(57)【要約】  実施形態によれば、扁平形状の電極群２と、外装部材１と、端子部３，４とを含む電池が提供される。外装部材１では、第１の外装部５のフランジ部５ｂと第２の外装部６が溶接されて形成された空間内に電極群２が収納される。端子部３，４は、頭部１７及び軸部１８を含む外部端子１４を含む。外部端子１４は、頭部１７が第１の外装部５の外側に突出し、かつ軸部１８が第１の外装部５の貫通孔１３にかしめ固定される。外部端子１４の頭部にバスバー２００が固定されている。
2019123619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、バスバーとを含む蓄電モジュールであって、
前記電池は、
正極、前記正極と電気的に接続された正極集電タブ、負極、及び、前記負極と電気的に接続された負極集電タブを含み、扁平形状に捲回された正極集電タブが第一端面に位置し、かつ扁平形状に捲回された負極集電タブが第二端面に位置する、扁平形状の電極群と、
有底角筒形状で、かつ開口部にフランジ部を有するステンレス鋼製の第１の外装部と、ステンレス鋼製の第２の外装部とを含み、前記第１の外装部の前記フランジ部と前記第２の外装部が溶接されて形成された空間内に前記電極群が収納されて前記第一端面及び前記第二端面が第１の外装部の側壁の内面と対向する、外装部材と、
前記第１の外装部の前記側壁に開口された貫通孔と、頭部及び前記頭部から延び出た軸部を含み、前記頭部が前記第１の外装部の外側に突出し、かつ前記軸部が前記第１の外装部の前記貫通孔にかしめ固定され、前記正極または前記負極と電気的に接続された外部端子とを含む端子部とを含み、
前記外部端子の前記頭部に前記バスバーが固定されている、蓄電モジュール。
【請求項２】
前記外部端子の前記頭部にテーパ部が設けられ、
前記バスバーが前記テーパ部に固定されている、請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記頭部の側面もしくは下面に前記テーパ部として、四角錐形状のテーパ部が設けられており、
前記バスバーが、テーパ状の内側面を有する矩形の貫通孔を有し、
前記頭部の前記テーパ部に前記バスバーの前記貫通孔が嵌合されている、請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
前記頭部の側面もしくは下面に前記テーパ部として、四角錐形状のテーパ部が設けられており、
前記バスバーが、テーパ状端面を有する矩形の切欠きを有し、
前記頭部の前記テーパ部に前記バスバーの前記貫通孔が嵌合されている、請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
前記頭部の側面に前記テーパ部として、円錐形状のテーパ部が設けられており、
前記バスバーがテーパ状内周面を有する円形の貫通孔を有し、
前記頭部の前記テーパ部に前記バスバーの前記貫通孔が嵌合されている、請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項６】
前記頭部の側面に前記テーパ部として、円錐形状のテーパ部が設けられており、
前記バスバーがテーパ状内周面を有する楕円形の貫通孔を有し、
前記頭部の前記テーパ部に前記バスバーの前記貫通孔が嵌合されている、請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項７】
前記バスバーが、前記第１の外装部の前記フランジ部の延出方向と平行に配置される接続部を含む、請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項８】
前記外部端子の前記頭部と前記外装部材の前記第１の外装部との間に配置された絶縁部材をさらに備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電モジュールを含む、電池パック。
【請求項１０】
前記蓄電モジュールを複数備え、前記複数の蓄電モジュールが前記バスバーにより電気的に接続されている、請求項９に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄電モジュール及び電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
一次電池及び二次電池などの電池は、一般に、正極及び負極を備えた電極群と、この電極群を収納する外装部材と、外装部材に設けられた正極端子及び負極端子とを具備する。【０００３】
外装部材として、現在、金属缶、ラミネートフィルム製容器が実用化されている。金属缶は、アルミニウム等の金属板から深絞り加工により得られる。深絞り加工で缶を作製するには、金属板にある程度の厚さが必要で、それが外装部材の薄型化を妨げ、体積容量ロスに繋がっている。例えば、板厚０．５ｍｍの外装缶を厚さ１３ｍｍの電池に適用すると、電池厚さに占める外装缶のトータル板厚の割合はおよそ７．７％となる。また、外装缶は、剛性が高く、柔軟性に劣るため、外装缶の内壁と電極群との間に隙間を生じやすい。そのため、電極群の正極と負極の間に隙間が生じて充放電サイクル性能が劣化する可能性がある。さらに、剛性の高い外装缶は、溶接部付近に過度な力が加わった際に割れ等の不具合を生じやすい。【０００４】
上述の問題を解消するために金属缶の厚さを薄くすることが検討されている。【０００５】
しかしながら、金属缶の厚さを薄くすると、正極端子又は負極端子にバスバー等の部品を溶接する際、溶接時に金属缶に加わる力で金属缶が変形しやすくなる。その結果、正極端子又は負極端子に対する部品の位置がずれて正極端子及び負極端子の所定の位置に部品を溶接することが困難となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２３３４９２号公報
【特許文献２】特開２０１２−２５２８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、信頼性に優れる蓄電モジュール及び電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態によると、扁平形状の電極群と、外装部材と、端子部と、第１の絶縁部材とを含む蓄電モジュールが提供される。電極群は、正極、正極と電気的に接続された正極集電タブ、負極、及び、負極と電気的に接続された負極集電タブを含む。扁平形状に捲回された正極集電タブが電極群の第一端面に位置する。扁平形状に捲回された負極集電タブが電極群の第二端面に位置する。外装部材は、有底角筒形状で、かつ開口部にフランジ部を有するステンレス鋼製の第１の外装部と、ステンレス鋼製の第２の外装部とを含む。外装部材では、第１の外装部のフランジ部と第２の外装部が溶接されて形成された空間内に電極群が収納される。電極群の第一端面及び第二端面が第１の外装部の側壁の内面と対向する。端子部は、第１の外装部の側壁に開口された貫通孔を含む。また、端子部は、頭部及び頭部から延び出た軸部を含む外部端子を含む。外部端子は正極または負極と電気的に接続され、頭部が第１の外装部の外側に突出し、かつ軸部が第１の外装部の貫通孔にかしめ固定される。外部端子の頭部にテーパ部が設けられている。バスバーがテーパ部に固定されている。【０００９】
また、実施形態によると、実施形態の蓄電モジュールを少なくとも一つ含む電池パックが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の蓄電モジュールの電池の概略斜視図。
【図２】図１に示す電池の正極端子部付近を拡大した斜視図。
【図３】第２の外装部の平面図。
【図４】第１の外装部の平面図。
【図５】図１に示す電池の電極群の斜視図。
【図６】電極群を部分的に展開した状態を示す斜視図。
【図７】図１に示す電池の外部端子にバスバーを取り付けた蓄電モジュールの外部端子付近を示す斜視図。
【図８】図７に示す蓄電モジュールをVIIIーVIIIで示す線に沿って切断した断面図。
【図９】図１に示す電池の外部端子にバスバーを取り付ける工程を示す斜視図。
【図１０】図７に示す蓄電モジュールを長辺方向に切断したものにおける正極端子部付近を示す断面図。
【図１１】実施形態の蓄電モジュールの電池の外部端子の他の例を示す斜視図。
【図１２】図１１に示す電池の外部端子にバスバーを固定した蓄電モジュールの一例における外部端子付近を示す斜視図。
【図１３】図１２に示す蓄電モジュールの外部端子付近をXIII―XIII線に沿って切断した断面図。
【図１４】図１１に示す電池の外部端子にバスバーを固定した蓄電モジュールの他の例における外部端子付近を示す斜視図。
【図１５】図１４の蓄電モジュールの正極外部端子付近を電池長辺方向に切断した状態を示す斜視図。
