JP2011081949A - Sealed battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、密閉型電池に関する。 The present invention relates to a sealed battery.
近年、密閉型電池は、様々な用途に用いられ、特に大型の密閉型電池は、電気自動車用電源や電力貯蔵などの用途に用いられている。
このような大型の密閉型電池には、様々な改良が求められている。特に電極端子の構造および電極端子と外部配線の接続においては、内部抵抗の低減、製造コストの低減、軽量化、電極端子と外部配線の電気的接続の確実性などが求められている。
そこで、リベット端子と集電接続体とを強固に接続することにより内部抵抗を低減することができる二次電池が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
In recent years, sealed batteries have been used for various applications, and particularly large sealed batteries have been used for applications such as electric vehicle power supplies and power storage.
Various improvements are required for such a large sealed battery. In particular, in the structure of the electrode terminal and the connection between the electrode terminal and the external wiring, reduction in internal resistance, reduction in manufacturing cost, weight reduction, reliability of electrical connection between the electrode terminal and external wiring, and the like are required.
Thus, a secondary battery has been proposed that can reduce internal resistance by firmly connecting a rivet terminal and a current collector connector (see, for example, Patent Document 1).
しかし、従来の電池では、電池内部の発電要素と接続する集電接続体と外部配線に接続する電極端子が別の部材であったため、その異なる部材の接触部分で接触抵抗が生じ、内部抵抗を増加させている。
また、従来の電池では、電極端子と外部配線を接触させるために雌ネジ構造などが電極端子に直接形成されているため、電極端子の原材料に金属塊を使用する必要があり、製造コストの増加および電池重量の増加につながっている。
また、従来の電池では、電極端子と外部配線を接触させ、この接触状態をボルト−ナット構造による締め付け力で維持する場合に、この締め付け構造内に樹脂、又はゴムなどの高温安定性または耐久性の低い部材を使用する場合があり、この場合、電池が熱を持ち温度が上昇した場合や長期間電池を使用した場合に電極端子と外部配線とを接触させるボルトおよびナットがゆるんでしまい電極端子と外部配線との接触抵抗が大きくなるおそれがある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、低減された製造コストで製造でき、小さい内部抵抗を有する密閉型電池を提供する。
However, in the conventional battery, since the current collector connection body connected to the power generation element inside the battery and the electrode terminal connected to the external wiring are separate members, contact resistance is generated at the contact portion of the different members, and the internal resistance is reduced. It is increasing.
In addition, in the conventional battery, since a female screw structure or the like is directly formed on the electrode terminal to bring the electrode terminal into contact with the external wiring, it is necessary to use a metal lump as a raw material for the electrode terminal, which increases the manufacturing cost. And led to an increase in battery weight.
In addition, in the conventional battery, when the electrode terminal and the external wiring are brought into contact with each other and the contact state is maintained by the tightening force by the bolt-nut structure, the high temperature stability or durability of resin or rubber is included in the tightening structure. In this case, when the battery heats up and the temperature rises, or when the battery is used for a long time, the bolts and nuts that contact the electrode terminal and external wiring loosen and the electrode terminal There is a risk that the contact resistance between the wiring and the external wiring increases.
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a sealed battery that can be manufactured at a reduced manufacturing cost and has a small internal resistance.
本発明は、蓋部材を接合したケースの内部に、絶縁部材を介して前記蓋部材とそれぞれ接合した正極接続端子および負極接続端子と、セパレータと、前記セパレータを介して配置された正極および負極と、電解液とを備え、前記正極および負極は、それぞれ前記正極接続端子および負極接続端子に接続され、前記正極接続端子および負極接続端子は、それぞれ前記蓋部材を貫通し、かつ、前記蓋部材と接合した前記ケースの外部と内部とを仕切る板状の外部接続部をそれぞれ有し、前記外部接続部は、この一部を貫通するねじ部材と接合し、前記ねじ部材は、ナットおよびボルトのいずれか一方と締め合うことができるねじ部、ならびに前記外部接続部とカシメ構造により接合するカシメ部を有することを特徴とする密閉型電池を提供する。 The present invention includes a positive electrode connecting terminal and a negative electrode connecting terminal which are respectively bonded to the lid member via an insulating member, a separator, and a positive electrode and a negative electrode which are arranged via the separator, in a case where the lid member is bonded. The positive electrode and the negative electrode are connected to the positive electrode connection terminal and the negative electrode connection terminal, respectively, and the positive electrode connection terminal and the negative electrode connection terminal pass through the lid member, respectively, and the lid member Each of the cases has a plate-like external connection part that partitions the outside and the inside of the case, and the external connection part is joined to a screw member that penetrates a part of the case. Provided is a sealed battery having a screw part that can be fastened to either side and a caulking part that is joined to the external connection part by a caulking structure.
本発明によれば、電池内部の発電要素との接続から電池外部の外部配線の接続までを1つの部材で行うことができるため、電池の内部抵抗を低減することができる。
また、ねじ部材が正極接続端子および負極接続端子の外部接続部にそれぞれカシメ構造により接合するため、正極接続端子および負極接続端子に加工した金属板を用いることができ、製造コストを低減することができる。
また、本発明によれば、正極接続端子または負極接続端子、外部配線、ねじ部材のねじ部およびねじ部に対応するボルトまたはナットをすべて金属製のものを用いることができるため、温度の上昇などによりボルトおよびナットの締め合わせが緩むことを防止することができる。
また、本発明によれば、電池外部と電池内部を仕切る外部接続部を正極接続端子および負極接続端子がそれぞれ有するため、蓋部材と正極接続端子の外部接続部および負極接続端子の外部接続部との重複部分を無くすことができ、軽量化、低コスト化を図ることができる。
According to the present invention, since the connection from the power generation element inside the battery to the connection of the external wiring outside the battery can be performed with one member, the internal resistance of the battery can be reduced.
