CN108028350A - 电化学能量储存装置 - Google Patents
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Abstract
在包括电极组件400以及用于容纳电极组件400的容器100的能量储存装置10中,电解液填充开口117形成在容器100的盖板110的一部位处并且面向电极组件400的突舌部410,电解液从电解液填充开口117填充到容器中。
Description
技术领域
本发明涉及一种能量储存装置,该能量储存装置包括电极组件和用于容纳该电极组件的容器。
背景技术
存在一种已知的结构,其中电解液填充开口在包括电极组件和用于容纳电极组件的容器中设置到能量储存装置中的容器,电解液从该电解液填充开口被填充到容器中。例如,专利文献1公开了一种电池,这种电池包括用于容纳发电构件的电池容器、用于密封电池容器的开口部的盖体以及形成在盖体中的电解液填充开口,并且电解液从该电解液填充开口被充满。在这种电池中,发电构件的正极引线焊接到容器,并且设置到容器的电解液填充开口用正极端子密封。换句话说,正极端子也执行密封电解液填充开口的功能。
<现有技术文献>
<专利文献>
专利文献1:JP-A-2003-317703
发明内容
<本发明要解决的问题>
例如,能量储存装置的电极组件具有通过将隔膜夹在其间的正极和负极层叠而形成的结构。从防止例如金属片的异物进入电极组件的角度来看,电极组件的端部优选尽可能充分地封闭。然而,另一方面,有必要使从电解液填充开口填充到容器中的电解液分别有效地渗入正极的活性材料层、负极的活性材料层、以及电极组件中的隔膜。
鉴于上述传统问题,本发明的目的在于提供一种能量储存装置,该能量储存装置包括电极组件和用于容纳电极组件的容器,并且其中,从形成在容器中的电解液填充开口填充的电解液可以有效地渗入电极组件。
<解决问题的手段>
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种包括电极组件和容器,所述容器用于容纳所述电极组件的能量储存装置,其中,电解液从其填充到所述容器中的电解液填充开口形成在所述容器的壁部的一部位处并且面向所述电极组件的突舌部。
利用这种结构,由于突舌部存在于面向所述电解液填充开口的位置,已经从所述电解液填充开口填充的电解液立即到达所述突舌部。所述突舌部是通过将电极(正极或负极)的衬底的部分层叠并且不涂覆活性材料而形成的部分(活性材料未涂覆部分),并且所述突舌部的一部分连接到例如集电器的导电构件。因此,从布置在面向所述突舌部的位置的所述电解液填充开口填充的电解液沿着所述突舌部下降,并且有效地渗入所述电极组件(更具体地说,所述正极和所述负极的活性材料层以及所述电极组件中的隔膜)。
此外,在所述电极组件的除了所述突舌部以外的端部,例如可以弯曲所述隔膜的末端边缘或者设置结构,以便采取措施防止异物进入。换句话说,在根据该方面的能量储存装置中,所述电解液可以有效地渗入所述电极组件,并且可以抑制所述异物进入到所述电极组件中。
根据本发明一个方面的能量储存装置还可以包括设置在所述容器中并且电连接到所述突舌部的集电器以及设置在所述集电器与所述容器的壁部之间的绝缘构件,其中,通孔可以形成在所述绝缘构件的一部位处并且在所述电解液填充开口与所述突舌部之间。
利用这种结构,用于使所述集电器与形成为具有所述电解液填充开口的所述壁部彼此电绝缘的所述绝缘构件可以以这样不妨碍从所述电解液填充开口填充的电解液的流动的方式设置。换句话说,所述电解液填充开口设置在面向所述突舌部的位置,因此在一些情况下,当在其中电解液填充的方向上看时,用于使与所述突舌部电连接的所述集电器与所述壁部彼此绝缘的所述绝缘构件可以设置在这样的以与所述电解液填充开口重叠的位置。在这种情况下,通过在所述电解液填充开口与所述突舌部之间的所述绝缘构件的部位处形成所述通孔,可以使从所述电解液填充开口填充的电解液通过所述通孔到达所述突舌部。
此外,根据本发明的一个方面的能量储存装置还可以包括设置在设有所述突舌部的所述电极组件的端部与所述容器的壁部之间的间隔件,其中,所述间隔件可以具有开口部,所述突舌部被经由所述开口部而***。
