(57)【要約】【課題】耐振動性を向上可能な蓄電装置及び蓄電装置の製造方法を提供すること。【解決手段】蓄電装置１は、正極集電板１５及び負極集電板１６を交互に介して積層された複数の蓄電セル７を含むセルスタックと、積層方向に沿って延在し、正極集電板１５に接合された正極バスバー４と、積層方向に沿って延在し、負極集電板１６に接合された負極バスバー５と、積層方向に沿って延在し、セルスタック２の頂面に設けられるカバー部材６と、を備え、複数の蓄電セル７のそれぞれは、複数のバイポーラ電極と、複数のバイポーラ電極を保持する保持部材９と、を有し、カバー部材６は、幅方向において保持部材９を係止するための凹部６１を有し、保持部材９は、幅方向において凹部６１と対向する凸部９１を有する。【選択図】図６
2019186021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電板及び負極集電板を交互に介して第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方向に沿って延在し、前記第１方向と交差する第２方向において前記正極集電板に接合された正極バスバーと、
前記第１方向に沿って延在し、前記第２方向において前記負極集電板に接合された負極バスバーと、
前記第１方向に沿って延在し、前記セルスタックの前記第２方向における頂面に設けられるカバー部材と、
を備え、
前記複数の蓄電セルのそれぞれは、前記第１方向に沿って積層された複数の電極と、前記複数の電極を保持する保持部材と、を有し、
前記カバー部材は、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向において前記保持部材を係止するための係止部を有し、
前記保持部材は、前記係止部と前記第３方向において対向する被係止部を有する、蓄電装置。
【請求項２】
前記保持部材は、前記第２方向に沿って前記カバー部材に向けて突出する凸部を有し、
前記カバー部材には、前記凸部と嵌り合う凹部が設けられ、
前記係止部は、前記凹部であり、
前記被係止部は、前記凸部である、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記カバー部材は、前記第２方向に沿って前記保持部材に向けて突出する凸部を有し、
前記保持部材には、前記凸部と嵌り合う凹部が設けられ、
前記係止部は、前記凸部であり、
前記被係止部は、前記凹部である、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記カバー部材には、前記カバー部材を前記第２方向に貫通する貫通孔が設けられ、
前記保持部材は、前記第２方向に沿って前記カバー部材に向けて突出するとともに、前記貫通孔に挿通される突出部を有し、
前記係止部は、前記貫通孔を画定する内周面であり、
前記被係止部は、前記突出部である、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記カバー部材は、前記第３方向における端面を有し、
前記保持部材は、前記第２方向に沿って突出するとともに、前記端面と前記第３方向において対向する突出部を有し、
前記係止部は、前記端面であり、
前記被係止部は、前記突出部である、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記カバー部材は、前記正極バスバーと前記負極バスバーとの間に設けられ、
前記カバー部材は、絶縁材料によって構成されている、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記カバー部材は、前記保持部材の前記第２方向における頂面に沿って設けられる第１部分と、前記保持部材の前記第３方向における側面に沿って設けられる第２部分と、を有し、
前記係止部は、前記第２部分であり、
前記被係止部は、前記側面である、請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項８】
正極集電板及び負極集電板を交互に介して複数の蓄電セルを第１方向に沿って積層することでセルスタックを形成する工程と、
前記セルスタックの前記第１方向における両端に１対のエンドプレートを配置する工程と、
前記セルスタックの前記第１方向と交差する第２方向における頂面に、前記第１方向に沿って延在するカバー部材を取り付ける工程と、
前記第１方向に沿って延在する正極バスバー及び負極バスバーを前記頂面に配置する工程と、
前記正極バスバーと前記正極集電板とを接合するとともに、前記負極バスバーと前記負極集電板とを接合する工程と、
を備え、
前記複数の蓄電セルのそれぞれは、前記第１方向に沿って積層された複数の電極と、前記複数の電極を保持する保持部材と、を有し、
前記カバー部材は、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向において前記保持部材を係止するための係止部を有し、
前記保持部材は、前記係止部と前記第３方向において対向する被係止部を有し、
