JP6153789B2 - 組電池および角形二次電池 - Google Patents

Description

この発明は、組電池に関し、より詳細には、正・負極の外部端子がバスバーにより接合された複数の角形二次電池を備える組電池および角形二次電池に関する。

車両用の電源用電池には、高い出力電圧と大電力を要求されるため、一般に、複数の単電池を直列に接続した組電池が使用される。単電池としては、通常、リチウムイオン等の角形二次電池が用いられる。複数の角形二次電池は、隣接する角形二次電池を、正・負極外部端子の異極性同士が対向するように交互に表裏面を反転して配列される。そして、対向する外部端子をバスバーにより接続する。

バスバーによる接続は、十分な接続強度を確保し、また、接触抵抗を小さくするのに適した方法として、通常、レーザ等の溶接法による接合が用いられる。
このような溶接による方法として、正・負極外部端子に、上面から突出する突起部を設け、バスバーに貫通孔を設けて、バスバーの貫通孔を突起部に嵌合し、突起部と貫通孔の境界部分にレーザを照射して溶接する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−２４３４０５号公報

上記特許文献１に記載された発明では、角形二次電池の位置ずれや寸法誤差に起因する角形二次電池の間隔のばらつきのために、溶接が困難になることがある。すなわち、隣り合う角形二次電池の外部端子の間隔は、角形二次電池の位置ずれや寸法誤差により変化するが、バスバーに形成された貫通孔の位置は一定であるため、角形二次電池の正・負極外部端子の突起部への嵌合が困難になることがある。バスバーに形成する貫通孔の直径を大きくしたり、長孔にしたりすれば突起部への嵌合が可能になるが、貫通孔と突起部との間に隙間が生じるため、溶接が困難になったり、接合強度が不足したりする。

本発明の組電池は、開口部を有し正極電極と負極電極とを有する発電要素が収納された電池缶と、電池缶の開口を封口する電池蓋と、電池蓋に設けられた正極外部端子及び負極外部端子とを有し、電池缶の幅広面を対面させて配列された複数の角形二次電池と、隣接する角形二次電池の同極性の正・負極外部端子同士または異極性の正・負極外部端子間に架橋されて正・負極外部端子に接合されるバスバーとを備え、正極外部端子および負極外部端子はバスバーが載置される上面を有するベース部と、該ベース部より上方に突出し、側面にバスバーの当接面を有する突出部を有し、バスバーは、一端及び他端に突出部と当接する当接面を有し、該当接面のいずれか一方はベース部に対して垂直で幅広面に対して傾斜しており、バスバーの当接面は突出部の当接面と平行であり、当接面同士の境界部で接合されている。
本発明の角形二次電池は、開口部および一対の幅広面を有する電池缶と、正極電極および負極電極を有し電池缶内に収納された発電要素と、正極電極に接続された正極外部端子と、負極電極に接続された負極外部端子とが設けられ、電池缶の開口部を封口する蓋とを備え、正極外部端子および負極外部端子の少なくとも一方は、幅広面に対して傾斜する第１の傾斜面を有する第１の突出部と、バスバーが載置される上面を有する第１のベース部とを備え、正極外部端子および負極外部端子の他方は、第２の突出部と、バスバーが載置される上面を有する第２のベース部とを備えている。

この発明によれば、隣接する角形二次電池の正・負極の外部端子の間隔のばらつきを、外部端子の突出部の傾斜面に押し付けられるバスバーの位置が移動することにより吸収することができる。

本発明に係る組電池の一実施の形態の外観斜視図。 図１に示された組電池において、一部のバスバーを分解した状態を示す斜視図。 角形二次電池内に収納された発電要素の、捲回終端部側を展開した状態の斜視図。 隣接する一組の角形二次電池の接合状態を示す上面図。 角形二次電池の外部端子とバスバーの接合を説明するための分解斜視図であり、図１の二点鎖線で囲まれた領域Ｖにおける拡大図である。 （ａ）、（ｂ）はバスバーの斜視図。 隣接する角形二次電池が長手方向に位置ずれした状態において、バスバーの突合せ方法を説明するための上面図。 隣接する角形二次電池が配列方向に位置ずれした状態において、バスバーの突合せ方法を説明するための上面図。 本発明の実施形態２としての組電池の斜視図。 本発明の実施形態３としての組電池の要部斜視図。 は、実施形態３の組電池を上方からみた模式的平面図。 本発明の実施形態４としての組電池の要部斜視図。

--実施形態１--
［組電池の全体構造］
以下、この発明の組電池および角形二次電池の一実施の形態を図面と共に説明する。
図１は、本発明に係る組電池の一実施の形態の外観斜視図であり、図２は、図１に示された組電池において、一部のバスバーを分解した状態を示す斜視図である。
組電池１は、複数の角形二次電池１００を、複数個、厚さ方向に配列して構成されている。以下の説明では、角形二次電池１００をリチウムイオン二次電池として説明する。
角形二次電池１００は、上部側に開口部（図示せず）を有し、一対の幅広面１０１と、一対の幅狭面１０２と、底面１０３とを有する電池缶１１０と、電池缶１１０の開口部を封口する蓋１２０とから構成される電池容器１４０を有している。電池缶１１０および蓋１２０は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等のアルミニウム系金属により形成されている。

