(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性のシート状容器内に電池本体が収容され、該電池本体から一対のシート状の電極が外部に引き出されてなるラミネートセル電池を、複数枚積層してなるラミネートセル電池構造体であって、
上記複数枚積層したラミネートセル電池は、その四方の側部を保持する保持枠内に接続セル組として保持されており、
上記電極のすべては、いずれも上記ラミネートセル電池の面方向に平行に引き出されており、
該面方向に平行に引き出された電極同士は、連結部材によって挟み込まれた状態で結合されており、
上記連結部材は、上記電極を挟持するよう折り返して形成された折返し挟持部と、互いに隣接する該折返し挟持部の折返し先端部とは反対側の基端部同士を連結する連結部とによって波形状に形成されており、
互いに隣接する上記折返し挟持部同士の間にスペーサを配置し、該折返し挟持部、該スペーサ及び上記電極にそれぞれ設けた貫通穴内にボルトを通して締め付けることによって、上記折返し挟持部と上記電極とを密着させたことを特徴とするラミネートセル電池構造体。
【請求項２】
請求項１に記載のラミネートセル電池構造体において、上記接続セル組は、同極の上記電極同士を電気的に並列接続してなり、
上記連結部材同士をバスバーで接続して、２つの上記接続セル組を電気的に直列接続したことを特徴とするラミネートセル電池構造体。
【請求項３】
請求項２に記載のラミネートセル電池構造体において、上記接続セル組を構成する上記保持枠が複数個積層されており、
該複数個積層された保持枠に対する積層方向の両側から、導通性のプレート端子部を設けた絶縁性エンドプレートがそれぞれ積層され、該絶縁性エンドプレート同士に締付部材を掛け渡して、上記複数個の保持枠が積層保持枠組として組み付けられており、
該積層保持枠組は、上記バスバーを接続した上記プレート端子部から外部と電気的に接続されていることを特徴とするラミネートセル電池構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネートセル電池を複数枚積層してなるラミネートセル電池構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より種々の形式の電池があるが、その中でも、アルミニウム基材の表面を絶縁性の樹脂で被覆してなる可撓性のシート状容器内に電池本体を収容してなるラミネートセル電池は、製造が容易で取り扱いも容易であり、かつ安価であることから多くの需要が期待されている。
ラミネートセル電池は、複数枚を積層し、各電池の電極間を並列接続又は直列接続のいずれの接続方法によっても柔軟に接続して用いることができる。
電池同士の電極間を接続する方法としては、例えば特許文献１に開示された方法がある。この特許文献１の電池及び組電池の製造方法においては、単電池の負極電極端子を、凸部を有する折曲形状に形成し、単電池の正極電極端子を、切り欠きからなる受入部を有する折曲形状に形成している。そして、これらの単電池同士を隣り合わせに配置したときに、単電池の負極電極端子における折曲部分と、隣接する単電池の正極電極端子における折曲部分とが重なり、凸部と受入部とを嵌合させて接合することができる。これにより、電極端子同士を接合する際に、これらの位置決めを容易にすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２６９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の電池においては、負極電極端子における折曲部分と正極電極端子における折曲部分とを接合する際に、各単電池に応力が加わり、各単電池における電極端子のシール部分が破壊され易くなってしまう。
そのため、単電池の耐久性を考慮すると、電極端子同士を接合する構造に更なる工夫が必要となる。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、各ラミネートセル電池における電極のシール部分が破壊され難くすることができ、各ラミネートセル電池の耐久性を向上させることができるラミネートセル電池構造体を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、可撓性のシート状容器内に電池本体が収容され、該電池本体から一対のシート状の電極が外部に引き出されてなるラミネートセル電池を、複数枚積層してなるラミネートセル電池構造体であって、
上記複数枚積層したラミネートセル電池は、その四方の側部を保持する保持枠内に接続セル組として保持されており、
