WO2023013466A1

WO2023013466A1 - 蓄電装置

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Publication number: WO2023013466A1
Application number: PCT/JP2022/028720
Authority: WO
Inventors: 修牛嶌
Original assignee: 株式会社Ｇｓユアサ
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2022-07-26
Publication date: 2023-02-09
Also published as: JPWO2023013466A1

Abstract

蓄電装置は、蓄電素子と、第一方向において蓄電素子を挟む一対のエンド部材と、第一方向と交差する第二方向において蓄電素子に対向して配置され、一対のエンド部材を繋ぐサイド部材と、第一方向及び第二方向と交差する第三方向において蓄電素子に対向して配置される絶縁部材と、を備え、絶縁部材及びサイド部材の一方は、他方に向けて突出する突出部を有し、他方は、突出部が挿入される開口部または凹部を有し、突出部が開口部または凹部に挿入されることで、絶縁部材がサイド部材に取り付けられる。

Description

蓄電装置

　本発明は、蓄電素子を備える蓄電装置に関する。

　従来、蓄電素子と、蓄電素子を挟む一対のエンド部材と、一対のエンド部材を繋ぐサイド部材と、を備える蓄電装置が知られている。例えば、特許文献１には、バッテリセル（蓄電素子）が一対のエンドプレート（エンド部材）で挟まれ、一対のエンドプレート（エンド部材）がサイドプレート（サイド部材）で繋がれたバッテリパック（蓄電装置）が開示されている。

特開２０１３－８４５５８号公報

　上記従来の蓄電装置において、蓄電素子に対向する位置にバスバーホルダ等の絶縁部材を配置し、当該絶縁部材を蓄電素子に対して固定したい場合がある。特許文献１では、蓄電素子に対向する位置に絶縁部材（バスバーカバー）が配置され、絶縁部材が、締結部材（ネジ）によってサイド部材に締結されることで蓄電素子に対して固定されている。しかしながら、上記構成では、絶縁部材をサイド部材に取り付けるための部品（締結部材）が必要であるため、部品点数が増加し、構成が複雑になっている。上記構成では、絶縁部材のサイド部材への取付作業の際に、締結部材による締結作業を行う必要があり、当該取付作業も複雑になる。このため、絶縁部材を蓄電素子に対して容易に固定できる構成が望まれる。

　本発明は、本願発明者が上記課題に新たに着目することによってなされたものであり、蓄電素子に対向して配置される絶縁部材を蓄電素子に対して容易に固定できる蓄電装置を提供することを目的とする。

　本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、第一方向において前記蓄電素子を挟む一対のエンド部材と、前記第一方向と交差する第二方向において前記蓄電素子に対向して配置され、前記一対のエンド部材を繋ぐサイド部材と、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において前記蓄電素子に対向して配置される絶縁部材と、を備え、前記絶縁部材及び前記サイド部材の一方は、前記絶縁部材及び前記サイド部材の他方に向けて突出する突出部を有し、前記絶縁部材及び前記サイド部材の前記他方は、前記突出部が挿入される開口部または凹部を有し、前記突出部が前記開口部または前記凹部に挿入されることで、前記絶縁部材が前記サイド部材に取り付けられる。

　本発明は、このような蓄電装置として実現できるだけでなく、サイド部材と絶縁部材との組み合わせとしても実現できる。

　本発明における蓄電装置によれば、蓄電素子に対向して配置される絶縁部材を蓄電素子に対して容易に固定できる。

図１は、実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。図２は、実施の形態に係る蓄電装置を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。図３は、実施の形態に係る蓄電素子の構成を示す斜視図である。図４は、実施の形態に係るサイド部材の構成を示す斜視図である。図５は、実施の形態に係る絶縁部材の構成を示す斜視図、側面図及び断面図である。図６は、実施の形態に係る絶縁部材がサイド部材に取り付けられた状態での構成を示す斜視図及び断面図である。図７は、実施の形態に係る絶縁部材がサイド部材に取り付けられる構成を示す斜視図である。図８Ａは、実施の形態の変形例に係る絶縁部材がサイド部材に取り付けられた状態での構成を示す断面図である。図８Ｂは、実施の形態の変形例に係る絶縁部材がサイド部材に取り付けられた状態での構成を示す断面図である。図８Ｃは、実施の形態の変形例に係る絶縁部材がサイド部材に取り付けられた状態での構成を示す断面図である。

　（１）本発明の一態様に係る蓄電装置は、蓄電素子と、第一方向において前記蓄電素子を挟む一対のエンド部材と、前記第一方向と交差する第二方向において前記蓄電素子に対向して配置され、前記一対のエンド部材を繋ぐサイド部材と、前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において前記蓄電素子に対向して配置される絶縁部材と、を備え、前記絶縁部材及び前記サイド部材の一方は、前記絶縁部材及び前記サイド部材の他方に向けて突出する突出部を有し、前記絶縁部材及び前記サイド部材の前記他方は、前記突出部が挿入される開口部または凹部を有し、前記突出部が前記開口部または前記凹部に挿入されることで、前記絶縁部材が前記サイド部材に取り付けられる。

　これによれば、絶縁部材及びサイド部材の一方の突出部が、他方の開口部または凹部に挿入される構成とすることで、絶縁部材がサイド部材に容易に取り付けられる。これにより、絶縁部材が、蓄電素子と対向する方向である第三方向に移動するのが規制された状態でサイド部材に取り付けられるため、絶縁部材が蓄電素子に対して移動するのが抑制される。

　（２）上記（１）に記載の蓄電装置において、前記絶縁部材及び前記サイド部材の前記一方は、前記絶縁部材であり、前記突出部は、前記第二方向において前記サイド部材に向けて突出して配置されてもよい。

