(57)【要約】【課題】組電池における、端子間の溶接数を減らすとともに、溶接による熱応力の集中を回避する。【解決手段】ラミネート型電池１ａとラミネート型電池１ｂとを直列接続した組電池５０は、正極側端子４ａと負極側端子５ｂとが、中線Ｃから距離ｌ２だけオフセットした、溶接Ａの１箇所で接合されてなる。ラミネート型電池１ａ’とラミネート型電池１ｂ’とを直列接続した組電池５１も、正極側端子４ａ’と負極側端子５ｂ’とが、中線Ｃから距離ｌ２だけオフセットした、溶接Ａの１箇所で接合されてなる。組電池５２は、組電池５０のラミネート型電池１ｂの負極側端子５ｂと、組電池５１のラミネート型電池１ｂ’の負極側端子５ｂ’とがラミネート型電池間の概ね中線Ｃ上の溶接Ｂにて接合されることで構成されている。【選択図】  図２
2004253262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の極性の極板と、第２の極性の極板とを積層して形成された積層電極と、前記第１の極性の極板に電気的に接合された第１の電極端子と、前記第２の極性の極板に電気的に接合された第２の電極端子とを有し、少なくとも前記積層電極がラミネート材により被覆されている複数のラミネート型電池が電気的に接合されてなる組電池において、
前記第１の電極端子の長さが前記第２の電極端子よりも長い前記ラミネート型電池からなる単電池の前記第１の電極端子の先端部近傍である直列接合部と、他の前記単電池の前記第２の電極端子の先端部近傍とが互いに電気的に接合されてなる直列接続の組電池である直列接続組電池を有し、前記直列接続組電池における前記各単電池の前記第１の電極端子の、前記直列接合部と根元部との間に位置する並列接合部と、他の前記直列接続組電池の前記並列接合部とが互いに電気的に接合されていることを特徴とする組電池。
【請求項２】
第１の極性の極板と、第２の極性の極板とを積層して形成された積層電極と、前記第１の極性の極板に電気的に接合された第１の電極端子と、前記第２の極性の極板に電気的に接合された第２の電極端子とを有し、少なくとも前記積層電極がラミネート材により被覆されている複数のラミネート型電池が電気的に接合されてなる組電池の製造方法において、
前記第１の電極端子の長さが前記第２の電極端子よりも長い前記ラミネート型電池を用意する工程と、
前記ラミネート型電池からなる単電池の前記第１の電極端子の先端部近傍である直列接合部と、他の前記単電池の前記第２の電極端子の先端部近傍とを互いに電気的に接合して直列接続の組電池である直列接続組電池を作製する工程と、
前記直列接続組電池における前記各単電池の前記第１の電極端子の、前記直列接合部と根元部との間に位置する並列接合部と、他の前記直列接続組電池の前記並列接合部とを互いに電気的に接合する工程とを含むことを特徴とする組電池の製造方法。
【請求項３】
第１の極性の極板と、第２の極性の極板とを積層して形成された積層電極と、前記第１の極性の極板に電気的に接合された第１の電極端子と、前記第２の極性の極板に電気的に接合された第２の電極端子とを有し、少なくとも前記積層電極がラミネート材により被覆されているラミネート型電池において、
前記第１の電極端子の長さが前記第２の電極端子の長さよりも長いことを特徴とするラミネート型電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、組電池、組電池の製造方法、およびラミネート型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電池を電源とする場合、単電池（セル）の定格電圧から、必要とする電圧を得るため電極端子（タブ）を直列に接続した、あるいは必要とする電流容量を得るため電極端子を並列に接続した組電池（パック）として製品化されている。
【０００３】
一方、携帯電話、ノートパソコンなどの携帯型情報通信機器や、ビデオカメラやカード型電卓などのその携帯性を重視する小型電子機器に用いられる電池には益々軽量であり、かつ薄型であることが求められている。また、国際的な地球環境の保護のための省資源化や省エネルギ化の要請が高まるなか、モータ駆動用のバッテリを搭載する電気自動車やハイブリッド電気自動車（以下、単に「電気自動車等」ともいう）の開発が急速に進められつつある。電気自動車等に搭載される電池にも、操舵特性、航続距離を向上させるため、当然ながら、軽量、薄型化が求められている。
【０００４】
このような要請を受け、電池を軽量かつ薄型とするため、その外装体にアルミニウムなどの金属層と熱溶着性の樹脂層とを接着剤層を介して重ね合わせて薄いシートとなしたラミネート材を用いた電池が開発されている（例えば、特許文献１参照）。ラミネート材は、一般に、アルミニウム等の薄い金属層の両表面を薄い樹脂層で被覆した構造をなしており、酸やアルカリに強く、かつ軽量で柔軟な性質を有するものである。
