JP6919102B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池などの電池セルが連結されてなる電池連結構造体が収容された電池パックに関する。

一次電池や二次電池を搭載した電池パックは、携帯電話、デジタルカメラ、ラップトップコンピュータなどのポータブル機器の小型の電源としてはもちろん、電動カートや小型設備等の簡易的なバックアップ電源などの中型の電源や、車両や家庭用の大型電源としても広く普及している。

電池パックは、一次電池や二次電池などの電池と、保護回路などを含む回路基板とを容器内に収容したものである。容器の内部に搭載する電池として、高エネルギー密度で軽量なリチウムイオン電池が用いられることが多くなっている。なかでも、外装材として、厚さが数十ミクロンから数百ミクロン程度の可撓性のアルミニウムシートと樹脂とからなるラミネートフィルムを用いたラミネート電池は特に軽量で、様々な用途への活用が期待されている。

ここで、可撓性のラミネートフィルムを外装材に用いた電池セルは軽量化に優れる一方で、肉厚の大きな金属板を外装材とした角型電池や円筒型電池に比べると強度が低く、外部からの衝撃に弱いという課題を有する。

また、電池パックが接続される側の機器で必要とする電池容量などが大きくなると、必然的に電池セルを複数接続して使用する必要がある。電池パック内に複数のラミネート型の電池セルを収容する場合、積層方向に積み重ねるか、外装ケースの内面に平行に並べて配置することになる。

例えば、特許文献１（国際公開２０１２／１３１８０２号）には、積み重ねられた電池セルが、基板によって連結されてなる電池連結構造体が収容された電池パックが開示されている。
国際公開２０１２／１３１８０２号

ラミネートフィルム外装材に電極積層体が収容された構造の電池セルにおいては、電極積層体から延在し、引き出しタブと電気接続される導電箔部が脆弱となる。このような電池セルを複数積層した構造の電池パックでは、信頼性を向上させるためにも、それぞれの電池セルにおけるラミネートフィルム外装材内の導電箔部近傍における保護を確実に行う必要があったが、従来、必ずしもこのような保護が十分でなく、電池パック自体が振動や衝撃に対して脆弱となってしまう、という問題があった。

本発明は、上記のような問題を解決するものであって、本発明に係る電池パックは、矩形のラミネートフィルム外装材の一辺側から引き出された正極引き出しタブと負極引き出しタブとを有する電池セルを複数積層し、隣接する前記電池セルを電気的に接続した電池連結構造体を含む電池パックであって、前記正極引き出しタブと前記負極引き出しタブとの間に、前記ラミネートフィルム外装材と接触するタブ間保護緩衝部材が配され、前記ラミネートフィルム外装材には電極積層体が収容されており、前記タブ間保護緩衝部材と前記電極積層体とで前記ラミネートフィルム外装材が挟まれるように、前記タブ間保護緩衝部材が配され、前記正極引き出しタブと前記負極引き出しタブとを狭持するようにセル間保護緩衝部材が配され、前記タブ間保護緩衝部材が前記セル間保護緩衝部材より前記電極積層体に対して近接する。

本発明に係る電池パックは、前記正極引き出しタブ前記と負極引き出しタブとの間に、前記ラミネートフィルム外装材と接触するタブ間保護緩衝部材が配されており、このような本発明に係る電池パックによれば、電池セルにおけるラミネートフィルム外装材内の導電箔部近傍における保護をより確実に行うことが可能となり、電池パック自体が耐振動性や耐衝撃性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る電池パック７００に用いられる電池セル１００を示す図である。 電池セル１００の正極引き出しタブ１２０に対して正極継ぎ足しタブ部材１２５を接合する様子を示す図である。 正極継ぎ足しタブ部材１２５が接合された電池セル１００を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 絶縁部材３１０とタブ間保護緩衝部材３１４とが取り付けられた電池セル１００の上面図である。 電池セル１００にタブ間保護緩衝部材３１４が取り付けられる前後の断面を示す図である。 偶数段に積層される、絶縁部材３１０とタブ間保護緩衝部材３１４とが取り付けられた電池セル１００の上面図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造で用いるワイヤーハーネスの斜視図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 電池連結構造体５００を製造する際に用いる電位検知タブ部材２００を説明する図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 電位検知タブ部材２００の折り返しを説明する図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 ３枚のタブ部材の抵抗溶接工程と、折り返し工程とを示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池連結構造体５００を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。 本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る電池パック７００に用いられる電池セル１００を示す図である。このような電池セル１００としては、リチウムイオンが負極と正極とを移動することにより充放電が行われるリチウムイオン二次単位電池が用いられる。

電池セル１００の電池本体部１１０は、複数のシート状正極と複数のシート状負極とがセパレーターを介して積層された電極積層体、および電解液（いずれも図示しない）が、平面視で矩形のラミネートフィルム外装材１０３内に収容された構造となっている。そして、電池本体部１１０の第１端部１１１からは、正極引き出しタブ１２０及び負極引き出しタブ１３０が引き出されている。

