JP4152232B2 - 電池ユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本の電池を直列に接続するための電池直列接続部材、並びに該部材を用いて複数本の電池を直列に接続してなる電池ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数本の電池を直列に接続するために、図６に示す如き電池直列接続部材(９)が提案されている(特許文献１)。
該電池直列接続部材(９)は、互いに直列に接続すべき２本の電池(１ａ)(１ｂ)の間に介在するものであって、電池(１ｂ)の負極端子部を形成する電池缶(11)を包囲すべき円筒部(92)と、電池(１ａ)の正極端子部を形成する封口体(12)と対向すべき円板部(91)とから構成され、円筒部(92)の内周面には、電池缶(11)の外周面へ向かって突出する複数の第１プロジェクション(93)が形成されると共に、円板部(91)の表面には、封口体(12)へ向かって突出する複数の第２プロジェクション(94)が形成されている。
【０００３】
２本の電池(１ａ)(１ｂ)を直列に接続する場合には、先ず、第１の電池(１ａ)の電池缶(11)の表面に電池直列接続部材(９)を設置し、該電池直列接続部材(９)の第２プロジェクション(94)を封口体(12)の表面に抵抗溶接若しくはスポット溶接(以下、プロジェクション溶接という)する。次に、該電池直列接続部材(９)上に第２の電池(１ｂ)を設置し、電池直列接続部材(９)の第１プロジェクション(93)を電池缶(11)の外周面にプロジェクション溶接する。
この様にして、２本以上の電池(１)を直列に接続することによって、所望の電力や電圧を得ることの出来る電池ユニットが構成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−７７０５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す電池直列接続部材(９)を用いた電池(１)の直列接続においては、電池缶(11)の外周壁の肉厚が底壁の肉厚よりも小さく、然も電池缶(11)の内部には、発電要素となる電極体(図示省略)が電池缶(11)の内周面に近接して収容されているため、電池直列接続部材(９)の円筒部(92)を電池缶(11)の外周面にプロジェクション溶接する際に発生する熱が、電池缶(11)の外周壁を経て電池缶(11)内の電極体に伝わり易く、これによって電極体の温度が上昇し、電極体が損傷する虞がある。特に、正極と負極の間にポリエチレンやポリプロピレン製のセパレータを介在させた非水系二次電池においては、僅かな温度上昇によってセパレータが収縮し或いは溶融するため、電池特性が低下する問題があった。
【０００６】
又、図６に示す電池直列接続部材(９)を用いて複数本の電池(１)を直列に接続した電池ユニットにおいては、電池缶(11)の外周面から電池直列接続部材(９)の円筒部(92)が突出することになるため、電池ユニットの大型化を招く問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、複数の電池を直列に接続する際の溶接熱の影響を抑制することが出来、然も電池ユニットの大型化を招くことのない電池直列接続部材を提供することである。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る電池直列接続部材(２)は、電池本体の両端部に正極性の端子面と負極性の端子面とが互いに逆向きに露出している電池(１)を対象として、２本の電池(１ａ)(１ｂ)の間に介在して両電池(１ａ)(１ｂ)を直列に接続するものであって、電池(１ｂ)の一方の極性を有する端子面と接触すべき第１接続部(３)と、電池(１ａ)の他方の極性を有する端子面と接触すべき第２接続部(５)と、両接続部(３)(５)の間に介在する連結部(４)とを具えている。
第１接続部(３)は、中央孔(30)が開設された板状の本体(31)を具え、該本体(31)には、前記一方の極性を有する端子面へ向けて隆起する様に屈曲すると共に本体(31)の中央部近傍から外周縁まで伸びる複数条の隆起部(32)が形成され、各隆起部(32)には、前記一方の極性を有する端子面との対向面に、１或いは複数の第１プロジェクション(33)が突設されている。
連結部(４)は、第１接続部(３)の中央孔(30)に繋がる中央孔(40)が開設された筒状の本体(41)を具えている。
第２接続部(５)は、連結部(４)の中央孔(40)から露出する板状の本体(51)を具え、該本体(51)には、前記他方の極性を有する端子面との対向面に、複数の第２プロジェクション(52)が突設されている。
【０００９】
