WO2014119286A1 - 電極部材、および、電池ブロック - Google Patents

電極部材、および、電池ブロック Download PDF

Info

Publication number
WO2014119286A1
WO2014119286A1 PCT/JP2014/000416 JP2014000416W WO2014119286A1 WO 2014119286 A1 WO2014119286 A1 WO 2014119286A1 JP 2014000416 W JP2014000416 W JP 2014000416W WO 2014119286 A1 WO2014119286 A1 WO 2014119286A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fuse
battery
current collector
negative electrode
electrode member
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/000416
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
曉 高野
貴嗣 中川
正浩 小野
Original Assignee
三洋電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三洋電機株式会社 filed Critical 三洋電機株式会社
Priority to US14/762,803 priority Critical patent/US9812694B2/en
Priority to CN201480006229.4A priority patent/CN104956519B/zh
Publication of WO2014119286A1 publication Critical patent/WO2014119286A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/528Fixed electrical connections, i.e. not intended for disconnection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/516Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by welding, soldering or brazing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/503Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the shape of the interconnectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/509Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574Devices or arrangements for the interruption of current
    • H01M50/583Devices or arrangements for the interruption of current in response to current, e.g. fuses
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10Temperature sensitive devices
    • H01M2200/103Fuse
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to an electrode member connected to a battery terminal and a battery block formed by connecting a plurality of batteries in parallel.
  • a fuse may be provided in the current path connected to the battery terminal. This fuse has a function of electrically disconnecting the battery by fusing due to heat generation when the current flowing out of the battery becomes an overcurrent.
  • an input side terminal and a plurality of output side terminal portions are formed by press punching a conductive metal plate, and then a fuse element portion is formed later on the conductive metal plate.
  • a method for manufacturing a fuse is described in which a region including a part is molded in advance with an insulator, and the fuse element part is processed and formed in the element part forming part in this state.
  • An object of the present invention is to provide a structure in which, when a thin fuse is included in an electrode member connected to a battery terminal, the fuse is not easily broken or damaged at the time of connecting to the battery.
  • An electrode member according to the present invention is an electrode member connected to a battery terminal, the periphery of which is defined by a substrate portion made of a conductive plate material and a first slit formed in the conductive plate material.
  • the periphery is defined by the connecting portion to be connected and the second slit formed in the conductive plate material continuously to the first slit, one end portion is connected to the substrate portion, and the other end portion is connected to the connecting portion.
  • a battery block according to another aspect of the present invention is a battery block formed by connecting a plurality of batteries in parallel, and a plurality of batteries and a positive-side current collector that collects power by connecting a plurality of positive terminals respectively.
  • a negative-side current collector that collects current by connecting a plurality of negative-electrode terminals, and the positive-electrode-side current collector or the negative-electrode-side current collector has an electrode member configured as described above corresponding to each battery.
  • Each current collector is included as an integrated current collector.
  • FIG. 2 is a top view, a front view, and a bottom view of the battery block of FIG. 1.
  • FIG. (A) is an enlarged view of the negative electrode current collector in the cross section taken along the line AA of FIG. 4, and (b) is a bottom view thereof.
  • FIG. (A) is an enlarged view of the negative electrode current collector in the cross section taken along the line AA of FIG. 4, and (b) is a bottom view thereof.
  • FIG. (A) is an enlarged view of the negative electrode current collector in the cross section taken along the line AA of FIG. 4, and (b) is a bottom view thereof.
  • FIG. (A) is an enlarged view of the negative electrode current collector in the cross section taken along the line AA of FIG. 4
  • (b) is a bottom view thereof.
  • It is sectional drawing which shows the state which the negative electrode electrical power collector of Fig.5 (a) connected to the
  • FIG. 1 is a perspective view showing the battery block 1.
  • FIG. 2 is an exploded view of the battery block 1.
  • 3A and 3B are three views of the battery block 1, wherein FIG. 3A is a top view, FIG. 3B is a front view, and FIG. 3C is a bottom view.
  • the battery block 1 is obtained by connecting a plurality of batteries 2 in parallel to obtain a predetermined capacity. Here, 20 batteries 2 are used.
  • the battery block 1 includes 20 batteries 2 in which each positive electrode side is aligned on one side and each negative electrode side is aligned on the other side, arranged in a predetermined arrangement relationship, housed and held in a case 3, and positive electrodes on the positive electrode side
  • the side current collecting part 4 is arranged, the negative electrode side current collecting part 5 is arranged on the negative electrode side, and the positive electrode side current collecting part 4 and the negative electrode side current collecting part are connected by appropriate fastening members 25 and 26 via the holders 6 and 7. 5 is concluded.
  • a height direction H, a length direction L, and a width direction W are shown as three axial directions orthogonal to each other.
  • the height direction H is the longitudinal direction of the battery 2.
  • the length direction L and the width direction W indicate the arrangement direction of the two-dimensional arrangement of the battery 2.
  • the larger dimension is the length direction L and the smaller dimension is the width direction W.
  • Battery 2 is a chargeable / dischargeable secondary battery.
  • a lithium ion battery is used as the secondary battery.
  • a nickel metal hydride battery, an alkaline battery, or the like may be used.
  • FIG. 2C shows a perspective view of 20 batteries 2 in a state of being housed in the battery block 1. As shown here, the 20 batteries 2 are in a staggered arrangement relationship that minimizes the gap between adjacent batteries, and three battery rows are arranged in the width direction W. 7, 6, and 7 batteries are arranged along the length direction L.
  • Battery 2 has a cylindrical outer shape. Of the both ends of the cylindrical shape, one end is used as a positive terminal and the other end is used as a negative terminal. In the present embodiment, a positive electrode terminal is provided at the upper end of the battery 2 shown in FIG. 2, and a negative electrode terminal is provided at the lower end.
  • each is a lithium ion battery having a diameter of 18 mm, a height of 65 mm, a voltage between terminals of 3.6 V, and a capacity of 2.5 Ah. This is an illustrative example, and other dimensions and characteristic values may be used.
  • the battery 2 is not limited to a cylindrical battery, and may be a battery having another external shape.
  • Case 3 is a holding container that holds and holds 20 batteries 2 in a predetermined arrangement relationship.
  • FIG. 2D shows a perspective view of the case 3.
  • the case 3 is a frame that has the same height as the battery 2 and is provided with 20 battery storage portions that are open at both ends in the height direction H. Each battery 2 is one of the battery storage portions. Stored in one.
  • the arrangement of the battery storage units is a staggered arrangement relationship corresponding to the arrangement relationship of the batteries 2 described in FIG. That is, three rows of battery storage portions are arranged in the width direction W, and each battery storage portion row has seven, six, and seven battery storage portions along the length direction L. Therefore, the length along the length direction L of the central battery storage section row is shorter than the length along the H direction of the battery storage section rows on both sides. Thereby, at both ends along the height direction H of the case 3, depressions 8 and 9 are formed as marginal spaces in which the battery 2 is not disposed at the center along the width direction W.
  • each positive electrode side of the battery 2 is aligned on one side, and each negative electrode side is aligned on the other side.
  • one side is the upper side of the paper surface along the height direction H, and the other side is the lower side of the paper surface along the height direction H.
  • the positive current collector 4 is a connecting member that is disposed so as to close the opening on one side of the case 3 and electrically connects the positive electrodes of the batteries 2 that are arranged in an aligned manner.
  • FIG. 2A shows the positive current collector 4.
  • the positive electrode current collector 4 includes a positive electrode insulating plate 10, a positive electrode current collector 11, and a positive electrode plate 12.
  • Each of the positive electrode side insulating plate 10, the positive electrode current collector 11, and the positive electrode plate 12 is provided with a notch corresponding to the recesses 8 and 9 described in the case 3.
  • the positive electrode-side insulating plate 10 is a plate material that is disposed between the case 3, the positive electrode current collector 11, and the positive electrode plate 12 to electrically insulate them.
  • the positive electrode-side insulating plate 10 is provided with 20 openings for protruding the positive electrode of the battery 2.
  • a plastic molded product or a plastic sheet having predetermined heat resistance and electrical insulation and processed into a predetermined shape is used as the positive electrode-side insulating plate 10.
  • the positive electrode current collector 11 is a thin plate having 20 electrode contact portions arranged in a positional relationship in which the positive electrode of the battery 2 is individually elastically contacted.
  • a thin metal plate having electrical conductivity, in which an electrode contact portion having a predetermined shape is formed by etching or pressing, can be used.
  • the positive electrode plate 12 is an electrode plate that is electrically connected to the positive electrode current collector 11 and interconnects the 20 electrode contact portions to form one positive electrode side output terminal.
