(57)【要約】【課題】信頼性を向上可能な蓄電装置を提供する。【解決手段】蓄電装置１は、第１方向に沿って積層された複数の蓄電セル３を含むセルスタック２と、第１方向に沿って蓄電セル３と共に積層され、蓄電セル３の膨張に応じて第１方向に交差する第２方向に突出するように第１方向に沿って圧縮される絶縁緩衝部材７と、第２方向についてセルスタック２上に配置され、蓄電セル３のそれぞれに電気的に接続された正極バスバー４と、を備える。絶縁緩衝部材７は、第１方向に沿って圧縮されて第２方向に突出することによって正極バスバー４ーを第２方向に押圧し、正極バスバー４における電流経路ＩＰを切断する。【選択図】図８
2019220433.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向に沿って積層された複数の蓄電セルを含むセルスタックと、
前記第１方向に沿って前記蓄電セルと共に積層され、前記蓄電セルの膨張に応じて前記第１方向に交差する第２方向に突出するように前記第１方向に沿って圧縮される弾性部材と、
前記第２方向について前記セルスタック上に配置され、前記蓄電セルのそれぞれに電気的に接続されたバスバーと、
を備え、
前記弾性部材は、前記第１方向に沿って圧縮されて前記第２方向に突出することによって前記バスバーを前記第２方向に押圧し、前記バスバーにおける電流経路を切断する、
蓄電装置。
【請求項２】
前記バスバーは、前記蓄電セルのそれぞれに電気的に接続された第１部材と、前記第１部材に接触することによって、前記第１部材を介して前記蓄電セルのそれぞれに電気的に接続された第２部材と、を有し、
前記弾性部材は、前記第１方向に沿って圧縮されて前記第２方向に突出することによって、前記第１部材及び前記第２部材の一方を、前記第１部材及び前記第２部材の他方から離れるように押圧し、前記第１部材と前記第２部材との接触を解除して前記電流経路を切断する、
請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記第１部材と前記第２部材とは、前記第２方向からみて互いに部分的に重ねられて重複部を形成しており、前記重複部において接触している、
請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記重複部において前記第１部材と前記第２部材とを互いに係止する係止部材を備え、
前記弾性部材は、前記第１方向に沿って圧縮されて前記第２方向に突出することによって、前記第１部材及び前記第２部材の一方を、前記第１部材及び前記第２部材の他方から離れるように押圧し、前記係止部材を破断させて前記第１部材と前記第２部材との接触を解除する、
請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記第１部材と前記第２部材とは、前記第１部材及び前記第２部材の少なくとも一方が、前記第１部材と第２部材とが互いに近づく方向に弾性変形されて接触された状態において、前記係止部材により係止されている、
請求項４に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記バスバーには、当該バスバーにおける他の部分と比べて剛性が低い脆弱部が形成されており、
前記弾性部材は、前記第１方向に沿って圧縮されて前記第２方向に突出するように圧縮されることによって前記バスバーを前記第２方向に押圧し、前記脆弱部において前記バスバーを破断させて前記電流経路を切断する、
請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記第１方向と前記第２方向とに交差する第３方向の両側、及び、前記第２方向の反対側において前記弾性部材の変形を規制する規制部材を備える、
請求項１〜６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、全固体電池を用いた蓄電装置がある。例えば特許文献１に記載の全固体電池は、リチウム電池の単位セルと、単位セルと交互に積層される内部電極層とを含むバイポーラ型の積層電池（セルスタック）を複数有して構成されている。複数の積層電池は、正極集電箔および負極集電箔を介して積み重ねられて互いに並列接続されると共に、モールド樹脂によって封止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１６１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したような蓄電装置にあっては、単位セルが膨張した場合には、単位セルと外部との接続を遮断することが考えられる。単位セルと外部との接続を遮断するための構成としては、例えば、単位セルの圧力を検出し、その検出結果に基づいた電気的な制御を利用することが一案である。一方で、電気的な制御とは異なる方法によって、単位セルの膨張時に単位セルの接続を遮断する構成を提供することにより、信頼性を向上することが望まれている。
【０００５】
本発明は、信頼性を向上可能な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】
本発明に係る蓄電装置は、第１方向に沿って積層された複数の蓄電セルを含むセルスタックと、第１方向に沿って蓄電セルと共に積層され、蓄電セルの膨張に応じて第１方向に交差する第２方向に突出するように第１方向に沿って圧縮される弾性部材と、第２方向についてセルスタック上に配置され、蓄電セルのそれぞれに電気的に接続されたバスバーと、を備え、弾性部材は、第１方向に沿って圧縮されて第２方向に突出することによってバスバーを第２方向に押圧し、バスバーにおける電流経路を切断する。