上記電極のすべては、いずれも上記ラミネートセル電池の面方向に平行に引き出されており、
該面方向に平行に引き出された電極同士は、連結部材によって挟み込まれた状態で結合されており、
上記連結部材は、上記電極を挟持するよう折り返して形成された折返し挟持部と、互いに隣接する該折返し挟持部の折返し先端部とは反対側の基端部同士を連結する連結部とによって波形状に形成されており、
互いに隣接する上記折返し挟持部同士の間にスペーサを配置し、該折返し挟持部、該スペーサ及び上記電極にそれぞれ設けた貫通穴内にボルトを通して締め付けることによって、上記折返し挟持部と上記電極とを密着させたことを特徴とするラミネートセル電池構造体にある（請求項１）。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のラミネートセル電池構造体は、複数枚積層したラミネートセル電池を、その四方の側部を保持する保持枠内に接続セル組として保持してなる。そして、接続セル組においては、複数枚のラミネートセル電池における電極同士が連結部材によって挟み込まれた状態で結合されている。
これにより、連結部材に対して、各ラミネートセル電池における電極を対面させて、レーザ溶接、抵抗溶接、ボルト接合等の種々の接合を行うことができる。そのため、この接合を行う際に、各ラミネートセル電池における電極のシール部分に不要な応力が加わることを防止することができる。
【０００８】
それ故、本発明のラミネートセル電池構造体によれば、各ラミネートセル電池における電極のシール部分が破壊され難くすることができ、各ラミネートセル電池の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１における、ラミネートセル電池構造体を分解した状態で示す斜視図。
【図２】実施例１における、接続セル組を構成する保持枠を複数積層して積層保持枠組を形成したラミネートセル電池構造体を示す平面図。
【図３】実施例１における、積層保持枠組同士を隣り合わせて配設したラミネートセル電池構造体を示す平面図。
【図４】実施例１における、ラミネートセル電池の電極の周辺を示す断面説明図。
【図５】実施例１における、プラス側連結部材（マイナス側連結部材）を、各電極に結合した状態を示す説明図。
【図６】実施例１における、他のプラス側連結部材（マイナス側連結部材）を、各電極に結合した状態を示す説明図。
【図７】実施例１における、他のプラス側連結部材（マイナス側連結部材）を、各電極に結合した状態を示す説明図。
【図８】実施例２における、接続セル組を構成する保持枠を複数積層して積層保持枠組を形成したラミネートセル電池構造体を示す平面図。
【図９】実施例２における、接続セル組を構成するラミネートセル電池構造体を示す断面説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上述した本発明のラミネートセル電池構造体における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記連結部材は、上記電極を挟持するよう折り曲げて形成することが可能である。
この場合には、簡単な構造の連結部材によって電極を挟持することができる。
【００１１】
また、上記連結部材は、上記電極を挟持するよう折り返して形成された折返し挟持部と、互いに隣接する該折返し挟持部の折返し先端部とは反対側の基端部同士を連結する連結部とによって波形状に形成してある。
この場合には、波形状の連結部材を、電極に対して安定して接触させることができる。
【００１２】
また、上記連結部材においては、互いに隣接する上記折返し挟持部同士の間にスペーサを配置し、該折返し挟持部、該スペーサ及び上記電極にそれぞれ設けた貫通穴内にボルトを通して締め付けることによって、上記折返し挟持部と上記電極とを密着させている。
この場合には、連結部材における折返し挟持部と電極とを安定して密着させることができる。
なお、連結部材とスペーサとは、別々の部品とすることができ、一体化した部品とすることもできる。
【００１３】
また、上記接続セル組は、同極の上記電極同士を電気的に並列接続してなり、上記連結部材同士をバスバーで接続して、２つの上記接続セル組を電気的に直列接続することができる（請求項２）。
この場合には、各ラミネートセル電池における電極のシール部分に不要な応力が加わることを防止して、電気的に並列接続した２つの接続セル組を、バスバーによって電気的に直列接続することができる。
【００１４】
