JP6118816B2 - 接合部材、単電池および組電池 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様によると、単電池は、充放電電流の電流経路に第1金属と第2金属とが結合され、第1金属と第2金属の界面が形成された正極外部端子と、第2金属からなる負極外部端子と、正極外部端子において、第1金属および第2金属の両方に接して配置される犠牲防食層と、を備え、第1金属は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、第2金属は、純銅または銅合金であり、犠牲防食層は、第1金属よりもイオン化傾向の大きい材質からなり、界面を覆うように取り付けられており、正極外部端子には、単電池内の正極集電体に接続される正極基部と、単電池同士を電気的に接続するための導通部材が接続される正極接続部とが設けられ、正極基部は、第1金属からなり、正極接続部は、第2金属からなる。
本発明の第3の態様によると、単電池は、充放電電流の電流経路に第1金属と第2金属とが結合され、第1金属と第2金属の界面が形成された負極外部端子と、第1金属からなる正極外部端子と、負極外部端子において、第1金属および第2金属の両方に接して配置される犠牲防食層と、を備え、第1金属は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、第2金属は、純銅または銅合金であり、犠牲防食層は、第1金属よりもイオン化傾向の大きい材質からなり、界面を覆うように取り付けられており、負極外部端子には、単電池内の負極集電体に接続される負極基部と、単電池同士を電気的に接続するための導通部材が接続される負極接続部とが設けられ、負極基部は、第2金属からなり、負極接続部は、第1金属からなる。
本発明の第4の態様によると、組電池は、単電池を複数備え、単電池同士が電気的に接続された組電池であって、充放電電流の電流経路に第1金属と第2金属とが結合され、第1金属と第2金属の界面が形成された結合部材と、結合部材において、第1金属および第2金属の両方に接して配置される犠牲防食層を備え、第1金属は、純アルミニウムまたは
アルミニウム合金であり、第2金属は、純銅または銅合金であり、犠牲防食層は、第1金属よりもイオン化傾向の大きい材質からなり、界面を覆うように取り付けられ、単電池同士は、第2金属からなる導通部材により電気的に接続され、結合部材は、導通部材と第1金属からなる正極外部端子とが結合されてなる。
本発明の第5の態様によると、組電池は、単電池を複数備え、単電池同士が電気的に接続された組電池であって、充放電電流の電流経路に第1金属と第2金属とが結合され、第1金属と第2金属の界面が形成された結合部材と、結合部材において、第1金属および第2金属の両方に接して配置される犠牲防食層を備え、第1金属は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、第2金属は、純銅または銅合金であり、犠牲防食層は、第1金属よりもイオン化傾向の大きい材質からなり、界面を覆うように取り付けられ、単電池同士は、第1金属からなる導通部材により電気的に接続され、結合部材は、導通部材と第2金属からなる負極外部端子とが結合されてなる。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る組電池の平面図である。図1に示すように、組電池は、9個の単電池100が直列に接続された第1セルグループ10Aと、9個の単電池100が直列に接続された第2セルグループ10Bとが隣接して設けられている。
組電池は、充放電電流の電流経路にアルミニウムからなる正極端子接続部110aと銅からなる負極端子接続部110cとが結合され、アルミニウムと銅の界面115が形成されたバスバー110によって、単電池100同士が電気的に接続されてなる。バスバー110には、アルミニウムからなる正極端子接続部110aおよび銅からなる負極端子接続部110cの両方に接するように犠牲防食部材130Aが配置されている。犠牲防食部材130Aは、アルミニウムよりもイオン化傾向の大きいマグネシウムからなる。これにより、犠牲防食部材130Aが優先的に腐食されるため、アルミニウムの腐食を防止することができる。その結果、界面115における腐食に起因した接触抵抗の増加を防止することができ、長期に亘って電池の出力の低下を防止することができる。
図9〜図12を参照して第1の実施の形態の変形例(1)に係る組電池を説明する。なお、図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図9は第1の実施の形態の変形例(1)に係る組電池のバスバー110に設けられた犠牲防食部材130Bを示す図である。
図13および図14を参照して第1の実施の形態の変形例(2)に係る組電池を説明する。なお、図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図13は第1の実施の形態の変形例(2)に係る組電池のバスバー110に設けられた犠牲防食部材130Cを示す図である。
