(57)【要約】【課題】バスバーと電極端子との溶接を適切に行い、単セルの破損や溶接不良の発生を好適に防止することができる技術を提供する。【解決手段】ここで開示される組電池１は、単セル１０Ａ、１０Ｂの配列方向Ｘに沿って延びるバスバー３０によって各々の単セルが電気的に接続されている。かかる組電池１のバスバー３０は、各々の単セル１０Ａ、１０Ｂの電極端子１２、１４を挿通させる端子挿通孔３４が複数形成されたベース部３２と、ベース部３２の端子挿通孔３４と隣接した領域から電極端子１２、１４に沿って延在する接合突起３６とを備えている。そして、ここで開示される組電池１では、電極端子１２、１４が接合突起３６と面接触しており、電極端子１２、１４の先端部１２ａ、１４ａと接合突起３６の先端部３６ａとが溶接されている。これによって、溶接状態を確認しながら電極端子１２、１４とバスバー３０との溶接を行うことができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単セルが所定の配列方向に沿って配列され、該単セルの配列方向に沿って延びる板状のバスバーによって前記単セルの各々が電気的に接続されている組電池であって、
前記単セルは、
電極体と、
前記電極体を収容する外装体と、
導電性を有する板状部材であって、一方の端部が前記外装体の内部で前記電極体に接続され、他方の端部が前記外装体の外部に突出している電極端子と
を備え、
前記バスバーは、
各々の前記単セルの前記電極端子を挿通させる端子挿通孔が複数形成された板状のベース部と、
前記ベース部の前記端子挿通孔と隣接した領域から前記単セルの前記電極端子に沿って延在する板状の接合突起と
を備えており、
前記端子挿通孔に挿通された板状の前記電極端子が板状の前記接合突起と面接触しており、前記電極端子の先端部と前記接合突起の先端部とが溶接されている、組電池。
【請求項２】
前記バスバーの前記ベース部と接触する保持突起が前記単セルに形成されており、前記保持突起と前記ベース部とが接触した際に、前記電極端子の先端部と前記接合突起の先端部とが隣接するように構成されている、請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
前記保持突起が前記電極端子と隣接して形成された板状部材である、請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
複数の前記端子挿通孔が平面視において千鳥状に形成されている、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項５】
前記単セルの前記外装体がラミネートフィルムである、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の組電池。
【請求項６】
複数の単セルが所定の配列方向に沿って配列され、該単セルの配列方向に沿って延びる板状のバスバーによって前記単セルの各々が電気的に接続されている組電池を製造する方法であって、
前記単セルは、電極体と、前記電極体を収容する外装体と、導電性を有する板状部材であって、一方の端部が前記外装体の内部で前記電極体に接続され、他方の端部が前記外装体の外部に突出している電極端子とを備え、
前記バスバーは、各々の前記単セルの前記電極端子を挿通させる端子挿通孔が複数形成された板状のベース部と、前記ベース部の前記端子挿通孔と隣接した領域から前記単セルの前記電極端子に沿って延在する板状の接合突起とを備えており、
前記電極端子を前記端子挿通孔に挿通させ、板状の前記電極端子と板状の前記接合突起とを面接触させる工程と、
前記電極端子の先端部と前記接合突起の先端部とを溶接する工程とを含む、組電池の製造方法。
【請求項７】
前記電極端子の先端部と前記接合突起の先端部とをレーザーによって溶接する、請求項６に記載の組電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の単セルが電気的に接続された組電池および当該組電池を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池あるいはキャパシタなどの蓄電素子を単セルとし、当該単セルを複数備えた組電池は、車両搭載用電源あるいはパソコンや携帯端末等の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池を単セルとした組電池は、車両搭載用の高出力電源等に好ましく用いられている。
【０００３】
かかる組電池を構成する単セルは、電極体を収容する外装体と、正極および負極の電極端子とを備えている。かかる電極端子には、例えば、導電性を有する長尺の板状部材などが用いられている。かかる電極端子の一方の端部は外装体の内部の電極体に接続されており、他方の端部は外装体の外部に露出している。そして、このような構造の単セルを所定の配列方向に沿って複数配列し、各々の単セルの電極端子をセル間接続部材（バスバー）で電気的に接続することによって組電池が構築される。
【０００４】