　絶縁部材は、一般的に樹脂等の加工しやすい部材で形成できるため、絶縁部材に、第二方向に突出する突出部を形成することで、突出部を容易に形成できる。これにより、絶縁部材をサイド部材に取り付ける構成を容易に形成できる。

　（３）上記（１）または（２）に記載の蓄電装置において、前記絶縁部材及び前記サイド部材の前記一方は、複数の前記突出部を有し、複数の前記突出部が１つの前記開口部または前記凹部に挿入されることで、前記絶縁部材が前記サイド部材に取り付けられてもよい。

　これによれば、絶縁部材及びサイド部材の一方が有する複数の突出部が、他方に形成された１つの開口部または凹部に挿入される構成とすることで、複数の突出部が独立して変形して１つの開口部または凹部に挿入されるため、突出部を開口部または凹部に容易に挿入できる。

　（４）上記（３）に記載の蓄電装置において、複数の前記突出部は、前記第一方向において、間隔を空けて並んで配置され、複数の前記突出部が、前記第一方向に延びる前記開口部または凹部に挿入されることで、前記絶縁部材が前記サイド部材に取り付けられてもよい。

　これによれば、絶縁部材及びサイド部材の一方が有する複数の突出部が第一方向に並んで配置されて、他方の、第一方向に延びる開口部または凹部に挿入されることで、第一方向に亘って、絶縁部材をサイド部材に取り付けることができる。複数の突出部が間隔を空けて並ぶことで、複数の突出部が開口部または凹部に挿入される際に、突出部同士が互いに干渉したり、突出部と他の部材（スペーサ等）とが干渉するのを抑制できる。

　（５）上記（４）に記載の蓄電装置において、前記第一方向において前記蓄電素子と並んで配置されるスペーサをさらに備え、前記スペーサは、複数の前記突出部の間の空間に挿入されて配置されてもよい。

　これによれば、絶縁部材及びサイド部材の一方が有する複数の突出部の間の空間にスペーサが挿入される構成とすることで、第二方向においてスペーサの長さを長くでき、絶縁性を向上できる。スペーサによって、突出部の位置決めを行うこともできる。これにより、絶縁性を確保しつつ、絶縁部材をサイド部材に容易に取り付けることができる。

　以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態（その変形例も含む）に係る蓄電装置について説明する。以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。各図において、寸法等は厳密に図示したものではない。各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。

　以下の説明及び図面中において、複数の蓄電素子の配列方向、蓄電素子の容器の長側面の対向方向、蓄電素子とスペーサとの並び方向、または、一対のエンド部材の並び方向を、Ｘ軸方向と定義する。１つの蓄電素子における一対（正極側及び負極側）の電極端子の並び方向、蓄電素子の容器の短側面の対向方向、または、一対のサイド部材の並び方向を、Ｙ軸方向と定義する。蓄電装置の外装体本体と外装体蓋体との並び方向、蓄電素子の容器本体と容器蓋体との並び方向、蓄電素子とバスバーとの並び方向、蓄電素子と絶縁部材（バスバーホルダ）との並び方向、または、上下方向を、Ｚ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられるが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。

　以下の説明において、Ｘ軸プラス方向とは、Ｘ軸の矢印方向を示し、Ｘ軸マイナス方向とは、Ｘ軸プラス方向とは反対方向を示す。単にＸ軸方向という場合は、Ｘ軸プラス方向及びＸ軸マイナス方向の双方向またはいずれか一方の方向を示す。Ｙ軸方向及びＺ軸方向についても同様である。以下では、Ｘ軸方向を第一方向とも呼び、Ｙ軸方向を第二方向とも呼び、Ｚ軸方向を第三方向とも呼ぶ場合がある。平行及び直交などの、相対的な方向または姿勢を示す表現は、厳密には、その方向または姿勢ではない場合も含む。例えば、２つの方向が平行であるとは、当該２つの方向が完全に平行であることを意味するだけでなく、実質的に平行であること、すなわち、例えば数％程度の差異を含むことも意味する。以下の説明において、「絶縁」と表現する場合、「電気的な絶縁」を意味する。

　（実施の形態）
　［１　蓄電装置１０の全般的な説明］
　まず、本実施の形態における蓄電装置１０の全般的な説明を行う。図１は、本実施の形態に係る蓄電装置１０の外観を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る蓄電装置１０を分解した場合の各構成要素を示す分解斜視図である。

　蓄電装置１０は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電できる装置であり、本実施の形態では、略直方体形状を有している。例えば、蓄電装置１０は、電力貯蔵用途または電源用途等に使用される電池モジュール（組電池）である。具体的には、蓄電装置１０は、自動車、自動二輪車、ウォータークラフト、船舶、スノーモービル、農業機械、建設機械、または、電気鉄道用の鉄道車両等の移動体の駆動用またはエンジン始動用等のバッテリ等として用いられる。上記の自動車としては、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）、及び、化石燃料（ガソリン、軽油、液化天然ガス等）自動車が例示される。上記の電気鉄道用の鉄道車両としては、電車、モノレール、リニアモーターカー、並びに、ディーゼル機関及び電気モーターの両方を備えるハイブリッド電車が例示される。蓄電装置１０は、家庭用または事業用等に使用される定置用のバッテリ等としても用いることができる。

　図１に示すように、蓄電装置１０は、外装体１００を備えている。図２に示すように、外装体１００の内方には、複数の蓄電素子２００、複数のスペーサ３００、一対のエンド部材４００、一対のサイド部材５００、絶縁部材６００、及び、複数のバスバー７００等が収容されている。蓄電装置１０は、上記の構成要素の他、基板、リレー、ヒューズ、シャント抵抗及びコネクタ等の電気部品、蓄電素子２００から排出されるガスを外装体１００の外方へ排気するための排気部等を備えていてもよい。

