JP2017201629A

JP2017201629A - 蓄電装置

Info

Publication number: JP2017201629A
Application number: JP2017122722A
Authority: JP
Inventors: 憲明桝田; Noriaki Masuda
Original assignee: GS Yuasa Corp
Current assignee: GS Yuasa Corp
Priority date: 2013-09-24
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2017-11-09
Anticipated expiration: 2034-08-11
Also published as: JP6394749B2

Abstract

【課題】本発明は、外部端子とバスバ部材との相対的な位置関係を規制できる蓄電装置の提供を課題とする。【解決手段】上記課題を解決するため、電極体を収容するケースと、前記ケースに配置される外部端子と、前記外部端子と前記ケースとを固定する固定部材であって、前記電極体と前記外部端子を電気的に接続する固定部材と、を備える蓄電素子と、前記外部端子と接合されるバスバ部材と、を備え、前記バスバ部材及び前記固定部材の一方は、凹部を有し、前記バスバ部材及び前記固定部材の他方は、前記凹部に挿入される凸部を有する蓄電装置を用いる。【選択図】図６

Description

本発明は、蓄電素子の外部端子に接合されるバスバ部材を備える蓄電装置に関する。

近年、車両（自動車、自動二輪車等）や各種機器（携帯端末、ノート型パソコン等）の動力源として、電池（リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等）やキャパシタ（電気二重層キャパシタ等）等の蓄電素子を備えた蓄電装置が使用されている。この種の蓄電装置に使用される蓄電素子は、電極体を収容するケースと、当該ケースの外側に配置される外部端子とを備える。そして、当該外部端子に接合されるバスバ部材を介して、隣り合った蓄電素子と電気的に接続される。このように、複数の蓄電素子を電気的に接続して蓄電装置が構成される。さらに、蓄電装置がモーターや制御装置に接続され、各種機器が構成される。蓄電装置の例として、電気自動車等に使用されるリチウムイオン二次電池モジュールが挙げられる。これは、バスバ部材を介して、複数のリチウムイオン二次電池を直列又は並列に接続した組電池である。

この種の蓄電装置では、蓄電素子の外部端子とバスバ部材とを接合する方法として、例えば、レーザ溶接によるものが知られている（例えば、特許文献１）。しかし、単に、外部端子の上面にバスバ部材を配置した状態でレーザ溶接すると、溶接工程前に、又は溶接工程中に、外部端子とバスバ部材との相対的な位置関係が変化する可能性がある。外部端子とバスバ部材との相対的な位置関係が変化する現象は、レーザ溶接に限らず、抵抗溶接や超音波溶接、冷間圧接、摩擦攪拌接合、接着剤による接合等、様々な接合方法で生じる。

特開２０１３−３３６６１

本発明は、外部端子とバスバ部材との相対的な位置関係を規制できる蓄電装置の提供を課題とする。

本発明に係る蓄電装置の一態様は、電極体を収容するケースと、前記ケースに配置される外部端子と、前記外部端子と前記ケースとを固定する固定部材であって、前記電極体と前記外部端子を電気的に接続する固定部材と、を備える蓄電素子と、前記外部端子と接合されるバスバ部材と、を備え、
前記バスバ部材及び前記固定部材の一方は、凹部を有し、前記バスバ部材及び前記固定部材の他方は、前記凹部に挿入される凸部を有する。

本発明に係る蓄電装置の一態様によれば、外部端子とバスバ部材との相対的な位置関係を規制することができる。

図１は、本発明の第一実施形態に係る電池の全体斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図３は、図２の領域Ｘの拡大図である。図４は、本発明の第一実施形態に係る電池モジュールの全体斜視図である。図５は、同実施形態に係る電池モジュールの一部を拡大した平面図である。図６は、図５のＢ−Ｂ線における断面図であって、電極体の表記を省略した図である。図７は、本発明の第二実施形態に係る電池モジュールの要部断面図であって、電極体の表記を省略した図である。図８は、本発明の第二実施形態に係るバスバ部材の斜視図である。図９は、本発明の第三実施形態に係る電池モジュールの要部断面図であって、電極体の表記を省略した図である。図１０は、本発明のその他の実施形態に係る電池モジュールの要部断面図であって、電極体の表記を省略した図である。図１１は、本発明のさらにその他の実施形態に係る電池モジュールの要部断面図であって、電極体の表記を省略した図である。図１２は、本発明のその他の実施形態に係る電池モジュールの要部断面図であって、電極体の表記を省略した図である。図１３は、本発明のその他の実施形態に係るバスバ部材の斜視図である。

（実施形態の概要）
初めに、本実施形態に係る蓄電装置の概要について説明する。

本明細書に係る蓄電装置は、電極体を収容するケースと、前記ケースに配置される外部端子と、前記外部端子と前記ケースとを固定する固定部材であって、前記電極体と前記外部端子を電気的に接続する固定部材と、を備える蓄電素子と、前記外部端子と接合されるバスバ部材と、を備え、
前記バスバ部材及び前記固定部材の一方は、凹部を有し、前記バスバ部材及び前記固定部材の他方は、前記凹部に挿入される凸部を有する。

