CN104518243A - 蓄电元件以及蓄电装置 - Google Patents

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森澄男
加古智典
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Abstract

本发明提供一种在通过卷绕电极而形成的电极体中,在相邻的电极之间难以产生部分间隙的蓄电元件以及具备该蓄电元件的蓄电装置。本发明具备:电极体,其按照形成一对弯曲部位和连接所述一对弯曲部位的直线部位的方式卷绕电极而成;壳体,其将电极体收纳在内部,并具有支撑电极体的直线部位的凸部;以及支撑部,其将弯曲部位向电极体的内侧进行支撑。

Description

蓄电元件以及蓄电装置
技术领域
本发明涉及一种能够充放电的蓄电元件以及具备该蓄电元件的蓄电装置。
背景技术
以往,已知例如二次电池那样能够充放电的蓄电元件。该蓄电元件具备:电极体,其隔着隔离板将正极以及负极进行层叠而成;以及壳体,其收纳电极体。在这种蓄电元件中,如图8所示,壳体101具有能够将电极体102收纳在内部的大致长方体的外观形状,构成壳体101的一对侧壁101a、101a具有向壳体101的内侧突出的多个凸部104、104、…(专利文献1)。
在这样构成的蓄电元件100中,电极体102的大致整体被凸部104向层叠方向内侧以规定的压力进行按压,在电极体102的大致整体,相邻的电极103彼此的间隔变紧密。由此,在蓄电元件100中,充放电效率提高。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭和62-126566号公报
发明内容
本发明的课题在于,提供一种在通过卷绕电极来形成的电极体中,在相邻的电极之间难以产生部分间隙的蓄电元件。
解决课题的手段
本发明涉及的蓄电元件具备:电极体,其按照形成一对弯曲部位和连接这一对弯曲部位的直线部位的方式卷绕电极而成;壳体,其将电极体收纳在内部,具有向电极体的直线部位突出来支撑该直线部位的凸部;以及支撑部,其将弯曲部位向电极体的内侧进行支撑。
附图说明
图1是本实施方式涉及的非水电解质二次电池的立体图。
图2是图1中的II-II位置剖面图。
图3是图1中的III-III位置放大剖面图。
图4是用于对使用绝缘部件的一部分来形成支撑部的结构进行说明的模式结构图。
图5是用于对收纳2个电极体的壳体内的支撑部的配置进行说明的模式结构图。
图6是用于对其他实施方式涉及的壳体的凸部进行说明的图。
图7是用于对其他实施方式涉及的壳体的凸部进行说明的图。
图8是现有的蓄电元件的一部分断裂立体图。
图9是比较例涉及的蓄电元件的纵剖面图。
图10是具备所述非水电解质二次电池的蓄电装置的立体图。
符号说明:
10    电池(蓄电元件)
12    电极体
12A   弯曲部位
12B   直线部位
120   正极(电极)
122   负极(电极)
124   隔离板
20、20A  壳体
22    壳体主体
220   底壁部
221   周壁
222   长壁部
223   短壁部
30    绝缘部件
32、32A   支撑部件(支撑部)
225、225A、225B  凸部
具体实施方式
图9所示的蓄电元件200将通过卷绕带状的电极201而形成的电极体202收纳在壳体203内。壳体203在与电极体202的长直径方向(图9中的上下方向)平行的一对侧壁205、205分别具有向电极体202突出的凸部204。通过凸部204来在短直径方向(图9中的左右方向)上夹住电极体202,以使得在卷绕电极体202中相邻的电极201之间紧密。
在该蓄电元件200中,若由于反复进行充放电等而导致反复进行电极体202的膨胀与收缩,则电极201的错位向未被凸部204压迫的弯曲部位(电极体202的长直径方向的端部,电极201所弯曲的部位)202A集中。这样,若在构成电极体202的电极201之间产生部分间隙,则充放电效率降低。
本实施方式的一方面涉及的蓄电元件具备:电极体,其按照形成一对弯曲部位和连接这一对弯曲部位的直线部位的方式来卷绕电极;壳体,其将电极体收纳在内部,并具有向电极体的直线部位突出来支撑该直线部位的凸部;以及支撑部,其将弯曲部位向电极体的内侧进行支撑。
根据该结构,由于在壳体内,直线部位被凸部支撑,并且弯曲部位被支撑部向电极体的内侧支撑,因此由于充放电时的电极体的膨胀、收缩的反复等而导致的电极的错位集中到弯曲部位的情况能够被适当地抑制。由此,能够防止在电极体的弯曲部位层叠的电极之间产生部分间隙。这里,所谓电极体的弯曲部位是指在电极体的周面弯曲的部位,所谓电极体的直线部位,是指在电极体的周面大致笔直的部位。
