JP2013197016A - 電池および組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】一例として、筐体外にガスが漏れるのをより抑制することが可能な電池および組電池を得る。
【解決手段】実施形態にかかる電池は、筐体と、蓄電部と、導電部と、を備えた。筐体には収容部が設けられ、筐体は壁部を有した。蓄電部は、収容部に収容され、正極部と負極部とを有した。導電部は、壁部を貫通し正極部または負極部に電気的に接続された。壁部は、合成樹脂材料で構成され導電部を取り囲んだ第一部分と、合成樹脂材料で構成され第一部分を取り囲んだ第二部分と、を有した。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、電池および組電池に関する。

従来、筐体と当該筐体内に収容された蓄電部と当該蓄電部の正極部および負極部にそれぞれ電気的に接続された導電部とを備えた電池が知られている。

特開２０１１−０１４２７６号公報

この種の電池では、一例としては、筐体外にガスが漏れるのをより抑制することが望まれる。

本発明の実施形態にかかる電池は、筐体と、蓄電部と、導電部と、を備えた。筐体には収容部が設けられ、筐体は壁部を有した。蓄電部は、収容部に収容され、正極部と負極部とを有した。導電部は、壁部を貫通し正極部または負極部に電気的に接続された。壁部は、合成樹脂材料で構成され導電部を取り囲んだ第一部分と、合成樹脂材料で構成され第一部分を取り囲んだ第二部分と、を有した。

図１は、第１実施形態にかかる組電池の一例の斜視図である。 図２は、図１のII部の断面図である。 図３は、第１実施形態にかかる組電池の一例の分解斜視図である。 図４は、第１実施形態にかかる組電池に含まれる蓄電部の一例の一部の断面図である。 図５は、図２のV部の拡大図である。 図６は、第１実施形態にかかる組電池に含まれる導電部の第二部品の一例の斜視図である。 図７は、第１実施形態にかかる組電池に含まれる導電部の第二部品の一例の図６とは別の角度から見た斜視図である。 図８は、第１実施形態にかかる組電池に含まれる導電部の一例の斜視図である。 図９は、第１実施形態にかかる組電池に含まれるバスバーの一例の模式的な側面図である。 図１０は、第１実施形態にかかる組電池に含まれるバスバーの一例の模式的な側面図であって、引張力が作用した状態が示された図である。 図１１は、参考例の組電池に含まれるバスバーの一例の模式的な側面図であって、引張力が作用した状態が示された図である。 図１２は、第１実施形態にかかる組電池に含まれる筐体の壁部の一例の筐体内側から見た斜視図である。 図１３は、図１２に示される壁部の一部を筐体内側から見た平面図である。 図１４は、図１３のXIV−XIV断面図である。 図１５は、第１変形例にかかる組電池に含まれる導電部の第二部品の一例の斜視図である。 図１６は、第２変形例にかかる組電池の図５と同等位置での断面図である。 図１７は、第３変形例にかかる組電池に含まれるバスバーの一例の斜視図である。 図１８は、第２実施形態にかかる電池の一例の斜視図である。

以下の例示的な複数の実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれている。よって、以下では、同様の構成要素には共通の符号が付されるとともに、重複する説明が省略される。また、各図では、説明の便宜上、方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）が示されている。Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向は、相互に直交している。

＜第１実施形態＞
本実施形態では、一例として、組電池１（電池）は、直列または並列に接続された複数の単電池部２（単電池、単セル、図３等参照）を有し、一例としては、二次電池（蓄電池、充電式電池）として構成されうる。組電池１は、種々の装置や、機械、設備等に設置されうる。具体的に、組電池１は、例えば、携帯電話や、パーソナルコンピュータ、携帯音楽プレーヤー等の比較的小型の装置等の電源として使用される他、電動自転車や、ハイブリッド電気自動車、電気自動車等の比較的大型の装置等の電源としても使用される。また、組電池１は、例えば、自動車や自転車（移動体）等の電源等、移動型の電源としても使用される他、例えば、ＰＯＳ（point of sales）システム用の電源等、定置型の電源としても使用される。また、種々の装置等には、本実施形態で示される複数の組電池１を、直列あるいは並列に接続したセットとして搭載することができる。よって、組電池１は、電池モジュール（電池ユニット）と言うことができる。また、組電池１に含まれる単電池部２の数や配置等は、本実施形態で開示されるものには限定されない。また、組電池１には、電池の電圧や温度を監視するための配線や、監視基板、電池制御のための制御基板等が含まれうる。

本実施形態では、一例として、単電池部２は、それぞれ、リチウムイオン二次電池として構成されることができる。なお、単電池部２は、ニッケル水素電池や、ニッケルカドミウム電池、鉛蓄電池等、他の二次電池であってもよい。リチウムイオン二次電池は、非水電解質二次電池の一種であり、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う。正極材料としては、例えば、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物等が用いられ、負極材料としては、例えば、チタン酸リチウム（ＬＴＯ）等の酸化物系材料や、炭素質材料、シリコン系材料等が用いられる。また、電解質（一例としては電解液）としては、例えば、フッ素系錯塩（例えばＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が配合された、例えば、炭酸エチレンや炭酸プロピレン、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジメチル等の有機溶媒等が単独であるいは複数混合されて用いられる。

