JP4638528B2 - 組電池及び組電池の組立方法 - Google Patents
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Description
前記複数の単電池は電池ケースに収納され、隣り合う単電池の電極端子同士が電気接続部材を介して接続されて組電池を構成するようになっている。
具体的には、上方が開放された箱型の電池ケースに複数の単電池を収納してから、収納された複数の単電池のうちの隣り合う単電池の電極端子同士を電気接続部材を介して接続し、その接続後、電池ケースの上面を閉じる蓋板を装着することにより、単電池の電極端子の頂部を下方に押圧して単電池を電池ケースに固定して組電池の組立が完了する構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
前記のように外側ケースの上端内側に蓋板を嵌め込んで溶接する構成では、外側ケースに対する蓋板の高さ位置を精度よく設定することができないため、蓋板に取り付けられた電極端子の高さが組電池毎に異なることがある。このような製作誤差が生じた複数の組電池を電池ケースにケース底面に載置して収納すると、隣り合う組電池の電極端子を電気接続部材を介して接続する際に、次のような不都合があった。
つまり、本来は水平姿勢にて接続されるはずの電気接続部材が、高さの異なる電極端子同士に掛け渡すと、高さの違いを吸収できないため、斜めになってしまう。このため、電気接続部材と電極端子とが接触する部分が狭い範囲になってしまい、電気接続部材の抵抗が水平姿勢の時よりも大きくなり、電力伝達ロスが大きくなることがあった。
また、複数の単電池を電池ケースに収納し、隣り合う前記単電池の電極端子同士が電気接続部材を介して接続された組電池を組み立てる方法であって、前記複数の単電池を前記電池ケースに収納し、該収納した複数の単電池の電極端子の高さ位置が同一高さとなるように該複数の単電池を位置合わせし、その位置合わせした状態において前記電池ケースの底部上面と前記複数の単電池の底面との隙間に合成樹脂を注入して該隙間を埋めることを特徴とする組電池の組立方法であってもよい。
上記のように当接部材に複数の単電池が当接して該電極端子の高さ位置を同一高さにすることによって、隣り合う単電池の電極同士を電気接続部材によって接続する際に、電気接続部材が斜めになることがなく、水平姿勢を保つことができる。そして、その状態で充填材によって電池ケースの底部上面と複数の単電池の底面との間の隙間を埋めることによって、当接部材に複数の単電池を当接した状態、つまり電極端子の高さ位置を同一高さに維持することができる。尚、隣り合う単電池の電極同士を前記電気接続部材によって接続するタイミングは、当接部材によって複数の単電池を当接して該電極端子の高さ位置を同一高さにした時点又は、充填材によって電池ケースの底部上面と複数の単電池の底面との間の隙間を埋めて、複数の単電池の電極端子の高さ位置を同一高さに維持された時点のいずれであってもよい。
上記のように電気接続部材に面接触するフラットな上面を有する接合部の広い上面に、電気接続部材の下面を接触させることによって、接合部に対する電気接続部材の電気抵抗を小さく抑えることができ、隣り合う一方の単電池から他方の単電池へ電気接続部材を介して伝達される電力の伝達ロスを少なくすることができる。
蓋板の偏平な上端面と電気接続部材が接触する電極端子面との距離は、製造誤差の発生が少ない。その製造誤差の発生が少ない蓋板の偏平な上端面に当接部材の当接面を当接させることによって、複数の組電池の電極端子の高さの位置合わせを精度よく行える利点がある。また、当接部材を電池ケースの開口部を覆う蓋体に兼用することによって、蓋体と当接部材とを別々に備える場合に比べて、部材点数の削減化を図ることができる。
しかも、充填材を備えることで、単電池を当接部材と電池ケースとの間で隙間無く挟み込んだ状態にすることができるから、例えば車両に組電池を搭載して使用する場合に、複数の単電池が電池ケース内で上下動してガタついてしまうことがない。このことから、電気接続部材で接続されている電極端子に単電池の上下動による機械的応力が集中して加わることがないから、応力集中による破損等のない耐久性に優れた組電池を構成することができる。
従って、電力伝達ロスを少なくすることができる高効率な組電池及び組電池の組立方法を提供することができるだけでなく、耐久性にも優れたものにすることができる。
この組電池Dは、4個の角型の単電池1が厚み方向に平行となるように並べられた状態で合成樹脂製の電池ケース2に収納され、合成樹脂製の蓋体3によって電池ケース2の開口が閉じられるとともに4個の単電池1が電池ケース2側に押圧され、隣り合う単電池1,1同士が電気接続部材である平板状のバスバー4を介して直列に接続されて、構成されている。
ここでは、角型の単電池1を示しているが、長円筒型又は円筒型などの単電池であってもよい。前記バスバー4は、板状で長方形状となる金属製の部材からなり、長手方向両端のそれぞれに、後述する棒状接続部7b,8bを挿入可能な円形の貫通孔(図示せず)を備えている。また、前記単電池1としては、非水電解質リチウム二次電池を例に挙げて説明するが、複数の単電池が収納された組電池であれば、各種の電池にも本発明は適用できる。
また、前記各電極端子7又は8は、電気接続部材4に面接触するフラットな上面を有する板状の接合部7a又は8aと、この接合部7a又は8aから上方に突出して前記電気接続部材4が接続される棒状接続部7b又は8bとを備えている。尚、前記接合部7a又は8aは、互いに接近する側に延びる延出部7c又は8cを更に備えている。
従って、例えば車両に組電池を搭載して使用する場合に、接合部7a又は8aを当接部3h,3h、3h,3hに当接させると、上下振動により発生する応力が接合部7a又は8aに集中して加わり、接合部7a又は8aの亀裂や破損等を招き易い不都合があるが、前記のようにプレートPのフラットな上面P1が当接部3h,3h、3h,3hに当接していることから、上下振動により発生する応力が接合部7a又は8aに加わることがなく、接合部7a又は8aの亀裂や破損等を確実に回避することができる。前記プレートPのフラットな上面P1にのみ当接部3h,3h、3h,3hに当接させる構成の他、接合部7a又は8aを含む他の場所にも当接させる構成にして、上下振動により発生する応力が分散するようにしてもよい。また、4個の単電池1の電極端子の高さを同一高さにするという目的のみを達成することであれば、接合部7a又は8aが当接部3h,3h、3h,3hに当接する構成であってもよい。
この充填材Zとしては、シリコーンゴムでなるゴム状弾性体が好ましいが、各種の合成樹脂や発泡性合成樹脂などで構成したものであってもよい。この充填材Zは、予め成型したものを電池ケース2の底部上面に予め載置しておいてもよいし、後述するように電池ケース2の底部上面と4個の単電池1の底面との間の隙間に、溶剤などにより溶融されたシリコーンゴムを注入し、硬化させることにより備えさせることもできる。
まず、前記電池ケース2内に4個の単電池1を収納する(単電池収納工程)。単電池1の収納が完了した後、蓋体3を電池ケース2に嵌め込んで仮止めしてから、ビスBを用いて前述のように蓋体3を電池ケース2に強固に固定する(蓋固定工程)。続いて、隣り合う単電池1,1の電極端子7,8同士をバスバー4を介して接続する(電極端子接続工程)。このとき、2つのナット10,10を棒状接続部7b,8bにそれぞれ同じように螺合することによって、バスバー4を水平姿勢にし、バスバー4による電極端子7,8同士の接続を完了するのである。次に、図6に示すように、電池ケース2を引っくり返して電池ケース2の上と下とが逆になるように配置する。このとき、前記当接部材3の当接部3h,3h、3h,3hに単電池1のプレートPの上面P1が当接した状態になり、4個の単電池1の電極端子の接合部7a,8aの上面の高さが同一高さになると同時に、電池ケース2の底部上面(底部内面)2Xと4個の単電池1の底面(下面)5Xとの間に隙間Y(例えば0.5mm程度の小さな隙間)が発生する。そして、図5に示す電池ケース2の底板部2aに形成された貫通孔2Mを通して前記隙間Yの一部に溶融状態のシリコーンゴムを注入する。そして、シリコーンゴムが時間経過とともに固化することにより、組電池の組立を完了する。前記のようにシリコーンゴムが固化することにより、当接部材3の当接部3h,3h、3h,3hに単電池1のプレートPの上面P1が当接した状態を維持させることができるようになっている。尚、前記シリコーンゴムを注入する前に、隣り合う単電池1,1の電極端子7,8同士をバスバー4を介して接続しているが、シリコーンゴムを注入して固化した後、隣り合う単電池1,1の電極端子7,8同士をバスバー4を介して接続してもよい。このようにシリコーンゴムを注入して固化させることによって、隣り合う単電池1,1の電極端子7,8を構成する接合部7a,8aの上面の高さ位置を同一にしてから、隣り合う単電池1,1の電極端子7,8同士をバスバー4を介して接続する方が、バスバー4による接続作業がやり易い利点がある。
Claims (4)
- 複数の単電池を電池ケースに収納し、隣り合う前記単電池の電極端子同士が電気接続部材を介して接続された組電池であって、
前記複数の単電池が当接して該複数の単電池の電極端子の高さを同一高さにするための当接部材と、該当接部材に前記複数の単電池が当接した状態に維持するべく、前記電池ケースの底部上面と該複数の単電池の底面との間の隙間を埋めるための充填材とを備えたことを特徴とする組電池。 - 前記電極端子が、前記電気接続部材に面接触するフラットな上面を有する接合部と、この接合部から上方に突出して前記電気接続部材が接続される接続部とを備え、前記複数の単電池の接合部の上面の高さを同一高さにする請求項1記載の組電池。
- 前記当接部材が、前記単電池が収納された電池ケースの開口部を覆う蓋体からなり、その蓋体に、前記各単電池を構成する蓋板の偏平な上端面が当接する当接部を備えている請求項1又は2記載の組電池。
- 複数の単電池を電池ケースに収納し、隣り合う前記単電池の電極端子同士が電気接続部材を介して接続された組電池を組み立てる方法であって、
前記複数の電池を前記電池ケースに収納し、該収納した複数の電池の電極端子の高さ位置が同一高さとなるように該複数の電池を位置合わせし、その位置合わせした状態において前記電池ケースの底部上面と前記複数の単電池の底面との隙間に合成樹脂を注入して該隙間を埋めることを特徴とする組電池の組立方法。
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