JP5485724B2 - Square battery - Google Patents
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Description
本発明は、密閉式の角形電池、特に、複数接続されて電池モジュールとして使用される角形電池に関する。 The present invention relates to a sealed prismatic battery, and more particularly to a prismatic battery that is used as a battery module by being connected in plural.
従来、密閉式電池の形状として、円筒形が一般的に採用されてきた。円筒形電池においては、電極体として、正極体と負極体とをセパレータを介して円筒形に巻き取った簡易な構造のものを使用することができると同時に、電池の内部圧力に対する耐圧性に優れるという利点がある。 Conventionally, a cylindrical shape has generally been adopted as the shape of a sealed battery. In a cylindrical battery, a simple structure in which a positive electrode body and a negative electrode body are wound into a cylindrical shape via a separator can be used as an electrode body, and at the same time, the pressure resistance against the internal pressure of the battery is excellent. There is an advantage.
ところで、近年、省エネルギーやCO2削減への配慮から、自動車や電車などの車両に搭載する、充放電可能な二次電池が開発されている。車両に二次電池を搭載した場合には、ブレーキ時の回生電力をこの搭載電池に蓄えておき、車両の動力源として使用することができるので、車両運行のエネルギー効率を高め、CO2の排出量を削減することができる。 Recently, in consideration of energy saving and CO 2 reduction, a chargeable / dischargeable secondary battery mounted on a vehicle such as an automobile or a train has been developed. When a secondary battery is mounted on a vehicle, the regenerative power during braking can be stored in this mounted battery and used as a power source for the vehicle, increasing the energy efficiency of vehicle operation and reducing CO 2 emissions. The amount can be reduced.
車両用の電池には、設置スペースが制限される都合上、従来の携帯機器等に用いられるものに比べて、高電圧および高エネルギー容量が要求されるため、大型の電池を複数組み合わせて構成した電池モジュールを使用することが一般的である。大型電池を使用する場合には、電池性能や生産性の観点から、円筒形電池に用いられる巻取り式の電極体よりも、正極体と負極体を交互に積層した電極体の方が適していること、および、電池が設置されるスペースを効率的に利用する必要性が大きいことから、円筒形よりも角形の電池とすることが望ましい(特許文献1)。 Due to the limited installation space, vehicle batteries require a higher voltage and higher energy capacity than those used in conventional portable devices. It is common to use a battery module. When using a large battery, from the viewpoint of battery performance and productivity, an electrode body in which positive and negative electrode bodies are alternately laminated is more suitable than a wound electrode body used in a cylindrical battery. Therefore, it is desirable to use a square battery rather than a cylindrical battery (Patent Document 1).
このように、複数の角形電池を組み合わせて電池モジュールとして用いるための単位電池の構造として、例えば、対向配置された正・負極それぞれの端子板を兼ねる2つの蓋状の部材間に、絶縁素材からなる矩形の枠形部材を介在させて電池のケーシングを形成し、このケーシング内に、プリーツ状のセパレータを介して交互に積層された正極体および負極体からなる電極体を収納するものが提案されている(特許文献2)。このような構造を有する角形電池において、隣接する電池の一方の正極端子板と他方の負極端子板とが互いに接触するように複数の電池を互いに押し付けて積層させることにより、電池の密閉性を確保している。 Thus, as a structure of a unit battery for combining a plurality of prismatic batteries to be used as a battery module, for example, an insulating material is used between two lid-shaped members that serve as terminal plates for both positive and negative electrodes arranged opposite to each other. A battery casing is formed by interposing a rectangular frame-shaped member, and an electrode body composed of a positive electrode body and a negative electrode body alternately stacked via a pleated separator is accommodated in the casing. (Patent Document 2). In a rectangular battery having such a structure, a plurality of batteries are pressed against each other and stacked such that one positive electrode terminal plate and the other negative electrode terminal plate of adjacent batteries are in contact with each other, thereby ensuring battery hermeticity. doing.
