JP2021150185A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】単電池の電極タブとバスバとを互いに結合して衝突入力時の位置ずれを規制する。【解決手段】発電要素が収容される外装体のフィルムが熱封止される辺から外部に突出する正極電極タブ１１２Ｐを有する複数の単電池１１０はスペーサ１２０で保持されている。スペーサ１２０には、正極側の第１バスバ１２２Ｐが設けられ、第１バスバ１２２Ｐは正極電極タブ１１２Ｐと電気的に接続される。そして、正極側の第１バスバ１２２Ｐには位置規制突起１２２ｄが設けられ、正極電極タブ１１２Ｐには位置規制孔１１３が設けられる。位置規制突起と１２２ｄが位置規制孔１１３を貫通して位置規制構造を構成し、両者が機械的に係合される。【選択図】図９

Description

本発明は、積層した複数の単電池を有する組電池に関する。

従来から、平面視が長方形とされた薄型の単電池を積層した組電池が知られている（たとえば特許文献１）。特許文献１の単電池は、ラミネートフィルムを折り重ね、周辺を熱封止した外装体(収容部)を有し、この外装体に発電要素が収容されている。発電要素に接続された電極タブが収容部の熱封止辺から外部に突出している。電極タブは、外装体に取り付けられたスペーサによって支持されている。複数の単電池はスペーサと共に積層され、スペーサに通しボルトを挿通させて組み立てられている。

スペーサによって支持された電極タブにはバスバが溶接されている。このバスバを介して単電池同士が電気的に接続されて組電池が構成される。

このような組電池は、車両などの移動体の構造体（車体フレーム）に締結固定される。移動体が周囲の物体に衝突したときに構造体に作用する衝突入力により、組電池には構造体と相対変位する力が作用し、単電池にはスペーサと相対変位する力が作用する。
特許文献１に開示されている単電池では、上記電極タブが突出する熱封止辺に所定間隔で一対の孔が設けられ、スペーサには、対応する一対の突起が設けられ、突起を孔に係合させて単電池とスペーサを一体化することで、衝突入力時の単電池とスペーサとの相対変位を制限している。

国際公開第２０１７／０６８７０３号

特許文献１の構成において、電極タブは外装体の熱封止辺から外部に突出されている。電極タブが設けられる辺の長さが短い単電池（たとえば容量の小さい単電池）では、熱封止辺に一対の孔を設けると熱封止性能が悪化することがある。

本発明による組電池は、フィルム状の外装体で覆われる発電要素、および前記発電要素に接続され、前記外装体のフィルムが熱封止される辺から外部に突出する正極電極タブおよび負極電極タブを有する複数の単電池と、前記複数の単電池を支持する複数のスペーサと、前記スペーサに設けられ、前記正極電極タブに電気的に接続される正極側の第１バスバおよび前記負極電極タブに電気的に接続される負極側の第１バスバと、前記正極側の第１バスバまたはスペーサと前記正極電極タブとを機械的に係合する正極側係合構造、および前記負極側の第１バスバまたはスペーサと前記負極電極タブとを機械的に係合する負極側係合構造の少なくとも一方の係合構造とを備え、前記複数の単電池と前記複数のスペーサは積層されている。

第１実施形態に係る組電池を示す斜視図である。 第１図に示す組電池の分解斜視図である。 単電池の斜視図である。 単電池の正極電極タブと負極電極タブをスペーサで保持した単電池ユニットの斜視図である。 第１バスバが取り付けられたスペーサの斜視図である。 図５のスペーサと第１バスバの分解斜視図である。 第２バスバの斜視図である。 ２並列直列接続電池群の接続状態を示す概念図である。 （Ａ）は電極タブと第１バスバの位置規制構造を示す模式的断面図、（Ｂ）はその一部拡大断面図である。

―第１実施形態−
第１実施形態の組電池１００を図１〜図９を参照して説明する。なお、図１〜図９において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図１〜図９において、Ｘ軸は、単電池１１０の積層方向と交差し、かつ、単電池１１０の短手方向に沿った方向を示している。Ｙ軸は、単電池１１０の積層方向に沿った方向を示し、Ｚ軸は、単電池１１０の積層方向と交差し、かつ、単電池１１０の長手方向に沿った方向を示している。

