JP2019067678A - 組電池 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接する電池セルの電極タブ同士を溶着する場合に、精度よく位置決めできる組電池を提供する。
【解決手段】本発明に係る組電池１は、各々が第１外面１１より突出した電極タブ１２ｐ及び１２ｎを有する積層された複数の電池セル１０と、電極タブ１２ｐ及び１２ｎの突出方向に沿って分割され、互いに係合した状態で、第１外面１１を覆い、複数の電池セル１０を内部で支持する第１ケース２０及び第２ケース３０と、第１ケース２０及び第２ケース３０のうち少なくとも一方に設けられ、電池セル１０を少なくとも一方のケースに挿入する際に、電池セル１０の電極タブ１２ｐ及び１２ｎと当接する当接部２６と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、組電池に関する。

従来、複数の電池セルを備える充放電可能な電池モジュールが知られている。例えば、特許文献１には、結合された上部フレーム及び下部フレームの内部に複数の電池セルを配置する電池モジュールが開示されている。

特許第５１５４４５４号

しかしながら、特許文献１に開示された電池モジュールでは、電極タブが形成される電池セルの外面と、下部フレームに電池セルを位置決めするための電池セルの外面とが異なる。このような場合、電池セルを下部フレームに位置決めしてから、隣接する電池セルの電極タブ同士を溶着すると、電極タブの位置決めに関して十分な精度を確保できない恐れがある。

かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、隣接する電池セルの電極タブ同士を溶着する場合に、精度よく位置決めできる組電池を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係る組電池は、
各々が第１外面より突出した電極タブを有する積層された複数の電池セルと、
前記電極タブの突出方向に沿って分割され、互いに係合した状態で、前記第１外面を覆い、複数の前記電池セルを内部で支持する第１ケース及び第２ケースと、
前記第１ケース及び前記第２ケースのうち少なくとも一方に設けられ、前記電池セルを前記少なくとも一方のケースに挿入する際に、該電池セルの前記電極タブと当接する当接部と、
を備えることを特徴とする。

本発明の一実施形態に係る組電池によれば、隣接する電池セルの電極タブ同士を溶着する場合に、精度よく位置決めできる。

本発明の第１実施形態に係る組電池の外観を示す上面視による斜視図である。 図１に示す組電池の一部を分解した上面視による分解斜視図である。 図２に示す組電池の本体の部品ごとの分解斜視図である。 図３の電池セル１０単体を示す図である。 図３の第１ケースに電池セルを挿入する様子を示した図である。 図３の第１ケースの正面図である。 図２のVII-VII矢線に沿う断面図である。 図１に示す組電池の本体を組み立てるための工程を示す模式図である。 図１に示す組電池の本体に絶縁シート及び拘束板を組み付ける第４工程を示した模式図である。 図１に示す組電池の本体にバスバを取り付ける第５工程を示した模式図である。 図１に示す組電池の本体に電圧検出部を取り付ける第６工程を示した模式図である。 本発明の第２実施形態に係る組電池の外観を示す上面視による斜視図である。 変形例に係る組電池の電池セル単体を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら一実施形態について説明する。以下の説明中の前後、左右、及び上下の方向は、図中の矢印の方向を基準としている。以下では、一例として、複数の電池セル１０の積層方向を上下方向として説明するが、これに限定されない。複数の電池セル１０の積層方向は、他の任意の方向と一致してもよい。

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る組電池１の外観を示す上面視による斜視図である。図２は、図１に示す組電池１の一部を分解した上面視による分解斜視図である。図３は、図２に示す組電池１の本体１ａの部品ごとの分解斜視図である。組電池１は、大きな構成要素として、本体１ａと、バスバ４０と、絶縁シート５０と、拘束板６０と、電圧検出部７０とを有する。本体１ａは、６つの電池セル１０と、第１ケース２０と、第２ケース３０と、を備える。

図３に示すように、６つの電池セル１０は、上下方向に積層される。以下では、積層された６つの電池セル１０を、下方から上方に向けて、それぞれ電池セル１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ及び１０ｆとして表記する。各電池セルを区別しない場合には、まとめて電池セル１０と記載する。各電池セル１０は、上下方向に略平行な前面及び後面によりそれぞれ構成される２つの第１外面１１を有する。各電池セル１０は、積層方向に略垂直な方向、特に前後方向に沿って、２つの第１外面１１から互いに反対方向に突出する１対の電極タブ１２ｐ及び１２ｎを有する。各電池セル１０は、１組の電極タブ１２ｐ及び１２ｎが前後方向に沿って配置された状態で積層される。

電池セル１０は、第１外面１１と交差し、２つの左右方向の側面によりそれぞれ構成される２つの第２外面１３を有する。電池セル１０は、第１外面１１及び第２外面１３と交差する２つの第３外面１４を有する。２つの第３外面１４は、電池セル１０の上面及び下面によってそれぞれ構成され、積層方向に延びる軸、すなわち上下軸と交差する。

第１ケース２０及び第２ケース３０は、任意の剛性の高い材料により構成されればよく、例えば、表面にＰＥＴ樹脂などの電気絶縁性素材が付与された金属材、又は樹脂材によって構成される。

第１ケース２０及び第２ケース３０は、それぞれ略コ字状に形成される。第１ケース２０及び第２ケース３０は、電極タブ１２ｐ及び１２ｎの突出方向、すなわち前後方向に沿って分割される。第１ケース２０及び第２ケース３０は、互いに係合した状態で、電池セル１０の第１外面１１を覆い、積層された電池セル１０を内部で支持する。すなわち、積層された電池セル１０は、第１ケース２０の底面２０ａ及び第２ケース３０の底面３０ａに載置される。係合した第１ケース２０及び第２ケース３０は、底面及び上面に構成された開口Ｏ１及びＯ２をそれぞれ有する。第１ケース２０及び第２ケース３０同士の接続面Ｓは、電池セル１０の第１外面１１と略直交し、電極タブ１２ｐ及び１２ｎの突出方向、すなわち前後方向と略平行である。接続面Ｓは、上下方向に対しても略平行である。このように、第１ケース２０及び第２ケース３０は、左右方向に係合又は分離する。

第１ケース２０及び第２ケース３０は、一方の上面及び下面の前後両側に係合爪Ｅ１が形成され、他方の対応する上面及び下面の前後両側に係合孔Ｅ２が形成された状態で、互いに係合されてもよい。すなわち、第１ケース２０及び第２ケース３０の係合時に、係合爪Ｅ１が係合孔Ｅ２に係合する。組電池１は、爪と孔との係合による構成に限定されない。例えば、第１ケース２０及び第２ケース３０は、それぞれの上下両面から突設された任意の凸部がクリップなどの弾性部材によって挟持されることで、係合されてもよい。また、第１ケース２０及び第２ケース３０は、ねじ止めなどによる任意の締結構造によって係合されてもよい。このように、組電池１は、第１ケース２０及び第２ケース３０を確実に係合可能であれば、任意の係合構造を有してもよい。これにより、組電池１は、良好な組立性を実現でき、結果として、製品の信頼性向上に寄与できる。

図２に示すように、バスバ４０は、総プラスバスバ４０ａ及び総マイナスバスバ４０ｂを有する。バスバ４０は、アルミニウム、銅などの金属によって図２に示すような形状で形成される。総プラスバスバ４０ａは、電池セル１０ａの電極タブ１２ｐと接続される。総マイナスバスバ４０ｂは、電池セル１０ｆの電極タブ１２ｎと接続される。

絶縁シート５０は、ポリエチレン（ＰＥ：polyethylene）又はポリプロピレン（ＰＰ：polypropylene）樹脂などの電気絶縁性素材により略平板状に形成される。絶縁シート５０は、積層された電池セル１０のうち上端に位置する電池セル１０ｆの上面に当接するように配置される。同様に、絶縁シート５０は、積層された電池セル１０のうち下端に位置する電池セル１０ａの下面に当接するように配置される。絶縁シート５０は、組電池１の上面及び下面に固定される拘束板６０と、組電池１内部の電池セル１０との電気的な絶縁を確保するために設けられる。

拘束板６０は、任意の剛性の高い材料により構成されるのが好適である。例えば、拘束板６０は、金属材のみによって構成されるのが好適である。これに限定されず、拘束板６０は、表面にＰＥＴ樹脂などの電気絶縁性素材が付与された金属材又は樹脂材によって構成されてもよい。拘束板６０は、略平板状に形成される。

拘束板６０は、組電池１の上面及び下面において、絶縁シート５０の上面及び下面に当接するようにそれぞれ配置される。拘束板６０は、係合した第１ケース２０及び第２ケース３０の上面及び下面にねじ止めなどの適宜な方法により固定される。例えば、拘束板６０の四隅に貫設された孔部６１は、第１ケース２０の側面の前後両端部に設けられた２つのねじ孔２１及び第２ケース３０の側面の前後両端部に設けられた２つのねじ孔３１に合わせてねじ止めされる。これにより、拘束板６０は、係合した第１ケース２０及び第２ケース３０の上面及び下面に固定される。拘束板６０は、各電池セル１０の上面及び下面によってそれぞれ構成され積層方向に延びる軸と交差する２つの第３外面１４を拘束した状態で、電池セル１０を第１ケース２０及び第２ケース３０に挟持させる。同時に、拘束板６０は、電池セル１０を支持する。

電圧検出部７０は、電池セル１０の電圧を検出するための端子板７１及び検出した電圧信号を伝送するためのワイヤ７２によって構成される。電圧検出部７０は、電池セル１０の対応する電極タブに接続される。

図４は、図３の電池セル１０単体を示す図である。図４（ａ）は、電池セル１０の上面図である。図４（ｂ）は、電池セル１０の側面図である。図４は、一例として、図３のように配置された電池セル１０ｂを示す。他の電池セル１０についても、図４に示す電池セル１０ｂと同様に構成される。

電池セル１０は、上面視において略平板状に形成される。電池セル１０の外装部材１６は、ラミネートフィルムによって構成される。外装部材１６の最外層は、電気絶縁性を確保するために樹脂によって構成される。外装部材１６の上下両面は、第３外面１４をそれぞれ構成する。第１外面１１は、中央部において、左右両端部よりも一段外方に突出する。すなわち、第１外面１１は、上面視において凸状に形成される。第１外面１１のうち一段外方に突出した部分から、電極タブ１２ｐ又は１２ｎが突設される。電極タブ１２ｐ及び１２ｎは、前後方向に略平行に突出し、その突出方向に沿った側面１７を有する。電極タブ１２ｐ及び１２ｎは、図４に示すとおり、通常は平板状に突設される。しかしながら、後述する組電池１の組み立て工程において、上下方向に隣接する他の電池セル１０の電極タブ１２ｐ若しくは１２ｎ又はバスバ４０と接触させるために、外方に向けて、側面視において略Ｌ字状となるように互いに対称的に曲げ加工される。例えば、電極タブ１２ｐは、前後方向に沿って外方に直線状に突出した後、下方に屈曲する。電極タブ１２ｎは、前後方向に沿って外方に直線状に突出した後、上方に屈曲する。以下では、一例として、下方に屈曲する電極タブ１２ｐを正極端子、上方に屈曲する電極タブ１２ｎを負極端子として説明するが、これに限定されない。電極タブ１２ｐ及び１２ｎは、正極及び負極の役割が逆になるように構成されてもよい。

電池セル１０は、２つの第３外面１４に設けられ、隣接する電池セル１０を互いに接着する接着層１５を有してもよい。接着層１５は、上下２つの第３外面１４のうち一方にのみ設けられてもよい。接着層１５は、接着剤又は両面テープなどの粘着剤によって構成されてもよい。例えば、各電池セル１０の上面及び下面に接着剤を塗布するなどの任意の方法により、互いに隣接する電池セル１０同士を接着固定してもよい。同様に、電池セル１０及び絶縁シート５０同士を粘着剤によって接着固定してもよい。さらに、絶縁シート５０及び拘束板６０同士も同様に、粘着剤によって接着固定してもよい。

図５は、図３の第１ケース２０に電池セル１０を挿入する様子を示した図である。図５（ａ）は全体の様子を示す。図５（ｂ）は、図５（ａ）の破線囲み部を拡大した図である。図６は、図３の第１ケース２０の正面図である。図７は、図２のVII-VII矢線に沿う断面図である。

第１ケース２０の前壁２２ａ及び後壁２２ｂには、上下方向に配列されたガイド部２３が、左右方向に沿って延設される。ガイド部２３は、後述する第１絶縁部２７の上下両面にそれぞれが設けられる（図７参照）。ガイド部２３は、第１絶縁部２７の表面から上下両方向に突出する凸部として形成される。ガイド部２３は、電池セル１０を挿入する際に第２外面１３が対向する第１ケース２０の側壁２２ｃに向けて、電極タブ１２ｐ及び１２ｎを誘い込む。ガイド部２３は、側壁２２ｃに向かってテーパ状となるテーパ部２４を有する（図６参照）。テーパ部２４は、左右方向に沿って延設されるガイド部２３の幅広となる入口部分と連続して設けられる。例えば、テーパ部２４のテーパ形状は、直線状であってもよいし、緩やかな曲線状であってもよい。これにより、ガイド部２３の上下幅は、側壁２２ｃに向かうにつれて徐々に減少する。以上のようなテーパ部２４の構成により、組電池１は、第１ケース２０への電池セル１０の挿入性をさらに向上できる。

さらに、第１ケース２０の前壁２２ａ及び後壁２２ｂの電池セル１０が挿入される奥側には、ガイド部２３のテーパ部２４と連続する幅狭の収容部２５が、左右方向に沿って形成される。収容部２５は、第１ケース２０の前面及び後面の裏側に形成される内部空間であり、電池セル１０が第１ケース２０に挿入された状態で、電極タブ１２ｐ及び１２ｎを収容する（図７参照）。

一例として、電極タブ１２ｐ及び１２ｎは、電池セル１０の第１ケース２０への挿入の際、初めにガイド部２３の幅広となる入口部分を移動する。続いて、電極タブ１２ｐ及び１２ｎは、例えば、ガイド部２３のテーパ部２４の表面と当接して、当該表面上を摺動する。このように、電極タブ１２ｐ及び１２ｎは、テーパ部２４によって幅狭の収容部２５に誘い込まれる。

第１ケース２０は、電池セル１０を挿入する際に、電池セル１０の電極タブ１２ｐ又は１２ｎと当接する当接部２６を有する。より具体的には、当接部２６は、電池セル１０の第１ケース２０への挿入の際に、電極タブ１２ｐ又は１２ｎの突出方向に沿った側面１７が対向する、第１ケース２０の内壁２６ａにより構成されるのが好適である（図５参照）。すなわち、内壁２６ａは、第１ケース２０の収容部２５の奥側の端面によって構成される。この場合、電池セル１０が第１ケース２０に挿入されると、電池セル１０の側面１７は、第１ケース２０の当接部２６、すなわち内壁２６ａと当接する。

当接部２６は、電池セル１０を挿入する際に、当該電池セル１０の第２外面１３とさらに当接してもよい。より具体的には、当接部２６は、電池セル１０の挿入の際に第２外面１３が対向する側壁２２ｃにより構成されてもよい（図５参照）。この場合、電池セル１０が第１ケース２０に挿入されると、電池セル１０の第２外面１３は、第１ケース２０の当接部２６、特に側壁２２ｃと当接する。

このように、各電池セル１０の左右方向の位置決めは、電極タブ１２ｐ又は１２ｎを基準にして、対応する部分を第１ケース２０の当接部２６と当接させることで行われる。当接部２６は、第１ケース２０のうち、電極タブ１２ｐ又は１２ｎが収容される収容部２５の一部を構成する。当接部２６が電極タブ１２ｐ又は１２ｎの側面１７と当接することで、組電池１は、隣接する電池セル１０の電極タブ１２ｐ及び１２ｎ同士を溶着する場合に、これらの左右方向の位置決めを精度よく行うことができる。なお、各電池セル１０の左右方向の位置決めは、電極タブ１２ｐ及び１２ｎの少なくとも一方の側面１７を基準にして行われてもよい。

一方で、各電池セル１０の前後方向の位置決めは、例えば、第１外面１１の対応する部分が第１ケース２０の前壁２２ａ又は後壁２２ｂと当接することで行われてもよい。すなわち、第１外面１１のうち側壁２２ｃ側の部分と、第１ケース２０の前壁２２ａ又は後壁２２ｂのうち収容部２５が形成されていない部分とが当接することで、各電池セル１０の前後方向位置が決定されてもよい。

第１ケース２０は、前壁２２ａ、後壁２２ｂ及び側壁２２ｃの内面にわたって連続的に形成され、内側に向かって略水平に突出する第１絶縁部２７を有する。第１絶縁部２７は、積層された状態で隣接する各電池セル１０を互いに絶縁する。特に、第１絶縁部２７は、電池セル１０の積層方向に隣接する電極タブ１２ｐ及び１２ｎを互いに電気的に絶縁する。第１絶縁部２７は、積層された６つの電池セル１０の各々の間に１つずつ、合計で５つ設けられる。

第１ケース２０と係合する第２ケース３０は、図３に示すとおり、第１ケース２０と対応する形状により構成される。第２ケース３０は、第１ケース２０同様、第２絶縁部３７を有してもよい。第２絶縁部３７は、第１絶縁部２７同様、第２ケース３０の前壁３２ａ、後壁３２ｂ及び側壁３２ｃの内面にわたって連続的に形成されてもよい。これに限定されず、第２絶縁部３７は、前壁３２ａ、後壁３２ｂ及び側壁３２ｃの内面の少なくとも１つに形成されてもよい。また、第２ケース３０は、第１ケース２０と同様の構成でガイド部及びテーパ部を有してもよい。

図８は、図１に示す組電池１の本体１ａを組み立てるための工程を示す模式図である。図８（ａ）乃至（ｃ）は、組電池１の本体１ａを組み立てるための代表的な第１工程乃至第３工程をそれぞれ示した模式図である。

図８（ａ）に示す第１工程では、積層する６つの電池セル１０のうち、最下層に収容される電池セル１０ａを、第１ケース２０に挿入する。一例として、電池セル１０ａの電極タブ１２ｐは前方に配置され、電極タブ１２ｎは後方に配置される。電池セル１０ａが第１ケース２０に挿入されると、電池セル１０ａの電極タブ１２ｐ及び１２ｎの側面１７は、第１ケース２０の内壁２６ａと当接する。同様に、電池セル１０ａの第２外面１３が第１ケース２０の側壁２２ｃと当接してもよい。

図８（ｂ）に示す第２工程では、さらに、電池セル１０ｂ乃至１０ｆを１つずつ下方から順番に第１ケース２０に挿入する。このとき、各電池セル１０は、電極タブ１２ｐ及び１２ｎの向きが、隣接する電池セル１０の向きと逆になるように配置される。すなわち、電池セル１０ｂの電極タブ１２ｐは後方に配置され、電極タブ１２ｎは前方に配置される。同様の配置を繰り返すと、最上層に位置する電池セル１０ｆの電極タブ１２ｐは後方に配置され、電極タブ１２ｎは前方に配置される。また、電池セル１０ｂ乃至１０ｆは、電池セル１０ａと同様に、第１ケース２０の対応する部分と当接することで位置決めされる。

図８（ｃ）に示す第３工程では、第１ケース２０に挿入された電池セル１０の反対側を覆うように、第２ケース３０を第１ケース２０に係合させる。より具体的には、第１ケース２０の上面及び下面に設けられた係合爪Ｅ１と、第２ケース３０の上面及び下面に設けられた係合孔Ｅ２とを係合させることで、互いを係合させる。

図９は、図１に示す組電池１の本体１ａに絶縁シート５０及び拘束板６０を組み付ける第４工程を示した模式図である。

本体１ａの組み立てが完了すると、本体１ａに絶縁シート５０及び拘束板６０を組み付ける。特に、絶縁シート５０及び拘束板６０は、本体１ａの上下両面それぞれに対して組み付けられる。より具体的には、２つの絶縁シート５０は、電池セル１０ｆの上面及び電池セル１０ａの下面に当接するようにそれぞれ配置される。２つの拘束板６０は、上下両側に配置される絶縁シート５０の上面及び下面に当接するようにそれぞれ配置される。

図１０は、図１に示す組電池１の本体１ａにバスバ４０を取り付ける第５工程を示した模式図である。

上記の第４工程が終了すると、本体１ａの前面にバスバ４０を取り付ける。より具体的には、総プラスバスバ４０ａの差込部４１ａが最下層に配置される電池セル１０ａの電極タブ１２ｐの直下に位置するように、本体１ａの前面における総プラスバスバ４０ａの位置を調整する。同様に、総マイナスバスバ４０ｂの差込部４１ｂが最上層に配置される電池セル１０ｆの電極タブ１２ｎの直上に位置するように、本体１ａの前面における総マイナスバスバ４０ｂの位置を調整する。その後、略水平方向に突出している電極タブ１２ｐ及び１２ｎを所定の方向に折り曲げる。例えば、電極タブ１２ｐを下方へと折り曲げ、電極タブ１２ｎを上方へと折り曲げる。

図１１は、図１に示す組電池１の本体１ａに電圧検出部７０を取り付ける第６工程を示した模式図である。

上記の第５工程が終了すると、本体１ａの前面に電圧検出部７０を取り付ける。より具体的には、折り曲げられた電極タブ１２ｐ及び１２ｎ同士、折り曲げられた電極タブ１２ｐ又は１２ｎ及びバスバ４０同士が重畳した状態で、その前方からさらに端子板７１を重畳させる。この状態で、組電池１の本体１ａの前面に配置されている各構成部同士をレーザ溶接などの適宜な方法により溶接する。すなわち、電極タブ同士、電極タブ及びバスバ４０同士、並びに電極タブ及び端子板７１同士をそれぞれ溶接する。組電池１の本体１ａの後面に配置されている各構成部同士についても同様である。

以上により、図１に示すような組電池１の組み立てが完了する。この場合、本体１ａの前面において、総プラスバスバ４０ａの差込部４１ａと電池セル１０ａの電極タブ１２ｐとが電気的に接続される。同様に、電池セル１０ｂの電極タブ１２ｎ及び電池セル１０ｃの電極タブ１２ｐとが電気的に接続される。電池セル１０ｄの電極タブ１２ｎ及び電池セル１０ｅの電極タブ１２ｐとが電気的に接続される。さらに、総マイナスバスバ４０ｂの差込部４１ｂと電池セル１０ｆの電極タブ１２ｎとが電気的に接続される。

一方で、本体１ａの後面において、電池セル１０ａの電極タブ１２ｎと電池セル１０ｂの電極タブ１２ｐとが電気的に接続される。同様に、電池セル１０ｃの電極タブ１２ｎと電池セル１０ｄの電極タブ１２ｐとが電気的に接続される。電池セル１０ｅの電極タブ１２ｎと電池セル１０ｆの電極タブ１２ｐとが電気的に接続される。

以上のように、各電池セル１０の電極タブ１２ｐ及び１２ｎは、互いに上下逆方向に屈曲することで、隣接する電池セル１０の反対の極性を有する電極タブとそれぞれ接続される。最終的に、６つの電池セル１０は、互いに直列に接続される。

以上のような第１実施形態に係る組電池１は、隣接する電池セル１０の電極タブ１２ｐ及び１２ｎ同士を溶着する場合に、精度よく位置決めできる。すなわち、電極タブ１２ｐ及び１２ｎの側面１７が位置決めの基準となるので、隣接する電池セル１０の電極タブ１２ｐ及び１２ｎ同士を精度よく位置決めした状態でそれぞれを溶着できる。このように、組電池１は、位置決めの基準と溶着する部分とが電池セルの異なる方向の外面に配置される場合と比較して、溶着時の電極タブ１２ｐ及び１２ｎの位置決め精度を向上できる。

特に、組電池１は、当接部２６を第１ケース２０の内壁２６ａとすることで、位置決めの基準となる電極タブ１２ｐ又は１２ｎの側面１７全体を受け止めて、電池セル１０を安定して配置することができる。これにより、溶着時の電極タブ１２ｐ及び１２ｎの位置決め精度がさらに向上する。このように、組電池１は、電極タブ１２ｐ及び１２ｎの溶着工程を簡素化して、溶着作業を容易化できる。これにより、組電池１は、製品としての信頼性の向上にも寄与できる。

組電池１は、当接部２６が電池セル１０の第２外面１３とさらに当接することで、電極タブ１２ｐ及び１２ｎの位置決め精度をさらに向上できる。特に、組電池１は、電池セル１０の挿入方向、すなわち左右方向に沿った位置決めをより精度よく行うことができる。

特に、組電池１は、当接部２６が第１ケース２０の側壁２２ｃにより構成されることで、電極タブ１２ｐ及び１２ｎの位置決め精度をさらに向上できる。すなわち、組電池１は、電池セル１０を挿入する際に、当接部２６の一部である側壁２２ｃに第２外面１３を確実に突き当てることができる。特に、電池セル１０の前後方向に沿った第２外面１３の略全領域にわたって側壁２２ｃと当接するので、組電池１は、広範な領域にわたって位置決めの基準を提供できる。これにより、組電池１は、各電池セル１０の寸法が同一であれば、電極タブ１２ｐ及び１２ｎの位置を異なる電池セル１０間で確実に合わせることができる。

組電池１は、第１ケース２０のみが１対の電極タブ１２ｐ及び１２ｎを収容する収容部２５を備えることで、収容部２５を一方のケースに集中させて、生産効率を向上できる。すなわち、組電池１は、第１ケース２０に対してまとめて収容部２５を形成できるので、製造工程を削減でき、生産性の向上に寄与できる。また、組電池１は、組み付け時の短絡を防止して、安全に組み付けを行うことができる。

組電池１は、電池セル１０同士、電池セル１０及び絶縁シート５０同士、並びに絶縁シート５０及び拘束板６０同士を粘着剤により固着することで、組電池１の振動又は衝撃に対する耐性を向上できる。例えば、組電池１は、車両に搭載される場合、走行時の振動又は衝撃などによる部品同士の相対的な変位を防止できる。このように、組電池１は、内部の各部品同士を互いに強固に固定して、振動又は衝撃に伴う内部の部品の破損を防止することもできる。

組電池１は、ガイド部２３を有することで、第１ケース２０への電池セル１０の挿入性を向上できる。また、組電池１は、ガイド部２３にそれぞれテーパ部２４を設けることで、挿入性をさらに向上できる。すなわち、組電池１は、挿入時に電極タブ１２ｐ及び１２ｎが第１ケース２０の内面に接触して変形することを防止して、電極タブ１２ｐ及び１２ｎを確実に収容部２５に収容可能である。特に、テーパ部２４の形成によって、ガイド部２３のそれぞれの上下方向の離間幅が挿入の入口側に向かうにつれて増加するので、挿入時における電極タブ１２ｐ及び１２ｎと第１ケース２０との干渉を回避しやすくなる。このように組電池１は、電極タブ１２ｐ及び１２ｎを損傷させることなく、安全かつ確実に組み付けを行うことができる。

組電池１は、第１ケース２０の第１絶縁部２７を設けることで、隣接する電池セル１０の積層方向に対する電気的な絶縁を確保できる。すなわち、初期状態はもとより、経時劣化により電池セル１０が膨張して電極タブ１２ｐ及び１２ｎの上下位置が変化したとしても、絶縁性を維持できる。組電池１は、第２ケース３０の第２絶縁部３７によっても、同様の効果を奏することができる。

組電池１は、第１ケース２０及び第２ケース３０を樹脂材又は表面に電気絶縁性素材が付与された金属材によって構成することで、外部に配置される電気部品などの部品と、組電池１内部の電池セル１０との電気的な絶縁を確保できる。

組電池１は、任意の係合構造、特に係合爪Ｅ１と係合孔Ｅ２との組合せを設けることで、良好な組立性を実現できる。組電池１は、結果として、製品の信頼性向上に寄与できる。

組電池１は、電池セル１０の積層方向に略垂直な第３外面１４を拘束板６０により拘束することで、組電池１の使用時、充放電時又は経時劣化後に内部ガスが発生したとしても、電池セル１０の積層方向への膨張を抑制できる。組電池１は、拘束板６０を金属材により形成することで、その剛性を向上させ、効果的に電池セル１０の膨張を抑制できる。一方で、組電池１は、第１ケース２０及び第２ケース３０と同様に、拘束板６０を電気絶縁性素材が付与された金属材又は樹脂材によって形成することで、電気的な絶縁性をさらに向上できる。また、このような場合、組電池１は、拘束板６０を軽量化して安価に製造可能であるので、組電池１自体の軽量化及び低コスト化に貢献できる。

組電池１は、上下両側から拘束板６０によって電池セル１０を拘束することで、上下両方向から電池セル１０が強固に拘束される。すなわち、上下両方向から剛性の高い拘束板６０が積層された電池セル１０を狭持するので、加圧保持性が向上する。したがって、組電池１は、電池セル１０の積層方向の膨張をさらに抑制できる。同様に、組電池１は、積層された電池セル１０の支持性を向上できる。すなわち、組電池１は、各電池セル１０の上下方向位置を規制できる。さらに、上下方向からの拘束により、第１ケース２０及び第２ケース３０は、積層された電池セル１０を支持した状態であっても、撓みにくくなる。換言すると、上下の拘束板６０によって、第１ケース２０及び第２ケース３０の撓みが規制される。

組電池１は、開口Ｏ１及びＯ２を設けることで、第１ケース２０及び第２ケース３０の劣化を抑制できる。例えば、開口Ｏ１及びＯ２が設けられずに、拘束板６０を直接第１ケース２０及び第２ケース３０の上面及び下面に配置すると、拘束板６０がこれらのケースを直接加圧することになるので、ケースが変形し、劣化が促進される。したがって、組電池１は、このような経時劣化に伴うケースの破損を防止できる。

組電池１は、絶縁シート５０の配置により、拘束板６０と、内部の電池セル１０との電気的な絶縁を確保できる。

組電池１は、電池セル１０の電極タブ１２ｐ及び１２ｎが前後方向に沿ってそれぞれ反対に突出することで、対称的な形状となり、第１ケース２０の対称性を向上させる。すなわち、組電池１は、第１ケース２０をバランスよく形成できる。

（第２実施形態）
図１２は、本発明の第２実施形態に係る組電池１の外観を示す上面視による斜視図である。第２実施形態に係る組電池１は、図１２に示すとおり、第１実施形態に係る組電池１の構成に加えて、電池セル１０の内部で発生したガスを外部に排出するための排出部８０を備える。以下では、第１実施形態と同じ構成部については同一の符号を付す。また、その説明を省略し、第１実施形態と異なる排出部８０に着目して主に説明する。

排出部８０は、例えば、第１ケース２０の側面に１つ設けられる。排出部８０は、当該側面から外部に向かって延びる排出チューブ８１を有する。排出部８０は、内部ガスを効率的に外部に排出可能であれば、第１ケース２０及び第２ケース３０の外面のうち、任意の外面に設けられてもよい。排出部８０は、１つに限定されず、複数設けられてもよい。

経時劣化に伴って、電池セル１０の内部ではガスが発生する。内部ガスの圧力が所定値を上回ると、内部ガスは、電池セル１０の周囲端部から外部へと放出される。排出部８０は、排出チューブ８１を通じて、電池セル１０から放出された内部ガスを、組電池１の外部へと誘導する。

以上のような第２実施形態に係る組電池１は、第１実施形態において説明した上記の効果と同様の効果を奏する。加えて、第２実施形態に係る組電池１は、排出部８０によって内部ガスを外部へと誘導することで、安全性を向上できる。換言すると、組電池１は、製品としての信頼性を向上できる。

本発明は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。したがって、先の記述は例示的なものであり、これに限定されるものではない。発明の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるものとする。

上記では、電池セル１０の電極タブ１２ｐ及び１２ｎは、前後方向に沿ってそれぞれ反対に突出するものとして説明したが、これに限定されない。電極タブ１２ｐ及び１２ｎは、同一面上に形成されてもよい。図１３は、変形例に係る組電池１の電池セル１０単体を示す図である。

例えば、図１３に示すとおり、電池セル１０の前面は、左右方向に沿った２つの半部のそれぞれの中央部において、左右両端部よりも一段外方に突出する。すなわち、前方の第１外面１１は、上面視において２つの凸形状が左右方向に連なるように形成される。第１外面１１のうち一段外方に突出した２つの部分から、電極タブ１２ｐ及び１２ｎがそれぞれ前方に突設される。

第１ケース２０及び第２ケース３０は、図１３に示すような電池セル１０を積層した状態で収容できる任意の構成を有してもよい。特に、６つの電池セル１０は、隣接する電池セル１０同士で電極タブ１２ｐ及び１２ｎの左右方向位置が互い違いになるように積層される。したがって、第１ケース２０及び第２ケース３０は、このように積層された６つの電池セル１０を適切に収容できる形状で構成されるのが好適である。

一例として、第１ケース２０及び第２ケース３０の少なくとも一方のケースでは、１対の電極タブ１２ｐ及び１２ｎを収容する収容部２５は、１つの外面、例えば前面に集中して形成される。これにより、組電池１は、組み立ての工数を削減できる。組電池１は、生産性の向上に寄与できる。さらに、電池セル１０の電極タブ１２ｐ及び１２ｎが前方の第１外面１１にのみ形成され、電池セル１０の後部は平坦となることで、電池セル１０の前後幅が、電極タブ１２ｐ又は１２ｎの分だけ短くなる。これに伴って、ケースの前後幅も短くなり、組電池１は、全体として小型化に寄与できる。

上記では、第１ケース２０にのみ当接部２６が設けられる構成を説明したが、これに限定されない。例えば、第２ケース３０が当接部を有してもよく、この場合、当接部は、電池セル１０の電極タブ１２ｐ及び１２ｎの側面１７に対応する内壁により構成されてもよい。また、第１ケース２０及び第２ケース３０の双方が当接部を有してもよい。

組電池１は、電池セル１０の第１ケース２０及び第２ケース３０への挿入性を確保できれば、テーパ部２４を有さなくてもよい。

組電池１は、ガイド部２３を独立して設ける構成に限定されない。例えば、組電池１は、ガイド部２３を設けず、第１絶縁部２７をガイド部として兼用するように構成されてもよい。この場合、第１絶縁部２７にテーパ形状を設けることで、電池セル１０の挿入性を向上させてもよい。

電池セル１０の枚数及びガイド部２３、収容部２５などの数は、上記の構成に限定されない。電池セル１０の枚数は、任意の数でよい。ガイド部２３、収容部２５などは、電池セル１０の枚数に応じた最適な態様で形成されてもよい。

組電池１は、第１ケース２０及び第２ケース３０の上下方向の一端にのみ絶縁シート５０及び拘束板６０を設けてもよい。これにより、組電池１は、部品点数を削減して、生産性を向上できる。

１ 組電池
１ａ 本体
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ 電池セル
１１ 第１外面
１２ｐ、１２ｎ 電極タブ
１３ 第２外面
１４ 第３外面
１５ 接着層
１６ 外装部材
１７ 側面
２０ 第１ケース
２０ａ 底面
２１ ねじ孔
２２ａ 前壁
２２ｂ 後壁
２２ｃ 側壁
２３ ガイド部
２４ テーパ部
２５ 収容部
２６ 当接部
２６ａ 内壁
２７ 第１絶縁部
３０ 第２ケース
３０ａ 底面
３１ ねじ孔
３２ａ 前壁
３２ｂ 後壁
３２ｃ 側壁
３７ 第２絶縁部
４０ バスバ
４０ａ 総プラスバスバ
４０ｂ 総マイナスバスバ
４１ａ 差込部
４１ｂ 差込部
５０ 絶縁シート
６０ 拘束板
６１ 孔部
７０ 電圧検出部
７１ 端子板
７２ ワイヤ
８０ 排出部
８１ 排出チューブ
Ｅ１ 係合爪
Ｅ２ 係合孔
Ｏ１、Ｏ２ 開口
Ｓ 接続面

かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、ケース内で電極タブを位置決めできる組電池を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係る組電池は、
積層された複数の電池セルを第１ケース及び第２ケースの間に収容した組電池であって、
前記電池セルは、外面から電極タブが突出しており、
前記第１ケースと第２ケースは、前記電極タブの側面側から前記電池セルを挟み込むように分割され、
前記第１ケースは、
前記電極タブの少なくとも一部を収容する収容部と、
前記収容部に前記電極タブを挿入したときに、各々の電池セルの前記電極タブの側面と当接可能な当接部を有する。

本発明の一実施形態によれば、ケース内で電極タブを位置決めできる。

上記課題を解決するために本発明の一実施形態に係る組電池は、
積層された複数の電池セルを第１ケース及び第２ケースの間に収容した組電池であって、
複数の前記電池セルは、外面から電極タブが突出し、且つ、前記電極タブ同士が前記第１ケースの外側でレーザ溶接されて直列に接続されており、
前記第１ケースと第２ケースは、前記電極タブの側面側から前記電池セルを挟み込むように分割され、
前記第１ケースは、
前記電極タブの少なくとも一部を収容する収容部と、
各々の前記電池セルの前記電極タブの側面と対向し、且つ、前記収容部に前記電極タブを挿入したときに、前記電極タブと当接して前記電極タブの挿入方向への前記電池セルの移動を規制する当接部と、
前記収容部において前記電極タブに沿って配置され、隣接する前記電極タブ同士を絶縁する絶縁部と、
前記電池セルの積層方向において前記電極タブの両面を挟み込むように、前記絶縁部から前記電極タブに向かって突出し、前記電極タブを収容する際に前記両面をガイドするガイド部と、を有し、
前記ガイド部は、
前記電池セルの前記第１外面と対向する第１ガイド部と、
前記挿入方向及び前記積層方向と交差する前記電極タブの突出方向に前記第１ガイド部と離間し、前記収容部における前記突出方向の端部に形成されている第２ガイド部と、を有し、
前記収容部において、前記第１ガイド部、前記第２ガイド部、前記絶縁部、及び前記電極タブで区画される空間が形成される。

第１ケース２０の前壁２２ａ及び後壁２２ｂには、上下方向に配列されたガイド部２３が、左右方向に沿って延設される。ガイド部２３は、後述する第１絶縁部２７の上下両面にそれぞれが設けられる（図７参照）。ガイド部２３は、第１絶縁部２７の表面から上下両方向に突出する凸部として形成される。ガイド部２３は、電池セル１０を挿入する際に第２外面１３が対向する第１ケース２０の側壁２２ｃに向けて、電極タブ１２ｐ及び１２ｎを誘い込む。ガイド部２３は、電極タブ１２ｐ及び１２ｎの挿入方向の反対側に向かってテーパ状となるテーパ部２４を有する（図６参照）。テーパ部２４は、左右方向に沿って延設されるガイド部２３の幅広となる部分と連続して設けられる。例えば、テーパ部２４のテーパ形状は、直線状であってもよいし、緩やかな曲線状であってもよい。これにより、ガイド部２３のそれぞれの上下方向の離間幅は、側壁２２ｃに向かうにつれて徐々に減少する。以上のようなテーパ部２４の構成により、組電池１は、第１ケース２０への電池セル１０の挿入性をさらに向上できる。

Claims (13)

1. 各々が第１外面より突出した電極タブを有する積層された複数の電池セルと、
   前記電極タブの突出方向に沿って分割され、互いに係合した状態で、前記第１外面を覆い、複数の前記電池セルを内部で支持する第１ケース及び第２ケースと、
   前記第１ケース及び前記第２ケースのうち少なくとも一方に設けられ、前記電池セルを前記少なくとも一方のケースに挿入する際に、該電池セルの前記電極タブと当接する当接部と、
   を備えることを特徴とする組電池。
2. 前記当接部は、前記突出方向に沿った前記電極タブの側面が対向する、前記少なくとも一方のケースの内壁により構成され、前記電池セルを前記少なくとも一方のケースに挿入する際に前記側面と当接する、
   請求項１に記載の組電池。
3. 前記当接部は、前記電池セルを前記少なくとも一方のケースに挿入する際に、該電池セルの前記第１外面と交差する第２外面とさらに当接する、
   請求項１又は２に記載の組電池。
4. 前記当接部は、前記電池セルの前記第２外面が対向する、前記少なくとも一方のケースの側壁により構成され、前記電池セルを前記少なくとも一方のケースに挿入する際に前記第２外面と当接する、
   請求項３に記載の組電池。
5. 前記電池セルは、１対の前記電極タブを備え、
   前記第１ケース及び前記第２ケースのうちの一方が、１対の前記電極タブを収容する収容部を備える、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の組電池。
6. 前記電池セルは、積層方向に延びる軸と交差する第３外面に設けられ、隣接する前記電池セルを互いに接着する接着層を備える、
   請求項１乃至５のいずれか１項に記載の組電池。
7. 前記電池セルを前記少なくとも一方のケースに挿入する際に前記第１外面と交差する前記電池セルの第２外面が対向する、前記少なくとも一方のケースの側壁に向けて、前記電極タブを誘い込むガイド部をさらに備える、
   請求項１乃至６のいずれか１項に記載の組電池。
8. 前記ガイド部は、前記側壁に向かってテーパ状となるテーパ部を備える、
   請求項７に記載の組電池。
9. 前記第１ケース及び前記第２ケースのうち少なくとも一方は、前記電池セルの積層方向に隣接する前記電極タブを互いに電気的に絶縁する絶縁部をさらに備える、
   請求項１乃至８のいずれか１項に記載の組電池。
10. 前記第１ケース及び前記第２ケースは、表面に電気絶縁性素材が付与された金属材、又は樹脂材によって構成される、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載の組電池。
11. 前記第１ケース及び前記第２ケースは、一方の外面に設けられた係合爪と、他方の対応する外面に設けられた係合孔とが互いに係合することで、嵌合する、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の組電池。
12. 前記第１ケース及び前記第２ケースのうち少なくとも一方は、外面に設けられ、前記電池セルより放出されるガスを外部に排出する排出部を備える、
    請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の組電池。
13. 積層された複数の前記電池セルの積層方向に延びる軸と交差する前記電池セルの第３外面を拘束する拘束板をさらに備える、
    請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の組電池。