CN110199404A - 能量存储装置 - Google Patents
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Abstract
通过抑制盖板相对于容器主体发生的位置移位,能够在容器主体和盖板之间实现稳定的焊接。能量存储装置(10)包括:电极组件(400),具有突片部分(410、420);容器主体(111),容纳电极组件(400);盖结构体(180),具有盖板(110),该盖板封闭容器主体(111);以及绝缘构件(700),在容器主体(111)中围绕电极组件(400)的周边进行布置,其中绝缘构件(700)具有锁定部分(714),该锁定部分锁定到盖结构体(180)的一部分。
Description
技术领域
本发明涉及一种能量存储装置。
背景技术
通常已知一种能量存储装置,其被组装成将电极组件(该电极组件上安装有间隔件)插入容器中(例如,参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP-A-2011-216239
发明内容
本发明解决的问题
在电极组件插入容器中之后,将容器的主体和盖板彼此焊接。在这种操作中,盖板有可能在焊接时在位置上偏离主体,从而损害稳定的焊接。
本发明是为了克服上述缺点而完成的,其目的在于提供一种能量存储装置,其能够通过防止盖板相对于容器主体发生位置移位,从而能够稳定地对容器主体和盖板进行焊接。
解决问题的手段
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面的能量存储装置包括:电极组件,具有突片部分;容器主体,容纳电极组件;盖结构体,具有盖板,所述盖板封闭容器主体;以及绝缘构件,在容器主体中围绕电极组件的周边进行布置,其中绝缘构件具有锁定部分,锁定部分锁定到盖结构体的一部分。
在这种结构下,绝缘构件的锁定部分被锁定到盖结构体的一部分,因此,可以防止盖结构体相对于容器主体发生位置移位。因此,可以实现容器主体和盖板之间的稳定焊接。
锁定部分可以通过钩在盖结构体的一部分上且钩在与容器主体相反的一侧上而被锁定。
在这种结构下,绝缘构件的锁定部分通过钩在盖结构体的与容器主体相反的一侧上的一部分而被锁定,因此,可以防止盖结构体向移开方向移动,即,可以防止盖结构体的抬起。
锁定部分可以具有:接触表面,与盖结构体的所述部分接触;以及倾斜表面,设置成比接触表面远离容器主体并与接触表面成锐角。
在这种结构下,倾斜表面设置成比接触表面远离容器主体,因此,在使盖结构体靠近容器主体时,盖结构体沿着倾斜表面被引导。此后,盖结构体可以与接触表面接触。因此,锁定部分可以平滑地锁定到盖结构体的所述部分。
绝缘构件可以是设置在容器主体和电极组件之间的侧间隔件。
在这种结构下,侧间隔件插入在容器主体和电极组件之间,因此,侧间隔件成为容器主体内部的位置移位最小的构件。由于锁定部分形成在侧间隔件上,因此即使当盖结构体要发生位置移位时,侧间隔件也最少程度地跟随盖结构体发生位置移位。因此,可以可靠地防止盖结构体的位置移位。
电极组件的突片部分可以与盖结构体相向。
在这种结构下,即使当由突片部分引起的偏置力施加到盖结构体时,也可以防止盖结构体的抬起。
电极组件可以通过对电极板进行卷绕而形成,并且电极组件在卷绕轴方向上的一个端部可以与盖结构体相向。
在这种结构下,在所谓的横向卷绕型电极组件(其中电极组件在卷绕轴方向上的一个端部与盖结构体相向)中,也可以防止盖结构体的抬起。
盖结构体可以包括垫圈,垫圈确保通过盖板实现的容器主体中的气密性,并且锁定部分可以通过钩在垫圈上而被锁定。
在这种结构下,即使在盖结构体具有垫圈的情况下,也可以通过将锁定部分锁定到垫圈来防止盖结构体的抬起。
本发明的优点
根据本发明,可以防止盖板相对于容器主体的位置移位,因此,可以在容器主体和盖板之间实现稳定的焊接。
附图说明
图1是示出根据实施例的能量存储装置的外观的透视图。
图2是根据该实施例的能量存储装置的分解透视图。
图3是根据该实施例的盖结构体的分解透视图。
图4是示出根据该实施例的电极组件的结构的透视图。
图5是从根据该实施例的侧间隔件的内侧观察的、该侧间隔件的正视图。
图6是沿着包含图5中的线VI-VI在内的X-Y平面截取的侧间隔件的截面图。
图7是根据该实施例的侧间隔件的俯视平面图。
