JP7710478B2 - 電池モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本技術は、電池モジュールおよびその製造方法に関する。

蓄電装置の構成を開示した先行技術文献として、国際公開第２０１９／１４２６４５号（特許文献１）がある。特許文献１に記載された蓄電装置は、二次電池と、緩衝板とを備える。緩衝板は、二次電池の互いに対向する側壁にそれぞれ当接する。緩衝板は、非変形部と、変形部とを含む。非変形部は、二次電池の体積変化に伴って実質的に変形しない部分である。非変形部は、二次電池を保持する。非変形部は、変形部が嵌る貫通孔または凹部を有する。変形部は、二次電池の体積変化に伴って弾性変形する部分である。変形部は、二次電池の体積変化を吸収する。

国際公開第２０１９／１４２６４５号

複数の電池セルの間に配置されるセパレータの温度特性を向上させること等を目的として、セパレータの構成に発泡体を用いることがある。複数の電池セルの各々の膨張等に伴って発泡体が圧縮方向に弾性変形した場合、発泡体内部の気泡部において上昇した圧力が気泡部を通じて発泡体の周囲に開放される可能性がある。これにより、発泡体の反力が低下するため、当該発泡体が圧縮方向に弾性変形した後にセパレータの反力が低下する可能性がある。

本技術は、上記の課題を解決するためになされたものであって、発泡体が圧縮方向に弾性変形した後におけるセパレータの反力の低下を抑制することができる、電池モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本技術は、以下の電池モジュールを提供する。
［１］
第１の方向に並んだ複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの間に配置されたセパレータとを備え、
前記セパレータは、
少なくとも前記第１の方向に弾性変形可能な発泡体と、
前記発泡体を収容する密閉空間を規定する弾性体とを含む、電池モジュール。
なお、「密閉空間を規定する」ことは、弾性体単独で密閉空間を形成することと、弾性体と他の部材とで密閉空間を形成することとを含む。
［２］
前記密閉空間は、前記第１の方向において前記複数の電池セルのうちの２つの電池セルに囲まれ、前記第１の方向の周方向において前記弾性体に囲まれることによって形成されている、［１］に記載の電池モジュール。
［３］
前記電池モジュールから取り外した状態において、前記第１の方向における前記弾性体の厚みは、前記第１の方向における前記発泡体の厚みより厚い、［１］または［２］に記載の電池モジュール。
［４］
前記電池モジュールから取り外した状態において、前記弾性体の弾性率と前記第１の方向の断面積との積は、前記発泡体の弾性率と前記第１の方向の断面積との積より小さい、［２］または［３］に記載の電池モジュール。
［５］
前記弾性体は、接着剤を介して前記複数の電池セルと接着されている、［２］から［４］のいずれか１つに記載の電池モジュール。
［６］
前記弾性体は、前記第１の方向に向かって開口し、前記密閉空間を形成する凹部が形成された本体部を有し、
前記凹部の内側に前記発泡体が配置されている、［１］から［５］のいずれか１つに記載の電池モジュール。

本技術は、以下の電池モジュールの製造方法を提供する。
［７］
第１の方向に複数の電池セルを並べて配置する工程と、
少なくとも前記第１の方向に弾性変形可能な発泡体および該発泡体を収容する密閉空間を規定する弾性体を含むセパレータを前記複数の電池セルの間に配置する工程とを備える、電池モジュールの製造方法。
［８］
前記セパレータを準備する工程をさらに含み、
前記セパレータを準備する工程は、前記弾性体に発泡剤を配置することと、前記発泡剤を発泡させて前記発泡体を形成することとを含み、前記弾性体に前記発泡剤を配置することは、前記弾性体に形成された前記第１の方向に向かって開口する凹部に前記発泡剤を配置することを含み、
前記発泡剤を発泡させることは、前記凹部に配置された前記発泡剤を発泡させることを含む、［７］に記載の電池モジュールの製造方法。