【０００５】
図３に従来のラミネート材を外装体とする平型電池の一例を示す。
【０００６】
ラミネート材からなる外装体１０１内には正極および負極をセパレータを挟んで積層した電極群１０２と電解液とが密封収納されている。外装体１０１の一辺からは正極に接続された正極用電極端子１０３が延出しており、また、正極用タブ１０３が延出している辺と反対側の辺からは負極に接続された負極用電極端子１０４が延出している。正極用電極端子１０３としてはアルミニウムが、また、負極用電極端子１０４としては銅がその電気的特性および低廉性により多く用いられている。
【０００７】
このようなラミネート型電池１０６を直列接続する場合、異金属接触による腐食を回避するため、図４に示すように、アルミニウム製の正極用電極端子１０３に銅箔１０５が継ぎ足される。
【０００８】
図５に従来のラミネート型電池の一例における直列接続および並列接続を模式的に示す。
【０００９】
図５（ａ）は、アルミニウム製の正極用電極端子１０３に、銅箔１０５の一端が溶接ａで継ぎ足されたラミネート型電池１０６を模式的に示している。この図５（ａ）に示すラミネート型電池１０６を直列接続する場合、図５（ｂ）に示すように、銅箔１０５の他端側を、他のラミネート型電池１０６の銅製の負極用電極端子１０４に溶接ａ’で接合する。
【００１０】
一方、並列接続の場合、図５（ｃ）に示すように、正極用電極端子１０３に銅箔１０５を溶接ａで継ぎ足すと同時にラミネート型電池１０６の正極用電極端子１０３同士を溶接ｂにて接合する。負極用電極端子１０４同士も同様に溶接する。
【００１１】
さらに、この並列接続された組電池を直列接続するには、図５（ｄ）に示すように、並列接続された組電池の銅箔１０５の他端側を、他の並列接続された組電池の銅製の負極用電極端子１０４に溶接ａ’で接合する。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２―２０３５２４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の接合方法では、直列接続においては、図５（ｂ）に示すように、端子間の接続に２箇所の溶接ａ、ａ’が必要となる。また、並列接続においては、図５（ｃ）に示すように、直列接続用の溶接ａと並列接続用の溶接ｂとが同一箇所となってしまうため、熱応力の集中、これに伴う機械的強度の低下が懸念される。さらに、図５（ｄ）のように、２つのラミネート型電池１０６を並列接続させたもの同士をさらに直列接続する場合、ｄ間で４箇所もの溶接を要することとなる。
【００１４】
このように、上述の従来の接合方法では、電極端子における溶接箇所が増加する傾向にあり、これにより、コストアップ、信頼性の低下、さらには電極における電気抵抗の増加等が問題となる場合があった。
【００１５】
そこで、本発明は、電極における接合点数が少なく、信頼性が高く、かつ低廉な組電池、組電池の製造方法、およびラミネート型電池を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明の組電池は、第１の極性の極板と、第２の極性の極板とを積層して形成された積層電極と、前記第１の極性の極板に電気的に接合された第１の電極端子と、前記第２の極性の極板に電気的に接合された第２の電極端子とを有し、少なくとも前記積層電極がラミネート材により被覆されている複数のラミネート型電池が電気的に接合されてなる組電池において、前記第１の電極端子の長さが前記第２の電極端子よりも長い前記ラミネート型電池からなる単電池の前記第１の電極端子の先端部近傍である直列接合部と、他の前記単電池の前記第２の電極端子の先端部近傍とが互いに電気的に接合されてなる直列接続の組電池である直列接続組電池を有し、前記直列接続組電池における前記各単電池の前記第１の電極端子の、前記直列接合部と根元部との間に位置する並列接合部と、他の前記直列接続組電池の前記並列接合部とが互いに電気的に接合されていることを特徴とする。
【００１７】
上記のとおり構成された本発明の組電池は、第１の電極端子の長さが第２の電極端子よりも長いラミネート型電池を単電池として用いており、この単電池の第１の電極端子の先端部近傍と他の単電池の第２の電極端子の先端部近傍とを電気的に接合することで直列接続の組電池を構成している。さらに、この直列接続された各単電池における第１の電極端子の並列接合部、すなわち、第１の電極端子の直列接続に用いた接合部である直列接合部以外の部分を用いて並列接続がなされている。このように、本発明の組電池は、各単電池の第１の電極端子の電気的な接合が、直列接続と並列接続とで別々の部位に分けて行われているので、例えば、溶接等により電極が接合されている場合、１箇所に熱応力が集中していないので、電極の機械的強度が確保されたものとなる。また、異金属接触を避けるための別部材が電極に接合されていないので、その分、接合個数が少なくて済み、これにより、電極における電気抵抗の増加を抑制することができるとともに、低廉な組電池とすることができる。
