(57)【要約】【課題】隣接する単電池の配置（正負極の向き）を間違えることなく正確に、かつ効率的に単電池を立体配置することができる組電池を提供すること。【解決手段】複数の円筒型単電池１０を直列接続することにより構成される組電池４０において、円筒型単電池１０の正負極側両端部には、隣接する単電池同士の短絡を防止する絶縁部材２０，３０が配置されており、絶縁部材２０，３０の周面には、隣接する他の絶縁部材と嵌合するための嵌合部が形成され、正極側の絶縁部材２０における嵌合部の形状と負極側の絶縁部材３０における嵌合部の形状とが異なっている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の円筒型単電池を直列接続することにより構成される組電池において、
前記円筒型単電池の正負極側両端部には、隣接する単電池同士の短絡を防止する絶縁部材がそれぞれ配置されており、
前記絶縁部材の周面には、隣接する他の絶縁部材と嵌合するための嵌合部が形成され、
正極側の絶縁部材における嵌合部の形状と負極側の絶縁部材における嵌合部の形状とが異なっている
ことを特徴とする組電池。
【請求項２】
請求項１に記載する組電池において、
前記絶縁部材が六角形状をなし、
前記嵌合部は、少なくとも嵌合突起あるいは嵌合孔の一方を備え、
一方の極側の絶縁部材の４つの周面には、他方の極側の絶縁部材に形成された嵌合孔に嵌合する嵌合突起が形成され、残りの２つの周面には、一方の極と同じ極側の絶縁部材に形成された嵌合突起及び嵌合孔に嵌合する嵌合孔及び嵌合突起が形成されており、
他方の極側の絶縁部材の４つの周面には、一方の極側の絶縁部材に形成された嵌合突起が嵌合する嵌合孔が形成され、残りの２つの周面には、他方の極と同じ極側の絶縁部材に形成された嵌合突起及び嵌合孔に嵌合する嵌合孔及び嵌合突起が形成されている
ことを特徴とする組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の円筒型単電池を直列接続して構成した組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池あるいはキャパシタ等の蓄電素子（物理電池）を単電池とし、そのような単電池を複数直列接続することで組電池が構成されている。このような組電池は、高出力が得られる電源として、車両搭載用電源、あるいはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池を単電池として複数直列に接続した組電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。
【０００３】
そして、この種の組電池には、組電池を構成する単電池として円筒型単電池を使用したものがある。円筒型単電池を組電池として使用する場合、単電池を立体配置した際に隣接する電池間の短絡を防止するとともに良好な冷却性能を得るために、電池間に隙間を確保する必要がある。そのために例えば、特許文献１に記載の組電池では、各単電池の両端に絶縁部材を配置し、その絶縁部材の周面に隣接する絶縁部材と連結可能な連結部を形成している。これにより、隣接する絶縁部材同士を連結することによって、電池間に隙間を確保しながら円筒型単電池を立体配置することができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２３０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記した組電池では、組電池を構成するための単電池の組み付け時に、隣接する単電池の配列を間違えるおそれがあった。なぜなら、単電池の両端に配置される絶縁部材が同形状で正極側と負極側とで区別がないためである。このため、組み付け時には、組み付ける単電池の配置（方向）をその都度確認（正負極の向きを確認）する必要があり、組付けに時間がかかってしまい生産効率が悪く、製造コストを押し上げる要因となっていた。
【０００６】
そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、隣接する単電池の配置（正負極の向き）を間違えることなく正確に、かつ効率的に単電池を立体配置することができる組電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明は、複数の円筒型単電池を直列接続することにより構成される組電池において、前記円筒型単電池の正負極側両端部には、隣接する単電池同士の短絡を防止する絶縁部材がそれぞれ配置されており、前記絶縁部材の周面には、隣接する他の絶縁部材と嵌合するための嵌合部が形成され、正極側の絶縁部材における嵌合部の形状と負極側の絶縁部材における嵌合部の形状とが異なっていることを特徴とする。