本技術によれば、発泡体が圧縮方向に弾性変形した後におけるセパレータの反力の低下を抑制することができる。

本技術の実施の形態１に係る電池モジュールの構成を示す斜視図である。 本技術の実施の形態１に係る電池モジュールの内部の構成を示す斜視図である。 本技術の実施の形態１に係る電池モジュールが備える電池セルの構成を示す斜視図である。 図２の電池モジュールをＩＶ－ＩＶ線矢印方向から見た横断面図である。 図２の電池モジュールをＶ－Ｖ線矢印方向から見た縦断面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池モジュールが備えるセパレータの電池モジュールに組み付ける前の構成を示す縦断面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池モジュールが備えるセパレータの電池モジュールに組み付ける前の構成を示す横断面図である。 本技術の実施の形態１に係る電池モジュールの製造方法を示すフローチャートである。 比較例に係る電池モジュールにおいて電池セルが膨張したときのセパレータの構成を示す横断面図である。 本技術の実施の形態２に係る電池モジュールが備えるセパレータの構成を示す縦断面図である。 図１０のセパレータをＸＩ－ＸＩ線矢印方向から見た横断面図である。 本技術の実施の形態２に係る電池モジュールにおける発泡体が発泡剤から形成される状態を示す横断面図である。

以下に、本技術の実施の形態について説明する。なお、同一または相当する部分に同一の参照符号を付し、その説明を繰返さない場合がある。

なお、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本技術の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、以下の実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本技術にとって必ずしも必須のものではない。また、本技術は、本実施の形態において言及する作用効果を必ずしもすべて奏するものに限定されない。

なお、本明細書において、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」の記載は、オープンエンド形式である。すなわち、ある構成を含む場合に、当該構成以外の他の構成を含んでもよいし、含まなくてもよい。

また、本明細書において幾何学的な文言および位置・方向関係を表す文言、たとえば「平行」、「直交」、「斜め４５°」、「同軸」、「沿って」などの文言が用いられる場合、それらの文言は、製造誤差ないし若干の変動を許容する。本明細書において「上側」、「下側」などの相対的な位置関係を表す文言が用いられる場合、それらの文言は、１つの状態における相対的な位置関係を示すものとして用いられるものであり、各機構の設置方向（たとえば機構全体を上下反転させる等）により、相対的な位置関係は反転ないし任意の角度に回動し得る。

本明細書において、「電池」は、リチウムイオン電池に限定されず、ニッケル水素電池およびナトリウムイオン電池などの他の電池を含み得る。本明細書において、「電極」は正極および負極を総称し得る。

また、「電池モジュール」は、ハイブリッド車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、および電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）などに搭載可能である。ただし、「電池モジュール」の用途は、車載用に限定されるものではない。

なお、図面においては、電池セルの正極端子および負極端子が並ぶ方向を第２の方向としてのＸ方向、複数の電池セルが並ぶ方向を第１の方向としてのＹ方向、電池モジュールの高さ方向を第３の方向としてのＺ方向とする。また、電池モジュールをＹ方向から見た断面図を縦断面図と称し、Ｚ方向から見た断面図を横断面図と称する。さらに、発明の理解を容易にするため、図面における各構成の寸法は実寸法から変更して示している箇所がある。

（実施の形態１）
まず、本技術の実施の形態１に係る電池モジュールの構成について説明する。図１は、本技術の実施の形態１に係る電池モジュールの構成を示す斜視図である。図２は、本技術の実施の形態１に係る電池モジュールの内部の構成を示す斜視図である。

図１および図２に示すように、本技術の実施の形態１に係る電池モジュール１は、電池セル１００と、エンドプレート２００と、拘束部材３００と、セパレータ４００とを備える。

複数の電池セル１００は、第１の方向（Ｙ方向）に並んでいる。電池セル１００同士の間には、後述するセパレータ４００が介装されている。２つのエンドプレート２００に挟持された複数の電池セル１００は、エンドプレート２００によって押圧され、２つのエンドプレート２００の間で拘束されている。

エンドプレート２００は、複数の電池セル１００の第１の方向（Ｙ方向）の両端に設けられている。エンドプレート２００は、電池モジュール１を収納する筐体などの基台に固定される。エンドプレート２００は、たとえば、アルミニウムまたは鉄により構成されている。

図１に示すように、拘束部材３００は、複数の電池セル１００およびエンドプレート２００のＸ方向の両端に設けられている。積層された複数の電池セル１００およびエンドプレート２００に対してＹ方向の圧縮力を作用させた状態で拘束部材３００をエンドプレート２００に係合させ、その後に圧縮力を解放することにより、２つのエンドプレート２００を接続する拘束部材３００に引張力が働く。その反作用として、拘束部材３００は、２つのエンドプレート２００を互いに近づける方向に押圧する。その結果、拘束部材３００は、複数の電池セル１００をＹ方向に拘束する。

