JP5508950B2 - 蓄電デバイス、蓄電モジュールおよびその製造方法 - Google Patents

蓄電デバイス、蓄電モジュールおよびその製造方法 Download PDF

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Description

この発明は、蓄電デバイス、所要数の蓄電デバイスから構成される蓄電モジュールおよびその製造方法、に関する。
急速充電が可能かつ充放電サイクル寿命の長い蓄電デバイスとして、電気二重層キャパシタやリチウムイオン電池などが注目される(特許文献1〜特許文献6)。
その一例を図21に基づいて説明すると、蓄電デバイス100は、電荷を蓄える蓄電部(図示せず)と、蓄電部を収容する容器112と、を備える。
蓄電部は、正極体と負極体とこれらの間に介在するセパレータとから所定の積層体に構成される。正極体および負極体は、電荷を蓄える電極層と、電荷の出し入れを行う集電層と、からなり、各集電層に極性の対応する電極端子113(正極端子,負極端子)が接合される。
電極端子113は、導電性の良好な材質から短尺状に形成され、容器112の内部に位置する一端(基端)部に極性の対応する集電極が接合され、他端(先端)側が容器112の外部へ引き出される。容器112は、蓄電部を各端子の一部(先端側)が外部へ突き出る収容状態に密封する。
このような蓄電デバイス100は、単体の最大電圧が3〜5V程度であり、使用可能な最大電圧および蓄電容量を高める上から、所要数の蓄電デバイスから蓄電モジュールが構成される。
図22〜図24は、所要数の蓄電デバイス100から構成される蓄電モジュールM-0を説明するものであり、蓄電デバイス100は、2個の蓄電デバイスを1組として蓄電デバイス100間が並列接続され、各組間が直列接続される。
各蓄電デバイス100の電極端子113は、予め接合しやすく折り曲げられる。図示の場合、各電極端子113は、容器112から引き出されて蓄電デバイス100の配列方向(容器の厚み幅方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分と、その部分から折曲部を介して蓄電デバイスの配列方向へ延びる中間部分と、さらにその部分から折曲部を介して蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる先端側部分と、が設けられる。
所要数の蓄電デバイス100は、図示の如く1列に並べると、各組の2個の蓄電デバイス100間で電極端子113の先端側部分が同極同士に重なり合うようになり、各組間を直列接続する導電部材114(バスバー)が設けられる。バスバー114は、短尺状に形成され、両端が折り曲げられる。
蓄電デバイス100は、2個ずつ電極端子の同極同士の先端側部分が重ねられ、バスバーの両端が重ねられ、これらが溶接によって接合される。図23において、116は1列に並ぶ蓄電デバイス100を収装するモジュールボックスであり、115はモジュール端子115aを構成するバスバー(導電部材)であり、バスバー115の他端は、列の両端に位置する組の電極端子の同極同士(正極端子同士または負極端子同士)が重なる先端側部分に重ねられ、これらが溶接によって接合される。
図24において、RAは蓄電デバイスの正極端子の抵抗であり、RBは負極端子の抵抗であり、RCはバスバー114の抵抗であり、RDはバスバー115の抵抗である。
特開2003−272966号公報 特開2006−108380号公報 特開2005−190885号公報 特開2002−151365号公報 特開2006−210562号公報 特開2001−313233号公報
このような蓄電モジュールにおいては、蓄電デバイスを1組2個ずつ並列接続すると共に組間を直列接続する接合部が、2枚の電極端子にバスバーの一端を加える3枚重ねの溶接となる。そのため、溶接が難しく、溶接に時間が掛かってしまう。また、電極端子の受ける熱量も大きく、蓄電部を保護するため、電極端子の外部へ引き出される部分の長さが大きく取られることもあり、充放電経路の発熱損(電力ロス)も大きくなってしまう。
この発明は、このような課題に対処するための有効な蓄電デバイス、蓄電モジュールおよびその製造方法、の提供を目的とする。
第1の発明は、所要数の蓄電デバイスから、これらが1列に並べられ、2個の蓄電デバイスを1組として並列接続すると共にこれら各組間を直列接続することによって構成される蓄電モジュールにおいて、各組間を直列接続するのにバスバーが用いられ、各組間で極性が互いに対応する電極端子とバスバーの両端との間をそれぞれ2枚重ねに溶接する接合部と、各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士をそれぞれ2枚重ねに溶接する接合部と、を備え、蓄電デバイスは、電荷を蓄える蓄電部およびこれを収容する容器と、前記蓄電部に対して電荷の出し入れを行うための1対の電極端子と、を備え、各電極端子は、容器から引き出されて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる基端側部分と、この部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向へ延びる中間部分と、さらにこの部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる先端側部分と、を備え、各先端側部分は、バスバーと電極端子との2枚重ねの溶接に必要な接合面と、その先端側に電極端子同士の2枚重ねの溶接に必要な接合面と、を持つことを特徴とする。
第2の発明は、第1の発明に係る蓄電モジュールを製造する方法において、各組間で極性が互いに対応する電極端子とバスバーの両端との間をそれぞれ2枚重ねに溶接する工程と、その後に各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士をそれぞれ2枚重ねに溶接する工程と、を備えることを特徴とする。
第3の発明は、所要数の蓄電デバイスから、これらが1列に配置され、2個の蓄電デバイスを1組として並列接続すると共にこれら各組間を直列接続することによって構成される蓄電モジュールにおいて、各組間で極性が互いに対応する電極端子同士を2枚重ねに溶接する接合部と、各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士をそれぞれ2枚重ねに溶接する接合部と、を備え、蓄電デバイスは、電荷を蓄える蓄電部およびこれを収容する容器と、蓄電部に対して電荷の出し入れを行うための1対の電極端子と、を備え、各電極端子は、容器から引き出されて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる基端側部分と、この部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向へ延びる中間部分と、さらにこの部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる先端側部分と、を備え、各蓄電デバイスの一方の電極端子は、先端側部分が各組の2個の蓄電デバイス間で電極端子の同極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面のみを持つのに対し、同じく他方の電極端子は、先端側部分が各組の2個の蓄電デバイス間で電極端子の同極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面と、その先端側に各組間で電極端子の異極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面と、を持つことを特徴とする。
