JP7253743B2

JP7253743B2 - 電池積層体

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Publication number: JP7253743B2
Application number: JP2019530959A
Authority: JP
Inventors: 悟朗藤田
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-07-18
Filing date: 2018-07-05
Publication date: 2023-04-07
Anticipated expiration: 2038-07-05
Also published as: JPWO2019017211A1; WO2019017211A1; CN110770945A; CN110770945B; US11631924B2; US20200168880A1

Description

本発明は、バスバー及び電池積層体に関する。

例えば車両用等の、高い出力電圧が要求される電源に用いられる電池として、複数個の電池が直列接続されてなる電池積層体が知られている。従来、このような電池積層体では、隣り合う電池の出力端子同士がバスバーで接続されていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－１７５７４３号公報

本発明者は、従来の電池積層体について鋭意検討を重ねた結果、以下の課題を認識するに至った。すなわち、バスバーで接続された２つの電池は、電池の膨張等に起因して相対的に変位する可能性がある。２つの電池間の安定的な電気的接続を維持するためには、このような変位への対策が望まれる。また、電池は、温度が上昇すると発電性能が低下する傾向にある。このため、電池の温度上昇への対策も望まれる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池間の安定的な電気的接続の維持と、電池の発電性能の低下抑制とを図るための技術を提供することにある。

本発明のある態様は、バスバーである。当該バスバーは、第１電池の出力端子に接合される第１吸熱部と、第１電池と隣り合う第２電池の出力端子に接合される第２吸熱部と、第１吸熱部及び第２吸熱部を電気的に接続する本体部と、を備える。第１吸熱部及び第２吸熱部は、本体部よりも熱容量が大きい。本体部は、第１吸熱部に電気的に接続される第１接続部と、第２吸熱部に電気的に接続される第２接続部と、第１接続部と第２接続部との間に配置され、第１電池及び第２電池の相対的な変位に応じて変形する変位吸収部と、を有する。

本発明の他の態様は、電池積層体である。当該電池積層体は、上記態様のバスバーと、バスバーにより互いに電気的に接続された複数の電池とを備える。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、電池間の安定的な電気的接続の維持と、電池の発電性能の低下抑制とを図ることができる。

実施の形態に係るバスバーを含む電池積層体の概略構造を示す斜視図である。電池積層体の分解斜視図である。電池積層体のバスバーを含む領域を拡大して示す斜視図である。図４（Ａ）は、第１吸熱部及び第２吸熱部の概略構造を示す斜視図である。図４（Ｂ）は、第１絶縁部及び第２絶縁部の概略構造を示す斜視図である。図４（Ｃ）は、本体部の概略構造を示す斜視図である。電圧検出部の概略構造を示す斜視図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図に示す各部の縮尺や形状は、説明を容易にするために便宜的に設定されており、特に言及がない限り限定的に解釈されるものではない。また、本明細書または請求項中に「第１」、「第２」等の用語が用いられる場合、特に言及がない限りいかなる順序や重要度を表すものでもなく、ある構成と他の構成とを区別するためのものである。

図１は、実施の形態に係るバスバーを含む電池積層体の概略構造を示す斜視図である。図２は、電池積層体の分解斜視図である。なお、図１及び図２では、セパレータの図示を省略している。電池積層体１は、バスバー２と、バスバー２により互いに電気的に接続された複数の電池４と、電圧検出部４０とを備える。本実施の形態では、一例として６個の電池４がバスバー２により直列に接続されて、電池積層体１が形成されている。

各電池４は、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル－水素電池、ニッケル－カドミウム電池等の充電可能な二次電池である。電池４は、いわゆる角形電池であり、扁平な直方体形状の外装缶６を有する。外装缶６の一面には図示しない略長方形状の開口が設けられ、この開口を介して外装缶６に電極体や電解液等が収容される。外装缶６の開口には、外装缶６を封止する封口板８が設けられる。

封口板８には、長手方向の一端寄りに正極の出力端子１０が設けられ、他端寄りに負極の出力端子１０が設けられる。以下では適宜、正極の出力端子１０を正極端子１０ａと称し、負極の出力端子１０を負極端子１０ｂと称する。また、出力端子１０の極性を区別する必要がない場合、正極端子１０ａと負極端子１０ｂとをまとめて出力端子１０と称する。出力端子１０は、封口板８の開口部から突出する。

