって、側壁部１４の中央における厚みを意味する。充放電サイクルに伴い二次電池１１の厚みは増加するが、その増加の程度は初期の厚みに対して、通常５％未満である。このため、各二次電池１１の厚みの増加が５％未満であるときに一定の圧力で各二次電池１１を押圧可能な圧縮バネ３０を用いることによって、二次電池１１の初期状態から寿命末期にわたり電極体１２を構成する各電極の間隔を効率良く一定に維持できる。
【００３３】
圧縮バネ３０は、例えば各二次電池１１の厚みの増加が初期状態に対して５％となったときに、電池積層体１０の厚みがそれ以上増加しないように当該積層体を押圧する。圧縮バネ３０には、各二次電池１１の厚みが５％増加したときに圧縮限界寸法となるバネを用いてもよい。好適な構成の一例は、各二次電池１１の厚みの増加が５％未満であるときは厚み変化に追従して圧縮バネ３０が縮み、他方、各二次電池１１の厚みが５％増加したときに電池積層体１０の厚みを一定寸法に拘束する。
【００３４】
圧縮バネ３０の圧縮限界寸法は、二次電池１１の種類に応じて、具体的には二次電池１１の厚みの増加率に応じて変更することが好適である。例えば、二次電池１１の厚みの増加が大きい場合は圧縮限界寸法が大きな圧縮バネ３０を用い、厚みの増加が小さい場合は圧縮限界寸法が小さな圧縮バネ３０を用いる。圧縮バネ３０は、各二次電池１１の厚みの増加が３％未満、又は２％未満の範囲内のみにおいて定圧で電池積層体１０を加圧してもよい。
【００３５】
本実施形態では、各二次電池１１の厚みの増加に伴って圧縮バネ３０が縮むと共に、上述のように、スペーサ２２の弾性部材２４が圧縮されてもよい。この場合、圧縮バネ３０及び弾性部材２４によって各二次電池１１の膨張が吸収されると共に、所定の押圧力が維持される。なお、弾性部材２４は、圧縮バネ３０より圧縮され易くてもよく、圧縮され難くてもよい。後者の場合、圧縮バネ３０の圧縮限界を超えた後、弾性部材２４が圧縮されることで、各二次電池１１の膨張が吸収されてもよい。
【００３６】
蓄電装置８は、電池積層体１０を加圧する加圧手段として圧縮バネ３０を備えるが、加圧手段には、例えばバネ、直動装置、及びゴム部材から選択される少なくとも１つを適用でき、バネと直動装置を併用してもよい。直動装置は、直線に駆動する装置であって、エアシリンダ、油圧シリンダ、水圧シリンダ、サーボシリンダ等のシリンダ装置が例示される。直動装置は、電動式やモータ駆動式であってもよい。ゴム部材は、電池積層体１０の厚みの変化に追従して弾性変形するゴムで構成され、スペーサ２２の弾性部材２４に適用されるゴムと同様の材料で構成されてもよい。当該ゴム部材は、例えばスペーサ２２より厚みがあり伸縮長の長い部材である。
【００３７】
蓄電装置８は、上述の通り、隣り合う二次電池１１の電極端子同士を電気的に接続する導電部材３５を備える。本実施形態では、板状の導電部材３５が、隣り合う一方の二次電池１１の正極端子１８と、他方の二次電池１１の負極端子１９とに跨って設置されている。但し、導電部材は、３つ以上の二次電池１１の電極端子を並列接続するものであってもよく、電池積層体１０を構成する全ての二次電池１１の電極端子を並列接続するものであってもよい。
【００３８】
導電部材３５は、二次電池１１の２つ分の厚みよりも短い板状の導電部材であって、電極端子に固定される接続部３６と、第１方向に伸縮する伸縮部３７とを有する。導電部材３５は、略一定の幅を有し、その長手方向が第１方向に沿うように設置される。導電部材３５の長手方向両側に板状の接続部３６が形成され、２つの接続部３６の間に伸縮部３７が形成されている。
【００３９】
伸縮部３７は、導電部材３５の長手方向中央部が厚み方向に曲げられた曲げ加工部であって、上方に向かって膨らんでいる。伸縮部３７は、二次電池１１の厚みが増加したときに第１方向に伸びて、上下方向の長さが短くなる。伸縮部３７は、導電部材３５を撓ませた部分と言うことができ、一般的に、撓みを多くして上下方向の長さを長くするほど伸縮性が向上する。伸縮部３７を設けることで、二次電池１１の膨張を許容でき、二次電池１１の膨張に起因する導電部材３５の破断等を防止できる。
