CN116762201A - 蓄电元件 - Google Patents

蓄电元件 Download PDF

Info

Publication number
CN116762201A
CN116762201A CN202280012114.0A CN202280012114A CN116762201A CN 116762201 A CN116762201 A CN 116762201A CN 202280012114 A CN202280012114 A CN 202280012114A CN 116762201 A CN116762201 A CN 116762201A
Authority
CN
China
Prior art keywords
container
pair
electrode
axis direction
storage element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280012114.0A
Other languages
English (en)
Inventor
冈部一弥
奥山良一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GS Yuasa International Ltd
Original Assignee
GS Yuasa International Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GS Yuasa International Ltd filed Critical GS Yuasa International Ltd
Publication of CN116762201A publication Critical patent/CN116762201A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/74Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/78Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/148Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147Lids or covers
    • H01M50/166Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/169Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543Terminals
    • H01M50/547Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

本发明涉及一种蓄电元件,具备将多个极板卷绕而得到的电极体、和容纳电极体的长方体状的容器。容器通过将盖体和容器主体焊接而构成,所述盖体形成该容器中的在卷绕轴方向上对置的一对短侧面以及另一面,所述容器主体形成该容器中的除一对短侧面以及另一面以外的三面。

Description

蓄电元件
技术领域
本发明涉及具备电极体的蓄电元件。
背景技术
以往,在蓄电元件中,已知将对极板进行卷绕而形成的电极体容纳在矩形状的容器内的蓄电元件(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-73580号公报
发明内容
发明要解决的课题
近年来,也对根据卷绕轴方向而实现了长条化的电极体的采用进行了研究,但若是这样的电极体,则在组装时难以将该电极体容纳于容器,有对电极体的负荷增加的担扰。
本发明的目的在于,提供能够降低组装时的电极体的负荷的蓄电元件。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的,本发明的一方式涉及的蓄电元件具备将多个极板卷绕而得到的电极体、和容纳电极体的长方体状的容器,容器通过将盖体和容器主体焊接而构成,所述盖体形成该容器中的在卷绕轴方向上对置的一对短侧面以及另一面,所述容器主体形成容器中的除一对短侧面以及另一面以外的三面。
发明效果
根据本发明,能够提供能够降低组装时的电极体的负荷的蓄电元件。
附图说明
图1是示出实施方式涉及的蓄电元件的外观的立体图。
图2是将实施方式涉及的蓄电元件分解而示出各构成要素的分解立体图。
图3是示出实施方式涉及的电极体的结构的立体图。
图4是将实施方式涉及的容器主体以及盖体的接合构造放大而示出的剖视图。
图5是示出实施方式的变形例1涉及的容器的分解立体图。
图6是示出实施方式的变形例2涉及的容器的分解立体图。
图7是示出实施方式的变形例3涉及的容器的分解立体图。
具体实施方式
