JP2020136170A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の単セルを備えた組電池に関する。 The present invention relates to an assembled battery including a plurality of single cells.
リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池などの二次電池あるいはキャパシタなどの蓄電素子を単セルとし、当該単セルを複数備えた組電池は、車両搭載用電源あるいはパソコンや携帯端末等の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池を単セルとした組電池は、車両搭載用の高出力電源等に好ましく用いられている。かかる組電池は、複数の単セルを所定の配列方向に沿って配列し、各々の単セルの電極端子(正極端子および負極端子)をセル間接続部材(バスバー等)によって電気的に接続することによって構築される。 A secondary battery such as a lithium ion secondary battery or a nickel-metal hydride battery, or a power storage element such as a capacitor is used as a single cell, and an assembled battery equipped with a plurality of the single cells is important as a power source for mounting on a vehicle or a power source for a personal computer or a mobile terminal. The sex is increasing. In particular, an assembled battery using a lithium ion secondary battery as a single cell, which is lightweight and has a high energy density, is preferably used as a high output power source for mounting on a vehicle. In such an assembled battery, a plurality of single cells are arranged along a predetermined arrangement direction, and the electrode terminals (positive electrode terminal and negative electrode terminal) of each single cell are electrically connected by an inter-cell connecting member (bus bar or the like). Constructed by.
かかる組電池の構造の一例として図5に示される構造が挙げられる。図5に示される組電池100では、高さ方向Zの上方に正極端子114が向けられた複数の単セル110a(第1セル群A)と、負極端子116が上方に向けられた複数の単セル110b(第2セル群B)とを備えており、配列方向Xに沿って第1セル群Aと第2セル群Bとが交互に配列される。そして、第1セル群Aを構成する各単セル110aの正極端子114が束ねられて正極端子束114aが形成されていると共に、第2セル群Bを構成する各単セル110bの負極端子116が束ねられて負極端子束116aが形成されている。一方、この組電池100では、配列方向Xに沿って延びるベース部132を有した板状のバスバー130が用いられる。このバスバー130の配列方向Xの両端部134、136は、高さ方向Zの上方に折り曲げられている。このバスバー130は、一方の端部134が第1セル群Aの正極端子束114aに隣接し、かつ、他方の端部136が第2セル群Bの負極端子束116aに隣接されるように配置されている。そして、一方の端部134と正極端子束114aとを挟み込んで超音波溶接などで接合することによって、第1セル群Aを構成する各単セル110aとバスバー130とが接続される。同様に、他方の端部136と負極端子束116aとを挟み込んで接合することによって、第2セル群Bを構成する各単セル110bとバスバー130とが接続される。これによって、組電池100を構成する各単セル110a、110bがバスバー130を介して電気的に接続される。
An example of the structure of such an assembled battery is the structure shown in FIG. In the assembled
また、組電池の構造の他の例として特許文献1に開示された構造が挙げられる。かかる特許文献1には、複数枚積層したラミネートセル電池(単セル)の各々の電極(電極端子)同士を連結部材によって電気的に並列に接続し、かつ、連結部材同士をバスバーによって直列に接続する技術が開示されている。そして、この文献では、上記連結部材として、板状の電極端子を挟持するよう折り返して形成された折返し挟持部を有した波形状の導電部材が用いられている。
Further, as another example of the structure of the assembled battery, the structure disclosed in
ところで、近年の組電池の分野においては、高性能化や生産効率の向上への要請から、上述した単セル同士の接続を好適に行うことができる新規な構造が求められている。 By the way, in the field of assembled batteries in recent years, there is a demand for a new structure capable of suitably connecting the above-mentioned single cells to each other in order to improve the performance and the production efficiency.
