JP2001015095A - 電気化学電池のバス形成構造 - Google Patents
電気化学電池のバス形成構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 短い集電タブが使用可能な電気化学電池のバ
ス形成構造を提供する。 【解決手段】 バス形成構造は第１のプレートと第２の
プレートを含み、それぞれその内部に中央開口を有す
る。電気化学電池内の電極スタックから延びる集電タブ
は、第１のプレートの中央開口を通り、第１のプレート
と第２のプレートの間に挟まれる。第２のプレートは、
電気化学電池のケースの外側にある端子に接続される。
第１および第２のプレートのそれぞれは、電気化学電池
のケースの安全通気孔の下に位置決めされた第２の開口
を含み、その孔が開くとそこを通るガスの乱流が助長さ
れる。第２のプレートは、バス形成構造をケースから間
隔を空けて配置するための突起部、ならびに電気化学電
池のケースの端子にバス形成構造を接続するための高平
部も含む。
ス形成構造を提供する。 【解決手段】 バス形成構造は第１のプレートと第２の
プレートを含み、それぞれその内部に中央開口を有す
る。電気化学電池内の電極スタックから延びる集電タブ
は、第１のプレートの中央開口を通り、第１のプレート
と第２のプレートの間に挟まれる。第２のプレートは、
電気化学電池のケースの外側にある端子に接続される。
第１および第２のプレートのそれぞれは、電気化学電池
のケースの安全通気孔の下に位置決めされた第２の開口
を含み、その孔が開くとそこを通るガスの乱流が助長さ
れる。第２のプレートは、バス形成構造をケースから間
隔を空けて配置するための突起部、ならびに電気化学電
池のケースの端子にバス形成構造を接続するための高平
部も含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気化学電池に電
流用のバスを形成するためのバス形成構造に関し、この
バス形成構造では、電池の全インピーダンスが１．５ミ
リオーム以下になるように、電気化学電池の電極スタッ
クから延びる集電タブが電気化学電池ケースの外側にあ
る端子（電気化学電池を所望の適用例に接続するために
使用される）に接続される。
流用のバスを形成するためのバス形成構造に関し、この
バス形成構造では、電池の全インピーダンスが１．５ミ
リオーム以下になるように、電気化学電池の電極スタッ
クから延びる集電タブが電気化学電池ケースの外側にあ
る端子（電気化学電池を所望の適用例に接続するために
使用される）に接続される。
【０００２】
【従来の技術】関連する技術には、電極スタックと共に
そこから延びる集電タブを有する電気化学電池が含まれ
る。集電タブはワッシャの底面に接続されており、この
場合ワッシャは、ワッシャの上にある電気化学電池の外
側の端子にリベットで留められ、または別の方法で接続
されている。次いでこの端子は、所望の適用例に電気が
送られるように電気化学電池を接続するために使用す
る。集電タブはワッシャの底部に接続されるので、その
接続部は、電極スタックが電気化学電池内で動くときに
剪断および曲げ応力を受け易い。すなわち電気化学電池
が使用中に揺動しまたは振動するとき、電極スタックは
電気化学電池のケーシング内で移動する。電極スタック
が動くと、集電タブ上に力が生じ、したがって集電タブ
とワッシャの間の接続部に直接力が生じる。発生した力
は、ワッシャから集電タブを切り離す傾向があり、した
がって電極スタックから電気化学電池の外側への電流路
が遮断され、それによって電気化学電池からの電流出力
が減少し、または無くなる。
そこから延びる集電タブを有する電気化学電池が含まれ
る。集電タブはワッシャの底面に接続されており、この
場合ワッシャは、ワッシャの上にある電気化学電池の外
側の端子にリベットで留められ、または別の方法で接続
されている。次いでこの端子は、所望の適用例に電気が
送られるように電気化学電池を接続するために使用す
る。集電タブはワッシャの底部に接続されるので、その
接続部は、電極スタックが電気化学電池内で動くときに
剪断および曲げ応力を受け易い。すなわち電気化学電池
が使用中に揺動しまたは振動するとき、電極スタックは
電気化学電池のケーシング内で移動する。電極スタック
が動くと、集電タブ上に力が生じ、したがって集電タブ
とワッシャの間の接続部に直接力が生じる。発生した力
は、ワッシャから集電タブを切り離す傾向があり、した
がって電極スタックから電気化学電池の外側への電流路
が遮断され、それによって電気化学電池からの電流出力
が減少し、または無くなる。
【０００３】そのうえ集電タブは、このタブとワッシャ
を接続するために、電極スタックとワッシャとの間に装
置を位置させることができるように十分長くなければな
らない。さらに、複数のタブは、ワッシャの底部に隣接
するように一度に配置され、次いでそこに接続される。
多くのタブが存在するので、それらのタブをワッシャに
接続するためにそれらのタブの全てをワッシャに隣接す
るように保持することは困難である。したがって、全て
の集電タブがワッシャに十分に接続されていることを確
実にすることは困難である。いくつかのタブはワッシャ
に十分に接続されていないので、電気化学電池の電流容
量は減少する。あるいは、タブが１つずつ接続される場
合、それらのタブが全て十分に接続されていることを確
実にするにはこの方法は時間がかかり非効率的である。
を接続するために、電極スタックとワッシャとの間に装
置を位置させることができるように十分長くなければな
らない。さらに、複数のタブは、ワッシャの底部に隣接
するように一度に配置され、次いでそこに接続される。
多くのタブが存在するので、それらのタブをワッシャに
接続するためにそれらのタブの全てをワッシャに隣接す
るように保持することは困難である。したがって、全て
の集電タブがワッシャに十分に接続されていることを確
実にすることは困難である。いくつかのタブはワッシャ
に十分に接続されていないので、電気化学電池の電流容
量は減少する。あるいは、タブが１つずつ接続される場
合、それらのタブが全て十分に接続されていることを確