本发明的一方式涉及的蓄电元件具备将多个极板卷绕而得到的电极体、和容纳电极体的长方体状的容器,容器通过将盖体和容器主体焊接而构成,所述盖体形成该容器中的在卷绕轴方向上对置的一对短侧面以及另一面,所述容器主体形成容器中的除一对短侧面以及另一面以外的三面。
据此,盖体形成容器的一对短侧面和另一面,因而在组装前的状态下一对短侧面间被开放。因此,能够将在卷绕轴方向上长条的电极体容易地配置在一对短侧面间。因此,能够抑制组装时的对电极体的负荷。
也可以在一对短侧面的每个短侧面设置有电极端子。
据此,在一对短侧面的每个短侧面设置有电极端子的容器中,也能够抑制组装时的对电极体的负荷。
也可以是,作为另一面,盖体形成容器中的顶面,作为另一面以外的三面,容器主体形成容器中的一对长侧面和底面。
据此,由于盖体形成容器中的一对短侧面和顶面,因而在一对短侧面间,一对长侧面侧各自被开放。即,只要是在一对短侧面间配置有电极体的状态,就能够从一个长侧面侧或者另一个长侧面侧将极耳部和集电体接合。由此,能够提高极耳部与集电体的接合的自由度。
电极体也可以具备:在卷绕轴方向上长条的主体部、和从主体部中的卷绕轴方向的两端面的每个端面突出的极耳部。
据此,在具备具有从卷绕轴方向的两端面的每个端面突出的极耳部的电极体的蓄电元件中,也能够抑制组装时的对电极体的负荷。
也可以是,在主体部的两端面的每个端面,作为极耳部而设置有正极极耳部以及负极极耳部,在盖体中的一对短侧面的每个短侧面,与正极极耳部以及负极极耳部对应地设置有正极端子以及正极集电体、和负极端子以及负极集电体。
据此,在电极体的各极耳部接合集电体,但若电极体变得大型而谋求大电流化,则与此相伴地集电体变厚。有厚度的集电体难以变形。例如,在将集电体与极耳部接合之后,即便想要将电极体容纳到容器中,也会由于集电体难以变形而存在不能顺利地容纳到容器内的担扰。在此,在本方式中,在盖体的一对短侧面的每个短侧面设置有正极端子以及正极集电体、和负极端子以及负极集电体,因而能够在将电极体配置于一对短侧面间之后在各集电体接合各极耳部。因此,能够提高蓄电元件的组装性,进而还能够抑制组装时的对电极体的负荷。
也可以是,在主体部的两端面之中,一端面所具备的正极极耳部以及负极极耳部与另一端面所具备的正极极耳部以及负极极耳部被翻转地配置。
本申请发明者发现了,若正极极耳部以及负极极耳部的配置在电极体的主体部的一端面和另一端面翻转,则与不翻转的情况相比,充放电时的电极体的电阻降低。即,在电极体的主体部中,若将一端面所具备的正极极耳部和负极极耳部与另一端面所具备的正极极耳部和负极极耳部翻转地配置,则能够降低充放电时的电极体的电阻。这在电阻容易变高且在卷绕轴方向上长条的电极体中是优选的。
盖体也可以具有架设在一对短侧面间的加强部。
据此,由于在盖体设置有架设在一对短侧面间的加强部,因而能够提高盖体的强度。由此,在组装时盖体的形状稳定,因而能够提高与容器主体的组装性。
加强部也可以与容器的顶面中的沿着卷绕轴方向的一对端部的每个端部连续地设置。
据此,由于与盖体的顶面的一对端部的每个端部连续地设置有加强部,因而能够进一步使盖体的形状稳定化。
在所述容器主体以及所述盖体各自形成有相互配合地重合的台阶状的接合面。
在激光焊接的情况下,还有激光贯通容器而损伤电极体的担扰。为了防止该情况,能够针对容器主体以及盖体各自形成相互配合地重合的台阶状的接合面,并针对该台阶的边界照射激光。由此,在激光的前方存在容器主体,因而激光难以贯通到容器的内侧,能够抑制电极体的损伤。
以下,一边参照附图一边对本发明的实施方式(也包括其变形例)涉及的蓄电元件进行说明。另外,以下说明的实施方式均示出总括性的或具体的例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、制造工序、制造工序的顺序等是一个例子,其主旨并不在于限定本发明。在各图中,尺寸等未严格地进行图示。在各图中,对相同或同样的构成要素标注了相同的符号。
在以下的说明以及附图中,将沿着电极体的卷绕轴的方向、电极体的延伸设置方向、或容器的短侧面的对置方向定义为X轴方向。将容器的长侧面的对置方向、或容器的厚度方向定义为Y轴方向。将容器的容器主体的底面和盖体的顶面所排列的方向、或上下方向定义为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(在本实施方式中为正交)的方向。另外,根据使用方式,也考虑Z轴方向不成为上下方向的情况,但以下为了方便说明,例示出在蓄电元件的使用时电极体的卷绕轴沿着水平方向的情况、即X轴方向以及Y轴方向沿着水平方向且Z轴方向成为上下方向的情况来进行说明。
在以下的说明中,例如所谓X轴正方向,表示X轴的箭头方向,所谓X轴负方向,表示与X轴正方向相反的方向。对于Y轴方向以及Z轴方向也是同样的。进一步地,关于平行以及正交等表示相对性的方向或姿势的表述,严格而言,还包括不是该方向或姿势的情况。例如,所谓2个方向正交,不仅意味着该2个方向完全正交,还意味着实质上正交、即例如包括几%程度的差异。
(实施方式)
[1、蓄电元件的总体性的说明]
