电池组的制作方法

文档序号:15740749发布日期:2018-10-23 22:15阅读:133来源:国知局

本发明涉及电池组。详细而言,涉及将二次电池作为单电池,由多个该单电池排列而成的电池组。



背景技术:

以锂离子二次电池、镍氢电池等二次电池或电容器等蓄电元件作为单电池,具备多个该单电池的电池组,作为车辆搭载用电源或电脑、便携终端等的电源,重要性不断提高。特别是以重量轻且可得到高能量密度的锂离子二次电池为单电池的电池组,优选用于车辆搭载用的高输出电源等。

该电池组例如通过下述方式构建:将多个单电池的每一个沿预定的排列方向排列,通过母线将相邻配置的单电池的外部端子之间电连接。作为该电池组的构建所使用的母线,例如可使用板状的导电构件。专利文献1中记载了通过该母线连接多个单电池而成的电池组的一例。

在先技术文献

专利文献1:国际公开第2014/050329号



技术实现要素:

专利文献1提出在通过母线连接多个蓄电元件而成的电池模块中,对形成于母线的薄壁部,沿着从该薄壁部的内侧面部向内侧分离预定距离的位置的封闭矩形路径的整个圆周或多条直线状的边照射激光,将该薄壁部与蓄电元件的外部端子焊接。该文献记载了通过该结构,能够减轻对蓄电元件的外部端子的热损伤。但是,如果将专利文献1这样单电池的外部端子与母线被焊接固定而成的电池组搭载于车辆等移动体,则会由于移动时的振动或来自外部的冲击等而使构成电池组的各单电池发生相对移动,在母线与外部端子的焊接部反复受到应力,使该焊接部破损。焊接部的破损会成为母线从外部端子脱落的主要原因,因此并不优选。

本发明是鉴于这一点而完成的,其主要目的是提供一种能够抑制母线与外部端子的焊接部位破损的电池组。

在此提出的电池组是多个单电池在预定方向上排列而构成的电池组。该电池组具备多个单电池,所述单电池具备电极体、收纳该电极体的电池壳体、以及附设在该电池壳体的外部的外部端子,所述电极体具有正极和负极。所述多个单电池,在相邻的单电池之间,一方的外部端子与另一方的外部端子经由母线而彼此连结。所述母线是在所述排列方向上延伸的板状的构件,具有分别与所述外部端子重叠的一对端子连接部、和将该一对端子连接部之间连结的连结部。在所述母线的端子连接部与所述外部端子重叠的部位形成线状的焊接部。所述线状的焊接部在所述端子连接部的面内为非环状,并具有在与所述排列方向正交的方向上延伸的直线部、和分别从所述直线部的两端延伸且向与所述连结部侧相反的那侧弯曲的两个圆弧部。根据该技术构成,能够有效抑制母线与外部端子的焊接部破损。

本说明书中“单电池”是指为了构成电池组而相互串联的各个蓄电元件,只要不特别限定,则包括各种组成的电池、电容器。另外,“二次电池”通常是指能够反复充电的电池,包括锂离子二次电池、镍氢电池等所谓的蓄电池。

构成锂离子二次电池的蓄电元件,是在此提到的“单电池”所包含的典型例,具备多个这样的单电池而成的锂离子二次电池模块,是在此公开的“电池组”的典型例。

在此公开的电池组的一优选技术方案中,所述直线部在所述排列方向上,形成在从所述母线的端子连接部与所述外部端子重叠的部位的中心点偏离的位置。这样容易确保焊接部的重新处理和预备焊接的空间。

在此公开的电池组的一优选技术方案中,所述直线部的与所述排列方向正交的方向的长度L与所述圆弧部的半径R的关系满足(R/L)<0.2。如果是这样的直线部的长度L与圆弧部的半径R的关系,则能够更有效地抑制上述焊接部的破损。