图8是沿着包含图7中的线VIII-VIII在内的Z-X平面截取的侧间隔件的截面图。
具体实施方式
在下文中,参考附图描述根据本发明的实施例的能量存储装置。各个附图是示意图,并不总是严格准确地描述。
以下描述的实施例是本发明的一个具体示例。在下文描述的实施例中,形状、材料、构成元件、构成元件的布置位置和连接形态、制造步骤的顺序等仅仅是示例,这些不旨在用于限制本发明。此外,在下文描述的实施例中的构成元件中,在描述最上位概念的独立权利要求中未描述的构成元件被描述为任意构成元件。
首先,参照图1至图3描述根据该实施例的能量存储装置10的整体结构。
图1是示出根据该实施例的能量存储装置10的外观的透视图。图2是根据该实施例的能量存储装置10的分解透视图。图3是根据该实施例的盖结构体180的分解透视图。
在图1和随后的附图中,为了方便起见,假设Z轴方向作为竖直方向进行描述。然而,在实际使用状态下,还可能存在Z轴方向和竖直方向彼此不一致的情况。
能量存储装置10是二次电池,其可以充电或放电。更具体地,能量存储装置10是诸如锂离子二次电池之类的非水电解质二次电池。能量存储装置10可应用于例如电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)。能量存储装置10不限于非水电解质二次电池,也可以是非水电解质二次电池以外的二次电池,并且可以是电容器。此外,能量存储装置10可以是一次电池。
如图1中所示,能量存储装置10包括:容器100;正极端子200;以及负极端子300。如图2中所示,电极组件400容纳在容器100的内部,并且盖结构体180设置在电极组件400的上方。
盖结构体180包括容器100的盖板110、集电体和绝缘构件。更具体地,盖结构体180包括:正极集电体140,其电连接到电极组件400的正极上的突片部分410。类似地,盖结构体180包括:负极集电体150,其电连接到电极组件400的负极上的突片部分420。
盖结构体180包括:作为上述绝缘构件的下绝缘构件120,其设置在盖板110和正极集电体140之间。类似地,盖结构体180包括:作为上述绝缘构件的下绝缘构件130,其设置在盖板110和负极集电体150之间。
根据该实施例的盖结构体180还包括正极端子200、负极端子300、上绝缘构件125和上绝缘构件135。
上绝缘构件125设置在盖板110和正极端子200之间。上绝缘构件135设置在盖板110和负极端子300之间。
上间隔件500和缓冲片600设置在盖结构体180和电极组件400之间。
上间隔件500设置在电极组件400的设置有突片部分410、420的一侧和盖板110之间。更具体地,上间隔件500整体上具有平板形状,并且具有两个插入部分520,突片部分410、420分别插入到其中。在该实施例中,插入部分520在上间隔件500中形成为凹口形状。上间隔件500由具有绝缘特性的材料制成,诸如聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚苯硫醚树脂(PPS)。
例如,上间隔件500用作以下构件:用于直接或间接地限制电极组件400的向上(向朝向盖板110的方向)移动的构件,或用于防止盖结构体180和电极组件400之间发生短路的构件。
缓冲片600由诸如泡沫聚乙烯之类的、具有高柔韧性的多孔材料制成,并且是用作电极组件400和上间隔件500之间的缓冲构件的构件。
在该实施例中,侧间隔件700设置在容器100的内周表面和电极组件400的侧表面(在该实施例中是X轴方向上的两个侧表面,X轴方向是与电极组件400和盖板110的排列方向(Z轴方向)交叉的方向)之间。例如,侧间隔件700起到限制电极组件400的位置的作用。与上述上间隔件500类似,侧间隔件700由具有绝缘性质的材料制成,例如PC、PP、PE或PPS等。
除了图1至图3所示的元件之外,能量存储装置10还可以包括其他元件,诸如设置在电极组件400和容器100(容器主体111)的底部113之间的缓冲片。虽然将电解质溶液(非水电解质)密封在能量存储装置10的容器100中,但在附图中省略了电解质溶液的图示。
容器100是矩形壳体,并且包括容器主体111和盖板110。虽然用于形成容器主体111和盖板110的材料没有特别限制,但是容器主体111和盖板110优选地由诸如不锈钢、铝、铝合金之类的可焊接金属制成。此外,容器100的形状不限于矩形,容器100可以具有其他形状,诸如圆柱形、拉长的圆柱形。
