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技術 組電池

出願人 株式会社エンビジョンAESCジャパン
発明者 小野寺誠本橋裕太辻裕介
出願日 2016年9月26日 (2年11ヶ月経過) 出願番号 2018-540593
公開日 2019年6月24日 (2ヶ月経過) 公開番号 WO2018-055764
状態 未査定
技術分野 電池の接続・端子 電池及び電池容器の装着・懸架
主要キーワード 位置決穴 位置決ピン 補助支柱 レーザ接合 ロケート孔 サブアッシ 強化プラスチックス 加圧ユニット
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (11)

課題

溶接品質を向上するためにレーザの出力を上げたとしてもレーザが電極タブを貫通することを抑制して、電極タブおよびバスバを好適にレーザ接合することのできる組電池を提供する。

解決手段

組電池100は、発電要素111を含み扁平に形成した電池本体110H、および電池本体から導出した電極タブ112を備え、電池本体の厚み方向に積層した単電池110と、レーザ接合によって電極タブと電気的に接続するバスバ132と、電極タブと共にレーザの照射方向に沿って積層構造を形成するプレート部112gと、を有する。

概要

背景

組電池は、例えば、電気自動車のような車両に搭載され、車両用モータを駆動させる電源として使用されている。組電池は、単電池を複数積層して構成している。積層した単電池は、各々の単電池から導出した電極タブ電池端子)同士をバスババスバージャンパ)によって電気的に接続している(特許文献1を参照)。また、電極タブとバスバとの接続は、レーザ接合によって行われている。

概要

溶接品質を向上するためにレーザの出力を上げたとしてもレーザが電極タブを貫通することを抑制して、電極タブおよびバスバを好適にレーザ接合することのできる組電池を提供する。組電池100は、発電要素111を含み扁平に形成した電池本体110H、および電池本体から導出した電極タブ112を備え、電池本体の厚み方向に積層した単電池110と、レーザ接合によって電極タブと電気的に接続するバスバ132と、電極タブと共にレーザの照射方向に沿って積層構造を形成するプレート部112gと、を有する。

目的

本発明の目的は、溶接品質を向上するためにレーザの出力を上げたとしてもレーザが電極タブを貫通することを抑制して、電極タブおよびバスバを好適にレーザ接合することのできる組電池を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
0件

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請求項1

発電要素を含み扁平に形成した電池本体、および前記電池本体から導出した電極タブを備え、前記電池本体の厚み方向に積層した単電池と、レーザ接合によって前記電極タブと電気的に接続するバスバと、前記電極タブと共に前記レーザ照射方向に沿って積層構造を形成するプレート部と、を有する組電池

請求項2

前記電極タブの先端部は、前記単電池の積層方向に沿って屈折し、前記電極タブは、アノード側電極タブと、前記アノード側電極タブよりも厚みが小さいカソード側電極タブと、を有し、前記プレート部は、前記カソード側電極タブにのみ設けられる請求項1に記載の組電池。

請求項3

前記プレート部は、前記電極タブの先端部が折り返されることによって、前記電極タブと一体的に構成する請求項1または2に記載の組電池。

請求項4

前記プレート部は、前記電極タブが前記バスバから離間する側に折り返されることによって、前記バスバから離間する側に形成する請求項3に記載の組電池。

請求項5

前記プレート部は、前記電極タブが前記バスバに近づく側に折り返されることによって前記バスバに隣り合って形成する請求項3に記載の組電池。

請求項6

前記プレート部は、前記電極タブとは別体として構成する請求項1または2に記載の組電池。

請求項7

前記プレート部は、前記電極タブの前記バスバが設けられる側とは反対側に位置する請求項6に記載の組電池。

請求項8

前記プレート部は、前記バスバと前記電極タブとの間に配置され、導電性部材によって構成される請求項6に記載の組電池。

技術分野

0001

本発明は、組電池に関する。

背景技術

0002

組電池は、例えば、電気自動車のような車両に搭載され、車両用モータを駆動させる電源として使用されている。組電池は、単電池を複数積層して構成している。積層した単電池は、各々の単電池から導出した電極タブ電池端子)同士をバスババスバージャンパ)によって電気的に接続している(特許文献1を参照)。また、電極タブとバスバとの接続は、レーザ接合によって行われている。

先行技術

0003

特表2012−515418号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1の構成では、レーザ照射して電極タブおよびバスバを接続する際に、溶接品質を向上するためにレーザの出力を上げると、レーザが電極タブを貫通して好適に溶接できない可能性がある。

