JP2016115409A - Power storage element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン二次電池のような非電解質二次電池を含む蓄電素子に関する。 The present invention relates to a storage element including a non-electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.
特許文献1には、正極電極シートと負極電極シートとの間にセパレータを介在させて積層した電極体を備える蓄電素子が開示されている。電極体には、平面視で積層方向と直交する長辺方向に間隔をあけて正極集電タブと負極集電タブが突設され、各集電タブに集電体が溶接されている。集電体は、集電タブを溶接する第1部分と、第1部分より幅を広くした第2部分とを備える。 Patent Document 1 discloses a power storage element including an electrode body that is laminated with a separator interposed between a positive electrode sheet and a negative electrode sheet. A positive electrode current collection tab and a negative electrode current collection tab are projected from the electrode body at intervals in a long side direction orthogonal to the stacking direction in plan view, and the current collector is welded to each current collection tab. The current collector includes a first portion that welds the current collecting tab and a second portion that is wider than the first portion.
特許文献1の蓄電素子は、集電タブを突出させた電極体の端部での低背化について何も考慮されていない。そのため、同一高さの蓄電素子を製造する場合、電極体を小さくする必要があるため、電池容量が小さくなる。 In the electric storage element of Patent Document 1, no consideration is given to the reduction in height at the end of the electrode body from which the current collecting tab is projected. For this reason, when manufacturing an electric storage element having the same height, it is necessary to make the electrode body small, so that the battery capacity becomes small.
本発明は、電極体端部での低背化を図り、電極体を大きくして蓄電素子の高容量化を図ることを課題とする。 It is an object of the present invention to reduce the height at the end of the electrode body and increase the capacity of the power storage device by enlarging the electrode body.
本発明は、正極電極シートと負極電極シートとをセパレータを介在させて交互に積層してなり、前記各電極シートの端部から突出する突部が互いに重ね合わされてなる正極集電タブ及び負極集電タブを有し、前記各集電タブが前記端部に沿って延びるように折り曲げられてケース内に収容された電極体と、前記ケースに配置された外部端子と、前記集電タブが接合された被接合部と、前記外部端子に接続されるとともに前記被接合部に対して前記集電タブが突出する方向と交差する方向に隣接して設けられた接続部と、前記被接合部の前記集電タブが突出する方向に隣接して設けられた逃がし部とを有し、前記逃がし部に前記集電タブの折曲部が位置する集電体とを備える、蓄電素子を提供する。 In the present invention, a positive electrode current collecting tab and a negative electrode current collecting sheet are formed by alternately laminating positive electrode sheets and negative electrode sheets with separators interposed therebetween, and protrusions protruding from end portions of the electrode sheets are overlapped with each other. An electrode body having an electric tab, wherein each of the current collecting tabs is bent so as to extend along the end, and is accommodated in the case, an external terminal disposed in the case, and the current collecting tab are joined together A connected portion that is connected to the external terminal and adjacent to a direction that intersects a direction in which the current collecting tab protrudes with respect to the bonded portion; and There is provided a power storage device comprising: an escape portion provided adjacent to a direction in which the current collection tab protrudes; and a current collector in which the bent portion of the current collection tab is positioned at the escape portion.
本発明の蓄電素子では、集電タブの折曲部が集電体の逃がし部に位置し、逃がし部に隣接して集電タブと溶接した被接合部が位置する。よって、電極体の端面側の低背化を図ることができ、電極体とケースとの間の距離を小さくすることができる。そのため、同一高さの蓄電素子を製造する場合、電極体を大きくすることができるため、高容量化を図ることができる。 In the electricity storage device of the present invention, the bent portion of the current collector tab is located at the escape portion of the current collector, and the joined portion welded to the current collector tab is located adjacent to the escape portion. Therefore, the height of the end face side of the electrode body can be reduced, and the distance between the electrode body and the case can be reduced. For this reason, in the case of manufacturing a power storage element having the same height, the electrode body can be enlarged, so that the capacity can be increased.
本発明に係る蓄電素子によれば、電極体の端部の低背化を図り、蓄電素子を高容量化できる。 According to the electricity storage device according to the present invention, it is possible to reduce the height of the end portion of the electrode body and increase the capacity of the electricity storage device.
以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語(例えば、「上」、「下」、「側」、「端」を含む用語)を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In the following description, terms indicating specific directions and positions (for example, terms including “up”, “down”, “side”, “end”) are used as necessary. Is for facilitating understanding of the invention with reference to the drawings, and the technical scope of the present invention is not limited by the meaning of these terms. Further, the following description is merely illustrative in nature and is not intended to limit the present invention, its application, or its use.