【０００７】
この蓄電装置においては、セルスタックにおける蓄電セルの積層方向（第１方向）に沿って、蓄電セルと共に弾性部材が積層されている。蓄電セルのそれぞれは、第１方向に交差する第２方向についてセルスタック上に配置されたバスバーに電気的に接続されている。弾性部材は、蓄電セルの膨張に応じて第１方向に沿って圧縮される。このとき、弾性部材は、少なくともバスバーに向かう方向（第２方向）に突出する（すなわち、第２方向に逃がされるように変形する）。これにより、弾性部材は、バスバーを押圧してバスバーの電流経路を切断する。この結果、蓄電セルの膨張時には、バスバーを介した外部との電気的な接続が遮断される。よって、この蓄電装置によれば、信頼性が向上される。
【０００８】
本発明に係る蓄電装置においては、バスバーは、蓄電セルのそれぞれに電気的に接続された第１部材と、第１部材に接触することによって、第１部材を介して蓄電セルのそれぞれに電気的に接続された第２部材と、を有し、弾性部材は、第１方向に沿って圧縮されて第２方向に突出することによって、第１部材及び第２部材の一方を、第１部材及び第２部材の他方から離れるように押圧し、第１部材と第２部材との接触を解除して電流経路を切断してもよい。このように、互いに接触する第１部材と第２部材とによってバスバー構成し、蓄電セルの膨張時に弾性部材がそれらの接触を解除するようにすれば、より簡単な構成により信頼性を向上可能である。
【０００９】
本発明に係る蓄電装置においては、第１部材と第２部材とは、第２方向からみて互いに部分的に重ねられて重複部を形成しており、重複部において接触していてもよい。この場合、バスバーを構成する第１部材と第２部材との接触が確実且つ容易に提供される。
【００１０】
本発明に係る蓄電装置は、重複部において第１部材と第２部材とを互いに係止する係止部材を備え、弾性部材は、第１方向に沿って圧縮されて第２方向に突出することによって、第１部材及び第２部材の一方を、第１部材及び第２部材の他方から離れるように押圧し、係止部材を破断させて第１部材と第２部材との接触を解除してもよい。この場合、蓄電セルの膨張時以外のときに、第１部材と第２部材との接触が確実に維持される。
【００１１】
本発明に係る蓄電装置においては、第１部材と第２部材とは、第１部材及び第２部材の少なくとも一方が、第１部材と第２部材とが互いに近づく方向に弾性変形されて接触された状態において、係止部材により係止されていてもよい。この場合、係止部材が破断したときに、弾性力が解放されることによって、第１部材及び第２部材が互いに離れるように変位する。よって、係止部材が破断したときに、確実に第１部材と第２部材とを離間させて電流経路を切断できる。
【００１２】
本発明に係る蓄電装置においては、バスバーには、当該バスバーにおける他の部分と比べて剛性が低い脆弱部が形成されており、弾性部材は、第１方向に沿って圧縮されて第２方向に突出するように圧縮されることによってバスバーを第２方向に押圧し、脆弱部においてバスバーを破断させて電流経路を切断してもよい。この場合、部品点数の増加を抑制しつつ、信頼性を向上可能である。
【００１３】
本発明に係る蓄電装置は、第１方向と第２方向とに交差する第３方向の両側、及び、第２方向の反対側において弾性部材の変形を規制する規制部材を備えてもよい。この場合、弾性部材が第１方向に圧縮されたときの突出方向を第２方向に集中させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、信頼性を向上可能な蓄電装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】蓄電装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】蓄電セルの外部構成の一例を示す斜視図である。
【図５】蓄電セルの内部構成の一例を示す断面図である。
【図６】図２，３に示された絶縁緩衝部材を示す斜視図である。
【図７】図６に示された絶縁緩衝部材が圧縮される様子を示す断面図である。
【図８】電流経路が切断される様子を示す断面図である。
【図９】第１部材と第２部材との係止方法の主な工程を示す側面図である。
【図１０】変形例に係る蓄電装置の一部を示す断面図である。
【図１１】別の変形例に係る蓄電装置の一部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して一実施形態について説明する。なお、図面の説明においては、同一の要素同士、或いは、相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する場合がある。また、以下の図面には、Ｘ軸、Ｙ軸、及び、Ｚ軸により規定される直交座標系Ｓを示す場合がある。
【００１７】
図１は、蓄電装置の一実施形態を示す概略斜視図である。また、図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線断面図であり、図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。同図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装置である。図１〜３に示されるように、蓄電装置１は、セルスタック２を備えている。セルスタック２は、第１方向に沿って積層された複数の蓄電セル３を含む。ここでは、第１方向はＸ軸方向である。また、以下では、Ｚ軸方向を、第１方向に交差する第２方向と称し、Ｙ軸方向を、第１方向及び第２方向に交差する第３方向と称する。
