JP7631866B2 - 組電池 - Google Patents

Description

本開示は、組電池に含まれる複数の単電池間の構成に関する。

組電池としては、たとえば、直方形状の外形を有する単電池が複数個積層されて構成される。単電池間には、スペーサが配置され、単電池に作用する拘束荷重を調整し得る。

たとえば、特開２０１９－１２８９８０号公報（特許文献１）には、複数の単電池を積層して構成される組電池において、積層された単電池間に、拘束荷重（拘束圧）を調節する圧力調節部材が設けられる構成が開示される。そして、この圧力調節部材は、液体を保持可能な液体保持部と、液体を貯蔵可能な空間を有する液体貯蔵部を有する。この圧力調整部材は、単電池の充放電によって生じる単電池の外形の膨張・収縮によって、一定以上の押圧が発生すると液体が貯蔵部から保持部へと移動することによって変形する。そして、一定以上の押圧が解除されると、保持部の液体が貯蔵部へと移動することにより、拘束荷重が一定に保持される。

特開２０１９－１２８９８０号公報

しかしながら、上述の圧力調節部材による拘束荷重の一定の保持は、単電池の外形の変形が一定の変化幅の中で収まることを前提としており、単電池の経年劣化によって拘束荷重が増加する方向に変化幅が変化していくことについては想定されていない。単電池は、経年劣化にともなって内部でガスが発生し、単電池の外形が膨張し、単電池内の圧力の増加することによって拘束荷重が増加していく。そのため、拘束荷重を一定に保持することができない場合がある。

本開示は、上述した課題を解決するためになされたものであって、その目的は、経年劣化による拘束荷重の増加を抑制する組電池を提供することである。

本開示のある局面に係る組電池は、直方形状の外形を有し、予め定められた配置方向に配置された状態で拘束される複数の単電池と、単電池間に設けられ、単電池間を絶縁する板状の複数のスペーサと、スペーサ間に設けられる絶縁部材とを備える。絶縁部材は、スペーサよりも高い硬度を有し、スペーサ間の複数の箇所において絶縁部材を挟む２つのスペーサの各々に接触するように設けられ、かつ、拘束荷重の増加によって２つのスペーサ間が最小となる場合でも絶縁部材がスペーサを貫通しない配置方向の厚さを有する。

このようにすると、充放電による単電池の膨張に加えて、経年劣化により単電池が膨張することによって拘束荷重が増加した場合には、スペーサよりも高い硬度を有する絶縁部材がスペーサにめり込むことで拘束荷重が想定以上に増加することを抑制することができる。これにより、拘束荷重を一定に保持することができる。

本開示のある局面に係る組電池は、直方形状の外形を有し、予め定められた配置方向に配置された状態で拘束される複数の単電池と、上記単電池間に設けられ、上記単電池間を絶縁する板状の複数のスペーサと、上記スペーサ間に設けられ、上記スペーサよりも高い硬度を有する複数の突っ張り部材とを備える。上記複数の突っ張り部材は、上記配置方向から見た場合に上記単電池の中央領域に対応する第１領域に配置された第１突っ張り部材と、上記配置方向と直交する上記単電池の高さ方向において、上記中央領域の両外側に位置する外側領域に対応する第２領域に設けられた第２突っ張り部材とを含む。上記第１突っ張り部材は、拘束荷重の増加によって上記２つのスペーサ間の隙間が最小となった状態において、上記スペーサを貫通せずに上記スペーサにめり込んだ状態となるように設けられている。

一般的に、単電池が膨張する場合には、単電池の中央領域が単電池の周辺領域よりも大きく膨張する。このため、単電池が膨張して、拘束荷重の増加によって２つのスペーサ間の隙間が小さくなった場合には、単電池の中央領域に大きな負荷が掛かる。

本開示の組電池にあっては、経年劣化により単電池が膨張することによって拘束荷重が増加して２つのスペーサ間の隙間が小さくなった場合に、中央領域に対応する第１領域に配置された第１突っ張り部材が、スペーサにめり込む。これにより、スペーサが塑性変形することで拘束荷重を吸収する。このため、単電池の中央領域に負荷される荷重が軽減され、この結果、単電池の中央領域と単電池の周辺領域とで拘束荷重に差が生じることを抑制できる。

上記本開示のある局面に係る組電池にあっては、上記第１突っ張り部材は、上記第２突っ張り部材よりも上記スペーサにめり込むように構成されていることが好ましい。

このように構成することにより、拘束荷重の増加によって２つのスペーサ間の隙間が小さくなった場合に、単電池の中央領域に負荷される荷重をより確実に軽減させることができる。

上記本開示のある局面に係る組電池にあっては、上記第１突っ張り部材と上記スペーサとの間に、弾性体が配置されていてもよい。

このように弾性体を配置することにより、単電池に中央領域に負荷される荷重をさらに軽減することができ、単電池の中央領域と単電池の周辺領域とで拘束荷重に差が生じることをさらに抑制できる。

上記本開示のある局面に係る組電池は、上記スペーサ間に配置され、上記第１突っ張り部材および上記第２突っ張り部材を保持する保持部材をさらに備えていてもよい。この場合には、上記第１突っ張り部材は、拘束荷重の増加によって上記２つのスペーサ間の隙間が小さくなった場合に、上記保持部材にめり込むように設けられていてもよい。

このように構成することにより、第１突っ張り部材が保持部材にめり込み、保持部材が塑性変形することにより、単電池の中央領域に負荷される拘束荷重を緩和させることができる。

上記本開示のある局面に係る組電池にあっては、前記第２突っ張り部材は、弾性部材で構成されていてもよい。

このように構成することにより、拘束荷重の増加によって２つのスペーサ間の隙間が小さくなった場合に、弾性部材が２つのスペーサ間が広がる方向に反力を作用させることで、単電池の周辺領域に負荷される荷重を増加させることができる。これにより、単電池の中央領域と単電池の周辺領域とで拘束荷重に差が生じることを抑制できる。

本開示によると、経年劣化による拘束荷重の増加を抑制する組電池を提供することができる。

実施の形態１における組電池の構成の一例を示す図である。 組電池に作用する充放電に伴う拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。 組電池に作用する経年劣化に伴う拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。 組電池に作用する全体の拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。 荷重調整機構の詳細な構成を示す断面図である。 荷重調整機構を構成する各部材の厚さを説明するための図である。 位置決め部材に設けられる複数の絶縁性剛体の配置の一例を説明するための図である。 組電池１の荷重調整機構の作用を説明するための図である。 実施の形態１に係る組電池に作用する充放電に伴う拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。 実施の形態１に係る組電池に作用する経年劣化に伴う拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。 実施の形態１に係る組電池に作用する全体の拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。 変形例における複数の絶縁性剛体の配置の第１例を説明するための図である。 変形例における複数の絶縁性剛体の配置の第２例を説明するための図である。 変形例における複数の絶縁性剛体の配置の第３例を説明するための図である。 変形例における複数の絶縁性剛体の配置の第４例を説明するための図である。 変形例における複数の絶縁性剛体の配置の第５例を説明するための図である。 変形例における絶縁性剛体の断面形状の第１例を説明するための図である。 変形例における絶縁性剛体の断面形状の第２例を説明するための図である。 変形例における絶縁性剛体の断面形状の第３例を説明するための図である。 変形例における荷重調整機構の詳細な構成を示す断面図である。 変形例における第２スペーサに配置される複数の絶縁性剛体の第１配置例を説明するための図である。 変形例における第１スペーサの構成を説明するための図である。 変形例に係る組電池の荷重調整機構の作用を説明するための図である。 他の変形例における荷重調整機構の詳細な構成を示す断面図である。 変形例における第２スペーサに配置される複数の絶縁性剛体の第２配置例を説明するための図である。 変形例における第１スペーサに配置される複数の絶縁性剛体の配置例を説明するための図である。 変形例における絶縁性剛体の断面形状の第４例を説明するための図である。 変形例における絶縁性剛体の断面形状の第５例を説明するための図である。 実施の形態２に係る組電池の縦断面図である。 図２９に示すＸＸＸ－ＸＸＸ線に沿った断面図である。 実施の形態２に係る組電池に具備される荷重調整機構を構成する各部材の厚さを説明するための図である。 変形例における第１突っ張り部材の断面形状の第１例を示す図である。 変形例における第１突っ張り部材の断面形状の第２例を示す図である。 比較例１における組電池の初期状態を示す組電池の断面図である。 比較例１の初期状態において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 比較例１の初期状態において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 比較例１の使用中期における単電池の状態を示す断面図である。 比較例１の使用中期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 比較例１の使用中期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 比較例１の使用末期における単電池の状態を示す断面図である。 比較例１の使用末期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 比較例１の使用末期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 比較例２における組電池の初期状態を示す断面図である。 比較例２の初期状態において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 比較例２の初期状態において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 比較例２の使用中期における組電池の状態を示す断面図である。 比較例２の使用中期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 比較例２の使用中期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 比較例２の使用末期における単電池の状態を示す断面図である。 比較例２の使用末期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 比較例２の使用末期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 参考例１における組電池の初期状態を示す断面図である。 参考例１の初期状態において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 参考例１の初期状態において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 参考例１の使用中期における組電池の状態を示す断面図である。 参考例１の使用中期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 参考例１の使用中期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 参考例１の使用末期における単電池の状態を示す断面図である。 参考例１の使用末期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 参考例１の使用末期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 実施の形態２における組電池の初期状態を示す断面図である。 実施の形態２の初期状態において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 実施の形態２の初期状態において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 実施の形態２の使用中期における組電池の状態を示す断面図である。 実施の形態２の使用中期において弾性体が変形する様子を示す図である。 実施の形態２の使用中期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 実施の形態２の使用中期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 実施の形態２の使用末期における単電池の状態を示す断面図である。 実施の形態２の使用末期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 実施の形態２の使用末期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 実施の形態３に係る組電池の縦断面図である。 実施の形態４に係る組電池の縦断面図である。 第１変形例における第１突っ張り部材および第２突っ張り部材の形状を示す断面図である。 第２変形例における第１突っ張り部材および第２突っ張り部材の形状を示す断面図である。 実施の形態５における組電池の初期状態を示す断面図である。 実施の形態５の初期状態において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 実施の形態５の初期状態において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。 実施の形態５の使用末期における組電池の状態を示す断面図である。 実施の形態５の使用末期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。 実施の形態５の使用末期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る組電池１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、組電池１は、エンドプレート７、８と、拘束バンド９と、複数の単電池１０とを備える。複数の単電池１０は、予め定められた配置方向に沿って一列に複数個（たとえば、１０個）配置される。また、複数の単電池１０は、厚さ方向の端面が隣接する単電池１０の厚さ方向の端面と対向するように配置される。複数の単電池１０の間の各々には、荷重調整機構２０が設けられる。複数の単電池１０と、荷重調整機構２０とによって電池列４０が形成されている。