(第1実施形態)
図1及び図2は、本発明の第1実施形態に係るリチウムイオン二次電池(以下、単に電池という)1を示す。
(First embodiment)
1 and 2 show a lithium ion secondary battery (hereinafter simply referred to as a battery) 1 according to a first embodiment of the present invention.
(全体構成)
図1及び図2を参照すると、電池1は、外装体10、電極体20、絶縁シート30、底部スペーサ40、正極及び負極の外部端子50A,50B、正負の集電体60A,60B、上側パッキン70A,70B、下側パッキン80A,80B、及び上部スペーサ90を備える。
(overall structure)
1 and 2, the battery 1 includes an
外装体(ケース)10は、ケース本体11と、ケース本体11の開口11aを閉じる蓋12とを備える。本実施形態では、ケース本体11と蓋12は、アルミニウム又はアルミニウム合金製である。ケース本体11は長方形板状の底壁部11bと、底壁部11bの長辺から立ち上がる一対の長側壁部11c,11cと、底壁部11bの短辺から立ち上がる一対の短側壁部11d,11dとを備える。蓋12は概ね長方形板状である。長側壁部11cと短側壁部11dの上端が、ケース本体11の開口11aを画定している。電解液が充填されたケース本体11内には、電極体20が収容されている。電極体20は絶縁シート30で覆われている。電極体20とケース本体11の底壁部11bの間に底部スペーサ40が介在している。下側パッキン80A,80Bと上部スペーサ90も、ケース本体11内に収容されている。
The exterior body (case) 10 includes a case
図3及び図4を併せて参照すると、電極体20は、いずれも一定幅の長尺な帯状である正極電極シート21、負極電極シート22、及び微多孔性樹脂シートからなる2枚のセパレータ23,23を重ね合わせて、概ね高扁平率の長円状に巻回したものである。正極電極シート21の一つの層と、それに隣接する負極電極シート22の一つの層との間には、2枚のセパレータ23,23のうちのいずれか一方が介在している。正極電極シート21、負極電極シート22、及び2枚のセパレータ23,23の巻回の軸線(巻回軸)は、図3において符号Aで概念的に示されている。電極体20は、巻回軸Aが概ね、ケース本体11の底壁部11bと開口11aが対向する方向(図1において上下方向)に延びる姿勢で、ケース本体11内に収容されている。
Referring to FIGS. 3 and 4 together, the
図3に示すように、巻回軸Aの延びる方向から見た電極体20の端部20a,20bは、互いに対向する一対の直線部20c,20dと、これらの直線部20c,20dを接続するように互いに対向する一対の湾曲部20e,20eとを有する。
As shown in FIG. 3, the
正極電極シート21は、帯状の正極金属箔24と、この正極金属箔24の両面に形成された正極活物質層25とを備える。正極電極シート21の幅方向の一方(図3及び図4において下側)の端部では、正極活物質層25が正極金属箔24の側縁まで設けられている。正極電極シート21の幅方向の他方(図3及び図4において上側)の端部には、正極活物質層25を設けずに、正極金属箔24を露出させた未塗工部24aが設けられている。
The
負極電極シート22は、帯状の負極金属箔26と、この負極金属箔26の両面に形成された負極活物質層27とを備える。負極電極シート22の幅方向の一方(図3及び図4において下側)の端部では、負極活物質層27が負極金属箔26の側縁まで設けられている。負極電極シート22の幅方向の他方(図3及び図4において上側)の端部には、負極活物質層27を設けずに、負極金属箔26を露出させた未塗工部26aが設けられている。
The
正極金属箔24には、未塗工部24aから幅方向外向きに突出する複数の突部24bが、長手方向に間隔をあけて設けられている。正極電極シート21、負極電極シート22、及びセパレータ23,23を重ね合わせて巻回した状態では、複数の突部24bが互い重ね合わされて電極体20から突出するタブ状の部分(正極集電タブ28)を形成している。負極金属箔26にも正極金属箔24の突部24bと同様の複数の突部26bが設けられており、これらの突部26bが互い重ね合わされることで、電極体20から突出する負極集電タブ29が形成されている。
The positive
図3を参照すると、正極集電タブ28と負極集電タブ29は、電極体20の一方の端部20a(図3において上側の端部)から突出している。また、電極体20の端部20aを巻回軸Aの延びる方向から見たときの長手方向の中心線Bに対し、一対の直線部20c,20dのうちの一方側(図3において手前側)の第1直線部20cから、正極集電タブ28と負極集電タブ29が突出している。
Referring to FIG. 3, the positive electrode
