JP6008200B2 - Secondary battery - Google Patents
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Description
本発明は二次電池に関する。本明細書において「二次電池」とは、リチウムイオン二次電池、金属リチウム二次電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等のいわゆる蓄電池(すなわち化学電池)のほか、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ(すなわち物理電池)を包含する意味である。また、「リチウムイオン二次電池」とは、電解質イオン(電荷担体)としてリチウムイオンを利用し、正負極間におけるリチウムイオンに伴う電荷の移動により充放電が実現される二次電池をいう。一般にリチウム二次電池もしくはリチウムイオン電池と称される二次電池は、本明細書におけるリチウムイオン二次電池に包含される。 The present invention relates to a secondary battery. In the present specification, the term “secondary battery” refers to a so-called storage battery (that is, a chemical battery) such as a lithium ion secondary battery, a metal lithium secondary battery, a nickel metal hydride battery, or a nickel cadmium battery, and a capacitor such as an electric double layer capacitor. (That is, a physical battery). In addition, the “lithium ion secondary battery” refers to a secondary battery that uses lithium ions as electrolyte ions (charge carriers) and is charged / discharged by the movement of charges accompanying the lithium ions between the positive and negative electrodes. Secondary batteries generally referred to as lithium secondary batteries or lithium ion batteries are included in the lithium ion secondary batteries in this specification.
かかる二次電池について、例えば、特開2010−212034号公報には、電池ケース内の圧力が所定値を越えると電池電流が遮断される電流遮断機構が提案されている。ここで提案される電流遮断機構は、反転板と、集電体とを備えている。反転板は、電池ケースに取り付けられた筒状の接続端子(ここでは、具体的に封口体タブ)の端部の周縁部に、反転板の周囲が完全に密封されるように溶接されている。反転板の中央部は、集電体にレーザ溶接されている。集電体は、内部電極体に電気的に接続された部材である。集電体は、反転板の中央部が溶接された溶接箇所の周囲に沿って環状の溝が形成されている。電池ケース内の圧力が所定値を越えると集電体が環状の溝の部分で破断する。このため、反転板と集電体との間の電気的接続が遮断される。 Regarding such a secondary battery, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-212034 proposes a current interrupt mechanism that interrupts the battery current when the pressure in the battery case exceeds a predetermined value. The current interruption mechanism proposed here includes an inversion plate and a current collector. The reversing plate is welded to the peripheral edge of the end of the cylindrical connection terminal (here, specifically the sealing body tab) attached to the battery case so that the periphery of the reversing plate is completely sealed. . The central part of the reversing plate is laser welded to the current collector. The current collector is a member electrically connected to the internal electrode body. In the current collector, an annular groove is formed along the periphery of the welded spot where the central portion of the reversing plate is welded. When the pressure in the battery case exceeds a predetermined value, the current collector is broken at the annular groove. For this reason, the electrical connection between the reversing plate and the current collector is interrupted.
また、特開2011−258561号公報は、電池ケースの蓋に形成された孔に反転板(第1短絡板)が取り付けられている。反転板は、ケースの側面に電気的に接続された状態で設けられている。電池ケースの蓋に形成された孔の外側には、電極端子に接続された短絡板(第2短絡板)が配置されている。ケースの内圧が所定値よりも高くなると、内圧によって反転板が外側に反転し、短絡板に当接する。反転板と短絡板を通じて、電池の電極端子と電池ケースとが電気的に接続され、電池が短絡する。ここでは、反転板の周縁部は、電池ケースの蓋に形成された孔の周縁部に溶接されている。 In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-258561, a reverse plate (first short-circuit plate) is attached to a hole formed in the lid of the battery case. The reverse plate is provided in a state of being electrically connected to the side surface of the case. A short-circuit plate (second short-circuit plate) connected to the electrode terminal is disposed outside the hole formed in the lid of the battery case. When the internal pressure of the case becomes higher than a predetermined value, the reversal plate is reversed outward by the internal pressure and comes into contact with the short-circuit plate. The battery electrode terminal and the battery case are electrically connected through the reversal plate and the short-circuit plate, and the battery is short-circuited. Here, the periphery of the reversing plate is welded to the periphery of the hole formed in the lid of the battery case.
上述したように、電池ケースの内圧が所定値以上に上昇することによって、反転板が反転することを利用した機構は、種々提案されている。しかし、反転板が反転する作動圧には、各電池によってばらつきが生じることがある。かかる機構は、一定の作動圧で作動することが望ましい。このため、反転板が反転する作動圧のばらつきは小さければ小さいほど好ましい。 As described above, various mechanisms have been proposed that utilize the reversal of the reversal plate when the internal pressure of the battery case rises above a predetermined value. However, the operating pressure at which the reversing plate is reversed may vary depending on the battery. Such a mechanism preferably operates at a constant operating pressure. For this reason, the smaller the variation of the operating pressure at which the reversing plate is reversed, the better.
ここで提案される二次電池は、周辺部分に対して中央部が盛り上がった薄板で構成された反転板と、反転板の周辺部分が取り付けられる環状の受け部が設けられた電池ケースとを備えている。反転板の周辺部分は、電池ケース内に向けて反転板を突出させた状態で環状の受け部に溶接されている。反転板は、周辺部分が環状の受け部に溶接された溶接部よりも内側において屈曲した屈曲部を備えている。この場合、電池ケースの内圧の作用で、反転板が反転する場合に、反転板が反転する作動圧のばらつきが小さく抑えられる。 The secondary battery proposed here includes a reversing plate composed of a thin plate with a raised central portion with respect to the peripheral portion, and a battery case provided with an annular receiving portion to which the peripheral portion of the reversing plate is attached. ing. The peripheral portion of the reversing plate is welded to the annular receiving portion with the reversing plate protruding toward the inside of the battery case. The reversing plate includes a bent portion whose peripheral portion is bent inside the welded portion welded to the annular receiving portion. In this case, when the reversing plate is reversed by the action of the internal pressure of the battery case, the variation in the operating pressure at which the reversing plate is reversed is suppressed to be small.
この場合、溶接部は、反転板の周辺部分と環状の受け部とが重ねられた方向に沿って溶接されていてもよい。また、溶接部は、反転板の周辺部分に沿って周方向に連続していてもよい。 In this case, the welded portion may be welded along the direction in which the peripheral portion of the reversing plate and the annular receiving portion are overlapped. Moreover, the welding part may be continuing in the circumferential direction along the peripheral part of the inversion board.
また、反転板は円形であってもよい。また、屈曲部には、電池ケースの内側に向けて突出した段差が形成されていてもよい。 The reversing plate may be circular. Moreover, the level | step difference which protruded toward the inner side of the battery case may be formed in the bending part.
また、屈曲部には、電池ケースの内側に向けて突出した段差が形成されていてもよい。この場合、反転板の中心から段差までの距離L1と、反転板の中心から受け部の内側縁までの距離L2と、反転板の反転部の厚さTとは、例えば、(L2−L1)<Tであるとよい。また、受け部の先端には、反転板が填まるように窪んだ着座部が設けられていてもよい。この場合、反転板は、着座部に填められ、かつ、反転板の外周縁と、着座部の外周縁とが溶接されていてもよい。 Moreover, the level | step difference which protruded toward the inner side of the battery case may be formed in the bending part. In this case, the distance L1 from the center of the reverse plate to the step, the distance L2 from the center of the reverse plate to the inner edge of the receiving portion, and the thickness T of the reverse portion of the reverse plate are, for example, (L2-L1) <T is good. Moreover, the recessed seat part may be provided in the front-end | tip of a receiving part so that an inversion board may be filled. In this case, the reverse plate may be fitted into the seating portion, and the outer peripheral edge of the reverse plate and the outer peripheral edge of the seating portion may be welded.