また、上記接続セル組を構成する上記保持枠が複数個積層されており、該複数個積層された保持枠に対する積層方向の両側から、導通性のプレート端子部を設けた絶縁性エンドプレートがそれぞれ積層され、該絶縁性エンドプレート同士に締付部材を掛け渡して、上記複数個の保持枠が積層保持枠組として組み付けられており、該積層保持枠組は、上記バスバーを接続した上記プレート端子部から外部と電気的に接続されていることができる（請求項３）。
この場合には、上記積層保持枠組を外部と電気的に接続する際に、この接続に用いるワイヤーハーネス等から、端部保持枠を構成する接続セル組における各ラミネートセル電池における電極のシール部分に不要な応力が加わることを防止することができる。
【実施例】
【００１５】
以下に、本発明のラミネートセル電池構造体にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例のラミネートセル電池構造体１は、図１に示すごとく、可撓性のシート状容器３１内に電池本体３２が収容されたラミネートセル電池３を、複数枚積層してなる。ラミネートセル電池３は、電池本体３２からシート状のプラス電極３３Ａとシート状のマイナス電極３３Ｂとを外部に引き出してなる。複数枚積層したラミネートセル電池３は、その四方の側部を保持する保持枠２内に接続セル組１１として保持されている。
プラス電極３３Ａのすべてとマイナス電極３３Ｂのすべてとは、いずれもラミネートセル電池３の面方向に平行に引き出されている。面方向に平行に引き出されたすべてのプラス電極３３Ａ同士は、プラス側連結部材４Ａによって挟み込まれた状態で結合され、面方向に平行に引き出されたすべてのマイナス電極３３Ｂ同士は、マイナス側連結部材４Ｂによって挟み込まれた状態で結合されている。
【００１６】
以下に、本例のラミネートセル電池構造体１につき、図１〜図７を参照して詳説する。
図４に示すごとく、本例のシート状容器３１は、内周側が絶縁樹脂３１２によって被覆された一対のアルミニウムシート３１１を用いて形成されている。すなわち、シート状容器３１は、左右方向（電極引出方向に直交する横方向）の側部においては、一対のアルミニウムシート３１１の互いに対面する絶縁樹脂３１２同士を溶着させ、上下方向（電極引出方向）の側部においては、一対のアルミニウムシート３１１の各絶縁樹脂３１２と、プラス電極３３Ａ及びマイナス電極３３Ｂの表面に施工した各絶縁樹脂３３１とを溶着させて、袋形状に形成されている。また、ラミネートセル電池３の内部においては、電池本体３２を配置した隙間３０に電解液が入れられている。
【００１７】
本例のラミネートセル電池３は、板形状の電池本体３２を、一対のアルミニウムシート３１１によって両面から包み込み、電池本体３２における一方の側部に設けたシート状のプラス電極３３Ａと、電池本体３２における他方の側部に設けたシート状のマイナス電極３３Ｂとを、一対のアルミニウムシート３１１の端部同士の間から引き出して形成されている。各ラミネートセル電池３におけるプラス電極３３Ａ及びマイナス電極３３Ｂのシール部分３１３は、これらの電極３３Ａ、３３Ｂを引き出したシート状容器３１の端部として形成されている。また、プラス電極３３Ａ及びマイナス電極３３Ｂは、銅材料からなる導体によって形成されている。
【００１８】
図１に示すごとく、本例の保持枠２は、ラミネートセル電池３においてプラス電極３３Ａを引き出した一方の側部と、ラミネートセル電池３においてマイナス電極３３Ｂを引き出した他方の側部とにそれぞれ配置する上下一対の保持枠片２１、一方の側部及び他方の側部に直交する左右の側部に配置する左右一対の保持枠片２２との４つの保持枠片を組み合わせて四角枠形状に形成されている。
上下一対の保持枠片２１には、各ラミネートセル電池３のプラス電極３３Ａ又はマイナス電極３３Ｂを差し込んで配置する差込穴２１１が複数並んで形成されている。左右一対の保持枠片２２における内側面には、各ラミネートセル電池３における左右の側部を差し込んで保持する差込保持凹部２２１が複数並んで形成されている。また、左右一対の保持枠片２２における外側面には、保持枠２の積層状態を保持するための締付部材を配置する凹部２２２が形成されている。
【００１９】
図５に示すごとく、本例の各連結部材４Ａ、４Ｂは、各電極３３Ａ、３３Ｂを挟持するよう折り曲げて形成されている。プラス側連結部材４Ａは、プラス電極３３Ａを両側から挟持するようプラス電極３３Ａの数に対応する数を折り返して形成された折返し挟持部４１と、互いに隣接する折返し挟持部４１の折返し先端部４１１とは反対側の基端部４１３同士を連結する連結部４２とによって波形状に形成されている。また、マイナス側連結部材４Ｂは、マイナス電極３３Ｂを両側から挟持するようマイナス電極３３Ｂの数に対応する数を折り返して形成された折返し挟持部４１と、互いに隣接する折返し挟持部４１の折返し先端部４１１とは反対側の基端部４１３同士を連結する連結部４２とによって波形状に形成されている。
