(57)【要約】  基板などの部品点数が増加することがない、安価な電池パックを提供するために、本発明の電池パックは、ラミネートフィルム外装材から引き出された正極引き出しタブと負極引き出しタブとを有する電池セル１００を複数積層し、隣接する前記電池セル１００を電気的に接続した電池連結構造体を含む電池パックであって、隣接する前記電池セル１００のそれぞれのタブが、接続される電位検知タブ部材２００と、前記電位検知タブ部材２００に接続されるリード線２３０と、電気接続部を絶縁する絶縁部材３１０と、を有し、前記電位検知タブ部材２００は、基部と、前記基部の長手方向に対して垂直に突出する突出部と、からなり、前記突出部に前記リード線２３０が接続され、前記電位検知タブ部材２００は、接続された前記タブと共に折り返され、折り返された前記電位検知タブ部材の先端部が、前記絶縁部材３１０に載置される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラミネートフィルム外装材から引き出された正極引き出しタブと負極引き出しタブとを有する電池セルを複数積層し、隣接する前記電池セルを電気的に接続した電池連結構造体を含む電池パックであって、
隣接する前記電池セルのそれぞれのタブが、接続される電位検知タブ部材と、
前記電位検知タブ部材に接続されるリード線と、
電気接続部を絶縁する絶縁部材と、を有し、
前記電位検知タブ部材は、基部と、前記基部の長手方向に対して垂直に突出する突出部と、からなり、前記突出部に前記リード線が接続され、
前記電位検知タブ部材は、接続された前記タブと共に折り返され、折り返された前記電位検知タブ部材の先端部が、前記絶縁部材に載置される電池パック。
【請求項２】
前記電位検知タブ部材にはリード線が半田によって接続されている請求項２に記載の電池パック。
【請求項３】
前記電位検知タブ部材が、接続された前記タブと共に折り返される際、
前記電位検知タブ部材の前記突出部の位置が変更されないように前記基部のみが折り返される請求項１又は請求項２に記載の電池パック。
【請求項４】
ラミネートフィルム外装材から引き出された正極引き出しタブと負極引き出しタブとを有する電池セルを複数積層し、隣接する前記電池セルを電気的に接続した電池連結構造体を含む電池パックを製造する電池パックの製造方法であって、
前記電池セルの積層方向からみて、異極の引き出しタブ同士が重なるようにして、第１の電池セルと、第２の電池セルとを積層する第１積層工程と、
重なった異極の引き出しタブ同士のうちの一方のタブ同士を接続する第１接続工程と、
引き出しタブがラミネートフィルム外装材から引き出される方向と逆の方向に、前記第１接続工程で接続された異極の引き出しタブ同士を折り返す第１折り返し工程と、
を有する電池パックの製造方法。
【請求項５】
前記電池セルの積層方向からみて、異極の引き出しタブ同士が重なるようにして、第３の電池セルと、第２の電池セルとを積層する第２積層工程と、
前記第２積層工程で重なった異極の引き出しタブ同士のうち、前記第１接続工程で接続していないタブ同士を接続する第２接続工程と、
引き出しタブがラミネートフィルム外装材から引き出される方向と逆の方向に、前記第２接続工程で接続された異極の引き出しタブ同士を折り返す第２折り返し工程と、
を有する請求項４に記載の電池パックの製造方法。
【請求項６】
ラミネートフィルム外装材から引き出された正極引き出しタブには、正極継ぎ足しタブ部材が継ぎ足されている請求項４又は請求項５に記載の電池パックの製造方法。
【請求項７】
前記第１接続工程及び前記第２接続工程では、
異極の引き出しタブ同士と共に、電位検知タブ部材も接続する請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の電池パックの製造方法。
【請求項８】
前記電位検知タブ部材にはリード線が半田によって接続されている請求項７に記載の電池パックの製造方法。
【請求項９】
前記電位検知タブ部材は、基部と、前記基部の長手方向に対して垂直に突出する突出部と、を有し、
前記突出部に前記リード線が接続される請求８に記載の電池パックの製造方法。
【請求項１０】
前記第１折り返し工程及び前記第２折り返し工程で異極の引き出しタブ同士を折り返す際、
前記電位検知タブ部材の前記突出部の位置が変更されないように前記基部のみが折り返される請求項９に記載の電池パックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池などの電池セルが連結されてなる電池連結構造体が収容された電池パックや、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一次電池や二次電池を搭載した電池パックは、携帯電話、デジタルカメラ、ラップトップコンピュータなどのポータブル機器の小型の電源としてはもちろん、電動カートや小型設備等の簡易的なバックアップ電源などの中型の電源や、車両や家庭用の大型電源としても広く普及している。【０００３】
電池パックは、一次電池や二次電池などの電池と、保護回路などを含む回路基板とを容器内に収容したものである。容器の内部に搭載する電池として、高エネルギー密度で軽量なリチウムイオン電池が用いられることが多くなっている。なかでも、外装材として、厚さが数十ミクロンから数百ミクロン程度の可撓性のアルミニウムシートと樹脂とからなるラミネートフィルムを用いたラミネート電池は特に軽量で、様々な用途への活用が期待されている。【０００４】