前記カバー部材を取り付ける際に、前記係止部と前記被係止部とを前記第３方向において当接させることにより、前記複数の蓄電セルの前記第３方向における位置が揃えられる、蓄電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置及び蓄電装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の蓄電装置としては、例えば特許文献１に記載されている電池ユニットが知られている。特許文献１に記載の電池ユニットは、複数のバイポーラ電池と、バイポーラ電池を挟むようにバイポーラ電池の両側に配置された集電体と、を備えている。バイポーラ電池の一方側に配置された集電体は、正極集電電極として機能し、バイポーラ電池の積層方向に延在する正極接続導体と電気的に接続されている。バイポーラ電池の他方側に配置された集電体は、負極集電電極として機能し、バイポーラ電池の積層方向に延在する負極接続導体と電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１１７１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の電池ユニット（蓄電装置）では、各接続導体（バスバー）は、集電体と溶接等によって接続されている。蓄電装置が車両等に搭載された場合、振動によって、バイポーラ電池（蓄電セル）の積層方向と交差する方向において、各蓄電セルに力が加わることがある。例えば、１つの蓄電セルに加わる力の大きさと、別の蓄電セルに加わる力の大きさとが異なる場合には、バスバーと集電体との接合部にせん断応力が加わり、集電体がバスバーから剥離するおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、耐振動性を向上可能な蓄電装置及び蓄電装置の製造方法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、正極集電板及び負極集電板を交互に介して第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方向に沿って延在し、第１方向と交差する第２方向において正極集電板に接合された正極バスバーと、第１方向に沿って延在し、第２方向において負極集電板に接合された負極バスバーと、第１方向に沿って延在し、セルスタックの第２方向における頂面に設けられるカバー部材と、を備える。複数の蓄電セルのそれぞれは、第１方向に沿って積層された複数の電極と、複数の電極を保持する保持部材と、を有する。カバー部材は、第１方向及び第２方向と交差する第３方向において保持部材を係止するための係止部を有する。保持部材は、係止部と第３方向において対向する被係止部を有する。
【０００７】
この蓄電装置では、カバー部材の係止部が第３方向において保持部材の被係止部と対向している。このため、振動によって第３方向に沿って各蓄電セルに力が加わったとしても、係止部に被係止部が当接することで、保持部材の第３方向における移動がカバー部材の係止部によって規制される。これにより、各蓄電セルが別々にカバー部材に対して第３方向に移動することが抑制される。つまり、複数の蓄電セルが一体となって第３方向に移動することで、蓄電セルの間に介在する正極集電板及び負極集電板も一体的に第３方向に移動し得る。したがって、正極バスバーと正極集電板との接合部に第３方向に沿って加わるせん断応力を低減することができる。同様に、負極バスバーと負極集電板との接合部に第３方向に沿って加わるせん断応力を低減することができる。その結果、蓄電装置の耐振動性を向上させることが可能となる。
【０００８】
保持部材は、第２方向に沿ってカバー部材に向けて突出する凸部を有してもよい。カバー部材には、凸部と嵌り合う凹部が設けられてもよい。係止部は、凹部であってもよく、被係止部は、凸部であってもよい。この場合、保持部材の凸部とカバー部材の凹部とが嵌り合うので、各蓄電セルがカバー部材に対して第３方向に移動することをより確実に抑制することができる。
【０００９】
カバー部材は、第２方向に沿って保持部材に向けて突出する凸部を有してもよい。保持部材には、凸部と嵌り合う凹部が設けられてもよい。係止部は、凸部であってもよく、被係止部は、凹部であってもよい。この場合、カバー部材の凸部と保持部材の凹部とが嵌り合うので、各蓄電セルがカバー部材に対して第３方向に移動することをより確実に抑制することができる。
【００１０】
カバー部材には、カバー部材を第２方向に貫通する貫通孔が設けられてもよい。保持部材は、第２方向に沿ってカバー部材に向けて突出するとともに、貫通孔に挿通される突出部を有してもよい。係止部は、貫通孔を画定する内周面であってもよく、被係止部は、突出部であってもよい。この場合、カバー部材の貫通孔に保持部材の突出部が挿通されるので、第３方向において、突出部が貫通孔の内周面に当接し得る。このため、保持部材の第３方向における移動がカバー部材の貫通孔によって規制される。これにより、各蓄電セルがカバー部材に対して第３方向に移動することをより確実に抑制することができる。
【００１１】
カバー部材は、第３方向における端面を有してもよい。保持部材は、第２方向に沿って突出するとともに、端面と第３方向において対向する突出部を有してもよい。係止部は、端面であってもよく、被係止部は、突出部であってもよい。この場合、保持部材の突出部がカバー部材の端面に当接することで、保持部材の第３方向における移動がカバー部材の端面によって規制される。これにより、各蓄電セルがカバー部材に対して第３方向に移動することをより確実に抑制することができる。
【００１２】
カバー部材は、正極バスバーと負極バスバーとの間に設けられてもよい。カバー部材は、絶縁材料によって構成されてもよい。この場合、正極バスバーと負極バスバーとが短絡する可能性を低減することができる。
【００１３】
カバー部材は、保持部材の第２方向における頂面に沿って設けられる第１部分と、保持部材の第３方向における側面に沿って設けられる第２部分と、を有してもよい。係止部は、第２部分であってもよい。被係止部は、側面であってもよい。この場合、保持部材の側面がカバー部材の第２部分に当接することで、保持部材の第３方向における移動がカバー部材の第２部分によって規制される。これにより、各蓄電セルがカバー部材に対して第３方向に移動することをより確実に抑制することができる。
【００１４】
