電気デバイスモジュールの製造方法及び電気デバイスモジュール
【課題】 電極タブ同士の接続を作業性よく行うことができ、また、煩雑な作業を伴うことなく電蝕の問題に対策を講じることができる電気デバイスモジュールの製造方法等を提供する。
【解決手段】 ケース３５上に配置された２つの電池セル２０同士を電気的接続するため、本発明の一態様による製造方法は、ケース３５に設けられたバー溝３７にバスバー１５を配置する工程と、電極タブ同士の接続部２８を気密封止するシール部材の一部をなすシール剤１２ａをバスバー上面に塗布する工程と、電極タブの先端側同士がバスバー上面において重なるように電池セルを配置する工程と、バスバー上面に電極タブ同士の重ね合せ部を溶接接合する工程と、その後、他のシール剤１２ｂを塗布する工程とを有している。
【解決手段】 ケース３５上に配置された２つの電池セル２０同士を電気的接続するため、本発明の一態様による製造方法は、ケース３５に設けられたバー溝３７にバスバー１５を配置する工程と、電極タブ同士の接続部２８を気密封止するシール部材の一部をなすシール剤１２ａをバスバー上面に塗布する工程と、電極タブの先端側同士がバスバー上面において重なるように電池セルを配置する工程と、バスバー上面に電極タブ同士の重ね合せ部を溶接接合する工程と、その後、他のシール剤１２ｂを塗布する工程とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム外装電池等の電気デバイスが所定個数ずつケース内に収容された電気デバイスモジュール、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば電気自動車のモータ駆動用の電源として軽量かつ小型の電池の開発が進められており、そのうちの１つとして、薄型のフィルム外装電池（以下、「電池セル」ともいう）が複数集合した組電池が知られている。特許文献１には、複数の電池セルを集合させて１つの組電池を構成した例が示されている。以下、これについて図１２を参照して説明する。
【０００３】
図１２に示すように、組電池１０１では、例えばリチウム二次電池として機能する４つの電池セル１２０が直列接続をなすようにして電気的に接続されている。各電池セル１２０は、所定の起電力を発生する電池要素（不図示）をラミネートフィルムで被包したものであり、フィルム外周部からは正極用及び負極用の電極タブ１０８ａ、１０８ｂが引き出されている。
【０００４】
これらの電極タブ同士は、タブ接続部１１０において部分的に重ね合わせられ、例えば超音波溶接又はレーザ溶接等により接合されている。また、隣接する電池セル１２０同士は、バスバー１１２を利用して電気的に接続されており、こうした構成により、組電池１０１においては電池セル４つ分の起電力が得られるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１１１０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電極タブ１０８ａ、１０８ｂ同士を密着させて接合する場合（図１３参照）、接続部における電極タブの腐食が生じないように何らかの対策を講じる必要がある。
【０００６】
すなわち、電極タブ１０８ａ、１０８ｂの材質はその極性に応じて適宜選択されており、一般的には異なる材料で構成されている（例えば、正極用としてアルミニウム、負極用として銅）。そのため、図１３に示すタブ接続部１１０のところでは、異金属同士が接触した状態となっている。このように異金属同士が接触する構成では、電極タブ同士の密着面に液体（例えば水）が入り込んだ状態で電流が流れると、電蝕現象が起き、電極タブが腐食する可能性があるためである。電極タブの腐食は、組電池の電気的性能の低下や短寿命化の原因となる。したがって、電極タブ同士の間への液体の浸入を防止することが、組電池の高信頼性化を実現するうえで重要である。
【０００７】
なお、アルミニウム等に関して言えば、異金属同士でなくても、すなわち同種金属同士であっても電蝕が起こることもあるため、上記のような問題は電池セル同士を直列接続する場合に限らず、並列接続する場合にも同様に起こりうる問題である。そして、上記のような問題は、図１２に示したようなフィルム外装電池に限らず、電極タブ同士の接続部のところで電蝕の問題が生じうる種々の電気デバイスに関して同様に起こり得る問題である。
【０００８】
また、例えば溶接等により電極タブ同士を接合するにあたっては、当然ながらその接合が作業性よく行えることが好ましいし、また、電触の問題に対して何らかの対策を講じる際であっても、その対策を作業性よく行えることが好ましい。
【０００９】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極タブ同士の接続を作業性よく行うことができ、また、煩雑な作業を伴うことなく電蝕の問題に対策を講じることができる電気デバイスモジュールの製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記本発明の製造方法を好適に利用することができる構成を有した電気デバイスモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の電気デバイスモジュールの製造方法は、外周部からシート状の電極タブが引き出された電気デバイスが、互いの前記電極タブの先端側同士が重なるように平面的に並んだ状態でケース内に収容されると共に、前記電極タブ同士の重ね合せ部が前記電気デバイス同士の間に配置されたバスバーに接合されている電気デバイスモジュールを製造する方法であって、前記ケースに設けられたバー溝に前記バスバーを配置する工程と、前記重ね合せ部を気密封止するシール部材の一部をなす第１のシール剤を、前記バスバー上面の両側縁に沿って塗布する工程と、前記電極タブの先端側同士が前記バスバー上面において重なり合うように、前記電池デバイスを配置する工程と、前記バスバー上面に、前記電極タブ同士の前記重ね合せ部を溶接接合する工程と、その後、前記シール部材の残りの一部をなす第２のシール剤を、該第２のシール剤が前記電極タブの両側縁部近傍において前記第１のシール剤と接触するように、前記重ね合せ部を覆う領域に塗布する工程とを有する。
【００１１】
このような本発明の製造方法によれば、電気デバイス同士の電気的接続、すなわち電極タブ同士の接続が、電気デバイスを平面的に並べた状態で行われるものであるため作業性よく行うことが可能となる。また、電蝕の問題を生じさせないように、電極タブ同士の重ね合せ部がシール部材により気密封止される構造とされているが、このシール部材の形成工程は、下記理由により効率的に実施されるようになっている。
【００１２】
すなわち、重ね合せ部を気密するためには電極タブの上下両面にシール剤をまわり込ませる必要があるが、本発明のように２回の工程に分けてシール剤を塗布するものであればその作業は比較的容易である。また、本発明においては、最初に塗布される第１のシール剤はバスバーに接するように塗布されており、したがって、溶接時に生じた熱がバスバーを経由して上記第１のシール剤に伝達される。そのためこの熱を利用してシール剤の硬化などの促進が図られる。これにより例えば、シール剤を硬化させるためだけに実施されていた工程を省略することもできるようになる。
【００１３】
上記本発明においては、前記第１のシール剤を塗布する前記工程では、前記第１のシール剤が、前記バスバーと前記ケースとの双方に接触するように塗布されるものであってもよい。これにより、第１のシール剤がバスバーをケースに固定する部材としても機能することとなる。また、第１及び第２のシール剤は、いずれも同一材料であって熱可塑性樹脂からなるものであってもよい。
【００１４】
また、前記溶接接合する工程は、前記バスバー内に形成された流通路に冷媒を供給し、前記バスバー及び該バスバー上に配置された前記電極タブを冷却しながら行われるものであってもよい。
【００１５】