本明細書に係る蓄電装置によれば、外部端子とケースとを固定する固定部材を利用して、外部端子とバスバ部材との相対的な移動を規制することができる。

この場合、前記凹部の底部と前記凸部の先端部との間に、空隙部を有することが好ましい。

この場合、バスバ部材に生じる熱（例えば、充放電に伴う発熱）が固定部材に伝わりにくくすることができる。

本明細書に係る蓄電装置の一態様として、前記固定部材は、中空部を有し、前記凹部は、当該中空部であるようにしても良い。

この蓄電装置によれば、固定部材が備える中空部を利用して、外部端子とバスバ部材との相対的な移動を規制することができる。

又、本明細書に係る蓄電装置の他態様として、前記固定部材は、リベット部を備え、前記凸部は、当該リベット部の先端に形成される鍔状部であるようにしても良い。

この蓄電装置によれば、固定部材が備えるリベット部の先端に形成される鍔状部を利用して、外部端子とバスバ部材との相対的な移動を規制することができる。

本明細書に係る蓄電装置は、前記固定部材は、前記ケースから前記外部端子側に突出したボルト部と、前記ボルト部を挿入する孔部を有するナット部を備え、前記凹部は、前記孔部であるようにしても良い。

この蓄電装置によれば、固定部材が備える孔部を利用して、外部端子とバスバ部材との相対的な移動を規制することができる。

又、本明細書に係る蓄電装置の他態様として、
前記固定部材は、前記ケースから前記外部端子側に突出したボルト部と、前記ボルト部を挿入する孔部を有するナット部を備え、前記凸部は、前記ナット部であるようにしても良い。

この蓄電装置によれば、固定部材が備えるナット部を利用して、外部端子とバスバ部材との相対的な移動を規制することができる。

本明細書に係る蓄電装置は、
前記固定部材は、前記バスバ部材と前記外部端子とが接触する面から突出しないようにしても良い。

この蓄電装置によれば、外部からの接触等によって、固定部材に対して直接応力が加わることを抑制することができる。

又、本明細書に係る蓄電装置の他態様として、前記バスバ部材は、前記外部端子と接触する下面を有し、前記固定部材と前記下面との間に、空隙部を有するようにしても良い。

この蓄電装置によれば、バスバ部材に生じる熱（例えば、充放電に伴う発熱）が固定部材に伝わりにくくすることができる。

本明細書に係る蓄電装置は、前記凹部は、前記凸部の全体を覆っても良い。この蓄電装置によれば、外部端子とバスバ部材とが重なる方向と直交する平面上において、外部端子とバスバ部材との相対的な移動を規制することができる。

又、本明細書に係る蓄電装置の他態様として、前記凹部は、貫通孔であっても良い。この蓄電装置によれば、貫通孔に凸部を挿入することによって、外部端子とバスバ部材との相対的な移動を規制することができる。

本明細書に係る蓄電装置は、前記蓄電素子は、複数の蓄電素子を含み、前記複数の蓄電素子は、第一方向に配列され、前記バスバ部材は、前記第一方向に直交する第二方向において前記外部端子と重ねられ、前記凹部は、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向視において、互いに対向する一対の側壁を有し、前記凸部は、前記一対の側壁のそれぞれに対向する一対の側部を有しても良い。この蓄電装置によれば、複数の蓄電素子が配列される第一方向において、外部端子とバスバ部材との相対的な移動が規制される。このため、隣り合った蓄電素子同士が相対的に近づくこと及び離れることを抑制できる。

本明細書に係る蓄電装置は、電極体を収容するケースと、前記ケースに配置される外部端子と、前記外部端子と前記ケースとを固定する固定部材であって、前記電極体と前記外部端子を電気的に接続する固定部材と、を備える蓄電素子と、前記外部端子と接合されるバスバ部材と、を備え、
前記バスバ部材は、凸部を有し、前記凸部は、前記固定部材と前記外部端子との間に挿入される。

本明細書に係る蓄電装置は、電極体を内部に収容する角形状のケースと、前記ケースの外部に配置される外部端子と、前記外部端子と前記ケースとを固定する固定部材であって、前記電極体と前記外部端子を電気的に接続する固定部材と、をそれぞれが有し、第一方向に配列される複数の蓄電素子と、前記複数の蓄電素子のうち隣り合った蓄電素子の外部端子の間に接合され、前記第一方向に直交する第二方向において前記外部端子と重ねられるバスバ部材と、を備え、
前記固定部材は、前記ケース及び前記外部端子を貫通するリベット部と、前記リベット部の先端に形成される鍔状部と、を有し、前記鍔状部は、前記外部端子に沿って延びる下面と、前記下面の端部から延びる側部であって、前記外部端子から遠ざかる方向に延びる側部と、を有し、前記バスバ部材は、前記外部端子と接触する下面と、前記下面の反対に位置する上面と、前記鍔状部の前記側部の全周に対向する側壁と、を有し、前記外部端子及び前記バスバ部材は、前記バスバ部材の前記上面、前記バスバ部材の前記下面、及び前記外部端子に亘って形成される溶接部を有する。

本明細書に係る蓄電装置によれば、バスバ部材と外部端子とが重ね合わされる第二方向と直交する平面において、固定部材の鍔状部の全周を覆う側壁を有するバスバ部材を備えている。このため、第二方向と直交する平面（第一方向及び第三方向）において、外部端子とバスバ部材との相対的な移動を規制することができる。

本明細書に係る蓄電装置の製造方法は、電極体を収容するケースと、前記ケースに配置される外部端子と、前記外部端子と前記ケースとを固定する固定部材であって、前記電極体と前記外部端子を電気的に接続する固定部材と、を備える蓄電素子と、前記蓄電素子の前記外部端子と接合されるバスバ部材と、を備える蓄電装置の製造方法であって、
前記外部端子と、前記バスバ部材との位置決めを行う工程と、前記外部端子と、前記バスバ部材との接合を行う工程と、を備え、
前記バスバ部材及び前記固定部材の一方は、凹部を有し、前記バスバ部材及び前記固定部材の他方は、凸部を有し、前記位置決めを行う工程は、前記凹部に前記凸部を挿入する工程である。

本明細書に係る蓄電装置の製造方法によれば、外部端子とバスバ部材との位置決めに、外部端子とケースとを固定する固定部材及びバスバ部材に形成される凹部又は凸部を利用することができる。