【図１６】図１１に示す電池の外部端子にバスバーを固定した蓄電モジュールの他の例における外部端子付近を示す斜視図。
【図１７】第２の実施形態の電池パックの組電池の例を示す斜視図。
【図１８】図１７に示す組電池の一方の短辺側側面付近を示す斜視図。
【図１９】図１７に示す組電池の他方の短辺側側面から見た斜視図。
【図２０】図１９に示す組電池の他方の短辺側側面付近を拡大した斜視図。
【図２１】第２の実施形態の電池パックの組電池の他の例を示す斜視図。
【図２２】図２１に示す組電池の一方の短辺側側面付近を示す斜視図。
【図２３】図２１に示す組電池の他方の短辺側側面から見た斜視図。
【図２４】図２３に示す組電池の他方の短辺側側面付近を拡大した斜視図。
【図２５】第３の実施形態の蓄電モジュールの一例における外部端子付近を示す斜視図。
【図２６】図２５に示す蓄電モジュールを長辺方向に沿って切断した断面図。
【図２７】第３の実施形態の蓄電モジュールの組電池を一方の短辺側側面から見た斜視図。
【図２８】図２７に示す組電池の一方の短辺側側面付近を拡大した斜視図。
【図２９】図２７に示す組電池を他方の短辺側側面から見た斜視図。
【図３０】図２９に示す組電池の他方の短辺側側面付近を拡大した斜視図。
【図３１】第３の実施形態の蓄電モジュールの組電池の他の例を一方の短辺側側面から見た斜視図。
【図３２】図３１に示す組電池の一方の短辺側側面付近を拡大した斜視図。
【図３３】図３１に示す組電池を他方の短辺側側面から見た斜視図。
【図３４】図３１に示す組電池の他方の短辺側側面付近を拡大した斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。
【００１２】
［第１の実施形態］
第１の実施形態によれば、扁平形状の電極群と、外装部材と、端子部とを含む電池が提供される。扁平形状の電極群は、正極、正極と電気的に接続された正極集電タブ、負極、及び、負極と電気的に接続された負極集電タブを含む。扁平形状に捲回された正極集電タブが第一端面に位置し、かつ扁平形状に捲回された負極集電タブが第二端面に位置する。外装部材は、有底角筒形状で、かつ開口部にフランジ部を有するステンレス鋼製の第１の外装部と、ステンレス鋼製の第２の外装部とを含む。第１の外装部のフランジ部と第２の外装部が溶接されて形成された空間内に電極群が収納されている。電極群の第一端面及び第二端面が第１の外装部の側壁の内面と対向する。端子部は、第１の外装部の側壁に開口された貫通孔と、正極または負極と電気的に接続された外部端子とを含む。外部端子は、頭部及び頭部から延び出た軸部を含む。頭部が第１の外装部の外側に突出する。軸部が第１の外装部の貫通孔にかしめ固定される。外部端子の頭部に対のテーパ部が設けられている。バスバーがテーパ部に固定されている。
【００１３】
第１の実施形態の蓄電モジュールを図１〜図１０を参照して説明する。
【００１４】
蓄電モジュール１００は、電池と、バスバーとを備えるものである。図１に示す電池は、非水電解質電池である。電池は、外装部材１と、電極群２と、正極端子部３と、負極端子部４と、非水電解質（図示しない）とを含む。
【００１５】
図１〜図３に示すように、外装部材１は、第１の外装部５と、第２の外装部６とを含む。第１の外装部５は、ステンレス鋼製の底付き角筒容器であり、開口部５ａにフランジ部５ｂを有する。図１、図２及び図４に示すように、第１の外装部５の短辺側壁と底部とを繋ぐコーナの中央付近に容器内側に張り出した凹部が設けられており、凹部の底部が傾斜面５ｃになっている。第１の外装部５は、開口部５ａの大きさ（開口面積となる部分の最大長）以下の深さを有するものである。より好ましい第１の外装部５は、開口面積となる部分の短辺以下の深さを有するものである（例えば図１に示すもの）。第１の外装部５は、例えば、ステンレス鋼板から浅絞り加工によって作製される。一方、第２の外装部６は、ステンレス鋼製の矩形板である。第１の外装部５のフランジ部５ｂが第２の外装部６の四辺に溶接されて形成された空間内に電極群２が収納される。溶接には、例えば、抵抗シーム溶接が用いられる。抵抗シーム溶接は、レーザ溶接に比して低いコストで高い気密性と耐熱性を実現することができる。
【００１６】
電極群２は、図５に示すように、扁平形状である。また、図６に示すように、電極群２は、正極７と、負極８と、正極７と負極８の間に配置されたセパレータ９とを含む。正極７は、例えば箔からなる帯状の正極集電体と、正極集電体の長辺に平行な一端部からなる正極集電タブ７ａと、少なくとも正極集電タブ７ａの部分を除いて正極集電体に形成された正極材料層（正極活物質含有層）７ｂとを含む。一方、負極８は、例えば箔からなる帯状の負極集電体と、負極集電体の長辺に平行な一端部からなる負極集電タブ８ａと、少なくとも負極集電タブ８ａの部分を除いて負極集電体に形成された負極材料層（負極活物質含有層）８ｂとを含む。電極群２は、正極７の正極材料層７ｂと負極８の負極材料層８ｂがセパレータ９を介して対向すると共に、捲回軸の一方側に正極集電タブ７ａが負極８及びセパレータ９よりも突出し、かつ他方側に負極集電タブ８ａが正極７及びセパレータ９よりも突出するように、正極７、セパレータ９及び負極８が扁平形状に捲回されたものである。よって、電極群２において、捲回軸と垂直な第一端面に、扁平の渦巻き状に捲回された正極集電タブ７ａが位置する。また、捲回軸と垂直な第二端面に、扁平の渦巻き状に捲回された負極集電タブ８ａが位置する。絶縁シート（図示せず）は、電極群２の最外周のうち、正極集電タブ７ａ及び負極集電タブ８ａを除いた部分を被覆している。なお、電極群２は、非水電解質（図示しない）を保持している。
【００１７】
バックアップ正極リード１１（第１の正極リード）は、導電性の板をＵ字形状に折り曲げたもので、正極集電タブ７ａの両端の湾曲部を除いた部分（中央付近）を挟んで正極集電タブ７ａの層同士を密着させている。正極集電タブ７ａとバックアップ正極リード１１は、溶接により一体化され、これにより正極７が正極集電タブ７ａを介してバックアップ正極リード１１と電気的に接続されている。溶接は、例えば超音波溶接により行われる。
【００１８】
バックアップ負極リード１２（第１の負極リード）は、導電性の板をＵ字形状に折り曲げたもので、負極集電タブ８ａの両端の湾曲部を除いた部分（中央付近）を挟んで負極集電タブ８ａの層同士を密着させている。負極集電タブ８ａとバックアップ負極リード１２は、溶接により一体化され、これにより負極８が負極集電タブ８ａを介してバックアップ負極リード１２と電気的に接続されている。溶接は、例えば超音波溶接により行われる。
【００１９】
正極端子部３及び負極端子部４について説明する。正極端子部３及び負極端子部４は、同様な構造を有するため、正極端子部３を例にして説明する。図７は、図１に示す電池の正極端子部３の頭部にバスバーを取り付けた部分を示す斜視図である。また、図８は、図１に示す電池を正極外部端子１４の軸方向（図７においてVIII−VIII線で示す方向）に沿って切断した断面図を示す。
【００２０】
正極端子部３は、図８に示すように、第１の外装部５の傾斜面５ｃに開口された貫通孔１３と、正極外部端子１４と、正極絶縁ガスケット１５と、正極絶縁板（第１の正極絶縁部材）１６とを含む。
【００２１】
第１の貫通孔１３は、第１の外装部５の傾斜面５ｃにバーリング加工により設けられ、側壁となる立ち上がり部が、第１の外装部５の内方に突出している。
【００２２】
正極外部端子１４は、図８に示すように、略角錐台形状で、第１の外装部５の短辺方向に長辺を有する頭部１７と、円柱状の軸部１８とを含む。図７に示すように、頭部１７は、矩形の頂面１７ａと、頂面１７ａの向かい合う長辺に繋がる第１、第２の傾斜面１７ｂ、１７ｃと、頂面１７ａに対して下面の四辺に設けられたテーパ部１７ｄとを有する。円柱状の軸部１８は、頭部１７の下面から伸び出ている。正極外部端子１４は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等の導電性材料から形成される。
【００２３】
テーパ部１７ｄは、頭部１７の下面の各辺に設けられているため、向かい合う短辺に設けられたテーパ部と、向かい合う長辺に設けられたテーパ部それぞれが対を形成している。二対のテーパ部１７ｄは、それぞれ、頭部１７の横断面の面積が下方に向かうに従って小さくなるように傾斜している。よって、二対のテーパ部１７ｄは、四角錐形状のテーパ部を構成している。
【００２４】
正極外部端子１４が、四辺形の頂面１７ａと、頂面の互いに対向する二辺に連結された第１、第２の傾斜面１７ｂ、１７ｃとを有することにより、三つの面のいずれかを溶接面に選択することで溶接方向を変更することができる。
【００２５】
