JP2014170754A - 蓄電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】蓄電装置において、集電体を安定的に支持できるようにする
【解決手段】正極板と負極板とを備えて蓄電する蓄電要素が筐体BC内に備えられ、前記筐体BCの外方側に配置される電極端子5と、前記正極板及び前記負極板とを夫々電気的に接続する集電体4が備えられ、前記集電体4は、前記電極端子5が配置されている面に沿って延びて前記筐体に固定される第1姿勢部分FPと、その第1姿勢部分FPと交差する方向に延びて前記蓄電要素と接続される第2姿勢部分SPとを備えて形成されている蓄電装置において、前記筐体BCにおける前記集電体4の前記第1姿勢部分FPと対向する位置に、電解液を注入するために注液孔16が形成され、その注液孔16を貫通する状態で配置される固定用部材FEによって前記筐体BCと前記第1姿勢部分FPとが固定されている。
【選択図】図3
【解決手段】正極板と負極板とを備えて蓄電する蓄電要素が筐体BC内に備えられ、前記筐体BCの外方側に配置される電極端子5と、前記正極板及び前記負極板とを夫々電気的に接続する集電体4が備えられ、前記集電体4は、前記電極端子5が配置されている面に沿って延びて前記筐体に固定される第1姿勢部分FPと、その第1姿勢部分FPと交差する方向に延びて前記蓄電要素と接続される第2姿勢部分SPとを備えて形成されている蓄電装置において、前記筐体BCにおける前記集電体4の前記第1姿勢部分FPと対向する位置に、電解液を注入するために注液孔16が形成され、その注液孔16を貫通する状態で配置される固定用部材FEによって前記筐体BCと前記第1姿勢部分FPとが固定されている。
【選択図】図3
Description
本発明は、正極板と負極板とを備えて蓄電する蓄電要素が筐体内に備えられ、前記筐体の外方側に配置される電極端子と、前記正極板及び前記負極板とを夫々電気的に接続する集電体が備えられ、前記集電体は、前記電極端子が配置されている面に沿って延びて前記筐体に固定される第1姿勢部分と、その第1姿勢部分と交差する方向に延びて前記蓄電要素と接続される第2姿勢部分とを備えて形成されている蓄電装置に関する。
かかる蓄電装置は、電力の供給源である蓄電要素と装置筐体の外方側に設置される電極端子とを電気的に接続するための配線形態として、例えば下記特許文献1にも記載のような、集電体を例えばL字状に屈曲形成して、その交差する二つの部分のうちの一方(上記第1姿勢部分)を、電極端子が配置されている筐体面に沿って延びる姿勢で配置し、他方(上記第2姿勢部分)に蓄電要素を接続する場合がある。
しかしながら、上記従来構成では、集電体に蓄電要素の荷重が作用する関係となるために、集電体の取付箇所でその荷重を支えることになる。
そのような蓄電要素の支持形態において、蓄電装置に振動や衝撃等の外部からの力が作用すると、集電体の取付箇所にかかる力が極めて大となる。
集電体の取付箇所は、蓄電要素と筐体外方側の電極端子とを電気的に接続するという集電体の機能上、蓄電装置の筐体を貫通する配線部材に集電体が連結されているか、あるいは、集電体がそのまま延長されて筐体を貫通する場合もある。
従って、このような集電体の取付箇所に非常に大きな力が作用すると、液漏れが発生するか、あるいは、極端に大きな力が作用したような場合では集電体が損傷してしまう可能性もあり得る。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、集電体を安定的に支持できるようにする点にある。
そのような蓄電要素の支持形態において、蓄電装置に振動や衝撃等の外部からの力が作用すると、集電体の取付箇所にかかる力が極めて大となる。
集電体の取付箇所は、蓄電要素と筐体外方側の電極端子とを電気的に接続するという集電体の機能上、蓄電装置の筐体を貫通する配線部材に集電体が連結されているか、あるいは、集電体がそのまま延長されて筐体を貫通する場合もある。
従って、このような集電体の取付箇所に非常に大きな力が作用すると、液漏れが発生するか、あるいは、極端に大きな力が作用したような場合では集電体が損傷してしまう可能性もあり得る。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、集電体を安定的に支持できるようにする点にある。
本出願の第1の発明は、正極板と負極板とを備えて蓄電する蓄電要素が筐体内に備えられ、前記筐体の外方側に配置される電極端子と、前記正極板及び前記負極板とを夫々電気的に接続する集電体が備えられ、前記集電体は、前記電極端子が配置されている面に沿って延びて前記筐体に固定される第1姿勢部分と、その第1姿勢部分と交差する方向に延びて前記蓄電要素と接続される第2姿勢部分とを備えて形成されている蓄電装置において、前記筐体における前記集電体の前記第1姿勢部分と対向する位置に、電解液を注入するために注液孔が形成され、その注液孔を貫通する状態で配置される固定用部材によって前記筐体と前記第1姿勢部分とが固定されている。
すなわち、集電体が電極端子との電気配線のために本来固定される箇所とは別に、上記固定用部材にて集電体と筐体とを固定することで、集電体を安定的に支持する。
このように集電体を筐体側から支持するための構成としては、筐体に孔を開けて、その孔から固定用部材を筐体内に差し込み、それを集電体と連結する構成が考えられるが、そのような構成する場合には、上記固定用部材を差し込んだ孔を気密封止する工程が更に必要となり、製造工程の煩雑化を招いてしまう。
そこで、電解液の注入のために本来的に必要となる注液孔を利用して、上記固定用部材を配置するのである。
このように集電体を筐体側から支持するための構成としては、筐体に孔を開けて、その孔から固定用部材を筐体内に差し込み、それを集電体と連結する構成が考えられるが、そのような構成する場合には、上記固定用部材を差し込んだ孔を気密封止する工程が更に必要となり、製造工程の煩雑化を招いてしまう。
そこで、電解液の注入のために本来的に必要となる注液孔を利用して、上記固定用部材を配置するのである。
又、本出願の第2の発明は、上記第1の発明の構成に加えて、前記固定用部材は、前記注液孔を封止する注液栓を、前記第1姿勢部分の存在位置まで延出させて構成され、前記注液栓における前記第1姿勢部分側の端部が前記第1姿勢部分に接続されている。
すなわち、注液孔を封止するための注液栓を利用して、集電体を支持する上記固定用部材を構成するのである。
すなわち、注液孔を封止するための注液栓を利用して、集電体を支持する上記固定用部材を構成するのである。
又、本出願の第3の発明は、上記第1の発明の構成に加えて、前記固定用部材は、貫通型の中空部を有する中空リベットにて構成され、前記中空リベットにて前記筐体と前記第1姿勢部分とが連結固定されている。
すなわち、集電体の上記第1姿勢部分と筐体とを中空リベットにて固定連結するのであるが、その中空リベットとして、中空部が貫通した貫通型のものを使用することで、その中空部を電解液の注液経路として機能させるのである。
すなわち、集電体の上記第1姿勢部分と筐体とを中空リベットにて固定連結するのであるが、その中空リベットとして、中空部が貫通した貫通型のものを使用することで、その中空部を電解液の注液経路として機能させるのである。
又、本出願の第4の発明は、上記第1〜第3のいずれかの発明の構成に加えて、前記正極板と接続されている前記集電体と前記負極板と接続されている前記集電体とが機械的強度の異なる材質にて形成され、前記固定用部材は、機械的強度が弱い側の前記集電体と前記筐体とを固定している。
すなわち、電解液の注液孔は通常1箇所にのみ設置されるので、その注液孔を利用して、正極側あるいは負極側の集電体のうち機械的強度が弱い材質で形成されている方の集電体を支持する。
すなわち、電解液の注液孔は通常1箇所にのみ設置されるので、その注液孔を利用して、正極側あるいは負極側の集電体のうち機械的強度が弱い材質で形成されている方の集電体を支持する。
又、本出願の第5の発明は、上記第1〜第4のいずれかの発明の構成に加えて、前記第1姿勢部分に前記注液孔から注入された電解液を通過させる貫通孔が形成されている。
すなわち、筐体における注液孔の設置位置は、集電体の第1姿勢部分と対向する位置であるので、集電体の第1姿勢部分が注液孔から注入された電解液の流路を妨げる障害物となってしまう位置関係にある。
そこで、上記第1姿勢部分に貫通孔を形成して、注入された電解液を通過させることで、電解液の注入効率が低下してしまうのを抑制する。
すなわち、筐体における注液孔の設置位置は、集電体の第1姿勢部分と対向する位置であるので、集電体の第1姿勢部分が注液孔から注入された電解液の流路を妨げる障害物となってしまう位置関係にある。
そこで、上記第1姿勢部分に貫通孔を形成して、注入された電解液を通過させることで、電解液の注入効率が低下してしまうのを抑制する。
上記第1の発明によれば、電解液の注入のために本来的に必要となる注液孔を利用して、上記固定用部材を配置するので、集電体を支持するために必要となる構成を簡素化しながら、集電体を安定的に支持できるものとなった。
又、上記第2の発明によれば、注液孔を封止するための注液栓を利用して、集電体を支持する上記固定用部材を構成するので、集電体の支持構成を一層簡素化できるものとなる。
又、上記第3の発明によれば、筐体と集電体とを固定する中空リベットが、注入する電解液の経路となるので、集電体の支持構成と電解液の注入のための構成とを兼用させて構成の簡素化を図ることができる。
又、上記第4の発明によれば、機械的強度が弱い材質で形成されている方の集電体を上記固定用部材で支持するので、注液孔が1箇所にのみ設置される場合に、その注液孔を有効活用できる。
又、上記第5の発明によれば、上記第1姿勢部分に貫通孔を形成して、注入された電解液を通過させることで、電解液の注入効率が低下してしまうのを抑制して、蓄電装置の製造工程における作業効率の低下を抑制できる。
又、上記第2の発明によれば、注液孔を封止するための注液栓を利用して、集電体を支持する上記固定用部材を構成するので、集電体の支持構成を一層簡素化できるものとなる。
又、上記第3の発明によれば、筐体と集電体とを固定する中空リベットが、注入する電解液の経路となるので、集電体の支持構成と電解液の注入のための構成とを兼用させて構成の簡素化を図ることができる。
又、上記第4の発明によれば、機械的強度が弱い材質で形成されている方の集電体を上記固定用部材で支持するので、注液孔が1箇所にのみ設置される場合に、その注液孔を有効活用できる。
又、上記第5の発明によれば、上記第1姿勢部分に貫通孔を形成して、注入された電解液を通過させることで、電解液の注入効率が低下してしまうのを抑制して、蓄電装置の製造工程における作業効率の低下を抑制できる。
以下、本発明の蓄電装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
<第1実施形態>
本第1実施形態では、蓄電装置として二次電池の1例である非水電解液二次電池(より具体的にはリチウムイオン電池)を例示して説明する。
〔非水電解液二次電池RBの構成〕
