JP6229903B2

JP6229903B2 - 電池モジュール

Info

Publication number: JP6229903B2
Application number: JP2015544807A
Authority: JP
Inventors: 下司　真也; 真也下司; 仰奥谷; 裕史高崎; 克司辻岡
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2017-11-15
Anticipated expiration: 2034-10-29
Also published as: WO2015064097A1; CN105474434A; CN105474434B; US9768425B2; JPWO2015064097A1; US20160181579A1

Description

本開示は、ケースに保持された複数の電池セルと集電板とを備える電池モジュールに関する。

従来から複数の電池セルの端部に設けられた電極と集電板とを、集電板に設けられた接続端子で接続することが行われる。この場合、接続端子と電極とは例えば抵抗溶接で接続される。

特許文献１には、複数の電池セルの両方の端部側にそれぞれ複数の集電板が配置され、各集電板と複数の電池セルの端部に設けられた電極とが、複数本の接続端子としてワイヤを用いたワイヤボンディングで接続された電池モジュールが記載されている。

特開２０１０−２８２８１１号公報

複数の電極のそれぞれに接続端子が溶接される場合に、異物混入等の何らかの原因で溶接不良（溶接ミス）が生じる場合がある。この場合、その溶接に用いた集電板を含む製品の歩留まり率が低下する。これによって電池モジュールの製造コストが上昇する原因となる。
本開示の目的は、電極及び接続端子の溶接不良が生じる場合でも製品の歩留り率の低下を抑制できる電池モジュール及びその製造方法を提供することである。

本開示の一態様に係る電池モジュールは、ケースに保持された複数の電池セルと、複数の電池セルの一方側または他方側に配置された集電板と、を備え、集電板は、各電池セルに設けられた電極に複数ずつ対向配置されるように、集電板本体に接続された接続端子を含み、少なくとも１つの電極について、電極に対向する複数の接続端子は、電極に溶接される第１接続端子と、電極に溶接されない第２接続端子とを含む。

本開示の一態様に係る電池モジュールの製造方法は、ケースに保持された複数の電池セルと、複数の電池セルの一方側または他方側に配置された集電板と、を備える電池モジュールの製造方法であって、集電板は、各電池セルに設けられた電極に複数ずつ対向配置されるように、集電板本体に接続され、第１接続端子と第２接続端子とを有する接続端子を含み、電池モジュールの製造方法は、各電極に対向する複数の接続端子において、それぞれ１つの第１接続端子のみを電極に溶接する溶接作業を行い、電極に対向する第２接続端子は電極に溶接しない正規溶接ステップと、正規溶接ステップの実行後に、少なくとも一部の第１接続端子の溶接が不良である場合に、溶接不良の第１接続端子と同じ電極に対向する第２接続端子を電極に溶接する再溶接作業を行う再溶接ステップとを含む。

本開示の一態様に係る電池モジュール及びその製造方法によれば、電極及び接続端子の溶接不良が生じる場合でも製品の歩留り率の低下を抑制できる。

本開示の実施形態における電池モジュールを示す断面図である。図１から電池ブロックを取り出して上方から見た斜視図である。図２の電池ブロックの分解図である。図２のＡ部拡大図において、正極集電板の第１接続端子及び第２接続端子を示す図である。図４の矢印Ｂで示す方向に見て接続端子と電池セルとの接続状態を示す図である。図３から正極集電板を取り出して示す斜視図である。図６の正極集電板を上方から見た図である。図７のＣ−Ｃ断面図である。図１の電池モジュールの製造方法を示すフローチャートである。本開示の実施形態における電池モジュールの別例を形成する負極集電板を示す斜視図である。図１０のＤ部を拡大して上方から見た図である。

以下、図面を参照しながら、本開示に係る実施形態について詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等に合わせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態、または変形例などが含まれる場合、複数の実施形態または変形例における各構成要素を適宜または任意に組み合わせて実施することができる。以下ではすべての図面において実質的に同様の要素には同一の符号を付して説明する場合がある。