　外装体１００は、蓄電装置１０の筐体（外殻）を構成する箱形（略直方体形状）の容器（モジュールケース）である。外装体１００は、複数の蓄電素子２００等の外方に配置され、当該複数の蓄電素子２００等を所定の位置で固定し、衝撃等から保護する。外装体１００は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ（変性ＰＰＥを含む））、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＦＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリアミド（ＰＡ）、ＡＢＳ樹脂、若しくは、それらの複合材料等の絶縁部材、または、絶縁塗装をした金属等により形成されている。外装体１００は、これにより、蓄電素子２００等が外部の金属部材等に接触することを回避する。蓄電素子２００等の絶縁性が保たれる構成であれば、外装体１００は、金属等の導電部材で形成されていてもよい。

　外装体１００は、外装体１００の本体を構成する外装体本体１１０と、外装体１００の蓋体を構成する外装体蓋体１２０と、を有している。外装体本体１１０は、開口が形成された有底矩形筒状のハウジング（筐体）であり、蓄電素子２００等を収容する。外装体蓋体１２０は、外装体本体１１０の開口を閉塞する扁平な矩形状の部材である。外装体蓋体１２０は、外装体本体１１０と、接着剤、ヒートシールまたは超音波溶着等によって接合される。これにより、外装体１００は、内部が密閉（密封）された構造となっている。外装体蓋体１２０には、一対（正極側及び負極側）の外部端子１２１が設けられている。蓄電装置１０は、この一対の外部端子１２１を介して、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電する。

　蓄電素子２００は、電気を充電し、また、電気を放電できる二次電池（単電池）であり、具体的には、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。蓄電素子２００は、扁平な直方体形状（角形）を有しており、本実施の形態では、８個の蓄電素子２００がＸ軸方向に並んで配列されている。蓄電素子２００の大きさ、形状、及び、配列される蓄電素子２００の個数等は限定されず、例えば１つの蓄電素子２００しか配置されていなくてもよい。蓄電素子２００は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。蓄電素子２００は、二次電池ではなく、使用者が充電をしなくても蓄えられている電気を使用できる一次電池であってもよい。蓄電素子２００は、パウチタイプの蓄電素子であってもよい。蓄電素子２００の構成の詳細な説明については、後述する。

　スペーサ３００は、Ｘ軸方向（第一方向）において蓄電素子２００の側方（Ｘ軸プラス方向またはＸ軸マイナス方向）に蓄電素子２００と並んで配置され、蓄電素子２００と他の部材とを絶縁する平板状かつ矩形状の部材である。スペーサ３００は、隣り合う２つの蓄電素子２００の間、及び、端部の蓄電素子２００とエンド部材４００との間に配置され、当該２つの蓄電素子２００の間、及び、当該端部の蓄電素子２００とエンド部材４００との間を絶縁する。本実施の形態では、８個の蓄電素子２００に対応して９枚のスペーサ３００が配置されているが、スペーサ３００の配置位置及び個数等は、特に限定されない。スペーサ３００は、上記の外装体１００に使用可能ないずれかの樹脂材料等の絶縁性を有する部材、または、マイカ片を集積し、結合することで構成されるダンマ材等の断熱性を有する部材等で形成されている。

　エンド部材４００及びサイド部材５００は、複数の蓄電素子２００の並び方向（Ｘ軸方向）において、蓄電素子２００を外方から圧迫（拘束）する拘束部材である。エンド部材４００及びサイド部材５００は、複数の蓄電素子２００を当該並び方向の両側から挟み込むことで、複数の蓄電素子２００に含まれるそれぞれの蓄電素子２００を当該並び方向の両側から圧迫（拘束）する。エンド部材４００及びサイド部材５００は、強度確保の観点等から、鋼またはステンレス等の金属製の部材で形成されているが、その材質は特に限定されず、強度の高い絶縁性の部材で形成されていてもよいし、金属製の部材に絶縁処理が施されていてもよい。

　エンド部材４００は、複数の蓄電素子２００及び複数のスペーサ３００のＸ軸方向（第一方向）の両側に配置され、当該複数の蓄電素子２００等をこれらの並び方向（Ｘ軸方向）の両側から挟み込んで保持する、板状かつ矩形状の拘束部材（エンドプレート）である。一対のエンド部材４００は、Ｘ軸方向において複数の蓄電素子２００及び複数のスペーサ３００を挟む位置に配置されて、これらを拘束する。エンド部材４００は、板状ではなく、扁平なブロック状の部材等でもよい。

　サイド部材５００は、複数の蓄電素子２００及び複数のスペーサ３００のＹ軸方向（第一方向と交差する第二方向）の両側に、Ｙ軸方向において当該複数の蓄電素子２００等に対向して配置される、板状かつ長尺状の拘束部材（サイドプレート）である。一対のサイド部材５００は、両端が一対のエンド部材４００に取り付けられて、一対のエンド部材４００を繋ぐことで、複数の蓄電素子２００及び複数のスペーサ３００を拘束する。つまり、サイド部材５００は、複数の蓄電素子２００及び複数のスペーサ３００を跨ぐようにＸ軸方向に延び、当該複数の蓄電素子２００等に対してこれらの並び方向（Ｘ軸方向）における拘束力を付与する。サイド部材５００は、板状ではなく、長尺な棒状の部材等でもよい。

　一対のサイド部材５００は、それぞれが、Ｘ軸方向両端部において、一対のエンド部材４００のＹ軸方向端部に取り付けられる。これにより、一対のサイド部材５００は、一対のエンド部材４００とともに、当該複数の蓄電素子２００等をＸ軸方向の両側及びＹ軸方向の両側から挟み込んで拘束する。具体的には、サイド部材５００は、Ｚ軸方向に並ぶ複数（本実施の形態では、２つ）の接続部材５００ａによって、エンド部材４００の接続部材４００ａに接続（接合）される。本実施の形態では、接続部材４００ａはボルト（ネジ）であり、接続部材５００ａはナットであり、接続部材４００ａの雄ネジ部と接続部材５００ａの雌ネジ部とが螺合することにより、エンド部材４００とサイド部材５００とが締結される。エンド部材４００とサイド部材５００との接続（接合）は、ボルト及びナットによる固定には限定されず、溶接または接着等により接合されてもよい。サイド部材５００の構成の詳細な説明については、後述する。

