(57)【要約】【課題】接続状態を安定化させ単電池を保護可能な電気接続体を提供する。【解決手段】電池ユニット１は、２個のリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂが電気接続体３で直列接続されている。電気接続体３は短冊状に形成されており、長手方向略中央部には、電気接続体３の幅方向の長さ全体にわたって直線状の溝５が形成されている。電気接続体３の溝５が形成された部分は、溝５の未形成部分と比べて断面積が減じられており、厚さが溝の未形成部分より小さく設定されている。電気接続体３は、リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ内の捲回電極群と正負極外部端子との間にそれぞれ配設された各接続部材より大きい電気抵抗を有している。電気接続体３の溝５の形成された部分が、電気接続体３にかかる応力を吸収し、外部短絡で異常な大電流が流れたときに各接続部材と比べて発熱が大きくなる。【選択図】図２
2007250301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単電池間または単電池及び別部品間を接続する電気接続体において、前記単電池内に収容された電極群と前記単電池の外部端子との間に配設された各接続部材より大きい電気抵抗を有し、長手方向の略中央部で該長手方向と直交する幅方向の長さ全体にわたって直線状の溝が形成されており、前記溝の形成された部分の厚さが他の部分の厚さより小さいことを特徴とする電気接続体。
【請求項２】
前記溝の形成された部分が加圧プレス、打刻または切削加工で断面積が減じられていることを特徴とする請求項１に記載の電気接続体。
【請求項３】
更に、前記溝の両側に切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気接続体。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電気接続体を使用したことを特徴とする電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気接続体および電池ユニットに係り、特に、単電池間または単電池及び別部品間を接続する電気接続体及び該電気接続体を使用した電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の単電池を有する電池ユニット（電池パック）では、単電池間の接続や単電池と別部品、例えば、外部端子や別の電池ユニット等との間の接続に電気接続体が使用されている。この電気接続体は、単電池から電流を効率よく取り出す目的で設計されており、それ以外の目的で設計されることはない。
【０００３】
また、近年では、地球温暖化や燃料枯渇の問題から電気自動車（ＥＶ）や駆動の一部を電気モータで補助するハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）が各自動車メーカで開発され、その電源としてより高容量で高出力な二次電池が求められるようになってきている。通常、ＥＶやＨＥＶ用の電源としては、電池ユニットが使用されているが、高出力化を図るために二次電池の内部抵抗や電気接続体の電気抵抗を低減して電池ユニット全体の抵抗を低減する必要がある。高出力化を達成する技術として、例えば、短冊状のアルミニウム製の本体の両端にアルミニウム以外の金属を配設した軽量で電気抵抗の小さな電池用リードの技術が開示されている（特許文献１参照）。
【０００４】
一方、電池ユニットでは、外部短絡等で異常な大電流が通電することがある。この場合には、電気接続体の電気抵抗を低減しているため、二次電池内の接続部材等が電気接続体に比べて発熱が大きくなり早く溶断することがあり、二次電池が使用不能となってしまう。これを防止して二次電池を保護する目的で、単電池間や単電池及び別部品間にヒューズを接続することが一般的である。異常時にヒューズを発熱させて溶断させる必要があるため、ヒューズの電気抵抗が電極群を除いた各接続部材より高くなるように設定されている。異常時にヒューズが溶断することで電流が遮断されるため、各接続部材の破損を防止することができる。また、二次電池内にヒューズを接続し異常時に溶断させるような機構もあるが、この場合には、ヒューズ溶断の際に瞬間的火花を発することがあるため、電解液に有機溶剤を使用するリチウム二次電池等の非水系二次電池に採用することは安全性の点で問題となる。