CN108370020A - 蓄电装置 - Google Patents
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Abstract
蓄电装置具备:电极组装体;收纳有电极组装体的壳体;第1电极端子和第2电极端子;以及与第1电极端子电连接的电流切断机构。电流切断机构具有如下结构:当壳体的内部压力达到设定压力时,将电极端子与电极组装体之间的电气性通电路径的电流切断。电流切断机构具备:机构绝缘部,其将包括电流切断机构在内的第1电极端子与电极组装体的端面绝缘;以及端子绝缘部,其将第2电极端子与电极组装体的端面绝缘。从壁部到包括第1电极端子的机构绝缘部为止的突出尺寸与从壁部到包括第2电极端子的端子绝缘部为止的突出尺寸是相同的。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓄电装置,其具备电流切断机构,在壳体的内部压力达到设定压力时,利用变形板的变形将通电路径的电流切断。
背景技术
以往,已在EV(Electric Vehicle:电动车辆)、PHV(Plug in Hybrid Vehicle:***式混合动力车辆)等车辆中搭载有锂离子二次电池、镍氢二次电池等蓄电装置。蓄电装置蓄积提供给电动机等电装品的电力。一般,二次电池具备将具有活性物质层的正极电极和负极电极按层状重叠的电极组装体和收纳该电极组装体的壳体。有的壳体具有:壳体构件,其具有用于***电极组装体的开口部;以及盖构件,其封闭壳体构件的开口部。从正极电极和负极电极的一边突出地设置有极耳,对各极耳接合有各极用的导电构件。而且,各极的电极端子与各导电构件电连接,各电极端子固定于盖构件。
另外,有的二次电池具备与壳体的内部压力的上升对应地将电流切断的电流切断机构。电流切断机构设置在将一方极性的电极端子与电极组装体电连接的通电路径上(例如,参照专利文献1)。在专利文献1的二次电池中,电流切断机构与正极的电极端子被一体化,并且配置于不划定在盖构件的内面和与该内面相对的电极组装体的端面之间的空间。这种电流切断机构在具备具有极耳的电极组装体的二次电池中也能通过设置于电极端子和电极组装体的通电路径而应用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2012-119183号公报
发明内容
发明要解决的问题
正极的电极端子和负极的电极端子包括相互不同的材料。因此,正极的电极端子和负极的电极端子具有相互不同的电阻和强度。因此,如果想要使两电极端子的电阻和强度的差变小,则两电极端子形成为具有相互不同的形状、尺寸。其结果是,从正极的电极端子到电极组装体为止的距离会与从负极的电极端子到电极组装体为止的距离不同。
另外,在将电流切断装置应用于二次电池的情况下,其被配置于其中任意一方电极端子。例如,在将电流切断装置配置于正极的电极端子的情况下,构成通电路径的构件位于电极组装体和正极的电极端子之间。该构件具有向电极组装体突出的部分。有时从该构件中的离电极组装体最接近的部分到电极组装体为止的距离会与从负极的电极端子到电极组装体为止的距离不同。在电流切断装置配置于负极的电极端子的情况下,有时从电流切断装置的离电极组装体最接近的部分到电极组装体为止的距离也会与从正极的电极端子到电极组装体为止的距离不同。
因此,在二次电池发生振动,由于极耳的变形而电极组装体靠近了盖构件时,电极组装体的端面的一部分会局部地接触电流切断机构。
本发明的目的在于提供一种能抑制对电极组装体的局部接触的蓄电装置。
用于解决问题的方案
用于实现上述目的的蓄电装置具备:不同极性的电极相互绝缘地层叠的状态的电极组装体;壳体,其收纳有上述电极组装体;第1电极端子和第2电极端子,其分别与相同极性的上述电极电连接,固定于上述壳体的壁部;以及电流切断机构,其与上述第1电极端子电连接。上述电流切断机构具有如下结构:当上述壳体的内部压力达到设定压力时,切断上述电极端子与上述电极组装体之间的电气性通电路径的电流。上述电流切断机构具备:机构绝缘部,其将包括上述电流切断机构在内的上述第1电极端子与上述电极组装体的上述端面绝缘;以及端子绝缘部,其将上述第2电极端子与上述电极组装体的上述端面绝缘。从上述壁部到包括上述第1电极端子的上述机构绝缘部为止的突出尺寸与从上述壁部到包括上述第2电极端子的上述端子绝缘部为止的突出尺寸是相同的。
由此,能利用机构绝缘部将电流切断机构与电极组装体绝缘,能利用端子绝缘部将不存在电流切断机构的第2电极端子与电极组装体绝缘。并且,由于从壁部到机构绝缘部为止的突出尺寸与从壁部到端子绝缘部为止的突出尺寸是相同的,因此即使蓄电装置受到外力或发生振动而电极组装体靠近壁部,机构绝缘部和端子绝缘部也会同样地与电极组装体的端面接触,而且能确保接触面积大,能抑制电流切断机构局部地与电极组装体的端面接触。
另外,在蓄电装置中,也可以是,具备将相同极性的上述电极与上述电极端子连接并配置在上述壁部与上述端面之间的一对导电构件,并且具备将一对上述导电构件与上述壁部绝缘的导电构件绝缘部,上述端子绝缘部及上述机构绝缘部与上述导电构件绝缘部是一体的。
