JP2015015082A - Battery set and square secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、組電池に関し、より詳細には、正・負極の外部端子がバスバーにより接合された複数の角形二次電池を備える組電池および角形二次電池に関する。 The present invention relates to an assembled battery, and more particularly to an assembled battery and a prismatic secondary battery including a plurality of prismatic secondary batteries in which positive and negative external terminals are joined by a bus bar.
車両用の電源用電池には、高い出力電圧と大電力を要求されるため、一般に、複数の単電池を直列に接続した組電池が使用される。単電池としては、通常、リチウムイオン等の角形二次電池が用いられる。複数の角形二次電池は、隣接する角形二次電池を、正・負極外部端子の異極性同士が対向するように交互に表裏面を反転して配列される。そして、対向する外部端子をバスバーにより接続する。 Since a battery for a power source for vehicles is required to have a high output voltage and a large electric power, an assembled battery in which a plurality of single cells are connected in series is generally used. As the unit cell, a rectangular secondary battery such as lithium ion is usually used. The plurality of prismatic secondary batteries are arranged by alternately inverting the front and back surfaces of adjacent prismatic secondary batteries so that the different polarities of the positive and negative external terminals face each other. The opposing external terminals are connected by a bus bar.
バスバーによる接続は、十分な接続強度を確保し、また、接触抵抗を小さくするのに適した方法として、通常、レーザ等の溶接法による接合が用いられる。
このような溶接による方法として、正・負極外部端子に、上面から突出する突起部を設け、バスバーに貫通孔を設けて、バスバーの貫通孔を突起部に嵌合し、突起部と貫通孔の境界部分にレーザを照射して溶接する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
As for the connection by the bus bar, joining by a welding method such as a laser is usually used as a method suitable for ensuring sufficient connection strength and reducing the contact resistance.
As a method by such welding, the positive and negative external terminals are provided with protrusions protruding from the upper surface, the bus bar is provided with a through hole, the bus bar through hole is fitted into the protrusion, and the protrusion and the through hole A method of welding by irradiating a laser to a boundary portion is known (for example, see Patent Document 1).
上記特許文献1に記載された発明では、角形二次電池の位置ずれや寸法誤差に起因する角形二次電池の間隔のばらつきのために、溶接が困難になることがある。すなわち、隣り合う角形二次電池の外部端子の間隔は、角形二次電池の位置ずれや寸法誤差により変化するが、バスバーに形成された貫通孔の位置は一定であるため、角形二次電池の正・負極外部端子の突起部への嵌合が困難になることがある。バスバーに形成する貫通孔の直径を大きくしたり、長孔にしたりすれば突起部への嵌合が可能になるが、貫通孔と突起部との間に隙間が生じるため、溶接が困難になったり、接合強度が不足したりする。
In the invention described in
本発明の組電池は、開口部を有し正極電極と負極電極とを有する発電要素が収納された電池缶と、電池缶の開口を封口する電池蓋と、電池蓋に設けられた正極外部端子及び負極外部端子とを有し、電池缶の幅広面を対面させて配列された複数の角形二次電池と、隣接する角形二次電池の同極性の正・負極外部端子同士または異極性の正・負極外部端子間に架橋されて正・負極外部端子に接合されるバスバーとを備え、正極外部端子および負極外部端子はバスバーが載置される上面を有するベース部と、該ベース部より上方に突出し、側面にバスバーの当接面を有する突出部を有し、バスバーは、一端及び他端に突出部と当接する当接面を有し、該当接面のいずれか一方はベース部に対して垂直で幅広面に対して傾斜しており、バスバーの当接面は突出部の当接面と平行であり、当接面同士の境界部で接合されている。
本発明の角形二次電池は、開口部および一対の幅広面を有する電池缶と、正極電極および負極電極を有し電池缶内に収納された発電要素と、正極電極に接続された正極外部端子と、負極電極に接続された負極外部端子とが設けられ、電池缶の開口部を封口する蓋とを備え、正極外部端子および負極外部端子の少なくとも一方は、幅広面に対して傾斜する第1の傾斜面を有する第1の突出部と、バスバーが載置される上面を有する第1のベース部とを備え、角形二次電池の正極外部端子および負極外部端子の他方は、第2の突出部と、バスバーが載置される上面を有する第2のベース部とを備えている。
The assembled battery of the present invention includes a battery can in which a power generation element having an opening and a positive electrode and a negative electrode is housed, a battery lid for sealing the opening of the battery can, and a positive external terminal provided on the battery lid And a plurality of prismatic secondary batteries arranged with the wide surface of the battery can facing each other, and positive / negative external terminals of the same polarity of adjacent square secondary batteries or positive electrodes of different polarities. A bus bar that is bridged between the negative electrode external terminals and joined to the positive and negative electrode external terminals, and the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal have a base portion having an upper surface on which the bus bar is placed, and above the base portion The bus bar has a projecting portion having a contact surface of the bus bar on the side surface, the bus bar has a contact surface that contacts the projecting portion at one end and the other end, and any one of the corresponding contact surfaces with respect to the base portion Vertical and inclined with respect to the wide surface, bus bar contact Is parallel to the abutment surface of the projecting portion are joined at the boundary between the abutment surface.
The prismatic secondary battery of the present invention includes a battery can having an opening and a pair of wide surfaces, a power generation element having a positive electrode and a negative electrode and housed in the battery can, and a positive external terminal connected to the positive electrode And a negative electrode external terminal connected to the negative electrode, and a lid for sealing the opening of the battery can, wherein at least one of the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal is inclined with respect to the wide surface. A first protrusion having an inclined surface and a first base having an upper surface on which the bus bar is placed, and the other of the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal of the prismatic secondary battery is a second protrusion. And a second base portion having an upper surface on which the bus bar is placed.