（組電池）
図１は、第１実施形態に係る組電池１００の全体斜視図、図２は組電池１００の分解斜視図である。組電池１００の基本的な構成要素は、主に、図３に示す単電池（セル）１１０と、図４に示すように一対のスペーサ１２０で単電池１１０を支持して構成される単電池ユニット１１５と、第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎと、第２バスバ１３０である。
組電池１００は、積層された複数個の単電池ユニット１１５の組立体である単電池群１５０と、単電池群１５０の両脇に配設された第２バスバ１３０，１３１Ｐ，１３１Ｎを保持するバスバホルダ１３０Ａ，１３０Ｂとを含んで構成される。

単電池群１５０は、複数個の単電池ユニット１１５を積層方向の両端に配置した２枚のエンドプレート１０１と中央１枚の中間プレート１０２で挟持し、２枚のエンドプレート１０１の４隅で複数のスペーサ１２０を４本の通しボルト１０３ａとナット１０３ｂからなる締結部材１０３で締め付けて組み立てられる。組電池１００は、エンドプレート１０１の３箇所に設けた車両取り付け部１０１ａに不図示のボルトで車両に設置される。
組電池１００の詳細説明は図２の分解斜視図により後述する。
なお、複数の単電池１１０は、上下に隣接する単電池１１０の間に弾性シートや接着剤が介在されて積層されている。

（単電池）
図３に示すように、単電池１１０は平面視が長方形であり、長手方向がＺ軸に沿った方向、短手方向がＸ軸に沿った方向、厚さ方向がＹ軸に沿った方向である。単電池１１０は、発電要素を内部に収容する外装体１１１と、この外装体１１１の相対向する一対の短辺１１１ａ，１１１ｂからＺ軸に沿う方向に突出する正負極タブ１１２Ｐ、１１２Ｎとを有する。外装体１１１は、ラミネートフィルムを折り重ね、４辺１１１ａ〜１１１ｄを熱封止した収容部であり、この外装体１１１に発電要素が収容されている。発電要素に対する充放電電流の入出力端子としての電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎが外装体１１１の熱封止辺１１１ａ、１１１ｂから外部に突出している。電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎには、Ｘ軸方向に所定間隔をあけて一対の位置規制用孔１１３が設けられている。電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎは後述するように、スペーサ１２０Ｐ，１２０Ｎに取付けられた第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎ（図４、図５参照）にレーザ溶接される。図３の符号１１４はその接合位置を示すが、電極タブ１１２Ｐ，１１２に予め目印が記されているものではない。すなわち、位置規制用孔１１３の間で、電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎは第１バスバ１２２Ｐ，１１２Ｎにそれぞれレーザ溶接される。

なお、以下の説明において、正極側構成要素には大文字Ｐを付し、負極側構成要素には大文字Ｎを付して説明し、同一または共通する構造を有する要素には、大文字Ｐ，Ｎを省略して同じ数字を付して説明する。たとえば、正極側電極タブには符号１１２Ｐを付し、負極側電極タブには符号１１２Ｎを付し、単に電極タブを示すときには符号１１２を付して説明する。

（発電要素）
図示はしないが、発電要素は、正極活物質が塗付された複数枚の正極シートと負極活物質が塗付された複数枚の負極シートとがセパレータを介して積層された発電体（図示せず）と、外装体１１１内で発電体が浸漬される電解液とを含んで構成される。正極シートには正極タブ１１２Ｐが接続され、負極シートには負極タブ１１２Ｎが接続されている。単電池１１０は、たとえば、リチウムイオンが正負極活物質間を移動して放電と充電を繰り返すリチウムイオン二次電池である。一例として、正極タブ１１２Ｐはアルミニウム系金属、負極タブ１１２Ｎは銅系金属である。

（単電池ユニット）
図４は、単電池１１０と一対のスペーサ１２０Ｐ，１２０Ｎとで構成される単電池ユニット１１５の斜視図である。
スペーサ１２０は、図１、図２、図９などに示すように、複数の単電池１１０を積層するために使用される。
単電池１１０の正極タブ１１２Ｐと負極タブ１１２Ｎはスペーサ１２０に支持されている。単電池１１０の一対の短辺の一方の辺１１１ａから突出する正極タブ１１２Ｐは、スペーサ１２０Ｐに設けられた第１バスバ１２２Ｐに接合部１１４でレーザ溶接により電気的に接続されている。他方の辺１１１ｂから突出する負極タブ１１２Ｎは、スペーサ１２０Ｎに設けられた第１バスバ１２２Ｎに接合部１１４でレーザ溶接により電気的に接続されている。それぞれの接合部１１４は、所定の溶接幅で、辺１１１ａ,１１１ｂと平行な方向に沿って、すなわち正極タブ１１２Ｐと負極タブ１１２Ｎの幅方向に沿って線状に延びている。
すなわち、単電池ユニット１１５は、単電池１１０と一対のスペーサ１２０Ｐ，１２０Ｎで構成される。

