JP3650659B2 - Secondary battery - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電気自動車用電源のように電気容量の大きな大型の電池に適用して好適な二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電池の絶縁とシールを確保する方法としては、図５ＡおよびＢに示すような、極柱とこの極柱を保持するキャップとの一体成形を施すモールドクリンプ法が採用されていた。
【０００３】
また、電池の絶縁とシールを確保する他の方法としては、図６に示すような、クリンプ法が採用されていた。
このクリンプ法は、リチウム二次電池あるいは従来の１次電池に多く用いられる方式である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のモールドクリンプ法では、高温から低温、たとえば−４０℃〜７０℃までの範囲において、プラスチック材と導電性極柱の膨張率の差によってリークが発生するという問題があった。
【０００５】
また、他の方法としてのクリンプ法も、上述したモールドクリンプ法と同様に、高温から低温（−４０℃〜７０℃）までの範囲において、プラスチック材と導電性極柱の膨張率の差によってリークが発生するという問題があった。
したがって、特に大型ＥＶ電池においては、使用温度範囲の広いことと耐振性が求められることから、実用化が困難であるという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、極柱とキャップとの絶縁性を十分確保することができ、ナットを締め付けることによりキャップに固定するための圧縮力に十分耐えることができ、広い温度範囲においてその締結力を保持することができる二次電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の二次電池は、帯状の正極電極、負極電極、およびセパレータを巻いてつくる二次電池において、キャップを貫通する極柱の先端部に配したナットと極柱の円板状部分とにより、ナットに接するセラミックワッシャと円板状部分に接するセラミック突き当てとを介して、キャップを挟みつけるものである。
【０００８】
また、本発明の二次電池は、セラミックワッシャおよびセラミック突き当てが、アルミナまたはジルコニアからなる上述構成の二次電池である。
【０００９】
また、本発明の二次電池は、非水電解液二次電池である上述構成の二次電池である。
【００１０】
また、本発明の二次電池は、リチウムイオン二次電池である上述構成の二次電池である。
【００１１】
また、本発明の二次電池は、電気容量が１０〜５００Ａｈの大型電池である上述構成の二次電池である。
【００１２】
本発明の二次電池によれば、キャップを貫通する極柱の先端部に配したナットと極柱の円板状部分とにより、ナットに接するセラミックワッシャと円板状部分に接するセラミック突き当てとを介して、キャップを挟みつけることにより、極柱とキャップとの絶縁性を確保できるとともに、強力かつ安定した締結力を得ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明二次電池の実施例について図１〜図４を参照しながら説明する。図１および図２は、それぞれ本例のリチウムイオン二次電池の要部の断面図および側面図を示すものである。また、図３は、本例のリチウムイオン二次電池の全体の構成を概略示すものである。
【００１４】
本例においては、図３に示すように、円筒状の電池容器１７に電極渦巻体３５を収納してある。この電極渦巻体３５は、図１に示すように、帯状の負極電極１４と帯状の正極電極１３とをセパレータ３０を介して、巻き芯３１に巻回したものである。
ここで、負極電極１４の作製方法について説明する。
負極電極１４の活物質は、出発原料として石油ピッチを用い、これを酸素を含む官能基を１０〜２０％導入（いわゆる酸素架橋）した後、不活性ガス気流中１０００℃で熱処理して、ガラス状炭素に近い性質を持った炭素材料を得、この炭素材料を粉砕した平均粒径２０μｍの炭素材料粉末を使用する。
【００１５】
この炭素材料粉末を９０重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）１０重量とを混合し、この混合物を溶剤Ｎ−メチルピロリドンに分散してスラリー状とし、このスラリー状の負極活物質を厚さ１０μｍの帯状銅箔よりなる負極集電体の両面に均一に塗布して、厚さ１８０μｍの負極電極原板を作製し、側部に負極電極のリード部となる未塗布部を残して、帯状にカットして形成する。負極電極１４の形状は、幅が３８３ｍｍであり、このうち塗布部分が３４８ｍｍで、未塗布部分が３５ｍｍである。また、長さは６９４０ｍｍである。
【００１６】
正極電極１３は次の方法により作製する。
すなわち、平均粒径１５μｍのＬｉＣｏＯ₂ の粉末を９１重量部と、導電剤としてグラファイトを６重量部と、結着材としてフッ化ビニリデンを３重量部とを混合し、この混合物を溶剤Ｎ−メチルピロリドンに分散してスラリー状とし、このスラリー状の正極活物質を厚さ２０μｍの帯状アルミ箔よりなる正極集電体の両面に均一に塗布して、厚さ１５０μｍの正極電極原板を作製し、側部に正極電極のリード部となる未塗布部を残して、帯状にカットして形成する。正極電極の形状は、幅が３７９ｍｍであり、このうち塗布部分が３４４ｍで、未塗布部分が３５ｍｍである。また、長さは７１５０ｍｍである。
【００１７】
上述のように作製した正極電極１３および負極電極１４のそれぞれの未塗布部は、巻き取り前に幅１０ｍｍ、長さ３０ｍｍで、ピッチ１５ｍｍおきに短冊状にカットして短冊状リードとする。ここで、正極電極１３および負極電極１４の未塗布部は、上述の寸法で全長にわたりカットされる。
【００１８】
ここで、短冊状リード１１の長さは、電極端から、極柱１０までの距離より長くなければならない。また、短冊状リード１１の幅は、この短冊状リード１１の総断面積が最大通電電流値を満足させるよう設定される。また、短冊状リード１１の折れ曲がりを考えると幅は１０ｍｍ以下であることが望ましい。
【００１９】
図４に示すように、正極電極１３、負極電極１４、およびセパレータ３０は、正極電極１３・セパレータ３０・負極電極１４・セパレータ３０の順に重ね、巻き芯３１に巻回され、電極渦巻体３５を形成する。このとき、この電極渦巻体３５の一側は正極電極１３の短冊状リード１１、他側は負極電極１４の短冊状リード１１として各々リードが集まるように短冊状リード１１の位置は反対側になるように巻いていく。
なお、セパレータ３０は、厚さ３８μｍで、３５３×７６００ｍｍの幅にカットされた、微少な孔が形成されているポリエチレンのシートである。
また、巻き芯３１の形状は、たとえば外径が１７ｍｍ、内径が１４ｍｍ、長さが３５４ｍｍの純アルミの円筒はである。
【００２０】
上述したように、電極渦巻体３５の巻き芯３１の両側に短冊状リード１１を取り出しているので、電極集電体で得られた電流を速やかに外部に取り出すことができる。また、この短冊状リード１１は、細長い短冊の形状に形成されているため、その変形が容易であり、極柱１０の円板状部分２０の外周部に沿って溶接することができる。
