(57)【要約】【課題】歩留まりよく製造可能な蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置は、第１方向に沿って積層される複数の電極を含む電極積層体を有する第１蓄電セルと、第１方向に沿って第１蓄電セルに隣接する第１集電板と、第１集電板を介して第１蓄電セルに電気的に接続される接続部材と、第１集電板と接続部材とを接合する溶接部と、を備え、第１集電板は、第１蓄電セルに接触する本体部と、第１方向に交差する第２方向に沿って本体部の縁から突出する突出部とを有し、突出部は、第２方向に沿って延在する基端部、第１方向に沿って延在すると共に接続部材が載置される先端部、及び基端部と先端部との間に位置する屈曲部を有し、溶接部は、接続部材において第１方向に沿って延在する端部と、先端部とがなす入隅部に設けられる隅肉溶接部である。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に沿って積層される複数の電極を含む電極積層体を有する第１蓄電セルと、
前記第１方向に沿って前記第１蓄電セルに隣接する第１集電板と、
前記第１集電板を介して前記第１蓄電セルに電気的に接続される接続部材と、
前記第１集電板と前記接続部材とを接合する溶接部と、
を備え、
前記第１集電板は、前記第１蓄電セルに接触する本体部と、前記第１方向に交差する第２方向に沿って前記本体部の縁から突出する突出部とを有し、
前記突出部は、前記第２方向に沿って延在する基端部、前記第１方向に沿って延在すると共に前記接続部材が載置される先端部、及び前記基端部と前記先端部との間に位置する屈曲部を有し、
前記溶接部は、前記接続部材において前記第１方向に沿って延在する端部と、前記先端部とがなす入隅部に設けられる隅肉溶接部である、
蓄電装置。
【請求項２】
前記第１方向及び前記第２方向に交差する第３方向に沿った前記接続部材の幅は、前記第３方向に沿った前記先端部の幅よりも小さい、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記基端部と前記先端部とがなす角度は、鈍角である、請求項１又は２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記突出部は、
前記屈曲部から前記先端部に向かって延在する中継部と、
前記中継部と前記先端部とをつなぎ、前記屈曲部とは異なる他の屈曲部と、
をさらに有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記第１方向に沿って前記第１蓄電セルに並ぶ第２蓄電セルと、
前記第１方向に沿って前記第２蓄電セルに隣接すると共に前記接続部材に接触する第２集電板と、
をさらに備え、
前記先端部は、前記第２集電板に接触する、請求項１〜４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、蓄電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蓄電装置の一種として、複数の単電池が組み合わされてなる組電池が挙げられる。下記特許文献１には、組電池中の各単電池における電極タブがバスバーに接合されている態様が開示されている。電極タブとバスバーとは、接合ラインにて互いに接合されている。この接合ラインは、電極タブとバスバーとが厚さ方向において互いに重なる箇所に設けられる貫通溶接部である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−８４４６４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では、接合ラインを形成する際に、少なくともバスバーを貫通するためのエネルギーを与える必要がある。このため、接合ラインの形成時に過剰なエネルギーが電極タブに供給され、当該電極タブ等に破損が生じるおそれがある。電極タブ等に破損が生じることによって蓄電装置の全体が不良品となってしまうと、蓄電装置の歩留まりが低減してしまう。
【０００５】
本発明の一側面の目的は、歩留まりよく製造可能な蓄電装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面に係る蓄電装置は、第１方向に沿って積層される複数の電極を含む電極積層体を有する第１蓄電セルと、第１方向に沿って第１蓄電セルに隣接する第１集電板と、第１集電板を介して第１蓄電セルに電気的に接続される接続部材と、第１集電板と接続部材とを接合する溶接部と、を備え、第１集電板は、第１蓄電セルに接触する本体部と、第１方向に交差する第２方向に沿って本体部の縁から突出する突出部とを有し、突出部は、第２方向に沿って延在する基端部、第１方向に沿って延在すると共に接続部材が載置される先端部、及び基端部と先端部との間に位置する屈曲部を有し、溶接部は、接続部材において第１方向に沿って延在する端部と、先端部とがなす入隅部に設けられる隅肉溶接部である。
【０００７】
この蓄電装置によれば、第１集電板と接続部材とを接合する溶接部は、接続部材において第１方向に沿って延在する端部と、先端部とがなす入隅部に設けられる隅肉溶接部である。このため、接続部材を貫通するために必要なエネルギーを加えることなく、溶接部を形成できる。これにより、溶接部の形成時に第１集電板等に破損が生じにくくなるので、歩留まりよく蓄電装置を製造可能である。
【０００８】
第１方向及び第２方向に交差する第３方向に沿った接続部材の幅は、第３方向に沿った先端部の幅よりも小さくてもよい。この場合、接続部材が先端部に載置されているので、入隅部は、第２方向において第１蓄電セルとは反対側に設けられる。したがって、第１蓄電セルの位置及び大きさにかかわらず溶接部を形成できるので、容易に溶接部を形成できる。
【０００９】