多数の電池を接続して構成した電池モジュールでは、充放電を繰り返すうちに、電池間で電池性能の劣化度合いに差が生じることがある。性能劣化の大きい電池が発生すると、その影響を受けて電池モジュール全体の充放電性能が低下するが、このような場合でも、性能劣化の大きい電池のみを新しい電池に交換することにより、電池モジュール全体の充放電性能を維持することが可能になる。 In a battery module configured by connecting a large number of batteries, a difference in the degree of deterioration in battery performance may occur between the batteries while charging and discharging are repeated. When a battery with significant performance degradation occurs, the charge / discharge performance of the entire battery module is affected by that effect. Even in such a case, the entire battery module can be replaced by replacing only the battery with significant performance degradation with a new battery. It becomes possible to maintain the charge / discharge performance.
しかしながら、上記電池の密閉は、主として、複数個の電池を積層した電池モジュール全体を積層方向に締め付けるための、板状部材や固定用部材によって確保されている。したがって、劣化した電池を交換するために電池モジュールを解体すると、交換する必要のない電池において、密閉性が維持されず、電解液漏れが発生する場合がある。電池交換時の電解液漏れを防止するためには、電池モジュールの解体前に電解液を抜き取り、組立て後に再注入する必要があるので、電池交換作業の負担が大きく、電池モジュールを長期にわたって使用することが困難であるという課題があった。 However, the sealing of the battery is ensured mainly by a plate-like member or a fixing member for fastening the entire battery module in which a plurality of batteries are stacked in the stacking direction. Therefore, when a battery module is disassembled to replace a deteriorated battery, sealing performance may not be maintained in a battery that does not need to be replaced, and electrolyte leakage may occur. In order to prevent electrolyte leakage during battery replacement, it is necessary to extract the electrolyte before disassembling the battery module and reinject it after assembly, which places a heavy burden on the battery replacement and uses the battery module for a long time. There was a problem that it was difficult.
本発明の目的は、上記の課題を解決するために、電池モジュールの組立てを容易にする構造を維持しながら電池単独での密閉性を確保して、電池モジュールにおける電池交換を容易とすることにより、電池の交換を行いながら長期に渡って電池モジュールの充放電性能維持が可能となる角形電池を提供することにある。 In order to solve the above problems, the object of the present invention is to maintain the structure that facilitates the assembly of the battery module while ensuring the sealing performance of the battery alone, thereby facilitating battery replacement in the battery module. An object of the present invention is to provide a prismatic battery that can maintain the charge / discharge performance of the battery module over a long period of time while replacing the battery.
前記した目的を達成するために、本発明に係る角形電池は、矩形の枠形部材と、この枠形部材の両開口部を覆う平板状の第1蓋部材および第2蓋部材とを有するケーシングを備える角形電池であって、前記第1蓋部材および第2蓋部材が、それぞれ、平板状の本体部と、この本体部の縁部から両蓋部材の対向方向に突設された側壁部とを有し、前記側壁部に、内側に突出する係合凸部が設けられ、前記枠形部材の外側面に、前記係合凸部に係合して、前記各蓋部材の本体部を前記枠形部材に向かって引き寄せる係合凹部が形成されている。 In order to achieve the above-described object, a rectangular battery according to the present invention includes a rectangular frame-shaped member, and a casing having a flat plate-like first lid member and a second lid member that cover both openings of the frame-shaped member. Each of the first lid member and the second lid member has a flat plate-like main body portion, and a side wall portion projecting from the edge portion of the main body portion in the opposing direction of the two lid members. The side wall portion is provided with an engaging convex portion protruding inward, and the outer surface of the frame-shaped member is engaged with the engaging convex portion so that the main body portion of each lid member is An engaging recess that is drawn toward the frame-shaped member is formed.
この構成によれば、係合凸部と係合凹部との係合により各蓋部材の本体部が枠形部材に向かって引き寄せられることで、電池単体でケーシングの密閉性が確保される。したがって、この電池を複数積層して構成した電池モジュールを解体した場合にも、電池からの電解液漏れが防止されるので、電池モジュールの電池交換を容易に行うことができる。これにより、電池モジュールの充放電性能を、電池の交換を行いながら長期に渡って維持することが可能となる。 According to this structure, the main body part of each lid member is drawn toward the frame-shaped member by the engagement between the engagement convex part and the engagement concave part, so that the sealing property of the casing is secured by the battery alone. Therefore, even when the battery module configured by stacking a plurality of the batteries is disassembled, leakage of the electrolytic solution from the battery is prevented, so that the battery replacement of the battery module can be easily performed. Thereby, the charge / discharge performance of the battery module can be maintained over a long period of time while replacing the battery.
