(57)【要約】【課題】  車両用の組電池として使用でき、溶接作業性の面でも有利な組電池と、その製造方法を提供する。【解決手段】  剛性のある第１フレームＦ１と弾性体からなる第２フレームＦ２とにより単電池Ｂを弾性的に挟持したものを、複数層積層した積層体を積層方向両面から加圧して組電池を形成する場合、フレキシブルな段階で要溶接部分を溶接でき、この溶接時の振動が、電池部分や既に溶接した部分などに伝達せず、応力歪みや溶接剥れなどを起こすこともなく、確実に溶接ができる。【選択図】            図３
2005116457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フレームに複数の扁平型単電池を載置する工程と、
各単電池から突出された電極タブを隣接する単電池の電極タブと接合するための接続部材を、前記第１フレームに設けられた載置部に載置する工程と、
前記第１フレーム上に弾性体からなる第２フレームを載置して前記第１フレームと第２フレームとで前記各単電池および接続部材を弾性的に挟持して仮保持する工程と、
前記第１フレームと第２フレームとにより仮保持された接続部材を前記電極タブに接合し前記単電池を接続する工程と、を有し、
前記単電池を弾性的に挟持した前記第１フレームと第２フレームを複数積層して積層体を形成する組電池の製造方法。
【請求項２】
複数の扁平型単電池が載置される第１フレームと、
前記第１フレーム上に載置された複数の単電池を当該第１フレームとで挟持して保持する弾性体からなる第２フレームと、
前記単電池を弾性的に挟持した前記第１フレームと第２フレームを複数積層して積層体を形成し、当該積層体中の複数の単電池を接続したことを特徴とする組電池。
【請求項３】
前記第２フレームは、前記各単電池を位置決めする位置決め部を有することを特徴とする請求項２に記載の組電池。
【請求項４】
前記第１フレームと第２フレームは、前記各単電池から突出された電極タブを相互に接合し前記単電池を接続する接続部材を両フレームで挟持して弾性的に仮保持する仮保持部を有する請求項２または３に記載の組電池。
【請求項５】
前記接続部材は、前記仮保持部で保持された状態で前記電極タブと接合されることを特徴とする請求項４に記載の組電池。
【請求項６】
前記第１フレームは、合成樹脂により形成され、電圧検出線およびサーミスタがモールドされている請求項２-〜５のいずれかに記載の組電池。
【請求項７】
前記積層体を積層方向両側から加圧して前記積層体上の前記単電池に面圧を付与すると共に該積層体を保持する保持手段を備え、前記第２フレームの前記第１フレームとの当接面に、該第２フレームと一体の突起が設けられ、前記第１フレームの前記突部に対応する位置に前記突起の潰れ代を調整する溝部が設けられることによって前記面圧が所定の面圧に調整されていることを特徴とする請求項２-〜６のいずれかに記載の組電池。
【請求項８】
前記接合は、超音波溶接により行うことを特徴とする請求項５に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高エネルギー密度かつ小型軽量で大きなエネルギーを供給する電力源として最適な組電池に関する。
【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】
自動車には、小型軽量で、大きな電力を頻繁に充放電可能な、耐震動性、放熱性に優れた電池の搭載が望まれる。大きな電力を供給することができる放熱性に優れた組電池としては、下記特許文献１に示すようなものがある。
【０００４】
特許文献１に開示されている組電池は、直列、並列または直並列に電気的に接続された複数の扁平型単電池を、当該単電池の厚み方向に所定の間隔で配置し、単電池間に両側の単電池を押圧する押圧部材を配置して、外装部材によって複数の単電池を固定したものである。このような構造とすることによって単電池の放熱特性を良好にして組電池としてのサイクル特性、レート特性を向上させている。
【０００５】
