JP2000357502A

JP2000357502A - 電池の接続構造

Info

Publication number: JP2000357502A
Application number: JP11168130A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Matsui; 勉松井; Norihito Kurisu; 憲仁栗栖
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1999-06-15
Filing date: 1999-06-15
Publication date: 2000-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】簡便に、安価に組み立てることができ、また
接続強度も高く、絶縁も確実にとれている電池間の接続
構造を提供する。【解決手段】上面に正極板Ａ₂が位置し、その中央に
正極端子２１が突起している複数の電池を、接続体２０
を介して直列に順次接続して成る電池の接続構造におい
て、接続体２０は、電池の缶底部Ｂ₁を収容する第１筒
体部２０Ａ₁、およびその第１筒体部の下に位置し、中
央には正極端子２１と略同寸の透孔２０ａが形成されて
いる第２筒体部２０Ａ₂から成る２段構造の導電部材２
０Ａと、導電部材２０Ａの外側に一体成形され、かつ内
側には導電部材の段差部２０ｃの下面と電池Ａの上面と
が形成する隙間に配置される張り出し部２０Ｂ₁が周設
されている樹脂製の筒体部２０Ｂから成る電池の接続構
造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池の接続構造に関
し、更に詳しくは、複数個の電池を簡単にかつ低コスト
で接続することを可能とし、また接続後にあっては、電
池間の接続状態が良好に確保され、そして接続された電
池間の絶縁状態も良好に確保されている電池の接続構造
に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近、各種の電動工具や電動アシスト自
転車、更には電気自動車などの駆動源としてニッケル・
水素二次電池などの使用が検討されている。その場合、
例えば電気自動車では２００〜３００Ｖの出力電圧が必
要とされるので、複数個の単電池を直列に接続して所要
出力電圧の電池モジュールに組み立てることが行われて
いる。

【０００３】ところで、特開平１０−１０６５３３号公
報には、電池を直列に接続した次のような接続構造が開
示されている。以下に、その接続構造について説明す
る。この接続構造は、図８で示したように、円柱状の電
池Ａ，Ｂが図９で示した形状の接続体１で直列に接続さ
れた構造になっている。接続体１は、電池Ｂの金属外装
（缶底部）１１に嵌合する円筒部４と電池Ａの金属電極
（電池Ａの上面）１０に当接する平面部５とを備えた２
段構造になっている。そして、円筒部４の内壁には電池
Ｂの金属外装１１の方向に突出するプロジェクション突
起３，３，…が形成され、平面部５の外側には電池Ａの
金属電極１０の方向に突出するプロジェクション突起
２，２，…が形成されており、これら突起２，３はそれ
ぞれ同一半径上に位置している。

【０００４】また、円筒部４には切り割り６が形成さ
れ、円筒部４を電池Ｂの金属外装１１に嵌合させたとき
に金属外装１１方向に加圧する弾力性を円筒部４に付与
できるようになっており、平面部４には切り込み７が形
成されて各プロジェクション突起２，２，…をプロジェ
クション溶接したときに無効電流を低減できるようにな
っている。

【０００５】この接続構造を形成する場合には、まず、
電池Ａの金属電極１０に接続体１の平面部５を位置合わ
せして載置し、加圧しながらプロジェクション突起２，
２，…と金属電極１０の間でプロジェクション溶接を行
い接続体１を溶接する。ついで、接続体の円筒部４に電
池Ｂの金属外装１１を嵌合させ、プロジェクション突起
３，３，…と電池Ｂの金属外装１１との間でプロジェク
ション溶接を行って両者を固定する。

【０００６】このようにして、電池Ａと電池Ｂとが接続
体１を介して直列に接続された接続構造が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した先
行技術の接続構造には、それを実施する場合に次のよう
な問題がある。まず、第１の問題は、用いる接続体１に
はその円筒部４と平面部５に複数個のプロジェクション
突起を形成することが必要であり、しかもそれらプロジ
ェクション突起を同一半径上に整列した状態で形成する
ことが必要であるため、当該接続体１の製造工程は複雑
となり、その製造コストが嵩み、全体の組立コストを高
めることになる。

【０００８】また、第２の問題は次のことである。図８
から明らかなように、接続体１の中央に形成されている
孔は、電池Ａの金属電極１０の中央に突出している正極
端子よりもかなり大きくなっている。そのため、電池Ａ
の金属電極１０に接続体１を載置してプロジェクション
溶接するときに、当該接続体１が電池Ａの径方向にずれ
ないように両者を位置決めすることが必要になる。この
ような処置を施さないとすれば、組み立てられた電池モ
ジュールは真っ直ぐなものにならないからである。した
がって、接続体１と電池Ａとの位置決め用の治具が必要
になる。

【０００９】このことは、接続体１の電池Ａへの溶接作
業に慎重さが求められると同時に、別体の位置決め用治
具も必要になるという点で、やはり組立コストを高める
要因になる。更にこの接続構造の場合、円筒部４と電池
Ｂの金属外装１１の間、および平面部５と金属電極１０
の間でプロジェクション溶接がなされているとはいえ、
その強度はそれほど高いとはいえず、例えば全体を水平
に配置した状態で電池Ａと電池Ｂの間に大きな曲げ応力
が加わった場合などには、この接続構造が破壊すること
もある。

【００１０】また、図８から明らかなように、この接続
構造の場合、電池Ａの金属外装１１と接続体１の間には
何らの絶縁処理も施されていないので、上記したよう
に、両電池の間に曲げ応力が加わって例えば電池Ｂが傾
斜したりすると、接続体１と電池Ａの金属外装１１が接
触して絶縁不良を起こすこともある。本発明は、この先
行技術の接続構造における上記した問題を解決し、先行
技術の接続体に比べれば低コストで製造可能な接続体を
用い、また接続作業においては位置決め用の治具も不要
で、接続体それ自身が位置決め機能を備えているので接
続作業を簡便に行うことができ、しかも充分な接続強度
が確保されていると同時に絶縁不良を起こす心配のない
電池間の接続構造の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、上面に正極板が位置し、そ
の中央に正極端子が突起している複数の電池を、接続体
を介して直列に順次接続して成る電池の接続構造におい
て、前記接続体は、前記電池の缶底部を収容する第１筒
体部、およびその第１筒体部の下に位置し、中央には前
記正極端子とほぼ同寸の透孔が形成されている第２筒体
部から成る２段構造の導電部材と、前記導電部材の外側
に一体成形され、かつ内側には前記導電部材の段差部の
下面と前記電池の上面とが形成する間隙に位置する張り
出し部が周設されている樹脂製の筒体部から成ることを
特徴とする電池の接続構造が提供される。

【００１２】とくに、前記樹脂製筒体部の外側には、前
記樹脂製筒体部の長手方向に延びる少なくとも２個のフ
ィン状体が形成されており、また前記フィン状体の上端
部と下端部には、互いに係合する一対の凸部と凹部が形
成されていて、前記凸部と凹部が順次係合されることに
より前記接続体が前記電池の外側に配置されている電池
の接続構造が提供される。

【００１３】

【発明の実施の形態】接続対象の電池が円筒形電池であ
る場合を例にして、以下、図面に則して本発明の接続構
造を詳細に説明する。本発明の接続構造は、図１で示し
たように、電池Ａと電池Ｂが後述する接続体２０を介し
て直列に接続された構造になっている。

【００１４】この接続体２０は、図２と図２のIII−III
線に沿う断面図である図３に示したように、２段構造の
皿形状をした導電部材２０Ａと、その外側に一体成形さ
れた所望長さの絶縁樹脂製筒体部２０Ｂで構成されてい
る。ここで、導電部材２０Ａは、電池Ｂの缶底部Ｂ₁と
同じ直径の第１筒体部２０Ａ₁と、その下に位置し、中
央には電池Ａの正極端子２１と略同径の透孔２０ａが形
成されていて、前記第１筒体部２０Ａ₁よりは小径の第
２筒体部２０Ａ₂が一体に形成された２段構造になって
いる。そして、この導電部材２Ａの外側に一体成形され
ている樹脂製筒体部２０Ｂは、その内径が前記第１筒体
部２０Ａ₁の内径と同じ径になっていて、その内側に
は、後述する張り出し部２０Ｂ₁が周設された形状にな
っている。

【００１５】したがって、図３の仮想線で示したよう
に、この接続体２０の下部から、つまり、樹脂製筒体部
２０Ｂの下部の内側に沿って電池Ａの上部を挿入する
と、当該接続体は、張り出し部２０Ｂ₁により電池Ａの
上部周縁Ａ₁で支持され、同時に、導電部材２０Ａは、
第２筒体部２０Ａ₂の底面２０ｂと接触して支持され、
そのとき、電池Ａの正極端子２１は第２筒体部２０Ａ₂
の透孔２０ａから嵌入して電池Ｂの缶底部Ｂ₁を支持す
る。このとき、透孔２０ａと正極端子２１は略同径であ
る。

【００１６】したがって、接続体２０は、樹脂製筒体部
２０Ｂの内側に沿って電池Ａを挿入することで、長手方
向に真っ直ぐな状態で挿入され、更に透孔２０ａと正極
端子２１とが略同径になっているため自動的に位置決め
される。そして、図３の仮想線で示したように、接続体
２０の上部から、つまり樹脂製筒体部２０Ｂの上部の内
側に沿って電池Ｂの缶底部Ｂ₁を挿入すると、当該電池
Ｂは、第１筒体部２０Ａ₁と第２筒体部２０Ａ₂が形成す
る段差部２０ｃに載置された状態で第１筒体部２０Ａ₁
の中に収容される。このとき、第１筒体部２０Ａ₁の内
径と電池Ｂの缶底部Ｂ₁の径は略同じである。

【００１７】したがって、電池Ａを挿入する場合と同様
に、樹脂製筒体部２０Ｂに沿って電池Ｂを挿入して段差
部２０ｃに載置するまで挿入することで、接続体２０を
介して電池Ａと電池Ｂは自動的に真っ直ぐな状態で正確
に位置決めされる。また、負極端子でもある電池Ａの上
部周縁Ａ₁と導電部材２０Ａの段差部２０ｃの間には、
絶縁樹脂から成る張り出し部２０Ｂ₁が介在しているの
で、電池Ａと導電部材２０Ａとの絶縁状態は確実に実現
される。

【００１８】なお、樹脂製筒体部２０Ｂにおいて、導電
部材の第１筒体部２０Ａ₁の側部２０ｄが成形一体化さ
れている箇所には、複数個の小孔２０Ｂ₂が形成されて
いる。この小孔２０Ｂ₂は、電池Ｂの缶底部Ｂ₁を導電部
材２０Ａの第１筒体部２０Ａ ₁に収容したのち、この小
径２０Ｂ₂から表出する第１筒体部２０Ａ₁の表面にシリ
ーズ抵抗溶接を行うための溶接電極を配置して溶接を行
い、導電部材２０Ａ、すなわち接続体２０を電池Ｂの缶
底部Ｂ₁に固定するために設けられるものである。

【００１９】この接続体２０は、所定厚みの例えばＮｉ
めっき鋼板をプレス加工して所定の寸法形状をした導電
部材２０Ａを製造し、ついで、その導電部材を所定形状
の金型の中にセットしたのち絶縁樹脂をモールドして製
造することができる。本発明の接続構造を形成する場合
には、まず、電池Ａの上面に接続体２０を配置する。自
動的に接続体２０は位置決めされ、そして第２筒体部２
０Ａ₂の底面２０ｂが電池Ａの正極板Ａ₂と接触する。

【００２０】ついで、底面２０ｂと正極板Ａ₂の間にシ
リーズ抵抗溶接を行って導電部材２０Ａ、すなわち接続
体２０を電池Ａに固定する。このとき、底面２０ｂに複
数個の小孔２０ｅを形成しておくと、溶接電流の無効分
流を防止して溶接箇所では有効にナゲット形成が進むこ
とになり、高い溶接強度が実現するので好適である。

【００２１】ついで、接続体２０に電池Ｂの缶底部Ｂ₁
を収容したのち、樹脂製筒体部２０Ｂの小孔２０Ｂ₂を
介して導電部材２０Ａにおける第１筒体部２０Ａ₁の側
部２０ｄと電池Ｂの缶底部Ｂ₁の間でシリーズ抵抗溶接
を行い、導電部材２０Ａ、すなわち接続体２０と電池Ｂ
を固定する。この操作を反復することにより、図４で示
したように、例えば６個の電池が直列に接続されている
電池モジュールを組み立てることができる。そして、こ
の電池モジュールの両端に全体の正極端子２２と全体の
負極端子（図示しない）を例えばスポット溶接したのち
実使用に供される。

【００２２】ところで、上記実施形態はシリーズ抵抗溶
接の場合であるが、溶接方式に関してはこれに限らず、
例えばダイレクト溶接でも同様の効果を得ることができ
る。なお、図４の接続構造において、樹脂製の筒体部２
０Ｂの外側に同列方向で配列している溝２０Ｂ₃は、電
池温度のモニタ用温度センサテープ（図示しない）を接
続構造の全長に亘る電池表面に貼着するための溝であ
り、また同時に、各接続体２０Ｂの周方向における位置
決めを行うときのマークでもある。

【００２３】図５は、本発明の別の接続構造を示す斜視
図である。この接続構造は、図６で示した接続体２０’
を用いて組み立てられる。この接続体２０’の場合、内
側構造は既に説明した構造になっていて、樹脂製の筒体
部２０Ｂの外側には同じく絶縁樹脂から成る一対のフィ
ン状体２０Ｂ₄が一体成形されているものである。そし
て、フィン状体２０Ｂ₄の長さは、この接続体で電池を
接続したときに、各接続体のフィン状体２０Ｂ₄の端面
が互いに接触するような長さに設計されている。

