(57)【要約】【課題】積層方向と直交する面内における電源装置の温度のバラツキを抑制することができる電源装置を提供する。【解決手段】複数の電源体（１０，１４）が積層された電源装置（１）の積層方向における一端側から他端側に延び、冷却媒体が流通する複数の開口部（１５ａ、１５ｂ）と、該電源装置の第１の領域（Ａ）内の第１の開口部（１５ａ）を流通した冷却媒体を、第１の領域Ａよりも放熱性の高い該電源装置（１）の第２の領域Ｂ内の第２の開口部（１５ｂ）に導く導流部（２２）とを有する。【選択図】図１
2008204763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の蓄電体が積層された蓄電装置であって、
該蓄電装置の積層方向における一端側から他端側に延び、冷却媒体が流通する複数の開口部と、
該蓄電装置の第１の領域内の第１の前記開口部を流通した冷却媒体を、前記第１の領域よりも放熱性の高い該蓄電装置の第２の領域内の第２の前記開口部に導く導流部と、を有することを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記導流部は、前記第１の開口部の流入側と前記第２の開口部の流出側とが前記一端側となるように、前記第１の開口部を流通した冷却媒体を前記第２の開口部に導くことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記複数の蓄電体を前記積層方向において拘束する一対の拘束部材を有し、
前記第１の領域に冷却媒体を流入させる流入部と、前記第２の領域から該蓄電装置外に冷却媒体を流出させる流出部とが、前記拘束部材の一方に設けられ、他方の前記拘束部材に前記導流部が設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記流入部及び前記流出部は、前記一方の拘束部材の同一面に設けられることを特徴とする請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記流入部及び前記流出部は、前記一方の拘束部材の長さ方向に隣接して設けられることを特徴とする請求項４に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記一方の拘束部材は、前記流入部に流入する冷却媒体と前記流出部から流出する冷却媒体とを隔離する隔離部を有することを特徴とする請求項３から５のいずれか１つに記載の蓄電装置。
【請求項７】
前記第１の領域は、該蓄電装置の略中心部に位置する領域であり、前記第２の領域は、前記第１の領域と隣り合う又は前記第１の領域を囲む領域であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の蓄電装置。
【請求項８】
前記蓄電体は、電解質層と該電解質層を介して積層された複数の電極体とを有し、前記開口部は、該蓄電体を貫通し、前記一端側から前記他端側に延びるように設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の蓄電装置。
【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】
従来、二次電池や電気二重層キャパシタ（コンデンサ）といった蓄電装置は、ハイブリッド自動車や電気自動車のバッテリとして用いられている。蓄電装置は、充放電の際に発熱するために、性能や寿命が低下してしまうことがある。このため、冷却媒体（気体、液体）を用いた蓄電装置（若しくは蓄電装置を収容するケース）の冷却技術が種々提案されている。
【０００３】
しかしながら、蓄電装置の高出力化、高密度化が進む中、例えば、複数の単電池が積層されて構成されている組電池に対する冷却が、十分に行えない問題を抱えている。
【０００４】
すなわち、組電池の外表面には冷却媒体が直接接するものの、内部側の領域に対しては、冷却媒体が接触しないために、冷却し難くなっている。より具体的には、正極用の電極体と負極用の電極体とが電解質層を介して積層された構造を有する複数の単電池が積層されて構成されている組電池では、中心部側の領域の熱は逃げ難く、中心部側の領域での温度が外周部側の領域での温度よりも高くなってしまい、中心部側と外周部側とで温度にバラツキが生じてしまう。
【０００５】
このように１つの単電池における積層方向と直交する面内で温度分布のバラツキが生じ、１つの単電池が積層方向において一様に冷却されないと、安定した充放電の性能を発揮することができず、さらには蓄電装置としての寿命が短くなってしまう。
【０００６】
そこで、特許文献１、２に記載では、積層型電池に冷却フィン（放熱フィン）を設け、積層型電池の内部と冷却媒体との熱交換を行うことが提案されている。
