CN113972350A - 组电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及组电池。减小通电时在极片彼此之间的接合部产生的应力。组电池，其具备多个电池单元，所述电池单元具有：单元主体、和由热膨胀系数彼此不同的金属材料构成的板状的正极极片和负极极片，在将多个电池单元层叠的状态下，电池单元的一极的极片与相邻的电池单元的另一极的极片接合而电连接，就正极极片和负极极片中的至少一极的极片而言，关于与极片的延伸方向正交的平面的截面积，形成为接近单元主体的根侧的截面积比远离单元主体的前端侧的截面积大。

Description

组电池

技术领域

本发明涉及组电池。

背景技术

在专利文献1中，公开了在多个层叠体型的电池单元层叠的组电池中将相邻的电池单元之间经由母线(汇流条)电连接的结构。该母线具有折曲用的脆弱部，脆弱部在折曲的状态下在层叠方向上延伸，分别与位于在层叠方向上分离的位置的正极极片和负极极片接合。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-061830号公报

发明内容

发明要解决的课题

对于层叠体型的电池单元而言，正极极片和负极极片多采用相互不同的金属材料构成。而且，作为组电池的结构，考虑正极极片和负极极片不经由母线而直接地连接的结构。但是，在将由异种材料构成的极片彼此接合的结构中，由于热膨胀系数之差，在相对于基准温度的极片的变形量上产生差异。因此，在由于通电产生的热而使极片变形时，在正极侧和负极侧，在极片的变形量上产生差异，在极片彼此之间的接合部产生的应力有可能变大。

本发明鉴于上述实际情况而完成，目的在于提供能够减小通电时在极片彼此之间的接合部产生的应力的组电池。

用于解决课题的手段

本发明涉及组电池，其特征在于，具备多个电池单元，所述电池单元具有：单元主体、和从所述单元主体突出、由热膨胀系数彼此不同的金属材料构成的板状的正极极片和负极极片，在将多个所述电池单元层叠的状态下，所述电池单元的一极的极片与相邻的电池单元的另一极的极片接合而电连接，就所述正极极片和所述负极极片中的至少一极的极片而言，关于与极片的延伸方向正交的平面的截面积，形成为接近所述单元主体的根侧的截面积比远离所述单元主体的前端侧的截面积大。

根据该构成，在将由异种材料构成的正极极片和负极极片接合的结构的组电池中，就正极极片和负极极片中的至少一极的极片而言，接近单元主体的根侧的截面积形成为比远离单元主体的前端侧的截面积大。由此，通电时在极片中产生的热在极片内部向热阻相对低、即截面积相对大的一侧移动，因此热从极片的前端侧传送至根侧。根据该极片结构，变得容易将通电时产生的热传送至极片中的单元主体侧。其结果，由于通电而在极片中产生的热变得容易向单元主体传送，能够抑制极片的温度上升，因此能够降低在极片彼此之间的接合部产生的应力。

另外，形成为上述根侧的截面积比上述前端侧的截面积大的极片在与上述相邻的电池单元的另一极的极片接触的面的相反侧的面具有上述根侧的板厚设置为比上述前端侧的板厚厚的台阶高差部，上述台阶高差部可形成在上述根侧的部分与上述前端侧的部分之间。

根据该构成，在极片中根侧的板厚形成为比前端侧的板厚厚，从而变得容易将极片中产生的热向极片的根侧进行热传导。另外，通过在与相邻的电池单元的另一极的极片接触的面的相反侧的面设置台阶高差部，通电时在极片中流动的电流的路径缩短，能够减少电损失。由此，能够抑制通电时的极片中的发热。

另外，可以只有上述负极极片形成为上述根侧的截面积比上述前端侧的截面积大，上述正极极片形成为平板状，上述负极极片与上述正极极片相比，刚性低，向上述相邻的电池单元的上述正极极片弯曲。

根据该构成，由于与刚性低的情形相比，在刚性高的情形下难以进行板材的弯曲加工，因此通过使刚性相对高的正极极片成为平板状，能够提高生产率。

另外，就形成为上述根侧的截面积比上述前端侧的截面积大的极片而言，可形成为比将所述正极极片和所述负极极片接合的接合部接近所述单元主体的根侧的截面积大于比所述接合部远离所述单元主体的前端侧的截面积

根据该构成，相对于接合部更靠近根侧的截面积比相对于接合部更靠近前端侧的截面积大，从而变得容易将接合部的热向单元主体侧进行热传导。由此能够抑制极片的温度上升，能够减小通电时在接合部产生的应力。

发明效果

在本发明中，在将由异种材料构成的正极极片和负极极片接合的结构的组电池中，正极极片和负极极片中的至少一极的极片形成为接近单元主体的根侧的截面积比远离单元主体的前端侧的截面积大。由此，通电时在极片中产生的热向极片内部中热阻相对低的一侧、即截面积相对大的一侧移动，因此热从极片的前端侧向根侧传导。根据该极片结构，变得容易将通电时产生的热向极片中的单元主体侧进行热传导。其结果，由于通电而在极片中产生的热变得容易向单元主体传送，能够抑制极片的温度上升，因此能够减轻在极片彼此之间的接合部产生的应力。

