CN216818550U - 绝缘部件、电池、电池组以及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种绝缘部件、电池、电池组以及车辆。实施方式的绝缘部件在电池中使外装部相对于集电片和引线电绝缘。在外装部中,凸缘在第一外装部件的周壁上从底壁的相反侧的端部突出,第二外装部件安装于凸缘。绝缘部件具备第一结构体、第二结构体以及连接部。第一结构体配置于底壁的内表面。第二结构体在朝向第一结构体按压的状态下,配置于第二外装部件的内表面,与第一结构体为一体。在第二结构体未按压的状态下,连接部能够使第二结构体相对于第一结构体开闭。
Description
技术领域
本发明的实施方式涉及一种绝缘部件、电池、电池组、车辆以及电池的制造方法。
背景技术
一般而言,二次电池等电池具备:电极组,其具备正极和负极;以及外装部,其在内部规定容纳电极组的容纳空洞。而且,在电池中,外装部由第一外装部件及第二外装部件形成,两个外装部件分别由不锈钢等金属形成。在该电池中,第一外装部件具备底壁及覆盖容纳空洞的外周侧的周壁,在第一外装部件的周壁,凸缘在高度方向上从底壁的相反侧的端部向外周侧突出。在该电池中,第二外装部件在高度方向上从底壁的相反侧安装于凸缘。另外,在电池中,在第一外装部件的外表面安装有电极端子,在容纳于容纳空洞的电极组中,在相对于高度方向交叉的横向上,集电片向周壁突出。而且,集电片经由引线与电极端子电连接。另外,在容纳空洞中,在外装部的内表面配置有绝缘部件,利用绝缘部件使集电片和引线相对于外装部电绝缘。
对于前述那样的电池,需要利用绝缘部件使集电片和引线相对于外装部适当地绝缘。另外,在制造电池时,对于将电极组的集电片连接于电极端子的操作等需要确保其操作性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开2016/204147号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题在于,提供一种绝缘部件,其使集电片和引线相对于外装部适当地绝缘,并且确保电池制造时的操作性。另外,提供一种具备该绝缘部件的电池、具备该电池的电池组以及车辆。
(二)技术方案
根据实施方式,提供一种设置于电池的绝缘部件。在电池中,在由金属形成的外装部的内部的容纳空洞中,容纳有具备正极和负极的电极组,在外装部的第一外装部件上形成有底壁及覆盖容纳空洞的外周侧的周壁。在第一外装部件的周壁上,凸缘从底壁的相反侧的端部向外周侧突出,外装部的第二外装部件在高度方向上从底壁的相反侧安装于凸缘。在第一外装部件的外表面安装有电极端子,在电极组中,在相对于高度方向交叉的横向上,集电片向周壁突出。集电片经由引线与电极端子电连接,绝缘部件使外装部相对于集电片和引线电绝缘。绝缘部件具备第一结构体、第二结构体以及连接部。第一结构体在容纳空洞中配置于第一外装部件的底壁的内表面。第二结构体在容纳空洞中以从第二外装部件朝向第一结构体按压的状态,配置于第二外装部件的内表面,与第一结构体形成为一体。在高度方向上,在第一结构体与第二结构体之间,配置有集电片和引线。连接部连接在第一结构体与第二结构体之间,在第二结构体未朝向第一结构体按压的状态下,能够使第二结构体相对于第一结构体开闭。
另外,在实施方式中,提供一种具备前述的绝缘部件的电池。电池除了绝缘部件之外还具备外装部、电极组、电极端子以及引线。外装部具备第一外装部件、第二外装部件,其中,所述第一外装部件具备底壁、周壁以及凸缘,在容纳空洞中,第二外装部件朝向第一结构体按压第二结构体。电极组配置于外装部的容纳空洞。电极端子安装于第一外装部件的外表面,引线将电极组的集电片电连接于电极端子。
另外,在实施方式中,提供一种具备一个以上的前述电池的电池组。
另外,在实施方式中,提供一种具备前述电池组的车辆。