上記本発明の電池直列接続部材(２)を用いて２本の電池(１ａ)(１ｂ)を直列に接続する場合、先ず、第１の電池(１ａ)の端子面に電池直列接続部材(２)を設置し、該電池直列接続部材(２)の第２接続部(５)を該端子面に接触させる。そして、第１接続部(３)の中央孔(30)及び連結部(４)の中央孔(40)から２本の電極棒(８)(81)を挿入して、該電極棒(８)(81)の先端を第２接続部(５)の２つの第２プロジェクション(52)(52)の近傍位置に当接させる。この状態で、電極棒(８)(81)に電圧を印加することによって、第２プロジェクション(52)(52)を電池(１ａ)の端子面にプロジェクション溶接する。このプロジェクション溶接を全ての第２プロジェクション(52)について繰り返すことにより、電池直列接続部材(２)は電池(１ａ)の端子面に接合されることになる。
【００１０】
次に、電池直列接続部材(２)上に第２の電池(１ｂ)を設置し、該電池直列接続部材(２)の第１接続部(３)を該電池(１ｂ)の端子面に接触させる。そして、第１接続部(３)の２本の隆起部(32)(32)の内側に形成されている空洞へ２本の電極棒(８)(81)を挿入して、該電極棒(８)(81)の先端を第１接続部(３)の２つの第１プロジェクション(33)(33)の近傍位置に当接させる。この状態で、電極棒(８)(81)に電圧を印加することによって、第１プロジェクション(33)(33)を電池(１ｂ)の端子面にプロジェクション溶接する。このプロジェクション溶接を全ての第１プロジェクション(33)について繰り返すことにより、電池直列接続部材(２)が電池(１ｂ)の端子面に接合されることになる。
【００１１】
具体的構成において、第２接続部 ( ５ ) が接続されるべき電池 ( １ａ ) の端子面には、ガス排出弁(19)が突設され、連結部(４)の中央孔(40)はガス排出弁(19)を収容することが可能な内径を有すると共に、本体(41)にはガス排出孔(42)が開設され、第２接続部(５)の本体(51)には、ガス排出弁(19)が貫通可能な中央孔(50)が開設されている。
該具体的構成によれば、電池(１ａ)のガス排出弁(19)が作動したとき、該ガス排出弁(19)から排出されるガスは、電池直列接続部材(２)の連結部(４)の中央孔(40)に流れ込んだ後、該連結部(４)のガス排出孔(42)から外部へ排出される。
【００１２】
他の具体的構成において、第１接続部(３)の本体(31)には、隣接する隆起部(32)(32)の間を伸びるスリット(34)が開設されている。又、第２接続部(５)の本体(51)には、隣接する第２プロジェクション(52)(52)の間を伸びるスリット(53)が開設されている。
これによって、プロジェクション溶接時にプロジェクション(33)(52)を経由する電流経路に大きな電流が流れることとなり、この結果、プロジェクション溶接がより確実なものとなる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係る電池直列接続部材によれば、電池直列接続部材(２)の第１接続部(３)と第２接続部(５)とが、電池(１)の両端部に互いに逆向きに露出する正負一対の端子面に溶接されるので、溶接時の熱は、各端子面に加えられた後、電池缶(11)の外周壁に伝わる。従って、従来の如く溶接時の熱が電池缶(11)の外周壁に直接に加えられる場合に比べて、電極体が受ける熱の影響は小さなものとなり、電極体の熱による損傷が防止される。又、電池直列接続部材(２)は、２本の電池(１ａ)(１ｂ)の互いに対向する端子面間のスペース内に収まっており、電池(１)の外周面から突出する部分を有していないので、電池ユニットの大型化を招くことはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る電池直列接続部材によって接続すべき電池(１)は、例えば円筒型リチウム二次電池であって、図５に示す如く、電池缶(11)の開口部に絶縁部材(10)を介して封口体(12)がかしめ固定され、該電池缶(11)の内部に、巻き取り電極体(６)が収容されている。
封口体(12)は、中央孔(13a)を有する円板状の蓋(13)の表面にキャップ(14)を接合したものであって、該キャップ(14)の中央部に形成された円筒部(15)にガス排出孔(18)を開設すると共に、円筒部(15)の内部に、蓋(13)の中央孔(13a)を塞ぐ弁体(16)と、該弁体(16)を蓋(13)に押圧するスプリング(17)とを収容して、ガス排出弁(19)が構成されている。
【００１５】
巻き取り電極体(６)は、正極(61)と負極(62)の間にセパレータ(63)を介在させてこれらを渦巻き状に巻回したものである。正極(61)は、芯体(64)の両面に正極活物質(65)を塗布して構成され、負極(62)は、芯体(66)の両面に負極活物質(67)を塗布して構成されている。正極(61)の芯体(64)はセパレータ(63)よりも上方へ突出して、正極性を有する芯体端縁を形成すると共に、負極(62)の芯体(66)はセパレータ(63)よりも下方へ突出して、負極性を有する芯体端縁を形成している。
【００１６】
