JP4084596B2 - 板状電池の電極接続構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄板状電極を備える板状電池の電極接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題などから、ハイブリッド自動車や電気自動車、夜間電力を有効活用するための電力のロードレベリングなどが着目されている。そこで、これらに用いるバッテリとして、各種二次電池が開発されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池はエネルギー密度が高く、かつ密閉型でメンテナンスフリーであるので、ハイブリッド自動車や電気自動車のバッテリとしての用途に適しているが、大型のものは実用化されていない。そこで、電池容量や電圧を大きくするために、複数個の電池を並列や直列に接続する必要がある。
【０００４】
一方、金属層の両面を樹脂層で被覆してなるラミネートシートを外装材とし、これに発電要素を封入した、板状のリチウムイオン二次電池が開発されている。この板状の二次電池では、正極及び負極が薄板状のリードとして引き出されているため、これらを互いに接続してハイブリッド自動車や電気自動車などに使われるバッテリを構成する場合には、各二次電池の薄板状電極接続構造を、強靱性、耐振動性、耐衝撃性が高いものとする必要がある。
【０００５】
従来、電池の薄板状電極を接続する方法としては、金属絶縁プレートを介して接続する方法や、導電性接着剤を用いて接続する方法などがある。
金属絶縁プレートを使用する場合には、電池の薄板状電極タブに加工を施す必要がある。また、接続する電池の数によって、部品の点数が多くなる。
導電性接着剤を用いる場合には、その電気抵抗の大きさや耐久性が問題となる場合があるとともに、接着した後に電池の交換を行うことが困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、薄板状電極を備える板状電池の薄板状電極を、簡単に、かつ強靱性、耐振動性、耐衝撃性が高い状態に接続することのできる、板状電池の電極接続構造を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、薄板状電極を備える板状電池の電極接続構造であって、複数枚の前記薄板状電極を挿入可能なスリットをそれぞれ備える２枚の絶縁プレートのスリットの位置を合わせて重ねた状態で、前記スリットに、前記複数枚の薄板状電極を重ねて挿入し、前記一方の絶縁プレートを他方の絶縁プレートに対しスライドした状態で、前記複数枚の薄板状電極が前記２枚の絶縁プレート間において互いに重なり合った接続状態となっていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、２枚の絶縁プレートのスリットの位置を合わせ、このスリットに、複数枚の薄板状電極を重ねて挿入し、一方の絶縁プレートを他方の絶縁プレートに対しスライドして、複数枚の薄板状電極がこれら２枚の絶縁プレート間において互いに重なり合った接続状態となっているので、板状電池の薄板状電極を加工することなく、２枚の絶縁プレートにより板状電池の薄板状電極を簡単かつ確実に接続することができる。
また、板状電池を交換する際などに、２枚の絶縁プレートを逆方向にスライドすることで、互いに接続されている複数の板状電池の薄板状電極を外すことが容易にできる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の板状電池の電極接続構造において、前記スリットには、前記２枚の絶縁プレートが互いに向き合う面側の開口縁に丸みがつけられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、２枚の絶縁プレートが互いに向き合う面側においてスリットの開口縁に丸みがつけられているので、このスリットに重ねて挿入された板状電池の薄板状電極を、絶縁プレートをスライドして接続する際に、薄板状電極が切断したり、傷ついたりするのを防止できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の板状電池の電極接続構造において、前記複数枚の薄板状電極が重なり合った接続状態を保持する保持手段が備えられていることを特徴とする。
ここで、前記保持手段としては、前記２枚の絶縁プレートを互いに締め付けるボルト、２枚の絶縁プレートの間に挟まれる薄板状電極の接触部分を押圧する、絶縁プレートの表面に設けられた突起や、バネ、ゴムなどの弾性部材などが挙げられる。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、複数枚の薄板状電極が重なり合った接続状態を保持する保持手段が備えられているので、各板状電池の薄板状電極が確実に接続された状態を保つことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