正極引き出しタブ１２０及び負極引き出しタブ１３０は、いずれも平板状で、ラミネートフィルム外装材１０３内において、それぞれ、シート状正極、シート状負極と直接またはリード体などを介して接続されている。ラミネートフィルム外装材１０３は、電池内側となる面に熱融着樹脂層を有する金属ラミネートフィルムにより構成されている。より具体的には、例えば２枚の金属ラミネートフィルムが重ねられてラミネートフィルム外装材１０３を構成し、シート状正極、シート状負極およびセパレーターを有する電極積層体や電解液を、内部に収容した状態でラミネートフィルム外装材の外周辺（第１端部１１１、第２端部１１２、２つの側端部１１３）が熱シールされることで、その内部が密閉されている。

シート状正極からは導電箔部（不図示）が延在しており、これらは正極引き出しタブ１２０に接続されている。また、シート状負極から導電箔部（不図示）が延在しており、これらは負極引き出しタブ１３０に接続されている。以上のような導電箔部（不図示）は、ラミネートフィルム外装材１０３内に収容されている。

ここで、正極引き出しタブ１２０や負極引き出しタブ１３０などのラミネートフィルム外装材１０３よりなる電池本体部１１０から引き出される金属片は、「引き出しタブ」と称することとし、ラミネートフィルム外装材１０３の内側でセパレーターや電解液などを介して積層されているシート状正極やシート状負極を「電極」と称する。

なお、電極積層体には、上記のように複数のシート状正極と複数のシート状負極とがセパレーターを介して積層したものの他に、シート状正極とシート状負極とがセパレーターを介し積層したものを巻回し、これが圧縮されることにより積層体をなすものも含まれる。

上記のような電池セル１００においては、正極引き出しタブ１２０の材質としてはアルミニウムまたはアルミニウム合金が、また、負極引き出しタブ１３０の材質としては、ニッケル、他の金属にニッケルメッキを施した材料（ニッケルメッキ材。例えば、ニッケルメッキをした銅など）、ニッケルと他の金属のクラッド（ニッケルクラッド材。例えば、ニッケル−銅クラッドなど）が一般的に用いられている。すなわち、電池セル１００としては、アルミニウムを含む正極引き出しタブ１２０と、ニッケルを含む負極引き出しタブ１３０とを有する構成となっている。本実施形態においては、アルミニウム製の正極引き出しタブ１２０が、また、ニッケル製の負極引き出しタブ１３０がそれぞれ用いられている。

電池セル１００のアルミニウムを含む正極引き出しタブ１２０と、他の導電性金属を直接的に接続させる構成では、金属間の電位差の問題により所定の年月が経過した後の導電性が劣化する可能性がある。

そこで、本発明においては、電池セル１００の正極引き出しタブ１２０には、ニッケルを含む正極継ぎ足しタブ部材１２５を抵抗溶接或いは超音波溶着により接合しておき、電位差の問題による導電性劣化の問題を解決するようにしている。

このための構成についてより説明する。図１に示すように、電池連結構造体５００を構成する上では、電池セル１００におけるアルミニウム製の正極引き出しタブ１２０は第１端部１１１から長さａとされ、ニッケル製（或いはニッケルを含む材料製）の負極引き出しタブ１３０は第１端部１１１から長さｂ（ｂ＞ａ）とされる。

次に、長さａのアルミニウム製の正極引き出しタブ１２０に対しては、第１端部１１１からの長さがｂとなるように、ニッケル製の正極継ぎ足しタブ部材１２５が抵抗溶接或いは超音波溶着などによって接合され、継ぎ足される（図２、図３参照）。

なお、以下、正極継ぎ足しタブ部材１２５が接合されて形成された引き出しタブ全体を、「正極引き出しタブ」と称することもある。図３に示すように、正極引き出しタブ１２０に、正極継ぎ足しタブ部材１２５が継ぎ足されることで、正極引き出しタブ全体としては、第１端部１１１からの長さがｂとなる。

正極引き出しタブ１２０と、この正極引き出しタブ１２０に継ぎ足されている正極継ぎ足しタブ部材１２５とからなる正極の引き出しタブ全体は、本発明に係る電池パック７００においては、電位検知タブ部材２００と当接された状態で、電池連結構造体５００が構成される。この電位検知タブ部材２００は、ニッケル、又はニッケルを含む材料によって製造されている。

このように本発明に係る電池パック７００においては、複数の電池セル１００を直列に電気接続する上では、ニッケルを含む部材同士（継ぎ足しタブ部材１２５、電位検知タブ部材２００）が接触するようにして、引き出しタブ同士が連結されているので、隣り合う単位電池（電池セル１００）同士の電気接続部は、同種の金属材料による電気接続となり、電位差の問題がなく、年月の経過による導電性の劣化が発生することがほとんどなくなる。

次に、以上のように構成される電池セル１００を複数積層し、隣接する電池セル１００を電気的に接続した電池連結構造体５００となし、これにより電池パック７００を製造する方法について説明する。

以下、本実施形態では７つの電池セル１００を積層して、これらを直列接続し電池連結構造体５００となす場合を例に挙げ説明するが、本発明がこの場合に限定されるものではなく、本発明で電池セル１００を積層する数は任意である。また、本発明で、電池セル１００同士を電気接続する際、接続形態を直列接続とするか、並列接続するかなども適宜選択することができる。