図15および図16を参照して第1の実施の形態の変形例(3)に係る組電池を説明する。なお、図中、第1の実施の形態の変形例(1)および(2)と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図13は第1の実施の形態の変形例(3)に係る組電池のバスバー110に設けられた犠牲防食部材130Bおよび犠牲防食部材130Cを示す図である。
図17を参照して第2の実施の形態に係る組電池および単電池を説明する。なお、図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図17は、第2の実施の形態に係る組電池を構成する単電池200Aの正極外部端子241Aに設けられた犠牲防食部材230Aを示す図である。
単電池200Aは、充放電電流の電流経路にアルミニウムからなる基部242aと銅からなるバスバー接続部242cとが結合され、アルミニウムと銅の界面215Aが形成された正極外部端子241Aに、犠牲防食部材230Aが設けられている。犠牲防食部材230Aは、アルミニウムからなる基部242aおよび銅からなるバスバー接続部242cの両方に接して配置されている。犠牲防食部材230Aは、アルミニウムよりもイオン化傾向の大きいマグネシウムからなる。これにより、犠牲防食部材230Aが優先的に腐食されるため、アルミニウムの腐食を防止することができる。その結果、界面215Aにおける腐食に起因した接触抵抗の増加を防止することができ、長期に亘って電池の出力の低下を防止することができる。
図18を参照して第2の実施の形態の変形例に係る組電池および単電池を説明する。なお、図中、第2の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図18は、第2の実施の形態の変形例に係る組電池を構成する単電池200Bの負極外部端子251Bに設けられた犠牲防食部材230Bを示す図である。
単電池200Bは、充放電電流の電流経路にアルミニウムからなる基部252aと銅からなるバスバー接続部252cとが結合され、アルミニウムと銅の界面215Bが形成された負極外部端子251Aに、犠牲防食部材230Bが設けられている。犠牲防食部材230Bは、銅からなる基部252aおよびアルミニウムからなるバスバー接続部252cの両方に接して配置されている。犠牲防食部材230Bは、アルミニウムよりもイオン化傾向の大きいマグネシウムからなる。これにより、犠牲防食部材230Bが優先的に腐食されるため、アルミニウムの腐食を防止することができる。その結果、界面215Bにおける腐食に起因した接触抵抗の増加を防止することができ、長期に亘って電池の出力の低下を防止することができる。
図19を参照して第3の実施の形態に係る組電池および単電池を説明する。なお、図中、第1および第2の実施の形態およびその変形例と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図19は、第3の実施の形態に係る組電池のバスバー210cおよび単電池100の正極外部端子141の両方に接して配置された犠牲防食部材330Aを示す図である。第3の実施の形態に係る単電池100は、第1の実施の形態と同一の構成とされ、バスバー210cは第2の実施の形態と同一の構成とされている。
組電池は、充放電電流の電流経路にアルミニウムからなる正極外部端子141と銅からなるバスバー210cとが結合された結合部材を有し、この結合部材には、アルミニウムと銅の界面315Aが形成されている。犠牲防食部材330Aは、アルミニウムからなる正極外部端子141および銅からなるバスバー210cの両方に接して配置されている。犠牲防食部材330Aは、アルミニウムよりもイオン化傾向の大きいマグネシウムからなる。これにより、犠牲防食部材330Aが優先的に腐食されるため、アルミニウムの腐食を防止することができる。その結果、界面315Aにおける腐食に起因した接触抵抗の増加を防止することができ、長期に亘って電池の出力の低下を防止することができる。
図20を参照して第3の実施の形態の変形例に係る組電池および単電池を説明する。なお、図中、第1および第2の実施の形態およびその変形例と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図20は、第3の実施の形態の変形例に係る組電池のバスバー210aおよび単電池100の負極外部端子151の両方に接して配置された犠牲防食部材330Bを示す図である。第3の実施の形態の変形例に係る単電池100は、第1の実施の形態と同一の構成とされ、バスバー210aは第2の実施の形態の変形例と同一の構成とされている。
組電池は、充放電電流の電流経路にアルミニウムからなるバスバー210aと銅からなる負極外部端子151とが結合された結合部材を有し、この結合部材には、アルミニウムと銅の界面315Bが形成されている。犠牲防食部材330Bは、アルミニウムからなるバスバー210aおよび銅からなる負極外部端子151の両方に接して配置されている。犠牲防食部材330Bは、アルミニウムよりもイオン化傾向の大きいマグネシウムからなる。これにより、犠牲防食部材330Bが優先的に腐食されるため、アルミニウムの腐食を防止することができる。その結果、界面315Bにおける腐食に起因した接触抵抗の増加を防止することができ、長期に亘って電池の出力の低下を防止することができる。