例えば、図5に示される組電池100では、正極端子束114aおよび負極端子束116a(電極端子束)の高さh1が不足すると、バスバー130との接続面積が狭くなって接続部分において強度低下や通電時の発熱などが生じる可能性があるため、電極端子を長くして電極端子束の高さh1を十分に確保することが求められる。しかし、一般的に、組電池を使用する際の設置スペースには制限があるため、電極端子を長くした分、セル本体112のサイズが小さくなる。すなわち、図5に示す組電池では、単セル間の適切な接続を実現するために、電池性能(エネルギー密度)が制限されるという問題を有していた。
For example, in the assembled
一方、特許文献1に記載の組電池では、一つの電極端子と折返し挟持部とを挟み込んで接合していると考えられる。かかる接続構造によると、電極端子束を形成する必要がないため、電極端子を長くしなくても十分な接続面積を確保できる。しかし、かかる構造の組電池では、隣接する電極端子の間隔について単セル1個分程度の幅しか確保することができないため、電極端子と折返し挟持部とを挟み込んで接続することが困難になる。このため、精密作業に伴う生産効率低下や接合不良による強度低下などが生じるおそれがある。
On the other hand, in the assembled battery described in
本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その主な目的は、電極端子とセル間接続部材との好適な接続を実現した上で、組電池の高性能化および生産効率の向上に貢献できる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and its main purpose is to improve the performance and production efficiency of the assembled battery while realizing a suitable connection between the electrode terminal and the cell-cell connection member. The purpose is to provide technology that can contribute to the improvement of.
上記目的を実現するべく、本発明によって以下の構成の組電池が提供される。 In order to realize the above object, the present invention provides an assembled battery having the following configuration.
ここで開示される組電池では、複数の単セルが所定の配列方向に沿って配列され、単セルの各々がセル間接続部材によって電気的に接続されている。かかる組電池を構成する複数の単セルの各々は、電極体が外装体に収容されたセル本体と、一端が外装体内の電極体と接続されると共に、他端が高さ方向の一方に向かって延びる板状の正極端子と、一端が外装体内の電極体と接続されると共に、他端が高さ方向の他方に向かって延びる板状の負極端子とを備え、正極端子に、外装体の外部において当該正極端子の他端の他の領域よりも高さ方向の一方に向かって延びている板状の正極接合部が形成され、かつ、負極端子に、外装体の外部において当該負極端子の他端の他の領域よりも高さ方向の他方に向かって延びている板状の負極接合部が形成されている。そして、上記複数の単セルの配列において、正極接合部を高さ方向の上方に向けた複数の単セルが配列された第1セル群と、負極接合部を高さ方向の上方に向けた複数の単セルが配列された第2セル群とが隣接して配置された配列単位が少なくとも1つ存在している。また、上記第1セル群において、各々の正極接合部が平面視において階段状に配置されるように複数の単セルが配列され、第2セル群において、各々の負極接合部が平面視において階段状に配置されるように複数の単セルが配列されている。ここで、配列方向において、第1セル群の最上流側に配置された単セルをA−1番目の単セル、最下流側に配置された単セルをA−n番目の単セルとし、かつ、第2セル群の最上流側に配置された単セルをB−1番目の単セル、最下流側に配置された単セルをB−n番目の単セルとしたとき、セル間接続部材は、配列方向に沿って延びた板状部材であって、A−1番目の単セルの正極接合部とB−1番目の単セルの負極接合部とを接続する第1ベース部から、A−n番目の単セルの正極接合部とB−n番目の単セルの負極接合部とを接続する第nベース部までのn個のベース部と、n個のベース部の各々を連結するn−1個の連結部とを備えている。 In the assembled battery disclosed here, a plurality of single cells are arranged along a predetermined arrangement direction, and each of the single cells is electrically connected by an inter-cell connecting member. Each of the plurality of single cells constituting the assembled battery is connected to the cell body in which the electrode body is housed in the exterior body, one end is connected to the electrode body in the exterior body, and the other end is directed to one in the height direction. A plate-shaped positive electrode terminal extending from the outside and a plate-shaped negative electrode terminal having one end connected to an electrode body inside the exterior and the other end extending toward the other in the height direction are provided. A plate-shaped positive electrode joint extending outward from the other region of the other end of the positive electrode terminal in the height direction is formed, and the negative electrode terminal is formed on the negative electrode terminal, and the negative electrode terminal is formed outside the exterior body. A plate-shaped negative electrode joint extending toward the other in the height direction from the other region at the other end is formed. Then, in the arrangement of the plurality of single cells, the first cell group in which the plurality of single cells with the positive electrode junction directed upward in the height direction are arranged, and the plurality of single cells with the negative electrode junction directed upward in the height direction. There is at least one array unit arranged adjacent to the second cell group in which the single cells of No. 1 are arranged. Further, in the first cell group, a plurality of single cells are arranged so that each positive electrode joint is arranged in a staircase pattern in a plan view, and in the second cell group, each negative electrode joint is stepped in a plan view. A plurality of single cells are arranged so as to be arranged in a shape. Here, in the arrangement direction, the single cell arranged on the most upstream side of the first cell group is designated as the A-1st single cell, and the single cell arranged on the most downstream side is designated as the Annth single cell. When the single cell arranged on the most upstream side of the second cell group is the B-1st single cell and the single cell arranged on the most downstream side is the Bnth single cell, the cell-to-cell connecting member is , A-from the first base portion which is a plate-shaped member extending along the arrangement direction and connects the positive electrode joint portion of the A-1st single cell and the negative electrode joint portion of the B-1st single cell. The n base portions up to the nth base portion connecting the positive electrode joint portion of the nth single cell and the negative electrode junction portion of the Bnth single cell, and n- connecting each of the n base portions. It has one connecting part.