首先,使用图1以及图2进行本实施方式中的蓄电元件10的总体性的说明。图1是示出本实施方式涉及的蓄电元件10的外观的立体图。图2是将本实施方式涉及的蓄电元件10分解而示出各构成要素的分解立体图。
蓄电元件10是能够充入电和放出电的二次电池(单电池),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例如被用作汽车、机动二轮车、水运工具、船舶、雪地车、农业机械、建设机械、或电气铁道用的铁道车辆等移动体的驱动用或发动机起动用等的蓄电池等。作为上述的汽车,能例示出电动汽车(EV)、混合电动汽车(HEV)、插入式混合电动汽车(PHEV)以及燃油汽车。作为上述的电气铁道用的铁道车辆,能例示出电车、单轨电车、线性电机车以及具备柴油机以及电动机这两方的混合动力电车。蓄电装置10也能够作为用于家庭用或业务用等的固定设置用的蓄电池等来使用。
另外,蓄电元件10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也可以不是二次电池而是使用者不进行充电也能够使用蓄积的电的一次电池。
如图1以及图2所示,蓄电元件10具备容器100、二对电极端子300和二对外部垫片400。在容器100的内侧容纳有二对内部垫片500、二对集电体600和电极体700。具体地,在容器100中的X轴正方向的一端面配置有一对(正极侧以及负极侧)的各构件,在容器100中的X轴负方向的另一端面配置有剩余的一对(正极侧以及负极侧)的各构件。更详细地,在容器100中的X轴正方向的一端面,在Z轴正方向上配置有正极侧的各构件,在Z轴负方向上配置有负极侧的各构件。在容器100中的X轴负方向的另一端面,在Z轴正方向上配置有负极侧的各构件,在Z轴负方向上配置有正极侧的各构件。即,在容器100的一端面和另一端面,沿着X轴方向观察,正极侧的各构件和负极侧的各构件被翻转(上下翻转)地配置。
在容器100的内部封入有电解液(非水电解质),但省略了图示。作为该电解液,只要不损害蓄电元件10的性能则对其种类没有特别限制,能够选择各种各样的电解液。除上述的构成要素以外,也可以配置有配置在电极体700的侧方或下方等的间隔件、将电极体700等包入的绝缘膜等。
容器100是在X轴方向上长条的长方体形状(方形或箱形)的壳体。在该容器100中,在X轴方向上对置的两端面分别是短侧面101,在Y轴方向上对置的两端面分别是长侧面102。一对短侧面101是设置有上述的正极侧的各构件和负极侧的各构件的X轴方向的一端面以及另一端面。此外,在容器100中,在Z轴方向上对置的两端面之中的Z轴正方向的端面是顶面103,Z轴负方向的端面是底面104。
容器100具有容器主体110和盖体120,通过将容器主体110和盖体120组装而形成长方体形状。容器主体110形成一对长侧面102和底面104。盖体120形成一对短侧面101和顶面103。
具体地,在X轴方向上观察时,容器主体110是上方被开放的大致U字状的金属板。容器主体110在Y轴方向的两端部具有形成一对长侧面102的平板状且矩形状的长侧壁部,在Z轴负方向的端部具有形成底面104的平板状且矩形状的底壁部。
从Y轴方向观察,盖体120是下方被开放的大致U字状的金属板。盖体120在X轴方向的两端部具有形成一对短侧面101的平板状且矩形状的短侧壁部,在Z轴正方向的端部具有形成顶面103的平板状且矩形状的顶壁部。
通过这样的结构,在将电极体700等容纳于容器主体110的内部之后,通过焊接等将容器主体110和盖体120接合,由此容器100成为内部被密封的构造。对容器100(容器主体110以及盖体120)的材质不特别限定,但例如优选为不锈钢、铝、铝合金、铁、镀敷钢板等能够焊接的金属。
在此虽然省略图示,但在盖体120形成有注液部和气体排出阀。气体排出阀是在容器100内侧的压力过度上升的情况下释放该压力的安全阀。注液部是用于在制造蓄电元件10时向容器100的内侧注入电解液的部位。
电极端子300是经由集电体600与电极体700电连接的端子构件(正极端子310以及负极端子320)。即,电极端子300是用于将在电极体700中蓄积的电向蓄电元件10的外部空间导出,并且为了在电极体700蓄积电而向蓄电元件10的内部空间导入电的金属制的构件。对电极端子300的材质不特别限定,但例如电极端子300(正极端子310以及负极端子320)由铝、铝合金、铜或铜合金等导电构件形成。电极端子300通过铆接接合或焊接等与集电体600连接(接合),并且被安装在盖体120。在本实施方式中,电极端子300设置有轴部330,该轴部330在贯通外部垫片400、内部垫片500以及集电体600的状态下被铆接,由此与集电体600连接(接合)。
