JP2005267880A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アルミラミネートフィルム等のフレキシブルフィルム製の電池容器を用いた電池を複数個組み合わせた組電池に関するものである。 The present invention relates to an assembled battery in which a plurality of batteries using a battery container made of a flexible film such as an aluminum laminate film are combined.
扁平状の電池では、発電要素(電池エレメント)を収納するための電池外装体である電池容器にフレキシブルなアルミラミネートフィルムを用いることがある(例えば、特許文献1参照。)。このようにアルミラミネートフィルム製の電池容器を用いた非水電解質二次電池の従来の構成例を図2及び図3に示す。図2に示すように、この非水電解質二次電池1は、発電要素2を収納する電池容器3が2枚の方形のアルミラミネートフィルム31,32によって構成されている。
In a flat battery, a flexible aluminum laminate film may be used for a battery container that is a battery outer body for housing a power generation element (battery element) (see, for example, Patent Document 1). A conventional configuration example of a non-aqueous electrolyte secondary battery using a battery container made of an aluminum laminate film is shown in FIGS. As shown in FIG. 2, in the non-aqueous electrolyte
発電要素2は、この例では、帯状の正極2aと負極2bをセパレータ2cを介して巻回し、これを側面から押し潰して扁平状に成形したものであり、一方の端面からは正極2aの側端部に露出するアルミニウム(箔状又は薄板状)を突出させると共に、他方の端面からは負極2bの側端部に露出する銅(箔状又は薄板状)を突出させている。そして、この発電要素2の一方の端面に突出する正極2aのアルミニウムには、短冊状のアルミニウム(箔状又は板状)からなる正極リード片4を接続すると共に、他方の端面に突出する負極2bの銅には、短冊状の銅又はニッケル(箔状又は板状)からなる負極リード片5を接続している。
In this example, the power generating
電池容器3を構成するアルミラミネートフィルム31,32は、ナイロン樹脂等からなるベースフィルム層とアルミニウム箔からなる金属層とポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなるシーラント層をラミネート状に積層したフレキシブルフィルムである。そして、これら2枚のアルミラミネートフィルム31,32は、シーラント層を向かい合わせにして発電要素2を挟んで重ね合わせ、図3に示すように、周縁部を加熱加圧して熱溶着することにより、内部を密閉した電池容器3となる。また、発電要素2の両端面から突出する電極リード片4,5は、この電池容器3の周縁部で熱溶着されたアルミラミネートフィルム31,32の間を通して先端部が外部に突出する。なお、この例に示した非水電解質二次電池1では、電池容器3の内部が完全に密閉される前に電解液が注入され予備充電が行われる。
The
上記2枚のアルミラミネートフィルム31,32からなる電池容器3は、四方の周縁部を熱溶着することにより、これらのアルミラミネートフィルム31,32がシーラント層で重なり合って密着した接合部3a〜3dが形成されるので、これらの接合部3a〜3dが発電要素2の周囲にはみ出してスペースを占有することになる。そこで、この例に示した非水電解質二次電池1では、図3に示したように、電池容器3の四方の接合部3a〜3dにおける電極リード片4,5が突出していない接合部3c,3dを直角に折り曲げて、側方にはあまりはみ出さないようにしている。
The
上記非水電解質二次電池1は、図4に示すように、複数個(ここでは4個)を前後方向に重ねて並べ直列接続にして、組電池ケース6に収納し組電池として使用することがある。この組電池は、各非水電解質二次電池1における電池容器3の接合部3a,3bから突出する電極リード片4,5にそれぞれL字状の接続金具7を接続固定している。そして、正極リード片4は、接続金具7と共に前方に折り曲げると共に接合部3a側に折り返し、負極リード片5は、接続金具7と共に後方に折り曲げると共に接合部3b側に折り返すことにより、これらの電極リード片4,5や接続金具7が組電池の上下方向にはみ出さないようにしている。また、隣接する非水電解質二次電池1,1の接続金具7,7がL字状に曲がった部分で互いに重なり合っているものについて、これらの接続金具7,7同士を接続固定することにより、全ての非水電解質二次電池1を直列に接続している。
As shown in FIG. 4, the non-aqueous electrolyte
上記組電池は、前方の端に配置された非水電解質二次電池1の正極リード片4と、後方の端に配置された非水電解質二次電池1の負極リード片5の接続金具7,7から電流リード線8,8を引き出して、組電池ケース6に設けられた組電池端子6aに接続している。電流リード線8,8は、組電池端子6aを介して複数個の非水電解質二次電池1から外部に放電電流を流出させたり、外部から充電電流を流入させるためのものである。また、隣接する非水電解質二次電池1,1の間で接続固定された接続金具7,7からも、それぞれいずれかの接続金具7から電圧リード線9を引き出して、組電池端子6aに接続している。電圧リード線9は、電流リード線8と組み合わせて、任意の非水電解質二次電池1の正極リード片4と負極リード片5に接続される一対のリード線8,9を選択することにより、各非水電解質二次電池1のセル電圧を検出することができるようにしたものである。組電池端子6aは、これら電流リード線8や電圧リード線9を外部回路と接続するためのコネクタである。
The assembled battery includes a positive
ところが、従来の上記組電池は、リード線8,9を各非水電解質二次電池1の電池容器3における上下の接合部3a,3bのさらに上方と下方を通して組電池ケース6内の前方端部に引き出すことにより組電池端子6aに接続していた。このため、従来は、組電池ケース6の上下部にこれらのリード線8,9を通すためのスペースが必要となり、このために組電池が大きくなりすぎるという問題が生じていた。即ち、電池容器3にアルミラミネートフィルム31,32を用いる場合、少なくとも電極リード片4,5を外部に突出させる部分で、アルミラミネートフィルム31,32を重ね合わせて熱溶着することにより接合部3a,3bを形成せざるを得ないので、これらの接合部3a,3bが発電要素2の周囲にはみ出すことになり、スペースの無駄が生じ易い。例えば上記従来例では、電池容器3における電極リード片4,5が突出しない側方の接合部3c,3dは、直角に折り曲げることにより図4に示す左右方向に無駄にはみ出すことがないようにしている。また、特許文献1に記載の電池の場合は、アルミラミネートフィルムをまず筒状に形成することにより側方の無駄なはみ出しをなくしているが、少なくとも正負極の電極リード片が突出する方向の接合部は無駄なはみ出しが生じている。そして、従来は、リード線8,9をこれら接合部3a,3bより上方と下方に通していたために、これがスペースの無駄をさらに助長される結果となっていた。
However, in the conventional assembled battery, the
また、上記組電池は、接続金具7に半田付けしたリード線8,9を直ぐにほぼ直角に折り曲げて引き出す必要があった。しかしながら、半田付けしたリード線8,9の端部は、半田がのって曲がり難くなることが多く、折り曲げの際に接続金具7や電極リード片4,5に強い力が加わって大きな負担が加わったり、半田付け自体が剥がれるおそれがあるという問題も生じていた。
本発明は、リード線を電池容器の接合部に沿って引き出すことにより、これらのリード線を通すためのスペースが無駄になるという問題を解決しようとするものである。 The present invention is intended to solve the problem that the space for passing these lead wires is wasted by pulling out the lead wires along the joint portion of the battery container.
請求項1の発明は、フレキシブルフィルム製の電池容器を用いた扁平状の電池を複数個並べて接続した組電池において、電池の電極リード片と組電池端子との間を接続するリード線が、この電池の電池容器の周縁部におけるフレキシブルフィルムの接合部に沿って配されたことを特徴とする。
The invention of
請求項1の発明によれば、電極リード片に接続されたリード線が電池容器の接合部に沿って引き出されて組電池端子に接続されるので、この接合部に沿った間隙を利用してスペースの無駄なく配線することができ、組電池が大きくなりすぎるのを防ぐことができるようになる。即ち、フレキシブルフィルム製の電池容器は、発電要素を覆う部分では厚さが厚くなるが、周縁部の接合部ではフレキシブルフィルム同士が接合されて薄くなるため、複数個の電池を並べた場合に、この接合部では隣接する電池との間に隙間が生じることになる。従って、電池容器の周縁部におけるこの接合部の隙間にリード線を通せば、このリード線が周囲にはみ出すようなことがなくなる。また、電極リード片は、この接合部から突出するので、この電極リード片に直接又は接続具を介して間接的に接続したリード線を接合部に沿わせて配線すれば、このリード線を接続部の直ぐ近くで折り曲げるような必要がなくなり、この接続部に大きな負担を加えるのを防止することもできる。なお、リード線は、少なくともこの電極リード片から引き出された部分が接合部に沿っていればよく、組電池端子に接続する部分は、この組電池端子の構造により必ずしも接合部に完全に沿っている必要はない。例えば電池の電池容器が方形扁平状である場合、リード線は、少なくとも電極リード片が突出する電池容器の辺において接合部に沿っていればよい。 According to the first aspect of the present invention, since the lead wire connected to the electrode lead piece is drawn out along the joint portion of the battery container and connected to the assembled battery terminal, the gap along the joint portion is utilized. Wiring can be performed without wasting space, and the assembled battery can be prevented from becoming too large. That is, the battery container made of a flexible film is thicker at the portion covering the power generation element, but the flexible film is bonded and thinned at the joint portion at the peripheral portion, so when arranging a plurality of batteries, In this junction, a gap is formed between adjacent batteries. Therefore, if the lead wire is passed through the gap between the joints at the peripheral edge of the battery container, the lead wire will not protrude to the periphery. Also, since the electrode lead piece protrudes from the joint portion, if the lead wire connected to the electrode lead piece directly or indirectly through the connector is wired along the joint portion, the lead wire is connected. It is not necessary to bend it near the portion, and it is possible to prevent a large burden from being applied to the connecting portion. In addition, the lead wire should just have the part pulled out from this electrode lead piece along a junction part, and the part connected to an assembled battery terminal does not necessarily follow a junction part completely by the structure of this assembled battery terminal. There is no need to be. For example, when the battery container of a battery is a square flat shape, the lead wire should just follow the junction part in the edge | side of the battery container from which an electrode lead piece protrudes.
以下、本発明の最良の実施形態について図1を参照して説明する。なお、この図1においても、図2〜図4に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。 Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1 as well, the same reference numerals are given to constituent members having the same functions as those of the conventional example shown in FIGS.
本実施形態は、従来例と同様に、2枚のアルミラミネートフィルム31,32からなる電池容器3を用いた非水電解質二次電池1を複数個直列に接続した組電池について説明する。この組電池は、さらに複数個を組み合わせて電気自動車やハイブリット車等に用いるものである。このため、各非水電解質二次電池は、図示しない電池管理装置によって、充放電電流と共にセル電圧やセル温度等をモニタされ、最適な状態を保つように管理される。
In the present embodiment, an assembled battery in which a plurality of nonaqueous electrolyte
上記組電池は、図1に示すように、複数個(ここでは4個)の方形扁平状の非水電解質二次電池1を電池容器3の扁平面が重なり合うように前後方向に重ねて並べている。各非水電解質二次電池1の構成は、図2〜図4に示した従来例と全く同じであり、電池容器3の上下と左右の周縁部には、アルミラミネートフィルム31,32が重なり合って熱溶着された接合部3a〜3dが形成されている。そして、上下の接合部3a,3bからは、電極リード片4,5が突出し、左右の接合部3c,3dは、後方に直角に折り曲げられて左右方向にあまりはみ出さないようにしている。また、電極リード片4,5は、それぞれ接続金具7が抵抗溶接等により接続固定されると共に、前方又は後方に折り曲げて接合部3a,3b側に折り返されている。
As shown in FIG. 1, the assembled battery includes a plurality (four in this case) of rectangular flat nonaqueous electrolyte
上記前方の端に配置された非水電解質二次電池1の正極リード片4に接続固定された接続金具7には、正極側の電流リード線8の一方の端部の導体が半田付けされると共に、後方の端に配置された非水電解質二次電池1の負極リード片5に接続固定された接続金具7には、負極側の電流リード線8の一方の端部の導体が半田付けされている。また、隣接する2個の非水電解質二次電池1,1の電極リード片4,5に接続固定され、かつ、L字状に曲がった部分が互いに重なり合って抵抗溶接等により接続固定された接続金具7,7には、それぞれいずれか一方の接続金具7に電圧リード線9の一方の端部の導体が半田付けされている。しかも、これらのリード線8,9は、いずれも一方の端部の導体を左方向に向けた状態で、これらの端部をそれぞれ接続金具7に半田付けされるので、リード線8,9自体は、この接続金具7からほぼ真っ直ぐに右方向に引き出され、接合部3a,3bに沿って配線されることになる。
The conductor at one end of the
ここで、例えばリード線8,9が電池容器3における上方の周縁部の接合部3aに沿うとは、この接合部3aの上端辺よりも少し下方を左右方向に配線することを意味する。即ち、この接合部3aは、電池容器3が発電要素2を覆って膨らんだ部分よりも上方に形成されるものであり、この発電要素2から離反してはみ出す方向となる上方への幅方向の長さに比べて、発電要素2の上端面に沿う左右方向の長さの方が長いので、この長手方向に沿って配線することを意味する。また、これは電圧リード線9が下方の周縁部の接合部3bに沿う場合も、上下が逆になるだけで、同様に左右方向に配線することを意味する。そして、複数個の非水電解質二次電池1を重ねて並べると、電池容器3が発電要素2を覆って膨らんだ部分は密接するが、アルミラミネートフィルム31,32が密着した接合部3a,3bの部分では隣接する非水電解質二次電池1,1の間に隙間が生じるので、リード線8,9は、この隙間のスペースに配線されることになる。しかも、これらのリード線8,9は、接続金具7に半田付けされた一方の端部からほぼ真っ直ぐに右方向に引き出されるので、この半田付けされた端部付近を折り曲げて引き出す必要もなくなる。
Here, for example, that the
上記リード線8,9の他方の端部は、それぞれ組電池ケース6内の右方向の端部に引き出されて組電池端子6aに接続される。組電池端子6aは、これらリード線8,9がそれぞれ接続された接点を通じて、充放電電流を流すと共に、各非水電解質二次電池1のセル電圧を検出できるようにしたコネクタである。また、ここでは図示していないが、例えば組電池ケース6内の各非水電解質二次電池1の近傍に配置した温度検出素子からのリード線が接続された接点を設けて、各非水電解質二次電池1の温度を検出できるようにしてもよい。
The other end of each of the
上記構成によれば、各リード線8,9が非水電解質二次電池1の電池容器3の接合部3a,3bに沿って配線されるので、複数個の非水電解質二次電池1を並べたときに隣接する非水電解質二次電池1,1の間に生じる接合部3a,3bの隙間にこれらのリード線8,9が通ることになる。従って、リード線8,9を非水電解質二次電池1の並びの上下の外側に通す必要がなくなるので、スペースに無駄がなくなり、組電池が不必要に大きくなるのを防ぐことができる。しかも、本実施形態の場合には、リード線8,9が接続金具7に半田付けされた一方の端部からほぼ真っ直ぐに他方側に引き出されるので、これらのリード線8,9を半田付けの端部で無理に折り曲げる必要もなくなり、接続金具7や電極リード片4,5に大きな負担が加わったり、半田付けが剥がれるようなこともなくなる。
According to the above configuration, since the
なお、上記実施形態では、電極リード片4,5に接続金具7を接続固定して、この接続金具7を介して間接的にリード線8,9を引き出す場合を示したが、この接続金具7は必ずしも用いなくてもよいので、リード線8,9は、直接電極リード片4,5から引き出すようにしてもよい。接続金具7を用いない場合の非水電解質二次電池1間の接続は、リード線8,9とは別の電池間接続用線材を用いてもよく、接続杆や接続板等の他の接続部材を用いることもできる。
In the above embodiment, the connection fitting 7 is connected and fixed to the
また、上記実施形態では、リード線として電流リード線8と電圧リード線9を用いる場合を示したが、これらのいずれか一方のみをリード線として接合部3a,3bに沿わして配線することもできる。例えば、非水電解質二次電池1の充放電電流を流す導電材には杆状や板状のものを用い、各非水電解質二次電池1間からは、電圧リード線9のみを引き出すようにすることもできる。また、これらのリード線8,9に代えて、又は、これらのリード線8,9に加えて、上記の温度検出用のリード線や他のリード線を用いることもできる。さらに、これらのリード線は、電極リード片4,5が突出した接合部3a,3bだけでなく、側方の接合部3c,3dにも沿うように配線することもできる。図4に示した組電池では、各リード線8,9は、接合部3a,3bだけでなく、接合部3dにもほぼ沿うように配線されているが、特に両端の電流リード線8,8は、組電池端子6aに接続される他方の端部が接合部3dより右方向の外側を通って配線されている。しかしながら、この組電池では、接合部3c,3dを後方に折り曲げることにより、左右方向のはみ出しが少なくなっているので、電流リード線8,8がこれより多少外側を通ってもほとんど支障は生じない。しかも、接合部3c,3dは、電極リード片4,5が突出しないので、電流リード線8,8を配線する部分をさらに窪ませたり孔や切り欠きを設けることができ、これによって配線が全くはみ出さないようにすることもできる。さらに、組電池端子6aを前後方向に長いものにすれば、電流リード線8,8が接合部3aと接合部3dに沿って配線されたままこの組電池端子6aに接続されるようにすることもできる。
Moreover, although the case where the