第4の発明は、所要数の蓄電デバイスから、これらが1列に配置され、2個の蓄電デバイスを1組として並列接続すると共にこれら各組間を直列接続することによって構成される蓄電モジュールにおいて、各組間で極性が互いに対応する電極端子同士を2枚重ねに溶接する接合部と、各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士をそれぞれ2枚重ねに溶接する接合部と、を備え、蓄電デバイスは、電荷を蓄える蓄電部およびこれを収容する容器と、蓄電部に対して電荷の出し入れを行うための1対の電極端子と、を備え、各蓄電デバイスの一方の電極端子は、容器から引き出されて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる基端側部分と、この部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向へ延びる中間部分と、さらにこの部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる先端側部分と、を備える一方、同じく他方の電極端子は、容器から引き出されて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ平坦に延ばされ、一方の電極端子は、先端側部分が各組の2個の蓄電デバイス間で電極端子の同極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面のみを持つのに対し、同じく他方の電極端子は、先端側部分が各組の2個の蓄電デバイス間で電極端子の同極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面と、その先端側に各組間で電極端子の異極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面と、を持つことを特徴とする。
第5の発明は、第3の発明または第4の発明に係る蓄電モジュールを製造する方法において、各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士をそれぞれ2枚重ねに溶接する工程と、その後に各組間で極性が互いに対応する電極端子同士を2枚重ねに溶接する工程と、を備えることを特徴とする。
第6の発明は、第3の発明または第4の発明に記載の蓄電モジュールを構成する蓄電デバイスにおいて、1対の電極端子は、容器から外部へ引き出される部分の突出長が異なることを特徴とする。
第1の発明または第2の発明においては、蓄電デバイスを1組2個ずつ並列接続すると共に組間を直列接続する接合部は、各組間で極性が互いに対応する電極端子とバスバーの両端との間をそれぞれ接合する溶接部と、各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士をそれぞれ接合する溶接部と、から構成される。各溶接部(接合部)は、各々2枚重ねの溶接に拠るので、各接合部の溶接を簡単かつ効率よく処理することができる。また、従前の3枚重ねの溶接と較べると、電極端子が溶接に伴って受ける熱量も小さくなり、電極端子の外部へ引き出される部分の長さを短縮することができる。
第3の発明〜第5の発明においては、蓄電デバイスを1組2個ずつ並列接続すると共に組間を直列接続する接合部は、各組間で極性が互いに対応する電極端子同士を接合する溶接部と、各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士を接合する溶接部と、から構成される。各溶接部(接合部)は、各々2枚重ねの溶接に拠るので、各接合部の溶接を簡単かつ効率よく処理することができる。また、従前の3枚重ねの溶接と較べると、電極端子が溶接に伴って受ける熱量も小さくなり、電極端子の外部へ引き出される部分の長さを短縮することができる。また、組間を直列接続するバスバー(導電部材)を用いることなく、所要数の蓄電デバイスを1組2個ずつ並列接続すると共に組間を直列接続することができる。
第6の発明においては、1対の電極端子は、突出長が異なるので、第3の発明または第4の発明に記載の蓄電モジュールを簡単に効率よく構成することができる。
この発明の第1実施形態に係る蓄電デバイスを説明するものであり、[1-1]は蓄電デバイスの斜視図であり、[1-2]は蓄電デバイスA,Bを説明する斜視図である。 同じく蓄電モジュールを説明する斜視図である。 同じく蓄電モジュールを説明するものであり、(a)は上面図であり、(b)は側面図であり、(c)はx−x断面図である。 同じく蓄電モジュールを説明するものであり、(a)はその製造工程に係る説明図であり、(b)は蓄電モジュールの構成に係る説明図である。 同じく高さ寸法短縮に係る説明図である。 同じく蓄電モジュールの回路構成図である。 この発明の第2実施形態を説明する蓄電デバイスの斜視図である。 同じく蓄電モジュールを説明する斜視図である。 同じく蓄電モジュールを説明するものであり、(a)は上面図であり、(b)は側面図であり、(c)はx−x断面図である。 同じく蓄電モジュールの製造工程に係る説明図である。 同じく蓄電モジュールの製造工程に係る説明図である。 同じく蓄電モジュールの製造工程に係る説明図である。 同じく高さ寸法短縮に係る説明図である。 同じく蓄電モジュールの回路構成図である。 この発明の第3実施形態を説明する蓄電デバイスの斜視図である。 同じく蓄電モジュールを説明するものであり、(a)は上面図であり、(b)は側面図であり、(c)はx−x断面図である。 同じく蓄電モジュールの製造工程に係る説明図である。 同じく蓄電モジュールの製造工程に係る説明図である。 同じく蓄電モジュールの回路構成図である。 第1実施形態〜第3実施形態の合成抵抗値を従来例と比較して例示するグラフである。 従来技術を説明する蓄電デバイスの斜視図である。 同じく蓄電モジュールを説明する斜視図である。 同じく蓄電モジュールの構成に係る説明図である。 同じく蓄電モジュールの回路構成図である。
図に基づいて、この発明の実施形態を説明する。なお、図の随所に前後と上下と左右との3方向を規定する3次元矢印を添えておく。
図1〜図6は、第1実施形態を説明するものである。図において、蓄電デバイス10は、電気二重層キャパシタである。蓄電デバイス10は、電荷を蓄える蓄電部11(図3、参照)と、蓄電部11を収容する容器12と、を備える。
蓄電部11は、正極体と負極体とこれらの間に介在するセパレータとから所定の積層体に構成される。正極体および負極体は、電荷を蓄える電極層(電解液を含む分極性電極)と、電荷の出し入れを行う集電層(集電極)と、からなり、各集電層の同極同士のリードが結束され、その結束部に極性の対応する電極端子13(正極端子,負極端子)が接合される。
各電極端子13は、導電性の良好な材質から短尺状に形成され、容器12の内部に位置する一端(基端)部に極性の対応する集電層が接合され、他端(先端)側が容器12の外部へ引き出される。
容器12は、電気的な絶縁性を持つ材質から、蓄電部11(積層体)の外形に合わせて角形に形成され、蓄電部11を各端子13の一部(先端側)が外部へ突き出る収容状態に密封する。容器12は、前面および後面と、右面および左面と、上面および下面と、の六面体に構成される。
1対の電極端子13は、容器12の上面において、容器12の前後方向(容器12の厚み幅方向)の中央から上方へ引き出される。各電極端子13の容器12から外部へ突き出る部分については、後述の蓄電モジュールM-1の構成から、同一の長さ(突出長)に設定される。
