電池モジュール、薄型電池用端子及びタブリード
【課題】端子とコネクタ間の嵌合力が多大にならずに、コネクタ挿入作業がし易く、更に電気的な接続信頼性も良好である電池モジュールと該電池モジュールに用いる薄型電池用端子及びタブリードを提供する。
【解決手段】発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池に接続されて外部のコネクタと接続するために、前記タブに接続するための公差吸収部１４４と、該公差吸収部１４４に連設されていて前記コネクタに接続するためのピン型接点部１４１とを有し、前記公差吸収部１４４が、コネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるために、括れ部１４６と撓み部１４７からなる電圧検知用端子１４０を薄型電池に装着し、該薄型電池を複数枚積層して電池モジュールを構成した。
【解決手段】発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池に接続されて外部のコネクタと接続するために、前記タブに接続するための公差吸収部１４４と、該公差吸収部１４４に連設されていて前記コネクタに接続するためのピン型接点部１４１とを有し、前記公差吸収部１４４が、コネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるために、括れ部１４６と撓み部１４７からなる電圧検知用端子１４０を薄型電池に装着し、該薄型電池を複数枚積層して電池モジュールを構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュール、該電池モジュールに用いる薄型電池用端子及びタブリードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを駆動源とする電気自動車や、モータとエンジンを駆動源とするハイブリッドカー等には、高出力型電池が搭載されている。このような高出力型電池として、例えば扁平な薄型二次電池が単電池として用いられている。この単電池を複数積層し、各単電池どうしを電気的に直列或いは並列に接続することにより、高容量の電池モジュールを構成している。更に電池モジュールを複数組み合わせて電気的に接続して、一つの組電池として自動車に搭載される。
【０００３】
自動車用の薄型単電池は、例えば平板状の正極板と負極板との間にセパレータを介在させた発電要素をラミネートフィルム等の外装材で封止したラミネート電池が用いられる。このようなラミネート電池は、周縁を熱溶着して発電要素と電解液を密封し、正極板及び負極板に接続した電極タブを端部から外部に引出して構成されている。
【０００４】
複数のラミネート電池が積層された電池モジュールにおいて、各ラミネート電池は、自動車の走行状態の変化に応じて電圧等が変化する。ラミネート電池毎の電圧を正確に把握して、各ラミネート電池の充放電の状態を常に監視することは、信頼性、安全性を向上させるために重要である。そのため、各ラミネート電池には電圧を測定するための電圧検知用端子が、それぞれ設けられている。
【０００５】
電池モジュールには、複数のラミネート電池に設けられた電圧検知用端子と、外部の機器と接続するためのコネクタ端子を用いることが公知である。
【０００６】
電池モジュールにおいて、ラミネート電池毎に電圧を検知するためには各ラミネート電池の電極タブに電圧検知用のハーネスを接続する代わりに、各ラミネート電池に予め電圧検知用の端子を設けておき、この電圧検知用端子を備えた単電池を積層した後に、電圧検知用ハーネスが接続されたコネクタを電圧検知用端子に接続して、複数の電圧検知用端子と複数の電圧検知用ハーネスを一括して接続する方法が公知である（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載されている電圧検知用端子は、図９に示すように、電池モジュールの３個の電圧検知用端子５００に対し、同時に接続可能な接続口６００Ａ〜６００Ｃを備えた一体型のコネクタ６００によって一括して接続されるように構成されている。
【０００９】
電圧検知用端子５００は、平板状でブレード状の接点部を持っているバスバーからなる。ワイヤーハーネス側のコネクタ６００は、上記バスバーのブレード状の接点部を上下方向から挟みこむように形成された対向接点型の端子を有する。更に特許文献１の電圧検知用端子５００は、ある程度動くように、可動自在に保持されている。
【００１０】
ところで、電池モジュールの電圧検知用端子５００は、複数のラミネート電池が厚み方向に沿って積層されているから、各ラミネート電池の厚みのばらつきや、組立精度等により、電圧検知用端子の位置にばらつきが発生することは避けられない。この端子位置のばらつきは、電池モジュールの各部品や組立の精度等に起因するものであり、設計値に対する公差である。そのため電圧検知用のブレード型端子５００と、ワイヤーハーネス側コネクタ６００の対向接点型端子とを接続する場合、対向接点部で公差を吸収する事になり、嵌合力が高くなってしまう。このようにコネクタを挿入する際の嵌合力が高くなると、コネクタの接続作業がし難くなって、作業性が低下してしまうという問題があった。
【００１１】
更に、上記従来の電池モジュールのように、単電池に電圧検知用端子５００が厚み方向に可動可能に装着されていると、複数の端子は、それぞればらばらに動いてしまうことになって摺動磨耗が発生する。そうなると、コネクタ６００側の対向接点型端子と電圧検知用端子５００との間の抵抗が高くなり、電気的な接続信頼性が低下してしまう。その結果、ラミネート電池の正確な電圧を把握するのが困難になるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決しようとするものであり、端子とコネクタ間の嵌合力が多大にならずに、コネクタ挿入作業がし易く、更に電気的な接続信頼性も良好である電池モジュール、薄型電池用端子及びタブリードを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明の薄型電池用端子は、発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池に接続されて外部のコネクタと接続するための端子であって、前記タブに接続するためのタブリード部と、該タブリード部に連設されていて前記コネクタに接続するための接点部とを有し、前記タブリード部が、コネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるための公差吸収部を有することを要旨とするものである。
【００１４】
上記薄型電池用端子は、前記公差吸収部が、幅方向に細く形成されている括れ部を有することや、厚み方向に折り曲げられて形成されている撓み部を有することが好ましい。
【００１５】
上記薄型電池用端子は、前記タブリード部と前記接点部とが一体の部品からなることや、前記接点部がピン型接点部であることが好ましい。
【００１６】
本発明の電池モジュールは、上記の薄型電池用端子が薄型電池のタブに接続されている端子付き薄型電池が複数枚積層された単電池積層体を有し、前記単電池積層体の端部に前記薄型電池の複数の端子がひと纏めにされたコネクタ嵌合部を有することを要旨とするものである。
【００１７】
本発明のタブリードは、発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池に接続され、外部のコネクタに接続される端子と前記薄型電池のタブとの間を接続するためのタブリードであって、コネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるための公差吸収部を有することを要旨とするものである。
【００１８】
また上記タブリードにおいて前記公差吸収部が、幅方向に細く形成されている括れ部を有することや、厚み方向に折り曲げられて形成されている撓み部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の薄型電池用端子は、タブリード部と接点部を有し、前記タブリード部がコネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるための公差吸収部を有することにより、薄型電池用端子をコネクタと接続する際に、端子挿入時に公差により端子に応力が加わった場合、上記公差吸収部が変形することで、コネクタへの端子挿入の応力を緩和して、スムーズな端子とコネクタの嵌合を行うことができる。その結果、本発明の薄型電池用端子は、コネクタとの嵌合がし易く、コネクタ嵌合の作業性を低下させないという効果が得られる。
【００２０】
