CN104662710A - 蓄电装置及蓄电模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蓄电装置以及蓄电模块。蓄电装置包括壳体、被收容于壳体的电极组件、在与电极组件之间接收及发送电的正极(负极)端子。正极(负极)端子包括具有突出到壳体的外侧的部位的筒状部。筒状部的外周面具备使正极(负极)端子紧固于壳体的螺母被从壳体的外侧螺合的外螺纹部。筒状部的内周面具有与外螺纹部螺纹方向相反旋绕的内螺纹部。
Description
技术领域
本发明涉及蓄电装置及蓄电模块。
背景技术
以往，作为搭载于车辆等的蓄电装置，众所周知有锂离子二次电池、镍氢二次电池。这样的二次电池具有包括层叠成层状的正极电极及负极电极和隔离件的电极组件(例如，参照专利文献1)。隔离件将正极电极与负极电极之间绝缘。
专利文献1所记载的二次电池具备在与电极之间接收及发送电的电极端子。电极端子具有收容于壳体内侧的圆盘部和从该圆盘部延伸的棒状部。电极端子的棒状部经过形成于壳体的贯通孔而突出到壳体的外部。另外，在电极端子的棒状部的外侧面形成有外螺纹部。而且，通过螺母被螺合于电极端子的外螺纹部，电极端子被紧固固定于壳体。
专利文献1:特开2004-253295号公报
另外，在使用二次电池作为车辆的行驶电机的电源的情况下，要求大电流充电、大电流放电及大容量化，所以也存在作为通过母线将多个二次电池的电极端子电性串联或并联连接而成的组合电池来使用的情况。
因此，考虑有在上述的二次电池中，例如在电极端子的棒状部的前端面形成内螺纹部，并且使螺栓螺合于该内螺纹部，由此将母线紧固于螺栓与电极端子之间。
然而，在该情况下，在使螺栓螺合于电极端子的内螺纹部时，基于从螺栓传递至电极端子的旋转转矩，有可能电极端子按随螺栓旋转的方式旋转。而且，若电极端子按随螺栓旋转的方式旋转，则螺母对电极端子的紧固松动，从而有可能电极端子对壳体的紧固力降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够抑制电极端子对壳体的紧固力降低的蓄电装置及蓄电模块。
为了达成上述目的，本发明的一方式所涉及的蓄电装置包括壳体、被收容于上述壳体的电极组件、在与上述电极组件之间接收及发送电的电极端子。该电极端子包括具有突出到上述壳体的外侧的部位的筒状部。上述筒状部的外周面具有使上述电极端子紧固于上述壳体的螺母被从上述壳体的外侧螺合的外螺纹部。上述筒状部的内周面具有与上述外螺纹部螺纹方向相反旋绕的内螺纹部。
附图说明
图1是本发明的一实施方式所涉及的二次电池的局部剖切立体图。
图2是图1的电极组件的分解立体图。
图3是图1的二次电池的主要部分放大剖视图。
图4是图3的正极端子部的立体分解图。
图5是包括图1的二次电池的组合电池的立体图。
图6是紧固有母线的正极端子部的主要部分放大剖视图。
图7是紧固有母线的变形例的正极端子部的主要部分放大剖视图。
具体实施方式
以下，根据图1～图6对将本发明具体化了的一实施方式进行说明。
如图1所示，作为蓄电装置的二次电池10具备整体呈扁平的大致长方体状的壳体11。壳体11包括呈扁平的矩形箱状的主体部件12和封闭主体部件12的开口部12a的呈矩形平板状的盖部件13。主体部件12及盖部件13均由金属(例如不锈钢、铝)构成。其中，本实施方式的二次电池10是锂离子二次电池。
另外，在壳体11中收容有电极组件18，该电极组件18在正极电极15和负极电极16将隔离件17夹设于之间的状态下被层叠为层状。电极组件18以由未图示的绝缘部件覆盖的状态收容于壳体11。另外，在壳体11中注入有电解液。
如图2所示，正极电极15具有呈矩形片状的正极金属箔15a和由涂敷于正极金属箔15a的两面的正极活性物质形成的正极活性物质层15b。另外，正极电极15具有未被涂敷正极活性物质的未涂敷部15c。未涂敷部15c沿着正极金属箔15a的一长边部15d形成。另外，正极电极15具有作为未涂敷部15c的一部分的正极接片15e。正极接片15e从正极金属箔15a的长边部15d突出。负极电极16也同样地具有呈矩形片状的负极金属箔16a和由涂敷于负极金属箔16a的两面的负极活性物质形成的负极活性物质层16b。另外，负极电极16具有未被涂敷负极活性物质的未涂敷部16c。未涂敷部16c沿着负极金属箔16a的一长边部16d形成。另外，负极电极16具有作为未涂敷部16c的一部分的负极接片16e。负极接片16e从负极金属箔16a的长边部16d突出。