このような組電池においては、外装部材に単電池を固定し、上下に積層した後に、各単電池から突出された電極タブ同士を接続部材により接続している（下記特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１９５４８０号公報（段落番号「００１４」〜段落番号「００２９」、段落番号「００４０」、段落番号「００４１」および図１、図２、図４の記載を参照）
【特許文献２】特開平７−１８３０２２号公報（段落番号「０００８」段落番号「００１９」および図１、図２、図４、図５の記載を参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の組電池は、単電池として扁平形電池を用いているため、扁平形電池以外の電池を用いて構成した従来の組電池に比較してエネルギー密度が高く、同一の電力容量の電池であれば小型化が可能である。このため、扁平形電池で構成された組電池は、小型、高エネルギー密度という点では車両搭載用電池として適している。
【０００７】
しかしながら、この組電池は、蓄電システム用に開発された組電池であるため、生産効率性、小型軽量化、対振動性、高信頼性が要求される車両用の組電池として供するにはその構造に大きな改良を加える必要がある。
【０００８】
具体的には、生産効率の高い構造とすべきであり、また、小型軽量化、部品点数の低減、容積効率の増大を達成できるような単電池を配置とし、さらに、頻繁に充放電が繰り返し行われても、単電池内部で発生するガスによる電池容量の低下、寿命の低下を起こさない構造で、しかも、耐振動性を備えた構造であって、高密度に配置しても放熱が効率的に行われるという改良を種々加える必要がある。
【０００９】
また、特許文献２の電池は、単電池を上下に積層した後に、各単電池の電極タブ同士を接続部材により溶接接続する場合、電極タブは、面方向の位置が拘束され、接続部材も所定の位置に溶接できるように治具にセットされた状態であり、両者は、決まった位置で拘束された状態で溶接されるので、溶接作業を行いにくいものとなっている。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、車両用の組電池として使用でき、溶接作業性の面でも有利な組電池と、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】
【００１１】
かかる目的を達成するために、本発明の組電池の製造方法は、第１フレームに複数の扁平型単電池を載置する工程と、各単電池から突出された電極タブを隣接する単電池の電極タブと接合するための接続部材を、前記第１フレームに設けられた載置部に載置する工程と、前記第１フレーム上に弾性体からなる第２フレームを載置して前記第１フレームと第２フレームとで前記各単電池および接続部材を弾性的に挟持して仮保持する工程と、前記第１フレームと第２フレームとにより仮保持された接続部材を前記電極タブに接合し前記単電池を接続する工程と、を有し、前記単電池を弾性的に挟持した前記第１フレームと第２フレームを複数積層して積層体を形成することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の組電池は、複数の扁平型単電池が載置される第１フレームと、前記第１フレーム上に載置された複数の単電池を当該第１フレームとで挟持して保持する弾性体からなる第２フレームと、前記単電池を弾性的に挟持した前記第１フレームと第２フレームを複数積層して積層体を形成し、当該積層体中の複数の単電池を接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の組電池の製造方法では、第１フレームに複数の扁平型単電池を載置し、各単電池から突出された電極タブを接合し単電池を接続する接続部材を、第１フレームの載置部に載置し、この第１フレーム上に弾性体からなる第２フレームを載置して、各単電池を弾性的に挟持して仮保持し、この仮保持状態で接続部材と電極タブを接合するので、この接合時に振動が発生しても、接続部材の振動が他の部分に波及せず、溶接部分の剥離や、弱い部分に対する悪影響を極力抑制することができる。
【００１４】