蓋12の一端側(図1において左側)に正極の外部端子50Aが配置され、他端側(図1において右側)に負極の外部端子50Bが配置されている。外部端子50A,50Bは蓋12の外側面(上側面)12aに配置される板状部51A,51Bを備える。板状部51A,51Bにはバスバーのような接続部材が溶接されて外部回路に接続される。
A positive
図1及び図2に加えて図5を参照すると、正極の外部端子50Aは、蓋12の外側面12aに配置される板状部51Aと、板状部51Aの下面から下方に突出する円筒状の軸部52を備える。板状部51Aと軸部52は一体成形されている。軸部52は、蓋12を貫通してケース本体11の内部に突出している。
Referring to FIG. 5 in addition to FIGS. 1 and 2, the positive
正極の外部端子50Aの軸部52の下端には拡径部52aが設けられ、それによって正極の外部端子50Aが蓋12に対して加締固定されている。具体的には、外部端子50Aの板状部51Aと拡径部52aとの間に、絶縁樹脂製の上側パッキン70A、蓋12、絶縁樹脂性の下側パッキン80A、及び正極の集電体60A(後述する被加締部62A)が挟み込まれることで、正極の外部端子50Aと集電体60Aが蓋12に固定されている。蓋12の外側面12aと外部端子50Aとの間に上側パッキン70Aが介装され、蓋12の内側面(下側面)12bと集電体60Aとの間に、下側パッキン80Aが介装されている。本実施形態では、正極の外部端子50Aと集電体60Aは、アルミニウム又はアルミニウム合金製である。
An
図1及び図2に加えて図6を参照すると、負極の外部端子50Bは、蓋12の外側面12aに配置される板状部51Bと、板状部51Bとは別体のリベット53を備える。板状部51Bに形成された貫通孔にリベット53の上端の顎部53aが圧入され、それによってリベット53が板状部51Bに固定されている。リベット53は板状部51Bの下面から下方に突出し、蓋12を貫通してケース本体11の内部に突出している。
Referring to FIG. 6 in addition to FIGS. 1 and 2, the negative external terminal 50B includes a plate-
負極の外部端子50Bのリベット53の下端には拡径部53bが設けられ、それによって負極の外部端子50Bが蓋12に対して加締固定されている。具体的には、外部端子50Bの板状部51Bと拡径部53bとの間に、絶縁樹脂製の上側パッキン70B、蓋12、絶縁樹脂製の上側パッキン70B、及び負極の集電体60Bが挟み込まれることで、負極の外部端子50Bと集電体60Bが蓋12に固定されている。蓋12の外側面12aと外部端子50Bとの間に下側パッキン80Bが介装され、蓋12の内側面12bと負極の集電体60Bとの間に下側パッキン80Bが介装されている。本実施形態では、負極の外部端子50Bは板状部51Bがアルミニウム又はアルミニウム合金製でリベット53が銅又は銅合金製であり、負極の集電体60Bは銅又は銅合金製である。
An
図7に最も明瞭に示すように、正極の集電体60Aは、被溶接部61Aと被加締部62Aを備える。被溶接部61Aは電極体20の正極集電タブ28に溶接されて、電気的かつ機械的に接続されている。被加締部62Aは、前述のように、正極の外部端子50Aの軸部52に形成された拡径部52aによって蓋12に対して加締固定されている。同様に、負極の集電体60Bは、被溶接部61Bと被加締部62Bを備える。被溶接部61Bは電極体20の負極集電タブ29に溶接されて、電気的かつ機械的に接続されている。被加締部62Bは、前述のように、負極の外部端子50Bのリベット53に形成された拡径部53bによって、蓋12に対して加締固定されている。
As shown most clearly in FIG. 7, the positive electrode
図8及び図9に最も明瞭に示すように、電極体20と蓋12の内側面12bとの間には、上部スペーサ90が介在している。
As shown most clearly in FIGS. 8 and 9, an
(集電タブの詳細)
図10に最も明瞭に示すように、集電タブ28,29は、巻回により電極シート21,22が積層された一対の直線部20c,20dのうち、基部側が一方側の直線部(第1部分)20cに位置し、他方側の直線部(第2部分)20dに向けて折り曲げられて、先端側が直線部20d側で電極シート21,22の積層方向に配置された集電体60A,60Bと電気的に接続されている。
(Details of current collector tab)
As shown most clearly in FIG. 10, the
図10に加えて図11参照すると、集電タブ28,29は、溶接により各突部24b,26bが互いに接合された先端側の接合部28a,29aと、互いに接合されていない基部側の非接合部28b,29bとを備える。接合部28a,29aは、折り曲げにより各突部24b,26bが一体的に湾曲される。非接合部28b,29bは、折り曲げにより各突部24b,26bが異なる曲率で自由に湾曲できる。
Referring to FIG. 11 in addition to FIG. 10, the
