CN107112492B - 蓄电元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供蓄电元件。其具备:具有开口的外壳(30);收容于外壳(30)的蓄电要素(20);安装于外壳(30)的开口的盖板(40);利用绝缘性的合成树脂以绝缘状态一体地固定于盖板(40)的正极端子构件(100)、负极端子构件(71);将蓄电要素(20)与正极端子构件(100)电连接的正极集电体(60P);以及将蓄电要素(20)与负极端子构件(71)电连接的负极集电体(60N),在正极端子构件(100)与正极集电体(60P)中的至少一方具备易破裂部(65)。
Description
技术领域
本说明书所公开的技术涉及蓄电元件。
背景技术
以往,作为非水电解质充电电池,例如已知有日本特开2012-230905号公报所记载的充电电池。该非水电解质充电电池在外装罐的内部收容有蓄电要素。外装罐具有开口,该开口被封口板封口。外部电极端子以朝外侧突出的方式设置在比封口板靠外侧的位置。在蓄电要素上电连接有集电片构件。在比封口板靠电池内侧的一侧且比集电片构件靠电池外侧的一侧,设置有隔膜。隔膜与外部电极端子电连接。
外部电极端子与隔膜由封口体引线电连接。另外,在封口板与封口体引线之间夹设有第一绝缘构件(绝缘板)。另外,在隔膜与集电片构件之间夹设有第二绝缘构件(集电片保持架)。
第二绝缘构件具有贯通孔,隔膜与集电片构件经由该贯通孔而连接。
在电池内压上升时,隔膜向电池外侧发生变形。由于隔膜发生变形,隔膜与集电片构件的连接被破坏,在隔膜与集电片构件之间流动的电流被截断。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2012-230905号公报
发明内容
发明要解决的课题
在上述技术所涉及的非水电解质充电电池中,隔膜与外部电极端子、以及隔膜与外部电极端子由作为不同构件的封口体引线连接。这样,在现有技术的非水电解质充电电池中,存在部件个数变多这样的问题。
本说明书所公开的技术的目的在于,提供以中减少了部件个数的蓄电元件。
解决方案
由本说明书公开的蓄电元件具备:具有开口的外壳;收容于所述外壳的蓄电要素;安装于所述外壳的所述开口的盖板;利用绝缘性的合成树脂以绝缘状态一体地固定于所述盖板的端子构件;以及将所述蓄电要素与所述端子构件电连接的集电体,在所述端子构件与所述集电体中的至少一方具备易破裂部。
发明效果
由本说明书公开的蓄电元件能够减少部件个数。
附图说明
图1是实施方式1的电池的立体图。
图2是电池的分解立体图。
图3是盖板、正极端子部、负极端子部的分解立体图。
图4是蓄电要素的立体图。
图5是电池的垂直剖视图。
图6是将图5的A部放大后的图。
图7是正极端子构件的俯视图。
图8是正极端子构件的剖视图。
图9是利用作为合成树脂的外板将正极端子构件一体化而得到的盖板的俯视图。
图10是利用作为合成树脂的外板将正极端子构件一体化而得到的盖板的剖视图。
图11是利用作为合成树脂的外板将正极端子构件一体化而得到的盖板的斜视剖视图。
图12是实施方式2的电池的剖视图(示出正极端子部的周边构造)。
图13是实施方式3的电池的剖视图(示出正极端子部的周边构造)。
图14是盖板、正极端子部、负极端子部、罩的分解立体图。
图15是实施方式4的电池的剖视图(示出正极端子部的周边构造)。
图16是示出对盖板与正极端子构件进行插入成形的工序的剖视图。
图17是实施方式5的电池的剖视图(示出正极端子部的周边构造)。
图18是实施方式6的电池的剖视图(示出正极端子部的周边构造)。
图19是实施方式7的电池的剖视图(示出正极端子部的周边构造)。
具体实施方式
(实施方式的概要)
对本实施方式的蓄电元件的概要进行说明。本蓄电元件具备:外壳,其具有开口;蓄电要素,其收容于所述外壳;盖板,其安装于所述外壳的所述开口;端子构件,其利用绝缘性的合成树脂,以绝缘状态一体地固定于所述盖板;以及集电体,其将所述蓄电要素与所述端子构件电连接,在所述端子构件与所述集电体中的至少一方具备易破裂部。
根据上述结构,通过易破裂部的破裂来切断端子构件与集电体的连接,因此,能够截断在端子构件与集电体之间流动的电流。而且,由于在端子构件与集电体之间设置有易破裂部,因此能够削减部件个数。
另外,所述端子构件通过绝缘性的合成树脂而与所述盖板一体地被固定,因此,利用一体成形这样的简易方法,能够在绝缘状态下一体地形成盖板与端子构件。
在本实施方式的蓄电元件中,在所述盖板于所述端子构件之间夹设有由绝缘性的合成树脂构成的第一绝缘构件,在所述端子构件上形成有向所述第一绝缘构件的内部插入的插入部。在该结构中,通过使插入部插入到第一绝缘构件,能够将端子构件牢固地固定于第一绝缘构件。
在本实施方式的蓄电元件中,所述端子构件包括:金属制的反转膜,其在所述外壳的内部压力上升时发生变形;以及外部连接部,其与外部电路电连接,所述易破裂部设置于所述集电体,且通过所述反转膜的变形而破裂。在该结构中,当外壳内压上升时,反转膜发生变形而使易破裂部破裂,切断端子构件与集电体的连接。由此,能够截断在端子构件与集电体之间流动的电流。
