JP6667167B2 - 組電池 - Google Patents

組電池 Download PDF

Info

Publication number
JP6667167B2
JP6667167B2 JP2017517596A JP2017517596A JP6667167B2 JP 6667167 B2 JP6667167 B2 JP 6667167B2 JP 2017517596 A JP2017517596 A JP 2017517596A JP 2017517596 A JP2017517596 A JP 2017517596A JP 6667167 B2 JP6667167 B2 JP 6667167B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bus bar
positive
negative
electrode
electrode tab
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017517596A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2016181608A1 (ja
Inventor
長谷川 隆史
隆史 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd filed Critical Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Publication of JPWO2016181608A1 publication Critical patent/JPWO2016181608A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6667167B2 publication Critical patent/JP6667167B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/178Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for pouch or flexible bag cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/211Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for pouch cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/547Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/552Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/569Constructional details of current conducting connections for detecting conditions inside cells or batteries, e.g. details of voltage sensing terminals
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Description

本開示は、組電池に関する。
組電池は、バスバー等を用いて複数の単電池を直列接続、並列接続、又は直並列接続して構成される。例えば、特許文献1には、直列溶接部分及び並列溶接部分のペアを備えたバスバーを用いて、セルユニットの間の直列接続及び単電池の間の並列接続が同時に達成される組電池が開示されている。
特許第5552546号公報
ところで、生産性向上等の観点から、構造が単純で組み立てが容易な組電池が求められている。更に組電池は、例えば部品点数が少なく、単電池の接続形態の自由度が高い構造であることが望ましい。
本開示の一態様である組電池は、扁平形状の本体部、本体部の一の面の横方向一端側から引き出された正極タブ、及び本体部の一の面の横方向他端側から引き出された負極タブを有する単電池と、複数の単電池を同じ向きに積み重ねて構成された電池積層体と、正極タブに接続される正極側バスバーと、負極タブに接続される負極側バスバーとを備え、電池積層体の隣り合う単電池のうち、一方の単電池の正極タブに接続された正極側バスバーと、他方の単電池の負極タブに接続された負極側バスバーとが電池積層体の一の面上で互いに接続されていることを特徴とする。
本開示の一態様によれば、構造が単純で組み立てが容易である組電池を提供することができる。
図1は実施形態の一例である組電池の斜視図である。 図2は実施形態の一例である組電池を構成する単電池の斜視図である。 図3は実施形態の一例である電池積層体の並列ブロックを示す斜視図である。 図4(a)は図3中のAA線断面図であり、図4(b)は図3中のBB線断面図である。 図5は実施形態の一例である組電池(並列ブロック)の分解斜視図である。 図6は実施形態の一例である組電池の要部拡大図である。 図7は実施形態の他の一例である組電池を示す図である。 図8は実施形態の他の一例である組電池(並列ブロック)を示す断面図である。 図9は実施形態の他の一例である組電池(並列ブロック)を示す斜視図である。 図10は実施形態の他の一例である組電池(並列ブロック)を示す斜視図である。
以下、実施形態の一例について詳細に説明する。