各角形二次電池１００の蓋１２０は、平面視で細長の矩形形状を有し、相互に離間して配置された正極外部端子６０と負極外部端子７０とを備えている。正極外部端子６０は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等のアルミニウム系金属により形成されている。負極外部端子７０は、例えば、銅または銅合金等の銅系金属により形成されている。
複数の角形二次電池１００は、隣接する角形二次電池１００を、幅広面１０１を対向して、交互に反対向きにして配置されている。換言すれば、隣接する角形二次電池１００の異極性の外部端子同士が対向するように、つまり、正極外部端子６０と負極外部端子７０とが対向するように配置されている。

各角形二次電池１００の正極外部端子６０と、隣接する角形二次電池１００の負極外部端子７０との間には、バスバー５０が架橋されている。正極外部端子６０とバスバー５０および負極外部端子７０とバスバー５０とは、それぞれ、境界部においてレーザ溶接等の溶接により接合されており、組電池１を構成するすべての角形二次電池１００は、直列に接続されている。
詳細は後述するが、正極外部端子６０、負極外部端子７０、およびバスバー５０とは、角形二次電池１００の位置ずれおよび寸法誤差を吸収し、相互の側面を突合わせることが可能な位置ずれ吸収構造を備えている。

電池容器１４０内には、発電要素４０（図３参照）が収納され、非水電解液が注入されている。蓋１２０には、非水電解液を注入するための不図示の注液口が設けられており、注液口から、電池缶１１０内に非水電解液が注入される。電池缶１１０内に注入される非水電解液としては、例えば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとを体積比で１：２の割合で混合した混合溶液中へ六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットルの濃度で溶解したものを用いることができる。上記は一例であって、一般的なリチウム塩を電解質とし、これを有機溶媒に溶解した非水電解液を用いるようにすればよく、本発明に用いられるリチウム塩や有機溶媒は特に制限されない。

［発電要素］
図３は、発電要素４０の斜視図である。図３では、発電要素４０は、その捲回終端部側を展開した状態で図示されている。
発電要素４０は、正極電極４１と負極電極４２とを、セパレータ４３、４４を介在して軸芯Ｃ−Ｃの周囲に捲回して、扁平直方体状に形成されている。
正極電極４１は、例えば、アルミニウムまたはアルミニウム合金等のアルミニウム系金属からなる正極金属箔４１ａの表・裏両面に正極合剤が塗工された正極合剤塗工部４１ｂを有する。正極合剤塗工部４１ｂは、正極金属箔４１ａの一側縁に、正極金属箔４１ａが露出された正極合剤未塗工部４１ｃが形成されるように正極金属箔４１ａに正極合剤を塗工して形成される。
負極電極４２は、例えば、銅または銅合金等の銅系金属からなる負極金属箔４２ａの表・裏両面に負極合剤が塗工された負極合剤塗工部４２ｂを有する。負極合剤塗工部４２ｂは、負極合剤未塗工部４２ｃが配置された側縁と対向する側縁である他側縁に、負極金属箔４２ａが露出された負極合剤未塗工部４２ｃが形成されるように負極金属箔４２ａに負極合剤を塗工して形成される。

セパレータ４３、４４は、正極金属箔４１ａまたは負極金属箔４２ａを絶縁する役割を有している。負極電極４２の負極合剤塗工部４２ｂは、正極電極４１の正極合剤塗工部４１ｂよりも幅方向（Ｘ方向）および長手方向（Ｚ方向）に大きく形成され、これにより正極合剤塗工部４１ｂは、始端部から周端部までの全領域が負極合剤塗工部４２ｂに覆われている。

図３に図示されるように、発電要素４０の外形形状は、高さ方向（Ｙ方向）の両端部に形成された円弧部４０Ｔと、両円弧部４０Ｔの間に位置する一対の平坦部４０Ｐとにより形成される扁平直方体状である。
発電要素４０は、一方の円弧部４０Ｔを下に向け、軸心Ｃ−Ｃを電池缶１１０の底面１０３と平行にして、電池缶１１０内に収容されている。電池缶１１０内に収容された状態では、発電要素４０の一対の平坦部４０Ｐは、それぞれ、電池缶１１０の幅広面１０１にほぼ平行に対面している。

図示はしないが、正極外部端子６０は、正極集電板および蓋１２０の厚さ方向に形成された貫通孔内に挿通された導電部材により発電要素４０の正極電極４１の正極合剤未塗工部４１ｃに接続されている。同様に、負極外部端子７０は、負極集電板および蓋１２０の厚さ方向に形成された貫通孔内に挿通された導電部材により発電要素４０の負極電極４２の負極合剤未塗工部４２ｃ接続されている。蓋１２０の厚さ方向に形成された貫通孔内および蓋１２０の上下面にはガスケット等の絶縁部材が配設されており、正極外部端子６０および負極外部端子７０は、それぞれ、蓋１２０とは絶縁されている。

