JP5309555B2 - 電池構造体 - Google Patents
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Description
本発明は外装絶縁チューブを被覆した少なくとも２個の単電池の軸方向が互いに並行となるように並置し、それぞれの単電池の外部端子間を電気的に接続する接続部品を備えた電池構造体に関するものである。
近年では、ＡＶ機器あるいはパソコンや携帯通信機器などの電子機器のポータブル化やコードレス化が急速に促進されており、これらの電子機器の駆動用電源として、信頼性も高く、メンテナンスも容易であることから、ニッケルカドミウム蓄電池やニッケル水素蓄電池、リチウムイオン二次電池などが代表的に用いられている。また、これらの電池はその他の各種用途にも幅広く使用されており、特に電動アシスト自転車、芝刈機、さらに電気自動車などの電気的に大きな負荷特性を必要とする駆動用電源としての用途が拡大している。この種の駆動用電源として用いられる電池は、一層の大電流の充放電特性と安全性が求められ、それに適した電池の開発が要望されている。
上述の駆動用電源の電池として、例えば円筒型アルカリ蓄電池について説明する。
図９は円筒型アルカリ蓄電池の構成例を示した切り欠き斜視図である。図９に示したように、帯状の正極板８１と負極板８２はセパレータ８６を介して渦巻状に巻回して極板群８５が構成されている。極板群８５の下端面から突出している負極芯材８４の露出部分と下部集電体９１のバーリング部９３とが複数箇所で溶接され、下部集電体９１は、極板群８５とともに電池ケース８７に収納されている。極板群８５の上端面から突出している正極芯材８３の露出部と複数箇所で溶接された上部集電体９０は接続リード８８を介して封口体８９に接続され、下部集電体９１と電池ケース８７とは、上部集電体９０の中央部に形成された孔部９０ａ及び極板群８５の巻き始め側の中空部８５ａに溶接電極棒を挿入し、下部集電体９１のプロジェクション（溶接点９２）を介して電池ケース８７の底面と抵抗溶接されている。この抵抗溶接は溶接電極棒と電池ケース８７の底面に配置した溶接電極との間で下部集電体９１と電池ケース８７の底面とを挟圧した状態で溶接される。上部集電体９０の上面の周縁部には電池ケース８７との内部ショートを防止するためリング状の絶縁板９４を載置し、電池ケース８７の上部側面に溝部を形成して、極板群８５を電池ケース８７内に保持する。次いで、所定量のアルカリ電解液を上部集電体９０の孔部９０ａを利用して電池ケース８７内に注入し、接続リード８８を折り曲げて前記の溝部上に封口体８９を載置し、電池ケース８７の上端の開口部を内方にかしめ封口して円筒型アルカリ蓄電池を構成する。
この複数個の円筒型アルカリ蓄電池の異極性間を互いに接続して電池パックや電池構造体として組み立てることが一般的であり、大電流放電に優れた電池構造体には、図１０に示すような、電池１００ａの封口体１０１に対する板厚の薄い溶接部１０２を一端に有するとともに板厚の厚い中間部１０３ａを有し、さらに中間部１０３ａから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部１０３ｂを有しているバスバー部品１０３と、電池１００ｂの電池ケース底部に対する溶接部を構成する板厚の薄いフランジ部品１０４にて構成されている。フランジ部品１０４は、電池１００ａの電池ケース底部の外周に嵌合する略円形皿形状の部材から成り、その周側壁に配置した複数の溶接箇所１０５にて電池ケース底部の外周面に抵抗溶接されて固着される。なお、溶接箇所１０５間に形成された切欠溝１０６は溶接無効電流を抑制するために設けている。フランジ部品１０４の上面１０７には、接続片部１０３ｂを受け入れる受入部として、一対のフランジ１０８が形成されている。この受入部の断面形状は、Ｌ字状に切り起こした形状であり、ここに接続片部１０３ｂを挿
