(57)【要約】【課題】  単電池とバスバーとが適切に接合されている組電池を提供すること。【解決手段】  本発明に係る組電池は，円筒型の複数の単電池と，複数の単電池同士を接続するバスバーとを有する。また，バスバーは，単電池の端子面に平行な平板部と，平板部より単電池の端子面に向けて突出している凸部とを有しているとともに，凸部の先端が，単電池の端子面に抵抗溶接によって接続されているものである。そして，単電池の端子面とバスバーの平板部との間における凸部の周縁箇所に，複数の絶縁部材が，凸部の突出方向を中心軸とした周方向について間隔をあけつつ挟み込まれている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒型の複数の単電池と，
複数の前記単電池同士を接続するバスバーとを有する組電池において，
前記バスバーは，
前記単電池の端子面に平行な平板部と，前記平板部より前記単電池の前記端子面に向けて突出している凸部とを有しているとともに，前記凸部の先端が，前記単電池の前記端子面に抵抗溶接によって接続されているものであり，
前記単電池の前記端子面と前記バスバーの前記平板部との間における前記凸部の周縁箇所に，複数の絶縁部材が，前記凸部の突出方向を中心軸とした周方向について間隔をあけつつ挟み込まれていることを特徴とする組電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，組電池に関する。より詳細には，円筒型の複数の単電池をバスバーにより接続してなる組電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池などの二次電池は，さまざまな用途の電力源として利用される際には，その用途に応じた出力を得るため，二次電池（単電池）を複数，組み合わせた組電池として用いられることがある。このような組電池において，複数の単電池は，互いにバスバーによって電気的に接続されている。
【０００３】
このような組電池に係る関連技術として，例えば，特許文献１が挙げられる。特許文献１には，その段落［００８５］，図６等に示されているように，複数の単電池同士が，バスバーによって接続されてなる組電池について記載されている。また，バスバーは，溶接によって単電池の端子面に接続されていることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２２１８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで，バスバーと単電池との接合は，抵抗溶接により行われることがある。また，バスバーや単電池等には，寸法のバラつきが存在する。このため，バスバーと単電池との抵抗溶接を行う際に，寸法のバラつきによってバスバーが単電池に対して傾いてしまうという問題があった。そして，バスバーが単電池に対して傾いてしまうことがある場合，抵抗溶接により，品質の高い接合部を安定して形成することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は，前記した従来の技術が有する問題点の解決を目的としてなされたものである。すなわちその課題とするところは，単電池とバスバーとが適切に接合されている組電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の解決を目的としてなされた本発明の組電池は，円筒型の複数の単電池と，複数の単電池同士を接続するバスバーとを有する組電池であって，バスバーは，単電池の端子面に平行な平板部と，平板部より単電池の端子面に向けて突出している凸部とを有しているとともに，凸部の先端が，単電池の端子面に抵抗溶接によって接続されているものであり，単電池の端子面とバスバーの平板部との間における凸部の周縁箇所に，複数の絶縁部材が，凸部の突出方向を中心軸とした周方向について間隔をあけつつ挟み込まれていることを特徴とする組電池である。
【０００８】
本発明の組電池では，単電池の端子面とバスバーの平板部との間に絶縁部材が挟み込まれている。これにより，単電池とバスバーとを抵抗溶接により接続する際に，バスバーの平板部が，単電池の端子面に対して傾いてしまうことを抑制することができている。また，複数の絶縁部材が間隔をあけつつ配置されていることにより，抵抗溶接時に発生するスパッタや，抵抗溶接時に膨張する空気を，単電池とバスバーとの接続箇所より適切に排出することができている。よって，本発明の組電池では，単電池とバスバーとが適切に接合されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば，単電池とバスバーとが適切に接合されている組電池が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】組電池の概略構成図である。
【図２】単電池の負極端子面と負極バスバーとの接続箇所における断面図である。
【図３】図２におけるＸ−Ｘ断面図である。
【図４】負極端子面と接続部材との抵抗溶接時を示す図である。
【図５】絶縁部材の変形例について説明するための図である。
