JP5685434B2 - 電圧検知用端子、端子付プレートおよび電池モジュール - Google Patents

Description

本発明は、電圧検知用端子、端子付プレートおよび電池モジュールに関するものである。

従来、モータを駆動源とする電気自動車や、モータとエンジンを駆動源とするハイブリッドカー等には、高出力型電池が搭載されている。このような高出力型電池として、例えば扁平な薄型二次電池が単電池として用いられている。この単電池を複数積層し、各単電池どうしを電気的に直列あるいは並列に接続することにより、高容量の電池モジュールを構成している。さらに電池モジュールを複数組み合わせて電気的に接続して、一つの組電池として自動車に搭載される。

自動車用の薄型単電池は、例えば平板状の正極板と負極板との間にセパレータを介在させた発電要素をラミネートフィルム等の外装材で封止したラミネート電池が用いられる。このようなラミネート電池は、周縁を熱溶着して発電要素と電解液を密封し、正極板および負極板に電気的に接続したタブを端部から外部に引出して構成されている。

複数のラミネート電池が積層された電池モジュールにおいて、各ラミネート電池は、自動車の走行状態の変化に応じて電圧等が変化する。ラミネート電池毎の電圧を正確に把握して、各ラミネート電池の充放電の状態を常に監視することは、信頼性、安全性を向上させるために重要である。そのため、各ラミネート電池には電圧を測定するための電圧検知用端子が、それぞれ設けられている。

例えば特許文献１には、電池モジュールにおいて、各ラミネート電池毎に電圧を検知するために各ラミネート電池のタブ毎に電圧検知用ワイヤーハーネスを接続する代わりに、各ラミネート電池に予め電圧検知用端子を設けておき、この電圧検知用端子を備えたラミネート電池を積層した後に、電圧検知用ワイヤーハーネスが接続されたコネクタを電圧検知用端子に接続する技術が開示されている。

また、同文献には、電圧検知用端子を、ブレード状の接点部と、これに連結された角形状の平板部とから構成する点、電圧検知用端子の平板部にラミネート電池のタブを超音波溶接により接合する点、ラミネート電池を載置する板状フレームに、ある程度動くように電圧検知用端子を保持する点等が記載されている。

特開２００６−３２２２４号公報

しかしながら、従来技術は以下の点で問題があった。すなわち、特許文献１に記載されるように、電圧検知用端子が可動可能に装着されていると、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタ側の端子と接続した後に、振動等によって端子接続部分で摺動磨耗が発生する。そうなると、端子接続部分の抵抗が高くなり、電気的な接続信頼性が低下してしまう。その結果、ラミネート電池の正確な電圧を把握するのが困難になる。

この問題を解消するため、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタ側の端子と接続する電圧検知用端子の接点部を板状フレーム等に完全に固定することが考えられる。ところが、電圧検知用端子の接点部を固定すると、接点部に連結されている平板部も同時に固定されてしまう。その結果、ラミネート電池のタブを電圧検知用端子の平板部に超音波溶接することが困難になる。このように従来の電圧検知用端子では、接点部の摺動摩耗と超音波溶接性とを両立させることが困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、接点部の摺動摩耗を抑制することができ、超音波溶接性も確保することが可能な電圧検知用端子を提供することにある。また、この電圧検知用端子を組み付けた端子付プレート、これを備えた電池モジュールを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る電圧検知用端子は、発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と、上記発電要素の電極に接続され上記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池の電圧検知に用いられる端子であって、上記薄型電池のタブが超音波溶接により接合されるタブ接合部と、電圧検知用ワイヤーハーネスが接続されたコネクタとの接続部となる接点部と、上記タブ接合部と上記接点部との間を連結するバネ部とを有することを要旨とするものである。

ここで、上記タブ接合部と上記バネ部とは、同一平面上に形成されていることが好ましい。

また、上記電圧検知用端子は、金属板材を打ち抜いて形成されていることが好ましい。

本発明に係る端子付プレートは、上記電圧検知用端子と、上記薄型電池の端部に取り付けられるプレートとを有し、上記電圧検知用端子のうち、上記接点部は上記プレートに固定されているとともに、上記バネ部および上記タブ接合部は上記プレートに固定されていないことを要旨とする。

本発明に係る電池モジュールは、発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と、上記発電要素の電極に接続され上記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池が、厚み方向に複数枚積層された電池モジュールであって、上記端子付プレートを少なくとも１つ以上有し、上記薄型電池のタブと、上記端子付プレートにおける電圧検知用端子のタブ接合部とが接合されていることを要旨とする。

本発明に係る電圧検知用端子は、タブ接合部と接点部との間がバネ部により連結されている。そのため、接点部を完全にプレートに固定しても、バネ部を介してタブ接合部をある程度自由に動かすことができる。その結果、接点部が可動して摺動摩耗が発生するおそれがないうえ、薄型電池のタブとタブ接合部との超音波溶接性も確保することができる。