另外,在实施方式中,提供一种电池的制造方法。在制造方法中,由金属形成第一外装部件以及与第一外装部件并非一体的第二外装部件,所述第一外装部件具备:底壁、覆盖容纳空洞的外周侧的周壁、以及在周壁上从底壁的相反侧的端部向外周侧突出的凸缘。在制造方法中,将第一结构体及第二结构体为一体且第一结构体与第二结构体之间经由连接部连接的绝缘部件形成为,未朝向第一结构体按压的第二结构体能够相对于第一结构体开闭的状态。在制造方法中,在第一外装部件的外表面安装电极端子,在第二结构体相对于第一结构体打开的状态下,在第一外装部件的底壁的内表面配置绝缘部件的第一结构体。在制造方法中,在底壁的内表面配置有第一结构体的状态下,将具备正极和负极的电极组插入第一外装部件的容纳空洞,在电极组中集电片在相对于高度方向交叉的横向上朝向周壁突出的状态下,在容纳空洞中配置电极组及集电片。在制造方法中,经由引线将集电片电连接于电极端子。在制造方法中,在集电片电连接于电极端子的状态下,通过相对于第一结构体关闭第二结构体,并且在高度方向上从底壁的相反侧将第二外装部件安装于凸缘,从而在容纳空洞中在第二外装部件的内表面配置第二结构体,并且在高度方向上在第一结构体与第二结构体之间配置集电片及所述引线。
附图说明
图1是将第一实施方式的电池以第二外装部件与第一外装部件分离的状态概要地表示的立体图。
图2是将第一实施方式的电池以从在高度方向上底壁所在侧观察的状态表示的概要图。
图3是概要地表示第一实施方式的电池的电极组的立体图。
图4是表示制造图3的电极组时的一个状态的概要图。
图5是以与纵向垂直或者大致垂直的剖面概要地表示第一实施方式的电池的外装部的容纳空洞的结构的剖视图。
图6是以结构体(第二结构体)相对于结构体(第一结构体)关闭的状态概要地表示第一实施方式的电池中设置的绝缘部件的立体图。
图7是以结构体(第二结构体)相对于结构体(第一结构体)打开的状态概要地表示第一实施方式的电池中设置的绝缘部件的立体图。
图8A是以结构体(第二结构体)相对于结构体(第一结构体) 关闭的状态概要地表示第一实施方式的电池中设置的绝缘部件的剖视图。
图8B是将图8A剖面中的连接部及其附近放大并概要地表示的剖视图。
图9A是以结构体(第二结构体)相对于结构体(第一结构体) 打开的状态概要地表示第一实施方式的电池中设置的绝缘部件的剖视图。
图9B是将图9A剖面中的连接部及其附近放大并概要地表示的剖视图。
图10是概要地表示在制造第一实施方式的电池时,各集电片电连接于电极端子的对应的一方,并且在各绝缘部件中结构体(第二结构体)相对于在底壁的内表面配置的结构体(第一结构体)打开的状态的立体图。
图11A是以结构体(第二结构体)相对于结构体(第一结构体) 关闭的状态概要地表示第一变形例的电池中设置的绝缘部件的剖视图。
图11B是将图11A剖面中的连接部及其附近放大并概要地表示的剖视图。
图12A是以结构体(第二结构体)相对于结构体(第一结构体) 打开的状态概要地表示第一变形例的电池中设置的绝缘部件的剖视图。
图12B是将图12A剖面中的连接部及其附近放大并概要地表示的剖视图。
图13是概要地表示第二变形例的电池中设置的绝缘部件的剖视图。
图14是以与纵向垂直或者大致垂直的剖面概要地表示第三变形例的电池的剖视图。
图15是概要地表示从图14的状态起使开放阀开放了的状态的剖视图。
图16是表示采用实施方式的电池的电池组的一例的概要图。
图17是表示实施方式的电池组在车辆中的应用例的概要图。
具体实施方式
(电池)
首先,对实施方式的电池进行说明。
(第一实施方式)
图1及图2表示实施方式的电池1的一例。电池1例如是二次电池。如图1及图2所示,电池1具备外装部3。外装部3由不锈钢等金属形成。作为形成外装部3的不锈钢以外的金属,可举出铝、铝合金、铁、以及镀钢等。另外,在外装部3的内部形成有容纳空洞11。在电池1及外装部3中规定了:纵向(箭头X1及箭头X2所示的方向)、相对于纵向交叉(垂直或者大致垂直)的横向(箭头Y1及箭头Y2所示的方向)、以及相对于纵向及横向双方交叉(垂直或者大致垂直)的高度方向(箭头Z1及箭头Z2所示的方向)。
