JP2007323952A

JP2007323952A - 組電池

Info

Publication number: JP2007323952A
Application number: JP2006152820A
Authority: JP
Inventors: Wataru Okada; 渉岡田; Kazunobu Yokoya; 和展横谷; Junya Yano; 準也矢野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2026-05-31
Also published as: JP5078282B2

Abstract

【課題】多数の金属ラインを安定して確実に、しかも低抵抗な状態で素電池の金属端子に電気接続する。
【解決手段】組電池は、隣接する複数の素電池１の金属端子２に金属ライン３を接続して、金属ライン３でもって素電池１を直列又は並列に接続している。さらに、組電池は、金属ライン３を素電池１の金属端子２に超音波溶接して連結している。
【効果】金属ラインと金属端子を低抵抗な状態で接続できると共に、接合部分が長期間にわたって低抵抗な状態に保持される。超音波溶接は、金属ラインと金属端子が異種金属であっても安定して接合できる。
【選択図】図１

Description

本発明は複数の電池を金属ラインで連結している組電池に関し、とくに車両に搭載されて車両を走行させるモータを駆動する車両用に最適な組電池に関する。

車両用の組電池は、多数の素電池を直列に接続して出力電圧を高くしている。車両を走行させるモータに大電力を供給するためである。多数の素電池を直列に接続する組電池は、金属ラインと素電池を小さい接触抵抗で連結することが大切である。このことを実現する組電池として、金属ラインの両端を素電池の金属端子にネジ止めする構造が開発されている。（特許文献１参照）
特開２００３−２２９１０６号公報

特許文献１に記載される組電池は、金属ラインの両端を素電池の金属端子にネジ止めして連結するので、製造に手間がかかる欠点がある。また、ネジの締め付けトルクが変化すると、金属ラインと金属端子との押圧力が変化して、接触抵抗が変化する欠点もある。金属ラインと電気抵抗の接触抵抗が大きくなると、この部分での電力損失が大きくなると共に、発熱も大きくなって電池が加熱される欠点もある。

金属ラインを金属板として、これをスポット溶接して素電池の金属端子に接続することもできる。この構造の組電池は、金属ラインを金属端子に確実に連結できる。しかしながら、この構造は、振動などの衝撃で金属ラインが金属端子から外れることがある。とくに、金属ラインと金属端子が異なる金属であると、確実に安定して接続できない。素電池の金属端子は、電池の種類により特定され、金属ラインは電気抵抗や強度から特定されるので、金属ラインと金属端子とは必ずしも同じ金属にはならない。このため、スポット溶接は必ずしも金属ラインを金属端子に確実に安定して接続できない欠点がある。

さらに、スポット溶接は、金属ラインと金属端子を加熱、溶融して連結するので、金属端子が加熱される弊害がある。素電池の金属端子は、外装缶内の電極に連結され、金属端子が加熱されると、この熱が電極に伝導される。電極は高温に加熱されると劣化するので、スポット溶接は電極の熱劣化を防止する条件、言い換えると電流を制限して溶接する必要がある。このことは、金属ラインと金属端子にスポット溶接する条件を制限して、金属ラインと金属端子を理想的な状態で接続できなくする。このことは、たとえば、スポット溶接の接続面積を制限する。スポット溶接は、互いに接触する金属をスポットの局部で溶融させて接続することから、接続面積を大きくすると、面積に比例して電流を増加する必要があり、またこれによって金属端子の発熱が急激に増加して、熱による素電池の弊害が発生する。このため、スポット溶接は連結面積が制限され、大電流で充放電するときには、電流がスポット溶接された局部に集束して流れて電流密度が大きくなる。したがって、大電流で充放電すると温度が上昇することがある。

本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、多数の金属ラインを安定して確実に、しかも低抵抗な状態で素電池の金属端子に電気接続できる組電池を提供することにある。

本発明の組電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
組電池は、隣接する複数の素電池１の金属端子２に金属ライン３を接続して、金属ライン３でもって素電池１を直列又は並列に接続している。さらに、組電池は、金属ライン３を素電池１の金属端子２に超音波溶接して連結している。