【図６】接続部材の変形例について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下，本発明を具体化した最良の形態について，図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
図１に，本形態に係る組電池１を示す。図１に示すように，組電池１は，複数の単電池１０，正極バスバー２０，負極バスバー３０を有する。単電池１０は，例えば，リチウムイオン二次電池や，ニッケル水素充電池などの二次電池である。正極バスバー２０および負極バスバー３０はともに，平板状の部材である。
【００１３】
本形態に係る単電池１０は，円筒型のものである。すなわち，円筒型の電池ケース内に正負の電極板や電解液等を収容してなるものである。また，単電池１０は，その軸方向の両端にそれぞれ，正極端子面１１および負極端子面１２を有している。
【００１４】
組電池１における複数の単電池１０はいずれも，正極端子面１１を正極バスバー２０に向けて配置されている。そして，複数の単電池１０は，正極端子面１１において，正極バスバー２０に接続されている。
【００１５】
一方，複数の単電池１０はいずれも，負極端子面１２を負極バスバー３０に向けて配置されている。そして，複数の単電池１０は，負極端子面１２において，負極バスバー３０に接続されている。正極バスバー２０および負極バスバー３０はともに，導電性の材料により構成されている。正極バスバー２０および負極バスバー３０の材料として，例えば，銅を用いることができる。
【００１６】
つまり，本形態の組電池１は，複数の単電池１０を，正極バスバー２０および負極バスバー３０によって並列に接続してなるものである。そして，組電池１は，正極バスバー２０および負極バスバー３０を介して，複数の単電池１０において充放電を行うことができる。なお，組電池１における単電池１０の個数は，組電池１の用途などにより適宜，設定することができる。
【００１７】
図２は，単電池１０の負極端子面１２と負極バスバー３０との接続箇所における断面図である。図２に示すように，単電池１０の負極端子面１２は，その電池ケース１３の外面のうちの１つである。本形態において，電池ケース１３は導電性の材料により構成されている。電池ケース１３の材料として，例えば，アルミニウムを用いることができる。
【００１８】
また，単電池１０の負極端子面１２は，負極バスバー３０の平板材３１の接続側面３２と対面している。さらに，負極バスバー３０は，平板材３１の接続側面３２における，単電池１０の負極端子面１２と対面している箇所に，接続部材４０を有している。接続部材４０は，平坦な平板部４１と，平板部４１から単電池１０に向けて突出している凸部４２とを有している。凸部４２は，その突出方向における先端が，球面形状をしているものである。接続部材４０は，銅の板材について板金加工を行うことなどにより製造することができる。
【００１９】
そして，負極バスバー３０は，その接続部材４０の凸部４２の先端において，単電池１０の負極端子面１２に接続されている。本形態において，接続部材４０の凸部４２の先端は，単電池１０の負極端子面１２に，抵抗溶接によって接合されている。
【００２０】
また，単電池１０の負極端子面１２と，接続部材４０の平板部４１との間には，シート状の絶縁部材５０が複数，挟み込まれている。図３は，図２におけるＸ−Ｘ断面図であり，接続部材４０と絶縁部材５０との平面図である。図３に示すように，本形態において，絶縁部材５０は，１つの接続部材４０について４つ，設けられている。
【００２１】
また，４つの絶縁部材５０は，図３に示すように，接続部材４０の凸部４２を囲うように配置されている。さらに，４つの絶縁部材５０は，隣り合う他の絶縁部材５０と間隔Ａをあけつつ配置されている。すなわち，本形態において，複数の絶縁部材５０は，負極端子面１２と接続部材４０の平板部４１との間における凸部４２の周縁箇所に，凸部４２の突出方向を中心軸とした周方向について間隔Ａをあけつつ挟み込まれている。
【００２２】
次に，本形態の組電池１における，単電池１０と負極バスバー３０との接合方法について，図４により説明する。単電池１０の負極端子面１２に，負極バスバー３０の接続部材４０を接合する際には，図４に示すように，負極端子面１２上に，絶縁部材５０および接続部材４０を重ね合わせた状態で抵抗溶接を行う。
【００２３】
具体的には，接続部材４０は，凸部４２を単電池１０の負極端子面１２に向けて配置されている。また，単電池１０の負極端子面１２と接続部材４０の平板部４１との間には，絶縁部材５０が挟み込まれている。挟み込まれている絶縁部材５０の数は，４つである。また，絶縁部材５０の配置は，前述した接合後の組電池１と同じである。
【００２４】
また，本形態の抵抗溶接は，図４に示すように，第１電極９０および第２電極９１を用いて行う。すなわち，第１電極９０を単電池１０の負極端子面１２上の接続部材４０の平板部４１に，第２電極９１を単電池１０の負極端子面１２にそれぞれ接触させる。そして，第１電極９０および第２電極９１を単電池１０へ向けて押圧しつつ，第１電極９０と第２電極９１との間に通電させる。
【００２５】
通電により流れる電流は，凸部４２の先端と負極端子面１２との接触箇所に集中することとなる。このため，凸部４２と負極端子面１２との接触箇所の温度が上昇し，凸部４２の先端が溶融する。また，第１電極９０の押圧により，接続部材４０の凸部４２の先端は，単電池１０の負極端子面１２に押し付けられている。これにより，抵抗溶接によって凸部４２の先端は適切に溶融され，溶融部が形成される。さらに，形成された溶融部は，通電の終了後，固化する。よって，接続部材４０の凸部４２は，溶融部が固化した接合部によって単電池１０の負極端子面１２に接合される。
【００２６】
ここで，本形態では，単電池１０の負極端子面１２と接続部材４０の平板部４１との間に，複数の絶縁部材５０が，凸部４２を囲うような配置で挟み込まれている。このため，抵抗溶接において，接続部材４０が，単電池１０の負極端子面１２に対して傾いてしまうことを抑制することができる。つまり，抵抗溶接を，接続部材４０の平板部４１を単電池１０の負極端子面１２に平行に維持した状態で行うことができる。
【００２７】
そして，接続部材４０の負極端子面１２に対する傾きが生じているときと，傾きが生じていないときとでは，凸部４２と負極端子面１２との接触箇所の面積が異なる。よって，接続部材４０の負極端子面１２に対する傾きが生じやすい状態で抵抗溶接を行った場合には，凸部４２と負極端子面１２との接合部を，安定した品質で形成することができないおそれがある。
【００２８】
これに対し，本形態では，抵抗溶接を，接続部材４０の平板部４１を単電池１０の負極端子面１２に平行に維持した状態で行うことにより，凸部４２と負極端子面１２との接合を，安定した品質で行うことができる。これにより，凸部４２と負極端子面１２との接合強度を，安定したものとすることができる。すなわち，本形態の組電池１では，単電池１０と負極バスバー３０とが，抵抗溶接により安定した接合強度で適切に接合されている。
【００２９】
また，接続部材４０の負極端子面１２に対する傾きが生じている場合，第１電極９０を，接続部材４０の平板部４１に適切に接触させることができない。つまり，接続部材４０が傾いている場合，接続部材４０の平板部４１の一部のみが，第１電極９０に接触する片当たりが生じてしまう。
【００３０】
そして，接続部材４０と第１電極９０とに片当たりが生じた状態で抵抗溶接を行った場合には，その片当たりが生じている箇所に電流が集中し，接続部材４０の平板部４１表面における，第１電極９０との接触箇所の品質が悪くなってしまうことがある。さらに，接続部材４０と第１電極９０とに片当たりが生じた状態で抵抗溶接を行った場合には，片当たりが生じていない状態で抵抗溶接を行った場合よりも，第１電極９０の寿命が短くなってしまうことがある。
【００３１】
これに対し，本形態では，抵抗溶接を，接続部材４０の平板部４１を単電池１０の負極端子面１２に平行に維持した状態で，接続部材４０と第１電極９０との片当たりを抑制しつつ行うことができる。よって，本形態の組電池１では，接続部材４０の平板部４１表面における，第１電極９０との接触箇所の品質が悪化してしまうことが抑制されている。
【００３２】
また，接続部材４０と第１電極９０との片当たりを抑制しつつ抵抗溶接を行うことにより，第１電極９０の寿命を長くすることができる。さらに，本形態では，第１電極９０の寿命が長いことにより，組電池１の製造に係るランニングコストを低減することができる。
【００３３】
また，抵抗溶接時には，負極端子面１２と凸部４２との接触箇所において，塵やスパッタが発生することがある。そして，本形態では，複数の絶縁部材５０を，前述したように，単電池１０の負極端子面１２と接続部材４０の平板部４１との間に，間隔Ａをあけつつ配置している。
【００３４】
このため，本形態では，抵抗溶接時に負極端子面１２と凸部４２との接触箇所から発生した塵やスパッタを，複数の絶縁部材５０の間隔Ａより排出することができる。よって，本形態の組電池１では，発生した塵やスパッタが負極端子面１２と凸部４２との接合箇所の付近に付着してしまうことが抑制されている。
【００３５】
また，抵抗溶接時には，負極端子面１２と凸部４２との接触箇所の温度が，通電による抵抗発熱によって上昇する。このため，負極端子面１２と凸部４２との接触箇所の周囲の空気についても温度が上昇し，膨張する。そして，本形態では，膨張した空気を，複数の絶縁部材５０の間隔Ａより排出することができる。よって，本形態の組電池１では，膨張した空気が閉じ込められることにより，接続部材４０等，組電池１の構成部材が変形してしまうことが抑制されている。
【００３６】
また，単電池１０の負極端子面１２に接続部材４０を抵抗溶接により接合した後，接続部材４０の平板部４１に，図２に示すように平板材３１を接続する。これにより，単電池１０への負極バスバー３０の接続を行うことができる。さらに，単電池１０の正極端子面１１については，正極バスバー２０を接続する。これら正極バスバー２０等の接続においても，抵抗溶接を用いることができる。これにより，組電池１を製造することができる。また，正極バスバー２０の単電池１０との接続箇所にも，負極バスバー３０と同様，接続部材４０および絶縁部材５０を設けてもよい。
【００３７】
なお，単電池１０の負極端子面１２と接続部材４０の平板部４１との間に挟み込む絶縁部材は，図５に示すようなものであってもよい。図５に示す絶縁部材１５０は，上記のシート状の絶縁部材５０とは異なり，接続部材４０の平板部４１の側面に沿って設けられている位置決め部１５１を有している。位置決め部１５１を有する絶縁部材１５０は，射出成型などにより製造することができる。
【００３８】
そして，絶縁部材１５０は，位置決め部１５１により，接続部材４０を，その平板部４１の面内において位置決めすることができる。これにより，絶縁部材１５０は，接続部材４０が，平板部４１の面内においてズレてしまうことを抑制することができる。
【００３９】
これにより，図５に示す絶縁部材１５０を用いた場合には，上記の絶縁部材５０を用いた場合よりも，接続部材４０を，単電池１０の負極端子面１２上の適切な位置に，容易に配置することができる。すなわち，絶縁部材１５０を用いることにより，組電池１の組付性を向上させることができる。
【００４０】
また，単電池１０の負極端子面１２と負極バスバー３０の平板材３１とを接続する接続部材は，図６に示すようなものであってもよい。図６に示す接続部材１４０についても，平坦な平板部１４１と，平板部１４１から単電池１０に向けて突出している凸部１４２とを有している。そして，図６に示す接続部材１４０は，先端が球面形状をしている凸部４２を有する上記の接続部材４０と異なり，凸部１４２の先端に平坦な平坦部１４３が形成されている。接続部材１４０についても，銅の板材の板金加工などによって製造することができる。
【００４１】
また，図６に示す接続部材１４０を用いた場合においても，絶縁部材５０により，接続部材１４０の傾きを抑制しつつ，抵抗溶接を行うことができる。そして，接続部材１４０を用いた場合には，その傾きを抑制することの効果が，接続部材４０を用いた場合と比較して，より発揮されることとなる。つまり，接続部材１４０の凸部１４２は先端が平坦部１４３であるため，接続部材１４０が負極端子面１２に対して傾いている場合には，接続部材１４０の平坦部１４３が，負極端子面１２に片当たりしてしまう。
【００４２】
このため，接続部材１４０を用いた場合，接続部材１４０の負極端子面１２に対する傾きが生じているときと，傾きが生じていないときとでは，凸部１４２と負極端子面１２との接触箇所の面積が大きく異なることとなる。つまり，接続部材１４０を用いた場合，接続部材１４０の負極端子面１２に対する傾きが生じやすい状態で抵抗溶接を行うことにより，凸部１４２と負極端子面１２との接合部の品質が，大きくバラついてしまう。よって，接続部材１４０を用いた場合，その負極端子面１２に対する傾きを抑制することで，凸部１４２と負極端子面１２との接合部を，品質が大きくバラついてしまうことを抑制しつつ形成することができるからである。
【００４３】
また，接続部材１４０を用いた場合にも，接続部材１４０の傾きを抑制しつつ抵抗溶接を行うことができるため，抵抗溶接時における接続部材１４０と第１電極９０との片当たりを抑制することができる。よって，接続部材１４０を用いた場合にも，接続部材４０を用いた場合と同様に，接続部材１４０の平板部１４１表面における，第１電極９０との接触箇所の品質の悪化を抑制することができる。さらに，接続部材１４０を用いた場合にも，第１電極９０の寿命を長くすることができるとともに，組電池１の製造に係るランニングコストを低減することができる。
【００４４】
以上詳細に説明したように，本実施の形態に係る組電池は，円筒型の複数の単電池と，複数の単電池同士を接続するバスバーを有している。また，負極バスバーは，単電池の負極端子面との対向箇所に，接続部材を有している。負極バスバーの接続部材は，単電池の負極端子面に平行な平板部と，平板部より単電池の負極端子面に向けて突出している凸部とを有している。接続部材の凸部の先端は，単電池の負極端子面に抵抗溶接により接続されている。さらに，単電池の負極端子面と接続部材の平板部との間における凸部の周縁箇所には，複数の絶縁部材が，凸部の突出方向を中心軸とした周方向について間隔をあけつつ挟み込まれている。これにより，単電池とバスバーとが適切に接合されている組電池が実現されている。
【００４５】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。従って本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，バスバーおよび電池ケース等の材質としてはそれぞれ，銅およびアルミニウム以外を用いることも可能である。
【００４６】
また，上記の実施形態では，単電池の負極端子面と負極バスバーとの接続箇所，１箇所につき，絶縁部材を４つ，配置した例について説明している。しかし，絶縁部材の個数は２つ以上であればよい。
【００４７】
また，上記の実施形態では，複数の単電池を並列に接続して構成された組電池について説明している。しかし，複数の単電池を直列に接続して構成された組電池にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  組電池
１０  単電池
２０  正極バスバー
３０  負極バスバー
４０，１４０  接続部材
４１，１４１  平板部
４２，１４２  凸部
５０，１５０  絶縁部材
【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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