JP2010061962A - 二次電池の端子構造、二次電池及び二次電池モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】隣接する二次電池を容易に接続することができる二次電池の端子構造、二次電池及び二次電池モジュールを提供する。
【解決手段】二次電池２は、正電極端子３及び負電極端子５を備え、正電極端子３及び負電極端子５は、コネクタ部３０を有している。また、バスバー６は、コネクタ部３０と接続する相手コネクタ部６１を本体６０を介して両端部に備えている。二次電池２は、隣接する正電極端子３及び負電極端子５となるように並べられ、バスバー６によって接続され、電池モジュール１は、構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池の端子構造、二次電池及び二次電池モジュールに関する。

従来の技術として、接続部が設けられた端子を有する単位電池と、単位電池の隣接する端子間を連結する連結具と、を備えた電池モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この電池モジュールによると、連結具を端子の接続部に容易に取り付けることができるので、複数の単位電池を容易に連結することができる。
特開２００８―７１７３３号公報

しかし、従来の電池モジュールは、端子に連結具をボルトによって接続しなければならず、作業効率がよくなかった。

従って本発明の目的は、隣接する二次電池を容易に接続することができる二次電池の端子構造、二次電池及び二次電池モジュールを提供することにある。

（１）本発明は上記目的を達成するため、絶縁性部材によって形成され、二次電池本体に設けられた絶縁部と、前記二次電池本体に収容される発電要素と電気的に接続される電極部と、前記電極部と電気的に接続されたコネクタ部と、を備えた二次電池の端子構造を提供する。

（２）本発明は上記目的を達成するため、前記コネクタ部は、接続される第１の相手コネクタ部、及び第２の相手コネクタ部が電気的に接続された連結部によって、隣接する前記二次電池を電気的に接続する前記（１）に記載の二次電池の端子構造を提供する。

（３）本発明は上記目的を達成するため、前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部に設けられる前記（２）に記載の二次電池の端子構造を提供する。

（４）本発明は上記目的を達成するため、前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部の蓋に設けられる前記（２）に記載の二次電池の端子構造を提供する。

（５）本発明は上記目的を達成するため、絶縁性部材によって形成され、二次電池本体に設けられた絶縁部と、前記二次電池本体に収容される発電要素と電気的に接続される電極部と、前記電極部と電気的に接続されたコネクタ部と、を有する少なくとも１つの端子構造を備えた二次電池を提供する。

（６）本発明は上記目的を達成するため、前記コネクタ部は、接続される第１の相手コネクタ部、及び第２の相手コネクタ部が電気的に接続された連結部によって、隣接する前記二次電池を電気的に接続する前記（５）に記載の二次電池を提供する。

（７）本発明は上記目的を達成するため、前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部に設けられる前記（６）に記載の二次電池を提供する。

（８）本発明は上記目的を達成するため、前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部の蓋に設けられる前記（６）に記載の二次電池を提供する。

（９）本発明は上記目的を達成するため、絶縁性部材によって形成され、二次電池本体に設けられた絶縁部と、前記二次電池本体に収容される発電要素と電気的に接続される電極部と、前記電極部と電気的に接続されたコネクタ部と、を有する少なくとも１つの端子構造を備えた複数の二次電池と、前記コネクタ部と接続される第１の相手コネクタ部、及び第２の相手コネクタ部が電気的に接続された連結部と、を備え、前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部に設けられる二次電池モジュールを提供する。

（１０）本発明は上記目的を達成するため、絶縁性部材によって形成され、二次電池本体に設けられた絶縁部と、前記二次電池本体に収容される発電要素と電気的に接続される電極部と、前記電極部と電気的に接続されたコネクタ部と、を有する少なくとも１つの端子構造を備えた複数の二次電池と、前記コネクタ部と接続される第１の相手コネクタ部、及び第２の相手コネクタ部が電気的に接続された連結部と、を備え、前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部の蓋に設けられる二次電池モジュールを提供する。

このような発明によれば、隣接する二次電池を容易に接続することができる。

以下に、本発明の二次電池の端子構造、二次電池及び二次電池モジュールの実施の形態を図面を参考にして詳細に説明する。

[第１の実施の形態]
（電池モジュールの構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電池モジュールの斜視図である。この電池モジュール（二次電池モジュール）１は、本発明における端子構造を正電極端子３及び負電極端子５側に有し、この複数の二次電池２を直列に接続して構成されている。本実施の形態においては、一例として、６つの二次電池２を直列に接続して、１つの電池モジュール１を作製するものとする。

また、電池モジュール１は、隣接する二次電池２を後述するバスバー（連結部）６を介して電気的に接続して構成されている。

このバスバー６による接続は、隣接する異なる電極同士、すなわち、正電極端子３と負電極端子５を接続することによって行われる。

（二次電池の構成）
図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るバスバーとの接続前の正電極端子の図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、バスバーとの接続後の正電極端子の図１の矢印Ｂ方向からの側面図であり、図３は、本発明の第１の実施の形態に係るバスバーとの接続後の正電極端子の図１のＡ−Ａ線断面図である。

この二次電池２は、充電を行うことによって繰り返し使用することができる蓄電池であり、一例として、帯状の正電極及び負電極の間に絶縁体であるセパレータを介在させてこれを積層した発電要素としての電極群を内部に収容する本体（二次電池本体）２０と、本発明の端子構造を構成する正電極端子３、絶縁性部材によって形成されたプレート（絶縁部）４及び負電極端子５と、を備えて概略構成されている。

（正電極端子の構成）
正電極端子３は、図２（ａ）に示すように、コネクタ部３０と、発電要素の正電極側に接続される正電極板（電極部）３１と、を備えて概略構成されている。

コネクタ部３０は、樹脂によって形成されたコネクタ本体３００と、コネクタ本体３００の上部に形成された開口３０１と、図２（ｂ）に示すように、開口３０１の側面部に設けられ、開口３０１に対する後述するバスバー６の接続によって外方向に変位する爪部３０２と、を備えて概略構成されている。

正電極板３１は、導電性を有する金属によって形成され、プレート４に設けられた開口４０を介してコネクタ本体３００の開口３０１内に突出して設けられている。

正電極板３１は、開口４０近傍で、略く字形状に曲がる曲線部３１０と、開口３０１内に突出する先端部３１１と、を備えて概略構成されている。この曲線部３１０は、相手コネクタ部６１との接続のとき、相手コネクタ部６１の挿入によって先端部３１１が本体２０側に押し込まれた際に、相手コネクタ部６１との接点を十分に確保するためのものである。

なお、負電極端子５は、発電要素の負電極側に接続されること以外は、正電極端子３と構成、及び機能は同一であるので、以下において、その説明は省略し、正電極端子３の接続に関して主に説明する。

（バスバーの構成）
バスバー６は、樹脂によって形成され、本体６０を介して所定の距離離れた両端に相手コネクタ部（第１及び第２の相手コネクタ部）６１がそれぞれ設けられている。この本体６０の両端に設けられた相手コネクタ部６１は、本体６０内に設けられた導電体６３によって電気的に接続されている。なお、所定の距離は、並べられた二次電池２の間隔に依存して決定される。

バスバー６は、図２（ａ）に示すように、本体６０と、相手コネクタ部６１と、相手コネクタ部６１の下部に設けられた開口６２と、導電体６３と、開口６２内の導電体６３が折返しされた部分である折返部６４と、折返部６４と対向する開口６２の内面部に設けられ、開口６２内に突出する凸部６５と、コネクタ部３０の爪部３０２に対応する位置に設けられた凹部６６と、を備えて概略構成されている。

なお、バスバー６は、図１に示すように、本体６０を介して相手コネクタ部６１と対向する位置に相手コネクタを有し、当該相手コネクタ部は、相手コネクタ部６１と同様の機能、及び構成を有しているので、以下に説明を省略する。

（動作）
以下に、本実施の形態における二次電池の接続に関する動作を各図を参照して詳細に説明する。

作業者は、図１に示すように、二次電池２を所定の間隔に並べる。このとき、隣り合う正電極端子３、及び負電極端子５は、異なる極を有するもの、すなわち、正電極端子３と負電極端子５が隣り合うように並べる。

続いて作業者は、バスバー６の相手コネクタ部６１を正電極端子３、及び負電極端子５のそれぞれの開口３０１に挿入する。

正電極端子３の正電極板３１の先端部３１１は、まず、相手コネクタ部６１の折返部６４に接触し、折返部６４を開口６２の内壁側に弾性変形させながら、折返部６４に対向する位置にある凸部６５に接触する。

また、このとき、相手コネクタ部６１の先端部は、正電極端子３の開口３０１に設けられた爪部３０２に接触し、爪部３０２は、開口３０１の外方向に変位し、相手コネクタ部６１の側面部に接触する。

図３に示すように、相手コネクタ部６１が正電極端子３の開口３０１に完全に挿入されたとき、側面部に接触していた爪部３０２は、相手コネクタ部６１の凹部６６に嵌り込み、相手コネクタ部６１とコネクタ部３０の接続が完了する。

なお、負電極端子５は、上記と同様に相手コネクタ部とコネクタ部の接続が行われる。

作業員は、すべての隣接する二次電池２に対して上記の作業を行い、電池モジュール１を作製する。

（効果）
（１）上記した実施の形態における二次電池２によれば、コネクタを用いて二次電池２とバスバー６とを接続するので、作業効率が向上する。

（２）上記した実施の形態における二次電池２によれば、簡単な構成で確実に二次電池２とバスバー６とを接続することができる。

[第２の実施の形態]
（構成）
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。本実施の形態における電池モジュール１Ａは、アッパーケース（容器）７０及びロアケース７１からなるケース７を有し、ケース７は、アッパーケース７０の内側に二次電池２の幅に基づいて形成された複数のガイド部７００を備えて概略構成されている。なお、負電極端子５は、正電極端子３と同様の構成を有しているので、負電極端子５のコネクタ部をコネクタ部３０とするものとする。

アッパーケース７０は、第１の実施の形態と同じバスバー６が、隣り合う二次電池２を接続できるように、上部に設けられている。

端部コネクタ６００は、一例として、アッパーケース７０の開口（図示せず）に固定されており、アッパーケース７０の上面部に図示しない正電極側のコネクタと電気的に接続しているものとする。同様に一方端の図示しないコネクタは、上面部に図示しない負電極側のコネクタと電気的に接続されているものとする。

（動作）
作業員は、一例として、アッパーケース７０を上面部が下部に来るように設置し、二次電池２を電極側を下にして、ガイド部７００に沿ってアッパーケース７０に挿入する。

作業員は、所定の数の二次電池２をアッパーケース７０に収納すると、ロアケース７１をアッパーケース７０に固定し、上面部が上部に来るようにケース７を起して、ケース７の作製を終了する。

（効果）
上記した第２の実施の形態における電池モジュール１Ａによれば、アッパーケース７０に、バスバー６が設けられ、かつ、ガイド部７００によって二次電池２の挿入が案内されるので、正確にバスバー６を正電極端子３及び負電極端子５に接続することができ、作業効率が向上する。

[第３の実施の形態]
（構成）
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。本実施の形態における電池モジュール１Ｂは、第２の実施の形態と同じ構成を有するケース７を有して概略構成されている。

アッパーケース７０は、図５に示すように、バスバー６Ａが、隣り合う二次電池２を接続できるように、上部に設けられている。

このバスバー６Ａは、一例として、導電性部材によって矩形状に形成され、中央部分には、長手方向に伸びる凹部６０Ａが形成されている。

二次電池２Ａは、図５に示すように、本体２０Ａと、正電極端子３Ａと、負電極端子５Ａとを備え、正電極端子３Ａは、バスバー６Ａの凹部６０Ａの形状に基づいた導電性を有する端子（コネクタ部）３０Ａを有し、負電極端子５Ａは、端子３０Ａと同様の形状、及ぶ部材からなる端子（コネクタ部）５０Ａと、を備えており、バスバー６Ａが、第１及び第２の相手コネクタとして機能するように構成されている。

端部コネクタ６００Ａは、バスバー６Ａに基づいた形状を有しており、一例として、第２の実施の形態と同様にアッパーケース７０の開口（図示せず）に固定されており、アッパーケース７０の上面部に図示しない正電極側のコネクタと電気的に接続しているものとする。同様に一方端の図示しないコネクタは、上面部に図示しない負電極側のコネクタと電気的に接続されているものとする。

（動作）
作業員は、一例として、アッパーケース７０を上面部が下部に来るように設置し、二次電池２Ａを電極側を下にして、ガイド部７００に沿ってアッパーケース７０に挿入する。

作業員は、所定の数の二次電池２Ａをアッパーケース７０に収納すると、ロアケース７１をアッパーケース７０に固定し、上面部が上部に来るようにケース７を起して、ケース７の作製を終了する。

（効果）
上記した第３の実施の形態における電池モジュール１Ａによれば、アッパーケース７０に、第１及び第２の相手コネクタとしてのバスバー６Ａが設けられ、かつ、ガイド部７００によって二次電池２Ａの挿入が案内されるので、正確にバスバー６Ａをコネクタ部としての端子３０Ａ及び端子５０Ａに接続することができ、作業効率が向上する。

[第４の実施の形態]
（構成）
図６は、本発明の第４の実施の形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。本実施の形態における電池モジュール１Ｃは、蓋としてのアッパーケース７０Ａと、複数の二次電池２を収容することができるロアケース７１Ａと、を備えて概略構成されている。

アッパーケース７０Ａは、図６に示すように、バスバー６が、隣り合う二次電池２を接続できるように、上部に設けられている。

端部コネクタ６００Ｂは、一例として、第２の実施の形態と同様にアッパーケース７０Ａの開口（図示せず）に固定されており、アッパーケース７０Ａの上面部に図示しない正電極側のコネクタと電気的に接続しているものとする。同様に一方端の図示しないコネクタは、上面部に図示しない負電極側のコネクタと電気的に接続されているものとする。

（動作）
作業員は、二次電池２をガイド部（図示せず）に沿ってロアケース７１Ａに挿入する。

作業員は、所定の数の二次電池２をロアケース７１Ａに収納すると、バスバー６が、正電極端子３及び負電極端子５に接続するようにアッパーケース７０Ａをロアケース７１Ａに固定し、ケース７Ａの作製を終了する。

（効果）
上記した第４の実施の形態における電池モジュール１Ｃによれば、アッパーケース７０Ａには、バスバー６が設けられ、また、ロアケース７１Ａは、ガイド部が設けられ、ガイド部によって二次電池２の挿入が案内されるので、正確にバスバー６を正電極端子３及び負電極端子５に接続することができ、作業効率が向上する。

（他の実施の形態について）
上記した実施の形態においてバスバー６、６Ａは、アッパーケース７０、７０Ａに設けられていたが、これに限定されず、正電極端子３、３Ａ及び負電極端子５、５Ａが設けられる側面部に設けても良い。

例えば、正電極端子３及び負電極端子５が、短手方向の側面部に設けられているとき、ケース７、７Ａの対応する側面部をアッパーケースとし、その内側にバスバーを設けても良い。

また、上記した実施の形態において、二次電池２、２Ａは、正電極端子３、３Ａ及び負電極端子５、５Ａの両端子に本発明の端子構造を備えていたが、これに限定されず、電池モジュール１、１Ａ、１Ｂ又は１Ｃは、少なくとも１つの端子構造を備えた二次電池同士を、対応するバスバー６、又はバスバー６Ａを介して電気的に接続する構成としても良く、また、これらを組み合わせて構成されても良い。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは変更しない範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る電池モジュールの斜視図である。 （ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係るバスバーとの接続前の正電極端子の図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、バスバーとの接続後の正電極端子の図１の矢印Ｂ方向からの側面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るバスバーとの接続後の正電極端子の図１のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係る電池モジュールの分解斜視図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…電池モジュール、２、２Ａ…二次電池、３、３Ａ…正電極端子、４…プレート、５、５Ａ…負電極端子、６、６Ａ…バスバー、７、７Ａ…ケース、２０、２０Ａ…本体、３０…コネクタ部、３０Ａ…端子、３１…正電極板、４０…開口、５０Ａ…端子、６０…本体、６０Ａ…凹部、６１…相手コネクタ部、６２…開口、６３…導電体、６４…折返部、６５…凸部、６６…凹部、７０、７０Ａ…アッパーケース、７１、７１Ａ…ロアケース、３００…コネクタ本体、３０１…開口、３０２…爪部、３１０…曲線部、３１１…先端部、６００、６００Ａ、６００Ｂ…端部コネクタ、７００…ガイド部

Claims (10)

1. 絶縁性部材によって形成され、二次電池本体に設けられた絶縁部と、
   前記二次電池本体に収容される発電要素と電気的に接続される電極部と、
   前記電極部と電気的に接続されたコネクタ部と、
   を備えた二次電池の端子構造。
2. 前記コネクタ部は、接続される第１の相手コネクタ部、及び第２の相手コネクタ部が電気的に接続された連結部によって、隣接する前記二次電池を電気的に接続する請求項１に記載の二次電池の端子構造。
3. 前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部に設けられる請求項２に記載の二次電池の端子構造。
4. 前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部の蓋に設けられる請求項２に記載の二次電池の端子構造。
5. 絶縁性部材によって形成され、二次電池本体に設けられた絶縁部と、
   前記二次電池本体に収容される発電要素と電気的に接続される電極部と、
   前記電極部と電気的に接続されたコネクタ部と、を有する少なくとも１つの端子構造を備えた二次電池。
6. 前記コネクタ部は、接続される第１の相手コネクタ部、及び第２の相手コネクタ部が電気的に接続された連結部によって、隣接する前記二次電池を電気的に接続する請求項５に記載の二次電池。
7. 前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部に設けられる請求項６に記載の二次電池。
8. 前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部の蓋に設けられる請求項６に記載の二次電池。
9. 絶縁性部材によって形成され、二次電池本体に設けられた絶縁部と、
   前記二次電池本体に収容される発電要素と電気的に接続される電極部と、
   前記電極部と電気的に接続されたコネクタ部と、を有する少なくとも１つの端子構造を備えた複数の二次電池と、
   前記コネクタ部と接続される第１の相手コネクタ部、及び第２の相手コネクタ部が電気的に接続された連結部と、
   を備え、
   前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部に設けられる二次電池モジュール。
10. 絶縁性部材によって形成され、二次電池本体に設けられた絶縁部と、
    前記二次電池本体に収容される発電要素と電気的に接続される電極部と、
    前記電極部と電気的に接続されたコネクタ部と、を有する少なくとも１つの端子構造を備えた複数の二次電池と、
    前記コネクタ部と接続される第１の相手コネクタ部、及び第２の相手コネクタ部が電気的に接続された連結部と、
    を備え、
    前記連結部は、複数の前記二次電池を収容する収容部の蓋に設けられる二次電池モジュール。

Images