外装部3具备第一外装部件(罩部件)5及第二外装部件(盖部件)6。第一外装部件5形成为带底的容器形状。在本实施方式中,第一外装部件5具有底壁7及周壁8,形成为一面开口的大致长方体状。底壁7相对于容纳空洞11而位于高度方向的一侧(箭头Z1侧)。另外,周壁8沿着外装部3的周向延伸,容纳空洞11的外周侧被周壁8包围。而且,容纳空洞11相对于周壁8邻接于内周侧。在此,图1表示从第一外装部件5分离了第二外装部件6的状态,图2表示在高度方向上从底壁7所在侧观察的状态。
另外,第一外装部件5的内部空间形成外装部3的容纳空洞11 的至少一部分,朝向底壁7所在侧的相反侧开口。而且,第一外装部件5的内部空间的开口的开口缘在周壁8上形成于底壁7的相反侧的端部。在此,在电池1及外装部3中,沿着第一外装部件5的内部空间的开口缘的方向与周向一致或者大致一致。而且,相对于周壁8而言容纳空洞11(内部空间)所在侧是内周侧,内周侧的相反侧是外周侧。
周壁8具备两对侧壁12A、12B、13A、13B。一对侧壁12A、12B 在横向上隔着容纳空洞11对置。而且,一对侧壁13A、13B在纵向上隔着容纳空洞11对置。侧壁12A、12B分别在侧壁13A、13B之间沿着纵向连续延伸。另外,侧壁13A、13B分别在侧壁12A、12B 之间沿着横向连续延伸。
第一外装部件5具备凸缘15。凸缘15在周壁8(侧壁12A、12B、 13A、13B)上从底壁7的相反侧的端部向外周侧突出。因此,凸缘 15相对于周壁8向外周侧突出,并且在高度方向上从底壁7分离而形成。凸缘15在外装部3的周向上遍及整周形成,在外装部3的周向上遍及整周向外周侧突出。另外,凸缘15从第一外装部件5的内部空间的开口缘朝向外周侧延伸。
在本实施方式中,第二外装部件6是大致板状的部件,例如形成为大致长方形状。第二外装部件6在电池1的高度方向上从底壁7所在侧的相反侧安装于凸缘15,从底壁7的相反侧与凸缘15对置。而且,第一外装部件5的内部空间(容纳空洞11)的开口被第二外装部件6封闭。在本实施方式中,第二外装部件6在高度方向上隔着容纳空洞11形成与底壁7对置的顶壁。因此,第一外装部件5的底壁 7在高度方向上隔着容纳空洞11与第二外装部件6(顶壁)对置。另外,周壁8及凸缘15在高度方向上设置于底壁7与第二外装部件6 之间。
第二外装部件6相对于周壁8(侧壁12A、12B、13A、13B)向外周侧突出。而且,第二外装部件6在外装部3的周向上遍及整周向外周侧突出。另外,在本实施方式中,板状的第二外装部件6的厚度方向与电池1(外装部3)的高度方向一致或者大致一致。
第二外装部件6在相对于凸缘15配置于底壁7的相反侧的状态下焊接于凸缘15。在焊接部分,凸缘15及第二外装部件6气密地焊接。凸缘15向第二外装部件6的焊接部分相对于第一外装部件5的内部空间(容纳空洞11)的开口缘形成于外装部3的外周侧。另外,凸缘15及第二外装部件6的焊接部分在周向上遍及整周连续形成。因此,外装部3的容纳空洞11被密闭及封闭。此外,在焊接部分,例如通过电阻缝焊接来焊接凸缘15及第二外装部件6。通过进行电阻缝焊接,与激光焊接等相比,抑制成本,并且凸缘15与第二外装部件6之间的气密性较高。
在本实施方式中,在底壁7与第二外装部件6(顶壁)之间的高度方向上的尺寸分别比一对侧壁12A、12B之间的横向上的尺寸、以及一对侧壁13A、13B之间的纵向上的尺寸小得多。因此,在容纳空洞11中,高度方向上的尺寸分别比纵向上的尺寸、以及横向上的尺寸小得多。另外,外装部3的壁厚遍及外装部3(外装部件5、6)的整体均匀或者大致均匀地形成。外装部3的壁厚形成为较薄,例如形成为0.02mm以上且0.3mm以下。因此,在电池1及外装部3中,高度方向上的尺寸比纵向上的尺寸、以及横向上的尺寸小得多。
另外,在本实施方式中,一对侧壁13A、13B之间的纵向上的尺寸比一对侧壁12A、12B之间的横向上的尺寸小。因此,在容纳空洞 11中,纵向上的尺寸比横向上的尺寸小。而且,在电池1及外装部3 中,纵向上的尺寸比横向上的尺寸小。另外,从周壁8到外周侧的凸缘15及第二外装部件6的突出尺寸是2mm以上且5mm以下程度。在本实施方式中,利用凸缘15及第二外装部件6的突出部分的突出端形成有外装部3(电池1)的外周端。
