JPWO2019021980A1 - 電池モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
この構造の電池モジュールは、ポッティング樹脂を介して隣接する電池を熱結合できるので、電池を定位置に配置して温度斑を少なくできる特徴がある。排出弁の排出口を凸部電極に設けている電池は、電池の端部をポッティング樹脂に埋設するときにポッティング樹脂が排出口から流入するのを阻止する必要がある。流入するポッティング樹脂が排出弁の正常な動作を阻害するからである。本発明者は、このことを実現するために、図7の拡大断面図に示すように、電池101の凸部電極111に封止ラベル106を付着して、ポッティング樹脂に埋設する構造を開発した。この図の電池モジュールは、排出ガスで破損するリング状の封止ラベル106を、凸部電極111側の端面に付着している。封止ラベル106は、中心に凸部電極111の中央部を露出させる接着穴107を開口しており、外周部を封口板112の外周部に付着している。この封止ラベル106は、凸部電極111の外周部と封口板112の外周部とに付着されて、凸部電極111の立ち上り部に設けている排出口113をカバーして、ポッティング樹脂が排出口113から流入するのを防止できる。
電池1は、両端に正負の電極を設けており、一方の電極を封口板の凸部電極11とし、他方の端部を外装缶の底面の平面電極12としている。電池1は、凸部電極11に排出口を設けているリチウムイオン二次電池の円筒形電池である。リチウムイオン二次電池は、大きさや重量に対する容量が大きく、電池モジュール10のトータル容量を大きくできる。ただし、本発明の電池モジュールは、電池1をリチウムイオン二次電池には特定しない。電池1には、充電できる他の電池、たとえばニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等も使用できる。また、図の電池モジュール10は、電池1を円筒形電池とするが、電池には角形電池も使用できる。各々の電池1は、その両端の凸部電極11にリード板3をスポット溶接などの方法で溶接して、隣接する電池1を直列又は並列に接続している。
電池ホルダー2は、電池1を平行姿勢とし、凸部電極11及び平面電極12のある端面を同一平面に配置して定位置に配置する。電池ホルダー2は、プラスチック等の絶縁材を成形して制作される。図3と図4に示す電池ホルダー2は、両端面を同一平面に配置している各々の電池1の両端面部をカバーする外周カバー部21と、各々の電池1を挿入して定位置に配置する挿入部22とを一体的に成形して設けている。電池ホルダー2は、すべての電池1を平行な姿勢で定位置に配置して、電池1の両端にリード板3を溶接して接続するが、各々の電池1の端面に平面状のリード板3を接続するために、電池ホルダー2は、各々の電池1をその両端部がほぼ同一面に位置するように、挿入部22に入れて特定の位置に配置している。
リード板3は、導電性の金属板で、隣接する電池1の端部に接続されて、電池1を直列又は並列に接続する。リード板3は、電池1の正負の電極である凸部電極11と平面電極12に接続されて、電池1を直列又は並列に接続する。リード板3は、平面部31に接続凹部32を設けている。平面部31は、電池ホルダー2の充填室23の底面、すなわち、電池ホルダー2に設けた外周カバー部21の外面に配置され、接続凹部32は、外周カバー部21の電極窓24に案内されて、電池1の電極に向かって突出する突出面33を電池1に接続している。リード板3は、接続凹部32の周囲は平面部31があって、平面部31に接着される封止ラベル6で接続凹部32の開口部を閉塞できる形状としている。
第1の両面テープ4はリング状で、電池1の外周縁部、すなわち封口板の外周縁部であって凸部電極11よりも外側と、電池ホルダー2の外周カバー部21との間に密着されて、電池1の外周縁部を電池ホルダー2の外周カバー部21に隙間なく密着して、封口板と外周カバー部21との隙間からのポッティング樹脂13の浸入を阻止する。図1と図2に示す第1の両面テープ4は、内径を電極窓24の内径にほぼ等しく、外径を電池1の外径にほぼ等しく、正確には僅かに小さくしてなるリング状で、電池1の封口板と外周カバー部21との間に密着している。第1の両面テープ4は凸部電極11の外径よりも大きく、封口板に付着される状態で、凸部電極11の露出面を小さくしない形状としている。第1の両面テープ4は、両面に粘着層を設けているテープで、電池1の外周縁部と外周カバー部21との間に配置され、外周カバー部21を押圧して密着される。
第2の両面テープ5は、電池ホルダー2の外周カバー部21とリード板3の平面部31との間に密着されて、外周カバー部21の表面をリード板3の平面部31に密着して、外周カバー部21とリード板3との隙間からのポッティング樹脂13の浸入を阻止する。第2の両面テープ5の外形は第1の両面テープ4の外形よりも大きく、外周カバー部21の表面に広い面積で密着されて、外周カバー部21とリード板3との間を確実に密閉する。図5に示す第2の両面テープ5は、電池ホルダー2の外周カバー部21に開口された複数の電極窓24の開口縁部を含む領域を被覆できるように、充填室23の内形に沿う外形としている。言い換えると、第2の両面テープ5の外形をリード板3の外形と等しくして、1枚の第2の両面テープ5で、リード板3の全体を被覆できるようにしている。さらに、第2の両面テープ5は、充填室23の底面に開口された複数の電極窓24と対向する部分に貫通孔5Aを開口しており、この貫通孔5Aにリード板3の接続凹部32を通過させて電極窓24から露出する凸部電極11に接続するようにしている。第2の両面テープ5に開口される貫通孔5Aの内径も、電極窓24の内径にほぼ等しく、正確には僅かに大きくして、凸部電極11の外径よりも大きくしている。付着されて凸部電極11の露出面を狭くしないためである。第2の両面テープ5も、両面に粘着層を設けているテープで、外周カバー部21とリード板3との間に配置され、リード板3を押圧して密着される。
封止ラベル6は、ポッティング樹脂13を透過させないテープの片面に粘着層を設けたテープである。この封止ラベル6は、リード板3の平面部31に、接続凹部32の開口部を閉塞する状態で密着される。封止ラベル6は、接続凹部32の全周の平面部31に密着される形状で、平面部31に密着されて、接続凹部32にポッティング樹脂13が流入するのを阻止する。図4と図5の封止ラベル6は、凸部電極11が接続される複数の接続凹部32を含む領域を被覆して閉塞できるように、互いに隣接して連なる複数の接続凹部32を被覆する外形としている。具体的には、図に示す封止ラベル6は、ジグザグ状に並ぶ4つの接続凹部34を同時に閉塞できるように、ジグザグ状の外形としている。この封止ラベル6は、各リード板3の表面に付着されて、互いに隣接する複数の接続凹部32の周辺部の全体に密着して、これ等の接続凹部32の開口部を確実に閉塞する。
(1)各々の電池1の封口板の外周縁部に第1の両面テープ4を付着する。
(2)第1の両面テープ4を付着している電池1を、分割された電池ホルダー2の挿入部22に挿入し、それぞれの電池ホルダー2を連結して、第1の両面テープ4を外周カバー部21の内面に密着する。この状態で封口板が外周カバー部21の内面に密着されて、封口板と外周カバー部21との隙間は閉塞される。
(3)電池ホルダー2の外周カバー部21の上面であって、電極窓24の外側に第2の両面テープ5を付着し、又は、リード板3の内面であって接続凹部32の外周に位置するように第2の両面テープ5を付着する。
(4)電池ホルダー2の充填室23にリード板3を案内して、第2の両面テープ5をリード板3の内面と、外周カバー部21の表面に密着して、リード板3と外周カバー部21との隙間を閉塞する。この状態で、リード板3の接続凹部32は外周カバー部21の電極窓24に案内されて、突出面33が電池1の電極に接触される。
(5)リード板3の接続凹部32に設けている突出面33を電池1の電極にスポット溶接する。
(6)リード板3の表面に封止ラベル6を付着して、リード板3に設けている接続凹部32の開口部をポッティング樹脂13が通過しないように閉塞する。
(7)未硬化で液状ないしペースト状のポッティング樹脂13を充填室23に注入して硬化させる。硬化するポッティング樹脂13は、リード板3を介して電池1に熱結合されて、電池1の温度上昇を低減する。
2…電池ホルダー
3…リード板
4…第1の両面テープ
5…第2の両面テープ
5A…貫通孔
6…封止ラベル
10…電池モジュール
11…凸部電極
12…平面電極
13…ポッティング樹脂
21…外周カバー部
22…挿入部
23…充填室
24…電極窓
25…周壁
31…平面部
32…接続凹部
33…突出面
34…分離スリット
35…連結部
36…溶接スリット
37…溶接点
101…電池
103…リード板
106…封止ラベル
107…接着穴
111…凸部電極
111A…露出面
112…封口板
113…排出口
133…接続部
136…スリット
137…溶接点
Claims (5)
- 内圧が設定圧力に上昇する状態で開弁する排出弁の排出口を端面の凸部電極に設けてなる複数の電池と、
前記電池を平行姿勢で定位置に配置してなる電池ホルダーと、
前記電池ホルダーで定位置に配置され、かつ端面を同一平面に配置してなる前記電池の凸部電極に接続してなるリード板と、
前記リード板に熱結合してなるポッティング樹脂とを備える電池モジュールであって、
前記電池ホルダーは、前記凸部電極を露出する電極窓を有すると共に、前記凸部電極の外周縁の対向面に配置する外周カバー部を有し、
前記リード板は、前記外周カバー部の表面に積層される平面部と、前記平面部に設けられて前記電池ホルダーの電極窓に案内されて、前記凸部電極に向かって突出して突出面を前記凸部電極に接続してなる接続凹部とを有し、
前記電池の外周縁部と前記電池ホルダーの外周カバー部との間に第1の両面テープが密着されて、前記電池の外周縁部が前記外周カバー部に密着され、
かつ、前記電池ホルダーの外周カバー部と前記リード板の平面部との間に第2の両面テープが密着されて、前記外周カバー部が前記リード板の前記平面部に密着され、
さらに、前記リード板の平面部に封止ラベルが密着されて、前記封止ラベルが前記リード板の接続凹部の開口部を閉塞して、
前記第1の両面テープと前記第2の両面テープと前記封止ラベルとで、前記凸部電極に設けてなる前記排出口へのポッティング樹脂の流入阻止構造としてなることを特徴とする電池モジュール。 - 請求項1に記載される電池モジュールであって、
前記電池が円筒形電池であることを特徴とする電池モジュール。 - 請求項1または2に記載される電池モジュールであって、
前記封止ラベルが、前記凸部電極が接続される前記接続凹部のうち、互いに隣接して連なる複数の前記接続凹部を被覆する外形であることを特徴とする電池モジュール。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載される電池モジュールであって、
前記第1の両面テープは、リング状であって、内径が前記電極窓の内径に略等しく、外径が前記電池の外径に略等しいことを特徴とする電池モジュール。 - 請求項1ないし4のいずれかに記載される電池モジュールであって、
前記第2の両面テープは、リード板の外形と略等しい外形を有し、電池ホルダーに開口された複数の前記電極窓を含む領域を被覆すると共に、各電極窓と対向する位置には、該電極窓に沿う貫通孔を開口して、前記貫通孔に前記接続凹部を配置してなることを特徴とする電池モジュール。
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