本実施形態では、一例として、図１〜３等に示されるように、筐体３（ケース、ケーシング、ハウジング）は、一方向（Ｙ方向、単電池部２の並び方向、単電池部２の配列方向、単電池部２の重なり方向）に比較的長い直方体状の外観を呈している。また、本実施形態では、一例として、筐体３は、底壁３ａや、側壁３ｂ、端壁３ｃ、天壁３ｄ、隔壁３ｅ等の複数の壁部（壁）を有している。底壁３ａ（壁部）は、四角形状（例えば長方形状）の板状に形成されている。また、底壁３ａは、ＸＹ平面に沿って延びている。側壁３ｂ（壁部）は、四角形状（例えば長方形状）の板状に形成されている。また、側壁３ｂは、底壁３ａの短手方向（Ｘ方向）の端部に接続され、底壁３ａと交叉する方向（本実施形態では一例として直交する方向、ＹＺ平面）に沿って延びている。端壁３ｃ（壁部）は、四角形状（例えば長方形状）の板状に形成され、底壁３ａの長手方向（Ｙ方向）の端部に接続されている。また、端壁３ｃは、底壁３ａと交叉する方向（本実施形態では一例として直交する方向、ＸＺ平面）に沿って延びている。また、側壁３ｂは、隣接する端壁３ｃと接続されている。天壁３ｄ（壁部）は、四角形状（例えば長方形状）の板状に形成されている。また、天壁３ｄは、側壁３ｂおよび端壁３ｃの端部に接続され、側壁３ｂおよび端壁３ｃと交叉する方向（本実施形態では一例として直交する方向、ＸＹ平面）に沿って延びている。底壁３ａおよび天壁３ｄは、それらの内面（筐体３の内側の面）同士が面した（対向した）状態で並んで（本実施形態では、一例として平行に）配置されている。二つの側壁３ｂは、それらの内面同士が面した（対向した）状態で並んで（本実施形態では、一例として平行に）配置されている。また、二つの端壁３ｃは、それらの内面同士が面した（対向した）状態で並んで（本実施形態では、一例として平行に）配置されている。

また、筐体３は、隔壁３ｅ（壁部）を有している。隔壁３ｅは、四角形状（例えば長方形状）の板状に形成されている。隔壁３ｅは、底壁３ａと天壁３ｄとの間に位置される。また、隔壁３ｅは、端壁３ｃと並んで（本実施形態では、一例として平行に）設けられ、ＸＺ平面に沿って延びている。また、複数の隔壁３ｅは、それらの面同士が面した（対向した）状態で並んで（本実施形態では、一例として平行に）配置されている。隔壁３ｅの間隔（ピッチ、Ｙ方向のピッチ）は、ほぼ一定である。また、一例としては、複数の隔壁３ｅの列の中間部分での隔壁３ｅの間隔（ピッチ、Ｙ方向のピッチ）が当該列の端部での間隔より広いなど、間隔は局所的に変えることができる。筐体３の内部は、複数の隔壁３ｅによって複数の偏平な直方体状の室４（収容室、収容部）に分けられている。複数の室４は、Ｙ方向に並んでいる。複数の室４の列の長手方向の端部では、室４は、底壁３ａ、天壁３ｄ、隔壁３ｅ、および端壁３ｃに囲まれている。また、複数の室４の列の長手方向の中間部（長手方向の端部以外）では、室４は、底壁３ａ、天壁３ｄ、および二つの隔壁３ｅに囲まれている。室４の幅（Ｙ方向の幅）は、ほぼ一定である。また、一例としては、複数の室４の列の中間部分での室４の幅（Ｙ方向の幅）が当該列の端部での幅より広いなど、幅は局所的に変えることができる。また、筐体３は、絶縁性を有した合成樹脂材料（例えば、変性ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）や、ＰＦＡ（パーフルオロアルコキシアルカン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）等）で構成される。また、筐体３の合成樹脂材料としては、熱可塑性樹脂を用いることができ、例えば、ＰＥや、ＰＰ、ＰＭＰ等のオレフィン樹脂、ＰＥＴや、ＰＢＴ、ＰＥＮ等のポリエステル系樹脂、ＰＯＭ樹脂、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ１２等のポリアミド系樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂等の結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂、あるいは、ＰＳや、ＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＡＢＳ、ＡＳ、変性ＰＰＥ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＰＳＦ等の非結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂を、用いることができる。

本実施形態では、一例として、図２，３等に示されるように、筐体３は、複数（本実施形態では、一例として二つ）の部材（第一部材３１および第二部材３２）の組み合わせとして構成されている。第一部材３１は、底壁３ａ、側壁３ｂ、端壁３ｃ、および隔壁３ｅの一部（部分３ｅ１）を含み、第二部材３２は、天壁３ｄおよび隔壁３ｅの一部（部分３ｅ２）を含む。第二部材３２（天壁３ｄ）は、室４の開口部４ａを覆っている。

本実施形態では、一例として、筐体３は、天壁３ｄの周縁部が側壁３ｂの外面よりもフランジ状に外側に張り出した張出部３ｆを有している。張出部３ｆは、上壁３ｇ（壁部）、下壁３ｈ（壁部）、および側壁３ｉ（壁部）を有する。上壁３ｇは、第二部材３２の天壁３ｄの周縁部である。下壁３ｈは、第一部材３１の側壁３ｂの第二部材３２側の端部から上壁３ｇと間隔をあけて面した状態に張り出している。側壁３ｉは、上壁３ｇおよび下壁３ｈと交叉した方向（本実施形態では、一例として直交方向）に沿って延びている。側壁３ｉは、第一部材３１側の部分３ｉ１と第二部材３２側の部分３ｉ２とを有している。張出部３ｆ内には、空間４ｂ（隙間、収容室、収容部）が形成されている。本実施形態では、一例として、図２に示されるように、空間４ｂには、導電部５の一部（本実施形態では、一例として接合部５ｄ，５ｅ等）が収容されている。複数の部材（本実施形態では、一例として第一部材３１および第二部材３２）は、例えば、熱溶着や、接着剤による接着、固定具（例えばねじ等）による締結等によって、結合される。本実施形態では、一例として、隔壁３ｅの第一部材３１の一部（部分３ｅ１）と第二部材３２の一部（部分３ｅ２）とが熱溶着されるとともに、側壁３ｉの第一部材３１の別の一部（部分３ｉ１）と第二部材３２の別の一部（部分３ｉ２）とが熱溶着される。本実施形態では、一例として、筐体３内の複数の室４は、互いに連通することなくそれぞれ独立した（隔離された）空間として形成される。

本実施形態では、一例として、単電池部２は、室４を構成する筐体３の壁部（底壁３ａや、側壁３ｂ、端壁３ｃ、天壁３ｄ、隔壁３ｅ等）と、当該室４内に収容された蓄電部７と、蓄電部７に電気的に接続された導電部５と、によって構成されている。