【０００８】
この組電池では、正極側の端部と負極側の端部のそれぞれに絶縁部材が配置されている。そして、各絶縁部材の周面には、隣接する他の絶縁部材と嵌合するための嵌合部が形成されおり、正極側の絶縁部材における嵌合部の形状と負極側の絶縁部材における嵌合部
の形状とが異なっている。このため、絶縁部材の形状により単電池の正負極の向きを一見するだけで判断することができる。これにより、組電池を構成する際、隣接する単電池の配列（正負極の向き）を間違えることなく単電池を組み付けることができる。また、組み付ける単電池の正負極の向きが瞬時にわかるため、組付け時間が短縮され生産効率を向上させることができる。
このように、この組電池によれば、隣接する単電池の配置（正負極の向き）を間違えることなく正確に、かつ効率的に単電池を立体配置することができる。
【０００９】
そして、本発明に係る組電池においては、前記絶縁部材が六角形状をなし、前記嵌合部は、少なくとも嵌合突起あるいは嵌合孔の一方を備え、一方の極側の絶縁部材の４つの周面には、他方の極側の絶縁部材に形成された嵌合孔に嵌合する嵌合突起が形成され、残りの２つの周面には、一方の極と同じ極側の絶縁部材に形成された嵌合突起及び嵌合孔に嵌合する嵌合孔及び嵌合突起が形成されており、他方の極側の絶縁部材の４つの周面には、一方の極側の絶縁部材に形成された嵌合突起が嵌合する嵌合孔が形成され、残りの２つの周面には、他方の極と同じ極側の絶縁部材に形成された嵌合突起及び嵌合孔に嵌合する嵌合孔及び嵌合突起が形成されていることが望ましい。
【００１０】
このように構成することにより、一の単電池を囲む（隣接する）６つの単電池のうち、４つの単電池が異なる極と隣接して配置され、２つの単電池が同じ極と隣接して配置される。そして、このような単電池が配列されることにより、最も効率的に複数の単電池を直列接続することができる。つまり、上記の構成により、より一層効率的に単電池を立体配置することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る組電池によれば、上記した通り、隣接する単電池の配置（正負極の向き）を間違えることなく正確に、かつ効率的に単電池を立体配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態に係る組電池を構成する円筒型単電池の概略構成を示す図である。
【図２】円筒型単電池の正極側に取り付ける絶縁部材を示す平面図である。
【図３】円筒型単電池の負極側に取り付ける絶縁部材を示す平面図である。
【図４】組電池における単電池の配列及び接続方法を示す図である。
【図５】組電池における単電池の別の配列及び接続方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の組電池を具体化した実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。そこでまず、組電池を構成する単電池及び絶縁部材について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態に係る組電池を構成する円筒型単電池の概略構成を示す図である。図２は、円筒型単電池の正極側に取り付ける絶縁部材を示す平面図である。図３は、円筒型単電池の負極側に取り付ける絶縁部材を示す平面図である。
【００１４】
図１に示すように、組電池を構成するための単電池１０は円筒型単電池である。この円筒型単電池１０は、典型的な円筒型の単電池で使用されるものと同じであればよく、円筒型単電池１０の構成は特に制限されない。本実施形態に係る円筒型単電池１０の構成はリチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は高エネルギー密度で高出力を実現できる二次電池であるため、高性能な組電池、特に車両搭載用組電池（電池モジュール）を構築することができる。なお、単電池は、組電池を構成するために相互に直列接続され得る個々の蓄電素子を意味し、特に限定しない限り種々の組成の電池、キャパシタを包含するものである。また、二次電池とは、繰り返し充電可能な電池一般をいい、リチウムイオン
