特許ウォッチ

公開番号2025083545
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2025042360,2022178993
出願日2025-03-17,2022-11-08
発明の名称電極構造体
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 50/262 20210101AFI20250523BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】拘束時の面圧分布の偏りを抑制し、かつ、装置の複雑化・大型化を抑制可能な電池構造体を提供する。
【解決手段】冷却構造体を介して複数の蓄電モジュールが積層された蓄電モジュール積層体と、積層方向の内側に圧力をかけて蓄電モジュール積層体を拘束する拘束治具と、を備え、冷却構造体を挟んで隣接する蓄電モジュールは冷却構造体を介して電気的に接続されており、冷却構造体はその内部に冷媒が流れる冷却流路を備えており、冷却構造体は積層方向に弾性変形可能である、電極構造体である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
冷却構造体を介して複数の蓄電モジュールが積層された蓄電モジュール積層体と、
積層方向の内側に圧力をかけて前記蓄電モジュール積層体を拘束する拘束治具と、を備え、
前記冷却構造体を挟んで隣接する前記蓄電モジュールは前記冷却構造体を介して電気的に接続されており、
前記冷却構造体はその内部に冷媒が流れる冷却流路を備え、かつ、積層方向に並ぶ２枚の板状部材と、２枚の前記板状部材を接続する複数の支柱と、２枚の前記板状部材に接続された積層方向に変形可能な複数の変形可能支柱と、２枚の前記板状部材の間に配置される前記冷却流路と、を備えており、
前記冷却構造体は積層方向に弾性変形可能である、
電極構造体。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記拘束治具は、前記蓄電モジュール積層体の積層方向の両端面に配置される拘束板と、前記拘束板で前記蓄電モジュール積層体を積層方向に挟むように拘束する拘束部材と、を備え、
前記拘束部材は前記拘束板の幅方向の両端部に配置されており、
前記冷却構造体において、前記支柱は２枚の前記板状部材に挟まれた領域の幅方向の両端部以外の部分に配置されており、前記変形可能支柱は前記領域の幅方向の両端部に配置されている、
請求項１に記載の電極構造体。
【請求項３】
前記拘束治具は、前記蓄電モジュール積層体の積層方向の両端面に配置される拘束板と、前記拘束板で前記蓄電モジュール積層体を積層方向に挟むように拘束する拘束部材と、を備え、
前記拘束部材は前記拘束板の幅方向の両端部に配置されており、
前記冷却構造体は、積層方向に並ぶ２枚の板状部材と、２枚の前記板状部材を接続する複数の支柱と、２枚の前記板状部材の間に配置される前記冷却流路と、を備え、
前記支柱は２枚の前記板状部材に挟まれた領域の幅方向の両端部以外の部分に配置されている、
請求項１に記載の電極構造体。
【請求項４】
前記冷却流路全体にメッシュ状の金属部材が充填されている、請求項３に記載の電極構造体。
【請求項５】
前記蓄電モジュール積層体の面圧分布において、最大面圧と最小面圧との差が４０ｋＰａ～１６０ｋＰａである、
請求項１～４のいずれか１項に記載の電極構造体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本願は電極構造体に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、冷却板を介して複数の蓄電モジュールが積層された蓄電モジュール積層体を、拘束治具を用いて拘束する電極構造体が知られている。このような電極構造体では、冷却板が蓄電モジュールに接触しているため、蓄電モジュールが充放電により発熱したとしても、その熱は冷却板に伝熱し、冷却板から放熱することができる。
【０００３】
このような電池構造体を開示する文献として、特許文献１，２がある。特許文献１、２は、冷却板の放熱性を高めるため、冷却板に冷媒が流通する流路が設けられた電池構造体を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－７６１８７号公報
特開２０１９－２１５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の電極構造体では、拘束治具を用いて蓄電モジュール積層体に対し積層方向の内側に圧力をかけて、蓄電モジュール積層体を拘束している。拘束治具は、通常、蓄電モジュール積層体の積層方向の両端面に配置される拘束板と、拘束板の端部に備えられた拘束部材（例えば、ボルト及びナット）と、を備えており、拘束部材で拘束板を拘束することにより、蓄電モジュール積層体に積層方向の内部に向かう圧力を付与することができる。
【０００６】
ここで、拘束板によって蓄電モジュール積層体に拘束圧を付与した際、拘束部材からの距離が近い部分ほど付与される圧力が大きくなり、拘束部材から距離が遠い部分ほど付与される圧力が小さく問題がある。そうすると、拘束部材から近い部分と遠い部分との間で付与される圧力に差が生じ、蓄電モジュール積層体の面圧分布に偏りが生じる問題がある。面圧分布の偏りは、大面積の蓄電モジュールを用いた場合により顕著となる。
【０００７】
このような問題に対し、特許文献２では、拘束板と蓄電モジュールとの間に絶縁性の弾性部材（例えば、ゴム）を配置することにより、蓄電モジュール積層体の面圧分布の均一化を図っていた。しかしながら、電池構造体において、部材点数が増加することは、装置の複雑化・大型化につながるため好ましくない。例えば、弾性部材の厚みを低減させることである程度の装置の大型化を抑制できるが、面圧分布の偏りを抑制する効果も低減する。
【０００８】
そこで、本開示の主な目的は、拘束時の面圧分布の偏りを抑制し、かつ、装置の複雑化・大型化を抑制可能な電池構造体を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は上記課題を解決するための一つの態様として、冷却構造体を介して複数の蓄電モジュールが積層された蓄電モジュール積層体と、積層方向の内側に圧力をかけて蓄電モジュール積層体を拘束する拘束治具と、を備え、冷却構造体を挟んで隣接する蓄電モジュールは冷却構造体を介して電気的に接続されており、冷却構造体はその内部に冷媒が流れる冷却流路を備えており、冷却構造体は積層方向に弾性変形可能である、電極構造体を提供する。
【００１０】
上記電極構造体において、冷却構造体は、積層方向に並ぶ２枚の板状部材と、２枚の板状部材を接続する複数の支柱と、２枚の板状部材に接続された積層方向に変形可能な複数の変形可能支柱と、２枚の板状部材の間に配置される冷却流路と、を備えていてもよい。
この場合において、拘束治具は、蓄電モジュール積層体の積層方向の両端面に配置される拘束板と、拘束板で蓄電モジュール積層体を積層方向に挟むように拘束する拘束部材と、を備え、拘束部材は拘束板の幅方向の両端部に配置されていてもよい。また、支柱は２枚の板状部材に挟まれた領域の幅方向の両端部以外の部分に配置されており、変形可能支柱は当該領域の幅方向の両端部に配置されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許