(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-08
(45)【発行日】2024-07-17
(54)【発明の名称】バスバー及びその製造方法、並びに蓄電装置
(51)【国際特許分類】
H01M 50/505 20210101AFI20240709BHJP
H01M 50/526 20210101ALI20240709BHJP
H01M 50/588 20210101ALI20240709BHJP
H01M 50/591 20210101ALI20240709BHJP
H01M 50/524 20210101ALI20240709BHJP
H01M 10/658 20140101ALN20240709BHJP
【ＦＩ】
H01M50/505
H01M50/526
H01M50/588
H01M50/591 101
H01M50/524
H01M10/658
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2022122199
(22)【出願日】2022-07-29
(65)【公開番号】P2024018703
(43)【公開日】2024-02-08
【審査請求日】2023-12-14
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000000158
【氏名又は名称】イビデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100119552
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 公秀
(72)【発明者】
【氏名】川崎 浩徳
(72)【発明者】
【氏名】後藤 真之助
【審査官】井上 能宏
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２１／２１８７７５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１５－２２００２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２１／２３０４８９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平１１－０９３２９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０５０１０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１９５４９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１０７２０１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｍ
ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池セルを含む蓄電装置に用いられるバスバーであって、導電性材料を含むバスバー本体が、
前記バスバー本体の表面に形成され、膨張開始温度が所定の温度以上である絶縁材料を含む第１層と、前記第１層の表面に形成され、前記所定の温度未満で溶融する樹脂を含む第２層と、で構成される絶縁被膜により被覆されてなることを特徴とする、バスバー。
【請求項2】
前記絶縁材料は、発泡剤及び結合剤を含むことを特徴とする、請求項１に記載のバスバー。
【請求項3】
前記発泡剤は、アンモニウム塩、アミノ化合物及び塩素化パラフィンのうち少なくとも１つであることを特徴とする、請求項２に記載のバスバー。
【請求項4】
前記結合剤は、合成樹脂エマルジョン、アルキッド、塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂のうち少なくとも１つであることを特徴とする、請求項２に記載のバスバー。
【請求項5】
前記絶縁材料は、更に炭化剤を含むことを特徴とする、請求項２に記載のバスバー。
【請求項6】
前記炭化剤は、炭水化物及び多価アルコールのうち少なくとも１つであることを特徴とする、請求項５に記載のバスバー。
【請求項7】
前記発泡剤がポリリン酸アンモニウムであり、前記結合剤がウレタン樹脂であり、前記炭化剤が多価アルコールであることを特徴とする、請求項５に記載のバスバー。
【請求項8】
前記所定の温度は、３００℃であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載のバスバー。
【請求項9】
前記絶縁被膜の厚さが、０．３ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１～７のいずれか１項に記載のバスバー。
【請求項10】
前記絶縁被膜の厚さが、０．３ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項８に記載のバスバー。
【請求項11】
電池セルを含む蓄電装置に用いられるバスバーの製造方法であって、導電性材料を含むバスバー本体の表面に、膨張開始温度が所定の温度以上である絶縁材料を含む第１の塗布液を塗布した後、乾燥させて、第１層を形成し、
前記第１層の表面に、前記所定の温度未満で溶融する樹脂を含む第２の塗布液を塗布した後、乾燥させて、第２層を形成することを特徴とする、バスバーの製造方法。