由此,导电构件绝缘部、端子绝缘部和机构绝缘部是一体化的,因此与使导电构件的绝缘用的部件、电流切断机构的绝缘用的部件以及电极端子的绝缘用的部件为分体的情况相比,能减少蓄电装置的部件个数,能使组装变容易。
另外,也可以是,上述电流切断机构具备变形板,且构成上述第1电极端子与上述电极组装体的电气性通电路径的一部分,并且配置在上述电极组装体的端面与上述第1电极端子之间,上述壳体的内部压力作用于上述变形板的一面,上述壳体的外部压力作用于上述变形板的另一面。
蓄电装置为二次电池。
发明效果
根据本发明,能抑制对电极组装体的局部接触。
附图说明
图1是示出实施方式的二次电池的立体图。
图2是示出实施方式的二次电池的部分剖切主视图。
图3是示出实施方式的二次电池的分解立体图。
图4是示出实施方式的二次电池的部分截面图。
图5是示出绝缘盖的立体图。
图6的(a)是示出绝缘盖的安装状态的图4的6a-6a线截面图,(b)是示出绝缘盖的安装状态的图4的6b-6b线截面图。
图7是示出绝缘盖的安装状态的立体图。
图8是示出外部连接端子附近的图4的8-8线截面图。
图9是示出电极组装体与绝缘盖的接触状态的截面图。
具体实施方式
以下,根据图1~图9说明将蓄电装置具体化为二次电池的一个实施方式。
如图1或者图3所示,作为蓄电装置的二次电池10具备壳体11,在壳体11中收纳有电极组装体12。壳体11具有方形箱状的壳体构件14和将该壳体构件14的开口部14a封闭的作为矩形平板状的壁部的盖构件15。此外,本实施方式的二次电池10为锂离子电池。
电极组装体12具备片状的多个正极电极21和片状的多个负极电极31,正极电极21与负极电极31是不同极性的电极。虽然详细情况未图示,但是正极电极21具有正极金属箔(在本实施方式中为铝箔)和在该正极金属箔的两面存在的正极活性物质层。负极电极31具有负极金属箔(在本实施方式中为铜箔)和在该负极金属箔的两面存在的负极活性物质层。并且,电极组装体12是在多个正极电极21和多个负极电极31之间隔着将它们绝缘的隔离物24而成为层状的层叠型。
正极电极21具有从正极电极21的一边21a的一部分突出的形状的极耳25。负极电极31具有从负极电极31的一边31a的一部分突出的形状的极耳35。多个正极的极耳25以及多个负极的极耳35分别设于在正极电极21和负极电极31层叠的状态下正极的极耳25的与负极的极耳35不重叠的位置。电极组装体12具有将正极电极21的一边21a、负极电极31的一边31a以及隔离物24的一边聚集而形成的极耳侧端面12b。构成电极组装体12的各正极电极21以各自的极耳25沿着层叠方向配置为列状的方式层叠。同样,构成电极组装体12的各负极电极31以各自的极耳35沿着层叠方向配置为列状的方式层叠。
二次电池10具有从极耳侧端面12b突出的正极的极耳群36,该极耳群36是将全部的正极的极耳25聚集在电极组装体12的层叠方向的一侧,并进行层叠而构成的。另外,二次电池10具有从极耳侧端面12b突出的负极的极耳群36,该极耳群36是将全部的负极的极耳35聚集在电极组装体12的层叠方向的一侧,并进行层叠而构成的。并且,在二次电池10中,作为壳体11的壁部的盖构件15的内面是面对收纳于壳体11的各极耳群36以及电极组装体12的极耳侧端面12b的。将以最短距离连结盖构件15的内面与电极组装体12的极耳侧端面12b的方向设为相对方向Z。
如图3或者图4所示,正极的极耳群36接合有用于将电极组装体12与后述的正极端子结构16电连接的正极导电构件51。另外,负极的极耳群36接合有用于将电极组装体12与后述的负极端子结构17电连接的负极导电构件52。在盖构件15的内面与电极组装体12的极耳侧端面12b之间配置有正极导电构件51和负极导电构件52。
正极导电构件51在长边方向一侧具备与极耳群36接合的大致U字状的极耳接合部51a。另外,正极导电构件51在长边方向另一侧具备与后述的正极引出端子60连接的平板状的端子连接部51b,极耳接合部51a与端子连接部51b在长边方向上是连续的。
负极导电构件52在长边方向一侧具备与极耳群36电接合的大致U字状的极耳接合部52a。另外,负极导电构件52在长边方向另一侧具备与后述的负极引出端子61电接合的端子连接部52b,极耳接合部52a与端子连接部52b在长边方向上是连续的。
接下来,对正极端子结构16和负极端子结构17进行说明。此外,正极端子结构16和负极端子结构17除了电流切断机构以外基本上是相同的构成,因此对共同的构件使用相同的构件编号进行说明。
首先,对用于设置正极端子结构16和负极端子结构17的盖构件15的构成进行说明。盖构件15具有面向壳体11的外侧的外面15c和面向壳体11的内侧的内面15d,在盖构件15中,将以最短距离连结外面15c与内面15d的方向设为厚度方向。
盖构件15在长边方向上的两侧具备卡止凹部18。各卡止凹部18为从外面15c起沿着厚度方向凹陷的形状。从外面15c观看盖构件15时,卡止凹部18的外形为方形。盖构件15具备从内面15d突出的突部19。突部19是通过使卡止凹部18凹陷而形成为从内面15d突出的形状,突部19的外形为方形。盖构件15在长边方向上的比各卡止凹部18靠外侧处具备插通孔15e。