本例のプラス側連結部材４Ａ及びマイナス側連結部材４Ｂは、一枚の金属板を波形状に折り曲げて形成されている。各連結部材４Ａ、４Ｂにおける各折返し挟持部４１は、各電極３３Ａ、３３Ｂを挟み込む隙間４１０を設けて金属板の部分が互いに向き合う状態に形成されている。
【００２０】
プラス側連結部材４Ａは、上側の保持枠片２１の外側面に配置して、各折返し挟持部４１の隙間４１０に各プラス電極３３Ａを差し込み、レーザ溶接、抵抗溶接等の溶接を行って、各プラス電極３３Ａと結合される。マイナス側連結部材４Ｂは、下側の保持枠片２１の外側面に配置して、各折返し挟持部４１の隙間４１０に各マイナス電極３３Ｂを差し込み、レーザ溶接、抵抗溶接等の溶接を行って、各マイナス電極３３Ｂと結合される。
【００２１】
各連結部材４Ａ、４Ｂにおける折返し挟持部４１の折返し先端部４１１には、図５に示すごとく、差込配置穴４１２を形成しておくことができる。この場合、各ラミネートセル電池３の電極３３Ａ、３３Ｂを差込配置穴４１２に差し込むことができる。これにより、各電極３３Ａ、３３Ｂの突出長さの寸法公差を大きくとることができ、各電極３３Ａ、３３Ｂの先端位置が揃っていなくても、安定して各連結部材４Ａ、４Ｂを配置、結合することができる。
また、各連結部材４Ａ、４Ｂにおける折返し挟持部４１は、図６に示すごとく、各電極３３Ａ、３３Ｂの突出長さを見込んだ長さに形成しておくこともできる。これによっても、各電極３３Ａ、３３Ｂの突出長さの寸法公差を大きくとることができ、各電極３３Ａ、３３Ｂの先端位置が揃っていなくても、安定して各連結部材４Ａ、４Ｂを配置、結合することができる。
【００２２】
また、各連結部材４Ａ、４Ｂにおける折返し挟持部４１は、図７に示すごとく、ボルト締めを行って、各電極３３Ａ、３３Ｂに密着させて結合することができる。具体的には、プラス側連結部材４Ａにおいては、互いに隣接する折返し挟持部４１同士の間にスペーサ５１を配置し、折返し挟持部４１、スペーサ５１及びプラス電極３３Ａにそれぞれ設けた貫通穴内にボルト５２を通す。そして、ボルト５２とナット５３とを締め付けることによって、これらの間に折返し挟持部４１、スペーサ５１及びプラス電極３３Ａを挟み込んで、折返し挟持部４１とプラス電極３３Ａとを密着させることができる。マイナス側連結部材４Ｂにおいても同様に、互いに隣接する折返し挟持部４１同士の間にスペーサ５１を配置し、折返し挟持部４１、スペーサ５１及びマイナス電極３３Ｂにそれぞれ設けた貫通穴内にボルト５２を通す。そして、ボルト５２とナット５３とを締め付けることによって、これらとの間に折返し挟持部４１、スペーサ５１及びマイナス電極３３Ｂを挟み込んで、折返し挟持部４１とマイナス電極３３Ｂとを密着させることができる。
【００２３】
図２、図３に示すごとく、本例のラミネートセル電池構造体１は、接続セル組１１を構成する保持枠２を複数積層配置し、接続セル組１１を構成する複数枚のラミネートセル電池３同士を、電気的に直列接続するよう構成されている。各接続セル組１１を構成する複数枚のラミネートセル電池３は並列に接続され、各接続セル組１１同士は直列に接続される。
【００２４】
より具体的には、各接続セル組１１同士の直列接続は、一方の接続セル組１１におけるプラス側連結部材４Ａと、他方の接続セル組１１におけるマイナス側連結部材４Ｂとが同じ側に並ぶ状態で、２つの接続セル組１１を構成する保持枠２同士を積層する。そして、一方の接続セル組１１におけるプラス側連結部材４Ａと、他方の接続セル組１１におけるマイナス側連結部材４Ｂとをバスバー６１Ａで接続して、２つの接続セル組１１を電気的に直列接続する。接続セル組１１は、任意の数だけ積層し、各保持枠２における左右一対の保持枠片２２に設けた凹部２２２に締付部材を配置して、この締付部材によって一体化することができる。
バスバー６１Ａは、各電極３３Ａ、３３Ｂを配置したラミネートセル構造体１の一方側と他方側とにおいて互いに隣接する接続セル組１１を交互に接続している。バスバー６１Ａが表側に現れていない接続セル組１１同士の間は、裏側においてバスバー６１Ａによって接続されている。
【００２５】
また、図２、図３に示すごとく、本例のラミネートセル電池構造体１は、接続セル組１１を構成する保持枠２を複数個積層し、複数個積層された保持枠２に対する積層方向の両側から、導通性のプレート端子部２５１を設けた絶縁性エンドプレート２５をそれぞれ積層して構成されている。複数個の保持枠２は、絶縁性エンドプレート２５同士に締付部材を掛け渡して、積層保持枠組１２として組み付けられている。積層保持枠組１２において一方の端部に積層された保持枠２である端部保持枠２Ａにおけるプラス側連結部材４Ａ又はマイナス側連結部材４Ｂと、端部保持枠２Ａに隣接する絶縁性エンドプレート２５におけるプレート端子部２５１とはバスバー６１Ｂによって接続されている。積層保持枠組１２は、バスバー６１Ｂを接続したプレート端子部２５１からワイヤーハーネス６２によって外部と電気的に接続される。