在本实施方式的蓄电元件中,所述集电体具有:基部,其配置于所述盖板的下表面;以及突出部,其设置在所述基部上,且朝向所述端子构件的所述反转膜突出而与所述反转膜连接,此外,所述易破裂部包含于所述突出部。在该结构中,能够容易地进行反转膜与集电体的连接。
在本实施方式的蓄电元件中,在所述盖板与所述端子构件之间夹设有第一绝缘构件,所述反转膜的下表面位于比所述第一绝缘构件或所述盖板的下表面靠上方的位置。由此,在蓄电元件的内部空间,能够增加蓄电要素可占有的容积。由此能够增加蓄电元件的电池容量。
在本实施方式的蓄电元件中,所述反转膜为圆盘状,所述反转膜的直径尺寸小于所述第一贯通孔或所述第二贯通孔的孔缘部的直径尺寸。根据该结构,能够将反转膜在蓄电元件的高度方向(上下方向)上配置于第一贯通孔或第二贯通孔的附近。由此,在蓄电元件的内部空间(特别是高度方向),能够增加蓄电要素所占有的容积,因此,能够增加蓄电元件的容量。另外,由于反转膜的直径尺寸小于第一贯通孔或第二贯通孔的孔缘部的直径尺寸,因此,能够从盖板的外表面侧配置反转膜。其结果是,增加了将反转膜组装于外板或盖板的工序的自由度。
在本实施方式的蓄电元件中,在所述端子构件的所述外部连接部与所述盖板之间,配置有由绝缘性的合成树脂构成的第二绝缘构件。根据该结构,能够减小盖板的第二贯通孔的孔缘部的直径尺寸。由此,能够提高盖板的强度。另外,能够容易将外部连接部配置于盖板的上方。另外,无需将用于使外板插入成形的模具的形状复杂化。
在本实施方式的蓄电元件中,所述基部固定于所述盖板。在该结构中,能够防止蓄电要素的负荷集中于反转膜与集电体的连接位置。
在本实施方式的蓄电元件中,具有与所述端子构件的所述外部连接部连接的外部端子。在该结构中,通过任意地设计外部端子的形状,能够提高将蓄电元件与外部电路连接的构造的设计自由度。
在本实施方式的蓄电元件中,具备:外壳,其具有开口;蓄电要素,其收容于所述外壳;盖板,其安装于所述外壳的所述开口;端子构件,其利用绝缘性的合成树脂,以绝缘状态一体地固定于所述盖板;以及集电体,其将所述蓄电要素与所述端子构件电连接,所述端子构件包括:金属制的反转膜,其在所述外壳的内部压力上升时发生变形;以及外部连接部,其与外部电路电连接,所述集电体包括易破裂部,所述易破裂部通过所述反转膜的变形而破裂,在所述反转膜发生变形而反转的反转方向上,所述外部连接部的厚度比所述反转膜的厚度厚。根据该结构,在利用绝缘性的合成树脂对反转膜和盖板进行插入成形时,能够将外部连接部设为保持于模具的被保持部。由此,无需利用模具来保持壁厚较薄的反转膜,因此,在插入成形时,能够抑制发生反转膜变形等不良情况。
在本实施方式的蓄电元件的制造方法中,所述蓄电元件具备:具有开口的外壳;收容于所述外壳的蓄电要素;安装于所述外壳的所述开口的盖板;以绝缘状态固定于所述盖板的端子构件;以及将所述蓄电要素与所述端子构件电连接的集电体,在所述端子构件与所述集电体中的至少一方具备易破裂部,所述蓄电元件的制造方法包括如下工序:利用绝缘性的合成树脂对所述端子构件进行插入成形,由此使所述端子构件与所述盖板一体地形成。
在本实施方式的蓄电元件的制造方法中,所述端子构件在夹持于第一模具与第二模具之间的状态下被插入成形,
所述端子构件具有:保持于所述第一模具的第一被保持部、以及保持于所述第二模具的第二被保持部。
在本实施方式的蓄电元件的制造方法中,所述端子构件包括:金属制的反转膜,其在所述外壳的内部压力上升时发生变形;以及外部连接部,其与外部电路电连接,所述易破裂部设置于所述集电体,且通过所述反转膜的变形而破裂,所述蓄电元件的制造方法包括将所述反转膜与所述集电体焊接的工序。
在本实施方式的蓄电元件的制造方法中,所述端子构件包括与外部电路电连接的外部连接部,所述蓄电元件的制造方法包括将所述端子构件的所述外部连接部与外部端子焊接的工序。
<实施方式1>
以下,参照图1至图11对作为蓄电元件的实施方式1的电池10进行说明。
1.电池10的整体构造
(电池10)
电池10是非水电解质充电电池,更详细地说是锂离子充电电池。如图1、图2所示,电池10具备蓄电要素20、外壳30、盖板40、正极集电体60P、负极集电体60N、正极端子部70P以及负极端子部70N。需要说明的是,在以下的说明中,将正极端子部70P、负极端子部70N的并排方向设为X方向,将外壳30的高度方向设为Y方向,将进深方向设为Z方向。
外壳30是铝合金或钢等金属构件。如图1、图2所示,外壳30是在X方向具有长边且在Z方向具有短边的有底方筒体,具有四片外周壁32和底面壁35。
如图4所示,蓄电要素20包括正极片23P、负极片23N以及隔板25。正极片23P在铝箔的表面上担载有正极活性物质。在正极片23P的一侧的端部形成有铝箔露出的正极集电箔24P。负极片23N在铜箔的表面上担载有负极活性物质。在负极片23N的另一侧的端部形成有铜箔露出的负极集电箔24N。
蓄电要素20通过在将隔板25夹在中间的状态下,使这些正极片23P与负极片23N朝左右不同的方向错开位置,同时卷绕成长圆筒形状而成。蓄电要素20在由绝缘罩27覆盖的状态下收纳于外壳30内。另外,除了绝缘罩27之外,在电池10还设置有左右一对侧部绝缘罩29,成为分别覆盖在蓄电要素20的两侧设置的正负极集电箔24P、24N的构造。
盖板40是铝合金或钢等金属构件,如图1至图3所示,是在X方向上较长的长方形板材。盖板40对应于外壳30的开口的大小,并安装于外壳30的开口而密封外壳30的开口。盖板40具有三个贯通孔42、44、45和定位突起47。定位突起47从盖板40的上表面朝上方突出。另外,盖板40具有排气阀49。排气阀49具有如下功能:在电池的内压成为规定值以上的情况下,发生破裂而排出气体,由此降低电池的内压。
正极集电体60P与正极端子部70P、以及负极集电体60N与负极端子部70N分别成对,且分开配置在盖板40的X方向两侧。在本例中,在图1、图2的左边靠里侧配置有正极集电体60P和正极端子部70P,在图1、图2的右边近前侧配置有负极集电体60N和负极端子部70N。
(负极端子部70N)
如图1至图3所示,负极端子部70N包括负极端子构件71、外板80以及内板90。
外板80由合成树脂等绝缘材料构成,且呈比负极端子构件71大的平板状。在外板80的上表面形成有仿效负极端子构件71的外形形状的六边形状的装配部83。外板80配置于盖板40的上表面侧,用于将盖板40与负极端子构件71绝缘。
另外,在外板80的外周部设置有具有定位孔87的定位部85,通过使定位孔87与盖板40的定位突起47嵌合,能够相对于盖板40对外板80进行定位。
内板90由合成树脂等绝缘材料构成,且呈比负极集电体60N的基部61大的平板状。内板90配置于盖板40的下表面40A,用于将盖板40与负极集电体60N绝缘。另外,在内板90的外周形成有凸缘97。凸缘97朝下方延伸,成为包围负极集电体60N的基部外周的结构。
负极端子构件71是导电性的金属构件。负极端子构件71具备与外板80的装配部83嵌合的头部73、以及从头部73的下表面朝下方延伸的轴部75。头部73在从上方观察时呈六边形状。负极端子构件71的轴部75依次贯穿外板80的贯通孔84、盖板40的贯通孔42、内板90的贯通孔92、以及在负极集电体60N的基部61形成的贯通孔62。负极端子构件71通过压紧轴部75的前端,从而在将外板80夹在中间的状态下固定于盖板40的上表面。
负极集电体60N是导电性的金属构件(例如铜制),且具备呈平板状的基部61和一对对置壁67。负极集电体60N固定于盖板40的背面侧。具体地说,在将内板90夹在中间的状态下将基部61固定于盖板40的下表面40A。
一对对置壁67从固定于盖板40的下表面40A的基部61的侧端部朝下方平行地延伸。一对对置壁67在Z方向上相面对,且从Z方向的两侧夹持并保持在负极片23N的侧端部设置的负极集电箔24N。由此,成为蓄电要素20的负极集电箔24N与负极集电体60N电连接的结构。
(正极端子部70P)
如图1至图3所示,正极端子部70P包括正极端子构件100、外板120(第一绝缘构件的一例)、内板140、铆钉150以及正极外部端子170。
外板120由合成树脂等绝缘材料构成,且呈比正极外部端子170大的平板状。在外板120的上表面形成有仿效正极外部端子170的外形形状的四边形状的装配部121。另外,在外板120的外周部设置有具有贯通孔127的安装部125。
外板120配置于盖板40的上表面侧,用于将盖板40与正极外部端子170绝缘。另外,外板120与盖板40的第二贯通孔45对应地具有筒部131(参照图3、图6)。筒部131呈圆筒状,且嵌合于盖板40的第二贯通孔45的内侧。筒部131贯穿盖板40的第二贯通孔45而朝下方延伸,在其外表面下部形成有折返部135。折返部135在包围形成于盖板40的第二贯通孔45的孔缘的同时,沿着盖板40的下表面40A朝外侧弯曲。在筒部131沿上下方向形成有贯穿外板120的第一贯通孔132。外板120的第一贯通孔132与盖板40的第二贯通孔45配置在同轴上。
正极端子构件100是导电性的金属构件(例如铝制),如图5、图6所示,配置在与形成于盖板40的第二贯通孔45的内侧嵌合的筒部131的第一贯通孔132的内侧。
如图7、图8所示,正极端子构件100包括呈环状的外部连接部101、反转膜110以及插入部105。反转膜110是薄板的圆盘状,设置于外部连接部101的内周侧。反转膜110与外部连接部101一体地设置,且从外部连接部101的下表面朝下方突出。外部连接部101通过对壁比反转膜110稍厚的金属板材进行折弯加工而成。由此,通过将壁比反转膜110稍厚的金属板材折弯这样的简易方法,能够形成比反转膜110厚的外部连接部101。
插入部105从外部连接部101的外周面的下部朝外侧突出。插入部105为板状,且在外部连接部101的整周的范围内形成。插入部105插入到外板120的筒部131。