電池列４０には、予め定められた配置方向から挟み込むようにエンドプレート７，８が設けられる。電池列４０およびエンドプレート７，８には、配置方向についてエンドプレート７，８間の距離が拡大することを抑制するように拘束バンド９が設けられる。

拘束バンド９は、単電池１０の上面側であって、かつ、幅方向についての両端部と、単電池１０の下面側であって、かつ、幅方向についての両端部との４箇所に設けられる。

単電池１０は、密閉型の二次電池であり、上面に開口部を有する直方形状の電池ケース１１と、開口部を閉塞（封止）する蓋体１３と、電源ケース１１内に収容される扁平形状の電極体（図示せず）とを含む。蓋体１３には、安全弁１３ｊと、正極外部端子１９ｂと、負極外部端子１９ｃとが設けられる。蓋体１３の全周が溶接によって電池ケース１１の開口部に接合されている。これにより、単電池１０内が密閉状態とされている。

電極体は、たとえば、シート状の正極および負極をシート状のセパレータ（いずれも図示せず）を介して捲回して構成される。この電極体には、正極外部端子１９ｂと電気的に接続する正極接続部材と、負極外部端子１９ｃと電気的に接続する負極接続部材とが溶接されている。

実施の形態１に係る組電池１では、複数の単電池１０と荷重調整機構２０とによって構成される電池列４０に対し、この電池列４０を挟むエンドプレート７，８によって配置方向に所定の拘束荷重（圧縮荷重）を加えた状態で、これらを４つの拘束バンド９を組み付けることにより、電池列４０とエンドプレート７，８とが一体的に拘束される。

また、図１に示すように、組電池１では、配置方向において隣り合う単電池１０の正極外部端子１９ｂと負極外部端子１９ｃとが、バスバー３により電気的に接続されている。

より詳細には、バスバー３は、矩形形状の金属板によって構成され、正極外部端子１９ｂおよび負極外部端子１９ｃを挿通可能とする貫通孔が２つ形成されている。バスバー３の一方の貫通孔内に正極外部端子１９ｂを挿通させた状態で、正極外部端子１９ｂの雄ねじにナット５を螺合させて、負極外部端子１９ｃとバスバー３とが締結される。このようにして、隣接する単電池１０がバスバー３によって接続されることによって、組電池１を構成する複数の単電池１０が電気的に直列に接続される。

上述したような構成を有する組電池１の充放電時においては、単電池１０の膨張と収縮とに起因して拘束荷重の変動が生じる。

図２は、組電池１に作用する充放電に伴う拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。図２の縦軸は、拘束荷重を示す。図２の横軸は、時間を示す。図２に示すように、充放電によって単電池１０が膨張する場合には、拘束荷重が増加していく。そして、充放電が停止するなどして単電池１０が収縮する場合には、拘束荷重が減少していく。このように、充放電が繰り返されることにより充放電に伴う拘束荷重は一定の変化幅内で増減を繰り返す。

このような組電池１の拘束荷重の変動は、たとえば、単電池１０間に配置された荷重調整機構２０によって、拘束荷重を一定に保持し得る。

しかしながら、このような組電池１の充放電時における拘束荷重の変動は、一定の変化幅の中に納まるため、これらの変動に加えて、単電池１０の経年劣化による拘束荷重の増加が発生する場合に、拘束荷重を一定に保持できない場合がある。

図３は、組電池１に作用する経年劣化に伴う拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。図３の縦軸は、拘束荷重を示す。図３の横軸は、時間を示す。図３に示すように、経年劣化することによって単電池１０内にガスが発生して単電池１０の外形が膨張する場合には、ガス量の増加にともなって単電池１０内の圧力が増加し、圧力の増加にともない単電池１０の外形の膨張量が増加する。単電池１０の外形が膨張した結果、拘束荷重が増加していくこととなる。

これにより、組電池１に作用する全体の拘束荷重は増加する傾向を示す。図４は、組電池１に作用する全体の拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。図４の縦軸は、拘束荷重を示す。図４の横軸は、時間を示す。図４に示すように、組電池１に作用する全体の拘束荷重は、充放電により一定の変化幅の範囲内で増減を繰り返しつつ、経年劣化に伴う拘束荷重の増加によって一定の変化幅を示す範囲が、拘束荷重が増加する方向に移動していく。

そのため、組電池１の充放電時の拘束荷重の変動に加えて、電池セルの経年劣化による変化幅が移動することによって拘束荷重を一定に保持できない場合がある。

そこで、実施の形態１においては、組電池１の荷重調整機構２０が以下のように構成されるものとする。すなわち、荷重調整機構２０は、単電池１０間に設けられ、単電池１０を絶縁する板状の複数のスペーサと、スペーサ間に設けられる絶縁部材とを備えるものとする。絶縁部材は、スペーサよりも高い硬度を有し、スペーサ間の複数の箇所において絶縁部材を挟む２つのスペーサの各々に接触するように設けられ、かつ、拘束荷重の増加によって２つのスペーサ間の隙間が最小となる場合でも絶縁部材がスペーサを貫通しない配置方向の厚さを有するものとする。

このようにすると、充放電による単電池１０の膨張に加えて、経年劣化により単電池１０が膨張することによって拘束荷重が増加した場合には、スペーサよりも高い硬度を有する絶縁部材がスペーサにめり込むことで拘束荷重が想定以上に増加することを抑制することができる。絶縁部材は、２つのスペーサ間の隙間が小さくなった際に、スペーサ間で突っ張る突っ張り部材として機能する。なお、以下の説明において、絶縁部材は、絶縁性剛体と記載する。

図５は、荷重調整機構２０の詳細な構成を示す断面図である。図５に示すように、荷重調整機構２０は、第１スペーサ２１と、第２スペーサ２２と、位置決め部材（保持部材）２３と、絶縁性剛体２４，２５，２６とを含む。

第１スペーサ２１と第２スペーサ２２とは、いずれも板状の部材であって、単電池１０の厚さ方向の端面と略同じ矩形形状を有する。第１スペーサ２１および第２スペーサ２２とは、隣接する単電池１０と当接して設けられる。第１スペーサ２１と第２スペーサ２２との間には、配置方向からみて第１スペーサ２１または第２スペーサ２２と略同じ矩形形状を有する位置決め部材２３が設けられる。

位置決め部材２３の複数の箇所には、絶縁性剛体２４，２５，２６を含む複数の絶縁性剛体が設けられる。複数の絶縁性剛体の位置は、位置決め部材２３によって制限される。位置決め部材２３には、複数の箇所に貫通孔が設けられる。複数の絶縁性剛体は、位置決め部材２３の所定の位置に設けられる貫通孔に圧入されて高さ方向および幅方向の位置が制限される。なお、圧入に加えてまたは代えて接着剤による接着が行なわれてもよい。図５においては、複数の絶縁性剛体のうちの絶縁性剛体２４，２５，２６を含む断面が示される。

第１スペーサ２１、第２スペーサ２２および位置決め部材２３の各々は、たとえば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）のうちのいずれかの材料を用いて構成される。第１スペーサ２１，第２スペーサ２２および位置決め部材２３は、いずれも同じ材料を用いて構成されてもよいし、いずれも異なる材料を用いて構成されてもよいし、少なくともいずれか１つが他と異なる材料を用いて構成されてもよい。

複数の絶縁性剛体は、いずれも第１スペーサ２１および第２スペーサ２２よりも高い硬度を有する材料を用いて構成される。複数の絶縁性剛体の各々は、たとえば、アルミナやジルコニアなどのセラミック材料を用いて構成される。

図５に示されるように、絶縁性剛体２４，２５，２６の単電池１０の幅方向から視た断面は、予め定められた形状を有する。実施の形態１においては、絶縁性剛体２４，２５，２６の単電池１０の幅方向から視た断面は、たとえば、多角形状を有するものとする。具体的には、絶縁性剛体２４，２５，２６の断面は、たとえば、幅方向から視て上下左右対称の八角形の形状を有する。複数の絶縁性剛体は、すべて同じ形状を有するものとする。なお、複数の絶縁性剛体の単電池の１０の厚さ方向から視た断面は、たとえば、円形状であるものとする。

図６は、荷重調整機構を構成する各部材の厚さを説明するための図である。図６には、図５の枠線部分を拡大した図が示される。図６に示すように、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の厚さ（配置方向における長さ、以下同じ）をｔｐ１とし、位置決め部材の厚さをｔｐ２とし、絶縁性剛体２５の厚さをｔｒとする。この場合、各部材の厚さは、ｔｐ２＜ｔｒ＜ｔｐ２＋２×ｔｐ１の式で示される大小関係が成立するように設定される。上記式は、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２間の隙間が最小となる場合でも絶縁性剛体２５が第１スペーサ２１および第２スペーサ２２を貫通しない配置方向の厚さを絶縁性剛体２５が有するように設定される。

図７は、位置決め部材２３に設けられる複数の絶縁性剛体の配置の一例を説明するための図である。図７に示すように、複数の絶縁性剛体（絶縁性剛体２４，２５，２６を含む）は、位置決め部材２３の平面に対して、高さ方向に３個ずつ、幅方向に１０個ずつ行列状にそれぞれ配置される。すなわち、位置決め部材２３には、３０個の絶縁性剛体が配置される。複数の絶縁性剛体は、高さ方向について予め定められた第１間隔をあけて配置されるとともに、幅方向について予め定められた第２間隔をあけて配置される。実施の形態１においては、第１間隔は、第２間隔よりも大きいものとして説明するが、第２間隔とは同じであってもよいし、第２間隔よりも小さくしてもよい。本実施の形態において、複数の絶縁性剛体２４，２５，２６のうち絶縁性剛体２５は、高さ方向における単電池１０の中央領域に対応する第１領域に配置された第１突っ張り部材に相当する。複数の絶縁性剛体２４，２６は、高さ方向において、上記中央領域の両外側に位置する単電池１０の外側領域に対応する第２領域に設けられた第２突っ張り部材に相当する。

