JP4599675B2 - Sealed secondary battery - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水電解液二次電池などの密閉型二次電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、地球環境問題、あるいはエネルギー問題を解決する手段として、リチウムイオン二次電池の開発が盛んに行われている。地球環境を良好に保全しつつ電力の安定確保を図っていく方策の一つとして負荷の平準化技術の実用化が望まれているが、一般家庭などで小規模に夜間電力を貯蔵する電池電力貯蔵装置を普及させると、大きな負荷平準化効果が期待できる。また、自動車の排気ガスによる大気汚染やCO2 による温暖化防止を図るために、動力源の全部又は一部を二次電池によって得るようにした電気自動車の普及も望まれている。
【0003】
このため、家庭用の電池電力貯蔵装置や電気自動車の動力源として、帯状の正極板と帯状の負極板をセパレータを介して対向させた状態で円筒芯体に渦巻き状に巻回し、電解液とともに円筒型外容器内に密封収納した、単電池容量が100Ah程度の大型のリチウムイオン二次電池の開発が行われている。
【0004】
この種の密閉型二次電池の密閉容器構造としては、筒状ケースの両端を封口板で閉鎖して溶接したものや、例えば特開平8−250084号公報や、特開平9−55213号公報に開示されているように、筒状ケースの端部にビード加工を施してリング状の電気絶縁ガスケットを装着するとともにその内周に封口板を取付けた後、筒状ケースの端部をかしめてこれら電気絶縁ガスケットと封口板を固定して封口したものが知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、筒状ケースの両端に封口板を溶接して密封した電池容器においては、気密性を確保するためには溶接条件の安定が要求され、加工条件がばらつくと気密性が確保できないという問題があり、特に軽量化を図るためにアルミニウムを用いた場合、アルミニウムは溶接が困難で、溶接強度も弱く、気密性を確保しかつ必要な強度を確保した信頼性の高い溶接を安定して行うのは困難であるという問題がある。
【0006】
また、上記公報で開示されたように筒状ケースの端部内周と封口板の外周との間に環状のガスケットを介在させ、筒状ケースをかしめて密封する場合には、ガスケットの圧縮率を高くしないと、シール性が確保できず、圧縮率が高いとガスケットが圧縮破壊したり、経時変化で収縮してシール性が確保できなくなり、長期にわたって信頼性の高いシール性を確保することができないという問題がある。
【0007】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、電池加工時の加工品質で気密性能が左右されず、信頼性の高いシール性を確保できる密閉型二次電池を提供することを目的としている。
【0008】
本発明の密閉型二次電池は、筒状ケース内に極板群を配設し、両端が開口した筒状ケースの両端を封口板にて密閉した密閉型二次電池において、
前記筒状ケースの端部から所定長だけ内周径を大きくした薄肉筒部と、
前記薄肉筒部に嵌合され、外周部に突出する肉厚部の外周面にOリングが装着された環状溝が形成された封口板を有し、
前記封口板の外周部の上下面が前記薄肉筒部と前記筒状ケースの内周径の差で形成された
段部と、前記薄肉筒部の端部がかしめられたかしめ部で挟持されるので、筒状ケースや封口板の部品形状で密封性能を確保でき、電池組み付け加工時の溶接条件やかしめ品質などの加工品質で気密性能が左右されず、信頼性の高いシール性を確保することができる。
【0009】
また、封口板の外周にOリングを装着する環状溝を形成すると、重量軽減のために薄肉に形成されている筒状ケース側にビード加工などの塑性加工によって溝を形成する必要がなく、一方封口板の外周部に環状溝を形成しても外周部だけ厚肉にすればよいので重量増加は少なく、かつ溝形成も容易であるため、容易かつ低コストにて製造できる。
【0010】
また、筒状ケースの封口板による封口端部の端縁部をかしめて封口板を固定すると、シール性に影響することなく、簡単に封口板を固定することができる。
【0011】
また、筒状ケースの封口板による封口端部の内周に、封口板の筒状ケース内側に向く面の外周縁部が係合する段部を形成すると、封口板の位置決め及び固定を簡単にできる。
【0012】
また、筒状ケースの封口板による封口端部を内周側から削って薄肉に形成し、薄肉端部をかしめて封口板を固定すると、かしめによる封口板の固定を簡単に行うことができる。
