JP2002298822A - 電池間の接続部材とそれを用いた電池間の接続構造 - Google Patents
電池間の接続部材とそれを用いた電池間の接続構造Info
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 それを用いた電池間の接続構造が、充分な機
械的強度を確保し、電気抵抗が低く、低コストで形成さ
れ、生産性と信頼性の高いものとなる電池間の接続部材
と、それを用いた電池間の接続構造を提供する。 【解決手段】 接続部材２０の円環状部の底面Ｂ１2と
円柱状電池Ｎの封口板Ｎ２との間、および接続部材２０
の大円筒部Ａの側部Ａ１と円柱状電池Ｍの缶底部Ｍ１の
側面との間は、底面Ｂ１2と側部Ａ１にそれぞれ形成さ
れた縁にバリ部を有する小孔Ｃ１を無効分流防止孔と
し、かつ、バリ部をナゲットＣ３とするシリーズ式抵抗
溶接法で溶接され、また、電池Ｎの正極端子Ｎ３は接続
部材２０の小円筒部Ｂの貫通孔Ｂ２と嵌合している。
械的強度を確保し、電気抵抗が低く、低コストで形成さ
れ、生産性と信頼性の高いものとなる電池間の接続部材
と、それを用いた電池間の接続構造を提供する。 【解決手段】 接続部材２０の円環状部の底面Ｂ１2と
円柱状電池Ｎの封口板Ｎ２との間、および接続部材２０
の大円筒部Ａの側部Ａ１と円柱状電池Ｍの缶底部Ｍ１の
側面との間は、底面Ｂ１2と側部Ａ１にそれぞれ形成さ
れた縁にバリ部を有する小孔Ｃ１を無効分流防止孔と
し、かつ、バリ部をナゲットＣ３とするシリーズ式抵抗
溶接法で溶接され、また、電池Ｎの正極端子Ｎ３は接続
部材２０の小円筒部Ｂの貫通孔Ｂ２と嵌合している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池間の接続部材と
それを用いた電池間の接続構造に関し、更に詳しくは、
それを用いた電池間の接続構造が、充分な機械的強度を
確保し、電気抵抗が低く、低コストで形成され、生産性
と信頼性の高いものとなる電池間の接続部材と、それを
用いた電池間の接続構造に関する。
それを用いた電池間の接続構造に関し、更に詳しくは、
それを用いた電池間の接続構造が、充分な機械的強度を
確保し、電気抵抗が低く、低コストで形成され、生産性
と信頼性の高いものとなる電池間の接続部材と、それを
用いた電池間の接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、携帯電話、ノートパソコン等の電
子機器類、ならびに各種の電動工具や電動アシスト自転
車、更には電気自動車の駆動源として、複数個のニッケ
ル・水素二次電池を直列に接続して成る電池モジュール
が使用されている。そして、これら製品の市場拡大に伴
って電池モジュールの需要も増加しており、その高出力
化という性能向上のみならず、生産性の向上やコスト低
減も強く求められている。
子機器類、ならびに各種の電動工具や電動アシスト自転
車、更には電気自動車の駆動源として、複数個のニッケ
ル・水素二次電池を直列に接続して成る電池モジュール
が使用されている。そして、これら製品の市場拡大に伴
って電池モジュールの需要も増加しており、その高出力
化という性能向上のみならず、生産性の向上やコスト低
減も強く求められている。
【０００３】このような電池モジュールで用いられてい
る、電池間の接続構造の一例を図７に示す。この接続構
造は、円柱状の電池Ｍ，Ｎが図８で示した形状の接続部
材４０で直列に接続された構造になっている。接続部材
４０は、底部と円筒部が一体化された皿形状をしてお
り、溶接時の無効分流を低減するためのスリットＤ４ま
たは小孔Ｄ１がそれぞれ底部と円筒部に設けられてい
る。
る、電池間の接続構造の一例を図７に示す。この接続構
造は、円柱状の電池Ｍ，Ｎが図８で示した形状の接続部
材４０で直列に接続された構造になっている。接続部材
４０は、底部と円筒部が一体化された皿形状をしてお
り、溶接時の無効分流を低減するためのスリットＤ４ま
たは小孔Ｄ１がそれぞれ底部と円筒部に設けられてい
る。
【０００４】この接続部材４０を用いて接続構造を形成
する場合には、まず、電池Ｎの上部に突設した状態で位
置する正極端子Ｎ３の上面に接続部材４０の底部を位置
合わせして載置し、ついでスリットＤ４をまたいで２本
の溶接電極を当接させてシリーズ式抵抗溶接法により両
者を溶接する。しかる後、接続部材の円筒部の中に電池
Ｍの缶底部Ｍ１を挿入し、小孔Ｄ１をまたいで２本の溶
接電極を当接させてシリーズ式抵抗溶接法により両者を
溶接して、上下に２個の電池を直列に接続する。
する場合には、まず、電池Ｎの上部に突設した状態で位
置する正極端子Ｎ３の上面に接続部材４０の底部を位置
合わせして載置し、ついでスリットＤ４をまたいで２本
の溶接電極を当接させてシリーズ式抵抗溶接法により両
者を溶接する。しかる後、接続部材の円筒部の中に電池
Ｍの缶底部Ｍ１を挿入し、小孔Ｄ１をまたいで２本の溶
接電極を当接させてシリーズ式抵抗溶接法により両者を