［位置ずれ吸収構造］
図４は、隣接する一組の角形二次電池の接合状態を示す上面図であり、図５は、角形二次電池の外部端子とバスバーの接合を説明するための分解斜視図であり、図１の二点鎖線で囲まれた領域Ｖにおける拡大図である。また、図６（ａ）、図６（ｂ）はバスバーの斜視図である。
蓋１２０には、一組の正極外部端子６０と負極外部端子７０とが、離間した位置に設けられている。正極外部端子６０は、角形二次電池１００の一対の幅狭面１０２の一方側近傍に、負極外部端子７０は、角形二次電池１００の一対の幅狭面１０２の他方側近傍に配置されている。

正極外部端子６０と負極外部端子７０とは、同一形状を有し、蓋１２０の長手方向の中心を結ぶ中心線に対して線対称に配置されている。
正極外部端子６０は矩形形状のベース部６１と、ベース部６１から突出した突出部６２とを備えている。突出部６２は、ベース部６１の上面６１ａから立ち上がる第１の傾斜面６２ａと第２の傾斜面６２ｂとを有している。第１の傾斜面６２ａと第２の傾斜面６２ｂとは、ベース６１の上面６１ａに対して垂直に立ち上げられている。
同様に、負極外部端子７０は矩形形状のベース部７１と、ベース部７１から突出した突出部７２とを備えている。突出部７２は、ベース部７１の上面７１ａから立ち上がる第１の傾斜面７２ａと第２の傾斜面７２ｂとを有している。第１の傾斜面７２ａと第２の傾斜面７２ｂとは、ベース７１の上面７１ａに対して垂直に立ち上げられている。
後述するが、正極外部端子６０のベース部６１の上面６１ａ上および負極外部端子７０のベース部７１の上面７１ａ上には、バスバー５０が載置され、摺動される。

正極外部端子６０の突出部６２と負極外部端子７０の突出部７２とは同一の形状、サイズを有し、それぞれ、ほぼ二等辺三角形状に形成されている。また、負極外部端子７０と正極外部端子６０とは同一の形状を有し、１８０°回転して配置されている。従って、正極外部端子６０の突出部６２と負極外部端子７０の突出部７２は、正極外部端子６０の突出部６２の中心と負極外部端子７０の突出部７２の中心とを結ぶ直線に対して線対称である。つまり、正極外部端子６０の中心と負極外部端子７０の中心とを結ぶ直線に対して、正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａと第２の傾斜面６２ｂは線対称であり、負極外部端子７０の第１の傾斜面７２ａと第２の傾斜面７２ｂは線対称である。正極外部端子６０の突出部６２および負極外部端子７０の突出部７２は、相手側に向けて先細となる方向に配置されている。

バスバー５０は、ほぼ台形形状をした平板状部材である。バスバー５０は、アルミニウム系金属からなる正極側部５１と、銅系金属からなる負極側部５２とを有するクラッド材により形成されている。正極側部５１が正極外部端子６０と同一材料であり、負極側部５２が負極外部端子７０と同一材料であるクラッド材とすることにより、溶接による接合強度を大きくすることができる。
正極側部５１は、正極外部端子６０の突出部６２の第１の傾斜面６２ａにほぼ平行な第一当接面（第一側面）５１ａを有し、負極側部５２は、負極外部端子７０の突出部７２の第１の傾斜面７２ａにほぼ平行な第二当接面（第二側面）５２ａを有する。また、正極側部５１の第一当接面５１ａと負極側部５２ａの第二当接面５２ａとは、バスバー５０の幅広な上下面に対して垂直である。つまり、バスバー５０の正極側部５１の第一当接面５１ａは、正極外部端子６０のベース６１の上面６１ａに垂直であり、バスバー５０の負極側部５２の負極側部５２ａは、負極外部端子７０のベース７１の上面７１ａに垂直である。

図６（ａ）に図示されるように、バスバー５０は、台形状の長辺のほぼ中心と短辺のほぼ中心とを結ぶ直線が、正極側部５１と負極側部５２との接合面５３となっている。図６（ａ）では、接合面５３が、バスバー５０の上下面に対しほぼ垂直な構造を有する。
しかし、図６（ｂ）に図示されるように、接合面５３を、バスバー５０の上下面に対し傾斜する構造としてもよい。接合面の面積を大きくすることにより、正極側部５１と負極側部５２との接合強度を大きくすることができる。

次に、正極外部端子６０、負極外部端子７０、バスバー５０による角形二次電池１００の位置ずれを吸収する作用を説明する。
図７は、隣接する角形二次電池が長手方向に位置ずれした状態において、バスバーの突合せ方法を説明するための上面図である。
説明の都合上、図７において、上側の角形二次電池を１００ａとし、下側の角形二次電池を１００ｂとする。図７は、角形二次電池の位置ずれまたは寸法誤差により、上側の角形二次電池１００ａに対して、下側の角形二次電池１００ｂが、Ｘ方向にΔｘずれている状態を示す。
この状態では、下側の角形二次電池１００ｂにおける正極外部端子６０の突出部６２の第１の傾斜面６２ａが上側の角形二次電池１００ａにおける負極外部端子７０の突出部７２の第２の傾斜面７２ｂよりΔｘだけＸ方向に位置している。