【請求項12】
前記絶縁材料は、発泡剤及び結合剤を含むことを特徴とする、請求項１１に記載のバスバーの製造方法。
【請求項13】
前記絶縁材料は、更に炭化剤を含むことを特徴とする、請求項１２に記載のバスバーの製造方法。
【請求項14】
前記所定の温度は、３００℃であることを特徴とする、請求項１１～１３のいずれか１項に記載のバスバーの製造方法。
【請求項15】
前記第１の塗布液を、乾燥後の膜厚が０．３ｍｍ以上となるように塗布することを特徴とする、請求項１１～１３のいずれか１項に記載のバスバーの製造方法。
【請求項16】
前記第１の塗布液を、乾燥後の膜厚が０．３ｍｍ以上となるように塗布することを特徴とする、請求項１４に記載のバスバーの製造方法。
【請求項17】
複数の電池セル又は電池モジュールを、請求項１～７のいずれか１項に記載のバスバーで接続した、蓄電装置。
【請求項18】
複数の電池セル又は電池モジュールを、請求項８に記載のバスバーで接続した、蓄電装置。
【請求項19】
複数の電池セル又は電池モジュールを、請求項９に記載のバスバーで接続した、蓄電装置。
【請求項20】
複数の電池セル又は電池モジュールを、請求項１０に記載のバスバーで接続した、蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、バスバー及びその製造方法、並びに複数の電池セル又は電池モジュールをバスバーで接続した蓄電装置に関する。
【背景技術】
【0002】
各種電子機器や、電動モータで駆動する電気自動車又はハイブリッド車、蓄電池などには、複数の電池セルを、バスバーにて直列又は並列に接続した蓄電装置が搭載されている。また、電池セルには、鉛蓄電池やニッケル水素電池などに比べて、高容量かつ高出力が可能なリチウムイオン二次電池が主に用いられている。
【0003】
しかし、充放電時に、電池セルに過電流が通電されると、接続に使用されているバスバーが発熱することがあり、場合によっては火炎を発することがある。このような電池の異常時には、バスバーも同様の高温や火炎に晒され、バスバー自体が損傷したり、バスバーを介して隣接する電池セルが高熱になる。そこで、特許文献１では、雲母シートでバスバーを被覆している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０２０－５２８６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１は、バスバー自身の発熱を抑えるための対策であり、電池の異常時における電池セルからの高温や火炎に対してバスバーを保護することに着目していない。しかも、雲母は、結晶水を含むため、電池の異常時に高温や火炎に晒された場合に、膨張したり、結晶水を放出したりして、構造的に不安定になる。
【0006】
また、特許文献１では、雲母シートをバスバーに巻き付ける作業が必要になる。電池セルの設置個所の空間的制限などにより、バスバーが複雑な形状を呈することもあるが、バスバーが複雑な形状になると、雲母シートをバスバーの隅々まで巻き付けるのが困難である。雲母シートに、巻きムラや隙間があると、目的とする上記効果が十分に得られない。更には、高温時に雲母シートの粘着面が剥がれることも想定される。
【0007】
そこで本発明は、電池の異常時における電池セルからの高温や火炎から保護できるバスバーを提供することを目的とする。また、雲母シートのような巻き付け作業が不要で、巻きムラやシートの隙間を生じることや、シートの剥がれの問題もなく、複雑な形状にも容易に対応可能に製造できるバスバーの製造方法を提供することを目的とする。更には、このようなバスバーにより複数の電池セル又は電池モジュール同士を接続し、異常時においても高い安全性を示す蓄電装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の上記目的は、バスバーに係る下記［１］の構成により達成される。
【0009】
［１］ 電池セルを含む蓄電装置に用いられるバスバーであって、
導電性材料を含むバスバー本体が、
前記バスバー本体の表面に形成され、膨張開始温度が所定の温度以上である絶縁材料を含む第１層と、前記第１層の表面に形成され、前記所定の温度未満で溶融する樹脂を含む第２層と、で構成される絶縁被膜により被覆されてなることを特徴とする、バスバー。
導電性材料を含むバスバー本体が、
前記バスバー本体の表面に形成され、膨張開始温度が所定の温度以上である絶縁材料を含む第１層と、前記第１層の表面に形成され、前記所定の温度未満で溶融する樹脂を含む第２層と、で構成される絶縁被膜により被覆されてなることを特徴とする、バスバー。
【0010】
また、バスバーに係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［２］～［１０］に関する。
【0011】
［２］ 前記絶縁材料は、発泡剤及び結合剤を含むことを特徴とする、［１］に記載のバスバー。
［３］ 前記発泡剤は、アンモニウム塩、アミノ化合物及び塩素化パラフィンのうち少なくとも１つであることを特徴とする、［２］に記載のバスバー。
［４］ 前記結合剤は、合成樹脂エマルジョン、アルキッド、塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂のうち少なくとも１つであることを特徴とする、［２］又は［３］に記載のバスバー。
［５］ 前記絶縁材料は、更に炭化剤を含むことを特徴とする、［２］～［４］のいずれか１つに記載のバスバー。
［６］ 前記炭化剤は、炭水化物及び多価アルコールのうち少なくとも１つであることを特徴とする、［５］に記載のバスバー。
［７］ 前記発泡剤がポリリン酸アンモニウムであり、前記結合剤がウレタン樹脂であり、前記炭化剤が多価アルコールであることを特徴とする、［５］に記載のバスバー。
［８］ 前記所定の温度は、３００℃であることを特徴とする、［１］～［７］のいずれか１つに記載のバスバー。
［９］ 前記絶縁被膜の厚さが、０．３ｍｍ以上であることを特徴とする、［１］～［７］のいずれか１つに記載のバスバー。
［１０］ 前記絶縁被膜の厚さが、０．３ｍｍ以上であることを特徴とする、［８］に記載のバスバー。
［３］ 前記発泡剤は、アンモニウム塩、アミノ化合物及び塩素化パラフィンのうち少なくとも１つであることを特徴とする、［２］に記載のバスバー。
［４］ 前記結合剤は、合成樹脂エマルジョン、アルキッド、塩化ビニル樹脂、ウレタン樹脂及びエポキシ樹脂のうち少なくとも１つであることを特徴とする、［２］又は［３］に記載のバスバー。
［５］ 前記絶縁材料は、更に炭化剤を含むことを特徴とする、［２］～［４］のいずれか１つに記載のバスバー。
［６］ 前記炭化剤は、炭水化物及び多価アルコールのうち少なくとも１つであることを特徴とする、［５］に記載のバスバー。
［７］ 前記発泡剤がポリリン酸アンモニウムであり、前記結合剤がウレタン樹脂であり、前記炭化剤が多価アルコールであることを特徴とする、［５］に記載のバスバー。
［８］ 前記所定の温度は、３００℃であることを特徴とする、［１］～［７］のいずれか１つに記載のバスバー。
［９］ 前記絶縁被膜の厚さが、０．３ｍｍ以上であることを特徴とする、［１］～［７］のいずれか１つに記載のバスバー。
［１０］ 前記絶縁被膜の厚さが、０．３ｍｍ以上であることを特徴とする、［８］に記載のバスバー。
【0012】
また、本発明の上記目的は、バスバーの製造方法に係る下記［１１］の構成により達成される。
【0013】
［１１］ 電池セルを含む蓄電装置に用いられるバスバーの製造方法であって、
導電性材料を含むバスバー本体の表面に、膨張開始温度が所定の温度以上である絶縁材料を含む第１の塗布液を塗布した後、乾燥させて、第１層を形成し、
前記第１層の表面に、前記所定の温度未満で溶融する樹脂を含む第２の塗布液を塗布した後、乾燥させて、第２層を形成することを特徴とする、バスバーの製造方法。
導電性材料を含むバスバー本体の表面に、膨張開始温度が所定の温度以上である絶縁材料を含む第１の塗布液を塗布した後、乾燥させて、第１層を形成し、
前記第１層の表面に、前記所定の温度未満で溶融する樹脂を含む第２の塗布液を塗布した後、乾燥させて、第２層を形成することを特徴とする、バスバーの製造方法。
【0014】
また、バスバーの製造方法に係る本発明の好ましい実施形態は、以下の［１２］～［１６］に関する。
【0015】
［１２］ 前記絶縁材料は、発泡剤及び結合剤を含むことを特徴とする、［１１］に記載のバスバーの製造方法。
［１３］ 前記絶縁材料は、更に炭化剤を含むことを特徴とする、［１２］に記載のバスバーの製造方法。
［１４］ 前記所定の温度は、３００℃であることを特徴とする、［１１］～［１３］のいずれか１つに記載のバスバーの製造方法。
［１５］ 前記第１の塗布液を、乾燥後の膜厚が０．３ｍｍ以上となるように塗布することを特徴とする、［１１］～［１３］のいずれか１つに記載のバスバーの製造方法。
［１６］ 前記第１の塗布液を、乾燥後の膜厚が０．３ｍｍ以上となるように塗布することを特徴とする、［１４］に記載のバスバーの製造方法。
［１３］ 前記絶縁材料は、更に炭化剤を含むことを特徴とする、［１２］に記載のバスバーの製造方法。
［１４］ 前記所定の温度は、３００℃であることを特徴とする、［１１］～［１３］のいずれか１つに記載のバスバーの製造方法。
［１５］ 前記第１の塗布液を、乾燥後の膜厚が０．３ｍｍ以上となるように塗布することを特徴とする、［１１］～［１３］のいずれか１つに記載のバスバーの製造方法。
［１６］ 前記第１の塗布液を、乾燥後の膜厚が０．３ｍｍ以上となるように塗布することを特徴とする、［１４］に記載のバスバーの製造方法。
【0016】
また、本発明の上記目的は、蓄電装置に係る下記［１７］～［２０］の構成により達成される。
【0017】
［１７］ 複数の電池セル又は電池モジュールを、［１］～［７］のいずれか１つに記載のバスバーで接続した、蓄電装置。
［１８］ 複数の電池セル又は電池モジュールを、［８］に記載のバスバーで接続した、蓄電装置。
［１９］ 複数の電池セル又は電池モジュールを、［９］に記載のバスバーで接続した、蓄電装置。
［２０］ 複数の電池セル又は電池モジュールを、［１０］に記載のバスバーで接続した、蓄電装置。
［１８］ 複数の電池セル又は電池モジュールを、［８］に記載のバスバーで接続した、蓄電装置。
［１９］ 複数の電池セル又は電池モジュールを、［９］に記載のバスバーで接続した、蓄電装置。
［２０］ 複数の電池セル又は電池モジュールを、［１０］に記載のバスバーで接続した、蓄電装置。
【発明の効果】
【0018】
本発明のバスバーは、バスバー本体の表面に形成され、膨張開始温度が所定の温度以上である絶縁材料を含む第１層と、第１層の表面に形成され、上記所定の温度未満で溶融する樹脂を含む第２層と、で構成される絶縁被膜により被覆されたものである。そのため、電池の通常使用時には、第２層による安定した絶縁性能が機能して、電池セルや他の部品との短絡を防ぐことができる。そして、電池の異常時には第２層が溶融・消失して第１層が露出し、絶縁材料が膨張し、更に好ましくは炭化するため、熱暴走を起こした電池セルからの高温や火炎から保護される。
【0019】
また、本発明のバスバーの製造方法は、上記した第１層及び第２層を形成する各塗布液を、バスバー本体に塗布するだけでよいため、製造工程が簡易であり、バスバー本体の形状に関係なく、隙間なく均一に絶縁被膜を形成することができる。
【0020】
さらに、本発明の蓄電装置は、このようなバスバーにより複数の電池セルや電池モジュールを接続しているため、異常時においても高い安全性を示す。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施形態に関して図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下で説明する実施形態に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において、任意に変更して実施することができる。
【0023】
［バスバー］
図１は、本実施形態に係るバスバー１を電池セル１１０に装着した状態を示す分解斜視図である。図１に示されるように、導電性材料からなるバスバー本体５は、例えば、全体がＺ字状の金属製の板部材であり、一方の先端の接続孔６ａに電池セル１１０の電極１１１を挿入し、端子キャップ１１２を被せて固定される。また、バスバー本体５の他方の先端の接続孔６ｂには、隣接する電池セル（図示せず）や外部機器（図示せず）が接続される。そして、バスバー本体５の接続孔６ａ，６ｂを除く部分（表面）を、後述される絶縁被膜１０で覆い、バスバー１が構成される。
図１は、本実施形態に係るバスバー１を電池セル１１０に装着した状態を示す分解斜視図である。図１に示されるように、導電性材料からなるバスバー本体５は、例えば、全体がＺ字状の金属製の板部材であり、一方の先端の接続孔６ａに電池セル１１０の電極１１１を挿入し、端子キャップ１１２を被せて固定される。また、バスバー本体５の他方の先端の接続孔６ｂには、隣接する電池セル（図示せず）や外部機器（図示せず）が接続される。そして、バスバー本体５の接続孔６ａ，６ｂを除く部分（表面）を、後述される絶縁被膜１０で覆い、バスバー１が構成される。
【0024】
なお、図示は省略するが、バスバー本体５は、全体をＩ字状にしたり、湾曲部を有するような不定形など、電池セル１１０の設置個所に応じて種々の形状とすることができる。
【0025】
バスバー本体５が、図１に示されるＺ字状のような屈曲部５ａや湾曲部（図示せず）を有する形状であると、上記特許文献１のバスバーのように雲母シートを巻き付ける方式では、屈曲部５ａや湾曲部に巻きムラや隙間が生じないようにするために巻き付け作業に手間がかかったり、あるいは振動などにより隙間が生じたり、粘着剤が剥離することなどが想定される。しかし、後述するように、本実施形態では、所定の塗布液を用いた塗布により絶縁被膜１０を形成するため、そのような問題は起こらない。
【0026】
続いて、図２は、図１のＡ－Ａ矢視に沿って示すバスバー１の断面図である。なお、図示は省略するが図２中の下側に電池セル１１０が存在しており、電池の異常時には、電池セル１１０からの熱の伝達による高温や火炎が発生する。このため、バスバー本体５を所定の絶縁被膜１０で被覆している。なお、この絶縁被膜１０は、図示のように、バスバー本体５の全面を覆うように、側面（板厚部分）及び上下面に形成することもできるが、少なくとも電池セル１１０と対向する面（ここでは下面）のみに形成してもよい。
【0027】
絶縁被膜１０は、図示されるように、バスバー本体５の表面から順に、膨張開始温度が所定の温度以上である絶縁材料を含む第１層１１と、上記所定の温度未満で溶融する樹脂を含む第２層１２と、を積層したものである。
【0028】
バスバー１は、平常時であっても、通電時（電池の通常使用時）には概ね１００℃程度になるため、電池の通常使用時に第１層１１が膨張しないように、第１層１１の膨張開始温度を、電池の通常使用時に第１層１１が膨張しない所定の温度以上、具体的には、例えば、３００℃以上（第１層１１に含まれる絶縁材料の膨張開始温度が３００℃以上）、又は３５０℃以上（第１層１１に含まれる絶縁材料の膨張開始温度が３５０℃以上）、又は４００℃以上（第１層１１に含まれる絶縁材料の膨張開始温度が４００℃以上）とするのがよい。
【0029】
第１層１１は、上記所定の温度以上の高温によって膨張を開始することにより、その内部に空気が取り込まれ、空気層が形成されることにより、発生した高熱がバスバー１へ伝達されるのが抑制され、断熱性能が高まる。ひいてはバスバー１自体の溶解（すなわち、高熱によるバスバー１の損傷）を効果的に抑制することができる。
なお、断熱性能を効果的に向上させるためには、第１層１１の膨張率が大きいほど好ましく、その膨張率は、膨張前の体積に対して１０％以上であることが好ましく、１３％以上であることがより好ましく、１５％以上であることが更に好ましい。
なお、断熱性能を効果的に向上させるためには、第１層１１の膨張率が大きいほど好ましく、その膨張率は、膨張前の体積に対して１０％以上であることが好ましく、１３％以上であることがより好ましく、１５％以上であることが更に好ましい。
【0030】
本実施形態のバスバー１は、膨張開始温度が所定の温度以上である絶縁材料を含む第１層１１により、導電性材料を含むバスバー本体５を被覆したものであることから、電池の通常使用時（最大でも概ね１００℃程度）においては、バスバー１の周囲における他の部品や機器との絶縁性を確保するための絶縁材として機能しつつ、電池の異常時（少なくとも３００℃以上）においては、第１層１１が膨張することにより、導通部との接触距離が大きくなり、短絡のリスクを下げることができる。
【0031】
また、絶縁性の更なる向上を考慮すれば、第１層１１に用いる絶縁材料が、発泡剤及び結合剤を含むことが好ましく、より具体的には、第１層１１に用いる絶縁材料が、発泡樹脂であることが好ましい。なお、絶縁材料が発泡剤及び結合剤を含むものであると、発泡した泡の中に空気が効果的に取り込まれることから、断熱性が効果的に期待できる。
【0032】
なお、上記所定の温度として、例えば膨張開始温度が３００℃以上である絶縁材料の種類は特に制限はないが、絶縁材料が発泡剤を含む場合において、発泡剤は、アンモニウム塩、アミノ化合物及び塩素化パラフィンのうち少なくとも１つであることが好ましく、これらのうち少なくとも一部の組み合わせであってもよい。なお、アンモニウム塩として、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、リン酸メラミンなどが例として挙げられる。また、アミノ化合物として、ジシアンアミド、尿素、メラミンなどが例として挙げられる。
【0033】
また、絶縁材料が結合剤を含む場合において、結合剤は、合成樹脂エマルジョン（水系）、アルキッド（溶剤系）、塩化ビニル樹脂（溶剤系）、ウレタン樹脂（溶剤系）及びエポキシ樹脂（溶剤系）のうち少なくとも１つであることが好ましく、これらのうち少なくとも一部の組み合わせであってもよい。
【0034】
さらに、結合剤としてのウレタン樹脂としては、ウレタンプレポリマーを挙げることができる。ウレタンプレポリマーは、ポリオール化合物と過剰のポリイソシアネート化合物とを反応させることによって得られ、分子末端にイソシアネート基を有するものである。
【0035】
ウレタンプレポリマーを構成するポリオール化合物としては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等が挙げられる。これらの重量平均分子量は通常３００～５０００（好ましくは５００～３０００）である。
【0036】
また、ポリイソシアネート化合物としては、一般のポリウレタンの製造に用いられる脂肪族、脂環族又は芳香族ポリイソシアネートが挙げられる。具体的には、例えばテトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４－シクロヘキサンジイソシアネート、４，４’－ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、２，４－トリレンジイソシアネート、２，６－トリレンジイソシアネート、メタキシリレンジイソシアネート、４，４’－ジフェニルメタンジイソシアネート等が挙げられる。
【0037】
ポリオール化合物とポリイソシアネート化合物との反応比率は、ポリオール化合物中の水酸基に対して、ポリイソシアネート化合物中のイソシアネート基が過剰となる比率に設定すればよく、（ＮＣＯ／ＯＨ）が１．２～２．２程度となるように設定することが好ましい。
【0038】
なお、上記発泡剤は、炭化層形成剤としても機能し得る。ここでいう炭化層形成剤は、炭化成分である上記した発泡樹脂のカーボン化を促進させる成分のことである。発泡樹脂が発泡した後、周囲を不活性ガス雰囲気として樹脂中の炭素を炭化させて炭化層を形成し、それ以上の燃焼を止める作用を有する。このような作用を有する化合物としては、上記したアンモニウム塩の１つであって、不活性ガスの発生作用が大きい、ポリリン酸アンモニウムであることが好ましい。ポリリン酸アンモニウム中のアンモニウム基から窒素ガスが生成し、空気中の酸素との接触を効果的に遮断する。
【0039】
なお、上記のとおり、絶縁被膜１０に含まれる絶縁材料の膨張開始温度として、所定の温度以上、例えば３００℃以上であるが、熱暴走を起こした電池セルからの高温や火炎に対する防炎効果をより高めるためには、膨張開始温度が５５０℃以下、又は５４０℃以下、又は５３０℃以下であることが好ましい。特に、絶縁材料が発泡剤を含む場合に、上述したような炭化層が形成されることで、より有効な防炎効果が期待できるものの、膨張開始温度が高すぎると、十分に発泡された表層に炭化層をうまく形成することができず、より有効な防炎効果が得られないおそれがある。したがって、絶縁被膜１０に含まれる絶縁材料の膨張開始温度は、例えば３００℃以上５５０℃以下の範囲とすることが好ましい。
【0040】
なお、後述するように第１層１１の形成のために塗布液を用いるが、ポリリン酸アンモニウムは、長時間放置しておくと塗布液内で分解が起こり、アンモニアガスを発生し、経時劣化して炭化層の形成性能の低下を起こしてしまうおそれがある。そこで、この経時変化を防ぐために、耐水性を有する樹脂で薄く被覆し、マイクロカプセル化することが好ましい。
【0041】
