(57)【要約】【課題】簡単な構成で、端子部の機械的劣化が防止され、製造効率も良い電池モジュールを提供する。【解決手段】発電要素１を容器本体２に縦横に配列，収納し、隣り合う発電要素１同士をリードＬにより電気的に接続しつつ全体を直列接続して、その一端より延びる正極端子Ｐ及び他端より延びる負極端子Ｎを容器本体２周縁部から突出させている。そして、配列された各発電要素１，各リード，及び各極端子根元部を容器本体２と蓋材３とで挟み込み、容器本体２の上面で各発電要素１の周囲部分２ａとこれに対向する蓋材３の下面とを熱接着して被覆，密封固定する構成としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と負極板とをセパレータを介して積層または巻回してなり、周縁から突設する正極と負極のリード端子を有する複数の発電要素を容器本体に縦横に配列，収納し、隣り合う前記発電要素同士を前記リード端子により電気的に接続しつつ全体を直列接続して、その一端より延びる正極端子及び他端より延びる負極端子を前記容器本体周縁部から突出させ、前記各発電要素及び各リード端子及び各極端子根元部を前記容器本体と蓋材とで挟み込み、前記容器本体の上面で前記各発電要素の周囲部分とこれに対向する前記蓋材の下面とを熱接着してなることを特徴とする電池モジュール。
【請求項２】
前記各発電要素より正極及び負極の前記リード端子が互いに対向或いは略直交するように突出しており、隣り合う前記発電要素それぞれの前記リード端子が重畳されることにより電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【請求項３】
重畳される前記リード端子の各先端部に面取り部或いは段差部を設け、これらを互いに当接させ重畳部が盛り上がらないようにしたことを特徴とする請求項２に記載の電池モジュール。
【請求項４】
前記容器本体及び蓋材は、基材及びアルミニウム材及び熱接着性樹脂材が順次積層され接合されたラミネート包材によりなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の電池モジュール。
【請求項５】
前記熱接着性樹脂材は、金属接着性を有する樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の電池モジュール。
【請求項６】
前記リード端子は、該リード端子の表裏面及び側面がリード端子接着性フィルムで被覆されており、該リード端子の一部が露出していることを特徴とする請求項１に記載の電池モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外装ケースにラミネート包材を用いた電池のモジュール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気を動力源とする電気自動車やエンジンとモータを組み合わせて走行するハイブリッドカーに搭載する、高エネルギー密度，高出力密度の電池の開発が盛んに行われている。このような用途の電池の構成としては、巻回した発電要素を円筒型のケースに収納したものや、巻回した発電要素あるいは、平板状の電極，セパレータを積層した発電要素を、扁平型のケースに収納したものがある。
【０００３】
また、このような電池の軽量化を図り、より高エネルギー密度化，高出力化を図る手段として、ラミネート包材を外装ケースとし、その周囲を熱融着によりシールすることにより密閉化した電池の構造が提案されてきている。さらに、このような、外装ケースにラミネート包材を用いた電池において、電池のシール性に対する信頼性を高め、大電流での充放電性能を確保できるとした電池モジュールの構成が、特許文献１に開示されている。
【０００４】
具体的には、ラミネートフィルムにより被覆し、熱融着にて収納，密封された扁平型電池と、これを複数集合させた電池集合体と、扁平型電池の平面に対向する方向から電池集合体を狭持する一対の平板型支持体とを備えた電池モジュールであって、平板型支持体の少なくとも一方に、複数の扁平型電池のリード端子を電気的に接続する電気伝導体を備えたリブ部を設け、このリブ部は平板型支持体を所定の間隔に保持し、かつ平板型支持体は電池集合体を押圧，支持する構成としている。
【０００５】
その他、印加される外力に対して強い構造を有するとした薄型電池を、複数電気的に接続して組み合わせることにより構成される組電池、及び当該組電池を複数組み合わせることにより構成される複合組電池が、特許文献２に開示されている。そして、この構成により、要求される容量，電圧等に適当な複合組電池を容易に得ることが可能となるとしている。
【特許文献１】特開２００３−２４２９５１号公報
【特許文献２】特開２００４−３１１３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記各特許文献に記載のような構成では、各電池セル同士の隣り合う電極端子（リード）を金属板や金属棒で接続した構造となっているため、工程が複雑となる。また、端子部に金属板や金属棒からの持続した負荷がかかるため、端子部が破損しやすい。さらに、電池セルの固定時には個々の電池セル同士の絶縁を取る必要があり、構成が複雑となる。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑み、簡単な構成で、端子部の機械的劣化が防止され、製造効率も良い電池モジュール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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明では、正極板と負極板とをセパレータを介して積層または巻回してなり、周縁から突設する正極と負極のリード端子を有する複数の発電要素を容器本体に縦横に配列，収納し、隣り合う前記発電要素同士を前記リード端子により電気的に接続しつつ全体を直列接続して、その一端より延びる正極端子及び他端より延びる負極端子を前記容器本体周縁部から突出させ、前記各発電要素及び各リード端子及び各極端子根元部を前記容器本体と蓋材とで挟み込み、前記容器本体の上面で前記各発電要素の周囲部分とこれに対向する前記蓋材の下面とを熱接着してなることを特徴とする。
【０００９】
また、前記各発電要素より正極及び負極の前記リード端子が互いに対向或いは略直交するように突出しており、隣り合う前記発電要素それぞれの前記リード端子が重畳されることにより電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１０】
また、重畳される前記リード端子の各先端部に面取り部或いは段差部を設け、これらを互いに当接させ重畳部が盛り上がらないようにしたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記容器本体及び蓋材は、基材及びアルミニウム材及び熱接着性樹脂材が順次積層され接合されたラミネート包材によりなることを特徴とする。また、前記熱接着性樹脂材は、金属接着性を有する樹脂であることを特徴とする。
【００１２】
また、前記リード端子は、該リード端子の表裏面及び側面がリード端子接着性フィルムで被覆されており、該リード端子の一部が露出していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、簡単な構成で、端子部の機械的劣化が防止され、製造効率も良い電池モジュールを提供することができる。
【００１４】
具体的には、隣り合う発電要素をリード端子の重畳により電気的に接続する構成であるため、余計な接続部材が不要であり、端子部での機械的劣化を防止することができる。
【００１５】
また、複数の発電要素を同時に収納し、密封する構成であるため、効率良く製造を行うことができ、併せてモジュール化が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明の実施例１に係る電池モジュールの構成を模式的に示す分解斜視図である。同図に示すように、本実施例では、発電要素１を容器本体２に縦横に配列，収納し、隣り合う発電要素１同士をリードＬにより電気的に接続しつつ全体を直列接続して、その一端より延びる正極端子Ｐ及び他端より延びる負極端子Ｎを容器本体２周縁部から突出させている。そして、配列された各発電要素１，各リード，及び各極端子根元部を容器本体２と蓋材３とで挟み込み、容器本体２の上面で各発電要素１の周囲部分２ａとこれに対向する蓋材３の下面とを熱接着して被覆，密封固定する構成としている。
【００１８】
発電要素１は周知の通り、正極板，セパレータ，及び負極板（それぞれ不図示）を積層又は巻回してなり、後述するように、正負のリード端子がそれぞれ突設している。また、容器本体２及び蓋材３には、後述するように、樹脂と金属とを積層させたラミネート包材を用いている。なお、容器本体２と蓋材３との接着は、必ずしも熱接着に限定されるものではなく、十分な接着性能が得られるのであれば、接着剤を用いること等によっても良い。
【００１９】
図２は、本実施例の電池モジュールにおいて、蓋材を除いた状態を模式的に示す平面図である。同図において、各発電要素１は、容器本体２に設けられた後述する収納凹部にそれぞれ収納され、縦横に配列されている。また、各発電要素１からは、正極のリード端子１ａ及び負極のリード端子１ｂが、互いに対向或いは略直交するように突出しており、隣り合う発電要素１それぞれのリード端子１ａ，１ｂが重なり合って電気的に接続され、リードＬを形成している。
【００２０】
この場合、接続の角部に配置された発電要素１には、正極のリード端子１ａ及び負極のリード端子１ｂが、互いに略直交するように突出しているものを用いており、その他の発電要素１には、正極のリード端子１ａ及び負極のリード端子１ｂが、互いに対向するように突出しているものを用いていて、その結果、各発電要素１が全体として直列接続されるようになっている。また、直列接続の両端において、一端の発電要素１ではリード端子１ａが容器本体２周縁部から突出して正極端子Ｐを形成し、他端の発電要素１ではリード端子１ｂが容器本体２周縁部から突出して負極端子Ｎを形成している。
【００２１】