巻き取り電極体(６)の正極性を有する芯体端縁には集電板(７)が接合され、該集電板(７)の表面にリード片(72)の基端部が溶接されると共に、該リード片(72)の先端部が封口体(12)の裏面に溶接されている。又、巻き取り電極体(６)の負極性を有する芯体端縁には集電板(71)が接合され、該集電板(71)の表面が電池缶(11)の底面に溶接されている。
従って、封口体(12)の表面が正極性の端子面、電池缶(11)の裏面が負極性の端子面となって、両端子面から巻き取り電極体(６)の発生電力を取り出すことが出来る。
【００１７】
本発明に係る電池直列接続部材(２)は、図１に示す如く、２本の電池(１ａ)(１ｂ)の間に介在して両電池(１ａ)(１ｂ)を直列に接続するものであって、電池(１ｂ)を構成する電池缶(11)の裏面と接触すべき第１接続部(３)と、電池(１ａ)を構成する封口体(12)の表面と接触すべき第２接続部(５)と、両接続部(３)(５)の間に介在する連結部(４)とを具えている。
【００１８】
図２に示す如く、第１接続部(３)は、中央孔(30)が開設された円板状本体(31)を具え、該本体(31)には、長手方向に直交する断面形状が上方へ膨らんだ円弧状を呈すると共に中央孔(30)から外周縁まで放射状に伸びる複数条の隆起部(32)が形成され、各隆起部(32)の表面には、上方へ向かって突出する複数の第１プロジェクション(33)が形成されている。
又、第１接続部(３)の円板状本体(31)には、隣り合う２本の隆起部(32)(32)の間を放射状に伸びる複数本のスリット(34)が開設されている。
【００１９】
連結部(４)は円筒状の本体(41)を具え、該本体(41)の中央孔(40)は、第１接続部(３)の中央孔(30)と同一の内径を有している。又、該本体(41)には複数のガス排出孔(42)が開設されている。
【００２０】
第２接続部(５)は、連結部(４)の外径と同一の外径を有する円板状本体(51)を具え、該本体(51)には、裏面から下方へ向けて突出する複数の第２プロジェクション(52)が形成されている。又、該本体(51)には、隣り合う第２プロジェクション(52)(52)の間を放射状に伸びる複数本のスリット(53)が開設されている。
尚、電池直列接続部材(２)は、第１接続部(３)、連結部(４)及び第２接続部(５)をそれぞれ別体に形成した後に溶接等によって一体化した構造に限らず、金属板のプレスによって一体成型した構造を採用することも可能である。
【００２１】
上記電池直列接続部材(２)を用いて図３に示す如く２本の電池(１ａ)(１ｂ)を直列に接続する場合、先ず、第１の電池(１ａ)の封口体(12)の上に電池直列接続部材(２)を設置し、該電池直列接続部材(２)の第２接続部(５)を封口体(12)の表面に接触させる。これによって、電池(１)のガス排出弁(19)は、第２接続部(５)の中央孔(50)を貫通して、連結部(４)の中央孔に収容されることになる。
そして、電池直列接続部材(２)の上方から、第１接続部(３)及び連結部(４)の中央孔へ２本の電極棒(図示省略)を挿入して、該電極棒の先端を第２接続部(５)の隣接する２つの第２プロジェクション(52)(52)の近傍位置に当接させる。この状態で、両電極棒に所定の電圧を印加することによって、一方の第２プロジェクション(52)から封口体(12)を経て他方の第２プロジェクション(52)へ電流が流れ、両第２プロジェクション(52)(52)が封口体(12)の表面に溶接される。
【００２２】
この際、第２接続部(５)の円板状本体(51)には、隣接する第２プロジェクション(52)(52)の間を伸びるスリット(53)が開設されており、これによって、一方の第２プロジェクション(52)から円板状本体(51)を経て他方の第２プロジェクション(52)に至る電流経路はスリット(53)の形成によって電気抵抗の大きなものとなるので、該電流経路に流れる電流は微小である。
上述のプロジェクション溶接を全ての第２プロジェクション(52)について繰り返すことによって、電池直列接続部材(２)は封口体(12)に接合されることになる。
【００２３】
次に、電池直列接続部材(２)の第１接続部(３)の上に第２の電池(１ｂ)を設置し、該電池直列接続部材(２)の第１接続部(３)を該電池(１ｂ)の電池缶(11)の底壁に接触させる。
そして、図４の如く、第１接続部(３)の隣接する２本の隆起部(32a)(32b)の内側に形成されている空洞へ２本の電極棒(８)(81)を挿入して、該電極棒(８)(81)の先端を第１接続部(３)の２つの第１プロジェクション(33a)(33b)の近傍位置に当接させる。この状態で、両電極棒に所定の電圧を印加することによって、一方の第１プロジェクション(33a)から電池缶(11)の底壁を経て他方の第１プロジェクション(33b)へ電流が流れ、両第１プロジェクション(33a)(33b)が電池缶(11)の底壁に溶接される。
【００２４】
この際、第１接続部(３)の円板状本体(31)には、隣接する隆起部(32)(32)の間を伸びるスリット(34)が開設されており、これによって、一方の第１プロジェクション(33a)から円板状本体(31)を経て他方の第１プロジェクション(33b)に至る電流経路はスリット(34)の形成によって電気抵抗の大きなものとなるので、該電流経路に流れる電流は微少である。
