(57)【要約】【課題】比較的簡易な構造のホルダでセルと安定に接合できる組電池を提供する。【解決手段】組電池１は、一対の電極端子３０１、３０２が設けられるキャップ面３０４を有する複数のセル３０と、複数のセル３０をキャップ面３０４で保持するホルダ１０とを備え、ホルダ１０は、一対の電極端子３０１、３０２が挿通可能な孔部１２と、各セル３０の間に位置するリブ１３と、リブ１３の両側に位置する溝部１６と、一対の孔部１２の間に位置する凹部１７とを有し、セル３０は、溝部１６と凹部１７とに塗布される接着剤１４でホルダ１０に接合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の電極端子が設けられるキャップ面を有する複数のセルと、
前記複数のセルを前記キャップ面で保持するホルダと
を備え、
前記ホルダは、前記一対の電極端子をそれぞれ挿通可能な孔部と、前記各セルの間に位置するリブと、前記リブの両側に位置する溝部と、一対の前記孔部の間に位置する凹部とを有し、
前記セルは、前記溝部と前記凹部とに塗布される接着剤で前記ホルダに接合される、
組電池。
【請求項２】
前記凹部の側面は、テーパ形状を有する、請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記凹部は、底面に凸部を有する、請求項１又は２に記載の組電池。
【請求項４】
前記凸部は、前記キャップ面の長手方向に延伸する、請求項３に記載の組電池。
【請求項５】
前記凹部は、底面にシボ形状を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、セルを接着剤でホルダに接合する場合、ホルダに接着剤溜りが形成されることがある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０８７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ホルダに突出部を設けることによって接着剤溜りが形成される場合、ホルダの構造が複雑化し得る。
【０００５】
かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、比較的簡易な構造のホルダでセルと安定に接合できる組電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、第１の観点に係る組電池は、
一対の電極端子が設けられるキャップ面を有する複数のセルと、
前記複数のセルを前記キャップ面で保持するホルダと
を備え、
前記ホルダは、前記一対の電極端子が挿通可能な孔部と、前記各セルの間に位置するリブと、前記リブの両側に位置する溝部と、一対の前記孔部の間に位置する凹部とを有し、
前記セルは、前記溝部と前記凹部とに塗布される接着剤で前記ホルダに接合される。
【発明の効果】
【０００７】
第１の観点に係る組電池によれば、比較的簡易な構造のホルダでセルが安定に接合され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係る組電池の構成例を示す斜視図である。
【図２】電池モジュールに収容されるセルの構成例を示す斜視図である。
【図３】セルの構成例を示す斜視図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】ホルダの構成例を示す（Ａ）斜視図（Ｂ）平面図である。
【図６】ケースの構成例を示す（Ａ）斜視図（Ｂ）平面図である。
【図７】組電池の組み立て手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】組電池の組み立て途中の状態の一例を示す斜視図である。
【図９】セル接合面の構成の一例を示す平面図である。
【図１０】セル接合面の凹部の一例を示す（Ａ）断面斜視図（Ｂ）断面図である。
【図１１】セル接合面の凹部の一例を示す（Ａ）断面斜視図（Ｂ）断面図である。
【図１２】セル接合面の凹部の一例を示す（Ａ）断面斜視図（Ｂ）断面図である。
【図１３】セル接合面の凹部の一例を示す（Ａ）断面斜視図（Ｂ）Ｂ−Ｂ断面図である。