  • the positive electrode plate 12 includes a flat surface portion 13 corresponding to the positive electrode current collector 11, and a side surface portion bent from the end portion in the length direction L of the flat surface portion 13 toward the negative electrode side current collector portion 5 along the height direction H. 14 is a bent plate.
  • the bending from the flat surface portion 13 to the side surface portion 14 of the positive electrode plate 12 is performed at the end portion in the length direction L and on the left side of the holder 7 on the paper surface of FIG.
  • the planar portion 13 is provided with 20 openings so that each electrode contact portion of the positive electrode current collector 11 can be elastically deformed.
  • the position along the height direction H of the tip portion 15 becomes the arrangement position of the negative electrode current collector 5. Is set as follows.
  • the positive electrode plate 12 a thin metal plate having electrical conductivity and having an appropriate thickness and strength can be used.
  • an electrode contact portion having a predetermined shape is formed on the flat surface portion 13 by etching or pressing, and the side surface portion 14 is formed by bending the flat surface portion 13 at a right angle by bending. be able to.
  • the negative electrode side current collector 5 is a connecting member that is disposed in the opening on the other side of the case 3 and electrically connects the negative electrode sides of the batteries 2 that are aligned.
  • FIG. 2E shows the negative electrode side current collector 5.
  • the negative electrode side current collector 5 includes a negative electrode side insulating plate 16, a negative electrode current collector 17, and a negative electrode plate 18.
  • Each of the negative electrode side insulating plate 16 and the negative electrode current collector 17 is provided with a notch corresponding to the recesses 8 and 9 described in the case 3.
  • the negative electrode plate 18 is provided with screw holes for the fastening members 25 and 26 at locations corresponding to the recesses 8 and 9.
  • the negative electrode side insulating plate 16 is a plate material that is disposed between the case 3, the negative electrode current collector 17, and the negative electrode plate 18, and electrically insulates them.
  • the negative electrode-side insulating plate 16 is provided with 20 openings that expose the negative electrode of the battery 2.
  • a plastic molded product or a plastic sheet having predetermined heat resistance and electrical insulation and processed into a predetermined shape is used as the negative electrode side insulating plate 16.
  • the negative electrode current collector 17 is an electrode member having 20 electrode contact portions that are arranged in a positional relationship in contact with the negative electrode of the battery 2 individually.
  • a thin metal plate having electrical conductivity formed with an electrode contact portion having a predetermined shape by etching or pressing can be used. Details of the electrode contact portion formed on the negative electrode current collector 17 will be described later.
  • the negative electrode plate 18 is an electrode plate that is electrically connected to the negative electrode current collector 17 and interconnects each of the 20 electrode contact portions to form one negative electrode side output terminal.
  • the negative electrode plate 18 includes a flat portion 19 and a tip portion 20 bent downward along the height direction H from the end portion in the length direction L of the flat portion 19 on the paper surface of FIG. . Bending from the flat surface portion 19 to the tip portion 20 is performed at the end portion in the length direction L and on the right holder 6 side on the paper surface of FIG. That is, the bending of the negative electrode plate 18 and the bending of the positive electrode plate 12 are performed at opposite ends along the L direction of the battery block 1.
  • the amount of bending from the flat surface portion 19 to the tip portion 20 is such that the position along the height direction H of the tip portion 20 when the battery block 1 is formed is the height of the tip portion 15 of the side surface portion 14 of the positive electrode plate 12. It is set to be the same as the position along the vertical direction H.
  • FIG. 3B shows that the positions of the tip 20 and the tip 15 along the height direction H are the same.
  • a metal thin plate having electrical conductivity and having an appropriate thickness and strength is formed by forming an electrode contact portion having a predetermined shape by etching or pressing, and bending to form a planar portion. What formed the front-end
  • the holders 6 and 7 fasten the positive current collector 4 disposed on one side of the case 3 and the negative current collector 5 disposed on the other side using a fastening member. It is a member for integrating as a whole together with the electric part 4 and the negative electrode side current collecting part 5, and is made of an insulating material.
  • the holders 6 and 7 are shown in FIG. Here, at both ends of the case 3 in the length direction L, the holder 6 is arranged on the right side on the paper surface and the holder 7 is arranged on the left side. Note that the holders 6 and 7 may not be configured separately.
  • the side portion covering the side surface of the case 3 and the upper portion covering the positive electrode side may be integrally formed, or the side surface of the case 3 may be covered.
  • a side part and the lower part which covers the negative electrode side may be comprised integrally.
  • the holders 6 and 7 are arranged so as to be directed to the opposite sides of the outer shape of the case 3.
  • the holders 6 and 7 include wall portions 21 and 22 addressed to the side surface of the case 3 and shaft portions 23 and 24 that fit into the recesses 8 and 9 of the case 3.
  • a screw portion for a fastening member is provided at each end of the shaft portions 23 and 24.
  • an insulating plate processed into a predetermined shape can be used as the holders 6 and 7, an insulating plate processed into a predetermined shape.
  • the fastening members 25 and 26 are screws for fixing the negative current collecting part 5 to the holders 6 and 7 by using female screw parts provided on the shaft parts 23 and 24 of the holders 6 and 7. Similarly, the positive current collector 4 is fixed to the holders 6 and 7 using other fastening members not shown.
  • the battery block 1 stores the battery 2 in a case having 20 battery storage portions, and at that time, each positive electrode side of the battery 2 is aligned on one side, and each negative electrode side is aligned on the other side,
  • the positive electrode current collector 4 is disposed on the positive electrode side
  • the negative electrode current collector 5 is disposed on the negative electrode side, and these are integrated by appropriate fastening members 25 and 26 via holders 6 and 7.
  • the battery 2 is arranged in the alignment guide hole for aligning and arranging the batteries 2, so that the positional accuracy is improved, the positioning accuracy between the positive electrode of the battery 2 and the positive current collector 4, the negative electrode and the negative current collector.
  • the positioning accuracy with the electric part 5 can also be increased.
  • the outer shape of the battery block 1 is defined by the case 3 and the holders 6 and 7 assigned to the case 3 regardless of the arrangement of the batteries 2, the dimensional accuracy of the outer shape of the battery block 1 is improved.
  • the tip portion 15 of the positive electrode plate 12 and the tip portion 20 of the negative electrode plate 18 are on the same side with respect to the battery block 1 and the height positions thereof are the same, the wiring can be easily pulled out. Therefore, a plurality of batteries 2 can be combined and integrated with good accuracy and good workability to form a battery block 1.
  • a plurality of battery blocks 1 can be connected in parallel. Or you may make it use the case where the number of battery accommodating parts was increased, and the positive electrode side current collection part and negative electrode side current collection part which increased the number of electrode contact parts. Even in these cases, the plurality of batteries 2 can be combined and integrated with good accuracy and good workability.
  • a battery module may be configured by preparing a plurality of the battery blocks 1 and arranging them side by side and connecting them in series.
  • the front end portion 15 of the side surface portion 14 of the positive electrode plate 12 of the battery block 1 on one side is in contact with the front end portion 20 of the negative electrode plate 18 of the battery block 1 on the other side.
  • the tip 15 of the positive plate 12 of the battery block 1 on one side and the tip 20 of the negative plate 18 of the battery block 1 on the other side are electrically and mechanically connected to each other by a connection fixing method such as welding.
  • FIG. 5A is an enlarged view showing the electrode contact portion 30 of the negative electrode current collector 17 in the cross section taken along the line AA of FIG. 4, and
  • FIG. 5B is a bottom view of the electrode contact portion 30.
  • the electrode contact portion 30 of the negative electrode current collector 17 is exposed to the outside through the opening of the negative electrode plate 18 when assembled as the battery block 1. Further, the electrode contact portion 30 of the negative electrode current collector is in contact with the surface of the negative electrode terminal of the battery 2 through the opening of the negative electrode side insulating plate 16.
  • the negative electrode current collector 17 is provided with the electrode contact portion 30 having a predetermined shape corresponding to each battery 2 by, for example, etching or press punching of a thin metal plate having electrical conductivity.
  • the electrode contact portion 30 is electrically connected between the substrate portion 32 made of a conductive metal thin plate, the connection portion 34 connected to the surface of the negative electrode terminal of the battery 2, and the substrate portion 32 and the connection portion 34.
  • a fuse 36 that is mechanically connected and an insulating film 38 that is attached to a region including the fuse 36 are provided.
  • the electrode contact portion 30 corresponds to an electrode member in the present invention, and the negative electrode current collector 17 is integrally formed with a plurality (20 in the present embodiment) of electrode contact portions 30 provided corresponding to each battery 2. It corresponds to what is configured.
  • the connection part 34 has a periphery or an outer shape defined by a substantially U-shaped first slit 40 punched into a thin metal plate.
  • the connecting portion 34 has a distal end portion 34a having a substantially semicircular shape, and a proximal end portion 34b that is connected to the distal end portion 34a in the length direction L.