利用这种结构,在将具有限制所述电极组件的位置、防止所述电极组件与所述导电构件之间的短路、并且抑制所述异物进入到所述电极组件中的功能的所述间隔件设置在设有所述突舌部的所述电极组件的端部与所述容器之间的同时,可以使从所述电解液填充开口填充的电解液立即到达所述突舌部。
在根据本发明的一个方面的能量储存装置中,所述电极组件可以通过卷绕所述电极而形成,并且所述电解液填充开口可以形成在所述容器的壁部中并且位于所述电极组件的卷绕轴线方向上。
利用这种结构,所述电解液填充开口设置在位于所述电极组件的卷绕轴线方向上的壁部中。因此,所述电解液可以从所述突舌部渗入到所述电极组件的内部,并且积累在所述容器的底部上(在面向设有所述电解液填充开口的壁部的壁部上)的所述电解液能够从所述卷绕轴线方向上的所述突舌部的相对侧上的端部渗入所述电极组件的内部。
<本发明的优点>
根据本发明,能够提供一种能量储存装置,所述能量储存装置包括电极组件和用于容纳所述电极组件的容器,其中,从形成在所述容器中的电解液填充开口填充的电解液可以有效地渗入所述电极组件。
附图说明
图1:示出根据实施例的能量储存装置的外观的透视图。
图2:根据本实施例的能量储存装置的分解透视图。
图3:根据本实施例的盖板结构的分解透视图。
图4:示出根据本实施例的电极组件的结构的透视图。
图5:示出根据本实施例的电解液填充开口和围绕该开口的结构的透视图。
图6:示出根据本实施例的电解液填充开口和围绕该开口的结构的分解透视图。
图7:示出根据本实施例的电极组件的上端部分和围绕该部分的结构的截面示意图。
具体实施方式
参考附图,下面将描述根据本发明的实施例的能量储存装置。各个图是示意图,并不一定是精确的描述。
以下描述的实施例示出了本发明的具体实例。在下面的实施例中示出的形状、材料、部件、部件的连接的设置位置和方式、制造步骤的顺序等仅是实例,并不意图限制本发明。在以下实施例中的部件中,在描述最通用概念的独立权利要求中没有描述的部件将被描述为可选的部件。
首先,通过使用图1至图3,将总体上描述根据本实施例的能量储存装置10。
图1是示出根据本实施例的能量储存装置10的外观的透视图。图2是根据本实施例的能量储存装置10的分解透视图。图3是根据本实施例的盖板结构180的分解透视图。在图3中,以虚线示出分别与设置到盖板结构180的正极集电器140和负极集电器150连接的正极引线板145和负极引线板155。
尽管为了便于说明在图1和后续的图中将Z轴方向描述为竖直方向,但是在实际使用方式中,Z轴不一定在竖直方向上。
能量储存装置10是能够再充电并且能够放电的二次电池,并且更具体地是例如锂离子二次电池的非水电解质二次电池。能量储存装置10例如应用于电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)或插电式混合动力电动车辆(PHEV)。能量储存装置10不限于非水性二次电池,而可以是除了非水性二次电池以外的二次电池或电容器。
如图1和图2所示,能量储存装置10包括电极组件400和用于容纳电极组件400的容器100。在本实施例中,通过在容器100的盖板110上设置各种构件而形成的盖板结构180设置在电极组件400上方。
盖板结构180包括容器100的盖板110、正极端子200、负极端子300、上绝缘构件125和135、下绝缘构件120和130以及正极集电器140、负极集电器150。
正极端子200通过正极集电器140电连接到电极组件400的正极。负极端子300通过负极集电器150电连接到电极组件400的负极。各个导电构件例如电连接到电极组件400的正极端子200通过例如下绝缘构件120的绝缘构件与容器100绝缘。
上绝缘构件125和135以及下绝缘构件120和130中的每一者都是其至少一部分设置在容器100的壁部与导电构件之间的绝缘构件。在本实施例中,各个绝缘构件设置为沿着盖板110,盖板110形成六个壁部中的上壁部,六个壁部形成具有大致长方体外形的容器100。