正極絶縁ガスケット１５は、図８に示すように、一方の開口端にフランジ部１５ａを有する円筒体（筒部）である。正極絶縁ガスケット１５は、図８に示すように、円筒体の部分が貫通孔１３内に挿入され、フランジ部１５ａが第１の外装部５の外面上の貫通孔１３の外周に配置されている。正極絶縁ガスケット１５は、例えば、フッ素樹脂、フッ素ゴム、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ樹脂）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ樹脂）、ポリプロピレン樹脂（ＰＰ樹脂）、及びポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ樹脂）などの樹脂から形成されている。
【００２６】
正極絶縁板（第１の正極絶縁部材）１６は、図８に示すように、貫通孔を有する矩形状の絶縁板である。正極絶縁板１６は、第１の外装部５の外面５ｃ上に配置されている。正極絶縁板１６の貫通孔には、図８に示すように、正極絶縁ガスケット１５のフランジ部１５ａが挿入されている。
【００２７】
バスバー２００は、図９に示すように、貫通孔２０１ａを有する平板状の第１の接続部２０１と、第１の接続部２０１の一辺からほぼ垂直に立ち上がり、第１の外装部５の短辺側面に沿うように屈曲した第２の接続部２０２と、第２の接続部２０２の長辺中央付近に設けられた矩形の切欠部２０３とを有する。図８に示すように、切欠部２０３の端面２０４は、下方（正極絶縁板１６側）に向かうに従って開口面積が小さくなるように傾斜したテーパ形状を有する。切欠部２０３の端面２０４のテーパ形状は、テーパ部１７ｄの形状に対応するものである。正極外部端子１４の頭部１７のテーパ部１７ｄにバスバー２００の切欠部２０３が挿入され、図８に示すように、テーパ部１７ｄに切欠部２０３の端面２０４が嵌合される。テーパ部１７ｄと切欠部２０３の端面２０４とが接している部分は、例えば溶接により接合され、これにより、正極外部端子１４とバスバー２００が電気的に接続される。第１の接続部２０１は、他の電池等と電気的に接続させるために使用され得る。溶接方法として、レーザ溶接、抵抗溶接、超音波溶接等が挙げられる。
【００２８】
正極端子部３は、正極端子リード１９をさらに備えることができる。正極端子リード１９は、貫通孔１９ａを有する導電性の板である。
【００２９】
正極端子部３が正極端子リード１９（第２の正極リード）を含む場合、正極端子部３が正極絶縁補強部材２０をさらに備えることができる。図１０に示すように、正極絶縁補強部材２０は、第１の外装部５の傾斜面５ｃを含む短辺側側壁を補強するもので、横断面が略コの字形状を有する。すなわち、正極絶縁補強部材２０は、矩形状の底板２０ａと、底板２０ａの長辺から垂直に立ち上がった側板２０ｂと、側板２０ｂの長辺に繋がった傾斜板２０ｃと、傾斜板２０ｃの長辺から水平に伸び出た上板２０ｄとが一体となったものである。傾斜板２０ｃは、凹部２０ｅを有する。凹部２０ｅには、貫通孔２０ｆが設けられている。正極絶縁補強部材２０は、底板２０ａ及び側板２０ｂが、第２の外装部６と第１の外装部５で構成されたコーナ部を被覆する。傾斜板２０ｃの貫通孔２０ｆに、正極外部端子１４の軸部１８が挿入される。傾斜板２０ｃの凹部２０ｅの表面に正極絶縁ガスケット１５の下端面及び第１の外装部５の貫通孔１３の側壁の端面が接している。また、傾斜板２０ｃの凹部２０ｅの裏面が正極端子リード１９と接している。さらに、上板２０ｄが、第１の外装部５の底面と接する。
【００３０】
上述した配置により、正極絶縁補強部材２０は、第１の外装部５と正極端子リード１９とを絶縁すると共に、外装部材の短辺側、特に第１の外装部５の傾斜面５ｃを含む短辺側側壁付近を補強することができる。
【００３１】
正極外部端子１４の軸部１８は、正極絶縁ガスケット１５、正極絶縁補強部材２０の貫通孔２０ｆ、正極端子リード１９の貫通孔１９ａに挿入された後、かしめ加工によって塑性変形を生じる。その結果、これらの部材が一体化されると共に、正極外部端子１４が正極端子リード１９と電気的に接続される。よって、正極外部端子１４は、リベットの役割も担う。なお、正極外部端子１４の軸部１８の端面と正極端子リード１９の貫通孔１９ａとの境界部をレーザー等により溶接し、より強固な接続と電気導通性の向上を施しても良い。
【００３２】
正極中間リード２１（第３の正極リード）は、矩形又は帯状の導電性の板が略Ｕ字状に折り曲がったものである。正極中間リード２１は、バックアップ正極リード１１と正極端子リード１９との間に配置されている。正極中間リード２１の一方の外面がバックアップ正極リード１１に例えば溶接により固定され、他方の外面が正極端子リード１９に例えば溶接により固定される。このような構成により、バックアップ正極リード１１と、正極中間リード２１と、正極端子リード１９は、電気的に接続されている。溶接方法として、レーザ溶接、抵抗溶接、超音波溶接等が挙げられる。
【００３３】
負極端子部４は、正極端子部３と同様な構造を有する。すなわち、負極端子部４は、第１の外装部５の傾斜面５ｃに開口された貫通孔と、負極外部端子と、負極絶縁ガスケットと、負極絶縁板（第１の負極絶縁部材）とを含む。また、負極端子部４は、負極端子リード（第２の負極リード）をさらに備えることができる。負極端子リードは、貫通孔を有する導電性の板である。負極端子部４が負極端子リードを含む場合、負極端子部４が負極絶縁補強部材をさらに備えることができる。また、バックアップ負極リードと負極端子リードとの間に負極中間リード（第３の負極リード）が配置される。これらの部材は、正極端子部３で説明したのと同様な構造を有する。例えば図９に示す構造を有するバスバーは、負極外部端子の頭部に嵌合される。すなわち、負極外部端子の頭部のテーパ部にバスバーの切欠部が挿入されてテーパ部に切欠部が嵌合される。テーパ部と切欠部の端面とが接している部分は、例えば溶接により接合され、これにより、負極外部端子とバスバーが電気的に接続される。
【００３４】
電極群２は、第１の外装部５内に、第一端面７ａが正極端子部３と対向し、かつ第二端面８ａが負極端子部４と対向するように収納される。そのため、電極群２の第一端面７ａ及び第二端面８ａと交わる平面が第１の外装部５内の底面と対向し、第一端面７ａ及び第二端面８ａと交わる湾曲面が第１の外装部５内の長辺側側面と対向する。
【００３５】
第１の外装部５の短辺側壁と底部とを繋ぐコーナ部においては、電極群２の第一端面７ａとの間、第二端面８ａとの間、それぞれに隙間が存在する。第１の外装部５の短辺側壁と底部とを繋ぐコーナ部に内側に張り出した凹部を設け、凹部の底部を傾斜面５ｃとすることにより、第１の外装部５内のデッドスペースが少なくなるため、電池の体積エネルギー密度を高くすることが可能となる。また、傾斜面５ｃそれぞれに正極端子部３、負極端子部４を配置することにより、傾斜面を持たない短辺側面に正極端子部３及び負極端子部４を設ける場合よりも、端子部の設置面積を増やすことができる。そのため、正極外部端子１４の軸部１８及び負極外部端子の軸部の径を太くすることが可能になるため、低抵抗で大きな電流（ハイレート電流）を流すことが可能となる。
【００３６】
第２の外装部６は、第１の外装部５の蓋として機能する。第１の外装部５のフランジ部５ｂと第２の外装部６の四辺が溶接されることにより、電極群２が外装部材１内に封止される。
【００３７】
以上説明した図１〜図１０に示す蓄電モジュールは、開口部にフランジ部を有するステンレス鋼製の第１の外装部とステンレス鋼製の第２の外装部が溶接されて形成された空間内に電極群が収納される外装部材を含む。第１，第２の外装部がステンレス鋼製であるため、第１，第２の外装部の板厚を薄くした際にも高い強度を保つことができる。その結果、外装部材の柔軟性を高めることができるため、減圧封止又は外装部材の外側から荷重を加える等により電極群を拘束しやすくなる。これにより、電極群の極間距離が安定して抵抗を低くすることができると共に、耐振動性と耐衝撃性を有する電池パックの実現が容易になる。さらに、第１，第２の外装部の柔軟性が高いと、第１，第２の外装部の内面から電極群までの距離を縮めることが容易となるため、電池の放熱性を改善し得る。
【００３８】
ステンレス鋼製の第１，第２の外装部は、溶接がし易く、安価な抵抗シーム溶接により封止が可能である。よって、ラミネートフィルム製容器よりも気体シール性の高い外装部材を低コストで実現することができる。また、外装部材の耐熱性を向上することができる。例えば、ＳＵＳ３０４の融点が１４００℃であるのに対し、Ａｌの融点は６５０℃である。
【００３９】
また、外部端子の頭部にテーパ部を設けることにより、頭部にバスバー等の部品を固定することが容易となる。そのため、外部端子の頭部にバスバー等の部品を溶接する際、外部端子の位置決めが容易になり、所望の位置に高い強度で溶接することが可能となる。従って、電池の信頼性をより高めることができる。