正极端子结构16和负极端子结构17具备配置在盖构件15的外面15c的外侧绝缘构件57。该外侧绝缘构件57将正极的外部连接端子66及正极引出端子60与盖构件15绝缘,将负极的外部连接端子66及负极引出端子61与盖构件15绝缘。外侧绝缘构件57由合成树脂制成。外侧绝缘构件57从盖构件15的外面15c来看为矩形状。将连结外侧绝缘构件57的表面57c与里面57a的方向设为厚度方向。
外侧绝缘构件57在长边方向的靠一端处具备从里面57a在厚度方向上突出的转动防止部58。转动防止部58为从表面57c向里面57a以方孔状突出的形状。将转动防止部58的四个外侧面连结而形成的方形与将盖构件15的卡止凹部18的四个内侧面连结而形成的方形是相似的。并且,外侧绝缘构件57在转动防止部58被***卡止凹部18的状态下设置于盖构件15。转动防止部58的四个外侧面与卡止凹部18的四个内侧面接触并卡止。通过该接触,外侧绝缘构件57向沿着盖构件15的外面15c的方向的移动被限制,特别是在外面15c上的旋转被限制。外侧绝缘构件57在长边方向上靠与转动防止部58相反的一侧的端部具备插通孔57d。插通孔57d位于与盖构件15的插通孔15e一致的位置。
正极端子结构16和负极端子结构17具备配置在盖构件15的外侧的外部连接端子66,该外部连接端子66能在盖构件15的外侧固定母线(busbar)。外部连接端子66由金属制成。该外部连接端子66具备:棱柱状的螺栓头部67;沿着外部连接端子66的轴向从螺栓头部67的一端面突出的形状的轴部68;以及从螺栓头部67的另一端面突出的形状的卡合凸部69。母线紧固用的螺帽能与轴部68螺合。
卡合凸部69从轴向来看为方形。将卡合凸部69的四个外侧面连结形成的方形与将外侧绝缘构件57的转动防止部58的四个内侧面连结形成的方形是相似的。并且,外部连接端子66的卡合凸部69***到外侧绝缘构件57的转动防止部58内。卡合凸部69的四个外侧面与转动防止部58的四个内侧面接触。通过该接触,外部连接端子66向沿着外侧绝缘构件57的表面57c的方向的移动被限制,特别是在外侧绝缘构件57的表面57c上的旋转被限制。
正极端子结构16具备通过正极导电构件51与电极组装体12的正极的极耳群36电连接的作为电极端子的正极引出端子60。负极端子结构17具备通过负极导电构件52与电极组装体12的负极的极耳群36电连接的作为电极端子的负极引出端子61。
正极引出端子60在轴向上连续具备:与后述的端子连接构件44电连接的连接用轴部60a;以及与正极导电构件51的端子连接部51b电连接的基部60b。此外,端子连接构件44在长边方向的一侧具备与外部连接端子66连接的连接片46,在长边方向的另一侧具备固定片47。端子连接构件44具备在厚度方向上贯通连接片46的贯通孔46a,外部连接端子66的轴部68插通于该贯通孔46a。另外,端子连接构件44具备在厚度方向上贯通固定片47的插通孔47a。
并且,正极引出端子60的基部60b从盖构件15的内面15d向壳体11内突出配置,并且连接用轴部60a贯通了正极导电构件51的插通孔51c、后述的内侧绝缘构件40的插通孔40a、盖构件15的插通孔15e、外侧绝缘构件57的插通孔57d和端子连接构件44的插通孔47a。
正极端子结构16具备O型环73,正极引出端子60的连接用轴部60a插通于该O型环73,并且O型环73被正极导电构件51的端子连接部51b支撑。另外,正极端子结构16具有供连接用轴部60a插通的前述的内侧绝缘构件40。内侧绝缘构件40为方形板状。内侧绝缘构件40的沿着盖构件15的短边方向的尺寸大于正极导电构件51的同样沿着盖构件15的短边方向的尺寸。因此,内侧绝缘构件40沿着盖构件15的短边方向比正极导电构件51突出。
如图4所示,在内侧绝缘构件40的内侧配置有被端子连接部51b支撑的O型环73。并且,内侧绝缘构件40介于盖构件15与端子连接部51b之间,限制盖构件15与端子连接部51b的接触,并且将盖构件15与正极导电构件51绝缘。
贯通了端子连接构件44的插通孔47a的连接用轴部60a的顶端部被铆接在轴向上,由此利用连接用轴部60a和基部60b夹持正极导电构件51、内侧绝缘构件40、盖构件15、外侧绝缘构件57以及端子连接构件44的固定片47。通过该夹持,正极引出端子60被固定于盖构件15。O型环73与盖构件15的内面15d中的插通孔15e的周围紧密接触,将盖构件15的插通孔15e密封。
另外,正极引出端子60的连接用轴部60a的顶端部卡止于端子连接构件44的固定片47的表面,并且通过该卡止将正极引出端子60与端子连接构件44电连接。另外,正极引出端子60的基部60b与正极导电构件51的端子连接部51b接触,通过该接触将正极引出端子60与正极导电构件51电连接。
在负极端子结构17中,负极引出端子61在轴向上连续具备:与负极的端子连接构件44电连接的连接用轴部62;以及与负极导电构件52的端子连接部52b电连接的基部63。负极引出端子61的连接用轴部62插通于内侧绝缘构件40的插通孔40a、盖构件15的插通孔15e、外侧绝缘构件57的插通孔57d和端子连接构件44的插通孔47a。
负极引出端子61的基部63为四棱柱状。基部63的外形形状在从轴向观看负极引出端子61时为方形。负极引出端子61具备在轴向上贯通的轴孔64,轴孔64将连接用轴部62和基部63贯通。另外,负极引出端子61在其基部63的面对电极组装体12的极耳侧端面12b的端面具备端子端面63b,并且具备比端子端面63b向连接用轴部62凹陷的凹部63c。凹部63c与轴孔64连通。另外,端子端面63b为包围凹部63c的环状。