ここで、可撓性のラミネートフィルムを外装材に用いた電池セルは軽量化に優れる一方で、肉厚の大きな金属板を外装材とした角型電池や円筒型電池に比べると強度が低く、外部からの衝撃に弱いという課題を有する。【０００５】
また、電池パックが接続される側の機器で必要とする電池容量などが大きくなると、必然的に電池セルを複数接続して使用する必要がある。電池パック内に複数のラミネート型の電池セルを収容する場合、積層方向に積み重ねるか、外装ケースの内面に平行に並べて配置することになる。【０００６】
例えば、特許文献１（国際公開２０１２／１３１８０２号）には、積み重ねられた電池セルが、基板によって連結されてなる電池連結構造体が収容された電池パックが開示されている。
【特許文献１】国際公開２０１２／１３１８０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載の技術においては、複数の電池セルを連結して電池連結構造体を作製する際、基板を用いてこれを行う必要があり、基板などの体積分、電池連結構造体が、ひいては電池パックが大型化してしまう、という問題があった。さらに、特許文献１記載の技術では、基板などの部品点数が増加してしまい、コストが上昇してしまう、という問題もあった。【０００８】
電池パックの大型化を避けるために、電池セル自体を小型化しておく、という発想に基づけば、ラミネート外装材の周囲を折り返した構造の電池セルを準備してことも考えられる。しかしながら、ラミネート外装材の周囲を折り返すと、折り返しにより熱溶着部にクラックが入り、封止性を損なうおそれがある、という新たな問題が発生する。【０００９】
また、特許文献１記載の技術においては、複数の電池セルを連結して電池連結構造体を作製する際、基板を用いてこれを行う必要があり、基板などの部品点数が増加するので、電池パックの製造時において余計な手間とコストがかかってしまう、という問題があった。【００１０】
一方、特許文献１記載のような基板を用いることなく、複数の電池セルを連結しようとすると、複数の電池セルから引き出されている引き出しタブの取り扱いが煩雑となるため、タブ同士の接続不良などの発生の可能性が大きくなり、歩留まりが低減してしまう、という問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記のような問題を解決するものであって、本発明に係る電池パックは、ラミネートフィルム外装材から引き出された正極引き出しタブと負極引き出しタブとを有する電池セルを複数積層し、隣接する前記電池セルを電気的に接続した電池連結構造体を含む電池パックであって、隣接する前記電池セルのそれぞれのタブが、接続される電位検知タブ部材と、前記電位検知タブ部材に接続されるリード線と、電気接続部を絶縁する絶縁部材と、を有し、前記電位検知タブ部材は、基部と、前記基部の長手方向に対して垂直に突出する突出部と、からなり、前記突出部に前記リード線が接続され、前記電位検知タブ部材は、接続された前記タブと共に折り返され、折り返された前記電位検知タブ部材の先端部が、前記絶縁部材に載置される。【００１２】
また、本発明に係る電池パックは、前記電位検知タブ部材にはリード線が半田によって接続されている。【００１３】
また、本発明に係る電池パックは、前記電位検知タブ部材が、接続された前記タブと共に折り返される際、前記電位検知タブ部材の前記突出部の位置が変更されないように前記基部のみが折り返される。【００１４】
また、本発明に係る電池パックの製造方法は、ラミネートフィルム外装材から引き出された正極引き出しタブと負極引き出しタブとを有する電池セルを複数積層し、隣接する前記電池セルを電気的に接続した電池連結構造体を含む電池パックを製造する電池パックの製造方法であって、前記電池セルの積層方向からみて、異極の引き出しタブ同士が重なるようにして、第１の電池セルと、第２の電池セルとを積層する第１積層工程と、重なった異極の引き出しタブ同士のうちの一方のタブ同士を接続する第１接続工程と、引き出しタブがラミネートフィルム外装材から引き出される方向と逆の方向に、前記第１接続工程で接続された異極の引き出しタブ同士を折り返す第１折り返し工程と、を有する。【００１５】
また、本発明に係る電池パックの製造方法は、前記電池セルの積層方向からみて、異極の引き出しタブ同士が重なるようにして、第３の電池セルと、第２の電池セルとを積層する第２積層工程と、前記第２積層工程で重なった異極の引き出しタブ同士のうち、前記第１接続工程で接続していないタブ同士を接続する第２接続工程と、引き出しタブがラミネートフィルム外装材から引き出される方向と逆の方向に、前記第２接続工程で接続された異極の引き出しタブ同士を折り返す第２折り返し工程と、を有する。【００１６】
また、本発明に係る電池パックの製造方法は、ラミネートフィルム外装材から引き出された正極引き出しタブには、正極継ぎ足しタブ部材が継ぎ足されている。【００１７】
また、本発明に係る電池パックの製造方法は、前記第１接続工程及び前記第２接続工程では、異極の引き出しタブ同士と共に、電位検知タブ部材も接続する。【００１８】
また、本発明に係る電池パックの製造方法は、前記電位検知タブ部材にはリード線が半田によって接続されている。【００１９】