【特許文献１】特開２００４−３１２８１号公報
【特許文献２】特開２００５−７１７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図９は、従来の冷却方式を説明するための図であり、一般的に、冷却媒体を蓄電装置内に流入させ、蓄電装置を構成する複数の蓄電体との熱交換により温められた冷却媒体を蓄電装置外に流出することで、蓄電装置を冷却している。図９（ａ）は、ケースに収容された蓄電装置に流入する冷却媒体の流入側の流れとケースから流出する冷却媒体の流出側の流れとが、蓄電装置（蓄電体）を横切って一定方向となるように構成されているクロスフロー型の冷却方式であり、図９（ｂ）は、冷却媒体の流入側と流出側とを同じ側に設け、ケース内に流入した冷却媒体を流入側に戻すように流通させ、ケース外に流出するカウンターフロー型の冷却方式である。
【０００８】
しかしながら、上述のように蓄電体が複数積層された蓄電装置の中心部側の領域の熱は逃げ難く、中心部側の領域での温度が外周部側の領域での温度よりも高いことから、冷却媒体と蓄電体との熱交換量も、中心部側の領域と外周部側の領域とで異なることになる。つまり、上記特許文献のように冷却フィンを用いて電池内部の冷却を行う構成であっても、クロスフロー型又はカウンターフロー型の冷却方式では、蓄電体の１つの層を一様に冷却することができない。
【０００９】
言い換えれば、従来のクロスフロー型又はカウンターフロー型の冷却方式は、蓄電装置の中心部側の領域と外周部側の領域との温度分布のバラツキが考慮されておらず、冷却媒体の流れの方向が、複数の流路間において一方方向となるため、蓄電装置の積層方向と直交する面内における蓄電装置の温度のバラツキを抑制することができない課題を有している。
【００１０】
また、従来のクロスフロー型又はカウンターフロー型の冷却方式では、蓄電装置全体に冷却媒体の流通させる観点から、冷却媒体の流入部と流出部とが離れた位置に配置され、各々にダクト等を設けなければならず、部品点数が多くなる。特に、ダクトを冷却媒体の流入側と流出側に少なくとも２つ設けなければならず、ダクトの配置スペースを確保する必要があるため、蓄電装置の配置スペースの効率化を図ることが難しい。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、積層方向と直交する面内における温度のバラツキを抑制することができる蓄電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、複数の蓄電体が積層された蓄電装置の積層方向における一端側から他端側に延び、冷却媒体が流通する複数の開口部と、該蓄電装置の第１の領域内の第１の上記開口部を流通した冷却媒体を、上記第１の領域よりも放熱性の高い該蓄電装置の第２の領域内の第２の上記開口部に導く導流部とを有することを特徴とする。
【００１３】
また、上記導流部は、上記第１の開口部の流入側と上記第２の開口部の流出側とが該蓄電装置の一端側となるように、上記第１の開口部を流通した冷却媒体を上記第２の開口部に導くように構成することができる。
【００１４】
また、上記蓄電装置は、複数の蓄電体を積層方向において拘束する一対の拘束部材を有し、上記第１の領域に冷却媒体を流入させる流入部と上記第２の領域から該蓄電装置外に冷却媒体を流出させる流出部とが、上記拘束部材の一方に設けられるとともに、他方の上記拘束部材に上記導流部が設けられるように構成することができる。
【００１５】
また、上記流入部及び流出部は、上記一方の拘束部材の同一面に設けられ、また、上記一方の拘束部材の長さ方向に隣接して設けられるように構成することができる。
【００１６】
また、上記一方の拘束部材は、上記流入部に流入する冷却媒体と上記流出部から流出する冷却媒体とを隔離する隔離部を有するように構成することができる。
【００１７】
また、上記第１の領域は、該蓄電装置の略中心部に位置する領域であり、上記第２の領域は、上記第１の領域と隣り合う又は第１の領域を囲む領域である。また、上記蓄電体は、電解質層と該電解質層を介して積層された複数の電極体とを有し、上記開口部を、該蓄電体を貫通し、上記一端側から上記他端側に延びるように設けることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、蓄電装置の積層方向と直交する面内における温度のバラツキを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１における蓄電装置の構成斜視図である。本実施例では、蓄電装置としてバイポーラ型電池を一例に説明するが、蓄電装置としての電気二重層キャパシタ（コンデンサ）にも本発明を適用することができる。