在此公开的电池组的一优选技术方案中,所述圆弧部的中心角θ为30~120度。如果在这样的圆弧部的中心角θ的范围内,则能够更有效地抑制所述焊接部的破损。

附图说明

图1是示意性地表示一实施方式涉及的电池组的立体图。

图2是示意性地表示图1的II-II截面的图。

图3是示意性地表示一实施方式涉及的母线与外部端子的焊接部位的图。

图4是示意性地表示一实施方式涉及的焊接部的形状的图。

图5是示意性地表示参考例涉及的焊接部的形状的图。

图6是示意性地表示参考例涉及的焊接部的形状的图。

图7是示意性地表示参考例涉及的焊接部的形状的图。

图8是示意性地表示另一实施方式涉及的焊接部的形状的图。

图9是示意性地表示另一实施方式涉及的焊接部的形状的图。

附图标记说明

10 单电池

20 电池壳体

22 壳体主体

24 盖体

30 正极端子

32 负极端子

40 母线

42a、42b 端子连接部

44 连结部

50 焊接部

52 直线部

54a、54b 圆弧部

100 电池组

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。再者,本说明书中特别提及的事项以外的且本发明的实施所需的事项(例如不作为本发明的技术特征的电极体的一般构成和制造工艺),可作为本领域技术人员基于该领域现有技术的设计事项来掌握。本发明能够基于本说明书公开的内容和该领域技术常识而实施。另外,以下的附图中,对发挥相同作用的构件、部位附带相同标记进行说明。另外,各图中的尺寸关系(长度、宽度、厚度等)并不反映实际的尺寸关系。再者,本说明书中的A~B是指A以上且B以下。

本发明涉及的电池组,只要是以能够充放电的二次电池为单电池,将多个这样的单电池串联而成的电池组即可,对于单电池的构成并不特别限制。作为本发明的实施优选的单电池的构成,可举出镍氢电池、双电层电容器等。本发明的实施特别优选的单电池的构成为锂离子二次电池。锂离子二次电池是能够实现高能量密度和高输出的二次电池,因此能够构建高性能的电池组、特别是车辆搭载用电池组(电池模块)。

并不意图特别限定,以下,作为电池构成,以锂离子二次电池为例对本发明进行详细说明。

图1是示意性地表示本实施方式涉及的电池组100的立体图。图2是示意性地表示图1的II-II截面的图。如图1和图2所示,电池组100是多个(图1中为4个)能够充放电的单电池10在预定方向上排列而构成的。相邻配置的各单电池10,经由母线40而相互电连接。再者,以下将单电池10的排列方向设为Y方向,将单电池10的高度方向设为Z方向,将与Y方向和Z方向正交的沿着单电池10的长边的宽度方向设为X方向。但这只是为了便于说明,并不限定电池组100的设置方式。

多个单电池10的每一个,与以往的电池组所具备的单电池同样,典型地具备电极体(未图示)、收纳该电极体的电池壳体20、以及附设在该电池壳体20的外部的外部端子30、32,所述电极体具备预定的电池构成材料。

电极体典型地具有正极、负极和电解质。正极和负极分别包含能够可逆地吸藏和放出电荷载体的活性物质。锂离子二次电池的情况下,电荷载体为锂离子。电解质例如包含非水溶剂和锂盐等支持盐。

电池壳体20是收纳电极体和电解质的容器。本实施方式中,电池壳体20具有箱型(角型长方体形状)的外形。该实施方式中,电池壳体20由上表面开放的扁平的壳体主体22和堵塞该上表面的开口部的盖体24构成。电池壳体20的材质与以往的单电池所使用的相同即可,并不特别限制。从适合搭载于车辆等的观点出发,作为本技术构成的实施优选的材质,可举出重量较轻的材质。例如可优选使用金属(例如铝、钢)制的壳体、合成树脂(例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂、或聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚酰胺系树脂等高熔点树脂)制的壳体等。本实施方式涉及的壳体20为铝制。

在电池壳体20的上表面(在此为盖体24)附设有外部端子30、32。该例子中,外部端子30为正极端子30。外部端子32为负极端子32。正极端子30和负极端子32配置在宽度方向X(图1的左右方向)上单电池10的两端部分。正极端子30例如为铝、镍、不锈钢等金属制。正极端子30与配置在电池壳体的内部的正极电连接。负极端子32例如为铜、镍、不锈钢等金属制。从焊接性的观点出发,负极端子32可以由铝或铝和铜的包层构成。负极端子32与配置在电池壳体的内部的负极电连接。

正极端子30和负极端子32分别形成为上端为矩形的平板形状。正极端子30和负极端子32分别具有与单电池10的上表面(在此为盖体24)平行的平坦面30a、32a。该实施方式中,正极端子30的宽度方向X的长度比排列方向Y的长度长。负极端子32的宽度方向X的长度比排列方向Y的长度长。但对于正极端子30和负极端子32的形状、尺寸、配置等并不特别限定,可以适当变更。对于正极端子30和负极端子32的平坦面30a、32a的厚度并不特别限定,例如为0.5mm~10mm,典型地为1mm~8mm,例如可以为2mm~6mm。

正极端子30与电池壳体20内的正极导通。即,在电池壳体20的上表面(在此为盖体24)设有将电池壳体20的内部与外部连通的端子孔26a。铆钉34a插入端子孔26a并嵌合。铆钉34a通过将上端和下端弯折而固定于电池壳体20的盖体24。铆钉34a在电池壳体20的内部与未图示的正极电连接。铆钉34a在电池壳体的外部,其外周面的一部分与正极端子30抵接。由此,形成从正极到正极端子30的导电路径。

负极端子32与电池壳体20内的负极导通。负极端子32具有与正极端子30同样的结构。即,在电池壳体20的上表面(在此为盖体24)设有将电池壳体20的内部与外部连通的端子孔26b。铆钉34b插入端子孔26b并嵌合。铆钉34b通过将上端和下端弯折而固定于电池壳体20的盖体24。铆钉34b在电池壳体20的内部与未图示的负极电连接。铆钉34b在电池壳体的外部,其外周面的一部分与负极端子32抵接。由此,形成从负极到负极端子32的导电路径。

再者,在端子孔26a的周缘部,从正极到正极端子30的导电路径,通过第1绝缘构件60a和第2绝缘构件62a而与电池壳体20绝缘。另外,在端子孔26b的周缘部,从负极到负极端子32的导电路径,通过第1绝缘构件60b和第2绝缘构件62b而与电池壳体20绝缘。第1绝缘构件60a、60b和第2绝缘构件62a、62b由绝缘性材料构成。作为绝缘性材料的具体例,例如可举出聚苯硫醚(PPS)等合成树脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、乙烯-丙烯橡胶等橡胶类等。第1绝缘构件60a、60b和第2绝缘构件62a、62b可以由相同材料构成,也可以由不同材料构成。

电池组100如图1和图2所示,由多个(典型地为4个以上,例如4个~100个,例如10个以上)单电池10串联构成。在各单电池10具备的电池壳体20上,如上所述设有与电极体的正极电连接的正极端子30和与负极电连接的负极端子32。另外,多个单电池10以各自的正极端子30和负极端子32交替配置的方式,在将单电池10的方向交替颠倒的状态下排列。即,以相邻的单电池10的正极端子30与负极端子32彼此相邻的方式,在排列方向Y上并排排列。在相邻的单电池10之间,一方的正极端子30与另一方的负极端子32经由母线40电连接。再者,对于构成电池组100的单电池10的形状、尺寸、个数、配置、连接方法等不特别限定,可以适当变更。另外,在各单电池10之间,例如可以配置用于使单电池10中产生的热有效散热的散热构件、作为长度调整手段的间隔件等。

母线40是在排列方向Y上延伸的板状的导电性构件。母线40例如由铝、铜、镍、不锈钢等金属材料形成。母线40具有分别与正极端子30和负极端子32重叠的一对端子连接部42a、42b、和介于该一对端子连接部42a、42b之间的连结部44。在排列方向Y上,端子连接部42a、42b配置在母线40的两端部分,连结部44配置在母线40的中间部分。母线40例如通过对一枚金属板进行压制加工而形成。对于母线40的板厚不特别限定,例如为0.1mm~5mm,典型地可以为0.5mm~2mm。