ここに開示される組電池では、階段状に配置された正極接合部および負極接合部の各々をセル間接続部材のベース部によって一対一の関係で接続することができるため、図5に示される組電池のような電極端子束を形成する必要がない。これによって、電極端子を必要以上に長くすることなく、十分な接続面積を確保できるため、接続部分の強度とエネルギー密度とを高いレベルで両立できる。
さらに、電極接合部が階段状に配置されているため、配列方向において対向した正極接合部と負極接合部(例えば、A−n番目の単セルの正極接合部とB−n番目の単セルの負極接合部)との間に、単セルn個分の間隔を設けることができる。これによって、ベース部と電極接合部とを挟み込んで接続することが容易になるため、生産効率の向上や接続不良の防止にも貢献できる。
In the assembled battery disclosed here, each of the positive electrode joint and the negative electrode joint arranged in a stepped manner can be connected in a one-to-one relationship by the base portion of the cell-cell connection member, and is therefore shown in FIG. It is not necessary to form a bundle of electrode terminals as in an assembled battery. As a result, a sufficient connection area can be secured without making the electrode terminals longer than necessary, so that the strength of the connection portion and the energy density can be compatible at a high level.
Further, since the electrode joints are arranged in a stepped manner, the positive electrode joint and the negative electrode joint (for example, the positive electrode joint of the Annth single cell and the Bnth single cell) facing each other in the arrangement direction A space for n single cells can be provided between the negative electrode joint portion). As a result, it becomes easy to sandwich and connect the base portion and the electrode joint portion, which can contribute to improvement of production efficiency and prevention of connection failure.
以下、本発明の一実施形態に係る組電池として、リチウムイオン二次電池を単セルとし、該リチウムイオン二次電池を複数備えた組電池を例に挙げて説明する。なお、ここで開示される組電池において用いられる単セルは、リチウムイオン二次電池に限定されず、例えば、ニッケル水素電池などの二次電池やキャパシタなどの蓄電素子などを用いることもできる。 Hereinafter, as the assembled battery according to the embodiment of the present invention, an assembled battery having a lithium ion secondary battery as a single cell and a plurality of the lithium ion secondary batteries will be described as an example. The single cell used in the assembled battery disclosed here is not limited to the lithium ion secondary battery, and for example, a secondary battery such as a nickel hydrogen battery or a power storage element such as a capacitor can also be used.
また、以下の図面において、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明する。なお、各図における寸法関係(長さ、幅、厚み等)は実際の寸法関係を反映するものではない。また、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄(例えば、電極体や電解質の材料など)は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。 Further, in the following drawings, members / parts having the same action will be described with the same reference numerals. The dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each figure do not reflect the actual dimensional relationships. In addition, matters other than those specifically mentioned in the present specification and necessary for carrying out the present invention (for example, materials for electrodes and electrolytes) are designed by those skilled in the art based on the prior art in the art. It can be grasped as a matter.
1.本実施形態に係る組電池
図1は本実施形態に係る組電池を模式的に示す平面図である。また、図2は本実施形態に係る組電池を模式的に示す側面図である。なお、本明細書の各図における符号Xは「配列方向」を指し、符号Yは「幅方向」を指し、符号Zは「高さ方向」を指す。そして、本明細書では、図1中の配列方向Xの左側を「上流側」と称し、右側を「下流側」と称する。なお、これらの方向は説明の便宜上定めた方向であり、組電池および単セルの設置態様を限定することを意図したものではない。
1. 1. The assembled battery according to the present embodiment FIG. 1 is a plan view schematically showing the assembled battery according to the present embodiment. Further, FIG. 2 is a side view schematically showing the assembled battery according to the present embodiment. In each of the figures of the present specification, the reference numeral X indicates the “arrangement direction”, the reference numeral Y indicates the “width direction”, and the reference numeral Z indicates the “height direction”. In the present specification, the left side of the arrangement direction X in FIG. 1 is referred to as "upstream side", and the right side is referred to as "downstream side". It should be noted that these directions are defined for convenience of explanation, and are not intended to limit the installation mode of the assembled battery and the single cell.