換言すれば、ＥＶやＨＥＶ用の電源としては、二次電池の内部抵抗や電気接続体の電気抵抗を小さくすることで高出力化を図り、外部短絡等の大電流通電時にヒューズの効果も得られること、すなわち、二次電池を保護して安全性を確保できることが望ましい。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−６３８７８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、上述したように、電池ユニットでは高出力が得られるように設計されているが、単電池間等には電気接続体と共にヒューズを接続するため、接続する部品が増加し手間がかかる上に、ヒューズの電気抵抗で高出力性能を十分に発揮できない状況にある。また、電気接続体は単電池間等を接続するものであるが、電池ユニットを構成する二次電池の高さ寸法は必ずしも同じではなく僅かに異なっており、寸法にバラツキを有している。このため、単電池間等を電気接続体で接続することで電気接続体に応力がかかることから、電気接続体と二次電池や別部品との接続状態が不安定となり、電気抵抗を増大させ出力低下を招くこととなる。
【０００７】
本発明は上記事案に鑑み、接続状態を安定化させ単電池を保護可能な電気接続体及び該電気接続体を使用した電池ユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は、単電池間または単電池及び別部品間を接続する電気接続体において、前記単電池内に収容された電極群と前記単電池の外部端子との間に配設された各接続部材より大きい電気抵抗を有し、長手方向の略中央部で該長手方向と直交する幅方向の長さ全体にわたって直線状の溝が形成されており、前記溝の形成された部分の厚さが他の部分の厚さより小さいことを特徴とする。
【０００９】
本発明の電気接続体では、長手方向の略中央部で該長手方向と直交する幅方向の長さ全体にわたって直線状の溝が形成されているため、寸法にバラツキを有する単電池や別部品を接続しても溝が電気接続体にかかる応力を吸収するので、単電池間または単電池及び別部品間の良好な接続状態を確保することができると共に、単電池内に収容された電極群と単電池の外部端子との間に配設された各接続部材より大きい電気抵抗を有し、溝の形成された部分の厚さが他の部分の厚さより小さいため、外部短絡に伴う異常な大電流が流れたときに溝の形成された部分が各接続部材に比べて発熱が大きくなり早期に溶断するので、溶断部分を特定することができ、各接続部材の破損を防止することができる。従って、異常時に電気接続体の特定部分が溶断することで単電池内の各接続部材が保護されるので、電池の安全性を向上させることができる。
【００１０】
この場合において、電気接続体の溝の形成された部分が加圧プレス、打刻または切削加工で断面積が減じられるようにしてもよい。また、電気接続体が、更に、溝の両側に切り欠きが形成されていてもよい。このような電気接続体を電池ユニットを構成する単電池間または単電池及び別部品間の接続に使用することで、接続状態を安定化させ単電池を保護することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電気接続体が、長手方向の略中央部で該長手方向と直交する幅方向の長さ全体にわたって直線状の溝が形成されているため、寸法にバラツキを有する単電池や別部品を接続しても、単電池間または単電池及び別部品間の良好な接続状態を確保することができると共に、単電池の各接続部材より大きい電気抵抗を有し、溝の形成された部分の厚さが他の部分の厚さより小さいため、異常な大電流が流れたときに溝の形成された部分が各接続部材に比べて早期に溶断するので、溶断部分を特定することができ、各接続部材の破損を防止することができる、という効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明に係る電気接続体を２個の単電池の接続に使用した電池ユニットの実施の形態について説明する。
【００１３】
（構成）
図１に示すように、本実施形態の電池ユニット１は、２個の単電池としての円筒型リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂを備えている。一方のリチウムイオン二次電池３０ａでは、正極外部端子にニッケル（Ｎｉ）製の電気接続体３の長手方向の一端側が溶接されている。他方のリチウムイオン二次電池３０ｂでは、負極外部端子に電気接続体３の長手方向の他端側が溶接されている。すなわち、２個のリチウムイオン二次電池３０は、電気接続体３で直列接続されている。リチウムイオン二次電池３０ａの負極外部端子およびリチウムイオン二次電池３０ｂの正極外部端子には、電気接続体３と同型の図示を省略した電気接続体がそれぞれ溶接されており、電池ユニット１の電力を取り出すための図示しない外部端子にそれぞれ接続されている。
【００１４】
図２に示すように、電気接続体３は短冊状に形成されており、長手方向両端側には長手方向と直交する幅方向の略中央にそれぞれ切り込みが形成されている。電気接続体３は、長手方向両端側に形成された切り込みの幅方向両側がそれぞれ円弧状に形成されている。電気接続体３の長手方向略中央部の片面には、電気接続体３の幅方向の長さ全体にわたって直線状の溝５が形成されている。溝５は、電気接続体３の長手方向の断面が略コ字状で電気接続体３の長手方向に対して直交するように形成されている。電気接続体３の溝５が形成された部分は、加圧プレス、打刻または切削加工により、溝５の未形成部分（他の部分）と比べて断面積が減じられている。このため、溝５の形成された部分では、厚さが溝の未形成部分より小さく設定されている。この電気接続体３は、リチウムイオン二次電池３０内の捲回電極群と正負極外部端子との間にそれぞれ配設された後述する各接続部材より大きい電気抵抗を有している。
【００１５】
図３に示すように、電池ユニット１を構成するリチウムイオン二次電池３０は、ニッケルメッキが施されたスチール製で有底円筒状の電池容器１７及びポリプロピレン製で中空円筒状の軸芯１１に帯状の正負極板がセパレータを介して断面渦巻状に捲回された捲回電極群１６を有している。
【００１６】
捲回電極群１６の上側には、軸芯１１のほぼ延長線上に正極板からの電位を集電するためのアルミニウム製の正極集電リング１４が配置されている。正極集電リング１４は、軸芯１１の上端部に固定されている。正極集電リング１４の周囲から一体に張り出している鍔部周縁には、正極板から導出された正極リード片１２の端部が超音波溶接で接合されている。正極集電リング１４の上方には、正極外部端子を兼ねる円盤状の電池蓋が配置されている。電池蓋は、蓋ケース２２と、蓋キャップ２３と、気密を保つ弁押え２４と、内圧上昇により開裂する開裂弁２１とで構成されており、これらが積層されて蓋ケース２２の周縁をカシメることで組立てられている。正極集電リング１４の上部には複数枚のアルミニウム製リボンを重ね合わせて構成した正極リード１９の一端が固定されており、正極リード１９の他端は蓋ケース２２の下面に溶接されている。正極集電リング１４、正極リード１９及び電池蓋の各部材が、正極の接続部材を構成する。
【００１７】
一方、捲回電極群１６の下側には負極板からの電位を集電するための銅製の負極集電リング１５が配置されている。負極集電リング１５の内周面には軸芯１１の下端部外周面が固定されている。負極集電リング１５の外周縁には、負極板から導出された負極リード片１３の端部が溶接で接合されている。負極集電リング１５の下部には電気的導通のための銅製の負極リード板１８が溶接されており、負極リード板１８は負極外部端子を兼ねる電池容器１７の内底部に溶接で接合されている。負極集電リング１５、負極リード板１８及び電池容器１７の各部材が、負極の接続部材を構成する。
【００１８】
電池蓋は、絶縁性及び耐熱性のＥＰＤＭ樹脂製ガスケット２０を介して電池容器１７の上部にカシメることで固定されている。このため、正極リード１９は電池容器１７内に折りたたむようにして収容されており、リチウムイオン二次電池３０は密封されている。また、電池容器１７内には、捲回電極群１６全体を浸潤可能な図示しない非水電解液が注液されている。非水電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）との体積比１：２の混合溶媒中にリチウム塩として６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットル溶解したものが用いられている。なお、リチウムイオン二次電池３０は、電池容量１５．０Ａｈに設定されている。
【００１９】
捲回電極群１６は、正極板と負極板とがこれら両極板が直接接触しないように、例えば、幅９０ｍｍ、厚さ４０μｍで多孔質ポリエチレン製のセパレータを介して軸芯１１の周囲に捲回されている。正極リード片１２及び負極リード片１３は、それぞれ捲回電極群１６の互いに反対側の両端面に配置されている。捲回電極群１６及び正極集電リング１４の鍔部周面全周には、絶縁被覆が施されている。
【００２０】