【００１８】
セルスタック２は、第１方向に沿って配列された複数の蓄電セル３の集合体である。本実施形態では、セルスタック２は、例えば１００体程度の蓄電セル３を含む。第３方向におけるセルスタック２の寸法（幅）は、第１方向におけるセルスタック２の寸法（長さ）に比べて短くなっている。セルスタック２には、正極バスバー４及び負極バスバー５と、一対のエンドプレート６と、一対の絶縁緩衝部材（弾性部材）７と、カバー部材８とが設けられている。
【００１９】
正極バスバー４及び負極バスバー５は、例えば矩形の板状に形成され、一定の幅をもって第１方向に沿って延在している。正極バスバー４及び負極バスバー５の形成材料は、例えば銅、アルミニウム、チタン、ニッケル等の金属であってもよく、例えばステンレス鋼板（ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０４等）、或いは前述の金属の合金等であってもよい。正極バスバー４は、セルスタック２の第２方向の一端面（頂面）において第３方向（幅方向）の一方側に配置され、各蓄電セル３の正極端子（正極タブ１１ａ）の全てが一体的に接続されている。すなわち、正極バスバー４の少なくとも一部は、第２方向についてセルスタック２上に配置されている。また、正極バスバー４は、蓄電セル３のそれぞれに電気的に接続されている。
【００２０】
また、負極バスバー５は、セルスタック２の頂面において正極バスバー４とは一定の間隔をもって第３方向の他方側に配置され、各蓄電セル３の負極端子（負極タブ１２ａ）の全てが一体的に接続されている（図３参照）。すなわち、負極バスバー５の少なくとも一部は、第２方向についてセルスタック２上に配置されている。また、負極バスバー５は、蓄電セル３のそれぞれに電気的に接続されている。
【００２１】
エンドプレート６は、第１方向に沿った蓄電セル３の位置ずれを規制する部材である。エンドプレート６は、例えば金属又は合金によって側面視でＬ字状に形成され、第１方向におけるセルスタック２の一端及び他端にそれぞれ配置されている。第１方向の一端側のエンドプレート６と、第１方向の他端側のエンドプレート６とは、ボルト及びナットなどの締結部材を用いて互いに連結されていてもよい。この場合、締結部材の締め付け力により、エンドプレート６を介して第１方向に沿った拘束荷重がセルスタック２に付加される。
【００２２】
絶縁緩衝部材７は、第１方向に沿って蓄電セル３と共に積層されている。より具体的には、絶縁緩衝部材７は、例えば、第１方向から見て蓄電セル３と同程度の面積の直方体形状をなし、第１方向におけるセルスタック２の一端及び他端において、エンドプレート６との間にそれぞれ配置されている。絶縁緩衝部材７は、蓄電セル３の膨張に応じて圧縮される。すなわち、絶縁緩衝部材７は、蓄電セル３の膨張を吸収する機能を有する弾性部材であると共に、セルスタック２とエンドプレート６との間を電気的に絶縁するための絶縁部材である。絶縁緩衝部材７の形成材料としては、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）などが挙げられる。
【００２３】
カバー部材８は、蓄電セル３の第２方向（高さ方向）への位置ずれを規制する部材である。カバー部材８は、例えば金属又は合金によって形成されている。カバー部材８は、セルスタック２の頂面において、正極バスバー４及び負極バスバー５とは離間した状態で、正極バスバー４と負極バスバー５との間に配置されている。カバー部材８の本体部８ａは、第１方向に沿って延在している。本体部８ａの長手方向の両端部には、爪部８ｂがそれぞれ設けられている。爪部８ｂは、締結部材Ｅを介してエンドプレート６の外側面に固定されており、これにより、カバー部材８がセルスタック２に対して係止されている。
【００２４】
図４は、蓄電セルの外部構成の一例を示す斜視図である。また、図５は、蓄電セルの内部構成の一例を示す断面図である。図２〜５に示されるように、蓄電セル３は、互いに積層された複数のバイポーラ電極２１を含む（図６参照）。一例として、蓄電セル３におけるバイポーラ電極２１の積層方向は、セルスタック２における蓄電セル３の積層方向と一致しており、第１方向である。
【００２５】
蓄電セル３は、扁平な略直方体形状をなす単電池である。蓄電セル３では、第１方向に沿う辺が最も短く、第３方向に沿う辺が最も長くなっている。蓄電セル３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などの二次電池であってもよく、電気二重層キャパシタであってもよい。また、蓄電セル３は、全固体電池であってもよい。本実施形態では、蓄電セル３がバイポーラ型のリチウムイオン二次電池である場合を例示する。
【００２６】
蓄電セル３には、保持部材１３が設けられている。複数の蓄電セル３は、正極集電板１１及び負極集電板１２を交互に介して積層される。正極集電板１１及び負極集電板１２は、第１方向に交差する蓄電セル３の面と略同形状の長方形状をなす金属板である。正極集電板１１及び負極集電板１２は、第１方向に沿って蓄電セル３を挟むように配置されている。第２方向における正極集電板１１の端面には、蓄電セル３の正極端子となる正極タブ１１ａが設けられている。
【００２７】
