二次電池用匯流條和二次電池模塊的製作方法

2023-04-23 17:38:46

專利名稱：二次電池用匯流條和二次電池模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及連接二次電池彼此的二次電池用匯流條以及二次電池模塊。
背景技術：
鋰二次電池等的二次電池具有電池容器。在該電池容器內作為進行充電放電的電池元件而收容有正極和負極。電池容器內被封入有電解液，把電池元件含浸在該電解液中。 電池容器為了使電池元件與外部裝置電連接而設置有正極和負極的電極端子。電極端子通常從該電池容器突出而被形成凸狀。在被要求供給高電壓的情況下，把多個二次電池電連接，作為二次電池模塊使用。 多個二次電池彼此利用二次電池用匯流條來電連接。通過二次電池用匯流條把一個二次電池的電極端子與另一個二次電池的電極端子來連接。對於該二次電池用匯流條，要求把多個二次電池之間進行可靠性良好地電連接。作為相關技術而能夠舉出特開2007-3M004號公報。特開2007-3M004號公報中記載有使端子彼此連接的部件(匯流條)塑性變形來適合電極端子的形態。

發明內容
本發明的目的在於提供一種能夠把多個二次電池之間可靠性良好地電連接的二次電池用匯流條和二次電池模塊。本發明的二次電池用匯流條具備板狀且具有導電性的板部分、設置在板部分且被插入具有凸狀電極端子的二次電池電極端子的開口部、從所述開口部延伸而在把電極端子向開口部插入時使開口部的形狀彈性變化的第一切口部。開口部被形成得比所述電極端子窄小，以利用彈性力把被插入的電極端子夾緊。根據本發明，由於設置有第一切口部且開口部比電極端子窄小，所以在插入電極端子時，開口部彈性擴展。由此，把電極端子彈性夾緊。假定在把匯流條向電極端子牢固固定的情況下，認為被加有衝擊等時固定部位會被損傷。對此，根據本實施例，由於在開口部是把電極端子彈性地夾緊，所以對於機械衝擊等的抗受能力高。因此，能夠提高二次電池之間電連接的可靠性。所述二次電池用匯流條還可以具有設置在板部分的第二切口部。把第二切口部設置在開口部的形狀變化時應力集中的位置。根據本發明，通過設置第二切口部而能夠防止在板部分的特定位置有應力集中。 通過防止應力集中而能夠更可靠地防止板部分損傷。所述二次電池用匯流條還可以具有相對板部分而能夠自由裝卸安裝的輔助杆、 被設置在板部分而與輔助杆的兩端部卡合的一對輔助杆用缺口部。一對輔助杆用缺口部被設置在與第一切口部正交的方向把第一切口部夾住的位置。輔助杆通過以兩端部與一對輔助杆用缺口部卡合而施加把開口部夾緊的力。根據本發明，能夠利用輔助杆而輔助性追加把電極端子夾緊的力。
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所述二次電池用匯流條也可以還具有在被插入電極端子的狀態下，把板部分覆蓋安裝的彈性蓋。根據本發明，利用彈性蓋而把二次電池用匯流條覆蓋。由此，能夠防止二次電池用匯流條與空氣接觸，能夠防止二次電池用匯流條被腐蝕。板部分是把第一方向作為長度方向延伸的形狀，開口部在該第一方向排列地被設置在板部分的兩部位，第一切口部與兩部位的開口部對應而被設置在兩部位，兩部位的各個第一切口部也可以是沿該第一方向延伸的形狀。本發明的二次電池模塊具備具有凸狀電極端子的多個二次電池、把多個二次電池的電極端子彼此進行連接的所述二次電池用匯流條。本發明的二次電池用匯流條具備板狀且具有導電性的板部分、設置在板部分且被插入具有凸狀電極端子的二次電池電極端子的開口部。板部分是由多個板元件構成的層合結構。通過把板部分設定成層合結構，能夠在板部分的厚度方向使其特性具有變化。由此，兼顧用途等而能夠把板部分的特性最佳化。在多個板元件之間，也可以是材質不同。在多個板元件之間，也可以是板厚度不同。 在多個板元件之間，也可以是開口部的大小不同。在多個板元件之間，也可以是開口部的大小越靠插入電極端子側就越大。這樣，在越靠插入電極端子側(二次電池側)開口部就越大的情況下，能夠容易把電極端子向開口部插入。在多個板元件的各個中，也可以是開口部越靠插入電極端子側開口徑就越大的錐狀。由此，能夠容易把電極端子向開口部插入。且使被插入的電極端子容易與板部分在多個部位接觸，能夠減少電極端子與板部分之間的接觸電阻。板部分的寬度也可以在多個板元件之間不同。由此，能夠增加板部分的表面面積。 通過增加板部分的表面面積而能夠提高板部分的散熱性。所述二次電池用匯流條也可以還具有設置在板部分且與多個板元件結合的鉚釘群。該鉚釘群具備多個鉚釘。板部分把第一方向作為長度方向延伸，開口部也可以在該第一方向排列地被設置在板部分的兩部位。本發明的二次電池模塊具備具有凸狀電極端子的多個二次電池、把多個二次電池的電極端子彼此進行連接的所述二次電池用匯流條。根據本發明，可提供能夠把多個二次電池之間可靠性良好地電連接的二次電池用匯流條和二次電池模塊。


圖IA是第一實施例二次電池模塊的俯視圖；圖IB是第一實施例二次電池模塊的側視圖；圖2是第一實施例二次電池用匯流條的俯視圖；圖3是表示匯流條插入用工具的立體圖4A是用於說明電極端子插入法的說明圖；圖4B是用於說明電極端子插入法的說明圖；圖5是第一實施例二次電池用匯流條的立體圖；圖6A是表示開口部的剖視圖；圖6B是表示開口部其他例的立體圖；圖7是表示開口部的剖視圖；圖8是表示開口部的剖視圖；圖9A是表示開口部的剖視圖；圖9B是表示開口部的剖視圖；圖9C是表示第一實施例二次電池用匯流條製造工序的說明圖；圖9D是表示第一實施例二次電池用匯流條製造工序的說明圖；圖IOA是板部分的剖視圖；圖IOB是表示板部分其他例的立體圖；圖11是表示第一切口部變形例的俯視圖；圖12是表示第一切口部變形例的俯視圖；圖13是表示第一切口部變形例的俯視圖；圖14是第二實施例二次電池用匯流條的俯視圖；圖15是第二實施例二次電池用匯流條的側視圖；圖16是第三實施例二次電池用匯流條的立體圖。
具體實施例方式(第一實施例)以下，一邊參照附圖一邊說明本發明的實施例。圖IA是本實施例二次電池模塊的俯視圖。圖IB是表示該二次電池模塊的側視圖。如圖IA和圖IB所示，本實施例的二次電池模塊具備多個二次電池1。多個二次電池1之間由二次電池用匯流條(以下記載為匯流條)電連接。多個二次電池1的各個具有電池容器。在該電池容器內收容有未圖示的能夠充電放電的發電元件。發電元件具備正極和負極。在電池容器內被填充有非水電解液，把發電元件含浸透在該非水電解液中。各二次電池1的其電池容器安裝有兩個電極端子(正極端子2和負極端子3)。正極端子2在電池容器內與發電元件的正極連接，負極端子3與發電元件的負極連接。兩個電極端子(2、；3)從電池容器突出地被形成凸狀。兩個電極端子(2、；3)是圓柱狀。相鄰的兩個二次電池1中，一個二次電池1的正極端子2通過匯流條與另一個二次電池的負極端子 3連接。由此，把多個二次電池1串聯電連接。圖2是表示匯流條的俯視圖。匯流條由板狀的板部分4所形成。板部分4把第一方向作為長度方向延伸。板部分4設置有開口部5、第一切口部6和第二切口部7(7-1、 7-2)。板部分4由具有導電性的材料構成。板部分4的材料只要具有導電性就沒有特別的限定，例如能夠舉出黃銅、銅合金、SUS、錫、鎳、鋼、鋁和鈹銅合金等。根據需要也可以對板部分4實施表面處理。例如也可以以提高導電性為目的而對表面實施金、銀等的導電性鍍敷。相反地，也可以以防止觸電等為目的而在板部分4的表面塗覆絕緣性材料(例如絕緣樹脂)。開口部5被設置在板部分4的兩部位。開口部5是插入電極端子0、3)的部分。 兩個開口部5沿第一方向排列。各開口部5的形狀與電極端子0、3)的形狀對應，大體是圓形。各開口部5的開口徑比電極端子0、3)的徑稍微窄小。第一切口部6與各開口部5對應設置。即，第一切口部6也被設置在板部分4的兩部位。被設置在兩部位的各個第一切口部6從板部分4的端部向各開口部5延伸。各第一切口部6沿第一方向從各開口部5向外側延伸。由於第一切口部6的存在而在電極端子(2、3)插入時各開口部5的形狀被彈性擴展。所插入的電極端子(2、；3)被板部分4彈性夾緊。為了防止在板部分4中應力向一個部位集中而設置有第二切口部7 (7-1、7-2)。在插入電極端子0、3)時各開口部5在第一切口部6側擴展。另一方面，以各開口部5為基準而在第一切口部6的相反側相應位置板部分4被壓縮，應力集中。因此，以開口部5為基準而在第一切口部6的相反側相應位置設置第二切口部7(7-1、7-幻。具體說就是，在板部分4沿第一方向的各個兩個邊(圖中，第一邊)中比開口部5更靠中央側的相應位置設置有切口 7-1。且從開口部5向板部分4中央側延伸地設置有切口 7-2。由於在這些位置存在有第二切口部7 (7-1、7-2)，所以即使開口部5擴展，在板部分4中應力也不會向一個部位集中。因此，能夠防止板部分4的永久變形。如以上所說明，只要使用上述結構的匯流條，由於開口部5的徑比電極端子(2、3) 小，所以在插入電極端子0、3)時開口部5擴展。在此，由於存在有第一切口部6，所以開口部5的形狀能夠彈性變化。因此，即使不過度地加力，也能夠簡單地把電極端子(2、3)插入。所插入的電極端子(2、；3)被彈性夾緊。由於是彈性夾緊，所以即使被加有衝擊等，板部分4與電極端子0、3)的連接部分也不易被損傷。且由於存在有第二切口部7(7-1、7-2) 而能夠防止應力向板部分4的一個部位集中。由此，對於衝擊等的耐受力更被提高。與開口部5的形狀變化無關地還能夠防止板部分4的永久變形。因此，能夠可靠性良好地把多個二次電池之間電連接。在向上述結構的匯流條插入電極端子(2、；3)時，若使用前端部的截面形狀被形成橢圓的工具則是便利的。圖3是表示這種匯流條插入用工具8—例的立體圖。匯流條插入用工具8具備使用者握持的握持部81和從握持部81延伸的延伸部82。延伸部82在中途大體被彎曲成直角。延伸部82的其前端部的截面被形成橢圓形狀。圖4A和圖4B是表示使用匯流條插入用工具8而插入電極端子(2、；3)時情況的說明圖。如圖4A所示，把匯流條插入用工具8的前端部分使長軸方向與第一切口部6的延伸方向一致地向第一切口部6插入。接著，迴轉握持部81。由此則如圖4B所示，利用匯流條插入用工具8而把第一切口部 6按壓擴開。只要在該狀態下把電極端子(2、3)插入，就能夠簡單地插入電極端子0、3)。接著，詳述板部分4。圖5是匯流條的立體圖。如圖5所示，板部分4是由多個板元件41構成的層合結構。多個板元件41被未圖示的鉚釘結合。對於該板部分4是從下側插入電極端子0、3)。在此，本實施例中由於板部分4是層合結構，所以在板厚度方向能夠改變板部分4
7的特性。例如在多個板元件41之間，能夠改變開口部5的大小。圖6A是表示本實施例變形例的剖視圖，是沿圖5的A-A'的線的剖視圖。該變形例中，開口部5的大小在板厚度方向上不同。開口部5的大小(開口徑)是越靠下側的板元件41就越大。由于越靠下側，開口徑就越大，則使插入電極端子(2、3)容易。所插入的電極端子(2、3)被開口徑小的上側的板元件41牢固地夾緊。因此，能夠可靠地把電極端子(2、3)與板部分4連接。在多個板元件41之間改變開口部5大小時，也不一定需要在開口部5的全周來改變開口部5的大小。例如也可以如圖6B那樣，僅在第一切口部6部分使多個板元件41成為臺階狀。即使是該圖6B的結構，也能夠容易插入電極端子(2、3)。在多個板元件41之間也能夠改變板厚度。圖7是表示本實施例其他變形例的剖視圖。該變形例中，板部分4具備薄的板元件41-2和厚的板元件41-1。把薄的板元件41-2 設置在下側，把厚的板元件41-1設置在上側。由於薄的板元件41-2容易彎曲，所以容易插入電極端子(2、3)。另一方面，厚的板元件41-1難於彎曲，於是把插入的電極端子(2、3)牢固地夾緊。由此，與圖6A所示的例同樣地容易插入電極端子(2、3)，而且能夠可靠地連接電極端子(2、3)與板部分4。圖8是表示向圖7所示的板部分4插入電極端子(2、3)狀態的圖。被設置在下側的薄的板元件41-2由於容易彎曲，所以與二次電池1的電池容器之間難於產生間隙。即容易使板部分4與二次電池1的電池容器緊密接觸。在二次電池1的電池容器與板部分4之間存在有間隙的情況下，二次電池的電池容器與空氣接觸，電池容器容易被腐蝕。對此，通過使板部分4與電池容器緊密接觸而能夠防止電池容器被腐蝕。更作為其他的變形例，也可以在多個板元件41之間使用不同的材質。例如，作為上側的板元件41而能夠使用耐腐蝕性高的材料(例如鈹銅合金)，作為下側的板元件41而能夠使用彈性高的材料(例如銅、黃銅)。通過使用這樣的材料，對於容易與空氣接觸容易被腐蝕的部分(板部分4的上側)而能夠提高耐腐蝕性。在下側則通過提高彈性而能夠容易插入電極端子(2、3)。板部分4中，各板元件41的開口部5的形狀也可以是越靠電極端子(2、3)插入側開口徑就越大的錐狀。圖9A是表示本實施例又其他變形例的剖視圖。該變形例中，各板元件41的開口部5是越靠下側開口徑就越大的錐狀。根據該變形例則使插入電極端子(2、3) 容易。且電極端子(2、3) —旦被插入就難於拔出。而且在開口部5，電極端子(2、3)是與多個板元件41分別接觸。即，能夠使板部分4與電極端子(2、3)在多個部位可靠地接觸(參照圖9B)。由此，能夠減少二次電池與匯流條的接觸電阻，能夠更加提高電連接的可靠性。在把各元件的開口部5設定成錐狀的情況下，也不一定需要把開口部5的全周設定成錐狀。例如，也可以僅在第一切口部6把各板元件41設定成錐狀。開口部5是錐狀的各板元件41能夠如下方法得到。如圖9C所示，準備各板元件 41，利用模具衝裁。由此，如圖9D所示那樣形成開口部5。這時，開口部5的越靠模具的衝裁側，開口徑越大。因此，只要把多個板元件41使衝裁側成為下側地層合，就能夠得到圖9A 所示形狀的板部分4。在製造板部分4時，不需要為了形成錐狀的特別的製造工序。通過把板部分4設定成層合結構，能夠抑制製造板部分4時的成本。這是根據下面敘述的理由。為了在板部分4設置開口部5而要進行模具的衝裁。在此，衝裁厚度薄的板比衝裁厚度厚的板而模具的負擔大幅度被減輕。因此，通過把板部分4設定成層合結構， 能夠延長模具的壽命，能夠抑制製造成本。作為又其他變形例，也可以在多個板元件41之間改變板寬度。圖IOA是表示改變板寬度的變形例的剖視圖，表示與圖5的BB'對應的截面。根據該變形例，通過板寬度的不同而使在板部分4的端部產生臺階，能夠增加板部分4的表面面積。匯流條由於有電流流動而發熱，通過增加板部分4的表面面積而能夠提高匯流條的散熱性。在改變板寬度的情況下，也不一定需要對於板部分4整體來改變板寬度。也可以對於板部分4的一部分來改變板寬度。例如，如圖IOB所示那樣，也可以僅在第一切口部6 部分設置臺階。本實施例中，說明了第一切口部6從開口部5延伸到板部分4端部的情況。但只要把第一切口部6設置成把插入的電極端子(2、3)彈性夾緊便可，也不一定需要從開口部 5延伸到板部分4的端部。例如也可以如圖11的又其他變形例所示那樣，在第一切口部6 的延長線上使板部分連接。同樣地，本實施例中說明了第一切口部6沿第一方向直線延伸的情況，但第一切口部6也不一定需要直線延伸。例如也可以如圖12的又其他變形例所示那樣，第一切口部 6—邊彎曲一邊延伸。且本實施例在圖2中描繪的是第一切口部6在板部分的短邊方向(與第一方向正交的方向)中央部沿第一方向延伸。但第一切口部6也不一定需要在中央部沿第一方向延伸。例如也可以如圖13的又其他變形例所示那樣，第一切口部6也可以相對第一方向傾斜延伸。上述的變形例也可以把多個形態組合使用。例如也可以在多個板元件41之間使板厚度和開口部5的開口徑這兩者都不同。(第二實施例)接著，說明本發明的第二實施例。圖14是表示本實施例匯流條的俯視圖。本實施例在板部分4設置有輔助杆用缺口部9的點和安裝有輔助杆10的點上與第一實施例不同。 對於其他的點則能夠與第一實施例相同，所以省略詳細的說明。輔助杆用缺口部9被設置在板部分4第一方向的兩端部的每個端部的兩個部位上。兩部位的輔助杆用缺口部9在與第一切口部6正交的方向(圖中的第二方向)被設置在把第一切口部6夾住的位置。該輔助杆用缺口部9被設置為用於把輔助杆10安裝在板部分4上。輔助杆10是為了在開口部5把電極端子(2、3)輔助夾緊而設置。圖15是從圖14 的C方向看匯流條時的側視圖。如圖15所示，輔助杆10沿板寬度(第二方向)延伸。輔助杆10第二方向的兩端部為了與輔助杆用缺口部9卡合而彎曲，其截面成二字狀。在把電極端子(2、3)插入到了開口部5後，相對板部分4來安裝輔助杆10。輔助杆10是與第一切口部6交叉地安裝。板部分4利用輔助杆10而在設置有第一切口部6的部分被約束。利用輔助杆10在開口部來輔助性追加夾緊電極端子(2、3)的力。由此，使所插入的電極端子(2、3)更難於被拔出，能夠更加提高電極端子(2、3)與匯流條的插入可靠性。(第三實施例)
接著，說明本發明的第三實施例。本實施例更被追加有彈性模量大的蓋。對於其他的點則能夠與已述的實施例相同，所以省略詳細的說明。圖16是表示本實施例匯流條的立體圖。該匯流條在板部分4的基礎上還具有蓋 11。蓋11具備平板部11-1、開口部11-2和側部11-3。平板部11_1是覆蓋板部分4上面的部分。側部11-3是覆蓋板部分4側部的部分。開口部11-2是穿過電極端子0、3)的部分。蓋11例如由橡膠等比板部分4彈性模量高的材料形成。本實施例中，板部分4被蓋11所覆蓋。由此，防止板部分4與空氣接觸，防止板部分4被腐蝕。以上說明了第一 第三實施例。且這些實施例在沒有矛盾的範圍內也能夠相互組合使用。
權利要求
1.一種二次電池用匯流條，其中，具備 板狀且具有導電性的板部分、設置在所述板部分且被插入具有凸狀的電極端子的二次電池的所述電極端子的開口部、從所述開口部延伸的第一切口部，所述開口部被形成得比所述電極端子窄小，以把被插入的所述電極端子夾緊。