本発明に係る角形電池においては、前記第1蓋部材および第2蓋部材が、それぞれ、前記枠形部材の4つの側面に沿って延びる4つの前記側壁部を有しており、各側壁部に少なくとも1つの前記係合凸部が設けられており、前記枠形部材の各側面に、前記各係合凸部に対応する係合凹部が設けられている。この構成によれば、ケーシングの4側面のそれぞれに少なくとも一対の係合凸部・係合凹部を設けることにより、より確実に電池の密閉性が維持される。 In the rectangular battery according to the present invention, each of the first lid member and the second lid member has four side wall portions extending along four side surfaces of the frame-shaped member, and each side wall portion has At least one engagement convex portion is provided, and an engagement concave portion corresponding to each engagement convex portion is provided on each side surface of the frame-shaped member. According to this configuration, by providing at least a pair of engaging convex portions / engaging concave portions on each of the four side surfaces of the casing, the sealing performance of the battery is more reliably maintained.
本発明に係る角形電池において、前記枠形部材と前記第1蓋部材の本体部との間、および、前記枠形部材と前記第2蓋部材の本体部との間に、それぞれ、前記対向方向に弾性を有するシール部材が介在していることが好ましい。この構成によれば、係合凸部および係合凹部が設けられる位置に製造上のばらつきが発生した場合にも、シール部材によって一層確実に電池の密閉性が維持される。 In the prismatic battery according to the present invention, the opposing direction is between the frame-shaped member and the main body portion of the first lid member, and between the frame-shaped member and the main body portion of the second lid member, respectively. It is preferable that an elastic seal member is interposed between the two. According to this configuration, even when manufacturing variations occur at the positions where the engaging convex portions and the engaging concave portions are provided, the sealing performance of the battery is more reliably maintained by the sealing member.
本発明に係る角形電池において、前記枠形部材に、前記シール部材を受け入れるシール溝が設けられていることが好ましい。この構成によれば、シール部材の位置ずれや脱落が効果的に防止されるので、長期に渡って確実に電池の密閉性が維持される。 In the prismatic battery according to the present invention, it is preferable that the frame-shaped member is provided with a seal groove for receiving the seal member. According to this configuration, the seal member is effectively prevented from being displaced or dropped out, so that the battery is reliably sealed over a long period of time.
本発明に係る角形電池において、前記シール溝の深さ寸法が、前記シール部材の高さ寸法に対して50%〜90%の範囲内に設定されている。ここで、シール部材の高さ寸法とは、シール溝内に配置され、かつ、収縮していない状態におけるシール部材の、シール溝の深さと同一方向の寸法を意味する。シール溝の深さ寸法の、シール部材の高さ寸法に対する割合が大き過ぎると、シール部材のシール性能が適切に発揮されず、一方、小さ過ぎると、シール部材が過度に収縮した状態が長期間維持される可能性があり、その場合、弾性力つまりシール性能が劣化する。しかしながら、シール溝の深さ寸法の、シール部材の高さ寸法に対する割合を上記の範囲に設定することにより、長期に渡って十分なシール性能が維持される。 In the rectangular battery according to the present invention, a depth dimension of the seal groove is set in a range of 50% to 90% with respect to a height dimension of the seal member. Here, the height dimension of the seal member means a dimension in the same direction as the depth of the seal groove of the seal member that is disposed in the seal groove and not contracted. If the ratio of the depth dimension of the seal groove to the height dimension of the seal member is too large, the seal performance of the seal member will not be adequately exhibited. On the other hand, if the ratio is too small, the seal member will be excessively contracted for a long time. In such a case, the elastic force, that is, the sealing performance is deteriorated. However, by setting the ratio of the depth dimension of the seal groove to the height dimension of the seal member within the above range, sufficient sealing performance can be maintained over a long period of time.
