(57)【要約】【課題】  積層された電池セル間で端子を強固に結合しつつ、組み立て時の作業性を向上させた電池セルの接続構造およびその組み立て方法を提供する。【解決手段】  電池セルの接続構造は、正極端子２２および負極端子２３を有し、積層された複数の電池セル２１と、正極端子２２と負極端子２３との間に交互に位置決めされ、複数の電池セル２１を直列に接続する端子間導電体３１および端子間絶縁体３６とを備える。正極端子２２および負極端子２３には、貫通孔２５と、貫通孔２５に連通するように開口された挿入部２６とが形成されている。電池セルの接続構造は、さらに、端子間導電体３１および端子間絶縁体３６が固定されるとともに、複数の電池セル２１を互いに連結するボルト４６を備える。ボルト４６は、挿入部２６の開口２６ｍに圧入されることによって、貫通孔２５に位置決めされ、その位置で挿入部２６によって係止される。【選択図】        図３
2006260875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極端子および負極端子を有し、隣り合う位置で前記正極端子と前記負極端子とが交互に並ぶように所定の方向に積層された複数の電池セルと、
前記所定の方向に沿って前記正極端子と前記負極端子との間に交互に位置決めされ、前記複数の電池セルを電気的に直列に接続する導電体および絶縁体とを備え、
前記正極端子および前記負極端子には、貫通孔と、前記貫通孔に連通するように開口された挿入部とが形成されており、さらに、
前記導電体および前記絶縁体が固定されるとともに、前記複数の電池セルを互いに連結する連結体を備え、
前記連結体は、前記挿入部の開口に圧入されることによって、前記貫通孔に位置決めされ、その位置で前記挿入部によって係止される、電池セルの接続構造。
【請求項２】
前記導電体および前記絶縁体には、貫通孔と、前記貫通孔に連通するように開口された挿入部とが形成されている、請求項１に記載の電池セルの接続構造。
【請求項３】
前記貫通孔が貫通する方向と、前記連結体および前記挿入部間の圧入方向との双方に直交する方向において、前記挿入部が開口する最小長さは、前記貫通孔の最大長さよりも小さく、前記連結体の最大長さよりも小さい、請求項１または２に記載の電池セルの接続構造。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記所定の方向に貫通するように形成されている、請求項１から３のいずれか１項に記載の電池セルの接続構造。
【請求項５】
前記複数の電池セルは、リチウムイオン電池であり、
前記複数の電池セルは、
前記正極端子および前記負極端子がそれぞれ接続され、セパレータを介して重ね合わされた正極シートおよび負極シートを含み、前記正極シートと前記負極シートとが巻回されてなる電池素子と、
前記電池素子を覆うように設けられ、前記正極端子および前記負極端子が突出するラミネート外装体とをさらに有し、
前記複数の電池セルは、最も広い面積を有する前記ラミネート外装体の表面が、隣り合う電池セル間で対向するように積層されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の電池セルの接続構造。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電池セルの接続構造の組み立て方法であって、
前記複数の電池セルを積層するステップと、
前記挿入部の開口に前記連結体を圧入し、前記複数の電池セルを互いに連結するステップと、
前記複数の電池セルを連結するステップの後、前記導電体および前記絶縁体を、前記連結体に固定するステップとを備える、電池セルの接続構造の組み立て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、一般的には、電池セルの接続構造およびその組み立て方法に関し、より特定的には、積層された複数の電池セルを一括して接続する電池セルの接続構造およびその組み立て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電池セルの接続構造に関して、たとえば、特開２００４−７１１７３号公報には、隣接する単電池を強固に連結するとともに、大電流の投入を可能にすることを目的とした積層型電池が開示されている（特許文献１）。特許文献１に開示された積層型電池は、積層された単電池の正極端子と負極端子とを、単電池が隣り合う位置で連結する連結手段を備える。その連結手段としては、非導電性で環形状を有し、内周面に雌ねじが形成された連結部材と、導電性で丸棒形状を有し、その両端に雄ねじ部が形成された連結部材との２種類が用いられている。