この発明によれば、隣接する角形二次電池の正・負極の外部端子の間隔のばらつきを、外部端子の突出部の傾斜面に押し付けられるバスバーの位置が移動することにより吸収することができる。 According to the present invention, it is possible to absorb the variation in the interval between the positive and negative external terminals of adjacent square secondary batteries by moving the position of the bus bar pressed against the inclined surface of the protruding portion of the external terminal.
--実施形態1--
[組電池の全体構造]
以下、この発明の組電池および角形二次電池の一実施の形態を図面と共に説明する。
図1は、本発明に係る組電池の一実施の形態の外観斜視図であり、図2は、図1に示された組電池において、一部のバスバーを分解した状態を示す斜視図である。
組電池1は、複数の角形二次電池100を、複数個、厚さ方向に配列して構成されている。以下の説明では、角形二次電池100をリチウムイオン二次電池として説明する。
角形二次電池100は、上部側に開口部(図示せず)を有し、一対の幅広面101と、一対の幅狭面102と、底面103とを有する電池缶110と、電池缶110の開口部を封口する蓋120とから構成される電池容器140を有している。電池缶110および蓋120は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等のアルミニウム系金属により形成されている。
--
[Overall structure of assembled battery]
Hereinafter, an embodiment of an assembled battery and a prismatic secondary battery according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an external perspective view of an embodiment of an assembled battery according to the present invention, and FIG. 2 is a perspective view showing a state in which some bus bars are disassembled in the assembled battery shown in FIG. .
The assembled
The prismatic
各角形二次電池100の蓋120は、平面視で細長の矩形形状を有し、相互に離間して配置された正極外部端子60と負極外部端子70とを備えている。正極外部端子60は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等のアルミニウム系金属により形成されている。負極外部端子70は、例えば、銅または銅合金等の銅系金属により形成されている。
複数の角形二次電池100は、隣接する角形二次電池100を、幅広面101を対向して、交互に反対向きにして配置されている。換言すれば、隣接する角形二次電池100の異極性の外部端子同士が対向するように、つまり、正極外部端子60と負極外部端子70とが対向するように配置されている。
The
The plurality of prismatic
各角形二次電池100の正極外部端子60と、隣接する角形二次電池100の負極外部端子70との間には、バスバー50が架橋されている。正極外部端子60とバスバー50および負極外部端子70とバスバー50とは、それぞれ、境界部においてレーザ溶接等の溶接により接合されており、組電池1を構成するすべての角形二次電池100は、直列に接続されている。
詳細は後述するが、正極外部端子60、負極外部端子70、およびバスバー50とは、角形二次電池100の位置ずれおよび寸法誤差を吸収し、相互の側面を突合わせることが可能な位置ずれ吸収構造を備えている。
A
Although details will be described later, the positive
電池容器140内には、発電要素40(図3参照)が収納され、非水電解液が注入されている。蓋120には、非水電解液を注入するための不図示の注液口が設けられており、注液口から、電池缶110内に非水電解液が注入される。電池缶110内に注入される非水電解液としては、例えば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で1:2の割合で混合した混合溶液中へ六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を1モル/リットルの濃度で溶解したものを用いることができる。上記は一例であって、一般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した非水電解液を用いるようにすればよく、本発明に用いられるリチウム塩や有機溶媒は特に制限されない。
In the
[発電要素]
図3は、発電要素40の斜視図である。図3では、発電要素40は、その捲回終端部側を展開した状態で図示されている。
発電要素40は、正極電極41と負極電極42とを、セパレータ43、44を介在して軸芯C−Cの周囲に捲回して、扁平直方体状に形成されている。
正極電極41は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等のアルミニウム系金属からなる正極金属箔41aの表・裏両面に正極合剤が塗工された正極合剤塗工部41bを有する。正極合剤塗工部41bは、正極金属箔41aの一側縁に、正極金属箔41aが露出された正極合剤未塗工部41cが形成されるように正極金属箔41aに正極合剤を塗工して形成される。
負極電極42は、例えば、銅または銅合金等の銅系金属からなる負極金属箔42aの表・裏両面に負極合剤が塗工された負極合剤塗工部42bを有する。負極合剤塗工部42bは、負極合剤未塗工部42cが配置された側縁と対向する側縁である他側縁に、負極金属箔42aが露出された負極合剤未塗工部42cが形成されるように負極金属箔42aに負極合剤を塗工して形成される。
[Power generation element]
FIG. 3 is a perspective view of the
The
The
The
セパレータ43、44は、正極金属箔41aまたは負極金属箔42aを絶縁する役割を有している。負極電極42の負極合剤塗工部42bは、正極電極41の正極合剤塗工部41bよりも幅方向(X方向)および長手方向(Z方向)に大きく形成され、これにより正極合剤塗工部41bは、始端部から周端部までの全領域が負極合剤塗工部42bに覆われている。
The
図3に図示されるように、発電要素40の外形形状は、高さ方向(Y方向)の両端部に形成された円弧部40Tと、両円弧部40Tの間に位置する一対の平坦部40Pとにより形成される扁平直方体状である。
発電要素40は、一方の円弧部40Tを下に向け、軸心C−Cを電池缶110の底面103と平行にして、電池缶110内に収容されている。電池缶110内に収容された状態では、発電要素40の一対の平坦部40Pは、それぞれ、電池缶110の幅広面101にほぼ平行に対面している。
As illustrated in FIG. 3, the outer shape of the
The
図示はしないが、正極外部端子60は、正極集電板および蓋120の厚さ方向に形成された貫通孔内に挿通された導電部材により発電要素40の正極電極41の正極合剤未塗工部41cに接続されている。同様に、負極外部端子70は、負極集電板および蓋120の厚さ方向に形成された貫通孔内に挿通された導電部材により発電要素40の負極電極42の負極合剤未塗工部42c接続されている。蓋120の厚さ方向に形成された貫通孔内および蓋120の上下面にはガスケット等の絶縁部材が配設されており、正極外部端子60および負極外部端子70は、それぞれ、蓋120とは絶縁されている。
Although not shown, the positive electrode
[位置ずれ吸収構造]
図4は、隣接する一組の角形二次電池の接合状態を示す上面図であり、図5は、角形二次電池の外部端子とバスバーの接合を説明するための分解斜視図であり、図1の二点鎖線で囲まれた領域Vにおける拡大図である。また、図6(a)、図6(b)はバスバーの斜視図である。
蓋120には、一組の正極外部端子60と負極外部端子70とが、離間した位置に設けられている。正極外部端子60は、角形二次電池100の一対の幅狭面102の一方側近傍に、負極外部端子70は、角形二次電池100の一対の幅狭面102の他方側近傍に配置されている。
[Position displacement absorbing structure]
FIG. 4 is a top view showing a joined state of a pair of adjacent prismatic secondary batteries, and FIG. 5 is an exploded perspective view for explaining the joining of external terminals and bus bars of the prismatic secondary battery. 2 is an enlarged view of a region V surrounded by a two-dot chain line. FIG. FIGS. 6A and 6B are perspective views of the bus bar.