溶接して、上下に２個の電池を直列に接続する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の電池間の接続構造には、以下のような問題があ
る。電池モジュールの高出力化に伴って、接続される電
池の個数が多くなっていくと、接続される電池の個数が
２個程度の場合に比較して、各接続構造の溶接部への機
械的負荷が大きくなる。具体的には、電池モジュール両
端部への外部端子接続のためのボルトを締付けるときに
発生する電池の円周方向の回転モーメントや、実使用時
に電池モジュールに加えられる曲げ応力は非常に大きく
なる場合がある。そのような場合、正極端子Ｎ３が電池
Ｎの径方向の中心に位置し、その上面が狭いこともあっ
て、正極端子Ｎ３と接続部材４０の底部の溶接箇所に大
きな回転モーメントあるいは曲げ応力が集中するように
なり、溶接箇所が破断することがある。すなわち、この
接続構造の場合、機械的強度不足という問題がある。
た従来の電池間の接続構造には、以下のような問題があ
る。電池モジュールの高出力化に伴って、接続される電
池の個数が多くなっていくと、接続される電池の個数が
２個程度の場合に比較して、各接続構造の溶接部への機
械的負荷が大きくなる。具体的には、電池モジュール両
端部への外部端子接続のためのボルトを締付けるときに
発生する電池の円周方向の回転モーメントや、実使用時
に電池モジュールに加えられる曲げ応力は非常に大きく
なる場合がある。そのような場合、正極端子Ｎ３が電池
Ｎの径方向の中心に位置し、その上面が狭いこともあっ
て、正極端子Ｎ３と接続部材４０の底部の溶接箇所に大
きな回転モーメントあるいは曲げ応力が集中するように
なり、溶接箇所が破断することがある。すなわち、この
接続構造の場合、機械的強度不足という問題がある。
【０００６】また、同じく電池モジュールの高出力化に
伴って、接続構造には大電流が流れることとなる。これ
により、従来は問題とならなかった、電池間の接続構造
における電気抵抗によって生じる電力損失が無視できな
い問題となる。そして、この接続構造は、シリーズ式抵
抗溶接法により形成されるナゲットの形状や大きさが、
溶接時における接続部材と電池の接触状態の微妙な違い
により溶接ごとにばらつくため、溶接強度が安定せず、
信頼性が低いという問題もある。
伴って、接続構造には大電流が流れることとなる。これ
により、従来は問題とならなかった、電池間の接続構造
における電気抵抗によって生じる電力損失が無視できな
い問題となる。そして、この接続構造は、シリーズ式抵
抗溶接法により形成されるナゲットの形状や大きさが、
溶接時における接続部材と電池の接触状態の微妙な違い
により溶接ごとにばらつくため、溶接強度が安定せず、
信頼性が低いという問題もある。
【０００７】また更に、この接続構造の場合、電池Ｎの
正極端子Ｎ３に接続部材４０を載置したのち溶接して形
成されるが、そのとき、当該接続部材４０が電池Ｎの径
方向にずれないように両者を位置決めすることが必要に
なる。このような処置を施さないと、組み立てられた電
池モジュールは真っ直ぐなものにならないからである。
このようなことから、上記した接続構造の形成に際して
は、接続部材Ｅと電池Ｎとの位置決め用の治具が必要に
なる。
正極端子Ｎ３に接続部材４０を載置したのち溶接して形
成されるが、そのとき、当該接続部材４０が電池Ｎの径
方向にずれないように両者を位置決めすることが必要に
なる。このような処置を施さないと、組み立てられた電
池モジュールは真っ直ぐなものにならないからである。
このようなことから、上記した接続構造の形成に際して
は、接続部材Ｅと電池Ｎとの位置決め用の治具が必要に
なる。
【０００８】このことは、接続部材４０の電池Ｎへの溶
接作業に慎重さが求められるので生産性を低下させると
同時に、別体の位置決め用治具も必要になるという点
で、コスト上昇を招くことになる。本発明は、この従来
技術の電池間の接続部材及びそれを用いた電池間の接続
構造における上記した問題を全て解決し、それを用いた
電池間の接続構造が、充分な機械的強度を確保し、電気
抵抗が低く、低コストで形成され、生産性と信頼性の高
いものとなる電池間の接続部材と、それを用いた電池間
の接続構造の提供とを目的とする。
接作業に慎重さが求められるので生産性を低下させると
同時に、別体の位置決め用治具も必要になるという点
で、コスト上昇を招くことになる。本発明は、この従来
技術の電池間の接続部材及びそれを用いた電池間の接続
構造における上記した問題を全て解決し、それを用いた
電池間の接続構造が、充分な機械的強度を確保し、電気
抵抗が低く、低コストで形成され、生産性と信頼性の高
いものとなる電池間の接続部材と、それを用いた電池間
の接続構造の提供とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、複数の円柱状電池を直列に
接続するための導電材料から成る電池間の接続部材であ
って、円柱状電池の缶底部を収容する大円筒部と、その
大円筒部の下に位置し、円柱状電池の封口板と接触可能
な底面を有し、かつ中央には円柱状電池の正極端子と略
同寸の貫通孔が形成されている小円筒部とから成り、大
円筒部の側部および小円筒部の底面には、それぞれ、バ
リ部を有する複数個の小孔が形成されていることを特徴
とする電池間の接続部材が提供される（請求項１）。
ために、本発明においては、複数の円柱状電池を直列に
接続するための導電材料から成る電池間の接続部材であ
って、円柱状電池の缶底部を収容する大円筒部と、その
大円筒部の下に位置し、円柱状電池の封口板と接触可能
な底面を有し、かつ中央には円柱状電池の正極端子と略
同寸の貫通孔が形成されている小円筒部とから成り、大
円筒部の側部および小円筒部の底面には、それぞれ、バ
リ部を有する複数個の小孔が形成されていることを特徴
とする電池間の接続部材が提供される（請求項１）。
【００１０】また、本発明においては、前記小円筒部
が、円柱状電池の封口板と接触可能な底面を有する円環
状部と、円環状部の底面の内縁から上方に膨出する膨出
部とから成り、貫通孔が膨出部の上面中央に形成されて
いる電池間の接続部材が提供される（請求項２）。そし
て、前記バリ部の高さは０．２ｍｍ〜０．７ｍｍである
ことが好ましい（請求項３）。
が、円柱状電池の封口板と接触可能な底面を有する円環
状部と、円環状部の底面の内縁から上方に膨出する膨出
部とから成り、貫通孔が膨出部の上面中央に形成されて
いる電池間の接続部材が提供される（請求項２）。そし
て、前記バリ部の高さは０．２ｍｍ〜０．７ｍｍである
ことが好ましい（請求項３）。
【００１１】また、本発明においては、厚み３μｍ以下
のニッケルめっきが施されている請求項１〜３のいずれ
かの電池間の接続部材が提供される（請求項４）。更
に、本発明においては、複数の円柱状電池が、請求項１
〜４のいずれかの電池間の接続部材を用いて直列に接続
された電池間の接続構造であって、小円筒部の底面と円
柱状電池の封口板の間、および大円筒部の側部と円柱状
電池の缶底部の間が、バリ部をナゲットとするシリーズ
式抵抗溶接法で溶接されていることを特徴とする電池間
の接続構造が提供される（請求項５）。
のニッケルめっきが施されている請求項１〜３のいずれ
かの電池間の接続部材が提供される（請求項４）。更
に、本発明においては、複数の円柱状電池が、請求項１
〜４のいずれかの電池間の接続部材を用いて直列に接続
された電池間の接続構造であって、小円筒部の底面と円
柱状電池の封口板の間、および大円筒部の側部と円柱状
電池の缶底部の間が、バリ部をナゲットとするシリーズ
式抵抗溶接法で溶接されていることを特徴とする電池間
の接続構造が提供される（請求項５）。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る電池間の接続部材の第１の実施形態を説明する。接続
部材１０は、図１および図１のII−II線に沿う断面図で
ある図２に示したように、上部が開口する大円筒部Ａと
その下に位置する小円筒部Ｂとが一体的に形成されて段
部を有する皿形状になっている。
る電池間の接続部材の第１の実施形態を説明する。接続
部材１０は、図１および図１のII−II線に沿う断面図で
ある図２に示したように、上部が開口する大円筒部Ａと
その下に位置する小円筒部Ｂとが一体的に形成されて段
部を有する皿形状になっている。
【００１３】そして、大円筒部Ａは、図２の仮想線で示
したように、円柱状電池Ｍの缶底部Ｍ１の径と同じ大き
さの直径になっていて、ここに電池Ｍの缶底部Ｍ１が収
容できるようになっている。また、小円筒部Ｂは、その
高さが円柱状電池Ｎの上部に突出した状態で位置する正
極端子Ｎ３よりも若干高く、円柱状電池Ｎの上面に位置
する封口板Ｎ２と接触可能な底面を有し、その底面の中
央に正極端子Ｎ３と略同寸の貫通孔Ｂ２とを有する。
したように、円柱状電池Ｍの缶底部Ｍ１の径と同じ大き
さの直径になっていて、ここに電池Ｍの缶底部Ｍ１が収
容できるようになっている。また、小円筒部Ｂは、その
高さが円柱状電池Ｎの上部に突出した状態で位置する正
極端子Ｎ３よりも若干高く、円柱状電池Ｎの上面に位置
する封口板Ｎ２と接触可能な底面を有し、その底面の中
央に正極端子Ｎ３と略同寸の貫通孔Ｂ２とを有する。
【００１４】大円筒部Ａの側部Ａ１および小円筒部Ｂの
底面Ｂ１には、それぞれ、複数個の小孔Ｃ１が形成され
ている。そして、小孔Ｃ１の縁からはバリ部Ｃ２が突出
形成されている。このとき、大円筒部の側部Ａ１に形成
されるバリ部Ｃ２は、側部Ａ１の内側へと突出し、ま
た、小円筒部Ｂの底面Ｂ１に形成されるバリ部Ｃ２は、
小円筒部Ｂより下方へ向かって突出形成されている。
底面Ｂ１には、それぞれ、複数個の小孔Ｃ１が形成され
ている。そして、小孔Ｃ１の縁からはバリ部Ｃ２が突出
形成されている。このとき、大円筒部の側部Ａ１に形成
されるバリ部Ｃ２は、側部Ａ１の内側へと突出し、ま
た、小円筒部Ｂの底面Ｂ１に形成されるバリ部Ｃ２は、
小円筒部Ｂより下方へ向かって突出形成されている。
