JP5974704B2 - 蓄電装置、二次電池、及び、積層型の電極組立体の製造方法 - Google Patents
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Description
また、セパレータや本体部が有する孔を利用して積層時に位置決めを行う構成で、正極又は負極がセパレータに包まれた構成の場合、セパレータはタブの基端を覆った状態であるため、タブが突出する側の辺に孔が形成されている場合は、少なくとも孔を設けるスペースの分、本体部やセパレータがタブの突出側に長くなる。そのため、電極組立体が蓄電装置のケース内に収容される構成では、ケースにその分のデッドスペースが必要になる。しかし、切り込みが形成されている場合は、孔が形成された部分を折り曲げることにより、わざわざデッドスペースを設ける必要がなくなる。その際、タブは折り曲げる必要がなく、タブ同士を重ねて導電部材に電気的に接合するために支障を来さない。
前記の目的を達成するため、請求項8に記載の発明は、正極及び負極の一方がセパレータに包まれた状態で、前記正極及び前記負極が交互に積層された積層型の電極組立体の製造方法であって、前記セパレータに、前記セパレータに包まれた前記正極及び前記負極の一方と重ならない位置であって、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方のタブと重ならない位置に少なくとも2個の孔を形成し、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方には前記セパレータの孔に対応する位置に少なくとも2個の孔を形成し、前記セパレータ、及び、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方に、前記正極及び前記負極のタブが間に位置するように切り込みを形成し、前記少なくとも2個の孔の間隔で平行に配置された位置決め棒に対して、前記セパレータを前記少なくとも2個の孔において吊り下げる操作と、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方を前記少なくとも2個の孔において吊り下げる操作とを交互に行って、予め設定された所定の数の前記セパレータと、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方とを前記位置決め棒に前記孔において吊り下げ、吊り下げられた前記セパレータと、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方とを前記位置決め棒に沿って移動させて寄せ集める積層工程を備えている。
図1(a)に示すように、蓄電装置としての二次電池10は、ケース本体11a及び蓋11bで構成されたケース11内に収容された積層型の電極組立体12を有する。蓋11bには正極端子13及び負極端子14が絶縁リング15を介して固定されている。正極端子13及び負極端子14は、雄ねじ部13a,14aを有し、蓋11bから突出する雄ねじ部13a,14aに螺合するナット16により、蓋11bに締め付け固定されている。なお、ナット16と蓋11bとの間には図示しない絶縁部材が介装されている。
二次電池10は、単体でも使用されるが、一般には複数の二次電池10が直列あるいは並列に接続されて構成された組電池として使用される。そして、二次電池10は種々の用途に使用されるが、例えば、車両に搭載されて走行用モータの電源や他の電気機器の電源としても使用される。 走行用モータの電源に使用した場合、大電流での充・放電が必要になる。従来技術のように電極とセパレータとの積層の際の位置決め用の孔をタブに形成した場合は、タブを流れる電流の経路が狭くなり、発熱し易くなる。しかし、この実施形態の電極組立体12は、負極19とセパレータ21との積層の際の位置決め用に使用可能な孔19f,21aはタブ17c、19cには形成されず、負極19の活物質非塗布部19d及びセパレータ21に形成されているため、タブ17c、19cを流れる電流の経路が狭くならず、発熱が抑制される。また、電極組立体12は、正極17が袋状のセパレータ21に収容されているため、車両の走行中、二次電池10に振動が加わって、セパレータ21と負極19とが多少位置ずれしても、短絡が生じることは回避される。
(1)二次電池10は、正極17及び負極19が両者の間にセパレータ21が介在する状態で積層された積層型の電極組立体12を有する蓄電装置である。正極17及び負極19は、活物質層17b,19bを有する本体部17a,19a及び本体部17a,19aから突出するタブ17c,19cを有し、正極17はタブ17cがセパレータ21から突出する状態でセパレータ21に包まれている。セパレータ21は正極17の本体部17aと対向する位置より開放側の両端に2個の孔21aを有する。負極19は本体部19aの活物質非塗布部19dにセパレータ21の孔21aと対向する位置に孔19fを有し、正極17、負極19及びセパレータ21は、電極組立体12の組立時に孔19f,21aが位置決め棒30に挿通された状態で位置決め可能に構成されている。したがって、積層型の電極組立体12を構成する正極17及び負極19の積層位置がずれないように積層することができ、しかも、余分なタブの形成が不要で、タブ17c,19cを流れる電流経路を狭くすることがない。また、正極17及び負極19のいずれもセパレータ21で包まれていない場合は、電極組立体12の製造工程において、正極17、負極19及びセパレータ21の枚数の回数、それらを位置決め棒30に挿通する作業を行う必要がある。しかし、正極17が、セパレータ21に包まれているため、それらを位置決め棒30に挿通する回数が約2/3になり、工数が低減される。
○ 本体部17a,19a及びセパレータ21が矩形状の場合、図4に示すように、短辺側に孔19f,21aを有してもよい。電極の大きさが同じ場合、電極が有する活物質層の面積が大きい方が二次電池10の容量が大きくなる。本体部17a,19aに形成される活物質層17b,19bの形状は矩形が一般的であり、孔19fは活物質非塗布部19dに形成される。そのため、同じ大きさの本体部19aで、孔19fを本体部19aの短辺側に形成した方が、長辺側に形成した場合に比べて、活物質層17b,19bの面積が大きくなる。