また、二次電池は、電池ケースに収容された電極体と、電池ケースに設けられた接続端子と、電極体に電気的に接続された集電体とを備えていてもよい。この場合、受け部は、接続端子の電池ケース内の端部に設けられているとよい。そして、受け部に溶接された反転板の中央部は、集電体に接触しているとよい。 The secondary battery may include an electrode body housed in the battery case, a connection terminal provided in the battery case, and a current collector electrically connected to the electrode body. In this case, the receiving portion may be provided at an end portion in the battery case of the connection terminal. And the center part of the inversion board welded to the receiving part is good to contact the electrical power collector.
この場合、さらに、受け部に取り付けられた反転板の中央部は、集電体に溶接されていてもよい。また、反転板の中央部が溶接された集電体の溶接部よりも外側に、反転板が反転する際に破断されるノッチが形成されていてもよい。さらに、この場合、反転板の中央部が溶接された集電体の溶接部は、集電体の他の部位よりも薄い薄肉部が設けられていてもよい。 In this case, the center part of the reversing plate attached to the receiving part may be welded to the current collector. Further, a notch that is broken when the reversing plate is reversed may be formed outside the welded portion of the current collector to which the central portion of the reversing plate is welded. Further, in this case, the welded portion of the current collector to which the central portion of the reversing plate is welded may be provided with a thinner portion than other portions of the current collector.
以下、本発明の一実施形態に係る二次電池を説明する。ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、各図における寸法関係(長さ、幅、厚さ等)は実際の寸法関係を反映するものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は省略または簡略化する。 Hereinafter, a secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described. The embodiments described herein are, of course, not intended to limit the present invention in particular. In addition, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each drawing do not reflect actual dimensional relationships. Further, members / parts having the same action are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted or simplified.
以下では捲回タイプの電極体(以下「捲回電極体」という。)と非水電解液とを角形(即ち直方体の箱形状)のケースに収容した形態のリチウムイオン二次電池を例に挙げ、その電流遮断機構を説明する。なお、二次電池の種類はリチウムイオン二次電池に限定されず、ニッケル水素電池などの他の二次電池にも適用することができる。また、電池構造にも限定されず、特に、角形電池に限定されない。例えば、電極体は、捲回電極体を例示した、積層型の電極体としてもよい。また、捲回電極体として扁平な形状の捲回電極体を例示するが、捲回電極体は円筒型の捲回電極体でもよい。 In the following, a lithium ion secondary battery in a form in which a wound type electrode body (hereinafter referred to as a “wound electrode body”) and a non-aqueous electrolyte solution are housed in a rectangular (that is, rectangular box shape) case will be described as an example. The current interruption mechanism will be described. In addition, the kind of secondary battery is not limited to a lithium ion secondary battery, It can apply also to other secondary batteries, such as a nickel metal hydride battery. Moreover, it is not limited to a battery structure, and is not particularly limited to a prismatic battery. For example, the electrode body may be a stacked electrode body exemplified by a wound electrode body. Further, a flat wound electrode body is exemplified as the wound electrode body, but the wound electrode body may be a cylindrical wound electrode body.
図1は、リチウムイオン二次電池の内部構造を示す部分断面図である。図2はリチウムイオン電池に内装される捲回電極体を示す図である。なお、図2では、捲回電極体50の捲回構造が分かるように、各シート(正極シート220、負極シート240、セパレータ262,264)が部分的に展開された状態で図示されている。図3は、リチウムイオン二次電池の蓋を示す平面図である。図4は、捲回電極体50に取り付けられる正極集電体(内部端子)を示す斜視図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of a lithium ion secondary battery. FIG. 2 is a view showing a wound electrode body incorporated in a lithium ion battery. In FIG. 2, each sheet (the
《リチウムイオン二次電池10》
本発明の一実施形態に係るリチウムイオン二次電池10は、図1に示すような扁平な角形の電池ケース(即ち外装容器)12に構成されている。リチウムイオン二次電池10は、図2に示すように、扁平形状の捲回電極体50が、図示しない液状電解質(電解液)とともに、電池ケース12に収容されている。
<< Lithium ion
A lithium ion
《電池ケース12》
電池ケース12は、一側面(電池10の通常の使用状態における上端部に相当する側面)に開口部を有する箱形(すなわち有底直方体状)のケース本体14と、ケース本体14の開口部に取り付けられる蓋16とから構成される。かかる蓋16がケース本体14の開口部周縁に溶接されることによって、扁平形状の捲回電極体50の幅広面に対向する一対のケース幅広面と、該ケース幅広面に隣接する4つの矩形状ケース面(即ち、そのうちの一つの矩形状ケース上面が蓋16により構成される。)との六面体形状の密閉構造の電池ケース12が構成されている。
<
The
電池ケース12の材質は、従来の密閉型電池で使用されるものと同じであればよく、特に制限はない。軽量で熱伝導性の良い金属材料を主体に構成された電池ケース12が好ましく、このような金属製材料としてアルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等が例示される。本実施形態に係る電池ケース12(ケース本体14および蓋16)はアルミニウム若しくはアルミニウムを主体とする合金によって構成されている。図示は省略するが、電池ケース12と捲回電極体50とは絶縁されている。