所述支撑部也可以支撑所述电极体中的一对弯曲部位的至少一个。
根据该结构,能够防止在一对弯曲部位当中的至少一个弯曲部位处经层叠的电极之间产生部分间隙。由此,与仅支撑电极体的直线部位的结构相比,构成电极体的电极之间变得更紧密,充放电效率提高。
壳体具有大致矩形框状的剖面,按照沿着该大致矩形框状的剖面中的一边与直线部位的方式来收纳电极体,支撑部也可以配置在壳体内的大致矩形框状的剖面中的角部。
这样,通过在壳体内,支撑部配置在大致矩形框状的剖面中的角部,从而该支撑部成为从2个方向被壳体支撑的状态。由此,支撑部能够有效地将电极体的弯曲部位向内侧支撑,其结果,能够更可靠地防止在弯曲部位层叠的电极之间产生部分间隙。
所述支撑部也可以以经弹性变形的状态而被配置在所述壳体与所述电极体的弯曲部位之间。
这样,通过设为利用随着支撑部的弹性变形的弹力来支撑电极体的弯曲部位的结构,从而即使产生由于充放电等而导致的电极体的膨胀、收缩,即大小(卷绕直径)的变化,支撑部也能够追随着该大小的变化来继续支撑弯曲部位。
蓄电元件也可以具备绝缘部件,该绝缘部件配置在壳体与电极体之间,使该壳体与该电极体之间绝缘,支撑部是绝缘部件的一部分。
根据该结构,由于使用对壳体与电极体进行绝缘的绝缘部件的一部分来构成支撑部,因此与另外配置构成支撑部的部件的情况相比,能够减少构成蓄电元件的部件件数。
绝缘部件具有按照向电极体侧膨胀的方式而弯曲的部位,也可以通过该弯曲的部位来支撑电极体的弯曲部位。
这样,通过使绝缘部件的一部分按照向电极体侧膨胀的方式而弯曲这样简单的结构,能够形成将弯曲部位向电极体的内侧进行支撑的支撑部。
所述支撑部中的与所述电极的卷绕方向正交的方向的尺寸优选与所述电极体的与所述卷绕方向正交的方向的尺寸大致相同或者比其大。
根据该结构,由于在弯曲部位,与电极的卷绕方向正交的方向的大致整体被支撑,因此在该弯曲部位中的与所述卷绕方向正交的方向的大致整体,能够有效地防止在层叠的电极之间产生部分间隙。
所述壳体优选具有多个所述凸部。
根据该结构,由于电极体的直线部位被多个凸部支撑,因此能够更有效地抑制随着充放电而在直线部位的电极之间产生间隙。此外,由于具有多个凸部,因此提高了壳体的刚性。
所述壳体具备壁部,该壁部具有波形的内表面和波形的外表面且厚度大致恒定,所述波形的内表面形成有多个所述凸部,所述多个凸部也可以空开间隔地来支撑所述电极体的所述直线部位。
根据该结构,由于电极体的直线部位被多个凸部支撑,因此能够有效地抑制伴随着充放电而在直线部位的电极之间产生间隙的情况。此外,由于壳体具有波形的内表面和波形的外表面,因此更加提高了该壳体的刚性。
在所述结构中,所述壳体在从法线方向来看,具备大致长方形的底壁部,所述壁部设置有一对,并从所述底壁部的一对长边起分别沿着所述法线方向延伸,所述一对壁部的外表面彼此的最大间隔优选比所述底壁部的短边方向的尺寸大。
根据该结构,多个蓄电元件按照直线部位对置的方式而被排列,在这些多个蓄电元件按照被约束部件夹住的方式而被约束的情况下,凸部被隔着所述一对壁部中的最大间隔的部位而相邻的蓄电元件或者约束部件按压,由此,凸部可靠地支撑直线部位。
根据本实施方式另一侧面,提供一种蓄电装置,具备:所述蓄电元件;以及约束部件,其约束所述蓄电元件。
根据本实施方式的侧面,能够提供一种在通过卷绕电极来形成的电极体中,在相邻的电极之间不易产生部分间隙的蓄电元件以及具备所述蓄电元件的蓄电装置。
下面,参照图1~图3来对本发明的第一实施方式进行说明。本实施方式涉及的蓄电元件是锂离子二次电池等非水电解质二次电池(下面简称为“电池”。)。
如图1~图3所示,电池10具备:壳体20、电极体12、一对集电体14、14、绝缘部件30、支撑部件(支撑部)32、一对端子部16、16。该电池10将与卷绕轴正交的剖面为椭圆形状的卷绕型的电极体12收纳在壳体20内。
壳体20具有壳体主体22和盖体24。该壳体20将电极体12、一对集电体14、14以及电解液等收纳在由壳体主体22与盖体24围起的内部空间S。壳体主体22与盖体24由例如铝或者铝合金等铝系金属材料形成。通过将该壳体主体22与盖体24的端部彼此进行焊接,来构成壳体20。
壳体主体22具有偏平的有底角筒形状。具体来讲,壳体主体22具有:底壁部220;和从底壁部220的周边在底壁部220的法线方向上竖立设置的角筒状的周壁221。底壁部220是在该底壁部220的法线方向来看,在一个方向上长并且四角是圆弧的矩形形状。周壁221具有:从底壁部220周边的长边位置竖立设置的一对长壁部222、222和从底壁部220周边的短边位置竖立设置的一对短壁部223、223。另外,下面,将底壁部220的长边方向设为X轴方向,将底壁部220的短边方向设为Y轴方向,将底壁部220的法线方向设为Z轴方向(参照图1)。