　絶縁部材６００は、バスバー７００と他の部材との絶縁、及び、バスバー７００の位置規制等を行う平板状かつ矩形状の部材（バスバーホルダ、バスバーフレームまたはバスバープレートとも言う）である。絶縁部材６００は、Ｚ軸方向（第一方向及び第二方向と交差する第三方向）において、蓄電素子２００に対向して配置される。具体的には、絶縁部材６００は、複数の蓄電素子２００のＺ軸プラス方向に配置されて、複数の蓄電素子２００上に載置される。そして、絶縁部材６００が複数の蓄電素子２００に対して位置決めされ、かつ、バスバー７００が絶縁部材６００に対して位置決めされることで、バスバー７００が複数の蓄電素子２００に対して位置決めされる。絶縁部材６００は、例えば、上記の外装体１００に使用可能ないずれかの樹脂材料等の絶縁性を有する部材等で形成されている。絶縁部材６００の構成の詳細な説明については、後述する。

　バスバー７００は、蓄電素子２００に接続される板状の部材である。バスバー７００は、複数の蓄電素子２００の上方に配置され、複数の蓄電素子２００が有する電極端子２４０（図３等参照）に接続（接合）される。具体的には、バスバー７００は、複数の蓄電素子２００の電極端子２４０同士を接続し、かつ、端部の蓄電素子２００の電極端子２４０と外部端子１２１とを電気的に接続する。本実施の形態では、バスバー７００は、蓄電素子２００を２個ずつ並列に接続して４セットの蓄電素子群を構成し、当該４セットの蓄電素子群を直列に接続する。バスバー７００の接続形態は特に限定されず、複数の蓄電素子２００をどのような組み合わせで直列に接続し、また、並列に接続してもよいし、全ての蓄電素子２００を直列または並列に接続してもよい。バスバー７００と電極端子２４０とは、溶接によって接続（接合）されるが、その接続形態は特に限定されない。バスバー７００は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金、ニッケル等の金属製の導電部材若しくはそれらの組み合わせ、または、金属以外の導電性の部材等で形成されている。

　［２　蓄電素子２００の説明］
　次に、蓄電素子２００の構成について、詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る蓄電素子２００の構成を示す斜視図である。具体的には、図３は、図２に示した複数の蓄電素子２００のうちの１つの蓄電素子２００の外観を拡大して示している。当該複数の蓄電素子２００は、全て同様の構成を有しているため、以下では、１つの蓄電素子２００の構成について詳細に説明する。

　図３に示すように、蓄電素子２００は、容器２１０と、一対（正極側及び負極側）の電極端子２４０と、上部ガスケット２５０と、を備えている。容器２１０の内方には、下部ガスケット、電極体、一対（正極側及び負極側）の集電体、及び、電解液（非水電解質）等が収容されているが、これらの図示は省略する。当該電解液としては、蓄電素子２００の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。

　蓄電素子２００は、上記の構成要素の他、電極体の側方または下方等に配置されるスペーサ、及び、電極体等を包み込む絶縁フィルム等を有していてもよい。さらに、容器２１０の周囲には、容器２１０の外面を覆う絶縁フィルム（シュリンクチューブ等）が配置されていてもよい。当該絶縁フィルムの材質は、蓄電素子２００に必要な絶縁性を確保できるものであれば特に限定されないが、外装体１００に使用可能ないずれかの絶縁性の樹脂、エポキシ樹脂、カプトン（登録商標）、テフロン（登録商標）、シリコン、ポリイソプレン、及びポリ塩化ビニル等を例示することができる。

　容器２１０は、開口が形成された容器本体２２０と、容器本体２２０の当該開口を閉塞する容器蓋体２３０と、を有する直方体形状（角形または箱形）のケースである。容器本体２２０は、容器２１０の本体部を構成する矩形筒状で底を備える部材であり、Ｚ軸プラス方向側に開口が形成されている。容器蓋体２３０は、容器２１０の蓋部を構成する矩形状の板状部材であり、容器本体２２０のＺ軸プラス方向にＹ軸方向に延びて配置されている。容器蓋体２３０には、容器２１０内方の圧力が過度に上昇した場合に当該圧力を開放するガス排出弁２３１、及び、容器２１０内方に電解液を注液するための注液部（図示せず）等が設けられている。容器２１０（容器本体２２０及び容器蓋体２３０）の材質は、特に限定されず、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、メッキ鋼板など溶接可能（接合可能）な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。

　容器２１０は、電極体等を容器本体２２０の内方に収容後、容器本体２２０と容器蓋体２３０とが溶接等によって接合されることにより、内部が密閉（密封）される構造となっている。容器２１０は、Ｘ軸方向両側の側面に一対の長側面２１１を有し、Ｙ軸方向両側の側面に一対の短側面２１２を有し、Ｚ軸マイナス方向側に底面２１３を有している。長側面２１１は、容器２１０の長側面を形成する矩形状の平面部であり、隣り合うスペーサ３００とＸ軸方向において対向して配置される。長側面２１１は、短側面２１２及び底面２１３に隣接し、短側面２１２よりも面積が大きい。短側面２１２は、容器２１０の短側面を形成する矩形状の平面部であり、サイド部材５００とＹ軸方向において対向して配置される。短側面２１２は、長側面２１１及び底面２１３に隣接し、長側面２１１よりも面積が小さい。底面２１３は、容器２１０の底面を形成する矩形状の平面部であり、長側面２１１及び短側面２１２に隣接して配置される。