0005

本発明の目的は、溶接品質を向上するためにレーザの出力を上げたとしてもレーザが電極タブを貫通することを抑制して、電極タブおよびバスバを好適にレーザ接合することのできる組電池を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

上記目的を達成するための本発明の組電池は、発電要素を含み扁平に形成した電池本体、および前記電池本体から導出した電極タブを備え、前記電池本体の厚み方向に積層した単電池を有する。また、組電池は、レーザ接合によって前記電極タブと電気的に接続するバスバと、前記電極タブと共に前記レーザの照射方向に沿って積層構造を形成するプレート部と、を有する。

発明の効果

0007

上記構成を備える本発明に係る組電池によれば、溶接品質を向上するためにレーザの出力を上げたとしてもレーザが電極タブを貫通することを抑制して、電極タブおよびバスバを好適にレーザ接合することができる。

図面の簡単な説明

0008

実施形態に係る組電池を示す斜視図である。
図1に示す組電池から、加圧ユニット(上部加圧板と下部加圧板と左右の側板)を取り外し、かつ、バスバユニットの一部(保護カバーアノードターミナルカソード側ターミナル)を取り外した状態を示す斜視図である。
積層した単電池の電極タブにバスバを接合した状態の要部を断面によって示す側面図である。
図3の符号Aの箇所を示す拡大図である。
図2に示す積層体から、バスバホルダおよびバスバを取り外した状態を示す斜視図である。
図5に示す第1セルサブアッシ並列接続する3組の単電池)を単電池毎に分解し、かつ、そのうちの1つ(最上部)の単電池から第1スペーサと第2スペーサを取り外した状態を示す斜視図である。
図5に示す第1セルサブアッシと第2セルサブアッシをバスバによって電気的に接続する状態を示す斜視図である。バスバホルダおよびバスバを取り外した状態を示す斜視図である。
変形例1に係る組電池の図4に対応する図である。
変形例2に係る組電池の図4に対応する図である。
変形例3に係る組電池の図4に対応する図である。

実施例

0009

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。図面において、同一の部材には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面において、各部材の大きさや比率は、実施形態の理解を容易にするために誇張し、実際の大きさや比率とは異なる場合がある。

0010

各図において、X、Y、およびZで表す矢印を用いて、組電池100の方位を示している。Xによって表す矢印の方向は、組電池100の長手方向を示している。Yによって表す矢印の方向は、組電池100の短手方向を示している。Zによって表す矢印の方向は、組電池100の積層方向を示している。

0011

図1は、実施形態に係る組電池100を示す斜視図である。図2は、図1に示す組電池100から、加圧ユニット120(上部加圧板121と下部加圧板122と左右の側板123)を取り外し、かつ、バスバユニット130の一部(保護カバー135とアノード側ターミナル133とカソード側ターミナル134)を取り外した状態を示す斜視図である。図3は、積層した単電池110の電極タブ112にバスバ132を接合した状態の要部を断面によって示す側面図である。図4図3の符号Aの箇所を示す拡大図である。図5は、図2に示す積層体110Sから、バスバホルダ131とバスバ132を取り外した状態を示す斜視図である。図6は、図5に示す第1セルサブアッシ110M(並列接続する3組の単電池110)を単電池110毎に分解し、かつ、そのうちの1つ(最上部)の単電池110から第1スペーサ114と第2スペーサ115を取り外した状態を示す斜視図である。図7は、図5に示す第1セルサブアッシ110Mと第2セルサブアッシ110Nをバスバ132によって電気的に接続する状態を示す斜視図である。

0012

本実施形態に係る組電池100は、概説すると、図3に示すように、発電要素111を含み扁平に形成した電池本体110H、および電池本体110Hから導出した電極タブ112を備え、電池本体110Hの厚み方向(Z方向)に積層した単電池110を有する。また組電池100は、レーザ接合によって電極タブ112と電気的に接続するバスバ132と、電極タブ112と共にレーザLの照射方向(X方向)に沿って積層構造を形成するプレート部112gと、を有する。以下、組電池100の各構成を説明する。

0013

組電池100は、電気自動車のような車両に複数搭載され、車両用モータを駆動させる電源として使用される。組電池100は、複数の単電池110を積層してなる積層体110Sを、加圧ユニット120によって加圧した状態において、バスバユニット130によって電気的に接続して構成している。