2.如權利要求1所述的二次電池用匯流條，其中， 還具有設置在所述板部分的第二切口部，所述第二切口部被設置在所述開口部的形狀變化時應力集中的位置。
3.如權利要求1或2所述的二次電池用匯流條，其中，還具有 相對所述板部分而能夠自由裝卸地安裝的輔助杆、 被設置在所述板部分且與所述輔助杆的兩端部卡合的一對輔助杆用缺口部， 所述一對輔助杆用缺口部被設置在與所述第一切口部正交的方向把所述第一切口部夾住的位置，所述輔助杆通過以兩端部與所述一對輔助杆用缺口部卡合，而輔助性地施加把所述開口部夾緊的力。
4.如權利要求1到3任一項所述的二次電池用匯流條，其中，還具有 在被插入所述電極端子的狀態下，把所述板部分覆蓋而安裝的蓋。
5.如權利要求1到4任一項所述的二次電池用匯流條，其中， 所述板部分是把第一方向作為長度方向延伸的形狀，所述開口部在所述第一方向排列地被設置在所述板部分的兩部位， 所述第一切口部與所述兩部位的開口部對應而被設置在兩部位， 所述兩部位的各個第一切口部沿所述第一方向延伸。
6.一種二次電池模塊，其中，具備 具有凸狀電極端子的多個二次電池、把所述多個二次電池的所述電極端子彼此進行連接的權利要求1到5任一項所述的二次電池用匯流條。
7.一種二次電池用匯流條，其中，具備 板狀且具有導電性的板部分、設置在所述板部分且被插入具有凸狀電極端子的二次電池的所述電極端子的開口部， 所述板部分是由多個板元件構成的層合結構。
8.如權利要求7所述的二次電池用匯流條，其中， 在所述多個板元件間，材質不同。
9.如權利要求7或8所述的二次電池用匯流條，其中， 在所述多個板元件間，板厚度不同。
10.如權利要求7到9任一項所述的二次電池用匯流條，其中， 在所述多個板元件間，所述開口部的大小不同。
11.如權利要求10所述的二次電池用匯流條，其中， 所述電極端子被從所述板部分的下側插入，在所述多個板元件間，所述開口部的大小越靠所述下側的板元件就越大。
12.如權利要求7到11任一項所述的二次電池用匯流條，其中， 所述電極端子被從所述板部分的下側插入，在所述多個板元件的每一個之中，所述開口部是越靠所述下側開口徑就越大的錐狀。
13.如權利要求7到12任一項所述的二次電池用匯流條，其中， 所述板部分的寬度在所述多個板元件間不同。
14.如權利要求7到13任一項所述的二次電池用匯流條，其中， 還具有設置在所述板部分且與所述多個板元件結合的鉚釘。
15.如權利要求7到14任一項所述的二次電池用匯流條，其中， 所述板部分把第一方向作為長度方向延伸，所述開口部在所述第一方向排列地被設置在所述板部分的兩部位。
16.一種二次電池模塊，其中，具備 具有凸狀電極端子的多個二次電池、把所述多個二次電池的所述電極端子彼此進行連接的權利要求7到15任一項所述的二次電池用匯流條。
全文摘要
提供一種能夠把多個二次電池之間可靠性良好地電連接的二次電池用匯流條。其具備板狀且具有導電性的板部分、設置在所述板部分且被插入具有凸狀電極端子的二次電池的所述電極端子的開口部、在把所述電極端子插入時使所述開口部的形狀彈性變化地從所述板部分的端部延伸到所述開口部的第一切口部，所述開口部被形成得比所述電極端子窄小，以利用彈性力把被插入的所述電極端子夾緊。
文檔編號H01M2/20GK102171858SQ200880131368
公開日2011年8月31日 申請日期2008年11月7日 優先權日2008年11月7日
發明者伊藤裕史, 大矢巧, 大石正純, 宮下吉永, 富永修仁, 橋崎克雄, 橋本勉 申請人:三菱重工業株式會社, 株式會社七星科學研究所