(57)【要約】【課題】  隣接する電池同士の接続を簡易かつ確実にする。【解決手段】  扁平型電池１１０Ａから引き出される正極タブ１１２Ａまたは負極タブ１１４Ａの少なくともいずれか一方に、当該扁平型電池を同一平面上で配列した場合に、隣接する扁平型電池１１０Ｂの電極タブ１１２Ｂに直接接続できる相互接続部１１５Ａを設ける。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平型電池から引き出される正極タブまたは負極タブの少なくともいずれか一方には、当該扁平型電池を同一平面上で配列した場合に、隣接する扁平型電池の電極タブを直接接続するための相互接続部が設けられていることを特徴とする扁平型電池。
【請求項２】
前記相互接続部は前記正極タブまたは負極タブの少なくともいずれか一方と一体的に形成され、前記相互接続部の幅は前記正極タブ、負極タブの幅と同一かそれよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の扁平型電池。
【請求項３】
前記正極タブと前記相互接続部または前記負極タブと前記相互接続部から構成される電極タブの平面形状はＬ字状であることを特徴とする請求項１に記載の扁平型電池。
【請求項４】
請求項１に記載された扁平型電池を同一平面上に複数配列し、隣接する扁平型電池の正極タブおよび負極タブを前記相互接続部で接続したことを特徴とする組電池。
【請求項５】
前記相互接続部はその幅を狭める方向に少なくとも１回以上折り返されていることを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【請求項６】
前記相互接続部は、隣接する扁平型電池の正極タブまたは負極タブを挟み込んだ状態でその幅を狭める方向に複数回折り返されていることを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【請求項７】
前記扁平型電池はその表裏を交互にして同一平面上に配列されていることを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接する電池同士を簡易かつ確実に接続できる構造の扁平型電池およびその扁平型電池を用いた組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりを受けて、自動車の動力源を、化石燃料を利用するエンジンから電気エネルギーを利用するモータに移行しようとする動きがある。このため、モータの電力源となる電池の技術も急速に発展しつつある。
【０００３】
自動車に積載する組電池には小型軽量であることが求められるため扁平型電池が用いられており、また高容量であることも求められるため複数の扁平型電池が直列および並列に接続されている。
【０００４】
隣接する電池同士の接続は下記特許文献１にも記載されているようにバスバーという接続手段を用いて行われている。
【特許文献１】特開２００３−２９７３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、バスバーを用いた電池同士の接続は、自動車に積載する組電池の小型軽量化の障害になり、部品点数削減の障害にもなる。また、扁平型電池から引き出されている電極タブとバスバーとの接合部分が多数存在するために、その接合部分における接合不良の発生が懸念される。
【０００６】
本発明は、以上のような従来の技術の問題点を解消するためになされたものであり、隣接する電池同士を簡易かつ確実に接続できる構造の扁平型電池およびその扁平型電池を用いた組電池の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明に係る扁平型電池は、扁平型電池から引き出される正極タブまたは負極タブの少なくともいずれか一方には、当該扁平型電池を同一平面上で配列した場合に、隣接する扁平型電池の電極タブを直接接続する相互接続部が設けられていることを特徴とするものである。
【０００８】
扁平型電池を同一平面上で配列する場合には、隣接する扁平型電池同士を、それぞれの扁平型電池に設けられている相互接続部を介して直接接続することができる。したがって、扁平型電池同士の接続にバスバーを用いる必要がなくなる。
【０００９】
また、上記目的を達成するための本発明に係る組電池は、請求項１に記載された扁平型電池を同一平面上に複数配列し、隣接する扁平型電池の正極タブおよび負極タブを前記相互接続部で接続したことを特徴とするものである。
【００１０】
組電池を構成する扁平型電池はそれぞれの扁平型電池に設けられている相互接続部を介して直接接続されているので、バスバーを用いて接続する場合と比較して、組電池の小型軽量化を図ることができ、部品点数の削減も可能となる。また、扁平型電池同士を接続するための接合部分は、一方の扁平型電池の正極タブまたは負極タブと他方の扁平型電池の相互接続部との接続部分だけであるので、接合不良が発生する恐れがなくなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る扁平型電池によれば、正極タブまたは負極タブの少なくともいずれか一方に相互接続部を設けているので、隣接する電池同士をバスバーのような接続部品を用いずに簡易かつ確実に接続することができる。