正極タブ１１ａは、蓄電セル３の第３方向の一方側において第２方向に突出している。正極タブ１１ａの先端側には、蓄電セル３の頂面を超えた位置で第１方向に屈曲する屈曲部分が設けられている。セルスタック２においては、正極タブ１１ａの屈曲部分の向きが第１方向に揃うように蓄電セル３が積層されている。正極バスバー４は、当該屈曲部分において正極集電板１１に接触して電気的に接続されている。正極バスバー４は、当該屈曲部分に溶接等によって接合されていてもよい。
【００２８】
また、第２方向における負極集電板１２の端面には、蓄電セル３の負極端子となる負極タブ１２ａが設けられている。負極タブ１２ａは、蓄電セル３の第３方向の他方側において第２方向に突出している。負極タブ１２ａの先端側には、蓄電セル３の頂面を超えた位置で第１方向に屈曲する屈曲部分が設けられている。ここでは、負極タブ１２ａにおける屈曲部分の屈曲方向は、正極タブ１１ａにおける屈曲部分の屈曲方向と一致している。ただし、正極タブ１１ａにおける屈曲部分の屈曲方向と負極タブ１２ａにおける屈曲部分の屈曲方向とは、互いに異なっていてもよい（例えば互いに逆方向であってもよい）。負極バスバー５は、当該屈曲部分において負極集電板１２に接触して電気的に接続されている。負極バスバー５は、当該屈曲部分に溶接等によって接合されていてもよい。
【００２９】
ここでは、第３方向における正極タブ１１ａの寸法は、第３方向における正極集電板１１の寸法の半分よりも小さくなっている。また、第３方向における負極タブ１２ａの寸法は、第３方向における負極集電板１２の寸法の半分よりも小さくなっている。そして、第１方向からみて、正極タブ１１ａと負極タブ１２ａとが第３方向に離間した状態となっている。このような構成により、上述のように正極バスバー４及び負極バスバー５をいずれもセルスタック２の頂面に配置することが可能となる。
【００３０】
保持部材１３は、蓄電セル３を保持する部材である。保持部材１３は、例えば絶縁性及び耐熱性を有する樹脂によって形成されている。保持部材１３は、第３方向における蓄電セル３の両側面、頂面、及び底面を囲む矩形枠形状をなしている。保持部材１３は、蓄電セル３を構成するバイポーラ電極２１を封止し、バイポーラ電極２１同士の短絡を防止する機能を合わせ持っている。保持部材１３を構成する樹脂としては、例えばポリイミド、ＰＰ、ＰＰＳ、ＰＡ６６等が挙げられる。
【００３１】
蓄電セル３は、複数のバイポーラ電極２１と、複数のセパレータ２２とによって構成された電極積層体２３を備えている。電極積層体２３では、バイポーラ電極２１とセパレータ２２とが第１方向に沿って交互に配置されている。すなわち、電極積層体２３は、第１方向に沿って互いに隣り合うバイポーラ電極２１の間に介在された複数のセパレータ２２を含む。バイポーラ電極２１は、集電体２４と、正極層２５と、負極層２６と、を有している。
【００３２】
集電体２４は、略矩形状をなすシート状の導電部材である。集電体２４は、例えば金属箔又は合金箔である。金属箔としては、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が挙げられる。集電体２４が金属箔である場合、機械的強度を確保する観点からアルミニウム箔を用いることが好適である。合金箔としては、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が挙げられる。集電体２４が合金箔である場合、若しくは集電体２４がアルミニウム箔以外の金属箔である場合、集電体２４の表面にアルミニウムが被覆されていてもよい。
【００３３】
正極層２５は、正極活物質と電解質とを含む層状部材（活物質を含む電極層）であり、集電体２４の第１面に略矩形状に形成されている。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、若しくはゲル状電解質である。すなわち、電解質は、固体又はゲル状である。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、若しくはこれらの共重合体を含む。
【００３４】
正極層２５が固体高分子電解質を含む場合、正極層２５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、若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電解質である。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。
【００３５】
負極層２６は、負極活物質と電解質とを含む層状部材（活物質を含む電極層）であり、集電体２４の第１面の反対側の第２面に略矩形状に形成されている。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、リチウムと合金化可能な元素若しくはその化合物、ホウ素添加炭素などである。リチウムと合金化可能な元素の例としては、シリコン（ケイ素）及びスズが挙げられる。負極層２６の電解質としては、例えば正極層２５に含まれる電解質と同様のものが用いられる。なお、集電体２４の第１面及び第２面は、第１方向に交差（直交）する面である。
【００３６】
セパレータ２２は、隣り合うバイポーラ電極２１同士を隔てる層状部材であり、略矩形状をなしている。セパレータ２２は、正極層２５及び負極層２６に含まれる電解質によって構成されている。セパレータ２２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２２が固体電解質によって構成される場合、セパレータ２２は、略矩形の板状（シート状）をなしていてもよい。