【００２６】
本例のラミネートセル電池構造体１は、上記のごとく、複数枚積層したラミネートセル電池３を、その四方の側部を保持する保持枠２内に接続セル組１１として保持してなる。そして、接続セル組１１においては、複数枚のラミネートセル電池３におけるプラス電極３３Ａ同士がプラス側連結部材４Ａによって挟み込まれた状態で結合され、複数枚のラミネートセル電池３におけるマイナス電極３３Ｂ同士がマイナス側連結部材４Ｂによって挟み込まれた状態で結合されている。
【００２７】
これにより、プラス側連結部材４Ａにおける各折返し挟持部４１に対して、各ラミネートセル電池３におけるプラス電極３３Ａを差し込んで、レーザ溶接、抵抗溶接、ボルト接合等の種々の接合を行うことができる。そのため、この接合を行う際に、各ラミネートセル電池３におけるプラス電極３３Ａのシール部分３１３に不要な応力が加わることを防止することができる。また、同様に、マイナス側連結部材４Ｂにおける各折返し挟持部４１に対して、各ラミネートセル電池３におけるマイナス電極３３Ｂを差し込んで、レーザ溶接、抵抗溶接、ボルト接合等の種々の接合を行うことができる。そのため、この接合を行う際に、各ラミネートセル電池３におけるマイナス電極３３Ｂのシール部分３１３に不要な応力が加わることを防止することができる。
【００２８】
また、接続セル組１１を構成する保持枠２同士を積層した上記構成により、各ラミネートセル電池３におけるプラス電極３３Ａ及びマイナス電極３３Ｂのシール部分３１３に不要な応力が加わることを防止して、接続セル組１１を電気的に直列接続することができる。
また、積層保持枠組１２における各接続セル組１１を外部と電気的に接続する際に、プレート端子部２５１を設けた絶縁性エンドプレート２５を用いることにより、ワイヤーハーネス６２等から、端部保持枠２Ａを構成する接続セル組１１における各ラミネートセル電池３におけるプラス電極３３Ａ又はマイナス電極３３Ｂのシール部分３１３に不要な応力が加わることを防止することができる。
【００２９】
それ故、本例のラミネートセル電池構造体１によれば、各ラミネートセル電池３におけるプラス電極３３Ａ及びマイナス電極３３Ｂのシール部分３１３が破壊され難くすることができ、各ラミネートセル電池３の耐久性を向上させることができる。
【００３０】
（実施例２）
本例は、図８、図９に示すごとく、各連結部材４Ａ、４Ｂを、各電極３３Ａ、３３Ｂと対面する対面部４５１を形成する板金部４５と、互いに隣接する電極３３Ａ同士の隙間に配置するスペーサ４５２とから構成した例である。
各対面部４５１は、各板金部４５から切り開いて立設させて形成することができる。スペーサ４５２は、板金部４５と一体化して形成することができ、板金部４５と別体に形成することもできる。
【００３１】
また、各連結部材４Ａ、４Ｂを構成する板金部４５及び各電極３３Ａ、３３Ｂにそれぞれ設けた貫通穴内にボルト５２を通し、ボルト５２とナット５３とを締め付けることによって、これらの間に複数の対面部４５１及び複数の電極３３Ａ、３３Ｂを挟み込んで、各対面部４５１と各電極３３Ａ、３３Ｂとを密着させることができる。
各板金部４５における対面部４５１は、各電極３３Ａ、３３Ｂの横幅と略同じ横幅に形成されており、各スペーサ４５２は、ボルト５２とナット５３とを締め付ける際の台座となる円筒形状に形成されている。
本例においても、ラミネートセル電池構造体１のその他の構成は上記実施例１と同様であり、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  ラミネートセル電池構造体
１１  接続セル組
１２  積層保持枠組
２  保持枠
２５  絶縁性エンドプレート
３  ラミネートセル電池
３１  シート状容器
３２  電池本体
３３Ａ  プラス電極
３３Ｂ  マイナス電極
４Ａ  プラス側連結部材
４Ｂ  マイナス側連結部材
４１  折返し挟持部
４１１  折返し先端部
４２  連結部
５１  スペーサ
５２  ボルト
５３  ナット
６１  バスバー
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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