The material of the
図1に示すように、蓋16には外部接続用の正極端子18(外部端子)および負極端子20(外部端子)が形成されている。これら外部端子18、20には、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池10の利用形態に応じて適当な形状の端子を装着することができる。
As shown in FIG. 1, a positive electrode terminal 18 (external terminal) and a negative electrode terminal 20 (external terminal) for external connection are formed on the
蓋16の両端子18,20間には、図3に示すように、電池ケース12の内圧が所定レベル(例えば、設定開弁圧0.3MPa〜1.0MPa程度)以上に上昇した場合に該内圧を開放するように構成された薄肉の安全弁40と、注液口42が形成されている。
As shown in FIG. 3, when the internal pressure of the
《捲回電極体50(電極体)》
捲回電極体50は、図2に示すように、長尺なシート状正極(正極シート220)と、該正極シート220と同様の長尺シート状負極(負極シート240)と、計二枚の長尺シート状セパレータ(セパレータ262、264)とを備えている。
<< Wound electrode body 50 (electrode body) >>
As shown in FIG. 2, the
《正極シート220》
正極シート220は、帯状の正極集電箔221と正極活物質層223とを備えている。正極集電箔221には、正極に適する金属箔が好適に使用され得る。正極集電箔221には、例えば、所定の幅を有し、厚さが凡そ15μmの帯状のアルミニウム箔を用いることができる。正極集電箔221の幅方向片側の縁部に沿って未塗工部222が設定されている。図示例では、正極活物質層223は、正極集電箔221に設定された未塗工部222を除いて、正極集電箔221の両面に保持されている。正極活物質層223には、正極活物質が含まれている。正極活物質層223は、正極活物質を含む正極合剤を正極集電箔221に塗工することによって形成されている。
<<
The
《負極シート240》
負極シート240は、図2に示すように、帯状の負極集電箔241と、負極活物質層243とを備えている。負極集電箔241には、負極に適する金属箔が好適に使用され得る。この負極集電箔241には、所定の幅を有し、厚さが凡そ10μmの帯状の銅箔が用いられている。負極集電箔241の幅方向片側には、縁部に沿って未塗工部242が設定されている。負極活物質層243は、負極集電箔241に設定された未塗工部242を除いて、負極集電箔241の両面に形成されている。負極活物質層243は、負極集電箔241に保持され、少なくとも負極活物質が含まれている。負極活物質層243は、負極活物質を含む負極合剤が負極集電箔241に塗工されている。
<<
As shown in FIG. 2, the
《セパレータ262、264》
セパレータ262、264は、図2に示すように、正極シート220と負極シート240とを隔てる部材である。この例では、セパレータ262、264は、微小な孔を複数有する所定幅の帯状のシート材で構成されている。セパレータ262、264には、例えば、多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成された単層構造のセパレータ或いは積層構造のセパレータを用いることができる。この例では、図2に示すように、負極活物質層243の幅b1は、正極活物質層223の幅a1よりも少し広い。さらにセパレータ262、264の幅c1、c2は、負極活物質層243の幅b1よりも少し広い(c1、c2>b1>a1)。
<<
As shown in FIG. 2, the
なお、図2に示す例では、セパレータ262、264は、シート状の部材で構成されている。セパレータ262、264は、正極活物質層223と負極活物質層243とを絶縁するとともに、電解質の移動を許容する部材であればよい。
In the example illustrated in FIG. 2, the
《液状電解質(電解液)》
液状電解質(電解液)としては、従来からリチウムイオン電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定なく使用することができる。かかる非水電解液は、典型的には、適当な非水溶媒に支持塩を含有させた組成を有する。上記非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン等からなる群から選択された一種または二種以上を用いることができる。また、上記支持塩としては、例えば、LiPF6,LiBF4,LiAsF6,LiCF3SO3,LiC4F9SO3,LiN(CF3SO2)2,LiC(CF3SO2)3等のリチウム塩を用いることができる。一例として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒(例えば質量比1:1)にLiPF6を約1mol/Lの濃度で含有させた非水電解液が挙げられる。なお、電解液の代わりに固体状やゲル状の電解質を採用してもよい。
<< Liquid electrolyte (electrolyte) >>
As the liquid electrolyte (electrolytic solution), the same non-aqueous electrolytic solution conventionally used in lithium ion batteries can be used without particular limitation. Such a non-aqueous electrolyte typically has a composition in which a supporting salt is contained in a suitable non-aqueous solvent. Examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, and the like. One kind or two or more kinds selected from the group can be used. Examples of the supporting salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 and the like. Lithium salts can be used. As an example, a nonaqueous electrolytic solution in which LiPF 6 is contained in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate (for example, a mass ratio of 1: 1) at a concentration of about 1 mol / L can be given. A solid or gel electrolyte may be used instead of the electrolytic solution.
《捲回電極体50の取り付け》
この実施形態では、捲回電極体50は、図2に示すように、捲回軸WLに直交する一の方向に沿って扁平に押し曲げられている。図2に示す例では、正極集電箔221の未塗工部222と負極集電箔241の未塗工部242は、それぞれセパレータ262、264の両側において、らせん状に露出している。
<< Attachment of
In this embodiment, the
図4は、当該捲回電極体50に取り付けられる正極集電体60(内部端子)を示す斜視図である。この実施形態では、図4に示すように、正極シート220の未塗工部222の中間部分224は寄せ集められ、電池ケース12の内部に配置された正極集電体60(内部端子)に溶接されている。
FIG. 4 is a perspective view showing a positive electrode current collector 60 (internal terminal) attached to the
図1に示すように、負極シート240の未塗工部242の中間部分244は寄せ集められて、電池ケース12の内部に配置された負極集電体80(内部端子)に溶接されている。このように、捲回電極体50の負極側は、正極側と同様に、負極集電体80(内部端子)に取り付けられ、蓋16に取り付けられた負極端子20(外部端子)に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, the
この実施形態では、正極側の正極集電体60(内部端子)と、正極端子18(外部端子)との間に電流遮断機構100が設けられている。以下に、正極集電体60(内部端子)から正極端子18(外部端子)に至る端子構造を説明する。
In this embodiment, the
《正極集電体60(内部端子)》
