CN116157885A - 蓄电模块 - Google Patents

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高崎裕史
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Abstract

具备至少一个圆筒形的蓄电装置，在蓄电装置的上端部配置正极端子以及负极端子，负极端子在蓄电装置的径向上配置在比正极端子更靠外侧，还具备从径向的外侧与负极端子电连接的负极引线，负极引线具有：与蓄电装置的侧面抵接的抵接部；和形成在比抵接部更靠径向的内侧且包含与负极端子的接合部的肩部。

Description

蓄电模块
技术领域
本公开涉及蓄电模块。
背景技术
过去，蓄电模块作为具备多个蓄电装置的电源而公知。例如，专利文献1公开的蓄电模块具备多个圆筒形电池。在该圆筒形电池中，封口体构成为正极端子，并且外装罐构成为负极端子，在外装罐的肩部(被铆接的开口端部)接合负极引线。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第10707471号
发明内容
发明要解决的课题
但是，负极引线和正极端子需要确保绝缘距离，每当在外装罐接合负极引线时，就需要将负极引线的位置以高的精度对准外装罐中的适当的接合位置。
本公开的目的在于，提供一种如上述负极引线那样能将引线的位置以高的精度对准外装罐中的适当的接合位置的蓄电模块。
用于解决课题的手段
作为本公开的一方式的蓄电模块具备至少一个圆筒形的蓄电装置，在蓄电装置的一侧的端部配置第1端子以及第2端子，第2端子在蓄电装置的径向上配置在比第1端子更靠外侧，还具备从径向的外侧与第2端子电连接的引线，引线具有：抵接部，其与蓄电装置的侧面抵接；和肩部，其形成在比抵接部更靠径向的内侧并包含与第2端子的接合部。
发明的效果
根据本公开的一方式，能将引线的位置以高的精度对准第2端子中的适当的接合位置。由此，能减小第2端子与引线的安装公差。
附图说明
图1是表示实施方式所涉及的蓄电模块的侧截面图。
图2是表示实施方式所涉及的集电构件的立体图。
图3是表示实施方式所涉及的蓄电装置以及上支架、和第1实施方式所涉及的负极引线的截面图。
图4是表示第1实施方式所涉及的负极引线的俯视图。
图5是表示第1实施方式所涉及的负极引线的立体图。
图6是表示实施方式所涉及的蓄电装置以及上支架、和第2实施方式所涉及的负极引线的截面图。
图7是表示第2实施方式所涉及的负极引线的俯视图。
图8是表示第2实施方式所涉及的负极引线的立体图。
图9是表示实施方式所涉及的蓄电装置以及上支架、和第3实施方式所涉及的负极引线的截面图。
图10是表示第3实施方式所涉及的负极引线的俯视图。
图11是表示第3实施方式所涉及的负极引线的立体图。
具体实施方式
以下使用附图来说明本公开的实施方式。以下说明的形状、材料以及个数是例示，能对应于蓄电模块的规格适宜变更。
使用图1来说明实施方式所涉及的蓄电模块10。图1是表示蓄电模块10的侧截面图。以下，关于蓄电模块10以及蓄电装置20，将作为支架的上支架40保持蓄电装置20一侧设为上下方向的上侧来进行说明。但上支架40也可以是蓄电模块10的下侧。
蓄电模块10主要作为动力用的电源使用。蓄电模块10例如作为电动汽车、电动工具、电动助力自行车、电动摩托车、电动轮椅、电动三轮车、电动推车等以电动机驱动的电动设备的电源使用。但蓄电模块10的用途并没有被限定，例如也可以作为清洁机、无线机、照明装置、数字摄像机、视频摄像机等在室内外使用的各种电气设备的电源使用。
在图1中，蓄电模块10具备：多个圆筒形的蓄电装置20；从蓄电装置20的第1端子(正极端子)以及第2端子(负极端子)进行集电的集电构件30；分别保持多个蓄电装置20的上端侧的作为支架的上支架40；和分别保持多个蓄电装置20的下端侧的下支架50。关于集电构件30以及上支架40，详细后述。
使用图2来说明实施方式所涉及的集电构件30。图2是表示集电构件30的俯视图。