入することでバスバー部品１０３を保持し、フランジ１０８と接続片部１０３ｂを溶接箇所１０９で溶接した電池構造体が知られている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００６−２６１０８３号公報
入することでバスバー部品１０３を保持し、フランジ１０８と接続片部１０３ｂを溶接箇所１０９で溶接した電池構造体が知られている。（例えば、特許文献１参照）
電気自動車などの駆動用電源として複数個の電池で構成された大電流特性が必要で高電圧な電池構造体は、この電池構造体を使用する装置のメンテナンス時などにおいて人が電池構造体に触れて感電することを防止し、電池構造体の安全性を確保するため、電池構造体自身の絶縁を確保する必要がある。
図１１は電池構造体に外装絶縁チューブを被覆した例の斜視図であり、外装絶縁チューブの一部を切り欠いた図である。電池構造体１１０は電池構造体自身の安全性を確保するため、図１１のように電池構造体１１０の電池の外周側面１１１及び電池の上面外周縁１１２及び電池の底面外周縁１１３を薄い樹脂フィルム材で構成した熱収縮性の外装絶縁チューブ１１４ａ、１１４ｂで被覆する必要がある。
しかし、特許文献１に開示されている電池接続体ではフランジ１０８の形状がＬ字形状であるため寸法精度が悪く、上面１０７との間の受入部の高さ寸法が安定しないため、接続片部１０３ｂを前記の受入部に挿入する際に電池構造体１１０の電池の底面外周縁１１３に被覆された外装絶縁チューブ１１５とバスバー部品１０３の接続片部１０３ｂの先端部１２０が擦れ、擦れた部分の外装絶縁チューブ１１５の一部が破れてしまう可能性があった。また、接続片部１０３ｂの先端部１２０がエッジ形状であるため、外装絶縁チューブ１１５の一部がより破れ易くなっていた。
外装絶縁チューブ１１５の一部が破れた場合、電池構造体の使用装置が利用される環境温度の変化や電池の充放電時の熱発生により電池の外周側面１１１を被覆した外装絶縁チューブ１１４ｂに温度衝撃が加わり、外装絶縁チューブ１１４ｂが熱収縮し、外装絶縁チューブ１１４ｂの破れた部分を基点に外装絶縁チューブ１１４ｂ全体に破れが広がる恐れがあった。このように外装絶縁チューブ１１４ｂ全体に破れが広がると、電池構造体１１０を使用する装置のメンテナンス時に、人が外装絶縁チューブ１１４ｂの破れた電池構造体１１０に触れて感電する心配があり、電池構造体１１０の安全性を確保することができないという問題点があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、電池構造体のバスバー部品の接続片部をフランジ部品の受入部へ安定して挿入できる構成とすることで、外装絶縁チューブの擦れによる破れを防ぎ、電池構造体を使用する装置のメンテナンス時に人が感電する心配のない安全性に優れた電池構造体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本発明は、少なくとも２個の外装絶縁チューブを被覆した単電池の軸方向が互いに並行となるように並置し、それぞれの単電池の外部端子間を電気的に接続する接続部品を備えた電池構造体であって、前記接続部品は一方の単電池の外部端子と接続したフランジ部品と、他方の単電池の外部端子と接続したバスバー部品を有し、前記バスバー部品の一端に先端を面取りした接続片部を設け、前記フランジ部品の上部にバスバー部品の接続片部を受け入れる角筒状の受入部を設け、この受入部にバスバー部品の接続片部を挿入し、受入部と接続片部とを電気的に接続したことを特徴としている。
この構成によれば、接続片部を受け入れる受入部が角筒状であるため、従来のＬ字形状のように寸法が安定しないという問題点を解決し、電池構造体のバスバー部品の接続片部
をフランジ部品の受入部へ安定して挿入することができる。その結果、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部が擦れて外装絶縁チューブが破れることなく、電池構造体を使用する装置のメンテナンス時に人が感電する心配のない安全性に優れた電池構造体を提供できる。