捲回電極群１６を構成する正極板は正極集電体としてアルミニウム箔を有しており、負極板は負極集電体として圧延銅箔を有している。アルミニウム箔及び圧延銅箔の厚さは、本例では、それぞれ２０μｍ及び１０μｍに設定されている。アルミニウム箔及び圧延銅箔の長寸方向一側の側縁には、それぞれ正極合剤及び負極合剤の未塗着部が形成されている。未塗着部は櫛状に切り欠かれており、切り欠き残部でそれぞれ正極リード片１２及び負極リード片１３が形成されている。
【００２１】
アルミニウム箔の両面には、正極活物質としてリチウム含有複酸化物粉末を含む正極合剤が略均等に塗着されている。正極合剤には、例えば、正極活物質の８５重量部に対して、導電材として鱗片状黒鉛の１０重量部及びバインダ（結着材）としてポリフッ化ビニリデン（以下、ＰＶＤＦと略記する。）の５重量部が配合されている。アルミニウム箔に正極合剤を塗着するときは、分散溶媒のＮ−メチルピロリドン（以下、ＮＭＰと略記する。）で粘度調整される。正極板は、乾燥後、厚さ１００μｍとなるようにプレス加工され、幅８０ｍｍに裁断されている。
【００２２】
一方、圧延銅箔の両面には、負極活物質として非晶質炭素粉末を含む負極合剤が略均等に塗着されている。負極合剤には、例えば、非晶質炭素粉末の９０質量部に対して、バインダのＰＶＤＦの１０質量部が配合されている。圧延銅箔に負極合剤を塗着するときは、分散溶媒のＮＭＰで粘度調整される。負極板は、乾燥後、厚さ９０μｍとなるようにプレス加工され、幅８５ｍｍに裁断されている。
【００２３】
（作用等）
次に、本実施形態の電池ユニット１の作用等について、接続に使用した電気接続体３の作用を中心に説明する。
【００２４】
従来、複数の二次電池（単電池）を有する電池ユニットでは、単電池間の接続、単電池と、外部端子や別の電池ユニット等の単電池とは異なる別部品との間の接続に電気接続体が使用されている。この電気接続体４０は、図８に示すように、短冊状の平板であり、長手方向両端部には幅方向の略中央にそれぞれ切り込みが形成されている。電池ユニットとして高出力を得るために、単電池の内部抵抗や電気接続体４０の電気抵抗の低減が図られている。ところが、外部短絡等で異常な大電流が流れると、単電池内の接続部材等の発熱が電気接続体４０に比べて大きくなり、接続部材等が電気接続体４０より早く溶断して単電池が使用不能となることがある。このため、単電池間や単電池及び別部品間に、電気接続体４０とは別に、単電池内の電極群を除いた各接続部材より電気抵抗が大きいヒューズを接続することで、各接続部材の破損防止が図られている。このようなヒューズを接続すると、接続する部品が増加し製造に手間がかかる上に、ヒューズの電気抵抗で高出力性能を十分に発揮できない状況にある。また、単電池内にヒューズを接続する場合もあるが、ヒューズ溶断の際に瞬間的火花を発することがあるため、リチウムイオン二次電池等の非水系二次電池では安全性の点で問題となる。更に、電池ユニットを構成する単電池の高さ寸法は必ずしも同じではなくバラツキを有しているため、単電池間等を接続することで電気接続体に応力がかかることから、接続状態が不安定となり、電気抵抗を増大させ出力低下を招く。本実施形態は、これらの問題を解決することができる電気接続体を使用した電池ユニットである。
【００２５】
本実施形態では、電気接続体３がリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ内の捲回電極群１６を除く各接続部材より大きい抵抗を有している。このため、外部短絡などの異常な大電流が流れたときには、電気接続体３が各接続部材と比べて発熱が大きくなり早期に溶断する。これにより、異常な大電流が遮断されるので、電池内の各接続部材の断線（破損）を防止することができ、リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂを保護することができる。従って、電気接続体３で通常時の通電経路を確保すると共に、異常時には電気接続体３がヒューズと同様の効果も発揮するので、リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂの安全性を向上させることができる。
【００２６】
また、本実施形態では、電気接続体３が、長手方向の略中央部に幅方向の長さ全体にわたって直線状の溝５が形成されている。電気接続体３の溝５の形成された部分では、幅方向の断面積が溝の未形成部分より小さく、厚さが溝の未形成部分より小さく設定されている。このため、異常な大電流が流れたときには、溝５の形成された部分の発熱が溝の未形成部分と比べて大きくなる。これにより、電気接続体３の中でも溝５の形成された部分が溶断するので、異常時の溶断箇所を特定する（常に溝５の形成された部分で溶断させる）ことができ、リチウムイオン二次電池３０の安全対策を容易にすることができる。
【００２７】
更に、本実施形態では、溝５の形成された部分が、加圧プレス、打刻または切削加工により断面積が減じられている。これらの方法では、精度良く断面積を減じることが可能なため、通常時の通電電流値および異常な大電流が流れたときの電流値と断線までの経過時間の再現性を向上させることができる。
【００２８】
また更に、本実施形態では、電気接続体３に溝５が形成されているため、長手方向で応力を吸収する効果（緩衝する作用）を得ることができる。すなわち、電気接続体３では、高さ寸法にバラツキのある２個のリチウムイオン二次電池間の接続に使用しても、溝５が電気接続体３にかかる応力を吸収するため、良好な接続状態を確保することができる。これにより、接続部分での電気抵抗の増大が抑制されるので、出力低下を抑制することができる。また、この溝５の形成された部分では、電気接続体３の他の部分より小さい断面積に設定されている。このため、溝５の形成された電気接続体３では、応力を吸収する効果と同時に上述した異常時の溶断箇所を特定する効果を発揮することができる。
【００２９】
なお、本実施形態では、電気接続体３に断面略コ字状の溝５が形成された例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、溝の断面形状を円弧（アーチ）状、Ｖ字状等としてもよい。例えば、図４に示すように、電気接続体３の長手方向略中央部に断面形状が円弧状の溝５を形成してもよい。また、本実施形態では、１つの溝５を形成する例を示したが、溝５を２つ以上形成するようにしてもよい。例えば、図４に示す円弧状の溝５を２つ並べて形成するようにすれば、断面波状の溝が形成される。更に、本実施形態では、電気接続体３の片面に溝５を形成する例を示したが、例えば、図２に示す断面コ字状の溝５を電気接続体３の両面に形成するようにすれば、断面Ｈ字状の溝が形成される。また、本実施形態では、溝５の形成された部分の厚さが溝５の未形成部分の厚さより小さい例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、溝５の形成された一部が厚さを減じられていてもよい。例えば、図４に示す円弧状の溝５では、溝５の底部のみの厚さが減じられるようにし、溝５の側面側の厚さを溝５の未形成部分と同じとしてもよい。
【００３０】
また、本実施形態では、電気接続体３の幅方向の長さ全体にわたって形成された溝５を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、溝５の両側に切り欠きを形成するようにしてもよい。例えば、図５（Ａ）に示すように、電気接続体３の略中央部に形成された断面略コ字状の溝５の両側に、電気接続体３の長手方向における長さが溝５と同じ切り欠き７を形成してもよい。また、図５（Ｂ）に示すように、切り欠き７を、溝５を含むように形成してもよい。すなわち、電気接続体３の長手方向における切り欠き７の長さを溝５より大きくしてもよい。更に、図５（Ｃ）に示すように、切り欠き７を溝５の一部に形成してもよく、この場合は、切り欠き７の長さが溝５より小さくなる。このような切り欠き７を形成することで、溝５の形成された部分の断面積が溝５の未形成部分より小さくなるため、異常な大電流が流れたときに両側が切り欠かれた溝５の形成された部分での発熱が他の部分より大きくなることから、溶断部分を確実に特定することができる。更に、このような切り欠き７は、断面円弧状の溝５が形成された電気接続体３に適用することもできる。例えば、図６（Ａ）に示すように、断面円弧状の溝５の両側に、電気接続体３の長手方向における長さが溝５と同じ切り欠き７を形成してもよく、図６（Ｂ）に示すように、電気接続体３の長手方向における長さが溝５より大きい切り欠き７を形成してもよい。
【００３１】
更に、本実施形態では、電気接続体３の幅方向の長さ全体にわたる溝５が電気接続体３の長手方向に対して直交するように形成された例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。図７（Ａ）に示すように、電気接続体３の長手方向に対して直交する溝５に代えて、図７（Ｂ）に示すように、電気接続体３の長手方向に対して斜行するように溝５を形成してもよい。この場合に、溝５の両側に切り欠き７を形成してもよいことはもちろんである。
【００３２】
また更に、本実施形態では、電気接続体３をニッケル製とする例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、単電池内の電極群と外部端子との間に配設された各接続部材より電気抵抗の大きいものであればよい。電池ユニット１では、リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂの各接続部材の材質にアルミニウムや銅を使用したことから、電気接続体３の材質をニッケルとしたものであり、単電池内の各接続部材の材質により電気接続体３の材質を選定すればよい。
【００３３】
更にまた、本実施形態では、電池ユニット１に２個のリチウムイオン二次電池３０を接続する例を示したが、本発明はこれに制限されるものではない。電池ユニット１では、少なくとも２個の単電池が接続されていてもよく、例えば、３個のリチウムイオン二次電池３０が接続されていてもよい。単電池を直列、並列のいずれで接続する場合にも電気接続体３を使用してもよい。また、複数の電池ユニット１を接続してもよく、その接続に電気接続体３を使用することもできる。
【００３４】
また、本実施形態では、電池ユニット１を構成する単電池として電池容量１５．０Ａｈの円筒型リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂを例示したが、本発明は単電池の形状、サイズ、電池容量等に制限されるものではない。例えば、角型電池を使用してもよく、正負極を捲回した捲回電極群１６に代えて、正負極を積層した電極群としてもよい。また、リチウムイオン二次電池以外の電池一般に使用することもできる。
【００３５】
更に、本実施形態では、リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂの正極活物質および負極活物質にそれぞれリチウム含有複酸化物および非晶質炭素を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、リチウムイオン二次電池に一般的に使用される正極活物質、負極活物質を使用することができる。例えば、正極活物質としては、リチウムを含有する複酸化物であればよく、負極活物質としては、非晶質炭素に代えて黒鉛等の炭素材を使用することができる。
【００３６】
また更に、本実施形態では、バインダにＰＶＤＦを例示したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ブチルゴム、ニトリルゴム、スチレン／ブタジエンゴム、多硫化ゴム、ニトロセルロース、シアノエチルセルロース、各種ラテックス、アクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、フッ化プロピレン、フッ化クロロプレン等の重合体及びこれらの混合体などを使用してもよい。
【００３７】
更にまた、本実施形態では、非水電解液にＥＣとＤＭＣとの混合溶媒中にＬｉＰＦ６を溶解させた例を示したが、一般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した非水電解液を用いてもよく、本発明は用いられるリチウム塩や有機溶媒には特に制限されない。例えば、電解質としては、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等やこれらの混合物を用いることができる。また、有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトニル等またはこれら２種類以上の混合溶媒を用いるようにしてもよく、混合配合比についても限定されるものではない。
【実施例】
【００３８】
次に、本実施形態に従い作製した電池ユニット１の実施例について説明する。なお、比較のために作製した比較例の電池ユニットについても併記する。また、各実施例および比較例の電池ユニットに使用した電気接続体は、高出力が求められるＨＥＶ用電池で想定される最大電流値１００Ａを上回る２００Ａの電流値で３０秒以上通電可能であることを確認している。
【００３９】
リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂおよび電気接続体３について、以下の方法により各接続部材の直流抵抗を測定した。すなわち、直流電源を用いて５Ａ、１０Ａ、１５Ａの電流値で通電し、各接続部材の通電経路の定点間の電圧値を測定し、測定した電圧値と通電電流値をプロットし、その傾きを最小二乗法により求め、その値を直流抵抗とした。この結果、各接続部材の直流抵抗は、蓋キャップ１３上面の電気接続体３を溶接する箇所から蓋ケース１２下面の正極リード１９の溶接箇所までの間（すなわち、電池蓋）が０．０４ｍΩ、正極リード１９の両端間が０．０８ｍΩ、正極集電リング１４の正極リード１９の溶接箇所から正極集電リング１４の外周の定点までの間（すなわち、正極集電リング１４）が０．０５ｍΩ、負極集電リング１５の外周の定点から負極リード板１８の溶接箇所までの間（すなわち、負極集電リング１５）が０．０１ｍΩ、負極リード板１８の負極集電リング１５の溶接箇所から電池容器１７の溶接箇所までの間（すなわち、負極リード板１８）が０．０７ｍΩ、電池容器１７の負極リード板１８の溶接箇所（内底面）から電池容器１７外底面の電気接続体３を溶接する箇所までの間（すなわち、電池容器１７）が０．０５ｍΩであった。
【００４０】
＜実施例１＞
実施例１では、長手方向の中央部に、他の部分の断面積より小さい断面積となるように切削加工で厚さを薄くし断面略コ字状の溝５を形成したＮｉ製の電気接続体３を使用した（図２参照）。電気接続体３は、厚さ０．５ｍｍ（溝５の形成された部分の厚さ０．４ｍｍ）、幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍ（溝５の長さ１０ｍｍ）に設定した。この電気接続体３は、長手方向両端側のそれぞれリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂとの溶接箇所間の抵抗が０．３６ｍΩであった。このため、電気接続体３の電気抵抗は、リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ内の捲回電極群１６を除く正負極の各接続部材より大きい抵抗を有している。
【００４１】
＜実施例２＞
実施例２では、長手方向の中央部を他の部分の断面積より小さい断面積となるようにプレス加工で厚さを薄くしアーチ状の溝５を形成したＮｉ製の電気接続体３を使用する以外は実施例１と同様にした（図４参照）。電気接続体３は、厚さ０．５ｍｍ（溝５の形成された部分の厚さ０．４ｍｍ）、幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍ（溝５の長さ２ｍｍ）に設定した。この電気接続体３は、長手方向両端側のそれぞれリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂとの溶接箇所間の抵抗が０．３５ｍΩであり、リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ内の各接続部材より大きい抵抗を有している。
【００４２】
＜実施例３＞
実施例３では、中央部に他の部分より断面積の小さい溝５を形成し溝５の両側に切り欠き７を形成したＮｉ製の電気接続体３を使用する以外は実施例１と同様にした（図５（Ａ）参照）。電気接続体３は、厚さ０．５ｍｍ（溝５の形成された部分の厚さ０．４ｍｍ）、幅２０ｍｍ（溝５の幅１０ｍｍ）、長さ６０ｍｍ（溝５の長さ１０ｍｍ）に設定した。この電気接続体３は、長手方向両端側のそれぞれリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂとの溶接箇所間の抵抗が０．４０ｍΩであり、リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ内の各接続部材より大きい抵抗を有している。
【００４３】
＜比較例１＞
比較例１では、厚さ３ｍｍ、幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍでＮｉ製の電気接続体（図８参照）を用いたこと以外は、実施例１と同様とした。この電気接続体は、長手方向両端側のリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂとの溶接箇所間の抵抗が０．０６ｍΩであり、電池蓋、正極集電リング１４、負極集電リング１５および電池容器１７の抵抗より大きく、正極リード１９および負極リード板１８の抵抗より小さい抵抗を有している。
【００４４】
＜試験・評価＞
作製した各実施例及び比較例の電池ユニットの各５個について外部短絡試験を実施し、電気接続体及びリチウムイオン二次電池内の破断数、破断箇所および単電池の状態について調べた。下表１に試験結果を示す。
【００４５】
【表１】
2007250301.tif 000003
【００４６】
表１に示すように、従来の電気接続体を使用した比較例１の電池ユニットでは、試験した全５個の電池ユニットとも単電池であるリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ内で破断することが認められた。破断箇所についてみると、３個の単電池で正極リードの破断が認められ、２個の単電池で負極リード板の破断が認められた。また、比較例１の電池ユニットでは、単電池の状態においても、３個の単電池で発火が認められ、２個の単電池で充放電不可能となる結果となった。従って、比較例１の電池ユニットで外部短絡が生じると、リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂが保護されず、安全性を確保することができないことが判った。
【００４７】
これに対して、リチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂ内の各接続部材より大きい電気抵抗を有し、溝５が形成された電気接続体３を使用した実施例１〜実施例３の各電池ユニット１では、各接続部材が破断を生じることなく、全５個の電池とも電気接続体３が溶断した。また、実施例１〜実施例３では、電池ユニット１に使用したリチウムイオン二次電池３０ａ、３０ｂに発火や破裂などが生じず、試験後の充放電性能も良好であった。このことから、電気接続体３を使用した電池ユニット１では、外部短絡が生じても各単電池を保護することができ、安全性に優れていることが判った。また、破断箇所は、いずれも電気接続体３の中でも溝５の形成された部分であることが認められた。このことから、溝５の形成された部分の断面積を他の部分より小さくすることで、外部短絡時に溝５の形成された部分が破断するため、破断位置を予め特定しておくことができ、安全性向上に優れることが判った。従って、電気接続体３を使用した電池ユニット１では、通常の大電流通電（例えば、ＨＥＶ用電源では、車両始動時に想定される大電流値での通電）が可能でありながら、かつ、外部短絡などの不安全状態（異常な大電流が流れる状態）ではヒューズと同様の効果が得られ、安全性・経済性にも優れることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は接続状態を安定化させ単電池を保護可能な電気接続体及び該電気接続体を使用した電池ユニットを提供するため、電気接続体及び電池ユニットの製造、販売に寄与するので、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る電気接続体を電池間の接続に使用した実施形態の電池ユニットの斜視図である。
【図２】実施形態の電池ユニットで使用した電気接続体の斜視図である。
【図３】実施形態の電池ユニットを構成する円筒型リチウムイオン二次電池の断面図である。
【図４】本発明に係る別の実施形態の電気接続体の斜視図である。
【図５】溝の両側に切り欠きが形成された電気接続体の斜視図であり、（Ａ）は電気接続体の長手方向における切り欠きの長さが溝と同じに設定された電気接続体、（Ｂ）は切り欠きの長さが溝より大きい電気接続体、（Ｃ）は切り欠きの長さが溝より小さい電気接続体を示す。
【図６】溝の両側に切り欠きが形成された別の実施形態の電気接続体の斜視図であり、（Ａ）は電気接続体の長手方向における切り欠きの長さが溝と同じに設定された電気接続体、（Ｂ）は切り欠きの長さが溝より大きい電気接続体をそれぞれ示す。
【図７】電気接続体に形成された溝の位置を示す平面図であり、（Ａ）は電気接続体の長手方向に直交するように形成された溝、（Ｂ）は長手方向に斜行するように形成された溝をそれぞれ示す。
【図８】比較例の電池ユニットで使用した従来の電気接続体の斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１  電池ユニット
３  電気接続体
５  溝
６  捲回電極群（電極群）
７  切り欠き
３０  円筒型リチウムイオン二次電池（単電池）
【図１】
2007250301.tif 000004
【図２】
2007250301.tif 000005
【図３】
2007250301.tif 000006
【図４】
2007250301.tif 000007
【図５】
2007250301.tif 000008
【図６】
2007250301.tif 000009
【図７】
2007250301.tif 000010
【図８】
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