集电体600在电极体700的X轴方向两侧各配置有一对,与电极体700和电极端子300连接(接合),是将电极体700和电极端子300电连接的具备导电性的集电构件(正极集电体610以及负极集电体620)。具体地,集电体600一体地具有通过焊接或铆接接合等与后述的电极体700的极耳部720连接(接合)的第一连接部630、和如上述那样通过铆接接合或焊接等与电极端子300连接(接合)而被固定在盖体120的第二连接部640。第一连接部630和第二连接部640分别是平板状的部位,通过将一块金属板折弯来形成。对集电体600的材质不特别限定,但例如正极集电体610与后述的电极体700的正极基材741同样由铝或铝合金等导电构件形成,负极集电体620与后述的电极体700的负极基材751同样由铜或铜合金等导电构件形成。
外部垫片400是配置在容器100的盖体120与电极端子300之间的板状且矩形状的绝缘性的密封构件,将盖体120和电极端子300之间绝缘且密封。内部垫片500是配置在盖体120与集电体600之间的板状且矩形状的绝缘性的密封构件,将盖体120与集电体600之间绝缘且密封。外部垫片400以及内部垫片500例如由聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚苯硫醚树脂(PPS)、聚苯醚(PPE(包含改性PPE))、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚醚醚酮(PEEK)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚(PFA)、聚四氟乙烯(PTFE)聚醚砜(PES)、ABS树脂、或者它们的复合材料等具有电绝缘性的树脂等形成。
电极体700是将极板卷绕而形成的能够蓄积电的蓄电要素(发电要素)。电极体700是沿着X轴方向延伸的长条的形状,从X轴方向观察具有长圆形状。电极体700的X轴方向的长度例如为300mm以上,具体地,具有500mm~1500mm程度的沿着X轴方向延伸设置的形状。因此,电极体700的X轴方向的长度比Z轴方向的长度长。电极体700具有主体部710和从主体部710突出的多个极耳部720,如上述那样,极耳部720与集电体600连接(接合)。关于多个极耳部720,从主体部710中的X轴方向的两端面的每个端面各突出一对。例如,在主体部710中的X轴正方向的一端面,在Z轴正方向的端部设置有正极极耳部721,在Z轴负方向的端部设置有负极极耳部722。另一方面,在主体部710中的X轴负方向的另一端面,在Z轴正方向的端部设置有负极极耳部722,在Z轴负方向的端部设置有正极极耳部721。即,在主体部710的一端面和另一端面,沿着X轴方向观察,正极极耳部721和负极极耳部722被翻转(上下翻转)地配置。对于这样的电极体700的结构,以下详细地进行说明。
[2、电极体700的结构的说明]
图3是示出本实施方式涉及的电极体700的结构的立体图。具体地,图3示出了将电极体700中的极板的卷绕状态一部分展开后的状态下的结构。
如图3所示,电极体700具有正极板740、负极板750和隔离件761以及762。
正极板740是在作为由铝或铝合金等构成的长条带状的金属箔的正极基材741的表面形成有正极活性物质层742的极板(电极板)。负极板750是在作为由铜或铜合金等构成的长条带状的金属箔的负极基材751的表面形成有负极活性物质层752的极板(电极板)。作为正极基材741以及负极基材751,只要是镍、铁、不锈钢、钛、烧成碳、导电性高分子、导电性玻璃、Al-Cd合金等相对于充放电时的氧化还原反应稳定的材料,则能够适当使用公知的材料。作为用于正极活性物质层742的正极活性物质、以及用于负极活性物质层752的负极活性物质,只要是能够吸藏放出锂离子的正极活性物质以及负极活性物质,则能够适当使用公知的材料。
例如,作为正极活性物质,能够使用LiMPO4、LiMSiO4、LiMBO3(M是从Fe、Ni、Mn、Co等中选择的1种或2种以上的过渡金属元素)等聚阴离子化合物、钛酸锂、LiMn2O4、LiMn1.5Ni0.5O4等尖晶石型锂锰氧化物、LiMO2(M是从Fe、Ni、Mn、Co等中选择的1种或2种以上的过渡金属元素)等锂过渡金属氧化物等。作为负极活性物质,除锂金属、锂合金(锂-硅、锂-铝、锂-铅、锂-锡、锂-铝-锡、锂-镓、以及伍德合金等含锂金属的合金)以外,还能举出能够吸藏/放出锂的合金、碳材料(例如石墨、难石墨化碳、易石墨化碳、低温烧成碳、非晶质碳等)、硅氧化物、金属氧化物、锂金属氧化物(Li4Ti5O12等)、聚磷氧化物、或者一般被称为转换负极的Co3O4、Fe2P等过渡金属与第14族至第16族元素的化合物等。
隔离件761以及762是由树脂构成的微多孔性的片材。作为隔离件761以及762的坯料,只要不损害蓄电元件10的性能,则能够适当使用公知的材料。例如,作为隔离件761以及762,能够使用不溶于有机溶剂的纺布、无纺布、聚乙烯等由聚烯烃树脂构成的合成树脂微多孔膜等。
电极体700通过将正极板740以及负极板750、和隔离件761以及762交替层叠并且卷绕来形成。即,电极体700通过将负极板750、隔离件761、正极板740和隔离件762以该顺序层叠并卷绕来形成。在本实施方式中,电极体700是正极板740以及负极板750等绕沿着X轴方向延伸的卷绕轴L卷绕而形成的卷绕型(所谓的纵卷型)的电极体。卷绕轴L是指成为将正极板740以及负极板750等卷绕时的中心轴的假想的轴,在本实施方式中,是穿过电极体700的中心的与X轴方向平行的直线。