蓄電モジュールM-1は、所要数の蓄電デバイス10が所定方向(容器12の前後方向)へ1列に配置され、各組2個ずつ並列接続すると共に隣り合う組間が直列接続される。各組2個の蓄電デバイス10は、A,Bとする。各組間を直列接続するのにバスバー14(導電部材)が用いられる。15はモジュール端子を構成するバスバー(導電部材)である。
蓄電モジュールM-1の製造過程において、Aの1対の電極端子13(正極端子A-a,負極端子A-b)およびBの1対の電極端子13(正極端子B-a、負極端子B-b)は、接合しやすく容器の上面から外部へ引き出される部分が予め2段に折り曲げられる。
図示の場合、Aの1対の電極端子13は、容器12から引き出されて容器12の厚さ幅方向(容器12の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分A-1と、その部分から折曲部を介して容器の厚さ幅方向と略平行に容器の後方へ延びる中間部分A-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器12の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分A-3と、が形成される。Bの1対の電極端子13は、容器12から引き出されて容器12の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる基端側部分B-1と、その部分から折曲部を介して容器の厚さ幅方向と略平行に容器の前方へ延びる中間部分B-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器12の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分B-3と、が形成される。
図示の場合、Aの1対の電極端子13は、前方から見て、左側が正極端子A-a、右側が負極端子A-b、に設定される。Bの1対の電極端子13は、前方から見て、左側が負極端子B-b、右側が正極端子B-a、に設定される。
所要数の蓄電デバイス10は、1列に並べられる。この例においては、前方から後方へA−B−B−A−A−Bの順に配列される。各組のA−B、B−A間を並列接続するのに先立ち、各並列組間のB−B、A−Aが直列接続される。なお、蓄電デバイス10の配列は、図1の[1-2]に基づくと、(ア)−(イ)−(エ)−(ウ)−(ア)−(イ)の順となる。
B−Bにおいては、前側のBに対し、後側のBが180度反転され、前側のB(図1の[1-2]の(イ)、参照)の容器12の後面に後側のB(図1の[1-2]の(エ)、参照)の容器12の前方を向く後面が重ねられる。これにより、前後のB−B間において、これらの電極端子13の先端側部分B-3の異極同士が向き合う形になり、図示の場合、前側のBの負極端子B-bの先端側部分B-3と後側のBの正極端子B-aの先端側部分B-3との間にバスバー14が介装される。バスバーは、両端にフランジ14aが形成され、一端のフランジ14aと前側のBの負極端子B-bの先端側部分B-3との間が2枚重ねに溶接され、他端のフランジ14aと後側のBの正極端子B-aの先端側部分B-3との間が2枚重ねに溶接される。
A−Aにおいては、後側のAに対し、前側のAが180度反転され、前側のA(図1の[1-2]の(ウ)、参照)の容器12の後方を向く前面に後側のA(図1の[1-2]の(ア)、参照)の容器12の前面が重ねられる。これにより、前後のA−A間において、これらの電極端子13の先端側部分A-3の異極同士が向き合う形になり、図示の場合、前側のAの負極端子A-bの先端側部分A-3と後側のAの正極端子A-aの先端側部分A-3との間にバスバー14が介装される。バスバー14の両端において、一端のフランジ14aと前側のAの負極端子A-bの先端側部分A-3との間が2枚重ねに溶接され、他端のフランジ14aと後側のAの正極端子A-aの先端側部分A-3との間が2枚重ねに溶接される。
その後、所要数の蓄電デバイス10は、1列に並べられる。各組間のB−B、A−A、が直列接続済みであり、蓄電デバイス10は、A−〈B−B〉−〈A−A〉−Bに配列される。列の前端に位置するAの容器12の後面に直列接続済みの〈B−B〉の前側のBの容器12の前面が重ねられ、その〈B−B〉の後側のBの容器12の後方を向く前面に次の直列接続済みの〈A−A〉の前側のAの容器12の前方を向く後面が重ねられ、その〈A−A〉のAの容器12の後面に列の後端に位置するBの容器12の前面が重ねられる(図2〜図4、参照)。図4において、16は所要数の蓄電デバイス10を所定の配列状態に収装するモジュールケースである。
各組2個のA−B間およびB−A間においては、互いに1対の電極端子の同極同士の先端側部分A-3とB-3が拝み合う形に重なるようになり、これらの先端部がそれぞれ2枚重ねに溶接される。
モジュール端子15Aを構成するバスバー15については、一端がモジュール端子15Aに形成され、他端にフランジ15aとなる。バスバー15は、列の両端に配置されるA,Bに対して極性が対応する電極端子13の先端側部分A-3,B-3にフランジ15aが重ねられ、これらの間が2枚重ねに溶接される。
このような2枚重ねの溶接工程により、所要数の蓄電デバイス10から蓄電モジュールM-1を効率よく簡単に製造することができる。各組2個の蓄電デバイス10間を並列接続する接合部および各組間を直列接続する接合部が2枚重ねの溶接に拠るので、溶接に要する時間が短縮され、溶接精度の向上により強固な溶接部(接合部)が得られることなる。また、従前の3枚重ねの溶接と較べると、電極端子13が溶接に伴って受ける熱量も小さくなり、電極端子13の外部へ引き出される部分の長さ(突出長)を短縮することができる。つまり、溶接に伴う蓄電部への熱的な影響を抑えるのに必要な長さの短縮が可能となる。
各組の蓄電デバイス10間および組間の接続にスポット溶接を用いることが想定される。その場合、3枚重ねの溶接でなく、2枚重ねの溶接となるので、スパッタの発生も抑えられ、スパッタの蓄電デバイス10への付着を防止できるという効果が得られる。
各蓄電デバイスの電極端子13は、2段の折り曲げにより、基端側部分A-1,B-1と、中間部分A-2,B-2と、先端側部分A-3,B-3と、から構成される。先端側部分A-3,B-3は、各2枚重ねの接合部を形成するのに必要な長さに設定され、中間部分A-2,B-2は、先端側部分A-3,B-3を接合しやすく隣り合う蓄電デバイス10の容器同士の合わせ面と略面一に位置づけるのに必要な長さに設定される。従って、電極端子13の外部へ引き出される部分の突出長は、基端側部分A-1,B-1の長さを短縮することによって設定される。
蓄電モジュールM-1は、電極端子13の外部へ引き出される部分の突出長が短縮されるので、従来の場合に較べると、モジュール端子15A間の電路(充放電経路)の長さが短縮され、その分、合成抵抗値が減少する。そのため、モジュール端子15A間の電力ロス(発熱損)を小さく抑えられることになる。また、蓄電モジュールM-1の高さ寸法が従来(図21〜図24、参照)と較べると縮小するので、蓄電モジュールM-1の体積効率が向上する(図5、参照)。図5において、△hが電極端子13の突出長の縮小分を表示する。
図6は、蓄電モジュールM-1の回路構成を示すものであり、R’Aは蓄電デバイス10(セル)の正極端子A-a,B-aの抵抗であり、負極端子A-b,B-bの抵抗R’Bであり、RCはバスバー15の抵抗であり、RDはバスバー14の抵抗である。
蓄電デバイス10の内部抵抗RXを無視してモジュール端子15A間の充放電経路(電路)の合成抵抗R1を計算すると、R1=3・{(Ra’+Rb’)/2}+2・RC+2・RDとなる。R’A=R’Bとすると、R1=3・R’A+2・RC+2・RD…(2)となる。