【0013】
また、筒状ケース及び封口板はアルミニウムにて構成すると、軽量化を図ることができる。
【0014】
また、封口板に、電池端子を貫通配置するとともに絶縁手段とOリングを介して装着固定すると、電池端子を封口板との間で絶縁できるとともにOリングにて端子部でのシール性も確保できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の密閉型二次電池の一実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。
【0016】
1は、帯状の正極板と負極板をポリエチレン製のセパレータを介して互いに対向された状態で、アルミパイプから成る円筒芯体2の外周に渦巻き状に巻回された極板群である。
【0017】
極板群1はアルミニウムパイプから成る筒状ケース3内に電解液とともに挿入配置されている。極板群1の両端部外周には断面形状略L字状の絶縁リング4が嵌着され、この絶縁リング4の外周が筒状ケース3内周に嵌合されて極板群1が支持されている。筒状ケース3は、極板群1の両端に嵌合した絶縁リング4の外側端間が相対的に厚肉で、それより外側の両端部分は段部5を介して内周径の大きな薄肉筒部6にて構成されている。
【0018】
筒状ケース3の両端開口は、薄肉筒部6内に嵌合するアルミニウム製のダイキャスト製品から成る封口板7にて閉鎖されている。封口板7の外周部には、両側に突出する厚肉部8が設けられ、その外周面に環状溝9が形成されている。環状溝9内にはOリング10が装着され、このOリング10を装着した状態の封口板7が薄肉筒部6に嵌合され、封口板7の外周縁部が段部5に係合するまで押し込まれている。その状態で薄肉筒部6の封口板7から突出した部分が内周側に向けてかしめられ、かしめ部11にて封口板7が筒状ケース3に固定されている。また、この状態でOリング10は筒状ケース3の薄肉筒部6の内周面にて圧縮されて所定のシール性能を発揮している。
【0019】
封口板7の軸芯部には装着穴12が穿孔され、短軸状の電池端子13が貫通させて装着されている。この電池端子13の電池内側の端部には、装着穴12の径よりもかなり大きな外径の座板部14が形成され、座板部14と封口板7との間には、シール用のOリング15とその配置空間外周を規制する絶縁板16が介装され、また電池端子13の外周と装着穴12の内周との間には筒状絶縁体17が介装され、この筒状絶縁体17の座板部14側の端部外周にはOリング15の配置空間内周を規制する鍔部17aが突設されている。また、封口板7の外側面の内周部には筒状絶縁体17の外周に連続するように絶縁板18が配置され、この絶縁板18の上に配置された座金19が電池端子13の外周に内周縁が係合固定可能なクランプリング20にて押圧固定されている。かくして、電池端子13は、絶縁板16、筒状絶縁体17及び絶縁板18を介して絶縁を確保しかつOリング15でシール性を確保した状態で、座板部14と座金19の間で封口板7を挟持することによって封口板7の軸芯部に固定されている。電池端子13の座板部14には極板群1から延出された集電体21が電気的に接続されている。
【0020】
以上の構成によれば、筒状ケース3と封口板7の間の密封構成として、筒状ケース3の内周と封口板7の外周の間でOリング10を所定の圧縮率で圧縮してシールするようにしているので、筒状ケース3や封口板7の形状によって密封性能を確保することができ、電池組み付け加工時の溶接条件やかしめ品質などの加工品質で気密性能が左右されないために、信頼性の高いシール性を確保することができる。特に、封口板7の外周にOリング10を装着する環状溝9を形成しているので、重量軽減のために薄肉となっている筒状ケース3側にビード加工などの塑性加工が必要でないため、Oリング10を装着するための環状溝9を容易かつ低コストにて形成できる。一方、そのために封口板7に厚肉部8を形成する必要があるが、外周部だけでよいので重量増加は少なくて済み、また筒状ケース3及び封口板7がアルミニウム製であるので、軽量化を図ることができる。
【0021】
また、筒状ケース3の内周に、封口板7の外周縁部が係合する段部5を形成するとともにそれよりも外側を薄肉筒部6としているので、封口板7を簡単に位置決めでき、かつその状態で薄肉筒部6をかしめることによってシール性に影響することなく、簡単に封口板7を固定することができる。
【0022】
また、封口板7に、絶縁板16、筒状絶縁体17、及び絶縁板18を介して電池端子13を貫通配置するとともに、それらの間にOリング15を介装した状態で装着固定しているので、電池端子13を封口板7との間で絶縁できるとともにOリング15にて端子部でのシール性も確保できる。