さらに、第１層１１は、更に炭化剤を含むことが好ましい。なお、炭化剤は、炭水化物及び多価アルコールのうち少なくとも１つであることが好ましく、これらのうち少なくとも一部の組み合わせであってもよい。第１層１１が、上記した発泡剤及び結合剤に加え、更に炭化剤を含むことにより、例えば、発泡剤（兼、炭化形成剤）がポリリン酸アンモニウムであり、炭化剤が多価アルコールである場合に、第１層１１の温度が２５０～３００℃になったタイミングで、反応触媒としてのポリリン酸アンモニウムが分解し、生成したリン酸塩により、炭化剤である多価アルコールが分解し、更に脱水作用によって、より効果的に炭化層を形成し得る。
【0042】
なお、この反応と並行して、発泡剤であるポリリン酸アンモニウムが更に分解することで、アンモニアガス、水蒸気、炭酸ガス等が発生し、形成された炭化層を大幅に膨張させることで、断熱層を形成させる。
【0043】
また、第１層１１は、上記した発泡剤、結合剤（樹脂）、炭化剤の他にも、従来より耐熱性や難燃性の塗膜に含まれる各種の添加剤（例えば、無機粒子、有機高分子など）を含有してもよく、他の添加剤としては、難燃剤、分散剤、着色顔料（酸化チタンなど）、体質顔料が例として挙げられる。
【0044】
続いて、第１層１１における発泡剤及び結合剤の合計含有量は、被膜全量の０．５～１．８ｋｇ／ｍ２であることが好ましく、０．５～０．７ｋｇ／ｍ２であることがより好ましい。発泡剤及び結合剤の合計含有量、及び、炭化剤ともに、上記したそれぞれの下限値未満では、異常時の高温や火炎に対して十分な耐熱性が得られず、上記したそれぞれの上限値を超えたとしても、更なる耐熱性の向上を見込めない。
【0045】
また、第１層１１の膜厚は、０．３ｍｍ以上であることが好ましく、０．４ｍｍ以上であることがより好ましい。後述する試験例に示すように、第１層１１の膜厚が０．３ｍｍ未満では、電池の異常時における高温や火炎に対して十分な耐熱性が得られない。なお、第１層１１の膜厚の上限には制限はなないが、必要以上に厚くなったとしても耐熱性の更なる向上は見込めなくなり、むしろ第１層１１に亀裂が生じるなど膜質に不具合が見られるようになるため、第１層１１の膜厚の上限としては２．０ｍｍが適当である。
【0046】
続いて、第２層１２は、所定の温度未満で溶融する樹脂を含む。したがって、融点又はガラス転移点が、所定の温度未満の樹脂であれば特に制限はない。なお、ここでいう所定の温度としては、上記した第１層１１に含まれる絶縁材料が膨張を開始する所定の温度に対応して設定する必要がある。すなわち、例えば、第１層１１に含まれる絶縁材料の膨張開始温度が３００℃以上である場合には、第２層１２に含まれる樹脂の溶融温度は３００℃未満であればよく、また、第１層１１に含まれる絶縁材料の膨張開始温度が３５０℃以上である場合には、第２層１２に含まれる樹脂の溶融温度は３５０℃未満であればよい。
言い換えれば、本実施形態に係るバスバー１の作用効果を奏するためには、第１層１１に含まれる絶縁材料の膨張開始温度が、第２層１２に含まれる樹脂の溶融温度よりも高いものである必要がある。
言い換えれば、本実施形態に係るバスバー１の作用効果を奏するためには、第１層１１に含まれる絶縁材料の膨張開始温度が、第２層１２に含まれる樹脂の溶融温度よりも高いものである必要がある。
【0047】
なお、上記したように、電池の通常使用時においても、バスバー１は１００℃程度の高温になるため、第２層１２に含まれる樹脂としては、融点又はガラス転移点が１００℃以上の樹脂であることが好ましく、１５０℃以上の樹脂であることがより好ましく、２００℃以上の樹脂であることが更に好ましい。
【0048】
また、第２層１２は、積層体である絶縁被膜１０の最表層になるため、耐熱温度が高い方が好ましい。具体的には、入手性や取扱性などを考慮すると、３００℃未満で溶融する樹脂の例として、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）、塩化ビニル（ＰＶＣ）、ＡＳ樹脂（ＳＡＮ）、ＡＢＳ樹脂（ＡＢＳ）、塩化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、フッ素樹脂（ＰＴＦＥ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、メラミン樹脂（ＭＦ）、ユリア樹脂（ＵＦ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、エポキシ樹脂（ＥＰ）、不飽和ポリエステル樹脂（ＵＰ）、ナイロン６（ＰＡ６）、ナイロン６６（ＰＡ６６）などを挙げることができる。
【0049】
また、第２層１２には、その他の材料を含有することができるが、下記で示すような、本実施形態に係るバスバー１の作用効果を妨げるものでなければ、特に制限されない。具体的には、例えば、難燃剤、着色剤、無機フィラー等を含めることができる。
ただし、第２層１２に含まれる所定の温度未満で溶融する樹脂は、第２層１２中に主成分、すなわち第２層１２全量の５０質量％以上、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上であることが好ましい。
ただし、第２層１２に含まれる所定の温度未満で溶融する樹脂は、第２層１２中に主成分、すなわち第２層１２全量の５０質量％以上、好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上であることが好ましい。
【0050】
なお、第２層１２の膜厚は、特に制限されるものではないが、絶縁性の確保及び耐久性、膜質などを考慮すると、０．０１～２．０ｍｍ、好ましくは０．１～１．０ｍｍが適当である。
【0051】
以上のとおり、本実施形態のバスバー１は、バスバー本体の表面に形成され、膨張開始温度が所定の温度以上である絶縁材料を含む第１層１１と、第１層１１の表面に形成され、上記所定の温度未満で溶融する樹脂を含む第２層１２と、で構成された、積層体からなる絶縁被膜１０により被覆されたものである。そのため、電池の通常使用時には、第２層１２による安定した絶縁性能が機能して、電池セル１１０や他の部品との短絡を防ぐことができる。そして、電池の異常時には、第２層１２が溶融・消失して第１層１１が露出し、絶縁材料１０が膨張し（絶縁材料１０が、発泡樹脂である場合には、発泡して膨張し）、更に好ましくは炭化するため、熱暴走を起こした電池セル１１０からの高温や火炎から保護される。
【0052】
［バスバーの製造方法］
バスバー１を製造するには、まず、少なくとも上記した膨張開始温度が所定の温度以上、例えば３００℃以上で膨張する絶縁材料、好ましくは発泡剤及び結合剤、更に好ましくは炭化剤、そして、必要に応じて、その他の添加剤を秤量し、分散媒としてのシンナーに加え、十分に混合して、第１の塗布液を調製する。続いて、バスバー本体５における接続孔６ａ，６ｂ（図１参照）の周囲をマスキングし、上記第１の塗布液を塗布した後、塗膜を乾燥させて、本実施形態に係る絶縁被膜１０中における第１層１１を形成する。
また、第１層１１を形成する前において、バスバー本体５の表面に、防錆用途向けの下塗り材を所定の厚みになるように刷毛を用いて塗布した後、塗膜を乾燥させて、下塗り塗膜を形成し、その下塗り塗膜の上に、第１層１１を形成するのであってもよい。
バスバー１を製造するには、まず、少なくとも上記した膨張開始温度が所定の温度以上、例えば３００℃以上で膨張する絶縁材料、好ましくは発泡剤及び結合剤、更に好ましくは炭化剤、そして、必要に応じて、その他の添加剤を秤量し、分散媒としてのシンナーに加え、十分に混合して、第１の塗布液を調製する。続いて、バスバー本体５における接続孔６ａ，６ｂ（図１参照）の周囲をマスキングし、上記第１の塗布液を塗布した後、塗膜を乾燥させて、本実施形態に係る絶縁被膜１０中における第１層１１を形成する。
また、第１層１１を形成する前において、バスバー本体５の表面に、防錆用途向けの下塗り材を所定の厚みになるように刷毛を用いて塗布した後、塗膜を乾燥させて、下塗り塗膜を形成し、その下塗り塗膜の上に、第１層１１を形成するのであってもよい。
【0053】
第１の塗布量としては、乾燥後の膜厚（すなわち、第１層１１の膜厚）が０．３ｍｍ以上、好ましくは０．４ｍｍ以上となるように調整する。
【0054】
ここで、上記でいう乾燥とは、加熱処理による塗膜の硬化処理のみならず、常温での自然乾燥による塗膜の硬化処理も含まれる。また、乾燥に際して、絶縁材料が発泡して膨張しない温度、例えば硬化処理を促進させるために１００℃程度に加熱してもよい。
【0055】
そして、少なくとも上記した所定の温度未満、例えば３００℃未満で溶融する樹脂、必要に応じて他の添加剤を秤量し、分散媒としてのシンナーに加え、十分に混合して、第２の塗布液を調製する。そして、第１層１１の表面に第２の塗布液を塗布し、塗膜を乾燥させて、本実施形態に係る絶縁被膜１０中における第２層１２を形成し、積層体からなる絶縁被膜１０が、バスバー本体５の表面に形成され、バスバー１が完成する。
【0056】
なお、第１の塗布液及び第２の塗布液ともに、その塗布方法には制限はなく、刷毛やロールコータ、スプレー等を用いて塗布したり、各塗布液にバスバー本体５を浸漬するなど種々の方法が可能である。
【0057】
なお、上記特許文献１のように雲母シートを巻き付ける方法では、巻き付け作業が必要であり、特に屈曲部５ａや湾曲部に巻きムラや隙間が生じないようにするには、巻き付け作業に手間がかかる。また、振動などにより隙間が生じたり、粘着剤が剥離することなどが想定される。しかし、本発明では塗布により第１層１１及び第２層１２を形成するため、そのような問題は起こらない。
【0058】
なお、バスバー１は、発熱すると導電率が低下するため、それが適用される電池セルや電池パック（電池モジュール）の性能を低下させるおそれがあるが、本実施形態に係るバスバー１の製造方法のような、上記第１の塗布液及び第２の塗布液を塗布することにより絶縁被膜１０（すなわち、第１層１１及び第２層１２）を形成する方法にあっては、絶縁被膜１０を薄く形成することが可能であって、電池の通常使用時におけるバスバー１の効果的な放熱により、電池セルや電池モジュール全体の性能低下を軽減させることができる。
【0059】
また、絶縁被膜１０が薄膜化できることにより、バスバー１全体が占める体積が大きくなりすぎず、電池パック内のバッテリースペースを有効に活用でき、電池パックの容量向上にも貢献し得る。
【0060】
［蓄電装置］
図７に示すように、蓄電装置１００は、複数の電池セル１１０を、電池ケース１２０に収容したものである。そして、隣接する電池セル１１０と電池セル１１０とを上記バスバー１で接続している。
図７に示すように、蓄電装置１００は、複数の電池セル１１０を、電池ケース１２０に収容したものである。そして、隣接する電池セル１１０と電池セル１１０とを上記バスバー１で接続している。
【0061】