本発明の別の側面に係る蓄電装置の製造方法は、正極集電板及び負極集電板を交互に介して複数の蓄電セルを第１方向に沿って積層することでセルスタックを形成する工程と、セルスタックの第１方向における両端に１対のエンドプレートを配置する工程と、セルスタックの第１方向と交差する第２方向における頂面に、第１方向に沿って延在するカバー部材を取り付ける工程と、第１方向に沿って延在する正極バスバー及び負極バスバーを頂面に配置する工程と、正極バスバーと正極集電板とを接合するとともに、負極バスバーと負極集電板とを接合する工程と、を備える。複数の蓄電セルのそれぞれは、第１方向に沿って積層された複数の電極と、複数の電極を保持する保持部材と、を有する。カバー部材は、第１方向及び第２方向と交差する第３方向において保持部材を係止するための係止部を有する。保持部材は、係止部と第３方向において対向する被係止部を有する。カバー部材を取り付ける際に、係止部と被係止部とを第３方向において当接させることにより、複数の蓄電セルの第３方向における位置が揃えられる。
【００１５】
この製造方法により製造された蓄電装置では、カバー部材の係止部が第３方向において保持部材の被係止部と対向している。このため、振動によって第３方向に沿って各蓄電セルに力が加わったとしても、係止部に被係止部が当接することで、保持部材の第３方向における移動がカバー部材の係止部によって規制される。これにより、各蓄電セルが別々にカバー部材に対して第３方向に移動することが抑制される。つまり、複数の蓄電セルが一体となって第３方向に移動することで、蓄電セルの間に介在する正極集電板及び負極集電板も一体的に第３方向に移動し得る。したがって、正極バスバーと正極集電板との接合部に第３方向に沿って加わるせん断応力を低減することができる。同様に、負極バスバーと負極集電板との接合部に第３方向に沿って加わるせん断応力を低減することができる。その結果、蓄電装置の耐振動性を向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、蓄電装置の耐振動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、一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は、図１に示された蓄電セルを正極集電板及び負極集電板と共に示す斜視図である。
【図３】図３は、図２に示された蓄電セルの断面図である。
【図４】図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図５は、図１のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図６は、図１のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図７は、図１に示された蓄電装置の製造方法を示す工程図である。
【図８】図８は、第１変形例に係る蓄電装置の断面図である。
【図９】図９は、第２変形例に係る蓄電装置の断面図である。
【図１０】図１０は、第３変形例に係る蓄電装置の断面図である。
【図１１】図１１は、第４変形例に係る蓄電装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号が用いられ、重複する説明は省略される。図面には必要に応じてＸＹＺ直交座標系が示される。
【００１９】
図１は、一実施形態に係る蓄電装置を示す概略斜視図である。図２は、図１に示された蓄電セルを正極集電板及び負極集電板と共に示す斜視図である。図３は、図２に示された蓄電セルの断面図である。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図５は、図１のＶ−Ｖ線断面図である。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、又は電気自動車等の各種車両のバッテリとして用いられる。蓄電装置１は、セルスタック２と、１対のエンドプレート３と、正極バスバー４と、負極バスバー５と、カバー部材６と、を備えている。
【００２０】
セルスタック２は、複数の蓄電セル７を積層することにより構成されている。セルスタック２は、例えば１００体程度の蓄電セル７の集合体である。以下の説明では、蓄電セル７の積層方向をＸ軸方向（第１方向）とし、蓄電セル７の幅方向をＹ軸方向（第３方向）とし、蓄電セル７の高さ方向をＺ軸方向（第２方向）とする。また、以下の説明では、蓄電セル７の積層方向を単に「積層方向」、蓄電セル７の幅方向を単に「幅方向」、蓄電セル７の高さ方向を単に「高さ方向」と表現する。
【００２１】
蓄電セル７は、扁平な略直方体形状をなす単電池である。蓄電セル７は、例えばニッケル水素二次電池又はリチウムイオン二次電池等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。蓄電セル７は、全固体電池であってもよい。本実施形態では、蓄電セル７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。
【００２２】
蓄電セル７は、図２及び図３にも示されるように、電極積層体８と、保持部材９と、を有している。電極積層体８は、複数のバイポーラ電極１０（複数の電極）がセパレータ１１を介して積層されてなる構造を有している。複数のバイポーラ電極１０は、積層方向に沿って積層されている。バイポーラ電極１０は、集電体１２と、集電体１２の一方の面に形成された正極層１３と、集電体１２の他方の面に形成された負極層１４と、を有している。
【００２３】
集電体１２は、略矩形状を呈するシート状の導電部材である。集電体１２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、チタン箔又はニッケル箔が挙げられる。集電体１２が金属箔である場合、機械的強度を確保する観点から集電体１２としてアルミニウム箔が用いられてもよい。合金箔としては、例えばステンレス鋼箔又は上記金属の合金箔が挙げられる。集電体１２が合金箔及びアルミニウム箔以外の金属箔である場合、集電体１２の表面にアルミニウムが被覆されていてもよい。
【００２４】