複数の絶縁性剛体の幅方向および高さ方向の個数は、複数の絶縁性剛体の各々から第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に作用する拘束荷重が全体に拡散するように設定されればよく、図７に示す配置に限定されるものではない。また、複数の絶縁性剛体の位置は、単電池１０の充放電時の膨張と収縮が行なわれる状態、使用初期の経年劣化による膨張が生じていない状態、および、使用中期から後期の経年劣化による膨張が生じている状態を考慮して設定される。

上述のように構成される組電池１は、以下のような手順によって組付けられる。たとえば、第１スペーサ２１、第２スペーサ２２および位置決め部材２３が予め定められた矩形形状に成形される。位置決め部材２３の所定の位置に貫通孔が形成される。貫通孔に複数の絶縁性剛体が圧入される。単電池１０の厚さ方向が配置方向に一致するようにして１０個の単電池１０が配置される。単電池１０間に第１スペーサ２１と位置決め部材２３と第２スペーサ２２とを含む荷重調整機構２０が挿入される。このとき、位置決め部材２３は、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の間に配置される。そして、エンドプレート７，８で挟み込むようにして電池列４０に対して拘束荷重が作用される。この状態で、拘束バンド９によって電池列４０が拘束され組電池１が形成される。

以上のような構造に基づく実施の形態１に係る組電池１の荷重調整機構２０の作用について説明する。図８は、組電池１の荷重調整機構２０の作用を説明するための図である。図８（Ａ）の荷重調整機構２０に示すように、初期状態においては、絶縁性剛体２４，２５および２６は、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に対して接触した状態になる。単電池１０が初期状態である場合の充放電による単電池１０の膨張と収縮時には、第１スペーサ２１、第２スペーサ２２および絶縁性剛体２４，２５，２６の各々が弾性変形することによって拘束荷重が吸収されるため、単電池１０に想定以上の拘束荷重が作用することが抑制される。

図８（Ｂ）の荷重調整機構２０に示すように、経年劣化した後においては、単電池１０内においてガスが発生すると、ガス量の増加にともなって単電池１０の外形が膨張していく。その結果、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２間の隙間が小さくなるように第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の各々が移動する。そのため、第１スペーサ２１と位置決め部材２３との隙間および第２スペーサ２２と位置決め部材２３との隙間の各々が小さくなる。絶縁性剛体２４，２５，２６は、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２よりも高い硬度を有するため、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２にめり込んでいく。このとき、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２において塑性変形が生じる。そのため、ガス発生に伴う膨張により増加した拘束荷重が第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の塑性変形により吸収され、単電池１０に想定以上の拘束荷重が作用することが抑制される。

図９は、実施の形態１に係る組電池１に作用する充放電に伴う拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。図９の縦軸は、拘束荷重を示す。図２の横軸は、時間を示す。図９に示す拘束荷重の変化については、図２に説明した充放電に伴う拘束荷重の変化と同様である。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

図１０は、実施の形態１に係る組電池１に作用する経年劣化に伴う拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。図１０の縦軸は、拘束荷重を示す。図１０の横軸は、時間を示す。時間ｔ（０）になるまでの期間においては、図１０の実線に示すように、経年劣化することによって単電池１０内にガスが発生して単電池１０の外形が膨張する場合には、ガス量の増加にともなって単電池１０内の圧力が増加し、圧力の増加にともない単電池１０の外形の膨張量が増加する。単電池１０の外形が膨張した結果、拘束荷重が増加していくこととなる。

一方、時間ｔ（０）に到達すると、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に複数の絶縁性剛体がめり込み、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が塑性変形する。第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の塑性変形により拘束荷重が吸収されるともに弾性変形による反力が生じないため、図１０の破線に示すように、拘束荷重が減少する。

図１１は、実施の形態１に係る組電池１に作用する全体の拘束荷重の変化の一例を示すタイミングチャートである。図１１の縦軸は、拘束荷重を示す。図１１の横軸は、時間を示す。図１１の実線に示すように、時間ｔ（０）になるまでの期間においては、組電池１に作用する全体の拘束荷重は、充放電により一定の変化幅の範囲内で増減を繰り返しつつ、経年劣化に伴う拘束荷重の増加によって一定の変化幅を示す範囲が、拘束荷重が増加する方向に移動していく。

一方、図１１の破線に示すように、時間ｔ（０）に到達すると、経年劣化により増加した拘束荷重が第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の塑性変形により吸収されるため、変化幅を示す範囲が、拘束荷重が増加する方向に移動することが抑制される。これにより、単電池１０に想定以上の拘束荷重が作用することが抑制される。

以上のようにして、実施の形態１に係る組電池１によると、充放電による単電池１０の膨張に加えて、経年劣化により単電池１０が膨張することによって拘束荷重が増加した場合には、絶縁性剛体２４，２５，２６を含む複数の絶縁性剛体が第１スペーサ２１および第２スペーサ２２にめり込むことで拘束荷重が想定以上に増加することを抑制することができる。これにより、拘束荷重を一定に保持することができる。したがって、経年劣化による拘束荷重の増加を抑制する組電池を提供することができる。

以下、変形例について記載する。
上述の実施の形態１では、絶縁性剛体２４，２５，２６は、高さ方向と幅方向とに行列状配置されるものとして説明したが、特に行列状に配置されることに限定されるものではない。図１２は、変形例における複数の絶縁性剛体の配置の第１例を説明するための図である。図１２に示すように、複数の絶縁性剛体は、矩形形状の位置決め部材２３における対角線上に配置されてもよい。図１２においては、複数の絶縁性剛体を対角線に沿って等間隔で配置した場合を一例として示しているが、対角線に沿って等間隔に配置することに特に限定されるものではない。

さらに上述の実施の形態１では、絶縁性剛体２４，２５，２６は、高さ方向について３個配置されるものとして説明したが、特に高さ方向に設けられる個数は３個に限定されるものではない。図１３は、変形例における複数の絶縁性剛体の配置の第２例を説明するための図である。図１３に示すように、複数の絶縁性剛体は、位置決め部材２３の平面に対して、高さ方向に４個ずつ、幅方向に１０個ずつ行列状にそれぞれ配置されてもよい。

さらに上述の実施の形態１では、高さ方向に配置される絶縁性剛体の間隔が幅方向に配置される絶縁性剛体の間隔よりも長いものとして説明したが、特に限定されるものではない。図１４は、変形例における複数の絶縁性剛体の配置の第３例を説明するための図である。図１４に示すように、複数の絶縁性剛体は、位置決め部材２３の平面に対して、高さ方向に７個ずつ、幅方向に６個ずつ行列状に配置されるようにしてもよい。この場合において、高さ方向に配置される絶縁性剛体の間隔は、幅方向に配置される絶縁性剛体の間隔よりも短くなる。

さらに上述の実施の形態１では、複数の絶縁性剛体は、行列状に配置されるものとして説明したが、特にこのような配置に限定されるものではない。図１５は、変形例における複数の絶縁性剛体の配置の第４例を説明するための図である。図１５に示すように、複数の絶縁性剛体は、たとえば、位置決め部材２３の平面に設定される格子線上に配置されてもよい。すなわち、複数の絶縁性剛体は、位置決め部材２３の外縁から所定距離離れた位置に設定された枠線に沿って配置されるとともに、高さ方向について枠線の横線に平行な中央線に沿って配置されるとともに、幅方向について枠線の縦線に平行な２本の線に沿って配置されてもよい。

さらに上述の実施の形態１では、複数の絶縁性剛体は、行列状に配置されるものとして説明したが、特に規則的に配置されることに限定されるものではない。図１６は、変形例における複数の絶縁性剛体の配置の第５例を説明するための図である。図１６に示すように、複数の絶縁性剛体は、たとえば、無作為的に設定された予め定められた位置に配置されてもよい。

さらに上述の実施の形態１では、複数の絶縁性剛体は、高さ方向について３個ずつ均等な間隔で配置される場合を一例として説明したが、特に高さ方向に均等な間隔で配置されることに限定されるものではない。複数の絶縁性剛体は、たとえば、使用中期や末期において膨張状態になる単電池１０において拘束荷重が集中する単電池１０の高さ方向についての中央部分に集中的に設けられるようにしてもよい。

さらに上述の実施の形態１では、絶縁性剛体の幅方向から視た断面が八角形状である場合を一例として説明したが、特にこのような形状に限定されるものではない。絶縁性剛体は、たとえば、単電池１０の膨張によって第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の間の隙間が小さくなる場合に、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２のいずれも貫通しないようにするとともに、貫通した場合でも電池ケース１１を保護される断面形状が形成されてもよい。図１７は、変形例における絶縁性剛体の断面形状の第１例を説明するための図である。図１７に示すように、絶縁性剛体は、たとえば、矩形形状の断面を有していてもよい。このようにすると、先細りの断面形状である場合と比較して電池ケース１１との接触面積が大きくなるため、絶縁性剛体が仮に貫通しても絶縁性剛体から電池ケース１１に作用する力が分散し、電池ケース１１の保護が図れる。

さらに上述の実施の形態１では、絶縁性剛体の幅方向から視た断面が八角形状である場合を一例として説明したが、特にこのような形状に限定されるものではない。図１８は、変形例における絶縁性剛体の断面形状の第２例を説明するための図である。図１８に示すように、絶縁性剛体は、たとえば、楕円形状の断面を有していてもよい。

さらに上述の実施の形態１では、複数の絶縁性剛体がいずれも同じ断面形状を有するものとして説明したが、部位によって（たとえば、高さ方向や幅方向で位置が異なる場合）異なる断面形状を有するように複数の絶縁性剛体が構成されてもよい。

さらに上述の実施の形態１では、複数の絶縁性剛体が位置決め部材２３の貫通孔に圧入して配置されるものとして説明したが、特にこのような構成に限定されるものではない。複数の絶縁性剛体は、たとえば、位置決め部材２３の表面に接着されるようにしてもよい。図１９は、変形例における絶縁性剛体の断面形状の第３例を説明するための図である。図１９に示すように、絶縁性剛体は、２つの絶縁部材で構成され、位置決め部材２３の幅方向から視て左側表面と右側表面とにおける同じ高さ方向および同じ幅方向の位置に接着剤を用いて接着されてもよい。

さらに上述の実施の形態１では、複数の絶縁性剛体は、第１スペーサ２１と第２スペーサ２２との間に設けられる位置決め部材２３に配置されるものとして説明したが、たとえば、位置決め部材２３を省略し、第１スペーサ２１と第２スペーサ２２とのうちの少なくともいずれかに配置されてもよい。

