(57)【要約】【課題】電極端子同士の溶接部の品質を高めると共に、蓄電モジュールの小型化を図る。【解決手段】電極積層体２４を収容する容器２３と、容器２３から引き出された電極端子２１、２２と、を有する複数の蓄電セル２を有する。異なる蓄電セル２間で重ね合わされた電極端子２１、２２同士の溶接部に隣接して配置され、電極端子２１、２２同士の積層方向における一方の通過面２１ａに、間隙を部分的にあけて接触する接触面１０１ａが設けられた金属部材１０１を有する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電部材を収容する収容部材と、前記収容部材から引き出された電極端子と、を有する複数の蓄電セルと、
異なる前記蓄電セル間で重ね合わされた前記電極端子同士の溶接部に隣接して配置され、前記電極端子同士の積層方向における一方の端面に、間隙を部分的にあけて接触する接触面が設けられた金属部材と、
を有する蓄電モジュール。
【請求項２】
前記金属部材の前記接触面は、凹部及び凸部を有し、
前記凸部は、前記電極端子同士の前記一方の端面に接し、
前記凹部は、前記電極端子同士の前記一方の端面との間に、前記間隙を形成する、請求項１に記載の蓄電モジュール。
【請求項３】
前記金属部材の前記凸部と、前記電極端子同士の前記一方の端面とは、面接触している、請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項４】
前記金属部材の前記凸部と、前記電極端子同士の前記一方の端面とは、線接触している、請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項５】
前記金属部材の前記凸部と、前記電極端子同士の前記一方の端面とは、点接触している、請求項２に記載の蓄電モジュール。
【請求項６】
前記金属部材を支持して前記金属部材と前記蓄電セルとを絶縁する絶縁部材を更に有する、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項７】
異なる前記蓄電セル間における前記電極端子同士は、互いに対向するように前記収容部材から延ばされた延長部を有し、
前記絶縁部材は、対向する一対の前記延長部の間に、前記延長部のそれぞれに隣接するように配置されている、請求項１ないし６のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項８】
異なる前記蓄電セル間における前記電極端子同士は、互いに対向するように前記収容部材から延ばされた延長部を有し、
前記金属部材は、対向する一対の前記延長部の間に、前記延長部のそれぞれに隣接するように配置されている、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項９】
前記金属部材の前記凹部は、前記電極端子同士の前記一方の端面における溶接領域と、前記溶接領域に対向する前記凹部内の位置との間の、前記電極端子同士の積層方向に対する最大深さをＤとし、スポット溶接した場合における前記溶接領域の直径または連続溶接した場合における前記溶接領域のビード幅をＷとしたとき、
Ｄ≧Ｗ／１０    ・・・式１
を満たす、請求項２ないし８のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項１０】
前記電極端子は、同一材料からなる正極端子と負極端子である、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項１１】
前記電極端子は、互いに異なる材料からなる正極端子と負極端子である、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の蓄電モジュール。
【請求項１２】
前記正極端子は、アルミニウムを主成分とする材料からなる、請求項１１に記載の蓄電モジュール。
【請求項１３】
前記負極端子は、銅を主成分とする材料からなる、請求項１１に記載の蓄電モジュール。
【請求項１４】
異なる蓄電セルにおいて、前記蓄電セルの収容部材から引き出された電極端子同士を重ね合わせ、前記電極端子同士の積層方向における一方の端面に、接触面が間隔を部分的にあけて接触する金属部材を用いて、前記電極端子同士を前記接触面に配置する工程と、
前記金属部材の前記接触面に配置された前記電極端子同士を溶接する工程と、
を有する、蓄電モジュールの製造方法。
【請求項１５】
前記溶接する工程では、前記電極端子同士の積層方向における他方の端面の側からレーザ光を照射し、前記レーザ光の到達深度が、前記電極端子同士の積層方向に対する前記金属部材の厚みの範囲内に位置するようにレーザ溶接を行う、請求項１４に記載の蓄電モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電モジュール及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタなどの蓄電池（以下、蓄電セルと称する）を用いた蓄電モジュールが知られている。このような蓄電モジュールは、例えば、蓄電セルが直列又は並列に接続された蓄電体を有し、高電圧や大容量の状態で充放電することができるので、電源装置として様々な用途に用いられている。
【０００３】
従来、複数の蓄電セルの電極端子同士を接続する方法として、電極端子同士を直接接続する方法や、バスバーなどを介して電極端子同士を接続する方法などがある。さらに、２つの蓄電セルの電極端子を直接接続する場合には、電極端子を重ねて溶接によって接続する方法があり、その１つにレーザ溶接法がある。このようなレーザ溶接を行う場合、重ねた電極端子全てを積層方向に貫通したレーザ光が、蓄電セル又は蓄電モジュールの他の構成部材に照射されたとき、蓄電セルや他の構成部材が破損するおそれがある。
【０００４】
このため、例えば、重ね合わせた電極端子同士のうちで、レーザ光を照射する側とは反対側の電極端子を支持する金属部材を配置し、金属部材の内部（金属部材の厚みの範囲内）にレーザ光の到達深度が位置するようにレーザ光を照射する溶接方法が提案されている。この溶接方法によれば、レーザ光が、蓄電セル又は蓄電モジュールの他の構成部材に照射されることを防げる。
【０００５】
金属材にレーザ光を照射することで、金属材にキーホールと呼ばれる穴が形成され、キーホールの周囲が溶融金属となる。キーホールは、瞬時に溶融金属によって埋められ、その後、溶融金属が冷えて硬化することで、溶接部を形成する。
【０００６】
このとき、溶融金属は、シールドガス等のガスを巻き込みながらキーホールを埋める。ガスは、溶融金属の内部を移動することで、金属材の外部に抜ける。しかし、ガスが溶融金属の内部を移動中に溶融金属が硬化した場合には、そのガスは、溶接部内に閉じ込められてしまい、閉じ込められたガスによって、溶接部に空隙（以下、ブローホールと称する）が形成されてしまう。
【０００７】
ブローホールの発生率は、キーホールが、金属材を貫通する貫通穴である場合と、非貫通穴である場合とで異なる。キーホールが貫通穴である場合には、溶融金属の内部のガスが、金属材における、レーザ光を照射する照射面側と、レーザ光が金属材を通過する通過面側とから、二方向にそれぞれ抜け出る。一方、キーホールが非貫通穴である場合には、溶融金属の内部のガスは、金属材におけるレーザ光の照射面側から、一方向のみに抜け出る。このように、金属材からガスが抜け出る方向が、一方向だけであるとき、特にキーホールの底部のガスは、金属材の外部に抜け出るための移動距離及び移動時間が長くなるので、ブローホールを発生しやすくなる傾向にある。
【０００８】
重ね合わせた金属材同士をレーザ溶接する際に、溶接部にブローホールが発生した場合、溶接部の断面積が小さくなるので、溶接強度が低下する。また、溶接部に電流が流れる場合には、ブローホールによって電流経路の断面積が小さくなるので、電気抵抗の増加につながる。
【０００９】
蓄電セルの電極端子同士を重ね合わせ、電極端子同士の積層方向における一方の端面に接するように金属部材（バスバー）を配置し、一方の端面とは反対側の端面である、電極端子同士の照射面側にレーザ光を照射するレーザ溶接する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−３４４５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上述したレーザ溶接では、レーザ光の到達深度が金属部材の内部に位置するようにレーザ光を照射することで、キーホールが非貫通穴となる。すなわち、このレーザ溶接では、電極端子同士の溶接部にブローホールが発生しやすくなる。
【００１２】
ブローホールの発生を抑制するためには、電極端子同士の下方に金属部材を配置せずに、電極端子同士の溶接部に形成するキーホールを貫通穴にすることが考えられる。この場合には、電極端子同士を通過したレーザ光が、蓄電セルの構成部材に照射されることを防ぐために、電極端子同士を通過したレーザ光を吸収するための治具を使用することがある。しかしながら、治具を使用する場合には、電極端子同士を溶接する部分と、蓄電セルとの間に、治具を挿脱するためのスペースが設けられることで、蓄電モジュール全体の大型化を招くおそれがある。
【００１３】
また、レーザ溶接するとき、治具側に存在する外気を除去するために治具側からガスを溶接部に供給する場合には、治具側にガス供給機構を配置することで治具が大型化する。そのため、このような治具を挿脱するためのスペースを蓄電モジュールの内部に更に大きく設けることになり、蓄電モジュール全体の更なる大型化につながる。
【００１４】
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、電極端子同士の溶接部の品質を高めると共に、蓄電モジュールの小型化を図ることができる蓄電モジュール及び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】
【００１５】
本願の開示する蓄電モジュールの一態様は、蓄電部材を収容する収容部材と、前記収容部材から引き出された電極端子と、を有する複数の蓄電セルと、異なる前記蓄電セル間で重ね合わされた前記電極端子同士の溶接部に隣接して配置され、前記電極端子同士の積層方向における一方の端面に、間隙を部分的にあけて接触する接触面が設けられた金属部材と、を有する。
【発明の効果】
【００１６】
本願の開示する蓄電モジュールの一態様によれば、電極端子同士の溶接部の品質を高めると共に、蓄電モジュールの小型化を図るという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、実施例１の蓄電モジュールを示す斜視図である。
【図２】図２は、実施例１の蓄電モジュールを示す側面図である。
【図３】図３は、実施例１の蓄電モジュールが備える蓄電セルを示す平面図である。
【図４】図４は、実施例１の蓄電モジュールにおける電極端子同士の溶接部を説明するための模式図である。
【図５】図５は、実施例１の蓄電モジュールが有する金属部材を示す斜視図である。
【図６】図６は、実施例１におけるレーザ光の照射状態を説明するための模式的な断面図である。
【図７】図７は、実施例１においてスポット溶接したときの電極端子同士の溶接部と、金属部材の凹部との関係を説明するための断面図である。
【図８】図８は、実施例１において連続溶接したときの電極端子同士の溶接部と、金属部材の凹部との関係を説明するための断面図である。
【図９】図９は、実施例１における電極端子同士の溶接部の引張強度と、金属部材の凹部の最大深さとの関係を示すグラフである。
【図１０】図１０は、実施例１の蓄電モジュールの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施例２における金属部材を示す斜視図である。
【図１２】図１２は、実施例２における電極端子同士の溶接部と、金属部材の凹部との関係を説明するための断面図である。
【図１３】図１３は、実施例３における金属部材に、正極端子及び負極端子が当接された状態を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、実施例３における電極端子同士の溶接部と、金属部材の凹部との関係を説明するための断面図である。
【図１５】図１５は、実施例４における金属部材を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、実施例４における電極端子同士の溶接部と、金属部材の凹部との関係を説明するための断面図である。
【図１７】図１７は、実施例５における金属部材を示す斜視図である。
【図１８】図１８は、実施例５における電極端子同士の溶接部と、金属部材の凹部との関係を説明するための断面図である。
【図１９】図１９は、実施例６の蓄電モジュールが有する絶縁部材を説明するための模式図である。
【図２０】図２０は、実施例７の蓄電モジュールが有する金属部材を説明するための模式図である。
【図２１】図２１は、実施例８における蓄電セルを示す平面図である。
【図２２】図２２は、実施例９の蓄電モジュールにおける電極端子同士の溶接部を説明するための模式図である。
【図２３】図２３は、実施例１０の蓄電モジュールにおける電極端子同士の溶接部を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本願の開示する蓄電モジュール及び蓄電モジュールの製造方法の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により、本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１９】
［蓄電モジュールの構成］
図１は、実施例１の蓄電モジュールを示す斜視図である。図２は、実施例１の蓄電モジュールを示す側面図である。
【００２０】
実施例の蓄電モジュールは、リチウムイオンキャパシタモジュールとして構成されるが、例えばリチウムイオン電池モジュールや電気二重層キャパシタモジュール等の他の蓄電モジュールとして構成されてもよい。
【００２１】
図１に示すように、実施例１の蓄電モジュール１は、一方向に沿って積層される複数の蓄電セル２と、支持部材１００と、を備える。蓄電セル２は、電気を蓄える蓄電部材としての電極積層体２４と、電極積層体２４を収容する収容部材としての容器２３と、容器２３から引き出された電極端子としての正極端子２１及び負極端子２２と、を有する。支持部材１００は、異なる蓄電セル２間で重ね合わされた正極端子２１と負極端子２２の溶接部に隣接して配置されており、容器２３に固定されている。支持部材１００は、正極端子２１と負極端子２２の積層方向における一方の端面に接触する金属部材１０１を有する。正極端子２１と負極端子２２の、積層方向における一方の端面と、この一方の端面に接する金属部材１０１の接触面１０１ａとの間には、間隙が部分的に設けられている。
【００２２】
また、実施例１の蓄電モジュール１は、複数の蓄電セル２の積層方向における両側から蓄電セル２を積層方向に押圧する一組のエンドプレート３１、３２及び一組のブラケット４を備える。一組のエンドプレート３１、３２は、蓄電セル２の積層方向における両側にそれぞれ配置されている。各ブラケット４は、蓄電セル２の積層方向に沿って配置され、一組のエンドプレート３１、３２に跨って取り付けられている。
【００２３】
図２に示すように、支持部材１００は、金属部材１０１を支持して金属部材１０１と蓄電セル２とを絶縁する絶縁部材１０２を有する。また、支持部材１００は、絶縁部材１０２を支持すると共に容器２３に固定されたセル固定部材１０３を有する。
【００２４】
金属部材１０１は、例えば、アルミニウム、鉄又は銅を主成分とする金属単体又は合金からなる。金属部材１０１は、後述するレーザ溶接時に、レーザ光が金属部材１０１の内部に止まる、すなわち、レーザ光の到達深度が金属部材１０１の内部に位置するようにレーザ光の制御を行い易い厚みを有する。さらに、金属部材１０１は、蓄電モジュール１の重量が重くならない程度の厚みを有する。
【００２５】
正極端子２１及び負極端子２２の積層方向に対する金属部材１０１の厚みは、例えば、０．３ｍｍ以上、５ｍｍ以下の範囲内が好ましく、更に好ましくは、０．３ｍｍ以上、３ｍｍ以下の範囲内である。
【００２６】
