JP2017168349A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電素子の電極端子へのバスバーの溶接強度を向上させることができる蓄電装置を提供する。【解決手段】正極端子１２０を有する蓄電素子１００と、正極端子１２０に溶接されるバスバー２００とを備える蓄電装置１０であって、バスバー２００は、正極端子１２０の表面である端子表面１２１側の第一面２０１と、端子表面１２１とは反対側の第二面２０２とを有し、第一面２０１及び第二面２０２の一方には第一凹部が形成され、第一面２０１及び第二面２０２の他方における第一凹部に対向する位置には第一凸部が形成されており、端子表面１２１と第一面２０１の第一凹部または第一凸部とは離間して配置されるとともに、端子表面１２１と第一面２０１の第一凹部または第一凸部とに亘って溶接部４００が形成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、電極端子を有する蓄電素子と、電極端子に溶接されるバスバーとを備える蓄電装置に関する。

電極端子を有する蓄電素子と、電極端子に溶接されるバスバーとを備える蓄電装置が広く知られている。そして、従来、蓄電素子の電極端子へのバスバーの溶接強度を向上させる蓄電装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この蓄電装置においては、バスバー（リード端子）の溶接対象部分（溶接部）の厚みを薄くすることで、溶接ナゲットを大きくして、バスバーと電極端子（端子部）との接続信頼性を向上させている。

特開２００４−２６５６１０号公報

しかしながら、上記従来のような構成の蓄電装置では、蓄電素子の電極端子へのバスバーの溶接強度が低下してしまう虞があるという問題がある。

つまり、上記従来の蓄電装置のように、バスバーの溶接対象部分の厚みを薄く形成する場合、一般的に、プレス加工によって当該溶接対象部分を薄く形成するため、薄く形成した部分の肉逃げによって、バスバーにひずみが生じる場合がある。そして、バスバーにひずみが生じた場合には、バスバーを蓄電素子の電極端子に溶接する際に、電極端子に対してバスバーを正確に配置できず、溶接不良を引き起こしてしまう虞がある。これにより、上記従来のような構成の蓄電装置では、蓄電素子の電極端子へのバスバーの溶接強度が低下してしまう虞がある。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、蓄電素子の電極端子へのバスバーの溶接強度を向上させることができる蓄電装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電素子は、電極端子を有する蓄電素子と、前記電極端子に溶接されるバスバーとを備える蓄電装置であって、前記バスバーは、前記電極端子の表面である端子表面側の第一面と、前記端子表面とは反対側の第二面とを有し、前記第一面及び前記第二面の一方には第一凹部が形成され、前記第一面及び前記第二面の他方における前記第一凹部に対向する位置には第一凸部が形成されており、前記端子表面と前記第一面の前記第一凹部または前記第一凸部とは離間して配置されるとともに、前記端子表面と前記第一面の前記第一凹部または前記第一凸部とに亘って溶接部が形成されている。

これによれば、蓄電装置において、バスバーの一方の面に第一凹部、他方の面に第一凸部が形成されており、当該第一凹部または第一凸部は、蓄電素子の端子表面と離間して配置されるとともに、端子表面とに亘って溶接部が形成されている。つまり、一方の面に凹部を形成するだけの加工では、肉逃げによってひずみが生じる場合があるが、バスバーの一方の面に凹部を形成し他方の面に凸部を形成することで、加工時のひずみを低減することができる。これにより、バスバーを電極端子に溶接する際の溶接不良を低減することができる。また、端子表面とバスバーの凹部または凸部との間に隙間を形成することで、当該隙間に溶接部が入り込み、電極端子とバスバーとを強固に固定することができる。このように、蓄電装置において、蓄電素子の電極端子へのバスバーの溶接強度を向上させることができる。

また、前記溶接部は、前記端子表面及び前記第一面における幅よりも、前記端子表面と前記第一面との間における幅の方が大きいことにしてもよい。

これによれば、溶接部は、端子表面及びバスバーの第一面における幅よりも、端子表面と第一面との間における幅の方が大きい。つまり、端子表面と第一面との間の隙間に溶接部が入り込み、溶接部の幅が当該隙間で大きくなることで、電極端子へのバスバーの溶接強度を向上させることができる。