上述のプロジェクション溶接を全ての第１プロジェクション(33)について繰り返すことによって、電池直列接続部材(２)は電池缶(11)に接合されることになる。
【００２５】
この結果、図３に如く２本の電池(１ａ)(１ｂ)が電池直列接続部材(２)を介して互いに直列に接続された電池ユニットが得られる。そして、更に電池直列接続部材(２)を用いて次の電池(１)を接続する作業を繰り返せば、３本以上の電池(１)を直列に接続した電池ユニットが得られることになる。
【００２６】
この様にして得られた電池ユニットにおいては、電池直列接続部材(２)の連結部(４)に複数のガス排出孔(42)が開設されているので、電池(１)のガス排出弁(19)が作動したとき、該ガス排出弁(19)から排出されるガスは、電池直列接続部材(２)の連結部(４)の中央孔(40)に流れ込んだ後、該連結部(４)のガス排出孔(42)から外部へ排出される。
【００２７】
上記本発明の電池直列接続部材(２)を用いた電池の直列接続によれば、電池直列接続部材(２)の第２接続部(５)が一方の電池(１ａ)の封口体(12)に溶接されると共に、電池直列接続部材(２)の第１接続部(３)が他方の電池(１ｂ)の電池缶(11)の底壁に溶接されるので、プロジェクション溶接時の熱は、封口体(12)或いは電池缶(11)の底壁に加えられた後、電池缶(11)の外周壁に伝わる。又、電池缶(11)は一般に、周壁の厚さよりも底壁の厚さが大きく形成されているので、プロジェクション溶接時の熱は電池缶(11)の底壁を伝わる過程で分散し、温度が十分に低下することになる。更に、電池缶(11)の底面には集電板(71)が設置されているので、電池缶(11)の底壁から集電板(71)へ伝わった熱は集電板(71)にて分散し、巻き取り電極体(６)へ伝わる熱は僅かである。
【００２８】
この結果、本発明に係る電池直列接続部材(２)を用いた電池接続においては、従来の如く溶接時の熱が電池缶(11)の外周壁に直接に加えられる場合に比べて、巻き取り電極体(６)が受ける熱の影響は小さなものとなり、巻き取り電極体(６)の熱による損傷が防止される。
【００２９】
又、電池直列接続部材(２)は、連続する２本の電池(１ａ)(１ｂ)の電池缶(11)の底壁と封口体(12)の間の扁平なスペース内に収まっており、電池缶(11)の外周面よりも外側へ突出する部分はないので、電池ユニットの大型化を招くことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電池直列接続部材の斜視図である。
【図２】該電池直列接続部材の分解斜視図である。
【図３】該電池直列接続部材によって２本の電池を接続した状態を示す断面図である。
【図４】電極棒を用いたプロジェクション溶接を説明する図である。
【図５】リチウム二次電池の断面図である。
【図６】従来の電池直列接続部材によって２本の電池を接続した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
(１) 電池
(11) 電池缶
(12) 封口体
(19) ガス排出弁
(２) 電池直列接続部材
(３) 第１接続部
(30) 中央孔
(31) 円板状本体
(32) 隆起部
(33) 第１プロジェクション
(34) スリット
(４) 連結部
(40) 中央孔
(41) 円筒状本体
(42) ガス排出孔
(５) 第２接続部
(50) 中央孔
(51) 円板状本体
(52) 第２プロジェクション
(53) スリット
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数本の電池を直列に接続するための電池直列接続部材、並びに該部材を用いて複数本の電池を直列に接続してなる電池ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複数本の電池を直列に接続するために、図６に示す如き電池直列接続部材(９)が提案されている(特許文献１)。
該電池直列接続部材(９)は、互いに直列に接続すべき２本の電池(１ａ)(１ｂ)の間に介在するものであって、電池(１ｂ)の負極端子部を形成する電池缶(11)を包囲すべき円筒部(92)と、電池(１ａ)の正極端子部を形成する封口体(12)と対向すべき円板部(91)とから構成され、円筒部(92)の内周面には、電池缶(11)の外周面へ向かって突出する複数の第１プロジェクション(93)が形成されると共に、円板部(91)の表面には、封口体(12)へ向かって突出する複数の第２プロジェクション(94)が形成されている。
【０００３】
２本の電池(１ａ)(１ｂ)を直列に接続する場合には、先ず、第１の電池(１ａ)の電池缶(11)の表面に電池直列接続部材(９)を設置し、該電池直列接続部材(９)の第２プロジェクション(94)を封口体(12)の表面に抵抗溶接若しくはスポット溶接(以下、プロジェクション溶接という)する。次に、該電池直列接続部材(９)上に第２の電池(１ｂ)を設置し、電池直列接続部材(９)の第１プロジェクション(93)を電池缶(11)の外周面にプロジェクション溶接する。