をフランジ部品の受入部へ安定して挿入することができる。その結果、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部が擦れて外装絶縁チューブが破れることなく、電池構造体を使用する装置のメンテナンス時に人が感電する心配のない安全性に優れた電池構造体を提供できる。
本発明によれば、電池構造体のバスバー部品の接続片部をフランジ部品の受入部へ安定して挿入することができるため、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部が擦れて外装絶縁チューブが破れることなく、電池構造体を使用する装置のメンテナンス時に人が感電する心配のない安全性に優れた電池構造体が得られる。
本発明においては、少なくとも２個の外装絶縁チューブを被覆した単電池の軸方向が互いに並行となるように並置し、それぞれの単電池の外部端子間を電気的に接続する接続部品を備えた電池構造体であって、前記接続部品は一方の単電池の外部端子と接続したフランジ部品と、他方の単電池の外部端子と接続したバスバー部品を有し、前記バスバー部品の一端に先端を面取りした接続片部を設け、前記フランジ部品の上部にバスバー部品の接続片部を受け入れる角筒状の受入部を設け、この受入部にバスバー部品の接続片部を挿入し、受入部と接続片部とを電気的に接続した構成とするものである。
この構成によれば、電池構造体のバスバー部品の接続片部をフランジ部品の受入部へ安定して挿入できるため、外装絶縁チューブの擦れによる破れを防ぎ、電池構造体を使用する装置のメンテナンス時に人が感電する心配のない安全性に優れた電池構造体が得られる。
また、前記フランジ部品の受入部と嵌合する前記バスバー部品の接続片部に、押出し加工により段差形状部を設けても良い。
このように、フランジ部品の受入部と嵌合する前記バスバー部品の接続片部に、押出し加工により段差形状部を設けることにより、フランジ部品の受入部にバスバー部品の接続片部を挿入する際の摩擦抵抗を低減し、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部の擦れによる外装絶縁チューブの破れをより低減できる。また、接続片部の挿入性を良化させる効果が得られる。
また、前記フランジ部品の受入部と嵌合する前記バスバー部品の接続片部の少なくとも一方の側縁に、前記受入部と係合するツメ部を設けても良い。
このように、バスバー部品の接続片部の少なくとも一方の側縁に、フランジ部品の受入部と係合するツメ部を設け、受入部とツメ部を係合させることにより、バスバー部品の接続片部をフランジ部品の受入部に挿入する際の挿入位置を容易に安定化させることができる。さらに、フランジ部品の受入部にバスバー部品の接続片部を挿入する際の摩擦抵抗を受ける距離を一定に保てるので、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部の擦れによる外装絶縁チューブの破れをより低減させることができる。また、接続片部の挿入位置が安定するので、電池構造体における電池間の距離の寸法精度を良化させる効果が得られる。
また、前記フランジ部品の上面に突起部を設けても良い。突起部の形状は、線状または点状または楕円状であることが好ましい。或いはこれらの形状を複数組み合せて設けても良い。
このように、前記フランジ部品の上面に突起部を設けることにより、フランジ部品の受入部にバスバー部品の接続片部を挿入する際の摩擦抵抗を低減し、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部の擦れによる外装絶縁チューブの破れをより低減させることができる。また、接続片部の挿入性を良化させる効果が得られる。
また、前記接続片部の高さ寸法Ａ、前記角筒状の受入部の高さ寸法Ｂ、前記フランジ部品の外周縁の上部を覆う外装絶縁チューブの厚みＣの関係を、Ａ＋Ｃ≦Ｂとすることが好ましい。