【図１４】セル接合面の凹部が有するシボ形状の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示に係る一実施形態が、図面を参照して説明される。図面は、模式的なものである。図面上の寸法又は比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。各図面における各構成部の描写は、部分的に簡略化されることがある。
【００１０】
図１に示されるように、一実施形態に係る組電池１は、ホルダ１０と、ケース２０とを備える。組電池１は、ホルダ１０とケース２０とで囲われた部分にセル３１、３２、３３、３４及び３５を収容する。セル３１、３２、３３、３４及び３５は、セル３０と総称される。セル３０がホルダ１０とケース２０とに囲われた構成は、電池モジュールともいう。つまり、セル３０は、電池モジュールの内部に収容される。ホルダ１０及びケース２０は、例えば、ＰＰ（Polypropylene）、又はＰＢＴ（Poly-Butylene Terephthalate）等の樹脂により構成されてよい。セル３０は、例えば、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等の二次電池であってよい。
【００１１】
図２に示されるように、セル３１、３２、３３、３４及び３５はそれぞれ、正極端子３１１、３２１、３３１、３４１及び３５１と、負極端子３１１、３２１、３３１、３４１及び３５１とを有する。正極端子３１１、３２１、３３１、３４１及び３５１は、正極端子３０１と総称される。負極端子３１１、３２１、３３１、３４１及び３５１は、負極端子３０２と総称される。正極端子３０１及び負極端子３０２は、電極端子と総称される。セル３０は、２つの電極端子を有するともいえる。セル３０は、一対の電極端子を有するともいえる。
【００１２】
組電池１は、セル３０の間に、絶縁シート５０をさらに備える。絶縁シート５０は、セル３０の間を絶縁する。絶縁シート５０は、絶縁性の樹脂又はフィルムなどで構成されてよい。
【００１３】
図３に示されるように、セル３０は、略直方体形状を有する。セル３０は、Ｚ軸の正の方向を向くキャップ面３０４と、Ｚ軸の負の方向を向く背面３０５とを有する。セル３０は、Ｘ軸の正及び負の方向を向く２つの扁平面３０６を有する。セル３０は、Ｙ軸の正及び負の方向を向く２つの側面３０７を有する。セル３０は、扁平面３０６が対向するように並び、電池モジュールの内部に収容される。
【００１４】
セル３０は、キャップ面３０４に、正極端子３０１と、負極端子３０２と、安全弁３０３とを有する。正極端子３０１と、負極端子３０２と、安全弁３０３とは、キャップ面３０４の長手方向に並ぶ。安全弁３０３は、セル３０の内部で発生するガスによって、セル３０の内部の圧力が所定圧力以上になった場合にガスを外部に排出するために開き得る。セル３０の内部の圧力は、セル３０が経年劣化した場合又は熱暴走した場合等に、所定圧力以上になり得る。所定圧力は、セル３０の仕様に応じて、適宜定められ得る。
【００１５】
図１に示されるように、組電池１は、総マイナス端子バスバ４０と、セル間バスバ４１、４２、４３及び４４と、総プラス端子バスバ４５とを備える。セル間バスバ４１は、正極端子３１１と負極端子３２２とを、電気的に接続する。セル間バスバ４２は、正極端子３２１と負極端子３３２とを、電気的に接続する。セル間バスバ４３は、正極端子３３１と負極端子３４２とを、電気的に接続する。セル間バスバ４４は、正極端子３４１と負極端子３５２とを、電気的に接続する。総マイナス端子バスバ４０は、一端で、負極端子３１２に電気的に接続される。総プラス端子バスバ４５は、一端で、正極端子３５１に電気的に接続される。
【００１６】
総マイナス端子バスバ４０から総プラス端子バスバ４５までの間に、５つのセル３０が直列に接続される。総マイナス端子バスバ４０と総プラス端子バスバ４５との間の電位差は、各セル３０の電圧の和に対応する。各セル３０の電圧の和は、総電圧ともいう。組電池１は、総マイナス端子バスバ４０及び総プラス端子バスバ４５を通じて、スタータ等の負荷装置、又は電池制御装置等の外部装置に電流を出力し得る。組電池１は、総マイナス端子バスバ４０及び総プラス端子バスバ４５を通じて、オルタネータ等の発電装置、又は他のバッテリ等から電流を供給され得る。