本実施形態では、一例として、蓄電部７（コイル部、充放電部）は、シート状の一対の電極部７ａ，７ｂ（正極部または負極部）と、電極部７ａ，７ｂ間に配置されたシート状の介在物７ｃ，７ｄ（セパレータ）と、を有している。蓄電部７は、介在物７ｃ、電極部７ａ、介在物７ｄ、および電極部７ｂがこの順で重ねられた図４に示されるような層状体７ｅが複数回巻かれて（折り畳まれて、折り返されて）構成されている。なお、図４には、蓄電部７の一端部７ｆで層状体７ｅが２回巻かれた部分のみが示されている。層状体７ｅは、図３に示されるように、一端部７ｆと他端部７ｇとで屈曲されるとともに、一端部７ｆと他端部７ｇとの間では平坦に積み重ねられて複数回に亘って長円状の断面形状を有した偏平な形状に渦巻き状に巻かれる。一端部７ｆおよび他端部７ｇは、蓄電部７の外周がその外側に向けて凸となった凸部の一例である。また、本実施形態では、一例として、層状体７ｅでは、電極部７ａは介在物７ｃ，７ｄの幅方向の一方側にずらされ、電極部７ｂは介在物７ｃ，７ｄの幅方向の他方側にずらされている。よって、層状体７ｅの軸方向（層状体７ｅの巻回の軸方向、本実施形態では、一例としてＸ方向）の一方側には電極部７ａが突出し、他方側には電極部７ｂが突出している。すなわち、電極部７ａ，７ｂの突出部７ｈ，７ｉは、層状体７ｅの巻回の軸方向（本実施形態では、一例としてＸ方向）に沿って突出している。そして、電極部７ａの突出部７ｈには導電部５の第二部分５ｂが電気的に接続され、電極部７ｂの突出部７ｉには別の導電部５の第二部分５ｂが電気的に接続されている。本実施形態では、一例として、突出部７ｈ，７ｉと第二部分５ｂとは、溶接等によって接合（結合、固定、接続、電気的に接続）されている。

本実施形態では、一例として、導電部５（導電部材、導電部品、リード部品、端子部品、部品）は、第一部分５ａ、第二部分５ｂ、および第三部分５ｃを有する。導電部５は、蓄電部７の天壁３ｄ側に位置される。第一部分５ａは、筐体３に支持される。本実施形態では、一例として、図５に示されるように、第一部分５ａは、インサート成形によって筐体３の天壁３ｄに一体化されている。また、図２に示されるように、第二部分５ｂは、蓄電部７の電極部７ａ，７ｂに接触している。本実施形態では、一例として、第二部分５ｂと電極部７ａ，７ｂとは溶接等により接合（結合、固定、接続）されるとともに電気的に接続されている。また、第三部分５ｃは、第一部分５ａと第二部分５ｂとの間に位置され、捩られている。本実施形態では、一例として、導電部５は複数（本実施形態では、一例として二つ）の第二部分５ｂを有している。第二部分５ｂは、帯状（板状）に形成されている。二つの第二部分５ｂは、それらの面同士が互いに対向した姿勢（略平行な姿勢）で、対応する突出部７ｈ，７ｉを、Ｙ方向（蓄電部７（層状体７ｅ）の厚さ方向、単電池部２（室４）の重なり方向）の両側から挟み込んでいる。そして、導電部５の二つの第二部分５ｂとそれらの間に挟まれる対応する突出部７ｈ，７ｉとが、溶接等によって接合（結合、固定、接続、電気的に接続）されている。このような構成により、蓄電部７は、筐体３の天壁３ｄに、導電部５を介して支持されている。図２，３を参照すれば、本実施形態では、一例として、蓄電部７は、二つの導電部５を介して、天壁３ｄに両端支持されていることが理解できよう。導電部５は、一例としては、電気伝導率が比較的高い導体（金属材料、例えば、銀や、銅、アルミニウム等を含む合金等）で構成される。

また、本実施形態では、一例として、図８に示されるように、導電部５は複数の部品（導電部材、本実施形態では、一例として、第一部品５１および第二部品５２）が一体化されて構成されている。具体的には、第一部品５１の接合部５ｄと第二部品５２の接合部５ｅとが溶接等で接合（結合、固定、接続、電気的に接続）されて、導電部５が構成されている。

図２，５，８に示されるように、第一部品５１は、第一部分５ａと、接合部５ｄと、中間部５ｆ（接続部、介在部）と、を有する。第一部分５ａは、円柱状（円筒状、柱状、筒状）に構成され、天壁３ｄを貫通している。第一部分５ａには、筐体３の外側に開口された凹部５ｇが設けられている。凹部５ｇの筐体３内側は塞がれている。凹部５ｇを囲う壁部５ｈとバスバー８（導電部材）とは、溶接等により互いに接合（結合、固定、接続、電気的に接続）される。すなわち、壁部５ｈ（第一部分５ａ、第一部品５１）は、端子部の一例である。なお、導電部５の壁部５ｈ以外の部分は、リード部の一例である。接合部５ｄは四角形状の板状に構成され、天壁３ｄと間隔をあけて天壁３ｄに沿って位置されている。中間部５ｆは、Ｌ字状に屈曲された帯状（板状）に構成されている。中間部５ｆは、第一部分５ａと接合部５ｄとの間に位置され、当該第一部分５ａと接合部５ｄとを接続する。中間部５ｆと接合部５ｄとは連続的にＳ字状（クランク状）に屈曲された帯状（板状）の部分である。