  • a substantially fan-shaped cutout 35 is formed at the distal end 34 a of the connecting portion 34.
  • the notch 35 is for exposing a part of the surface of the negative electrode terminal when the connecting portion 34 is joined to the surface of the negative electrode terminal of the battery 2 by, for example, welding.
  • the remaining portion other than the notch 35 in the distal end portion 34 a of the connection portion 34 is preferably provided at a location near the connection point between the fuse 36 and the base end portion 34 b of the connection portion 34.
  • the cutout portion 35 is preferably provided at a location far from the connection point between the fuse 36 and the base end portion 34 b of the connection portion 34. This is because the wiring resistance increases as the distance from the connection point between the fuse 36 and the base end portion 34b of the connection portion 34 to the tip end portion 34a connected to the negative electrode terminal surface increases.
  • the tip end 34a of the connecting portion 34 is once bent upward in the height direction H and then bent in a direction along the length direction L therefrom.
  • the connection part 34 of the electrode contact part 30 is connected to the battery through the opening formed in the negative electrode side insulating plate 16. 2 is in contact with the negative electrode terminal.
  • the base end portion 34b of the connecting portion 34 has a substantially rectangular shape.
  • the base end portion 34 b is electrically and mechanically connected to the substrate portion 32 through the fuse 36.
  • the fuse 36 has a function of electrically disconnecting the battery 2 by fusing due to heat generation when the current value flowing into and out of the negative terminal of the battery 2 exceeds a predetermined threshold value. In order to cause such fusing, the fuse 36 extends in an approximately S shape with a constant thin width.
  • the fuse 36 has a peripheral or outer shape defined by two second slits 42a and 42b continuously punched out from the first slit 40 with respect to a thin metal plate. More specifically, the two second slits 42a and 42b extend from the two ends of the substantially U-shaped first slit 40 in a direction facing each other along the width direction W with a predetermined depth length. Thus, the fuse 36 is left between the two second slits 42a and 42b.
  • the fuse 36 has a first fuse portion 36 a extending along the direction from the edge of the substrate portion 32 toward the connection portion 34, and a direction from the edge of the base end portion 34 b of the connection portion 34 toward the substrate portion 32.
  • a second fuse portion 36b extending along the first fuse portion 36a, and a third fuse portion 36c linearly connected between the end portions of the first fuse portion 36a and the second fuse portion 36b.
  • the substrate portion 32 is formed with a first protruding portion (projecting portion) 46 that protrudes substantially parallel to the first fuse portion 36a, and the connection portion 34 is substantially adjacent to the second fuse portion 36b.
  • a second projecting portion (projecting portion) 44 projecting in parallel is formed.
  • the insulating film 38 is made of, for example, a rectangular resin film, and is attached to the region including the fuse 36 and the second slits 42 a and 42 b that define the fuse 36 across the substrate portion 32 and the connection portion 34. ing.
  • the insulating film 38 has electrical insulation, moderate thickness, and rigidity, and has a function of reinforcing the fuse 36 by being attached to a region including the fuse 36.
  • a film in which a thermosetting resin having flame retardancy is laminated on a polyimide film is suitably used.
  • the fuse 36 is fixed to the insulating film 38 by heat welding with a thermosetting resin.
  • the fuse 36 may be peeled off from the insulating film 38 due to heat generation to the extent that the fuse 36 is not cut.
  • the insulating film 38 may be stuck using an adhesive agent etc.
  • a protruding portion 48 having a substantially trapezoidal shape is formed at an edge portion facing the second slit 42a of the substrate portion 32, and a substantially trapezoidal shape is formed at the edge portion facing the second slit 42b in the base end portion 34b of the connecting portion 34.
  • a protruding portion 50 having a shape is formed. Similar to the first and second projecting portions 44 and 46 described above, these overhang portions 48 and 50 increase the bonding area to the insulating film 38 and increase the bonding strength, and the third portion of the fuse 36. By being formed in parallel on both sides of the fuse part 36c, the reinforcing effect of the fuse 36 on the third fuse part 36c by the insulating film 38 can be improved.
  • the fuse 36 has been described as being formed to have a substantially S-shape or crank shape including the three linear fuse portions 36a, 36b, 36c, but is not limited thereto.
  • it is composed of one linear portion along the direction in which the substrate portion 32 and the connecting portion 34 face each other (the length direction L in this embodiment).
  • FIG. 6 (b) it may be composed of a single linear portion extending obliquely so as to intersect the opposing direction, as shown in FIG. 6 (c). It may be formed so as to form a substantially S-shape in a curved shape as shown, or may be formed in a zigzag-shaped shape as shown in FIG.
  • the negative electrode current collector 17 having the electrode contact portion 30 having the above-described configuration is manufactured as follows.
  • an intermediate part of the negative electrode current collector 17 is formed by performing a press punching process on a metal thin plate base material.
  • the fuse 36 and the connecting portion 34 before bending are formed, and at this time, the connecting portion 34 is connected by a temporary connecting portion 52 indicated by a one-dot chain line. Since the connecting portion 34 is in a stable state by the temporary connecting portion 52, a force is prevented from acting on the narrow and weak fuse 36.
  • the insulating film 38 is pasted by covering the region including the fuse 36 and straddling the substrate portion 32 and the connecting portion 34.
  • the tip end portion of the connecting portion 34 is bent, and the temporary connecting portion 52 is cut and removed.
  • This bending and cutting may be performed simultaneously using a press die.
  • the fuse 36 is manufactured in the process of manufacturing the negative electrode current collector 17 by sticking the insulating film 38 and bending the connecting portion 34 while the connecting portion 34 is stably held by the temporary connecting portion 52. Can be prevented from being broken or damaged.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in which the negative electrode current collector 17 of FIG. 5 (a) is connected to the negative electrode terminal 2 a of the battery 2.
  • FIG. 8 is a diagram showing how the resistance of the fuse 36 of the negative electrode current collector 17 assembled as the battery block 1 is measured, and corresponds to the bottom view of FIG. In FIG. 7, the illustration of the case 3 is omitted.
  • the tip end portion 34 a of the connection portion 34 is the opening 16 a of the negative electrode side insulating plate 16. It will be in the state which contacted the surface of the negative electrode terminal 2a of the battery 2 via. In this state, the tip end 34a of the connecting portion 34 is welded to the surface of the negative electrode terminal 2a.
  • the negative electrode terminal 2 a of the battery 2 whose exposed area to the outside is reduced by the edge of the opening 16 a of the negative electrode side insulating plate 16. This surface is largely exposed by a notch 35 formed at the tip end 34 a of the connecting portion 34.
  • the tip of one probe P1 of the tester for measuring the fuse resistance can be easily and reliably brought into contact with the surface of the negative electrode terminal 2a of the battery 2.
  • the other probe P2 can be brought into contact with the substrate portion 32 (or the negative electrode plate 18) of the negative electrode current collector 17, and the resistance value (or potential difference) between them can be measured.
  • the measured resistance value or voltage value
  • it can be detected that there is either a resistance failure of the fuse 36 or a welding failure of the connection portion 34.
  • the fuse 36 is reinforced by a simple and inexpensive means of attaching the insulating film 38. It is possible to prevent or suppress breakage or damage of the fuse 36 at the time of connecting the battery 17 to the battery 2 or assembling the battery block 1.
  • the fuse resistance of the negative electrode current collector 17 can be measured after the battery block 1 is assembled. It can be done easily and reliably.
  • the negative electrode current collector 17 provided with a fuse corresponding to each of the battery blocks 1 including the plurality of batteries 2 has been described, but the present invention is not limited thereto, and the electrode member according to the present invention is It may be applied to at least one battery.
  • the negative electrode current collector 17 connected to the negative electrode terminal 2a of the battery 2 is described as an electrode member.
  • the present invention is not limited to this, and the positive electrode connected to the positive electrode terminal of the battery 2 is used.
  • the electrode member of the present invention may be applied to the current collector 11.
  • the protruding portions 44 and 46 and the overhang portions 48 and 50 for expanding the bonding area with the insulating film 38 are provided on the substrate portion 32 and the connecting portion 34, but the present invention is not limited thereto. It is not a thing and at least any one of a protrusion part and an overhang
  • 1 battery block 2 batteries, 2a negative electrode terminal, 3 case, 4 positive side current collector, 5 negative side current collector, 6, 7 holder, 10 positive side insulating plate, 11 positive current collector, 12 positive plate, 13 Plane portion (of positive plate), 14 side portion, 15 tip portion (of positive plate), 16 negative side insulating plate, 16a opening, 17 negative current collector, 18 negative plate, 19 (negative plate) flat portion, 20 (Negative electrode plate) tip part, 21, 22 wall part, 23, 24 shaft part, 25, 26 fastening member, 30 electrode contact part, 32 substrate part, 34 connection part, 34a (of connection part) tip part, 34b base End part, 35 notch part, 36 fuse, 36a first fuse part, 36b second fuse part, 36c third fuse part, 38 insulating film, 40 first slit, 42a, 42b second slot DOO, 44, 46 protrusion (protruding portion) 48, 50 protruding portion, 52 temporary connection section, H height direction, L the length direction, P1, P2 probe, W the width direction.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)