另外,如图9、图10所示,正极端子构件100借助外板120而与盖板40一体地形成。即,通过使树脂向嵌入了盖板40以及正极端子构件100的模具流动而将外板120成形,从而将这三个部件40、100、120一体成形。这样,通过将三个部件40、100、120一体成型,从而由树脂以无间隙的状态将盖板40的第二贯通孔45与正极端子构件100的间隙填埋,因此能够将两者之间保持为气密状态。
如图3所示,正极外部端子170是导电性的金属构件(例如铝制),且呈平板状。正极外部端子170配置于在盖板40的上表面侧配置的外板120的装配部121。在正极外部端子170形成有卡定孔171。另一方面,在外板120的装配部121上形成有肋123。通过肋123贯穿卡定孔171并对肋前端进行热铆接,从而正极外部端子170固定于在盖板40的上表面安装的外板120上。
另外,正极外部端子170设置有呈朝上方突出的筒状的突起部173,在突起部173的外周侧设置有被连接部175。如图6所示,被连接部175为包围突起部173的周围的圆环状,且板厚比正极外部端子170的其他部位薄。被连接部175重叠地配置于正极端子构件100的外部连接部101的上表面。通过对被连接部175与外部连接部101进行激光焊接,使正极外部端子170与正极端子构件100接合。
内板140由合成树脂等绝缘材料构成,呈比正极集电体60P的基部61大的平板状。内板140是配置于盖板40的下表面40A且将盖板40与正极集电体60P的基部61绝缘的构件(第三绝缘构件)。在内板140的外周形成有凸缘147。凸缘147朝下方延伸,成为包围正极集电体60P的基部外周的结构。另外,在内板140上形成有退避孔145。外板120的折返部135位于退避孔145的内侧,从而避免与内板140发生干涉。
正极集电体60P是导电性的金属构件(例如铝制),且具备呈平板状的基部61和一对对置壁67。正极集电体60P固定于盖板40的下表面40A侧。具体说明的话,在盖板40的下表面40A侧,以将内板140夹在中间的状态配置有正极集电体60P的基部61。
而且,如图3所示,铆钉150依次贯穿外板120的贯通孔127、盖板40的贯通孔44、内板140的贯通孔142、在正极集电体60P的基部61形成的贯通孔62,并且压紧其前端。由此,正极集电体60P的基部61在将内板140夹在中间的状态下固定于盖板40的下表面40A。
一对对置壁67从固定于盖板40的下表面40A的基部61的侧端部朝下方平行地延伸。一对对置壁67在Z方向上相面对,并从Z方向的两侧夹持并保持在正极片23P的侧端部设置的正极集电箔24P。由此,成为蓄电要素20的正极集电箔24P与正极集电体60P电连接的结构。
另外,正极集电体60P的基部61具有突出部63。突出部63呈皿型,且从基部61的上表面朝上方突出。突出部63的上表面为平坦的平面,如图6所示,在盖板40的第二贯通孔45内,从下方与正极端子构件100的反转膜110接触。
而且,在突出部63的中心部形成有连接孔64。另一方面,在反转膜110的中心部形成有凸台117。凸台117朝下方突出,在整周范围内与连接孔64的孔缘接触,并且进入到孔内。正极端子构件100的反转膜110与正极集电体60P的突出部63通过沿着连接孔64的内周在整周上进行激光焊接而被相互接合。由此,成为正极集电体60P与正极端子构件100电连接的结构。需要说明的是,图6所示的附图标记“J”表示基于激光焊接的接合部。
另外,在形成于正极集电体60P的基部61的突出部63设置有易破裂部65。易破裂部65的板厚比突出部63的除此以外的部位薄,易破裂部65与正极端子构件100的反转膜110一起构成电流截断机构。易破裂部65以包围连接孔64的周围的方式形成,且呈闭合的环状。
如图6所示,反转膜110的下表面位于比外板120的下表面120A靠上方的位置。另外,反转膜110的下表面位于比盖板40的下表面40A靠上方的位置。
另外,如图6所示,反转膜110的直径尺寸D1设定为外板120的第一贯通孔132的孔缘部的直径尺寸D2以下。另外,反转膜110的直径尺寸D1设定为盖板40的第二贯通孔45的孔缘部的直径尺寸D3以下。需要说明的是,反转膜110的直径尺寸D1优选设定为小于外板120的第一贯通孔132的孔缘部的直径尺寸D2,另外,反转膜110的直径尺寸D1优选设定为小于盖板40的第二贯通孔45的孔缘部的直径尺寸D3。
反转膜110反转的方向(图6中的箭头F所示的方向)上的外部连接部101的厚度设定为比反转膜110的厚度厚。
2.电流截断机构的动作说明
电流截断机构是在电池内压超过规定值时,通过截断在电池10内流动的电流而抑制电池内压的上升的机构。具体说明的话,例如,当因过充电等导致电池内压上升而超过规定值时,正极端子构件100的反转膜110从与正极集电体60P的突出部63相接的状态起,如图6中箭头F所示那样,中央部向上方发生变形而反转。详细地说,向下方鼓出的反转膜110以向上方鼓出的方式反转。而且,伴随着反转膜110的反转,易破裂部65发生破裂,正极集电体60P的突出部63与正极端子构件100的反转膜110之间的电连接被切断。由此,能够截断在电池10内流动的电流,因此,能够防止电池10的内压上升到规定值以上。另外,电流截断机构侧的工作压力(反转膜110反转的压力)设定为比排气阀49工作的压力小的数值,从而电流截断机构侧在排气阀49工作之前进行工作。
3.效果说明
本实施方式的电池10具备正极端子构件100、盖板40、外板120、以及设置有易破裂部65的正极集电体60P。详细地说,电池10采用将正极集电体60P与在绝缘状态下固定于盖板40的正极端子构件100电连接的构造,此外,在这两个构件100、60P中的一侧(作为一例为正极集电体60P)设置有构成电流截断机构的易破裂部65。因此,不用与正极端子构件100分开设置封口引线等专用部件,就能够构成电流截断机构,能够削减部件个数。
另外,正极端子构件100通过作为绝缘性的合成树脂构件的外板120而与盖板40一体地形成。这样,利用树脂无间隙地将盖板40的第二贯通孔45与正极端子构件100的间隙填埋,由此能够将两者之间保持为气密状态,并且,通过一体成形这一简易方法,能够以绝缘状态将盖板40与正极端子构件100一体形成。
另外,电池10中,使设置于正极端子构件100的插入部105插入到外板120的筒部131。因此,相对于外板120以及盖板40能够牢固地固定正极端子构件100。
另外,电池10中,相对于正极集电体60P的基部61而设置有突出部63。突出部63相对于正极端子构件100的反转膜110突出,因此,能够容易进行正极端子构件100的反转膜110与正极集电体60P的基部61之间的连接。
另外,正极集电体60P的基部61借助铆钉150固定于盖板40。因此,能够防止蓄电要素20的负荷集中于正极端子构件100与正极集电体60P的连接位置(具体地说,反转膜110与突出部63的连接位置)。
铆钉150能够作为辅助端子而发挥功能。例如,在电池10处于充电状态的情况下,当易破裂部65发生了破裂时,电池10的蓄电要素20维持蓄积了电能的状态。在该情况下,能够将铆钉150用作放电用的辅助端子而使蓄积于蓄电要素20的电能释放到电池10的外部。
另外,电池10具有与正极端子构件100的外部连接部101连接的正极外部端子170。其结果是,通过任意地设计正极外部端子170的形状,能够提高将电池10与外部电路连接的构造的设计自由度。
反转膜110的下表面位于比外板120或盖板40的下表面40A靠上方的位置。由此,在电池10的内部空间(特别是高度方向),蓄电要素20可占有的容积增加。其结果是,能够增加电池10的电池容量。
反转膜110的直径尺寸D1小于外板120的第一贯通孔132的孔缘部的直径尺寸D2、或者小于盖板40的第二贯通孔45的孔缘部的直径尺寸D3。这样,通过将反转膜110的直径尺寸D1设定为小于外板120的第一贯通孔132的孔缘部的直径尺寸D2、或者小于盖板40的第二贯通孔45的孔缘部的直径尺寸D3,能够将反转膜110在电池10的高度方向(上下方向)上配置在第一贯通孔132或第二贯通孔45的附近。由此,在电池10的内部空间(特别是高度方向),能够增加蓄电要素20可占有的容积,因此能够增加电池10的电池容量。
另外,由于反转膜110的直径尺寸D1小于第一贯通孔132的孔缘部的直径尺寸D2或第二贯通孔45的孔缘部的直径尺寸D3,因此,能够从盖板40的外表面侧配置反转膜110。其结果是,增加了将反转膜110组装于外板120或盖板40的工序的自由度。关于这一点,在日本特开2012-230905号公报所记载的技术中,反转膜的直径尺寸设定为比形成于盖的贯通孔的孔缘部的直径尺寸大。因此,只能从盖板的内表面侧组装反转膜,因此作业性低,制造效率差。
另外,反转膜110的反转方向(箭头F)上的外部连接部101的厚度设定为比反转膜110的厚度厚。由此,在利用绝缘性的合成树脂对反转膜110和盖板40进行插入成形时,能够将外部连接部101设为保持于模具的被保持部。由此,无需利用模具来保持壁厚较薄的反转膜110,因此,在插入成形时,能够抑制发生反转膜110变形等不良情况。
<实施方式2>
接下来,利用图12对实施方式2进行说明。
在实施方式1的电池10中,示出了借助铆钉150将正极集电体60P的基部61固定于盖板40的例子。实施方式2的电池200与实施方式1的电池10的不同之处在于,相对于盖板40固定的基部61的固定构造。具体说明的话,如图12所示,实施方式2的电池200相对于配置于盖板40的上表面的外板210一体地设置轴部220。轴部220依次贯穿盖板40、内板140、以及正极集电体60P的基部61。
而且,通过对轴部220进行热铆接,正极集电体60P的基部61与内板140一起固定于盖板40的下表面40A。实施方式2的电池200能够取消铆钉150,与实施方式1的电池10相比能够削减部件个数。需要说明的是,图11中,针对与电池10共用的部件标注相同的附图标记,并省略说明。
<实施方式3>
接下来,利用图13、图14对实施方式3进行说明。
实施方式3的电池300与实施方式1的电池10的不同之处在于,设置有罩310这一点。如图13、图14所示,罩310具备底面壁315和一对竖壁320。竖壁320从底面壁315的两侧缘朝上方弯曲。在一对竖壁320上分别设置有锁定孔325。
另外,在盖板40的下表面40A配置有内板340。在内板340的外周部形成有朝下方弯曲的凸缘347,该凸缘347包围正极集电体60P的基部61。而且,在凸缘347的外表面,与罩310侧的锁定孔325对应地分别形成有锁定爪335。
通过使各锁定爪335锁定于各锁定孔325,能够将罩310固定于内板340。如图13、图14所示,罩310的底面壁315覆盖正极端子构件100的下方,因此,在对正极端子构件100的外部连接部101与正极外部端子170的被连接部175进行激光焊接时,能够防止溅射颗粒飞散到外壳30内。需要说明的是,图13、图14中,针对与电池10共用的部件标注相同的附图标记并省略说明。
<实施方式4>
接下来,利用图15、图16对实施方式4进行说明。
实施方式4的电池400相比实施方式1的电池10,外部连接部401的反转方向(箭头F)上的厚度形成得比反转膜110的厚度厚。在实施方式1的电池10中,外部连接部101通过折弯加工而形成,但实施方式4的外部连接部401为被进行折弯加工。
另外,如图16所示,在将正极端子构件403与盖板40保持在位于上侧的第一模具404与位于下侧的第二模具405之间的状态下,利用绝缘性的合成树脂进行插入成形,在该工序中,外部连接部401的上端部成为保持于第一模具404的第一被保持部406,外部连接部401的下端部成为保持于第二模具405的第二被保持部407。在本实施方式中,第一被保持部406为被保持面(第一被保持面),另外,第二被保持部407为被保持面(第二被保持面)。
关于上述以外的结构,与实施方式1大致相同,因此,针对相同的构件标注相同的附图标记并省略重复的说明。
根据本实施方式,在对正极外部端子170与外部连接部401进行激光焊接时,能够加深外部连接部401的焊接深度。由此,能够牢固地固定正极外部端子170和外部连接部401。
外部连接部401的壁厚形成得较厚,因此,在插入成形时,能够成为保持于第一模具404的第一被保持部406,另外,能够成为保持于第二模具405的第二被保持部407。由此,可以不保持壁厚较薄的反转膜110,因此,能够抑制反转膜110变形等不良情况。
<实施方式5>
接下来,参照图17对实施方式5进行说明。
在实施方式5的电池500中,外部连接部501的厚度设定为比反转膜110的厚度厚。
另外,外部连接部501配置于盖板40的上方的位置。换言之,外部连接部501的外径尺寸被扩径。外部连接部501与正极外部端子170连接。
关于上述以外的结构,与实施方式1大致相同,因此,针对相同的构件标注相同的附图标记并省略重复的说明。
根据本实施方式,能够确保外部连接部501与正极外部端子502的连接区域较宽。由此,能够减小外部连接部501与正极外部端子502之间的电阻。
另外,由于扩宽了外部连接部501与正极外部端子502的连接区域,因此,能够使由电池500产生的热量从外部连接部501迅速地传递至正极外部端子502。由此,能够提高电池500的散热性。
<实施方式6>
接下来,参照图18对实施方式6进行说明。
在实施方式6的电池600中,外部连接部601的厚度设定为比反转膜110的厚度厚。
另外,外部连接部601配置于盖板40的上方的位置。在外部连接部601与盖板40之间,实质上呈环状地形成有由绝缘性的合成树脂构成的第二绝缘构件603。
在第二绝缘构件603的上表面形成有朝上方突出的上肋604。上肋604在第二绝缘构件603的整周的范围内无缝隙地形成。在外部连接部601的下表面,供上肋604嵌入的上槽605以朝上方凹陷的方式形成。
另外,在第二绝缘构件603的下表面形成有朝下方突出的下肋606。下肋606在第二绝缘构件603的整周的范围内无缝隙地形成。在盖板40的上表面,供下肋606嵌入的下槽607以朝下方凹陷的方式形成。
第二绝缘构件603的上表面的与上肋604不同的部分为平坦面。另外,第二绝缘构件603的下表面的与下肋606不同的部分也为平坦面。
关于上述以外的结构,与实施方式1大致相同,因此,针对相同的构件标注相同的附图标记并省略重复的说明。
根据本实施方式,能够减小盖板40的第二贯通孔45的孔缘部的直径尺寸。由此,能够提高盖板40的强度。
另外,通过将上肋604嵌入到上槽605、且将下肋606嵌入到下槽607,从而能够提高盖板40、第二绝缘构件603以及外部连接部601的组装强度。
另外,能够容易地将外部连接部601配置于盖板40的上方。
无需使用于对外板120进行插入成形的模具的形状复杂化。
另外,即便在反转膜110的直径尺寸D1大于第二贯通孔45的孔缘部的直径尺寸D3的情况下,也能够使反转膜110的下表面位于比盖板40的下表面40A或外板120的下表面靠上方的位置。由此,在电池10的内部空间(特别是高度方向),能够增加蓄电要素20可占有的容积,因此,能够增加电池10的电池容量。
(实施方式6的变形例)
作为实施方式6的变形例,盖板40的第二贯通孔45的孔缘部也可以成为与外部连接部601相比朝径向的内侧缩径的形状。由此,能够使反转膜110的直径比第二贯通孔45的孔缘部的直径更大。
另外,例如在薄型的电池600中无法将第二贯通孔45的孔缘部的直径尺寸D3设定得较大的情况下,能够将反转膜110的直径尺寸D1增大必要的量。
<实施方式7>
接下来,参照图19对实施方式7进行说明。
实施方式7的电池700的外部连接部701的厚度设定为比反转膜110的厚度厚。
另外,外部连接部701配置于盖板40的上方的位置。在外部连接部701与盖板40之间配置有由绝缘性的合成树脂构成的第二绝缘构件703。
第二绝缘构件703从上方观察时实质上形成为环状。第二绝缘构件703具有:载置于盖板40的上表面的板状的主体部704、从主体部704的内侧缘朝下方延伸的下肋705、以及从主体部704的外侧缘朝上方延伸的上肋706。
主体部704的上表面以及下表面为平坦的平坦面。另外,利用下肋705将盖板40的第二贯通孔45的孔缘部中的上侧的棱部分覆盖。另外,利用上肋706将外部连接部701的下端缘处的位于外周侧的部分覆盖。
关于上述以外的结构,与实施方式1大致相同,因此针对相同的构件标注相同的附图标记并省略重复的说明。
根据本实施方式,能够利用下肋705来增大盖板40的第二贯通孔45的孔缘部与外部连接部701之间的缘面距离,因此,能够提高盖板40与外部连接部701的绝缘性。
另外,能够利用上肋706来增大外部连接部701的下端缘处的位于外周侧的部分与盖板40之间的缘面距离,因此,能够提高盖板40与外部连接部701的绝缘性。
<其他实施方式>
本说明书所公开的技术不局限于通过上述记述及附图而说明的实施方式,例如以下的实施方式也包含于技术方案内。
(1)在实施方式中,作为蓄电元件的一例而例示出锂离子充电电池,但只要是具有外壳30、蓄电要素20、盖板40、端子构件71、100、集电体60P、60N的蓄电元件,就能够应用本说明书所公开的技术,也能够应用与锂离子充电电池以外的电池或双电层电容器等电容器。
(2)在实施方式中,例示出通过反转膜110的反转而破裂的易破裂部65。“易破裂部”只要是在电池10产生异常时发生破裂而截断正极端子构件100与正极集电体60P的电连接的结构即可,例如,也可以采用在超过允许值的大电流流过时熔断的保险丝。另外,“易破裂部”设置于正极端子构件100与正极集电体60P中的至少任一方即可,也可以设置于正极端子构件100侧。
(3)在实施方式中,示出了将由反转膜110和易破裂部65构成的电流截断机构设置于正极侧的例子,但也可以设置于负极侧。
(4)在实施方式中,示出了在外部连接部连接外部端子的例子,但也可以在外部连接部直接连接汇流条等导电构件。
(5)可以省略铆钉150。在该情况下,也可以省略内板140。但是,通过使外板120的折返部135包围第二贯通孔45的孔缘并沿着盖板40的下表面40A朝第二贯通孔45的径向的外侧延长,容易配置正极集电体60P,因此是优选的。另外,在省略铆钉150的情况下,当蓄电要素20采用与外壳30的底面壁35的内表面抵接而被保持的结构时,不会对反转膜110施加蓄电要素20的重量,因此是优选的。
(6)也可以在内板140及/或外板120与反转膜110连通地形成将气体导入反转膜110的槽,以使得在外壳30内的压力上升了的情况下,气体容易流入配置有反转膜110的部位。
(7)也可以在正极集电体60P的基部61及/或突出部63形成贯通孔,以使得在外壳30内的压力上升了情况下,气体容易流入配置有反转膜110的部位。
(8)第二绝缘构件也可以为所谓的O型环。
(9)在实施方式1中,反转膜110、第一贯通孔132以及第二贯通孔45采用从上方观察时呈圆形的结构,但不局限于此,从上方观察时,反转膜110也可以不为圆形,并且,第一贯通孔132也可以不为圆形,并且,第二贯通孔45也可以不为圆形,能够根据需要而采用长圆形状或矩形形状等任意的形状。
(10)俯视下的反转膜110的外形形状也可以为比第一贯通孔132或第二贯通孔45的孔缘部的形状小的形状。换言之,俯视下的反转膜110的外形形状也可以为能够通过第一贯通孔132或第二贯通孔45的形状。
附图标记说明:
10、200、300、400、500、600、700:电池;
20:蓄电要素;
30:外壳;
40:盖板;
40A:盖板的下表面;
45:第二贯通孔;
60P、60N:正极集电体、负极集电体;
61:基部;
63:突出部;
64:连接孔;
65:易破裂部;
70P、70N:正极端子部、负极端子部;
100、403:正极端子构件;
101、401、501、601、701:外部连接部;
110:反转膜;
117:凸台;
120、210:外板(第一绝缘构件的一例);
120A:外板的下表面;
132:第一贯通孔;
140:内板;
150:铆钉;
170、502:正极外部端子(外部端子的一例);
404:第一模具;
405:第二模具;
406:第一被保持部;
407:第二被保持部;
603、703:第二绝缘构件;
D1:反转膜的直径尺寸;
D2:第一贯通孔的孔缘部的直径尺寸;
D3:第二贯通孔的孔缘部的直径尺寸。
Claims (14)
1.一种蓄电元件,其中,
所述蓄电元件具备:
外壳,其具有开口;
蓄电要素,其收容于所述外壳;
盖板,其安装于所述外壳的所述开口;
端子构件,其利用绝缘性的合成树脂,以绝缘状态一体地固定于所述盖板;以及
集电体,其将所述蓄电要素与所述端子构件电连接,
所述端子构件包括:
金属制的反转膜,其在所述外壳的内部压力上升时发生变形;以及
外部连接部,其与外部电路电连接,
所述反转膜与所述集电体直接接触,
在所述端子构件与所述集电体中的至少一方具备易破裂部。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件,其中,
在所述盖板与所述端子构件之间夹设有由绝缘性的合成树脂构成的第一绝缘构件,
在所述端子构件上形成有向所述第一绝缘构件的内部插入的插入部。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电元件,其中,
所述易破裂部设置于所述集电体,且通过所述反转膜的变形而破裂。
4.根据权利要求3所述的蓄电元件,其中,
所述集电体具有:
基部,其配置于所述盖板的下表面;以及
突出部,其设置在所述基部上,且朝向所述端子构件的所述反转膜突出而与所述反转膜连接,
此外,所述易破裂部包含于所述突出部。
5.根据权利要求3所述的蓄电元件,其中,
在所述盖板与所述端子构件之间夹设有第一绝缘构件,
所述反转膜的下表面位于比所述第一绝缘构件或所述盖板的下表面靠上方的位置。
6.根据权利要求3所述的蓄电元件,其中,
在所述盖板与所述端子构件之间夹设有第一绝缘构件,
在所述第一绝缘构件上形成有贯穿所述第一绝缘构件的第一贯通孔,
在所述盖板上形成有贯穿所述盖板的第二贯通孔,该第二贯通孔与所述第一贯通孔配置在同轴上,
所述反转膜为圆盘状,
所述反转膜的直径尺寸为所述第一贯通孔或所述第二贯通孔的孔缘部的直径尺寸以下。
7.根据权利要求3所述的蓄电元件,其中,
在所述端子构件的所述外部连接部与所述盖板之间,配置有由绝缘性的合成树脂构成的第二绝缘构件。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的蓄电元件,其中,
所述集电体具有:
基部,其配置于所述盖板的下表面;以及
突出部,其设置在所述基部上,且朝向所述端子构件的所述反转膜突出而与所述反转膜连接,
所述基部固定于所述盖板。
9.根据权利要求4至7中任一项所述的蓄电元件,其中,
所述蓄电元件具有与所述端子构件的所述外部连接部连接的外部端子。
10.一种蓄电元件,其中,
所述蓄电元件具备:
外壳,其具有开口;
蓄电要素,其收容于所述外壳;
盖板,其安装于所述外壳的所述开口;
端子构件,其利用绝缘性的合成树脂,以绝缘状态一体地固定于所述盖板;以及
集电体,其将所述蓄电要素与所述端子构件电连接,
所述端子构件包括:
金属制的反转膜,其在所述外壳的内部压力上升时发生变形;以及
外部连接部,其与外部电路电连接,
所述反转膜与所述集电体直接接触,
所述集电体包括易破裂部,所述易破裂部通过所述反转膜的变形而破裂,
在所述反转膜发生变形而反转的反转方向上,所述外部连接部的厚度比所述反转膜的厚度厚。
11.一种蓄电元件的制造方法,其中,
所述蓄电元件具备:具有开口的外壳;收容于所述外壳的蓄电要素;安装于所述外壳的所述开口的盖板;以绝缘状态固定于所述盖板的端子构件;以及将所述蓄电要素与所述端子构件电连接的集电体,所述端子构件包括:金属制的反转膜,其在所述外壳的内部压力上升时发生变形;以及外部连接部,其与外部电路电连接,所述反转膜与所述集电体直接接触,在所述端子构件与所述集电体中的至少一方具备易破裂部,
所述蓄电元件的制造方法包括如下工序:
利用绝缘性的合成树脂对所述端子构件进行插入成形,由此使所述端子构件与所述盖板一体地形成。
12.根据权利要求11所述的蓄电元件的制造方法,其中,
所述端子构件在夹持于第一模具与第二模具之间的状态下被插入成形,
所述端子构件具有:保持于所述第一模具的第一被保持部、以及保持于所述第二模具的第二被保持部。
13.根据权利要求11或12所述的蓄电元件的制造方法,其中,
所述易破裂部设置于所述集电体,且通过所述反转膜的变形而破裂,
所述蓄电元件的制造方法包括将所述反转膜与所述集电体焊接的工序。
14.根据权利要求11或12所述的蓄电元件的制造方法,其中,
所述蓄电元件的制造方法包括将所述端子构件的所述外部连接部与外部端子焊接的工序。
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