【００２０】
図１に示すように、本実施例の蓄電装置は、バイポーラ型電池（組電池）１と、複数の単電池を積層方向において拘束する一対の拘束部材とを含む。１対の拘束部材は、上部拘束部材２０と下部拘束部材３０とで構成され、バイポーラ型電池１を積層方向において挟み込むように配設されている。
【００２１】
図２は、バイポーラ型電池１の概略構成を示す外観斜視図であり、図３は、バイポーラ型電池の内部構造を示す断面図であり、バイポーラ型電池１内に形成された開口部を含む断面を示す。
【００２２】
図２及び図３に示すように、バイポーラ型電池１は、固体電解質層１４を介して複数のバイポーラ電極（電極体）１０を積層した構成となっている。なお、積層される単電池の数は、適宜設定することができる。
【００２３】
集電体１１の互いに向かい合う面のうち、一方の面には正極層１２が形成され、他方の面には負極層１３が形成されている。この電極層１２、１３及び集電体１１によって、バイポーラ電極１０が構成される。電極層１２、１３は、インクジェット方式等を用いることにより、集電体１１上に形成することができる。
【００２４】
また、バイポーラ型電池１の積層方向（Ｚ方向）における両端に位置する集電体１１には、一方の面にのみ電極層（正極層又は負極層）が形成されている。また、他方の面には、電流を取り出すための電極タブ（正極タブ及び負極タブ）が電気的及び機械的に接続されている（不図示）。
【００２５】
そして、本実施例のバイポーラ型電池１は、積層方向と直交する面（Ｘ−Ｙ平面を示し、以下、「積層面」と称す）内に、積層方向における一端側から他端側に延びる開口部１５が形成されている。この開口部１５の両端は、バイポーラ型電池１の両端面において外部に露出しており、開口部１５は、バイポーラ型電池１を貫通するように形成されている。
【００２６】
開口部１５の断面形状（積層面内での形状）は、略円形に形成されており、開口部１５の内周面には、高分子樹脂等で構成された絶縁層１６が形成されている。なお、開口部１５の径は、冷却媒体が流通できる程度の大きさに設定される。
【００２７】
ここで、具体的な開口部１５を有するバイポーラ型電池１の製造方法を説明すると、バイポーラ電極１０や固体電解質層１４を構成する材料を、インクジェット方式等を用いた塗布によって、バイポーラ型電池１を製造する場合には、開口部１５を形成する部分に、上述した材料が塗布されないようにすることができる。具体的には、遮蔽部材を用いて、上述した材料が塗布されないようにすることができる。
【００２８】
一方、バイポーラ電極１０や固体電解質層１４をそれぞれ形成しておき、バイポーラ電極１０及び固体電解質層１４を積層する場合には、各部材を形成する工程において、開口部１５を形成しておくことができる。
【００２９】
例えば、プレス成形によって固体電解質層１４を形成する場合には、このプレス成形の際に、開口部１５も形成されるようにすることができる。また、長尺状の金属箔等を切断することによって集電体１１を形成する場合には、この際に、開口部１５に相当する部分を取り除いておく（切断しておく）ことができる。そして、開口部１５が形成された集電体１１に対して、電極層１２、１３を構成する材料を塗布することによって、バイポーラ電極１０を得ることができる。このとき、集電体１１のうち、開口部１５を除く領域に対して、電極層１２、１３を構成する材料が塗布されることになる。
【００３０】
上部拘束部材２０は、バイポーラ型電池１の積層方向に対して厚みを有し、バイポーラ型電池１の縦方向及び横方向の長さと同じ、若しくは、バイポーラ型電池１の縦方向及び横方向の長さよりも大きく形成された板状部材である。そして、上部拘束部材２０におけるバイポーラ型電池１と対向する面に、バイポーラ型電池１に対して凹面を有する凹部２１が形成され、上部拘束部材２０がバイポーラ型電池１の一端側に配設された際、上部拘束部材２０とバイポーラ型電池１との間にこの凹部（凹面）２１により空間が形成される。
【００３１】
また、凹部２１は、バイポーラ型電池１の略中心部に位置する第１の領域Ａと、この第１の領域Ａと隣り合う第２の領域Ａとの各々に対応した位置に形成され、本実施例では、上部拘束部材２０に第１の領域Ａに対応した第１の凹部２１ａと、第２の領域Ｂに対応した第２の凹部２１ｂ、２１ｃとが形成されている。また、第１の凹部２１ａと第２の凹部２１ｂとの間及び第１の凹部２１ａと第２の凹部２１ｃとの間は、凹形状の端部の凸部（隔離部２５）で仕切られ、上部拘束部材２０がバイポーラ型電池１の一端側に配設された際、上部拘束部材２０とバイポーラ型電池１との間には、各凹部により各々独立した空間が形成される。
【００３２】
上部拘束部材２１の側面側には、バイポーラ型電池１に冷却媒体を流入させるための流入部２３と、バイポーラ型電池１を流通した冷却媒体をバイポーラ型電池１外に流出させるための流出部２４とが形成されている。流入部２３は、第１の領域Ａに対応した第１の凹部２１ａと冷却媒体の供給ダクトとを導通させる開口部であり、流出部２４は、第２の領域Ｂに対応した第２の凹部２１ｂ、２１ｃと冷却媒体の排出ダクトとを導通させる開口部である。本実施例では、流入部２３及び流出部２４は、上部拘束部材２０の同一側面に、上部拘束部材２０の長さ方向に並んで（隣接して）設けられる。
【００３３】
下部拘束部材３０は、バイポーラ型電池１の積層方向に対して厚みを有し、上部拘束部材２０と同様に、バイポーラ型電池１の縦方向及び横方向の長さと同じ、若しくは、バイポーラ型電池１の縦方向及び横方向の長さよりも大きく形成された板状部材である。下部拘束部材３０は、バイポーラ型電池１と対向する面が凹面を有する凹部（導流部）３１が設けられ、上部拘束部材２０が配設される側とは反対側のバイポーラ型電池１の他端側に配設された際、下部拘束部材３０とバイポーラ型電池１との間にこの凹部３１の凹面により空間が形成される。
【００３４】
下部拘束部材３０に設けられる凹部３１は、バイポーラ型電池１の第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂに跨って形成され、上部拘束部材２０のようにバイポーラ型電池１の一端側に配設された際、第１及び第２の領域Ａ、Ｂに対応した各々独立した空間が形成されるのではなく（隔離部２５で仕切られた第１及び第２の領域Ａ、Ｂに対応した空間が形成されるのではなく）、下部拘束部材３０がバイポーラ型電池１の一端側に配設された際、第１の領域Ａにおける開口部１５（第１の開口部１５ａ）を流通して凹部３１に流入した冷却媒体が、第２の領域Ｂにおける開口部１５（第２の開口部１５ｂ）を流通可能とするように、バイポーラ型電池１の第１の領域Ａから第２の領域Ｂに連続した凹部３１による空間が形成される。
【００３５】
ここで、バイポーラ型電池１の第１及び第２の領域Ａ、Ｂについて説明する。第１の領域Ａは、バイポーラ型電池１の中心部側の領域であり、上述のように充放電により発生した熱が逃げ難い領域である。第２の領域Ｂは、中心部周囲（バイポーラ型電池１の外周部側）の領域であり、第１の領域Ａよりもバイポーラ型電池１の外周に近い領域であるため、第１の領域Ａよりも充放電により発生した熱が逃げ易い領域である。
【００３６】
すなわち、バイポーラ型電池１の第２の領域Ｂは、第１の領域Ａよりも放熱性が高く、逆に、第１の領域Ａは、第２の領域Ｂよりも放熱性が低い領域であり、本実施例では、冷却媒体の流入部２３を第１の領域Ａに対応した第１の凹部２１ａが形成された位置に設け、冷却媒体の流出部２４を第２の領域Ｂに対応した第２の凹部２１ｂ、２１ｃが形成された各々の位置に設けるとともに、下部拘束部材３０に凹部３１を設けている。
【００３７】
図４に示すように、バイポーラ型電池１の中心部側の熱がこもり易い第１の領域Ａに流入部２３を介して冷却媒体を流入させ、この領域に設けられた開口部１５ａを冷却媒体が下部拘束部材３０方向、すなわち、積層方向の一端側から他端側に向かって流通し、開口部１５ａから下部拘束部材３０の凹部３１に流出した冷却媒体は、第１の領域Ａに隣接する左右（周囲）の第２の領域Ｂに設けられた開口部１５ｂに流入するように、凹部３１によって導かれる。そして、開口部１５ａを流通した冷却媒体は、開口部１５ｂを上部拘束部材２０方向、すなわち、積層方向の他端側から一端側に向かって流通し、第２の領域から流出部２４を介してバイポーラ型電池１の外部に流出する。
【００３８】
つまり、本実施例の下部拘束部材３０に設けられた凹部３１は、バイポーラ型電池１の第１の領域Ａに形成された開口部１５ａの流入側と、第２の領域Ｂに形成された開口部１５ｂの流出側とが、このバイポーラ型電池１における一端側となるように、開口部１５ａを流通した冷却媒体を開口部１５ｂに導いており、第１の領域Ａの開口部１５ａを流通する冷却媒体の流れ方向と、第２の領域Ａの開口部１５ｂを流通する冷却媒体の流れ方向が逆の方向となり、第１の領域に流入した冷却媒体は、開口部１５ａ、１５ｂ間、すなわち、流路間において相互に異なる方向に流通する。
【００３９】
したがって、図５（ａ）に示すように、第１の領域（開口部１５ａ）に流入した冷却媒体は、第１の領域におけるバイポーラ型電池１と熱交換により温められながら、下部拘束部材３０方向（上面側から下面側）に流通するとともに、下部拘束部材３０側から第２の領域（開口部１５ｂ）に流入した冷却媒体は、第２の領域におけるバイポーラ型電池１と熱交換を行いながら、上部拘束部材２０の方向（下面側から上面側）に流通する。
