JP2009266614A

JP2009266614A - 組電池

Info

Publication number: JP2009266614A
Application number: JP2008114795A
Authority: JP
Inventors: Wataru Okada; 渉岡田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2009-11-12

Abstract

【課題】隣接して配設される素電池の電極端子を簡単かつ容易に、しかも電極端子に無理な力を作用することなく連結する。互いに接近して配設される電位差のある電極端子を確実に絶縁して、素電池にショート電流が流れるのを防止する。
【解決手段】組電池は、互いに隣接して配設される複数の素電池１０を備える。隣接する素電池１０は、互いの電極端子１１を連結具１２で連結して電気接続している。さらに、組電池は、電極端子１１を連結する電極嵌合部２０を有する絶縁ホルダー１３を備える。この絶縁ホルダー１３は、連結具１２を定位置に配置する連結具保持部２１を有し、この連結具保持部２１に定位置に配置された連結具１２でもって、隣接する素電池１０の電極端子１１を接続している。
【選択図】図５

Description

本発明は、複数の素電池を備える組電池に関し、とくに隣接する素電池の電極端子を連結具で連結してなる組電池に関する。

車両に搭載されて、車両を走行させるモータを駆動する電源に使用される組電池のように、大きな出力が要求される組電池は、多数の素電池を直列又は並列に接続している。この組電池は、素電池を直列に接続して出力電圧を高く、並列に接続して電流容量を大きくできる。この構造の組電池は、互いに隣接して配設される素電池の電極端子を接続して、直列や並列に接続される。この構造の組電池は、電位差のある電極端子を露出させることから、これに金属が接触すると大きなショート電流が流れる。電池のショート電流は、電池の電気特性を低下するばかりでなく、発熱して安全性も低下させる。

この弊害を防止するために、電極端子を絶縁状態にカバーする組電池が開発されている。（特許文献１参照）
特開平６−３１０１２３号公報

特許文献１の組電池は、図１の斜視図に示すように、素電池９０の電極端子９１である雄ネジ部９１Ａを接続端子９２の貫通孔９２Ａに挿通し、雄ネジ部９１Ａにナット９３をねじ込んで雄ネジ部９１Ａを接続端子９２に固定している。さらに、接続端子９２が固定された上に、端子カバー９４を連結して、端子カバー９４で電極端子９１を絶縁状態にカバーする。

この構造の組電池は、端子カバーで電極端子などの通電露出部を絶縁状態にカバーできる。しかしながら、この連結構造は、電極端子の雄ネジ部にナットをねじ込んで接続端子を固定することから、雄ネジ部にナットの回転力が作用する。このため、鉛バッテリのように、電極端子の雄ネジ部を外装ケースに強固に固定している素電池には利用できるが、車両用の組電池に使用される素電池のように、小型軽量で大きな出力が要求される組電池には使用できない。それは、電極端子を十分な強度で外装ケースに固定するのが難しいからである。とくに、大出力特性を実現するリチウムイオン電池は、小型軽量にすることから、電極端子を強固に外装ケースに固定するのが難しい。

本発明者は、この弊害を避けることを目的として、図２に示す組電池を開発した。この組電池は、互いに隣接して配列される素電池８０の隣接する電極端子８１を積層して積層部にボルト８２を貫通し、ボルト８２にナット８３をねじ込んで連結する。この構造は、ボルト８２とナット８３で挟着して、電極端子８１を連結するので、電極端子８１に回転力が作用しない。このため、電極端子８１に無理な力を作用させないで、電極端子８１を接続できる。

ただ、図２の組電池は、ナットを回転しないように保持しながら、ボルトをねじ込むので、電極端子の接続に手間がかかる欠点がある。また、隣接して配設される電位差のある電極端子を絶縁できない欠点もある。

本発明は、さらに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、隣接して配設される素電池の電極端子を簡単かつ容易に、しかも電極端子に無理な力を作用することなく連結できる組電池を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、互いに接近して配設される電位差のある電極端子を確実に絶縁して、素電池にショート電流が流れるのを防止できる組電池を提供するにある。

課題を解決するための手段及び発明の効果

組電池は、互いに隣接して配設される複数の素電池１０、５０を備える。隣接する素電池１０、５０は、互いの電極端子１１、５１を連結具１２、５２で連結して電気接続している。さらに、組電池は、電極端子１１、５１を連結する電極嵌合部２０、６０を有する絶縁ホルダー１３、５３を備える。この絶縁ホルダー１３、５３は、連結具１２、５２を定位置に配置する連結具保持部２１、６１を有し、この連結具保持部２１、６１に定位置に配置された連結具１２、５２でもって、隣接する素電池１０、５０の電極端子１１、５１を接続している。

この組電池は、素電池の電極端子を電極嵌合部にセットして絶縁ホルダーを定位置に配置し、さらに、この絶縁ホルダーに設けている連結具保持部にセットされて定位置に配置される連結具で、隣接して配置している素電池の電極端子を接続する。このため、隣接する素電池の電極端子を簡単かつ容易に、しかも電極端子に無理な力を作用することなく連結できる特徴がある。また、この組電池は、互いに接近して配設される電位差のある電極端子を絶縁ホルダーで確実に絶縁できる。互いに接近する電極端子は、組み立て工程において、あるいはメンテナンスのときに、金属が接触してショートしやすいが、絶縁ホルダーで確実に絶縁することで、この弊害を防止して、素電池にショート電流が流れるのを防止できる特徴もある。