Abstract

電池の端子に接続される集電体(17)は、導電性板材からなる基板部(32)と、導電性板材に形成された第1スリット(40)により周囲を画定され、電池の端子に接続される接続部(34)と、第1スリット(40)に連続して導電性板材に形成された第2スリット(42a),(42b)により周囲を画定され、一端部が基板部(32)に連設され他端部が接続部(34)に連設される細幅のヒューズ(36)と、ヒューズ(36)と該ヒューズ(36)を画定する第2スリット(42a),(42b)を含む領域に、基板部(32)と接続部(34)とに跨って貼着された絶縁性フィルム(38)とを備える。

Description

電極部材、および、電池ブロック
 本発明は、電池の端子に接続される電極部材、および、複数の電池を並列接続してなる電池ブロックに関する。
 電池の端子に接続される電流経路にヒューズが設けられることがある。このヒューズは、電池から流れ出る電流が過電流となったときに発熱により溶断して該電池を電気的に切り離す機能を有する。
 例えば、特許文献1には、導電性金属板をプレス打ち抜き加工することにより、入力側端子および複数の出力側端子部を形成し、次いで、導電性金属板において後にヒューズエレメント部が形成されるべき箇所を含む領域を絶縁体で予めモールドしておき、そして、この状態でエレメント部形成箇所に上記ヒューズエレメント部を加工形成する、ヒューズの製造方法が記載されている。
特開2001-160347号公報
 本発明の目的は、電池の端子に接続される電極部材に細いヒューズが含まれる場合、電池への接続作業時等にヒューズが破断または損傷しにくい構造にすることである。
 本発明に係る電極部材は、電池の端子に接続される電極部材であって、導電性板材からなる基板部と、導電性板材に形成された第1スリットにより周囲を画定され、電池の端子に接続される接続部と、第1スリットに連続して導電性板材に形成された第2スリットにより周囲を画定され、一端部が基板部に連設され他端部が前記接続部に連設される細幅のヒューズと、ヒューズと該ヒューズを画定する第2スリットを含む領域に、基板部と接続部とに跨って貼着された絶縁性フィルムと、を備える。
 本発明の別の態様である電池ブロックは、複数の電池を並列接続してなる電池ブロックであって、複数の電池と、複数の正極端子をそれぞれ接続して集電する正極側集電部と、複数の負極端子をそれぞれ接続して集電する負極側集電部と、を備え、正極側集電部または負極側集電部には、上記の構成の電極部材が各電池に対応してそれぞれ設けられて一体に構成された集電体として含まれるものである。
本発明の実施の形態の一例である電池ブロックを示す斜視図である。 図1の電池ブロックの分解斜視図である。 図1の電池ブロックの上面図、正面図、底面図である。 図3の底面図を拡大して示す図である。 (a)は図4のA-A線断面における負極集電体を拡大して示す図であり、(b)はその底面図である。 図5の負極集電体に設けられるヒューズの形状の変形例を示す図である。 図5(a)の負極集電体が電池の負極端子に接続した状態を示す断面図である。 電池ブロックとして組み立てられた負極集電体のヒューズの抵抗測定の様子を示す図である。
 以下に、本発明に係る実施の形態の一例(以下、実施形態という)について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
 図1は、電池ブロック1を示す斜視図である。図2は、電池ブロック1の分解図である。図3は、電池ブロック1の三面図で、(a)は上面図、(b)は正面図、(c)は底面図である。電池ブロック1は、複数の電池2を並列接続して所定の容量を得るようにしたものである。ここでは、20個の電池2が用いられる。電池ブロック1は、20個の電池2について各正極側を一方側に揃え各負極側を他方側に揃えて所定の配置関係で整列配置し、ケース3に収納して保持し、正極側に正極側集電部4を配置し、負極側に負極側集電部5を配置し、ホルダ6,7を介して適当な締結部材25,26等で正極側集電部4と負極側集電部5を締結したものである。
 図1において、互いに直交する3軸方向として、高さ方向H、長さ方向L、幅方向Wを示した。高さ方向Hは、電池2の長手方向である。長さ方向L、幅方向Wは電池2の二次元的配置の配置方向を示すが、ここでは、寸法の大きい方を長さ方向L、小さい方を幅方向Wとした。以下の図においても同様である。
 電池2は、充放電可能な二次電池である。二次電池としては、リチウムイオン電池が用いられる。これ以外に、ニッケル水素電池、アルカリ電池等を用いてもよい。図2(c)に、電池ブロック1に収納配置される状態における20個の電池2の斜視図を示す。ここに示されるように、20個の電池2は、隣接する電池の間の隙間を最小にする千鳥型の配置関係とされ、幅方向Wに3列の電池列が配置され、それぞれの電池列は、長さ方向Lに沿って、7個、6個、7個の電池が配置されている。
 電池2は、円筒形の外形を有する。円筒形の両端部のうち一方端が正極端子、他方端が負極端子として用いられる。本実施形態では、図2に示す電池2の上端に正極端子が設けられ、下端に負極端子が設けられている。電池2の一例を挙げると、それぞれは、直径が18mm、高さが65mm、端子間電圧が3.6V、容量が2.5Ahのリチウムイオン電池である。これは説明のための例示であって、これ以外の寸法、特性値であってもよい。なお、電池2は円筒形の電池に限らず、他の外形を有する電池であってもよい。
 ケース3は、20個の電池2を所定の配置関係で整列配置して保持する保持容器である。図2(d)にケース3の斜視図を示す。ケース3は、電池2の高さと同じ高さを有し、高さ方向Hの両端側がそれぞれ開口する20個の電池収納部が設けられる枠体で、それぞれの電池2は、電池収納部の1つに収納配置される。
 電池収納部の配置は、図2(c)で説明した電池2の配置関係に対応して、千鳥型の配置関係とされる。すなわち、幅方向Wに3列の電池収納部が配置され、それぞれの電池収納部列は、長さ方向Lに沿って、7個、6個、7個の電池収納部を有する。したがって、中央の電池収納部列の長さ方向Lに沿った長さは、両側の電池収納部列のH方向に沿った長さよりも短い。これによって、ケース3の高さ方向Hに沿った両端において、幅方向Wに沿った中央部に、電池2が配置されない余裕空間としての窪み8,9が形成される。
 かかるケース3としては、アルミニウムを主材料として、押出成形によって所定の形状としたものを用いることができる。
 ケース3において、20個の電池2は、電池収納部に収納配置される際に、電池2の各正極側が一方側に揃えられ、各負極側が他方側に揃えられる。図1では、一方側は高さ方向Hに沿って紙面の上方側で、他方側は高さ方向Hに沿って紙面の下方側である。
 正極側集電部4は、ケース3の一方側の開口を塞ぐように配置されて、整列配置された電池2の正極側をそれぞれ電気的に接続する接続部材である。図2(a)に正極側集電部4を示す。ここに示されるように、正極側集電部4は、正極側絶縁板10、正極集電体11、正極板12で構成される。正極側絶縁板10、正極集電体11、正極板12のそれぞれには、ケース3で説明した窪み8,9に対応した切欠部が設けられる。
 正極側絶縁板10は、ケース3と正極集電体11、正極板12との間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する板材である。正極側絶縁板10には、電池2の正極電極を突き出させる20個の開口が設けられる。かかる正極側絶縁板10としては、所定の耐熱性と電気絶縁性とを有するプラスチック成型品またはプラスチックシートを所定の形状に加工したものが用いられる。
 正極集電体11は、電池2の正極電極にそれぞれ個別に弾性的に接触する位置関係で配置される20個の電極接触部を有する薄板である。かかる正極集電体11としては、電気的導電性を有する金属薄板について、エッチングまたはプレス加工等によって、所定の形状の電極接触部を形成したものを用いることができる。
 正極板12は、正極集電体11と電気的に接続され、20個の電極接触部を相互接続して1つの正極側出力端子とする電極板である。正極板12は、正極集電体11に対応する平面部13と、平面部13の長さ方向Lの端部から高さ方向Hに沿って負極側集電部5に向かって折れ曲がった側面部14とから構成される折れ曲がり板である。
 正極板12の平面部13から側面部14への折れ曲がりは、長さ方向Lの端部であって図2の紙面上の左側のホルダ7の側において行われる。平面部13には、正極集電体11の各電極接触部が弾性変形できるように、20個の開口が設けられる。側面部14の高さ方向Hに沿った長さは、電池ブロック1として形成されたときに、先端部15の高さ方向Hに沿った位置が、負極側集電部5の配置位置となるように設定される。
 かかる正極板12としては、電気的導電性を有し、適当な厚さと強度を有する金属薄板を用いることができる。正極板12としては、エッチングまたはプレス加工等で、平面部13に所定の形状の電極接触部を形成し、曲げ加工によって、平面部13に対し直角に折り曲げて側面部14を形成したものを用いることができる。