また、本発明に係る電池パックの製造方法は、前記電位検知タブ部材は、基部と、前記基部の長手方向に対して垂直に突出する突出部と、を有し、前記突出部に前記リード線が接続される。【００２０】
また、本発明に係る電池パックの製造方法は、前記第１折り返し工程及び前記第２折り返し工程で異極の引き出しタブ同士を折り返す際、前記電位検知タブ部材の前記突出部の位置が変更されないように前記基部のみが折り返される。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る電池パックによれば、基板などの部品点数が増加することがないので、安価に電池パックを提供することができる。【００２２】
また、本発明に係る電池パックによれば、ラミネート外装材の周縁部の折り返しによる封止性低下を招くことなく、大型化を抑制した電池パックを提供することができる。【００２３】
また、本発明に係る電池パックの製造方法によれば、基板などの部品点数が増加することがないので、電池パックの製造時において余計な手間やコストがかかることがない。【００２４】
また、本発明に係る電池パックの製造方法によれば、歩留まりが低減することがない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る電池パック７００に用いられる電池セル１００を示す図である。
【図２】電池セル１００の正極引き出しタブ１２０に対して正極継ぎ足しタブ部材１２５を接合する様子を示す図である。
【図３】正極継ぎ足しタブ部材１２５が接合された電池セル１００を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図５】電池連結構造体５００を製造する際に用いる電位検知タブ部材２００を説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図９】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図１２】３枚のタブ部材の抵抗溶接工程と、折り返し工程とを示す図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。
【図１７】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。
【図１８】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。
【図１９】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。
【図２０】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。
【図２１】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。
【図２２】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図２３】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図２４】本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。
【図２５】本発明の実施形態に係る電池パック７００を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る電池パック７００に用いられる電池セル１００を示す図である。このような電池セル１００としては、リチウムイオンが負極と正極とを移動することにより充放電が行われるリチウムイオン二次単位電池が用いられる。
【００２７】
電池セル１００の電池本体部１１０は、複数のシート状正極と複数のシート状負極とがセパレーターを介して積層された電極積層体、および電解液（いずれも図示しない）が、平面視で矩形のラミネートフィルム外装材１０３内に収容された構造となっている。そして、電池本体部１１０の第１端部１１１からは、正極引き出しタブ１２０及び負極引き出しタブ１３０が引き出されている。
【００２８】
正極引き出しタブ１２０及び負極引き出しタブ１３０は、いずれも平板状で、ラミネートフィルム外装材１０３内において、それぞれ、シート状正極、シート状負極と直接またはリード体などを介して接続されている。ラミネートフィルム外装材１０３は、電池内側となる面に熱融着樹脂層を有する金属ラミネートフィルムにより構成されている。より具体的には、例えば２枚の金属ラミネートフィルムが重ねられてラミネートフィルム外装材１０３を構成し、シート状正極、シート状負極およびセパレーターを有する電極積層体や電解液を、内部に収容した状態でラミネートフィルム外装材の外周辺（第１端部１１１、第２端部１１２、２つの側端部１１３）が熱シールされることで、その内部が密閉されている。
【００２９】
ここで、正極引き出しタブ１２０や負極引き出しタブ１３０などのラミネートフィルム外装材１０３よりなる電池本体部１１０から引き出される金属片は、「引き出しタブ」と称することとし、ラミネートフィルム外装材１０３の内側でセパレーターや電解液などを介して積層されているシート状正極やシート状負極を「電極」と称する。
【００３０】
なお、電極積層体には、上記のように複数のシート状正極と複数のシート状負極とがセパレーターを介して積層したものの他に、シート状正極とシート状負極とがセパレーターを介し積層したものを巻回し、これが圧縮されることにより積層体をなすものも含まれる。
