JP2024069993A - 電池ケース及び二次電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】二次電池製造時における接続端子の先端と集電板との接触面圧を従来よりも高くでき、溶接不良の発生を抑制できる電池ケースを提供する。【解決手段】電池要素が収容される収容空間が形成され、収容空間を形成する壁の一部である対象壁12bに、先端が対象壁12bの内壁面から突出した状態で接続端子が篏合される貫通孔が形成され、対象壁12bと対向するように帯状の導電板が配設されて二次電池を構成する電池ケースであって、対象壁12bの内壁面のうち、当該内壁面と直交する方向視で導電板と重複し、且つ、少なくとも貫通孔の周辺に位置する領域に、導電板の長手方向と平行な方向に沿って延びる溝状の凹部29が形成されている。【選択図】図5
Description
本発明は、電池要素が収容される収容空間を有した樹脂製の電池ケース及び当該電池ケースを備えた二次電池の製造方法に関する。
従来、電気自動車やハイブリッド自動車などのモータを駆動源とする電動車両では、ニッケル水素蓄電池やリチウムイオン蓄電池などの二次電池が電源として用いられている。一般的に、この種の二次電池は電池要素が収容される電池ケースを備えている。例えば、特許文献1には、樹脂製の角形の電池ケースが一体電槽を構成し、この一体電槽が隔壁に仕切られた複数の電槽内に電池要素(電極群、集電板、電解液)が収容されてなる単電池を有した電池モジュールが開示されている。
特許文献1記載の電池モジュールにおいて、正極板と負極板とがセパレータを介して積層された電極群は、正極板及び負極板が互いに反対側の側部に突出された正極板及び負極板のリード部を有しており、この各リードの側端縁にはそれぞれ集電板が接合されている。そして、この電池モジュールでは、隔壁に形成された貫通孔を介して、各単電池の集電板が電気的に接続されることで、隣接する単電池が電気的に直列に接続されている。
図9は、特許文献1記載の電池モジュールにおける接続端子105を貫通孔101に篏合した状態を示す断面図である。同図に示すように、特許文献1記載の電池モジュールにおいては、電池ケースにおける両側の端側壁100の上方にはそれぞれ貫通孔101が形成されており、各貫通孔101には、外部接続に用いられる接続端子105が篏合されている。そして、各接続端子105は、端側壁100の内壁面に突出した状態で対向する単電池の集電板102(換言すれば、直列接続された単電池における両端の集電板)に電気的に接続されている。このように、特許文献1記載の電池モジュールでは、電池ケースの両側の端側壁100に篏合された接続端子105がそれぞれ単電池の集電板102に接続されることで、直列に接続された単電池の総出力を接続端子105から取り出せるようになっている。
ところで、上記特許文献1記載の電池モジュールなどにおいては、接続端子105の先端に集電板102を押し当てた状態となるように接続端子105及び集電板102に図9の矢印方向の力を加え、所望の加圧力を付与した状態でスポット溶接を行うことにより、接続端子105と集電板102とを接続している。しかしながら、以下の点で改善の余地がある。
図10は、図9のX-X部分の断面図である。すなわち、上記特許文献1記載の電池モジュールなどでは、図10に示すように、集電板102を接続端子の先端に押し当てた際に、電池ケースにおける端側壁100の内壁面と集電板102との接触面積が大きく、端側壁100の内壁面側の変形量が小さい。そのため、接続端子の先端と集電板102との接触面圧を十分に得ることができず、爆飛や強度低下などの溶接不良が生じる可能性があるという点において改善の余地がある。
本発明は以上の実情に鑑みなされたものであり、二次電池製造時における接続端子の先端と集電板との接触面圧を従来よりも高くでき、溶接不良の発生を抑制できる電池ケース及び当該電池ケースを備えた二次電池の製造方法の提供を、その目的とする。
上記目的を達成するための本発明に係る電池ケースの特徴構成は、
電池要素が収容される収容空間が形成され、
前記収容空間を形成する壁の一部である対象壁に、先端が前記対象壁の内壁面から突出した状態で接続端子が篏合される貫通孔が形成され、