図１は、実施形態における電池モジュール４０を示す断面図である。図２は、図１から電池ブロック１を取り出して上方から見た斜視図である。図３は、図２の電池ブロック１の分解図である。電池モジュール４０は、車両または建物内の電気機器用の蓄電装置として用いられる。電池モジュール４０は、図示しない太陽電池等の発電装置で得られた電力を充電し、必要に応じて取り出して電気機器に供給するために用いられてもよい。

図１から図３、及び後述する図面の一部では、互いに直交する３軸方向として、高さ方向Ｈ、長さ方向Ｌ、幅方向Ｗが示されている。高さ方向Ｈは、電池モジュール４０が水平面上に設置された場合の上下方向または鉛直方向である。長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗは水平面で互いに直交する方向である。ここでは電池モジュール４０の寸法が長い方を長さ方向Ｌとし、短い方を幅方向Ｗとした。

電池モジュール４０は、電池ブロック１と、電池ブロック１の上部に結合されたダクトカバー４２とを含む。図２に示すように、電池ブロック１は、複数の電池セル２を並列接続して所定の容量を得られるようにしたものである。ここでは、２０個の電池セル２が用いられる。電池ブロック１では、２０個の電池セル２について各正極側を一方側に揃え各負極側を他方側に揃えて所定の配置関係で整列配置した状態で、２０個の電池セル２がケース３に保持される。この状態で、正極側に正極側集電部４が配置され、負極側に負極側集電部５が配置され、第１ホルダ６及び第２ホルダ７を介して適当な第１締結部材３４，第２締結部材３５等で正極側集電部４と負極側集電部５とが締結される。

電池セル２は、充放電可能な二次電池である。二次電池としては、リチウムイオン電池が用いられる。これ以外に、ニッケル水素電池、アルカリ電池等を用いてもよい。図３（ｃ）に、電池ブロック１に収納配置される状態における２０個の電池セル２の斜視図を示す。ここに示されるように、２０個の電池セル２は、隣接する電池の間の隙間を最小にする千鳥型の配置関係とされ、Ｗ方向に３列の電池列が配置され、それぞれの電池列は、Ｌ方向に沿って、７個、６個、７個の電池が配置されている。

電池セル２は、円筒形の外形を有する。円筒形の両端部のうち一方端が正極端子、他方端が負極端子として用いられる。電池セル２の一例を挙げると、それぞれは、直径が１８ｍｍ、高さが６５ｍｍ、端子間電圧が３．６Ｖ、容量が２．５Ａｈのリチウムイオン電池である。これは説明のための例示であって、これ以外の寸法、特性値であってもよい。なお、電池セル２は円筒形の電池に限らず、他の外形を有する電池、例えば角型電池であってもよい。

ケース３は、２０個の電池セル２を所定の配置関係で整列配置して保持する保持容器である。図３（ｄ）にケース３の斜視図を示す。ケース３は、電池セル２の高さと同じ高さを有し、高さ方向の両端側がそれぞれ開口する２０個の電池収納部が設けられる枠体で、それぞれの電池セル２は、電池収納部の１つに収納配置される。

電池収納部の配置は、図３（ｃ）で説明した電池セル２の配置関係に対応して、千鳥型の配置関係とされる。すなわち、Ｗ方向に３列の電池収納部が配置され、それぞれの電池収納部列は、Ｌ方向に沿って、７個、６個、７個の電池収納部を有する。したがって、中央の電池収納部列のＬ方向に沿った長さは、両側の電池収納部列のＬ方向に沿った長さよりも短い。これによって、ケース３のＬ方向に沿った両端において、Ｗ方向に沿った中央部に、電池セル２が配置されない余裕空間としての第１窪み部８及び第２窪み部９が形成される。各窪み部８，９は、電池セル２の長手方向であるＨ方向に沿って電池セル２の一方側から他方側に延び、電池セル２が配置される部分に向かって窪む。

かかるケース３としては、例えば樹脂または金属を所定の形状としたものが用いられてもよい。

ケース３において、２０個の電池セル２は、電池収納部に収納配置される際に、電池セル２の各正極側が一方側に揃えられ、各負極側が他方側に揃えられる。図２では、一方側はＨ方向に沿って紙面の上方側で、他方側はＨ方向に沿って紙面の下方側である。