【００１８】
また、本発明の組電池の製造方法は、第１の極性の極板と、第２の極性の極板とを積層して形成された積層電極と、前記第１の極性の極板に電気的に接合された第１の電極端子と、前記第２の極性の極板に電気的に接合された第２の電極端子とを有し、少なくとも前記積層電極がラミネート材により被覆されている複数のラミネート型電池が電気的に接合されてなる組電池の製造方法において、前記第１の電極端子の長さが前記第２の電極端子よりも長い前記ラミネート型電池を用意する工程と、前記第１の電極端子の長さが前記第２の電極端子よりも長い前記ラミネート型電池からなる単電池の前記第１の電極端子の先端部近傍である直列接合部と、他の前記単電池の前記第２の電極端子の先端部近傍とを互いに電気的に接合して直列接続の組電池である直列接続組電池を作製する工程と、前記直列接続組電池における前記各単電池の前記第１の電極端子の、前記直列接合部と根元部との間に位置する並列接合部と、他の前記直列接続組電池の前記並列接合部とを互いに電気的に接合する工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
上記のとおり構成された本発明の組電池の製造方法は、第１の電極端子の長さが第２の電極端子よりも長いラミネート型電池を単電池を用いて、まず、第１の電極端子の直列接合部で接合して直列接続の組電池を作製する。次いで、直列接続の組電池の各単電池における第１の電極端子の並列接合部を用いて並列接続を行う。すなわち、本発明の組電池の製造方法は、並列接続時に、各単電池の第１の電極端子の電気的な接合を、直列接続と並列接続とで別々の部位に分けて行うので、例えば、溶接等により電極を接合する場合にも、１箇所に熱応力が集中してしまうことがないので、電極の機械的強度を低下させにくい。また、異金属接触を避けるための別部材を電極に接合する工程もないので、その分、接合個数および製造工程を減らすことができる。
【００２０】
本発明のラミネート型電池は、第１の極性の極板と、第２の極性の極板とを積層して形成された積層電極と、前記第１の極性の極板に電気的に接合された第１の電極端子と、前記第２の極性の極板に電気的に接合された第２の電極端子とを有し、少なくとも前記積層電極がラミネート材により被覆されているラミネート型電池において、前記第１の電極端子の長さが前記第２の電極端子の長さよりも長いことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２２】
図１に本発明の、ラミネート型電池単体の一部破断外観斜視図を示す。
【００２３】
ラミネート型電池１は、不図示のセパレータを介して積層された正極側活電極２と負極側活電極３からなる積層電極をアルミニウムなどの金属フィルムと熱融着性の樹脂フィルムとを重ね合わせて形成したラミネートシート７で密封した構造を有している。
【００２４】
正極側活電極２には正極側端子４が電気的に接合され、一方、負極側活電極３には負極側端子５が電気的に接合されている。正極側活電極２と、負極側活電極３とは互いに異なる材質からなり、例えば、正極側活電極２はアルミニウムの薄膜からなり、負極側活電極３は銅の薄膜からなる。
【００２５】
正極側端子４は、ラミネートシート７の第１の辺１０から長さＬ１だけ延出しており、負極側端子５は、第１の辺１０と反対側の辺である第２の辺１１から長さＬ１よりも長い長さＬ２だけ延出している。
【００２６】
図２に、直列接続および並列接続されたラミネート型電池を模式的に示す。図２（ａ）および図２（ｂ）は、それぞれ、直列接続されたラミネート型電池の組電池の平面図および側面図であり、図２（ｃ）は、直列接続されたラミネート型電池をさらに並列接続した状態の組電池の側面図である。なお、図２（ａ）および図２（ｂ）においては、簡単のため、２つのラミネート型電池１ａ、１ｂのみを示している。また、図２中の一点鎖線は、接続されたラミネート型電池間の中線Ｃを示す。
【００２７】
図２（ａ）および図２（ｂ）に示す、ラミネート型電池１を直列に接続した組電池５０は、ラミネート型電池１ａの正極側端子４ａの先端部近傍と、ラミネート型電池１ｂの負極側端子５ｂの先端部近傍とが、ラミネート型電池間の中線Ｃからラミネート型電池１ａ側、すなわち、負極側端子５ｂの先端側へと距離ｌ１だけオフセットした位置で溶接されてなるものである（図２（ａ）では×印、図２（ｂ）は溶接Ａで示す）。
【００２８】
つまり、ラミネート型電池１を直列に接続した本実施形態の組電池５０は、２つの単電池を１箇所の溶接Ａのみで接合してなるものである。
【００２９】
図２（ｃ）においては、２つの直列接続の組電池がさらに並列接続されて構成された組電池が示されている。