バスバー５０の正極側部５１の第一当接面５１ａ側を正極外部端子６０のベース部６１の上面６１ａ上に載置し、かつ、バスバー５０の負極側部５２の第二当接面５２ａ側を負極外部端子７０のベース部７１の上面７１ａ上に載置する。この状態では、バスバー５０が正極外部端子の第１の傾斜面６２ａ及び負極外部端子の第２の傾斜面７２ｂに沿ってＸ方向に摺動し、ずれΔｘがあったとしてもバスバー５０の第一当接面５１ａを正極外部端子６０の突出部６２の第１の傾斜面６２ａに当接させ、バスバー５０の第二当接面５２ａを負極外部端子７０の突出部７２の第２の傾斜面７２ｂに当接させることが可能となる。上述した如く、正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａと第２の傾斜面６２ｂとは、ベース６１の上面６１ａに対して垂直であり、バスバー５０の正極側部５１の第一当接面５１ａは、正極外部端子６０のベース６１の上面６１ａに垂直である。また、負極外部端子７０の第１の傾斜面７２ａと第２の傾斜面７２ｂとは、ベース７１の上面７１ａに対して垂直であり、バスバー５０の負極側部５２の第二当接面５２ａは、負極外部端子７０のベース７１の上面７１ａに垂直である。従って、バスバー５０は、第一当接面５１ａが正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａと当接し、また、第二当接面５２ａが負極外部端子７０の第２の傾斜面７２ｂと当接することによって、ベース６１の上面６１ａおよびベース７１の上面７１ａ上を摺動する。
そして、バスバー５０は、Δｘの位置ずれに対応する分、Ｘ方向にずれた位置で角形二次電池１００ａと、角形二次電池１００ｂとが所定の間隔となり、バスバー５０の第一当接面５１ａおよび第二当接面５２ａのそれぞれが、正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａおよび負極外部端子７０の第２の傾斜面７２ｂに接面した状態で突合わせられる。

この状態で、バスバー５０の第一当接面５１ａと正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａとの境界部、およびバスバー５０の第二当接面５２ａと負極外部端子７０の第２の傾斜面７２ｂの境界部にレーザを照射して、バスバー５０と正極外部端子６０およびバスバー５０と負極外部端子７０を溶接する。レーザ照射による溶接は、バスバー５０、および突出部６２または突出部７２の厚さの中間まで溶融させて接合するようにしてもよいし、正・負極外部端子６０、７０それぞれのベース部６１、７１に達するまで溶融させて接合するようにしてもよい。

図８は、隣接する角形二次電池が配列方向に位置ずれした状態において、バスバーの突合せ方法を説明するための上面図である。
図８は、角形二次電池の位置ずれまたは寸法誤差により、上側の角形二次電池１００ａと下側の角形二次電池１００ｂの間隔が、二点鎖線で示す所定の位置よりΔｙだけ大きい（離間する）方向にずれている状態を示す。

このような状態では、バスバー５０が正極外部端子の第１の傾斜面６２ａ及び負極外部端子の第２の傾斜面７２ｂに沿って、ずれΔｙに対応する分だけＸ方向に移動（図８に示すＸ軸の矢印方向と反対方向に移動）した位置で、バスバー５０の第一当接面５１ａが正極外部端子６０の突出部６２の第１の傾斜面６２ａに突合わされ、バスバー５０の第二当接面５２ａが負極外部端子７０の突出部７２の第２の傾斜面７２ｂに突合わされた状態となる。このように、バスバー５０は、上側の角形二次電池１００ａと下側の角形二次電池１００ｂとの間隔が、Ｙ方向に所定の位置よりΔｙだけ大きくなる方向の位置ずれがあっても、バスバー５０の第一当接面５１ａおよび第二当接面５２ａのそれぞれを、正極外部端子６０の突出部６２の第１の傾斜面６２ａおよび負極外部端子７０の突出部７２の第２の傾斜面７２ｂに接面するように突合わせることができる。

図示はしないが、上側の角形二次電池１００ａと下側の角形二次電池１００ｂとの間隔が、所定の位置よりΔｙだけ小さい（狭くなる）方向にずれている場合も同様である。
このような状態では、バスバー５０が正極外部端子の第１の傾斜面６２ａ及び負極外部端子の第２の傾斜面７２ｂに沿って、ずれΔｙに対応する分だけＸ方向に移動（図８に示すＸ軸の矢印方向に移動）した位置で、バスバー５０の第一当接面５１ａが正極外部端子６０の突出部６２の第１の傾斜面６２ａに突合わされ、バスバー５０の第二当接面５２ａが負極外部端子７０の突出部７２の第２の傾斜面７２ｂに突合わされた状態となる。