図２０は、変形例における荷重調整機構２０の詳細な構成を示す断面図である。図２０に示すように、この変形例における荷重調整機構２０は、第１スペーサ２１と、第２スペーサ２２と、絶縁性剛体２９，３０，３１とを含む。なお、絶縁性剛体３０は、上述の第１突っ張り部材に相当し、絶縁性剛体２９、３１は、上述の第２突っ張り部材に相当する。

第１スペーサ２１および第２スペーサ２２は、第２スペーサ２２に絶縁性剛体２９，３０，３１を含む複数の絶縁性剛体が配置される点を除き、上述の実施の形態１における第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の形状および材質と同じである。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

第２スペーサ２２に設けられる複数の絶縁性剛体の材質については、上述の実施の形態１における絶縁性剛体２４，２５，２６と同じである。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

絶縁性剛体２９，３０，３１の断面は、予め定められた形状を有し、たとえば、六角形状を有する。具体的には、絶縁性剛体２９，３０，３１の断面は、第２スペーサ２２との接触面積が第１スペーサ２１との接触面積よりも大きくなるように第１スペーサ２１に近い方の端部が先細りした六角形状を有する。絶縁性剛体２９，３０，３１は、第１スペーサ２１と第２スペーサ２２との隙間が最小となる場合でも（すなわち、第１スペーサ２１と第２スペーサ２２とが接触する場合でも）第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が貫通しない配置方向の厚さを有する。絶縁性剛体２９，３０，３１は、第１スペーサ２１に対しては当接しており、かつ、第２スペーサ２２に対して接着剤を用いて接着される。

図２１は、変形例における第２スペーサ２２に配置される複数の絶縁性剛体の第１配置例を説明するための図である。図２１を示すように、複数の絶縁性剛体は、第２スペーサ２２に対して、高さ方向に３個ずつ、幅方向に１０個ずつ行列状に配置される。その結果、３０個の絶縁性剛体が第２スペーサ２２に対して配置される。図２２は、変形例における第１スペーサ２１の構成を説明するための図である。図２２に示すように、第１スペーサ２１には、絶縁性剛体は配置されない。

上述の変形例に係る組電池１は、以下のような手順で組付けられる。たとえば、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が予め定められた矩形形状に成形される。第２スペーサ２２の単電池１０と当接する面とは反対側の面に複数の絶縁性剛体が接着剤を用いて予め定められた位置に接着される。単電池１０の厚さ方向が配置方向に一致するようにして１０個の単電池１０が配置される。単電池１０間に第１スペーサ２１と第２スペーサ２２とを含む荷重調整機構２０が挿入される。そして、エンドプレート７，８で挟み込むようにして電池列４０に対して拘束荷重が作用される。この状態で、拘束バンド９によって電池列４０が拘束され組電池１が形成される。

以上のような構造に基づくこの変形例に係る組電池１の荷重調整機構２０の作用について説明する。図２３は、変形例に係る組電池１の荷重調整機構２０の作用を説明するための図である。初期状態においては、図２０で示したように、絶縁性剛体２９，３０，３１は、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に対して接触した状態になる。単電池１０が初期状態である場合の充放電による単電池１０の膨張と収縮時には、第１スペーサ２１、第２スペーサ２２および絶縁性剛体２９，３０，３１の各々が弾性変形することによって拘束荷重が吸収されるため、単電池１０に想定以上の拘束荷重が作用することが抑制される。

経年劣化した後においては、図２３に示すように、単電池１０内においてガスが発生すると、ガス量の増加にともなって単電池１０の外形が膨張していく。その結果、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の隙間が小さくなるように第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の各々が移動する。絶縁性剛体２９，３０，３１は、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２よりも高い硬度を有しているとともに第１スペーサ２１との接触面積が第２スペーサ２２の接触面積よりも小さいため第１スペーサ２１にめり込んでいく。このとき、第１スペーサ２１において塑性変形が生じる。そのため、ガス発生に伴う膨張により増加した拘束荷重が第１スペーサ２１の塑性変形により吸収され、単電池１０に想定以上の荷重が作用することが抑制される。

この変形例においては、複数の絶縁性剛体は、第２スペーサ２２の表面にのみ配置され、第１スペーサ２１に配置されないものとして説明したが、第１スペーサ２１の表面および第１スペーサ２１の表面に対向する第２スペーサ２２の表面の双方に配置されてもよい。

図２４は、他の変形例における荷重調整機構２０の詳細な構成を示す断面図である。この変形例における荷重調整機構２０は、第１スペーサ２１と、第２スペーサ２２と、絶縁性剛体３２、３３，３４，３５，３６，３７とを含む。なお、絶縁性剛体３４，３５は、上述の第１突っ張り部材に相当し、絶縁性剛体３２－３３，３６－３７は、上述の第２突っ張り部材に相当する。

第１スペーサ２１および第２スペーサは、絶縁性剛体３２、３３，３４，３５，３６，３７が配置される点を除き、上述の実施の形態１における第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の形状および材質と同じである。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

さらに、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に配置される絶縁性剛体３２、３３，３４，３５，３６，３７の材質については、上述の実施の形態１における絶縁性剛体２４，２５，２６と同じである。そのため、その詳細な説明は繰り返さない。

絶縁性剛体３２、３３，３４，３５，３６，３７の断面は、予め定められた形状を有し、たとえば、六角形状を有する。具体的には、絶縁性剛体３３，３５，３７の断面は、第１スペーサ２１との接触面積が第２スペーサ２２との接触面積よりも大きくなるように第２スペーサ２２に近い方の端部が先細りした六角形状を有する。さらに、絶縁性剛体３３，３５，３７は、第２スペーサ２２に対しては当接しており、かつ、第１スペーサ２１に対して接着剤を用いて接着される。さらに、絶縁性剛体３２，３４，３６の断面は、第２スペーサ２２との接触面積が第１スペーサ２１との接触面積よりも大きくなるように第１スペーサ２１に近い方の端部が先細りした六角形状を有する。絶縁性剛体３２，３４，３６は、第１スペーサ２１に対しては当接しており、かつ、第２スペーサ２２に対して接着剤を用いて接着される。

図２５は、変形例における第２スペーサ２２に配置される複数の絶縁性剛体の第２配置例を説明するための図である。図２５に示すように、複数の絶縁性剛体は、第２スペーサ２２に対して高さ方向に３個ずつ、幅方向に１０個ずつ行列状に配置される。その結果、３０個の絶縁性剛体が第２スペーサ２２に対して配置される。

図２６は、変形例における第１スペーサ２１に配置される複数の絶縁性剛体の配置例を説明するための図である。図２６に示すように、複数の絶縁性剛体は、第１スペーサ２１に対して高さ方向に３個ずつ、幅方向に１０個ずつ行列状に配置される。その結果、３０個の絶縁性剛体が第１スペーサ２１に対して配置される。さらに、第１スペーサ２１に配置される複数の絶縁性剛体は、第１スペーサ２１と第２スペーサ２２とが単電池１０の間に組み付けられた状態で第２スペーサ２２に配置される複数の絶縁性剛体と対向しないように配置される。図２６においては、第１スペーサ２１に配置される複数の絶縁性剛体の各々は、第２スペーサ２２に設けられる複数の絶縁性剛体の各々に対向する位置から高さ方向に所定の距離だけずれた位置に配置される。なお、第１スペーサ２１に配置される複数の絶縁性剛体と、第２スペーサ２２に配置される複数の絶縁性剛体とは、単電池１０に組み付けられるときに互いに対向しない位置に配置されればよく、高さ方向および幅方向のうちの少なくともいずれかにずれた位置に配置されればよい。

なお、絶縁性剛体の厚さは、第１スペーサ２１と第２スペーサ２２との間の隙間が最小となる場合にも第１スペーサ２１および第２スペーサ２２を貫通しない厚さであればよく、たとえば、第１スペーサ２１の厚さおよび第２スペーサ２２の厚さよりも小さい厚さである。

この変形例では、絶縁性剛体の幅方向から視た断面形状は、図２４に示すように、六角形状を有する場合を一例として説明したが、特にこのような形状に限定されるものではない。

図２７は、変形例における絶縁性剛体の断面形状の第４例を説明するための図である。図２７に示すように、絶縁性剛体３８は、接着面以外が曲線で形成された半楕円形状を有していてもよい。図２８は、変形例における絶縁性剛体の断面形状の第５例を説明するための図である。図２８に示すように、絶縁性剛体３９は、対向する第１スペーサ２１に近くなるほど先細った形状を有していてもよい。

なお、上記した変形例は、その全部または一部を適宜組み合わせて実施してもよい。
一般的に、単電池に具備される電池要素として巻回電極体を用いる場合には、充放電、あるいは経年劣化による単電池の変形量（より特定的には電池要素の変形量）は、単電池の高さ方向における中央部とその両端部とで異なる。中央部が大きく変形するのに対して、両端部の変形は小さい。このため、高さ方向において拘束荷重にばらつきが生じる。

実施の形態２以降に記載の組電池にあっては、以下に説明するように、経年劣化による拘束荷重の増加を抑制しつつ、さらに高さ方向における拘束荷重のばらつきを抑制することができる。

（実施の形態２）
図２９は、実施の形態２に係る組電池の縦断面図である。図３０は、図２９に示すＸＸＸ－ＸＸＸ線に沿った断面図である。図２９および図３０を参照して、実施の形態２に係る組電池１Ａについて説明する。

図２９および図３０に示すように、実施の形態２に係る組電池１Ａは、実施の形態１に係る組電池１と比較した場合に、荷重調整機構２０Ａの構成が相違する。その他の構成は、ほぼ同様である。

荷重調整機構２０Ａは、第１スペーサ２１、第２スペーサ２２、位置決め部材（保持部材）２３、第１弾性体４１、第２弾性体４２、および複数の突っ張り部材５０とを含む。

第１スペーサ２１、第２スペーサ２２、および位置決め部材２３は、実施の形態１とほぼ同様の構成を有する。

複数の突っ張り部材５０は、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の間に設けられており、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２よりも高い硬度を有する。複数の突っ張り部材５０は、絶縁性剛体によって構成されている。たとえば、複数の突っ張り部材５０は、アルミナやジルコニアなどのセラミック材料を用いて構成される。

