(57)【要約】【課題】電池および複数の電池間の短絡を防止する。【解決手段】本発明の電池モジュールは、正極端子１１、負極端子１２および電池容器１０を備えた電池１と、正極端子１１および負極端子１２に対応して孔部３１、３２が形成され、且つ負極端子１２を含む電池１の端部を覆う絶縁部材からなるキャップ３と、少なくとも一方の孔部を塞ぐ保護部とを備え、キャップ３が電池の端部に所定の押込量以上まで押込まれることにより、正極端子１１または負極端子１２が保護部を抜けてキャップ３から突出することを特徴とする。【選択図】図２
2011134552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極端子、負極端子および電池容器を備えた電池と、
前記正極端子および前記負極端子に対応して孔部が形成され、且つ前記負極端子を含む前記電池の端部を覆う絶縁部材からなるキャップと、
少なくとも一方の前記孔部を塞ぐ保護部と、
を有し、
前記キャップが前記電池の端部に所定の押込量以上まで押込まれることにより、前記正極端子または前記負極端子が前記保護部を抜けて前記キャップから突出することを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
正極端子、負極端子および電池容器を備え、前記電池容器と前記正極端子とが電気的に接続された第１及び第２の電池と、
絶縁部材からなる第１および第２のキャップと、を有し、
前記第１のキャップは前記第１の電池の端部を覆い、前記第２のキャップは前記第２の電池の端部を覆い、前記第１のキャップと第２のキャップが接して配置されることを特徴とする電池モジュール。
【請求項３】
前記第１および第２のキャップの各々は、それぞれ前記正極端子および前記負極端子に対応した孔部と、少なくとも前記負極端子に対応した前記孔部に配置される保護部と、をさらに有し、
前記第１および第２のキャップのそれぞれが、対応する前記第１および第２の電池の端部に向けて所定の押込量以上まで押込まれることにより、それぞれの前記負極端子がそれぞれの前記保護部を抜けて、対応する前記第１および第２のキャップから突出することを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記保護部は前記キャップと一体成形されるとともに破断容易な破断部を備え、前記突出を容易ならしめることを特徴とする請求項１または３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載の電池モジュールを二次元的に複数配列して収納するパッケージと、
複数の配線が埋め込まれまたはプリントされた配線板と、を有し、
前記配線板を前記パッケージと嵌合することで、前記複数の電池モジュールの各々の正極端子および負極端子が前記複数の配線の所定位置にそれぞれ電気的に接続され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、電池モジュールおよび組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、単電池あるいは複数の単電池により構成された組電池は、各種機器の電源に利用されている。単電池の１つである二次電池は、繰り返し充放電が可能であり、携帯電話やビデオカメラ等の電子機器の電源、電気自動車の電源や家庭用の蓄電装置等として利用されている。
【０００３】
近年、二次電池としてリチウムイオン二次電池（ＬｉＢと略記することがある）が注目されている。ＬｉＢは、鉛蓄電池等の他の二次電池に比べて、高電圧が得られることやエネルギー密度が高いこと、クーロン効率が高いこと等の特長を有している。ＬｉＢを用いると、所定の電圧や容量を得るために接続する単電池の数を減らすことができ、ＬｉＢを搭載する機器を軽量化、小型化することができる。このようなＬｉＢとして、例えば特許文献１、２に開示されているものが挙げられる。
【０００４】
特許文献１のＬｉＢは、内部に電解液を貯蔵する容器内に、正極板がセパレータを介して負極板と離間して収容された構造になっている。容器外面には、正極板に接続された正極端子と、負極板に接続された負極端子とが設けられている。容器がアルミニウム系材料で形成されているので、軽量化することや放熱性を向上させることができる。このようなＬｉＢにおいて、貯蔵されている電解液が容器内壁に接触すると、アルミニウム系材料がリチウムイオンと反応して合金化してしまう。特許文献２では、容器を正極端子と電気的に接続することにより容器を酸化雰囲気にしている。これにより、容器内壁がリチウムイオンと反応しなくなり、容器の合金化が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−４５４９８号公報
【特許文献２】特開２００８−１８６５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一次電池または二次電池などの電池は、正極端子および負極端子が共通の導体（金属性のゴミなど）に接触して短絡し、発熱や電荷ロス等の不都合を生じることがある。特に二次電池において短絡を生じると、充電率等の特性が不測に変化してしまい、二次電池を良好に機能させることが難しくなることがある。
【０００７】
特許文献２のＬｉＢは、容器が正極端子と電気的に接続されているので、正極端子と導通する部分の表面積が広くなっており、短絡を生じやすい。例えば、特許文献２の容器が他のＬｉＢと接触して短絡すると、この容器の電位が変化して容器が合金化してしまうことがある。
【０００８】
本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、電池および複数の電池間における短絡を防止可能な電池モジュールおよび組電池を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、前記目的を達成するために以下の手段を採用している。
本発明の電池モジュールは、正極端子、負極端子および電池容器を備えた電池と、前記正極端子および前記負極端子に対応して孔部が形成され、且つ前記負極端子を含む前記電池の端部を覆う絶縁部材からなるキャップと、少なくとも一方の前記孔部を塞ぐ保護部と、を有し、前記キャップが前記電池の端部に所定の押込量以上まで押込まれることにより、前記正極端子または前記負極端子が前記保護部を抜けて前記キャップから突出することを特徴とする。
【００１０】
本発明の電池モジュールによれば、キャップが所定の押込量以上押し込まれるまでは、電極端子（正極端子または負極端子）を保護できるとともに、所定の押込量以上だけ押し込まれたときには電極端子側面の少なくとも一部が孔部内壁に囲まれるので、電池モジュールにおける正極端子と負極端子間の短絡、すなわち電極端子間の短絡が防止される。
【００１１】
また、本発明の電池モジュールは、正極端子、負極端子および電池容器を備え、前記電池容器と前記正極端子とが電気的に接続された第１及び第２の電池と、絶縁部材からなる第１および第２のキャップと、を有し、前記第１のキャップは前記第１の電池の端部を覆い、前記第２のキャップは前記第２の電池の端部を覆い、前記第１のキャップと第２のキャップが接して配置されることを特徴とする。
【００１２】
本発明の電池モジュールによれば、電池が複数並んで配置される場合に第１のキャップと第２のキャップが接して配置されているので、何らかの導体（例えばゴミ等）が混入して、正電位に帯電した互いの電池容器間で短絡（互いの電池で電位差がある場合があるため）が生じることを防止することができる。
【００１３】
本発明の組電池は、上記の本発明の電池モジュールを二次元的に複数配列して収納するパッケージと、複数の配線が埋め込まれまたはプリントされた配線板と、を有し、前記配線板を前記パッケージと嵌合することで、前記複数の電池モジュールの各々の正極端子および負極端子が前記複数の配線の所定位置にそれぞれ電気的に接続されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、上記のように、電池および複数の電池間における短絡を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態の電池モジュールの外観を示す斜視図である。
【図２】二次電池の構成と単電池カバーの構成を示す分解斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線矢視断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、第２実施形態の電池モジュールの側断面図である。
【図５】第３実施形態の電池モジュールにおける単電池カバーの（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は第３実施形態の電池モジュールにおける単電池カバーの使用方法の説明図である。
【図７】（ａ）は変形例１の第１キャップの断面図、（ｂ）は変形例２の第１キャップの平面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、第４実施形態の電池モジュールにおける単電池カバーの側断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、第５実施形態の電池モジュールにおける単電池カバーの側断面構成図である。