【００４０】
このとき、バイポーラ型電池１における中心部側の第１の領域では、バイポーラ型電池１との熱交換により温められていない冷却媒体によって冷却されるとともに、バイポーラ型電池１における外周部側の第２の領域では、バイポーラ型電池１の第１の領域との熱交換により温められた冷却媒体との熱交換により冷却される。つまり、冷却媒体と放熱性の低い第１の領域との間の熱交換量を大きくしてバイポーラ型電池１の中心部側の温度上昇を抑えつつ、放熱性の高い第２の領域では、冷却媒体との熱交換量を第１の領域よりも小さくすることで、第１の領域に比べて第２の領域の温度が低くならないように冷却することができる。なお、図５（ｂ）において、実線の矢印は、流入部２３を介して第１の領域Ａに流入し、開口部１５ａを流通する冷却媒体の流れ方向であり、一点鎖線の矢印は、開口部１５ａから下部拘束部材３０の凹部３１に流出し、第２の領域Ｂの開口部１５ｂを流通し、流出部２４を介してバイポーラ型電池１外に流出する冷却媒体の流れ方向である。
【００４１】
このように本実施例のバイポーラ型電池１は、第１の領域に冷却媒体を流入させ、第１の領域を流通した冷却媒体を第１の領域よりも放熱性の高い第２の領域に流通させることにより、積層方向と直交する面内において温度分布のバラツキを抑制することが可能となり、安定した充放電の性能を発揮させることができるとともに、バイポーラ型電池１としての寿命が短くなること低減させることが可能となる。
【００４２】
また、本実施例のバイポーラ型電池１は、バイポーラ型電池１の第１の領域Ａに形成された開口部１５ａの流入側と、第２の領域Ｂに形成された開口部１５ｂの流出側とが、このバイポーラ型電池１における一端側となるように、開口部１５ａを流通した冷却媒体を凹部（導流部）３１により開口部１５ｂに導いている。したがって、図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、流入部２３に冷却媒体を供給するダクトＤ１と、流出部２４から流出する冷却媒体を排出するダクトＤ２とを、バイポーラ型電池の同じ面側であって、積層方向と直交する同一面内に隣接して配置することが可能となる。
【００４３】
このため、ダクトＤ１及びダクトＤ２を、１つのダクトＤとして構成することが可能となり、部品点数を少なくすることができる。そして、従来のようにダクトを冷却媒体の流入側と流出側に少なくとも２つ設けなければならない構成に比べ、ダクトの配置スペースの効率化が図れ、バイポーラ型電池１の配置スペースの効率化を図ることが可能となる。
（実施例２）
図６は、本発明の実施例２における蓄電装置の構成斜視図である。本実施例は、上記実施例１における上部拘束部材２０に設けられた流入部２３と流出部２４とを、該上部拘束部材２０の上面に設けている。なお、上記実施例１と同じ構成は、同符号を付して説明を省略する。
【００４４】
図６に示すように、本実施例の上部拘束部材２０ａは、バイポーラ型電池１の積層方向に対して厚みを有し、バイポーラ型電池１の縦方向及び横方向の長さと同じ、若しくは、バイポーラ型電池１の縦方向及び横方向の長さよりも大きく形成された板状部材である。そして、該上部拘束部材２０ａは、積層方向に開口する開口部２６ａ、２６ｂ、２６ｃが設けられ、開口部２６ａは、第１の領域Ａに対応した大きさに形成され、開口部２６ｂ、２６ｃは、第２の領域Ｂの大きさに対応した大きさに形成されている。開口部２６ａと開口部２６ｂとの間及び開口部２６ａと開口部２６ｃとの間には、隔離部２５が設けられ、各開口部２６ａ、２６ｂ、２６ｃは互いに間仕切りされている。
【００４５】
このように本実施例の上部拘束部材２０ａは、積層方向に開口している開口部２６ａ、２６ｂ、２６ｃを有しているので、各開口部の開口面を流入部２３及び流出部２４として適用することが可能である。すなわち、開口部２６ａの開口面を冷却媒体の流入部２３として適用し、開口部２６ｂ、２６ｃを冷却媒体の流出部２４として適用することで、上記実施例１と同様に、バイポーラ型電池の同じ面側（上面側）であって、積層方向に略平行の面内に並んで流入部２３及び流出部２４を配設することが可能となる。
【００４６】
したがって、流入部２３に冷却媒体を供給するダクトＤ１及び流出部２４から流出する冷却媒体を排出するダクトＤ２を、１つのダクトとして構成することが可能となり、部品点数を少なくすることができる。そして、従来のようにダクトを冷却媒体の流入側と流出側に少なくとも２つ設けなければならない構成に比べ、ダクトの配置スペースの効率化が図れ、バイポーラ型電池１の配置スペースの効率化を図ることが可能となる。
【００４７】