在正极板740中的卷绕轴方向的两端缘,分别向外侧突出的多个突出片743在该正极板740的俯视下交错状地配置。同样,在负极板750中的卷绕轴方向的两端缘,分别向外侧突出的多个突出片753在该负极板750的俯视下交错状地配置。在层叠后的状态下,正极板740的各突出片743和负极板750的各突出片753分别在正极板740以及负极板750的长边方向上交替地重复排列。各突出片743以及753是未形成包含活性物质的活性物质层从而基材层露出的部分(活性物质层非形成部)。
若将正极板740以及负极板750和隔离件761以及762卷绕,则分别在主体部710的一端面和另一端面,正极板740的各突出片743彼此重合并且负极板750的各突出片753彼此重合。正极板740的各突出片743彼此重合的部分为正极极耳部721。即,正极极耳部721是通过将多个极板(正极板740以及负极板750)之中的相同极性的极板(正极板740)的单片(突出片743)层叠多个而形成的部位。
同样,负极板750的各突出片753彼此重合的部分为负极极耳部722。即,负极极耳部722是通过将多个极板(正极板740以及负极板750)之中的相同极性的极板(负极板750)的单片(突出片753)层叠多个而形成的部位。
即,电极体700具有构成电极体700的主体的主体部710、从主体部710且从X轴方向的两端面的每个端面突出一对的多个极耳部720(正极极耳部721以及负极极耳部722)。
主体部710是将正极板740以及负极板750之中的形成(涂布)有正极活性物质层742以及负极活性物质层752的部分、和隔离件761以及762卷绕而形成的长圆柱形状的部位(活性物质层形成部)。由此,主体部710在Z轴方向两侧具有一对弯曲部711,在该一对弯曲部711间具有整体平坦状的平坦部712。也可以说一对弯曲部711在Z轴方向上被配置在夹着平坦部712的位置。
从X轴方向观察,弯曲部711是沿着Z轴方向突出地弯曲成半圆的圆弧形状并且沿着X轴方向延伸设置的弯曲状的部位,与容器主体110的底壁部和盖体120的顶壁部对置地配置。即,从X轴方向观察,一对弯曲部711是朝向容器主体110的底壁部以及盖体120的顶壁部向Z轴方向两侧突出地弯曲的部位。平坦部712是将一对弯曲部711的端部彼此连结的、朝向Y轴方向的与XZ平面平行地延展的矩形状且平坦状的部位,与容器主体110的Y轴方向两侧的长侧壁部对置地配置。另外,弯曲部711的弯曲形状不限定于半圆的圆弧形状,也可以是椭圆形状的一部分等,怎样弯曲均可以。平坦部712不限定于朝向Y轴方向的外面为平面,也可以是,其外面稍微凹陷、稍微鼓起。各极耳部720在主体部710的两端面,从弯曲部711隔离,从与平坦部712连续的位置突出。
[3.电极体与容器的组装]
接下来,对电极体与容器的组装进行说明。首先,如图2所示,在盖体120中,在形成一对短侧面101的各短侧壁部预先安装有一对电极端子300(正极端子310以及负极端子320)、一对集电体600(正极集电体610以及负极集电体620)、一对外部垫片400和一对内部垫片500。
之后,在盖体120的各短侧壁部之间配置电极体700。此时,盖体120形成容器100中的一对短侧面101和顶面103,在一对短侧面101间,一对长侧面102侧各自被开放。只要从该被开放的部分在各短侧壁部之间配置电极体700即可,因而施加于电极体700的负担也变小。
在配置后,将电极体700的各极耳部720和各集电体600接合,由此盖体120和电极体700被一体化而成为组装体。此时,只要是在一对短侧面101间配置电极体700的状态,就能够从一个长侧面102侧或者另一个长侧面102侧将极耳部720和集电体600接合。即,极耳部720与集电体600的接合的自由度提高。
接下来,在容器主体110中,将盖体120与电极体700的组装体组装于容器主体110,使得在形成一对长侧面102的各长侧壁部之间容纳电极体700。在组装后,通过焊接将容器主体110和盖体120接合。例如,在通过激光焊接将容器主体110和盖体120接合的情况下,容器主体110和盖体120优选由铝或铝合金形成。例如,与SUS相比铝的散热性高,因而在焊接时能够降低蓄积于容器主体110以及盖体120的热量。由此,能够抑制电极体700受到焊接时的热的影响。
此外,在激光焊接的情况下,还有激光贯通容器而损伤电极体700的担扰。为了防止该情况,在容器主体110以及盖体120各自的接合面形成台阶,并对该台阶的边界照射激光即可。
图4是将实施方式涉及的容器主体110以及盖体120的接合构造放大而示出的剖视图。容器主体110的接合面111形成为台阶状。同样,盖体120的接合面121形成为台阶状。在将容器主体110的接合面111和盖体120的接合面121使相互的台阶配合地重合之后,从容器100的外侧朝向接合面111以及121的边界照射激光L1。在该情况下,由于在激光L1的前方存在容器主体110,因而该激光L1难以贯通到容器100的内侧。另外,容器主体110的接合面111和盖体120的接合面121也可以不被形成为台阶状。