 負極側集電部5は、ケース3の他方側の開口に配置され、整列配置された電池2の負極側をそれぞれ電気的に接続する接続部材である。図2(e)に負極側集電部5を示す。ここに示されるように、負極側集電部5は、負極側絶縁板16、負極集電体17、負極板18で構成される。負極側絶縁板16、負極集電体17のそれぞれには、ケース3で説明した窪み8,9に対応した切欠部が設けられる。負極板18には、窪み8,9に対応した箇所に、締結部材25,26用のねじ穴が設けられる。
 負極側絶縁板16は、ケース3と負極集電体17、負極板18との間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する板材である。負極側絶縁板16には、電池2の負極電極を露出させる20個の開口が設けられる。かかる負極側絶縁板16としては、所定の耐熱性と電気絶縁性とを有するプラスチック成型品またはプラスチックシートを所定の形状に加工したものが用いられる。
 負極集電体17は、電池2の負極電極にそれぞれ個別に接触する位置関係で配置される20個の電極接触部を有する電極部材である。かかる負極集電体17としては、電気的導電性を有する金属薄板について、エッチングまたはプレス加工等によって、所定の形状の電極接触部を形成したものを用いることができる。この負極集電体17に形成された電極接触部の詳細については後述する。
 負極板18は、負極集電体17と電気的に接続され、20個の電極接触部のそれぞれを相互接続して1つの負極側出力端子とする電極板である。負極板18は、平面部19と、平面部19の長さ方向Lの端部から高さ方向Hに沿って図2の紙面上で下側に向かって折れ曲がった先端部20とで構成される。平面部19から先端部20への折れ曲がりは、長さ方向Lの端部であって図2の紙面上の右側のホルダ6の側において行われる。すなわち、負極板18における折れ曲がりと正極板12の折れ曲がりとは、電池ブロック1のL方向に沿って、互いに逆の端部で行われる。
 平面部19から先端部20への折れ曲がり量は、電池ブロック1として形成されたときに、先端部20の高さ方向Hに沿った位置が、正極板12の側面部14の先端部15の高さ方向Hに沿った位置と同じとなるように設定される。図3(b)において、先端部20と先端部15の高さ方向Hに沿った位置が同じであることを示した。
 かかる負極板18としては、電気的導電性を有し、適当な厚さと強度を有する金属薄板を、エッチングまたはプレス加工等で、所定の形状の電極接触部を形成し、曲げ加工によって、平面部19に対し直角に折り曲げて先端部20を形成したものを用いることができる。
 ホルダ6,7は、ケース3の一方側に配置される正極側集電部4と他方側に配置される負極側集電部5を、締結部材を用いて締結し、ケース3、正極側集電部4、負極側集電部5と共に、全体として一体化するための部材で、絶縁材料で構成される。図2(b)にホルダ6,7を示す。ここでは、ケース3の長さ方向Lの両端部において、紙面上の右側にホルダ6が、左側にホルダ7が配置される。なお、ホルダ6,7は別々に構成されていなくてもよく、例えば、ケース3の側面を覆う側部と正極側を覆う上部とを一体に構成してもよいし、ケース3の側面を覆う側部と負極側を覆う下部とが一体に構成されてもよい。
 図2(b)に示されるように、ホルダ6,7は、ケース3の外形の向かい合う辺のそれぞれに宛がって配置される。ホルダ6,7は、ケース3の側面に宛がわれる壁部21,22と、ケース3の窪み8,9にはまり込む軸部23,24を含んで構成される。軸部23,24のそれぞれの端部には、締結部材用のネジ部が設けられる。かかるホルダ6,7としては、絶縁体の板材を所定の形状に加工したものを用いることができる。
 締結部材25,26は、ホルダ6,7の軸部23,24に設けられる雌ネジ部を用いて、負極側集電部5をホルダ6,7に固定するネジである。同様に、図示されていな他の締結部材を用いて、正極側集電部4がホルダ6,7に固定される。
 このように、電池ブロック1は、20個の電池収納部を有するケースに電池2を収納し、その際に、電池2の各正極側を一方側に揃え、各負極側を他方側に揃え、正極側に正極側集電部4を配置し、負極側に負極側集電部5を配置し、ホルダ6,7を介して適当な締結部材25,26等でこれらを一体化する。
 電池2の整列配置は整列ガイド穴となる電池収納部を用いるので、その位置精度が向上し、電池2の正極電極と正極側集電部4との間の位置決め精度、負極電極と負極側集電部5との間の位置決め精度も高くできる。また、電池ブロック1の外形は、電池2の配列によらず、ケース3とこれに宛がわれるホルダ6,7で規定されるので、電池ブロック1の外形の寸法精度が向上する。
 また、正極板12の先端部15と負極板18の先端部20は、電池ブロック1について同じ側にあって、その高さ位置が同じであるので、配線の引き出しが容易となる。したがって、複数の電池2をよい精度で作業性よく組み合わせて一体化して電池ブロック1とできる。
 上記では、20個の電池2を並列接続して1つの電池ブロック1とした。これによって、端子間電圧が3.6V、容量が(2.5Ah×20)=50Ahの電池ブロック1を得ることができる。さらに多い容量が必要なときは、複数の電池ブロック1を並列接続して用いることができる。あるいは、電池収納部の数を増加させたケースと、電極接触部の数を増加させた正極側集電部と負極側集電部とを用いるようにしてもよい。これらの場合でも、複数の電池2をよい精度で作業性よく組み合わせて一体化することができる。
 さらに、上記電池ブロック1を複数個準備して横並びで配置し、互い直列接続することによって電池モジュールが構成されてもよい。この場合、隣接する電池ブロック1が向かい合うところで、一方側の電池ブロック1の正極板12の側面部14の先端部15が、他方側の電池ブロック1の負極板18の先端部20と接する位置で、一方側の電池ブロック1の正極板12の先端部15と他方側の電池ブロック1の負極板18の先端部20とを、溶接等の接続固定方法で互いに電気的および機械的に接続する。これを隣接する電池ブロック1の間で繰り返すことで、複数の電池ブロック1は、互いに直列接続される。
 次に、図4~8を参照して、負極集電体17の電極接触部について説明する。図4は、図3の底面図を拡大して示す図である。図5は、(a)は図4のA-A線断面における負極集電体17の電極接触部30を拡大して示す図であり、(b)は電極接触部30の底面図である。
 図4に示されるように、負極集電体17の電極接触部30は、電池ブロック1として組み立てられたとき、負極板18の開口を介して外部に露出した状態になっている。また、負極集電体の電極接触部30は、負極側絶縁板16の開口を介して電池2の負極端子の表面に接触している。
 上述したように負極集電体17には、電気的導電性を有する金属薄板について例えばエッチングやプレス打ち抜き加工等によって各電池2に対応して所定の形状の電極接触部30が形成されている。この電極接触部30は、導電性を有する金属薄板からなる基板部32と、電池2の負極端子の表面に接続される接続部34と、基板部32と接続部34との間を電気的に且つ機械的に接続するヒューズ36と、ヒューズ36を含む領域に貼着される絶縁性フィルム38とを備える。なお、この電極接触部30が本発明における電極部材に相当し、負極集電体17は各電池2に対応して設けられた複数(本実施形態では20個)の電極接触部30が一体に構成されたものに相当する。
 接続部34は、金属薄板に打ち抜かれた略U字状の第1スリット40によって周囲または外形が画定されている。接続部34は、概ね半円形状をなす先端部34aと、この先端部34aに対して長さ方向Lに連設された基端部34bとを有する。接続部34の先端部34aには、例えば略扇形状の切り欠き部35が形成されている。この切り欠き部35は、接続部34が電池2の負極端子の表面に例えば溶接等によって接合されたときに、負極端子表面の一部を露出した状態とするためのものである。なお、接続部34の先端部34aにおいて切り欠き部35以外の残された部分は、ヒューズ36と接続部34の基端部34bとの接続点から近い場所に設けることが好ましい。言い換えれば、切り欠き部35は、ヒューズ36と接続部34の基端部34bとの接続点から遠い場所に設けることが好ましい。ヒューズ36と接続部34の基端部34bとの接続点から負極端子表面に接続される先端部34aまでの距離が長くなるほど、配線抵抗が増加するためである。
 また、接続部34の先端部34aは、図5(a)に示されるように、一旦、高さ方向Hの上側に曲がって、そこから長さ方向Lに沿う方向に曲げ加工されている。このように曲げ成形されていることで、負極集電体17が電池ブロック1として組み立てられたときに、電極接触部30の接続部34が負極側絶縁板16に形成された開口を介して電池2の負極端子に接触するようになっている。
 接続部34の基端部34bは、略矩形状をなしている。基端部34bは、ヒューズ36を介して基板部32に電気的および機械的に接続されている。
