CN111512484A - 蓄电元件 - Google Patents

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Abstract

蓄电元件(10)具备:电极体(400);收容电极体(400)的容器主体(101);具有将容器主体(101)闭塞的盖体(110)的盖结构体(180);和配置于容器主体(101)内的电极体(400)的周围的绝缘构件(700),在盖结构体(180)以及侧方隔离物(700)的一方设有沿着对容器主体(101)的插入方向的间隙(S),盖结构体(180)以及绝缘构件(700)的另一方具有:在间隙(S)内在插入方向以及该插入方向的相反方向的各方向上与所述一方抵接并与间隙(S)嵌合的嵌合部(702)。

Description

蓄电元件
技术领域
本发明涉及具备配置于电极体的周围的绝缘构件的蓄电元件。
背景技术
过去,在蓄电元件中,已知通过将作为绝缘构件的隔离物以安装在电极体的状态插入容器来进行组装的蓄电元件(例如参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2011-216239号公报
发明内容
发明要解决的课题
在蓄电元件的组装时,在预先将盖体以及隔离物组装在电极体的状态下将电极体插入容器主体。这时,隔离物和盖体由于经由电极体安装,因此在隔离物与盖体的两者间,有可能会出现位置偏离。具体地,在插入容器主体时,隔离物会相对于盖体摇晃,会阻碍平稳的组装作业。
因此,本发明的目的在于,提供能进行平稳的组装作业的蓄电元件。
用于解决课题的手段
本发明的一个方案所涉及的蓄电元件具备:电极体;收容电极体的容器主体;具有将容器主体闭塞的盖体的盖结构体;和配置于容器主体内的电极体的周围的绝缘构件,在盖结构体以及绝缘构件的一方设有沿着对容器主体的插入方向的间隙,盖结构体以及绝缘构件的另一方具有:在间隙内在插入方向以及该插入方向的相反方向的各方向上与所述一方抵接并与间隙嵌合的嵌合部。
发明的效果
根据本发明,能提供能进行平稳的组装作业的蓄电元件。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的蓄电元件的外观的立体图。
图2是实施方式所涉及的蓄电元件的分解立体图。
图3是从实施方式所涉及的蓄电元件去除容器主体和绝缘薄片的部位的分解立体图。
图4是表示实施方式所涉及的侧方隔离物的概略结构的侧视图。
图5是表示实施方式所涉及的侧方隔离物的概略结构的俯视图。
图6是表示实施方式所涉及的侧方隔离物的概略结构的俯视图。
图7是表示实施方式所涉及的侧方隔离物、电极体和绝缘薄片的位置关系的主视图。
图8是表示实施方式所涉及的侧方隔离物、容器主体和绝缘薄片的位置关系的截面图。
图9是表示实施方式所涉及的侧方隔离物、电极体和盖结构体的位置关系的截面图。
图10是表示实施方式所涉及的绝缘薄片与侧方隔离物的接合区域的说明图。
图11是表示变形例1所涉及的侧方隔离物、电极体和绝缘薄片的位置关系的主视图。
图12是表示变形例2所涉及的下衬垫以及其周围的构件的组装前的状态的截面图。
图13是表示变形例2所涉及的下衬垫以及其周围的构件的组装后的状态的截面图。
图14是将变形例3所涉及的侧方隔离物的一部分放大表示的截面图。
具体实施方式
为了搭乘上述目的,本发明的一个方案所涉及的蓄电元件具备:电极体;收容电极体的容器主体;具有将容器主体闭塞的盖体的盖结构体;和配置于容器主体内的电极体的周围的绝缘构件,在盖结构体以及绝缘构件的一方设置沿着对容器主体的插入方向的间隙,盖结构体以及绝缘构件的另一方具有:在间隙内在插入方向以及该插入方向的相反方向的各方向上与所述一方抵接并与间隙嵌合的嵌合部。
据此,由于嵌合部与间隙嵌合,因此约束了绝缘构件向插入方向以及其相反方向的移动。由此,对绝缘构件进行相对于盖结构体的对插入方向以及其相反方向的定位。因此,在组装时,绝缘构件难以相对于盖结构体摇晃,能平稳地进行组装作业。
可以将电极体相对于所述绝缘构件固定。
据此,由于将电极体相对于绝缘构件固定,因此成为绝缘构件和电极体被定位的状态。如前述那样,由于绝缘构件和盖结构体也被定位,因此电极体间接地相对于盖结构体被定位。
在电极体具有集束部(接头部),该集束部与被装入盖结构体的集电体接合的情况下,电极体由于经由集束部保持在盖结构体,因此是不稳定的状态。但若电极体经由绝缘构件间接地定位在盖结构体,则与仅通过集束部保持在盖结构体的情况相比,更能稳定地保持电极体。因此,即使在不受来自容器主体的束缚力的组装时,也能将电极体定位在正确的位置。由此能平稳地进行组装作业。
嵌合部可以是基端部比与间隙嵌合的前端部更为厚壁。
若嵌合部匹配间隙而成为一样的厚度,则在将盖结构体、绝缘构件以及电极体组装的状态下,在插入容器主体时,嵌合部有可能会弯曲。但若嵌合部的基端部比前端部厚壁,就能提高基端部的强度,能抑制插入时的嵌合部的折弯。因此,能更平稳地进行组装作业。
也可以是,蓄电元件还具备:与电极体电连接的集电体,盖结构体具备:将盖体和集电体绝缘的绝缘体,间隙设于盖结构体中的盖体与绝缘体之间,嵌合部设于绝缘构件,在间隙内被盖体和绝缘体所夹。
据此,在具有绝缘体的盖结构体的情况下,通过使嵌合部嵌合在盖体和绝缘体所成的间隙,能进行绝缘构件的定位。另外,嵌合部由于在盖结构体的间隙内被盖体和绝缘体所夹,因此能使嵌合部为简单的形状。
也可以是,绝缘构件具备:与电极体的侧面对置且嵌合部从盖结构体侧的一端部突出的主体部,嵌合部具有:在该嵌合部的突出方向上与盖结构体抵接的抵接部。
据此,由于抵接部在嵌合部的突出方向与盖结构体抵接,因此能进行突出方向上的绝缘构件和盖结构体的定位。由此,由于绝缘构件和盖结构体在插入方向、相反方向以及突出方向上被定位,因此能进行更平稳的组装作业。
