JP2004355917A

JP2004355917A - 組電池および電池

Info

Publication number: JP2004355917A
Application number: JP2003151151A
Authority: JP
Inventors: Shohei Matsushita; 昇平松下
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-28
Also published as: JP4595292B2

Abstract

【課題】部品点数を少なく抑えつつ，かつ電池と電池との接続箇所での漏電を確実に防止した組電池およびその組電池の構成要素である電池を提供すること。
【解決手段】リチウムイオン電池１００，１０１は，ラミネートフィルムにて発電要素の縁辺がシールされたものである。また，リチウムイオン電池１０１の正極端子１３１の先端部と，リチウムイオン電池１００の負極端子１３２の先端部とが接合されている。また，接合部の周辺のラミネートフィルムが貼り合わされている。すなわち，正極端子１３１と負極端子１３２との接合部１３３では，片面がリチウムイオン電池１０１のラミネートフィルム１４１により，もう片面がリチウムイオン電池１００のラミネートフィルム１４２とによりそれぞれ被覆されている。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，複数個の電池を組み合わせてなる組電池およびその組電池の構成要素である電池に関する。さらに詳細には，ラミネートフィルムにて発電要素が密封された電池を組み合わせてなる組電池およびその組電池の構成要素である電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から，複数個の電池を繋ぎ合わせた組電池が各種の電子機器に利用されている。組電池の構成要素となる電池としては，例えばリチウムイオン電池がある。近年，リチウムイオン電池は，携帯型ＰＣや携帯電話を始めとする電子機器のみならず，ハイブリッド車や電気自動車の電源として注目されている。
【０００３】
また，リチウムイオン電池には，図１０に示すように発電要素１０がラミネートフィルム４１にて密封されたタイプのものがある。そして，正極端子３１および負極端子３２が発電要素１０の側面から突出している。また，このような扁平形状の電池を組電池とする場合には，厚さ方向に積み重ねて配置するほか，扁平形状の特徴を生かすために平面上に並べて配置することが多い。このように電池を平面上に複数個並べて配置した組電池としては，例えば特許文献１に記載された組電池がある。この組電池では，正極端子と負極端子とを同一方向に突き出させた複数個の電池を，接続用のリード板にて接続している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１１７８２８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら，前記した従来の技術には以下のような問題があった。すなわち，図１０に示したリチウムイオン電池を組み合わせる場合には，ラミネートフィルム４１から突出している端子同士を超音波溶接等により接合している。そして，その接合部での漏電を防止するために，その接合部の全体を覆う絶縁シートが設けられている。また，特許文献１に記載されている組電池では，電池同士を接続するためにリード板が設けられている。すなわち，従来のリチウムイオン電池を組電池とする場合には，絶縁シートやリード板等の部品が必要である。従って，部品点数が多い。
【０００６】
本発明は，前記した従来の組電池が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，部品点数を少なく抑えつつ，かつ電池と電池との接続箇所での漏電を確実に防止した組電池およびその組電池の構成要素である電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題の解決を目的としてなされた組電池は，複数個の電池を組み合わせてなる組電池であって，各電池は，電極体を備えた発電要素と，発電要素を密封するラミネートフィルムと，発電要素から突出する一対の端子部材とを有し，電池と電池との接続箇所では，隣り合う電池の端子部材同士が接合されているとともに，それらの端子部材の接合部位の片面が一方の電池のラミネートフィルムで被覆されており，もう片面が他方の電池のラミネートフィルムで被覆されているものである。
【０００８】
本発明の組電池の電池と電池との接続箇所では，それぞれの電池の端子部材同士が接合されている。すなわち，リード板等を使用することなく，直接端子部材同士を接合している。また，それらの端子部材の接合部位は，片面が一方の電池のラミネートフィルムで被覆されており，もう片面が他方の電池のラミネートフィルムで被覆されている。すなわち，絶縁シート等を使用することなく，接合部を保護している。従って，本発明の組電池の部品点数は少ない。
【０００９】
また，端子部材の，他方の電池の端子部材と接合している面のうち，発電要素から接合部位までの間の部位は，両方の電池のラミネートフィルムで隙間なく被覆されていることとするとよりよい。これにより，接合部位を含む端子部材の全体がラミネートフィルムにて隙間なく被覆される。よって，電池と電池との接続箇所での漏電を確実に防止することができる。
【００１０】
また，本発明の電池は，電極体を備えた発電要素と，発電要素を密封するラミネートフィルムと，発電要素から突出する一対の端子部材とを有し，端子部材に，片面が前記ラミネートフィルムで被覆されており，もう片面が外部に露出している片面被覆部が設けられているものである。