【００１５】次に、本発明に係る電池間の接続部材の第
２の実施形態を説明する。接続部材２０は、 図３
（ａ），３（ｂ）および図３（ａ）のＶ−Ｖ線に沿う断
面図である図５に示したように、上述の接続部材１０と
同様、上部が開口する大円筒部Ａとその下に位置する小
円筒部Ｂとが一体的に形成されて段部を有する皿形状に
なっている。但し、この実施形態においては、小円筒部
Ｂが、円柱状電池Ｎの上面に位置する封口板Ｎ２と接触
可能な底面Ｂ１2を有する円環状部Ｂ１1と、この底面Ｂ
１1の内縁より上方へ膨出する膨出部Ｂ３とから成り、
その膨出部Ｂ３の上面中央部に正極端子Ｎ３と略同寸の
貫通孔Ｂ２を有している。
２の実施形態を説明する。接続部材２０は、 図３
（ａ），３（ｂ）および図３（ａ）のＶ−Ｖ線に沿う断
面図である図５に示したように、上述の接続部材１０と
同様、上部が開口する大円筒部Ａとその下に位置する小
円筒部Ｂとが一体的に形成されて段部を有する皿形状に
なっている。但し、この実施形態においては、小円筒部
Ｂが、円柱状電池Ｎの上面に位置する封口板Ｎ２と接触
可能な底面Ｂ１2を有する円環状部Ｂ１1と、この底面Ｂ
１1の内縁より上方へ膨出する膨出部Ｂ３とから成り、
その膨出部Ｂ３の上面中央部に正極端子Ｎ３と略同寸の
貫通孔Ｂ２を有している。
【００１６】そして、大円筒部Ａの側部Ａ１および小円
筒部Ｂの円環状部Ｂ１1の底面Ｂ１2には、それぞれ、複
数個の小孔Ｃ１が形成されている。上述した接続部材１
０及び接続部材２０は、所望厚みの例えば鉄板などをプ
レス成形したのち、バリ部Ｃ２が同時に形成されるよ
う、所定箇所に小孔Ｃ１を穴開け加工するなどの方法で
簡単に製造することができる。また、予めニッケルめっ
きが表面に施された鉄板を用いて接続部材１０及び接続
部材２０を製造すると、後述するシリーズ式抵抗溶接を
行ったのちの溶接強度が高くなるので好適である。その
場合、めっき厚は３μｍ以下であればよい。なお、この
ニッケルめっきは接続部材を製造した後に、接続部材の
表面に後めっきして形成してもよい。
筒部Ｂの円環状部Ｂ１1の底面Ｂ１2には、それぞれ、複
数個の小孔Ｃ１が形成されている。上述した接続部材１
０及び接続部材２０は、所望厚みの例えば鉄板などをプ
レス成形したのち、バリ部Ｃ２が同時に形成されるよ
う、所定箇所に小孔Ｃ１を穴開け加工するなどの方法で
簡単に製造することができる。また、予めニッケルめっ
きが表面に施された鉄板を用いて接続部材１０及び接続
部材２０を製造すると、後述するシリーズ式抵抗溶接を
行ったのちの溶接強度が高くなるので好適である。その
場合、めっき厚は３μｍ以下であればよい。なお、この
ニッケルめっきは接続部材を製造した後に、接続部材の
表面に後めっきして形成してもよい。
【００１７】尚、小孔Ｃ１の形状は、例示的に円形とし
たが、図４に示したようにスリット状、あるいは楕円
形、矩形等の形状であってもよい。また、接続部材の側
部Ａ１に、図４に示したようにその周縁上端まで達する
スリットＡ１1を２〜４箇所設けると、円柱状電池の缶
底部Ｍ１を接続部材の大円筒部Ａへ収容するときにスリ
ットＡ１1が開きスムーズな収容が可能となる。
たが、図４に示したようにスリット状、あるいは楕円
形、矩形等の形状であってもよい。また、接続部材の側
部Ａ１に、図４に示したようにその周縁上端まで達する
スリットＡ１1を２〜４箇所設けると、円柱状電池の缶
底部Ｍ１を接続部材の大円筒部Ａへ収容するときにスリ
ットＡ１1が開きスムーズな収容が可能となる。
【００１８】次に本発明の接続構造の形成方法を電池間
の接続部材２０を用いる場合について説明する。まず、
円柱状電池Ｎの上面（プラス極）に接続部材２０を配置
する。このとき、接続部材２０の貫通孔Ｂ２に電池Ｎの
正極端子Ｎ３が嵌入することにより、接続部材２０は電
池Ｎの径方向について位置決めされる。そして、それと
同時に小円筒部Ｂの底面Ｂ１2は電池Ｎの封口板Ｎ２と
バリ部Ｃ２を介して接触し、これらバリ部Ｃ２は小孔Ｃ
１の縁と略同じ長さで溶接箇所へと線接触するようにな
る。
の接続部材２０を用いる場合について説明する。まず、
円柱状電池Ｎの上面（プラス極）に接続部材２０を配置
する。このとき、接続部材２０の貫通孔Ｂ２に電池Ｎの
正極端子Ｎ３が嵌入することにより、接続部材２０は電
池Ｎの径方向について位置決めされる。そして、それと
同時に小円筒部Ｂの底面Ｂ１2は電池Ｎの封口板Ｎ２と
バリ部Ｃ２を介して接触し、これらバリ部Ｃ２は小孔Ｃ
１の縁と略同じ長さで溶接箇所へと線接触するようにな
る。
【００１９】ついで、この円環状部Ｂ１1の底面Ｂ１2に
位置する小孔Ｃ１の両脇に上方より２本の電極を配置し
てシリーズ式抵抗溶接が行われ、バリ部Ｃ２が溶融して
ナゲットＣ３を形成することにより上記接続部材２０が
電池Ｎに溶接・固定される。このとき、小孔Ｃ１が無効
電流を防止するため、効率的にバリ部Ｃ２が溶融してナ
ゲットＣ３となる。また、このバリ部Ｃ２により、溶接