【０００３】
また、特開２００２−１３４０７８号公報には、メンテナンス性や組み付け性の向上を図ることを目的とした集合電池パックが開示されている（特許文献２）。特許文献２に開示された集合電池パックは、各単電池を固定する蓋ホルダを備える。蓋ホルダに形成されたチューブ部に、シール部材が嵌め込まれることによって、排気流路が形成されている。
【０００４】
また、特開２００３−２４９２０７号公報には、部品点数を削減するとともに、確実な電池接続を保持することを目的とした電池の接続構造が開示されている（特許文献３）。また、特開平２−２６２２６５号公報には、作業工程の削減と、落下等の衝撃によるショートの発生の防止とを目的とした密閉型鉛蓄電池が開示されている（特許文献４）。
【０００５】
また、特開２００４−５５３４８号公報には、薄型電池の交換を容易にすることを目的とした組電池が開示されている（特許文献５）。また、特開平１１−６７１７８号公報には、バッテリフレームの上部開口を覆うカバーの小型化を図るとともに、バッテリフレーム内の空調を効率良く行なうことを目的とした電気自動車のバッテリ固定構造が開示されている（特許文献６）。
【特許文献１】特開２００４−７１１７３号公報
【特許文献２】特開２００２−１３４０７８号公報
【特許文献３】特開２００３−２４９２０７号公報
【特許文献４】特開平２−２６２２６５号公報
【特許文献５】特開２００４−５５３４８号公報
【特許文献６】特開平１１−６７１７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献１に開示された積層型電池では、組み立て工程時に、隣り合う正極端子と負極端子との間に２種類の連結部材を交互に配置する。そして、連結部材により正極端子もしくは負極端子を挟み込んだ状態で、雌ねじ部と雄ねじ部とを螺合することによって、正極端子と負極端子とを結合していく。しかしながら、このような接続構造では、単電池の積層数が増えるに従って、雌ねじ部と雄ねじ部とを螺合する位置も増える。このため、多数の単電池から構成された電池では、組み立て作業が煩雑になって、組み立て時間が増大するおそれが生じる。その一方で、組み立て時の作業性を優先しすぎた接続構造を採ると、端子同士が強固に結合されないおそれが生じる。
【０００７】
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、積層された電池セル間で端子を強固に結合しつつ、組み立て時の作業性を向上させた電池セルの接続構造およびその組み立て方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に従った電池セルの接続構造は、正極端子および負極端子を有し、隣り合う位置で正極端子と負極端子とが交互に並ぶように所定の方向に積層された複数の電池セルと、その所定の方向に沿って正極端子と負極端子との間に交互に位置決めされ、複数の電池セルを電気的に直列に接続する導電体および絶縁体とを備える。正極端子および負極端子には、貫通孔と、貫通孔に連通するように開口された挿入部とが形成されている。電池セルの接続構造は、さらに、導電体および絶縁体が固定されるとともに、複数の電池セルを互いに連結する連結体を備える。連結体は、挿入部の開口に圧入されることによって、貫通孔に位置決めされ、その位置で挿入部によって係止される。
【０００９】
このように構成された電池セルの接続構造によれば、連結体を挿入部の開口に圧入することによって、複数の電池セルを一体に連結することができる。また、電池セル間を直列に接続する導電体および絶縁体は、連結体に固定されるため、導電体および絶縁体と、正極端子および負極端子とを固定する必要がない。このため、複数の電池セルを積層し、それぞれの端子間を物理的、電気的に接続する組み立て作業を、容易かつ迅速に行なうことができる。また、連結体は、挿入部に係止されることによって、貫通孔内に保持される。このため、積層された電池セルの端子間を、強固に結合することができる。
【００１０】
また好ましくは、導電体および絶縁体には、貫通孔と、貫通孔に連通するように開口された挿入部とが形成されている。このように構成された電池セルの接続構造によれば、貫通孔に連結体を圧入することによって、導電体および絶縁体を、連結体に固定することができる。このため、導電体および絶縁体の固定作業を、容易かつ迅速に行なうことができる。また、連結体は、挿入部による係止によって貫通孔内に保持されるため、導電体および絶縁体を連結体に強固に固定することができる。