セパレータ４００は、複数の電池セル１００の間に配置されている。セパレータ４００は、複数の電池セル１００の長側面に当接している。セパレータ４００は、絶縁性を有している。これにより、セパレータ４００は、複数の電池セル１００同士を絶縁する。セパレータ４００の詳細については、後述する。

図３は、本技術の実施の形態１に係る電池モジュールが備える電池セルの構成を示す斜視図である。

図３に示すように、電池セル１００は、電極端子１１０と、ケース体１２０と、ガス排出弁１３０と、電極体１４０とを含む。

電極端子１１０は、正極端子１１１と、負極端子１１２とを有する。電極端子１１０は、ケース体１２０上に形成されている。

ケース体１２０は、電極体１４０および電解液を収容する容器である。ケース体１２０は、略直方体形状を有している。ケース体１２０は、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄または鉄合金などにより構成されている。

ケース体１２０は、上面１２１と、下面１２２と、一対の長側面１２３と、一対の短側面１２４とを有する。

上面１２１には、電極端子１１０が配置されている。下面１２２は、第３の方向(Ｚ方向)において上面１２１に対向している。

一対の長側面１２３および一対の短側面１２４は、ケース体１２０の側面を構成している。ケース体１２０の側面としての一対の長側面１２３および一対の短側面１２４は、上面１２１および下面１２２の各々に交差している。一対の長側面１２３の各々は、第１の方向（Ｙ方向）において電極体１４０を間に挟んで互いに対向している。一対の短側面１２４の各々は、第２の方向（Ｘ方向）において電極体１４０を間に挟んで互いに対向している。一対の長側面１２３の各々は、一対の短側面１２４の各々より大きな面積を有している。

ガス排出弁１３０は、ケース体１２０内の圧力が所定値以上となった際に破断する。これにより、ケース体１２０内のガスがケース体１２０外に排出される。

電極体１４０は、発電要素として機能する。電極体１４０は、図示しない正極および負極を含む。正極を構成する基材は、たとえばアルミニウム合金箔である。負極を構成する基材は、たとえば銅合金箔である。電極体１４０は、たとえば、正極および負極が巻き回された巻回型電極体、または正極および負極が交互に積層された積層型電極体である。

図４は、図２の電池モジュールをＩＶ－ＩＶ線矢印方向から見た横断面図である。図５は、図２の電池モジュールをＶ－Ｖ線矢印方向から見た縦断面図である。

図４および図５に示すように、本実施の形態におけるセパレータ４００は、発泡体４１０と、弾性体４２０とを含む。また、本実施の形態に係る電池モジュール１は、接着剤４３０をさらに備える。

発泡体４１０は、セパレータ４００のうち、電池セル１００の膨張に伴う押圧力を主に受け止める部分である。発泡体４１０は、少なくとも第１の方向（Ｙ方向）に弾性変形可能である。本実施の形態における発泡体４１０は、第１～第３の方向のいずれの方向にも弾性変形可能である。

発泡体４１０は、Ｙ方向において電池セル１００に当接している。本実施の形態における発泡体４１０は、接着剤４３０を間に挟んで電池セル１００に当接している。発泡体４１０は、接着剤４３０により電池セル１００と接着されている。

発泡体４１０は、セパレータ４００の略中央に位置している。発泡体４１０は、Ｙ方向の周囲を弾性体４２０によって囲まれている。これにより、発泡体４１０は、弾性体４２０の内部空間に収容されている。発泡体４１０の位置は、接着剤４３０により電池セル１００と接着する位置を変更することによって、弾性体４２０の内部空間の中において任意に調整することができる。

発泡体４１０は、たとえば、シリコーンゴム、ウレタンゴムまたはエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）など、電気的絶縁性かつ弾力性のある素材から構成され得る。

発泡体４１０は、基部４１１と、複数の気泡部４１２とを有する。基部４１１は、発泡体４１０の外形をなす部分である。

複数の気泡部４１２は、基部４１１の内部に点在している。本実施の形態における気泡部４１２は、連続気泡構造を有している。これにより、複数の気泡部４１２の各々は互いに連通している。なお、この連続気泡構造については、発明の理解を容易にするため、図面には図示していない。また、複数の気泡部４１２は、複数の気泡部４１２の各々が必ずしも連通していなくてもよい。

なお、発泡体４１０は、電池セル１００の膨張に伴う押圧力を主に受け止めることに加え、断熱材としても機能する。発泡体４１０は、気泡部４１２の内部空間における空気の熱伝導率を利用することにより断熱性に優れる。このため、電池セル１００が発熱した場合、隣接する発泡体４１０から周囲の構成への伝熱を抑制することができる。