また、本発明の薄型電池用端子は、公差吸収部を有することから、コネクタとの接続に高いアライメント精度が要求される接続構造を採用することが可能である。このような接続構造として、例えば、ピン型接点部と箱型端子の嵌合構造が挙げられる。薄型電池用端子とコネクタの端子との間で上記嵌合構造を採用した場合には、対向接点端子よりも嵌合力が低下する。
【００２１】
更にこのように薄型電池用端子は、コネクタとの嵌合時に公差吸収部が変形可能であるから、端子を薄型電池に固定しておいてもコネクタと嵌合させることができ、電池に対してコネクタ端子を可動させるようにする必要がなく、コネクタとの嵌合時に摺動磨耗等が発生する虞はなく、接点の電気的な接続信頼性を維持することができる。
【００２２】
本発明の電池モジュールは、上記の薄型電池用端子がタブに接続されている端子付き薄型電池が複数枚積層された単電池積層体を有し、薄型電池の複数の端子がひと纏めにされたコネクタ嵌合部を有することにより、複数の端子をコネクタでひと纏めにして接続することができ、コネクタと端子との嵌合の際に嵌合力が高くならずに、嵌合を容易に行うことができる。
【００２３】
本発明のタブリードは、公差吸収部を有することにより、端子と接続した際に端子の変形を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の電池モジュールの実施例の外観の一部を示す斜視図である。
【図２】図１の電池モジュールに用いる端子付きラミネート電池の斜視図である。
【図３】図１の電池モジュールの正面図である。
【図４】（ａ）は電圧検知用端子の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は（a）の平面図であり、（ｃ）は（ａ）の側面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線に沿ったラミネート電池の断面を模式的に示した断面図である。
【図６】図１の分解斜視図である。
【図７】図１のプレートの外観を示す斜視図である。
【図８】（ａ）はフード部材の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は（a）の背面図である。
【図９】従来の電池モジュールのコネクタ接続部とコネクタを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は本発明の電池モジュールの実施例の外観の一部を示す斜視図であり、図２は図１の電池モジュールに用いる端子付きラミネート電池の斜視図である。図１に示すように、本発明の電池モジュール１０は、図２に示すラミネート電池２００（２０１〜２０８）のような扁平型の単電池からなる薄型電池が厚み方向に沿って複数枚積層され、各単電池が電気的に直列又は並列に接続されて、一つのモジュールとして構成されている。
【００２６】
図１に示す実施例の電池モジュール１０は、単電池として８枚のラミネート電池２００（２０１〜２０８）が積層されている単電池積層体２０と、前記単電池積層体２０の前側端部のプレート組立体１００と、該プレート組立体１００と同様に構成された後側端部のプレート組立体（図示せず）とを有している。
【００２７】
図１の電池モジュール１０は、鋼板又はアルミニウム板等の金属板から形成されたケース体（図示せず）等の内部に収納され、複数の電池モジュール１０が組み合わせられた組電池の状態で、自動車等に搭載される。
【００２８】
本実施例では、ラミネート電池２００の平面形状は矩形状であり、便宜上、ラミネート電池２００の長手方向をラミネート電池の前後方向として説明する。ラミネート電池には、正極タブや負極タブ等の電極タブが外部に導出され（図２では電極タブの記載を省略した）、この電極タブに電圧検知用端子１４０が接続されている。電圧検知用端子１４０は、ラミネート電池２００の長手方向の前端部或いは後端部のいずれか一方に装着されている。図２では前端部に電圧検知用端子１４０が装着されているラミネート電池２００を示した。電圧検知用端子１４０は、各ラミネート電池２０１〜２０８の電圧を測定するために、外部のコネクタと接続するための端子である。またこの実施例では、ラミネート電池２０１〜２０８は、いずれか一方の端部で、上下の各ラミネート電池の電極タブが接続され、各ラミネート電池（２０１〜２０８）が直列に接続されて単電池積層体を構成している。
【００２９】
図３は図１の正面図である。図３に示すようにプレート組立体１００は、単電池積層体２０を構成するラミネート電池２００の枚数に応じた複数のプレートが積層されて構成されている。図１に示す実施例では、それぞれラミネート電池２０１〜２０８の枚数に対応した８枚のプレート１０１〜１０８が積層されて、一つのプレート組立体１００を構成している。電池モジュール１０は、単電池積層体２０の前後方向の両端が、前方のプレート組立体１００と後方のプレート組立体により固定保持され、複数のラミネート電池２０１〜２０８が一体化されている。またプレート組立体１００は、電池モジュール１０の電圧検知用端子１４０と外部とを電気的に接続するためのインターフェース部としての機能を持っている。尚、特に図示しないが、プレート組立体１００には、単電池積層体２０から電気を取り出すための出力端子等が設けられている。
【００３０】
図１及び図３に示すように、プレート組立体１００の長手方向の略中央の位置にコネクタ嵌合部１５０が設けられている。図１の電池モジュール１０は、４枚のラミネート電池２０２、２０４、２０６、２０８の電圧検知用端子１４０が前側に配置されており、残りの４枚のラミネート電池２０１、２０３、３０５、２０７の電圧検知用端子１４０が、後側に配置されている。電池モジュール１０は、電圧検知用端子１４０が前方と後方に交互に位置するように、ラミネート電池２０１〜２０８が上下に積層されている。
【００３１】
コネクタ嵌合部１５０は、４枚のラミネート電池２０２、２０４、２０６、２０８の正極タブや負極タブ等の電極タブに接続される４個の電圧検知用端子１４０を外部のコネクタと接続するために４つのピン型接点部１４１（図４参照、詳細は後述する）が一纏めにされた端子集合体として形成されている。尚、後側のプレート組立体にも、同様のコネクタ嵌合部が設けられ、４枚のラミネート電池２０１、２０３、２０５、２０７のタブに接続されている４個の電圧検知用端子を外部のコネクタと接続するために４個のピン型接点部１４１がひと纏めにされた端子集合体として形成されている。
【００３２】
図３に示すようにコネクタ嵌合部１５０は、ラミネート電池２００のタブに接続されている４個の電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１が前方に突出するように配置されている。ピン型接点部１４１は、ラミネート電池２００の積層方向に沿って縦一列に配置されている。コネクタ嵌合部１５０は、ピン型接点部１４１の周囲がフード部材１６０（図６参照）により覆われ、ピン型接点部１４１の周囲が保護されている。
【００３３】
電池モジュール１０は、前側のコネクタ嵌合部１５０の４枚のラミネート電池２０２、２０４、２０６、２０８の電圧検知用端子１４０を、一つのコネクタで一括して接続する。後側のコネクタ嵌合部の４枚のラミネート電池２０１、２０３、２０５、２０７の電圧検知用端子を、もう一つのコネクタで一括して接続する。電池モジュール１０は、二つのコネクタを二つのコネクタ嵌合部にそれぞれ嵌合することで、８枚のラミネート電池２００の電圧検知用端子１４０を全てワイヤーハーネスと接続することができる。
【００３４】
図４（ａ）は電圧検知用端子の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は（a）の平面図であり、（ｃ）は（ａ）の側面図である。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、電圧検知用端子１４０は、ラミネート電池のタブと接続するための公差吸収部１４４と、該公差吸収部１４４の前方に連設されていて、コネクタと接続するためのピン型接点部１４１とを有している。また公差吸収部１４４とピン型接点部１４１の間には、電圧検知用端子１４０をフード部材等に係止するためのランス部１４５が設けられている。
【００３５】
本発明では、便宜的に、図４（ａ）及び図６中に座標軸Ｘ、Ｙ、Ｚで示したように、ラミネート電池の電池面方向であり、コネクタとの嵌合方向である端子の長手方向をＹ方向という。またラミネート電池の電池面のコネクタの嵌合方向と交叉する端子の幅方向をＸ方向という。また電池の積層方向に沿う方向をＺ方向という。
【００３６】
電圧検知用端子１４０は、公差吸収部１４４に、該端子１４０とコネクタ３００（図６参照）を嵌合した際に、公差による接点位置のずれ等に対し、ピン型接点部を追従させるために、端子形状を変形させ易くする部位として機能する公差吸収部が設けられている。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、公差吸収部１４４に設けられている公差吸収部は、公差吸収部１４４の幅方向（Ｘ方向）が細く形成されている括れ部１４６と、公差吸収部１４４が厚み方向（Ｚ方向）に折り曲げられて形成されている撓み部１４７とから構成されている。また公差吸収部１４４の後端は、ラミネート電池２００のタブと接続するための接合部１４８として形成されている。
【００３７】
電圧検知用端子１４０は、公差吸収部１４４の全体が薄板から形成され、括れ部１４６の部分の幅が狭く形成されている。電圧検知用端子１４０の括れ部１４６は、他の部分よりも幅が狭く形成されているから、Ｘ方向、Ｚ方向に他の部分より変形し易い。電圧検知用端子１４０をコネクタ３００と嵌合させる場合、ピン型接点部１４１の端子位置がＸ方向やＺ方向にずれていても、括れ部１４６が変形することで追従するので、コネクタの接続を良好に行うことができる。括れ部１４６は、Ｘ方向とＺ方向の公差を吸収できる。
【００３８】
括れ部１４６の形状は、電圧検知用端子の幅に対して、線対称形状が好ましい。非線対称形状では、Ｘ方向のずれが括れ形状に相反する方向に作用すると破断する恐れがある。
【００３９】
電圧検知用端子１４０の撓み部１４７は、公差吸収部１４４の薄板がＺ方向に折り曲げられて撓んだ形状に形成されている。実施例の撓み部は図４（ｃ）に示すようにＺ方向に凸状になるように折り曲げられ、折り返されている。本発明では、撓み部１４７の形状は、図示した形状に限定されず、Ｚ方向に半円状、山形等の凸状になるように折り曲げて形成してもよい。
【００４０】
電圧検知用端子１４０は、撓み部１４７がＺ方向に折り曲げられて撓み易い形状に形成されていることにより、Ｙ方向、Ｚ方向の応力が加わった場合、変形し易く形成されている。電圧検知用端子１４０をコネクタと嵌合させる場合、ピン型接点部１４１の位置がＹ方向、Ｚ方向にずれていても、撓み部１４７が変形することで追従するのでコネクタの接続を良好に行うことができる。撓み部１４７はＹ方向、Ｚ方向の公差を吸収できる。
【００４１】
このように、図４（ａ）〜（ｃ）に示す電圧検知用端子１４０は、公差吸収部１４４に公差を吸収するための括れ部１４６と撓み部１４７を設けることにより、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の全ての方向に対して変形し易くなっているため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の全ての方向に対する端子位置の公差を吸収することができ、電圧検知用端子とコネクタを良好に嵌合することができる。
【００４２】
電圧検知用端子１４０は、銅、銅合金、アルミニウム等の金属板の打ち抜き加工、曲げ加工等により形成されている。図４（ａ）〜（ｃ）の態様の電圧検知用端子１４０は、公差吸収部１４４とピン型接点部１４１とが一体の部品からなるものである。すなわち電圧検知用端子１４０は、一つの板状の部品を切断（打ち抜き）或いは曲げ等の加工を施すことにより、ピン型接点部１４１、ランス部１４５、括れ部１４６、撓み部１４７等が形成されているものであり、ピン型接点部とタブリード部を別体の部材として形成して接合して形成したものではない。
【００４３】
電圧検知用端子１４０は、公差吸収部１４４の後端の接合部１４８の片面側が、ラミネート電池２００の電極タブに接合されている。電圧検知用端子１４０と電極タブの接合は、超音波接合、ホットメルト接着剤等による接着等の手段を用いることができる。
【００４４】
電圧検知用端子１００は、公差吸収部１４４と接点部１４１とを別体の部品として形成し、両者を接合して一体化して構成してもよい。この場合のタブリード部が、本発明のタブリードのことである。本発明のタブリードは、上記の公差吸収部１４４のみから構成することができる。具体的にタブリードは、例えば、括れ部１４６と撓み部１４７等の公差吸収部と、タブと接続するための接続部と、端子と接続するための端子接続部とから構成することができる。
【００４５】
図５は図２のＡ−Ａ線に沿った端子付きラミネート電池の断面を模式的に示した断面図である。図５に示すように、電圧検知用端子１４０は、ラミネート電池２００の負極タブ２１５に接合されている。ラミネート電池２００は、扁平な薄型電池であり、例えばリチウムイオン二次電池を用いることができる。ラミネート電池２０１〜２０８の内部の構造は、基本的に図５に示す構造を有する。
【００４６】
図５に示すように、ラミネート電池２００は、電解質を含む発電要素２１２と、該発電要素２１２がラミネートフィルム２１３Ａ及びラミネートフィルム２１３Ｂからなる外装材２１３により封止されている電池本体２１１と、前記発電要素２１２から外部に導出された正極タブ２１４と負極タブ２１５とを有している。正極タブ２１４、負極タブ２１５は、電流を引き出すための出力端子として、あるいは、電圧検知用端子１４０を取付ける電圧検知用タブとして利用される。
【００４７】
図５に示す態様では、負極タブ２１５に、電圧検知用端子１４０の公差吸収部１４４が接続されている。本発明は、上記態様に限らず、電圧検知用端子１４０は、正極タブ２１４に接続されていても良いし、正極タブ２１４又は負極タブ２１５に別体のタブを接続し、これに電圧検知用端子１４０を取付けてもよい。
【００４８】
図５に示すように、ラミネート電池２００は、ラミネートフィルム２１３Ａと２１３Ｂの間に発電要素２１２が封入され、該ラミネートフィルム２１３Ａと２１３Ｂの周縁部が溶着されて、フィルム同士が接合された接合部２１１ａ、２１１ｂ等を形成することによって、袋状に形成されている。
【００４９】
発電要素２１２に用いられる電解質としては、電解質塩を非水溶媒に溶解して調製される電解質液体以外に、電解質塩を非水溶媒に溶解した溶液を高分子マトリクス中に保持させたポリマーゲル電解質等を用いることができる。上記電解質塩としては、イオン伝導性を示すリチウム塩が用いられる。このようなリチウム塩としては、例えばＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等が挙げられる。これらの電解質塩は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００５０】
発電要素２１２は、例えばバイポーラ電極が電解質層を介して積層されているバイポーラ電池等の積層型構造のものを用いることができる。上記バイポーラ電極は、特に図示しないが、集電体の一方の面に正極活物質層が形成され、他方の面に負極活物質層が形成されている。バイポーラ電池は、これらの正極活物質層、電解質層、及び負極活物質層等によって、一つの単電池層が形成され、この単電池層が複数積層された構造を有する。更に単電池層の外周には、隣接する集電体間を絶縁するための絶縁層が設けられている。
【００５１】
発電要素における正極板は、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のリチウム−遷移金属複合酸化物からなる正極活物質層を有する。負極板は、例えば、カーボンおよびリチウム−遷移金属複合酸化物からなる負極活物質層を有する。セパレータは、例えば、電解質を浸透し得る通気性を有するポーラス状のポリエチレン等から形成される。
【００５２】
図５に示すように、発電要素２１２の正極側は、最外層の集電体が延設されて、外装材２１３の外部に導出して薄板状の正極タブ２１４として形成されている。一方、発電要素２１２の負極側は、最外層の集電体が延設されて、外装材２１３の外部に導出して薄板状の負極タブ２１５として形成されている。正極タブ２１４及び負極タブ２１５は、電池本体２１１の前側端部の接合部２１１ａ、及び後側端部の接合部２１１ｂから電池本体２１１の外部に導出されている。
【００５３】
なお、発電要素２１２はバイポーラ電池以外の構造であってもよい。例えば、集電体の両面に正極活物質層を形成した正極電極板と、集電体の両面に負極活物質層を形成した負極電極板とを、セパレータを介して交互に積層した発電要素を外装材内部に封止して電池本体を形成し、正極電極板と電気的に接続された正極タブと、負極電極板と電気的に接続された負極タブとを電池本体から外部に導出して形成された電池でもよい。
【００５４】
外装材２１３の２枚のラミネートフィルム２１３Ａ、２１３Ｂは、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）をポリプロピレンフィルム等の絶縁体で被覆した高分子−金属複合ラミネートフィルムを用いることが好ましい。ラミネート電池２００は、外装材としてラミネートフィルムを用いることにより、軽量、薄型に形成することが可能であり、柔軟性を有し、放熱性も優れている薄型単電池が得られる。