実にするにはこの方法は時間がかかり非効率的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、関連
技術の問題を克服することである。より具体的には、本
発明の目的は、長さが短い集電タブの使用が可能なバス
形成構造を提供することである。本発明の別の目的は、
電気化学電池内の電極スタックの集電タブと、電気化学
電池の外側の端子との間の接続の完全性が維持されるバ
ス形成構造を提供することである。本発明の別の目的
は、例えば１．５ミリオーム以下の低インピーダンス、
および高導電率のバス形成構造を提供することである。
本発明の別の目的は、電気化学電池の組立てを容易にす
ると共に、組立て中に電極スタックを保護するバス形成
構造を提供することである。
技術の問題を克服することである。より具体的には、本
発明の目的は、長さが短い集電タブの使用が可能なバス
形成構造を提供することである。本発明の別の目的は、
電気化学電池内の電極スタックの集電タブと、電気化学
電池の外側の端子との間の接続の完全性が維持されるバ
ス形成構造を提供することである。本発明の別の目的
は、例えば１．５ミリオーム以下の低インピーダンス、
および高導電率のバス形成構造を提供することである。
本発明の別の目的は、電気化学電池の組立てを容易にす
ると共に、組立て中に電極スタックを保護するバス形成
構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、電極スタック
から電気化学電池の外側にある端子まで電流用のバスを
形成するための二重プレートバス形成構造を含み、この
バス形成構造は、低インピーダンスおよび高導電率をも
たらすと共に、電極スタックと、この電極スタックから
延びる集電タブの保護をもたらす。
から電気化学電池の外側にある端子まで電流用のバスを
形成するための二重プレートバス形成構造を含み、この
バス形成構造は、低インピーダンスおよび高導電率をも
たらすと共に、電極スタックと、この電極スタックから
延びる集電タブの保護をもたらす。
【０００６】二重プレート構造の使用によって、集電タ
ブの長さを短くすることが可能になり、どのタブもバス
形成構造に接続されることが保証され、振動および衝撃
にもかかわらず集電タブと端子との間の接続の完全性が
維持される。集電タブは２つのプレート間に挟まれる箇
所で接続されているので、振動または衝撃に起因するプ
レート構造と電極スタックとの間のどのような相対運動
も、この接続部に影響を与えない。すなわち、接続部上
には剪断または曲げ応力が無い。さらにこのプレート構
造は、電極スタックから電気化学電池ケースに熱を伝達
する助けをする。
ブの長さを短くすることが可能になり、どのタブもバス
形成構造に接続されることが保証され、振動および衝撃
にもかかわらず集電タブと端子との間の接続の完全性が
維持される。集電タブは２つのプレート間に挟まれる箇
所で接続されているので、振動または衝撃に起因するプ
レート構造と電極スタックとの間のどのような相対運動
も、この接続部に影響を与えない。すなわち、接続部上
には剪断または曲げ応力が無い。さらにこのプレート構
造は、電極スタックから電気化学電池ケースに熱を伝達
する助けをする。
【０００７】電気化学電池の電極スタックでは、集電の
ために複数のタブが電極のそれぞれに接続され、このた
め複数のタブは電気化学電池の両側（正および負）から
延びている。タブは、電極スタックのそれぞれの各端部
上で、第１のプレートの上面に係合するようになる。そ
の上部には第２のプレートが置かれて、これらのプレー
ト間にタブが挟まれる。次いでこれらのプレートを、そ
の間のタブと共に接続する。次いでそれぞれの対のプレ
ートを、電気化学電池ケースの外側にある端子に接続す
る。
ために複数のタブが電極のそれぞれに接続され、このた
め複数のタブは電気化学電池の両側（正および負）から
延びている。タブは、電極スタックのそれぞれの各端部
上で、第１のプレートの上面に係合するようになる。そ
の上部には第２のプレートが置かれて、これらのプレー
ト間にタブが挟まれる。次いでこれらのプレートを、そ
の間のタブと共に接続する。次いでそれぞれの対のプレ
ートを、電気化学電池ケースの外側にある端子に接続す
る。
【０００８】例えばリチウムイオン電気化学電池の負の
側では、負極の銅材料に一致するように第１のプレート
が銅製であることが好ましい。しかし、異なるタイプの
電気化学電池のように、負極に別の材料が使用される場
合、第１のプレートは、一致する材料または別の互換性
ある材料で作ることができる。第１のプレートに銅を使
用することによって、集電タブとプレートとの間の接続
を形成する間、電極スタックの内容物が熱および光から
保護される。さらに、この接続を溶接で、例えばレーザ
溶接で作る場合は、銅プレートが特に有利である。銅プ
レートは、溶接中に反射面およびヒートシンクとしての
役目をする。
側では、負極の銅材料に一致するように第１のプレート
が銅製であることが好ましい。しかし、異なるタイプの
電気化学電池のように、負極に別の材料が使用される場
合、第１のプレートは、一致する材料または別の互換性
ある材料で作ることができる。第１のプレートに銅を使
用することによって、集電タブとプレートとの間の接続
を形成する間、電極スタックの内容物が熱および光から
保護される。さらに、この接続を溶接で、例えばレーザ
溶接で作る場合は、銅プレートが特に有利である。銅プ
レートは、溶接中に反射面およびヒートシンクとしての
役目をする。
【０００９】例えばリチウムイオン電気化学電池では、
電気化学電池ケースの外側にある端子との接続を容易に
するために、第２のプレートがニッケル製であることが
好ましい。ニッケルを使用することによって、電気化学
電池ケースがステンレス鋼製である場合にはその電気化
学電池ケースへの溶接接続が改善され、また端子がニッ
ケルで被覆された部分を含む場合には電気化学電池ケー
スの外側にある端子への接続が改善される。材料を上記
のように選択することによって、電極スタックと電気化
学電池の負（極）端子との間に１．５ミリオーム以下の
