(57)【要約】      （修正有）【課題】ブローホールの形成を抑制することのできる蓄電装置及び該蓄電装置の製造方法を提供する。【解決手段】蓄電装置は、第一接続面４ａを有する外部端子４を含む蓄電素子１と、第一接続面に重ね合わされる第二接続面８ａ（６ａ）を有するバスバ６と、第一接続面及び第二接続面が互いに対向する領域内で、外部端子とバスバとに亘って形成される溶接部９とを備え、第一接続面及び第二接続面の少なくとも何れか一方には、少なくとも溶接部の周囲に第一接続面と第二接続面とが離間して形成される隙間部が設けられる。【選択図】図５
2015011785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一接続面を有する外部端子を含む蓄電素子と、
前記第一接続面に重ね合わされる第二接続面を有するバスバと、
前記第一接続面及び前記第二接続面が互いに対向する領域内で、前記外部端子と前記バスバとに亘って形成される溶接部とを備え、
前記第一接続面及び前記第二接続面の少なくとも何れか一方には、少なくとも前記溶接部の周囲に前記第一接続面と前記第二接続面とが離間して形成される隙間部が設けられる
蓄電装置。
【請求項２】
前記第一接続面及び前記第二接続面には、前記隙間部の外側に互いに密接する位置合部が設けられる
請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記第一接続面及び前記第二接続面の少なくとも何れか一方には、前記溶接部を包含する凹部を有する
請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記バスバは、前記隙間部を形成する領域に前記位置合部の厚みよりも薄い薄肉部を有する
請求項２又は請求項３に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記溶接部の周囲における前記第一接続面及び前記第二接続面の離間距離は、１０μｍ以上である
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記溶接部の周囲における前記第一接続面及び前記第二接続面の離間距離は、５０μｍ未満である
請求項５に記載の蓄電装置。
【請求項７】
蓄電素子に含まれる外部端子の第一接続面とバスバの第二接続面とが互いに対向する領域内で離間した状態になるように、前記バスバの前記第二接続面を前記外部端子の前記第一接続面上に配置させるバスバ配置工程と、
前記外部端子の前記第一接続面と前記バスバの前記第二接続面との互いに離間した領域同士を部分的に溶接し、前記外部端子と前記バスバとが部分的に溶け込んだ溶接部を形成する溶接工程と
を備える
蓄電装置の製造方法。
【請求項８】
前記バスバ配置工程は、前記第一接続面と前記第二接続面とが互いに対向する領域内で部分的に離間した状態になるように、前記バスバの前記第二接続面を前記外部端子の前記第一接続面上に密接する
請求項７に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項９】
前記外部端子の前記第一接続面及び前記バスバの前記第二接続面の少なくとも何れか一方であって、前記バスバ配置工程後に互いに対向することになる領域内に凹部を形成する凹部形成工程を備える
請求項８に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項１０】
前記凹部形成工程は、プレス加工工程である
請求項９に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項１１】
前記バスバ配置工程により前記第一接続面から離間する前記第二接続面上の領域における前記バスバの厚みが前記第一接続面に密接する前記第二接続面上の領域における前記バスバの厚みよりも薄い薄肉部を形成する薄肉部形成工程を備える
請求項８乃至請求項１０の何れか１項に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項１２】
前記バスバ配置工程は、前記溶接部の周囲における前記第一接続面及び前記第二接続面の離間距離が１０μｍ以上になるように前記バスバの前記第二接続面を前記外部端子の前記第一接続面上に重ね合わせる
請求項７乃至請求項１１の何れか１項に記載の蓄電装置の製造方法。
【請求項１３】
前記バスバ配置工程は、前記溶接部の周囲における前記第一接続面及び前記第二接続面の離間距離が５０μｍ未満になるように前記バスバの前記第二接続面を前記外部端子の前記第一接続面上に重ね合わせる
請求項１２に記載の蓄電装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部端子を有する蓄電素子とバスバとを備える蓄電装置及び該蓄電装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、蓄電装置は、図１３に示すように、外部端子４を含む蓄電素子１（電池セル１）と、外部端子４に電気的に接続されるバスバ６とを備える。この種の蓄電装置には、蓄電素子１の外部端子４とバスバ６とが溶接によって接続されたものがある。この場合、外部端子４は、平面状の第一接続面４ａを有する。これに対し、バスバ６は、第一接続面４ａに密接するように重ね合わせる平面状の第二接続面６ａを有する。外部端子４とバスバ６とは、第一接続面４ａ及び第二接続面６ａが互いに重ね合わされた状態で溶接される。すなわち、第一接続面４ａ及び第二接続面６ａが互いに対向する領域内に外部端子４とバスバ６とが部分的に溶け込んだ溶接部９が形成される。これにより、蓄電素子１とバスバ６とは、導通可能に接続される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、上述のように、蓄電素子１における外部端子４の第一接続面４ａとバスバ６の第二接続面６ａとが密接した状態で、外部端子４とバスバ６とが部分的に溶接されると、溶接部９の周囲における第一接続面４ａ及び第二接続面６ａの境界近傍に空洞化したブローホール（ガス溜まり）Ｂが形成される傾向にある。溶接部は、ブローホールＢが発生すると、外部端子４とバスバ６との接合幅が狭くなるため、ブローホールＢが発生していない場合と比較して溶接強度が低下する。