図24の従来例の場合、各蓄電デバイスの内部抵抗RXを無視してモジュール端子間の合成抵抗Rを計算すると、R=3・{(RA+RB)/2}+2・RC+2・RDとなる。RA=RBとすると、R=3・RA+2・RC+2・RD…(1)となる。
(1)式と(2)式を比較すると、2枚重ねの溶接により、電極端子の長さが短縮され、その分、R’A<RAとなり、従って、R1<Rとなる。
例えば、図24において、RA=RB=4mΩ、RC=10mΩ、RD=5mΩ、とすると、(1)式から、モジュール端子15a間の合成抵抗Rは、R=3×4+2×10+2×5=42mΩ、となる。図6においては、R’A=R’B=3mΩ、RC=10mΩ、RD=5mΩ、とすると、(2)式から、モジュール端子15a間の合成抵抗R1は、R1=3×3+2×10+2×5=39mΩ、となるのである。
図7〜図14は、第2実施形態を説明するものである。図において、蓄電デバイス20は、電気二重層キャパシタである。蓄電デバイス20は、電荷を蓄える蓄電部21(図9、参照)と、蓄電部21を収容する容器22と、を備える。
蓄電部21は、正極体と負極体とこれらの間に介在するセパレータとから所定の積層体に構成される。正極体および負極体は、電荷を蓄える電極層(電解液を含む分極性電極)と、電荷の出し入れを行う集電層(集電極)と、からなり、各集電層の同極同士のリードが結束され、その結束部に極性の対応する電極端子23(正極端子,負極端子)が接合される。
各電極端子23は、導電性の良好な材質から短尺状に形成され、容器の内部に位置する一端(基端)部に極性の対応する集電層が接合され、他端(先端)側が容器22の外部へ引き出される。
容器22は、電気的な絶縁性を持つ材質から、蓄電部21(積層体)の外形に合わせて角形に形成され、蓄電部21を各端子23の一部(先端側)が外部へ突き出る収容状態に密封する。容器22は、前面および後面と、右面および左面と、上面および下面と、の六面体に構成される。
1対の電極端子23は、容器22の上面において、容器22の前後方向(容器22の厚み幅方向)の中央から上方へ引き出される。各電極端子23の容器22から外部へ突き出る部分については、後述の蓄電モジュールM-2の構成から、異なる長さ(突出長)に設定される。
蓄電モジュールM-2は、所要数の蓄電デバイス20が所定方向(容器22の前後方向)へ1列に配置され、各組2個ずつ並列接続すると共に隣り合う組間が直列接続される。各組2個の蓄電デバイス20は、A,B、A’,B’とする。
蓄電モジュールM-2の製造過程において、Aの1対の電極端子23(正極端子A-a,負極端子A-b)およびBの1対の電極端子23(正極端子B-a、負極端子B-b)、A’の1対の電極端子23(正極端子A-a,負極端子A-b)およびB’の1対の電極端子23(正極端子B-a、負極端子B-b)は、接合しやすく容器22の上面から外部へ引き出される部分が予め2段に折り曲げられる。
図示の場合、Aの短い方の電極端子23Sは、容器22から引き出されて容器22の厚さ幅方向(容器22の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分S・A-1と、その部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略平行に容器の前方へ延びる中間部分S・A-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分S・A-3と、が形成される。Aの長い方の電極端子23Lは、容器22から引き出されて容器22の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる基端側部分L・A-1と、その部分から折曲部を介して容器の厚さ幅方向と略平行に容器22の後方へ延びる中間部分L・A-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分L・A-3と、が形成される。
一方、Bの短い電極端子23Sは、容器22から引き出されて容器22の厚さ幅方向(容器22の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分S・B-1と、その部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略平行に容器の後方へ延びる中間部分S・B-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分S・B-3と、が形成される。Bの長い方の電極端子23Lは、容器22から引き出されて容器22の厚さ幅方向(容器の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分L・B-1と、その部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略平行に容器の前方へ延びる中間部分L・B-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分L・B-3と、が形成される。
図示の場合、Aの短い方の電極端子23Sは、正極端子A-a、Aの長い方の電極端子23Lは、負極端子A-b、に設定される。Bの短い方の電極端子23Sは、負極端子B-b、Bの長い方の電極端子23Lは、正極端子B-a、に設定される。
Aの1対の電極端子23(正極端子A-a,負極端子A-b)およびBの1対の電極端子23(正極端子B-a、負極端子B-b)は、突出長が異なる。また、Aの1対の電極端子23と、Bの1対の電極端子23と、は容器22からの引き出し位置および1段目の折り曲げ方向が逆(反対)となる。また、Aの短い方の電極端子23Sと長い方の電極端子23Lとの極性の取り方と、Bの短い方の電極端子23Sと長い方の電極端子23Lとの極性の取り方と、が逆(反対)となる。
容器22からの引き出し位置については、図示の場合、Aの短い方の電極端子23Sが容器22の厚み幅方向の中央の、前方から見て左寄りの位置から引き出され、Aの長い方の電極端子23Lが容器22の厚み幅方向の中央の、前方から見て右寄りの位置から引き出され、Bの長い方の電極端子23Lが容器22の厚み幅方向の中央の、前方から見て左寄りの位置から引き出され、Bの短い方の電極端子23Sが容器22の厚み幅方向の中央の、前方から見て右寄りの位置から引き出される(図11、参照)。
A’の短い方の電極端子23Sは、容器22から引き出されて容器22の厚さ幅方向(容器22の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分S・A-1と、その部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略平行に容器22の前方へ延びる中間部分S・A-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分S・A-3と、が形成される。A’の長い方の電極端子23Lは、容器22から引き出されて容器22の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる基端側部分L・A-1と、その部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略平行に容器の後方へ延びる中間部分L・A-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分L・A-3と、が形成される。