长壁部222具有向壳体20的内部侧突出的多个凸部225、225、…。具体来讲,长壁部222在沿着Y轴以及Z轴的剖面中的与电极体12的直线部位12B对应的位置,具有向壳体20的内与外反复交替弯曲的三角波形状的部位222A。并且,在该三角波形状的部位222A,从位于壳体20的最外侧的部位224向内侧(电极体侧)突出的山形的部位构成凸部225。
如图3所示,在本实施方式的电池1中,在三角波形状的部位222A中位于壳体20的最外侧的部位224比底壁部220的Y轴方向的端部更位于Y轴方向的外侧。换言之,一对长壁部222的最大间隔比底壁部220的短边方向的尺寸大。因此,在多个电池1按照长壁部222对置的方式而被排列,这些多个电池1在该电池1的排列方向被约束部件夹住的情况(在与长壁部222正交的方向上按压多个电池1的情况。参照图10)下,由于位于所述最外侧的部位224被相邻的电池1或者约束部件按压,因此凸部225能够可靠地支撑(或者按压)电极体12的直线部位12B。
在本实施方式中,三角波形状的部位222A的Z轴方向的尺寸与电极体12的直线部位的Z轴方向的尺寸大致相等。
在平行配置的一对长壁部222、222,各凸部225按照在Z轴方向的对置位置相互接近的方向上突出的方式而被配置。由此,各凸部225向电极体12的直线部位12B突出,将该直线部位12B向电极体12的短直径方向内侧支撑。换言之,以对置的一对凸部225、225为一组,在Z轴方向上并排多个该凸部225的组,各组在电极体12的短直径方向上夹住直线部位12B(电极体12)。
在本说明书中,所谓“凸部225支撑电极体12的直线部位12B”,包含在通过基于X射线的CT扫描来观测图3所示的单一的电池1的剖面时,凸部225与电极体12的直线部位12B直接或者间接地接触的情况。此外,所谓“凸部225支撑电极体12的直线部位12B”,包含如下情况:在按照长壁部222对置的方式来排列多个电池1,并通过约束部件来夹住这多个电池1的状态(在与长壁部222正交的方向上按压多个电池1的状态)下,在通过基于X射线的CT扫描来观测电池1的剖面时,凸部225与电极体12的直线部位12B直接或者间接地接触。
各凸部225在长壁部222,在大致整个X轴方向内连续延伸。也就是说,凸部225的X轴方向的尺寸与收纳在壳体20中的电极体12的X轴方向的尺寸大致相同。
短壁部223将在Y轴方向上空出间隔地平行配置的一对长壁部222、222的端部彼此连接。由此,通过一对长壁部222、222与一对短壁部223、223,构成角筒状的周壁221。
盖体24被重叠在壳体主体22的开口周边部并堵塞壳体主体22的开口。盖体24具有俯视下与壳体主体22的外周边(轮郭)对应的形状。也就是说,盖体24是俯视下在X轴方向长并且四角是圆弧的矩形形状的板材。
此外,在盖体24,设置有一对端子用贯通孔240、240、气体排出阀242、注入部244(参照图2)。一对端子用贯通孔240、240在盖体24被在X轴方向上空出间隔地设置。气体排出阀242具有薄壁部,被设置在盖体24的中央。本实施方式的薄壁部是Y字状。气体排出阀242在壳体20的内部压力(气压)大于规定的值时,通过裂开薄壁部,从而使壳体20的内部与外部连通,排出壳体20内的气体。由此,气体排出阀242使上升的壳体20的内部压力减压。注入部244具有:设置于盖体24的注液孔245和堵塞该注液孔245的栓体246。注液孔245是用于将电解液注液到壳体20内的开口,栓体246通过被插入到注液后的注液孔245,从而关闭注液孔245。
电极体12具有带状的正极(正极用电极)120、带状的负极(负极用电极)122、带状的隔离板124。这些正极120与负极122在其之间夹着隔离板124,并且通过以在宽度方向(与带状的电极的长边方向正交的方向:图2中的X轴方向)上相互错位的状态卷绕为椭圆筒形状,从而构成电极体12(参照图2)。这样,椭圆筒形状的电极体12的沿着Y轴以及Z轴的剖面形状(剖面的轮郭)为椭圆形状。
下面,将电极体12(所述椭圆形状的剖面)的Z轴方向的端部,即电极体12的周面中弯曲的部位(换言之为,正极120以及负极122以隔着隔离板弯曲的状态而交替层叠的部位)称为弯曲部位12A。此外,将电极体12中位于弯曲部位12A之间的部位,即在电极体12的周面大致笔直的部位(换言之为,正极120以及负极122以隔着隔离板大致笔直的状态交替层叠的部位)称为直线部位12B。此外,将所述椭圆形状中的Z轴方向的直径称为长直径,将所述椭圆形状中的Y轴方向的直径称为短直径。