【０００４】
さらに、蓄電素子１やバスバ６が振動したり、バスバ６が位置調整の関係で曲げられたりすると、溶接部９の周辺に応力集中が発生する。ブローホールＢの形成により溶接強度が低下していた場合、溶接部９の周辺に集中した応力によって溶接部９の一部が破損する場合がある。そのため、この種の蓄電装置は、応力集中に起因して溶接部９が破損する虞があり、外部端子４とバスバ６との接続剛性が確保できない虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１２５８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、ブローホールの形成を抑制することのできる蓄電装置及び該蓄電装置の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る蓄電装置は、第一接続面を有する外部端子を含む蓄電素子と、第一接続面に重ね合わされる第二接続面を有するバスバと、第一接続面及び第二接続面が互いに対向する領域内で、外部端子とバスバとに亘って形成される溶接部とを備え、第一接続面及び第二接続面の少なくとも何れか一方には、少なくとも溶接部の周囲に第一接続面と第二接続面とが離間して形成される隙間部が設けられる。
【０００８】
かかる構成によれば、溶接部は、バスバが外部端子に溶接されるときに発生するガスを隙間部に逃がして形成される。つまり、本発明に係る蓄電装置には、溶接時に発生するガスが第一接続面と第二接続面との間に閉じ込められず、ブローホールの形成が抑制される。そのため、溶接部の接合幅が狭くなることが抑制される。よって、外部端子やバスバに外力が加わって、溶接部における第一接続面と第二接続面との境界近くに応力が集中した場合であっても、溶接部が容易に破損しない。そのため、バスバと外部端子との接続剛性が確保される。
【０００９】
この場合、第一接続面及び第二接続面には、隙間部の外側に互いに密接する位置合部が設けられるようにすることが好ましい。
【００１０】
かかる構成によれば、第一接続面の位置合部と第二接続面の位置合部とが互いに密接していることにより、第一接続面と第二接続面とが離間距離を一定に保った状態で位置決めされる。従って、第一接続面と第二接続面との離間距離が適正な距離になり、溶接時に発生するガスを円滑に排出できる隙間部が第一接続面と第二接続面との間に形成される。よって、本発明に係る蓄電装置は、溶接時に発生したガスが密接する第一接続面と第二接続面との境界近くに閉じ込められることなく、ブローホールの発生が抑制されたものになる。
【００１１】
さらに、この場合、第一接続面及び第二接続面の少なくとも何れか一方には、溶接部を包含する凹部を有するようにすることが好ましい。
【００１２】
かかる構成によれば、外部端子の第一接続面とバスバの第二接続面とが重ね合わされることにより、凹部の盛り上がった部分は、互いに対向する第一接続面又は第二接続面に密接し、凹部の開放された部分は、互いに対向する第一接続面又は第二接続面により塞がれている。この凹部が塞がれた領域における第一接続面と第二接続面との間は、離間している。このように、外部端子及びバスバが複雑な形状・構造に加工されたものでなくても、凹部が形成されているだけで、第一接続面と第二接続面との間が適正な距離で離間された蓄電装置となる。
【００１３】
また、本発明に係る蓄電装置の他態様として、バスバは、隙間部を形成する領域に位置合部の厚みよりも薄い薄肉部を有するようにすることができる。
【００１４】
かかる構成によれば、位置合部の厚みと同じ厚みのバスバを溶接する場合と比べて低いエネルギーで薄肉部から第一接続面まで溶接された蓄電装置となる。
【００１５】
また、本発明に係る蓄電装置の別の態様として、溶接部の周囲における第一接続面及び第二接続面の離間距離は、１０μｍ以上であるようにすることができる。
【００１６】
かかる構成によれば、溶接中に発生したガスが第一接続面と第二接続面との間の隙間部に確実に逃げるようになり、ブローホールの形成が抑制された蓄電装置となる。
【００１７】
この場合、溶接部の周囲における第一接続面及び第二接続面の離間距離は、５０μｍ未満であるようにすることができる。
【００１８】
かかる構成によれば、大きな亀裂が形成されていない溶接部を有するため、第一接続面と第二接続面との間が離間した蓄電装置であっても、外部端子とバスバとの接続剛性が保たれている。
【００１９】
本発明に係る蓄電装置の製造方法は、蓄電素子に含まれる外部端子の第一接続面とバスバの第二接続面とが互いに対向する領域内で離間した状態になるように、バスバの第二接続面を外部端子の第一接続面上に配置させるバスバ配置工程と、外部端子の第一接続面とバスバの第二接続面との互いに離間した領域同士を部分的に溶接し、外部端子とバスバとが部分的に溶け込んだ溶接部を形成する溶接工程とを備える。
【００２０】
かかる構成によれば、バスバ配置工程により第二接続面と離間させて第一接続面上に配置されたバスバを溶接工程で溶接する。バスバが外部端子に溶接されるときに発生するガスは、第一接続面と第二接続面との間の隙間に逃がす。つまり、溶接時に発生するガスが第一接続面と第二接続面との間に閉じ込められない。そのため、ブローホールの形成が抑制され、溶接部の接合幅が狭くなることが抑制される。よって、外部端子やバスバに外力が加わって、溶接部における第一接続面と第二接続面との境界近くに応力が集中した場合であっても、容易に破損しない溶接部を有する蓄電装置が製造される。さらに、この蓄電装置には、バスバと外部端子との接続剛性が確保される。
【００２１】
ここで、本発明に係る蓄電装置の製造方法の一態様として、バスバ配置工程は、第一接続面と第二接続面とが互いに対向する領域内で部分的に離間した状態になるように、バスバの第二接続面を外部端子の第一接続面上に密接するようにすることができる。