【００５５】
図６は図１の分解斜視図である。図６に示すように単電池積層体２０の端部から４つの電圧検知用端子１４０が前方のプレート組立体１００側に突出している。各ラミネート電池２０１〜２０８は、プレート組立体１００の各プレートに接合されている。プレート組立体のコネクタ嵌合部１５０には、フード部材１６０が取付けられている。図６に示すように、フード部材１６０は電圧検知用端子１４０の周囲を覆うように取り付けられる。コネクタ３００はフード部材１６０に嵌合する。
【００５６】
図７は図１のプレートの外観を示す斜視図である。図７に示すようにプレート１０１には、長手方向の中程にコネクタ嵌合部１５１が設けられている。コネクタ嵌合部１５１の後方には、電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１が配置された際に、上下のプレートの間に隙間を形成するための薄肉部１０１ａが設けられている。またプレート１０１の長手方向両端には、金属カラー１５４、１５４が埋設されている。尚、プレート１０２〜１０８も、プレート１０１と同一形状に形成されている。プレート１０１は、金属カラー１５４の部分を除いて、樹脂、ゴム等の絶縁性を有する材料から形成されている。
【００５７】
プレート１０１〜１０８にラミネート電池２０１〜２０８の端部が接合されている。各ラミネート電池は、電圧検知用端子の無い方の端部が、各プレートに接合されている。ラミネート電池は、プレート端部に熱溶着、ホットメルト接着剤等を用いた接着等により接合している。
【００５８】
ラミネート電池が各プレートに接合された状態では、電圧検知用端子１４０は、プレートの薄肉部１０１ａに位置している。薄肉部１０１ａは、プレートを積層した際に、電圧検知用端子１４０が自由に動くことが可能な隙間ができるように形成されている。電圧検知用端子１４０は、プレート間においては、プレートに固定されない状態で薄肉部１０１ａに保持される。電圧検知用端子は、薄肉部では、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に自由に動くことができるようになっている。
【００５９】
金属カラー１５４はプレートが積層された場合に、プレート組立体の積層方向に沿った貫通孔からなるスリーブ１７１〔図１参照〕として構成される。このスリーブ１７１の一方からボルトを挿通し、スリーブ１７１の他方から突出したボルトをナットで締結することで、電池モジュール１０のラミネート電池２００の積層方向（Ｚ方向）を固定することができる。
【００６０】
図８（ａ）はフード部材１６０の外観を示す斜視図であり、同図（ｂ）は（a）の背面図である。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、フード部材１６０は、断面が方形の角筒状に形成されたフード本体１６５と、後側の壁体１６３とから構成され、前側が開口した形状に形成されている。壁体１６３には、４本のピン型接点部１４１が挿通し係止される係止部１６４が、電圧検知用端子のピン型接点部１４１の位置に対応して設けられている。
【００６１】
フード部材１６０には、側面内側にコネクタ３００の係合部３０２（図６参照）と係合する被係合部１６６が設けられている。
【００６２】
フード部材１６０がコネクタ嵌合部１５０に取付けられた状態では、電圧検知用端子１４０は、フード部材１６０の背面側の壁体１６３に設けた係止部１６４からピン型接点部１４１を挿通した状態となっている。係止部１６４では、ランス部１４５まで係止部１６４に挿通することで、フード部材１６０の内部にピン型接点部１４１が位置して外れないように取付けられている。
【００６３】
図６に示すように、コネクタ３００は、箱型端子が４つ埋設されている。箱型端子には電池モジュールのピン型接点部が挿通されて、電気的に接続する。箱型端子にはワイヤーハーネスが接続されている。コネクタ３００の箱型端子は、電池モジュールのコネクタ嵌合部１５０のピン型接点部１４１の位置に対応した位置に配設されている。コネクタ３００の側面には、フード部材１６０の被係合部１６６と係合する係合部３０２と、フード部材１６０のガイド用凸部１６８にガイドされる凹溝３０５が設けられている。
【００６４】
電池モジュール１０にコネクタ３００を接続するには、電池モジュール１０のコネクタ嵌合部１５０のフード部材１６０に、コネクタ３００を挿入し嵌合させる。コネクタ３００はフード部材１６０のガイド用凸部１６８に沿ってガイドされながら挿入される。
【００６５】
従来のブレード型端子を接点に使用した場合は、コネクタ側に対向接点端子を用いる必要があった。これに対し、上記したように、電圧検知用端子１４０の接点としてピン型接点部１４１を用いた場合、コネクタ３００側の端子に箱型端子を用いることができる。電池モジュール１０とワイヤーハーネスのコネクタ３００を接続する場合、ピン型接点部１４１が箱型端子と嵌合すれば、コネクタ３００とコネクタ嵌合部１５０（フード部材１６０）の嵌合がきつくならずに、嵌合力を低く抑制できる。
【００６６】
電池モジュール１０を組立てる際、各ラミネート電池２０１〜２０８を電気的に接続するには、特開２００７−１７２８９３号公報等に記載されているような公知の手段を用いることができる。
【００６７】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【００６８】
例えば上記実施例では、電圧検知用端子１４０は、公差吸収部として、括れ部１４６と撓み部１４７との両方を設けているが、どちらか一方のみを設けて公差吸収部を構成してもよい。また上記実施例では、公差吸収部はＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の全ての方向の公差を吸収するように形成されているが、上記のいずれかの一方向或いは二方向の公差を吸収するように公差吸収部を形成してもよい。
【００６９】
また、ラミネート電池の積層方法は、全て直列接続ではなく、並列結合された電池（２０１，２０２）、（２０３，２０４）、（２０５，２０６）（２０７，２０８）が直列接続されていても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 電池モジュール
２０ 単電池積層体
１００ プレート組立体
１４０ 電圧検知用端子
１４１ ピン型接点部
１４４ 公差吸収部
１４６ 括れ部
１４７ 撓み部
１５０ コネクタ嵌合部
２００（２０１〜２０８） ラミネート電池
２１１ 電池本体
２１２ 発電要素
２１３ 外装材
２１４ 正極タブ
２１５ 負極タブ
３００ コネクタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池モジュール、該電池モジュールに用いる薄型電池用端子及びタブリードに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを駆動源とする電気自動車や、モータとエンジンを駆動源とするハイブリッドカー等には、高出力型電池が搭載されている。このような高出力型電池として、例えば扁平な薄型二次電池が単電池として用いられている。この単電池を複数積層し、各単電池どうしを電気的に直列或いは並列に接続することにより、高容量の電池モジュールを構成している。更に電池モジュールを複数組み合わせて電気的に接続して、一つの組電池として自動車に搭載される。
【０００３】
自動車用の薄型単電池は、例えば平板状の正極板と負極板との間にセパレータを介在させた発電要素をラミネートフィルム等の外装材で封止したラミネート電池が用いられる。このようなラミネート電池は、周縁を熱溶着して発電要素と電解液を密封し、正極板及び負極板に接続した電極タブを端部から外部に引出して構成されている。
【０００４】
複数のラミネート電池が積層された電池モジュールにおいて、各ラミネート電池は、自動車の走行状態の変化に応じて電圧等が変化する。ラミネート電池毎の電圧を正確に把握して、各ラミネート電池の充放電の状態を常に監視することは、信頼性、安全性を向上させるために重要である。そのため、各ラミネート電池には電圧を測定するための電圧検知用端子が、それぞれ設けられている。
【０００５】
電池モジュールには、複数のラミネート電池に設けられた電圧検知用端子と、外部の機器と接続するためのコネクタ端子を用いることが公知である。
【０００６】
