JP2011065962A - 電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】素電池が収容される収容部と、ガスが排気される排気部とを区画する固定板に、素電池を安定して固定する。
【解決手段】電池モジュールは、排気口１５ａを有するケース１５と、ケース１５内に収容され、各々が電池ケース９及び電池ケース９の開口を封口する封口体を備えた複数の素電池１０と、複数の素電池１０を固定する固定板１４とを備えている。固定板１４により、ケース１５内の空間は、素電池１０からのガスが排気され且つケース１５の排気口１５ａと連通する排気部１６ａと、複数の素電池１０が収容される収容部１６ｂとに区画されている。素電池１０の封口体は、中空突起部８ａ１を有している。固定板１４は、封口体の中空突起部８ａ１と対応する貫通孔１４ａを有している。封口体の中空突起部８ａ１は、固定板１４の貫通孔１４ａを貫通して、固定板１４に固定されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池モジュールに関する。

電池が異常な状態となって該電池からガスが噴射される場合においても、ガスを噴射した電池から受ける影響を低減する技術として、例えば、以下に示す電源装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。従来の電源装置について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、従来の電源装置の構成を示す断面図である。

図１０に示すように、区画壁１０９により、ケース１０８内の空間が、複数の電池１０６が収納される電池室１１０と、電池１０６から噴射されるガスを排気する排気室１１１とに区画されている。

区画壁１０９は、電池１０６から噴射されるガスを、排気室１１１に流入させる貫通孔１０９ａを有している。封口板１０１の開口部１０１ａは、区画壁１０９の貫通孔１０９ａを介して、排気室１１１と連通している。

弾性体１０２により弁体１０３が弁座１０４に押し付けられている。電池１０６の内圧が、設定圧力よりも高くなると、弁体１０３が弁座１０４から離れて、安全弁１０５が開弁される。

シリコン等のシール剤又は接着剤により、キャップ１０７が、電池１０６の端部に気密に固定されている。シリコン等のシール剤又は接着剤により、キャップ１０７が、区画壁１０９に気密に固定されている。このようにして、電池１０６の端部が、区画壁１０９に固定されている。

電池が異常な状態となって該電池からガスが噴射されて安全弁１０５が開弁されると、ガスは、封口板１０１の開口部１０１ａ及び区画壁１０９の貫通孔１０９ａを順次通って、排気室１１１に流入し、排気室１１１からケース１０８外に排気される。

特開２００７−２７０１１号公報

しかしながら、従来の電源装置では、以下に示す問題がある。

従来では、電池１０６の端部を、次のようにして、区画壁１０９に固定する。図１０に示すように、電池１０６の端部と区画壁１０９との間にキャップ１０７を介在させ、シール剤又は接着剤により、キャップ１０７を電池１０６の端部に気密に固定すると共に、シール剤又は接着剤により、キャップ１０７を区画壁１０９に気密に固定する。

このため、電池１０６の端部を区画壁１０９に固定する固定力が弱いという問題がある。

第１に例えば、振動又は劣化により、キャップと区画壁との間に塗布されたシール剤又は接着剤が剥がれて、キャップと区画壁との間に隙間が生じ、電池の端部が区画壁から外れる虞がある。この場合、安全弁が開弁されると、ガスは、封口板の開口部及び区画壁の貫通孔を順次通って、排気室に流入するだけでなく、封口板の開口部、及びキャップと区画壁との間に生じた隙間を順次通って、電池室に流入する。電池室に流入したガスにより、ガスを噴射した電池以外の電池が過熱される虞がある。

第２に例えば、電池から噴射されたガスのガス圧により、キャップと区画壁との間に塗布されたシール剤又は接着剤が剥がれて、キャップと区画壁との間に隙間が生じ、電池の端部が区画壁から外れる虞がある。この場合、キャップと区画壁との間に隙間が生じた時点から、ガスは、封口板の開口部、及びキャップと区画壁との間に生じた隙間を順次通って、電池室に流入する。電池室に流入したガスにより、ガスを噴射した電池以外の電池が過熱される虞がある。

前記に鑑み、本発明の目的は、素電池が収容される収容部と、ガスが排気される排気部とを区画する固定板に、素電池を安定して固定することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る電池モジュールは、排気口を有するケースと、ケース内に収容され、各々が電池ケース及び電池ケースの開口を封口する封口体を備えた複数の素電池と、複数の素電池を固定する固定板とを備え、固定板により、ケース内の空間は、素電池からのガスが排気され且つケースの排気口と連通する排気部と、複数の素電池が収容される収容部とに区画され、素電池の封口体は、中空突起部を有し、固定板は、封口体の中空突起部と対応する貫通孔を有し、封口体の中空突起部は、固定板の貫通孔を貫通して、固定板に固定されていることを特徴とする。

本発明に係る電池モジュールによると、固定板の貫通孔と対応する中空突起部を有する封口体を備えた素電池を利用する。これにより、封口体の中空突起部を、固定板の貫通孔に貫通させて固定板に固定することができるので、素電池を、固定板に安定して固定することができる。

さらに、封口体の中空突起部を、固定板の貫通孔に貫通させて固定板に固定することにより、封口体の中空突起部を、ケース内の排気部と直通させることができる。このため、素電池が、異常時に、高温高圧のガスを放出することがあっても、ガスを、封口体の中空突起部を通して、ケース内の排気部に排気した後、ケースの排気口を通して、ケース外に排気することができる。