実施形態の説明で参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された構成要素の寸法比率などは、現物と異なる場合がある。具体的な寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
図1〜図6を用いて、実施形態の一例である組電池10について詳細に説明する。
図1は組電池10の全体を示す斜視図、図2は組電池10を構成する単電池20の斜視図である(併せて、一点鎖線で囲んだ部分の断面を示す)。図3〜図5は、電池積層体11の並列ブロック13を示す図である。図6は、正極側バスバー50と負極側バスバー60の接続部70及びその近傍を拡大して示す図である。
図1に示すように、組電池10は、複数の単電池20を同じ方向に積み重ねて構成された電池積層体11と、単電池20の正極タブ22に接続される正極側バスバー50と、単電池20の負極タブ23に接続される負極側バスバー60とを備える。組電池10は、電池積層体11の隣り合う単電池20のうち、一方の単電池20の正極タブ22に接続された正極側バスバー50と、他方の単電池20の負極タブ23に接続された負極側バスバー60とが、電池積層体11の一の面上で互いに接続されてなる。
本実施形態では、電池積層体11が複数の並列ブロック13から構成される。並列ブロック13は、隣り合う少なくとも2つの単電池20が並列に接続されてなる。並列ブロック13は、当該ブロックを構成する各単電池20の正極タブ22同士を重ね合わせて形成された正極タブ積層部14と、当該各単電池20の負極タブ23同士を重ね合わせて形成された負極タブ積層部15とを有する。そして、正極側バスバー50が正極タブ積層部14に、負極側バスバー60が負極タブ積層部15にそれぞれ接続されている。
組電池10は、正極側バスバー50及び負極側バスバー60を用いて複数の並列ブロック13を直列に接続して構成されている。つまり、組電池10における単電池20の接続形態は、直列接続と並列接続を組み合わせた直並列接続である。但し、組電池10は単電池20同士の並列接続を有さず、並列ブロック13を含まない構造とすることも可能である。この場合、正極側バスバー50は1つの単電池20の正極タブ22のみと電気的に接続され、また負極側バスバー60は1つの単電池20の負極タブ23のみと電気的に接続され、各バスバーは電池積層体11を構成する各単電池20を直列に接続する。
組電池10は、例えば略直方体形状を有し、横方向よりも縦方向に長く延び、上下方向長さ<横方向長さ<縦方向長さとなっている。本明細書において、組電池10及びその構成要素における縦方向とは、単電池20の本体部21から正極タブ22及び負極タブ23が引き出される方向を意味し、上下方向とは単電池20が積み重ねられる方向(積層方向)を意味する。横方向とは、縦方向及び上下方向に直交する方向である。組電池10の上下方向長さは、主に電池積層体11を構成する単電池20の厚みと単電池20の積層数により決定され、積層数を多くすることで長くなる。組電池10は、例えば電池積層体11の周囲を覆うケース、組電池10から電力を取り出すための出力端子等(いずれも図示せず)を有する。
詳しくは後述するが、並列ブロック13同士の電気的な接続部分である正極側バスバー50と負極側バスバー60との接続部70は、電池積層体11の一の面である側面12上で、単電池20の積層方向である上下方向に並んで複数形成されることが好適である。電池積層体11の側面12とは、上下方向に沿った縦方向一端面である。また、組電池10は正極側バスバー50と負極側バスバー60との間に挟持された導電性部材71を備えることが好適である。導電性部材71は、当該各バスバーの間から突出した電圧監視用端子部72を有する。
図2に示すように、組電池10を構成する単電池20は、扁平形状の本体部21、本体部21の一の面である側面28の横方向一端側から引き出された正極タブ22、及び本体部21の側面28の横方向他端側から引き出された負極タブ23を有する。単電池20は、2枚のラミネートフィルム24,25から構成された外装体26を備えるラミネート電池である。以下では、ラミネートフィルム24側を「上」、ラミネートフィルム25側を「下」とする。ラミネートフィルム24,25には、金属層の両面に樹脂層が形成されたフィルムを用いることが好ましい。金属層は、例えばアルミニウム層であり、水分等の透過を防ぐ機能を有する。なお、単電池20はラミネート電池に限定されず、例えば角形の金属製ケースを備えた角形電池であってもよい。
単電池20は、二次電池、例えばリチウムイオン二次電池であり、例えば電極体及び電解質を含む発電要素と、発電要素を収容する外装体26とを有する。電極体の一例は、正極及び負極がセパレータを介して巻回された巻回型の電極体である。正極タブ22は正極に、負極タブ23は負極にそれぞれ接続されている。外装体26は、本体部21及びシール部27を有し、本体部21内に発電要素が収容されている。図2に示す例では、外装体26を構成するラミネートフィルム24に、扁平な略直方体形状の本体部21が形成されている。本体部21は、例えばラミネートフィルム25と反対側に凸となるようにラミネートフィルム24を絞り加工して形成される。シール部27は、ラミネートフィルム24,25の端縁部同士を接合(例えば、ヒートシール)して本体部21の周囲に形成される。
本実施形態では、単電池20の縦方向に沿って形成されたシール部27が本体部21の横方向端面である側面29と重なるように上方に折り曲げられている。シール部27の幅は、側面29の上下方向長さと同じか、やや短いことが好ましい。シール部27を上方に折り曲げることで、例えば本体部21が補強されると共に、組電池10の小型化を図ることができる。
正極タブ22及び負極タブ23は、上記のように本体部21の同じ面(側面28)から引き出される。側面28は、単電池20の厚み方向に沿った本体部21の縦方向一端面である。各タブは、側面28の下部から縦方向に延びるシール部27(以下、他のシール部27と区別して「シール部27x」という場合がある)を通り、シール部27xの先端(縦方向一端部)から縦方向に延出する。シール部27xは、例えばラミネートフィルム24,25の間に各タブを挟んだ状態で、側面28に対して略垂直に形成される。
正極タブ22及び負極タブ23は、薄板状の導電性部材であり、単電池20の横方向に並んで配置されている。正極タブ22と負極タブ23の間には、バスバーの接続部70を形成可能なスペースが設けられている。各タブは、少なくともシール部27xの先端から外装体26の外部に延出した部分(以下、「露出部」という場合がある)が、互いに同一形状、同一寸法であることが好ましい。各タブの横方向長さは、本体部21の横方向長さの50%未満であり、好ましくは20〜40%である。各タブの露出部の縦方向長さは、各バスバーとの接続に支障がない長さとされ、例えば各バスバーの幅と同程度である。
並列ブロック13の下側に配置される単電池20(単電池20b)は、各タブの露出部の形状が、並列ブロック13の上側に配置される単電池20(単電池20a)の場合と異なる(図5等参照)。詳しくは後述するように、単電池20bの正極タブ22b及び負極タブ23bは、シール部27bの近傍で上方に折り曲げられ、再び縦方向一方側(本体部21bと反対側)に折り曲げられた形状を有する。単電池20の並列接続数等により必要な各タブの長さが異なるので、各タブの露出部の長さが同じである単電池20を複数準備しておき、並列接続数等に応じて露出部を適宜カットして、単電池20a,20b等を作製してもよい。また、各タブ積層部の形成後に、余分な露出部をカットしてもよい。
以下、図3〜図6を適宜参照しながら、組電池10の構成について更に詳説する。
図3〜図5では、並列ブロック13を構成する2つの単電池20のうち、上側に配置される単電池20を「単電池20a」、下側に配置される単電池20を「単電池20b」とし、各電池の構成要素にa,bをそれぞれ付する。図6では、積み重ねられた並列ブロック13を上から順に「並列ブロック13A,13B,13C」とし、各ブロックの構成要素にA,B,Cをそれぞれ付する。
電池積層体11は、本体部21が同一形状、同一寸法を有する複数の単電池20を用いて構成される。電池積層体11を構成する単電池20の個数は特に限定されないが、好ましくは4つ以上である。図1に例示する電池積層体11は、8つの単電池20を含み、これら単電池20を2つずつ並列接続して構成された4つの並列ブロック13を含む。電池積層体11は、上記のように複数の単電池20を同じ方向に積み重ねて構成される。具体的には、正極タブ22及び負極タブ23が引き出される本体部21の側面28が同じ方向を向き、横方向両端部、縦方向両端部の位置をそれぞれ一致させた状態で各単電池20が積層されている。各単電池20は、本体部21が形成されたラミネートフィルム24が上方を向いた状態で積層される。
図3〜図5に示すように、並列ブロック13は、正極タブ積層部14及び負極タブ積層部15を形成して互いに並列接続される2つの単電池20a,20bを備える。単電池20a,20bは、上述の通り同じ向きで積層され、上下方向に並んで配置される各々の正極タブ22a,22b、負極タブ23a,23bが電気的に接続されて正極タブ積層部14及び負極タブ積層部15がそれぞれ形成される。並列ブロック13は、正極タブ積層部14に接続される正極側バスバー50と、負極タブ積層部15に接続される負極側バスバー60とを備える。また、並列ブロック13は、単電池20a,20bにそれぞれ取り付けられる枠体30,40を備えることが好適である。
単電池20aの正極タブ22a、負極タブ23aは、シール部27aの先端から外装体26の外部に延出して縦方向に真っすぐ延びている。一方、単電池20bの正極タブ22bは、シール部27bの近傍で、単電池20aの正極タブ22a側に折り曲げられ正極タブ22aと接触する位置まで上下方向に沿って延びる。正極タブ22bは、正極タブ22aの下面と接触する位置で本体部21aと反対側に折り曲げられ、当該折り曲げ部から先端部まで縦方向に沿って正極タブ22aと略平行に延びる。そして、正極タブ22aの下面と正極タブ22bの上面とが接合されて正極タブ積層部14が形成される。
単電池20bの負極タブ23bは、シール部27bの近傍で、単電池20aの負極タブ23a側に折り曲げられ負極タブ23aと接触する位置まで上下方向に沿って延びる。負極タブ23bは、負極タブ23aの下面と接触する位置で本体部21aと反対側に折り曲げられ、当該折り曲げ部から先端部まで縦方向に沿って負極タブ23aと略平行に延びる。そして、負極タブ23aの下面と負極タブ23bの上面とが接合されて負極タブ積層部15が形成される。各タブ積層部は、並列ブロック13の上下方向略中央部において横方向に並んで形成されることが好適である。
正極タブ積層部14は、例えば単電池20aの正極タブ22aと単電池20bの正極タブ22bとを重ね合せて溶接することにより形成される。溶接方法は、特に限定されず、超音波溶接、レーザー溶接等が例示できる。例えば、正極タブ22a,22bと正極側バスバー50とを重ね合せて超音波溶接することで、正極タブ積層部14を形成すると同時に、正極タブ積層部14に正極側バスバー50を接続することもできる。負極タブ積層部15も、負極タブ23aと負極タブ23bとを重ね合せて溶接することにより形成できる。なお、溶接以外の方法により、例えばボルト等の締結部材でタブ同士を締結して各タブ積層部を形成することもできる。
枠体30,40は、本体部21a,21bの四方をそれぞれ囲み、例えば単電池20a,20bを保護し、各電池同士を結束する機能を有する。枠体30は、2本の横桟31x,31yと、2本の縦桟32を有し、単電池20aの上側から取り付けられる。横桟31x,31yは単電池20aの縦方向両端部に形成されたシール部27a上に載せられて本体部21aの縦方向端面(側面28)に沿って配置され、縦桟32は本体部21aの横方向端面(側面29)に沿って配置される。横桟31x,31yには、折り曲げられたシール部27の縦方向両端部との干渉を避けるためのスリット(図示せず)が形成されている。
横桟31x,31yの横方向両端部(長手方向両端部)には、枠体40との結合に用いられる係合部35が設けられている。枠体40も、枠体30と同様に、2本の横桟41x,41yと、2本の縦桟42を有し、単電池20bの上側から取り付けられる。横桟41x,41yの横方向両端部に設けられた係合部45が、枠体30の係合部35に挿し込まれることで各枠体が結合される。例えば、係合部45はフックを有し、係合部35は当該フックが挿し込まれて引っ掛けられる凹部を有する。枠体30の各桟の上下方向長さは、本体部21aの厚み(上下方向長さ)よりも長く、各桟の上端面は本体部21aの上端面よりも上方に位置することが好適である。縦桟32は、例えば断面略L字形状を有し、縦桟32の一部が本体部21a上に張り出している。枠体40も、枠体30と同様に、各桟の上端面が本体部21bの上端面よりも上方に位置し、縦桟42の一部が本体部21b上に張り出している。
本実施形態では、互いに結合される枠体30,40により単電池20aが上下から挟持される。単電池20bは、枠体40と、下側に配置される別の並列ブロック13の枠体30とにより挟持される。図5に示す例では、係合部45のみにフックが設けられているが、係合部35にも上側に配置される枠体40の係合部45に挿し込み可能なフック等が設けられていてもよい。
横桟31xの横方向中央部(長手方向中央部)には、正極側バスバー50を保持するための支持部33及び押え部34が設けられることが好ましい。支持部33は縦方向に突出してブロック状に形成され、横方向一端側から中央部側に延びる正極側バスバー50の一部が支持部33上に載せられる。支持部33上に載せられた正極側バスバー50の一部(第2接続部52)は、並列ブロック13の上端部に位置することが好適である。押え部34は、支持部33との間に正極側バスバー50を挿し込み可能な隙間をあけて支持部33よりも横桟31xの横方向一端側に設けられた突起部であって、支持部33と共に正極側バスバー50の横方向の移動を拘束する。
横桟41xの横方向中央部には、横桟31xと同様に、ブロック状に形成された支持部43、及び支持部43と共に負極側バスバー60の横方向の移動を拘束する押え部44が設けられることが好ましい。支持部43は、支持部33と上下方向に並んで配置される。横方向他端側から中央部側に延びる負極側バスバー60の一部(第2接続部62)は、支持部43の下に配置され、並列ブロック13の下端部に位置することが好適である。押え部44は、支持部43との間に負極側バスバー60を挿し込み可能な隙間をあけて支持部43よりも横桟41xの横方向他端側に設けられている。
正極側バスバー50及び負極側バスバー60は、金属製の導電性部材であって、例えば溶接により正極タブ積層部14、負極タブ積層部15にそれぞれ接続される。正極側バスバー50は、第1接続部51(正極側第1接続部)と、第2接続部52(正極側第2接続部)と、連結部53(正極側連結部)とを有し、1つの金属板を曲げ加工して構成されることが好ましい。第1接続部51は、正極タブ積層部14に接続される部分である。第2接続部52は、第1接続部51と略平行に延び、別の並列ブロック13の負極側バスバー60に接続される部分である。正極側バスバー50は、例えばその全長に亘って幅が一定であり、第1接続部51は第2接続部52よりも長さが長い。連結部53は、各接続部を連結する部分であって、各接続部の間に段差を形成する。
第1接続部51は連結部53の一端から、第2接続部52は連結部53の他端から、互いに反対方向に延びる。連結部53は、金属板を折り曲げて各接続部に対し略垂直に形成されることが好適である。本実施形態では、第1接続部51が正極タブ積層部14の上面に載せられて溶接され、第2接続部52が枠体30の支持部33の上面に載せられる。即ち、第1接続部51は並列ブロック13の上下方向略中央部に位置し、第2接続部52は並列ブロック13の上端部に位置する。連結部53は、各接続部の間にかかる段差を形成する。
負極側バスバー60は、正極側バスバー50と同様に、第1接続部61(負極側第1接続部)と、第2接続部62(負極側第2接続部)と、連結部63(負極側連結部)とを有し、1つの金属板を曲げ加工して構成されることが好ましい。第2接続部62は、別の並列ブロック13の正極側バスバー50に接続される。本実施形態では、第1接続部61が負極タブ積層部15の下面に溶接され、第2接続部62が支持部43の下に配置される。即ち、第1接続部61は並列ブロック13の上下方向略中央部に位置し、第2接続部62は並列ブロック13の下端部に位置する。連結部63は、各接続部の間にかかる段差を形成する。
正極側バスバー50及び負極側バスバー60は、互いに異なる形状、寸法を有していてもよいが、好ましくは互いに同一形状、同一寸法を有する。正極側バスバー50及び負極側バスバー60は、電池積層体11に取り付けられる向きだけが異なり、正極側バスバー50として使用されている部材を、負極側バスバー60として使用することができる。この場合、1種類のバスバーを用いて組電池10を構成することができ、部品点数の削減を図ることができる。
組電池10は、上記のように複数の並列ブロック13を含む電池積層体11を備え、隣り合う並列ブロック13を直列に接続して構成される。組電池10では、並列ブロック13を構成する各単電池20の各タブが同じ方向に引き出され、各バスバーが電池積層体11の同一面上に取り付けられる。バスバーを電池積層体11の複数の面上に取り付ける場合と比較して、例えば一の面上で接続作業等ができるため生産性に優れ、また組電池10の小型化等を図ることができる。
図6に示すように、隣り合う並列ブロック13A,13Bは、正極側バスバー50B及び負極側バスバー60Aを用いて直列に接続される。即ち、並列ブロック13Aの負極タブ積層部15Aに接続された負極側バスバー60Aと、並列ブロック13Bの正極タブ積層部14Bに接続された正極側バスバー50Bとが互いに接続される。例えば、負極側バスバー60Aの第2接続部62Aと正極側バスバー50Bの第2接続部52Bとを重ね合せて溶接することにより接続部70ABが形成される。本実施形態では、並列ブロック13A,13Bの境界部に接続部70ABが形成されている。接続部70ABには、負極側バスバー60Aと正極側バスバー50Bとの間に挟持された導電性部材71ABが設けられており、第2接続部52Bと第2接続部62Aは、導電性部材71ABを介して電気的に接続されている。
隣り合う並列ブロック13B,13Cは、正極側バスバー50C及び負極側バスバー60Bを用いて直列に接続される。即ち、並列ブロック13Bの負極タブ積層部15Bに接続された負極側バスバー60Bと、並列ブロック13Cの正極タブ積層部(図6では図示せず)に接続された正極側バスバー50Cとが互いに接続される。接続部70BCは、例えば導電性部材71BCを介して負極側バスバー60Bの第2接続部62Bと正極側バスバー50Cの第2接続部52Cとを溶接することにより、並列ブロック13B,13Cの境界部に形成される。
接続部70AB,70BCは、電池積層体11の側面12上の横方向中央部において、上下方向に並んで形成されることが好適である。本実施形態では、並列ブロック13A,13B,13Cの各タブ積層部が、側面12の横方向中央部を避けて設けられているため、当該中央部に接続部70AB,70BCを形成し、導電性部材71AB,71BCを配置可能なスペースが確保されている。図1に例示するように、全ての接続部70が上下方向に並んで形成されることが好ましい。当該構成によれば、接続部70の形成を極めて限定された範囲で行うことができる。例えば、レーザー溶接を行う場合、溶接用のレーザー光を上下方向に走査することにより、或いはレーザー光の照射スポットを固定して電池積層体11を上下方向に移動させることにより、接続部70を容易に形成できる。
接続部70AB(第2接続部52B、第2接続部62A)は、並列ブロック13Aの枠体30A,40Aの各支持部、及び並列ブロック13Bの枠体30B,40Bの各支持部により、上下から挟持されていることが好適である。図1に示す例では、正極側バスバー50、導電性部材71、負極側バスバー60、枠体40、及び枠体30の順で、これらの部材が上下方向に沿って積層配置されている。かかる積層構造により、接続部70が上下から強く押圧されるので、例えば接続部70の接触不良等が発生し難く、良好な接続状態が長期に亘って維持される。
導電性部材71AB,71BCは、接続部70AB,70BCにおいて各バスバーの間にそれぞれ配置された薄板状の部材である。図1に例示するように、全ての接続部70に導電性部材71が設けられることが好適である。正極側バスバー50と負極側バスバー60とは直接つながっておらず、両者の間には導電性部材71が介在している。図1に示す例では、一番上に配置された導電性部材71が正極側バスバー50のみに接続されており、一番下に配置された導電性部材71が負極側バスバー60のみに接続されている。
導電性部材71ABは、正極側バスバー50Bと負極側バスバー60Aとの間から突出した電圧監視用端子部72ABを有する。電圧監視用端子部72ABは、例えば接続部70ABの横方向一端側から縦方向に延出している。電圧監視用端子部72ABは、並列ブロック13A,13Bから構成される直列ブロックの電圧を測定するための端子として機能する。同様に、導電性部材71BCの電圧監視用端子部72BCは、並列ブロック13B,13Cから構成される直列ブロックの電圧を測定するための端子として機能する。図1に例示するように、各電圧監視用端子部72は上下方向に並んで配置されることが好適である。電圧監視用端子部72を一列に並べて配置することで、例えば各端子と電圧測定ユニット(図示せず)との接続構造が複雑化することを抑制できる。
導電性部材71は、更にヒューズとして機能することが好適である。導電性部材71は、例えば各バスバーを構成する金属材料よりも低融点の金属材料(低融点合金等)から構成され、過大な電流が流れたときに溶断して電流を遮断する。なお、電圧監視用の導電性部材とは別に、ヒューズとして機能する導電性部材を用いてもよい。
上記実施形態では、全ての接続部70に導電性部材71が配置されるものとして説明したが、導電性部材71は一部の接続部70のみに配置されてもよく、或いは導電性部材71を有さず、各バスバーが直接溶接された形態とすることも可能である。また、導電性部材71は、電圧監視用端子部72を有さず、専らヒューズとして使用されてもよい。
上記実施形態では、溶接により接続部70を形成するものとして説明したが、図7に示すように、1本のボルト82を用いて複数の接続部70を形成することもできる。図7に示す例では、各バスバー、導電性部材71、及び枠体30,40の各支持部が上下方向に積み重なった積層構造を貫通するボルト82と、ボルト82の軸部に取り付けられるナット83とを用いて、当該積層構造を構成する各部材を結束している。これにより、正極側バスバー50及び負極側バスバー60が導電性部材71を介して強く接触し、接続部70が形成される。当該積層構造を構成する各部材には、上下方向にボルト82を挿通可能な貫通孔81が形成されている。
ボルト82及びナット83は、例えば絶縁性の材料から構成される、又はバスバー等を接触する表面に絶縁性のコーティング層を有する。或いは、各バスバー及び導電性部材71の貫通孔81の周縁部が、絶縁性の材料から構成されていてもよく、又は貫通孔81の周縁部に絶縁性のコーティング層が形成されていてもよい。図7に例示する形態によれば、1本のボルト82を用いて複数の接続部70を形成する、即ち複数の並列ブロック13を一度に直列接続することが可能である。
上記実施形態では、2つの単電池20a,20bを並列接続して構成される並列ブロック13を例示したが、図8に示すように、3つの単電池20a,20b,20cを並列接続して構成される並列ブロック84としてもよい。並列ブロック84では、負極タブ積層部15が3つの負極タブ23a,23b,23cを積層して形成されており、当該タブ積層部に負極側バスバー60が接続されている。図8に示す例では、負極タブ23aを縦方向に真っ直ぐ延ばし、負極タブ23b、23cを負極タブ23a側に折り曲げ、負極タブ23aに負極タブ23b,23cを重ね合わせて負極タブ積層部15が形成されている。即ち、組電池10では、負極タブ積層部15を構成する負極タブ23の数、負極タブ23の折り曲げ形状等を変更することで、並列接続する単電池20の数を変更することが可能である。
図8では、負極タブ積層部15を示しているが、正極タブ積層部14も同様の構成とすることができる。その場合、各タブ積層部は並列ブロック84の横方向に並んで形成され、例えば連結部53,63の長さが互いに異なる正極側バスバー50、負極側バスバー60(連結部63の長さは連結部53よりも長い)がそれぞれ使用される。なお、並列ブロック84の真ん中に配置される単電池20bには、例えば支持部及び押え部を有さない枠体85が取り付けられる。
図9に例示する並列ブロック86では、各タブ積層部が横方向に並んで形成されず、正極タブ積層部14が負極タブ積層部15よりも上方に形成されている。図9に示す例では、負極タブ23cを縦方向に真っ直ぐ延ばし、負極タブ23a、23bを負極タブ23c側に折り曲げ、負極タブ23cに負極タブ23a、23bを重ね合わせて負極タブ積層部15が形成されている。一方、正極タブ積層部14は、正極タブ22aを縦方向に真っ直ぐ延ばし、正極タブ22b、22cを正極タブ22a側に折り曲げ、正極タブ23aに正極タブ22b、22cを重ね合わせて形成されている。各タブ積層部をこのように上下方向にずらして形成することにより、正極側バスバー50、負極側バスバー60として、1種類のバスバーを共用できる(例えば、図3に示すバスバーと同じものを使用できる)。
図10に例示する並列ブロック87では、当該ブロックの上下方向略中央部で各タブ積層部が横方向に並んで形成されている。図10に示す例では、いずれの正極タブ、負極タブも折り曲げられた形状を有する。具体的には、各正極タブ、各負極タブが単電池20bの上下方向略中央部に位置するように各タブを折り曲げ、各正極タブ、各負極タブを重ね合わせて正極タブ積層部14、負極タブ積層部15がそれぞれ形成されている。各タブ積層部を並列ブロック87の上下方向略中央部に形成することで、正極側バスバー50、負極側バスバー60として、1種類のバスバーを共用できる。
以上のように、上記構成を備えた組電池10は、例えば電池積層体11の一の面上に各バスバーが配置され、上下方向に沿って一列で各バスバーの接続作業を行うことが可能である。つまり、組電池10は構造が単純で組み立てが容易である。更に、組電池10は、1種類のバスバーを用いて複数の接続形態を構成可能であり、部品点数が少なく、単電池20の接続形態の自由度が高い設計である。
10,80 組電池、11 電池積層体、12 側面、13,13A,13B,13C,84 並列ブロック、14,14A,14B 正極タブ積層部、15,15A,15B 負極タブ積層部、20,20a,20b 単電池、21,21a,21b 本体部、22,22a,22b,22c 正極タブ、23,23a,23b 負極タブ、24,24a,24b,25,25a,25b ラミネートフィルム、26 外装体、27,27a,27b,27x シール部、28,28a,28b,29 側面、30,30A,30B,30C,40,40A,40B,85 枠体、31x,31y,41x,41y 横桟、32,42 縦桟、33,33A,33B,33C,43,43A,43B 支持部、34,34B,34C,44,44A,44B 押え部、35,45 係合部、50,50A,50B,50C 正極側バスバー、51,51A,51B,61,61A,61A 第1接続部、52,52B,52C,62,62A,62B 第2接続部、53,53B,53C,63,63A,63B 連結部、60,60A,60B 負極側バスバー、70,70AB,70BC 接続部、71 導電性部材、72 電圧監視用端子部、81 貫通孔、82 ボルト、83 ナット