集電タブ28,29の全長Lは、電極体20と蓋12との間で2回折り曲げることが可能な寸法に設定されている。第1折曲部28c,29cは、積層された電極シート21,22側に位置し、第1直線部20c側から第2直線部20d側へ向けて屈曲している。第2折曲部28d,29dは、第1折曲部28c,29cより集電体60A,60B側に位置し、第2直線部20d側から第1直線部20c側へ向けて屈曲している。第2折曲部28d,29dは、集電体60A,60Bの接続部である第2被溶接部61A,61B付近に位置する。これら折曲部28c,29c,28d,29dは、集電タブ28,29の基部側から第1及び第2としているが、これは折り曲げる順番を意図するものではない。
The total length L of the
また、集電タブ28,29の全長Lは、第1及び第2折曲部28c,29c,28d,29dに所定の柔軟性(遊び)を持たせることが可能な寸法に設定される。詳しくは、第1折曲部28c,29cから、第2被溶接部61A,61Bにおける集電タブ28,29の基部側端部までの寸法(距離)L1より、第1折曲部28c,29cから第2折曲部28d,29dまでの寸法L2は長い。L1,L2の寸法差L3は、第2折曲部28d,29dが上部スペーサ90の連結部95A,95Bに干渉しない長さに設定される。
The total length L of the
(集電体の詳細)
図10に加えて図7及び図12を参照すると、集電体60A,60Bは、集電タブ28,29を蓋12の外部端子50A,50Bに電気的に接続させる。集電体60A,60Bは、被接合部である被溶接部61A,61B及び接続部である被加締部62A,62Bに加え、集電タブ28,29の第1折曲部28c,29cの干渉を回避する逃がし部66A,66Bを更に備える。
(Details of current collector)
7 and 12 in addition to FIG. 10, the current collectors 60 </ b> A and 60 </ b> B electrically connect the
図12に最も明瞭に示すように、集電体60A,60Bは、被溶接部61A,61B及び被加締部62A,62Bの一端側の縁63A,63Bが直線上に位置する。被溶接部61A,61B及び被加締部62A,62Bは、それぞれ平面視四角形状である。被溶接部61A,61Bの集電タブ28,29が突出する方向の幅H1は、被加締部62A,62Bの幅H2より狭い。被加締部62A,62Bと被溶接部61A,61Bとは、集電タブ28,29が突出する方向と交差する方向(図3の中心線Bの外側)に隣接する。
As shown most clearly in FIG. 12, the
図7に最も明瞭に示すように、被溶接部61A,61Bと被加締部62A,62Bとの間には、被加締部62A,62Bを上部スペーサ90の上側に配置するための段部64A,64Bが設けられている。被溶接部61A,61Bには、段部64A,64Bが突出する方向と逆側である下面61a側に、集電タブ28,29が溶接されている。被加締部62A,62Bには、外部端子50A,50Bの軸部52及びリベット53を貫通させる貫通孔65A,65Bが設けられている。
As shown most clearly in FIG. 7, between the welded
図12に最も明瞭に示すように、被溶接部61A,61B及び被加締部62A,62Bの幅H1,H2の違いにより、被溶接部61A,61Bの集電タブ28,29が突出する方向に隣接して形成される空間が逃がし部66A,66Bである。被加締部62A,62Bの幅H2は、電極体20の直線部20c,20dの積層方向の幅より広い。被加締部62A,62Bは、電極体20の端部20aに、第1及び第2直線部20c,20dに跨がって位置する。逃がし部66A,66Bは、被溶接部61A,61Bの第1直線部20cの上方に位置する部分に設けられている。即ち、逃がし部66A,66Bは、被加締部62A,62Bと同一幅の被溶接部61A,61Bに対して、第1直線部20cの上方に位置する部分(図12において集電タブ28,29が突出する方向の先端(接合部28a,29a)側)に切り欠きを設けることにより形成される。
As shown most clearly in FIG. 12, the direction in which the
(上部スペーサの詳細)
図10に加えて図9及び図13A,Bを参照すると、上部スペーサ90は、全体として蓋12と同様の細長い矩形状であり、中央部91と、中央部から延びる一対の集電体収容部92A,92Bを備える。集電体収容部92A,92Bは、一端が中央部91に連結され、他端が電極体20の湾曲部20e,20e上に位置する被加締部配置部97A,97Bに連結されている。中央部91には、蓋12に設けられた安全弁と対向する開口91aが設けられている。
(Details of upper spacer)
9 and FIGS. 13A and 13B in addition to FIG. 10, the