【００２２】
かかる構成によれば、バスバの第二接続面が外部端子の第一接続面上に密接することに伴って、第一接続面と第二接続面との間に部分的に離間した隙間が形成される。第一接続面と第二接続面とは、その隙間における第一接続面と第二接続面との離間距離を一定に保った状態で互いに位置決めされる。そのため、第一接続面と第二接続面との離間距離が適正な距離に維持されて、ブローホールの発生が確実に抑制される。
【００２３】
この場合、外部端子の第一接続面及びバスバの第二接続面の少なくとも何れか一方であって、バスバ配置工程後に互いに対向することになる領域内に凹部を形成する凹部形成工程を備えるようにすることが好ましい。
【００２４】
かかる構成によれば、凹部形成工程において形成された凹部は、外部端子の第一接続面とバスバの第二接続面とが重ね合わされることによって、凹部の盛り上がった部分を互いに対向する第一接続面又は第二接続面に密接し、凹部の開放された部分を互いに対向する第一接続面又は第二接続面で塞がれる。この凹部が塞がれた領域における第一接続面と第二接続面との間は、離間する。このようにして、外部端子及びバスバが複雑な形状・構造に加工されたものでなくても、第一接続面と第二接続面との間は、適正な距離で離間する。
【００２５】
この場合、凹部形成工程は、プレス加工工程であるようにすることが好ましい。
【００２６】
かかる構成によれば、凹部は、外部端子とバスバとが溶接される領域に合わせて高精度に形成される。
【００２７】
また、本発明に係る蓄電装置の製造方法の他態様として、バスバ配置工程により第一接続面から離間する第二接続面上の領域におけるバスバの厚みが第一接続面に密接する第二接続面上の領域におけるバスバの厚みよりも薄い薄肉部を形成する薄肉部形成工程を備えるようにすることができる。
【００２８】
かかる構成によれば、溶接工程において位置合部の厚みと同じ厚みのバスバを溶接する場合と比べて低いエネルギーで薄肉部から第一接続面まで溶接することができるバスバが形成される。
【００２９】
また、本発明に係る蓄電装置の製造方法の別の態様として、バスバ配置工程は、溶接部の周囲における第一接続面及び第二接続面の離間距離が１０μｍ以上になるようにバスバの第二接続面を外部端子の第一接続面上に重ね合わせるようにすることができる。
【００３０】
かかる構成によれば、溶接工程において溶接中に発生したガスが第一接続面と第二接続面との間の隙間部に確実に逃げるようになり、ブローホールの形成が抑制される。
【００３１】
この場合、バスバ配置工程は、溶接部の周囲における第一接続面及び第二接続面の離間距離が５０μｍ未満になるようにバスバの第二接続面を外部端子の第一接続面上に重ね合わせるようにすることが好ましい。
【００３２】
かかる構成によれば、溶接工程において第一接続面と第二接続面との間を離間させてバスバが外部端子に溶接されても、バスバと外部端子との溶接に伴って溶接部に亀裂が生じにくく、外部端子とバスバとの接続剛性が保たれる蓄電装置が製造される。
【発明の効果】
【００３３】
以上の如く、本発明に係る蓄電装置及び該蓄電装置の製造方法によれば、ブローホールの形成を抑制することのできるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの全体斜視図である。
【図２】図２は、同実施形態に係る電池モジュールの平面図である。
【図３】図３は、同実施形態に係る電池モジュールの一部を拡大した拡大平面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、図３のＡ−Ａ線で切断した断面図であって、溶接前の状態を示す断面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４ＡのＢ部の要部拡大図である。
【図５】図５は、図３のＡ−Ａ線で切断した断面図であって、溶接後の状態を示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の他実施形態に係る電池モジュールを図３に示すＡ−Ａ線と同じ位置で切断した断面図であって、溶接後の状態を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の別の実施形態に係る電池モジュールを図３に示すＡ−Ａ線と同じ位置で切断した断面図であって、溶接後の状態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明のさらに別の実施形態に係る電池モジュールの一部を拡大した拡大平面図である。
【図９】図９は、図８のＣ−Ｃ線で切断した断面図であって、溶接後の状態を示す断面図である。
【図１０】図１０は、本発明のさらに別の実施形態に係る電池モジュールの一部を拡大した拡大平面図である。
【図１１】図１１は、図１０のＤ−Ｄ線で切断した断面図であって、溶接後の状態を示す断面図である。
【図１２】図１２は、本発明のさらに別の実施形態に係る電池モジュールを図３に示すＡ−Ａ線と同じ位置で切断した断面図であって、溶接前の状態を示す断面図である。
【図１３】図１３は、従来における外部端子の第一接続面とバスバの第二接続面とが重ね合わされて溶接されたときに外部端子とバスバとに形成される溶接部を説明する要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係る蓄電装置の一実施形態である電池モジュールについて、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る電池モジュールは、図１乃至図３に示すように、複数の電池セル１（蓄電素子）と、複数のバスバ６とを備えている。バスバ６は、電池セル１に電気的に接続されている。
【００３６】
なお、これらの複数の電池セル１のそれぞれは、すべて同一の形状及び同一の構造を有する。これに伴い、以下、単一の電池セル１の構造について説明する。