本発明の組電池では、第１フレームと弾性体からなる第２フレームとにより単電池を弾性的に挟持し複数層積層して積層体を形成し、当該積層体中の複数の単電池を接続したので、フレキシブルな段階で要溶接部分を溶接でき、この溶接時の振動が、電池部分や既に溶接した部分などに伝達されないか若しくは伝達されにくく、電極タブと電池本体との接続部分に応力歪みが生じることがなく、溶接接続の不良や溶接剥れなどを起こすこともなく、確実な溶接ができ、作業性の面でも有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る組電池の実施形態を説明するが、まず、組電池に使用される単電池について説明し、組電池の構造および組電池の製造方法について説明する。
【００１６】
＜単電池＞
図１は単電池を示す斜視図である。本実施形態で使用される単電池Ｂは、図１に示すように、矩形状の扁平な二次電池であり、正極板、負極板およびセパレータを順に積層した発電要素（不図示）を外装材１の内部に複数有している。この発電要素は、たとえばリチウムイオン二次電池である。
【００１７】
ここで使用されている外装材１は、たとえば、ポリアミド樹脂等の樹脂フィルムに間にアルミ箔を挟んで三層構造にしたラミネートフィルムであるが、前記単電池Ｂの成形に当たっては、このラミネートフィルムを２枚準備し、１枚をプレス加工により扁平な椀状に形成し、他方はシート状のまま使用し、両ラミネートフィルム間に前記発電要素を設置し、周縁部を熱融着接合し封止している。なお、以下、このような扁平型の単電池を単に単電池と称す。
【００１８】
外装された単電池Ｂからは、たとえば、板厚０．２ｍｍ程度のアルミニウム薄板で構成された＋電極の電極タブＴａと、たとえば、板厚０．２ｍｍ程度の銅薄板で構成された−電極の電極タブＴｂが外部に引き出されているが、本実施の形態では、対向する２辺から極性の異なる電極タブＴ（電極タブＴａとＴｂの総称）が引き出されているタイプの単電池を用いて組電池１０を構成する。
【００１９】
＜組電池の構造＞
図２は本実施形態に係る組電池の概略斜視図、図３は単電池をフレームに設ける状態を示す概略斜視図、図４は図３の要部拡大斜視図、図５は第１フレームと第２フレームを重ねた状態の接続部材周辺の断面図である。
【００２０】
組電池１０について概説すれば、図２，３に示すように、平坦なフレームＦに４つの単電池Ｂを面方向に並べて載置し、これら単電池Ｂを直列に接続したものを、複数積層し、積層方向の両面から保持手段１８（図６参照）により加圧して一体的に保持している。
【００２１】
本実施形態に係るフレームＦは、図３に示すように、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの合成樹脂により構成された剛性のある第１フレームＦ１と、防振ゴムなどの弾性材により構成された第２フレームＦ２とから構成されている。
【００２２】
第１フレームＦ１は、４つの単電池Ｂが設置される略矩形状をした板体であり、しかも剛性のある合成樹脂により構成しているので、寸法精度よく成形できる。この第１フレームＦ１の上面には各単電池Ｂの電圧を検出するための電圧検出線１１が、下面にはサーミスタ１２がモールドされている。このように第１フレームＦ１を合成樹脂により構成すれば、電圧検出線１１やサーミスタ１２をモールドして一体化でき、後の電池組立作業がきわめて容易になる。ただし、この第１フレームＦ１を成形する場合に、電圧検出線１１やサーミスタ１２を設ける溝のみを形成し、後にこの溝に電圧検出線１１やサーミスタ１２を組み込んでも良い。いずれにしても、電圧検出線１１は、第１フレームＦ１の上面に配置されることにより電極タブＴａ，Ｔｂに直接接続でき、サーミスタ１２は、第１フレームＦ１の下面に配置されることにより単電池Ｂの表面温度を精度よく検知できる。
【００２３】
第２フレームＦ２は、第１フレームＦ１上に載置された複数の単電池Ｂを位置決め保持する位置決め部１３を備え、この位置決め部１３と第２フレームＦ２の外周枠１５により各単電池Ｂを周縁から弾性支持している。この第２フレームＦ２では、外周枠１５から内方に所定長Ｌの前記位置決め突起１３が突出され、内部には開口部Ｏが設けられている。
【００２４】
第１フレームＦ１上に設置された４つの単電池Ｂは、電極タブＴａ，Ｔｂが第１フレームＦ１の切欠凹部１６の上部に突出しているが、第１フレームＦ１の周辺から外部にはみ出すことはない。
【００２５】