従って、上記一実施の形態の構造によれば、上側の角形二次電池１００ａと下側の角形二次電池１００ｂとの間隔が所定の位置よりＸ方向およびＹ方向に位置ずれが生じても、その位置ずれを吸収することができる。

上記においては、バスバー５０を、正極外部端子６０の突出部６２の第１の傾斜面６２ａと負極外部端子７０の突出部７２の第２の傾斜面７２ｂとの間に装着する場合で説明した。しかし、正極外部端子６０と負極外部端子７０とは同一形状であり、相互に１８０°回転した状態に配置されてので、バスバー５０を、正極外部端子６０の第２の傾斜面６２ｂと負極外部端子７０の第１の傾斜面７２ａとの間に装着する場合も、同様である。

上記一実施の形態によれば、下記の効果を奏する。
（１）隣接する角形二次電池１００の正極外部端子６０と負極外部端子７０のそれぞれに第１の傾斜面６２ａと第２の傾斜面７２ｂを設け、バスバー５０に第１の傾斜面６２ａに平行な第一当接面５１ａおよび第２の傾斜面７２ｂにほぼ平行な第二当接面５２ａを設けた。このため、電気的に接続される２つの角形二次電池１００の位置ずれや寸法誤差に起因するばらつきがあっても、バスバー５０の第一、第二当接面５１ａ、５２ａのそれぞれを正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａおよび負極外部端子７０の第２の傾斜面７２ｂ、または正極外部端子６０の第２の傾斜面６２ｂおよび負極外部端子７０の第１の傾斜面７２ａに突合わせることができる。つまり、互いに接続される２つの角形二次電池１００の正極外部端子６０と負極外部端子７０との間に発生する設計上の位置のばらつきを吸収することができる。このため、バスバー５０の第一当接面５１ａと正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａ、およびバスバー５０の第二当接面５２ａと負極外部端子７０の第２の傾斜面７２ｂとの溶接を良好に行うことができ、十分な溶接強度を確保することができる。

（２）正極外部端子６０の突出部６２と負極外部端子７０の突出部７２とを、正極外部端子６０の突出部６２の中心と負極外部端子７０の突出部７２の中心とを結ぶ直線に対して線対称とした。このため、角形二次電池１００が、幅広面１０１が対面するように交互に反転して配列された組電池において、正極外部端子６０の突出部６２と負極外部端子７０の突出部７２との間隔が同じとなり、バスバー５０を共通化することができ、コストの低減、作業性の向上を図ることができる。

--実施形態２--
図９を参照して、本発明の実施形態２の組電池を説明する。
実施形態２が、実施形態１と相違する点は、正極外部端子６０および負極外部端子７０のそれぞれが、１８０°回転した状態に配置されている点である。
正極外部端子６０は、突出部６２が負極外部端子７０側とは反対側に向けて先細となる方向に配置され、負極外部端子７０は、突出部７２が正極外部端子６０側とは反対側に向けて先細となる方向に配置されている。
バスバー５０は、実施形態１と同一の構成である。
他の構成は、実施形態１と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。

実施形態２の場合、バスバー５０を、角形二次電池１００の幅狭面１０２側から内側に向けて正極外部端子６０のベース部６１上および負極外部端子７０のベース部７１上を摺動させる。これにより、バスバー５０の第一当接面５１ａ、第二当接面５２ａを、それぞれ、正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａ、負極外部端子７０の第２の傾斜面７２ｂ、または正極外部端子６０の第２の傾斜面６２ｂ、負極外部端子７０の第１の傾斜面７２ａに突合わせることができる。

実施形態２においても、角形二次電池１００の間隔にばらつきがあっても、バスバー５０の第一、第二当接面５１ａ、５２ａのそれぞれを正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａおよび負極外部端子７０の第２の傾斜面７２ｂ、または正極外部端子６０の第２の傾斜面６２ｂおよび負極外部端子７０の第１の傾斜面７２ａに突合わせることができる。また、組電池１における、正極外部端子６０の突出部６２と負極外部端子７０の突出部７２との間隔は、すべて同じである。
よって、実施形態１の（１）および（２）と同様な効果を奏する。

--実施形態３--
図１０、図１１を参照して、本発明の実施形態３の組電池を説明する。
図１０は、本発明の実施形態３としての組電池の要部斜視図であり、図１１は、実施形態３の組電池を上方からみた模式的平面図である。
実施形態３が、実施形態１と相違する点は、正極外部端子６０Ａの突出部６２Ａおよび負極外部端子７０Ａの突出部７２Ａのそれぞれが、角形二次電池１００の幅広面１０１に平行な線に対して非対称の形状を有している点である。
正極外部端子６０Ａの突出部６２Ａにおいて、第１の傾斜面６２ａ_１は、幅広面１０１に平行な線に対して、第２の傾斜面６２ｂ_１よりも大きい角度で傾斜している。負極外部端子７０Ａの突出部７２Ａにおいて、第１の傾斜面７２ａ_１は、幅広面１０１に平行な線に対して、第２の傾斜面７２ｂ_１よりも大きい角度で傾斜している。正極外部端子６０Ａの第１の傾斜面６２ａ_１と負極外部端子７０Ａの第１の傾斜面７２ａ_１とは、幅広面１０１に平行な線に対して同じ角度である。正極外部端子６０Ａの第２の傾斜面６２ｂ_１と負極外部端子７０Ａの第２の傾斜面７２ｂ_１とは、幅広面１０１に平行な線に対して同じ角度である。

