JP2014107147A - 蓄電装置 - Google Patents

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寛恭 西原
Motoaki Okuda
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Abstract

【課題】貫通孔が塞がれることを抑制しつつ、各導電部材による短絡を抑制することができる蓄電装置を提供すること。
【解決手段】二次電池10は、電極組立体14が収容されるケース11と、ケース11に設けられ、電解液を注入するのに用いられる注液孔91とを備えている。ここで、二次電池10は、各導電部材41,42とケース11の内面11aとの間に配置された絶縁カバー111を備え、当該絶縁カバー111は、電極組立体14側に突出し、各導電部材41,42の間に嵌まる突出部122を備えている。
【選択図】図3

Description

本発明は、蓄電装置に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、走行用モータへの供給電力を蓄える蓄電装置としての二次電池が搭載されている。二次電池は、例えば端部に第1タブが設けられた第1電極と端部に第2タブが設けられた第2電極とがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、電極組立体が収容されるケースとを備えている。また、二次電池は、第1タブに接合された第1導電部材及び第2タブに接合された第2導電部材を備えている場合がある。そして、例えば特許文献1に示すように、二次電池は、ケースに設けられ、当該ケース内に電解液を注入するのに用いられる注液孔を備えているものが知られている。
特開2010−86776号公報
ここで、各導電部材がケースの内面側に移動すると、各導電部材とケースの内面とが接触して短絡が発生し得る。また、第1導電部材と第2導電部材とが互いに近づくように移動すると、両者が接触して短絡が発生し得る。
また、上記のように、ケースに注液孔等の貫通孔が設けられている構成にあっては、ケース内にて貫通孔が塞がれないようにする必要が生じ得る。
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、貫通孔が塞がれることを抑制しつつ、各導電部材による短絡を抑制することができる蓄電装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成する蓄電装置は、端部に第1タブが設けられた第1電極と、端部に第2タブが設けられた第2電極とがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、前記電極組立体が収容されるケースと、前記ケースに設けられた貫通孔と、前記第1タブと前記ケースの内面との間に設けられ前記第1タブと接合された第1導電部材、及び、前記第2タブと前記ケースの内面との間に設けられ前記第2タブと接合された第2導電部材と、前記第1導電部材及び前記第2導電部材と、前記ケースの内面との間に配置された絶縁部材と、を備え、前記第1導電部材及び前記第2導電部材は前記電極組立体の積層方向と直交する方向に離間して配置されており、前記絶縁部材は、前記電極組立体側に向けて突出し、前記第1導電部材と前記第2導電部材との間に介在している突出部と、前記突出部が前記第1導電部材と前記第2導電部材との間に介在している状態において前記貫通孔と連通する連通孔と、を備えていることを特徴とする。
かかる構成によれば、各導電部材とケースの内面との間に設けられた絶縁部材によって、各導電部材とケースの内面との接触が規制されている。また、絶縁部材の突出部が各導電部材の間に介在しているため、各導電部材の接触が規制されている。そして、突出部が各導電部材の間に介在している状態において貫通孔と連通する連通孔が設けられているため、貫通孔が絶縁部材で塞がれるといった不都合を回避することができる。
上記蓄電装置について、前記貫通孔及び前記連通孔は、前記第1導電部材と前記第2導電部材との間に配置されており、前記突出部は、前記連通孔の周縁部の少なくとも一部に設けられていることが好ましい。かかる構成によれば、貫通孔及び連通孔が各導電部材の間に配置されていることに対応させて、突出部が連通孔の周縁部の少なくとも一部に設けられている。これにより、突出部が各導電部材の間に介在することを通じて各導電部材の接触が規制されるとともに、突出部の分だけ連通孔の周縁部が肉厚となる。よって、連通孔の周縁部の強度向上を図ることができる。
上記蓄電装置について、前記貫通孔は、電解液の注液孔であることが好ましい。かかる構成によれば、電解液の注入が阻害されることを抑制しつつ、各導電部材による短絡を抑制することができる。
上記蓄電装置について、前記貫通孔を塞ぐものであって、前記ケースの内圧が開放圧を越えた場合に開放して前記ケース内のガスを排出する安全弁を備えていることが好ましい。かかる構成によれば、ガスの排出が阻害されることを抑制しつつ、各導電部材による短絡を抑制することができる。
上記蓄電装置について、二次電池であることが好ましい。
貫通孔が塞がれることを抑制しつつ、各導電部材による短絡を抑制することができる。
二次電池の斜視図。 電極組立体の分解斜視図。 二次電池の分解斜視図。 (a)は図1の4−4線断面図であり、(b)は(a)の部分拡大図。 図4(a)の5−5線断面図。 図5の6−6線断面図。 第2実施形態の二次電池の分解斜視図。 絶縁カバーが取り付けられた電極組立体の平面図。 図8の9−9線断面図。 別例の絶縁カバーを示す断面図。
(第1実施形態)
以下、図1〜図6を用いて蓄電装置の一実施形態について説明する。なお、図面の都合上、図6においては蓋13等がある状態の断面図を示す。
図1に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、その外形を構成するケース11を備えている。ケース11は、四角箱状の容器12と、その容器12に設けられた開口部分を塞ぐ矩形平板状の蓋13とから構成されている。このため、二次電池10は、その外形が角型の角型電池である。なお、容器12及び蓋13は金属製である。また、本実施形態の二次電池10は、リチウムイオン電池である。
図1に示すように、二次電池10は、ケース11に収容されている電極組立体14と、電極組立体14と電力のやり取りを行うのに用いられる正極端子15及び負極端子16とを備えている。各端子15,16はケース11、詳細には蓋13に取り付けられており、蓋13の長手方向の両端側に離間して配置されている。
図2に示すように、電極組立体14は、電極としての正極電極21及び負極電極22が、電気伝導に係るイオン(リチウムイオン)が通過可能な多孔質膜で形成されたセパレータ23を介して交互に積層されて構成されている。各電極21,22及びセパレータ23はそれぞれ、矩形のシート状である。なお、以降の説明において、特に断りが無い限り、積層方向とは、電極組立体14の積層方向である。
正極電極21は、矩形状の正極金属箔(例えばアルミニウム箔)21aと、当該正極金属箔21aの両面全体に設けられた正極活物質層21bと、を有する。負極電極22は、矩形状の負極金属箔(例えば銅箔)22aと、当該負極金属箔22aの両面全体に設けられた負極活物質層22bと、を有する。電極組立体14を構成している状態において、正極活物質層21bは負極活物質層22bによって覆われ、且つ、各電極21,22はセパレータ23によって覆われている。なお、正極電極21が第1電極に対応し、負極電極22が第2電極に対応する。
図2に示すように、正極電極21の端部21cには、第1タブとしての正極タブ31が突出して設けられている。同様に、負極電極22の端部22cには、第2タブとしての負極タブ32が突出して設けられている。ここで、負極タブ32は、負極電極22の端部22cの中央に配置されており、正極タブ31は、正極電極21の端部21cにおいてその中央よりも偏倚した位置に配置されている。
各電極21,22は、各タブ31,32の同一極性同士が列状に配置されるように重なっている。そして、図3に示すように、各正極タブ31は、電極組立体14の積層方向の一端側に寄せて集められ、その集められた状態で上記一端側とは反対側の他端側に向けて折り返されている。同様に、各負極タブ32は、電極組立体14の積層方向の一端側に寄せて集められ、その集められた状態で上記一端側とは反対側の他端側に向けて折り返されている。そして、電極組立体14は、各タブ31,32がある部位と蓋13とが対向する状態でケース11内に収容されている。
図3及び図4に示すように、二次電池10は、各タブ31,32と各端子15,16との同一極性同士を電気的に接続する正極導電部材41及び負極導電部材42を備えている。各導電部材41,42は、蓋13と電極組立体14との間に配置されており、蓋13側から電極組立体14側への方向及び電極組立体14の積層方向の双方と直交する方向に両者は離間して配置されている。なお、正極導電部材41が第1導電部材に対応し、負極導電部材42が第2導電部材に対応する。
正極導電部材41は、ケース11の内面11aと各正極タブ31との間にあって、各正極タブ31及び正極端子15の双方に接合されている。図3に示すように、正極端子15は、外周面にネジ溝が設けられた正極軸部15aと、正極軸部15aの軸線方向の端部に設けられた角柱状の正極頭部15bとを有している。正極導電部材41は、一枚の金属板、例えばアルミニウム板を屈曲させたものであり、積層方向から見てクランク形状となっている。正極導電部材41は、ケース11側にある第1正極パーツ51と、電極組立体14側にある第2正極パーツ52とを有している。正極導電部材41は、第1正極パーツ51が各正極タブ31に接合され、第2正極パーツ52が正極頭部15bに接合されることで取り付けられている。なお、接合の具体的な態様としては、例えば溶接が考えられる。
正極側と同様に、負極端子16は、負極軸部16aと負極頭部16bとを有している。負極導電部材42は、ケース11の内面11aと各負極タブ32との間にある。負極導電部材42は、一枚の金属板、例えば銅板を屈曲させることで積層方向から見てクランク形状となっており、ケース11側にある第1負極パーツ61と、電極組立体14側にあって負極頭部16bと接合された第2負極パーツ62とを有している。
ここで、既に説明した通り、負極タブ32は負極電極22の端部22cの中央に配置されている一方、正極タブ31は正極電極21の端部21cにおいて中央よりも偏倚した位置に配置されている。このため、図3及び図4(a)に示すように、蓋13側から電極組立体14側への方向及び積層方向の双方と直交する方向において、負極タブ32及び負極端子16間の距離は、正極タブ31及び正極端子15間の距離よりも長くなっている。これに対応させて、蓋13側から電極組立体14側への方向及び積層方向の双方と直交する方向における第1負極パーツ61の長さは、第1正極パーツ51の対応する長さよりも長くなっている。そして、第1負極パーツ61と各負極タブ32とが重なっており、第1負極パーツ61の負極タブ32側の面と、各負極タブ32とが接合されている。
ちなみに、図3及び図4(a)に示すように、各端子15,16の軸部15a,16aにおいて頭部15b,16b側とは反対側の端部はそれぞれ、蓋13に設けられた貫通孔13aを通ってケース11外に突出しており、その突出箇所には絶縁リング81が挿通された状態でナット82が螺着されている。
なお、各端子15,16の軸部15a,16aにはそれぞれ、シール部材としてのOリング83が取り付けられている。Oリング83が頭部15b,16bと蓋13との間に圧縮されることによって、各軸部15a,16aの周囲がシールされている。
また、二次電池10は、正極端子15の正極頭部15b及び第2正極パーツ52をカバーする正極側絶縁部材84を備えている。正極側絶縁部材84は、第2正極パーツ52の電極組立体14側の面を覆った状態で、正極頭部15b及び正極軸部15aに嵌合している。同様に、二次電池10は、第2負極パーツ62の電極組立体14側の面を覆った状態で、負極頭部16b及び負極軸部16aに嵌合する負極側絶縁部材85を備えている。
図3及び図4(a)に示すように、ケース11の蓋13には、電解液90を注入するのに用いられる注液孔91が設けられている。注液孔91は、蓋13の厚さ方向に貫通しており、その貫通方向から見て円形状である。
二次電池10は、注液孔91を封止する封止栓92を備えている。図4に示すように、封止栓92は、注液孔91の内壁部に設けられたネジ溝と螺合可能な軸部92aと、その軸部92aの軸線方向の端部に設けられ、軸部92aよりも拡径している頭部92bとを有している。また、注液孔91の周囲には、注液孔91の径よりも大きく設定された内径を有するリブ93が設けられている。リブ93と注液孔91の周縁部とによって凹部94が構成されており、その凹部94にはシール部材としてのOリング95が設けられている。封止栓92は、軸部92aとネジ溝とが螺合することによって取り付けられている。この場合、頭部92bと注液孔91の周縁部とによってOリング95が挟まれており、当該Oリング95によって注液孔91と封止栓92との間がシールされている。なお、注液孔91の貫通方向は、蓋13側から電極組立体14側への方向に沿う方向と一致している。
また、ケース11、詳細には蓋13には、ケース11内のガスが排出可能なガス排出孔101が設けられている。ガス排出孔101は蓋13の厚さ方向に貫通しており、その貫通方向から見て円形状である。ガス排出孔101と注液孔91とは並設されている。
ここで、ガス排出孔101は、蓋13の長手方向の中央に配置されている。そして、注液孔91は、ガス排出孔101に対して正極端子15側に配置されている。この場合、注液孔91の貫通方向から見て、ガス排出孔101は、負極導電部材42の第1負極パーツ61及び負極タブ32と重なっており、注液孔91は各導電部材41,42の間に配置されている。
図3及び図4(a)に示すように、ガス排出孔101は、蓋13の厚さよりも薄い板状の安全弁102によって閉塞されている。安全弁102は、蓋13と、蓋13に取り付けられた取付板103とによって挟まれている。なお、安全弁102は、Oリングを介して蓋13及び取付板103にシールされて挟まれるとよい。取付板103は、その厚さ方向から見て三角形状であり、取付板103の中央には、ガス排出孔101と同一径の貫通孔103aが設けられている。取付板103は、取付板103の蓋13側の面における当該貫通孔103aの周縁部に設けられ、蓋13側に向けて突出したボス103bを有している。
また、蓋13におけるガス排出孔101の周囲には、ガス排出孔101の径よりも大きく設定された内径を有するリブ104が設けられており、リブ104とガス排出孔101の周縁部とによって上記ボス103bが嵌合可能な凹部105が構成されている。安全弁102は、凹部105内に配置可能な範囲内でガス排出孔101よりも大きく構成されている。凹部105内に安全弁102が配置された状態でボス103bと凹部105とが嵌合するように取付板103がリブ104に取り付けられている。この場合、安全弁102は、ボス103bとガス排出孔101の周縁部とによって挟まれて固定されている。なお、注液孔91の周囲に設けられているリブ93と、ガス排出孔101の周囲に設けられているリブ104とは一体化されている。
安全弁102は、通常時はガス排出孔101を閉塞しており、ケース11内の内圧が開放圧を越えた場合には開放することにより、ガス排出孔101を介してケース11内のガスを排出させる。なお、安全弁102の厚さ方向とガス排出孔101の貫通方向とは一致しており、両者は注液孔91の貫通方向と一致している。
図3及び図4(a)に示すように、二次電池10は、各導電部材41,42とケース11の内面11aとの間に配置された絶縁部材としての絶縁カバー111を備えている。絶縁カバー111は、全体として矩形板状であり、その厚さ方向と注液孔91の貫通方向とが一致するように配置されている。注液孔91の貫通方向から見て、絶縁カバー111は、第1正極パーツ51及び第1負極パーツ61を覆っている。
絶縁カバー111におけるその厚さ方向と直交する両面111a,111bのうち注液孔91側の面111aは、ケース11の内面11aと当接している。また、絶縁カバー111の上記両面111a,111bのうち注液孔91側の面111aとは反対側にある各導電部材41,42側の面111bは、各導電部材41,42と当接している。つまり、絶縁カバー111は、各導電部材41,42と、注液孔91が設けられているケース11の内面11aとによって挟まれている。
ここで、絶縁カバー111において注液孔91の貫通方向から見て注液孔91と重なる位置には、注液孔91と連通する連通孔121が設けられている。連通孔121は、絶縁カバー111の厚さ方向に貫通している。連通孔121は、その貫通方向から見て円形状となっており、その径は注液孔91の径よりも大きく設定されている。
図4に示すように、絶縁カバー111の各導電部材41,42側の面111bには電極組立体14側に突出した突出部122が設けられている。図4及び図5に示すように、突出部122は、連通孔121の周縁部全体に亘って設けられており、全体として連通孔121の部分を切り欠いた四角柱状となっている。
注液孔91の貫通方向から見て注液孔91が各導電部材41,42の間に配置されていることに対応させて、注液孔91と連通する連通孔121も各導電部材41,42の間に配置されている。そして、その連通孔121の周縁部全体に亘って設けられている突出部122は、各導電部材41,42の間にある。この場合、注液孔91の周縁部は、突出部122が設けられている分だけ、注液孔91の周縁部以外の箇所と比較して肉厚となっている。
図4(b)に示すように、突出部122の突出寸法D1は、各導電部材41,42の厚さD2よりも厚く設定されており、突出部122の一部は、各タブ31,32の間に介在している。また、図5に示すように、注液孔91の貫通方向及び積層方向の双方と直交する方向における突出部122の長さL1は、注液孔91の貫通方向及び積層方向の双方と直交する方向における各導電部材41,42間の距離と同一に設定されている。また、突出部122の積層方向の長さL2は、各導電部材41,42の積層方向の長さL3よりも若干長く設定されている。
図4(b)及び図5に示すように、突出部122は、第1正極パーツ51の第1負極パーツ61側の端部51aと、第1負極パーツ61の第1正極パーツ51側の端部61aとに対して当接している。つまり、突出部122は、各導電部材41,42の間に嵌っている。そして、突出部122が各導電部材41,42の間に嵌っている状態において、注液孔91と連通孔121とが連通している。換言すれば、突出部122が各導電部材41,42の間に嵌っている状態において、注液孔91と連通するように連通孔121の位置が設定されている。
なお、図示は省略するが、安全弁102の厚さ方向から見て安全弁102と対向する位置における絶縁カバー111の注液孔91側の面111aには溝が設けられており、当該溝を介してケース11内のガスがガス排出孔101に到達するようになっている。
ちなみに、図5及び図6に示すように、絶縁カバー111は、その短手方向の両端部から電極組立体14側に起立した一対の壁部123,124を備えている。一対の壁部123,124は、突出部122が各導電部材41,42の間に嵌っている状態において各タブ31,32を積層方向から覆っている。
次に本実施形態の二次電池10の作用について説明する。
各導電部材41,42と、注液孔91が設けられたケース11の内面11aとの間に設けられている絶縁カバー111によって、各導電部材41,42とケース11の内面11aとの接触が規制されている。また、絶縁カバー111の各導電部材41,42側の面111bには突出部122が設けられており、その突出部122が各導電部材41,42の間に嵌っていることにより、各導電部材41,42同士の接触が規制されている。
次に、本実施形態の二次電池10の製造方法の一部である絶縁カバー111の取り付け工程及び電解液90の注入工程について説明する。
絶縁カバー111の取り付け工程では、先ず各タブ31,32と各導電部材41,42との同一極性同士が接合されたものに対して、絶縁カバー111を取り付ける。この際、突出部122が各導電部材41,42の間に嵌まるように、各導電部材41,42に対する絶縁カバー111の位置を決める。
ケース11内に絶縁カバー111等の各種部品が収容された状態で蓋13と容器12との接合が行われた後に実行される電解液90の注入工程では、注液孔91を介して電解液90を注入する。この場合、電解液90は、連通孔121を介して電極組立体14側に流入する。電解液90の注入が完了した後は、封止栓92を用いて注液孔91を封止する。
本実施形態の二次電池10の製造方法の作用について説明する。
突出部122が各導電部材41,42の間に嵌まるように絶縁カバー111を取り付けることで、各導電部材41,42に対する絶縁カバー111の位置が決まる。また、各導電部材41,42の間に突出部122が嵌っている状態において注液孔91と連通する連通孔121が設けられているため、電解液90の注入が絶縁カバー111に阻害されないようになっている。
以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
(1)各導電部材41,42が電極組立体14の積層方向及び注液孔91の貫通方向の双方と直交する方向に離間して配置されている構成において、各導電部材41,42とケース11の内面11aとの間に配置された絶縁カバー111を備える構成とした。そして、当該絶縁カバー111の各導電部材41,42側の面111bに、電極組立体14側に向けて突出し、各導電部材41,42の間に介在している突出部122を設けた。これにより、各導電部材41,42とケース11の内面11aとの接触、及び、各導電部材41,42同士の接触を抑制することができる。
また、絶縁カバー111の取り付けの際は、突出部122が各導電部材41,42の間に嵌まるようにすればよいため、各導電部材41,42に対する絶縁カバー111の位置合わせを容易に行うことができる。
かかる構成において、絶縁カバー111に、突出部122が各導電部材41,42の間に介在している状態において注液孔91と連通する連通孔121を設けた。これにより、注液孔91が絶縁カバー111によって塞がれることを回避することができる。よって、注液孔91を介した電解液90の注入が絶縁カバー111に阻害されるといった不都合を回避することができる。
(2)特に、突出部122は、各導電部材41,42の間に嵌っており、第1正極パーツ51の第1負極パーツ61側の端部51aと、第1負極パーツ61の第1正極パーツ51側の端部61aとに対して当接している。これにより、突出部122と各導電部材41,42との当接によって、各導電部材41,42に対する絶縁カバー111の位置ずれが抑制されている。よって、各導電部材41,42に対する絶縁カバー111の位置ずれに起因して連通孔121が注液孔91からずれるという不都合を回避することができる。
(3)注液孔91の貫通方向から見て、注液孔91及び連通孔121は各導電部材41,42の間に配置されている。そして、突出部122は、連通孔121の周縁部全体に亘って設けられている。これにより、突出部122が各導電部材41,42の間に介在しつつ、突出部122の分だけ連通孔121の周縁部が肉厚となる。よって、連通孔121の周縁部の強度向上を図ることができる。
(第2実施形態)
本実施形態では、負極タブの位置及び絶縁カバーの形状が異なっている。図7〜図9を用いて、その異なる点について説明する。なお、第1実施形態と同一の構成については同一の符号を付すとともに、その説明を省略する。また、図面の都合上、図8においてはケース11を省略して示し、図9においてはケース11がある状態における9−9線断面図を示す。
図7に示すように、本実施形態では、注液孔91の貫通方向から見て、負極タブ32は、安全弁102と重なる位置よりも正極タブ31とは反対側に配置されている。そして、それに対応させて、負極導電部材201の第1負極パーツ202の積層方向と直交する方向の長さは短く設定されている。このため、図8に示すように、注液孔91の貫通方向から見て、各導電部材41,201の間に注液孔91及びガス排出孔101が配置されている。
図7に示すように、本実施形態の絶縁カバー211は、各導電部材41,201とケース11の内面11aとの間に配置される一対の絶縁部212,213と、一対の絶縁部212,213を連結する一対の連結部214,215とを有している。一対の絶縁部212,213はそれぞれ板状であって、その厚さ方向と直交する両面のうちケース11の内面11a側の面がケース11の内面11aと当接している。
図7及び図8に示すように、一対の絶縁部212,213は、注液孔91の貫通方向及び積層方向の双方と直交する方向に離間して配置されており、一対の絶縁部212,213の間に注液孔91及び安全弁102が配置されている。そして、一方の絶縁部212におけるケース11の内面11aとは反対側の面は正極導電部材41に当接しており、他方の絶縁部213におけるケース11の内面11aとは反対側の面は負極導電部材201に当接している。
図7に示すように、一対の連結部214,215は一対の絶縁部212,213の積層方向の両端部から電極組立体14側に向けて起立した壁部で構成されている。一方の連結部214は、一対の絶縁部212,213の積層方向の一方の端部同士を連結し、他方の連結部215は、一対の絶縁部212,213の積層方向の他方の端部同士を連結している。このため、一対の連結部214,215は、積層方向に離間して配置されている。この場合、図8に示すように、注液孔91の貫通方向から見て、一対の絶縁部212,213の対向する端部212a,213aと一対の連結部214,215とによって、注液孔91及びガス排出孔101と連通する連通孔221が構成されている。この場合、一対の絶縁部212,213の対向する端部212a,213a及び一対の連結部214,215が連通孔221の周縁部に含まれていると言える。
ここで、図8に示すように、一対の連結部214,215の積層方向の距離L4は、各導電部材41,201の積層方向の長さL3よりも短く設定されている。また、図9に示すように、注液孔91の厚さ方向及び積層方向の双方と直交する方向における一対の連結部214,215の長さL5は、各導電部材41,201間の距離と同一に設定されている。そして、一対の絶縁部212,213に対する一対の連結部214,215の起立寸法は、各導電部材41,201の厚さよりも長く設定されている。そして、一対の連結部214,215は、第1正極パーツ51及び第1負極パーツ202において積層方向と直交する方向に対向する両端部51a,202aと当接している。つまり、一対の連結部214,215は各導電部材41,201の間に嵌まっている。なお、本実施形態の絶縁カバー211の取り付け工程では、一対の連結部214,215が各導電部材41,201の間に嵌まるように絶縁カバー211を取り付ける。
本実施形態の作用について説明する。
一対の連結部214,215が各導電部材41,201の間に嵌まることによって、各導電部材41,201の接触、及び各導電部材41,201に対する絶縁カバー211の位置ずれが規制されている。また、一対の連結部214,215が各導電部材41,201の間に嵌っている状態において注液孔91及びガス排出孔101の双方と連通する連通孔221が設けられているため、注液孔91及びガス排出孔101が絶縁カバー211によって塞がれないようになっている。
なお、一対の連結部214,215は一対の絶縁部212,213に対して電極組立体14側に突出し、且つ、各導電部材41,201の間に介在していることに着目すれば、一対の連結部214,215が「突出部」に対応していると言える。そして、一対の絶縁部212,213の対向する端部212a,213a及び一対の連結部214,215が、連通孔221の周縁部に含まれていることに着目すれば、一対の連結部214,215は、連通孔221の周縁部における肉厚部であるとも言える。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果を奏する。
(4)各導電部材41,201とケース11の内面11aとの間に一対の絶縁部212,213を設け、その一対の絶縁部212,213を連結する一対の連結部214,215を設けた。これにより、各導電部材41,201とケース11との接触を抑制しつつ、一対の絶縁部212,213の位置ずれを抑制することができる。
かかる構成において、一対の連結部214,215が各導電部材41,201の間に嵌まるようにした。これにより、各導電部材41,201の接触を抑制することができるとともに、各導電部材41,201に対する絶縁カバー211の位置ずれを抑制することができる。
さらに、一対の連結部214,215が各導電部材41,201の間に嵌っている状態において、注液孔91及びガス排出孔101双方と連通する連通孔221が設けられている。これにより、これら注液孔91及びガス排出孔101が絶縁カバー211にて塞がれないようになっている。よって、ガスの排出及び電解液90の注入を好適に行うことができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 第2実施形態では、連通孔221は、注液孔91及びガス排出孔101双方と連通するものであったが、これに限られない。例えば、図10に示す絶縁カバー311は、一対の絶縁部312,313が互いに近づく方向に延びている。そして、絶縁カバー311には、ガス排出孔101のみに連通する連通孔321が設けられている。この場合、連通孔321を小さくすることを通じて、絶縁カバー311の強度向上を図ることができる。つまり、連通孔の連通対象となる貫通孔は、ガス排出孔101及び注液孔91のいずれであってもよいし、双方であってもよい。
○ 第1実施形態において、第1負極パーツ61は、厚さが相違する厚肉部及び薄肉部を有する構成であってもよい。この場合、薄肉部と負極タブ32とが当接し、その当接箇所にて溶接される構成とするとよい。これにより、溶接に係る熱の拡散を抑制することができるため、溶接不良を抑制することができる。かかる構成においては、第1負極パーツ61のケース11の内面11a側の面に厚肉部及び薄肉部の境界としての段差部が設けられており、突出部は段差部と当接している構成としてもよい。
○ 第1実施形態では、突出部122は各導電部材41,42の間に嵌っており、第1正極パーツ51及び第1負極パーツ61の対向する両端部51a,61aと当接していたが、これに限られない。要は、突出部は、各導電部材41,42の間に介在していればよく、突出部122と、上記各端部51a,61aとの間に隙間が形成されていてもよい。この場合、連通孔121の直径は、注液孔91の直径と上記隙間の距離を合わせたものと同一又はそれよりも大きく設定するとよい。
○ また、各導電部材41,42の間に介在することができれば、突出部122の具体的な形状は任意である。例えば、円筒状等の環状であってもよい。
○ 突出部122は、連通孔121の周縁部全体に亘って設けられていたが、これに限られず、周縁部の一部に設けられている構成であってもよい。要は、突出部122は連通孔121の周縁部の少なくとも一部に設けられていればよい。
○ 各実施形態では、注液孔91及びガス排出孔101は円形状であったが、具体的な形状は任意であり、例えば楕円形状などでもよい。また、絶縁カバー111,211に設けられる連通孔121,221は、注液孔91又はガス排出孔101よりも大きければ、その具体的な形状は任意である。
○ 第1実施形態では、連通孔121の径は注液孔91の径よりも大きく設定されていたが、これに限られず、例えば両者の径を同一又はそれよりも小さく設定してもよい。
○ 突出部122の突出寸法D1は、各導電部材41,42の厚さD2よりも長く設定されていたが、これに限られず、同一に設定してもよいし、それよりも短くしてもよい。
○ 第1実施形態において、注液孔91は各導電部材41,42の間に配置されていたが、これに限られず、注液孔91の貫通方向から見て、各導電部材41,42のいずれか一方と重なる位置に注液孔91が設けられていてもよい。この場合、連通孔121の周縁部ではなく、注液孔91の貫通方向から見て、各導電部材41,42の間にある絶縁カバー111の各導電部材41,42側の面111bに突出部を設けるとよい。
○ 絶縁カバー111は、各導電部材41,42とケース11の内面11aとによって挟まれていたが、これに限られず、離間して配置されていてもよい。要は、絶縁カバー111は、各導電部材41,42とケース11の内面11aとの間にあればよい。
○ 各導電部材41,42は、積層方向から見てクランク形状であったが、これに限られず、各端子15,16と各タブ31,32との同一極性同士が接合されていれば、その具体的な形状は任意である。
○ 各実施形態では、蓋13に注液孔91及びガス排出孔101が設けられていたが、これに限られず、容器12の各面のいずれかに設けられていてもよい。この場合、注液孔91及びガス排出孔101が設けられている容器12の内面と対向するように各導電部材41,42を設け、絶縁カバー111は、その容器12の内面と各導電部材41,42との間に配置されていればよい。
○ また、注液孔91とガス排出孔101とは、ケース11の同一面に設けられていたが、これに限られず、別々の面に設けられている構成であってもよい。
○ 各実施形態では、注液孔91とガス排出孔101の2つの貫通孔が設けられていたが、これに限られず、1つの貫通孔のみを設ける構成であってもよい。この場合、注液後に貫通孔を安全弁102で閉塞すればよい。
○ 各実施形態では、安全弁102は蓋13の中央に配置されていたが、これに限られず、ずれた位置に配置されていてもよい。
○ 各実施形態の二次電池10が搭載される対象は任意である。例えば、自動車や産業用車両等の車両に搭載してもよいし、定置用の蓄電ユニットに搭載してもよい。
○ 本発明を、電気二重層キャパシタ等の他の蓄電装置に適用してもよい。
○ 各実施形態では、二次電池10はリチウムイオン二次電池であったが、これに限られず、ニッケル水素等の他の二次電池であってもよい。要は、正極活物質層と負極活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に記載する。
(イ)端部に第1タブが設けられた第1電極と、端部に第2タブが設けられた第2電極とがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、電極組立体が収容されるケースと、第1タブとケースの内面との間に設けられ第1タブと接合された第1導電部材、及び、第2タブとケースの内面との間に設けられ第2タブと接合された第2導電部材と、第1導電部材及び第2導電部材と、ケースの内面との間に配置された絶縁部材と、を備え、第1導電部材及び第2導電部材は貫通孔の貫通方向に直交する方向に離間して配置されており、絶縁部材は、電極組立体側に向けて突出し、第1導電部材と第2導電部材との間に介在している突出部を備えていることを特徴とする蓄電装置。
かかる構成によれば、各導電部材とケースの内面との間に設けられた絶縁部材によって、各導電部材とケースの内面との接触が規制されている。また、絶縁部材の突出部が各導電部材の間に介在しているため、各導電部材の接触が規制されている。よって、各導電部材による短絡を抑制することができる。なお、上記技術的思想に着目した場合、絶縁カバー111において連通孔121を省略してもよいし、各導電部材41,42を積層方向に離間して配置してもよい。
(ロ)突出部は、連通孔の周縁部全体に亘って設けられてもよい。
(ハ)突出部は、第1導電部材と第2導電部材との間に嵌っていてもよい。
10…二次電池(蓄電装置)、11…ケース、12…容器、13…蓋、14…電極組立体、31,32…タブ、41,42…導電部材、91…注液孔、101…ガス排出孔、102…安全弁、111…絶縁カバー(絶縁部材)、111a…絶縁カバーの注液孔側の面、111b…絶縁カバーの各導電部材側の面、121…連通孔、122…突出部、211…第2実施形態の絶縁カバー、214,215…連結部(突出部)、221…第2実施形態の連通孔。

Claims (5)

  1. 端部に第1タブが設けられた第1電極と、端部に第2タブが設けられた第2電極とがセパレータを間に挟んだ状態で積層された電極組立体と、
    前記電極組立体が収容されるケースと、
    前記ケースに設けられた貫通孔と、
    前記第1タブと前記ケースの内面との間に設けられ前記第1タブと接合された第1導電部材、及び、前記第2タブと前記ケースの内面との間に設けられ前記第2タブと接合された第2導電部材と、
    前記第1導電部材及び前記第2導電部材と、前記ケースの内面との間に配置された絶縁部材と、
    を備え、
    前記第1導電部材及び前記第2導電部材は前記電極組立体の積層方向と直交する方向に離間して配置されており、
    前記絶縁部材は、
    前記電極組立体側に向けて突出し、前記第1導電部材と前記第2導電部材との間に介在している突出部と、
    前記突出部が前記第1導電部材と前記第2導電部材との間に介在している状態において前記貫通孔と連通する連通孔と、
    を備えていることを特徴とする蓄電装置。
  2. 前記貫通孔及び前記連通孔は、前記第1導電部材と前記第2導電部材との間に配置されており、
    前記突出部は、前記連通孔の周縁部の少なくとも一部に設けられている請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 前記貫通孔は、電解液の注液孔である請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
  4. 前記貫通孔を塞ぐものであって、前記ケースの内圧が開放圧を越えた場合に開放して前記ケース内のガスを排出する安全弁を備えている請求項1〜3のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
  5. 二次電池である請求項1〜4のうちいずれか一項に記載の蓄電装置。
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