(1)全体構造
図1に示すように、本実施形態に係る組電池1は、配列方向Xに沿って配列された複数(図1では16個)の単セル10を備えており、各々の単セル10がセル間接続部材30によって電気的に接続されている。また、本実施形態では、配列された複数の単セル10を拘束して組電池1の外形を維持する拘束部材が設けられている。かかる拘束部材は、配列された複数の単セル10を配列方向Xの両外側から挟み込む一対の拘束板52と、当該一対の拘束板52を架橋する架橋部材54とを備えている。
(1) Overall Structure As shown in FIG. 1, the assembled
(2)単セルの構造
図3は本実施形態に係る組電池に用いられる単セルを模式的に示す側面図である。図3に示すように、本実施形態における単セル10は、電極体(図示省略)が外装体11に収容されたセル本体12と、正極端子14と、負極端子16とを備えている。本実施形態では、外装体11としてラミネートフィルムが用いられており、当該ラミネートフィルムの内部に電極体と電解質が密封されている。なお、外装体11内の電極体や電解質については、従来の一般的なリチウムイオン二次電池と同様のものを特に制限なく使用でき、本発明を限定するものではないため詳細な説明を省略する。
(2) Structure of Single Cell FIG. 3 is a side view schematically showing a single cell used in the assembled battery according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the
正極端子14は、一部が外装体11の外部に露出した板状の導電部材である。具体的には、正極端子14の一端(図示省略)は、外装体11内の電極体の正極に接続されており、他端14aは高さ方向Zの一方(図3中の左側)に向かって延びている。本実施形態における正極端子14には、外装体11の外部において、正極端子14の他端14aの他の領域よりも高さ方向Zの一方に向かって延びる板状の正極接合部15が形成されている。詳しくは後述するが、この正極接合部15にセル間接続部材30が接続される(図1参照)。なお、図1に示されるように、幅方向Yにおける正極接合部15の形成位置は、配列された複数の単セル10の各々で異なっており、図3に示される位置に限定されない。また、正極端子14の材料は、一般的なリチウムイオン二次電池と同様のもの(例えば、アルミニウム、アルミニウム合金等)を特に制限なく使用できる。
The
本実施形態における負極端子16は、上述した正極端子14と略同等の構造を有している。具体的には、負極端子16の一端(図示省略)は、外装体11内の電極体の負極に接続されており、他端16aは高さ方向Zの他方(図3中の右側)に向かって延びている。そして、本実施形態における負極端子16には、外装体11の外部において、負極端子16の他端16aの他の領域よりも高さ方向Zの他方に向かって延びた板状の負極接合部17が形成されている。上記正極接合部15と同様に、幅方向Yにおける負極接合部17の形成位置についても、配列された複数の単セル10の各々で異なっており、図3に示される位置に限定されない(図1参照)。なお、負極端子16の材料は、一般的なリチウムイオン二次電池と同様のもの(例えば、銅、銅合金等)を特に制限なく使用できる。
The
(3)単セルの配列
本実施形態に係る組電池1では、上述した構造の単セル10が配列方向Xに沿って複数配列されている。本実施形態における単セル10の配列について説明する。
(3) Arrangement of Single Cells In the assembled
図1に示すように、本実施形態に係る組電池1は、第1セル群Aと第2セル群Bとが隣接して配置された配列単位を2つ備えている。具体的には、図2に示すように、上記第1セル群Aにおいては、正極端子14の正極接合部15を上方に向けた状態の単セル10a1〜10a4が複数(図1および図2では4個)配列されている。一方、第2セル群Bにおいては、負極端子16の負極接合部17を上方に向けた状態の単セル10b1〜10b4が複数(4個)配列されている。そして、図1に示すように、本実施形態に係る組電池1は、配列方向Xにおいて第1セル群Aと第2セル群Bとを交互に配置することによって構築される。
As shown in FIG. 1, the assembled
ここで、説明の便宜上、本明細書では、第1セル群Aの最上流側に配置された単セルを「A−1番目の単セル10a1」と称する。そして、A−1番目の単セル10a1以降の単セルについては、「A−2番目の単セル10a2、A−3番目の単セル10a3・・・・、A−n番目の単セル10an」というように、配列方向Xの下流側に向かって配列番号が順次増加するように称する。一方、第2セル群Bを構成する単セルについては、最上流側に配置された単セルを「B−1番目の単セル10b1」と称し、「B−1番目の単セル」以降の単セルを「B−2番目の単セル10b2、B−3番目の単セル10b3・・・・、B−n番目の単セル10bn」というように配列方向Xの下流側に向かって配列番号が順次増加するように称する。なお、上記したように、本実施形態に係る組電池1においては、各々のセル群を構成する単セルの数が4個(n=4)である。