図1及び図2の斜視図並びに図4の正面図に示すように、本実施の形態の非水電解液二次電池RBは、有底筒状(より具体的には有底矩形筒状)に形成された金属製の缶体1の開放面に略平板状に形成された金属製の蓋部2を被せて溶接して構成した金属製の筐体BCを有している。蓋部2は短冊状の長方形に形成されており、筐体BCは全体として扁平な直方体形状を有している。尚、図2は、完成した二次電池RB(図1に示すもの)から缶体1を除いて筐体BC内部の構成を図示している。
<第1実施形態>
本第1実施形態では、蓄電装置として二次電池の1例である非水電解液二次電池(より具体的にはリチウムイオン電池)を例示して説明する。
〔非水電解液二次電池RBの構成〕
図1及び図2の斜視図並びに図4の正面図に示すように、本実施の形態の非水電解液二次電池RBは、有底筒状(より具体的には有底矩形筒状)に形成された金属製の缶体1の開放面に略平板状に形成された金属製の蓋部2を被せて溶接して構成した金属製の筐体BCを有している。蓋部2は短冊状の長方形に形成されており、筐体BCは全体として扁平な直方体形状を有している。尚、図2は、完成した二次電池RB(図1に示すもの)から缶体1を除いて筐体BC内部の構成を図示している。
筐体BCの内部には、図2及び図4において2点鎖線で示す蓄電要素3と金属製の集電体4,6が電解液に浸される状態で収納配置されている。本実施の形態では、蓄電装置を二次電池RBとして構成する場合を例示しているので、蓄電要素3は、箔状の正極板と箔状の負極板とからなる一対の電極板の夫々に活物質を塗布し、セパレータを挟んで巻回して構成され、充電によって蓄電する。
蓄電要素3は、箔状の正極板において活物質を塗布していない未塗工部3aが側方に延出して集電体4に溶接され、箔状の負極板において活物質を塗布していない未塗工部3bがそれと反対側の側方に延出して集電体6に溶接されている。
蓄電要素3は、箔状の正極板において活物質を塗布していない未塗工部3aが側方に延出して集電体4に溶接され、箔状の負極板において活物質を塗布していない未塗工部3bがそれと反対側の側方に延出して集電体6に溶接されている。
金属製(具体的には、アルミニウム製)の蓋部2には、正極側の集電体4及びその集電体4に接続されている正極の電極端子である端子ボルト5と、負極側の集電体6及びその集電体6に接続されている負極の電極端子である端子ボルト7とが筐体BCの外方側に取り付けられている。集電体4,6は、端子ボルト5,7と蓄電要素3の正極板及び負極板とを、夫々、電気的に接続している。
集電体4,6は、図4及び正極側の集電体4については更に図3に示すように、全体として略L字状に金属板を折り曲げて形成されており、それらの上端部において、端子ボルト5,7が配置されている面である蓋部2の平面に沿って延びる第1姿勢部分FPと、その第1姿勢部分FPと90度で交差する方向に延びる第2姿勢部分SPとからなっている。
上記第1姿勢部分FPは、上記第2姿勢部分SPに連なる側と反対側の端部において端
子ボルト5,7との電気的な接続のために蓋部2に固定されている。
上記第2姿勢部分SPでは、蓄電要素3側の突出するように折り曲げ形成された接続部4a,6aが、上述のように、未塗工部3a,3bに夫々溶接されている。
端子ボルト5は、図3の断面図に示すように、それの頭部側にリベット部5aを有するように一体形成され、そのリベット部5aが蓋部2に形成された電極取付孔8を貫通する状態で配置されている。
端子ボルト5は、一対のパッキン9,10を介在させた状態で、蓋部2と集電体4とを挟み込み、リベット部5aをかしめて固定されている。
負極側の端子ボルト7の取付構造も正極側と同一構造であり、一対のパッキン11,12を介在させた状態で、蓋部2と集電体6とを挟み込み、リベット部7aをかしめて固定されている。
集電体4,6は、図4及び正極側の集電体4については更に図3に示すように、全体として略L字状に金属板を折り曲げて形成されており、それらの上端部において、端子ボルト5,7が配置されている面である蓋部2の平面に沿って延びる第1姿勢部分FPと、その第1姿勢部分FPと90度で交差する方向に延びる第2姿勢部分SPとからなっている。
上記第1姿勢部分FPは、上記第2姿勢部分SPに連なる側と反対側の端部において端
子ボルト5,7との電気的な接続のために蓋部2に固定されている。
上記第2姿勢部分SPでは、蓄電要素3側の突出するように折り曲げ形成された接続部4a,6aが、上述のように、未塗工部3a,3bに夫々溶接されている。
端子ボルト5は、図3の断面図に示すように、それの頭部側にリベット部5aを有するように一体形成され、そのリベット部5aが蓋部2に形成された電極取付孔8を貫通する状態で配置されている。
端子ボルト5は、一対のパッキン9,10を介在させた状態で、蓋部2と集電体4とを挟み込み、リベット部5aをかしめて固定されている。
負極側の端子ボルト7の取付構造も正極側と同一構造であり、一対のパッキン11,12を介在させた状態で、蓋部2と集電体6とを挟み込み、リベット部7aをかしめて固定されている。
上記端子ボルト5,7の取付構造においては、集電体4,6も含めて、正極側と負極側とで金属部材の材料のみが異なる。正極側の金属部材はアルミニウムにて構成し、負極側の金属部材は銅にて構成している。
蓋部2には、更に、図1及び図2に示すように、長手方向中央位置に安全弁13が取り付けられ、端子ボルト5の取付位置に隣接して、蓋部2の長手方向端部に注液栓14が取り付けられている。
安全弁13は、二次電池RBの筐体BC内の内圧が所定の作動圧力よりも高くなったときに、弁体を開放して内気を逃がすものである。
注液栓14は、図3に示すように、正極側の集電体4の第1姿勢部分FPと対向する位置に形成されている注液孔16を貫通するように取り付けられている。注液孔16は、筐体BC内へ電解液を注入するための開口である。
蓋部2には、更に、図1及び図2に示すように、長手方向中央位置に安全弁13が取り付けられ、端子ボルト5の取付位置に隣接して、蓋部2の長手方向端部に注液栓14が取り付けられている。
安全弁13は、二次電池RBの筐体BC内の内圧が所定の作動圧力よりも高くなったときに、弁体を開放して内気を逃がすものである。
注液栓14は、図3に示すように、正極側の集電体4の第1姿勢部分FPと対向する位置に形成されている注液孔16を貫通するように取り付けられている。注液孔16は、筐体BC内へ電解液を注入するための開口である。
注液栓14は、図6にも示すように、ボルト状に形成されており、ねじ部14a側は、上記第1姿勢部分FPの存在位置まで延出し、それの第1姿勢部分FP側の端部が第1姿勢部分FPに螺合する状態で接続している。
注液栓14の材質は金属または樹脂を用いることができる。金属としては、ステンレス、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金を用いることができ、例えば、本第1実施形態のように正極側の集電体4に取り付ける場合はアルミニウムで良い。又、負極側の集電体6に取り付けるのであれば、銅を用いることができる。銅単体のほか、ニッケルめっきした銅を用いることもできる。
更に、樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド樹脂を使用することができる。そして、樹脂製のものを用いる場合は、水分透過性を低減するために、大気にさらされる部分に金属めっきすることが好ましい。樹脂製の注液栓14を用いた場合は注液栓14をねじ込む工程において金属屑がほとんど発生しないので、金属製のものを用いた場合と比べて金属の不純物が混入する不具合が大幅に低減する。
集電体4の第1姿勢部分FPには、注液栓14のねじ部14aの径及びネジピッチに適合したねじが切られた貫通孔4bが形成されている。
注液栓14と注液孔16との間には、電気的な絶縁部材であると共に気密封止用のシール部材でもある樹脂製の注液栓用パッキン15が配置されている。
注液栓14は、それが注液栓用パッキン15と共に注液孔16を封止したときに、ねじ部14aが上記第1姿勢部分FPの貫通孔4bに螺合することで、蓋部2と第1姿勢部分FPとを固定しており、両者を固定する固定用部材FEとして機能している。
このように、電気的な絶縁や気密を確保しながら、注液栓14によって蓋部2と上記第1姿勢部分FPとを固定連結することで、筐体BCに衝撃等が加わった場合でも、集電体4は安定的に支持される。
正極側の集電体4と負極側の集電体6のうち、正極側の集電体4のみを注液栓14にて支持しているのは、正極側の集電体4はアルミニウムにて構成され、銅にて構成される負極側の集電体6に比較して機械的強度が弱いものとなっている。
注液栓14は1箇所にのみ設置すれば足りるので、その1箇所に設置される注液栓14で、機械的強度が弱い側の集電体4と筐体BCとを固定しているのである。
注液栓14の材質は金属または樹脂を用いることができる。金属としては、ステンレス、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金を用いることができ、例えば、本第1実施形態のように正極側の集電体4に取り付ける場合はアルミニウムで良い。又、負極側の集電体6に取り付けるのであれば、銅を用いることができる。銅単体のほか、ニッケルめっきした銅を用いることもできる。
更に、樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド樹脂を使用することができる。そして、樹脂製のものを用いる場合は、水分透過性を低減するために、大気にさらされる部分に金属めっきすることが好ましい。樹脂製の注液栓14を用いた場合は注液栓14をねじ込む工程において金属屑がほとんど発生しないので、金属製のものを用いた場合と比べて金属の不純物が混入する不具合が大幅に低減する。
集電体4の第1姿勢部分FPには、注液栓14のねじ部14aの径及びネジピッチに適合したねじが切られた貫通孔4bが形成されている。
注液栓14と注液孔16との間には、電気的な絶縁部材であると共に気密封止用のシール部材でもある樹脂製の注液栓用パッキン15が配置されている。
注液栓14は、それが注液栓用パッキン15と共に注液孔16を封止したときに、ねじ部14aが上記第1姿勢部分FPの貫通孔4bに螺合することで、蓋部2と第1姿勢部分FPとを固定しており、両者を固定する固定用部材FEとして機能している。
このように、電気的な絶縁や気密を確保しながら、注液栓14によって蓋部2と上記第1姿勢部分FPとを固定連結することで、筐体BCに衝撃等が加わった場合でも、集電体4は安定的に支持される。
正極側の集電体4と負極側の集電体6のうち、正極側の集電体4のみを注液栓14にて支持しているのは、正極側の集電体4はアルミニウムにて構成され、銅にて構成される負極側の集電体6に比較して機械的強度が弱いものとなっている。
注液栓14は1箇所にのみ設置すれば足りるので、その1箇所に設置される注液栓14で、機械的強度が弱い側の集電体4と筐体BCとを固定しているのである。
〔二次電池RBの製造工程〕
次に、二次電池RBの製造工程について概略的に説明する。
先ず、二次電池RBの筐体BCを組み立てる。
〔蓄電要素組立工程〕
蓄電要素3は、上述のように幅方向端部に未塗工部3a,3bが存在する状態で、長尺帯状の箔状正極板及び箔状負極板に正極活物質及び負極活物質を夫々塗布し、乾燥処理等の後にセパレータを挟んで巻回すると共に、扁平形状となるように押圧して成型する。
次に、二次電池RBの製造工程について概略的に説明する。
先ず、二次電池RBの筐体BCを組み立てる。
〔蓄電要素組立工程〕
蓄電要素3は、上述のように幅方向端部に未塗工部3a,3bが存在する状態で、長尺帯状の箔状正極板及び箔状負極板に正極活物質及び負極活物質を夫々塗布し、乾燥処理等の後にセパレータを挟んで巻回すると共に、扁平形状となるように押圧して成型する。
〔蓋部組立工程〕
次に、蓋部2の組み立て工程について説明する。
蓋部2は、短冊形状に形成したアルミニウム製の板材に端子ボルト5,7を取り付ける電極取付孔8や、注液孔16、更には、安全弁13を取り付ける取付孔を開けた後、端子ボルト5,7や集電体4,6等を取り付けて、筐体BCの内外に亘る電気配線を行う。
蓄電要素3の正極板及び負極板から端子ボルト5,7に至る電気配線には、筐体BCを貫通する状態で取り付けられる配線部材が必要であり、この配線部材を集電体4,6に連設する。
本実施の形態では、端子ボルト5,7のリベット部5a,7aを上記配線部材として使用している。
具体的には、蓋部2の電極取付孔8の両側にパッキン9,10,11,12を嵌め込むと共に、端子ボルト5,7のリベット部5a,7aを差し込み、更に、集電体4,6の上端面(上記第1姿勢部分FP)の開口をリベット部5a,7aに嵌め込んで、リベット部5a,7aをかしめて固定する。集電体4,6は、上記第1姿勢部分FPが蓋部2の長手方向に沿う姿勢となるように固定する。特に、集電体4については、蓋部2に形成した注液孔16の直下に集電体4の貫通孔4bが位置するように位置合わせをする。
これによって、リベット部5a,7aと共に集電体4,6が蓋部2に機械的に固定されると共に、リベット部5a,7aが集電体4,6に連設されることになって、集電体4,6と端子ボルト5,7とが、リベット部5a,7aを経て電気的に接続される。
更に、パッキン9,10,11,12によって、集電体4,6から端子ボルト5,7に至る配線と蓋部2との間の電気的な絶縁も確保される。
次に、蓋部2の組み立て工程について説明する。
蓋部2は、短冊形状に形成したアルミニウム製の板材に端子ボルト5,7を取り付ける電極取付孔8や、注液孔16、更には、安全弁13を取り付ける取付孔を開けた後、端子ボルト5,7や集電体4,6等を取り付けて、筐体BCの内外に亘る電気配線を行う。
蓄電要素3の正極板及び負極板から端子ボルト5,7に至る電気配線には、筐体BCを貫通する状態で取り付けられる配線部材が必要であり、この配線部材を集電体4,6に連設する。
本実施の形態では、端子ボルト5,7のリベット部5a,7aを上記配線部材として使用している。
具体的には、蓋部2の電極取付孔8の両側にパッキン9,10,11,12を嵌め込むと共に、端子ボルト5,7のリベット部5a,7aを差し込み、更に、集電体4,6の上端面(上記第1姿勢部分FP)の開口をリベット部5a,7aに嵌め込んで、リベット部5a,7aをかしめて固定する。集電体4,6は、上記第1姿勢部分FPが蓋部2の長手方向に沿う姿勢となるように固定する。特に、集電体4については、蓋部2に形成した注液孔16の直下に集電体4の貫通孔4bが位置するように位置合わせをする。
これによって、リベット部5a,7aと共に集電体4,6が蓋部2に機械的に固定されると共に、リベット部5a,7aが集電体4,6に連設されることになって、集電体4,6と端子ボルト5,7とが、リベット部5a,7aを経て電気的に接続される。
更に、パッキン9,10,11,12によって、集電体4,6から端子ボルト5,7に至る配線と蓋部2との間の電気的な絶縁も確保される。
〔筐体組立工程〕
次に、安全弁13等を取り付けた後、蓄電要素3の未塗工部3a,3bを夫々集電体4,6の接続部4a,6aに溶接し、更に、蓄電要素3を缶体1内に収納配置して蓋部2と缶体1とを溶接して、筐体BCの組立が完了する。
尚、この時点では、注液孔16は開放されたままの状態である。
〔初期充電工程〕
筐体BCの組み立てが完了すると、次に、注液孔16付近を拡大断面図で示す図5に示すように、注液孔16から電解液を筐体BC内に注入する。この際、注液孔16の直下には集電体4の第1姿勢部分FPが存在するが、その第1姿勢部分FPには、注液栓14をねじ止めするための貫通孔4bが形成されており、注液孔16から注入された電解液は、貫通孔4bを通過して蓄電要素3の存在空間内へ円滑に流れる。
電解液の注入が完了すると所定の充電条件で二次電池RBの初期充電(予備充電)を行い、筐体BC内のガスを注液孔から排出させた後、図6に示すように、注液孔16に注液栓14のねじ部14aを挿入して、図7に示すように注液栓14と注液栓用パッキン15が強く密着するまで、注液栓14のねじ部14aを集電体4の貫通孔4bにねじ込む。
これによって注液孔16が注液栓14で封止されると共に、注液栓14によって蓋部2側から集電体4を支持する関係となる。
この後、適宜にエージング等の処理を行い、二次電池RBとして完成させる。
次に、安全弁13等を取り付けた後、蓄電要素3の未塗工部3a,3bを夫々集電体4,6の接続部4a,6aに溶接し、更に、蓄電要素3を缶体1内に収納配置して蓋部2と缶体1とを溶接して、筐体BCの組立が完了する。
尚、この時点では、注液孔16は開放されたままの状態である。
〔初期充電工程〕
筐体BCの組み立てが完了すると、次に、注液孔16付近を拡大断面図で示す図5に示すように、注液孔16から電解液を筐体BC内に注入する。この際、注液孔16の直下には集電体4の第1姿勢部分FPが存在するが、その第1姿勢部分FPには、注液栓14をねじ止めするための貫通孔4bが形成されており、注液孔16から注入された電解液は、貫通孔4bを通過して蓄電要素3の存在空間内へ円滑に流れる。
