JP2010177200A - 電池構造体 - Google Patents
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Abstract
【課題】電池構造体のバスバー部品の接続片部をフランジ部品の受入部へ安定して挿入できる構成とすることで、外装絶縁チューブの擦れによる破れを防ぎ、電池構造体を使用する装置のメンテナンス時に人が感電する心配のない安全性に優れた電池構造体を提供する。
【解決手段】少なくとも2個の単電池の外部端子間を電気的に接続する接続部品を備えた電池構造体10であって、接続部品は一方の単電池の外部端子と接続したフランジ部品18と、他方の単電池の外部端子と接続したバスバー部品13を有し、バスバー部品13の一端に先端を面取りした接続片部13bを設け、フランジ部品18の上部にバスバー部品13の接続片部13bを受け入れる角筒状の受入部を設け、受入部にバスバー部品13の接続片部13bを挿入し、受入部と接続片部13bとを電気的に接続する。
【選択図】図1
【解決手段】少なくとも2個の単電池の外部端子間を電気的に接続する接続部品を備えた電池構造体10であって、接続部品は一方の単電池の外部端子と接続したフランジ部品18と、他方の単電池の外部端子と接続したバスバー部品13を有し、バスバー部品13の一端に先端を面取りした接続片部13bを設け、フランジ部品18の上部にバスバー部品13の接続片部13bを受け入れる角筒状の受入部を設け、受入部にバスバー部品13の接続片部13bを挿入し、受入部と接続片部13bとを電気的に接続する。
【選択図】図1
Description
本発明は外装絶縁チューブを被覆した少なくとも2個の単電池の軸方向が互いに並行となるように並置し、それぞれの単電池の外部端子間を電気的に接続する接続部品を備えた電池構造体に関するものである。
近年では、AV機器あるいはパソコンや携帯通信機器などの電子機器のポータブル化やコードレス化が急速に促進されており、これらの電子機器の駆動用電源として、信頼性も高く、メンテナンスも容易であることから、ニッケルカドミウム蓄電池やニッケル水素蓄電池、リチウムイオン二次電池などが代表的に用いられている。また、これらの電池はその他の各種用途にも幅広く使用されており、特に電動アシスト自転車、芝刈機、さらに電気自動車などの電気的に大きな負荷特性を必要とする駆動用電源としての用途が拡大している。この種の駆動用電源として用いられる電池は、一層の大電流の充放電特性と安全性が求められ、それに適した電池の開発が要望されている。
上述の駆動用電源の電池として、例えば円筒型アルカリ蓄電池について説明する。
図9は円筒型アルカリ蓄電池の構成例を示した切り欠き斜視図である。図9に示したように、帯状の正極板81と負極板82はセパレータ86を介して渦巻状に巻回して極板群85が構成されている。極板群85の下端面から突出している負極芯材84の露出部分と下部集電体91のバーリング部93とが複数箇所で溶接され、下部集電体91は、極板群85とともに電池ケース87に収納されている。極板群85の上端面から突出している正極芯材83の露出部と複数箇所で溶接された上部集電体90は接続リード88を介して封口体89に接続され、下部集電体91と電池ケース87とは、上部集電体90の中央部に形成された孔部90a及び極板群85の巻き始め側の中空部85aに溶接電極棒を挿入し、下部集電体91のプロジェクション(溶接点92)を介して電池ケース87の底面と抵抗溶接されている。この抵抗溶接は溶接電極棒と電池ケース87の底面に配置した溶接電極との間で下部集電体91と電池ケース87の底面とを挟圧した状態で溶接される。上部集電体90の上面の周縁部には電池ケース87との内部ショートを防止するためリング状の絶縁板94を載置し、電池ケース87の上部側面に溝部を形成して、極板群85を電池ケース87内に保持する。次いで、所定量のアルカリ電解液を上部集電体90の孔部90aを利用して電池ケース87内に注入し、接続リード88を折り曲げて前記の溝部上に封口体89を載置し、電池ケース87の上端の開口部を内方にかしめ封口して円筒型アルカリ蓄電池を構成する。