基端部と先端部とがなす角度は、鈍角であってもよい。この場合、蓄電装置において接続部材と第１集電板との接続不良を抑制できる。
【００１０】
突出部は、屈曲部から先端部に向かって延在する中継部と、中継部と先端部とをつなぎ、屈曲部とは異なる他の屈曲部と、をさらに有してもよい。この場合、蓄電装置において接続部材と第１集電板との接続不良を抑制しつつ、接続部材の振動等を突出部によって吸収できる。
【００１１】
上記蓄電装置は、第１方向に沿って第１蓄電セルに並ぶ第２蓄電セルと、第１方向に沿って第２蓄電セルに隣接すると共に接続部材に接触する第２集電板と、をさらに備え、先端部は、第２集電板に接触してもよい。この場合、第１集電板の先端部から第２集電板にかけて隅肉溶接部である溶接部を連続的に形成できる。したがって、溶接部の形成時間を短縮できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一側面によれば、歩留まりよく製造可能な蓄電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、蓄電セル及び当該蓄電セルに接触する集電板の概略斜視図であり、図２（ｂ）は、蓄電セル及び当該蓄電セルに接触する集電板の概略側面図である。
【図３】図３は、蓄電セルの概略断面図である。
【図４】図４は、図３に示された破線で囲われた領域の拡大図である。
【図５】図５（ａ）は、図１のＶａ−Ｖａ線に沿った概略断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）にて示される接続部材及び正極集電板の概略平面図である。
【図６】図６（ａ）は、図１のＶＩａ−ＶＩａ線に沿った概略断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）にて示される接続部材及び負極集電板の概略平面図である。
【図７】図７（ａ）は、図５（ｂ）のＶＩＩａ−ＶＩＩａ線に沿った断面図であり、図７（ｂ）は、図６（ｂ）のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線に沿った断面図である。
【図８】図８（ａ）は、第１変形例の正極集電板を示す概略斜視図であり、図８（ｂ）は、第１変形例の蓄電装置を示す要部概略断面図である。
【図９】図９（ａ）は、第２変形例の正極集電板を示す概略斜視図であり、図９（ｂ）は、第２変形例の正極集電板を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。なお、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。図１に示される蓄電装置１は、例えばフォークリフト、ハイブリッド自動車、電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる蓄電モジュールである。蓄電装置１は、セルスタック２と、セルスタック２に電気的に接続される接続部材３，４と、セルスタック２を拘束する一対の拘束部材５，６と、セルスタック２と拘束部材５との間に配置される絶縁緩衝部材７と、セルスタック２と拘束部材６との間に配置される絶縁緩衝部材８と、セルスタック２の一部を覆うカバー部材９とを備える。以下では、拘束部材５，６がセルスタック２を拘束する方向を図１に示される方向Ｘ（第１方向）とし、水平方向において方向Ｘと交差もしくは直交する方向を方向Ｙ（第３方向）とし、方向Ｘ及び方向Ｙと交差もしくは直交する方向を方向Ｚ（第２方向）とする。
【００１６】
セルスタック２は、方向Ｘに沿って配列される複数の蓄電セル１１を有する。すなわち、セルスタック２は、複数の蓄電セル１１の集合体である。セルスタック２は、例えば８９個以上１１１個以下の蓄電セル１１を含む。本実施形態では、セルスタック２は、１００個の蓄電セルを含む。蓄電セル１１の構成の詳細については、後述する。また、セルスタック２は、図１では示されていないが、複数の集電板も有する。集電板の詳細についても、後述する。
【００１７】
接続部材３は、蓄電装置１の正極として機能する導電部材（バスバー）であり、略平板形状を呈している。接続部材３は、方向Ｙにおけるセルスタック２の一端側に設けられている。接続部材３は、例えば金属板又は合金板である。金属板は、例えば銅板、アルミニウム板、チタン板、もしくはニッケル板である。合金板は、例えばステンレス鋼板（ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４等）、もしくは上記金属の合金板である。接続部材３は、方向Ｘに沿って延在すると共に方向Ｚにおいてセルスタック２及び絶縁緩衝部材７に重なる主板部３ａと、主板部３ａにおける拘束部材５側の一端から方向Ｘに沿って突出する突出板部３ｂとを有する。接続部材３の主板部３ａは、セルスタック２内に含まれる複数の蓄電セル１１の各正極端子（一方の端子）に電気的に接続されている。接続部材３の突出板部３ｂは、主板部３ａに連続して設けられている。方向Ｘに沿った突出板部３ｂの端は、拘束部材５よりも外側に位置する。接続部材３は、拘束部材５，６と離間している。
【００１８】
接続部材４は、蓄電装置１の負極として機能する導電部材（バスバー）であり、略平板形状を呈している。接続部材４は、方向Ｙにおけるセルスタック２の他端側に設けられている。接続部材４は、接続部材３と同様に、例えば金属板又は合金板である。接続部材４は、接続部材３と同一の金属板又は合金板であってもよいし、異なる金属板又は合金板であってもよい。接続部材４は、方向Ｘに沿って延在すると共に方向Ｚにおいてセルスタック２及び絶縁緩衝部材８に重なる主板部４ａと、主板部４ａにおける拘束部材６側の一端から方向Ｘに沿って突出する突出板部４ｂとを有する。突出板部４ｂは、方向Ｘにおいて接続部材３の突出板部３ｂに対して反対側に設けられている。接続部材４の主板部４ａは、セルスタック２内に含まれる複数の蓄電セル１１の各負極端子（他方の端子）に電気的に接続されている。接続部材４の突出板部４ｂは、主板部４ａに連続して設けられている。方向Ｘに沿った突出板部４ｂの端は、拘束部材６よりも外側に位置する。接続部材４は、接続部材３と同様に拘束部材５，６と離間している。