また、前記端子表面には第二凸部が形成され、前記第一面には前記第一凹部が形成され、前記第二面には前記第一凸部が形成されており、前記第一凹部内に、前記第二凸部が配置されることにしてもよい。

これによれば、端子表面の凸部がバスバーの第一面の凹部内に配置されることで、バスバーを電極端子に溶接する際に、電極端子とバスバーとの位置決めを容易に行うことができる。

また、前記端子表面には第二凹部が形成され、前記第一面には前記第一凸部が形成され、前記第二面には前記第一凹部が形成されており、前記第二凹部内に、前記第一凸部が配置されることにしてもよい。

これによれば、バスバーの第一面の凸部が端子表面の凹部内に配置されることで、バスバーを電極端子に溶接する際に、電極端子とバスバーとの位置決めを容易に行うことができる。

なお、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、当該蓄電装置が備えるバスバーまたは蓄電素子の電極端子としても実現することができる。

本発明における蓄電装置によれば、蓄電素子の電極端子へのバスバーの溶接強度を向上させることができる。

本発明の実施の形態に係る蓄電装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る蓄電素子の外観を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係るバスバーの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るバスバーが蓄電素子の電極端子に溶接された状態での構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係るバスバーが蓄電素子の正極端子に溶接された状態での構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態の変形例１に係るバスバーが蓄電素子の正極端子に溶接された状態での構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態の変形例２に係るバスバーが蓄電素子の正極端子に溶接された状態での構成を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態に係る蓄電装置について説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、模式図であり、寸法等は必ずしも厳密に図示したものではない。さらに、各図において、同一または同様な構成要素については同じ符号を付している。また、以下の説明において、「同一」、「一致」、「同等」などの表現を用いている場合があるが、完全に同一等になっていることには限定されず、多少の誤差は許容される。

また、以下の説明及び図面中において、１つの蓄電素子における電極端子（つまり、正極端子及び負極端子）の並び方向または容器の短側面の対向方向をＸ軸方向と定義する。また、１つの蓄電素子における容器の長側面の対向方向、容器の短側面の短手方向もしくは容器の厚さ方向、または、複数の蓄電素子の並び方向をＹ軸方向と定義する。また、１つの蓄電素子における容器の短側面の長手方向、または、上下方向（設置状態での重力の作用する方向）をＺ軸方向と定義する。これらＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は、互いに交差（本実施の形態では直交）する方向である。なお、使用態様によってはＺ軸方向が上下方向にならない場合も考えられ、Ｚ軸方向は上下方向となることには限定されないが、以下では説明の便宜のため、Ｚ軸方向を上下方向として説明する。また、以下の説明において、例えば、Ｘ軸方向プラス側とは、Ｘ軸の矢印方向側を示し、Ｘ軸方向マイナス側とは、Ｘ軸方向プラス側とは反対側を示す。Ｙ軸方向やＺ軸方向についても同様である。

（実施の形態）
まず、蓄電装置１０の構成について、説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１０の外観を示す斜視図である。なお、同図は、外装体３００を透視して外装体３００内方を示した図となっている。

蓄電装置１０は、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電することができる蓄電モジュール（組電池）である。蓄電装置１０は、例えば、電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、またはプラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）等の自動車用電源や、電子機器用電源、電力貯蔵用電源などに適用される。

これらの図に示すように、蓄電装置１０は、複数の蓄電素子１００（本実施の形態では、５つの蓄電素子１００ａ〜１００ｅ）と、当該複数の蓄電素子１００を電気的に接続するバスバー２００と、当該複数の蓄電素子１００及びバスバー２００等を収容する外装体３００とを備えている。なお、蓄電装置１０は、バスバー２００の位置決めを行うバスバーフレームや、複数の蓄電素子１００の充電状態や放電状態を監視するための制御基板なども備えていてもよいが、これらの図示は省略し、詳細な説明も省略する。