以下、本発明に係る蓄電装置の一実施形態である電池モジュールについて、添付図面を参照しつつ説明する。なお、本実施形態においては、複数のリチウムイオン二次電池（以下、単に、「電池」と記載する。）を電気的に接続したリチウムイオン二次電池モジュール（以下、単に、「電池モジュール」と記載する。）について詳細を説明する。

＜実施形態１＞
図１に示すように、本実施形態に係る電池モジュールの電池１は、ケース２と、ケースの外側に配置された一対の外部端子３とを備えている。複数の電池１は、隣り合った電池１と、バスバ部材４を介して電気的に接続される。これら複数の電池１のそれぞれは、すべて同一の形状及び同一の構造を有するため、以下、単一の電池１の構造について説明する。

図２に示すように、電池１は、ケース２に収容される電極体５を有する。ケース２は、上方に開口部、下方に底部を有する略直方体形状のケース本体２１と、該開口部を覆う蓋板２２とを備えている。ケース本体２１と蓋板２２とは、それぞれ、アルミニウム合金で形成され、ケース本体２１と蓋板２２とは、電極体５を収容した状態で溶接により接合されている。電極体５は、帯状の正極板５１と帯状の負極板５２とが絶縁性のセパレータ５３を介して巻回されて形成されている。以下、必要に応じて、ケース本体２１が開口部を有する側を上と表現し、底部を有する側と下と表現する。

本実施形態の正極板５１は、アルミニウム合金で形成された正極箔と、該正極箔に形成された正極活物質層とを有する。また、正極板５１は、その端部に正極活物質層が形成されていない正極板露出部５ａを有する。正極板露出部５ａは、例えば、集電体６と超音波溶接により接合され、電気的に接続されている。本実施形態の集電体６は、アルミニウム合金で形成され、正極板露出部５ａに沿って形成された電極体接続部６１と、蓋板２２に沿って形成された外部端子接続部６２とを備えたＬ字形状である。外部端子接続部６２は、蓋板２２に固定するための固定部材７を有する。該固定部材７は、外部端子接続部６２と一体的に形成され、外部端子接続部６２からケース２の外側に向かって延びるリベット部７１を有する。つまり、リベット部７１は、アルミニウム合金で形成される。リベット部７１は、その端部に中空部７ａを有する中空リベットである。

図３に示すように、集電体６と蓋板２２との間には、絶縁性の合成樹脂（具体的には、ポリフェニレンサルファイド）で形成された内部絶縁部材８が配置されている。また、蓋板２２の外側には、アルミニウム合金で形成された外部端子３が配置され、蓋板２２と外部端子３との間には、絶縁性の合成樹脂（具体的には、ポリフェニレンサルファイド）で形成された外部絶縁部材９が配置されている。このため、集電体６と蓋板２２、及び蓋板２２と外部端子３は、それぞれ、電気的に絶縁されている。

蓋板２２、外部端子３、内部絶縁部材８及び外部絶縁部材９は、固定部材７を挿通するための貫通孔が形成されている。固定部材７は、これらの貫通孔に挿通された状態で、リベット部７１の端部が加締め処理される。加締め処理によって、リベット部７１の端部が鍔状に広がった鍔状部７ｂが形成される。鍔状部７ｂと集電体６の外部端子接続部６２とで、蓋板２２、外部端子３、内部絶縁部材８及び外部絶縁部材９を挟み込むことにより、これらの部材が固定される。そして、外部端子３と正極板５１とは、固定部材７を介して電気的に接続されている。

リベット部７１は、その端部に中空部７ａを有しているため、加締め処理を施す際、端部に応力を集中させやすい。そのため、リベット部７１の端部から鍔状部７ｂを形成することが、容易にかつ精度良く行うことができる。容易にかつ精度良く、鍔状部７ｂと集電体６の外部端子接続部６２とで、蓋板２２、外部端子３、内部絶縁部材８及び外部絶縁部材９を挟み込むことが可能となる結果、これらの部材の固定を容易に行えるとともに、気密性の確保も容易となる。

また、外部端子３は、その上面３２に、リベット部７１の鍔状部７ｂを収容する溝部３１を有する。溝部３１は、例えば、コイニング加工によって形成される。鍔状部７ｂが溝部３１に収容されることで、本実施形態では、鍔状部７ｂが外部端子３の上面３２から突出しない構成となる。

負極側の構成は、負極板５２、集電体６、及び外部端子３が銅合金で形成される点を除いて、正極側の構成と同様である。つまり、負極板５２は、その端部に負極活物質層が形成されていない負極板露出部５ｂを有し、負極側の集電体６と超音波溶接により接合される。また、蓋板２２の外側には、負極側の外部端子３が配置され、固定部材７によって蓋板２２と外部端子３とが固定されると共に、電気的に接続される。

ここで、図４及び図５を参照し、複数の電池１を組み合わせた電池モジュールについて説明する。複数の電池１は、蓋板２２の短手方向（図１及び図４で示されるＤ１の方向（第一方向））に沿って一列に配列されている。本実施形態においては、１０個の電池１が配列されている。以下、必要に応じて、蓋板２２の短手方向を配列方向と記載する。

隣り合う一対の電池１は、配列方向に隣り合う外部端子３の極性が反対になるように配置されている。配列方向に隣り合う外部端子３同士は、バスバ部材４によって接続されている。より具体的には、隣り合う電池１において、一方の電池１の正極側の外部端子３と、他方の電池１の負極側の外部端子３とが、バスバ部材４によって接続されている。このため、本実施形態では、１０個の電池１は、直列に接続された電池モジュールを形成する。このとき、バスバ部材４は、蓋板２２の短手方向（第一方向）と直交する方向（図１及び図４で示されるＤ２の方向（第二方向））において、外部端子３に重ね合わされている。