集电构件30包含板状的金属材料(金属箔)，设于上支架40的顶面。集电构件30形成与蓄电装置20的正极端子连接的正极引线31、将正极引线31彼此连结的连结部32、和作为与蓄电装置20的负极端子连接的引线的负极引线60。负极引线60包含连结负极引线60和连结部32的保险丝部65。关于负极引线60，详细后述。
正极引线31向后述的上支架40的开口部42的上方延伸出，与后述的作为正极端子的封口体26的顶面接合。连结部32形成为带状或薄片状。负极引线60向后述的上支架40的缺口部43的上方延伸出，与后述的作为负极端子的外装罐25的肩部25C接合。保险丝部65形成为比连结部32的宽度窄的带状，不与上支架40的开口部42以及缺口部43重叠地设置。另外，在本公开的蓄电装置中，也可以不设保险丝部65。
根据集电构件30，由于用1张金属箔实现蓄电装置20的正极端子与负极端子的连接、和多个蓄电装置20的集电的功能，因此，能将集电的损耗抑制得小。此外，根据集电构件30，由于用1张金属箔形成，因此，能通过蚀刻等精度良好地以低成本进行加工。
使用图3来说明实施方式所涉及的蓄电装置20。图3是图1的A部的细节图。以下按照蓄电装置20的圆筒形状的径向以及周向来说明各构件。
蓄电装置20使用圆筒形的锂离子二次电池。蓄电装置20并不限定于锂离子二次电池，也可以是镍氢电池、电容器等。
蓄电装置20详细后述，在上端部配置有作为第1端子的正极端子以及作为第2端子的负极端子。通过配置成负极端子包围正极端子的周围，来将负极端子配置在比正极端子更靠径向外侧。更具体地，正极端子构成在后述的封口体26的顶面。此外，负极端子构成在后述的外装罐25的铆接的开口端部(以下称作肩部25C)。
蓄电装置20例如具有：将带状的正极21和带状的负极22在隔着带状的分隔件23的状态下卷绕的电极群24；将电极群24和电解液一起收容的圆筒状的外装罐25；将外装罐25的开口在绝缘的状态下进行密封的封口体26；将正极21和封口体26电连接的箔状的正极极耳27；和将负极22和外装罐25电连接的负极极耳(未图示)。在封口体26的外周与外装罐25的开口的内周面之间配置绝缘性的衬垫28。另外，蓄电装置20也可以在外装罐25连接正极极耳27，在封口体26连接负极极耳。在该情况下，第2端子成为正极端子。作为负极引线60的引线被用作正极的引线。
在外装罐25的外周面，在开口侧形成环状的槽部25A。该槽部25A在对应的外装罐25的内周面形成环状的凸部25B。衬垫28以及封口体26在外装罐25内配置在该环状的凸部25B上。进而，外装罐25的肩部25C以在内周侧配置衬垫28的状态铆接，以使得向外装罐25的内侧倒下。通过由被铆接的肩部25C和凸部25B隔着衬垫28在上下方向上夹着封口体26，来将外装罐25的开口密封。
另外，肩部25C并不限定于上述的结构。例如，也可以在封口体26的中央部具有端子板和以与该端子板绝缘的状态配置在封口体26的最外周的导电性的接合部，通过将开口端部和该接合部焊接接合，来将外装罐25的开口密封。这时，负极引线60可以与接合部的顶面连接。
在封口体26可以设有电流阻断机构(CID)、在外装罐25内达到给定的压力以上的情况下破裂的排气阀。此外，也可以在电极群24与凸部25B之间设置用于将电极群24和外装罐25绝缘的绝缘板29。在设有绝缘板29的情况下，正极极耳27可以穿过形成于绝缘板29的贯通孔延伸。进而，也可以在电极群24与外装罐25的底部之间设置用于将电极群24和外装罐25绝缘的绝缘板。负极极耳可以穿过形成于绝缘板的贯通孔，也可以绕过绝缘板而延伸。
在蓄电装置20中，如上述那样，正极端子构成为封口体26的顶面，接合与正极集电箔连接的正极引线31(参考图2)。此外，在蓄电装置20中，如上述那样，负极端子构成为外装罐25的被铆接的肩部25C，与负极集电箔连接的负极极耳与外装罐25的底部接合。负极引线60从蓄电装置20的径向外侧与外装罐25的肩部25C接合。
使用图3来说明实施方式所涉及的上支架40。
上支架40是保持多个蓄电装置20的上端侧的构件。上支架40包含热可塑性树脂。作为热可塑性树脂，大致分为通用塑料和工程塑料，使用聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、ABS等。
在图3中，在上支架40的底面形成有收容各个蓄电装置20的上端侧的多个收容部41。通过在收容部41嵌合蓄电装置20的上端侧，来将蓄电装置20的上端侧保持在上支架40。
收容部41作为凹部形成于上支架40的底面，其中该凹部包含：具有与蓄电装置20的上端面对置的底面的顶板部41A；和具有与蓄电装置20的侧周面对置的内周面的壁部41B。在收容部41的周围形成：使蓄电装置20的封口体26的顶面在上支架40的上表面露出的开口部42；和使蓄电装置20的外装罐25的肩部25C从上支架40的上表面露出的缺口部43。
开口部42是将收容部41的顶板部41A圆状地开口的部分。开口部42的直径形成得比壁部41B的内径小。根据开口部42，蓄电装置20的封口体26的顶面从上支架40的上表面露出。为此，能经由开口部42使封口体26的顶面和正极引线31接合。此外，顶板部41A的底部也可以与蓄电装置20抵接。
缺口部43是开口部42的缘部的一部分缺失而形成的部分。根据缺口部43，蓄电装置20的外装罐25的肩部25C的一部分能从上支架40的上表面露出。将缺口部43的内周面(与收容部41的壁部41B平行的面)设为壁部43B。
使用图3到图5来说明第1实施方式所涉及的负极引线60。图4是图1的A部的俯视图。图5是负极引线60的立体图。
在图3中，负极引线60如上述那样，与从上支架40的缺口部43露出的蓄电装置20的外装罐25的肩部25C(负极端子)连接。负极引线60在具有上支架40的蓄电模块10或具有下支架50的蓄电模块10的哪一者中都能运用，以下说明在具有上支架40的蓄电模块10中运用的示例。
在图5以及图6中，负极引线60具有：与蓄电装置20的侧面抵接的抵接部61；形成在比抵接部61更靠径向的内侧并包含与外装罐25的肩部25C接合的部分的作为肩部的引线肩部62；和形成在比抵接部61更靠径向的外侧，对抵接部61以及引线肩部62向径向的内侧施力的施力部63。
抵接部61如上述那样，与蓄电装置20的侧面抵接。更详细地，抵接部61与外装罐25的上端部的侧面抵接。在外装罐25的上端部形成为R状的情况下，抵接部61可以形成为仿形成R状进行抵接。
引线肩部62在比抵接部61更靠径向的内侧连续地形成，如上述那样与外装罐25的肩部25C抵接，包含与外装罐25的肩部25C接合的部分。优选在抵接部61与外装罐25的上端部的侧面抵接时，引线肩部62的径向的内端位置是与外装罐25的肩部25C的径向的内端位置相同位置。
在本例中，在引线肩部62的周向的一侧与向上支架40的顶面倾斜地形成的抬高部64连接。抬高部64在上支架40的顶面与保险丝部65连接。
施力部63从抵接部61延伸，如上述那样，在比抵接部61更靠径向的外侧连续地形成，对抵接部61以及引线肩部62向径向的内侧施力。施力部63由与上支架40的收容部41的壁部41 B(与蓄电装置20的端部交叉的面)抵接的支架抵接部63A、和从支架抵接部63A倾斜并与抵接部61连接的连接部63B形成。由此，施力部63作为由支架抵接部63A和连接部63B构成的板簧来形成，相对于上支架40的收容部41的壁部41B对抵接部61施力。
根据施力部63，通过相对于上支架40对抵接部61以及引线肩部62向径向的内侧施力，能使抵接部61与外装罐25的上端部的侧面抵接。由此，决定外装罐25的肩部25C中的引线肩部62的位置。换言之，通过施力部63，来吸收上支架40与蓄电装置20的间隙偏差、外装罐25与负极引线60的安装公差。
根据负极引线60，能将负极引线60的位置以高的精度对准外装罐25的肩部25C的适当的接合位置。由此，能减小外装罐25与负极引线60的安装公差，能增大外装罐25与负极引线60的接合区域。进而，通过增大外装罐25与负极引线60的接合区域，能缓和接合工具的对位的精度，能使接合作业的效率提升。此外，由于施力部63比引线肩部62更向下方延伸，因此，即使使用比引线肩部62大的接合工具，也能抑制对接合作业的阻碍。此外，由于使施力部63与壁部41B抵接，因此，在施力部63对负极引线60向蓄电装置20的侧面施力时，易于抑制负极引线60当中的比引线肩部62更靠连结部32侧的变形。
使用图6到图8来说明第2实施方式所涉及的负极引线70。图6是图1的A部的细节图。图7是图1的A部的俯视图。图8是负极引线70的立体图。
在图6中，负极引线70与如上述那样从上支架40的缺口部43露出的蓄电装置20的外装罐25的肩部25C(负极端子)连接。由于上支架40以及蓄电装置20的细节已被描述，因此，省略说明。
在图7以及图8中，负极引线70具有：与蓄电装置20的侧面抵接的抵接部71；形成在比抵接部71更靠径向的内侧且包含与外装罐25的肩部25C接合的部分的作为肩部的引线肩部72；形成在比抵接部71更靠径向的外侧、对抵接部71以及引线肩部72向径向的内侧施力的施力部73。
抵接部71如上述那样与蓄电装置20的侧面抵接。更详细地，抵接部71与外装罐25的上端部的侧面抵接。在外装罐25的上端部形成为R状的情况下，抵接部71可以形成为仿形成R状来进行抵接。
引线肩部72在比抵接部71更靠径向的内侧连续地形成，如上述那样与外装罐25的肩部25C抵接，包含与外装罐25的肩部25C接合的部分。优选在抵接部71与外装罐25的上端部的侧面抵接时，引线肩部72的径向的内端位置是与外装罐25的肩部25C的径向的内端位置相同位置。
施力部73如上述那样，在比抵接部71更靠径向的外侧连续形成，对抵接部71以及引线肩部72向径向的内侧施力。施力部73由与上支架40的缺口部43的壁部43B抵接的支架抵接部73A、和从支架抵接部73A折弯并连接抵接部71的连接部73B形成。由此，施力部73作为由支架抵接部73A和连接部73B构成的大致V状(或U状)的板簧来形成，相对于上支架40的收容部41的壁部43B对抵接部61进行施力。
在本例中，支架抵接部73A的上端部延伸出至上支架40的顶面而形成，在上支架40的顶面，支架抵接部73A的上端部与负极引线连接部75连接。
根据施力部73，通过相对于上支架40对抵接部71以及引线肩部72向径向的内侧施力，能使抵接部71与外装罐25的上端部的侧面抵接。由此，决定引线肩部72的外装罐25的肩部25C中的位置。换言之，通过施力部63来吸收上支架40与蓄电装置20的间隙偏差、外装罐25与负极引线60的安装公差。
根据负极引线70，能将负极引线70的位置以高的精度对准外装罐25的肩部25C的适当的接合位置。由此，能减小外装罐25与负极引线70的安装交叉，能增大外装罐25与负极引线70的接合区域。进而，通过增大外装罐25与负极引线70的接合区域，能缓和接合工具的对位的精度，能使接合作业的效率提升。此外，由于施力部73也与施力部63同样，在从抵接部71向径向的外侧延伸时还延伸到比引线肩部72更下方，因此，易于使用大的接合工具。此外，由于使施力部73与壁部43B抵接，因此，在施力部73对负极引线70向蓄电装置20的侧面施力时，易于抑制负极引线70当中的比施力部73更靠连结部32侧的变形。进而，施力部73构成为从上支架40的顶面向底面变细。为此，能容易向缺口部43等的上支架40内的空间插入。
使用图9到图11来说明第3实施方式所涉及的负极引线80。图9是图1的A部的细节图。图10是图1的A部的俯视图。图11是负极引线80的立体图。
在图9中，负极引线80如上述那样，与从上支架40的缺口部43露出的蓄电装置20的外装罐25的肩部25C(负极端子)连接。由于上支架40以及蓄电装置20的细节已被描述，因此，省略说明。
在图10以及图11中，负极引线80具有：与蓄电装置20的侧面抵接的抵接部81；形成在比抵接部81更靠径向的内侧、包含与外装罐25的肩部25C接合的部分的作为肩部的引线肩部82；和形成在后述的保险丝部85的中途、将抵接部81以及引线肩部82向径向的内侧施力的施力部83。
抵接部81如上述那样与蓄电装置20的侧面抵接。更详细地，抵接部81与外装罐25的上端部的侧面抵接。在外装罐25的上端部形成为R状的情况下，抵接部81可以形成为仿形成R状来进行抵接。抵接部81从引线肩部82延伸来形成。
引线肩部82如上述那样，在比抵接部81更靠径向的内侧连续地形成，与外装罐25的肩部25C抵接，包含与外装罐25的肩部25C接合的部分。在抵接部81与外装罐25的上端部的侧面抵接时，引线肩部82的径向的内端位置优选是与外装罐25的肩部25C的径向的内端位置相同位置。
在引线肩部82的径向外侧，在宽度方向(蓄电装置20的周向)的中央部连接抵接部81，在宽度方向的两端部连接抬高部84。抬高部84延伸出至上支架40的顶面，在上支架40的顶面与保险丝部85连接，其中该保险丝部85与集电构件30的连结部32连接。
施力部83如上述那样形成于保险丝部85的中途，对抵接部81以及引线肩部82向径向的内侧施力。在本例中，施力部83形成为倒U状，作为板簧发挥作用。
根据施力部83，通过对抵接部81以及引线肩部82向径向的内侧施力，能使抵接部81与外装罐25的上端部的侧面抵接。由此，决定引线肩部82的外装罐25的肩部25C中的位置。换言之，通过施力部63来吸收上支架40与蓄电装置20的间隙偏差、外装罐25与负极引线60的安装公差。
根据负极引线80，能将负极引线80的位置以高的精度对准外装罐25的肩部25C的适当的接合位置。由此，能减小外装罐25与负极引线80的安装交叉，能增大外装罐25与负极引线80的接合区域。进而，通过增大外装罐25与负极引线80的接合区域，能缓和接合工具的对位的精度，能使接合作业的效率提升。此外，在本实施方式的负极引线80中，不使施力部83向缺口部43等上支架40内的空间插入，在收容部41、缺口部43之外配置施力部83。为此，若要使引线肩部82与肩部25C抵接，则在使引线肩部82向肩部25C接近的情况下，能减少施力部83与缺口部43等的表面摩擦或钩挂从而阻碍使上述引线肩部82向肩部25C抵接的作业的可能性。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式以及其变形例，当然能在本申请的专利请求的范围中记载的事项的范围内进行各种变更、改良。
附图标记的说明
10：蓄电模块、20：蓄电装置、21：正极、22：负极、23：分隔件、24：电极群、25：外装罐、25A：槽部、25B：凸部、25C：肩部、26：封口体、27：正极极耳、28：衬垫、29：绝缘板、30：集电构件、31：正极引线、32：连结部、40：上支架、41：收容部、41A：顶板部、41B：壁部、42：开口部、43：缺口部、43B：壁部、50：下支架、60：负极引线、61：抵接部、62：引线肩部(肩部)、63：施力部、63A：支架抵接部、63B：连接部、64：抬高部、65：保险丝部、70：负极引线、71：抵接部、72：引线肩部(肩部)、73：施力部、73A：支架抵接部、73B：连接部、75：保险丝部、80：负极引线、81：抵接部、82：引线肩部(肩部)、83：施力部、84：抬高部、85：保险丝部。

Claims (7)

1.一种蓄电模块，具备至少一个圆筒形的蓄电装置，
在所述蓄电装置的一侧的端部配置第1端子以及第2端子，
所述第2端子在所述蓄电装置的径向上配置在比所述第1端子更靠外侧，
所述蓄电模块还具备从所述径向的外侧与所述第2端子电连接的引线，
所述引线具有：
抵接部，其与所述蓄电装置的侧面抵接；和
肩部，其形成在比所述抵接部更靠所述径向的内侧并包含与所述第2端子的接合部。
2.根据权利要求1所述的蓄电模块，其中，
所述引线还具有：施力部，其形成在比所述抵接部更靠所述径向的外侧，
所述施力部将所述抵接部以及所述肩部向所述蓄电装置的所述径向的内侧施力。
3.根据权利要求2所述的蓄电模块，其中，
所述蓄电模块还具备：支架，其保持所述蓄电装置的一侧，
所述施力部被所述支架支承。
4.根据权利要求3所述的蓄电模块，其中，
所述支架具有：收容部，其收容所述蓄电装置的一侧，
所述施力部通过与所述收容部的壁部抵接而被所述支架支承。
5.根据权利要求4所述的蓄电模块，其中，
所述施力部从所述抵接部向所述径向的外侧延伸，并且，在所述支架，抵接于与所述蓄电装置的所述端部交叉的面。
6.根据权利要求4所述的蓄电模块，其中，
所述支架具有：
开口部，其使所述第1端子露出；和缺口部，其形成于所述开口部的周围，使所述第2端子露出，
所述施力部通过与所述缺口部的壁部抵接而被所述支架支承。
7.根据权利要求2所述的蓄电模块，其中，
所述蓄电模块还具备：支架，其保持所述蓄电装置的一侧，所述施力部在所述支架设于径向上延伸的一侧的面。
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