(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続部材及び鉄製の締結具を用いて複数の電池セルを接続することによって得られる組電池であって、
総プラス電極にあたる外部端子に、正極標準電位よりも低い標準電極電位を有する金属によって構成される金属部材を取り付けるとともに、前記金属部材は、前記接続部材及び鉄製の締結具、並びに、前記電池セルを構成する部材とは別部材として配置されることを特徴とする組電池。
【請求項２】
前記金属部材は、前記総プラス電極に接続される外部機器の接続端子よりも外側に配置される請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
複数の電池セルを接続することによって得られる組電池であって、
総プラス電極にあたる外部端子に、正極標準電位よりも低い標準電極電位を有する金属によって構成される金属部材を含むように構成するとともに、前記金属部材は、前記総プラス電極を有する電池セルにおいて、当該電池セルの外部端子の一部を他の電池セルの外部端子に比して多量に配することによって得ら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、電池セルを複数接続することによって構成される組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、バスバーを用いて電池セルを直列に接続することにより構成される組電池の技術が種々提案されている（特許文献１等）。
組電池は、大容量の二次電池として車両等に広く用いられている。一方、組電池の使用時に制御不良等の異常が生じた場合、組電池を搭載した車両が事故を起こした場合等に、組電池の内部に電位が残ったまま使用不能な状態となる。このような場合に、組電池の安全性を考慮して、塩水に浸して残留電位を放電させる液絡手法が採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６０５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液絡の際、水溶液に浸すことによって電池セルの構成部品が酸化して液中に溶出し、電池セルの密閉性が損なわれることがある。このような酸化現象は、組電池の中でも最終的に電位が残る総プラスの電極端子付近で顕著に現れることが分かっている。
本発明は、組電池を導電性を有する溶液に浸して放電させる際に、電池セルの密閉性を損なわない技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の組電池は、接続部材及び鉄製の締結具を用いて複数の電池セルを接続することによって得られるものであり、総プラス電極にあたる外部端子に、正極標準電位よりも低い標準電極電位を有する金属によって構成される金属部材を取り付けるとともに、前記金属部材は、前記接続部材及び鉄製の締結具、並びに、前記電池セルを構成する部材とは別部材として配置される。
【０００６】
前記金属部材は、前記総プラス電極に接続される外部機器の接続端子よりも外側に配置されることが好ましい。
【０００７】
本発明の他の実施形態は、複数の電池セルを接続することによって得られる組電池であって、総プラス電極にあたる外部端子に、正極標準電位よりも低い標準電極電位を有する金属によって構成される金属部材を含むように構成するとともに、前記金属部材は、前記総プラス電極を有する電池セルにおいて、当該電池セルの外部端子の一部を他の電池セルの外部端子に比して多量に配することによって得られる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、総プラス電極に取り付けられる金属部材上で優先的に酸化反応を発生させることにより、電池セルの構成部品の溶出を抑制することができる。これにより、電池セルの密閉性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】組電池の概略図である。
【図２】電池セルの構成を示す図である。
【図３】組電池の総プラス電極を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に示すように、組電池１は、複数の電池セル１０を配列し、バスバー２０及びナット２１を用いて隣接する電池セル１０を直列に接続することによって得られる。電池セル１０は、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池である。
バスバー２０は、鉄、銅等の金属製の平板部材であり、電極端子間の接続部材として一般的に用いられるものである。ナット２１は、亜鉛メッキが施された鉄製のナット等、締結具として一般的に用いられるナットである。
【００１１】
組電池１では、バスバー２０によって接続される電池セル１０のうち、一端に配置され、正極側にバスバー２０が接続されていない電池セル１０の正極端子を総プラス電極３０として使用し、他端に配置され、負極側にバスバー２０が接続されていない電池セル１０の負極端子を総マイナス電極３１として使用する。
総プラス電極３０及び総マイナス電極３１には、それぞれナット２１を用いて外部機器の接続端子３２が接続される。この際、総プラス電極３０及び総マイナス電極３１には、組電池１の電圧を検出するための電圧検出端子３３が接続端子３２よりも外側に取り付けられる。
【００１２】
図２に示すように、電池セル１０は、ケース１１内に充放電要素となる電極体１２を収納し、電極体１２に非水電解質を含浸させることによって、繰り返し充放電可能な二次電池として構成される。ケース１１は、アルミニウム、鉄等の金属製の筐体である。
ケース１１の外方には、外部接続用の外部端子１３が突出して設けられる。各外部端子１３は、ガスケット１４を介して絶縁された状態でケース１１に固定される。また、正極側及び負極側の外部端子１３は、それぞれ正極集電端子１５及び負極集電端子１６によって電極体１２と接続されている。集電端子１５・１６も同様にガスケット１４を介してケース１１に対して絶縁された状態で固定される。集電端子１５・１６は、一部が外部端子１３を貫通してケース１１の外方に突出した状態でかしめられることにより、ガスケット１４に圧縮力を付与しつつ外部端子１３及びケース１１に固定されている。
正極集電端子１５と接続される正極側の外部端子１３は電池セル１０の正極端子となり、負極集電端子１６と接続される負極側の外部端子１３は電池セル１０の負極端子となる。
【００１３】
外部端子１３は、外部接続時にナット２１と締結可能なボルト部１３ａと、集電端子１５・１６と接続される端子部１３ｂとによって構成されている。
ボルト部１３ａは、亜鉛メッキが施された鉄製のボルトのおねじ部によって構成されており、その頭部はガスケット１４内に埋め込まれている。端子部１３ｂは、アルミニウム、銅、鉄等の高い導電性を有する金属製の部材であり、平板を側面視略Ｚ状に屈曲させた形状を有する。
【００１４】
図３に示すように、組電池１の総プラス電極３０において、外部端子１３に対して、外部機器の接続端子３２、及び、組電池１の電圧検出用の電圧検出端子３３に加えて、金属部材４０がナット２１を用いて取り付けられる。つまり、組電池１の中で、総プラス電極３０を有する電池セル１０のみに金属部材４０が別部材として設けられる。
金属部材４０は、板状又は箔状の金属製の部材であり、外部端子１３から側方に向けて突出するように取り付けられている。金属部材４０は、電池セル１０の正極標準電位よりも低い標準電極電位を有する金属によって構成されている。
電池セル１０をリチウムイオン二次電池とした場合、金属部材４０の材料としては、標準電極電位が正極標準電位（０〜１ＶｖｓＳＨＥ）よりも小さい値の金属、具体的には、鉄、亜鉛、マンガン、チタン、アルミニウム、マグネシウム等の金属、つまり標準電極電位が正極標準電位の最低値であるゼロよりも小さい金属を採用できる。
【００１５】
以上のように、組電池１の総プラス電極３０に、正極標準電位よりも低い標準電極電位の材料によって構成される金属部材４０を配置することによって、組電池１に電位が残った状態で塩水等の導電性を有する溶液に浸す際、金属部材４０を正極電位が残った部位に対して優先的に酸化させることができる。
これにより、電池セル１０を構成する各部品の酸化反応を抑制することができ、その溶出量を抑えることができる。従って、総プラス電極３０に金属部材４０を付設することによって、組電池１を水溶液に浸した際の電池セル１０の密閉性を確保できる。
【００１６】
また、組電池１は、同一構成の電池セル１０を複数配列したものであり、かつ、金属部材４０は組電池１全体に対して、総プラス電極３０を有する電池セル１０のみに配置されるため、組電池１の総電圧等、電池性能に大きな影響を及ぼすことがない。つまり、本実施形態のように、各電池セル１０の構成を変更せずに、特定の電池セル１０のみに金属部材４０を配置する組電池１は、全体として電圧制御が容易であるという利点を有する。
【００１７】
さらに、図３に示すように、金属部材４０は、総プラス電極３０において、接続端子３２及び電圧検出端子３３よりも外側に配置されている。つまり、総プラス電極３０の外部端子１３には、端子部１３ｂ側から先端側へ向かって、接続端子３２、電圧検出端子３３、及び金属部材４０が順に取り付けられている。
このように、金属部材４０を組電池１の主な電流経路の外側に配置することにより、組電池１の電圧に与える影響を最小限にできる。
【００１８】
総プラス電極３０を有する電池セル１０の構成部品の一部を増量させて、他の電池セル１０に比して多量に配することによって、上述の実施形態の金属部材４０と同様の金属部材を得る構成としても良い。
総プラス電極３０を有する電池セル１０の構成部品を増加させる例としては、外部端子１３の端子部１３ｂの厚みを他の電池セル１０よりも大きくすること、ボルト部１３ａの長さを大きくすること等が挙げられる。このように、電池セル１０の一部として金属部材を含むことによって、組電池１を組み立てる際の作業性に影響を与えないという効果を奏する。
【符号の説明】
【００１９】
１：組電池、１０：電池セル、１１：ケース、１２：電極体、１３：外部端子、１３ａ：ボルト部、１３ｂ：端子部、１４：ガスケット、１５：正極集電端子、２１：ナット、３０：総プラス電極、３２：接続端子、３３：電圧検出端子、４０：金属部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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