出力端子１０の周縁部と封口板８の開口部との間には、シール部材としてのガスケット１１が設けられる。ガスケット１１により、封口板８と出力端子１０との境界部が気密に閉塞される。また、封口板８と出力端子１０との間の短絡が防止される。外装缶６、封口板８及び出力端子１０は導電体であり、例えば金属製である。ガスケット１１は絶縁体であり、例えば樹脂製である。

本実施の形態では、封口板８が設けられる側を電池４の上面、反対側を電池４の底面とする。また、電池４は、上面及び底面をつなぐ２つの主表面を有する。この主表面は、電池４が有する６つの面のうち面積の最も大きい面である。上面、底面及び２つの主表面を除いた残り２つの面は、電池４の側面とする。また、電池４の上面側を電池積層体１の上面とし、電池４の底面側を電池積層体１の底面とする。また便宜上、電池積層体１の上面側を鉛直方向上方とし、電池積層体１の底面側を鉛直方向下方とする。

封口板８には、一対の出力端子１０の間に安全弁１２が設けられる。安全弁１２は、外装缶６の内圧が所定値以上に上昇した際に開弁して、内部のガスを放出できるように構成される。各電池４の安全弁１２は図示しないガスダクトに接続され、安全弁１２から排出される排出ガスはガスダクトに排出される。

複数の電池４は、隣り合う電池４の主表面同士が対向するにして所定の間隔で積層される。なお、「積層」は、任意の１方向に複数の部材を並べることを意味する。したがって、電池４の積層には、複数の電池４を水平に並べることも含まれる。また、各電池４は、出力端子１０が同じ方向（ここでは便宜上、鉛直方向上方とする）を向くように配置される。隣接する２つの電池４は、一方の正極端子１０ａと他方の負極端子１０ｂとが隣り合うように積層される。正極端子１０ａと負極端子１０ｂとは、バスバー２を介して電気的に接続される。なお、隣接する２つの電池４の同極性の出力端子１０同士をバスバー２で接続する場合もあり得る。

バスバー２は、主な構成として第１吸熱部１４と、第２吸熱部１６と、本体部１８とを備える。バスバー２は、一端側が一方の電池４の正極端子１０ａに、他端側が他方の電池４の負極端子１０ｂに、それぞれ電気的に接続される。電圧検出部４０は、複数の電池４の電圧を検出する部材である。電圧検出部４０は、基板４２と、複数の電圧検出線４４とを有する。バスバー２及び電圧検出部４０の構造は、後に詳細に説明する。

電池積層体１は、図示しない複数のセパレータを有する。セパレータは、絶縁スペーサとも呼ばれ、例えば絶縁性を有する樹脂からなる。セパレータは、各電池４の間、及び電池４と後述するエンドプレートとの間に配置される。これにより、隣り合う電池４の外装缶６同士が絶縁される。また、電池４の外装缶６とエンドプレートとが絶縁される。

電池積層体１は、図示しない一対のエンドプレートで挟まれる。各エンドプレートは、最外側の電池４と隣り合うように配置される。エンドプレートは、例えば金属板からなる。エンドプレートには、図示しない外部接続端子が絶縁部材を介して取り付けられる。また、最外側の電池４とエンドプレートの外部接続端子とは、バスバー２により電気的に接続される。例えば、バスバー２の一端側は、電池４の直列接続の終端となる出力端子１０に電気的に接続される。バスバー２の他端側は、エンドプレートの外部接続端子に電気的に接続される。外部接続端子は、電池積層体１の外部に引き回される配線を介して外部負荷に接続される。

電池積層体１と一対のエンドプレートとは、図示しない一対の拘束部材によって拘束される。一対の拘束部材は、バインドバーとも呼ばれる。一対の拘束部材は、複数の電池４の積層方向Ｘに対して直交する水平方向Ｙに配列される。拘束部材は、電池４の積層方向Ｘに延在する第１部分と、第１部分の両端部から電池積層体１側に突出する２つの第２部分とを有する。２つの第２部分は、積層方向Ｘにおいて対向する。拘束部材は、例えば金属板の端部に折り曲げ加工を施すことで形成することができる。