各実施の形態では、図１〜図３に示すように、金属層の両面を樹脂層で被覆してなるラミネートシート内に発電要素を収容してなるリチウムイオン二次電池（板状電池）１を複数個、立てた状態で箱体４の内部に重ねて収容し、これらを直列に接続して、バッテリＢが構成されている。
後述のように、バッテリＢの箱体４の蓋である絶縁プレート２，３には、リチウムイオン二次電池１の各薄板状電極（正極１１または負極１２）が複数枚重なり合った状態で接続するためのスリット２１，３１が形成されている。絶縁プレート２，３、および箱体４は、セラミックなどの熱伝導性の高い絶縁材料で構成されたものであって、これらがヒートシンクに接続されて、各リチウムイオン二次電池１から発生する熱が放散されるようになっている。
【００１５】
〔第１の実施の形態〕
本実施の形態では、図１、図４、図５に示すように、２枚の絶縁プレート２，３のスリット２１，３１に、互いに隣接する２枚のリチウムイオン二次電池１の一方の正極１１と他方の負極１２とが重ねて挿入されている。そして、一方の絶縁プレート２を他方の絶縁プレート３に対しスライドして、互いに隣接する２枚のリチウムイオン二次電池１の一方の正極１１と他方の負極１２とがこれら２枚の絶縁プレート間において互いに重なり合った接続状態となっている。
【００１６】
絶縁プレート２，３にそれぞれ形成されたスリット２１，３１には、図４、図５に示すように、これら２枚の絶縁プレート２，３が互いに向き合う面２２，２３側の開口縁２３，３３に丸みがつけられている。
この丸みが無いと、図５に示すように、一方の絶縁プレート２を他方の絶縁プレート３に対してスライドして、２枚のリチウムイオン二次電池１のうちの一方の正極１１と他方の負極１２とが互いに接続されるときに、絶縁プレート２，３に挟まれた薄板状電極１１，１２が、スリット２１，３１の開口縁の角部で折れ曲がって、薄板状電極１１，１２に損傷が生じる恐れがある。この角部に丸みがつけられることで、薄板状電極１１，１２がなだらかに曲がるようになっている。
【００１７】
〔第２の実施の形態〕
本実施の形態では、図６に示すように、絶縁プレート２，３を互いにボルト（保持手段）５で締結し、絶縁プレート２，３の間に挟まれる薄板状電極１１，１２の接続性能を確実にしたものである。
ボルト５は、絶縁プレート２，３を、図１に示す箱体４に固定する役目を兼ねるようにしても良い。
【００１８】
〔第３の実施の形態〕
本実施の形態では、図７に示すように、絶縁プレート２，３の間に挟まれる薄板状電極１１，１２の接触面の位置において、絶縁プレート２，３にそれぞれ凸部２４と凹部３４とを形成してなる絶縁プレート２Ａ，３Ａを用いている。絶縁プレート２Ａ，３Ａの間に挟まれる薄板状電極１１，１２の接触面積を増やすことで、これら薄板状電極１１，１２の接続性能を高めるようにしたものである。凸部２４と凹部３４とはそれぞれ、薄板状電極１１，１２の幅方向に同一断面となるように形成され、その表面は、薄板状電極１１，１２に損傷を与えないように滑らかな曲線から構成されている。
【００１９】
〔第４の実施の形態〕
本実施の形態では、図８に示すように、絶縁プレート２，３の間に挟まれる薄板状電極１１，１２の接触面の位置において、絶縁プレート２に金属製のピン（保持手段）６が差し込まれている。絶縁プレート２，３の間に挟まれる薄板状電極１１，１２を、このピン６の頭部で押さえ付けることで、薄板状電極１１，１２の接続性能が高められている。
ピン６は、各薄板状電極の電位の検出や各種回路との接続が容易となるよう、絶縁プレート２の表面に突出している。
【００２０】
〔第５の実施の形態〕
本実施の形態は、図９に示すように、第４の実施の形態で、金属製のピン６の頭部にバネ（保持手段）７を取り付けらたものである。絶縁プレート２，３の間に挟まれる薄板状電極１１，１２を、ピン６の頭部とバネ７とで押さえ付けることで、薄板状電極１１，１２の接続性能がさらに高められている。
【００２１】
第１〜第５の実施の形態に記載の板状電池の電極接続構造によれば、２枚の絶縁プレート２（２Ａ），３（３Ａ）のスリット２１，３１の位置を合わせ、このスリット２１，３１に、複数枚の薄板状電極１１，１２を重ねて挿入し、一方の絶縁プレート２（２Ａ）を他方の絶縁プレート３（３Ａ）に対しスライドして、複数枚の薄板状電極１１，１２がこれら２枚の絶縁プレート２（２Ａ），３（３Ａ）間において互いに重なり合った接続状態となっているので、リチウムイオン二次電池１の薄板状電極１１，１２を加工することなく、２枚の絶縁プレート２（２Ａ），３（３Ａ）によりリチウムイオン二次電池１の薄板状電極１１，１２を簡単かつ確実に接続することができる。
また、リチウムイオン二次電池１を交換する際などに、２枚の絶縁プレート２（２Ａ），３（３Ａ）を逆方向にスライドすることで、互いに接続されている複数のリチウムイオン二次電池１の薄板状電極１１，１２を外すことが容易にできる。
【００２２】
また、２枚の絶縁プレート２（２Ａ），３（３Ａ）が互いに向き合う面２２，３２側においてスリット２１，３１の開口縁２３，３３に丸みがつけられているので、このスリット２１，３１に重ねて挿入されたリチウムイオン二次電池１の薄板状電極１１，１２を、絶縁プレート２（２Ａ），３（３Ａ）をスライドして接続する際に、薄板状電極１１，１２が切断したり、傷ついたりするのを防止できる。