【００１７】
総マイナス端子バスバ４０、総プラス端子バスバ４５、並びに、セル間バスバ４１、４２、４３及び４４は、バスバと総称される。バスバは、例えば銅又はアルミニウム等の導電性の金属で構成されてよい。バスバは、電極端子と溶接されてよい。バスバは、電極端子に、圧着等の他の方法で電気的に接続されてよい。
【００１８】
図４、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示されるように、ホルダ１０は、セル保持面１１を有する。ホルダ１０は、セル保持面１１で、セル３０のキャップ面３０４と接合されることによって、セル３０を保持する。言い換えれば、キャップ面３０４は、セル保持面１１に保持される。ホルダ１０は、セル保持面１１に、孔部１２と、第１リブ１３と、安全弁孔１５とを備える。第１リブ１３は、単にリブともいう。
【００１９】
孔部１２は、貫通孔であり、セル３０の正極端子３０１及び負極端子３０２を、電池モジュールの外部に向けて挿通させ得る。言い換えれば、正極端子３０１及び負極端子３０２は、孔部１２において、電池モジュールの外部に向けて挿通可能である。孔部１２は、少なくともセル３０の電極端子に対応する位置に設けられる。セル３０が２つの電極端子を有する場合、ホルダ１０は、少なくとも２つの孔部１２を有する。ホルダ１０は、３つ以上の孔部１２を有してよい。ホルダ１０は、セル３０が有する一対の電極端子に対応する位置に、一対の孔部１２を有してよい。図４において、孔部１２は、正極端子３３１及び負極端子３４２に対応する位置に設けられ、正極端子３３１及び負極端子３４２を電池モジュールの外部に挿通させる。
【００２０】
第１リブ１３は、セル保持面１１に保持されるセル３０の間に位置する。つまり、セル３０は、第１リブ１３によって仕切られる。
【００２１】
安全弁孔１５は、貫通孔であり、セル３０の安全弁３０３を、電池モジュールの外部と連通させ得る。安全弁孔１５は、セル３０の安全弁３０３に対応する位置に設けられる。
【００２２】
図４において、セル間バスバ４３は、溶接用開口４６を有する。セル間バスバ４３は、溶接用開口４６の周縁部において、例えばビード溶接等の溶接によって、正極端子３３１及び負極端子３４２に接合される。セル間バスバ４３は、正極端子３３１と負極端子３４２とを電気的に接続する。溶接用開口４６は、セル間バスバ４３だけでなく、セル間バスバ４１、４２及び４４にも設けられる。
【００２３】
図５（Ｂ）において、セル３１、３２、３３、３４及び３５は、破線で示される。セル３０は、接着剤１４によってセル保持面１１に接合されてよい。接着剤１４は、セル３０とホルダ１０とを接着可能な種々の材料で構成されてよい。接着剤１４は、例えばアクリル系接着剤又はエポキシ系接着剤等であってよい。接着剤１４は、キャップ面３０４の、Ｘ軸の正及び負の側の端部に対応する位置に塗布されてよい。つまり、セル３０は、キャップ面３０４の、Ｘ軸の正及び負の側の端部でセル保持面１１に接合されてよい。接着剤１４は、第１リブ１３の両側に塗布されてよい。接着剤１４は、セル保持面１１の、Ｘ軸の正及び負の側の端部に塗布されてよい。接着剤１４は、孔部１２と安全弁孔１５との間に塗布されてよい。
【００２４】
図４、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示されるように、ケース２０は、底面２１を有する。ケース２０は、底面２１に第２リブ２２を備える。第２リブ２２は、ケース２０に収容されるセル３０の間に設けられる。つまり、セル３０は、第２リブ２２によって仕切られる。
【００２５】
図６（Ｂ）において、セル３１、３２、３３、３４及び３５は、破線で示される。セル３０は、接着剤１４によって底面２１に接合されてよい。接着剤１４は、背面３０５の中央付近に塗布されてよい。つまり、セル３０は、背面３０５で底面２１に接合されてよい。
【００２６】
組電池１は、図７のフローチャートに示される手順に沿って組み立てられ得る。組電池１が組み立てられる途中の状態は、図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）及び図８（Ｄ）に示される。
【００２７】