　電極端子２４０は、容器蓋体２３０に配置される蓄電素子２００の端子部材（正極端子及び負極端子）であり、集電体を介して、電極体の正極板及び負極板に電気的に接続されている。つまり、電極端子２４０は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子２００の外部空間に導出し、また、電極体に電気を蓄えるために蓄電素子２００の内部空間に電気を導入するための金属製の部材である。電極端子２４０は、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金などで形成されている。

　電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された蓄電要素（発電要素）である。正極板は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等の金属からなる集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。負極板は、銅または銅合金等の金属からなる集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。正極活物質層及び負極活物質層に用いられる活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートまたは不織布等を用いることができる。本実施の形態では、電極体は、極板（正極板及び負極板）がＸ軸方向に積層されて形成されている。電極体は、極板（正極板及び負極板）が巻回されて形成された巻回型の電極体、複数の平板状の極板が積層されて形成された積層型（スタック型）の電極体、または、極板を蛇腹状に折り畳んだ蛇腹型の電極体等、どのような形態の電極体でもよい。

　集電体は、電極端子２４０と電極体とに電気的に接続される導電性の部材（正極集電体及び負極集電体）である。正極集電体は、正極板の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金等で形成され、負極集電体は、負極板の負極基材層と同様、銅または銅合金等で形成されている。上部ガスケット２５０は、容器蓋体２３０と電極端子２４０との間に配置され、容器蓋体２３０と電極端子２４０との間を絶縁し、かつ封止するガスケットである。下部ガスケットは、容器蓋体２３０と集電体との間に配置され、容器蓋体２３０と集電体との間を絶縁し、かつ封止するガスケットである。上部ガスケット２５０及び下部ガスケットは、絶縁性を有していればどのような素材で形成されていてもよい。

　［３　サイド部材５００及び絶縁部材６００の説明］
　次に、サイド部材５００及び絶縁部材６００の構成、及び、絶縁部材６００がサイド部材５００に取り付けられる構成について、詳細に説明する。図４は、本実施の形態に係るサイド部材５００の構成を示す斜視図である。図２に示した一対のサイド部材５００は同様の構成を有するため、図４では、一対のサイド部材５００のうちのＹ軸マイナス方向のサイド部材５００の外観を拡大して示している。図５は、本実施の形態に係る絶縁部材６００の構成を示す斜視図、側面図及び断面図である。具体的には、図５の（ａ）は、図２に示した絶縁部材６００の外観を拡大して示す斜視図であり、図５の（ｂ）は、絶縁部材６００のＹ軸マイナス方向端部の一部をさらに拡大して示す斜視図である。図５の（ｃ）は、図５の（ｂ）の構成を、側方（Ｙ軸マイナス方向）から見た場合の構成を示す側面図である。図５の（ｄ）は、図５の（ｂ）の構成を、Ｖｄ－Ｖｄ線を通りＹＺ平面に平行な面で切断した場合の断面を示す断面図である。

　図６は、本実施の形態に係る絶縁部材６００がサイド部材５００に取り付けられた状態での構成を示す斜視図及び断面図である。具体的には、図６の（ａ）は、外装体１００の内部の構成を、説明の便宜のためバスバー７００を省略して示す（蓄電素子２００、スペーサ３００、エンド部材４００、サイド部材５００及び絶縁部材６００が組み付けられた状態での構成を示す）斜視図である。図６の（ｂ）は、図６の（ａ）に示した構成のＹ軸マイナス方向端部かつＺ軸プラス方向端部の一部を拡大して示す斜視図である。図６の（ｃ）は、図６の（ｂ）の構成を、ＶＩｃ－ＶＩｃ線を通りＹＺ平面に平行な面で切断した場合の断面を示す断面図である。

　図７は、本実施の形態に係る絶縁部材６００がサイド部材５００に取り付けられる構成を示す斜視図である。具体的には、図７の（ａ）は、蓄電素子２００及びスペーサ３００が配置された構成を示す斜視図である。図７の（ｂ）は、蓄電素子２００及びスペーサ３００に、絶縁部材６００が配置された構成を示す斜視図である。図７の（ｃ）は、蓄電素子２００、スペーサ３００及び絶縁部材６００に、サイド部材５００が配置された構成を示す斜視図である。

　図４に示すように、サイド部材５００は、サイド部材本体５１０と、サイド部材壁部５２０と、を有している。図５に示すように、絶縁部材６００は、絶縁部材本体６１０と、突出部６２０と、を有している。

　サイド部材５００のサイド部材本体５１０は、複数の蓄電素子２００及び複数のスペーサ３００とＹ軸方向において対向して配置され、Ｘ軸方向に延びるＸＺ平面に平行な平板状かつ矩形状の部位である。サイド部材本体５１０には、開口部５１１が形成されている。開口部５１１は、サイド部材本体５１０のＺ軸プラス方向の端部に配置され、サイド部材本体５１０のＸ軸方向の一端部から他端部までＸ軸方向に延び、サイド部材本体５１０をＹ軸方向に貫通する貫通孔である。

　サイド部材５００のサイド部材壁部５２０は、サイド部材本体５１０のＸ軸方向両側の端部からエンド部材４００に向けてＹ軸方向に突出し、かつ、Ｚ軸方向に延びる平板状の部位である。それぞれのサイド部材壁部５２０には、Ｚ軸方向に並ぶ複数（本実施の形態では、２つ）の円形状の貫通孔５２１が形成されている。サイド部材壁部５２０がエンド部材４００に重ねられて配置され、貫通孔５２１にエンド部材４００の接続部材４００ａが挿入されて、接続部材４００ａと接続部材５００ａとが接続（接合）されることで、サイド部材５００がエンド部材４００に固定される（図６等参照）。