この様にして、２本以上の電池(１)を直列に接続することによって、所望の電力や電圧を得ることの出来る電池ユニットが構成される。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−７７０５２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す電池直列接続部材(９)を用いた電池(１)の直列接続においては、電池缶(11)の外周壁の肉厚が底壁の肉厚よりも小さく、然も電池缶(11)の内部には、発電要素となる電極体(図示省略)が電池缶(11)の内周面に近接して収容されているため、電池直列接続部材(９)の円筒部(92)を電池缶(11)の外周面にプロジェクション溶接する際に発生する熱が、電池缶(11)の外周壁を経て電池缶(11)内の電極体に伝わり易く、これによって電極体の温度が上昇し、電極体が損傷する虞がある。特に、正極と負極の間にポリエチレンやポリプロピレン製のセパレータを介在させた非水系二次電池においては、僅かな温度上昇によってセパレータが収縮し或いは溶融するため、電池特性が低下する問題があった。
【０００６】
又、図６に示す電池直列接続部材(９)を用いて複数本の電池(１)を直列に接続した電池ユニットにおいては、電池缶(11)の外周面から電池直列接続部材(９)の円筒部(92)が突出することになるため、電池ユニットの大型化を招く問題があった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、複数の電池を直列に接続する際の溶接熱の影響を抑制することが出来、然も電池ユニットの大型化を招くことのない電池直列接続部材を提供することである。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】
本発明に係る電池直列接続部材(２)は、電池本体の両端部に正極性の端子面と負極性の端子面とが互いに逆向きに露出している電池(１)を対象として、２本の電池(１ａ)(１ｂ)の間に介在して両電池(１ａ)(１ｂ)を直列に接続するものであって、電池(１ｂ)の一方の極性を有する端子面と接触すべき第１接続部(３)と、電池(１ａ)の他方の極性を有する端子面と接触すべき第２接続部(５)と、両接続部(３)(５)の間に介在する連結部(４)とを具えている。
第１接続部(３)は、中央孔(30)が開設された板状の本体(31)を具え、該本体(31)には、前記一方の極性を有する端子面へ向けて隆起する様に屈曲すると共に本体(31)の中央部近傍から外周縁まで伸びる複数条の隆起部(32)が形成され、各隆起部(32)には、前記一方の極性を有する端子面との対向面に、１或いは複数の第１プロジェクション(33)が突設されている。
連結部(４)は、第１接続部(３)の中央孔(30)に繋がる中央孔(40)が開設された筒状の本体(41)を具えている。
第２接続部(５)は、連結部(４)の中央孔(40)から露出する板状の本体(51)を具え、該本体(51)には、前記他方の極性を有する端子面との対向面に、複数の第２プロジェクション(52)が突設されている。
【０００９】
上記本発明の電池直列接続部材(２)を用いて２本の電池(１ａ)(１ｂ)を直列に接続する場合、先ず、第１の電池(１ａ)の端子面に電池直列接続部材(２)を設置し、該電池直列接続部材(２)の第２接続部(５)を該端子面に接触させる。そして、第１接続部(３)の中央孔(30)及び連結部(４)の中央孔(40)から２本の電極棒(８)(81)を挿入して、該電極棒(８)(81)の先端を第２接続部(５)の２つの第２プロジェクション(52)(52)の近傍位置に当接させる。この状態で、電極棒(８)(81)に電圧を印加することによって、第２プロジェクション(52)(52)を電池(１ａ)の端子面にプロジェクション溶接する。このプロジェクション溶接を全ての第２プロジェクション(52)について繰り返すことにより、電池直列接続部材(２)は電池(１ａ)の端子面に接合されることになる。
【００１０】
次に、電池直列接続部材(２)上に第２の電池(１ｂ)を設置し、該電池直列接続部材(２)の第１接続部(３)を該電池(１ｂ)の端子面に接触させる。そして、第１接続部(３)の２本の隆起部(32)(32)の内側に形成されている空洞へ２本の電極棒(８)(81)を挿入して、該電極棒(８)(81)の先端を第１接続部(３)の２つの第１プロジェクション(33)(33)の近傍位置に当接させる。この状態で、電極棒(８)(81)に電圧を印加することによって、第１プロジェクション(33)(33)を電池(１ｂ)の端子面にプロジェクション溶接する。このプロジェクション溶接を全ての第１プロジェクション(33)について繰り返すことにより、電池直列接続部材(２)が電池(１ｂ)の端子面に接合されることになる。
【００１１】