電池の他、例えばニッケル水素電池等を挙げることができる。
【００１５】
円筒型単電池１０は、円筒形状の電池ケース内に、帯状の正極、負極、及びセパレータを捲回してなる捲回体と、電解液とが収容されたものである。そして、円筒型単電池１０の両端（円筒型単電池の長手方向の一端及び他端）には、捲回体の正極と電気的に接続する正極端子１１と、捲回体の負極と電気的に接続する負極端子１２とが設けられている。また、正極端子１１側及び負極端子１２側にそれぞれ絶縁部材２０，３０が取り付けられている。
このような円筒型単電池１０を複数用いて、一方の正極端子１１と他方の負極端子１２とをバスバー等によって電気的に直列接続することにより、所望する電圧の組電池を構成することができるようになっている。
【００１６】
絶縁部材２０，３０は、組電池を構成した際に隣接する円筒型単電池１０間に隙間を確保するためのものである。このように隣接する円筒型単電池１０間に所定の隙間を確保することにより、短絡の防止と良好な冷却性能を得ることができる。絶縁部材２０，３０は、ともに六角形状をなし、その中心に各端子１１，１２が貫通する貫通孔２１、３１が形成されている。また、各絶縁部材２０，３０の６つの周面には、他の絶縁部材と嵌合可能な嵌合部が形成されている。この嵌合部は、後述する嵌合突起と嵌合孔とで構成されている。そして、正極側の絶縁部材２０と負極側の絶縁部材３０とでは、形状が異なっている。より詳細には、正極側の絶縁部材２０と負極側の絶縁部材３０とにおける周面に形成された嵌合部の形状が異なっている。
【００１７】
正極側の絶縁部材２０には、図２に示すように、対向する周面に同様の嵌合部が形成されている。具体的には、４つの周面に、負極側の絶縁部材３０に形成された嵌合孔３２（図３参照）に嵌合する嵌合突起２２が形成され、残りの２つの周面には、他の正極側の絶縁部材に形成された嵌合突起２３及び嵌合孔２４に嵌合する嵌合孔２４及び嵌合突起２３が形成されている。これにより、正極側の絶縁部材２０においては、嵌合突起２２が形成された４つの周面で負極側の絶縁部材３０とそれぞれ嵌合・連結され、嵌合突起２３及び嵌合孔２４が形成された残り２つの周面で他の正極側の絶縁部材２０とそれぞれ嵌合・連結されるようになっている。
【００１８】
一方、負極側の絶縁部材３０には、図３に示すように、対向する周面に同様の嵌合部が形成されている。具体的には、４つの周面に、正極側の絶縁部材２０に形成された嵌合突起２２（図２参照）が嵌合する嵌合孔３２が形成され、残りの２つの周面には、他の負極側の絶縁部材に形成された嵌合突起３４及び嵌合孔３３に嵌合する嵌合孔３３及び嵌合突起３４が形成されている。これにより、負極側の絶縁部材３０においては、嵌合孔３２が形成された４つの周面で正極側の絶縁部材２０とそれぞれ嵌合・連結され、嵌合突起３４及び嵌合孔３３が形成された残り２つの周面で他の負極側の絶縁部材３０とそれぞれ嵌合・連結されるようになっている。
【００１９】
続いて、上記した構成を有する円筒型単電池１０を用いて構成した組電池について、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、組電池における単電池の配列及び接続方法を示す図である。図５は、組電池における単電池の別の配列及び接続方法を示す図である。
【００２０】
円筒型単電池１０を用いて、図４、図５に示すような組電池４０を構築する場合、隣接する単電池同士を直列接続（本実施の形態では、バスバー１５により接続）する必要がある。そのため、所定の配列パターンとなるように円筒型単電池１０を立体配置する必要がある。ここで、従来の絶縁部材のように、正極側と負極側とで形状が同一である（区別がない）と、組み付ける単電池の配置（方向）をその都度確認（正負極の向きを確認）する必要があり、組付けに時間がかかってしまい生産効率が低下するため、製造コストが高くなっていた。
【００２１】
これに対して、本実施の形態に係る組電池４０を構成する円筒型単電池１０では、正極側の絶縁部材２０と負極側の絶縁部材３０とで形状が異なっており、絶縁部材２０，３０の形状により正負極の向きを一見するだけで判断することができる。このため、組電池４０を構成する際、隣接する円筒型単電池１０の配列を間違えることなく、円筒型単電池１０を立体配置する（組み付ける）ことができる。また、組み付ける単電池の正負極の向きが瞬時にわかるため、組付け時間が短縮される結果、生産効率を向上させることができ、製造コストを低減することができる。