　絶縁部材６００の絶縁部材本体６１０は、複数の蓄電素子２００とＺ軸方向において対向し、複数の蓄電素子２００のＺ軸プラス方向に配置される、ＸＹ平面に平行な板状かつ矩形状の部位である。絶縁部材本体６１０は、複数の開口部６１１と、流路形成部６１２と、を有している。開口部６１１は、絶縁部材本体６１０のＹ軸方向両端部においてＸ軸方向に並んで配置され、絶縁部材本体６１０をＺ軸方向に貫通する矩形状の貫通孔であり、内方にバスバー７００が配置される。本実施の形態では、５つのバスバー７００に対応して、５つの開口部６１１が形成されている。流路形成部６１２は、絶縁部材本体６１０のＹ軸方向中央部にＸ軸方向に延びて配置された、絶縁部材本体６１０のＺ軸マイナス方向の面がＺ軸プラス方向に凹んだ凹部である。流路形成部６１２は、この凹部によって、蓄電素子２００のガス排出弁２３１から排出されるガスが流れる流路を形成する。

　絶縁部材６００の突出部６２０は、絶縁部材本体６１０のＹ軸方向端部から、Ｙ軸方向（第二方向）においてサイド部材５００に向けて突出して配置される部位である。絶縁部材本体６１０のＹ軸方向両端部のそれぞれに、複数の突出部６２０が配置されている。具体的には、複数の蓄電素子２００のそれぞれに対応して、複数の突出部６２０が配置されている。本実施の形態では、Ｘ軸方向に並ぶ８個の蓄電素子２００に対応して、絶縁部材本体６１０のＹ軸方向両端部のそれぞれに、Ｘ軸方向に並ぶ８個の突出部６２０が配置されている。複数の突出部６２０は、Ｘ軸方向（第一方向）において、間隔を空けて並んで配置されており、隣り合う２つの突出部６２０の間に、空間６３０が形成されている。

　それぞれの突出部６２０は、第一突出部６２１と、第二突出部６２２と、を有している。第一突出部６２１は、絶縁部材本体６１０のＹ軸方向端部からＺ軸マイナス方向に延びる、ＸＺ平面に平行な平板状の部位である。図５の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第一突出部６２１は、Ｚ軸マイナス方向に向かうほどＸ軸方向の幅が狭くなる形状（本実施の形態では、逆台形状）を有している。これにより、隣り合う２つの第一突出部６２１の間に形成される空間６３０は、Ｚ軸マイナス方向に向かうほどＸ軸方向の幅が広くなっている。第二突出部６２２は、第一突出部６２１のＺ軸マイナス方向端部から、サイド部材５００に向けてＹ軸方向に突出（図５の（ｂ）～（ｄ）では、Ｙ軸マイナス方向に突出）する、第一突出部６２１に沿ってＸ軸方向に延びる長尺状の部位である。第二突出部６２２は、Ｙ軸方向の先端部のＺ軸プラス方向の角部に面取りが施されている。

　以上のように、絶縁部材６００及びサイド部材５００の一方（本実施の形態では、絶縁部材６００）は、他方（本実施の形態では、サイド部材５００）に向けて突出する複数の突出部６２０を有し、他方（サイド部材５００）は、開口部５１１を有している。

　このような構成において、図６及び図７に示すように、絶縁部材６００の突出部６２０がサイド部材５００の開口部５１１に挿入されることで、絶縁部材６００がサイド部材５００に取り付けられる。つまり、Ｘ軸方向（第一方向）に並ぶ複数の突出部６２０が、Ｘ軸方向（第一方向）に延びる１つの開口部５１１に挿入されることで、絶縁部材６００がサイド部材５００に取り付けられる。

　具体的には、図７の（ａ）に示すように、隣り合う２つの蓄電素子２００の間にスペーサ３００が配置される場合、スペーサ３００は、蓄電素子２００からＹ軸方向に突出した状態で配置される。この状態において、図７の（ｂ）に示すように、蓄電素子２００及びスペーサ３００のＺ軸プラス方向に、絶縁部材６００が配置（載置）される。この場合、スペーサ３００は、蓄電素子２００からＹ軸方向に突出しているため、スペーサ３００の突出部分は、複数の突出部６２０（第一突出部６２１）の間の空間６３０に挿入されて配置される。空間６３０は、上述の通り、Ｚ軸マイナス方向に向かうほどＸ軸方向の幅が広くなっているため、スペーサ３００が挿入しやすい形状となっている。

　次に、図７の（ｃ）に示すように、蓄電素子２００、スペーサ３００及び絶縁部材６００に、Ｙ軸方向からサイド部材５００が配置される。この際、絶縁部材６００が有する複数の突出部６２０が、サイド部材５００に形成された１つの開口部５１１に挿入されることで、絶縁部材６００がサイド部材５００に取り付けられる。具体的には、突出部６２０の第二突出部６２２が、開口部５１１に挿入される。上述の通り、第二突出部６２２は、先端部のＺ軸プラス方向の角部に面取りが施されているため、開口部５１１に挿入しやすい形状となっている。第二突出部６２２は、先端部のＺ軸マイナス方向の角部にも面取りが施されていてもよい。

　本実施の形態では、図６の（ｃ）に示すように、第二突出部６２２は、Ｚ軸プラス方向の面が開口部５１１のＺ軸プラス方向の内面に接触し、かつ、Ｚ軸マイナス方向の面は開口部５１１のＺ軸マイナス方向の内面から離間した状態で、開口部５１１に挿入される。これにより、第二突出部６２２（突出部６２０）は、Ｚ軸方向の両側で開口部５１１によって移動が規制された状態で配置されている。