ここで、タブ接合部とバネ部とが同一平面上に形成されている場合には、平面方向に沿ってタブ接合部を超音波振動させることが可能となり、薄型電池のタブとの超音波溶接性を確保しやすくなる。

また、電圧検知用端子が金属板材を打ち抜いて形成されている場合には、タブ接合部とバネ部とを同一平面上に形成しやすくなる。そのため、上述の効果を得やすくなる。

本発明に係る端子付プレートは、上記電圧検知用端子のうち、上記接点部は上記プレートに固定されている。そのため、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタ側の端子と電圧検知用端子の接点部との間における摺動摩耗を抑制することができる。また、上記電圧検知用端子のうち、上記バネ部および上記タブ接合部は上記プレートに固定されていない。そのため、バネ部を介してタブ接合部をある程度自由に動かすことができ、薄型電池のタブと電圧検知用端子のタブ接合部との超音波溶接が容易である。

本発明に係る電池モジュールは、上記端子プレートを用い、薄型電池のタブと電圧検知用端子のタブ接合部とが接合されている。そのため、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタ側の端子と電圧検知用端子の接点部との間における摺動摩耗を抑制することができ、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタと接続信頼性の高い電気的接続を確保することができる。

本発明の電池モジュールの実施例を示す外観斜視図である。 図１のコネクタ嵌合部を拡大した状態を示す正面図である。 図１の平面図である。 図１の右側面図である。 図１のラミネート電池の一例を示す斜視図である。 図５のＡ−Ａ線に沿う模式的な断面図である。 図１のラミネート電池の前側のプレート組立体とラミネート電池の一部を示す分解斜視図である。 ガイドプレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。 図８のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 端子プレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。 スペーサープレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。 電圧検知用端子の斜視図である。

図１は本発明の電池モジュールの実施例を示す外観斜視図であり、図２は図１のコネクタ嵌合部を拡大した状態を示す正面図であり、図３は図１の平面図であり、図４は図１の右側面図である。図１〜図４に示すように本発明の電池モジュール１０は、ラミネート電池２００（２０１〜２０８）のような扁平型の単電池が厚み方向に沿って複数枚積層され、各単電池が電気的に並列又は直列に接続されて、一つのモジュールとして構成されている。

図１に示す実施例の電池モジュール１０は、単電池として８枚のラミネート電池２０１〜２０８が積層されている単電池積層体２０と、単電池積層体２０の前側端部のプレート組立体１００と後側端部のプレート組立体１００ａとを有している。このように構成される電池モジュール１０は、鋼板又はアルミニウム板等の金属板から形成されたケース体（図示せず）等の内部に収納され、複数の電池モジュール１０が組み合わせられた組電池の状態で、自動車等に搭載される。

本発明では、ラミネート電池２００の平面形状は矩形状であり、便宜上、ラミネート電池２００の長手方向を前後方向として説明する。

電池モジュール１０は、複数のラミネート電池２０１〜２０８が積層された単電池積層体２０の前後方向の両端が、前方のプレート組立体１００と後方のプレート組立体１００ａにより固定保持され、複数のラミネート電池２０１〜２０８が一体化されている。

プレート組立体１００、１００ａは、それぞれ単電池積層体２０を構成するラミネート電池２００の枚数に応じた複数のプレートが積層されて構成される。図１に示す実施例では、それぞれラミネート電池の枚数と同じ枚数である８枚のプレートが積層されて、一つのプレート組立体１００、１００ａを構成している。プレート組立体１００、１００ａは、ラミネート電池２０１〜２０８の前後方向端部を支持して、単電池積層体２０の状態を保持する固定部材としての機能を有する。更にプレート組立体１００、１００ａは、電池モジュール１０と外部とを電気的に接続するためのインターフェース部としての機能も持っている。

前側のプレート組立体１００には、単電池積層体２０から電気を取り出すための電極端子４１、４２、各ラミネート電池２０１、２０３、２０５、２０７の正極タブや負極タブ等の電極タブや電圧検知タブなどのタブに接続されている４個の電圧検知用端子１４０（詳しくは後述）が設けられている。

プレート組立体１００の左右方向の略中央の位置には、４つの電圧検知用端子１４０がラミネート電池の積層方法に沿って縦一列に配列されて一纏めにされた端子集合体からなるコネクタ嵌合部１５０が設けられている。

また後側のプレート組立体１００ａには、各ラミネート電池２０２、２０４、２０６、２０８の正極タブや負極タブ等の電極タブや電圧検知タブなどのタブに接続されている４個の電圧検知用端子１４０が設けられている。プレート組立体１００ａは、４個の電圧検知用端子１４０がラミネート電池積層方向に沿って縦一列に配置されて一纏めにされた端子集合体からなるコネクタ嵌合部１５０ａを有する。