【００２３】
また、第２、第４、第５の実施の形態に記載の板状電池の電極接続構造によれば、複数枚の薄板状電極１１，１２が重なり合った接続状態を保持する保持手段（ボルト５、ピン６、バネ７）が備えられているので、各リチウムイオン二次電池１の薄板状電極１１，１２が確実に接続された状態を保つことができる。
【００２４】
なお、本発明の板状電池の電極接続構造は、前記各実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、前記各実施の形態では、リチウムイオン二次電池（板状電池）１を直列に接続しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、板状電池を並列に接続する場合の薄板状電極の接続にも適用可能であることは言うまでもない。その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることはもちろんである。
【００２５】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、２枚の絶縁プレートのスリットの位置を合わせ、このスリットに、複数枚の薄板状電極を重ねて挿入し、一方の絶縁プレートを他方の絶縁プレートに対しスライドして、複数枚の薄板状電極がこれら２枚の絶縁プレート間において互いに重なり合った接続状態となっているので、板状電池の薄板状電極を加工することなく、２枚の絶縁プレートにより板状電池の薄板状電極を簡単かつ確実に接続することができる。
また、板状電池を交換する際などに、２枚の絶縁プレートを逆方向にスライドすることで、互いに接続されている複数の板状電池の薄板状電極を外すことが容易にできる。
【００２６】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、２枚の絶縁プレートが互いに向き合う面側においてスリットの開口縁に丸みがつけられているので、このスリットに重ねて挿入された板状電池の薄板状電極を、絶縁プレートをスライドして接続する際に、薄板状電極が切断したり、傷ついたりするのを防止できる。
【００２７】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の発明と同様の効果が得られるとともに、複数枚の薄板状電極が重なり合った接続状態を保持する保持手段が備えられているので、各板状電池の薄板状電極が確実に接続された状態を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る板状電池の電極接続構造を適用して構成されたバッテリの一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示すバッテリの内部に収容された板状電池の配列を示す斜視図である。
【図３】図１に示すバッテリの内部に収容された板状電池の薄板状電極が絶縁プレートによって接続される状況を示す斜視図である。
【図４】本発明に係る板状電池の電極接続構造によって板状電池の薄板状電極が接続される状況を示す断面図である。
【図５】本発明に係る板状電池の電極接続構造の一例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る板状電池の電極接続構造の一例を示す断面図である。
【図７】本発明に係る板状電池の電極接続構造の一例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る板状電池の電極接続構造の一例を示す断面図である。
【図９】本発明に係る板状電池の電極接続構造の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 板状電池（リチウムイオン二次電池）
２（２Ａ），３（３Ａ） 絶縁プレート
５ 保持手段（ボルト）
６ 保持手段（ピン）
７ 保持手段（バネ）
１１ 薄板状電極（正極）
１２ 薄板状電極（負極）
２１，３１ スリット
２２，３２ 絶縁プレートが互いに向き合う面
２３，３３ 開口縁

Claims (3)

1. 薄板状電極を備える板状電池の電極接続構造であって、
   複数枚の前記薄板状電極を挿入可能なスリットをそれぞれ備える２枚の絶縁プレートのスリットの位置を合わせて重ねた状態で、前記スリットに、前記複数枚の薄板状電極を重ねて挿入し、前記一方の絶縁プレートを他方の絶縁プレートに対しスライドした状態で、前記複数枚の薄板状電極が前記２枚の絶縁プレート間において互いに重なり合った接続状態となっていること
   を特徴とする板状電池の電極接続構造。
2. 前記スリットには、前記２枚の絶縁プレートが互いに向き合う面側の開口縁に丸みがつけられていること
   を特徴とする請求項１に記載の板状電池の電極接続構造。
3. 前記複数枚の薄板状電極が重なり合った接続状態を保持する保持手段が備えられていること
   を特徴とする請求項１または２に記載の板状電池の電極接続構造。

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