４つの単電池Ｂは、相互に隣接された各単電池Ｂの＋電極の電極タブＴａと−電極の電極タブＴｂが接続部材３０（通称、バスバー）により直列に接続される。これら電極タブＴａ，Ｔｂと接続部材３０との接合は、超音波溶接により行う。
【００２６】
超音波溶接としたのは次の２つの理由による。
【００２７】
第１の理由は、超音波溶接は、接合される部分に高周波振動を与えることによって金属の原子を拡散させ、再結晶させることによって機械的な接合を行うため、同種、異種の金属の重ね溶接に対して非常に効果的であること。本実施形態の単電池は、＋電極の電極タブＴａがアルミニウム薄板、−電極の電極タブＴｂが銅薄板であり、接続部材３０は銅製であることから、接合は異種金属同士の接合になる。
【００２８】
第２の理由は、超音波溶接は、接合時に高い温度に達することなく、接合面の最高温度は融点の３５〜５０％程度に抑えることができるため、高温溶接を行ったときに生じる母材の溶融やもろい鋳造組織が形成されることがない点である。本実施の形態で用いている単電池は、外装材がラミネート材であり電極タブＴをあまり高い温度に上げることができないため、単電池Ｂを高温状態にさらすことなく、非常に薄い金属で形成されている電極タブＴを接合するのには最適である。
【００２９】
電極タブＴと接続部材３０とを超音波溶接により溶接する場合には、溶接時に発生する振動が剛性の低い電極タブＴに伝達されると、電極タブＴの電池本体側の根元に応力ひずみが生じ、接続不良や溶接剥れなど種々の不具合が起こる虞があることから、振動の電極タブＴへの伝達は極力回避することが好ましい。
【００３０】
このため、本実施形態では、
（１）第２フレームＦ２を防振ゴムなどの弾性材により構成し、単電池自体を弾性的に保持している。
（２）電極タブＴと超音波溶接される接続部材３０を溶接時にフレキシブルに支持している。
（３）接続部材３０は、第２フレームＦ２に設けられた仮保持部１７において弾性的に支持されている。
（４）前記位置決め部１３も第２フレームＦ２と一体に弾性体により形成し、防振性の高いものとし、前記振動の伝達を極力回避している。
（５）接続部材３０自体の形態も改良し、接続部材３０自体も防振性の高いものとしている。
【００３１】
これらの点についてさらに詳述する。
【００３２】
まず、仮保持部１７は、図４，５に示すように、第１フレームＦ１と第２フレームＦ２に形成された切欠凹部１６の左右両側端部に形成されている。この仮保持部１７は、弾性材よりなる第２フレームＦ２に形成された凹部１７ａと、剛性のある第１フレームＦ１に形成された台状部１７ｂとからなり、両凹部１７ａ間の間隔を接続部材３０の全長より僅かに短くし、この両凹部１７ａ間に第２フレームＦ２の弾性を利用して接続部材３０を仮保持できるようにしている。なお、接続部材３０の組み付けは、後に詳述するが、第１フレームＦ１の台状部１７ｂ上に載置された接続部材３０を両凹部１７ａ受け取り保持した後、溶接する。
【００３３】
このような仮保持部１７により支持された接続部材３０は、電極タブＴの上に配置され、超音波溶接時に多少振動が加わっても、第２フレームＦ２で柔らかくフレキシブルに支持されるので、拘束されることなく円滑に溶接され、また、溶接時の振動も電極タブＴを介して電極タブＴの基部まで伝達される事態が防止されることになる。
【００３４】
次に、前記位置決め部１３は、図４，５に示すように、第２フレームＦ２と一体に弾性体により形成され、ある程度の長さＬを有し、開口部Ｏに突出されている。したがって、単電池Ｂは、位置決め部１３の弾性変形によって多少変位でき、これによっても溶接時の振動を吸収し、防振性を高めている。
【００３５】
接続部材３０自体の形態は、図５に示すように、両接合端部間に変形部３０ａが形成されている。超音波溶接は、一方の端部を溶接した後、他方の端部を超音波溶接する場合、中間に変形部３０ａがあれば、他端溶接時に発生する振動を吸収することになり、振動が既に溶接されている一方の端部に伝達することを防止するので、防振性は一層高まる。
【００３６】