【００４０】
例えば、図８に例示されるように、頭部１７の下面の四角錐形状のテーパ部１７ｄにバスバー２００の切欠部２０３のテーパ状端面２０４を嵌め合わせるため、バスバー２００の位置決めが容易になり、頭部１７の頂面１７ａの所定の位置にバスバー２００が高い強度で溶接される。その結果、電池の信頼性を向上することができる。
【００４１】
また、外部端子の頭部のテーパ部と第１の外装部との間に新たな絶縁部材を固定することができるため、第１の外装部と他の電池等が接触することによる短絡等を回避することができる。
【００４２】
対のテーパ部は、外部端子の頭部の下面の全辺に設ける代わりに、短辺のみか、長辺のみに設けることも可能である。対のテーパ部は、辺全体に亘って設ける必要はなく、互いに点対称の関係にあると良い。対のテーパ部は、一組に限らず、複数組あっても良い。
【００４３】
頭部の下面にテーパ部を設ける代わりに、頭部の側面をテーパ部としても良い。その例を図１１〜図１６に示す。
【００４４】
図１１及び図１２は、頭部の形状を四角錐台形状（ピラミッド形状）にした例である。図１１に示すように、正極端子部及び／又は負極端子部の頭部１１７は、四角錐台形状（ピラミッド形状）を有する。すなわち、頭部１１７の頂面１１７ａは、矩形の平面である。４つの側面１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄ，１１７ｅは、錐体面であり、下方に向かうに従って頭部の横断面積が大きくなるように傾斜している。４つの側面１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄ，１１７ｅがテーパ部として機能する。
【００４５】
バスバー３００は、図１２に示すように、平板状の第１の接続部３０１と、第１の接続部３０１の一辺からほぼ垂直に立ち上がり、第１の外装部５の短辺側面に沿うように屈曲した第２の接続部３０２と、第２の接続部３０２に設けられた矩形の貫通孔３０３とを有する。図１３に示すように、貫通孔３０３の内側面は、下方（絶縁板１１６側）に向かうに従って開口面積が大きくなるように傾斜したテーパ形状を有する。貫通孔３０３の内側面のテーパ形状は、頭部１１７のテーパ部１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄ，１１７ｅの形状に対応するものである。頭部１１７のテーパ部１１７ｂ〜１１７ｅにバスバー３００の貫通孔３０３が挿入され、図１２に示すように、テーパ部１１７ｂ〜１１７ｅに貫通孔３０３が嵌合される。テーパ部１１７ｂ〜１１７ｅと貫通孔３０３の内側面とが接している部分は、例えば溶接により接合され、これにより、正極外部端子及び／または負極外部端子とバスバーが電気的に接続される。第１の接続部３０１は、他の電池等と電気的に接続させるために使用され得る。溶接方法として、レーザ溶接、抵抗溶接、超音波溶接等が挙げられる。第１の絶縁部材１１６は、第１の外装部５の傾斜面５Ｃと、頭部１１７の下面並びにバスバー３００の第２の接続部３０２との間に配置されて、これらを絶縁している。
【００４６】
バスバー４００は、図１４及び図１５に示すように、平板状の第１の接続部４０１と、第１の接続部４０１の一辺からほぼ垂直に立ち上がり、第１の外装部５の短辺側面に沿うように屈曲した第２の接続部４０２と、第２の接続部４０２の長辺中央付近に設けられた矩形の切欠部４０３とを有する。切欠部４０３の三つの端面は、下方（絶縁板１１６側）に向かうに従って開口面積が大きくなるように傾斜したテーパ形状を有する。切欠部４０３の三つの端面のテーパ形状は、頭部１１７のテーパ部１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄ，１１７ｅの形状に対応するものである。頭部１１７のテーパ部１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄにバスバー４００の切欠部４０３が挿入され、図１４及び図１５に示すように、テーパ部１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄに切欠部４０３が嵌合される。テーパ部１１７ｂ，１１７ｃ，１１７ｄと切欠部４０３の端面とが接している部分は、例えば溶接により接合され、これにより、正極外部端子及び／または負極外部端子とバスバーが電気的に接続される。第１の接続部４０１は、他の電池等と電気的に接続させるために使用され得る。溶接方法として、レーザ溶接、抵抗溶接、超音波溶接等が挙げられる。第１の絶縁部材１１６は、第１の外装部５の傾斜面５Ｃと、頭部１１７の下面並びにバスバー４００の第２の接続部４０２との間に配置されて、これらを絶縁している。
【００４７】
図１６は、頭部の形状を円錐台形状にした例である。図１６に示すように、正極端子部及び／又は負極端子部の頭部２１７は、円錐台形状を有する。すなわち、頭部２１７の頂面２１７ａは、円形の平面である。側周面２１７ｂは、錐体面であり、下方に向かうに従って頭部の横断面積が大きくなるように傾斜している。側周面２１７ｂがテーパ部として機能する。
【００４８】
バスバー５００は、図１６に示すように、平板状の第１の接続部５０１と、第１の接続部５０１の一辺からほぼ垂直に立ち上がり、第１の外装部５の短辺側面に沿うように屈曲した第２の接続部５０２と、第２の接続部５０２に設けられた円形の貫通孔５０３とを有する。貫通孔５０３の内周面は、下方（絶縁板１１６側）に向かうに従って開口面積が大きくなるように傾斜したテーパ形状を有する。貫通孔５０３の内周面のテーパ形状は、頭部２１７のテーパ部２１７ｂの形状に対応するものである。頭部２１７のテーパ部２１７ｂにバスバー５００の貫通孔５０３が挿入され、図１６に示すように、テーパ部２１７ｂに貫通孔５０３が嵌合される。テーパ部２１７ｂと貫通孔５０３の内周面とが接している部分は、例えば溶接により接合され、これにより、正極外部端子及び／または負極外部端子とバスバーが電気的に接続される。第１の接続部５０１は、他の電池等と電気的に接続させるために使用され得る。溶接方法として、レーザ溶接、抵抗溶接、超音波溶接等が挙げられる。第１の絶縁部材１１６は、第１の外装部５の傾斜面５Ｃと、頭部２１７の下面並びにバスバー５００の第２の接続部５０２との間に配置されて、これらを絶縁している。
【００４９】
バスバーを構成する材料は特に限定されないが、例えばアルミニウム、アルミニウム合金等が含まれる。
【００５０】
なお、テーパ部は、正極外部端子あるいは負極外部端子の一方のみに設けても、正極外部端子及び負極外部端子の双方に設けることも可能である。正極外部端子及び負極外部端子の双方にテーパ部を設けることにより、電池の信頼性をより高めることができる。
【００５１】
第１の外装部及び第２の外装部の板厚は、０．０２ｍｍ以上０．３ｍｍ以下の範囲にすることが望ましい。この範囲にすることにより、機械的強度と柔軟性という相反する性質を両立させることができる。板厚のより好ましい範囲は、０．０５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下である。
【００５２】
傾斜部は、外装部材の短辺の中央部付近に設けるものに限定されず、外装部材の短辺全体に亘るものでも良い。
【００５３】
第２の外装部には、図３に例示されるような平板を使用することができるが、平板の代わりに、開口部にフランジ部を有するものを使用しても良い。このような構造の例には、第１の外装部と同様なものを挙げることができる。
【００５４】
外装部材は、電池内圧が規定値以上に上昇した際に電池内部の圧力を開放することができる安全弁などを更に備えることもできる。
【００５５】
バックアップ正極リード及びバックアップ負極リードは、Ｕ字形状の導電板に限定されず、導電性の平板を使用しても良い。また、バックアップ正極リードまたはバックアップ負極リードあるいは両方を用いない構成にすることも可能である。
【００５６】
以上説明した通り、第１の実施形態の蓄電モジュールによれば、外部端子の頭部にテーパ部が設けられ、バスバーがテーパ部に固定されているため、第１，第２の外装部の板厚を薄くした際にも高い強度と信頼性を得ることができる。そのため、柔軟性と放熱性に優れ、かつ強度と信頼性の高い蓄電モジュールを提供することができる。
【００５７】
実施形態に係る蓄電モジュールの電池は、一次電池であってもよいし、又は二次電池であってもよい。実施形態に係る電池の一例としては、リチウムイオン二次電池が挙げられる。
【００５８】