附图说明

图1为用于说明第1实施方式中的组电池的示意图。

图2为用于说明在相邻的电池单元彼此之间将正极极片与负极极片接合的状态的示意图。

图3为用于说明电池单元的内部结构的示意图。

图4为示意地示出第1实施方式的组电池中的电池单元的立体图。

图5为用于说明第1实施方式的组电池中将正极极片与负极极片接合的状态的立体图。

图6为用于说明正极极片与负极极片的接合部的示意图。

图7为用于说明将正极极片与负极极片接合的状态的侧面图。

图8为用于说明第1实施方式中的正极极片的板厚和负极极片的板厚的分解图。

图9为示意地示出将第1实施方式中的正极极片弯曲前的状态的图。

图10为示出第1实施方式中的极片结构中的通电路径的说明图。

图11为用于说明极片中产生的热向冷却液传送的热传送路径的图。

图12为对于实施例1、比较例1和比较例2示出通电时在极片中产生的最高温度的坐标图。

图13为对于实施例1、比较例1和比较例2示出通电时在极片彼此之间的接合部产生的应力的坐标图。

图14为用于说明第1实施方式的变形例中的极片结构的图。

图15为用于说明第1实施方式的另一变形例中的极片结构的图。

图16为用于说明在第2实施方式的组电池中正极极片与负极极片接合的状态的立体图。

图17为用于说明第2实施方式中的正极极片的板厚和负极极片的板厚的分解图。

图18为示意地示出将第2实施方式中的正极极片弯曲前的状态的图。

图19为示出第2实施方式中的极片结构中的通电路径的说明图。

图20为对于实施例2、比较例1和比较例3示出通电时在极片中产生的最高温度的坐标图。

图21为对于实施例2、比较例1和比较例3示出通电时在极片彼此之间的接合部产生的应力的坐标图。

图22为示意地示出第3实施方式的组电池中的电池单元的立体图。

图23为用于说明第3实施方式的组电池中正极极片与负极极片接合的状态的立体图。

图24为对于实施例3、比较例1和比较例2示出通电时在极片中产生的最高温度的坐标图。

图25为对于实施例3、比较例1和比较例2示出通电时在极片彼此之间的接合部产生的应力的坐标图。

图26为用于说明第3实施方式的变形例中的极片结构的图。

图27为用于说明各实施方式的变形例中的极片结构的图。

图28为示意地示出比较例1的极片结构的立体图。

图29为示意地示出比较例2的极片结构的立体图。

图30为示意地示出比较例3的极片结构的立体图。

具体实施方式

以下参照附图，对本发明的实施方式中的组电池具体地说明。再有，本发明并不限定于以下说明的实施方式。

(第1实施方式)

第1实施方式的组电池1如图1中所示那样，具有多个电池单元2层叠的结构。电池单元2为具有正极极片10和负极极片20的层叠体型单元。在组电池1中，在层叠方向上相邻的电池单元2彼此之间正极极片10和负极极片20以相对的方式配置。而且，如图2中所示那样，在该层叠方向上相对的正极极片10与负极极片20接合。组电池1具有将相邻的正极极片10和负极极片20接合的接合部30。即，在组电池1中，多个层叠体型的电池单元2在结构上串联地连接，在电上也串联地连接。再有，图1中示出了如分解图那样地多个电池单元2在层叠方向上相互分离的状态。

在图1中所示的例子中，组电池1由三个电池单元2构成。在该组电池1中，从层叠方向的一侧向另一侧，依次配置有第1电池单元2A、第2电池单元2B、第3电池单元2C。在相邻的第1电池单元2A和第2电池单元2B中，第1电池单元2A的负极极片20(第1负极极片)与第2电池单元2B的正极极片10(第2正极极片)接合。在相邻的第2电池单元2B和第3电池单元2C中，第2电池单元2B的负极极片20(第2负极极片)与第3电池单元2C的正极极片10(第3正极极片)接合。而且，第3电池单元2C的负极极片20(第3负极极片)与未图示的负极端子连接。另外，第1电池单元2A的正极极片10(第1正极极片)与未图示的正极端子连接。

因而，正极极片10与相对于设置了该正极极片10自身的电池单元2、在层叠方向的一侧相邻的电池单元2的负极极片20接合。即，负极极片20与相对于设置了该负极极片20自身的电池单元2、在层叠方向的另一侧相邻的电池单元2的正极极片10接合。因此，在组电池1中，串联地电连接。

再有，在组电池1中，在层叠方向上相邻的电池单元2彼此之间，设置有中间板3。中间板3由导热性良好的铝制的板构成，以向在组电池1的周围配置的制冷剂传热(电池单元2中产生的热)。该中间板3并不限于电池单元2彼此之间，如图2中所示那样，也配置在没有被电池单元2夹持的组电池1的层叠方向两端侧。进而，在组电池1中，在多个电池单元2和中间板3层叠的状态下，被未图示的束缚构件束缚。

在此，对电池单元2的构成更详细地说明。

电池单元2如图3中所示那样，具备单元主体4、正极5、负极6、正极极片10和负极极片20。单元主体4具有由层叠膜形成的外包装体。在单元主体4的内部，作为发电元件的正极5和负极6以夹持分隔体(未图示)的方式层叠。单元主体4在将正极5和负极6和分隔体容纳于内部的状态下密封。