【００３７】
第１方向における電極積層体２３の両端には、集電体２４がそれぞれ設けられている。電極積層体２３の一端（図５の紙面右側）に位置する集電体２４には、正極層２５のみが設けられており、当該集電体２４の外側面が正極集電板１１に当接するようになっている。また、電極積層体２３の他端（図５の紙面左側）に位置する集電体２４には、負極層２６のみが設けられており、当該集電体２４の外側面が負極集電板１２に当接するようになっている。
【００３８】
ここで、図１〜３に示されるように、正極バスバー４及び負極バスバー５は、複数の部材を含む。より具体的には、正極バスバー４は、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとを含む。ここでは、第１部材４Ａ及び第２部材４Ｂは、上述した材料によって矩形板状に形成されている。第３方向における第１部材４Ａの寸法と、第３方向における第２部材４Ｂの寸法とは、互いに同等である。第１部材４Ａは、第２方向についてセルスタック２上に配置されている。第１部材４Ａは、正極タブ１１ａを介して正極集電板１１に接触することにより、蓄電セル３のそれぞれに電気的に接続されている。
【００３９】
第２部材４Ｂには、第１部材４Ａと接触することによって、第１部材４Ａを介して蓄電セル３のそれぞれに電気的に接続されている。第１部材４Ａと第２部材４Ｂとは、第２方向からみて互いに部分的に重ねられて重複部４Ｐを形成している。第１部材４Ａと第２部材４Ｂとは、この重複部４Ｐにおいて接触している。このように、正極バスバー４においては、板状の第１部材４Ａと第２部材４Ｂとを、その板面（最も広い面）において重複させて接触させることにより、接触面積が確保されている。
【００４０】
ここでは、第２方向について、第２部材４Ｂが第１部材４Ａよりも下側（セルスタック２側）に配置されている。したがって、第２方向からみたとき、第２部材４Ｂは、重複部４Ｐにおいて第１部材４Ａに覆われている。第２方向からみて、絶縁緩衝部材７上には、正極バスバー４のうちの第１部材４Ａのみが配置されている。すなわち、第２部材４Ｂ及び重複部４Ｐは、第１方向における絶縁緩衝部材７に対応する位置よりも、セルスタック２の外側に位置している。なお、第２部材４Ｂは、例えば、図示しない固定部材によってエンドプレート６に固定されており、第２方向への変位が規制されている。
【００４１】
蓄電装置１は、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとを互いに係止する係止部材３１を備えている。ここでは、複数（一例として２つ）の係止部材３１が、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとを互いにかしめるように係止しており、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとの接触を維持している。第１部材４Ａには、係止部材３１の数に対応する数の貫通孔４Ａｈが形成されている。また、第２部材４Ｂにも、係止部材３１の数に対応する数の貫通孔４Ｂｈが形成されている。そして、係止部材３１は、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとが、貫通孔４Ａｈと貫通孔４Ｂｈとが連通するように重ねられた状態において、貫通孔４Ａｈ，４Ｂｈに挿通されている。係止部材３１は、例えば樹脂によって形成されている。
【００４２】
また、負極バスバー５は、第１部材５Ａと第２部材５Ｂとを含む。ここでは、第１部材５Ａ及び第２部材５Ｂは、上述した材料によって矩形板状に形成されている。第３方向における第１部材５Ａの寸法と、第３方向における第２部材５Ｂの寸法とは、互いに同等である。第１部材５Ａは、第２方向についてセルスタック２上に配置されている。第１部材５Ａは、負極タブ１２ａを介して負極集電板１２に接触することにより、蓄電セル３のそれぞれに電気的に接続されている。
【００４３】
第２部材５Ｂには、第１部材５Ａと接触することによって、第１部材５Ａを介して蓄電セル３のそれぞれに電気的に接続されている。第１部材５Ａと第２部材５Ｂとは、第２方向からみて互いに部分的に重ねられて重複部５Ｐを形成している。第１部材５Ａと第２部材５Ｂとは、この重複部５Ｐにおいて接触している。このように、負極バスバー５においては、板状の第１部材５Ａと第２部材５Ｂとを、その板面（最も広い面）において重複させて接触させることにより、接触面積が確保されている。
【００４４】
ここでは、第２方向について、第２部材５Ｂが第１部材５Ａよりも下側（セルスタック２側）に配置されている。したがって、第２方向からみて、第２部材５Ｂは、重複部５Ｐにおいて第１部材５Ａに覆われている。第２方向からみて、絶縁緩衝部材７上には、負極バスバー５のうちの第１部材５Ａのみが配置されている。すなわち、第２部材５Ｂ及び重複部５Ｐは、第１方向における絶縁緩衝部材７に対応する位置よりも、セルスタック２の外側に位置している。なお、第２部材５Ｂは、例えば、図示しない固定部材によってエンドプレート６に固定されており、第２方向への変位が規制されている。
【００４５】