【００１９】
拘束部材５，６のそれぞれは、セルスタック２に対して方向Ｘに沿った拘束力（拘束荷重）を付加する部材であり、略Ｌ字板形状を呈するエンドプレートである。拘束部材５は、方向Ｘにおけるセルスタック２の一端側に配置されており、セルスタック２に対して拘束荷重を付加する主部５ａと、方向Ｚにおける主部５ａの一端から方向Ｘに沿って延在する延在部５ｂとを有する。延在部５ｂは、セルスタック２から離れるように延在している。拘束部材６は、方向Ｘにおけるセルスタック２の他端側に配置されており、セルスタック２に対して拘束荷重を付加する主部６ａと、方向Ｚにおける主部６ａの一端から方向Ｘに沿って延在する延在部６ｂとを有する。延在部６ｂは、拘束部材５の延在部５ｂと同様に、セルスタック２から離れるように延在している。拘束部材５，６のそれぞれは、例えば金属製又は合金製の板材である。拘束部材５，６は、例えば締結部材（例えば、ボルト及びナット）等を用いた連結部材を介して互いに連結されてもよい。この場合、拘束部材５，６のそれぞれには、方向Ｘに沿って延在するボルト等の連結部材が挿通される貫通孔等が設けられてもよい。もしくは、拘束部材５，６のそれぞれは、図示しない基台又はケース等に固定されてもよい。この場合、拘束部材５，６のそれぞれには、これらを基台等に固定するための部材が挿通される貫通孔等が設けられてもよい。
【００２０】
絶縁緩衝部材７，８のそれぞれは、蓄電セル１１の膨張を吸収するための絶縁部材であり、略直方体形状を呈している。絶縁緩衝部材７は、方向Ｘにおいてセルスタック２と拘束部材５との間に配置されている。絶縁緩衝部材８は、方向Ｘにおいてセルスタック２と拘束部材６との間に配置されている。絶縁緩衝部材７，８のそれぞれにおいて接続部材３，４に対向する端面は、セルスタック２において接続部材３，４に対向する端面に対して揃ってもよい。すなわち、上記端面同士は、面一になっていてもよい。絶縁緩衝部材７，８のそれぞれは、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ナイロン６６（ＰＡ６６）を含む。絶縁緩衝部材７，８の少なくとも一つは、弾性を示してもよい。絶縁緩衝部材７，８の方向Ｘに沿った長さ（すなわち、厚さ）は、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。本実施形態では、絶縁緩衝部材７，８の厚さは、５ｍｍである。
【００２１】
カバー部材９は、蓄電セル１１の方向Ｚにおける移動を規制するための部材であり、略逆Ｕ字板形状を呈している。カバー部材９は、方向Ｙにおいて接続部材３，４の間に設けられており、且つ、接続部材３，４と離間している。カバー部材９は、方向Ｘに沿って延在するカバー部９ａと、方向Ｘにおけるカバー部９ａの一端から方向Ｚに沿って延在する第１取付部９ｂと、方向Ｘにおけるカバー部９ａの他端から方向Ｚに沿って延在する第２取付部９ｃとを有する。第１取付部９ｂは、締結部材Ｅ等を介して拘束部材５に固定されている。第２取付部９ｃは、第１取付部９ｂと同様に、締結部材等を介して拘束部材６に固定されている。このため本実施形態では、カバー部材９は、拘束部材５，６を連結するための連結部材として機能する。カバー部材９は、例えば金属板又は合金板である。
【００２２】
次に、図２〜図４を参照しながら、セルスタック２に含まれる蓄電セル１１と集電板との詳細について説明する。まず、蓄電セル１１の構成の詳細について説明する。図２（ａ）は、蓄電セル及び当該蓄電セルに接触する集電板の概略斜視図であり、図２（ｂ）は、蓄電セル及び当該蓄電セルに接触する集電板の概略側面図である。図３は、蓄電セルの概略断面図である。図４は、図３に示された破線で囲われた領域の拡大図である。
【００２３】
図２（ａ），（ｂ）に示されるように、蓄電セル１１は、略直方体形状を呈する単電池である。蓄電セル１１においては、方向Ｘに沿った辺が最も短く、方向Ｙに沿った辺が最も長くなっている。蓄電セル１１は、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等の二次電池である。蓄電セル１１は、電気二重層キャパシタでもよい。蓄電セル１１は、全固体電池でもよい。本実施形態では、蓄電セル１１は、バイポーラ型のリチウムイオン二次電池である。蓄電セル１１は、方向Ｘにおいて正極集電板１２と負極集電板１３とによって挟まれており、正極集電板１２を介して接続部材３に電気的に接続されると共に、負極集電板１３を介して接続部材４に電気的に接続される。蓄電セル１１は、方向Ｘに交差する一対の主面１４ａ，１４ｂ及び主面１４ａ，１４ｂをつなぐ外周面１４ｃを有する電極積層体１４と、少なくとも電極積層体１４の外周面１４ｃ上に設けられる保持部材１５とを備える。
【００２４】
図３及び図４に示されるように、電極積層体１４は、複数のバイポーラ電極１６と、複数のセパレータ１７とを有する。複数のバイポーラ電極１６と、複数のセパレータ１７とは、方向Ｘに沿って交互に配置されている。方向Ｘに沿った電極積層体１４の長さは、蓄電セル１１の厚さに相当し、例えば５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
【００２５】
複数のバイポーラ電極１６のそれぞれは、集電体２１と、正極層２２と、負極層２３とを備える。集電体２１は、方向Ｘに交差する一対の主面２１ａ，２１ｂを有する。集電体２１の主面２１ａ上には正極層２２が設けられ、集電体２１の主面２１ｂ上には負極層２３が設けられる。このため、集電体２１は、方向Ｘに沿って正極層２２と負極層２３とによって挟まれている。