前記対象壁と対向するように帯状の導電板が配設されて二次電池を構成する電池ケースであって、
前記対象壁の内壁面のうち、当該内壁面と直交する方向視で前記導電板と重複し、且つ、少なくとも前記貫通孔の周辺に位置する領域に、前記導電板の長手方向と平行な方向に沿って延びる溝状の凹部が形成されている点にある。
電池要素が収容される収容空間が形成され、
前記収容空間を形成する壁の一部である対象壁に、先端が前記対象壁の内壁面から突出した状態で接続端子が篏合される貫通孔が形成され、
前記対象壁と対向するように帯状の導電板が配設されて二次電池を構成する電池ケースであって、
前記対象壁の内壁面のうち、当該内壁面と直交する方向視で前記導電板と重複し、且つ、少なくとも前記貫通孔の周辺に位置する領域に、前記導電板の長手方向と平行な方向に沿って延びる溝状の凹部が形成されている点にある。
上記特徴構成によれば、対象壁の内壁面に溝状の凹部が形成されていることにより、二次電池の製造時において、対象壁の内壁面から突出した接続端子の先端に導電板を押し付けた際に、導電板と対象壁の内壁面との接触面積が小さくなるため、対象壁の内壁面側が変形し易い。したがって、導電板を押し付けた際の対象壁の変形量が従来よりも増加し、接続端子の先端と導電板との接触面圧が従来よりも高くなり、その結果、溶接不良が起こり難くなる。
そして、接触面圧が従来よりも高くなることで溶接時の通電面積が増加するため、これに伴い溶接電流の適正値を増加させることができ、溶接面積を増加させることができる。その結果、接続端子の先端と導電板との通電面積が増加することになり、二次電池の抵抗を低減できる。
更に、電池ケースに凹部を形成することで、電池ケースの樹脂量を削減できる。
そして、接触面圧が従来よりも高くなることで溶接時の通電面積が増加するため、これに伴い溶接電流の適正値を増加させることができ、溶接面積を増加させることができる。その結果、接続端子の先端と導電板との通電面積が増加することになり、二次電池の抵抗を低減できる。
更に、電池ケースに凹部を形成することで、電池ケースの樹脂量を削減できる。
また、本発明に係る電池ケースの更なる特徴構成は、
前記凹部の深さは、前記対象壁の厚みの4%以上45%以下である点にある。
前記凹部の深さは、前記対象壁の厚みの4%以上45%以下である点にある。
上記特徴構成によれば、接続端子の先端に導電板を押し付けた際における対象壁の内壁面側の変形量が適度なものとなり、接続端子の先端と導電板との接触面圧を適度なものにできる。
また、本発明に係る電池ケースの更なる特徴構成は、
前記凹部は、底に向かって溝幅が狭くなるテーパ状であって、前記内壁面と直交する方向視において前記導電板と重複する領域にテーパ面が形成され、且つ、最大溝幅が前記導電板の幅よりも大きい点にある。
前記凹部は、底に向かって溝幅が狭くなるテーパ状であって、前記内壁面と直交する方向視において前記導電板と重複する領域にテーパ面が形成され、且つ、最大溝幅が前記導電板の幅よりも大きい点にある。
上記特徴構成によれば、導電板がテーパ面に押し当てられることになるため、両者の接触面積が小さくなる。したがって、対象壁の内壁面側の変形量が増加し易く、接触端子の先端と導電板との接触面圧がより高くなり易い。
上記目的を達成するための本発明に係る二次電池の製造方法の特徴構成は、
電池要素が収容される収容空間を形成する壁の一部である対象壁の内壁面に帯状の導電板を押し付けて、前記対象壁の内壁面に形成された溝状の凹部を変形させ、且つ、前記対象壁に形成された貫通孔に先端が前記対象壁の内壁面から突出するように挿通された接続端子の先端を導電板に押し付けた状態において、前記接続端子の先端と前記導電板とを溶接する工程を含み、
前記凹部は、前記対象壁の内壁面のうち、当該内壁面と直交する方向視で前記導電板と重複し、且つ、少なくとも前記貫通孔の周辺に位置する領域に、前記導電板の長手方向と平行な方向に沿って延びる溝である点にある。
電池要素が収容される収容空間を形成する壁の一部である対象壁の内壁面に帯状の導電板を押し付けて、前記対象壁の内壁面に形成された溝状の凹部を変形させ、且つ、前記対象壁に形成された貫通孔に先端が前記対象壁の内壁面から突出するように挿通された接続端子の先端を導電板に押し付けた状態において、前記接続端子の先端と前記導電板とを溶接する工程を含み、