0014

積層体110Sの構成を詳述する。

0015

積層体110Sは、図5に示すように、電気的に並列接続した3つの単電池110からなる第1セルサブアッシ110Mと、電気的に並列接続した3つの単電池110からなる第2セルサブアッシ110Nを、交互に直列接続して構成している。

0016

第1セルサブアッシ110Mは、図5に示すように、組電池100において、1段目最下段)、3段目、5段目、および7段目(最上段)に位置する3つの単電池110に相当する。第2セルサブアッシ110Nは、図4に示すように、組電池100において、2段目、4段目、および6段目に位置する3つの単電池110に相当する。

0017

第1セルサブアッシ110Mと第2セルサブアッシ110Nは、同様の構成からなる。但し、第1セルサブアッシ110Mと第2セルサブアッシ110Nは、図5および図7に示すように、3つの単電池110の天地入れ替えることによって、3つのアノード側電極タブ112Aと3つのカソード側電極タブ112KがZ方向に沿って交互に位置するように配置している。

0018

第1セルサブアッシ110Mは、図5図7に示すように、全てのアノード側電極タブ112Aが図中右側に位置し、全てのカソード側電極タブ112Kが図中左側に位置している。

0019

第2セルサブアッシ110Nは、図5および図7に示すように、全てのアノード側電極タブ112Aが図中左側に位置し、全てのカソード側電極タブ112Kが図中右側に位置している。3つの単電池110毎に、その天地を単純に入れ替えただけでは、電極タブ112の先端部112dの向きがZ方向の上下にばらついてしまう。このため、全ての単電池110の電極タブ112の先端部112dの向きが揃うように、各々の先端部112dを下方に屈折させている。

0020

単電池110は、例えばリチウムイオン二次電池に相当する。単電池110は、車両用モータの駆動電圧仕様を満たすために直列に複数接続する。単電池110は、電池の容量を確保して車両の走行距離を伸ばすために並列に複数接続する。

0021

単電池110は、図3に示すように、扁平に形成した電池本体110Hと、電池本体110Hから導出した電極タブ112と、を有する。電池本体110Hは、充放電を行う発電要素111と、発電要素111を封止するラミネートフィルム113を含んでいる。

0022

発電要素111は、屋外充電スタンド等から電力充電した上で、車両用モータ等に対して放電して駆動電力を供給するものである。発電要素111は、セパレータによって分離されたアノードとカソードを複数組積層して構成している。

0023

電極タブ112は、図3図5に示すように、発電要素111を外部に臨ませるものである。電極タブ112は、アノード側電極タブ112Aおよびカソード側電極タブ112Kから構成している。アノード側電極タブ112Aおよびカソード側電極タブ112Kは、電池本体110Hから電池本体110Hの厚み方向と交差する同一の方向に向かって導出している。

0024

アノード側電極タブ112Aの基端側は、1つの発電要素111に含まれる全てのアノードに接合している。アノード側電極タブ112Aは、薄板状から形成し、アノードの特性に合わせてアルミニウム(Al)からなる。

0025

アノード側電極タブ112Aは、図3図4に示すように、発電要素111と隣接する基端部112cから先端部112dにかけてL字状に形成している。アノード側電極タブ112Aの先端部112dは、Z方向の下方に沿って屈折している。

0026

カソード側電極タブ112Kの基端側は、1つの発電要素111に含まれる全てのカソードに接合している。カソード側電極タブ112Kは、薄板状から形成し、カソードの特性に合わせて銅からなる。

0027

カソード側電極タブ112Kの厚みは、アノード側電極タブ112Aの厚み以下である。本実施形態においては、カソード側電極タブ112Kの厚みは、例えば、アノード側電極タブ112Aの厚みの半分である。

0028

カソード側電極タブ112Kは、図3図4に示すように、発電要素111と隣接する基端部112eから先端部112fにかけてL字状に形成している。カソード側電極タブ112Kの先端部112fは、Z方向の下方に沿って屈折するとともに、先端部112fが折り返されることによって、Z方向の上方に沿ってプレート部112gを形成している。すなわち、本実施形態において、プレート部112gは、カソード側電極タブ112Kと一体的に構成し、カソード側電極タブ112Kと共に、レーザの照射方向(X方向)に沿って積層構造を形成する。