正極層１３は、正極活物質と電解質とを含んでいる。正極活物質は、例えば複合酸化物、金属リチウム又は硫黄等である。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、固体高分子電解質又はゲル状電解質である。固体電解質は、ジルコニア又は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、又はこれらの共重合体を含む。ゲル状電解質は、流動性を完全に示さないか、流動性を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。
【００２５】
正極層１３が固体高分子電解質を含む場合、正極層１３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、及び重合開始剤の少なくとも何れかを含む。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、又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、又は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。
【００２６】
負極層１４は、負極活物質と電解質とを含んでいる。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、ハードカーボン若しくはソフトカーボン等のカーボン、リチウム若しくは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、又はホウ素添加炭素等である。負極層１４の電解質は、例えば正極層１３に含まれる電解質と同様である。
【００２７】
セパレータ１１は、互いに隣り合うバイポーラ電極１０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１１は、正極層１３及び負極層１４に含まれる電解質によって構成されている。セパレータ１１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１１が固体電解質によって構成される場合、セパレータ１１は、略矩形の板状を呈していてもよい。
【００２８】
電極積層体８の積層方向の両端には、集電体１２がそれぞれ設けられている。電極積層体８の一端（図３の紙面右側の端）に位置する集電体１２には、正極層１３のみが形成されており、この集電体１２は蓄電セル７の正極端子として機能する。電極積層体８の他端（図３の紙面左側の端）に位置する集電体１２には、負極層１４のみが形成されており、この集電体１２は蓄電セル７の負極端子として機能する。
【００２９】
保持部材９は、電極積層体８（複数のバイポーラ電極１０）を保持する部材である。保持部材９は、電極積層体８の幅方向の両側面、頂面及び底面を囲む矩形枠状を呈している。保持部材９は、例えば絶縁性及び耐熱性を有する樹脂により形成されている。保持部材９を形成する樹脂としては、例えばポリイミド、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、又はナイロン６６（ＰＡ６６）等が挙げられる。保持部材９は、バイポーラ電極１０を封止し、バイポーラ電極１０同士の短絡を防止する機能を合わせ持っている。
【００３０】
複数の蓄電セル７は、正極集電板１５及び負極集電板１６を交互に介して積層されている。正極集電板１５及び負極集電板１６は、蓄電セル７の主面と略同形の長方形状を呈する金属板である。蓄電セル７の主面は、電極積層体８の積層方向に交差する一対の面であり、具体的には、電極積層体８の積層方向の両端に位置する集電体１２の外側面である。正極集電板１５及び負極集電板１６は、例えば集電体１２と同じ金属材料で形成されている。正極集電板１５及び負極集電板１６は、蓄電セル７を積層方向に挟むように配置されている。正極集電板１５は、蓄電セル７の正極端子として機能する集電体１２の外側面に接触している。負極集電板１６は、蓄電セル７の負極端子として機能する集電体１２の外側面に接触している。
【００３１】
正極集電板１５は、平面視矩形状の本体部１５ａと、本体部１５ａと一体化された正極タブ１５ｂと、を有している。本体部１５ａは、正極端子として機能する集電体１２に接触する。正極タブ１５ｂは、正極バスバー４と接合される。正極タブ１５ｂは、幅方向の一方側において電極積層体８に対して高さ方向に突出している。正極タブ１５ｂの先端部は、蓄電セル７の外側に屈曲している。各正極集電板１５の正極タブ１５ｂの屈曲部分は、積層方向の一方側を向いて揃っている。そして、各正極集電板１５の正極タブ１５ｂの屈曲部分に対して正極バスバー４が溶接等により接合されている（図４参照）。正極集電板１５と正極バスバー４とは、溶接部Ｗ１により接合される。なお、正極タブ１５ｂの幅は、正極集電板１５の幅の半分よりも小さく、各正極集電板１５の正極タブ１５ｂの幅は互いに等しい。
【００３２】
負極集電板１６は、平面視矩形状の本体部１６ａと、本体部１６ａと一体化された負極タブ１６ｂと、を有している。本体部１６ａは、負極端子として機能する集電体１２に接触する。負極タブ１６ｂは、負極バスバー５と接合される。負極タブ１６ｂは、幅方向の他方側において電極積層体８に対して高さ方向に突出している。負極タブ１６ｂは、正極タブ１５ｂと高さ方向の同じ側に突出している。負極タブ１６ｂの先端部は、蓄電セル７の外側に屈曲している。負極タブ１６ｂの屈曲方向は、正極タブ１５ｂの屈曲方向と逆向きとなっている。各負極集電板１６の負極タブ１６ｂの屈曲部分は、積層方向の他方側を向いて揃っている。そして、各負極集電板１６の負極タブ１６ｂの屈曲部分に対して負極バスバー５が溶接等により接合されている（図５参照）。負極集電板１６と負極バスバー５とは、溶接部Ｗ２により接合される。なお、負極タブ１６ｂの幅は、負極集電板１６の幅の半分よりも小さく、各負極集電板１６の負極タブ１６ｂの幅は互いに等しい。負極タブ１６ｂは、幅方向において正極タブ１５ｂから離間している。