蓄電装置１は、第１部材５Ａと第２部材５Ｂとを互いに係止する係止部材３１をさらに備えている。ここでは、複数（一例として２つ）の係止部材３１が、第１部材５Ａと第２部材５Ｂとを互いにかしめるようにさらに係止しており、第１部材５Ａと第２部材５Ｂとの接触を維持している。第１部材５Ａには、係止部材３１の数に対応する数の貫通孔５Ａｈが形成されている。また、第２部材５Ｂにも、係止部材３１の数に対応する数の貫通孔５Ｂｈが形成されている。そして、係止部材３１は、第１部材５Ａと第２部材５Ｂとが、貫通孔５Ａｈと貫通孔５Ｂｈとが連通するように重ねられた状態において、貫通孔５Ａｈ，５Ｂｈに挿通されている。
【００４６】
蓄電装置１は、正極バスバー４の第２部材４Ｂ、及び、負極バスバー５の第２部材５Ｂを用いることにより、外部と電気的に接続され得る。したがって、蓄電装置１においては、外部との電流経路ＩＰが正極バスバー４及び負極バスバー５に形成される。電流経路ＩＰは、第１部材４Ａ，５Ａから第２部材４Ｂ，５Ｂにわたって形成される。これにより、蓄電装置１の充放電が可能となる。なお、蓄電装置１においては、正極バスバー４及び負極バスバー５が直接的に外部に接続されていてもよいし、蓄電装置１の他の要素を介して外部に接続されていてもよい。
【００４７】
図６は、図２，３に示された絶縁緩衝部材を示す斜視図である。図７は、図６に示された絶縁緩衝部材が圧縮される様子を示す断面図である。図７の（ｂ）は、図７の（ａ）の領域ＡＲの拡大図である。なお、図７においては、正極バスバー４に対応する断面を示し、以下では正極バスバー４について主に説明を行うが、負極バスバー５についても同様であってもよい。図２，３，６，７に示されるように、蓄電装置１は、規制部材３２を備えている。規制部材３２は、絶縁緩衝部材７を保持している。より具体的には、規制部材３２は、第３方向に沿って互いに離間した状態において第２方向に沿って延びる一対の側壁部３２ａ，３２ｂと、第３方向に沿って延びて側壁部３２ａと側壁部３２ｂとを互いに接続する底壁部３２ｃと、を含む。
【００４８】
絶縁緩衝部材７は、一対の側壁部３２ａ，３２ｂと底壁部３２ｃとによって囲われる領域に配置されて規制部材３２に保持される。規制部材３２が絶縁緩衝部材７を保持したとき、絶縁緩衝部材７の第３方向の両側の端面（側面）上に側壁部３２ａ，３２ｂが配置され、絶縁緩衝部材７の第２方向と反対方向（Ｚ軸負方向）の端面（底面）上に底壁部３２ｃが配置される。これにより、規制部材３２は、第３方向の両側、及び、第２方向の反対側において、絶縁緩衝部材７の変形を規制する。
【００４９】
また、上述したように、絶縁緩衝部材７は、第１方向に沿って、エンドプレート６とセルスタック２との間に挟まれている。したがって、絶縁緩衝部材７が第１方向に沿って圧縮された場合には、絶縁緩衝部材７は、第２方向のみに突出するように（逃がされるように）変形し得る。すなわち、少なくとも１つの蓄電セル３が膨張したときには、当該蓄電セル３の膨張に応じて第１方向に沿った力Ｆ１が絶縁緩衝部材７に付加されると、絶縁緩衝部材７は、第２方向に突出するように変形する。換言すれば、絶縁緩衝部材７は、蓄電セル３の膨張に応じて第２方向に突出するように第１方向に沿って圧縮される。
【００５０】
絶縁緩衝部材７は、第２方向に突出することによって、正極バスバー４の第１部材５Ａに第２方向の下側から接触し、第１部材５Ａに対して第２方向に力Ｆ２を付加する。この力Ｆ２によって、図８に示されるように、第１部材４Ａの少なくとも第２部材４Ｂ側の一部が、第２部材４Ｂから離れるように第２方向に変形される。その結果、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとが互いに離間し、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとの接触が解除される。これにより、正極バスバー４における電流経路ＩＰが切断される。
【００５１】
すなわち、絶縁緩衝部材７は、第１方向に沿って圧縮されて第２方向に突出することによって正極バスバー４を第２方向に押圧し、正極バスバー４における電流経路ＩＰを切断する。より具体的には、絶縁緩衝部材７は、第１方向に沿って圧縮されて第２方向に突出することによって、第１部材４Ａ及び第２部材４Ｂの一方（ここでは第１部材４Ａ）を、第１部材４Ａ及び第２部材４Ｂの他方（ここでは第２部材４Ｂ）から離れるように押圧し、それらの間の接触を解除して電流経路ＩＰを切断する。ここでは、全ての蓄電セル３と外部との電気的な接続が一括して遮断される。
【００５２】
なお、このとき、係止部材３１は破断され得る。より具体的には、図７の（ｂ）に示されるように、係止部材３１は、基部３１ａと軸部３１ｂと頭部３１ｃとから構成されている。基部３１ａ及び頭部３１ｃは、軸部３１ｂ及び貫通孔４Ａｈ，４Ｂｈよりも大径に形成されている。軸部３１ｂは、貫通孔４Ａｈ，４Ｂｈに挿通されている。基部３１ａは、軸部３１ｂよりも第２部材４Ｂ側において貫通孔４Ａｈ，４Ｂｈの外側に位置する。頭部３１ｃは、軸部３１ｂよりも第１部材４Ａ側において貫通孔４Ａｈ，４Ｂｈの外側に位置する。
【００５３】
軸部３１ｂには、その周方向の少なくとも一部（ここで全周）に切り欠き３１ｄが形成されている。これにより、軸部３１ｂに対して、軸部３１ｂの他の部分よりも剛性の低い脆弱部３１ｅが形成されている。したがって、第１部材４Ａに力Ｆ２が付加されたときには、係止部材３１に対して基部３１ａと頭部３１ｃとが離れるように力が加えられ、脆弱部３１ｅを起点として係止部材３１（軸部３１ｂ）が破断する。このように、係止部材３１は、通常時には第１部材４Ａと第２部材４Ｂとの接触を維持にするようにかしめる機能を有すると共に、蓄電セル３の膨張時には破断することによって、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとの接触の解除を阻害しないように構成されている。