【００１１】
また好ましくは、貫通孔が貫通する方向と、連結体および挿入部間の圧入方向との双方に直交する方向において、挿入部が開口する最小長さは、貫通孔の最大長さよりも小さく、連結体の最大長さよりも小さい。このように構成された電池セルの接続構造によれば、連結体が挿入部の開口に圧入され、圧入された連結体が挿入部によって係止される構成を実現することができる。
【００１２】
また好ましくは、貫通孔は、所定の方向に貫通するように形成されている。このように構成された電池セルの接続構造によれば、連結体を一方向に延びる単純な棒形状に形成することが可能となる。
【００１３】
また、複数の電池セルは、リチウムイオン電池である。複数の電池セルは、電池素子と、電池素子を覆うように設けられ、正極端子および負極端子が突出するラミネート外装体とをさらに有する。電池素子は、正極端子および負極端子がそれぞれ接続され、セパレータを介して重ね合わされた正極シートおよび負極シートを含む。電池素子は、正極シートと負極シートとが巻回されてなる。複数の電池セルは、最も広い面積を有するラミネート外装体の表面が、隣り合う電池セル間で対向するように積層されている。
【００１４】
このように構成された電池セルの接続構造によれば、いわゆる巻回型の電池セルでは、継続して使用する間に、巻回された正極シートおよび負極シートが、ラミネート外装体の内部で広がったり、ずれたりするおそれがある。この場合、正極シートおよび負極シートに接続された正極端子および負極端子と、連結体との接点に負荷が生じる。しかしながら、本発明では、挿入部による係止によって連結体が貫通孔内に保持されているため、端子間が結合された状態を、確実に維持することができる。
【００１５】
この発明に従った電池セルの接続構造の組み立て方法は、上述のいずれかに記載の電池セルの接続構造の組み立て方法である。電池セルの接続構造の組み立て方法は、複数の電池セルを積層するステップと、挿入部の開口に連結体を圧入し、複数の電池セルを互いに連結するステップと、複数の電池セルを連結するステップの後、導電体および絶縁体を、連結体に固定するステップとを備える。
【００１６】
このように構成された電池セルの接続構造の組み立て方法によれば、先のステップで、連結体によって複数の電池セルを連結しているため、次のステップで、導電体および絶縁体を、隣り合う正極端子と負極端子との間に配置し易くなる。このため、組み立て作業を、容易かつ迅速に行なうことができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、この発明に従えば、積層された電池セル間で端子を強固に結合しつつ、組み立て時の作業性を向上させた電池セルの接続構造およびその組み立て方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下で参照する図面では、同一またはそれに相当する部材には、同じ番号が付されている。
【００１９】
図１は、この発明の実施の形態における電池セルの接続構造が適用された組電池を示す斜視図である。図２は、図１中に示す組電池の上面図である。図中には、ハイブリッド自動車に搭載され、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関とともに、ハイブリッド自動車の動力源となる組電池が示されている。
【００２０】
図１および図２を参照して、組電池１０は、正極端子２２および負極端子２３を有し、矢印１０１に示す一方向に積層された複数の電池セル２１と、その積層方向に延び、複数の電池セル２１を互いに連結するボルト４６と、ボルト４６に固定され、複数の電池セル２１を電気的に直列に接続する端子間導電体３１および端子間絶縁体３６とを備える。
【００２１】
電池セル２１は、ラミネート型のリチウムイオン電池であり、ラミネート外装体５５によって覆われた形状を有する。ラミネート外装体５５は、たとえば、アルミニウム等の金属からなる基材にポリエチレンテレフタラート樹脂（ＰＥＴ：poly ethylene terephthalate）等の樹脂材料が被膜されて形成されている。
【００２２】