【００３３】
エンドプレート３は、積層方向への蓄電セル７の位置ずれを規制する拘束部材である。エンドプレート３は、セルスタック２における積層方向の両側に配置されている。エンドプレート３は、側面視Ｌ字状を呈している。エンドプレート３は、例えば金属又は合金により形成されている。各エンドプレート３同士は、カバー部材６によって連結され、エンドプレート３を介して積層方向に沿った拘束荷重がセルスタック２に付加される。各エンドプレート３同士は、ボルト及びナット等の締結部材により連結されていてもよい。この場合には、締結部材の締め付け力によって、エンドプレート３を介して積層方向に沿った拘束荷重がセルスタック２に付加される。
【００３４】
セルスタック２における積層方向の両端に位置する蓄電セル７とエンドプレート３との間には、絶縁緩衝部材１７がそれぞれ配置されている。絶縁緩衝部材１７は、蓄電セル７の膨張を吸収する機能を有する部材である。絶縁緩衝部材１７は、例えば積層方向から見て蓄電セル７の主面と同程度の面積を有する直方体形状を呈している。絶縁緩衝部材１７の形成材料としては、例えばＰＰ、ＰＰＳ又はＰＡ６６等が挙げられる。
【００３５】
正極バスバー４及び負極バスバー５のそれぞれは、図１に示されるように、積層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は、セルスタック２に対して高さ方向の同じ側において幅方向に並んで配置されている。具体的には、正極バスバー４は、セルスタック２の頂面において幅方向の一方側に配置されている。負極バスバー５は、セルスタック２の頂面において幅方向の他方側に正極バスバー４から離間して配置されている。正極バスバー４は、各正極集電板１５と接合され、各正極集電板１５と電気的に接続されている。負極バスバー５は、各負極集電板１６と接合され、各負極集電板１６と電気的に接続されている。
【００３６】
正極バスバー４及び負極バスバー５は、例えば矩形の板状を呈している。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、チタン又はニッケル等の金属であってもよく、ステンレス鋼、或いは前述の金属の合金等であってもよい。
【００３７】
正極バスバー４の長手方向の一端には、セルスタック２を外部装置に接続するための取出端子が接続されてもよい。負極バスバー５の長手方向の一端には、セルスタック２を外部装置に接続するための取出端子が接続されてもよい。
【００３８】
カバー部材６は、高さ方向における位置を規定するための部材である。カバー部材６は、積層方向に沿って延在している。カバー部材６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６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から離間した状態で、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６は、積層方向に延在する本体部６ａと、本体部６ａの長手方向の両端部にそれぞれ設けられた１対の爪部６ｂと、を有している。爪部６ｂは、締結部材Ｅによりエンドプレート３の外側面に固定されている。これにより、カバー部材６がセルスタック２に対して係止され、１対のエンドプレート３を介して、積層方向に沿った拘束荷重がセルスタック２に付加される。なお、カバー部材６は、高さ方向における蓄電セル７の位置ずれを規制するとともに、幅方向においても蓄電セル７の位置ずれを規制する。
【００３９】
次に、図６をさらに参照して、カバー部材６による蓄電セル７の位置ずれの規制を説明する。図６は、図１のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【００４０】
図６に示されるように、保持部材９は、高さ方向に沿って、カバー部材６に向かって突出する凸部９１を備えている。凸部９１は、保持部材９の頂面９ａに設けられ、幅方向における略中央に位置する。凸部９１は、高さ方向と交差する頂面９１ａと、幅方向と交差する側面９１ｂ及び側面９１ｃと、を有している。
【００４１】
カバー部材６の底面６ｃに、凹部６１が設けられている。凹部６１は、積層方向に沿って延在する溝である。凹部６１は、例えば、一方の爪部６ｂから他方の爪部６ｂまで延びている。凹部６１は、幅方向におけるカバー部材６の略中央に位置する。凹部６１は、保持部材９の凸部９１と互いに嵌り合う形状を有している。凹部６１は、高さ方向と交差する底面６１ａと、幅方向と交差する側面６１ｂ，６１ｃと、を有している。蓄電装置１において、凸部９１は凹部６１に嵌り合っている。つまり、側面９１ｂは、幅方向において側面６１ｂに対向するとともに当接している。側面９１ｃは、幅方向において側面６１ｃに対向するとともに当接している。
【００４２】
この構成により、保持部材９が、幅方向において移動することが抑制される。つまり、凹部６１は、幅方向において保持部材９を係止する係止部として機能し、凸部９１は、凹部６１と幅方向において対向する被係止部として機能する。これにより、各蓄電セル７がカバー部材６に対して幅方向に移動することが抑制されるので、幅方向において、カバー部材６に対する蓄電セル７の相対的な位置が規定される。
【００４３】
以上説明したように、蓄電装置１では、カバー部材６の凹部６１と保持部材９の凸部９１とが嵌り合っている。このため、振動によって幅方向に沿って各蓄電セル７に力が加わったとしても、凸部９１の側面９１ｂが幅方向において凹部６１の側面６１ｂと当接し、凸部９１の側面９１ｃが幅方向において凹部６１の側面６１ｃと当接しているので、幅方向における保持部材９の移動がカバー部材６の凹部６１によって規制される。これにより、各蓄電セル７が別々にカバー部材６に対して幅方向に移動することが抑制される。つまり、複数の蓄電セル７が幅方向において一体となって移動するので、蓄電セル７の間に介在する正極集電板１５及び負極集電板１６も一体的に幅方向に移動し得る。これにより、正極バスバー４と正極集電板１５との溶接部Ｗ１に幅方向に沿って加わるせん断応力を低減することができる。同様に、負極バスバー５と負極集電板１６との溶接部Ｗ２に幅方向に沿って加わるせん断応力を低減することができる。その結果、蓄電装置１の耐振動性を向上させることが可能となる。