弾性体４２０は、第１の方向（Ｙ方向）の周方向において発泡体４１０を囲む枠体である。なお、本実施の形態における弾性体４２０は、１つの部材から構成されているが、この構成に限定されない。弾性体４２０は、２つ以上の部材から構成されていてもよい。弾性体４２０が２つ以上の部材から構成される場合、部材同士は互いに接着などにより接合される。

本実施の形態における弾性体４２０は、第１～第３の方向のいずれの方向にも弾性変形可能である。弾性体４２０は、電池セル１００の膨張に伴う押圧力を受けることによって弾性変形可能である。

弾性体４２０は、第１の方向（Ｙ方向）において電池セル１００に当接している。本実施の形態における弾性体４２０は、接着剤４３０を介して複数の電池セル１００と接着されつつ、電池セル１００に当接している。

弾性体４２０は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭまたはＥＰＤＭ）、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ノルボルネンゴムなど、電気的絶縁性かつ弾力性のある素材から構成され得る。

本実施の形態における弾性体４２０には、第１の方向（Ｙ方向）に貫通する貫通孔４２１が設けられている。貫通孔４２１の内部に弾性体４２０と隙間をあけつつ発泡体４１０が配置される。

弾性体４２０は、発泡体４１０を収容する密閉空間１０を規定する。「密閉空間１０を規定する」ことは、弾性体４２０単独で密閉空間１０を形成することと、弾性体４２０と他の部材とで密閉空間１０を形成することとを含む。他の部材は電池セル１００であってもよいし、他の弾性を有する部材であってもよい。また、発泡体４１０は第１の方向（Ｙ方向）の周囲を弾性体４２０によって囲まれているが、第１～第３の方向の全てを弾性体４２０に囲まれる構成でもよい。

密閉空間１０は、第１の方向（Ｙ方向）において複数の電池セル１００のうちの２つの電池セル１００に囲まれ、第１の方向（Ｙ方向）の周方向において弾性体４２０に囲まれることによって形成されている。本実施の形態における密閉空間１０は、電池セル１００の長側面および弾性体４２０に囲まれ、かつ、電池セル１００の長側面および弾性体４２０が互いに接着剤４３０により接着されていることによって形成されている。接着剤４３０は、発泡体４１０および弾性体４２０が電池セル１００と当接する全ての面（両面）に設けられてもよいし、発泡体４１０および弾性体４２０が電池セル１００と当接するいずれかの面（片面）にのみ設けられてもよい。また、たとえば、弾性体４２０の両面に接着剤４３０を設け、発泡体４１０の片面に接着剤を設けるようにしてもよい。発泡体４１０および弾性体４２０の片面にのみ接着剤４３０を設けるとき、発泡体４１０および弾性体４２０の同じ方向の面に接着剤４３０を設けることにより、電池モジュールの組み立てにおいて、電池セル１００との相対的な位置決めが容易になる。

電池セル１００の膨張に伴う押圧力によってセパレータ４００が押圧され、発泡体４１０および弾性体４２０が第１の方向（Ｙ方向）において圧縮方向に弾性変形した場合、密閉空間１０の体積は、これらが弾性変形する前に比べて小さくなる。

図６は、本技術の実施の形態１に係る電池モジュールが備えるセパレータの電池モジュールに組み付ける前の構成を示す縦断面図である。

図６に示すように、電池モジュールからセパレータ４００を取り外した状態において、弾性体４２０の弾性率と第１の方向（Ｙ方向）の断面積Ｓ２との積は、発泡体４１０の弾性率と第１の方向（Ｙ方向）の断面積Ｓ１との積より小さい。この弾性率および断面積の積の関係によって、弾性体４２０は発泡体４１０より弾性変形しやすくなる。

発泡体４１０の弾性率は、たとえば、１ＭＰａ以上１０ＭＰａ以下である。弾性率は、たとえば、以下のように定義される。１辺を５ｃｍとする正方形を有する発泡体の試験片により、荷重変位曲線（ＦＳカーブ）を取得する。試験条件としては、加圧速度を３０Ｎ／ｍｉｎとして、発泡体を３．９ＭＰａまで加圧する。発泡体の圧縮率が１％から２０％までの間のＦＳカーブの傾きから弾性率を算出する。上述の試験後に、加圧を開放して２時間静止した後、発泡体の厚みをマイクロメータで測定する。上述した試験前の発泡体の厚みに対して、試験後の発泡体の厚み変化が２０％以内であることを発泡体４１０の弾性率の条件とする。弾性体についても上述と同様の手法で弾性率を算出し得る。