また、接続部材３０の両傾斜部３２ａ，３２ｂと平坦部３１との角β，γが等しくせず、接合部間の中心を通る面直角の軸線に対し左右対称とならない構造とすれば、溶接時に接続部材３０の一方の端部と他方の端部との共振点がずれることにもなり、これにより大きな振動を防止することになる。なお、接続部材３０の中間部分の幅や肉厚を適宜変更したり、接続部材３０の材料を電極タブの材料より軟質の材料としてもよい。
【００３７】
このような接続部材３０を用いて組電池１０を構成すると、揺れに対する強度が向上し、耐振性に優れている実用的な車両用の組電池１０となる。
【００３８】
本実施形態の組電池１０は、４個の単電池Ｂが面方向に並設されたフレームＦ１，Ｆ２を２４層積み重ね、合計９６個の単電池を直列接続したものであるため、これら各層の単電池Ｂは、前記面に直角な方向にも相互に直列接続する必要がある。
【００３９】
図６は図２におけるＡ−ＡまたはＡ’−Ａ’線に沿う断面図である。なお、図２においては、説明の都合上、図６に示す保持手段１８は記載していないが、この部位に後述する保持手段１８が設けられている。
【００４０】
この面直角方向の直列接続には、種々に方法があるが、本例の組電池１０は、接続部材３０が設けられる切欠凹部１６が３箇所あり、電極タブＴが突出している切欠凹部１６が２箇所あるので、この２箇所の切欠凹部１６に突出する電極タブＴを利用して直列接続する。
【００４１】
具体的には、図６に示すように、第１フレームＦ１を、右端部に導通ワッシャＷａ、左端に絶縁ワッシャＷｂが埋め込まれた第１フレームＦ１ａと、右端部に絶縁ワッシャＷｂ、左端に導通ワッシャＷａが埋め込まれた第１フレームＦ１ｂの２種類準備する。また、第２フレームＦ２も同様に右端部に導通ワッシャＷａ、左端に絶縁ワッシャＷｂが埋め込まれた第２フレームＦ２ａと、右端部に絶縁ワッシャＷｂ、左端に導通ワッシャＷａが埋め込まれた第２フレームＦ２ｂを２種類準備する。
【００４２】
そして、第１フレームＦ１ａの導通ワッシャＷａと、第２フレームＦ２ａの導通ワッシャＷａが＋電極の電極タブＴａを挟持するように積層するとともに、このフレームの反対端では第１フレームＦ１ａの絶縁ワッシャＷｂと、第２フレームＦ２ａの絶縁ワッシャＷｂが接するように積層する。そして、第１層の第１フレームＦ１ａと第２フレームＦ２ａの導通ワッシャＷａが、第２層の第１フレームＦ１ａと第２フレームＦ２ａの導通ワッシャＷａと接し、反対側の端部では、第１層と第２層の各絶縁ワッシャＷｂが接するように載置する。第３層と第４層は、第１層と第２層の導通ワッシャＷａの上に絶縁ワッシャＷｂが位置するように、積層する。なお、図６においては、３層しか積層していないが、実際は６層積層され、中間ヒートシンクＨ３を載置し、さらに同様の作業を繰り返すことになる。
【００４３】
このように、導通ワッシャＷａが接する部分と絶縁ワッシャＷｂが接する部分が左右交互に形成される接続状態となるように各第１フレームＦ１と第２フレームＦ２を積層すると、各層の４個の単電池Ｂは、導通ワッシャＷａおよび電極タブＴを介して電気的に直列接続されることになる。
【００４４】
前記保持手段１８は、図６に示すように、通しボルト１９と、ナット２０と、上下端のヒートシンクＨ１，Ｈ２とから構成され、通しボルト１９の下端は、下端側のヒートシンクＨ２に固定されている。なお、通しボルト１９が挿通される上端ヒートシンクＨ１の通孔には，導通部材２１が設けられている。
【００４５】
上下端のヒートシンクＨ１，Ｈ２は、硬質のものであって放熱性を発揮するように多孔質材料あるいは内部に通路を有する金属プレートなどが使用され、所定の面圧が各単電池Ｂに加わるようにしている。所定の面圧を単電池Ｂに加えると、頻繁に充放電が繰り返し行われても、単電池内部で発生するガスによる電池容量の低下、寿命の低下を防止できるからである。
【００４６】
この面圧を加えるに当たっては、通常、上端のヒートシンクＨ１の直下に、厚紙、ゴム材、樹脂などのような圧縮によって変形しやすい材料で形成された弾性体を設け、積層された単電池Ｂ全体を適切な面圧で押さえ込むことが考えられるが、本実施形態では、第２フレームＦ２が、弾性体により形成されているので、このような面圧調整用の弾性体は不要である。
【００４７】