Further, since the screw members are joined to the external connection portions of the positive electrode connection terminal and the negative electrode connection terminal by caulking structures, respectively, metal plates processed into the positive electrode connection terminal and the negative electrode connection terminal can be used, which can reduce the manufacturing cost. it can.
In addition, according to the present invention, since all of the bolts or nuts corresponding to the positive electrode connection terminal or the negative electrode connection terminal, the external wiring, the screw portion of the screw member, and the screw portion can be used, the temperature rises, etc. Thus, loosening of the bolt and nut can be prevented.
Further, according to the present invention, since the positive electrode connection terminal and the negative electrode connection terminal each have an external connection part that partitions the battery outside and the battery inside, the lid member, the external connection part of the positive electrode connection terminal, and the external connection part of the negative electrode connection terminal, Can be eliminated, and the weight and cost can be reduced.
本発明の密閉型電池は、蓋部材を接合したケースの内部に、絶縁部材を介して前記蓋部材とそれぞれ接合した正極接続端子および負極接続端子と、セパレータと、前記セパレータを介して配置された正極および負極と、電解液とを備え、前記正極および負極は、それぞれ前記正極接続端子および負極接続端子に接続され、前記正極接続端子および負極接続端子は、それぞれ前記蓋部材を貫通し、かつ、前記蓋部材と接合した前記ケースの外部と内部とを仕切る板状の外部接続部をそれぞれ有し、前記外部接続部は、この一部を貫通するねじ部材と接合し、前記ねじ部材は、ナットおよびボルトのいずれか一方と締め合うことができるねじ部、ならびに前記外部接続部とカシメ構造により接合するカシメ部を有することを特徴とする。 The sealed battery of the present invention is disposed in a case where a lid member is joined, with a positive electrode connection terminal and a negative electrode connection terminal respectively joined to the lid member via an insulating member, a separator, and the separator. A positive electrode and a negative electrode; and an electrolyte solution, wherein the positive electrode and the negative electrode are connected to the positive electrode connection terminal and the negative electrode connection terminal, respectively, the positive electrode connection terminal and the negative electrode connection terminal penetrate the lid member, and Each of the cases has a plate-like external connection part that partitions the outside and the inside of the case joined to the lid member, and the external connection part is joined to a screw member that penetrates a part thereof, and the screw member is a nut. And a screw part that can be fastened to either one of the bolts and a caulking part that is joined to the external connection part by a caulking structure.
密閉型電池とは、密閉された構造を有する電池である。
ケースとは、正極、負極、セパレータおよび電解液を収容するケースであり、蓋部材と接合する。
蓋部材とは、ケースと接合し、電池を密閉することができる部材である。
A sealed battery is a battery having a sealed structure.
The case is a case that accommodates the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the electrolyte, and is joined to the lid member.
The lid member is a member that can be joined to the case and seal the battery.
正極接続端子とは、電池内部で正極と接続し、電池外部で外部配線と接続することができる接続端子である。
負極接続端子とは、電池内部で負極と接続し、電池外部で外部配線と接続することができる接続端子である。
電解液とは、電池内部に満たされ、正極および負極と電池反応をすることができる電解液である。
ねじ部材とは、正極接続端子および負極接続端子のいずれか1つと外部配線とを接続、固定するための部材である。
なお、本発明において、「ボルト」は、雄ネジ構造を有する部分または雄ネジ構造を有するものという。また、「ナット」は、雌ネジ構造を有する部分または雌ネジ構造を有するものという。また、「ねじ」は、「ボルト」または「ナット」あるいはその両方をいう。
The positive electrode connection terminal is a connection terminal that can be connected to the positive electrode inside the battery and can be connected to external wiring outside the battery.
The negative electrode connection terminal is a connection terminal that can be connected to the negative electrode inside the battery and can be connected to external wiring outside the battery.
The electrolytic solution is an electrolytic solution that fills the inside of the battery and can cause a battery reaction with the positive electrode and the negative electrode.
The screw member is a member for connecting and fixing any one of the positive electrode connection terminal and the negative electrode connection terminal and the external wiring.
In the present invention, a “bolt” is a part having a male screw structure or a part having a male screw structure. Further, the “nut” is said to have a part having a female screw structure or a female screw structure. “Screw” refers to “bolt”, “nut”, or both.
本発明の密閉型電池において、前記ねじ部材は、前記外部に面した第1面および前記内部に面した第2面を有するフランジ部をさらに有することが好ましい。
このような構成によれば、前記ねじ部材と前記外部接続部とをカシメ構造により接合するとき、ねじ部の塑性変形を防止することができる。
In the sealed battery according to the aspect of the invention, it is preferable that the screw member further includes a flange portion having a first surface facing the outside and a second surface facing the inside.
According to such a structure, when the said screw member and the said external connection part are joined by a crimping structure, the plastic deformation of a screw part can be prevented.
本発明の密閉型電池において、前記ねじ部は、雄ネジ構造を有しかつ第1面の上に設けられ、前記カシメ部は、第2面上に設けられることが好ましい。
このような構成によれば、カシメ部を前記外部接続部に貫通させ、カシメ構造によりカシメ部と前記外部接続部を接合することができ、ねじ部は、前記外部のナットと締め合わせることにより、外部接続部と外部配線とを接触するように固定させることができる。
In the sealed battery according to the aspect of the invention, it is preferable that the screw portion has a male screw structure and is provided on the first surface, and the caulking portion is provided on the second surface.
According to such a configuration, the caulking portion can be passed through the external connection portion, and the caulking portion and the external connection portion can be joined by the caulking structure, and the screw portion is fastened with the external nut, The external connection portion and the external wiring can be fixed so as to contact each other.