複数の突っ張り部材５０は、複数の第１突っ張り部材５１および複数の第２突っ張り部材５２を含む。

上記幅方向から見た第１突っ張り部材５１および第２突っ張り部材５２の断面形状は、たとえば、多角形状を有するものとする。具体的には、第１突っ張り部材５１および第２突っ張り部材５２の断面形状は、上記幅方向から見て上下左右対称の八角形の形状を有する。第２突っ張り部材５２の厚さは、第１突っ張り部材５１の厚さよりも厚くなっている。なお、後述するように第１突っ張り部材５１および第２突っ張り部材５２の断面形状は、適宜変更することができる。

複数の第１突っ張り部材５１は、複数の単電池１０が列状に配置される配置方向から見た場合に、単電池１０の中央領域に対応する第１領域Ｒ１に配置されている。複数の第１突っ張り部材５１は、たとえば、上記配置方向と直交する単電池１０の高さ方向と平行な方向に沿って並ぶものと、上記配置方向および上記高さ方向に直交する単電池１０の幅方向と平行な方向に沿って並ぶものと、単電池の対角線に沿って並ぶものとを含む。

複数の第１突っ張り部材５１のうち上記高さ方向と平行な方向に沿って並ぶものは、単電池１０の幅方向における略中央に配置されている。複数の第１突っ張り部材５１のうち上記幅方向と平行な方向に沿って並ぶものは、単電池１０の高さ方向における略中央に配置されている。

複数の第１突っ張り部材５１は、上記配置方向から見た場合に、単電池１０の幅方向の中央を上記高さ方向に沿って延びる単電池の中心線に対して、線対称となる位置に配置されている。

複数の第１突っ張り部材５１は、後述するように、拘束荷重によって第１スペーサ２１と第２スペーサ２２の間の隙間が最小となった状態において、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２を貫通せずに、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２にめり込んだ状態となるように設けられている。なお、拘束荷重によって第１スペーサ２１と第２スペーサ２２の間の隙間が最小となった状態とは、後述するように、使用末期となり、経年劣化した単電池が膨張した状態を指す。

複数の第２突っ張り部材５２は、上記配置方向から見た場合に、単電池１０の高さ方向において上記中央領域の両外側に対応する第２領域Ｒ２に配置されている。複数の第２突っ張り部材５２は、たとえば、上記高さ方向と平行な方向に沿って並ぶものと、単電池１０の対角線に沿って並ぶものとを含む。

複数の第２突っ張り部材５２のうち上記高さ方向と平行な方向に沿って並ぶものは、単電池１０の幅方向における略中央に配置されている。複数の第２突っ張り部材５２は、上記配置方向から見た場合に、単電池１０の幅方向の中央を上記高さ方向に沿って延びる単電池の中心線に対して、線対称となる位置に配置されている。

なお、第１突っ張り部材５１および第２突っ張り部材５２の配置は、上記のように限定されず、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２に分散して配置される限り、上述した図１３～図１６に示すように配置されていてもよいし、適宜変更することができる。

第１弾性体４１および第２弾性体４２は、板状形状を有し、配置方向から見た場合に上記単電池１０の中央領域に重なるように配置されている。第１弾性体４１および第２弾性体４２は、たとえば、組電池１の組付け初期状態において、上記外側領域と同等の拘束荷重を作用させる程度の硬度を有する。第１弾性体４１および第２弾性体４２は、拘束荷重の増加に伴って変形するゴムや発泡剤が好ましい。

第１弾性体４１は、上記組付け初期状態において、複数の第１突っ張り部材５１と第１スペーサ２１との間に配置されている。第１弾性体４１は、第１スペーサ２１に隣接して配置されている。第１弾性体４１は、接着剤等によって第１スペーサ２１に固定されている。上記組付け初期状態において、第１弾性体４１は、第１突っ張り部材５１に当接しており、これにより、位置決め部材２３との間に隙間が形成されている。

第２弾性体４２は、上記組付け初期状態において、複数の第１突っ張り部材５１と第２スペーサ２２との間に配置されている。第２弾性体４２は、第２スペーサ２２に隣接して配置されている。第２弾性体４２は、接着剤等によって第１スペーサ２１に固定されている。上記組付け初期状態において、第２弾性体４２は、第１突っ張り部材５１に当接しており、これにより、位置決め部材２３との間に隙間が形成されている。

図３１は、実施の形態２に係る組電池に具備される荷重調整機構を構成する各部材の厚さを説明するための図である。

図３１に示すように、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の厚さをｔ_ｐ１とし、位置決め部材の厚さをｔ_ｐ２とし、第１突っ張り部材５１の厚さをｔ_ｒ１とし、第２突っ張り部材５２の厚さをｔ_ｒ２とする。第１突っ張り部材５１の厚さｔ_ｒ１は、第２突っ張り部材５１の厚さｔ_ｒ２よりも弾性体の厚さ分だけ小さくなる。

この場合において、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２間の隙間が最小となる場合でも第１突っ張り部材５１および第２突っ張り部材５２が、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２を貫通しないようするために、以下の関係式（１）を満たすように設定されている。

ｔ_ｐ２＜ｔ_ｒ２＜ｔ_ｐ２＋２×ｔ_ｐ１・・・（式１）
ここで、組付け前の第１弾性体４１および第２弾性体４２の厚さをそれぞれＴ_０（図３１において不図示）として、組み付け初期状態における第１弾性体４１および第２弾性体４２の厚さをＴ_１とし、クリープ等の変形後の第１弾性体４１および第２弾性体４２の厚さをＴ_２とし、上記Ｔ_１とＴ_２との間の任意の厚さをＴ_３とする。また、単電池１０が膨張した際に変形を許容できる単電池１０の厚さをΔｔ_cell（図３１において不図示）とする。

この場合において、以下の関係式（２）、（３）、（４）を満たすことが好ましい。
１／２（ｔ_ｒ２－ｔ_ｐ２）＞Ｔ_０＞Ｔ_１＞Ｔ_３＞Ｔ_２≧０・・・（式２）
ｔ_ｒ１＋２×Ｔ_１＋ｔ_ｐ１＝ｔ_ｒ２・・・（式３）
ｔ_ｒ１＋２×－ｔ_ｐ２＜Δｔ_cell・・・（式４）
図３２および図３３は、変形例における第１突っ張り部材の断面形状の第１例および第２例を示す断面図である。図３２を参照して、実施の形態２に係る第１突っ張り部材５１の形状について説明する。

第１突っ張り部材５１の断面形状は、以下の第１例および第２例に示すように変形してもよい。

図３２に示すように、第１変形例においては、上記幅方向から見た場合に、第１突っ張り部材５１の断面形状は、第１弾性体４１および第２弾性体４２に当接する面が円弧状となる円弧状面を有する。具体的には、第１突っ張り部材５１の断面形状は、円形状を有する。なお、第１突っ張り部材５１の断面形状は、円形状に限定されず、楕円形状、オーバル形状であってもよい。

図３３に示すように、第２変形例においては、上記幅方向から見た場合に、第１突っ張り部材５１の断面形状は、第１弾性体４１および第２弾性体４２に向けて突出する鋭角先端部を有する。具体的には、第１突っ張り部材５１の断面形状は、略菱形形状を有する。

なお、第２突っ張り部材５２の断面形状も適宜変更することができ、図１７および図１８を用いて上述したように、矩形形状としたり、楕円形状、あるいはオーバル形状としてもよい。

以下、図３４から図７０を用いて、比較例１、２、参考例１における組電池１Ｘ１、１Ｘ２、１Ｙと、本実施の形態に係る組電池１Ａにおいて、初期状態、使用中期の状態、または使用末期の状態における単電池の高さ方向における拘束荷重の分布および単電池の変位量の分布について説明する。

図３４は、比較例１における組電池の初期状態を示す組電池の断面図である。図３４に示すように、比較例１における組電池１Ｘ１にあっては、実施の形態１および実施の形態２に係る組電池１、１Ａと比較して、荷重調整機構２０、２０Ａを備えておらず、スペーサ２１Ｘが互いに隣り合う２つの単電池１０の間に配置されている。スペーサ２１Ｘは、２つの単電池１０によって挟持されている。スペーサ２１Ｘは、絶縁性を有する樹脂プレートによって構成されている。

図３５は、比較例１の初期状態において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図３５に示すように、初期状態においては、単電池１０は膨張しておらず、単電池１０に負荷される拘束荷重は、単電池の高さ方向において略一定となっている。

図３６は、比較例１の初期状態において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

図３６に示すように、初期状態においては、単電池１０は膨張しておらず、単電池１０の変位量は、高さ方向において０である。

図３７は、比較例１の使用中期における単電池の状態を示す断面図である。なお、使用中期とは、たとえば、図１０および図１１に示す時間ｔ（０）から一定期間経過するまでの状態である。

図３７に示すように、使用中期においては、電池要素の中央部が膨張することにより、単電池も高さ方向の中央部が、高さ方向の両端部よりも大きく膨張しようとする。しかしながら、比較例１では、２つの単電池１０間に配置されたスペーサ２１Ｘは変形しないため、単電池１０の変形が防止される。

図３８は、比較例１の使用中期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図３８に示すように、比較例１の使用中期においては、上述のように、単電池の中央部が、高さ方向の両端部よりも大きく膨張しようとするため、太線で示すように、高さ方向の中央部において負荷される荷重（拘束荷重）が大きくなる。また、初期状態と比較して、高さ方向の全体に負荷される荷重は、全体的に増加する。

図３９は、比較例１の使用中期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

一方で、スペーサ２１Ｘによって単電池の変形は防止されるため、比較例１の使用中期においては、図３９に示すように、単電池の変位量は、高さ方向において０の状態を維持する。

図４０は、比較例１の使用末期における単電池の状態を示す断面図である。なお、使用末期とは、上述の使用中期から長期間経過した状態である。

図４０に示すように、比較例１の使用末期においては、使用中期と比較して単電池１０が全体的にさらに膨張しようとし、特に、単電池の中央部は、さらに大きく膨張しようとする。

図４１は、比較例１の使用末期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図４１に示すように、比較例１の使用末期においては、上述のように単電池１０がさらに膨張することにより、一点鎖線で示す使用中期の拘束荷重の分布に対して、全体的に拘束荷重が増加する。特に、高さ方向における単電池１０の中央部では、拘束荷重が大きく増加する。

図４２は、比較例１の使用末期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

一方で、スペーサ２１Ｘによって単電池の変形は防止されるため、比較例１の使用中期においては、図４２に示すように、単電池の変位量は、高さ方向において０の状態を維持する。