（スペーサと第１バスバ）
図５は、第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎが一体化されたスペーサ１２０の斜視図、図６は、スペーサ１２０と第１バスバ１２２の分解斜視図である。図６（Ａ）はスペーサ１２０を斜め上方から見た斜視図、図６（Ｂ）はスペーサ１２０を斜め下方から見た斜視図である。
正極側スペーサ１２０Ｐは、絶縁材料で形成されたスペーサ本体１２１と、スペーサ本体１２１に設けられ、正極タブ１１２Ｐに電気的に接続される第１バスバ１２２Ｐとを有する。負極側スペーサ１２０Ｎは、絶縁材料で形成されたスペーサ本体１２１と、スペーサ本体１２１に設けられ、負極タブ１１２Ｎに電気的に接続される第１バスバ１２２Ｎとを有する。正極側の第１バスバ１２２Ｐはアルミニウム系金属、負極側の第２バスバ１２２Ｎは銅系金属である。

第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎが固定されるスペーサ本体１２１Ｐ，１２１Ｎは同一の形状であり、同じ符号１２１で説明し、また、第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎも同一の形状であり、同じ符号１２２で説明することもある。
スペーサ本体１２１は、第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎが取り付けられるＸ軸に沿った方向に延在するバスバ取付部１２１ａと、バスバ取付部１２１ａの両端に一体的に設けられている積層部１２１ｂとを有する。積層部１２１ｂには、通しボルト１１３ａが挿通される貫通孔１２１ｅが設けられている。バスバ取付部１２１ａには、一対のバスバ係合部１２１ｃが所定間隔で設けられている。第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎの係合板１２２ｂがバスバ係合部１２１ｃに係合されて、第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎがスペーサ本体１２１ａに一体化して固定される。スペーサ本体１２１の一対のバスバ係合部１２１ｃは、スペーサ１２０の長手方向に沿って、第１バスバ１２２の一対の位置規制用突起１２２ｄの外側に設けられている。

(第１バスバ)
図６に示すように、第１バスバ１２２は、スペーサ本体１２１のバスバ取付部１２１ａの側面に沿って配設される細長い帯状の側板１２２ａと、側板１２２ａの両端部と対向して設けられる矩形形状の一対の係合板１２２ｂと、側板１２２ａと係合板１２２ｂを接続する天板１２２ｃと、天板１２２ｃからＹ軸に沿った方向に突出する一対の位置規制用突起１２２ｄとを有する。位置規制用突起１２２ｄは、電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎに設けられている位置規制用孔１１３に挿入されて電極タブ１１２と係合し、スペーサ１２０に対する単電池１１０の位置規制構造を構成する。一対の係合板１２２ｂは、スペーサ１２０の長手方向に沿って一対の位置規制用突起１２２ｄの外側に設けられている。

(第２バスバ)
図７を参照して第２バスバ１３０を説明する。
第１実施形態では、複数の単電池１１０は、第１バスバ１２２に第２バスバ１３０を接続して電気的に２並列直列接続される。すなわち、一対の単電池１１０は、第２バスバ１３０の一方の極性の端子部１３０Ｐまたは１３０Ｎで並列接続されて単電池対１１０Ｃ（図８，図９参照）を構成する。この単電池対１１０Ｃが複数の第２バスバ１３０で直列接続される。
第２バスバ１３０は、アルミニウム系金属を素材とする正極端子部１３０Ｐと、銅系金属を素材とする負極端子部１３０Ｎとを一体化したクラッド材で形成されている。なお、図２，図８に示すように、インバータの正極端子に強電ケーブなどで接続される外部正極端子１３１Ｐと、インバータの負極端子に強電ケーブなどで接続される外部負極端子１３１Ｎはクラッド材ではなく、アルミニウム系金属と銅系金属で製作される。