正極側集電部４は、ケース３の一方側の開口を塞ぐように配置されて、整列配置された電池セル２の正極側をそれぞれ電気的に接続する接続部材である。図３（ａ）に正極側集電部４を示す。ここに示されるように、正極側集電部４は、正極側絶縁板１０、正極集電板１１、正極リード板１２で構成される。正極側絶縁板１０、正極集電板１１、正極リード板１２のそれぞれには、ケース３で説明した第１窪み部８に対応した第１切欠部１３と、第２窪み部９に対応した第２切欠部１４（図６、図７）とが設けられる。

正極側絶縁板１０は、ケース３と正極集電板１１、正極リード板１２との間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する板材である。正極側絶縁板１０には、電池セル２の正極電極を突き出させる２０個の開口が設けられる。かかる正極側絶縁板１０としては、所定の耐熱性と電気絶縁性とを有するプラスチック成型品またはプラスチックシートを所定の形状に加工したものが用いられる。

正極集電板１１は、２０個の電池セル２の一方側である正極電極１５（図４、図５）側に配置される。図４、図５に示すように、正極集電板１１は、各電池セル２の正極電極１５の上側にそれぞれ２つずつ対向配置された接続端子１６，１７を含む。

具体的には、正極集電板１１は、図６から図８に示すように形成される。図６は、図３から正極集電板１１を取り出して示す斜視図である。図７は、図６の正極集電板１１を上方から見た図である。図８は、図７のＣ−Ｃ断面図である。

正極集電板１１は、薄板状の集電板本体１８と、集電板本体１８において電池セル２（図４、図５）の正極電極１５と対向する２０個の位置に設けられた円形または矩形の開口１９と、各開口１９の内周縁に接続されて各電池セル２の正極電極１５の上側にそれぞれ２つずつ対向配置された接続端子１６，１７とを含む。

複数の正極電極１５のうち、少なくとも１つの正極電極１５、例えば各正極電極１５について、正極電極１５に対向する２つの接続端子１６，１７は、正極電極１５に溶接される第１接続端子１６と、正極電極１５に溶接されない第２接続端子１７とである。したがって、正極電極１５に対向する２つの接続端子１６，１７は、第１接続端子１６及び第２接続端子１７を含む。第１接続端子１６及び第２接続端子１７は、集電板本体１８に形成された開口１９の内周縁から互いに隙間をあけて同方向に並んで、開口１９の内方に突出し、それぞれの先端部が正極電極１５に近づくように片面側（図４、図５の下側）に曲げ形成される。各接続端子１６，１７は、集電板本体１８を形成する板材に打ち抜きを含むプレス加工を行い、曲げ加工を行うことにより集電板本体１８に一体形成される。

図示の例では、第１接続端子１６は正極電極１５に、超音波溶接によって溶接部２８（図５）で溶接される。各第１接続端子１６は、開口１９の内周縁から延伸し正極電極１５側に向かって湾曲するように曲げ形成された第１腕部２０と、第１腕部２０に一体形成された第１先端部２２とを有する。各第２接続端子１７は、開口１９の内周縁から延伸し正極電極１５側に向かって湾曲するように曲げ形成された第２腕部２１と、第２腕部２１に一体形成された第２先端部２３とを有する。図４に示すように、各先端部２２，２３の延伸方向に対し直交する方向についての幅方向寸法ｄ１は、各腕部２０，２１の幅方向寸法ｄ２よりも大きい。これによって、図示しない超音波溶接機の振動子を接触させる各先端部２２，２３の面積を大きくでき、かつ、各先端部２２，２３が振れやすくなるので、溶接性の向上を図れる。第１先端部２２の幅方向の第１突出部２４は、第１接続端子１６で第２接続端子１７とは反対側の外側に設けられる。第２先端部２３の幅方向の第２突出部２５は、第２接続端子１７で第１接続端子１６とは反対側の外側に設けられる。これによって、２つの接続端子１６，１７を形成する開口１９の直径が過度に大きくなることを防止できる。

図８に示すように、第１接続端子１６及び第２接続端子１７の根元部端部は、曲率半径Ｒ１を有する断面円弧形の曲面部２６で、開口１９の内周縁に連結される。各腕部２０，２１の中間部には曲率半径Ｒ２を有する断面円弧形の第２曲面部２７が形成される。曲率半径Ｒ１，Ｒ２はいずれも正極集電板１１の板厚Ｄａ以上、より好ましくは板厚Ｄａの２倍以上である。これによって、溶接作業時に各接続端子１６，１７の根元部に過度に大きい応力集中が発生することを防止できるので、部品の耐久性の向上と、製品の歩留まり率の低下とを図れる。

このような正極集電板１１の各第１接続端子１６及び各第２接続端子１７の先端部２２，２３は、正極電極１５（図４、図５）に溶接する前の状態で、いずれも集電板本体１８と平行な同一平面上に配置される。各第１接続端子１６及び各第２接続端子１７のうち、少なくとも１つの第１接続端子１６の先端部２２が正極電極１５に溶接される。図４では第１接続端子１６において、丸の内側に斜格子を付した部分の裏側で、正極電極１５に溶接されることを示している。

図３に戻って、正極リード板１２は、正極集電板１１と電気的に接続され、各接続端子１６，１７を相互接続して１つの正極側出力端子とする電極板である。正極リード板１２は、正極集電板１１に対応する平面部２９と、平面部２９のＬ方向の端部からＨ方向に沿って負極側集電部５に向かって折れ曲がった側面部３０とから構成される折れ曲がり板である。平面部２９から側面部３０への折れ曲がりは、Ｌ方向の端部であって図３の紙面上の左側のホルダ７の側において行われる。平面部２９には、正極集電板１１の各接続端子１６，１７が弾性変形できるように、２０個の開口が設けられる。

正極リード板１２としては、電気的導電性を有し、適当な厚さと強度を有する金属薄板を用いることができる。

負極側集電部５は、ケース３の他方側の開口を塞ぐように配置され、整列配置された電池セル２の負極側をそれぞれ電気的に接続する接続部材である。図３（ｅ）に負極側集電部５を示す。ここに示されるように、負極側集電部５は、負極側絶縁板３１、負極集電板３２、負極リード板３３で構成される。負極側絶縁板３１、負極集電板３２のそれぞれには、ケース３で説明した窪み部８，９に対応した切欠部が設けられる。負極リード板３３には、窪み部８，９に対応した箇所に、締結部材３４，３５用のねじ穴が設けられる。

負極側絶縁板３１は、ケース３と負極集電板３２、負極リード板３３との間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する板材である。負極側絶縁板３１には、電池セル２の負極電極を露出させる２０個の開口が設けられる。かかる負極側絶縁板３１としては、所定の耐熱性と電気絶縁性とを有するプラスチック成型品またはプラスチックシートを所定の形状に加工したものが用いられる。

負極集電板３２は、２０個の電池セル２の他方側である負極電極側に配置され、電池セル２の負極電極にそれぞれ個別に弾性的に接触する位置関係で配置される２０個の負極接続端子３６を有する薄板である。かかる負極集電板３２としては、電気的導電性を有する金属薄板に加工を施したものを用いることができる。各負極接続端子３６は、この金属薄板に、エッチングまたはプレス加工等によって、所定の形状に形成される。

負極リード板３３は、負極集電板３２と電気的に接続され、２０個の負極接続端子３６のそれぞれを相互接続して１つの負極側出力端子とする電極板である。負極リード板３３は、リード平面部３７と、リード平面部３７のＬ方向の端部からＨ方向に沿って図３の紙面上で下側に向かって折れ曲がった負極リード先端部３８とで構成される。なお、別例として、負極リード板３３は、正極リード板１２と同様の形状でもよい。この別例では負極リード板３３は、負極集電板３２に対応するリード平面部と、リード平面部のＬ方向の端部からＨ方向に沿って正極側集電部４に向かって折れ曲がったリード側面部とから構成される折れ曲がり板を有する。リード平面部からリード側面部への折れ曲がりは、Ｌ方向の端部であって図３の紙面上の右側のホルダ６の側において行われる。