電池モジュールにおいて、ラミネート電池毎に電圧を検知するためには各ラミネート電池の電極タブに電圧検知用のハーネスを接続する代わりに、各ラミネート電池に予め電圧検知用の端子を設けておき、この電圧検知用端子を備えた単電池を積層した後に、電圧検知用ハーネスが接続されたコネクタを電圧検知用端子に接続して、複数の電圧検知用端子と複数の電圧検知用ハーネスを一括して接続する方法が公知である（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３２２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に記載されている電圧検知用端子は、図９に示すように、電池モジュールの３個の電圧検知用端子５００に対し、同時に接続可能な接続口６００Ａ〜６００Ｃを備えた一体型のコネクタ６００によって一括して接続されるように構成されている。
【０００９】
電圧検知用端子５００は、平板状でブレード状の接点部を持っているバスバーからなる。ワイヤーハーネス側のコネクタ６００は、上記バスバーのブレード状の接点部を上下方向から挟みこむように形成された対向接点型の端子を有する。更に特許文献１の電圧検知用端子５００は、ある程度動くように、可動自在に保持されている。
【００１０】
ところで、電池モジュールの電圧検知用端子５００は、複数のラミネート電池が厚み方向に沿って積層されているから、各ラミネート電池の厚みのばらつきや、組立精度等により、電圧検知用端子の位置にばらつきが発生することは避けられない。この端子位置のばらつきは、電池モジュールの各部品や組立の精度等に起因するものであり、設計値に対する公差である。そのため電圧検知用のブレード型端子５００と、ワイヤーハーネス側コネクタ６００の対向接点型端子とを接続する場合、対向接点部で公差を吸収する事になり、嵌合力が高くなってしまう。このようにコネクタを挿入する際の嵌合力が高くなると、コネクタの接続作業がし難くなって、作業性が低下してしまうという問題があった。
【００１１】
更に、上記従来の電池モジュールのように、単電池に電圧検知用端子５００が厚み方向に可動可能に装着されていると、複数の端子は、それぞればらばらに動いてしまうことになって摺動磨耗が発生する。そうなると、コネクタ６００側の対向接点型端子と電圧検知用端子５００との間の抵抗が高くなり、電気的な接続信頼性が低下してしまう。その結果、ラミネート電池の正確な電圧を把握するのが困難になるという問題があった。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決しようとするものであり、端子とコネクタ間の嵌合力が多大にならずに、コネクタ挿入作業がし易く、更に電気的な接続信頼性も良好である電池モジュール、薄型電池用端子及びタブリードを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明の薄型電池用端子は、発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池に接続されて外部のコネクタと接続するための端子であって、前記タブに接続するためのタブリード部と、該タブリード部に連設されていて前記コネクタに接続するための接点部とを有し、前記タブリード部が、コネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるための公差吸収部を有することを要旨とするものである。
【００１４】
上記薄型電池用端子は、前記公差吸収部が、幅方向に細く形成されている括れ部を有することや、厚み方向に折り曲げられて形成されている撓み部を有することが好ましい。
【００１５】
上記薄型電池用端子は、前記タブリード部と前記接点部とが一体の部品からなることや、前記接点部がピン型接点部であることが好ましい。
【００１６】
本発明の電池モジュールは、上記の薄型電池用端子が薄型電池のタブに接続されている端子付き薄型電池が複数枚積層された単電池積層体を有し、前記単電池積層体の端部に前記薄型電池の複数の端子がひと纏めにされたコネクタ嵌合部を有することを要旨とするものである。
【００１７】
本発明のタブリードは、発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池に接続され、外部のコネクタに接続される端子と前記薄型電池のタブとの間を接続するためのタブリードであって、コネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるための公差吸収部を有することを要旨とするものである。
【００１８】
また上記タブリードにおいて前記公差吸収部が、幅方向に細く形成されている括れ部を有することや、厚み方向に折り曲げられて形成されている撓み部を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の薄型電池用端子は、タブリード部と接点部を有し、前記タブリード部がコネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるための公差吸収部を有することにより、薄型電池用端子をコネクタと接続する際に、端子挿入時に公差により端子に応力が加わった場合、上記公差吸収部が変形することで、コネクタへの端子挿入の応力を緩和して、スムーズな端子とコネクタの嵌合を行うことができる。その結果、本発明の薄型電池用端子は、コネクタとの嵌合がし易く、コネクタ嵌合の作業性を低下させないという効果が得られる。
【００２０】
また、本発明の薄型電池用端子は、公差吸収部を有することから、コネクタとの接続に高いアライメント精度が要求される接続構造を採用することが可能である。このような接続構造として、例えば、ピン型接点部と箱型端子の嵌合構造が挙げられる。薄型電池用端子とコネクタの端子との間で上記嵌合構造を採用した場合には、対向接点端子よりも嵌合力が低下する。
【００２１】
更にこのように薄型電池用端子は、コネクタとの嵌合時に公差吸収部が変形可能であるから、端子を薄型電池に固定しておいてもコネクタと嵌合させることができ、電池に対してコネクタ端子を可動させるようにする必要がなく、コネクタとの嵌合時に摺動磨耗等が発生する虞はなく、接点の電気的な接続信頼性を維持することができる。
【００２２】
本発明の電池モジュールは、上記の薄型電池用端子がタブに接続されている端子付き薄型電池が複数枚積層された単電池積層体を有し、薄型電池の複数の端子がひと纏めにされたコネクタ嵌合部を有することにより、複数の端子をコネクタでひと纏めにして接続することができ、コネクタと端子との嵌合の際に嵌合力が高くならずに、嵌合を容易に行うことができる。
【００２３】
本発明のタブリードは、公差吸収部を有することにより、端子と接続した際に端子の変形を容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は本発明の電池モジュールの実施例の外観の一部を示す斜視図である。
【図２】図１の電池モジュールに用いる端子付きラミネート電池の斜視図である。
【図３】図１の電池モジュールの正面図である。
【図４】（ａ）は電圧検知用端子の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は（a）の平面図であり、（ｃ）は（ａ）の側面図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線に沿ったラミネート電池の断面を模式的に示した断面図である。
【図６】図１の分解斜視図である。
【図７】図１のプレートの外観を示す斜視図である。
【図８】（ａ）はフード部材の外観を示す斜視図であり、（ｂ）は（a）の背面図である。
【図９】従来の電池モジュールのコネクタ接続部とコネクタを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は本発明の電池モジュールの実施例の外観の一部を示す斜視図であり、図２は図１の電池モジュールに用いる端子付きラミネート電池の斜視図である。図１に示すように、本発明の電池モジュール１０は、図２に示すラミネート電池２００（２０１〜２０８）のような扁平型の単電池からなる薄型電池が厚み方向に沿って複数枚積層され、各単電池が電気的に直列又は並列に接続されて、一つのモジュールとして構成されている。
【００２６】
図１に示す実施例の電池モジュール１０は、単電池として８枚のラミネート電池２００（２０１〜２０８）が積層されている単電池積層体２０と、前記単電池積層体２０の前側端部のプレート組立体１００と、該プレート組立体１００と同様に構成された後側端部のプレート組立体（図示せず）とを有している。
【００２７】
図１の電池モジュール１０は、鋼板又はアルミニウム板等の金属板から形成されたケース体（図示せず）等の内部に収納され、複数の電池モジュール１０が組み合わせられた組電池の状態で、自動車等に搭載される。
【００２８】