このように、フランジ部品の外周縁の上部を覆う外装絶縁チューブの厚みＣに対して、Ａ＋Ｃ≦Ｂとしたことで外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部が擦れる可能性がより低くなり、外装絶縁チューブの破れを確実に低減できる。
図１は本発明の電池構造体の構成例を示した一部切欠き斜視図、図２は図１の分解状態図、図３は本発明の一実施例を示したバスバー部品の斜視図、図４はその側面図、図５は本発明の他の実施例を示したバスバー部品の斜視図、図６はその側面断面図、図７は本発明の電池構造体に用いたフランジ部品の斜視図、図８は本発明の電池構造体に用いた円筒型アルカリ蓄電池の構成例を示した一部切り欠き斜視図である。
電池構造体１０に用いる電池は図８に示すように、帯状の正極芯材６３は幅方向の一端面を残して正極活物質層を設けた正極板６１を形成し、同様に帯状の負極芯材６４は幅方向の一端面を残して負極活物質層を設けた負極板６２を形成する。これら正極板６１と負極板６２は、正極芯材６３と負極芯材６４が相対向する方向となるようにセパレータ６６を介して渦巻状に巻回して極板群６５を構成する。極板群６５の下端面から突出する負極芯材６４の露出部分と下部集電体７１のバーリング部７３とを複数箇所で溶接し、下部集電体７１は極板群６５とともに電池ケース６７に収納する。極板群６５の上端面から突出する正極芯材６３の露出部分と複数箇所で溶接した上部集電体７０は接続リード６８を中継して封口体６９と電気的に接続する。下部集電体７１と電池ケース６７は、上部集電体７０の中央部に形成した孔部７０ａ及び極板群６５の巻き始め側の中空部６５ａに溶接電極棒を挿入し、電池ケース６７の底面に配置した溶接電極との間で下部集電体７１と電池ケース６７の底面とを挟圧した状態で、溶接点７２を介して抵抗溶接する。上部集電体７０の上面の周縁部には電池ケース６７との内部ショートを防止するためリング状の絶縁板７４を載置し、電池ケース６７の上部側面に溝部を形成して、極板群６５を電池ケース６７内に保持する。次いで、所定量のアルカリ電解液を上部集電体７０の孔部７０ａを利用して電池ケース６７内に注入し、接続リード６８を折り曲げて前記の溝部上に封口体６９を載置し、電池ケース６７の上端の開口部を内方にかしめ封口して円筒型アルカリ蓄電池を構成する。
電池構造体１０は、図１、図２に示すように、少なくとも２個のアルカリ蓄電池１０ａ、１０ｂと、アルカリ蓄電池１０ａの封口体１１に対する板厚の薄い溶接部１２を一端に有するとともに板厚の厚い中間部１３ａを有し、さらに中間部１３ａから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部１３ｂを有しているバスバー部品１３と、アルカリ蓄電池１０ｂの電池ケースの外周面に嵌合する略円形皿形状の部材から成り、その周側壁に電池ケース底部の外周面１０ｃと溶接する溶接箇所１４と溶接箇所１４の間に形成された溶接無効電流を抑制する切欠溝１５を設け、略円形皿形状の底部１６にはバスバー部品１３の接続片部１３ｂを受け入れる受入部を構成する断面形状が角筒状のフランジ１７を設けた板厚の薄いフランジ部品１８と、電池構造体１０を覆う外装絶縁チューブ１９ａ、１９ｂで構成している。
一方のアルカリ蓄電池１０ａを外装絶縁チューブ１９ａにて被覆し、アルカリ蓄電池１
０ａの封口体１１にバスバー部品１３の板厚の薄い溶接部１２を溶接により電気的に接続し、バスバー部品付のアルカリ蓄電池２０ａを構成し、もう一方のアルカリ蓄電池１０ｂの電池ケース底部の外周面１０ｃに略円形皿形状のフランジ部品１８を嵌合し、この側壁に設けた溶接箇所１４を溶接して電気的に接続し、外装絶縁チューブ１９ｂにて被覆してフランジ部品付のアルカリ蓄電池２０ｂを構成する。
０ａの封口体１１にバスバー部品１３の板厚の薄い溶接部１２を溶接により電気的に接続し、バスバー部品付のアルカリ蓄電池２０ａを構成し、もう一方のアルカリ蓄電池１０ｂの電池ケース底部の外周面１０ｃに略円形皿形状のフランジ部品１８を嵌合し、この側壁に設けた溶接箇所１４を溶接して電気的に接続し、外装絶縁チューブ１９ｂにて被覆してフランジ部品付のアルカリ蓄電池２０ｂを構成する。