也可以是,在嵌合部未与间隙嵌合的状态下,绝缘体中的和盖体一起夹着嵌合部的夹持面以越前往前端间隙越小倾斜度相对于插入方向倾斜。
据此,在嵌合部未与间隙嵌合的状态下,由于绝缘体的夹持面以越前往前端则间隙越小的倾斜度倾斜,因此若嵌合部与间隙嵌合,夹持面就被推向从盖体离开的方向。即,由于绝缘体弹性变形,因此在嵌合后,绝缘体的复原力作用于嵌合部,嵌合部被按压到盖体。由此,在组装时,能更确实地抑制绝缘构件相对于盖结构体摇晃。
也可以是,绝缘体中的和盖体一起夹着嵌合部的夹持面以越前往前端则越接近盖体的倾斜度夹持嵌合部。
由于绝缘体中的和盖体一起夹着嵌合部的夹持面以越前往前端则越接近盖体的倾斜度夹持嵌合部,因此绝缘构件的嵌合部难以从间隙脱落,更能抑制摇晃。
以下参考附图来说明本发明的实施方式以及其变形例所涉及的蓄电元件。以下说明的实施方式以及其变形例均表示全面或具体的示例。以下的实施方式以及其变形例中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、制造工序、制造工序的顺序等是一例,主旨并非限定本发明。关于在以下的实施方式以及其变形例中的构成要素当中未记载在表示最上位概念的独立权利要求的构成要素,作为任意的构成要素来说明。各图是示意图,尺寸等不一定严格进行图示。
在以下的说明以及附图中,将蓄电元件所具有的一对电极端子的排列方向、电极体的一对集束部的排列方向、或者容器的短侧面的对置方向定义成X轴方向。将容器的长侧面的对置方向、容器的短侧面的短边方向、容器的厚度方向、或者电极体的极板的层叠方向定义成Y轴方向。将蓄电元件的容器主体与盖体的排列方向、容器的短侧面的长边方向、电极端子的轴部的轴方向、或者上下方向定义成Z轴方向。这些X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向是相互交叉(本实施方式中正交)的方向。根据使用方式还考虑Z轴方向不设为上下方向的情况,以下为了说明的方便而将Z轴方向设为上下方向来进行说明。在以下的说明中,例如所谓X轴方向正侧,表示X轴的箭头方向侧,所谓X轴方向负侧,表示X轴方向正侧的相反侧。关于Y轴方向以及Z轴方向也同样。
(实施方式)
[1.蓄电元件的结构]
首先使用图1~图3来进行本实施方式中的蓄电元件10的整体的说明。图1是表示实施方式所涉及的蓄电元件10的外观的立体图。图2是实施方式所涉及的蓄电元件10的分解立体图。图3是从实施方式所涉及的蓄电元件10去除容器主体101和绝缘薄片500的部位的分解立体图。
蓄电元件10是能将电充电且还能将电放电的二次电池,具体地,是锂离子二次电池等非水电解质二次电池。蓄电元件10能运用在电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)或插电式混合动力电动汽车(PHEV)等的汽车用(或者移动体用)电源、电子设备用电源、或电力贮存用电源等中。蓄电元件10并不限定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,还可以是电容器。蓄电元件10也可以是即使使用者不进行充电也能使用蓄积的电的一次电池。蓄电元件10也可以是全固体电池。
如这些图所示那样,蓄电元件10具备容器100、电极体400、绝缘薄片500和一对侧方隔离物700。在容器100的内部封入电解液(非水电解质),但省略图示。作为电解液,只要无损蓄电元件10的性能,就对其种类没有特别限制,能选择各种电解液。
在本实施方式中,通过在容器100的盖体110配置各种要素而构成的盖结构体180配置在电极体400的上方。在容器100内,电极体400一端部与盖结构体180对置。
容器100由矩形筒状且有底的容器主体101、和将容器主体101的开口闭塞的盖体110构成。在容器100中收容有电极体400、绝缘薄片500和一对侧方隔离物700。容器100通过在将电极体400等收容到内部后将盖体110和容器主体101焊接等而具有将内部密封的结构。容器100(盖体110以及容器主体101)可以由不锈钢、铝或铝合金等能进行焊接的金属形成。盖体110和容器主体101优选由相同材质形成,但也可以由不同材质形成。在盖体110设有用于对容器100内部注入电解液的注液口124。注液口124被注液栓126堵塞。在盖体110,可以配置在容器100的内压上升时将容器100内部的气体排出的气体排出阀等。
盖结构体180具有容器100的盖体110、正极端子200、负极端子300、上衬垫125、135、下衬垫120、130、正极集电体140和负极集电体150。
盖体110是板状构件,如图3所示那样形成注液口124、贯通孔110a、110b和2个鼓出部160。注液口124是用于在蓄电元件10的制造时注液电解液的贯通孔。在本实施方式中,2个鼓出部160分别通过将盖体110的一部分形成为鼓出状而设于盖体110,可以用在上衬垫125、135的定位中。在鼓出部160的背侧(与电极体400对置的一侧),在上方形成凹状的部分即凹部(未图示),在凹部的一部分卡合下衬垫120、130的卡合突部120b、130b。由此下衬垫120、130也被定位,在该状态下被固定于盖体110。
上衬垫125、135和下衬垫120、130是绝缘体,可以由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或聚苯硫醚树脂(PPS)等绝缘性的树脂等形成。
上衬垫125是将正极端子200和盖体110电绝缘的构件。在上衬垫125形成正极端子200的紧固部贯通的贯通孔125a。下衬垫120是将正极集电体140和盖体110电绝缘的构件。在下衬垫120形成正极端子200的紧固部贯通的贯通孔120a。
上衬垫135是将负极端子300和盖体110电绝缘的构件。在上衬垫135形成负极端子300的紧固部310(参考图9)贯通的贯通孔135a。下衬垫130是将负极集电体150和盖体110电绝缘的构件。在下衬垫130形成负极端子300的紧固部310贯通的贯通孔130a。
上衬垫125、135也有被称作上填充物(packing)的情况,下衬垫120、130也有被称作下填充物的情况。即,在本实施方式中,上衬垫125、135还具有将电极端子(200或300)与容器100之间密封的功能。下衬垫120、130可以也具有将电极端子(200或300)与容器100之间密封的功能。
在下衬垫120、130设有与侧方隔离物700卡合的卡合部121、131。具体地,卡合部121、131从下衬垫120、130的外侧的一端部向外方在X轴方向上突出。在卡合部121、131的Y轴方向上的两侧部,立设加固肋122、132。加固肋122、132倾斜成越前往卡合部121、131的前端,高度越低。通过该加固肋122、132来提高卡合部121、131的强度。
通过卡合部121、131与侧方隔离物700卡合来决定相对于侧方隔离物700的下衬垫120、130的位置。进而决定相对于侧方隔离物700的盖结构体180的位置。关于该卡合部121、131和侧方隔离物700的卡合时的位置关系,之后叙述。
如图1~图3所示那样,正极端子200是经由正极集电体140与电极体400的正极电连接的电极端子。负极端子300是经由负极集电体150与电极体400的负极电连接的电极端子。即,正极端子200以及负极端子300是用于将蓄积于电极体400的电导出到蓄电元件10的外部空间且用于为了在电极体400蓄积电而对蓄电元件10的内部空间导入电的金属制的电极端子。正极端子200由铝或铝合金等形成,负极端子300由铜或铜合金等形成。
在正极端子200设有将容器100和正极集电体140紧固的紧固部。在负极端子300设有用于将容器100和负极集电体150紧固的紧固部310(参考图9)。
正极端子200的紧固部是从正极端子200向下方延伸设置的构件(铆钉),插入在正极集电体140的贯通孔140a并进行铆接。具体地,正极端子200的紧固部插入上衬垫125的贯通孔125a、盖体110的贯通孔110a、下衬垫120的贯通孔120a以及正极集电体140的贯通孔140a并进行铆接。由此将正极端子200和正极集电体140电连接,正极集电体140和正极端子200、上衬垫125以及下衬垫120一起被固定在盖体110。
负极端子300的紧固部310是从负极端子300向下方延伸设置的构件(铆钉),插入负极集电体150的贯通孔150a并进行铆接。具体地,紧固部310插入上衬垫135的贯通孔135a、盖体110的贯通孔110b、下衬垫130的贯通孔130a以及负极集电体150的贯通孔150a并进行铆接。由此,将负极端子300和负极集电体150电连接,负极集电体150和负极端子300、上衬垫135以及下衬垫130一起被固定在盖体110。
紧固部310可以作为与负极端子300的一体物而形成,也可以将作为与负极端子300不同的部件而制作的紧固部310通过铆接或焊接等手法固定在负极端子300。关于正极端子200与其紧固部的关系也同样。
正极集电体140配置于电极体400与盖体110之间,是将电极体400和正极端子200电连接的构件。正极集电体140由铝或铝合金等形成。在正极集电体140形成正极端子200的紧固部贯通的贯通孔140a。
负极集电体150配置于电极体400与盖体110之间,是将电极体400和负极端子300电连接的构件。负极集电体150由铜或铜合金等形成。负极集电体150形成有负极端子300的紧固部310贯通的贯通孔150a。
电极体400如图3所示那样具备多个正极板、多个负极板和隔板,是能蓄积电的蓄电要素(发电要素),配置于容器100的内方。具体地,电极体400是正极板和负极板夹着隔板而交替排列的层叠型的电极体。正极板是在由铝、铝合金等构成的长条带状的集电箔即正极基材层上形成有正极活性物质层的极板。负极板是在由铜、铜合金等构成的长条带状的集电箔即负极基材层上形成有负极活性物质层的极板。作为上述集电箔,还能适当使用镍、铁、不锈钢、钛、煅烧碳、导电性高分子、导电性玻璃、Al-Cd合金等公知的材料。作为正极活性物质层以及负极活性物质层中所用的正极活性物质以及负极活性物质,只要是能包藏放出锂离子的活性物质,就能适当使用公知的材料。隔板能使用由树脂构成的微多孔性的薄片、无纺布。
电极体400具有:作为进行发电以及蓄电的部分的电极体主体401;和作为进行电极体主体401与外部的电力的交换的部分的正极集束部415以及负极集束部425。
电极体主体401作为整体而形成为大致长方体状。在电极体主体401,多个极板的端缘汇集而构成面。具体说明,在电极体主体401具备:与盖体110对置的顶面402;与容器主体101的底部对置的底面403;与顶面402以及底面403相邻、与XZ平面平行的一对第一侧面404;和与顶面402以及底面403相邻、与YZ平面平行的一对第二侧面405。第一侧面404和第二侧面405是不同的侧面。具体地,第一侧面404是比第二侧面405面积更大的长侧面,第二侧面405是短侧面。
在电极体主体401中的顶面402以及一对第一侧面404,在2个部位安装粘接带370。在电极体主体401中的底面403以及一对第一侧面404,在3个部位安装粘接带370。通过这些粘接带370来防止正极板、负极板和隔板的位置偏离。
正极集束部415在电极体主体401的顶面402从X轴方向负侧突出。通过在各正极板将不涂抹正极活性物质而正极基材层露出的部位捆扎,来形成正极集束部415。负极集束部425在电极体主体401的顶面402从X轴方向正侧突出。通过在各负极板将不涂抹负极活性物质而负极基材层露出的部位捆扎,来形成负极集束部425。
正极集束部415与正极集电体140接合,负极集束部425与负极集电体150接合。即,正极集束部415经由正极集电体140与正极端子200电连接,负极集束部425经由负极集电体150与负极端子300电连接。由此,电极体400能经由正极端子200以及负极端子300在与外部的装置等之间进行电力的交换。
在集束部与集电体的接合中能使用周知的接合方法。作为接合方法的一例,能举出超声波焊接、激光焊接等焊接、铆接或上螺丝等紧固等。
接下来说明本实施方式所涉及的侧方隔离物700。
如图2所示那样,一对侧方隔离物700分别与电极体400的一对第二侧面405重叠而配置。即,在容器主体101内,一对侧方隔离物700配置于电极体400的周围。侧方隔离物700是由PP、PE或PPS等绝缘性的树脂形成的绝缘构件。以后,对一对侧方隔离物700当中负极侧的侧方隔离物700的具体的结构进行说明。关于正极侧的侧方隔离物700,由于是与负极侧的侧方隔离物700同样的结构,因此省略其说明。
图4是表示实施方式所涉及的侧方隔离物700的概略结构的侧视图。图5以及图6是表示实施方式所涉及的侧方隔离物700的概略结构的俯视图。具体地,图4是从Y轴方向负侧来看侧方隔离物700的图,图5是从X轴方向正侧来看侧方隔离物700的图,图6是从X轴方向负侧来看侧方隔离物700的图。
如图4~图6所示那样,侧方隔离物700作为整体而形成为大致平板状。侧方隔离物700具备主体部701和嵌合部702,它们一体成形。
主体部701形成为板状,与电极体400的第二侧面405对置而配置。具体地,主体部701形成为在Z轴方向上为长条状并与YZ平面平行的大致矩形。主体部701中的Y轴方向的宽度H1比电极体400的第二侧面405的宽度H2窄(参考图7)。具体地,主体部701的宽度H1优选为电极体400的宽度的80%以上且不足100%。在本实施方式中,侧方隔离物700的整体的宽度收容在宽度H1。
主体部701的下端部的一对角部703被倒角。具体地,角部703形成为R形状。角部703只要是不成为角呈锐角的形状,就并不限定于R形状。作为角部703中的其他形状,能举出C面状等。主体部701的下端部(另一端部)是与其他部分相比壁厚更薄的薄壁部704。薄壁部704成为与主体部701中的宽度方向的整体一样的厚度。在主体部701中的与电极体400的第二侧面405相反的一侧的面,在薄壁部704与其他部分的边界部分形成倾斜面705。通过该倾斜面705来抑制应力的集中。
嵌合部702从主体部701的上端部(一端部)向容器主体101的内方突出。因此嵌合部702的突出方向成为X轴方向。在主体部701的上端部的正下方,也成为与其他部分相比壁厚更薄的薄壁部706。薄壁部706成为与主体部701中的宽度方向的整体一样的厚度。在主体部701中的与电极体400的第二侧面405相反的一侧的面,设置一对倾斜面707,使得在Z轴方向上夹着薄壁部706。一对倾斜面707是薄壁部706与其他部分的边界部分。通过该一对倾斜面707来抑制应力的集中。
在一对薄壁部704、706之间,在Z轴方向上设置一对长条的狭缝708。一对狭缝708平行设置。由于通过这一对狭缝708而电极体400的第二侧面405露出,因此电解液经过该狭缝708而浸透到电极体400。
嵌合部702具备基端部721和前端部725。嵌合部702的基端部721具备倾斜部722、一对壁部723和保持部724。倾斜部722具备越接近盖结构体180就越加厚壁厚的倾斜面726。将倾斜部722的厚度方向与主体部701同样地设为X轴方向。但在倾斜部722中,还能将厚度方向设为Z轴方向。在该情况下,倾斜面726也可以说是使倾斜部722的厚度越接近盖结构体180越薄。倾斜部722不管是X轴方向的厚度还是Z轴方向的厚度,都比主体部701中的嵌合部702以外的部分的X轴方向的壁厚更厚。
一对壁部723设于倾斜部722中的Y轴方向的两端部。具体地,壁部723从倾斜部722的倾斜面726伸出。壁部723和倾斜部722所成的外侧面齐平,其侧视观察形状是矩形。即,该外侧面比仅壁部723所成的外侧面面积大。
保持部724是保持前端部725的部位。具体地,保持部724设于倾斜部722中的Y轴方向的中央部。该保持部724从倾斜部722的倾斜面726伸出,从其前端面,前端部725突出。如图6所示那样,在俯视观察下,保持部724形成为将前端部725作为整体而收容的形状、大小。具体地,保持部724的俯视观察形状是矩形,Z轴方向的厚度比前端部725厚,Y轴方向的宽度也比前端部725大。
前端部725形成为方柱状,从保持部724的前端面向容器100的内方突出。前端部725的上表面与基端部721的上表面齐平。前端部725的X轴方向的厚度和Z轴方向的厚度分别比主体部701中的X轴方向的厚度大。
如此地,在嵌合部702中,基端部721和前端部725各自的壁厚比主体部701中的嵌合部702以外的部分的壁厚更厚。即,嵌合部702是与主体部701的其他部分相比更厚壁的厚壁部。
接下来,说明容器100内的侧方隔离物700与其他构件的位置关系。图7是表示实施方式所涉及的侧方隔离物700、电极体400和绝缘薄片500的位置关系的主视图。图8是表示实施方式所涉及的侧方隔离物700、容器主体101和绝缘薄片500的位置关系的截面图。图9是表示实施方式所涉及的侧方隔离物700、电极体400和盖结构体180的位置关系的截面图。图8是相当于包含图7中的VIII-VIII切断线的截面的截面图。图9是相当于包含图7中的IX-IX切断线的截面的截面图。在图8以及图9中还图示了图7中未图示的构件。
如图7所示那样,侧方隔离物700的主体部701与电极体400的第二侧面405重叠而配置。主体部701在Y轴方向(宽度方向)上收容在电极体400的第二侧面405内。这是因为,侧方隔离物700的宽度H1比电极体400的第二侧面405的宽度H2小。如图8所示那样,虽然容器主体101的内侧的角部形成为R形状,但通过将主体部701收容在电极体400的第二侧面405内,主体部701从容器主体101的内侧的角部分离开。由此能抑制容器主体101的内侧的角部与主体部701的干扰。
如图7所示那样,主体部701的下端部即薄壁部704位于比电极体400的底面403更靠上方的位置。具体地,主体部701的Z轴方向的长度优选是电极体400的第二侧面405的Z轴方向的长度(高度)的30%以上且不足100%。由此,主体部701的薄壁部704在Z轴方向上收容在电极体400的第二侧面405内。即,由于主体部701的薄壁部704不从电极体400突出,因此能抑制薄壁部704与容器主体101的干扰。
如图9所示那样,侧方隔离物700的嵌合部702配置于盖体110与电极体400之间。在盖结构体180,在盖体110与下衬垫130的卡合部131之间设置沿着Z轴方向的间隙S。该间隙S将侧方隔离物700侧开放,从该开放部分将嵌合部702的前端部725插入间隙S。嵌合部702的前端部725在间隙S内在Z轴方向上与盖结构体180嵌合。即,成为卡合部131与侧方隔离物700卡合的状态。具体地,前端部725在Z轴方向正侧与盖体110直接抵接,在Z轴方向负侧与下衬垫130的卡合部131直接抵接。即,前端部725在间隙S内被盖体110和下衬垫130所夹。
Z轴方向负侧是对容器主体101捅入电极体400的插入方向。即,嵌合部702的前端部725可以说是在间隙S内在插入方向以及其相反方向的各方向上与盖结构体180抵接来与间隙S嵌合。如此地,由于嵌合部702的前端部725与间隙S嵌合,因此抑制了相对于盖结构体180的侧方隔离物700的Z轴方向的位置偏离。
嵌合部702的保持部724的前端面与下衬垫130的卡合部131在X轴方向上抵接。即,保持部724是在嵌合部702的突出方向(X轴方向)上与盖结构体180抵接的抵接部。由此,进行突出方向上的侧方隔离物700和盖结构体180的定位。
一对壁部723将其下表面与电极体400的顶面402对置。由此,即使侧方隔离物700想要在嵌合部702的边界弯折,也能通过一对壁部723与电极体400的顶面402抵接来抑制进一步的弯折。
侧方隔离物700和电极体400通过粘接带380固定。因此,电极体400通过侧方隔离物700抑制了相对于盖结构体180的Z轴方向的位置偏离。
将粘接带380对主体部701的一对薄壁部704、706贴附(参考图2)。由于对比主体部701的其他部分薄的薄壁部704、706贴附粘接带380,因此能抑制粘接带380中的从主体部701的突出量。因此,能加大容器100内的电极体400的设置空间,即使不加大蓄电元件10整体,也能加大电极体400的外形尺寸,从而能提高能量密度。
如图7所示那样,绝缘薄片500是覆盖电极体400的一部分的绝缘性的薄片体。具体地,绝缘薄片500覆盖电极体400的一对第一侧面404和底面403。由此,绝缘薄片500作为整体而形成大致U字状。绝缘薄片500的两端部与侧方隔离物700接合。
图10是表示实施方式所涉及的绝缘薄片500与侧方隔离物700的接合区域C的说明图。在图7以及图10中,将接合区域C进行阴影图示。
具体地,绝缘薄片500的两端部分别与侧方隔离物700的一对壁部723接合。这里说的“接合”中包含粘接、熔敷、粘着等。由于一对壁部723配置于电极体400的上方,因此仅将绝缘薄片500中的覆盖第一侧面404的部分延长,就能使绝缘薄片500与壁部重合。由此能使绝缘薄片成为简单的形状。绝缘薄片500在展开时成为长条的矩形。绝缘薄片500可以由PP、PE或者PPS等绝缘性的树脂形成。
[2.蓄电元件的制造方法]
接下来说明蓄电元件10的制造方法。在以后的说明中例示作业者组装蓄电元件10的情况,但还能由组装装置组装蓄电元件10。
首先,作业者对电极体400的正极集束部415接合正极集电体140,并对电极体400的负极集束部425接合负极集电体150。之后,作业者对容器100的盖体110组装正极端子200、负极端子300、上衬垫125、135、下衬垫120、130、正极集电体140和负极集电体150。由此将电极体400和盖结构体180一体化。
接下来,作业者对电极体400安装一对侧方隔离物700。具体地,作业者对电极体400的第二侧面405重叠主体部701,并在盖结构体180的间隙S插入嵌合部702。之后,作业者对各侧方隔离物700的薄壁部704、706以及电极体400的各第一侧面404贴附粘接带380,并在电极体400固定一对侧方隔离物700。
接下来,作业者将绝缘薄片500卷绕到电极体400,使得覆盖电极体400的底面403和一对第一侧面404,然后将该绝缘薄片500的两端部与一对侧方隔离物700的嵌合部702接合。由此,将盖结构体180、电极体400、一对侧方隔离物700以及绝缘薄片500一体化。
接下来,作业者将一体化的盖结构体180、电极体400、一对侧方隔离物700以及绝缘薄片500插入容器主体101。在该插入时,对绝缘薄片500产生从电极体400的底面403向盖结构体180的张力,但该张力难以作用到绝缘薄片500的两端部。即,在插入时,由于是绝缘薄片500的两端部难以从侧方隔离物700剥离的状态,因此能进行平稳的插入。在插入后,作业者通过将盖体110焊接在容器主体101来组装容器100。
之后,作业者从注液口124注入电解液,来对容器100内填充电解液。在电解液的注入后,作业者通过如图1所示那样将注液口124用注液栓126堵塞,来使蓄电元件10完成。
[3.效果等]
如以上说明的那样,根据本实施方式所涉及的蓄电元件10,具备:电极体400;收容电极体400的容器主体101;具有将容器主体101闭塞的盖体110的盖结构体180;和配置于容器主体101内的电极体400的周围的侧方隔离物700(绝缘构件),在盖结构体180以及侧方隔离物700的一方设有沿着对容器主体101的插入方向的间隙S,盖结构体180以及侧方隔离物700的另一方具有:在间隙S内在插入方向以及该插入方向的相反方向的各方向上与所述一方抵接并与间隙S嵌合的嵌合部702。
据此,由于嵌合部702与间隙S嵌合,因此侧方隔离物700向插入方向以及其相反方向的移动被约束。由此,对侧方隔离物700进行相对于盖结构体180的对插入方向以及其相反方向的定位。因此,在组装时,侧方隔离物700难以相对于盖结构体180摇晃,能平稳地进行组装作业。
电极体400相对于侧方隔离物700被固定。
据此,由于电极体400相对于侧方隔离物700被固定,因此侧方隔离物700和电极体400成为被定位的状态。如前述那样,由于侧方隔离物700和盖结构体180也被定位,因此电极体400间接地相对于盖结构体180被定位。
特别在如本实施方式例示的层叠型的电极体400那样以未对容器主体101作用反作用力的状态收容的电极体的情况下,即,在易于在容器主体101内发生位置偏离的电极体的情况下,是适合的。
在本实施方式中,电极体400由于经由正极集束部415以及负极集束部425保持在盖结构体180,因此是不稳定的状态。但若电极体400经由侧方隔离物700间接地定位于盖结构体180,则与仅通过正极集束部415以及负极集束部425保持在盖结构体180的情况相比,能更稳定地保持电极体400。因此,在不受来自容器主体101的束缚力的组装时,也能将电极体400定位在正确的位置。由此能平稳地进行组装作业。
嵌合部702使基端部721比与间隙S嵌合的前端部725更为厚壁。
若嵌合部702匹配间隙S而成为一样的厚度,则在将盖结构体180、侧方隔离物700以及电极体400组装的状态下,在插入容器主体101时,嵌合部702有可能会弯曲。但若嵌合部702的基端部721比前端部725更为厚壁,就能提高基端部721的强度,能抑制插入时的嵌合部702的折弯。因此,能更平稳地进行组装作业。
蓄电元件10还具备:与电极体400电连接的正极集电体140以及负极集电体150(集电体),盖结构体180具有:将盖体110和正极集电体140以及负极集电体150进行绝缘的下衬垫120、130(绝缘体),间隙S设于盖结构体180中的盖体110与下衬垫120、130之间,嵌合部702设于侧方隔离物700,在间隙S内被盖体110和下衬垫120、130所夹。
据此,在具有下衬垫120、130的盖结构体180的情况下,也能通过使嵌合部702嵌合在盖体110和下衬垫120、130所成的间隙S,来进行侧方隔离物700的定位。嵌合部702由于在盖结构体180的间隙S内被盖体110和下衬垫120、130所夹,因此能使嵌合部702成为简单的形状。
侧方隔离物700具备:与电极体400的第二侧面405对置、嵌合部702从盖结构体180侧的一端部突出的主体部701,嵌合部702具有:在该嵌合部702的突出方向上与盖结构体180抵接的保持部724(抵接部)。
据此,由于保持部724在嵌合部702的突出方向上与盖结构体180抵接,因此能进行突出方向上的侧方隔离物700和盖结构体180的定位。由此,由于侧方隔离物700和盖结构体180在插入方向、其相反方向以及突出方向上被定位,因此能进行更平稳的组装作业。
[4.变形例]
(变形例1)
以上说明了上述实施方式所涉及的蓄电元件10,但蓄电元件10也可以具备与上述的方案不同的绝缘薄片。因此,以下,以与上述实施方式的差异为中心来说明关于蓄电元件10所具备的绝缘薄片的变形例1。在以后的说明中,关于与上述实施方式相同的部分,存在标注相同附图标记并省略其说明的情况。
在上述实施方式中,例示了绝缘薄片500在展开时为长条的矩形的情况,但在该变形例1中,例示在绝缘薄片500A的两端部设有突出片501的情况。
图11是表示变形例1所涉及的侧方隔离物700、电极体400和绝缘薄片500A的位置关系的主视图。具体地,图11是与图7对应的图。如图11所示那样,在绝缘薄片500A的两端部分别设有突出片501。虽省略图示,但突出片501在正极侧也设于绝缘薄片500A的两端部。
突出片501与侧方隔离物700中的与电极体400的第二侧面405相反的一侧的外表面710接合。具体地,突出片501与外表面710中的盖结构体180侧的端部接合。外表面710是侧方隔离物700中的与容器主体101的内表面对置的面。
突出片501是矩形,在接合前,从绝缘薄片500A的两端部沿着X轴方向向外方突出。通过将该突出片501折弯并与侧方隔离物700的外表面710重合,来将突出片501与外表面710接合。侧方隔离物700的外表面710由于表面积比嵌合部702的表面积大,因此能加大接合区域C。
(变形例2)
蓄电元件10可以具备与上述的方案不同的下衬垫(绝缘体)。因此,以下以与上述实施方式的差异为中心来说明关于蓄电元件10所具备的下衬垫的变形例2。在以后的说明中,关于与上述实施方式相同的部分,存在标注相同附图标记并省略其说明的情况。
在上述实施方式所涉及的下衬垫130中,在嵌合部702未与间隙S嵌合的状态下,卡合部131向X轴方向突出,以使间隙S在X轴方向上变得均等。在该变形例2中,对具备使间隙在X轴方向上位移的卡合部的下衬垫进行说明。
图12是表示变形例2所涉及的下衬垫130B以及其周围的构件的组装前的状态的截面图。
如图12所示那样,下衬垫130B的卡合部131b作为整体而形成为均等的壁厚。卡合部131b倾斜成随着从下衬垫130B的一端部前往X轴方向正侧而前往Z轴方向正侧,并突出。换言之,卡合部131b倾斜成随着从负极端子300远离而接近盖体110,并突出。卡合部131b中的与盖体110对置的主面是和盖体110一起夹持侧方隔离物700B的嵌合部702b的夹持面1311。即,夹持面1311成为与卡合部131b自身的倾斜对应的倾斜面。具体地,夹持面1311倾斜成随着前往X轴方向正侧而前往Z轴方向正侧。由此,在夹持面1311的基部(X轴方向负侧的端部),与盖体110所成的间隙S1最大,在夹持面1311的前端部(X轴方向正侧的端部),与盖体110所成的间隙S2最小。如此地,夹持面1311以越前往前端则间隙Sb越小的倾斜度相对于Z轴方向(插入方向)倾斜。在本变形例中,例示了卡合部131b是均等的壁厚、作为整体倾斜的情况,但只要是仅卡合部131b的夹持面1311倾斜,则卡合部131b的形状可以任意。夹持面1311可以是平坦面,也可以是弯曲面。
接下来说明变形例2所涉及的侧方隔离物700B的嵌合部702b。
如图12所示那样,嵌合部702b具备基端部721b和前端部725b。
嵌合部702b的基端部721b具备:越接近盖结构体180B则越加厚X轴方向的壁厚的倾斜面726b。将基端部721b的厚度方向与主体部701同样地设为X轴方向。基端部721b是保持前端部725b的部位。具体地,前端部725b从基端部721b的前端面突出。
前端部725b具备第一部7251和第二部7252。第一部7251是前端部725b中的X轴方向正侧的部位,与基端部721b的前端面连结。第一部7251将Z轴方向的壁厚作为整体形成得一样。第一部7251的厚度成为与间隙S1对应的厚度。第二部7252是前端部725b中的X轴方向负侧的部位,从第一部7251的前端面起连续形成。第二部7252的上表面与第一部7251的上表面齐平。第二部7252的下表面倾斜成Z轴方向的厚度前端较细。第二部7252的前端处的Z轴方向的厚度比间隙S1小。
接下来,说明变形例2所涉及的下衬垫130B和侧方隔离物700B的组装。首先,对盖体110和卡合部131b所成的间隙S1,从X轴方向正侧插入侧方隔离物700B的前端部725b中的第二部7252。若插入进展,则卡合部131b的夹持面1311就被第一部7251的下表面慢慢地向Z轴方向负侧推压。由于第二部7252的下表面倾斜成前端较细,因此能平稳地进行插入。
若夹持面1311被向Z轴方向负侧推压,下衬垫130B的卡合部131b弹性变形。若插入进一步进展,第一部7251的下表面对夹持面1311直接抵接,则在第二部7252的Z轴方向正侧与盖体110直接抵接。即,嵌合部702b的第二部7252在间隙Sb内被盖体110和下衬垫130B所夹,从而嵌合(参考图13)。
图13是表示变形例2所涉及的下衬垫130B以及其周围的构件的组装后的状态的截面图。如图13所示那样,在组装后,由于来自卡合部131B的复原力(参考箭头Y1)作用到侧方隔离物700B的第二部7252,因此第二部7252被按压到盖体110。由此,在将电极体400捅入容器主体101时,能更确实地抑制侧方隔离物700B相对于盖结构体180B摇晃。
图13的虚线L1虚拟地表示向变形例2所涉及的卡合部131b的相反侧倾斜的卡合部。若是具有这样的倾斜度的卡合部,则由于即使在组装后,卡合部的复原力也不作用到侧方隔离物700B,因此不能抑制摇晃。
如以上那样,在嵌合部702b未与间隙Sb嵌合的状态下,下衬垫130B中的和盖体110一起夹着嵌合部702b的夹持面1311以越前往前端则间隙Sb越小的倾斜度相对于插入方向倾斜。
据此,在嵌合部702b未与间隙Sb嵌合的状态下,由于下衬垫130B的夹持面1311以越前往前端则间隙Sb越小的倾斜度倾斜,因此若嵌合部702b与间隙Sb嵌合,夹持面1311就被推向从盖体110远离的方向。即,由于下衬垫130B弹性变形,因此在嵌合后,下衬垫130B的复原力作用到嵌合部702b,嵌合部702b被按压到盖体110。由此在组装时,能更确实地抑制侧方隔离物700B相对于盖结构体180B摇晃。
(变形例3)
在变形例2中,例示了侧方隔离物700B的第一部7251的Z轴方向的壁厚作为整体而形成得一样的情况,但第一部的壁厚也可以不均匀。
图14是放大表示变形例3所涉及的侧方隔离物700C的一部分的截面图。如图14所示那样,侧方隔离物700C的第一部7251c使其的下表面倾斜成Z轴方向的厚度前端较粗。换言之,侧方隔离物700C的第一部7251c的下表面倾斜成随着从嵌合部702b的前端部前往基端部而接近盖体110。
图14的虚线L2表示组装了侧方隔离物700C的状态下的卡合部131B。在组装后,成为卡合部131B沿着侧方隔离物700C的第一部7251c的下表面而倾斜的状态。即,卡合部131B的夹持面1311以越前往前端越接近盖体110的倾斜度夹持嵌合部702c。
在组装前,若第一部7251c的下表面以上述的倾斜度倾斜,则在组装后,能使倾斜面1311为倾斜的状态。因此,侧方隔离物700C的嵌合部702c难以从间隙Sb脱落,更能抑制摇晃。
另外,在变形例2的情况下,在将侧方隔离物700B组装到盖结构体180B的状态下,也可以是,夹持面1311以越前往前端越接近盖体110的倾斜度夹持嵌合部702b。
(其他实施方式)
以上基于实施方式以及其各变形例说明了本发明所涉及的蓄电元件。但本发明并不限定于上述实施方式以及各变形例。只要不脱离本发明的主旨,则将本领域技术人员想到的各种变形加进上述实施方式或各变形例的方案、或者将上述说明的多个构成要素组合而构建的形态也包含在本发明的范围内。
在上述实施方式中,例示了多个正极板和多个负极板夹着隔板交替排列的层叠型的电极体400。但电极体也可以是正极板和负极板夹着隔板而蛇腹状折叠的层叠型的电极体。电极体也可以是正极板和负极板夹着隔板卷绕的卷绕型的电极体。
在上述实施方式中,例示了在侧方隔离物700设置嵌合部702,在盖结构体180设置间隙S的情况。但也可以在侧方隔离物设置间隙,在盖结构体设置嵌合部。
在上述实施方式中,例示了嵌合部702的基端部721比前端部725更为厚壁的情况,但也可以嵌合部的基端部和前端部是一样的壁厚。
在上述实施方式中,例示了间隙S设于盖体110与下衬垫120、130之间的情况。但间隙也可以设于盖体单体,还可以设于下衬垫单体。
在上述实施方式中,例示了厚壁部的嵌合部702向电极体400与盖结构体180之间突出的情况。但厚壁部只要是比其他部分更为厚壁,就也可以不向电极体与盖结构体之间突出。
在上述实施方式中,例示了嵌合部702具备倾斜面726的情况。但嵌合部也可以不具备越接近盖结构体越加厚嵌合部的壁厚的倾斜面。
在上述实施方式中,例示了侧方隔离物700的主体部701的宽度H1比电极体400的第二侧面405的宽度H2窄的情况。但主体部的宽度也可以是与电极体的第二侧面的宽度同等的程度以上。
在上述实施方式中,例示了侧方隔离物700的主体部701中的薄壁部704(另一端部)的角部703被倒角的情况。但也可以主体部中的另一端部的角部不被倒角。
在上述实施方式中,例示了侧方隔离物700的主体部701中的另一端部收容在电极体400的第二侧面405内的情况。但也可以主体部中的另一端部不收容在电极体的第二侧面。
在上述实施方式中,例示了绝缘薄片500与侧方隔离物700的盖结构体180侧的一端部接合的情况。但绝缘薄片与侧方隔离物的任意的部位接合即可。
在上述实施方式中,例示了绝缘薄片500覆盖电极体400的底面403和一对第一侧面404的情况。但绝缘薄片至少覆盖电极体中的一个第一侧面即可。绝缘薄片也可以单独具备覆盖电极体中的一对第一侧面当中的一方的第一侧面的薄片和覆盖另一方的第一侧面的薄片。
在上述实施方式中,例示了侧方隔离物700是平板状的情况。但侧方隔离物也可以是弯曲的曲板状。
产业上的可利用性
本发明能运用于锂离子二次电池等蓄电元件等。
附图标记的说明
10 蓄电元件
100 容器
101 容器主体
110 盖体
110a、110b、120a、125a、130a、135a、140a、150a 贯通孔
120、130、130B 下衬垫(绝缘体)
120b、130b 卡合突部
121、131、131b 卡合部
122、132 加固肋
124 注液口
125、135 上衬垫
126 注液栓
140 正极集电体(集电体)
150 负极集电体(集电体)
160 鼓出部
180、180B 盖结构体
200 正极端子
300 负极端子
310 紧固部
370、380 粘接带
400 电极体
401 电极体主体
402 顶面
403 底面
404 第一侧面
405 第二侧面
415 正极集束部
425 负极集束部
500、500A 绝缘薄片
501 突出片
700、700B、700C 侧方隔离物(绝缘构件)
701 主体部
702 嵌合部(厚壁部)
702b、702c 嵌合部
703 角部
704、706 薄壁部
705、707、726 倾斜面
708 狭缝
710 外表面
721、721b 基端部
722 倾斜部
723 壁部
724 保持部(抵接部)
725、725b 前端部
726b 倾斜面
1311 夹持面
7251、7251c 第一部
7252 第二部
C 接合区域
H1、H2 宽度
S、S1、S2、sb 间隙。

Claims (7)

1.一种蓄电元件,其特征在于,具备:
电极体;
收容所述电极体的容器主体;
具有将所述容器主体闭塞的盖体的盖结构体;和
配置于所述容器主体内的所述电极体的周围的绝缘构件,
在所述盖结构体以及所述绝缘构件的一方设有沿着对所述容器主体的插入方向的间隙,
所述盖结构体以及所述绝缘构件的另一方具有:在所述间隙内在所述插入方向以及该插入方向的相反方向的各方向上与所述一方抵接并与所述间隙嵌合的嵌合部。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件,其特征在于,
所述电极体相对于所述绝缘构件被固定。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电元件,其特征在于,
所述嵌合部的基端部比与所述间隙嵌合的前端部更为厚壁。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的蓄电元件,其特征在于,
所述蓄电元件还具备:与所述电极体电连接的集电体,
所述盖结构体具备:将所述盖体和所述集电体绝缘的绝缘体,
所述间隙设于所述盖结构体中的所述盖体与所述绝缘体之间,
所述嵌合部设于所述绝缘构件,在所述间隙内被所述盖体和所述绝缘体所夹。
5.根据权利要求4所述的蓄电元件,其特征在于,
所述绝缘构件具备:与所述电极体的侧面对置且所述嵌合部从所述盖结构体侧的一端部突出的主体部,
所述嵌合部具有:在该嵌合部的突出方向上与所述盖结构体抵接的抵接部。
6.根据权利要求4或5所述的蓄电元件,其特征在于,
在所述嵌合部未与所述间隙嵌合的状态下,所述绝缘体中的和所述盖体一起夹着所述嵌合部的夹持面以越前往前端则所述间隙越小的倾斜度而相对于所述插入方向倾斜。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的蓄电元件,其特征在于,
所述绝缘体中的和所述盖体一起夹着所述嵌合部的夹持面以越前往前端则越接近所述盖体的倾斜度夹持所述嵌合部。
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