一方、B’の短い電極端子23Sは、容器22から引き出されて容器22の厚さ幅方向(容器22の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分S・B-1と、その部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略平行に容器22の後方へ延びる中間部分S・B-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分S・B-3と、が形成される。B’の長い方の電極端子23Lは、容器22から引き出されて容器22の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる基端側部分L・B-1と、その部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略平行に容器22の前方へ延びる中間部分L・B-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器22の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分L・B-3と、が形成される。
図示の場合、A’の短い方の電極端子23Sは、正極端子A-a、A’の長い方の電極端子23Lは、負極端子A-b、に設定される。B’の短い方の電極端子23Sは、負極端子B-b、B’の長い方の電極端子23Lは、正極端子B-a、に設定される。
A’の1対の電極端子23(正極端子A-a,負極端子A-b)およびB’の1対の電極端子23(正極端子B-a、負極端子B-b)は、突出長が異なる。また、A’の1対の電極端子23と、B’の1対の電極端子23と、は容器22からの引き出し位置および1段目の折り曲げ方向が逆(反対)となる。また、A’の短い方の電極端子23Sと長い方の電極端子23Lとの極性の取り方と、B’の短い方の電極端子23Sと長い方の電極端子23Lとの極性の取り方と、が逆(反対)となる。
容器22からの引き出し位置については、図示の場合、A’の短い方の電極端子23Sが容器22の厚み幅方向の中央の、前方から見て右寄りの位置から引き出され、A’の長い方の電極端子23Lが容器22の厚み幅方向の中央の、前方から見て左寄りの位置から引き出され、B’の長い方の電極端子23Lが容器22の厚み幅方向の中央の、前方から見て右寄りの位置から引き出され、B’の短い方の電極端子23Sが容器22の厚み幅方向の中央の、前方から見て左寄りの位置から引き出される。
所要数の蓄電デバイス20は、各組2個ずつに分けられる。A−B間においては、Aの容器22の後面にBの容器22の前面が重ねられる。これにより、Aの短い方の電極端子23Sの先端側部分S・A-3にBの長い方の電極端子23Lの先端側部分L・B-3が突き当たるようになり、Bの短い方の電極端子23Sの先端側部分S・B-3にAの長い方の電極端子23Lの先端側部分L・A-3が突き当たるようになり、これら同極同士の先端側部分がそれぞれ2枚重ねに溶接される(図11、参照)。A’−B’間においては、A’の容器22の後面にB’の容器22の前面が重ねられる。これにより、A’の短い方の電極端子23Sの先端側部分S・A-3にB’の長い方の電極端子23Lの先端側部分L・B-3が突き当たるようになり、B’の短い方の電極端子23Sの先端側部分S・B-3にA’の長い方の電極端子23Lの先端側部分L・A-3が突き当たるようになり、これら同極同士の先端側部分がそれぞれ2枚重ねに溶接される。
その後、各組2個の並列接続済みのA−BおよびA’−B’が1列に並べられる。所要数の蓄電デバイス20は、A−B−A’−B’−A−Bに配列されると、各組間において、[A−B]のBの短い電極端子23Sの先端側部分S・B-3と、次の[A’−B’]のA’の短い方の電極端子23Sの先端側部分S・A-3と、が重なり合うようになり、その[A’−B’]のB’の短い電極端子23Sの先端側部分S・B-3と、次の[A−B]のAの短い方の電極端子23Sの先端側部分S・A-3と、が重なり合うようになり、これらの間が2枚重ねに溶接される(図12、参照)。
図12において、(1)はA−Bのx矢視側面、(2)はA’−B’のy矢視側面、(3)はA−Bのz矢視側面、を表示する。26は所要数の蓄電デバイス20を所定の配列状態に収装するモジュールケースである。25Aはモジュール端子であり、列の両端に位置するA,Bの、短い方の電極端子23Sの先端側部分S・A-3,S・B-3によって構成される。
このような2枚重ねの溶接工程により、所要数の蓄電デバイス20から蓄電モジュールM-2を効率よく簡単に製造することができる。各組2個の蓄電デバイス20間を並列接続する接合部および各組間を直列接続する接合部が2枚重ねの溶接に拠るので、溶接に要する時間が短縮され、強固な溶接部(接合部)が精度よく得られることなる。また、従前の3枚重ねの溶接と較べると、電極端子23が溶接に伴って受ける熱量も小さくなり、電極端子23の外部へ引き出される部分の長さ(突出長)を短縮することができる。つまり、溶接に伴う蓄電部21への熱的な影響を抑えるのに必要な長さの短縮が図れるのである。
各組の蓄電デバイス20間および組間の接続にスポット溶接を用いることが想定される。その場合、3枚重ねの溶接でなく、2枚重ねの溶接となるので、スパッタの発生も抑えられ、スパッタの蓄電デバイス20への付着を防止できるという効果が得られる。
各蓄電デバイス20の電極端子23は、2段の折り曲げにより、基端側部分と中間部分と先端側部分とから構成される。先端側部分S・A-3,L・A-3、S・B-3,L・B-3は、各2枚重ねの接合部を形成するのに必要な長さに設定され、中間部分S・A-2,L・A-2、S・B-2,L・B-2は、先端側部分S・A-3,L・A-3、S・B-3,L・B-3を接合しやすく隣り合う蓄電デバイス20の容器同士の合わせ面と略面一に位置づけるのに必要な長さに設定される。従って、電極端子23の外部へ引き出される部分の突出長は、基端側部分S・A-1,L・A-1、S・B-1,L・B-1の長さを短縮することによって設定される。このため、蓄電モジュールM-1の高さ寸法が従来(図21〜図24、参照)と較べると縮小するので、蓄電モジュールM-1の体積効率が向上する(図13、参照)。図13において、△hが電極端子13の突出長の縮小分を表示する。
蓄電モジュールM-2は、電極端子20の外部へ引き出される部分の突出長が短縮され、従来の場合に較べると、モジュール端子25A間の電路(充放電経路)の長さが短縮され、バスバーも要らないため、図1〜図6の場合(第1実施形態)と比較しても、モジュール端子間の電路(充放電経路)の長さが短縮され、その分、合成抵抗値が減少する。このため、モジュール端子間の電力ロス(発熱損)を小さく抑えられることになる。
図14は、蓄電モジュールM-2の回路構成を示すものであり、Raは蓄電デバイス20(セル)の短い方の電極端子23sの抵抗であり、Rbは長い方の電極端子23Lの抵抗である。
蓄電デバイス20の内部抵抗RXを無視してモジュール端子25A間の充放電経路(電路)の合成抵抗R2を計算すると、R2=3・{(Ra+Rb)/2}…(3)となる。
図6(第1実施形態)のR’A=R’BとRa,Rbを較べると、Ra=R’A、Rb=R’B +△Rt、と想定される。ここで、△Rtは、R’B の電極端子13の中間部分の長さと、Rbの電極端子23Lの中間部分の長さと、の差分に相応する。従って、(3)式は、R2=3・(R’A+R’B +△Rt)/2=3・R’A+3・(△Rt/2)…(4)となる。
(2)式と(4)式を比較すると、R1=3・R’A+2・RC+2・RD…(2)において、RC>△Rt、RD>2・△Rt、となるので、(4)式の3・△Rt/2は、(2)式の2・RC+2・RD に対し、3・△Rt/2<2・RC+2・RDとなる。従って、R2<R1となる。