容器主体111是在俯视平面图中具有矩形形状的柱体,在其一个端部上具有开口112,且在其另一个端部上具有底部113。在组装能量存储装置10时,电极组件400、侧间隔件700等通过开口112插入容器100的容器主体111中。电极组件400、侧间隔件700等通过开口112插入的方向被假定为插入方向(Z轴方向)。
覆盖电极组件400的绝缘片350设置在容器主体111的内部。绝缘片350由具有绝缘特性的材料制成,例如PC、PP、PE或PPS等。绝缘片350与容器主体111的内周表面重叠,并且位于电极组件400和容器主体111之间。更具体地,绝缘片350重叠设置在容器主体111的一对内周表面上并且设置在底部113的内表面上,如在俯视平面图中所示,这对内周表面构成开口112的长边。
容器主体111构造成:在将电极组件400、绝缘片350等容纳在容器主体111的内部之后,通过焊接等将盖板110接合到容器主体111,从而密封容器主体111的内部。
盖板110是板状构件,其封闭容器主体111的开口112。如图2和图3中所示,在盖板110上形成有气体释放阀170、电解质溶液填充口117、通孔110a、110b,以及两个突出部分160。气体释放阀170具有以下功能:当容器100的内部压力增加时,通过打开该阀而释放容器100中的气体。
电解质溶液填充口117是用于在制造能量存储装置10时将电解质溶液填充到容器100中的通孔。电解质溶液填充塞118设置在盖板110上以封闭电解质溶液填充口117。即,在制造能量存储装置10时,通过电解质溶液填充口117将电解质溶液填充到容器100中,并通过焊接将电解质溶液填充塞118接合到盖板110以封闭电解质溶液填充口117,从而将电解质溶液容纳在容器100中。作为密封在容器100中的电解质溶液,电解质溶液的种类没有特别限制,只要不损害能量存储装置10的性能,可以从各种电解质溶液中选择任何种类的电解质溶液。
在该实施例中,两个突出部分160中的每一个通过将盖板110的一部分形成为突出形状而设置在盖板110上,并且例如用于定位上绝缘构件125或135。在突出部分160的后侧,形成具有向上凹陷形状的凹陷部分(图中未示出),并且下绝缘构件120或130的接合突起120b或130b与该凹陷部分接合。在这种结构下,下绝缘构件120或130也定位并固定到盖板110。
上绝缘构件125是在正极端子200和盖板110之间提供电绝缘的构件。下绝缘构件120是在正极集电体140和盖板110之间提供电绝缘的构件。上绝缘构件135是在负极端子300和盖板110之间提供电绝缘的构件。下绝缘构件130是在负极集电体150和盖板110之间提供电绝缘的构件。有时上绝缘构件125、135也被称为例如上垫圈,并且有时下绝缘构件120、130也被称为例如下垫圈。即,在该实施例中,上绝缘构件125、135和下绝缘构件120、130还具有在电极端子(200或300)和容器100之间提供密封的功能。
类似于上间隔件500,上绝缘构件125、135和下绝缘构件120、130由具有绝缘特性的材料制成,例如PC、PP、PE或PPS等。
如图3中所示,在下绝缘构件130的上表面上,以突出的方式形成与突出部分160接合的接合突起130b。在下绝缘构件130的下表面上形成有凹陷部分,并且负极集电体150容纳在该凹陷部分中。在下绝缘构件130的一个端部中,形成有通孔130a,该通孔与形成在负极集电体150中的通孔150a连通。负极端子300的紧固部分310插入通孔130a、150a中。
在下绝缘构件120的上表面上,以突出的方式形成与突出部分160接合的接合突起120b。在下绝缘构件120的下表面上形成有凹陷部分,并且正极集电体140容纳在该凹陷部分中。在下绝缘构件120的一个端部中,形成通孔120a,该通孔与形成在正极集电体140中的通孔140a连通。正极端子200的紧固部分210插入通孔120a、140a中。此外,在下绝缘构件120的位于电解质溶液填充口117正下方的部分中,形成通孔126,其在朝向电极组件400的方向上引导通过电解质溶液填充口117流入容器100的电解质溶液。