図９は従来の組電池における単セル同士の接続構造を説明する断面図である。図９に示される構造の組電池１００では、板状の電極端子１１２が折り曲げられており、隣り合った単セル１１０の間で電極端子１１２同士を面接触させている。この組電池１００では、各々の電極端子１１２の先端部を覆うように板状のバスバー１３０が配置されている。そして、当該バスバー１３０と電極端子１１２との接触部分に、バスバー１３０の外側からレーザーＬを照射し、バスバー１３０と電極端子１１２とを跨ぐように溶接部１４０を形成する。これによって、バスバー１３０と電極端子１１２とを介して、各々の単セル１１０が電気的に接続される。なお、本明細書において「バスバーの外側」とは、単セルが配置されていない側を指すものとする。
このように、バスバーと電極端子とを溶接することによって、複数の単セルの各々を電気的に接続する組電池の一例が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−９１６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した構造の組電池１００では、バスバー１３０と電極端子１１２との溶接が適切に行われず、単セル１１０の破損や溶接不良などが生じる虞があった。
具体的には、バスバー１３０と電極端子１１２とを溶接する際のレーザーＬの出力が大きすぎる場合やバスバー１３０の厚みが薄すぎる場合、レーザーＬがバスバー１３０と電極端子１１２とを貫通して単セル１１０に照射され、当該レーザーＬの熱によって単セル１１０が破損する虞があった。一方で、レーザーＬの出力が小さすぎる場合やバスバー１３０の厚みが厚すぎる場合などには、レーザーＬがバスバー１３０を貫通せず、電極端子１１２とバスバー１３０を跨ぐような溶接部１４０を形成することができなくなるため、接続不良が生じる虞があった。
また、この組電池１００では、隣り合った単セル１１０の間で電極端子１１２同士を面接触させているが、この電極端子１１２の間に隙間が生じていると、当該隙間をレーザーＬが通過して単セル１１０に照射され、レーザーＬの熱によって単セル１１０が破損する虞があった。
【０００７】
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その主な目的は、バスバーと電極端子との溶接を適切に行い、単セルの破損や溶接不良の発生を好適に防止することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を実現するべく、本発明によって以下の構成の組電池が提供される。
【０００９】
ここで開示される組電池では、複数の単セルが所定の配列方向に沿って配列され、該単セルの配列方向に沿って延びる板状のバスバーによって単セルの各々が電気的に接続されている。当該組電池の単セルは、電極体と、電極体を収容する外装体と、導電性を有する板状部材であって、一方の端部が外装体の内部で電極体に接続され、他方の端部が外装体の外部に突出している電極端子とを備えている。また、上記バスバーは、各々の単セルの電極端子を挿通させる端子挿通孔が複数形成された板状のベース部と、ベース部の端子挿通孔と隣接した領域から単セルの電極端子に沿って延在する板状の接合突起とを備えている。そして、ここで開示される組電池では、端子挿通孔に挿通された板状の電極端子が板状の接合突起と面接触しており、電極端子の先端部と接合突起の先端部とが溶接されている。
【００１０】
本発明者は、上述の課題を解決するために種々の検討を行い、電極端子とバスバーとの溶接を行う際に単セルの破損や溶接不良が生じる原因は、溶接状態をバスバーの外側から確認することができない点にあると考えた。
例えば、図９に示す構造の組電池１００において、バスバー１３０と電極端子１１２とを適切に溶接するには、レーザーＬがバスバー１３０を貫通し、かつ、電極端子１１２を貫通しないように、レーザーＬの照射条件を調整する必要がある。しかし、かかる組電池１００では、電極端子１１２を覆うようにバスバー１３０が配置されているため、バスバー１３０の外側からは溶接の状態を確認することができない。この結果、レーザーＬの照射条件を適切に調整することが困難になり、レーザーＬが強すぎることによる単セル１１０の破損や弱すぎることによる接続不良が生じやすくなる。また、一対の電極端子１１２が適切に面接触されておらず、電極端子１１２の間に隙間が生じていたとしても、このことを認識することができないため、電極端子１１２の隙間を通過するレーザーＬによって単セル１１０が破損する可能性も高くなる。
このように、従来の構造の組電池１００では、溶接の状態をバスバー１３０の外側から確認することができないため、単セル１１０の破損や溶接不良などが生じる虞がある。
【００１１】
かかる知見に基づいて、本発明者は、電極端子とバスバーとの溶接を行う際にバスバーの外側から溶接状態を確認することができれば、電極端子とバスバーとの溶接において生じ得る種々の問題の発生を防止することができると考えた。そして、かかる着想に基づいて更なる検討を重ね、ここで開示される組電池の構造に思い至った。
【００１２】
ここで開示される組電池では、バスバーのベース部に、単セルの電極端子を挿通させる端子挿通孔と、当該端子挿通孔に挿通された板状の電極端子に沿って延在する板状の接合突起とが形成されている。そして、この組電池では、バスバーの接合突起と単セルの電極端子とが面接触しており、電極端子の先端部と接合突起の先端部とが溶接されている。