バスバー部品１３は図３〜図６に示すように、バスバー部品１３の接続片部１３ｂをフランジ部品１８の受入部に挿入する際に、フランジ部品１８の外周縁に被覆した外装絶縁チューブ１９ｃとバスバー部品１３の接続片部１３ｂの先端部分が擦れ合うことを防ぐために、フランジ部品１８の上面１６と外装絶縁チューブ１９ｂに接触する面の接続片部１３ｂの先端部分に面取り部２１を設けたことを特徴としている。この面取り部２１は、Ｒ加工（丸め加工）が好ましい。
図３、図４に示したバスバー部品１３は、板厚の厚い中間部１３ａと、中間部１３ａから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部１３ｂを平坦に構成し、接続片部１３ｂの先端部分２４に面取り部２１を設けている。
図５、図６に示したバスバー部品１３は、フランジ部品１８のフランジ１７と嵌合する接続片部１３ｂに押し出し加工により段差形状部２２を設け、かつ、接続片部１３ｂの先端部分２４に面取り部２１を設けている。
図７に示したフランジ部品１８は、バスバー部品１３の接続片部１３ｂを受け入れる受入部を構成するフランジ１７の断面形状を角筒状としている。このように角筒状とすることで、接続片部１３ｂを挿入するときの挿入部の高さ寸法Ｂの寸法精度を高めることができる。
なお、バスバー部品１３の接続片部１３ｂをフランジ部品１８の受入部に挿入する際に、フランジ部品１８の外周縁に被覆した外装絶縁チューブ１９ｃとバスバー部品１３の接続片部１３ｂの先端部分が擦れないように、接続片部１３ｂの挿入部の高さ寸法Ａと、この挿入部を受け入れる側の受入部の高さ寸法Ｂと、フランジ部品１８の外周縁に被覆した外装絶縁チューブ１９ｃの厚みＣとの関係を、Ａ＋Ｃ≦Ｂとすれば、外周縁に被覆した外装絶縁チューブ１９ｃの破れを確実に低減できる。
以上のバスバー部品付のアルカリ蓄電池２０ａとフランジ部品付のアルカリ蓄電池２０ｂを用い、バスバー部品１３の接続片部１３ｂをフランジ部品１８の受入部に挿入し、溶接部２３にて接続片部１３ｂとフランジ１７を電気的に接続し、電池構造体１０を作製する。
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。尚、ここで示す図は一例であって、本発明の請求項に表す構成を有していれば、同様の効果を得ることができる。
厚さ１．０ｍｍの焼結式ニッケルからなる正極板６１の正極芯材６３を上方へ１．５ｍｍ突出し、厚さ０．７０ｍｍのペースト式カドミウムからなる負極板６２の負極芯材６４を下方へ１．５ｍｍ突出してセパレータ６６を介して、渦巻状に巻回した高さ寸法５０．８ｍｍの極板群６５を構成した。
板厚０．３０ｍｍ、外径３０ｍｍの低炭素鋼からなる上部集電体７０には、幅寸法１３．０ｍｍ、板厚０．４ｍｍの低炭素鋼からなる接続リード６８を溶接した。
この上部集電体７０の下面には下方に突出するバーリング部（図示せず）が成型されており、このバーリング部と電極群６５の上方へ突出した正極芯材６３の先端部分を溶接した。同様に極板群６５の下方へ突出した負極芯材６４の先端部分に板厚０．３０ｍｍ、外形３０．０ｍｍの下部集電体７１のバーリング部を溶接した。
上部集電体７０と下部集電体７１を溶接した極板群６５を外径３２．２ｍｍ、板厚０．５２ｍｍの電池ケース６７に挿入し、電池ケース６７の内底面に下部集電体７１を抵抗溶接した。上部集電体７０に溶接した接続リード６８の一方には、外径寸法３１．０ｍｍ、板厚０．９０ｍｍの封口体６９を抵抗溶接した。
上部集電体７０の上面の周縁部には電池ケース６７との内部ショートを防止するため、樹脂製で外径３０．７７ｍｍの絶縁リング７４を載置し、電池ケース６７の上方側面に溝部を形成して、極板群６５を電池ケース６７内に保持した。
所定量のアルカリ電解液を上部集電体７０の孔部７０ａを利用して電池ケース６７内に注入し、接続リード６８を折り曲げて前記の溝部上に封口体６９を載置し、電池ケース６７の上端の開口部を内方にかしめ封口し、図８に示す円筒型のアルカリ蓄電池を作製した。
このアルカリ蓄電池は、直径３２．２ｍｍ、高さ６０．５ｍｍ、公称容量５３００ｍＡｈである。
次に、折径６０ｍｍ、厚み０．１５ｍｍのＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）材料からなる外装絶縁チューブ１９ａにアルカリ蓄電池１０ａを挿入し、外装絶縁チューブ１９ａを約１２０℃の温風で熱収縮させ、アルカリ蓄電池１０ａを被覆した。
中間部１３ａの幅が１９．８ｍｍ、厚み１．８ｍｍ、全長７０ｍｍ、板厚の薄い溶接部１２の厚みが０．４ｍｍで鉄にニッケルメッキを施した材料からなるバスバー部品１３の板厚の薄い溶接部１２をアルカリ蓄電池１０ａの封口体１１に抵抗溶接し、バスバー部品付のアルカリ蓄電池２０ａを構成した。
また、アルカリ蓄電池１０ｂの電池ケース底部の外周面１０ｃに、略円形皿形状のフランジ部品１８を嵌め合わせ、フランジ部品１８の周側壁に設けた溶接箇所１４を抵抗溶接した。このフランジ部品１８の寸法は、直径３３．２ｍｍ、高さ６．５ｍｍ、板厚０．４ｍｍであり、フランジ部品１８の上面１６に、幅１７ｍｍ、長さ２１．５ｍｍ、総高２．５ｍｍ、板厚０．４ｍｍの断面形状が角筒状の受入部としてのフランジ１７をプレス加工により形成した。フランジ部品１８の材質は、鉄にニッケルメッキを施したものとした。
そして、折径６０ｍｍ、厚み０．１５ｍｍのＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）からなる外装絶縁チューブ１９ｂにアルカリ蓄電池１０ｂとフランジ部品１８を溶接したものを挿入し、外装絶縁チューブ１９ｂを約１２０℃の温風で熱収縮させ、アルカリ蓄電池１０ｂとフランジ部品１８を被覆し、フランジ部品付のアルカリ蓄電池２０ｂを構成した。
このフランジ部品付のアルカリ蓄電池２０ｂのフランジ１７に、バスバー部品付のアルカリ蓄電池２０ａのバスバー部品１３の接続片部１３ｂを挿入し、フランジ部品１８のフランジ１７上の溶接部２３を抵抗溶接し、電池構造体１０を作製した。
バスバー部品１３は、図３及び図４に示したように、板厚の厚い中間部１３ａと、中間部１３ａから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部１３ｂを平坦に構成し、この接続
片部１３ｂの先端部分２４は半径１５ｍｍの半円弧形状とした。この先端部分２４に１．４ｍｍの面取り部２１を設けた。
片部１３ｂの先端部分２４は半径１５ｍｍの半円弧形状とした。この先端部分２４に１．４ｍｍの面取り部２１を設けた。
図５及び図６に示したように、接続片部１３ｂに押し出し（プレス）加工により、凸部の高さ寸法が１ｍｍの段差形状部２２を設け、フランジ１７の総高を３．５ｍｍに形成したことの他は実施例１と同じように作製した電池構造体を実施例２とした。
図１２に示したように、バスバー部品１３の接続片部１３ｂの両側縁に、幅２ｍｍ、凸量０．８ｍｍのツメ部７５をそれぞれ１ヶ所ずつ、計２ヶ所に設けたことの他は実施例１と同じように作製した電池構造体を実施例３とした。
図１３に示したように、フランジ部品１８の上面１６に、長手寸法７．３ｍｍ、短手寸法２．５ｍｍ、高さ０．５ｍｍの線状の突起部７６を、受入部の入口側と出口側にそれぞれ１ヶ所ずつ、計２ヶ所に設け、フランジ１７の総高を３．０ｍｍに形成したことの他は実施例３と同じように作製した電池構造体を実施例４とした。
（比較例１）
図１０に示したように、バスバー部品１０３は板厚の厚い中間部１０３ａと、中間部１０３ａから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部１０３ｂを平坦に構成し、接続片部１０３ｂの先端部分１２０がエッジ形状（面取り無し）に形成され、フランジ部品１０４は受入部としてのフランジ１０８の断面形状をＬ字状に切り起こしたものとしたことの他は実施例１と同じように作製した電池構造体を比較例１とした。