[4、效果的说明]
如以上那样,本发明的实施方式涉及的蓄电元件10具备将多个极板(正极板740以及负极板750)卷绕而得到的电极体700、和容纳电极体700的长方体状的容器100。电极体700具备在卷绕轴方向(X轴方向)上长条的主体部710、和从主体部710中的卷绕轴方向的两端面的每个端面突出一对的多个极耳部720。将形成该容器100中的在卷绕轴方向上对置的一对短侧面101以及另一面(顶面103)的盖体120、和形成该容器100中的除一对短侧面101以及另一面以外的三面的容器主体110焊接来构成容器100。
据此,由于盖体120形成容器100的一对短侧面101和另一面,因而在组装前的状态下,一对短侧面101间被开放。因此,能够容易地将在卷绕轴方向上长条的电极体700配置在一对短侧面101间。因此,能够抑制组装时的对电极体700的负荷。
此外,在主体部710的两端面的每个端面,作为一对极耳部720而设置有正极极耳部721以及负极极耳部722。在盖体120中的一对短侧面101的每个短侧面101,与正极极耳部721以及负极极耳部722对应地设置有正极端子310以及正极集电体610、和负极端子320以及负极集电体620。
据此,在电极体700的各极耳部720接合集电体600,但若电极体700变得大型而谋求大电流化,则与此相伴地集电体600变厚。有厚度的集电体600难以变形。例如,在将集电体600与极耳部720接合后,即便想要将电极体700容纳于容器100,也会由于集电体600难以变形而存在不能顺利地容纳到容器100内的担扰。在本实施方式中,在盖体120的一对短侧面101的每个短侧面101,设置有正极端子310以及正极集电体610、和负极端子320以及负极集电体620,因而能够在将电极体700配置在一对短侧面101间之后在各集电体600接合各极耳部720。因此,能够提高蓄电元件10的组装性,进而还能够抑制组装时的对电极体700的负荷。
此外,作为另一面,盖体120形成容器100中的顶面103,作为另一面以外的三面,容器主体110形成容器100中的一对长侧面102和底面104。因此,在盖体120中,在一对短侧面101间,一对长侧面102侧各自被开放。即,只要是在一对短侧面101间配置有电极体700的状态,就能够从一个长侧面102侧或者另一长侧面102侧将极耳部720和集电体600接合。由此,能够提高极耳部720与集电体600的接合的自由度。
此外,在主体部710的两端面之中,一端面所具备的正极极耳部721以及负极极耳部722与另一端面所具备的正极极耳部721以及负极极耳部722被翻转地配置。
本申请发明者发现了,若正极极耳部721以及负极极耳部722在电极体700的主体部710的一端面和另一端面翻转,则与未翻转的情况相比,充放电时的电极体700的电阻降低。即,在电极体700的主体部710中,若一端面所具备的正极极耳部721和负极极耳部722以及另一端面所具备的正极极耳部721和负极极耳部722被翻转地配置,则能够降低充放电时的电极体700的电阻。这在电阻容易变高且在卷绕轴方向上长条的电极体700中是优选的。
[5、变形例的说明]
以下,对上述实施方式的各变形例进行说明。在之后的说明中,有时在与上述实施方式相同的部分中标注相同的符号,并省略其说明。
(变形例1)
接下来,对上述实施方式的变形例1进行说明。图5是示出实施方式的变形例1涉及的容器100a的分解立体图。在上述实施方式中,对容器100中的顶面103以及底面104为平面状的情况进行了例示。然而,容器只要作为整体是大致长方体状即可。例如,如图5所示,容器100a中的顶面103a以及底面104a也可以弯曲。具体地,容器主体110a中的底面104a在X轴方向上观察时沿着Z轴负方向凸出地弯曲。盖体120a中的顶面103a在X轴方向上观察时沿着Z轴正方向凸出地弯曲。此外,盖体120a中的各短侧壁部的下端部与容器主体110a的底面104a的弯曲对应地弯曲。在具有这样的容器100a的蓄电元件中,也能够实现与上述实施方式同样的效果。
(变形例2)
接下来,对上述实施方式的变形例2进行说明。图6是示出实施方式的变形例2涉及的容器100b的分解立体图。如图5所示,在容器100b的盖体120b设置有架设在一对短侧面101间的加强部109b。具体地,在盖体120b中,设置有与顶面103的Y轴方向的两端部连续的一对加强部109b(在图6中图示了一个加强部109b)。一个加强部109b是从顶面103的Y轴负方向的端缘沿着Z轴负方向延伸设置的矩形状且平板状的部位。另一个加强部109b是从顶面103的Y轴正方向的端缘沿着Z轴负方向延伸设置的矩形状且平板状的部位。各加强部109b沿着X轴方向延伸设置,架设于一对短侧面101的Z轴正方向的端部间。各加强部109b被焊接在容器主体110中的长侧壁部的Z轴正方向的端缘。即,焊接后的各加强部109b形成容器100b的长侧面102的一部分。