低インピーダンスと高導電率が与えられる。また第２の
プレートは特に有利な形状を有している。第２のプレー
トは、その上面に突起部を含み、その上面は、第２のプ
レートの底部に接続された集電タブの反対側に向いてい
る。突起部は、電解液のための充填空間と、ガスが電気
化学電池ケースの安全通気孔を通って逃げるための空間
とが維持されるように、第２のプレートの上部が電気化
学電池に接触するのを防ぐ。
電気化学電池ケースの外側にある端子との接続を容易に
するために、第２のプレートがニッケル製であることが
好ましい。ニッケルを使用することによって、電気化学
電池ケースがステンレス鋼製である場合にはその電気化
学電池ケースへの溶接接続が改善され、また端子がニッ
ケルで被覆された部分を含む場合には電気化学電池ケー
スの外側にある端子への接続が改善される。材料を上記
のように選択することによって、電極スタックと電気化
学電池の負（極）端子との間に１．５ミリオーム以下の
低インピーダンスと高導電率が与えられる。また第２の
プレートは特に有利な形状を有している。第２のプレー
トは、その上面に突起部を含み、その上面は、第２のプ
レートの底部に接続された集電タブの反対側に向いてい
る。突起部は、電解液のための充填空間と、ガスが電気
化学電池ケースの安全通気孔を通って逃げるための空間
とが維持されるように、第２のプレートの上部が電気化
学電池に接触するのを防ぐ。
【００１０】第２のプレート、ならびにその下の第１の
プレートは、安全通気孔の下に位置付けされたスルーホ
ール（プレートがワッシャタイプのものである場合に
は、中央ホール以外のもの）を含む。安全通気孔が開い
たときにそこを通るガスの乱流が増進するように、プレ
ートサンドイッチ内のスルーホールは安全通気孔の寸法
に対して寸法決めされる。
プレートは、安全通気孔の下に位置付けされたスルーホ
ール（プレートがワッシャタイプのものである場合に
は、中央ホール以外のもの）を含む。安全通気孔が開い
たときにそこを通るガスの乱流が増進するように、プレ
ートサンドイッチ内のスルーホールは安全通気孔の寸法
に対して寸法決めされる。
【００１１】第２のプレートは、電気化学電池ケースお
よび電気化学電池ケースの負端子に溶接するための、２
つの高平部をさらに含む。この高平部は、負端子を電気
化学電池ケースに溶接するために使用された電気化学電
池ケース内のホールの位置に一致するような位置で、第
２のプレートの上面から延びている。この高平部は、第
２のプレートの表面上で突起部の高さと同じ高さにする
ことができ、それによってプレートが電池ケースと平行
に保たれる。
よび電気化学電池ケースの負端子に溶接するための、２
つの高平部をさらに含む。この高平部は、負端子を電気
化学電池ケースに溶接するために使用された電気化学電
池ケース内のホールの位置に一致するような位置で、第
２のプレートの上面から延びている。この高平部は、第
２のプレートの表面上で突起部の高さと同じ高さにする
ことができ、それによってプレートが電池ケースと平行
に保たれる。
【００１２】例えばリチウムイオン電気化学電池の正の
側にはアルミニウムプレートを使用して、正極用に使用
されたアルミニウム材料と一致させる。しかし、異なる
タイプの電気化学電池の場合のように、正極に別の材料
を使用する場合、これらのプレートは、一致する材料ま
たはその他の互換性ある材料で作ることができる。プレ
ートは、電気化学電池の正（極）端子に接続され、また
電極スタックを取り囲むアルミニウムのラップが存在す
る場合には、そのようなラップに接続することもでき
る。
側にはアルミニウムプレートを使用して、正極用に使用
されたアルミニウム材料と一致させる。しかし、異なる
タイプの電気化学電池の場合のように、正極に別の材料
を使用する場合、これらのプレートは、一致する材料ま
たはその他の互換性ある材料で作ることができる。プレ
ートは、電気化学電池の正（極）端子に接続され、また
電極スタックを取り囲むアルミニウムのラップが存在す
る場合には、そのようなラップに接続することもでき
る。
【００１３】本発明のバス形成構造によれば、電気化学
電池ケースの上部および底部に巻線（winding）を直接
取り付けることが可能になり、それによって、振動し衝
撃を受けている間に巻線が移動しなくなる。本発明のバ
ス形成構造は、充電可能な電気化学電池、特に電気自動
車に使用されるものに使用することができる。充電可能
な電気化学電池は、例えばリチウムイオン、ニッケル金
属水素化物、ニッケルカドミウムなどの任意のタイプの
ものでよい。
電池ケースの上部および底部に巻線（winding）を直接
取り付けることが可能になり、それによって、振動し衝
撃を受けている間に巻線が移動しなくなる。本発明のバ
ス形成構造は、充電可能な電気化学電池、特に電気自動
車に使用されるものに使用することができる。充電可能
な電気化学電池は、例えばリチウムイオン、ニッケル金
属水素化物、ニッケルカドミウムなどの任意のタイプの
ものでよい。
【００１４】本発明の上記およびその他の目的および利
点は、添付図面を参照しながらその好ましい実施形態を
詳細に述べることによって、より明らかになるであろ
う。
点は、添付図面を参照しながらその好ましい実施形態を
詳細に述べることによって、より明らかになるであろ
う。
【００１５】
【発明の実施の形態】電気化学電池は、正極（図示せ
ず）および負極（図示せず）の両方、ならびに正（極）
端部および負（極）端部を有する電極スタック２０を含
む。電極は、電極スタック（積層電極）２０の中心に配
置される中空コア２６の回りに巻き付けられる。集電タ
ブ２２は負極に接続されて電極スタックの一端から延び
ているのに対し、集電タブ２４は、正極に接続されて電
極スタックの他端から延びている。電極スタックは、図
示しない電気化学電池ケース内に封入される。中空コア
２６は、各端部に第１の直径を有する第１の部分２８を
含む。中空コア２６の軸方向に沿う中央部分３０は、第
２の直径を含む。第１の直径は第２の直径よりも小さ
く、その結果、バス形成構造、端子、および安全弁ある
いは安全通気孔(safety vent)を電気化学電池ケースに