正极5包含薄板状的正极集电体和正极活性物质层而构成。例如，正极5由铝箔构成。负极6包含薄板状的负极集电体和负极活性物质层而构成。例如，负极6由铜箔构成。再有，正极5和负极6均可由导电性材料构成，并不限定于上述的铝箔和铜箔。

正极极片10为由铝构成的板状的构件。该正极极片10在单元主体4的内部与正极5电连接，从单元主体4向上下方向的上方突出。正极极片10如图3中所示那样，从单元主体4突出的部分形成为一定的板宽。在单元主体4的内部，在板宽方向的单侧位置，设置有将正极5和正极极片10接合的接合部7。接合部7例如采用焊接形成。再有，正极5与正极极片10的接合方法并不限于焊接，可以是粘接等其他的已知的接合方法。

负极极片20为由铜构成的板状的构件。该负极极片20在单元主体4的内部与负极6电连接，从单元主体4向上下方向的上方突出。负极极片20如图3中所示那样，从单元主体4突出的部分形成为一定的板宽。在单元主体4的内部，在板宽方向的单侧位置，设置有将负极6与负极极片20接合的接合部8。接合部8例如采用焊接形成。再有，负极6与负极极片20的接合方法并不限于焊接，可以是粘接等其他的已知的接合方法。

这样，正极极片10与负极极片20采用热膨胀系数彼此不同的金属材料构成。铝是热膨胀系数比铜大的金属。即，正极极片10是由热膨胀系数比负极极片20大的金属材料构成的极片。负极极片20是由热膨胀系数比正极极片10小的金属材料构成的极片。

在此，对正极极片10和负极极片20的结构更详细地说明。

首先，正极极片10和负极极片20均如图4中所示那样，从单元主体4突出的部分具有相对于上下方向弯曲的形状。正极极片10和负极极片20彼此在层叠方向上向相反侧弯曲。即，作为单一体的电池单元2，构成为正极极片10的接触面10a和负极极片20的接触面20a(示于图6等)相互在层叠方向上向着相反侧(向着相反的方向)。而且，作为构成组电池1的多个电池单元2，如图5和图7中所示那样，在层叠方向上相对的正极极片10和负极极片20中，正极极片10的接触面10a和负极极片20的接触面20a在面接触的状态下接合。

再有，在图4中例示了图1中所示的第1电池单元2A。在第2电池单元2B中，构成为与图4中所示的结构相比正极极片10和负极极片20的板宽方向上的位置相互替换。第3电池单元2C为与第1电池单元2A相同的结构。在设置第4电池单元的情况下，第4电池单元为与第2电池单元2B相同的结构。因而，组电池1可由与第1电池单元2A相同的结构的单元和与第2电池单元2B相同的结构的单元的组合构成。

在正极极片10中，在从单元主体4突出的部分，从延伸方向的根侧(根元側)(单元主体侧)向着前端侧，依次形成有根部11、弯曲部12、接触部13、前端部14。

根部11为从单元主体4突出的部分，沿着上下方向延伸。该根部11为相对地接近单元主体4的一侧(根侧)的部分。

弯曲部12为相对于上下方向弯曲的部分，向着负极极片20弯曲。在正极极片10中，从单元主体4向上下方向的上方延伸的板材在弯曲部12弯曲，向层叠方向的一侧(成为接合对象的负极极片20侧)延伸。

接触部13为与负极极片20面接触的部分，相对于弯曲部12在前端侧，沿着上下方向延伸。该接触部13为相对远离单元主体4的一侧(前端侧)的部分。而且，接触部13中，在层叠方向上一侧的面形成了接触面10a。接触面10a是沿着上下方向和板宽方向扩展的平面，向着层叠方向的一侧。该接触面10a与负极极片20面接触。

另外，在接触部13，如图6中所示那样，设置有与负极极片20的接合部30。例如，接合部30为采用激光焊接将正极极片10与负极极片20焊接的焊接部。这种情况下，激光焊接的扫描方向沿着正极极片10的板宽方向。

前端部14为正极极片10的上端部，在上下方向上位于接触部13的上端。该前端部14位于接合部30的上方侧，成为没有与负极极片20接合的部分。

另外，在正极极片10中，如图8中所示那样，就板厚而言，以根侧变得比前端侧大的方式形成。根部11的板厚T1形成为比接触部13的板厚T2大。另外，相对于根部11，在前端侧，在弯曲部12与接触部13之间的部分，形成为板厚T3。该板厚T3例如形成为与接触部13的板厚T2相同的厚度。再有，在图8中，用一点划线示出正极极片10的延伸方向。

进而，正极极片10例如通过压制加工，成型为具有弯曲部12的形状。形成弯曲部12前的形状(压制前形状)例如如图9中所示那样，沿着上下方向延伸，在根部11与接触部13之间设置有倾斜部15。倾斜部15设置于与接触面10a相反侧的面10b(在层叠方向上另一侧的面)，以从根部11侧向接触部13侧，板厚慢慢地变薄的方式形成。通过压制加工以使包含该倾斜部15的部分向着层叠方向的一侧弯曲，从而形成弯曲部12。再有，弯曲部12并不限于压制加工，也可采用已知的方法成型。

在负极极片20中，在从单元主体4突出的部分中，从延伸方向的根侧(单元主体侧)向前端侧，依次形成有根部21、弯曲部22、接触部23、前端部24。

根部21为从单元主体4突出的部分，沿着上下方向延伸。该根部21为相对接近单元主体4的一侧(根侧)的部分。

弯曲部22为相对于上下方向弯曲的部分，向着正极极片10弯曲。在负极极片20中，从单元主体4向上下方向的上方延伸的板材在弯曲部22弯曲，向着层叠方向的另一侧(成为接合对象的正极极片10侧)延伸。

接触部23为与正极极片10面接触的部分，相对于弯曲部22，在前端侧沿着上下方向延伸。该接触部23为相对远离单元主体4的一侧(前端侧)的部分。而且，在接触部23中在层叠方向上另一侧的面形成了接触面20a。接触面20a是沿着上下方向和板宽方向扩展的平面，向着层叠方向的另一侧。该接触面20a与正极极片10面接触。

另外，在接触部23中，如图6中所示那样，设置有与正极极片10的接合部30。例如，在接合部30为采用激光焊接所形成的焊接部的情况下，激光焊接的扫描方向沿着负极极片20的板宽方向。

前端部24为负极极片20的上端部，在上下方向上位于接触部23的上端。该前端部24相对于接合部30，位于上方侧，成为没有与正极极片10接合的部分。

另外，在负极极片20中，如图8中所示那样，就板厚而言，以根侧变得比前端侧大的方式形成。根部21的板厚t1形成为比接触部23的板厚t2大。另外，相对于弯曲部22，在前端侧，在弯曲部22与接触部23之间的部分形成为板厚t3。该板厚t3例如形成为与接触部23的板厚t2相同的厚度。再有，在图8中用两点划线表示负极极片20的延伸方向。

进而，负极极片20例如通过压制加工，成型为具有弯曲部22的形状。形成弯曲部22前的形状(压制前形状)与正极极片10同样地，沿着上下方向延伸，在根部21与接触部23之间设置有倾斜部25。倾斜部25设置于与接触面20a相反侧的面20b(在层叠方向上，一侧的面)，以从根部21侧向接触部23侧，板厚慢慢地变薄的方式形成。通过压制加工以使包含该倾斜部25的部分向层叠方向的另一侧弯曲，从而形成弯曲部22。再有，弯曲部22不限于压制加工，可采用已知的方法成型。

对于这样构成的正极极片10与负极极片20接合的组电池1而言，在通电时，如图10中所示那样，电流从正极极片10流向负极极片20。在第1实施方式中，正极极片10和负极极片20分别形成为根侧的板厚比前端侧的板厚厚。因此，在正极极片10和负极极片20中，由于通电而在极片中产生的热在极片内部向热阻相对低的、即从板厚薄的部分向板厚厚的部分进行热传导。即，由于通电而在正极极片10和负极极片20中产生的热从各极片的前端侧向根侧移动，因此在各极片中变得容易向单元主体侧进行热传导。而且，从各极片向单元主体4传热。

从各极片向单元主体4传送的热例如如图11中所示那样，从单元主体4传送至中间板3，从中间板3向冷却液9散热。由此，在组电池1的通电时，能够抑制正极极片10的温度上升，并且能够抑制负极极片20的温度上升。其结果，能够抑制组电池1的通电时与极片的温度上升相伴的极片的变形，因此能够减小在极片彼此之间的接合部30中产生的应力。

例如，在组电池1的通电时，正极极片10和负极极片20要相互地变形时，由于正极极片10的热膨胀系数与负极极片20的热膨胀系数之差，在相对于基准温度的正极极片10的变形量与负极极片20的变形量上产生差。产生所谓的双金属变形(バイメタル変形)。这种情况下，正极极片10和负极极片20各自在上下方向上伸长地变形，同时在水平方向(包含板宽方向和层叠方向)上伸长地变形。正极极片10与负极极片20相比，热膨胀系数大，因此相对于基准温度，正极极片10比负极极片20更要伸长(变形量变大)。该变形量变大时，应力集中于接合部30。因此，在组电池1中，为了抑制该应力集中的发生，以抑制正极极片10和负极极片20的温度上升的方式构成。

其中，将第1实施方式的组电池1(实施例1)与厚度均匀的极片结构(比较例1、比较例2)进行比较。应予说明，将比较例1的极片结构100例示于图28，将比较例2的极片结构200例示于图29。另外，实施例1和比较例1和比较例2均是正极极片由铝(Al)构成，负极极片由铜(Cu)构成。

比较例1如图28中所示那样，具有极片整体形成为均匀的厚度的正极极片110和负极极片120。例如，将比较例1的正极极片110的板厚形成为与实施例1的正极极片10中的接触部13的板厚T2相同的厚度。将比较例1的负极极片120的板厚形成为与实施例1的负极极片20中的接触部23的板厚t2相同的厚度。

比较例2如图29中所示那样，以比较例1的板厚的二倍的厚度具有极片整体形成为均匀的厚度的正极极片210和负极极片220。例如，将比较例2的正极极片210的板厚形成为实施例1的正极极片10中的接触部13的板厚T2的二倍的厚度。将比较例2的负极极片220的板厚形成为实施例1的负极极片20中的接触部23的板厚t2的二倍的厚度。

另外，在比较例1的极片结构100中，由于通电产生的热，如图28中所示那样，在极片彼此之间产生变形。由于正极极片110和负极极片120具有规定的板宽，因此与板宽方向的中央位置相比，在板宽方向的两端位置，容易受到热膨胀系数之差产生的变形的影响。其结果，变形为极片彼此之间相对于板宽方向弯曲的形状，换言之，以极片彼此之间在层叠方向上翘曲的方式变形。而且，由于正极极片110和负极极片120的接合部沿着板宽方向延伸，因此由于产生该变形，应力集中于极片彼此之间的接合部中的板宽方向的两端侧。

而且，对于通电时产生的应力和温度，将实施例1和比较例1和比较例2的实验结果例示于图12和图13中。再有，在图12和图13中，对于比较例1用白色的条形图，对于比较例2用斜线的条形图，对于实施例1用点图案的条形图来表示通电时的应力和温度。另外，图13中所示的Al侧的应力表示针对实施例1、在图6中所示的正极极片10侧的接合部30中产生的应力。图13中所示的Cu侧的应力表示针对实施例1、在图6中所示的负极极片20侧的接合部30中产生的应力。同样地，对于比较例1和比较例2，Al侧也表示正极极片侧，Cu侧也表示负极极片侧。

如图12中所示那样，通电时在实施例1中产生的最高温度比通电时在比较例1中产生的最高温度要低。另外，通电时在比较例2中产生的最高温度比通电时在实施例1中产生的最高温度要低。由该图12中所示的实验结果可知，实施例1和比较例2与比较例1相比，能够抑制相对于通电时的发热的极片的温度上升。进而，比较例2与实施例1相比更能够抑制极片的温度上升。

但是，如图13中所示那样，通电时在比较例2的极片彼此之间的接合部产生的应力比通电时在比较例1的极片彼此之间的接合部产生的应力要大。而通电时在实施例1的极片彼此之间的接合部30产生的应力比通电时在比较例1的极片彼此之间的接合部产生的应力要小。更详细地说，在实施例1的正极极片10侧(Al侧)产生的应力比在比较例1的正极极片110侧(Al侧)产生的应力要小，并且在实施例1的负极极片20侧(Cu侧)产生的应力比在比较例1的负极极片120侧(Cu侧)产生的应力要小。

通过如比较例2那样使极片的板厚变厚，使极片的截面积增加，从而热阻和电阻降低，因此可降低极片的温度。但是，如果如比较例2那样极片整体的板厚增大，虽然能够降低极片的温度，但刚性升高，不再能够吸收热膨胀产生的变形，而且产生由于重量化而使振动产生的负荷增大这样的矛盾(违背)。如果极片的重量增加，振动特性变差，则如图13中所示的比较例2那样，对极片的根侧施加的应力有可能增加。而根据实施例1，没有产生这样的矛盾，与比较例1、比较例2相比，能够减轻在极片彼此之间的接合部30产生的应力。

如以上说明那样，根据第1实施方式，由于正极极片10和负极极片20均是形成为根侧的板厚比前端侧的板厚厚，因此极片中产生的热容易向单元主体侧进行热传导。由此，由于通电而在正极极片10和负极极片20中产生的热变得容易向单元主体4传送，能够抑制极片的温度上升。其结果，能够抑制通电时极片的温度上升，能够抑制与极片的温度上升相伴的极片的变形，因此能够减轻在极片彼此之间的接合部30产生的应力。

另外，在正极极片10和负极极片20中，通过根侧的板厚厚，从而极片的热容量增加，因此能够在通电时使极片的温度降低。进而，在正极极片10和负极极片20的根侧的部分中，与没有应用本发明的情形相比，由于能够增大截面积，因此能够降低电阻，能够减小通电时的发热量。进而，通过在该根侧的部分中截面积大，从而极片的热阻降低。因此，极片的根侧的部分除了自身产生的热以外，也需要将在前端侧的部分中产生的热传送，因此优选热阻低。由此，通电时的极片的冷却效果提高。接合部30的应力具有极片的温度上升时应力增大的倾向。在本发明中，在通电时能够降低极片的温度，因此能够降低在接合部30产生的应力。

另外，在正极极片10和负极极片20中，由于前端侧的板厚薄，因此能够将极片的质量增加导致共振频率的降低这样的矛盾影响、和振动时极片的根侧处的应力增加这样的矛盾影响抑制得小。即，根据第1实施方式的正极极片10和负极极片20，关于极片的截面积，通过减小前端侧的截面积，能够抑制振动影响，增大根侧的截面积，能够抑制极片的温度上升。

进而，在正极极片10和负极极片20中，通过前端侧的板厚薄，从而变得容易用该部分吸收变形，能够确保极片的柔软性。由此，即使使根侧的板厚变厚，也能够将柔软性降低引起的应力增大这样的矛盾影响抑制得小。

应予说明，正极极片10和负极极片20均为与包含弯曲部12、22的弯曲部分相比，前端侧为使壁变薄、减小了截面积的部分。该截面积变化的部分成为R形状，成为考虑加工性、电流的流动的形状。另外，壁厚的变化通过轧制或压制加工、与弯曲加工同时地进行。

另外，作为第1实施方式的变形例，接合部30并不限定于通过焊接形成的焊接部，也可以是采用粘接剂粘接的粘接部。

另外，作为第1实施方式的变形例，对于正极极片10和负极极片20的各自，可以以板厚从根侧向前端侧缓慢地变薄的方式形成。例如，如图14中所示那样，在变形例的正极极片10中，对于弯曲前的形状，与接触面10a相反侧的面10b采用整体上相对于上下方向倾斜的倾斜面形成。该正极极片10按照根侧的板厚T1、中间部分的板厚T3、前端侧的板厚T2的顺序，板厚缓慢地变薄。或者，如图15中所示那样，作为另一变形例，正极极片10在包含接触面10a的层叠方向上的一侧的面上采用整体上相对于上下方向倾斜的倾斜面形成。再有，对于变形例的负极极片20，可使其成为与图14和图15中所示的正极极片10成对的形状。

(第2实施方式)

其次，对第2实施方式进行说明。在第2实施方式中，与第1实施方式不同，在正极极片10和负极极片20中分别设置有台阶高差部。应予说明，在第2实施方式的说明中，对于与第1实施方式同样的构成省略说明，引用其附图标记。

在第2实施方式的组电池1中，如图16和图17中所示那样，正极极片10具有台阶高差部16，负极极片20具有台阶高差部26。

在正极极片10中，在从单元主体4突出的部分，从延伸方向的根侧向前端侧，依次地形成有根部11、台阶高差部16、弯曲部12、接触部13、前端部14。台阶高差部16设置在根部11与弯曲部12之间。

另外，台阶高差部16如图17中所示那样，设置在与接触面10a相反侧的面10b，以根侧的板厚变得比前端侧的板厚厚的方式形成。即，在正极极片10中以台阶高差部16为界，板厚变化。例如，将根部11形成为均匀的板厚T1。从台阶高差部16起，前端侧的部分的板厚T3形成为比根部11的板厚T1薄。另外，接触部13形成为均匀的板厚T2。而且，该板厚T2为与中间部分的板厚T3相同的厚度。即，从台阶高差部16起，前端侧的板厚以板厚T2均匀地形成。

例如，形成弯曲部12前的形状(压制前形状)如图18中所示那样，从台阶高差部16起，前端侧沿着上下方向延伸。从该台阶高差部16起，前端侧的部分向层叠方向的一侧弯曲，从而形成弯曲部12。

在负极极片20中，在从单元主体4突出的部分，从延伸方向的根侧向前端侧，依次地形成有根部21、台阶高差部26、弯曲部22、接触部23、前端部24。台阶高差部26设置在根部21与弯曲部22之间。

另外，台阶高差部26如图17中所示那样，设置在与接触面20a相反侧的面20b。该台阶高差部26在负极极片20中，以根侧的板厚变得比前端侧的板厚厚的方式形成。即，以台阶高差部26为界，板厚变化。例如，根部21形成为均匀的板厚t1。从台阶高差部26起，前端侧的部分的板厚t3形成为比根部21的板厚t1薄。另外，接触部23形成为均匀的板厚t2。而且，该板厚t2为与中间部分的板厚t3相同的厚度。即，从台阶高差部26起，前端侧的板厚以板厚t2均匀地形成。

例如，形成弯曲部22前的形状与正极极片10同样地，从台阶高差部26起，前端侧沿着上下方向延伸。从该台阶高差部26起，前端侧的部分向层叠方向的另一侧弯曲，从而形成弯曲部22。

在这样构成的第2实施方式的组电池1中，通电时，如图19中所示那样，使其形成短的通电路径，电流从正极极片10流到负极极片20。在该正极极片10与负极极片20的接合状态下，通过在与接触面10a、20a相反侧的面10b、20b即外侧的面设置有台阶高差部16、26，将通电路径形成为接近内侧的面的位置的短路径且路线改变少的路径。通过电流以路线改变少的方式流动，从而电损失减少。即，电损失产生的发热量减少。因此，根据第2实施方式，通过将台阶高差部16、26设置于外侧的面，通电时的损失减少，能够降低极片中的发热量。

在此，将第2实施方式的组电池1(实施例2)、厚度均匀的极片结构(比较例1)和台阶高差部设置在相反侧的极片结构(比较例3)进行比较。再有，将比较例3的极片结构300例示于图30中。另外，实施例2、比较例1和比较例3均为正极极片由铝(Al)构成，负极极片由铜(Cu)构成。

比较例3如图30中所示那样，具有在与实施例2相反的一侧设置有台阶高差部316、326的正极极片310和负极极片320。台阶高差部316设置在正极极片310中与接触面相同的一侧的面。台阶高差部326设置在负极极片320中与接触面相同的一侧的面。另外，正极极片310的板厚与实施例2的正极极片10的板厚相同。负极极片320的板厚与实施例2的负极极片20的板厚相同。