在外装部3的容纳空洞11中容纳有电极组10。图3表示电极组 10,图4表示制造电极组10时的一种状态。如图3及图4所示,电极组10具备正极21、负极22以及隔离物23、25。正极21具备作为正极集电体的正极集电箔21A、以及在正极集电箔21A的表面担载的正极活性物质含有层21B。正极集电箔21A是铝箔或者铝合金箔等,厚度是10μm~20μm程度。在正极集电箔21A上涂覆有含有正极活性物质、粘结剂以及导电剂的糊状物。作为正极活性物质,不限于这些,可举出能够吸收放出锂的氧化物、硫化物以及聚合物等。另外,从获得较高的正极电位的观点出发,优选正极活性物质使用锂锰复合氧化物、锂镍复合氧化物、锂钴复合氧化物以及锂磷酸铁等。
负极22具备作为负极集电体的负极集电箔22A、以及在负极集电箔22A的表面担载的负极活性物质含有层22B。负极集电箔22A 是铝箔、铝合金箔或者铜箔等,厚度是10μm~20μm程度。在负极集电箔22A上涂覆有含有负极活性物质、粘结剂以及导电剂的糊状物。作为负极活性物质,没有特别限定,可举出能够吸收放出锂离子的金属氧化物、金属硫化物、金属氮化物以及碳材料等。作为负极活性物质,优选是锂离子的吸收放出电位相对于金属锂电位为0.4V以上的物质,即,锂离子的吸收放出电位为0.4V(vs.Li+/Li)以上的物质。通过使用具有这样的锂离子吸收放出电位的负极活性物质,从而抑制铝或者铝合金与锂的合金反应,因此能够在负极集电箔22A及与负极22关联的结构部件中使用铝及铝合金。作为锂离子的吸收放出电位为0.4V(vs.Li+/Li)以上的负极活性物质,可举出例如钛氧化物、钛酸锂等锂钛复合氧化物、钨氧化物、非结晶锡氧化物、铌/钛复合氧化物、锡硅氧化物、以及氧化硅等,尤其优选将锂钛复合氧化物作为负极活性物质使用。此外,在将吸收放出锂离子的碳材料作为负极活性物质使用的情况下,负极集电箔22A可以使用铜箔。作为负极活性物质使用的碳材料的锂离子的吸收放出电位为0V(vs.Li+/Li)程度。
对于正极集电箔21A及负极集电箔22A所采用的铝合金而言,优选含有从Mg、Ti、Zn、Mn、Fe、Cu以及Si中选择的一种或者两种以上的元素。铝及铝合金的纯度可以为98重量%以上,优选为99.99 重量%以上。另外,可以将纯度100%的纯铝作为正极集电体和/或负极集电体的材料使用。优选铝及铝合金中的镍、铬等过渡金属的含量为100重量ppm以下(包含0重量ppm)。
在正极集电箔21A中,由一个长边缘21C及其附近部位形成正极集电片21D。在图3的一例中,正极集电片21D遍及长边缘21C 的全长形成。在正极集电片21D中,在正极集电箔21A的表面未担载正极活性物质含有层21B。因此,正极集电箔21A具备正极集电片 21D作为未担载正极活性物质含有层21B的部分。另外,在负极集电箔22A中,由一个长边缘22C及其附近部位形成负极集电片22D。在图3的一例中,负极集电片22D遍及长边缘22C的全长形成。在负极集电片22D中,在负极集电箔22A的表面未担载负极活性物质含有层22B。因此,负极集电箔22A具备负极集电片22D作为未担载负极活性物质含有层22B的部分。
隔离物23、25分别由具有电绝缘性的材料形成,使正极21与负极22之间电绝缘。隔离物23、25分别可以是与正极21及负极22并非一体的片材等,也可以与正极21及负极22的一方形成为一体。另外,隔离物23、25可以由有机材料形成,也可以由无机材料形成,也可以由有机材料与无机材料的混合物形成。作为形成隔离物23、 25的有机材料,可以举出工程塑料及超级工程塑料。而且,作为工程塑料,可举出聚酰胺、聚甲醛、聚丁烯对苯二甲酸、聚乙烯对苯二甲酸、间规/聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯以及改性聚苯醚等。另外,作为超级工程塑料,可举出聚苯硫醚、聚醚醚酮、液晶聚合物、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚腈、聚砜、聚丙烯酸酯、聚醚酰亚胺以及热塑性聚酰亚胺等。另外,作为形成隔离物23、25的无机材料,可举出氧化物(例如,氧化铝、二氧化硅、氧化镁、磷酸化物、氧化钙、氧化铁、氧化钛)、氮化物(例如,氮化硼、氮化铝、氮化硅、氮化钡)等。