電解液の注入が完了すると所定の充電条件で二次電池RBの初期充電(予備充電)を行い、筐体BC内のガスを注液孔から排出させた後、図6に示すように、注液孔16に注液栓14のねじ部14aを挿入して、図7に示すように注液栓14と注液栓用パッキン15が強く密着するまで、注液栓14のねじ部14aを集電体4の貫通孔4bにねじ込む。
これによって注液孔16が注液栓14で封止されると共に、注液栓14によって蓋部2側から集電体4を支持する関係となる。
この後、適宜にエージング等の処理を行い、二次電池RBとして完成させる。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本第2実施形態は、上記第1実施形態と同様に蓄電装置として非水電解液二次電池RBに適用した場合を例示するものであり、上記第1実施形態とは、注液孔及び注液栓の構造並びにそれらと集電体4の支持構成が異なる。
この相違点以外の部分は、上記第1実施形態の構成と共通であり、適宜に同一符号を付して説明する。
〔二次電池RBにおける注液孔付近の構成〕
上記第1実施形態の図7等に対応して、注液孔付近を拡大断面図で示す図8に示すように、本第2実施形態の注液孔21には、注液孔21を貫通する状態で中空リベット22が配置されている。注液孔21は、上記第1実施形態と同様に集電体4の上記第1姿勢部分FPと対向する位置に形成され、中空リベット22は、蓋部2と集電体4の第1姿勢部分FPとを固定する固定用部材FEとして機能する。この固定用部材FEが、筐体BCと正極側の集電体4とを固定しているのも上記第1実施形態と同様である。
中空リベット22は、中空部22aが軸方向で貫通した貫通型のものを使用しており、中空リベット22における中空部22aの筐体BC外方側端部から電解液を注入する。この中空リベット22は、蓋部2と集電体4の上記第1姿勢部分FPとを挟み込む状態で連結固定している。
中空リベット22と蓋部2との間には、外側パッキン23が配置され、蓋部2と集電体4の第1姿勢部分FPとの間には、内側パッキン24が、中空リベット22に貫通される状態で配置されている。外側パッキン23及び内側パッキン24は樹脂製で、電気的な絶縁部材であると共に気密封止用のシール部材でもある。
注液孔21は、中空リベット22によって隙間なく占められているので、中空部22aの筐体BC外方側端部に、円板状の注液栓25を溶接固定することで、注液孔21を封止している。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
本第2実施形態は、上記第1実施形態と同様に蓄電装置として非水電解液二次電池RBに適用した場合を例示するものであり、上記第1実施形態とは、注液孔及び注液栓の構造並びにそれらと集電体4の支持構成が異なる。
この相違点以外の部分は、上記第1実施形態の構成と共通であり、適宜に同一符号を付して説明する。
〔二次電池RBにおける注液孔付近の構成〕
上記第1実施形態の図7等に対応して、注液孔付近を拡大断面図で示す図8に示すように、本第2実施形態の注液孔21には、注液孔21を貫通する状態で中空リベット22が配置されている。注液孔21は、上記第1実施形態と同様に集電体4の上記第1姿勢部分FPと対向する位置に形成され、中空リベット22は、蓋部2と集電体4の第1姿勢部分FPとを固定する固定用部材FEとして機能する。この固定用部材FEが、筐体BCと正極側の集電体4とを固定しているのも上記第1実施形態と同様である。
中空リベット22は、中空部22aが軸方向で貫通した貫通型のものを使用しており、中空リベット22における中空部22aの筐体BC外方側端部から電解液を注入する。この中空リベット22は、蓋部2と集電体4の上記第1姿勢部分FPとを挟み込む状態で連結固定している。
中空リベット22と蓋部2との間には、外側パッキン23が配置され、蓋部2と集電体4の第1姿勢部分FPとの間には、内側パッキン24が、中空リベット22に貫通される状態で配置されている。外側パッキン23及び内側パッキン24は樹脂製で、電気的な絶縁部材であると共に気密封止用のシール部材でもある。
注液孔21は、中空リベット22によって隙間なく占められているので、中空部22aの筐体BC外方側端部に、円板状の注液栓25を溶接固定することで、注液孔21を封止している。
〔二次電池RBの製造工程〕
次に、本第2実施形態の二次電池RBの製造工程について概略的に説明する。
蓄電要素3は、上記第1実施形態と同一構成であり、組立工程も共通するので説明を省略する。
先ず、本第2実施形態の蓋部2の組み立て工程について説明する。
蓋部2は、短冊形状に形成したアルミニウム製の板材に端子ボルト5,7を取り付ける電極取付孔8や、中空リベット22を配置するための貫通孔26、更には、安全弁13を取り付ける取付孔を開けた後、端子ボルト5,7や集電体4,6等を取り付けて、筐体BCの内外に亘る電気配線を行う。
端子ボルト5,7及び集電体4,6の取り付け構造自体は上記第1実施形態と全く共通であるが、本第2実施形態では、正極側の端子ボルト5の取り付け固定の際に、並行して、注液孔21への中空リベット22の取り付けを行う。負極側の端子ボルト7及び集電体6等の取り付け作業は、上記第1実施形態と全く同一である。
次に、本第2実施形態の二次電池RBの製造工程について概略的に説明する。
蓄電要素3は、上記第1実施形態と同一構成であり、組立工程も共通するので説明を省略する。
先ず、本第2実施形態の蓋部2の組み立て工程について説明する。