Here, for convenience of explanation, in the present specification, the single cell arranged on the most upstream side of the first cell group A is referred to as "A-1st single cell 10a1". Then, the single cells after the A-1st single cell 10a1 are referred to as "A-2nd single cell 10a2, A-3rd single cell 10a3 ..., Annth single cell 10an". As described above, the SEQ ID NOs are sequentially increased toward the downstream side of the arrangement direction X. On the other hand, regarding the single cells constituting the second cell group B, the single cells arranged on the most upstream side are referred to as "B-1st single cell 10b1", and the single cells after "B-1st single cell". The cell numbers are sequentially arranged toward the downstream side of the arrangement direction X, such as "B-2nd single cell 10b2, B-3rd single cell 10b3 ..., Bnth single cell 10bn". Called to increase. As described above, in the assembled
また、上記したように、本実施形態において使用される単セル10は、幅方向Yにおける正極接合部15の形成位置がそれぞれ異なっている。具体的には、正極接合部15は、正極端子14を幅方向Yにおいて4等分した4つの領域の何れかに形成される。そして、第1セル群Aを構成する各々の単セル10a1〜10a4は、上記4種類の正極接合部15が平面視において階段状に配置されるように配列されている。具体的には、第1セル群Aにおける正極接合部15は、配列方向Xの上流側から下流側に向かうにつれて、幅方向Yの一方(図1中の上側)から他方(図1中の下側)へ順次ずれるように階段状に配置されている。
Further, as described above, the
そして、本実施形態では、負極接合部17についても、上記正極接合部15と同様に平面視において階段状に配置されている。具体的には、負極接合部17は、負極端子16を幅方向Yにおいて4等分した4つの領域の何れかに形成されている。そして、第2セル群Bにおいて、上記4種類の負極接合部17が配列方向Xの上流側から下流側に向かうにつれて、幅方向Yの一方(図1中の上側)から他方(図1中の下側)へ順次ずれるように階段状に配置されている。
Further, in the present embodiment, the negative electrode
このように、正極接合部15と負極接合部17の両方を階段状に配置することによって、第1セル群Aと第2セル群Bとの間で配列番号が同じ単セルの正極接合部15と負極接合部17とが対向する。例えば、図1に示される組電池1では、A−1番目の単セル10a1の正極接合部15と、B−1番目の単セル10b1の負極接合部17とが対向し、A−2番目の単セル10a2の正極接合部15と、B−2番目の単セル10b2の負極接合部17とが対向する。そして、配列番号が3番目の単セルと4番目の単セルにおいても同様に、正極接合部15と負極接合部17とが対向するように配置される。このとき対向した正極接合部15と負極接合部17との間には、セル群を構成する単セル10と同程度(図2では、単セル4個分程度)の間隔s1が設けられる。
By arranging both the positive electrode
(3)セル間接続部材
上記したように、本実施形態に係る組電池1を構成する単セル10の各々は、セル間接続部材30によって電気的に接続されている。本実施形態におけるセル間接続部材30は、セル群を構成する単セル10と同じ個数(n=4)のベース部32と、当該ベース部32よりも1個少ない個数(n−1=3)の連結部38を備えている。
(3) Cell-to-cell connection member As described above, each of the
ベース部32は、アルミニウムやアルミニウム合金などによって構成された導電性の板状部材である。かかるベース部32は、配列方向Xに沿って延びており、上記対向して配置された正極接合部15と負極接合部17の各々を接続する。例えば、図1の組電池1では、A−1番目の単セル10a1の正極接合部15と、B−1番目の単セル10b1の負極接合部17とが第1ベース部32aによって接続されており、A−2番目の単セル10a2の正極接合部15と、B−2番目の単セル10b2の負極接合部17とが第2ベース部32bによって接続されている。そして、配列番号が3番目の単セルと4番目の単セルにおいても同様に、対向した正極接合部15と負極接合部17とがベース部32(第3ベース部32c、第4ベース部32d)によって接続されている。
なお、図2に示すように、各々のベース部32の配列方向Xの各々の端部34、36は、高さ方向Zの上方に向けて折り曲げられている。そして、かかるベース部32の端部34、36を正極接合部15(又は負極接合部17)に沿うように配置した状態で、ベース部32の端部34と正極接合部15(又は端部36と負極接合部17)を挟み込んで接合することによって、正極接合部15(負極接合部17)とベース部32とが接続される。なお、上記正極接合部および負極接合部(電極接合部)とベース部との接続には、超音波溶接、レーザ溶接、抵抗溶接等の従来公知の接合手段が用いられる。