この電池モジュール１０は、前側のコネクタ嵌合部１５０の４枚のラミネート電池２０１、２０３、２０５、２０７の電圧検知用端子１４０を４本のワイヤーハーネスに接続されている一つのコネクタ３００で一括して接続し、後側のコネクタ嵌合部１５０ａの４枚のラミネート電池２０２、２０４、２０６、２０８の電圧検知用端子１４０をもう一つのコネクタ（図示せず）で一括して接続する。一つの電池モジュール１０の二箇所のコネクタ嵌合部１５０、１５０ａに、それぞれ４本のワイヤーハーネスに接続された２個のコネクタを嵌合するだけで、８枚のラミネート電池２０１〜２０８に接続された８個の電圧検知用端子１４０全てとワイヤーハーネスとを接続することができる。

図２に示すように、プレート組立体１００のコネクタ嵌合部１５０には、電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１（図１２参照）を覆うフード部１６０、１６２が設けられている。各フード部１６０、１６２は各ピン型接点部１４１の周囲を個別に覆っている。コネクタ嵌合部１５０は、各フード部１６０、１６２によりピン型接点部１４１毎に区画されている。各フード部１６０、１６２は、断面が方形の角筒状に形成され、前側が開口していて、ピン型接点部１４１の周囲をカバーする長さに形成されている。

コネクタ３００を電池モジュール１０と接続するには、電池モジュール１０のコネクタ嵌合部１５０の各フード部１６０、１６２に、コネクタ３００の端子キャビティ３０１が挿入する。コネクタ３００は、端子キャビティ３０１の内部にピン型接点部１４１が挿入する箱型端子（図示せず）が埋設されており、該箱型端子はそれぞれワイヤーハーネス（図示せず）と接続されている。端子キャビティ３０１を各フード部１６０、１６２に挿入すると、フード部１６０、１６２の内部のピン型接点部１４１が端子キャビティ３０１の中に固定されている箱型端子と接触し、コネクタ３００の箱型端子に接続されているワイヤーハーネスと、電池モジュール１０の電圧検知用端子１４０とが電気的に接続する。

図５は図１のラミネート電池の一例を示す斜視図であり、図６は図５のＡ−Ａ線に沿う模式的な断面図である。ラミネート電池２０１〜２０８は扁平な薄型電池であり、例えばリチウムイオン二次電池を用いることができる。ラミネート電池２０１〜２０８の内部の構造は、基本的に図５及び図６に示す構造を有する。尚、正極タブ、負極タブの取付け位置や形状等は、図５に示すものと異なる場合がある。

図５及び図６に示すように、ラミネート電池２００は、電解質を含む発電要素２１２と、発電要素２１２がラミネートフィルム２１３Ａ及びラミネートフィルム２１３Ｂからなる外装材２１３により封止されている電池本体２１１と、発電要素２１２から外部に導出された正極タブ２１４と負極タブ２１５とを有している。正極タブ２１４、負極タブ２１５（電極タブ）は、電流を引き出すための電極端子として、あるいは、電圧検知用端子１４０を取り付けるタブとして利用される。また、正極タブ２１４、負極タブ２１５（電極タブ）とは別に、電極タブに電気的に接続された電圧検知用タブを外装材２１３の端部から外部に導出させてもよい。さらには、正極タブ２１４、負極タブ２１５（電極タブ）に別体のタブとして電圧検知用タブを接続し、この電圧検知用タブを介して電圧検知用端子１４０を取り付けることも可能である。

ラミネート電池２００は、ラミネートフィルム２１３Ａと２１３Ｂの間に発電要素２１２が封入され、ラミネートフィルム２１３Ａと２１３Ｂの周縁部が溶着されて、フィルム同士が接合された接合部２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１１ｄを形成することによって、袋状に形成されている。

発電要素２１２に用いられる電解質としては、電解質塩を非水溶媒に溶解して調製される電解質液体以外に、電解質塩を非水溶媒に溶解した溶液を高分子マトリクス中に保持させたポリマーゲル電解質等を用いることができる。上記電解質塩としては、イオン伝導性を示すリチウム塩が用いられる。このようなリチウム塩としては、例えばＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＢ（Ｃ_６Ｈ_５）_４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＣＨ_３ＳＯ_３Ｌｉ、ＣＦ_３ＳＯ_３Ｌｉ等が挙げられる。これらの電解質塩は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。

発電要素２１２は、例えばバイポーラ電極が電解質層を介して積層されているバイポーラ電池等の積層型構造のものを用いることができる。上記バイポーラ電極は、特に図示しないが、集電体の一方の面に正極活物質層が形成され、他方の面に負極活物質層が形成されている。バイポーラ電池は、これらの正極活物質層、電解質層、及び負極活物質層等によって、一つの単電池層が形成され、この単電池層が複数積層された構造を有する。更に単電池層の外周には、隣接する集電体間を絶縁するための絶縁層が設けられている。