【００２６】
集電体２１は、シート状の導電部材であり、略矩形状を呈している。集電体２１は、例えば金属箔又は合金箔である。金属箔は、例えば銅箔、アルミニウム箔、チタン箔、もしくはニッケル箔である。集電体２１が金属箔である場合、機械的強度を確保する観点から、当該金属箔はアルミニウム箔であってもよい。合金箔は、例えばステンレス鋼箔（ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４等）、もしくは上記金属の合金箔である。集電体２１が合金箔である場合、もしくは集電体２１がアルミニウム箔以外の金属箔である場合、集電体２１の表面にはアルミニウムが被覆されていてもよい。集電体２１の厚さは、例えば５μｍ以上２０μｍ以下である。本実施形態では、集電体２１の厚さは１０μｍである。
【００２７】
正極層２２は、正極活物質と電解質とを含む層状部材であり、略矩形状を呈している。本実施形態の正極活物質は、例えば複合酸化物、金属リチウム、及び硫黄等である。複合酸化物の組成には、例えばマンガン、チタン、ニッケル、コバルト、及びアルミニウムの少なくとも１つと、リチウムとが含まれる。電解質は、例えば固体電解質、固体高分子電解質、もしくはゲル状電解質である。固体電解質は、ジルコニア、もしくはβアルミナを含む。固体高分子電解質は、例えばポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）等のアルキレンオキシド系高分子化合物、もしくはこれらの共重合体を含む。加えて、正極層２２が固体高分子電解質を含む場合、正極層２２は、例えばイオン伝導性を高めるための支持塩、電子伝導性を高めるための導電助剤、粘度調整溶媒、重合開始剤の少なくともいずれかを含む。支持塩は、アルキレンオキシド系高分子化合物に容易に溶解可能な観点から、例えばリチウム塩である。リチウム塩は、例えばＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、もしくはこれらの混合物である。導電助剤は、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等である。粘度調整溶媒は、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等である。重合開始剤は、例えばアゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）等である。ゲル状電解質は、流動性を完全にもしくはほぼ完全に示さない。例えば、２０℃におけるゲル状電解質の粘度は、０．１Ｐａ・Ｓ以上である。
【００２８】
負極層２３は、負極活物質と電解質とを含む層状部材であり、略矩形状を呈している。本実施形態の負極活物質は、例えば黒鉛、高配向性グラファイト、メソカーボンマイクロビーズ、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン、リチウム、ナトリウム等のアルカリ金属、金属化合物、ＳｉＯｘ（０．５≦ｘ≦１．５）等の金属酸化物、ホウ素添加炭素などである。負極層２３の電解質としては、正極層２２に含まれる電解質と同様のものが用いられる。
【００２９】
セパレータ１７は、隣り合うバイポーラ電極１６同士を隔てる層状部材であり、略矩形状を呈している。セパレータ１７は、正極層２２及び負極層２３に含まれる電解質によって構成されている。あるいは、セパレータ１７は、電解質を充填可能な多孔質膜であってもよい。セパレータ１７が固体電解質によって構成される場合、セパレータ１７は、略矩形板形状を呈してもよい。セパレータ１７の厚さは、例えば１μｍ以上１０μｍ以下である。本実施形態では、セパレータ１７の厚さは５μｍである。
【００３０】
方向Ｘにおける電極積層体１４の両端には、集電体２１が設けられている。方向Ｘにおいて電極積層体１４の一端（図３における紙面右側）に配置される集電体２１の主面２１ｂ上には、負極層が配置されていない。このため、当該集電体２１は、電極積層体１４における正極端子に相当し、主面２１ｂは、電極積層体１４の主面１４ａに相当する。方向Ｘにおいて電極積層体１４の他端（図３における紙面左側）に配置される集電体２１の主面２１ａ上には、正極層が配置されていない。このため、当該集電体２１は、電極積層体１４における負極端子に相当し、主面２１ａは、電極積層体１４の主面１４ｂに相当する。
【００３１】
保持部材１５は、電極積層体１４に含まれる複数のバイポーラ電極１６、複数のセパレータ１７、正極端子、及び負極端子を保持する部材であり、絶縁性を示す。本実施形態では、保持部材１５は、電極積層体１４の外周面１４ｃを封止するように略矩形枠形状を呈する封止部材、及び、電極積層体１４内のバイポーラ電極１６同士の短絡を防止する短絡防止部材としても機能し得る。保持部材１５は、電極積層体１４の外周面１４ｃと接触する内周面１５ａと、内周面１５ａの反対側に位置する外周面１５ｂと、方向Ｘに交差する側面１５ｃとを有する。側面１５ｃは、電極積層体１４の主面１４ａ，１４ｂに対して略平行に設けられる。本実施形態では、方向Ｘにおける一端（図３における紙面右側）に位置する側面１５ｃは、主面１４ａと面一になっており、方向Ｘにおける他端（図３における紙面右側）に位置する側面１５ｃは、主面１４ｂと面一になっている。保持部材１５は、例えば耐熱性を示す樹脂部材を含む。耐熱性を示す樹脂部材は、例えばポリイミド、ＰＰ、ＰＰＳ、ＰＡ６６等である。保持部材１５の厚さは、例えば１ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。この場合、熱等による保持部材１５の破損防止と、蓄電セル１１の重量低減とを両立可能である。保持部材１５の厚さは、方向Ｙもしくは方向Ｚに沿った内周面１５ａと外周面１５ｂとの距離に相当する。本実施形態では、保持部材１５の厚さは５ｍｍである。