電流が流れる箇所の断面積を溶接ごとに常に一定にする
ことができるので、溶接強度のばらつきが小さい信頼性
の高い溶接が可能となる。
位置する小孔Ｃ１の両脇に上方より２本の電極を配置し
てシリーズ式抵抗溶接が行われ、バリ部Ｃ２が溶融して
ナゲットＣ３を形成することにより上記接続部材２０が
電池Ｎに溶接・固定される。このとき、小孔Ｃ１が無効
電流を防止するため、効率的にバリ部Ｃ２が溶融してナ
ゲットＣ３となる。また、このバリ部Ｃ２により、溶接
電流が流れる箇所の断面積を溶接ごとに常に一定にする
ことができるので、溶接強度のばらつきが小さい信頼性
の高い溶接が可能となる。
【００２０】尚、バリ部Ｃ２の突出する高さは０．２ｍ
ｍ〜０．７ｍｍであるのが好ましい。０．１９ｍｍ以下
であると、他の部分を溶接電流が流れてしまい、また
０．７５ｍｍ以上であるとそれを小孔の縁に略均一に形
成するのが難しくなり、いずれの場合も溶接強度のばら
つきが大きくなる。ついで、接続部材２０の大円筒部Ａ
に円柱状電池Ｍの缶底部（マイナス極）Ｍ１が収容され
る。缶底部Ｍ１の側面は、大円筒部Ａの側部Ａ１の内側
とバリ部Ｃ２を介して接触し、また各バリ部Ｃ２は大円
筒部Ａの側部Ａ１と線接触するようになる。なお、小円
筒部Ｂは先に接続部材２０に固定されている電池Ｎの正
極端子Ｎ３よりも高いので、正極端子Ｎ３が収容の障害
となることがない。
ｍ〜０．７ｍｍであるのが好ましい。０．１９ｍｍ以下
であると、他の部分を溶接電流が流れてしまい、また
０．７５ｍｍ以上であるとそれを小孔の縁に略均一に形
成するのが難しくなり、いずれの場合も溶接強度のばら
つきが大きくなる。ついで、接続部材２０の大円筒部Ａ
に円柱状電池Ｍの缶底部（マイナス極）Ｍ１が収容され
る。缶底部Ｍ１の側面は、大円筒部Ａの側部Ａ１の内側
とバリ部Ｃ２を介して接触し、また各バリ部Ｃ２は大円
筒部Ａの側部Ａ１と線接触するようになる。なお、小円
筒部Ｂは先に接続部材２０に固定されている電池Ｎの正
極端子Ｎ３よりも高いので、正極端子Ｎ３が収容の障害
となることがない。
【００２１】そして、この大円筒部Ａの側部Ａ１に位置
する小孔Ｃ１の両脇に２本の溶接電極を配置してシリー
ズ式抵抗溶接が行われる。その結果、缶底部Ｍ１と大円
筒部Ａとの間が溶接・固定されるが、このときも、やは
り上記したと同じ理由により、溶接強度のばらつきが小
さい信頼性の高い溶接が実現される。このようにして、
図６で示したように、円柱状電池Ｍ，Ｎが接続部材２０
を介して順次直列に接続された、本発明に係る電池間の
接続構造の一例が形成される。
する小孔Ｃ１の両脇に２本の溶接電極を配置してシリー
ズ式抵抗溶接が行われる。その結果、缶底部Ｍ１と大円
筒部Ａとの間が溶接・固定されるが、このときも、やは
り上記したと同じ理由により、溶接強度のばらつきが小
さい信頼性の高い溶接が実現される。このようにして、
図６で示したように、円柱状電池Ｍ，Ｎが接続部材２０
を介して順次直列に接続された、本発明に係る電池間の
接続構造の一例が形成される。
【００２２】この電池間の接続構造では、電池Ｎの上面
に位置する封口板Ｎ２の上に、接続部材２０の円環状部
Ｂ１1の底面Ｂ１2がナゲットＣ３を介して溶接・固定さ
れ、更に、電池Ｍの缶底部Ｍ１の側面が接続部材２０の
大円筒部Ａの側部Ａ１にナゲットＣ３を介して溶接・固
定された構造になっている。このように、接続部材２０
の円環状部Ｂ１1の底面Ｂ１2を、電池Ｎの正極端子Ｎ３
の上面ではなく、それよりも外径が大きい封口板Ｎ２が
支持するので、この部分に回転モーメントあるいは曲げ
応力が加えられても、それらの間に形成されたナゲット
Ｃ３に大きな回転モーメントあるいは応力が集中するこ
とがない。そのため、ナゲットＣ３の破断が防止され、
接続構造の機械的強度が確保される。また、それと同時
に、電池モジュールが放電する際に、電流が正極端子Ｎ
３を経由せずに円環状部Ｂ１1と封口板Ｎ２との間を直
接流れるため、接続構造の電気抵抗を低くすることがで
きる。
に位置する封口板Ｎ２の上に、接続部材２０の円環状部
Ｂ１1の底面Ｂ１2がナゲットＣ３を介して溶接・固定さ
れ、更に、電池Ｍの缶底部Ｍ１の側面が接続部材２０の
大円筒部Ａの側部Ａ１にナゲットＣ３を介して溶接・固
定された構造になっている。このように、接続部材２０
の円環状部Ｂ１1の底面Ｂ１2を、電池Ｎの正極端子Ｎ３
の上面ではなく、それよりも外径が大きい封口板Ｎ２が
支持するので、この部分に回転モーメントあるいは曲げ
応力が加えられても、それらの間に形成されたナゲット
Ｃ３に大きな回転モーメントあるいは応力が集中するこ
とがない。そのため、ナゲットＣ３の破断が防止され、
接続構造の機械的強度が確保される。また、それと同時
に、電池モジュールが放電する際に、電流が正極端子Ｎ
３を経由せずに円環状部Ｂ１1と封口板Ｎ２との間を直
接流れるため、接続構造の電気抵抗を低くすることがで
きる。
【００２３】なお、本発明の接続構造の場合、小孔Ｃ１
の径によって形成されるナゲットＣ３の外径を大きくす