The
正極外部端子60と負極外部端子70とは、同一形状を有し、蓋120の長手方向の中心を結ぶ中心線に対して線対称に配置されている。
正極外部端子60は矩形形状のベース部61と、ベース部61から突出した突出部62とを備えている。突出部62は、ベース部61の上面61aから立ち上がる第1の傾斜面62aと第2の傾斜面62bとを有している。第1の傾斜面62aと第2の傾斜面62bとは、ベース61の上面61aに対して垂直に立ち上げられている。
同様に、負極外部端子70は矩形形状のベース部71と、ベース部71から突出した突出部72とを備えている。突出部72は、ベース部71の上面71aから立ち上がる第1の傾斜面72aと第2の傾斜面72bとを有している。第1の傾斜面72aと第2の傾斜面72bとは、ベース71の上面71aに対して垂直に立ち上げられている。
後述するが、正極外部端子60のベース部61の上面61a上および負極外部端子70のベース部71の上面71a上には、バスバー50が載置され、摺動される。
The positive
The positive
Similarly, the negative electrode
As will be described later, the
正極外部端子60の突出部62と負極外部端子70の突出部72とは同一の形状、サイズを有し、それぞれ、ほぼ二等辺三角形状に形成されている。また、負極外部端子70と正極外部端子60とは同一の形状を有し、180°回転して配置されている。従って、正極外部端子60の突出部62と負極外部端子70の突出部72は、正極外部端子60の突出部62の中心と負極外部端子70の突出部72の中心とを結ぶ直線に対して線対称である。つまり、正極外部端子60の中心と負極外部端子70の中心とを結ぶ直線に対して、正極外部端子60の第1の傾斜面62aと第2の傾斜面62bは線対称であり、負極外部端子70の第1の傾斜面72aと第2の傾斜面72bは線対称である。正極外部端子60の突出部62および負極外部端子70の突出部72は、相手側に向けて先細となる方向に配置されている。
The protruding
バスバー50は、ほぼ台形形状をした平板状部材である。バスバー50は、アルミニウム系金属からなる正極側部51と、銅系金属からなる負極側部52とを有するクラッド材により形成されている。正極側部51が正極外部端子60と同一材料であり、負極側部52が負極外部端子70と同一材料であるクラッド材とすることにより、溶接による接合強度を大きくすることができる。
正極側部51は、正極外部端子60の突出部62の第1の傾斜面62aにほぼ平行な第一当接面(第一側面)51aを有し、負極側部52は、負極外部端子70の突出部72の第1の傾斜面72aにほぼ平行な第二当接面(第二側面)52aを有する。また、正極側部51の第一当接面51aと負極側部52aの第二当接面52aとは、バスバー50の幅広な上下面に対して垂直である。つまり、バスバー50の正極側部51の第一当接面51aは、正極外部端子60のベース61の上面61aに垂直であり、バスバー50の負極側部52の負極側部52aは、負極外部端子70のベース71の上面71aに垂直である。
The
The positive
図6(a)に図示されるように、バスバー50は、台形状の長辺のほぼ中心と短辺のほぼ中心とを結ぶ直線が、正極側部51と負極側部52との接合面53となっている。図6(a)では、接合面53が、バスバー50の上下面に対しほぼ垂直な構造を有する。
しかし、図6(b)に図示されるように、接合面53を、バスバー50の上下面に対し傾斜する構造としてもよい。接合面の面積を大きくすることにより、正極側部51と負極側部52との接合強度を大きくすることができる。
As shown in FIG. 6A, in the
However, as illustrated in FIG. 6B, the
次に、正極外部端子60、負極外部端子70、バスバー50による角形二次電池100の位置ずれを吸収する作用を説明する。
図7は、隣接する角形二次電池が長手方向に位置ずれした状態において、バスバーの突合せ方法を説明するための上面図である。
説明の都合上、図7において、上側の角形二次電池を100aとし、下側の角形二次電池を100bとする。図7は、角形二次電池の位置ずれまたは寸法誤差により、上側の角形二次電池100aに対して、下側の角形二次電池100bが、X方向にΔxずれている状態を示す。
この状態では、下側の角形二次電池100bにおける正極外部端子60の突出部62の第1の傾斜面62aが上側の角形二次電池100aにおける負極外部端子70の突出部72の第2の傾斜面72bよりΔxだけX方向に位置している。
Next, the action of absorbing the misalignment of the rectangular
FIG. 7 is a top view for explaining a bus bar butting method in a state where adjacent prismatic secondary batteries are displaced in the longitudinal direction.
For convenience of explanation, in FIG. 7, the upper prismatic secondary battery is designated as 100a, and the lower prismatic secondary battery is designated as 100b. FIG. 7 shows a state in which the lower prismatic
In this state, the first
バスバー50の正極側部51の第一当接面51a側を正極外部端子60のベース部61の上面61a上に載置し、かつ、バスバー50の負極側部52の第二当接面52a側を負極外部端子70のベース部71の上面71a上に載置する。この状態では、バスバー50が正極外部端子の第1の傾斜面62a及び負極外部端子の第2の傾斜面72bに沿ってX方向に摺動し、ずれΔxがあったとしてもバスバー50の第一当接面51aを正極外部端子60の突出部62の第1の傾斜面62aに当接させ、バスバー50の第二当接面52aを負極外部端子70の突出部72の第2の傾斜面72bに当接させることが可能となる。上述した如く、正極外部端子60の第1の傾斜面62aと第2の傾斜面62bとは、ベース61の上面61aに対して垂直であり、バスバー50の正極側部51の第一当接面51aは、正極外部端子60のベース61の上面61aに垂直である。また、負極外部端子70の第1の傾斜面72aと第2の傾斜面72bとは、ベース71の上面71aに対して垂直であり、バスバー50の負極側部52の第二当接面52aは、負極外部端子70のベース71の上面71aに垂直である。従って、バスバー50は、第一当接面51aが正極外部端子60の第1の傾斜面62aと当接し、また、第二当接面52aが負極外部端子70の第2の傾斜面72bと当接することによって、ベース61の上面61aおよびベース71の上面71a上を摺動する。
そして、バスバー50は、Δxの位置ずれに対応する分、X方向にずれた位置で角形二次電池100aと、角形二次電池100bとが所定の間隔となり、バスバー50の第一当接面51aおよび第二当接面52aのそれぞれが、正極外部端子60の第1の傾斜面62aおよび負極外部端子70の第2の傾斜面72bに接面した状態で突合わせられる。
The
Then, the
この状態で、バスバー50の第一当接面51aと正極外部端子60の第1の傾斜面62aとの境界部、およびバスバー50の第二当接面52aと負極外部端子70の第2の傾斜面72bの境界部にレーザを照射して、バスバー50と正極外部端子60およびバスバー50と負極外部端子70を溶接する。レーザ照射による溶接は、バスバー50、および突出部62または突出部72の厚さの中間まで溶融させて接合するようにしてもよいし、正・負極外部端子60、70それぞれのベース部61、71に達するまで溶融させて接合するようにしてもよい。
In this state, the boundary between the
図8は、隣接する角形二次電池が配列方向に位置ずれした状態において、バスバーの突合せ方法を説明するための上面図である。
図8は、角形二次電池の位置ずれまたは寸法誤差により、上側の角形二次電池100aと下側の角形二次電池100bの間隔が、二点鎖線で示す所定の位置よりΔyだけ大きい(離間する)方向にずれている状態を示す。
FIG. 8 is a top view for explaining a bus bar butting method in a state in which adjacent square secondary batteries are displaced in the arrangement direction.
FIG. 8 shows that the distance between the upper prismatic
このような状態では、バスバー50が正極外部端子の第1の傾斜面62a及び負極外部端子の第2の傾斜面72bに沿って、ずれΔyに対応する分だけX方向に移動(図8に示すX軸の矢印方向と反対方向に移動)した位置で、バスバー50の第一当接面51aが正極外部端子60の突出部62の第1の傾斜面62aに突合わされ、バスバー50の第二当接面52aが負極外部端子70の突出部72の第2の傾斜面72bに突合わされた状態となる。このように、バスバー50は、上側の角形二次電池100aと下側の角形二次電池100bとの間隔が、Y方向に所定の位置よりΔyだけ大きくなる方向の位置ずれがあっても、バスバー50の第一当接面51aおよび第二当接面52aのそれぞれを、正極外部端子60の突出部62の第1の傾斜面62aおよび負極外部端子70の突出部72の第2の傾斜面72bに接面するように突合わせることができる。
In such a state, the
図示はしないが、上側の角形二次電池100aと下側の角形二次電池100bとの間隔が、所定の位置よりΔyだけ小さい(狭くなる)方向にずれている場合も同様である。
このような状態では、バスバー50が正極外部端子の第1の傾斜面62a及び負極外部端子の第2の傾斜面72bに沿って、ずれΔyに対応する分だけX方向に移動(図8に示すX軸の矢印方向に移動)した位置で、バスバー50の第一当接面51aが正極外部端子60の突出部62の第1の傾斜面62aに突合わされ、バスバー50の第二当接面52aが負極外部端子70の突出部72の第2の傾斜面72bに突合わされた状態となる。
Although not shown, the same applies to the case where the distance between the upper prismatic
In such a state, the
従って、上記一実施の形態の構造によれば、上側の角形二次電池100aと下側の角形二次電池100bとの間隔が所定の位置よりX方向およびY方向に位置ずれが生じても、その位置ずれを吸収することができる。
Therefore, according to the structure of the above embodiment, even if the gap between the upper prismatic
上記においては、バスバー50を、正極外部端子60の突出部62の第1の傾斜面62aと負極外部端子70の突出部72の第2の傾斜面72bとの間に装着する場合で説明した。しかし、正極外部端子60と負極外部端子70とは同一形状であり、相互に180°回転した状態に配置されてので、バスバー50を、正極外部端子60の第2の傾斜面62bと負極外部端子70の第1の傾斜面72aとの間に装着する場合も、同様である。
In the above description, the
上記一実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
(1)隣接する角形二次電池100の正極外部端子60と負極外部端子70のそれぞれに第1の傾斜面62aと第2の傾斜面72bを設け、バスバー50に第1の傾斜面62aに平行な第一当接面51aおよび第2の傾斜面72bにほぼ平行な第二当接面52aを設けた。このため、電気的に接続される2つの角形二次電池100の位置ずれや寸法誤差に起因するばらつきがあっても、バスバー50の第一、第二当接面51a、52aのそれぞれを正極外部端子60の第1の傾斜面62aおよび負極外部端子70の第2の傾斜面72b、または正極外部端子60の第2の傾斜面62bおよび負極外部端子70の第1の傾斜面72aに突合わせることができる。つまり、互いに接続される2つの角形二次電池100の正極外部端子60と負極外部端子70との間に発生する設計上の位置のばらつきを吸収することができる。このため、バスバー50の第一当接面51aと正極外部端子60の第1の傾斜面62a、およびバスバー50の第二当接面52aと負極外部端子70の第2の傾斜面72bとの溶接を良好に行うことができ、十分な溶接強度を確保することができる。
According to the one embodiment, the following effects are obtained.
(1) A first
(2)正極外部端子60の突出部62と負極外部端子70の突出部72とを、正極外部端子60の突出部62の中心と負極外部端子70の突出部72の中心とを結ぶ直線に対して線対称とした。このため、角形二次電池100が、幅広面101が対面するように交互に反転して配列された組電池において、正極外部端子60の突出部62と負極外部端子70の突出部72との間隔が同じとなり、バスバー50を共通化することができ、コストの低減、作業性の向上を図ることができる。
(2) With respect to a straight line connecting the
--実施形態2--
図9を参照して、本発明の実施形態2の組電池を説明する。
実施形態2が、実施形態1と相違する点は、正極外部端子60および負極外部端子70のそれぞれが、180°回転した状態に配置されている点である。
正極外部端子60は、突出部62が負極外部端子70側とは反対側に向けて先細となる方向に配置され、負極外部端子70は、突出部72が正極外部端子60側とは反対側に向けて先細となる方向に配置されている。
バスバー50は、実施形態1と同一の構成である。
他の構成は、実施形態1と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
--Embodiment 2--
With reference to FIG. 9, the assembled battery of Embodiment 2 of this invention is demonstrated.
The second embodiment is different from the first embodiment in that each of the positive electrode
The positive electrode
The
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the corresponding members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
実施形態2の場合、バスバー50を、角形二次電池100の幅狭面102側から内側に向けて正極外部端子60のベース部61上および負極外部端子70のベース部71上を摺動させる。これにより、バスバー50の第一当接面51a、第二当接面52aを、それぞれ、正極外部端子60の第1の傾斜面62a、負極外部端子70の第2の傾斜面72b、または正極外部端子60の第2の傾斜面62b、負極外部端子70の第1の傾斜面72aに突合わせることができる。
In the case of the second embodiment, the
実施形態2においても、角形二次電池100の間隔にばらつきがあっても、バスバー50の第一、第二当接面51a、52aのそれぞれを正極外部端子60の第1の傾斜面62aおよび負極外部端子70の第2の傾斜面72b、または正極外部端子60の第2の傾斜面62bおよび負極外部端子70の第1の傾斜面72aに突合わせることができる。また、組電池1における、正極外部端子60の突出部62と負極外部端子70の突出部72との間隔は、すべて同じである。
よって、実施形態1の(1)および(2)と同様な効果を奏する。
Also in the second embodiment, the first and second contact surfaces 51a and 52a of the
Therefore, the same effects as (1) and (2) of the first embodiment are obtained.
--実施形態3--
図10、図11を参照して、本発明の実施形態3の組電池を説明する。
図10は、本発明の実施形態3としての組電池の要部斜視図であり、図11は、実施形態3の組電池を上方からみた模式的平面図である。
実施形態3が、実施形態1と相違する点は、正極外部端子60Aの突出部62Aおよび負極外部端子70Aの突出部72Aのそれぞれが、角形二次電池100の幅広面101に平行な線に対して非対称の形状を有している点である。
正極外部端子60Aの突出部62Aにおいて、第1の傾斜面62a1は、幅広面101に平行な線に対して、第2の傾斜面62b1よりも大きい角度で傾斜している。負極外部端子70Aの突出部72Aにおいて、第1の傾斜面72a1は、幅広面101に平行な線に対して、第2の傾斜面72b1よりも大きい角度で傾斜している。正極外部端子60Aの第1の傾斜面62a1と負極外部端子70Aの第1の傾斜面72a1とは、幅広面101に平行な線に対して同じ角度である。正極外部端子60Aの第2の傾斜面62b1と負極外部端子70Aの第2の傾斜面72b1とは、幅広面101に平行な線に対して同じ角度である。
--Embodiment 3--
With reference to FIG. 10 and FIG. 11, the assembled battery of Embodiment 3 of this invention is demonstrated.
FIG. 10 is a perspective view of a main part of the assembled battery as Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 11 is a schematic plan view of the assembled battery of Embodiment 3 as viewed from above.
The third embodiment is different from the first embodiment in that the
In the protruding
バスバー50Aは、実施形態1のバスバー50と同様、アルミニウム系金属からなる正極側部51Aと、銅系金属からなる負極側部52Aとを有するクラッド材により形成されている。正極側部51Aは、正極外部端子60Aの突出部62Aの第1の傾斜面62a1にほぼ平行な第一当接面(第一側面)51a1を有し、負極側部52Aは、負極外部端子70の突出部72の第2の傾斜面72b1にほぼ平行な第二当接面(第二側面)52a1を有する。
As with the
実施形態3の場合、バスバー50Aを、正極外部端子60Aのベース部61上および負極外部端子70Aのベース部71上を摺動させる。これにより、バスバー50Aの第一当接面51a1、第二当接面52a1を、それぞれ、正極外部端子60Aの第1の傾斜面62a1、負極外部端子70Aの第2の傾斜面72b1(または正極外部端子60Aの第2の傾斜面62b1、負極外部端子70Aの第1の傾斜面72a1)に突合わせることができる。
よって、実施形態1の効果(1)と同様な効果を奏する。
In the case of the third embodiment, the
Therefore, the same effect as the effect (1) of
また、実施形態3では、図11に図示されるように、角形二次電池100間の間隔は、正極外部端子60Aの突出部62Aの第1の傾斜面62a1と負極外部端子70Aの突出部72Aの第2の傾斜面72b1間の長さ、または正極外部端子60Aの突出部62Aの第2の傾斜面62b1と負極外部端子70Aの突出部72Aの第1の傾斜面72a1との長さのいずれかで定まる。正極外部端子60Aの突出部62Aの第1の傾斜面62a1と負極外部端子70Aの突出部72Aの第1の傾斜面72a1とは平行であり、正極外部端子60Aの突出部62Aの第2傾斜面62b1と負極外部端子70Aの突出部72Aの第2の傾斜面72b1とは平行である。よって、正極外部端子60Aの第1の傾斜面62a1と負極外部端子70Aの第2の傾斜面72b1間の長さと、正極外部端子60Aの第2の傾斜面62b1と負極外部端子70Aの第1の傾斜面72a1との長さは同じである。従って、実施形態1と同様、バスバー50Aを共通化することができる。
Further, in the third embodiment, as illustrated in FIG. 11, the distance between the prismatic
なお、実施形態3において、正極外部端子60Aの突出部62Aと負極外部端子70Aの突出部72Aとは、それぞれ、相手側に向けて先細となる方向に配置された構造で例示されている。しかし、正極外部端子60Aの突出部62Aと負極外部端子70Aの突出部72Aとは、それぞれ、相手側とは反対側に向けて先細となる方向に配置された構造としてもよい。
In the third embodiment, the protruding
--実施形態4--
図12を参照して、本発明の実施形態4の組電池を説明する。
実施形態4が実施形態1と相違する点は、正・負極外部端子の一方が、突出部に傾斜面を有していない点である。以下では、負極外部端子が突出部に傾斜面を有していない構造として説明するが、正極外部端子が突出部に傾斜面を有していない構造であってもよい。
正極外部端子60は、実施形態1と同様な構造であり、矩形形状のベース部61、および第1の傾斜面62aと第2の傾斜面62bとを有する二等辺三角形状の突出部62を有している。
負極外部端子70Bは、ベース部71Bと、ベース部71B上の中央部に形成された断面矩形の突出部72Bとを有する。突出部72Bは、角形二次電池100の幅広面101に平行な一対の突合せ用側面72b3を有する。
--Embodiment 4--
With reference to FIG. 12, the assembled battery of Embodiment 4 of this invention is demonstrated.
The fourth embodiment is different from the first embodiment in that one of the positive and negative external terminals does not have an inclined surface at the protruding portion. In the following description, the negative electrode external terminal is described as a structure having no inclined surface at the protruding portion, but the positive electrode external terminal may have a structure without an inclined surface at the protruding portion.
The positive
The negative electrode
バスバー50Bは、アルミニウム系金属からなる正極側部51Bと、銅系金属からなる負極側部52Bとを有するクラッド材により形成されている。正極側部51Bは、正極外部端子60の突出部62の第1の傾斜面62a(または62b)にほぼ平行な第一当接面(第一側面)51aを有し、負極側部52Bは、負極外部端子70Bの突合せ用側面72b3と平行な第二側面52bを有する。
他の構成は、実施形態1と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。
The
Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the corresponding members are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
実施形態4の場合、バスバー50Bを、正極外部端子60のベース部61上および負極外部端子70Bのベース部71B上を摺動させる。バスバー50Bの第一当接面51aが正極外部端子60の突出部62の第一当接面51aに当接した位置で、第一当接面51aの反力により、バスバー50Bの第二側面52bが負極外部端子70の突合せ用側面72b3に押し付けられる。
すなわち、バスバー50Bの第一当接面51aと正極外部端子60の突出部62の第1の傾斜面62aとが接面するように突き合わされ、かつ、バスバー50Bの第二側面52bと負極外部端子70の突合せ用側面72b3とが接面するように突き合わされる。
In the case of the fourth embodiment, the
That is, the
この状態で、バスバー50Bの第一当接面51aと正極外部端子60の第1の傾斜面62aとの境界部、およびバスバー50Bの第二側面52bと負極外部端子70Bの突出部72Bとの境界部にレーザを照射してバスバー50Bと正極外部端子60およびバスバー50Bと負極外部端子70Bを溶接する。レーザ照射による溶接は、正極外部端子60の突出部62または負極外部端子70Bの突出部72Bの厚さの中間まで溶融させて接合するようにしてもよいし、正・負極外部端子60、70Bそれぞれのベース部61、71Bに達するまで溶融させて接合するようにしてもよい。
In this state, the boundary between the
実施形態4においても、角形二次電池100の間隔にばらつきがあっても、バスバー50Bの第一当接面51a、第二側面52bのそれぞれを、正極外部端子60の第1の傾斜面62aおよび負極外部端子70Bの突合せ用側面72b3、または正極外部端子60の第1の傾斜面62aおよび負極外部端子70Bの突合せ用側面72b3に突合わせることができる。よって、実施形態1の(1)および(2)と同様な効果を奏する。
Also in the fourth embodiment, even if the interval between the square
なお、実施形態4において、正極外部端子60の突出部62における第1、第2の傾斜面62a、62bを、実施形態3のように異なる傾斜角にするようにしてもよい。但し、このようにした場合には、バスバー50Bは、第一当接面51aが正極外部端子60の第1の62aに対応する傾斜角とされたものと、第2の傾斜面62bに対応する傾斜角とされたものとの2種類が必要となる。
In the fourth embodiment, the first and second
また、実施形態4において、正極外部端子60を、実施形態2と同様、180°回転させて設けるようにしてもよい。 Further, in the fourth embodiment, the positive external terminal 60 may be provided by being rotated by 180 ° as in the second embodiment.
上記各実施形態において、バスバー50、50A、50Bをクラッド材により形成されているとしたが全体が1つの金属、例えば、鉄等により形成するようにしてもよい。鉄等の金属の表面に、めっきまたはコールドスプレイによりクロム等の被膜を形成するようにしてもよい。 In each of the embodiments described above, the bus bars 50, 50A, and 50B are formed of the clad material. However, the bus bars 50, 50A, and 50B may be formed of a single metal, for example, iron. A film of chromium or the like may be formed on the surface of a metal such as iron by plating or cold spray.
上記実施形態においては、組電池1を構成するすべての角形二次電池100を直列に接続する構造として例示した。しかし、本発明は、角形二次電池100を並列に、換言すれば、バスバー50、50A、50Bを介して、正極外部端子60同士および負極外部端子70同士を接合する構造に適用することもできる。
In the said embodiment, it illustrated as a structure which connects all the square
上記各実施形態では、角形二次電池100をリチウムイオン電池として説明した。しかし、本発明は、ニッケル水素電池またはニッケル・カドミウム電池、鉛蓄電池のように水溶性電解液を用いる二次電池にも適用が可能である。
In the above embodiments, the rectangular
その他、本発明は、発明の趣旨の範囲内において種々変形して適用することができ、要は、角形二次電池の正・負極外部端子を、ベース部およびベース部上に形成された突出部を有する構造とし、少なくとも突出部の一方に傾斜面を設け、バスバーの一側面を突出部の傾斜部と平行な傾斜面にしてバスバーの傾斜面と突出部の傾斜面とが突合せ面で突き合わされると共に、バスバーの他側面と他方の突出部とが突合せ面で突き合わされるようにしたものであればよい。 In addition, the present invention can be applied with various modifications within the scope of the invention. In short, the positive and negative external terminals of the square secondary battery are formed on the base portion and the protruding portion formed on the base portion. The inclined surface of the bus bar and the inclined surface of the protruding portion are abutted at the abutting surface with an inclined surface provided on at least one of the protruding portions, and one side surface of the bus bar is an inclined surface parallel to the inclined portion of the protruding portion. As long as the other side surface of the bus bar and the other protruding portion are abutted with each other at the butting surface.
1 組電池
40 発電要素
41 正極電極
42 負極電極
50、50A、50B バスバー
51、51A、51B 正極側部
51a、51a1 第一当接面(第一側面)
52a、52a2 第二当接面(第二側面)
52b 第二側面
60、60A 正極外部端子
61 ベース部
62、62A 突出部
62a、62a1 第1の傾斜面
62b、62b1 第2の傾斜面
70、70A、70B 負極外部端子
71、71B ベース部
72、72A、72B 突出部
72a、72a1 第1の傾斜面
72b、72b1 第2の傾斜面
72b3 突合せ用側面
100、100a、100b 角形二次電池
101 幅広面
102 幅狭面
110 電池缶
120 蓋
140 電池容器
1 assembled
52a, 52a2 second contact surface (second side surface)
52b
Claims (15)
隣接する前記角形二次電池の同極性の前記正・負極外部端子同士または異極性の前記正・負極外部端子間に架橋されて前記正・負極外部端子に接合されるバスバーとを備え、
前記正極外部端子および前記負極外部端子は前記バスバーが載置される上面を有するベース部と、該ベース部より上方に突出し、側面に前記バスバーの当接面を有する突出部を有し、
前記バスバーは、一端及び他端に前記突出部と当接する当接面を有し、該当接面のいずれか一方は前記ベース部に対して垂直でかつ前記幅広面に対して傾斜しており、
前記バスバーの当接面は前記突出部の当接面と平行であり、当接面同士の境界部で接合されている、組電池。 A battery can in which a power generation element having an opening and a positive electrode and a negative electrode is housed; a battery lid that seals the opening of the battery can; a positive external terminal and a negative external terminal provided on the battery cover; A plurality of prismatic secondary batteries arranged with the wide surface of the battery can facing each other, and
A bus bar that is bridged between the positive and negative external terminals of the same polarity of adjacent square secondary batteries or between the positive and negative external terminals of different polarity and joined to the positive and negative external terminals;
The positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal have a base portion having an upper surface on which the bus bar is placed, a protrusion protruding upward from the base portion, and a protrusion having a contact surface of the bus bar on a side surface,
The bus bar has a contact surface that contacts the protruding portion at one end and the other end, and any one of the contact surfaces is perpendicular to the base portion and inclined with respect to the wide surface,
The assembled battery, wherein the contact surface of the bus bar is parallel to the contact surface of the protruding portion, and is joined at a boundary portion between the contact surfaces.
前記正極外部端子または前記負極外部端子のいずれか一方の前記突出部の側面は、前記ベース部に対して垂直でかつ前記幅広面に対して傾斜した傾斜面を有し、当該傾斜面は前記突出部の当接面と共に先細の先端部を形成する、組電池。 The assembled battery according to claim 1,
A side surface of the protruding portion of either the positive electrode external terminal or the negative electrode external terminal has an inclined surface that is perpendicular to the base portion and is inclined with respect to the wide surface, and the inclined surface is the protruding surface. An assembled battery that forms a tapered tip together with the contact surface of the part.
前記正極外部端子または前記負極外部端子の前記突出部の側面は、それぞれ前記先細の先端部を有し、
前記角形二次電池の各々の設けられた正・負極外部端子の前記ベース部は、それぞれの前記突出部の前記先細の先端部同士が対峙するように配置されている、組電池。 The assembled battery according to claim 2,
Side surfaces of the projecting portions of the positive external terminal or the negative external terminal each have the tapered tip.
The assembled battery, wherein the base portions of the positive and negative external terminals provided in each of the square secondary batteries are arranged so that the tapered tips of the protruding portions face each other.
前記正極外部端子及び前記負極外部端子の前記突出部の側面は、それぞれ前記先細の先端部を有し、
前記角形二次電池の各々の設けられた正・負極外部端子の前記ベース部は、それぞれの前記突出部の前記先細の先端部が互いに反対側を向くように配置されている、組電池。 The assembled battery according to claim 2,
Side surfaces of the projecting portions of the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal each have the tapered tip.
The assembled battery, wherein the base portions of the positive and negative external terminals provided for each of the square secondary batteries are arranged such that the tapered tips of the protruding portions face opposite sides.
前記突出部の当接面と前記傾斜面は、前記電池缶の前記幅広面に平行な線に対し線対称である、組電池。 The assembled battery according to claim 2,
The assembled battery, wherein the contact surface of the protruding portion and the inclined surface are axisymmetric with respect to a line parallel to the wide surface of the battery can.
前記突出部の当接面と前記傾斜面は、前記電池缶の前記幅広面に平行な線に対し非対称である、組電池。 The assembled battery according to claim 2,
The assembled battery in which the contact surface of the protrusion and the inclined surface are asymmetric with respect to a line parallel to the wide surface of the battery can.
前記正極外部端子または前記負極外部端子の他方の前記突出部の側面は、前記電池缶の前記幅広面に対してほぼ平行な突合せ用側面を有する、組電池。 The assembled battery according to claim 2,
The assembled battery, wherein a side surface of the other protruding portion of the positive electrode external terminal or the negative electrode external terminal has a butting side surface substantially parallel to the wide surface of the battery can.
前記正極外部端子と前記負極外部端子の前記突出部のそれぞれは、前記正極外部端子の突出部の中心と前記負極外部端子の突出部の中心とを結ぶ直線に対し線対称である、組電池。 The assembled battery according to claim 3,
Each of the protrusions of the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal is symmetrical with respect to a straight line connecting the center of the protrusion portion of the positive electrode external terminal and the center of the protrusion portion of the negative electrode external terminal.
前記正極外部端子と前記負極外部端子の前記突出部のそれぞれは、前記正極外部端子の突出部の中心と前記負極外部端子の突出部の中心とを結ぶ直線に対し線対称である、組電池。 The assembled battery according to claim 4,
Each of the protrusions of the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal is symmetrical with respect to a straight line connecting the center of the protrusion portion of the positive electrode external terminal and the center of the protrusion portion of the negative electrode external terminal.
前記バスバーは、クラッド材により形成されており、前記正極外部端子に溶接される材料と前記負極外部端子に溶接される材料とは異なる材料である、組電池。 The assembled battery according to any one of claims 1 to 9,
The bus bar is formed of a clad material, and the battery pack is a material different from a material welded to the positive external terminal and a material welded to the negative external terminal.
前記バスバーはアルミニウム系金属と銅系金属のクラッド材により形成され、前記正極外部端子はアルミニウ系金属により形成され、前記負極外部端子は銅系金属により形成されている、組電池。 The assembled battery according to claim 10,
The assembled battery, wherein the bus bar is formed of an aluminum-based metal and a copper-based metal clad material, the positive external terminal is formed of an aluminium-based metal, and the negative external terminal is formed of a copper-based metal.
正極電極および負極電極を有し前記電池缶内に収納された発電要素と、
前記正極電極に接続された正極外部端子と、前記負極電極に接続された負極外部端子とが設けられ、前記電池缶の前記開口部を封口する蓋とを備え、
前記正極外部端子および前記負極外部端子の少なくとも一方は、前記幅広面に対して傾斜する第1の傾斜面を有する第1の突出部と、バスバーが載置される上面を有する第1のベース部とを備え、
前記角形二次電池の前記正極外部端子および前記負極外部端子の他方は、側面を有する第2の突出部と、前記バスバーが載置される上面を有する第2のベース部とを備え、
前記第1の突出部の前記第1の傾斜面と、前記第2の突出部の前記側面はバスバーが接合される面である、角形二次電池。 A battery can having an opening and a pair of wide surfaces;
A power generating element having a positive electrode and a negative electrode and housed in the battery can;
A positive electrode external terminal connected to the positive electrode, and a negative electrode external terminal connected to the negative electrode, and a lid for sealing the opening of the battery can,
At least one of the positive external terminal and the negative external terminal has a first protrusion having a first inclined surface inclined with respect to the wide surface, and a first base having an upper surface on which the bus bar is placed. And
The other of the positive external terminal and the negative external terminal of the rectangular secondary battery includes a second protrusion having a side surface and a second base having an upper surface on which the bus bar is placed,
The prismatic secondary battery, wherein the first inclined surface of the first protrusion and the side surface of the second protrusion are surfaces to which a bus bar is joined.
前記第1の突出部は、前記第1の傾斜面と対向する第2の傾斜面を有し、前記第2の傾斜面は、前記第1の傾斜面と共に先細の先端部を形成し、前記第2の突出部は、第3の傾斜面、前記第3の傾斜面と対向配置され、前記第3の傾斜面と共に先細の先端部を形成する第4の傾斜面を有する、角形二次電池。 The prismatic secondary battery according to claim 12,
The first projecting portion has a second inclined surface facing the first inclined surface, and the second inclined surface forms a tapered tip portion together with the first inclined surface, The second protrusion has a third inclined surface, a fourth inclined surface that is disposed opposite to the third inclined surface, and has a fourth inclined surface that forms a tapered tip portion together with the third inclined surface. .
前記第1の突出部と前記第2の突出部のそれぞれは、前記第1の突出部の中心と前記第2の突出部の中心とを結ぶ直線に対して線対称である、角形二次電池。 The prismatic secondary battery according to claim 13,
Each of the first protrusion and the second protrusion is symmetrical with respect to a straight line connecting the center of the first protrusion and the center of the second protrusion. .
前記第1の突出部と前記第2の突出部のそれぞれは、前記第1の突出部の中心と前記第2の突出部の中心とを結ぶ直線に対して非対称である、角形二次電池。
The prismatic secondary battery according to claim 13,
Each of the first projecting portion and the second projecting portion is a prismatic secondary battery that is asymmetric with respect to a straight line connecting the center of the first projecting portion and the center of the second projecting portion.
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