而且，对于通电时产生的应力和温度，将实施例2、比较例1和比较例3的实验结果例示于图20和图21中。应予说明，在图20和图21中，对于比较例1用白色的条形图，对于比较例3用斜线的条形图，对于实施例2用点图案的条形图来表示应力和温度。

如图20中所示那样，通电时在实施例2的极片中产生的最高温度比通电时在比较例1的极片中产生的最高温度要低。另外，通电时在比较例3的极片中产生的最高温度与通电时在实施例2的极片中产生的最高温度相同。由该图20中所示的实验结果可知，实施例2和比较例3与比较例1相比，能够抑制极片的温度上升。进而，比较例3与实施例2能够相同程度地抑制极片的温度上升。

但是，如图21中所示那样，通电时在比较例3的极片彼此之间的接合部产生的应力与通电时在比较例1的极片彼此之间的接合部产生的应力为相同的大小。即，在比较例3中，与比较例1相比，未能减小应力。另外，在该比较例3的极片结构中，如图30中所示那样，在接合状态的内侧的面设置了台阶高差部316、326，因此要使电流流过短路径时，通电路径成为路线变化多的路径，电损失增大。而在通电时在实施例2的极片彼此之间的接合部30产生的应力比通电时在比较例1的极片彼此之间的接合部产生的应力要小。更详细地，在实施例2的正极极片10侧(Al侧)产生的应力比在比较例1的正极极片110侧(Al侧)产生的应力要小，并且在实施例2的负极极片20侧(Cu侧)产生的应力比在比较例1的负极极片120侧(Cu侧)产生的应力要小。

即，就通电时抑制极片的温度上升的效果而言，虽然实施例2与比较例3为相同的程度，但对于应力的降低效果而言，实施例2比比较例3更优异。根据实施例2，与比较例1、比较例3相比，能够减小在接合部30产生的应力。

如以上说明那样，根据第2实施方式，与第1实施方式同样地，能够抑制极片的温度上升，并且能够抑制与极片的温度上升相伴的极片的变形。其结果，能够减小通电时在极片彼此之间的接合部30产生的应力。

另外，根据第2实施方式，通过将台阶高差部16、26设置在接合状态的外侧的面，能够抑制电阻的增大。由此，能够减小电损失。

(第3实施方式)

其次，对第3实施方式进行说明。在第3实施方式中，与第1实施方式不同，正极极片10形成为平板状。应予说明，在第3实施方式的说明中，对于与第1实施方式相同的构成省略说明，引用其附图标记。

在第3实施方式的组电池1中，如图22中所示那样，正极极片10形成为平板状，如图23中所示那样，具有弯曲部22的负极极片20接合于平板状的正极极片10。

正极极片10从上下方向的下方侧向上方侧，依次形成有根部11、接触部13、前端部14，整体沿着上下方向延伸。该正极极片10的板厚形成为整体均匀的厚度，比负极极片20的根部21的板厚厚地形成。例如，将正极极片10的板厚形成为根部21的板厚的二倍的厚度。

负极极片20具有根部21、弯曲部22、接触部23、和前端部24。而且，负极极片20与正极极片10相比，刚性低。在第3实施方式中，通过负极极片20的板厚比正极极片10的板厚薄，能够使负极极片20的刚性比正极极片10的刚性低。如图23中所示那样，负极极片20形成为根部21的板厚比接触部23的板厚厚。将该根部21的板厚形成为正极极片10的板厚的一半的厚度。

这样，在第3实施方式中，只有负极极片20的根侧的板厚形成为比前端侧的板厚厚。进而，只在根侧的板厚与前端侧的板厚形成为不同的厚度的负极极片20设置有弯曲部22。这是因为，负极极片20的刚性低，容易进行板材的弯曲加工。另一方面，正极极片10由于刚性高，难以进行板材的弯曲加工，因此整体形成为平板状。由此，电池单元2的生产率以及组电池1的生产率提高。

另外，在第3实施方式中，使铝侧的极片(正极极片10)为平板，只使铜侧的极片(负极极片20)成为前端侧的截面积小的形状。而且，如果要使两个极片的电阻成为接近的状态，由于铝的电阻率比铜高，因此使正极极片10的板厚变厚。如果变厚，则弯曲刚性提高，因此使正极极片10为平板，防止发生对于弯曲的缺陷，提高弯曲加工性。

在此，对第3实施方式的组电池1(实施例3)、厚度均匀的极片结构(比较例1、比较例2)进行比较。对于通电时产生的应力和温度，将实施例3、比较例1和比较例2的实验结果例示于图24和图25中。应予说明，在图24和图25中，对于比较例1用白色的条形图，对于比较例2用斜线的条形图，对于实施例3用点图案的条形图来表示应力和温度。

如图24中所示那样，通电时在实施例3中产生的最高温度比通电时在比较例1中产生的最高温度要低。另外，通电时在比较例2中产生的最高温度比通电时在实施例3中产生的最高温度要低。由该图24中所示的实验结果可知，实施例3和比较例2与比较例1相比，能够抑制相对于通电时的发热的极片的温度上升。进而，比较例2与实施例3相比更能够抑制极片的温度上升。

但是，如图25中所示那样，通电时在比较例2的极片彼此之间的接合部产生的应力比通电时在比较例1的极片彼此之间的接合部产生的应力要大。而通电时在实施例3的极片彼此之间的接合部30产生的应力比通电时在比较例1的极片彼此之间的接合部产生的应力要小。更详细地，在实施例3的正极极片10侧(Al侧)产生的应力比在比较例1的正极极片110侧(Al侧)产生的应力要小，并且在实施例3的负极极片20侧(Cu侧)产生的应力比在比较例1的负极极片120侧(Cu侧)产生的应力要小。

如以上说明那样，根据第3实施方式，与第1实施方式同样地，能够抑制由于通电产生的热而使正极极片10和负极极片20的温度上升，能够抑制极片的变形量。其结果，能够减轻通电时在极片彼此之间的接合部30产生的应力。

另外，作为第3实施方式的变形例，负极极片20如图26中所示那样，可为在与接触面20a相反侧的面20b设置有台阶高差部26的结构。简而言之，作为第3实施方式的负极极片20，可应用上述的第1实施方式的结构、或第2实施方式的结构。

另外，本发明并不限定于上述的各实施方式，可在不脱离本发明的目的的范围内适当变形。

例如，在各实施方式中，就极片的板宽而言，在一定的形状下，将正极极片10的板厚和负极极片20的板厚形成为在根侧和前端侧不同的厚度。本发明并不限定于此，就极片的板厚而言，在一定(均匀)的形状下，可将正极极片10的板宽和负极极片20的板宽形成为在根侧和前端侧不同的宽度。

作为该变形例，如图27中所示那样，正极极片10和负极极片20均是在从单元主体4突出的部分中以板宽从根侧向前端侧慢慢地变窄的方式形成。该正极极片10和负极极片20均是均匀地形成板厚。根据这样板厚均匀、前端侧的板宽比根侧的板宽窄地形成的正极极片10和负极极片20，通过使板宽变化，能够使根侧的截面积比前端侧的截面积要大。

简而言之，在本发明中，无论板厚是否变化或者板宽是否变化，对于与极片的延伸方向正交的平面的截面积，只要接近单元主体4的一侧(根侧)的截面积比远离单元主体4的一侧(前端侧)的截面积大地形成即可。另外，只要至少负极极片20的根侧的截面积比前端侧的截面积大地形成即可。进而，在根侧的截面积比前端侧的截面积大地形成的极片设置上述的弯曲部12或弯曲部22即可。

另外，在第3实施方式中，正极极片10成为平板状的形状，负极极片20成为根侧的板厚与前端侧的板厚形成为不同的厚度的形状，但本发明并不限定于此。例如，与上述的例子相反，在正极极片10为由热膨胀系数比负极极片20小的金属材料构成的极片，负极极片20为由热膨胀系数比正极极片10大的金属材料构成的极片的情况下，负极极片20成为平板状，正极极片10成为根侧的板厚与前端侧的板厚形成为不同的厚度的形状。即，在正极侧和负极侧中，至少由热膨胀系数相对小的金属材料构成的极片的根侧的板厚与前端侧的板厚形成为不同的厚度。简而言之，在本发明中，正极侧和负极侧中的至少一极的极片为根侧的截面积与前端侧的截面积形成为不同的大小的形状即可。

附图标记说明

1 组电池

2 电池单元

4 单元主体

5 正极

6 负极

10 正极极片

10a 接触面

10b 相反侧的面

11 根部

12 弯曲部

13 接触部

14 前端部

16 台阶高差部

20 负极极片

20a 接触面

20b 相反侧的面

21 根部

22 弯曲部

23 接触部

24 前端部

26 台阶高差部

30 接合部

T1，T2，T3，t1，t2，t3 板厚

Claims (4)

1.组电池，其特征在于，具备多个电池单元，所述电池单元具有：单元主体、和从所述单元主体突出、由热膨胀系数彼此不同的金属材料构成的板状的正极极片和负极极片，

在将多个所述电池单元层叠的状态下，所述电池单元的一极的极片与相邻的电池单元的另一极的极片接合而电连接，

就所述正极极片和所述负极极片中的至少一极的极片而言，关于与极片的延伸方向正交的平面的截面积，形成为接近所述单元主体的根侧的截面积比远离所述单元主体的前端侧的截面积大。

2.根据权利要求1所述的组电池，其特征在于，形成为所述根侧的截面积比所述前端侧的截面积大的极片在与所述相邻的电池单元的另一极的极片接触的面的相反侧的面具有所述根侧的板厚设置为比所述前端侧的板厚厚的台阶高差部，所述台阶高差部在所述根侧的部分与所述前端侧的部分之间形成。

3.根据权利要求1或2所述的组电池，其特征在于，只有所述负极极片形成为所述根侧的截面积比所述前端侧的截面积大，

所述正极极片形成为平板状，

所述负极极片与所述正极极片相比，刚性低，向着所述相邻的电池单元的所述正极极片弯曲。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的组电池，其特征在于，就形成为所述根侧的截面积比所述前端侧的截面积大的极片而言，形成为比将所述正极极片和所述负极极片接合的接合部接近所述单元主体的根侧的截面积大于比所述接合部远离所述单元主体的前端侧的截面积。

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