なお、図６では、各開口部２６ａ、２６ｂ、２６ｃは、積層方向において同じ断面積を有しているが、積層方向において異なる断面積となるように開口部を形成することも可能である。例えば、バイポーラ型電池１側の開口面を、第１又は第２の領域の大きさと同じ大きさに形成し、ダクトが配設される側の開口面をバイポーラ型電池１側の開口面よりも小さく形成したり、ダクトの流入出面と同じ大きさに形成することが可能である。
【００４８】
（実施例３）
図７は、本発明の実施例３における蓄電装置の構成分解斜視図である。本実施例は、上記実施例１の上部拘束部材２０及び下部拘束部材３０が、バイポーラ型電池１に設けられた開口部１５に対応した構成となっている。なお、上記実施例１と同じ構成は、同符号を付して説明を省略する。
【００４９】
すなわち、図７に示すように、上部拘束部材２０ｂは、内部が中空の板状に形成され、該上部拘束部材２０ｂのバイポーラ型電池１に対向する面であって、バイポーラ型電池１に形成された複数の開口部１５の各々に対応した位置に複数の開口部２７（２７ａ、２７ｂ）が設けられている。なお、図中、第１の領域Ａに対応して設けられている開口部２７を２７ａと付し、第２の領域Ｂに対応して設けられている開口部２７を２７ｂと付している。
【００５０】
また、下部拘束部材３０ｂも、上部拘束部材２０ｂと同様に、内部が中空の板状に形成され、該下部拘束部材３０ｂにおけるバイポーラ型電池１に対向する面であって、バイポーラ型電池１に形成された複数の開口部１５の各々に対応した位置に複数の開口部３２（３２ａ、３２ｂ）が設けられている。本実施例では、この開口部３２と下部拘束部材３０ｂの中空部とで上記実施例１の導流部３１を構成している。なお、図中、第１の領域Ａに対応して設けられている開口部２７を２７ａと付し、第２の領域Ｂに対応して設けられている開口部２７を２７ｂと付している。また、同様に、第１の領域Ａに対応して設けられている開口部３２を３２ａと付し、第２の領域Ｂに対応して設けられている開口部３２を３２ｂと付している。
【００５１】
このように本実施例では、開口部１５以外のバイポーラ型電池１における一端面及び他端面は、上部拘束部材２０ｂのバイポーラ型電池１側の面及び下部拘束部材３０ｂのバイポーラ型電池１側の面と当接し、上部拘束部材２０ｂ及び下部拘束部材３０ｂが、バイポーラ型電池１を積層方向において適切に確実に挟み込む（押さえ込む）ことが可能となる。
（変形例）
図８は、本発明の蓄電装置における上部拘束部材２０の変形例を示す図である。
【００５２】
本変形例の上部拘束部材２０ｃ、２０ｄは、上記実施例１から３のように流入部２３及び流出部２４が、バイポーラ型電池１の同じ面側であって、積層方向に直交する面内若しくは積層方向に略平行の面内に並んで配設されていない。なお、上記実施例１と同じ構成は、同符号を付して説明を省略する。
【００５３】
すなわち、図８に示すように、流入部２３と流出部２４とが上部拘束部材２０ｃ、２０ｄの各々異なる面に配設されている。したがって、上記実施例１から３のようなダクトの配置スペースの効率化、及びバイポーラ型電池１の配置スペースの効率化を図ることは難しいが、本発明のバイポーラ型電池にこれら上部拘束部材２０ｃ、２０ｄを適用しても、積層方向と直交する面内におけるバイポーラ型電池１の温度分布のバラツキを抑制することが可能である。
【００５４】
図８（ａ）は、上部拘束部材２０ｃの一端側の側面に流入部２３を設け、他端側の側面に流出部２４を設けている。図８（ｂ）は、上記実施例１と２との組み合わせであり、上部拘束部材２０ｄの第２の領域Ｂに対応した位置に開口部２６ｂ、２６ｃを設け、第１の領域Ａに対応した位置に第１の凹部２１ａを設けるとともに流入部２３を設けている。
【００５５】
以上、上記実施例において、下部拘束部材３０に導流部として凹部３１を設け、第１の領域Ａの開口部１５ａを流通した冷却媒体を第２の領域Ｂの開口部１５ｂに導いているが、これに限らず、例えば、上記拘束部材２０のように、第１の領域Ａ及び第２の領域Ｂの各々に対応する凹部を設け、各凹部を導通させる導通部を設けて導流部を構成してもよい。なお、実施例１では、上部拘束部材２０及び下部拘束部材３０に凹部を形成しているが、これは、第１の領域におけるバイポーラ型電池の端面と拘束部材との間に冷却媒体が流通する空間を設ける必要があるためであり、上記実施例３の構成では、実施例１の凹部は必要ない。
【００５６】
なお、冷却媒体としては、気体又は液体の冷却媒体を適用することが可能である。冷却用の液体としては、例えば、フッ素系不活性液体を用いることができる。フッ素系不活性液体としては、スリーエム社製のフロリナート、Ｎｏｖｅｃ  ＨＦＥ(hydrofluoroether)、Ｎｏｖｅｃ１２３０を用いることができる。また、フッ素系不活性液体以外の液体（例えば、シリコンオイル）を用いることもできる。冷却用の気体としては、例えば、空気や窒素ガスといったドライガスを用いることができる。