この複数個の円筒型アルカリ蓄電池の異極性間を互いに接続して電池パックや電池構造体として組み立てることが一般的であり、大電流放電に優れた電池構造体には、図10に示すような、電池100aの封口体101に対する板厚の薄い溶接部102を一端に有するとともに板厚の厚い中間部103aを有し、さらに中間部103aから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部103bを有しているバスバー部品103と、電池100bの電池ケース底部に対する溶接部を構成する板厚の薄いフランジ部品104にて構成されている。フランジ部品104は、電池100aの電池ケース底部の外周に嵌合する略円形皿形状の部材から成り、その周側壁に配置した複数の溶接箇所105にて電池ケース底部の外周面に抵抗溶接されて固着される。なお、溶接箇所105間に形成された切欠溝106は溶接無効電流を抑制するために設けている。フランジ部品104の上面107には、接続片部103bを受け入れる受入部として、一対のフランジ108が形成されている。この受入部の断面形状は、L字状に切り起こした形状であり、ここに接続片部103bを挿
入することでバスバー部品103を保持し、フランジ108と接続片部103bを溶接箇所109で溶接した電池構造体が知られている。(例えば、特許文献1参照)
入することでバスバー部品103を保持し、フランジ108と接続片部103bを溶接箇所109で溶接した電池構造体が知られている。(例えば、特許文献1参照)
電気自動車などの駆動用電源として複数個の電池で構成された大電流特性が必要で高電圧な電池構造体は、この電池構造体を使用する装置のメンテナンス時などにおいて人が電池構造体に触れて感電することを防止し、電池構造体の安全性を確保するため、電池構造体自身の絶縁を確保する必要がある。
図11は電池構造体に外装絶縁チューブを被覆した例の斜視図であり、外装絶縁チューブの一部を切り欠いた図である。電池構造体110は電池構造体自身の安全性を確保するため、図11のように電池構造体110の電池の外周側面111及び電池の上面外周縁112及び電池の底面外周縁113を薄い樹脂フィルム材で構成した熱収縮性の外装絶縁チューブ114a、114bで被覆する必要がある。
しかし、特許文献1に開示されている電池接続体ではフランジ108の形状がL字形状であるため寸法精度が悪く、上面107との間の受入部の高さ寸法が安定しないため、接続片部103bを前記の受入部に挿入する際に電池構造体110の電池の底面外周縁113に被覆された外装絶縁チューブ115とバスバー部品103の接続片部103bの先端部120が擦れ、擦れた部分の外装絶縁チューブ115の一部が破れてしまう可能性があった。また、接続片部103bの先端部120がエッジ形状であるため、外装絶縁チューブ115の一部がより破れ易くなっていた。
外装絶縁チューブ115の一部が破れた場合、電池構造体の使用装置が利用される環境温度の変化や電池の充放電時の熱発生により電池の外周側面111を被覆した外装絶縁チューブ114bに温度衝撃が加わり、外装絶縁チューブ114bが熱収縮し、外装絶縁チューブ114bの破れた部分を基点に外装絶縁チューブ114b全体に破れが広がる恐れがあった。このように外装絶縁チューブ114b全体に破れが広がると、電池構造体110を使用する装置のメンテナンス時に、人が外装絶縁チューブ114bの破れた電池構造体110に触れて感電する心配があり、電池構造体110の安全性を確保することができないという問題点があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するものであり、電池構造体のバスバー部品の接続片部をフランジ部品の受入部へ安定して挿入できる構成とすることで、外装絶縁チューブの擦れによる破れを防ぎ、電池構造体を使用する装置のメンテナンス時に人が感電する心配のない安全性に優れた電池構造体を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明は、少なくとも2個の外装絶縁チューブを被覆した単電池の軸方向が互いに並行となるように並置し、それぞれの単電池の外部端子間を電気的に接続する接続部品を備えた電池構造体であって、前記接続部品は一方の単電池の外部端子と接続したフランジ部品と、他方の単電池の外部端子と接続したバスバー部品を有し、前記バスバー部品の一端に先端を面取りした接続片部を設け、前記フランジ部品の上部にバスバー部品の接続片部を受け入れる角筒状の受入部を設け、この受入部にバスバー部品の接続片部を挿入し、受入部と接続片部とを電気的に接続したことを特徴としている。