而且，正极电极15按正极接片15e重叠的方式沿一定方向被层叠，并且负极电极16按负极接片16e重叠的方式沿一定方向被层叠。该情况下，正极电极15及负极电极16以正极电极15的正极接片15e不与负极电极16的负极接片16e重叠的状态被层叠。
如图1所示，多个正极接片15e汇集在电极组件18的层叠方向的一端并呈层状地层叠，由此构成正极接片组20。正极接片组20经由正极导电部件21(参照图3)与作为电极端子的正极端子23电连接。正极端子23构成正极端子部22。另外，多个负极接片16e汇集在电极组件18的层叠方向的一端并呈层状地层叠，由此构成负极接片组24。负极接片组24经由负极导电部件(省略图示)与作为电极端子的负极端子27电连接。负极端子27构成负极端子部26。正极端子23及负极端子27在与电极组件18之间接收及发送电。
接下来，对正极端子部22的结构进行说明。此外，负极端子部26的结构与正极端子部22的结构相同。
如图3及图4所示，正极端子23具有与正极导电部件21接合的大致长方体状的基部42和在基部42从与接合于正极导电部件21的端面42a相反侧的端面42b突出的圆筒状的筒状部43。
另外，在筒状部43的外周面，螺纹方向为左旋方向的外螺纹部44遍及筒状部43的突出方向的整个区域而形成。另外，在筒状部43的内周面，螺纹方向为右旋方向的内螺纹部46遍及筒状部43的突出方向的整个区域而形成。即，外螺纹部44的螺纹方向与内螺纹部46的螺纹方向相互反旋。
另外，在壳体11，在与正极端子23对应的部位，形成有连通壳体11的内外的圆形状的贯通孔50。该贯通孔50的直径被设定为比正极端子23的筒状部43的外径稍大。而且，在该贯通孔50，正极端子23的筒状部43从壳体11的内侧朝向外侧插通。因此，正极端子23的筒状部43的一部分经过贯通孔50突出到壳体11的外部。
另外，在正极端子23的基部42与壳体11的内表面之间夹设有由弹性材料构成的O型环51。O型环51相对于正极端子23的筒状部43被从外侧镶嵌。而且，O型环51按包围被正极端子23的筒状部43插通的壳体11的贯通孔50的方式与壳体11的内表面抵接。另外，O型环51具有绝缘性，夹设在正极端子23的基部42与壳体11之间来将两部件绝缘。
另外，在从壳体11的贯通孔50突出的正极端子23的筒状部43，从外侧镶嵌有具有沿厚度方向贯通的贯通孔52的由绝缘材料构成的垫片53。在该垫片53，在与壳体11的外表面接触的端面53a，形成有沿着贯通孔52的孔边缘的圆环状的凸部54。而且，垫片53的凸部54通过进入正极端子23的筒状部43与壳体11的贯通孔50的孔边缘之间的间隙，从而夹设于正极端子23的筒状部43与壳体11之间来将两部件绝缘。
另外，在正极端子23的筒状部43的外螺纹部44螺合有具有螺纹方向为左旋方向的内螺纹部55的金属制的作为螺母的六角螺母56。而且，六角螺母56在正极端子23的筒状部43的突出方向经由垫片53与壳体11的外表面接触。其中，正极端子23的筒状部43的从壳体11的贯通孔50的突出量L1比垫片53的厚度L2与六角螺母56的厚度L3的总和大。因此，正极端子23的筒状部43的前端面从在六角螺母56与接触于垫片53的端面56a相反侧的端面56b突出。
接下来，对正极端子部22相对于壳体11的组装方法进行说明。此外，负极端子部26相对于壳体11的组装方法与正极端子部22相对于壳体11的组装方法相同。
首先，如图3所示，在垫片53被从外侧镶嵌于从壳体11的贯通孔50突出的正极端子23的筒状部43的状态下，对形成在正极端子23的筒状部43的外周面的外螺纹部44螺合六角螺母56。
这样，伴随着六角螺母56对正极端子23的筒状部43的螺合，六角螺母56与夹设在六角螺母56与壳体11的外表面之间的垫片53密接。然后，若六角螺母56进一步与正极端子23的筒状部43螺合，则正极端子23的筒状部43被所螺合的六角螺母56向朝向壳体11的外部的方向施力。其结果为，正极端子23的基部42经由O型环51对壳体11的内面按压从而密接，由此正极端子23被紧固于壳体11。
其中，夹设在正极端子23的基部42与壳体11的内面之间的O型环51被正极端子23的基部42向壳体11的内表面按压而密接。而且，被正极端子23的筒状部43插通的壳体11的贯通孔50由O型环51封闭，由此壳体11的内部被密封成液密状。
接下来，对上述那样构成的二次电池10的作用进行说明。
如图5所示，通过将多个二次电池10相互连接，来构成搭载于车辆60的作为蓄电模块的组合电池61。在构成组合电池61的情况下，各二次电池10的构成正极端子部22的正极端子23经由作为端子连接部件的母线70与相邻的二次电池10的负极端子27连接。各二次电池10的构成负极端子部26的负极端子27经由作为端子连接部件的母线70与相邻的二次电池10的正极端子23连接。而且，在本实施方式的二次电池10中，在两端子部22、26被安装于壳体11的状态下，分别使紧固用的螺栓71螺合于构成两端子部22、26的两端子23、27的筒状部43的内螺纹部46，由此两端子23、27的筒状部43与母线70被紧固固定。
这时，如图6所示，在本实施方式的二次电池10中，在沿母线70的厚度方向贯通的贯通孔72与正极端子23的筒状部43的内周面重合的状态下，螺栓71的轴部73插通母线70的贯通孔72。然后，螺栓71的轴部73边向正极端子23的筒状部43的内侧插入，螺栓71边向外螺纹部63的螺纹方向亦即右旋方向旋转。这样，螺栓71的外螺纹部63与形成在筒状部43的内周面的内螺纹部46螺合。
该情况下，从螺栓71的外螺纹部63经过内螺纹部46对正极端子23向右旋方向作用旋转转矩。另一方面，六角螺母56伴随着以筒状部43为中心的周向上的摩擦力而与夹设在六角螺母56与壳体11之间的垫片53牢固地密接。因此，即使正极端子23欲基于从螺栓71作用的旋转转矩而旋转，六角螺母56也会被限制与正极端子23一起沿以筒状部43为中心的周向旋转。而且，六角螺母56相对于正极端子23向与正极端子23的旋转方向的右旋方向相反方向的左旋方向相对旋转。
这样，六角螺母56的内螺纹部55的螺纹方向是左旋方向，所以六角螺母56相对于正极端子23向增强对正极端子23的筒状部43的紧固转矩的方向相对旋转。因此，抑制了六角螺母56对正极端子23的紧固松动。
另外，六角螺母56作为限制正极端子23随螺栓71向右旋方向旋转的止转器发挥作用。因此，螺栓71被螺合于旋转被六角螺母56限制的正极端子23，由此母线70被螺栓71牢固地紧固于正极端子23的筒状部43。
并且，正极端子23的筒状部43被所螺合的六角螺母56向朝向壳体11的外部的方向更大地施力。因此，夹设在正极端子23的基部42与壳体11的内面之间的O型环51被正极端子23的基部42向壳体11的内面更强地按压而密接。
因此，上述实施方式能够得到以下所示的优点。
(1)设置在两端子23、27的筒状部43的外螺纹部44的螺纹方向和内螺纹部46的螺纹方向相反旋绕。因此，在使螺栓71从壳体11的外部螺合于两端子23、27的筒状部43的内螺纹部46的情况下，若两端子23、27欲随螺栓71旋转，则六角螺母欲相对于两端子23、27向与两端子23、27的转动方向相反方向相对转动。其结果为，从六角螺母56对两端子23、27的外螺纹部44向紧固方向作用旋转转矩。因此，抑制了六角螺母56对两端子23、27的筒状部43的紧固松动，所以能够抑制两端子23、27对壳体11的紧固力降低这一情况。另外，该情况下，在两端子23、27的基部42与壳体11之间，O型环51由六角螺母56牢固地紧固，所以能够可靠性良好地确保壳体11的内部的密封性。
(2)在两端子23、27接合有将两端子23、27与电极组件18电连接的导电部件21，所以两端子23、27的旋转被导电部件21限制。因此，抑制了由两端子23、27旋转而引起的、六角螺母56对两端子23、27的紧固松动。因此，能够进一步抑制两端子23、27对壳体11的紧固力降低。
(3)两端子23、27的筒状部43的内螺纹部46的螺纹方向是右旋方向，所以作为与内螺纹部46螺合的螺栓71，能够使用螺纹方向为右向的通用性高的螺栓71。
(4)使螺栓71螺合于旋转被六角螺母56限制的两端子23、27的筒状部43的内螺纹部46，由此能够在两端子23、27的筒状部43与螺栓71之间牢固地紧固母线70。
(5)在筒状部43向壳体11的贯通孔50的插通方向，两端子23、27的筒状部43的前端面比六角螺母56的端面56b从壳体11突出。因此，在使螺栓71螺合于两端子23、27的筒状部43的内螺纹部46的情况下，通过使母线70牢固地密接在两端子23、27的筒状部43的前端面，能够减少两端子23、27的筒状部43与母线70的接触界面处的电阻。
(6)利用螺栓71使母线70紧固在旋转被六角螺母56限制的两端子23、27的筒状部43。因此，即使在两端子23、27中，在与母线70接触的筒状部43的前端面形成了导电性低的氧化覆盖膜，这样的氧化覆盖膜也能被母线70削掉而除去。因此，能够进一步减少两端子23、27的筒状部43与母线70的接触界面处的电阻。
此外，实施方式也能够如以下那样变更。
在实施方式中，也可以如图7所示那样，两端子23、27的筒状部43的前端面与六角螺母56的端面56b位于同一高度。
在该结构中，在螺栓71被螺合于两端子23、27的筒状部43的内螺纹部46的情况下，不仅两端子23、27的筒状部43的前端面，六角螺母56的端面56b也与母线70密接。因此，如在图7中用虚线箭头所示那样，两端子23、27不仅经过筒状部43与母线70的接触界面使电向母线70传导，还经由六角螺母56使电向母线70传导。因此，能够减少两端子23、27与母线70之间的电阻。
在实施方式中，也可以使两端子23、27的筒状部43构成为外螺纹部44的螺纹方向为右旋方向、内螺纹部46的螺纹方向为左旋方向。
在实施方式中，也可以不是在两端子23、27的筒状部43中收容于壳体11的基端侧的部位形成外螺纹部44，而是仅在两端子23、27的筒状部43中在从壳体11的贯通孔50突出的前端侧的部位形成外螺纹部44。
在实施方式中，两端子23、27的筒状部43并非一定需要其突出方向的整个区域构成为中空状。例如，两端子23、27的筒状部43也可以构成为从其突出方向的途中位置起上方呈中空状的有底筒状。
在实施方式中，螺合于两端子23、27的筒状部43的外螺纹部44的螺母并不限定于六角螺母56，能够采用具有任意形状的螺母。
在实施方式中，螺合于两端子23、27的筒状部43的内螺纹部46的部件并不限定于用于将母线70紧固于两端子23、27的筒状部43的螺栓71。例如，也可以使外部端子螺合于两端子23、27的筒状部43的内螺纹部46。
实施方式是将本发明具体化成层叠型的二次电池10，但是也可以将本发明具体化成将带状的正极和带状的负极卷绕并层叠成层状的卷绕型的二次电池。
搭载实施方式的组合电池61的车辆60可以是汽车，也可以是工业用车辆。
在实施方式中，二次电池10是锂离子二次电池，但并不局限于此，也可以是镍氢等其他的二次电池。
蓄电装置并不局限于二次电池10，例如也可以是双电层电容器、锂离子电容器等那样的电容器。
Claims (6)
1.一种蓄电装置，其中，具备：
壳体；
电极组件，其被收容于所述壳体；以及
电极端子，其在与所述电极组件之间接收及发送电，该电极端子包括筒状部，该筒状部具有突出到所述壳体的外侧的部位，
所述筒状部的外周面具有供螺母从所述壳体的外侧螺合的外螺纹部，所述螺母使所述电极端子紧固于所述壳体，
所述筒状部的内周面具有螺纹方向与所述外螺纹部相反旋绕的内螺纹部。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中，
在所述电极端子接合有将该电极端子和所述电极组件电连接的导电部件。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电装置，其中，
所述外螺纹部的螺纹方向是左旋方向，所述内螺纹部的螺纹方向是右旋方向。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的蓄电装置，其中，
所述蓄电装置是二次电池。
5.一种蓄电模块，是将多个权利要求1～4中任意一项所记载的蓄电装置连接而构成的蓄电模块，所述蓄电模块还具备：
螺栓，其被螺合于所述筒状部的所述内螺纹部；以及
端子连接部件，其在所述筒状部被紧固于从所述壳体突出的前端面与所述螺栓之间，与分别设置于多个所述蓄电装置的所述电极端子彼此电连接。
6.根据权利要求5所述的蓄电模块，其中，
所述筒状部的前端面在所述筒状部的突出方向上比所述螺母的与和所述壳体接触的端面相反侧的端面从所述壳体突出。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |