(57)【要約】【課題】組電池の製造工程を短縮する。【解決手段】互いに異種の金属からなる正極タブ２と負極タブ３とを有した偏平な単電池１を用い、この単電池１を複数積層し、積層方向に隣接したタブ２とタブ３とを接合してなる組電池６が提供される。組電池６は、積層方向に隣接したタブ２とタブ３とを接続するタブ接続プレート７を備える。プレート７は第１の金属層７ａと第２の金属層７ｂとを接合したクラッド材からなる。プレート７は、タブ２，３の一方と平行に延びた第１の端部８と、第１の端部８の延長線１１となす角度が９０度よりも大きくなるように第１の端部８の先端から折り曲げられた中間部９と、タブ２，３の他方と平行に延びるように中間部９の先端から第１の端部８とは反対側に折り曲げられた第２の端部１０と、を備えたＺ字型をなす。タブ２と第１の端部８の金属層７ａとが互いに接合され、タブ３と第２の端部１０の金属層７ｂとが互いに接合されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに異種の金属からなる正極タブと負極タブとが外部に導出されてなる偏平な単電池を用い、この単電池を複数積層するとともに、積層方向に隣接した正極タブと負極タブとを接合してなる組電池であって、
積層方向に隣接した正極タブと負極タブとを接続するタブ接続プレートを備え、
タブ接続プレートは、第１の金属層と第２の金属層とを接合したクラッド材からなり、
タブ接続プレートは、正極タブまたは負極タブの一方と平行に延びた第１の端部と、該第１の端部の延長線となす角度が９０度よりも大きくなるように第１の端部の先端から折り曲げられた中間部と、負極タブまたは正極タブの他方と平行に延びるように中間部の先端から第１の端部とは反対側に折り曲げられた第２の端部と、を備えたＺ字型をなし、
正極タブと第１の端部の第１の金属層とが互いに接合され、
負極タブと第２の端部の第２の金属層とが互いに接合されていることを特徴とする組電池。
【請求項２】
正極タブが、アルミニウムからなり、負極タブが銅からなることを特徴とする請求項１に記載の組電池。
【請求項３】
上記第１の端部および上記第２の端部は、積層方向から見たときに同じ位置にあることを特徴とする請求項１または２に記載の組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タブ接続プレートを介してタブ同士を接合してなる組電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏平な単電池を複数積層してなる組電池として特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１では、偏平な単電池の電極端子の各々が、偏平面と平行に延びる基部と、該基部の先端から折り曲げられた折曲部と、基部と平行に延びるようにして折曲部の先端から折り曲げられたフランジ部と、を備えている。また、積層方向に隣接した２つの単電池において、板状のクラッド材が一方の単電池の正極端子のフランジ部と他方の単電池の負極端子のフランジ部との間に介在されており、これら三者が、超音波接合等により接合されている。ここで、例えば、正極端子としてはアルミニウム製のものが用いられ、負極端子としては銅製のものが用いられる。また、クラッド材としては、電極端子の金属材料に対応したアルミニウム層と銅層とが一体に貼り合わされた板状のものが用いられる。三者を接合した状態では、アルミニウムからなる正極端子のフランジ部とクラッド材のアルミニウム層とが互いに接合されており、銅からなる負極端子のフランジ部とクラッド材の銅層とが互いに接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２８２７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、各単電池の各電極端子について、折曲部およびフランジ部を設けるために２回ずつ折り曲げ加工を行うと、組電池全体では、多くの折曲加工を行うことが必要となり、組電池の製造工程が長くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、互いに異種の金属からなる正極タブと負極タブとが外部に導出されてなる偏平な単電池を用い、この単電池を複数積層するとともに、積層方向に隣接した正極タブと負極タブとを接合してなる組電池であって、積層方向に隣接した正極タブと負極タブとを接続するタブ接続プレートを備え、タブ接続プレートは、第１の金属層と第２の金属層とを接合したクラッド材からなり、タブ接続プレートは、正極タブまたは負極タブの一方と平行に延びた第１の端部と、該第１の端部の延長線となす角度が９０度よりも大きくなるように第１の端部の先端から折り曲げられた中間部と、負極タブまたは正極タブの他方と平行に延びるように中間部の先端から第１の端部とは反対側に折り曲げられた第２の端部と、を備えたＺ字型をなし、正極タブと第１の端部の第１の金属層とが互いに接合され、負極タブと第２の端部の第２の金属層とが互いに接合されている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、単電池を複数積層した状態でタブを折り曲げるのではなく、予めＺ型に形成したタブ接続プレートを介して、積層方向に隣接した２つのタブを接続するので、タブの折り曲げが不要であり、組電池の製造工程を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】単電池の一例としてラミネート型のリチウムイオン二次電池の概略構造を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る組電池の第１の実施例を示す斜視図である。
【図３】４つの単電池における一方のタブの列の接続状態を模式的に示した説明図である。
【図４】Ｚ型タブ接続プレートを示す説明図である。
【図５】本発明に係る組電池の第２の実施例を示す説明図である。
【図６】図５の組電池を矢印Ａ方向から見た説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１に基づいて、本発明に係る組電池の一実施例を説明する。図１は、フィルム外装電池の一例としてリチウムイオン二次電池１の概略構造を示しており、この二次電池１（以下、単に「単電池」という。）は、例えば、電気自動車のリチウムイオンバッテリパックを構成する単電池として用いられる。
【０００９】
図１に示すように、単電池１は、正極側の電極端子としての正極タブ２と負極側の電極端子としての負極タブ３とが外部に導出された状態で上下二枚のラミネートフィルム４ａ，４ｂからなる矩形状のラミネートフィルム外装体４にて収納密閉されている。ラミネートフィルム外装体４の内部には、電極としての正極ならびに負極とこれら両者の間に介在するセパレータとを複数積層してなる電池要素（発電要素）である積層体が電解液とともに収容されていて、ラミネートフィルム外装体４の四周が熱溶着により気密に封止されている。ここで、タブ２，３としては単電池１内部の正極側集電体および負極側集電体にそれぞれ対応して、互いに異種の金属が用いられる。例えば、正極タブ２としてはアルミニウム製のものが用いられ、負極タブ３としては銅製のものが用いられる。このように構成された偏平な単電池１は、複数積層した上でそれぞれのタブ２，３を接合することで組電池６を構成する。
【００１０】
図２は、本発明に係る組電池の第１の実施例を示す図である。ここで、複数積層された単電池１を上から順に第１の単電池１Ａ、第２の単電池１Ｂ、第３の単電池１Ｃ・・・とする。まず、図１に示した単電池１のタブ２，３の配置で第１の単電池１Ａを配置し、次に、図１に示した単電池１を反転させてタブ２，３の配置を互いに入れ替えた状態で、第１の単電池１Ａの下方に第２の単電池１Ｂを配置するようにして、第２の単電池１Ｂを第１の単電池１Ａに隣接させて積層してある。また、第１の単電池１Ａのタブ２，３と同様の配置で、第２の単電池１Ｂの下方に第３の単電池１Ｃを配置し、さらに、第２の単電池１Ｂのタブ２，３と同様の配置で、第３の単電池１Ｃの下方に第４の単電池１Ｄを配置するようにして、第４の単電池１Ｄを第３の単電池１Ｃに隣接させて積層してある。そして、このような単電池のタブ２，３の配置が、積層方向に順次繰り返されている。このとき、例えば図２の手前側のタブの列において、正極タブ２、負極タブ３、正極タブ２、負極タブ３、正極タブ２、負極タブ３、正極タブ２、負極タブ３の順序で交互に入れ替わるようにタブが積層方向に整列している。
【００１１】
そして、第１の単電池１Ａの正極タブ２を第２の単電池１Ｂの負極タブ３にＺ型タブ接続プレート７を介してレーザ溶接により接合し、さらに、第２の単電池１Ｂの正極タブ２を第３の単電池１Ｃの負極タブ３にＺ型タブ接続プレート７を介してレーザ溶接により接合するようにして、このタブ２，３同士の接合を千鳥状に積層方向に順次繰り返すことによって直列型の組電池６が構成される。
【００１２】
図３は、図２の直列型の組電池６の４つの単電池１Ａ〜１Ｄにおける一方のタブの列の接続状態を模式的に示した図である。図３では、第１の単電池１Ａの正極タブ２が、偏平面５と平行に延びている。また、第２の単電池１Ｂの負極タブ３が、偏平面５と平行に延びている。そして、第１の単電池１Ａの正極タブ２と第２の単電池１Ｂの負極タブ３とが、Ｚ型タブ接続プレート７を介して互いに接合されている。ここで、Ｚ型タブ接続プレート７は、クラッド材により構成されており、クラッド材としては、タブ２，３の金属材料に対応したアルミニウム層７ａと銅層７ｂとが一体に貼り合わされた板状のものを、Ｚ型に折り曲げたものが用いられる。
【００１３】
Ｚ型に折り曲げた状態では、Ｚ型タブ接続プレート７は、正極タブ２と平行にかつタブ導出方向に延びた第１の端部８と、図４に示すように所定の折曲角度αで第１の端部８の先端から下方に折り曲げられた中間部９と、該中間部９の先端から所定の折曲角度αで第２の単電池１Ｂの本体部とは反対側に折り曲げられた第２の端部１０と、を備えている。第２の端部１０は、第１の端部８と同様に、正極タブ２と平行にかつタブ導出方向に延びている。ここで、折曲角度αは、第１の端部８および第２の端部１０の延長線１１，１２と中間部９とがなす角度であり、９０度よりも大きい角度に設定されている。また、第１の端部８と第２の端部１０とは、同じ長さを有しており、積層方向から見たときに、同じ位置に配置されている。
【００１４】
このように構成されたＺ型タブ接続プレート７では、第１の端部８においてアルミニウム層７ａが外側に向かって露出しており、さらに、第２の端部１０において銅層７ｂが外側に向かって露出している。従って、組電池６では、第１の単電池１Ａの正極タブ２が、Ｚ型タブ接続プレート７の第１の端部８のアルミニウム層７ａと重ね合わされてレーザ溶接により接合されている。また、第２の単電池１Ｂの負極タブ３が、Ｚ型タブ接続プレート７の第２の端部１０の銅層７ｂと重ね合わされてレーザ溶接により接合されている。
【００１５】
また、第３の単電池１Ｃの正極タブ２と第４の単電池１Ｄの負極タブ３とが、第１の単電池１Ａおよび第２の単電池１Ｂと同様に、Ｚ型タブ接続プレート７を介して互いに接合されている。
【００１６】
上述のようにアルミニウム層７ａと銅層７ｂとを一体に貼り合わせた板状のクラッド材を、９０度よりも大きい折曲角度αで２回折り曲げてＺ型タブ接続プレート７を形成することにより、組電池６の製造工程を短縮することができる。つまり、単電池１の本体部が、正極ならびに負極とこれら両者の間に介在するセパレータとを複数積層してなる電池要素（発電要素）を収容していることから、タブの板厚と比べて大きな厚さを有している。従って、積層方向に隣接した２つの単電池１，１では、これらの単電池１，１の積層方向に隣接したタブ２，３同士は、タブの板厚と比べて互いに大きく離間しており、これらのタブ２，３同士を板状のタブ接続プレートを介して互いに接合するためには、従来では、タブ２，３同士を互いに接近する方向に一回折り曲げて折曲部を形成し、さらに単電池の偏平面と平行なフランジ部を形成するようにもう一回折り曲げる必要があった。つまり、このタブ折曲工程では、各単電池１の１つのタブを２回折り曲げることが必要であり、積層方向に隣接した２つのタブ２，３で見れば４回折り曲げることが必要であった。しかし、本発明の実施例では、タブ２，３を全く折り曲げることなく、Ｚ型タブ接続プレート７を介して、積層方向に隣接した２つのタブ２，３の間に順次配置すればいいので、組電池の製造工程を短縮することができる。Ｚ型タブ接続プレート７は、部品単体の状態で例えばプレス加工によりＺ型に形成することができ、この加工は、タブ２，３の折り曲げ加工に比べて容易である。
【００１７】
また、Ｚ型タブ接続部７により、クラッド材のアルミニウム層７ａを同種のタブ２と接合し、さらに、銅層７ｂを同種のタブ３と接合することができる。
【００１８】
また、積層方向に隣接したタブ２，３の間にＺ型タブ接続プレート７を介在させることで、タブ２，３の積層方向の位置が規定されるので、タブ２，３の間の間隔のばらつきを無くすことができる。
【００１９】
さらに、Ｚ型としたことで第１の端部８と第２の端部１０とがタブ導出方向に整列し、これにより、タブ２，３のタブ導出方向の長さを短くすることができる。従って、タブにかかるコストが削減される。
【００２０】
図５は、本発明に係る組電池の第２の実施例を示す図である。図５では、図２、図３および図４に示したものと同様のＺ型タブ接続プレート７が、第１の単電池１Ａのタブ２と第２の単電池１Ｂのタブ３との間に配置されてこれらのタブ２，３と接合されている。ここで、図２、図３および図４に示したＺ型タブ接続プレート７は、第１の端部８および第２の端部１０がタブ導出方向に沿って延びるように配置されているのに対し、図５に示したＺ型タブ接続プレート７は、第１の端部８および第２の端部１０がタブ幅方向に沿って延びるように配置されている。つまり、Ｚ型タブ接続プレート７は、図５の矢印Ａで示す方向から見たときに、図６に示すようにＺ字型をなしている。
【００２１】
上記各実施例では、単電池として、フィルム外装電池の一例としてリチウムイオン二次電池を例にとり、この二次電池を複数積層してなる組電池について説明したが、本発明の対象となる電池は必ずしもフィルム外装電池に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２２】
１・・・単電池
２・・・正極タブ
３・・・負極タブ
７・・・Ｚ型タブ接続プレート
７ａ・・・アルミニウム層
７ｂ・・・銅層
８・・・第１の端部
９・・・中間部
１０・・・第２の端部
【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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