１つの電池１において、一対の外部端子３のうち一方は、蓋板２２の長手方向（図１及び図４で示されるＤ３方向（第三方向））における一端部に配置されている。また、一対の外部端子３のうち他方は、蓋板２２の長手方向における他端部に配置されている。そして、図４及び図５に示すように、各外部端子３は、バスバ部材４と接続されている。本実施形態では、バスバ部材４は、アルミニウム合金により形成され、四隅が面取りされた平面視長方形状（複数の電池１の配列方向に長手をなす長方形状）である。また、バスバ部材４と外部端子３には、平面視長方形状の溶接部１０が形成される。１つの外部端子３とバスバ部材４とは、蓋板２２の長手方向に沿って、２つの平面視長方形状の溶接部１０を有する。

つぎに、外部端子３とバスバ部材４との接合について、より具体的に説明する。図６に示すように、バスバ部材４は、外部端子３の上面３２に配置されている。つまり、外部端子３の上面３２と、バスバ部材４の下面４３とが接触した状態で配置されている。このとき、バスバ部材４は、鍔状部７ｂとバスバ部材４の下面４３との間に空隙を設けた状態で外部端子３の上面３２に配置されている。

バスバ部材４は、その下面４３側に突起部４１を有する。突起部４１は、その先端部４ａが丸まった略円錐形状である。バスバ部材４の突起部４１は、中空部７ａの最も奥に形成される底部７ｃと、突起部４１の最も先に形成される先端部４ａとの間に空隙を設けた状態で中空部７ａに挿入されている。

そして、外部端子３とバスバ部材４とは、バスバ部材４の上面４４（外部端子３と対向する面の反対側の面）からレーザを照射することによって形成される溶接部１０を有する。溶接部１０は、バスバ部材４の上面４４から外部端子３の上面３２に亘って形成される。外部端子３とバスバ部材４とは、溶接部１０を介して電気的及び物理的に接続される。

ここで、バスバ部材４は、バスバ部材４に形成された突起部４１がリベット部７１に形成された中空部７ａに挿入された状態で外部端子３の上面３２に配置されている。このため、外部端子３とバスバ部材４とが接触している面内において、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動が規制される。したがって、電池１に振動等が加わった場合であっても、外部端子３とバスバ部材４とが接触している面内において、外部端子３とバスバ部材４との相対的な位置関係が大きく変位することがない。さらに、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動が規制された状態で溶接部１０を形成することができるため、溶接部１０の形成時に、外部端子３とバスバ部材４との相対的な位置関係が大きく変位することがない。

また、バスバ部材４に形成された突起部４１がリベット部７１に形成された中空部７ａに挿入された状態で外部端子３の上面３２に配置されることによって、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動が規制される。つまり、バスバ部材４に形成された突起部４１がリベット部７１に形成された中空部７ａに挿入する工程は、外部端子３とバスバ部材４との位置決めを行う工程に相当する。

さらに、バスバ部材４の上面４４（外部端子３と対向する面の反対側の面）からレーザを照射することによって、外部端子３とバスバ部材４とが接合される。つまり、レーザを照射する工程は、外部端子３とバスバ部材４との接合を行う工程に相当する。

以上より、本実施形態に係る蓄電素子によれば、固定部材７は、中空部７ａからなる凹部を有し、バスバ部材４は、中空部７ａからなる凹部に挿入され、突起部４１からなる凸部を有する。このため、外部端子３とケース２とを固定する固定部材が有する凹部を利用して、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動を規制することができる。

また、固定部材７が有する凹部の底部７ｃとバスバ部材４が有する凸部の先端部４ａとの間に、空隙を有する。このため、例えば、蓄電素子の充放電に伴ってバスバ部材に生じる熱が、固定部材７に伝わることを抑制することができる。その結果、蓄電素子の内部に熱が伝わるのを抑制できる。また、固定部材７により圧縮されている内部絶縁部材８又は外部絶縁部材９の圧縮応力が減少することを抑制できる。

さらに、固定部材７の凹部は、中空部７ａである。このため、外部端子３とケース２との固定を容易ならしめるために形成される凹部を利用して、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動を規制することができる。

また、固定部材７がバスバ部材４の下面４３と接触する外部端子３の上面３２から突出しない構成である。このため、外部からの接触等によって、固定部材７に対して直接応力が加わることを抑制することができる。その結果、固定部材の損傷を抑制することができる。また、気密性の低下を抑制することができる。

さらに、バスバ部材４は、固定部材７とバスバ部材４の下面４３との間に空隙を設けた状態で外部端子３の上面３２に配置されている。このため、例えば、蓄電素子の充放電に伴ってバスバ部材に生じる熱が、固定部材７に伝わることを抑制することができる。その結果、蓄電素子の内部に熱が伝わるのを抑制できる。また、固定部材７により圧縮されている内部絶縁部材８又は外部絶縁部材９の圧縮応力が減少することを抑制できる。

また、本実施形態に係る蓄電装置の製造方法によれば、外部端子３とバスバ部材４との位置決めを行う工程を有する。当該工程は、中空部７ａからなる凹部に突起部４１からなる凸部を挿入する工程である。このため、外部端子３とバスバ部材４との相対的な位置決めに対して、中空部７ａからなる凹部と突起部４１からなる凸部を利用することができる。

＜実施形態２＞
つぎに、本発明に係る第二実施形態の電池モジュールについて、図７を参照しつつ説明をする。第二実施形態の電池モジュールは、外部端子３、固定部材７及びバスバ部材４の構成を除いて、第一実施形態の構成と同じである。このため、特に、外部端子３、固定部材７及びバスバ部材４の構成について説明をする。