前記凹部は、前記対象壁の内壁面のうち、当該内壁面と直交する方向視で前記導電板と重複し、且つ、少なくとも前記貫通孔の周辺に位置する領域に、前記導電板の長手方向と平行な方向に沿って延びる溝である点にある。
上記特徴構成によれば、対象壁の内壁面に形成された溝状の凹部を変形させた状態で接続端子の先端と導電板とが接合される際に、導電板と対象壁の内壁面との接触面積が小さくなるため、対象壁の内壁面が変形し易い。したがって、導電板を押し付けた際の対象壁の変形量が従来よりも増加するため、凹部を変形させた状態にすることで、接続端子の先端と導電板との接触面圧を従来よりも高くなり、その結果、溶接不良が起こり難くなる。
そして、接触面圧が従来よりも高くなることで溶接時の通電面積が増加するため、これに伴い溶接電流の適正値を増加させることができ、溶接面積を増加させることができる。その結果、接続端子の先端と導電板との通電面積が増加することになり、二次電池の抵抗を低減できる。
更に、電池ケースに凹部を形成することで、電池ケースの樹脂量を削減できる。
そして、接触面圧が従来よりも高くなることで溶接時の通電面積が増加するため、これに伴い溶接電流の適正値を増加させることができ、溶接面積を増加させることができる。その結果、接続端子の先端と導電板との通電面積が増加することになり、二次電池の抵抗を低減できる。
更に、電池ケースに凹部を形成することで、電池ケースの樹脂量を削減できる。
以上のように、本発明に係る電池ケースによれば、二次電池製造時における接続端子の先端と集電板との接触面圧を従来よりも高くでき、溶接不良の発生を抑制できる。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る電池ケース及び二次電池の製造方法について説明する。なお、以下の説明においては、電池ケースが二次電池の電池モジュールの一部を構成する態様を例にとって説明する。
〔電池モジュール1の構成〕
図1は、本実施形態に係る電池ケース10を構成の一部として備えた電池モジュール1を示す分解斜視図である。図2は、図1のII-II部分を示す断面図である。図1及び図2に示すように、電池モジュール1は、単電池30を構成する電池要素が収容される収容空間11を有した樹脂製の電池ケース10や、収容空間11に収容された電池要素からなる単電池30、単電池30の出力を外部に取り出すための接続端子25などを備えている。
図1は、本実施形態に係る電池ケース10を構成の一部として備えた電池モジュール1を示す分解斜視図である。図2は、図1のII-II部分を示す断面図である。図1及び図2に示すように、電池モジュール1は、単電池30を構成する電池要素が収容される収容空間11を有した樹脂製の電池ケース10や、収容空間11に収容された電池要素からなる単電池30、単電池30の出力を外部に取り出すための接続端子25などを備えている。
〔電池ケース10の構成〕
図1及び図2に示すように、電池ケース10は、上部が開口した直方体形状のケース本体となる一体電槽12と、一体電槽12の開口を塞ぐ蓋体2とから構成されている。本実施形態において、一体電槽12及び蓋体2は、ポリプロピレンなどの溶着可能な熱可塑性の樹脂で構成されている。蓋体2は、その周縁部が一体電槽12の開口縁に溶着されることで、当該一体電槽12の開口を気密状に塞いでいる。
図1及び図2に示すように、電池ケース10は、上部が開口した直方体形状のケース本体となる一体電槽12と、一体電槽12の開口を塞ぐ蓋体2とから構成されている。本実施形態において、一体電槽12及び蓋体2は、ポリプロピレンなどの溶着可能な熱可塑性の樹脂で構成されている。蓋体2は、その周縁部が一体電槽12の開口縁に溶着されることで、当該一体電槽12の開口を気密状に塞いでいる。
蓋体2は、厚さ方向に貫通した孔として形成され、熱電対などの温度センサが挿入される測定部2aと、電池ケース10の内圧が閾値以上になった際に開弁し、内圧を開放するための排出弁2bとを備えている。