具体的構成において、第２接続部 ( ５ ) が接続されるべき電池 ( １ａ ) の端子面には、ガス排出弁(19)が突設され、連結部(４)の中央孔(40)はガス排出弁(19)を収容することが可能な内径を有すると共に、本体(41)にはガス排出孔(42)が開設され、第２接続部(５)の本体(51)には、ガス排出弁(19)が貫通可能な中央孔(50)が開設されている。
該具体的構成によれば、電池(１ａ)のガス排出弁(19)が作動したとき、該ガス排出弁(19)から排出されるガスは、電池直列接続部材(２)の連結部(４)の中央孔(40)に流れ込んだ後、該連結部(４)のガス排出孔(42)から外部へ排出される。
【００１２】
他の具体的構成において、第１接続部(３)の本体(31)には、隣接する隆起部(32)(32)の間を伸びるスリット(34)が開設されている。又、第２接続部(５)の本体(51)には、隣接する第２プロジェクション(52)(52)の間を伸びるスリット(53)が開設されている。
これによって、プロジェクション溶接時にプロジェクション(33)(52)を経由する電流経路に大きな電流が流れることとなり、この結果、プロジェクション溶接がより確実なものとなる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明に係る電池直列接続部材によれば、電池直列接続部材(２)の第１接続部(３)と第２接続部(５)とが、電池(１)の両端部に互いに逆向きに露出する正負一対の端子面に溶接されるので、溶接時の熱は、各端子面に加えられた後、電池缶(11)の外周壁に伝わる。従って、従来の如く溶接時の熱が電池缶(11)の外周壁に直接に加えられる場合に比べて、電極体が受ける熱の影響は小さなものとなり、電極体の熱による損傷が防止される。又、電池直列接続部材(２)は、２本の電池(１ａ)(１ｂ)の互いに対向する端子面間のスペース内に収まっており、電池(１)の外周面から突出する部分を有していないので、電池ユニットの大型化を招くことはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る電池直列接続部材によって接続すべき電池(１)は、例えば円筒型リチウム二次電池であって、図５に示す如く、電池缶(11)の開口部に絶縁部材(10)を介して封口体(12)がかしめ固定され、該電池缶(11)の内部に、巻き取り電極体(６)が収容されている。
封口体(12)は、中央孔(13a)を有する円板状の蓋(13)の表面にキャップ(14)を接合したものであって、該キャップ(14)の中央部に形成された円筒部(15)にガス排出孔(18)を開設すると共に、円筒部(15)の内部に、蓋(13)の中央孔(13a)を塞ぐ弁体(16)と、該弁体(16)を蓋(13)に押圧するスプリング(17)とを収容して、ガス排出弁(19)が構成されている。
【００１５】
巻き取り電極体(６)は、正極(61)と負極(62)の間にセパレータ(63)を介在させてこれらを渦巻き状に巻回したものである。正極(61)は、芯体(64)の両面に正極活物質(65)を塗布して構成され、負極(62)は、芯体(66)の両面に負極活物質(67)を塗布して構成されている。正極(61)の芯体(64)はセパレータ(63)よりも上方へ突出して、正極性を有する芯体端縁を形成すると共に、負極(62)の芯体(66)はセパレータ(63)よりも下方へ突出して、負極性を有する芯体端縁を形成している。
【００１６】
巻き取り電極体(６)の正極性を有する芯体端縁には集電板(７)が接合され、該集電板(７)の表面にリード片(72)の基端部が溶接されると共に、該リード片(72)の先端部が封口体(12)の裏面に溶接されている。又、巻き取り電極体(６)の負極性を有する芯体端縁には集電板(71)が接合され、該集電板(71)の表面が電池缶(11)の底面に溶接されている。
従って、封口体(12)の表面が正極性の端子面、電池缶(11)の裏面が負極性の端子面となって、両端子面から巻き取り電極体(６)の発生電力を取り出すことが出来る。
【００１７】
本発明に係る電池直列接続部材(２)は、図１に示す如く、２本の電池(１ａ)(１ｂ)の間に介在して両電池(１ａ)(１ｂ)を直列に接続するものであって、電池(１ｂ)を構成する電池缶(11)の裏面と接触すべき第１接続部(３)と、電池(１ａ)を構成する封口体(12)の表面と接触すべき第２接続部(５)と、両接続部(３)(５)の間に介在する連結部(４)とを具えている。
【００１８】
図２に示す如く、第１接続部(３)は、中央孔(30)が開設された円板状本体(31)を具え、該本体(31)には、長手方向に直交する断面形状が上方へ膨らんだ円弧状を呈すると共に中央孔(30)から外周縁まで放射状に伸びる複数条の隆起部(32)が形成され、各隆起部(32)の表面には、上方へ向かって突出する複数の第１プロジェクション(33)が形成されている。
又、第１接続部(３)の円板状本体(31)には、隣り合う２本の隆起部(32)(32)の間を放射状に伸びる複数本のスリット(34)が開設されている。
【００１９】