ラミネート外装体５５は、略直方体形状に形成されている。ラミネート外装体５５は、互いに反対側に面し、ラミネート外装体５５の外形の一部をなす一対の側面５５ｂを有する。一対の側面５５ｂは、ラミネート外装体５５の外形をなす複数の面の中で、最も広い面積を有する。複数の電池セル２１は、隣り合う電池セル２１間で、側面５５ｂが互いに向い合うように積層されている。このような構成により、組電池１０が多数の電池セル２１から構成されている場合であっても、電池セル２１の積層方向における組電池１０の厚みを小さく抑えることができる。
【００２３】
ラミネート外装体５５は、さらに、複数の電池セル２１が積層された状態で外側に露出する頂面５５ａを有する。正極端子２２および負極端子２３は、頂面５５ａから突出するように電池セル２１に設けられている。正極端子２２および負極端子２３は、電池セル２１の積層方向の直交方向において、頂面５５ａの両端から突出している。正極端子２２および負極端子２３は、金属から形成されている。正極端子２２は、たとえばアルミニウムから形成されており、負極端子２３は、たとえば銅から形成されている。
【００２４】
なお、正極端子２２および負極端子２３は、それぞれ、ラミネート外装体５５の異なる面から突出していても良く、たとえば、頂面５５ａと、頂面５５ａの反対側に位置するラミネート外装体５５の底面とから突出していても良い。
【００２５】
複数の電池セル２１は、その積層方向に沿って、正極端子２２と負極端子２３とが交互に並ぶように配置されている。端子間導電体３１および端子間絶縁体３６は、電池セル２１の積層方向に並ぶ正極端子２２と負極端子２３との間に、正極端子２２および負極端子２３に接触するように配置されている。端子間導電体３１および端子間絶縁体３６は、正極端子２２と負極端子２３とによって挟持されている。端子間導電体３１は、たとえば銅などの金属から形成されており、端子間絶縁体３６は、たとえば樹脂やセラミックから形成されている。
【００２６】
端子間導電体３１および端子間絶縁体３６は、電池セル２１の積層方向に沿って交互に配置されている。たとえば、図１中の手前から順に並ぶ電池セル２１ｓ、２１ｔおよび２１ｕについて見ると、頂面５５ａ上の一方端側では、電池セル２１ｓの正極端子２２と電池セル２１ｔの負極端子２３との間に、端子間絶縁体３６が配置されており、頂面５５ａ上の他方端側では、電池セル２１ｓの負極端子２３と電池セル２１ｔの正極端子２２との間に、端子間導電体３１が配置されている。また、頂面５５ａ上の一方端側では、電池セル２１ｔの負極端子２３と電池セル２１ｕの正極端子２２との間に、端子間導電体３１が配置されており、頂面５５ａ上の他方端側では、電池セル２１ｔの正極端子２２と電池セル２１ｕの負極端子２３との間に、端子間絶縁体３６が配置されている。
【００２７】
このような構成により、積層された複数の電池セル２１が、互いに直列に接続されている。本実施の形態では、端子間に端子間導電体３１および端子間絶縁体３６を配置することにより、ボルト４６を用いて、複数の電池セル２１を一括して連結することができる。積層方向の両端にそれぞれ位置する電池セル２１の正極端子２２と、電池セル２１の負極端子２３とには、電流の通り道となるバスバー４１および４２が、それぞれ接続されている。なお、図中では省略されているが、組電池１０には、積層された複数の電池セル２１を両側から挟み込むように、拘束プレートが配置されている。これらの拘束プレート間が拘束ロッドにより連結されることによって、複数の電池セル２１が一体化されている。
【００２８】
図３は、図１中に示す組電池の分解組み立て図である。図中には、図１中の２点鎖線ＩＩＩで囲まれた位置に相当する部分が拡大して示されている。図４は、図３中に示されたボルトの側面図である。図３および図４を参照して、ボルト４６のねじ部４６ｐには、パイプ状の絶縁体４７が嵌め合わされている。ボルト４６は、絶縁体４７が嵌め合わされた位置で直径Ｒを有するように形成されている。絶縁体４７は、積層方向に隣り合う電池セル２１の正極端子２２と負極端子２３とが、ボルト４６を介して導通しないように設けられている。
【００２９】
図５は、図２中のＶ−Ｖ線上に沿った正極端子の断面図である。なお、負極端子２３は、図中に示す正極端子２２と同様の形状を有する。図３および図５を参照して、正極端子２２および負極端子２３は、ラミネート外装体５５の頂面５５ａ上から突出した位置で、略矩形形状の板状に形成されている。正極端子２２および負極端子２３は、頂面５５ａから突出する先に、頂面５５ａと平行に延びる端辺２４を有する。
【００３０】