在下绝缘构件120、130上,分别形成与侧间隔件700接合的接合部分121、131。更具体地,接合部分121、131从下绝缘构件120、130的外侧端部突出。由于接合部分121、131与侧间隔件700接合,因此确定下绝缘构件120、130相对于侧间隔件700的位置。因此,确定盖结构体180相对于侧间隔件700的位置。稍后描述接合部分121、131与侧间隔件700的接合状态。
如图1至图3中所示,正极端子200是通过正极集电体140电连接到电极组件400的正极的电极端子。负极端子300是通过负极集电体150电连接到电极组件400的负极的电极端子。即,正极端子200和负极端子300是金属制成的电极端子,通过这两个端子将电极组件400中存储的电取出到能量存储装置10外部的空间,并且通过这两个端子将电引入到能量存储装置10内的空间以将电存储在电极组件400中。正极端子200和负极端子300由诸如铝或铝合金之类的金属制成。
在正极端子200上,形成有将容器100和正极集电体140彼此紧固的紧固部分210。在负极端子300上,形成有将容器100和负极集电体150彼此紧固的紧固部分310。
紧固部分210是从正极端子200向下延伸的轴构件(铆钉),并且紧固部分210插入到正极集电体140的通孔140a中,此后,对紧固部分210进行型锻(swage)。更具体地,紧固部分210插入形成在上绝缘构件125中的通孔125a、形成在盖板110中的通孔110a、形成在下绝缘构件120中的通孔120a、以及形成在正极集电体140中的通孔140a,此后,对紧固部分210进行型锻。在这种结构下,正极端子200和正极集电体140彼此电连接,并且正极集电体140与正极端子200、上绝缘构件125和下绝缘构件120一起固定到盖板110。
紧固部分310是从负极端子300向下延伸的轴构件(铆钉),并且紧固部分310插入到形成在负极集电体150中的通孔150a中,此后,对紧固部分310进行堵漏(caulk)。更具体地,紧固部分310插入形成在上绝缘构件135中的通孔135a、形成在盖板110中的通孔110b、形成在下绝缘构件130中的通孔130a、以及形成在负极集电体150中的通孔150a中,此后,对紧固部分310进行堵漏。在这种结构下,负极端子300和负极集电体150彼此电连接,并且负极集电体150与负极端子300、上绝缘构件135和下绝缘构件130一起固定到盖板110。
紧固部分310可以与负极端子300形成为一体。或者,紧固部分310可以形成为与负极端子300分开的部件,并且紧固部分310可以通过诸如型锻或焊接等技术固定到负极端子300。紧固部分310可以由诸如铜或铜合金之类的、与用于形成负极端子300的金属不同的金属制成。紧固部分210和正极端子200之间的关系也是如此。
正极集电体140是设置在电极组件400和容器100之间以使电极组件400和正极端子200彼此电连接的构件。正极集电体140例如由诸如铝或铝合金之类的金属制成。更具体地,正极集电体140电连接到电极组件400的正极的突片部分410,并且同时电连接到正极端子200的紧固部分210。
负极集电体150是设置在电极组件400和容器100之间以使电极组件400和负极端子300彼此电连接的构件。负极集电体150由诸如铜或铜合金之类的金属制成。更具体地,负极集电体150电连接到电极组件400的负极的突片部分420,并且同时电连接到负极端子300的紧固部分310。
正极集电体140的与突片部分410连接的部分和负极集电体150的与突片部分420连接的部分分别形成为该部分相对于集电体的其它部分弯曲的形状。
接下来,参考图4描述电极组件400的结构。
图4是示出根据该实施例的电极组件400的结构的透视图。图4以部分展开的方式示出处于卷绕状态的电极组件400。
电极组件400是能够存储电力的能量存储元件(发电元件)。电极组件400形成为使得正极450、负极460以及隔板470a和470b彼此交替堆叠并彼此卷绕。即,电极组件400形成为使得正极450、隔板470a、负极460和隔板470b按此顺序彼此堆叠,并且卷绕以形成拉长的圆形形状的截面。
正极450是其中正极活性材料层形成在正极基板层的表面上的板,该正极基板层使用具有细长条形并且由铝、铝合金等制成的金属箔形成。作为用于形成正极活性材料层的正极活性材料,只要正极活性材料可以吸留和释放锂离子,可以根据需要使用任何已知的材料。
负极460是其中负极活性材料层形成在负极基板层的表面上的板,该负极基板层使用具有细长条形并且由铜、铜合金等制成的金属箔形成。作为用于形成负极活性材料层的负极活性材料,只要负极活性材料可以吸留和释放锂离子,可以根据需要使用任何已知的材料。
隔板470a、470b分别使用由树脂制成的微孔板形成。作为用于形成能量存储装置10中使用的隔板470a、470b的材料,只要不损害能量存储装置10的性能,可以根据需要使用任何已知的材料。
正极450具有在卷绕轴方向上的一端向外突出的多个突出部分411。类似地,负极460也具有在卷绕轴方向上的一端向外突出的多个突出部分421。多个突出部分411和多个突出部分421是未施加活性材料的部分,从而露出基板层(活性材料未涂覆部分)。
卷绕轴是假想轴,其在卷绕正极450、负极460等时用作中心轴。在该实施例中,卷绕轴是穿过电极组件400的中心并且平行于Z轴方向延伸的直线。
多个突出部分411和多个突出部分421设置在正极450和负极460在卷绕轴方向上的同一侧的端部(图4中的Z轴方向的正侧的端部)。当正极450和负极460彼此堆叠时,多个突出部分411和多个突出部分421分别在电极组件400中的预定位置处彼此堆叠。更具体地,当通过卷绕堆叠正极450时,在正极450的在卷绕轴方向上的一端处,多个突出部分411在周向上的预定位置处堆叠。另一方面,当通过卷绕堆叠负极460时,在负极460的在卷绕轴的方向上的一端处,多个突出部分421在周向上的预定位置处堆叠,该预定位置不同于多个突出部分411堆叠的位置。
因此,通过堆叠多个突出部分411形成的突片部分410和通过堆叠多个突出部分421形成的突片部分420形成在电极组件400上。突片部分410例如朝向堆叠方向上的中心聚集,并例如通过超声波焊接连接到正极集电体140。突片部分420例如朝向堆叠方向上的中心聚集,并且例如通过超声波焊接连接到负极集电体150。在这种结构下,电极组件400在设置有突片部分410、420的一侧上的一端(即,电极组件400在卷绕轴方向上的一端)与盖结构体180相向。
突片部分410、420是电流通过其引入电极组件400和从电极组件400放出的部分,并且可以被称为“引线(引线部分)”、“集电部分”等。
在该实施例中,突片部分410通过堆叠露出基板层的突出部分411而形成,因此,突片部分410不会有助于产生电力。以相同的方式,突片部分420通过堆叠露出基板层的突出部分421而形成,因此,突片部分420不会有助于产生电力。另一方面,电极组件400的除了突片部分410、420之外的部分通过将在基板层上施加了活性材料的部分和隔板470a、470b堆叠而形成。因此,这样的部分有助于产生电力。以下,将这样的部分称为“主体部分430”。主体部分430在X轴方向上的两个端部形成弯曲部分431、432,每个弯曲部分具有弯曲的外周表面。电极组件400的设置在弯曲部分431、432之间的部分形成平坦部分433,该平坦部分具有平坦的外侧表面。如上所述,电极组件400形成为拉长的圆形形状,其中平坦部分433设置在两个弯曲部分431、432之间。
接下来,描述侧间隔件700的具体结构。
图5是从根据该实施例的侧间隔件700的内侧观察的、侧间隔件700的正视图。图6是沿着包含图5中的线VI-VI在内的XY平面截取的侧间隔件700的截面图。图7是根据该实施例的侧间隔件700的俯视图。图8是沿着包含图7中的线VIII-VIII在内的Z-X平面截取的侧间隔件700的截面图。
图7和图8示出了下绝缘构件130的接合部分131与侧间隔件700接合的状态。正极侧的结构与负极侧的对应结构基本相同,因此,在本说明书中,省略了对正极侧的结构的描述。
如图5至图8中所示,侧间隔件700是在卷绕轴(Z轴)方向上延伸的细长构件,并且由具有绝缘特性的材料制成,例如PC、PP、PE或PPS。侧间隔件700包括基部710、壁体720和底板730。
基部710包括顶板711和壁部712。顶板711形成为俯视时的近似矩形形状,其中彼此相邻设置的一对角部形成为圆形。壁部712形成在顶板711的上表面上。
壁部712具有周壁713和锁定部分714。
周壁713在与顶板711的一边对应的部分处开口,并且沿着顶板711的其他边以竖立的方式形成在顶板711上。
锁定部分714在移开方向上锁定到盖结构体180的一部分,移开方向是盖结构体180从容器100移开的方向(Z轴方向的正侧)。更具体地,锁定部分714以竖立方式形成在顶板711上,使得锁定部分714从周壁713的中心向内延伸。向内突出的棘爪部分715形成在锁定部分714的末端表面的上部。棘爪部分715的下表面716是与基部710的上表面平行延伸的平坦表面,并且是与盖结构体180接触的接触表面。棘爪部分715的末端表面717设置在比接触表面更靠近移开方向侧的位置。末端表面717是倾斜表面,其倾斜使得由末端表面717和下表面716形成的角度α为锐角。
壁体720在Z轴方向上延伸,顶板711连接到壁体720的一个端部,并且底板730连接到壁体720的另一个端部。使壁体720开放的开口部分740在Y轴方向上形成在壁体720的中心部分中。开口部分740形成为使得开口部分740沿Z轴方向延伸,以使壁体720从顶板711开口到底板730。
在壁体720中,将开口部分740夹在其间的彼此相对设置的部分分别称为第一壁体720a和第二壁体720b。第一壁体720a和第二壁体720b分别在Z轴方向上从一端到另一端具有均匀的形状。如图6中所示,第一壁体720a和第二壁体720b分别具有其中壁体的内表面形成为整体上平滑弯曲的凹面的截面形状。另一方面,第一壁体720a和第二壁体720b的外表面分别形成为整体上平滑弯曲的凸面,使得第一壁体720a和第二壁体720b的外表面对应于容器100的容器主体111的内表面形状。
类似于顶板711,底板730形成为俯视时的近似矩形形状,其中角部的各部分形成为圆形。壁体720连接到底板730的上表面。
侧间隔件700分别单独安装在电极组件400的弯曲部分431、432上。更具体地,侧间隔件700安装在电极组件400上,使得弯曲部分431、432的一部分从开口部分740露出。
在图6中,弯曲部分432的外形由双点划线表示。弯曲部分431、432具有基本相同的形状,因此,在本说明书中,举例描述了侧间隔件700和弯曲部分432之间的位置关系,并且省略了侧间隔件700和弯曲部分431之间的位置关系的描述。如图6中所示,侧间隔件700安装在电极组件400上,使得壁体720的外表面与弯曲部分432的表面的一部分共面地设置。在这种结构下,弯曲部分432的表面的该部分是包括弯曲部分432的顶点部分的区域。在这种结构下,弯曲部分432容纳在侧间隔件700的开口部分740的内部。此外,壁体720的内表面形成为弯曲的凹面,因此,壁体720的内表面可以与弯曲部分432的表面接触而不会破坏弯曲部分432的曲面形状,因此稳定了弯曲部分432的形状。
接下来,参照图7和图8描述侧间隔件700和下绝缘构件120、130之间的连接状态。下绝缘构件120和侧间隔件700之间的连接状态与下绝缘构件130和侧间隔件700之间的连接状态基本相同。因此,在下文中,举例描述了下绝缘构件130和侧间隔件700之间的连接状态,并且省略了下绝缘构件120和侧间隔件700之间的连接状态的描述。
如图7中所示,接合部分131从下绝缘构件130的外侧的一个端部突出。在接合部分131的两个侧部上形成有肋133,其在接合部分131的整个长度上延伸。由于肋133的形成,提高了接合部分131的整体强度。沿着X轴方向凹进的切口部分131a形成在接合部分131的末端的中央。如图7和图8中所示,侧间隔件700的棘爪部分715的下表面716与接合部分131的一对肋133之间的上表面接触。即,棘爪部分715在移开方向上钩在下绝缘构件130上(该下绝缘构件是盖结构体180的一部分),并因此由棘爪部分715限制盖结构体180的抬起。此外,棘爪部分715设置在一对肋133之间,因此,可以由棘爪部分715限制盖结构体180在Y轴方向的移动。
接下来,描述制造能量存储装置10的方法。
首先,形成图4所示的电极组件400,使得正极450、负极460以及隔板470a和470b彼此交替堆叠并彼此卷绕。当完成这些元件的卷绕时,将胶带(图中未示出)粘附到电极组件400的平坦部分433上,以防止电极组件400展开。
接下来,通过焊接将电极组件400的突片部分410固定到正极集电体140,并且通过焊接将电极组件400的突片部分420固定到负极集电体150。通过这种操作,盖结构体180和电极组件400形成为一体。正电极集电体140的与突片部分410连接的部分和负电极集电体150的与突片部分420连接的部分分别在焊接时相对于其他部分处于拉伸状态,并且这些部分在完成焊接之后会被弯曲。
随后,将侧间隔件700安装在电极组件400的主体部分430上。更具体地,将侧间隔件700分别安装在主体部分430的弯曲部分431、432上。此后,通过将固定到突片部分410、420的盖结构体180按压到电极组件400的主体部分430来使突片部分410、420弯曲。在这个操作阶段,作为盖结构体180的一部分的下绝缘构件120、130的接合部分131从图8中的双点划线所示的状态下降,并且沿着末端表面717被引导。在接合部分131的该引导过程中,突片部分410、420分别要返回原始状态时产生的恢复力、以及正极集电体140和负极集电体150分别要返回原始状态时产生的恢复力被施加到盖结构体180。即,盖结构体180抵抗着这些恢复力沿着末端表面717被引导。此后,下绝缘构件120、130的接合部分131与棘爪部分715的下表面716接触。由于这种操作,侧隔离件700的棘爪部分715钩在下绝缘构件130的接合部分131上,从而限制了盖结构体180的抬起。即,即使正极集电体140、负极集电体150、突片部分410、420要恢复到原始状态,也能够维持盖板110与容器主体111之间的位置关系。
在将侧间隔件700安装在电极组件400上之后,通过胶带(图中未示出)将侧间隔件700固定到主体部分430。
接下来,将彼此形成为一体的电极组件400和侧间隔件700与绝缘片350一起容纳在容器100的容器主体111的内部。在该操作阶段,电极组件400和侧间隔件700通过容器主体111的开口112插入容器主体111中。接下来,通过将盖板110焊接到容器主体111上来组装容器100。在该焊接中,如上所述,由于维持了盖板110和容器主体111的位置关系,从而可以以稳定的方式进行焊接。此后,在通过电解质溶液填充口117将电解质溶液填充到容器主体111中之后,通过将电解质溶液填充塞118焊接到盖板110来封闭电解质溶液填充口117,从而制造了能量存储装置10。
如前所述,根据该实施例,侧间隔件700的锁定部分714被锁定到盖结构体180的一部分,因此,即使当弯曲状态的突片部分410、420的恢复力施加到盖结构体180时,也可以防止盖结构体180相对于容器主体111发生位置移位。因此,可以实现容器主体111和盖板110之间的稳定焊接。
在侧间隔件700的锁定部分714在移开方向上钩住的状态下,锁定部分714被锁定到盖结构体180的一部分,因此,可以防止盖结构体180在移开方向上的移动,即,可以防止盖结构体180的抬起。
倾斜表面(末端表面717)比接触表面(下表面716)设置在更靠近移开方向侧,因此,在使盖结构体180靠近容器主体111时,盖结构体180沿着末端表面717被引导,此后,盖结构体180可以与接触表面716接触。因此,锁定部分714可以平滑地锁定到盖结构体180的一部分。
侧间隔件700介于容器主体111和电极组件400之间,因此,侧间隔件700成为容器主体111内部的位置移位最小的构件。由于锁定部分714形成在侧间隔件700上,因此即使当盖结构体180要发生位置移位时,侧间隔件700也最少程度地跟随盖结构体180发生位置移位。因此,可以可靠地防止盖结构体180的位置移位。
电极组件400的突片部分410、420与盖结构体180相向,因此,即使当由突片部分410、420引起的偏置力施加到盖结构体180时,也可以通过锁定部分714防止盖结构体180的抬起。
电极组件400通过对板(正极450和负极460)进行卷绕而形成,并且电极组件400在卷绕轴方向上的一个端部与盖结构体180相向,因此在所谓的横向卷绕型电极组件400中,也可以防止盖结构体180的抬起。
此外,即使在盖结构体180具有下绝缘构件120的情况下,也可以通过将锁定部分714锁定到下绝缘构件120,来防止盖结构体180的抬起。
(其他实施例)
已经参考迄今为止的实施例描述了根据本发明的能量存储装置。然而,本发明不限于上述实施例。通过将本领域技术人员想到的各种变形应用于该实施例而获得的结构,或通过组合此前描述的多个构成元件获得的结构也包括在本发明的范围内,除非这些结构偏离了本发明的要点。
在下文中进行的描述中,有时与上述实施例中的部件相同的部件被赋予相同符号,并且省略对这些部件的描述。
例如,能量存储装置10包括的电极组件400的数量不限于一个,能量存储装置10可以包括两个或更多个电极组件400。在能量存储装置10包括多个电极组件400的情况下,一对侧间隔件700可以安装在每个电极组件400上,或者一对侧间隔件可以安装在多个电极组件上。
此外,电极组件400包括的正极侧的突片部分410和负极侧的突片部分420之间的位置关系不受特别限制。例如,在卷绕型电极组件400中,突片部分410和突片部分420设置在卷绕轴方向上的彼此相反的侧上。在能量存储装置10包括堆叠型电极组件的情况下,在堆叠方向上,正极侧的突片部分和负极侧的突片部分可以分别在不同方向上突出设置。在这种情况下,只要下绝缘构件、集电体等分别设置在与正极侧的突片部分对应的位置和与负极侧的突片部分对应的位置即可。在这种情况下,只要侧间隔件700的锁定部分714钩在下绝缘构件(该下绝缘构件形成盖结构体的一部分)上即可。锁定部分714钩住的对象可以是除了下部绝缘构件之外的构件,只要该构件是形成盖结构体的一部分的构件即可。
在该实施例中,举例描述了以下电极组件400,即,该电极组件400在卷绕轴方向上的一个端部与盖结构体180相向(所谓的横向卷绕型电极组件)。然而,可以采用以下电极组件,即,该电极组件在与卷绕轴方向垂直的方向上的一个端部与盖结构体相向(所谓的纵向卷绕型电极组件)。
在该实施例中,举例描述了侧间隔件700具有锁定部分714的情况。然而,可以不在侧间隔件上设置锁定部分,而是可以在容器100内部围绕电极组件400设置的绝缘构件上具有锁定部分。
在该实施例中,举例描述了锁定部分714在移开方向上钩在盖结构体180的一部分上而被锁定的情况。然而,只要锁定部分714锁定到盖结构体180的一部分,锁定部分714可以具有任何构造。例如,锁定部分可以锁定到盖结构体180的一部分以限制盖结构体180的水平移动。更具体地,考虑在盖结构体的一部分中形成沿Z轴方向贯穿盖结构体的孔部,并且在侧间隔件上形成锁定到该孔部的锁定部分等情况。在这种情况下,锁定部分可以通过利用弹性变形而锁定到孔部。
工业实用性
本发明可应用于诸如锂离子二次电池等的能量存储装置。
附图标记说明
10:能量存储装置,
110:盖板,
111:容器主体,
120、130:下绝缘构件(垫圈),
180:盖结构体,
400:电极组件,
410、420:突片部分,
700:侧间隔件(绝缘构件),
714:锁定部分,
716:下表面(接触面),
717:末端表面(倾斜表面),
α:角度。
Claims (7)
1.一种能量存储装置,包括:
电极组件,具有突片部分;
容器主体,容纳所述电极组件;
盖结构体,具有盖板,所述盖板封闭所述容器主体;以及
绝缘构件,在所述容器主体中围绕所述电极组件的周边进行布置,其中
所述绝缘构件具有锁定部分,所述锁定部分锁定到所述盖结构体的一部分。
2.根据权利要求1所述的能量存储装置,其中所述锁定部分通过钩在所述盖结构体的所述部分上且钩在与所述容器主体相反的一侧上而被锁定。
3.根据权利要求2所述的能量存储装置,其中所述锁定部分具有接触表面和倾斜表面,所述接触表面与所述盖结构体的所述部分接触,所述倾斜表面设置成比所述接触表面远离所述容器主体并与所述接触表面成锐角。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的能量存储装置,其中所述绝缘构件是设置在所述容器主体和所述电极组件之间的侧间隔件。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的能量存储装置,其中所述电极组件的所述突片部分与所述盖结构体相向。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的能量存储装置,其中
所述电极组件通过对电极板进行卷绕而形成,并且
所述电极组件在卷绕轴方向上的一个端部与所述盖结构体相向。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的能量存储装置,其中
所述盖结构体包括垫圈,所述垫圈确保通过所述盖板实现的所述容器主体中的气密性,并且
所述锁定部分通过钩在所述垫圈上而被锁定。
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