【００２１】
正極電極１３、負極電極１４、およびセパレータ３０を巻き芯３１に巻き取った後、図１に示すように、短冊状リード部１１は、極柱１０の円板状部分２０の外周部の全周にわたって略均等に押さえ金具３３により押さえつけられる。
なお、極柱１０の材質は、正極は純アルミ（Ａ１０５０）であり、負極は純銅（Ｃ１１００）である。また、押さえ金具３３の材質は、正極側は純アルミ（Ａ１０５０）であり、負極側は純銅（Ｃ１１００）である。
【００２２】
短冊状リード部１１を、極柱１０の円板状部分２０の外周部へ押さえ金具３３により押さえつけた後、短冊状リード１１を極柱１０の円板状部分２０の上部端面にてカットする。この後、極柱１０の円板状部分２０の上面よりレーザーを照射し、円板状部分２０の全周にわたり溶接を行う。
【００２３】
このように、電極集電体から出ている短冊状リード１１と極柱１０とは、溶接により、しかも広い面積で接合されているために、内部抵抗は低く、またばらつきも小さい。しかも大面積という点から、特に大電流放電特性に優れた電池が得られる。
【００２４】
溶接された電極渦巻体３５および極柱１０は、バックアップリング５１、シール８、セラミック突き当て６、キャップ（天板）１、リング５０、およびセラミックワッシャ５を組み込み、ナット７で締め込まれる。
【００２５】
この後、図１に示すように、キャップ１の外周を電池容器１７の中に圧入するとともにレーザー溶接する。すなわち、キャップ１の上面よりその円周上にレーザーを照射し、溶接して密封する。
このように、電池容器１７のキャップ１をレーザーによって溶接を行うことにより、完全密閉構造の電池を得ることができる。
【００２６】
なお、電池容器１７の材質は、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）であり、その肉厚は０．３〜０．５ｍｍの範囲である。また、キャップ１の材質は、同じくステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）であり、その肉厚３ｍｍである。
【００２７】
図１からわかるように、正極の極柱１０の先端部の外側には、Ｍ１４のおねじ（おねじ部１５）が切られている。このおねじ部１５には、ナット７が配置されている。このナット７を締め付けることにより、セラミックワッシャ５およびセラミック突き当て６の間にキャップ１を挟みつけて、極柱１０自身がキャップ１に固定される。また、極柱１０の円板状部分２０とキャップ１の間にシール８を挟みつけて内部の電解液が漏れないように密閉される。
【００２８】
正極の極柱１０にはその中心部分にＭ６のめねじ（めねじ部１６）が切られている。このめねじ部１６は、外部との結線を行うときに使用するものである。すなわち、このめねじ部１６に、ボルト１９を螺入することにより、極柱の先端部の端面とボルト１９の頭部との間にブスバーまたは導線を挟みつけて接続固定する。
【００２９】
この場合、極柱１０の先端部の外側、すなわちＭ１４のおねじ部１５と同じ高さにＭ６のめねじ部を配すると、Ｍ６のめねじ部に対するボルトを固定する際、外部方向に力が加わることになる。したがって、何度もＭ６のめねじ部を締めたり緩めたりすると、Ｍ１４のおねじ部に対するナット７の締結力に影響を及ぼすことになる。
この理由により、極柱１０の先端部の端面からめねじ部１６の上端までの距離は、おねじ部１５の終端よりもさらに余裕をみて２０ｍｍをとっている。
【００３０】
Ｍ６のめねじ部１６は、電流エネルギーを取り出すためにブスバーまたは導線を極柱１０に固定するものであり、取付けが不完全だと接触不良を起こしたりして危険である。特に電池が電気自動車用二次電池のように車載されるものであれば、振動に対して強くなければならず、締結力は強いものが要求される。
【００３１】
本例の場合、めねじ部１６の母材は正極の場合、純アルミ（Ａ１０５０）であり、ボルト１９の締結力をステンレス鋼ベースの母材と同じにするためには、ねじ山１本にかかる締結時のせん断力を小さくし、かつ、ねじ山の数を増やすことで解決する必要がある。そのため、めねじ部１６の長さは長くする必要がある。
【００３２】
そこで、めねじ部１６の長さがどの程度必要かについて、実験的に求めた。
その結果、Ｍ６のめねじの場合、ステンレス鋼製ボルトの母材並にめねじの強度を持たせようとした場合、ねじかみ合い長ａを１５ｍｍ以上にしなければならないことがわかった。したがって、本例では、ねじかみ合い長ａを１５ｍｍより長くした。
【００３３】
本例のリチウムイオン二次電池は大容量の電池であるので、円筒形電池で構成する場合は、円筒の径および円筒の長さを大きくつくることになる。この際、巻き芯自体３１も剛性を確保するためにある程度大きくする必要が生じる。
【００３４】
このため、中心部に配置される巻き芯３１が外径１７ｍｍのように大きくすることが可能になり、Ｍ６のめねじ部１６を巻き芯の内側の空間スペースの中に収納することが可能となる。
したがって、本例によれば、Ｍ６のめねじ部１６と電極巻取り部をオーバーラップさせることにより、大幅な体積エネルギー密度の上昇を図ることができる。
【００３５】
なお、図１に示すように、巻き芯３１と極柱１０の間は、ポリプロピレン（ＰＰ）製の絶縁カラー１２によって絶縁される。
【００３６】
本例の電池においては、極柱１０とキャップ（天板）１とは完全に絶縁する必要があり、さらに電池容器１７の内部と外部を完全に密閉しなければならない。
【００３７】
この目的を達成するために、一般には、図１に示すセラミックワッシャ５およびセラミック突き当て６の代わりに、ＰＰなどの高分子材料からなる弾性体を用いて、シールと絶縁を行うことが多い。
要するに、極柱とナットが、電池容器のキャップを絶縁体で挟み込み、電池内外を完全に密閉するための構造をなすものである。
【００３８】
しかるに、一般に用いられるＰＰなど弾性体を用いる場合には、シールを完全に行おうとして、強固に極柱締め付けナットを締め付けると、ＰＰなど弾性体は材料の弾性限を越えて破壊に至ってしまう。一方、破壊を避けようとして適度に弾性限内で締め付けを行う場合には、弾性体が次第に変形するクリープにより当初適度に密閉性が確保されたものがリークを生じることとなる。このとき締め付けナットがゆるみはじめ、電池性能をそこなうおそれがある。
【００３９】
そこで、一般の電池では、図６に示すような、電池容器の外筒を極柱に相当する金属との間に絶縁とシールを目的とするＰＰなどガスケットを介在させ、電池容器の外筒を折り曲げ、ＰＰなどガスケットシール材に弾性限内に押圧するクリンプ法がなどが採用されてきた。
【００４０】
本例においては、図１および図２に示すように、セラミックワッシャ５は、その中心に円形の孔を持つ円板の形状をしており、ナット７とキャップ１との間に挟み込まれている。このセラミックワッシャ５の材質はアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）である。
【００４１】
このセラミックワッシャ５の目的は、極柱１０とキャップ１とを絶縁することにあるが、セラミックワッシャ５の材質は上述の通りアルミナであるので、絶縁性を確保することができる。