接続するための十分な空間も可能にしながら電気化学電
池ケースに容易に接続することができる。したがって小
径部分があると、電気化学電池ケース、安全通気孔、お
よび端子の在庫部品の使用が可能になることにより、製
造が容易になる。中空コア２６の中央部分３０は、その
上に巻き付けられる電極を収容する。中央部分３０の直
径が大きいと、電気化学電池の中心から電極巻線および
電解液を無くすことによって電気化学電池の重量が軽減
される。さらに、中央部分３０の直径がより大きいと、
電極スタックのより均一な巻線が作り出され、そのため
により均一な電流が得られ、それによって電極スタック
中の過熱点が無くなる。
ず）および負極（図示せず）の両方、ならびに正（極）
端部および負（極）端部を有する電極スタック２０を含
む。電極は、電極スタック（積層電極）２０の中心に配
置される中空コア２６の回りに巻き付けられる。集電タ
ブ２２は負極に接続されて電極スタックの一端から延び
ているのに対し、集電タブ２４は、正極に接続されて電
極スタックの他端から延びている。電極スタックは、図
示しない電気化学電池ケース内に封入される。中空コア
２６は、各端部に第１の直径を有する第１の部分２８を
含む。中空コア２６の軸方向に沿う中央部分３０は、第
２の直径を含む。第１の直径は第２の直径よりも小さ
く、その結果、バス形成構造、端子、および安全弁ある
いは安全通気孔(safety vent)を電気化学電池ケースに
接続するための十分な空間も可能にしながら電気化学電
池ケースに容易に接続することができる。したがって小
径部分があると、電気化学電池ケース、安全通気孔、お
よび端子の在庫部品の使用が可能になることにより、製
造が容易になる。中空コア２６の中央部分３０は、その
上に巻き付けられる電極を収容する。中央部分３０の直
径が大きいと、電気化学電池の中心から電極巻線および
電解液を無くすことによって電気化学電池の重量が軽減
される。さらに、中央部分３０の直径がより大きいと、
電極スタックのより均一な巻線が作り出され、そのため
により均一な電流が得られ、それによって電極スタック
中の過熱点が無くなる。
【００１６】次に、図１〜図４を参照しながら電極スタ
ックの負端部に関するバス形成構造について述べる。本
発明のバス形成構造は、電極スタック２０に隣接して配
置された第１のプレート１と、この第１のプレート１に
隣接する第２のプレート２を含む。負極から延びている
集電タブ２２は、第１のプレート１と第２のプレート２
の間に挟まれている。第１のプレート１、第２のプレー
ト２、および集電タブ２２は、例えば溶接によって、同
心線８に沿って一緒に接続（結合）される。同心線８に
沿って溶接することにより、プレート１、２と全ての集
電タブ２２との間の接続が確実になる。すなわち、溶接
線は互いに同心状であるのでそれらはプレートに沿って
間隔を空けて配置され、それによって全ての集電タブ２
２は、プレートの端から端まであまり遠くまで延びてい
ないものでさえも、確実に接続される。溶接線は、例え
ばレーザ溶接によって作ることができる。さらに、集電
タブ２２とプレート１、２の間の接続が溶接によって作
られるとき、これは第２のプレート２の側から行われ
る。すなわち溶接線を作るために使用する装置は、プレ
ート１、２の電極スタック２０とは反対の側に配置され
る。したがって第１のプレート１と電極スタック２０と
の間に広い空間を有する必要がない。第１のプレートと
電極スタック２０との間に必要な空間を縮小することに
よって、タブ２２を従来技術よりも短くすることがで
き、それによってインピーダンスを１．５ミリオーム以
下に低下させる。
ックの負端部に関するバス形成構造について述べる。本
発明のバス形成構造は、電極スタック２０に隣接して配
置された第１のプレート１と、この第１のプレート１に
隣接する第２のプレート２を含む。負極から延びている
集電タブ２２は、第１のプレート１と第２のプレート２
の間に挟まれている。第１のプレート１、第２のプレー
ト２、および集電タブ２２は、例えば溶接によって、同
心線８に沿って一緒に接続（結合）される。同心線８に
沿って溶接することにより、プレート１、２と全ての集
電タブ２２との間の接続が確実になる。すなわち、溶接
線は互いに同心状であるのでそれらはプレートに沿って
間隔を空けて配置され、それによって全ての集電タブ２
２は、プレートの端から端まであまり遠くまで延びてい
ないものでさえも、確実に接続される。溶接線は、例え
ばレーザ溶接によって作ることができる。さらに、集電
タブ２２とプレート１、２の間の接続が溶接によって作
られるとき、これは第２のプレート２の側から行われ
る。すなわち溶接線を作るために使用する装置は、プレ
ート１、２の電極スタック２０とは反対の側に配置され
る。したがって第１のプレート１と電極スタック２０と
の間に広い空間を有する必要がない。第１のプレートと
電極スタック２０との間に必要な空間を縮小することに
よって、タブ２２を従来技術よりも短くすることがで
き、それによってインピーダンスを１．５ミリオーム以
下に低下させる。
【００１７】上記の構成であることから、振動および衝
撃にもかかわらず集電タブ２２とプレート１、２の間の
接続の完全性が維持される。すなわち、集電タブは第１
のプレート１と第２のプレート２の間に挟まれた点で接
続されるので、バス形成構造に対する電極スタックのど
のような動きもこの接続に影響を及ぼさず、それによっ
て電気化学電池の信頼性が高められる。
撃にもかかわらず集電タブ２２とプレート１、２の間の
接続の完全性が維持される。すなわち、集電タブは第１
のプレート１と第２のプレート２の間に挟まれた点で接
続されるので、バス形成構造に対する電極スタックのど
のような動きもこの接続に影響を及ぼさず、それによっ
て電気化学電池の信頼性が高められる。
【００１８】第１のプレート１は、その内部に中央開口
９と第２の開口５を有している。図２を参照されたい。
中央開口９は、中空コア２６の中央部分３０を収容する
ように寸法決めされる。また開口９は、その内部を延び
て第１のプレート１の上面で折り曲げられる集電タブ２
２をさらに収容するように寸法決めされる。すなわち集