上記本発明を適用して製造することができる本発明の電気デバイスモジュールは、外周部からシート状の電極タブが引き出された電気デバイスが、互いの前記電極タブの先端側同士が重なるように平面的に並んだ状態でケース内に収容されると共に、前記電極タブ同士の重ね合せ部が前記電気デバイス同士の間に配置されたバスバーに接合されている電気デバイスモジュールであって、前記重ね合せ部は、前記バスバー上面の両側縁に沿った状態で、前記電極タブの下面側に塗布された第１のシール剤と、前記電極タブの両側縁部近傍において前記第１のシール剤と接触する第２のシール剤とにより気密封止されている。
【００１６】
ケースに収容される電気デバイスの数は限定されるものではなく、例えば、一方向に並べられた２以上の前記電気デバイスからなる電気デバイス群が、隣接して２列以上配置されていてもよく、この場合、前記バスバーは、一方の前記電気デバイス群の前記電極タブと、他方の前記電気デバイス群の前記電極タブとを相互に電気的接続していてもよい。また、前記バスバーには、冷媒を供給可能な流通路が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
上述したように本発明によれば、ケース上で電極タブ同士の接続がなされるため電極タブ同士の接続を作業性よく行うことができ、また、シール剤を２回に分けて塗布していること、及び、溶接時に生じる熱を利用してシール剤の硬化等の促進がなされるようになっていることから、作業性よく、かつ効率的に気密封止用のシール部材を形成できるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、電池セルを単体の状態で示す斜視図である。図２は、電池セルを２つ集合させた電池モジュールの分解斜視図であり、図３は、本実施形態に係る組電池の外観斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、電池セル２０単体は、所定の起電力（例えば３．６Ｖ）を出力する薄型の電池要素２２が外装フィルム２４によって密封封止されたものであり、外装フィルム２４の外周部にはフィルム同士を融着させた封止部２３が形成されている。その封止部２３の両側（各短辺）からは、いずれもシート状の、正極用の電極タブ２５ａ及び負極用の電極タブ２５ｂが引き出されている。
【００２０】
電極タブ２５ａ、２５ｂについてより具体的に説明すると、いずれの電極タブもその厚さは例えば５０μｍ〜３００μｍ程度である。材質によっても異なるが、電極タブの厚さをこの程度に設定することで、電極タブ２５ａ、２５ｂが可撓性を備えることとなる。
【００２１】
電極タブ２５ａ、２５ｂはいずれも内部の電池要素２２に接続されるものであり、また、極性に応じてそれぞれの電極タブに適した材質が選択されている。すなわち、正極用の電極タブ２５ａの材質には、アルミニウム、アルミニウム合金、あるいは、それらにアルマイト処理又は樹脂コーティングを施したもののうちのいずれか（「アルミニウム系材料」という）が選択されている。一方、負極用の電極タブ２５ｂの材質には、銅、銅合金、あるいは、それらに金属メッキ（例えばニッケルメッキ）を施したもののうちのいずれか（「銅系材料」という）が選択されている。
【００２２】
図２に示すように、本実施形態の電池モジュール５０は、１つのケース３０内に２つの電池セル２０を収容する構成となっている。また、こうしてモジュール化された電池モジュール５０を複数段に重ねることで、図３に示すように最終的な組電池８０が構成されるようになっている。
【００２３】
ケース３０（図２参照）は、１つの下側ケース３５と、２つのフタ部材３３Ａ、３３Ｂとからなり、いずれの部材も例えば樹脂材料で構成されている。下側ケース３５は、それぞれに電池セル２０が１つずつ配置される２つの収容部３６Ａ、３６Ｂを有し、収容部３６Ａ、３６Ｂ同士の間には１つのバー溝３７が形成されている。このバー溝３７には、後述するように、金属材料からなるバスバー１５が配置されるようになっており、更にこのバスバー１５の上面に電極タブ同士のタブ接続部２８が位置する構成となっている。
【００２４】
バスバー１５は、このようにタブ接続部２８に接続されることで、各電池セル２０に対応した電圧取出し端子として機能する。すなわち、図示しないが、バスバーに対して所定の電気回路を接続することで、各電池セル２０の電圧を管理したり、あるいは、仮に１つの電池セル２０に異常が発生したとしても組電池８０全体としての回路が損傷しないように、ヒューズを設けたりすることが可能となる。
【００２５】
蓋部材３３Ａ、３３Ｂはそれぞれ、収容部３６Ａ、３６Ｂに対応する輪郭形状に形成されている。蓋部材を収容部に対して取り付けることで、両部材間に１つの内部空間が形成され、この内部空間に電池セルが配置されるようになっている。なお、図２等では特に示していないが、例えばウレタンフォーム等を利用して内部空間内における電池セルの固定を行うようにしてもよい。
【００２６】
図４は、下側ケース３５に２つの電池セル２０及びバスバー１５が配置された状態を示している。図示するように、２つの電池セルを配置するとケース中央部で電極タブの先端側同士が重なり合うようになっており、この重ね合せ部がタブ接続部２８となっている。また、外側に位置する電極タブ２５ａ、２５ｂは、所定の長さだけケースから延出するようになっている。このようにしてケースから延出した電極タブ２５ａ、２５ｂは、図３に示すように、組電池の側面部で相互に接続されることとなる。
【００２７】
図５は、タブ接続部２８及びその周辺の構造を具体的に示す断面図である。図１〜図４では図示しなかったが、タブ接続部２８は、最終的にはシール部材１２によって包囲されるようになっており、これにより気密な状態とされ外部からの液体等の浸入が防止されている。シール部材１２は、電極タブの下側に位置する下側シール剤１２ａと、電極タブの上側に位置する上側シール剤１２ｂとに分けられ、これらは後述するようにそれぞれ異なる工程で塗布硬化させられたものである。
【００２８】
シール剤１２ａ、１２ｂは、タブ接続部２８を良好に気密できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、初期状態では固形状であり、加熱されることによって流動性を生じ、冷却されると再び固化するような物性のものであってもよい。あるいは、初期状態で所定の流動性を備え、加熱により硬化が促進されるようなものであってもよい。
【００２９】
シール剤の材質は例えば、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、ポリエチレン、又は変性ポリエチレンのいずれかを主成分とする熱可塑性のものであってもよい。また、シール剤１２ａ、１２ｂをそれぞれ異なる材料とすることも可能であるが、本実施形態ではいずれも同一材料としている。
【００３０】
なお、図３に示したように、組電池８０は、ケース３０を重ね合せて構成されるものであるため、重ね合せた際にケース３０同士が相互に位置決めされるような工夫がなされている。すなわち、ケース３０の下面には他の部位より突起した係合凸部３８Ａが形成されており、この係合凸部３８Ａが、溝上部側に設けられた係合凹部３８Ｂに係合するようになっている。また、ケース３０はいずれも、これら係合用の構造部３８Ａ、３８Ｂを挟んで左右対称に形成されている。これにより、ケース３０を、交互に異なる向き（一方のケースの電極タブ２５ａと他方のケースの電極タブ２５ｂとが同じ側になるような向き）で積層したとしても、組電池８０の最終的な外形形状は変わらないようになっている。
【００３１】
次に、以上のような構成を有する本実施形態に係る組電池の製造方法について説明する。なお、本発明は、組電池の製造のうち、特に電極タブ同士を接続する工程に主たる特徴を有するものであるため、以下の説明ではこの工程を中心に述べるものとする。また、以下の説明ではレーザ溶接を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下の説明では、シール剤１２ａ、１２ｂとして初期状態で流動性のあるものを用いている。
【００３２】
まず、図６（ａ）に示すように、予め用意した下側ケース３５のバー溝３７にバスバー１５を配置する。そして、バスバー上面の両端部と、バー溝３７の側壁の上端部との双方に接触するように下側のシール剤１２ａを塗布する。
【００３３】
より詳細には図７に示すように、シール剤１２ａは、バスバー上面の両側縁に沿って塗布され、かつ、電極タブが配置される領域（図７中、破線のハッチングにて示す）よりも広い範囲にわたって塗布されている。このように塗布することで、電極タブをバスバー上に配置した際に、シール剤１２ａの一部が電極タブ側縁部近傍のそれぞれで、電極タブに覆われることなく露出することとなる。
【００３４】
次いで、図６（ｂ）に示すように、下側ケース３５に２つの電池セル２０を配置する。この状態では、電極タブ２５ａ、２５ｂの先端側同士は、バスバー１５上で互いに重なり合っている。
【００３５】
次いで、図６（ｃ）に示すように、例えばジグ９０を用いて２枚の電極タブをバスバー１５側に押し当てながら、電極タブ同士の重ね合せ部に対してレーザビームを照射する。レーザビームが照射された部位では、２枚の電極タブの部材が局所的に溶融し合うこととなる。また、レーザビームのエネルギーはバスバー上面にも伝わり、これによりバスバーの上面も局所的に溶融することとなる。したがって、本実施形態においては、２枚の電極タブ２５ａ、２５ｂがバスバー上面に対して接合され、電気的にも相互に導通した状態となる。
【００３６】
ところで、本工程においては溶接時にバスバー１５等が加熱されることにより、それらに接していたシール剤１２ａも間接的に加熱され、流動性が向上することとなる。したがって、先の工程で塗布した際に、例えば図６（ｂ）に示すように空隙部３が存在していたとしても、この空隙部３を充填するようにしてシール剤１２ａが流動することが期待される。もっとも、このような空隙部３がシール部材内に散在していたとしても、シール部材１２全体として気密となっていれば、外部から液体等が入り込むことはないため弊害は生じない。
【００３７】
レーザの照射が終了したら、次いで、図６（ｄ）に示すように、下側ケース３５上にフタ部材３３Ａ、３３Ｂを取り付ける。その後、２枚の電極タブ上でシール剤１２ｂを塗布硬化させる。これにより、最終的なシール部材１２が形成されタブ接続部２８が気密される。そして、このようにして作製された電池モジュール５０を図３のように積層し、それぞれの電極タブ同士を接続していくことで最終的には組電池８０が完成する。
【００３８】
なお、図６（ｄ）の工程において、レーザ溶接の際の熱がまだ電極タブに残っている状態でシール剤１２ｂを塗布するようにすれば、その熱をシール剤１２ｂの硬化等に利用できるため効率的である。また、タブ接合部２８を気密とするためには、シール剤１２ｂが、電極タブに覆われることなく露出した状態となっているシール材１２ａに接触するように、シール剤１２ｂを塗布することが重要である。
【００３９】
また、電池モジュール５０から組電池８０への組立ては、他にも例えば次のようなものであってもよい。すなわち、まず、３つの電池モジュール５０を、互いの電極タブ同士が部分的に重なるようにして一列に並べる。次いで、この状態で電極タブ同士の重ね合せ部を順次レーザ溶接していき、３つの電池モジュール５０を電気的に接続する。その後、各電池モジュール５０を九十九折りの形態で交互に折り重ねていき、最終的な組電池８０を得る方法である。
【００４０】
以上に説明した本実施形態の組電池の製造方法では、電極タブ同士のタブ接合部２８がシール部材１２により封止されているため、電極タブ同士の間に液体等が浸入することが防止され、電蝕によるタブの腐食が生じにくくなる。
【００４１】
また、図６（ｃ）を参照して説明した通り、本製造方法においては、予め塗布されていた下側シール剤１２ａに対して、レーザ溶接時の熱が伝わるようになっている。使用するシール剤の材質にもよるが、このようにレーザ溶接時の熱が伝わるようになっていることにより、この熱を利用してシール剤１２ａの硬化等の促進を図ることが可能となる。つまり、レーザ溶接時に必然的に生じる熱を積極的に利用して、シール剤１２ａの硬化等が行われるようにしているため、シール剤を硬化させるためだけの特別な工程も不要となる。
【００４２】
また、下側シール剤１２ａは、タブ接続部を気密する機能に加えて、バスバー１５をケースに対して固定する部材としても機能している。したがって、バスバー１５を固定するための特別な部材は不要である。
【００４３】
なお、以上、レーザ溶接を用いて電極タブ同士を接続することについて説明したが、電極タブ同士を接続する方法としては他にも超音波溶接をはじめとする他の溶接も利用可能である。また、図６を参照して説明した方法はあくまで本発明の一例であって、必要に応じて適宜変更可能である。例えば、レーザ溶接を行う前の段階でフタ部材３３Ａ、３３Ｂを取り付けておくようにしてもよい。
【００４４】
また、図６（ａ）に示した工程では、下側シール剤１２ａを、バスバー１５とケース３５との双方に接するように塗布するものであったが、これに限られるものではなく、例えば、バスバー上面の両側縁部分にのみ塗布することも可能である。ただし、シール剤１２ａをバスバー１５の固定用に利用するのであれば、シール剤１２ａがケース３５に対しても接していることが必要である。この点に関し、仮に上記のようにシール剤がバスバー上面の両側部分にのみ（ケースには接触することなく）塗布される場合であっても、次の工程で電池セル２０を配置した際に、電極タブ２５ａ、２５ｂによってシール剤がケース側に押し付けられ、これにより、シール剤がバスバー及びケースの双方に接するようになっていれば、同様の作用は得られる。
【００４５】
また、バー溝３７はケースの中央部のみではなく、図８に示すようにケース３０Ａの端部近傍に設けられていてもよい。このバー溝３７Ａ内には、上記同様、バスバー１５が配置され、このバスバーの上面で電極タブ同士の接合が行われる。図８ではシール部材は図示していないが、上記と実質的に同様の工程で電極タブ同士の接合を行い、シール部材を塗布硬化させたら、図示矢印に示すようにケース３０Ａを折り返す。これにより、２つのケース３０Ａが積層された状態となる。
【００４６】
次に、本発明においてケースに配置される電池セル２０の数は特に限定されるものではない。例えば図９に示すように、一方向（図示横方向）に３つ並べられた電池セル２０からなる電池セル群が、上下に隣接して２列に配置されていてもよい。図９の形態では、一方の電池セル群の電極タブと他方の電池セル群の電極タブとが、バスバーによって相互に電気的に接続され、２並列３直列の状態となっている。
【００４７】
（第２の実施形態）
本発明は、上記に説明した形態の他にも例えば図１０に示すようなものであってもよい。
【００４８】
図１０に示す電池モジュール５１は、第１の実施形態における電池モジュール５０のバスバー１５を、中空部材からなるバスバー１５’に変更したものである。その他の構造部については第１の実施形態と同様であるため、同一の構造部には図１〜図９と同じ符号を付して示しその説明は省略する。
【００４９】
なお、本実施形態の電池モジュール５１は、次のような問題点を解決しようとするものである。すなわち、図６（ｃ）を参照して説明したようにレーザビームを用いて電極タブ２５同士を溶接する場合、レーザビームの照射により電極タブ２５が高温となる。電極タブ２５が高温になれば、その熱の影響により封止部２３（図１０参照）における樹脂が軟化し、場合によっては、封止部２３の気密性が損なわれる可能性もある。
【００５０】
これを防止するための方策としては、電極タブの長さＬ25を長めに設定することが挙げられる。これにより、レーザビームが照射される部位から封止部２３までの距離が長くなり、封止部２３における電極タブ２５の温度も上昇にくくなるめである。しかしながら、このように電極タブ２５を長くすれば、当然ながら電池セル２０同士の間隔が広くなり、ひいては、電池モジュール全体が大型化してしまう。そこで、本実施形態ではバスバー１５’に通風路１５ａを設け、この通風路１５ａを利用して、レーザビーム照射時の電極タブの温度上昇を抑えるようにしている。
【００５１】
まずバスバー１５’について説明すると、バスバー１５’は矩形断面を有する管状部材からなり、その内部に通風路１５ａが形成されている。通風路１５ａ内には、不図示の送風手段により冷却風が供給されるようになっている。より具体的には、冷却風は、図１０（ａ）に示すように、電極タブ同士にレーザビームを照射する際に、通風口１５ａに供給される。これにより、バスバー１５’が冷却されるため、これに合わせてバスバー上に配置された電極タブ２５も冷却され、封止部２３における電極タブ２５の温度上昇も抑えられることとなる。
【００５２】
本実施形態では、このように、レーザビーム照射時の電極タブ２５の温度上昇が抑えられるため、封止部２３における樹脂の軟化等が発現しにくくなり、封止部２３の気密性が損なわれる可能性も低減する。したがって、熱による封止部への悪影響を考慮して電極タブの長さＬ25を長く設定する必要がなくなり、その結果、電池モジュール全体の小型化も実現される。
【００５３】
なお、レーザビームを照射した後の工程、すなわち、残りのシール剤１２ｂを塗布硬化させる工程（図１０（ｂ）参照）は、第１の実施形態と同様にして実施可能である。また、電池モジュール５１の使用時に、バスバー１５’の通風路１５ａ内に冷却風を流す構成とすれば、使用時における電極タブ２５の温度上昇を抑制することも可能である。
【００５４】
上記説明では、バスバー１５’を管状部材として説明したが、バスバーはそれに限らず、例えば断面コ字型の部材であってもよい。断面コ字型のバスバーを、その開口側が下側ケース３５に対向するように配置することで、バスバーとケース３５との間に通風路が形成され、この通風路を利用して、上記同様の作用効果を得ることができるためである。
【００５５】
特に限定されるものではないが、バスバーはより具体的には図１１に示すようなものであってもよい。図１１に示すバスバー１５’’では、その断面形状の一部にＲ部１９が形成されている。また、バスバー１５’’の一方の端部（図示左方）には、電気回路（例えば接続用コード：不図示）を接続するための端子接合ネジ１７が設けられている。接続用コードは、通風路１５ａを閉塞することなく端子接合ネジ１７に取り付けることができるように構成されている。冷却風は、端子接合ネジ１７が設けられた側の端部から導入されるようになっていてもよいし、それとは反対側の端部から導入されるようになっていてもよい。
【００５６】
以上説明した第１及び第２の実施形態では、外包体が外装フィルム２４である電池セル２０を例に挙げて説明したが、電池セル（電気デバイス）としては、シート状の電極タブが引き出されたものであれば、例えば外装フィルムの代わりに缶などを用いて電池要素２２（電気デバイス要素）を気密封止したものであってもよい。また、以上の説明では詳細に述べなかったが、電池セルに用いられる電池要素２２は、リチウムイオン二次電池、具他的には、リチウム・マンガン複合酸化物、コバルト酸リチウム等の正極活物質をアルミニウム箔などの両面に塗布した正極板と、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料を銅箔などの両面に塗布した負極板とを、セパレータを介して対向させ、それにリチウム塩を含む電解液が含浸されるものであってもよい。もっとも、電池要素はリチウムイオン二次電池の他にも、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムメタル一次電池あるいは二次電池、リチウムポリマー電池等、他の種類の化学電池の電池要素であってもよい。また、電池要素は積層型のものに限らず、帯状の正極側活電極と負極側活電極とをセパレータを介して重ねこれを捲回した後、扁平状に圧縮することによって正極側活電極と負極側活電極とが交互に積層された構造の捲回型であってもよい。更に、電気デバイス要素として、電気二重層キャパシタなどのキャパシタあるいは電解コンデンサなどに例示されるキャパシタ要素のような、電気エネルギーを貯留及び出力する（充放電する）ものを利用するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】電池セルを単体の状態で示す斜視図である。
【図２】電池セルを２つ集合させた電池モジュールの分解斜視図である。
【図３】本実施形態に係る組電池の外観斜視図である。
【図４】下側ケースに２つの電池セル及びバスバーが配置された状態を示す上面図である。
【図５】タブ接続部及びその周辺の構造を具体的に示す断面図である。
【図６】本発明の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７】下側のシール剤の塗布領域を示す斜視図である。
【図８】ケースに関しての他の構成例、及びケース同士の重ね合せ工程について説明するための図である。
【図９】電池セルの他の配置例を模式的に示す上面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る電池モジュールの構成及びその製造方法を示す断面図である。
【図１１】第２の実施形態に利用可能なバスバーの一例を示す図である。
【図１２】従来の組電池の一例を示す斜視図である。
【図１３】電極タブ同士の接続部における問題点について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５８】
３ 空隙部
１５、１５’、１５’’ バスバー
１５ａ 通風路
１７ 端子接合ネジ
１９ Ｒ部
２０ 電池セル
２２ 電池要素
２３ 封止部
２４ 外装フィルム
２５ａ、２５ｂ 電極タブ
２８ タブ接続部
３０、３０Ａ ケース
３３Ａ、３３Ｂ フタ部材
３５ 下側ケース
３６Ａ、３６Ｂ 収容部
３７、３７Ａ バー溝
３８Ａ 係合凸部
３８Ｂ 係合凹部
５０、５１ 電池モジュール
８０ 組電池
９０ ジグ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム外装電池等の電気デバイスが所定個数ずつケース内に収容された電気デバイスモジュール、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば電気自動車のモータ駆動用の電源として軽量かつ小型の電池の開発が進められており、そのうちの１つとして、薄型のフィルム外装電池（以下、「電池セル」ともいう）が複数集合した組電池が知られている。特許文献１には、複数の電池セルを集合させて１つの組電池を構成した例が示されている。以下、これについて図１２を参照して説明する。
【０００３】
図１２に示すように、組電池１０１では、例えばリチウム二次電池として機能する４つの電池セル１２０が直列接続をなすようにして電気的に接続されている。各電池セル１２０は、所定の起電力を発生する電池要素（不図示）をラミネートフィルムで被包したものであり、フィルム外周部からは正極用及び負極用の電極タブ１０８ａ、１０８ｂが引き出されている。
【０００４】
これらの電極タブ同士は、タブ接続部１１０において部分的に重ね合わせられ、例えば超音波溶接又はレーザ溶接等により接合されている。また、隣接する電池セル１２０同士は、バスバー１１２を利用して電気的に接続されており、こうした構成により、組電池１０１においては電池セル４つ分の起電力が得られるようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１１１０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、電極タブ１０８ａ、１０８ｂ同士を密着させて接合する場合（図１３参照）、接続部における電極タブの腐食が生じないように何らかの対策を講じる必要がある。
【０００６】
すなわち、電極タブ１０８ａ、１０８ｂの材質はその極性に応じて適宜選択されており、一般的には異なる材料で構成されている（例えば、正極用としてアルミニウム、負極用として銅）。そのため、図１３に示すタブ接続部１１０のところでは、異金属同士が接触した状態となっている。このように異金属同士が接触する構成では、電極タブ同士の密着面に液体（例えば水）が入り込んだ状態で電流が流れると、電蝕現象が起き、電極タブが腐食する可能性があるためである。電極タブの腐食は、組電池の電気的性能の低下や短寿命化の原因となる。したがって、電極タブ同士の間への液体の浸入を防止することが、組電池の高信頼性化を実現するうえで重要である。
【０００７】
なお、アルミニウム等に関して言えば、異金属同士でなくても、すなわち同種金属同士であっても電蝕が起こることもあるため、上記のような問題は電池セル同士を直列接続する場合に限らず、並列接続する場合にも同様に起こりうる問題である。そして、上記のような問題は、図１２に示したようなフィルム外装電池に限らず、電極タブ同士の接続部のところで電蝕の問題が生じうる種々の電気デバイスに関して同様に起こり得る問題である。
【０００８】
また、例えば溶接等により電極タブ同士を接合するにあたっては、当然ながらその接合が作業性よく行えることが好ましいし、また、電触の問題に対して何らかの対策を講じる際であっても、その対策を作業性よく行えることが好ましい。
【０００９】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極タブ同士の接続を作業性よく行うことができ、また、煩雑な作業を伴うことなく電蝕の問題に対策を講じることができる電気デバイスモジュールの製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記本発明の製造方法を好適に利用することができる構成を有した電気デバイスモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の電気デバイスモジュールの製造方法は、外周部からシート状の電極タブが引き出された電気デバイスが、互いの前記電極タブの先端側同士が重なるように平面的に並んだ状態でケース内に収容されると共に、前記電極タブ同士の重ね合せ部が前記電気デバイス同士の間に配置されたバスバーに接合されている電気デバイスモジュールを製造する方法であって、前記ケースに設けられたバー溝に前記バスバーを配置する工程と、前記重ね合せ部を気密封止するシール部材の一部をなす第１のシール剤を、前記バスバー上面の両側縁に沿って塗布する工程と、前記電極タブの先端側同士が前記バスバー上面において重なり合うように、前記電池デバイスを配置する工程と、前記バスバー上面に、前記電極タブ同士の前記重ね合せ部を溶接接合する工程と、その後、前記シール部材の残りの一部をなす第２のシール剤を、該第２のシール剤が前記電極タブの両側縁部近傍において前記第１のシール剤と接触するように、前記重ね合せ部を覆う領域に塗布する工程とを有する。
【００１１】
このような本発明の製造方法によれば、電気デバイス同士の電気的接続、すなわち電極タブ同士の接続が、電気デバイスを平面的に並べた状態で行われるものであるため作業性よく行うことが可能となる。また、電蝕の問題を生じさせないように、電極タブ同士の重ね合せ部がシール部材により気密封止される構造とされているが、このシール部材の形成工程は、下記理由により効率的に実施されるようになっている。
【００１２】
すなわち、重ね合せ部を気密するためには電極タブの上下両面にシール剤をまわり込ませる必要があるが、本発明のように２回の工程に分けてシール剤を塗布するものであればその作業は比較的容易である。また、本発明においては、最初に塗布される第１のシール剤はバスバーに接するように塗布されており、したがって、溶接時に生じた熱がバスバーを経由して上記第１のシール剤に伝達される。そのためこの熱を利用してシール剤の硬化などの促進が図られる。これにより例えば、シール剤を硬化させるためだけに実施されていた工程を省略することもできるようになる。
【００１３】
上記本発明においては、前記第１のシール剤を塗布する前記工程では、前記第１のシール剤が、前記バスバーと前記ケースとの双方に接触するように塗布されるものであってもよい。これにより、第１のシール剤がバスバーをケースに固定する部材としても機能することとなる。また、第１及び第２のシール剤は、いずれも同一材料であって熱可塑性樹脂からなるものであってもよい。
【００１４】
また、前記溶接接合する工程は、前記バスバー内に形成された流通路に冷媒を供給し、前記バスバー及び該バスバー上に配置された前記電極タブを冷却しながら行われるものであってもよい。
【００１５】
上記本発明を適用して製造することができる本発明の電気デバイスモジュールは、外周部からシート状の電極タブが引き出された電気デバイスが、互いの前記電極タブの先端側同士が重なるように平面的に並んだ状態でケース内に収容されると共に、前記電極タブ同士の重ね合せ部が前記電気デバイス同士の間に配置されたバスバーに接合されている電気デバイスモジュールであって、前記重ね合せ部は、前記バスバー上面の両側縁に沿った状態で、前記電極タブの下面側に塗布された第１のシール剤と、前記電極タブの両側縁部近傍において前記第１のシール剤と接触する第２のシール剤とにより気密封止されている。
【００１６】
ケースに収容される電気デバイスの数は限定されるものではなく、例えば、一方向に並べられた２以上の前記電気デバイスからなる電気デバイス群が、隣接して２列以上配置されていてもよく、この場合、前記バスバーは、一方の前記電気デバイス群の前記電極タブと、他方の前記電気デバイス群の前記電極タブとを相互に電気的接続していてもよい。また、前記バスバーには、冷媒を供給可能な流通路が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
上述したように本発明によれば、ケース上で電極タブ同士の接続がなされるため電極タブ同士の接続を作業性よく行うことができ、また、シール剤を２回に分けて塗布していること、及び、溶接時に生じる熱を利用してシール剤の硬化等の促進がなされるようになっていることから、作業性よく、かつ効率的に気密封止用のシール部材を形成できるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、電池セルを単体の状態で示す斜視図である。図２は、電池セルを２つ集合させた電池モジュールの分解斜視図であり、図３は、本実施形態に係る組電池の外観斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、電池セル２０単体は、所定の起電力（例えば３．６Ｖ）を出力する薄型の電池要素２２が外装フィルム２４によって密封封止されたものであり、外装フィルム２４の外周部にはフィルム同士を融着させた封止部２３が形成されている。その封止部２３の両側（各短辺）からは、いずれもシート状の、正極用の電極タブ２５ａ及び負極用の電極タブ２５ｂが引き出されている。
【００２０】
電極タブ２５ａ、２５ｂについてより具体的に説明すると、いずれの電極タブもその厚さは例えば５０μｍ〜３００μｍ程度である。材質によっても異なるが、電極タブの厚さをこの程度に設定することで、電極タブ２５ａ、２５ｂが可撓性を備えることとなる。
【００２１】
電極タブ２５ａ、２５ｂはいずれも内部の電池要素２２に接続されるものであり、また、極性に応じてそれぞれの電極タブに適した材質が選択されている。すなわち、正極用の電極タブ２５ａの材質には、アルミニウム、アルミニウム合金、あるいは、それらにアルマイト処理又は樹脂コーティングを施したもののうちのいずれか（「アルミニウム系材料」という）が選択されている。一方、負極用の電極タブ２５ｂの材質には、銅、銅合金、あるいは、それらに金属メッキ（例えばニッケルメッキ）を施したもののうちのいずれか（「銅系材料」という）が選択されている。
【００２２】
図２に示すように、本実施形態の電池モジュール５０は、１つのケース３０内に２つの電池セル２０を収容する構成となっている。また、こうしてモジュール化された電池モジュール５０を複数段に重ねることで、図３に示すように最終的な組電池８０が構成されるようになっている。
【００２３】
ケース３０（図２参照）は、１つの下側ケース３５と、２つのフタ部材３３Ａ、３３Ｂとからなり、いずれの部材も例えば樹脂材料で構成されている。下側ケース３５は、それぞれに電池セル２０が１つずつ配置される２つの収容部３６Ａ、３６Ｂを有し、収容部３６Ａ、３６Ｂ同士の間には１つのバー溝３７が形成されている。このバー溝３７には、後述するように、金属材料からなるバスバー１５が配置されるようになっており、更にこのバスバー１５の上面に電極タブ同士のタブ接続部２８が位置する構成となっている。
【００２４】
バスバー１５は、このようにタブ接続部２８に接続されることで、各電池セル２０に対応した電圧取出し端子として機能する。すなわち、図示しないが、バスバーに対して所定の電気回路を接続することで、各電池セル２０の電圧を管理したり、あるいは、仮に１つの電池セル２０に異常が発生したとしても組電池８０全体としての回路が損傷しないように、ヒューズを設けたりすることが可能となる。
