(57)【要約】【課題】電極端子間の電気的導通を安定的に維持することができ、ケースと電池積層体との間の絶縁性にも優れ、コンパクトで、製造作業性の面やコスト的にも有利な電池モジュールとその製造方法を提供する。【解決手段】発電要素１３をシート状の外装体１０内部に封止すると共に、発電要素１３に接続された板状の電極端子１５を外装体１０の外部に導出してなる扁平型電池Bをケース２内部に収納してなる電池モジュール１であって、扁平型電池Bを厚み方向に複数枚積層し電池積層体３を形成し、電池積層体３の各から突出された板状の電極端子の１５を接合して扁平型電池Bを電気的に直列に接続した後、端子接合部１８間に絶縁部材２９を挿入することを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素をシート状の外装体内部に封止すると共に、前記発電要素に接続された板状の電極端子を前記外装体の外部に導出してなる扁平型電池をケース内部に収納してなる電池モジュールの製造方法であって、
前記扁平型電池を該扁平型電池の厚み方向に複数枚積層し電池積層体を形成する工程と、
前記電池積層体の各扁平型電池から前記積層方向に対し直交する方向に突出された板状の電極端子の内、前記積層方向で隣接する電極端子同士を接合し前記扁平型電池が電気的に直列に接続する工程と、
前記電極端子を接合することにより形成された複数の端子接合部間に絶縁部材を挿入する工程と、
を有する電池モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記絶縁部材を挿入する工程は、前記複数の端子接合部間に挿入する絶縁プレートが一体化された前記絶縁部材を挿入することを特徴とする請求項１に記載の電池モジュールの製造方法。
【請求項３】
発電要素をシート状の外装体内部に封止すると共に、前記発電要素に接続された板状の電極端子を前記外装体の外部に導出してなる扁平型電池をケース内部に収納してなる電池モジュールであって、
前記扁平型電池を該扁平型電池の厚み方向に複数枚積層して形成した電池積層体の各扁平型電池から前記積層方向に対し直交する方向に突出された板状の電極端子の内、前記積層方向で隣接する電極端子同士を電気的に直列に接続するように接合した端子接合部間に絶縁部材を挿入したことを特徴とする電池モジュール。
【請求項４】
前記絶縁部材は、前記複数の端子接合部間に挿入する絶縁プレートを一体化したことを特徴とする請求項３に記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記絶縁部材は、前記端子接合部を外部から全体的に覆う構成としたことを特徴とする請求項４に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記絶縁部材は、前記複数の端子接合部の少なくとも一部を覆うカバー部材に前記絶縁プレートを一体的に設けたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平型電池を複数積層した電池積層体をケース内部に収納した電池モジュールとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車やハイブリッド自動車などの電源として、いわゆる電池モジュールを電気的に直列及び／又は並列に接続し、高出力及び高容量の組電池としたものが使用されている。
【０００３】
電池モジュールは、扁平型電池を電池厚み方向に複数枚積層し、この積層方向に対して直交する方向に突出した電極端子同士を電気的に直列に接続して電池積層体とし、この電池積層体をケース内部に収容したものである。
【０００４】
このような電池モジュールにおける各扁平型電池の電極端子は、通常、薄い金属板により形成されていることから、電池モジュールに振動などが加わると、電極端子同士を接合した端子接合部が積層方向に揺動して、相互に接触し短絡する虞があるため、各端子接合部間に絶縁部材を配置する必要がある。
【０００５】
このため、例えば、特許文献１では、絶縁部材により２枚の電極端子を挟み、電極端子同士を挟持することにより電極端子を接合すると共に、端子接合部間を前記絶縁部材により絶縁する電池セルの接続構造が開示されている。
【０００６】
しかしながら、電極端子同士を絶縁部材により挟持するのみでは、電極端子間の電気的導通を維持することが困難で、この導通状態を常時確保しようとすれば、絶縁部材の挟持面に高い精度が要求され、コスト的に不利となるのみでなく、絶縁部材が経時劣化（経時的な変形）し、電気的導通が不安定になる虞もある。