 ヒューズ36は、電池2の負極端子に対して流出入する電流値が所定の閾値を越えたときに、発熱によって溶断することにより、当該電池2を電気的に切り離す機能を有する。このような溶断が生じるように、ヒューズ36は、一定の細い幅で、略S字状をなして延伸している。
 ヒューズ36は、金属薄板について上記第1スリット40に連続して打ち抜かれている2つの第2スリット42a,42bによって周囲または外形が画定されている。より詳しくは、2つの第2スリット42a,42bは、略U字状をなす第1スリット40の2つの端部から幅方向Wに沿って互いに対向する方向に所定の奥行き長さで延伸しており、これにより2つの第2スリット42a,42bの間にヒューズ36が残されるようにして形成されている。
 また、ヒューズ36は、基板部32の縁部から接続部34に向かう方向に沿って延伸する第1ヒューズ部36aと、接続部34の基端部34bの縁部から基板部32に向かう方向に沿って延伸する第2ヒューズ部36bと、第1ヒューズ部36aと第2ヒューズ部36bの各端部間に直線状に連設される第3ヒューズ部36cとを含む。
 さらに、基板部32には第1ヒューズ部36aに近接して略平行に突出する第1突出部(張出部)46が形成され、接続部34には第2ヒューズ部36bに近接して略平行に突出する第2突出部(張出部)44が形成されている。これらの第1および第2突出部46,44は、下記する絶縁性フィルム38との接合面積を拡大することによって絶縁性フィルム38の接合強度を増大させるとともに、ヒューズ36に近接する位置において平行に形成されていることで絶縁性フィルム38によるヒューズ36の第1および第2ヒューズ部36a,36bに対する補強効果を向上させることができる。
 絶縁性フィルム38は、例えば矩形状の樹脂製フィルムで構成され、ヒューズ36とヒューズ36を画定する第2スリット42a,42bを含む領域に、基板部32と接続部34とに跨って貼着されている。絶縁性フィルム38は、電気的絶縁性と適度な厚みと剛性を有しており、ヒューズ36を含む領域に貼着されることによってヒューズ36を補強する機能を有する。絶縁性フィルム38には、例えばポリイミドフィルム上に難燃性を有する熱硬化性の樹脂が積層されたようなフィルムが好適に用いられる。ヒューズ36は、熱硬化性の樹脂により熱溶着されることにより、絶縁性フィルム38に固定される。なお、絶縁性フィルム38として熱可塑性樹脂を用いると、ヒューズ36が切断しない程度の発熱によって、ヒューズ36が絶縁性フィルム38からはがれる場合がある。ただし、これに限定されるものではなく、絶縁性フィルム38は、接着剤等を用いて貼着されてもよい。
 基板部32の第2スリット42aに臨む端縁部には略台形状をなす張出部48が形成され、接続部34の基端部34bにおいて第2スリット42bに臨む端縁部には略台形状をなす張出部50が形成されている。これらの張出部48,50は、上述した第1および第2突出部44,46と同様に、絶縁性フィルム38に対する貼着面積を拡大して接合強度を増大させるとともに、ヒューズ36の第3ヒューズ部36cの両側に平行に形成されていることで絶縁性フィルム38によるヒューズ36の第3ヒューズ部36cに対する補強効果を向上させることができる。
 なお、本実施形態では、ヒューズ36が3つの直線状のヒューズ部36a,36b,36cを含んで略S字状またはクランク形状をなすように形成されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図6(a)に示されるように、基板部32と接続部34とが対向する方向(本実施形態では長さ方向L)に沿って1本の直線状部分で構成されてもよいし、図6(b)に示されるように、上記対向する方向に交差するように斜めに延伸する1本の直線状部分で構成されてもよいし、図6(c)に示されるように曲線状に略S字状をなすように形成されてもよいし、あるいは、図6(d)に示されるようにジグザグ状に曲がった形状に形成されてもよい。
 上記のような構成を有する電極接触部30を有する負極集電体17は、次のようにして製造される。
 まず、金属薄板の基材についてプレス打ち抜き加工を行って、負極集電体17の中間部品を形成する。この中間部品では、ヒューズ36と曲げ加工前の接続部34とが形成されるが、このとき接続部34は一点鎖線で示す仮連結部52によって連結されている。この仮連結部52により接続部34が安定した状態にあることで、細幅で強度が弱いヒューズ36に力が作用しないようにしている。
 その後、ヒューズ36を含む領域を覆って基板部32と接続部34とに跨って絶縁性フィルム38を溶着することにより貼り付ける。
 そして、接続部34の先端部に曲げ加工を施して、仮連結部52を切断して除去する。この曲げ加工と切断とはプレス型を用いて同時に行われてもよい。
 このように接続部34が仮連結部52によって安定して保持された状態で絶縁性フィルム38の貼着や接続部34の曲げ加工を行うことで、負極集電体17の製造過程においてヒューズ36の破断や損傷を防止することができる。
 図7は、図5(a)の負極集電体17が電池2の負極端子2aに接続された状態を示す断面図である。図8は、電池ブロック1として組み付けられた負極集電体17のヒューズ36の抵抗測定の様子を示す図であり、図7の底面図に相当する。なお、図7において、ケース3の図示は省略されている。
 図7に示されるように、負極集電体17が電池ブロック1として組み立てられたとき、負極集電体17の電極接触部30では接続部34の先端部34aが負極側絶縁板16の開口16aを介して電池2の負極端子2aの表面に接触した状態となる。この状態で接続部34の先端部34aが負極端子2aの表面に溶接される。
 このとき、図8に示されるように、本実施形態における負極集電体17では、負極側絶縁板16の開口16aの縁部によって外部への露出面積が小さくなっている電池2の負極端子2aの表面を、接続部34の先端部34aに形成した切り欠き部35によって大きく露出している。
 これにより、ヒューズ抵抗測定用テスタの一方のプローブP1の先端を電池2の負極端子2aの表面に容易且つ確実に接触させることができる。この状態で、他方のプローブP2を負極集電体17の基板部32(または負極板18)に接触させて、両者間の抵抗値(または電位差)を測定することができる。これにより測定される抵抗値(または電圧値)が所定の閾値より大きい場合、ヒューズ36の抵抗不良および接続部34の溶接不良のいずれかがあることを検出することができる。
 上述したように、本実施形態の負極集電体17および電池ブロック1によれば、ヒューズ36が絶縁性フィルム38を貼着するという簡易かつ安価な手段で補強されているので、負極集電体17の電池2への接続作業や電池ブロック1の組立作業時等にヒューズ36が破断または損傷するのを防止または抑制することができる。加えて、接続部34の先端部34aに切り欠き部35を形成して電池2の負極端子2aを大きく露出させることで、電池ブロック1として組み立てた後において負極集電体17のヒューズ抵抗測定を容易かつ確実に行うことができる。
 なお、本発明は、上述した実施形態およびその変形例の構成に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載される事項およびそれに均等な範囲内で種々の変更や改良が可能である。
 例えば、上記においては複数の電池2を含む電池ブロック1にそれぞれ対応してヒューズが設けられた負極集電体17について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明に係る電極部材は少なくとも1つの電池に適用されてもよい。
 また、上記においては、電池2の負極端子2aに接続される負極集電体17が電極部材であるとして説明したが、これに限定されるものではなく、電池2の正極端子に接続される正極集電体11に本発明の電極部材が適用されてもよい。
 さらに、上記においては、絶縁性フィルム38との貼着面積を拡大するための突出部44,46や張出部48,50を基板部32および接続部34に設けたが、これに限定されるものではなく、いずれか一方側だけに突出部および張出部の少なくとも何れかを設けてもよいし、あるいは、これらの突出部や張出部を必ずしも設けなくてもよい。
 1 電池ブロック、2 電池、2a 負極端子、3 ケース、4 正極側集電部、5 負極側集電部、6,7 ホルダ、10 正極側絶縁板、11 正極集電体、12 正極板、13 (正極板の)平面部、14 側面部、15 (正極板の)先端部、16 負極側絶縁板、16a 開口、17 負極集電体、18 負極板、19 (負極板の)平面部、20 (負極板の)先端部、21,22 壁部、23,24 軸部、25,26 締結部材、30 電極接触部、32 基板部、34 接続部、34a (接続部の)先端部、34b 基端部、35 切り欠き部、36 ヒューズ、36a 第1ヒューズ部、36b 第2ヒューズ部、36c 第3ヒューズ部、38 絶縁性フィルム、40 第1スリット、42a,42b 第2スリット、44,46 突出部(張出部)、48,50 張出部、52 仮連結部、H 高さ方向、L 長さ方向、P1,P2 プローブ、W 幅方向。