図７は第１フレームと第２フレームを重ねた状態のフレーム端部の断面図である。本実施形態では、前記第２フレームＦ２は、図３，４および図７に示すように、両側端部に第１フレームＦ１に当接する面圧調整部２２を有し、前記保持手段１８により加圧するとき、前記面圧調整部２２により単電池Ｂに加わる面圧を調整している。
【００４８】
この面圧調整部２２は、第２フレームＦ２に形成された面圧調整用突起２３と、第１フレームＦ１裏面の当該面圧調整用突起２３と対応する位置に形成された溝部２４とからなり、両フレームＦ１，Ｆ２を重ねて加圧したとき、この溝部２４により面圧調整用突起２３を変形し、この突起２３の潰れ代を調節し、面圧を調整している。この面圧調整は、図７に示す突起２３のピッチａを微調整することにより、さらに微小な調整を行うことができる。
【００４９】
前記面圧調整に当たり、単純に第２フレームＦ２に形成された面圧調整用突起２３が第１フレームＦ１の下面で加圧するようにしても良いが、このようにすれば、重ねられた両フレームＦ１，Ｆ２が突起２３の変形によりズレ、体積ロスが生じる虞があるので、溝部２４により面圧調整用突起２３を変形し体積ロスの発生を防止している。
【００５０】
この突起２３を溝部２４により加圧したときに加圧代と面圧について検証した。ここにおいて、突起２３の高さをｈ、溝部２４の深さをｄとする。突起２３は、前述のようにゴム材で構成されており、長期的に所定の面圧を単電池Ｂに対して与えられるように、へたり代は２０％以内で使用することとし、ゴムの硬度（Ｈｓ）は、５０程度とする。
【００５１】
突起２３の潰れ量は、｜ｈ−ｄ｜となり、突起２３の高さｈの２０％以内での使用であるため、次式（１）が成立する。
【００５２】
｜ｈ−ｄ｜／ｈ×１００≦０．２ｈ    …    （１）
式（１）を溝部２４の深さｄで解くと、
ｄ≧ｈ−ｈ２／５００                  …    （２）
上記（１）（２）式が成立する範囲内で単電池を加圧する実験を行った。その結果、単電池の加圧代と、その面圧範囲を示すと、図８に示すようになる。
【００５３】
図８に示された面圧範囲は、実験的に電池寿命向上に効果のある面圧範囲内（０．０５Ｍｐａ〜０．４Ｍｐａ）に入っており、寿命向上の効果が認められる。
【００５４】
上述のように形成された第１フレームＦ１、第２フレームＦ２、接続部材３０などを用いての組電池の製造は、下記のようになる。
【００５５】
＜組電池の製造方法＞
組電池１０を製造するには、まず、第１フレームＦ１および第２フレームＦ２あるいは単電池Ｂなどを予め成形し準備する。なお、第１フレームＦ１は、射出成形などにより容易に加工でき、第２フレームＦ２は、射出圧縮、インジェクションプレス、プレス成形などにより加工可能である。
【００５６】
＜第１工程＞
組立ての順序は、まず、剛性のある第１フレームＦ１に４つの単電池Ｂを面方向に載置する。４つの単電池ＢのタブＴは、切欠凹所１６に突出する。
【００５７】
＜第２工程＞
各単電池Ｂから突出された電極タブＴａを隣接する単電池Ｂの電極タブＴｂと接合する接続部材３０を、第１フレームＦ１に設けられた台状部１７ｂに設置する。
【００５８】
＜第３工程＞
第１フレームＦ１上に弾性体からなる第２フレームＦ２を載置し、位置決め部１３により各単電池Ｂを弾性的に保持する。この場合、第２フレームＦ２を第１フレームＦ１に多少加圧し、台状部１７ｂ上の接続部材３０を第２フレームＦ２の凹部１７ａに嵌合させ、仮保持し、位置決めする。
【００５９】
＜第４工程＞
第１フレームＦ１と第２フレームＦ２とにより仮保持された接続部材３０を電極タブＴａ，Ｔｂに接合し、前記単電池Ｂを直列に接続する。各単電池Ｂの電極タブＴａ，Ｔｂは、フレームＦ上に位置しており、この上に接続部材３０が載置され、しかも第２フレームＦ２により仮保持されているので、超音波溶接装置の冶具により接続部材３０と単電池Ｂの電極タブＴａやＴｂを挟み、超音波振動を加え超音波溶接する。ただし、超音波溶接装置の冶具により溶接可能な範囲だけ第１フレームＦ１と第２フレームＦ２を積層しても良い。
【００６０】