本発明の密閉型電池において、前記ねじ部は、前記ねじ部材に設けられた雌ネジ構造を有する部分であり、前記フランジ部は、前記ねじ部材の一方の端に設けられ、前記カシメ部は、前記ねじ部材の他方の端に設けられることが好ましい。
このような構成によれば、カシメ部を前記外部接続部に貫通させ、カシメ構造によりカシメ部と前記外部接続部を接合することができ、ねじ部は、前記外部のボルトと締め合わせることにより、外部接続部と外部配線とを接触するように固定させることができる。
In the sealed battery of the present invention, the screw portion is a portion having a female screw structure provided in the screw member, the flange portion is provided at one end of the screw member, and the crimping portion is It is preferable to be provided at the other end of the screw member.
According to such a configuration, the caulking portion can be passed through the external connection portion, and the caulking portion and the external connection portion can be joined by the caulking structure, and the screw portion is fastened with the external bolt, The external connection portion and the external wiring can be fixed so as to contact each other.
本発明の密閉型電池において、前記ねじ部材は、第2面上に凸部を有し、前記外部接続部は、前記フランジ部の外周部分と接触するように塑性変形した形状を有することが好ましい。
このような構成によれば、外部接続部を凸部の形状に対応する形状とすることができ、ねじ部材とそれに対応するナットまたはボルトと締め合わせたときにねじ部材の共回りを防止することができる。
In the sealed battery according to the aspect of the invention, it is preferable that the screw member has a convex portion on the second surface, and the external connection portion has a shape plastically deformed so as to be in contact with an outer peripheral portion of the flange portion. .
According to such a configuration, the external connection portion can have a shape corresponding to the shape of the convex portion, and when the screw member and the corresponding nut or bolt are fastened together, the screw member can be prevented from rotating together. Can do.
本発明の密閉型電池において、第1面は、前記外部接続部の前記外部に面した外側面と同一面上の面または前記外側面よりも前記内部に近い面であることが好ましい。
このような構成によれば、前記外部接続部を外部配線と接触しやすくすることができ、部品数を低減することができ、製造コストを低減することができる。
In the sealed battery according to the aspect of the invention, it is preferable that the first surface is a surface on the same surface as the outer surface facing the outside of the external connection portion or a surface closer to the inside than the outer surface.
According to such a configuration, the external connection portion can be easily brought into contact with the external wiring, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
本発明の密閉型電池において、前記外部接続部と前記カシメ部との境界部分を覆う樹脂部材をさらに有することが好ましい。
このような構成にすれば、前記外部接続部と前記カシメ部との間のわずかな隙間をふさぐことができ、密閉性を向上することができる。
The sealed battery of the present invention preferably further includes a resin member that covers a boundary portion between the external connection portion and the crimping portion.
With such a configuration, a slight gap between the external connection portion and the caulking portion can be closed, and the sealing performance can be improved.
本発明の密閉型電池において、前記外部接続部に電気的に接続する外部配線でありかつ開口を有する外部接続金属板をさらに有し、前記外部接続金属板は、前記開口にボルトを通し前記ねじ部とそれに対応するナットまたはボルトとを締め合わせるにより前記外部接続部と接触するように固定され、前記外部接続金属板は、無光沢ニッケルメッキ層を表面に有することが好ましい。
このような構成にすれば、前記外部接続部と外部接続金属板を接触させることができる。また、前記外部接続金属板が無光沢ニッケルメッキ層を表面に有することにより、正極接続端子や負極接続端子に接続表面の劣化が懸念される金属が用いられたときに前記外部接続金属板と正極接続端子または負極接続端子との界面での接触不良や接触抵抗の増大が生じることを抑制することができる。
The sealed battery of the present invention further includes an external connection metal plate that is an external wiring electrically connected to the external connection portion and has an opening, and the external connection metal plate passes the bolt through the opening and the screw. Preferably, the external connection metal plate has a matte nickel plating layer on the surface thereof, and is fixed to come into contact with the external connection portion by tightening a portion and a corresponding nut or bolt.
With such a configuration, the external connection portion and the external connection metal plate can be brought into contact with each other. In addition, when the external connection metal plate has a matte nickel plating layer on the surface, the external connection metal plate and the positive electrode are used when a metal that may be deteriorated in the connection surface is used for the positive electrode connection terminal or the negative electrode connection terminal. It is possible to suppress the occurrence of contact failure or increase in contact resistance at the interface with the connection terminal or the negative electrode connection terminal.
本発明の密閉型電池において、前記正極は、リチウムを含む正極活物質層を有し、前記負極は、グラファイトを含む負極活物質層を有し、前記電解液は、リチウム塩溶質を有機溶媒に溶解した溶液であることが好ましい。
この構成により、本発明の密閉型電池をリチウムイオン二次電池とすることができる。
In the sealed battery of the present invention, the positive electrode has a positive electrode active material layer containing lithium, the negative electrode has a negative electrode active material layer containing graphite, and the electrolytic solution uses a lithium salt solute as an organic solvent. A dissolved solution is preferred.
With this configuration, the sealed battery of the present invention can be a lithium ion secondary battery.
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図面や以下の記述中で示す構成は、例示であって、本発明の範囲は、図面や以下の記述中で示すものに限定されない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The configurations shown in the drawings and the following description are merely examples, and the scope of the present invention is not limited to those shown in the drawings and the following description.
密閉型電池の構成
図1は本発明の一実施形態の密閉型電池の構成を示す概略斜視図などである。図2は、発電要素の構成を示す説明図であり、図3、図4は本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれるねじ部材の外部接続部と接合する前の構成を示す概略斜視図などである。図5は、本発明の一実施形態の密閉型電池に含まれる外部接続金属板を示す概略平面図などである。
Diagram 1 of the sealed type battery is like schematic perspective view showing the configuration of a sealed battery according to one embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory view showing the configuration of the power generation element, and FIGS. 3 and 4 are schematic perspective views showing the configuration before joining to the external connection portion of the screw member included in the sealed battery according to the embodiment of the present invention. It is a figure. FIG. 5 is a schematic plan view showing an external connection metal plate included in the sealed battery according to the embodiment of the present invention.
本実施形態の密閉型電池20は、蓋部材2を接合したケース1の内部に、絶縁部材10を介して蓋部材2とそれぞれ接合した正極接続端子3および負極接続端子4と、セパレータ24と、セパレータ24を介して配置された正極21および負極22と、電解液とを備え、正極21および負極22は、それぞれ正極接続端子3および負極接続端子4に接続され、正極接続端子3および負極接続端子4は、それぞれ蓋部材2を貫通し、かつ、蓋部材2と接合したケース1の外部と内部とを仕切る板状の外部接続部8をそれぞれ有し、外部接続部8は、この一部を貫通するねじ部材6と接合し、ねじ部材6は、ナットおよびボルトのいずれか一方と締め合うことができるねじ部31、ならびに外部接続部8とカシメ構造により接合するカシメ部32を有することを特徴とする。
The sealed
また、本実施形態の密閉型電池20に含まれるねじ部材6は、前記外部に面する第1面37および前記内部に面する第2面38を有するフランジ部33をさらに有してもよい。
また、本実施形態の密閉型電池20は、外部接続部8とカシメ部32との境界部分を覆う樹脂部材15をさらに有してもよい。
また、本実施形態の密閉型電池20は、外部接続部8に電気的に接続する外部配線でありかつ開口46を有する外部接続金属板45をさらに有してもよい。
以下、本実施形態の密閉型電池について説明する。
The
Further, the sealed
The sealed
Hereinafter, the sealed battery of this embodiment will be described.
1.密閉型電池
本実施形態の密閉型電池20は、密閉された構造を有する電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池、ニッケル・水素二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等である。
1. Sealed battery The sealed
2.発電要素
発電要素12はセパレータ24を介して配置された正極21および負極22を備える。発電要素12はセパレータ24を介して交互に配置された正極21および負極22を備えるもよい。発電要素12は、図2のようにスタック構造を有してもよく、また、捲回構造であってもよい。また、正極21は、正極集電体27上に正極活物質層25が形成された構造を有してもよい。また、負極22は、負極集電体28上に負極活物質層26が形成された構造を有してもよい。
発電要素12は、ケース内部に充填された電解液と共に電池反応をする。この電池反応により本実施形態の密閉型電池は、放電、充電をすることができる。
2. Power Generation Element The
The
正極21および負極22は複数であってもよい。この場合、図2のようにセパレータ24を介して複数の正極21および複数の負極22が交互に配置されてもよい。また、この場合、複数の正極21の正極集電体27は正極活物質層25が形成されていない端部において束ねられ正極接続端子3に接合することができる。また、複数の負極22の負極集電体28は負極活物質層26が形成されていない端部において束ねられ負極接続端子4に接合することができる。
The
正極集電体27は、電気伝導性を有し、表面上に正極活物質層25を備えることができれば、特に限定されないが、例えば、金属箔である。好ましくはアルミニウム箔である。また、正極集電体27はシート形状であってもよく、正極活物質層25は正極集電体27の両面の上に形成されていてもよい。
正極活物質層25は、正極活物質に導電剤、結着剤などを添加し、塗布法により正極集電体27の上に形成することができる。正極活物質は、例えば、リチウム二次電池の場合、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4またはLiFePO4である。
The positive electrode
The positive electrode
負極集電体28は、電気伝導性を有し、表面上に負極活物質層26を備えることができれば、特に限定されないが、例えば、金属箔である。好ましくは銅箔である。また、負極集電体28はシート形状であってもよく、負極活物質層26は負極集電体28の両面の上に形成されていてもよい。
負極活物質層26は、負極活物質に導電剤、結着剤などを添加し、塗布法により負極集電体28の上に形成することができる。負極活物質は、例えば、リチウム二次電池の場合、グラファイトである。
また、セパレータ24の材料は、例えば、ポリオレフィンの微多孔性フィルムである。
また、電解液は、例えば密閉型電池20がリチウムイオン二次電池の場合、電解質としてのLiCF3SO3、LiAsF6、LiClO4、LiBF4、LiPF6などのリチウム塩溶質を有機溶媒に溶解した溶液を用いることができる。
Although it will not specifically limit if the
The negative electrode
The material of the
In addition, for example, when the sealed
3.ケース
ケース1は、内部に発電要素12、正極接続端子3、負極接続端子4および電解液を有するケースであり、蓋部材2と接合すれば特に限定されない。
ケース1の材料は、内部に発電要素12、正極接続端子3、負極接続端子4および電解液を収容しても大きく変形しない材料であれば特に限定されないが、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレス、硬質プラスチックなどである。
3.