本発明に係る角形電池において、前記第1蓋部材が正極集電板を兼ねており、前記第2蓋部材が負極集電板を兼ねており、前記第1蓋部材および第2蓋部材の間に、これら蓋部材の対向方向と直交する方向にセパレータを介して交互に積層された、複数の平板状の正極体および負極体が収容されており、前記第1蓋部材と前記正極体の間、および前記第2蓋部材と前記負極体の間に、それぞれ、前記対向方向に弾性を有するシート状の導電性の緩衝部材が介在していてもよい。電池モジュールの解体時に、上記の構造によって電池からの電解液漏れは防止できても、ケーシングを両蓋部材の対向方向に締め付ける圧力が開放されることにより、正極体および負極体と、各集電板との接触圧が弱くなり、再度電池モジュールを組んでも元の接触圧まで復帰しない場合がある。つまり、電池を交換するために電池モジュールを組みなおすことにより、各電池の内部抵抗が上昇し、電池モジュールの充放電性能が低下する場合がある。しかしながら、正極体・負極体と各蓋部材との間に、弾性を有する緩衝部材を介在させることにより、これらの間の接触圧の低下、つまり電池の内部抵抗の上昇を抑制することができるので、電池モジュールの充放電性能を、電池の交換を行いながら長期に渡って維持することが可能となる。 In the prismatic battery according to the present invention, the first lid member also serves as a positive electrode current collector plate, the second lid member also serves as a negative electrode current collector plate, and the space between the first lid member and the second lid member. A plurality of plate-like positive electrode bodies and negative electrode bodies, which are alternately stacked via separators in a direction perpendicular to the facing direction of the lid members, are accommodated between the first lid member and the positive electrode bodies. In addition, a sheet-like conductive buffer member having elasticity in the facing direction may be interposed between the second lid member and the negative electrode body. When the battery module is disassembled, even though electrolyte leakage from the battery can be prevented by the above-described structure, the positive electrode body and the negative electrode body, and the respective current collectors are released by releasing the pressure for tightening the casing in the opposite direction of the both lid members. The contact pressure with the plate becomes weak, and even if the battery module is assembled again, the original contact pressure may not be restored. That is, by reassembling the battery module to replace the battery, the internal resistance of each battery may increase, and the charge / discharge performance of the battery module may decrease. However, by interposing an elastic buffer member between the positive electrode body / negative electrode body and each lid member, a decrease in contact pressure between them, that is, an increase in the internal resistance of the battery can be suppressed. The charge / discharge performance of the battery module can be maintained over a long period of time while replacing the battery.
本発明に係る角形電池において、前記緩衝部材は、例えば、前記対向方向と直交する方向に並んだ多数の突起を有する金属板を含む。この構成によれば、簡単な構造できわめて効果的に正極体・負極体と各蓋部材との間の接触圧を維持することができる。 In the prismatic battery according to the present invention, the buffer member includes, for example, a metal plate having a large number of protrusions arranged in a direction orthogonal to the facing direction. According to this configuration, the contact pressure between the positive electrode body / negative electrode body and each lid member can be maintained very effectively with a simple structure.
以上のように、本発明に係る角形電池によれば、電池モジュールの組立てを容易にする構造を有しながら、電池単独で密閉性が確保され、電池モジュールにおける電池交換が容易となる。これにより、この電池が使用される電池モジュールの充放電性能を、電池の交換を行いながら長期に渡って維持することが可能となる。 As described above, according to the prismatic battery according to the present invention, while having a structure that facilitates assembly of the battery module, hermeticity is secured by the battery alone, and battery replacement in the battery module is facilitated. This makes it possible to maintain the charge / discharge performance of the battery module in which the battery is used over a long period of time while replacing the battery.