在电极组10中,在正极活性物质含有层21B与负极活性物质含有层22B之间分别夹持有隔离物23、25的状态下,正极21、负极22 以及隔离物23、25以卷绕轴B为中心卷绕成扁平形状。正极21、隔离物23、负极22以及隔离物25例如在依次重叠的状态下卷绕。另外,在电极组10中,正极集电箔21A的正极集电片21D相对于负极 22及隔离物23、25向沿着卷绕轴B的轴向(箭头Y3及箭头Y4所示的方向)的一侧突出。而且,负极集电箔22A的负极集电片22D相对于正极21及隔离物23、25在沿着卷绕轴B的轴向上向正极集电片21D突出侧的相反侧突出。
在电极组10中,规定相对于轴向交叉的(垂直或者大致垂直的) 宽度方向(箭头X3及箭头X4所示的方向)、以及相对于轴向及宽度方向双方交叉的厚度方向(箭头Z3及箭头Z4所示的方向)。而且,在电极组10中,厚度方向上的尺寸分别比轴向上的尺寸及宽度方向上的尺寸小。因此,电极组10形成为扁平形状。
另外,正极集电片21D及负极集电片22D分别在电极组10的宽度方向上在中央部位利用超声波焊接等焊接被约束。因此,正极集电片21D及负极集电片22D分别在电极组10的宽度方向上在中央部位形成有捆扎部26。在集电片21D、22D中,分别由捆扎部26形成有突出端的一部分。另外,在集电片21D、22D上分别从突出的根部到捆扎部26形成有片倾斜面27A、27B。在集电片21D、22D上,分别在电极组10的宽度方向上,在中央部位形成有片倾斜面27A、27B。在各集电片21D、22D中,各片倾斜面27A、27B以随着在轴向上接近捆扎部26(突出端)而在厚度方向上朝向内侧的状态倾斜。因此,在各集电片21D、22D上片倾斜面27A、27B延伸的区域,随着在轴向上接近捆扎部26(突出端)而电极组10的厚度方向上的尺寸减小。
正极集电片21D及负极集电片22D分别在电极组10的宽度方向上在两端部不被约束。因此,在各集电片21D、22D上,在电极组 10的宽度方向上,在两端部未形成有前述的捆扎部26及片倾斜面 27A、27B。而且,分别在正极集电片21D及负极集电片22D中,在电极组10的宽度方向上,在一端部形成有非捆扎部28A,在电极组 10的宽度方向上,在另一端部形成有非捆扎部28B。
图5表示外装部3的容纳空洞11的结构。如图5等所示,电极组10以卷绕轴B(轴向)相对于电池1的横向平行或者大致平行的状态配置。而且,在外装部3的容纳空洞11中,正极集电片21D相对于负极22及隔离物23、25向横向的一侧突出。正极集电片21D 在电极组10中,例如在电池1的横向上朝向周壁8的侧壁12A突出。另外,负极集电片22D相对于正极21及隔离物23、25在横向上向正极集电片21D突出侧的相反侧突出。负极集电片22D在电极组10中,例如在电池1的横向上朝向周壁8的侧壁12B突出。因此,各集电片21D、22D在容纳空洞11中从电极组10向外周侧突出。
通过如前述那样在容纳空洞11中配置有电极组10,从而在容纳空洞11中,在电池1的纵向上,在中央部分配置有各集电片21D、 22D的捆扎部26及片倾斜面27A、27B。即,集电片21D、22D的各捆扎部26及片倾斜面27A、27B在纵向上与周壁8的侧壁13A、13B 分离配置。而且,在各集电片21D、22D中,非捆扎部28A在纵向上配置于相对于捆扎部26及片倾斜面27A、27B而言靠近侧壁13A所在侧,非捆扎部28B在纵向上配置于相对于捆扎部26及片倾斜面 27A、27B而言靠近侧壁13B所在侧。