かかる構造の組電池では、電極端子とバスバーとの溶接部分をバスバーの外側に配置することができるため、溶接状態を確認しながら溶接を行うことができる。これによって、溶接条件を適切に調整しながら電極端子とバスバーとの溶接を行うことができる。また、接合突起と電極端子との間に隙間が生じたとしても、当該隙間の発生を認識し、溶接を行う前に接合突起と電極端子の位置を修正することができる。
従って、ここで開示される組電池によれば、バスバーと電極端子との溶接を適切に行い、単セルの破損や溶接不良の発生を好適に防止することができる。
【００１３】
また、ここで開示される組電池の好適な一態様では、バスバーのベース部と接触する保持突起が単セルに形成されており、保持突起とベース部とが接触した際に、電極端子の先端部と接合突起の先端部とが隣接するように構成されている。
本発明者は、バスバーと電極端子との溶接をより好適に行うことができるように、さらに検討を重ね、本態様に思い至った。
具体的には、バスバーと電極端子との溶接を行う際に、電極端子の先端部と接合突起の先端部の各々の部材の高さ位置にずれが生じると、電極端子の先端部と接合突起の先端部とを跨ぐような溶接部を形成することが難しくなる虞がある。
本態様の組電池は、かかる課題を解決するために種々の検討を行った結果、創作されたものであり、バスバーのベース部と接触する保持突起が単セルに形成されている。これによって、バスバーと単セルとの間隔を一定に保つことができるため、電極端子の先端部の高さと接合突起の先端部とを容易に隣接させることができる。これによって、電極端子と接合突起の各々の先端部の高さがずれることを確実に防止してロバスト性を向上させ、電極端子の先端部と接合突起の先端部とを容易に溶接することができる。
【００１４】
また、上述の単セルに保持突起を設ける態様において、保持突起は、電極端子と隣接して形成された板状部材であると好ましい。
このように、電極端子と隣接した保持突起を形成することによって、電極端子と接合突起の各々の先端部の高さをより確実に揃えることができるため、組電池を製造する際のロバスト性を好適に向上させることができる。
【００１５】
また、ここで開示される組電池の好適な一態様では、複数の端子挿通孔が平面視において千鳥状に形成されている。
バスバーのベース部に複数の端子挿通孔を形成するに際して、単セルの配列方向に沿って端子挿通孔を線状に連続して形成すると、隣接した端子挿通孔の間でベース部の肉厚が薄くなり、バスバーの耐久性が低下する虞がある。これに対して、本態様では、端子挿通孔が千鳥状に形成されているため、隣接した端子挿通孔の間におけるベース部の肉厚を十分に確保し、バスバーの耐久性の低下を抑制することができる。
【００１６】
また、ここで開示される組電池の好適な一態様では、単セルの外装体がラミネートフィルムである。
電極体を収容する外装体には、金属製のケースや樹脂製のラミネートフィルムなどが用いられる。かかる外装体の中でもラミネートフィルムは、材料コストが低いなどの利点を有している。しかし、ラミネートフィルムは、金属製のケースと比べて剛性が低いため、単セルを配列させる際の位置決めが困難になるという問題を有している。これに対して、ここで開示される組電池では、端子挿通孔に電極端子を挿通させているため、各々の単セルの位置決めを容易に行うことができる。
また、ラミネートフィルムは、金属製のケースに比べて耐熱性が低いため、レーザーによって電極端子とバスバーとを溶接する場合に当該レーザーが外装体に照射されると、単セルの破損が容易に生じるという問題も有している。しかし、上述したように、ここで開示される組電池では、溶接状態を確認しながら溶接を行うことができるため、単セルにレーザーが照射されることを適切に防止できる。
このように、ここで開示される組電池によれば、外装体にラミネートフィルムを用いた際に生じ得る種々の問題の発生を好適に防止することができる。
【００１７】
また、本発明の他の側面として組電池の製造方法が提供される。
ここで開示される組電池の製造方法は、複数の単セルが所定の配列方向に沿って配列され、該単セルの配列方向に沿って延びる板状のバスバーによって単セルの各々が電気的に接続されている組電池を製造する方法である。
かかる製造方法によって製造される組電池の単セルは、電極体と、電極体を収容する外装体と、導電性を有する板状部材であって、一方の端部が外装体の内部で電極体に接続され、他方の端部が外装体の外部に突出している電極端子とを備えている。また、かかる組電池のバスバーは、各々の単セルの電極端子を挿通させる端子挿通孔が複数形成された板状のベース部と、ベース部の端子挿通孔と隣接した領域から単セルの電極端子に沿って延在する板状の接合突起とを備えている。そして、ここで開示される製造方法は、電極端子を端子挿通孔に挿通させ、板状の電極端子と板状の接合突起とを面接触させる工程と、電極端子の先端部と接合突起の先端部とを溶接する工程とを含んでいる。
【００１８】
ここで開示される製造方法によれば、電極端子をバスバーの外側に露出させ、当該電極端子の先端部とバスバーの接合突起の先端部とを溶接している。これによって、電極端子とバスバーとの溶接部分をバスバーの外側に配置し、溶接の状態を確認しながら電極端子とバスバーとを溶接することができるため、バスバーと電極端子との溶接を適切に行い、単セルの破損や溶接不良の発生を好適に防止することができる。
