JP2011527488A

JP2011527488A - 電極タブとカバープレートとの接続構造

Info

Publication number: JP2011527488A
Application number: JP2011516945A
Authority: JP
Inventors: グオ，チュンタイ; リュウ，ファン; チュー，リーレン
Original assignee: ビーエイケイ・エレクトロニック（シェンツェン）・カンパニー・リミテッド
Priority date: 2008-07-10
Filing date: 2008-09-23
Publication date: 2011-10-27
Also published as: HK1140314A1; EP2306546A1; US20110159357A1; US8669005B2; WO2010003296A1; CN101626067A; KR20110044994A; CN101626067B

Abstract

電極タブ（７）と、カバープレート（１）とを有する、電芯の電極タブ（７）とカバープレート（１）との接続構造が提供される。電芯（８）の端部に絶縁スペーサー（６）及び導電性弾性リング（５）が設置され、電極タブ（７）は、絶縁スペーサー（６）に設置された穴部を貫通して導電性弾性リング（５）に電気的に接続され、導電性弾性リング（５）は、前記導電性弾性リング（５）に設置される弾性ガスケット（４）を介してカバープレート（１）に電気的に接続される。前記導電性弾性リング（５）と前記弾性ガスケット（４）に設けられる係止螺子（３）の一端に設置される係止溝（３０２）は、絶縁スペーサー（６）に設置される弾性係止フック（６０３）にマッチングする。

Description

本発明は、電池構造に関するものであり、特に、電極タブとカバープレートとを接続するための接続構造に関するものである。

リチウムイオン二次電池は、負極板と、正極板と、電解液と、正極板と負極板との間に設置され短絡を防止するための隔膜とを備える。正極板と負極板をシート状或いは箔状として作製し、電極板及びその間における隔膜を順次に積層したり、またはスパイラル状として巻いたりして電芯を作成し、作製した電芯を、ステンレス鋼や、ニッケルめっきされた鉄や、アルミニウムケーシング等から作製された電池容器、又は、軟包装フィルムが積層された電池容器に入れて電解液を注入してその容器を密封して電池として作成する。ここで、電芯と外部との電気導通は、極板に接続する電極タブと、極柱又はカバープレートとを接続することによって実現している。

現在、一般的な接続方法としては、超音波溶接又は金属溶融溶接によって極板に設けられた複数の電極タブを接続させ、接続された複数の電極タブを金属導体の一端に接続して導通させ、金属導体のもう一端にケーシングの上下のカバープレートを接続して導通させることによって極板の電極タブと電池ケーシングの導電柱との導通接続を実現することができる。
しかし、当該方法を利用した電池の製造において、操作は複雑である。特に、溶融溶接過程中に、金属粒子がスプラッシュすることで電芯の安全性及び性能に悪い影響を及ぼす恐れがある。浸透溶接でも機械振動や操作の不便等によって電極タブと極板との接続に支障が起こって電池の性能に悪い影響を及ぼす恐れがある。

本発明は、上記した欠陥を克服し、容易に組み立てることができるし、溶接の必要がなく、電極タブと導電体の間に大きな接触面積を有する、電極タブとカバープレートとの接続構造を提供することを目的とする。

上記の目的を実現するため、本発明は、電極タブと、カバープレートとを有する、電芯の電極タブとカバープレートとの接続構造であって、絶縁スペーサーと、絶縁スペーサーに設けられる導電性弾性リングとを備え、前記電極タブは、絶縁スペーサーに設置された穴部を貫通して導電性弾性リングに電気的に接続され、前記導電性弾性リングはカバープレートに電気的に接続されることを特徴とする接続構造である。

また、前記接続構造において、前記導電性弾性リングは、カバープレートに接触して電気的に接続される。

また、前記接続構造において、弾性ガスケットが更に設置され、前記導電性弾性リングは、弾性ガスケットによって押し付けられるとともに、前記弾性ガスケットを介してカバープレートに電気的に接続される。

また、前記接続構造において、前記絶縁スペーサーに取付用階段部が設置され、前記導電性弾性リングと前記弾性ガスケットの外縁は、取付用階段部の内側に係止される。

また、前記接続構造において、前記取付用階段部は、絶縁スペーサーの内壁に設置される複数の取付用スナップフィットによって構成されてなる。

また、前記接続構造において、前記取付用階段部は、絶縁スペーサーの内壁に設置される取付用環状溝によって構成されてなる。

また、前記接続構造において、導電性弾性リングに弾性ガスケットを押し付けるための押付け面を一端に有するとともに、前記絶縁スペーサーに設置された弾性係止フックとマッチングする係止溝をもう一端に有する係止螺子を更に備える。