第１の正極リード及び第１の負極リードは、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金材、銅、ニッケルメッキが施された銅等から形成することができる。接触抵抗を低減するために、リードの材料は、リードに電気的に接続し得る正極集電体又は負極集電体の材料と同じであることが好ましい。
【００５９】
第１の正極絶縁部材及び第１の負極絶縁部材、正極及び負極の絶縁補強部材は、例えば、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリテトラフロオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等の熱可塑性樹脂から形成される。
【００６０】
実施形態の蓄電モジュールの電池に含まれる正極、負極、セパレータ及び非水電解質について、以下に説明する。
【００６１】
１）正極
正極は、例えば、正極集電体と、正極集電体に保持された正極材料層と、正極集電タブとを含むことができる。正極材料層は、例えば、正極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことができる。
【００６２】
正極活物質としては、例えば、酸化物又は硫化物を用いることができる。酸化物及び硫化物の例には、リチウムを吸蔵する二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4またはＬｉxＭｎＯ2）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＮｉＯ2）、リチウムコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＣｏＯ2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉＮｉ1-yＣｏyＯ2）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＭｎyＣｏ1-yＯ2）、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えばＬｉxＦｅＰＯ4、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4、ＬｉxＣｏＰＯ4）、硫酸鉄（Ｆｅ2（ＳＯ4）3）、バナジウム酸化物（例えばＶ2Ｏ5）及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物が挙げられる。上記の式において、０＜ｘ≦１であり、０＜ｙ≦１である。活物質として、これらの化合物を単独で用いてもよく、或いは、複数の化合物を組合せて用いてもよい。
【００６３】
結着剤は、活物質と集電体とを結着させるために配合される。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴムが挙げられる。
【００６４】
導電剤は、集電性能を高め、且つ、活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために必要に応じて配合される。導電剤の例としては、アセチレンブラック、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が挙げられる。
【００６５】
正極材料層において、正極活物質及び結着剤は、それぞれ、８０質量％以上９８質量％以下及び２質量％以上２０質量％以下の割合で配合することが好ましい。
【００６６】
結着剤は、２質量％以上の量にすることにより十分な電極強度を得ることができる。また、２０質量％以下にすることにより電極の絶縁材の配合量を減少させ、内部抵抗を減少できる。
【００６７】
導電剤を加える場合には、正極活物質、結着剤及び導電剤は、それぞれ、７７質量％以上９５質量％以下、２質量％以上２０質量％以下、及び３質量％以上１５質量％以下の割合で配合することが好ましい。導電剤は、３質量％以上の量にすることにより上述した効果を発揮することができる。また、１５質量％以下にすることにより、高温保存下での正極導電剤表面での非水電解質の分解を低減することができる。
【００６８】
正極集電体は、アルミニウム箔、又は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉから選択される少なくとも１種類の元素を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。
【００６９】
正極集電体は、正極集電タブと一体であることが好ましい。或いは、正極集電体は、正極集電タブと別体でもよい。
【００７０】
２）負極
負極は、例えば、負極集電体と、負極集電体に保持された負極材料層と、負極集電タブとを含むことができる。負極材料層は、例えば、負極活物質、導電剤、及び結着剤を含むことができる。
【００７１】
負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる、金属酸化物、金属窒化物、合金、炭素等を用いることができる。０．４Ｖ以上（対Ｌｉ／Ｌｉ+）貴な電位でリチウムイオンの吸蔵及び放出が可能な物質を負極活物質として用いることが好ましい。
【００７２】
導電剤は、集電性能を高め、且つ、負極活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために配合される。導電剤の例としては、アセチレンブラック、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が挙げられる。
【００７３】
結着剤は、分散された負極活物質の間隙を埋め、また、負極活物質と集電体とを結着させるために配合される。結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、及びスチレンブタジェンゴムが挙げられる。
【００７４】
負極材料層中の活物質、導電剤及び結着剤は、それぞれ、６８質量％以上９６質量％以下、２質量％以上３０質量％以下、及び２質量％以上３０質量％以下の割合で配合することが好ましい。導電剤の量を２質量％以上とすることにより、負極層の集電性能を向上させることができる。また、結着剤の量を２質量％以上とすることにより、負極材料層と集電体との結着性を十分に発現することができ、優れたサイクル特性を期待できる。一方、導電剤及び結着剤はそれぞれ２８質量％以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。
【００７５】
集電体としては、負極活物質のリチウムの吸蔵電位及び放出電位において電気化学的に安定である材料が用いられる。集電体は、銅、ニッケル、ステンレス又はアルミニウム、或いは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＳｉから選択される少なくとも１種類の元素を含むアルミニウム合金から作られることが好ましい。集電体の厚さは５〜２０μｍの範囲内にあることが好ましい。このような厚さを有する集電体は、負極の強度と軽量化とのバランスをとることができる。
【００７６】
負極集電体は、負極集電タブと一体であることが好ましい。或いは、負極集電体は、負極集電タブと別体でもよい。
【００７７】
負極は、例えば負極活物質、結着剤および導電剤を汎用されている溶媒に懸濁してスラリーを調製し、このスラリーを集電体に塗布し、乾燥させて、負極材料層を形成した後、プレスを施すことにより作製される。負極はまた、負極活物質、結着剤及び導電剤をペレット状に形成して負極材料層とし、これを集電体上に配置することにより作製されてもよい。
【００７８】
３）セパレータ
セパレータは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、またはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、または、合成樹脂製不織布から形成されてよい。中でも、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成された多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能であるため、安全性を向上できる。
【００７９】
４）電解液
電解液としては、例えば、非水電解質を用いることができる。
【００８０】
非水電解質は、例えば、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される液状非水電解質、又は、液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状非水電解質であってよい。
【００８１】