図７に示すように、集電体６の外部端子接続部６２は、蓋板２２に外部端子３を固定するための固定部材７を有する。該固定部材７は、外部端子接続部６２と一体的に形成され、外部端子接続部６２からケース２の外側に向かって延びるリベット部７１を有する。該リベット部７１は、その端部が中実に形成される中実リベットである。

固定部材７は、蓋板２２、外部端子３、内部絶縁部材８及び外部絶縁部材９に形成された貫通孔に挿通された状態で、リベット部７１の端部が加締め処理される。加締め処理によって、リベット部７１の端部が鍔状に広がった鍔状部７ｂが形成される。鍔状部７ｂと集電体６の外部端子接続部６２とで、蓋板２２、外部端子３、内部絶縁部材８及び外部絶縁部材９を挟み込むことにより、これらの部材が固定される。そして、外部端子３と電極体５のうち正極板５１又は負極板５２のいずれかとは、固定部材７を介して電気的に接続されている。このとき、鍔状部７ｂは、外部端子３の上面３２から突出した構成である。

つぎに、外部端子３とバスバ部材４との接続について、より具体的に説明する。図７に示すように、バスバ部材４は、外部端子３の上面３２に配置されている。つまり、外部端子３の上面３２と、バスバ部材４の下面４３とが接触した状態で配置されている。バスバ部材４は、その下面４３に側壁４２から構成される段部（凹部）を有する。段部は、例えば、コイニング加工によって形成される。バスバ部材４は、側壁４２から構成される段部がリベット部７１に形成された鍔状部７ｂの全体を覆った状態で外部端子３の上面３２に配置されている。つまり、鍔状部７ｂは、バスバ部材４の段部に挿入されている。このとき、バスバ部材４の段部は、段部の最も奥に形成される底部４ｂと、鍔状部７ｂの最も先に形成される先端部７ｄとの間に空隙を設けた状態で鍔状部７ｂを覆っている。

そして、外部端子３とバスバ部材４とは、バスバ部材４の上面４４からレーザを照射することによって形成される溶接部１０を有する。溶接部１０は、バスバ部材４の上面４４から外部端子３の上面３２に亘って形成される。外部端子３とバスバ部材４とは、溶接部１０を介して電気的及び物理的に接続される。

ここで、バスバ部材４は、リベット部７１に形成された鍔状部７ｂがバスバ部材４に形成された段部に挿入された状態で外部端子３の上面３２に配置されている。このため、外部端子３とバスバ部材４とが接触している面内において、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動が規制される。したがって、電池１に振動等が加わった場合であっても、外部端子３とバスバ部材４とが接触している面内において、外部端子３とバスバ部材４との相対的な位置関係が大きく変位することがない。さらに、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動が規制された状態で溶接部１０を形成することができるため、溶接部１０の形成時に、外部端子３とバスバ部材４との相対的な位置関係が大きく変位することがない。

図８に示すように、バスバ部材４は、略直方体形状に構成されている。バスバ部材４は、下面４３の一部に、円形状に延びる側壁４２及び底部４ｄを有する段部が形成されている。リベット部７１の鍔状部７ｂは、外部端子３に沿って延びる下面７ｆと、下面７ｆの端部から延びる側部７ｇであって、外部端子３から遠ざかる方向に延びる側部７ｇを有する。側部７ｇは、第二方向視で円形状である。円形状に延びる側壁４２は、鍔状部７ｂの側部７ｇの全周を覆う。

鍔状部７ｂの側部７ｇと、バスバ部材４の側壁４２との間には、隙間が形成されている。この隙間の大きさは、０．０１以上１０ｍｍ以下である。バスバ部材４と固定部材７との相対的な位置関係を規制するという観点からは、０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であることが好ましい。隙間の大きさが小さい場合、外部端子４の上面３２にバスバ部材４を配置する際に、バスバ部材４と固定部材７とが干渉しやすい。また、隙間の大きさが大きい場合、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動が生じやすい。

図７に示すように、側壁４２は、少なくとも、電池１の配列方向（Ｄ１方向）及びバスバ部材４と外部端子３との重ね合わせ方向（Ｄ２方向）と直交する方向（Ｄ３方向）視において、互いに対向する一対の側壁４２を有している。また、一対の側壁４２は、鍔状部７ｂの一対の側部７ｇ（Ｄ１方向における端部）とそれぞれ対向している。

以上より、本実施形態に係る蓄電素子によれば、バスバ部材４は側壁４２からなる段部（凹部）を有し、固定部材７は、バスバ部材４の凹部に挿入され、鍔状部７ｂからなる凸部を有する。このため、外部端子３とケース２とを固定する固定部材７が有する凸部を利用して、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動を規制することができる。

また、バスバ部材４が有する凹部の底部４ｂと固定部材７が有する凸部の先端部７ｄとの間に、空隙を有する。このため、例えば、蓄電素子の充放電に伴ってバスバに生じる熱が、固定部材７に伝わることを抑制することができる。その結果、蓄電素子の内部に熱が伝わるのを抑制できる。また、固定部材７により圧縮されている内部絶縁部材８又は外部絶縁部材９の圧縮応力が減少することを抑制できる。

さらに、固定部材７の凸部は、リベット部７１の先端に形成される鍔状部７ｂである。このため、外部端子３とケース２との固定をするために形成される凸部を利用して、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動を規制することができる。

また、本実施形態に係る蓄電装置の製造方法によれば、外部端子３とバスバ部材４との位置決めを行う工程を有する。当該工程は、バスバ部材４の側壁４２からなる段部（凹部）に鍔状部７ｂからなる凸部を挿入する工程である。このため、外部端子３とバスバ部材４との相対的な位置決めに対して、バスバ部材４の側壁４２からなる段部（凹部）と鍔状部７ｂからなる凸部を利用することができる。