集電体収容部92A,92Bは、側壁部93A,93Bと、側壁部93A,93Bの上端から延びる上壁部94A,94Bと、側壁部93A,93Bの下端から上壁部94A,94Bと概ね平行に延びる下壁部95A,95Bとを備える。上壁部94A,94Bと下壁部95A,95Bの先端94a,95a間に、集電体60A,60Bの被溶接部61A,61Bと、第2折曲部28d,29dを含む集電タブ28,29の先端側が差し込まれる横長の開口部98A,98Bが形成されている。
The current
側壁部93A,93Bは、電極体20の第2直線部20d側に位置する。上壁部94A,94Bは、集電体60A,60Bの被溶接部61A,61Bと蓋12の内側面12bの間を、第2直線部20d側から第1直線部20c側へ延びる。上壁部94A,94Bの先端94aは、集電体60A,60Bの被溶接部61A,61Bを覆うように逃がし部66A,66B近傍に位置する。下壁部95A,95Bは、電極体20の端部20aと集電タブ28,29の間を、第2直線部20d側から第1直線部20c側へ延びる。下壁部95A,95Bの先端95aは、電極体20の第1直線部20c上において、第1折曲部28c,29cの第2直線部20d側の近傍に位置する。即ち、第1直線部20cの上部には、下壁部95A,95Bが無く、開口部98A,98Bに向けて集電タブ28,29を配置可能な空間が形成されている。
The side wall portions 93 </ b> A and 93 </ b> B are located on the second
図8及び図13Aを参照すると、上壁部94A,94Bの被加締部配置部97A,97B側端部には、挿通溝96A,96Bが設けられている。集電体収容部92A,92B内に集電体60A,60Bの被溶接部61A,61Bが配置されると、挿通溝96A,96B内に集電体60A,60Bの段部64A,64Bが位置する。これにより、被加締部配置部97A,97B上に集電体60A,60Bの被加締部62A,62Bを位置する。
Referring to FIGS. 8 and 13A,
図13A,Bに最も明瞭に示すように、被加締部配置部97A,97Bは、底壁部97aと、底壁部97a上に形成された内側周壁部97bとを備える。内側周壁部97bの内部には、外部端子50A,50Bの拡径部52a,53bが位置する。底壁部97a上には、内側周壁部97bを取り囲むように、集電体60A,60Bの被加締部62A,62Bを配置する外側周壁部97cが更に設けられている。
As most clearly shown in FIGS. 13A and 13B, the crimped
次に、電池1の組立工程について説明する。 Next, the assembly process of the battery 1 will be described.
図7及び図12に示すように、集電タブ28,29を突出させた第1直線部20c側が下方に位置するように、電極体20を横向きに配置する。ついで、被加締部62A,62Bが被溶接部61A,61Bより上側に位置させ、被溶接部61A,61Bの縁63A,63B側に電極体20が位置するように集電体60A,60Bを配置する。そして、集電タブ28,29の先端上面に集電体60A,60Bの被溶接部61A,61Bを配置し、集電タブ28,29を被溶接部61A,61Bの下面61a側に超音波溶接により接続する。
As shown in FIGS. 7 and 12, the
図12に最も明瞭に示すように、集電体60A,60Bは、被溶接部61A,61Bと被加締部62A,62Bとが、集電タブ28,29が突出する方向と交差する方向に隣接配置されている。そして、被溶接部61A,61Bの集電タブ28,29が突出する方向の前側には、切り欠きからなる逃がし部66A,66Bしか設けられていない。そのため、被溶接部61A,61Bと集電タブ28,29を超音波溶接するための治具100を配置する際、集電タブ28,29が突出する方向の前側には何も妨げになる部材が無い。よって、治具100を容易に配置できるため、作業性を向上できる。
As shown most clearly in FIG. 12, the
集電タブ28,29に集電体60A,60Bを接続すると、ついで、図14Aに示すように、集電タブ28,29を突出させた第1直線部20cが上方に位置するように電極体20を配置する。ついで、蓋12の外側面12aに上側パッキン70A,70B及び外部端子50A,50Bを取り付け、内側面12bが上方に位置するように配置する。ついで、蓋12の内側面12b側に下側パッキン80A,80B及び集電体60A,60Bの被加締部62A,62Bを配置する。そして、外部端子50A,50Bの軸部52及びリベット53を加締め、外部端子50A,50Bと集電体60A,60Bとを電気的に接続する。これにより、集電タブ28,29及び集電体60A,60Bを介して、電極体20と外部端子50A,50Bとが電気的に接続される。
When the
電極体20に蓋12を組み付けると、ついで、図11及び図14Aに示すように、集電体60A,60Bの被溶接部61A,61B近傍の折曲位置C1を中心として、集電タブ28,29を180度折り曲げる。集電タブ28,29の折曲方向は、組立状態で蓋12が上側に位置するように、第2直線部20dに対して逆向きとする。ついで、図11及び図14Bに矢印で示すように、集電タブ28,29を基部側の折曲位置C2を中心として集電タブ28,29を90度折り曲げる。集電タブ28,29の折曲方向は、組立状態で蓋12が上側に位置するように、第2直線部20d側とする。