The material of the
4.蓋部材
蓋部材2は、ケース1と電解液が漏れないように接合し、正極接続端子3および負極接続端子4と絶縁部材10を介して接合すれば特に限定されない。
蓋部材2とケース1とを接合する方法は、特に限定されないが、例えばレーザ溶接、抵抗溶接、超音波溶接、接着剤などによる接合である。
蓋部材2の材料は、蓋部材2とケース1とを接合しても大きく変形しない材料であれば特に限定されないが、例えば、ステンレス、鉄、硬質プラスチックなどである。
4). Lid member The
A method for joining the
The material of the
5.正極接続端子および負極接続端子
正極接続端子3は電池内部で正極21と接続し、蓋部材2を貫通し絶縁部材10を介して蓋部材2と接合する。また、負極接続端子4は電池内部で負極22と接続し、蓋部材2を貫通し絶縁部材10を介して蓋部材2と接合する。
この構成により、正極接続端子3および負極接続端子4は、それぞれ発電要素と接続する部分と、外部配線と接続する部分を一つの部材で有することができ、接触抵抗などの電池内部の電気抵抗を小さくすることができる。また、発電要素12から外部配線までの経路を短くすることができるため、電池内部の電気抵抗を小さくすることができる。さらに、電池の接続端子部分の部品数を少なくすることができ、製造コストを低減することができる。
5). Positive connection terminal and negative connection terminal The
With this configuration, each of the positive
また、正極接続端子3および負極接続端子4は、蓋部材2と接合したケース1の外部と内部とを仕切りかつ前記外部に面した外側面17と前記内部に面した内側面18を有する板状の外部接続部8をそれぞれ有する。
この構成により、正極接続端子3および負極接続端子4を金属板を加工したものとすることができ、接続端子の製造コストを低減することができる。また、電池を軽量化することもできる。さらに、電池内部と電池外部を仕切る蓋部材2と正極接続端子3の外部接続部8または負極接続端子4の外部接続部8との重複部分をなくすことができ、製造コストの低減、電池の軽量化を図ることができる。
Further, the positive
With this configuration, the positive
また、外部接続部8は、この一部を貫通するねじ部材6とカシメ構造により接合する。
この構成により、外部接続部8と外部接続金属板45とをねじ部材6とそれに対応するボルトまたはナットにより密着、固定することができる。外部接続部8は、ねじ部材6と接合する部分において塑性変形していなくても、ねじ部材6の形状に合わせて塑性変形していてもよいが、塑性変形していることが好ましい。外部接続部8がねじ部材6の形状に合わせて塑性変形していることにより、外部接続部8とねじ部材6の接触面積が大きくすることができる。このことにより、電池の密閉性の向上を図ることができ、さらに、ねじ部材6のねじ部31とそれに対応するボルト又はナットを締め合わせるときにねじ部材6が共回りすることを防止することができる。
Moreover, the
With this configuration, the
また、正極接続端子3および負極接続端子4は、それぞれ正極21と接続する正極接続部13および負極22と接続する負極接続部14を有する。
正極接続部13および負極接続部14の形状は特に限定されないが、例えば、短冊状の金属板の短辺をコの字型に曲げた形状とすることができる。このことにより、コの字型の金属板の対向する部分の両側に正極21または負極22を接続することができる。また、この場合、正極接続部または負極接続部の長辺の長さは、例えば、5〜10cmとすることができる。
Further, the positive
Although the shape of the positive
正極接続端子3または負極接続端子4の材料は、電気伝導性を有し、発電要素12を接続しケース1に収容されても大きく変形しない強度を有すれば特に限定されないが、例えば、正極接続端子3または負極接続端子4は金属板を加工したものであり、好ましくは、正極接続端子3がアルミニウム板を加工したものであり、負極接続端子4が銅板を加工したものである。また、正極接続端子3または負極接続端子4は一枚の金属板についてプレス加工などを行い、複数の金属板を接合することなく形成することもできる。
The material of the positive
また、外部接続部8は、外側面17を有するため、外側面17で外部接続金属板45と接触させることができる。その結果、発電要素12と外部配線とを正極接続端子3、負極接続端子4を介して電気的に接続することができる。このことにより発電要素12が放電および充電をすることができる。
Moreover, since the
また、外部接続部8は、一方が膨らんだ円形、例えば、運動場のトラックのような形状、涙形の先端部を丸くしたような形状とすることができる。また、この場合、ねじ部材6は、外部接続部8の円形部の円中心部と接合することができる。また、この場合、外部接続金属板45は、外部接続部の円形部と実質的に同じ曲率半径を有する部分を有することができ、その部分の円中心部に開口46を有することができる。このような構成とすることにより、外部接続部8と外部接続金属板45との接触面積を十分に確保することができる。また、外部接続金属板45とケース1や蓋部材2との間でリーク電流が流れる確率を小さくすることができる。また、外部接続部8と外部接続金属板45をより密接に接触させることができる。さらに、外部接続部8と外部接続金属板45をねじ部材6のねじ部31と対応するナットまたはボルトで固定する場合、ナット又はボルトの回転と共に外部接続部8が回転することを防止することができる。このことにより、絶縁部材10の破断、絶縁部材10と蓋部材2の接合部分の剥離、絶縁部材10と正極接続端子3または負極接続端子4との剥離を防止することができ、電解液の漏れが生じることを防止することができる。
Moreover, the
また、外部接続部8の外側面17は、外側面17に蓋部材2、ケース1より十分に広い板部材を接触させたとき、板部材が蓋部材2、ケース1に接触しない高さに設けられてもよい。この構成により、外部接続金属板45と蓋部材2またはケース1との間でリーク電流が生じるのを防止することができる。
Further, the outer side surface 17 of the
6.絶縁部材
絶縁部材10は、蓋部材2と、蓋部材2を貫通した正極接続端子3または負極接続端子4とを接合する。この構成により、蓋部材2と正極接続端子3または負極接続端子4とを絶縁することができ、リーク電流が流れることを防止することができる。また、正極接続端子3または負極接続端子4と蓋部材2との間を塞ぐことができ、電解液の漏れを防止することができる。
絶縁部材10は、正極接続端子3または負極接続端子4と蓋部材2とを電解液が漏れないように接合し両者を電気的に絶縁することができ、電解液に対して耐性を有し、正極接続端子3または負極接続端子4と蓋部材2とを十分に強く接合させることができるものであれば特に限定されない。例えば、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、アラミド樹脂である。
6). Insulating Member
The insulating