0029

プレート部112gは、図3図4に示すように、カソード側電極タブ112Kの先端部112fがカソード側バスバ132Kから離間する側に折り返されて、カソード側バスバ132Kから離間する側に形成する。このように、離間する側に折り返されることによって、カソード側バスバ132Kに近づく側に折り返す構成(図8参照)と比較して、電流経路を短くすることができ、電流抵抗を小さくすることができる。

0030

本実施形態において、カソード側電極タブ112Kの先端部112fは、隙間を開けないように密着して折り返されている。なお、カソード側電極タブ112Kの先端部112fは、隙間を開けて折り返されていてもよい。このように隙間を開けることによって、当該隙間においてレーザLの出力を減衰させることができるため、溶接品質を向上するためにレーザLの出力を上げたとしてもレーザLがカソード側電極タブ112Kを貫通することをより好適に抑制できる。

0031

上述のようにプレート部112gが形成されることによって、溶接品質を向上するためにレーザLの出力を上げたとしてもレーザLがカソード側電極タブ112Kを貫通することを抑制することができる。このため、カソード側電極タブ112Kおよびカソード側バスバ132Kを好適にレーザ接合することができる。

0032

また、カソード側電極タブ112Kの厚みが、アノード側電極タブ112Aの厚みの半分であって、プレート部112gがカソード側電極タブ112Kにのみ設けられる場合、以下の効果を有する。すなわち、図4に示すように、プレート部112gを含むカソード側電極タブ112Kの先端部112f、およびアノード側電極タブ112Aの先端部112dは、X方向の幅が同一となる。よって、カソード側バスバ132Kおよびアノード側バスバ132AのX方向の位置が揃うため、レーザLの焦点位置をX方向に移動させる必要がなく、より容易に電極タブ112およびバスバ132をレーザ接合することができる。

0033

ラミネートフィルム113は、図3に示すように、一対からなり、発電要素111をZ方向に沿った上下から封止するものである。一対のラミネートフィルム113は、Y方向に沿った一端部113aの隙間から外部に向かって、アノード側電極タブ112Aおよびカソード側電極タブ112Kを導出させている。ラミネートフィルム113は、金属箔と、その金属箔を上下から被覆する絶縁性を備えたシートから構成している。

0034

単電池110は、図6に示すように一対のスペーサ(第1スペーサ114および第2スペーサ115)によって支持された状態において、図3図5に示すように積層される。

0035

一対のスペーサ(第1スペーサ114および第2スペーサ115)は、図2図3に示すように、単電池110をZ方向に沿って一定の間隔で配置している。第1スペーサ114は、電極タブ112を備えた側の単電池110を支持する。第2スペーサ115は、第1スペーサ114と単電池110のX方向において対向するように、電極タブ112を備えていない側の単電池110を支持する。

0036

第1スペーサ114は、図6に示すように、凹凸を備えた長尺板形状から形成し、絶縁性を備えた強化プラスチックスからなる。第1スペーサ114は、一対のラミネートフィルム113の一端部113aに対向するように設けている。第1スペーサ114は、図3および図6に示すように、平坦支持面114bによって、ラミネートフィルム113の一端部113aを支持している。第1スペーサ114は、支持面114bと隣接しZ方向に沿った壁面に当接面114hを備えている。当接面114hは、図3に示すように、電極タブ112の先端部112dをX方向に沿って位置決めしている。第1スペーサ114は、図6に示すように、支持面114bのY方向に沿った両端に、それぞれ上方に向かって突出した一対の連結ピン114cを備えている。一対の連結ピン114cは、円柱形状からなり、ラミネートフィルム113の一端部113aのY方向に沿った両端に開口した連結孔113cに挿入することによって、単電池110を位置決めしている。

0037

複数の第1スペーサ114は、図3に示すように、一の第1スペーサ114の上面114aと、他の第1スペーサ114の下面114dが当接している。複数の第1スペーサ114は、図3に示すように、一の第1スペーサ114の上面114aから突出した円柱形状の位置決ピン114eと、他の第1スペーサ114の下面114dに開口した位置決穴114fを嵌合させることによって、互いに位置決めしている。第1スペーサ114は、図6に示すように、Y方向に沿った両端に、ロケート孔114gを両端に備えている。ロケート孔114gは、複数の組電池100同士をZ方向に沿って位置決めしつつ連結するボルトを挿入する。

0038

第2スペーサ115は、電極タブ112を支持する必要がないことから、第1スペーサ114を簡略化して構成している。第2スペーサ115は、図6に示すように、ラミネートフィルム113の他端部113bを支持する支持面115b、第2スペーサ同士を位置決めする位置決ピン114e、単電池110を位置決めする連結ピン115c、および複数の組電池100同士を位置決めしつつ連結するボルトを挿入するロケート孔115g等を備えている。