When the
これにより、図9に示すように、電極体20の端部20aと平行に蓋12が配置される。この状態では、集電タブ28,29の第1折曲部28c,29cは、第1直線部20c上に位置し、膨出した上側頂部が逃がし部66A,66Bを通して集電体60A,60Bの下面61aよりも上側に位置する。集電タブ28,29の第2折曲部28d,29dは、第2直線部20d上に位置し、集電タブ28,29を接合した被溶接部61A,61Bも第2直線部20d上に位置する。
Thereby, as shown in FIG. 9, the
ついで、上部スペーサ90を電極体20の第2直線部20d側の横に配置し、電極体20と蓋12との間に横から差し込む。詳しくは、集電体収容部92A,92Bの各先端94a,95aが電極体20と対向するように配置する。ついで、図8及び図10に示すように、上壁部94A,94Bを被溶接部61A,61Bと蓋12の内側面12bの間に挿入し、下壁部95A,95Bを集電タブ28,29と電極体20の端部20aの間に挿入する。これにより、集電体60A,60Bの被溶接部61A,61Bと第2折曲部28d,29dを含む接合部分が集電体収容部92A,92B内に配置される。
Next, the
ついで、図1及び図10に示すように、電極体20及び上部スペーサ90の外周部を絶縁シート30で被覆した後、ケース本体11の内部に電極体20を絶縁シート30と一緒に収容させる。最後に、蓋12をケース本体11側に押圧し、蓋12をケース本体11の開口11aに溶接することにより密封する。
Next, as shown in FIGS. 1 and 10, the outer periphery of the
このように組み立てた電池1の電極体20の端部20a側では、集電タブ28,29の基部(非接合部28b,29b)側が電極体20第1直線部20c側に位置し、集電タブ28,29の先端(接合部28a,29a)側が第2直線部20d側に位置する。これにより、集電タブ28,29の第1折曲部28c,29cが第1直線部20c側に位置し、集電タブ28,29と接合した集電体60A,60Bの被溶接部61A,61Bが第2直線部20d側に位置する。即ち、遊びを持たせることによって膨出する第1折曲部28c,29cを配置する部分と、嵩張る接合部を配置する部分とが、電極体20の端部20aで、横方向に隣接配置されている。よって、電極体20の端部での低背化を図ることができ、電極体20と蓋12との間の距離を小さくすることができる。そのため、同一高さの電池1を製造する場合、電極体20を大きくすることができるため、高容量化を図ることができる。
On the
また、集電タブ28,29は、電極体20の端部20aで2回折り返すことが可能な全長Lで形成されているため、集電タブ28,29に接続された集電体60A,60Bと外部端子50A,50Bとを接続する際の作業性を向上できる。詳しくは、外部端子50A,50Bの軸部52及びリベット53を加締める際に、加締め用の装置が電極体20に接触しないように簡単に配置できる。しかも、集電タブ28,29は、第2折曲部28d,29dが集電体60A,60Bの被溶接部61A,61B付近に配置される全長Lであるため、集電体60A,60B及び外部端子50A,50Bの組立性を向上したうえで、可能な限り短く設定されている。よって、通電時の抵抗を可能な限り小さくすることができる。
Further, since the
また、集電タブ28,29は、膨らみを持たせた第1折曲部28c,29cにより柔軟性を持たせることができる。よって、組立時及び車載後の走行時等に、集電タブ28,29に加わる振動や衝撃を軽減できる。そのため、集電タブ28,29に延びや破断が生じることを防止できる。また、集電体60A,60Bは、逃がし部66A,66Bの形成により軽量化できるとともに、集電タブ28,29と被溶接部61A,61Bの溶接作業性を確実に向上できる。
Further, the
(第2実施形態)
図15および図16は第2実施形態の電池1を示す。この第2実施形態では、逃がし部66A,66Bを被溶接部61A,61Bの集電タブ28,29が突出する方向の基部(非接合部28b,29b)側に設け、かつ、集電タブ28,29を1回(第1折曲部28c,29c)だけ折り曲げるようにした点で、第1実施形態と相違する。第2実施形態の集電体60A,60Bは、第1実施形態と同様に、幅H1,H2が異なる被溶接部61A,61B及び被加締部62A,62Bが、集電タブ28,29が突出する方向と交差する方向に隣接して設けられている。
(Second Embodiment)
15 and 16 show the battery 1 of the second embodiment. In this second embodiment, the