【図１０】第６実施形態に係る複数の電池モジュールからなる組電池の構成を示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。説明に用いる図面において、特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造の寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせている場合がある。実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付して図示し、その詳細な説明を省略する場合がある。
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の電池モジュールを示す斜視図、図２は単電池カバー２と二次電池１の構成を示す分解斜視図、図３は図２のＡ−Ａ’線矢視断面図である。図１に示すように、単電池カバーが取付けられた単電池により電池モジュールが構成される。なおこの電池モジュールが複数個並び、又は図１０に示すように二次元的に複数個配置されて組電池が構成される。単電池カバーの説明に先立ち、まず、単電池の構成例について説明する。ここでは、積層型の二次電池について説明するが、本発明の電池モジュールの適用範囲は単電池の内部構造に限定されない。
【００１８】
図１〜図３に示すように、単電池としての二次電池１は、電池容器１０、電極端子としての正極端子１１および負極端子１２を備える。電池容器１０は、例えばアルミニウム製の中空容器である。本例の電池容器１０は、外形が略角柱状（略直方体状）であるが、外形が円柱状であってもよい。正極端子１１および負極端子１２は、電池容器１０の外面の１つである端子配置面１０ａに設けられている。正極端子１１および負極端子１２は、柱状（ここでは円柱状）であり、端子配置面１０ａの法線方向に突出している。正極端子１１は、図示略の接続部（例えば高抵抗体）を介して電池容器１０と電気的に接続されている。電池容器１０の電位は、電池容器１０がリチウムイオンと反応しないように、例えば正極端子１１と略同電位に制御される。
【００１９】
以下、図１に示すＸＹＺ座標系に基づいて構成要素の位置関係を説明する。このＸＹＺ直交座標系において、Ｘ方向およびＹ方向は端子配置面１０ａに沿う方向であり、Ｚ方向は端子配置面１０ａの法線方向である。ここでは、正極端子１１、負極端子１２が並ぶ方向をＸ方向とする。負極端子１２は、正極端子１１に対してＸ正方向側に配置されている。
【００２０】
電池容器１０内に、正極板１３および負極板１４がＹ方向に繰返し配置されている。正極板１３は、負極板１４と対向配置されている。正極板１３と負極板１４との間にセパレータ１５が設けられており、正極板１３が負極板１４と接触しないようになっている。正極板１３および負極板１４は、導体箔や導体薄板からなる。セパレータ１５は、例えば樹脂フィルム等の絶縁材料からなる。
【００２１】
負極板１４におけるＺ方向の端部には、Ｘ正方向に偏らせて負極タブ１４ａが形成されている。繰返し配置された複数の負極板１４の負極タブ１４ａが一括して負極端子１２と電気的に接続されている。
正極板１３におけるＺ方向の端部には、Ｘ負方向に偏らせて正極タブ１３ａが形成されている。繰返し配置された複数の正極板１３の正極タブ１３ａが一括して正極端子１１と電気的に接続されている。
【００２２】
電池容器１０内には、リチウムイオンを含んだ電解成分が正極板１３および負極板１４と接触するように貯蔵される。電解成分の貯蔵形態としては、例えば電解成分を含んだ電解液を電池容器１０内に貯留する形態であってもよいし、電解成分を含んだ固形物を電池容器１０内に収容する形態であってもよい。リチウムイオンが電池容器１０と反応しないように電池容器１０の電位が制御されているので、電池容器１０の合金化等が防止される。本例の電池容器１０は、容器内面１０ｂが絶縁フィルム等の絶縁膜１６等により被覆されており、電解成分と絶縁されている。これにより、電池容器１０の合金化を一次的に防止することができる。
【００２３】
図１〜図３に示すように本実施形態の電池モジュールは、凹部３０を有する第１キャップ３および凹部４０を有する第２キャップ４からなる単電池カバーを備えている。第１キャップ３は、端子配置面１０ａ側（Ｚ正方向）の二次電池１の端部が凹部３０に押込まれて嵌め込まれることにより、二次電池１に取付けられる。第２キャップ４は、端子配置面１０ａと反対側（Ｚ負方向）の二次電池１の端部（以下、電池容器底面という）が凹部４０に嵌め込まれることにより、二次電池１に取付けられる。第１キャップ３および第２キャップ４は、電池容器１０との間の吸着力や摩擦力により、電池容器１０から脱離しない程度に電池容器１０に固定される。