図６〜８に示されるように、第二部品５２は、接合部５ｅと、複数（本実施形態では、一例として二つ）の第二部分５ｂと、第三部分５ｃと、を有する。接合部５ｅは四角形状の板状に構成され、接合部５ｄの天壁３ｄとは反対側に位置される。第一部品５１の接合部５ｄと第二部品５２の接合部５ｅとはそれらの厚さ方向に重ねられた状態で溶接等によって接合（結合、固定、接続、電気的に接続）される。接合部５ｅと第二部分５ｂとの間に、第三部分５ｃが位置されている。図６〜８を参照すれば、第三部分５ｃの接合部５ｅ側の端部５ｉと、第三部分５ｃの第二部分５ｂ側の端部５ｊとが、ねじれの位置にあり、第三部分５ｃが端部５ｉ，５ｊ間で第二部分５ｂが延びた方向の軸（Ｚ軸）回りに捩られていることが理解できよう。第二部品５２は、接合部５ｅから端部５ｉを起点として第二部分５ｂおよび第三部分５ｃを一体的にＹ軸回りに略９０°（ｄｅｇ）屈曲するとともに、第三部分５ｃをＺ軸回りに略９０°（ｄｅｇ）捩る（捻る）ことによって得られる。本実施形態では、導電部５に捩られた第三部分５ｃが設けられたことで、一例としては、捩られた第三部分５ｃが無い場合に比べて、第二部品５２（導電部５）の柔軟性（可撓性）や、緩衝作用が高まりやすい。なお、本実施形態では、一例として、一つの第二部品５２が有する二つの第三部分５ｃは、互いに逆方向に捩られている。

第二部品５２の成形に際しては、一例としては、まず、平板状の板材（金属部材）からプレス等により、接合部５ｅから二つの第二部分５ｂが略平行に延びた細長いＵ字状の元部材（元形状、第二部品５２の成形前の展開形状、打ち抜き形状、切り取り形状）、が得られる。次に、接合部５ｅに対して、二つの第二部分５ｂが、端部５ｉ（図６参照）を起点として略９０°屈曲される。さらに、第二部分５ｂの接合部５ｅに対する根元部分が捩られることで、第三部分５ｃが得られる。なお、屈曲と捩りとはほぼ同時に行われることも可能である。このように、本実施形態では、一例として、捩られる第三部分５ｃを設けたことで、蓄電部７の厚さ方向に対向した姿勢で略平行に延びた二つの第二部分５ｂを、接合部５ｅから略平行に延びた成形前（屈曲前）の元部材から得ることができる。捩られる第三部分５ｃが無かった場合、元部材はＴ字型となるため、プレスする前の板材における元部材の配置数が少なくなりやすく、板材の面積に対する部品数（効率、レイアウト効率）が低くなりやすい。この点、本実施形態によれば、一例としては、板材における第二部品５２のレイアウトの効率が向上しやすい。なお、第二部品５２には、適宜熱処理や表面処理等を施すことができる。

また、図２からわかるように、本実施形態では、一例として、第三部分５ｃは、蓄電部７の一端部７ｆ（凸部）の突出方向（Ｚ方向）からの視線で一端部７ｆから外れて位置され、すなわち、蓄電部７の一端部７ｆに対して当該一端部７ｆの突出方向の側方に位置され、一端部７ｆと室４の隅部との間に位置されている。捩られる第三部分５ｃは、捩られない部分に比べて、筐体３内（室４内）で占有する領域が大きくなりやすい。一方、一端部７ｆおよび他端部７ｇは、外側（本実施形態では、一例としてＺ方向）に凸に湾曲した状態で突出している。したがって、一端部７ｆおよび他端部７ｇと室４の隅部との間には、隙間が形成されやすい。そこで、本実施形態のように、蓄電部７の層状体７ｅが屈曲されて突出した一端部７ｆと当該一端部７ｆに対して側方に位置された筐体３の壁部（本実施形態では、一例として天壁３ｄ、隔壁３ｅ、または端壁３ｃ）との間の領域（空間、蓄電部７の凸部に面した室４の隅部、隙間）を利用して第三部分５ｃを配置すれば、一例としては、部品のレイアウトの効率が高まりやすく、一例としては、組電池１がより小型に構成されやすい。なお、第三部分５ｃの位置や、捩り方向、捩り回数等のスペックは、適宜に変更することが可能である。

また、本実施形態では、一例として、第一部品５１と第二部品５２との接合処理（例えば、溶接等）は、第一部品５１が天壁３ｄを含む第二部材３２にインサート成形等で一体化され、第二部品５２が蓄電部７に溶接等で一体化された後に、行われる。すなわち、本実施形態では、第二部材３２に固定された第一部品５１と、蓄電部７に固定された第二部品５２とが、一体化される。このように、本実施形態では、導電部５が複数の部品に分かれているため、一例として、導電部５は、組電池１に、より容易にあるいはより精度良く設けられやすい。仮に、導電部５が、第一部品５１と第二部品５２とに分かれていない一つの部品であった場合、（１）蓄電部７に接合された状態で複数の導電部５が第二部材３２にインサート成形する工程か、あるいは、（２）第二部材３２にインサート成形された複数の導電部５と複数の蓄電部７とを接合する工程、が必要になる。これら（１）あるいは（２）の工程は、いずれも手間がかかりやすく、誤差も増大しやすい。

また、本実施形態では、一例として、図２に示されるように、第一部品５１および第二部品５２の接合部５ｄ，５ｅは、第二部分５ｂよりも蓄電部７の中央部Ｃから離れて位置されている。また、接合部５ｄ，５ｅは、第一部品５１と第二部品５２とが重なる方向（第一部材３１と蓄電部７とが重なる方向、第一部材３１と第二部材３２とが重なる方向、Ｚ方向）からの視線で、蓄電部７から外れて位置されている。また、接合部５ｄ，５ｅは、蓄電部７の端部７ｊ，７ｋ（導電部５（の第二部分５ｂ）が接合される端部７ｊ，７ｋ、本実施形態では、一例として層状体７ｅの軸方向の端部７ｊ，７ｋ）から蓄電部７の中心より離れる方向に延びた（突出した）状態に設けられている。したがって、本実施形態によれば、一例としては、第一部品５１と第二部品５２とが接合される工程で、蓄電部７による影響（一例としては、蓄電部７との干渉による作業のし難さ等）あるいは蓄電部７への影響（一例としては、蓄電部７の外面を傷つける等）が減りやすい。また、第一部品５１と第二部品５２とが溶接や溶着等される場合には、熱の影響が蓄電部７へ及び難い。

