(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接する電池(1)の電極(2)に金属プレート(3)を溶接して電池(1)を連結しているパック電池であって、
金属プレート(3)は、隣接する電池(1)に溶接して固定される本体部(4)の平面視における内部に内部溶着部(5)を設けると共に、この内部溶着部(5)の外周には、スリットである複数の貫通孔(7)を設け、該貫通孔(7)の間の金属プレート(3)をリード部(8)として、貫通孔(7)と貫通孔(7)の間のリード部(8)とからなる可撓性周壁部(6)を設けており、この可撓性周壁部(6)でもって、内部溶着部(5)を本体部(4)に対して変位できる状態で電池(1)の電極(2)に溶接して固定しているパック電池。
【請求項２】
リード部(8)を湾曲するように成形している請求項１に記載されるパック電池。
【請求項３】
可撓性周壁部(6)に複数の貫通孔(7)と複数のリード部(8)とを設けると共に、貫通孔(7)を内部溶着部(5)の外周に沿う方向に細長い形状のスリットとしている請求項１または２に記載されるパック電池。
【請求項４】
本体部(4)に複数の内部溶着部(5)を設けており、各々の内部溶着部(5)が電池(1)の電極(2)に溶接されて、互いに平行な姿勢で隣接している複数の電池(1)を連結している請求項１に記載されるパック電池、
【請求項５】
パック電池が車両用である請求項１に記載されるパック電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の二次電池の電極に金属プレートを溶接し、この金属プレートでもって、隣接する電池を電気的に直列又は並列に接続し、さらに、この金属プレートでもって電池を連結しているパック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池は、リード板を電極にスポット溶接する構造で確実に接続される。このため、機器に内蔵される電池、あるいは複数の電池を直列又は並列に接続するパック電池において、この構造が採用される。
【０００３】
電極にスポット溶接されたリード板は、電極に対して動かないようにしっかりと固定される。スポット溶接は、リード板を電極に接続する電気的な特性、たとえば接触不良を解消することからすれば理想的な特性を示す。ただ、リード板と電池との間に遊びがないために、電池が振動する時に、あるいは電池の相対位置がずれるときに、リード板を介して電池に無理な力が作用することがある。電池の溶接部に作用する無理な力は、電池の封口板のかしめ部やレーザー溶接部に損傷を与えて、隙間を発生させる等の原因となる。この部分に隙間ができると、外装缶に充填している電解液が漏れる等の弊害が発生する。
【０００４】
リード板の無理な力が電池に作用するのを防止するために、リード板の途中を湾曲させて、その先端部を電池に溶接する接続構造が開発されている（特許文献１及び２参照）。
【特許文献１】特許第３４５９５６７号公報
【特許文献２】特開２００３−７７４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これ等の公報に記載されるパック電池は、細長いリード板の一部をＵ曲して、その先端を電極に溶接して接続している。この構造のリード板は、Ｕ曲部を変形させることで、リード板に作用する無理な力を吸収できる。このため、リード板に作用する力が直接に電池に作用するのを防止できる。ただ、この構造では、隣接する電池を位置がずれないように連結することができない。それは、細長いリード板が変形して、隣接する電池の相対位置がずれるからである。また、Ｕ曲したリード板は実質的な厚さが相当に厚くなる。また、自由に変形できるようにＵ曲部の曲率半径を大きくすると、実質的な厚さは益々厚くなってしまう欠点もある。したがって、この構造は、電気機器に内蔵される電池をリード板で回路基板等に接続する構造には利用できても、複数の電池を位置ずれしないようにブロック状に連結するパック電池には採用できない。とくに車両用のパック電池のように、各々の電池をリード板でしっかりと連結してケースに収納するものには利用できない。
【０００６】
本発明は、隣の電池をしっかりと連結しながら、電池を連結するリード板のように金属プレートを介して無理な力が作用するのを解消することを目的に開発されたもので、本発明の大切な目的は、金属プレートを介して各々の電池をしっかりと連結すると共に、金属プレートの専有するスペースを増加させることなく、金属プレートを介して電池の連結部分に作用する力を少なくできるパック電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のパック電池は、隣接する電池１の電極２に金属プレート３を溶接して電池１を連結している。金属プレート３は、隣接する電池１に溶接して固定される本体部４の平面視における内部に内部溶着部５を設けており、この内部溶着部５の外周には、スリットである複数の貫通孔７を設け、該貫通孔７の間の金属プレート３をリード部８として、貫通孔７と貫通孔７の間のリード部８とからなる可撓性周壁部６を設けている。この金属プレート３は、可撓性周壁部６でもって、内部溶着部５を本体部４に対して変位できる状態で電池１の電極２に溶接して固定している。