负极端子结构17具有O型环73,连接用轴部62插通于该O型环73,并且O型环73被基部63支撑。负极端子结构17具有供连接用轴部62插通的筒状的内侧绝缘构件40。在内侧绝缘构件40的内侧配置有被基部63支撑的O型环73。并且,内侧绝缘构件40介于盖构件15与负极引出端子61的基部63之间,限制盖构件15与基部63的接触,并且将盖构件15与负极引出端子61绝缘。另外,负极的内侧绝缘构件40覆盖基部63的外周面,将负极引出端子61从壳体11绝缘。
在负极端子结构17中,贯通了端子连接构件44的插通孔47a的连接用轴部62的顶端部被铆接在轴向上,由此利用连接用轴部62和基部63夹持内侧绝缘构件40、盖构件15、外侧绝缘构件57以及端子连接构件44。通过该夹持,负极引出端子61被固定于盖构件15。O型环73与盖构件15的内面15d中的插通孔15e的周围紧密接触,将盖构件15的插通孔15e密封。
另外,负极引出端子61的连接用轴部62的顶端部卡止于端子连接构件44的固定片47的表面,并且通过该卡止将负极引出端子61与端子连接构件44电连接。
二次电池10具备与作为第1电极端子的负极引出端子61电连接的电流切断机构80。此外,上述的正极引出端子60为第2电极端子。电流切断机构80配置在壳体11的内部,当壳体11的内部压力达到规定的设定压力时,切断将电极组装体12与负极引出端子61电连接的通电路径的电流。电流切断机构80位于负极引出端子61的基部63与负极导电构件52的端子连接部52b的连接部的位置。电流切断机构80一体地组装于负极引出端子61。
在该实施方式中,负极引出端子61的基部63通过电流切断机构80与负极导电构件52电连接,并且负极导电构件52与负极的极耳群36电连接,由此构成了电极组装体12与负极引出端子61之间的通电路径。
电流切断机构80在由于壳体11的内部产生的气体而工作时,会切断负极引出端子61的基部63与负极导电构件52的电连接。也就是说,电流切断机构80在不工作时构成上述通电路径的一部分,在受到壳体11的内部产生的气体的压力而工作时将上述通电路径切断。
电流切断机构80具有与负极导电构件52的端子连接部52b及基部63接合的接点板81。接点板81由导电性的材料制成,为向电极组装体12凸起的碗状。并且,接点板81从电极组装体12侧覆盖基部63的凹部63c。接点板81的从凹部63c伸出的外周部与基部63的端子端面63b通过焊接而被固定。
接点板81的与凹部63c相对的部分在通常状态下是向电极组装体12(下方)凸起的,该向电极组装体12凸起的部分与负极导电构件52的端子连接部52b被焊接在一起。将作为接点板81与端子连接部52b的焊接部分的负极焊接部分P设为将负极引出端子61与负极导电构件52导通的导通部。从而,负极导电构件52与负极引出端子61通过接点板81被电连接。电流切断机构80具有配置在基部63与负极导电构件52之间的绝缘环82以及配置在绝缘环82的外周侧的密封圈83。
负极导电构件52在端子连接部52b的与电极组装体12相对的面具有变形用凹部53a。变形用凹部53a从电极组装体12向盖构件15凹陷成研钵状。负极焊接部分P位于变形用凹部53a的底面。端子连接部52b在成为变形用凹部53a的底面的部位具有未图示的断裂槽。断裂槽为包围负极焊接部分P的圆环状。
电流切断机构80具有受到壳体11的内部压力而变形的变形板85。变形板85是由弹性材料例如金属板构成的隔板(diaphragm),配置在比端子连接部52b靠近电极组装体12的位置。变形板85为圆板形状,从电极组装体12侧覆盖变形用凹部53a。变形板85的外周部与端子连接部52b在变形板85的外周部的整周上被焊接固定。变形板85将壳体11内部与壳体11外部气密地隔离。
变形板85在通常状态下是从盖构件15侧向电极组装体12侧(下方)凸起的,在该凸起部分的与负极焊接部分P相对的部位具有向盖构件15突出的突起85a。突起85a由绝缘性的材料构成,与由断裂槽包围的负极焊接部分P相对。
壳体11的内部压力作用于变形板85的一面(与电极组装体12相对的面)。另外,壳体11的外部压力(大气压附近)通过负极引出端子61的轴孔64作用于变形板85的另一面(与盖构件15相对的面)。并且,变形板85构成为:在与电极组装体12相对的面被施加达到了设定压力的内部压力的情况下,会由于压力而变形,向盖构件15凸起。
并且,在上述构成的电流切断机构80中,当壳体11的内部压力达到规定的设定压力时,变形板85向盖构件15变形,突起85a使端子连接部52b与接点板81的负极焊接部分P断裂。其结果是,负极引出端子61与负极导电构件52的电连接被切断,上述通电路径的电流被切断。
接下来,对壳体11内的绝缘盖90进行说明。
如图4所示,绝缘盖90具备在相对方向Z上介于正极导电构件51及负极导电构件52与盖构件15之间的导电构件绝缘部91。另外,绝缘盖90具备:机构绝缘部93,其将包括电流切断机构80在内的负极引出端子61与电极组装体12的极耳侧端面12b绝缘;以及端子绝缘部92,其将正极引出端子60与电极组装体12的极耳侧端面12b绝缘。并且,绝缘盖90在沿着长边方向的侧视时为大致U字状。
如图5所示,机构绝缘部93与矩形状的导电构件绝缘部91的长边方向的一端部是一体的,端子绝缘部92与导电构件绝缘部91的长边方向的另一端部是一体的。即,导电构件绝缘部91、端子绝缘部92和机构绝缘部93由单一的构件构成。导电构件绝缘部91在沿着长边方向观看的侧视时为L字状,具备绝缘部主体91a和从绝缘部主体91a的一个长缘部向电极组装体12突出的形状的侧壁部91b。
如图4所示,在二次电池10中,当将正极导电构件51与负极导电构件52并排的方向设为并排设置方向时,绝缘盖90的长边方向沿着并排设置方向。将沿着并排设置方向将一对内侧绝缘构件40的相对面彼此连结的直线的尺寸设为尺寸N。在绝缘盖90中,导电构件绝缘部91的长边方向上的尺寸比上述尺寸N稍长。因此,导电构件绝缘部91的长边方向的两端面中的一端面位于能与正极的内侧绝缘构件40的内侧面抵接的位置,另一端面位于能与负极的内侧绝缘构件40的内侧面抵接的位置。导电构件绝缘部91的短边方向上的尺寸比极耳接合部51a、52a的短边方向上的尺寸长一些。
并且,导电构件绝缘部91的绝缘部主体91a介于相对方向Z上的正极和负极的极耳接合部51a、52a与盖构件15之间,将极耳接合部51a、52a与盖构件15绝缘。另外,导电构件绝缘部91的侧壁部91b介于各极耳群36与壳体构件14的长侧壁的内面之间,将各极耳群36与壳体构件14绝缘。
如图8所示,绝缘盖90在绝缘部主体91a的长边方向两端部具备收纳凹部91f。收纳凹部91f为从绝缘部主体91a的外面91c向电极组装体12以方形凹陷的形状。并且,盖构件15的突部19进入各收纳凹部91f,通过突部19的外侧面与收纳凹部91f的内侧面的接触,绝缘盖90的沿着绝缘盖90的长边方向和短边方向的移动被限制。
如图5所示,绝缘盖90在导电构件绝缘部91的侧壁部91b的长边方向两端部且短边方向的一端部具备一体的连结部94。并且,长边方向一端的连结部94连结有机构绝缘部93,侧壁部91b的长边方向另一端的连结部94连结有端子绝缘部92。在沿着长边方向的侧视时,绝缘部主体91a与端子绝缘部92、以及绝缘部主体91a与机构绝缘部93在相对方向Z上被连结部94分离。
如图4所示,在绝缘盖90中,绝缘部主体91a在面对电极组装体12的极耳侧端面12b的面具备内面91d。端子绝缘部92在从盖构件15的外面15c观看的俯视时为方形。端子绝缘部92的俯视尺寸大于正极引出端子60的基部60b的俯视尺寸,能从电极组装体12侧覆盖基部60b的整体。
端子绝缘部92具备面对正极引出端子60的基部60b的内面92b,并且具备面对电极组装体12的极耳侧端面12b的外面92d,外面92d为平坦面状。端子绝缘部92在内面92b中的靠绝缘部主体91a处具备突条部92e,突条部92e存在于绝缘盖90的整个短边方向。另外,突条部92e位于比绝缘部主体91a靠端子绝缘部92的位置,在相对方向Z上绝缘部主体91a和突条部92e不重叠,在长边方向上位置错开。
但是,在沿着长边方向的侧视时,绝缘部主体91a与突条部92e处于在相对方向Z上相对的位置。因此,绝缘盖90在相对方向Z上在绝缘部主体91a和突条部92e之间具备正极侧间隙95a,该正极侧间隙95a在绝缘盖90的短边方向的与连结部94相反的一侧的端部开口。正极侧间隙95a的沿着相对方向Z的尺寸大于正极导电构件51的厚度,端子连接部51b***于正极侧间隙95a。另外,端子绝缘部92在绝缘盖90的长边方向的顶端部的位置具备肋92g。肋92g存在于绝缘盖90的整个短边方向。
并且,绝缘盖90的绝缘部主体91a被正极导电构件51的极耳接合部51a支撑,并且绝缘部主体91a被夹在沿着相对方向Z的极耳接合部51a和盖构件15之间。
连结部94位于绝缘盖90的沿着短边方向的两端部中的突条部92e的一端部,卡止爪92a存在于另一端部。端子绝缘部92的卡止爪92a从突条部92e在相对方向Z上突出。绝缘盖90的沿着短边方向的连结部94与突条部92e的相对面之间的尺寸大于正极导电构件51的沿着短边方向的尺寸,且比正极的内侧绝缘构件40的尺寸稍长。并且,在端子连接部51b进入了正极侧间隙95a内的状态下,连结部94抵接于与绝缘盖90的短边方向相对的内侧绝缘构件40的其中一个缘部,并且如图6的(b)所示,卡止爪92a卡止于另一个缘部。而且,如图2所示,沿着相对方向Z的肋92g的顶端面抵接于内侧绝缘构件40的与电极组装体12相对的面。
另外,机构绝缘部93在从盖构件15的外面15c观看的俯视时为方形。机构绝缘部93的俯视尺寸与负极引出端子61的基部63及电流切断机构80的俯视尺寸大致相同,能从电极组装体12侧覆盖电流切断机构80的整体。
如图4所示,机构绝缘部93具备面对电流切断机构80的变形板85的内面93b,并且具备面对电极组装体12的外面93d,外面93d为平坦面状。机构绝缘部93在内面93b中的靠绝缘部主体91a处具备突条部93e,突条部93e存在于绝缘盖90的整个短边方向。在相对方向Z上绝缘部主体91a与突条部93e处于重叠的位置。