なお、詳細には、レーザ光の到達深度が、金属部材１０１の凹部１１２内に位置するように制御され、金属部材１０１の内部に位置していなくてもよい。すなわち、レーザ光の到達深度が、正極端子２１と負極端子２２の積層方向に対する金属部材１０１の厚みの範囲内に位置するように、レーザ光は、正極端子２１及び負極端子２２を通過して金属部材１０１に照射される。
【００２７】
絶縁部材１０２は、例えば合成樹脂によって形成されている。絶縁部材１０２は、蓄電セル２の容器２３から引き出された正極端子２１と負極端子２２が対向する延長部２１ｂ、２２ｂの間に配置されている。
【００２８】
セル固定部材１０３は、平板状に形成されており、例えば、アルミニウム、鉄又は銅を主成分とする金属単体又は合金、もしくは、合成樹脂からなる。ここで合成樹脂は、尿素樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレン、メタクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール、フッ素樹脂などが用いられ、これらの変性種が用いられてもよい。また、これらの単種または複合したポリマーアロイが用いられてもよい。また、セル固定部材としては、用途に応じて、強度や耐熱性が高いエンジニアリングプラスチックと呼ばれる樹脂、例えば変性ポリフェニレンエーテル樹脂と、スチレン樹脂もしくはポリプロピレンとのアロイが用いられてもよい。実施例１では、一例として、金属部材１０１として無酸素銅を用い、絶縁部材１０２としてポリウレタンを用い、セル固定部材１０３としてアルミニウム合金Ａ５０５２を用いた。
【００２９】
実施例１における支持部材１００は、インサート成形などによって、金属部材１０１及びセル固定部材１０３が絶縁部材１０２に一体成形された部材として構成される。支持部材１００の構成は、インサート成形を用いる構成の他、金属部材１０１、絶縁部材１０２、セル固定部材１０３を個別に形成して、嵌め合わせや接着、ねじによる締結によって一体的に固定されてもよい。
【００３０】
蓄電モジュール１が有する蓄電セル２は、セパレータを介して正極と負極が積層された電極積層体２４を、ラミネート材からなる容器２３内に収容し、容器２３を気密に封止して構成されている。
【００３１】
蓄電セル２は、蓄電セル２の積層方向における両面に、例えば両面接着テープが貼り付けられており、積層される蓄電セル２の間に、セル固定部材１０３が挟み込まれることで、蓄電セル２が互いに固定される。したがって、蓄電セル２は、セル固定部材１０３の両面に、セル固定部材１０３を介して、両面接着テープによって固定されている。実施例１における蓄電セル２とセル固定部材１０３は、両面接着テープを用いて固定されたが、蓄電セル２がセル固定部材１０３に固定されていればよく、例えば接着剤等を用いて固定されてもよい。蓄電セル２は、セル固定部材１０３に固定されることで、セル固定部材１０３に対する移動が規制される。これにより、隣接する蓄電セル２間で位置ずれが生じることを防いでいる。
【００３２】
なお、実施例１の蓄電モジュールでは、１２個の蓄電セル２を積層して構成されたが、積層する蓄電セル２の個数を限定するものではない。
【００３３】
［蓄電セルの構成］
図３は、実施例１における蓄電セル２を示す平面図である。蓄電セル２は、リチウムイオンキャパシタセルが用いられているが、リチウムイオン電池セルや電気二重層キャパシタセル等が用いられてもよい。図３に示すように、蓄電セル２は、電極積層体２４と、電極積層体２４を収容する容器２３と、電極積層体２４から容器２３の外部に引き出された正極端子２１及び負極端子２２と、を有している。電極積層体２４は、図示しないが、セパレータを介して正極と負極が交互に複数積層して構成され、発電要素を１単位として、複数単位の発電要素が積層されている。
【００３４】
蓄電セル２の正極は、例えば、リチウムイオンを可逆的に担持可能な材料からなる正極電極が正極集電体上に形成された構造を有する。正極集電体は、正極電極を支持しながら、集電を行うための材料であり、例えば、アルミニウム等の導電性金属材料を用いて形成される。正極集電体は、平面形状が矩形状に形成されており、矩形をなす四辺のうちの一辺が、正極端子２１に接続されている。
【００３５】
蓄電セル２の負極は、例えば、リチウムイオンを可逆的に担持可能な材料からなる負極電極が負極集電体上に形成された構造を有する。負極集電体は、負極電極を支持しながら、集電を行うための材料であり、例えば、銅等の導電性金属材料を用いて形成される。負極集電体は、平面形状が矩形状に形成されており、矩形をなす四辺のうちの一辺が、負極端子２２に接続されている。
【００３６】
蓄電セル２の容器２３は、例えば、アルミニウム箔を樹脂フィルムによってラミネートしてなるアルミラミネートフィルム材を用いて、矩形状に形成されたソフト容器である。また、容器２３は、例えば、リチウムイオンを含む有機電解液と共に、電極積層体２４を密封した構造を有する。容器２３は、電極積層体２４及び有機電解液を密封しているので、容器２３の主面の中央部に、電極積層体２４の形状が隆起した形状を有する。容器２３の、隆起した面を、セル主面と称する場合がある。なお、アルミラミネートフィルム材の層構成は、容器２３の内側の層から外側の層に向かって、ＰＰ（ポリプロピレン）層、ＰＰａ（ポリフタルアミド）層、ＡＬ（アルミニウム）層、ナイロン層、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）層の順に積層されている。また、アルミラミネートフィルム材の層構成は、容器２３の内側の層から外側の層に向かって、例えば、ＰＰａ層、ＡＬ層、ナイロン層、ＰＥＴ層の順に積層されてもよい。蓄電セル２において、電極積層体２３が「蓄電部材」の一例であり、容器２３が「収容部材」の一例である。
【００３７】
上述のように、蓄電セル２は、電極積層体２４が容器２３内に収容された場合、矩形状の容器２３の、四辺のうちの一辺から、正極端子２１及び負極端子２２が容器２３の外部に引き出された構造になる。このような構造の蓄電セル２を、片側端子形状の蓄電セルと称する。
【００３８】
正極端子２１は、アルミニウムによって形成されている。負極端子２２は、銅によって形成されている。本実施例において、積層方向に隣接する蓄電セル２同士は、正極端子２１と負極端子２２とが接合されることで、蓄電セル２が直列接続されている。正極端子２１及び負極端子２２は、例えば、厚みが０．３ｍｍ程度、蓄電セル２から引き出された方向に直交する幅が６８ｍｍ程度に形成されている。
【００３９】
［蓄電セルの溶接部の構造］
図４は、実施例１における蓄電セル２同士の正極端子２１と負極端子２２の溶接部を説明するための模式図である。
【００４０】
図４に示すように、正極端子２１及び負極端子２２は、蓄電セル２のセル主面と平行に延ばされて、蓄電セル２の容器２３から引き出されている。正極端子２１及び負極端子２２の先端部分が、互いに向き合う方向に対して、蓄電セル２の積層方向と平行な方向にほぼ直角に折り曲げられている。したがって、正極端子２１及び負極端子２２は、容器２３から蓄電セル２のセル主面と平行に延長された延長部２１ｂ，２２ｂを有している。
【００４１】
そして、正極端子２１及び負極端子２２の各先端部は、正極端子２１が負極端子２２よりも蓄電セル２側に位置するように重ね合わされる。ここで、説明の便宜上、図４中での上下方向に基づいて、正極端子２１と負極端子２２の上下方向について説明する。正極端子２１と負極端子２２の溶接部に対して容器２３側を下方とし、容器２３に対して正極端子２１と負極端子２２の溶接部側を上方とする。本実施例では、正極端子２１と負極端子２２の溶接部では、正極端子２１を下側に配置し、負極端子２２が上側になるように、正極端子２１の上に負極端子２２が重ね合わされる。また、正極端子２１と負極端子２２の溶接部は、金属部材１０１側に配置される正極端子２１の下面が、金属部材１０１に接するように湾曲される。
【００４２】
正極端子２１、負極端子２２及び金属部材１０１は、互いに接するように重ね合わされた状態が望ましい。正極端子２１、負極端子２２及び金属部材１０１は、例えば上方から上押え治具（不図示）によって押圧されることで、互いに圧着される。このとき、押圧力の値は、正極端子２１と負極端子２２を密着させる程度であればよく、正極端子２１及び負極端子２２の形状を高精度に部品加工することができれば、正極端子２１と負極端子２２を軽く押える程度の押圧力、例えば数百ｇ程度の押圧力で押えればよい。なお、一般的な加工方法を用いる場合には、加工公差が生じるので、例えば１ｋｇ〜１０ｋｇ程度の押圧力で正極端子２１及び負極端子２２を押圧することによって、正極端子２１と負極端子２２が適切に密着される。
【００４３】
以下、正極端子２１と負極端子２２とを重ね合わせた溶接部において、上側の負極端子２２の上面を、レーザ光を照射する照射面２２ａと称し、下側の正極端子２１の下面を、レーザ光が通過する通過面２１ａと称する。正極端子２１の通過面２１ａが、「電極端子同士の積層方向における一方の端面」の一例であり、負極端子２２の照射面２２ａが、「電極端子同士の積層方向における他方の他面」の一例である。
【００４４】
実施例１では、図４に示すように、絶縁部材１０２が蓄電セル２の容器２３に接触して設けられているが、この構成に限定するものではない。絶縁部材１０２は、金属部材１０１とセル固定部材１０３との間で絶縁するように設けられればよく、蓄電セル２の容器２３や他の構成部材に接触していなくてもよい。
【００４５】
図５は、実施例１に係る金属部材１０１を示す斜視図である。図５に示すように、金属部材１０１は、負極端子２２が重ねられた正極端子２１の通過面２１ａに接触する接触面１０１ａは、凹凸を有する平面として形成されている。矩形状の接触面１０１ａには、短辺方向における中央に、直線状の溝状の凹部１１２が形成されている。この接触面１０１ａにおいて、平坦な表面が凸部１１１であり、溝が凹部１１２であると定義する。
【００４６】
正極端子２１は、金属部材１０１の接触面１０１ａの表面である凸部１１１に面接触する。また、溝状の凹部１１２は、正極端子２１及び負極端子２２を貫通したレーザ光の光軸上に位置するように形成されている。そして、正極端子２１の通過面２１ａと、金属部材１０１の接触面１０１ａの凹部１１２との間に、正極端子２１と負極端子２２との溶接部から出るガスや溶融金属を収容する間隙を形成する。
【００４７】
金属部材１０１の溝状の凹部１１２の寸法は、例えば、幅が１ｍｍ程度、深さが０．２ｍｍ程度に形成されている。この溝状の凹部１１２の寸法は一例であり、正極端子２１及び負極端子２２の材質、厚み、溶接時に溶融する金属量等に応じて、適切な寸法が異なる。また、接触面１０１ａに直交する方向に対する溝状の凹部１１２の断面形状は、実施例１では四角形に形成されているが、一例である。溝状の凹部１１２の断面形状は、例えばＶ溝や半円状等の他の形状に形成されてもよい。
【００４８】
［レーザ光を用いた電極端子同士の溶接］
図６は、実施例１におけるレーザ光の照射状態を説明するための模式的な断面図である。図６に示すように、金属部材１０１の接触面１０１ａ上に重ね合わされた正極端子２１及び負極端子２２の、負極端子２２の照射面２２ａの上方からレーザ光２００を照射する。実施例１では、レーザ光２００としてＹＡＧレーザを用いており、複数のレーザ光２００を直線上に配列してスポット溶接を行う。例えば、金属部材１０１が有する１つの溝状の凹部１１２の長手方向に沿って２５点のスポットを一例に並べた状態で、正極端子２１と負極端子２２のスポット溶接を行う。なお、レーザ溶接は、スポット溶接に限定するものではなく、必要に応じてレーザ光２００を溝状の凹部１１２の長手方向に沿って一定速度で移動させて連続溶接を行ってもよい。
【００４９】
負極端子２２の照射面２２ａに照射されたレーザ光２００は、負極端子２２及び正極端子２１を貫通し、金属部材１０１の凹部１１２内を通過して金属部材１０１に照射される。このとき、レーザ光２００の到達深度が、正極端子２１と負極端子２２の積層方向における金属部材１０１の厚みの範囲内に位置するように、レーザ光２００は制御される。実施例１では、レーザ光２００が、金属部材１０１の内部で止まるように照射されるが、金属部材１０１の凹部１１２内で止まるように照射されてもよい。
【００５０】
レーザ溶接を行っているとき、正極端子２１及び負極端子２２の溶接部から抜け出たガスは、また、凹部１１２内に収容されて、溶接部内のガスが適切に排出される。凹部１１２内に収容されたガスは、レーザ光２００が照射されることで、急激に膨張する。このため、実施例１では、溝状の凹部１１２の長手方向における両端が、金属部材１０１の外周縁まで延ばされることで、凹部１１２内で膨張したガスが、凹部１１２の長手方向に沿って金属部材１０１の外部に排出される。
【００５１】
また、正極端子２１と負極端子２２の積層方向に対する金属部材１０１の厚みは、正極端子２１及び負極端子２２の厚みに比べて十分に大きく形成される。このため、正極端子２１及び負極端子２２を貫通したレーザ光２００が、金属部材１０１の内部で止まり、金属部材１０１を厚み方向に貫通しないようにレーザ光２００を容易に制御することが可能とされる。
【００５２】
金属部材１０１の内部に照射されたレーザ光２００は、金属部材１０１の内部で吸収され、金属部材１０１を厚み方向に貫通せずに内部に止まる。レーザ光２００の到達深度は、レーザ溶接後に溶接部の断面を観察することで、金属材料の溶融が生じた到達深度を実質的に評価することが可能である。溶接部の断面を観察する際には、光学顕微鏡やＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて観察することが可能である。
【００５３】
図６を参照して説明したようにレーザ溶接を行うことで、正極端子２１及び負極端子２２を通過したレーザ光２００が、金属部材１０１を貫通しないように照射される。これにより、溶接部から溶け落ちた、電極端子の溶融金属が、金属部材１０１の凹部１１２に受け止められ、凹部１１２内に収容される。このため、実施例１によれば、蓄電モジュール１の内部に、溶接部から落下する溶融金属を受ける下受け治具を挿入したり、外したりするためのスペースを設けなくてもよく、蓄電モジュール１全体が小型化される。加えて、実施例１によれば、溶融金属を受ける下受け治具を清掃する工程も省けるので、蓄電モジュール１の製造工程が簡素化される。
【００５４】
また、図６を参照して説明したレーザ溶接は、正極端子２１、負極端子２２及び金属部材１０１からなる３層構造を用いて行われる。３層構造を用いてレーザ溶接を行うことによって、比較的高出力のレーザ光を正極端子２１及び負極端子２２に照射した場合でも、金属部材１０１の厚みを適切に設定することで、レーザ光２００を、金属部材１０１の厚みの範囲内で止まるように制御することが可能になる。したがって、比較的高出力のレーザ光２００を用いてレーザ溶接することが可能であるので、正極端子２１と負極端子２２との間の接触面積が増え、溶接強度が高く、かつ電気抵抗が小さい溶接部を形成できる。
【００５５】
さらに、実施例１では、正極端子２１と負極端子２２との溶接部で生じたガスが、金属部材１０１の凹部１１２を通って排出され、溶接部にブローホールが発生することが抑制される。このため、溶接部の溶接強度の低下、溶接部の電気抵抗の増加を防ぐことができる。
【００５６】
［溶接部の溶接痕と、凹部の最大深さとの関係］
図７は、実施例１においてスポット溶接したときの正極端子２１と負極端子２２の溶接部の直径と、金属部材１０１の凹部１１２の最大深さとの関係を説明するための断面図である。図８は、実施例１において連続溶接したときの正極端子２１と負極端子２２の溶接部のビード幅と、金属部材１０１の凹部１１２の最大深さとの関係を説明するための断面図である。
【００５７】
正極端子２１と負極端子２２との溶接部は、正極端子２１の通過面２１ａに形成された溶接痕である溶接領域を有する。ここで、負極端子２２が重ねられた正極端子２１の通過面２１ａにおける溶接領域と、溶接領域に対向する凹部１１２内の位置（例えば底）との間の、正極端子２１及び負極端子２２の積層方向に対する最大深さをＤとする。そして、実施例１における金属部材１０１の凹部１１２は、スポット溶接した場合における溶接領域の直径または連続溶接した場合における溶接領域のビード幅をＷとしたとき、
Ｄ≧Ｗ／１０    ・・・式１
を満たす。
【００５８】
なお、凹部１１２の最大深さＤは、正極端子２１の通過面２１ａ上の溶接領域内の任意の微小点から、凹部１１２内に達するまで延ばされた、通過面２１ａに直交する垂線の長さを深さとしたときに、溶接領域の範囲内で最大となる深さを指している。
【００５９】
すなわち、図７に示すように、スポット溶接した場合、正極端子２１の通過面２１ａ上での溶接領域の直径をＷ１としたとき、金属部材１０１の凹部１１２の最大深さＤは、Ｄ≧Ｗ１／１０を満たす。スポット溶接した場合には、溶接領域が円形状または楕円状に形成される。溶接領域が円形状である場合には、溶接領域の直径をＷ１とする。また、溶接領域が楕円状である場合には、溶接領域の短径をＷ１とする。また、図８に示すように、連続溶接した場合における溶接領域のビード幅をＷ２としたとき、金属部材１０１の凹部１１２の最大深さＤは、Ｄ≧Ｗ２／１０を満たす。
【００６０】
そして、凹部１１２の最大深さＤが式１を満たすことで、溶接部の引張強度を適正に確保することができる。凹部１１２の深さに関して、金属部材１０１を薄くする観点では、凹部１１２を小さくすることが好ましい。その一方で、凹部１１２は、溶接部から抜け出るシールドガスや落下する溶融金属を所定量だけ適切に収容できる程度の容積を有することで、レーザ溶接された溶接部に所望の引張強度を確保する必要がある。この点を踏まえて、レーザ溶接が適正に行われることを考慮すると、凹部１１２の最大深さＤが式１を満たすことが好ましい。なお、溶接部から出るシールドガスや溶融金属を十分に収容する観点では、凹部１１２の容積を大きくすることが好ましいが、金属部材１０１の大型化、凹部１１２の加工コストの増加につながる。さらに、凹部１１２を有する金属部材１０１の機械的強度や、凹部１１２の加工性についても考慮して、凹部１１２の深さを設定することが好ましい。
【００６１】
［溶接部の引張強度及び電気抵抗］
溶接部の引張強度及び電気抵抗について、実施例１と比較例１とを比較した結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
2016119377.tif 000003
【００６３】
実施例１では、接触面１０１ａに、幅が１ｍｍ、深さが０．２ｍｍの溝状の凹部１１２が形成された金属部材１０１を用いた。比較例１は、接触面に凹部が形成されていない金属部材を用いている点が、実施例１と異なっている。すなわち、比較例１は、正極端子及び負極端子と、金属部材との間に間隙が存在しない状態でレーザ溶接を行った。また、実施例１と比較例１では、厚みが０．３ｍｍ、蓄電セル２から引き出された方向に直交する幅が６８ｍｍに形成された正極端子２１及び負極端子２２を用いた。
【００６４】
また、実施例１と比較例１は、２５点のスポットを一例に並べた状態で、正極端子２１と負極端子２２のスポット溶接を行い、金属部材の凹部の有無を除き同一条件にした。なお、１点のスポットには、パルス幅が４ｍｓｅｃの矩形波のＹＡＧレーザ光を照射し、スポットの１点当たりのエネルギを、レーザ光の被照射部において２１Ｊとした。
【００６５】
引張強度について、溶接部のスポットの配列方向に直交する方向、かつ正極端子２１及び負極端子２２の積層方向に直交する方向（図４中に示す矢印方向）に対して、０．４ｍｍ／ｓｅｃの速度で、溶接部が破断するまで引っ張ったときのピーク強度である。表１に示すように、比較例１は引張強度の平均値が１０４ｋｇｆであり、実施例１は引張強度の平均値が１４８ｋｇｆであった。したがって、比較例１の引張強度は、実施例１の引張強度の７０％程度であり、実施例１は、比較例１よりも引張強度を３０％程度高くすることができた。
【００６６】
電気抵抗について、溶接部のスポットの配列方向に直交する方向、かつ正極端子２１及び負極端子２２の積層方向に直交する方向（図４中に示す矢印方向）に対して、１００Ａの電流を流し、溶接抵抗による電圧の低下を測定することで、測定結果を用いて算出した。表１に示すように、比較例１は電気抵抗の平均値が０．７μΩであり、実施例１は電気抵抗の平均値が０．４μΩであった。したがって、比較例１の電気抵抗は、実施例１の電気抵抗の１７５％程度であり、実施例１の電気抵抗は、比較例１の電気抵抗の５７％程度に小さくすることができた。
【００６７】
以上の比較結果より、比較例１では、ブローホールが発生することで溶接部の引張強度が低下すると共に電気抵抗が増加している。一方、実施例１では、ブローホールの発生が抑えられており、溶接部のガスが、金属部材１０１の凹部１１２を通して適切に排出されていることが推測される。
【００６８】
［溶接部の引張強度と、凹部の最大深さとの関係］
図９は、実施例１における正極端子２１と負極端子２２の溶接部の引張強度と、金属部材１０１の凹部１１２の最大深さＤとの関係を示す測定結果のグラフである。図９において、縦軸が引張強度〔ｋｇｆ〕を示し、横軸が凹部１１２の最大深さＤ〔ｍｍ〕を示す。
【００６９】
図９に示すように、実施例１における溶接部は、凹部１１２の最大深さＤに関し、Ｄ≧０．２ｍｍの範囲で、Ｄ＝０．０５ｍｍのときよりも引張強度が増加し、ほぼ一定に保たれた。図９に示す測定結果は、スポット溶接した場合であり、正極端子２１の通過面２１ａ上における円形状の溶接領域の直径Ｗが０．７ｍｍであった。上述した式１を用いると、Ｗ＝０．７ｍｍのとき、Ｄ≧０．０７ｍｍとなる。したがって、凹部１１２の最大深さＤが式１を満たすことで、所定の引張強度が確保されることが、測定結果からも明らかである。
【００７０】
［蓄電モジュールの体積］
続いて、実施例１の蓄電モジュール１全体の体積について説明する。蓄電モジュールの体積について、実施例１、及び後述する実施例８と、比較例２とを比較した結果を表２に示す。
【００７１】
【表２】
2016119377.tif 000004
【００７２】
比較例２は、下受け治具を用いて製造した蓄電モジュールの体積を表している。また、実施例１は、後述する実施例１に係る製造方法を用いて製造された蓄電モジュール１の体積を示している。実施例８についても同様に、実施例１に係る製造方法を用いて製造された蓄電モジュールの体積を示している。また、表２には、比較例２の体積に対して実施例１、８の体積がどのくらい変化したかを変化率として示している。また、表２において、片側端子形状は、片側端子形状の蓄電セル２を指しており、両側端子形状は、後述する実施例８で用いる両側端子形状の蓄電セル２を指している。
【００７３】
表２は以下の条件を用いて計測した。実施例１、８及び比較例２ともに、厚みが１０ｍｍであり、幅が１００ｍｍであり、高さが１００ｍｍの蓄電セル２を用いた。また、比較例２は、蓄電セル２から離れる方向に延ばされた電極端子の高さが１５ｍｍであった。また、実施例１では、電極端子の高さが５ｍｍであり、セル固定部材１０３の厚みが０．３ｍｍであった。
【００７４】
片側端子形状の蓄電セル２を用いた蓄電モジュールを、下受け治具を用いて製造した場合、比較例２の蓄電モジュールの体積は１１８５ｃｃになった。これに対して、片側端子形状の蓄電セル２を用いた蓄電モジュール１を実施例１に係る製造方法を用いて製造した場合、蓄電モジュール１の体積は１０８２ｃｃとなった。実施例１は、比較例２と比べて、体積の変化率が−８．７％となった。このように、本実施例１に係る製造方法を用いて蓄電モジュール１を製造することで、下受け治具を用いて製造する場合に比べて、体積を小さくすることができ、蓄電モジュール全体を小型化できる。
【００７５】
［蓄電モジュールの製造工程］
以上のように構成された実施例１の蓄電モジュール１の製造工程について、図１０を参照して説明する。図１０は、実施例１に係る蓄電モジュールの製造工程のフローチャートである。
【００７６】
まず、作業者は、インサート成形などにより、金属部材１０１、絶縁部材１０２及びセル固定部材１０３が一体成形された支持部材１００を形成する（ステップＳ１）。続いて、作業者は、セル固定部材１０３を容器２３に両面接着テープや接着剤によって固定する（ステップＳ２）。これにより、支持部材１００が蓄電セル２に固定される。
【００７７】
次に、作業者は、セル固定部材１０３が貼り付けられた蓄電セル２に蓄電セル２を積層する。そして、作用者は、正極端子２１及び負極端子２２の端部が重なり合うように折り曲げて、負極端子２２が重ねられた正極端子２１が金属部材１０１の接触面１０１ａと接触するように配置する（ステップＳ３）。続いて、作業者は、積層した蓄電セル２にエンドプレート３１、３２及びブラケット４を取り付け、エンドプレート３１、３２及びブラケット４によって蓄電セル２を保持する（ステップＳ４）。
【００７８】
次に、作業者は、上押さえ治具を用いて、絶縁部材１０２側とは反対方向から、負極端子２２を押圧する（ステップＳ５）。これにより、屈曲された負極端子２２及び正極端子２１が、金属部材１０１の接触面１０１ａ上に、正極端子２１と負極端子２２の積層方向に対して押圧される。
【００７９】
最後に、作業者は、レーザ光が金属部材１０１の厚みの範囲内で止まるように制御し、負極端子２２の照射面２２ａに向けてレーザ光を照射し、負極端子２２、正極端子２１を溶接する（ステップＳ６）。
【００８０】
上述したように、実施例１の蓄電モジュール１は、複数の蓄電セル２と、正極端子２１と負極端子２２の溶接部に隣接して配置され、負極端子２２の通過面２１ａに、間隙を部分的にあけて接触する接触面１０１ａが設けられた金属部材１０１と、を有する。そして、蓄電モジュール１では、正極端子２１と負極端子２２の溶接部を貫通するレーザ光を照射することで、溶接部に形成されるキーホールが貫通穴になる。このようにレーザ光を照射したときに、溶接部の内部に生じたガスが、正極端子２１及び負極端子２２の積層方向における通過面２１ａと、金属部材１０１の接触面１０１ａとの間隙を通って、溶接部から抜け出る。その結果、蓄電モジュール１によれば、溶接部にブローホールが発生することが抑制され、正極端子２１と負極端子２２との溶接部の溶接強度の低下、溶接部の電気抵抗の増加を防ぎ、溶接部の品質を高めることができる。
【００８１】
また、実施例１の蓄電モジュール１では、金属部材１０１が、重ね合わされた正極端子２１と負極端子２２を通過したレーザ光を吸収するので、蓄電セル２や他の構成部材にレーザ光が照射されることを防ぐ。また、金属部材１０１は、正極端子２１と負極端子２２との溶接部から出るガスや落下する溶融金属を受け止める。このため、実施例１によれば、正極端子２１と負極端子２２とをレーザ溶接するときに、正極端子２１を通過したレーザ光の吸収や、溶接部から落下する溶融金属を受け止めるための下受け治具を用いなくてもよくなる。その結果、正極端子２１と負極端子２２との溶接部に対して下受け治具を挿脱するためのスペースを、蓄電モジュール１の内部に確保しなくてもよくなるので、蓄電モジュール１の小型化を図ることが可能になる。
【００８２】
また、実施例１では、金属部材１０１によってレーザ光が吸収されるので、重ね合わされた正極端子２１及び負極端子２２を貫通するような高いエネルギのレーザ光を照射することが可能である。レーザ光のエネルギが高いほど、溶接部で溶融する金属量が増え、正極端子２１と負極端子２２の接触面積が増える。これによって、溶接部の溶接強度を更に高め、溶接部の電気抵抗を小さくして通電性を更に高めることが可能になる。
【００８３】
さらに、下受け治具を用いてレーザ溶接する場合には、下受け治具の溝内に残留する外気を除去するために、下受け治具側からもシールドガスを供給する場合がある。一方、実施例１の蓄電モジュール１によれば、凹部１１２を有する金属部材１０１の寸法が、下受け治具の寸法に比べて１／１０程度に小さいので、凹部１１２内に留まる外気が少なく、下受け治具を用いる場合のようにシールドガスを供給することを省くことが可能になる。このため、実施例１によれば、溶接工程の簡略化を図ることができる。
【００８４】
また、実施例１の蓄電モジュール１は、金属部材１０１を支持して金属部材１０１と蓄電セル２とを絶縁する絶縁部材１０２を有する。蓄電モジュール１は、絶縁部材１０２によって、正極端子２１及び負極端子２２と接触する金属部材１０１と、蓄電セル２との間で絶縁することができるので、蓄電モジュール１の動作信頼性を向上することができる。
【００８５】
なお、実施例１では、正極端子２１と負極端子２２が溶接され、正極端子２１及び負極端子２２と、金属部材１０１とが溶接されない構成、及びこの構成を製造する製造方法を採用したが、これに限定するものではない。正極端子２１、負極端子２２、金属部材１０１の材料、寸法を含む溶接条件に応じて、正極端子２１及び負極端子２２と、金属部材１０１とが溶接される構造であってもよい。この場合であっても、実施例１と同様の効果を奏することができる。
【００８６】
また、実施例１では、主に正極端子２１と負極端子２２とが溶接されて直列接続する場合について説明したが、異なる蓄電セル２の正極端子２１同士、または負極端子２２同士を溶接し、並列に接続する構成でもよく、実施例１と同様の効果を奏することができる。
【００８７】
また、実施例１では、２つの電極端子同士が溶接された構成について説明したが、重ね合わせて溶接する電極端子の個数を限定するものではない。本発明は、少なくとも２つの電極端子同士を溶接するために適用され、必要に応じて３つ以上の電極端子同士を重ね合わせて溶接された構成に適用されてもよい。この場合にも、実施例１と同様の効果を奏することができる。
【００８８】
以下、他の実施例について図面を参照して説明する。他の実施形態では、実施例１と異なる構成部材や相違点のみを説明し、実施例１と同一の構成部材について説明を省略する。
【実施例２】
【００８９】
図１１は、実施例２に係る蓄電モジュールが有する金属部材を示す斜視図である。図１２は、実施例２における電極端子同士の溶接部と、金属部材の凹部との関係を説明するための断面図である。実施例２は、溝状の凹部の個数、凹部の断面形状が実施例１と異なる。実施例１における金属部材１０１は、１つの溝状の凹部１１２を有していたが、凹部１１２の個数を限定するものではない。金属部材１０１の接触面１０１ａは、必要に応じて複数の溝状の凹部１１２を有してもよい。実施例１における金属部材１０１は、面接触する凸部１１１が形成された接触面１０１ａを有したが、面接触に限定するものではない。
【００９０】
図１１に示すように、実施例２における金属部材２０１は、接触面２０１ａに、複数の溝状の凹部２１２が互いに平行に所定のピッチで設けられている。溝状の凹部２１２は、Ｖ溝状に形成されており、長手方向における両端が、金属部材２０１の外周縁まで延ばされている。実施例２における溝状の凹部２１２は、一例であり、例えば、複数の溝が交差する格子状の凹部が設けられてもよい。また、溝状の凹部２１２の断面形状は、Ｖ溝に限定されず、四角形や半円状等の他の形状でもよい。
【００９１】
また、実施例２では、溝状の凹部２１２のピッチを狭めることによって、隣接する凹部２１２間に位置する接触面２０１ａの表面が、直線状の凸部２１１として形成されている。したがって、実施例２における金属部材２０１を用いることで、負極端子２２が重ねられた正極端子２１の通過面２１ａ（下面）が、金属部材２０１の接触面２０１ａと、複数個所で線接触することになる。すなわち、金属部材２０１の接触面２０１ａの凸部２１１と正極端子２１とが線接触する。このため、実施例２では、金属部材２０１に照射されるレーザ光２００の光軸上に、直線状の凸部２１１が位置している場合であっても、直線状の凸部２１１に隣接する凹部２１２内に、溶接部から抜け出たガスや落下した溶融金属が収容される。凹部２１２内に収容されたガスは、凹部２１２を通って金属部材２０１の外部に排出されるので、ブローホールの発生が抑制される。
【００９２】
そして、実施例２においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。加えて、実施例２によれば、レーザ光２００が金属部材２０１の凸部２１１に照射された場合、つまりレーザ光２００の照射領域が、凹部２１２内に位置していない場合であっても、ブローホールの発生が抑制されるので、溶接可能領域を広くすることができる。その結果、実施例２によれば、レーザ溶接する際に、正極端子２１及び負極端子２２、金属部材２０１の、レーザ光２００の光軸方向に直交する方向に対する位置決めの自由度が高められ、容易に位置決めすることが可能になる。
【００９３】
また、実施例２においても、図１２に示すように、スポット溶接した場合に正極端子２１の通過面２１ａ上での溶接領域の直径をＷ１としたとき、金属部材２０１の凹部２１２の最大深さＤは、Ｄ≧Ｗ１／１０を満たす。これにより、正極端子２１と負極端子２２の溶接部の引張強度が確保される。
【実施例３】
【００９４】
図１３は、実施例３に係る蓄電モジュールが有する金属部材を説明するための斜視図である。図１４は、実施例３における電極端子同士の溶接部と、金属部材の凹部との関係を説明するための断面図である。実施例３は、金属部材の形状、接触面の形状が実施例１、２と異なる。実施例１、２における金属部材１０１、２０１は、平坦な接触面１０１ａ、２０１ａを有する板状に形成されたが、金属部材の形状や、接触面を限定するものではない。また、実施例２における金属部材２０１は、負極端子２２が重ねられた正極端子２１と線接触するために、複数の直線状の凸部２１１を有するが、線接触する構造を限定するものでない。
【００９５】
実施例３では、図１３に示すように、金属部材３０１を丸棒状に形成することで、金属部材３０１の円形断面において、金属部材３０１は円弧状の接触面３０１ａを有する。このため、実施例３における金属部材３０１は、負極端子２２が重ねられた正極端子２１と線接触するので、溶接部から抜け出たガスや落下した溶融金属は、線接触部分を挟む両側から排出される。また、溶融金属は、接触面３０１ａ上に付着して受け止められるが、必要に応じて、線接触部分の近傍に、溶融金属を収容する切欠き部等が形成されてもよい。金属部材３０１の断面形状は、円弧状の接触面を有する形状であれば、半円状や、複数の曲面を含む波形状等に形成されてもよい。
【００９６】
実施例３における金属部材３０１の接触面３０１ａは、線接触部分が凸部３１１として機能し、線接触部に隣接する部分が凹部（間隙）３１２として機能する。また、円弧状の接触面３０１ａを有する金属部材３０１では、正極端子２１と負極端子２２の積層方向における、線接触する接点と接触面３０１ａの曲率中心との間の寸法が、凹部３１２の深さに相当する。
【００９７】
そして、実施例３においても、金属部材３０１が正極端子２１と線接触するので、正極端子２１及び負極端子２２、金属部材３０１の相対位置を容易に位置決めすることが可能になる。したがって、実施例３は、実施例２と同様の効果が得られる。
【００９８】
また、実施例３においても、図１４に示すように、スポット溶接した場合に正極端子２１の通過面２１ａ上での溶接領域の直径をＷ１としたとき、金属部材３０１の凹部３１２の最大深さＤは、Ｄ≧Ｗ１／１０を満たす。これにより、正極端子２１と負極端子２２の溶接部の引張強度が確保される。なお、金属部材３０１を用いる場合、凹部３１２の最大深さＤは、通過面２１ａ上の溶接領域内において、正極端子２１と負極端子２２の積層方向に対する溶接領域と接触面３０１ａとの最大離間距離に相当する。
【実施例４】
【００９９】
図１５は、実施例４に係る蓄電モジュールが有する金属部材を示す斜視図である。図１６は、実施例４における電極端子同士の溶接部と、金属部材の凹部との関係を説明するための断面図である。実施例４は、金属部材の接触面の形状が、実施例１〜３と異なる。実施例２，３における金属部材２０１、３０１は、ブローホールの発生を抑制するために、凸部２１１が線接触する接触面２０１ａ、凸部３１１が線接触する接触面３０１ａを有したが、線接触に限定するものではない。
【０１００】
図１５に示すように、実施例４における金属部材４０１は、負極端子２２が重ねられた正極端子２１と点接触する複数の突起状の凸部４１１が、接触面４０１ａの全域に設けられている。実施例４では、点接触する構成の一例として、金属部材４０１の接触面４０１ａに、四角錐状をなす突起状の凸部４１１が複数配列されており、各凸部４１１の頂点が、正極端子２１の通過面（下面）２１ａと点接触する。また、突起状の凸部４１１の形状は、頂点が点接触する形状であれば、三角錐状や円錐状等に形成されてもよい。
【０１０１】
また、実施例４における金属部材４０１の接触面４０１ａは、隣接する凸部４１１間の空間が、凹部４１２として機能する。このように実施例４は、金属部材４０１が正極端子２１と点接触するので、正極端子２１及び負極端子２２、金属部材４０１の相対位置を容易に位置決めすることが可能になる。したがって、実施例４においても、実施例２，３と同様の効果が得られる。
【０１０２】
また、実施例４においても、図１６に示すように、スポット溶接した場合に正極端子２１の通過面２１ａ上での溶接領域の直径をＷ１としたとき、金属部材４０１の凹部４１２の最大深さＤは、Ｄ≧Ｗ１／１０を満たす。これにより、正極端子２１と負極端子２２の溶接部の引張強度が確保される。
【実施例５】
【０１０３】
図１７は、実施例５の蓄電モジュールが有する金属部材を示す斜視図である。図１８は、実施例５における電極端子同士の溶接部と、金属部材の凹部との関係を説明するための断面図である。実施例５は、金属部材の接触面の形状が実施例１〜４と異なる。実施例１、２における金属部材１０１、２０１の接触面１０１ａ、２０１ａは、溝状の凹部１１２、２１２を有したが、凹部の形状や凹部の配置を限定するものではない。
【０１０４】
図１７に示すように、実施例５における金属部材５０１は、接触面５０１ａ上に、複数の円形状の凹部５１２が、レーザ光２００を照射する複数のスポットの配列方向に沿って所定のピッチで配列されている。接触面５０１ａにおいて、平坦な表面が凸部５１１であり、凸部５１１が正極端子２１の通過面２１ａと面接触する。また、実施例５では、複数の凹部５１２が分離して配置されたが、この配置に限定するものではない。隣接する凹部５１２同士は、凹部５１２の配列方向における両側が互いに重なるように連結されてもよい。
【０１０５】
実施例５における金属部材５０１の凹部５１２は、上述した実施例１〜４のように、凹部５１２が金属部材５０１の外周縁に連通されていないので、溶接部から抜け出るガスや、落下する溶融金属を適切量だけ収容できる容積を有する。凹部５１２は、例えば、金属部材５０１に照射されるレーザ光２００の光軸を中心とする円形状に形成されており、溶接部から抜け出たガスや、落下した溶融金属を適切に収容することが可能とされている。また、実施例５においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【０１０６】
また、実施例５においても、図１８に示すように、スポット溶接した場合に正極端子２１の通過面２１ａ上での溶接領域の直径をＷ１としたとき、金属部材５０１の凹部５１２の最大深さＤは、Ｄ≧Ｗ１／１０を満たす。これにより、正極端子２１と負極端子２２の溶接部の引張強度が確保される。
【０１０７】
以下の実施例６〜実施例１０において、実施例１と同一の構成部材には、実施例１と同一の符号を付けて説明を省略する。
【実施例６】
【０１０８】
図１９は、実施例６の蓄電モジュールが有する絶縁部材を説明するための模式図である。実施例６は、絶縁部材の寸法が、実施例１と異なる。
【０１０９】
図１９に示すように、重ね合される正極端子２１及び負極端子２２は、互いに対向するように蓄電セル２から延ばされた延長部２１ｂ、２２ｂを有する。実施例６における絶縁部材６０２は、対向する延長部２１ｂ、２２ｂの間に、延長部２１ｂ、２２ｂのそれぞれに隣接するように配置されている。また、絶縁部材６０２は、セル固定部材１０３の端部に固定されており、蓄電セル２の容器２３まで延ばされていない。
【０１１０】
上述のように、実施例６における絶縁部材６０２を用いることで、正極端子２１及び負極端子２２の延長部２１ｂ、２２ｂ同士が対向する方向における絶縁部材６０２の両端によって、この対向する方向に対する、各延長部２１ｂ、２２ｂの移動が規制される。これによって、蓄電モジュール６が振動したとき、正極端子２１及び負極端子２２と容器２３との位相を一致させることが可能になる。その結果、正極端子２１及び負極端子２２と容器２３との位相ずれが抑えられ、位相ずれによる正極端子２１、負極端子２２又は容器２３への繰り返し応力が軽減されるので、耐振動性を高めることができる。また、絶縁部材６０２の、延長部２１ｂ、２２ｂに隣接する両端と、正極端子２１及び負極端子２２の延長部２１ｂ、２２ｂは、必要に応じて接着されてもよく、耐振動性を更に高められる。加えて、実施例６においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例７】
【０１１１】
図２０は、実施例７の蓄電モジュールが有する金属部材を説明するための模式図である。実施例７は、金属部材の外形寸法が、実施例１と異なる。
【０１１２】
図２０に示すように、重ね合される正極端子２１及び負極端子２２は、互いに対向するように蓄電セル２から延ばされた延長部２１ｂ、２２ｂを有する。実施例７における金属部材７０１は、対向する延長部２１ｂ、２２ｂの間に、延長部２１ｂ、２２ｂのそれぞれに隣接するように配置されている。また、実施例７における絶縁部材７０２は、セル固定部材１０３の端部に固定されており、蓄電セル２の容器２３まで延ばされていない。
【０１１３】
上述のように、実施例７における金属部材７０１を用いることで、正極端子２１及び負極端子２２の延長部２１ｂ、２２ｂ同士が対向する方向における金属部材７０１の両端によって、この対向する方向に対する、各延長部２１ｂ、２２ｂの移動が規制される。これによって、蓄電モジュール７が振動したとき、正極端子２１及び負極端子２２と容器２３との位相を一致させることが可能になる。その結果、正極端子２１及び負極端子２２と容器２３との位相ずれが抑えられ、位相ずれによる正極端子２１、負極端子２２又は容器２３への繰り返し応力が軽減されるので、耐振動性を向上させることができる。
【０１１４】
また、金属部材７０１の、延長部２１ｂ、２２ｂに隣接する両端と、正極端子２１及び負極端子２２の延長部２１ｂ、２２ｂは、必要に応じて接着されてもよく、耐振動性を更に高められる。さらに、実施例７においても、上述した絶縁部材６０１と同様に、絶縁部材７０２の両端が、各延長部２１ｂ、２２ｂに隣接するように配置されてもよい。加えて、実施例７においても、実施例１と同様の効果を得ることができる。
【実施例８】
【０１１５】
実施例８は、蓄電セルの形状が実施例１と異なる。図２１は、実施例８の蓄電モジュールが有する蓄電セルを示す平面図である。実施例１では、矩形形状の容器２３の一辺に、正極端子２１及び負極端子２２が設けられた片側端子形状の蓄電セル２を用いたが、正極端子２１及び負極端子２２の位置はこれに限らない。
【０１１６】
実施例８において、実施例１における蓄電セル２と同一の構成部材には同一符号を付して説明を省略する。実施例８の蓄電モジュールは、図２１に示すように、矩形形状の容器２３の一辺に正極端子２１が設けられており、この一辺と対向する辺に負極端子２２が設けられた蓄電セル３を用いている。このような蓄電セル３を、両側端子形状と称する。
【０１１７】
両側端子形状の蓄電セル３においても、実施例１と同様に、支持部材１００が有するセル固定部材１０３が容器２３に固定されている。また、正極端子２１及び負極端子２２が溶接されており、正極端子２１が、支持部材１００が有する金属部材１０１に接触している。
【０１１８】
なお、両側端子形状の蓄電セル３を用いる場合、対向する辺に正極端子２１と負極端子２２とが設けられているので、それぞれの辺の側で溶接が行われる。この場合、支持部材１００は、セル固定部材１０３の両端に、絶縁部材１０２及び金属部材１０１を有していてもよい。また、セル固定部材１０３の一端に絶縁部材１０２及び金属部材１０１を有する支持部材１００が、隣接する蓄電セル３において、向かい合う各辺の側に交互に１つずつ設けられてもよい。
【０１１９】
例えば、表２に示したように、両側端子形状の蓄電セル３を用いた蓄電モジュールを、下受け治具を用いて製造した場合、比較例２の蓄電モジュールの体積は１３３９ｃｃになる。これに対して、両側端子形状の蓄電セル３を用いた実施例８の蓄電モジュールを、本実施例に係る製造方法を用いて製造することで、蓄電モジュールの体積は１１３３ｃｃとなる。比較例２と実施例８とを比較すると、実施例８では、蓄電モジュールの体積の変化率が−１５．４％となる。したがって、実施例８においても、下受け治具を用いて製造する場合に比べて、体積を小さくすることができ、蓄電モジュール全体を小型化できる。加えて、両側端子形状の蓄電セル３を用いた実施例８の蓄電モジュールにおいても、実施例１と同様の効果が得られる。
【実施例９】
【０１２０】
図２２は、実施例９の蓄電モジュールにおける電極端子同士の溶接部を説明するための模式図である。実施例９は、蓄電セル２に対する支持部材１００の配置が、実施例１と異なる。
【０１２１】
実施例１では、蓄電セル２の容器２３間にセル固定部材１０３を挟み込むように配置されたが、この配置に限定するものではない。図２２に示すように、実施例９における支持部材１００は、セル固定部材１０３が容器２３に固定されており、セル固定部材１０３の上に、絶縁部材１０２及び金属部材１０１が、蓄電セル２の積層方向と平行に重ねて配置されている。負極端子２２が重ねられた正極端子２１は、金属部材に接触して配置されている。
【０１２２】
実施例９の蓄電モジュール９では、蓄電セル２の容器２３の表面同士が粘着テープや接着剤などで固定されている。そして、セル固定部材１０３は、固定された２つの蓄電セル２の一方の容器２３の反対側の面に固定されている。
【０１２３】
絶縁部材１０２は、容器２３が接着されたセル固定部材１０３の面上に配置され、セル固定部材１０３に固定されている。金属部材１０１は、絶縁部材１０２のセル固定部材１０３と反対側の面に配置され、絶縁部材１０２に固定されている。
【０１２４】
セル固定部材１０３に接着された容器２３から正極端子２１が、金属部材１０１の接触面１０１ａまで延びている。また、セル固定部材１０３に接着されていない側の容器２３から負極端子２２が、正極端子２１の、金属部材１０１と反対側の表面に重なるように、金属部材１０１の位置まで延びている。
【０１２５】
金属部材１０１上に重ねられた正極端子２１及び負極端子２２は、金属部材１０１の厚みの範囲内で止まるように制御されたレーザ光が、負極端子２２側から照射される。これにより、正極端子２１及び負極端子２２は溶接される。実施例９では、正極端子２１及び負極端子２２が、金属部材１０１に溶接されることで、固定されてもよく、耐振動性を高めることができる。また、実施例９においても、実施例１と同様に、強度が高く、抵抗が低い溶接部を形成でき、蓄電モジュール全体を小型化することができる。
【実施例１０】
【０１２６】
図２３は、実施例１０の蓄電モジュールにおける電極端子同士の溶接部を説明するための模式図である。実施例１０では、蓄電セル２に対する支持部材１００の配置が、実施例１や実施例９と異なる。
【０１２７】
図２３に示すように、実施例１０の蓄電モジュールでは、２つの蓄電セル２の容器２３が、１つのセル固定部材１０３の同一面上に、それぞれの正極端子２１と負極端子２２とが向き合うように搭載されて、固定されている。
【０１２８】
絶縁部材１０２は、セル固定部材１０３の、容器２３が搭載された面上において、２つの容器２３の間に固定されている。金属部材１０１は、絶縁部材１０２のセル固定部材１０３と反対側の面に配置され、絶縁部材１０２に固定されている。
【０１２９】
向かい合う容器２３の一方から正極端子２１が、金属部材１０１の接触面１０１ａまで延びている。また、他方の容器２３から負極端子２２が、正極端子２１の、金属部材１０１と反対側の表面に重なるように、金属部材１０１の位置まで延びている。
【０１３０】
金属部材１０１上に重ねられた正極端子２１及び負極端子２２には、金属部材１０１の厚みの範囲内で止まるように制御されたレーザ光が、負極端子２２側から照射される。これにより、正極端子２１及び負極端子２２は溶接される。なお、実施例１０では、正極端子２１及び負極端子２２が、金属部材１０１に溶接されることで、金属部材１０１に固定されてもよく、耐振動性を高めることができる。また、実施例１０においても、実施例１と同様に、強度が高く、抵抗が低い溶接部を形成でき、蓄電モジュール全体を小型化することができる。
【０１３１】
また、以上の説明では、正極端子２１と負極端子２２とが異なる材質で構成されている場合を説明したが、正極端子と負極端子とは同一材料によって形成されていてもよい。
【符号の説明】
【０１３２】
１  蓄電モジュール
２  蓄電セル
２１  正極端子
２２  負極端子
２３  容器
２４  電極積層体
１００  支持部材
１０１  金属部材
１０１ａ  接触面
１０２  絶縁部材
１０３  セル固定部材
１１１  凸部
１１２  凹部
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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