接着剤１４がホルダ１０に塗布される（ステップＳ１）。接着剤１４は、セル保持面１１の、図５（Ｂ）に示される位置に塗布されてよい。
【００２８】
セル３０がホルダ１０に接合される（ステップＳ２）。ステップＳ２の状態は、図８（Ａ）に示される。
【００２９】
絶縁シート５０がセル３０の間に挿入される（ステップＳ３）。ステップＳ３の状態は、図８（Ｂ）に示される。
【００３０】
接着剤１４がケース２０に塗布される（ステップＳ４）。接着剤１４は、底面２１の、図６（Ｂ）に示される位置に塗布されてよい。ステップＳ４は、実行されなくてもよい。
【００３１】
ケース２０がセル３０に被せられる（ステップＳ５）。ステップＳ５の状態は、図８（Ｃ）に示される。
【００３２】
バスバがセル３０の電極端子に溶接される（ステップＳ６）。ステップＳ６の状態は、図８（Ｄ）に示される。図８（Ｄ）における軸は、図８（Ａ）、図８（Ｂ）及び図８（Ｃ）における軸に対して、反対を向いている。
【００３３】
図９に示されるように、ホルダ１０は、Ｙ軸方向に沿って位置する第１リブ１３に挟まれたセル保持面１１を有する。ホルダ１０は、セル保持面１１に、孔部１２と、安全弁孔１５と、凹部１７とを有する。凹部１７は、Ｙ軸方向に並ぶ孔部１２の間に位置してよい。凹部１７は、セル３０が有する一対の電極端子に対応する一対の孔部１２の間に位置してよい。言い換えれば、凹部１７は、第１リブ１３に沿う方向に孔部１２と並んで位置してよい。凹部１７は、Ｙ軸方向に並ぶ孔部１２と安全弁孔１５との間に位置してよい。凹部１７は、孔部１２に隣接してよい。
【００３４】
図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示されるように、ホルダ１０は、第１リブ１３から見て、Ｘ軸の正及び負の側に、溝部１６を有する。つまり、溝部１６は、第１リブ１３の両側に位置する。凹部１７は、底面１７ａと側面１７ｂとを有する。セル保持面１１から見て、溝部１６の深さと、凹部１７の深さとは、同じであってよいし、互いに異なってもよい。溝部１６及び凹部１７は、ホルダ１０の成形時に一括して形成されてよいし、エンボス加工等の種々の加工によって形成されてよい。
【００３５】
セル３０が接着剤１４によってホルダ１０に接合される場合、接着剤１４は、例えば、塗布装置によってセル保持面１１に塗布されてよい。仮に、接着剤１４がセル保持面１１と第１リブ１３との交差部を狙って塗布される場合、接着剤１４を吐出する塗布ノズルは、塗布部分に届くように細長くされてよい。この場合、塗布ノズルから接着剤１４を吐出するために、塗布装置は、接着剤１４に高い圧力をかける必要がある。このような塗布装置は、大型、且つ、高コストとなり得る。つまり、接着剤１４が塗布される位置の精度は、塗布装置のサイズ又はコスト等とのトレードオフとなり得る。
【００３６】
セル保持面１１が溝部１６及び凹部１７を有する場合、セル保持面１１に塗布された接着剤１４は、溝部１６及び凹部１７に溜まりやすい。この場合、塗布ノズルによる接着剤１４の塗布位置の精度は、低くされ得る。つまり、塗布装置に対する、接着剤１４の塗布精度の要求が緩和され得る。結果として、塗布装置は、大型又は高コストの構成とされなくてよい。
【００３７】
接着剤１４が溝部１６及び凹部１７に溜まることによって、接着剤１４は、溝部１６及び凹部１７の深さに対応する厚みを有し得る。このようにすることで、接着剤１４の厚みが容易に制御され得る。接着剤１４が塗布ノズルによって最初に塗布される位置は、接着剤１４の厚みに影響を及ぼしにくい。結果として、接着剤１４が塗布されるだけで、セル３０とホルダ１０との接合強度が容易に確保され得る。
【００３８】
凹部１７が孔部１２に隣接する場合、セル保持面１１に塗布された接着剤１４は、孔部１２にはみ出しにくくなる。結果として、セル３０の電極端子は、接着剤１４で汚れにくくなり、バスバに接合されやすくなる。
【００３９】
比較例として、ホルダ１０のセル保持面１１に対応する部分に、段状部が設けられる構成が考えられる（特許文献１参照）。比較例において、段状部の間に隙間が形成され、隙間に接着剤１４が注入されることによってセル３０が接合され得る。一方で、本実施形態において、比較例と比べて簡易な構造を有する溝部１６及び凹部１７によって、セル３０とホルダ１０との接合強度が確保され得る。