発電要素２１２における正極板は、例えば、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のリチウム−遷移金属複合酸化物からなる正極活物質層を有する。負極板は、例えば、カーボンおよびリチウム−遷移金属複合酸化物からなる負極活物質層を有する。セパレータは、例えば、電解質を浸透し得る通気性を有するポーラス状のポリエチレン等から形成される。

図６に示すように、発電要素２１２の正極側は、最外層の集電体が延設されて、外装材２１３の外部に導出して薄板状の正極タブ２１４として形成されている。一方、発電要素２１２の負極側は、最外層の集電体が延設されて、外装材２１３の外部に導出して薄板状の負極タブ２１５として形成されている。正極タブ２１４及び負極タブ２１５は、電池本体２１１の前側端部の接合部２１１ａ、及び後側端部の接合部２１１ｂから電池本体２１１の外部に導出されている。

なお、発電要素２１２はバイポーラ電池以外の構造であってもよい。例えば、集電体の両面に正極活物質層を形成した正極電極板と、集電体の両面に負極活物質層を形成した負極電極板とを、セパレータを介して交互に積層した発電要素を外装材内部に封止して電池本体を形成し、正極電極板と電気的に接続された正極タブと、負極電極板と電気的に接続された負極タブとを電池本体から外部に導出して形成された電池でもよい。

外装材２１３の２枚のラミネートフィルム２１３Ａ、２１３Ｂは、軽量化を図ることができ、熱伝導性が良好であることから、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）をポリプロピレンフィルム等の絶縁体で被覆した高分子−金属複合ラミネートフィルムを用いることが好ましい。ラミネート電池２００は、外装材としてラミネートフィルムを用いることにより、軽量、薄型に形成することが可能であり、柔軟性を有し、放熱性も優れている薄型単電池が得られる。

図７は図１のラミネート電池の前側のプレート組立体とラミネート電池の一部を示す分解斜視図である。図７に示すように、プレート組立体１００は三種類のプレートが８枚組み合わされて構成されている。尚、後側のプレート組立体１００ａは、前側のプレート組立体１００と比較して、上下関係の向きと各プレートの配列順が反対に取付けられ、電極端子４１、４２が設けられていない点が相違するが、基本的なプレートの組み合わせは共通している。以下、プレート組立体１００の構成について詳細に説明し、プレート組立体１００ａの説明については省略する。

プレート組立体１００は、１枚のガイドプレート１１０、その上に配置された３枚の端子プレート１２０、及びガイドプレート１１０又は端子プレート１２０の上側に配置された４枚のスペーサープレート１３０を有する。プレート組立体１００の各プレートの配置は、最下部からガイドプレート１１０、スペーサープレート１３０、端子プレート１２０、スペーサープレート１３０、端子プレート１２０、スペーサープレート１３０、端子プレート１２０、及びスペーサープレート１３０の順である。プレート組立体１００の上記各プレートには、それぞれ一つのラミネート電池２００の前側端部の接合部２１１ａが接合される。

図８はガイドプレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。図９は、図８のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。図１０は端子プレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。図１１はスペーサープレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。これらのプレートは、電圧検知用端子１４０及びカラー部１１５、１２５を除いた部分は、絶縁性を有する材料から形成されていればよく、樹脂、ゴム等から形成することができる。またこれらのプレートの底面は基本的に突起等が突出しない平坦面として形成されている。

これらのプレートの中で、ガイドプレート１１０及び端子プレート１２０は、電圧検知用端子１４０が固定されているプレートであり、更にガイドプレート１１０は端子プレート１２０の動きを規制するガイド部１８０を備えている。端子プレート１２０は、ガイドプレート１１０の上記ガイド部１８０にガイドされる被ガイド部１８５を備えている。スペーサープレート１３０は、電圧検知用端子１４０を備えるプレートの間、或いはそのプレートの上に位置し、電圧検知用端子１４０を有していないプレートである。以下、電圧検知用端子、各プレートについて詳細に説明する。

図１２は電圧検知用端子の斜視図である。図１２に示すように電圧検知用端子１４０は、電圧検知用のワイヤーハーネス（不図示）が接続されたコネクタ３００との接続部となるピン型接点部１４１と、ラミネート電池２００の（電極タブ、或いは電極タブに電気的に接続された電圧検知用タブ）が超音波溶接により接合される平板状のタブ接合部１４２と、ピン型接点部１４１とタブ接合部１４２との間を連結するバネ部１４３とを有している。

ピン型接点部１４１は、前方に向かってその先端が突出するようにピン状に形成されている。バネ部１４３は、ピン型接点部１４１の突出方向と垂直な方向に向かって、ピン型接点部１４１の基端から延設されている。バネ部１４３は、略Ｓ字状に屈曲形成されている。具体的には、タブ接合部１４２を前後方向に超音波振動させることができるように、前後方向に１回屈曲されている。尚、バネ部１４３の形状は、タブ接合部１４２の超音波による振動方向等を考慮して設計することができる。屈曲させる回数等も特に限定されるものではなく、複数の屈曲点を有する形状に形成することができる。バネ部１４３の形状は、他にもジグザグ状等の形状であっても良い。このようなバネ部１４３のピン型接点部１４１と反対側の端部に、平板状のタブ接合部１４２が連結される。