蓄電素子１００は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、より具体的には、リチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池である。本実施の形態では、５個の矩形箱状の蓄電素子１００が直列に配置されている。なお、蓄電素子１００の個数は５個に限定されず、他の複数個数または１個であってもよい。また、本実施の形態では、角型の蓄電素子１００を図示しているが、蓄電素子１００の形状は、角型には限定されず、円柱形状や長円柱形状等であってもよいし、ラミネート型の蓄電素子とすることもできる。また、蓄電素子１００は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよいし、キャパシタであってもよい。この蓄電素子１００の構成の詳細な説明については、後述する。

バスバー２００は、複数の蓄電素子１００の上方に配置される部材である。バスバー２００は、導電性の平板状部材であり、複数の蓄電素子１００同士を電気的に接続する。具体的には、バスバー２００は、隣接する蓄電素子１００において、一の蓄電素子１００の正極端子または負極端子と、他の蓄電素子１００の負極端子または正極端子とを電気的に接続する。ここで、バスバー２００は、アルミニウムなどの溶接可能な金属製の部材で形成されている。

つまり、例えば、バスバー２００は、一端が蓄電素子１００ａの正極端子に溶接により接合され、他端が蓄電素子１００ｂの負極端子に溶接により接合されることで、蓄電素子１００ａの正極端子と蓄電素子１００ｂの負極端子とを電気的に接続する。また、同様に、バスバー２００は、一端が蓄電素子１００ｂの正極端子に溶接により接合され、他端が蓄電素子１００ｃの負極端子に溶接により接合されることで、蓄電素子１００ｂの正極端子と蓄電素子１００ｃの負極端子とを電気的に接続する。このようにして、バスバー２００は、複数の蓄電素子１００を直列に接続する。

なお、バスバー２００は、複数の蓄電素子１００を並列に接続するように配置されていてもかまわない。また、バスバー２００の材質は、アルミニウムには限定されず、アルミニウム合金やステンレス鋼など溶接可能な金属であればよく、さらに、金属にも限定されず、溶接可能な導電性の部材であればよい。また、バスバー２００の形状は、平板状には限定されず、角柱状などであってもかまわない。このバスバー２００の構成の詳細な説明については、後述する。

外装体３００は、蓄電装置１０の外装体を構成する樹脂製の矩形箱状の部材である。外装体３００は、複数の蓄電素子１００を所定の位置に配置し、複数の蓄電素子１００を衝撃などから保護するとともに、外部と絶縁する。具体的には、外装体３００は、箱型の本体部分と蓋部分とを有しており、外装体３００内に複数の蓄電素子１００が収容される。また、外装体３００には、外部からの電気を充電し、また外部へ電気を放電するための外部接続端子が設けられているが、図示及び詳細な説明は省略する。また、外装体３００は、複数の蓄電素子１００をＹ軸方向両側から挟み込んで複数の蓄電素子１００を挟持するような部材を有していてもよい。なお、外装体３００の形状及び材質は、特に限定されない。

次に、蓄電素子１００（蓄電素子１００ａ〜１００ｅ）について、詳細に説明する。図２は、本発明の実施の形態に係る蓄電素子１００の外観を模式的に示す斜視図である。

同図に示すように、蓄電素子１００は、容器１１０と、正極端子１２０と、負極端子１３０とを備えている。また、容器１１０の内方には、電極体、集電体（正極集電体及び負極集電体）、及び電解液（非水電解質）等が収容されているが、これらの図示は省略する。なお、当該電解液としては、蓄電素子１００の性能を損なうものでなければその種類に特に制限はなく、様々なものを選択することができる。

電極体は、正極板と負極板とセパレータとが積層されて形成された発電要素である。ここで、電極体が有する正極板は、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属からなる長尺帯状の集電箔である正極基材層上に正極活物質層が形成されたものである。また、負極板は、銅や銅合金などの金属からなる長尺帯状の集電箔である負極基材層上に負極活物質層が形成されたものである。また、正極活物質層に用いられる正極活物質、負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出可能なものであれば、適宜公知の材料を使用できる。

正極集電体は、正極端子１２０と電極体の正極板とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。また、負極集電体は、負極端子１３０と電極体の負極板とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。なお、正極集電体の材質は限定されないが、例えば、電極体の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属で形成されている。また、負極集電体についても、材質は限定されないが、例えば、電極体の負極基材層と同様、銅または銅合金などの金属で形成されている。