絶縁部材10の形成方法は特に限定されないが、例えば、射出成形により形成することができる。また、絶縁部材10の形成前に正極接続端子3、負極接続端子4、および蓋部材2の絶縁部材10と接触する部分を、表面処理、たとえば塩基性水溶液での処理することもできる。このことにより、絶縁部材10との接合をより強くすることができ、電池の密閉性を向上させることができる。また、ねじ部材6のねじ部31とそれに対応するボルトまたはナットを締め合わせたときに絶縁部材10に力がかかり絶縁部材10と蓋部材2、正極接続端子3または負極接続端子4との界面で剥がれが生じ密閉性が失われることを防止することができる。
Although the formation method of the insulating
7.ねじ部材
ねじ部材6は、外部接続部8を貫通し外部接続部8とカシメ構造により接合する。また、ねじ部材6は、電池外部のナットおよび電池外部のボルトのいずれか一方と締め合うことができるねじ部31、ならびに外部接続部8と接合するカシメ部32を有する。
この構成を有することにより、外部接続部8にねじ部31を有するねじ部材6を固定することができる。また、外部接続金属板45を外部接続部8に接触させ、このねじ部材6のねじ部31とこれに対応するボルトまたはナットで締め合わせることにより、外部接続金属板45と外部接続部8とを密着、固定することができる。
7). Screw member The
By having this configuration, the
また、ねじ部材6は、電池外部側の第1面37および電池内部側の第2面38を有するフランジ部33を有してもよい。この構成を有することにより、ねじ部材6が有するカシメ部32と外部接続部8とをカシメ構造により接合させるときに、フランジ部33の第1面37に力を加えることができる。このことにより、カシメ部32と外部接続部8とを接合しやすくすることができ、また、ねじ部31の塑性変形を防止することができる。
Further, the
ねじ部31は、雄ネジ構造を有してもよくかつ第1面37の上に設けられてもよく、カシメ部32は、第2面38上に設けられてもよい。
ねじ部31が雄ネジ構造を有するねじ部材6は、外部接続部8と接合する前において例えば、図3(a)の概略斜視図、図3(b)の概略側面図に示したような形状を有しており、図3(c)のような断面を有してもよい。また、ねじ部材6は、フランジ部33を有さない図3(e)のような断面を有してもよい。
このような構成を有することにより、雄ネジ構造のねじ部31は、電池外部のナットと締め合うことができる。また、カシメ部32は、ボルトの頭またはフランジ部33と生リベット状態のカシメ部32とをかしめることにより、塑性変形し外部接続部8と接合することができる。
The
The
By having such a configuration, the threaded
ねじ部31は、ねじ部材6に設けられた雌ネジ構造を有する部分であってもよく、フランジ部33は、ねじ部材6の一方の端に設けられ、カシメ部32は、ねじ部材6の他方の端に設けられてもよい。
ねじ部31が雌ネジ構造を有するねじ部材6は、外部接続部8と接合する前において例えば、図4(a)の概略斜視図、図4(b)の概略側面図に示したような形状を有しており、図4(c)または図4(d)のような断面を有してもよい。また、ねじ部材6は、フランジ部33を有さない図4(f)のような断面を有してもよい。なお、ねじ部材が図4(c)、図4(f)のような断面を有する場合、電池内部の電解液の漏れを防止するために、カシメ部32を樹脂部材15などで覆い、電解液の漏れを防止することが好ましい。
The
The
図6(a)(b)は、生リベット状態のカシメ部32、雄ネジ構造のねじ部31およびフランジ部33を有するねじ部材6と外部接続部8とをカシメ構造により接合させる工程を示した説明図である。まず、例えば、図6(a)のようにこのねじ部材6のカシメ部32を外部接続部8の貫通孔に嵌合させ、そのカシメ部32の下に金型40を配置する。次に図6(b)のようにフランジ部33に押圧用部材41を押し付けて金型40と押圧用部材41とで、ねじ部材6のカシメ部32を塑性変形させ、かしめる。このとき、外部接続部8を同時にねじ部材6に密着するように塑性変形させることができる。また、フランジ部33の第1面37が外部接続部8の外側面17と同一面上または外側面17より電池内部側にくるまで金型40と押圧部材41との間に力を加えることができる。
なお、ねじ部材6と接合前の外部接続部8が有する貫通孔は、カシメ部32の外周の半径と実質的に同じ半径を有してもよい。
なお、図6では、雄ネジ構造のねじ部31を有するねじ部材6について説明したが、雌ネジ構造のねじ部31を有するねじ部材6についても同様にねじ部材6と外部接続部8をカシメ構造により接合させることができる。
6 (a) and 6 (b) show the process of joining the
In addition, the through-hole which the
In FIG. 6, the
また、図6では、フランジ部33を有するねじ部材6について説明したが、フランジ部33を有さないねじ部材6についても同様に外部接続部8とカシメ構造により接合させることができる。ただし、この場合、カシメ部32をかしめるために、雄ネジ構造を有するねじ部31の頭または雌ネジ構造を有するねじ部31の一方の端に力を加える必要があるため、雄ネジ構造や雌ネジ構造がくずれない力でかしめる必要がある。例えば、カシメ部32をより塑性変形しやすくすることなどで雄ネジ構造や雌ネジ構造の塑性変形を防止することができる。
Moreover, although the
生リベット状態のカシメ部32の形状は、このカシメ部32をかしめることにより外部接続部8と接合することができれば、特に限定されないが、例えば、円筒形とすることができる。円筒形とすることにより、カシメ部32を比較的塑性変形しやすくすることができる。また、塑性変形後に外周部全体で外部接続部8と密着させることができ、電解液の漏れを防止することができる。
また、外部接続部8と接合後のカシメ部32の形状は、例えば、ラッパの口状に拡開した形状を有してもよい。また、このとき、外部接続部8は、ラッパの口状に拡開した部分の外周部に密着するような形状を有してもよい。
The shape of the
Moreover, the shape of the crimping |
ねじ部材6の材料は、ねじ部31およびカシメ部32を有することができれば特に限定されないが、例えば、金属であり、さらにはスチールである。また、ねじ部材6に金属製のものを用いることにより、ねじ部31、ねじ部31に対応するボルトまたはナット、正極接続端子3または負極接続端子4、外部接続金属板45をすべて金属性のものとすることができる。このことにより、電池の温度が上昇した場合でも、ボルトとナットが緩むのを防止することができ、正極接続端子3または負極接続端子4と外部接続金属板45と間の接触抵抗が大きくなることを防止することができる。
Although the material of the
ねじ部材6は、第2面38上に凸部35を有してよく、外部接続部8は、フランジ部33の外周部分と接触するように塑性変形した形状を有してもよい。また、ねじ部材6は、フランジ部33の外周部分に凸部を有してもよい。また、凸部は複数であってもよい。
例えば、図3(b)、(d)のように凸部35を有してもよく、また図4(b)、(e)のように凸部35を有してもよい。また、図示していないが、フランジ部33の外周部分に複数の凸部を有してもよい。
この構成により、外部接続部8は、凸部が形成された部分および凸部が形成されていない部分の両方に沿って塑性変形するため、ねじ部材6と外部接続部8の接触界面を凸凹にすることができる。つまり、ねじ部材6と外部接続部8はこの部分において咬着することができる。このことにより、ねじ部31がその対応するボルト又はナットと締め合うときにねじ部材6が回転することを防止することができる。また、このボルトおよびナットに十分な締め付けトルクを与えることができ、外部接続部8と外部接続金属板45とを十分に密着することができる。