除了上述结构之外,根据本实施例的能量储存装置10还包括上间隔件500和设置在盖板结构180与电极组件400之间的减震片600。
上间隔件500设置在设有突舌部410和420的电极组件400的端部与盖板110之间。上间隔件500具有被锁定到盖板结构180的部分的锁定部分510。换句话说,上间隔件500具有锁定部分510,以便卡在盖板结构180的部分上。
具体地说,整个上间隔件500是平板形状的,并且具有两个锁定部分510和突舌部410和420通过其***(突舌部410和420穿过其中)的两个开口部520。在本实施例中,在上间隔件500中开口部520形成为凹口形状。上间隔件500由例如聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚苯硫醚树脂(PPS)的具有绝缘性能的材料制成。
例如,上间隔件500用作用于直接或间接限制电极组件400(朝向盖板110)的向上移动的构件或者用于防止盖板结构180与电极组件400之间的短路的构件。上间隔件500具有两个锁定部分510,并且两个锁定部分510中的每一者都被锁定到设置到盖板结构180的安装部分122或132。
减震片600是由例如发泡聚乙烯的高弹性的和多孔的材料制成的构件,并且用作电极组件400与上间隔件500之间的减震构件。与上间隔件500类似,减震片600具有突舌部410和420通过其***(突舌部410和420穿过其中)的两个开口部620。在本实施例中,在减震片600中开口部620形成为凹口形状。
在本实施例中,侧间隔件700设置在与布置电极组件400和盖板110的方向(z轴方向)相交的方向上的电极组件400的侧表面(在本实施例中,在X轴方向上的相对表面)与容器100的内表面之间。例如,侧间隔件700执行限制电极组件400的位置的功能。与上间隔件500类似地,侧间隔件700由例如PC、PP、PE和PPS的具有绝缘性能的材料制成。
除了图1至图3所示的部件之外,能量储存装置10可以包括其它部件,例如用于包裹电极组件400的绝缘薄膜以及设置在电极组件400与容器100(主体111)的底表面之间的减震片。尽管未示出电解液,但电解液(非水性电解液)被密封在能量储存装置10的容器100中。
容器100由具有底部的矩形圆柱体形状的主体111以及作为用于封闭主体111的开口的板状构件的盖板110形成。如上所述,整个容器100是长方体形状并且由六个壁部形成。具体地说,容器100包括由盖板110形成的上壁部、面向上壁部的下壁部、以及连接上壁部和下壁部的四个侧壁部。换句话说,主体111形成下壁部和四个侧壁部。
在将电极组件400等容纳到容器100中之后,通过将盖板110和主体111彼此焊接,可以密封容器100的内部。尽管盖板110和主体111的材料不受特别的限制,但例如不锈钢、铝、铝合金的可焊接的金属是优选的。
如图2和图3所示,盖板110设有安全阀17、电解液填充开口117、通孔110a和110b、以及两个凸出部分160。安全阀170具有当容器100的内部压力增加时通过打开而释放容器100之内的气体的功能。
电解液填充开口117是在能量储存装置10的制造期间电解液从其被填充的通孔。如图1至图3所示,电解液填充塞118设置在盖板110上,以关闭电解液填充开口117。通过从电解液填充开口117将电解液填充到容器100中并且将电解液填充塞118焊接到盖板110以在能量储存装置10的制造期间关闭电解液填充开口117,电解液容纳到容器100中。要充入容器100的电解液不受特别的限制,并且只要电解液不损害能量储存设备10的性能,就可以选择各种类型的电解液。另外,通过在减小容器100之内的压力之后填充电解液,例如,从电解液填充开口117填充电解液,可以有效地将所需量的电解液填充到容器100中。
稍后将通过使用图5至图7来描述在根据本实施例的能量储存装置10中形成的电解液填充开口117的结构特征。
在本实施例中,通过将盖板110的部分形成为凸出的形状,两个凸出部分160中的每一者被设置到盖板110并且例如用于定位上绝缘构件125或135。向上凹进的凹进部分(未示出)形成在凸出部分160的背侧(面向电极组件400的一侧)上,并且下绝缘构件120或130的被接合部分120b或130b与凹进部分的一部分接合。这样,下绝缘构件120和130在这种状态下被定位并固定到盖板10。
上绝缘构件125是用于使正极端子200和盖板110彼此电绝缘的构件,并且下绝缘构件120是用于使正极集电器140和盖板110彼此电绝缘的构件。上绝缘构件135是用于使负极端子300和盖板110彼此电绝缘的构件,并且下绝缘构件130是用于使负极集电器150和盖板110彼此电绝缘的构件。例如,在一些情况下,上绝缘构件125和135被称为“上封装”,并且下绝缘构件120和130被称为“下封装”。换句话说,在本实施例中,上绝缘构件125和135以及下绝缘构件120和130还具有提供电极端子(200或300)与容器100之间的密封的功能。
与上间隔件500类似地,上绝缘构件125、135以及下绝缘构件120、130由例如PC、PP、PE、PPS的具有绝缘性能的材料制成。在下绝缘构件120的电解液填充开口117的正下方的位置,形成了用于将从电解液填充开口117填充的电解液导向电极组件400的通孔121。
正极端子200是通过正极集电器140与电极组件400的正极电连接的电极端子,并且负极端子300是通过负极集电器150与电极组件400的负极电连接的电极端子。换句话说,正极端子200和负极端子300是金属电极端子,用于将存储在电极组件400中的电能导出到能量储存装置10之外的空间并且将电能导入到能量储存装置10之内的空间中,以将电能存储在电极组件400中。正极端子200和负极端子300由铝、铝合金等制成。
正极端子200设有用于将容器100和正极集电器140彼此紧固的紧固部分210,并且负极端子300设有用于将容器100和负极集电器150彼此紧固的紧固部分310。
紧固部分210是形成以从正极端子200向下延伸并且通过正极集电器140中的通孔140a***并且被扣压的构件(铆钉)。具体地说,紧固部分210通过上绝缘构件125中的通孔125a、盖板110中的通孔110a、下绝缘构件120中的通孔120a、以及正极集电器140中的通孔140a***。这样,正极端子200和正极集电器140电连接,并且正极集电器140与正极端子200、上绝缘构件125、以及下绝缘构件120一起固定到盖板110。
紧固部分310是形成以从负极端子300向下延伸并且通过负极集电器150中的通孔150a***并且被扣压的构件(铆钉)。具体地说,紧固部分310通过上绝缘构件135中的通孔135a、盖板110中的通孔110b、下绝缘构件130中的通孔130a、以及极集电器150中的通孔150a***。这样,负极端子300和负极集电器150电连接,并且负极集电器150与负极端子300、上绝缘构件135、以及下绝缘构件130一起固定到盖板110。
紧固部分210可以与正极端子200一体地形成,或者形成为与正极端子200分开的零件的紧固部分210可以通过例如扣压和焊接的手段固定到正极端子200。这适用于紧固部分310与负极端子300的之间关系。
正极集电器140是设置在电极组件400与容器100之间以将电极组件400和正极端子200电连接的构件。正极集电器140由铝、铝合金等制成。在本实施例中,正极集电器140通过正极引线板145与电极组件400的正突舌部410电连接。
负极集电器150是设置在电极组件400与容器100之间以将电极组件400和负极端子300电连接的构件。负极集电器150由铜、铜合金等制成。在本实施例中,负极集电器150通过负极引线板155与电极组件400的负突舌部420电连接。
稍后将通过使用图7来描述集电器与突舌部之间通过引线板的连接部分的细节。
接下来,将通过使用图4来描述电极组件400的结构。图4是示出根据本实施例的电极组件400的结构的透视图。图4以部分地展开的方式示出了电极组件400的卷绕状态。
电极组件400是可以存储电能的发电构件,并且通过将正极450、负极460、隔膜470a和470b交替层叠和卷绕而形成。换句话说,电极组件400是通过将正极450、隔膜470a、负极460和隔膜470b以上述顺序层叠并将它们卷绕以获得细长的圆形截面而形成的。
正极450是通过在正极衬底层的表面上形成正极活性材料层而形成的电极板,正极衬底层是由铝、铝合金等制成的长带状的金属箔片。作为用于正极活性材料层的正极活性材料,如果正极活性材料能够存储和释放锂离子,则可以适当地使用已知的材料。例如,作为正极活性材料,可以使用锂-过渡金属氧化物等,例如,聚阴离子化合物(例如LiMPO4、LiMSiO4、以及LiMBO3(其中,M表示选自Fe、Ni、Mn、Co等中的一种或多种的过渡金属元素))、尖晶石化合物(例如钛酸锂和镭酸锂)、以及LiMO2(其中,M表示选自Fe、Ni、Mn、Co等中的一种或多种的过渡金属元素)。
负极460是通过在负极衬底层的表面上形成负极活性材料层而形成的电极板,负极衬底层是由铜、铜合金等制成的长带状的金属箔片。作为用于负极活性材料层的负极活性材料,如果负极活性材料能够存储和释放锂离子,则可以适当地使用已知的材料。例如,作为负极活性材料,可以使用合金、碳材料(例如石墨、难石墨化碳、易石墨化碳、低温烧结碳、以及无定形碳)、金属氧化物、锂金属氧化物(Li4Ti5O12等)、多磷酸化合物等,除了锂金属和锂合金(包含例如锂铝、锂铅、锂锡、锂铝锡、锂镓或者伍德合金的合金的锂金属)以外,其可以储存和释放锂。
隔膜470a和470b是由树脂制成的微多孔片。作为用于能量储存装置10中的隔膜470a、470b的材料,可以适当地使用已知的材料,只要该材料不损害能量储存器10的性能即可。
正极450具有多个从卷绕轴线方向上的一端向外突出的突伸部411。类似地,负极460具有多个从卷绕轴线方向上的一端向外突出的突伸部421。多个突伸部411和多个突伸部421是没有涂覆活性材料并且衬底层暴露于其上的部分(活性材料未涂覆部分)。
卷绕轴线是指当正极450、负极460等卷绕时用作中心轴的假想轴线,并且在本实施例中是通过电极组件400的中心的与Z轴方向平行的直线。
多个突伸部411和多个突伸部421设置在卷绕轴线方向上的同一侧上的端部(图4中的z轴方向上的正侧上的端部),并且当正极450和负极460被层叠时被层叠在电极组件400的预定位置。具体地说,当正极450通过卷绕被层叠时,多个突伸部411在卷绕轴线方向上的端部被层叠在圆周方向上的预定位置。当负极460通过卷绕被层叠时,多个突伸部421在卷绕轴线方向上的端部被层叠在与多个突伸部411的层叠位置不同的圆周方向上的预定位置。
结果,在电极组件400上形成通过层叠多个突伸部411而形成的突舌部410和通过层叠多个突伸部421而形成的突舌部420。例如,突舌部410朝向层叠方向上的中心聚集,并且例如通过超声波焊接而连接到正极引线板145。例如,突舌部420朝向层叠方向上的中心聚集,并且例如通过超声波焊接而连接到负极引线板155。连接到突舌部410的正极引线板145连接到正极集电器140,而连接到突舌部420的负极引线板155连接到负极集电器150。
突舌部(410、420)是电能通过其被导入到电极组件400中和导出电极组件400的部分,并且在一些情况下可以给出其它名称,例如“引线/引线部”和“集电部”。
这里,突舌部410是通过将其中暴露衬底层的突伸部411层叠而形成的,因此对发电没有贡献。类似地,突舌部420是通过将其中暴露衬底层的突伸部421层叠而形成的,因此对发电没有贡献。另一方面,除突舌部410和420以外的电极组件400的一部分是由通过用活性材料涂覆衬底层而形成的层叠部分形成的,因此有助于发电。这部分在下文中将被称为“发电部分430”。换句话说,在本实施例中,可以说突舌部410和420从作为电极组件400的主组件部分的发电部分430的端部的部分突出。
接下来,将通过使用图5至图7来描述设置到根据本实施例的能量储存装置10中的电解液填充开口117的结构特征。
图5是示出根据本实施例的电解液填充开口117和围绕开口117的结构的透视图,并且图6是示出根据本实施例的电解液填充开口117和围绕开口117的结构的分解透视图。在图5中,为了示出从电解液填充开口117到容器100中的突舌部410的结构,除了电极组件400以外的部件沿着穿过电解液填充开口117的YZ平面被切掉,并且仅示出该部分的背侧(X轴方向上的负侧)上的部件。图6仅示出了其中形成了电解液填充开口117的正极端子200侧的能量储存装置10的一部分,没有示出负极端子300侧的能量储存装置10的一部分。此外,在图5和图6中,未示出用于关闭电解液填充开口117的电解液填充塞118。
图7是示出根据本实施例的电极组件400的上端部分和围绕该部分的结构的截面示意图。图7示出了沿着穿过图3中的线VII-VII的YZ平面截取的能量储存装置10的一部分的截面,并且没有示出X轴方向上的负侧上的侧间隔件700(参见图2)。示意性地示出了电极组件400。
如图5和图6所示,在根据本实施例的能量储存装置10中,电解液从其被填充到容器100中的电解液填充开口117形成在容器100的壁部的一部位处并且面向电极组件400的突舌部410。在本实施例中,电解液填充开口117形成在形成容器100的上壁部的盖板110中。在本实施例中,当在其中布置了形成为具有电解液填充开口117的电极组件400和壁部(盖板110)的方向(Z轴方向)上看容器100时,电解液填充开口117设置在与突舌部410重叠的位置。
因为电解液填充开口117以这种方式设置在面向突舌部410的位置,所以从电解液填充开口117填充的电解液立即到达突舌部410。如上所述,突舌部410是通过将正极450的衬底的部分层叠而形成并且没有涂覆正极活性材料的部分(活性材料未涂覆部分)。突舌部410的一部分连接到正极引线板145。因此,从设置在面向突舌部410的位置的电解液填充开口117填充的电解液沿突舌部下降,并且有效地渗入电极组件400(更具体地说,设置到电极组件400的正极450和负极460的活性材料层以及隔膜470a和470b)。
此外,在除了突舌部410以外的电极组件400的端部(即,除了设有突舌部410的部分以外的发电部分430的上端部分),隔膜470a和470b的末端边缘可能是弯曲的或者可以设置结构,以采取措施防止异物进入。
在本实施例中,如图2和图7所示,上间隔件500和减震片600设置为将除了设有突舌部410和420的部分以外的发电部分430的上端部分覆盖。因此,即使在容器100中存在例如微小的金属屑的异物,通过上间隔件500或者减震片600抑制异物通过在层叠方向上布置的隔膜470a和470b的末端边缘之间的间隙进入发电部分430中。换句话说,在根据本实施例的能量储存装置10中,电解液能够有效地渗入电极组件400,并且可以抑制异物进入到电极组件400。
在根据本实施例的能量储存装置10中,通孔121形成在设置在正极集电器140与盖板110之间的下绝缘构件120的在电解液填充开口117与突舌部410之间的位置。
换句话说,用于使正极集电器140与设有电解液填充开口117的盖板110彼此电绝缘的下绝缘构件120以不妨碍从电解液填充开口117填充的电解液的流动的方式设置。
这里,在本实施例中,电解液填充开口117设置在面向突舌部410的位置。因此,当从电解液填充的方向看时,用于使电连接到突舌部410的正极集电器140与盖板110彼此绝缘的下绝缘构件120存在于与电解液填充开口117重叠的位置。在这种情况下,通过下绝缘构件120的在电解液填充开口117与突舌部410之间的位置形成通孔121,能够允许从电解液填充开口117填充的电解液通过通孔121到达突舌部410。换句话说,能够为从电解液填充开口117到突舌部410的电解液确保直线流动路径。
此外,在根据本实施例的能量储存装置10中,突舌部410要通过其***的开口部520形成在设置在设有突舌部410的电极组件400的端部与盖板110之间的上间隔件500中。