【００４４】
なお、側面９１ｂは、幅方向において側面６１ｂと接触していてもよく、離間していてもよい。同様に、側面９１ｃは、幅方向において側面６１ｃと接触していてもよく、離間していてもよい。いずれの場合でも、保持部材９が幅方向に移動しようとした際に、側面９１ｂ及び側面９１ｃの少なくともいずれかが、対向する側面（側面６１ｂ又は側面６１ｃ）に当接する。これにより、保持部材９が幅方向において移動することが抑制される。
【００４５】
次に、図７を参照して、蓄電装置１の製造方法を説明する。図７は、図１に示された蓄電装置の製造方法を示す工程図である。
【００４６】
図７に示されるように、まず、工程Ｓ０１において、セルスタック２が形成される。具体的には、正極集電板１５及び負極集電板１６を交互に介して複数の蓄電セル７が一方向に沿って積層される。これにより、セルスタック２が形成される。
【００４７】
続いて、工程Ｓ０２において、１対のエンドプレート３が配置される。具体的には、積層方向におけるセルスタック２の両端に、絶縁緩衝部材１７を介して１対のエンドプレート３が配置される。
【００４８】
続いて、工程Ｓ０３において、カバー部材６がセルスタック２に取り付けられる。具体的には、カバー部材６の本体部６ａが積層方向に沿ってセルスタック２の頂面に配置される。このとき、カバー部材６の凹部６１に各保持部材９の凸部９１が嵌め込まれる。つまり、凹部６１の側面６１ｂと各凸部９１の側面９１ｂとが当接し、凹部６１の側面６１ｃと各凸部９１の側面９１ｃとが当接する。これにより、複数の蓄電セル７の幅方向における位置が揃えられる。そして、爪部６ｂが締結部材Ｅによりエンドプレート３の外側面に固定される。これにより、１対のエンドプレート３を介して、積層方向に沿った拘束荷重がセルスタック２に付加される。
【００４９】
続いて、工程Ｓ０４において、正極バスバー４及び負極バスバー５が配置される。具体的には、正極バスバー４及び負極バスバー５が、幅方向においてカバー部材６を挟むようにセルスタック２の頂面に配置される。より具体的には、正極バスバー４が、複数の正極集電板１５の正極タブ１５ｂのそれぞれと接触するように、セルスタック２の頂面に配置される。同様に、負極バスバー５が、複数の負極集電板１６の負極タブ１６ｂのそれぞれと接触するように、セルスタック２の頂面に配置される。
【００５０】
続いて、工程Ｓ０５において、正極バスバー４と正極集電板１５（正極タブ１５ｂ）とが、例えばレーザ溶接によって接合される。これにより、正極バスバー４と正極タブ１５ｂとを接合する溶接部Ｗ１が形成される。同様に、負極バスバー５と負極集電板１６（負極タブ１６ｂ）とが、例えばレーザ溶接によって接合される。これによって、負極バスバー５と負極タブ１６ｂとを接合する溶接部Ｗ２が形成される。
【００５１】
上記工程を経ることによって、蓄電装置１が製造される。
【００５２】
この蓄電装置１の製造方法では、カバー部材６を取り付ける際に、カバー部材６の凹部６１と保持部材９の凸部９１とを嵌め合わせることにより、複数の蓄電セル７の幅方向における位置が揃えられる。これにより、幅方向において、複数の正極集電板１５（正極タブ１５ｂ）及び複数の負極集電板１６の（負極タブ１６ｂ）の位置も揃えられる。この状態で、正極バスバー４が複数の正極集電板１５のそれぞれと接合され、負極バスバー５が複数の負極集電板１６のそれぞれと接合されるので、幅方向において、正極バスバー４に対する各正極集電板１５の位置ずれを低減することができ、負極バスバー５に対する各負極集電板１６の位置ずれを低減することができる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。
【００５４】
例えば、上記実施形態では、１つの蓄電装置１は、正極バスバー４及び負極バスバー５を１つずつ備えているが、特にその形態には限られない。１つの蓄電装置１は、複数の正極バスバー４及び複数の負極バスバー５を備えてもよい。
【００５５】
上記実施形態では、正極バスバー４及び負極バスバー５は、セルスタック２に対して高さ方向の同じ側において幅方向に並んで配置されているが、特にその形態には限られない。正極バスバー４は、セルスタック２に対して高さ方向の一方側に配置され、負極バスバー５は、セルスタック２に対して高さ方向の他方側に配置されていてもよい。
【００５６】
上記実施形態では、正極バスバー４と正極集電板１５との接合は、溶接により行われているが、他の手法により行われてもよい。負極バスバー５と負極集電板１６との接合も同様である。
【００５７】
カバー部材６は、絶縁材料によって形成されてもよい。カバー部材６を形成する絶縁材料としては、例えばポリイミド、ＰＰ、ＰＰＳ、又はＰＡ６６等が挙げられる。この場合、正極バスバー４と負極バスバー５とが短絡する可能性を低減することができる。
【００５８】
カバー部材６による幅方向における蓄電セル７の位置ずれの規制を実現するための構成は、上記実施形態の凹部６１及び凸部９１に限られない。例えば、カバー部材６は、幅方向において保持部材９を係止するための係止部を有していればよく、保持部材９は、幅方向において係止部と対向する被係止部を有していればよい。言い換えると、係止部と被係止部とが幅方向から見て重なっていればよい。以下、第１〜第４変形例を説明する。
【００５９】
（第１変形例）