【００１２】
本発明に係る組電池によれば、隣接する扁平型電池同士を相互接続部によって接続しているので、組電池の小型軽量化を図ることができ、また、部品点数の削減を図ることもできる。さらに、相互接続部での接続は超音波溶接などの溶接手法を用いて確実に行うことができるので、接合不良発生の恐れも少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明に係る扁平型電池およびその扁平型電池を用いた組電池の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
本実施の形態で前提となっている組電池の構造は、１枚のフレームに４個の扁平型電池（以下、単に単電池という。）をその幅方向に配列し、このフレームを６枚積層する毎に中間ヒートシンクを積層し、合計２４枚のフレームを積層して電池ユニットを構成し、この電池ユニットを積層方向両端面からヒートシンクで加圧して一体的に保持したものである。
【００１５】
なお、電池ユニットは９６個の単電池を有しているが、すべての単電池は接続手段によって電気的に直列に接続されている。なお、接続手段とは、単電池同士を同一層内で水平に接続するため各単電池が備えている相互接続部、および積層されている単電池同士を上下間で接続するための接続部を言う。
【００１６】
図１は本発明にかかる組電池の外観を示す斜視図である。
【００１７】
図１に示すとおり、本発明にかかる組電池１００は、板形状のフレーム１５０がその厚み方向に複数枚積層されてなる電池ユニット２００を、ヒートシンク３００、３５０でその積層方向の両端面から挟んで加圧し一体的に保持したものである。
【００１８】
各フレーム１５０には４個の単電池を並列に配置するため図示されていない４箇所の保持部が形成されている。電池ユニット２００はフレーム１５０が２４枚積層され、積層方向６枚おきに３枚の中間ヒートシンク３２５が介挿される。したがって、電池ユニット２００は各ヒートシンク間で４個並列に配置された単電池がそれぞれ２４個ずつ積層され、合計９６個の単電池を有していることになる。
【００１９】
ヒートシンク３００および３５０は両ヒートシンクを連結する６個の加圧ユニットをナット３１０Ａ〜３１０Ｆで取り付けることによって固定する。加圧ユニットは引っ張りコイルばねの両端にナット３１０Ａ〜３１０Ｆで固定されるシャフトを取り付けたものであり、これをヒートシンク３００と３５０との間に取り付けることによって電池ユニット２００を構成するすべての単電池に対して積層方向に適切な面圧を与えている。
【００２０】
図２はフレームによって保持されている単電池の接続状態を示す図、図３は個々の単電池の構成を示す図、図４は単電池の特に電極タブの構成を示す図である。
【００２１】
図１に示した組電池１００を構成するフレーム１５０のそれぞれには、図２に示すように４個の単電池１１０Ａ〜１１０Ｄが並列に配列されている。単電池１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ、１１０Ｄは、対抗する両端部から図３に示すような形状の正極タブ１１２Ａ、電極タブ（正極タブと相互接続部または負極タブと相互接続部の総称）１１６Ａが引き出されている。正極タブ１１２Ａは単電池の一端部からストレートに延びており、また負極タブ（１１４Ａ）と一体的に形成され負極タブから単電池の配列方向に向けて曲がる相互接続部１１５Ａを有するＬ字状の電極タブ１１６Ａは単電池の他端部から引き出されている。電極タブ１１６Ａは、図４に示すＢ、Ｃ位置における断面積がＡ位置における断面積と同等かそれ以上となるような寸法で形成されている。つまり、相互接続部１１５Ａの幅が負極タブの幅と同一かそれよりも大きく形成されている。これは、電極タブ１１６Ａの抵抗が局部的に大きくなることのないように、また電流のボトルネックとなる部分がないようにするためである。
【００２２】
以上のような構造の４個の単電池１１０Ａ〜１１０Ｄは、図２に示すように、その表裏を交互にしてフレーム１５０の保持部に配置され、それぞれの単電池１１０Ａ〜１１０Ｃの電極タブ１１６Ａ〜１１６Ｃが隣接する単電池の正極タブ１１２Ｂ〜１１２Ｄと直接接続される。なお、電極タブと正極タブとの接続は超音波接合によって行うのが望ましい。これは、電極タブおよび正極タブが非常に薄い薄状の平板であるためと、電極タブ（銅製）と正極タブ（アルミニウム製）との材質が異なるためである。
【００２３】
１フレームあたり４個の単電池が直列に接続されたフレームを、図１に示したように合計２４枚積層して組電池１００が構成される。なお、図２に示した単電池１１０Ａの正極タブ１１２Ａは、下に位置する単電池の電極タブ（負極タブ）と図示しないバスバーで接続され、図２に示した単電池１１０Ｄの電極タブ１１６Ｄは、上に位置する単電池の正極タブと図示しない接続手段で接続される。
【００２４】
上記のように、本発明の組電池では単電池相互の電極タブと正極タブとの接続を直接行なうことができるので、その接続にバスバーを用いる必要がなくなり、組電池の小型軽量化と部品点数の削減に寄与することができ、同時に接合の信頼性が向上する。また、隣接する単電池とは表裏を逆にして接続しているので、１種類の単電池（相互接続部の導出方向が同一でそれが負極タブ側に設けられているもの）のみによって組電池を構成することができるため、単電池の種類の増加やコストの増加を抑えることができる。
【００２５】
なお、以上では、負極タブに相互接続部が一体的に形成されている形態の単電池およびその単電池を用いて構成された組電池について述べたが、相互接続部は正極タブに一体的に形成されていても良い。また、図５に示すように、相互接続部を備えた電極タブ１１６Ａ、１１６Ｂ、１１６Ｅ、１１６Ｆは、各単電池１１０Ａ、１１０Ｂの両極側に設けられていても良い。この場合、図示されているように、単電池同士の接続は相互接続部同士で行われる。
【００２６】
図６〜図８は、図２のように相互接続部と正極タブとを平板の状態で接続するのではなく、単電池の相互接続部と正極タブとを相互接続部を折り曲げてから接続する手順を示す図である。
【００２７】
図６に示すようにしてフレーム１５０上に単電池１１０Ａ〜１１０Ｄを配列し、図６に示した折り曲げ線からそれぞれの電極タブ１１６Ａ〜１１６Ｃをその幅を狭める方向（単電池方向）に折り曲げる。電極タブ１１６Ａ〜１１６Ｃを１回折り曲げた状態を図７に示す。この状態では、それぞれの電極タブ１１６Ａ〜１１６Ｃが折り曲げ線Ａ〜Ｃを起点に正極タブ１１２Ａ〜１１２Ｃを挟み込んでいる。さらに、それぞれの電極タブ１１６Ａ〜１１６Ｃを、一回目の折り曲げ幅と同一の幅で単電池方向に折り曲げる。電極タブ１１６Ａ〜１１６Ｃを２回折り曲げた状態を図８に示す。折り曲げが終了したら、図８に示す×印位置で電極タブ１１６Ａ〜１１６Ｃと正極タブ１１２Ｂ〜１１２Ｄが超音波接合される。
【００２８】
図９は図８のＡ−Ａ´断面図、図１０は図８のＢ−Ｂ´断面図を示す。図９に示すように、単電池１１０Ａの電極タブ１１６Ａの相互接続部の部分は単に２回折りされる。また、図１０に示すように、単電池１１０Ｂの正極タブ１１２Ｂは電極タブ１１６Ａの相互接続部の部分と共に２回折りされる。そして、それぞれの単電池１１０Ａ〜１１０Ｃの電極タブ１１６Ａ〜１１６Ｃが隣接する単電池の正極タブ１１２Ｂ〜１１２Ｄと超音波接合または溶接によって接続される。
【００２９】
このように、電極タブ、特に相互接続部を折り曲げて隣接する単電池の正極タブと接合するようにすると、電極タブ１１６Ａ〜１１６Ｃの剛性が向上すると共に、折り曲げた分電極タブの幅が狭まるので、フレームの小型化を図ることができる。また、電極タブと正極タブとの接合はお互いには挟み合わされた状態で行われるので、接合の信頼性が向上する。
【００３０】
なお、以上では、折り曲げ回数が２回までの例を説明したが、これに限られることはなく、超音波接合や溶接で接続できるのであれば、３回以上折り曲げても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、扁平型単電池を複数接続することによって構成される組電池の小型軽量化、高信頼性化に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明にかかる組電池の外観を示す斜視図である。
【図２】フレームによって保持されている単電池の接続状態を示す図である。
【図３】個々の単電池の構成を示す図である。
【図４】単電池の特に電極タブの構成を示す図である。
【図５】個々の単電池の他の構成を示す図である。
【図６】単電池の相互接続部と正極タブとを相互接続部を折り曲げて接続する手順を示す図である。
【図７】単電池の相互接続部と正極タブとを相互接続部を折り曲げて接続する手順を示す図である。
【図８】単電池の相互接続部と正極タブとを相互接続部を折り曲げて接続する手順を示す図である。
【図９】図８のＡ−Ａ´断面図である。
【図１０】図８のＢ−Ｂ´断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１００    組電池、
１１０Ａ〜１１０Ｄ    単電池、
１１２Ａ〜１１２Ｄ    正極タブ、
１１５Ａ    相互接続部、
１１６Ａ〜１１６Ｄ    電極タブ、
１５０    フレーム、
２００    電池ユニット、
３００、３５０    ヒートシンク、
３２５    中間ヒートシンク。
【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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