例えば、R’A=3mΩ、とする。また、△Rtは、電極端子23Lの電極端子13に対する容器の厚み幅分の長さに相応する抵抗増加分であり、5mΩとすると、(4)式から、モジュール端子25A間の合成抵抗R2は、R2=3×3+3×5÷2=16.5mΩとなる。
蓄電デバイス20については、1対の電極端子23がそれぞれ容器22から外部へ突き出る部分を前記の如く構成することにより、所要数の蓄電デバイス20から蓄電モジュールM-2を効率よく組み立てることが可能となる。
図15〜図19は、第3実施形態を説明するものである。図において、蓄電デバイス30は、電気二重層キャパシタである。蓄電デバイス30は、電荷を蓄える蓄電部31(図16、参照)と、蓄電部31を収容する容器32と、を備える。
蓄電部31は、正極体と負極体とこれらの間に介在するセパレータとから所定の積層体に構成される。正極体および負極体は、電荷を蓄える電極層(電解液を含む分極性電極)と、電荷の出し入れを行う集電層(集電極)と、からなり、各集電層の同極同士のリードが結束され、その結束部に極性の対応する電極端子33(正極端子,負極端子)が接合される。
各電極端子33は、導電性の良好な材質から短尺状に形成され、容器32の内部に位置する一端(基端)部に極性の対応する集電層が接合され、他端(先端)側が容器32の外部へ引き出される。
容器32は、電気的な絶縁性を持つ材質から、蓄電部31(積層体)の外形に合わせて角形に形成され、蓄電部31を各端子33の一部(先端側)が外部へ突き出る収容状態に密封する。容器31は、前面および後面と、右面および左面と、上面および下面と、の六面体に構成される。
1対の電極端子32は、容器32の上面において、容器32の前後方向(容器32の厚み幅方向)の両端から上方へ引き出される。各電極端子33の容器32から外部へ突き出る部分については、後述の蓄電モジュールM-3の構成から、異なる長さ(突出長)に設定される。
蓄電モジュールM-3は、所要数の蓄電デバイス30が所定方向(容器32の前後方向)へ1列に配置され、各組2個ずつ並列接続すると共に隣り合う組間が直列接続される。各組2個の蓄電デバイス30については、前側のものをA,A’、後側のものをB,B’、とする。
図示の場合、Aの短い方の電極端子33Sは、容器32から引き出されて容器の厚さ幅方向(容器32の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分S・A-1と、その部分からさらに容器の厚さ幅方向と略直交する外方へ延長される先端側部分S・A-3と、が設定される。つまり、Aの短い電極端子33Sの先端側部分S・A-3は、基端側部分S・A-1から折曲部を介さず平坦に連なる。
Aの長い方の電極端子33Lは、容器32から引き出されて容器32の厚さ幅方向(容器32の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分L・A-1と、その部分から折曲部を介して容器32の厚さ幅方向と略平行に容器の後方へ延びる中間部分L・A-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器32の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分L・A-3と、が形成される。
一方、Bの短い電極端子33Sは、容器32から引き出されて容器32の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる基端側部分S・B-1と、その部分からさらに容器32の厚さ幅方向と略直交する外方へ延長される先端側部分S・B-3と、が設定される。つまり、Bの短い電極端子33Sの先端側部分S・B-3は、基端側部分S・A-1から折曲部を介さず平坦に連なる。
Bの長い方の電極端子33Lは、容器20から引き出されて容器20の厚さ幅方向(容器20の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分L・B-1と、その部分から折曲部を介して容器32の厚さ幅方向と略平行に容器32の前方へ延びる中間部分L・B-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器32の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分L・B-3と、が形成される。
図示の場合、Aの短い方の電極端子33Sは、正極端子A-a、Aの長い方の電極端子32Lは、負極端子A-b、に設定される。Bの短い方の電極端子33Sは、負極端子B-b、Bの長い方の電極端子33Lは、正極端子B-a、に設定される。
Aの1対の電極端子33(正極端子A-a,負極端子A-b)およびBの1対の電極端子33(正極端子B-a、負極端子B-b)は、突出長が異なり、容器32からの引き出し位置が異なる。AとBの長い方の電極端子の折り曲げ方向が逆(反対)となる。また、Aの短い方の電極端子33Sと長い方の電極端子33Lとの極性の取り方と、Bの短い方の電極端子33Sと長い方の電極端子33Lとの極性の取り方と、が逆(反対)となる。
容器32からの引き出し位置については、図示の場合、Aの短い方の電極端子33Sが容器32の上面の前面側の辺の、前方から見て左寄りの位置から引き出され、Aの長い方の電極端子33Lが容器32の上面の後面側の辺の、前方から見て右寄りの位置から引き出され、Bの長い方の電極端子33Lが容器32の上面の前面側の辺の、前方から見て左寄りの位置から引き出され、Bの短い方の電極端子33Sが容器32の上面の後面側の辺の、前方から見て右寄りの位置から引き出される。
A’の短い方の電極端子33Sは、容器32から引き出されて容器32の厚さ幅方向(容器32の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分S・A-1と、その部分からさらに容器の厚さ幅方向と略直交する外方へ延長される先端側部分S・A-3と、が設定される。A’の短い電極端子33Sの先端側部分S・A-3は、基端側部分S・A-1から折曲部を介さず平坦に連なる。
A’の長い方の電極端子33Lは、容器32から引き出されて容器32の厚さ幅方向(容器32の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分L・A-1と、その部分から折曲部を介して容器32の厚さ幅方向と略平行に容器32の後方へ延びる中間部分L・A-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器32の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分L・A-3と、が形成される。
一方、B’の短い電極端子33Sは、容器32から引き出されて容器32の厚さ幅方向(容器32の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分S・B-1と、その部分からさらに容器32の厚さ幅方向と略直交する外方へ延長される先端側部分S・B-3と、が設定される。B’の短い電極端子33Sの先端側部分S・B-3は、基端側部分S・B-1から折曲部を介さず平坦に連なる。
B’の長い方の電極端子33Lは、容器32から引き出されて容器32の厚さ幅方向(容器32の前後方向)と略直交する外方へ延びる基端側部分L・B-1と、その部分から折曲部を介して容器32の厚さ幅方向と略平行に容器の前方へ延びる中間部分L・B-2と、さらにその部分から折曲部を介して容器32の厚さ幅方向と略直交する外方へ延びる先端側部分L・B-3と、が形成される。