连结部44是将两个端子连接部42a、42b之间连结的部分。该实施方式中,连结部44的宽度方向X的长度比排列方向Y的长度长。另外,连结部44在高度方向Z上,具有以位于比端子连接部42a、42b靠上方的方式弯曲的一个凸部46、和以位于比端子连接部42a、42b靠下方的方式弯曲的一个凹部48。凸部46和凹部48沿着排列方向Y并列配置。像这样,通过在连结部44设置凸部46和凹部48并使其弯曲,能够有效缓和因振动等而施加到母线40的应力(特别是排列方向Y和高度方向Z的负荷带来的应力)。再者,凸部46和凹部48的数量不限定为一个。凸部46和/或凹部48可以为两个以上的复数。凸部46和凹部48的数量可以相同,也可以不同。例如,可以是具备两个凸部46、和位于该两个凸部46之间的一个凹部48的连结部44。凸部46从端子连接部42a起算的高度例如为0.1mm~3mm,典型地可以为1mm~2mm(例如1.5mm)。凹部48从端子连接部42a起算的高度(深度)例如为0.1mm~3mm,典型地可以为0.5mm~1mm(例如1mm)。

端子连接部42a、42b是与正极端子30和负极端子32连接的部分。该实施方式中,端子连接部42a、42b具有沿着正极端子30和负极端子32的平坦面30a、32a的平板形状。端子连接部42a被配置为与正极端子30的平坦面30a重叠。端子连接部42b被配置为与负极端子32的平坦面32a重叠。端子连接部42a、42b的宽度方向X的长度La比排列方向Y的长度Lb长。并不特别限定,端子连接部42a、42b的宽度方向X的长度La例如为10mm~100mm,典型地可以为25mm~50mm。端子连接部42a、42b的排列方向Y的长度Lb例如为5mm~80mm,典型地可以为15mm~40mm。端子连接部42a、42b在俯视下形状与单电池10的正极端子30和负极端子32相同。端子连接部42a、42b在俯视下的面积与正极端子30和负极端子32在俯视下的面积相同或比其更小。端子连接部42a、42b与正极端子30和负极端子32的平坦面30a、32a焊接。对于端子连接部42a、42b与外部端子30、32的焊接方法不特别限定。例如可采用激光焊接、电阻焊接(例如点焊接)等公知的焊接方法。该实施方式中,端子连接部42a、42b与外部端子30、32通过激光焊接而被贯通焊接。

图3是表示与外部端子30、32焊接的母线40的周边的俯视图。如图1~图3所示,在端子连接部42a、42b与外部端子30、32重叠的部位形成有线状的焊接部(典型地为焊接痕)50。线状的焊接部50在俯视(即端子连接部42a、42b的面内)下为非环状,具有直线部52和两个圆弧部54a、54b。再者,这里提到的非环状意味着在俯视下,线状的焊接部50的起点56a和终点56b不闭合的(不连结的)开放的线形状。

直线部52是在端子连接部42a、42b的面内,焊接部50之中在与排列方向Y正交的方向(即宽度方向X)上呈直线状延伸的部位。直线部52的宽度方向X的长度L(图4),例如可以为端子连接部42a、42b的宽度方向X的长度La(图3)的10%以上(即L≥0.1La)。从更好地缓和施加于母线40的应力(特别是Z方向的负荷带来的应力)等观点出发,直线部52的所述长度L优选为所述长度La的15%以上,更优选为20%以上,进一步优选为25%以上,特别优选为30%以上。对于直线部52的所述长度L的上限值不特别限定,例如可以为所述长度La的80%以下(即L≤0.8La)。从抑制外部端子30、32、第1绝缘构件60a、62a的焊接时的热损伤等观点出发,直线部52的所述长度L优选为所述长度La的75%以下,更优选为60%以下,进一步优选为50%以下,特别优选为40%以下。在此公开的技术,可优选以所述直线部52的宽度方向X的长度L为端子连接部42a、42b的宽度方向X的长度La的25%以上且35%以下的方式实施。不特别限定,所述直线部52的宽度方向X的长度L例如为3mm~20mm,典型地可以为6mm~15mm(优选为8mm~12mm)。

该实施方式中,直线部52形成在排列方向Y上从端子连接部42a、42b与外部端子30、32重叠的部位的中心点C偏离的位置。在图示的例子中,直线部52形成在排列方向Y上从端子连接部42a、42b的中心点C向连结部44位于的一侧(即母线40的中央侧)偏离的位置。一优选方式中,在排列方向Y上从端子连接部42a、42b的中心点C到直线部52的中心位置的距离(最短距离)为端子连接部42a、42b的排列方向Y的长度Lb的15%以上,优选为20%以上,更优选为25%以上,进一步优选为30%以上。另外,从中心点C到直线部52的中心位置的所述距离为所述长度Lb的75%以下,优选为60%以下,更优选为50%以下,进一步优选为40%以下。从中心点C到直线部52的中心位置的所述距离例如为3mm以上且15mm以下,优选为5mm以上且10mm以下。