【００３２】
次に、図２（ａ），（ｂ）に戻って正極集電板１２及び負極集電板１３の構成について説明する。正極集電板１２及び負極集電板１３のそれぞれに対しては、例えば、セルスタック２に配置される前に、屈曲加工等が施される。正極集電板１２及び負極集電板１３の板厚は、例えば蓄電セル１１の厚さの１０％以上２０％以下である。この場合、方向Ｘに沿ったセルスタック２の長さを抑えつつ、正極集電板１２及び負極集電板１３の強度を確保できる。
【００３３】
正極集電板１２は、電極積層体１４に接触する導電部材であり、板形状を呈している。正極集電板１２は、方向Ｘに沿って蓄電セル１１に隣接している。正極集電板１２は、正極端子として機能する集電体２１に接触する本体部１２ａと、方向Ｚに沿って本体部１２ａの縁１２ｂの一部から突出する突出部１２ｃとを有する。本体部１２ａは、方向Ｘにおいてバイポーラ電極１６及びセパレータ１７に重なる部分であり、略矩形状を呈している。本実施形態では、正極集電板１２が２つの蓄電セル１１によって方向Ｘに沿って挟持される場合、本体部１２ａの一方面は一方の蓄電セル１１に接触し、本体部１２ａの他方面は他方の蓄電セル１１に接触する。このとき、正極集電板１２は、各蓄電セル１１の正極端子に接触しており、負極端子として機能する集電体２１には接触していない。
【００３４】
正極集電板１２の突出部１２ｃは、方向Ｚに沿って延在する基端部１２ｄ、方向Ｘに沿って延在する先端部１２ｅ、及び基端部１２ｄと先端部１２ｅとの間に位置する屈曲部１２ｆを有する。基端部１２ｄは、方向Ｘにおいて電極積層体１４とは重ならず、且つ、保持部材１５の側面１５ｃに沿って設けられている。屈曲部１２ｆは、基端部１２ｄと先端部１２ｅとをつなぐ部分である。屈曲部１２ｆは、略直角になるように折り曲げられている部分である。すなわち、基端部１２ｄと先端部１２ｅとがなす角度は、略直角である。屈曲部１２ｆは、湾曲面を描くように折り曲げられる部分でもよい。
【００３５】
先端部１２ｅは、方向Ｚにおいて電極積層体１４と重なっておらず、且つ、保持部材１５の外周面１５ｂにも接していない。先端部１２ｅは、電極積層体１４から離れるように延在している。先端部１２ｅの方向Ｘに沿った長さは、蓄電セル１１の厚さの約２倍である。先端部１２ｅの方向Ｘに沿った長さは、例えば蓄電セル１１の厚さの１９０％以上２３０％以下である。先端部１２ｅの方向Ｘに沿った長さが蓄電セル１１の厚さの２２０％以上である場合、セルスタック２に含まれる複数の正極集電板１２において、隣り合う正極集電板１２同士を接触させることができる。このとき、
【００３６】
負極集電板１３は、電極積層体１４に接触する導電部材であり、板形状を呈している。負極集電板１３の形状は、正極集電板１２の形状と略同一である。このため、負極集電板１３と正極集電板１２とは、同一物であってもよい。負極集電板１３は、正極集電板１２と同様に方向Ｘに沿って蓄電セル１１に隣接している。負極集電板１３は、負極端子として機能する集電体２１に接触する本体部１３ａと、方向Ｚに沿って本体部１３ａの縁１３ｂの一部から突出する突出部１３ｃとを有する。本体部１３ａは、方向Ｘにおいてバイポーラ電極１６及びセパレータ１７に重なる部分であり、略矩形状を呈している。本実施形態では、負極集電板１３が２つの蓄電セル１１によって方向Ｘに沿って挟持される場合、本体部１３ａの一方面は一方の蓄電セル１１に接触し、本体部１３ａの他方面は他方の蓄電セル１１に接触する。このとき、負極集電板１３は、各蓄電セル１１の負極端子に接触しており、正極端子には接触していない。上述したように本実施形態では、正極集電板１２は、各蓄電セル１１の正極端子にそれぞれ接触し、負極集電板１３は、各蓄電セル１１の負極端子にそれぞれ接触する。このため本実施形態では、セルスタック２に含まれる複数の蓄電セル１１は、正極集電板１２及び負極集電板１３を介して並列接続されている。なお本実施形態における略同一とは、完全同一だけでなく±数％程度の製造誤差を含む概念である。
【００３７】
負極集電板１３の突出部１３ｃは、方向Ｚにおいて正極集電板１２の突出部１２ｃが突出する方向に沿って突出している。すなわち、突出部１２ｃ，１３ｃのそれぞれは、方向Ｚにおける一方側（図２（ｂ）においては紙面上側）に向かって突出している。突出部１３ｃは、方向Ｘにおいて突出部１２ｃと重なっておらず、方向Ｙにおいて突出部１２ｃと距離を置いて設けられている。本実施形態では、突出部１２ｃは蓄電セル１１の方向Ｙにおける一端側（図２（ａ）においては紙面左側）に設けられ、突出部１３ｃは蓄電セル１１の方向Ｙにおける他端側（図２（ａ）においては紙面右側）に設けられる。
【００３８】
突出部１３ｃは、方向Ｚに沿って延在する基端部１３ｄ、方向Ｘに沿って延在する先端部１３ｅ、及び基端部１３ｄと先端部１３ｅとの間に位置する屈曲部１３ｆを有する。基端部１３ｄは、方向Ｘにおいて電極積層体１４とは重ならず、且つ、保持部材１５の側面１５ｃに沿って設けられている。屈曲部１３ｆは、基端部１３ｄと先端部１３ｅとを部分である。屈曲部１３ｆは、略直角になるように折り曲げられているが、湾曲面を描くように折り曲げられてもよい。
【００３９】
先端部１３ｅは、方向Ｚにおいて電極積層体１４と重なっておらず、且つ、保持部材１５の外周面１５ｂにも接していない。先端部１３ｅは、電極積層体１４から離れるように延在している。先端部１３ｅの方向Ｘに沿った長さは、先端部１２ｅの長さと略同一である。このため、セルスタック２に含まれる複数の負極集電板１３において、隣り合う負極集電板１３同士を確実に接触させることができる。
【００４０】