液状非水電解質は、電解質を０．５モル／Ｌ以上２．５モル／Ｌ以下の濃度で有機溶媒に溶解したものであることが好ましい。
【００８２】
有機溶媒に溶解させる電解質の例には、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2］のようなリチウム塩、及び、これらの混合物が含まれる。電解質は高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、ＬｉＰＦ6が最も好ましい。
【００８３】
有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、及びビニレンカーボネートのような環状カーボネート；ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、及びメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）のような鎖状カーボネート；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、及びジオキソラン（ＤＯＸ）のような環状エーテル；ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、及びジエトキシエタン（ＤＥＥ）のような鎖状エーテル；γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、及びスルホラン（ＳＬ）が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で、又は混合溶媒として用いることができる。
【００８４】
高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、及びポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）が含まれる。
【００８５】
或いは、非水電解質として、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）、高分子固体電解質、無機固体電解質等を用いてもよい。
【００８６】
常温溶融塩（イオン性融体）は、有機物カチオンとアニオンとの組合せからなる有機塩のうち、常温（１５〜２５℃）で液体として存在し得る化合物を指す。常温溶融塩には、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質と混合させることで液体となる常温溶融塩、及び有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩が含まれる。一般に、非水電解質電池に用いられる常温溶融塩の融点は、２５℃以下である。また、有機物カチオンは、一般に４級アンモニウム骨格を有する。
【００８７】
以上説明した実施形態の蓄電モジュールによれば、外部端子の頭部に設けられたテーパ部にバスバーが固定されているため、信頼性を向上することができる。
【００８８】
なお、端子部は、正極端子部及び負極端子部双方に適用しても良いが、正極端子部又は負極端子部のいずれか片方に適用することも可能である。
（第２の実施形態）
第２の実施形態の電池パックは、実施形態の蓄電モジュールのうちの少なくとも一つ備える。実施形態の電池パックは、実施形態の蓄電モジュールを単位セルとする組電池を含んでいても良い。
【００８９】
第２の実施形態の電池の組電池の例を図１７〜図２４に示す。
【００９０】
図１７〜図２０に示すように、電池パック６０１は、単位セルとして、図1に示す第１の実施形態の蓄電モジュール１００を用いた組電池１０１を含む。複数（例えば４個）の単位セル１００１〜１００４は、互いの外装部材１の主面同士が面した状態で積層されている。複数の単位セル１００１〜１００４は、直列に接続されている。図１７及び図１８に示す通り、組電池１０１の一方の短辺側側面においては、バスバー２００が用いられている。他方の短辺側側面においては、図１９及び図２０に示す通り、三角柱状のバスバー６０２が用いられている。他方の短辺側側面において、図２０に示す通り、最も外側に位置する（図では最上層）単位セル１００１の正極外部端子１４は、単位セル１００１の隣に位置する単位セル１００２の負極外部端子３１４とが三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、正極外部端子１４の頭部の頂面１７ａと、負極外部端子３１４の頭部の頂面３１７ａとの間に配置されている。
【００９１】
また、単位セル１００２の隣に位置する単位セル１００３の正極外部端子１４は、単位セル１００３の隣に位置する単位セル１００４の負極外部端子３１４とが三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、正極外部端子１４の頭部の頂面１７ａと、負極外部端子３１４の頭部の頂面３１７ａとの間に配置されている。負極絶縁板（第１の負極絶縁部材）２１６は、傾斜面５Ｃと負極外部端子３１４の頭部との間に配置されて、これらを絶縁している。
【００９２】
なお、外部端子の二つの頂面とバスバーは、それぞれ、溶接により電気的に接続されている。溶接には、例えばレーザー溶接、アーク溶接、抵抗溶接が用いられる。
【００９３】
一方、三角柱状のバスバーで接続された正負極外部端子それぞれの対極の外部端子は、図１８に示す通り、その頭部にバスバー２００が取り付けられている。バスバー２００の固定方法は、図８で説明した通りである。単位セル１００２の正極外部端子１４に固定されたバスバー２００の第１の接続部２０１と、単位セル１００３の負極外部端子（図示せず）に固定されたバスバー２００の第１の接続部２０１とが重ね合されている。これら第１の接続部２０１の貫通孔にボルト６０３が挿入され、ボルト６０３がナット６０４により固定されることにより、負極外部端子と正極外部端子がバスバーにより電気的に接続される。
【００９４】
図１８に示す通り、最も外側に位置する一方の（図では最上層）単位セル１００１の負極外部端子の頭部のテーパ部に嵌合されたバスバー２００は、組電池１０１の負極外部端子として機能し得る。また、他方の（図では最下層）単位セル１００４の正極外部端子１４の頭部のテーパ部に嵌合されたバスバー２００は、組電池１０１の正極外部端子として機能し得る。
【００９５】
以上説明した接続の結果、単位セル１００１〜１００４は直列に接続されて４直列の組電池１０１が得られる。この組電池１０１を含む電池パックでは、負極外部端子の頭部の頂面と正極外部端子の頭部の頂面の間に三角柱状のバスバーが配置されて、これらが接合されることにより電気的に接続されている。また、これらの正負極外部端子と対極の関係にある正負極外部端子については、頭部のテーパ部に嵌合されたバスバーを用いて電気的に接続されている。これらの結果、単位セル間の隙間を小さくすることができる。そのため、組電池１０１の体積エネルギー密度を高くすることができる。
【００９６】
図２１〜図２４に示す電池パック６０１は、二つの単位セルが並列に接続された二つの組電池ユニットを、直列に接続した組電池を含む。単位セルには、図1に示す第１の実施形態の蓄電モジュール１００が用いられる。複数（例えば４個）の単位セル１００１〜１００４は、互いの外装部材１の主面同士が面した状態で積層されている。
【００９７】
組電池の一方の短辺側側面（第１の短辺側側面）では、図２２に示す通り、最も外側に位置する（図では最上層）単位セル１００１の負極外部端子３１４は、単位セル１００１の隣に位置する単位セル１００２の負極外部端子３１４と三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、負極外部端子３１４の頭部の頂面３１７ａ同士の間に配置されている。２１６は、負極絶縁板（第１の負極絶縁部材）を示す。
【００９８】
また、単位セル１００２の隣に位置する単位セル１００３の正極外部端子１４は、単位セル１００３の隣に位置する単位セル１００４の正極外部端子１４と三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、正極外部端子１４の頭部の頂面１７ａ同士の間に配置されている。
【００９９】
なお、外部端子の二つの頂面とバスバーは、それぞれ、溶接により電気的に接続されている。溶接には、例えばレーザー溶接、アーク溶接、抵抗溶接が用いられる。
【０１００】
単位セル１００１及び単位セル１００２において、図２２に示す通り、第１の短辺側側面には、負極外部端子３１４が設けられているが、他方の短辺側側面（第２の短辺側側面）には、図２４に示す通り、正極外部端子１４が設けられている。単位セル１００１の正極外部端子１４は、単位セル１００２の正極外部端子１４と三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、正極外部端子１４の頭部の頂面１７ａ同士の間に配置されている。