連結部(４)は円筒状の本体(41)を具え、該本体(41)の中央孔(40)は、第１接続部(３)の中央孔(30)と同一の内径を有している。又、該本体(41)には複数のガス排出孔(42)が開設されている。
【００２０】
第２接続部(５)は、連結部(４)の外径と同一の外径を有する円板状本体(51)を具え、該本体(51)には、裏面から下方へ向けて突出する複数の第２プロジェクション(52)が形成されている。又、該本体(51)には、隣り合う第２プロジェクション(52)(52)の間を放射状に伸びる複数本のスリット(53)が開設されている。
尚、電池直列接続部材(２)は、第１接続部(３)、連結部(４)及び第２接続部(５)をそれぞれ別体に形成した後に溶接等によって一体化した構造に限らず、金属板のプレスによって一体成型した構造を採用することも可能である。
【００２１】
上記電池直列接続部材(２)を用いて図３に示す如く２本の電池(１ａ)(１ｂ)を直列に接続する場合、先ず、第１の電池(１ａ)の封口体(12)の上に電池直列接続部材(２)を設置し、該電池直列接続部材(２)の第２接続部(５)を封口体(12)の表面に接触させる。これによって、電池(１)のガス排出弁(19)は、第２接続部(５)の中央孔(50)を貫通して、連結部(４)の中央孔に収容されることになる。
そして、電池直列接続部材(２)の上方から、第１接続部(３)及び連結部(４)の中央孔へ２本の電極棒(図示省略)を挿入して、該電極棒の先端を第２接続部(５)の隣接する２つの第２プロジェクション(52)(52)の近傍位置に当接させる。この状態で、両電極棒に所定の電圧を印加することによって、一方の第２プロジェクション(52)から封口体(12)を経て他方の第２プロジェクション(52)へ電流が流れ、両第２プロジェクション(52)(52)が封口体(12)の表面に溶接される。
【００２２】
この際、第２接続部(５)の円板状本体(51)には、隣接する第２プロジェクション(52)(52)の間を伸びるスリット(53)が開設されており、これによって、一方の第２プロジェクション(52)から円板状本体(51)を経て他方の第２プロジェクション(52)に至る電流経路はスリット(53)の形成によって電気抵抗の大きなものとなるので、該電流経路に流れる電流は微小である。
上述のプロジェクション溶接を全ての第２プロジェクション(52)について繰り返すことによって、電池直列接続部材(２)は封口体(12)に接合されることになる。
【００２３】
次に、電池直列接続部材(２)の第１接続部(３)の上に第２の電池(１ｂ)を設置し、該電池直列接続部材(２)の第１接続部(３)を該電池(１ｂ)の電池缶(11)の底壁に接触させる。
そして、図４の如く、第１接続部(３)の隣接する２本の隆起部(32a)(32b)の内側に形成されている空洞へ２本の電極棒(８)(81)を挿入して、該電極棒(８)(81)の先端を第１接続部(３)の２つの第１プロジェクション(33a)(33b)の近傍位置に当接させる。この状態で、両電極棒に所定の電圧を印加することによって、一方の第１プロジェクション(33a)から電池缶(11)の底壁を経て他方の第１プロジェクション(33b)へ電流が流れ、両第１プロジェクション(33a)(33b)が電池缶(11)の底壁に溶接される。
【００２４】
この際、第１接続部(３)の円板状本体(31)には、隣接する隆起部(32)(32)の間を伸びるスリット(34)が開設されており、これによって、一方の第１プロジェクション(33a)から円板状本体(31)を経て他方の第１プロジェクション(33b)に至る電流経路はスリット(34)の形成によって電気抵抗の大きなものとなるので、該電流経路に流れる電流は微少である。
上述のプロジェクション溶接を全ての第１プロジェクション(33)について繰り返すことによって、電池直列接続部材(２)は電池缶(11)に接合されることになる。
【００２５】
この結果、図３に如く２本の電池(１ａ)(１ｂ)が電池直列接続部材(２)を介して互いに直列に接続された電池ユニットが得られる。そして、更に電池直列接続部材(２)を用いて次の電池(１)を接続する作業を繰り返せば、３本以上の電池(１)を直列に接続した電池ユニットが得られることになる。
【００２６】
この様にして得られた電池ユニットにおいては、電池直列接続部材(２)の連結部(４)に複数のガス排出孔(42)が開設されているので、電池(１)のガス排出弁(19)が作動したとき、該ガス排出弁(19)から排出されるガスは、電池直列接続部材(２)の連結部(４)の中央孔(40)に流れ込んだ後、該連結部(４)のガス排出孔(42)から外部へ排出される。
【００２７】