図示の場合、A’の短い方の電極端子33Sは、正極端子A-a、A’の長い方の電極端子33Lは、負極端子A-b、に設定される。B’の短い方の電極端子33Sは、負極端子B-b、B’の長い方の電極端子33Lは、正極端子B-a、に設定される。
A’の1対の電極端子33(正極端子A-a,負極端子B-b)およびB’の1対の電極端子33(正極端子B-a、負極端子B-b)は、突出長が異なり、容器32からの引き出し位置が異なる。A’とB’の長い方の電極端子の折り曲げ方向が逆(反対)となる。また、A’の短い方の電極端子33Sと長い方の電極端子33Lとの極性の取り方と、B’の短い方の電極端子33Sと長い方の電極端子33Lとの極性の取り方と、が逆(反対)となる。
容器32からの引き出し位置については、A’の短い方の電極端子33Sが容器32の上面の前面側の辺の、前方から見て左寄りの位置から引き出され、A’の長い方の電極端子33Lが容器32の上面の後面側の辺の、前方から見て右寄りの位置から引き出され、B’の長い方の電極端子33Lが容器32の上面の前面側の辺の、前方から見て左寄りの位置から引き出され、B’の短い方の電極端子33Sが容器32の上面の後面側の辺の、前方から見て左寄りの位置から引き出される。
Aの短い方の電極端子33Sは、前方から見て左寄りの位置、A’の短い電極端子33Sは、前方から見て右寄りの位置、Aの長い方の電極端子33Lは、前方から見て右寄りの位置、A’の長い方の電極端子33Lは、前方から見て左寄りの位置、に設定される。また、Bの短い方の電極端子33Sは、前方から見て右寄りの位置、B’の短い電極端子33Sは、前方から見て左寄りの位置、Bの長い方の電極端子33Lは、前方から見て左寄りの位置、B’の長い方の電極端子33Lは、前方から見て右寄りの位置、に設定される。
所要数の蓄電デバイス30は、各組2個ずつに分けられる。A−Bにおいては、Aの容器32の後面にBの容器32の前面が重ねられる。これにより、Aの短い方の電極端子33Sの先端側部分S・A-3にBの長い方の電極端子33Lの先端側部分L・A-3が突き当たるようになり、Bの短い方の電極端子33Sの先端側部分S・B-3にAの長い方の電極端子33Lの先端側部分L・A-3が突き当たるようになり、これら同極同士の先端側部分の間がそれぞれ2枚重ねに溶接される(図18、参照)。A’−B’においては、A’の容器32の後面にB’の容器32の前面が重ねられる。これにより、A’の短い方の電極端子33Sの先端側部分S・A-3にB’の長い方の電極端子33Lの先端側部分L・B-3が突き当たるようになり、B’の短い方の電極端子33Sの先端側部分S・B-3にA’の長い方の電極端子33Lの先端側部分L・A-3が突き当たるようになり、これら同極同士の先端側部分がそれぞれ2枚重ねに溶接される。
その後、各組2個の並列接続済みの[A−B]および[A’−B’]が1列に並べられる。所要数の蓄電デバイス30は、[A−B]−[A’−B’]−[A−B]に配列される。各組間において、[A−B]のBの短い電極端子33Sの引き出し部分と、次の[A’−B’]のA’の短い方の電極端子33Sの引き出し部分と、が重なり合うようになり、その[A’−B’]のB’の短い電極端子33Sの引き出し部分と、次の[A−B]のAの短い方の電極端子33Sの引き出し部分と、が重なり合うようになり、これら先端部の間が2枚重ねに溶接される(図18、参照)。
図18において、(1)はA−Bのx矢視側面、(2)はA’−B’のy矢視側面、(3)はA−Bのz矢視側面、を表示する。36は所要数の蓄電デバイス30を所定の配列状態に収装するモジュールケースである。35Aはモジュール端子であり、列の両端に位置するA,Bの、短い方の電極端子33Sの先端側部分S・A-3,S・B-3によって構成される。
このような2枚重ねの溶接工程により、所要数の蓄電デバイス30から蓄電モジュールM-3を効率よく簡単に製造することができる。各組2個の蓄電デバイス間を並列接続する接合部および各組間を直列接続する接合部が2枚重ねの溶接に拠るので、溶接に要する時間が短縮され、溶接精度の向上により、強固な溶接部(接合部)が得られることなる。また、従前の3枚重ねの溶接と較べると、電極端子33が溶接に伴って受ける熱量も小さくなり、電極端子33の外部へ引き出される部分の長さ(突出長)を短縮することができる。つまり、溶接に伴う蓄電部31への熱的な影響を抑えるのに必要な長さの短縮が図れるのである。
各組の蓄電デバイス間および組間の接続にスポット溶接を用いることが想定される。その場合、3枚重ねの溶接でなく、2枚重ねの溶接となるので、スパッタの発生も抑えられ、スパッタの蓄電デバイス30への付着を防止できることになる。
各蓄電デバイス30の短い方の電極端子33Sは、基端側部分S・A-1とこれを平坦に延長する先端側部分S・A-3とから構成され、各蓄電デバイス30の長い方の電極端子33Lは、2段の折り曲げにより、基端側部分L・A-1と中間部分L・A-2と先端側部分L・A-3とから構成される。先端側部分S・A-3,L・A-3は、各2枚重ねの接合部を形成するのに必要な長さに設定され、中間部分L・A-2は、先端側部分L・A-3を接合しやすく隣り合う蓄電デバイスの短い方の電極端子33Sとの合わせ面に位置づけるのに必要な長さ(容器33の略厚み幅分の長さ)に設定される。従って、電極端子33の外部へ引き出される部分の突出長は、基端側部分S・A-1,L・A-1の長さを短縮することによって設定される。従って、電極端子33の外部へ引き出される部分の突出長は、基端側部分S・A-1,L・A-1、S・B-1,L・B-1の長さを短縮することによって設定され、蓄電モジュールM-3の高さ寸法が従来(図21〜図24、参照)と較べると縮小するので、蓄電モジュールM-3の体積効率が向上する。
蓄電モジュールM-3は、電極端子33の外部へ引き出される部分の突出長が短縮され、従来の場合に較べると、モジュール端子35A間の電路(充放電経路)の長さが短縮され、バスバーも要らないため、図7〜図14(第2実施形態)と比較しても、モジュール端子間の電路(充放電経路)の長さが短縮され、その分、合成抵抗値が減少する。このため、モジュール端子間の電力ロス(発熱損)を小さく抑えられることになる。
図19は、蓄電モジュールM-3の回路構成を示すものであり、R’aは蓄電デバイス(セル)の短い方の電極端子の抵抗であり、R’bは長い方の電極端子の抵抗である。
蓄電デバイスの内部抵抗RXを無視してモジュール端子35A間の充放電経路(電路)の合成抵抗R2を計算すると、R3=3・{(R’a+R’b)/2}…(5)となる。
第2実施形態と較べると、短い方の電極端子33Sは、中間部分を持たない分、短い方の電極端子23S(図7〜図13)よりも容器の厚み幅の1/2ほど短くなり、長い方の電極端子33Lは、中間部分の短縮分、長い方の電極端子23L(図7〜図13)よりも容器の厚み幅の1/2ほど短くなるので、R’a=Ra−(△Rt、/2)、R’b=Rb−(△Rt、/2)、と想定される。
ここで、△Rtは、R’B (第1実施形態)の電極端子の中間部分の長さと、Rb(第2実施形態)の電極端子の中間部分の長さと、の差分に相応する。従って、(5)式は、R3=3・[{(Ra−(△Rt、/2)+Rb−(△Rt、/2)}/2]=3・( Ra+Rb−△Rt)/2となり、R3=3・(Ra+Rb)/2−3・△Rt/2)…(6)となる。
(6)式と(3)式を比較すると、R3=R2+3・△Rt/2…(7)となり、(4)式から、モジュール端子35A間の合成抵抗R3は、R3=3・R’A…(8)となる。
例えば、R’A=3mΩ、とすると、(8)式から、モジュール端子35A間の合成抵抗R3は、R3=3×3=9mΩとなる。