【００３１】
上記のような電池セル１００においては、正極引き出しタブ１２０の材質としてはアルミニウムまたはアルミニウム合金が、また、負極引き出しタブ１３０の材質としては、ニッケル、他の金属にニッケルメッキを施した材料（ニッケルメッキ材。例えば、ニッケルメッキをした銅など）、ニッケルと他の金属のクラッド（ニッケルクラッド材。例えば、ニッケル−銅クラッドなど）が一般的に用いられている。すなわち、電池セル１００としては、アルミニウムを含む正極引き出しタブ１２０と、ニッケルを含む負極引き出しタブ１３０とを有する構成となっている。本実施形態においては、アルミニウム製の正極引き出しタブ１２０が、また、ニッケル製の負極引き出しタブ１３０がそれぞれ用いられている。
【００３２】
電池セル１００のアルミニウムを含む正極引き出しタブ１２０と、他の導電性金属を直接的に接続させる構成では、金属間の電位差の問題により所定の年月が経過した後の導電性が劣化する可能性がある。
【００３３】
そこで、本発明においては、電池セル１００の正極引き出しタブ１２０には、ニッケルを含む正極継ぎ足しタブ部材１２５を抵抗溶接或いは超音波溶着により接合しておき、電位差の問題による導電性劣化の問題を解決するようにしている。
【００３４】
このための構成についてより説明する。図１に示すように、電池連結構造体５００を構成する上では、電池セル１００におけるアルミニウム製の正極引き出しタブ１２０は第１端部１１１から長さａとされ、ニッケル製（或いはニッケルを含む材料製）の負極引き出しタブ１３０は第１端部１１１から長さｂ（ｂ＞ａ）とされる。
【００３５】
次に、長さａのアルミニウム製の正極引き出しタブ１２０に対しては、第１端部１１１からの長さがｂとなるように、ニッケル製の正極継ぎ足しタブ部材１２５が抵抗溶接或いは超音波溶着などによって接合され、継ぎ足される（図２、図３参照）。
【００３６】
なお、以下、正極継ぎ足しタブ部材１２５が接合されて形成された引き出しタブ全体を、「正極引き出しタブ」と称することもある。図３に示すように、正極引き出しタブ１２０に、正極継ぎ足しタブ部材１２５が継ぎ足されることで、正極引き出しタブ全体としては、第１端部１１１からの長さがｂとなる。
【００３７】
正極引き出しタブ１２０と、この正極引き出しタブ１２０に継ぎ足されている正極継ぎ足しタブ部材１２５とからなる正極の引き出しタブ全体は、本発明に係る電池パック７００においては、電位検知タブ部材２００と当接された状態で、電池連結構造体５００が構成される。この電位検知タブ部材２００は、ニッケル、又はニッケルを含む材料によって製造されている。
【００３８】
このように本発明に係る電池パック７００においては、複数の電池セル１００を直列に電気接続する上では、ニッケルを含む部材同士（継ぎ足しタブ部材１２５、電位検知タブ部材２００）が接触するようにして、引き出しタブ同士が連結されているので、隣り合う単位電池（電池セル１００）同士の電気接続部は、同種の金属材料による電気接続となり、電位差の問題がなく、年月の経過による導電性の劣化が発生することがほとんどなくなる。
【００３９】
次に、以上のように構成される電池セル１００を複数積層し、隣接する電池セル１００を電気的に接続した電池連結構造体５００となし、これにより電池パック７００を製造する方法について説明する。
【００４０】
以下、本実施形態では７つの電池セル１００を積層して、これらを直列接続し電池連結構造体５００となす場合を例に挙げ説明するが、本発明がこの場合に限定されるものではなく、本発明で電池セル１００を積層する数は任意である。また、本発明で、電池セル１００同士を電気接続する際、接続形態を直列接続とするか、並列接続するかなども適宜選択することができる。
【００４１】
図４は本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。図４は、７つ積層する電池セル１００のうちの最初の電池セル１００を準備する工程を示している。
【００４２】
図４の工程では、セル保護用の絶縁部材３１０を電池セル１００の第１端部１１１側に配する。これにより、電池セル１００を絶縁部材３１０により保護するようにしている。絶縁部材３１０としては、難燃性及び電気絶縁性を有するテープなどを用いることができる。電池セル１００は、後述するようにタブ同士を、抵抗溶接などにより接合する工程を経るが、このとき絶縁部材３１０によって、ラミネートフィルム外装材１０３を有する電池セル１００が保護される。
【００４３】
電池セル１００に絶縁部材３１０が付されると、次に、正極引き出しタブ１２０と正極継ぎ足しタブ部材１２５の上に、電位検知タブ部材２００が載置される。図４に示す工程では、信号リード線２３０と電源線２４０とが半田接続された電位検知タブ部材２００が用いられる。
【００４４】
図４で示す正極引き出しタブ１２０と正極継ぎ足しタブ部材１２５と電位検知タブ部材２００とは、７つの電池セル１００が直列接続された電池連結構造体５００自体の正極となる。電源線２４０は電池連結構造体５００の正極用のリード線として機能する。一方、信号リード線２３０は電池セル１００の電位を検知するために利用される。
【００４５】
ここで、電位検知タブ部材２００についてより詳しく説明する。図５は電池連結構造体５００を製造する際に用いる電位検知タブ部材２００を説明する図である。
【００４６】