容器１１０は、矩形筒状で底を備える容器本体１１１と、容器本体１１１の開口を閉塞する板状部材である蓋体１１２とで構成されている。また、容器１１０は、電極体等を内部に収容後、蓋体１１２と容器本体１１１とが溶接等されることにより、内部を密封することができるものとなっている。なお、蓋体１１２及び容器本体１１１の材質は特に限定されず、例えばステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金など溶接可能な金属とすることができるが、樹脂を用いることもできる。

正極端子１２０は、電極体の正極板に電気的に接続された電極端子であり、負極端子１３０は、電極体の負極板に電気的に接続された電極端子である。つまり、正極端子１２０及び負極端子１３０は、電極体に蓄えられている電気を蓄電素子１００の外部空間に導出し、また、電極体に電気を蓄えるために蓄電素子１００の内部空間に電気を導入するための金属製の電極端子である。また、正極端子１２０及び負極端子１３０は、蓋体１１２に取り付けられている。具体的には、正極端子１２０は、軸部が蓋体１１２の貫通孔と正極集電体の貫通孔とに挿入されて、かしめられることにより、正極集電体とともに蓋体１１２に固定される。負極端子１３０についても、同様である。

なお、正極端子１２０の材質は限定されないが、例えば、電極体の正極基材層と同様、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属で形成されている。また、負極端子１３０についても、材質は限定されないが、例えば、軸部は、電極体の負極基材層と同様、銅または銅合金などの金属で形成され、軸部以外の部分は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの金属で形成されている。

また、蓋体１１２と正極端子１２０との間、及び蓋体１１２と正極集電体との間には、絶縁性及び気密性を高めるためにガスケット等が配置されているが、同図では省略して図示している。負極側についても、同様である。また、上記の構成要素の他、集電体の側方などにスペーサが配置されていてもよいし、蓋体１１２などにガス排出弁が形成されていてもよい。

次に、バスバー２００について、詳細に説明する。図３は、本発明の実施の形態に係るバスバー２００の構成を示す図である。具体的には、図３の（ａ）は、図１に示されたバスバー２００をＺ軸方向プラス側から見た上面図である。また、図３の（ｂ）は、図１に示されたバスバー２００をＸ軸方向プラス側から見た側面図である。また、図３の（ｃ）は、図１に示されたバスバー２００をＹ軸方向マイナス側から見た側面図である。

これらの図に示すように、バスバー２００は、矩形状かつ平板状の導電部材であり、下側（Ｚ軸方向マイナス側）の面である第一面２０１と、上側（Ｚ軸方向プラス側）の面である第二面２０２とを有している。つまり、第一面２０１及び第二面２０２は、外縁の大きさ及び形状が同じ長方形状の平面である。ここで、バスバー２００において、第一面２０１及び第二面２０２の一方には第一凹部が形成され、第一面２０１及び第二面２０２の他方における第一凹部に対向する位置には第一凸部が形成されている。

本実施の形態では、第一面２０１に第一凹部２１０が形成され、第二面２０２に第一凸部２２０が形成されている。第一凹部２１０は、第一面２０１をＺ軸方向のマイナス側からプラス側へ凹ませた形状を有する、長方形状の凹部である。また、第一凸部２２０は、第二面２０２をＺ軸方向のマイナス側からプラス側へ突出させた形状を有する、長方形状の凸部である。また、第一凹部２１０と第一凸部２２０とは、対向する位置に形成されている。

具体的には、第一凸部２２０は、第二面２０２を平面視したとき（Ｚ軸方向プラス側から見たとき）に、第一凹部２１０に一致する外形形状を有している。また、第一凹部２１０の凹み量（Ｚ軸方向の凹みの深さ）と、第一凸部２２０の突出量（Ｚ軸方向の突出の高さ）とは、同等になるように形成されている。つまり、バスバー２００は、第一凹部２１０及び第一凸部２２０が形成されている部分の板厚と、第一凹部２１０及び第一凸部２２０が形成されていない部分の板厚とが同等の厚みになるように形成されている。