0039

加圧ユニット120の構成を詳述する。

0040

加圧ユニット120は、積層体110Sの各々の単電池110の発電要素111を上下から加圧する上部加圧板121と下部加圧板122、および積層体110Sを加圧した状態の上部加圧板121および下部加圧板122を固定する一対の側板123を含んでいる。

0041

上部加圧板121は、図1および図2に示すように、下部加圧板122と共に、積層体110Sを構成する複数の単電池110を上下から挟み込んで保持しつつ、各々の単電池110の発電要素111を加圧するものである。上部加圧板121は、凹凸を備えた板状に形成し、十分な剛性を備えた金属からなる。上部加圧板121は、水平面上に設けている。上部加圧板121は、図2に示すように、発電要素111を下方に向かって加圧する加圧面121aを備えている。加圧面121aは、平坦に形成され、上部加圧板121の中央の部分から下方に向かって突出している。上部加圧板121は、組電池100同士を連結するボルトを挿入するロケート孔121bを備えている。ロケート孔121bは、貫通孔からなり、上部加圧板121の四隅に開口している。

0042

下部加圧板122は、図2に示すように、上部加圧板121と同一の形状からなり、上部加圧板121の天地を逆転させるように設けている。下部加圧板122は、上部加圧板121と同様に、発電要素111を上方に向かって加圧する加圧面122a、および組電池100同士をZ方向に沿って位置決めしつつ連結するボルトを挿入するロケート孔122bを備えている。

0043

一対の側板123は、図1および図2に示すように、積層体110Sを加圧した状態の上部加圧板121および下部加圧板122を固定するものである。すなわち、一対の側板123は、上部加圧板121および下部加圧板122の間隔を一定に維持する。また、一対の側板123は、積層した単電池110のX方向に沿った側面を被覆して保護する。側板123は、平板状に形成し、金属からなる。一対の側板123は、積層した単電池110のX方向に沿った両側面に対向するように、起立して設けている。一対の側板123は、上部加圧板121および下部加圧板122に対して溶接している。

0044

バスバユニット130の構成を詳述する。

0045

バスバユニット130は、複数のバスバ132を一体的に保持するバスバホルダ131、上下に並んだ単電池110の電極タブ112を電気的に接続するバスバ132、電気的に接続された複数の単電池110のアノード側の終端を外部の入出力端子に臨ませるアノード側ターミナル133、電気的に接続された複数の単電池110のカソード側の終端を外部の入出力端子に臨ませるカソード側ターミナル134、およびバスバ132等を保護する保護カバー135を含んでいる。

0046

バスバホルダ131は、図2および図5に示すように、複数のバスバ132を一体的に保持するものである。バスバホルダ131は、複数のバスバ132を、積層体110Sの各々の単電池110の電極タブ112に対面するように、マトリクス状に一体的に保持している。バスバホルダ131は、絶縁性を備えた樹脂からなり、枠状に形成している。

0047

バスバホルダ131は、図5に示すように、単電池110の電極タブ112を支持している方の第1スペーサ114の長手方向の両側に位置するように、Z方向に沿って起立した一対の支柱部131aをそれぞれ備えている。一対の支柱部131aは、第1スペーサ114の側面に嵌合する。一対の支柱部131aは、Z方向に沿って視認した場合にL字状であって、Z方向に沿って延在した板状に形成している。バスバホルダ131は、第1スペーサ114の長手方向の中央付近に位置するように、Z方向に沿って起立した一対の補助支柱部131bを離間させて備えている。一対の補助支柱部131bは、Z方向に沿って延在した板状に形成している。

0048

バスバホルダ131は、図5に示すように、Z方向に沿って隣り合うバスバ132の間にそれぞれ突出する絶縁部131cを備えている。絶縁部131cは、Y方向に沿って延在した板状に形成している。各々の絶縁部131cは、補助支柱部131bと補助支柱部131bの間に水平に備えている。絶縁部131cは、Z方向に沿って隣り合うバスバ132の間を絶縁することによって放電を防止する。

0049

バスバホルダ131は、それぞれ独立して形成した支柱部131aと補助支柱部131bおよび絶縁部131cを互いに接合して構成してもよいし、支柱部131aと補助支柱部131bおよび絶縁部131cを一体的に成形して構成してもよい。

0050

バスバ132は、図3図5および図7に示すように、上下に並んだ単電池110の電極タブ112を電気的に接続するものである。バスバ132は、一の単電池110のアノード側電極タブ112Aと、他の単電池110のカソード側電極タブ112Kを電気的に接続する。バスバ132は、図7に示すように、例えば、第1セルサブアッシ110Mの上下に3つ並んだアノード側電極タブ112Aと、第2セルサブアッシ110Nの上下に3つ並んだカソード側電極タブ112Kを電気的に接続する。

0051

すなわち、バスバ132は、図7に示すように、例えば、第1セルサブアッシ110Mの3つのアノード側電極タブ112Aを並列接続し、かつ、第2セルサブアッシ110Nの3つのカソード側電極タブ112Kを並列接続する。さらに、バスバ132は、第1セルサブアッシ110Mの3つのアノード側電極タブ112Aと、第2セルサブアッシ110Nの3つのカソード側電極タブ112Kを直列接続する。バスバ132は、一の単電池110のアノード側電極タブ112Aと、他の単電池110のカソード側電極タブ112Kに対してレーザ溶接している。

0052

バスバ132は、図3図5に示すように、アノード側バスバ132Aとカソード側バスバ132Kを接合して構成している。アノード側バスバ132Aとカソード側バスバ132Kは、同一の形状からなり、それぞれL字状に形成している。バスバ132は、図3図5に示すように、アノード側バスバ132Aの屈折した一端と、カソード側バスバ132Kの屈折した一端を接合してなる接合部132cによって、一体化している。バスバ132を構成するアノード側バスバ132Aおよびカソード側バスバ132Kは、図4に示すように、Y方向に沿った両端にバスバホルダ131と接合する側部132dを備えている。

0053

アノード側バスバ132Aは、単電池110のアノード側電極タブ112Aと同様に、アルミニウムからなる。カソード側バスバ132Kは、単電池110のカソード側電極タブ112Kと同様に、銅からなる。異なる金属からなるアノード側バスバ132Aとカソード側バスバ132Kは、超音波接合によって互いに接合し、接合部132cを形成している。

0054

マトリクス状に配設したバスバ132のうち、図5の図中右上に位置するバスバ132は、21つの単電池110(3並列7直列)のアノード側の終端に相当し、アノード側バスバ132Aのみから構成している。このアノード側バスバ132Aは、積層した単電池110のうち最上部の3つの単電池110のアノード側電極タブ112Aに対してレーザ接合している。

0055

マトリクス状に配設したバスバ132のうち、図5の図中左下に位置するバスバ132は、21つの単電池110(3並列7直列)のカソード側の終端に相当し、カソード側バスバ132Kのみから構成している。このカソード側バスバ132Kは、積層した単電池110のうち最下部の3つの単電池110のカソード側電極タブ112Kに対してレーザ接合している。

0056

アノード側ターミナル133は、図1および図2に示すように、電気的に接続された複数の単電池110のアノード側の終端を外部の入出力端子に臨ませるものである。アノード側ターミナル133は、図2に示すように、マトリクス状に配設したバスバ132のうち、図中右上に位置するアノード側バスバ132Aに接合する。アノード側ターミナル133は、両端を屈折させた板状に形成し、導電性を備えた金属からなる。

0057

カソード側ターミナル134は、図1および図2に示すように、電気的に接続された複数の単電池110のカソード側の終端を外部の入出力端子に臨ませるものである。カソード側ターミナル134は、図2に示すように、マトリクス状に配設したバスバ132のうち、図中左下に位置するカソード側バスバ132Kに接合する。カソード側ターミナル134は、アノード側ターミナル133と形状からなり、天地を反転させている。

0058

保護カバー135は、図1および図2に示すように、バスバ132等を保護するものである。すなわち、保護カバー135は、複数のバスバ132を一体的に被覆することによって、各々のバスバ132が他の部材等と接触して電気的な短絡が発生することを防止する。保護カバー135は、図2に示すように、Z方向に沿って起立した側面135aの一端135bと他端135cを爪のようにX方向に向かって屈折し、絶縁性を備えたプラスチックスからなる。

0059

保護カバー135は、側面135aによって各々のバスバ132を被覆しつつ、一端135bと他端135cによってバスバホルダ131を上下から挟み込んで固定している。保護カバー135は、矩形状の孔からなりアノード側ターミナル133を外部に臨ませる第1開口135dと、矩形状の孔からなりカソード側ターミナル134を外部に臨ませる第2開口135eを、それぞれ側面135aに備えている。