本実施例では、ラミネート電池２００の平面形状は矩形状であり、便宜上、ラミネート電池２００の長手方向をラミネート電池の前後方向として説明する。ラミネート電池には、正極タブや負極タブ等の電極タブが外部に導出され（図２では電極タブの記載を省略した）、この電極タブに電圧検知用端子１４０が接続されている。電圧検知用端子１４０は、ラミネート電池２００の長手方向の前端部或いは後端部のいずれか一方に装着されている。図２では前端部に電圧検知用端子１４０が装着されているラミネート電池２００を示した。電圧検知用端子１４０は、各ラミネート電池２０１〜２０８の電圧を測定するために、外部のコネクタと接続するための端子である。またこの実施例では、ラミネート電池２０１〜２０８は、いずれか一方の端部で、上下の各ラミネート電池の電極タブが接続され、各ラミネート電池（２０１〜２０８）が直列に接続されて単電池積層体を構成している。
【００２９】
図３は図１の正面図である。図３に示すようにプレート組立体１００は、単電池積層体２０を構成するラミネート電池２００の枚数に応じた複数のプレートが積層されて構成されている。図１に示す実施例では、それぞれラミネート電池２０１〜２０８の枚数に対応した８枚のプレート１０１〜１０８が積層されて、一つのプレート組立体１００を構成している。電池モジュール１０は、単電池積層体２０の前後方向の両端が、前方のプレート組立体１００と後方のプレート組立体により固定保持され、複数のラミネート電池２０１〜２０８が一体化されている。またプレート組立体１００は、電池モジュール１０の電圧検知用端子１４０と外部とを電気的に接続するためのインターフェース部としての機能を持っている。尚、特に図示しないが、プレート組立体１００には、単電池積層体２０から電気を取り出すための出力端子等が設けられている。
【００３０】
図１及び図３に示すように、プレート組立体１００の長手方向の略中央の位置にコネクタ嵌合部１５０が設けられている。図１の電池モジュール１０は、４枚のラミネート電池２０２、２０４、２０６、２０８の電圧検知用端子１４０が前側に配置されており、残りの４枚のラミネート電池２０１、２０３、３０５、２０７の電圧検知用端子１４０が、後側に配置されている。電池モジュール１０は、電圧検知用端子１４０が前方と後方に交互に位置するように、ラミネート電池２０１〜２０８が上下に積層されている。
【００３１】
コネクタ嵌合部１５０は、４枚のラミネート電池２０２、２０４、２０６、２０８の正極タブや負極タブ等の電極タブに接続される４個の電圧検知用端子１４０を外部のコネクタと接続するために４つのピン型接点部１４１（図４参照、詳細は後述する）が一纏めにされた端子集合体として形成されている。尚、後側のプレート組立体にも、同様のコネクタ嵌合部が設けられ、４枚のラミネート電池２０１、２０３、２０５、２０７のタブに接続されている４個の電圧検知用端子を外部のコネクタと接続するために４個のピン型接点部１４１がひと纏めにされた端子集合体として形成されている。
【００３２】
図３に示すようにコネクタ嵌合部１５０は、ラミネート電池２００のタブに接続されている４個の電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１が前方に突出するように配置されている。ピン型接点部１４１は、ラミネート電池２００の積層方向に沿って縦一列に配置されている。コネクタ嵌合部１５０は、ピン型接点部１４１の周囲がフード部材１６０（図６参照）により覆われ、ピン型接点部１４１の周囲が保護されている。
【００３３】
電池モジュール１０は、前側のコネクタ嵌合部１５０の４枚のラミネート電池２０２、２０４、２０６、２０８の電圧検知用端子１４０を、一つのコネクタで一括して接続する。後側のコネクタ嵌合部の４枚のラミネート電池２０１、２０３、２０５、２０７の電圧検知用端子を、もう一つのコネクタで一括して接続する。電池モジュール１０は、二つのコネクタを二つのコネクタ嵌合部にそれぞれ嵌合することで、８枚のラミネート電池２００の電圧検知用端子１４０を全てワイヤーハーネスと接続することができる。
【００３４】
図４（ａ）は電圧検知用端子の一例を示す斜視図であり、（ｂ）は（a）の平面図であり、（ｃ）は（ａ）の側面図である。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、電圧検知用端子１４０は、ラミネート電池のタブと接続するための公差吸収部１４４と、該公差吸収部１４４の前方に連設されていて、コネクタと接続するためのピン型接点部１４１とを有している。また公差吸収部１４４とピン型接点部１４１の間には、電圧検知用端子１４０をフード部材等に係止するためのランス部１４５が設けられている。
【００３５】
本発明では、便宜的に、図４（ａ）及び図６中に座標軸Ｘ、Ｙ、Ｚで示したように、ラミネート電池の電池面方向であり、コネクタとの嵌合方向である端子の長手方向をＹ方向という。またラミネート電池の電池面のコネクタの嵌合方向と交叉する端子の幅方向をＸ方向という。また電池の積層方向に沿う方向をＺ方向という。
【００３６】
電圧検知用端子１４０は、公差吸収部１４４に、該端子１４０とコネクタ３００（図６参照）を嵌合した際に、公差による接点位置のずれ等に対し、ピン型接点部を追従させるために、端子形状を変形させ易くする部位として機能する公差吸収部が設けられている。図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、公差吸収部１４４に設けられている公差吸収部は、公差吸収部１４４の幅方向（Ｘ方向）が細く形成されている括れ部１４６と、公差吸収部１４４が厚み方向（Ｚ方向）に折り曲げられて形成されている撓み部１４７とから構成されている。また公差吸収部１４４の後端は、ラミネート電池２００のタブと接続するための接合部１４８として形成されている。
【００３７】
電圧検知用端子１４０は、公差吸収部１４４の全体が薄板から形成され、括れ部１４６の部分の幅が狭く形成されている。電圧検知用端子１４０の括れ部１４６は、他の部分よりも幅が狭く形成されているから、Ｘ方向、Ｚ方向に他の部分より変形し易い。電圧検知用端子１４０をコネクタ３００と嵌合させる場合、ピン型接点部１４１の端子位置がＸ方向やＺ方向にずれていても、括れ部１４６が変形することで追従するので、コネクタの接続を良好に行うことができる。括れ部１４６は、Ｘ方向とＺ方向の公差を吸収できる。
【００３８】
括れ部１４６の形状は、電圧検知用端子の幅に対して、線対称形状が好ましい。非線対称形状では、Ｘ方向のずれが括れ形状に相反する方向に作用すると破断する恐れがある。
【００３９】
電圧検知用端子１４０の撓み部１４７は、公差吸収部１４４の薄板がＺ方向に折り曲げられて撓んだ形状に形成されている。実施例の撓み部は図４（ｃ）に示すようにＺ方向に凸状になるように折り曲げられ、折り返されている。本発明では、撓み部１４７の形状は、図示した形状に限定されず、Ｚ方向に半円状、山形等の凸状になるように折り曲げて形成してもよい。
【００４０】
電圧検知用端子１４０は、撓み部１４７がＺ方向に折り曲げられて撓み易い形状に形成されていることにより、Ｙ方向、Ｚ方向の応力が加わった場合、変形し易く形成されている。電圧検知用端子１４０をコネクタと嵌合させる場合、ピン型接点部１４１の位置がＹ方向、Ｚ方向にずれていても、撓み部１４７が変形することで追従するのでコネクタの接続を良好に行うことができる。撓み部１４７はＹ方向、Ｚ方向の公差を吸収できる。
【００４１】
このように、図４（ａ）〜（ｃ）に示す電圧検知用端子１４０は、公差吸収部１４４に公差を吸収するための括れ部１４６と撓み部１４７を設けることにより、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の全ての方向に対して変形し易くなっているため、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の全ての方向に対する端子位置の公差を吸収することができ、電圧検知用端子とコネクタを良好に嵌合することができる。
【００４２】
電圧検知用端子１４０は、銅、銅合金、アルミニウム等の金属板の打ち抜き加工、曲げ加工等により形成されている。図４（ａ）〜（ｃ）の態様の電圧検知用端子１４０は、公差吸収部１４４とピン型接点部１４１とが一体の部品からなるものである。すなわち電圧検知用端子１４０は、一つの板状の部品を切断（打ち抜き）或いは曲げ等の加工を施すことにより、ピン型接点部１４１、ランス部１４５、括れ部１４６、撓み部１４７等が形成されているものであり、ピン型接点部とタブリード部を別体の部材として形成して接合して形成したものではない。
【００４３】
電圧検知用端子１４０は、公差吸収部１４４の後端の接合部１４８の片面側が、ラミネート電池２００の電極タブに接合されている。電圧検知用端子１４０と電極タブの接合は、超音波接合、ホットメルト接着剤等による接着等の手段を用いることができる。