绝缘盖90在相对方向Z上在绝缘部主体91a和突条部93e之间具备负极侧间隙95b,该负极侧间隙95b在绝缘盖90的短边方向的与连结部94相反的一侧的端部开口。负极侧间隙95b的沿着相对方向Z的尺寸大于负极导电构件52的极耳接合部52a的厚度,负极的极耳接合部52a***于负极侧间隙95b。并且,绝缘盖90的绝缘部主体91a支撑于极耳接合部52a,并且绝缘部主体91a被夹在沿着相对方向Z的极耳接合部52a和盖构件15之间。
另外,如图5所示,机构绝缘部93沿着内面93b的缘部具备肋93g,该肋93g在俯视时为L字状。
在此,如图2所示,设从端子绝缘部92的外面92d到肋92g的顶端面为止的尺寸为高度H1,设从机构绝缘部93的外面93d到肋93g的顶端面为止的尺寸为高度H2。端子绝缘部92的肋92g的高度H1比机构绝缘部93的肋93g的高度H2高。
如图6的(a)所示,连结部94位于绝缘盖90的沿着短边方向的两端部中的负极侧的突条部93e的一端部,卡止爪93a存在于另一端部。机构绝缘部93的卡止爪93a从突条部93e在相对方向Z上突出。沿着绝缘盖90的短边方向的连结部94与突条部93e的相对面之间的尺寸比极耳接合部52a的沿着短边方向的尺寸稍大。并且,在极耳接合部52a进入了负极侧间隙95b内的状态下,连结部94抵接于与绝缘盖90的短边方向相对的极耳接合部52a的其中一个缘部,并且卡止爪93a卡止于另一个缘部。而且,如图2所示,沿着相对方向Z的肋93g的顶端面抵接于端子连接部52b的与电极组装体12相对的面。
另外,如图4或者图5所示,机构绝缘部93在中央部具备在厚度方向上贯通的避让凹部93f,电流切断机构80的变形板85进入该避让凹部93f。并且,壳体11的内部压力通过避让凹部93f作用于变形板85的下表面(与电极组装体12相对的面)。
如图2所示,在机构绝缘部93中从外面93d到肋93g的顶端面为止的高度H2比在端子绝缘部92中从外面92d到肋92g的顶端面为止的高度H1低。而沿着相对方向Z从盖构件15的内面15d到正极引出端子60的基部60b为止的尺寸L1比从盖构件15的内面15d到包括电流切断机构80的端子连接部52b为止的尺寸L2小。并且,机构绝缘部93的肋93g抵接于端子连接部52b,端子绝缘部92的肋92g抵接于正极导电构件51的端子连接部51b。
设从盖构件15的内面15d到端子绝缘部92的外面92d为止的尺寸为正极端子结构16的突出尺寸M1。设从盖构件15的内面15d到机构绝缘部93的外面93d为止的尺寸为负极端子结构17的突出尺寸M2。在这种情况下,负极端子结构17中的突出尺寸M2与正极端子结构16中的突出尺寸M1是相同的。另外,端子绝缘部92的外面92d和电极组装体12的极耳侧端面12b之间的间隔与机构绝缘部93的外面93d和电极组装体12的极耳侧端面12b之间的间隔是相同的。端子绝缘部92的外面92d与机构绝缘部93的外面93d齐平。
在正极端子结构16中,电流切断机构80与正极引出端子60的基部60b不是一体化的,但是在负极端子结构17中,电流切断机构80与负极引出端子61的基部63是一体化的。因此,负极端子结构17更加从盖构件15向电极组装体12突出,负极端子结构17的尺寸L2比正极端子结构16的尺寸L1大。但是,在绝缘盖90中,使机构绝缘部93的高度H2比端子绝缘部92的高度H1低,通过绝缘盖90的形状弥补了正极端子结构16和负极端子结构17从盖构件15突出的尺寸之差。其结果是,即使利用绝缘盖90从电极组装体12侧覆盖电流切断机构80,机构绝缘部93的外面93d和端子绝缘部92的外面92d也是齐平的。
接下来,说明二次电池10的制造方法。
在此,假设接点板81接合于负极的负极引出端子61的端子端面63b,接点板81、绝缘环82、密封圈83以及负极导电构件52(端子连接部52b)被单元化。另外,假设变形板85接合于负极导电构件52的端子连接部52b,负极引出端子61、电流切断机构80和负极导电构件52被预先一体化。
首先,在外侧绝缘构件57的转动防止部58***于盖构件15的各卡止凹部18的状态下将外侧绝缘构件57配置在盖构件15的外面15c。外部连接端子66的卡合凸部69***到该外侧绝缘构件57的转动防止部58内。外部连接端子66的轴部68***到端子连接构件44的贯通孔46a。
接下来,在正极侧,在盖构件15的内面15d侧配置O型环73、内侧绝缘构件40并且配置正极导电构件51,将正极引出端子60的连接用轴部62***正极导电构件51的插通孔51c、内侧绝缘构件40的插通孔40a、O型环73、盖构件15的插通孔15e以及端子连接构件44的插通孔47a。然后,通过正极引出端子60的连接用轴部60a的铆接,正极导电构件51、内侧绝缘构件40、盖构件15、外侧绝缘构件57以及端子连接构件44在基部60b和连接用轴部60a的顶端部之间被一体化。
在负极侧,将O型环73、内侧绝缘构件40配置于盖构件15的内面15d侧,将负极引出端子61的连接用轴部62***内侧绝缘构件40的插通孔40a、O型环73、盖构件15的插通孔15e和端子连接构件44的插通孔47a。然后,通过连接用轴部62的铆接,内侧绝缘构件40、盖构件15、外侧绝缘构件57以及端子连接构件44在基部63和连接用轴部62的顶端部之间被一体化,并且电流切断机构80也被一体化。
这样,在盖构件15形成正极端子结构16和负极端子结构17,形成盖端子组装体20。在盖端子组装体20中,利用外侧绝缘构件57的转动防止部58的外侧面与盖构件15的卡止凹部18的内侧面的卡止,外侧绝缘构件57在盖构件15上的旋转被限制。利用该旋转被限制的外侧绝缘构件57的转动防止部58的内侧面与外部连接端子66的卡合凸部69的外侧面的卡止,外部连接端子66的旋转被限制。
在盖端子组装体20中,在相对方向Z上的盖构件15与极耳接合部51a、52a之间存在间隙。另外,极耳接合部51a、52a为L字状,极耳接合部51a、52a具备从盖构件15突出的部分。
然后,通过激光焊接将电极组装体12的正极的极耳群36接合到正极导电构件51的极耳接合部51a,通过激光焊接将负极的极耳群36接合到负极导电构件52的极耳接合部52a。这样,盖端子组装体20和电极组装体12被一体化。
接下来,将各极耳接合部51a、52a折弯成大致U字状,将极耳群36折弯。然后,如图7所示,为了将绝缘盖90的绝缘部主体91a***相对方向Z上的盖构件15和极耳接合部51a、52a之间,并且将正极导电构件51***正极侧间隙95a,将负极导电构件52***负极侧间隙95b,而使绝缘盖90滑动移动。
然后,在正极侧,当连结部94抵接于内侧绝缘构件40的一个缘部时,端子绝缘部92的卡止爪92a卡止于内侧绝缘构件40的缘部。另外,在负极侧,当连结部94抵接于极耳接合部52a的一个长缘部时,机构绝缘部93的卡止爪93a卡止于极耳接合部52a的另一个长缘部。其结果是,绝缘盖90被一体地组装于正极导电构件51和负极导电构件52,并且极耳接合部51a、52a由于绝缘部主体91a而成为从盖构件15绝缘的状态。
另外,端子绝缘部92将正极引出端子60的基部60b从电极组装体12绝缘,机构绝缘部93将电流切断机构80从电极组装体12绝缘,并且成为保护变形板85的状态。
然后,将电极组装体12从壳体构件14的开口部14a***壳体构件14内。此时,为了将电极组装体12压入壳体构件14内,而将盖端子组装体20向壳体构件14压入。这样,如图9所示,绝缘盖90的端子绝缘部92的外面92d和机构绝缘部93的外面93d一边同时与电极组装体12的极耳侧端面12b接触一边被电极组装体12按压。
然后,当在电极组装体12***于壳体构件14内后,将盖构件15接合到壳体构件14的开口端时,二次电池10被组装好。
根据上述实施方式,能得到如下效果。
(1)正极端子结构16的从盖构件15的内面15d到端子绝缘部92的外面92d为止的突出尺寸M1与负极端子结构17的从盖构件15的内面15d到机构绝缘部93的外面93d为止的突出尺寸M2是相同的。因此,在二次电池10的初始充电时、二次电池10的使用时,对二次电池10作用了外力或者二次电池10受到振动而电极组装体12向盖构件15移动时,电极组装体12的极耳侧端面12b会与端子绝缘部92和机构绝缘部93的双方接触。并且,端子绝缘部92和机构绝缘部93均为板状,且外面92d、93d为平坦面状,因此能确保与极耳侧端面12b的接触面积大。因此,例如在二次电池10振动时,能抑制电流切断机构80与电极组装体12的极耳侧端面12b局部地接触,极耳侧端面12b不易受损伤。
另外,将盖端子组装体20与电极组装体12一体化,在将该电极组装体12***壳体构件14时,端子绝缘部92和机构绝缘部93的外面92d、93d一起碰到极耳侧端面12b,施加到电极组装体12的负荷被分散。因此,在将电极组装体12***壳体构件14时,端子绝缘部92和机构绝缘部93不会与极耳侧端面12b局部地接触,极耳侧端面12b不易受损伤。
(2)在正极端子结构16中,端子绝缘部92的肋92g抵接于内侧绝缘构件40,在负极端子结构17中,机构绝缘部93的肋93g抵接于端子连接部52b。并且,使端子绝缘部92的肋92g部的高度H1比机构绝缘部93的肋93g部的高度H2高,利用该高度的差异,能使正极端子结构16的突出尺寸M1与负极端子结构17的突出尺寸M2相同。
(3)电流切断机构80的变形板85被绝缘盖90的机构绝缘部93从电极组装体12侧覆盖。因此,在二次电池10的初始充电时、二次电池10的使用时,即使对二次电池10作用了外力或者二次电池10受到振动,也能限制电极组装体12的极耳侧端面12b与变形板85接触,能抑制变形板85变形,能抑制电流切断机构80的误工作。
(4)绝缘盖90一体地具备将极耳接合部51a、52a与盖构件15绝缘的导电构件绝缘部91、将正极引出端子60从电极组装体12绝缘的端子绝缘部92以及将电流切断机构80从电极组装体12绝缘的机构绝缘部93。因此,与分别单独设置极耳接合部51a、52a与盖构件15的绝缘构件、正极引出端子60与电极组装体12的绝缘构件、电流切断机构80与电极组装体12的绝缘构件的情况相比,能减少二次电池10的部件个数,二次电池10的组装作业变容易。
(5)绝缘盖90在绝缘部主体91a的长边方向两端部具备收纳凹部91f,盖构件15的突部19进入各收纳凹部91f。突部19是为了限制外侧绝缘构件57在盖构件15上的旋转而供外侧绝缘构件57的转动防止部58进入的部位。因此,二次电池10即使在盖构件15中具备限制外侧绝缘构件57的转动的突部19,该突部19也不会成为绝缘盖90的安装状态下的妨碍。