Claims (6)

  1.  電池の端子に接続される電極部材であって、
     導電性板材からなる基板部と、
     前記導電性板材に形成された第1スリットにより周囲を画定され、前記電池の端子に接続される接続部と、
     前記第1スリットに連続して前記導電性板材に形成された第2スリットにより周囲を画定され、一端部が前記基板部に連設され他端部が前記接続部に連設される細幅のヒューズと、
     前記ヒューズと該ヒューズを画定する前記第2スリットを含む領域に、前記基板部と前記接続部とに跨って貼着された絶縁性フィルムと、
     を備える、電極部材。
  2.  請求項1に記載の電極部材において、
     前記基板部および前記接続部の少なくとも一方の前記第2スリットに臨む端縁部に、前記絶縁性フィルムとの貼着面積を拡大するための張出部が形成されている、電極部材。
  3.  請求項2に記載の電極部材において、
     前記ヒューズは、前記基板部から前記接続部に向かう方向に延伸する第1ヒューズ部と、前記接続部から前記基板部に向かう方向に延伸する第2ヒューズ部と、前記第1ヒューズ部と前記第2ヒューズ部の各端部間に連設される第3ヒューズ部とからなり、前記張出部は、前記基板部から前記第1ヒューズ部に近接して略平行に突出する第1突出部と、前記接続部から前記第2ヒューズ部に近接して略平行に突出する第2突出部とを含む、電極部材。
  4.  請求項1ないし3のいずれか一項に記載の電極部材において、
     前記接続部には、前記電池の電極表面を露出させるための切り欠き部が形成されている、電極部材。
  5.  請求項1ないし4のいずれか一項に記載の電極部材において、
     前記絶縁性フィルムは熱硬化性樹脂層を備え、
     前記熱硬化性樹脂層と前記ヒューズとが接触する、電極部材。
  6.  複数の電池を並列接続してなる電池ブロックであって、
     前記複数の電池と、
     前記複数の正極端子をそれぞれ接続して集電する正極側集電部と、
     前記複数の負極端子をそれぞれ接続して集電する負極側集電部と、を備え、
     前記正極側集電部または前記負極側集電部には、請求項1ないし5のいずれか一項に記載の電極部材が各電池に対応してそれぞれ設けられて一体に構成された集電体として含まれる、電池ブロック。
PCT/JP2014/000416 2013-01-29 2014-01-28 電極部材、および、電池ブロック WO2014119286A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/762,803 US9812694B2 (en) 2013-01-29 2014-01-28 Electrode member and battery block
CN201480006229.4A CN104956519B (zh) 2013-01-29 2014-01-28 电极部件以及电池块