電タブ２２は電極スタック２０の中心に持ってこられ、
第１のプレート１の開口９内に挿入される。次いで集電
タブは、第１のプレート１の上面に沿って折り曲げられ
る。図示しないが、集電タブ２２は、開口９の内部を通
らずに第１のプレート１の外縁の周りを延びて、やはり
第１のプレート１の上面に沿って折り曲げることができ
る。開口５があることにより、安全通気孔が開いている
とき、電極スタックから電気化学電池のケース上に位置
付けられた安全通気孔にガスが流れる。開口５は、安全
通気孔が開くとその内部を通るガスの乱流が増進するよ
うに、安全通気孔の寸法に対して寸法決めされる。さら
に、電極スタックに中空コア２６を使用しない場合、第
１のプレート１は必ずしも中央開口９を含む必要がな
い。
９と第２の開口５を有している。図２を参照されたい。
中央開口９は、中空コア２６の中央部分３０を収容する
ように寸法決めされる。また開口９は、その内部を延び
て第１のプレート１の上面で折り曲げられる集電タブ２
２をさらに収容するように寸法決めされる。すなわち集
電タブ２２は電極スタック２０の中心に持ってこられ、
第１のプレート１の開口９内に挿入される。次いで集電
タブは、第１のプレート１の上面に沿って折り曲げられ
る。図示しないが、集電タブ２２は、開口９の内部を通
らずに第１のプレート１の外縁の周りを延びて、やはり
第１のプレート１の上面に沿って折り曲げることができ
る。開口５があることにより、安全通気孔が開いている
とき、電極スタックから電気化学電池のケース上に位置
付けられた安全通気孔にガスが流れる。開口５は、安全
通気孔が開くとその内部を通るガスの乱流が増進するよ
うに、安全通気孔の寸法に対して寸法決めされる。さら
に、電極スタックに中空コア２６を使用しない場合、第
１のプレート１は必ずしも中央開口９を含む必要がな
い。
【００１９】第１のプレート１は、負極および／または
集電タブ２２と同じ材料で作ることができる。例えば、
リチウムイオン電気化学電池の場合と同様に負極として
銅を使用するとき、集電タブ２２と第１のプレート１は
やはり銅で作ることが好ましい。第１のプレート１が銅
製である場合には、集電タブ２２とプレート１、２との
間の接続を形成する間、特にその接続がレーザを使用し
て作られる場合、電極スタックの内側の内容物は熱およ
び光から保護される。したがって第１のプレート１が銅
製であるとき、そのプレートは溶接中に反射面およびヒ
ートシンクとしての役目をする。
集電タブ２２と同じ材料で作ることができる。例えば、
リチウムイオン電気化学電池の場合と同様に負極として
銅を使用するとき、集電タブ２２と第１のプレート１は
やはり銅で作ることが好ましい。第１のプレート１が銅
製である場合には、集電タブ２２とプレート１、２との
間の接続を形成する間、特にその接続がレーザを使用し
て作られる場合、電極スタックの内側の内容物は熱およ
び光から保護される。したがって第１のプレート１が銅
製であるとき、そのプレートは溶接中に反射面およびヒ
ートシンクとしての役目をする。
【００２０】第１のプレート１に類似する第２のプレー
ト２は、中央開口１０および第２の開口６を含む。図３
Ａ、図３Ｂ、および図４を参照されたい。中央開口１０
および第２の開口６は、第１のプレート１の同様の要素
９および５と同じように機能し、したがってその詳細な
説明は行わない。しかし、中央開口１０は中空コア２６
を収容するが、集電タブ２２はその内部に延びていな
い。さらに、電極スタックに中空コア２６を使用しない
場合は、中央開口１０を必ずしも含む必要はない。
ト２は、中央開口１０および第２の開口６を含む。図３
Ａ、図３Ｂ、および図４を参照されたい。中央開口１０
および第２の開口６は、第１のプレート１の同様の要素
９および５と同じように機能し、したがってその詳細な
説明は行わない。しかし、中央開口１０は中空コア２６
を収容するが、集電タブ２２はその内部に延びていな
い。さらに、電極スタックに中空コア２６を使用しない
場合は、中央開口１０を必ずしも含む必要はない。
【００２１】そのうえ第２のプレート２は、その上面の
上に突出する***部分、すなわち集電タブ２２および第
１のプレート１とは反対の側を向いた第２のプレートの
側面上に突出する、***部分を含む。特に、第２のプレ
ート２は、突起部４および高平部（プラトー）１２を含
む。突起部４および高平部１２は、第２のプレート２の
上面のあちらこちらに間隔を空けて配置されている。突
起部４は、電解液のための充填空間と、ガスが電気化学
電池ケースの安全通気孔を通って逃げるための空間とが
維持されるように、第２のプレートの上部が電気化学電
池ケースと接触するのを防ぐ。突起部４は、電気化学電
池ケースと第２のプレート２の間のスペーサとしての役
目をする限り、ニップルやバンプなどに形づくることが
できる。４個の突起部４を図示しているが、これよりも
多い、または少ない任意の適切な数を含むことができ
る。
上に突出する***部分、すなわち集電タブ２２および第
１のプレート１とは反対の側を向いた第２のプレートの
側面上に突出する、***部分を含む。特に、第２のプレ
ート２は、突起部４および高平部（プラトー）１２を含
む。突起部４および高平部１２は、第２のプレート２の
上面のあちらこちらに間隔を空けて配置されている。突
起部４は、電解液のための充填空間と、ガスが電気化学
電池ケースの安全通気孔を通って逃げるための空間とが
維持されるように、第２のプレートの上部が電気化学電
池ケースと接触するのを防ぐ。突起部４は、電気化学電
池ケースと第２のプレート２の間のスペーサとしての役
目をする限り、ニップルやバンプなどに形づくることが
できる。４個の突起部４を図示しているが、これよりも
多い、または少ない任意の適切な数を含むことができ
る。
【００２２】高平部１２は、突起部４の場合と同様に第
２のプレート２の上面の上に突出している。各高平部の
上面は平らであり、第２のプレート２の上面と平行であ
る。各高平部の側面は、その上面から第２のプレート２
の上面までテーパ状になっている。したがって高平部１
２は、第２のプレート２を電気化学電池ケースの一部分
ならびにそのケースの外側にある端子に接続するための