The
For example, the
With this configuration, the
フランジ部33の第1面37は、外部接続部8の外側面17と同一面上または外部接続部8の外側面17よりも電池内部側にあってもよい。つまりフランジ部33を外部接続部8に埋設してもよい。
この構成により、外部接続部8の外側面17に雄ネジ構造を有するねじ部31以外の凸部をなくすことができる。このことにより、外部接続金属板45が有する開口46にボルトを通し、外部接続金属板45と外部接続部8をねじ部31とそれに対応するボルトまたはナットとで固定するときに、外部接続金属板45と外部接続部8との接触面積を広くすることができ、また、この固定に必要とする部品数を低減することができる。
The
With this configuration, it is possible to eliminate a convex portion other than the
8.樹脂部材
樹脂部材15は、外部接続部8とカシメ部32との境界部分を覆うように設けられてもよい。
この構成により、カシメ部32と外部接続部8との間のわずかな隙間から電解液が漏れるのを防止することができる。
樹脂部材15は、カシメ部32と外部接続部8との間のわずかな隙間から電解液が漏れないように設けられ、電解液に対して耐性を有すれば特に限定されない。例えば、ポリフェニレンスルフィド(PPS)樹脂、アラミド樹脂である。
樹脂部材15の形成方法は特に限定されないが、例えば、アンカー効果を用いて固定してもよく、射出成形により形成してもよい。また、樹脂部材15の形成前に外部接続部8およびカシメ部32の樹脂部材15と接触する部分を、表面処理、例えば塩基性水溶液による処理をすることもできる。このことにより、樹脂部材15との接合をより強くすることができる。
8). Resin Member The
With this configuration, it is possible to prevent the electrolytic solution from leaking from a slight gap between the crimping
The
Although the formation method of the
9.外部接続金属板
外部接続金属板45は、外部接続部8に電気的に接続する外部配線でありかつ開口46を有する。また、外部接続金属板45は、開口46にボルトを通しねじ部31とそれに対応するナットまたはボルトとを締め合わせるにより外部接続部8と接触するように固定される。
例えば、外部接続金属板45は、図5(a)のような形状を有することができる。また、例えば、図5(b)のように、開口46をねじ部材6の雄ネジ構造のねじ部31に通し、ナット48とねじ部31を締め合わせることにより、外部接続部8と外部接続金属板45を圧着させることができる。
この構成により、正極接続端子3または負極接続端子4と外部配線を容易かつ密接に接触させることができる。また、ボルトおよびナットで接触させることができるため、簡単に取り外しもできる。また、正極接続端子3、負極接続端子4および外部接続金属板45に異なる種類の金属を用いた場合でも確実に接触させることができる。たとえば、溶接で異なる種類の金属からなる正極接続端子3または負極接続端子4と外部配線を接合させた場合、その金属の種類により溶接しにくい、溶接できない、溶接面が剥がれてしまうなどの問題が生じる場合がある。また、一般的に電池の接続端子に用いられる銅やアルミニウムに対する溶接は困難で信頼性が低い。ボルトおよびナットで接触させることによりこのような問題を回避することができる。
9. External Connection Metal Plate The external
For example, the external
With this configuration, the positive
外部接続金属板45の材料は、特に限定されないが例えば、アルミニウム、銅、スチールなどである。
The material of the external
また、外部接続金属板45は、無光沢ニッケルメッキ層を表面に有してもよい。
このことにより、外部接続金属板45と外部接続部8との接触抵抗が大きくなることを防止することができる。
一般的に電池では、接続端子にアルミニウムや銅など様々な金属が用いられる。このため、外部配線と接続する部分で異なる種類の金属の界面が存在することが多い。この異なる種類の金属の界面では、その2つの金属の特性によりその接触抵抗が大きくなる場合がある。この外部配線と接続端子との界面で生じる接触抵抗を低減させる対策として、外部配線に対して金メッキ、銀メッキまたはニッケルメッキを行うことが一般的である。しかし、金メッキは高価であるため製造コストの増加につながる。銀メッキは高価であり酸化劣化が大きいため、製造コストの増加につながりまた安定性が低い。ニッケルメッキは、安価で安定性が高いという特性を有する。さらに無光沢ニッケルメッキは、光沢ニッケルメッキと比べより小さい接触抵抗とすることができる。
そこで外部接続金属板45に無光沢ニッケルメッキ層を形成することにより、接続端子に銅やアルミニウムを用いたとき、その接触抵抗の増加を抑えることができた。
Further, the external
As a result, it is possible to prevent the contact resistance between the external
In general, in a battery, various metals such as aluminum and copper are used for connection terminals. For this reason, there are many cases where different types of metal interfaces exist in the portion connected to the external wiring. At the interface between the different types of metals, the contact resistance may increase due to the characteristics of the two metals. As a measure for reducing the contact resistance generated at the interface between the external wiring and the connection terminal, it is common to perform gold plating, silver plating or nickel plating on the external wiring. However, since gold plating is expensive, it leads to an increase in manufacturing cost. Silver plating is expensive and oxidatively deteriorates, leading to an increase in manufacturing cost and low stability. Nickel plating has the characteristics of being inexpensive and highly stable. Furthermore, the matte nickel plating can have a smaller contact resistance than the bright nickel plating.