このように、比較例１においては、スペーサ２１Ｘによって単電池の変位を抑制できるものの、使用末期では高さ方向における単電池の中央部に負荷される荷重が大きくなり、高さ方向において拘束荷重のばらつきが大きくなる。

拘束荷重が所定の値を超過したり、拘束荷重のばらつきが大きくなった場合には、Ｌｉ析出耐性の悪化、および電気抵抗の増加を引き起こしやすくなる。これにより、組電池１Ｘ１の安全性や寿命が悪化してしまう。

図４３は、比較例２における組電池の初期状態を示す断面図である。図４３に示すように、比較例２における組電池１Ｘ２にあっては、実施の形態１および実施の形態２に係る組電池１、１Ａと比較して荷重調整機構２０Ｘ２が、弾性体６０で構成されている。弾性体６０は、２つの単電池１０によって挟持されている。

図４４は、比較例２の初期状態において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図４４に示すように、初期状態においては、単電池１０は膨張しておらず、単電池１０に負荷される拘束荷重は、単電池の高さ方向において略一定となっている。

図４５は、比較例２の初期状態において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

図４５に示すように、初期状態においては、単電池１０は膨張しておらず、単電池１０の変位量は、高さ方向において０である。

図４６は、比較例２の使用中期における組電池の状態を示す断面図である。図４６に示すように、使用中期においては、電池要素の中央部が膨張することにより、単電池１０も高さ方向の中央部が、高さ方向の両端部よりも大きく膨張する。当該単電池１０の膨張に応じて弾性体６０が変形する。具体的には、膨張した単電池によって弾性体６０が圧縮される。

図４７は、比較例２の使用中期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図４７に示すように、比較例２の使用中期においては、上述のように、単電池１０の中央部が、高さ方向の両端部よりも大きく膨張する。この際、弾性体６０が単電池の膨張に追従するように変形することにより、膨張による荷重が緩和される。このため、単電池１０に負荷される拘束荷重は、初期状態における荷重とほぼ変化せず、高さ方向において略一定となる。

図４８は、比較例２の使用中期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

図４８に示すように、比較例２の使用中期においては、上述のように単電池が変形することにより、高さ方向における単電池の変位量は、単電池の変形に応じて高さ方向の中央部が、高さ方向の両端よりも膨出する分布となる。

図４９は、比較例２の使用末期における単電池の状態を示す断面図である。図４９に示すように、比較例２の使用末期においては、使用中期と比較して単電池１０が全体的にさらに膨張し、特に、単電池の中央部は、さらに大きく膨張する。

図５０は、比較例２の使用末期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図５０に示すように、使用末期においては、単電池の変形によって弾性体６０がさらに圧縮されることとなり、高さ方向において全体的に拘束荷重が増加する。一方で、弾性体６０が単電池１０の膨張に追従するように変形することにより、単電池１０に負荷される拘束荷重は、高さ方向において略一定となる。

図５１は、比較例２の使用末期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

図５１に示すように、比較例２の使用末期においては、上述のように単電池が変形することにより、高さ方向における単電池の変位量は、使用中期と比較して、高さ方向の中央部が、高さ方向の両端よりもさらに膨出する分布となる。

このように、比較例２においては、単電池１０の変形に伴う荷重の偏りは、弾性体６０の変形に伴って緩和され、単電池１０に負荷される拘束荷重は、高さ方向において略一定となるものの、単電池１０に発生する変位については抑制できない。このような場合には、単電池１０が大きく変位することで、組電池１Ｘ２も初期状態から大きく変形してしまう。許容値を超えるように単電池１０、および組電池１Ｘ２が変形することで、単電池１０同士を接続するバスバーや、組電池１Ｘ２を収容する収容ケースが破損する虞がある。

図５２は、参考例１における組電池の初期状態を示す断面図である。図５２に示すように、参考例１における組電池１Ｙは、実施の形態１に係る組電池１とほぼ同様の構成を有する。すなわち、参考例１および参考例２においては、第１突っ張り部材５１および第２突っ張り部材５２は、同一形状であり、かつ、その厚さもほぼ同一となっている。

図５３は、参考例１の初期状態において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図５３に示すように、初期状態においては、単電池１０は膨張しておらず、単電池１０に負荷される拘束荷重は、単電池の高さ方向において略一定となっている。

図５４は、参考例１の初期状態において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

図５４に示すように、初期状態においては、単電池１０は膨張しておらず、単電池１０の変位量は、高さ方向において０である。

図５５は、参考例１の使用中期における組電池の状態を示す断面図である。図５５に示すように、使用中期においては、電池要素の中央部が膨張することにより、単電池も高さ方向の中央部が、高さ方向の両端部よりも大きく膨張する。この際、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が互いに間隔が狭くなるように単電池１０に押圧される。この状態において、第１突っ張り部材５１および第２突っ張り部材５２の双方、あるいは、第１突っ張り部材５１が、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２にややめり込む。これにより、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が塑性変形し、膨張により増加した拘束荷重が、吸収される。

図５６は、参考例１の使用中期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図５６に示すように、参考例１の使用中期においては、単電池の中央部が、高さ方向の両端部よりも大きく膨張するため、太線で示すように、高さ方向の中央部において負荷される荷重（拘束荷重）が大きくなる。また、初期状態と比較して、高さ方向の全体に負荷される荷重は、全体的に増加する。

図５７は、参考例１の使用中期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

図５７に示すように、高さ方向における単電池の変位量は、単電池の変形によって高さ方向の中央部が、高さ方向の両端よりも膨出する分布となる。

図５８は、参考例１の使用末期における単電池の状態を示す断面図である。図５８に示すように、参考例１の使用末期においては、使用中期と比較して単電池１０が全体的にさらに膨張し、特に、単電池１０の中央部は、さらに大きく膨張する。この際、第１突っ張り部材５１が、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に大きくめり込む。これにより、第１スペーサ２１および第２スペーサが塑性変形し、膨張により増加した拘束荷重が、大きく吸収される。

図５９は、参考例１の使用末期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図５９に示すように、単電池１０の中央部が、高さ方向の両端部よりも大きく膨張するため、太線で示すように、高さ方向の中央部において負荷される荷重（拘束荷重）が大きくなる。また、中期状態と比較して、高さ方向の全体に負荷される荷重は、全体的に増加する。

一方で、上述のように、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が塑性変形し、膨張により増加した拘束荷重が、大きく吸収されることにより、比較例１と比較して、全体的に拘束荷重を低減することができる。特に単電池１０の中央部においては、第１突っ張り部材５１が第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に大きくめり込むことにより、拘束荷重を大きく低減させることができる。また、高さ方向における単電池１０の両端側においても、第２突っ張り部材５２が第１スペーサ２１および第２スペーサ２２にめり込むことにより、拘束荷重を低減させることができる。これにより、参考例１においては、比較例１、２と比較して、単電池１０の高さ方向における拘束荷重のばらつきを抑制することができる。

図６０は、参考例１の使用末期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

図６０に示すように、参考例１の使用末期においては、上述のように単電池１０が変形することにより、高さ方向における単電池の変位量は、使用中期と比較して、高さ方向の中央部が、高さ方向の両端よりもさらに膨出する分布となる。ここで、参考例１では、第１突っ張り部材５１が存在することにより、単電池１０の中央部の変位量は、第１突っ張り部材５１に到達する手前までの値となる。このため、参考例１においては、単電池の変位量は、比較例２と比較して軽減させることができる。これにより、単電池１０および組電池１の変位量を変形許容量以下に抑制することができる。この結果、単電池１０同士を接続するバスバーの破損や、組電池１Ｘ２を収容する収容ケースの破損を抑制することができる。

図６１は、実施の形態２における組電池の初期状態を示す断面図である。図６１に示すように、実施の形態２における組電池１Ａは、上述の構成を有する。

図６２は、実施の形態２の初期状態において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図６２に示すように、初期状態においては、単電池１０は膨張しておらず、単電池１０に負荷される拘束荷重は、単電池の高さ方向において略一定となっている。

図６３は、実施の形態２の初期状態において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

図６３に示すように、初期状態においては、単電池１０は膨張しておらず、単電池１０の変位量は、単電池の高さ方向において略一定となっている。

図６４は、実施の形態２の使用中期における組電池の状態を示す断面図である。図６４に示すように、使用中期においては、電池要素の中央部が膨張することにより、単電池１０も高さ方向の中央部が、高さ方向の両端部よりも大きく膨張する。この際、単電池１０の膨張によって押圧される第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の中央部分は、第１弾性体４１および第２弾性体４２によって変形しやすく、単電池１０の経時劣化が進行すると、位置決め部材２３に向けて変位する。

図６５は、実施の形態２の使用中期において弾性体が変形する様子を示す図である。上述のように、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の中央部分が、位置決め部材２３に向けて変位すると、図６５に示すように、第２突っ張り部材５２が第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に当接した状態を維持しつつ、あるいはやや食い込んだ状態で、第１突っ張り部材５１が第１弾性体４１および第２弾性体４２に食い込む。この際、第１弾性体４１および第２弾性体４２が変形することにより、膨張により増加した拘束荷重が、分散される。これにより、実施の形態２では、比較例１および参考例１よりも、高さ方向における拘束荷重のばらつきが抑制される。

図６６は、実施の形態２の使用中期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図６６に示すように、使用中期においては、単電池の変形によって荷重調整機構２０Ａが圧縮されることとなり、高さ方向において全体的に拘束荷重が増加する。一方で、上述のように、第１弾性体４１および第２弾性体４２が変形することにより、単電池１０に負荷される拘束荷重は、高さ方向において略一定となる。

図６７は、実施の形態２の使用中期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

図６７に示すように、使用中期においては、上述のように単電池１０が変形することにより、高さ方向における単電池の変位量は、高さ方向の中央部が、高さ方向の両端よりも膨出する分布となる。

図６８は、実施の形態２の使用末期における単電池の状態を示す断面図である。図６８に示すように、実施の形態２の使用末期においては、使用中期と比較して単電池１０が全体的にさらに膨張し、特に、単電池の中央部は、さらに大きく膨張する。

この際、第１突っ張り部材５１は、第１弾性体４１および第２弾性体４２を貫通して、あるいは、極限まで薄くなった第１弾性体４１および第２弾性体４２を介して、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２にめり込む。加えて、第２突っ張り部材５２も第１スペーサ２１および第２スペーサ２２にめり込む。これより、第１弾性体４１および第２弾性体４２が変形しつつ、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が、高さ方向における中央部とその両端部で塑性変形をする。