バスバー５０Ａは、実施形態１のバスバー５０と同様、アルミニウム系金属からなる正極側部５１Ａと、銅系金属からなる負極側部５２Ａとを有するクラッド材により形成されている。正極側部５１Ａは、正極外部端子６０Ａの突出部６２Ａの第１の傾斜面６２ａ_１にほぼ平行な第一当接面（第一側面）５１ａ_１を有し、負極側部５２Ａは、負極外部端子７０の突出部７２の第２の傾斜面７２ｂ_１にほぼ平行な第二当接面（第二側面）５２ａ_１を有する。

実施形態３の場合、バスバー５０Ａを、正極外部端子６０Ａのベース部６１上および負極外部端子７０Ａのベース部７１上を摺動させる。これにより、バスバー５０Ａの第一当接面５１ａ_１、第二当接面５２ａ_１を、それぞれ、正極外部端子６０Ａの第１の傾斜面６２ａ_１、負極外部端子７０Ａの第２の傾斜面７２ｂ_１（または正極外部端子６０Ａの第２の傾斜面６２ｂ_１、負極外部端子７０Ａの第１の傾斜面７２ａ_１）に突合わせることができる。
よって、実施形態１の効果（１）と同様な効果を奏する。

また、実施形態３では、図１１に図示されるように、角形二次電池１００間の間隔は、正極外部端子６０Ａの突出部６２Ａの第１の傾斜面６２ａ_１と負極外部端子７０Ａの突出部７２Ａの第２の傾斜面７２ｂ_１間の長さ、または正極外部端子６０Ａの突出部６２Ａの第２の傾斜面６２ｂ_１と負極外部端子７０Ａの突出部７２Ａの第１の傾斜面７２ａ_１との長さのいずれかで定まる。正極外部端子６０Ａの突出部６２Ａの第１の傾斜面６２ａ_１と負極外部端子７０Ａの突出部７２Ａの第１の傾斜面７２ａ_１とは平行であり、正極外部端子６０Ａの突出部６２Ａの第２傾斜面６２ｂ_１と負極外部端子７０Ａの突出部７２Ａの第２の傾斜面７２ｂ_１とは平行である。よって、正極外部端子６０Ａの第１の傾斜面６２ａ_１と負極外部端子７０Ａの第２の傾斜面７２ｂ_１間の長さと、正極外部端子６０Ａの第２の傾斜面６２ｂ_１と負極外部端子７０Ａの第１の傾斜面７２ａ_１との長さは同じである。従って、実施形態１と同様、バスバー５０Ａを共通化することができる。

なお、実施形態３において、正極外部端子６０Ａの突出部６２Ａと負極外部端子７０Ａの突出部７２Ａとは、それぞれ、相手側に向けて先細となる方向に配置された構造で例示されている。しかし、正極外部端子６０Ａの突出部６２Ａと負極外部端子７０Ａの突出部７２Ａとは、それぞれ、相手側とは反対側に向けて先細となる方向に配置された構造としてもよい。

--実施形態４--
図１２を参照して、本発明の実施形態４の組電池を説明する。
実施形態４が実施形態１と相違する点は、正・負極外部端子の一方が、突出部に傾斜面を有していない点である。以下では、負極外部端子が突出部に傾斜面を有していない構造として説明するが、正極外部端子が突出部に傾斜面を有していない構造であってもよい。
正極外部端子６０は、実施形態１と同様な構造であり、矩形形状のベース部６１、および第１の傾斜面６２ａと第２の傾斜面６２ｂとを有する二等辺三角形状の突出部６２を有している。
負極外部端子７０Ｂは、ベース部７１Ｂと、ベース部７１Ｂ上の中央部に形成された断面矩形の突出部７２Ｂとを有する。突出部７２Ｂは、角形二次電池１００の幅広面１０１に平行な一対の突合せ用側面７２ｂ_３を有する。

バスバー５０Ｂは、アルミニウム系金属からなる正極側部５１Ｂと、銅系金属からなる負極側部５２Ｂとを有するクラッド材により形成されている。正極側部５１Ｂは、正極外部端子６０の突出部６２の第１の傾斜面６２ａ（または６２ｂ）にほぼ平行な第一当接面（第一側面）５１ａを有し、負極側部５２Ｂは、負極外部端子７０Ｂの突合せ用側面７２ｂ_３と平行な第二側面５２ｂを有する。
他の構成は、実施形態１と同様であり、対応する部材に同一の符号を付して説明を省略する。