【００４０】
複数の二次電池１１は、上述のように、個々に又は所定のブロック毎に、充放電可能に構成されていてもよい。この場合、蓄電装置は、複数の二次電池１１の各々又は所定のブロック毎に電源と接続するための電源用導電部材（図示せず）を備える。電源用導電部材は、第１方向に対する可動部を有することが好ましい。可動部は、例えば伸縮部３７と同様に、導電部材を曲げて撓ませた曲げ加工部であって、可動部が伸びることで二次電池１１の膨張を許容できる。所定のブロックを構成する複数の二次電池１１は、電極端子が直列接続されていることが好ましい。
【００４１】
図３は、充放電サイクルの初期における蓄電装置８の状態を示す断面図である。他方、図４は、所定の充放電サイクル後、例えば二次電池１１の寿命末期における蓄電装置８の状態を示す断面図である。図３に例示するように、充放電サイクルの初期状態では、各二次電池１１は膨張しておらず、圧縮バネ３０はＬａの長さを有する。即ち、電池積層体１０の押圧板３１とエンドプレート２０との間隔がＬａとなっている。
【００４２】
図４に例示するように、二次電池１１の寿命末期では、電極体１２が第１方向に膨張し、電極体１２に押された外装体１３の各側壁部１４が変形して外側に膨らみ、二次電池１１の厚みが増加する。図４に示す例では、各二次電池１１の凸部１６、凹部１７がなくなり、側壁部１４の全体が略平坦、或いは外側に少し膨らんだ形状となっている。なお、二次電池１１の寿命末期においても凸部１６、凹部１７が存在するように、これらを形成することも可能である。
【００４３】
二次電池１１の厚みが増加すると、圧縮バネ３０が圧縮されて押圧板３１とエンドプレート２０との間隔が狭くなる。図４に示す例では、当該間隔（圧縮バネ３０の長さ）がＬｂとなっている。なお、各エンドプレート２０の間隔は変化しない。つまり、各二次電池１１の膨張に起因する電池積層体１０の厚みの増加は、一対のエンドプレート２０の間において、圧縮バネ３０により吸収されている。圧縮バネ３０は、電池積層体１０の厚みの増加を許容すると共に、電池積層体１０に一定の圧力を印加して各電極体１２の電極の間隔を均一に維持する。また、二次電池１１の厚みが増加すると、スペーサ２２の弾性部材２４が圧縮されて厚みが薄くなってもよい。
【００４４】
以上のように、蓄電装置８では、二次電池１１の初期状態において、凸部１６により第１方向両側から電極体１２が挟持され、電極体１２は電極の端部が側壁部１５等に触れない状態で外装体１３内に収容される。また、電極体１２には、スペーサ２２、圧縮バネ３０等を介して一対のエンドプレート２０による締め付け圧が作用する。そして、電極体１２の経時的な膨張により側壁部１４が次第に外側に膨らむと、その変形に追従して圧縮バネ３０が縮む。つまり、電池積層体１０は第１方向に可動である。さらに、スペーサ２２の弾性部材２４が弾性変形してもよい。このように、蓄電装置８では、二次電池１１の初期状態から寿命末期にわたり、二次電池１１の劣化に伴う電極体１２の膨張を許容しながら電極体１２に所定の押圧力を加えて、各電極の間隔を均一に維持することができる。
【００４５】
図５は、実施形態の他の一例である蓄電装置９を示す図である。ここでは、上述の実施形態との相違点について説明し、蓄電装置８と同様の構成要素には同じ符号を用いて重複する説明を省略する。図５に例示する蓄電装置９は、二次電池１１に対して第１方向に作用する圧力を検知する圧力センサ４１を備える点で、蓄電装置８と異なる。さらに、蓄電装置９は、二次電池１１の第１方向への厚み変化を検知する変位センサ４２を備える。なお、蓄電装置は、圧力センサ４１及び変位センサ４２の一方のみを備えていてもよい。
【００４６】