図６９は、実施の形態２の使用末期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図６９に示すように、使用末期においては、上述のように、第１弾性体４１および第２弾性体４２の変形により拘束荷重を吸収しつつ、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２の塑性変形によっても拘束荷重を吸収することにより、比較例１、参考例１と比較して、全体的に拘束荷重を軽減することができる。加えて、上述のように、高さ方向における中央部とその両端部で、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が塑性変形することで、高さ方向における中央部とその両端部で、拘束荷重のばらつきを抑制することができる。

図７０は、実施の形態２の使用末期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

上述のように実施の形態２においては、第１突っ張り部材５１が存在することにより、単電池１０の中央部の変位量は、第１突っ張り部材５１に到達する手前までの値となる。このため、図７０に示すように、実施の形態２においては、単電池の変位量は、比較例２と比較して軽減させることができる。これにより、単電池１０および組電池１の変位量を変形許容量以下に抑制することができる。この結果、単電池１０同士を接続するバスバーの破損や、組電池１Ｘ２を収容する収容ケースの破損を抑制することができる。

（実施の形態３）
図７１は、実施の形態３に係る組電池の縦断面図である。図７１を参照して、実施の形態３に係る組電池１Ｂについて説明する。

図７１に示すように、実施の形態３に係る組電池１Ｂは、実施の形態２に係る組電池１Ａと比較して、第１弾性体４１および第２弾性体４２が省略されており、第１突っ張り部材５１が第２突っ張り部材５２よりも第１スペーサ２１および第２スペーサ２２にめり込みやすく構成されている点において相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。

第１突っ張り部材５１の断面形状は、高さ方向に短軸を有し、配置方向（厚さ方向）に長軸を有する楕円形状を有する。なお、第１突っ張り部材５１の断面形状は、楕円に限定されず、オーバル形状であってもよい。また、第１突っ張り部材５１の断面形状は、厚さ方向において先端が先細りとなる形状を有していてもよい。この場合には、先端は、鋭角を有する頂点部を有していてもよく、より特定的には、第１突っ張り部材５１の断面形状は、菱形形状であってもい。

第２突っ張り部材５２の断面形状は、多角形形状を有し、この場合には、多角形形状のうち高さ方向に平行となる一対の辺部が、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に接触する。この場合において、多角形形状の各頂点には面取りがされていてもよい。多角形状は、たとえば、四角形、八角形としてもよい。また、第２突っ張り部材５２は、第１突っ張り部材５１よりも第１スペーサ２１および第２スペーサ２２にめり込みにくくなるように、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に接触する面が、弧状に形成されていてもよい。

このように構成する場合には、経年劣化して単電池１０が膨張した場合に、第１突っ張り部材５１が第２突っ張り部材５２よりも第１スペーサ２１および第２スペーサ２２にめり込むため、第１突っ張り部材５１側で第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が大きく塑性変形する。これにより、単電池１０の中央部側において拘束荷重をより吸収することができるため、高さ方向における中央部とその両端部で、拘束荷重のばらつきを抑制することができる。

（実施の形態４）
図７２は、実施の形態４に係る組電池の縦断面図である。図７２を参照して、実施の形態４に係る組電池１Ｃについて説明する。

図７２に示すように、実施の形態４に係る組電池１Ｃは、実施の形態３に係る組電池１Ｂと比較した場合に、第１突っ張り部材５１の形状が相違し、第１突っ張り部材５１が位置決め部材２３にめり込み可能に設けられている点において相違する。その他の構成については、ほぼ同様である。

複数の第１突っ張り部材５１は、第１部材５１１、第２部材５１２、第３部材５１３、第４部材５１４、第５部材５１５、および第６部材５１６を含む。

第１部材５１１、第２部材５１２、および第３部材５１３と、第４部材５１４、第５部材５１５、および第６部材５１６とは、位置決め部材２３を挟み込むように配置されている。第１部材５１１、第２部材５１２、および第３部材５１３は、位置決め部材２３に対して、第１スペーサ２１が位置する側に配置されている。第４部材５１４、第５部材５１５、および第６部材５１６は、位置決め部材２３に対して、第２スペーサ２２が位置する側に配置されている。

第１部材５１１および第４部材５１４は、略同一形状を有し、位置決め部材２３の所定の点に対して点対称となるように配置されている。

第１部材５１１は、位置決め部材２３にめり込む鋭角を有する先端部と、第１スペーサ２１に平面的に接触する平面部とを含む。平面部は、先端部の反対側（第１スペーサ２１側）に設けられている。上記先端部から上記平面部までの第１部材５１１の厚さは、ｔ_ｒ３とする。

第４部材５１４は、位置決め部材２３にめり込む鋭角を有する先端部と、第２スペーサ２２に平面的に接触する平面部とを含む。平面部は、先端部の反対側（第２スペーサ２２側）に設けられている。上記先端部から上記平面部までの第１部材５１１の厚さは、ｔ_ｒ２とする。

第２突っ張り部材５２の厚さをｔ_ｒ１とし、初期状態における第１スペーサ２１および第２スペーサ２２間の厚さをｔ_ｒ２－３とする。

この場合において、以下の関係式（４）、（５）、（６）が成立する。
ｔ_ｒ２－３＝ｔ_ｒ１・・・式（４）
ｔ_ｒ２＜ｔ_ｒ１・・・式（５）
ｔ_ｒ３＜ｔ_{t_r3}・・・式（６）
第２部材５１２および第５部材５１５は、略同一形状を有し、位置決め部材２３の所定の点に対して点対称となるように配置されている。

第２部材５１２の断面形状は、多角形状を有する。第２部材５１２は、位置決め部材２３に平面的に接触する第１平面部と、第１スペーサ２１に平面的に接触する第２平面部とを含む。第２部材５１２の厚さは、第１部材５１１の厚さよりも小さい。

第５部材５１５の断面形状は、多角形状を有する。第５部材５１５は、位置決め部材２３に平面的に接触する第１平面部と、第２スペーサ２２に平面的に接触する第２平面部とを含む。第５部材５１５の厚さは、第４部材５１４の厚さよりも小さい。

第３部材５１３および第６部材５１６は、略同一形状を有し、位置決め部材２３の所定の点に対して点対称となるように配置されている。

第３部材５１３は、位置決め部材２３にめり込むめり込み部と、第１スペーサ２１に平面的に接触する平面部とを有する。また、第３部材５１３は、後述する第６部材５１６が有するめり込み部との干渉を避けるために、退避部を有する。当該退避部は、めり込み部に連続するように設けられており、第１スペーサ２１側に向けて窪むように設けられている。

第６部材５１６は、位置決め部材２３にめり込むめり込み部と、第２スペーサ２２に平面的に接触する平面部とを有する。また、第６部材５１６は、第３部材５１３が有するめり込み部との干渉を避けるために、退避部を有する。当該退避部は、めり込み部に連続するように設けられており、第２スペーサ２２側に向けて窪むように設けられている。

第６部材５１６のめり込み部は、上記第３部材５１３の退避部に対向するように配置されている。第６部材５１６の退避部は、上記第３部材５１３のめり込み部に対向するように配置されている。

このように構成する場合には、経年劣化して単電池１０が膨張した場合に、第１突っ張り部材５１（より特定的には、第１部材５１１、第３部材５１３、第４部材５１４、第６部材５１６）が位置決め部材２３にめり込むため、高さ方向の中央側において、位置決め部材２３が塑性変形する。これにより、単電池１０の中央部側において拘束荷重をより吸収することができるため、高さ方向における中央部とその両端部で、拘束荷重のばらつきを抑制することができる。

なお、以下に、図７３および図７４を用いて説明するように、第１突っ張り部材５１は、以下のように変形してもよい。

図７３および図７４は、第１変形例および第２変形例における第１突っ張り部材および第２突っ張り部材の形状を示す断面図である。図７３から図７４を参照して、第１変形例および第２変形例における第１突っ張り部材の形状について説明する。

図７３に示すように、第１変形例においては、複数の第１突っ張り部材５１は、第１部材５１１Ａ、第２部材５１２Ａ、第３部材５１３Ａ、および第４部材５１４Ａを含む。

第１部材５１１Ａ、第２部材５１２Ａと、第３部材５１３Ａ、第４部材５１４Ａとは、位置決め部材２３を挟み込むように配置されている。第１部材５１１Ａ、および第２部材５１２Ａは、位置決め部材２３に対して、第１スペーサ２１が位置する側に配置されている。第３部材５１３Ａ、および第５部材５１５、および第６部材５１６は、位置決め部材２３に対して、第２スペーサ２２が位置する側に配置されている。

第１部材５１１Ａおよび第３部材５１３Ａは、略同一形状を有し、位置決め部材２３の所定の中心線に対して線対称となるように配置されている。

第１部材５１１Ａは、位置決め部材２３に向けて突出する鋭角先端部（突出部）を有する。第１部材５１１Ａは、第１スペーサ２１に平面的に接触する平面部を有する。

第３部材５１３Ａは、位置決め部材２３に向けて突出する鋭角先端部（突出部）を有する３。第３部材５１３Ａは、第２スペーサ２２に平面的に接触する平面部を有する。

第２部材５１２Ａおよび第４部材５１４Ａは、略同一形状を有し、位置決め部材２３の所定の中心線に対して線対称となるように配置されている。

第２部材５１２Ａは、位置決め部材２３に平面的に接触する第１平面部、および第１スペーサ２１に平面的に接触する第２平面部を有する。

第４部材５１４Ａは、位置決め部材２３に平面的に接触する第１平面部、および第２スペーサ２２に平面的に接触する第２平面部を有する。

このように構成する場合にあっても、経年劣化して単電池１０が膨張した場合に、第１突っ張り部材５１（より特定的には、第１部材５１１Ａ、および第３部材５１３Ａ）が位置決め部材２３にめり込むため、高さ方向の中央側において、位置決め部材２３が塑性変形する。これにより、単電池１０の中央部側において拘束荷重をより吸収することができるため、高さ方向における中央部とその両端部で、拘束荷重のばらつきを抑制することができる。