【００３７】
電池セル１は、電極体（図示せず）と、該電極体が収容されるケース２とを有する。また、電池セル１は、図３，図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ケース２の外面に配置される外部ガスケット３と、該外部ガスケット３によりケース２と絶縁された状態でケース２に取り付けられる外部端子４とを有する。そして、電池セル１は、外部端子４に電気的に接続される集電体５を有する。
【００３８】
本実施形態に係る電池セル１は、ケース２の外面に一対の外部ガスケット３が配置されており、該一対の外部ガスケット３のそれぞれに一つの外部端子４が取り付けられている。すなわち、電池セル１は、一対の外部ガスケット３と、一対の外部端子４とを有する。
【００３９】
ケース２は、図４Ａに示すように、開口部を有するケース本体２ａと、該ケース本体２ａの開口部を塞いで密閉する蓋板２ｂとを有する。
【００４０】
ケース本体２ａは、図２に示すように、幅方向に偏平な有底角筒状に形成される。これに伴い、蓋板２ｂは、該ケース本体２ａの開口部に対応した長方形状に形成される。
【００４１】
そして、蓋板２ｂには、一対の貫通孔（図示しない）が形成されている。一方の貫通孔は、蓋板２ｂの長手方向における一端部に形成されている。そして、他方の貫通孔は、蓋板２ｂの長手方向における他端部に形成されている。
【００４２】
各外部ガスケット３は、樹脂等の絶縁材料で形成されている。各外部ガスケット３には、貫通孔（図示しない）が形成されている。そして、各外部ガスケット３は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、蓋板２ｂの外面に配置されている。より具体的に説明する。一方の外部ガスケット３は、該一方の外部ガスケット３の貫通孔の位置が蓋板２ｂの一方の貫通孔の位置に対応するように配置されている。そして、他方の外部ガスケット３は、該他方の外部ガスケット３の貫通孔の位置が蓋板２ｂの他方の貫通孔の位置に対応するように配置されている。各外部ガスケット３は、平面視長方形状（蓋板２ｂの長手方向に長手をなす長方形状）に形成されている。
【００４３】
一対の外部端子４のうち、一方の外部端子４は、正極用のものであり、他方の外部端子４は、負極用のものである。正極用（一方）の外部端子４は、蓋板２ｂの長手方向における一端部に取り付けられている。負極用（他方）の外部端子４は、蓋板２ｂの長手方向における他端部に取り付けられている。そして、各外部端子４は、バスバ６（後述する、バスバ６の第二接続面６ａ）が接続される第一接続面４ａを有する。
【００４４】
より具体的に説明する。一方の外部端子４は、外部ガスケット３（一方の外部ガスケット３）に載置される板状部４ｂを有する。板状部４ｂは、アルミニウム又はアルミニウム合金のアルミニウム系金属材料で形成されている。また、板状部４ｂは、平面視長方形状（蓋板２ｂの長手方向で長手をなす長方形状）に形成されている。そして、板状部４ｂは、バスバ６が接続される第一面と該第一面とは反対側の第二面とを有する。そのため、一方の外部端子４では、板状部４ｂの第一面が第一接続面４ａを構成している。
【００４５】
なお、一方の外部端子４は、ケース２（蓋板２ｂ）の外面に板状部４ｂを固定するためのかしめ部（採番しない）をさらに有する。かしめ部は、板状部４ｂから延出している。また、かしめ部は、アルミニウム又はアルミニウム合金のアルミニウム系金属材料で形成されている。そして、一方の外部端子４において、かしめ部は、蓋板２ｂの貫通孔、外部ガスケット３の貫通孔、及び集電体５の貫通孔に挿通された状態でかしめられており、さらに、集電体５に電気的に接続されている。
【００４６】
他方の外部端子４は、外部ガスケット３（他方の外部ガスケット３）に載置される板状部４ｂを有する。板状部４ｂは、アルミニウム又はアルミニウム合金のアルミニウム系金属材料で形成されている。また、板状部４ｂは、平面視長方形状（蓋板２ｂの長手方向で長手をなす長方形状）に形成されている。そして、板状部４ｂは、バスバ６が接続される第一面と該第一面とは反対側の第二面とを有する。そのため、他方の外部端子４では、板状部４ｂの第一面が第一接続面４ａを構成している。
【００４７】
なお、他方の外部端子４は、ケース２（蓋板２ｂ）の外面に板状部４ｂを固定するためのかしめ部（採番しない）をさらに有する。かしめ部は、銅又は銅合金の銅系金属材料で形成されている。そして、他方の外部端子４において、かしめ部は、板状部４ｂの貫通孔、蓋板２ｂの貫通孔、外部ガスケット３の貫通孔、及び集電体５の貫通孔に挿通された状態でかしめられており、さらに、集電体５に電気的に接続されている。
【００４８】
第一接続面４ａは、平面状に形成されている。第一接続面４ａには、バスバ６（の接続面８ａ）が重ね合わされる。一方の外部端子４の第一接続面４ａと、他方の外部端子４の第一接続面４ａは、外部ガスケット３よりも上方に位置している。そして、一方の外部端子４の第一接続面４ａと、他方の外部端子４の第一接続面４ａとは、蓋板２ｂの外面に対して同じ高さレベルにある。第一接続面４ａは、板状部４ｂがバスバ６に重ね合わされたときにバスバ６に密接する位置合部となる。
【００４９】
ここで、図１及び図２に戻り、電池モジュールにおける複数の電池セル１の配置について説明する。複数の電池セル１は、一列に配列されている。複数の電池セル１は、蓋板２ｂの短手方向に並んでいる。本実施形態においては、１０個の電池セル１が配列されている。なお、以下の説明において、蓋板２ｂの短手方向を配列方向とする。
【００５０】
隣り合う一対の電池セル１は、配列方向に隣り合う外部端子４の極性が反対となるように配置されている。配列方向に隣り合う外部端子４同士は、バスバ６によって接続されている。より具体的に説明すると、隣り合う電池セル１において、一方の電池セル１の正極用の外部端子４の第一接続面４ａと、他方の電池セル１の負極用の外部端子４の第一接続面４ａとは、近接しており、これらの外部端子４がバスバ６によって接続されている。これにより、すべての電池セル１は、直列に接続された一つの電池を構成している。
【００５１】
なお、直列接続された複数の電池セル１のうち、一端に位置する電池セル１の外部端子４の一方と、他端に位置する電池セル１の外部端子４の一方とには、それぞれ外部接続用のバスバ（図示しない）が接続される。このバスバには、別の電池モジュール、あるいは別の機器が接続される。
【００５２】
次に、バスバ６について、図３乃至図５を参照して説明する。本実施形態において、外部端子４同士を接続する各バスバ６は、すべて同一の形状及び同一の構造を有する。これに伴い、以下、単一のバスバ６の構造について説明する。
【００５３】
バスバ６は、平面視長方形状の平板状に形成されている。バスバ６は、アルミニウム又はアルミニウム合金のアルミニウム系金属材料の板材で形成されている。また、バスバ６は、第一接続面４ａに重ね合わせる第二接続面６ａを有する。そして、バスバ６は、第二接続面６ａとは反対側の溶接面６ｂを有する。
【００５４】
より具体的に説明する。バスバ６は、本体部７と、該本体部７の両端に繋がる一対の接続部８とを有する。バスバ６では、本体部７と一対の接続部８とが一体的に形成されている。
【００５５】
各接続部８のそれぞれは、互いに異なる蓄電素子１の外部端子４に接続されている。そして、各接続部８は、第一接続面４ａに重ね合わせる第一平面８ａと、該第二接続面６ａとは反対側の第二平面８ｆとを有する。そのため、各接続部８の第一平面８ａはバスバ６の第二接続面６ａに含まれ、各接続部８の第二平面８ｆはバスバ６の溶接面６ｂに含まれている。
【００５６】
第二接続面６ａは、溶接部９を包含する複数の第一凹部８ｂを有する。第一凹部８ｂは、蓋板２ｂの長手方向に沿って二箇所設けられている。各第一凹部８ｂは、第二接続面６ａを溶接面６ｂ側に向けて凹ませて形成されている。各第一凹部８ｂは、円柱状に凹ませて形成されている。各第一凹部８ｂは、少なくとも溶接部９の周囲に第一接続面４ａと第二接続面６ａとが離間する隙間部８ｃと、第一接続面４ａと第二接続面６ａとが密接する位置合部８ｄとを有する。位置合部８ｄは、隙間部８ｃの外側に配置される。
【００５７】
隙間部８ｃは、第二接続面６ａから溶接面６ｂ側に向かって凹んだ部分である。隙間部８ｃにおける第二接続面６ａに平行な面で切断した断面形状は、同じ面で切断した溶接部９の断面形状より大きい。隙間部８ｃは、平坦に形成されている。バスバ６の厚さ方向における隙間部８ｃと位置合部８ｄとの距離は、略一定である。隙間部８ｃは、位置合部８ｄからバスバ６の厚さ方向に１０μｍ以上の距離にある。また、隙間部８ｃは、位置合部８ｄからバスバ６の厚さ方向に５０μｍ未満の距離にある。なお、隙間部８ｃは、位置合部８ｄからバスバ６の厚さ方向に２０μｍ以下の距離にあることが好ましい。
【００５８】
位置合部８ｄは、外部端子４の第一接続面４ａと同じ平面状に形成されている。そのため、位置合部８ｄは、外部端子４の第一接続面４ａに面接触する。位置合部８ｄは、隙間部８ｃと略平行な平面状に形成されている。バスバ６の位置合部８ｄは、隙間部８ｃにおける第一接続面４ａと第二接続面６ａとの離間距離Ｘ１が一定に保たれるように、第一接続面４ａを位置決めする。
【００５９】
溶接面６ｂは、溶接部９を包含する第二凹部８ｅを有する。第二凹部８ｅは、第二接続面６ａ上の第一凹部８ｂの位置に対応する位置に配置されている。つまり、第二凹部８ｅは、第一凹部８ｂの反対側の溶接面６ｂ上に設けられる。第二凹部８ｅの形状は、第一凹部８ｂと同じである。
【００６０】
バスバ６は、第二凹部８ｅが形成されることにより、隙間部８ｃを形成する領域に位置合部８ｄの厚みよりも薄い薄肉部８ｇが形成される。本実施形態に係る薄肉部８ｇは、第一凹部８ｂ及び第二凹部８ｅとにより形成される。厚さ方向における第二凹部８ｅの深さは、バスバ６の溶接面６ｂから第二接続面６ａまでの距離がバスバ６を溶融させるために適正な厚さとなるように設定されている。本実施形態では、厚さ方向における第一凹部８ｂと第二凹部８ｅとの距離がバスバ６を溶融させるために適正な厚さ以下となるように設定されている。薄肉部８ｇの厚さは、レーザ出力が高くなり過ぎないように薄く形成される。また、薄肉部８ｇを薄く形成することにより、溶接時間が短縮され、また、溶接に係る費用も低く抑えられる。
【００６１】
図５に示すように、電池モジュールでは、上述のように、外部端子４とバスバ６とが溶接（本実施形態では、レーザー溶接）にて接続されている。そして、外部端子４の第一接続面４ａ及びバスバ６の第二接続面６ａが互いに対向する領域内で、外部端子４とバスバ６とに亘って溶接部９が形成されている。
【００６２】
溶接部９は、溶接面６ｂ上に平面視環状に形成される。具体的に説明する。溶接部９は、平面視円環状に形成される。そのため、バスバ６に対して様々な方向から外力が作用しても、溶接部９に応力が集中することを抑えることができる。従って、溶接部の強度を高めることができる。また、溶接部９は、バスバ６の溶接面６ｂから外部端子４の第一接続面４ａに亘って形成されている。厚さ方向における溶接部９の断面積が溶接面６ｂから第一接続面４ａに向かうほど小さくなっている。すなわち、厚さ方向における溶接部９の断面形状は、逆三角形状若しくは逆台形状に形成されている。
【００６３】
本実施形態に係る蓄電装置は、以上の通りである。続いて、電池モジュールの製造方法について添付図面を参照しつつ説明する。
【００６４】
まず、複数の電池セル１は、ベルトコンベア等の搬送装置上で完成時と同じ並列状態に配置される。そして、この状態の複数の電池セル１は、搬送装置によって溶接装置の作動領域（以下、溶接エリアという）に搬送される。なお、本実施形態において、溶接装置は、レーザ溶接装置である。複数の電池セル１が溶接エリアに到達すると、溶接装置に隣接して配置されるバスバ自動供給装置は、バスバ６を保持可能に構成された保持体でバスバ６を受け取る。そして、バスバ自動供給装置は、図１及び図２に示すように、隣り合う電池セル１の一対の外部端子４間に跨るようにバスバ６を配置する。
【００６５】
具体的には、図５に示すように、バスバ６の第二接続面６ａ（の位置合部８ｄ）を外部端子４の第一接続面４ａ上に載置し、第二接続面６ａを第一接続面４ａ上に密接させる（バスバ配置工程）。このとき、外部端子４の第一接続面４ａとバスバ６の第二接続面６ａとは、互いに対向する領域内で部分的に離間した状態となる。溶接部９の周囲における第一接続面４ａ及び第二接続面６ａの離間距離Ｘ１は、１０μｍ以上で且つ５０μｍ未満に設定している。
【００６６】
保持体がバスバ６を外部端子４に押し付けた状態で、溶接ヘッドＨからレーザ光Ｌを出射させる。溶接ヘッドＨは、第二凹部８ｅの底面にレーザ光Ｌを出射する。溶接ヘッドＨは、バスバ６の第二凹部８ｅの端縁に沿ってレーザ光Ｌを移動させる。そして、外部端子４の第一接続面４ａとバスバ６の第二接続面６ａとの互いに離間した領域同士を部分的に溶接する。このようにして、外部端子４とバスバ６とが部分的に溶け込んだ溶接部９が形成される（溶接工程）。
【００６７】
このように、バスバ６の第二接続面６ａの薄肉部８ｇと外部端子４の第一接続面４ａとが溶接される。第一接続面４ａと第二接続面６ａとの互いに離間した領域同士を部分的に溶接することにより、少なくとも溶接部９の周囲が離間する。そのため、バスバ６が外部端子４に溶接されるとき、溶融した金属中に含まれるガスが隙間部８ｃに逃げるため、ブローホールの形成が抑制される。そのため、溶接部の接合幅が狭くなることが抑制される。よって、外部端子４やバスバ６に外力が加わっても溶接部９に応力が集中しにくくなり、容易に破損することがない。そして、外部端子４とバスバ６との接続剛性が確保される。
【００６８】
そして、溶接装置がバスバ６と外部端子４とを溶接することで、バスバ６は、電池セル１の外部端子４に対して電気的及び機械的に接続される。このようにして、大容量の電池（電池モジュール）が完成する。
【００６９】
なお、本実施形態で使用されるバスバ６は、バスバ配置工程前に第一接続面４ａに対向することになる第二接続面６ａ内に第一凹部８ｂを形成することにより（凹部形成工程）、製造されている。第一凹部８ｂは、プレス加工で形成される。また、この凹部形成工程と同時に、第二凹部８ｅも形成される。よって、溶接工程後に形成される溶接部９を包含する領域に周囲の厚みより薄い薄肉部８ｇがこの第一凹部８ｂ及び第二凹部８ｅにより形成される（薄肉部形成工程）。つまり、薄肉部８ｇもプレス加工で形成される。
【００７０】
以上より、本実施形態に係る電池モジュールによれば、溶接部９は、バスバ６が外部端子４に溶接されるときに発生するガスを隙間部８ｃに逃がして形成される。つまり、本実施形態に係る電池モジュールには、溶接時に発生するガスが第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間に閉じ込められず、ブローホールの形成が抑制される。そのため、溶接部９の接合幅が狭くなることが抑制される。よって、外部端子４やバスバ６に外力が加わっても溶接部９における第一接続面４ａと第二接続面６ａとの境界近くに応力が集中した場合であっても、溶接部９が容易に破損しない。そのため、バスバ６と外部端子４との接続剛性が確保される。
【００７１】
さらに、溶接部９を包含する限定された領域に隙間部８ｃ（の第一凹部８ｂ）が設けられている。よって、外部端子４とバスバ６とが接触する接触面積の減少が最低限に抑えられる。そのため、外部端子４とバスバ６との間の接触部分における電気抵抗は、隙間部８ｃを設けないときの電気抵抗から大きく増加しない。
【００７２】
また、第一接続面（位置合部）４ａと第二接続面６ａの位置合部８ｄとが互いに密接していることにより、第一接続面４ａと第二接続面６ａとが離間距離Ｘ１を一定に保った状態で位置決めされる。従って、第一接続面４ａと第二接続面６ａとの離間距離Ｘ１が適正な距離になり、溶接時に発生するガスを円滑に排出できる隙間部８ｃが第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間に形成される。よって、本実施形態に係る電池モジュールは、溶接時に発生したガスが密接する第一接続面４ａと第二接続面６ａとの境界近くに閉じ込められることなく、ブローホールの発生が抑制されたものになる。
【００７３】
また、外部端子４の第一接続面４ａとバスバ６の第二接続面６ａとが重ね合わされることにより、第一凹部８ｂの盛り上がった部分（位置合部８ｄ）は、第一接続面４ａに密接し、第一凹部８ｂの開放された部分（隙間部８ｃ）は、第一接続面４ａにより塞がれている。この第一凹部８ｂが塞がれた領域における第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間は、離間している。このように、外部端子４及びバスバ６が複雑な形状・構造に加工されたものでなくても、第一凹部８ｂが形成されているだけで、第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間が適正な距離で離間された電池モジュールとなる。
【００７４】
また、位置合部８ｄの厚みと同じ厚みのバスバ６を溶接する場合と比べて低いエネルギーで薄肉部８ｇから第一接続面４ａまで溶接された電池モジュールとなる。
【００７５】
また、溶接中に発生したガスが第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間の隙間部８ｃに確実に逃げるようになり、ブローホールの形成が抑制された電池モジュールとなる。
【００７６】
また、亀裂が形成されていない溶接部９や（亀裂が形成されていたとしても）大きな亀裂が形成されていない溶接部９を有するため、第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間が離間した電池モジュールであっても、外部端子４とバスバ６との接続剛性が保たれている。
【００７７】
また、本実施形態に係る電池モジュールの製造方法よれば、バスバ配置工程により第二接続面６ａと離間させて第一接続面４ａ上に配置されたバスバ６を溶接工程で溶接する。バスバ６が外部端子４に溶接されるときに発生するガスは、第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間の隙間に逃がす。つまり、溶接時に発生するガスが第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間に閉じ込められない。そのため、ブローホールの形成が抑制され、溶接部９の接合幅が狭くなることが抑制される。よって、外部端子４やバスバ６に外力が加わっても溶接部９における第一接続面４ａと第二接続面６ａとの境界近くに応力が集中した場合であっても、容易に破損しない溶接部９を有する電池モジュールが製造される。さらに、この電池モジュールには、バスバ６と外部端子４との接続剛性が確保される。
【００７８】
また、バスバ６の第二接続面６ａが外部端子４の第一接続面４ａ上に密接することに伴って、第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間に部分的に離間した隙間が形成される。第一接続面４ａと第二接続面６ａとは、その隙間における第一接続面４ａと第二接続面６ａとの離間距離Ｘ１を一定に保った状態で互いに位置決めされる。そのため、第一接続面４ａと第二接続面６ａとの離間距離Ｘ１が適正な距離に維持されて、ブローホールの発生が確実に抑制される。
【００７９】
また、凹部形成工程において形成された第一凹部８ｂは、外部端子４の第一接続面４ａとバスバ６の第二接続面６ａとが重ね合わされることによって、第一凹部８ｂの盛り上がった部分（位置合部８ｄ）を第一接続面４ａに密接し、第一凹部８ｂの開放された部分（隙間部８ｃ）を第一接続面４ａで塞がれる。この第一凹部８ｂが塞がれた領域における第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間は、離間する。このようにして、外部端子４及びバスバ６が複雑な形状・構造に加工されたものでなくても、第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間は、適正な距離で離間する。
【００８０】
また、第一凹部８ｂ又は第二凹部８ｅは、外部端子４とバスバ６とが溶接される領域に合わせて高精度に形成される。
【００８１】
また、溶接工程において位置合部８ｄの厚みと同じ厚みのバスバ６を溶接する場合と比べて低いエネルギーで薄肉部８ｇから第一接続面４ａまで溶接することができるバスバ６が形成される。
【００８２】
また、第一凹部８ｂの底面が平面状に形成されているため、第一凹部８ｂが形成された領域であれば、どの位置を溶接しても、第一接続面４ａ及び第二接続面６ａの溶接部９の周囲における離隔距離Ｘ１が確保される。しかも、バスバ６における第二凹部８ｅが設けられた位置の反対側の位置に第一凹部８ｂが設けられているため、第二凹部８ｅは、第一凹部８ｂが設けられた位置の目印にもなる。
【００８３】
また、溶接工程において溶接中に発生したガスが第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間の隙間部８ｃに確実に逃げるようになり、ブローホールの形成が抑制される。
【００８４】
また、溶接工程において第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間を離間させてバスバ６が外部端子４に溶接されても、外部端子４とバスバ６との溶接に伴って溶接部９に亀裂が生じにくく、外部端子４とバスバ６との接続剛性が保たれる電池モジュールが製造される。
【００８５】
ここで、溶接部９の周囲における外部端子４の第一接続面４ａ及びバスバ６の第二接続面６ａの離間距離Ｘ１とブローホールの発生との関係を実施例を用いて説明する。この実施例において使用した外部端子及びバスバの材質は、ともにアルミニウム合金である。バスバの厚さのうち、溶接する箇所における厚さＸｂは、０．６ｍｍである。バスバに設けられる隙間部の深さＤは、６．５μｍ〜８０μｍの間（６．５μｍ，１０μｍ，２０μｍ，５０μｍ，８０μｍの５点）である。つまり、バスバを溶接する領域の厚さＸは、Ｘｂ−Ｄである。
【００８６】
また、外部端子とバスバとの溶接に用いた溶接装置は、レーザ溶接装置である。具体的には、レーザ溶接装置は、トルンプ（株）社製のＴｒｕＤｉｓｋ（ディスクレーザ）である。外部端子とバスバとは、出力が４ｋＷであり、波長が１０３０ｎｍであり、ビーム径の最少光ファイバー径が２００μｍである、レーザ光を照射して、溶接した。
【００８７】
各隙間部の深さＤの測定点において、それぞれ３個の測定試料を準備した。各測定試料において４箇所ずつ計１２箇所で観察を行い、ブローホールの低減効果を調べた。具体的には、各測定試料の溶接部の断面に形成されるブローホールを光学顕微鏡にて観察し、単位面積あたりの空孔面積を測定した。そして、隙間部を設けなかった場合と比して、空孔面積が低下した場合に、ブローホールの低減効果があったと判断した。
【００８８】
その結果、隙間部の深さＤが６．５μｍのとき、一部の測定試料でブローホールの低減効果が認められた。しかし、ブローホールの低減効果が認められなかった測定試料も一部あった。この原因は、隙間部の深さが浅く、製造時の軽微な誤差により、隙間部が完全に設けられていなかった測定試料が混ざったためと考える。
【００８９】
隙間部の深さＤが１０μｍ及び２０μｍのとき、全ての測定試料でブローホールの低減効果が認められた。
【００９０】
隙間部の深さＤが５０μｍ及び８０μｍのとき、ブローホールの低減効果が認められた。しかし、一部の測定試料には、亀裂のある溶接部が形成された。この原因は、隙間部に応力集中し、亀裂が発生したなどが考えられる。
【００９１】