ここで、正極集電体60(「内部端子」とも称されうる)は、電池ケース12に収容された捲回電極体50に電気的に接続された部材である。この実施形態では、正極集電体60は、アルミニウムまたはアルミニウム主体の合金(アルミニウム合金)製である。正極集電体60は、図4に示すように、内部端子部61と、アーム部62、63と、集電タブ64、65とを備えている。内部端子部61は略矩形の平板状の部位である。アーム部62、63は、内部端子部61の対向する辺からそれぞれ延びた部位である。集電タブ64、65はアーム部62、63の先端に設けられ、捲回電極体50が溶接される溶接部位である。
<< Positive electrode current collector 60 (internal terminal) >>
Here, the positive electrode current collector 60 (also referred to as “internal terminal”) is a member that is electrically connected to the
この実施形態では、図2に示すように、扁平に押し曲げられた捲回電極体50の捲回軸方向の片側には、らせん状に巻かれた正極シート220の正極未塗工部222が略長円状に露出している。内部端子部61は、図4に示すように、略長円状に露出した当該正極未塗工部222の片側の湾曲部(図4に示す例では、上側の湾曲部)の曲面に対向するように配置されている。アーム部62、63は、内部端子部61から屈曲させ、略長円状に露出した当該正極未塗工部222の両側を挟むように、未塗工部222(242)の中間部分224まで延びている。未塗工部222の中間部分224は、図4に示すように、束ねられており、アーム部62、63の先端に設けられた集電タブ64、65によって挟まれている。そして、当該集電タブ64、65と未塗工部222の中間部分224とを溶接している。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, a positive electrode
《負極集電体80(内部端子)》
図1に示すように、負極側の負極集電体80(内部端子)も同様に、内部端子部81と、アーム部82(83)と、集電タブ84(85)とを備えている。ここでは、アーム部82(83)と、集電タブ84(85)は、捲回電極体50の負極側の未塗工部242を挟んで溶接されるという点において、正極側の正極集電体60(内部端子)と同様の構造および機能を奏する。内部端子部81と負極端子20(外部端子)とは、絶縁体を介在させた上で電池ケース12の蓋16に取り付けられ、かつ、電気的に接続されている。このように、リチウムイオン二次電池10は、電池ケース12と、電池ケース12に収容された捲回電極体50(電極体)とを備えている。
<< Negative electrode current collector 80 (internal terminal) >>
As shown in FIG. 1, the negative electrode current collector 80 (internal terminal) on the negative electrode side similarly includes an
《電流遮断機構100》
このリチウムイオン二次電池10は、図1に示すように、電池ケース12の内圧が異常に高くなった場合に電池電流を遮断する電流遮断機構100を備えている。この実施形態では、電流遮断機構100は、正極における電池電流が導通する電流経路において、正極端子18(外部端子)と、正極集電体60(内部端子)の内部端子部61との間に構築されている。
<<
As shown in FIG. 1, the lithium ion
ここで、図5は、この実施形態に係る電流遮断機構100を示す、図3のV−V断面図である。図6は、電流遮断機構100の各部材の分解斜視図である。図7は、電流遮断機構100の電流遮断部の拡大図である。
Here, FIG. 5 is a VV cross-sectional view of FIG. 3 showing the current interrupt
内部端子部61は、図4に示すように、略矩形の平板状の部位であり、中央部に円形の薄肉部71が形成されている。また、薄肉部71は、内部端子部61の他の部位よりも薄い。また、薄肉部71の周囲(厚肉部72)は、薄肉部71よりも十分に厚く所要の剛性を備えているとよい。この実施形態では、厚肉部72の四隅には、取付孔75が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
《薄肉部71》
薄肉部71は、図4から図6に示すように、この実施形態では、厚肉部72の中央部において、凡そ円形に形成されている。薄肉部71は、凡そ中央部に所定直径の円に沿って形成された環状のノッチ76(鋭角な溝)が形成されている。ノッチ76は、例えば、鋭角な刃による刻印で形成され得る。ノッチ76の半径方向内側部分には孔77が形成されている。なお、図5は、内部端子部61の薄肉部71の凡そ中央部を通り、かつ、電流遮断機構100が取り付けられる蓋16の厚み方向に沿った断面が示されている。この実施形態では、電池ケース12の蓋16には、正極端子装着孔16Aが形成されている。
<<
As shown in FIGS. 4 to 6, the
《正極端子18の構造》
ここで、電流遮断機構100は、図5から図7に示すように、接続端子21と、絶縁ホルダー22と、ガスケット23と、外部端子24(「z端子」とも称されうる)と、反転板26(電流遮断弁)とを備えている。
<< Structure of
Here, as shown in FIGS. 5 to 7, the
《接続端子21》
この実施形態では、図5および図6に示すように、接続端子21は、蓋16に形成された正極端子装着孔16Aに固定されている。この実施形態では、接続端子21は、筒部31と、頭部32と、立ち上がり部33と、受け部34とを備えている。
<<
In this embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the
筒部31は、正極端子装着孔16Aに挿通される部位である。頭部32は、筒部31の一端から外径側に向けて平板状に広がっている。立ち上がり部33は、頭部32の外形端から周方向に連続して、筒部31の軸に沿って筒部31から離れる方向に立ち上がっている。立ち上がり部33の先端には、環状に広がったフランジが設けられている。当該フランジの端面には、反転板26の周辺部分26bが取り付けられる環状の受け部34が設けられている。この実施形態では、受け部34には、反転板26が填まるように窪んだ着座部35が設けられている。着座部35には、円板状の反転板26が填まるように窪んだ段差が設けられている。
The
接続端子21は、蓋16に固定されるリベットのような部材である。つまり、接続端子21の筒部31は、図5に示すように、絶縁ホルダー22を装着しつつ、蓋16の内側(電池ケース12内に向けられる側)から正極端子装着孔16Aに挿通される。正極端子装着孔16Aから突出した筒部31に、ガスケット23と、外部端子24とが順に装着される。そして、接続端子21と、絶縁ホルダー22と、ガスケット23と、外部端子24とを蓋16に固定する際に、筒部31の先端は押し広げられて蓋16にかしめられる。
The
《絶縁ホルダー22》
絶縁ホルダー22は、図5に示すように、絶縁性を有する略リング状の部材(例えば、樹脂製の部材)である。絶縁ホルダー22の中央部には、接続端子21の筒部31の外周に装着されるとともに、正極端子装着孔16Aに収まりうる円形の筒部22aが形成されている。絶縁ホルダー22の下側(正極集電体60(内部端子)側)には、接続端子21の頭部32が填まる窪み22bが形成されている。絶縁ホルダー22の下端には、正極集電体60(内部端子)の内部端子部61を支持する取付部22cが設けられている。この実施形態では、取付部22cには、正極集電体60(内部端子)の内部端子部61の厚肉部72の四隅に形成された取付孔75にはめ込まれる係合突起22c1が設けられている。
<<
As shown in FIG. 5, the insulating
絶縁ホルダー22は、図5に示すように、筒部22aを正極端子装着孔16Aに装着させつつ、蓋16の内面に取り付けられ、蓋16と接続端子21との間に介在する。絶縁ホルダー22は、蓋16と接続端子21とを絶縁するとともに、蓋16の内面に接続端子21の頭部32を固定する。
As shown in FIG. 5, the insulating
《ガスケット23》
ガスケット23は、ゴムなどの絶縁性を有する弾性部材である。ガスケット23は、蓋16の外側面に装着され、接続端子21に取り付けられる外部端子24と、蓋16とを絶縁するとともに、当該接続端子21が装着される正極端子装着孔16Aにおいて電池ケース12の気密性を確保する部材である。この実施形態では、ガスケット23は、蓋16の外側において正極端子装着孔16Aの周囲を覆うように配置される略円板状の部材である。ガスケット23の上部には、外部端子24が配置される外部端子取付部23aが設けられている。
<<
The
《外部端子24》
外部端子24は、導電性を有するリング状の板材であり、蓋16の外側において、接続端子21の筒部31に装着されるとともに、ガスケット23の上(外部端子取付部23a)に配置されている。
<<
The
《蓋16への取り付け》
接続端子21と、絶縁ホルダー22と、ガスケット23と、外部端子24とは、図5および図6に示すように、蓋16の正極端子装着孔16Aに取り付けられている。
<< Attachment to
As shown in FIGS. 5 and 6, the
ここでは、例えば、接続端子21の筒部31に、絶縁ホルダー22の筒部22aを装着する。蓋16の内面において、正極端子装着孔16Aの周囲に絶縁ホルダー22を装着する。そして、絶縁ホルダー22の筒部22aを装着した状態で接続端子21の筒部31を、蓋16の内側から正極端子装着孔16Aに挿し込む。そして、正極端子装着孔16Aから突出した、接続端子21の筒部31にガスケット23と外部端子24を取り付ける。この状態で、筒部31の先端が外径側に広がるように、筒部31の先端を押しつぶし、接続端子21と、絶縁ホルダー22と、ガスケット23と、外部端子24とを蓋16にかしめる。
Here, for example, the
これにより、接続端子21と、絶縁ホルダー22と、ガスケット23と、外部端子24とが、蓋16の正極端子装着孔16Aに取り付けられている。かしめられた筒部31の先端には、図5に示すように、筒部31の開口を封止する封止栓27が挿し込まれている。
Thereby, the
《反転板26》
反転板26は、周辺部分26bに対して中央部26aが盛り上がった薄板で構成されている。この実施形態では、反転板26は、導電性を有する部材であり、電流遮断弁とも称される。反転板26は、図5または図6に示すように、蓋16の内側に設けられた接続端子21の着座部35に填まりうる略円板形状である。反転板26の周辺部分26bは平坦である。反転板26の中央部26aは、周辺部分26bから緩やかに盛り上がっている。反転板26は、周辺部分26bよりも内側(反転板の中心側)に屈曲した屈曲部26cを備えている。
<<
The reversing
《屈曲部26c》
図7は、反転板26の周辺部分26bを示す断面図である。この実施形態では、屈曲部26cは、図7に示すように、平坦な周辺部分26bから、中央部26aが盛り上がった向きに立ち上がるように略直角(凡そ90°、例えば、80°以上100°以下)に屈曲し、周辺部分26bよりも内側において周方向に連続した段差が設けられている。反転板26は、かかる屈曲部26cの段差に連続して、中央部26aが盛り上がっている。かかる反転板26は、例えば、導電性を有する金属の薄板をプレス成形することによって成形することができる。
<<
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the
《反転板26の取り付け》
反転板26は、接続端子21の受け部34に取り付けられている。ここでは、反転板26の周辺部分が、電池ケース12内に向けて反転板26を突出させた状態で環状の受け部34に溶接されている。この実施形態では、接続端子21の受け部34には、反転板26が填まるように窪んだ着座部35が設けられている。反転板26は、中央部26aが電池ケース12内側に向けて盛り上がった状態になるように、接続端子21の着座部35に填められる。反転板26の外周縁26b1(周縁部)が、全周にわたって受け部34に溶接されている。これにより、接続端子21の電池ケース12内側は、反転板26によって塞がれる。反転板26と接続端子21との溶接は、例えば、レーザ溶接によって行うとよい。これにより、所要の接合強度と気密性が確保されている。換言すれば、接続端子21の内部と電池ケース12の内部とは、反転板26によって気密に隔てられている。
<< Attachment of
The
《反転板26と内部端子部61との取り付け》
図8は、反転板26の中央部26aと内部端子部61との取り付け構造を示している。この実施形態では、図8に示すように、反転板26の中央部26aは平坦であり、内部端子部61の中央部に設けられた薄肉部71に重ねられている。そして、当該薄肉部71に形成された孔77の周縁部77aにおいて、反転板26の中央部26aと内部端子部61の中央部とが溶接されている。ここでは、当該反転板26の中央部26aと内部端子部61との溶接部は溶接部wとしている。
<< Attachment of the
FIG. 8 shows a mounting structure between the
《内部端子部61と絶縁ホルダー22との取り付け》
内部端子部61の四隅に設けられた取付孔75は、蓋16の内部において接続端子21を保持する絶縁ホルダー22の係合突起22c1に嵌め込まれている。これにより、正極集電体60の内部端子部61は、接続端子21の受け部34と所定の間隔を開けて対向した状態で、絶縁ホルダー22に固定されている。
<< Attachment of
The attachment holes 75 provided at the four corners of the
《正極の電流経路》
上記構成の結果、リチウムイオン二次電池10の正極の電流経路は、正極シート220の正極未塗工部222(図1参照)から、当該未塗工部222に溶接される集電タブ64、65(正極集電体60)に繋がっている。さらに、集電タブ64、65(正極集電体60)からは、図4および図5に示すように、アーム部62、63、内部端子部61(正極集電体60)、反転板26、接続端子21および外部端子24に至る電流経路が形成されている。また、図示は省略するが、外部端子24と、正極端子18(図1参照)とは、電気的に接続されている。また、かかる正極の電流経路は、絶縁ホルダー22およびガスケット23によって、蓋16(電池ケース12)と絶縁されている。
<Current path of positive electrode>
As a result of the above configuration, the current path of the positive electrode of the lithium ion
《電流遮断機構100の動作》
ここで、内部端子部61の薄肉部71および反転板26は、電池ケース12の内圧を受ける。この際、電池ケース12の内圧は、外側へ向けて反転板26を押し上げるように作用する。これに対して、内部端子部61の薄肉部71の周囲に設けられた厚肉部72は、絶縁ホルダー22によって蓋16(電池ケース12)に固定されている。このため、薄肉部71には、反転板26に接合された部位の周囲にせん断力が作用する。
<< Operation of
Here, the
図9は、反転板26が反転した状態を示す断面図である。電池ケース12内のガスの圧力が所定以上に高くなった場合に、図9に示すように、反転板26が反転する。また、この際、薄肉部71は反転板26に接合された部位の周囲において破断され、接続端子21と捲回電極体50とが電気的に遮断される。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state where the reversing
この実施形態では、内部端子部61の薄肉部71の中央部に予め定められた直径の円に沿って環状のノッチ76が形成されている。ノッチ76が形成された部位では、薄肉部71がさらに薄くなっており、せん断応力が集中する。このため、電池ケース12の内圧が作用することによって薄肉部71が破断される際には、薄肉部71はノッチ76に沿って破断される。このように薄肉部71が破断される部位は、ノッチ76によって規定される。
In this embodiment, an
かかる電流遮断機構100では、反転板26が押し上げられる際に、ノッチ76が形成された部位に残留した薄肉部71の断面にせん断応力が集中する。このため、ノッチ76が形成された部位に残留した薄肉部71の断面によって作動圧が調整されうる。なお、電流遮断機構100の作動圧は、個体差があり、実際には多少ばらつく。
In the
《屈曲部26cの作用》
ところで、この実施形態では、反転板26の周辺部分26bが接続端子21に設けられた環状の受け部34に溶接されている。ここで、反転板26には、周辺部分26bが環状の受け部34に溶接された溶接部w1よりも内側(反転板の中心側)に屈曲した屈曲部26cを備えている。図7に示す例では、接続端子21に設けられた環状の受け部34に溶接された周縁部よりも内側に屈曲部26cが設けられている。反転板26にこのような屈曲部26cが設けられている場合には、反転板26に屈曲部26cが設けられていない場合に比べて、電流遮断機構100の作動圧のばらつきが小さく抑えられる。
<< Operation of the
By the way, in this embodiment, the
ここで、図10は、反転板26に屈曲部26cが設けられていない形態について、反転板26の周辺部分26bを示す断面図である。つまり、反転板26は、反転板26の周辺部分26bが接続端子21に設けられた環状の受け部34に溶接されている。反転板26の周辺部分26bを溶接する際、当該溶接部w1において溶融した金属が固まる溶接凝固によって、溶接直後、反転板26の中央部26aは、環状の受け部34によって外径方向に引っ張られる傾向がある。
Here, FIG. 10 is a cross-sectional view showing a
この場合、図10に示すように、反転板26に屈曲部26cが設けられていない形態で、反転板26の中央部26aが全体として外径方向に引っ張られると、反転板26の中央部26aの盛り上がりが少し平坦になるように張力が作用し、反転板26の中央部26aが持ち上がるように変形する。このため、内部端子部61の薄肉部71に上方に引き上げられる。このように、電池ケース12の内圧が上がる前に、内部端子部61の薄肉部71に上方に引き上げられた状態になっている。かかる初期的な変形の程度は、個体差があり、また、調整が難しい。かかる初期的な変形が大きいと、電流遮断機構100の作動圧がばらつく要因となる。図10中の矢印Aは、溶接部w1の溶接凝固による反転板26の周辺部分26bの変形方向を示しており、矢印Bは、溶接部w1の溶接凝固による反転板26の中央部26aの変形方向を示している。