図15に示すように、集電タブ28,29に集電体60A,60Bを組み付ける際には、第2直線部20d側が上方に位置するように電極体20を横向きに配置し、被加締部62A,62Bが被溶接部61A,61Bより下側に位置するように集電体60A,60Bを配置する。また、逃がし部66A,66B側に電極体20を配置し、集電タブ28,29を集電体60A,60Bの被溶接部61A,61Bの下面61a側に配置する。この際、被加締部62A,62B側に位置する逃がし部66A,66Bの側縁に集電タブ28,29が干渉しないように配置する。そして、集電タブ28,29を被溶接部61A,61Bの上面61b側に超音波溶接により接続する。
As shown in FIG. 15, when assembling the
ついで、第1実施形態と同様に、集電タブ28,29に接続した集電体60A,60Bを、上側パッキン70A,70B、外部端子50A,50B及び下側パッキン80A,80Bを配置した蓋12の内側面12bに配置し、加締めにより集電体60A,60Bと外部端子50A,50Bとを接続する。
Next, as in the first embodiment, the
ついで、集電タブ28,29を基部側(第1直線部20c上)で90度折り曲げ、先端側を端部20aに沿って第2直線部20d側に配置する。これにより、電極体20の端部20aに蓋12が平行に配置される。その後、第1実施形態と同様に、電極体20と蓋12との間に上部スペーサ90を配置した後、外周部に絶縁シート30を配置する。ついで、ケース本体11の内部に電極体20を配置し、ケース本体11の開口11aを蓋12で密封する。
Next, the
このようにした第2実施形態では、第1実施形態と同様に逃がし部66A,66Bに第1折曲部28c,29cが配置されるため、同様の作用及び効果を得ることができる。しかも、集電タブ28,29の全長Lを短くすることができるため、通電時の抵抗を可能な限り小さくすることができる。
In the second embodiment configured as described above, since the first
なお、本発明の電池は、前記実施形態の構成に限定されず、種々の変更が可能である。 In addition, the battery of this invention is not limited to the structure of the said embodiment, A various change is possible.
例えば、集電タブ28,29は、電極体20と蓋12の間において、第1実施形態では2回折り曲げ、第2実施形態では1回だけ折り曲げるようにしたが、3回以上折り曲げるようにしてもよい。即ち、集電体60A,60Bの集電タブ28,29が突出する方向に隣接させて逃がし部66A,66Bを設け、この逃がし部66A,66Bに集電タブ28,29の第1折曲部28c,29cを配置する構成とすれば、集電タブ28,29の折曲回数は希望に応じて変更可能である。
For example, the
また、集電体60A,60Bは、集電タブ28,29が突出する方向において、第1実施形態では被溶接部61A,61Bの先端側に逃がし部66A,66Bを設け、第2実施形態では被溶接部61A,61Bの基部側に逃がし部66A,66Bを設けたが、図17A,Bに示すようにしてもよい。詳しくは、図17Aに示すように、逃がし部66A,66Bは、被溶接部61A,61Bの先端側と基部側の両方に設けてもよい。また、図17Bに示すように、同一幅の被溶接部61A,61B及び被加締部62A,62Bを集電タブ28,29が突出する方向に偏在させて設け、被溶接部61A,61Bの先端側又は基部側に逃がし部66A,66Bを設けてもよい。
Further, the
また、集電タブ28,29に接合する集電体60A,60Bの被接合部は、溶接による被溶接部61A,61Bとしたが、加締めにより接合してもよく、電気的に接続できる構成であればよい。
Moreover, although the to-be-joined part of the
また、電極体20は、集電タブ28,29が開口11a側に位置するようにケース本体11内に収容させたが、集電タブ28,29が一方の短側壁部11d側に位置するようにケース本体11内に収容させてもよい。この場合、外部端子50A,50Bをケース本体11に配置してもよい。
The
また、本発明は、巻回軸Aを中心とし、帯状とした正極電極シート21、負極電極シート22及びセパレータ23を巻回した巻回型の電極体20に限定されず、長方形状とした正極電極シート、負極電極シート及びセパレータをそれぞれ一方向に積層した積層型の電極体にも適用できる。
Further, the present invention is not limited to the
また、本発明は、リチウムイオン電池を含む非電解質二次電池のような二次電池に限定されず、一次電池、キャパシタを含む種々の蓄電素子に適用できる。 The present invention is not limited to a secondary battery such as a non-electrolyte secondary battery including a lithium ion battery, and can be applied to various power storage elements including a primary battery and a capacitor.