【０００７】
また、上記のような端子同士の絶縁及び電気的導通の信頼性を考慮し、特許文献１のように電極端子を絶縁部材で挟持した後に、さらに電極端子の先端を接合することが考えられるが、この場合、積層方向に対して直交する方向に突出した電極端子の長さは、絶縁部材を配置するための長さと、接合するための寸法を加えた長さが必要になり、電池モジュールの大型化を招くことにもなる。
【特許文献１】特開２００４−６１４１号公報（要約、図１、図３参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来技術に伴う問題を解決するためになされたもので、電極端子間の電気的導通を安定的に維持することができ、ケースと電池積層体との間の絶縁性にも優れ、コンパクトで、製造作業性の面やコスト的にも有利な電池モジュールとその製造方法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】
【０００９】
本発明に係る電池モジュールの製造方法は、発電要素をシート状の外装体内部に封止すると共に、前記発電要素に接続された板状の電極端子を前記外装体の外部に導出してなる扁平型電池をケース内部に収納してなる電池モジュールの製造方法であって、前記扁平型電池を該扁平型電池の厚み方向に複数枚積層し電池積層体を形成する工程と、前記電池積層体の各扁平型電池から前記積層方向に対し直交する方向に突出された板状の電極端子の内、前記積層方向で隣接する電極端子同士を接合し前記扁平型電池が電気的に直列に接続する工程と、前記電極端子を接合することにより形成された複数の端子接合部間に絶縁部材を挿入する工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る電池モジュールは、発電要素をシート状の外装体内部に封止すると共に、前記発電要素に接続された板状の電極端子を前記外装体の外部に導出してなる扁平型電池をケース内部に収納してなる電池モジュールであって、前記扁平型電池を該扁平型電池の厚み方向に複数枚積層して形成した電池積層体の各扁平型電池から前記積層方向に対し直交する方向に突出された板状の電極端子の内、前記積層方向で隣接する電極端子同士を電気的に直列に接続するように接合した端子接合部間に絶縁部材を挿入したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、扁平型電池を厚み方向に複数枚積層して形成した電池積層体の各扁平型電池から前記積層方向に対し直交する方向に突出された板状の電極端子同士を接合して電気的に直列に接続するので、電極端子間の電気的導通は常時安定的に維持でき、絶縁部材自体を高精度に仕上げる必要もなく、コスト的に有利となる。
【００１２】
特に、電極端子同士の接合により複数の端子接合部を形成した後に、当該端子接合部相互間に絶縁部材を挿入するので、電極端子の長さは接合するための長さのみでよく、別途絶縁部材を設置する長さは不必要になり、電池モジュール自体がコンパクトなものとなる。
【００１３】
さらに、各端子接合部間に設ける複数の絶縁部材を一体化すれば、絶縁部材の設置が容易で作業性が向上する。しかも、絶縁部材が端子接合部を外部から覆うので、各端子接合部間のみでなく、ケースと電池積層体との間の絶縁性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る電池モジュールについて、詳細に説明する。
【００１５】
図１は電池モジュールの一例を示す概略分解斜視図、図２は１つの扁平型電池を示し、（Ａ）は扁平型電池の概略平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う要部拡大概略断面図、図３は電池積層体の要部概略断面図である。
【００１６】
電池モジュール１は、図１に示すように、比較的薄肉の鋼板またはアルミ板により構成されたケース２と、ケース２の内部に収納された複数扁平型電池Ｂからなる電池積層体３とを有している。
【００１７】
ケース２は、上部が開口されたロアケース４と、ロアケース４の開口部５を閉塞する蓋体であるアッパーケース６とからなり、両ケース４，６は電池積層体３を収納した後、巻き締め加工により結合される。
【００１８】
扁平型電池Ｂは、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、例えばアルミニウム層の両面が樹脂層で被覆された三層構造を有するラミネートフィルムからなる２枚のシート状の外装体１０内に、正極電極板１１ｐ及び負極電極板１１ｍとセパレータ１２とを積層した発電要素１３を封止したもので、全体的には平面視長方形をしている。
【００１９】
発電要素１３の電極板１１ｐ，１１ｍには、板状の電極端子１５（正極の電極端子１５ｐ、負極の電極端子１５ｍ）の一端が接続線１６を介して接続され、各電極端子１５の他端は電池の積層方向に対し直交する方向に向って外装体１０の外部に導出されている。また、各扁平型電池Ｂには、それぞれ電圧検出部材１７が設けられ、外部の電圧検出装置（不図示）と接続され、電圧検出可能となっている。
【００２０】
電池積層体３は、図３に示すように、扁平型電池Ｂの正極電極端子１５ｐと負極電極端子１５ｍが対向位置になるように、電池の厚み方向に複数（図示例では８枚）積層することにより形成される。図２（A）に例示した扁平型電池Ｂの場合には、上下一対の扁平型電池Ｂの正極電極端子１５ｐと負極電極端子１５ｍが重なり合うように１８０度ずらして配置し、これら両電極端子１５を超音波接合、溶接などにより電気的に直列接続する。
【００２１】
図４は本発明に係る電池モジュール製造方法の一例を示す要部断面図である。本実施形態では、図４に示すように、電池モジュール３の正極の電極端子１５ｐと負極の電極端子１５ｍからなる電極端子１５あるいはこの電極端子１５と共にバスバー（不図示）を接合して端子接合部１８を形成し、間隔Sが比較的大きくなった端子接合部１８間に前記スペーサ２０に相当する絶縁部材２９を挿入し、端子接合部１８相互間を絶縁する方法としている。なお、絶縁部材２９としては、ポリプロピレンあるいはＡＢＳなどの合成樹脂を使用することが好ましい。
【００２２】
このように電極端子１５を接合した後、端子接合部１８間の間隔が比較的大きくなった後に絶縁部材２９を挿入すれば、振動などが加わっても端子接合部１８間での短絡はなく、電池モジュール１の電気的導通が常時安定し、しかも、きわめて作業性が向上する。
【００２３】
図５は絶縁部材の変形例１を示す概略斜視図である。本例の絶縁部材２９は、図５に示すように、端子接合部１８間に設置する複数の絶縁プレート２９ａの端部（電池積層体３の積層方向に直交する方向の外方側端部）に、端部プレート２９ｂを設け、全体を一体化するように形成したものである。このようにすれば、複数の絶縁プレート２９ａの内の１つを複数の端子接合部間の１箇所に位置決めすれば，他の絶縁プレート２９ａも端子接合部間に位置決めされるため、絶縁部材２９の設置が容易で作業性が向上し、しかも、絶縁部材２９が端子接合部１８を外部から覆うことにもなるので、ケース６と電池積層体３との間の絶縁性も向上する。
【００２４】
図６は絶縁部材の変形例２を示す概略斜視図である。さらに絶縁性を向上させるには、端子接合部１８相互間を絶縁すると共に、これを外部から覆うようにする。例えば、図６に示すように、絶縁部材２９は、最上位の端子接合部１８及び最下位の端子接合部１８を覆う上端あるいは下端の絶縁プレート２９u，２９ｗ、前記端部プレート２９ｂ、及び両側に設けられる側部プレート２９ｃを設け、これらを一体化したものにより構成してもよい。
【００２５】
このようにすれば、電池積層体３から電池の積層方向に対し直交する方向に突出した端子接合部１８間に絶縁部材２９を挿入することにより絶縁部材２９の設置が完了することになるので、取付け作業性が向上し、しかも、端子接合部１８を全体にわたり絶縁部材２９が外部から覆うことにもなるので、ケース６と電池積層体３との間の絶縁性もより向上する。
【００２６】
図７は絶縁部材の変形例３を示す概略斜視図である。電池モジュール１は、所望の電流、電圧、容量の電池とするために、複数個積層されると共に伝記的に接続して組電池として使用するが、この組電池を構成するために、図１に示すように、ケース２にはボルトが挿通するボルト孔O１が開設されている。また、絶縁プレート２９にもボルト孔O２が開設されている。これらボルト孔O１，O２にはスリーブ２８が設けられ、このスリーブ２８を通ってボルトが挿入される。
【００２７】
この場合、図７に示すように、絶縁部材２９にスリーブ２８を一体化して形成すると、スリーブ２８にボルトが挿入されることにより、絶縁部材２９の位置決め固定が行われるため、絶縁部材２９を位置決め及び固定するための複雑な構造が不要となる。
【００２８】