この溶接時において、本実施形態では、接続部材３０を面方向にも、当該面に直交する方向にも仮保持している状態、つまり、弾性的に支持している状態で超音波溶接するので、接続部材３０の一端を溶接する場合のみでなく、接続部材３０の一端を溶接した後、他端を溶接する場合であっても、その振動は、接続部材３０の変形部３０ａや、電池の第２フレームＦ２による仮保持状態や、あるいは第１フレームＦ１上での滑りにより、溶接が完了した部分に伝達されないか、伝達されても極めて小さなものとなり、この溶接接合部を剥離したり、タブＴの基部に悪影響を及ぼす虞はない。
【００６１】
また、溶接が完了した後の接続部材３０は、単電池Ｂの面方向には移動不能となるが、この面に直行する方向にはフレキシブルな構造となる。したがって、組み立てられた後の組電池では、振動が加わる車両用の電池としては極めて好ましいものとなる。
【００６２】
＜第５工程＞
このようにして第１フレームＦ１と第２フレームＦ２に４つの単電池Ｂが合体された電池ユニットを、前記第１工程〜第４工程を複数回繰り返し、電池ユニットを複数形成する。そして、単電池が直列接続されるように、各フレームＦ１，Ｆ２のワッシャＷａ，Ｗｂを通しボルト１９に通しつつ積み重ね、複数層の電池ユニットの積層体を形成する。この通しボルト１９は、保持手段１８の下端側のヒートシンクＨ２に立設されているので、電池ユニットは、下端側のヒートシンクＨ２の上面に載置され、次々と積層されることになる。
【００６３】
このようにして電池ユニットが６層積層されると、中間ヒートシンクＨ３を設置する。この作業を繰り返し、電池ユニットを２４枚積層する。
【００６４】
＜第６工程＞
電池ユニットが２４枚積層されると、この上に上端ヒートシンクＨ１を載置し、保持手段１８により締め付ける。この締め付けは、通しボルト１９にナット２０を螺合することにより行う。この締め付けにより、上下端のヒートシンクＨ１，Ｈ２を介して各単電池Ｂには所定の面圧が加えられることになるが、この面圧は、溝部２４による面圧調整用突起２３の変形により調整されたものである。
【００６５】
また、この保持手段１８による締め付けは、端部に位置する電極タブＴａ，ＴｂとワッシャＷａ，Ｗｂとを加圧し、単電池が直列接続されるように電気的接続状態を形成することにもなる。
【００６６】
このようにして所定数の単電池Ｂ全てが直列に接続された組電池１０が構築される。
【００６７】
本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において種々変更使用することができる。たとえば、前記実施形態の接続部材は、変形されているが、これのみに限定されるものではなく、直状のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、複数の単電池が載置された剛性のある第１フレームと、弾性体からなる第２フレームを積層して積層方向両面から加圧するので、組電池成形の作業性がきわめて有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】単電池を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係る組電池の概略斜視図である。
【図３】単電池をフレームに設ける状態を示す概略斜視図である。
【図４】図３の要部拡大斜視図である。
【図５】第１フレームと第２フレームを重ねた状態の接続部材周辺の断面図である。
【図６】図２におけるＡ−ＡまたはＡ’−Ａ’線に沿う断面図である。
【図７】第１フレームと第２フレームを重ねた状態のフレーム端部の断面図である。
【図８】加圧代と面圧範囲を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…組電池、
１１…電圧検出線、
１２…サーミスタ、
１３…位置決め部、
１５…周縁部、
１７…仮保持部、
１８…保持手段、
２２…面圧調整部、
２３…面圧調整用突起、
２４…溝部、
３０…接続部材、
Ｆ１…第１フレーム、
Ｆ２…第２フレーム、
Ｂ…単電池、
Ｔａ、Ｔｂ…電極タブ。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成15年11月4日(2003.11.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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