【００２４】そして、上記フィン状体２０Ｂ₄の一方の
端面には凹部２０Ｂ₅，他方の端面には凸部２０Ｂ₆がそ
れぞれ形成されていて、図７で示したように、電池モジ
ュールを組み立てるときに、フィン状体２０Ｂ₄の凹部
２０Ｂ₅と凸部２０Ｂ₆が係合することにより、隣り合う
接続体２０’が互いに接続できるようになっている。し
たがって、図５で示した接続構造は、接続体２０’が相
互に一対の凹部２０Ｂ₅と凸部２０Ｂ₆で係合されている
ので、図４で示した接続構造の場合よりもその構造は強
固である。そして、この接続構造の場合には、この複数
本を電池収納箱に配置して全体に空気を送って電池を冷
却しようとしたときに、送風される空気流がフィン状体
２０Ｂ₄によって乱流化するので、冷却効果を高めるこ
とができるという点で好適である。

【００２５】

【発明の効果】本発明の接続構造は次のような効果を奏
する。（１）用いる接続体は、先行技術の場合のようにプロジ
ェクション突起を形成することが不要であるため、製造
は簡単で、したがって低コストで製造することができ
る。

【００２６】（２）接続体は、導電部材２０Ａの外側に
一体成形された樹脂製筒体部２０Ｂを有し、それには正
極端子２１と略同径の透孔２０ａが形成されているの
で、この接続体を電池の上面に配置したときに自動的に
両者の相互位置関係は調節され、直ちに次の工程である
溶接作業に移行でき、組立作業は非常に簡便になる。し
たがって、接続体は低コストで製造できるということと
相俟って、得られる接続構造の低コスト化を実現するこ
とができる。

【００２７】（３）また、接続体を構成する導電部材と
電池の上部周縁（負極端子）との間には、樹脂製の筒体
部の内側に一体成形されている張り出し部２０Ｂ₁が位
置するので、接続構造における絶縁不良は防止される。（４）そして、接続された電池のある一定の長さは、接
続体を構成する樹脂製筒体部で支持されているので、溶
接による接続だけの場合よりも接続構造は曲げやたわみ
などに対する耐性が優れている。とくに、図５で示した
ようなフィン状体を有する接続体で構成した接続構造の
場合には、その強度が一段と優れたものになり、しかも
冷却効果が向上したものになるため、電気自動車の駆動
電源など、振動を受ける分野で用いて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接続構造を示す断面図である。

【図２】本発明で用いる接続体の例を示す一部切欠斜視
図である。

【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。

【図４】本発明の接続構造を有する電池モジュールの斜
視図である。

【図５】本発明の別の接続構造を有する電池モジュール
の斜視図である。

【図６】図５の電池モジュールの組立に用いる接続体を
示す斜視図である。

【図７】図６の接続体の側面図である。

【図８】先行技術の接続構造を示す断面図である。

【図９】先行技術で用いる接続体を示す斜視図である。

【符号の説明】

２０，２０’ 接続体２０Ａ導電部材２０Ｂ樹脂製筒体部２０Ａ₁ 導電部材２０Ａの第１筒体部２０Ａ₂ 導電部材２０Ａの第２筒体部２０ａ透孔２０ｂ第２筒体部２０Ａ₂の底面２０ｃ導電部材２０Ａの段差部２０ｄ第１筒体部２０Ａ₁の側部２０ｅ小孔２０Ｂ₁ 張り出し部２０Ｂ₂ 筒体部２０Ｂの小孔２０Ｂ₃ 溝２０Ｂ₄ フィン状体２０Ｂ₅ フィン状体２０Ｂ₄に形成された凹部２０Ｂ₆ フィン状体２０Ｂ₄に形成された凸部２１，２２正極端子Ａ，Ｂ電池Ａ₁ 電池Ａの上部周縁Ａ₂ 電池Ａの正極板Ｂ₁ 缶底部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H020 AA01 AS05 DD02 DD08 DD12 EE06 5H022 AA04 AA19 BB03 CC02 CC09 EE06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上面に正極板が位置し、その中央に正極
端子が突起している複数の電池を、接続体を介して直列
に順次接続して成る電池の接続構造において、前記接続体は、前記電池の缶底部を収容する第１筒体
部、およびその第１筒体部の下に位置し、中央には前記
正極端子とほぼ同寸の透孔が形成されている第２筒体部
から成る２段構造の導電部材と、前記導電部材の外側に
一体成形され、かつ内側には前記導電部材の段差部の下
面と前記電池の上面とが形成する間隙に位置する張り出
し部が周設されている樹脂製の筒体部から成ることを特
徴とする電池の接続構造。
【請求項２】前記樹脂製筒体部の外側には、前記樹脂
製筒体部の長手方向に延びる少なくとも２個のフィン状
体が形成されている請求項１の電池の接続構造。
【請求項３】前記フィン状体の上端部と下端部には、
互いに係合する一対の凸部と凹部が形成されていて、前
記凸部と凹部が順次係合されることにより前記接続体が
前記電池の外側に配置されている請求項１または２の電
池の接続構造。