図５（Ａ）は電位検知タブ部材２００のみを抜き出して示す図であり、図５（Ｂ）は信号リード線２３０と電源線２４０とが半田接続された電位検知タブ部材２００を示す図であり、図５（Ｃ）は信号リード線２３０が半田接続された電位検知タブ部材２００を示す図である。
【００４７】
本発明において、電池連結構造体５００を組み立てる際には、電位検知タブ部材２００としては、既に信号リード線２３０や電源線２４０が半田接続されている図５（Ｂ）や図５（Ｃ）に示すものが用いられる。これは、引き出しタブに電位検知タブ部材２００を接合した後の工程で、信号リード線２３０や電源線２４０を半田接続すると、電池セル１００内の活物質や電解液（いずれも不図示）に悪影響を及ぼしてしまうからである。
【００４８】
電位検知タブ部材２００を構成する材料としては、ニッケル、他の金属にニッケルメッキを施した材料（ニッケルメッキ材。例えば、ニッケルメッキをした銅など）、ニッケルと他の金属のクラッド（ニッケルクラッド材。例えば、ニッケル−銅クラッドなど）が用いられる。
【００４９】
電位検知タブ部材２００は平板の部材であり、電池連結構造体５００の組み立て工程において、引き出しタブと重畳されることが想定されている基部２１０と、この基部２１０から突出する突出部２２０とを有している。
【００５０】
電位検知タブ部材２００が引き出しタブと重畳される際、引き出しタブがラミネートフィルム外装材１０３から引き出されている方向と、平行な方向を基部２１０の長手方向として定義する。突出部２２０は、基部２１０の長手方向に対して、垂直に突出するようになっている。また、基部２１０の幅の長さ（長手方向に垂直な方向の長さ）は、各引き出しタブの幅の長さと、同じとされている。また、基部２１０の長手方向の長さは、一方の端部が、正極継ぎ足しタブ部材１２５の端部と揃って重ねられたとき、他方の端部が絶縁部材３１０と重なる程度の長さとされる。基部２１０の他方の端部が絶縁部材３１０と重なっている状態は図６に示されている。
【００５１】
電位検知タブ部材２００の基部２１０は、正極引き出しタブ１２０と正極継ぎ足しタブ部材１２５とからなる正極のタブ全体と重ねられたり、或いは、負極引き出しタブ１３０と重ねられたり、或いは、正極のタブ全体と負極引き出しタブ１３０の両方と重ねられたりして、それらと抵抗溶接などによって電気的・物理的に接合される。
【００５２】
一方、電位検知タブ部材２００の突出部２２０は、信号リード線２３０や電源線２４０との導電接続部として利用される。
【００５３】
電位検知タブ部材２００の突出部２２０と接続されていない方の信号リード線２３０の端部は、コネクタ部材２６０の不図示の導電部と接続されている。
【００５４】
また、電位検知タブ部材２００の突出部２２０と接続されていない方の電源線２４０の端部が、電池連結構造体５００の正極の電源線として用いられる場合には、ヒューズ部２４３を介して電源端子２４５と接続される。
【００５５】
また、電位検知タブ部材２００の突出部２２０と接続されていない方の電源線２４０の端部が、電池連結構造体５００の負極の電源線として用いられる場合には、直接電源端子２４５と接続される。
【００５６】
電池連結構造体５００の製造工程において、電位検知タブ部材２００は、接合された各引き出しタブと共に、折り返されるようになっている。図５（Ｂ）、（Ｃ）には、組み立て工程で折り返される予定のラインが、点線にて示されている。引き出しタブや、電位検知タブ部材２００を折り返す工程については後述する。
【００５７】
なお、本発明で用いるような電位検知タブ部材２００を省略して組電池を製造しようとすると、単電池に予めリードが接続された状態になるので、積層する際に、リードが単電池の容器や異極と接触する可能性がある。また、それを防ぐには長いリードを取りまとめながら単電池を積層する必要があるため、生産性が低下してしまう。このようなことを防ぐためにも、電位検知タブ部材２００を採用することが好ましい。
【００５８】
続く図６に示す工程では、正極引き出しタブ１２０と正極継ぎ足しタブ部材１２５の上に載置された電位検知タブ部材２００が、正極継ぎ足しタブ部材１２５と抵抗溶接されて接合された状態となる。本実施形態では、タブ同士の接合に、抵抗溶接を用いたが、超音波溶接などのその他の接合方法を用いることもできる。
【００５９】
続く図７に示す工程では、正極引き出しタブ１２０がラミネートフィルム外装材１０３から引き出されている方向と逆の方向に、正極引き出しタブ１２０、正極継ぎ足しタブ部材１２５、電位検知タブ部材２００を折り返す工程を実施する。このような折り返し工程で、正極のタブ部材全体の長さは、第１端部１１１からｃとなる。折り返された分のｂ−ｃに相当する空間が、以降の工程で電池セル１００を積層する際に利用される。
【００６０】
前記折り返す工程で、正極引き出しタブ１２０、正極継ぎ足しタブ部材１２５、電位検知タブ部材２００が折り返された際には、それぞれの先端部が、絶縁部材３１０に載置される程度となるように、各タブや絶縁部材３１０の寸法が規定されている。このような絶縁部材３１０により、引き出しタブやタブ部材等から、電池セル１００のラミネートフィルム外装材１０３を保護することができる。
【００６１】
また、本発明に係る電池パック７００においては、上記のような折り返し工程を、引き出しタブやタブ部材等に施すので、電池パック７００の体積効率を向上させることができる。
【００６２】