另外,通过电极组10如前述所述那样配置于容纳空洞11,从而在各集电片21D、22D中,片倾斜面27A配置于在高度方向上相对于捆扎部26而言靠近底壁7所在侧,片倾斜面27B配置于在高度方向上相对于捆扎部26而言靠近第二外装部件6所在侧。而且,在各集电片21D、22D中,片倾斜面27A以随着在横向上接近周壁8(侧壁 12A、12B的对应一方),即随着朝向外周侧而在高度方向上从底壁7 分离的状态倾斜。另外,在各集电片21D、22D中,片倾斜面27B以随着在横向上接近周壁8(侧壁12A、12B的对应一方),即随着朝向外周侧而在高度方向上从第二外装部件6分离的状态倾斜。
另外,电极组10不需要具有将正极、负极以及隔离物卷绕的卷绕结构。在一个实施方式中,电极组10具有多个正极及多个负极交替层叠的堆栈结构,在正极与负极之间设置有隔离物。在这种情况下,在电极组10中,正极集电片也在电池1(外装部3)的横向上相对于负极向一侧突出。而且,在电极组10中,负极集电片在电池1的横向上相对于正极向正极集电片突出侧的相反侧突出。因此,集电片分别在收纳空洞11中从电极组10向外周侧突出。
另外,在电极组10的不是卷绕结构的情况下,在各正极集电片和负极集电片中形成有前述的捆扎部26及片倾斜面27A、27B。而且,在容纳空洞11中,集电片21D、22D的各捆扎部26及片倾斜面27A、 27B在纵向上与周壁8的侧壁13A、13B分离配置。在各集电片21D、 22D中,片倾斜面27A倾斜以随着在横向上接近周壁8而在高度方向上与底壁7分离的状态。而且,在各集电片21D、22D中,片倾斜面27B以随着在横向上接近周壁8而在高度方向上与第二外装部件6 分离的状态倾斜。
在一个实施方式中,在容纳空洞11中,在电极组10中浸渍有电解液(未图示)。作为电解液而使用非水电解液,例如使用通过将电解质溶解到有机溶剂中而调制的非水电解液。在这种情况下,作为溶解于有机溶剂的电解质,可举出高氯酸锂(LiClO4)、六氟化锂砷(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、六氟化锂砷(LiAsF6)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)以及双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)等锂盐、以及它们的混合物。另外,作为有机溶剂,可举出碳酸丙烯酯 (PC)、碳酸亚乙酯(EC)以及碳酸亚乙烯酯等环状碳酸脂,碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)以及碳酸甲乙酯(MEC)等链状碳酸盐,四氢呋喃(THF)、2甲基四氢呋喃(2MeTHF)、以及二氧戊环(DOX)等环醚,二甲氧基乙烷(DME)以及二乙氧基乙烷(DEE) 等链状醚,γ-丁内酯(GBL)、乙腈(AN)以及环丁砜(SL)等。这些有机溶剂单独或者作为混合溶剂使用。
另外,在一个实施方式中,作为非水电解质,取代电解液而采用了使非水电解液与高分子材料复合化的凝胶状非水电解质。在这种情况下,使用前述的电解质及有机溶剂。另外,作为高分子材料,可举出聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈(PAN)以及聚环氧乙烷(PEO)等。
另外,在一个实施方式中,作为非水电解质,取代电解液而设为高分子固体电解质及无机固体电解质等固体电解质。在这种情况下,可以不在电极组10中设置隔离物23、25。而且,在电极组10中,取代隔离物23、25而在正极21与负极22之间夹持固体电解质。因此,在本实施例中,正极21与负极22之间利用固体电解质电绝缘。另外,在一个实施例中,可以取代非水电解质而使用含有水类溶剂的水类电解质作为电解质。