Claims (5)

  1. 扁平形状の本体部、前記本体部の一の面の横方向一端側から引き出された正極タブ、及び前記本体部の前記一の面の横方向他端側から引き出された負極タブを有する単電池と、
    複数の前記単電池を同じ向きに積み重ねて構成された電池積層体と、
    前記正極タブに接続される正極側バスバーと、
    前記負極タブに接続される負極側バスバーと、
    を備え、
    前記電池積層体の隣り合う前記単電池のうち、一方の前記単電池の前記正極タブに接続された前記正極側バスバーと、他方の前記単電池の前記負極タブに接続された前記負極側バスバーとが、前記電池積層体の一の面上で互いに接続され
    前記正極側バスバーは、前記正極タブに接続される正極側第1接続部と、当該第1接続部と略平行に延び、前記負極側バスバーに接続される正極側第2接続部と、当該第1及び第2接続部の間に段差を形成する正極側連結部とを有し、
    前記負極側バスバーは、前記負極タブに接続される負極側第1接続部と、当該第1接続部と略平行に延び、前記正極側バスバーに接続される負極側第2接続部と、当該第1及び第2接続部の間に段差を形成する負極側連結部とを有する、組電池。
  2. 前記電池積層体は、隣り合う少なくとも2つの前記単電池が並列に接続されてなる並列ブロックを複数含み、
    前記並列ブロックは、当該ブロックを構成する前記各単電池の前記正極タブ同士を重ね合わせて形成された正極タブ積層部と、当該各単電池の前記負極タブ同士を重ね合わせて形成された負極タブ積層部とを有し、
    隣り合う前記並列ブロックのうち、一方の前記並列ブロックの前記正極タブ積層部に接続された前記正極側バスバーと、他方の前記並列ブロックの前記負極タブ積層部に接続された前記負極側バスバーとが互いに接続されている、請求項1に記載の組電池。
  3. 前記正極側バスバー及び前記負極側バスバーは、互いに同一形状、同一寸法を有する、請求項1に記載の組電池。
  4. 前記正極側バスバーと前記負極側バスバーとの接続部は、前記電池積層体の前記一の面上において、前記単電池の積層方向に並んで複数形成されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組電池。
  5. 前記正極側バスバーと前記負極側バスバーとの間に挟持された導電性部材を備え、
    前記導電性部材は、当該各バスバーの間から突出した電圧監視用端子部を有する、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組電池。
JP2017517596A 2015-05-08 2016-04-11 組電池 Active JP6667167B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015095449 2015-05-08
JP2015095449 2015-05-08
PCT/JP2016/001963 WO2016181608A1 (ja) 2015-05-08 2016-04-11 組電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016181608A1 JPWO2016181608A1 (ja) 2018-02-22
JP6667167B2 true JP6667167B2 (ja) 2020-03-18

Family

ID=57247887

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017517596A Active JP6667167B2 (ja) 2015-05-08 2016-04-11 組電池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10056587B2 (ja)
JP (1) JP6667167B2 (ja)
CN (1) CN106605317B (ja)
WO (1) WO2016181608A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018235825A1 (ja) * 2017-06-22 2018-12-27 本田技研工業株式会社 枠体の形状矯正装置、及び燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法
CN107742692A (zh) * 2017-11-10 2018-02-27 上海卡耐新能源有限公司 一种动力电池模组及电动车
KR102255487B1 (ko) * 2018-07-03 2021-07-21 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 모듈, 이러한 배터리 모듈을 포함하는 배터리 팩 및 이러한 배터리 팩을 포함하는 자동차
KR20210017275A (ko) * 2019-08-07 2021-02-17 주식회사 엘지화학 상부 냉각 방식 배터리 팩
CN110518170B (zh) * 2019-09-29 2022-09-23 江苏富能宝储能科技有限公司 一种组合式电池pack箱体
CN111952523A (zh) * 2020-07-01 2020-11-17 孚能科技(赣州)股份有限公司 一种电池包
US11955656B2 (en) * 2021-11-16 2024-04-09 Beta Air, Llc Battery pack for an electric aircraft
SE2151624A1 (en) * 2021-12-27 2023-06-28 Northvolt Ab Secondary battery assembly
DE102022103726B3 (de) 2022-02-17 2023-05-04 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Batteriezelle
SE2250245A1 (en) * 2022-02-23 2023-08-24 Northvolt Ab Battery assembly with nanowires
CN114824593B (zh) * 2022-05-25 2024-05-17 东莞新能德科技有限公司 电化学装置以及用电设备
CN117761553B (zh) * 2024-01-04 2024-06-21 佛山市实达科技有限公司 组合电池测试工装、组合方法及测试方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4400234B2 (ja) * 2004-02-03 2010-01-20 新神戸電機株式会社 組電池
KR100948002B1 (ko) * 2006-03-06 2010-03-18 주식회사 엘지화학 중대형 전지모듈
JP2007265945A (ja) * 2006-03-30 2007-10-11 Tokyo R & D Co Ltd ラミネートセル集積型バッテリ及びバッテリモジュール
JP5472958B2 (ja) * 2008-02-28 2014-04-16 Necエナジーデバイス株式会社 組電池
US7762848B2 (en) * 2008-10-23 2010-07-27 Lg Chem, Ltd. Interconnect device for battery cell assemblies
CN102484232B (zh) * 2009-09-02 2017-09-29 Nec能源元器件株式会社 组装电池模块
WO2011065675A2 (ko) * 2009-11-27 2011-06-03 (주)브이이엔에스 배터리
KR101053208B1 (ko) 2010-02-09 2011-08-01 주식회사 엘지화학 용접 신뢰성이 향상된 전지모듈 및 이를 포함하는 중대형 전지팩
KR101293952B1 (ko) * 2010-11-23 2013-08-07 주식회사 엘지화학 신규한 구조의 버스 바 어셈블리
JP5926090B2 (ja) * 2012-03-29 2016-05-25 矢崎総業株式会社 電圧検出用端子の接続構造
WO2014142293A1 (ja) * 2013-03-15 2014-09-18 矢崎総業株式会社 電源装置
JP5862608B2 (ja) * 2013-05-28 2016-02-16 株式会社デンソー 組電池装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10056587B2 (en) 2018-08-21
WO2016181608A1 (ja) 2016-11-17
CN106605317A (zh) 2017-04-26
CN106605317B (zh) 2021-02-09
US20170279096A1 (en) 2017-09-28
JPWO2016181608A1 (ja) 2018-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6667167B2 (ja) 組電池
CN105531850B (zh) 蓄电模块
JP5514230B2 (ja) 電池モジュール及びその製造方法
JP5942449B2 (ja) 蓄電装置及び車両
JP5448140B2 (ja) 電池モジュール及びその製造方法
US20120301759A1 (en) Electric storage device and insulation cover
JP5333617B2 (ja) 電極収納セパレータ、蓄電装置及び車両
WO2013132978A1 (ja) 組電池
WO2016185662A1 (ja) 組電池
KR20130098135A (ko) 집전 부재를 구비하는 축전 소자 및 집전 부재의 제조 방법
JP5699955B2 (ja) 蓄電装置及び車両
JP2013187046A (ja) 組電池
TW200919807A (en) Stact type battery
JP6052289B2 (ja) 組電池
CN110800130A (zh) 蓄电装置
JP2010135148A (ja) セルユニット、電池モジュール、および組電池
JP2007335814A (ja) 蓄電素子
JP2009187895A (ja) 組電池および電池パック
JP7213478B2 (ja) バスバー及び電池積層体
JP2016139491A (ja) 蓄電素子
JP6733175B2 (ja) 蓄電素子
JP2011204439A (ja) 組電池、抵抗溶接方法および組電池の製造方法
JP2013254599A (ja) 蓄電装置
JP2016046023A (ja) 組電池
JP2004031195A (ja) ラミネート電池および組電池

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20190123

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190212

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20190312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191029

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191220

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200210

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6667167

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151