1 電池(蓄電素子)
10 外装体(ケース)
11 ケース本体
11a 開口
11b 底壁部
11c 長側壁部
11d 短側壁部
12 蓋
12a 外側面
12b 内側面
20 電極体
20a 端部
20b 端部
20c 第1直線部
20d 第2直線部
20e 湾曲部
21 正極電極シート
22 負極電極シート
23 セパレータ
24 正極金属箔
24a 未塗工部
24b 突部
25 正極活物質層
26 負極金属箔
26a 未塗工部
26b 突部
27 負極活物質層
28 正極の集電タブ
28a 接合部
28b 非接合部
28c 第1折曲部(折曲部)
28d 第2折曲部
29 負極の集電タブ
29a 接合部
29b 非接合部
29c 第1折曲部(折曲部)
29d 第2折曲部
30 絶縁シート
40 底部スペーサ
50A,50B 外部端子
51A,51B 板状部
52 軸部
52a 拡径部
53 リベット
53a 顎部
53b 拡径部
60A,60B 集電体
61A,61B 被溶接部(被接合部)
61a 下面
61b 上面
62A,62B 被加締部(接続部)
63A,63B 縁
64A,64B 段部
65A,65B 貫通孔
66A,66B 逃がし部
70A,70B 上側パッキン
80A,80B 下側パッキン
90 上部スペーサ
91 中央部
91a 開口
92A,92B 集電体収容部
93A,93B 側壁部
94A,94B 上壁部
94a 先端
95A,95B 下壁部
95a 先端
96A,96B 挿通溝
97A,97B 被加締部配置部
97a 底壁部
97b 内側周壁部
97c 外側周壁部
98A,98B 開口部
100 治具
A 巻回軸
B 中心線
C1,C2 折曲位置
1 Battery (storage element)
10 Exterior body (case)
DESCRIPTION OF
28d Second
29d Second
63A,
Claims (6)
前記ケースに配置された外部端子と、
前記集電タブが接合された被接合部と、前記外部端子に接続されるとともに前記被接合部に対して前記集電タブが突出する方向と交差する方向に隣接して設けられた接続部と、前記被接合部の前記集電タブが突出する方向に隣接して設けられた逃がし部とを有し、前記逃がし部に前記集電タブの折曲部が位置する集電体と
を備える、蓄電素子。 The positive electrode sheet and the negative electrode sheet are formed by alternately laminating positive electrode sheets and negative electrode sheets with separators interposed therebetween, and protrusions protruding from the ends of the electrode sheets are overlapped with each other. And an electrode body that is bent so that each of the current collecting tabs extends along the end portion and is accommodated in the case,
An external terminal disposed in the case;
A joined portion to which the current collecting tab is joined, and a connecting portion that is connected to the external terminal and adjacent to the joined portion in a direction intersecting with the direction in which the current collecting tab protrudes. An escape portion provided adjacent to a direction in which the current collector tab of the joined portion protrudes, and a current collector in which a bent portion of the current collector tab is located in the escape portion. Power storage element.
前記一対の直線部のうち一方側の第1直線部に、前記正極集電タブ及び前記負極集電タブが前記第1直線部が延びる方向に沿って間隔をあけて配置され、前記一対の直線部のうち他方側の第2直線部に向けて前記各集電タブが折り曲げられている、請求項1に記載の蓄電素子。 The electrode body is wound around the winding axis so that the separator is interposed between the positive electrode sheet and the negative electrode sheet, and the end portion viewed from the direction in which the winding axis extends is An ellipse having a pair of straight portions facing each other and a pair of curved portions facing each other so as to connect the straight portions;
The positive electrode current collecting tab and the negative electrode current collecting tab are arranged on the first straight line portion on one side of the pair of straight line portions at intervals along the direction in which the first straight line portion extends, and the pair of straight lines The electric storage element according to claim 1, wherein each of the current collecting tabs is bent toward the second linear portion on the other side of the portion.
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