The
As shown in FIG. 2, the ends 34 and 36 of each
そして、図1に示すように、本実施形態におけるセル間接続部材30では、上記4個のベース部32の各々が連結部38によって連結されている。かかる連結部38は、幅方向Yにおいて隣接した2つのベース部32の間に設けられた導電部分である。かかる連結部38によって、各々のベース部32を連結することによって、第1セル群Aを構成する各単セル10a1〜10a4が電気的に並列に接続され、第2セル群Bを構成する各単セル10b1〜10b4が電気的に並列に接続される。そして、かかるベース部32と連結部38を備えたセル間接続部材30によって、第1セル群Aと第2セル群Bとが電気的に直列に接続される。
Then, as shown in FIG. 1, in the cell-
なお、図1において図示されていない組電池1の底面側においては、配列方向Xの最上流側に配置された第1セル群Aにおける複数(4個)の負極端子16が総マイナス端子となり、最下流側に配置された第2セル群Bにおける複数(4個)の正極端子14が総プラス端子となる。これらの総プラス端子と総マイナス端子は、車両のモーター等の外部機器と接続される。そして、組電池1の底面側では、配列方向Xの上流側から2番目に配置された第2セル群Bと、3番目に配置された第1セル群Aとが、図1に示される上面側と同様の構造を有したセル間接続部材30によって接続されている。
On the bottom surface side of the assembled battery 1 (not shown in FIG. 1), a plurality of (4)
2.本実施形態の効果
上述したように、本実施形態に係る組電池1では、第1セル群Aと第2セル群Bとの間で配列番号が同じ単セルの正極接合部15と負極接合部17とが対向しており、当該対向した正極接合部15と負極接合部17とがセル間接続部材30のベース部32によって接続されている。これによって、電極接合部15、17の各々をベース部32によって一対一の関係で接続できるため、図5に示される組電池100のような電極端子束114a、116aを形成する必要がない。これによって、電極端子14、16を必要以上に長くすることなく、ベース部と電極接合部との接続部分の面積(高さh2)を十分に確保することができる。このため、本実施形態に係る組電池1によると、電極接合部15、17とベース部32との接続部分の強度と、セル本体12のサイズに依存する組電池1のエネルギー密度とを高いレベルで両立することができる。
2. 2. Effect of the present embodiment As described above, in the assembled
また、本実施形態では、正極接合部15と負極接合部17の各々を平面視において階段状に配置しているため、対向した正極接合部15と負極接合部17との間に、単セルn個分程度の間隔s1を設けることができる。このため、超音波溶接、レーザ溶接、抵抗溶接等によって電極接合部とベース部とを接続する際に、接合用の装置で電極接合部とベース部を挟み込むことが容易になる。このため、セル間接続部材30による単セル10の接続を簡素化して生産効率を向上させることができると共に、接合不良による接続部分の強度低下を防止できる。
Further, in the present embodiment, since each of the positive electrode
3.他の実施形態に係る組電池
以上、本発明の一実施形態に係る組電池1について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の変更を行うことができる。
3. 3. Assembled Battery According to Other Embodiments Although the assembled
(1)単セルの数
上述した実施形態に係る組電池1は、4個の単セル10からなる第1セル群Aと第2セル群Bを2つずつ形成し、当該第1セル群Aと第2セル群Bを交互に配置することによって構築されている。しかし、ここに開示される組電池は、第1セル群と第2セル群とが隣接して配置された配列単位を少なくとも1つ備えていればよく、上述した実施形態に限定されない。例えば、第1セル群と第2セル群をそれぞれ3つ以上形成し、これらのセル群を交互に配置することによって構築された組電池においても、ここに開示される技術を好適に適用できる。
(1) Number of Single Cells The assembled
また、各々のセル群を構成する単セルの個数についても、複数(2個以上)であれば特に限定されず、上述した実施形態における4個から適宜増減することができる。なお、セル群を構成する単セルの個数(n)は、セル間接続部材のベース部の個数(n)と連結部の個数(n−1)に対応しているため、当該単セルの個数の増減に応じてセル間接続部材の構造(ベース部と連結部の個数)も適宜変更され得る。 