＜実施形態３＞
つぎに、本発明に係る第三実施形態の電池モジュールについて、図９を参照しつつ説明をする。第二実施形態の電池モジュールは、外部端子３、固定部材７及びバスバ部材４の構成を除いて、第二実施形態の構成と同じである。このため、特に、外部端子３、固定部材７及びバスバ部材４の構成について説明をする。

図９に示すように、集電体６の外部端子接続部６２は、蓋板２２に外部端子３を固定するための固定部材７を有する。該固定部材７は、外部端子接続部６２と一体的に形成され、外部端子接続部６２からケース２の外側に向かって延びるリベット部７１を有する。該リベット部７１は、その端部が中空部７ａを有する中空リベットである。

リベット部７１は、その端部に中空部７ａを有しているため、加締め処理を施す再、端部に応力を集中させやすい。そのため、リベット部７１の端部から鍔状部７ｂを形成することが、容易にかつ精度良く行うことができる。容易にかつ精度良く、鍔状部７ｂと集電体６の外部端子接続部６２とで、蓋板２２、外部端子３、内部絶縁部材８及び外部絶縁部材９を挟み込むことが可能となる結果、これらの部材の固定を容易に行えるとともに、気密性の確保も容易となる。

つぎに、外部端子３とバスバ部材４との接合について、より具体的に説明する。図９に示すように、バスバ部材４は、外部端子３の上面３２に配置されている。つまり、外部端子３の上面３２と、バスバ部材４の下面４３とが接触した状態で配置されている。バスバ部材４は、その下面４３に側壁４２から構成される段部（凹部）を有する。段部は、例えば、コイニング加工によって形成される。バスバ部材４は、段部がリベット部７１に形成された鍔状部７ｂの全体を覆った状態で外部端子３の上面３２に配置されている。つまり、鍔状部７ｂは、バスバ部材４の段部に挿入されている。このとき、バスバ部材４の段部は、段部の最も奥に形成される底部４ｂと、鍔状部７ｂの最も先に形成される先端部７ｄとの間に空隙を設けた状態で鍔状部７ｂを覆っている。

バスバ部材４は、その段部の中央に突起部４ｃを有する。突起部４ｃは、その先端部４ｄが丸まった略円錐形状である。バスバ部材４の突起部４ｃは、中空部７ａの最も奥に形成される底部７ｃと、突起部４ｃの最も先に形成される先端部４ｄとの間に空隙を設けた状態で中空部７ａに挿入されている。

そして、外部端子３とバスバ部材４とは、バスバ部材４の上面３２からレーザを照射することによって形成される溶接部１０を有する。溶接部１０は、バスバ部材４の上面４４から外部端子３の上面３２に亘って形成される。外部端子３とバスバ部材４とは、溶接部１０を介して電気的及び物理的に接続される。

ここで、バスバ部材４は、リベット部７１に形成された鍔状部７ｂがバスバ部材４に形成された段部に挿入された状態で外部端子３の上面３２に配置されている。さらに、バスバ部材４は、バスバ部材４に形成された突起部４ｃがリベット部７１に形成された中空部７ａに挿入された状態で外部端子３の上面３２に配置されている。このため、外部端子３とバスバ部材４とが接触している面内において、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動が規制される。したがって、電池１に振動等が加わった場合であっても、外部端子３とバスバ部材４とが接触している面内において、外部端子３とバスバ部材４との相対的な位置関係が大きく変位することがない。さらに、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動が規制された状態で溶接部１０を形成することができるため、溶接部１０の形成時に、外部端子３とバスバ部材４との相対的な位置関係が大きく変位することがない。

以上より、本実施形態に係る蓄電素子によれば、固定部材７は、中空部７ａからなる凹部を有し、バスバ部材４は、中空部７ａからなる凹部に挿入され、突起部４ｃからなる凸部を有する。このため、外部端子３とケース２とを固定する固定部材７が有する凹部を利用して、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動を規制することができる。

そのうえ、バスバ部材４は側壁４２からなる段部（凹部）を有し、固定部材７は、バスバ部材４の段部（凹部）に挿入され、鍔状部７ｂからなる凸部を有する。このため、外部端子３とケース２とを固定する固定部材７が有する凸部を利用して、より効果的に外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動を規制することができる。

また、固定部材７が有する凹部の底部７ｃとバスバ部材４が有する凸部の先端部４ｄとの間に、空隙を有する。このため、例えば、蓄電素子の充放電に伴ってバスバに生じる熱が、固定部材７に伝わることを抑制することができる。

そのうえ、バスバ部材４が有する凹部の底部４ｂと固定部材７が有する凸部の先端部７ｄとの間に、空隙を有する。このため、例えば、蓄電素子の充放電に伴ってバスバに生じる熱が、固定部材７に伝わることをより効果的に抑制することができる。

また、固定部材７の凸部は、リベット部７１の先端に形成される鍔状部７ｂである。このため、外部端子３とケース２との固定をするために形成される凸部を利用して、外部端子３とバスバ部材４との相対的な移動を規制することができる。

また、本実施形態に係る蓄電装置の製造方法によれば、外部端子３とバスバ部材４との位置決めを行う工程を有する。当該工程は、中空部７ａからなる凹部に突起部４ｃからなる凸部を挿入し、さらに、バスバ部材４の側壁４２からなる段部（凹部）に鍔状部７ｂからなる凸部を挿入する工程である。このため、外部端子３とバスバ部材４との相対的な位置決めに対して、中空部７ａからなる凹部と突起部４ｃからなる凸部を利用することができ、さらに、バスバ部材４の側壁４２からなる段部（凹部）と鍔状部７ｂからなる凸部を利用することができる。