○ 図5に示すように、孔19f,21aはタブ17c,19cの突出側と反対側の辺に設けてもよい。しかし、負極19及びセパレータ21の外形が同じ場合、タブ17c,19cの突出側に設ける方が、二次電池10の容量の観点からは有利になる。
○ 正極17あるいは負極19に孔17f,19fを設ける場合、活物質層17b,19bに孔17f,19fを設けてもよい。その場合、孔17f,19fはセパレータ21の孔21aより小さく形成する方が、セパレータ21による正極17と負極19との電気的絶縁を確保し易い。
○ セパレータ21や正極17あるいは負極19に設けられる孔21a,17f,19fは少なくとも2個あればよく、2個に限らず3個以上設けてもよい。しかし、2個の方が、製造の工数などの点で好ましい。
以下の技術的思想(発明)は前記実施形態から把握できる。
前記セパレータには前記セパレータに包まれた前記正極及び前記負極の一方と重ならない位置に少なくとも2個の孔を形成し、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方には前記セパレータの孔に対応する位置に少なくとも2個の孔を形成し、前記少なくとも2個の孔の間隔で平行に配置された位置決め棒に対して、前記セパレータを前記少なくとも2個の孔において吊り下げる操作と、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方を前記少なくとも2個の孔において吊り下げる操作とを交互に行って、予め設定された所定の数の前記セパレータと、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方とを前記位置決め棒に前記孔において吊り下げ、吊り下げられた前記セパレータと、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方とを前記位置決め棒に沿って移動させて寄せ集める積層工程を備えている積層型の電極組立体の製造方法。
Claims (8)
- 正極及び負極が両者の間にセパレータが介在する状態で積層された積層型の電極組立体を有する蓄電装置であって、
前記正極及び前記負極は、活物質層を有する本体部及び前記本体部から突出するタブを有し、
前記セパレータは、前記正極及び前記負極の前記本体部より大きく形成されるとともに、前記正極及び前記負極と積層された際に前記タブと重ならない位置に少なくとも2個の孔を有し、
前記正極及び前記負極は前記セパレータに包まれた状態又は単独の状態で、前記セパレータを介して反対の電極の前記活物質層が対向するように配置され、
前記正極と前記負極の少なくともいずれか一方は、前記本体部に前記セパレータの前記孔と対向する位置に孔を有し、前記正極、前記負極及び前記セパレータは、前記電極組立体の組立時に前記孔が位置決め棒に挿通された状態で位置決め可能に構成されており、
前記セパレータ及び前記孔を有する本体部には、前記タブが間に位置するように切り込みが形成されていることを特徴とする蓄電装置。 - 前記正極及び前記負極の少なくとも一方は、前記タブが前記セパレータから突出する状態で前記セパレータに包まれている請求項1に記載の蓄電装置。
- 前記孔は2個である請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
- 前記正極のみが前記セパレータに包まれている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の蓄電装置。
- 前記正極及び前記負極は前記タブが前記電極組立体の同じ側に突出し、前記孔は前記タブが突出している側に形成されている請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の蓄電装置。
- 前記本体部及び前記セパレータは矩形状で、短辺側に前記孔が形成されている請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の蓄電装置。
- 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の蓄電装置の構成を備えた二次電池。
- 正極及び負極の一方がセパレータに包まれた状態で、前記正極及び前記負極が交互に積層された積層型の電極組立体の製造方法であって、
前記セパレータに、前記セパレータに包まれた前記正極及び前記負極の一方と重ならない位置であって、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方のタブと重ならない位置に少なくとも2個の孔を形成し、
前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方には前記セパレータの孔に対応する位置に少なくとも2個の孔を形成し、
前記セパレータ、及び、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方に、前記正極及び前記負極のタブが間に位置するように切り込みを形成し、
前記少なくとも2個の孔の間隔で平行に配置された位置決め棒に対して、前記セパレータを前記少なくとも2個の孔において吊り下げる操作と、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方を前記少なくとも2個の孔において吊り下げる操作とを交互に行って、予め設定された所定の数の前記セパレータと、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方とを前記位置決め棒に前記孔において吊り下げ、
吊り下げられた前記セパレータと、前記セパレータに包まれない前記正極及び前記負極の他方とを前記位置決め棒に沿って移動させて寄せ集める積層工程を備えている積層型の電極組立体の製造方法。
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