都合の良い場所を提供する。さらに、高平部１２は、第
２のプレート２の上の高さを突起部４の高さと同じにす
ることができ、それによって、プレートを電池ケースに
対して平行に保つ。高平部は、電気化学電池ケースと端
子に接続されたプレートとの両方にある１対の穴と同じ
位置に位置付けられる。この場合、端子板、電気化学電
池ケース、および高平部１２は、例えば溶接によって、
電気化学電池ケースの外側から互いに接続できることが
好都合である。そのうえ、高平部１２と電気化学電池ケ
ースを接続することによって、振動し衝撃を受けている
間の電極スタック２０の動きが最小限に抑えられる。２
つの高平部１２を図示しているが、その任意の適切な数
を含むことができる。
２のプレート２の上面の上に突出している。各高平部の
上面は平らであり、第２のプレート２の上面と平行であ
る。各高平部の側面は、その上面から第２のプレート２
の上面までテーパ状になっている。したがって高平部１
２は、第２のプレート２を電気化学電池ケースの一部分
ならびにそのケースの外側にある端子に接続するための
都合の良い場所を提供する。さらに、高平部１２は、第
２のプレート２の上の高さを突起部４の高さと同じにす
ることができ、それによって、プレートを電池ケースに
対して平行に保つ。高平部は、電気化学電池ケースと端
子に接続されたプレートとの両方にある１対の穴と同じ
位置に位置付けられる。この場合、端子板、電気化学電
池ケース、および高平部１２は、例えば溶接によって、
電気化学電池ケースの外側から互いに接続できることが
好都合である。そのうえ、高平部１２と電気化学電池ケ
ースを接続することによって、振動し衝撃を受けている
間の電極スタック２０の動きが最小限に抑えられる。２
つの高平部１２を図示しているが、その任意の適切な数
を含むことができる。
【００２３】第２のプレート２は、任意の適切な材料で
作ることができる。しかし、電気化学電池がリチウムイ
オンタイプであり、また電気化学電池ケースがステンレ
ス鋼製である場合、第２のプレート２はニッケルで作る
ことが好ましい。ニッケルは銅に比べてステンレス鋼に
対する溶接特性が改善されているため、第２のプレート
２はニッケルで作ることが好ましい。したがって第２の
プレート２をニッケルで作ることにより、第２のプレー
ト、特に高平部１２と、電気化学電池ケースおよびニッ
ケルで被覆することがやはり好ましい端子板との接続が
容易になる。また、第２のプレート２と、電気化学電池
ケースの外側にある端子板上の被覆にニッケルを使用す
ることによって、電極スタックと電気化学電池ケースの
外側にある負端子との間の高導電率を維持しながら接続
のインピーダンスを低下させる。
作ることができる。しかし、電気化学電池がリチウムイ
オンタイプであり、また電気化学電池ケースがステンレ
ス鋼製である場合、第２のプレート２はニッケルで作る
ことが好ましい。ニッケルは銅に比べてステンレス鋼に
対する溶接特性が改善されているため、第２のプレート
２はニッケルで作ることが好ましい。したがって第２の
プレート２をニッケルで作ることにより、第２のプレー
ト、特に高平部１２と、電気化学電池ケースおよびニッ
ケルで被覆することがやはり好ましい端子板との接続が
容易になる。また、第２のプレート２と、電気化学電池
ケースの外側にある端子板上の被覆にニッケルを使用す
ることによって、電極スタックと電気化学電池ケースの
外側にある負端子との間の高導電率を維持しながら接続
のインピーダンスを低下させる。
【００２４】次に、電極スタックの正端部に関するバス
形成構造について、図５および図６を参照しながら記述
する。電極スタックの正端部に関するバス形成構造の２
つのプレート１４は、互いに同様の構成を有している。
各プレート１４は、中空コア２６の中央部分３０、なら
びに各集電タブ２４の折り曲げられた部分を収容するよ
うに寸法決めされた中央開口１６を含む。集電タブ２４
は、２つのプレート１４の間に挟まれている。この場
合、プレート１４および集電タブは、例えば同心線８に
沿って溶接することにより互いに接続されている。電極
スタックの負端部に関するバス形成構造の場合と同様
に、同心線８に沿って接続することによって全ての集電
タブ２４がプレート１４に確実に接続される。そのうえ
集電タブ２４とプレート１４の間の接続は、プレート１
４同士の間に挟まれた点で位置付けされ、それによって
振動および衝撃から保護され、したがって電気化学電池
の信頼性が高められる。さらに、プレート１４は電気化
学電池ケースの一部分に接続することができ、それによ
って、振動し衝撃を受ける間に電極スタックの移動を最
小限に抑えるように機能する。さらに、集電タブ２４は
プレート１４の中央開口の内部を延びるように図示され
ているが、これらはプレートの外縁の周りを延びてその
上部に沿って折り曲げることができる。さらに、電極ス
タックに中空コア２６を使用しない場合、プレート１４
は必ずしも中央開口１６を含む必要がない。
形成構造について、図５および図６を参照しながら記述
する。電極スタックの正端部に関するバス形成構造の２
つのプレート１４は、互いに同様の構成を有している。
各プレート１４は、中空コア２６の中央部分３０、なら
びに各集電タブ２４の折り曲げられた部分を収容するよ
うに寸法決めされた中央開口１６を含む。集電タブ２４
は、２つのプレート１４の間に挟まれている。この場
合、プレート１４および集電タブは、例えば同心線８に
沿って溶接することにより互いに接続されている。電極
スタックの負端部に関するバス形成構造の場合と同様
に、同心線８に沿って接続することによって全ての集電
タブ２４がプレート１４に確実に接続される。そのうえ
集電タブ２４とプレート１４の間の接続は、プレート１
４同士の間に挟まれた点で位置付けされ、それによって
振動および衝撃から保護され、したがって電気化学電池
の信頼性が高められる。さらに、プレート１４は電気化
学電池ケースの一部分に接続することができ、それによ
って、振動し衝撃を受ける間に電極スタックの移動を最
小限に抑えるように機能する。さらに、集電タブ２４は
プレート１４の中央開口の内部を延びるように図示され