【００２２】
また、円筒型単電池１０に備わる正極側の絶縁部材２０及び負極側の絶縁部材３０が、上記したような形状をしているため、図４、図５に示すように、組電池４０を構築する際、一の円筒型単電池１０を囲む他の６つの円筒型単電池１０のうち、４つの円筒型単電池１０が異なる極と隣接して配置され、２つの円筒型単電池１０が同じ極と隣接して配置しないと、絶縁部材２０，３０がうまく連結されない。つまり、絶縁部材２０，３０が連結するように円筒型単電池１０を立体配置すると、必然的に、一の円筒型単電池１０を囲む他の６つの円筒型単電池１０のうち、４つの円筒型単電池１０が異なる極と隣接して配置され、２つの円筒型単電池１０が同じ極と隣接して配置される。
【００２３】
そして、このような配置パターンで円筒型単電池１０が立体配列されることにより、最も効率的に複数の円筒型単電池１０をバスバー１５によって直列接続することができる。このように、本実施の形態に係る組電池４０によれば、隣接する円筒型電池１０の配置（正負極の向き）を間違えることなく正確に、かつ効率的に円筒型単電池１０を立体配置することができる。
【００２４】
以上、詳細に説明したように本実施の形態に係る組電池４０によれば、組電池４０を構成する円筒型単電池１０の正負極側両端部に、隣接する単電池同士の短絡を防止する絶縁部材２０，３０がそれぞれ配置されており、絶縁部材２０，３０の周面には、隣接する他の絶縁部材と嵌合するための嵌合部が形成され、正極側の絶縁部材２０における嵌合部の形状と負極側の絶縁部材３０における嵌合部の形状とが異なっている。
【００２５】
このため、絶縁部材２０，３０の形状により円筒型単電池１０の正負極の向きを一見するだけで判断することができる。従って、組電池４０を構築する際、隣接する円筒型単電池１０の配列（正負極の向き）を間違えることなく円筒型単電池１０を組み付けることができる。また、組み付ける円筒型単電池１０の正負極の向きが瞬時にわかるため、組付け時間が短縮され生産効率を向上させることができる。
【００２６】
そして、絶縁部材２０，３０が六角形状をなし、それぞれの周面に形成された嵌合部は、少なくとも嵌合突起あるいは嵌合孔の一方を備え、正極側の絶縁部材２０における４つの周面に、負極側の絶縁部材３０に形成された嵌合孔３２に嵌合する嵌合突起２２が形成され、残りの２つの周面には、他の正極側の絶縁部材に形成された嵌合突起２３及び嵌合孔２４に嵌合する嵌合孔２４及び嵌合突起２３が形成されている。一方、負極側の絶縁部材３０における４つの周面に、正極側の絶縁部材２０に形成された嵌合突起２２が嵌合する嵌合孔３２が形成され、残りの２つの周面には、他の負極側の絶縁部材に形成された嵌合突起３４及び嵌合孔３３に嵌合する嵌合孔３３及び嵌合突起３４が形成されている。
【００２７】
このため、一の円筒型単電池１０を囲む（隣接する）６つの単電池のうち、４つの円筒型単電池１０が異なる極と隣接して配置され、２つの円筒型単電池１０が同じ極と隣接して配置される。その結果、最も効率的に複数の円筒型単電池１０をバスバー１５により直列接続することができる。
【００２８】
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。例えば、上記した実施の形態において、絶縁部材２０，３０の嵌合部を嵌合突起と嵌合孔で構成しているが、嵌合部の構成はこれに限られず、絶縁部材２０，３０を嵌合・連結させられる形状であればどのような形状であってもよい。
【００２９】
また、上記した実施の形態では、絶縁部材２０を正極側に取り付け、絶縁部材３０を負極側に取り付けているが、これとは逆に、絶縁部材２０を負極側に取り付け、絶縁部材３０を正極側に取り付けてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０    円筒型単電池
１１    正極端子
１２    負極端子
１５    バスバー
２０    正極側の絶縁部材
２１    貫通孔
２２    嵌合突起
２３    嵌合突起
２４    嵌合孔
３０    負極側の絶縁部材
３１    貫通孔
３２    嵌合孔
３３    嵌合孔
３４    嵌合突起
４０    組電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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