実施形態４の場合、バスバー５０Ｂを、正極外部端子６０のベース部６１上および負極外部端子７０Ｂのベース部７１Ｂ上を摺動させる。バスバー５０Ｂの第一当接面５１ａが正極外部端子６０の突出部６２の第一当接面５１ａに当接した位置で、第一当接面５１ａの反力により、バスバー５０Ｂの第二側面５２ｂが負極外部端子７０の突合せ用側面７２ｂ_３に押し付けられる。
すなわち、バスバー５０Ｂの第一当接面５１ａと正極外部端子６０の突出部６２の第１の傾斜面６２ａとが接面するように突き合わされ、かつ、バスバー５０Ｂの第二側面５２ｂと負極外部端子７０の突合せ用側面７２ｂ_３とが接面するように突き合わされる。

この状態で、バスバー５０Ｂの第一当接面５１ａと正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａとの境界部、およびバスバー５０Ｂの第二側面５２ｂと負極外部端子７０Ｂの突出部７２Ｂとの境界部にレーザを照射してバスバー５０Ｂと正極外部端子６０およびバスバー５０Ｂと負極外部端子７０Ｂを溶接する。レーザ照射による溶接は、正極外部端子６０の突出部６２または負極外部端子７０Ｂの突出部７２Ｂの厚さの中間まで溶融させて接合するようにしてもよいし、正・負極外部端子６０、７０Ｂそれぞれのベース部６１、７１Ｂに達するまで溶融させて接合するようにしてもよい。

実施形態４においても、角形二次電池１００の間隔にばらつきがあっても、バスバー５０Ｂの第一当接面５１ａ、第二側面５２ｂのそれぞれを、正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａおよび負極外部端子７０Ｂの突合せ用側面７２ｂ_３、または正極外部端子６０の第１の傾斜面６２ａおよび負極外部端子７０Ｂの突合せ用側面７２ｂ_３に突合わせることができる。よって、実施形態１の（１）および（２）と同様な効果を奏する。

なお、実施形態４において、正極外部端子６０の突出部６２における第１、第２の傾斜面６２ａ、６２ｂを、実施形態３のように異なる傾斜角にするようにしてもよい。但し、このようにした場合には、バスバー５０Ｂは、第一当接面５１ａが正極外部端子６０の第１の６２ａに対応する傾斜角とされたものと、第２の傾斜面６２ｂに対応する傾斜角とされたものとの２種類が必要となる。

また、実施形態４において、正極外部端子６０を、実施形態２と同様、１８０°回転させて設けるようにしてもよい。

上記各実施形態において、バスバー５０、５０Ａ、５０Ｂをクラッド材により形成されているとしたが全体が１つの金属、例えば、鉄等により形成するようにしてもよい。鉄等の金属の表面に、めっきまたはコールドスプレイによりクロム等の被膜を形成するようにしてもよい。

上記実施形態においては、組電池１を構成するすべての角形二次電池１００を直列に接続する構造として例示した。しかし、本発明は、角形二次電池１００を並列に、換言すれば、バスバー５０、５０Ａ、５０Ｂを介して、正極外部端子６０同士および負極外部端子７０同士を接合する構造に適用することもできる。

上記各実施形態では、角形二次電池１００をリチウムイオン電池として説明した。しかし、本発明は、ニッケル水素電池またはニッケル・カドミウム電池、鉛蓄電池のように水溶性電解液を用いる二次電池にも適用が可能である。

その他、本発明は、発明の趣旨の範囲内において種々変形して適用することができ、要は、角形二次電池の正・負極外部端子を、ベース部およびベース部上に形成された突出部を有する構造とし、少なくとも突出部の一方に傾斜面を設け、バスバーの一側面を突出部の傾斜部と平行な傾斜面にしてバスバーの傾斜面と突出部の傾斜面とが突合せ面で突き合わされると共に、バスバーの他側面と他方の突出部とが突合せ面で突き合わされるようにしたものであればよい。

１ 組電池
４０ 発電要素
４１ 正極電極
４２ 負極電極
５０、５０Ａ、５０Ｂ バスバー
５１、５１Ａ、５１Ｂ 正極側部
５１ａ、５１ａ_１ 第一当接面（第一側面）
５２ａ、５２ａ２ 第二当接面（第二側面）
５２ｂ 第二側面
６０、６０Ａ 正極外部端子
６１ ベース部
６２、６２Ａ 突出部
６２ａ、６２ａ_１ 第１の傾斜面
６２ｂ、６２ｂ_１ 第２の傾斜面
７０、７０Ａ、７０Ｂ 負極外部端子
７１、７１Ｂ ベース部
７２、７２Ａ、７２Ｂ 突出部
７２ａ、７２ａ_１ 第１の傾斜面
７２ｂ、７２ｂ_１ 第２の傾斜面
７２ｂ_３ 突合せ用側面
１００、１００ａ、１００ｂ 角形二次電池
１０１ 幅広面
１０２ 幅狭面
１１０ 電池缶
１２０ 蓋
１４０ 電池容器

Claims (15)