一体電槽12は、長手方向に沿って対向して設けられ、面積の最も広い外壁面を有する一対の側壁12aと、この側壁12aの長手方向における端部を連結する一対の端側壁12bと、底を塞ぐ底部12cとから構成され、これらが一体に樹脂成形される。本実施形態において、収容空間11は、蓋体2、側壁12a、端側壁12b及び底部12cによって囲われて形成された空間であり、収容空間11が5枚の隔壁13により等分に隔離され、6個の電槽14が形成されている。本実施形態では、一対の端側壁12bの各々が「対象壁」に相当する。
各側壁12aの外側面には、隣接する電池モジュール1との位置合わせに用いられる複数の位置調整部15と、側壁12aの厚さ方向に突出するように形成され、隣接する電池モジュール1との間で冷却通路を形成する通路形成用突起16とが設けられている。なお、本実施形態では、2個一組の位置調整部15が3組設けられている。
各側壁12aには、側蓋17によって封止される開口窓20が隔壁13を跨ぐように形成されている。本実施形態において、開口窓20は、一対の側壁12aの一方に3つ、他方に2つ形成されており、電池ケース10全体として5つの開口窓20が形成されている。
図3は、図2のA部を示す拡大図である。図2及び図3に示すように、各端側壁12bの外壁面上方には、当該外壁面と直交する方向視で円環状の環状突出部21が形成されており、当該環状突出部21の環内に端側壁12bの厚さ方向に貫通した端子取付孔22が形成されている。本実施形態において、端子取付孔22は、貫通方向と直交する断面が円形の孔として形成されている。具体的に、本実施形態の端子取付孔22は、端側壁12bの内壁面側から順に小径部22a、中径部22b、大径部22cを有している。
また、詳細については後述するが、接続端子25の先端と導電板37との溶接前において、各端側壁12bの内壁面側には凹部29が形成されている。
〔接続端子25の構成〕
次に、接続端子25について説明する。図2及び図3に示すように、本実施形態において、接続端子25は、軸部26及び当該軸部26の軸方向途中に設けられたフランジ部27を有している。具体的に、接続端子25は、軸部26の一方の端部であって、先端が後述する導電板37の接続部37aに溶接される基端部26aと、軸部26の他方の端部であって、周面に螺旋状の溝が形成された先端部26bとを有している。接続端子25は、基端部26aと先端部26bとの間に、基端部26aの側に形成された第1フランジ部27aと、先端部26b側に形成された第2フランジ部27bとを有している。第1フランジ部27a及び第2フランジ部27bは、軸部26を中心とした同心円状、且つ、第1フランジ部27aの外径よりも第2フランジ部27bの外径の方が大きくなるように相互に隣接して形成されている。なお、本実施形態において、基端部26aの先端が「接続端子の先端」に相当する。
次に、接続端子25について説明する。図2及び図3に示すように、本実施形態において、接続端子25は、軸部26及び当該軸部26の軸方向途中に設けられたフランジ部27を有している。具体的に、接続端子25は、軸部26の一方の端部であって、先端が後述する導電板37の接続部37aに溶接される基端部26aと、軸部26の他方の端部であって、周面に螺旋状の溝が形成された先端部26bとを有している。接続端子25は、基端部26aと先端部26bとの間に、基端部26aの側に形成された第1フランジ部27aと、先端部26b側に形成された第2フランジ部27bとを有している。第1フランジ部27a及び第2フランジ部27bは、軸部26を中心とした同心円状、且つ、第1フランジ部27aの外径よりも第2フランジ部27bの外径の方が大きくなるように相互に隣接して形成されている。なお、本実施形態において、基端部26aの先端が「接続端子の先端」に相当する。
また、基端部26aの外径は、端子取付孔22の小径部22aの内径よりも小さく、第1フランジ部27aの外径は、端子取付孔22の小径部22aの内径よりも大きく且つ中径部22bの内径よりも小さく、第2フランジ部27bの外径は、端子取付孔22の中径部22bの内径よりも大きく且つ大径部22cの内径よりも大きい。
更に、基端部26aの長さは、第2フランジ部27bの基端部26aの側の面(内側側面)と基端部26aの先端までの軸方向における距離が、端側壁12bの内壁面から環状突出部21の外壁面21aまでの距離よりも長くなるような長さになっている。第1フランジ部27aの軸方向の幅は、端子取付孔22の大径部22cの貫通方向の深さよりも小さい幅になっている。
したがって、本実施形態の電池モジュール1は、図3に示すように、接続端子25の基端部26aを電池ケース10の端側壁12bの外壁面側から端子取付孔22に挿通した状態において、第2フランジ部27bの内側側面が環状突出部21の外壁面21aに当接し、且つ、基端部26aの先端が端側壁12bの内壁面から突出した状態になっている。
また、本実施形態の電池モジュール1においては、接続端子25の第1フランジ部27aの外周面と第2フランジ部27bの内側側面と端子取付孔22の大径部22cを形成している面とで囲まれた環状の空間には、Oリング28aが配設されている。同様に、接続端子25における第1フランジ部27aの基端部26aの側の面と基端部26aの外周面と端子取付孔22の中径部22bを形成している面とで囲まれた環状の空間にもOリング28bが配設されている。これにより、端子取付孔22を通した電解液の漏出を抑制している。
〔単電池30の構成〕
次に、単電池30の構成について説明する。図2に示すように、本実施形態において、単電池30は、各電槽14に収容された電池要素で構成されるニッケル水素二次電池である。電池要素とは、電極群31、集電板32、導電板37、電解液(図示せず)などである。電極群31は、複数の正極板と負極板とセパレータとが積層されて構成されている。複数の正極板の一方側の側部には正極側リード部35aを介して集電板32が接続され、複数の負極板の他方側の側部には負極側リード部35bを介して集電板32が接続されている。
次に、単電池30の構成について説明する。図2に示すように、本実施形態において、単電池30は、各電槽14に収容された電池要素で構成されるニッケル水素二次電池である。電池要素とは、電極群31、集電板32、導電板37、電解液(図示せず)などである。電極群31は、複数の正極板と負極板とセパレータとが積層されて構成されている。複数の正極板の一方側の側部には正極側リード部35aを介して集電板32が接続され、複数の負極板の他方側の側部には負極側リード部35bを介して集電板32が接続されている。
本実施形態において、集電板32には、形状の異なる2種類の集電板(第1集電板33及び第2集電板34)が用いられている。単電池30間において電気的に接続される第1集電板33は、帯状で長尺の折板であり、上部にリード部35a,35bとは反対の側に向けて突出した接続部33aを有している。また、接続部33aの周囲には、リード部35a,35b側に向けて突出した環状のリング収容部33bが形成されており、リング収容部33bにおけるリード部35a,35bとは反対の側にOリング36が収容される環状空間が形成されている。本実施形態では、各第1集電板33の環状空間に収容されたOリング36が隔壁13の連通孔13aの周囲に押し付けられ、その押圧力によって各電槽14と連通孔13aとが気密状に遮断された状態で、第1集電板33同士が隔壁13に設けられた連通孔13aを介してスポット溶接により接続され、隣接する単電池30が電気的に直列に接続されている。
第2集電板34は、帯状で長尺の板である。また、第2集電板34は、側壁12aの長手方向と平行な方向の両端に配置された単電池30のリード部35a,35bと後述する導電板37とに電気的に接続されている。
導電板37は、一体電槽12の端側壁12bと対向する位置に配置され、接続端子25に電気的に接続される。具体的に、本実施形態では、一体電槽12の端側壁12bと、第2集電板34との間に配置され、接続端子25及び第2集電板34に電気的に接続されている。導電板37は、帯状で長尺の折板であり、第2集電板34側に向けて突出した接続部37aを有している。より具体的に、本実施形態の導電板37は、は、図3に示すように、接続部37aを挟んで長手方向一端側(長手方向上側)に、接続部37aから第2集電板34とは反対の側に向けて屈曲した一端側屈曲部37bと、一端側屈曲部37bの先に形成された一端側平行部37cと、接続部37aを挟んで長手方向他端側(長手方向下側)に、接続部37aから第2集電板34とは反対の側に向けて屈曲した他端側屈曲部37dと、他端側屈曲部37dの先に形成された他端側平行部37eと有している。
詳細については後述するが、本実施形態の電池モジュール1においては、負極板に接続された第2集電板34に電気的に接続された導電板37の接続部37aと、負極の接続端子25における基端部26aの先端とが溶接されるとともに、正極板に接続された第2集電板34に電気的に接続された導電板37の接続部37aと、正極の接続端子25における基端部26aの先端とが溶接されている。これにより、複数(本実施形態では6個)の単電池30の総出力を接続端子25から取り出すことができるようになっている。
〔凹部29の構成〕
以下、一体電槽12における端側壁12bの内壁面側に形成された凹部29について、図3~図5を参照して詳述する。図4は、各電槽14内への電池要素収容前の状態における端側壁12bの内壁面を当該内壁面と直交する方向から見た状態を示す図である。図5は、各電槽14内への電池要素収容前の状態における端側壁12bの近傍を示す断面図である。
以下、一体電槽12における端側壁12bの内壁面側に形成された凹部29について、図3~図5を参照して詳述する。図4は、各電槽14内への電池要素収容前の状態における端側壁12bの内壁面を当該内壁面と直交する方向から見た状態を示す図である。図5は、各電槽14内への電池要素収容前の状態における端側壁12bの近傍を示す断面図である。
図3に示すように、本実施形態の電池モジュール1においては、一体電槽12の端側壁12bの内壁面側のうち導電板37が押し当てられている部分が、他の部分よりも外壁面側に向けて変形し、導電板37の一端側平行部37c及び他端側平行部37eにおける端側壁12bの内壁面と対向する面側が、一体電槽12の端側壁12bに埋没した状態になっている。
ここで、電池モジュール1の組み立て前において、一体電槽12における端側壁12bの内壁面側には、溝状の凹部29が形成されている。凹部29は、端側壁12bの内壁面と直交する方向視で導電板37と重複し、且つ、少なくとも端子取付孔22の周辺に位置する領域に、導電板37の長手方向と平行な方向に沿って延びる溝である。具体的に、本実施形態における凹部29は、図4に示すように、端側壁12bの内壁面と直交する方向視において、二次電池製造時に配置される導電板37(図4において二点鎖線で示した)と重複し、且つ、端子取付孔22を除く領域に、導電板37の長手方向と平行な方向に沿って、端側壁12bの内壁面の全長に亘って形成されている。このように、凹部29を形成することで、凹部29を形成しない場合と比較して、一体電槽12(電池ケース10)の樹脂量を削減できる。
また、図4及び図5に示すように、本実施形態の凹部29は、底に向かって溝幅が狭くなるテーパ状の溝であって、内壁面と直交する方向視において導電板37と重複する領域にテーパ面29a,29bが形成され、且つ、最大溝幅Wmaxが導電板37の幅Waよりも大きくなるように形成されている。より具体的に、本実施形態の凹部29は、一対の側壁12aの各内壁面と連続する2つのテーパ面29a,29bを有し、側壁12aから離れるにつれて次第に深くなるように形成された溝であり、一対の側壁12aの内壁面間の距離が最大溝幅Wmaxである。換言すれば、本実施形態の凹部29は、端側壁12bの内壁面側に、端側壁12bの長手方向と直交する幅方向全体に亘って形成されている。
本実施形態において、凹部29の深さDは、端側壁12bの厚みT(図3参照)の4%以上45%以下である。凹部29の深さDが端側壁12bの厚みTの45%を超えると、凹部29形成後の端側壁12bの厚さが薄くなり過ぎる。一方、凹部29の深さDが端側壁12bの厚みTの4%未満であると、後述するように、接続端子25における基端部26aの先端と導電板37の接続部37aと溶接するために端側壁12bの内壁面に導電板37を押し当てた際の内壁面の変形量が小さくなり、所望の接触面圧を得られなくなる虞がある。なお、「端側壁12bの厚みT」とは、本実施形態のように、内壁面側全体に凹部29が形成されている場合には、端側壁12bのうち最も厚い部分の厚みをいい、また、本実施形態のように、端側壁12bに環状突出部21が形成されているような場合には、端側壁12bのうち環状突出部21が形成されている部分を除いた部分で最も厚い部分の厚みをいう。
〔電池モジュール1の製造方法〕