如此,架设在一对短侧面101间的加强部109b被设置于盖体120b,因而能够提高盖体120b的强度。由此,在组装时,盖体120b的形状稳定,能够提高与容器主体110的组装性。
另外,在本变形例中,对设置有一对加强部109b的情况进行了例示,但加强部109b也可以仅设置有一个。即,加强部也可以仅从顶面的Y轴方向的一端部连续。
(变形例3)
接下来,对上述实施方式的变形例3进行说明。图7是示出实施方式的变形例3涉及的容器100c的分解立体图。在上述实施方式涉及的容器100中,对盖体120形成一对短侧面101以及顶面103、容器主体110形成一对长侧面102以及底面104的情况进行了例示。在本变形例涉及的容器100c中,盖体120c形成一对短侧面101以及一个长侧面102,容器主体110c形成另一长侧面102、顶面103以及底面104。除此以外,也可以是,盖体形成一对短侧面101以及底面104,容器主体形成一对长侧面102以及顶面103。
无论在哪种情况下,在组装前的状态下一对短侧面101间均被开放,因而均能够将在卷绕轴方向上长条的电极体700容易地配置在一对短侧面101间。因此,能够抑制组装时的对电极体700的负荷。
(其他变形例)
以上,对本发明的实施方式(包含其变形例。以下同样)涉及的蓄电元件进行了说明,但本发明不限定于上述实施方式。本次公开的实施方式在所有方面均为例示,在本发明的范围中包括与专利请求的范围等同的意思以及范围内的所有变更。
例如,在上述实施方式中,例示了在电极体700中的主体部710的一端面和另一端面中在X轴方向上观察时正极极耳部721和负极极耳部722被翻转(上下翻转)地配置的情况,但也可以不翻转。
将上述实施方式及其变形例所包括的构成要素任意地组合而构建的方式也包括于本发明的范围内。
产业上的可利用性
本发明能够应用于锂离子二次电池等蓄电元件。
符号说明
10 蓄电元件
100、100a、100b、100c 容器
101 短侧面
102 长侧面
103、103a 顶面
104、104a 底面
109b 加强部
110、110a、110c 容器主体
111、121 接合面
120、120a、120b、120c 盖体
300 电极端子
310 正极端子
320 负极端子
330 轴部
400 外部垫片
500 内部垫片
600 集电体
610 正极集电体
620 负极集电体
630 第一连接部
640 第二连接部
700 电极体
710 主体部
711 弯曲部
712 平坦部
720极耳部
721正极极耳部
722负极极耳部
740极板
741正极基材
742极活性物质层
743、753突出片
750负极板
751负极基材
752负极活性物质层
761、762隔离件。

Claims (9)

1.一种蓄电元件,具备将多个极板卷绕而得到的电极体、和容纳所述电极体的长方体状的容器,其中,
所述容器通过将盖体和容器主体焊接而构成,所述盖体形成该容器中的在所述电极体的卷绕轴方向上对置的一对短侧面以及另一面,所述容器主体形成所述容器中的除所述一对短侧面以及另一面以外的三面。
2.根据权利要求1所述的蓄电元件,其中,
在所述一对短侧面的每个短侧面设置有电极端子。
3.根据权利要求1或2所述的蓄电元件,其中,
作为所述另一面,所述盖体形成所述容器中的顶面,
作为所述另一面以外的三面,所述容器主体形成所述容器中的一对长侧面和底面。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的蓄电元件,其中,
所述电极体具备:
在所述卷绕轴方向上长条的主体部;和
从所述主体部中的所述卷绕轴方向的两端面的每个端面突出的极耳部。
5.根据权利要求4所述的蓄电元件,其中,
在所述主体部的两端面的每个端面,作为所述极耳部而设置有正极极耳部以及负极极耳部,
在所述盖体中的所述一对短侧面的每个短侧面,与所述正极极耳部以及所述负极极耳部对应地设置有正极端子以及正极集电体、和负极端子以及负极集电体。
6.根据权利要求5所述的蓄电元件,其中,
在所述主体部的两端面之中,一端面所具备的所述正极极耳部以及所述负极极耳部与另一端面所具备的所述正极极耳部以及所述负极极耳部被翻转地配置。
7.根据权利要求1~6中的任一项所述的蓄电元件,其中,
所述盖体具有架设在所述一对短侧面间的加强部。
8.根据权利要求7所述的蓄电元件,其中,
所述加强部与所述容器的顶面中的沿着所述卷绕轴方向的一对端部的每个端部连续地设置。
9.根据权利要求1~8中的任一项所述的蓄电元件,其中,
在所述容器主体以及所述盖体各自形成有相互配合地重合的台阶状的接合面。
CN202280012114.0A 2021-01-29 2022-01-21 蓄电元件 Pending CN116762201A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021012862 2021-01-29