第１ホルダ６及び第２ホルダ７は、ケース３の一方側に配置される正極側集電部４と他方側に配置される負極側集電部５とを、締結部材を用いて締結し、ケース３、正極側集電部４、負極側集電部５と共に、全体として一体化するための部材であり、絶縁材料で構成される。図３（ｂ）にホルダ６，７を示す。ここでは、ケース３のＬ方向の両端部において、紙面上の右側に第１ホルダ６が、左側に第２ホルダ７が配置される。

図３（ｂ）に示されるように、ホルダ６，７は、ケース３の外形の向かい合う辺のそれぞれの窪み部８，９に宛がって配置される。窪み部８，９は、ホルダ６，７が宛がわれる宛がい部である。第１ホルダ６は、ケース３の側面に宛がわれる第１壁部５０と、ケース３の第１窪み部８にはまり込む第１軸部５２とを含んで構成される。第２ホルダ７は、ケース３の側面に宛がわれる第２壁部５１と、ケース３の第２窪み部９にはまり込む第２軸部５３とを含んで構成される。第１軸部５２及び第２軸部５３のそれぞれの端部には、締結部材用のネジ部が設けられる。かかるホルダ６，７としては、絶縁体の板材を所定の形状に加工したものを用いることができる。なお、ホルダ６，７は別々に構成されていなくてもよく、例えば、ケース３の側面を覆う側部と正極側を覆う上部または負極側を覆う下部とが一体に構成されてもよい。

第１締結部材３４は、第１ホルダ６の第１軸部５２に設けられるネジ部を用いて、負極側集電部５を第１ホルダ６に固定するネジである。第２締結部材３５は、第２ホルダ７の第２軸部５３に設けられるネジ部を用いて、負極側集電部５を第２ホルダ７に固定するネジである。同様に、図示されていない他の締結部材を用いて、正極側集電部４がホルダ６，７に固定される。

このように、電池ブロック１は、２０個の電池収納部を有するケースに電池セル２を収納し、その際に、電池セル２の各正極側を一方側に揃え、各負極側を他方側に揃え、正極側に正極側集電部４を配置し、負極側に負極側集電部５を配置し、ホルダ６，７を介して適当な締結部材３４，３５等でこれらを一体化する。

図１に戻って、電池セル２の正極側には安全弁４５が設けられる。具体的には、正極電極１５の内側に金属シートである安全弁４５が設けられ、電池セル２の内部で行われる電気化学反応によって発生するガスの圧力が安全弁４５にかかる。このガス圧が予め定めた閾値圧力を超すと安全弁４５は破断し、ガスは、正極電極１５に設けられた図示しない開口部を通じて、電池セル２の外部に放出される。安全弁４５は、２０個の電池セル２のそれぞれに設けられる。

ダクトカバー４２は、電池ブロック１の正極側端部を覆い、電池ブロック１のケース３のＬ方向に延びる側面と気密に接合して、内側に電池ブロック１の正極側端部の側にガスを流すことができるダクト室４１を形成する部品である。ダクトカバー４２は、電池ブロック１のホルダ６，７の軸部５２，５３を用い、締結部材３４，３５によって、電池ブロック１に固定される。

第１軸部５２及び第２軸部５３はいずれも絶縁体である。第１軸部５２及び第２軸部５３には、正極側でダクトカバー４２が図示しない２つの締結部材で固定され、負極側で負極側集電部５が締結部材３４，３５で固定される。

安全弁４５からの排ガスは、ダクトカバー４２の内側のダクト室４１に排出される。ダクト室４１に排出された排ガスは、ダクトカバー４２の長さ方向Ｌの一方側または両側の端部に設けられた図示しない排気口から電池モジュール４０の外部に排出される。正極リード板１２の正極リード先端部５４と負極リード板３３の負極リード先端部３８とが、それぞれ正極及び負極の端子となる。

安全弁４５は、電池セル２の正極側に設けているが、電池セル２の負極側に設けることもできる。安全弁４５を負極側に設ける場合、ダクトカバー４２およびダクト室４１を電池セル２の負極側に設ける。

このような電池ブロック１を含む電池モジュール４０の製造方法は、図９に示すように行う。図９は、図１の電池モジュール４０の製造方法を示すフローチャートである。電池モジュール４０の製造方法は、以下の正規溶接ステップと再溶接ステップとを含む。

具体的には、電池モジュール４０の製造方法において、図９のステップＳ１０（以下ではステップＳは単にＳという。）で示すように、作業者または製造装置によって、ダクトカバー４２を除いて電池ブロック１の構成部品を一体的に組み合わせる組立作業が行われる。この組立作業では、複数の電池セル２の負極電極と負極集電板３２の接続端子３６との溶接作業も行われる。

Ｓ１２の正規溶接ステップでは、各正極電極１５に対向する複数の接続端子１６，１７において、それぞれ第１接続端子１６のみを正極電極１５に超音波溶接する溶接作業が行われる。この場合、超音波溶接機の振動子が第１接続端子１６の第１先端部２２に押し付けられ、正極電極１５が第１先端部２２によって押圧された状態で、振動子を水平方向に超音波振動させる。正規溶接ステップでは、第２接続端子１７は正極電極１５に溶接されない。

Ｓ１２の実行後、Ｓ１４ですべての第１接続端子１６と正極電極１５との溶接が良好であるか否かが作業者または製造装置によって判定される。Ｓ１４の判定結果が肯定であれば、Ｓ１８で電池ブロック１にダクトカバー４２が結合され、電池モジュール４０が形成される。

一方、Ｓ１４で少なくとも一部、例えば一部のみの第１接続端子１６の溶接が不良であると判定された場合に、再溶接ステップとして、溶接不良のすべての第１接続端子１６と同じ電極１５に対向する第２接続端子１７を正極電極１５に超音波溶接する再溶接作業が行われる（Ｓ１６）。溶接が「不良」であることには、第１接続端子１６と正極電極１５とが良好に溶接されていない半付き状態である場合と、第１接続端子１６及び正極電極１５が溶接されていない場合との両方の意味が含まれる。例えば超音波溶接を行う場合、１つの第１接続端子１６と正極電極１５とが仮に半付き状態で溶接されてしまうと、その第１接続端子１６を振動子で振れ動かすことができないので、その第１接続端子１６を用いる再溶接はできない。この場合でも、第２接続端子１７は正極電極１５に溶接されていないので、第２接続端子１７を用いて再溶接を行うことが可能である。

再溶接ステップの実行後に、すべての正極電極１５に対向する第１接続端子１６または第２接続端子１７のいずれかと正規電極１５とが良好に溶接されていることが確認されると、上記のＳ１８に移行する。

上記の電池モジュール４０によれば、少なくとも１つの正極電極１５について、正極電極１５に対向する接続端子１６，１７は、正極電極１５に溶接される第１接続端子１６と、正極電極１５に溶接されない第２接続端子１７とを含む。また、電池モジュール４０の製造方法は、各正極電極１５に対向する第１接続端子１６及び第２接続端子１７のうち、第１接続端子１６のみを正極電極１５に溶接する正規溶接ステップを含む。このため、仮に第１接続端子１６と正極電極１５との溶接に不良が生じた場合でも、第２接続端子１７と正極電極１５とを溶接する再溶接の機会が得られる。したがって、正極電極１５及び第１接続端子１６の溶接不良が生じる場合でも製品の歩留り率の低下を抑制できる。

なお、上記では、正極電極１５と接続端子１６（または１７）とを超音波溶接する場合を説明したが、溶接には、抵抗溶接またはレーザ溶接を用いてもよい。例えば抵抗溶接で溶接不良が生じる場合、再溶接すべき部分に所望の抵抗を持たせることができないので再溶接をできない場合がある。また、レーザ溶接で溶接不良が生じる場合、第１接続端子１６が正極電極１５から空隙を介して大きく離れて、その第１接続端子１６を用いた再溶接をできない場合がある。これらの場合でも、第２接続端子１７を用いた再溶接で正極電極１５に良好に溶接することが可能になる。なお、正極集電板１１は、第１接続端子１６、第２接続端子１７、及び集電板本体１８が一体成形される構成に限定せず、図示しない正極集電板本体と、正極集電板本体とは別部材の図示しない接続端子とを結合することにより正極集電板が形成されてもよい。負極集電板３２の場合も同様である。

また、上記では正極集電板１１の長さ方向両端部に位置決めのための第１切欠部１３及び第２切欠部１４が形成されているが、図６、図７に二点鎖線αで示すように、集電板１１の長さ方向両端部に切欠部を形成しない構成としてもよい。

図１０は、実施形態における電池モジュールの別例を形成する負極集電板３２を示す斜視図である。図１１は、図１０のＤ部を拡大して上方から見た図である。本例の構成では、複数の電池セル２の負極電極３９に対して、負極集電板３２に設けられた２つの接続端子６０，６１が対向配置される。具体的には、負極集電板３２は、薄板状の集電板本体６２と、集電板本体６２において各電池セル２の負極電極３９と対向する２０個の位置に設けられた矩形または円形の開口６３と、各開口６３の内周縁に接続された直線状のヒューズ部６４と、ヒューズ部６４において開口６３との接続側に対して反対側端に接続された電池側配置部６５とを含む。電池側配置部６５は、先端側が電池セル２の負極電極３９に近づくように曲げ形成される。２つの接続端子６０，６１は、電池側配置部６５の先端から互いに間隔をあけて平行に分岐して突出形成される。

集電板本体６２、ヒューズ部６４、及び電池側配置部６５は、金属板に打ち抜きを含むプレス加工を行い、曲げ加工を行うことにより一体形成される。接続端子６０，６１は、それぞれ負極電極３９に対向配置される。

ヒューズ部６４の下側には、集電板本体６２及び電池側配置部６５との結合部の下側を含めて、ヒューズ部６４の補強のための補強シート６６が固着される。補強シート６６は樹脂等の絶縁材料により形成される。

このような負極集電板３２では、長さ方向両端部に位置決めのための切欠部が形成されていないが、位置決め用の切欠部を形成してもよい。

複数の負極電極３９のうち、少なくとも１つの負極電極３９、例えば各負極電極３９について、負極電極３９に対向する２つの接続端子６０，６１は、負極電極３９に溶接される第１接続端子６０と、負極電極３９に溶接されない第２接続端子６１とである。したがって、負極電極３９に対向する２つの接続端子６０，６１は、第１接続端子６０及び第２接続端子６１を含む。

負極集電板３２及び負極電極３９の溶接作業では、各負極電極３９に対向する複数の接続端子６０，６１において、それぞれ第１接続端子６０のみを負極電極３９に溶接する溶接作業が行われる。正規溶接ステップでは、第２接続端子６１は負極電極３９に溶接されない。

上記の正規溶接ステップの実行後、すべての第１接続端子６０と負極電極３９との溶接が良好であるか否かが判定され、その判定結果が肯定であれば、図１から図９の構成と同様に、正極集電板１１と各正極電極１５との溶接が行われる。

一方、少なくとも一部、例えば一部のみの第１接続端子６０の溶接が不良であると判定された場合には、再溶接ステップとして、溶接不良のすべての第１接続端子６０と同じ負極電極３９に対向する第２接続端子６１を負極電極３９に溶接する再溶接作業が行われる。

上記の構成によれば、負極電極３９及び接続端子６０の溶接不良が生じる場合でも製品の歩留り率の低下を抑制できる。また、集電板本体６２と接続端子６０，６１との間にヒューズ部６４が設けられるので、１つの電池セル２からヒューズ部６４に過大電流が流れる場合にヒューズ部６４が溶断され、他の電池セル２に過大電流の影響が及ぶことを防止できる。その他の構成及び作用は、図１から図９の構成と同様である。

なお、図１０，１１の構成において、ヒューズ部６４は直線状に形成される構成に限定せず、種々の形状のヒューズを用いることができる。図１０，図１１の負極集電板３２を用いる構成において、正極集電板１１として、各正極電極１５について、正極電極１５に図示しない接続端子として１つのみが対向配置される構成を用いてもよい。

なお、上記の各例の構成において、正極集電板１１または負極集電板３２として、エッチングまたはプレス加工等で、平面部に所定の形状の接続端子１６，１７（または３６、または６０，６１）を形成し、曲げ加工によって、平面部に対し直角に折り曲げて側面部３０または負極リード先端部３８を形成したものを用いることもできる。この場合には正極集電板１１または負極集電板３２が正極リード板１２または負極リード板３３の機能を持つので、部品点数を削減できる。