蓄電装置９は、電池積層体１０と一方のエンドプレート２０との間に設けられる加圧手段として、シリンダ装置３２を備える。シリンダ装置３２には、電子制御可能なサーボシリンダを用いることが好適である。シリンダ装置３２は複数設けられてもよいが、図５に示す例では２つのシリンダ装置３２が設置されている。シリンダ装置３２は、例えばエンドプレート２０に取り付けられ、電池積層体１０の押圧板３１を押圧する。また、蓄電装置９は、圧力センサ４１及び変位センサ４２の検知情報に基づいて所定の制御を実行する制御部４０を備える。
【００４７】
蓄電装置９には、電池積層体１０と他方のエンドプレート２０の間に、ブロック状の圧力センサホルダー４５が配置されており、当該ホルダーに圧力センサ４１が収容されている。圧力センサ４１には、ロードセルを用いることができる。変位センサ４２は、シリンダ装置３２が設置される一方のエンドプレート２０側に設置されている。蓄電装置９には、シリンダ装置３２の近傍に変位センサ４２を固定するための変位センサ支持部４６が設けられている。変位センサ支持部４６は、例えば押圧板３１と一体化されていてもよい。変位センサ４２には、差動トランス式のセンサを用いることができる。変位センサ４２は、当該センサのロッドが一方のエンドプレート２０に当接した状態で電池積層体１０の側方に配置される。
【００４８】
制御部４０は、圧力センサ４１の検知情報に基づいて、シリンダ装置３２による印加圧力を調整する第１の制御、及び二次電池１１の充放電の条件を変更させるための情報を出力する第２の制御の少なくとも一方を実行してもよい。また、制御部４０は、変位センサ４２の検知情報に基づいて、当該第１の制御及び当該第２の制御の少なくとも一方を実行してもよい。制御部４０は、例えば圧力センサ４１及び変位センサ４２の少なくとも一方の検知情報に基づいて、当該第１の制御を実行する第１制御手段４３と、当該第２の制御を実行する第２制御手段４４とを有する。
【００４９】
第１制御手段４３は、圧力センサ４１及び変位センサ４２の少なくとも一方の検知情報に基づいて、シリンダ装置３２のピストンロッドの延出長さを調整してもよい。第１制御手段４３は、例えば圧力センサ４１により検知される圧力が一定となるように、ピストンロッドの延出長さを短くする。また、変位センサ４２により検知される変位量に合わせて、ピストンロッドの延出長さを短くしてもよい。
【００５０】
第２制御手段４４は、圧力センサ４１及び変位センサ４２の少なくとも一方の検知情報に基づいて、二次電池１１の充放電を強制停止させてもよい。第２制御手段４４は、例えば各センサの検出値が、二次電池１１の寿命を規定する所定の閾値を超えたときに、二次電池１１の充放電を停止させるための情報として、二次電池１１が寿命に達したことを蓄電装置９の監視モニター等に出力してもよい。
【００５１】
第２制御手段４４は、二次電池１１の寿命に応じた充放電制御を行ってもよい。二次電池１１は、寿命末期に近づくにつれ、例えば充電時の電圧が高くなり易い。第２制御手段４４は、例えば、蓄電装置８が検知した二次電池１１の電圧が所定の閾値以上となった場合に、その後の充放電において、二次電池１１の電圧が当該閾値以下となるよう充電を行う、あるいは、所定の充電電流値以下で充電するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５２】
８，９  蓄電装置
１０  電池積層体
１１  二次電池
１２  電極体
１３  外装体
１４，１５  側壁部
１６  凸部
１７  凹部
１８  正極端子
１９  負極端子
２０  エンドプレート
２１  バインドバー
２２  スペーサ
２３  芯材
２４  弾性部材
３０  圧縮バネ
３１  押圧板
３２  シリンダ装置
３５  導電部材
３６  接続部
３７  伸縮部
４０  制御部
４１  圧力センサ
４２  変位センサ
４３  第１制御手段
４４  第２制御手段
４５  圧力センサホルダー
４６  変位センサ支持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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