図１０に示したように、バスバー部品１０３は板厚の厚い中間部１０３ａと、中間部１０３ａから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部１０３ｂを平坦に構成し、接続片部１０３ｂの先端部分１２０がエッジ形状（面取り無し）に形成され、フランジ部品１０４は受入部としてのフランジ１０８の断面形状をＬ字状に切り起こしたものとしたことの他は実施例１と同じように作製した電池構造体を比較例１とした。
以上のように作製した電池構造体について、フランジ部品付のアルカリ蓄電池の受入部にバスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部を挿入し、バスバー部品の接続片部と外装絶縁チューブの擦れ破れ試験を行なった。
＜バスバー部品の接続片部と外装絶縁チューブの擦れ破れ試験＞
電池構造体の安全性確認のため、実施例１〜４、及び比較例１において、バスバー付のアルカリ蓄電池とフランジ付のアルカリ蓄電池を各５０個作製した。
電池構造体の安全性確認のため、実施例１〜４、及び比較例１において、バスバー付のアルカリ蓄電池とフランジ付のアルカリ蓄電池を各５０個作製した。
（１）外装絶縁チューブの擦れ破れの確認
バスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部をフランジ部品付のアルカリ蓄電池のフランジ部品の受入部に挿入し、バスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部とフランジ部品付のアルカリ蓄電池の外装絶縁チューブが擦れ合った部分の外装絶縁チューブの破れの有無を評価した。その結果を（表１）に示す。
バスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部をフランジ部品付のアルカリ蓄電池のフランジ部品の受入部に挿入し、バスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部とフランジ部品付のアルカリ蓄電池の外装絶縁チューブが擦れ合った部分の外装絶縁チューブの破れの有無を評価した。その結果を（表１）に示す。
（表１）に示すように、バスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部と
フランジ部品付のアルカリ蓄電池の外装絶縁チューブが擦れ合った部分の外装絶縁チューブの破れは実施例１〜４が皆無であったのに対し、比較例１は５０個中２個の外装絶縁チューブの破れが発生した。
フランジ部品付のアルカリ蓄電池の外装絶縁チューブが擦れ合った部分の外装絶縁チューブの破れは実施例１〜４が皆無であったのに対し、比較例１は５０個中２個の外装絶縁チューブの破れが発生した。
これは比較例１のバスバー部品１０３の接続片部１０３ａの先端部分１２０の形状がエッジ形状であり、フランジ部品付のアルカリ蓄電池１００ｂのフランジ部品１０４の外装絶縁チューブ１１５と擦れ易いためであると考えられる。
また、実施例２のバスバー部品１３を用いた場合、バスバー部品付のアルカリ蓄電池１０ａのバスバー部品１３の接続片部１３ｂをフランジ付のアルカリ蓄電池１０ｂのフランジ部品１８の受入部に挿入する際、実施例１、比較例１と比べてスムーズに挿入できた。
これは実施例２のバスバー部品１３の接続片部１３ｂとフランジ部品１８の受入部が嵌合する部分に段差形状部２２を設けたため、バスバー部品１３とフランジ部品１８、及びフランジ部品付のアルカリ蓄電池１０ｂの外周縁に被覆した外装絶縁チューブ１９ｃの接触面積が低減し、各部品の摩擦抵抗が小さくなったためであると考えられる。
また、実施例３のバスバー部品１３を用いた場合、バスバー部品１３の接続片部１３ｂをフランジ部品１８の受入部に挿入する際、バスバー部品１３の接続片部１３ｂの側縁に設けたツメ部７５とフランジ部品１８の受入部が係合する。即ち、このツメ部７５が位置決めの役目を果たし、バスバー部品１３の接続片部１３ｂの挿入位置を一定に、かつ容易に保持することができた。その結果、バスバー部品１３と外装絶縁チューブ１９ｃが擦れる距離を一定、最小限に保つことができるため、外装絶縁チューブ１９ｃとバスバー部品１３の接続片部１３ｂの擦れによる外装絶縁チューブ１９ｃの破れをより低減できる。