以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。例えば、上記の各例では集電板１１，３２において、正極電極１５または負極電極３９に対向する接続端子として、３つ以上の接続端子１６，１７（または６０，６１）が設けられる構成としてもよい。

また、上記ではすべての電池セル２を並列接続する場合を説明したが、それぞれで並列接続される複数組の電池セルを互いに直列接続する構成において、本開示を適用してもよい。また、複数の電池ブロック１を長さ方向Ｌに沿って並べて一方側の電池ブロックの正極リード先端部５４に他方側の電池ブロックの負極リード先端部３８を溶接等により接続し、これを隣接する電池ブロックで繰り返すことで、電池ブロックを直列接続して電池モジュールを形成してもよい。

また、電池モジュールは、電池セル２の出力または入力を制御する等の機能を有する回路基板を含む構成としてもよい。

１電池ブロック、２電池セル、３ケース、４正極側集電部、５負極側集電部、６第１ホルダ、７第２ホルダ、８第１窪み部、９第２窪み部、１０正極側絶縁板、１１正極集電板、１２正極リード板、１３第１切欠部、１４第２切欠部、１５正極電極、１６第１接続端子、１７第２接続端子、１８集電板本体、１９開口、２０第１腕部、２１第２腕部、２２第１先端部、２３第２先端部、２４第１突出部、２５第２突出部、２６曲面部、２７第２曲面部、２８溶接部、２９平面部、３０側面部、３１負極側絶縁板、３２負極集電板、３３負極リード板、３４第１締結部材、３５第２締結部材、３６負極接続端子、３７リード平面部、３８負極リード先端部、３９負極電極、４０電池モジュール、４１ダクト室、４２ダクトカバー、４５安全弁、５０第１壁部、５１第２壁部、５２第１軸部、５３第２軸部、５４正極リード先端部、６０第１接続端子、６１第２接続端子、６２集電板本体、６３開口、６４ヒューズ部、６５電池側配置部、６６補強シート。

Claims

ケースに保持された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの一方側または他方側に配置された集電板と、を備え、
前記集電板は、前記各電池セルに設けられた電極に複数ずつ対向配置されるように、集電板本体に接続された接続端子を含み、
少なくとも１つの前記電極について、前記電極に対向する前記複数の接続端子は、前記電極に溶接される第１接続端子と、前記電極に溶接されない第２接続端子とを含む、電池モジュール。
請求項１に記載の電池モジュールにおいて、
前記第１接続端子及び前記第２接続端子は、前記集電板本体に形成された開口の内周縁から互いに隙間をあけて並んで突出し、前記電極に近づくように曲げ形成される、電池モジュール。
請求項２に記載の電池モジュールにおいて、
前記第１接続端子及び前記第２接続端子の根元側端部は、前記開口の内周縁に断面円弧形の曲面部で連結される、電池モジュール。
請求項１に記載の電池モジュールにおいて、
前記集電板は、前記集電板本体に形成された開口の内周縁に接続されたヒューズ部と、前記ヒューズ部において前記開口との接続側に対して反対側端に接続された電池側配置部とを含み、
前記第１接続端子及び前記第２接続端子は、前記電池側配置部の先端から分岐して形成される、電池モジュール。
ケースに保持された複数の電池セルと、
前記複数の電池セルの一方側または他方側に配置された集電板と、を備える電池モジュールの製造方法であって、
前記集電板は、前記各電池セルに設けられた電極に複数ずつ対向配置されるように、集電板本体に接続され、第１接続端子と第２接続端子とを有する接続端子を含み、
電池モジュールの製造方法は、
前記各電極に対向する前記複数の接続端子において、それぞれ１つの第１接続端子のみを前記電極に溶接する溶接作業を行い、前記電極に対向する第２接続端子は前記電極に溶接しない正規溶接ステップと、
前記正規溶接ステップの実行後に、少なくとも一部の前記第１接続端子の溶接が不良である場合に、溶接不良の前記第１接続端子と同じ前記電極に対向する前記第２接続端子を前記電極に溶接する再溶接作業を行う再溶接ステップとを含む、電池モジュールの製造方法。