正極端子２２および負極端子２３には、電池セル２１の積層方向に沿って貫通する貫通孔２５が形成されている。貫通孔２５は、直径ｒを有する円形状に形成されている。ボルト４６は、積層された複数の電池セル２１間に渡って貫通孔２５を挿通するように設けられている。
【００３１】
正極端子２２および負極端子２３には、さらに、挿入部２６が形成されている。挿入部２６は、電池セル２１の積層方向に沿って貫通し、開口幅ｂを有して端辺２４から貫通孔２５に達する開口２６ｍの両側に形成されている。挿入部２６は、端辺２４と貫通孔２５との間に位置して、鍵状の先端部分をなす形状に形成されている。開口幅ｂは、貫通孔２５の直径ｒよりも小さく、絶縁体４７の直径Ｒよりも小さい。
【００３２】
ボルト４６は、開口２６ｍに圧入されて貫通孔２５に位置決めされる。このとき、ボルト４６は、開口２６ｍが開口する端辺２４から貫通孔２５に近接する方向（図５中の矢印１０２に示す方向）に押圧される。このボルト４６の圧入方向と、貫通孔２５の貫通方向（図５の紙面を直角に貫く方向）とに直交する方向（図５中の矢印１０３に示す方向）において、開口２６ｍの最小幅が、開口幅ｂであり、ボルト４６および貫通孔２５の最大長さが、それぞれ、直径Ｒおよび直径ｒである。貫通孔２５に位置決めされたボルト４６は、挿入部２６に係止されることによって、貫通孔２５内に保持される。
【００３３】
このような構成により、本実施の形態では、複数の電池セル２１の正極端子２２および負極端子２３間を、ボルト４６により強固に結合することができる。また、開口２６ｍの開口幅が、貫通孔２５の直径ｒと同じ大きさである場合と比較して、正極端子２２と端子間導電体３１との接触面積を増大させることができる。これにより、組電池１０の内部抵抗を低減させることができる。
【００３４】
図６は、図２中のＶＩ−ＶＩ線上に沿った端子間絶縁体の断面図である。なお、端子間導電体３１は、図中に示す端子間絶縁体３６と同様の形状を有する。図３および図６を参照して、端子間絶縁体３６および端子間導電体３１は、既に説明した正極端子２２および負極端子２３と、同様の断面形状を有する。
【００３５】
つまり、端子間絶縁体３６および端子間導電体３１には、電池セル２１の積層方向に沿って貫通する貫通孔３７が形成されている。貫通孔３７は、直径ｒを有する円形状に形成されている。端子間絶縁体３６および端子間導電体３１には、さらに、挿入部３８が形成されている。端子間絶縁体３６および端子間導電体３１は、ラミネート外装体５５の頂面５５ａに向い合い、頂面５５ａと平行に延びる端面３２を有する。挿入部３８は、電池セル２１の積層方向に沿って貫通し、開口幅ｂを有して端面３２から貫通孔３７に達する開口３８ｍの両側に形成されている。
【００３６】
このような構成により、ボルト４６は、開口３８ｍに圧入されて貫通孔３７に位置決めされる。さらに、ボルト４６は、挿入部３８に係止されることによって、貫通孔３７内に保持される。このため、端子間絶縁体３６および端子間導電体３１を、簡単な作業でボルト４６に確実に固定することができる。
【００３７】
続いて、図１中の組電池１０の組み立て方法について説明を行なう。図１および図３を参照して、まず、正極端子２２と負極端子２３とが交互に並ぶように、複数の電池セル２１を積層する。次に、積層方向に並ぶ全ての正極端子２２および負極端子２３に同時に差し込むように、ボルト４６を開口２６ｍに圧入し、貫通孔２５に位置決めする。その後、ボルト４６にナットを締め込む。
【００３８】
本実施の形態と、正極端子２２および負極端子２３に貫通孔２５のみが形成されており、その貫通孔２５にボルト４６を通す場合とを比較すると、本実施の形態では、圧入という簡単な作業で、積層した電池セル２１を互いに連結することができる。また、ボルト４６を開口２６ｍに圧入するに従って、貫通孔２５の位置が、電池セル２１の積層方向に揃う。このため、先の工程において、貫通孔２５の位置が揃うように、電池セル２１を正確に位置決めしながら積層していく必要がない。なお、ボルト４６の圧入を容易にするため、開口２６ｍと端辺２４とが交わる位置を、曲面に形成したり、面取り形状に形成したりしても良い。
【００３９】
次に、端子間導電体３１および端子間絶縁体３６の開口３８ｍを、ボルト４６の所定位置に圧入し、端子間導電体３１および端子間絶縁体３６をボルト４６に固定する。この際、複数の電池セル２１がボルト４６により既に連結されているため、端子間導電体３１および端子間絶縁体３６を、正極端子２２および負極端子２３間の正しい位置に容易に配置することができる。また、端子間導電体３１および端子間絶縁体３６の開口３８ｍをボルト４６に押し付けるだけの簡単な作業で、電池セル２１の電気的な接続を完了させることができる。