换句话说,为了使上间隔件500执行限制电极组件400的位置、防止电极组件400与盖板结构180之间的短路、并且抑制异物进入到电极组件400中的功能,上间隔件500设置在设有突舌部410的电极组件400的端部与盖板110之间。即使上间隔件500设置在该位置,突舌部410也通过***穿过设置到上间隔件500的开口部520而暴露于电解液填充开口117。因此,在根据本实施例的能量储存装置10中,可以使从电解液填充开口117填充的电解液立即到达突舌部410,同时获得由上间隔件500施加的上述效果。结果,电解液有效地渗入电极组件400。
此外,通过将上间隔件500设置在电极组件400的发电部分430与盖板110之间,可以使发电部分430和盖板110彼此接近,并且上间隔件500***其间。这样,例如,可以将增加电极组件400相对于容器100的容量的比例。
在本实施例中,正极集电器140和正极引线板145也具有用于让从电解液填充开口117填充的电解液通过的结构。具体地说,如图6所示,正极集电器140具有切口部分141,切口部分141通过将正极集电器140的末端边缘向内切口而形成,并且正极引线板145具有切口部分146,切口部分146通过将正极引线板145的末端边缘向内切口而形成。
换句话说,从电解液填充开口117填充的电解液主要以这种顺序穿过下绝缘构件120中的通孔121、正极集电器140的切口部分141、以及正极引线板145的切口部分146,并且到达突舌部410。
这样,在本实施例中,切口部分141和146在正极集电器140和正极引线板145处形成,作为用于避免阻碍电解液的流动的结构。这样,例如,不需要微调正极集电器140和正极引线板145的位置,以便为从电解液填充开口117到突舌部410的电解液确保直线流动路径。
这里,例如,如图7所示,根据本实施例的正极引线板145具有U形截面。上间隔件500将突舌部420与正极引线板145、与电极组件400的发电部分430之间的接合点彼此分开,并且突舌部410***通过开口部520并设置在开口部520中,开口部520设置到上间隔件500。上述结构例如通过以下步骤制造。
例如,平板形状的正极引线板145的端部(第一端部)和电极组件400的突舌部410例如通过超声波焊接彼此连接。此外,正极引线板145的在从第一端部的相对侧上的端部(第二端部)例如通过激光焊接与集成到盖板结构180中的正极集电器140连接。然后,正极引线板145通过在第一端部与第二端部之间的预定位置被弯曲而变形为U形。结果,如图7所示,通过具有U形截面的正极引线板145形成了电极组件400的突舌部410和正极集电器140的连接结构。然后,将上间隔件500***电极组件400的发电部分430与盖板结构180之间。
当正极引线板145和突舌部410彼此连接时,负极引线板155和突舌部420彼此连接,并且当正极引线板145和正极集电器140彼此连接时,负极引线板155和负极集电器150彼此连接。此外,当平板的形状的正极引线板145变形为U形时,平板的形状的负极引线板155变形为U形。换句话说,负极引线板155周围的结构与正极引线板145周围的结构类似。换句话说,电极组件400的突舌部420和负极集电器150通过具有U形截面的负极引线板155(例如,参见图2)彼此电连接。此外,上间隔件500将突舌部420与负极引线板155、与电极组件400的发电部分430之间的接合点彼此分开,并且突舌部420***通过开口部520并设置在开口部520中,开口部520设置到上间隔件500。
通过以这种方式由正极引线板145和负极引线板155连接电极组件400、正极集电器140和负极集电器150,电极组件400的突舌部410和420的长度(在卷绕轴线方向(Z轴方向)上的长度)可以相对较短。
换句话说,制造电极组件400所需的正极450和负极460的电极板的宽度(在卷绕轴线方向(Z轴方向)上的长度)可以相对较短。例如,从电极组件400的制造效率的角度来看,这是有利的。
根据本实施例的电极组件400通过卷绕正极450和负极460而形成(参见图4)。电解液填充开口117形成在位于容器100的电极组件400的卷绕轴线方向上的盖板110中。
因此,例如,电解液可以从突舌部410渗入电极组件400的内部,并且积累在容器100的底部上(在面向盖板110的下壁部上)的电解液可以从卷绕轴线方向上的从突舌部的相对侧上的端部渗入电极组件400的内部。从有效地将电解液渗入到电极组件400中的角度来看,这是有利的。