図８は、第１変形例に係る蓄電装置の断面図である。図８に示される蓄電装置１Ａは、カバー部材６に凹部６１が設けられる構成に代えてカバー部材６が凸部６２を備える点、及び保持部材９が凸部９１を備える構成に代えて保持部材９に凹部９２が設けられる点において、蓄電装置１と主に相違する。
【００６０】
凸部６２は、カバー部材６の底面６ｃに設けられ、高さ方向に沿って、底面６ｃから保持部材９に向かって突出している。凸部６２は、幅方向におけるカバー部材６の略中央に位置する。凸部６２は、積層方向に沿って延在している。凸部６２は、例えば、一方の爪部６ｂから他方の爪部６ｂまで延びている。凸部６２は、高さ方向と交差する頂面６２ａと、幅方向と交差する側面６２ｂ，６２ｃと、を有している。凹部９２は、保持部材９の頂面９ａに設けられている。凹部９２は、積層方向に保持部材９を貫通する。凹部９２は、幅方向におけるカバー部材６の略中央に位置する。凹部９２は、カバー部材６の凸部６２と互いに嵌り合う形状を有している。凹部９２は、高さ方向と交差する底面９２ａと、幅方向と交差する側面９２ｂ，９２ｃと、を有している。蓄電装置１Ａにおいて、凸部６２は凹部９２に嵌り合っている。つまり、側面９２ｂは、幅方向において側面６２ｂに対向するとともに当接している。側面９２ｃは、幅方向において側面６２ｃに対向するとともに当接している。
【００６１】
この構成により、振動によって幅方向に沿って各蓄電セル７に力が加わったとしても、凹部９２の側面９２ｂが幅方向において凸部６２の側面６２ｂと当接し、凹部９２の側面９２ｃが幅方向において凸部６２の側面６２ｃと当接しているので、保持部材９が、幅方向において移動することが抑制される。つまり、凸部６２は、幅方向において保持部材９を係止する係止部として機能し、凹部９２は、幅方向において凸部６２と対向する被係止部として機能する。これにより、各蓄電セル７がカバー部材６に対して幅方向に移動することが抑制されるので、幅方向において、カバー部材６に対する蓄電セル７の相対的な位置が規定される。
【００６２】
蓄電装置１Ａにおいても、蓄電装置１と同様の効果が奏される。なお、側面９２ｂは、幅方向において側面６２ｂと接触していてもよく、離間していてもよい。同様に、側面９２ｃは、幅方向において側面６２ｃと接触していてもよく、離間していてもよい。いずれの場合でも、保持部材９が幅方向に移動しようとした際に、側面９２ｂ及び側面９２ｃの少なくともいずれかが、対向する側面（側面６２ｂ又は側面６２ｃ）に当接する。これにより、保持部材９が幅方向において移動することが抑制される。
【００６３】
（第２変形例）
図９は、第２変形例に係る蓄電装置の断面図である。図９に示される蓄電装置１Ｂは、カバー部材６に凹部６１に代えて貫通孔６３が設けられている点、及び保持部材９が凸部９１に代えて突出部９３を備える点において、蓄電装置１と主に相違する。この例では、各保持部材９は、２つの突出部９３を備えており、カバー部材６には、１つの保持部材９につき、２つの貫通孔６３が設けられている。
【００６４】
貫通孔６３は、高さ方向にカバー部材６を貫通する貫通孔である。１つの保持部材９に対応する２つの貫通孔６３は、カバー部材６の幅方向において離間して配置されている。突出部９３は、保持部材９の頂面９ａに設けられ、高さ方向に沿って、頂面９ａからカバー部材６に向かって突出している。２つの突出部９３は、保持部材９の幅方向において離間して配置されている。突出部９３は、貫通孔６３に挿通可能な形状を有している。突出部９３は、例えば、円柱状を呈している。突出部９３は、外周面９３ａを有している。蓄電装置１Ｂにおいて、突出部９３は貫通孔６３に挿通されており、外周面９３ａは、貫通孔６３を画定する内周面６３ａと全周に亘って対向している。
【００６５】
この構成により、振動によって幅方向に沿って各蓄電セル７に力が加わったとしても、突出部９３の外周面９３ａが幅方向において貫通孔６３の内周面６３ａと当接するので、保持部材９が、幅方向において移動することが抑制される。つまり、貫通孔６３は、幅方向において保持部材９を係止する係止部として機能し、突出部９３は、幅方向において貫通孔６３の内周面６３ａと対向する被係止部として機能する。これにより、各蓄電セル７がカバー部材６に対して幅方向に移動することが抑制されるので、幅方向において、カバー部材６に対する蓄電セル７の相対的な位置が規定される。
【００６６】
蓄電装置１Ｂにおいても、蓄電装置１と同様の効果が奏される。なお、各保持部材９が備える突出部９３の数は、２つに限られない。同様に、１つの保持部材９につきカバー部材６に設けられる貫通孔６３の数は、２つに限られない。また、突出部９３の外周面９３ａは、貫通孔６３の内周面６３ａと接触していてもよく、離間していてもよい。いずれの場合でも、保持部材９が幅方向に移動しようとすると、外周面９３ａは内周面６３ａと当接するので、保持部材９が幅方向において移動することが抑制される。
【００６７】
（第３変形例）
図１０は、第３変形例に係る蓄電装置の断面図である。図１０に示される蓄電装置１Ｃは、カバー部材６に凹部６１が設けられていない点、及び保持部材９が凸部９１に代えて１対の突出部９４を備える点において、蓄電装置１と主に相違する。
【００６８】
カバー部材６は、幅方向における１対の端面６ｄを有している。端面６ｄは、一方の爪部６ｂから他方の爪部６ｂまで延びている。１対の突出部９４は、保持部材９の頂面９ａに設けられ、高さ方向に沿って頂面９ａから突出している。１対の突出部９４は、幅方向においてカバー部材６を挟むように離間して配置されている。突出部９４は、幅方向と交差する側面９４ａを有している。蓄電装置１Ｃにおいて、１対の突出部９４は幅方向においてカバー部材６を挟んでいる。側面９４ａは、幅方向において端面６ｄに対向している。
【００６９】