図３は、本実施例の電池モジュールにおける発電要素近辺の様子を模式的に示す縦断面図である。同図に示すように、容器本体２にはその下面側に突設する収納凹部２ｂが平面視縦横に設けられており、これらにそれぞれ発電要素１が収納されている。発電要素１の上部周縁部からは、リード端子１ａ，１ｂがそれぞれ容器本体２の上面で各発電要素１の周囲部分２ａに沿って前後に延び、リード端子１ａと隣り合う発電要素１のリード端子１ｂとが重畳され、リード端子１ｂと隣り合う発電要素１のリード端子１ａとが重畳されている。
【００２２】
なお、重畳されるリード端子１ａ，１ｂは、どちらが上になっても良い。また、同図では発電要素１のリード端子１ａ，１ｂが、互いに対向するように突出している場合を示しているが、互いに略直交するように突出している場合は、リード端子１ａ，１ｂのいずれかが紙面手前側或いは向こう側に突出する形となる。以上のように各発電要素１が配設された後、上側に蓋材３が設けられ、各発電要素１，各リードＬ等を容器本体２と蓋材３とで挟み込み、上記周囲部分２ａとこれに対向する蓋材３の下面とを熱接着して被覆，密封固定する。
【００２３】
このとき、重畳されているリード端子１ａ，１ｂは特に接合する必要はなく、熱接着による圧着力で十分に電気的接続状態が得られる。なお、図４に示すように、重畳されるリード端子１ａ，１ｂの各先端部に面取りを施したり（同図（ａ）参照）、段差を施したり（同図（ｂ）参照）して、これらを互いに当接させ重畳部が盛り上がらないようにすることにより、リード端子同士の密着性が良くなり、より確実な電気的接続状態が得られる。
【００２４】
図５は、本実施例で用いられるラミネート包材の拡大縦断面図である。同図に示すように、このラミネート包材は、基材４としてＯＮ（延伸ナイロン）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の耐熱性，水バリア性等を有する樹脂が用いられ、アルミニウム材５，熱接着性樹脂材６が順次積層されて、ドライラミネーション等で接合された構成となっている。このラミネート包材を容器本体２に用いる場合は熱接着性樹脂材６が上面となり、蓋材３に用いる場合は熱接着性樹脂材６が下面となって、熱接着性樹脂材６同士が合わさって熱接着される仕組みである。
【００２５】
なお、本実施例の電池モジュールを量産する場合、例えば帯状のラミネート包材による連続した容器本体２及び蓋材３を用いて、複数個連なった電池モジュールを作製し、最後に１個ずつに切り離す方法とすれば、生産性の高いものとなる。また、本実施例の電池モジュールを積層し、隣り合う電極を接続して組電池とすることも可能である。
【００２６】
また、容器本体により発電要素を各収納凹部に収納し密封した状態で、隣り合う収納凹部間で電解液がリード端子表面を伝って流入するのを防止することが好ましく、以下の方法をとることができる。即ち、熱接着性樹脂材としてリード端子に対し熱接着性を有する金属接着性樹脂を用い、容器本体を密封する際の熱によりリード端子と熱接着性樹脂材を熱接着させる方法がある。金属接着性樹脂としては、不飽和カルボン酸でグラフト変性した酸変性オレフィン樹脂からなるフィルムを用いることができる。
【００２７】
若しくは、各リード端子表裏面にリード端子接着性フィルムを接着しておき、リード端子接着性フィルムと容器本体の熱接着性樹脂材を熱接着させる方法がある。この場合、重なり合ったリード端子表面の一部を露出させリード端子同士の接点とするために、リード端子の一部（例えば、リード端子先端部）を露出させる必要がある。
【００２８】
リード端子接着性フィルムとしては、ポリエチレンナフタレートフィルムの両面に、少なくとも一方が酸変性ポリオレフィンであるポリオレフィン層を積層したフィルムを用いることが好ましい。この場合、ポリオレフィンナフタレートフィルムは耐熱性に優れるため、ヒートシール時に薄肉化することがなく、容器本体や蓋材を形成するラミネート包材中のアルミニウム材とリード端子との短絡を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１に係る電池モジュールの構成を模式的に示す分解斜視図。
【図２】蓋材を除いた状態を模式的に示す平面図。
【図３】発電要素近辺の様子を模式的に示す縦断面図。
【図４】重畳されるリード端子の各先端部の変形例。
【図５】本実施例で用いられるラミネート包材の拡大縦断面図。
【符号の説明】
【００３０】
１    発電要素
１ａ，１ｂ    リード端子
２    容器本体
２ａ    周囲部分
２ｂ    収納凹部
３    蓋材
４    基材
５    アルミニウム材
６    熱接着性樹脂材
Ｌ    リード
Ｐ    正極端子
Ｎ    負極端子
【図１】
2007095597.tif 000003
【図２】
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【図３】
2007095597.tif 000005
【図４】
2007095597.tif 000006
【図５】
2007095597.tif 000007