Further, the number of single cells constituting each cell group is not particularly limited as long as it is a plurality (two or more), and can be appropriately increased or decreased from four in the above-described embodiment. Since the number of single cells (n) constituting the cell group corresponds to the number of base portions (n) and the number of connecting portions (n-1) of the inter-cell connecting member, the number of single cells is concerned. The structure of the cell-to-cell connecting member (the number of base portions and connecting portions) can be appropriately changed according to the increase or decrease of.
また、ここに開示される組電池は、上記第1セル群と第2セル群の何れにも属していない単セルを備えていてもよい。例えば、配列方向の最上流側および/または最下流側に1個の単セルを配置したような形態も、ここに開示される組電池に包含され得る。すなわち、組電池を構成する全ての単セルの個数は、必ずしも、セル群を構成する単セルの個数nの倍数でなくてよい。 Further, the assembled battery disclosed here may include a single cell that does not belong to any of the first cell group and the second cell group. For example, a form in which one single cell is arranged on the most upstream side and / or the most downstream side in the arrangement direction can also be included in the assembled battery disclosed herein. That is, the number of all single cells constituting the assembled battery does not necessarily have to be a multiple of the number n of single cells constituting the cell group.
(2)連結部
セル間接続部材の連結部は、隣接した2つのベース部を連結できればよく、具体的な構造や寸法等は特に制限されない。しかし、図4に示すように、配列方向Xにおける連結部38の長さL2を短くすると、内部短絡時の安全性を向上させることができる。具体的には、連結部38の長さL2が短いセル間接続部材30を用いると、一部の単セル(例えば、A−2番目の単セル10a2)に内部短絡等の異常が生じた際に、連結部38を介して他の単セル10a1、10a3、10a4から電流が流れ込むことを抑制できる。但し、セル間接続部材30の強度を考慮すると、連結部38の長さL2をある程度確保した方が好ましい。かかる観点から、連結部38の長さL2は、2mm〜20mm(好ましくは5mm〜10mm)に調節することが好ましい。
(2) Connecting portion The connecting portion of the cell-cell connecting member need only be able to connect two adjacent base portions, and the specific structure and dimensions are not particularly limited. However, as shown in FIG. 4, if the length L2 of the connecting
(3)単セルの構造
なお、単セルの詳細な構造についても、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態における単セル10は、正極端子14の他端14aと、負極端子16の他端16aが外装体11の外側に露出している。しかし、ここに開示される組電池では、少なくとも正極接合部と負極接合部とが外装体の外側に存在していればよい。すなわち、ここに開示される組電池は、正極接合部と負極接合部のみが外装体の外側に存在している形態を包含し得る。但し、電極端子の強度を考慮すると、上述した実施形態のように、正極端子14の他端14aと、負極端子16の他端16aが外装体11の外側に露出している方が好ましい。
(3) Single cell structure The detailed structure of the single cell is not limited to the above-described embodiment. For example, in the
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 Although specific examples of the present invention have been described in detail above, these are merely examples and do not limit the scope of claims. The techniques described in the claims include various modifications and modifications of the specific examples illustrated above.