如图1、图2以及图5等所示,在外装部3的第一外装部件5的外表面安装有一对电极端子31A、31B。电极端子31A、31B的一方为电池1的正极端子,电极端子31A、31B的另一方为电池1的负极端子。因此,电极端子31A、31B相互具有相反的极性。此外,在图 5中,用与纵向垂直或者大致垂直的剖面表示一对电极端子31A、31B 的一方及其附近的结构。
另外,在图1等的实施方式中,在第一外装部件5上形成有一对倾斜壁14A、14B。倾斜壁14A设置于侧壁12A与底壁7之间,倾斜壁14B设置于侧壁12B与底壁7之间。一对倾斜壁14A、14B在电池1的纵向上形成于中央部分。另外,倾斜壁14A在电池1(外装部 3)的周向上设置于侧壁12A延伸的范围,倾斜壁14B在电池1(外装部3)的周向上设置于侧壁12B延伸的范围。各倾斜壁14A、14B 相对于底壁7及侧壁12A、12B倾斜。各倾斜壁14A、14B以随着接近底壁7而在横向上接近电极组10的状态倾斜。
在图1等的实施方式中,电极端子31A以在外部暴露的状态安装于倾斜壁14A的外表面,电极端子31B以在外部暴露的状态安装于倾斜壁14B的外表面。因此,电极端子31A在外装部3的周向上设置于侧壁12A延伸的范围,电极端子31B在外装部3的周向上设置于侧壁12B延伸的范围。在图1及图2等的实施方式中,各电极端子31A、31B在纵向上配置于倾斜壁14A、14B的对应一方的中央位置或者大致中央位置。而且,在电池1中,一对电极端子31A、31B 在横向上彼此相对地分离配置,电极组10在横向上配置于一对电极端子31A、31B之间。电极端子31A、31B分别由导电材料形成,例如由铝、铜以及不锈钢等任意一种形成。
另外,在第一外装部件5的外表面设置有由具有电绝缘性的材料形成的一对绝缘部件(外部绝缘部件)32A、32B。各绝缘部件32A、 32B配置于倾斜壁14A、14B的对应一方的外表面。绝缘部件32A夹设于倾斜壁14A与电极端子31A之间,绝缘部件32B夹设于倾斜壁 14B与电极端子31B之间。
如图5等所示,在倾斜壁14A上形成有贯通孔33A,在倾斜壁 14B上形成有贯通孔33B。各贯通孔33A、33B从容纳空洞11到外装部3的外部贯通倾斜壁14A、14B的对应一方。在贯通孔33A中插通有电极端子31A,在贯通孔33B中插通有电极端子31B。电极端子 31A、31B分别在一部分暴露于外装部3的外部的状态下插通于贯通孔33A、33B的对应一方。
在贯通孔33A中,在电极端子31A的外周侧配置有环状的绝缘密封垫35A,在贯通孔33B中,在电极端子31B的外周侧配置有环状的绝缘密封垫35B。因此,绝缘密封垫35A、35B的对应一方夹设于各贯通孔33A、33B的缘面(第一外装部件5)与电极端子31A、 31B的对应一方之间。
通过如前述所述那样设置有绝缘部件32A及绝缘密封垫35A,从而防止电极端子31A与第一外装部件5接触,电极端子31A相对于第一外装部件5(外装部3)电绝缘。同样,通过设置有绝缘部件32B 及绝缘密封垫35B,从而防止电极端子31B与第一外装部件5接触,电极端子31B相对于第一外装部件5(外装部3)电绝缘。
正极集电片21D的捆扎部26经由包含正极备用引线41A、正极中继引线42A以及正极端子引线43A等的一个以上的正极引线与电极端子31A、31B的对应一方即正极端子(例如31A)电连接。利用超声波焊接等焊接来进行正极集电片21D(捆扎部26)与正极引线之间的连接、正极引线彼此的连接、以及正极引线与正极端子之间的连接。在此,正极引线由具有导电性的金属形成。
同样地,负极集电片22D的捆扎部26经由包含负极备用引线 41B、负极中继引线42B以及负极端子引线43B等的一个以上的负极引线与电极端子31A、31B的对应一方即负极端子(例如31B)电连接。利用超声波焊接等的焊接来进行负极集电片22D(捆扎部26) 与负极引线之间的连接、负极引线彼此的连接、以及负极引线与负极端子之间的连接。在此,负极引线由具有导电性的金属形成。