In this case, as shown in FIG. 10, when the
これに対して、図7に示すように、反転板26に屈曲部26cが設けられている形態では、電流遮断機構100の作動圧のばらつきが小さく抑えられる。これは、反転板26の周辺部分26bを溶接する際に溶接凝固によって、反転板26の周辺部分26bが環状の受け部34によって外径方向に引っ張られても、屈曲部26cによって反転板26の変形が小さく抑えられるためである。つまり、反転板26に屈曲部26cが設けられている形態では、図7に示すように、反転板26の周辺部分26bが外径方向に引っ張られても、屈曲部26cの外側に押し広がるので、反転板26の中央部26aの盛り上がりへの影響が小さく抑えられる。このため、内部端子部61の薄肉部71が溶接された反転板26の中央部26aへはほとんど変形が及ばない。これにより、反転板26の初期的な変形について、個体差が小さくなる。そして、電流遮断機構100の作動圧のばらつきが小さく抑えられる。ここで、図7中の矢印Aは、溶接部w1の溶接凝固による反転板26の周辺部分26bの変形方向を示している。
On the other hand, as shown in FIG. 7, in the form in which the reversing
このように、この実施形態では、反転板26は周辺部分26bから中央部26aが盛り上がった薄板で構成されている。そして、反転板26の周辺部分26bが、電池ケース12内に向けて突出するように、電池ケース12に設けられた環状の受け部34に溶接されている。反転板26は周辺部分26bよりも内側において屈曲した屈曲部26cを備えている。この場合、反転板26を受け部34に溶接された際の溶接凝固によって、反転板26の周辺部分26bが外径側に引っ張られても、屈曲部26cによって、反転板26の中央部26aの変位は小さく抑えられる。これにより、電池ケース12の内圧の作用で、反転する反転板26の作動圧のばらつきが小さく抑えられる。
As described above, in this embodiment, the reversing
受け部34の先端には、例えば、図7に示すように、反転板26が填まるように窪んだ着座部35が設けられているとよい。図11は、反転板26が溶接される前の受け部34と、反転板26とを示している。この場合、図11に示すように、反転板26は、当該着座部35に填められ、かつ、当該反転板26の外周縁26b1と、着座部35の外周縁35aとが溶接されていてもよい。このような場合には、図7に示すように、反転板26の周辺部分26bを溶接した際に、当該溶接部w1の溶接凝固によって、反転板26の中央部26aが外径側に引っ張られやすい。しかし、図7に示す形態では、溶接される反転板26の周辺部分26bよりも内側に屈曲部26cがある。このため、反転板26の周辺部分26bが外径側に引っ張られても、屈曲部26cによって変形が吸収され、反転板26の盛り上がった中央部26aの変形は小さく抑えられる。
For example, as shown in FIG. 7, a
さらに、この場合、反転板26の屈曲部26cは、例えば、図7に示すように、着座部35の内側縁35bよりも内側(反転板26の内径側)に設けられていてもよい。また、ここでは、反転板26は円形である。また、屈曲部26cの典型的な形態としては、例えば、図7に示すように、電池ケース12内に向けて突出した段差が形成されているとよい。
Further, in this case, the
この場合、反転板26の反転支点が、屈曲部26cとなり、反転板26の周辺部分26bの溶接部w1の溶接凝固の影響を受け難い。つまり、このような屈曲部26cがないと、図10に示すように、反転板26の反転支点は、着座部35の内側縁35bになる。この場合、反転板26の周辺部分26bを溶接した際の溶接凝固の影響を受けて、反転板26の中央部26aの盛り上がりが低下し、反転板26の中央部26aは、内部端子部61から離れるように変位する。このため、反転板26と内部端子部61との溶接部w(図8参照)の溶接品質が不安定となる。
In this case, the reversal fulcrum of the reversing
これに対して、図7に示すように、反転板26に屈曲部26cがあると、屈曲部26cの内側端26c1に反転板26の反転支点が設けられる。溶接凝固によって反転板26の周辺部分26bが外径側に引っ張られても、屈曲部26cによって変形が吸収されるので、屈曲部26cの内側端26c1は変位しにくい。このため、溶接凝固によって反転板26の反転支点が変わらず、作動圧が影響を受けにくいと考えられる。さらに、この場合、反転板26の中央部26aについても、反転板26の周辺部分26bを溶接した際の溶接凝固の影響を受けにくい。このため、反転板26と内部端子部61との溶接品質が安定する。
On the other hand, as shown in FIG. 7, when the reversing
また、反転板26の周辺部分26bは、接続端子21の受け部34の着座部35によって支持されている。この場合、反転板26の周辺部分26bが外径側に引っ張られる際に、反転板26の変形を吸収し、変形を小さく抑える屈曲部26cは、接続端子21の受け部34の着座部35の近くに設けられていることが望ましい。
Further, the
例えば、図7に示すように、反転板26の中心から屈曲部26cの段差の外側までの距離をL1とし、反転板26の中心から受け部34(この実施形態では、具体的には、着座部35)の内側縁35bまでの距離をL2とし、反転板26の反転部(つまり、周縁部から盛り上がった部位)の厚さをTとする。ここで、反転板26の中心から屈曲部26cの段差までの距離L1は、反転板26の外側面における屈曲部26cの最も内径側の位置(反転板26の外側面における屈曲部26cの内側端26c1)である。また、反転板26の厚さTは、反転板26の反転部(つまり、反転板26の中央部26aの周縁部から盛り上がった部位)の平均的な厚さであり、当該反転部の厚さを複数個所測定し、その算術平均で評価するとよい。この場合、距離L1,距離L2および厚さTが、(L2−L1)<Tであるとよい。
For example, as shown in FIG. 7, the distance from the center of the
この場合、反転板26の周辺部分26bは、接続端子21の受け部34(この実施形態では、着座部35)によって支持されている。ここで、反転板26の中心から屈曲部26cの段差までの距離L1と、反転板26の中心から受け部34(着座部35)の内側縁35bまでの距離L2との差(L2−L1)は、着座部35の内側縁35bから屈曲部26cが設けられた位置までの距離を示している。そして、(L2−L1)<Tは、当該距離(L2−L1)が、反転板26の反転部(つまり、周縁部から盛り上がった部位)の厚さTよりも小さいことを示している。
In this case, the
つまり、この場合、屈曲部26cは、受け部34(着座部35)の内側縁35bから反転板26の厚さTよりも近い距離に設けられている。反転板26の周辺部分26bが外径側に引っ張られることによる反転板26の変形は、受け部34(着座部35)の内側縁35b近くに設けられた屈曲部26cによって吸収されやすい。このため、反転板26が反転する作動圧がさらにばらつきにくい。反転板26の中央部は、反転板26の周辺部分26bを溶接した際の溶接凝固の影響をさらに受けて変位しにくい。反転板26と内部端子部61との溶接品質はさらに安定する。
That is, in this case, the
また、屈曲部26cの段差の高さhは、例えば、反転板26の板厚Tよりも小さくてもよい。屈曲部26cの段差の高さhは、反転板26の板厚Tとした場合に、1.0T>h≧0.1Tであるとよい。この場合、例えば、0.9T≧hとしてもよいし、0.8T≧hとしてもよい。また、h≧0.2Tとしてもよいし、h≧0.3Tとしてもよい。例えば、反転板26の板厚Tが0.3mmであれば、屈曲部26cの段差の高さhは、1.0T>h≧0.1T(つまり、0.3mm>h≧0.03mm)であればよく、例えば、凡そ0.1mm程度であればよい。
Further, the height h of the step of the
このように、この実施形態では、反転板26に屈曲部26cが形成されているので、反転板26の周辺部分26bを溶接する際に生じる溶接凝固によって、反転板26の反転部に生じる影響が小さい。このため、反転板26と接続端子21および内部端子部61との溶接工程の歩留まりが向上し、溶接品質(信頼性)が安定する。
Thus, in this embodiment, since the
《変形例の例示》
以上、本発明の一実施形態に係る二次電池を説明したが、本発明は、特に言及されない限りにおいて、上述した実施形態に限定されない。
<Example of modification>
The secondary battery according to the embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment unless otherwise specified.
例えば、反転板26および電池ケース12に設けられた環状の受け部34の構造などは、特に言及されない限りにおいて上述した実施形態に限定されない。また、電流遮断機構100の構造も上述した実施形態に限定されない。例えば、特許文献1や特許文献2の反転板(電流遮断弁)にも適用可能である。
For example, the structure of the reversing
また、電流遮断機構100としては、例えば、図5〜図8に示すように、電池ケース12に収容された電極体50と、電池ケース12に設けられた接続端子21と、電極体50に電気的に接続された集電体としての正極集電体60(内部端子)とを備えた構成を例示した。ここでは、受け部34は、接続端子21の電池ケース12内の端部に設けられている。そして、受け部34に取り付けられた反転板26の中央部26aは、集電体60の内部端子部61に溶接されている。反転板26の中央部26aが溶接された集電体60の溶接部(内部端子部61の孔77)よりも外側に、反転板26が反転する際に破断されるノッチ76が形成されている。
Moreover, as the electric
電流遮断機構100は、かかる形態に限定されない。例えば、図5〜図8に示す形態では、反転板26の中央部26aが溶接された集電体60の溶接部に、薄肉部が設けられるとともに孔77が形成されていた。また、集電体60の内部端子部61の薄肉部71には、適宜に貫通孔が形成されていてもよい。
The electric
図12は、電流遮断機構100の他の形態を示している。この場合、反転板26は、電流経路が形成されるように導通可能な程度に集電体60に接触していればよい。このため、図12に示すように、反転板26の中央部26aと集電体60とは溶接されていなくてもよい。この場合でも、反転板26が反転することによって、反転板26の中央部26aと集電体60とが離れて電流が遮断される。この場合、屈曲部26cを設けることによって、反転板26の盛り上がりが高く維持されるので、反転板26と集電体60とを安定して接触させることができる。
FIG. 12 shows another form of the current interrupt
また、この場合、反転板26の中央部26aと集電体60とは溶接されておらず、内部端子部61の破断を伴わずに電流が遮断されるので、内部端子部61に薄肉部71は設けられていなくてもよい。
In this case, the
また、図5および図7に示すように、上述した実施形態では、接続端子21の立ち上がり部33の先端に、環状に広がったフランジが設けられており、当該フランジの端面に反転板26の周辺部分26bが取り付けられる環状の受け部34が設けられている。さらに受け部34には、反転板26が填まるように窪んだ着座部35が設けられており、着座部35には、円板状の反転板26が填まるように窪んだ段差が設けられている。そして、反転板26の周辺部分26bと接続端子21の受け部34との溶接部w1では、反転板26の外周縁26b1(周縁部)と、着座部35の外周縁35aとが溶接されている。当該反転板26の周辺部分26bと接続端子21の受け部34との溶接部w1は、上記の形態に限定されない。
As shown in FIGS. 5 and 7, in the above-described embodiment, the tip of the rising
ここで、図13から図15までの各図は、反転板26の周辺部分26bおよび接続端子21の受け部34、および、その溶接部w1について変形例を示している。
Here, each drawing from FIG. 13 to FIG. 15 shows a modified example of the
図13に示す形態では、反転板26の周辺部分26bおよび接続端子21の受け部34は、反転板26の周辺部分26bの外周縁26b1から少し内側(反転板26の中心側)が溶接されている。溶接部は、反転板26の周辺部分26bを貫き、接続端子21の受け部34に達している。その余は、例えば、図5および図7または図12に示された形態と同じであるとよく、ここでは説明を省略する。
In the form shown in FIG. 13, the
図14および図15に示す形態では、接続端子21の受け部34は、平坦な端面であり、段差を有する着座部は設けられていない。この場合も、反転板26の周辺部分26bを接続端子21の受け部34の平坦な端面に押し当てた状態で、反転板26の周辺部分26bを受け部34に溶接するとよい。図14に示す形態では、反転板26の周辺部分26bの外周縁26b1から少し内側(反転板26の中心側)が溶接されており、溶接部w1は接続端子21の受け部34の平坦な端面に達している。図15に示すように、反転板26の周辺部分26bの外周縁26b1が接続端子21の受け部34の平坦な端面に溶接されている。溶接部w1は、反転板26の周辺部分26bの外周縁26b1に沿っており、接続端子21の受け部34の平坦な端面に達している。
In the form shown in FIGS. 14 and 15, the receiving
このように、ここで提案される二次電池では、周辺部分26bに対して中央部26aが盛り上がった薄板で構成された反転板26の周辺部分26bが、電池ケース12内に向けて突出した状態で、電池ケース12に設けられた環状の受け部34に溶接されている。反転板26は周辺部分26bよりも内側において屈曲した屈曲部26cを備えている。この場合、反転板26を受け部34に溶接された際の溶接凝固によって、反転板26の周辺部分26bが外径側に引っ張られても、屈曲部26cによって、反転板26の中央部26aの変位は小さく抑えられる。これにより、電池ケース12の内圧の作用で、反転する反転板26の作動圧のばらつきが小さく抑えられる。
Thus, in the secondary battery proposed here, the
このように、反転板26の周辺部分26bと環状の受け部34との溶接部w1は、反転板26の周辺部分26bと環状の受け部34とが重ねられた方向に沿って溶接されていてもよい。この場合、反転板26を受け部34に溶接された際の溶接凝固によって、反転板26の周辺部分26bが外径側に引っ張られても、屈曲部26cによって、反転板26の中央部26aの変位は小さく抑えられる。
Thus, the welded portion w1 between the
また、この場合、当該溶接部w1は、反転板26の周辺部分26bに沿って周方向に連続していてもよい。溶接部w1が反転板26の周辺部分26bに沿って周方向に連続している場合には、溶接部w1の溶接凝固によって、反転板26の中央部が全体として平坦になるように外径側に引っ張られる傾向があるが、上述したように屈曲部26cの作用によって中央部26aの変位が小さく抑えられる。
In this case, the welded portion w1 may be continuous in the circumferential direction along the
また、電池ケースは、角型の容器形状を例示したが形状に限定されず、円筒型の電池ケースにも適用できる。また、電極体は、扁平な捲回電極体50が例示されるが、捲回電極体50は、扁平でなくてもよい。また、電極体は、捲回電極体50でなくてもよく、例えば、正極と負極とがセパレータを介在させて順に積層された積層型の電極体でもよい。
Moreover, although the battery case illustrated the square-shaped container shape, it is not limited to a shape, It can apply also to a cylindrical battery case. Moreover, although the flat
また、ここでは、電流遮断機構の作動圧のばらつきが少ない電流遮断機構を備えた密閉型二次電池(典型的には外形が角形状の密閉型二次電池、例えばリチウムイオン二次電池)を提供することができる。かかる密閉型二次電池は車両の駆動用電源として好適である。したがって、本明細書により、例えば図16に模式的に示すような組電池1000が提供される。
Further, here, a sealed secondary battery (typically a sealed secondary battery having a square outer shape, for example, a lithium ion secondary battery) provided with a current blocking mechanism with little variation in operating pressure of the current blocking mechanism is used. Can be provided. Such a sealed secondary battery is suitable as a power source for driving a vehicle. Therefore, according to the present specification, for example, an assembled
具体的には、図16に示すように、ここで開示される電流遮断機構(上述した図2〜図5参照)を備えた密閉型二次電池(典型的には、図示されるような角形状のリチウムイオン二次電池)10を単電池とし、該単電池10を所定方向に複数個(図示される実施形態では4個であるがこれに限られない。)配列して組電池1000が構成される。
Specifically, as shown in FIG. 16, a sealed secondary battery (typically, as shown in the figure) provided with the current interruption mechanism disclosed herein (see FIGS. 2 to 5 described above). The shaped lithium ion secondary battery) 10 is a single battery, and a plurality of the
例えば、図示されるように、各単電池10間が電気的に直列に接続されて構成される。具体的には、各単電池10の電池ケース12の上面(すなわち蓋)16に、電池ケース12内に収容された電極体の正極と電気的に接続する正極端子18と、該電極体の負極と電気的に接続する負極端子20とがそれぞれ設けられている。そして、隣接する単電池10間において、一方の正極端子18と他方の負極端子20とが適当な接続具92によって電気的に接続される。
For example, as shown in the drawing, the
上述のように配列した複数個の単電池10を含む単電池群11の両外側には、それぞれエンドプレート96が配置され、当該一対のエンドプレート96,96を架橋するように、単電池群11の両側面にその配列方向に沿ってビーム材98が取り付けられている。ビーム材98の各端部は、ビス99によりエンドプレート96に締め付けられて固定されている。このように各単電池10を直列に接続し、それらを拘束(固定)することにより、車両の駆動用電源として好適な、所望の電圧を有する組電池1000が構築される。
The
なお、組電池1000の好ましい一態様では、図16に示すように、所定方向に配列された複数の単電池10の各々の間に、所定形状の間隔保持シート94が配置される。かかる間隔保持シート94は、使用時に各単電池10内で発生する熱を放散させるための放熱部材として機能し得る材質(例えば熱伝導性の良い金属製もしくは軽量で硬質なポリプロピレンその他の合成樹脂製)および/または形状であることが好ましい。
In a preferred embodiment of the assembled
また、この明細書によると、ここで開示される電流遮断機構を備えた高出力で大容量(典型的には1時間率容量が5Ah以上、例えば5〜20Ah、あるいは20Ah以上(例えば20〜30Ah)であるような大容量)の密閉型二次電池(典型的には外形が角形状のリチウムイオン二次電池)を提供することができる。また、かかる密閉型二次電池を単電池とする組電池1000を提供することができる。また、図17に示すように、その組電池1000を駆動用電源として備える車両1(典型的には電気自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、燃料電池自動車のような駆動用モータを備える自動車)を提供することができる。
In addition, according to this specification, a high output and large capacity equipped with the current interrupting mechanism disclosed herein (typically the hourly rate capacity is 5 Ah or more, for example, 5 to 20 Ah, or 20 Ah or more (for example, 20 to 30 Ah). ) Such as a large capacity) sealed secondary battery (typically a rectangular lithium ion secondary battery). Moreover, the assembled
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。 As mentioned above, although the specific example of this invention was demonstrated in detail, these are only illustrations and do not limit a claim. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above.
1 車両
10 リチウムイオン電池
11 単電池群
12 電池ケース
14 ケース本体
16 蓋
16A 正極端子装着孔
18 正極端子(外部端子)
20 負極端子(外部端子)
21 接続端子
22 絶縁ホルダー
22a 筒部
22b 窪み
22c 取付部
22c1 係合突起
23 ガスケット
23a 外部端子取付部
24 外部端子
26 反転板
26a 反転板26の中央部
26b 反転板26の周辺部分
26b1 反転板26の外周縁
26c 反転板26に設けられた屈曲部(段差)
26c1 屈曲部26cの内側端
27 封止栓
31 接続端子21の筒部
32 頭部
33 立ち上がり部
34 受け部
35 着座部
35a 着座部35の外周縁
35b 着座部35の内側縁
40 安全弁
42 注液口
50 捲回電極体(電極体)
60 正極集電体(集電体、内部端子)
61 内部端子部
62、63 アーム部
64、65 集電タブ
71 薄肉部
72 厚肉部
75 取付孔
76 ノッチ
77 孔
77a 孔77の周縁部
80 負極集電体
81 内部端子部
82 アーム部
84 集電タブ
92 接続具
94 間隔保持シート
96 エンドプレート
98 ビーム材
99 ビス
100 電流遮断機構
220 正極シート
221 正極集電箔
222 正極未塗工部
223 正極活物質層
224 正極未塗工部の中間部分
240 負極シート
241 負極集電箔
242 負極未塗工部
243 負極活物質層
244 負極未塗工部の中間部分
262、264 セパレータ
1000 組電池
w 溶接部(反転板26の中央部26aと内部端子部61との溶接部)
w1 溶接部(反転板26の周辺部分26bと受け部34との溶接部)
DESCRIPTION OF
20 Negative terminal (external terminal)
21 Connecting
60 Positive current collector (current collector, internal terminal)
61 Internal
w1 welded portion (welded portion between the
Claims (9)
前記反転板の周辺部分が取り付けられる環状の受け部が設けられた電池ケースと
を備え、
前記反転板の周辺部分は、
前記電池ケース内に向けて前記反転板を突出させた状態で前記環状の受け部に溶接されており、
前記反転板は、
前記周辺部分が前記環状の受け部に溶接された溶接部よりも内径側において、前記電池ケースの内側に向けて突出した段差が形成されており、
前記受け部の内周縁から前記段差が設けられた位置までの距離が、前記反転板の反転部の厚さよりも短い、
二次電池。 A reversing plate composed of a thin plate with a raised central portion with respect to the peripheral portion;
A battery case provided with an annular receiving portion to which a peripheral portion of the reversing plate is attached;
The peripheral portion of the reversing plate is
Welded to the annular receiving portion with the reversing plate protruding into the battery case;
The reversing plate is
Wherein the inner diameter side of the peripheral portion is welded portion which is welded to the receiving portion of the annular, being stepped protruding is formed toward the inside of the battery case,
The distance from the inner peripheral edge of the receiving part to the position where the step is provided is shorter than the thickness of the reversing part of the reversing plate,
Secondary battery.
前記反転板の周辺部分が取り付けられる環状の受け部が設けられた電池ケースと
を備え、
前記反転板の周辺部分は、
前記電池ケース内に向けて前記反転板を突出させた状態で前記環状の受け部に溶接されており、
前記反転板は、
円形であり、
前記周辺部分が前記環状の受け部に溶接された溶接部よりも内径側において、
前記電池ケースの内側に向けて突出した段差が形成されており、
前記反転板の中心から前記段差までの距離L1と、
前記反転板の中心から前記受け部の内側縁までの距離L2と、
前記反転板の反転部の厚さTとが、(L2−L1)<Tである、
二次電池。 A reversing plate composed of a thin plate with a raised central portion with respect to the peripheral portion;
A battery case provided with an annular receiving portion to which a peripheral portion of the reversing plate is attached;
The peripheral portion of the reversing plate is
Welded to the annular receiving portion with the reversing plate protruding into the battery case;
The reversing plate is
Circular,
The inner diameter side of the welded portion which is welded the peripheral portion to the receiving portion of the annular,
A step protruding toward the inside of the battery case is formed,
A distance L1 from the center of the reversing plate to the step,
A distance L2 from the center of the reversing plate to the inner edge of the receiving portion;
The thickness T of the reversal part of the reversal plate is (L2−L1) <T.
Secondary battery.
前記電池ケースに設けられた接続端子と、
前記電極体に電気的に接続された集電体と
を備え、
前記受け部は、
前記接続端子の前記電池ケース内の端部に設けられており、
前記受け部に溶接された反転板の中央部は、前記集電体に接触している、
請求項1から5までの何れか一項に記載された二次電池。 An electrode body housed in the battery case;
A connection terminal provided on the battery case;
A current collector electrically connected to the electrode body,
The receiving part is
Provided at the end of the connection terminal in the battery case;
The central part of the reversing plate welded to the receiving part is in contact with the current collector,
The secondary battery as described in any one of Claim 1-5 .
請求項7に記載された二次電池。 A notch that is broken when the reversing plate is reversed is formed outside the welded portion of the current collector to which the central portion of the reversing plate is welded.
The secondary battery according to claim 7 .
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