【００４４】
電圧検知用端子１００は、公差吸収部１４４と接点部１４１とを別体の部品として形成し、両者を接合して一体化して構成してもよい。この場合のタブリード部が、本発明のタブリードのことである。本発明のタブリードは、上記の公差吸収部１４４のみから構成することができる。具体的にタブリードは、例えば、括れ部１４６と撓み部１４７等の公差吸収部と、タブと接続するための接続部と、端子と接続するための端子接続部とから構成することができる。
【００４５】
図５は図２のＡ−Ａ線に沿った端子付きラミネート電池の断面を模式的に示した断面図である。図５に示すように、電圧検知用端子１４０は、ラミネート電池２００の負極タブ２１５に接合されている。ラミネート電池２００は、扁平な薄型電池であり、例えばリチウムイオン二次電池を用いることができる。ラミネート電池２０１〜２０８の内部の構造は、基本的に図５に示す構造を有する。
【００４６】
図５に示すように、ラミネート電池２００は、電解質を含む発電要素２１２と、該発電要素２１２がラミネートフィルム２１３Ａ及びラミネートフィルム２１３Ｂからなる外装材２１３により封止されている電池本体２１１と、前記発電要素２１２から外部に導出された正極タブ２１４と負極タブ２１５とを有している。正極タブ２１４、負極タブ２１５は、電流を引き出すための出力端子として、あるいは、電圧検知用端子１４０を取付ける電圧検知用タブとして利用される。
【００４７】
図５に示す態様では、負極タブ２１５に、電圧検知用端子１４０の公差吸収部１４４が接続されている。本発明は、上記態様に限らず、電圧検知用端子１４０は、正極タブ２１４に接続されていても良いし、正極タブ２１４又は負極タブ２１５に別体のタブを接続し、これに電圧検知用端子１４０を取付けてもよい。
【００４８】
図５に示すように、ラミネート電池２００は、ラミネートフィルム２１３Ａと２１３Ｂの間に発電要素２１２が封入され、該ラミネートフィルム２１３Ａと２１３Ｂの周縁部が溶着されて、フィルム同士が接合された接合部２１１ａ、２１１ｂ等を形成することによって、袋状に形成されている。
【００４９】
発電要素２１２に用いられる電解質としては、電解質塩を非水溶媒に溶解して調製される電解質液体以外に、電解質塩を非水溶媒に溶解した溶液を高分子マトリクス中に保持させたポリマーゲル電解質等を用いることができる。上記電解質塩としては、イオン伝導性を示すリチウム塩が用いられる。このようなリチウム塩としては、例えばＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ等が挙げられる。これらの電解質塩は、１種類を単独で用いてもよく、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００５０】
発電要素２１２は、例えばバイポーラ電極が電解質層を介して積層されているバイポーラ電池等の積層型構造のものを用いることができる。上記バイポーラ電極は、特に図示しないが、集電体の一方の面に正極活物質層が形成され、他方の面に負極活物質層が形成されている。バイポーラ電池は、これらの正極活物質層、電解質層、及び負極活物質層等によって、一つの単電池層が形成され、この単電池層が複数積層された構造を有する。更に単電池層の外周には、隣接する集電体間を絶縁するための絶縁層が設けられている。
【００５１】
発電要素における正極板は、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のリチウム−遷移金属複合酸化物からなる正極活物質層を有する。負極板は、例えば、カーボンおよびリチウム−遷移金属複合酸化物からなる負極活物質層を有する。セパレータは、例えば、電解質を浸透し得る通気性を有するポーラス状のポリエチレン等から形成される。
【００５２】
図５に示すように、発電要素２１２の正極側は、最外層の集電体が延設されて、外装材２１３の外部に導出して薄板状の正極タブ２１４として形成されている。一方、発電要素２１２の負極側は、最外層の集電体が延設されて、外装材２１３の外部に導出して薄板状の負極タブ２１５として形成されている。正極タブ２１４及び負極タブ２１５は、電池本体２１１の前側端部の接合部２１１ａ、及び後側端部の接合部２１１ｂから電池本体２１１の外部に導出されている。
【００５３】
なお、発電要素２１２はバイポーラ電池以外の構造であってもよい。例えば、集電体の両面に正極活物質層を形成した正極電極板と、集電体の両面に負極活物質層を形成した負極電極板とを、セパレータを介して交互に積層した発電要素を外装材内部に封止して電池本体を形成し、正極電極板と電気的に接続された正極タブと、負極電極板と電気的に接続された負極タブとを電池本体から外部に導出して形成された電池でもよい。
【００５４】
外装材２１３の２枚のラミネートフィルム２１３Ａ、２１３Ｂは、アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銅などの金属（合金を含む）をポリプロピレンフィルム等の絶縁体で被覆した高分子−金属複合ラミネートフィルムを用いることが好ましい。ラミネート電池２００は、外装材としてラミネートフィルムを用いることにより、軽量、薄型に形成することが可能であり、柔軟性を有し、放熱性も優れている薄型単電池が得られる。
【００５５】
図６は図１の分解斜視図である。図６に示すように単電池積層体２０の端部から４つの電圧検知用端子１４０が前方のプレート組立体１００側に突出している。各ラミネート電池２０１〜２０８は、プレート組立体１００の各プレートに接合されている。プレート組立体のコネクタ嵌合部１５０には、フード部材１６０が取付けられている。図６に示すように、フード部材１６０は電圧検知用端子１４０の周囲を覆うように取り付けられる。コネクタ３００はフード部材１６０に嵌合する。
【００５６】
図７は図１のプレートの外観を示す斜視図である。図７に示すようにプレート１０１には、長手方向の中程にコネクタ嵌合部１５１が設けられている。コネクタ嵌合部１５１の後方には、電圧検知用端子１４０のピン型接点部１４１が配置された際に、上下のプレートの間に隙間を形成するための薄肉部１０１ａが設けられている。またプレート１０１の長手方向両端には、金属カラー１５４、１５４が埋設されている。尚、プレート１０２〜１０８も、プレート１０１と同一形状に形成されている。プレート１０１は、金属カラー１５４の部分を除いて、樹脂、ゴム等の絶縁性を有する材料から形成されている。
【００５７】
プレート１０１〜１０８にラミネート電池２０１〜２０８の端部が接合されている。各ラミネート電池は、電圧検知用端子の無い方の端部が、各プレートに接合されている。ラミネート電池は、プレート端部に熱溶着、ホットメルト接着剤等を用いた接着等により接合している。
【００５８】
ラミネート電池が各プレートに接合された状態では、電圧検知用端子１４０は、プレートの薄肉部１０１ａに位置している。薄肉部１０１ａは、プレートを積層した際に、電圧検知用端子１４０が自由に動くことが可能な隙間ができるように形成されている。電圧検知用端子１４０は、プレート間においては、プレートに固定されない状態で薄肉部１０１ａに保持される。電圧検知用端子は、薄肉部では、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に自由に動くことができるようになっている。
【００５９】
金属カラー１５４はプレートが積層された場合に、プレート組立体の積層方向に沿った貫通孔からなるスリーブ１７１〔図１参照〕として構成される。このスリーブ１７１の一方からボルトを挿通し、スリーブ１７１の他方から突出したボルトをナットで締結することで、電池モジュール１０のラミネート電池２００の積層方向（Ｚ方向）を固定することができる。
【００６０】
図８（ａ）はフード部材１６０の外観を示す斜視図であり、同図（ｂ）は（a）の背面図である。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、フード部材１６０は、断面が方形の角筒状に形成されたフード本体１６５と、後側の壁体１６３とから構成され、前側が開口した形状に形成されている。壁体１６３には、４本のピン型接点部１４１が挿通し係止される係止部１６４が、電圧検知用端子のピン型接点部１４１の位置に対応して設けられている。
【００６１】
フード部材１６０には、側面内側にコネクタ３００の係合部３０２（図６参照）と係合する被係合部１６６が設けられている。
【００６２】
フード部材１６０がコネクタ嵌合部１５０に取付けられた状態では、電圧検知用端子１４０は、フード部材１６０の背面側の壁体１６３に設けた係止部１６４からピン型接点部１４１を挿通した状態となっている。係止部１６４では、ランス部１４５まで係止部１６４に挿通することで、フード部材１６０の内部にピン型接点部１４１が位置して外れないように取付けられている。