【００４０】
この発明の実施の形態における電池セルの接続構造は、正極端子２２および負極端子２３を有し、隣り合う位置で正極端子２２と負極端子２３とが交互に並ぶように所定の方向（矢印１０１に示す方向）に積層された複数の電池セル２１と、その所定の方向に沿って正極端子２２と負極端子２３との間に交互に位置決めされ、複数の電池セル２１を電気的に直列に接続する導電体としての端子間導電体３１および絶縁体としての端子間絶縁体３６とを備える。正極端子２２および負極端子２３には、貫通孔２５と、貫通孔２５に連通するように開口された挿入部２６とが形成されている。電池セルの接続構造は、端子間導電体３１および端子間絶縁体３６が固定されるとともに、複数の電池セル２１を互いに連結する連結体としてのボルト４６を備える。ボルト４６は、挿入部２６の開口２６ｍに圧入されることによって、貫通孔２５に位置決めされ、その位置で挿入部２６によって係止される。
【００４１】
なお、本実施の形態では、連結体としてボルト４６を用いたが、これに限定されるものではない。たとえば、ボルト４６に替えて、両端に周方向に延びる溝が形成されたバーと、その溝に位置決めされ、バーの軸方向に電池セル２１の移動を規制するスナップリングとを用いても良い。また、端子間導電体３１および端子間絶縁体３６をボルト４６に固定する方法は、図３および図６を用いて説明した形態に限定されず、たとえば、それぞれ２分割した端子間導電体３１および端子間絶縁体３６によって、ボルト４６を挟み込む形態であっても良い。
【００４２】
図７は、正極端子および負極端子に形成される貫通孔および挿入部の形状の変形例を示す正面図である。図７（Ａ）中に示す変形例では、開口２６ｍが、ラミネート外装体５５の頂面５５ａに直交する正極端子２２および負極端子２３の側辺２７から、貫通孔２５に達するように形成されている。図７（Ｂ）中に示す変形例では、貫通孔２５が略矩形形状に形成されている。図７（Ｃ）中に示す変形例では、開口２６ｍの一方の開口縁が、略矩形形状に形成された貫通孔２５の一辺に連なるように形成されている。
【００４３】
図７（Ｄ）中に示す変形例では、開口２６ｍが、正極端子２２および負極端子２３の側辺２７から、略矩形形状に形成された貫通孔２５に達するように形成されている。図７（Ｅ）中に示す変形例では、貫通孔２５が多角形形状に形成されている。貫通孔２５は、多角形形状の一辺が、正極端子２２および負極端子２３の端辺２４に重なるよう形成されている。これにより、端辺２４に、貫通孔２５に連通する開口２６ｍが形成されている。
【００４４】
なお、以上に説明した変形例の形状を、端子間導電体３１および端子間絶縁体３６に適用しても良い。
【００４５】
図８は、図１中の電池セルの内部構造を示す斜視図である。図９は、図８中に示された電池素子の分解組み立て図である。図８および図９を参照して、図１中のラミネート外装体５５には、正極シート６５および負極シート６１と、これらのシート間に介在するセパレータ５１とから構成された電池素子５０が収容されている。正極シート６５は、略矩形形状を有する、たとえばアルミニウム箔から形成されている。正極シート６５の両面には、正極活物質を含有するペースト６８が塗布されている。正極活物質としては、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ3等、リチウムイオン電池に用いられる正極活物質の１種もしくは２種以上を特に限定することなく使用できる。正極シート６５の長手方向に沿った一方の周縁には、ペースト６８が塗布されていないペースト未塗布部６７が、帯状に延びて形成されている。
【００４６】
負極シート６１は、正極シート６５と同一形状を有する、たとえば銅箔から形成されている。負極シート６１の両面には、負極活物質を含有するペースト６３が塗布されている。負極活物質としては、アモルファスカーボン、グラファイトカーボン等、リチウムイオン電池に用いられる負極活物質の１種もしくは２種以上を特に限定することなく使用できる。負極シート６１の長手方向に沿った一方の周縁には、ペースト６３が塗布されていないペースト未塗布部６２が、帯状に延びて形成されている。
【００４７】
セパレータ５１は、短手方向の長さが正極シート６５および負極シート６１よりも小さく形成された略矩形形状を有する。セパレータ５１としては、たとえば、多孔質のポリプロピレン樹脂シートを使用することができる。
【００４８】