【００１９】
また、ここで開示される組電池の製造方法の好適な一態様では、電極端子の先端部と接合突起の先端部とをレーザーによって溶接する。
上述したように、電極端子とバスバーとの溶接位置を外部から確認することが困難な従来の技術では、レーザー溶接を行った際に、単セルの破損や溶接不良などの種々の問題が生じ得る。これに対して、ここで開示される組電池の製造方法では、電極端子とバスバーとの溶接位置を外部から確認することができるため、レーザー溶接を行った際に生じ得る単セルの破損や溶接不良などの問題の発生を好適に防止することができる。
なお、ここで開示される製造方法において、電極端子とバスバーとを溶接する手段は、レーザー溶接に限定されず、超音波溶接などの種々の溶接手段を採用することができる。このようなレーザー溶接以外の溶接手段を用いた場合であっても、電極端子とバスバーとの溶接位置を外部から確認しながら溶接を行うことができるため、溶接不良などの発生を好適に防止できるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る組電池を模式的に示す平面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る組電池に用いられる単電池を模式的に示す側面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に係る組電池に用いられる単電池を模式的に示す側面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態に係る組電池に用いられるバスバーを作製する手順を説明する平面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態に係る組電池に用いられるバスバーを示す平面図である。
【図４】図１中のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に係る組電池の製造方法を説明する断面図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態に係る組電池の製造方法を説明する断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る組電池に用いられる単電池を模式的に示す側面図である。
【図７】本発明の他の実施形態に係る組電池に用いられる単電池を模式的に示す側面図である。
【図８Ａ】図７に示す単電池を用いて構築された組電池を模式的に示す平面図である。
【図８Ｂ】図７に示す単電池を用いて構築された組電池を模式的に示す平面図である。
【図９】従来の組電池における単セル同士の接続構造を説明する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る組電池として、リチウムイオン二次電池を単セルとし、該リチウムイオン二次電池を複数備えた組電池を例に挙げて説明する。なお、ここで開示される組電池において用いられる単セルは、リチウムイオン二次電池に限定されず、例えば、ニッケル水素電池などの二次電池やキャパシタなどの蓄電素子などを用いることもできる。
【００２２】
また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明する。なお、各図における寸法関係（長さ、幅、厚み等）は実際の寸法関係を反映するものではない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、電極体の材料や単セルの製法など）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。
【００２３】
１．本実施形態に係る組電池
図１は本実施形態に係る組電池を模式的に示す平面図である。なお、本明細書の各図における符号Ｘは「単セルの配列方向」を指し、符号Ｙは「単セルの幅方向」を指し、符号Ｚは「単セルの高さ方向」を示している。
【００２４】
（１）全体構造
図１に示すように、本実施形態に係る組電池１は、単セル１０Ａ、１０Ｂを複数備えている（図１では２０個）。単セル１０Ａ、１０Ｂの各々は、配列方向Ｘに沿って配列されており、当該配列された単セル１０Ａ、１０Ｂの間に緩衝部材６０が挟み込まれている。そして、各々の単セル１０Ａ、１０Ｂは、バスバー３０によって電気的に接続されている。また、この組電池１では、配列方向Ｘにおける両外側に拘束板５０が配置されており、当該一対の拘束板５０に拘束バンド５２が架け渡されている。これによって、配列方向Ｘに沿って配置された単セル１０Ａ、１０Ｂが一対の拘束板５０によって拘束される。
【００２５】
（２）単セル
図２Ａおよび図２Ｂは本実施形態に係る組電池に用いられる単電池を模式的に示す側面図である。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本実施形態における単セル１０Ａ、１０Ｂは、外装体１１を備えている。本実施形態では、外装体１１としてラミネートフィルムが用いられており、当該ラミネートフィルムの内部に電極体と電解質とが収容されている。