また、実施例４のフランジ部品１８を用いた場合、実施例２と同様にバスバー部品１３の接続片部１３ｂをフランジ部品１８の受入部に挿入する際、実施例１、実施例３、比較例１と比べて円滑に挿入できた。これは実施例４のフランジ部品１８と、バスバー部品１３の接続片部１３ｂが接触する部分に線状の突起部７６を設けたため、バスバー部品１３とフランジ部品１８の接触面積が低減し、各部品の摩擦抵抗が小さくなったためであると考えられる。その結果、バスバー部品１３の接続片部１３ｂをフランジ部品１８の受入部に挿入する際の挿入性が安定したと考えられる。また、実施例４はバスバー部品１３の接続片部１３ｂの両側縁にフランジ部品１８の受入部と係合するツメ部７５を設けているため、容易にバスバー部品１３の挿入位置を決めることができた。
なお、実施例４では、図１３に示した線状の突起部７６を用いたが、点状や楕円状の突起部を用いても同様の効果が得られることを確認した。
本発明の電池構造体は、安全性と大電流放電特性が求められる電動アシスト自転車、電動バイク、電気自動車などの電源として有用である。
１０ 電池構造体
１０ａ アルカリ蓄電池
１０ｂ アルカリ蓄電池
１０ｃ 電池ケース底部の外周面
１１ 封口体
１２ 溶接部
１３ バスバー部品
１３ａ 中間部
１３ｂ 接続片部
１４ 溶接部
１５ 切欠溝
１６ 上面
１７ フランジ
１８ フランジ部品
１９ａ 外装絶縁チューブ
１９ｂ 外装絶縁チューブ
１９ｃ 外装絶縁チューブ
２０ａ バスバー部品付のアルカリ蓄電池
２０ｂ フランジ部品付のアルカリ蓄電池
２１ 面取り部
２２ 段差形状部
２３ 溶接部
２４ 先端部分
６１ 正極板
６２ 負極板
６３ 正極芯材
６４ 負極芯材
６５ 極板群
６５ａ 中空部
６６ セパレータ
６７ 電池ケース
６８ 接続リード
６９ 封口体
７０ 上部集電体
７０ａ 孔部
７１ 下部集電体
７２ 溶接点
７３ バーリング部
７４ 絶縁板
７５ ツメ部
７６ 突起部
１０ａ アルカリ蓄電池
１０ｂ アルカリ蓄電池
１０ｃ 電池ケース底部の外周面
１１ 封口体
１２ 溶接部
１３ バスバー部品
１３ａ 中間部
１３ｂ 接続片部
１４ 溶接部
１５ 切欠溝
１６ 上面
１７ フランジ
１８ フランジ部品
１９ａ 外装絶縁チューブ
１９ｂ 外装絶縁チューブ
１９ｃ 外装絶縁チューブ
２０ａ バスバー部品付のアルカリ蓄電池
２０ｂ フランジ部品付のアルカリ蓄電池
２１ 面取り部
２２ 段差形状部
２３ 溶接部
２４ 先端部分
６１ 正極板
６２ 負極板
６３ 正極芯材
６４ 負極芯材
６５ 極板群
６５ａ 中空部
６６ セパレータ
６７ 電池ケース
６８ 接続リード
６９ 封口体
７０ 上部集電体
７０ａ 孔部
７１ 下部集電体
７２ 溶接点
７３ バーリング部
７４ 絶縁板
７５ ツメ部
７６ 突起部
Claims (3)
- 少なくとも２個の外装絶縁チューブを被覆した単電池の軸方向が互いに並行となるように並置し、それぞれの単電池の外部端子間を電気的に接続する接続部品を備えた電池構造体であって、
前記接続部品は一方の単電池の外部端子と接続したフランジ部品と、他方の単電池の外部端子と接続したバスバー部品を有し、
前記バスバー部品の一端に先端を面取りした接続片部を設け、
前記フランジ部品の上部にバスバー部品の接続片部を受け入れる角筒状の受入部を設け、この受入部にバスバー部品の接続片部を挿入し、受入部と接続片部とを電気的に接続した電池構造体。 - 前記接続片部に、押出し加工により段差形状部を設けた請求項１に記載の電池構造体。
- 前記接続片部の少なくとも一方の側縁に、前記受入部と係合するツメ部を設けた請求項１に記載の電池構造体。
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