図21を参照して第4の実施の形態に係る組電池および単電池を説明する。なお、図中、第1の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図21は、第4の実施の形態に係る組電池のバスバー410cおよび単電池400Aの正極外部端子441の両方に接して配置された犠牲防食部材430A1,430A2を示す図である。
組電池は、充放電電流の電流経路にアルミニウムからなる正極外部端子441と銅からなるバスバー410cとが結合された結合部材を有し、この結合部材には、アルミニウムと銅の界面415Aが形成されている。犠牲防食部材430A1は、アルミニウムからなる正極外部端子441および銅からなるバスバー410cの両方に接して配置されている。犠牲防食部材430A1は、アルミニウムよりもイオン化傾向の大きいマグネシウムからなる。これにより、犠牲防食部材430A1が優先的に腐食されるため、アルミニウムの腐食を防止することができる。その結果、界面415Aにおける腐食に起因した接触抵抗の増加を防止することができ、長期に亘って電池の出力の低下を防止することができる。
図22を参照して第4の実施の形態の変形例に係る組電池および単電池を説明する。なお、図中、第4の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図22は、第4の実施の形態の変形例に係る組電池のバスバー410aおよび単電池400Bの負極外部端子451の両方に接して配置された犠牲防食部材430B1,430B2を示す図である。
組電池は、充放電電流の電流経路にアルミニウムからなるバスバー410aと銅からなる負極外部端子451とが結合された結合部材を有し、この結合部材には、アルミニウムと銅の界面415Bが形成されている。犠牲防食部材430B1は、アルミニウムからなるバスバー410aおよび銅からなる負極外部端子451の両方に接して配置されている。犠牲防食部材430B1は、アルミニウムよりもイオン化傾向の大きいマグネシウムからなる。これにより、犠牲防食部材430B1が優先的に腐食されるため、アルミニウムの腐食を防止することができる。その結果、界面415Bにおける腐食に起因した接触抵抗の増加を防止することができ、長期に亘って電池の出力の低下を防止することができる。
図23を参照して第5の実施の形態に係る組電池および単電池を説明する。なお、図中、第4の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図23は、第5の実施の形態に係る組電池を構成する単電池500Aの正極外部端子542に設けられた犠牲防食部材530Aを示す図である。
単電池500Aは、充放電電流の電流経路にアルミニウムからなる基部542aと銅からなるボルト部542bとが結合され、アルミニウムと銅の界面515Aが形成された正極外部端子542に、犠牲防食部材530Aが設けられている。犠牲防食部材530Aは、アルミニウムからなる基部542aおよび銅からなるボルト部542bの両方に接して配置されている。犠牲防食部材530Aは、アルミニウムよりもイオン化傾向の大きいマグネシウムからなる。これにより、犠牲防食部材530Aが優先的に腐食されるため、アルミニウムの腐食を防止することができる。その結果、界面515Aにおける腐食に起因した接触抵抗の増加を防止することができ、長期に亘って電池の出力の低下を防止することができる。
図24を参照して第5の実施の形態の変形例に係る組電池および単電池を説明する。なお、図中、第4の実施の形態の変形例と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。図24は、第5の実施の形態の変形例に係る組電池を構成する単電池500Bの負極外部端子552に設けられた犠牲防食部材530Bを示す図である。
単電池500Bは、充放電電流の電流経路にアルミニウムからなるボルト部552bと銅からなる基部552aとが結合され、アルミニウムと銅の界面515Bが形成された負極外部端子552に、犠牲防食部材530Bが設けられている。犠牲防食部材530Bは、アルミニウムからなるボルト部552bおよび銅からなる基部552aの両方に接して配置されている。犠牲防食部材530Bは、アルミニウムよりもイオン化傾向の大きいマグネシウムからなる。これにより、犠牲防食部材530Bが優先的に腐食されるため、アルミニウムの腐食を防止することができる。その結果、界面515Bにおける腐食に起因した接触抵抗の増加を防止することができ、長期に亘って電池の出力の低下を防止することができる。
[変形例]
(1)上記した実施の形態では、マグネシウム箔やマグネシウム板が犠牲防食部材として採用され、犠牲防食部材がバスバー110に接して配置される犠牲防食層として形成される例について説明したが、本発明はこれに限定されない。マグネシウムをバスバー110に鋳くるんで犠牲防食層を形成してもよいし、マグネシウム粉末を含んだ塗料をバスバー110に塗布して犠牲防食層を形成してもよいし、マグネシウムめっきにより犠牲防食層を形成してもよい。