図７４に示すように、第２変形例においては、複数の第１突っ張り部材５１は、第１部材５１１Ｂ、第２部材５１２Ｂ、第３部材５１３Ｂ、および第４部材５１４Ｂを含む。

第１部材５１１Ｂ、第２部材５１２Ｂと、第３部材５１３Ｂ、第４部材５１４Ｂとは、位置決め部材２３を挟み込むように配置されている。

第１部材５１１Ｂは、位置決め部材２３にめり込むめり込み部と、第１スペーサ２１に平面的に接触する平面部とを有する。また、第１部材５１１Ｂは、後述する第３部材５１３Ｂが有するめり込み部との干渉を避けるために、退避部を有する。めり込み部および退避部は、上記平面部が位置する側とは反対側（位置決め部材２３側）に位置する。

第１部材５１１Ｂのめり込み部は、高さ方向における両端側に設けられている。第１部材５１１Ｂの退避部は、高さ方向における中央部に設けられており、高さ方向における両端側の各々に設けられためり込み部の間に設けられている。

第３部材５１３Ｂは、位置決め部材２３にめり込むめり込み部と、第２スペーサ２２に平面的に接触する平面部とを有する。また、第３部材５１３Ｂは、上述した第１部材５１１Ｂが有するめり込み部との干渉を避けるために、退避部を有する。めり込み部および退避部は、上記平面部が位置する側とは反対側（位置決め部材２３側）に位置する。

第３部材５１３Ｂのめり込み部は、高さ方向における中央部に設けられており、第３部材５１３Ｂの退避部は、高さ方向における両端側の各々に設けられている。

第２部材５１２Ｂは、位置決め部材２３にめり込むめり込み部と、第１スペーサ２１に平面的に接触する平面部とを有する。第１部材５１１Ｂのめり込み部は、高さ方向における中央部に設けられている。めり込み部は、上記平面部が位置する側とは反対側（位置決め部材２３側）に位置する。

第４部材５１４Ｂは、第２スペーサ２２に平面的に接触する平面部とを有する。また、第４部材５１４Ｂは、上述した第２部材５１２Ｂが有するめり込み部との干渉を避けるために、退避部を有する。退避部は、上記平面部が位置する側とは反対側（位置決め部材２３側）に位置する。

第３部材５１３Ｂのめり込み部は、高さ方向における中央部に設けられており、第３部材５１３Ｂの退避部は、高さ方向における両端側の各々に設けられている。

このように構成する場合にあっても、経年劣化して単電池１０が膨張した場合に、第１突っ張り部材５１が位置決め部材２３にめり込むため、高さ方向の中央側において、位置決め部材２３が塑性変形する。これにより、単電池１０の中央部側において拘束荷重をより吸収することができるため、高さ方向における中央部とその両端部で、拘束荷重のばらつきを抑制することができる。

（実施の形態５）
図７５は、実施の形態５における組電池の初期状態を示す断面図である。図７５を参照して、実施の形態５に係る組電池１Ｄについて説明する。

図７５に示すように、実施の形態５に係る組電池１Ｄは、実施の形態２に係る組電池１Ａと比較した場合に、荷重調整機構２０Ｄの構成が相違しており、具体的には、第１弾性体４１および第２弾性体４２が省略されている点、第２突っ張り部材５２Ｄが弾性部材で構成されている点が相異する。その他の構成については、ほぼ同様である。なお、第２突っ張り部材５２Ｄに使用さえる弾性部材としては、たとえば、コイルバネを採用することができる。

図７６は、実施の形態５の初期状態において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図７６に示すように、初期状態においては、単電池１０は膨張しておらず、単電池１０に負荷される拘束荷重は、単電池の高さ方向において略一定となっている。

図７７は、実施の形態５の初期状態において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

図７７に示すように、単電池１０は膨張しておらず、単電池１０の変位量は、高さ方向において０である。

図７８は、実施の形態５の使用末期における組電池の状態を示す断面図である。図７８に示すように、実施の形態５の使用末期においては、単電池１０が全体的に大きく膨張し、特に、単電池の中央部が最も大きく膨張する。

この際、第１突っ張り部材５１は、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２にめり込む。これより、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が、高さ方向における中央部で塑性変形をする。一方で、弾性部材で構成される第２突っ張り部材５２Ｄは、圧縮方向に抗するように弾性付勢力を第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に作用させる。すなわち、第２突っ張り部材５２Ｄは、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が互いに離れるように弾性付勢力を作用させる。

図７９は、実施の形態５の使用末期において、単電池の高さ方向における拘束荷重の単電池の高さ方向における分布を示す図である。

図７９に示すように、使用末期においては、上述のように、第１スペーサ２１および第２スペーサ２２が、高さ方向における中央部で塑性変形をすることで、中央部側で拘束荷重を吸収する。加えて、上述のように高さ方向における両端側では、第２突っ張り部材５２Ｄは、圧縮方向に抗するように弾性付勢力を第１スペーサ２１および第２スペーサ２２に作用させる。このため、実施の形態５においては、上述の比較例１と比較して、高さ方向における中央部で拘束荷重を大きく低減させることができる。加えて、高さ方向における両端側で、第２突っ張り部材５２Ｄの弾性付勢力によって拘束荷重が増加する。この結果、高さ方向における中央部とその両端部で、拘束荷重のばらつきを抑制することができる。

図８０は、実施の形態５の使用末期において、単電池の高さ方向における単電池の変位量の分布を示す図である。

図８０に示すように、第１突っ張り部材５１が存在することにより、高さ方向において、単電池１０の中央部の変位量は、第１突っ張り部材５１に到達する手前までの値となる。一方で、高さ方向の単電池１０の両端側においては、第２突っ張り部材５２Ｄの弾性付勢力によって単電池１０の変位が抑制される。このため、図８０に示すように、実施の形態５においては、単電池の変位量は、比較例２と比較して軽減させることができる。

以上のように、実施の形態５においても、高さ方向における中央部とその両端部で、拘束荷重のばらつきを抑制することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｘ１，１Ｘ２，１Ｙ 組電池、３ バスバー、５ ナット、７，８ エンドプレート、９ 拘束バンド、１０ 単電池、１１ 電池ケース、１３ 蓋体、１３ｊ 安全弁、１９ｂ 正極外部端子、１９ｃ 負極外部端子、２０，２０Ａ，２０Ｄ，２０Ｘ２ 荷重調整機構、２１ 第１スペーサ、２１Ｘ スペーサ、２２ 第２スペーサ、２３ 位置決め部材、２４，２５，２６，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９ 絶縁性剛体、４０ 電池列、４１ 第１弾性体、４２ 第２弾性体、５０ 突っ張り部材、５１ 第１突っ張り部材、５２，５２Ｄ 第２突っ張り部材、６０ 弾性体、５１１，５１１Ａ，５１１Ｂ 第１部材、５１２，５１２Ａ，５１２Ｂ 第２部材、５１３，５１３Ａ，５１３Ｂ 第３部材、５１４，５１４Ａ，５１４Ｂ 第４部材、５１５ 第５部材、５１６ 第６部材。

Claims (5)

1. 直方形状の外形を有し、予め定められた配置方向に配置された状態で拘束される複数の単電池と、
   前記配置方向に互いに隣り合う２つの単電池の各間に配置され、前記互いに隣り合う２つの単電池を絶縁する板状の第１スペーサおよび板状の第２スペーサと、
   前記第１スペーサおよび前記第２スペーサの間に設けられる絶縁部材と、を備え、
   前記絶縁部材は、前記第１スペーサおよび前記第２スペーサよりも高い硬度を有し、前記第１スペーサおよび前記第２スペーサ間の複数の箇所において前記絶縁部材を挟み込む前記第１スペーサおよび前記第２スペーサの各々に接触するように設けられ、かつ、拘束荷重の増加によって前記第１スペーサおよび前記第２スペーサ間の隙間が最小となる場合でも前記絶縁部材が前記第１スペーサおよび前記第２スペーサを貫通しない前記配置方向の厚さを有し、
   前記絶縁部材は、前記第１スペーサおよび前記第２スペーサから距離を持って前記第１スペーサおよび前記第２スペーサとの間に配置された板状の保持部材に配置して設けられているか、前記第１スペーサおよび前記第２スペーサの少なくとも一方に配置して設けられている、組電池。
2. 直方形状の外形を有し、予め定められた配置方向に配置された状態で拘束される複数の単電池と、
   前記配置方向に互いに隣り合う２つの単電池の各間に配置され、前記互いに隣り合う２つの単電池を絶縁する板状の第１スペーサおよび板状の第２スペーサと、
   前記第１スペーサおよび前記第２スペーサの間に設けられ、前記第１スペーサおよび前記第２スペーサよりも高い硬度を有する複数の突っ張り部材とを備え、
   前記複数の突っ張り部材は、前記配置方向から見た場合に、前記単電池の中央領域に対応する第１領域に配置された第１突っ張り部材と、前記配置方向と直交する前記単電池の高さ方向において、前記中央領域の両外側に位置する外側領域に対応する第２領域に設けられた第２突っ張り部材とを含み、
   前記第１突っ張り部材は、拘束荷重の増加によって前記第１スペーサおよび前記第２スペーサ間の隙間が最小となった状態において、前記第１スペーサおよび前記第２スペーサを貫通せずに前記第１スペーサおよび前記第２スペーサにめり込んだ状態となるように設けられており、
   前記複数の突っ張り部材は、前記第１スペーサおよび前記第２スペーサから距離を持って前記第１スペーサおよび前記第２スペーサとの間に配置された板状の保持部材に配置して設けられているか、前記第１スペーサおよび前記第２スペーサの少なくとも一方に配置して設けられている、組電池。
3. 前記第１突っ張り部材は、前記第２突っ張り部材よりも前記第１スペーサおよび前記第２スペーサにめり込むように構成されている、請求項２に記載の組電池。
4. 前記複数の突っ張り部材は、前記第１スペーサおよび前記第２スペーサから距離を持って前記第１スペーサおよび前記第２スペーサとの間に配置された板状の前記保持部材に配置して設けられており、
   前記第１突っ張り部材と前記第１スペーサおよび前記第２スペーサとの各間に、弾性体が配置されている、請求項２に記載の組電池。
5. 前記複数の突っ張り部材は、前記第１スペーサおよび前記第２スペーサから距離を持って前記第１スペーサおよび前記第２スペーサとの間に配置された板状の前記保持部材に配置されて設けられており、
   前記第１突っ張り部材は、拘束荷重の増加によって前記第１スペーサおよび前記第２スペーサ間の隙間が小さくなった場合に、前記保持部材にめり込むように設けられている、請求項２に記載の組電池。

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