JP2023113355A

JP2023113355A - 組電池

Info

Publication number: JP2023113355A
Application number: JP2022015672A
Authority: JP
Inventors: 壮登森高; Masato Moritaka; 康輔村石; Kosuke Muraishi
Original assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Current assignee: Primearth EV Energy Co Ltd
Priority date: 2022-02-03
Filing date: 2022-02-03
Publication date: 2023-08-16

Abstract

【課題】電池セルの電極端子とバスバとを安定して溶接できる組電池を提供する。【解決手段】本開示の一態様は、配列される複数の電池セル１１と、電池セル１１の電極端子２２に溶接されるバスバ１２と、を有し、バスバ１２は、電極端子２２側に形成される面である下面３１を備える組電池１において、電極端子２２とバスバ１２とが溶接される位置における電池セル１１の配列方向の断面にて、電極端子２２の上面４１とバスバ１２の下面３１とが接する着座領域５１に対して電池セル１１の配列方向の両側にて、電極端子２２の上面４１とバスバ１２の下面３１の傾斜面３３との間に隙間δを設けている。【選択図】図３

Description

本開示は、組電池に関する。

組電池に関する従来技術として、特許文献１には、電池セル（蓄電素子）の電極端子の上面（端子表面）とバスバの凹部または凸部との間に隙間を形成し、電極端子とバスバが溶接される組電池（蓄電装置）が開示されている。

特開２０１７－１６８３４９号公報

特許文献１に開示される組電池では、図６に示すように、電極端子１２２の上面１４１とバスバ１１２とが接する着座領域１５１が、隙間δ０に対して外側に設けられている。そのため、電極端子１２２を備える電池セルやバスバ１１２に姿勢のばらつきが生じた場合（例えば、図中に示すようにバスバ１１２の姿勢が傾いた場合）には、隙間δ０の隙間量の大きさのばらつきが大きくなるため、意図した隙間量にならないおそれがある。

また、図７に示すように、溶接部α０の外形β０を応力緩和形状（例えば、湾曲形状）にするためには、着座領域１５１から内側に距離Δを取った位置までが溶接可能領域１５２となる。このように、溶接可能領域１５２が限定されて小さくなってしまう。

このように、特許文献１では、意図した隙間量にならないおそれがあり、また、溶接可能領域１５２が小さくなるため、電池セルの電極端子１２２とバスバ１１２とを安定して溶接できないおそれがある。そして、溶接部α０の疲労強度が低下するおそれがある。

そこで、本開示は上記した課題を解決するためになされたものであり、電池セルの電極端子とバスバとを安定して溶接できる組電池を提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、配列される複数の電池セルと、前記電池セルの電極端子に溶接されるバスバと、を有し、前記バスバは、前記電極端子側に形成される面である端子側面を備える組電池において、前記電極端子と前記バスバとが溶接される位置における前記電池セルの配列方向の断面にて、前記電極端子の表面と前記バスバの前記端子側面とが接する着座領域に対して前記電池セルの配列方向の両側にて、前記電極端子の表面と前記バスバの前記端子側面との間に隙間を設けていること、を特徴とする。

この態様によれば、電極端子の表面とバスバの端子側面との間の隙間を意図した隙間量にでき、また、溶接可能領域が大きくなるので、電池セルの電極端子とバスバとを安定して溶接できる。そして、溶接部の疲労強度を向上させることができる。

上記の態様においては、前記電極端子の表面および前記バスバの前記端子側面のうち、一方の面が平坦面であり、他方の面が前記着座領域から離れるに従って前記一方の面から徐々に離れるように形成される傾斜面を備えていること、が好ましい。

この態様によれば、着座領域の両側にて、着座領域から離れるに連れて隙間量が徐々に大きくなるような隙間を形成できる。これにより、より確実に、溶接部の外形を応力緩和形状にすることができる。

上記の態様においては、前記着座領域は、前記電極端子の表面の中央部の位置に形成されていること、が好ましい。

この態様によれば、より効果的に、電池セルやバスバに姿勢のばらつきが生じた場合であっても、隙間の隙間量のばらつきが大きくならない。そのため、意図した隙間の大きさにすることができる。

本開示の組電池によれば、電池セルの電極端子とバスバとを安定して溶接できる。

本実施形態の組電池の一部の外観斜視図である。バスバの下方斜視図である。図１のＡ－Ａ断面図である。本実施形態においてバスバが傾いた場合を示す図である。本実施形態での溶接可能領域を示す図である。特許文献１においてバスバが傾いた場合を示す図である。特許文献１での溶接可能領域を示す図である。

以下、本開示の組電池の実施形態について説明する。

＜組電池の概要について＞
まず、本実施形態の組電池１の概要について説明する。

図１に示すように、本実施形態の組電池１は、図１に示すＸ方向に配列される複数の角型の電池セル１１と、バスバ１２とを有する。なお、図１では、Ｘ方向に配列される複数の角型の電池セル１１のうち、２つの電池セル１１のみを示している。また、説明の便宜上、図１に示すように互いに直交するＸＹＺ方向を規定している。

電池セル１１は、その上面２１に、電極端子２２を備えている。

バスバ１２は、２つの電池セル１１の電極端子２２にレーザ溶接されている。このバスバ１２は、図２に示すように、電極端子２２側に形成される下面３１（本開示の「端子側面」の一例）にて、第１面３２と傾斜面３３と第２面３４を備えている。第１面３２と第２面３４は、平坦面となっている。そして、傾斜面３３は、第１面３２と第２面３４に接続しており、第１面３２から第２面３４に向うにつれて徐々に上方に向かうように形成されている。これにより、第１面３２は、第２面３４よりも下方に突出するように形成されている。なお、第１面３２と傾斜面３３は、２つの電池セル１１の各々に対応するようにして、１つのバスバ１２について２か所に形成されている。

そして、図３に示すように、バスバ１２の下面３１と電池セル１１の電極端子２２の上面４１（本開示の「表面」の一例）とが、溶接部αにて溶接されている。この溶接部αは、図１に示すように組電池１を上方から見たときには、バスバ１２における第１面３２と傾斜面３３との境界部分に沿うようにして、例えば、円形に形成されている。

＜電極端子とバスバとの溶接部分について＞
本実施形態では、図３に示すように、図１のＡ－Ａ断面、すなわち、電極端子２２とバスバ１２とが溶接される位置におけるＸ方向の断面にて、電池セル１１の電極端子２２の上面４１の中央部の位置に、電極端子２２の上面４１とバスバ１２の下面３１の第１面３２とが接する着座領域５１が形成されている。

そして、この着座領域５１に対してＸ方向（電池セル１１の配列方向）の両側にて、電極端子２２の上面４１とバスバ１２の下面３１との間に隙間δが設けられている。具体的には、電極端子２２の上面４１は平坦面に形成される一方、バスバ１２の下面３１にて傾斜面３３が着座領域５１から離れるに従って電極端子２２の上面４１から徐々に離れるように形成されることにより、電極端子２２の上面４１とバスバ１２の下面３１の傾斜面３３との間に隙間δが設けられている。そして、この隙間δの高さ（Ｚ方向の幅）は、着座領域５１から離れるに従って徐々に大きくなっている。なお、隙間δの高さ（Ｚ方向の幅）は、例えば、０．０５ｍｍ～０．１５ｍｍである。だだし、隙間δの高さの上限値は、バスバ１２の板厚により決定されるため、ここで一例として示す０．１５ｍｍに限らない。

以上のように、本実施形態では、着座領域５１に対して電池セル１１の配列方向（Ｘ方向）の両側にて、電極端子２２の上面４１とバスバ１２の下面３１の傾斜面３３との間に隙間δを設けている。

このようにして着座領域５１の外側に隙間δが設けられているので、図４に示すように、電池セル１１やバスバ１２に姿勢のばらつきが生じた場合（例えば、図中に示すようにバスバ１２の姿勢が傾いた場合）であっても、隙間δの隙間量のばらつきが、前記の特許文献１（図６）のように大きくならない。そのため、意図した隙間δの大きさにすることができる。

また、図５に示すように、バスバ１２の全体に亘って溶接部αを形成しても、溶接部αの外形β（すなわち、隙間δ内に形成される部分の外形、図３参照）を応力緩和形状（例えば、湾曲形状）にすることができる。そのため、溶接可能領域５２について、前記の特許文献１（図７）のような制限がなく、大きくすることができる。

そして、このように、本実施形態では、意図した隙間量にでき、また、溶接可能領域５２が大きくなるので、電池セル１１の電極端子２２とバスバ１２とを安定して溶接できる。そして、溶接部αの疲労強度を向上させることができる。

さらに、溶接時に溶接部αで発生するガスを隙間δに排出させることができる。そのため、溶接部αにおいて、ブローホール（溶接欠陥）の発生を抑制できる。

また、本実施形態では、電極端子２２の上面４１が平坦面である一方で、バスバ１２の下面３１が傾斜面３３を備えている。

これにより、着座領域５１の両側にて、着座領域５１から離れるに連れて隙間量が徐々に大きくなるような隙間δを形成できる。これにより、より確実に、溶接部αの外形βを応力緩和形状にすることができる。

また、本実施形態では、図３に示すように、着座領域５１は、電極端子２２の上面４１の中央部の位置に形成されている。

これにより、より効果的に、電池セル１１やバスバ１２に姿勢のばらつきが生じた場合であっても、隙間δの隙間量のばらつきが大きくならない。そのため、意図した隙間δの大きさにすることができる。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

例えば、バスバ１２の下面３１の全体を平坦面とし、電池セル１１の電極端子２２の上面４１に傾斜面を設けてもよい。また、バスバ１２の第１面３２の全体に亘って溶接部αを形成してもよい。

１組電池
１１電池セル
１２バスバ
２１上面
２２電極端子
３１下面
３２第１面
３３傾斜面
３４第２面
４１上面
５１着座領域
５２溶接可能領域
δ 隙間
α 溶接部
β 外形

Claims

配列される複数の電池セルと、
前記電池セルの電極端子に溶接されるバスバと、を有し、
前記バスバは、前記電極端子側に形成される面である端子側面を備える
組電池において、
前記電極端子と前記バスバとが溶接される位置における前記電池セルの配列方向の断面にて、
前記電極端子の表面と前記バスバの前記端子側面とが接する着座領域に対して前記電池セルの配列方向の両側にて、前記電極端子の表面と前記バスバの前記端子側面との間に隙間を設けていること、
を特徴とする組電池。
請求項１の組電池において、
前記電極端子の表面および前記バスバの前記端子側面のうち、一方の面が平坦面であり、他方の面が前記着座領域から離れるに従って前記一方の面から徐々に離れるように形成される傾斜面を備えていること、
を特徴とする組電池。
請求項１または２の組電池において、
前記着座領域は、前記電極端子の表面の中央部の位置に形成されていること、
を特徴とする組電池。