【００２４】
第１キャップ３および第２キャップ４は、いずれも絶縁材料からなる。第１キャップ３や第２キャップ４の材質としては、例えば樹脂やゴム等からなり、弾性変形する材質のものがよい。弾性変形する材質を用いれば、二次電池１に密着させることが容易になる。また、樹脂やゴムを材質に用いると、第１キャップ３や第２キャップ４を型成形等により効率よく形成することができる。ここでは、第１キャップ３および第２キャップ４がシリコーンゴムからなっている。
【００２５】
第１キャップ３は、側部３３および底部３４を有し、これら２つの部位は一体形成されている。側部３３は、略枠形状になっており、側部３３に囲まれる部分が凹部３０になっている。凹部３０の開口形状（ここでは略矩形）は、端子配置面１０ａの外形と略一致するように設定される。凹部３０開口の内寸（内周の寸法）は、端子配置面１０ａの外寸と同程度に設定される。
【００２６】
底部３４は、第１キャップ３が二次電池１に取付けられた状態で、端子配置面１０ａと対向する板状の部分である。底部３４には、孔部３１、３２が設けられている。本実施形態の孔部３１、３２は、底部３４を貫通する貫通孔になっている。第１キャップ３が二次電池１に取付けられた状態で、孔部３１内に正極端子１１が位置するとともに孔部３２内に負極端子１２が位置するように、孔部３１、３２の形成位置が設定されている。ここでは、底部３４の板厚ｔが端子高さｈよりも小さい値に設定されている。第１キャップ３に二次電池１が最大押込量まで押込まれた状態、すなわち底部３４が端子配置面１０ａと当接するまで押込まれた状態で、正極端子１１の先端および負極端子１２の先端が底部３４の孔部から突出する。
【００２７】
以上のような構成の単電池カバー２を二次電池１に取付けると、正極端子１１の側面が孔部３１の内壁に囲まれるとともに、負極端子１２の側面が孔部３２の内壁に囲まれる。したがって、正極端子１１と負極端子１２とが、二次電池１と独立した導体と接触して短絡することが低減される。
【００２８】
正極端子１１の周囲および負極端子１２の周囲を除いた端子配置面１０ａが第１キャップ３に被覆される。したがって、万一、二次電池１と独立した導体が負極端子１２に接触した場合においても、この導体が端子配置面１０ａと接触することが低減され、電池容器１０が正電位に帯電していた場合でもこの導体を介して負極端子１２と短絡することが低減される。
【００２９】
二次電池１の端子配置面１０ａが電極端子部分を除いて第１キャップ３に被覆され、かつ電池容器底面が第２キャップ４に被覆されるので、第１キャップ３と第２キャップ４を取り付けた二次電池１を載置した場合に、二次電池１と独立した導体が電池容器１０に接触しにくくなる。
例えば、端子配置面１０ａ以外のいずれかの面を作業台等のテーブル表面に向けて置いたとする。第１キャップ３の側部３３や第２キャップ４が、電池容器１０の表面と作業台の表面との間にスペースを設けるので、作業台の表面が導電性を有していても電池容器１０と作業台表面との間で短絡することが防止される。
【００３０】
以上のように、第１実施形態の電池モジュールによれば、正極端子１１と負極端子１２との短絡が防止することができ、短絡による発熱や電荷ロスを防止することができる。これにより、二次電池１の充電率等を高精度に管理することが可能になり、二次電池１を良好な特性で機能させることができる。
【００３１】
また、正極端子１１に電気的に接続された電池容器１０と負極端子１２との短絡を防止することや、二次電池１と独立した導体（ゴミなど）と電池容器１０との短絡を防止することができる。したがって、電池容器１０の電位を所望の値に制御することができ、電池容器１０とリチウムイオンとの反応を防止することができる。よって、電池容器１０が合金化することによる特性変化や、電解成分が劣化することによる特性変化等を防止することができ、二次電池１を良好に機能させることができる。
【００３２】
また、第１実施形態の電池モジュールは、搬送時や設置時、複数の電池モジュールを組み合わせてなる組電池の組立て時等において、電池モジュール間の短絡を防止することができるので、ハンドリング性が良好なものになる。
【００３３】
［第２実施形態］
次に、図４（ａ）、（ｂ）を参照しつつ、第２実施形態に係る電池モジュールについて説明する。図４（ａ）は単電池カバーの概略構成を示す側断面図、図４（ｂ）は単電池カバーの使用方法を示す説明図である。図４（ａ）には、図３に対応する断面の一部を図示している。