図４は本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。図４は、７つ積層する電池セル１００のうちの最初の電池セル１００を準備する工程を示している。

図４は本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。図９は、７つ積層する電池セル１００のうちの最初の電池セル１００を準備する工程を示している。

図４の工程では、セル保護用の絶縁部材３１０を電池セル１００の第１端部１１１側に配する。これにより、電池セル１００を絶縁部材３１０により保護するようにしている。絶縁部材３１０としては、難燃性及び電気絶縁性を有するテープなどを用いることができる。電池セル１００は、後述するようにタブ同士を、抵抗溶接などにより接合する工程を経るが、このとき絶縁部材３１０によって、ラミネートフィルム外装材１０３を有する電池セル１００が保護される。

上記のように絶縁部材３１０取り付けた後、続いて、正極引き出しタブ１２０と負極引き出しタブ１３０との間において、タブ間保護緩衝部材３１４を設けるようにする。タブ間保護緩衝部材３１４は、正極引き出しタブ１２０と負極引き出しタブ１３０との間のラミネートフィルム外装材１０３を、挟み込むように２つ取り付けられる。タブ間保護緩衝部材３１４は直方体状の絶縁性の樹脂部材であり、材質としてはクロロプレンゴムが好適である。また、タブ間保護緩衝部材３１４を取り付ける際には、両面テープやアクリル系粘着材などの固定手段を用いることができる。

図５は絶縁部材３１０とタブ間保護緩衝部材３１４とが取り付けられた電池セル１００の上面図である。また、図６は電池セル１００にタブ間保護緩衝部材３１４が取り付けられる前（図６（Ａ））と後（図６（Ｂ））の断面を示す図である。図６は、図５のｘ−ｘ’断面を示している。

本発明に係る電池パック７００において、特に、タブ間保護緩衝部材３１４と電極積層体とでラミネートフィルム外装材１０３が挟まれるように、タブ間保護緩衝部材３１４が配されていることが重要である。タブ間保護緩衝部材３１４が電池セル１００に取り付けられた図６（Ｂ）には、タブ間保護緩衝部材３１４と電極積層体とでラミネートフィルム外装材１０３が挟まれた様子が示されている。

電極積層体を構成するシート状正極、シート状負極からは、導電箔部（不図示）が延在しており、これららは各極の引き出しタブに接続されている。本発明に係る電池パック７００のように、タブ間保護緩衝部材３１４が設けられていると、導電箔部（不図示）に対する応力を緩和することができることを本発明者らは確認した。

電池パック７００が衝撃や振動を受けることで、電池セル１００のラミネートフィルム外装材１０３の中の電極積層体が移動し、この電極積層体の移動に伴い、導電箔部（不図示）が損傷を受ける可能性が高まる。これに対して、本発明によるタブ間保護緩衝部材３１４は、効率的に電極積層体の動きを抑制することができ、前記の導電箔部（不図示）に対する応力を緩和し、導電箔部近傍における保護をより確実に行うことが可能となる。また、タブ間保護緩衝部材３１４に用いる材質の硬度は、このような目的のために適切なものが選定される。タブ間保護緩衝部材３１４の硬度については後述する。

本発明に係る電池パック７００は、前記正極引き出しタブ１２０前記と負極引き出しタブ１３０との間に、前記ラミネートフィルム外装材１０３と接触するタブ間保護緩衝部材３１４が配されており、このような本発明に係る電池パック７００によれば、電池セル１００におけるラミネートフィルム外装材１０３内の導電箔部近傍における保護をより確実に行うことが可能となり、電池パック７００自体が耐振動性や耐衝撃性を向上させることができる。

上記のような絶縁部材３１０とタブ間保護緩衝部材３１４とが取り付けられた電池セル１００は、電池パック７００を構成する個数分準備されるが、偶数段に積層される電池セル１００については、図７に示すものが用いられる。図５（奇数段溶）に示すものと、図７に示すもの（偶数段用）とでは、絶縁部材３１０が取り付けられる面が、異なっている。

次に、積層される電池セル１００同士の電気接続について説明する。図８は本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造で用いるワイヤーハーネスの斜視図である。

図８に示すワイヤーハーネスのうち、電位検知タブ部材２００は、電池セル１００の引き出しタブと抵抗溶接などによって電気・物理接続されるものである。電位検知タブ部材２００の全てには、当該電位検知タブ部材２００自体の電位情報を取り出すために用いられる信号リード線２３０が接続されている。信号リード線２３０の電位検知タブ部材２００が接続されていない方の端部には、コネクタ部材２６０が取り付けられており、コネクタ部材２６０から前記の電位情報が取り出せるようになっている。

また、積層される電池セル１００のうち、最初の電池セル１００の引き出しタブと、最後の電池セル１００の引き出しタブに接続される電位検知タブ部材２００には、電源線２４０が取り付けられており、直列接続された複数の電池セル１００の電力が、当該電源線２４０から取り出せるようになっている。電源線２４０の電位検知タブ部材２００が接続されていない方の端部には、電源端子部２４５が取り付けられており、電源端子部２４５から前記の電力が取り出せるようになっている。また、２つの電源線２４０のうち、高い電位で用いられる電源線の途中には、ヒューズ部２４３が挿入されている。

なお、以下、図面が煩雑となることを避けるために、電位検知タブ部材２００における信号リード線２３０、電源線２４０を図示省略することがある。

電池パック７００の製造手順に戻る。図９は本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を示す図である。

これまで説明したように、電池セル１００に絶縁部材３１０とタブ間保護緩衝部材３１４と、が付されると、次に、正極引き出しタブ１２０と正極継ぎ足しタブ部材１２５の上に、電位検知タブ部材２００が載置される。図９に示す工程では、信号リード線２３０と電源線２４０とが半田接続された電位検知タブ部材２００が用いられる。

図９で示す正極引き出しタブ１２０と正極継ぎ足しタブ部材１２５と電位検知タブ部材２００とは、７つの電池セル１００が直列接続された電池連結構造体５００自体の正極となる。電源線２４０は電池連結構造体５００の正極用のリード線として機能する。一方、信号リード線２３０は電池セル１００の電位を検知するために利用される。

ここで、電位検知タブ部材２００についてより詳しく説明する。図１０は電池連結構造体５００を製造する際に用いる電位検知タブ部材２００を説明する図である。

図１０（Ａ）は電位検知タブ部材２００のみを抜き出して示す図であり、図１０（Ｂ）は信号リード線２３０と電源線２４０とが半田接続された電位検知タブ部材２００を示す図であり、図１０（Ｃ）は信号リード線２３０が半田接続された電位検知タブ部材２００を示す図である。

本発明において、電池連結構造体５００を組み立てる際には、電位検知タブ部材２００としては、既に信号リード線２３０や電源線２４０が半田接続されている図１０（Ｂ）や図１０（Ｃ）に示すものが用いられる。これは、引き出しタブに電位検知タブ部材２００を接合した後の工程で、信号リード線２３０や電源線２４０を半田接続すると、電池セル１００内の活物質や電解液（いずれも不図示）に悪影響を及ぼしてしまうからである。

電位検知タブ部材２００を構成する材料としては、ニッケル、他の金属にニッケルメッキを施した材料（ニッケルメッキ材。例えば、ニッケルメッキをした銅など）、ニッケルと他の金属のクラッド（ニッケルクラッド材。例えば、ニッケル−銅クラッドなど）が用いられる。

電位検知タブ部材２００は平板の部材であり、電池連結構造体５００の組み立て工程において、引き出しタブと重畳されることが想定されている基部２１０と、この基部２１０から突出する突出部２２０とを有している。

電位検知タブ部材２００が引き出しタブと重畳される際、引き出しタブがラミネートフィルム外装材１０３から引き出されている方向と、平行な方向を基部２１０の長手方向として定義する。突出部２２０は、基部２１０の長手方向に対して、垂直に突出するようになっている。また、基部２１０の幅の長さ（長手方向に垂直な方向の長さ）は、各引き出しタブの幅の長さと、同じとされている。また、基部２１０の長手方向の長さは、一方の端部が、正極継ぎ足しタブ部材１２５の端部と揃って重ねられたとき、他方の端部が絶縁部材３１０と重なる程度の長さとされる。基部２１０の他方の端部が絶縁部材３１０と重なっている状態は図６に示されている。

電位検知タブ部材２００の基部２１０は、正極引き出しタブ１２０と正極継ぎ足しタブ部材１２５とからなる正極のタブ全体と重ねられたり、或いは、負極引き出しタブ１３０と重ねられたり、或いは、正極のタブ全体と負極引き出しタブ１３０の両方と重ねられたりして、それらと抵抗溶接などによって電気的・物理的に接合される。

一方、電位検知タブ部材２００の突出部２２０は、信号リード線２３０や電源線２４０との導電接続部として利用される。

電位検知タブ部材２００の突出部２２０と接続されていない方の信号リード線２３０の端部は、コネクタ部材２６０の不図示の導電部と接続されている。

また、電位検知タブ部材２００の突出部２２０と接続されていない方の電源線２４０の端部が、電池連結構造体５００の正極の電源線として用いられる場合には、ヒューズ部２４３を介して電源端子部２４５と接続される。

また、電位検知タブ部材２００の突出部２２０と接続されていない方の電源線２４０の端部が、電池連結構造体５００の負極の電源線として用いられる場合には、直接電源端子部２４５と接続される。

電池連結構造体５００の製造工程において、電位検知タブ部材２００は、接合された各引き出しタブと共に、折り返されるようになっている。図１０（Ｂ）、（Ｃ）には、組み立て工程で折り返される予定のラインが、点線にて示されている。引き出しタブや、電位検知タブ部材２００を折り返す工程については後述する。

なお、本発明で用いるような電位検知タブ部材２００を省略して組電池を製造しようとすると、単電池に予めリードが接続された状態になるので、積層する際に、リードが単電池の容器や異極と接触する可能性がある。また、それを防ぐには長いリードを取りまとめながら単電池を積層する必要があるため、生産性が低下してしまう。このようなことを防ぐためにも、電位検知タブ部材２００が用いられたワイヤーハーネスを、電池パック７００の組み立てに採用することが好ましい。

続く図１１に示す工程では、正極引き出しタブ１２０と正極継ぎ足しタブ部材１２５の上に載置された電位検知タブ部材２００が、正極継ぎ足しタブ部材１２５と抵抗溶接されて接合された状態となる。本実施形態では、タブ同士の接合に、抵抗溶接を用いたが、超音波溶接などのその他の接合方法を用いることもできる。

また、クッション部材として機能する第１端側セル間保護緩衝部材３３０が、正極引き出しタブ１２０、正極継ぎ足しタブ部材１２５、電位検知タブ部材２００の下に、また、正極引き出しタブ１２０の上下に載置される。第１端側セル間保護緩衝部材３３０は、電気絶縁性、クッション性を備え、難燃性であることが好ましい。また、第１端側セル間保護緩衝部材３３０は、後述するｂ−ｃに相当する空間を埋めることがないようにする。

ここで、第１端側セル間保護緩衝部材３３０は、直方体状の絶縁性の樹脂部材であり、材質としてはクロロプレンゴムが好適である。タブ間保護緩衝部材３１４と同様の材質を用いることができる。また、必要に応じて、第１端側セル間保護緩衝部材３３０は、タブ間保護緩衝部材３１４とも一体化することができる。（タブ間保護緩衝部材３１４と第１端側セル間保護緩衝部材３３０とを一つの部材として、Ｌ字状やＴ字状の部材とすることもできる。）
図１２に示す工程では、正極引き出しタブ１２０がラミネートフィルム外装材１０３から引き出されている方向と逆の方向に、正極引き出しタブ１２０、正極継ぎ足しタブ部材１２５、電位検知タブ部材２００を折り返す工程を実施する。

図１３に示すように、上記のような折り返し工程で、正極のタブ部材全体の長さは、第１端部１１１からｃとなる。折り返された分のｂ−ｃに相当する空間が、以降の工程で電池セル１００を積層する際に利用される。

前記折り返す工程で、正極引き出しタブ１２０、正極継ぎ足しタブ部材１２５、電位検知タブ部材２００が折り返された際には、それぞれの先端部が、絶縁部材３１０に載置される程度となるように、各タブや絶縁部材３１０の寸法が規定されている。このような絶縁部材３１０により、引き出しタブやタブ部材等から、電池セル１００のラミネートフィルム外装材１０３を保護することができる。

また、本発明に係る電池パック７００においては、上記のような折り返し工程を、引き出しタブやタブ部材等に施すので、電池パック７００の体積効率を向上させることができる。

また、本発明に係る電池パック７００によれば、折り返し工程によって設けることができる空間によって、製造性も向上させることができ、歩留まりの向上を図ることもできる。

また、本発明に係る電池パック７００においては、上記のような折り返し工程で、電位検知タブ部材２００の突出部２２０の位置が折り返しにより変更されないように折り返しが実施される。（図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）の折り返し予定ラインも参照。）これにより、電位検知タブ部材２００の折り返しによる、突出部２２０への応力などの影響がなく、従って、突出部２２０に接続されている信号リード線２３０や電源線２４０などへの影響もない。

また、図１３を参照し、第１端側セル間保護緩衝部材３３０とタブ間保護緩衝部材３１４との間の配置関係をみてみる。タブ間保護緩衝部材３１４は、第１端側セル間保護緩衝部材３３０より、ラミネートフィルム外装材１０３中の電極積層体（不図示）に対して近接するようにして配置されている。より具体的には、図１３に示す如く、タブ間保護緩衝部材３１４は、第１端側セル間保護緩衝部材３３０より、略ｄの長さ分、電極積層体（不図示）に対して近接している。このような配置によれば、前記の導電箔部（不図示）に対する応力を緩和し、導電箔部近傍における保護を行い得る。

図１４に示す工程では、クッション部材として機能する第１端側セル間保護緩衝部材３３０を、正極引き出しタブ１２０、正極継ぎ足しタブ部材１２５、電位検知タブ部材２００の上に載置する。

次に、電池セルを積層する工程を図１５に示す。積層する電池セルにはプライム記号（’）を付して、１番目の電池セルと区別を図ることとする。

図１５、図１６に示す工程で、２番目の電池セル１００’を、最初の電池セル１００に積層する際には、ラミネートフィルム外装材１０３の本体部同士は、２条の両面接着テープ３２０を用いて固着する。

また、このとき、最初の電池セル１００の正極引き出しタブ１２０の上には、２番目の電池セル１００’の負極引き出しタブ１３０’がくるようにし、また、最初の電池セル１００の負極引き出しタブ１３０の上には、２番目の電池セル１００’の正極引き出しタブ１２０’と正極継ぎ足しタブ部材１２５’がくるようにする。

また、最初の電池セル１００の負極引き出しタブ１３０と、２番目の電池セル１００’の正極引き出しタブ１２０’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’との間には、信号リード線（不図示）のみが半田接合されている電位検知タブ部材２００’が配される。すなわち、３枚のタブ部材が鉛直方向から見て整列することとなる。なお、図１５の３枚のタブ部材に示される×印は、抵抗溶接実施予定箇所を示している。

ここで、正極継ぎ足しタブ部材１２５’の端部と、電位検知タブ部材２００’の端部と、負極引き出しタブ１３０の端部とが鉛直方向から見てほぼ揃っている（すなわち、全ての端部が、第１端部１１１からの長さがほぼｂとなる）ようにする。

また、最初の電池セル１００と、２番目の電池セル１００’とを積層する上では、第１端側セル間保護緩衝部材３３０が図示するように取り付けられる。

続く図１７に示す工程では、鉛直方向に揃った３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）を、上下から、抵抗溶接装置１０００のアンビル部１０１０と、ホーン部１０２０とで挟み込み抵抗溶接を実施する。

図１８は３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）の抵抗溶接工程と、折り返し工程とを示す図である。 図１８はいずれも、電池セルのラミネートフィルム外装材から引き出された引き出しタブと、電位検知タブ部材とを側面から見た図である。

図１８（Ａ）は、図１７に示した、抵抗溶接を施される３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）が、アンビル部１０１０と、ホーン部１０２０と間にセットされた状態を示している。

図１８（Ｂ）は、抵抗溶接装置１０００による溶接動作を実行し、３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）を抵抗溶接した様子を示している。

図１８（Ｃ）は、抵抗溶接された３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）を抵抗溶接装置１０００から取り出した様子を示す図である。

図１８（Ｄ）は、抵抗溶接された３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）を、引き出しタブがラミネートフィルム外装材から引き出される方向と逆の方向に、折り返される工程を示している。

このような折り返し工程で、抵抗溶接された３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）の長さは、第１端部１１１からｃとなる。図に示す、折り返された分のｂ−ｃに相当する空間が、以降の工程で電池セル１００を積層しタブ部材同士を抵抗溶接する際、抵抗溶接装置１０００のアンビル部１０１０とホーン部１０２０とが入り込む空間として利用される。

図１９は、抵抗溶接された３枚のタブ部材（負極引き出しタブ１３０、電位検知タブ部材２００’、正極継ぎ足しタブ部材１２５’）に、折り返し工程を施した様子を示している。

ここで、本発明に係る電池パック７００の製造の概略を簡単に振り返る。図２０乃至図２６は本発明の実施形態に係る電池パック７００の製造工程を模式的に示す図である。

一連の図において、電池セル１００には、積層していこう順番に、「第１の」や「第２の」といった序数を付した。また、電池セル１００から引き出される正極引き出しタブ１２０と、これに継ぎ足される正極継ぎ足しタブ部材１２５には（＋）の記号を、また、電池セル１００から引き出される負極引き出しタブ１３０には（−）の記号を付した。模式図による製造工程の説明では、（＋）タブ、（−）タブなどと称する。

電池セルを積層する積層工程、また、電池セルのタブ部材同士を抵抗溶接で接続する接続工程、また、接続工程の後の折り返し工程についても、「第１の」や「第２の」といった序数を付した。また、煩雑となるので、電位検知タブ部材については図示省略した。

図２０は、第１の電池セルを準備する工程を示しいている。第１の電池セルの（＋）タブに、不図示の電位検知タブ部材を接続して、これらを折り返す。

図２１は、第１の電池セルの上に、第２の電池セルを積層する工程（第１積層工程）を実施し、さらに第１の電池セルの（−）タブと、第２の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを接続する工程（第１接続工程）を実施した様子を示している。

続いて、図２２に示すように、第１の電池セルの（−）タブと、第２の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを折り返す工程（第１折り返し工程）を実施する。

図２３は、第２の電池セルの上に、第３の電池セルを積層する工程（第２積層工程）を実施し、さらに第２の電池セルの（−）タブと、第３の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを接続する工程（第２接続工程）を実施した様子を示している。

続いて、図２４に示すように、第２の電池セルの（−）タブと、第３の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを折り返す工程（第２折り返し工程）を実施する。

図２５は、第３の電池セルの上に、第４の電池セルを積層する工程（第３積層工程）を実施し、さらに第３の電池セルの（−）タブと、第４の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを接続する工程（第３接続工程）を実施した様子を示している。

ここで、実際には抵抗溶接装置１０００を用いて、第３接続工程を実施するが、この際、抵抗溶接装置１０００のアンビル部１０１０やホーン部１０２０が入り込む空間は、第１折り返し工程により生じた空間を活用することができる。

このような空間を設けるためにも、図２６に示すように、第３の電池セルの（−）タブと、第４の電池セルの（＋）タブと、不図示の電位検知タブ部材とを折り返す工程（第３折り返し工程）を実施する。

以上のような電池パック７００の製造においては、上記の一連の模式図で示したように、順次折り返し工程を実施していくことにより、電池セル間を接続するための空間を確保でき、電池セル間を効率的に接続することが可能となる。このように、本発明に係る電池パック７００では、電池セル間を接続するための基板などの余計な部品を要することもないし、また、余計な部品に伴う、製造上の手間やコストも削減することができる。

以上のような、積層工程→接続工程→折り返し工程を繰り返すことで、本実施形態においては、７番目の電池セル１００を積層し、７番目の電池セル１００の負極引き出しタブ１３０の上に、信号リード線２３０と電源線２４０とが半田接続された電位検知タブ部材２００を載置する。