【００１１】
すなわち，本発明の電池の端子部材は，片面被覆部によって片面のみが露出している。そして，本発明の電池同士を接続する場合には，片面被覆部にて露出している部位同士を接合する。さらに，接合部周辺のラミネートフィルムを貼り合わせる。このようにして組み合わされた組電池は，リード板等を使用することなく電池同士が接続され，絶縁シート等を使用することなく接合部が保護される。従って，本発明の電池によって，部品点数が少ない組電池を作成することができる。
【００１２】
また，本発明の電池は，ラミネートフィルムのうち，発電要素の縁辺から片面被覆部を被覆している箇所の縁辺までの長さは，端子部材の発電要素からの突出長よりも長いこととするとよりよい。なお，片面被覆部を被覆している箇所の縁辺は，ラミネートフィルムの縁辺であり，片面被覆部の周辺を示すものではない。これにより，端子部材同士を接合した際に，端子部材を完全にラミネートフィルムで隙間なく被覆することができる。よって，電池と電池とを接続した場合に，その接続箇所の漏電を確実に防止することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。なお，本実施の形態は，電気自動車等の車両に搭載される組電池に本発明を適用したものである。
【００１４】
実施の形態に係るリチウムイオン電池１００は，図１に示すように発電要素１０と，ラミネートフィルム４１と，正極端子３１と，負極端子３２とを有している。また，リチウムイオン電池１００は，発電要素１０がラミネートフィルム４１に密封された状態のものである。具体的には，発電要素１０をラミネートフィルム４１で挟み込み，熱溶着等により発電要素１０の周囲をシールしたもの（以下，シールされている部位を「シール部４５」とする）である。
【００１５】
また，正極端子３１および負極端子３２が発電要素１０の側面から突出している。そして，それらの端子の一部は，発電要素１０とともにラミネートフィルム４１にてシールされている。さらにそれらの端子は，シール部４５からも突出している。そしてその先端部は，片面がラミネートフィルム４１に被覆され，もう片面が外部に露出している。以下，正極端子３１および負極端子３２について，先端部が露出している面を「露出面」とし，その反対側の面，すなわち全体が被覆されている面を「被覆面」とする。また，正極端子３１および負極端子３２のうち，片面のみが被覆されている部位を「片面被覆部」とする。
【００１６】
また，図２に示すようにラミネートフィルム４１のうち，発電要素１０の縁辺から片面被覆部を被覆している箇所の縁辺までの長さＬ１は，正極端子３１の発電要素１０からの突出長Ｌ２よりも長い。
【００１７】
ラミネートフィルム４１は，１０μｍ程度の厚さのアルミ箔の片面にＰＰやＰＥ等の接着層を，もう片面にポリアミド等の表面保護層をそれぞれ１０μｍ程度の厚さでコーティングしたものである。図１のリチウムイオン電池１００においてこのラミネートフィルム４１は，内側（発電要素１０と接している側）が接着層となり，外側が表面保護層となるように配置されている。
【００１８】
図３は，リチウムイオン電池１００の密封前の状態を示す図である。ラミネートフィルム４１には，発電要素１０を収納するための凹部４１４がエンボス加工等により設けられている。この凹部４１４内に発電要素１０を配置し，ラミネートフィルム４１を折り返して三方を接合することで発電要素１０が被覆される。
【００１９】
発電要素１０は，正極の電極シート，負極の電極シート，セパレータ，および電解液を含むものである。発電要素１０の具体例としては，例えば正極の電極シート１２としてコバルト酸リチウム，負極の電極シート１３として黒鉛化炭素材料，セパレータとしてポリエチレン等の樹脂，さらに電解液としてリチウム塩を溶解させた有機溶媒が利用される。また，発電要素１０の側面からは，図３に示したように正極端子３１および負極端子３２が突出している。勿論，正極端子３１は発電要素１０内の正極の電極シートと導通している。また，負極端子３２は発電要素１０内の負極の電極シートと導通している。
【００２０】
また，ラミネートフィルム４１には，図３に示したように切欠き４１１，４１２が設けられている。そのため，ラミネートフィルム４１を折り返すと，図１に示したようにラミネートフィルム４１の接着層の一部が露出した状態となる。さらに，正極端子３１，負極端子３２がそれぞれ切欠き４１１，４１２から突出した状態となる。
【００２１】
次に，前述したリチウムイオン電池１００を複数個組み合わせてなる組電池について説明する。本形態の組電池２００は，図４に示すようにリチウムイオン電池１００，１０１を平面上に並べて配置したものである。なお，リチウムイオン電池１０１は，図１に示したリチウムイオン電池１００と比較して以下の点が異なる。図１は，折り返し端４１５を下側，正極端子３１を右側，負極端子３２を左側とした状態を図示している。その場合，リチウムイオン電池１００の正極端子３１および負極端子３２は，図１に示したように正面側が露出面，裏側が被覆面となる。一方，リチウムイオン電池１０１を同様の状態で図示した場合，正極端子３１および負極端子３２は，図５に示すように正面側が被覆面，裏側が露出面となる。
【００２２】
本形態の組電池２００では，図４中の下側が折り返し端となるようにリチウムイオン電池１００，１０１が並べられている。そして，リチウムイオン電池１０１の正極端子１３１の先端部と，リチウムイオン電池１００の負極端子１３２の先端部とが接合されている（以下，接合されている部分を「接合部１３３」とする）。さらに，接合部１３３の周辺のラミネートフィルム同士が貼り合わされている。すなわち，接合部１３３については，片側がリチウムイオン電池１０１のラミネートフィルム１４１にて，もう片側がリチウムイオン電池１００のラミネートフィルム１４２にてそれぞれ被覆されている。