（２並列直列接続型電源）
第１実施形態の組電池１００は、２つの単電池１１０を並列接続した一組の単電池対１１０Ｃを複数組、直列に接続した２並列直列接続型電源である。
図８は、２並列直列接続型電源の概念図である。図８の最上部の単電池対１１０Ｃ−１、その下方に接続される単電池対１１０Ｃ−２、…最下段の単電池対１１０Ｃ−ＮのＮ個の単電池対が第２バスバ１３０で直列接続されている。２並列直列接続型電源は、外部正極端子１３１Ｐと外部負極端子１３１Ｎを有し、外部負荷と電源との間における充電電流と放電電流は、それらの外部正負極端子１３１Ｐ，１３１Ｎを介して入出力される。外部正極端子１３１Ｐ、複数の第２バスバ１３０、外部負極端子１３１Ｎは第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎとレーザ溶接されている。
換言すると、実施形態の組電池１００は次のように構成された電源である。一対の単電池１１０の一対の正極側電極タブ１１２Ｐは正極端子部１３０Ｐで、一対の負極側電極タブ１１２Ｎは負極端子部１３０Ｎで並列接続されて、単電池対１１０Ｃを形成する。並列接続された単電池対１１０Ｃの複数組１１０Ｃ−１、１１０Ｃ−２…１１０Ｃ−Ｎは、第２バスバ１３０で直列接続される。このような接続形態により、第１実施形態の組電池１１０は、複数の単電池１１０が２並列直列接続された電源として使用される。

（位置規制構造）
図９（Ａ）は、電極タブ１１２の位置規制孔１１３に第１バスバ１２２の位置規制突起１２２ｄを係合させてなる位置規制構造を示す断面図、（Ｂ）はその一部拡大図である。図５で説明したように、第１バスバ１２２はスペーサ本体１２１にスナップフィットされて一体化されている。位置規制孔１１３を有する電極タブ１１１は、一対の位置規制孔１１３に第１バスバ１２２の一対の位置規制突起１２２ｄが係合するようにスペーサ１２０の第１バスバ１２２上に載置される。電極タブ１１２は図３に示す２箇所の接合部１１４で第１バスバ１２２にレーザ溶接される。第１実施形態では、接合部１１４は、それら位置規制孔１１３の間に設けられている。

以上説明した組電池１００は次のように製作される。
図２を参照して説明する。
（１）単電池１１０（図３）を準備する。
（２）第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎがそれぞれ一体化されたスペーサ１２０Ｐ，１２０Ｎ（図５）を準備する。
（３）正極電極タブ１１２Ｐの位置規制孔１１３に正極側第1バスバ１２２Ｐの位置規制突起１２２ｄを挿入し、負極電極タブ１１２Ｎの位置規制孔１１３に、負極側の第１バスバ１２２Ｎの位置規制突起１２２ｄを挿入し、そののち、電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎを第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎにレーザ溶接して単電池ユニット１１５（図４）を製作する。
（４）図２を参照する。複数の単電池ユニット１１５をそれらのスペーサ積層部１２１ｂで積層する。スペーサ積層部１２１ｂのボルト貫通孔１２１ｅに通しボルト１０３ａを挿通し、ナット１０３ｂで締結して複数の単電池ユニット１１５を含む単電池群１５０を製作する。

（５）図２を参照する。第２バスバユニット１３０Ａと１３０Ｂを準備する。ホルダー１３０ａは第２バスバ１３０，１３１Ｐ，１３１Ｎを保持し、ホルダー１３０ｂは第２バスバ１３０を保持する。このようにして第２バスバユニット１３０Ａと１３０Ｂが製作される。第２バスバユニット１３０Ａと１３０Ｂは、単電池群１５０の両側部に取り付けられる。
（６）第２バスバ１３０、１３１Ｐ，１３１Ｎを、対応する第１バスバ１２２にそれぞれレーザ溶接する。
（７）上記（１）〜（６）の工程により組立てられた組電池１００は２並列直列接続型の電源であり、この電源は、図示しない車両の電池収容部に固定ボルトにより固定設置される。

（位置規制構造の効果）
車両が物体と衝突すると組電池１００に衝撃力が入力される。このとき、組電池１００の構成要素にも衝撃力が作用するが、単電池１１０とスペーサ１２０は、位置規制孔１１３と位置規制突起１２２ｄを含んで構成される位置規制構造により機械的に結合されており、単電池１１０がスペーサ１２０と相対変位することはなく、衝突に伴う単電池１１０の破損が防止される。また、電極タブ１１２は第１バスバ１２２とレーザ溶接で接合されているが、電極タブ１１２と第１バスバ１２２との溶接接合力よりも位置規制構造による機械的結合力は衝撃入力に対して有効である。第1実施形態では、溶接による接合と機械的結合の双方で衝撃入力を受けることができ、たとえば車両の衝突による単電池１１０とスペーサ１２０との相対変位が防止される。これにより、単電池１１０の破損を防止できる。
また、第１実施形態の組電池１００では、従来例のように熱封止辺に位置規制孔を設けないので、熱封止辺における封止が不十分になる畏れがない。