JP2021-012862 2021-01-29
PCT/JP2022/002157 WO2022163520A1 (ja) 2021-01-29 2022-01-21 蓄電素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116762201A true CN116762201A (zh) 2023-09-15

Family

ID=82653452

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280012114.0A Pending CN116762201A (zh) 2021-01-29 2022-01-21 蓄电元件

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPWO2022163520A1 (zh)
CN (1) CN116762201A (zh)
DE (1) DE112022000848T5 (zh)
WO (1) WO2022163520A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001143716A (ja) * 1999-11-16 2001-05-25 Tai-Her Yang 柱型単電極組蓄電装置
JP4128457B2 (ja) * 2003-01-10 2008-07-30 松下電器産業株式会社 電池
KR101094024B1 (ko) * 2009-11-18 2011-12-19 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP2012174433A (ja) * 2011-02-18 2012-09-10 Toshiba Corp 電気化学デバイス及び電気化学デバイス用外装体
DE102014216435A1 (de) * 2014-08-19 2016-02-25 Volkswagen Varta Microbattery Forschungsgesellschaft Mbh & Co. Kg Batterie mit prismatischem Gehäuse und Herstellungsverfahren
KR101776885B1 (ko) * 2014-09-25 2017-09-08 주식회사 엘지화학 둘 이상의 케이스 부재들을 포함하는 각형 전지셀
JP7100802B2 (ja) * 2018-10-16 2022-07-14 トヨタ自動車株式会社 電池の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2022163520A1 (zh) 2022-08-04
DE112022000848T5 (de) 2023-12-07
WO2022163520A1 (ja) 2022-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200168860A1 (en) Energy storage device and energy storage module
CN108028342B (zh) 蓄电元件以及蓄电元件的制造方法
CN108028348B (zh) 蓄电元件以及蓄电元件的制造方法
CN108028343B (zh) 蓄电元件
CN108701802B (zh) 能量存储装置和用于制造能量存储装置的方法
CN108140794B (zh) 蓄电元件以及蓄电元件的制造方法
KR101821488B1 (ko) 전지
US10991985B2 (en) Secondary battery
JP2020071898A (ja) 蓄電素子
WO2022163616A1 (ja) 蓄電素子及び蓄電装置
KR101964713B1 (ko) 고정 부재를 포함하는 전지셀 활성화 트레이
JP2019160544A (ja) 蓄電素子
CN116762201A (zh) 蓄电元件
US20240154179A1 (en) Energy storage device
US20240097179A1 (en) Energy storage device
WO2023105987A1 (ja) 蓄電素子
WO2023063328A1 (ja) 蓄電素子
WO2023063329A1 (ja) 蓄電素子
WO2023063332A1 (ja) 蓄電素子
JP7322872B2 (ja) 蓄電素子
US20230223657A1 (en) Battery
JP2019075309A (ja) 蓄電素子
WO2023063330A1 (ja) 蓄電素子
JP2018195406A (ja) 蓄電素子
JP2022116686A (ja) 蓄電素子及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination