(57)【要約】【課題】複数の薄型電池を積層した組電池の配置条件、配線条件の自由度を向上させる。【解決手段】外部接続用バスバー２２２が第５の負極端子１０５５に溶接され、第５の正極端子１０４５に対して第４の正極端子１０４４が９０°の方向に導出して、直角バスバー２１２により接続され、第５の薄型電池１０ｅの上に第４の薄型電池１０ｄが積層される。第４の正極端子１０５４に対して第３の負極端子１０５３が９０°の方向に導出して、直角バスバー２１２により接続され、第４の薄型電池１０ｄの上に第３の薄型電池１０ｃが積層される。第３の正極端子１０４３に対して第２の負極端子１０５２が同一方向に導出して直接的に接続され、第３の薄型電池１０ｃの上に第２の薄型電池１０ｂが積層される。第２の正極端子１０４２に対して第１の負極端子１０５１が同一方向に導出して、直接的に接続され、第２の薄型電池１０ｂの上に第１の薄型電池１０ａが積層される。第１の正極端子１０４１には、外部接続用バスバー２２１が溶接されて組電池２０が構成される。【選択図】　図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極端子と負極端子とが電池外装の外周部の対向する端縁から導出する複数の薄型電池を積層し、一の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方と、他の薄型電池の同極端子又は他極端子とを直接的に又は接続手段により電気的に接続する薄型電池の組電池であって、
前記複数の薄型電池の積層において、最上段に積層される薄型電池の正極端子又は負極端子の一方と、最下段に積層される薄型電池の他極端子が鉛直方向を中心として同一方向に導出するように、前記最上段の薄型電池と前記最下段の薄型電池とを積層し、
前記最上段の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方及び前記最下段の薄型電池の他極端子に対して、前記最上段の薄型電池と前記最下段の薄型電池との間に積層される少なくとも一つの中段の薄型電池の同極端子が、鉛直方向を中心として異なる方向に導出するように、前記中段の薄型電池が積層される薄型電池の組電池。
【請求項２】
前記中段の薄型電池の同極端子が、前記最上段の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方に対して、鉛直方向を中心として実質的に９０°又は２７０°回転した方向に導出するように、前記中段の薄型電池が積層される請求項１記載の薄型電池の組電池。
【請求項３】
前記中段の薄型電池の同極端子に対して、前記中段の薄型電池の直上に積層される薄型電池の他極端子が、鉛直方向を中心として実質的に９０°又は２７０°回転した方向に導出し、
前記接続手段が、前記直上の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方と前記中段の薄型電池の同極端子又は他極端子とを電気的に接続する請求項２記載の薄型電池の組電池。
【請求項４】
前記中段の薄型電池の同極端子に対して、前記中段の薄型電池が積層される直下の薄型電池の他極端子が、鉛直方向を中心として実質的に９０°又は２７０°回転した方向に導出し、
前記接続手段が、前記中段の薄型電池の正極端子又は他極端子の他方と前記直下の薄型電池の同極端子又は他極端子とを電気的に接続する請求項３記載の薄型電池の組電池。
【請求項５】
第１の接続手段が、前記直上の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方と前記中段の薄型電池の同極端子又は他極端子とを電気的に接続し、
第２の接続手段が、前記中段の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方と前記直下の薄型電池の同極端子又は他極端子とを電気的に接続し、
前記第１の接続手段と、前記第２の接続手段が鉛直方向で相互に干渉しない請求項４記載の薄型電池の組電池。
【請求項６】
前記第１の接続手段の前記中段の薄型電池の同極端子又は他極端子から前記直上の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方へ向かう側の端部が、前記直上の薄型電池の同極端子又は他極端子の半分以下の面積に接触し、
前記第２の接続手段の前記中段の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方から前記直下の薄型電池の同極端子又は他極端子へ向かう側の端部が、前記直下の薄型電池の同極又は他極端子の半分以下の面積に接触し、
前記第１の接続手段と、前記第２の接続手段とが鉛直方向に相互に干渉せずに、前記直上の薄型電池と前記中段の薄型電池と前記直下の薄型電池とを電気的に接続する請求項５記載の薄型電池の組電池。
【請求項７】
前記最上段の薄型電池の正極端子及び負極端子の一方に対して、前記最上段の薄型電池と前記最下段の薄型電池との間の少なくとも一つの中段の薄型電池の同極端子が、鉛直方向を中心として実質的に１８０°回転した方向に導出するように、前記中段の薄型電池が積層される請求項１〜６の何れかに記載の薄型電池の組電池。
【請求項８】
前記中段の薄型電池の同極端子に対して、前記中段の薄型電池の直上に積層される薄型電池の他極端子が、鉛直方向を中心として実質的に１８０°回転した方向に導出し、
前記直上の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方を鉛直下向きに折り曲げるとともに、前記中段の薄型電池の同極端子又は他極端子を鉛直上向きに折り曲げて、相互に接触させることにより、前記直上の薄型電池と前記中段の薄型電池とが電気的に接続される請求項７記載の薄型電池の組電池。
【請求項９】
前記最下段の薄型電池の同極端子に対して、前記中段の薄型電池が積層される直下の薄型電池の他極端子が、鉛直方向を中心として実質的に１８０°回転した方向に導出し、
前記中段の薄型電池の正極端子又は他極端子の他方を鉛直下向きに折り曲げるとともに、前記直下の薄型電池の同極端子又は他極端子を鉛直方向上向きに折り曲げて、相互に接触させることにより、前記中段の薄型電池と前記直下の薄型電池とが電気的に接続される請求項８記載の薄型電池の組電池。
【請求項１０】
前記接続手段が、前記一の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方と、前記他の薄型電池の他極端子とを接続する請求項１〜９の何れかに記載の薄型電池の組電池。
【請求項１１】
前記複数の薄型電池が、３つ以上の奇数個の前記薄型電池である請求項１〜１０の何れかに記載の薄型電池の組電池。
【請求項１２】
前記接続手段が、バスバーである請求項１〜１１の何れかに記載の薄型電池の組電池。
【請求項１３】
前記バスバーが、Ｌ字形状である請求項１２記載の薄型電池の組電池。
【請求項１４】
前記直上の薄型電池が、前記最上段の薄型電池である請求項３〜６、８〜１３の何れかに記載の薄型電池の組電池。
【請求項１５】
前記直下の薄型電池が、前記最下段の薄型電池である請求項４〜６、９〜１４の何れかに記載の薄型電池の組電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、複数の薄型電池を積層した組電池に関し、特に配置条件、配線条件の自由度が向上する薄型電池の組電池に関する。
【０００２】
【背景技術】
薄型電池は、使用態様や使用条件の多様化に伴い、高電圧、高容量化が求められており、その一手段として、複数の薄型電池を接続する技術が提案されている。
【０００３】
特開平９−２５９８５９号公報では、外周部の対向する端縁に一対の凹設部を有し、当該凹設部に導出された端子を有する複数の薄型電池を積層して接続し、組電池を構成する方法が開示されている。
【０００４】
しかしながら、上記の技術によると、奇数個の薄型電池を積層して組電池を構成し、当該組電池の正極端子と負極端子とを同一方向に導出させる場合、最上段又は最下段の一方の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方が導出する方向と同一の方向に、最上段又は最下段の他方の薄型電池の他極端子を導出させるためのバスバー等が必要となり、当該組電池の大型化を導き、配置、配線等の条件が制約される。
【発明の開示】
本発明は、複数の薄型電池を積層した組電池に関し、特に組電池の配置、配線の自由度が向上する薄型電池の組電池を提供することを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明によれば、正極端子と負極端子とが電池外装の外周部の対向する端縁から導出する複数の薄型電池を積層し、一の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方と、他の薄型電池の同極端子又は他極端子とを直接的に又は接続手段により電気的に接続する薄型電池の組電池であって、前記複数の薄型電池の積層において、最上段に積層される薄型電池の正極端子又は負極端子の一方と、最下段に積層される薄型電池の他極端子が鉛直方向を中心として同一方向に導出するように、前記最上段の薄型電池と前記最下段の薄型電池とを積層し、前記最上段の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方及び前記最下段の薄型電池の他極端子に対して、前記最上段の薄型電池と前記最下段の薄型電池との間に積層される少なくとも一つの中段の薄型電池の同極端子が、鉛直方向を中心として異なる方向に導出するように、前記中段の薄型電池が積層される薄型電池の組電池が提供される。
【０００６】
本発明では、正極端子と負極端子とが電池外装の外周部の対向する端縁から導出する複数の、特に３以上の奇数個の薄型電池を積層する場合に、最上段に積層される薄型電池の正極端子又は負極端子の一方と、最下段に積層される薄型電池の他極端子が鉛直方向を中心として同一方向に導出するように、当該最上段及び最下段の薄型電池を積層し、さらに、その間に積層される少なくとも一つの中段の薄型電池の同極端子が、当該最上段の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方及び最下段の薄型電池の他極端子に対して、異なる方向に導出するように、当該中段の薄型電池を積層して薄型電池の組電池を構成する。これにより、最上段又は最下段の一方の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方が導出する同一方向に、最上段又は最下段の他方の薄型電池の他極端子を導出させるためのバスバー等が不要となり、組電池の小型化が図れ、組電池の配置、配線の自由度が向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【０００８】
図１は本発明の実施形態における薄型電池１０の斜視図であり、図２は図１のＩ−Ｉ部の断面図、図３（ａ）は本発明の実施形態における薄型電池接続用の直角バスバーの上方からの斜視図、図３（ｂ）は当該直角バスバーの下方からの斜視図、図４（ａ）は本発明の実施形態における組電池を外部と接続するための外部接続用バスバーの上方からの斜視図、図４（ｂ）は当該外部接続用バスバーの下方からの斜視図、図５は本発明の実施形態における筐体の斜視図、図６は本発明の実施形態における蓋部の斜視図、図７は本発明の実施形態における薄型電池を積層して構成した組電池の一方の側から見た斜視図、図８は本発明の実施形態における薄型電池を積層して構成した組電池の他方の側から見た斜視図、図９は図７及び図８の背面図、図１０は図７〜図９に示す薄型電池の組電池の回路図、図１１は本発明の実施形態における組電池の第１組立工程を示す分解斜視図、図１２は図１１における組電池の第３の薄型電池及び第４の薄型電池の接続構造を示す平面図、図１３は図１１における組電池の第４の薄型電池及び第５の薄型電池の接続構造を示す平面図、図１４は本発明の実施形態における組電池の第２組立工程を示す斜視図、図１５は本発明の実施形態における組電池の第３組立工程を示す概略断面図、図１６は本発明の実施形態における組電池の第４組立工程を示す概略断面図である。
【０００９】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態における薄型電池１０はリチウム系の薄型電池であり、例えば、４枚の正極板１０１と、９枚のセパレータ１０２と、４枚の負極板１０３と、正極端子１０４と、負極端子１０５と、上部電池外装１０６と、下部電池外装１０７とから構成されている。
【００１０】
正極板１０１は、金属酸化物などの正極活物質、例えばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎＯ２）などのリチウム複合酸化物やカルコゲン（Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ）化物の正極活物質を、アルミニウム箔等の金属箔の両面に塗着させたものである。負極板１０３は、例えば黒鉛などのリチウムイオンを吸蔵、放出する負極活物質、ニッケル箔或いは銅箔の金属箔の両面に塗着させたものである。また、セパレータ１０２は、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリオレフィンなどの微多孔性の膜である。
【００１１】
当該薄型電池１０は、上から正極板１０１と負極板１０３とが交互に、且つ当該正極板１０１と負極板１０２との間にセパレータ１０２が位置するような順序で積層され、さらに、その最上部及び最下部にセパレータ１０２が一枚ずつ積層されている。そして、４枚の正極板１０１が正極側接続線１０４ａを介して、正極端子１０４に接続されており、４枚の負極板１０３が、負極側接続線１０５ａを介して、負極端子１０５に接続されている。なお、薄型電池１０における正極板、セパレータ、負極板の枚数は、上記の数に限定されるものではなく、上記順序に従う限り適宜設定することが可能である。
【００１２】
そして、例えば樹脂フィルムや樹脂−金属薄膜ラミネート材などの柔軟性を有する材料で作られた上部電池外装１０６及び下部電池外装１０７が、上述の順序で積層された複数の正極板１０１とセパレータ１０２と負極板１０３とを包み込み、当該電池外装１０６、１０７により形成される空間に、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）などのエステル系溶媒、及びγ−ブチラクトン（γ−ＢＬ）、ジエトシキエタン（ＤＥＥ）等のエーテル系溶媒等を調合した有機液体溶媒に、過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウム等のリチウム塩を溶解させた電解液が注入されて満たされ、その後、上部電池外装１０６及び下部電池外装１０７は封止される。
【００１３】
当該封止した電池外装１０６、１０７の一方の端部からは、正極端子１０４が導出している。そして、薄型電池１０内の封止を維持するために、当該正極端子１０４と電池外装１０６、１０７とが接触する部分には、端子シール１０８が塗布されている。同様に、封止した電池外装１０６、１０７の他方の端部からは、負極端子１０５が導出しており、当該負極端子１０５と電池外装１０６、１０７とが接触する部分には端子シール１０８が塗布されている。なお、上記薄型電池に、例えばセパレータの代わりにゲル電解質又は真性ポリマ電解質等を用いたポリマリチウム電池等を用いても良い。この薄型電池１０を複数積層することによって、後述する図７に示すような組電池２０が構成される。
【００１４】
次に、当該薄型電池１０を積層して組電池２０を構成する際に使用する構成要素、即ち、複数の薄型電池１０同士を接続するための直角バスバー２１、構成された組電池２０と外部とを接続するための外部接続用バスバー２２、積層された薄型電池１０を収納するために筐体２４、及び当該筐体２４を封止する外部接続用バスバー２５について以下に説明する。
【００１５】
直角バスバー２１は、一の薄型電池１０の負極端子１０５と他の薄型電池１０の正極端子１０４とを接続する手段であり、導電性を有する材質、例えば金属製である。当該直角バスバー２１は、図３に示すように、一定の幅及び厚さを有して直角に折れた形状であり、その両端部に薄型電池１０の正極端子１０４又は負極端子１０５と溶接して接続するための溶接領域２１ａがそれぞれ形成されている。この両端部の溶接領域２１ａは、一方の端部の溶接領域２１ａが上面に形成されており、他方の端部の溶接領域２１ａは下面に形成されている。一の薄型電池１０の負極端子１０５と他の薄型電池１０の正極端子１０４とを接続する向きによっては、同図に示す両端部の溶接領域２１ａの位置関係を、一方の端部の溶接領域２１ａを下面に形成し、他方の端部の溶接領域２１ａを上面に形成する。そして、同図に示すように、この両端部の溶接領域２１ａのそれぞれの裏側面には、組電池２０を構成した際に互いに近傍に位置する他の直角バスバー２１との干渉を回避するために、絶縁部２１ｂに絶縁塗料が塗布されている。
【００１６】
当該直角バスバー２１の一方の辺Ｌ１及び他方の辺Ｌ２の長さは、実質的に同一の長さであり、当該直角バスバー２１の厚さと、薄型電池１０の正極端子１０４及び負極端子１０５の厚さとは、実質的に同一の厚さである。
【００１７】
当該直角バスバー２１を用いることにより、一の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方が、当該一の薄型電池の直上又は直下に積載される薄型電池の他極端子に対して鉛直方向を中心として９０°又は２７０°回転した方向に導出するようにこれらの薄型電池が積層された場合でも、当該積層された薄型電池同士を電気的に接続することが可能となる。
【００１８】
外部接続用バスバー２２は、複数の薄型電池１０により構成される組電池２０から導出して外部との接続のための手段であり、導電性を有する材質、例えば金属製である。当該外部接続用バスバー２２は、図４に示すように、矩形の形状であり、薄型電池１０の正極端子１０４又は負極端子１０５と溶接して接続するための溶接領域２２ａが一方の端部の下面に形成されている。
【００１９】
当該外部接続用バスバー２２を、最上段に積層された薄型電池１０の正極端子１０４に接続し、また最下段に積層された薄型電池１０の負極端子１０５に接続することにより、当該薄型電池１０の積層を収納するための後述する筐体２３及び外部接続側蓋部２４から組電池２０としての正極端子及び負極端子を導出させ外部との接続が可能となる。
【００２０】
さらに、上記のように直角バスバー２１及び外部接続用バスバー２２により接続された複数の薄型電池１０の積層は、保護のために金属製の筐体２４内に収納され、そして当該筐体２４の開口部２４１で蓋部２５により密閉される。
【００２１】
筐体２４は、図５に示すように、上述の薄型電池１０の積層を収納するのに十分な空間を内部に有する一方の面が閉じた概略四角筒柱の形状であり、他方の面に、当該薄型電池１０の積層を挿入するための開口部２４１が形成されている。また、当該開口部２４１の外側の四隅にはボルトで蓋部２５を固定するための固定穴２４２が形成されている。
【００２２】
蓋部２５は、図６に示すように、筐体２４の開口部２４１を塞ぐのに十分な大きさの平板形状であり、２つの外部接続用バスバー２２を当該蓋部２５から突出されるための貫通穴２５１ａ、２５１ｂが形成されている。また、筐体２４に設けられたボルト固定用穴２４２に対応する蓋部２５の四隅の位置にボルト貫通用の固定穴２５４が形成されている。さらに、筐体２４の内部に充填剤を注入して満たすための充填穴２５２と、当該充填剤を筐体２４内部に均一に且つ十分に注入するための空気穴２５３が設けられている。
【００２３】
次に、以上に説明した複数の薄型電池１０、直角バスバー２１、外部接続用バスバー２２から構成される組電池２０について以下に説明する。
【００２４】
図７及び図８に示すように、組電池２０は、５つの薄型電池１０ａ〜１０ｅと、２つの外部接続用バスバー２２１、２２１と、２つの直角バスバー２１１、２１２と、さらに同図には示さないが、筐体２４と、蓋部２５とから構成される。筐体２４及び蓋部２５による薄型電池１０の積層の収納については図１５及び図１６を参照すると共に後述する。ここで、図７及び図８における５つの薄型電池１０ａから１０ｅについて、最上段から下方に向かって、第１の薄型電池１０ａ、第２の薄型電池１０ｂ、第３の薄型電池１０ｃ、第４の薄型電池１０ｄ、第５の薄型電池１０ｅとする。また、第１の薄型電池１０ａの正極及び負極端子は、第１の正極端子１０４１及び第１の負極端子１０５１とし、同様に、第２の薄型電池１０ｂの正極及び負極端子を第２の正極端子１０４２及び第２の負極端子１０５２とし、第３の薄型電池１０ｃの正極及び負極端子を第３の正極端子１０４３及び第３の負極端子１０５３とし、第４の薄型電池１０ｄの正極及び負極端子を第４の正極端子１０４４及び負極端子１０５４とし、第５の薄型電池１０ｅの正極及び負極端子を第５の正極端子１０４５及び第５の負極端子１０５５とする。
【００２５】
当該組電池２０を構成する第１〜第５の薄型電池１０ａ〜１０ｅは、以下のように積層される。まず、第５の負極端子１０５５に対して、鉛直方向を中心として反時計回りに９０°回転した位置に第４の負極端子１０５４が位置するように、第４の薄型電池１０ｄを第５の薄型電池１０ｅの上に積層する。
【００２６】
次に、第４の負極端子１０５４に対して、鉛直方向を中心として反時計回りに９０°回転した位置に、即ち第５の正極端子１０４５と同一方向に、第３の負極端子１０５３が位置するように、第３の薄型電池１０ｃを第４の薄型電池１０ｄの上に積層する。
【００２７】
次に、第３の負極端子１０５３に対して、鉛直方向を中心として１８０°回転した位置に、即ち第３の正極端子１０４３と同一方向に、第２の負極端子１０５２が位置するように、第２の薄型電池１０ｂを第３の薄型電池１０ｃの上に積層する。
【００２８】
次に、第２の負極端子１０５２に対して、鉛直方向を中心として１８０°回転した位置に、即ち第２の正極端子１０４２と同一方向に、第１の負極端子１０５１が位置するように、第１の薄型電池１０ａを第２の薄型電池１０ｂの上に積層する。結果として、第１の薄型電池１０ａの第１の正極端子１０４１と、第５の薄型電池１０ｅの第５の負極端子１０５５とが鉛直方向を中心として同一方向に向くこととなる。
【００２９】
第１の薄型電池１０ａの正極端子１０４１の上面には、第１の外部接続用バスバー２２１とその溶接領域２２ａで溶接されて電気的に接続される。また、第１の薄型電池１０ａの負極端子１０５１は、下方に折り曲げられて、それと共に第２の薄型電池１０ｂの正極端子１０４２が上方に折り曲げられて、これらの先端が相互に接触されて溶接され、これにより、第１の薄型電池１０ａと第２の薄型電池１０ｂとが電気的に接続される。さらに、第２の薄型電池１０ｂの負極端子１０５２は、下方に折り曲げられて、それと共に第３の薄型電池１０ｃの正極端子１０４３が上方に折り曲げられて、これらの先端が相互に接触され溶接され、これにより、第２の薄型電池１０ｂと第３の薄型電池１０ｃとが電気的に接続される。
【００３０】
第３の薄型電池１０ｃの負極端子１０５３の下面の一部には、第１の直角バスバー２１１の一端部の上面に形成された溶接領域２１ａが溶接される。そして、当該第１の直角バスバー２１１の他端部の下面に形成された溶接領域２１ａが、第４の薄型電池１０ｄの正極端子１０４４の上面の一部に溶接される。これにより、鉛直方向を中心として、導出方向が９０度ずれた各端子１０５３、１０４４を有する第３の薄型電池１０ｃと第４の薄型電池１０ｄとが電気的に接続される。
【００３１】
さらに、第４の薄型電池１０ｄの負極端子１０５４の下面の一部には、第２の直角バスバー２１２の一端部の上面に形成された溶接領域２１ａが溶接される。そして、当該第２の直角バスバー２１２の他端部の下面に形成された溶接領域２１ａが、第５の薄型電池１０ｅの正極端子１０４５の上面の一部に溶接される。これにより、鉛直方向を中心として、導出方向が９０度ずれた各端子１０５４、１０４５を有する第４の薄型電池１０ｄと第５の薄型電池１０ｅとが電気的に接続される。第５の薄型電池１０ｅの負極端子１０５５の上面には、第２の外部接続用バスバー２２２とその溶接領域２２ａで溶接されて電気的に接続される。
【００３２】
以上の接続が完了したら、第１〜第５の薄型電池１０ａ〜１０ｅから成る積層の外部接続用バスバー２２１、２２２が導出する側に蓋部２５を取り付け、さらに接続された第１〜第５の薄型電池１０ａ〜１０ｅを筐体２４に収納し、その内部を充填剤により満たすことにより組電池２０が完成する。なお、この蓋部２５の取付、筐体２４への収納は図７及び図８には図示しないが、後述する図１５及び図１６により理解することが出来る。
【００３３】
ここで、図９に示すように、第３の薄型電池１０ｃと第４の薄型電池１０ｄとを接続する第１の直角バスバー２１１は、第３の薄型電池１０ｃの負極端子１０５３の半分以下の面積（同図において右側半分）で接触し、第４の薄型電池１０ｄと第５の薄型電池１０ｅとを接続する第２の直角バスバー２１２は、第５の薄型電池１０ｅの正極端子１０４５の半分以下の面積（同図において左側半分）で接触している。このように、第１の直角バスバー２１１と第２の直角バスバー２１２とが、鉛直方向に対して重なることがないようにそれぞれ接続することにより、組電池２０において、同一方向の電流の流れが重なることを回避することが出来、インダクタンスの増加を防止することが可能となる。なお、バスバーを介さずに端子同士が直接的に接続されている箇所においては、電流が相互に逆向きに流れることにより、インダクタンスが相殺されるので、組電池２０全体としてのインダクタンスは非常に少なくすることが出来る。
【００３４】
このように接続された５つの薄型電池１０ａ〜１０ｅは、図１０に示すように、第１〜第５の薄型電池１０ａ〜１０ｅが直列に接続された組電池２０を形成する。なお、図１０において、第１の薄型電池１０ａの正極端子１０４１から外部に導出する第１の外部接続用バスバー２２１と、第３の薄型電池１０ｃと第４の薄型電池１０ｄとを接続する第１の直角バスバー２１１と、第４の薄型電池１０ｄと第５の薄型電池１０ｅとを接続する第２の９０バスバー２１２と、第５の薄型電池１０ｅの負極端子１０５５から外部に導出する第２の外部接続用バスバー２２２とが示されている。
【００３５】
以下に、図１１〜図１６に従って、本発明の実施形態における組電池２０の組立方法について説明する。
【００３６】
先ず、組電池２０の組立における第１組立工程として、図１１に示すように、２つの外部接続用バスバー２２１、２２２及び２つの直角バスバー２１１、２１２を対応する端子に溶接し、５つの薄型電池１０ａ〜１０ｅをそれぞれ上述の向きで積層する。即ち、第１の薄型電池１０ａの正極端子１０４１の上面の一部に第１の外部接続用バスバー２２１の下面に形成された溶接領域２２ａを溶接し、第５の薄型電池１０ｅの負極端子１０５５の上面の一部に第２の外部接続用バスバー２２２の下面に形成された溶接領域２２ａを溶接する。また、図１１及び図１２に示すように、第２の直角バスバー２１１の一端部に形成された溶接領域２１ａを第３の薄型電池１０ｃの負極端子１０５３の下面の一部に溶接し、その他端部に形成された溶接領域２１ａを第４の薄型電池１０ｄの正極端子１０４４の上面の一部に溶接する。さらに、図１１及び図１３に示すように、第２の直角バスバー２１２の一端部に形成された溶接領域２１ａを第４の薄型電池１０ｄの負極端子１０５４の下面の一部に溶接し、その他端部に形成された溶接領域２１ａを第５の薄型電池１０ｅの正極端子１０４５の上面の一部に溶接する。
【００３７】
次に、組電池２０の組立における第２組立工程として、図１４に示すように、第５の薄型電池１０ｅの上に第４の薄型電池１０ｄを、正極端子１０４５と負極端子１０５４とが鉛直方向を中心として９０度ずれるように積層する。次に、第４の薄型電池１０ｄの上に第３の薄型電池１０ｃを、正極端子１０４４と負極端子１０５３とが鉛直方向に９０度ずれるように積層する。さらに、第３の薄型電池１０ｃ、第２の薄型電池１０ｂ、第１の薄型電池１０ａを、第３の正極端子１０４３、第２の負極端子１０５２、第１の正極端子１０４１が同一方向となるように順に積層する。そして、第１の薄型電池１０ａの負極端子１０５１を下方に折り曲げると共に第２の薄型電池１０ｂの正極端子１０４２を上方に折り曲げ、これらの端子１０５１、１０４２を相互に接触させて溶接する。また、第２の薄型電池１０ｂの負極端子１０５２を下方に折り曲げると共に第３の薄型電池１０ｃの正極端子１０４３を上方に折り曲げ、これらの端子１０５２、１０４３とを相互に接触させて溶接する。以上の接続により５つの薄型電池１０ａ〜１０ｅが電気的に直列に接続される。
【００３８】
次に、組電池２０の組立における第３組立工程として、図１５に示すように、蓋部２５の正極側バスバー用貫通穴２５１ａに正極側の第１の外部接続用バスバー２２１を貫通させ、負極側バスバー用貫通穴２５１ｂに負極側の第２の外部接続用バスバー２２２を貫通させて取り付ける。
【００３９】
同図において、負極端子と正極端子との直接的な接続により、或いは直角バスバーによる接続により、第１の外部接続用バスバー２２１→第１の正極端子１０４１→第１の薄型電池１０ａ→第１の負極端子１０５１→第２の正極端子１０４２→第２の薄型電池１０ｂ→第２の負極端子１０５２→第３の正極端子１０４３→第３の薄型電池１０ｃ→第３の負極端子１０５３→第１の直角バスバー２１１→第４の正極端子１０４４→第４の薄型電池１０ｄ→第４の負極端子１０５４→第２の直角バスバー２１２→第５の正極端子１０４５→第５の薄型電池１０ｅ→第５の負極端子１０５５→第２の外部接続用バスバー２２２、の電気的な接続がされていることが分かる。
【００４０】
次に、組電池２０の組立における第４組立工程として、図１６に示すように、筐体２４のボルト取付用の４つの固定穴２５ｂを、５つの薄型電池１０ａ〜１０ｅを筐体２４の内部に収納し、蓋部２５に形成された固定穴２５４にそれぞれ対応させて取り付ける。そして、図示しないボルトにより当該４つの固定穴２５４に蓋部２５を固定する。
【００４１】
その後、蓋部２５に形成された充填穴２５２から５つの薄型電池１０を収納した筐体２４の内部に絶縁特性を有する充填剤２６を注入する。この際、蓋部２５に当該注入のための空気穴２５３が設けられているため、筐体２４の内部全体に充填剤２６を均一に且つ十分に満たすことが可能となる。筐体２４内部に充填剤２６を十分に満たしたら、外側端子側蓋部２５の充填穴２５２及び空気穴２５３を封止する。このように、複数の薄型電池を収納した筐体の内部を絶縁特性を有する充填剤で満たすことにより、薄型電池を筐体内部に固定することが可能になる。
【００４２】
以上のように、複数個、特に３つ以上の奇数個の薄型電池を積層して構成する組電池において、最上段の正極端子又は負極端子の一方と、最下段の他極端子とを同一方向に導出するように当該最上段の薄型電池と最下段の薄型電池とを積層し、その間に位置する中段の薄型電池の同極端子を鉛直方向を中心として上記の端子と異なる方向、例えば９０°、１８０°、２７０°に導出するように積層することにより、最上段又は最下段の一方の薄型電池の正極端子又は負極端子の一方が導出する同一方向に、最上段又は最下段の他方の薄型電池の他極端子を導出させるためのバスバー等が不要となり、組電池の小型化が図れ、組電池の配置、配線の自由度が向上する。
【００４３】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における薄型電池の斜視図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ部の断面図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の実施形態における薄型電池接続用の直角バスバーの上方からの斜視図、図３（ｂ）は直角バスバーの下方からの斜視図である。
【図４】図４（ａ）は本発明の実施形態における組電池を外部と接続するための外部接続用バスバーの上方からの斜視図、図４（ｂ）は当該外部接続用バスバーの下方からの斜視図である。
【図５】本発明の実施形態における筐体の斜視図である。
【図６】本発明の実施形態における蓋部の斜視図である。
【図７】本発明の実施形態における薄型電池を積層して構成した組電池の一方の側から見た斜視図である。
【図８】本発明の実施形態における薄型電池を積層して構成した組電池の他方の側から見た斜視図である。
【図９】図７及び図８の背面図である。
【図１０】図７〜図９に示す薄型電池の組電池の回路図である。
【図１１】本発明の実施形態における組電池の第１組立工程を示す分解斜視図である。
【図１２】図１１における組電池の第３の薄型電池及び第４の薄型電池の接続構造を示す平面図である。
【図１３】図１１における組電池の第４の薄型電池及び第５の薄型電池の接続構造を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施形態における組電池の第２組立工程を示す斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態における組電池の第３組立工程を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の実施形態における組電池の第４組立工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０…薄型電池
１０ａ〜１０ｅ…第１〜第５の薄型電池
１０１…正極板
１０２…セパレータ
１０３…負極板
１０４…正極端子
１０４１〜１０４５…第１〜第５の正極端子
１０４ａ…正極側接続線
１０５…負極端子
１０５１〜１０５５…第１〜第５の負極端子
１０５ａ…負極側接続線
１０６…上部電池外装
１０７…下部電池外装
２０…組電池
２１…直角バスバー
２１１…第１の直角バスバー
２１２…第２の直角バスバー
２１ａ…溶接領域
２１ｂ…絶縁部
２２…外部接続用バスバー
２２１…第１の外部接続用バスバー
２２２…第２の外部接続用バスバー
２２ａ…溶接領域
２３…溶接部
２４…筐体
２４１…開口部
２４２…固定穴
２５…蓋部
２５１ａ…正極側バスバー用貫通穴
２５１ｂ…負極側バスバー用貫通穴
２５２…充填穴
２５３…空気穴
２５４…固定穴
２６…充填剤
【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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【図１５】
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【図１６】
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