1 組電池
10 単セル
11 外装体
12 セル本体
14 正極端子(電極端子)
15 正極接合部(電極接合部)
16 負極端子(電極端子)
17 負極接合部(電極接合部)
30 セル間接続部材
32 ベース部
38 連結部
52 拘束板
54 架橋部材
1 set
15 Positive electrode joint (electrode joint)
16 Negative electrode terminal (electrode terminal)
17 Negative electrode joint (electrode joint)
30 Cell-to-
Claims (1)
前記複数の単セルの各々は、
電極体が外装体に収容されたセル本体と、
一端が前記外装体内の前記電極体と接続されると共に、他端が高さ方向の一方に向かって延びる板状の正極端子と、
一端が前記外装体内の前記電極体と接続されると共に、他端が高さ方向の他方に向かって延びる板状の負極端子と
を備え、
前記正極端子に、前記外装体の外部において当該正極端子の他端の他の領域よりも高さ方向の一方に向かって延びている板状の正極接合部が形成され、かつ、
前記負極端子に、前記外装体の外部において当該負極端子の他端の他の領域よりも高さ方向の他方に向かって延びている板状の負極接合部が形成されており、
前記複数の単セルの配列において、
前記正極接合部を高さ方向の上方に向けた複数の単セルが配列された第1セル群と、前記負極接合部を高さ方向の上方に向けた複数の単セルが配列された第2セル群とが隣接して配置された配列単位が少なくとも1つ存在し、
前記第1セル群において、各々の前記正極接合部が平面視において階段状に配置されるように前記複数の単セルが配列され、
前記第2セル群において、各々の前記負極接合部が平面視において階段状に配置されるように複数の単セルが配列されており、
前記配列方向において、前記第1セル群の最上流側に配置された単セルをA−1番目の単セル、最下流側に配置された単セルをA−n番目の単セルとし、かつ、前記第2セル群の最上流側に配置された単セルをB−1番目の単セル、最下流側に配置された単セルをB−n番目の単セルとしたとき、
前記セル間接続部材は、
前記配列方向に沿って延びた板状部材であって、前記A−1番目の単セルの正極接合部と前記B−1番目の単セルの負極接合部とを接続する第1ベース部から、前記A−n番目の単セルの正極接合部と前記B−n番目の単セルの負極接合部とを接続する第nベース部までのn個のベース部と、
前記n個のベース部の各々を連結するn−1個の連結部と
を備えている、組電池。 A battery pack in which a plurality of single cells are arranged along a predetermined arrangement direction, and each of the single cells is electrically connected by an inter-cell connecting member.
Each of the plurality of single cells
The cell body in which the electrode body is housed in the outer body, and
A plate-shaped positive electrode terminal having one end connected to the electrode body in the exterior body and the other end extending toward one side in the height direction.
One end is connected to the electrode body in the exterior body, and the other end is provided with a plate-shaped negative electrode terminal extending toward the other in the height direction.
On the positive electrode terminal, a plate-shaped positive electrode joint extending outside the exterior body toward one side in the height direction from the other region at the other end of the positive electrode terminal is formed, and
The negative electrode terminal is formed with a plate-shaped negative electrode joint extending outside the exterior body toward the other in the height direction from the other region at the other end of the negative electrode terminal.
In the array of the plurality of single cells
A first cell group in which a plurality of single cells with the positive electrode junction facing upward in the height direction are arranged, and a second cell group in which a plurality of single cells with the negative electrode junction facing upward in the height direction are arranged. There is at least one array unit in which cells are arranged adjacent to each other,
In the first cell group, the plurality of single cells are arranged so that each of the positive electrode joints is arranged in a stepped manner in a plan view.
In the second cell group, a plurality of single cells are arranged so that each of the negative electrode joints is arranged in a stepped manner in a plan view.
In the arrangement direction, the single cell arranged on the most upstream side of the first cell group is designated as the A-1st single cell, and the single cell arranged on the most downstream side is designated as the Annth single cell. When the single cell arranged on the most upstream side of the second cell group is the B-1st single cell and the single cell arranged on the most downstream side is the Bnth single cell.
The cell-to-cell connecting member
From the first base portion which is a plate-shaped member extending along the arrangement direction and connects the positive electrode joint portion of the A-1st single cell and the negative electrode joint portion of the B-1st single cell. N base portions up to the nth base portion connecting the positive electrode joint portion of the NNth single cell and the negative electrode junction portion of the BNth single cell, and
An assembled battery including n-1 connecting portions for connecting each of the n base portions.
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