本発明の請求項２の組電池は、正極端子２Ａと負極端子２Ｂからなる一対の金属端子２を、銅の金属端子とアルミニウムの金属端子としており、この金属端子２に銅又は銅合金の金属ライン３を超音波溶接して連結している。

本発明の請求項３の組電池は、素電池１が、外装缶１Ｂの電極面１Ａに金属板からなる金属端子２を設けており、金属板の金属端子２を電極面１Ａの表面に平行な姿勢で固定して、この金属板の金属端子２の表面に積層して金属ライン３を超音波溶接して連結している。

本発明の請求項４の組電池は、素電池１を角型電池としている。角型電池の素電池１は、電極面１Ａを同一平面に位置させる姿勢で積層しており、電極面１Ａの金属端子２を金属ライン３で連結している。

本発明の請求項５の組電池は、素電池１の金属端子２が、電極面１Ａから垂直に突出する垂直壁１０を有し、この垂直壁１０に金属ライン３を超音波溶接して連結している。

本発明の請求項６の組電池は、金属端子２の垂直壁１０が素電池１の積層面と平行な姿勢で電極面１Ａから突出しており、この垂直壁１０に、両端に折曲片のあるコ字状の金属ライン３の折曲片を超音波溶接して接続している。

本発明の請求項７の組電池は、金属ライン３が、弾性変形片１２の両端に折曲片１１を連結している。

本発明の請求項８の組電池は、金属ライン３を連結してなる垂直壁１０を、水平姿勢にＵ曲している。

本発明の請求項９の組電池は、金属端子２が所定の厚さの金属ブロック１６で、この金属ブロック１６の上面に金属ライン３を超音波溶接して接続している。さらに、本発明の請求項１０の組電池は、金属端子２の金属ブロック１６が、両側に係止溝１７を有し、あるいは係止孔を有している。

本発明の請求項１１の組電池は、金属端子２が、素電池１の電極面１Ａに設けた電極部２Ｘと、この電極部２Ｘに溶接して固定される接続部２Ｙとからなり、この接続部２Ｙに金属ライン３を超音波溶接して連結している。

本発明の請求項１２の組電池は、金属端子２が、素電池１の電極面１Ａに設けた電極部２Ｘと、この電極部２Ｘに溶接して固定される接続部２Ｙとからなり、金属ライン３で接続される一対の金属端子２の一方の金属端子２の接続部２Ｙと金属ライン３を一体構造としている。

さらに、本発明の請求項１３の組電池は、電極部２Ｘと接続部２Ｙとを嵌着構造で連結している。さらにまた、本発明の請求項１４の組電池は、溶接して互いに連結される電極部２Ｘと接続部２Ｙを同種の金属としている。

本発明の組電池は、多数の金属ラインを安定して確実に、しかも低抵抗な状態で素電池の金属端子に電気接続できる。それは、本発明の組電池が、金属ラインを素電池の金属端子に超音波溶接しているからである。金属ラインと金属端子の超音波接合は、超音波振動によって金属接合面の酸化膜や異物が除去されて綺麗にクリーニングされた状態で接合される。このため、安定して確実に金属ラインを金属端子に接合できる。とくに、超音波溶接は、金属ラインと金属端子が異種金属であっても安定して接合でき、また金属ラインと金属端子を低抵抗な状態で接続できると共に、接合部分が長期間にわたって低抵抗な状態に保持される特徴がある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための組電池を例示するものであって、本発明は組電池を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１と図２に示す組電池は、隣接する複数の素電池１の金属端子２を金属ライン３で接続している。図の組電池は、隣接する素電池１を金属ライン３で直列に接続している。この組電池は、直列に接続する素電池１の個数を多くして出力電圧を高くできる。車両用に使用される組電池は、素電池１を直列に接続する個数を、たとえば出力電圧が１００Ｖ〜３００Ｖとなる個数とする。図の組電池は、全ての素電池１を直列に接続しているが、本発明の組電池は、素電池を並列と直列に接続することもできる。