発泡体４１０の第１の方向（Ｙ方向）の断面積Ｓ１は、たとえば、電極体の第１の方向（Ｙ方向）の断面積の６５％以上１２０％以下である。なお、発泡体４１０の第１の方向（Ｙ方向）の断面積Ｓ１は、断面の位置によって変化する場合があるため、発泡体４１０の断面積を特定する際には、たとえば、発泡体４１０の複数の縦断面から算出した断面積を最小値としたものを用いることが望ましい。

弾性体４２０の弾性率は、上述の弾性率および断面積の積の関係を満たすように設定される。すなわち、発泡体４１０の弾性率、発泡体４１０の第１の方向（Ｙ方向）の断面積Ｓ１、および、弾性体４２０の第１の方向（Ｙ方向）の断面積Ｓ２を規定した後に、上述の弾性率および断面積の積の関係を満たすように弾性体４２０の弾性率が規定されることが望ましい。

弾性体４２０の第１の方向（Ｙ方向）の断面積Ｓ２は、たとえば、ケース体の第１の方向（Ｙ方向）から見た外形面積の３％以上３０％以下である。発泡体４１０が電池セル１００の膨張に伴う押圧力を主に受け止める部分となるため、弾性体４２０の第１の方向（Ｙ方向）の断面積Ｓ２は、発泡体４１０の第１の方向（Ｙ方向）の断面積Ｓ１と弾性率との積を弾性体の弾性率で割った値より小さいことが望ましい。

図７は、本技術の実施の形態１に係る電池モジュールが備えるセパレータの電池モジュールに組み付ける前の構成を示す横断面図である。

図７に示すように、電池モジュールからセパレータ４００を取り外した状態において、第１の方向（Ｙ方向）における弾性体４２０の厚みＴ２は、第１の方向（Ｙ方向）における発泡体４１０の厚みＴ１より厚い。これにより、弾性体４２０の内部空間において発泡体４１０が嵩張ることが抑制されるため、セパレータ４００を電池モジュール１に組み付けた際に、密閉空間１０を確保しやすい。

第１の方向（Ｙ方向）における発泡体４１０の厚みＴ１は、たとえば、第１の方向（Ｙ方向）における電池セルの厚みに対して３％以上１７％以下である。第１の方向（Ｙ方向）における弾性体４２０の厚みＴ２は、たとえば、第１の方向（Ｙ方向）における電池セルの厚みに対して３％以上２５％以下である。

次に、本技術の実施の形態１に係る電池モジュール１の製造方法について説明する。図８は、本技術の実施の形態１に係る電池モジュールの製造方法を示すフローチャートである。なお、電池セル１００およびセパレータ４００以外の構成の組み付け方法については、記載を省略している。

図８に示すように、本技術の実施の形態１に係る電池モジュール１の製造方法としては、まず、セパレータ４００を準備する（Ｓ１工程）。セパレータ４００の成形方法は、限定されない。セパレータ４００は、発泡体を弾性体の内部に収容可能な大きさに切断した後、弾性体の内部空間に発泡体を配置してもよいし、後述する発泡剤を弾性体の内部空間に配置して発泡させることによって発泡体を形成してもよい。

次に、第１の方向（Ｙ方向）に複数の電池セル１００を並べて配置する（Ｓ２工程）。複数の電池セル１００は、互いに隙間をあけつつ第１の方向（Ｙ方向）に並んで配置される。

次に、セパレータ４００を複数の電池セル１００の間に配置する（Ｓ３工程）。具体的には、少なくとも第１の方向（Ｙ方向）に弾性変形可能な発泡体４１０および発泡体４１０を収容する密閉空間１０を規定する弾性体４２０を含むセパレータ４００を複数の電池セル１００の間に配置する。本実施の形態においては、セパレータ４００は、電池セル１００に接着剤４３０によって接着される。

ここで、比較例に係る電池モジュールの構成について説明する。図９は、比較例に係る電池モジュールにおいて電池セルが膨張したときのセパレータの構成を示す横断面図である。

図９に示すように、比較例に係る電池モジュール９は、電池セル１００と、セパレータ９００とを備える。セパレータ９００は、第１部材９１０と、第２部材９２０とを含む。

第１部材９１０は、電池セル１００の膨張による押圧力によって第１の方向（Ｙ方向）に弾性変形可能な発泡体である。第２部材９２０は、電池セル１００の膨張による押圧力では略弾性変形を伴わない程度の強度を有する部材である。

