CN104067415B - 电池以及电池模块 - Google Patents
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Abstract
电池具备:向主体的外方突出的外部端子;用于将来自所述主体内部的电力取出到外部端子的金属端子;和对所述主体与外部端子以及金属端子之间进行绝缘的绝缘部件。所述金属端子具有:基部,其与所述主体内部连接,并沿着与在所述主体中外部端子突出的一面相同的平面而延伸;和前端部,其从所述基部进一步延伸并固定有所述外部端子。所述外部端子的前端面形成为所述金属端子的前端部侧低、基部侧高的倾斜面。根据本发明,能够控制向外部端子施加来自外方(突出方向)的载荷·冲击时的外部端子的倒伏方向,能够抑制外部端子与电池主体的接触。
Description
技术领域
本发明涉及具有向主体外方突出的外部端子的电池。
背景技术
在专利文献1中公开了一种电极,该电极具有:金属端子,其具有隔着绝缘体固定于电池主体的基部以及从基部延伸出来且隔开预定距离地相对于主体隔离开的前端部;和外部端子,其从该前端部向主体外方突出。另外,还公开了通过汇流条将相邻的电池单元的外部端子之间连接起来而形成了电池模块的结构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-301874号公报
发明内容
发明要解决的课题
在电池坠落时、电池使用时等向外部端子施加了来自外方的冲击的情况下,外部端子恐会倒伏而与电池主体接触、在外部端子与主体间产生短路。在以往的电池中,外部端子倒伏时的倒伏方向是随机的,所以难以抑制这些不良情况。
这样,在以往的电池中,实际情况是还没有针对向外部端子施加载荷·冲击时可能产生的不良情况采取了充分对策的电池。
本发明提供在电池使用时、电池坠落时等向外部端子施加来自外方(突出方向)的载荷·冲击的情况下可抑制外部端子与电池主体的接触的技术。
用于解决课题的技术方案
作为本发明的第一技术方案的电池,具备:向主体的外方突出的外部端子;用于将来自所述主体内部的电力取出到外部端子的金属端子;和对所述主体与外部端子及金属端子之间进行绝缘的绝缘部件。所述金属端子具有:基部,其与所述主体内部连接,并沿着与在所述主体中外部端子突出的一面相同的平面延伸;和前端部,其从所述基部进一步延伸并固定所述外部端子;所述外部端子的前端面形成为所述金属端子的前端部侧低、基部侧高的倾斜面。
优选:所述外部端子在其突出方向途中部具有缺口。
优选:所述外部端子的前端面的倾斜角度被设定为10°到70°的范围内。
作为本发明的第二技术方案的电池模块,是通过将多个电池连接而构成的,可通过相邻电池的外部端子彼此通过汇流条连接而得到。
在电池模块中,优选:所述缺口被设置于比与所述汇流条的连接部位靠上方的位置。
发明效果
根据本发明,能够控制向外部端子施加来自外方(突出方向)的载荷·冲击时的外部端子的倒伏方向,能够抑制外部端子与电池主体的接触。
附图说明
图1是表示电池的图。
图2是表示外部端子的前端面的放大图。
图3是表示施加于外部端子的力的图。
图4是表示外部端子的缺口的图。
图5是表示施加于外部端子的缺口的力的图。
图6是表示电池模块的图。
图7是表示电池模块的压坏试验的图。
具体实施方式
[电池]
如图1所示,电池1具备从主体2向外方突出的外部端子10以及连接外部端子10与主体2内部的金属端子20。
主体2构成为金属制的方型罐,在其内部收纳充放电要素、电解液等。各金属端子20经由连接于充放电要素的集电端子与主体2内连接。在主体2与外部端子10以及金属端子20之间配置有绝缘部件30,确保了它们之间的绝缘性。
外部端子10设置为,隔着绝缘部件30从方型的主体2的一面(上表面)向外方突出。在本实施方式中,外部端子10从主体2的上表面向垂直方向延伸。外部端子10分别固定于金属端子20。