正极120例如是使带状的铝箔的表面载持有正极活性物质的电极。负极122例如是使带状的铜箔的表面载持有负极活性物质的电极。这些正极120以及负极122在宽度方向(X轴方向)的端边部,具有活性物质的未涂敷部。由此,在电极体12的宽度方向(X轴方向)的端部,活性物质处于未涂敷状态的铝箔以及铜箔露出。这样,电极体12具备:正极侧的突出部(电极体的正极)126,其通过在宽度方向(X轴方向)的一端部仅正极120(正极活性物质未涂敷的部位)突出而构成;以及负极侧的突出部(电极体的负极)126,其通过在宽度方向(X轴方向)的另一端部仅负极122(负极活性物质未涂敷的部位)突出而构成。
如上那样构成的电极体12以被收纳在后述的袋状的绝缘部件30的状态,按照壳体20的大致矩形框状的剖面中的一边(例如在图3中大致上下方向上延伸的长壁部222的剖面)与电极体12的直线部位12B相沿那样,被收纳在壳体20。详细来讲,电极体12以卷绕轴方向与壳体20的长边方向(X轴方向)一致,长直径方向与底壁部的法线方向(Z轴方向)一致的姿势而被收纳在壳体20内。
绝缘部件30通过将裁断为规定的形状的具有绝缘性的片状的部件折弯,从而成为上部(Z轴方向的上端)开口的袋形状。该绝缘部件30配置在壳体20(详细来讲为壳体主体22)与电极体12之间。也就是说,电极体12以被放入绝缘部件30的状态,被收纳在壳体20内。绝缘部件30使壳体20与电极体12之间绝缘。本实施方式的绝缘部件30例如由聚丙烯、聚苯硫醚等形成。
支撑部件32配置在沿着壳体20的Y轴以及Z轴的剖面(大致矩形框状的剖面:参照图3)中的角部,将弯曲部位12A向电极体的内侧(径向内侧)进行支撑(或者按压)。这样,由于在壳体20内,支撑部件32被配置在所述剖面中的角部,因此该支撑部件32为从2个方向被壳体20(例如,图3的左下的支撑部件32被底壁部220与长壁部222)支撑的状态。由此,支撑部件32能够有效地将电极体12的弯曲部位12B向内侧支撑。该支撑部件32分别被配置在壳体20内的4个角部。本实施方式的支撑部件32是聚丙烯等树脂性的圆筒状部件,在X轴方向具有与电极体12的长度尺寸大致相同的长度尺寸。该支撑部件32以经弹性变形的状态(具体来讲,由弯曲部位12A向壳体20角部的内周面按压的状态),被配置在沿着壳体20的内周面而被配置的绝缘部件30与电极体12的弯曲部位12A之间,通过随着该弹性变形而生成的弹力来支撑弯曲部位12A。
在本说明书中,所谓“支撑部件32(支撑部)支撑电极体12的弯曲部位12A”,包含如下情况:在通过基于X射线的CT扫描来观测图3所示的单一的电池1的剖面时,支撑部件32与电极体12的弯曲部位12A直接或者间接地接触。此外,所谓“支撑部件32(支撑部)支撑电极体12的弯曲部位12A”,包含如下情况:在按照长壁部222对置的方式排列多个电池1,通过约束部件来夹住这多个电池1的状态(在与长壁部222正交的方向上按压多个电池1的状态。参照图10)下,在通过基于X射线的CT扫描来观测电池1的剖面时,支撑部件32与电极体12的弯曲部位12A直接或者间接地接触。
优选随着支撑部件32与弯曲部位12A的接触,支撑部件32弹性变形。由此,能够利用基于支撑部件32的弹性变形的弹力,来支撑弯曲部位12A。
集电体14在壳体20内沿着电极体12而被配置,使电极体12的突出部126与端子部16导通。本实施方式的电池10具有:正极用的集电体14和负极用的集电体14。正极用的集电体14使正极侧的突出部126与正极用的端子部16导通。负极用的集电体14使负极侧的突出部126与负极用的端子部16导通。在本实施方式中,正极用的集电体14由例如铝或者铝合金等构成。此外,负极用的集电体14由例如铜或者铜合金等构成。
各集电体14具有:直接或者间接地与端子部16连接的端子侧连接部140和直接或者间接地与电极体12的突出部126连接的电极体侧连接部141。集电体14是通过对被裁断为规定形状的板状的金属材料进行弯曲加工,按照正视下沿着电极体12的方式在端子侧连接部140与电极体侧连接部141的边界部成形为弯曲的形状(大致L字状)。
端子部16在贯通盖体24的端子用贯通孔240的状态下被安装在盖体24。具体来讲,端子部16具有:外部端子160、铆钉(rivet)161、导通部162。外部端子160在壳体20的外部向上方延伸。铆钉161贯通盖体24的端子用贯通孔240,在能够导通集电体14(端子侧连接部140)与导通部162的状态下固定在盖体24。导通部162经由铆钉161来将外部端子160以可导通的方式与集电体14连接。