よって、溶接部の周囲における第一接続面及び第二接続面の離間距離Ｘ１が１０μｍ以上であれば、ブローホールの発生の効果をより的確に得られるため好ましい。また、溶接部の周囲における第一接続面及び第二接続面の離間距離Ｘ１が５０μｍ未満であることが好ましく、より好ましくは、２０μｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、亀裂のある溶接部が形成されにくく、溶接強度の低下が抑制される。
【００９２】
なお、本発明に係る蓄電装置及び製造方法は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。また、下記する種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００９３】
また、上記実施形態においては、第一凹部８ｂがバスバ６の第二接続面６ａに設けられていたが、これに限定されるものではない。例えば、図６に示すように、凹部は、外部端子４の第一接続面４ａに設けられる第三凹部８ｈであってもよい。この場合、第一接続面４ａ及び第二接続面６ａの溶接部９の周囲における離間距離は、第三凹部８ｈの深さとなる。また、図７に示すように、凹部は、バスバ６の第二接続面６ａに設けられる第一凹部８ｂと、外部端子４の第一接続面４ａに設けられる第三凹部８ｈとであってもよい。この場合、第一接続面４ａ及び第二接続面６ａの溶接部９の周囲における離間距離は、第一凹部８ｂの深さと、第三凹部８ｈの深さとの合計となる。
【００９４】
さらに、図８及び図９に示すように、溶接部９が包含される領域におけるバスバ６の厚さを薄くすることにより、第一接続面４ａと第二接続面６ａとが離間していてもよい。また、図１０及び図１１に示すように、バスバ６の第二接続面６ａに複数の凸部（位置合部）８ｄが設けられることにより、第一接続面４ａと第二接続面６ａとが離間していてもよい。図１０及び図１１において、凸部８ｄは、四箇所に設けられている。よって、凸部８ｄは、外部端子４の第一接続面４ａに四点で当たる。そのため、バスバ６は、外部端子４の第一接続面４ａ上に自立する。よって、外部端子４の第一接続面４ａとバスバ６の第二接続面６ａとの離間距離が一定に保たれる。
【００９５】
また、上記実施形態においては、第一凹部８ｂと第二凹部８ｅとがバスバ６に形成されることにより、溶接部９を包含する領域に周囲よりも厚みの薄い薄肉部８ｇが設けられていたが、これに限定されるものではない。例えば、薄肉部は、第一凹部及び第二凹部のいずれか一方が設けられることにより形成されていてもよい。
【００９６】
また、上記実施形態においては、バスバ６に円柱状の穴を形成することにより、第一凹部８ｂと第二凹部８ｅとの深さ方向における断面形状が矩形状に形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、第一凹部と第二凹部とは、厚さ方向の断面形状が円弧状や台形状であってもよい。
【００９７】
また、上記実施形態においては、第一凹部８ｂがバスバ６に設けられることにより、第一接続面４ａと第二接続面６ａとが離間していたが、これに限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、第一接続面４ａ及び第二接続面６ａの何れにも凹部を設けず、シム８ｊなどを第一接続面４ａと第二接続面６ａとの間に挟むなどして、第一接続面４ａと第二接続面６ａとが離間していてもよい。この場合、凹部のない従来のバスバ６や凹部のない従来の外部端子４がそのまま利用される。
【００９８】
また、上記実施形態においては、第一接続面４ａ及び第二接続面６ａの溶接部９の周囲における離間距離Ｘ１は、１０μｍ以上で且つ５０μｍ未満であったが、これに限定されるものではない。例えば、離間距離は、溶接するバスバ及び外部端子の形状及び材料ごとに最適な距離を選択して、設定される。
【００９９】
また、上記実施形態においては、隣り合う電池セル１の外部端子４間に接続されるバスバ６に適用されるものであったが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、前述の外部接続用のバスバに適用されるものであってもよい。
【０１００】
また、上記実施形態においては、溶接部９が平面視円環状に形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、溶接部は、平面視線状、平面視円状又は平面視矩形状であってもよい。
【０１０１】
また、上記実施形態においては、外部端子４及びバスバ６がアルミニウム系金属材料で構成されたが、これに限定されるものではない。例えば、外部端子４及びバスバ６は、銅やＳＵＳやスチール等の金属材料であってもよい。すなわち、外部端子４及びバスバ６は、導電性を有し、互いに溶接可能な金属材料であればよい。
【０１０２】
上記実施形態においては、レーザ溶接によりバスバ６を電池セル１の外部端子４に溶接したが、これに限定されない。例えば、一般的なアーク溶接やガス溶接等であってもよい。
【０１０３】
上記実施形態においては、電池セル１が角形電池であったが、これに限定されない。例えば、蓄電素子は、外観直方体状の角形電池や、外観円柱状の丸形電池などであってもよい。
【０１０４】
本発明は、種々の二次電池、その他、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタにも適用可能である。そして、電池の種類や大きさ（容量）は任意である。
【符号の説明】
【０１０５】
１…電池セル（蓄電素子）、２…ケース、２ａ…ケース本体、２ｂ…蓋板、３…外部ガスケット、４…外部端子、４ａ…第一接続面（位置合部）、４ｂ…板状部、５…集電体、６…バスバ、６ａ…第二接続面、６ｂ…溶接面、７…本体部、８…接続部、８ａ…第一平面、８ｂ…第一凹部、８ｃ…隙間部、８ｄ…位置合部（凸部）、８ｅ…第二凹部、８ｆ…第二平面、８ｇ…薄肉部、８ｈ…第三凹部、８ｊ…シム、９…溶接部、Ｈ…溶接ヘッド、Ｌ…レーザ光、Ｘ…離間距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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