この構成により、振動によって幅方向に沿って各蓄電セル７に力が加わったとしても、突出部９４の側面９４ａが幅方向において端面６ｄと当接するので、保持部材９が、幅方向において移動することが抑制される。つまり、端面６ｄは、幅方向において保持部材９を係止する係止部として機能し、突出部９４は、幅方向において端面６ｄと対向する被係止部として機能する。これにより、各蓄電セル７がカバー部材６に対して幅方向に移動することが抑制されるので、幅方向において、カバー部材６に対する蓄電セル７の相対的な位置が規定される。
【００７０】
蓄電装置１Ｃにおいても、蓄電装置１と同様の効果が奏される。また、蓄電装置１Ｃでは、カバー部材６が金属等の導電材料で構成されている場合には、正極バスバー４とカバー部材６との間、及び負極バスバー５とカバー部材６との間に突出部９４が介在することで、カバー部材６を介して正極バスバー４と負極バスバー５とが短絡する可能性を低減することができる。なお、１対の突出部９４のいずれか一方は、省略されてもよい。また、突出部９４の側面９４ａは、カバー部材６の端面６ｄと接触していてもよく、離間していてもよい。いずれの場合でも、保持部材９が幅方向に移動しようとすると、側面９４ａは端面６ｄと当接するので、保持部材９が幅方向において移動することが抑制される。
【００７１】
（第４変形例）
図１１は、第４変形例に係る蓄電装置の断面図である。図１１に示される蓄電装置１Ｄは、カバー部材６に代えてカバー部材６Ａ及びカバー部材６Ｂを備える点、並びに保持部材９が凸部９１を備えていない点において、蓄電装置１と主に相違する。
【００７２】
カバー部材６Ａ及びカバー部材６Ｂのそれぞれは、形状及び配置位置において、カバー部材６と主に相違する。カバー部材６Ａは、正極バスバー４から離間した状態で、幅方向におけるセルスタック２の一端部に配置されている。カバー部材６Ａは、積層方向に延在する本体部６４と、本体部６４の長手方向の両端部にそれぞれ設けられた１対の爪部（不図示）と、を有している。本体部６４は、積層方向から見てＬ字状を呈している。本体部６４は、保持部材９の頂面９ａに沿って設けられる第１部分６４ａと、幅方向における保持部材９の側面９ｂに沿って設けられる第２部分６４ｂと、を有している。
【００７３】
カバー部材６Ｂは、負極バスバー５から離間した状態で、幅方向におけるセルスタック２の他端部に配置されている。カバー部材６Ｂは、積層方向に延在する本体部６５と、本体部６５の長手方向の両端部にそれぞれ設けられた１対の爪部（不図示）と、を有している。本体部６５は、積層方向から見てＬ字状を呈している。本体部６５は、保持部材９の頂面９ａに沿って設けられる第１部分６５ａと、幅方向における保持部材９の側面９ｃに沿って設けられる第２部分６５ｂと、を有している。側面９ｃは、側面９ｂと反対側の面である。
【００７４】
カバー部材６Ａの爪部が締結部材によりエンドプレート３の外側面に固定されることで、第１部分６４ａが頂面９ａに当接するとともに、第２部分６４ｂが側面９ｂに当接する。カバー部材６Ｂの爪部が締結部材によりエンドプレート３の外側面に固定されることで、第１部分６５ａが頂面９ａに当接するとともに、第２部分６５ｂが側面９ｃに当接する。つまり、第１部分６４ａ及び第１部分６５ａによって各保持部材９の頂面９ａの位置が規定される。そして、第２部分６４ｂによって各保持部材９の側面９ｂの位置が規定され、第２部分６５ｂによって各保持部材９の側面９ｃの位置が規定される。
【００７５】
これにより、高さ方向だけでなく幅方向においても保持部材９が移動することが抑制される。つまり、第２部分６４ｂは、幅方向において保持部材９を係止する係止部として機能し、側面９ｂは、幅方向において第２部分６４ｂと対向する被係止部として機能する。同様に、第２部分６５ｂは、幅方向において保持部材９を係止する係止部として機能し、側面９ｃは、幅方向において第２部分６５ｂと対向する被係止部として機能する。したがって、各蓄電セル７がカバー部材６に対して幅方向に移動することが抑制されるので、幅方向において、カバー部材６に対する蓄電セル７の相対的な位置が規定される。
【００７６】
蓄電装置１Ｄにおいても、蓄電装置１と同様の効果が奏される。なお、カバー部材６Ａ及びカバー部材６Ｂのいずれか一方は、省略されてもよい。また、側面９ｂは、第２部分６４ｂと接触していてもよく、離間していてもよい。同様に、側面９ｃは、第２部分６５ｂと接触していてもよく、離間していてもよい。いずれの場合でも、保持部材９が幅方向に移動しようとすると、側面９ｂ及び側面９ｃの少なくともいずれかが、対向する第２部分（第２部分６４ｂ又は第２部分６５ｂ）と当接するので、保持部材９が幅方向において移動することが抑制される。
【符号の説明】
【００７７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…蓄電装置、２…セルスタック、３…エンドプレート、４…正極バスバー、５…負極バスバー、６，６Ａ，６Ｂ…カバー部材、６ｄ…端面（係止部）、７…蓄電セル、９…保持部材、９ａ…頂面、９ｂ，９ｃ…側面（被係止部）、１０…バイポーラ電極、１５…正極集電板、１６…負極集電板、６１…凹部（係止部）、６２…凸部（係止部）、６３…貫通孔（係止部）、６４ａ，６５ａ…第１部分、６４ｂ，６５ｂ…第２部分（係止部）、９１…凸部（被係止部）、９２…凹部（被係止部）、９３…突出部（被係止部）、９４…突出部（被係止部）、Ｗ１…溶接部、Ｗ２…溶接部。
【図１】
2019186021.tif 000003
【図２】
2019186021.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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【図７】
2019186021.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019186021.tif 000011
【図１０】
2019186021.tif 000012
【図１１】
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