この構成によれば、接続片部を受け入れる受入部が角筒状であるため、従来のL字形状のように寸法が安定しないという問題点を解決し、電池構造体のバスバー部品の接続片部をフランジ部品の受入部へ安定して挿入することができる。その結果、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部が擦れて外装絶縁チューブが破れることなく、電池構造体を使用する装置のメンテナンス時に人が感電する心配のない安全性に優れた電池構造体を提供できる。
本発明によれば、電池構造体のバスバー部品の接続片部をフランジ部品の受入部へ安定して挿入することができるため、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部が擦れて外装絶縁チューブが破れることなく、電池構造体を使用する装置のメンテナンス時に人が感電する心配のない安全性に優れた電池構造体が得られる。
本発明においては、少なくとも2個の外装絶縁チューブを被覆した単電池の軸方向が互いに並行となるように並置し、それぞれの単電池の外部端子間を電気的に接続する接続部品を備えた電池構造体であって、前記接続部品は一方の単電池の外部端子と接続したフランジ部品と、他方の単電池の外部端子と接続したバスバー部品を有し、前記バスバー部品の一端に先端を面取りした接続片部を設け、前記フランジ部品の上部にバスバー部品の接続片部を受け入れる角筒状の受入部を設け、この受入部にバスバー部品の接続片部を挿入し、受入部と接続片部とを電気的に接続した構成とするものである。
この構成によれば、電池構造体のバスバー部品の接続片部をフランジ部品の受入部へ安定して挿入できるため、外装絶縁チューブの擦れによる破れを防ぎ、電池構造体を使用する装置のメンテナンス時に人が感電する心配のない安全性に優れた電池構造体が得られる。
また、前記フランジ部品の受入部と嵌合する前記バスバー部品の接続片部に、押出し加工により段差形状部を設けても良い。
このように、フランジ部品の受入部と嵌合する前記バスバー部品の接続片部に、押出し加工により段差形状部を設けることにより、フランジ部品の受入部にバスバー部品の接続
片部を挿入する際の摩擦抵抗を低減し、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部の擦れによる外装絶縁チューブの破れをより低減できる。また、接続片部の挿入性を良化させる効果が得られる。
片部を挿入する際の摩擦抵抗を低減し、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部の擦れによる外装絶縁チューブの破れをより低減できる。また、接続片部の挿入性を良化させる効果が得られる。
また、前記フランジ部品の受入部と嵌合する前記バスバー部品の接続片部の少なくとも一方の側縁に、前記受入部と係合するツメ部を設けても良い。
このように、バスバー部品の接続片部の少なくとも一方の側縁に、フランジ部品の受入部と係合するツメ部を設け、受入部とツメ部を係合させることにより、バスバー部品の接続片部をフランジ部品の受入部に挿入する際の挿入位置を容易に安定化させることができる。さらに、フランジ部品の受入部にバスバー部品の接続片部を挿入する際の摩擦抵抗を受ける距離を一定に保てるので、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部の擦れによる外装絶縁チューブの破れをより低減させることができる。また、接続片部の挿入位置が安定するので、電池構造体における電池間の距離の寸法精度を良化させる効果が得られる。
また、前記フランジ部品の上面に突起部を設けても良い。突起部の形状は、線状または点状または楕円状であることが好ましい。或いはこれらの形状を複数組み合せて設けても良い。
このように、前記フランジ部品の上面に突起部を設けることにより、フランジ部品の受入部にバスバー部品の接続片部を挿入する際の摩擦抵抗を低減し、外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部の擦れによる外装絶縁チューブの破れをより低減させることができる。また、接続片部の挿入性を良化させる効果が得られる。
また、前記接続片部の高さ寸法A、前記角筒状の受入部の高さ寸法B、前記フランジ部品の外周縁の上部を覆う外装絶縁チューブの厚みCの関係を、A+C≦Bとすることが好ましい。
このように、フランジ部品の外周縁の上部を覆う外装絶縁チューブの厚みCに対して、A+C≦Bとしたことで外装絶縁チューブとバスバー部品の接続片部が擦れる可能性がより低くなり、外装絶縁チューブの破れを確実に低減できる。
図1は本発明の電池構造体の構成例を示した一部切欠き斜視図、図2は図1の分解状態図、図3は本発明の一実施例を示したバスバー部品の斜視図、図4はその側面図、図5は本発明の他の実施例を示したバスバー部品の斜視図、図6はその側面断面図、図7は本発明の電池構造体に用いたフランジ部品の斜視図、図8は本発明の電池構造体に用いた円筒型アルカリ蓄電池の構成例を示した一部切り欠き斜視図である。
電池構造体10に用いる電池は図8に示すように、帯状の正極芯材63は幅方向の一端面を残して正極活物質層を設けた正極板61を形成し、同様に帯状の負極芯材64は幅方向の一端面を残して負極活物質層を設けた負極板62を形成する。これら正極板61と負極板62は、正極芯材63と負極芯材64が相対向する方向となるようにセパレータ66を介して渦巻状に巻回して極板群65を構成する。極板群65の下端面から突出する負極芯材64の露出部分と下部集電体71のバーリング部73とを複数箇所で溶接し、下部集電体71は極板群65とともに電池ケース67に収納する。極板群65の上端面から突出する正極芯材63の露出部分と複数箇所で溶接した上部集電体70は接続リード68を中継して封口体69と電気的に接続する。下部集電体71と電池ケース67は、上部集電体70の中央部に形成した孔部70a及び極板群65の巻き始め側の中空部65aに溶接電極棒を挿入し、電池ケース67の底面に配置した溶接電極との間で下部集電体71と電池
ケース67の底面とを挟圧した状態で、溶接点72を介して抵抗溶接する。上部集電体70の上面の周縁部には電池ケース67との内部ショートを防止するためリング状の絶縁板74を載置し、電池ケース67の上部側面に溝部を形成して、極板群65を電池ケース67内に保持する。次いで、所定量のアルカリ電解液を上部集電体70の孔部70aを利用して電池ケース67内に注入し、接続リード68を折り曲げて前記の溝部上に封口体69を載置し、電池ケース67の上端の開口部を内方にかしめ封口して円筒型アルカリ蓄電池を構成する。
ケース67の底面とを挟圧した状態で、溶接点72を介して抵抗溶接する。上部集電体70の上面の周縁部には電池ケース67との内部ショートを防止するためリング状の絶縁板74を載置し、電池ケース67の上部側面に溝部を形成して、極板群65を電池ケース67内に保持する。次いで、所定量のアルカリ電解液を上部集電体70の孔部70aを利用して電池ケース67内に注入し、接続リード68を折り曲げて前記の溝部上に封口体69を載置し、電池ケース67の上端の開口部を内方にかしめ封口して円筒型アルカリ蓄電池を構成する。
電池構造体10は、図1、図2に示すように、少なくとも2個のアルカリ蓄電池10a、10bと、アルカリ蓄電池10aの封口体11に対する板厚の薄い溶接部12を一端に有するとともに板厚の厚い中間部13aを有し、さらに中間部13aから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部13bを有しているバスバー部品13と、アルカリ蓄電池10bの電池ケースの外周面に嵌合する略円形皿形状の部材から成り、その周側壁に電池ケース底部の外周面10cと溶接する溶接箇所14と溶接箇所14の間に形成された溶接無効電流を抑制する切欠溝15を設け、略円形皿形状の底部16にはバスバー部品13の接続片部13bを受け入れる受入部を構成する断面形状が角筒状のフランジ17を設けた板厚の薄いフランジ部品18と、電池構造体10を覆う外装絶縁チューブ19a、19bで構成している。