なお、電極体や電解質については、従来の一般的なリチウムイオン二次電池と同様のものを特に制限なく使用することができるため詳細な説明は省略する。
【００２６】
そして、本実施形態における単セル１０Ａ、１０Ｂは、正極および負極からなる一対の電極端子１２、１４を備えている。各々の電極端子１２、１４は、導電性を有した長尺な板状部材であって、単セル１０Ａ、１０Ｂの高さ方向Ｚに沿って延びている。図示は省略するが、この電極端子１２、１４の一方の端部は外装体１１内部の電極体と電気的に接続されている。また、電極端子１２、１４の他方の端部は、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、外装体１１の外部に露出している。なお、図２Ａおよび図２Ｂに示される単セル１０Ａ、１０Ｂでは、符号１２で示される電極端子が電極体の正極と接続された正極端子であり、符号１４で示される電極端子が電極体の負極と接続された負極端子である。
また、本実施形態に係る単セル１０Ａ、１０Ｂの外装体１１には、外装体１１の外部に露出した電極端子１２、１４を保持する絶縁ホルダ１７が設けられている。
【００２７】
また、本実施形態では、単セル１０Ａ、１０Ｂの各々に、正極端子１２と隣接した板状の保持突起１３と、負極端子１４と隣接した板状の保持突起１５とがそれぞれ設けられている。詳しくは後述するが、このような保持突起１３、１５を設けることによって、単セル１０Ａ、１０Ｂとバスバー３０との間隔ｄ４（図４参照）を一定に保ち、電極端子１２、１４とバスバー３０との溶接を容易に行うことができる。なお、本実施形態における保持突起１３、１５は、電極端子１２、１４の外装体１１の外部に露出する方の端部に、切り欠き加工を施すことによって形成されている。
そして、本実施形態に係る組電池１では、図２Ａに示される単セル１０Ａと、図２Ｂに示される単セル１０Ｂとで保持突起１３、１５が形成されている位置が異なっている。詳しくは後述するが、このように保持突起１３、１５が形成されている位置が異なる２種類の単セル１０Ａ、１０Ｂを設けることによって、バスバー３０のベース部３２に千鳥状に形成された端子挿通孔３４（図３Ｂ参照）の各々に、適切に電極端子１２、１４を挿通させることができる。
【００２８】
（３）バスバー
図１に示すように、本実施形態に係る組電池１は単セル１０Ａ、１０Ｂの配列方向Ｘに沿って延びる板状のバスバー３０を備えており、当該バスバー３０によって複数の単セル１０Ａ、１０Ｂの各々が電気的に接続されている。
かかる組電池１では、一つのバスバー３０によって８個の単セル１０Ａ、１０Ｂが電気的に直列に接続されている。具体的には、この組電池１では、４個の単セル１０Ａ、１０Ｂの正極端子１２と、４個の単セル１０Ａ、１０Ｂの負極端子１４とがバスバー３０によって接続されている。このようにして単セル１０Ａ、１０Ｂの正極端子１２と負極端子１４とを順次接続することによって、単セル１０Ａ、１０Ｂが直列に接続された組電池１が構築される。なお、配列方向Ｘにおける一方の端部には正極端子１２のみと接続されたバスバー（総プラスのバスバー）３０Ａが設けられ、他方の端部には負極端子１４のみと接続されたバスバー（総マイナスのバスバー）３０Ｂが設けられている。かかる総プラスのバスバー３０Ａと、総マイナスのバスバー３０Ｂは、車両のモーターなどの外部機器と接続される。
【００２９】
次に、本実施形態に係る組電池１に用いられるバスバー３０の具体的な構造について説明する。このバスバー３０は、所定の剛性を有する導電板（例えば、アルミニウム板や銅板など）に打ち抜き加工を施すことによって作製される。具体的には、図３Ａに示すような導電板３５に打ち抜き加工を施すことによってＵ字状のスリット３４Ａを複数形成し、当該スリット３４Ａに囲まれた領域の根元部分３６Ａを折り曲げることによって、図３Ｂに示すようなバスバー３０が作製される。このようにして作製されたバスバー３０には、ベース部３２を貫通する端子挿通孔３４が複数形成されていると共に、当該端子挿通孔３４に隣接した領域に高さ方向Ｚ（紙面に対して垂直方向）に沿って延びる接合突起３６が形成されている。
なお、本実施形態のバスバー３０では、複数の端子挿通孔３４が平面視において千鳥状に形成されている。これによって、端子挿通孔３４の間隔Ｗを十分に確保できるため、バスバー３０の耐久性の低下を抑制することができる。
【００３０】
（４）電極端子とバスバーとの接続構造
次に、本実施形態に係る組電池１における電極端子１２、１４とバスバー３０との接続構造について図４を参照しながら説明する。図４は図１中のＩＶ−ＩＶ断面図である。
図４に示すように、本実施形態に係る組電池１では、バスバー３０の端子挿通孔３４の各々に、単セル１０Ａ、１０Ｂの電極端子１２、１４が挿通されていると共に、保持突起１３、１５がバスバー３０のベース部３２と接触している。具体的には、本実施形態では、端子挿通孔３４の幅方向Ｙの寸法ｄ１（図３Ｂ参照）が、電極端子１２、１４の幅方向Ｙの寸法ｄ２（図２Ａ参照）よりも大きく、かつ、電極端子１２、１４と保持突起１３、１５の合計寸法ｄ３よりも小さくなるように設定されている。これによって、図４に示すように、端子挿通孔３４の各々に電極端子１２、１４を挿通させることができると共に、バスバー３０のベース部３２の内面側に保持突起１３、１５を接触させることができる。本実施形態では、このようにバスバー３０のベース部３２に保持突起１３、１５を接触させることによって、単セル１０Ａ、１０Ｂとバスバー３０との間隔ｄ４を一定に保つことができる。