【０１０１】
上記の方法により、単位セル１００１及び単位セル１００２が並列接続されることにより、第1の組電池ユニット１０２が得られる。
【０１０２】
一方、単位セル１００３及び単位セル１００４において、図２２に示す通り、第1の短辺側側面には、正極外部端子１４が設けられているが、第２の短辺側側面には、図２４に示す通り、負極外部端子３１４が設けられている。単位セル１００３の負極外部端子３１４は、単位セル１００４の負極外部端子３１４と三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、負極外部端子３１４の頭部の頂面３１７ａ同士の間に配置されている。
【０１０３】
上記の方法により、単位セル１００３及び単位セル１００４が並列接続されることにより、第２の組電池ユニット１０３が得られる。
【０１０４】
また、組電池１０１の第２の短辺側側面では、単位セル１００２の正極外部端子１４と、単位セル１００３の負極外部端子３１４には、図２４に示す通り、バスバー２００が取り付けられている。バスバー２００の固定方法は、図８で説明した通りである。単位セル１００２の正極外部端子１４に固定されたバスバー２００の第１の接続部２０１と、単位セル１００３の負極外部端子３１４に固定されたバスバー２００の第１の接続部２０１とが重ね合されている。これら第１の接続部２０１の貫通孔にボルト６０３が挿入され、ボルト６０３がナット６０４により固定されることにより、負極外部端子３１４と正極外部端子１４がバスバー２００により電気的に接続される。これにより、第１の組電池ユニット１０２と第２の組電池ユニット１０３が直列に接続される。
【０１０５】
組電池１０１の第１の短辺側側面では、図２２に示す通り、最も外側に位置する一方の（図では最上層）単位セル１００１の負極外部端子３１４の頭部のテーパ部に嵌合されたバスバー２００は、組電池１０１の負極外部端子として機能し得る。また、他方の（図では最下層）単位セル１００４の正極外部端子１４の頭部のテーパ部に嵌合されたバスバー２００は、組電池１０１の正極外部端子として機能し得る。
【０１０６】
以上説明した接続の結果、単位セル１００１及び単位セル１００２が並列に接続された第１の組電池ユニット１０２と、単位セル１００３及び単位セル１００４が並列に接続された第２の組電池ユニット１０３を、直列に接続した組電池１０１が得られる。この組電池１０１を含む電池パックでは、正極外部端子及び負極外部端子それぞれの頭部の頂面の間に三角柱状のバスバーが配置されて、これらが接合されることにより電気的に接続されている。また、第１の組電池ユニット１０２と第２の組電池ユニット１０３が、外部端子の頭部のテーパ部に嵌合されたバスバーを用いて電気的に接続されている。そのため、単位セル間の隙間を小さくすることができる。その結果、組電池１０１の体積エネルギー密度を高くすることができる。
【０１０７】
なお、隣り合う単位セル間には絶縁空間があっても良く、0.03ｍｍ以上の隙間を設けるか、絶縁部材（例えば、樹脂であるポリプロピレンやポリフェニレンサルファイドやエポキシ、ファインセラミックスであるアルミナやジルコニアなど）等を間に挟むことが出来る。
【０１０８】
バスバーは、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金材等から形成することができる。
【０１０９】
第２の実施形態の電池パックは、実施形態の蓄電モジュールを少なくとも一つ含むため、薄型化及び柔軟性の向上が可能で、信頼性に優れ、製造コストの削減が可能な電池パックを提供することができる。
【０１１０】
電池パックは、例えば、電子機器、車両（鉄道車両、自動車、原動機付自転車、軽車両、トロリーバス等）の電源として使用される。
【０１１１】
組電池は、複数の蓄電モジュールを直列、並列、あるいは直列及び並列を組み合わせて電気的に接続したものを含み得る。また、電池パックは、組電池に加え、電池制御ユニット（Battery Control Unit）等の回路を備えることができるが、組電池が搭載されるもの（例えば車両など）が有する回路を電池制御ユニットとして使用することができる。電池制御ユニットは、単電池及び組電池の電圧または電流あるいは両方を監視して過充電及び過放電を防止する機能等を有する。
【０１１２】
以上説明した少なくとも１つの実施形態に係る蓄電モジュールは、外部端子の頭部にテーパ部が設けられて、テーパ部にバスバーが固定されているため、エネルギー密度及び信頼性の高い蓄電モジュールを提供することができる。
【０１１３】
第１の実施形態の蓄電モジュールでは、外部端子の頭部にテーパ部を設け、テーパ部にバスバーを固定したが、外部端子の頭部にテーパ部を設けずに頭部にバスバーを固定しても良い。この実施形態を第３の実施形態として以下に説明する。
【０１１４】
（第３の実施形態）
第３の実施形態の蓄電モジュールを図２５及び図２６を参照して説明する。図２５及び図２６に示す蓄電モジュール１０００は、外部端子の頭部及びバスバーの構造が異なること以外は、図１〜図１０に示す蓄電モジュールと同様な構造を有する。
【０１１５】
正極外部端子１４は、図２６に示すように、頭部４１７と、円柱状の軸部４１８とを含む。頭部４１７は、略直方体形状で、矩形の頂面４１７ａを有する。円柱状の軸部４１８は、頭部４１７から軸方向に伸び出ており、正極絶縁ガスケット１５の中空部及び正極端子リード１９の貫通孔１９ａ内に挿入されている。軸部４１８の先端は、正極端子リード１９の貫通孔１９ａから突出している。この突出した部分は、かしめ加工により拡径されて、貫通孔１９ａの周縁を被覆している。頭部４１７と軸部４１８とをつなぐ段差部と、第１の外装部５との間に、正極絶縁ガスケット１５のフランジ部１５ａ及び正極絶縁板１６が挟まれている。
【０１１６】
図２５及び図２６に示すように、バスバー７００は、矩形状の貫通孔７０１ａを有する平板状の第１の接続部７０１と、第１の接続部７０１の長辺から延び出て第１，第２の外装部５，６の面方向に水平な板状の第２の接続部７０２とを有する。
【０１１７】
バスバー７００の第１の接続部７０１の裏面が、頭部４１７の頂面４１７ａと接している。裏面における貫通孔７０１ａの周縁が、頂面４１７ａに溶接により固定されている。バスバー７００の第２の接続部７０２は、第１の外装部５のフランジ部５ｂの延出方向と平行に配置されている。換言すると、第２の接続部７０２は、第１，第２の外装部５，６の面方向、すなわち、蓄電モジュールの上下面に平行に配置されている。
【０１１８】
以上説明した第３の蓄電モジュールによれば、外部端子の頭部にバスバーが固定されているため、エネルギー密度及び信頼性の高い蓄電モジュールを提供することができる。また、バスバーが、第１の外装部のフランジ部の延出方向と平行に配置された板状の接続部を備えることにより、蓄電モジュール同士をその間の隙間を小さくして電気的に接続することが可能になる。
【０１１９】
（第４の実施形態）
第４の実施形態の電池パックは、第３の実施形態の蓄電モジュールを含む。実施形態の電池パックは、実施形態の蓄電モジュールを単位セルとする組電池を含んでいても良い。
【０１２０】
第３の実施形態の蓄電モジュールを含む組電池の例を図２７〜図３４に示す。
【０１２１】
図２７〜図３０に示すように、電池パック６０１は、単位セルとして、図２５，２６に示す第３の実施形態の蓄電モジュール１０００を用いた組電池を含む。複数（例えば４個）の単位セル１０００１〜１０００４は、互いの外装部材１の主面同士が面した状態で第１方向Ｘに積層されている。複数の単位セル１０００１〜１０００４は、直列に接続されている。各単位セル１０００１〜１０００４は、バスバー７００の代わりに、以下に説明する構造のバスバー８００を備える。バスバー８００は、矩形状の貫通孔８０１ａを有する平板状の第１の接続部８０１と、第１の接続部８０１の長辺から延び出た中間部８０２と、中間部８０２の長辺から延び出た板状の第２の接続部８０３とを有する。中間部８０２の面方向は、第１の外装部５の側面に平行である。第２の接続部８０３の面方向は、第１，第２の外装部５，６の面方向に水平である。第２の接続部８０３は、円形の貫通孔８０３ａを有する。
【０１２２】