两个圆弧部54a、54b是在端子连接部42a、42b的面内,焊接部50之中从直线部52的两端分别呈圆弧状延伸的部位。圆弧部54a、54b分别从直线部52的两端延伸且向与连结部44侧(即母线40的中央侧)相反的那侧弯曲。圆弧部54a、54b的半径R(图4)例如为端子连接部42a、42b的排列方向Y的长度Lb(图3)的50%以下(即R≤0.5Lb)。从更好地缓和施加于母线40的应力(特别是X方向和Z方向的负荷带来的应力)等观点出发,圆弧部54a、54b的所述半径R优选为40%以下,更优选为30%以下,进一步优选为20%以下。所述半径R例如可以为Lb的10%以下,典型地可以为5%以下。圆弧部54a、54b的所述半径R的下限值只要为0(零)以上就不特别限定,例如可以为所述长度Lb的0.1%以上(即R≥0.01Lb)。圆弧部54a、54b的所述半径R优选为Lb的0.5%以上,更优选为1%以上,进一步优选为2%以上。在此公开的技术优选以圆弧部54a、54b的半径R为端子连接部42a、42b的排列方向Y的长度Lb的3%以上且10%以下的方式实施。不特别限定,所述圆弧部54a、54b的半径R例如为0.1mm~5mm,典型地为0.5mm~3mm(优选为0.8mm~2mm)。

一优选方式中,直线部52的宽度方向X的长度L与圆弧部54a、54b的半径R的关系满足(R/L)<0.2。通过这样设定焊接部50的尺寸形状,能够更好地缓和因振动等而施加于母线40的应力(特别是X方向和Z方向的负荷带来的应力)。从应力缓和等观点出发,所述比(R/L)优选为0.18以下,更优选为0.15以下,进一步优选为0.12以下。所述比(R/L)的下限值只要为0(零)以上就不特别限定,例如可以为0.01以上,优选为0.03以上,更优选为0.05以上,进一步优选为0.08以上。

对于圆弧部54a、54b的中心角θ(图4)不特别限定,例如可以为30度以上且120度以下。如果在这样的圆弧部54a、54b的中心角θ的范围内,则能够更好地缓和因振动等而施加于母线40的应力(特别是X方向和Z方向的负荷带来的应力)。从应力缓和等观点出发,所述中心角θ优选为45度以上且115度以下,更优选为60度以上且110度以下,进一步优选为75度以上且100度以下。在此公开的技术,优选以圆弧部54a、54b的中心角θ为85度以上且95度以下的方式实施。

对于焊接部50的宽度W(图4)不特别限定,优选为大致0.1mm以上。从接合强度等观点出发,焊接部50的宽度W优选为0.3mm以上,更优选为0.5mm以上,进一步优选为0.8mm以上。另外,焊接部50的宽度W典型地可以为3mm以下。从抑制热损伤等观点出发,焊接部50的宽度W例如为2.5mm以下,典型地可以为2mm以下。另外,对于俯视下的焊接部50的接合面积不特别限定,优选为大致3mm2以上。从接合强度等观点出发,焊接部50的接合面积优选为5mm2以上,更优选为7mm2以上,进一步优选为9mm2以上。另外,焊接部50的接合面积典型地可以为30mm2以下。从抑制热损伤等观点出发,焊接部50的接合面积例如为20mm2以下,典型地可以为15mm2以下。

根据以上所述,本实施方式涉及的电池组100,如图1~图4所示,具备多个单电池10,该单电池10具备电极体、收纳该电极体的电池壳体20、以及附设在该电池壳体20的外部的外部端子30、32,所述电极体具有正极和负极。多个单电池10,在相邻的单电池10之间,一方的外部端子30与另一方的外部端子32经由母线40而相互连结。母线40是在排列方向Y上延伸的板状的构件,具有分别与外部端子30、32重叠的一对端子连接部42a、42b、和将该一对端子连接部42a、42b之间连结的连结部44。在母线40的端子连接部42a、42b与外部端子30、32重叠的部位形成有线状的焊接部50。线状的焊接部50在端子连接部42a、42b的面内为非环状,并具有在与排列方向Y正交的方向(宽度方向X)上延伸的直线部52、和分别从直线部52的两端延伸且向与连结部44侧相反的那侧弯曲的两个圆弧部54a、54b。根据该技术构成,能够抑制如图5~图7所示的电池结构那样在线状的焊接部50呈圆形或直线状设置时会发生的焊接部50的破损(进而为母线的脱落)。