なお、図１において、ロアケース４の側板部４ａの短辺側には、切欠き３０，３１，３２が形成され、切欠き３０には電池積層体３を構成する電池の内、電気的に最上位（最高電位）の電池のプラス端子に接続されたプラス端子２２ｐが、切欠き３１には電池積層体３を構成する電池の内、電気的に最下位（最低電位）の電池のマイナス端子に接続されたマイナス端子２２ｍが設けられ、切欠き３２は電圧検出板１７に接続されるコネクタを挿入する差込み口２７と対応するように設けられている。図１中、「３３」は緩衝材である。
【００２９】
次に、電池モジュール１の製造方法を説明する。
【００３０】
ます、予め形成された扁平型電池Ｂを、この扁平型電池Bの厚み方向に複数枚（図示の例では８枚）積層し電池積層体３を形成する。
【００３１】
そして、電池積層体３の各扁平型電池Bから前記積層方向に対し直交する方向に突出された板状の電極端子１５の内、前記積層方向で隣接する電極端子同士、つまり上下に隣接する正極電極端子１５ｐと負極電極端子１５ｍを超音波接合、溶接などにより接合する。この接合により各電池Ｂは、電気的に直列接続され、電池積層体３からは４枚の端子接合部１８が電池Bの積層方向に対し直交する方向に突出される。
【００３２】
次に、各端子接合部１８間に絶縁部材２９を挿入する。絶縁部材２９は、各端子接合部１８間に１枚ずつ挿入する。これにより電池モジュール１に振動などが加わっても、各端子接合部１８が接触することはなく、電池B間での短絡も防止され、電池モジュール１での電気的導通は常時安定することになる。
【００３３】
ただし、絶縁部材２９を各端子接合部１８間に１枚ずつ挿入する作業は、多量の電池モジュール１を生産する場合には作業能率が悪いので、図５に示す絶縁部材２９のように、端子接合部１８間に設置する複数の絶縁プレート２９ａを端部プレート２９ｂにより一体化したものを使用すると、複数の絶縁部材２９を一度に設置でき、作業能率が向上する。しかも、電池積層体３をケース２内に収納したとき、ケース２と電池積層体３との間に絶縁部材２９の端部プレート１９ｂが存在することになるので、ケース６と電池積層体３との間の絶縁性も向上する。
【００３４】
また、図６に示す絶縁部材２９のような箱状をしたものを使用すると、周囲から端子接合部１８を覆うことができ、絶縁部材２９の取付け作業能率が向上するのみでなく、電池積層体３をケース２内に収納したとき、ケース２と電池積層体３との間に絶縁部材２９の端部プレート２９ｂが存在することになるので、ケース６と電池積層体３との間の絶縁性も向上する。
【００３５】
さらに、図７に示す絶縁部材２９のような、スリーブ２０と一体的に形成したものを使用すると、周囲から端子接合部１８を覆うことになるので、絶縁性が向上し、しかも絶縁部材２９の取付け作業性が向上するのみでなく、スリーブ２０、スペーサ２０、絶縁カバー２４及び節煙部材２９を１つの部品にすることができ部品点数が低減し、コスト的にも有利となる。
【００３６】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、上述した実施形態では、絶縁部材２９は、端子接合部１８の全体を覆っているが、部分的の覆うものであってもよく、また、絶縁カバー２４として使用する場合も同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、電池モジュールの製造に利用し、電極端子間の電気的導通を安定させ、組み付け作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】電池モジュールの一例を示す概略分解斜視図である。
【図２】１つの扁平型電池を示し、（Ａ）は扁平型電池の概略平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う要部拡大概略断面図である。
【図３】電池積層体の要部概略断面図である。
【図４】本発明に係る電池モジュール製造方法の一例を示す要部断面図である。
【図５】絶縁部材の変形例１を示す概略斜視図である。
【図６】絶縁部材の変形例２を示す概略斜視図である。
【図７】絶縁部材の変形例３を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…電池モジュール、
２…ケース、
３…電池積層体、
１０…外装体、
１３…発電要素、
１５…電極端子、
１８…端子接合部、
２４…カバー部材、
２９…絶縁部材、
２９ａ…絶縁プレート、
Ｂ…扁平型電池。
【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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