電圧検知用端子１４０は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属板材を打ち抜き加工することにより形成されており、バネ部１４３とタブ接合部１４２は、同一平面内に形成されている。そのため、その平面方向に沿ってタブ接合部１４２を超音波振動させやすくなっている。尚、ピン型接点部１４１は、金属板材の打ち抜き加工後に、さらに折り曲げ加工が施されて形成されている。具体的には、ピン型接点部１４１は、バネ部１４３及びタブ接合部１４２が形成されている平面と垂直な方向に起立形成されている。このようにピン型接点部１４１を形成した場合には、ピン型接点部１４１の後端部を、治具等によって押しやすくなるため、ピン型接点部１４１をプレートに圧入固定するのに適する。

図８（ａ）、（ｂ）に示すように、ガイドプレート１１０には、短手方向の後側がラミネート電池２００を接合するための電池接合部１１１として形成され、前側の長手方向の両端部にプレート同士を支持するプレート支持部１１２が形成されている。ガイドプレート１１０は、プレート支持部１１２の間に端子保持部１１３が形成され、端子保持部１１３には電圧検知用端子１４０が所定の位置に固定されている。具体的には、端子保持部１１３の長手方向の中央には、フード部１６０が設けられており、フード部１６０の後端に、電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１を圧入固定する圧入部１１３ａが形成されている。この圧入部１１３ａは、ピン型接点部１４１をガイドプレート１１０に固定する固定部として機能する。圧入部１１３ａの後面には、圧入孔１１３ｂが形成されており、圧入孔１１３ｂに、ピン型接点部１４１が圧入されて固定される。つまり、電圧検知用端子１４０のうち、ピン型接点部１４１は、その先端部がガイドプレート１１０の圧入部１１３ａに固定されているが、それ以外のバネ部１４３やタブ接合部１４２は、ガイドプレート１１０に固定されていない。

図９に示すように、圧入孔１１３ｂは、フード部１６０の内部空間に連通しており、圧入孔１１３ｂに圧入されたピン型接点部１４１の先端は、フード部１６０内に突出される。この際、ピン型接点部１４１がフード部１６０の略中央に位置するように、圧入孔１１３ｂとフード部１６０の位置が予め設定されており、圧入されたピン型接点部１４１は、その周囲がフード部１６０によって覆われる。

ガイドプレート１１０の端子保持部１１３は、積層方向に沿って表面から裏面に貫通する矩形状の開口窓部１１４が設けられている。開口窓部１１４は、フード部１６０を挟んで左右両側に一つずつ設けられている。電圧検知用端子１４０のうち、タブ接合部１４２は、開口窓部１１４に臨むように配置されている。つまり、タブ接合部１４２は、固定されたピン型接点部１４１の基端から延びるバネ部１４３によって支持され、開口窓部１１４上に配置されている。タブ接合部１４２は、この開口窓部１１４上において、ラミネート電池２００の電極タブや電圧検知用タブ等のタブと接続される。

ガイドプレート１１０の端子保持部１１３には、フード部１６０の左側面に端子プレート１２０の端子位置を規制するためのガイド部１８０が設けられている。ガイドプレート１１０のガイド部１８０とフード部１６０は一体に形成されている。ガイド部１８０は、積層方向に沿って上方に立設し、板状体からなる第１ガイド板１８１と板状体からなる第２ガイド板１８２とそれを繋ぐ接続部１８３とからなり、横断面がＨ字状に形成されている。第１ガイド板１８１は、第２ガイド板１８２に対し、プレート短手方向の長さが少し短く形成されている。

図１０（ａ）、（ｂ）は端子プレートを示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は平面図である。端子プレート１２０は図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、フード部１６２の右側面に、ガイドプレート１１０のガイド部１８０の第１ガイド板１８１が挿通する被ガイド部１８５が設けられている。被ガイド部１８５は、ガイド部１８０の第１ガイド板１８１を積層方向である図中上下方向からスライドさせて挿通することが可能な形状に形成されている。被ガイド部１８５は、ガイド部１８０の第１ガイド板１８１を前側と後側から挟み込む前係止爪１８６と後係止爪１８７とから構成されている。前係止爪１８６の積層方向の厚みはフード部１６２の厚みと同じに形成されている。後係止爪１８７の積層方向の厚みは、フード部１６２の厚みの半分の厚みに形成されている。

ガイドプレート１１０の上方に端子プレート１２０を積層して被ガイド部１８５をガイド部１８０に挿通した場合、フード部１６２の外側右側面と前係止爪１８６と後係止爪１８７との間に形成される空間に、ガイド部１８０の第１ガイド板１８１が挟持される。前係止爪１８６と後係止爪１８７との間は、ガイド部１８０の接続部１８３が位置する。前係止爪１８６と後係止爪１８７の右側面は、被ガイド部１８５をガイド部１８０に挿通した場合、ガイド部１８０の第２ガイド板１８２の左面に当接する。

ガイドプレート１１０の上方に端子プレート１２０を積層する場合、端子プレート１２０をガイドプレート１１０の真上から載置する。ガイドプレート１１０のガイド部１８０に、端子プレート１２０の被ガイド部１８５を挿通する。端子プレート１２０の被ガイド部１８５をガイドプレート１１０のガイド部１８０に挿通させると、端子プレート１２０は、ラミネート電池２００の短手方向であるＸ方向（図７参照）の動きと、ラミネート電池の長手方向であるＹ方向の動きが規制される。この時点で端子プレート１２０は、ラミネート電池２００の積層方向であるＺ方向にのみ、ガイドプレート１１０にガイドされた状態でスライド移動することができる。

図２に示すように、８枚のプレートを積層してプレート組立体１００を組み立てた場合、ガイド部１８０、フード部１６０、１６２、１６２、１６２、被ガイド部１８５、１８５、１８５が一体となって矩形状のコネクタ嵌合部１５０が形成される。プレート組立体１００が積層された状態では、ガイドプレート１１０及び端子プレート１２０の上には、それぞれスペーサープレート１３０が積層される。

またガイド部１８０の右側面には、コネクタ嵌合部１５０にコネクタ３００を嵌合した際に、コネクタ３００の係合部と係合し、コネクタ３００をコネクタ嵌合部１５０に係止するための係止突起１８４が設けられている。

ガイドプレート１１０は、端子保持部１１３に、前方に突出する平板状の短絡防止壁１９１が設けられている。短絡防止壁１９１は、一方の開口窓部１１４の周囲のフレームの端部に保持されている。また短絡防止壁１９１には補強用のリブが設けられている。またガイドプレート１１０のプレート支持部１１２には、電極端子取付部１９２、１９３が設けられていて、電極端子４１、４２が取付けられている。短絡防止壁１９１は、電極端子４１、４２よりも前方に突出しているので、電池モジュール１０の前側が導電性部材に接触した場合に、同時に二つの電極端子４１、４２が導電性部材に接触するのを防止して、電極端子４１、４２間における短絡を防止する。

ガイドプレート１１０は、両端のプレート支持部１１２に、金属カラーが埋設されていて上方に突出するカラー部１１５が設けられている。カラー部１１５の内部には、プレートの表裏を貫通している貫通孔が設けられている。また端子プレート１２０も同様に、プレート支持部１２２にカラー部１２５が設けられている。カラー部１１５、１２５の厚みはプレート２枚分の厚みに形成されている。スペーサープレート１３０は、プレート支持部１３２のカラー部１１５、１２５に対応する位置に、貫通孔１３５が設けられている。貫通孔１３５の大きさは、カラー部１１５、１２５が嵌合する大きさに形成されている。

ガイドプレート１１０又は端子プレート１２０の上にスペーサープレート１３０が積層された場合、貫通孔１３５の下方からカラー部１１５又はカラー部１２５が挿入された状態となる。プレート組立体１００では、ガイドプレート１１０と端子プレート１２０に設けられている４個のカラー部１１５、１２５、１２５、１２５が積層方向において一体になり、一本のスリーブ１７０として形成される。このスリーブ１７０にボルトを挿通し、ナット等を締結してプレート組立体１００の積層方向を圧締することができる。このときカラー部１１５、１２５及びボルト、ナットは、プレート組立体１００の積層方向（図７のＺ方向）における端子プレートの端子の動きを規制する固定手段として機能する。カラー部１１５、１２５の径は、ボルトの径よりも若干大きく形成されているので、ボルトの挿通が容易である。カラー部１１５、１２５にボルトを挿通してナットで固定するのは、端子位置の動きをＺ−Ｘ方向、Ｚ−Ｙに方向に対する動きを規制するためのものである。Ｘ−Ｙ方向に対しての動きの規制は、ガイドプレート１１０と端子プレート１２０のガイド部１８０及び被ガイド部１８５の構造によるものである。

図８（a）、（ｂ）に示すように、ガイドプレート１１０は、電池接合部１１１が、平板状に形成されている。また電池接合部１１１には、積層方向に沿う表裏を貫通し左右に伸びるスリット１１６が設けられている。ラミネート電池２００の前側端部の接合部２１１ａの一部が、ホットメルト接着剤等により電池接合部１１１に接合される。また電池接合部１１１の左右両端には、円筒状の突起１１８が設けられている。この突起１１８には、ラミネート電池２００の接合部２１１ａに設けられている貫通孔２２０が挿通する。