蓋部2は、短冊形状に形成したアルミニウム製の板材に端子ボルト5,7を取り付ける電極取付孔8や、中空リベット22を配置するための貫通孔26、更には、安全弁13を取り付ける取付孔を開けた後、端子ボルト5,7や集電体4,6等を取り付けて、筐体BCの内外に亘る電気配線を行う。
端子ボルト5,7及び集電体4,6の取り付け構造自体は上記第1実施形態と全く共通であるが、本第2実施形態では、正極側の端子ボルト5の取り付け固定の際に、並行して、注液孔21への中空リベット22の取り付けを行う。負極側の端子ボルト7及び集電体6等の取り付け作業は、上記第1実施形態と全く同一である。
正極側の端子ボルト5等の取り付けに際しては、蓋部2の電極取付孔8の両側にパッキン9,10を嵌め込むと共に、端子ボルト5のリベット部5aを差し込む。
又、注液孔21側では、注液孔21に外側パッキン23を差し込むと共に、その外側パッキン23に中空リベット22を差し込み、更に、中空リベット22の筐体BC内方側に内側パッキン24を嵌め込む。
この状態で、集電体4の第1姿勢部分FPに形成されているリベット部5a用の開口及び中空リベット22用の開口を、リベット部5a及び中空リベット22に夫々嵌め込んで、リベット部5a及び中空リベット22を順次にかしめて固定する。このとき、集電体4の第1姿勢部分FPは蓋部2の長手方向に沿う姿勢となっている。
これによって、中空リベット22の中空部22aが、注入される電解液の流路となり、中空部22aの筐体BC外方側端部が電解液の注入口となる。
尚、中空リベット22と蓋部2との間、及び、集電体4と蓋部2との間は、樹脂製の外側パッキン23及び内側パッキン24によって、電気的な絶縁が確保されると共に、気密封止される。
蓋部2の組み立てが完了すると、上記第1実施形態と同様に、蓄電要素3の取り付け作業,缶体1への収納作業,及び,缶体1と蓋部2の溶接作業を行う。
以上のようにして、筐体BCの組み立てが完了すると、次に、注液孔21付近を拡大断面図で示す図9に示すように、注液孔21(より厳密には、中空部22aの筐体BC外方側端部)から電解液を筐体BC内に注入する。
この際、中空リベット22は、第1姿勢部分FPに形成された開口を貫通しているので、注入された電解液は、集電体4の第1姿勢部分FPに進路を妨げられることなく、蓄電要素3の存在空間内へ円滑に流れる。すなわち、上記第1姿勢部分FPに形成した中空リベット22を貫通させる開口が、注液孔21から注入された電解液を通過させる貫通孔となっている。
電解液の注入が完了すると所定の充電条件で二次電池RBの初期充電(予備充電)を行い、筐体BC内のガスを注液孔21から排出させた後、図8に示すように、注液孔21(より厳密には、中空部22aの筐体BC外方側端部)に注液栓25を溶接にて固定し、封止する。
この後、適宜にエージング等の処理を行い、二次電池RBとして完成させる。
又、注液孔21側では、注液孔21に外側パッキン23を差し込むと共に、その外側パッキン23に中空リベット22を差し込み、更に、中空リベット22の筐体BC内方側に内側パッキン24を嵌め込む。
この状態で、集電体4の第1姿勢部分FPに形成されているリベット部5a用の開口及び中空リベット22用の開口を、リベット部5a及び中空リベット22に夫々嵌め込んで、リベット部5a及び中空リベット22を順次にかしめて固定する。このとき、集電体4の第1姿勢部分FPは蓋部2の長手方向に沿う姿勢となっている。
これによって、中空リベット22の中空部22aが、注入される電解液の流路となり、中空部22aの筐体BC外方側端部が電解液の注入口となる。
尚、中空リベット22と蓋部2との間、及び、集電体4と蓋部2との間は、樹脂製の外側パッキン23及び内側パッキン24によって、電気的な絶縁が確保されると共に、気密封止される。
蓋部2の組み立てが完了すると、上記第1実施形態と同様に、蓄電要素3の取り付け作業,缶体1への収納作業,及び,缶体1と蓋部2の溶接作業を行う。
以上のようにして、筐体BCの組み立てが完了すると、次に、注液孔21付近を拡大断面図で示す図9に示すように、注液孔21(より厳密には、中空部22aの筐体BC外方側端部)から電解液を筐体BC内に注入する。
この際、中空リベット22は、第1姿勢部分FPに形成された開口を貫通しているので、注入された電解液は、集電体4の第1姿勢部分FPに進路を妨げられることなく、蓄電要素3の存在空間内へ円滑に流れる。すなわち、上記第1姿勢部分FPに形成した中空リベット22を貫通させる開口が、注液孔21から注入された電解液を通過させる貫通孔となっている。
電解液の注入が完了すると所定の充電条件で二次電池RBの初期充電(予備充電)を行い、筐体BC内のガスを注液孔21から排出させた後、図8に示すように、注液孔21(より厳密には、中空部22aの筐体BC外方側端部)に注液栓25を溶接にて固定し、封止する。
この後、適宜にエージング等の処理を行い、二次電池RBとして完成させる。
<その他の実施形態>
以下、本発明の別実施形態を列記する。
(1)上記第1実施形態及び第2実施形態では、蓄電装置として非水電解液二次電池RBを例示して説明したが、アルカリ蓄電池等の他の形式の電池や、更には、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置にも本発明を適用できる。
(2)上記第1実施形態及び第2実施形態では、固定用部材FEで正極側の集電体4の第1姿勢部分FPと筐体BCとを固定する場合を例示しているが、注液孔16,21を2箇所に設置して、正極側の集電体4及び負極側の集電体6の双方を固定用部材FEにて筐体BCと固定して支持するように構成しても良い。
以下、本発明の別実施形態を列記する。
(1)上記第1実施形態及び第2実施形態では、蓄電装置として非水電解液二次電池RBを例示して説明したが、アルカリ蓄電池等の他の形式の電池や、更には、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置にも本発明を適用できる。
(2)上記第1実施形態及び第2実施形態では、固定用部材FEで正極側の集電体4の第1姿勢部分FPと筐体BCとを固定する場合を例示しているが、注液孔16,21を2箇所に設置して、正極側の集電体4及び負極側の集電体6の双方を固定用部材FEにて筐体BCと固定して支持するように構成しても良い。
3 蓄電要素
4b 貫通孔
4,6 集電体
5,7 電極端子
14 注液栓
16,21 注液孔
22 中空リベット
FE 固定用部材
FP 第1姿勢部分
SP 第2姿勢部分
4b 貫通孔
4,6 集電体
5,7 電極端子
14 注液栓
16,21 注液孔
22 中空リベット
FE 固定用部材
FP 第1姿勢部分
SP 第2姿勢部分
Claims (5)
- 正極板と負極板とを備えて蓄電する蓄電要素が筐体内に備えられ、
前記筐体の外方側に配置される電極端子と、前記正極板及び前記負極板とを夫々電気的に接続する集電体が備えられ、
前記集電体は、前記電極端子が配置されている面に沿って延びて前記筐体に固定される第1姿勢部分と、その第1姿勢部分と交差する方向に延びて前記蓄電要素と接続される第2姿勢部分とを備えて形成されている蓄電装置であって、
前記筐体における前記集電体の前記第1姿勢部分と対向する位置に、電解液を注入するために注液孔が形成され、
その注液孔を貫通する状態で配置される固定用部材によって前記筐体と前記第1姿勢部分とが固定されている蓄電装置。 - 前記固定用部材は、前記注液孔を封止する注液栓を、前記第1姿勢部分の存在位置まで延出させて構成され、
前記注液栓における前記第1姿勢部分側の端部が前記第1姿勢部分に接続されている請求項1記載の蓄電装置。 - 前記固定用部材は、貫通型の中空部を有する中空リベットにて構成され、
前記中空リベットにて前記筐体と前記第1姿勢部分とが連結固定されている請求項1記載の蓄電装置。 - 前記正極板と接続されている前記集電体と前記負極板と接続されている前記集電体とが機械的強度の異なる材質にて形成され、
前記固定用部材は、機械的強度が弱い側の前記集電体と前記筐体とを固定している請求項1〜3のいずれか1項に記載の蓄電装置。 - 前記第1姿勢部分に前記注液孔から注入された電解液を通過させる貫通孔が形成されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の蓄電装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014092852A JP2014170754A (ja) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | 蓄電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2014092852A JP2014170754A (ja) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | 蓄電装置 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010200670A Division JP5541015B2 (ja) | 2010-09-08 | 2010-09-08 | 蓄電装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014170754A true JP2014170754A (ja) | 2014-09-18 |
Family
ID=51692964
Family Applications (1)
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JP2014092852A Withdrawn JP2014170754A (ja) | 2014-04-28 | 2014-04-28 | 蓄電装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2014170754A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018056084A (ja) * | 2016-09-30 | 2018-04-05 | 三洋電機株式会社 | 角形二次電池 |
CN110534799A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-12-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电池及电池盖板组件 |
-
2014
- 2014-04-28 JP JP2014092852A patent/JP2014170754A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110534799A (zh) * | 2019-09-05 | 2019-12-03 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电池及电池盖板组件 |
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