バスバー１は、上記絶縁被膜１０で被覆したものであり、ある電池セル１１０が熱暴走を起こしても、バスバー１を保護できるとともに、バスバー１を介して隣接する電池セル１１０への熱暴走の連鎖を防ぐことができる。
よって、本実施形態の蓄電装置は、このようなバスバー１により複数の電池セル１１０やモジュール（図示せず）を接続しているため、異常時においても高い安全性を示す。
よって、本実施形態の蓄電装置は、このようなバスバー１により複数の電池セル１１０やモジュール（図示せず）を接続しているため、異常時においても高い安全性を示す。
【実施例】
【0062】
本実施形態に係るバスバー１の構成要素の１つである第１層１１の絶縁材料の効果を検証するために、以下の試験を行った。
【0063】
（実施例１～４）
バスバー本体に見立てた一辺が１００ｍｍで、厚さ２ｍｍのアルミニウム板の片面に、ＳＫタイカコート下塗り材（防錆用途向け）を０．０５ｍｍ程度の厚みになるように刷毛を用いて塗布し、乾燥させた。そして、形成された下塗り塗膜の上に、絶縁被膜としてＳＫ化研（株）製「タイカコート」を、スクレーバーを用いて表１に示す膜厚（「絶縁被膜の厚み（ｍｍ）」欄の「火炎照射前」を参照）となるようにそれぞれ形成して、サンプルを作製した。
バスバー本体に見立てた一辺が１００ｍｍで、厚さ２ｍｍのアルミニウム板の片面に、ＳＫタイカコート下塗り材（防錆用途向け）を０．０５ｍｍ程度の厚みになるように刷毛を用いて塗布し、乾燥させた。そして、形成された下塗り塗膜の上に、絶縁被膜としてＳＫ化研（株）製「タイカコート」を、スクレーバーを用いて表１に示す膜厚（「絶縁被膜の厚み（ｍｍ）」欄の「火炎照射前」を参照）となるようにそれぞれ形成して、サンプルを作製した。
【0064】
（比較例１～３）
実施例と同一のアルミニウム板の片面に、絶縁材料として、比較例１では、（株）日本マイカ製作所製の厚み０．１１ｍｍのマイカテープを２重に重ねて粘着し、全厚０．２２ｍｍの絶縁被膜を形成してサンプルを作製した。
比較例２では、下層として岡部マイカ（株）製「Ｄ６８０Ａ」の厚み０．３ｍｍのシート及び上層として同マイカテープ（厚み０．１１ｍｍ）を２重に重ねて粘着し、全厚０．５２ｍｍの絶縁被膜を形成してサンプルを作製した。
比較例３では、岡部マイカ（株）製「Ｄ６８０Ａ」の厚み０．５ｍｍのシート及び上層として同マイカテープを（厚み０．１１ｍｍ）２重に重ねて粘着し、全厚０．７２ｍｍの絶縁被膜を形成してサンプルを作製した。
実施例と同一のアルミニウム板の片面に、絶縁材料として、比較例１では、（株）日本マイカ製作所製の厚み０．１１ｍｍのマイカテープを２重に重ねて粘着し、全厚０．２２ｍｍの絶縁被膜を形成してサンプルを作製した。
比較例２では、下層として岡部マイカ（株）製「Ｄ６８０Ａ」の厚み０．３ｍｍのシート及び上層として同マイカテープ（厚み０．１１ｍｍ）を２重に重ねて粘着し、全厚０．５２ｍｍの絶縁被膜を形成してサンプルを作製した。
比較例３では、岡部マイカ（株）製「Ｄ６８０Ａ」の厚み０．５ｍｍのシート及び上層として同マイカテープを（厚み０．１１ｍｍ）２重に重ねて粘着し、全厚０．７２ｍｍの絶縁被膜を形成してサンプルを作製した。
【0065】
（耐熱性試験）
サンプルを立て、絶縁被膜を形成した面（表面）に対して、１００ｍｍ離れた位置にてバーナーから火炎を照射し、１１００℃になるように火炎の大きさを調整した。そして、サンプルの絶縁被膜を形成した面とは反対側の面（裏面）の温度（℃）を測定した。
サンプルを立て、絶縁被膜を形成した面（表面）に対して、１００ｍｍ離れた位置にてバーナーから火炎を照射し、１１００℃になるように火炎の大きさを調整した。そして、サンプルの絶縁被膜を形成した面とは反対側の面（裏面）の温度（℃）を測定した。
【0066】
また、火炎照射の前後における絶縁被膜の厚さ（ｍｍ）を、ダイアルゲージを用いて測定し、膨張率（％）を求めた。
【0067】
実施例及び比較例の各サンプルの絶縁被膜の構成とともに、膨張率及び裏面温度の測定結果を、表１にまとめて示す。また、火炎照射時の裏面温度（℃）を図３に、絶縁被膜の火炎照射前後の膜厚（ｍｍ）を図４に、それぞれグラフ化して示す。
【0068】
【表1】
【0069】
表１、図３及び図４に示すように、実施例１～４の各サンプルは、比較例１～３の各サンプルに比べて、火炎照射前後での膜厚の厚みの変化、すなわち熱膨張率が大きく、裏面温度が低くなっており、断熱性に優れることがわかる。また、絶縁被膜の膜厚として、０．３ｍｍ以上が好ましく、０．４ｍｍ以上がより好ましいといえる。
【0070】
また、図５に、実施例１（同図（Ａ））及び比較例１（同図（Ｂ））の各サンプルの絶縁被膜を、火炎照射後に撮影した写真を示す。図５（Ａ）に示すように、実施例１のサンプルでは、絶縁被膜が発泡し、更に炭化して全面が黒くなっている。
【0071】
図６は、火炎照射後に実施例１のサンプルの側面を撮影した写真であるが、アルミニウム板の表面に絶縁被膜が残存し、その上の黒い部分が発泡、そして炭化して、層状を呈している。
【符号の説明】
【0072】
１ バスバー
５ バスバー本体
６ａ，６ｂ 接続孔
１０ 絶縁被膜
１１ 第１層
１２ 第２層
１００ 蓄電装置
１１０ 電池セル
１１１ 電極
１２０ 電池ケース
５ バスバー本体
６ａ，６ｂ 接続孔
１０ 絶縁被膜
１１ 第１層
１２ 第２層
１００ 蓄電装置
１１０ 電池セル
１１１ 電極
１２０ 電池ケース
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】