また、本発明に係る電池パック７００によれば、折り返し工程によって設けることができる空間によって、製造性も向上させることができ、歩留まりの向上を図ることもできる。
【００６３】
また、本発明に係る電池パック７００においては、上記のような折り返し工程で、電位検知タブ部材２００の突出部２２０の位置が折り返しにより変更されないように折り返しが実施される。（図５（Ｂ）、図５（Ｃ）の折り返し予定ラインも参照。）これにより、電位検知タブ部材２００の折り返しによる、突出部２２０への応力などの影響がなく、従って、突出部２２０に接続されている信号リード線２３０や電源線２４０などへの影響もない。
【００６４】
続く図８に示す工程では、クッション部材として機能する第１端側セル間スペーサー部材３３０が、先の工程で折り返された正極引き出しタブ１２０、正極継ぎ足しタブ部材１２５、電位検知タブ部材２００の上に載置される。第１端側セル間スペーサー部材３３０は、電気絶縁性、クッション性を備え、難燃性であることが好ましい。また、第１端側セル間スペーサー部材３３０は、先のｂ−ｃに相当する空間にはみ出すことがないようにする。
【００６５】
次に、電池セルを積層する工程を図９に示す。積層する電池セルにはプライム記号（’）を付して、１番目の電池セルと区別を図ることとする。
【００６６】
図９、図１０に示す工程で、２番目の電池セル１００’を、最初の電池セル１００に積層する際には、ラミネートフィルム外装材１０３の本体部同士は、２条の両面接着テープ３２０を用いて固着する。
【００６７】
また、このとき、最初の電池セル１００の正極引き出しタブ１２０の上には、２番目の電池セル１００’の負極引き出しタブ１３０’がくるようにし、また、最初の電池セル１００の負極引き出しタブ１３０の上には、２番目の電池セル１００’の正極引き出しタブ１２０’と正極継ぎ足しタブ部材１２５’がくるようにする。
【００６８】
また、最初の電池セル１００の負極引き出しタブ１３０と、２番目の電池セル１００’の正極引き出しタブ１２０’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’との間には、信号リード線２３０’のみが半田接合されている電位検知タブ部材２００’が配される。すなわち、３枚のタブ部材が鉛直方向から見て整列することとなる。
【００６９】
ここで、正極継ぎ足しタブ部材１２５’の端部と、電位検知タブ部材２００’の端部と、負極引き出しタブ１３０の端部とが鉛直方向から見てほぼ揃っている（すなわち、全ての端部が、第１端部１１１からの長さがほぼｂとなる）ようにする。
【００７０】
続く図１１に示す工程では、鉛直方向に揃った３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）を、上下から、抵抗溶接装置１０００のアンビル部１０１０と、ホーン部１０２０とで挟み込み抵抗溶接を実施する。
【００７１】
図１２は３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）の抵抗溶接工程と、折り返し工程とを示す図である。  図１２はいずれも、電池セルのラミネートフィルム外装材から引き出された引き出しタブと、電位検知タブ部材とを側面から見た図である。
【００７２】
図１２（Ａ）は、図１１に示した、抵抗溶接を施される３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）が、アンビル部１０１０と、ホーン部１０２０と間にセットされた状態を示している。
【００７３】
図１２（Ｂ）は、抵抗溶接装置１０００による溶接動作を実行し、３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）を抵抗溶接した様子を示している。
【００７４】
図１２（Ｃ）は、抵抗溶接された３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）を抵抗溶接装置１０００から取り出した様子を示す図である。
【００７５】
図１２（Ｄ）は、抵抗溶接された３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）を、引き出しタブがラミネートフィルム外装材から引き出される方向と逆の方向に、折り返される工程を示している。
【００７６】
このような折り返し工程で、抵抗溶接された３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）の長さは、第１端部１１１からｃとなる。図に示す、折り返された分のｂ−ｃに相当する空間が、以降の工程で電池セル１００を積層しタブ部材同士を抵抗溶接する際、抵抗溶接装置１０００のアンビル部１０１０とホーン部１０２０とが入り込む空間として利用される。
【００７７】
図１３は、抵抗溶接された３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）に、折り返し工程を施した様子を示している。
【００７８】
続く図１４に示す工程では、第１端側セル間スペーサー部材３３０’を配し、３番目の電池セル１００’ ’を積層した様子を示している。電池セル１００’ ’の固着には不図示の両面接着テープ３２０’が用いられている。
【００７９】
ここで、本発明に係る電池パック７００の製造の概略を簡単に振り返る。図１５乃至図２１は本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。
