JP2021150145A - 電池モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
第1電池10の構成について説明する。第1電池10は、Z方向に積層されている複数の電池のうちで、積層方向の最も外側(図面では下側)に位置している電池である。第1電池10は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池である。第1電池10は、第1電池本体11と、第1電池本体11からY方向正方向(第1方向の一例)に延びている複数のタブ(第1長タブ12(図2参照)及び第1短タブ13(図3参照))とを備えている。第1長タブ12と第1短タブ13は、X方向に間隔をあけて並んで配置されている。
第1長タブ12の構成について説明する。第1長タブ12は、例えばアルミニウム系金属から板状に構成されている。図2に示すように、第1長タブ12は、第1外装体15に収容されている第1発電要素16に電気的に接続されている。より詳細には、第1長タブ12の基端部55(図示省略)が第1外装体15の内部に配置されており、その基端部55が第1発電要素16に電気的に接続されている。第1長タブ12の基端部55は、第1発電要素16の複数の正極のそれぞれに積層されている複数の正極集電体(例えばアルミニウム箔)に接続されている。第1発電要素16で発電された電気が複数の正極集電体を介して第1長タブ12に伝達される。第1長タブ12は第1電池10の正極タブである。
第1短タブ13の構成について説明する。第1短タブ13は、例えば銅(Cu)等の金属材料から板状に構成されている。図3に示すように、第1短タブ13は、第1外装体15に収容されている第1発電要素16に電気的に接続されている。より詳細には、第1短タブ13の基端部56が第1外装体15の内部に配置されており、その基端部56が第1発電要素16に電気的に接続されている。第1短タブ13の基端部56は、第1発電要素16の複数の負極のそれぞれに積層されている複数の負極集電体(例えば銅箔)に接続されている。第1発電要素16で発電された電気が複数の負極集電体を介して第1短タブ13に伝達される。第1短タブ13は第1電池10の負極タブである。
第2電池20の構成について説明する。第2電池20は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池である。第2電池20は、第2電池本体21と、第2電池本体21からY方向正方向に延びている複数のタブ(第2長タブ22(図3参照)及び第2短タブ23(図2参照))とを備えている。第2長タブ22と第2短タブ23は、X方向に間隔をあけて並んで配置されている。
第2長タブ22の構成について説明する。第2長タブ22は、例えばアルミニウム(Al)等の金属材料から板状に構成されている。図3に示すように、第2長タブ22は、第2外装体25に収容されている第2発電要素26に電気的に接続されている。より詳細には、第2長タブ22の基端部65が第2外装体25の内部に配置されており、その基端部65が第2発電要素26に電気的に接続されている。第2長タブ22の基端部65は、第2発電要素26の複数の正極のそれぞれに積層されている複数の正極集電体(例えばアルミニウム箔)に接続されている。第2発電要素26で発電された電気が複数の正極集電体を介して第2長タブ22に伝達される。第2長タブ22は第2電池20の正極タブである。
第2短タブ23の構成について説明する。第2短タブ23は、例えば銅(Cu)等の金属材料から板状に構成されている。図2に示すように、第2短タブ23は、第2外装体25に収容されている第2発電要素26に電気的に接続されている。より詳細には、第2短タブ23の基端部66が第2外装体25の内部に配置されており、その基端部66が第2発電要素26に電気的に接続されている。第2短タブ23の基端部66は、第2発電要素26の複数の負極のそれぞれに積層されている複数の負極集電体(例えば銅箔)に接続されている。第2発電要素26で発電された電気が複数の負極集電体を介して第2短タブ23に伝達される。第2短タブ23は第2電池20の負極タブである。