　このように、絶縁部材６００は、Ｚ軸方向（第三方向）の両側への移動が規制された状態で配置されて、サイド部材５００に取り付けられる。

　絶縁部材６００は、Ｚ軸方向の両側の双方でサイド部材５００と接触していてもよいし、Ｚ軸方向の両側のうちのいずれか一方でサイド部材５００と接触していてもよいし、Ｚ軸方向の両側の双方ともにサイド部材５００と離間していてもよい。つまり、突出部６２０（第二突出部６２２）は、Ｚ軸方向の両側の双方で開口部５１１と接触していてもよいし、Ｚ軸方向の両側のうちのいずれか一方で開口部５１１と接触していてもよいし、Ｚ軸方向の両側の双方ともに開口部５１１と離間していてもよい。本実施の形態では、絶縁部材６００は、Ｚ軸プラス方向においてサイド部材５００と接触し、Ｚ軸マイナス方向においては、サイド部材５００と離間しており、Ｚ軸マイナス方向に動くことでサイド部材５００と接触する構成となっている。これにより、サイド部材５００は、絶縁部材６００を蓄電素子２００に向けてＺ軸マイナス方向に押し付けることができている。

　［４　効果の説明］
　以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１０によれば、蓄電素子２００にＺ軸方向（第三方向）で対向して配置される絶縁部材６００が、サイド部材５００に取り付けられる。絶縁部材６００及びサイド部材５００の一方（本実施の形態では、絶縁部材６００）の突出部６２０が、他方（本実施の形態では、サイド部材５００）の開口部５１１に挿入される構成とすることで、絶縁部材６００をサイド部材５００に容易に取り付けることができる。

　絶縁部材６００は、一般的に樹脂等の加工しやすい部材で形成できるため、絶縁部材６００に、Ｙ軸方向（第二方向）に突出する突出部６２０を形成することで、突出部６２０を容易に形成できる。サイド部材５００は、金属等の硬い材質で形成されるため、突出部６２０のような複雑な形状とするよりも、開口部５１１を形成した簡易な形状とする。これにより、絶縁部材６００をサイド部材５００に取り付ける構成を容易に形成できるため、絶縁部材６００を蓄電素子２００に対して容易に固定できる。

　絶縁部材６００及びサイド部材５００の一方（絶縁部材６００）が有する複数の突出部６２０が、他方（サイド部材５００）に形成された１つの開口部５１１に挿入される構成とすることで、複数の突出部６２０が独立して変形して１つの開口部５１１に挿入される。このため、突出部６２０を開口部５１１に容易に挿入できる。

　絶縁部材６００及びサイド部材５００の一方（絶縁部材６００）が有する複数の突出部６２０がＸ軸方向（第一方向）に並んで配置されて、他方（サイド部材５００）の、Ｘ軸方向（第一方向）に延びる開口部５１１に挿入される。これにより、Ｘ軸方向（第一方向）に亘って、絶縁部材６００をサイド部材５００に取り付けることができる。複数の突出部６２０が間隔を空けて並ぶことで、複数の突出部６２０が開口部５１１に挿入される際に、突出部６２０同士が互いに干渉したり、突出部６２０と他の部材（スペーサ３００等）とが干渉するのを抑制できる。

　絶縁部材６００及びサイド部材５００の一方（絶縁部材６００）が有する複数の突出部６２０の間の空間６３０にスペーサ３００が挿入される構成とすることで、Ｙ軸方向（第二方向）においてスペーサ３００の長さを長くでき、絶縁性を向上できる。スペーサ３００によって、突出部６２０の位置決めを行うこともできる。これにより、絶縁性を確保しつつ、絶縁部材６００をサイド部材５００に容易に取り付けることができる。

　［５　変形例の説明］
　以上、本実施の形態に係る蓄電装置１０について説明したが、本発明は、上記実施の形態には限定されない。今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではなく、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれる。

　上記実施の形態では、絶縁部材６００は、バスバー７００の位置規制等を行うバスバーホルダであることとしたが、基板、リレー、ヒューズ、シャント抵抗、コネクタ、または、配線等の電気部品が固定される絶縁部材でもよいし、その他どのような絶縁部材でもよい。つまり、絶縁部材６００は、Ｚ軸方向（第三方向）において蓄電素子２００に対向して配置される絶縁部材であれば、どのような絶縁部材でもよい。

上記実施の形態では、絶縁部材６００は、一部材で構成されることとしたが、複数の部材で構成されてもよい。絶縁部材６００を一部材で構成すれば、絶縁部材６００の構成を簡素にできる。

　上記実施の形態では、絶縁部材６００は、一対のサイド部材５００の双方に取り付けられることとしたが、一対のサイド部材５００のうちのいずれか一方にしか取り付けられなくてもよい。

　上記実施の形態では、サイド部材５００は、開口部５１１として、サイド部材本体５１０をＹ軸方向に貫通する貫通孔を備えるが、サイド部材５００は、サイド部材本体５１０の絶縁部材６００（突出部６２０）に対向する面がＹ軸方向に凹んだ凹部を備えてもよい。図８Ａに示すように、絶縁部材６００の突出部６２０の第二突出部６２２が、サイド部材５００のサイド部材本体５１０の凹部５１２に挿入されることで、絶縁部材６００が、Ｚ軸方向の両側でサイド部材５００と接触可能な状態で配置される。図８Ａは、本実施の形態の変形例に係る絶縁部材６００がサイド部材５００に取り付けられた状態での構成を示す断面図である。図８Ａは、図６の（ｃ）に対応する図である。

　上記実施の形態では、絶縁部材６００の突出部６２０の第二突出部６２２は、Ｘ軸方向に長尺な形状を有していることとしたが、円柱形状等、Ｘ軸方向に短い形状でもよい。この場合、サイド部材５００の開口部５１１についても、Ｘ軸方向に延びない構成を採用できる。