【００５４】
なお、ここでの蓄電セル３の膨張とは、例えば蓄電セル３の故障に伴う膨張である。したがって、第１部材４Ａの変形（電流経路ＩＰの切断）は不可逆であってよい。
【００５５】
引き続いて、上述した蓄電装置１における第１部材４Ａと第２部材４Ｂとの係止方法について説明する。図９は、第１部材と第２部材との係止方法の主な工程を示す側面図である。図９の（ａ）に示されるように、まず、係止部材３１となる基体３５を用意する。基体３５は、基部３１ａ、軸部３１ｂ、及び、頭部３５ａを含む。頭部３５ａは、軸部３１ｂにおける基部３１ａと反対側に設けられている。頭部３５ａは、軸部３１ｂと同一の形状で軸部３１ｂから連続して設けられている。
【００５６】
続いて、図９の（ｂ）に示されるように、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとが、貫通孔４Ａｈと貫通孔４Ｂｈとが連通するように重ねられ状態において、基体３５を貫通孔４Ａｈ，４Ｂｈに挿通する。ここでは、基部３１ａが第２部材４Ｂ側において貫通孔４Ａｈ，４Ｂｈから突出し、頭部３５ａが第１部材４Ａ側において貫通孔４Ａｈ，４Ｂｈから突出するように、軸部３１ｂを貫通孔４Ａｈ，４Ｂｈ内に配置する。続いて、図９の（ｃ）に示されるように、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとを互いにかしめた状態において、頭部３５ａを加熱（及び加圧）することにより潰して頭部３１ｃを形成する。これにより、基体３５から係止部材３１が形成されると共に、係止部材３１によって第１部材４Ａと第２部材４Ｂとが互いに係止される。
【００５７】
以上説明したように、蓄電装置１においては、セルスタック２における蓄電セル３の積層方向（第１方向）に沿って、蓄電セル３と共に絶縁緩衝部材７が積層されている。蓄電セル３のそれぞれは、第１方向に交差する第２方向についてセルスタック２上に配置された正極バスバー４及び負極バスバー５に電気的に接続されている。絶縁緩衝部材７は、蓄電セル３の膨張に応じて第１方向に沿って圧縮される。このとき、絶縁緩衝部材７は、少なくとも正極バスバー４及び負極バスバー５に向かう方向第２方向）に突出する（すなわち、第２方向に逃がされるように変形する）。これにより、絶縁緩衝部材７は、正極バスバー４（及び／又は負極バスバー５（以下同様））を押圧してその電流経路ＩＰを切断する。この結果、蓄電セル３の膨張時には、正極バスバー４を介した外部との電気的な接続が遮断される。よって、蓄電装置１によれば、信頼性が向上される。
【００５８】
また、蓄電装置１においては、正極バスバー４は、蓄電セル３のそれぞれに電気的に接続された第１部材４Ａと、第１部材４Ａと接触することによって第１部材４Ａを介して蓄電セル３のそれぞれに電気的に接続された第２部材４Ｂと、を有する。そして、絶縁緩衝部材７は、第１方向に沿って圧縮されて第２方向に突出することによって、第１部材４Ａ及び第２部材４Ｂの一方（ここでは第１部材４Ａ）を、第１部材４Ａ及び第２部材４Ｂの他方（ここでは第２部材４Ｂ）から離れるように押圧し、接触を解除して電流経路ＩＰを切断する。このように、互いに接触する第１部材４Ａと第２部材４Ｂとによって正極バスバー４を構成し、蓄電セル３の膨張時に絶縁緩衝部材７がそれらの接触を解除するようにすれば、より簡単な構成により信頼性を向上可能である。
【００５９】
また、蓄電装置１においては、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとは、第２方向からみて互いに部分的に重ねられて重複部４Ｐを形成しており。重複部４Ｐにおいて接触している。このため、正極バスバー４を構成する第１部材４Ａと第２部材４Ｂとの接触が確実且つ容易に提供される。
【００６０】
また、蓄電装置１は、重複部４Ｐにおいて、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとを係止する係止部材３１を備える。そして、絶縁緩衝部材７は、第１方向に沿って圧縮されて第２方向に突出することによって、第１部材４Ａ及び第２部材４Ｂの一方（ここでは第１部材４Ａ）を、第１部材４Ａ及び第２部材４Ｂの他方（ここでは第２部材４Ｂ）から離れるように押圧し、係止部材３１を破断させて接触を解除する。このため、蓄電セル３の膨張時以外のときに、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとの接触が確実に維持される。
【００６１】
さらに、蓄電装置１は、第１方向と第２方向とに交差する第３方向の両側、及び、第２方向の反対側において絶縁緩衝部材７の変形を規制する規制部材３２を備えている。このため、絶縁緩衝部材７が第１方向に圧縮されたときの突出方向を第２方向に集中させることができる。
【００６２】
以上の実施形態は、本発明の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明は、上述した蓄電装置１に限定されず、各請求項の要旨を変更しない範囲において上述した蓄電装置１を任意に変更したものとすることができる。
【００６３】
例えば、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとの接触は、第２方向に沿った重複部４Ｐにおいて形成される場合に限定されない。例えば、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとを互いに突き当てるように配置し、その突き当て部分において第１部材４Ａと第２部材４Ｂとが接触してもよい。
【００６４】
また、第１方向における絶縁緩衝部材７の位置は、セルスタック２とエンドプレート６との間の位置に限定されず、絶縁緩衝部材７とエンドプレート６との間に１又は複数の蓄電セル３が介在されるセルスタック２内の位置であってもよい。
【００６５】
また、上記実施形態においては、第２方向について第１部材４Ａが第２部材４Ｂによりも上側（セルスタック２と反対側）に配置され、絶縁緩衝部材７が第１部材４Ａを押圧する構成について説明した。しかしながら、第２方向について第２部材４Ｂを第１部材４Ａよりも上側に配置しつつ、絶縁緩衝部材７が第２部材４Ｂを押圧するように構成してもよい。
【００６６】
また、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとの係止については、係止部材３１を用いることなく、例えば、絶縁緩衝部材７の押圧力によって破断される範囲において溶接等によって行われてもよい。
【００６７】
さらに、上記実施形態においては、正極バスバー４を絶縁緩衝部材７が押圧することによって、正極バスバー４における電流経路ＩＰを切断する例について説明した。しかしながら、正極バスバー４に加えて負極バスバー５についても同様の構成としてもよいし、負極バスバー５のみを上記の構成としてもよい。
【００６８】
引き続いて、図面を参照して蓄電装置の変形例について説明する。図１０は、変形例に係る蓄電装置の一部を示す断面図である。図１０に示される例においては、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとは、第１部材４Ａ及び第２部材４Ｂの少なくとも一方が、第１部材４Ａ及び第２部材４Ｂが互いに近づく方向に弾性変形されて接触された状態において、係止部材３１により係止されている。
【００６９】
より具体的には、ここでは、第２部材４Ｂの一端部が、折り返されるようにＵ字状に屈曲されている。そして、第２部材４Ｂは、その屈曲部分が第１部材４Ａに接触するように弾性変形された状態において、第１部材４Ａと共に係止部材３１により係止されている。第２部材４Ｂは、他の部分において、例えばエンドプレート６に固定されている。この例によれば、係止部材３１が破断したときに、第２部材４Ｂの弾性力が解放されることによって、第２部材４Ｂが第１部材４Ａから離れるように変位する。よって、係止部材３１が破断したときに、確実に第１部材４Ａと第２部材４Ｂとを離間させて電流経路ＩＰを切断できる。
【００７０】
なお、第１部材４Ａ及び第２部材４Ｂの少なくとも一方が、第１部材４Ａ及び第２部材４Ｂが互いに近づく方向に弾性変形された状態を実現する構成は、上記のような屈曲部分を設ける構成に限定されず、任意のものを採用可能である。さらに、確実に第１部材４Ａと第２部材４Ｂとを離間させて電流経路ＩＰを切断する構成としては、第１部材４Ａ及び／又は第２部材４Ｂの弾性変形を利用する場合に限らず、第１部材４Ａ及び／又は第２部材４Ｂをバイメタル等の温度変化に応じて変形する材料により構成したり、第１部材４Ａと第２部材４Ｂとの間にバネ等の導電性の弾性部材を弾性変形した状態において介在させたりしてもよい。
【００７１】
図１１は、別の変形例に係る蓄電装置の一部を示す断面図である。図１１の（ｂ）は、図１１の（ａ）の領域ＡＲの拡大図である。図１１に示される例においては、正極バスバー４が単一の部材から構成されている。また、正極バスバー４には、切り欠き４ａが形成されている。これにより、正極バスバー４に対して、正極バスバー４の他の部分よりも剛性の低い脆弱部４ｂが形成されている。そして、絶縁緩衝部材７は、第１方向に沿って圧縮されて第２方向に突出することによって正極バスバー４を第２方向に押圧し、脆弱部４ｂにおいて（脆弱部４ｂを起点として）正極バスバー４を破断させて電流経路ＩＰを切断する。この場合、部品点数の増加を抑制しつつ、信頼性を向上可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１…蓄電装置、２…セルスタック、３…蓄電セル、４…正極バスバー（バスバー）、４Ａ，５Ａ…第１部材、４Ｂ，５Ｂ…第２部材、４Ｐ，５Ｐ…重複部、４ｂ…脆弱部、７…絶縁緩衝部材（弾性部材）、３１…係止部材、３２…規制部材、ＩＰ…電流経路。
【図１】
2019220433.tif 000003
【図２】
2019220433.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019220433.tif 000006
【図５】
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【図６】
2019220433.tif 000008
【図７】
2019220433.tif 000009
【図８】
2019220433.tif 000010
【図９】
2019220433.tif 000011
【図１０】
2019220433.tif 000012
【図１１】
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