封口体の中空突起部が、ケース内の排気部と直通するため、ガスが排気される方向を規制し、ケース内の収容部に、ガスが混入することを抑制することができるので、ガスを放出した素電池以外の素電池に影響が及ぶことを抑制することができる。

また、ガスを、ケース外に直接排気するのではなく、ケース内の排気部に排気した後、ケース外に排気することができるので、ケース外に排気されたガスの温度を、ガスが酸素と混合してもガスが燃焼に至らない程度の温度にまで低下させることができる。

本発明に係る電池モジュールにおいて、封口体の中空突起部は、固定板の貫通孔を貫通して、固定板にかしめられていることが好ましい。

このようにすると、封口体の中空突起部を、固定板の貫通孔に貫通させて固定板にかしめるだけで、封口体の中空突起部を、固定板に固定することができるため、素電池を、固定板に容易に固定することができる。

加えて、封口体の中空突起部を固定板に固定する方法としてかしめ工法を用いることにより、熱エネルギーが不要なため、素電池が熱の影響を受けることを抑制することができる。これに対し、溶接工法を用いた場合、熱エネルギーが供給された部分が溶接されるため、素電池が熱の影響を受ける虞がある。

さらに、かしめ工法を用いることにより、溶接工法を用いた場合に比べて、加工時間（封口体の中空突起部を固定板に固定するのに要する時間）が短いため、生産性が向上する。

さらに、かしめ工法を用いることにより、溶接工法を用いた場合に比べて、設備投資が安価になる。

本発明に係る電池モジュールにおいて、素電池の封口体は、中空突起部の周縁に設けられた肩部をさらに有していることが好ましい。

このようにすると、中空突起部を固定板の貫通孔に貫通させる時に、肩部をストッパとして利用することができる。中空突起部を固定板にかしめる時に、肩部を座として利用することができる。肩部をストッパとして利用することにより、中空突起部が固定板に固定される位置を規制することができる。肩部を座として利用することにより、中空突起部を固定板にかしめる時に発生する応力を効率良く受け止めることができるため、肩部以外の部分（例えば、封口体と電池ケースとの間に介在するガスケット、電池ケース、封口体に接続される正極リード等）に負荷される応力を軽減することができる。

本発明に係る電池モジュールにおいて、封口体の中空突起部は、正極端子として機能し、固定板は、正極バスバーであり、正極バスバーにより、複数の素電池の正極は、並列接続されていることが好ましい。

このようにすると、封口体の中空突起部を、正極バスバーの貫通孔に貫通させて正極バスバーに固定することにより、正極端子として機能する封口体の中空突起部と正極バスバーとを接続することができる。このため、正極バスバーにより、複数の素電池を固定するだけでなく、複数の素電池の正極を並列接続することができる。

本発明に係る電池モジュールにおいて、封口体の中空突起部は、正極端子として機能し、固定板は、回路基板であり、回路基板は、絶縁性の基板と、基板に設けられた配線とを有し、配線は、基板の貫通孔を貫通して基板に固定された封口体の中空突起部同士の間を接続し、回路基板により、複数の素電池の正極は、並列接続されていることが好ましい。

このようにすると、封口体の中空突起部を、基板の貫通孔に貫通させて基板に固定すると共に、配線によって、基板に固定された中空突起部同士の間を接続することにより、正極端子として機能する封口体の中空突起部と回路基板とを接続することができる。このため、回路基板により、複数の素電池を固定するだけでなく、複数の素電池の正極を並列接続することができる。

本発明に係る電池モジュールにおいて、電池ケースは、負極端子として機能し、電池ケースと正極バスバーとの間に介在する絶縁体をさらに備えていることが好ましい。

本発明に係る電池モジュールにおいて、素電池からのガスは、封口体の中空突起部を通って、ケース内の排気部に排気された後、ケースの排気口を通って、ケース外に排気されることが好ましい。

本発明に係る電池モジュールによると、素電池が収容される収容部と、ガスが排気される排気部とを区画する固定板に、素電池を安定して固定することができる。

本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおける、素電池の構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る電池モジュールの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおける、組電池の集合体の構成を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおける、組電池の構成を示す分解斜視図である。 組電池に含まれる負極接続板、絶縁体及び正極バスバーの配置関係を示す平面図である。 (a) は、互いに隣接する素電池同士の接続状態を説明する為の図であり、(b) は、互いに隣接する組電池同士の接続状態を説明する為の図である。 本発明の一実施形態に係る電池モジュールの排気方法を示す断面図である。 (a) 〜(b) は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの製造方法を工程順に示す断面図である。 応用例の電池モジュールの構成を示す分解斜視図である。 従来の電源装置の構成を示す断面図である。

以下に、本発明の一実施形態に係る電池モジュールについて、図１〜図９を参照しながら説明する。

＜素電池＞
以下に、本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおける、素電池の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおける、素電池の構成を示す断面図である。

図１に示すように、正極１及び負極２がセパレータ（多孔質絶縁層）３を介して捲回された電極群４が、非水電解液と共に、電池ケース９内に収容されている。電池ケース９の開口は、ガスケット７を介して、封口体８によって封口されている。正極１に取り付けられた正極リード１Ｌは、正極端子として機能する封口体８に接続され、負極２に取り付けられた負極リード２Ｌは、負極端子として機能する電池ケース９に接続されている。電極群４の上端には上部絶縁板５が配置され、電極群４の下端には下部絶縁板６が配置されている。

封口体８は、封口板８ａと、電池ケース９の内圧が設定圧力を超えると破断する弁体８ｂと、金属板８ｃと、金属フィルタ８ｄとを有している。封口板８ａは、例えば、Ｆｅ（鉄）からなる。弁体８ｂは、例えば、Ａｌ（アルミニウム）からなる。金属板８ｃは、例えば、Ａｌからなる。金属フィルタ８ｄは、例えば、Ａｌからなる。

封口板８ａは、図１に示すように、中空円筒部８ａ１と、中空円筒部８ａ１の開口下端の周縁に設けられた肩部８ａ２とを有している。ここで、中空円筒部８ａ１の「開口下端」とは、電池ケース９の底面側に位置する開口端をいう。

封口板８ａの中空円筒部８ａ１は、例えば、バーリング加工により形成される。

＜電池モジュール＞
以下に、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの構成について、図２、図３、図４、及び図５、図６(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの構成を示す断面図である。図２において、簡略的に図示する為に、素電池における、電池ケース及び封口板のみを図示し、その他の構成要素（例えば電極群等）の図示を省略する。図３は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおける、組電池の集合体の構成を示す斜視図である。図４は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおける、組電池の構成を示す分解斜視図である。図５は、組電池に含まれる負極接続板、絶縁体及び正極バスバーの配置関係を示す平面図である。図６(a) は、互いに隣接する素電池同士の接続状態を説明する為の図である。図６(b) は、互いに隣接する組電池同士の接続状態を説明する為の図である。図６(a) は、図３に示すVIa-VIa線における拡大断面図である。図６(b) は、図３に示すVIb-VIb線における拡大断面図である。

本実施形態に係る電池モジュールは、図２に示すように、排気口１５ａを有するケース１５と、ケース１５内に収容された複数の素電池１０と、複数の素電池１０の負極を並列接続する負極接続板１２と、絶縁体１３と、複数の素電池１０を固定し且つ複数の素電池１０の正極を並列接続する正極バスバー１４と、複数の素電池１０の負極の接続抵抗を低くし且つ複数の素電池１０を固定する負極バスバー１１とを備えている。

図２に示すように、正極バスバー１４により、ケース１５内の空間は、排気部１６ａと、収容部１６ｂとに区画されている。排気部１６ａには、素電池１０からのガスが排気される。収容部１６ｂには、複数の素電池１０が収容されている。排気部１６ａは、ケース１５の排気口１５ａと連通している。

封口板８ａの中空円筒部８ａ１は、図２に示すように、負極接続板１２の貫通孔１２ｂ、絶縁体１３の貫通孔１３ａ及び正極バスバー１４の貫通孔１４ａを貫通して、正極バスバー１４にかしめられている。これにより、封口板８ａの中空円筒部８ａ１は、ケース１５内の排気部１６ａと直通している。

図２において、詳細な図示を省略したが、図１に示すように、電池ケース９の開口は、ガスケット７を介して、封口体８によって封口されているため、電池ケース９内の電極群４が収容される部分と、ケース１５内の排気部１６ａとは、互いに遮断されている。後述の図７に示すように、素電池から高温高圧のガスが放出され、ガスが、弁体８ｂを突き破った時に、電池ケース９内の電極群４が収容される部分と、ケース１５内の排気部１６ａとが連通する。

図２に示すように、正極バスバー１４の貫通孔１４ａの周縁部と、封口板８ａの中空円筒部８ａ１におけるかしめられた部分とは、互いに密着している。図２に示すように、正極バスバー１４の端面と、ケース１５の内側面とは、互いに密着している。

図３に示すように、第２の方向に配列された複数の組電池（例えば２コの組電池）を有する組電池の集合体１８が、ケース（図２：１５参照）内に収容されて、電池モジュールが構成されている。組電池（図４：１７参照）は、第１の方向に配列された複数の素電池（例えば２コの素電池）１０と、負極バスバー１１と、負極接続板１２と、絶縁体１３と、正極バスバー１４とを有している。

ケースについて、以下に説明する。

ケース１５は、図２に示すように、上面が開口された容器部１５Ａと、開口された容器部１５Ａの上面を閉口する蓋部１５Ｂとを有している。容器部１５Ａは、例えば、樹脂からなる。蓋部１５Ｂは、熱変形し難い材料又は熱伝導性の高い材料からなり、例えば、Ａｌ（アルミニウム）又はＦｅ（鉄）からなる。容器部１５Ａは、ケース１５内の排気部１６ａと連通する排気口１５ａを有している。

負極バスバー、負極接続板、絶縁体及び正極バスバーについて、以下に説明する。

負極バスバー１１は、例えばニッケル（Ｎｉ）からなり、負極バスバー１１の厚さは、例えば０．２ｍｍである。

負極接続板１２は、図４に示すように、平板部１２ａと、封口板８ａの中空円筒部８ａ１と対応する貫通孔１２ｂと、電池ケース９に溶接される溶接部１２ｃと、他の組電池の正極バスバー（図示せず）と溶接される溶接部１２ｄと、段差部１２ｅとを有している。例えば、図３に示すように、手前側に図示された組電池に含まれる負極接続板１２の溶接部１２ｄは、該組電池と隣接する他の組電池（奥側に図示された組電池）に含まれる正極バスバー１４と溶接されている。負極接続板１２の貫通孔１２ｂの径は、図２に示すように、封口板８ａの中空円筒部８ａ１の外径よりも大きい。負極接続板１２は、例えばＮｉからなり、負極接続板１２の平板部１２ａの厚さは、例えば０．２ｍｍである。

絶縁体１３は、図４に示すように、封口板８ａの中空円筒部８ａ１と対応する貫通孔１３ａを有している。絶縁体１３は、例えばＰＰ（ポリプロピレン）からなり、絶縁体１３の厚さは、例えば１ｍｍである。

正極バスバー１４は、図４に示すように、封口板８ａの中空円筒部８ａ１と対応する貫通孔１４ａを有している。正極バスバー１４の一端部は、他の組電池の負極接続板（図示せず）と溶接される溶接部である。例えば、図３に示すように、奥側に図示された組電池に含まれる正極バスバー１４の一端部は、該組電池と隣接する他の組電池（手前側に図示された組電池）に含まれる負極接続板１２の溶接部１２ｄと溶接されている。正極バスバー１４は、例えば銅（Ｃｕ）からなり、正極バスバー１４の厚さは、例えば１ｍｍである。

組電池について、以下に説明する。

図２に示すように、電池ケース９の底面には、負極バスバー１１が溶接されている。負極バスバー１１により、複数の素電池１０が固定されている。

電池ケース９の開口端側の側面には、負極接続板１２の溶接部（図３：１２ｃ参照）が溶接され、図２に示すように、負極接続板１２の平板部１２ａが、電池ケース９の開口端に当接されている。

図２に示すように、負極接続板１２の貫通孔１２ｂと、絶縁体１３の貫通孔１３ａとが対応した状態で、両面テープ（図示せず）により、負極接続板１２の平板部１２ａと、絶縁体１３とが貼り合わされている。

図２に示すように、絶縁体１３の貫通孔１３ａと、正極バスバー１４の貫通孔１４ａとが対応した状態で、両面テープ（図示せず）により、絶縁体１３と、正極バスバー１４とが貼り合わされている。

平面的に見た場合、図５に示すように、負極接続板１２の貫通孔１２ｂの中心を通る線、絶縁体１３の貫通孔１３ａの中心を通る線、及び正極バスバー１４の貫通孔１４ａの中心を通る線が合致するように、負極接続板１２、絶縁体１３及び正極バスバー１４は配置されている。

平面的に見た場合、図５に示すように、一方の側に、負極接続板１２の溶接部１２ｄ（組電池の一方の側に隣接する他の組電池の正極バスバーと溶接される溶接部）が位置している。一方、他方の側に、正極バスバー１４の溶接部（組電池の他方の側に隣接する他の組電池の負極接続板と溶接される溶接部）が位置している。

封口板８ａの中空円筒部８ａ１は、図２に示すように、負極接続板１２の貫通孔１２ｂ、絶縁体１３の貫通孔１３ａ及び正極バスバー１４の貫通孔１４ａを貫通して、正極バスバー１４にかしめられている。正極バスバー１４により、複数の素電池１０が固定されている。

肩部８ａ２と、中空円筒部８ａ１におけるかしめられた部分との間には、図２に示すように、正極バスバー１４が介在している。肩部８ａ２は、中空円筒部８ａ１を貫通孔１２ｂ，１３ａ，１４ａに貫通させる時のストッパとして利用される。肩部８ａ２は、中空円筒部８ａ１を正極バスバー１４にかしめる時の座として利用される。

電池ケース９は、図３に示すように、側面における負極接続板１２の溶接部１２ｃが溶接された部分以外の部分が露出されている。

互いに隣接する素電池同士の接続状態について、以下に説明する。

なお、図６(a) は、図３に示すVIa-VIa線における断面図であり、図６(a) において、左側に図示された素電池、右側に図示された素電池、負極接続板、絶縁体及び正極バスバーは、全て、１コの組電池に含まれている。

負極接続板１２の溶接部（図６(b)：１２ｃ参照）が、負極端子として機能する電池ケース９の開口端側の側面に溶接され、図６(a) に示すように、負極接続板１２の平板部１２ａが、電池ケース９の開口端に当接されている。負極接続板１２により、複数の素電池の負極は、並列接続されている。

図６(a) に示すように、正極バスバー１４には、正極端子として機能する封口板８ａの中空円筒部８ａ１がかしめられている。正極バスバー１４により、複数の素電池の正極は、並列接続されている。

図６(a) に示すように、負極接続板１２の平板部１２ａと正極バスバー１４との間に介在する絶縁体１３により、複数の素電池の負極を並列接続する負極接続板１２と、複数の素電池の正極を並列接続する正極バスバー１４との間が絶縁されている。

このように、負極接続板１２により、複数の素電池の負極が並列接続されていると共に、正極バスバー１４により、複数の素電池の正極が並列接続されている。

互いに隣接する組電池同士の接続状態について、以下に説明する。

なお、図６(b) は、図３に示すVIb-VIb線における断面図であり、図６(b) において、左側に図示された素電池、負極接続板、絶縁体及び正極バスバーを含む組電池と、右側に図示された素電池、負極接続板、絶縁体及び正極バスバーを含む組電池とは、互いに隣接している。

図６(b) に示すように、左側に図示された正極バスバー１４と、右側に図示された負極接続板１２とが互いに接続している。詳細には、左側に図示された素電池の中空円筒部８ａ１にかしめられた正極バスバー１４と、負極接続板１２の溶接部１２ｄとが互いに溶接されている。該負極接続板１２は、平板部１２ａが、右側に図示された素電池の電池ケース９の開口端に当接され、溶接部１２ｃが、該電池ケース９の開口端側の側面に溶接されている。

このように、左側に図示された素電池等を含む組電池の正極と、該組電池と隣接する他の組電池（右側に図示された素電池等を含む組電池）の負極とが互いに接続し、複数の組電池は直列接続されている。

＜ガスの排気方法＞
以下に、本発明の一実施形態に係る電池モジュールにおいて、素電池から高温高圧のガスが放出された場合のガスの排気方法について、図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの排気方法を示す断面図である。図７において、簡略的に図示する為に、素電池における、電池ケース、封口板及び弁体のみを図示し、その他の構成要素（例えば電極群等）の図示を省略する。

素電池から高温高圧のガスが放出され、電池ケース９の内圧が設定圧力を超えた場合、図７に示すように、ガスは、弁体８ｂを突き破って、封口板８ａの中空円筒部８ａ１を通って、ケース１５内の排気部１６ａに排気される。その後、ケース１５の排気口１５ａを通って、ケース１５外に排気される。

ケース１５の蓋部１５Ｂは、高温高圧のガスと接触する虞がある。このため、第１に例えば、蓋部１５Ｂは、熱変形し難い材料からなることが好ましい。このようにすると、素電池から高温高圧のガスが放出されることがあっても、蓋部１５Ｂが変形することを抑制することができる。第２に例えば、蓋部１５Ｂは、熱伝導性の高い材料からなることが好ましい。このようにすると、素電池から高温高圧のガスが放出されることがあっても、ガスの熱を、蓋部１５Ｂに効率良く伝導させて、ガスの温度を低下させることができる。

＜電池モジュールの製造方法＞
以下に、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの製造方法について、図１、図２、図３及び図８(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図８(a) 〜(b) は、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの製造方法を工程順に示す断面図である。図８(a) 〜(b) において、簡略的に図示する為に、素電池における、電池ケース及び封口板のみを図示し、その他の構成要素（例えば電極群等）の図示を省略する。

図１に示すように、中空円筒部８ａ１と、肩部８ａ２とを有する封口体８を備えた素電池を準備する。

下記のようにして、組電池を準備する。

図２に示すように、両面テープ（図示せず）により、貫通孔１２ｂと貫通孔１３ａとが対応した状態で、負極接続板１２の平板部１２ａと絶縁体１３とを貼り合わせる。それと共に、両面テープ（図示せず）により、貫通孔１３ａと貫通孔１４ａとが対応した状態で、絶縁体１３と正極バスバー１４とを貼り合わせる。

次に、図８(a) に示すように、負極接続板１２の貫通孔１２ｂ、絶縁体１３の貫通孔１３ａ及び正極バスバー１４の貫通孔１４ａに、封口板８ａの中空円筒部８ａ１を貫通させて、中空円筒部８ａ１における開口上端側の部分を、正極バスバー１４から突出させる。このとき、封口板８ａの肩部８ａ２は、ストッパの役割を果たす。肩部８ａ２により、貫通孔１２ｂ，１３ａ，１４ａに貫通させる中空円筒部８ａ１の位置を規制することができる。

次に、図８(b) に示すように、封口板８ａの中空円筒部８ａ１における正極バスバー１４から突出した部分を、正極バスバー１４にかしめる。このとき、封口板８ａの肩部８ａ２は、座の役割を果たす。肩部８ａ２により、正極バスバー１４に中空円筒部８ａ１をかしめる時に発生する応力を効率良く受け止めることができるため、肩部８ａ２以外の部分（例えば、封口体と電池ケース９との間に介在するガスケット、電池ケース９、封口体における弁体、金属板及び金属フィルタ、並びに封口体に接続される正極リード等）に負荷される応力を軽減することができる。また、このとき、中空円筒部８ａ１におけるかしめられた部分を、正極バスバー１４の貫通孔１４ａの周縁部に密着させることができる。

次に、図３に示すように、電池ケース９の底面に、負極バスバー１１を溶接する。それと共に、電池ケース９の開口端側の側面に、負極接続板１２の溶接部１２ｃを溶接する。

上記のようにして、組電池を準備する。

次に、図３に示すように、奥側に図示された組電池に含まれる正極バスバー１４と、該組電池と隣接する他の組電池（手前側に図示された組電池）に含まれる負極接続板１２とを互いに接続し、組電池の集合体１８を準備する。

次に、図２に示すように、組電池の集合体を、排気口１５ａを有するケース１５に収容する。

以上のようにして、本発明の一実施形態に係る電池モジュールを製造することができる。

本実施形態によると、図４に示すように、正極バスバー１４の貫通孔１４ａと対応する中空円筒部８ａ１を有する封口板８ａを備えた素電池１０を利用する。これにより、封口板８ａの中空円筒部８ａ１を、正極バスバー１４の貫通孔１４ａに貫通させて正極バスバー１４にかしめることができるので、素電池１０を、正極バスバー１４に安定して固定することができる。

さらに、封口板８ａの中空円筒部８ａ１を、正極バスバー１４の貫通孔１４ａに貫通させて正極バスバー１４にかしめることにより、図２に示すように、封口板８ａの中空円筒部８ａ１を、ケース１５内の排気部１６ａと直通させる（言い換えれば、封口板８ａの中空円筒部８ａ１を、正極バスバー１４の貫通孔１４ａを介さずに、ケース１５内の排気部１６ａと連通させる）ことができる。このため、素電池が、異常時に、高温高圧のガスを放出することがあっても、図７に示すように、弁体８ｂを突き破ったガスを、封口板８ａの中空円筒部８ａ１を通して、ケース１５内の排気部１６ａに排気した後、ケース１５の排気口１５ａを通して、ケース１５外に排気することができる。

封口板８ａの中空円筒部８ａ１が、ケース１５内の排気部１６ａと直通するため、ガスが排気される方向を規制し（図７：矢印参照）、ケース１５内の収容部１６ｂに、ガスが混入することを抑制することができるので、ガスを放出した素電池以外の素電池に影響が及ぶことを抑制することができる。

また、ガスを、ケース１５外に直接排気するのではなく、ケース１５内の排気部１６ａに排気した後、ケース１５外に排気することができるので、ケース１５外に排気されたガスの温度を、ガスが酸素と混合してもガスが燃焼に至らない程度の温度にまで低下させることができる。

加えて、図２に示すように、封口板８ａの中空円筒部８ａ１を、正極バスバー１４の貫通孔１４ａに貫通させて正極バスバー１４にかしめるだけで、封口板８ａの中空円筒部８ａ１を、正極バスバー１４に固定することができるため、素電池１０を、正極バスバー１４に容易に固定することができる。加えて、封口板８ａの中空円筒部８ａ１を正極バスバー１４に固定する方法としてかしめ工法を用いることにより、熱エネルギーが不要なため、素電池１０が熱の影響を受けることを抑制することができる。これに対し、溶接工法（例えば抵抗溶接工法又はレーザー溶接工法）を用いた場合、熱エネルギーが供給された部分が溶接されるため、素電池が熱の影響を受ける虞がある。さらに、かしめ工法を用いることにより、溶接工法を用いた場合に比べて、加工時間（封口板８ａの中空円筒部８ａ１を正極バスバー１４に固定するのに要する時間）が短いため、生産性が向上する。さらに、かしめ工法を用いることにより、溶接工法を用いた場合に比べて、設備投資が安価になる。

さらに、中空円筒部８ａ１の開口下端の周縁に肩部８ａ２を設けることにより、図８(a) に示すように、中空円筒部８ａ１を正極バスバー１４の貫通孔１４ａに貫通させる時に、肩部８ａ２をストッパとして利用することができる。図８(b) に示すように、中空円筒部８ａ１を正極バスバー１４にかしめる時に、肩部８ａ２を座として利用することができる。肩部８ａ２をストッパとして利用することにより、中空円筒部８ａ１が正極バスバー１４にかしめられる位置を規制することができる。肩部８ａ２を座として利用することにより、中空円筒部８ａ１を正極バスバー１４にかしめる時に発生する応力を効率良く受け止めることができるため、肩部８ａ２以外の部分（例えば、封口体と電池ケース９との間に介在するガスケット、電池ケース９、封口体における弁体、金属板及び金属フィルタ、並びに封口体に接続される正極リード等）に負荷される応力を軽減することができる。

さらに、例えば、後述の図９に示すように、組電池に含まれる複数の素電池（例えば２０コ（１０コ以上）の素電池）を、直列接続ではなく、並列接続させる。これにより、例えば、組電池に含まれる複数の素電池のうち、１コの素電池が電池としての機能を消失することがあっても、電池としての機能が消失した素電池以外の素電池の正極が正極バスバーにより並列接続されていると共に、素電池の負極が負極接続板により並列接続されているため、組電池の電気的特性が大きく変化しないので、組電池に及される影響を小さくすることができる。言い換えれば、組電池に含まれる素電池の個数が例えば２コの場合、２コのうち１コの素電池が電池としての機能を消失すると、組電池の容量が大幅に少なくなって、組電池の電気的特性が大きく変化する。これに対し、例えば１０コ以上の場合、１０コのうち１コの素電池が電池としての機能を消失しても、組電池の容量は少なくなるものの、大幅に少なくなることがなく、組電池の電気的特性が大きく変化することはない。

さらに、図３に示すように、電池ケース９の側面における、負極接続板１２の溶接部１２ｃが溶接された部分以外の部分を露出し、電池ケース９の側面を効果的に露出させることができる。このため、例えば、後述の図９に示すように、ケース内に、流路（図９：１９参照）をさらに収容した場合、流路に流れる冷却水（又は温水）により、電池ケースの側面を効果的に冷却する（又は温める）ことができる。

なお、本実施形態では、複数の素電池を固定する固定板として、図２に示すように、例えばＣｕからなる正極バスバー（複数の素電池１０を固定するだけでなく、複数の素電池１０の正極を並列接続する正極バスバー）１４を用いた場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

第１に例えば、固定板として、回路基板（複数の素電池を固定するだけでなく、複数の素電池の正極を並列接続する回路基板）を用いてもよい。回路基板は、絶縁性の基板と、基板に設けられた配線とを有している。基板は、封口体の中空円筒部と対応する貫通孔を有している。封口体の中空円筒部は、基板の貫通孔を貫通して、基板に固定されている。配線は、基板に固定された封口体の中空円筒部同士の間を接続している。

第２に例えば、Ｃｕ等の導電性材料以外の材料（例えば樹脂）からなる固定板を用いてもよい。但し、この場合、複数の素電池の正極を並列接続する部品を、新たに設ける必要がある。

なお、本実施形態では、固定板に固定される中空突起部として、例えば平面形状が円状の中空突起部（中空円筒部）を用いた場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、平面形状が、楕円形状、三角形状、四角形状又は多角形状の中空突起部を用いてもよい。

なお、本実施形態では、図１に示すように、封口板８ａが、中空円筒部８ａ１と、肩部８ａ２とを有している場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、封口板が、中空円筒部のみを有していてもよい。

なお、本実施形態では、図２に示すように、封口板８ａの中空円筒部８ａ１を、正極バスバー１４の貫通孔１４ａに貫通させて、正極バスバー１４にかしめる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

第１に例えば、封口板の中空円筒部を、正極バスバーの貫通孔に貫通させて、正極バスバーの貫通孔の周縁部と、該周縁部と接触する中空円筒部とを溶接してもよい。

第２に例えば、封口板の中空円筒部を、正極バスバーの貫通孔に圧入し、圧入により、中空円筒部を正極バスバーに固定してもよい。

第３に例えば、正極バスバーによる素電池の固定をより強固にする為に、封口板の中空円筒部を、正極バスバーの貫通孔に貫通させて、正極バスバーにかしめた後、中空円筒部におけるかしめられた部分と、該部分と接触する正極バスバーとを溶接してもよい。

なお、本実施形態では、複数の素電池１０の負極の接続抵抗を低くし且つ正極バスバー１４による複数の素電池１０の固定をより強固にする為に、例えばＮｉからなる負極バスバー１１を備えた電池モジュールの場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

第１に例えば、Ｎｉ等の導電性材料以外の材料（例えば樹脂）からなるバスバーを備えた電池モジュールでもよい。第２に例えば、負極バスバーを備えていない電池モジュールでもよい。

なお、本実施形態では、図３に示すように、負極接続板１２（詳細には、負極接続板１２の溶接部１２ｃ）が、電池ケース９の開口端側の側面に溶接されている場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、負極接続板が、負極バスバーに溶接されていてもよい。この場合、負極接続板は、電池ケースの底面から側面を亘って開口端まで延びる延伸部を有している。

なお、本実施形態では、円筒型の素電池を備えた電池モジュールの場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、角型の素電池を備えた電池モジュールでもよい。

なお、本実施形態では、図１に示すように、正極１と負極２との間にセパレータ３を介して捲回された電極群４を備えた素電池の場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、正極と負極との間にセパレータを介して積層された電極群を備えた素電池でもよい。

以下に、本発明の一実施形態に係る電池モジュールの応用例について、説明する。以下の応用例は、単なる一例に過ぎない。

−応用例−
以下に、応用例の電池モジュールの構成について、図９を参照しながら説明する。図９は、応用例の電池モジュールの構成を示す分解斜視図である。

応用例の電池モジュールは、図９に示すように、ケースと、ケース内に収容される組電池の集合体１８と、ケース内に収容される流路１９とを備えている。

流路１９は、例えば、樹脂からなる。流路１９には、図９に示すように、組電池の集合体１８に含まれる複数の組電池の各々と対応する保持部が設けられている。保持部に、組電池が収容されて、保持部により、組電池が保持されている。

素電池を冷却する冷却水が、流路１９の入口１９ａから流入されて、流路１９を流れた冷却水が、流路１９の出口１９ｂから流出されている。流路１９に流れる冷却水により、保持部に収容された組電池に含まれる複数の素電池の各々が冷却される。これにより、例えば、過熱された素電池を冷却することができる。

組電池の集合体１８は、第２の方向に配列された複数の組電池（例えば７コの組電池）を有している。組電池の集合体１８に含まれる複数の組電池は、直列接続されている。

組電池の集合体１８に含まれる複数の組電池のうち、一方の側に配置された組電池には、負極端子１８ａが取り付けられている。一方、他方の側に配置された組電池には、正極端子１８ｂが取り付けられている。

図９において、詳細な図示を省略するが、組電池は、第１の方向に配列された複数の素電池（例えば２０コの素電池）と、複数の素電池の負極を並列接続する負極接続板と、絶縁体と、複数の素電池を固定し且つ複数の素電池の正極を並列接続する正極バスバーと、複数の素電池の負極の接続抵抗を低くし且つ複数の素電池を固定する負極バスバーとを有している。

図９において、詳細な図示を省略するが、素電池の中空円筒部は、負極接続板の貫通孔、絶縁体の貫通孔及び正極バスバーの貫通孔を貫通して、正極バスバーにかしめられている。

ケースは、上面が開口された容器部１５Ａと、開口された容器部１５Ａの上面を閉口する蓋部１５Ｂとを有している。容器部１５Ａは、側面が開口された側面開口部１５Ａ１と、開口された側面開口部１５Ａ１の側面を閉口する側面部１５Ａ２とを有している。

容器部１５Ａの側面部１５Ａ２は、図９に示すように、排気口１５ａと、流路１９の入口１９ａをケース外に取り出す為の取り出し孔１５ｂと、流路１９の出口１９ｂをケース外に取り出す為の取り出し孔１５ｃと、組電池の集合体１８の負極端子１８ａと接続する電極端子１５ｄと、組電池の集合体１８の正極端子１８ｂと接続する電極端子１５ｅとを有している。

応用例によると、一実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、応用例では、流路に、冷却水を流す場合を具体例に挙げて説明したが、流路に、冷却水の代わりに、温水を流してもよい。流路に流れる温水により、保持部に収容された組電池に含まれる複数の素電池の各々が温められる。これにより、例えば、低温環境下に曝された素電池を温めることができる。

本発明は、素電池が収容される収容部と、ガスが排気される排気部とを区画する固定板に、素電池を安定して固定することができるため、電池モジュールに有用である。

１ 正極
１Ｌ 正極リード
２ 負極
２Ｌ 負極リード
３ セパレータ（多孔質絶縁層）
４ 電極群
５ 上部絶縁板
６ 下部絶縁板
７ ガスケット
８ 封口体
８ａ 封口板
８ａ１ 中空円筒部
８ａ２ 肩部
８ｂ 弁体
８ｃ 金属板
８ｄ 金属フィルタ
９ 電池ケース
１０ 素電池
１１ 負極バスバー
１２ 負極接続板
１２ａ 平板部
１２ｂ 貫通孔
１２ｃ 溶接部
１２ｄ 溶接部
１２ｅ 段差部
１３ 絶縁体
１３ａ 貫通孔
１４ 正極バスバー
１４ａ 貫通孔
１５ ケース
１５Ａ 容器部
１５Ａ１ 側面開口部
１５Ａ２ 側面部
１５Ｂ 蓋部
１５ａ 排気口
１５ｂ，１５ｃ 取り出し孔
１５ｄ，１５ｅ 電極端子
１６ａ 排気部
１６ｂ 収容部
１７ 組電池
１８ 組電池の集合体
１８ａ 負極端子
１８ｂ 正極端子
１９ 流路
１９ａ 入口
１９ｂ 出口

Claims (7)

1. 排気口を有するケースと、
   前記ケース内に収容され、各々が電池ケース及び前記電池ケースの開口を封口する封口体を備えた複数の素電池と、
   前記複数の素電池を固定する固定板とを備え、
   前記固定板により、前記ケース内の空間は、前記素電池からのガスが排気され且つ前記ケースの前記排気口と連通する排気部と、前記複数の素電池が収容される収容部とに区画され、
   前記素電池の前記封口体は、中空突起部を有し、
   前記固定板は、前記封口体の前記中空突起部と対応する貫通孔を有し、
   前記封口体の前記中空突起部は、前記固定板の前記貫通孔を貫通して、前記固定板に固定されていることを特徴とする電池モジュール。
2. 請求項１に記載の電池モジュールにおいて、
   前記封口体の前記中空突起部は、前記固定板の前記貫通孔を貫通して、前記固定板にかしめられていることを特徴とする電池モジュール。
3. 請求項１に記載の電池モジュールにおいて、
   前記素電池の前記封口体は、前記中空突起部の周縁に設けられた肩部をさらに有していることを特徴とする電池モジュール。
4. 請求項１に記載の電池モジュールにおいて、
   前記封口体の前記中空突起部は、正極端子として機能し、
   前記固定板は、正極バスバーであり、
   前記正極バスバーにより、前記複数の素電池の正極は、並列接続されていることを特徴とする電池モジュール。
5. 請求項１に記載の電池モジュールにおいて、
   前記封口体の前記中空突起部は、正極端子として機能し、
   前記固定板は、回路基板であり、
   前記回路基板は、絶縁性の基板と、前記基板に設けられた配線とを有し、
   前記配線は、前記基板の貫通孔を貫通して前記基板に固定された前記封口体の前記中空突起部同士の間を接続し、
   前記回路基板により、前記複数の素電池の正極は、並列接続されていることを特徴とする電池モジュール。
6. 請求項４に記載の電池モジュールにおいて、
   前記電池ケースは、負極端子として機能し、
   前記電池ケースと前記正極バスバーとの間に介在する絶縁体をさらに備えていることを特徴とする電池モジュール。
7. 請求項１に記載の電池モジュールにおいて、
   前記素電池からのガスは、前記封口体の前記中空突起部を通って、前記ケース内の前記排気部に排気された後、前記ケースの前記排気口を通って、前記ケース外に排気されることを特徴とする電池モジュール。