【００６３】
図６に示すように、コネクタ３００は、箱型端子が４つ埋設されている。箱型端子には電池モジュールのピン型接点部が挿通されて、電気的に接続する。箱型端子にはワイヤーハーネスが接続されている。コネクタ３００の箱型端子は、電池モジュールのコネクタ嵌合部１５０のピン型接点部１４１の位置に対応した位置に配設されている。コネクタ３００の側面には、フード部材１６０の被係合部１６６と係合する係合部３０２と、フード部材１６０のガイド用凸部１６８にガイドされる凹溝３０５が設けられている。
【００６４】
電池モジュール１０にコネクタ３００を接続するには、電池モジュール１０のコネクタ嵌合部１５０のフード部材１６０に、コネクタ３００を挿入し嵌合させる。コネクタ３００はフード部材１６０のガイド用凸部１６８に沿ってガイドされながら挿入される。
【００６５】
従来のブレード型端子を接点に使用した場合は、コネクタ側に対向接点端子を用いる必要があった。これに対し、上記したように、電圧検知用端子１４０の接点としてピン型接点部１４１を用いた場合、コネクタ３００側の端子に箱型端子を用いることができる。電池モジュール１０とワイヤーハーネスのコネクタ３００を接続する場合、ピン型接点部１４１が箱型端子と嵌合すれば、コネクタ３００とコネクタ嵌合部１５０（フード部材１６０）の嵌合がきつくならずに、嵌合力を低く抑制できる。
【００６６】
電池モジュール１０を組立てる際、各ラミネート電池２０１〜２０８を電気的に接続するには、特開２００７−１７２８９３号公報等に記載されているような公知の手段を用いることができる。
【００６７】
以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
【００６８】
例えば上記実施例では、電圧検知用端子１４０は、公差吸収部として、括れ部１４６と撓み部１４７との両方を設けているが、どちらか一方のみを設けて公差吸収部を構成してもよい。また上記実施例では、公差吸収部はＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の全ての方向の公差を吸収するように形成されているが、上記のいずれかの一方向或いは二方向の公差を吸収するように公差吸収部を形成してもよい。
【００６９】
また、ラミネート電池の積層方法は、全て直列接続ではなく、並列結合された電池（２０１，２０２）、（２０３，２０４）、（２０５，２０６）（２０７，２０８）が直列接続されていても良い。
【符号の説明】
【００７０】
１０ 電池モジュール
２０ 単電池積層体
１００ プレート組立体
１４０ 電圧検知用端子
１４１ ピン型接点部
１４４ 公差吸収部
１４６ 括れ部
１４７ 撓み部
１５０ コネクタ嵌合部
２００（２０１〜２０８） ラミネート電池
２１１ 電池本体
２１２ 発電要素
２１３ 外装材
２１４ 正極タブ
２１５ 負極タブ
３００ コネクタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池に接続されて外部のコネクタと接続するための端子であって、
前記タブに接続するためのタブリード部と、該タブリード部に連設されていて前記コネクタに接続するための接点部とを有し、
前記タブリード部が、コネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるための公差吸収部を有することを特徴とする薄型電池用端子。
【請求項２】
前記公差吸収部が、幅方向に細く形成されている括れ部を有することを特徴とする請求項1記載の薄型電池用端子。
【請求項３】
前記公差吸収部が、厚み方向に折り曲げられて形成されている撓み部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の薄型電池用端子。
【請求項４】
前記タブリード部と前記接点部とが一体の部品からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄型電池用端子。
【請求項５】
前記接点部がピン型接点部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
１項に記載の薄型電池用端子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄型電池用端子が薄型電池のタブに接続されている端子付き薄型電池が複数枚積層された単電池積層体を有し、前記単電池積層体の端部に前記薄型電池の複数の端子がひと纏めにされたコネクタ嵌合部を有することを特徴とする電池モジュール。
【請求項７】
発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池に接続され、外部のコネクタに接続される端子と前記薄型電池のタブとの間を接続するためのタブリードであって、
コネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるための公差吸収部を有することを特徴とするタブリード。
【請求項８】
前記公差吸収部が、幅方向に細く形成されている括れ部を有することを特徴とする請求項７記載のタブリード。
【請求項９】
前記公差吸収部が、厚み方向に折り曲げられて形成されている撓み部を有することを特徴とする請求項７又は８記載のタブリード。
【請求項１】
発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池に接続されて外部のコネクタと接続するための端子であって、
前記タブに接続するためのタブリード部と、該タブリード部に連設されていて前記コネクタに接続するための接点部とを有し、
前記タブリード部が、コネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるための公差吸収部を有することを特徴とする薄型電池用端子。
【請求項２】
前記公差吸収部が、幅方向に細く形成されている括れ部を有することを特徴とする請求項1記載の薄型電池用端子。
【請求項３】
前記公差吸収部が、厚み方向に折り曲げられて形成されている撓み部を有することを特徴とする請求項１又は２記載の薄型電池用端子。
【請求項４】
前記タブリード部と前記接点部とが一体の部品からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄型電池用端子。
【請求項５】
前記接点部がピン型接点部であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
１項に記載の薄型電池用端子。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄型電池用端子が薄型電池のタブに接続されている端子付き薄型電池が複数枚積層された単電池積層体を有し、前記単電池積層体の端部に前記薄型電池の複数の端子がひと纏めにされたコネクタ嵌合部を有することを特徴とする電池モジュール。
【請求項７】
発電要素が外装材によって封止された薄板状の電池本体と前記発電要素の電極に接続され前記外装材の端部から外部に導出されたタブとを有する薄型電池に接続され、外部のコネクタに接続される端子と前記薄型電池のタブとの間を接続するためのタブリードであって、
コネクタ嵌合時の前記接点部の変形に追従させるための公差吸収部を有することを特徴とするタブリード。
【請求項８】
前記公差吸収部が、幅方向に細く形成されている括れ部を有することを特徴とする請求項７記載のタブリード。
【請求項９】
前記公差吸収部が、厚み方向に折り曲げられて形成されている撓み部を有することを特徴とする請求項７又は８記載のタブリード。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１３８２６１（Ｐ２０１２−１３８２６１Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８９８５５（Ｐ２０１０−２８９８５５）
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２７日（２０１０．１２．２７）
【出願人】（３９５０１１６６５）株式会社オートネットワーク技術研究所 (2,668)
【出願人】（０００１８３４０６）住友電装株式会社 (6,135)
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（０００００３９９７）日産自動車株式会社 (16,386)
【Ｆターム（参考）】
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