【００３１】
そして、上述したように、本実施形態のバスバー３０のベース部３２には、端子挿通孔３４と隣接した領域から高さ方向Ｚに延びる板状の接合突起３６が形成されている。換言すると、この接合突起３６は、端子挿通孔３４に挿通された板状の電極端子１２、１４に沿って延在しており、当該電極端子１２、１４と面接触している。そして、本実施形態に係る組電池１では、面接触させた接合突起３６と電極端子１２、１４の各々の先端部３６ａ、１２ａ、１４ａにレーザー溶接が施されており、接合突起３６と電極端子１２、１４を跨ぐように溶接部４０が形成されている。
【００３２】
詳しくは、後述する組電池の製造方法において説明するが、本実施形態に係る組電池１では、上述した構造を採用することによって、電極端子１２、１４とバスバー３０とを接続する溶接部４０をバスバー３０の外側に形成することができる。このように、電極端子１２、１４とバスバー３０との溶接部４０をバスバー３０の外側に配置することによって、溶接状態を確認しながらレーザー溶接を行うことができる。このため、本実施形態によれば、バスバー３０と電極端子１２、１４とのレーザー溶接を適切に行い、単セル１０Ａ、１０Ｂの破損や溶接不良などの発生を好適に防止することができる。
【００３３】
２．本実施形態に係る組電池の製造方法
次に、上述した本実施形態に係る組電池１を製造する方法を説明する。図５Ａおよび図５Ｂは本実施形態に係る組電池の製造方法を説明する断面図である。
【００３４】
（１）電極端子の挿通
図５Ａに示すように、本実施形態に係る組電池１を製造する際には、先ず、バスバー３０の端子挿通孔３４に、単セル１０Ａ、１０Ｂの電極端子１２、１４を挿通させる。そして、端子挿通孔３４に挿通させた電極端子１２、１４を接合突起３６に面接触させ、一対の固定用治具Ｆ１、Ｆ２で固定する。このとき、電極端子１２と接合突起３６との間に隙間Ｓが生じていたとしても、本実施形態の場合には、当該隙間Ｓの発生をバスバー３０の外側から確認することができるため、後述するレーザー溶接を行う前に、隙間Ｓが無くなるように単セル１０Ａの配置位置を修正することができる。この結果、レーザーＬが隙間Ｓを通過することによる単セル１０Ａ、１０Ｂの破損を好適に防止することができる。
【００３５】
（２）レーザー溶接
そして、本実施形態では、図５Ｂに示すように、電極端子１２、１４の先端部１２ａ、１４ａと接合突起３６の先端部３６ａにレーザーＬを照射する。このとき、電極端子１２、１４の先端部１２ａ、１４ａと接合突起３６の先端部３６ａの高さ位置にずれが生じている場合には、各々の先端部が適切に溶融するようにレーザーＬの出力や溶接時間を調整する。これによって、電極端子１２、１４の先端部１２ａ、１４ａと接合突起３６の先端部３６ａを跨ぐような溶接部４０が形成され、電極端子１２、１４とバスバー３０とが溶接される。
【００３６】
このとき、本実施形態では、電極端子１２、１４の先端部１２ａ、１４ａと接合突起３６の先端部３６ａがバスバー３０の外側に配置されているため、溶接状態を確認しながらレーザーＬの照射条件を調整することができる。これによって、レーザーＬの出力が大きすぎて、バスバー３０や電極端子１２、１４をレーザーＬが貫通することによって単セル１０Ａ、１０Ｂが破損することを確実に防止することができる。また、溶接状態を確認しながら溶接を行うことができると共に、電極端子１２、１４と接合突起３６とを固定用治具Ｆ１、Ｆ２で挟み込み、これらの溶接対象の間の隙間をなくすことができる。このため、電極端子１２、１４と接合突起３６とを跨ぐような溶接部４０を適切に形成し、溶接不良の発生を確実に防止することもできる。
【００３７】
以上のように、本実施形態では、電極端子１２、１４とバスバー３０との溶接部分をバスバー３０の外側から確認することができる。これによって、溶接状態を確認しながらレーザー溶接を行うことができるため、バスバー３０と電極端子１２、１４とを適切に溶接し、単セル１０Ａ、１０Ｂの破損や溶接不良の発生を好適に防止することができる。
【００３８】
また、本実施形態では、上述したように、バスバー３０のベース部３２の内側面と接触する保持突起１３、１５が各々の単セル１０Ａ、１０Ｂに形成されているため、バスバー３０と単セル１０Ａ、１０Ｂとの間隔ｄ４を一定に保つことができる（図４参照）。そして、この状態で電極端子１２、１４の先端部１２ａ、１４ａと、接合突起３６の先端部３６ａとが隣接するように、電極端子１２、１４と接合突起３６の各々の高さが設定されている。これによって、電極端子１４、１６と接合突起３６の各々の先端部の高さがずれることを確実に防止し、組電池１を製造する際のロバスト性を向上させることができるため、電極端子１４、１６とバスバー３０とをより好適に溶接することができる。
また、このような保持突起１３、１５を設けることによって、バスバー３０と単セル１０Ａ、１０Ｂとが直接接触することを確実に防止できるため、当該バスバー３０と単セル１０Ａ、１０Ｂとの間隔ｄ４を可能な限り小さくすることができ、組電池１の小型化に貢献することができる。また、バスバー３０と単セル１０Ａ、１０Ｂとの間隔ｄ４を確保するための設備を別途設ける必要がなくなるため、組電池１の製造における生産性の向上に貢献することもできる。
【００３９】
さらに、本実施形態では、単セル１０の外装体１１としてラミネートフィルムが用いられている。かかるラミネートフィルムは、材料コストが低いなどの利点を有している一方で、金属製の電池ケースと比較して剛性が低いため、各々の単セル１０Ａ、１０Ｂの位置決めが困難になるという問題を有している。これに対して、本実施形態では、バスバー３０の端子挿通孔３４に電極端子１２、１４が挿通させることによって、各々の単セル１０Ａ、１０Ｂの位置決めを容易に行うことができる。
また、ラミネートフィルムは、金属製のケースに比べて耐熱性が低いため、レーザーが照射された際に破損し易いという問題も有している。しかし、本実施形態では、上述したように、溶接状態を確認しながらレーザー溶接を行うことができるため、レーザーＬが単セル１０Ａ、１０Ｂに照射されるような事態が生じることを適切に防止できる。
以上のように、本実施形態によれば、外装体１１にラミネートフィルムを使用することによる問題を適切に解決し、材料コストが低いなどの利点のみを享受することができる。
なお、ここで開示される組電池に用いられる外装体は、ラミネートフィルムに限定されず、アルミニウムなどの金属製の電池ケースなどを用いてもよい。
【００４０】
３．他の実施形態に係る組電池
以上、本発明の一実施形態に係る組電池１について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。
【００４１】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、上述した実施形態では、電極端子１４、１６と隣接する保持突起１３、１５が設けられている。そして、図４に示すように、当該保持突起１３、１５をバスバー３０のベース部３２に接触させることによって、単セル１０Ａ、１０Ｂとバスバー３０との間隔ｄ４を保持している。しかし、単セルとバスバーとの間隔を保持するための構造は、上述した保持突起に限定されない。
例えば、図６に示すように、保持突起が設けられていない単セル１０Ｃを用いる場合には、高さ方向Ｚにおける絶縁ホルダ１７の寸法ｄ５を大きくし、バスバーの端子挿通孔に電極端子１２、１４を挿通させた際に、絶縁ホルダ１７がバスバーのベース部と接触するように構成するとよい。このような構造を採用した場合でも、単セル１０Ｃとバスバーとの間隔を一定に保ち、電極端子１２、１４の先端部とバスバーの接合突起の先端部の高さを容易に揃えることができる。
また、単セルとバスバーとの間に、所定の厚みを有したスペーサなどを別途配置してもよい。この場合でも、単セルとバスバーとの間隔を一定に保ち、電極端子の先端部とバスバーの接合突起の先端部の高さを容易に揃えることができる。
なお、保持突起や絶縁ホルダなどのような単セルとバスバーとの間隔を保持するための構造は、必ずしも設けられていなくてもよい。例えば、電極端子とバスバーとを溶接する際に所定の治具を用いて単セルとバスバーとの間隔を保持し、当該治具を溶接後に取り外してもよい。この場合でも、電極端子の先端部とバスバーの接合突起の先端部の高さを適切に揃えた状態で溶接を行うことができる。
【００４２】
また、図３Ｂに示すように、上述した実施形態では、複数の端子挿通孔３４が平面視において千鳥状に形成されている。しかし、端子挿通孔を形成する位置は、上述した実施形態に限定されず、必要に応じて適宜変更することができる。
例えば、配列方向における単セルの寸法が大きい場合や、各々の単セルの間に十分な厚みの緩衝部材を配置した場合には、バスバーの端子挿通孔の間隔を十分に確保することができるため、複数の端子挿通孔が線状に連続して形成されたバスバーを用いることができる。より具体的には、図３Ａに示すスリット３４Ａに囲まれた部位の幅寸法（接合突起の上端からベース部上面までの沿面距離）Ｄと、ベース部３２の厚みｔ１（図４参照）と、端子挿通孔の間隔Ｗと、単セル１０Ａ、１０Ｂの厚みｔ２と、単セル１０Ａ、１０Ｂの個数ｎとが以下の式（１）を満たすように端子挿通孔を形成すると好ましい。かかる式（１）を満たすようにバスバーを形成することによって、ベース部の強度を好適に確保することができる。
Ｄ＋ｔ１＋Ｗ≧ｔ２×ｎ            （１）
【００４３】
また、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、上述した実施形態では、単セル１０Ａ、１０Ｂの一方の端部に、正極端子１２と負極端子１４の両方が設けられている。しかし、単セルの構造は、上述した実施形態に限定されず、種々の構造を採用することができる。
例えば、図７に示すように、外装体１１の一方の端部から正極端子１２の端部が露出し、他方の端部から負極端子１４の端部が露出した単セル１０Ｄを用いることもできる。このような単セル１０を用いた場合には、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、組電池１の両面にバスバー３０による接続構造が設けられる。具体的には、図８Ａに示すように、組電池１の一方の面に、単セル１０Ｄの正極端子１２のみが接続された総プラスのバスバー３０Ａが設けられる。そして、図８Ｂに示すように、組電池１の他方の面に、負極端子１４のみが接続された総マイナスのバスバー３０Ｂが設けられる。このような構造を採用した場合でも、各々のバスバー３０に端子挿通孔と接合突起３６を設け、接合突起３６の先端部と電極端子１２、１４の先端部とを溶接することによって、バスバー３０と電極端子１２、１４との溶接を適切に行い、単セル１０Ｄの破損や溶接不良の発生を好適に防止することができる。