【００４２】
また、極柱１０は、ナット７を締め付けることによりキャップ１に固定されているので、セラミックワッシャ５と後述するセラミック突き当て６は、この締結力、すなわち圧縮力に十分耐える剛性がなければならない。この点においても、セラミックワッシャ５の材質がアルミナであるので、ナット７による締結力、すなわち圧縮力に十分耐えることができる。さらに、材質がアルミナであることから、ＰＰなどの高分子材料に比較して、締結後長期間経過してもその形状が変化しないので、強い締結力を長期間保持することができる。
【００４３】
また、アルミナは、温度変化に対してもその剛性が変化しないので、広い範囲で温度が変化してもその締結力を保持することができる。すなわち、アルミナは、−３０℃から７０℃程度の広い範囲において、その求められている性状を発揮することができる。
【００４４】
またさらに、アルミナはＰＰなどの高分子材料に比較して、その剛性が非常に高いので、ＰＰなどの高分子材料に比較してナット７をより強く締め付けることができる。その結果、大きな締結力を得ることができ、車載運用で発生する振動にも経時的にナット７がゆるんだりせず、十分なシールが得られるので、非水電解液が漏れたりするのを防止できる密閉性を保持できる。
なお、セラミックワッシャ５の材質についてはアルミナばかりでなく、ジルコニア（ＺｒＯ₂ ）その他のセラミックス材料を用いることができる。
【００４５】
セラミックワッシャ５とセラミック突き当て６との間で、かつ、キャップ１の内側と極柱１０の外側の間には、リング５０が配置されている。このリング５０は、その断面形状が長方形のリングであり、ＰＰなどの高分子材料からなっている。このリング５０は、ナット７を締め付けることにより極柱１０をキャップ１に固定するときに、極柱１０の中心軸が電池の長手方向の中心軸に保持させるために用いるものである。
【００４６】
キャップ１の内側の面と極柱１０の円板状部分２０の間には、セラミック突き当て６が挟みつけられている。このセラミック突き当て６は、セラミックワッシャ５と同様に、その中心に円形の孔を持つ円板の形状をしており、その材質はアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）である。
【００４７】
このセラミック突き当て６の目的は、セラミックワッシャ５と同様に、極柱１０とキャップ１とを絶縁することにあるが、セラミック突き当て６の材質は上述の通りアルミナであるので、絶縁性を確保することができる。
【００４８】
また、極柱１０は、ナット７を締め付けることによりキャップ１に固定されているので、セラミック突き当て６は、この締結力、すなわち圧縮力に十分耐える剛性がなければならない。この点においても、セラミック突き当て６はナット７による締結力、すなわち圧縮力に十分耐えることができる。さらに、セラミック突き当て６は、締結後長期間経過してもその形状が変化しないので、強い締結力を長期間保持することができる。
【００４９】
また、アルミナは、温度変化に対してもその剛性が変化しないので、広い範囲で温度が変化してもその締結力を保持することができる。すなわち、アルミナは、−３０℃から７０℃程度の広い範囲において、その求められている性状を発揮することができる。
【００５０】
またさらに、セラミック突き当て６は、大きな締結力を得ることができ、車載運用で発生する振動にも経時的にナット７がゆるんだりせず、十分なシールが得られるので、非水電解液が漏れたりするのを防止できる密閉性を保持できる。
【００５１】
このほか、セラミック突き当て６は、次にような目的を持っている。
すなわち、シール８は、キャップ１と極柱１０の円板状部分２０との間で挟みつけられているので、極柱の軸方向がつぶれた形状に弾性変形をする。この結果、極柱１０の軸方向に反発力が発生し、この反発力を利用してシール８とキャップ１の内側の間、並びに、シール８と極柱１０の円板状部分２０の面との間を液密にすることになる。
【００５２】
しかし、シール８が圧縮力による弾性変形をした場合、極柱１０の軸と直角方向に何の抑えもないと、シール８の弾性特性から変形が容易になり、したがって、極柱１０の軸方向の反発力は大きなものが期待できない。そのため、シール８のシール力も小さなものになってしまう。
【００５３】
そこで、セラミック突き当て６の外周の寸法をシール８の弾性変形がある程度以上起こらない位置に設定することにより、シール８の大きな弾性変形を阻止し、その結果として、シール８の極柱１０の軸方向の反発力を増大することができる。このようにして、セラミック突き当て６を配置することにより、シール８のシール力を十分な大きさまで増大させることができる。
【００５４】
なお、セラミック突き当て６の材質についてはアルミナばかりでなくジルコニア（ＺｒＯ₂ ）その他のセラミックス材料を用いることができる。
【００５５】
シール８の外周には、シール８に接する位置にバックアップリング５１が配置されている。このバックアップリング５１はＰＰからなるものである。
このバックアップリング５１により、シール８が電池内に存在する非水電解液に触れ、膨潤して変形したときに、その変形を阻止してシール８の極柱１０の軸方向の反発力を低下するのを防止することができる。
【００５６】
以上のことから、本例によれば、セラミックワッシャ５とセラミック突き当て６を配置することにより、極柱１０とキャップ１との絶縁性を確保することができる。
また、セラミックワッシャ５とセラミック突き当て６は、ナット７を締め付けることによりキャップ１に固定するための締結力、すなわち圧縮力に十分耐えることができる。
また、締結後長期間経過してもその形状が変化しないので、強い締結力を保持することができる。
また、セラミックは温度変化に対してもその剛性が変化しないので、広い温度範囲において、その締結力を保持することができる。
また、セラミックはその剛性が非常に高いので、大きな締結力を得ることができ、車載運用で発生する振動にも経時的にナット７がゆるんだりせず、十分なシールが得られる。
また、セラミック突き当てはシール８の大きな弾性変形を阻止し、その結果として、シール８の極柱１０の軸方向の反発力を増大することができ、シール８のシール力を十分な大きさまで増大させることができる。
【００５７】
図１および図２に示すように、キャップ１の中心から外れた位置には、開放弁９が設置してある。開放弁９は、キャップ１に設けられた孔にねじ込み式で固定されている。
この開放弁９は、電池容器の内部の圧力が上昇したときに内部のガスを外部に放出するためのものである。
【００５８】
開放弁９の中に配置された弁は、バネにより電池の内側に押しつけられ、電池内部の液密を図っている。
【００５９】
何かの原因で、電池内部の圧力が上昇すると、開放弁９の中の弁が電池の外側に押しつけられる。この結果電池内部のガスは、弁の移動により生じた隙間を通じて、開放弁９の側面に設けられた孔を通して外部に放出される。この開放弁９の設置により電池内部の圧力が上昇しても、ある一定以上の圧力になることを防止することができる。
【００６０】
図１に示すように、キャップ１の中心より外れた位置に、電解液注入口３２が設けてある。この電解液注入口３２は電池構造体の組立後に、電解液を電池内部に注入するのに用いられる。