図の組電池は、素電池１を、リチウムイオン二次電池の角型電池とする。素電池１は、四角形の外装缶１Ｂの上面である電極面１Ａに、正極端子２Ａと負極端子２Ｂからなる一対の金属端子２を設けている。金属端子２は、素電池１の上面の両端部に固定される。金属端子２は金属板で、電極面１Ａに平行に固定している。正極端子２Ａと負極端子２Ｂは異なる金属からなる金属板で、正極端子２Ａをアルミニウム板、負極端子２Ｂを銅板としている。異種金属の金属端子２は、スポット溶接によっては、金属ライン３を安定して確実に連結できない。たとえば、銅板の負極端子に銅板の金属ラインを安定して溶接できるが、この金属ラインをアルミニウム板の金属端子には安定に溶接できない。素電池の金属端子は、電池により最適な金属板が選択される。たとえば、リチウムイオン二次電池は、正極端子の最適な金属をアルミニウム板とし、負極端子の最適な金属を銅板とする。本発明の組電池は、金属ラインをスポット溶接によって金属端子に連結しない。したがって、本発明の組電池は、異種金属の金属端子にも安定して金属ラインを接続できる。

図１と図２の組電池は、金属端子２と金属ライン３を嵌着構造で連結している。この組電池は、金属ライン３と金属端子２を定位置に正確に連結できる。この図の組電池は、嵌着構造を、金属端子２に設けた凸部２ａと、金属ライン３にあって、この凸部２ａを案内する貫通孔３ａとで構成する。この金属ライン３は、貫通孔３ａに凸部２ａを入れて、金属端子２の定位置に配置される。金属ライン３を金属端子２の定位置に配置する状態で、金属ライン３が金属端子２に押し付けられて、超音波溶接される。

素電池１は、金属端子２を設けている電極面１Ａを上面とし、かつ電極面１Ａが同一面となるように積層している。この姿勢で素電池１を積層する組電池は、金属ライン３で接続される一対の金属端子２を互いに接近して配置する。素電池１は、隣接する金属端子２を金属ライン３で連結して直列に接続される。金属ライン３がこの状態で接続するように、素電池１は、正極端子２Ａと負極端子２Ｂが交互に逆向きとなる姿勢で積層される。積層された複数の素電池１は、図示しないが、ケースやフレームなどで積層状態に固定される。

金属ライン３は可撓性のある金属板３Ａである。たとえば、金属ライン３は、表面をメッキした銅や銅合金等の銅板が使用される。銅板の金属ライン３は、電気抵抗が小さく、金属端子２に小さい接触抵抗で安定して接続される。ただ、組電池は、金属ラインの材質を銅や銅合金には限定しない。金属ラインには、ニッケルや鉄合金等も使用でき、また異種金属を積層しているクラッド材も使用できる。

図１と図２の金属ライン３は、一枚の金属板３Ａを所定の幅と長さに加工し、さらに、金属端子２に設けた凸部４を入れる貫通孔５を開口している。さらに、図１と図２の金属ライン３は、各々の素電池１の電圧を検出する電圧検出ライン４を接続している。電圧検出ライン４は、リード線５の先端に接続端子６をハンダ付けして連結している。接続端子６は、ハンダ付け又は超音波溶接して金属ライン３に連結される。接続端子６と金属ライン３は、嵌着構造で定位置に連結される。この嵌着構造は、金属ライン３に設けた凸部３ｂと、この凸部３ｂを入れる接続端子６の貫通孔６ｂで構成される。この接続端子６は、貫通孔６ｂに凸部３ｂを入れて金属ライン３の定位置に連結される。

さらに、図１の組電池は、素電池１の間にスペーサー７を挟着して、このスペーサー７に設けたガイドフック８で、電圧検出ライン４を定位置に保持している。スペーサー７はプラスチック等の絶縁材で、ガイドフック８を一体的に成形して設けている。この組電池は、スペーサー７を、電圧検出ライン４を定位置に保持する部材に併用できる。電圧検出ライン４は、各々の素電池１の電圧を検出して、組電池の充放電をコントロールする回路（図示せず）に接続される。

この組電池は、以下の工程で製作される。
（１）電圧検出ライン４の接続端子６が金属ライン３に接続される。接続端子６は、超音波溶接して、あるいはハンダ付けして金属ライン３に接続される。この電圧検出ライン４は、素電池１の電圧を検出するもので、電流がほとんど流れないので、ハンダ付けして連結することもできる。
（２）素電池１をスペーサー７を介して積層し、フレームやケースで積層状態に固定する。
（３）金属ライン３の金属板３Ａを、金属端子２の上に積層し、金属ライン３の金属板３Ａを金属端子２に押圧する状態で、金属ライン３の金属板３Ａを超音波振動させて、金属端子２に超音波溶接する。超音波溶接は、金属ライン３の金属板３Ａを超音波振動子で金属端子２に押圧し、押圧状態で金属ライン３の金属板３Ａを超音波振動させて、金属端子２に接続する。このとき、超音波振動子が金属ライン３の金属板３Ａを押圧する圧力を、たとえば５００Ｎ、超音波振動子の振動周波数を約２０ｋＨｚ、出力を６００Ｗとする。ただし、押圧力や超音波振動の周波数や出力は、金属板３Ａの厚さや材質により最適値に設定される。押圧力は、たとえば１００〜１０００Ｎ、超音波振動の周波数は１５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚ、出力は５００Ｗ〜３ＫＷとすることができる。

超音波溶接は、スポット溶接のように金属ラインを加熱、溶融して金属端子に溶接するのではない。超音波溶接は、接合される金属に静圧を加えた状態で超音波振動させる。この状態で金属の接合面が摩擦され、塑性流動が発生して固相状態で結合される。この状態で結合される金属ライン３と金属端子２は、発熱が少なく、熱による素電池１への弊害を有効に阻止できる。

（４）各々の素電池１の金属端子２に金属ライン３を超音波溶接した後、電圧検出ライン４のリード線５をスペーサー７のガイドフック８に入れて定位置に配置する。

図１と図２の組電池は、金属ライン３を金属板３Ａとするが、金属ライン３は、図３と図４に示すように複数の線材を束ねたリード線３Ｂとすることもできる。この組電池は、リード線３Ｂを所定の長さに切断し、その両端を素電池１の金属端子２に接続する。リード線３Ｂの金属ライン３は、図の鎖線で示すように超音波振動子２０で金属端子２に押圧され、この状態で超音波振動された金属端子２に溶接される。

以下の実施例の組電池は、素電池１の金属端子２と金属ライン３の形状以外の構造を図１と図２の組電池と同じとする。図５と図６の素電池１は、金属端子２に、電極面１Ａから垂直に突出する垂直壁１０を設けている。この垂直壁１０に、金属ライン３を超音波溶接して連結している。金属端子２の垂直壁１０は、素電池１の積層面と平行な姿勢で電極面１Ａから突出する。金属ライン３は、両端に折曲片１１のあるコ字状としている。金属ライン３は、折曲片１１を超音波溶接して金属端子２の垂直壁１０に接続している。

図６は、金属ライン３の折曲片１１を金属端子２の垂直壁１０に超音波溶接する状態を示す。この図に示すように、折曲片１１と垂直壁１０とを積層し、積層された二枚の金属板を超音波振動子２０で押圧する。積層部は、超音波振動子２０とベース台２１とで挟着して押圧し、超音波振動子２０を超音波振動させて超音波溶接する。

コ字状の金属ライン３は、図７と図８に示すように、弾性変形片１２の両端に折曲片１１を連結する形状とすることができる。この金属ライン３は、弾性変形片１２の中間を凸部ができるように湾曲して、弾性変形しやすくしている。この金属ライン３を接続する図８の組電池は、隣接する素電池１が相対的に移動しても、金属ライン３をしっかりと金属端子２に接続できる特徴がある。それは、弾性変形片１２が変形して、素電池１のずれを吸収するからである。

さらに、組電池は、図９や図１０に示すように、コ状の金属ライン３の中間部分を、垂直壁１０の上縁に位置するように配置して、両端の折曲片１１を垂直壁１０に接続することもできる。とくに、図１０に示す組電池は、金属ライン３を、弾性変形片１２の両端に折曲片１１を設けてなる形状として、弾性変形片１２が垂直壁１０の上縁に位置するように金属ライン３を接続している。この組電池も、隣接する素電池１が相対的に移動しても、金属ライン３をしっかりと金属端子２に接続できる特徴がある。

さらに、組電池は、図１１に示すように、素電池１に設けている金属端子２の垂直壁１０の方向を、積層面に交差する方向とすることができる。この組電池は、図１２と図１３に示すように、垂直壁１０と金属ライン３を積層し、これをベース台２１と超音波振動子２０で挟着して押圧し、この状態で超音波振動子２０を超音波振動させて接合する。この組電池は、平板状の金属ライン３の両端を超音波溶接して接続できる。この組電池は、金属ライン３の形状を簡単にできる。

さらに、図１４の組電池は、図１１に示すように、金属ライン３の接合された金属端子２の垂直壁１０を水平姿勢にＵ曲している。この組電池は、垂直壁１０の突出高さを低くして、全高を低くできる。

さらに、図１５と図１６に示す組電池は、図１１と図１４に示す平板状の金属ライン３の中間をＵ曲して弾性変形部１３とし、この部分を弾性変形できる構造としている。この構造の組電池も、素電池１の相対的なずれを弾性変形できる中間で吸収する。このため、素電池１がずれても、金属ライン３を外れないようにしっかりと連結できる。

さらに、図１７の組電池は、金属端子２をコ字状として、上面１４に平板状の金属ライン３の両端を超音波溶接して連結している。この組電池は、図１８と図１９に示すように、金属端子２と金属ライン３をベース台２１と超音波振動子２０で挟着して押圧し、この状態で超音波振動子２０を超音波振動して、金属ライン３を金属端子２に接合する。

以上の組電池は、図２０に示すように、金属ライン３の中間をＵ曲して弾性変形部１３を設けることができる。この組電池も、素電池１の相対的なずれを弾性変形部１３で吸収する。このため、素電池１がずれても金属ライン３をしっかりと安定して金属端子２に連結できる。

コ字状の金属端子２は、図２１と図２２に示すように、垂直部１５が素電池１の積層面と平行な姿勢として、素電池１に設けることができる。この組電池は、金属端子２の上面１４に金属ライン３を超音波溶接している。

さらに、図２３と図２４の組電池は、素電池１の金属端子２を、所定の厚さの金属ブロック１６とする。この金属ブロック１６の上面に金属ライン３を超音波溶接して接続している。図の金属端子２である金属ブロック１６は、両側に係止溝１７を設けている。この組電池は、図２５と図２６に示すように、ベース台２１に、係止溝１７に挿入する支持ロッド２２を設け、この支持ロッド２２を係止溝１７に入れて支持する。ベース台２１で金属端子２を支持し、金属ライン３の上面を超音波振動子２０で押圧し、押圧状態で超音波振動して超音波溶接する。

金属ブロックの金属端子は、係止溝に代わって係止孔を設ける構造にできる。この金属端子は、係止孔にベース台の支持ロッドを挿入して、ベース台で支持し、この状態で、超音波振動子で金属ラインを超音波振動して接合できる。

さらに、図２７ないし図３０に示す組電池は、金属端子２を、素電池１の電極面１Ａに設けた電極部２Ｘと、この電極部２Ｘに溶接して固定される接続部２Ｙとで構成している。この組電池は、接続部２Ｙに金属ライン３を超音波溶着して固定すると共に、金属ライン３が固定された接続部２Ｙを電極部２Ｘにスポット溶接やレーザー溶接等の溶接によって固定して、隣接する素電池１の金属端子２を金属ライン３で連結している。

図の金属端子２は、電極部２Ｘと接続部２Ｙとを嵌着構造で連結している。図の金属端子２は、この嵌着構造を、電極部２Ｘに設けた嵌着凹部１８と、接続部２Ｙの下面であって、嵌着凹部１８に嵌入される固定部１９とで構成している。電極部２Ｘは、接続部２Ｙを位置決めしながら連結できるように、周囲に周壁を有する形状として、周壁の内側に接続部２Ｙの固定部１９を嵌入する嵌着凹部１８を設けている。図の電極部２Ｘは、金属板をプレス成形したもので、素電池１の上面である電極面１Ａの両端部に設けている。

接続部２Ｙは、電極部２Ｘに固定される固定部１９と、この固定部１９から突出する垂直壁１０を備える。固定部１９の外形は、嵌着凹部１８の内形にほぼ等しく、あるいはやや小さくしている。この接続部２Ｙは、固定部１９を嵌着凹部１８に入れて、電極部２Ｘの定位置に配置される。さらに、接続部２Ｙは、電極部２Ｘの定位置に配置する状態で、スポット溶接またはレーザー溶接等の溶接によって電極部２Ｘに固定される。

以上の嵌着構造は、接続部２Ｙと電極部２Ｘを定位置に正確に連結できる。したがって、超音波溶着によって金属ライン３が固定された接続部２Ｙを電極部２Ｘに正確に配置して、いいかえると、電極部２Ｘに連結される接続部２Ｙを介して、金属ライン３を隣接する素電池１の定位置に配置しながら連結できる。ただ、電極部と接続部は、必ずしも嵌着構造で連結する必要はない。金属端子は、たとえば、電極部を平らな金属板として、多少の位置ずれを許容しながら接続部を固定することもできる。

図２７と図２８に示す接続部２Ｙは、固定部１９と垂直壁１０とをＬ字状に連結している。この接続部２Ｙは、図２８に示すように、金属ライン３の両端部に垂直壁１０が超音波溶着して連結される。金属ライン３に連結される接続部２Ｙは、垂直壁１０の方向が、素電池１の積層面に対して交差する方向となるように配置されて電極部２Ｘに連結される。図の金属ライン３は、平板状の金属板の中間を湾曲して弾性変形部１３とし、両端部に一対の金属端子２の接続部２Ｙを超音波溶着して連結している。この構造の金属ラインは、素電池１の相対的なずれを、弾性変形できる中間部で吸収する。このため、素電池１がずれても、金属ライン３を外れないようにしっかりと連結できる。さらに、この組電池は、図１６に示す組電池と同様に、金属ラインの接合された接続部を水平姿勢にＵ曲して、全高を低くすることもできる。

さらに、図に示す組電池は、金属端子２の正極端子２Ａと負極端子２Ｂを異なる金属材で製作している。図の金属端子２は、正極端子２Ａを構成する電極部２Ｘと接続部２Ｙをアルミニウムで製作し、負極端子２Ｂを構成する電極部２Ｘと接続部２Ｙを銅で製作している。異種金属同士は、スポット溶接やレーザー溶接等の溶接では、安定して確実に連結できないが、本発明の組電池は、金属端子２と金属ライン３を超音波溶着で接合するので、異種金属で製作される接続部２Ｙであっても、安定して金属ライン３を接続できる。さらに、この金属端子２は、各々の正極端子２Ａと負極端子２Ｂを構成する電極部２Ｘと接続部２Ｙを同種の金属で製作するので、スポット溶接やレーザー溶接等の溶接によって安定して確実に接合できる。すなわち、溶接して互いに連結される電極部２Ｘと接続部２Ｙとを同種の金属として、安定して接続できる。