以下、本発明に係る実施形態を図面に従って説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明の第1実施形態に係る角形電池(以下、単に「電池」と呼ぶ。)が適用される電池モジュールを示す概略構成図である。この電池モジュールBは、例えば、電車に搭載されるものであって、電池Cを、電池Cの厚み方向に複数個(本実施形態では30個)積層して構成したものであり、これらが絶縁材料からなるハウジングHによって覆われている。なお、本実施形態における電池Cは、水酸化ニッケルを主要な正極活物質とし、水素吸蔵合金を主要な負極活物質とし、アルカリ系水溶液を電解液とする、繰り返し充放電が可能なニッケル水素二次電池として構成されている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a battery module to which a prismatic battery (hereinafter simply referred to as “battery”) according to a first embodiment of the present invention is applied. The battery module B is mounted on a train, for example, and is formed by stacking a plurality of batteries C (30 in the present embodiment) in the thickness direction of the battery C, and these are insulated. It is covered by a housing H made of material. Note that the battery C in this embodiment is a nickel-hydrogen secondary battery that can be repeatedly charged and discharged using nickel hydroxide as a main positive electrode active material, a hydrogen storage alloy as a main negative electrode active material, and an alkaline aqueous solution as an electrolyte. It is configured as a secondary battery.
図2は、図1の電池Cの構造の一例を示す部分破断断面図である。電池Cは、セパレータ11、正極体13および負極体15を含む電極体17と、電極体17を電解液とともに収容する角形形状のケーシング19とを備えている。ケーシング19は、絶縁素材からなる矩形の枠形部材21と、枠形部材21の二つの開口部21a,21aをそれぞれ覆う、平板状の第1蓋部材23および第2蓋部材25とから構成されている。つまり、ケーシング19において、両蓋部材23,25は、枠形部材21を介して互いに対向している。
FIG. 2 is a partially broken cross-sectional view showing an example of the structure of battery C in FIG. The battery C includes an
なお、枠形部材21を形成する絶縁素材として、本実施形態では変性ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂を用いているが、機械的強度、耐熱性および耐電解液性の観点から種々の材料を選択できる。また、両蓋部材23,25を形成する素材として、導電素材であるニッケルめっきを施した鋼板を用いているが、電気化学的な特性や機械的強度、耐食性などを考慮して、適宜選択することができる。
In this embodiment, a modified polyphenylene ether (PPE) resin is used as an insulating material for forming the frame-shaped
電極体17の構造は、例えば、複数の正極体13と複数の負極体15とが、プリーツ状に折り曲げられたセパレータ11を介して所定の方向(本実施形態では両蓋部材23,25の対向方向Xに直交する方向Y)に交互に積層されて対向する積層構造を有している。ケーシング19の第1蓋部材23および第2蓋部材25は、導電性材料、例えばニッケルめっきを施した鋼板で形成されており、正極体13は第1蓋部材23に、負極体15は第2蓋部材25に、それぞれ電気的に接続されている。つまり、第1および第2蓋部材23,25は、それぞれ、電池Cの正極集電板および負極集電板を兼ねている。なお、セパレータ11は、図2に示したプリーツ状のものに限らず、例えば、袋状のものを使用してもよい。
The structure of the
次に、本実施形態に係る電池Cのケーシング19の構造について詳細に説明する。なお、以下の説明においては、代表として正極側の第1蓋部材23側についてのみ説明する場合があるが、負極側である第2蓋部材25側も第1蓋部材23側と同様の構造を有している。
Next, the structure of the
図2に示すように、ケーシング19の第1蓋部材23は、平板状の本体部23aと、本体部23aの縁部から対向方向Xに突設された側壁部23bとを有している。第1蓋部材23の側壁部23bには、ケーシング19の内側方向に突出する係合凸部31が設けられている。具体的には、図3(a)に示すように、側壁部23bにおいて、側壁部23bの長手方向に平行な1辺31aと、この1辺31aの両端から、側壁部23bの側端部に向かって延びる、つまり、本体部23aから離れる方向に斜めに延びる2つの斜辺31b、31bとを切り込んで形成されたほぼ台形状の切片を、図3(b)に示すように、プレスによって、底辺31cに沿って内側に曲げて起こすことにより、係合凸部31が形成される。
As shown in FIG. 2, the
一方、枠形部材21の外側面21bの、前記係合凸部31に対応する位置には、平面視(図3(a))で方形に形成された係合凹部33が設けられている。図3(b)に示すように、係合凸部31の先端部を、枠形部材21の係合凹部33の上側(第1蓋部材23の本体部23a側)の内壁面33aに当接させることにより、係合凸部31を係合凹部33に係合させている。このとき、第1蓋部材23を枠形部材21に被せて対向方向Xに強く押し付けることにより、側壁部23b外側へ弾性変形させて、枠形部材21の外側面21b上を滑らせ、係合凸部31を強制的に係合凹部33に進入させ、第1蓋部材23の弾性復帰力により係合凸部31を係合凹部33の内壁面33aに圧接する。この係合凸部31の係合凹部33との係合力により、第1蓋部材23の本体部23aが、枠形部材21の開口部21aを形成する端部(端面)21cに圧接する方向に引き寄せられる。
On the other hand, an
上記のように、係合凸部31を、ほぼ台形形状の切片を切り起こして形成することにより、両蓋部材23,25の型の作製が容易になる。さらに、両蓋部材23,25を枠形部材21に嵌め込むときに、いったん切り起こされた係合凸部31が、枠形部材21の外側面21bに沿って容易に外側に戻され、その後、係合凹部33の位置に達したときに切り起こされた状態に復帰して係合凹部33に係合するので、ケーシング19の組み立てが容易である。
As described above, by forming the engagement
もっとも、係合凸部31の形状は上記のものに限られない。例えば、図4(a)に示すように、側壁部23bにおいて、長手方向に平行に切り込まれた一辺31aの、側壁部23bの側端部側に位置する部分を、図4(b)に示すように、プレスによって内側に起こすことにより係合凸部31を形成してもよい。あるいは、図5(a),(b)に示すように、側壁部23bの壁面上で方形をなす係合凸部31をプレス成形によって形成してもよい。
But the shape of the engagement
なお、図3〜5に示した例では、第1蓋部材23および第2蓋部材25の各側壁部23b,25bにそれぞれ1つの係合凸部31が設けられており、枠形部材21の各外側面21bに、各係合凸部31に対応する係合凹部33が設けられている。係合凸部31および係合凹部33の数および位置は、この例に限らず、適宜設定してよいが、両蓋部材23,25と枠形部材21との密閉性をより確実に維持するためには、各側壁部23b,25bに対して少なくとも1対の係合凸部31、係合凹部33を設けることが望ましい。
In the example shown in FIGS. 3 to 5, one engaging
さらに、係合凸部31の、係合凹部33に係合する部分を、係合凹部33の内壁面33aの形状に沿った平坦な面として形成することが好ましい。これにより、係合凸部31が係合凹部33に当接する圧力が分散され、長期に渡って係合凸部31および係合凹部33が変形することなく、ケーシング19の密閉性が確保される。
Furthermore, it is preferable to form a portion of the engaging
また、図3に示すように、第1蓋部材23と枠形部材21との間には、シール部材35としてOリングが介在している。具体的には、図6に示すように、枠形部材21の開口部21aを形成する端部21cの全周に渡って、シール部材35を受けるためのシール溝37が設けられており、このシール溝37に沿って図3のシール部材35が配置されている。
As shown in FIG. 3, an O-ring is interposed as a
このように、両蓋部材23,25と枠形部材21との間に、それぞれ、シール部材35を介在させることにより、係合凸部31および係合凹部33が設けられる各位置に製造上のばらつきが発生した場合にも、両蓋部材23,25と枠形部材21との間が確実にシールされ、電池Cの密閉性が確保される。また、シール溝37は省略してもよいが、シール溝37を設けることにより、シール部材35の位置ずれや脱落が防止され、長期に渡って確実に電池Cの密閉性が維持される。
As described above, the sealing
なお、図7に示すシール溝37の深さ寸法Dgは、シール部材35の高さ寸法Hsに対して50〜90%の範囲内にあることが好ましく、60〜80%の範囲内にあることがより好ましい。ここで、シール部材35の高さHsとは、シール溝37内に配置され、かつ、収縮していない状態におけるシール部材35の、シール溝37の深さと同一方向の寸法を意味する。シール溝37の深さ寸法Dgの、シール部材35の高さ寸法Hsに対する割合が大き過ぎると、シール部材35のシール性能が適切に発揮されず、一方、小さ過ぎると、シール部材35が過度に収縮した状態が長期間維持される可能性があり、その場合弾性力つまりシール性能が劣化する。しかしながら、シール溝37の深さ寸法Dgの、シール部材35の高さ寸法Hsに対する割合を上記の範囲に設定することにより、長期に渡って十分なシール性能が維持される。
The depth dimension Dg of the
シール部材35としては、Oリングに限らず、例えば、図8(a)に示す平パッキンや図8(b)に示す甲型パッキンなど、対向方向Xに弾性を有するものであれば、任意の種類のものを使用することができる。また、シール部材35を形成する材質は、弾性のほかに、耐電解液性、つまり本実施形態においては耐アルカリ性を考慮して適宜選択することができ、例えば、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)を使用することができる。
The
なお、第1蓋部材23と枠形部材21との間にシール部材35を介在させる代わりに、図9に示すように、第1蓋部材23の本体部23aの、枠形部材21の端部21cに対向する位置に、枠形部材21側に向かって突出するシール突起部23cを設けてもよい。シール突起部23cは、プレス加工等により蓋部材23の一部として形成された、円弧状の断面を有しており、その頂部23caが枠形部材21の端部21cに圧接している。
Instead of interposing the
また、図示しないが、より強固な密閉性を確保するために、枠形部材21と第1蓋部材23とをシールするためのシール剤としてアスファルトピッチ、タールピッチ等を使用してもよい。シール剤を使用する場合、枠形部材の端部21c、シール溝37の内壁面、シール部材35、および第1蓋部材23のこれらに接する部分にシール剤を塗布することが好ましい。
Although not shown, asphalt pitch, tar pitch, or the like may be used as a sealant for sealing the frame-shaped
また、本実施形態の第1蓋部材23は、枠形部材21の4つの外側面21bに平行に延びる4つの側壁部23bを有しているが、これらの側壁部23bは、隣接する側壁部23b同士が連続的に、つまり側壁部23b間に隙間が存しないように形成されている。本実施形態では、第1蓋部材23全体を絞り加工によって作製することにより、隣接する側壁部23b同士が連続的に形成されている。なお、隣接する側壁部23b同士を連続的に形成する方法としては、上記の絞り加工に限らず、例えば、側壁部23bを折り曲げ加工により形成した後に隣接する側壁部23b同士を溶接するなど、どのような方法を採用してもよい。
Moreover, although the
次に、本発明の第2実施形態に係る角形電池について、図10を参照しながら説明する。なお、この第2実施形態は、以下に説明する点を除き、上記で説明した第1実施形態と同様の構成を有しており、その説明を省略する。 Next, a prismatic battery according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, this 2nd Embodiment has the structure similar to 1st Embodiment demonstrated above except the point demonstrated below, The description is abbreviate | omitted.
図10に示すように、本実施形態の電池Cにおいては、正極集電板を兼ねる第1蓋部材23と正極体13との間、および第2蓋部材25と負極体15との間に、それぞれ、対向方向Xに弾性を有するシート状の導電性の緩衝部材41が介在している。すなわち、正極体13の第1蓋部材23側の一端部13aがほぼシート状のシート状緩衝部材41の電極体17側の裏面41aに接触し、シート状緩衝部材41の第1蓋部材側の表面41bが、第1蓋部材23の集電面となる内側面23dに接触している。同様に、負極体15の第2蓋部材25側の一端部15aが、シート状緩衝部材41の電極体17側の裏面41aに接触し、シート状緩衝部材41の第2蓋部材側の表面41bが、第2蓋部材25の集電面となる内側面25dに接触している。
As shown in FIG. 10, in the battery C of the present embodiment, between the
シート状緩衝部材41は、例えば、図11に示すように、金属製のシート43の一方の面に、対向方向Xに沿って突出する多数の突起43aが対向方向Xと直交する方向に並べて設けられたものを使用して形成することができる。具体的には、図11(a)に示すように、2枚の金属製シート43を、互いの突起43aを有する面が対向する方向に、かつ、互いの突起43a,43aが干渉しないように重ね合わせてシート状緩衝部材41としてもよい。
For example, as shown in FIG. 11, the sheet-
あるいは、図11(b)に示すように、突起を有する金属製シート43の、突起43aを有する面に、平坦な金属製シート45を重ね合わせてシート状緩衝部材41としてもよい。この場合、平坦な金属製シート45側が、シート状緩衝部材41の電極体17に接触する裏面41aとなり、突起を有する金属製シート43側が、集電板に接触する表面41bとなる。さらには、突起を有する金属製シート43を単独でシート状緩衝部材41として使用してもよい。この場合は、金属製シート43の突起43aを有する面が、電極体17に接触する面となる。
Alternatively, as shown in FIG. 11 (b), a flat metal sheet 45 may be superimposed on the surface of the
このように、図10に示した正極体13・負極体15と各蓋部材23,25との間に、弾性を有するシート状緩衝部材41を介在させることにより、電池Cを交換するために電池モジュールB(図1)を組みなおすことにより発生し得る、正極体13・負極体15と各蓋部材23,25との間接触圧の低下、つまり電池Cの内部抵抗の上昇を抑制することができるので、電池モジュールBの充放電性能を、電池Cの交換を行いながら長期に渡って維持することが可能となる。なお、突起を有する金属製シート43の突起43aの形状は、図11に示す円錐形状のほかに、角錐形状、円錐台形状、角錐台形状、ドーム形状など、適宜選択することができる。また、シート状緩衝部材41を形成する導電性素材は、導電性、強度、耐食性等を考慮して適宜選択してよいが、本実施形態ではニッケルめっきを施した鋼板を使用している。
Thus, the battery C can be replaced in order to replace the battery C by interposing the elastic sheet-
上記実各施形態に係る角形電池Cによれば、図2に示すように、係合凸部31と係合凹部33との係合により各蓋部材23,25の本体部23a,25aが枠形部材21に向かって引き寄せられることで、、電池C単体でケーシング19の密閉性が確保される。したがって、この電池Cを複数積層して構成した図1の電池モジュールBを解体した場合にも、電池Cからの電解液漏れが防止されるので、電池モジュールBの電池交換を容易に行うことができる。これにより、電池モジュールBの充放電性能を、電池Cの交換を行いながら長期に渡って維持することが可能となる。
According to the prismatic battery C according to each of the above embodiments, as shown in FIG. 2, the
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。 As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, but various additions, modifications, or deletions can be made without departing from the spirit of the present invention. Therefore, such a thing is also included in the scope of the present invention.
19 ケーシング
21 枠形部材
21a 枠形部材の開口部
21b 枠形部材の外側面
23 第1蓋部材
23a 第1蓋部材の本体部
23b 第1蓋部材の側壁部
25 第2蓋部材
25a 第2蓋部材の本体部
25b 第2蓋部材の側壁部
31 係合凸部
33 係合凹部
C 電池
B 電池モジュール
19
Claims (7)
前記第1蓋部材および第2蓋部材の間に、これら蓋部材の対向方向と直交する方向にセパレータを介して交互に積層された、複数の平板状の正極体および負極体が収容されており、
前記正極体は前記第1蓋部材に電気的に接続されており、前記負極体は前記第2蓋部材に電気的に接続されており、
前記第1蓋部材および第2蓋部材が、それぞれ、平板状の本体部と、この本体部の縁部から両蓋部材の対向方向に突設された側壁部とを有し、
前記側壁部に、内側に突出する係合凸部が設けられ、
前記枠形部材の外側面に、前記係合凸部に係合して、前記各蓋部材の本体部を前記枠形部材に向かって引き寄せる係合凹部が形成されている角形電池。 A rectangular battery comprising a casing having a rectangular frame-shaped member and a flat plate-like first lid member and a second lid member made of a conductive material covering both openings of the frame-shaped member,
Between the first lid member and the second lid member, a plurality of flat plate positive electrode bodies and negative electrode bodies, which are alternately stacked via separators in a direction perpendicular to the facing direction of the lid members, are accommodated. ,
The positive electrode body is electrically connected to the first lid member, and the negative electrode body is electrically connected to the second lid member;
Each of the first lid member and the second lid member has a flat plate-like main body portion and a side wall portion projecting from the edge portion of the main body portion in the opposing direction of the both lid members,
The side wall is provided with an engaging projection protruding inward,
A prismatic battery in which an engagement concave portion is formed on an outer surface of the frame-shaped member so as to engage with the engagement convex portion and draw the main body portion of each lid member toward the frame-shaped member.
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