具体而言,如果由于移动时的振动或来自外部的冲击等而使构成电池组100的各单电池10发生相对移动,则有时会对母线40与外部端子30、32的焊接部50反复施加应力。

此时,如图5所示,如果线状的焊接部50呈圆形设置,则虽然由于隔着母线40相对的各单电池10的宽度方向X的相对移动(进而为宽度方向X的负荷)而产生的应力,能够通过在宽度方向X上延伸的圆弧部分而分散,但是由于各单电池10的高度方向Z的相对移动(进而为高度方向Z的负荷)而产生的应力,容易一点集中于焊接部50的排列方向Y的端部(特别是连结部44位于的一侧的端部58)。因此,由于该高度方向Z的负荷而产生的应力,有可能会导致焊接部50破损。

另外,如图6所示,如果线状的焊接部50呈直线状设置,则虽然由于隔着母线40相对的各单电池10的高度方向Z的相对移动(进而为高度方向Z的负荷)而产生的应力,能够通过在宽度方向X上延伸的直线部分而分散,但是由于各单电池10的宽度方向X的相对移动(进而为宽度方向X的负荷)而产生的应力,容易集中于焊接部50的宽度方向X的两侧的端部59。因此,由于该宽度方向X的负荷而产生的应力,有可能会导致焊接部50破损。

另外,如图7所示,即使在线状的焊接部50被设置成具有直线部和圆弧部的情况下,如果该圆弧部从直线部的两端延伸而向连结部44位于的一侧弯曲,则虽然由于隔着母线40相对的各单电池10的宽度方向X的相对移动(进而为宽度方向X的负荷)而产生的应力,能够通过向排列方向Y弯曲并延伸的圆弧部而分散,但是由于各单电池10的高度方向Z的相对移动(进而为高度方向Z的负荷)而产生的应力,容易集中于焊接部50的排列方向Y的端部(特别是连结部44位于的一侧的端部55)。因此,由于该高度方向Z的负荷而产生的应力,有可能会导致焊接部50破损。

与此相对,如上所述,本实施方式涉及的电池组100中,如图1~图4所示,线状的焊接部50为非环状,并且具有在与排列方向Y正交的方向(宽度方向X)上延伸的直线部52、和分别从直线部52的两端延伸且向与连结部44侧相反的那侧弯曲的两个圆弧部54a、54b,因此由于隔着母线40相对的各单电池10的宽度方向X的相对移动(进而为宽度方向X的负荷)而产生的应力,能够通过向排列方向Y弯曲并延伸的圆弧部54a、54b而分散。另外,由于各单电池10的高度方向Z的相对移动(进而为高度方向Z的负荷)而产生的应力,能够通过在宽度方向X上延伸的直线部52而分散。因此,难以发生由于所述宽度方向X和高度方向Z的负荷而产生的应力导致焊接部50破损的状况。其结果,能够抑制母线40的脱落。

另外,所述实施方式中,直线部52形成在排列方向上从母线40的端子连接部42a、42b与外部端子30、32重叠的部位的中心点C偏离的位置。这样容易确保焊接部50的重新处理和预备焊接的空间。即,在将端子连接部42a、42b与外部端子30、32重叠而进行贯通焊接的情况下,有时由于母线40的浮动或焊接缺陷等,得不到期望的接合面积,有时需要进行重新处理或预备焊接。另外,在对使用后的单电池10进行再生处理而回收的情况下,也需要再次将母线40焊接安装于外部端子30、32。即使在这样的需要重新处理或预备焊接的情况下,由于直线部52形成在从中心点C偏离的位置,因此也容易确保焊接的空间。另外,所述实施方式中,直线部52在排列方向Y上从中心点C向连结部44位于的一侧偏离。这样能够更有效地缓和由于高度方向Z的负荷而产生的应力,切实地抑制焊接部50的破损。