次に、二次電池を構成する電池モジュール1の製造方法について、図6を参照して説明する。図6は、電池モジュール製造時における端側壁12bの内壁面側の変形を説明するための図である。
次に、二次電池を構成する電池モジュール1の製造方法について、図6を参照して説明する。図6は、電池モジュール製造時における端側壁12bの内壁面側の変形を説明するための図である。
電池モジュール1の製造に際しては、端側壁12bに凹部29が形成された一体電槽12(電池ケース10)を用い、端側壁12bの内壁面に導電板37を押し付けて凹部29を変形させ、且つ、端側壁12bの端子取付孔22に挿通された接続端子25の先端を導電板37に押し付けた状態において、接続端子25の先端と導電板37とを溶接する工程を行う。
具体的に、本実施形態では、第2フランジ部27bの内側側面が環状突出部21の外壁面21aに当接し、且つ、基端部26aの端が端側壁12bの内壁面から突出した状態を維持しながら、一体電槽12(電池ケース10)における端側壁12bの内壁面に導電板37(具体的には一端側平行部37c及び他端側平行部37e)を押し付ける。この際、図6に示すように、導電板37は凹部29のテーパ面29a,29bに接触する。そのため、導電板37と端側壁12bの内壁面との接触面積が凹部29が形成されていない場合と比較して小さくなっており、端側壁12bの内壁面側が変形し易い。したがって、端側壁12bの内壁面に導電板37を押し付けた際における端側壁12bの内壁面側の変形量が凹部29が形成されていない場合よりも増加する。その結果、本実施形態においては、導電板37(具体的には一端側平行部37c及び他端側平行部37e)における端側壁12bの内壁面と対向する面側が、一体電槽12の端側壁12bの内壁面側に埋没した状態になる。
そして、端側壁12bの内壁面側の変形量が凹部29が形成されていない場合よりも増加することで、接続端子25における基端部26aの先端と導電板37の接続部37aとの接触面圧も凹部29が形成されていない場合よりも高くなり、この状態でスポット溶接を行って両者を溶接する。
このように、端側壁12bに凹部29が形成された一体電槽12(電池ケース10)を用いた電池モジュール1の製造方法においては、接続端子25の先端と導電板37との接触面圧が高い状態でスポット溶接を行うことができる。このため、接触面圧の不足に起因する溶接不良が起こり難い。また、溶接時の通電面積が増加するため、これに伴い溶接電流の適正値を増加させて溶接面積を増加させることができ、その結果、電池モジュール1における接続端子25の先端と導電板37との通電面積を増加させて、抵抗の低減を図ることができる。
〔別実施形態〕
〔1〕上記実施形態では、凹部29が端側壁12bの内壁面側の全長に亘って形成されている態様について説明したが、これに限られるものではない。少なくとも端子取付孔22の周辺に位置する領域に凹部が形成されていれば、凹部が形成されていない場合と比較して、接続端子25の先端と導電板37との接触面圧を高め易い。
〔1〕上記実施形態では、凹部29が端側壁12bの内壁面側の全長に亘って形成されている態様について説明したが、これに限られるものではない。少なくとも端子取付孔22の周辺に位置する領域に凹部が形成されていれば、凹部が形成されていない場合と比較して、接続端子25の先端と導電板37との接触面圧を高め易い。
〔2〕上記実施形態では、凹部29が底に向かって溝幅が狭くなるテーパ状の溝であって、内壁面と直交する方向視において導電板37と重複する領域にテーパ面29a,29bが形成され、且つ、最大溝幅Wmaxが導電板37の幅Waよりも大きくなるように形成されている態様について説明したが、これに限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、凹部29が一対の側壁12aの各内壁面と連続する2つのテーパ面29a,29bを有する態様としたが、図7に示すように、一対の側壁12aの各内壁面と連続する2つのテーパ面40a,40bとテーパ面40a,40bと連続する底面40cを有する凹部40であってもよい。この場合でも導電板37と端側壁12bの内壁面との接触面積が凹部40が形成されていない場合と比較して小さくなるため、接続端子25の先端と導電板37との接触面圧を高め易い。