0060

次に、図4を参照して、本実施形態に係る組電池100における、バスバ132の電極タブ112に対する溶接方法を説明する。

0061

まず、各々のバスバ132を一体的に保持したバスバホルダ131を、複数積層した第1スペーサ114の側面に対して接着等によって接合する。

0062

このとき、図4に示すように、プレート部112gは、カソード側電極タブ112Kにのみ設けられるため、カソード側バスバ132Kおよびアノード側バスバ132AのX方向に沿う位置は揃っている。

0063

この状態で、レーザLをカソード側バスバ132Kおよびアノード側バスバ132Aに向けて照射する。このとき、カソード側電極タブ112Kの先端部112fはプレート部112gを備えるため、溶接品質を向上するためにレーザLの出力を上げたとしても、レーザLがカソード側電極タブ112Kを貫通することを抑制することができる。よって、カソード側電極タブ112Kおよびカソード側バスバ132Kを好適にレーザ接合することができる。

0064

以上説明したように、本実施形態に係る組電池100は、発電要素111を含み扁平に形成した電池本体110H、および電池本体110Hから導出した電極タブ112を備え、電池本体110Hの厚み方向に積層した単電池110を有する。また組電池100は、レーザ接合によって電極タブ112と電気的に接続するバスバ132と、カソード側電極タブ112Kと共にレーザLの照射方向に沿って積層構造を形成するプレート部112gと、を有する。このように構成された組電池100によれば、溶接品質を向上するためにレーザLの出力を上げたとしてもレーザLがカソード側電極タブ112Kを貫通することを抑制することができる。よって、カソード側電極タブ112Kおよびカソード側バスバ132Kを好適にレーザ接合することができる。

0065

また、電極タブ112の先端部112d、112fは、単電池110の積層方向に沿って屈折する。また、電極タブ112は、アノード側電極タブ112Aと、アノード側電極タブ112Aよりも厚みが小さいカソード側電極タブ112Kと、を有し、プレート部112gは、カソード側電極タブ112Kにのみ設けられる。この構成によれば、プレート部112gがアノード側電極タブ112Aにのみ設けられる構成と比較して、アノード側バスバ132Aおよびカソード側バスバ132KのX方向の位置を揃えることができる。このため、より容易に電極タブ112およびバスバ132をレーザ接合することができる。

0066

また、プレート部112gは、カソード側電極タブ112Kの先端部112fが折り返されることによって、カソード側電極タブ112Kと一体的に構成する。このため、プレート部として別部材を準備する必要がなく、カソード側電極タブ112Kの先端部112fを折り返すだけでプレート部112gを形成することができる。

0067

また、プレート部112gは、カソード側電極タブ112Kの先端部112fがカソード側バスバ132Kから離間する側に折り返されることによって、カソード側バスバ132Kから離間する側に形成する。この構成によれば、カソード側電極タブ112Kの先端部112fがカソード側バスバ132K側に折り返される構成と比較して、電流経路を短くすることができ、電流抵抗を小さくすることができる。

0068

<変形例1>
次に、図8を参照して、変形例1に係る組電池200の構成について説明する。図8は、変形例1に係る組電池200の図4に対応する図である。

0069

変形例1に係る組電池200の電極タブ212は、図8に示すように、アノード側電極タブ112Aおよびカソード側電極タブ212Kを有する。アノード側電極タブ112Aは、上述した実施形態に係るアノード側電極タブ112Aと同一の構成であるため、説明は省略する。

0070

カソード側電極タブ212Kは、図8に示すように、発電要素111と隣接する基端部112eから先端部212fにかけてL字状に形成している。カソード側電極タブ212Kの先端部212fは、Z方向の下方に沿って屈折するとともに、先端部212fが折り返されることによって、Z方向の上方に沿ってプレート部212gを形成している。

0071

変形例1に係るプレート部212gは、図8に示すように、カソード側電極タブ212Kの先端部212fがカソード側バスバ132Kに近づく側に折り返されることによって、カソード側バスバ132Kに隣り合って形成している。

0072

以上のように変形例1に係る組電池200によれば、溶接品質を向上するためにレーザLの出力を上げたとしてもレーザLがカソード側電極タブ212Kを貫通することを抑制できる。このため、カソード側電極タブ212Kおよびカソード側バスバ132Kを好適にレーザ接合することができる。