ているが、これらはプレートの外縁の周りを延びてその
上部に沿って折り曲げることができる。さらに、電極ス
タックに中空コア２６を使用しない場合、プレート１４
は必ずしも中央開口１６を含む必要がない。
【００２５】プレート１４は、正極および／または集電
タブ２４と同様の材料で作ることが好ましい。例えばリ
チウムイオン電池の場合、正極および集電タブはアルミ
ニウム製であり、したがってプレート１４もアルミニウ
ム製であることが好ましい。しかしプレート１４には任
意の適切な材料を使用することができる。さらにプレー
ト１４は、電極スタックの外側にアルミニウムラップ
（覆い）などが存在する場合には、そのラップに接続す
ることができる。
タブ２４と同様の材料で作ることが好ましい。例えばリ
チウムイオン電池の場合、正極および集電タブはアルミ
ニウム製であり、したがってプレート１４もアルミニウ
ム製であることが好ましい。しかしプレート１４には任
意の適切な材料を使用することができる。さらにプレー
ト１４は、電極スタックの外側にアルミニウムラップ
（覆い）などが存在する場合には、そのラップに接続す
ることができる。
【００２６】電極スタックの負端部が異なる構成のプレ
ートを含むバス形成構造を有するのに対し、正端部が同
じ構造のプレートを含むバス形成構造を有するように述
べたが、当然ながらその逆も可能である。すなわち電極
スタックの正端部に関するバス形成構造は、突起部、高
平部、および安全通気孔に隣接して配置するホールを有
することが可能であるのに対し、電極スタックの負端部
に関するバス形成構造は、内部に中央開口のみを有する
プレートを含むことが可能であろう。
ートを含むバス形成構造を有するのに対し、正端部が同
じ構造のプレートを含むバス形成構造を有するように述
べたが、当然ながらその逆も可能である。すなわち電極
スタックの正端部に関するバス形成構造は、突起部、高
平部、および安全通気孔に隣接して配置するホールを有
することが可能であるのに対し、電極スタックの負端部
に関するバス形成構造は、内部に中央開口のみを有する
プレートを含むことが可能であろう。
【００２７】本明細書で使用する端子板は、例えばワッ
シャや円板などの任意のその他の適切な構造を含む。ま
た説明の都合上、図１、図４、および図５に関しては
「上部」および「底部」について述べている。当然なが
ら、電極スタックのどちらの端部も上部または底部にな
ることができ、さらにバス形成構造は、電極スタックか
ら延びる集電タブに隣接する限り、必ずしも電極スタッ
クの「上部」または「底部」にある必要はない。
シャや円板などの任意のその他の適切な構造を含む。ま
た説明の都合上、図１、図４、および図５に関しては
「上部」および「底部」について述べている。当然なが
ら、電極スタックのどちらの端部も上部または底部にな
ることができ、さらにバス形成構造は、電極スタックか
ら延びる集電タブに隣接する限り、必ずしも電極スタッ
クの「上部」または「底部」にある必要はない。
【００２８】上記請求項で定義された本発明の精神およ
び範囲から逸脱することなく、本発明のバス形成構造に
数多くの修正を加えることができると考えられる。
び範囲から逸脱することなく、本発明のバス形成構造に
数多くの修正を加えることができると考えられる。
【図１】本発明のバス形成構造に接続された、電気化学
電池の電極スタックの負の側を示す斜視図である。
電池の電極スタックの負の側を示す斜視図である。
【図２】図１に示す本発明のバス形成構造内の、第１の
プレートの上面図である。
プレートの上面図である。
【図３Ａ】図１に示す本発明のバス形成構造内の、第２
のプレートの上面図である。
のプレートの上面図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す第２のプレートの斜視図であ
る。
る。
【図４】図３Ａの線ＩＶ−ＩＶに沿って得られた、本発
明のバス形成構造内の第２のプレートの部分断面図であ
る。
明のバス形成構造内の第２のプレートの部分断面図であ
る。
【図５】本発明のバス形成構造に接続された、電気化学
電池の電極スタックの正の側を示す斜視図である。
電池の電極スタックの正の側を示す斜視図である。
【図６】図５に示す本発明のバス形成構造内のプレート
の上面図である。
の上面図である。
１ 第１のプレート ２ 第２のプレート ４ 突起部 ６ 第２の開口 ８ 同心線 １０ 中央開口 １２ 高平部 ２０ 電極スタック ２２ 集電タブ ２６ 中空コア ２８ 第１の部分 ３０ 中央部分
Claims (35)
- 【請求項１】 上面、底面および第１の開口を有する第
１のプレートと、前記第１の開口を通り、前記第１のプ
レートの上面に接続された、少なくとも１つの集電タブ
と、 上面および底面を有し、前記第２のプレートの底面が前
記少なくとも１つの集電タブに接続される第２のプレー
トとを含むバス形成構造。 - 【請求項２】 前記第２のプレートの底面が、前記第１
のプレートの上面に接続される請求項１に記載のバス形
成構造。 - 【請求項３】 前記第１のプレートの第１の開口が中央
開口である請求項１に記載のバス形成構造。 - 【請求項４】 前記第２のプレートが、前記第１のプレ
ートの中央開口と整列する中央開口を含む請求項３に記
載のバス形成構造。 - 【請求項５】 前記中央開口と同心の少なくとも１本の
溶接線をさらに含む請求項３に記載のバス形成構造。 - 【請求項６】 前記中央開口と同心であり、かつ互いに
同心である複数の溶接線をさらに含む請求項５に記載の
バス形成構造。 - 【請求項７】 前記第１のプレートがその内部に第２の
開口を含む請求項１に記載のバス形成構造。 - 【請求項８】 前記第２のプレートが開口を含む請求項
７に記載のバス形成構造。 - 【請求項９】 前記第２のプレートの開口が、前記第１
のプレートの第２の開口と整列する請求項８に記載のバ
ス形成構造。 - 【請求項１０】 前記第２のプレートが、前記第２のプ
レートの上面から延びている少なくとも１つの***部分
を含む請求項１に記載のバス形成構造。 - 【請求項１１】 前記少なくとも１つの***部分が丸み