第3電池30の構成は、第1短タブ13の構成を除いて上述した第1電池10の構成と同様である。第3電池30の第3電池本体31と第3長タブ32は、第1電池10の第1電池本体11と第1長タブ12の構成と同様である。第1電池10の第1短タブ13はZ方向に折り曲げられているが、第3電池30の第3短タブ33は折り曲げられていない。第3電池30の第3短タブ33は、上述した第2電池20の第2短タブ23と同様の構成である。第2電池20と第3電池30の関係は、第1電池10と第2電池20の関係と同様である。第2電池20の第2長タブ22が、第3電池30の第3短タブ33に接合されている(図3及び図5参照)。第2電池本体21から延びている第2長タブ22の長さは、第3電池本体31から延びている第3短タブ33の長さよりも長い。なお、第3電池30の第3長タブ32は、第4電池の第4短タブに接合されている(図示省略)。複数の電池が積層された状態で直列接続されている。
電池モジュール1の製造方法について説明する。図6は、電池モジュール1の製造方法を示す斜視図である。図7は、電池モジュール1の製造方法を示す平面図である。図8は、図6のVIII−VIII断面図である。
電池モジュール1の製造方法は、第1電池10の第1長タブ12と第2電池20の第2短タブ23とを接合する第1工程を備えている。第1工程では、図6から図8に示すように、第1電池10の第1長タブ12が折り曲げられていない状態で、第1電池10の第1長タブ12と、第2電池20の第2短タブ23とを接合する。より詳細には、第1電池10の第1長タブ12が第1電池本体11からY方向正方向に延び、第2電池20の第2短タブ23が第2電池本体21からY方向負方向に延びる状態で、第1長タブ12の先端部51と、第2短タブ23の先端部63とを重ね合わせて両者を接合する。例えば、超音波接合やレーザ溶接によって第1長タブ12の先端部51と、第2短タブ23の先端部63とを接合する。
第1長タブ12と第2短タブ23とを接合するときには、第1電池10の第1外装体15に設けられている複数の第1貫通孔17と、第2電池20の第2外装体25に設けられている複数の第2貫通孔27とに、位置決め用のピンが挿入されていてもよい。第1外装体15の四隅のそれぞれに、位置決め用の第1貫通孔17が設けられている。また、第2外装体25の四隅のそれぞれに、位置決め用の第2貫通孔27が設けられている。
第1長タブ12と第2短タブ23とを超音波接合によって接合する場合は、第1長タブ12の先端部51と、第2短タブ23の先端部63とを積層方向に加圧した状態で、第1長タブ12と第2短タブ23に超音波振動を付与する。超音波接合では、例えばホーンやアンビルが用いられる。なお、超音波接合やレーザ溶接についてはよく知られているので詳細な説明を省略する。
電池モジュール1の製造方法は、上記の第1工程の後に、接合された第1電池10の第1長タブ12と第2電池20の第2短タブ23とを第1絶縁材71で被覆する第2工程を備えている。第1長タブ12と第2短タブ23が外部に露出しないように両者に第1絶縁材71(例えばカプトン(登録商標)テープ)を貼り付ける。
電池モジュール1の製造方法は、上記の第2工程の後に、第1電池10の第1長タブ12を折り曲げる第3工程を備えている。より詳細には、図6及び図8に矢印で示すように、第1電池本体11と第2電池本体21とが互いに接近するように、第1電池本体11と第2電池本体21との間で第1長タブ12を折り曲げる。第1長タブ12を屈曲部50で折り曲げる。第1長タブ12を折り曲げるときは、第1長タブ12の屈曲部50を折り曲げ用のクランプで挟持してもよい。第1長タブ12を折り曲げることによって、第1電池本体11と第2電池本体21がZ方向に積層される(図1から図3参照)。
電池モジュール1の製造方法は、上記の第3工程の後に、第2電池20の第2長タブ22と第3電池30の第3短タブ33とを接合する工程を備えている。この工程は、上述した第1工程と同様の工程である。よって、詳細な説明を省略する。また、電池モジュール1の製造方法は、接合された第2電池20の第2長タブ22と第3電池30の第3短タブ33とを第2絶縁材72で被覆する工程を備えている。この工程は、上述した第2工程と同様の工程である。よって、詳細な説明を省略する。また、電池モジュール1の製造方法は、第2電池20の第2長タブ22を折り曲げる工程を備えている。この工程は、上述した第3工程と同様の工程である。よって、詳細な説明を省略する。