外部端子10为了将电池1与外部设备连接起来而使用。例如,作为外部端子10能够应用在外周形成有阳螺纹的螺栓。在该情况下,能够将外部设备的连接端子、汇流条等插通于阳螺纹并使用螺母等简易地紧固。
金属端子20是用于从主体2的内部为外部端子10获取电力的电气路径。金属端子20构成为沿着主体2的上表面延伸的板状的部件,包含与主体内部连接的基部和和从基部进一步延伸出来的前端部。金属端子20在基部与从主体2的内部延伸出来的集电端子连接而在前端部与外部端子10连接。各金属端子20隔着绝缘部件30固定于主体2。
在本实施方式中,金属端子20通过基部21、连接部22和前端部23形成为将平板弯折成曲柄状的形状,其中,该基部21沿主体2的上表面(外部端子10突出的侧的面)的长边方向延伸,隔着绝缘部件30连接于主体2的内部;该连接部22从基部21向从主体2离开的方向(上方)延伸;该前端部23从连接部22与基部同方向地延伸。换而言之,金属端子20提高基部21、连接部22以及前端部23形成为侧视大致为Z型。
这样,外部端子10经由金属端子20与被收纳于主体2内部的充放电要素电连接。与此同时,外部端子10以及金属端子20经由绝缘部件30相对于主体2被保持为电绝缘且物理上分离开的状态。
另外,在金属端子20中从主体2内部获取电力的一侧与外部端子10突出的一侧在主体2的上表面错开。由此,在与配置有外部端子10的一侧相反的一侧、即金属端子20的基部21的外方侧没有配置部件,成为向外侧露出的状态。
[外部端子的前端面]
如图2所示,外部端子10的前端面11形成为倾斜面。
前端面11从金属端子20的前端部23侧向基部21侧向上方倾斜。即,前端面11倾斜,使得在主体2的上表面与主体2绝缘的金属端子20的基部21所存在的一侧变高,并倾斜使得从外部端子10的突出侧向从主体2内部获取电力的一侧变高。
如图3所示,向外部端子10施加来自外方(上方)的力时,施加于外部端子10的力的方向与前端面11的倾斜角度相应地确定。即,通过将前端面11形成为倾斜面,从而能够将从上方施加于外部端子10的载荷·冲击向侧方施加,能够将倒伏方向控制为所希望的方向。
在外部端子10的倒伏的目的地存在金属端子20(的基部21),外部端子10在变形了的情况下会倒伏于金属端子20上。金属端子20相对于主体2绝缘,所以即使在向外部端子10施加外力而外部端子10倒伏时,外部端子10也不会与主体2接触,没有产生短路的可能性。
这样,通过将外部端子10的前端面11形成为倾斜面,能够控制倒伏方向。而且,通过设定前端面11的倾斜方向,使外部端子10向相对于主体2绝缘的金属端子20的一部分所存在的一侧倒伏,从而能够将向外部端子10的前端面11施加外力时的外部端子10的变形方向限制为相对于主体2绝缘的一侧。
[外部端子的缺口]
如图4所示,在外部端子10的突出方向途中部设有缺口12。缺口12可通过例如用锉刀切削外部端子10的外周而得到。
缺口12设置为从外部端子10的外周面向中心侧。缺口12在外部端子10中设置于从主体2的内部获取电力的一侧。即,缺口12设置于金属端子20的基部21侧,设置于通过前端面11的倾斜被设定为外部端子10的倒伏方向的一侧。
这样,通过在外部端子10的一侧设置缺口12,在向外部端子10施加外力时使外部端子10朝向预定方向的外力变得容易起作用。
如图5所示,在向外部端子10的前端面11施加外力的情况下,应力集中于缺口12,容易从缺口12的周围开始变形,助长外部端子10的变形。而且,通过将缺口12设置于金属端子20的基部21侧,能够将外部端子10的变形方向限制为相对于主体2绝缘的一侧,即使在外部端子10倒伏时,也能够防止外部端子10与主体2的接触。
另外,缺口12的深度(从外侧面起的径向的长度)被设定为能够发挥作为外部端子10的功能的程度。换而言之,缺口12的深度被设定为满足电池1使用时的外部端子10的强度的程度。例如,优选,缺口12形成为从外部端子10的外周表面向中心部具有外径的一半左右的深度。