【００３４】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第２実施形態の電池モジュールが第１実施形態と異なる点は、電極端子（正極端子１１、負極端子１２）を上記ゴミなどの付着から保護する保護部としての第３キャップ５を備える点である。第３キャップ５は、孔部３２に押込まれて、第１キャップ３に着脱可能に取付けられる。第３キャップ５は、凹部５０を有している。第３キャップ５が第１キャップ３に取付けられた状態で、負極端子１２は凹部５０内に収容され、外部に露出しないようになっている。
【００３５】
第２実施形態における単電池カバーは、例えば以下のようにして使用される。まず、二次電池１を用意し、二次電池１に第１キャップ３を取付けた後、第１キャップ３の負極端子側の孔部３２に第３キャップ５を取付ける。また、必要に応じて二次電池１に第２キャップ４を取付ける。そして、単電池カバーが取付けられた二次電池１を所定の位置に搬送し、設置する。そして、第３キャップ５を取外して負極端子１２を露出させ、正極端子１１や負極端子１２をデバイス等に接続して二次電池１を機能させる。
【００３６】
第２実施形態の電池モジュールは、負極端子１２を第３キャップ５で被覆することができ、負極端子１２が正極端子１１や電池容器１０、二次電池１と独立した導体等と短絡することが確実に防止される。二次電池１を使用する際には、第３キャップ５を取外すことにより、負極端子１２を外部に露出させることができ、負極端子１２を外部に容易に接続することができる。
なお、正極端子１１を被覆するように第３キャップ５を取付けてもよいし、正極端子１１と負極端子１２とにそれぞれ第３キャップ５を取付けてもよい。
【００３７】
［第３実施形態］
次に、図５（ａ）、（ｂ）、図６（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、第３実施形態に係る電池モジュールについて説明する。図５（ａ）は単電池カバーを構成する第１キャップの概略構成を示す斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＢ−Ｂ’線矢視断面図、図６（ａ）〜（ｃ）は単電池カバーの使用方法を示す説明図である。
【００３８】
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第３実施形態の電池モジュールは、第１キャップ６と第１実施形態の第２キャップ４とからなる。第３実施形態の第１キャップ６が第１実施形態と異なる点は、第１キャップ６が、電極端子（特に負極端子）を上記ゴミなどの付着から保護する保護部６３を備える点である。第１キャップ６の底部３４には、孔部３１、６１が設けられている。孔部６１は底部３４を貫通しないように形成されており。孔部６１の底部が保護部６３になっている。保護部６３において負極端子１２の先端と接触する部分の周囲（ここでは保護部６３の周縁部）に、破断部６２が設けられている。
【００３９】
本実施形態の破断部６２は、貫通孔が間欠的に設けられたミシン目状のものであり、保護部６３内で相対的に破断されやすくなっている。第１キャップ６は、型成形等により形成されており、孔部３１、６１および破断部６２は一括して形成（一体成形）されている。
【００４０】
第３実施形態における単電池カバーは、例えば以下のようにして使用される。まず、二次電池１を用意し、二次電池１において負極端子１２を備えた電極端部を第１キャップ６の凹部３０に押込む。凹部３０に電極端部を押込む深さ（押込量）を増すと、負極端子１２の先端が保護部６３に到達する。ここでは、保護部６３が破断されない程度に凹部３０に電極端部を押込む。第１キャップ６と電池容器１０との摩擦力等により、第１キャップ６が二次電池１を仮止めする。
【００４１】
そして、単電池カバーが仮止めされた二次電池１を所定の位置に搬送し、設置する。そして、最大押込量まで電池端部を凹部３０に押込む。押込量が第１キャップ６の材質等により定まる所定値以上になると、保護部６３に作用するせん断力により破断部６２が破断される。破断部６２を破断することにより保護部６３を底部３４から切取って除去し、負極端子１２を露出させる。そして、正極端子１１や負極端子１２をデバイス等に接続して二次電池１を機能させる。
【００４２】
第３実施形態の電池モジュールでは、負極端子１２を保護部６３で被覆することができ、負極端子１２が正極端子１１や電池容器１０、二次電池１と独立した導体等と短絡することが確実に防止される。二次電池１を使用する際には、保護部６３を切取ることにより、負極端子１２を外部に露出させることができ、負極端子１２を外部に容易に接続することができる。
【００４３】
なお、保護部６３としては様々な変形が可能である。例えば、保護部６３が孔部３１に設けられていてもよいし、孔部３１、３２にそれぞれ設けられていてもよい。二次電池１の使用時に保護部６３を完全に除去するのではなく、保護部６３の一部が第１キャップ６と連続した状態で例えば保護部６３をめくることにより負極端子１２を外部に露出させてもよい。以下、保護部６３の変形例について説明する。
【００４４】
図７（ａ）は、変形例１の第１キャップ６Ｂの概略構成を示す断面図、図７（ｂ）は変形例２の第１キャップ６Ｃを示す平面図である。
図７（ａ）に示すように、第１キャップ６Ｂの保護部６３の周縁部は、破断部６２になっている。破断部６２の肉厚は、破断部６２以外の保護部６３の肉厚よりも薄くなっている。これにより、破断部６２は、保護部６３内で相対的に破断されやすくなる。
【００４５】
図７（ｂ）に示すように、第１キャップ６Ｃの孔部６１の底部には、凹部３０に連通するスリット６４が設けられている。ここでは、スリット６４の形状が略十字状になっている。スリット６４の内寸は、負極端子１２が通らない程度に小さく設定されている。スリット６４周辺における孔部６１の底部が保護部６３になっている。なおスリット６４の形状は略十字状に限定されず、例えば円状や三角などの多角状であってもよい。
【００４６】
保護部６３に負極端子１２の先端が接触しない程度の押込量で、電極端部を第１キャップ６Ｃの凹部に二次電池１を押込むと、負極端子１２の先端の一部は、保護部６３に被覆されて外部から保護される。押込量を増すと、保護部６３が負極端子１２に押圧されて負極端子１２と反対側に変形し、スリット６４が負極端子１２の先端により押し広げられる。これにより、負極端子１２を外部に露出させることができる。このように、保護部としては、負極端子１２の先端の少なくとも一部を覆うものであればよく、また第１キャップから切り取らないで使用するものであってもよい。
【００４７】
［第４実施形態］
次に、図８（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、第４実施形態に係る電池モジュールについて説明する。図８（ａ）は、単電池カバーの概略構成を示す側断面図、図８（ｂ）、（ｃ）は、単電池カバーの使用方法を示す説明図である。図８（ａ）には、図３に対応する断面の一部を図示している。
【００４８】
図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、第４実施形態における単電池カバーは第１キャップ７と第１実施形態の第２キャップ４とからなる。第１キャップ７が第１実施形態と異なる点は、第１キャップ７の凹部３０の内壁７２がテーパー形状になっている点である。内壁７２は、第１キャップ７の側部７１のうち、凹部３０に面する部分である。凹部３０の開口における内周の寸法である内壁７２の開口内寸ｄ１は、底部３４との境界における凹部３０の内周の寸法である内壁７２の底部内寸ｄ２よりも大きくなっている。電池容器１０の端子配置面１０ａの外周の寸法を電池端部の外寸ｄ０とすると、ｄ１がｄ０より大きく設定されているとともにｄ２がｄ０未満に設定されている。すなわち、ｄ２＜ｄ０＜ｄ１である。
【００４９】
内壁７２の内周の寸法が電池端部の外寸ｄ０と略一致するまで第１キャップ７に電池端部を押込んだ状態において、底部３４と端子配置面１０ａとのギャップをｄ３とする（図８（ｂ）参照）。ギャップｄ３と、端子高さｈと、底部３４の板厚ｔとの間に（ｄ３＋ｔ＞ｈ）という関係が成り立つように、内壁７２の形状が設定されている。すなわち、端子配置面１０ａが内壁７２に接触するまで電池端部を第１キャップ７に押込んだ状態で、正極端子11および負極端子１２が孔部を通過して第1キャップ７から突出しないようになっている。
【００５０】
第４実施形態における単電池カバーは、例えば以下のようにして使用される。まず、二次電池１を用意し、二次電池１において負極端子１２を含んだ電極端部を第１キャップ７の凹部３０に押込む。ここでは、端子配置面１０ａの外周全体が内壁７２に接触するまで押込み、さらに押込量を増すことにより負極端子１２の先端が孔部３２を通過しない程度まで押込む。これにより、内壁７２が電池端部により押し広げられ、電池端部が側部７１により締め付けられることにより、二次電池１に第１キャップ７が仮止めされる。
【００５１】
そして、単電池カバーが仮止めされた二次電池１を所定の位置に搬送、設置する。そして、最大押込量まで電池端部を凹部３０に押込むことにより正極端子１１および負極端子１２を露出させ、正極端子１１や負極端子１２をデバイス等に接続して二次電池１を機能させる。
【００５２】
第４実施形態の電池モジュールは、第１キャップ７が仮止めされた状態では負極端子１２が孔部を通過することがなく、すなわち負極端子１２が第１キャップ7から突出しないので、負極端子１２が電池容器１０や正極端子１１、二次電池１と独立した導体等と短絡することが確実に防止される。また、側部７１の弾性力により第１キャップ７が二次電池１に仮止めされるので、第１キャップ７が脱離することが防止される。二次電池１を使用する際には、押込量を増すことにより、負極端子１２を第１キャップ７から突出させて第１キャップ７を二次電池１に固定することができ、負極端子１２を外部に容易に接続することができる。
第４実施形態の電池モジュールは、負極端子１２の短絡が防止され、しかも第１キャップ７の脱離が防止されるので、ハンドリング性が格段に高くなる。
【００５３】
［第５実施形態］
次に、図９（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、第５実施形態に係る電池モジュールについて説明する。図９（ａ）は、単電池カバーの概略構成を示す側断面図、図９（ｂ）、（ｃ）は、単電池カバーの使用方法を示す説明図である。図９（ａ）には、図３に対応する断面の一部を図示している。
【００５４】
図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、第５実施形態における単電池カバーが第４実施形態と異なる点は、第１キャップ８が保護部６３を備える点である。保護部６３は、第３実施形態で説明したものと同様のものである（図５参照）。
【００５５】
第１キャップ８の底部３４には、孔部３１、６１が設けられている。孔部６１は底部３４を貫通しないように形成されており。孔部６１の底部が保護部６３になっている。保護部６３の周縁部に、破断部６２が設けられている。第１キャップ８の凹部３０の内壁７２は、第４実施形態と同様にテーパー形状になっている。
【００５６】
第５実施形態における単電池カバーは、例えば以下のようにして使用される。まず、二次電池１を用意し、二次電池１において負極端子１２を含んだ電極端部を第１キャップ８の凹部３０に押込む。ここでは、端子配置面１０ａの外周全体が内壁７２に接触するまで押込み、さらに押込量を増すことにより負極端子１２の先端が保護部６３に接触しない程度まで押込む。電池端部が側部７１により締め付けられることにより、二次電池１に第１キャップ８が仮止めされる。
【００５７】
そして、単電池カバーが仮止めされた二次電池１を所定の位置に搬送、設置する。そして、押込量を増すことにより負極端子１２の先端で保護部６３を押圧して保護部６３にせん断力を作用させ、せん断力により破断部６２を破断する。そして、保護部６３を除去することにより負極端子１２を露出させ、正極端子１１や負極端子１２をデバイス等に接続して二次電池１を機能させる。
【００５８】
第５実施形態の電池モジュールは、第１キャップ８が仮止めされた状態で負極端子１２が保護部６３により覆われており外部に露出していないので、負極端子１２が電池容器１０や正極端子１１、二次電池と独立した導体等と短絡することが確実に防止される。側部７１の弾性力により第１キャップ８が二次電池１に仮止めされるので、第１キャップ８が脱離することが防止される。また、第１キャップ８が仮止めされた状態で予期せぬ外力等による押込量の変化が抑制されるので、仮に押込量が不測に増加しても、破断部６２が破断してしまうことが防止される。二次電池１を使用する際には、押込量を増すことにより破断部６２を破断して保護部６３除去し、負極端子１２が孔部を通過し第１キャップ８から突出させて第１キャップ８を二次電池１に固定することができる。これにより、負極端子１２を外部に容易に接続することができる。
【００５９】
［第６実施形態］
次に、図１０を参照しつつ、第６実施形態に係る組電池について説明する。図１０は、第６実施形態の組電池９の概略構成を示す分解斜視図である。図１０に示すように、組電池９は、複数の電池モジュール９０、パッケージ（組電池容器）９１および配線板９２を備える。電池モジュール９０の単電池カバーとしては、第１〜第５実施形態で説明したいずれの単電池カバーを用いてもよく、ここでは第１実施形態における単電池カバーを採用している。電池モジュール９０は、二次電池１、第１キャップ３、第２キャップ４を備える。
【００６０】
本実施形態の複数の電池モジュール９０は、二次元的に配列されてパッケージ９１に収容されている。パッケージ９１は絶縁材料で形成されることが望ましく、中でも成形容易のためプラスチック樹脂が望ましい。パッケージ９１は、複数の電池モジュール９０の相対位置を固定する枠体として機能する。また、電池モジュール９０を配列する際、第１キャップ３および第２キャップ４は隣接する電池モジュール９０とのスペーサとなり、隣接する電池モジュール間の電気的短絡を防止することができ、さらに電池容器を全て覆っているわけではないので放熱効果も期待できる。本実施形態では、正極端子１１および負極端子１２が突出する方向が、複数の電池モジュール９０で揃うように、複数の電池モジュール９０が配列されている。