上述实施方式中,焊接部50具有直线部52和两个圆弧部54a、54b。焊接部50的形状并不限定于此。例如图8和图9所示,焊接部50可以具有从圆弧部54a、54b的端部呈直线状延伸的延长部53a、53b。图8的例子中,圆弧部54a、54b的中心角θ设定为小于90度(例如30度~45度)。图9的例子中,圆弧部54a、54b的中心角θ设定为90度。对于延长部53a、53b的长度不特别限定,例如为0.5mm~10mm,典型地可以为1mm~8mm。即使在像这样设有从圆弧部54a、54b延长出来的延长部53a、53b的情况下,也能够得到上述作用效果。但如上述实施方式所述,从更有效地缓和应力的观点出发,更优选焊接部50不具有延长部53a、53b。

本发明人对于该电池组100的作用效果进行试验评价。

在此,作为构成评价用电池组的单电池,准备四个方型的锂离子二次电池。该单电池10如图1~图4所示,具备收纳电极体的电池壳体20、和附设在该电池壳体20的外部的正极端子30和负极端子32。四个单电池10,在相邻的单电池10之间,一方的正极端子30与另一方的负极端子32经由母线40而彼此连结。母线40是在排列方向Y上延伸的板状的构件,具有分别与正极端子30和负极端子32重叠的两个端子连接部42a、42b、和将该两个端子连接部42a、42b之间连结的连结部44。在母线40的端子连接部42a、42b与正极端子30和负极端子32重叠的部位形成有线状的焊接部50。线状的焊接部50为非环状,并具有在宽度方向X上延伸的直线部52、和分别从直线部52的两端延伸且向与连结部44侧相反的那侧弯曲的两个圆弧部54a、54b。

试样1~3中,焊接部50的尺寸(焊接部50的中心线尺寸)不同。试样1中,将直线部52的宽度方向X的长度L设为10mm,将圆弧部54a、54b的半径R设为1mm,将圆弧部54a、54b的中心角θ设为90度,将接合面积设为13.1mm2。试样2中,将直线部52的宽度方向X的长度L设为10mm,将圆弧部54a、54b的半径R设为2mm,将圆弧部54a、54b的中心角θ设为90度,将接合面积设为16.3mm2。试样3中,将直线部52的宽度方向X的长度L设为10mm,将圆弧部54a、54b的半径R设为3mm,将圆弧部54a、54b的中心角θ设为90度,将接合面积设为19.4mm2

另外,试样4中,如图9所示,在焊接部50中,还形成了从圆弧部54a、54b的端部起呈直线状延伸的延长部53a、53b。本例中,将直线部52的宽度方向X的长度L设为10mm,将圆弧部54a、54b的半径R设为1mm,将圆弧部54a、54b的中心角θ设为90度,将接合面积设为15.1mm2

另外,试样5中,在焊接部50中,没有形成圆弧部54a、54b,仅形成了直线部52。本例中,将直线部52的宽度方向X的长度L设为13mm,将接合面积设为13mm2

试样1~5中,焊接部50的宽度W恒定为1mm。

关于各试样的电池组,将与通过母线40而连接的外部端子30、32之中一方的外部端子的连接部分作为支点,使电池组在宽度方向X和高度方向Z上分别位移0.15mm时,使用应力分析软件(Abaqus/CAE)分析与另一方的外部端子的连接部分所受到的应力。将分析结果示于表1。

表1

如表1所示,在焊接部设有直线部和圆弧部的试样1~4与仅设有直线部的试样5相比,X方向(宽度方向)负荷时的应力得到缓和。特别是仅设有直线部和圆弧部的试样1~2与仅设有直线部的试样5相比,除了X方向负荷时的应力以外,Z方向(高度方向)负荷时的应力也得到缓和。由该结果能够确认,通过在母线与外部端子的焊接部设置直线部和圆弧部,能够缓和母线与外部端子的焊接部位所受到的应力,适当抑制该连接部位的破损。

以上,对本发明的具体例进行了详细说明,但这些只是例示,并不限定权利要求的范围。权利要求的范围记载的技术中,包括将以上例示的具体例进行各种变形、变更而得到的技术方案。

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