＜その他の実施形態＞
なお、本発明に係る蓄電装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることはもちろんである。また、下記した変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用できることはもちろんである。

上記実施形態では、固定部材７がリベット部７１を備えていたが、これに限定されるものではない。例えば、固定部材７は、ケース２から外部端子３側に突出したボルト部７２と、該ボルト部７２を挿入する孔部７ｅを有するナット部７３とを備えてもよい。

具体的には、図１０に示すように、固定部材７は、外部端子３側に突出したボルト部７２に、ナット部７３に形成される孔部７ｅを挿入し、締め付ける構成にしても良い。ナット部７３を締め付けることによって、蓋板２２、外部端子３、内部絶縁部材８及び外部絶縁部材９を挟み込むことにより、これらの部材が固定される。この場合、バスバ部材４は、その下面４３側に形成される突起部４１を、ナット部７３に形成される孔部７ｅに挿入する構成とすれば良い。

また、図１１に示すように、ナット部７３が外部端子３の上面３２から突出した構成としても良く、ボルト部７２がナット部７３の孔部７ｅから突出した構成としても良い。この場合、バスバ部材４は、ナット部７３の全体が挿入される段部を備える構成とすれば良い。

上記実施形態では、集電体６と固定部材７とを一体的に形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、集電体６と固定部材７とを別体に形成した後に、これらを溶接や加締め処理等によって接続する構成としても良い。

上記実施形態では、バスバ部材４がアルミニウム合金により形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、バスバ部材４が銅合金やニッケル等の金属材料により形成されても良い。また、これらに金属メッキ処理を施された材料により形成されても良い。もちろん、合金に限定されるものではなく、純金属材料により形成されても良い。

上記実施形態では、外部端子３とバスバ部材４とがレーザ溶接により接合されたが、これに限定されるものではない。例えば、抵抗溶接や超音波溶接、冷間圧接、摩擦攪拌接合、接着剤による接合等、外部端子とバスバ部材との接合方法は任意である。

上記実施形態では、ケース本体２１と蓋板２２とがアルミニウム合金により形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、ＳＵＳやニッケル等の金属材料により形成されても良い。他に、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）やＰＰ（ポリプロピレン）等の樹脂材料により形成されても良い。

上記実施形態では、集電体６と蓋板２２との間に内部絶縁部材８が、蓋板２２と外部端子３との間に外部絶縁部材９が、それぞれ配置されていたが、これに限定されるものではない。例えば、蓋板２２がＰＰＳやＰＰ等の絶縁性材料により形成されている場合、内部絶縁部材８と外部絶縁部材９とが配置されていなくても良い。また、正極側及び負極側のいずれか一方と、蓋板２２とを電気的に接続する場合、部絶縁部材８と外部絶縁部材９とが配置されていなくても良い。

上記実施形態では、正極板５１と負極板５２とが絶縁性のセパレータ５３を介して巻回された電極体５を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、複数の正極板と複数の負極板とが、セパレータを介して積層された電極体を用いても良い。その他にも、正極板、負極板、セパレータのいずれか１つを九十九折りにし、その間に残りの２つが積層された電極体を用いても良い。

上記実施形態では、電池１のケース２は、角形状であったが、これに限定されるものではない。例えば、外観直方体形状のケースや、外観円柱状のケース等を用いても良い。

上記実施形態は、蓄電素子としてリチウムイオン二次電池を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の二次電池を蓄電素子として用いたものであっても良い。その他にも、一次電池や、電気二重層キャパシタ等のキャパシタを用いたものであっても良い。また、複数の種類の蓄電素子を組み合わせても良い。その他、蓄電素子の電圧や容量は任意である。

上記実施形態の蓄電装置は、複数の電池１を用いた電池モジュールであったが、これに限定されるものではない。例えば、一つの電池とモーターや制御装置等の外部回路とを組み合わせた蓄電装置であっても良い。この場合、一つの電池に備えられた外部端子と外部回路との間の一部を接続するためのバスバ部材を備える蓄電装置であれば良い。また、複数の電池と外部回路とを備える蓄電装置であっても良い。

上記第一実施形態の蓄電装置は、固定部材７のリベット部７１に設けられた中空部７ａに、バスバ部材４の突起部４１が挿入されたが、これに限定されるものではない。図１２に示すように、外部端子３の溝部３１と、固定部材７との間に空隙部Ｇが形成され、当該空隙部Ｇにバスバ部材４の突起部４１が挿入されても良い。この場合、突起部４１の先端部４ｄと外部端子３との間、又は突起部４１の先端部４ｄと固定部材７との間には、隙間が形成されていることが好ましい。

上記第二実施形態の蓄電装置は、下面４３の一部に、円形状に延びる側壁４２及び底部４ｄを有する凹部が形成されたバスバ部材４を用いたが、これに限定されるものではない。図１３に示すように、下面４３の一部に、矩形状に延びる側壁４２及び底部４ｄを有する凹部が形成されたバスバ部材４を用いても良い。この場合、矩形状に延びる側壁４２は、リベット部７１に形成された鍔状部７ｂの全周を覆うことが好ましい。この場合、電池１の配列方向において、側壁４２と鍔状部７ｂの側部７ｇ（Ｄ１方向における端部）とが対向していることが好ましい。

上記第二実施形態及び第三実施形態の蓄電装置は、底部４ｂを有するバスバ部材４を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、側壁４２を有し、底部４ｂを有さないバスバ部材４を用いても良い。より具体的には、貫通孔を有するバスバ部材４を用い、当該貫通孔に固定部材７が挿入されていても良い。

上記第二実施形態及び第三実施形態の蓄電装置は、鍔状部７ｂの側部４ｇとバスバ部材４の側壁４２との間に隙間が形成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、鍔状部７ｂの側部４ｇとバスバ部材４の側壁４２とは、接触していても良い。