本実施の形態では、第一面２０１の四隅に、４つの第一凹部２１０がそれぞれ形成されている。そして、第二面２０２における当該４つの第一凹部２１０に対向する位置（つまり、第二面２０２の四隅）に、当該４つの第一凹部２１０と同じ外形形状、及び、当該４つの第一凹部２１０の凹み量と同じ突出量を有する４つの第一凸部２２０がそれぞれ形成されている。このような第一凹部２１０及び第一凸部２２０は、例えば、板状部材に対して、プレス加工を施すことによって、形成することができる。

なお、第一凹部２１０と第一凸部２２０との外形形状は、完全に同じでなくともよく、それらの外形形状がわずかに異なっている場合も含む。例えば、第一凹部２１０と第一凸部２２０との寸法差は、加工を施して形成する場合に許容される範囲に収まっていればよい。また、第一凹部２１０の凹み量と第一凸部２２０の突出量についても同様に、完全に同じでなくてもよく、わずかに異なっている場合も含む。

また、第一凹部２１０及び第一凸部２２０の外形形状は、長方形状には限定されず、長方形状以外の多角形状、円形状、長円形状、楕円形状など、どのような形状であってもかまわない。また、第一凹部２１０及び第一凸部２２０が形成されている位置及び大きさも、バスバー２００を蓄電素子１００の電極端子に溶接可能な位置及び大きさであれば、特に限定されない。また、第一凹部２１０の凹み量、及び、第一凸部２２０の突出量も特に限定されないが、５０μｍ以上かつ２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以上かつ２００μｍ以下がさらに好ましい。この凹み量及び突出量についての詳細な説明は、後述する。

次に、バスバー２００が蓄電素子１００の電極端子に溶接された状態について、詳細に説明する。図４は、本発明の実施の形態に係るバスバー２００が蓄電素子１００の電極端子に溶接された状態での構成を示す平面図である。具体的には、同図は、図１に示されたバスバー２００が蓄電素子１００ａの正極端子１２０及び蓄電素子１００ｂの負極端子１３０に溶接された状態をＺ軸方向プラス側から見た上面図である。また、図５は、本発明の実施の形態に係るバスバー２００が蓄電素子１００の正極端子１２０に溶接された状態での構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図４に示されたバスバー２００及び蓄電素子１００ａの正極端子１２０をＶ−Ｖ断面で切断した場合の断面図及び溶接部４００の拡大断面図を示す。

図４に示すように、バスバー２００は、第二面２０２の第一凸部２２０に、例えばレーザ光が照射されて、蓄電素子１００の電極端子に溶接される。つまり、バスバー２００は、一端が蓄電素子１００ａの正極端子１２０に溶接により接合され、他端が蓄電素子１００ｂの負極端子１３０に溶接により接合される。これにより、バスバー２００は、蓄電素子１００ａの正極端子１２０と蓄電素子１００ｂの負極端子１３０とを電気的に接続する。

ここで、１つの第一凸部２２０に対して、２本の曲線状の溶接部４００が形成される。なお、この溶接部４００の形状及び数は特に限定されない。以下、バスバー２００が正極端子１２０に溶接された構成について、具体的に説明する。なお、バスバー２００が負極端子１３０に溶接された構成については、バスバー２００が正極端子１２０に溶接された構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。

図５に示すように、端子表面１２１と第一面２０１の第一凹部２１０とは離間して配置されるとともに、端子表面１２１と第一面２０１の第一凹部２１０とに亘って溶接部４００が形成されている。端子表面１２１は、正極端子１２０の表面であり、本実施の形態では、正極端子１２０の先端側（上側）の平坦な面である。つまり、バスバー２００は、第一面２０１が端子表面１２１側に、第二面２０２が端子表面１２１とは反対側に向くように、正極端子１２０上に配置される。これにより、端子表面１２１と、第一面２０１の第一凹部２１０（具体的には第一凹部２１０の底面）とが、離間して配置される。そして、第二面２０２の第一凸部２２０の表面（先端面）にレーザ光が照射されることで、端子表面１２１と第一面２０１の第一凹部２１０とに亘って溶接部４００が形成される。具体的には、第一凸部２２０の表面（先端面）から第一凹部２１０の底面、正極端子１２０の端子表面１２１及び内部に亘って、溶接部４００が形成される。

ここで、端子表面１２１と第一凹部２１０とが離間して配置されているため、溶接部４００は、端子表面１２１と第一凹部２１０との間の隙間に入り込み、当該隙間で周方向（同図ではＹ軸方向）へ広がる。これにより、溶接部４００は、端子表面１２１及び第一面２０１における幅よりも、端子表面１２１と第一面２０１との間における幅の方が大きくなる。つまり、同図に示すように、溶接部４００は、端子表面１２１における幅Ｌ１、及び、第一面２０１の第一凹部２１０における幅Ｌ２よりも、端子表面１２１と第一面２０１の第一凹部２１０との間における幅Ｌ３の方が大きくなる。このように、溶接部４００は、略円錐形状において端子表面１２１と第一凹部２１０との間が全周に亘って環状に広がった形状を有している。

ここで、端子表面１２１と第一凹部２１０の底面との間の距離が小さ過ぎる場合は、端子表面１２１と第一凹部２１０との間に溶接部４００が十分に入り込み難い。また、当該距離が大きくなり過ぎる場合は、端子表面１２１と第一凹部２１０との間に入り込む溶接部４００の量が足りなくなり、端子表面１２１と第一凹部２１０との間で溶接部４００が狭まってしまう。そのため、端子表面１２１と第一凹部２１０の底面との間の距離は、５０μｍ以上かつ２００μｍ以下が好ましい。また、端子表面１２１と第一凹部２１０の底面との間の距離は、１００μｍ以上かつ２００μｍ以下がさらに好ましい。当該距離が１００μｍ以上の場合は、さらに溶接強度の向上を図ることができるからである。以上のことから、第一凹部２１０の凹み量、及び、第一凸部２２０の突出量は、５０μｍ以上かつ２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以上かつ２００μｍ以下がさらに好ましい。

以上のように、本発明の実施の形態に係る蓄電装置１０によれば、バスバー２００の第一面２０１に第一凹部２１０、第二面２０２に第一凸部２２０が形成されており、第一凹部２１０は、蓄電素子１００の端子表面と離間して配置されるとともに、端子表面とに亘って溶接部４００が形成されている。つまり、一方の面に凹部を形成するだけの加工では、肉逃げによってひずみが生じる場合があるが、バスバー２００の一方の面に凹部を形成し他方の面に凸部を形成することで、加工時のひずみを低減することができる。これにより、バスバー２００を電極端子に溶接する際の溶接不良を低減することができる。また、端子表面とバスバー２００の凹部または凸部との間に隙間を形成することで、当該隙間に溶接部４００が入り込み、電極端子とバスバー２００とを強固に固定することができる。このように、蓄電装置１０において、蓄電素子１００の電極端子へのバスバー２００の溶接強度を向上させることができる。また、バスバー２００の第二面２０２の第一凸部２２０を目印にすることで、溶接箇所の位置決めを容易に行うことができる。

また、溶接部４００は、端子表面及びバスバー２００の第一面２０１における幅よりも、端子表面と第一面２０１との間における幅の方が大きい。つまり、端子表面と第一面２０１との間の隙間に溶接部４００が入り込み、溶接部４００の幅が当該隙間で大きくなることで、電極端子へのバスバー２００の溶接強度を向上させることができる。

（変形例１）
次に、上記実施の形態の変形例１について、説明する。上記実施の形態では、蓄電素子１００の電極端子は、上面が平坦な面であることとした。しかし、本変形例では、蓄電素子１００の電極端子には、凸部が形成されている。

図６は、本発明の実施の形態の変形例１に係るバスバー２００が蓄電素子の正極端子１２０ａに溶接された状態での構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５に対応する図である。なお、以下では、正極端子側について説明するが、負極端子側についても同様である。

図６に示すように、正極端子１２０ａは、上記実施の形態と同様に端子表面１２１を有しているが、端子表面１２１には第二凸部１２２が形成されている。また、バスバー２００については、上記実施の形態と同様に、第一面２０１には第一凹部２１０が形成され、第二面２０２には第一凸部２２０が形成されている。そして、バスバー２００の第一凹部２１０内に、正極端子１２０ａの第二凸部１２２が配置されている。具体的には、第一凹部２１０の内周形状と第二凸部１２２の外周形状とは略同一形状を有しており、第一凹部２１０に第二凸部１２２が挿入されて嵌合する。

なお、上記実施の形態と同様に、端子表面１２１と第一凹部２１０とは離間して配置されるとともに、端子表面１２１と第一面２０１の第一凹部２１０とに亘って溶接部４００が形成されている。また、溶接部４００は、端子表面１２１及び第一面２０１における幅よりも、端子表面１２１と第一面２０１との間における幅の方が大きくなっている。

また、上記実施の形態と同様に、第一凸部２２０は、第二面２０２を平面視したとき（Ｚ軸方向プラス側から見たとき）に、第一凹部２１０に一致する外形形状を有している。そして、端子表面１２１と第一凹部２１０の底面との間の距離は、５０μｍ以上かつ２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以上かつ２００μｍ以下がさらに好ましい。このため、第一凹部２１０の凹み量、及び、第一凸部２２０の突出量は、上記実施の形態における量よりも大きい。このため、第一凹部２１０及び第一凸部２２０は、例えば、板状部材に対して、第一面２０１側から半抜き加工などのプレス加工を施すことによって、形成することができる。

ここで、半抜き加工とは、プレス工程に用いられるパンチとダイによって、板状部材を完全に打ち抜かず、板状部材の厚み方向の上下に板状部材を剪断するようにして凹部及び凸部を形成するものである。ここで、パンチの周囲には、板状部材をダイとともに拘束する押さえが設けられているため、半抜き加工によって押し下げられた部分の厚さは、元の板状部材の厚さとほぼ等しくなる。これにより、正面視したときの外形形状が一致する凹部と凸部とが形成され、かつ、凹部の凹み量と凸部の突出量とがほぼ等しくなる。

このように、第一凹部２１０及び第一凸部２２０は、比較的大きな凹み量または突出量となるため、例えば半抜き加工のように、穴抜きの工程を途中で止めるようなプレス加工を施すことによって、形成することができる。なお、上記実施の形態においても、半抜き加工によって第一凹部２１０及び第一凸部２２０を形成することにしてもよい。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例１に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、端子表面１２１の第二凸部１２２がバスバー２００の第一面２０１の第一凹部２１０内に配置されることで、バスバー２００を電極端子に溶接する際に、電極端子とバスバー２００との位置決めを容易に行うことができる。

また、通常のプレス加工では、第一凸部２２０が第一凹部２１０よりも大きい外形形状となり、バスバー２００が大きくなってしまうが、半抜き加工を施すことによって、第一凸部２２０を第一凹部２１０と一致する形状に形成することができるため、バスバー２００の小型化を図ることができる。

（変形例２）
次に、上記実施の形態の変形例２について、説明する。上記実施の形態では、蓄電素子１００の電極端子は上面が平坦な面であり、上記変形例１では、蓄電素子１００の電極端子には凸部が形成されていることとした。しかし、本変形例では、蓄電素子１００の電極端子には、凹部が形成されている。

図７は、本発明の実施の形態の変形例２に係るバスバー２００ａが蓄電素子の正極端子１２０ｂに溶接された状態での構成を示す断面図である。具体的には、同図は、図５、６に対応する図である。なお、以下では、正極端子側について説明するが、負極端子側についても同様である。

図７に示すように、正極端子１２０ｂは、上記実施の形態及び変形例１と同様に端子表面１２１を有しているが、端子表面１２１には第二凹部１２３が形成されている。また、バスバー２００ａについては、上記実施の形態及び変形例１とは逆に、第一面２０１には第一凸部２３０が形成され、第二面２０２には第一凹部２４０が形成されている。そして、正極端子１２０ｂの第二凹部１２３内に、バスバー２００ａの第一凸部２３０が配置されている。具体的には、第二凹部１２３の内周形状と第一凸部２３０の外周形状とは略同一形状を有しており、第二凹部１２３に第一凸部２３０が挿入されて嵌合する。

また、端子表面１２１と第一凸部２３０とは離間して配置されるとともに、端子表面１２１と第一面２０１の第一凸部２３０とに亘って溶接部４００が形成されている。また、溶接部４００は、端子表面１２１及び第一面２０１における幅よりも、端子表面１２１と第一面２０１との間における幅の方が大きくなっている。