また、図8に示すように、最大溝幅Wmaxが導電板37の幅Waよりも小さい凹部41であってもよい。この場合でも、凹部41が形成されていない場合と比較すれば、導電板37と端側壁12bの内壁面との接触面積が小さくなるため、接続端子25の先端と導電板37との接触面圧を高め易い。
例えば、上記実施形態では、凹部29が一対の側壁12aの各内壁面と連続する2つのテーパ面29a,29bを有する態様としたが、図7に示すように、一対の側壁12aの各内壁面と連続する2つのテーパ面40a,40bとテーパ面40a,40bと連続する底面40cを有する凹部40であってもよい。この場合でも導電板37と端側壁12bの内壁面との接触面積が凹部40が形成されていない場合と比較して小さくなるため、接続端子25の先端と導電板37との接触面圧を高め易い。
また、図8に示すように、最大溝幅Wmaxが導電板37の幅Waよりも小さい凹部41であってもよい。この場合でも、凹部41が形成されていない場合と比較すれば、導電板37と端側壁12bの内壁面との接触面積が小さくなるため、接続端子25の先端と導電板37との接触面圧を高め易い。
〔3〕上記実施形態では、端側壁12bと第2集電板34との間に導電板37を配置する態様について説明したが、これに限られるものではない。第2集電板34が接続端子25との溶接が可能な厚みを有しているような場合には、導電板37を配置しない態様であってもよい。このような態様の場合には、第2集電板34が「導電板」に相当する。
なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
1 :電池モジュール
10 :電池ケース
11 :収容空間
12b :端側壁(対象壁)
22 :端子取付孔(貫通孔)
25 :接続端子
29 :凹部
29a,29b:テーパ面
37 :導電板
D :凹部の深さ
T :端側壁の厚み
Wmax:最大溝幅
Wa :集電板の幅
10 :電池ケース
11 :収容空間
12b :端側壁(対象壁)
22 :端子取付孔(貫通孔)
25 :接続端子
29 :凹部
29a,29b:テーパ面
37 :導電板
D :凹部の深さ
T :端側壁の厚み
Wmax:最大溝幅
Wa :集電板の幅
Claims (4)
- 電池要素が収容される収容空間が形成され、
前記収容空間を形成する壁の一部である対象壁に、先端が前記対象壁の内壁面から突出した状態で接続端子が篏合される貫通孔が形成され、
前記対象壁と対向するように帯状の導電板が配設されて二次電池を構成する電池ケースであって、
前記対象壁の内壁面のうち、当該内壁面と直交する方向視で前記導電板と重複し、且つ、少なくとも前記貫通孔の周辺に位置する領域に、前記導電板の長手方向と平行な方向に沿って延びる溝状の凹部が形成されている電池ケース。 - 前記凹部の深さは、前記対象壁の厚みの4%以上45%以下である請求項1に記載の電池ケース。
- 前記凹部は、底に向かって溝幅が狭くなるテーパ状であって、前記内壁面と直交する方向視において前記導電板と重複する領域にテーパ面が形成され、且つ、最大溝幅が前記導電板の幅よりも大きい請求項1又は2に記載の電池ケース。
- 電池要素が収容される収容空間を形成する壁の一部である対象壁の内壁面に帯状の導電板を押し付けて、前記対象壁の内壁面に形成された溝状の凹部を変形させ、且つ、前記対象壁に形成された貫通孔に先端が前記対象壁の内壁面から突出するように挿通された接続端子の先端を導電板に押し付けた状態において、前記接続端子の先端と前記導電板とを溶接する工程を含み、
前記凹部は、前記対象壁の内壁面のうち、当該内壁面と直交する方向視で前記導電板と重複し、且つ、少なくとも前記貫通孔の周辺に位置する領域に、前記導電板の長手方向と平行な方向に沿って延びる溝である、二次電池の製造方法。
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JP2022180316A JP2024069993A (ja) | 2022-11-10 | 2022-11-10 | 電池ケース及び二次電池の製造方法 |
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