【００８０】
一連の図において、電池セル１００には、積層していこう順番に、「第１の」や「第２の」といった序数を付した。また、電池セル１００から引き出される正極引き出しタブ１２０と、これに継ぎ足される正極継ぎ足しタブ部材１２５には（＋）の記号を、また、電池セル１００から引き出される負極引き出しタブ１３０には（−）の記号を付した。模式図による製造工程の説明では、（＋）タブ、（−）タブなどと称する。
【００８１】
電池セルを積層する積層工程、また、電池セルのタブ部材同士を抵抗溶接で接続する接続工程、また、接続工程の後の折り返し工程についても、「第１の」や「第２の」といった序数を付した。また、煩雑となるので、電位検知タブ部材については図示省略した。
【００８２】
図１５は、第１の電池セルを準備する工程を示しいている。第１の電池セルの（＋）タブに、不図示の電位検知タブ部材を接続して、これらを折り返す。
【００８３】
図１６は、第１の電池セルの上に、第２の電池セルを積層する工程（第１積層工程）を実施し、さらに第１の電池セルの（−）タブと、第２の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを接続する工程（第１接続工程）を実施した様子を示している。
【００８４】
続いて、図１７に示すように、第１の電池セルの（−）タブと、第２の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを折り返す工程（第１折り返し工程）を実施する。
【００８５】
図１８は、第２の電池セルの上に、第３の電池セルを積層する工程（第２積層工程）を実施し、さらに第２の電池セルの（−）タブと、第３の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを接続する工程（第２接続工程）を実施した様子を示している。
【００８６】
続いて、図１９に示すように、第２の電池セルの（−）タブと、第３の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを折り返す工程（第２折り返し工程）を実施する。
【００８７】
図２０は、第３の電池セルの上に、第４の電池セルを積層する工程（第３積層工程）を実施し、さらに第３の電池セルの（−）タブと、第４の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを接続する工程（第３接続工程）を実施した様子を示している。
【００８８】
ここで、実際には抵抗溶接装置１０００を用いて、第３接続工程を実施するが、この際、抵抗溶接装置１０００のアンビル部１０１０やホーン部１０２０が入り込む空間は、第１折り返し工程により生じた空間を活用することができる。
【００８９】
このような空間を設けるためにも、図２１に示すように、第３の電池セルの（−）タブと、第４の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを折り返す工程（第３折り返し工程）を実施する。
【００９０】
以上のような電池パックの製造方法においては、上記の一連の模式図で示したように、順次折り返し工程を実施していくことにより、電池セル間を接続するための空間を確保でき、電池セル間を効率的に接続することが可能となる。このように、本発明に係る電池パックの製造方法では、電池セル間を接続するための基板などの余計な部品を要することもないし、また、余計な部品に伴う、製造上の手間やコストも削減することができる。
【００９１】
以上のような、積層工程→接続工程→折り返し工程を繰り返すことで、本実施形態においては、７番目の電池セル１００を積層し、図２２に示すように、負極引き出しタブ１３０の上に、信号リード線２３０と電源線２４０とが半田接続された電位検知タブ部材２００を載置する。
【００９２】
続く図２３に示す工程では、負極引き出しタブ１３０と電位検知タブ部材２００とを抵抗溶接で接続する接続工程を実施し、さらに、これらを折り返す折り返し工程を実施し、第１端側セル間スペーサー部材３３０を取り付けて、電池連結構造体５００が完成する。
【００９３】
続く、図２４に示す工程では、電池連結構造体５００の正極の電源端子２４５と、負極の電源端子２４５と、コネクタ部材２６０とを不図示の制御基板に電気接続する。また、電池連結構造体５００を構成する複数の電池セル１００の第２端部１１２側には、難燃性を有するクッション部材である第２端側セル間スペーサー部材３４０を複数取り付ける。
【００９４】
本実施形態に係る電池パック７００では、積層される電池セル１００間のクッション部材として、電池セル１００の第１端部１１１側に複数の第１端側セル間スペーサー部材３３０を、また、電池セル１００の第２端部１１２側に複数の第２端側セル間スペーサー部材３４０を設けて、電池セル１００への衝撃を吸収するようにしている。
【００９５】
これに限らず、第１端側セル間スペーサー部材３３０と、第２端側セル間スペーサー部材３４０と、これらを連結する２つの連結部材（電池セル１００の２つの側端部１１３近傍に配される部材）と、からなる枠状の構造体（不図示）で、電池セル１００への衝撃を吸収するようにしてもよい。
【００９６】