第１部材９１０は、基部９１１と、気泡部９１２とを有する。気泡部９１２は連続気泡構造を有している。気泡部９１２は、電池セル１００の膨張による押圧力を受けて、内部空間が圧縮されて高圧になる。

第２部材９２０は、第１部材９１０を収容する密閉空間９０を規定する。第２部材９２０は、電池セル１００からの押圧力によって変形しない。このため、密閉空間９０は、電池セル１００からの押圧力を受ける前と比較して、その体積が小さくなりにくい。これにより、気泡部９１２の内部空間の圧力よりも密閉空間９０の圧力が低くなる。連続気泡構造を有する気泡部９１２は、密閉空間９０に連通しているため、気泡部９１２の内部空間の圧力は、平衡状態を保つために、低圧側の密閉空間９０へ開放される。

第１部材９１０は、電池セル１００からの押圧力を受けて圧縮された状態で、気泡部９１２の内部空間の圧力が密閉空間９０に開放されるため（図９中矢印方向）、気泡部９１２の内部空間の圧力が低下する。これにより、電池セル１００の膨張に対する第１部材９１０の反力が低下する。ひいては、セパレータ９００の反力が低下する。

一方、本実施の形態に係るセパレータ４００においては、図４および図５に示すように、電池セル１００からの押圧力を受けて、発泡体４１０および弾性体４２０が弾性変形する。このため、電池セル１００の膨張に伴って、密閉空間１０の体積は、電池セル１００からの押圧力を受ける前と比較して小さくなる。

密閉空間１０の体積が小さくなると、密閉空間１０の内部の圧力は高圧になる。具体的には、密閉空間１０の内部の圧力は、発泡体４１０における気泡部４１２の内部空間の圧力と同程度になる。連続気泡構造を有する気泡部４１２は、密閉空間１０と連通しているが、密閉空間１０と気泡部４１２の内部空間との圧力差が比較例に比べて小さいため、気泡部４１２の内部空間の圧力が密閉空間１０へ開放されることが抑制される。これにより、気泡部４１２の内部空間の圧力の低下が抑制されるため、電池セル１００の膨張に対する発泡体４１０の反力の低下が抑制される。ひいては、セパレータ４００の反力の低下が抑制される。

本技術の実施の形態１に係る電池モジュール１およびその製造方法においては、セパレータ４００が電池セル１００の膨張による押圧力を受けること等によってセパレータ４００の発泡体４１０および弾性体４２０が圧縮方向に弾性変形する際、弾性体４２０によって形成される密閉空間１０に発泡体４１０を収容することにより、発泡体４１０の内部および発泡体４１０周囲の密閉空間１０を圧縮して圧力を上昇させることができる。このため、発泡体４１０の圧縮方向の弾性変形に伴って発泡体４１０の内部空間の圧力が上昇しても、当該圧力が発泡体４１０周囲の密閉空間１０に開放されることを抑制することによって、発泡体４１０の反力の低下を抑制することができる。これにより、発泡体４１０が圧縮方向に弾性変形した後におけるセパレータ４００の反力の低下を抑制することができる。

本技術の実施の形態１に係る電池モジュール１およびその製造方法においては、セパレータ４００に発泡体４１０を使用し、かつ弾性体４２０に内部空間を設けることによって、空気の熱伝導率を利用してセパレータ４００の熱伝導率を低くすることができるため、気泡部を有しない弾性体をセパレータ全体に使用する場合と比較して、電池モジュール１の使用によるセパレータ４００の温度上昇に伴うセパレータ４００の反力の低下を抑制することができる。

本技術の実施の形態１に係る電池モジュール１においては、密閉空間１０が第１の方向（Ｙ方向）において複数の電池セル１００のうちの２つの電池セル１００に囲まれ、第１の方向（Ｙ方向）の周方向において弾性体４２０に囲まれることによって形成されている。これにより、弾性体４２０の内部に形成された発泡体４１０を配置する場合、発泡体４１０を貫通孔４２１から弾性体４２０の内部に挿入しやすい構成にすることができる。

本技術の実施の形態１に係る電池モジュール１においては、弾性体４２０の厚みＴ２を発泡体の厚みＴ１より厚くすることによって、弾性体４２０の貫通孔４２１の内部空間において、発泡体４１０が嵩張らずに密閉空間１０を確保しやすくすることができる。