（従来に対する利点）
従来構造は、単電池１１０の外装体１１１の熱封止辺のうちの電極タブ１１２が突出する熱封止辺に設けた位置規制孔と、スペーサ本体１２１に設けた位置規制突起とを係合する位置規制構造である。そのため、位置規制孔を設けた領域だけ熱封止辺の接合面積が小さくなり、熱封止が不十分となる惧れがある。外装体１１１は、樹脂製のラミネート材を折りたたん内部に発電要素を収容する。そして、熱封止辺は重なり合う２枚のラミネートが熱溶着され、ラミネート材内部を密閉する。
第１実施形態では、電極タブ１１２に位置規制孔１１３を設け、スペーサ本体１２１に一体化する第１バスバ１２２に位置規制突起１２２ｄを設け、位置規制孔１１３に位置規制突起１２２ｄを係合する位置規制構造を採用する。したがって、熱封止領域が狭くなることがなく、位置規制構造に伴う熱封止が不十分になることもない。

図４を参照して単電池ユニット１１５の各部の構造について説明する。
（１）単電池とスペーサのユニット構造
図４を参照する。スペーサ１２０は長尺形状である。単電池１１０は、スペーサ１２０の長手方向がラミネート外装材１１１から突出する電極タブ１１２の幅方向（Ｘ方向）と一致するようにスペーサ１２０に組みつけられ、単電池ユニット１１５が構成されている。
（２）スペーサと第１バスバの一体化構造
図６を参照する。正極側のスペーサ１２０Ｐと第１バスバ１２２Ｐおよび負極側のスペーサ１２０Ｎと第１バスバ１２２Ｎは、一対の位置規制構造の外側でスナップフィット結合されている。すなわち、位置規制用突起１２２ｄの外側に設けた係合板１２２ｂがスペーサ１２０のバスバ係合部１２１ｃに係合して第１バスバ１２２Ｐ、１２２Ｎがスペーサ１２０に一体化されている。
（３）電極タブと第1バスバの位置規制構造
図４，図９を参照する。正極側の電極タブ１１２Ｐと第１バスバ１２２Ｐおよび負極側の電極タブ１１２Ｎと第１バスバ１２２Ｎは次のようにして係合されて一体化されている。すなわち、第１バスバ１２２Ｐの位置規制用突起１２２ｄが電極タブ１１２Ｐの位置規制孔１１３に挿入され、第１バスバ１２２Ｎの位置規制用突起１２２ｄが電極タブ１１２Ｎの位置規制孔１１３に挿入され、一対の位置規制構造とされている。
（４）電極タブと第１バスバの接合構造
正極側の電極タブ１１２Ｐと第１バスバ１２２Ｐおよび負極側の電極タブ１１２Ｎと第１バスバ１２２Ｎは、一対の位置規制構造の間の位置に設定した一対の接合部１１４でそれぞれレーザ溶接されている。接合部１１４は電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎの長手方向、すなわち電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎが突出するラミネート封止辺１１１ａ、１１１ｂの長手方向に延在する。

上記（１）〜（４）の構造を採用することにより、スペーサ１２０の長手方向に沿って、一対の接合部１１４と、一対の位置規制構造と、一対のスナップフィット構造が一列に（整列して）並ぶことにより、電極タブ１１２の突出方向において、電極タブ１１２とバスバ１２２とスペーサ本体１２１との接合構造、位置規制構造、一体化構造を極力小さく抑えることができる。

第１実施形態の組電池１００の作用効果は次の通りである。
（１）第１実施形態の組電池１００は、フィルム状の外装体１１１で覆われる発電要素、および発電要素に接続され、外装体１１１のフィルムが熱封止される辺１１２Ｐ，１１２Ｎから外部に突出する正極電極タブ１１２Ｐおよび負極電極タブ１１２Ｎを有する複数の単電池１１０と、複数の単電池１１０を保持する複数のスペーサ１２０Ｐ，１２０Ｎと、スペーサ１２０Ｐ，１２０Ｎに設けられ、正極電極タブ１１２Ｐに電気的に接続される正極側の第１バスバ１２２Ｐおよび負極電極タブ１１２Ｎに電気的に接続される負極側の第１バスバ１２２Ｎと、正極側の第１バスバ１２２Ｐと正極電極タブ１１２Ｐとを機械的に係合する正極側係合構造（位置規制孔１１３と位置規制突起１２２ｄ）、および負極側の第１バスバ１２２Ｎと負極電極タブ１１２Ｎとを機械的に係合する負極側係合構造（位置規制孔１１３と位置規制突起１２２ｄ）を備え、複数の単電池１１０とスペーサ１２０とは積層されている。
第１実施形態の組電池１００は、正極側の電極タブ１１２Ｐと第１バスバ１２０Ｐ、負極側の電極タブ１１２Ｎと第１バスバ１２０Ｎとを機械的に係合させ、衝突入力による両者の相対変位を防止するようにした。そのため、従来構造に比べて外装体１１１の熱封止性能の悪化を防止できる。

（２）第１実施形態の組電池１００では、正極電極タブ１１２Ｐと負極電極タブ１１２Ｎは単電池１１０の相対向する熱封止辺１１１ａ，１１１ｂから外部に突出し、正極側係合構造と負極側係合構造の双方を有する。したがって、衝突入力に伴う単電池１１０とスペーサ１２０との相対変位をより一層効果的に防止できる。

（３）第１実施形態の組電池１００では、位置規制孔１１３と位置規制突起１２２ｄからなる正極側係合構造、および位置規制孔１１３と位置規制突起１２２ｄからなる負極側係合構造がそれぞれ、電極タブ１１２の幅方向に離間して一対設けられ、正極電極タブ１１２Ｐと正極側の第１バスバ１２２Ｐおよび負極電極タブ１１２Ｎと負極側の第１バスバ１２２Ｎは、一対の係合構造の間の２箇所においてレーザ溶接で電気的に接続されている。
突起１２２ｄを避けた幅広い領域でレーザ溶接することにより、電極タブ１１２と第１バスバ１２２との電気的接合も良好である。
（４）第１実施形態の組電池１００では、正極側のスペーサ１２０Ｐと第１バスバ１２２Ｐとの一体化構造は、スペーサ１２０Ｐの長手方向において正極側係合構造の外側に設けられ、および負極側のスペーサ１２０Ｎと第１バスバ１２０Ｎとの一体化構造は、スペーサ１２０Ｎの長手方向において負極側係合構造の外側に設けられている。また、正極側の電極タブ１１２Ｐと第１バスバ１２２Ｐとは、一対の正極側係合構造の間でレーザ溶接され、負極側の電極タブ１１２Ｎと第１バスバ１２２Ｎとは、一対の負極側係合構造の間でレーザ溶接されている。
このように、スペーサ１２０と第１バスバ１２２とを一体化する一対のスナップフィット構造と、電極タブ１１２と第１バスバ１２２を一対の接合部１１４でレーザ溶接する接合構造と、電極タブ１１２と第1バスバ１２２の位置を規制する一対の位置規制構造とがスペーサ１２０の長手方向に沿って一列に（整列して）並ぶ。これにより、電極タブ１１２の突出方向の狭い領域において、電極タブ１１２とバスバ１２２とスペーサ本体１２１との接合構造、位置規制構造、一体化構造を配置することができる。

（５）第１実施形態の組電池１００では、単電池１１０の対向する一対の辺１１１ａ，１１１ｂにそれぞれ設けた一対のスペーサ１２０で単電池１１０が保持されて積層され、一対の辺１１１ａ，１１１ｂのそれぞれの側に複数の第２バスバ１３０，１３１Ｐ、１３１Ｎを保持する第２バスバユニット１３０Ａ，１３０Ｂを設け、第２バスバ１３０，１３１Ｐ，１３１Ｎを第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎにレーザ溶接し、これにより複数の単電池１１０が２並列直列接続された電源を構成している。
図８によく示されているように、正極電極タブ１１２Ｐと負極電極タブ１１２Ｎが互い違いに配置されるように単電池対１１０Ｃ−１、１１０Ｃ−２、…１１０Ｃ−Ｎが積層されている。第１実施形態では２並直列接続の電源とする構成としたが、第２バスバ１３０など形状、大きさなどに変更することで、３並列直列接続の電源としたり、すべての単電池１１０を直接接続した電源としたり、電源構成の設計自由度が増し、一つの共通する単電池を多くの車種に用いることができ、コスト低減に寄与する。