蓄電デバイス30については、1対の電極端子33がそれぞれ容器32から外部へ突き出る部分を前記の如く構成することにより、所要数の蓄電デバイス30から蓄電モジュールM-3を効率よく組み立てることが可能となる。短い方の電極端子33Sは、容器32の上面の前面側の辺から引き出され、容器32の前面と略面一に延ばされるので、蓄電モジュールM-3の製造過程において、その折り曲げ工程が不要となる。
図20は、第1実施形態〜第3実施形態の合成抵抗R1〜R3の計算値および従来例の合成抵抗Rの計算値を比較するグラフである。
第1実施形態〜第3実施形態の蓄電モジュールM-1〜M-3においては、1組2個の蓄電デバイスが並列接続され、これら3組が直列接続される構成を例示するが、直列接続される組の数は、図示の例(3組)に限定されない。
この発明に係る電極端子の配置構成や接続構成は、電気二重層キャパシタやリチウムイオン電池に限定されるものでなく、充放電が繰り返し可能な各種の蓄電デバイスへ広く適用可能となる。
10,20,30 蓄電デバイス
13.23.33 電極端子
12,22,32 容器
A-a,B-a 正極端子
A-b,B-b 負極端子
A-1,S・A-1,L・A-1 基端側部分
A-2,S・A-2,L・A-2 中間部分
A-3,S・A-3,L・A-3 先端側部分

Claims (6)

  1. 所要数の蓄電デバイスから、これらが1列に並べられ、2個の蓄電デバイスを1組として並列接続すると共にこれら各組間を直列接続することによって構成される蓄電モジュールにおいて、
    各組間を直列接続するのにバスバーが用いられ、各組間で極性が互いに対応する電極端子とバスバーの両端との間をそれぞれ2枚重ねに溶接する接合部と、
    各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士をそれぞれ2枚重ねに溶接する接合部と、を備え、
    前記蓄電デバイスは、
    電荷を蓄える蓄電部およびこれを収容する容器と、
    前記蓄電部に対して電荷の出し入れを行うための1対の電極端子と、を備え、
    各電極端子は、
    容器から引き出されて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる基端側部分と、
    この部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向へ延びる中間部分と、
    さらにこの部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる先端側部分と、を備え、
    各先端側部分は、バスバーと電極端子との2枚重ねの溶接に必要な接合面と、
    その先端側に電極端子同士の2枚重ねの溶接に必要な接合面と、を持つことを特徴とする蓄電モジュール。
  2. 請求項1に記載の蓄電モジュールを製造する方法において、
    各組間で極性が互いに対応する電極端子とバスバーの両端との間をそれぞれ2枚重ねに溶接する工程と、
    その後に各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士をそれぞれ2枚重ねに溶接する工程と、を備えることを特徴とする蓄電モジュールの製造方法。
  3. 所要数の蓄電デバイスから、これらが1列に配置され、2個の蓄電デバイスを1組として並列接続すると共にこれら各組間を直列接続することによって構成される蓄電モジュールにおいて、
    各組間で極性が互いに対応する電極端子同士を2枚重ねに溶接する接合部と、
    各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士をそれぞれ2枚重ねに溶接する接合部と、を備え
    前記蓄電デバイスは、
    電荷を蓄える蓄電部およびこれを収容する容器と、
    前記蓄電部に対して電荷の出し入れを行うための1対の電極端子と、を備え、
    各電極端子は、
    容器から引き出されて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる基端側部分と、
    この部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向へ延びる中間部分と、
    さらにこの部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる先端側部分と、を備え、
    各蓄電デバイスの一方の電極端子は、先端側部分が各組の2個の蓄電デバイス間で電極端子の同極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面のみを持つのに対し、
    同じく他方の電極端子は、先端側部分が各組の2個の蓄電デバイス間で電極端子の同極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面と、その先端側に各組間で電極端子の異極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面と、を持つことを特徴とする蓄電モジュール。
  4. 所要数の蓄電デバイスから、これらが1列に配置され、2個の蓄電デバイスを1組として並列接続すると共にこれら各組間を直列接続することによって構成される蓄電モジュールにおいて、
    各組間で極性が互いに対応する電極端子同士を2枚重ねに溶接する接合部と、
    各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士をそれぞれ2枚重ねに溶接する接合部と、を備え、
    前記蓄電デバイスは、
    電荷を蓄える蓄電部およびこれを収容する容器と、
    前記蓄電部に対して電荷の出し入れを行うための1対の電極端子と、を備え、
    各蓄電デバイスの一方の電極端子は、
    容器から引き出されて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる基端側部分と、
    この部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向へ延びる中間部分と、
    さらにこの部分から折り曲げられて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ延びる先端側部分と、を備える一方、
    同じく他方の電極端子は、容器から引き出されて蓄電デバイスの配列方向と略直交する外方へ平坦に延ばされ、
    前記一方の電極端子は、先端側部分が各組の2個の蓄電デバイス間で電極端子の同極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面のみを持つのに対し、
    同じく他方の電極端子は、
    先端側部分が各組の2個の蓄電デバイス間で電極端子の同極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面と、
    その先端側に各組間で電極端子の異極同士を2枚重ねに溶接するのに必要な接合面と、を持つことを特徴とする蓄電モジュール。
  5. 請求項3または4に記載の蓄電モジュールを製造する方法において、
    各組の2個の蓄電デバイス間で極性が互いに対応する電極端子同士をそれぞれ2枚重ねに溶接する工程と、
    その後に各組間で極性が互いに対応する電極端子同士を2枚重ねに溶接する工程と、を備えることを特徴とする蓄電モジュールの製造方法。
  6. 請求項3または4に記載の蓄電モジュールを構成する蓄電デバイスにおいて、1対の電極端子は、容器から外部へ引き出される部分の突出長が異なることを特徴とする蓄電デバイス。
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