１・・・電池
２・・・ケース
２１・・・ケース本体
２２・・・蓋板
３・・・外部端子
３１・・・溝部
３２・・・上面
４・・・バスバ部材
４１・・・突起部
４ａ・・・先端部
４２・・・側壁
４ｂ・・・底部
４ｃ・・・突起部
４ｄ・・・先端部
４３・・・下面
４４・・・上面
５・・・電極体
５１・・・正極板
５ａ・・・正極板露出部
５２・・・負極板
５ｂ・・・負極板露出部
５３・・・セパレータ
６・・・集電体
６１・・・電極体接続部
６２・・・外部端子接続部
７・・・固定部材
７１・・・リベット部
７ａ・・・中空部
７ｃ・・・底部
７ｂ・・・鍔状部
７ｄ・・・先端部
７ｆ・・・下面
７ｇ・・・側部
７２・・・ボルト部
７３・・・ナット部
７ｅ・・・孔部
８・・・内部絶縁部材
９・・・外部絶縁部材
１０・・・溶接部
Ｇ・・・空隙部

Claims

電極体を収容するケースと、前記ケースに配置される外部端子と、前記外部端子と前記ケースとを固定する固定部材であって、前記電極体と前記外部端子を電気的に接続する固定部材と、を備える蓄電素子と、
前記外部端子と接合されるバスバ部材と、
を備え、
前記バスバ部材及び前記固定部材の一方は、凹部を有し、
前記バスバ部材及び前記固定部材の他方は、前記凹部に挿入される凸部を有する
蓄電装置。
前記凹部の底部と前記凸部の先端部との間に、空隙部を有する
請求項１に記載の蓄電装置。
前記固定部材は、中空部を有し、前記凹部は、当該中空部である
請求項１又は２に記載の蓄電装置。
前記固定部材は、リベット部を備え、前記凸部は、当該リベット部の先端に形成される鍔状部である
請求項１乃至３の何れか１項に記載の蓄電装置。
前記固定部材は、前記ケースから前記外部端子側に突出したボルト部と、前記ボルト部を挿入する孔部を有するナット部を備え、
前記凹部は、前記孔部である
請求項１又は２に記載の蓄電装置。
前記固定部材は、前記ケースから前記外部端子側に突出したボルト部と、前記ボルト部を挿入する孔部を有するナット部を備え、
前記凸部は、前記ナット部である
請求項１又は請求項２に記載の蓄電装置。
前記固定部材は、前記バスバ部材と前記外部端子とが接触する面から突出しない
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の蓄電装置。
前記バスバ部材は、前記外部端子と接触する下面を有し、
前記固定部材と前記下面との間に、空隙部を有する
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の蓄電装置。
前記凹部は、前記凸部の全体を覆う
請求項１〜８のいずれか１項に記載の蓄電装置。
前記凹部は、貫通孔である
請求項１〜９のいずれか１項に記載の蓄電装置。
前記蓄電素子は、複数の蓄電素子を含み、
前記複数の蓄電素子は、第一方向に配列され、
前記バスバ部材は、前記第一方向に直交する第二方向において前記外部端子と重ねられ、
前記凹部は、前記第一方向及び前記第二方向に直交する第三方向視において、互いに対向する一対の側壁を有し、
前記凸部は、前記一対の側壁のそれぞれに対向する一対の側部を有する
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の蓄電装置。
電極体を収容するケースと、前記ケースに配置される外部端子と、前記外部端子と前記ケースとを固定する固定部材であって、前記電極体と前記外部端子を電気的に接続する固定部材と、を備える蓄電素子と、
前記外部端子と接合されるバスバ部材と、
を備え、
前記バスバ部材は、凸部を有し、
前記凸部は、前記固定部材と前記外部端子との間に挿入される
蓄電装置。
電極体を内部に収容するケースと、前記ケースの外部に配置される外部端子と、前記外部端子と前記ケースとを固定する固定部材であって、前記電極体と前記外部端子を電気的に接続する固定部材と、をそれぞれが有し、第一方向に配列される複数の蓄電素子と、
前記複数の蓄電素子のうち隣り合った蓄電素子の外部端子の間に接合され、前記第一方向に直交する第二方向において前記外部端子と重ねられるバスバ部材と、
を備え、
前記固定部材は、前記ケース及び前記外部端子を貫通するリベット部と、前記リベット部の先端に形成される鍔状部と、を有し、
前記鍔状部は、前記外部端子に沿って延びる下面と、前記下面の端部から延びる側部であって、前記外部端子から遠ざかる方向に延びる側部と、を有し、
前記バスバ部材は、前記外部端子と接触する下面と、前記下面の反対に位置する上面と、前記鍔状部の前記側部の全周に対向する側壁と、を有し、
前記外部端子及び前記バスバ部材は、前記バスバ部材の前記上面、前記バスバ部材の前記下面、及び前記外部端子に亘って形成される溶接部を有する
蓄電装置。
電極体を収容するケースと、前記ケースに配置される外部端子と、前記外部端子と前記ケースとを固定する固定部材であって、前記電極体と前記外部端子を電気的に接続する固定部材と、を備える蓄電素子と、
前記蓄電素子の前記外部端子と接合されるバスバ部材と、
を備える蓄電装置の製造方法であって、
前記外部端子と、前記バスバ部材との位置決めを行う工程と、
前記外部端子と、前記バスバ部材との接合を行う工程と、
を備え、
前記バスバ部材及び前記固定部材の一方は、凹部を有し、
前記バスバ部材及び前記固定部材の他方は、凸部を有し、
前記位置決めを行う工程は、前記凹部に前記凸部を挿入する工程である
蓄電装置の製造方法。