−第２実施形態−
第２実施形態は、第１バスバ１２２の位置規制突起１２２ｄを電極タブ１１２の位置規制孔１１３に貫通させた後にかしめ、その後、レーザ溶接で電極タブ１１２と第１バスバ１２２とを電気的に接合して、単電池ユニット１１５を製作するものです。
手順として、電極タブ１１２の位置規制孔１１３に位置規制突起１２２ｄの先端を挿通して貫通させる工程と、位置規制突起１２ｄの先端を折り曲げてかしめ工程と、レーザ溶接で電極タブ１１２と第１バスバ１２２とを電気的に接合する工程とを有する。位置規制突起１２２ｄを電極タブ１１２にかしめることにより、電極タブ１１２と第１バスバ１２２の機械的結合性が向上する。

（変形例１）
実施形態の組電池では、正極側の第１バスバ１２２Ｐと正極電極タブ１１２Ｐを機械的に係合する正極側係合構造および負極側の第１バスバ１２２Ｎと負極電極タブ１１２Ｎを機械的に係合する負極側係合構造を設けた。しかし、正極電極タブ１１２Ｐと正極側の第１バスバ１２２Ｐにのみ、または、負極電極タブ１１２Ｎと負極側の第１バスバ１２Ｎにのみ係合構造を設けてもよい。
（変形例２）
実施形態の組電池１００では、電極タブ１１２に一対の位置規制孔１１３を設け、第１バスバ１２２に一対の位置規制突起１２２ｄを設け、電極タブ１１２の２箇所で位置規制を行っている。しかし、位置規制は１カ所でも３カ所以上でも良い。

（変形例３）
実施形態の組電池１００では、単電池１１０の長手方向の一対の辺１１１ａ，１１１ｂから正極電極タブ１１２Ｐと負極電極タブ１１２Ｎが突出しているが、長手方向の一辺、たとえば辺１１１ａから正極電極タブ１１２Ｐと負極電極タブ１１２Ｎが離間して突出している単電池にも本発明を適用できる。この場合、スペーサには、正極側の第１バスバ１２２Ｐと負極側の第１バスバ１２２Ｎがスペーサ本体と一体化され、正極側の第１バスバ１２２Ｐに正極電極タブ１１２Ｐが溶接され、負極側の第１バスバ１２２Ｎに負極電極タブ１１２Ｎが溶接される。
変形例３では、組電池の同一側に設けられた正負極電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎのそれぞれに位置規制孔１１３を設けるとともに、第１バスバ１２２Ｐと１２２Ｎにそれぞれ位置規制突起１２２ｄを設ける。一方の極性側にのみ位置規制構造を設けてもよい。

（変形例４）
実施形態の組電池１００では、第１バスバ１２２をスナップフィット構造としてスペーサ本体１２１に取り付けたが、そのほかの取り付け構造で第１バスバ１２２をスペーサ本体１２１に一体化してもよい。たとえば、第１バスバ１２２を樹脂モールド成型したスペーサ１２０であってもよい。

（変形例５）
実施形態の組電池１００では、電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎを第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎに接合し、それら第１バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎに第２バスバ１３０を接合して単電池群を構成した。しかし、電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎにそれぞれ接合した一種類のバスバで組電池を構成してもよい。
（変形例６）
実施形態の組電池１００は、長手方向の一対の辺１１１ａ，１１１ｂから正極電極タブ１１２Ｐと負極電極タブ１１２Ｎが突出する単電池１１０を２つ並列接続して単電池対１１０Ｃを形成し、この単電池対１１０Ｃを複数直列接続して２並列直接接続電源とした。このような２並列直列接続電源は一例であり、たとえば、複数の単電池１１０のすべてを直列接続した電源としてもよい。

（変形例７）
実施形態の組電池１００では、正極側の第１バスバ１２２Ｐと正極電極タブ１１２Ｐを機械的に係合する正極側係合構造および負極側の第１バスバ１２２Ｎと負極電極タブ１１２Ｎを機械的に係合する負極側係合構造を設けた。すなわち、単電池ごとにスペーサで保持する構造である。しかし、複数の単電池１１０を一つのスペーサ１２０で保持することもできる。たとえば、単電池対１１０Ｃを一つのスペーサ１２０で保持する構成でもよい。

（変形例８）
実施形態の組電池１００では、正負極側の第1バスバ１２２Ｐ，１２２Ｎの突起１２２ｄと正負極電極タブ１１２Ｐ，１１２Ｎの位置規制孔１１３で位置規制構造を構成した。しかし、第１バスバ１２２の突起１２２ｄに代えて、スペーサ本体１２１の上面（電極タブ載置面）から樹脂である突起を突設させ、この突起を電極タブの係合孔１１３に挿通させた位置規制構造でもよい。この場合、電極タブ１１２と第１バスバ１２２とが重なりあう領域、すなわち、レーザ溶接される領域内にスペーサ本体１２１から突起を設けるのが好ましい。具体的な構成の一例として、第１バスバ１２２に樹脂突起が通過する孔を設け、樹脂突起が第１バスバ１２２を貫通して電極タブ１１２の位置規制孔１１３に挿入される。