0073

<変形例2>
次に、図9を参照して、変形例2に係る組電池300の構成について説明する。図9は、変形例2に係る組電池300の図4に対応する図である。

0074

変形例2に係る組電池300の電極タブ312は、図9に示すように、アノード側電極タブ112Aおよびカソード側電極タブ312Kを有する。アノード側電極タブ112Aは、上述した実施形態に係るアノード側電極タブ112Aと同一の構成であるため、説明は省略する。

0075

カソード側電極タブ312Kは、図9に示すように、発電要素111と隣接する基端部112eから先端部312fにかけてL字状に形成している。カソード側電極タブ312Kの先端部312fは、Z方向の下方に沿って屈折する。また、変形例2に係るカソード側電極タブ312Kでは、実施形態に係るカソード側電極タブ112Kと異なり、先端部312fが折り返されることによって、Z方向の上方に沿ってプレート部が形成している構成とはなっていない。代わりに、変形例2では、カソード側電極タブ312Kとは別体として、プレート部301が配置されている。

0076

プレート部301は、カソード側電極タブ312Kのカソード側バスバ132Kが設けられる側とは反対側に位置する。プレート部301は、予め、カソード側電極タブ312Kまたは、第1スペーサ114の当接面114hに固定されている。

0077

プレート部301を構成する材料は、特に限定されないが、レーザLの貫通をより好適に抑制する観点から、金属材料であることが好ましい。

0078

以上のように変形例2に係る組電池300によれば、溶接品質を向上するためにレーザLの出力を上げたとしてもレーザLがカソード側電極タブ312Kを貫通することを抑制できる。このため、カソード側電極タブ312Kおよびカソード側バスバ132Kを好適にレーザ接合することができる。

0079

<変形例3>
次に、図10を参照して、変形例3に係る組電池400の構成について説明する。図10は、変形例3に係る組電池400の図4に対応する図である。

0080

変形例3に係る組電池400の電極タブ412は、図10に示すように、アノード側電極タブ112Aおよびカソード側電極タブ412Kを有する。アノード側電極タブ112Aは、上述した実施形態に係るアノード側電極タブ112Aと同一の構成であるため、説明は省略する。

0081

カソード側電極タブ412Kは、図10に示すように、発電要素111と隣接する基端部112eから先端部412fにかけてL字状に形成している。カソード側電極タブ412Kの先端部412fは、Z方向の下方に沿って屈折する。また、変形例3に係るカソード側電極タブ412Kでは、実施形態に係るカソード側電極タブ112Kと異なり、先端部412fが折り返されることによって、Z方向の上方に沿ってプレート部が形成している構成とはなっていない。代わりに、変形例3では、カソード側電極タブ412Kとは別体として、プレート部401が配置されている。

0082

プレート部401は、カソード側バスバ132Kおよびカソード側電極タブ412Kの間に位置する。プレート部401は、予め、カソード側電極タブ412Kまたはカソード側バスバ132Kに固定されている。

0083

プレート部401を構成する材料は、導電性を備えている限りにおいて、特に限定されない。

0084

以上のように変形例3に係る組電池400によれば、溶接品質を向上するためにレーザLの出力を上げたとしてもレーザLがカソード側電極タブ412Kを貫通することを抑制できる。このため、カソード側電極タブ412Kおよびカソード側バスバ132Kを好適にレーザ接合することができる。

0085

そのほか、本発明は、特許請求の範囲に記載された構成に基づき様々な改変が可能であり、それらについても本発明の範疇である。

0086

例えば、上述した実施形態では、電極タブ112の先端部112d、112fは、単電池110の積層方向に沿って屈折したが、屈折していない構成であってもよい。

0087

また、上述した実施形態では、プレート部112gはカソード側電極タブ112Kにのみ設けられた。しかしながら、プレート部は、カソード側電極タブ112Kおよびアノード側電極タブ112Aに設けられてもよい。また、プレート部はアノード側電極タブ112Aにのみ設けられてもよい。

0088

100、200、300、400組電池、
110H電池本体、
110単電池、
111発電要素、
112、212、312、412電極タブ、
112Aアノード側電極タブ、
112K、212K、312K、412Kカソード側電極タブ、
112f、212f、312f、412f 先端部、
112g、212g、301、401プレート部、
132バスバ、
132Aアノード側バスバ、
132Kカソード側バスバ。

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