図５（ａ）は、図１のＶａ−Ｖａ線に沿った概略断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）にて示される接続部材３及び正極集電板１２の概略平面図である。図６（ａ）は、図１のＶＩａ−ＶＩａ線に沿った概略断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）にて示される接続部材４及び負極集電板１３の概略平面図である。
【００４１】
図５（ａ）及び図６（ａ）に示されるように、セルスタック２内では、複数の蓄電セル１１と複数の集電板とが方向Ｘに沿って交互に配列されている。より具体的には、蓄電セル１１、正極集電板１２、蓄電セル１１、負極集電板１３の順に配置されたグループが方向Ｘに沿って連続して並ぶことによって、セルスタック２が構成されている。セルスタック２内において、各蓄電セル１１の形状は略同一であり、正極集電板及び負極集電板の形状も略同一である。
【００４２】
各正極集電板１２の先端部１２ｅは、互いに同一方向に沿って延在している。具体的には、上記先端部１２ｅは、方向Ｘの一方側に向かって延在している。一方、各負極集電板１３の先端部１３ｅは、先端部１２ｅの延在方向と反対側に沿って延在している。具体的には、上記先端部１３ｅは、方向Ｘの他方側に向かって延在している。
【００４３】
各正極集電板１２の先端部１２ｅ上には、接続部材３が載置されている。このため、接続部材３は、方向Ｚにおいて先端部１２ｅを挟んでセルスタック２に対して反対側に位置している。同様に、各負極集電板１３の先端部１３ｅ上には、接続部材４が載置されている。また、接続部材３の方向Ｙに沿った長さ（すなわち、接続部材３の幅Ｈ１）は、各先端部１２ｅの方向Ｙに沿った長さ（すなわち、各先端部１２ｅの幅Ｈ２）よりも小さい。同様に、接続部材４の方向Ｙに沿った長さ（すなわち、接続部材４の幅Ｈ３）は、各先端部１３ｅの方向Ｙに沿った長さ（すなわち、各先端部１３ｅの幅Ｈ４）よりも小さい。
【００４４】
以下では、図５（ａ）に示されるように、方向Ｘにおいて拘束部材５に最も近い蓄電セル１１を第２蓄電セル１１Ｂとし、方向Ｘに沿って第２蓄電セル１１Ｂの隣に位置する蓄電セル１１を第１蓄電セル１１Ａとする。また、図５（ａ），（ｂ）に示されるように、第１蓄電セル１１Ａの正極端子に隣接する正極集電板１２を第１集電板１２Ａとし、第２蓄電セル１１Ｂの正極端子に隣接する正極集電板１２を第２集電板１２Ｂとする。このとき、第１集電板１２Ａの本体部１２ａは第１蓄電セル１１Ａに接触し、第２集電板１２Ｂの本体部１２ａは第２蓄電セル１１Ｂに接触する。
【００４５】
図５（ａ），（ｂ）に示されるように、第１集電板１２Ａは、第２集電板１２Ｂと接触している。具体的には、第１集電板１２Ａの先端部１２ｅは、第２集電板１２Ｂの屈曲部１２ｆと接触している。本実施形態では、第１集電板１２Ａと第２集電板１２Ｂとは、密着している。同様に、第１集電板１２Ａの屈曲部１２ｆは、第２集電板１２Ｂとは異なる正極集電板１２の先端部１２ｅと接触している。
【００４６】
図７（ａ）は、図５（ｂ）のＶＩＩａ−ＶＩＩａ線に沿った断面図である。蓄電セル１１は省略されている。図５（ｂ）及び図７（ａ）に示されるように、接続部材３において方向Ｘに沿って延在する端部３ｃと、先端部１２ｅとによって入隅部４１が設けられている、同様に、接続部材３において方向Ｘに沿って延在する端部３ｄと、先端部１２ｅとによって入隅部４２が設けられている。上述したように、各正極集電板１２の先端部１２ｅ上には接続部材３が載置されており、接続部材３の幅Ｈ１は各先端部１２ｅの幅Ｈ２よりも小さい。加えて、接続部材３の端部３ｃ，３ｄは、方向Ｙにおける各先端部１２ｅの縁よりも内側に位置している。このため、入隅部４１，４２は、方向Ｚにおいてセルスタック２（第１蓄電セル１１Ａ）とは反対側に設けられる。
【００４７】
入隅部４１には、接続部材３と第１集電板１２Ａとを接合する溶接部Ｗ１が設けられている。同様に、入隅部４２には、接続部材３と第１集電板１２Ａとを接合する溶接部Ｗ２が設けられている。溶接部Ｗ１，Ｗ２のそれぞれは、接続部材３と第１集電板１２Ａとを接合する隅肉溶接部である。溶接部Ｗ１，Ｗ２のそれぞれは、例えばレーザ溶接によって形成される。本実施形態では、溶接部Ｗ１，Ｗ２のそれぞれは、方向Ｘに沿って延在しており、第１集電板１２Ａだけでなく第２集電板１２Ｂ等にも連続して形成されている。この場合、溶接部Ｗ１，Ｗ２の形成時間を短縮化できる。また、本実施形態では、方向Ｚにおいて先端部１２ｅを挟んでセルスタック２の反対側からレーザが入隅部４１，４２に照射されることによって、溶接部Ｗ１，Ｗ２のそれぞれが形成される。レーザとしては、例えばＹＡＧレーザ、ＣＯ２レーザ、ＵＶレーザ、半導体レーザ等が挙げられる。なお、本実施形態では、各先端部１２ｅは蓄電セル１１に対して離間している。このため、溶接部Ｗ１，Ｗ２の形成時における蓄電セル１１の損傷が抑制される。
【００４８】
図６（ａ），（ｂ）に示されるように、隣り合う負極集電板１３同士は接触している。具体的には、隣り合う２つの負極集電板１３において、一方の負極集電板１３の先端部１３ｅは、他方の負極集電板１３の屈曲部１２ｆと接触している。本実施形態では、隣り合う負極集電板１３同士は密着している。
【００４９】
図７（ｂ）は、図６（ｂ）のＶＩＩｂ−ＶＩＩｂ線に沿った断面図である。図６（ｂ）及び図７（ｂ）に示されるように、接続部材４において方向Ｘに沿って延在する端部４ｃと、先端部１３ｅとによって入隅部４３が設けられている、同様に、接続部材４において方向Ｘに沿って延在する端部４ｄと、先端部１３ｅとによって入隅部４４が設けられている。入隅部４３，４４は、入隅部４１，４２と同様に、方向Ｚにおいてセルスタック２（第１蓄電セル１１Ａ）とは反対側に設けられる。
【００５０】