さて、図１９に示すような折り返し工程が実施されると、続いて、図２７に示すように、第１端側セル間保護緩衝部材３３０が取り付けられる。

続いて、本実施形態においては、３番目の電池セルが積層される前に、セル間補強部材３７０を介挿するようにしている。このセル間補強部材３７０には、比較的合成が高い合成樹脂製の絶縁部材を用いることができる。

電池セル１００のラミネートフィルム外装材１０３は柔軟性があるために、電池セル１００の積層数を増して重量を増加させると、耐振動性が大きく低下するおそれがある。そのため、セル間補強部材３７０を電池セルの間に設けるようにしている。

このようなセル間補強部材３７０は、電池セルの積層数で３層ごとか、または、３層以下の任意の間隔で設けられるようにすることが好ましい。また、セル間補強部材３７０は、電池セルの側面も保護できるように、側板部３７７を設けることも好ましい実施形態である。

本実施形態においては、セル間補強部材３７０は、電池セル１００に狭持されるように配される平板部３７３と、この平板部３７３の対向する両側縁において、屈曲部３７５で折れ曲がり、平板部３７３から垂直に延在する２つの側板部３７７とを有する構造なっている。すなわち、本実施形態において、セル間補強部材３７０は断面コ字状をなすようになっている。この場合、積層方向の上側又は下側の電池セルの側面を、側板部３７７によって保護することができる。

一方、セル間補強部材３７０には断面Ｈ字状のものを採用してもよい。この場合、積層方向の上側及び下側の電池セルの側面を、側板部３７７によって保護することができる。

さて、上記のようなセル間補強部材３７０を２つ階層させ、図２９及び図３０に示すように、７つの電池セル１００を積層して、電池連結構造体５００の基本構造を得る。図２０は第１端側セル間保護緩衝部材３３０の取り付けを示しており、図３０は、電池パック７００としてのマイナスの電源線２４０を含むタブ部材等の折り返し工程を示している。

図３１に示す工程では、複数の電池セル１００の第２端部１１２側には、難燃性を有するクッション部材である第２端側セル間保護緩衝部材３４０を複数取り付ける。この第２端側セル間保護緩衝部材３４０には、第１端側セル間保護緩衝部材３３０と同様の材質のものを用いることができる。

図３２は、上記のようにして完成した電池連結構造体５００を示す図である。図３２（Ａ）は電池連結構造体５００の上面図であり、図３２（Ｂ）は電池連結構造体５００の側面図である。

次に、以上のような電池連結構造体５００を、電池パック７００のケース体に収容する際には、電池連結構造体５００を保護するようにこれを梱包した電池梱包体６００となす。このような電池梱包体６００の構成を図３３により説明する。

電池連結構造体５００において、第１端側セル間保護緩衝部材３３０の間で、タブ間保護緩衝部材３１４が配された箇所は、凹みのようになっているが、この凹みには、第１位置安定緩衝材５０１が配される。

この第１位置安定緩衝材５０１は直方体状の絶縁性の樹脂部材であり、材質としてはクロロプレンゴムが好適である。ただし、第１位置安定緩衝材５０１に用いる材質の硬度は、タブ間保護緩衝部材３１４に用いる材質の硬度より高く設定される。

タブ間保護緩衝部材３１４は、ラミネートフィルム外装材１０３内に収容されている導電箔部（不図示）の保護機能を主として期待しており、これに対して、第１位置安定緩衝材５０１には、保護機能の他に電池連結構造体５００の位置決め的な機能も期待される。このために、（第１位置安定緩衝材５０１の硬度）＞（タブ間保護緩衝部材３１４）とされる。

なお、後述する第２位置安定緩衝材５５２も、第１位置安定緩衝材５０１と同様の材質・機能であり、（第２位置安定緩衝材５５２）＞（タブ間保護緩衝部材３１４）とされる。

すなわち、本発明に係る電池パック７００においては、
（第１位置安定緩衝材５０１の硬度）＝（第２位置安定緩衝材５５２）＞
（タブ間保護緩衝部材３１４の硬度）＝（第１端側セル間保護緩衝部材３３０の硬度）＝（第２端側セル間保護緩衝部材３４０の硬度）
の関係で硬度の設定が行われ、実際、このような硬度の設定を行うと、電池パック７００の耐衝撃性・耐振動性が向上することが確認された。

さて、電池梱包体６００の構成に戻り、第１位置安定緩衝材５０１は両面接着テープ５１１を介して第１端側補強板５２１と固着される。また、第１端側補強板５２１は、ポリエステル基材からなる接着テープ５３１によって覆われるようにして固定される。また、接着テープ５３１の外方には第２位置安定緩衝材５５２が配される。

また、電池連結構造体５００には、両面接着テープ５１５を介して、合成樹脂製の第１面側補強板５２５が貼着される。また、電池パック７００のケース体に収容される際には、ポリカーボネート製の第１面側スペーサー５４５が配される。

また、電池連結構造体５００には、両面接着テープ５１６（不図示）を介して、合成樹脂製の第２面側補強板５２６が貼着される。また、電池パック７００のケース体に収容される際には、ポリカーボネート製の第２面側スペーサー５４６が配される。

また、電池連結構造体５００には、両面接着テープ５１２（不図示）を介して、合成樹脂製の第２端側補強板５２２が貼着される。また、電池パック７００のケース体に収容される際には、クロロプレン製の第２端側スペーサー５４２が配される。

また、電池連結構造体５００の両側面は、ポリエステル基材からなる接着テープ５３３、５３４によって覆われるようにして固定される。また、電池連結構造体５００の周囲は、絶縁樹脂製の環状包囲樹脂テープ５６７によって包囲され固定される。

図３３は、概略、上記のように構成される電池梱包体６００が、第１ケース体６７０及び第２ケース体６８０に収容されて、本発明に係る電池パック７００とされる工程を図示している。

第１ケース体６７０には、ＢＭＵ（バッテリーマネジメントユニット）基板６９０が取り付けられており、このＢＭＵ基板６９０に設けられている基板側電源端子部６９５と、電池梱包体６００側の電源端子部２４５とが結合されて、電池梱包体６００がケース体内に収容される。

以上のような本発明に係る電池パック７００は、前記正極引き出しタブ１２０前記と負極引き出しタブ１３０との間に、前記ラミネートフィルム外装材１０３と接触するタブ間保護緩衝部材３１４が配されており、このような本発明に係る電池パック７００によれば、電池セル１００におけるラミネートフィルム外装材１０３内の導電箔部近傍における保護をより確実に行うことが可能となり、電池パック７００自体が耐振動性や耐衝撃性を向上させることができる。

１００・・・単位セル
１０３・・・ラミネートフィルム外装材
１０５・・・電極積層領域
１１０・・・電池本体部
１１１・・・第１端部
１１２・・・第２端部
１１３・・・側端部
１１９・・・面取り部
１２０・・・正極引き出しタブ
１２５・・・正極継ぎ足しタブ部材
１３０・・・負極引き出しタブ
２００・・・電位検知タブ部材
２１０・・・基部
２２０・・・突出部
２３０・・・信号リード線
２４０・・・電源線
２４３・・・ヒューズ部
２４５・・・電源端子部
２６０・・・コネクタ部材
３１０・・・絶縁部材（セル保護用）
３１４・・・タブ間保護緩衝部材（クッション部材、第４の緩衝材）
３２０・・・両面接着テープ
３３０・・・第１端側セル間保護緩衝部材（クッション部材、第３の緩衝材）
３４０・・・第２端側セル間保護緩衝部材（クッション部材、第３の緩衝材）
３７０・・・セル間補強部材
３７３・・・平板部
３７５・・・屈曲部
３７７・・・側板部
５００・・・電池連結構造体
５０１・・・第１位置安定緩衝材（クッション部材、第１の緩衝材）
５１１・・・両面接着テープ
５１２・・・両面接着テープ
５１５・・・両面接着テープ
５１６・・・両面接着テープ
５２１・・・第１端側補強板
５２２・・・第２端側補強板
５２５・・・第１面側補強板
５２６・・・第２面側補強板
５３１・・・接着テープ（ポリエステル基材）
５３３・・・接着テープ（ポリエステル基材）
５３４・・・接着テープ（ポリエステル基材）
５４２・・・第２端側スペーサー
５４５・・・第１面側スペーサー
５４６・・・第２面側スペーサー
５５２・・・第２位置安定緩衝材（クッション部材、第２の緩衝材）
５６７・・・環状包囲樹脂テープ
６００・・・電池梱包体
６７０・・・第１ケース体
６８０・・・第２ケース体
６９０・・・ＢＭＵ（バッテリーマネジメントユニット）基板
６９５・・・基板側電源端子部
７００・・・電池パック
１０００・・・抵抗溶接装置
１０１０・・・アンビル部
１０２０・・・ホーン部

Claims (4)

1. 矩形のラミネートフィルム外装材の一辺側から引き出された正極引き出しタブと負極引き出しタブとを有する電池セルを複数積層し、隣接する前記電池セルを電気的に接続した電池連結構造体を含む電池パックであって、
   前記正極引き出しタブと前記負極引き出しタブとの間に、前記ラミネートフィルム外装材と接触するタブ間保護緩衝部材が配され、
   前記ラミネートフィルム外装材には電極積層体が収容されており、
   前記タブ間保護緩衝部材と前記電極積層体とで前記ラミネートフィルム外装材が挟まれるように、前記タブ間保護緩衝部材が配され、
   前記正極引き出しタブと前記負極引き出しタブとを狭持するようにセル間保護緩衝部材が配され、
   前記タブ間保護緩衝部材が前記セル間保護緩衝部材より前記電極積層体に対して近接する電池パック。
2. 前記電池連結構造体がケース体に収容され、
   前記電池連結構造体と前記ケース体の間には位置安定緩衝材が配される請求項１に記載の電池パック。
3. 前記位置安定緩衝材の硬度は前記タブ間保護緩衝部材より高い請求項２に記載の電池パック。
4. 前記位置安定緩衝材の硬度は前記セル間保護緩衝部材より高い請求項２又は請求項３に記載の電池パック。

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