以上、実施例の電池モジュール1について説明した。上記の説明から明らかなように、電池モジュール1では、第1電池10の第1電池本体11と、第2電池20の第2電池本体21とが積層されている。第1電池10は、第1電池本体11からY方向正方向に延びてからY方向負方向に折り曲げられている第1長タブ12を備えている。第2電池20は、第2電池本体21からY方向正方向に延びている第2短タブ23を備えている。第1電池本体11から延びている第1長タブ12の長さは、第2電池本体21から延びている第2短タブ23の長さよりも長い。第1長タブ12は、折り曲げられている部分(屈曲部50)よりも先端側の部分で第2短タブ23に接合されている。
(1)第1電池10の第1長タブ12及び第2電池20の第2長タブ22は、例えば銅系金属から構成されていてもよい。銅系金属は電気伝導率が高いので、第1長タブ12及び第2長タブ22が銅系金属から構成されている場合には、第1長タブ12及び第2長タブ22の断面積が小さくても導電性を確保することができる。そのため、第1長タブ12及び第2長タブ22の厚みを薄くすることができる。これによって、第1長タブ12及び第2長タブ22を折り曲げ易くすることができる。
Claims (9)
- 第1電池と、
前記第1電池に積層されている第2電池と、を備えている電池モジュールであって、
前記第1電池は、第1電池本体と、前記第1電池本体から第1方向に延びてから前記第1方向と反対方向に折り曲げられている長タブと、を備えており、
前記第2電池は、前記第1電池本体に積層されている第2電池本体と、前記第2電池本体から前記第1方向に延びている短タブと、を備えており、
前記第1電池本体から延びている前記長タブの長さは、前記第2電池本体から延びている前記短タブの長さよりも長く、
前記第1電池の前記長タブは、折り曲げられている部分よりも先端側の部分で前記第2電池の前記短タブに接合されている、電池モジュール。 - 請求項1に記載の電池モジュールであって、
前記第1電池は、前記第1電池本体から前記第1方向に延びてから前記第2電池と反対側に折り曲げられている屈曲タブを更に備えている、電池モジュール。 - 請求項1又は2に記載の電池モジュールであって、
前記第1電池の前記長タブは、銅系金属から構成されている、電池モジュール。 - 請求項1又は2に記載の電池モジュールであって、
前記第1電池の前記長タブは、アルミニウム系金属から構成されている、電池モジュール。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の電池モジュールであって、
前記第1電池の前記長タブの先端部は、前記第2電池の前記短タブよりも前記第1電池側に位置している、電池モジュール。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の電池モジュールであって、
前記第1電池の前記長タブの先端部は、前記第2電池の前記短タブよりも前記第1電池と反対側に位置している、電池モジュール。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の電池モジュールであって、
前記第1電池の前記長タブの折り曲げられている部分に前記長タブの幅方向及び/又は厚み方向に延びる溝部が設けられている、電池モジュール。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の電池モジュールであって、
接合されている前記第1電池の前記長タブと前記第2電池の前記短タブとを被覆する絶縁材を更に備えている、電池モジュール。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の電池モジュールであって、
前記第1電池と反対側で前記第2電池に積層されている第3電池を更に備えており、
前記第2電池は、前記第2電池本体から前記第1方向に延びてから前記第1方向と反対方向に折り曲げられている長タブを備えており、
前記第3電池は、前記第2電池本体に積層されている第3電池本体と、前記第3電池本体から前記第1方向に延びている短タブと、を備えており、
前記第2電池本体から延びている前記長タブの長さは、前記第3電池本体から延びている前記短タブの長さよりも長く、
前記第2電池の前記長タブは、折り曲げられている部分よりも先端側の部分で前記第3電池の前記短タブに接合されている、電池モジュール。
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