上記本発明の電池直列接続部材(２)を用いた電池の直列接続によれば、電池直列接続部材(２)の第２接続部(５)が一方の電池(１ａ)の封口体(12)に溶接されると共に、電池直列接続部材(２)の第１接続部(３)が他方の電池(１ｂ)の電池缶(11)の底壁に溶接されるので、プロジェクション溶接時の熱は、封口体(12)或いは電池缶(11)の底壁に加えられた後、電池缶(11)の外周壁に伝わる。又、電池缶(11)は一般に、周壁の厚さよりも底壁の厚さが大きく形成されているので、プロジェクション溶接時の熱は電池缶(11)の底壁を伝わる過程で分散し、温度が十分に低下することになる。更に、電池缶(11)の底面には集電板(71)が設置されているので、電池缶(11)の底壁から集電板(71)へ伝わった熱は集電板(71)にて分散し、巻き取り電極体(６)へ伝わる熱は僅かである。
【００２８】
この結果、本発明に係る電池直列接続部材(２)を用いた電池接続においては、従来の如く溶接時の熱が電池缶(11)の外周壁に直接に加えられる場合に比べて、巻き取り電極体(６)が受ける熱の影響は小さなものとなり、巻き取り電極体(６)の熱による損傷が防止される。
【００２９】
又、電池直列接続部材(２)は、連続する２本の電池(１ａ)(１ｂ)の電池缶(11)の底壁と封口体(12)の間の扁平なスペース内に収まっており、電池缶(11)の外周面よりも外側へ突出する部分はないので、電池ユニットの大型化を招くことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電池直列接続部材の斜視図である。
【図２】該電池直列接続部材の分解斜視図である。
【図３】該電池直列接続部材によって２本の電池を接続した状態を示す断面図である。
【図４】電極棒を用いたプロジェクション溶接を説明する図である。
【図５】リチウム二次電池の断面図である。
【図６】従来の電池直列接続部材によって２本の電池を接続した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
(１) 電池
(11) 電池缶
(12) 封口体
(19) ガス排出弁
(２) 電池直列接続部材
(３) 第１接続部
(30) 中央孔
(31) 円板状本体
(32) 隆起部
(33) 第１プロジェクション
(34) スリット
(４) 連結部
(40) 中央孔
(41) 円筒状本体
(42) ガス排出孔
(５) 第２接続部
(50) 中央孔
(51) 円板状本体
(52) 第２プロジェクション
(53) スリット
Claims (3)
- 電池本体の両端部に正極性の端子面と負極性の端子面とが互いに逆向きに露出している複数本の電池(１)を直列に接続して構成され、連続する２本の電池(１ａ)(１ｂ)の間には電池直列接続部材(２)が介在している電池ユニットにおいて、
電池直列接続部材(２)は、一方の電池(１ｂ)の一方の極性を有する端子面と接触すべき第１接続部(３)と、他方の電池(１ａ)の他方の極性を有する端子面と接触すべき第２接続部(５)と、両接続部(３)(５)の間に介在する連結部(４)とを具え、
第１接続部(３)は、中央孔(30)が開設された板状の本体(31)を具え、該本体(31)には、前記一方の極性を有する端子面へ向けて隆起する様に屈曲すると共に該本体(31)の中央部近傍から外周縁まで伸びる複数条の隆起部(32)が形成され、各隆起部(32)には、前記一方の極性を有する端子面との対向面に、１或いは複数の第１プロジェクション(33)が突設され、
第２接続部(５)は、中央孔 (50) が開設された板状の本体(51)を具え、該本体(51)には、前記他方の極性を有する端子面との対向面に、複数の第２プロジェクション(52)が突設され、
連結部 ( ４ ) は、中央孔 (40) を有する筒状の本体 (41) を具え、該本体 (41) にはガス排出孔 (42) が開設され、該本体 (41) の中央孔 (40) の両開口縁に第１接続部 ( ３ ) 及び第２接続部 ( ５ ) が連結されて、第１接続部 ( ３ ) の中央孔 (30) と第２接続部 ( ５ ) の中央孔 (50) とが連結部 ( ４ ) の中央孔 (40) を経て互いに連通し、
前記第１プロジェクション(33)が前記一方の電池(１ｂ)の端子面に溶接されると共に、前記第２プロジェクション(52)が前記他方の電池(１ａ)の端子面に溶接されており、
第２接続部 ( ５ ) が接続されるべき電池 ( １ａ ) の端子面には、ガス排出弁 (19) が突設され、該ガス排出弁 (19) には、該ガス排出弁 (19) が作動したときに電池内のガスを排出するガス排出孔 (18) が開設され、該ガス排出弁 (19) は第２接続部 ( ５ ) の中央孔 (50) を貫通して連結部 ( ４ ) の中央孔 (40) に収容され、該ガス排出弁 (19) のガス排出孔 (18) が前記連結部 ( ４ ) のガス排出孔 (42) に連通していることを特徴とする電池ユニット。 - 第１接続部(３)の本体(31)には、隣接する隆起部(32)(32)の間を伸びるスリット(34)が開設されている請求項１に記載の電池ユニット。
- 第２接続部(５)の本体(51)には、隣接する第２プロジェクション(52)(52)の間を伸びるスリット(53)が開設されている請求項１又は請求項２に記載の電池ユニット。
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