ることができ、もって容易に溶接強度の向上を図ること
ができる。また、大円筒部Ａの底面と小円筒部Ｂに接続
されている円柱状電池の上面との間に、小円筒部Ｂの高
さに応じて形成される空間に、ポリカーボネートなどの
合成樹脂からなる絶縁リングを介在させると、それらが
接触して起こる短絡を防止することができる。
の径によって形成されるナゲットＣ３の外径を大きくす
ることができ、もって容易に溶接強度の向上を図ること
ができる。また、大円筒部Ａの底面と小円筒部Ｂに接続
されている円柱状電池の上面との間に、小円筒部Ｂの高
さに応じて形成される空間に、ポリカーボネートなどの
合成樹脂からなる絶縁リングを介在させると、それらが
接触して起こる短絡を防止することができる。
【００２４】（実施例）実施例として、円環状部の底面
と大円筒部の側部に、その縁に高さ略０．２ｍｍのバリ
部を有する直径４ｍｍの小孔が合計８個形成された接続
部材２０を用いて、６個の単１サイズの円柱状電池が、
本発明の接続構造にて接続された電池モジュール（Ｍ
６）を作製した。また、比較例として、小孔がバリ部を
有していない以外は接続部材２０と同様の構成である接
続部材を用いて実施例と同様にして電池モジュールを作
製した。そして、実施例と比較例の電池モジュールそれ
ぞれ３個について、その中間部をチャックを用い固定し
た上で、その一端部に電池の円周方向で回転トルクを加
え、モジュールが破壊されたときの回転トルクの平均値
を求めた（回転強度試験）。
と大円筒部の側部に、その縁に高さ略０．２ｍｍのバリ
部を有する直径４ｍｍの小孔が合計８個形成された接続
部材２０を用いて、６個の単１サイズの円柱状電池が、
本発明の接続構造にて接続された電池モジュール（Ｍ
６）を作製した。また、比較例として、小孔がバリ部を
有していない以外は接続部材２０と同様の構成である接
続部材を用いて実施例と同様にして電池モジュールを作
製した。そして、実施例と比較例の電池モジュールそれ
ぞれ３個について、その中間部をチャックを用い固定し
た上で、その一端部に電池の円周方向で回転トルクを加
え、モジュールが破壊されたときの回転トルクの平均値
を求めた（回転強度試験）。
【００２５】また、上記したと同じ実施例と比較例の電
池モジュールそれぞれ５個について、電池モジュールの
長手方向における引張り強度を測定してその平均値とば
らつき（標準偏差）を求めた。以上の結果を溶接条件と
ともに表１に示す。
池モジュールそれぞれ５個について、電池モジュールの
長手方向における引張り強度を測定してその平均値とば
らつき（標準偏差）を求めた。以上の結果を溶接条件と
ともに表１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】表１から明らかなように、実施例は比較例
よりも回転強度が高く、また電池モジュール（Ｍ６）の
規定トルク１．７６Ｎ・ｍを上回っており、機械強度が
充分確保されている。これは、溶接時にバリ部によりナ
ゲットの形成が効率的に進んだことにより、各溶接部の
強度が向上されたためと考えられる。また、引張り試験
結果では、実施例の方が比較例よりも引張り強度のばら
つきが抑制されていることがわかる。これは、バリ部に
より溶接電流の流れる断面積が溶接ごとに一定に保たれ
たためと考えられる。
よりも回転強度が高く、また電池モジュール（Ｍ６）の
規定トルク１．７６Ｎ・ｍを上回っており、機械強度が
充分確保されている。これは、溶接時にバリ部によりナ
ゲットの形成が効率的に進んだことにより、各溶接部の
強度が向上されたためと考えられる。また、引張り試験
結果では、実施例の方が比較例よりも引張り強度のばら
つきが抑制されていることがわかる。これは、バリ部に
より溶接電流の流れる断面積が溶接ごとに一定に保たれ
たためと考えられる。
【００２８】更に、上記した実施例の電池モジュール１
個について５０％深度（ＳＯＣ）まで１５Ｃにて充電し
てから１０秒後の出力電圧を測定したところ５．９２Ｖ
であった。図７に示した従来の電池間の接続構造の電池
モジュールにおける同一条件下での出力電圧が５．８０
Ｖであったことから、実施例の方が従来の場合よりも出
力電圧が大きくなっており、電池モジュールの高出力化
が達成されている。これは、円環状部の底面と封口板を
接続することにより、接続構造の電気抵抗が減少し、も
ってそこでの電力損失が抑制されたためと考えられる。
個について５０％深度（ＳＯＣ）まで１５Ｃにて充電し
てから１０秒後の出力電圧を測定したところ５．９２Ｖ
であった。図７に示した従来の電池間の接続構造の電池
モジュールにおける同一条件下での出力電圧が５．８０
Ｖであったことから、実施例の方が従来の場合よりも出
力電圧が大きくなっており、電池モジュールの高出力化
が達成されている。これは、円環状部の底面と封口板を
接続することにより、接続構造の電気抵抗が減少し、も
ってそこでの電力損失が抑制されたためと考えられる。
【００２９】
【発明の効果】本発明の電池間の接続部材及びそれを用
いた電池間の接続構造は次のような効果を奏する。 （１）円環状部と封口板が溶接・固定されるため、溶接
時にバリ部がナゲットを形成することと相俟って、得ら
れる接続構造の機械的強度が大きく、かつそのばらつき
が小さい。
いた電池間の接続構造は次のような効果を奏する。 （１）円環状部と封口板が溶接・固定されるため、溶接
時にバリ部がナゲットを形成することと相俟って、得ら
れる接続構造の機械的強度が大きく、かつそのばらつき
が小さい。
【００３０】（２）円環状部と封口板が溶接・固定され
るため、得られる接続構造の電気抵抗が低く、高出力の
電池モジュールを作製することができる。 （３）接続部材には位置決め用の貫通孔が形成されてい
るので、この接続部材を電池の上面に配置したときに自
動的に両者の相互位置関係は調節され、直ちに次の工程
である溶接作業に移行でき、組立作業は非常に簡便にな
り、かつ位置決め用の治具が不必要となる。
るため、得られる接続構造の電気抵抗が低く、高出力の
電池モジュールを作製することができる。 （３）接続部材には位置決め用の貫通孔が形成されてい
るので、この接続部材を電池の上面に配置したときに自
動的に両者の相互位置関係は調節され、直ちに次の工程
である溶接作業に移行でき、組立作業は非常に簡便にな
り、かつ位置決め用の治具が不必要となる。
【００３１】したがって、得られる接続構造の生産性が
向上し、かつ、コスト低減を実現することができる。
向上し、かつ、コスト低減を実現することができる。
【図１】本発明に係る電池間の接続部材の第１の実施形
態の斜視図である。
態の斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】本発明に係る電池間の接続部材の第２の実施形
態の斜視図である。
態の斜視図である。
【図４】本発明に係る電池間の接続部材の第２の実施形
態の変形例の斜視図である。
態の変形例の斜視図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】本発明に係る電池間の接続構造の一例を示す概
略断面図である。
略断面図である。
【図７】従来の電池間の接続構造の一例を示す概略断面
図である。
図である。
【図８】従来用いられている接続部材の一例を示す斜視
図である。
図である。
Ｍ，Ｎ 円柱状電池 Ｍ１ 缶底部 Ｎ２ 封口板 Ｎ３ 正極端子 １０，２０ 接続部材 Ａ 大円筒部 Ａ１ 大円筒部側部 Ａ１1 スリット Ｂ 小円筒部 Ｂ１ 小円筒部の底面 Ｂ１1 小円筒部の円環状部 Ｂ１2 小円筒部の円環状部の底面 Ｂ２ 小円筒部の貫通孔 Ｂ３ 小円筒部の膨出部 Ｃ１ 小孔 Ｃ２ バリ部 Ｃ３ ナゲット
Claims (5)
- 【請求項１】 複数の円柱状電池を直列に接続するため
の導電材料から成る電池間の接続部材であって、 前記円柱状電池の缶底部を収容する大円筒部と、その大
円筒部の下に位置し、前記円柱状電池の封口板と接触可
能な底面を有し、かつ中央には前記円柱状電池の正極端
子と略同寸の貫通孔が形成されている小円筒部とから成
り、 前記大円筒部の側部および前記小円筒部の底面には、そ
れぞれ、バリ部を有する複数個の小孔が形成されている
ことを特徴とする電池間の接続部材。 - 【請求項２】 前記小円筒部が、前記円柱状電池の封口
板と接触可能な底面を有する円環状部と、前記円環状部
の底面の内縁から上方に膨出する膨出部とから成り、前
記貫通孔が前記膨出部の上面中央に形成されている請求
項１の電池間の接続部材。 - 【請求項３】 前記バリ部の高さが０．２ｍｍ〜０．７
ｍｍである請求項１または２の電池間の接続部材。 - 【請求項４】 厚み３μｍ以下のニッケルめっきが施さ
れている請求項１〜３のいずれかの電池間の接続部材。 - 【請求項５】 複数の円柱状電池が、請求項１〜４のい
ずれかの電池間の接続部材を用いて直列に接続された電
池間の接続構造であって、前記小円筒部の底面と円柱状
電池の封口板の間、および前記大円筒部の側部と円柱状
電池の前記缶底部の間が、前記バリ部をナゲットとする
シリーズ式抵抗溶接法で溶接されていることを特徴とす
る電池間の接続構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001095283A JP4996792B2 (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 電池間の接続部材とそれを用いた電池モジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001095283A JP4996792B2 (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 電池間の接続部材とそれを用いた電池モジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002298822A true JP2002298822A (ja) | 2002-10-11 |
| JP4996792B2 JP4996792B2 (ja) | 2012-08-08 |
Family
ID=18949353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001095283A Expired - Lifetime JP4996792B2 (ja) | 2001-03-29 | 2001-03-29 | 電池間の接続部材とそれを用いた電池モジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4996792B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7459232B2 (en) | 2003-06-19 | 2008-12-02 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery having safety valve and method of manufacturing same |
| US8329331B2 (en) | 2007-11-12 | 2012-12-11 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Terminal connector assembly and battery module having the same |
| US8404380B2 (en) | 2007-01-25 | 2013-03-26 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Inter-connector between unit cells and serial cell |
| US8691414B2 (en) | 2007-11-12 | 2014-04-08 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery module having coolant passage and gas exhaust passage |
| US8835034B2 (en) | 2008-10-08 | 2014-09-16 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery and battery module |
| US9184425B2 (en) | 2009-01-13 | 2015-11-10 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60105166A (ja) * | 1983-11-10 | 1985-06-10 | Japan Storage Battery Co Ltd | アルカリ蓄電池 |
| JPH04368771A (ja) * | 1991-06-17 | 1992-12-21 | Sanyo Electric Co Ltd | アルカリ蓄電池用非焼結式電極の製造方法 |
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| JP2000251781A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-09-14 | Canon Inc | 画像表示装置 |
| JP2000268793A (ja) * | 1999-03-17 | 2000-09-29 | Toshiba Battery Co Ltd | 電池間の接続構造 |
| JP2000357502A (ja) * | 1999-06-15 | 2000-12-26 | Toshiba Battery Co Ltd | 電池の接続構造 |
| JP2001035473A (ja) * | 1999-07-15 | 2001-02-09 | Toshiba Battery Co Ltd | 電池の接続部材と車両 |
-
2001
- 2001-03-29 JP JP2001095283A patent/JP4996792B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
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| US9184425B2 (en) | 2009-01-13 | 2015-11-10 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery pack |
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| JP4996792B2 (ja) | 2012-08-08 |
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