【００４４】
また、上述した実施形態では、バスバーと電極端子とをレーザーによって溶接しているが、バスバーと電極端子とを溶接する手段はレーザー溶接に限定されない。
例えば、超音波によってバスバーと電極端子とを溶接する場合に、従来技術のようにバスバーと電極端子との溶接位置を確認することができないと、バスバーと電極端子との間に隙間が生じ、超音波溶接が適切に行われなくなる虞がある。これに対し、ここで開示される組電池では、バスバーと電極端子との溶接部分がバスバーの外側に配置されるため、当該溶接位置を確認しながら超音波溶接を適切に行い、バスバーと電極端子との間に隙間が生じることによる溶接不良の発生を好適に防止することができる。
なお、レーザー溶接や超音波溶接以外の溶接手段を採用した場合でも同様に、溶接位置を確認しながら溶接を適切に行うことができるため、溶接不良などの種々の問題が発生することを好適に防止できる。
【００４５】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
【符号の説明】
【００４６】
１、１００                    組電池
１０、１０Ａ〜１０Ｄ、１１０  単セル
１１                          外装体
１２                          正極端子（電極端子）
１２ａ、１４ａ                電極端子の先端部
１３、１５                    保持突起
１４                          負極端子（電極端子）
１７                          絶縁ホルダ
３０、１３０                  バスバー
３０Ａ                        総プラスのバスバー
３０Ｂ                        総マイナスのバスバー
３２                          ベース部
３４                          端子挿通孔
３４Ａ                        スリット
３５                          導電板
３６                          接合突起
３６ａ                        接合突起の先端部
４０、１４０                  溶接部
５０                          拘束板
５２                          拘束バンド
６０                          緩衝部材
１１２                        電極端子
Ｄ                            スリットに囲まれた部位の幅寸法
ｄ１                          端子挿通孔の幅方向の寸法
ｄ２                          電極端子の幅方向の寸法
ｄ３                          電極端子と保持突起の合計寸法
ｄ４                          単セルとバスバーとの間隔
ｄ５                          高さ方向における絶縁ホルダの寸法
Ｆ１、Ｆ２                    固定用治具
Ｌ                            レーザー
ｎ                            単セルの個数
ｔ１                          ベース部の厚み
ｔ２                          単セルの厚み
Ｗ                            端子挿通孔の間隔
Ｘ                            単セルの配列方向
Ｙ                            単セルの幅方向
Ｚ                            単セルの高さ方向
【図１】
2019153555.tif 000003
【図２Ａ】
2019153555.tif 000004
【図２Ｂ】
2019153555.tif 000005
【図３Ａ】
2019153555.tif 000006
【図３Ｂ】
2019153555.tif 000007
【図４】
2019153555.tif 000008
【図５Ａ】
2019153555.tif 000009
【図５Ｂ】
2019153555.tif 000010
【図６】
2019153555.tif 000011
【図７】
2019153555.tif 000012
【図８Ａ】
2019153555.tif 000013
【図８Ｂ】
2019153555.tif 000014
【図９】
2019153555.tif 000015