Claims (10)
- 第1金属からなる正極外部端子および第2金属からなる負極外部端子をそれぞれ備えた2つの単電池を電気的に接続するための結合部材であって、
前記第1金属からなる一端側が一方の単電池の前記正極外部端子に接続され、
前記第2金属からなる他端側が他方の単電池の前記負極外部端子に接続され、
充放電電流の電流経路に前記第1金属と前記第2金属とが結合され、前記第1金属と前記第2金属の界面が形成されており、
前記第1金属および前記第2金属の両方に接して配置される犠牲防食層を備え、
前記第1金属は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、
前記第2金属は、純銅または銅合金であり、
前記犠牲防食層は、前記第1金属よりもイオン化傾向の大きい材質からなり、前記界面を覆うように取り付けられている結合部材。 - 単電池であって、
充放電電流の電流経路に第1金属と第2金属とが結合され、前記第1金属と前記第2金属の界面が形成された正極外部端子と、
前記第2金属からなる負極外部端子と、
前記正極外部端子において、前記第1金属および前記第2金属の両方に接して配置される犠牲防食層と、を備え、
前記第1金属は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、
前記第2金属は、純銅または銅合金であり、
前記犠牲防食層は、前記第1金属よりもイオン化傾向の大きい材質からなり、前記界面を覆うように取り付けられており、
前記正極外部端子には、前記単電池内の正極集電体に接続される正極基部と、単電池同士を電気的に接続するための導通部材が接続される正極接続部とが設けられ、
前記正極基部は、前記第1金属からなり、
前記正極接続部は、前記第2金属からなる単電池。 - 単電池であって、
充放電電流の電流経路に第1金属と第2金属とが結合され、前記第1金属と前記第2金属の界面が形成された負極外部端子と、
前記第1金属からなる正極外部端子と、
前記負極外部端子において、前記第1金属および前記第2金属の両方に接して配置される犠牲防食層と、を備え、
前記第1金属は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、
前記第2金属は、純銅または銅合金であり、
前記犠牲防食層は、前記第1金属よりもイオン化傾向の大きい材質からなり、前記界面を覆うように取り付けられており、
前記負極外部端子には、前記単電池内の負極集電体に接続される負極基部と、単電池同士を電気的に接続するための導通部材が接続される負極接続部とが設けられ、
前記負極基部は、前記第2金属からなり、
前記負極接続部は、前記第1金属からなる単電池。 - 請求項2に記載の単電池において、
前記正極外部端子は、第1金属と第2金属の複合材により構成されている単電池。 - 請求項3に記載の単電池において、
前記負極外部端子は、第1金属と第2金属の複合材により構成されている単電池。 - 請求項2に記載の単電池において、
前記正極接続部は、ボルトである単電池。 - 請求項3に記載の単電池において、
前記負極接続部は、ボルトである単電池。 - 組電池であって、
請求項2〜7のいずれか1項に記載の単電池を複数備え、
前記単電池同士が電気的に接続された組電池。 - 単電池を複数備え、前記単電池同士が電気的に接続された組電池であって、
充放電電流の電流経路に第1金属と第2金属とが結合され、前記第1金属と前記第2金属の界面が形成された結合部材と、
前記結合部材において、前記第1金属および前記第2金属の両方に接して配置される犠牲防食層を備え、
前記第1金属は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、
前記第2金属は、純銅または銅合金であり、
前記犠牲防食層は、前記第1金属よりもイオン化傾向の大きい材質からなり、前記界面を覆うように取り付けられ、
前記単電池同士は、前記第2金属からなる導通部材により電気的に接続され、
前記結合部材は、前記導通部材と前記第1金属からなる正極外部端子とが結合されてなる組電池。 - 単電池を複数備え、前記単電池同士が電気的に接続された組電池であって、
充放電電流の電流経路に第1金属と第2金属とが結合され、前記第1金属と前記第2金属の界面が形成された結合部材と、
前記結合部材において、前記第1金属および前記第2金属の両方に接して配置される犠牲防食層を備え、
前記第1金属は、純アルミニウムまたはアルミニウム合金であり、
前記第2金属は、純銅または銅合金であり、
前記犠牲防食層は、前記第1金属よりもイオン化傾向の大きい材質からなり、前記界面を覆うように取り付けられ、
前記単電池同士は、前記第1金属からなる導通部材により電気的に接続され、
前記結合部材は、前記導通部材と前記第2金属からなる負極外部端子とが結合されてなる組電池。
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