正極シート６５、負極シート６１および２枚のセパレータ５１が、セパレータ５１、負極シート６１、セパレータ５１、正極シート６５の順に重ね合わされている。このとき、正極シート６５にペースト６８が塗布された領域と、負極シート６１にペースト６３が塗布された領域とが、セパレータ５１を介して向い合う。また、正極シート６５のペースト未塗布部６７が、セパレータ５１の長手方向に延びる一方の端辺から露出し、負極シート６１のペースト未塗布部６２が、セパレータ５１の長手方向に延びる他方の端辺から露出する。
【００４９】
電池素子５０は、正極シート６５、負極シート６１および２枚のセパレータ５１からなる積層体が、中心軸１１０を中心に巻回されることによって形成されている。積層体は、中心軸１１０に直交する平面で切断した場合の断面形状が、長円となるように巻回されている。中心軸１１０に沿った方向に隔てた電池素子５０の両端には、正極端子２２が接続される正極集電部７１と、負極端子２３が接続される負極集電部７２とが形成されている。正極集電部７１は、正極シート６５のペースト未塗布部６７が、中心軸１１０を中心とした半径方向に多層に重なって形成されている。負極集電部７２は、負極シート６１のペースト未塗布部６２が、中心軸１１０を中心とした半径方向に多層に重なって形成されている。電池素子５０には、リチウム塩を有機溶媒に溶かした有機電解質が含浸させられている。
【００５０】
以上に説明したように、巻回型の電池セル２１では、ラミネート外装体５５の内部に、正極シート６５および負極シート６１の積層体が巻回されて収容されている。このような構成では、使用を続けるうちに、ラミネート外装体５５内で、シートの巻回に緩みが生じたり、シート同士にずれが生じたりするおそれがある。この場合、正極シート６５および負極シート６１にそれぞれ接続された正極端子２２および負極端子２３と、ボルト４６との固定位置に負荷が作用する。これに対して、本実施の形態では、ボルト４６が挿入部２６により係止されているため、複数の電池セル２１が正常に接続された状態を、確実に維持することができる。この点、車両に搭載される組電池１０には、車両走行時の振動や衝撃が加わるため、シートに緩みやずれが生じ易い。したがって、本実施の形態では、上述の効果を特に有効に得ることができる。
【００５１】
このように構成された、この発明の実施の形態における電池セルの接続構造およびその組み立て方法によれば、組電池１０の組み立て時の作業性を飛躍的に向上させることができる。また、積層した電池セル２１間で、正極端子２２および負極端子２３を強固に結合できるため、組電池１０の信頼性を確保することができる。
【００５２】
なお、本実施の形態では、電池セル２１がリチウムイオン電池である場合について説明したが、電池セル２１は、これ以外の２次電池、たとえばニッケル水素電池であっても良い。この場合、ニッケル水素電池を構成する電池素子は、たとえば、互いに向い合うように配置された櫛の歯状の正極シートおよび負極シートが、セパレータを介して交互に噛み合わされる形状に形成される。
【００５３】
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。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の実施の形態における電池セルの接続構造が適用された組電池を示す斜視図である。
【図２】図１中に示す組電池の上面図である。
【図３】図１中に示す組電池の分解組み立て図である。
【図４】図３中に示されたボルトの側面図である。
【図５】図２中のＶ−Ｖ線上に沿った正極端子の断面図である。
【図６】図２中のＶＩ−ＶＩ線上に沿った端子間絶縁体の断面図である。
【図７】正極端子および負極端子に形成される貫通孔および挿入部の形状の変形例を示す正面図である。
【図８】図１中の電池セルの内部構造を示す斜視図である。
【図９】図８中に示された電池素子の分解組み立て図である。
【符号の説明】
【００５５】
２１  電池セル、２２  正極端子、２３  負極端子、２５，３７  貫通孔、２６，３８  挿入部、２６ｍ，３８ｍ  開口、３１  端子間導電体、３６  端子間絶縁体、４６  ボルト、５０  電池素子、５１  セパレータ、５５  ラミネート外装体、５５ｂ  側面、６１  負極シート、６５  正極シート。
【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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