を帯びたニップルを含む請求項１０に記載のバス形成構
造。 - 【請求項１２】 前記少なくとも１つの***部分が高平
部を含む請求項１０に記載のバス形成構造。 - 【請求項１３】 前記高平部が、前記第２のプレートの
上面に平行な表面を含む請求項１２に記載のバス形成構
造。 - 【請求項１４】 前記第１のプレートおよび前記第２の
プレートが同じ材料で作られる請求項１に記載のバス形
成構造。 - 【請求項１５】 前記第１のプレートおよび前記第２の
プレートが、前記少なくとも１つの集電タブと同じ材料
で作られる請求項１４に記載のバス形成構造。 - 【請求項１６】 前記第１のプレートが銅製であり、前
記第２のプレートがニッケル製である請求項１に記載の
バス形成構造。 - 【請求項１７】 少なくとも１つの集電タブを有する電
極スタックとバス形成構造とを含み、該集電タブが電極
から延びる電気化学電池であって、 前記バス形成構造が、 上面、および前記電極スタックに面する底面を有し、前
記少なくとも１つの集電タブが前記電極スタックから前
記第１のプレートの上面に延びて該上面に接続される第
１のプレートと、 上面および底面を有し、該底面が前記少なくとも１つの
集電タブに接続される第２のプレートとを含む電気化学
電池。 - 【請求項１８】 前記第２のプレートの底面が、前記第
１のプレートの上面に接続される請求項１７に記載の電
気化学電池。 - 【請求項１９】 前記第１のプレートが第１の開口を含
み、前記少なくとも１つの集電タブが該第１の開口を通
る請求項１７に記載の電気化学電池。 - 【請求項２０】 前記第１のプレートの第１の開口が中
央開口である請求項１９に記載の電気化学電池。 - 【請求項２１】 前記第２のプレートが、前記第１のプ
レートの中央開口と整列する中央開口を含む請求項２０
に記載の電気化学電池。 - 【請求項２２】 前記中央開口と同心の少なくとも１本
の溶接線をさらに含む請求項２０に記載の電気化学電
池。 - 【請求項２３】 前記中央開口と同心であり、かつ互い
に同心である複数の溶接線をさらに含む請求項２２に記
載の電気化学電池。 - 【請求項２４】 周りに前記電極スタックが巻かれた中
空コアをさらに含み、前記中空コアが前記第１のプレー
トの中央開口内に配置される請求項２０に記載の電気化
学電池。 - 【請求項２５】 前記中空コアが、第１の直径を有する
第１の部分と第２の直径を有する第２の部分とを有し、
前記第２の直径が前記第１の直径よりも大きい請求項２
４に記載の電気化学電池。 - 【請求項２６】 前記第１のプレートが第２の開口を有
する請求項１９に記載の電気化学電池。 - 【請求項２７】 前記第２のプレートが開口を含む請求
項２６に記載の電気化学電池。 - 【請求項２８】 前記第２のプレートの開口が、前記第
１のプレートの第２の開口に整列する請求項２７に記載
の電気化学電池。 - 【請求項２９】 前記第２のプレートが、前記第２のプ
レートの上面から延びる少なくとも１つの***部分を含
む請求項１７に記載の電気化学電池。 - 【請求項３０】 前記少なくとも１つの***部分が丸み
を帯びたニップルを含む請求項２９に記載の電気化学電
池。 - 【請求項３１】 前記少なくとも１つの***部分が高平
部を含む請求項２９に記載の電気化学電池。 - 【請求項３２】 前記高平部が、前記第２のプレートの
上面に平行な表面を含む請求項３１に記載の電気化学電
池。 - 【請求項３３】 前記第１のプレートおよび前記第２の
プレートが同じ材料で作られる請求項１７に記載の電気
化学電池。 - 【請求項３４】 前記第１のプレートおよび前記第２の
プレートが、前記少なくとも１つの集電タブと同じ材料
で作られる請求項３３に記載の電気化学電池。 - 【請求項３５】 前記第１のプレートが銅製であり、前
記第２のプレートがニッケル製である請求項１７に記載
の電気化学電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/330,009 US6245457B1 (en) | 1999-06-11 | 1999-06-11 | Bussing structure in an electrochemical cell |
| US330009 | 1999-06-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001015095A true JP2001015095A (ja) | 2001-01-19 |
Family
ID=23287939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000127058A Pending JP2001015095A (ja) | 1999-06-11 | 2000-04-27 | 電気化学電池のバス形成構造 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6245457B1 (ja) |
| EP (1) | EP1059683B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001015095A (ja) |
| DE (1) | DE60033735T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016533013A (ja) * | 2013-08-14 | 2016-10-20 | デュラセル、ユーエス、オペレーションズ、インコーポレーテッド | バッテリの製造 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100675700B1 (ko) * | 1999-08-10 | 2007-02-01 | 산요덴키가부시키가이샤 | 비수 전해액 이차 전지 및 그 제조 방법 |
| JP4039792B2 (ja) * | 1999-08-27 | 2008-01-30 | 三洋電機株式会社 | 蓄電池およびその製造方法 |
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