【０００９】
本発明のパック電池は、リード部８を湾曲するように成形することができる。さらに、さらに、本発明のパック電池は、可撓性周壁部６に複数の貫通孔７と複数のリード部８とを設けて、貫通孔７を内部溶着部５の外周に沿う方向に細長い形状のスリットとすることができる。
【００１０】
さらに、本発明のパック電池は、本体部４に複数の内部溶着部５を設けて、各々の内部溶着部５を電池１の電極２に溶接して、互いに平行な姿勢で隣接している複数の電池１を連結することができる。さらにまた、本発明のパック電池は、車両用のパック電池とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のパック電池は、金属プレートを介して各々の電池をしっかりと連結すると共に、金属プレートの専有するスペースを増加させることなく、金属プレートを介して電池の連結部分に作用する力を少なくできる特長がある。それは、本発明のパック電池が、独特の構造の金属プレートを介して電池を連結しているからである。電池を連結する金属プレートは、本体部の内部を内部溶着部とし、この内部溶着部の周囲に変形しやすい可撓性周壁部を設けている。可撓性周壁部は、金属プレートをダイヤフラムの周囲のように湾曲して変形しやすくし、または貫通孔の間にリード部を設けて変形しやすくしている。この構造のパック電池は、衝撃で電池が振動し、あるいは何等かの原因で電池の相対位置がずれても、そのずれや衝撃力を可撓性周壁部に吸収できる。このため、衝撃等を受けても電池に無理な力が作用せず、とくに金属プレートに溶接している封口板等に無理な力が作用せず、封口板のかしめ部やレーザー溶接部の損傷や液漏れを有効に阻止できる。
【００１２】
とくに、本発明のパック電池は、本体部の内部に内部溶着部を設け、この内部溶着部の周囲を可撓性周壁部として本体部に連結するので、従来の金属プレートに比較して一部がわずかに厚くなるのみで、金属プレートが専有する体積が増加して、パック電池の外形を大きくする等の弊害はない。とくに、金属プレートを封口板の凸部電極に溶接する構造にあっては、凸部電極の周囲に隙間ができ、この隙間に可撓性周壁部を配置することができる。このため、従来のパック電池と外形を全く同じにしながら、電池に受ける衝撃等を可撓性周壁部で緩衝して、これに起因する故障を極減できる。
【００１３】
さらにまた、本発明のパック電池は、金属プレートの本体部の内部に内部溶着部を設けて、内部溶着部を電池に連結している。電池を溶接して固定する内部溶着部は、その全周に本体部があり、この本体部に内部溶着部を連結している。このため、内部溶着部と本体部との連結強度を強く保持しながら、内部溶着部を本体部に対して変位できる状態にできる。したがって、金属プレートが隣の電池をしっかりと連結しながら、衝撃等で電池に作用する無理な力を可撓性周壁部に有効に吸収できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。
【００１５】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１６】
本発明のパック電池は、電池が振動し、あるいは電池の相対位置がずれても無理な力が作用しないように金属プレートで連結したものであるから、振動の激しい自動車、電動バイク、自転車等の車両用の電源、または電動工具の電源に適している。
【００１７】
図１に示すパック電池は、隣接する電池１の電極２に金属プレート３を溶接して電池１を連結している。パック電池は、金属プレート３で連結している電池１をケース（図示せず）に収納している。この図に示すパック電池は、図２の回路図に示すように、直列に接続している電池１をさらに並列に接続している。したがって、両端の電池１は、金属プレート３で２本が並列に接続され、中間では４本の電池１が金属プレート３で接続される。
【００１８】
図１のパック電池は、複数の電池１を平行な姿勢で横に並べて金属プレート３で連結している。さらに、この図のパック電池は、同一平面に並べている２組の電池ブロック１０を、２段に並べて金属プレート３で連結している。上段の電池ブロック１０と下段の電池ブロック１０は、金属プレート３で互いに並列に接続されている。さらに、各々の電池ブロック１０は、金属プレート３を介して電池１を直列に接続している。
【００１９】
隣の電池１を連結する金属プレート３は金属板で製作される。図１のパック電池は、２本の電池１を連結する細長い形状の金属プレート３と、４本の電池１を連結する四角形の金属プレート３とが、電池１を連結している。これ等の金属プレート３は、隣接する電池１に溶接して固定される本体部４の内部に内部溶着部５を設けている。図３と図４の金属プレート３は、図５と図６の断面図に示すように、本体部４と内部溶着部５を同一平面に位置させており、内部溶着部５の周囲に可撓性周壁部６を設けて、可撓性周壁部６を介して、内部溶着部５を本体部４に連結している。
【００２０】