Therefore, by forming a matte nickel plating layer on the external
1: ケース 2:蓋部材 3:正極接続端子 4:負極接続端子 6:ねじ部材 8:外部接続部 10:絶縁部材 12:発電要素 13:正極接続部 14:負極接続部 15:樹脂部材 17:外側面 18:内側面 20:密閉型電池 21:正極 22:負極 24:セパレータ 25:正極活物質層 26:負極活物質層 27:正極集電体 28:負極集電体 31:ねじ部 32:カシメ部 33:フランジ部 35:凸部 37:第1面 38:第2面 40:金型 41:押圧用部材 45:外部接続金属板 46:開口 48:ナット 1: Case 2: Lid member 3: Positive electrode connection terminal 4: Negative electrode connection terminal 6: Screw member 8: External connection part 10: Insulating member 12: Power generation element 13: Positive electrode connection part 14: Negative electrode connection part 15: Resin member 17: Outside surface 18: Inside surface 20: Sealed battery 21: Positive electrode 22: Negative electrode 24: Separator 25: Positive electrode active material layer 26: Negative electrode active material layer 27: Positive electrode current collector 28: Negative electrode current collector 31: Screw part 32: Caulking portion 33: Flange portion 35: Convex portion 37: First surface 38: Second surface 40: Mold 41: Pressing member 45: External connection metal plate 46: Opening 48: Nut
Claims (9)
前記正極および負極は、それぞれ前記正極接続端子および負極接続端子に接続され、
前記正極接続端子および負極接続端子は、それぞれ前記蓋部材を貫通し、かつ、前記蓋部材と接合した前記ケースの外部と内部とを仕切る板状の外部接続部をそれぞれ有し、
前記外部接続部は、この一部を貫通するねじ部材と接合し、
前記ねじ部材は、ナットおよびボルトのいずれか一方と締め合うことができるねじ部、ならびに前記外部接続部とカシメ構造により接合するカシメ部を有することを特徴とする密閉型電池。 In the case where the lid member is joined, a positive electrode connecting terminal and a negative electrode connecting terminal joined to the lid member via an insulating member, a separator, a positive electrode and a negative electrode arranged via the separator, an electrolyte solution, With
The positive electrode and the negative electrode are connected to the positive electrode connection terminal and the negative electrode connection terminal, respectively.
The positive electrode connection terminal and the negative electrode connection terminal each have a plate-like external connection portion that penetrates the lid member and partitions the outside and the inside of the case joined to the lid member,
The external connection part is joined to a screw member that penetrates a part of the external connection part,
The sealed battery according to claim 1, wherein the screw member includes a screw part that can be fastened to any one of a nut and a bolt, and a caulking part that is joined to the external connection part by a caulking structure.
前記カシメ部は、第2面上に設けられた請求項2に記載の電池。 The screw portion has a male screw structure and is provided on the first surface;
The battery according to claim 2, wherein the crimping portion is provided on the second surface.
前記フランジ部は、前記ねじ部材の一方の端に設けられ、
前記カシメ部は、前記ねじ部材の他方の端に設けられた請求項2に記載の電池。 The screw portion is a portion having a female screw structure provided in the screw member,
The flange portion is provided at one end of the screw member,
The battery according to claim 2, wherein the crimping portion is provided at the other end of the screw member.
前記外部接続部は、前記フランジ部の外周部分と接触するように塑性変形した形状を有する請求項2〜4のいずれか1つに記載の電池。 The screw member has a convex portion on the second surface,
The battery according to claim 2, wherein the external connection portion has a shape plastically deformed so as to come into contact with an outer peripheral portion of the flange portion.
前記外部接続金属板は、前記開口にボルトを通し前記ねじ部とそれに対応するナットまたはボルトとを締め合わせるにより前記外部接続部と接触するように固定され、
前記外部接続金属板は、無光沢ニッケルメッキ層を表面に有する請求項1〜7のいずれか1つに記載の電池。 An external connection metal plate electrically connected to the external connection portion and having an opening;
The external connection metal plate is fixed so as to contact the external connection portion by passing a bolt through the opening and tightening the screw portion and a corresponding nut or bolt.
The battery according to claim 1, wherein the external connection metal plate has a matte nickel plating layer on the surface.
前記負極は、グラファイトを含む負極活物質層を有し、
前記電解液は、リチウム塩溶質を有機溶媒に溶解した溶液である請求項1〜8のいずれか1つに記載の電池。 The positive electrode has a positive electrode active material layer containing lithium,
The negative electrode has a negative electrode active material layer containing graphite,
The battery according to claim 1, wherein the electrolytic solution is a solution in which a lithium salt solute is dissolved in an organic solvent.
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