入隅部４３には、接続部材４と負極集電板１３とを接合する溶接部Ｗ３が設けられている。同様に、入隅部４４には、接続部材４と負極集電板１３とを接合する溶接部Ｗ４が設けられている。溶接部Ｗ３，Ｗ４のそれぞれは、溶接部Ｗ１，Ｗ２と同様にして形成される隅肉溶接部である。溶接部Ｗ３，Ｗ４のそれぞれは、方向Ｘに沿って延在しており、各先端部１３ｅをつなぐように形成されている。本実施形態では、各先端部１３ｅもまた蓄電セル１１に対して離間している。このため、溶接部Ｗ３，Ｗ４の形成時における蓄電セル１１の損傷が抑制される。
【００５１】
以上に説明した本実施形態に係る蓄電装置１によれば、第１集電板１２Ａと接続部材３とを接合する溶接部Ｗ１，Ｗ２は、接続部材３において方向Ｘに沿って延在する端部３ｃ，３ｄと、先端部１２ｅとがなす入隅部４１，４２に設けられる隅肉溶接部である。このため、溶接部Ｗ１，Ｗ２は、接続部材３を貫通するために必要なエネルギーを加えることなく形成できる。これにより、溶接部Ｗ１，Ｗ２の形成時に第１集電板１２Ａ等に破損が生じにくくなるので、歩留まりよく蓄電装置１を製造可能である。
【００５２】
加えて、蓄電装置１によれば、負極集電板１３と接続部材４とを接合する溶接部Ｗ３，Ｗ４もまた、溶接部Ｗ１，Ｗ２と同様に設けられる隅肉溶接部である。このため、溶接部Ｗ３，Ｗ４もまた、接続部材４を貫通するために必要なエネルギーを加えることなく形成できる。これにより、溶接部Ｗ３，Ｗ４の形成時に負極集電板１３等に破損が生じにくくなるので、歩留まりよく蓄電装置１を製造可能である。
【００５３】
方向Ｙに沿った接続部材３の幅Ｈ１は、方向Ｙに沿った先端部１２ｅの幅Ｈ２よりも小さい。このため、接続部材３が先端部１２ｅに載置されているので、入隅部４１，４２は、方向Ｚにおいて第１蓄電セル１１Ａとは反対側に設けられる。したがって、第１蓄電セル１１Ａの位置及び大きさにかかわらず溶接部Ｗ１，Ｗ２を形成できるので、容易に溶接部Ｗ１，Ｗ２を形成できる。また、方向Ｙに沿った接続部材４の幅Ｈ３は、方向Ｙに沿った先端部１３ｅの幅Ｈ４よりも小さいので、容易に溶接部Ｗ３，Ｗ４も形成できる。
【００５４】
蓄電装置１は、方向Ｘに沿って第１蓄電セル１１Ａの隣に位置する第２蓄電セル１１Ｂと、方向Ｘに沿って第２蓄電セル１１Ｂに隣接すると共に接続部材３に接触する第２集電板１２Ｂと、を備え、第１集電板１２Ａの先端部１２ｅは、第２集電板１２Ｂの屈曲部１２ｆに接触している。このため、第１集電板１２Ａの先端部１２ｅから第２集電板１２Ｂの先端部１２ｅにかけて隅肉溶接部である溶接部Ｗ１，Ｗ２を連続的に形成できる。したがって、溶接部Ｗ１，Ｗ２の形成時間を短縮できる。同様に、蓄電装置１の隣り合う２つの負極集電板１３において、一方の負極集電板１３の先端部１３ｅが他方の負極集電板１３に接触している。このため、溶接部Ｗ３，Ｗ４も連続的に形成できるので、溶接部Ｗ３，Ｗ４の形成時間も短縮できる。
【００５５】
以下では、上記実施形態の第１変形例及び第２変形例について説明する。各変形例においては、重複した説明は省略される。
【００５６】
図８（ａ）は、第１変形例の正極集電板を示す概略斜視図である。図８（ａ）に示されるように、正極集電板１２Ｃにおける基端部１２ｄと先端部１２ｅとがなす角度θ１は、鈍角である。角度θ１は、例えば９５度以上１３５度以下である。角度θ１が１３５度以下であることによって、接続部材３が正極集電板１２Ｃに接触したとき、基端部１２ｄと先端部１２ｅとによってなされる角部がたわみやすくなる。このような正極集電板１２Ｃを用いて蓄電装置１を形成した場合の作用効果について、図８（ｂ）を参照しながら説明する。図８（ｂ）は、第１変形例の蓄電装置を示す要部概略断面図である。
【００５７】
セルスタック２においては、一部の正極集電板の方向Ｚにおける位置が、他の正極集電板とずれることがある。これにより、一部の正極集電板においては、基端部における蓄電セルからの突出量が、他の基端部よりも顕著に小さくなってしまうことがある。例えば、上記実施形態のように基端部１２ｄと先端部１２ｅとがなす角度が略直角である場合、一部の正極集電板１２が接続部材３に接触しない可能性がある。もしくは、製造誤差に起因して、一部の正極集電板における基端部が、他の正極集電板における基端部よりも顕著に短くなってしまうことがある。この場合も上記実施形態においては、一部の正極集電板１２が接続部材３に接触しない可能性がある。
【００５８】
これに対して第１変形例では、図８（ｂ）に示されるように、蓄電装置１Ａには複数の正極集電板１２Ｃが用いられており、基端部１２ｄと先端部１２ｅとがなす角度θ１が鈍角である。このため、上記一部の正極集電板１２Ｃにおける上記突出量が、他の基端部１２ｄの突出量よりも顕著に小さい場合であっても、先端部１２ｅの少なくとも一部を接続部材３に接触させることができる。したがって、第１変形例によれば、蓄電装置１Ａにおいて接続部材３と正極集電板１２Ｃとの接続不良を抑制できる。また、第１変形例によっても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。
【００５９】
第１変形例においては、各負極集電板の形状は、正極集電板１２Ｃの形状と略同一になっている。このため、負極集電板と、接続部材３とは異なる接続部材とにおいても、上述した作用効果が奏される。
【００６０】
図９（ａ）は、第２変形例の正極集電板を示す概略斜視図であり、図９（ｂ）は、第２変形例の正極集電板を示す概略側面図である。図９（ａ），（ｂ）に示されるように、正極集電板１２Ｄにおける突出部１２ｃは、基端部１２ｄ、先端部１２ｅ、基端部１２ｄと先端部１２ｅとの間に位置する屈曲部１２ｆ、屈曲部１２ｆから先端部１２ｅに向かって延在する中継部１２ｇ、及び中継部１２ｇと先端部１２ｅとをつなぐ屈曲部１２ｈ（他の屈曲部）を有する。このため、第２変形例における屈曲部１２ｆは、基端部１２ｄと中継部１２ｇとをつなぐ部分である。基端部１２ｄと中継部１２ｇとがなす角度θ２と、中継部１２ｇと先端部１２ｅとがなす角度θ３とのそれぞれは、鈍角である。角度θ２，θ３のそれぞれは、例えば９５度以上１７５度以下である。このような第２変形例においても、上記第１変形例と同様の作用効果が奏される。加えて、接続部材３の振動等を突出部１２ｃによって吸収できる。
【００６１】
第２変形例においては、各負極集電板の形状は、正極集電板１２Ｄの形状と略同一になっている。このため、負極集電板と接続部材４とにおいても、上述した作用効果が奏される。
【００６２】
本発明に係る蓄電装置は、上記実施形態及び上記変形例に限定されず、他に様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態及び上記変形例では、蓄電セルは方向Ｘから見て略矩形状を呈しているが、これに限られない。蓄電セルは、方向Ｘから見て三角形状、五角形状等の多角形状を呈してもよいし、円形状を呈してもよいし、楕円形状を呈してもよい。同様に、各集電板等の形状も、上記実施形態及び上記変形例に限定されない。
【００６３】
上記実施形態及び上記変形例では、各正極集電板と接続部材とがなす各入隅部に対して、異なるタイミングにて溶接部が形成されてもよい。この場合、溶接部の形成時に正極集電板を介して蓄電セルに伝達する熱を抑制できるので、蓄電セルの破損等を抑制できる。
【００６４】
上記実施形態及び上記変形例では、隣り合う正極集電板同士が接触しているが、これに限られない。隣り合う正極集電板同士は、互いに離間してもよい。同様に、隣り合う負極集電板同士は、互いに離間してもよい。あるいは、隣り合う正極集電板同士において、一方の突出部と他方の突出部は、方向Ｚにおいて重なってもよい。同様に、隣り合う負極集電板同士において、一方の突出部と他方の突出部は、方向Ｚにおいて重なってもよい。具体例としては、一方の突出部における先端部と、他方の突出部における基端部とは、方向Ｚにおいて重なってもよい。この場合、突出部同士が重なる部分の剛性を高めることができるので、接続部材の上記突出部への載置時に、各集電板の変形を抑制できる。
【００６５】
上記実施形態では、各溶接部は連続的に形成されているが、これに限られない。各溶接部は、不連続に形成されてもよい。この場合、レーザが各集電板の隙間を介して蓄電セルに到達することを抑制できる。また、レーザによる蓄電セルへの熱影響を低減できる。各溶接部が不連続に形成される場合、各集電板に対して複数のスポット溶接部が設けられてもよいし、各集電板には１つの溶接部が設けられてもよい。
【００６６】
上記実施形態では、正極集電板及び負極集電板のそれぞれに対しては、セルスタックに配置される前に屈曲加工等が施されるが、これに限られない。例えば、正極集電板及び負極集電板のそれぞれが金型加工される際に、基端部、先端部、及び屈曲部が予め設けられてもよい。この場合、正極集電板及び負極集電板のそれぞれの突出部に対する屈曲加工を省略できる。
【００６７】
上記実施形態では、電極積層体にはバイポーラ電極が含まれているが、これに限られない。例えば、電極積層体には、正極層が設けられた正極箔と、負極層が設けられた負極箔と、セパレータとが含まれてもよい。
【００６８】
上記実施形態では、保持部材は、電極積層体の外周面を封止するように略矩形枠形状を呈するが、これに限られない。例えば、電解質が固体電解質であってセパレータが固体電解質から構成される場合、電極積層体の外周面の一部は保持部材から露出してもよい。一方、電解質が流動性を示す場合、保持部材は、電極積層体の外周面の全てを封止することが好ましい。これにより、電解質を介した短絡の発生等を保持部材によって良好に抑制できる。
【００６９】
上記実施形態では、第２蓄電セルが方向Ｘにおいて拘束部材に最も近い蓄電セルとされているが、これに限られない。同様に、第２集電板は、方向Ｘにおいて拘束部材に最も近い正極集電板ではなくてもよい。
【００７０】
上記実施形態及び上記変形例では、セルスタック内の蓄電セルは並列接続されているが、これに限られない。例えば、蓄電セル同士は直列接続されていてもよい。この場合、蓄電装置の正極として機能する一方の接続部材は、セルスタックに含まれる複数の蓄電セルのうち一つに接続されればよい。また、蓄電装置の負極として機能する他方の接続部材は、上記一つの蓄電セルとは異なる蓄電セルに接続されればよい。
【００７１】
上記実施形態では、蓄電セルと、正極集電板と、負極集電板とが互いに別体となっているが、これに限られない。例えば、蓄電セルと、正極集電板と、負極集電板とは、互いに一体化されてもよい。この場合、例えば保持部材が、電極積層体と、正極集電板と、負極集電板とを一体化してもよい。これにより、電極積層体と、正極集電板及び負極集電板との接触を確保できる。また、セルスタックには、蓄電セル、正極集電板及び負極集電板が互いに一体化されたユニットと、正極集電板及び負極集電板が別体である蓄電セルとの両方が含まれてもよい。この場合、当該ユニットと蓄電セルとが、方向Ｘに沿って交互に配列される。
【符号の説明】
【００７２】
１…蓄電装置、２…セルスタック、３…接続部材、４…接続部材、５，６…拘束部材、７，８…絶縁緩衝部材、９…カバー部材、１１…蓄電セル、１１Ａ…第１蓄電セル、１１Ｂ…第２蓄電セル、１２，１２Ｃ，１２Ｄ…正極集電板、１２ａ…本体部、１２ｂ…縁、１２ｃ…突出部、１２ｄ…基端部、１２ｅ…先端部、１２ｆ…屈曲部、１２ｇ…中継部、１２ｈ…屈曲部、１２Ａ…第１集電板、１２Ｂ…第２集電板、１３…負極集電板、１３ａ…本体部、１３ｃ…突出部、１３ｄ…基端部、１３ｅ…先端部、１３ｆ…屈曲部、１４…電極積層体、１４ａ，１４ｂ…主面、１４ｃ…外周面、１５…保持部材、１５ａ…内周面、１５ｂ…外周面、１５ｃ…側面、１６…バイポーラ電極、１７…セパレータ、２１…集電体、２２…正極層、２３…負極層、Ｗ１〜Ｗ４…溶接部（隅肉溶接部）。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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