一方のアルカリ蓄電池10aを外装絶縁チューブ19aにて被覆し、アルカリ蓄電池10aの封口体11にバスバー部品13の板厚の薄い溶接部12を溶接により電気的に接続し、バスバー部品付のアルカリ蓄電池20aを構成し、もう一方のアルカリ蓄電池10bの電池ケース底部の外周面10cに略円形皿形状のフランジ部品18を嵌合し、この側壁に設けた溶接箇所14を溶接して電気的に接続し、外装絶縁チューブ19bにて被覆してフランジ部品付のアルカリ蓄電池20bを構成する。
バスバー部品13は図3〜図6に示すように、バスバー部品13の接続片部13bをフランジ部品18の受入部に挿入する際に、フランジ部品18の外周縁に被覆した外装絶縁チューブ19cとバスバー部品13の接続片部13bの先端部分が擦れ合うことを防ぐために、フランジ部品18の上面16と外装絶縁チューブ19bに接触する面の接続片部13bの先端部分に面取り部21を設けたことを特徴としている。この面取り部21は、R加工(丸め加工)が好ましい。
図3、図4に示したバスバー部品13は、板厚の厚い中間部13aと、中間部13aから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部13bを平坦に構成し、接続片部13bの先端部分24に面取り部21を設けている。
図5、図6に示したバスバー部品13は、フランジ部品18のフランジ17と嵌合する接続片部13bに押し出し加工により段差形状部22を設け、かつ、接続片部13bの先端部分24に面取り部21を設けている。
図7に示したフランジ部品18は、バスバー部品13の接続片部13bを受け入れる受入部を構成するフランジ17の断面形状を角筒状としている。このように角筒状とすることで、接続片部13bを挿入するときの挿入部の高さ寸法Bの寸法精度を高めることができる。
なお、バスバー部品13の接続片部13bをフランジ部品18の受入部に挿入する際に、フランジ部品18の外周縁に被覆した外装絶縁チューブ19cとバスバー部品13の接続片部13bの先端部分が擦れないように、接続片部13bの挿入部の高さ寸法Aと、この挿入部を受け入れる側の受入部の高さ寸法Bと、フランジ部品18の外周縁に被覆した
外装絶縁チューブ19cの厚みCとの関係を、A+C≦Bとすれば、外周縁に被覆した外装絶縁チューブ19cの破れを確実に低減できる。
外装絶縁チューブ19cの厚みCとの関係を、A+C≦Bとすれば、外周縁に被覆した外装絶縁チューブ19cの破れを確実に低減できる。
以上のバスバー部品付のアルカリ蓄電池20aとフランジ部品付のアルカリ蓄電池20bを用い、バスバー部品13の接続片部13bをフランジ部品18の受入部に挿入し、溶接部23にて接続片部13bとフランジ17を電気的に接続し、電池構造体10を作製する。
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について説明する。尚、ここで示す図は一例であって、本発明の請求項に表す構成を有していれば、同様の効果を得ることができる。
厚さ1.0mmの焼結式ニッケルからなる正極板61の正極芯材63を上方へ1.5mm突出し、厚さ0.70mmのペースト式カドミウムからなる負極板62の負極芯材64を下方へ1.5mm突出してセパレータ66を介して、渦巻状に巻回した高さ寸法50.8mmの極板群65を構成した。
板厚0.30mm、外径30mmの低炭素鋼からなる上部集電体70には、幅寸法13.0mm、板厚0.4mmの低炭素鋼からなる接続リード68を溶接した。
この上部集電体70の下面には下方に突出するバーリング部(図示せず)が成型されており、このバーリング部と電極群65の上方へ突出した正極芯材63の先端部分を溶接した。同様に極板群65の下方へ突出した負極芯材64の先端部分に板厚0.30mm、外形30.0mmの下部集電体71のバーリング部を溶接した。