此外,上述实施方式也可以进行如下变更。
○绝缘盖90是一体地具备导电构件绝缘部91、端子绝缘部92、机构绝缘部93的构成,但是也可以使导电构件绝缘部91、端子绝缘部92、机构绝缘部93为分体。
○也可以不要端子绝缘部92的肋92g、机构绝缘部93的肋93g,用端子绝缘部92、机构绝缘部93的厚度本身使突出尺寸M1和突出尺寸M2相同。
○也可以将绝缘盖90设为如下结构:不存在导电构件绝缘部91,端子绝缘部92与机构绝缘部93被一体化。
○在绝缘盖90中,只要使机构绝缘部93不与电流切断机构80的变形板85接触地沿着相对方向Z分离即可,也可以没有避让凹部93f。
○蓄电装置也能应用于具有与正极引出端子60一体的电流切断机构80的二次电池。在这种情况下,机构绝缘部93配置在正极引出端子60与电极组装体12的极耳侧端面12b之间,端子绝缘部92配置在负极引出端子61与电极组装体12的极耳侧端面12b之间。正极引出端子60与第1电极端子对应,负极引出端子61与第2电极端子对应。
○壁部也可以不是盖构件15,而是壳体构件14的侧壁。
○电极端子也可以不像正极引出端子60、负极引出端子61那样通过外部连接端子66和端子连接构件44连接,也可以与正极导电构件51、负极导电构件52直接连接。
○蓄电装置也能应用于例如电容器等二次电池以外的蓄电装置。
○正极电极21和负极电极31也可以是在金属箔的单面存在活性物质层的结构。
○二次电池10也可以是锂离子二次电池,还可以是其它二次电池。总之,只要是使离子在正极用的活性物质和负极用的活性物质之间移动并且进行电荷的交换即可。
接下来,在下面追记能从上述实施方式和其它例子掌握的技术思想。
(1)一种蓄电装置,具备:不同极性的电极相互绝缘地层叠的状态的电极组装体;各极性的极耳群,其层叠有从上述电极突出的形状的极耳,从上述电极组装体的端面突出;壳体,其收纳有上述电极组装体和上述极耳群;外部连接端子,其配置在上述壳体的壁部的外侧;导电构件,其配置在上述电极组装体的端面与上述壁部之间,与上述极耳群电连接;引出端子,其在上述极耳群的并排设置方向上比该极耳群靠外侧处与上述导电构件连接,是从上述壁部突出到外部的状态;端子连接构件,其配置在上述壁部的外侧,且连接上述引出端子与上述外部连接端子;以及绝缘盖,其介于一对上述导电构件与上述壁部之间,蓄电装置的特征在于,在上述壁部的与上述外部连接端子重叠的部分,向上述绝缘盖突出地具备防止上述外部连接端子的卡合凸部转动的卡止凹部,上述绝缘盖具备收纳由于上述卡止凹部而从上述壁部突出的部分的收纳凹部。
由此,从壁部突出的部分为限制外部连接端子在壁部上的旋转的部位。因此,蓄电装置即使在壁部具备限制外部连接端子的转动的结构,该部分也不会成为绝缘盖的安装状态下的妨碍。
(2)一种蓄电装置,上述端子绝缘部的高度比上述机构绝缘部的高度高。
附图标记说明
M1、M2:突出尺寸;10:作为蓄电装置的二次电池;11:壳体;12:电极组装体;12b:极耳侧端面;15:作为壁部的盖构件;21:正极电极;31:负极电极;51:正极导电构件;52:负极导电构件;60:作为第2电极端子的正极引出端子;61:作为第1电极端子的负极引出端子;80:电流切断机构;85:变形板;91:导电构件绝缘部;92:端子绝缘部;93:机构绝缘部。
Claims (4)
1.一种蓄电装置,具备:
不同极性的电极相互绝缘地层叠的状态的电极组装体;
壳体,其收纳有上述电极组装体;
第1电极端子和第2电极端子,其分别与相同极性的上述电极电连接,固定于上述壳体的壁部;以及
电流切断机构,其与上述第1电极端子电连接,
上述蓄电装置的特征在于,
上述电流切断机构具有如下结构:当上述壳体的内部压力达到设定压力时,切断上述电极端子与上述电极组装体之间的电气性通电路径的电流,
具备:机构绝缘部,其将包括上述电流切断机构在内的上述第1电极端子与上述电极组装体的上述端面绝缘;以及
端子绝缘部,其将上述第2电极端子与上述电极组装体的上述端面绝缘,
从上述壁部到包括上述第1电极端子的上述机构绝缘部为止的突出尺寸与从上述壁部到包括上述第2电极端子的上述端子绝缘部为止的突出尺寸是相同的。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置,
具备将相同极性的上述电极与上述电极端子连接并配置在上述壁部与上述端面之间的一对导电构件,并且具备将一对上述导电构件与上述壁部绝缘的导电构件绝缘部,上述端子绝缘部及上述机构绝缘部与上述导电构件绝缘部是一体的。
3.根据权利要求1所述的蓄电装置,
上述电流切断机构具备变形板,且构成上述第1电极端子与上述电极组装体的电气性通电路径的一部分,并且配置在上述电极组装体的端面与上述第1电极端子之间,上述壳体的内部压力作用于上述变形板的一面,上述壳体的外部压力作用于上述变形板的另一面。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的蓄电装置,
上述蓄电装置为二次电池。
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