1. 開口部を有し正極電極と負極電極とを有する発電要素が収納された電池缶と、前記電池缶の開口を封口する電池蓋と、前記電池蓋に設けられた正極外部端子及び負極外部端子とを有し、前記電池缶の幅広面を対面させて配列された複数の角形二次電池と、
   隣接する前記角形二次電池の同極性の前記正・負極外部端子同士または異極性の前記正・負極外部端子間に架橋されて前記正・負極外部端子に接合されるバスバーとを備え、
   前記正極外部端子および前記負極外部端子は前記バスバーが載置される上面を有するベース部と、該ベース部より上方に突出し、側面に前記バスバーの当接面を有する突出部を有し、
   前記バスバーは、一端及び他端に前記突出部と当接する当接面を有し、該当接面のいずれか一方は前記ベース部に対して垂直でかつ前記幅広面に対して傾斜しており、
   前記バスバーの当接面は前記突出部の当接面と平行であり、当接面同士の境界部で接合されている、組電池。
2. 請求項１に記載の組電池において、
   前記正極外部端子または前記負極外部端子のいずれか一方の前記突出部の側面は、前記ベース部に対して垂直でかつ前記幅広面に対して傾斜した傾斜面を有し、当該傾斜面は前記突出部の当接面と共に先細の先端部を形成する、組電池。
3. 請求項２に記載の組電池において、
   前記正極外部端子または前記負極外部端子の前記突出部の側面は、それぞれ前記先細の先端部を有し、
   前記角形二次電池の各々の設けられた正・負極外部端子の前記ベース部は、それぞれの前記突出部の前記先細の先端部同士が対峙するように配置されている、組電池。
4. 請求項２に記載の組電池において、
   前記正極外部端子及び前記負極外部端子の前記突出部の側面は、それぞれ前記先細の先端部を有し、
   前記角形二次電池の各々の設けられた正・負極外部端子の前記ベース部は、それぞれの前記突出部の前記先細の先端部が互いに反対側を向くように配置されている、組電池。
5. 請求項２に記載の組電池において、
   前記突出部の当接面と前記傾斜面は、前記電池缶の前記幅広面に平行な線に対し線対称である、組電池。
6. 請求項２に記載の組電池において、
   前記突出部の当接面と前記傾斜面は、前記電池缶の前記幅広面に平行な線に対し非対称である、組電池。
7. 請求項２に記載の組電池において、
   前記正極外部端子または前記負極外部端子の他方の前記突出部の側面は、前記電池缶の前記幅広面に対してほぼ平行な突合せ用側面を有する、組電池。
8. 請求項３に記載の組電池において、
   前記正極外部端子と前記負極外部端子の前記突出部のそれぞれは、前記正極外部端子の突出部の中心と前記負極外部端子の突出部の中心とを結ぶ直線に対し線対称である、組電池。
9. 請求項４に記載の組電池において、 前記正極外部端子と前記負極外部端子の前記突出部のそれぞれは、前記正極外部端子の突出部の中心と前記負極外部端子の突出部の中心とを結ぶ直線に対し線対称である、組電池。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の組電池において、
    前記バスバーは、クラッド材により形成されており、前記正極外部端子に溶接される材料と前記負極外部端子に溶接される材料とは異なる材料である、組電池。
11. 請求項１０に記載の組電池において、
    前記バスバーはアルミニウム系金属と銅系金属のクラッド材により形成され、前記正極外部端子はアルミニウ系金属により形成され、前記負極外部端子は銅系金属により形成されている、組電池。
12. 開口部および一対の幅広面を有する電池缶と、
    正極電極および負極電極を有し前記電池缶内に収納された発電要素と、
    前記正極電極に接続された正極外部端子と、前記負極電極に接続された負極外部端子とが設けられ、前記電池缶の前記開口部を封口する蓋とを備え、
    前記正極外部端子および前記負極外部端子の少なくとも一方は、前記幅広面に対して傾斜する第１の傾斜面を有する第１の突出部と、バスバーが載置される上面を有する第１のベース部とを備え、
    前記正極外部端子および前記負極外部端子の他方は、側面を有する第２の突出部と、前記バスバーが載置される上面を有する第２のベース部とを備え、
    前記第１の突出部の前記第１の傾斜面と、前記第２の突出部の前記側面はバスバーが接合される面である、角形二次電池。
13. 請求項１２に記載の角形二次電池において、
    前記第１の突出部は、前記第１の傾斜面と対向する第２の傾斜面を有し、前記第２の傾斜面は、前記第１の傾斜面と共に先細の先端部を形成し、前記第２の突出部は、第３の傾斜面、前記第３の傾斜面と対向配置され、前記第３の傾斜面と共に先細の先端部を形成する第４の傾斜面を有する、角形二次電池。
14. 請求項１３に記載の角形二次電池において、
    前記第１の突出部と前記第２の突出部のそれぞれは、前記第１の突出部の中心と前記第２の突出部の中心とを結ぶ直線に対して線対称である、角形二次電池。
15. 請求項１３に記載の角形二次電池において、
    前記第１の突出部と前記第２の突出部のそれぞれは、前記第１の突出部の中心と前記第２の突出部の中心とを結ぶ直線に対して非対称である、角形二次電池。
    

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