本技術の実施の形態１に係る電池モジュール１においては、電池モジュール１からセパレータ４００を取り外した状態において、弾性体４２０の弾性率と第１の方向（Ｙ方向）の断面積Ｓ２との積を、発泡体４１０の弾性率と第１の方向（Ｙ方向）の断面積Ｓ１との積より小さくすることによって、発泡体４１０と比較して弾性体４２０を弾性変形させやすくすることができる。これにより、弾性体４２０により形成される密閉空間１０を圧縮し、密閉しやすくすることができる。

本技術の実施の形態１に係る電池モジュール１においては、弾性体４２０が電池セル１００に接着剤４３０を介して接着されていることによって、弾性体４２０と電池セル１００の長側面との間から空気を漏れにくくすることができる。これは、弾性体４２０が密閉空間１０の内圧のために広がり、電池セル１００の長側面１２３から外れて、圧力が低下することを防ぐことができるためである。上記の結果、密閉空間１０の密閉状態、高圧状態を確保しやすくすることができる。また、接着剤４３０を用いて発泡体４１０を貼り付けることにより、組み立ての時、位置決めをしやすくする効果がある。

（実施の形態２）
以下、本技術の実施の形態２に係る電池モジュールおよびその製造方法について説明する。本技術の実施の形態２に係る電池モジュールおよびその製造方法は、セパレータの構成および発泡体の製造方法が本技術の実施の形態１に係る電池モジュール１およびその製造方法と異なるため、本技術の実施の形態１に係る電池モジュール１およびその製造方法と同様である構成については説明を繰り返さない。

図１０は、本技術の実施の形態２に係る電池モジュールが備えるセパレータの構成を示す縦断面図である。図１１は、図１０のセパレータをＸＩ－ＸＩ線矢印方向から見た横断面図である。

図１０および図１１に示すように、本技術の実施の形態２に係る電池モジュールは、電池セルと、エンドプレートと、拘束部材と、セパレータ４００Ｂとを備える。セパレータ４００Ｂは、発泡体４１０Ｂと、弾性体４２０Ｂとを含む。

弾性体４２０Ｂは、本体部４２１Ｂを有している。本体部４２１Ｂには、複数の凹部４２２Ｂが形成されている。複数の凹部４２２Ｂの内側には、発泡体４１０Ｂが配置されている。なお、凹部４２２Ｂは１つであってもよい。

複数の凹部４２２Ｂは、第１の方向（Ｙ方向）に向かって開口し、密閉空間１０Ｂを形成する。密閉空間１０Ｂは、空間を囲う全６面のうち５面を凹部４２２Ｂによって囲まれ、残りの１面を電池セルの長側面に囲まれることによって形成される。

図１２は、本技術の実施の形態２に係る電池モジュールにおける発泡体が発泡剤から形成される状態を示す横断面図である。

図１２に示すように、本技術の実施の形態２に係る電池モジュールのセパレータ４００Ｂを準備する工程において、弾性体４２０Ｂに発泡剤２０を配置する。具体的には、複数の凹部４２２Ｂの内部に発泡剤２０を配置する。

凹部４２２Ｂに配置された発泡前の発泡剤２０を発泡させて発泡体４１０Ｂを形成する。これにより、弾性体４２０Ｂの凹部４２２Ｂに発泡体４１０Ｂが配置される。発泡剤２０を発泡させて形成された発泡体は、凹部４２２Ｂに密着する。なお、凹部４２２Ｂは複数配置されているが、１つでもよい。この場合、断熱特性を確保しやすくするために、凹部４２２Ｂの占有率は本体部よりも高いことが望ましい。

本技術の実施の形態２に係る電池モジュールおよびその製造方法においては、実施の形態１と同様に、発泡体４１０Ｂの反力の低下を抑制することができる。これにより、発泡体４１０Ｂが圧縮方向に弾性変形した後におけるセパレータ４００Ｂの反力の低下を抑制することができる。

本技術の実施の形態２に係る電池モジュールにおいては、密閉空間１０Ｂを形成する周囲の６面のうち、５面を弾性体４２０Ｂによって囲むことができるため、弾性体に貫通孔を設けて密閉空間を形成する場合と比較して、密閉性が高い密閉空間１０Ｂを形成することができる。