またプレート支持部１１２は、上面側が電池接合部１１１の表面よりも一段高く形成された平板部１１２ａとして形成されている。この平板部１１２aに、上述したカラー部１１５が設けられている。ガイドプレート１１０の上にスペーサープレートを積層した場合、平板部１１２ａの上にスペーサープレート１３０のプレート支持部１３２の底面が隙間無く当接して、スペーサープレート１３０が支持される。

端子プレート１２０は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、電池接合部１２１とプレート支持部１２２と端子保持部１２３とから構成されている。端子プレート１２０の電池接合部１２１とプレート支持部１２２の基本的な構造は、ガイドプレート１１０と同一の構造である。

端子プレート１２０は、端子保持部１２３に、ガイドプレート１１０に組み付けられている電圧検知用端子１４０と同一形状の電圧検知用端子１４０が固定されている。具体的には、フード部１６２の後端に、ガイドプレート１１０の圧入部１１３ａと同等の圧入部１２３ｂが形成されており、圧入部１２３ｂの圧入孔（不図示）に、電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１が圧入されて固定されている。つまり、ガイドプレート１１０における電圧検知用端子１４０と同じように、電圧検知用端子１４０のうち、ピン型接点部１４１は、端子プレート１２０の圧入部１２３ｂに固定されているが、それ以外のバネ部１４３やタブ接合部１４２は、端子プレート１２０に固定されていない。尚、フード部１６２とピン型接点部１４１との関係は、ガイドプレート１１０で説明したものとほぼ同一であるため、説明は省略する。

端子保持部１２３には、開口窓部１２３ａが設けられている。開口窓部１２３ａは、端部側も開口した形状に形成されている点がガイドプレート１１０の開口窓部１１４とは構造が異なる。電圧検知用端子１４０のうち、タブ接合部１４０は、開口窓部１２３ａに臨むように配置されている。つまり、タブ接合部１４０は、固定されたピン型接点部１４１の基端から延びるバネ部１４３によって支持され、開口窓部１２３ａ上に配置されている。タブ接合部１４０は、この開口窓部１２３ａ上において、ラミネート電池２００の電極タブや電圧検知用タブ等のタブと接続される。

スペーサープレート１３０は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、電池接合部１３１とプレート支持部１３２とスペーサ部１３３とから構成されている。スペーサープレート１３０の電池接合部１３１の基本的な構造は、ガイドプレート１１０と共通の形状を有する。スペーサープレート１３０の長手方向左右の端部はプレート支持部１３２として形成され、平板部１３２ａの中央にカラー部１１５、１２５が嵌合する貫通孔１３５が設けられている。

尚、ガイドプレート１１０、端子プレート１２０及びスペーサープレート１３０において、平板部１１２ａ、１２２ａ、１３２ａは、同じ厚みに形成されている。

スペーサープレート１３０のスペーサ部１３３には、開口窓部１３４、１３４とそれを繋ぐ中央部１３７が設けられている。更に中央部１３７のプレート長手方向略中程には、凹所１３９が設けられている。この凹所１３９には、ガイドプレート１１０又は端子プレート１２０の上にスペーサープレート１３０が積層された際に、圧入部１１３ａ、１２３ｂの後端部が嵌り込むようになっている。

ガイドプレート１１０と端子プレート１２０に、スペーサープレート１３０を積層すると、ガイドプレート１１０と端子プレート１２０のカラー部１１５、１２５がスペーサープレート１３０の貫通孔１３５に挿入される。スペーサープレート１３０のプレート保持部の下面が平坦なので、ガイドプレート１１０と端子プレート１２０のプレート支持部１１２、１２２に支持された状態となる。このとき、電池接合部１１１、１２１、１３１の厚みは、プレート支持部１１２、１２２よりも厚みが一段薄く形成されているので、電池接合部１３１のプレート間に空間が形成される。ラミネート電池２００の端部の接合部２１１ａの一部はホットメルト接着剤と共にこの空間に挟持されている。プレート支持部１１２、１２２、１２３では、プレート間に隙間が出来ることなく積層される。電圧検知用端子１４０を、積層方向においても正確な位置に固定することができる。

更にカラー部１１５、１２５の周囲は平板部１１２ａ、１２２ａとして形成されている。この平板部１１２ａ、１２２ａは電池接合部１１１、１２１よりも一段高くなるように形成されている。これらのプレートにおいて、平板部１１２ａ、１２２ａ、１３２ａの厚みが、基本的なプレートの厚みである。プレートは平板部により、その上に積層されるプレートを支持している。

図７に示すように、最上位置のプレート１３０を除いて、各プレートの電池接合部１１４、１２４、１３４の上には別のプレートが積層されている。各プレートの電池接合部１１４、１２４、１３４の上には、ラミネート電池２０１〜２０８の端部の接合部２１１ａがホットメルト等の樹脂や接着剤により接合されている。