２つの第２部分と一対のエンドプレートとがねじ止め等により固定されることで、複数の電池４と複数のセパレータとが一対のエンドプレートと一対の拘束部材によって締結される。セパレータ、エンドプレート及び拘束部材は、公知の構造を有するため、これ以上の詳細な説明を省略する。

続いて、本実施の形態に係るバスバー２について詳細に説明する。図３は、電池積層体のバスバーを含む領域を拡大して示す斜視図である。図４（Ａ）は、第１吸熱部及び第２吸熱部の概略構造を示す斜視図である。図４（Ｂ）は、第１絶縁部及び第２絶縁部の概略構造を示す斜視図である。図４（Ｃ）は、本体部の概略構造を示す斜視図である。なお、図３では、電池積層体１のうち隣接する第１電池４ａと第２電池４ｂとがバスバー２で接続された部分が図示されている。また、セパレータの図示を省略している。

バスバー２は、第１吸熱部１４と、第２吸熱部１６と、本体部１８とを備える。また、本実施の形態のバスバー２は、さらに第１絶縁部２０と、第２絶縁部２２とを備える。第１吸熱部１４、第２吸熱部１６、本体部１８、第１絶縁部２０及び第２絶縁部２２は、それぞれ別部材で構成されている。第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６の構造は実質的に同一であり、第１絶縁部２０及び第２絶縁部２２の構造は実質的に同一である。

第１吸熱部１４は、第１電池４ａの出力端子１０に接合される。第２吸熱部１６は、第１電池４ａと隣り合う第２電池４ｂの出力端子１０に接合される。第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６は導電体であり、例えば金属製である。また、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６は扁平な略直方体状であり、それぞれ貫通孔１４ａ，１６ａを有する。貫通孔１４ａは、第１吸熱部１４の一方の主表面から他方の主表面にかけて延在している。同様に、貫通孔１６ａは、第２吸熱部１６の一方の主表面から他方の主表面にかけて延在している。

第１吸熱部１４は、貫通孔１４ａに第１電池４ａの出力端子１０が挿入された状態で、例えば溶接により出力端子１０に接合される。第２吸熱部１６は、貫通孔１６ａに第２電池４ｂの出力端子１０が挿入された状態で、例えば溶接により出力端子１０に接合される。したがって、第１吸熱部１４の一方の主表面、言い換えれば底面は、第１電池４ａの封口板８と対向する。また、第２吸熱部１６の一方の主表面、言い換えれば底面は、第２電池４ｂの封口板８と対向する。

第１吸熱部１４の底面側には、第１絶縁部２０が配置される。第１絶縁部２０は絶縁体であり、例えば樹脂製である。また、第１絶縁部２０は平板状であり、第１吸熱部１４の主表面に対応する形状の凹部２０ａを一方の主表面に有する。さらに、凹部２０ａの略中央部に、出力端子１０に対応する形状の開口部２０ｂを有する。第１絶縁部２０は、開口部２０ｂに出力端子１０が挿通されて、第１電池４ａの封口板８に載置される。第１吸熱部１４は、貫通孔１４ａに出力端子１０が挿入されるとともに、底面側が凹部２０ａに納められる。したがって、第１吸熱部１４と第１電池４ａの封口板８との間には、第１絶縁部２０が介在する。これにより、第１吸熱部１４と封口板８とが絶縁される。

同様に、第２吸熱部１６の底面側には、第２絶縁部２２が配置される。第２絶縁部２２は絶縁体であり、例えば樹脂製である。また、第２絶縁部２２は矩形の平板状であり、第２吸熱部１６の主表面に対応する形状の凹部２２ａを一方の主表面に有する。さらに、凹部２０ａの略中央部に、出力端子１０に対応する形状の開口部２２ｂを有する。第２絶縁部２２は、開口部２２ｂに出力端子１０が挿通されて、第２電池４ｂの封口板８に載置される。第２吸熱部１６は、貫通孔１６ａに出力端子１０が挿入されるとともに、底面側が凹部２２ａに納められる。したがって、第２吸熱部１６と第２電池４ｂの封口板８との間には、第２絶縁部２２が介在する。これにより、第２吸熱部１６と封口板８とが絶縁される。

好ましくは、第１絶縁部２０及び第２絶縁部２２の熱伝導率は、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６の熱伝導率よりも低い。これにより、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６から電池４への伝熱を抑制することができる。