また、上記実施の形態と同様に、第一凸部２３０は、第二面２０２を平面視したとき（Ｚ軸方向プラス側から見たとき）に、第一凹部２４０に一致する外形形状を有している。そして、端子表面１２１と第一凸部２３０の先端面（下面）との間の距離は、５０μｍ以上かつ２００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以上かつ２００μｍ以下がさらに好ましい。なお、第一凸部２３０及び第一凹部２４０は、例えば、板状部材に対して、第二面２０２側から半抜き加工などのプレス加工を施すことによって、形成することができる。

以上のように、本発明の実施の形態の変形例２に係る蓄電装置によれば、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。特に、バスバー２００ａの第一面２０１に第一凸部２３０、第二面２０２に第一凹部２４０が形成されているため、バスバー２００ａの一方の面に凹部を形成し他方の面に凸部を形成することで、加工時のひずみを低減することができる。これにより、バスバー２００ａを電極端子に溶接する際の溶接不良を低減することができる。また、バスバー２００ａの第二面２０２の凹部を目印にすることで、溶接箇所の位置決めを容易に行うことができる。

また、バスバー２００ａの第一面２０１の第一凸部２３０が端子表面１２１の第二凹部１２３内に配置されることで、バスバー２００ａを電極端子に溶接する際に、電極端子とバスバー２００ａとの位置決めを容易に行うことができる。

以上、本発明の実施の形態及びその変形例に係る蓄電装置について説明したが、本発明は、この実施の形態及びその変形例に限定されるものではない。つまり、今回開示された実施の形態及びその変形例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、上記実施の形態及びその変形例では、蓄電素子１００の正極端子側及び負極端子側の双方ともに上記の構成を有していることとした。しかし、正極端子側及び負極端子側の少なくとも一方が上記の構成を有していればよい。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、正極端子側と負極端子側とが異なる構成であってもよい。

また、上記実施の形態及び上記変形例を任意に組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

また、本発明は、このような蓄電装置として実現することができるだけでなく、当該蓄電装置が備えるバスバー２００または蓄電素子１００の電極端子としても実現することができる。

本発明は、蓄電素子の電極端子へのバスバーの溶接強度を向上させることができる蓄電装置等に適用できる。

１０ 蓄電装置
１００、１００ａ〜１００ｅ 蓄電素子
１１０ 容器
１１１ 容器本体
１１２ 蓋体
１２０、１２０ａ、１２０ｂ 正極端子
１２１ 端子表面
１２２ 第二凸部
１２３ 第二凹部
１３０ 負極端子
２００、２００ａ バスバー
２０１ 第一面
２０２ 第二面
２１０、２４０ 第一凹部
２２０、２３０ 第一凸部
３００ 外装体
４００ 溶接部

Claims (4)

1. 電極端子を有する蓄電素子と、前記電極端子に溶接されるバスバーとを備える蓄電装置であって、
   前記バスバーは、前記電極端子の表面である端子表面側の第一面と、前記端子表面とは反対側の第二面とを有し、
   前記第一面及び前記第二面の一方には第一凹部が形成され、前記第一面及び前記第二面の他方における前記第一凹部に対向する位置には第一凸部が形成されており、
   前記端子表面と前記第一面の前記第一凹部または前記第一凸部とは離間して配置されるとともに、前記端子表面と前記第一面の前記第一凹部または前記第一凸部とに亘って溶接部が形成されている
   蓄電装置。
2. 前記溶接部は、前記端子表面及び前記第一面における幅よりも、前記端子表面と前記第一面との間における幅の方が大きい
   請求項１に記載の蓄電装置。
3. 前記端子表面には第二凸部が形成され、
   前記第一面には前記第一凹部が形成され、前記第二面には前記第一凸部が形成されており、
   前記第一凹部内に、前記第二凸部が配置される
   請求項１または２に記載の蓄電装置。
4. 前記端子表面には第二凹部が形成され、
   前記第一面には前記第一凸部が形成され、前記第二面には前記第一凹部が形成されており、
   前記第二凹部内に、前記第一凸部が配置される
   請求項１または２に記載の蓄電装置。

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