【００６１】
また、図１および図２に示すように、キャップ１の中心より外れた電解液注入口の位置に、メクラ栓４が配置してある。このメクラ栓４は、電解液注入口３２にメタルシール２を介してねじ込み式で締められ、電池容器を密閉する。
【００６２】
また、メクラ栓４の頭部とキャップ１の表面との間には、メタルシール２が挟みつけられている。このメタルシール２はその断面形状が長方形のリングであり、その材質は純アルミよりなるものである。
【００６３】
一方、メタルシール２に接する金属部分は電池のキャップ１とメクラ栓４の頭部であり、これらはステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）で作製してある。
【００６４】
なお、ステンレス鋼と純アルミの２種類の金属を接触させて、本例の電池の非水電解液に触れさせても、純アルミの腐食は進まないことが確認されている。
【００６５】
このように、純アルミからなるメタルシールを用いることにより、たとえばゴム材などの高分子材料からなるシールに比べ、外部とのガスや水分の透過性・通過性を低く抑えることができ、電池の寿命を長くすることができる。
また、純アルミは高分子材料に比べ寿命が長いので、純アルミからなるメタルシールをメクラ栓のシールに使用すれば半永久的に使用することができ、シールの交換の必要がなくなる。
また、図１に示すように、上述した開放弁９のシールにも純アルミからなるメタルシールを使用することができる。
【００６６】
なお以下に、電池容器内への非水電解液の注入方法について説明する。
まず、注入アタッチメントを電解液注入口３２にねじ込んで固定する。これにより、電解液（ＥＬ）タンク内に貯蔵してある非水電解液と電池容器とがパイプを通して連結される。この電解液タンク内の非水電解液の液面より高い空間の部分は、切り替えバルブを介して、真空ポンプと連結されている。
【００６７】
なお、本例に使用する電解液は、プロピレンカーボネートとジエチルカーボネートの混合溶媒の中にＬｉＰＦ₆ を１モル／ｌの割合で溶解して形成したものである。
【００６８】
次に、真空ポンプを作動させる。真空ポンプが作動すると、電池内部の空気が電池容器の外に放出され、電池容器の内部が大気圧に比べて負圧になる。
【００６９】
次に、真空ポンプと電解液タンクとの間にある切り替えバルブを切り替えて、電解液タンクの液面を大気に開放する。すると、タンク内の圧力が電池容器内より高くなるので、タンク内の非水電解液が押し出されて電池容器内に浸入する。
【００７０】
上述した工程を何度か繰り返すことにより、電池容器内に所定の非水電解液を注入することができる。
【００７１】
非水電解液の注入後は、電池容器から電解液が電池外部に出ていかないようにシールする必要がある。そのため、電解液注入口３２にメタルシール２を介してメクラ栓４をねじ込み式で締め、電池容器を密閉する。
【００７２】
なお、本発明は上述の実施例に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、セラミックワッシャ５とセラミック突き当て６は、極柱１０とキャップ１との絶縁性を十分確保することができる。
また、セラミックワッシャ５とセラミック突き当て６は、ナット７を締め付けることによりキャップ１に固定するための圧縮力に十分耐えることができる。
また、締結後長期間、強い締結力を保持することができる。
また、セラミックは温度変化に対してもその剛性が変化しないので、広い温度範囲において、その締結力を保持することができる。
また、セラミックは大きな締結力を得ることができ、車載運用で発生する振動にも経時的にナット７がゆるんだりせず、十分なシールが得られる。
また、セラミック突き当てはシール８の大きな弾性変形を阻止し、シール８のシール力を十分な大きさまで増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の二次電池の一実施例の要部を示す断面図である。
【図２】本発明の二次電池の一実施例の要部を示す側面図である。
【図３】本発明の二次電池の一実施例の全体を示す断面図である。
【図４】二次電池の正極電極および負極電極の巻取り方法を示す斜視図である。
【図５】モールドクリンプ法による絶縁およびシールの方法を示す図である。
【図６】クリンプ法による絶縁およびシールの方法を示す図である。
【符号の説明】
１ キャップ（天板）
２、３ メタルシール
４ メクラ栓
５ セラミックワッシャ
６ セラミック付き当て
７ ナット
８ シール
９ 開放弁
１０ 極柱
１１ 短冊状リード
１２ 絶縁カラー
１３ 正極電極
１４ 負極電極
１５ おねじ部
１６ めねじ部
１７ 電池容器
１８ プラスマーク
１９ ボルト
２０ 円板状部分
３１ 巻き芯
３２ 電解液注入口
３３ 押さえ金具
３５ 電極渦巻体
５０ リング
５１ バックアップリング
ａ ねじかみ合い長さ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a secondary battery suitable for application to a large battery having a large electric capacity, such as a power source for an electric vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method for ensuring insulation and sealing of a battery, a mold crimping method in which a pole column and a cap that holds the pole column are integrally formed as shown in FIGS. 5A and 5B has been adopted.
[0003]
As another method for securing the insulation and seal of the battery, a crimp method as shown in FIG. 6 has been adopted.
This crimping method is often used for lithium secondary batteries or conventional primary batteries.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional mold crimping method has a problem that leakage occurs due to a difference in expansion coefficient between the plastic material and the conductive pole column in a range from high temperature to low temperature, for example, −40 ° C. to 70 ° C.