また、前記接続構造において、前記カバープレートと係止螺子の間に、伸縮可能な導体は更に設置され、前記弾性ガスケットは、係止螺子と伸縮可能な導体を介してカバープレートに電気的に接続される。

また、前記接続構造において、前記電極タブは、複数設置される。

本発明は、従来の技術と比較すると、下記の有益な効果を有する。

１．導電性弾性リングが設置されるため、簡単に組み立てることによって電気タブが導電性弾性リングに電気的に接続され、更に、溶接することがなくカバープレートに電気的に接続することができ、溶接中に金属粒子がスプラッシュすることで電池の安全性及び性能に悪い影響を及ぼすことを防止すると共に、組み立てる効率を向上することもできる。また、絶縁スペーサーが設置されるため、接続される金属導体と、ケーシング又は極板との接触による短絡を有効に防止することができる。

２．弾性ガスケットが設置されるため、電極タブと導電性弾性リングとが確実に接続され、電極タブと導電性弾性リングとの接触面積が拡大され、従来の溶接技術において不良溶接による内部抵抗が高すぎるという問題が克服される。

３．絶縁スペーサーに設けられる弾性係止フックにマッチングする係止螺子が設置されるため、弾性ガスケットの変形に対抗して接続を強化させ、弾性ガスケットの変形による接触不良を防止することができる。

本発明の実施形態の構造図である。本発明の実施形態の分解図である。図１に示す絶縁スペーサーの構造図である。図３の左側面図である。他の絶縁スペーサーの構造図である。図１に示す係止螺子の構造図である。図１に示す弾性ガスケットの構造図である。他の弾性ガスケットの構造図である。

図１〜３に示すように、電池は、カバープレート１と、伸縮可能な導体２と、係止螺子３と、弾性ガスケット４と、導電性弾性リング５と、絶縁スペーサー６と、電芯８と、電池ケーシング部９とを備える。電芯８の端部に、正電極タブと負電極タブからなる電極タブ７が突設される。それぞれ、電芯８の二つの端部に設置される。

電芯８は整体として円柱体であり、円筒状のケーシング部９内に設けられる。

絶縁スペーサー６の外周壁は、電池ケーシング部９の内部キャビティにマッチングする形状を有し、絶縁スペーサー６の底面が電芯８の端面に配置される。絶縁スペーサー６に穴部６０１が設置される。電芯の電極タブ７が底面から穴部６０１を貫通して他の面まで延伸する。

導電性弾性リング５が絶縁スペーサー６に積層され、さらに、弾性ガスケット４が導電性弾性リング５に積層される。絶縁スペーサー６の外縁の内壁に取付用階段部６０２が設置される。電極タブを迅速に装着し、導電体との接触を確保するように、導電性弾性リング５と弾性ガスケット４の外縁が取付用階段部６０２に係止される。取付用階段部６０２は、図４に示すように、絶縁スペーサー６の内壁に分布する複数の取付用スナップフィットによって構成されてもよく、または、図５に示すように、絶縁スペーサー６の内壁に設置された取付用環状溝によって構成されてもよい。

図６に示すように、係止螺子３は、導電性弾性リング５に弾性ガスケット４を押し付けるための押付け面３０１を一端に有するとともに、係止溝３０２をもう一端に有する。絶縁スペーサー６において、係止溝３０２に対応する位置に弾性係止フック６０３（図３を参照）が設置される。弾性係止フック６０３は係止溝３０２にマッチングして、押付け面３０１と共同で導電性弾性リング５に弾性ガスケット４を押し付けることによって、導電性弾性ガスケットの変形に対抗して接続を強化させる。導電弾性リング５は電極タブ７を押し付けて十分に接触できると共に、電極タブ７と弾性ガスケット４とを導通接続させることができる。弾性ガスケット４は、絶縁スペーサー６の外縁の内側に設置された取付用階段部６０２に係止されると共に、充填した導電性弾性リング５を固定して導電性弾性リング５に対して予圧をかけることができる。