　上記実施の形態では、絶縁部材６００に突出部６２０が設けられ、サイド部材５００に突出部６２０が挿入される開口部５１１が設けられることとしたが、サイド部材５００に突出部が設けられ、絶縁部材６００に当該突出部が挿入される開口部または凹部が設けられてもよい。

　サイド部材が備える凹部は、サイド部材本体５１０の絶縁部材６００（突出部６２０）に対向する面がＹ軸方向に凹んだ凹部でなくてもよい。図８Ｂに示すように、サイド部材５００が突出部５１３を備え、突出部５１３によって凹部が形成されてもよい。言い換えれば、サイド部材５００が突出部５１３を備え、突出部５１３の間に凹部が形成されてもよい。図８Ｂは、本実施の形態の変形例に係る絶縁部材６００がサイド部材５００に取り付けられた状態での構成を示す断面図である。図８Ｂは、図６の（ｃ）に対応する図である。

　上記実施の形態では、複数の突出部６２０は、間隔を空けてＸ軸方向（第一方向）に並んで配置されることとしたが、間隔を空けずに配置されてもよいし、Ｚ軸方向またはその他の方向に並んで配置されてもよい。この場合、開口部５１１は、複数の突出部６２０の配置位置に対応する位置、大きさ及び形状で形成される。

　上記実施の形態では、絶縁部材６００及びサイド部材５００に、複数の突出部６２０及び１つの開口部５１１が設けられて、複数の突出部６２０が１つの開口部５１１に挿入されることとしたが、１つの突出部６２０が１つの開口部５１１に挿入される構成でもよい。つまり、絶縁部材６００に１つの突出部６２０しか設けられておらず、当該１つの突出部６２０が１つの開口部５１１に挿入されてもよい。サイド部材５００に、複数の突出部６２０のそれぞれに対応した複数の開口部５１１が設けられており、それぞれの突出部６２０がそれぞれの開口部５１１に挿入されてもよい。

　上記実施の形態では、突出部６２０が開口部５１１に挿入されることで、絶縁部材６００がサイド部材５００に取り付けられることとしたが、突出部６２０は、スナップフィット構造または潰しリブ構造等によって開口部５１１に嵌合（圧入）されてもよい。これにより、突出部６２０と開口部５１１との寸法公差を吸収したりガタツキを抑制できる。例えば図８Ｃに示すように、突出部６２０の第二突出部６２２が、スナップフィット構造によってサイド部材５００のサイド部材本体５１０の凹部５１２に挿入されることで、絶縁部材６００が、Ｚ軸方向の両側でサイド部材５００と接触可能な状態で配置される。この場合、絶縁部材６００は、Ｙ軸方向においてもサイド部材５００と接触可能な状態で配置される。図８Ｃは、本実施の形態の変形例に係る絶縁部材６００がサイド部材５００に取り付けられた状態での構成を示す断面図である。図８Ｃは、図６の（ｃ）に対応する図である。

　上記実施の形態では、複数の突出部６２０の間の空間６３０にスペーサ３００が挿入されることとしたが、空間６３０には、スペーサ３００以外の部材が挿入されてもよいし、何も挿入されない構成でもよい。

　上記実施の形態及びその変形例に含まれる構成要素を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

　本発明は、このような蓄電装置１０として実現できるだけでなく、サイド部材５００と絶縁部材６００との組み合わせとしても実現できる。

　本発明は、リチウムイオン二次電池等の蓄電素子を備えた蓄電装置等に適用できる。

　１０　蓄電装置
　１００　外装体
　２００　蓄電素子
　２１０　容器
　２３１　ガス排出弁
　２４０　電極端子
　３００　スペーサ
　４００　エンド部材
　４００ａ、５００ａ　接続部材
　５００　サイド部材
　５１０　サイド部材本体
　５１１、６１１　開口部
　５１２　凹部
　５１３　突出部
　５２０　サイド部材壁部
　５２１　貫通孔
　６００　絶縁部材
　６１０　絶縁部材本体
　６１２　流路形成部
　６２０　突出部
　６２１　第一突出部
　６２２　第二突出部
　６３０　空間
　７００　バスバー

Claims

　蓄電素子と、
　第一方向において前記蓄電素子を挟む一対のエンド部材と、
　前記第一方向と交差する第二方向において前記蓄電素子に対向して配置され、前記一対のエンド部材を繋ぐサイド部材と、
　前記第一方向及び前記第二方向と交差する第三方向において前記蓄電素子に対向して配置される絶縁部材と、を備え、
　前記絶縁部材及び前記サイド部材の一方は、前記絶縁部材及び前記サイド部材の他方に向けて突出する突出部を有し、前記絶縁部材及び前記サイド部材の前記他方は、前記突出部が挿入される開口部または凹部を有し、
　前記突出部が前記開口部または前記凹部に挿入されることで、前記絶縁部材が前記サイド部材に取り付けられる
　蓄電装置。
　前記絶縁部材及び前記サイド部材の前記一方は、前記絶縁部材であり、
　前記突出部は、前記第二方向において前記サイド部材に向けて突出して配置される
　請求項１に記載の蓄電装置。
　前記絶縁部材及び前記サイド部材の前記一方は、複数の前記突出部を有し、
　複数の前記突出部が１つの前記開口部または前記凹部に挿入されることで、前記絶縁部材が前記サイド部材に取り付けられる
　請求項１または２に記載の蓄電装置。
　複数の前記突出部は、前記第一方向において、間隔を空けて並んで配置され、
　複数の前記突出部が、前記第一方向に延びる前記開口部または前記凹部に挿入されることで、前記絶縁部材が前記サイド部材に取り付けられる
　請求項３に記載の蓄電装置。
　前記第一方向において前記蓄電素子と並んで配置されるスペーサをさらに備え、
　前記スペーサは、複数の前記突出部の間の空間に挿入されて配置される
　請求項４に記載の蓄電装置。