[0005]
In addition, the crimping method as another method also leaks due to the difference in expansion coefficient between the plastic material and the conductive pole column in the range from high temperature to low temperature (−40 ° C. to 70 ° C.), similar to the above-described mold crimping method. There was a problem that occurred.
Therefore, particularly in a large EV battery, there is a problem that it is difficult to put it to practical use because a wide operating temperature range and vibration resistance are required.
[0006]
The present invention has been made in view of such problems, and can sufficiently ensure the insulation between the pole column and the cap, and can sufficiently withstand the compressive force for fixing to the cap by tightening the nut. An object of the present invention is to provide a secondary battery that can hold the fastening force in a wide temperature range.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The secondary battery of the present invention is a secondary battery formed by winding a belt-like positive electrode, a negative electrode, and a separator, and a nut disposed at the tip of the pole column penetrating the cap and a disk-shaped portion of the pole column Thus, the cap is sandwiched between the ceramic washer in contact with the nut and the ceramic abutting in contact with the disk-shaped portion.
[0008]
The secondary battery according to the present invention is a secondary battery having the above-described configuration in which the ceramic washer and the ceramic abutment are made of alumina or zirconia.
[0009]
Moreover, the secondary battery of the present invention is a secondary battery having the above-described configuration, which is a nonaqueous electrolyte secondary battery.
[0010]
Moreover, the secondary battery of the present invention is a secondary battery having the above-described configuration, which is a lithium ion secondary battery.
[0011]
Moreover, the secondary battery of this invention is a secondary battery of the said structure which is a large sized battery with an electric capacity of 10-500 Ah.
[0012]
According to the secondary battery of the present invention, the ceramic abutment of the disk-shaped portion of the nut and the pole which arranged at the distal end of the electrode pole extending through the cap in contact with the ceramic washer and disc-shaped portion in contact with the nut In addition, the insulation between the pole column and the cap can be secured, and a strong and stable fastening force can be obtained.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Examples of the secondary battery of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 show a cross-sectional view and a side view of the main part of the lithium ion secondary battery of this example, respectively. FIG. 3 schematically shows the overall configuration of the lithium ion secondary battery of this example.
[0014]
In this example, as shown in FIG. 3, an electrode spiral body 35 is accommodated in a cylindrical battery container 17. As shown in FIG. 1, the electrode spiral body 35 is obtained by winding a belt-like negative electrode 14 and a belt-like positive electrode 13 around a winding core 31 via a separator 30.
Here, a manufacturing method of the negative electrode 14 will be described.
The active material of the negative electrode 14 uses petroleum pitch as a starting material, introduces 10 to 20% of a functional group containing oxygen (so-called oxygen crosslinking), and then heat-treats at 1000 ° C. in an inert gas stream. A carbon material having properties close to the shape of carbon is obtained, and a carbon material powder having an average particle diameter of 20 μm obtained by pulverizing the carbon material is used.
[0015]
90 parts by weight of the carbon material powder and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder are mixed, and the mixture is dispersed in a solvent N-methylpyrrolidone to form a slurry. The slurry-like negative electrode active material Is uniformly coated on both surfaces of a negative electrode current collector made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 10 μm to produce a negative electrode electrode plate having a thickness of 180 μm, leaving an uncoated portion serving as a lead portion of the negative electrode on the side portion. , Cut into a strip shape. The shape of the negative electrode 14 has a width of 383 mm, of which the coated portion is 348 mm and the uncoated portion is 35 mm. The length is 6940 mm.
[0016]
The positive electrode 13 is produced by the following method.
That is, 91 parts by weight of LiCoO ₂ powder having an average particle size of 15 μm, 6 parts by weight of graphite as a conductive agent, and 3 parts by weight of vinylidene fluoride as a binder were mixed, and this mixture was mixed with a solvent N-methyl. Disperse in pyrrolidone to form a slurry, and apply the slurry-like positive electrode active material uniformly on both sides of a positive electrode current collector made of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm to produce a positive electrode plate having a thickness of 150 μm, The side portion is formed by cutting into a strip shape, leaving an uncoated portion to be the lead portion of the positive electrode. The positive electrode has a width of 379 mm, of which the coated portion is 344 m and the uncoated portion is 35 mm. The length is 7150 mm.
[0017]
The uncoated portions of the positive electrode 13 and the negative electrode 14 produced as described above have a width of 10 mm and a length of 30 mm before winding, and are cut into strips at intervals of 15 mm to form strip-shaped leads. Here, the uncoated portions of the positive electrode 13 and the negative electrode 14 are cut over the entire length with the above-described dimensions.
[0018]
Here, the length of the strip-shaped lead 11 must be longer than the distance from the electrode end to the pole 10. The width of the strip-shaped lead 11 is set so that the total cross-sectional area of the strip-shaped lead 11 satisfies the maximum energization current value. Further, considering the bending of the strip-shaped lead 11, the width is desirably 10 mm or less.
[0019]
As shown in FIG. 4, the positive electrode 13, the negative electrode 14, and the separator 30 are stacked in the order of the positive electrode 13, the separator 30, the negative electrode 14, and the separator 30, and wound around the winding core 31. Form. At this time, one side of the electrode spiral body 35 is the strip-shaped lead 11 of the positive electrode 13, and the other side is the strip-shaped lead 11 of the negative electrode 14, and the strip-shaped lead 11 is on the opposite side so that the leads are gathered. Wind like so.
The separator 30 is a polyethylene sheet having a thickness of 38 μm and cut into a width of 353 × 7600 mm and formed with minute holes.
The shape of the winding core 31 is, for example, a pure aluminum cylinder having an outer diameter of 17 mm, an inner diameter of 14 mm, and a length of 354 mm.
[0020]
As described above, since the strip-shaped leads 11 are taken out on both sides of the core 31 of the electrode spiral body 35, the current obtained by the electrode current collector can be quickly taken out to the outside. Moreover, since this strip-shaped lead 11 is formed in the shape of a long and narrow strip, its deformation | transformation is easy and it can weld along the outer peripheral part of the disk-shaped part 20 of the pole 10.
[0021]
After winding the positive electrode 13, the negative electrode 14, and the separator 30 around the winding core 31, as shown in FIG. 1, the strip-shaped lead portion 11 is arranged around the entire outer periphery of the disc-shaped portion 20 of the pole column 10. It is pressed down almost uniformly by the presser fitting 33.