また、本実施形態に係る電池パック７００では、電池連結構造体５００の第１番目の電池セル１００に対しては、第１プレート４１０を不図示の両面接着テープなどで取り付ける。また、電池セル１００の第２端部１１２側に第２プレート４２０を不図示の両面接着テープなどで取り付ける。第１プレート４１０や第２プレート４２０には、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂などの合成樹脂材料を用いることができる。
【００９７】
また、第１プレート４１０には、両面接着テープ３２０によって、難燃性を有するクッション部材である底面スペーサー部材３５０を取り付ける。
【００９８】
電池連結構造体５００と、以上のような付属物を、ケースに収納することで本発明に係る電池パック７００が完成する。図２５は本発明の実施形態に係る電池パック７００を示す図である。ケースの概略については、点線にて示している。
【００９９】
以上のような本発明に係る電池パック７００の製造方法によれば、基板などの部品点数が増加することがないので、電池パック７００の製造時において余計な手間やコストがかかることがない。
【０１００】
また、本発明に係る電池パック７００の製造方法によれば、歩留まりが低減することがない。
【０１０１】
また、本発明に係る電池パック７００によれば、基板などの部品点数が増加することがないので、安価に電池パック７００を提供することができる。
【０１０２】
また、本発明に係る電池パック７００によれば、ラミネート外装材の周縁部の折り返しによる封止性低下を招くことなく、大型化を抑制した電池パック７００を提供することができる。
【産業上の利用性】
【０１０３】
本発明は、軽量で安全性が高く、エネルギー密度も高い可撓性のラミネートフィルムを外装材として用いた単位セルからなる電池パックに関するものである。複数の電池セルを連結して電池連結構造体を作製する際、基板を用いると、基板などの体積分、電池連結構造体が、ひいては電池パックが大型化してしまう、という問題があった。さらに、基板などの部品点数が増加してしまい、コストが上昇してしまう、という問題もあった。
【０１０４】
そこで、本発明に係る電池パックでは、電位検知タブ部材は、基部と、前記基部の長手方向に対して垂直に突出する突出部と、からなり、前記突出部に前記リード線が接続され、前記電位検知タブ部材は、接続された前記タブと共に折り返され、折り返された前記電位検知タブ部材の先端部が、前記絶縁部材に載置される構成が採られており、このような構成によれば、基板などの部品点数が増加することがないので、安価に電池パックを提供することができ、産業上の利用性が非常に大きい。
【符号の説明】
【０１０５】
１００・・・単位セル
１０３・・・ラミネートフィルム外装材
１０５・・・電極積層領域
１１０・・・電池本体部
１１１・・・第１端部
１１２・・・第２端部
１１３・・・側端部
１１９・・・面取り部
１２０・・・正極引き出しタブ
１２５・・・正極継ぎ足しタブ部材
１３０・・・負極引き出しタブ
２００・・・電位検知タブ部材
２１０・・・基部
２２０・・・突出部
２３０・・・信号リード線
２４０・・・電源線
２４３・・・ヒューズ部
２４５・・・電源端子
２６０・・・コネクタ部材
３１０・・・絶縁部材（セル保護用）
３２０・・・両面接着テープ
３３０・・・第１端側セル間スペーサー部材（クッション部材）
３４０・・・第２端側セル間スペーサー部材（クッション部材）
３５０・・・底面スペーサー部材（クッション部材）
４１０・・・第１プレート
４２０・・・第２プレート
５００・・・電池連結構造体
７００・・・電池パック
１０００・・・抵抗溶接装置
１０１０・・・アンビル部
１０２０・・・ホーン部
【図１】
2017159469.tif 000003
【図２】
2017159469.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017159469.tif 000006
【図５】
2017159469.tif 000007
【図６】
2017159469.tif 000008
【図７】
2017159469.tif 000009
【図８】
2017159469.tif 000010
【図９】
2017159469.tif 000011
【図１０】
2017159469.tif 000012
【図１１】
2017159469.tif 000013
【図１２】
2017159469.tif 000014
【図１３】
2017159469.tif 000015
【図１４】
2017159469.tif 000016
【図１５】
2017159469.tif 000017
【図１６】
2017159469.tif 000018
【図１７】
2017159469.tif 000019
【図１８】
2017159469.tif 000020
【図１９】
2017159469.tif 000021
【図２０】
2017159469.tif 000022
【図２１】
2017159469.tif 000023
【図２２】
2017159469.tif 000024
【図２３】
2017159469.tif 000025
【図２４】
2017159469.tif 000026
【図２５】
2017159469.tif 000027
【国際調査報告】
2017159469.tif 000028
2017159469.tif 000029
2017159469.tif 000030
2017159469.tif 000031