JP5554086B2 - 円筒型二次電池 - Google Patents
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Description
リチウムイオン二次電池は過充電による電解液の分解によって内部圧力が高まる可能性があり、また、電動工具やハイブリッド車等では、急激な外力による変形で、内部圧力が急激に高まる可能性がある。
そして、以下の特徴を有する。
前記正極集電部品は、前記軸芯に嵌合する小径円筒部と、前記小径円筒部とは反対側の上蓋集合体の裏面側に配置される大径円筒部と、前記小径円筒部と前記大径円筒部とを接続する中間円板部とによって漏斗状に形成される。前記中間円板部は、前記上蓋集合体と前記軸芯とによって前記正極集電部品を挟持したときに、前記軸芯を前記電池容器の底面方向に付勢するよう、前記小径円筒部と大径円筒部が互いに軸方向に接近して弾性変形し、前記電池容器の半径方向に沿う平面形状となっている。
(2)請求項2の発明は、請求項1に記載の円筒型二次電池において、前記正極集電部品の前記中間円板部は、組み込み前の単体では、前記大径円筒部から前記小径円筒部に向けて第1傾斜角度の下がり勾配で傾斜しており、組み付け後は前記中間円板部が前記軸芯と直交する方向に広がる面内に延在することを特徴とする。
(3)請求項3の発明は、請求項1または2に記載の円筒型二次電池において、前記電極捲回群の正極タブは前記大径円筒部の周壁に溶接され、前記中間円板部は、その裏面と前記電極捲回群の正極タブとの間に所定の空隙が設けられるように弾性変形されていることを特徴とする。
(4)請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の円筒型二次電池において、前記正極集電部品は、前記中間円板部と上蓋集合体を接続する正極リードをさらに有し、また、前記上蓋集合体の裏面は平面部を有し、前記大径円筒部の上端面は前記平面部と絶縁体を介して所定面圧で接することを特徴とする。
次に、本発明による円筒型二次電池を円筒型リチウムイオン二次電池に適用した実施の形態を、図面を参照して説明する。
図1、図2に示すように、円筒型リチウムイオン二次電池11は、一端に開口部20が設けられた電池容器1の内部に電極捲回群8を収納し、電池容器1の内部に電解液を注入するとともに、開口部20を上蓋集合体22によって塞いで構成されている。
電極捲回群8は、正極電極14と負極電極15とを、管状で樹脂製の軸芯7の周囲に、セパレータ18を介して、捲回することによって構成される。セパレータ18は絶縁性を有する多孔質材料で形成されている。セパレータ18の最外周の端部は粘着テープ18aによって固定されて構成されている。正極電極14は、アルミ等の金属薄膜の両面に正極合剤16が塗布されて構成されており、開口部20側の長辺部には正極タブ12が複数設けられている。負極電極15は、銅等の金属薄膜の両面に負極合剤17が塗布されて構成されており、電池容器1の底部側の長辺部には負極タブ13が複数設けられている。
図2および図3に示すように、正極集電部品5の外周面には正極タブ12が、例えば、超音波溶接法により溶接されている。正極集電部品5は、中央部において電池容器1の底面1a方向に突出して軸芯7に嵌入する小径円筒部51と、周辺部において上蓋集合体22に向かって突出する大径円筒部52と、小径円筒部51および大径円筒部52を接続する円環状の部材であって、大径円筒部52から小径円筒部51に所定傾斜角度の下り勾配で傾斜する中間円板部53とを有し、全体として漏斗状に形成されている。このように構成された正極集電部品5は、小径円筒部51を軸芯7の上端内周に嵌合することにより電極捲回群8と一体化されている。
図3に示すように、上蓋集合体22は、排気口3aを有する上蓋3と、開裂溝4aを有し、上蓋3に装着された上蓋ケース4とを備える。上蓋ケース4は、上蓋3の周縁部にかしめ加工によって固着され、これにより、上蓋集合体22を形成している。上蓋集合体22は、その周縁部をガスケット2を介してかしめ加工することによって電池容器1に固着されている。ガスケット2を介して電池容器1に固着されているから、上蓋集合体22は電池容器1と電気的に絶縁されている。
図2に示すように、負極集電部品6は、電池容器1の底面1aに向かって開口する薄型円筒状に形成され、中央部に軸芯7が嵌入されている。負極集電部品6の外周面には負極タブ13が例えば超音波溶接法により溶接されている。負極集電部品6の底面にはハット断面形状を呈する負極リード10が溶接されている。負極リード10の中央の凹部10aには軸芯7の下端が収容されている。負極リード10の底面が電池容器1の底面1aに溶接され、負極集電部品6が電池容器1と電気的に接続される。
[第2の実施の形態]
また、第1および第2の実施形態の円筒型二次電池において、図示は省略しているが、上蓋集合体22の裏面と大径円筒部52の上端面との間に絶縁体を挟持してもよい。
3:上蓋 4:上蓋ケース
5:正極集電部品 6:負極集電部品
7:軸芯 8:電極捲回群
9:正極リード 10:負極リード
11:円筒型二次電池 12:正極タブ
13:負極タブ 14:正極電極
15:負極電極 16:正極合剤
17:負極合剤 18:セパレータ
20:開口部 22:上蓋集合体
51:小径円筒部 52:大径円筒部
53:中間円板部 1a:底面
1b:くびれ部 3a:開裂弁
4a:排出口 9a:他端
10a:凹部 18a:粘着テープ
Claims (4)
- 正極電極と負極電極とをセパレータを介して軸芯の周囲に捲回した電極捲回群と、
前記電極捲回群を収納する円筒状の容器であって、一端に開口部を有し他端の底面が前記負極電極と接続されて負極外部端子となる電池容器と、
前記開口部に固定されて前記電池容器の前記開口部を塞ぐとともに、前記正極電極と接続されて正極外部端子となる上蓋集合体と、
前記上蓋集合体と前記軸芯との間に挟持され、前記正極電極を前記上蓋集合体に電気的に接続するための正極集電部品とを備え、
前記正極集電部品は、組み込み時に前記上蓋集合体と前記軸芯との間に挟圧されて弾性変形され、その弾性力で前記軸芯を軸方向に付勢し、前記上蓋集合体と前記電池容器の底面との間で前記軸芯を弾性支持する円筒型二次電池において、
前記正極集電部品は、前記軸芯に嵌合する小径円筒部と、前記小径円筒部とは反対側の上蓋集合体の裏面側に配置される大径円筒部と、前記小径円筒部と前記大径円筒部とを接続する中間円板部とによって漏斗状に形成され、
前記中間円板部は、前記上蓋集合体と前記軸芯とによって前記正極集電部品を挟持したときに、前記軸芯を前記電池容器の底面方向に付勢するよう、前記小径円筒部と大径円筒部が互いに軸方向に接近して弾性変形し、前記電池容器の半径方向に沿う平面形状となっていることを特徴とする円筒型二次電池。 - 請求項1に記載の円筒型二次電池において、
前記正極集電部品の前記中間円板部は、組み込み前の単体では、前記大径円筒部から前記小径円筒部に向けて第1傾斜角度の下がり勾配で傾斜しており、組み付け後は前記中間円板部が前記軸芯と直交する方向に広がる面内に延在することを特徴とする円筒型二次電池。 - 請求項1または2に記載の円筒型二次電池において、
前記電極捲回群の正極タブは前記大径円筒部の周壁に溶接され、
前記中間円板部は、その裏面と前記電極捲回群の正極タブとの間に所定の空隙が設けられるように弾性変形されていることを特徴とする円筒型二次電池。 - 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の円筒型二次電池において、
前記正極集電部品は、前記中間円板部と上蓋集合体を接続する正極リードをさらに有し、また、前記上蓋集合体の裏面は平面部を有し、前記大径円筒部の上端面は前記平面部と絶縁体を介して所定面圧で接することを特徴とする円筒型二次電池。
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