本体部１８は、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６を電気的に接続する略帯状の部材である。本体部１８は、導電体であり、例えば金属製である。本体部１８は、第１接続部２４と、第２接続部２６と、変位吸収部２８とを有する。第１接続部２４は、本体部１８の一端側に位置し、第１吸熱部１４に電気的に接続される。第２接続部２６は、本体部１８の他端側に位置し、第２吸熱部１６に電気的に接続される。第１接続部２４は、第１吸熱部１４に対して例えば溶接により接合される。同様に、第２接続部２６は、第２吸熱部１６に対して例えば溶接により接合される。これにより、第１接続部２４と第１吸熱部１４との電気的な接続状態、及び第２接続部２６と第２吸熱部１６との電気的な接続状態が得られる。第１接続部２４及び第２接続部２６は、バスバー２に求められる許容電流が得られるだけの断面積を有するが、溶接が困難になることを回避すべく肉厚が過度に厚くならないように設計される。

変位吸収部２８は、第１接続部２４と第２接続部２６との間に配置される。変位吸収部２８は、第１電池４ａ及び第２電池４ｂの相対的な変位に応じて変形する部分である。つまり、本体部１８、ひいてはバスバー２は、変位吸収部２８において柔軟性を有する。変位吸収部２８が弾性変形することで、第１電池４ａ及び第２電池４ｂの相対的な変位が吸収される。変位吸収部２８の少なくとも一部は、水平方向Ｙから見て第１電池４ａと第２電池４ｂの積層方向Ｘと交わる方向、言い換えれば電池４の封口板８に接近－離間する方向に延在する。これにより、積層方向Ｘの変位を特に吸収することができる。

本実施の形態の変位吸収部２８は、鉛直方向Ｚに延在する２つの第１部分２８ａと、２つの第１部分２８ａの端部同士を連結する第２部分２８ｂとを有する。したがって、変位吸収部２８は、水平方向Ｙから見て略Ｕ字形状を有する。変位吸収部２８は、バスバー２に求められる許容電流が得られるだけの断面積を有するが、第１電池４ａ及び第２電池４ｂの相対的な変位に応じて変形できるように肉厚が過度に厚くならないように設計される。例えば、変位吸収部２８は、第１接続部２４及び第２接続部２６と同程度の肉厚を有する。この場合、本体部１８は、金属板に折り曲げ加工を施すことで形成することができる。

第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６は、本体部１８よりも熱容量が大きい。通電によりバスバー２で発生する熱は、主に第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６に溜まり、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６から外部に放出される。本実施の形態では、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６は、本体部１８よりも厚い厚肉部を有する。これにより、本体部１８よりも大きい熱容量が実現されている。一例として、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６は、全体が厚肉部で構成されている。すなわち、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６は、電池４の積層方向Ｘに対して直交する鉛直方向Ｚ、言い換えれば封口板８の法線方向における寸法が、同方向における第１接続部２４及び第２接続部２６の寸法よりも大きい。

本体部１８は、第１吸熱部１４と第２吸熱部１６との間に配置される。２つの第１部分２８ａは、第１吸熱部１４と第２吸熱部１６とで挟まれる空間内で、第１吸熱部１４と第２吸熱部１６とが並ぶ方向に配列される。そして、第１吸熱部１４に近い側の第１部分２８ａは、一端が第１接続部２４に接続され、他端が第２部分２８ｂに接続される。第２吸熱部１６に近い側の第１部分２８ａは、一端が第２接続部２６に接続され、他端が第２部分２８ｂに接続される。

本実施の形態では、第１部分２８ａにおける電池４に近い側の下端部が第２部分２８ｂに接続され、電池４から遠い側の上端部が第１接続部２４又は第２接続部２６に接続される。さらに、第１接続部２４は、第１吸熱部１４の上面、すなわち第１電池４ａから遠い側の主表面に接合される。また、第２接続部２６は、第２吸熱部１６の上面、すなわち第２電池４ｂから遠い側の主表面に接合される。

したがって、第１電池４ａと第２電池４ｂの積層方向Ｘから見て、変位吸収部２８は少なくとも一部が第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６と重なる。つまり、変位吸収部２８の少なくとも一部は、鉛直方向Ｚにおいて第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６の延在する領域内に収まっている。また、第２部分２０ｂの下端部は、第１絶縁部２０及び第２絶縁部２２の下端部よりも上方に位置する。したがって、変位吸収部２８は、電池４の封口板８から離間している。つまり、変位吸収部２８は、少なくとも変形していない状態で電池４に非接触である。これにより、変位吸収部２８の変形自由度を高めることができる。

続いて、電圧検出部４０について詳細に説明する。図５は、電圧検出部の概略構造を示す斜視図である。電圧検出部４０は、基板４２と、複数の電圧検出線４４とを有する。基板４２には、複数の電圧検出線４４が敷設される。基板４２は、例えばフレキシブルプリント基板で構成される。基板４２は、幹部４６と、複数の枝部４８とを有する。幹部４６は、電池４の積層方向Ｘに延在する太幅の部分である（図１及び図２参照）。幹部４６の一端には、コネクタ５０が設けられる。電圧検出部４０は、コネクタ５０を介して外部機器に接続される。複数の枝部４８は、幹部４６から各バスバー２の変位吸収部２８に向かって延在する、幹部４６よりも細幅の扁平な部分である。（図１及び図２参照）。各枝部４８の先端は、対応する変位吸収部２８に当接する。

図３及び図５に示すように、各枝部４８は、第１部分４８ａ、第２部分４８ｂ及び第３部分４８ｃを有する。第１部分４８ａは、電池４の積層方向Ｘに変位可能な部分である。具体的には、第１部分４８ａは、背向する２つの主表面が概ね積層方向Ｘを向くように延在する部分である。第２部分４８ｂは、積層方向Ｘと直交する第２方向に変位可能な部分である。ここでは、第２方向を水平方向Ｙとする。具体的には、第２部分４８ｂは、背向する２つの主表面が概ね水平方向Ｙを向くように延在する部分である。第３部分４８ｃは、積層方向Ｘ及び第２方向と直交する第３方向に変位可能な部分である。ここでは、第３方向を鉛直方向Ｚとする。具体的には、第３部分４８ｃは、背向する２つの主表面が概ね鉛直方向Ｚを向くように延在する部分である。

各枝部４８は、幹部４６から水平方向Ｙに突出し、途中の部分が鉛直方向Ｚに凸状に湾曲する。本実施の形態では、下方、すなわち電池４に向かって突出している。この鉛直方向Ｚに延びる部分が第２部分４８ｂを構成する。また、水平方向Ｙに突出した先端部は、積層方向Ｘに延びた後に鉛直方向Ｚに延びる。本実施の形態では下方に延びる。この鉛直方向Ｚに延びる部分が第１部分４８ａを構成する。また、枝部４８は、第１部分４８ａの下端から積層方向Ｘに延びる部分を有する。この積層方向Ｘに延びる部分が第３部分４８ｃを構成する。枝部４８は、第３部分４８ｃにおいて変位吸収部２８に当接する。第１部分４８ａ～第３部分４８ｃは、鉛直方向Ｚについて、幹部４６から電池４の封口板８までの範囲内に収まる。より好ましくは、枝部４８は、鉛直方向Ｚについて、バスバー２の延在範囲内に収まる。

複数の電圧検出線４４はそれぞれ、バスバー２の変位吸収部２８に当接する。具体的には、各電圧検出線４４は、一端がコネクタ５０に接続される。また、各電圧検出線４４は、コネクタ５０から幹部４６を介して各枝部４８に延びる。各電圧検出線４４の他端は、枝部４８の第３部分４８ｃまで延び、変位吸収部２８に当接する。これにより、各バスバー２は、電圧検出線４４を介してコネクタ５０に電気的に接続される。

以上説明したように、本実施の形態に係るバスバー２は、第１電池４ａの出力端子１０に接合される第１吸熱部１４と、第２電池４ｂの出力端子１０に接合される第２吸熱部１６と、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６を電気的に接続する本体部１８とを備える。本体部１８は、第１吸熱部１４に電気的に接続される第１接続部２４と、第２吸熱部１６に電気的に接続される第２接続部２６と、第１接続部２４と第２接続部２６との間に配置される変位吸収部２８とを有する。変位吸収部２８は、第１電池４ａと第２電池４ｂとの相対的な変位に応じて変形する。したがって、変位吸収部２８により、当該変位を吸収することができる。このため、本体部１８と第１吸熱部１４及び／又は第２吸熱部１６との接続が外れることによるバスバー２の接続不良が発生するおそれを低減することができる。

また、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６は、本体部１８よりも熱容量が大きい。したがって、通電によりバスバー２に発生する熱は、主に第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６に留まる。これにより、バスバー２で発生する熱が電池４に伝わることを抑制することができる。この結果、バスバー２の熱により電池４の温度が上昇して発電性能が低下することを抑制することができる。また、比較的熱に弱いガスケット１１が溶融して、封口板８の開口部と出力端子１０との間の気密性が低下することを抑制することができる。

特に、変位吸収部２８は、肉厚に起因する電気抵抗の観点から、バスバー２の他の部位よりも肉厚を薄くすることが望ましい。したがって、バスバー２は、変位吸収部２８において特に発熱しやすい。これに対し、変位吸収部２８と第１電池４ａの出力端子１０との間には第１吸熱部１４が介在し、変位吸収部２８と第２電池４ｂの出力端子１０との間には第２吸熱部１６が介在する。このため、バスバー２の発熱に起因する電池４の温度上昇をより抑制することができる。

したがって、本実施の形態のバスバー２によれば、電池４間の安定的な電気的接続の維持と、電池４の発電性能の低下抑制とを図ることができる。また、このようなバスバー２を電池積層体１に設けることで、電池積層体１の性能を向上させることができる。

また、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６は、本体部１８よりも厚い厚肉部を有する。これにより、簡単な構造で第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６の熱容量を増大させることができる。また、変位吸収部２８の少なくとも一部は、積層方向Ｘと交わる方向に延在する。これにより、隣り合う電池４の相対的変位のうち、積層方向Ｘの変位をより確実に吸収することができる。また、変位吸収部２８は、積層方向Ｘから見て少なくとも一部が第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６と重なるように配置される。つまり、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６を設けることにより拡がったバスバー２の延在空間を、変位吸収部２８の配置に利用している。これにより、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６及び変位吸収部２８を設けることによるバスバー２の大型化を抑制することができる。

また、本実施の形態の電池積層体１は、電圧検出部４０を有する。電圧検出部４０が備える複数の電圧検出線４４は、各バスバー２の変位吸収部２８に当接する。これにより、電圧検出部４０とバスバー２との接点を、変位吸収部２８の２つの第１部分２８ａで挟まれる空間に配置することができる。つまり、当該接点をバスバー２の延在範囲内に納めることができる。このため、電池積層体１をより小型化することができる。

また、電圧検出部４０が備える基板４２は、フレキシブルプリント基板で構成される。このため、電圧検出部４０は、電池４の変位に起因してバスバー２が変位したとしても、電圧検出線４４とバスバー２との接点を、バスバー２の変位に追従させることができる。よって、電圧検出線４４とバスバー２との接続信頼性を向上させることができる。

また、基板４２は、幹部４６と、幹部４６から各バスバー２の変位吸収部２８に向かって延在する複数の枝部４８とを有する。各枝部４８は、積層方向Ｘに変化可能な第１部分４８ａ、積層方向Ｘと直交する第２方向に変位可能な第２部分４８ｂ、並びに積層方向Ｘ及び第２方向と直交する第３方向に変位可能な第３部分４８ｃを有する。これにより、バスバー２の積層方向Ｘ、第２方向及び第３方向への変位に対して、電圧検出線４４とバスバー２との接点の追従性を高めることができる。よって、電圧検出線４４とバスバー２との接続信頼性をより向上させることができる。なお、第１部分４８ａ～第３部分４８ｃの少なくとも１つを有していれば、少なくとも一部の方向におけるバスバー２の変位に対して、電圧検出線４４とバスバー２との接続信頼性を向上させることができる。

また、第１部分４８ａ～第３部分４８ｃは、鉛直方向Ｚについて、幹部４６から電池４の封口板８までの範囲内に延在する。これにより、第１部分４８ａ～第３部分４８ｃを設けることによる電池積層体１の大型化を抑制することができる。

本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることが可能であり、変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態への変形の追加によって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。

本実施の形態では、第１吸熱部１４、第２吸熱部１６及び本体部１８は別部材で構成されているが、これらは一体不可分な単一の部材で構成されてもよい。この場合、第１吸熱部１４と第１接続部２４とが連続することで、両者の電気的な接続状態が得られる。同様に、第２吸熱部１６と第２接続部２６とが連続することで、両者の電気的な接続状態が得られる。

本実施の形態では、第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６は、バスバー２の構成部品である。しかしながら、特にこの構成に限定されない。第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６は、電池４の出力端子１０に接合されていればよいため、これらを電池４の構成部品とみなすこともできる。この場合、バスバー２は本体部１８のみからなる。したがって、本発明には、以下の態様も含めることができる。

積層される複数の電池４と、
複数の電池４のうち、隣接する第１電池４ａ及び第２電池４ｂの各出力端子１０にそれぞれ接合される第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６と、
第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６を電気的に接続するバスバー２（本体部１８）と、を備え、
第１吸熱部１４及び第２吸熱部１６は、バスバー２よりも熱容量が大きく、
バスバー２は、第１吸熱部１４に電気的に接続される第１接続部２４と、第２吸熱部１６に電気的に接続される第２接続部２６と、第１接続部２４と第２接続部２６との間に配置され、第１電池４ａ及び第２電池４ｂの相対的な変位に応じて変形する変位吸収部２８と、を有する、電池積層体１。

上述した実施の形態では、電池４は角形電池であるが、電池４の形状は特に限定されず、円筒状等であってもよい。また、電池積層体１が備える電池４の数も特に限定されない。また、外装缶６は、シュリンクチューブ等の絶縁シートで被覆されてもよい。

１電池積層体
２バスバー
４電池
４ａ第１電池
４ｂ第２電池
１０出力端子
１４第１吸熱部
１６第２吸熱部
１８本体部
２４第１接続部
２６第２接続部
２８変位吸収部
４０電圧検出部
４２基板
４４電圧検出線

Claims

積層される複数の電池と、
前記複数の電池を電気的に接続するバスバーと、を備える電池積層体であって、
前記バスバーは、
前記複数の電池のうち第１電池の出力端子に接合される第１吸熱部と、
前記第１電池と隣り合う第２電池の出力端子に接合される第２吸熱部と、
前記第１吸熱部及び前記第２吸熱部を電気的に接続する本体部と、を有し、
前記第１吸熱部及び前記第２吸熱部は、前記本体部よりも熱容量が大きく、
前記本体部は、前記第１吸熱部に接合される第１接続部と、前記第２吸熱部に接合される第２接続部と、前記第１接続部と前記第２接続部との間に配置され、前記第１電池及び前記第２電池の相対的な変位に応じて変形する変位吸収部と、を有し、
前記電池積層体は、
前記第１吸熱部と前記第１電池との間に配置される第１絶縁部と、
前記第２吸熱部と前記第２電池との間に配置される第２絶縁部と、をさらに備え、
前記第１絶縁部は、前記第１吸熱部より熱伝導率が低く、
前記第２絶縁部は、前記第２吸熱部より熱伝導率が低く、
前記第１絶縁部は、前記第１吸熱部側の面に配置される凹部と、当該凹部の底に配置される開口部と、を有し、
前記第１吸熱部は、前記凹部に嵌められ、
前記第１電池の出力端子は、前記開口部に挿通されることを特徴とする電池積層体。
前記第１吸熱部及び前記第２吸熱部は、前記本体部よりも厚い厚肉部を有する請求項１に記載の電池積層体。
前記変位吸収部の少なくとも一部は、前記第１電池と前記第２電池の積層方向と交わる方向に延在する請求項１又は２に記載の電池積層体。
前記第１電池と前記第２電池の積層方向から見て、前記変位吸収部は少なくとも一部が前記第１吸熱部及び前記第２吸熱部と重なる請求項３に記載の電池積層体。
前記電池積層体は、複数の電圧検出線を有し前記複数の電池の電圧を検出する電圧検出部をさらに備え、
前記複数の電圧検出線はそれぞれ、前記バスバーの前記変位吸収部に当接する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池積層体。
前記電圧検出部は、前記複数の電圧検出線が敷設される基板を有し、
前記基板は、幹部と、当該幹部から各バスバーの前記変位吸収部に向かって延在する複数の枝部と、を有する請求項５に記載の電池積層体。
前記枝部は、電池の積層方向に変位可能な第１部分、前記積層方向と直交する第２方向に変位可能な第２部分、並びに、前記積層方向及び前記第２方向と直交する第３方向に変位可能な第３部分の少なくとも１つを有する請求項６に記載の電池積層体。