さらに、本発明の組電池は、連結具１２、５２で電極端子１１、５１を接続した状態で、絶縁ホルダー１３、５３を電極端子１１、５１に固定することができる。この組電池は、連結具で電極端子を接続した状態で、絶縁ホルダーを電極端子に固定するので、絶縁ホルダーを容易に固定することができる。

さらに、本発明の組電池は、絶縁ホルダー１３、５３の外側をカバーする端子カバー１４、５４を備え、この端子カバー１４、５４で絶縁ホルダー１３、５３の外側をカバーして、電極端子１１、５１に接続してなる通電露出部１７、５７を絶縁状態にカバーすることができる。この組電池は、端子カバーで通電露出部を絶縁状態にカバーするので、通電露出部に金属が接触してショート電流が流れるのを防止できる。さらに、本発明の組電池は、通電露出部を、連結具の表面の一部とすることができる。

さらに、本発明の組電池は、電極端子１１、５１に貫通孔１１ｂ、５１ｂを設けて、連結具１２、５２がこの貫通孔１１ｂ、５１ｂに挿通されるボルト１２Ａ、５２Ａと、このボルト１２Ａ、５２Ａをねじ込んでいるナット１２Ｂ、５２Ｂを備えることができる。さらに、組電池は、絶縁ホルダー１３、５３に、連結具１２、５２のナット１２Ｂ、５２Ｂを非回転状態に配置する連結具保持部２１、６１を設けて、連結具保持部２１、６１に案内しているナット１２Ｂ、５２Ｂにボルト１２Ａ、５２Ａをねじ込んで、ボルト１２Ａ、５２Ａとナット１２Ｂ、５２Ｂとで互いの電極端子１１、５１を連結することができる。この組電池は、絶縁ホルダーでナットを回転しないように定位置に配置して、ボルトをねじ込んで電極端子を接続できるので、極めて簡単に、しかも確実に電極端子を接続できる。

さらに、本発明の組電池は、素電池１０、５０の電極端子１１、５１が、隣の素電池１０、５０に向かって伸びて積層する積層部１１Ｂ、５１Ｂを備えて、隣接する素電池１０、５０の積層部１１Ｂ、５１Ｂを積層して、積層部１１Ｂ、５１Ｂを連結具１２、５２で連結することができる。この組電池は、電極端子を直接に連結具で接続できる。

さらに、本発明の組電池は、素電池１０の電極端子１１の積層部１１Ｂを、素電池１０の電極端子１１を固定している電極面に対して垂直姿勢に配設することができる。この組電池は、ボルトなどの連結具を水平方向に積層部に挿通して、電極端子を連結できる。

さらに、本発明の組電池は、素電池５０の電極端子５１の積層部５１Ｂを、素電池５０の電極端子５１を固定している電極面から離れて、電極面に対して水平姿勢に配設することができる。この組電池は、ボルトなどの連結具を上から下に挿通して、電極端子を接続できる。このため、正負の電極端子を能率よく接続できる。

さらに、本発明の組電池は、素電池の電極端子が、素電池に固定してなる固定端子と、この固定端子に固定される接続端子とを備え、接続端子と固定端子とを積層して連結具で固定することができる。この組電池は、固定端子を素電池の外装缶の外側に突出させない構造にできるので、固定端子を連結している封口板の外周を、レーザー溶接して外装缶に気密に固定できる。このため、素電池を能率よく組み立てできる。

さらに、本発明の組電池は、絶縁ホルダー１３、５３が、電極端子１１、５１に接続されるリード線１６に連結している接続端子１５を案内する接続端子保持部２４、６４を有することができる。この組電池は、リード線の接続端子を簡単かつ確実に電極端子に接続できる。

さらに、本発明の組電池は、絶縁ホルダー５３が、電極端子５１に接続されるリード線１６を配線するガイド溝６８を備えることができる。この組電池は、電極端子に接続しているリード線をガイド溝に入れて保護できる。このため、リード線が振動や衝撃で他の部材に接触してショートする弊害を確実に防止できる。

さらに、本発明の組電池は、絶縁ホルダー１３、５３が、電極端子１１、５１に接続されるリード線１６を固定する固定部を備えることができる。この組電池は、電極端子に接続しているリード線を固定部に掛止して固定できる。このため、リード線が振動や衝撃で他の部材に接触してショートする弊害を確実に防止できる。

さらに、本発明の組電池は、素電池５０が、封口板の両端分に正負の電極端子５１を有すると共に、正負の電極端子５１の間の安全弁５０ａの吐出口を設けてなる角形電池として、封口板を同一面に配置するように素電池５０を積層状態に配置することができる。さらに、この組電池は、封口板の両側の電極端子５１に連結してなる一対の絶縁ホルダー５３が、対向面に隔壁６９を備えて、一対の隔壁６９の間に、開弁する安全弁５０ａから排出されるガスの排出ダクト５９を設けることができる。この組電池は、素電池に設けた安全弁から排出されるガスを絶縁ホルダーで外部に排気できる。

さらにまた、本発明の組電池は、隔壁６９が排出ダクト５９の側壁の一部を兼ねることができる。この組電池は、排出ダクトを簡単にかつ容易な構造とすることができる。

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。

［第１の実施例］
図３ないし図５に示す組電池は、複数の素電池１０をセパレータ３０を介して積層するように配置して、両端をエンドプレート３１で挟着している。この組電池は、複数の素電池１０を互いに隣接して配設して、隣接する素電池１０の電極端子１１を接続している。隣接する素電池１０の電極端子１１は、互いに積層されて、積層部１１Ｂを連結具１２で固定して電気接続している。ただ、隣接する素電池１０の電極端子１１を互いに積層しないで、電極端子間に隙間を設けて連結具にて固定することもできる。さらに、図の組電池は、隣接する電極端子１１を絶縁して、連結具１２を定位置に配置する絶縁ホルダー１３と、この絶縁ホルダー１３に連結されて、通電露出部１７を絶縁状態にカバーする端子カバー１４を備える。

［素電池１０］
素電池１０は角形電池である。角形電池は、角形の外装缶の開口部を封口板で気密に閉塞している。角形素電池は、円筒型電池と比較して効率よく配置でき、単位体積当たりのエネルギー密度を高くできる。特に車載用途では省スペース化の要求が高く、好ましい。このような素電池には、リチウムイオン二次電池等、角形の二次電池が利用できる。またニッケル電池等の二次電池とすることもできる。素電池１０の電極端子１１は、直列又は並列に結線される。さらに組電池の端部で制御回路（図示せず）に接続され、制御回路によって各素電池１０の電圧、電流、温度等を測定し、電池容量及び必要充放電量等を決定して、充放電等の制御が行われる。

素電池１０は、底を閉塞しているアルミニウムなどの金属製の外装缶の上面を、アルミニウムなどの金属製の封口板で閉塞している。角形電池は、封口板の外周縁をレーザー溶接して、封口板を外装缶の開口部に気密に固定している。封口板は、正負の電極端子１１を両端部に固定している。図５の素電池１０は、封口板の両端部に絶縁材を介して電極金属を固定して、この電極金属に電極端子１１を溶接して固定している。

図５の素電池１０の電極端子１１は、金属板をＬ字状に折曲して、固定部１１Ａに積層部１１Ｂを連結している。固定部１１Ａは電極金属に溶接などの方法で固定される。積層部１１Ｂは、封口板の外側に突出して、すなわち、隣に積層される素電池１０に向かって突出している。積層部１１Ｂは、積層される隣の素電池１０に向かって突出して、隣の素電池１０の積層部１１Ｂに積層されて連結具１２で固定される。積層部１１Ｂを連結具１２で固定して、積層している素電池１０は互いに直列に接続される。ただ、積層部を連結具で固定して、素電池を並列に接続することもできる。

図５の素電池１０は、電極端子１１をＬ字状として、積層部１１Ｂを封口板に対して垂直姿勢としている。さらに、垂直姿勢の積層部１１Ｂは、素電池１０の積層面に対して直交する姿勢、いいかえると素電池１０の積層方向に平行な垂直面に配置される。この積層部１１Ｂは、素電池１０を積層している組電池の外側から連結具１２のボルト１２Ａを挿通して固定される。積層部１１Ｂは、連結具１２で固定するために貫通孔１１ｂを設けている。貫通孔１１ｂは、隣接する素電池１０の積層部１１Ｂを積層して、ボルト１２Ａを挿通できる位置に設けている。すなわち、隣接する素電池１０の電極端子１１の積層部１１Ｂが互いに積層されて、貫通孔１１ｂは同じ位置にある。２枚の積層部１１Ｂを積層する状態で、貫通孔１１ｂに連結具１２のボルト１２Ａを挿通して積層部１１Ｂは連結具１２で固定される。

［連結具１２］
図５の連結具１２は、ボルト１２Ａとナット１２Ｂからなる。ボルト１２Ａは、電極端子１１の積層部１１Ｂの貫通孔１１ｂに挿通されて、ナット１２Ｂにねじ込まれて、電極端子１１の積層部１１Ｂを挟着して固定する。図５のナット１２Ｂは、六角ナット１２Ｂである。ただ、ナットには外形を四角形などの多角形とするナット、あるいは外形を非円形とするナットなども使用できる。図５の連結具１２は、ボルト１２Ａとナット１２Ｂからなるが、連結具にはリベットなども使用できる。

［絶縁ホルダー１３］
図３ないし図５の組電池は、両端部に電極端子１１を設けている素電池１０を積層するように配置する。したがって、組電池上面の両端部に２列に並んで電極端子１１が配設される。両端部の電極端子１１を絶縁するために、一対の絶縁ホルダー１３が２列に並んで配設される。図４と図５の組電池は、各々の列に複数の絶縁ホルダー１３を直線状に並べて、両端に配設している複数の電極端子１１を絶縁している。これらの図の組電池は、各々の列に３個の絶縁ホルダー１３を並べて、６組の電極端子１１を絶縁状態にカバーしている。この絶縁ホルダー１３は、互いに接近する２組の電極端子１１を挿通する電極嵌合部２０を設けている。これらの図に示すように、複数の絶縁ホルダー１３を直線状に並べて電極端子１１を絶縁状態にカバーする組電池は、電極端子１１の間隔の誤差を絶縁ホルダー１３の間に設ける隙間で調整できる。ただし、図示しないが、本発明の組電池は、各々の列の電極端子を１列の絶縁ホルダーでカバーすることもできる。

絶縁ホルダー１３は、電極端子１１に連結されて、互いに接近して配設される隣の電極端子１１を絶縁し、さらに連結具１２を定位置に配置して仮固定する。絶縁ホルダー１３は、プラスチックなどの絶縁材を成形して製作される。図５と図６は絶縁ホルダー１３の斜視図を示し、図７は絶縁ホルダー１３の断面図を示している。これらの図の絶縁ホルダー１３は、電極端子１１をセットする電極嵌合部２０と、連結具１２のナット１２Ｂを定位置に配置して仮固定する連結具保持部２１を設けている。

図の絶縁ホルダー１３は、下方に開口するように電極嵌合部２０を設けている。電極嵌合部２０は、互いに積層している２枚の積層部１１Ｂを挿通できる隙間に成形している。絶縁ホルダー１３は、電極嵌合部２０に、互いに積層している積層部１１Ｂを挿通することで、絶縁状態に固定している素電池１０の定位置に配置される。したがって、電極嵌合部２０は、２枚の積層部１１Ｂを挿通して定位置に配置できる隙間、いいかえると、内側の隙間を、２枚の積層部１１Ｂを積層している厚さにほぼ等しく成形している。さらに、絶縁ホルダー１３は、複数の電極嵌合部２０を設けて（図５と図６にあっては２組の電極嵌合部２０）、各々の電極嵌合部２０に挿通される電極端子１１を絶縁する。したがって、絶縁ホルダー１３は、各々の電極嵌合部２０の間に、隣接する電極端子１１を絶縁するための絶縁隔壁２２を設けている。

絶縁ホルダー１３は、電極嵌合部２０に挿通された積層部１１Ｂの貫通孔１１ｂに挿通されるボルト１２Ａと、このボルト１２Ａをねじ込むナット１２Ｂを非回転状態に定位置に配置するために連結具保持部２１を設けている。連結具１２をボルト１２Ａとナット１２Ｂとする構造にあっては、絶縁ホルダー１３は、ナット１２Ｂを非回転状態に定位置に配置して仮固定する位置に連結具保持部２１を設けている。図５の絶縁ホルダー１３は、連結具１２である角ナット１２Ｂを挿入できるように、内形を角柱状とする連結具保持部２１を、片側面に、図５においては、一対の絶縁ホルダー１３の対向面に開口するように設けている。この絶縁ホルダー１３は、角柱状の連結具保持部２１に角ナット１２Ｂを挿入して、角ナット１２Ｂを回転しないように、しかも外れないように配置して仮固定する。連結具保持部２１は、角ナット１２Ｂを挿入して抜けない構造、いいかえると、連結具保持部２１の内形を、ナット１２Ｂを挿入して脱落しない形状に成形してナット１２Ｂを確実に仮固定できる。この絶縁ホルダー１３は、ボルト１２Ａを挿入するときにナット１２Ｂが脱落せず、能率よくボルト１２Ａをねじ込んで、積層部１１Ｂを固定できる。ただ、連結具保持部は、必ずしもナットを脱落しない状態に挿入する必要はなく、ナットを回転しない状態に挿入することもできる。この絶縁ホルダーは、ボルトをねじ込むときにナットが回転しないので、ボルトをねじ込んで簡単に積層部を固定できる。

連結具保持部２１を開口する反対側には、ボルト頭１２ａを案内するボルト凹部２３を設けている。図のボルト１２Ａは、ボルト頭１２ａの中心に、六角形の凹部を設けている六角ボルト１２Ａである。この六角ボルト１２Ａは、ボルト頭１２ａを円柱状とするので、ボルト凹部２３の内形を円柱状としている。このボルト１２Ａは、ボルト頭１２ａの凹部に六角レンチを挿入して、ナット１２Ｂにねじ込まれ、絶縁ホルダー１３は、電極端子１１に外れないように固定される。

連結具保持部２１とボルト凹部２３とは、絶縁ホルダー１３の両面の対向する位置にあって、ボルト凹部２３に挿入されるボルト１２Ａを、連結具保持部２１に挿入しているナット１２Ｂにねじ込んで固定するようにしている。さらに、絶縁ホルダー１３は、ボルト１２Ａを積層部１１Ｂの貫通孔１１ｂに挿通できる位置に、ボルト凹部２３と連結具保持部２１とを配置している。

さらに、図５の絶縁ホルダー１３は、電極端子１１に接続されるリード線１６に連結している接続端子１５を案内する接続端子保持部２４を設けている。電極端子１１に接続されるリード線１６は、図示しないが、各々の素電池１０の電圧を検出する電圧検出回路に接続される。この電圧検出回路は、素電池１０の電圧を検出して、組電池の充放電をコントロールする。図５に示すリード線１６の接続端子１５は丸端子で、この丸端子は、電極端子１１の積層部１１Ｂに積層されて、連結具１２で電極端子１１に固定される。リチウムイオン電池は、負極の電極端子１１を銅や銅合金、正極の電極端子１１をアルミニウムやアルミニウム合金とするので、丸端子は、図７の断面図に示すように、負極の電極端子１１に積層して固定される。この構造は、接続端子１５の電食を防止できる。それは、銅や真鍮からなる接続端子１５が銅や銅合金の電極端子１１に接触することから、水分が付着して発生する局部電池による腐食を防止できるからである。

接続端子１５の丸端子は、丸端子部１５Ａとリード線１６を接続する接続部１５Ｂとを直角にＬ字状に折曲している。この接続端子１５を挿入するために、絶縁ホルダー１３は、接続端子保持部２４を設けている。接続端子保持部２４は、上方に開口して、Ｌ字状の接続端子１５を挿入して定位置に配置できるように設けられる。接続端子保持部２４は、丸端子部１５Ａを挿入する部分と、接続部１５Ｂを挿入する部分とを直角に配置して、上方に開口して設けている。接続端子保持部２４は、ここに接続端子１５を挿入して、丸端子部１５Ａを電極端子１１の積層部１１Ｂに積層して、かつボルト１２Ａを挿入できる位置に配置する。

さらに、図４と図５の絶縁ホルダー１３は、対向して配設される外側に突出するように、平面プレート２５を一体的に成形して設けている。平面プレート２５の上には、電極端子１１に接続しているリード線１６が配線される。また、素電池１０の温度を検出する温度センサ（図示せず）に接続しているリード線も平面プレート２５の上に配線される。図の平面プレート２５は、上に配線されるリード線１６を結束する結束具（図示せず）を挿通する連結穴２６を設けている。この連結穴２６に結束具を挿通し、これでリード線１６を結束して定位置に配置できる。また、結束具以外のリード線の固定構造として、平面プレート２５にフック状等の固定部を形成し、この固定部にリード線を掛止させて固定することもできる。

［端子カバー１４］
端子カバー１４は、絶縁ホルダー１３の外側をカバーして、電極端子１１に接続している連結具１２の表面などの通電露出部１７を絶縁状態にカバーする。端子カバー１４は、プラスチックなどの絶縁材を成形して製作される。図３の端子カバー１４は、絶縁ホルダー１３の上面と外側面と両端面、すなわち、素電池１０の両端部に設けられる一対の絶縁ホルダー１３の対向する内側面を除く全ての面を絶縁状態にカバーしている。絶縁ホルダー１３の対向する内側面は、図３の鎖線で示すように、安全弁１０ａから排出されるガスを外部に排気する排出ダクト１９が設けられるので、この排出ダクト１９で絶縁状態にカバーされる。図３の端子カバー１４は、止ネジ１８で絶縁ホルダー１３に固定している。この端子カバー１４は、止ネジ１８を貫通させる固定穴１４ａを天面に設けている。絶縁ホルダー１３は、止ネジ１８をねじ込んで固定するねじ穴２７を上面に設けている。端子カバー１４は、止ネジ１８を介して絶縁ホルダー１３に固定され、絶縁ホルダー１３を介して、積層している素電池１０の定位置に連結される。

［セパレータ３０］
素電池１０は、図４と図５に示すようにセパレータ３０を挟着して互いに絶縁状態で積層される。セパレータ３０は、素電池１０の外形に等しい大きさの四角形で、隣接する素電池１０に挟まれて絶縁する。セパレータ３０は、耐熱性、断熱性に優れた絶縁材で構成され、好ましくは軽量で安価な樹脂により形成される。例えば熱伝導率の小さい（望ましくは０．５Ｗ／ｍ以下）、ポリプロピレン、ポリウレタン等の合成樹脂が利用できる。これにより、セパレータ３０で素電池１０を保護すると共に、隣接する素電池１０同士を絶縁して断熱する。また、セパレータ３０は、凸条と溝とが交互に並ぶ凹凸状として、溝に冷却媒体を通すことにより、素電池１０を側面から冷却する。

［エンドプレート３１］
以上のようにしてセパレータ３０と素電池１０を交互に重ねるようにして連結された状態で、端面をエンドプレート３１で被覆して固定する。エンドプレート３１は、端面で露出する素電池１０を被覆できる大きさに形成され、両側からこれを狭持する状態に固定する。この例では、エンドプレート３１の側部に一対のネジ穴３２を設けて、素電池１０を積層した組電池の側面に延長した連結ボルト３３を通してエンドプレート３１同士を螺合により固定している。エンドプレート３１も好ましくは一体成形により成形可能な、金属製や樹脂製のものが使用できる。

［第２の実施例］
図８ないし図１１に示す組電池は、電極端子５１の積層部５１Ｂを水平姿勢としている。これらの図の組電池の素電池５０の電極端子５１を図１２の断面図に示している。この図に示す電極端子５１は、金属板をＬ字状に折曲している。この電極端子５１は、下端を素電池５０の封口板に固定する垂直部５１Ａと、この垂直部５１Ａの上端に折曲して連結される積層部５１Ｂとからなる。垂直部５１Ａの下端は、封口板の表面に設けている電極金属に溶接などの方法で固定される。積層部５１Ｂは、封口板の外側に突出して、すなわち、隣に積層される素電池５０に向かって突出している。積層部５１Ｂは、積層される隣の素電池５０に向かって突出して、隣の素電池５０の積層部５１Ｂに積層されて連結具５２で固定される。積層部５１Ｂを連結具５２で固定して、積層している素電池５０は互いに直列に接続される。ただ、電極端子５１を互いに積層しないで、電極端子間に隙間を設けて連結具にて固定することもできる。さらにまた、積層部を連結具で固定して、素電池を並列に接続することもできる。

図１２の素電池５０は、電極端子５１をＬ字状として、積層部５１Ｂを封口板に対して水平姿勢としている。この積層部５１Ｂは、素電池５０を積層している組電池の上から下に向かって連結具５２のボルト５２Ａを挿通して固定される。積層部５１Ｂは、連結具５２で固定するために貫通孔５１ｂを設けている。貫通孔５１ｂは、隣接する素電池５０の積層部５１Ｂを積層して、ボルト５２Ａを挿通できる位置に設けている。すなわち、隣接する素電池５０の電極端子５１の積層部５１Ｂが互いに積層されて、貫通孔５１ｂは同じ位置にある。２枚の積層部５１Ｂを積層する状態で、貫通孔５１ｂに連結具５２のボルト５２Ａを挿通して積層部５１Ｂは連結具５２で固定される。

［絶縁ホルダー５３］
図８ないし図１０の組電池は、上面の両端部に２列に並んで電極端子５１が配設される。両端部の電極端子５１を絶縁するために、一対の絶縁ホルダー５３が２列に並んで配設される。図９と図１０の組電池は、各々の列に３組の絶縁ホルダー５３を直線状に並べて、両端に配設している複数の電極端子５１を絶縁している。これらの図の組電池は、各々の列に３個の絶縁ホルダー５３を並べて、９組の電極端子５１を絶縁状態にカバーしている。この絶縁ホルダー５３は、互いに接近する３組の電極端子５１を挿通する電極嵌合部６０を設けている。これらの図に示すように、複数の絶縁ホルダー５３を直線状に並べて電極端子５１を絶縁状態にカバーする組電池は、図４と図５に示す組電池と同様に、電極端子５１の間隔の誤差を絶縁ホルダー５３の間に設ける隙間で調整できる。ただし、図示しないが、この組電池も、各々の列の電極端子を１列の絶縁ホルダーでカバーすることができる。

絶縁ホルダー５３は、電極端子５１の積層部５１Ｂの下に挿入される挿入部６０Ａを有する。挿入部６０Ａが積層部５１Ｂの下方に挿入されて、絶縁ホルダー５３は素電池５０の定位置に連結される。隣接する素電池５０の電極端子５１は、積層部５１Ｂの両端に垂直部５１Ａがあって、ゲートの形状となっている。このゲートの内側、すなわち、積層部５１Ｂとその両側の垂直部５１Ａの内側に挿入部６０Ａを挿入して、素電池５０の定位置に連結される。絶縁ホルダー５３は、隣接する電極端子５１を絶縁する絶縁隔壁６２を、挿入部６０Ａの間に設けている。絶縁隔壁６２と挿入部６０Ａとの間には、電極端子５１の垂直部５１Ａを挿入できるスリット６０Ｂを開口している。絶縁隔壁６２は、図１２の断面図に示すように、隣接する電極端子５１の間に挿入されて、互いに接近して配設される電位差のある電極端子５１を絶縁する。

絶縁ホルダー５３は、電極端子５１の積層部５１Ｂの下に挿入される挿入部６０Ａとその両側のスリット６０Ｂでもって、電極端子５１を定位置に連結する電極嵌合部６０を設けている。電極嵌合部６０の挿入部６０Ａは、互いに積層している２枚の積層部５１Ｂとその両側の垂直部５１Ａの内側に挿入できる形状に成形している。さらに、挿入部６０Ａ両側のスリット６０Ｂは、その内幅を、電極端子５１の垂直部５１Ａの厚さにほぼ等しく、たとえば電極端子５１の垂直部５１Ａの厚さよりも０〜１ｍｍ広くしている。絶縁ホルダー５３は、電極嵌合部６０の挿入部６０Ａを積層部５１Ｂの内側に挿入することで、素電池５０の定位置に配置される。

挿入部６０Ａの両側にスリット６０Ｂを介して設けている絶縁ホルダー５３は、組み立て工程において、連結具５２のボルト５２Ａ等で電位差のある電極端子５１のショートを防止するために、両側と対向する内側に沿って凸条６２Ａを設けて絶縁隔壁６２としている。凸条６２Ａは、上方に突出して、挿入部６０Ａの両側に垂直に立ち上がる電極端子５１の絶縁に好ましい壁面を構成する。この絶縁ホルダー５３は、絶縁隔壁６２の凸条６２Ａの内側の低い位置に挿入部６０Ａが配設される。連結具５２のボルト５２Ａなどは、この絶縁隔壁６２の凸条６２Ａの内側に挿入されて、電極端子５１を接続する。したがって、この構造は、絶縁隔壁６２でより確実に電位差のある電極端子５１やこれに接続するボルト５２Ａなどを絶縁できる。

絶縁ホルダー５３は、積層部５１Ｂを連結するボルト５２Ａをねじ込むナット５２Ｂを非回転状態に定位置に配置するために連結具保持部６１を挿入部６０Ａの下面に開口している。連結具５２をボルト５２Ａとナット５２Ｂとする構造にあっては、絶縁ホルダー５３は、ナット５２Ｂを非回転状態に定位置に配置して仮固定する位置に連結具保持部６１を設けている。図１４と図１５の絶縁ホルダー５３は、連結具５２である角ナット５２Ｂを挿入できるように、内形を角柱状とする連結具保持部６１を、片面に、図１５においては、挿入部６０Ａの下に開口するように設けている。この絶縁ホルダー５３は、角柱状の連結具保持部６１に角ナット５２Ｂを挿入して、角ナット５２Ｂを回転しないように、しかも外れないように配置して仮固定する。連結具保持部６１は、角ナット５２Ｂを挿入して抜けない構造、いいかえると、連結具保持部６１の内形を、ナット５２Ｂを挿入して脱落しない外形に成形してナット５２Ｂを確実に仮固定できる。この絶縁ホルダー５３は、ボルト５２Ａを挿入するときにナット５２Ｂが脱落せず、能率よくボルト５２Ａをねじ込んで、積層部５１Ｂを固定できる。

さらに、図１６ないし図１９の絶縁ホルダー５３は、電極端子５１に接続されるリード線１６に連結している接続端子１５を嵌着して定位置に配置する接続端子保持部６４を挿入部６０Ａの上面設けている。図に示すリード線１６の接続端子１５は丸端子で、丸端子部１５Ａが、図１２に示すように、電極端子５１の積層部５１Ｂの下面に積層されて、連結具５２で電極端子５１に固定される。リチウムイオン電池は、負極の電極端子５１を銅や銅合金、正極の電極端子５１をアルミニウムやアルミニウム合金とするので、丸端子は、図１２の断面図に示すように、負極の電極端子５１に積層して固定される。

さらに、図１３、及び図１６ないし図１９に示す絶縁ホルダー５３は、対向して配設される内側に、リード線１６を配線するガイド溝６８を設けている。ガイド溝６８を設けるために、平面プレート６５と隔壁６９とを一体的に成形して設けている。ガイド溝６８には、電極端子５１に接続しているリード線１６が配線される。また、素電池５０の温度を検出する温度センサ（図示せず）に接続しているリード線も平面プレート６５の上に配線される。さらに、図の平面プレート６５は、上に配線されるリード線１６を結束する結束具（図示せず）を挿通する連結穴６６を設けている。この連結穴６６に結束具を挿通し、これでリード線１６を結束して定位置に配置できる。また、結束具以外のリード線の固定構造として、平面プレート６５にフック状等の固定部を形成し、この固定部にリード線を掛止させて固定することもできる。

隔壁６９を有する絶縁ホルダー５３は、図９に示すように、素電池５０の両端部に平行に配設されて、一対の隔壁６９の間に開弁する安全弁５０ａから排出されるガスの排出ダクト５９を設けることができる。また、一対の隔壁６９が排出ダクトの側壁の一部を兼ねる構造としてもよい。

［端子カバー５４］
端子カバー５４は、絶縁ホルダー５３の外側をカバーして、電極端子５１に接続している連結具５２の表面などの通電露出部５７を絶縁状態にカバーする。端子カバー５４は、プラスチックなどの絶縁材を成形して製作される。図８の端子カバー５４は、絶縁ホルダー５３の上面と外周面をカバーしている。図８の端子カバー５４は、外周に設けている周壁５４Ａを絶縁ホルダー５３に連結している。周壁５４Ａは、絶縁ホルダー５３に連結する係止穴５４ａを設けている。絶縁ホルダー５３は、係止穴５４ａに連結される係止凸部６７を設けている。この係止凸部６７を係止穴５４ａに連結して、端子カバー５４は絶縁ホルダー５３に連結される。

以上の組電池は、以下の工程で組み立てられる。
［素電池の積層工程］
素電池１０、５０の間にセパレータ３０を挟み、両端面にエンドプレート３１を配設し、エンドプレート３１に連結ロッド３３を連結して、素電池１０、５０を積層状態に固定する。

［絶縁ホルダーの連結工程］
絶縁ホルダー１３、５３の連結具保持部２１、６１にナット１２Ｂ、５２Ｂを挿入して、ナット１２Ｂ、５２Ｂを絶縁ホルダー１３、５３の定位置に仮固定する。さらに、リード線１６に接続している接続端子１５を絶縁ホルダー１３、５３の接続端子保持部２４、６４に案内して定位置に配置する。この絶縁ホルダー１３、５３の電極嵌合部２０、６０に電極端子１１、５１を挿入して絶縁ホルダー１３、５３を定位置に配置する。

［連結具の接続工程］
連結具１２、５２のボルト１２Ａ、５２Ａを電極端子１１、５１の積層部１１Ｂ、５１Ｂに設けている貫通孔１１ｂ、５１ｂに挿入し、これを絶縁ホルダー１３、５３に仮固定されるナット１２Ｂ、５２Ｂにねじ込んで、ボルト１２Ａ、５２Ａとナット１２Ｂ、５２Ｂで積層部１１Ｂ、５１Ｂを固定し、さらにリード線１６の接続端子１５及び絶縁ホルダー１３、５３も電極端子１１、５１に一緒に固定する。

［端子カバーの連結工程］
リード線１６を所定の位置に配線した後、絶縁ホルダー１３、５３に端子カバー１４、５４を連結する。第１の実施例の端子カバー１４は、止ネジ１８で絶縁ホルダー１３に連結し、第２の実施例の端子カバー５４は、係止凸部６７を係止穴５４ａに案内して、端子カバー５４を絶縁ホルダー５３に連結する。

以上の実施例の組電池は、素電池の電極端子が、隣の素電池に向かって伸びる積層部を備えており、互いに積層される電極端子の積層部を連結具で連結している。ただ、本発明の組電池は、必ずしも隣接する素電池の電極端子に積層部を設けて、これらの積層部を連結具で接続する必要はない。素電池の電極端子は、素電池に固定してなる固定端子と、この固定端子に固定される接続端子とを備えることができる。この組電池は、図示しないが、接続端子と固定端子とを積層してこれらの積層部を連結具で固定する。この組電池は、固定端子を素電池の外装缶の外側に突出させない構造にできる。このため、固定端子を連結している封口板の溶接等を簡単にして、素電池を能率よく組み立てできる。

従来の組電池の電極端子の連結構造を示す分解斜視図である。本発明者が先に開発した組電池の電極端子の連結構造を示す断面図である。本発明の第１の実施例にかかる組電池の斜視図である。図３に示す組電池の端子カバーを外した斜視図である。図４に示す組電池の絶縁ホルダーと連結具の連結構造を示す分解斜視図である。絶縁ホルダーの斜視図である。電極端子に絶縁ホルダーと連結具を連結する構造を示す拡大断面図である。本発明の第２の実施例にかかる組電池の斜視図である。図８に示す組電池の端子カバーを外した斜視図である。図９に示す組電池の平面図である。図１０に示す組電池のＡ−Ａ線断面図である。電極端子に絶縁ホルダーと連結具を連結する構造を示す拡大断面図である。電極端子と絶縁ホルダーと連結具との連結構造を示す拡大斜視図である。絶縁ホルダーの底面斜視図である。図１４に示す絶縁ホルダーと連結具の分解斜視図である。絶縁ホルダーの斜視図である。図１６に示す絶縁ホルダーを分割した状態を示す斜視図である。図１６に示す絶縁ホルダーを分割した状態を示す斜視図である。図１６に示す絶縁ホルダーを分割した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１０…素電池１０ａ…安全弁
１１…電極端子１１Ａ…固定部
１１Ｂ…積層部
１１ｂ…貫通孔
１２…連結具１２Ａ…ボルト
１２ａ…ボルト頭
１２Ｂ…ナット
１３…絶縁ホルダー
１４…端子カバー１４ａ…固定穴
１５…接続端子１５Ａ…丸端子部
１５Ｂ…接続部
１６…リード線
１７…通電露出部
１８…止ネジ
１９…排出ダクト
２０…電極嵌合部
２１…連結具保持部
２２…隔壁
２３…ボルト凹部
２４…接続端子保持部
２５…平面プレート
２６…連結穴
２７…ねじ穴
３０…セパレータ
３１…エンドプレート
３２…ネジ穴
３３…連結ボルト
５０…素電池５０ａ…安全弁
５１…電極端子５１Ａ…固定部
５１Ｂ…積層部
５１ｂ…貫通孔
５２…連結具５２Ａ…ボルト
５２ａ…ボルト頭
５２Ｂ…ナット
５３…絶縁ホルダー
５４…端子カバー５４Ａ…周壁
５４ａ…係止穴
５７…通電露出部
５９…排出ダクト
６０…電極嵌合部６０Ａ…挿入部
６０Ｂ…スリット
６１…連結具保持部
６２…絶縁隔壁６２Ａ…凸条
６４…接続端子保持部
６５…平面プレート
６６…連結穴
６７…係止凸部
６８…ガイド溝
６９…隔壁
８０…素電池
８１…電極端子
８２…ボルト
８３…ナット
９０…素電池
９１…電極端子９１Ａ…雄ネジ部
９２…接続端子９２Ａ…貫通孔
９３…ナット
９４…端子カバー

Claims

互いに隣接して配設される複数の素電池を備え、隣接する素電池は互いの電極端子を連結具で連結して電気接続してなる組電池であって、
前記電極端子が連結される電極嵌合部を有する絶縁ホルダーを備え、この絶縁ホルダーは、前記連結具を定位置に配置する連結具保持部を有し、この連結具保持部に定位置に配置された連結具でもって、隣接する素電池の電極端子を接続してなる組電池。
前記連結具で電極端子を接続した状態で、前記絶縁ホルダーを電極端子に固定している請求項１に記載の組電池。
前記絶縁ホルダーの外側をカバーする端子カバーを備え、この端子カバーが絶縁ホルダーの外側をカバーして、電極端子に接続してなる通電露出部を絶縁状態にカバーしている請求項１に記載される組電池。
前記通電露出部が、連結具表面の一部である請求項３に記載される組電池。
前記電極端子が貫通孔を設けており、連結具がこの貫通孔に挿通されるボルトと、このボルトをねじ込んでいるナットからなり、前記絶縁ホルダーの連結具保持部は連結具のナットを非回転状態にセットする保持部で、連結具保持部に案内してなるナットに前記ボルトがねじ込まれて、ボルトとナットとで電極端子を連結してなる請求項１に記載される組電池。
前記素電池の電極端子が、隣の素電池に向かって伸びて積層する積層部を有し、隣接する素電池の積層部が積層されて、積層部を連結具で連結してなる請求項１に記載される組電池。
前記素電池の電極端子の積層部が、素電池の電極端子を固定している電極面に対して垂直姿勢に配設されてなる請求項６に記載される組電池。
前記素電池の電極端子の積層部が、素電池の電極端子を固定している電極面から離れて、電極面に対して水平姿勢に配設されてなる請求項６に記載される組電池。
前記素電池の電極端子が、素電池に固定してなる固定端子と、この固定端子に固定される接続端子とを備え、接続端子と固定端子とを積層して連結具で固定している請求項１に記載される組電池。
前記絶縁ホルダーが、電極端子に接続されるリード線に連結している接続端子を案内する接続端子保持部を有する請求項１に記載される組電池。
前記絶縁ホルダーが、電極端子に接続されるリード線を配線するガイド溝を設けている請求項１に記載される組電池。
前記絶縁ホルダーが、電極端子に接続されるリード線を固定する固定部を設けている請求項１に記載される組電池。
前記素電池が、封口板の両端分に正負の電極端子を有すると共に、正負の電極端子の間の安全弁の吐出口を設けてなる角形電池で、封口板を同一面に配置するように素電池を積層状態に配置しており、封口板の両側の電極端子に連結してなる一対の絶縁ホルダーが、対向面に隔壁を設けており、一対の隔壁の間に、開弁する安全弁から排出されるガスの排出ダクトを設けている請求項１に記載される組電池。
前記隔壁が、前記排出ダクトの側壁の一部を兼ねている請求項１３に記載される組電池。