電池モジュール１０の組立の際、各ラミネート電池２０１〜２０８を電気的に接続するには、特開２００７−１７２８９３号公報等に記載されているような公知の手段を用いることができる。ラミネート電池２０１〜２０８は、例えば直列に接続し、下記のように３つのサブアセンブリから組み立てることができる。一番上の第１アセンブリとして、３枚のラミネート電池２０６〜２０８を直列に接続し、マイナス側の端子を組み付ける。二番目の第２アセンブリとして、２枚のラミネート電池２０４〜２０５を直列に接続する。一番下の第３アセンブリとして、３枚のラミネート電池２０１〜２０３を直列に接続し、プラス側の出力端子を組み付ける。第１アセンブリと第２アセンブリのタブどうしを接合する。第２アセンブリと第３アセンブリのタブどうしを接合する。ラミネート電池２０１〜２０８が直列に接続された電池モジュール１０が得られる。

電圧検知用端子１４０のタブ接合部１４２は、ガイドプレート１１０及び端子プレート１２０に設けられた開口窓部１１４、１２３ａに望み、開口窓部１１４、１２３ａでラミネート電池の電極タブと超音波溶接により接合一体化される。

電圧検知用端子１４０は、タブ接合部１４２とピン型接点部１４１との間がバネ部１４３により連結されている。そのため、ピン型接点部１４１を完全にガイドプレート１１０や端子プレート１２０に固定しても、バネ部１４３を介してタブ接合部１４２をある程度自由に動かすことができる。その結果、ピン型接点部１４１が可動して摺動摩耗が発生するおそれがないうえ、ラミネート電池のタブとタブ接合部１４２との超音波溶接性を確保することができる。

この電圧検知用端子１４０、端子付プレート（ガイドプレート１１０や端子プレート１２０）を用いた電池モジュール１０は、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタ側の端子と電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１との間における摺動摩耗を抑制することができるため、電圧検知用ワイヤーハーネスのコネクタと接続信頼性の高い電気的接続を確保することができる。

以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

例えば、上記実施の形態では、電圧検知用端子の接点部として、コネクタの嵌合力を小さくするのに有利なピン型形状を示したが、他にも、タブ型形状などであっても良い。

また、上記実施の形態では、ガイドプレート１１０及び端子プレート１２０が有する圧入部１１３ａ、１２３ｂに電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１を圧入することにより、電圧検知用端子１４０をプレートに固定する例を示したが、他にも、ピン型接点部１４１の後端等の一部を端子保持部１１３に埋設することにより、プレートに固定することもできる。また、圧入部１１３ａ、１２３ｂに代えて、係止穴を備えた連通孔を有する固定部を形成するとともに、ピン型接点部１４１に前記係止穴に嵌り込む係止突起を形成し、ピン型接点部１４１を連通孔に挿通したときに、前記係止突起が係止穴に嵌り込むことにより、電圧検知用端子１４０をプレートに固定することも可能である。

また、ラミネート電池の積層方法は、全て直列接続ではなく、並列結合された電池（２０１，２０２）、（２０３，２０４）、（２０５，２０６）（２０７，２０８）が直列接続されていても良い。

１０ 電池モジュール
１１０ ガイドプレート
１２０ 端子プレート
１３０ スペーサープレート
１４０ 電圧検知用端子
１４１ ピン型接点部
１４２ タブ接合部
１４３ バネ部

Claims (5)

1. 発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と、前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池の電圧検知に用いられる電圧検知用端子であって、
   前記薄型電池のタブが超音波溶接により接合されるタブ接合部と、
   電圧検知用ワイヤーハーネスが接続されたコネクタとの接続部となる接点部と、
   前記タブ接合部と前記接点部との間を連結するバネ部とを有し、
   前記タブ接合部、接点部およびバネ部は一体に形成され、
   前記電圧検知用端子は、前記薄型電池の端部に取り付けられるプレートに組み付けられる際に、前記接点部は前記プレートに固定されると共に、前記タブ接合部は前記プレートに固定されないことを特徴とする電圧検知用端子。
2. 前記タブ接合部と前記バネ部とは、同一平面上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の電圧検知用端子。
3. 金属板材を打ち抜いて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電圧検知用端子。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の電圧検知用端子と、前記薄型電池の端部に取り付けられるプレートとを有し、
   前記電圧検知用端子の接点部が前記プレートに固定されているとともに、前記バネ部および前記タブ接合部は前記プレートに固定されず、前記タブ接合部が前記プレートに対し前記バネ部を介して可動可能に、前記電圧検知用端子が前記プレートに組み付けられていることを特徴とする端子付プレート。
5. 発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と、前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池が、厚み方向に複数枚積層された電池モジュールであって、
   請求項４に記載の端子付プレートを少なくとも１つ以上有し、
   前記薄型電池のタブと、前記端子付プレートにおける電圧検知用端子のタブ接合部とが接合されていることを特徴とする電池モジュール。

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