在如上那样构成的电池10中,在壳体20内,直线部位12B被凸部225向电极(正极120以及负极122)的层叠方向内侧支撑(或者按压),并且弯曲部位12A被支撑部件32向电极120、122的层叠方向内侧支撑。因此,能够适当地抑制由于充放电时的电极体12的膨胀、收缩的反复等而导致的电极120、122的错位集中在弯曲部位12A的情况。由此,能够防止在电极体12的弯曲部位12A层叠的电极120、122之间产生部分间隙。另外,由于与集电体14连接的正极侧的突出部126以及负极侧的突出部126分别与由凸部225支撑的电极体12的直线部位12B相比,厚度尺寸较小,因此未被凸部225按压。
此外,本实施方式的电池10是利用随着支撑部件32的弹性变形的弹力来支撑电极体12的弯曲部位12A的结构。因此,即使产生由于充放电等而导致的电极体12的膨胀、收缩,即电极体12的大小(卷绕直径)的变化,支撑部件32也能够追随该大小的变化,即使适当地支撑弯曲部位12A。
此外,由于本实施方式的支撑部件32的X轴方向的长度尺寸与电极体12的X轴方向的长度尺寸大致相同,因此在弯曲部位12A,X轴方向的大致整体都被支撑部件32支撑。因此,在弯曲部位12A的X轴方向的大致整体,能够防止在经层叠的电极120、122之间产生部分间隙。
另外,本发明的蓄电元件以及蓄电装置并不仅限于上述实施方式,当然在不脱离本发明的主旨的范围内能够加入各种变更。
支撑部(支撑部件)32的具体结构并不被限定。虽然上述实施方式的支撑部件32与绝缘部件30、壳体20等分体构成,但也可以例如支撑部由绝缘部件30的一部分、壳体20的一部分等构成。
例如,具体来讲,如图4所示,支撑部32A也可以是如下结构:在壳体20内的角部,使绝缘部件30按照向弯曲部位12A侧膨胀的方式弯曲,通过该绝缘部件30的弯曲的部位来支撑弯曲部位12A。此外,支撑部也可以是如下结构:与图4所示的绝缘部件30同样地,使壳体20的角部向内侧膨胀,通过该膨胀的壳体20的一部分来支撑弯曲部位12A。
若为这种结构,则由于使用壳体20或者绝缘部件30的一部分来构成支撑部32A,因此与另行配置构成支撑部的部件的情况相比,能够减少构成电池10的部件件数。
此外,虽然上述实施方式的支撑部件(支撑部)32使用通过弹性变形而生成的弹力来支撑了弯曲部位12A,但并不仅限于该结构。支撑部(支撑部件)如例如利用上述的壳体20的一部分来形成的情况那样,也可以由刚体等不弹性变形或者几乎不弹性变形的部件构成。即使是这种坚硬的支撑部(支撑部件),若弯曲部位12A被向电极体12的内侧支撑,则也能够防止在弯曲部位12A层叠的电极120、122之间产生部分间隙。
虽然在上述实施方式的电池10中,支撑部件32分别被配置在壳体20内的4个角部,但并不仅限于该结构。支撑部(支撑部件)也可以被配置在底壁部220侧的两角部以及盖体24侧的两角部的任意一者。根据该结构,能够防止在长直径方向(Z轴方向)的至少一侧的弯曲部位12A层叠的电极120、122之间产生部分间隙。由此,与仅将电极体12的直线部位12B向电极120、122的层叠方向内侧支撑的结构相比,构成电极体12的电极120、122之间变紧密,充放电效率提高。
此外,被收纳在壳体20的电极体12的数量并不被限定。虽然在上述实施方式中,一个电极体12被收纳在壳体20,但也可以例如,如图5所示,2个电极体12、12被收纳在一个壳体20A内。此外,也可以3个以上的电极体12、12、…被收纳在一个壳体内。在该情况下,支撑部件(支撑部)32优选如图5所示,不仅被配置在角部,也被配置在Y轴方向上弯曲部位12A、12A之间。
此外,上述实施方式的绝缘部件30是将具有绝缘性的片状的部件折弯并成为袋状,也就是说,上述实施方式的绝缘部件30通过展开能够恢复为片状,但并不仅限于该结构。绝缘部件30也可以形成为袋状(即,通过粘合、熔敷等来形成为袋状)。
此外,虽然上述实施方式的支撑部件(支撑部)32在X轴方向上具有与电极体12的长度尺寸大致相同的长度尺寸,但不仅限于该结构。支撑部也可以在X轴方向上具有比电极体12的长度尺寸大的长度尺寸。
此外,上述实施方式的凸部225在X轴方向上连续延伸,但并不仅限于该结构。凸部也可以在Z轴方向上连续延伸。此外,虽然在各长壁部222,多个凸部225、225、…在Z轴方向上连续延伸,但并不仅限于该结构。也可以在各长壁部222,多个凸部225、225、…在Z轴方向上空出间隔地并列。此外,凸部225的沿着Y轴以及Z轴的剖面形状并不限定于三角的山形。例如,也可以如图6所示,凸部225A构成为所述剖面形状为圆弧状。此外,也可以如图7所示,凸部225B构成为与电极体12的抵接部位(突出方向的前端部)为沿着电极体12的直线部位12B的平坦面。此外,凸部225也可以形成为部分增大长壁部222的厚度尺寸。另外,虽然在图6以及图7中,未表示绝缘部件30,但在实际的电池10中,被配置在壳体20与电极体12以及支撑部件32之间。此外,虽然多个凸部225、225、…在各长壁部222,延伸到长壁部222与短壁部223的边界,但并不仅限于该结构。例如,多个凸部225、225、…也可以仅形成在各长壁部222的X轴方向的中央附近。
此外,在上述实施方式中,对能够充放电的二次电池(锂离子二次电池)进行了说明,但电池的种类和大小(容量)是任意的。此外,在上述实施方式中,作为蓄电元件的一个例子,对锂离子二次电池进行了说明,但并不仅限于此。例如,本发明也能够应用于各种二次电池、以及其它一次电池、电双层电容器等电容器的蓄电元件。
蓄电元件(上述实施方式所示的例子中为电池1)也可以被用于图10所示的蓄电装置(蓄电元件为电池1的情况下是电池模块)50。蓄电装置50具备:多个蓄电元件;以及在这多个蓄电元件的排列方向(图10中的Y轴方向)上夹住(即约束)这些多个蓄电元件的约束部件51。在该情况下,本发明的技术可以至少应用于一个蓄电元件。
在蓄电元件(上述实施方式所示的例子中为电池1)被用于蓄电装置50的情况下,在长壁部222未被按压的状态,即电池1未被约束部件51约束的状态下,单一的电池1的凸部225也可以从电极体12的直线部位12B分离。由于这种电池1比较容易将凸部225形成在壳体主体22,因此优选。通过使电池1被约束部件51夹住,凸部225将支撑电极体12的直线部位12B。

Claims (11)

1.一种蓄电元件,具备:
电极体,其按照形成一对弯曲部位和连接所述一对弯曲部位的直线部位的方式卷绕电极而成;
壳体,其将所述电极体收纳在内部,并具有向所述电极体的所述直线部位突出来支撑该直线部位的凸部;和
支撑部,其将所述弯曲部位向所述电极体的内侧进行支撑。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件,其特征在于,
所述支撑部支撑所述电极体中的所述一对弯曲部位的至少一个。
3.根据权利要求1或者2所述的蓄电元件,其特征在于,
所述壳体具有大致矩形框状的剖面,按照沿着该大致矩形框状的剖面中的一边和所述直线部位的方式,收纳所述电极体,
所述支撑部配置在所述壳体内的所述大致矩形框状的剖面中的角部。
4.根据权利要求1~3的任意一项所述的蓄电元件,其特征在于,
所述支撑部以经弹性变形的状态配置在所述壳体与所述电极体的弯曲部位之间。
5.根据权利要求1~4的任意一项所述的蓄电元件,其特征在于,
所述蓄电元件具备绝缘部件,该绝缘部件配置在所述壳体与所述电极体之间,使该壳体与该电极体之间绝缘,
所述支撑部是所述绝缘部件的一部分。
6.根据权利要求5所述的蓄电元件,其特征在于,
所述绝缘部件具有按照向所述电极体侧膨胀的方式进行弯曲的部位,通过该弯曲的部位来支撑所述电极体的弯曲部位。
7.根据权利要求1~6的任意一项所述的蓄电元件,其特征在于,
所述支撑部的与所述电极的卷绕方向正交的方向的尺寸较之于所述电极体的与所述卷绕方向正交的方向的尺寸,大致相同或者更大。
8.根据权利要求1~7的任意一项所述的蓄电元件,其特征在于,
所述壳体具有多个所述凸部。
9.根据权利要求1~8的任意一项所述的蓄电元件,其特征在于,
所述壳体具备壁部,该壁部具有波形的内表面和波形的外表面且厚度大致恒定,
所述波形的内表面形成多个所述凸部,
所述多个凸部空出间隔地支撑所述电极体的所述直线部位。
10.根据权利要求9所述的蓄电元件,其特征在于,
所述壳体具备从法线方向来看大致长方形的底壁部,
所述壁部设置有一对,分别从所述底壁部的一对长边起沿所述法线方向延伸,
所述一对壁部的外表面彼此的最大间隔比所述底壁部的短边方向的尺寸大。
11.一种蓄电装置,具备:
权利要求1~10的任意一项所述的蓄电元件;和
约束所述蓄电元件的约束部件。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106057492A (zh) * 2016-08-12 2016-10-26 南宁远卓新能源科技有限公司 超级电容器
CN111052443A (zh) * 2017-08-29 2020-04-21 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件以及蓄电装置
CN115360474A (zh) * 2021-05-17 2022-11-18 丰田自动车株式会社 蓄电模块
WO2023000859A1 (zh) * 2021-07-21 2023-01-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池以及用电装置
WO2023004833A1 (zh) * 2021-07-30 2023-02-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池、用电装置及制备电池单体的方法和设备

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6521779B2 (ja) * 2015-07-23 2019-05-29 日立オートモティブシステムズ株式会社 二次電池
EP4333181A2 (en) 2017-01-27 2024-03-06 CPS Technology Holdings LLC Battery housing
WO2018227162A1 (en) 2017-06-09 2018-12-13 Johnson Controls Technology Company Lead-acid battery
US11936032B2 (en) 2017-06-09 2024-03-19 Cps Technology Holdings Llc Absorbent glass mat battery
DE102018202935A1 (de) * 2018-02-27 2019-08-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Energiespeicherzelle und Verfahren zur Herstellung einer Energiespeicherzelle
WO2020059910A1 (ko) * 2018-09-20 2020-03-26 주식회사 리베스트 전지 외장재
KR102137823B1 (ko) * 2018-11-19 2020-07-27 재단법인대구경북과학기술원 금속 이차전지
FR3095302B1 (fr) * 2019-04-19 2021-04-16 Psa Automobiles Sa Dispositif de stockage à cellule électrochimique prismatique et à enveloppe de protection à protubérances, et batterie associée
JP7343537B2 (ja) * 2021-03-12 2023-09-12 プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 二次電池

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101826629A (zh) * 2009-03-04 2010-09-08 Sb锂摩托有限公司 可再充电电池
CN102005602A (zh) * 2009-09-01 2011-04-06 Sb锂摩托有限公司 可再充电电池
CN102130357A (zh) * 2010-01-13 2011-07-20 三星Sdi株式会社 二次电池及其形成方法
CN102800824A (zh) * 2011-05-27 2012-11-28 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件以及绝缘袋

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2619624B2 (ja) 1985-11-27 1997-06-11 日本電池株式会社 角形アルカリ電池の製造方法
JP3740048B2 (ja) * 2001-10-12 2006-01-25 松下電器産業株式会社 電池缶およびそれを用いた電池
JP2005285557A (ja) 2004-03-30 2005-10-13 Sanyo Electric Co Ltd 薄型電池及びその製造方法
JP2005346965A (ja) 2004-05-31 2005-12-15 Sanyo Electric Co Ltd 電池及び電池の製造方法
KR100614381B1 (ko) 2004-07-29 2006-08-21 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 이차 전지
KR100601517B1 (ko) * 2004-09-24 2006-07-19 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP2008130371A (ja) * 2006-11-21 2008-06-05 Sanyo Electric Co Ltd 電池ケース、該電池ケースを備える非水電解質二次電池及び該非水電解質二次電池の製造方法
JP5393365B2 (ja) 2009-09-11 2014-01-22 日産自動車株式会社 電池モジュール
EP2525435A1 (en) 2010-01-13 2012-11-21 Panasonic Corporation Lithium ion secondary battery and production method for same
JP5437133B2 (ja) 2010-03-31 2014-03-12 古河電池株式会社 リチウムイオン電池及びリチウムイオン電池の製造方法
KR101303416B1 (ko) * 2011-02-15 2013-09-05 로베르트 보쉬 게엠베하 하우징의 구조가 개선된 배터리 모듈
KR20120132353A (ko) * 2011-05-27 2012-12-05 가부시키가이샤 지에스 유아사 축전 소자 및 절연 주머니
JP5699811B2 (ja) * 2011-05-30 2015-04-15 株式会社Gsユアサ 蓄電池
JP6212846B2 (ja) * 2011-10-04 2017-10-18 株式会社Gsユアサ 電気化学装置
JP5810861B2 (ja) * 2011-11-17 2015-11-11 株式会社Gsユアサ 電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101826629A (zh) * 2009-03-04 2010-09-08 Sb锂摩托有限公司 可再充电电池
CN102005602A (zh) * 2009-09-01 2011-04-06 Sb锂摩托有限公司 可再充电电池
CN102130357A (zh) * 2010-01-13 2011-07-20 三星Sdi株式会社 二次电池及其形成方法
CN102800824A (zh) * 2011-05-27 2012-11-28 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件以及绝缘袋

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106057492A (zh) * 2016-08-12 2016-10-26 南宁远卓新能源科技有限公司 超级电容器
CN111052443A (zh) * 2017-08-29 2020-04-21 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件以及蓄电装置
CN115360474A (zh) * 2021-05-17 2022-11-18 丰田自动车株式会社 蓄电模块
CN115360474B (zh) * 2021-05-17 2024-03-01 丰田自动车株式会社 蓄电模块
WO2023000859A1 (zh) * 2021-07-21 2023-01-26 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池以及用电装置
WO2023004833A1 (zh) * 2021-07-30 2023-02-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池、用电装置及制备电池单体的方法和设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR102253935B1 (ko) 2021-05-18
JP6414731B2 (ja) 2018-10-31
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KR20150039088A (ko) 2015-04-09

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