(其它实施例)
以上已经基于本实施例描述了根据当前发明的能量储存装置。然而,本发明不限于上述实施例。在不脱离本发明的主旨的情况下,本领域技术人员可以想到的对本实施例的各种修改以及通过组合上述多个部件而形成的模式包括在本发明的范围内。
例如,设置到能量储存装置10的电极组件/组件400的数量不限于一个,而是两个或多个。如果能量储存装置10包括多个电极组件400,则与其中相同体积(容积)的容器100中容纳单个电极组件400的容器相比,可以减少容器100的角落部分中的无效空间。因此,可以将增加电极组件400相对于容器100的容量的比例,并且可以增加能量储存装置10的容量。
此外,设置到能量储存装置10的电极组件400不一定必须是卷绕型的。能量储存装置10例如可以包括通过层叠平板形状的电极板而形成的层叠型电极组件。能量储存装置10例如可以包括具有通过手风琴式折叠长带状电极板而形成的波纹管状层叠结构的电极组件。
设置到电极组件400的正突舌部410与负突舌部420之间的位置关系不受特别的限制。例如,在卷绕型电极组件400中,突舌部410和突舌部420可以在卷绕轴线方向上设置在彼此的相对侧上。如果能量储存装置10包括层叠型电极组件,则当从层叠方向看时,正突舌部和负突舌部可以在不同的方向上突出。
尽管在上述实施例中,电解液填充开口117设置在面向电极组件400的正突舌部410的位置,但是电解液填充开口117可以设置在面向电极组件400的负突舌部420的位置。换句话说,如果电解液填充开口117设置在面向如下部分的位置:该部分设置到具有正极450和负极460的层叠结构的电极组件400并且要电连接到外部,则电解液可以有效地渗入电极组件400的内部。
在容器100中,电解液填充开口117可以形成在除了盖板110以外的壁部。例如,假如突舌部410或420以这样面向容器100的下壁部(形成主组件111的底表面的壁部)的姿态设置,则电解液填充开口117可以形成在面向突舌部410或420的位置。如果电解液填充开口117设置在下壁部,则电连接到面向电解液填充开口117的突舌部410或420的电极端子可以固定到下壁部,或者可以固定到上壁部(盖板110)。
电解液填充开口117的形状不受特别的限制,并且例如可以根据用于电解液填充的喷嘴的形状而从例如圆形、角形、以及狭缝形的各种形状中选择。关于电解液填充开口117的尺寸,可以从电解液填充效率或盖板110的强度维持的角度来选择合适的尺寸。
尽管在上述实施例中,下绝缘构件120设置在电解液填充开口117的正下方,但是下绝缘构件120设置的位置不受特别的限制。换句话说,如果下绝缘构件120不设置在电解液填充开口117的正下方,则不需要在下绝缘构件120中形成通孔121,并且可以容易地制造下绝缘构件120。
<工业实用性>
本发明能够应用于例如锂离子二次电池的能量储存装置。
Claims (4)
1.一种能量储存装置,包括:
电极组件;以及
容器,所述容器用于容纳所述电极组件,
其中,电解液填充开口形成在所述容器的壁部的一部位处并且面向所述电极组件的突舌部,电解液从所述电解液填充开口填充到所述容器中。
2.根据权利要求1所述的能量储存装置,还包括集电器和绝缘构件,所述集电器设置在所述容器中并且电连接到所述突舌部,所述绝缘构件设置在所述集电器与所述容器的壁部之间,
其中,通孔形成在所述绝缘构件的一部位处并且在所述电解液填充开口与所述突舌部之间。
3.根据权利要求1或2所述的能量储存装置,还包括间隔件,所述间隔件设置在设有所述突舌部的所述电极组件的端部与所述容器的壁部之间,
其中,所述间隔件具有开口部,所述突舌部经由所述开口部而***。
4.根据权利要求1至3中的任何一项权利要求所述的能量储存装置,
其中,所述电极组件通过卷绕电极而形成,并且
所述电解液填充开口形成在所述容器的壁部中并且位于所述电极组件的卷绕轴线方向上。
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