本技術の実施の形態２に係る電池モジュールの製造方法においては、弾性体４２０Ｂの内部に配置した発泡剤２０を発泡させて発泡体４１０Ｂを形成することによって、発泡体４１０Ｂの切断等の成形工程を省くことができるため、発泡体４１０Ｂを弾性体４２０Ｂの内側空間に配置するセパレータ４００Ｂを効率的に製造することができる。これは弾性体４２０Ｂの決められた位置にある凹部４２２Ｂの内部で発泡体４１０Ｂを発泡させた時点で、位置精度よく発泡体４１０Ｂの配置が完了するためである。つまり、配置する組み立てプロセスを省くことができる。

以上、本技術の実施の形態について説明したが、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。本技術の範囲は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，９ 電池モジュール、１０，１０Ｂ，９０ 密閉空間、２０ 発泡剤、１００ 電池セル、１１０ 電極端子、１１１ 正極端子、１１２ 負極端子、１２０ ケース体、１２１ 上面、１２２ 下面、１２３ 一対の長側面、１２４ 一対の短側面、１３０ ガス排出弁、１４０ 電極体、２００ エンドプレート、３００ 拘束部材、４００，４００Ｂ，９００ セパレータ、４１０，４１０Ｂ 発泡体、４１１，９１１ 基部、４１２，９１２ 気泡部、４２０，４２０Ｂ 弾性体、４２１ 貫通孔、４２１Ｂ 本体部、４２２Ｂ 凹部、４３０ 接着剤、９１０ 第１部材、９２０ 第２部材、Ｓ１，Ｓ２ 断面積、Ｔ１，Ｔ２ 厚み。

Claims (6)

1. 第１の方向に並んだ複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルの間に配置されたセパレータとを備え、
   前記セパレータは、
   少なくとも前記第１の方向に弾性変形可能な発泡体と、
   前記発泡体を収容する密閉空間を規定する弾性体とを含み、
   前記密閉空間は、前記第１の方向において前記複数の電池セルのうちの２つの電池セルに囲まれ、前記第１の方向の周方向において前記弾性体に囲まれることによって形成されており、
   電池モジュールから取り外した状態において、前記弾性体の弾性率と前記第１の方向の断面積との積は、前記発泡体の弾性率と前記第１の方向の断面積との積より小さい、電池モジュール。
2. 前記電池モジュールから取り外した状態において、前記第１の方向における前記弾性体の厚みは、前記第１の方向における前記発泡体の厚みより厚い、請求項１に記載の電池モジュール。
3. 前記弾性体は、接着剤を介して前記複数の電池セルと接着されている、請求項１に記載の電池モジュール。
4. 第１の方向に並んだ複数の電池セルと、
   前記複数の電池セルの間に配置されたセパレータとを備え、
   前記セパレータは、
   少なくとも前記第１の方向に弾性変形可能な発泡体と、
   前記発泡体を収容する密閉空間を規定する弾性体とを含み、
   前記弾性体は、前記第１の方向に向かって開口し、前記密閉空間を形成する凹部が形成された本体部を有し、
   前記凹部の内側に前記発泡体が配置されている、電池モジュール。
5. 第１の方向に複数の電池セルを並べて配置する工程と、
   少なくとも前記第１の方向に弾性変形可能な発泡体および該発泡体を収容する密閉空間を規定する弾性体を含むセパレータを前記複数の電池セルの間に配置する工程とを備え、
   前記密閉空間は、前記第１の方向において前記複数の電池セルのうちの２つの電池セルに囲まれ、前記第１の方向の周方向において前記弾性体に囲まれることによって形成されており、
   電池モジュールから取り外した状態において、前記弾性体の弾性率と前記第１の方向の断面積との積は、前記発泡体の弾性率と前記第１の方向の断面積との積より小さい、電池モジュールの製造方法。
6. 第１の方向に複数の電池セルを並べて配置する工程と、
   少なくとも前記第１の方向に弾性変形可能な発泡体および該発泡体を収容する密閉空間を規定する弾性体を含むセパレータを前記複数の電池セルの間に配置する工程とを備え、
   前記セパレータを準備する工程をさらに含み、
   前記セパレータを準備する工程は、前記弾性体に発泡剤を配置することと、前記発泡剤を発泡させて前記発泡体を形成することとを含み、
   前記弾性体に前記発泡剤を配置することは、前記弾性体に形成された前記第１の方向に向かって開口する凹部に前記発泡剤を配置することを含み、
   前記発泡剤を発泡させることは、前記凹部に配置された前記発泡剤を発泡させることを含む、電池モジュールの製造方法。