【００４０】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示されるように、凹部１７は、底面１７ａとテーパ面１７ｃとを有してよい。言い換えれば、図１０（Ｂ）の側面１７ｂがテーパ形状を有してよい。テーパ面１７ｃは、底面１７ａと所定の角度で交差してよい。所定の角度は、鈍角であってよい。凹部１７がテーパ面１７ｃを有することによって、接着剤１４が凹部１７に塗布された際に、底面１７ａとテーパ面１７ｃとが交差する部分に空気が溜まりにくい。結果として、セル３０とホルダ１０との接合強度が確保されやすい。
【００４１】
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示されるように、凹部１７は、底面１７ａに、ビード１８を有してよい。ビード１８は、略矩形として示されるが、これに限られず、他の形状であってよい。凹部１７は、底面１７ａに、第３リブを有してよい。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示されるように、凹部１７は、底面１７ａに、ボス１９を有してよい。ボス１９は、エンボス加工によって形成されてよい。ボス１９は、略円形として示されるが、これに限られず、他の形状であってよい。ビード１８、ボス１９、及び第３リブは、凸部と総称される。言い換えれば、凹部１７は、底面１７ａに凸部を有してよい。凹部１７が底面１７ａに凸部を有することによって、セル３０とホルダ１０との接合強度に対する、セル保持面１１の平面度の影響が低減され得る。結果として、セル３０とホルダ１０との接合強度が確保されやすくなる。
【００４２】
凸部は、Ｙ軸方向に延伸する形状であってよい。言い換えれば、凸部は、キャップ面３０４の長手方向に延伸する形状であってよい。例えば、ボス１９は、楕円形であってよいし、長円形であってよい。凸部がキャップ面３０４の長手方向に延伸する形状であることによって、セル保持面１１の平面度のばらつきが低減され得る。結果として、セル３０とホルダ１０との接合強度が確保されやすくなる。
【００４３】
図１４に示されるように、凹部１７は、底面１７ａにシボ形状を有してよい。シボ形状は、底面１７ａのシボ加工によって形成されてよい。凹部１７が底面１７ａにシボ形状を有することによって、接着剤１４の厚みが確保されやすくなるとともに、アンカー効果によってセル３０とホルダ１０との接合強度が向上され得る。
【００４４】
本開示に係る組電池１によれば、比較的簡易な構造のホルダ１０で、セル３０が安定に接合され得る。
【００４５】
本開示に係る一実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形又は修正は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段等を１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  組電池
１０  ホルダ
１１  セル保持面
１２  孔部
１３  第１リブ
１４  接着剤
１５  安全弁孔
１６  溝部
１７  凹部
１７ａ  底面
１７ｂ  側面
１７ｃ  テーパ面
１８  ビード
１９  ボス
２０  ケース
２１  底面
２２  第２リブ
３０、３１、３２、３３、３４、３５  セル
３０１、３１１、３２１、３３１、３４１、３５１  正極端子
３０２、３１２、３２２、３３２、３４２、３５２  負極端子
３０３  安全弁
３０４  キャップ面
３０５  背面
３０６  扁平面
３０７  側面
４０  総マイナス端子バスバ
４１、４２、４３、４４  セル間バスバ
４５  総プラス端子バスバ
５０  絶縁シート
【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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【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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