図２７及び図２８に示す通り、組電池の一方の短辺側側面においては、バスバー８００が用いられている。他方の短辺側側面においては、図２９及び図３０に示す通り、三角柱状のバスバー６０２が用いられている。他方の短辺側側面において、図３０に示す通り、最も外側に位置する（図では最上層）単位セル１０００１の正極外部端子１４は、第１方向Ｘにおいて単位セル１０００１と対向する単位セル１０００２の負極外部端子３１４とが三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、正極外部端子１４の頭部の頂面と、負極外部端子３１４の頭部の頂面との間に挟まれて、これらに溶接等によって固定されている。
【０１２３】
また、第１方向Ｘにおいて単位セル１０００２と対向する単位セル１０００３の正極外部端子１４は、単位セル１０００３と第１方向Ｘにおいて対向する単位セル１０００４の負極外部端子３１４とが三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、正極外部端子１４の頭部の頂面と、負極外部端子３１４の頭部の頂面との間に挟まれて、これらに溶接等で固定されている。
【０１２４】
なお、外部端子の二つの頂面とバスバーは、それぞれ、溶接により電気的に接続されている。溶接には、例えばレーザー溶接、アーク溶接、抵抗溶接が用いられる。
【０１２５】
一方、三角柱状のバスバーで接続された正負極外部端子それぞれの対極の外部端子は、図２７及び図２８に示す通り、その頭部にバスバー８００が取り付けられている。バスバー８００の第１の接続部８０１の裏面が、正極外部端子の頭部の頂面４１７ａ又は負極外部端子の頭部の頂面３１４ａと接している。裏面における貫通孔７０１ａの周縁が、頂面４１７ａ，３１４ａに溶接により固定されている。バスバー８００の第２の接続部８０３は、第１，第２の外装部５，６の面方向、すなわち、蓄電モジュールの上下面に平行に配置されている。
【０１２６】
単位セル１０００２の正極外部端子１４に固定されたバスバー８００の第２の接続部８０３と、単位セル１０００３の負極外部端子３１４に固定されたバスバー８００の第２の接続部８０３とが重ね合されている。これら第２の接続部８０３の貫通孔８０３ａにボルト６０３が挿入され、ボルト６０３がナット６０４により固定されることにより、負極外部端子と正極外部端子がバスバーにより電気的に接続される。
【０１２７】
図２８に示す通り、最も外側に位置する一方の（図では最上層）単位セル１０００１の負極外部端子の頭部のテーパ部に嵌合されたバスバー８００は、電池パック６０１の負極外部端子として機能し得る。また、他方の（図では最下層）単位セル１０００４の正極外部端子１４の頭部のテーパ部に嵌合されたバスバー８００は、電池パック６０１の正極外部端子として機能し得る。
【０１２８】
以上説明した接続の結果、単位セル１０００１〜１０００４は直列に接続されて４直列の組電池が得られる。この組電池を含む電池パック６０１では、負極外部端子の頭部の頂面と正極外部端子の頭部の頂面の間に三角柱状のバスバーが配置されて、これらが接合されることにより電気的に接続されている。また、これらの正負極外部端子と対極の関係にある正負極外部端子については、頭部の頂面に固定されたバスバーを用いて電気的に接続されている。このようにして単位セル同士を電気的に接続すると、単位セル間の隙間を小さくすることができる。そのため、組電池の体積エネルギー密度を高くすることができる。
【０１２９】
図３１〜図３４に示す電池パック６０１は、二つの単位セルが並列に接続された組電池ユニットを二つ含み、これら組電池ユニットを直列に接続したものを組電池として含む。単位セルには、蓄電モジュール１０００が用いられる。複数（例えば４個）の単位セル１０００１〜１０００４は、互いの外装部材１の主面同士が面した状態で第１方向Ｘに積層されている。
【０１３０】
組電池の一方の短辺側側面（第１の短辺側側面）では、図３２に示す通り、最も外側に位置する（図では最上層）単位セル１０００１の負極外部端子３１４は、第１方向Ｘにおいて単位セル１０００１と対向する単位セル１０００２の負極外部端子３１４と三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、負極外部端子３１４の頭部の頂面同士の間に配置されている。２１６は、負極絶縁板（第１の負極絶縁部材）を示す。
【０１３１】
また、第１方向Ｘにおいて単位セル１０００２と対向する単位セル１０００３の正極外部端子１４は、単位セル１０００３と第１方向Ｘにおいて対向する単位セル１０００４の正極外部端子１４と三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、正極外部端子１４の頭部の頂面同士の間に配置されている。
【０１３２】
なお、外部端子の二つの頂面とバスバーは、それぞれ、溶接により電気的に接続されている。溶接には、例えばレーザー溶接、アーク溶接、抵抗溶接が用いられる。
【０１３３】
単位セル１０００１及び単位セル１０００２において、図３２に示す通り、第１の短辺側側面には、負極外部端子３１４が設けられているが、他方の短辺側側面（第２の短辺側側面）には、図３４に示す通り、正極外部端子１４が設けられている。単位セル１０００１の正極外部端子１４は、単位セル１０００２の正極外部端子１４と三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、正極外部端子１４の頭部の頂面同士の間に配置されている。
【０１３４】
上記の方法により、単位セル１０００１及び単位セル１０００２が並列接続されることにより、第1の組電池ユニット１００２が得られる。
【０１３５】
一方、単位セル１０００３及び単位セル１０００４において、図３２に示す通り、第1の短辺側側面には、正極外部端子１４が設けられているが、第２の短辺側側面には、図３４に示す通り、負極外部端子３１４が設けられている。単位セル１０００３の負極外部端子３１４は、単位セル１０００４の負極外部端子３１４と三角柱状のバスバー６０２により電気的に接続されている。三角柱状のバスバー６０２は、負極外部端子３１４の頭部の頂面同士の間に配置されている。
【０１３６】
上記の方法により、単位セル１０００３及び単位セル１０００４が並列接続されることにより、第２の組電池ユニット１００３が得られる。
【０１３７】
また、組電池の第２の短辺側側面では、単位セル１０００２の正極外部端子１４と、単位セル１０００３の負極外部端子３１４には、図３４に示す通り、バスバー８００が取り付けられている。バスバー８００の固定方法は、図２８で説明した通りである。単位セル１０００２の正極外部端子１４に固定されたバスバー８００の第２の接続部８０３と、単位セル１０００３の負極外部端子３１４に固定されたバスバー８００の第２の接続部８０３とが重ね合されている。これら第２の接続部８０３の貫通孔にボルト６０３が挿入され、ボルト６０３がナット６０４により固定されることにより、負極外部端子３１４と正極外部端子１４がバスバー８００により電気的に接続される。これにより、第１の組電池ユニット１００２と第２の組電池ユニット１００３が直列に接続される。
【０１３８】
組電池の第１の短辺側側面では、図３２に示す通り、最も外側に位置する一方の（図では最上層）単位セル１０００１の負極外部端子３１４の頭部に固定されたバスバー８００は、組電池の負極外部端子として機能し得る。また、他方の（図では最下層）単位セル１０００４の正極外部端子１４の頭部に固定されたバスバー８００は、組電池の正極外部端子として機能し得る。
【０１３９】
以上説明した接続の結果、単位セル１０００１及び単位セル１０００２が並列に接続された第１の組電池ユニット１００２と、単位セル１０００３及び単位セル１０００４が並列に接続された第２の組電池ユニット１００３を、直列に接続した組電池が得られる。この組電池を含む電池パック６０１では、正極外部端子及び負極外部端子それぞれの頭部の頂面の間に三角柱状のバスバーが配置されて、これらが接合されることにより電気的に接続されている。また、第１の組電池ユニット１００２と第２の組電池ユニット１００３が、外部端子の頭部に固定されたバスバーを用いて電気的に接続されている。このようにして単位セルを電気的に接続すると、単位セル間の隙間を小さくすることができる。その結果、組電池の体積エネルギー密度を高くすることができる。
【０１４０】
第４の実施形態の電池パックは、実施形態の蓄電モジュールを少なくとも一つ含むため、薄型化及び柔軟性の向上が可能で、信頼性に優れ、製造コストの削減が可能な電池パックを提供することができる。
【０１４１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【国際調査報告】
2019123619.tif 000037
2019123619.tif 000038
2019123619.tif 000039
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