また、本実施形態では、一例として、図５に示されるように、筐体３の天壁３ｄのうち、少なくとも導電部５が貫通する領域は、材質が異なる複数の合成樹脂材料（本実施形態では、一例として二つ）で構成されている。この種の組電池１（電池）では、室４内で生じたガスが筐体３の外へ漏れ出ない点が重要であり、天壁３ｄと導電部５との境界部分でも、所要の気密性を確保することが求められる。仮に天壁３ｄの全体を導電部５を含んだ状態で一種類の合成樹脂材料でインサート成形した場合、成形時に導電部５の天壁３ｄとの接触部分での圧力が確保しにくくなり、ひいては、導電部５と天壁３ｄとの密着性が低くなって、所要の気密性を確保しにくくなる虞がある。この点、本実施形態では、一例として、導電部５の周囲に第一の材料の第一部分３２ａが成形され、当該第一部分３２ａの周囲に第二の材料の第二部分３２ｂが成形されている。これにより、一例としては、まずは、導電部５の周囲により高い圧力を印加しながら第一の材料の第一部分３２ａを成形し、その後、第一部分３２ａの周囲に第二の材料の第二部分３２ｂを成形することができる。こうすることで、一例としては、第一部分３２ａと導電部５との密着性がより高まりやすい。また、一例としては、第一の材料として、第二の材料より導電部５の材料（本実施形態では、一例として金属材料）と密着性が高い材料を用いることができる。一例としては、第一の材料が結晶性材料であり、第二の材料が非結晶性材料であることができる。また、一例としては、第一の材料として、第二の材料より融点の低い材料を用いることができる。こうすることで、一例としては、第二部分３２ｂを成形する際に、第一部分３２ａより温度が高く流動性を有した状態の（固化される前の）第二材料によって第一部分３２ａが加熱され、第一部分３２ａが部分的に軟化して、第一部分３２ａと第二部分３２ｂあるいは導電部５との密着性がより高まる場合がある。また、本実施形態では、一例として、第一部分３２ａの体積は、第二部分３２ｂの体積より小さい。具体的には、一例として、第一部分３２ａは導電部５の周辺部（近傍）に設けられ、天壁３ｄ（第二部材３２）の他の部分は、第二部分３２ｂである。よって、本実施形態によれば、一例としては、第一部分３２ａの成形時の圧力が第二部分３２ｂの成形時の圧力より高まりやすく、導電部５と第一部分３２ａとの密着性がより高まりやすい。なお、第一部分３２ａと第二部分３２ｂとの境界部分では、合成樹脂材料同士であるため、導電部５と第一部分３２ａとの境界部分に比べると、気密性がより高まりやすい。さらに、第一の材料と第二の材料とに同種の物質あるいは同じ物質を含めておくことにより、第一部分３２ａと第二部分３２ｂとの密着度がより一層高くなり、気密性がより一層高まりやすい。本実施形態では、一例として、第一部分３２ａを形成する第一の材料としては、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ１２等のポリアミド系樹脂等の結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂を用いることができ、第二部分３２ｂを形成する第二の材料としては、変性ＰＰＥ、ＰＥＳ、ＰＥＩ、ＰＳＦ等の非結晶性樹脂およびそれらのアロイ樹脂を用いることができる。

また、本実施形態では、一例として、導電部５の天壁３ｄの貫通部分（第一部分５ａ）、ならびに天壁３ｄの第一部分３２ａは、導電部５の貫通方向（Ｚ方向、天壁３ｄの厚さ方向）に沿った軸回りの回転体として構成されている。すなわち、貫通部分ならびに第一部分３２ａの当該軸に垂直な断面は、環状（円環状）である。具体的には、一例として、壁部５ｈは、略円筒状に形成され、第一部分５ａは円環状に形成されている。よって、本実施形態によれば、一例としては、第一部分３２ａの成形の際、ならびに第二部分３２ｂの成形の際に、導電部５と第一部分３２ａとの境界部分、ならびに第一部分３２ａと第二部分３２ｂとの境界部分での圧力のばらつきが抑制されやすい。

また、図５に示されるように、導電部５と第一部分３２ａとの境界部分、ならびに、第一部分３２ａと第二部分３２ｂとの境界部分には、凹凸構造３２ｃ（凹部、凸部、凹溝、突起等）を設けることができる。凹凸構造３２ｃは、天壁３ｄの厚さ方向に沿った軸回りに環状（円環状）に形成されている。よって、本実施形態によれば、一例としては、境界部分における経路が長くなり、境界部分における抵抗が増大するため、より気密性が高まりやすい。また、第一部分３２ａは、第二部分３２ｂ内に食い込む（進入する）突起部３２ｄ（凸部）を有している。こうすることで、一例としては、第二部分３２ｂを成形する際に、第一部分３２ａより温度が高く流動性を有した状態の（固化される前の）第二材料によって突起部３２ｄが加熱され、突起部３２ｄが部分的に軟化あるいは溶融して、第一部分３２ａと第二部分３２ｂとの密着性がより高まる場合がある。すなわち、第二部分３２ｂの固化後に、突起部３２ｄは溶融部となって形成される場合がある。なお、突起部３２ｄが成形によって溶融したことは、製品の断面等を調べることでわかる。

また、この部分では、電解質に対して所要の耐薬品性を確保することが求められる。仮に天壁３ｄの全体を一種類の合成樹脂材料で構成した場合、導電部５との密着性と耐薬品性とを両立し難い虞もある。そこで、本実施形態では、一例として、第一部分３２ａの室４側（筐体３内側）を、第一部分３２ａより電解質に対する耐薬品性の高い第二部分３２ｂで覆っている。よって、本実施形態によれば、一例としては、第一部分３２ａが直接電解質に晒されないため、一例としては、導電部５との密着性と耐薬品性とがより両立されやすい。

また、本実施形態では、一例として、図２に示されるように、導電部５の第一部分５ａ（の壁部５ｈ）は、筐体３の第二部材３２の天壁３ｄを貫通して天壁３ｄ（筐体３）上へ突出し、天壁３ｄの外に位置されたバスバー８に接合（結合、固定、接続、電気的に接続）されている。バスバー８は、複数の異なる単電池部２（蓄電部７）の電極部７ａ，７ｂと電極部７ａ，７ｂとを電気的に接続する。複数の単電池部２が直列に接続される場合、バスバー８は、電極部７ａ（正極部および負極部のうち一方）と電極部７ｂ（正極部および負極部の他方）とを電気的に接続する。バスバー８（導体、導体部材、導電性部材）には、円筒状（筒状）の壁部８ａを有した突出部８ｂが設けられている。突出部８ｂは、筐体３の外側に向けて突出し、突出部８ｂの内側には貫通孔が構成されている。第一部分５ａの円筒状の壁部５ｈ（突出部）は、バスバー８の突出部８ｂの筒内（貫通孔内）にほぼ密着された状態で進入している。そして、壁部５ｈと突出部８ｂの壁部８ａとが溶接等により接合（結合、固定、接続、電気的に接続）されている。

また、本実施形態では、一例として、図９に示されるように、バスバー８は、二つの第一の壁部８ｃや、二つの第二の壁部８ｄ、一つの第三の壁部８ｅ、二箇所の第一の曲部８ｆ、二箇所の第二の曲部８ｇ等を有している。具体的に、バスバー８は、一枚の板状（帯状、短冊状）の部材が、四箇所（二箇所の第一の曲部８ｆおよび二箇所の第二の曲部８ｇ）で屈曲されてハット型（クランク状）に構成されている。第一の壁部８ｃ、第二の壁部８ｄ、第三の壁部８ｅは、それぞれ四角形状の板状（帯状）に構成されている。二つの第一の壁部８ｃ（横壁部、底壁部）は、それぞれ、天壁３ｄの表面３ｄ１に沿って位置されている。突出部８ｂは、第一の壁部８ｃに設けられている。二つの第二の壁部８ｄ（立壁部、側壁部）は、それぞれ第一の壁部８ｃに第一の曲部８ｆを介して接続されている。第二の壁部８ｄは、第一の壁部８ｃ（表面３ｄ１）と交叉する方向（直交する方向）に延びている（起立している）。第三の壁部８ｅは、二つの第一の壁部８ｃおよび天壁３ｄの表面３ｄ１と離れた位置で、二つの第二の壁部８ｄ間に亘って設けられている。第三の壁部８ｅは、二箇所の第二の曲部８ｇを介して、二つの第二の壁部８ｄに接続されている。第三の壁部８ｅは、第一の壁部８ｃならびに天壁３ｄ（表面３ｄ１）と略平行に設けられている。また、第二の曲部８ｇの曲率（曲率半径、曲げ半径）は、第一の曲部８ｆの曲率（曲率半径、曲げ半径）より小さい。なお、図９，１０では、便宜上、突出部８ｂは省略されている。

このような構成のバスバー８に、二つの第一の壁部８ｃ同士が離間する方向の外力Ｆ（図１０参照）が作用すると、バスバー８は、図９の状態から図１０の状態に変形する。この際、図１０に示されるように、第三の壁部８ｅは、第一の壁部８ｃ側（表面３ｄ１に近付く側）に凸となる状態に、第一の曲部８ｆおよび第二の曲部８ｇより大きな曲率（曲率半径、曲げ半径）で屈曲する。発明者らの研究によれば、図１１に例示されるようなバスバー８Ｒでは、本実施形態にかかるバスバー８と同様の外力が作用すると、曲部８ｈの中央部８ｉに応力が集中し、バスバー８よりも最大応力が高くなりやすいことが判明した。これに対し、本実施形態では、一例として、図９に示されるような構成としたため、応力の高くなる領域が第三の壁部８ｅや第二の曲部８ｇの領域に亘りバスバー８Ｒの曲部８ｈの中央部８ｉに比べて広く、バスバー８Ｒに比べて応力の集中を緩和（低減）できることが判明した。また、発明者らの研究により、第三の壁部８ｅは、少なくとも組み立てられた状態で、図１０に示されるバスバー８の形状となった状態であれば、当該バスバー８については、当該状態において、バスバー８Ｒに比べて応力の集中を緩和（低減）できることが判明している。

また、発明者らの研究により、二つの第一の壁部８ｃ同士が近接する方向の外力（図１０の外力Ｆとは逆方向の外力Ｆｉ）が作用すると、第三の壁部８ｅが、図１０中に二点鎖線で示されるように、第一の壁部８ｃとは反対側（表面３ｄ１から遠ざかる側）に凸となる状態に、第一の曲部８ｆおよび第二の曲部８ｇより大きな曲率（曲率半径、曲げ半径）で屈曲する。そのような場合にも、応力がバスバー８Ｒの曲部８ｈの中央部８ｉより広い第三の壁部８ｅや第二の曲部８ｇの領域で高くなり、図１１に示されるバスバー８Ｒに比べて応力の集中を緩和（低減）できることが判明している。そして、発明者らの研究により、第三の壁部８ｅは、少なくとも組み立てられた状態で、図１０に二点鎖線で示されるバスバー８の形状となった状態であれば、当該バスバー８については、当該状態において、バスバー８Ｒに比べて応力の集中を緩和（低減）できることが判明している。

また、発明者らの研究により、バスバー８の最大応力に対する第一の曲部８ｆの曲率の大きさの感度は、第二の曲部８ｇの曲率の大きさの感度よりも低いことが判明している。また、第二の曲部８ｇの曲率が小さいほど、バスバー８の最大応力が低いことも判明している。よって、一例としては、応力の低減や製造性の観点等から、第一の曲部８ｆの曲率は、第二の曲部８ｇの曲率より大きいのが好ましい。

また、本実施形態では、一例として、バスバー８と導電部５との接合（結合、固定、接続、電気的接続）は、導電部５の第一部品５１と第二部品５２との接合（結合、固定、接続、電気的接続）が行われる前に行うのが好適である。第一部品５１と第二部品５２とが接合された後にバスバー８と導電部５との接合が例えば溶接（溶着）等によって行われると、バスバー８と導電部５との接合の際に生じる熱が、導電部５（接合部５ｄ，５ｅ）を介して蓄電部７に伝達されやすくなるからである。

本実施形態では、一例として、第一部材３１と第二部材３２とを組み立てる際に、第二部材３２に導電部５を介して一体化された複数の蓄電部７が、第一部材３１に複数設けられた室４にそれぞれ収容される。室４内には、組み立てる前に電解質が入れられている。室４の深さは、筐体３の第一部材３１と第二部材３２とが組み立てられた際に、蓄電部７が底壁３ａに接触しない程度の深さに設定されている。

また、本実施形態では、一例として、図２に示されるように、第一部材３１と第二部材３２との境界部３ｐ（境界部分、接続部、接続部分）には、金属層１０（金属部）が設けられている。金属層１０は、第一部材３１と第二部材３２とに亘って設けられ第一部材３１と第二部材３２との境界部３ｐを被覆している。詳細には、第一部材３１と第二部材３２とが接合される部分（張出部３ｆの側壁３ｉの部分３ｉ１，３ｉ２）の周縁部には、凹部（凹溝部、溝部）３ｋ，３ｍが設けられている。第一部材３１と第二部材３２とを突き合わせた際に、これら凹部３ｋ，３ｍにより、張出部３ｆの側壁３ｉに、筐体３の外側へ向けて開口された一つの凹部３ｎが構成される。つまり、凹部３ｎは、凹部３ｋ，３ｍを含んでいる。この凹部３ｎに境界部３ｐが設けられ、この凹部３ｎ内に金属層１０が設けられている。凹部３ｎは、境界部３ｐが設けられた張出部３ｆの全周を囲っている。本実施形態では、一例として、図１，２に示されるように、第一部材３１と第二部材３２とが接合された後、凹部３ｎを埋めるように、金属材料（例えば、ステンレススチール、アルミニウム合金、ニッケル合金、コバルト合金、銅合金、銅、錫等）が溶射される。これにより、第一部材３１と第二部材３２との接合部分におけるシール性（気密性、液密性）が向上されやすい。また、熱伝導性の比較的高い金属材料を溶射（金属溶射）して、金属層１０（金属部）が設けられることで、組電池１における熱伝導性がより高まる。

また、本実施形態では、一例として、図１，３，１２〜１４等に示されるように、天壁３ｄには、各室４に対応して、安全弁９（弁）が設けられている。即ち、安全弁９は複数設けられている。安全弁９は、室４内の圧力上昇により天壁３ｄに設けられた薄肉部９ｄ（脆弱部）で当該天壁３ｄが切れることによって室４を開放する。天壁３ｄは、筐体３に設けられ、室４の少なくとも一部を覆った壁の一例である。

薄肉部９ｄは、表面３ｄ１に設けられた複数の線状の溝９ａ（第一の溝）によって設けられている。なお、溝９ａは、裏面３ｄ２に設けられていてもよいし、表面３ｄ１および裏面３ｄ２に設けられていてもよい。つまり、溝９ａは、表面３ｄ１および裏面３ｄ２のうち少なくとも一方に設けられていてよい。表面３ｄ１は、第一面の一例であり、裏面３ｄ２は、表面３ｄ１の反対側の第二面の一例である。複数の溝９ａは、一例として放射状に設けられて、十字状をなしている。したがって、本実施形態では、薄肉部９ｄは、複数設けられており、複数の薄肉部９ｄは、放射状に延びている。

また、天壁３ｄの裏面３ｄ２には、安全弁９を囲う溝９ｂ（第二の溝）が設けられている。溝９ｂは、安全弁９毎に設けられており、複数の溝９ｂは、複数の安全弁９のそれぞれを囲っている。なお、溝９ｂは、表面３ｄ１に設けられていてもよいし、表面３ｄ１および裏面３ｄ２に設けられていてもよい。つまり、溝９ｂは、天壁３ｄの表面３ｄ１および裏面３ｄ２のうち少なくとも一方に設けられていてよい。溝９ｂは、一例として、安全弁９の周囲を円環状に囲っている。この溝９ｂによって、天壁３ｄには、薄肉部９ｄを囲うように延びた薄肉部９ｅ（第二の薄肉部）が設けられている。溝９ｂの安全弁９側の領域９ｃの天壁３ｄ（壁）の厚さは、溝９ｂの安全弁９とは反対側の領域９ｆの天壁３ｄの厚さより薄くなっている。

上記構成により、室４内の圧力（ガスの圧力）が高まると、薄肉部９ｄが破断し、室４内のガスが外へ出る。また、室４内の圧力が上昇した際には、溝９ａが設けられた部分（薄肉部９ｄ）がより大きく筐体３外側へ向けて変形するとともに、溝９ａおよびその周囲に応力が集中する。この際、本実施形態では、一例として、溝９ｂが設けられているため、溝９ｂが設けられている部分（薄肉部９ｅ）で応力の集中が生じやすい上、溝９ｂより外側では応力の集中が生じにくい。天壁３ｄ（筐体３）が合成樹脂材料で構成されている場合、金属材料で構成されている場合に比べて、材料が変形しやすい（伸びやすい）。よって、溝９ｂが設けられていない場合には、天壁３ｄへの荷重の作用によって、溝９ａが設けられた部分が変形しかつ延びるとともに、天壁３ｄと隔壁３ｅ（部分３ｅ２）との間の隅部に応力が集中し、破断の起点となる虞がある。この点、本実施形態では、一例として、溝９ｂが設けられているため、天壁３ｄと隔壁３ｅ（部分３ｅ２）との間の隅部に応力が集中するのが抑制されやすい。

以上説明したように、本実施形態では、一例として、天壁３ｄは、合成樹脂材料で構成され第一部分５ａ（第一部品５１、導電部５）を取り囲んだ第一部分３２ａと、合成樹脂材料で構成され第一部分３２ａを取り囲んだ第二部分３２ｂと、を有した。よって、本実施形態によれば、一例としては、導電部５と天壁３ｄとの境界部分から、ガスがより漏れにくい構成が得られやすい。また、本実施形態では、一例として、第一部分３２ａと第二部分３２ｂとの材質を異ならせることで、ガスがより漏れにくい構成が得られやすい。

また、本実施形態では、一例として、第一部分３２ａの体積が第二部分３２ｂの体積より小さい。よって、本実施形態によれば、一例としては、第一部分３２ａの成形時の圧力が第二部分３２ｂの成形時の圧力より高まりやすい。よって、一例としては、導電部５と第一部分３２ａとの境界部分からのガスの漏れがより一層抑制されやすい。