【0023】
なお、上記実施形態では、封口板7の外周にOリング10を装着する環状溝9を形成した例を示したが、筒状ケース3側に塑性加工によってOリング装着用の環状溝を形成してもよい。また、封口板7側に形成する場合にも、筒状部を有する薄板製の封口板7を用いてその筒状部に塑性加工によって環状溝を形成してもよい。また、封口板7の押し込み位置を規制する段部5を筒状ケース3の肉厚の変化で形成した例を示したが、筒状ケース3の板厚は一定にして塑性加工にて段部5を形成してもよい。また、筒状ケース3や封口板7の材質もスチールやステンレス鋼を用いることもできるが、アルミニウムが軽量で好適である。
【0024】
【発明の効果】
本発明の密閉型二次電池によれば、以上の説明から明らかなように、筒状ケース内周と封口板外周の間にOリングを介装し、筒状ケース内周と封口板外周の間でOリングを所定の圧縮率で圧縮してシールするようにしたので、溶接条件やかしめ品質などの加工品質で気密性能が左右されず、信頼性の高いシール性を確保することができる。
【0025】
また、封口板の外周にOリングを装着する環状溝を形成すると、重量軽減のために薄肉の筒状ケース側に溝を形成するビード加工などの塑性加工が必要でなく、一方封口板の外周部を厚肉にして環状溝を形成しても重量増加は少なく、かつ溝形成も容易であるため、容易かつ低コストにて製造できる。
【0026】
また、筒状ケースの封口板による封口端部の端縁部をかしめて封口板を固定すると、シール性に影響することなく、簡単に封口板を固定することができる。
【0027】
また、筒状ケースの封口板による封口端部の内周に、封口板の筒状ケース内側に向く面の外周縁部が係合する段部を形成すると、封口板の位置決め及び固定を簡単にできる。
【0028】
また、筒状ケースの封口板による封口端部を内周側から削って薄肉に形成し、薄肉端部をかしめて封口板を固定すると、かしめによる封口板の固定を簡単に行うことができる。
【0029】
また、筒状ケース及び封口板はアルミニウムにて構成すると、軽量化を図ることができる。
【0030】
また、封口板に、電池端子を貫通配置するとともに絶縁材とOリングを介して装着固定すると、電池端子を封口板との間で絶縁できるとともにOリングにて端子部でのシール性も確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の密閉型二次電池の一実施形態の縦断面図である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】同実施形態の要部の拡大縦断面図である。
【符号の説明】
1 極板群
3 筒状ケース
5 段部
6 薄肉筒部
7 封口板
9 環状溝
10 Oリング
11 かしめ部
13 電池端子
15 Oリング
16 絶縁板
17 筒状絶縁体
18 絶縁板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealed secondary battery such as a non-aqueous electrolyte secondary battery.
[0002]
[Prior art]
In recent years, lithium ion secondary batteries have been actively developed as means for solving global environmental problems or energy problems. As one of the measures to ensure stable power supply while preserving the global environment well, it is hoped that the load leveling technology will be put into practical use. If storage devices are spread, a large load leveling effect can be expected. In addition, in order to prevent air pollution due to automobile exhaust gas and global warming due to CO 2, it is also desired to spread electric vehicles in which all or part of a power source is obtained by a secondary battery.
[0003]
For this reason, as a power source for household battery power storage devices and electric vehicles, a strip-shaped positive electrode plate and a strip-shaped negative electrode plate are wound around a cylindrical core body in a state of facing each other via a separator, together with an electrolytic solution Development of a large-sized lithium ion secondary battery having a single battery capacity of about 100 Ah and hermetically housed in a cylindrical outer container has been underway.
[0004]
As a sealed container structure of this type of sealed secondary battery, a case in which both ends of a cylindrical case are closed and sealed with a sealing plate, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 8-250084 and 9-55213 are disclosed. As disclosed, bead processing is applied to the end of the cylindrical case, a ring-shaped electrical insulating gasket is attached, a sealing plate is attached to the inner periphery, and the end of the cylindrical case is then crimped. What sealed the electric insulation gasket and the sealing board is known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a battery case in which sealing plates are welded and sealed at both ends of the cylindrical case, it is required to stabilize the welding conditions in order to ensure airtightness, and there is a problem that airtightness cannot be ensured if the processing conditions vary. Yes, especially when aluminum is used to reduce the weight, it is difficult to weld, the welding strength is weak, airtightness is secured, and reliable welding with the required strength is performed stably. There is a problem that is difficult.
[0006]
In addition, as disclosed in the above publication, an annular gasket is interposed between the inner periphery of the end of the cylindrical case and the outer periphery of the sealing plate, and when the cylindrical case is caulked and sealed, the compression rate of the gasket is If it is not increased, the sealing performance cannot be ensured. If the compression ratio is high, the gasket may be compressed and broken, or it will shrink due to changes over time and the sealing performance cannot be secured, so that a reliable sealing performance cannot be secured for a long time. There is a problem.
[0007]
In view of the above-described conventional problems, an object of the present invention is to provide a sealed secondary battery in which the airtight performance is not affected by the processing quality at the time of battery processing and a highly reliable sealing performance can be secured.
[0008]
The sealed secondary battery of the present invention is a sealed secondary battery in which an electrode plate group is disposed in a cylindrical case, and both ends of the cylindrical case opened at both ends are sealed with sealing plates.
A thin cylindrical portion having an inner circumferential diameter increased from the end of the cylindrical case by a predetermined length;
Having a sealing plate in which an annular groove fitted with an O-ring is formed on the outer peripheral surface of the thick portion that is fitted to the thin-walled cylindrical portion and protrudes to the outer peripheral portion;
The upper and lower surfaces of the outer peripheral portion of the sealing plate are formed by the difference in inner peripheral diameter between the thin cylindrical portion and the cylindrical case.
Since the stepped part and the end of the thin-walled cylindrical part are clamped by the caulked part , the sealing performance can be ensured by the shape of the parts of the cylindrical case and the sealing plate, welding conditions at the time of battery assembly processing, caulking quality, etc. The airtight performance is not affected by the processing quality, and a highly reliable sealing property can be secured.
[0009]
In addition, when an annular groove for mounting an O-ring is formed on the outer periphery of the sealing plate, it is not necessary to form a groove by plastic processing such as bead processing on the thin cylindrical case side for weight reduction. Even if the annular groove is formed in the outer peripheral portion of the sealing plate, it is only necessary to make the outer peripheral portion thick, so that the weight increase is small, and the groove can be easily formed, so that it can be manufactured easily and at low cost.
[0010]
Further, when the sealing plate is fixed by caulking the edge portion of the sealing end portion by the sealing plate of the cylindrical case, the sealing plate can be easily fixed without affecting the sealing performance.
[0011]
In addition, if the outer peripheral edge of the surface of the sealing plate facing the inside of the cylindrical case is formed on the inner periphery of the sealing end of the cylindrical case, the sealing plate can be easily positioned and fixed. it can.
[0012]
Further, when the sealing end of the cylindrical case by the sealing plate is shaved from the inner peripheral side to form a thin wall, and the sealing plate is fixed by caulking the thin end, the sealing plate can be easily fixed by caulking.
[0013]
Further, when the cylindrical case and the sealing plate are made of aluminum, the weight can be reduced.
[0014]
In addition, when the battery terminal is disposed through the sealing plate and is fixed through the insulating means and the O-ring, the battery terminal can be insulated from the sealing plate and the sealing performance at the terminal portion can be secured by the O-ring. .
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a sealed secondary battery of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0016]
Reference numeral 1 denotes an electrode plate group wound in a spiral shape around the outer periphery of a
[0017]
The electrode plate group 1 is inserted and disposed together with the electrolyte in a
[0018]
Both end openings of the
[0019]
A mounting
[0020]
According to the above configuration, as a sealing configuration between the
[0021]
Moreover, since the
[0022]
In addition, the
[0023]
In the above embodiment, an example in which the
[0024]
【The invention's effect】
According to the sealed secondary battery of the present invention, as is clear from the above description, an O-ring is interposed between the inner periphery of the cylindrical case and the outer periphery of the sealing plate, and the inner periphery of the cylindrical case and the outer periphery of the sealing plate are inserted. Since the O-ring is compressed and sealed at a predetermined compression rate, the hermetic performance is not affected by the processing quality such as welding conditions and caulking quality, and a highly reliable sealing property can be secured.
[0025]
Further, if an annular groove for mounting an O-ring is formed on the outer periphery of the sealing plate, plastic processing such as bead processing for forming a groove on the thin cylindrical case side is not necessary for weight reduction, while the outer periphery of the sealing plate is Even if the annular groove is formed with a thicker portion, the weight increase is small and the groove can be easily formed, so that it can be manufactured easily and at low cost.
[0026]
Further, when the sealing plate is fixed by caulking the edge portion of the sealing end portion by the sealing plate of the cylindrical case, the sealing plate can be easily fixed without affecting the sealing performance.
[0027]
In addition, if the outer peripheral edge of the surface of the sealing plate facing the inside of the cylindrical case is formed on the inner periphery of the sealing end of the cylindrical case, the sealing plate can be easily positioned and fixed. it can.
[0028]
Further, when the sealing end of the cylindrical case by the sealing plate is shaved from the inner peripheral side to form a thin wall, and the sealing plate is fixed by caulking the thin end, the sealing plate can be easily fixed by caulking.
[0029]
Further, when the cylindrical case and the sealing plate are made of aluminum, the weight can be reduced.
[0030]
Further, when the battery terminal is disposed through the sealing plate and is fixedly attached via an insulating material and an O-ring, the battery terminal can be insulated from the sealing plate and the sealing performance at the terminal portion can be secured by the O-ring. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of a sealed secondary battery of the present invention.
FIG. 2 is a side view of FIG.
FIG. 3 is an enlarged longitudinal sectional view of a main part of the same embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記筒状ケースの端部から所定長だけ内周径を大きくした薄肉筒部と、
前記薄肉筒部に嵌合され、外周部に突出する肉厚部の外周面にOリングが装着された環状溝が形成された封口板を有し、
前記封口板の外周部の上下面が前記薄肉筒部と前記筒状ケースの内周径の差で形成された段部と、前記薄肉筒部の端部がかしめられたかしめ部で挟持された密閉型二次電池。In a sealed secondary battery in which an electrode plate group is arranged in a cylindrical case and both ends of the cylindrical case opened at both ends are sealed with sealing plates,
A thin cylindrical portion having an inner circumferential diameter increased from the end of the cylindrical case by a predetermined length;
Having a sealing plate in which an annular groove fitted with an O-ring is formed on the outer peripheral surface of the thick portion that is fitted to the thin-walled cylindrical portion and protrudes to the outer peripheral portion;
The upper and lower surfaces of the outer peripheral portion of the sealing plate are sandwiched between a stepped portion formed by a difference in inner peripheral diameter between the thin cylindrical portion and the cylindrical case, and an end portion of the thin cylindrical portion is clamped by a caulking portion. Sealed secondary battery.
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