図の金属プレート３は、内部溶着部５の外周に円形リング状に設けている可撓性周壁部６に、複数の貫通孔７を設け、隣接する貫通孔７の間にリード部８を設けて可撓性周壁部６としている。貫通孔７は、内部溶着部５の外周に沿う方向に細長い形状のスリットである。図の金属プレート３は、可撓性周壁部６を円形リング状としているので、スリットは円形リングに沿う細長い形状としている。さらに、図の金属プレート３は、可撓性周壁部６に４つの貫通孔７を設けて、貫通孔７の間に４つのリード部８を設けている。さらにまた、図の金属プレート３は、リード部８を湾曲する形状にプレス加工している。この構造の金属プレート３は、可撓性周壁部６のリード部８の幅を広くしながら変形しやすくできる。このため、リード部８の電気抵抗を小さくしながら、内部溶着部５を本体部４に対して変位させやすく、内部溶着部５を溶接して固定している電池１に無理な力が作用するのを特に効果的に防止できる。
【００２１】
ただし、本発明のパック電池は、必ずししも可撓性周壁部にスリットを設ける必要はなく、内部溶着部の周囲を湾曲成形して、湾曲成形された部分を可撓性周壁部とすることもできる。この構造の金属プレートは、内部溶着部の全周に連続して可撓性周壁部を設けることができるので、可撓性周壁部の電気抵抗を最も小さくしながら、内部溶着部と本体部とをしっかりと連結できる。このため、金属プレートを介して隣接する電池を強固に連結できる特長がある。この金属プレートは、湾曲形状で変形しやすくしている可撓性周壁部を変形させて、内部溶着部を本体部に対して変位させる。
【００２２】
さらに、本発明のパック電池は、貫通孔の間に設けているリード部を湾曲成形することなく、内部溶着部と本体部とリード部を平面状とすることもできる。この金属プレートは、細長いスリット状の貫通孔を長く、リード部の幅を狭くして、リード部を変形しやすくできる。幅が狭くて細いリード部は変形しやすく、内部溶着部を変位できる状態で本体部に連結する。このため、内部溶着部を連結している電池が振動し、あるいは位置がずれるときに、電池に作用する無理な力を少なくできる。
【００２３】
図３と図４に示す金属プレート３は、本体部４に複数の内部溶着部５を設け、各々の内部溶着部５を電池１に接続している。この構造の金属プレート３で連結されるパック電池は、全ての電池１を金属プレート３の内部溶着部５に接続しているので、各々の内部溶着部５の外周に設けている可撓性周壁部６を、各々の電池１に作用する無理な力の緩衝部として、電池１に作用する力を少なくできる。とくに、金属プレート３の内部溶着部５を電池１の封口板にスポット溶接しているパック電池は、内部溶着部５の周囲に設けている可撓性周壁部６を各々の電池１に作用する力の緩衝部とすることができる。このため、全ての電池１の封口板に無理な力が作用せず、振動や衝撃で封口板やかしめ部の損傷を有効に防止できる。
【００２４】
たた、本発明のパック電池は、図示しないが、本体部を直接に隣の電池に溶接して固定し、内部溶着部を別の電池に溶接して連結する構造とすることもできる。
【００２５】
さらに、図１のパック電池は、電池１の中間に接続される金属プレート３に電圧端子９を設けている。電圧端子９は各々の電池１の電圧を検出するための端子である。この電圧端子９は、図２の回路図に示すように、リード線１１を介して電圧検出回路１２に接続されて、各々の電池電圧が検出される。電圧検出回路１２は、電池電圧を検出して、電池１の過充電や過放電を検出し、電池１の過充電と過放電を防止するように、充放電を制御する。このように各々の電池電圧を検出するパック電池は、電池１をリチウムイオン二次電池とするものに適している。リチウムイオン二次電池は、電池電圧で残容量を検出でき、さらに電圧が高いので、電圧をコントロールしながら充放電させることが大切であるからである。ただし、本発明のパック電池は、電池をリチウムイオン二次電池に特定しない。電池には、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池など、充電できる全ての電池とすることができる。
【００２６】
図の金属プレート３は、内部溶着部５にスポット溶接の無効電流を少なくする内部スリット１３を設けている。内部溶着部５は、この内部スリット１３の両側で電池１の電極２にスポット溶接して固定される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例にかかるパック電池の斜視図である。
【図２】本発明の一実施例にかかるパック電池の回路図である。
【図３】４本の電池を連結する金属プレートの一例を示す正面図である。
【図４】２本の電池を連結する金属プレートの一例を示す正面図である。
【図５】図４に示す金属プレートのＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図４に示す金属プレートのＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…電池
２…電極
３…金属プレート
４…本体部
５…内部溶着部
６…可撓性周壁部
７…貫通孔
８…リード部
９…電圧端子
１０…電池ブロック
１１…リード線
１２…電圧検出回路
１３…内部スリット
【図１】
0004683855.tif 000002
【図２】
0004683855.tif 000003
【図３】
0004683855.tif 000004
【図４】
0004683855.tif 000005
【図５】
0004683855.tif 000006
【図６】
0004683855.tif 000007