【００５７】
また、バイポーラ型電池１の各電極層１２、１３には、正極及び負極に応じた活物質が含まれており、また、各電極層１２、１３には、必要に応じて、導電助材、バインダ、イオン伝導性を高めるための無機固体電解質、高分子ゲル電解質、高分子電解質、添加剤などが含まれる。
【００５８】
例えば、ニッケル−水素電池では、正極層１２の活物質として、ニッケル酸化物を用い、負極層１３の活物質として、ＭｍＮｉ（５−ｘ−ｙ−ｚ）ＡｌｘＭｎｙＣｏｚ（Ｍｍ：ミッシュメタル）等の水素吸蔵合金を用いることができる。また、リチウム二次電池では、正極層１２の活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極層１３の活物質として、カーボンを用いることができる。また、導電剤として、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブを用いることができる。
【００５９】
なお、上記実施例では、バイポーラ電極１０を用いた場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、集電体の両面に正極層を形成した電極体と、集電体の両面に負極層を形成した電極体とを用いることもできる。この場合には、正極層を備えた電極体と、負極層を備えた電極体とが、固体電解質層を介して交互に配置（積層）されることになる。
【００６０】
また、集電体１１は、例えば、アルミニウム箔で形成したり、複数の金属（合金）で形成したりすることができる。また、金属（アルミニウムを除く）の表面にアルミニウムを被覆させたものを集電体１１として用いることもできる。
【００６１】
なお、集電体１１として、複数の金属泊を貼り合わせた、いわゆる複合集電体を用いることもできる。この複合集電体を用いる場合においては、正極用集電体の材料としてアルミニウム等を用い、負極用集電体の材料としてニッケルや銅等を用いることができる。また、複合集電体としては、正極用集電体及び負極用集電体を直接接触させたものを用いたり、正極用集電体及び負極用集電体の間に導電性を有する層を設けたものを用いたりすることができる。
【００６２】
また、固体電解質層１４には、複数の粒子からなる粒子群と、この粒子群を結着させるための結着剤とが含まれており、固体電解質層１４としては、無機固体電解質や高分子固体電解質を用いることができる。
【００６３】
無機固体電解質としては、例えば、Ｌｉの窒化物、ハロゲン化物、酸素酸塩、硫化リン化合物を用いることができる。より具体的には、Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＩ、Ｌｉ３Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、ＬｉＳｉＯ４、ＬｉＳｉＯ４−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｌｉ２ＳｉＳ３、Ｌｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ２−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｓ−ＧｅＳ４、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５を用いることができる。
【００６４】
また、高分子固体電解質としては、例えば、上記の電解質と電解質の解離を行う高分子とから構成された物質、高分子にイオン解離基を持たせた物質を用いることができる。電解質の解離を行う高分子としては、例えば、ポリエチレンオキサイド誘導体および該誘導体を含むポリマー、ポリプロピレンオキサイド誘導体および該誘導体を含むポリマー、リン酸エステルポリマーを用いることができる。なお、無機固体電解質及び高分子固体電解質を併用することもできる。
【００６５】
高分子固体電解質としては、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）、これらの共重合体を用いることができる。この高分子固体電解質中には、イオン伝導性を確保するためにリチウム塩が含まれる。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、又はこれらの混合物を用いることができる。
【００６６】
また、上記実施例では、開口部１５の断面形状（積層面内での形状）を略円形にしているが、これに限るものではない。具体的には、開口部１５の断面形状を、曲率を有する形状（例えば、楕円形状）に形成したり、多角形状に形成したりすることができる。