上部集電体70と下部集電体71を溶接した極板群65を外径32.2mm、板厚0.52mmの電池ケース67に挿入し、電池ケース67の内底面に下部集電体71を抵抗溶接した。上部集電体70に溶接した接続リード68の一方には、外径寸法31.0mm、板厚0.90mmの封口体69を抵抗溶接した。
上部集電体70の上面の周縁部には電池ケース67との内部ショートを防止するため、樹脂製で外径30.77mmの絶縁リング74を載置し、電池ケース67の上方側面に溝部を形成して、極板群65を電池ケース67内に保持した。
所定量のアルカリ電解液を上部集電体70の孔部70aを利用して電池ケース67内に注入し、接続リード68を折り曲げて前記の溝部上に封口体69を載置し、電池ケース67の上端の開口部を内方にかしめ封口し、図8に示す円筒型のアルカリ蓄電池を作製した。
このアルカリ蓄電池は、直径32.2mm、高さ60.5mm、公称容量5300mAhである。
次に、折径60mm、厚み0.15mmのPVC(ポリ塩化ビニル)材料からなる外装絶縁チューブ19aにアルカリ蓄電池10aを挿入し、外装絶縁チューブ19aを約120℃の温風で熱収縮させ、アルカリ蓄電池10aを被覆した。
中間部13aの幅が19.8mm、厚み1.8mm、全長70mm、板厚の薄い溶接部12の厚みが0.4mmで鉄にニッケルメッキを施した材料からなるバスバー部品13の板厚の薄い溶接部12をアルカリ蓄電池10aの封口体11に抵抗溶接し、バスバー部品
付のアルカリ蓄電池20aを構成した。
付のアルカリ蓄電池20aを構成した。
また、アルカリ蓄電池10bの電池ケース底部の外周面10cに、略円形皿形状のフランジ部品18を嵌め合わせ、フランジ部品18の周側壁に設けた溶接箇所14を抵抗溶接した。このフランジ部品18の寸法は、直径33.2mm、高さ6.5mm、板厚0.4mmであり、フランジ部品18の上面16に、幅17mm、長さ21.5mm、総高2.5mm、板厚0.4mmの断面形状が角筒状の受入部としてのフランジ17をプレス加工により形成した。フランジ部品18の材質は、鉄にニッケルメッキを施したものとした。
そして、折径60mm、厚み0.15mmのPVC(ポリ塩化ビニル)からなる外装絶縁チューブ19bにアルカリ蓄電池10bとフランジ部品18を溶接したものを挿入し、外装絶縁チューブ19bを約120℃の温風で熱収縮させ、アルカリ蓄電池10bとフランジ部品18を被覆し、フランジ部品付のアルカリ蓄電池20bを構成した。
このフランジ部品付のアルカリ蓄電池20bのフランジ17に、バスバー部品付のアルカリ蓄電池20aのバスバー部品13の接続片部13bを挿入し、フランジ部品18のフランジ17上の溶接部23を抵抗溶接し、電池構造体10を作製した。
バスバー部品13は、図3及び図4に示したように、板厚の厚い中間部13aと、中間部13aから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部13bを平坦に構成し、この接続片部13bの先端部分24は半径15mmの半円弧形状とした。この先端部分24に1.4mmの面取り部21を設けた。
図5及び図6に示したように、接続片部13bに押し出し(プレス)加工により、凸部の高さ寸法が1mmの段差形状部22を設け、フランジ17の総高を3.5mmに形成したことの他は実施例1と同じように作製した電池構造体を実施例2とした。
図12に示したように、バスバー部品13の接続片部13bの両側縁に、幅2mm、凸量0.8mmのツメ部75をそれぞれ1ヶ所ずつ、計2ヶ所に設けたことの他は実施例1と同じように作製した電池構造体を実施例3とした。
図13に示したように、フランジ部品18の上面16に、長手寸法7.3mm、短手寸法2.5mm、高さ0.5mmの線状の突起部76を、受入部の入口側と出口側にそれぞれ1ヶ所ずつ、計2ヶ所に設け、フランジ17の総高を3.0mmに形成したことの他は実施例3と同じように作製した電池構造体を実施例4とした。
(比較例1)
図10に示したように、バスバー部品103は板厚の厚い中間部103aと、中間部103aから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部103bを平坦に構成し、接続片部103bの先端部分120がエッジ形状(面取り無し)に形成され、フランジ部品104は受入部としてのフランジ108の断面形状をL字状に切り起こしたものとしたことの他は実施例1と同じように作製した電池構造体を比較例1とした。