In addition, as for the material of the pole 10, the positive electrode is pure aluminum (A1050), and the negative electrode is pure copper (C1100). Moreover, the material of the pressing metal 33 is pure aluminum (A1050) on the positive electrode side and pure copper (C1100) on the negative electrode side.
[0022]
After the strip-shaped lead portion 11 is pressed against the outer peripheral portion of the disk-shaped portion 20 of the pole column 10 by the pressing metal fitting 33, the strip-shaped lead 11 is cut at the upper end surface of the disk-shaped portion 20 of the pole column 10. Thereafter, laser is irradiated from the upper surface of the disk-shaped portion 20 of the pole 10, and welding is performed over the entire circumference of the disk-shaped portion 20.
[0023]
As described above, the strip-shaped lead 11 and the pole column 10 coming out of the electrode current collector are joined by welding and in a wide area, so that the internal resistance is low and the variation is small. In addition, a battery excellent in large current discharge characteristics can be obtained in terms of a large area.
[0024]
The welded electrode spiral body 35 and the pole column 10 incorporate a backup ring 51, a seal 8, a ceramic abutment 6, a cap (top plate) 1, a ring 50, and a ceramic washer 5, and are tightened with a nut 7.
[0025]
Thereafter, as shown in FIG. 1, the outer periphery of the cap 1 is press-fitted into the battery container 17 and laser-welded. That is, a laser is irradiated on the circumference from the upper surface of the cap 1 and welded and sealed.
In this way, a battery having a completely sealed structure can be obtained by welding the cap 1 of the battery container 17 with a laser.
[0026]
In addition, the material of the battery container 17 is stainless steel (SUS304), and the thickness is in the range of 0.3 to 0.5 mm. The material of the cap 1 is also stainless steel (SUS304) and has a thickness of 3 mm.
[0027]
As can be seen from FIG. 1, an external thread (male thread 15) of M14 is cut outside the tip of the positive pole 10. A nut 7 is disposed on the male screw portion 15. By tightening the nut 7, the cap 1 is sandwiched between the ceramic washer 5 and the ceramic abutment 6, and the pole 10 itself is fixed to the cap 1. Further, the seal 8 is sandwiched between the disc-like portion 20 of the pole 10 and the cap 1 and sealed so that the internal electrolyte does not leak.
[0028]
An M6 female screw (female screw portion 16) is cut at the center of the positive pole 10 of the positive electrode. The female thread portion 16 is used when connecting to the outside. That is, by screwing a bolt 19 into the female thread portion 16, a bus bar or a conductive wire is sandwiched between the end face of the tip end portion of the pole pole and the head of the bolt 19 to be connected and fixed.
[0029]
In this case, if the M6 female threaded portion is arranged on the outside of the tip of the pole column 10, that is, at the same height as the M14 male threaded portion 15, a force is applied in the external direction when fixing the bolt to the M6 female threaded portion. Will join. Accordingly, if the M6 female thread is tightened or loosened many times, the fastening force of the nut 7 on the M14 male thread will be affected.
For this reason, the distance from the end face of the tip end of the pole 10 to the upper end of the female thread part 16 is 20 mm with further margin than the end of the external thread part 15.
[0030]
The M6 female thread portion 16 fixes the bus bar or the conductive wire to the pole column 10 in order to take out the current energy. If the mounting is incomplete, it may cause a contact failure, which is dangerous. In particular, if the battery is mounted on a vehicle such as a secondary battery for an electric vehicle, the battery must be strong against vibration and a strong fastening force is required.
[0031]
In the case of this example, in the case of the positive electrode, the base material of the female thread portion 16 is pure aluminum (A1050), and in order to make the fastening force of the bolt 19 the same as that of the stainless steel base base material, one thread is required. It is necessary to solve this problem by reducing the shearing force at the time of fastening and increasing the number of threads. For this reason, the length of the female thread portion 16 needs to be increased.
[0032]
Therefore, the required length of the female thread portion 16 was experimentally determined.
As a result, it was found that in the case of the M6 female thread, the thread engagement length a must be 15 mm or more when trying to provide the strength of the female thread as well as the base material of the stainless steel bolt. Therefore, in this example, the screw engagement length a is longer than 15 mm.
[0033]
Since the lithium ion secondary battery of this example is a large-capacity battery, when it is constituted by a cylindrical battery, the diameter of the cylinder and the length of the cylinder are made large. At this time, it is necessary to increase the winding core 31 to some extent in order to ensure rigidity.
[0034]
For this reason, it becomes possible to enlarge the winding core 31 arrange | positioned in the center part so that an outer diameter may be 17 mm, and to accommodate the internal thread part 16 of M6 in the space space inside a winding core. Become.
Therefore, according to this example, the volume energy density can be significantly increased by overlapping the M6 female thread portion 16 and the electrode winding portion.
[0035]
As shown in FIG. 1, the core 31 and the pole 10 are insulated by an insulating collar 12 made of polypropylene (PP).
[0036]
In the battery of this example, the pole 10 and the cap (top plate) 1 must be completely insulated, and the inside and outside of the battery container 17 must be completely sealed.
[0037]
In order to achieve this object, sealing and insulation are often performed using an elastic body made of a polymer material such as PP instead of the ceramic washer 5 and the ceramic abutment 6 shown in FIG.
In short, the pole and the nut form a structure for sandwiching the cap of the battery container with an insulator and completely sealing the inside and outside of the battery.
[0038]
However, in the case of using an elastic body such as PP that is generally used, if the pole column tightening nut is firmly tightened to completely seal, the elastic body such as PP exceeds the elastic limit of the material and breaks. On the other hand, when tightening is performed within an appropriate elastic limit in order to avoid breakage, a material that has initially been properly sealed by a creep that causes the elastic body to gradually deform will leak. At this time, the tightening nut may start to loosen, and the battery performance may be impaired.
[0039]
Therefore, in a general battery, as shown in FIG. 6, a gasket such as PP for insulation and sealing is interposed between the outer cylinder of the battery container and a metal corresponding to the pole pole, and the outer cylinder of the battery container is For example, a crimping method in which the gasket sealing material such as bending or PP is pressed within an elastic limit has been adopted.
[0040]
In this example, as shown in FIGS. 1 and 2, the ceramic washer 5 has a disk shape having a circular hole at the center thereof, and is sandwiched between the nut 7 and the cap 1. . The material of the ceramic washer 5 is alumina (Al ₂ O ₃ ).
[0041]
The purpose of the ceramic washer 5 is to insulate the pole column 10 from the cap 1. However, since the material of the ceramic washer 5 is alumina as described above, insulation can be ensured.
[0042]
Further, since the pole column 10 is fixed to the cap 1 by tightening the nut 7, the ceramic washer 5 and the ceramic abutment 6 described later must be sufficiently rigid to withstand this fastening force, that is, the compression force. Also in this respect, since the material of the ceramic washer 5 is alumina, it can sufficiently withstand the fastening force by the nut 7, that is, the compression force. Furthermore, since the material is alumina, compared to a polymer material such as PP, the shape does not change even after a long time has passed since fastening, and thus a strong fastening force can be maintained for a long time.
[0043]
In addition, since the rigidity of alumina does not change even when the temperature changes, the fastening force can be maintained even if the temperature changes in a wide range. That is, alumina can exhibit the required properties in a wide range of about −30 ° C. to 70 ° C.
[0044]
Furthermore, since alumina has a very high rigidity compared to a polymer material such as PP, the nut 7 can be tightened more strongly than a polymer material such as PP. As a result, a large fastening force can be obtained, and the nut 7 does not loosen over time due to vibrations generated in in-vehicle operation, and a sufficient seal can be obtained, thus preventing the nonaqueous electrolyte from leaking. The sealing property that can be maintained.
Incidentally, not only the alumina on the material of the ceramic washer 5 can be used zirconia (ZrO ₂₎ and other ceramic materials.
[0045]
A ring 50 is disposed between the ceramic washer 5 and the ceramic abutment 6 and between the inside of the cap 1 and the outside of the pole column 10. The ring 50 is a ring whose cross-sectional shape is rectangular and is made of a polymer material such as PP. The ring 50 is used to hold the center axis of the pole column 10 at the center axis in the longitudinal direction of the battery when the pole column 10 is fixed to the cap 1 by tightening the nut 7.
[0046]
A ceramic abutment 6 is sandwiched between the inner surface of the cap 1 and the disc-shaped portion 20 of the pole 10. Similar to the ceramic washer 5, the ceramic abutment 6 has a disk shape having a circular hole at the center thereof, and the material thereof is alumina (Al ₂ O ₃ ).
[0047]
The purpose of this ceramic abutment 6 is to insulate the pole column 10 and the cap 1 as in the case of the ceramic washer 5. However, since the material of the ceramic abutment 6 is alumina as described above, it ensures insulation. can do.
[0048]
Further, since the pole 10 is fixed to the cap 1 by tightening the nut 7, the ceramic abutment 6 must have sufficient rigidity to withstand this fastening force, that is, the compression force. Also in this respect, the ceramic abutment 6 can sufficiently withstand the fastening force by the nut 7, that is, the compression force. Further, since the shape of the ceramic abutment 6 does not change even after a long period of time has elapsed after fastening, a strong fastening force can be maintained for a long time.
[0049]
In addition, since the rigidity of alumina does not change even when the temperature changes, the fastening force can be maintained even if the temperature changes in a wide range. That is, alumina can exhibit the required properties in a wide range of about −30 ° C. to 70 ° C.
[0050]
Furthermore, the ceramic abutment 6 can obtain a large fastening force, and the nut 7 does not loosen over time due to vibrations generated during in-vehicle operation, and a sufficient seal can be obtained. The airtightness which can prevent leaking can be maintained.
[0051]
In addition, the ceramic abutment 6 has the following purpose.
That is, since the seal 8 is sandwiched between the cap 1 and the disk-shaped portion 20 of the polar column 10, the seal 8 is elastically deformed into a shape in which the axial direction of the polar column is crushed. As a result, a repulsive force is generated in the axial direction of the pole 10, and the repulsive force is used between the inside of the seal 8 and the cap 1 and the surface of the disc-shaped portion 20 of the seal 8 and the polar column 10. It becomes liquid-tight.
[0052]
However, when the seal 8 is elastically deformed by a compressive force, the deformation is easy due to the elastic characteristics of the seal 8 unless there is any restraint in the direction perpendicular to the axis of the pole column 10. The repulsive force cannot be expected. For this reason, the sealing force of the seal 8 is also small.
[0053]
Therefore, by setting the size of the outer periphery of the ceramic abutment 6 to a position where the elastic deformation of the seal 8 does not occur to some extent, the elastic deformation of the seal 8 is prevented, and as a result, the axis of the pole column 10 of the seal 8 is prevented. The direction repulsive force can be increased. In this way, by disposing the ceramic abutment 6, the sealing force of the seal 8 can be increased to a sufficient level.
[0054]
As the material of the ceramic abutment 6, not only alumina but also zirconia (ZrO ₂ ) or other ceramic materials can be used.
[0055]
A backup ring 51 is disposed on the outer periphery of the seal 8 at a position in contact with the seal 8. The backup ring 51 is made of PP.
When the seal 8 touches the non-aqueous electrolyte present in the battery and swells and deforms, the backup ring 51 prevents the deformation and reduces the axial repulsive force of the pole 10 of the seal 8. Can be prevented.
[0056]
From the above, according to this example, the insulating property between the pole column 10 and the cap 1 can be ensured by disposing the ceramic washer 5 and the ceramic abutment 6.
Further, the ceramic washer 5 and the ceramic abutment 6 can sufficiently withstand the fastening force for fixing to the cap 1 by tightening the nut 7, that is, the compression force.
Moreover, since the shape does not change even if it passes for a long time after fastening, strong fastening force can be hold | maintained.
Further, since the rigidity of the ceramic does not change even when the temperature changes, the fastening force can be maintained in a wide temperature range.
Moreover, since the rigidity of the ceramic is very high, a large fastening force can be obtained, and the nut 7 does not loosen over time due to vibrations generated during in-vehicle operation, and a sufficient seal can be obtained.
Further, the ceramic abutting prevents large elastic deformation of the seal 8, and as a result, the repulsive force in the axial direction of the pole column 10 of the seal 8 can be increased, and the sealing force of the seal 8 is increased to a sufficient level. Can be made.
[0057]
As shown in FIGS. 1 and 2, an opening valve 9 is installed at a position off the center of the cap 1. The release valve 9 is screwed into a hole provided in the cap 1.
The release valve 9 is for releasing the internal gas to the outside when the internal pressure of the battery container rises.
[0058]
A valve disposed in the open valve 9 is pressed against the inside of the battery by a spring to achieve liquid tightness inside the battery.
[0059]
When the pressure inside the battery rises for some reason, the valve in the open valve 9 is pressed against the outside of the battery. As a result, the gas inside the battery is discharged to the outside through a hole provided in the side surface of the release valve 9 through the gap generated by the movement of the valve. Even if the internal pressure of the battery rises due to the installation of the open valve 9, it is possible to prevent the pressure from exceeding a certain level.
[0060]
As shown in FIG. 1, an electrolyte solution inlet 32 is provided at a position off the center of the cap 1. The electrolyte injection port 32 is used to inject the electrolyte into the battery after the battery structure is assembled.
[0061]
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a mesa plug 4 is disposed at the position of the electrolyte injection port off the center of the cap 1. This mecha stopper 4 is screwed into the electrolyte inlet 32 through the metal seal 2 to seal the battery container.
[0062]
In addition, a metal seal 2 is sandwiched between the head of the mekula plug 4 and the surface of the cap 1. The metal seal 2 is a ring whose cross-sectional shape is rectangular, and the material thereof is made of pure aluminum.
[0063]
On the other hand, the metal portion in contact with the metal seal 2 is the cap 1 of the battery and the head portion of the mech plug 4, which are made of stainless steel (SUS304).
[0064]
It has been confirmed that the corrosion of pure aluminum does not proceed even when two kinds of metals, stainless steel and pure aluminum, are brought into contact with the nonaqueous electrolyte of the battery of this example.
[0065]
Thus, by using a metal seal made of pure aluminum, the permeability and passage of gas and moisture to the outside can be kept low compared to a seal made of a polymer material such as a rubber material. The lifetime can be extended.
In addition, since pure aluminum has a longer life than a polymer material, if a metal seal made of pure aluminum is used for a seal of a mekula plug, it can be used semi-permanently and there is no need to replace the seal.
Further, as shown in FIG. 1, a metal seal made of pure aluminum can be used for the seal of the above-described release valve 9.
[0066]
Hereinafter, a method for injecting the non-aqueous electrolyte into the battery container will be described.
First, the injection attachment is screwed into the electrolyte injection port 32 and fixed. Thereby, the nonaqueous electrolyte solution stored in the electrolyte solution (EL) tank and the battery container are connected through the pipe. The portion of the space higher than the liquid level of the nonaqueous electrolyte in the electrolyte tank is connected to a vacuum pump via a switching valve.
[0067]
The electrolytic solution used in this example is formed by dissolving LiPF ₆ in a mixed solvent of propylene carbonate and diethyl carbonate at a rate of 1 mol / l.
[0068]
Next, the vacuum pump is operated. When the vacuum pump is operated, the air inside the battery is released to the outside of the battery container, and the inside of the battery container becomes a negative pressure compared to the atmospheric pressure.
[0069]
Next, the switching valve between the vacuum pump and the electrolyte tank is switched to open the liquid level of the electrolyte tank to the atmosphere. Then, since the pressure in the tank becomes higher than that in the battery container, the non-aqueous electrolyte in the tank is pushed out and enters the battery container.
[0070]
By repeating the above-described process several times, a predetermined non-aqueous electrolyte can be injected into the battery container.
[0071]
After injection of the non-aqueous electrolyte, it is necessary to seal the electrolyte so that the electrolyte does not come out of the battery container. Therefore, the battery plug 4 is sealed by screwing the mech stopper 4 into the electrolyte solution inlet 32 via the metal seal 2.
[0072]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0073]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the ceramic washer 5 and the ceramic abutment 6 can sufficiently ensure the insulation between the pole column 10 and the cap 1.
Further, the ceramic washer 5 and the ceramic abutment 6 can sufficiently withstand the compressive force for fixing to the cap 1 by tightening the nut 7.
Further, a strong fastening force can be maintained for a long time after fastening.
Further, since the rigidity of the ceramic does not change even when the temperature changes, the fastening force can be maintained in a wide temperature range.
In addition, ceramic can obtain a large fastening force, and the nut 7 does not loosen over time due to vibrations generated during in-vehicle operation, and a sufficient seal can be obtained.
Further, the ceramic abutment prevents large elastic deformation of the seal 8 and can increase the sealing force of the seal 8 to a sufficient level.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of one embodiment of a secondary battery of the present invention.
FIG. 2 is a side view showing the main part of one embodiment of the secondary battery of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an entire embodiment of a secondary battery according to the present invention.
FIG. 4 is a perspective view showing a winding method of a positive electrode and a negative electrode of a secondary battery.
FIG. 5 is a diagram showing an insulating and sealing method by a mold crimp method.
FIG. 6 is a diagram showing a method of insulation and sealing by a crimp method.
[Explanation of symbols]
1 Cap (top plate)
2, 3 Metal seal 4 Metal plug 5 Ceramic washer 6 Ceramic stopper 7 Nut 8 Seal 9 Release valve 10 Polar column 11 Strip lead 12 Insulating collar 13 Positive electrode 14 Negative electrode 15 Male thread 16 Female thread 17 Battery container 18 Plus mark 19 Bolt 20 Disc-shaped portion 31 Core 32 Electrolyte inlet 33 Holding metal fitting 35 Electrode spiral body 50 Ring 51 Backup ring a Screw engagement length

Claims (5)

帯状の正極電極、負極電極、およびセパレータを巻いてつくる二次電池において、
キャップを貫通する極柱の先端部に配したナットと、極柱の円板状部分とにより、
上記ナットに接するセラミックワッシャと、上記円板状部分に接するセラミック突き当てとを介して、
上記キャップを挟みつける
ことを特徴とする二次電池。In a secondary battery made by winding a belt-like positive electrode, a negative electrode, and a separator,
With the nut placed at the tip of the pole that penetrates the cap, and the disc-shaped part of the pole,
Via a ceramic washer that contacts the nut and a ceramic abutment that contacts the disk-shaped part,
A secondary battery characterized by sandwiching the cap. セラミックワッシャおよびセラミック突き当ては、アルミナまたはジルコニアからなることを特徴とする請求項１記載の二次電池。  The secondary battery according to claim 1, wherein the ceramic washer and the ceramic abutment are made of alumina or zirconia. 非水電解液二次電池であることを特徴とする請求項１記載の二次電池。  The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is a non-aqueous electrolyte secondary battery. リチウムイオン二次電池であることを特徴とする請求項１記載の二次電池。  The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is a lithium ion secondary battery. 電気容量が１０〜５００Ａｈの大型電池であることを特徴とする請求項１記載の二次電池。  The secondary battery according to claim 1, wherein the secondary battery is a large battery having an electric capacity of 10 to 500 Ah.

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