図２９と図３０に示す接続部２Ｙは、固定部１９と垂直壁１０とをＴ字状に連結している。この接続部２Ｙは、図３０に示すように、コ字状に折曲された金属ライン３の折曲片１１に垂直壁１０が超音波溶着して連結される。金属ライン３に連結される接続部２Ｙは、垂直壁１０の方向が、素電池１の積層面に対して平行な方向となるように配置されて電極部２Ｘに連結される。さらに、図２９と図３０に示す組電池は、金属ライン３で接続される一対の金属端子２の一方の金属端子２の接続部２Ｙと金属ライン３を一体構造としている。図に示す金属ライン３は、負極端子２Ｂの接続部２Ｙと一体構造としており、この接続部２Ｙの垂直壁１０を、正極端子２Ａの接続部２Ｙに連結される折曲片１１と平行な姿勢としている。このように、接続部２Ｙと一体構造に製作される金属ライン３は、一方の端部にのみ接続部２Ｙを超音波溶着で連結するので、超音波溶着による連結箇所を半分にできる特長がある。

さらに、図２９と図３０の組電池も、正極端子２Ａと負極端子２Ｂを異なる金属材で製作している。したがって、接続部２Ｙと一体構造に製作される金属ライン３は、負極端子２Ｂと同種の金属で製作される。この組電池は、金属ライン３と正極端子２Ａが異種金属となるが、超音波溶着で接合するので安定して接続できる。さらに、各々の正極端子２Ａと負極端子２Ｂを構成する電極部２Ｘと接続部２Ｙは、同種の金属で製作されるので、スポット溶接やレーザー溶接等の溶接によって安定して確実に接合できる。

図２７ないし図３０の組電池は、以下の工程で製作される。
（１）複数の素電池１を積層し、フレームやケースで積層状態に固定する。
（２）金属ライン３の端部を、接続部２Ｙの垂直壁１０に積層し、金属ライン３を接続部２Ｙの垂直壁１０に押圧する状態で、金属ライン３を超音波振動させて、接続部２Ｙに超音波溶接する。図２７と図２８に示す組電池は、金属ライン３の両端部に、正極端子２Ａと負極端子２Ｂからなる一対の金属端子２の接続部２Ｙを超音波溶着して固定する。図２９と図３０に示す組電池は、金属ライン３で接続される一対の金属端子２のうち、一方の金属端子２、図においては負極端子２Ｂの接続部２Ｙと金属ライン３を一体構造としているので、他方の金属端子２である正極端子２Ａの接続部２Ｙにのみ折曲片１１を超音波溶着して連結する。
（４）金属ライン３に連結された一対の接続部２Ｙを、互いに積層された素電池１の電極部２Ｘに連結する。金属ライン３は、接続部２Ｙの固定部１９が電極部２Ｘの嵌着凹部１８に嵌入されて定位置に配置される。さらに、金属ライン３に固定された接続部２Ｙを電極部２Ｘにスポット溶接やレーザー溶接等の溶接によって固定して、隣接する素電池１の金属端子２を金属ライン３で連結する。

本発明の一実施例にかかる組電池の斜視図である。図１に示す組電池の金属端子と金属ラインの連結構造を示す分解斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。図３に示す組電池の金属端子に金属ラインを超音波溶着する状態を示す側面図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。図５に示す組電池の金属端子に金属ラインを超音波溶着する状態を示す斜視図である。金属ラインの他の一例を示す斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。図１１に示す組電池の金属端子に金属ラインを超音波溶着する状態を示す斜視図である。図１１に示す組電池の金属端子に金属ラインを超音波溶着する状態を示す正面図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。図１７に示す組電池の金属端子に金属ラインを超音波溶着する状態を示す斜視図である。図１７に示す組電池の金属端子に金属ラインを超音波溶着する状態を示す正面図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。図２４に示す組電池の金属端子に金属ラインを超音波溶着する状態を示す斜視図である。図２４に示す組電池の金属端子に金属ラインを超音波溶着する状態を示す正面図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。図２７に示す組電池の金属ラインと金属端子の連結構造を示す分解斜視図である。本発明の他の実施例にかかる組電池の斜視図である。図２９に示す組電池の金属ラインと金属端子の連結構造を示す分解斜視図である。