図10に示したように、バスバー部品103は板厚の厚い中間部103aと、中間部103aから他端に向けて同じ厚さで延出する接続片部103bを平坦に構成し、接続片部103bの先端部分120がエッジ形状(面取り無し)に形成され、フランジ部品104は受入部としてのフランジ108の断面形状をL字状に切り起こしたものとしたことの他は実施例1と同じように作製した電池構造体を比較例1とした。
以上のように作製した電池構造体について、フランジ部品付のアルカリ蓄電池の受入部にバスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部を挿入し、バスバー部品の接続片部と外装絶縁チューブの擦れ破れ試験を行なった。
<バスバー部品の接続片部と外装絶縁チューブの擦れ破れ試験>
電池構造体の安全性確認のため、実施例1〜4、及び比較例1において、バスバー付のアルカリ蓄電池とフランジ付のアルカリ蓄電池を各50個作製した。
電池構造体の安全性確認のため、実施例1〜4、及び比較例1において、バスバー付のアルカリ蓄電池とフランジ付のアルカリ蓄電池を各50個作製した。
(1)外装絶縁チューブの擦れ破れの確認
バスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部をフランジ部品付のアルカリ蓄電池のフランジ部品の受入部に挿入し、バスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部とフランジ部品付のアルカリ蓄電池の外装絶縁チューブが擦れ合った部分の外装絶縁チューブの破れの有無を評価した。その結果を(表1)に示す。
バスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部をフランジ部品付のアルカリ蓄電池のフランジ部品の受入部に挿入し、バスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部とフランジ部品付のアルカリ蓄電池の外装絶縁チューブが擦れ合った部分の外装絶縁チューブの破れの有無を評価した。その結果を(表1)に示す。
(表1)に示すように、バスバー部品付のアルカリ蓄電池のバスバー部品の接続片部とフランジ部品付のアルカリ蓄電池の外装絶縁チューブが擦れ合った部分の外装絶縁チューブの破れは実施例1〜4が皆無であったのに対し、比較例1は50個中2個の外装絶縁チューブの破れが発生した。
これは比較例1のバスバー部品103の接続片部103aの先端部分120の形状がエッジ形状であり、フランジ部品付のアルカリ蓄電池100bのフランジ部品104の外装絶縁チューブ115と擦れ易いためであると考えられる。
また、実施例2のバスバー部品13を用いた場合、バスバー部品付のアルカリ蓄電池10aのバスバー部品13の接続片部13bをフランジ付のアルカリ蓄電池10bのフランジ部品18の受入部に挿入する際、実施例1、比較例1と比べてスムーズに挿入できた。
これは実施例2のバスバー部品13の接続片部13bとフランジ部品18の受入部が嵌合する部分に段差形状部22を設けたため、バスバー部品13とフランジ部品18、及びフランジ部品付のアルカリ蓄電池10bの外周縁に被覆した外装絶縁チューブ19cの接触面積が低減し、各部品の摩擦抵抗が小さくなったためであると考えられる。
また、実施例3のバスバー部品13を用いた場合、バスバー部品13の接続片部13bをフランジ部品18の受入部に挿入する際、バスバー部品13の接続片部13bの側縁に設けたツメ部75とフランジ部品18の受入部が係合する。即ち、このツメ部75が位置決めの役目を果たし、バスバー部品13の接続片部13bの挿入位置を一定に、かつ容易に保持することができた。その結果、バスバー部品13と外装絶縁チューブ19cが擦れる距離を一定、最小限に保つことができるため、外装絶縁チューブ19cとバスバー部品13の接続片部13bの擦れによる外装絶縁チューブ19cの破れをより低減できる。
また、実施例4のフランジ部品18を用いた場合、実施例2と同様にバスバー部品13の接続片部13bをフランジ部品18の受入部に挿入する際、実施例1、実施例3、比較例1と比べて円滑に挿入できた。これは実施例4のフランジ部品18と、バスバー部品13の接続片部13bが接触する部分に線状の突起部76を設けたため、バスバー部品13
とフランジ部品18の接触面積が低減し、各部品の摩擦抵抗が小さくなったためであると考えられる。その結果、バスバー部品13の接続片部13bをフランジ部品18の受入部に挿入する際の挿入性が安定したと考えられる。また、実施例4はバスバー部品13の接続片部13bの両側縁にフランジ部品18の受入部と係合するツメ部75を設けているため、容易にバスバー部品13の挿入位置を決めることができた。
とフランジ部品18の接触面積が低減し、各部品の摩擦抵抗が小さくなったためであると考えられる。その結果、バスバー部品13の接続片部13bをフランジ部品18の受入部に挿入する際の挿入性が安定したと考えられる。また、実施例4はバスバー部品13の接続片部13bの両側縁にフランジ部品18の受入部と係合するツメ部75を設けているため、容易にバスバー部品13の挿入位置を決めることができた。
なお、実施例4では、図13に示した線状の突起部76を用いたが、点状や楕円状の突起部を用いても同様の効果が得られることを確認した。
本発明の電池構造体は、安全性と大電流放電特性が求められる電動アシスト自転車、電動バイク、電気自動車などの電源として有用である。
10 電池構造体
10a アルカリ蓄電池
10b アルカリ蓄電池
10c 電池ケース底部の外周面
11 封口体
12 溶接部
13 バスバー部品
13a 中間部
13b 接続片部
14 溶接部
15 切欠溝
16 上面
17 フランジ
18 フランジ部品
19a 外装絶縁チューブ
19b 外装絶縁チューブ
19c 外装絶縁チューブ
20a バスバー部品付のアルカリ蓄電池
20b フランジ部品付のアルカリ蓄電池
21 面取り部
22 段差形状部
23 溶接部
24 先端部分
61 正極板
62 負極板
63 正極芯材
64 負極芯材
65 極板群
65a 中空部
66 セパレータ
67 電池ケース
68 接続リード
69 封口体
70 上部集電体
70a 孔部
71 下部集電体
72 溶接点
73 バーリング部
74 絶縁板
75 ツメ部
76 突起部
10a アルカリ蓄電池
10b アルカリ蓄電池
10c 電池ケース底部の外周面
11 封口体
12 溶接部
13 バスバー部品
13a 中間部
13b 接続片部
14 溶接部
15 切欠溝
16 上面
17 フランジ
18 フランジ部品
19a 外装絶縁チューブ
19b 外装絶縁チューブ
19c 外装絶縁チューブ
20a バスバー部品付のアルカリ蓄電池
20b フランジ部品付のアルカリ蓄電池
21 面取り部
22 段差形状部
23 溶接部
24 先端部分
61 正極板
62 負極板
63 正極芯材
64 負極芯材
65 極板群
65a 中空部
66 セパレータ
67 電池ケース
68 接続リード
69 封口体
70 上部集電体
70a 孔部
71 下部集電体
72 溶接点
73 バーリング部
74 絶縁板
75 ツメ部
76 突起部
Claims (2)
- 少なくとも2個の外装絶縁チューブを被覆した単電池の軸方向が互いに並行となるように並置し、それぞれの単電池の外部端子間を電気的に接続する接続部品を備えた電池構造体であって、
前記接続部品は一方の単電池の外部端子と接続したフランジ部品と、他方の単電池の外部端子と接続したバスバー部品を有し、
前記バスバー部品の一端に先端を面取りした接続片部を設け、
前記フランジ部品の上部にバスバー部品の接続片部を受け入れる角筒状の受入部を設け、この受入部にバスバー部品の接続片部を挿入し、受入部と接続片部とを電気的に接続し、
前記フランジ部品の上面に突起部を設けた電池構造体。 - 前記突起部の形状を、線状または点状または楕円状とした請求項1に記載の電池構造体。
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