【００２３】
図６は，図４のＡ−Ａ線に沿って見た断面であって，正極端子１３１と負極端子１３２との接合部１３３を示す図である。また，図７は，図４のＢ−Ｂ線に沿って見た断面であって，正極端子１３１と負極端子１３２との接合部１３３を示す図である。図６に示すように接合部１３３およびその周辺では，一方の面がラミネートフィルム１４１で覆われ，その反対の面がラミネートフィルム１４２で覆われている。また，図７に示すようにラミネートフィルム１４１の接着層と，ラミネートフィルム１４２の接着層とが貼り合わされている。すなわち，正極端子１３１の先端部，すなわち負極端子１３２との接合部１３３は，両電池のラミネートフィルムにより密封されている。また，両端子部材のその他の部位についても，図６に示したようにラミネートフィルム１４１およびラミネートフィルム１４２により被覆されている。よって，正極端子１３１および負極端子１３２は，ラミネートフィルム１４１およびラミネートフィルム１４２により隙間なく被覆されている。すなわち，外部に露出していない。
【００２４】
以上詳細に説明したように本形態のリチウムイオン電池１００では，各端子に片面被覆部を設けることとしている。すなわち，正極端子３１および負極端子３２の一部は，片面がラミネートフィルム４１に被覆されており，もう片面が露出している。さらに，本形態の組電池２００では，各端子部材の露出している部位同士を接合することとしている。これにより，リード板を設けることなく端子同士を接合することができている。また，端子部材同士を接合するとともにラミネートフィルム同士も貼り合わせることとしている。これにより，それぞれの端子部材が隙間なく被覆されている。そのため，絶縁シートを設けることなく漏電を防止することができている。従って，部品点数を少なく抑えつつ，かつ電池と電池との接続箇所での漏電を確実に防止した組電池およびその組電池の構成要素である電池が実現されている。
【００２５】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，組電池の構成部品である電池はリチウムイオン電池に限るものではない。すなわち，ニッケル水素電池やニッカド電池でも本発明を適用できる。
【００２６】
また，図１に示したリチウムイオン電池１００では，正極端子３１および負極端子３２が図１中の左右の側面からそれぞれ突出しているが，これに限るものではない。例えば，図８に示すように一方の端子を上側から突出させてもよい。すなわち，必ずしも対称となる側面に設ける必要はない。従って，組電池とする際，直線的な配置でなくても本発明を適用することができる。
【００２７】
また，図１に示したリチウムイオン電池１００では，正極端子３１および負極端子３２の露出面が同一面側にあるが，これに限るものではない。例えば，図９に示すように正極端子３１と負極端子３２とで被覆面と露出面とが逆向きにされたリチウムイオン電池であってもよい。これにより，実施の形態のように２種類の電池を用意する必要はなく，１種類の電池にて組電池を構成することができる。
【００２８】
また，実施の形態の組電池２００では，図４に示したように各電池について折り返し端が図中下側となるように並べられていたが，これに限るものではない。これにより，実施の形態のように２種類の電池を用意する必要はなく，１種類の電池にて組電池を構成することができる。例えば，折り返し端が図中上下交互となるように配置すればよい。
【００２９】
また，組電池２００では，図６に示したようにラミネートフィルム１４１の先端部がラミネートフィルム１４２の切欠きに接するように配置されているがこれに限るものではない。すなわち，ラミネートフィルム同士の貼り合わせ部分はラップさせてもよい。具体的には，ラミネートフィルム１４２上にラミネートフィルム１４１を重ね合わせ，その状態で貼り合わせてもよい。
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば，部品点数を少なく抑えつつ，かつ電池と電池との接続箇所での漏電を確実に防止した組電池およびその組電池の構成要素である電池が提供されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態に係るリチウムイオン電池の外観を示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係るリチウムイオン電池の片面被覆部の周辺を示す図である。
【図３】図１に示したリチウムイオン電池におけるラミネートフィルムの密封前の外観を示す図である。
【図４】実施の形態に係る組電池の外観を示す斜視図である。
【図５】図１に示したリチウムイオン電池と各端子の被覆状態が異なるリチウムイオン電池を示す斜視図である。
【図６】図４に示した組電池のＡ−Ａ部の断面図である。
【図７】図４に示した組電池のＢ−Ｂ部の断面図である。
【図８】変形例に係るリチウムイオン電池の外観を示す斜視図（その１）である。
【図９】変形例に係るリチウムイオン電池の外観を示す斜視図（その２）である。
【図１０】従来の形態に係るリチウムイオン電池の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０発電要素
３１正極端子
３２負極端子
４１ラミネートフィルム
５１，５２片面被覆部
１００，１０１リチウムイオン電池
２００組電池

Claims

複数個の電池を組み合わせてなる組電池において，
各電池は，
電極体を備えた発電要素と，
前記発電要素を密封するラミネートフィルムと，
前記発電要素から突出する一対の端子部材とを有し，
電池と電池との接続箇所では，隣り合う電池の端子部材同士が接合されているとともに，それらの端子部材の接合部位の片面が一方の電池のラミネートフィルムで被覆されており，その接合部位のもう片面が他方の電池のラミネートフィルムで被覆されていることを特徴とする組電池。
請求項１に記載する電池において，
端子部材の，他方の電池の端子部材と接合している面のうち，発電要素から接合部位までの間の部位は，両方の電池のラミネートフィルムで隙間なく被覆されていることを特徴とする組電池。
電極体を備えた発電要素と，
前記発電要素を密封するラミネートフィルムと，
前記発電要素から突出する一対の端子部材とを有し，
前記端子部材に，片面が前記ラミネートフィルムで被覆されており，もう片面が外部に露出している片面被覆部が設けられていることを特徴とする電池。
請求項３に記載する電池において，
前記ラミネートフィルムのうち，前記発電要素の縁辺から前記片面被覆部を被覆している箇所の縁辺までの長さは，前記端子部材の前記発電要素からの突出長よりも長いことを特徴とする電池。