また、本実施形態では、一例として、第一部分３２ａと第二部分３２ｂとが同種または同一の物質を含有する。よって、本実施形態によれば、一例としては、第一部分３２ａと第二部分３２ｂとの境界部分からのガスの漏れがより一層抑制されやすい。

また、本実施形態では、一例として、第二部分３２ｂが第一部分３２ａよりも筐体３内側で第一部分５ａ（第一部品５１、導電部５）を取り囲んだ部分を有した。よって、本実施形態によれば、一例としては、第一部分３２ａの導電部５との密着性と耐薬品性とがより両立されやすい。

また、本実施形態では、一例として、第一部分５ａ（第一部品５１、導電部５）および第一部分３２ａのうち少なくとも一方が、第一部分５ａと第一部分３２ａとの境界部分に凹凸構造３２ｃ（凹部または凸部）を有した。よって、本実施形態によれば、一例としては、第一部分５ａと第一部分３２ａとの境界部分からのガスの漏れがより一層抑制されやすい。

＜第１変形例＞
上記実施形態の第二部品５２に替えて、図１５に示されるような第二部品５２Ａを用いることができる。本変形例では、第三部分５ｃの形状が、上記実施形態と相違している。本変形例によっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

＜第２変形例＞
上記実施形態の第一部品５１（導電部５）、ならびに第一部分３２ａおよび第二部分３２ｂ（天壁３ｄ、第二部材３２）に替えて、図１６に示されるような第一部品５１Ｂ（導電部５Ｂ）、ならびに第一部分３２ａＢおよび第二部分３２ｂＢ（天壁３ｄＢ、第二部材３２Ｂ）を用いることができる。本変形例では、凹凸構造３２ｃおよび突起部３２ｄを有しない点が、上記実施形態と相違している。本変形例によっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

＜第３変形例＞
上記実施形態のバスバー８に替えて、図１７に示されるようなバスバー８Ｃを用いることができる。本変形例では、外部接続端子部８ｊを有する点が、上記実施形態とは相違している。本変形例によっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

＜第２実施形態＞
図１８に示される本変形例にかかる電池１Ｄは、上記実施形態の組電池１の単電池部２の一つ分に相当する。電池１Ｄは、図２と同様の内部構成を有する。すなわち、本実施形態にかかる電池１Ｄでは、筐体３Ｄが、図２に示されるように、一つの室４（収容部）を有し、室４内に、一つの蓄電部７が収容されている。また、電池１Ｄでは、導電部５が用いられている。ただし、電池１Ｄは、バスバー８は有さない。本実施形態によっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

以上、本発明の実施形態および変形例を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態や変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。実施形態や変形例間で、構成要素を部分的に置き換えることも可能である。また、各構成要素のスペック（構造や、種類、方向、形状、大きさ、長さ、幅、厚さ、高さ、数、配置、位置、材質等）は、適宜に変更して実施することができる。また、導電部は一つの部品であってもよく、当該一部品の導電部が第三部分を有してもよい。また、組電池は、張出部を有さないものであってもよい。

１…組電池（電池）、１Ｄ…電池、３，３Ｄ…筐体、３ｄ…天壁（壁部）、３２ａ，３２ａＢ…第一部分、３２ｂ，３２ｂＢ…第二部分、３２ｃ…凹凸構造（凹部または凸部）、３２d…突起部（溶融部）、４…室（収容部）、５，５Ｂ…導電部、７…蓄電部、７ａ…電極部（正極部または負極部）、７ｂ…電極部（負極部または正極部）。

Claims (12)

1. 収容部が設けられ壁部を有した筐体と、
   前記収容部に収容され正極部と負極部とを有した蓄電部と、
   前記壁部を貫通し前記正極部または負極部に電気的に接続された導電部と、
   を備え、
   前記壁部は、合成樹脂材料で構成され前記導電部を取り囲んだ第一部分と、合成樹脂材料で構成され前記第一部分を取り囲んだ第二部分と、を有した、電池。
2. 前記第一部分と前記第二部分との材質が異なる、請求項１に記載の電池。
3. 前記第一部分の体積が前記第二部分の体積より小さい、請求項１または２に記載の電池。
4. 前記第一部分が結晶性材料で構成された、請求項１〜３のうちいずれか一つに記載の電池。
5. 前記第二部分が非結晶性材料で構成された、請求項１〜４のうちいずれか一つに記載の電池。
6. 前記第一部分の材質の融点が前記第二部分の材質の融点より低い、請求項１〜５のうちいずれか一つに記載の電池。
7. 前記第一部分と前記第二部分とが同種または同一の物質を含有する、請求項１〜６のうちいずれか一つに記載の電池。
8. 前記導電部のうち前記壁部を貫通する部分および前記第一部分のうち少なくとも一方が、前記壁部の厚さ方向に沿った軸回りの回転体形状を有した、請求項１〜７のうちいずれか一つに記載の電池。
9. 前記第二部分が前記第一部分よりも前記筐体内側で前記導電部を取り囲んだ部分を有した、請求項１〜８のうちいずれか一つに記載の電池。
10. 前記導電部および前記第一部分のうち少なくとも一方が、前記導電部と前記第一部分との境界部分に凹部または凸部を有した、請求項１〜９のうちいずれか一つに記載の電池。
11. 前記第一部分から前記第二部分に突出して溶融した溶融部を有した、請求項１〜１０のうちいずれか一つに記載の電池。
12. 複数の収容部が設けられ壁部を有した筐体と、
    前記複数の収容部のそれぞれに収容され、正極部と負極部とを有した複数の蓄電部と、
    前記壁部を貫通し前記正極部または負極部に電気的に接続された複数の導電部と、
    を備え、
    前記壁部は、合成樹脂材料で構成され前記複数の導電部のそれぞれを取り囲んだ複数の第一部分と、合成樹脂材料で構成され前記複数の第一部分のそれぞれを取り囲んだ複数の第二部分と、を有した、組電池。

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