【００３０】
ラミネート型電池１ａの正極側端子４ａの先端部近傍は、ラミネート型電池１ｂの負極側端子５ｂの先端部近傍に対して溶接Ａの１箇所で接合されることで直列に接続された組電池５０を構成している。また、ラミネート型電池１ａ’の正極側端子４ａ’の先端部近傍も、ラミネート型電池１ｂ’の負極側端子５ｂ’の先端部近傍に対して溶接Ａ’の１箇所で接合されることで直列に接続された組電池５１を構成している。
【００３１】
この２つの直列に接続された組電池５０、５１は、ラミネート型電池１ｂの負極側端子５ｂと、ラミネート型電池１ｂ’の負極側端子５ｂ’とが、ラミネート型電池間の概ね中線Ｃ上の溶接Ｂにて接合されることで組電池５２を構成している。この状態で、組電池５０の溶接Ａ、および組電池５１の溶接Ａ’の位置は、中線Ｃから距離ｌ２だけオフセットしている。
【００３２】
すなわち、図２（ｃ）に示す組電池５２は、Ｄ間での溶接数が３箇所となり、従来例で示した、同じ構成の組電池のよりも溶接数が１個減った構成となっている。これにより、製造工程を短縮化、製造コストの削減を図ることができる。また、電極の電気抵抗が増大するのも避けることができる。
【００３３】
さらには、図２（ｃ）では、例えば、溶接Ａが負極側端子５ｂの先端部近傍であり、溶接Ｂが負極側端子５ｂの溶接Ａの位置と、模式的に示した負極側端子５ｂの根元部５ｂ１（図１ではラミネートシート７の第２の辺１１と負極側端子５とが重なる部分）との間に位置している。つまり、直列接続のための溶接の位置は各端子の先端部近傍であり、並列接続のための溶接の位置は直列接続がなされた各端子の先端部近傍以外の位置となっている。このため、溶接時の熱応力の集中を避けることができる。よって、溶接が１点に集中してなされていた従来例に比べて、電極の機械的強度を確保することができる。
【００３４】
なお、正極側端子４と負極側端子５との接合部分は異金属の接合による腐食を防止するため、例えば、樹脂で被覆されていると好適である。
【００３５】
また、本実施形態においては、ラミネートシート７の第１の辺１０から延出した正極側端子４の長さＬ１が、第２の辺１１から長さＬ２だけ延出した負極側端子５よりも短い構成を例に説明したが、これに限定されるものではなく、正極側端子４が負極側端子５よりも長い構成であってもよい。
【００３６】
ただし、溶接が各電極の先端部近傍で行われる場合、正極側端子４のＬ１と負極側端子５のＬ２とを等しくするのは望ましくない。なぜなら、Ｌ１とＬ２とを等しくすると、図２（ｃ）における溶接Ａ、Ａ’、Ｂの位置が１点に集中してしまうためである。また、Ｌ１とＬ２と長さの差は、溶接Ａと溶接Ｂとの間の距離、および溶接Ａ’と溶接Ｂとの間の距離ができるだけ大きくとれるようにするのが好ましい。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第１の電極端子の長さが第２の電極端子よりも長いラミネート型電池を単電池とし、電極の接合が直列接続と並列接続とで別々の部位に分けて行われている組電池であるため、例えば、溶接等により電極が接合されている場合、１箇所に熱応力が集中しておらず、電極端子の機械的強度が確保された、長期使用に耐えうる組電池を提供することができる。また、その製造工程において、異金属接触を避けるための別部材を電極に接合するといった工程もなく、接合個数も少なくすることができるので、電極の電気抵抗の増加が抑制されるだけでなく、製造工程を少なくすることができるので、低廉な組電池を提供できることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のラミネート型電池単体の一例の一部破断外観斜視図を示す。
【図２】図１に示したラミネート型電池の直列接続および並列接続を示す模式図である。
【図３】従来のラミネート材を外装体とする平型電池の一例の外観斜視図である。
【図４】正極用電極端子に銅箔が継ぎ足された、従来のラミネート型電池の一例の外観斜視図である。
【図５】従来のラミネート型電池の直列接続および並列接続を示す模式図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ａ’、１ｂ、１ｂ’    ラミネート型電池
２    正極側活電極
３    負極側活電極
４、４ａ、４ａ’    正極側端子
５、５ｂ、５ｂ’    負極側端子
７    ラミネートシート
１０    第１の辺
１１    第２の辺
５０、５１、５２    組電池
【図１】
2004253262.tif 000003
【図２】
2004253262.tif 000004
【図３】
2004253262.tif 000005
【図４】
2004253262.tif 000006
【図５】
2004253262.tif 000007