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013014734A JP6018937B2 (ja) 2013-01-29 2013-01-29 電極部材、および、電池ブロック
JP2013-014734 2013-01-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014119286A1 true WO2014119286A1 (ja) 2014-08-07

Family

ID=51262004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/000416 WO2014119286A1 (ja) 2013-01-29 2014-01-28 電極部材、および、電池ブロック

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9812694B2 (ja)
JP (1) JP6018937B2 (ja)
CN (1) CN104956519B (ja)
WO (1) WO2014119286A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015215598A1 (de) * 2015-08-14 2017-02-16 Audi Ag Stromsammeleinrichtung für eine Energiespeicheranordnung, Energiespeicheranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Kraftfahrzeug
DE102015215599A1 (de) * 2015-08-14 2017-02-16 Audi Ag Energiespeicheranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicheranordnung
CN106663773A (zh) * 2014-11-04 2017-05-10 松下知识产权经营株式会社 电极构件及集电板、电池组
US10115943B2 (en) * 2015-11-02 2018-10-30 Korea Institute Of Energy Research Battery packing module and battery pack
EP3843177A1 (en) * 2019-12-23 2021-06-30 Dae San Electronics Co., Ltd. Busbar to which fuse has been applied

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10566165B2 (en) * 2011-05-31 2020-02-18 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Fuse board and battery block equipped with same
JP6492668B2 (ja) * 2014-01-23 2019-04-03 株式会社村田製作所 蓄電装置、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システム
WO2016052266A1 (ja) * 2014-09-30 2016-04-07 日立工機株式会社 電動工具及びこれに用いる電池パック
US10186739B2 (en) * 2014-10-23 2019-01-22 Ampd Energy Limited Battery assembly
US10151789B2 (en) 2015-02-09 2018-12-11 Acculogic Corporation Method and device for testing the connections of batteries
CN114243223A (zh) 2015-05-11 2022-03-25 睿能创意公司 用于携带型多单元电能储存装置的电连接器
CN105470557B (zh) * 2015-11-25 2018-05-29 亿和精密工业(苏州)有限公司 锂离子电池组的保险板
JP6766580B2 (ja) * 2016-10-13 2020-10-14 大日本印刷株式会社 フィルム付き電極板
EP3633764B8 (en) * 2017-05-29 2023-05-31 SANYO Electric Co., Ltd. Battery pack
KR102332338B1 (ko) * 2017-06-01 2021-11-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
US11056752B2 (en) 2017-11-01 2021-07-06 Lithos Energy, Inc. Copper collector plate for high power battery modules
FR3073671B1 (fr) 2017-11-15 2021-11-12 Pymco Tech Bloc energetique constitue par un assemblage sans soudure d'une pluralite de cellules de batteries
CN111886717A (zh) * 2018-03-23 2020-11-03 三洋电机株式会社 二次电池
IT201800006642A1 (it) * 2018-06-25 2019-12-25 Modulo di alimentazione elettrica e metodo per assemblarlo
US11527792B2 (en) 2019-03-14 2022-12-13 Generac Power Systems, Inc. Battery module thermal management
US20220320689A1 (en) * 2019-08-30 2022-10-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Electrical storage module
KR20210035520A (ko) * 2019-09-24 2021-04-01 주식회사 엘지화학 버스바 플레이트를 포함하는 배터리 모듈, 그것을 포함하는 배터리 팩, 및 전자 디바이스
US20220344778A1 (en) * 2019-10-11 2022-10-27 Lg Energy Solution, Ltd. Battery Module Comprising Busbar Plate, Battery Pack Comprising Battery Module, and Electronic Device
CN116154412A (zh) * 2021-11-22 2023-05-23 株式会社Lg新能源 集电板、凝胶卷、二次电池、电池组以及汽车

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002056839A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Nec Mobile Energy Kk 密閉型電池
WO2011007535A1 (ja) * 2009-07-17 2011-01-20 パナソニック株式会社 電池接続部材とそれを用いた電池モジュール
WO2012164884A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 パナソニック株式会社 ヒューズ板、およびそれを具備する電池ブロック
JP2013030393A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Panasonic Corp ヒューズユニット及びそれを用いた電池モジュール、並びにヒューズユニットの製造方法
JP2013134828A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Panasonic Corp 電池モジュール

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3814451B2 (ja) 1999-12-03 2006-08-30 住友電装株式会社 ヒューズの製造方法
DE60008347T2 (de) * 1999-12-03 2004-12-02 Sumitomo Wiring Systems, Ltd., Yokkaichi Sicherungsdose
KR100502337B1 (ko) * 2002-12-26 2005-07-20 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지
US20070099073A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-03 White Daniel J Cell connection straps for battery cells of a battery pack
JP2012248487A (ja) * 2011-05-31 2012-12-13 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電気器具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002056839A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Nec Mobile Energy Kk 密閉型電池
WO2011007535A1 (ja) * 2009-07-17 2011-01-20 パナソニック株式会社 電池接続部材とそれを用いた電池モジュール
WO2012164884A1 (ja) * 2011-05-31 2012-12-06 パナソニック株式会社 ヒューズ板、およびそれを具備する電池ブロック
JP2013030393A (ja) * 2011-07-29 2013-02-07 Panasonic Corp ヒューズユニット及びそれを用いた電池モジュール、並びにヒューズユニットの製造方法
JP2013134828A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Panasonic Corp 電池モジュール

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106663773A (zh) * 2014-11-04 2017-05-10 松下知识产权经营株式会社 电极构件及集电板、电池组
DE102015215598A1 (de) * 2015-08-14 2017-02-16 Audi Ag Stromsammeleinrichtung für eine Energiespeicheranordnung, Energiespeicheranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, und Kraftfahrzeug
DE102015215599A1 (de) * 2015-08-14 2017-02-16 Audi Ag Energiespeicheranordnung, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicheranordnung
US10673051B2 (en) 2015-08-14 2020-06-02 Audi Ag Energy storage arrangement in particular for a motor vehicle, motor vehicle and method for producing an energy storage arrangement
US10115943B2 (en) * 2015-11-02 2018-10-30 Korea Institute Of Energy Research Battery packing module and battery pack
EP3843177A1 (en) * 2019-12-23 2021-06-30 Dae San Electronics Co., Ltd. Busbar to which fuse has been applied

Also Published As

Publication number Publication date
US9812694B2 (en) 2017-11-07
CN104956519B (zh) 2018-01-30
JP2014146516A (ja) 2014-08-14
US20150364744A1 (en) 2015-12-17
JP6018937B2 (ja) 2016-11-02
CN104956519A (zh) 2015-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6018937B2 (ja) 電極部材、および、電池ブロック
JP6184987B2 (ja) 電池モジュール
EP2693516B1 (en) Battery pack
JP5522748B2 (ja) 組電池モジュール
JP6446469B2 (ja) セル型の電気要素を接続するためのコネクタおよびかかるコネクタをバッテリユニット上に設置するための方法
JP4565968B2 (ja) パック電池
KR20190071454A (ko) 버스바 어셈블리를 포함하는 배터리 모듈
US20160181579A1 (en) Battery module
US20080131761A1 (en) Multi-cells connection board (mcb) assembly and its fabrication method
JP2014022195A (ja) 組電池
KR20170122304A (ko) 전지 및 그 제조 방법
US9960460B2 (en) Energy storage apparatus
JP2011198660A (ja) 電池パック
JP2009087542A (ja) 組電池および組電池用バスバー
JP2009176690A (ja) パック電池
JP2019169389A (ja) 蓄電装置
JP2005317457A (ja) パック電池
JP2017050171A (ja) 蓄電モジュール及びその製造方法
CN110832670B (zh) 电池组及其制造方法
JP5500364B2 (ja) 電池接続アセンブリ
JP2014022236A (ja) バッテリシステム
US20220094021A1 (en) Energy storage apparatus
JP4318517B2 (ja) 電池パック
JP2003323870A (ja) 電池パック
WO2021006051A1 (ja) 配線モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14745728

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14762803

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14745728

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1