【００６１】
配線板９２は、複数の電池モジュール９０の正極端子１１および負極端子１２と接触するように設けられている。配線板９２はパッケージ９１と同様の絶縁材料で形成されており、ここには複数の配線９３が埋め込まれ又はプリントされて配置されている。ここでは、配線９３の各々が、１つの電池モジュール９０の正極端子１１と、この電池モジュール９０にＹ方向で隣接する電池モジュール９０の負極端子１２とを電気的に接続するようになっている。すなわち、１つの配列方向（Ｙ方向）に並ぶ電池モジュール９０が、直列に接続されている。配線板９２はパッケージ９１の蓋を兼ねてもよい。この場合には、配線板９２とパッケージ９１とを嵌合することで、複数の電池モジュール９０が密閉されて収容される。配線板９２をパッケージ９１と嵌合することで、複数の電池モジュール９０の各々の正極端子および負極端子が複数の配線９３の所定位置にそれぞれ自動的に電気接続される。
【００６２】
以上のような構成の組電池９にあっては、第１〜第５実施形態で説明したように、電池モジュール９０の短絡が防止される。また、複数の電池モジュール９０の電池容器１０同士の接触・短絡や、ある電池モジュール９０の電池容器とそれと異なる電池モジュール９０の負極端子１２との短絡が防止される。したがって、例えば、リチウムイオン二次電池において正極と電池容器とが上記接続部を介して接続されることで同電位にされている場合に、電池容器１０の合金化等による電池モジュール９０の特性低下が防止され、複数の電池モジュール９０における特性ばらつきが低減される。電池モジュール９０の特性低下が防止されるので組電池９全体としての特性が良好になる。また、特性ばらつきが低減されるので、電池モジュール９０ごとの充電率等を高精度に管理することが可能になり、組電池９全体としての特性が良好になる。
【００６３】
なお、本発明の技術範囲は前記実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない範囲内で多様な変形が可能である。
例えば、単電池カバーは少なくとも第１キャップを備えていればよい。第２キャップが設けられていなくとも、第１キャップを用いることにより電極端子の短絡を防止する効果が得られる。単電池カバーが、キャップの他に各種付帯物を備えていてもよい。各種付帯物は、例えば第１キャップと第２キャップとを連結する部材、例えば一端を第１キャップに接続し他端を第２キャップに接続した絶縁性テープ等である。かように連結することで、第１キャップまたは第２キャップが電池容器からはずれることを防止できる。
第１キャップは、二次電池の少なくとも電池端部に被着されるものであればよい。二次電池１の放熱を重視しなくともよい使用状態において、単電池カバーを使用する場合には、第１キャップの側部が電池容器の側方全体を覆うようになっていてもよい。
電池容器１０を正極端子１１と電気的に接続する接続部が電池容器１０の外部に設けられている場合には、必要に応じて第１キャップに接続部の逃げ部を形成しておくとよい。
二次電池に第１キャップを取付けた状態で、電極端子が孔部を通過しないように、すなわち第１キャップから正極端子の先端や負極端子先端が突出しないように底部３４の厚みを調整してもよい。この場合に例えば正極端子を外部と接続するには、第１キャップの孔部内に収まる接続端子を有する接続部品を介して正極端子を外部と電気的に接続することができる。負極端子の接続については、正極端子と同様である。
【符号の説明】
【００６４】
１・・・二次電池（単電池）、２・・・単電池カバー、
３・・・第１キャップ（キャップ）、４・・・第２キャップ、５・・・第３キャップ（保護部）、６、６Ｂ、６Ｃ、７、８・・・第１キャップ、９・・・組電池、１０・・・電池容器、１０ａ・・・端子配置面、１０ｂ・・・容器内面、１１・・・正極端子、
１２・・・負極端子、１３・・・正極板、１３ａ・・・正極タブ、１４・・・負極板、
１４ａ・・・負極タブ、１５・・・セパレータ、１６・・・絶縁膜、３０・・・凹部、
３１、３２・・・孔部、３３・・・側部、３４・・・底部、４０、５０・・・凹部、
６１・・・孔部、６２・・・破断部、６３・・・保護部、６４・・・スリット、
７１・・・側部、７２・・・内壁、９０・・・電池モジュール、９１・・・パッケージ、
９２・・・配線板、９３・・・配線、ｄ０・・・外寸、ｄ１・・・開口内寸、
ｄ２・・・底部内寸、ｄ３・・・ギャップ、ｈ・・・端子高さ、ｔ・・・板厚
【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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