【００６７】
また、上記実施例では、バイポーラ型電池１内に開口部１５だけを形成した場合について説明したが、これに限るものではない。
【００６８】
具体的には、絶縁層１６を備えた開口部１５内に、管状の部材、例えば、円筒形状に形成された金属製の中空ピンを配置することができる。また、バイポーラ型電池１内に、絶縁層を持たない開口部を形成し、この開口部内に、絶縁層で覆われた金属製の中空ピンを挿入することもできる。
【００６９】
なお、金属製の中空ピンに限るものではなく、他の材料で形成された中空ピンを用いることもできる。すなわち、バイポーラ型電池１内に冷却媒体を導くことができればよいため、中空構造の部材であれば、いかなるものであってもよい。ただし、バイポーラ型電池１の冷却効率を考慮すると、中空ピンの材料として、熱伝導性が比較的高い金属材料を用いることが好ましい。
【００７０】
また、開口部１５の断面形状に沿うように、中空ピンの断面形状を形成することもできるし、開口部１５及び中空ピンの断面形状を互いに異なる形状とすることもできる。ただし、互いに異なる形状とした場合には、開口部１５内に中空ピンが挿入できる構成である必要がある。
【００７１】
また、上記実施例では、開口部１５ａ、１５ｂが積層方向に延びているが、これに限るものではない。すなわち、開口部としては、バイポーラ型電池１内を貫通するものであればよく、例えば、開口部１５ａを積層面に対して傾斜させることができる。この傾斜角度は、適宜設定することができる。
【００７２】
また、上記実施例では、固体電解質層１４を用いた場合について説明したが、これに限るものではなく、ゲル状又は液状の電解質層を用いることもできる。例えば、セパレータとしての不織布に電解液を含ませたものを用いることができる。この場合には、液状の電解質等がバイポーラ型電池１の外部に漏れてしまうのを防止するために、シール材を用いる必要がある。
【００７３】
また、上記実施例では、バイポーラ型電池に複数の開口部１５ａ、１５ｂを形成した場合について説明したが、各開口部の径の大きさを異なるように構成してもよい。すなわち、積層面内の略中心部から外周部側に向かって開口部１５ａ、１５ｂの径が小さくしてもよい。また、開口部１５ａ、１５ｂの径を異ならせるのではなく、第１の領域Ａと第２の領域Ｂとで、開口部１５ａ、１５ｂの形成密度を異ならせるように構成してもよい。なお、ここでいう開口部の形成密度とは、第１及び第２の領域内に占める開口部の面積を示すものである。
【００７４】
上述したように、積層構造のバイポーラ型電池１において、積層面内の中心部は外周部よりも熱がこもりやすいため、中心部側の領域内（第１の領域内）における開口部１５ａの形成密度を、外周部側の領域内（第２の領域内）における開口部１５ｂの形成密度よりも高くすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施例１における蓄電装置を示す図であり、（ａ）は、分解斜視図、（ｂ）は、蓄電装置の外観斜視図である。
【図２】実施例１におけるバイポーラ型電池の外観斜視図である。
【図３】実施例１におけるバイポーラ型電池の断面図である。
【図４】実施例１における蓄電装置の断面図である。
【図５】実施例１における蓄電装置を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。
【図６】本発明の実施例２における蓄電装置の外観斜視図である。
【図７】本発明の実施例３における蓄電装置の分解斜視図である。
【図８】本発明の蓄電装置における上部拘束部材２０の変形例を示す図である。
【図９】従来の冷却方式を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７６】
１      バイポーラ型電池
１０    バイポーラ電極
１１    集電体
１２    正極層
１３    負極層
１４    固体電解質層
１５    開口部
２０    上部拘束部材
２３    流入部
２４    流出部
３０    下部拘束部材
３１    導流部
【図１】
2008204763.tif 000003
【図２】
2008204763.tif 000004
【図３】
2008204763.tif 000005
【図４】
2008204763.tif 000006
【図５】
2008204763.tif 000007
【図６】
2008204763.tif 000008
【図７】
2008204763.tif 000009
【図８】
2008204763.tif 000010
【図９】
2008204763.tif 000011