符号の説明

１…素電池１Ａ…電極面
１Ｂ…外装缶
２…金属端子２Ａ…正極端子
２Ｂ…負極端子
２ａ…凸部
２Ｘ…電極部
２Ｙ…接続部
３…金属ライン３Ａ…金属板
３Ｂ…リード板
３ａ…貫通孔
３ｂ…凸部
４…電圧検出ライン
５…リード線
６…接続端子６ｂ…貫通孔
７…スペーサー
８…ガイドフック
１０…垂直壁
１１…折曲片
１２…弾性変形片
１３…弾性変形部
１４…上面
１５…垂直部
１６…金属ブロック
１７…係止溝
１８…嵌着凹部
１９…固定部
２０…超音波振動子
２１…ベース台
２２…支持ロッド

Claims

隣接する複数の素電池(1)の金属端子(2)に金属ライン(3)を接続して、金属ライン(3)でもって素電池(1)を直列又は並列に接続している組電池であって、金属ライン(3)を素電池(1)の金属端子(2)に超音波溶接して連結してなる組電池。
正極端子(2A)と負極端子(2B)からなる一対の金属端子(2)が、銅の金属端子とアルミニウムの金属端子からなり、この金属端子(2)に銅又は銅合金の金属ライン(3)を超音波溶接して連結している請求項１に記載される組電池。
素電池(1)が、外装缶(1B)の電極面(1A)に金属板からなる金属端子(2)を設けており、金属板の金属端子(2)を電極面(1A)の表面に平行な姿勢で固定しており、この金属板の金属端子(2)の表面に積層して金属ライン(3)を超音波溶接して連結している請求項１に記載される組電池。
素電池(1)が角型電池で、角型電池の素電池(1)は、電極面(1A)を同一平面に位置させる姿勢で積層されて、電極面(1A)の金属端子(2)を金属ライン(3)で連結している請求項１に記載される組電池。
素電池(1)の金属端子(2)が、電極面(1A)から垂直に突出する垂直壁(10)を有し、この垂直壁(10)に金属ライン(3)を超音波溶接して連結している請求項１に記載される組電池。
金属端子(2)の垂直壁(10)が素電池(1)の積層面と平行な姿勢で電極面(1A)から突出しており、この垂直壁(10)に、両端に折曲片(11)のあるコ字状の金属ライン(3)の折曲片(11)を超音波溶接して接続している請求項５に記載される組電池。
金属ライン(3)が、弾性変形片(12)の両端に折曲片(11)を連結している請求項６に記載される組電池。
金属ライン(3)を連結してなる垂直壁(10)が、水平姿勢にＵ曲されてなる請求項５に記載される組電池。
金属端子(2)が所定の厚さの金属ブロック(16)で、この金属ブロック(16)の上面に金属ライン(3)を超音波溶接して接続している請求項１に記載される組電池。
金属端子(2)の金属ブロック(16)が、両側に係止溝(17)を有し、あるいは係止孔を有する請求項９に記載される組電池。
金属端子(2)が、素電池(1)の電極面(1A)に設けた電極部(2X)と、この電極部(2X)に溶接して固定される接続部(2Y)とからなり、この接続部(2Y)に金属ライン(3)を超音波溶接して連結している請求項１に記載される組電池。
金属端子(2)が、素電池(1)の電極面(1A)に設けた電極部(2X)と、この電極部(2X)に溶接して固定される接続部(2Y)とからなり、金属ライン(3)で接続される一対の金属端子(2)の一方の金属端子(2)の接続部(2Y)と金属ライン(3)を一体構造としている請求項１に記載される組電池。
電極部(2X)と接続部(2Y)とを嵌着構造で連結している請求項１１または１２に記載される組電池。
溶接して互いに連結される電極部(2X)と接続部(2Y)を同種の金属としている請求項１１または１２に記載される組電池。