また、上記実施形態では、2枚のアルミラミネートフィルム31,32を重ね合わせて電池容器3とする場合を示したが、このアルミラミネートフィルムの構成は任意であり、例えば1枚のアルミラミネートフィルムを二つ折りにして電池容器3を構成することもでき、このアルミラミネートフィルムに発電要素2を嵌め込むための凹部を予め形成するかどうかも任意である。さらに、上記実施形態では、電池ケースにアルミラミネートフィルムを用いる場合を示したが、アルミニウム箔に代えて他のバリア性を有する金属層を用いた金属・樹脂ラミネートフィルムを用いることもできる。さらに、十分な強度とバリア性を確保し確実な封止が可能なフレキシブルフィルムであれば材質は任意であり、例えば樹脂のみからなるラミネートフィルムではないフィルム材を用いることも可能である。さらに、このようなフレキシブルフィルムの重ね合わせ部分は、熱溶着に代えて、接着等の他の方法により接合することもできる。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the two
また、上記実施形態では、電極リード片4,5が短冊状のアルミニウムや銅又はニッケルからなる場合を示したが、これらの電極リード片4,5の形状や金属の種類は任意である。さらに、上記実施形態では、電池容器3の両端部の接合部3a,3bから電極リード片4,5が突出する場合を示したが、一方の端部の接合部のみから正負極の電極リード片が突出している場合でも同様に実施可能である。ここで、電極リード片とは、電池容器の内部で発電要素の電極に接続されると共に、外部との接続のために、一部がこの電池容器におけるフレキシブルフィルムの接合部から突出したリード材をいう。
Moreover, although the case where the
また、上記実施形態では、複数個の非水電解質二次電池1を直列に接続した組電池について説明したが、必ずしも非水電解質二次電池1を全て直列接続にする必要はなく、一部を並列接続したり、全部を並列接続することもでき、組電池端子6aやこれより外部の回路で直並列の接続を切り替えるようにすることもできる。さらに、上記実施形態では、複数個の非水電解質二次電池1を一列に並べた場合を示したが、このような複数個の非水電解質二次電池1の列を複数並べることもできる。さらに、上記実施形態では、各非水電解質二次電池1が単電池により構成される場合を示したが、フレキシブルフィルム製の電池容器を用いたものであれば、内部の電池の構造は任意であり、複数の単電池を組み合わせたものであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the assembled battery which connected the some nonaqueous electrolyte
また、上記実施形態では、複数個の非水電解質二次電池1を組電池ケース6に収納した組電池について説明したが、必ずしも箱状や容器状の組電池ケース6を用いる必要はなく、例えば枠体等で囲んだものであってもよい。さらに、上記実施形態では、コネクタ状の組電池端子6aを用いる場合を示したが、この組電池端子6aの構成も任意であり、例えば端子台上に正負極端子やセル電圧検出用の端子等が突出しているだけの組電池端子を用いることもできる。
Moreover, although the said embodiment demonstrated the assembled battery which accommodated the some nonaqueous electrolyte
また、上記実施形態では、扁平状に成形した巻回型の発電要素2を示したが、この発電要素2を扁平状にする方法は任意であり、最初から長円筒形や楕円形に巻回したものを用いてもよい。さらに、この発電要素2は、巻回型のものである必要もなく、積層型の発電要素を用いることもできる。さらに、上記実施形態では、非水電解質二次電池1を用いる場合を示したが、この電池の種類は任意であり、他の二次電池や一次電池を用いることもできる。
Moreover, in the said embodiment, although the winding-type electric
1 非水電解質二次電池
3 電池容器
3a 接合部
3b 接合部
31 アルミラミネートフィルム
32 アルミラミネートフィルム
4 正極リード片(電極リード片)
5 負極リード片(電極リード片)
6a 組電池端子
8 電流リード線(リード線)
9 電圧リード線(リード線)
DESCRIPTION OF
5 Negative lead piece (electrode lead piece)
6a
9 Voltage lead wire (lead wire)
Claims (1)
電池の電極リード片と組電池端子との間を接続するリード線が、この電池の電池容器の周縁部におけるフレキシブルフィルムの接合部に沿って配されたことを特徴とする組電池。 In an assembled battery in which a plurality of flat batteries using a battery container made of a flexible film are arranged and connected,
An assembled battery, wherein a lead wire connecting between an electrode lead piece of a battery and an assembled battery terminal is arranged along a joint portion of a flexible film at a peripheral edge portion of the battery container of the battery.
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