（変形例９）
実施形態の組電池１００では、電極タブ１１２に位置規制孔１１３を設け、第１バスバ１２２に位置規制突起１２２ｄを設けたが、電極タブ１１２に位置規制突起を設け、第１バスバ１２２に位置規制孔を設けてもよい。
（変形例１０）
実施形態の組電池１００では、位置規制孔１１３と位置規制突起１２２ｄにより位置規制構造を構成するようにした。しかし、単電池１１０とスペーサ１２０の相対位置の変動を抑制する機能の一部を電極タブが有する位置規制構造であれば、位置規制構造は、位置規制孔１１３と位置規制突起１２２ｄによらない位置規制構造を採用してもよい。

上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１００：組電池 １１０：単電池 １１０Ｃ：単電池対
１１１：外装体 １１１ａ〜１１１ｄ：熱封止辺
１１２，１１２Ｐ，１１２Ｎ：電極タブ １１３：位置規制孔
１１４：接合部 １１５：単電池ユニット
１２０，１２０Ｐ，１２０Ｎ：スペーサ １２１：スペーサ本体
１２２，１２２Ｐ，１２２Ｎ：第１バスバ １２２ｄ：位置規制突起
１３０，１３１Ｐ，１３１Ｎ：第２バスバ
１３２ａ，１３２ｂ：第２バスバホルダ １５０：単電池群

Claims (9)

1. フィルム状の外装体で覆われる発電要素、および前記発電要素に接続され、前記外装体のフィルムが熱封止される辺から外部に突出する正極電極タブおよび負極電極タブを有する複数の単電池と、
   前記複数の単電池を支持する複数のスペーサと、
   前記スペーサに設けられ、前記正極電極タブに電気的に接続される正極側の第１バスバおよび前記負極電極タブに電気的に接続される負極側の第１バスバと、
   前記正極側の第１バスバまたは前記スペーサと前記正極電極タブとを機械的に係合する正極側係合構造、および前記負極側の第１バスバまたは前記スペーサと前記負極電極タブとを機械的に係合する負極側係合構造の少なくとも一方の係合構造とを備え、
   前記複数の単電池と前記複数のスペーサが積層されている組電池。
2. 請求項１に記載された組電池において、
   前記正極電極タブと前記負極電極タブは前記単電池の相対向する熱封止辺から外部に突出している組電池。
3. 請求項１または２に記載された組電池において、
   前記正極側係合構造と前記負極側係合構造の双方を有する組電池。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載された組電池において、
   前記正極側係合構造は、前記正極側の第１バスバと前記正極電極タブとを機械的に係合するもの、前記負極側係合構造は、前記負極側の第１バスバと前記負極電極タブとを機械的に係合するものである組電池。
5. 請求項４に記載の組電池において、
   前記正極側係合構造および前記負極側係合構造はそれぞれ一対設けられ、
   前記正極電極タブと前記正極側の第１バスバ、および前記負極電極タブと前記負極側の第１バスバは、前記一対の正極側係合構造の間、および前記一対の負極側係合構造の間で電気的に接続されている組電池。
6. 請求項４または５に記載された組電池において、
   前記正極側のスペーサと前記第１バスバとの一体化構造は、前記スペーサの長手方向において前記正極側係合構造の外側に設けられ、および前記負極側のスペーサと前記第１バスバとの一体化構造は、前記スペーサの長手方向において前記負極側係合構造の外側に設けられている組電池。
7. 請求項４から６までのいずれか１項に記載された組電池において、
   前記正極側係合構造と前記負極側係合構造のそれぞれは、
   前記正極側および前記負極側の第１バスバに設けられ、前記単電池が積層される方向に延在する突起と、
   前記正極電極タブと前記負極電極タブに設けられ、前記突起が貫通する孔とを含む組電池。
8. 請求項７に記載された組電池において、
   前記正極電極タブと前記負極電極タブにそれぞれ設けられた前記孔を貫通する前記突起の先端は折り曲げられている組電池。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された組電池において、
   前記第１バスバの複数に電気的に接続される第２バスバをさらに備え、
   前記複数の前記単電池の前記正極電極タブと前記負極電極タブのそれぞれが、前記第１バスバを介して第２バスバに電気的に接続される組電池。

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