【００２５】
蓋部材３３Ａ、３３Ｂはそれぞれ、収容部３６Ａ、３６Ｂに対応する輪郭形状に形成されている。蓋部材を収容部に対して取り付けることで、両部材間に１つの内部空間が形成され、この内部空間に電池セルが配置されるようになっている。なお、図２等では特に示していないが、例えばウレタンフォーム等を利用して内部空間内における電池セルの固定を行うようにしてもよい。
【００２６】
図４は、下側ケース３５に２つの電池セル２０及びバスバー１５が配置された状態を示している。図示するように、２つの電池セルを配置するとケース中央部で電極タブの先端側同士が重なり合うようになっており、この重ね合せ部がタブ接続部２８となっている。また、外側に位置する電極タブ２５ａ、２５ｂは、所定の長さだけケースから延出するようになっている。このようにしてケースから延出した電極タブ２５ａ、２５ｂは、図３に示すように、組電池の側面部で相互に接続されることとなる。
【００２７】
図５は、タブ接続部２８及びその周辺の構造を具体的に示す断面図である。図１〜図４では図示しなかったが、タブ接続部２８は、最終的にはシール部材１２によって包囲されるようになっており、これにより気密な状態とされ外部からの液体等の浸入が防止されている。シール部材１２は、電極タブの下側に位置する下側シール剤１２ａと、電極タブの上側に位置する上側シール剤１２ｂとに分けられ、これらは後述するようにそれぞれ異なる工程で塗布硬化させられたものである。
【００２８】
シール剤１２ａ、１２ｂは、タブ接続部２８を良好に気密できるものであれば特に限定されるものではないが、例えば、初期状態では固形状であり、加熱されることによって流動性を生じ、冷却されると再び固化するような物性のものであってもよい。あるいは、初期状態で所定の流動性を備え、加熱により硬化が促進されるようなものであってもよい。
【００２９】
シール剤の材質は例えば、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、ポリエチレン、又は変性ポリエチレンのいずれかを主成分とする熱可塑性のものであってもよい。また、シール剤１２ａ、１２ｂをそれぞれ異なる材料とすることも可能であるが、本実施形態ではいずれも同一材料としている。
【００３０】
なお、図３に示したように、組電池８０は、ケース３０を重ね合せて構成されるものであるため、重ね合せた際にケース３０同士が相互に位置決めされるような工夫がなされている。すなわち、ケース３０の下面には他の部位より突起した係合凸部３８Ａが形成されており、この係合凸部３８Ａが、溝上部側に設けられた係合凹部３８Ｂに係合するようになっている。また、ケース３０はいずれも、これら係合用の構造部３８Ａ、３８Ｂを挟んで左右対称に形成されている。これにより、ケース３０を、交互に異なる向き（一方のケースの電極タブ２５ａと他方のケースの電極タブ２５ｂとが同じ側になるような向き）で積層したとしても、組電池８０の最終的な外形形状は変わらないようになっている。
【００３１】
次に、以上のような構成を有する本実施形態に係る組電池の製造方法について説明する。なお、本発明は、組電池の製造のうち、特に電極タブ同士を接続する工程に主たる特徴を有するものであるため、以下の説明ではこの工程を中心に述べるものとする。また、以下の説明ではレーザ溶接を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。また、以下の説明では、シール剤１２ａ、１２ｂとして初期状態で流動性のあるものを用いている。
【００３２】
まず、図６（ａ）に示すように、予め用意した下側ケース３５のバー溝３７にバスバー１５を配置する。そして、バスバー上面の両端部と、バー溝３７の側壁の上端部との双方に接触するように下側のシール剤１２ａを塗布する。
【００３３】
より詳細には図７に示すように、シール剤１２ａは、バスバー上面の両側縁に沿って塗布され、かつ、電極タブが配置される領域（図７中、破線のハッチングにて示す）よりも広い範囲にわたって塗布されている。このように塗布することで、電極タブをバスバー上に配置した際に、シール剤１２ａの一部が電極タブ側縁部近傍のそれぞれで、電極タブに覆われることなく露出することとなる。
【００３４】
次いで、図６（ｂ）に示すように、下側ケース３５に２つの電池セル２０を配置する。この状態では、電極タブ２５ａ、２５ｂの先端側同士は、バスバー１５上で互いに重なり合っている。
【００３５】
次いで、図６（ｃ）に示すように、例えばジグ９０を用いて２枚の電極タブをバスバー１５側に押し当てながら、電極タブ同士の重ね合せ部に対してレーザビームを照射する。レーザビームが照射された部位では、２枚の電極タブの部材が局所的に溶融し合うこととなる。また、レーザビームのエネルギーはバスバー上面にも伝わり、これによりバスバーの上面も局所的に溶融することとなる。したがって、本実施形態においては、２枚の電極タブ２５ａ、２５ｂがバスバー上面に対して接合され、電気的にも相互に導通した状態となる。
【００３６】
ところで、本工程においては溶接時にバスバー１５等が加熱されることにより、それらに接していたシール剤１２ａも間接的に加熱され、流動性が向上することとなる。したがって、先の工程で塗布した際に、例えば図６（ｂ）に示すように空隙部３が存在していたとしても、この空隙部３を充填するようにしてシール剤１２ａが流動することが期待される。もっとも、このような空隙部３がシール部材内に散在していたとしても、シール部材１２全体として気密となっていれば、外部から液体等が入り込むことはないため弊害は生じない。
【００３７】
レーザの照射が終了したら、次いで、図６（ｄ）に示すように、下側ケース３５上にフタ部材３３Ａ、３３Ｂを取り付ける。その後、２枚の電極タブ上でシール剤１２ｂを塗布硬化させる。これにより、最終的なシール部材１２が形成されタブ接続部２８が気密される。そして、このようにして作製された電池モジュール５０を図３のように積層し、それぞれの電極タブ同士を接続していくことで最終的には組電池８０が完成する。
【００３８】
なお、図６（ｄ）の工程において、レーザ溶接の際の熱がまだ電極タブに残っている状態でシール剤１２ｂを塗布するようにすれば、その熱をシール剤１２ｂの硬化等に利用できるため効率的である。また、タブ接合部２８を気密とするためには、シール剤１２ｂが、電極タブに覆われることなく露出した状態となっているシール材１２ａに接触するように、シール剤１２ｂを塗布することが重要である。
【００３９】
また、電池モジュール５０から組電池８０への組立ては、他にも例えば次のようなものであってもよい。すなわち、まず、３つの電池モジュール５０を、互いの電極タブ同士が部分的に重なるようにして一列に並べる。次いで、この状態で電極タブ同士の重ね合せ部を順次レーザ溶接していき、３つの電池モジュール５０を電気的に接続する。その後、各電池モジュール５０を九十九折りの形態で交互に折り重ねていき、最終的な組電池８０を得る方法である。
【００４０】
以上に説明した本実施形態の組電池の製造方法では、電極タブ同士のタブ接合部２８がシール部材１２により封止されているため、電極タブ同士の間に液体等が浸入することが防止され、電蝕によるタブの腐食が生じにくくなる。
【００４１】
また、図６（ｃ）を参照して説明した通り、本製造方法においては、予め塗布されていた下側シール剤１２ａに対して、レーザ溶接時の熱が伝わるようになっている。使用するシール剤の材質にもよるが、このようにレーザ溶接時の熱が伝わるようになっていることにより、この熱を利用してシール剤１２ａの硬化等の促進を図ることが可能となる。つまり、レーザ溶接時に必然的に生じる熱を積極的に利用して、シール剤１２ａの硬化等が行われるようにしているため、シール剤を硬化させるためだけの特別な工程も不要となる。
【００４２】
また、下側シール剤１２ａは、タブ接続部を気密する機能に加えて、バスバー１５をケースに対して固定する部材としても機能している。したがって、バスバー１５を固定するための特別な部材は不要である。
【００４３】
なお、以上、レーザ溶接を用いて電極タブ同士を接続することについて説明したが、電極タブ同士を接続する方法としては他にも超音波溶接をはじめとする他の溶接も利用可能である。また、図６を参照して説明した方法はあくまで本発明の一例であって、必要に応じて適宜変更可能である。例えば、レーザ溶接を行う前の段階でフタ部材３３Ａ、３３Ｂを取り付けておくようにしてもよい。
【００４４】
また、図６（ａ）に示した工程では、下側シール剤１２ａを、バスバー１５とケース３５との双方に接するように塗布するものであったが、これに限られるものではなく、例えば、バスバー上面の両側縁部分にのみ塗布することも可能である。ただし、シール剤１２ａをバスバー１５の固定用に利用するのであれば、シール剤１２ａがケース３５に対しても接していることが必要である。この点に関し、仮に上記のようにシール剤がバスバー上面の両側部分にのみ（ケースには接触することなく）塗布される場合であっても、次の工程で電池セル２０を配置した際に、電極タブ２５ａ、２５ｂによってシール剤がケース側に押し付けられ、これにより、シール剤がバスバー及びケースの双方に接するようになっていれば、同様の作用は得られる。
【００４５】
また、バー溝３７はケースの中央部のみではなく、図８に示すようにケース３０Ａの端部近傍に設けられていてもよい。このバー溝３７Ａ内には、上記同様、バスバー１５が配置され、このバスバーの上面で電極タブ同士の接合が行われる。図８ではシール部材は図示していないが、上記と実質的に同様の工程で電極タブ同士の接合を行い、シール部材を塗布硬化させたら、図示矢印に示すようにケース３０Ａを折り返す。これにより、２つのケース３０Ａが積層された状態となる。
【００４６】
次に、本発明においてケースに配置される電池セル２０の数は特に限定されるものではない。例えば図９に示すように、一方向（図示横方向）に３つ並べられた電池セル２０からなる電池セル群が、上下に隣接して２列に配置されていてもよい。図９の形態では、一方の電池セル群の電極タブと他方の電池セル群の電極タブとが、バスバーによって相互に電気的に接続され、２並列３直列の状態となっている。
【００４７】
（第２の実施形態）
本発明は、上記に説明した形態の他にも例えば図１０に示すようなものであってもよい。
【００４８】
図１０に示す電池モジュール５１は、第１の実施形態における電池モジュール５０のバスバー１５を、中空部材からなるバスバー１５’に変更したものである。その他の構造部については第１の実施形態と同様であるため、同一の構造部には図１〜図９と同じ符号を付して示しその説明は省略する。
【００４９】
なお、本実施形態の電池モジュール５１は、次のような問題点を解決しようとするものである。すなわち、図６（ｃ）を参照して説明したようにレーザビームを用いて電極タブ２５同士を溶接する場合、レーザビームの照射により電極タブ２５が高温となる。電極タブ２５が高温になれば、その熱の影響により封止部２３（図１０参照）における樹脂が軟化し、場合によっては、封止部２３の気密性が損なわれる可能性もある。
【００５０】
これを防止するための方策としては、電極タブの長さＬ25を長めに設定することが挙げられる。これにより、レーザビームが照射される部位から封止部２３までの距離が長くなり、封止部２３における電極タブ２５の温度も上昇にくくなるめである。しかしながら、このように電極タブ２５を長くすれば、当然ながら電池セル２０同士の間隔が広くなり、ひいては、電池モジュール全体が大型化してしまう。そこで、本実施形態ではバスバー１５’に通風路１５ａを設け、この通風路１５ａを利用して、レーザビーム照射時の電極タブの温度上昇を抑えるようにしている。
【００５１】
まずバスバー１５’について説明すると、バスバー１５’は矩形断面を有する管状部材からなり、その内部に通風路１５ａが形成されている。通風路１５ａ内には、不図示の送風手段により冷却風が供給されるようになっている。より具体的には、冷却風は、図１０（ａ）に示すように、電極タブ同士にレーザビームを照射する際に、通風口１５ａに供給される。これにより、バスバー１５’が冷却されるため、これに合わせてバスバー上に配置された電極タブ２５も冷却され、封止部２３における電極タブ２５の温度上昇も抑えられることとなる。
【００５２】
本実施形態では、このように、レーザビーム照射時の電極タブ２５の温度上昇が抑えられるため、封止部２３における樹脂の軟化等が発現しにくくなり、封止部２３の気密性が損なわれる可能性も低減する。したがって、熱による封止部への悪影響を考慮して電極タブの長さＬ25を長く設定する必要がなくなり、その結果、電池モジュール全体の小型化も実現される。
【００５３】
なお、レーザビームを照射した後の工程、すなわち、残りのシール剤１２ｂを塗布硬化させる工程（図１０（ｂ）参照）は、第１の実施形態と同様にして実施可能である。また、電池モジュール５１の使用時に、バスバー１５’の通風路１５ａ内に冷却風を流す構成とすれば、使用時における電極タブ２５の温度上昇を抑制することも可能である。
【００５４】
上記説明では、バスバー１５’を管状部材として説明したが、バスバーはそれに限らず、例えば断面コ字型の部材であってもよい。断面コ字型のバスバーを、その開口側が下側ケース３５に対向するように配置することで、バスバーとケース３５との間に通風路が形成され、この通風路を利用して、上記同様の作用効果を得ることができるためである。
【００５５】
特に限定されるものではないが、バスバーはより具体的には図１１に示すようなものであってもよい。図１１に示すバスバー１５’’では、その断面形状の一部にＲ部１９が形成されている。また、バスバー１５’’の一方の端部（図示左方）には、電気回路（例えば接続用コード：不図示）を接続するための端子接合ネジ１７が設けられている。接続用コードは、通風路１５ａを閉塞することなく端子接合ネジ１７に取り付けることができるように構成されている。冷却風は、端子接合ネジ１７が設けられた側の端部から導入されるようになっていてもよいし、それとは反対側の端部から導入されるようになっていてもよい。
【００５６】
以上説明した第１及び第２の実施形態では、外包体が外装フィルム２４である電池セル２０を例に挙げて説明したが、電池セル（電気デバイス）としては、シート状の電極タブが引き出されたものであれば、例えば外装フィルムの代わりに缶などを用いて電池要素２２（電気デバイス要素）を気密封止したものであってもよい。また、以上の説明では詳細に述べなかったが、電池セルに用いられる電池要素２２は、リチウムイオン二次電池、具他的には、リチウム・マンガン複合酸化物、コバルト酸リチウム等の正極活物質をアルミニウム箔などの両面に塗布した正極板と、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料を銅箔などの両面に塗布した負極板とを、セパレータを介して対向させ、それにリチウム塩を含む電解液が含浸されるものであってもよい。もっとも、電池要素はリチウムイオン二次電池の他にも、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムメタル一次電池あるいは二次電池、リチウムポリマー電池等、他の種類の化学電池の電池要素であってもよい。また、電池要素は積層型のものに限らず、帯状の正極側活電極と負極側活電極とをセパレータを介して重ねこれを捲回した後、扁平状に圧縮することによって正極側活電極と負極側活電極とが交互に積層された構造の捲回型であってもよい。更に、電気デバイス要素として、電気二重層キャパシタなどのキャパシタあるいは電解コンデンサなどに例示されるキャパシタ要素のような、電気エネルギーを貯留及び出力する（充放電する）ものを利用するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】電池セルを単体の状態で示す斜視図である。
【図２】電池セルを２つ集合させた電池モジュールの分解斜視図である。
【図３】本実施形態に係る組電池の外観斜視図である。
【図４】下側ケースに２つの電池セル及びバスバーが配置された状態を示す上面図である。
【図５】タブ接続部及びその周辺の構造を具体的に示す断面図である。
【図６】本発明の製造方法の一例を示す工程図である。
【図７】下側のシール剤の塗布領域を示す斜視図である。
【図８】ケースに関しての他の構成例、及びケース同士の重ね合せ工程について説明するための図である。
【図９】電池セルの他の配置例を模式的に示す上面図である。
【図１０】第２の実施形態に係る電池モジュールの構成及びその製造方法を示す断面図である。
【図１１】第２の実施形態に利用可能なバスバーの一例を示す図である。
【図１２】従来の組電池の一例を示す斜視図である。
【図１３】電極タブ同士の接続部における問題点について説明するための図である。
【符号の説明】
【００５８】
３ 空隙部
１５、１５’、１５’’ バスバー
１５ａ 通風路
１７ 端子接合ネジ
１９ Ｒ部
２０ 電池セル
２２ 電池要素
２３ 封止部
２４ 外装フィルム
２５ａ、２５ｂ 電極タブ
２８ タブ接続部
３０、３０Ａ ケース
３３Ａ、３３Ｂ フタ部材
３５ 下側ケース
３６Ａ、３６Ｂ 収容部
３７、３７Ａ バー溝
３８Ａ 係合凸部
３８Ｂ 係合凹部
５０、５１ 電池モジュール
８０ 組電池
９０ ジグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周部からシート状の電極タブが引き出された電気デバイスが、互いの前記電極タブの先端側同士が重なるように平面的に並んだ状態でケース内に収容されると共に、前記電極タブ同士の重ね合せ部が前記電気デバイス同士の間に配置されたバスバーに接合されている電気デバイスモジュールを製造する方法であって、
前記ケースに設けられたバー溝に前記バスバーを配置する工程と、
前記重ね合せ部を気密封止するシール部材の一部をなす第１のシール剤を、前記バスバー上面の両側縁に沿って塗布する工程と、
前記電極タブの先端側同士が前記バスバー上面において重なり合うように、前記電池デバイスを配置する工程と、
前記バスバー上面に、前記電極タブ同士の前記重ね合せ部を溶接接合する工程と、
その後、前記シール部材の残りの一部をなす第２のシール剤を、該第２のシール剤が前記電極タブの両側縁部近傍において前記第１のシール剤と接触するように、前記重ね合せ部を覆う領域に塗布する工程とを有する、電気デバイスモジュールの製造方法。
【請求項２】
前記第１のシール剤を塗布する前記工程では、前記第１のシール剤が、前記バスバーと前記ケースとの双方に接触するように塗布される、請求項１に記載の電気デバイスモジュールの製造方法。
【請求項３】
前記第１及び第２のシール剤は、いずれも同一材料であって熱可塑性樹脂からなる、請求項１又は２に記載の電気デバイスモジュールの製造方法。
【請求項４】
前記溶接接合する工程は、前記バスバー内に形成された流通路に冷媒を供給し、前記バスバー及び該バスバー上に配置された前記電極タブを冷却しながら行われる、請求項１から３のいずれか１項に記載の電気デバイスモジュールの製造方法。
【請求項５】
前記溶接接合する工程はレーザ溶接を行う、請求項１から４のいずれか１項に記載の電気デバイスモジュールの製造方法。
【請求項６】
外周部からシート状の電極タブが引き出された電気デバイスが、互いの前記電極タブの先端側同士が重なるように平面的に並んだ状態でケース内に収容されると共に、前記電極タブ同士の重ね合せ部が前記電気デバイス同士の間に配置されたバスバーに接合されている電気デバイスモジュールであって、
前記重ね合せ部は、前記バスバー上面の両側縁に沿った状態で、前記電極タブの下面側に塗布された第１のシール剤と、前記電極タブの上面側に塗布され、前記電極タブの両側縁部近傍において前記第１のシール剤と接触する第２のシール剤とにより気密封止されている電気デバイスモジュール。
【請求項７】
前記第１及び第２のシール剤は、いずれも同一材料であって熱可塑性樹脂からなる、請求項６に記載の電気デバイスモジュール。
【請求項８】
前記ケースには、一方向に並べられた２以上の前記電気デバイスからなる電気デバイス群が、隣接して２列以上配置されており、
前記バスバーは、一方の前記電気デバイス群の前記電極タブと、他方の前記電気デバイス群の前記電極タブとを相互に電気的接続している、請求項６又は７に記載の電気デバイスモジュール。
【請求項９】
前記バスバーには、冷媒を供給可能な流通路が形成されている、請求項６から８のいずれか１項に記載の電気デバイスモジュール。
【請求項１】
外周部からシート状の電極タブが引き出された電気デバイスが、互いの前記電極タブの先端側同士が重なるように平面的に並んだ状態でケース内に収容されると共に、前記電極タブ同士の重ね合せ部が前記電気デバイス同士の間に配置されたバスバーに接合されている電気デバイスモジュールを製造する方法であって、
前記ケースに設けられたバー溝に前記バスバーを配置する工程と、
前記重ね合せ部を気密封止するシール部材の一部をなす第１のシール剤を、前記バスバー上面の両側縁に沿って塗布する工程と、
前記電極タブの先端側同士が前記バスバー上面において重なり合うように、前記電池デバイスを配置する工程と、
前記バスバー上面に、前記電極タブ同士の前記重ね合せ部を溶接接合する工程と、
その後、前記シール部材の残りの一部をなす第２のシール剤を、該第２のシール剤が前記電極タブの両側縁部近傍において前記第１のシール剤と接触するように、前記重ね合せ部を覆う領域に塗布する工程とを有する、電気デバイスモジュールの製造方法。
【請求項２】
前記第１のシール剤を塗布する前記工程では、前記第１のシール剤が、前記バスバーと前記ケースとの双方に接触するように塗布される、請求項１に記載の電気デバイスモジュールの製造方法。
【請求項３】
前記第１及び第２のシール剤は、いずれも同一材料であって熱可塑性樹脂からなる、請求項１又は２に記載の電気デバイスモジュールの製造方法。
【請求項４】
前記溶接接合する工程は、前記バスバー内に形成された流通路に冷媒を供給し、前記バスバー及び該バスバー上に配置された前記電極タブを冷却しながら行われる、請求項１から３のいずれか１項に記載の電気デバイスモジュールの製造方法。
【請求項５】
前記溶接接合する工程はレーザ溶接を行う、請求項１から４のいずれか１項に記載の電気デバイスモジュールの製造方法。
【請求項６】
外周部からシート状の電極タブが引き出された電気デバイスが、互いの前記電極タブの先端側同士が重なるように平面的に並んだ状態でケース内に収容されると共に、前記電極タブ同士の重ね合せ部が前記電気デバイス同士の間に配置されたバスバーに接合されている電気デバイスモジュールであって、
前記重ね合せ部は、前記バスバー上面の両側縁に沿った状態で、前記電極タブの下面側に塗布された第１のシール剤と、前記電極タブの上面側に塗布され、前記電極タブの両側縁部近傍において前記第１のシール剤と接触する第２のシール剤とにより気密封止されている電気デバイスモジュール。
【請求項７】
前記第１及び第２のシール剤は、いずれも同一材料であって熱可塑性樹脂からなる、請求項６に記載の電気デバイスモジュール。
【請求項８】
前記ケースには、一方向に並べられた２以上の前記電気デバイスからなる電気デバイス群が、隣接して２列以上配置されており、
前記バスバーは、一方の前記電気デバイス群の前記電極タブと、他方の前記電気デバイス群の前記電極タブとを相互に電気的接続している、請求項６又は７に記載の電気デバイスモジュール。
【請求項９】
前記バスバーには、冷媒を供給可能な流通路が形成されている、請求項６から８のいずれか１項に記載の電気デバイスモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−３４４５７２（Ｐ２００６−３４４５７２Ａ）
【公開日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７７５９９（Ｐ２００５−２７７５９９）
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【出願人】（３０２０３６８６２）ＮＥＣラミリオンエナジー株式会社 (37)
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月２１日（２００６．１２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【出願人】（３０２０３６８６２）ＮＥＣラミリオンエナジー株式会社 (37)
【出願人】（０００００５３４８）富士重工業株式会社 (3,010)
【Ｆターム（参考）】
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