缺口12,作为设置于外部端子10的外周的一部分的脆弱部而存在,影响外部端子10的变形模式。作为这样的缺口12的代替,也可以设为在外部端子10的外周的一部分使用强度低的坯料而设置脆弱部的结构。
[电池模块]
如图6所示,电池也在将多个电池1串联或者并联而成的电池模块的状态下使用。在该情况下,电池1在主体2的宽度较窄的方向上排列并使用汇流条40将相邻的各电池1的外部端子10紧固,构成了电池模块。汇流条40为金属制的平板部件,成为将外部端子10之间相连的电气路径。即,各电池1通过汇流条40而电连接。
在电池模块中,相邻的电池1由汇流条40连接。在该情况下,汇流条40也相当于主体2绝缘,所以外部端子10的倒伏方向不但可以是金属端子20的基部21侧,也可以是汇流条40侧。即,在将电池1作为电池模块使用的情况下,也可以设定外部端子10的前端面11的倾斜方向以及缺口12的配置,使得外部端子10向连接相邻的电池1的外部端子10的汇流条40侧倒伏。
在用汇流条40连接电池1的情况下,各外部端子10的缺口12优选设置得比供连接汇流条40的部位靠上方。
[压坏试验]
如图7所示,准备多种用汇流条串联三个电池而成的电池模块(电池模块A~D),评价了从上方对外部端子施加力时的短路的产生比例。在该试验中,使用在SUS304制的平板的下表面附设有绝缘部件的压坏杆,使其以10mm/sec的速度向电池模块上表面坠落,持续进行按压直到外部端子变形(倒伏)为止。进行5次由压坏杆进行的外部端子的压坏,对中央的电池单元的短路数进行了计数。
另外,电池模块A~D的结构大致相同,在将外部端子的前端面的倾斜角度设为0°、10°、70°、80°这方面不同。另外,电池模块A~D,在外部端子上在比汇流条靠上方的位置具有缺口。
在表1中示出压坏试验的结果。
[表1]
电池模块 | A | B | C | D |
前端面的角度 | 0° | 10° | 70° | 80° |
短路次数/实验次数 | 3/5 | 0/5 | 0/5 | 3/5 |
在前端面的倾斜角度为10°以及70°的电池模块B·C中,没有发生短路。另外,在将前端面设为平坦面(0°)的电池模块A以及将前端面的倾斜角度设为80°的电池模块D中,皆按相同比例发生了短路。通过压坏试验的结果可知,优选,外部端子的前端面的倾斜角度为10°~70°的范围。
产业上的利用可能性
本发明能够应用于防止具有设置为从主体的一面向外方突出的外部端子的电池中的外部端子与主体的接触的技术。
附图标记说明
1:电池,2:主体,10:外部端子,11:前端面,
12:缺口,20:金属端子,30:绝缘部件
Claims (7)
1.一种电池,具备:向主体的外方突出的外部端子;用于将来自所述主体内部的电力取出到外部端子的金属端子;和对所述主体与外部端子及金属端子之间进行绝缘的绝缘部件,其特征在于:
所述金属端子具有:基部,其与所述主体内部连接,并沿着与在所述主体中外部端子突出的一面相同的平面延伸;和前端部,其从所述基部进一步延伸并固定所述外部端子;
所述外部端子的前端面形成为所述金属端子的前端部侧低、基部侧高的倾斜面。
2.根据权利要求1所述的电池,其中:
所述外部端子在其突出方向途中部具有缺口。
3.根据权利要求1所述的电池,其中:
所述外部端子的前端面的倾斜角度被设定在10°到70°的范围内。
4.根据权利要求2所述的电池,其中:
所述外部端子的前端面的倾斜角度被设定在10°到70°的范围内。
5.一种电池模块,是通过将多个权利要求1或3所述的电池连接而构成的电池模块,其中:
相邻的各电池的外部端子通过汇流条而连接。
6.一种电池模块,是通过将多个权利要求2或4所述的电池连接而构成的电池模块,其中:
相邻的各电池的外部端子通过汇流条而连接。
7.根据权利要求6所述的电池模块,其中:
所述缺口被设置于比与所述汇流条的连接部位靠上方的位置。
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