弾性ガスケット４は、図７の示すように、係止螺子３がその中心穴部を貫通する。

さらに、図８に示すように、弾性ガスケット４は、中心穴部に貫通する切欠部４０１と、ギャップ部４０１両側の取付用穴部４０２とを備える構成であってもいい。この場合は、係止螺子３を中心穴に係止させる際に、工具を取付用穴部４０２に挿入して切欠部４０１をオープンして中心孔を広げることができる。

伸縮可能な導体２は、係止螺子３と、カバープレート１の正／負極リードとの間に接続され、あるいは、弾性ガスケット４と、カバープレート１の正／負極リードとの間に接続される。これによって、電極タブ７とカバープレート１との導電接続を実現することができる。

前記構造の電池は、下記の工程で組み立てることができる。

（１）絶縁スペーサー６を装着する工程において、絶縁スペーサー６を電芯８の端部に配置して電極タブ７を絶縁スペーサーの穴部６０１を貫通させる。

（２）電極タブ７を押し付けて導電性弾性リング５を充填する工程において、電極タブ７の、絶縁スペーサー６から延び出した部分を曲げ、それに導電性弾性リング５を充填して、電極タブ７と導電性弾性リング５との電気的接続を実現する。

（３）弾性ガスケット４を係止する工程において、絶縁スペーサー６内に弾性ガスケット４を押圧して取付用階段部６０２の下部に係止し、電性弾性リング５と弾性ガスケット４との電気的接続を実現する。

（４）係止螺子３を挿入する工程において、弾性係止フック６０３を係止螺子３の下端に設けられた係止溝３０２にマッチングさせ、係止螺子３の上端に設けられた押し付け面３によって弾性ガスケット４を押し付け、伸縮可能な導体２を介してカバープレート１と係止螺子３とを接続し、あるいは、伸縮可能な導体２を介してカバープレート１と弾性ガスケット４とを接続することによって、最終的に電極タブ７とカバープレート１との電気的接続を実現する。

（５）電池ケーシング部９とカバープレート１との間を密封して固定する工程。

前記係止螺子３と、弾性ガスケット４と、導電性弾性リング５と、絶縁スペーサー６と電極タブ７とは、接触式接続を採用している。溶接することがなく、各部分間の接触圧力によって確実な接触を確保できる。

発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施形態または実施例は、あくまでも、本発明の技術内容を明らかにするものであって、そのような具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、本発明の精神と次に記載する特許請求事項の範囲内で、いろいろと変更して実施することができるものである。

Claims

電極タブと、カバープレートとを有する、電芯の電極タブとカバープレートとの接続構造であって、絶縁スペーサー及び当該絶縁スペーサーに設けられる導電性弾性リングを備え、前記電極タブは、前記絶縁スペーサーに設置された穴部を貫通して前記導電性弾性リングに電気的に接続され、前記導電性弾性リングは、前記カバープレートに電気的に接続されている、接続構造。
前記導電性弾性リングは、前記カバープレートに接触して電気的に接続される請求項１に記載の接続構造。
弾性ガスケットを更に備え、前記導電性弾性リングは、前記弾性ガスケットによって押し付けられるとともに、前記弾性ガスケットを介して前記カバープレートに電気的に接続される請求項１に記載の接続構造。
前記絶縁スペーサーに取付用階段部が設置され、前記導電性弾性リング及び前記弾性ガスケットの外縁が、前記取付用階段部の内側に係止される請求項３に記載の接続構造。
前記取付用階段部は、前記絶縁スペーサーの内壁に設置される複数の取付用スナップフィットによって構成されてなる請求項４に記載の接続構造。
前記取付用階段部は、前記絶縁スペーサーの内壁に設置される取付用環状溝によって構成されてなる請求項４に記載の接続構造。
前記導電性弾性リングに前記弾性ガスケットを押し付けるための押付け面を一端に有するとともに、前記絶縁スペーサーに設置された弾性係止フックとマッチングする係止溝をもう一端に有する係止螺子を備える請求項４に記載の接続構造。
前記カバープレートと前記係止螺子との間に伸縮可能な導体が更に設置され、前記弾性ガスケットは、前記係止螺子及び前記伸縮可能な導体を介して前記カバープレートに電気的に接続される請求項７に記載の接続構造。
前記電極タブは複数設置される請求項１に記載の接続構造。