另外,在容纳空洞11中,在横向上在电极组10的两侧形成有空间45A、45B。空间(第一空间)45A形成于侧壁12A的内表面与电极组10之间,空间(第二空间)45B形成于侧壁12B的内表面与电极组10之间。即,一对空间45A、45B分别形成于侧壁12A、12B 的对应一方与电极组10之间。因此,各侧壁12A、12B在电池1的横向上隔着空间45A、45B的对应一方与电极组10分离配置。在一个实施方式中,在空间45A中配置有正极集电片21D及正极引线。而且,在空间45B中配置有负极集电片22D及负极引线。
另外,在容纳空洞11中,在空间45A中配置有绝缘部件46A,在空间45B中配置有绝缘部件46B。一对绝缘部件(内部绝缘部件) 46A、46B分别由具有电绝缘性的材料形成。在此,绝缘部件46A、 46B的一方(例如46A)为正极侧绝缘部件,绝缘部件46A、46B的另一方(例如46B)为负极侧绝缘部件。
绝缘部件(第一绝缘部件)46A在空间45A中防止集电片(例如 21D)及引线(例如41A~43A)与外装部3的内表面接触。因此,在空间45A中,利用绝缘部件46A使集电片(例如21D)及引线(例如41A~43A)相对于外装部3(外装部件5、6)电绝缘。另外,绝缘部件(第二绝缘部件)46B在空间45B中防止集电片(例如22D) 及引线(例如41B~43B)与外装部3的内表面接触。因此,在空间 45B中,利用绝缘部件46B使集电片(例如22D)及引线(例如41B~43B)相对于外装部3(外装部件5、6)电绝缘。
图6至图9B表示配置于容纳空洞11的一对绝缘部件46A、46B 各自的结构。如图5至图9B等所示,各绝缘部件46A、46B具备结构体(第一结构体)51、与结构体51形成为一体的结构体(第二结构体)52、以及连接结构体51、52之间的连接部53。在各绝缘部件 46A、46B中,在结构体52未朝向结构体51按压的状态下,结构体 52能够相对于结构体51开闭。在此,图6、图8A以及图8B在结构体52相对于结构体51关闭的状态下示出绝缘部件(46A或者46B)。另外,图7、图9A以及图9B在结构体52相对于结构体51打开的状态下示出绝缘部件(46A或者46B)。
绝缘部件46A具有缘E1、E2。缘(第一缘)E1由结构体51形成,缘(第二缘)E2由结构体52形成。在绝缘部件46A中,从缘 E1到缘E2,按顺序通过结构体51、连接部53、结构体52延伸。另外,在绝缘部件46A中,规定宽度方向(箭头W1及箭头W2所示的方向)。在图8A、图8B、图9A以及图9B中,相对于纸面垂直或者大致垂直的方向为绝缘部件46A的宽度方向。
在图6至图9B等的实施方式中,结构体(第一结构体)51具备底板部51A及侧板部51B~51D。侧板部51B、51C相互平行或者大致平行,在绝缘部件46A的宽度方向上彼此相对地分离配置。底板部51A及侧板部51D分别相对于侧板部51B、51C垂直或者大致垂直,从侧板部51B到侧板部51C沿着宽度方向延伸。底板部51A及侧板部51D相互垂直或者大致垂直。在结构体51中,利用底板部51A 及侧板部51B、51C形成有缘E1,侧板部51D连接于连接部53。另外,底板部51A及侧板部51B、51C分别在缘E1的相反侧的端部连接于侧板部51D。
另外,在结构体51中,在底板部51A与侧板部51D之间形成有倾斜板部51E。倾斜板部51E相对于侧板部51B、51C垂直或者大致垂直,相对于底板部51A及侧板部51D倾斜。另外,倾斜板部51E 在绝缘部件46A的宽度方向上形成于中央部分,在宽度方向上形成于与侧板部51B、51C分离的位置。另外,在绝缘部件46A的宽度方向上,在倾斜板部51E的中央部分形成有贯通倾斜板部51E的贯通孔58。
另外,在结构体51上,设置有从底板部51A朝向侧板部51B~ 51D所在侧突出的突起(第一突起)61。突起61在底板部51A上形成于缘E1所在侧的端部。突起61沿着绝缘部件46A的宽度方向延伸。另外,突起61在绝缘部件46A的宽度方向上形成于中央部分,在宽度方向上形成于与侧板部51B、51C分离的位置。在突起61上形成有突起倾斜面(第一突起倾斜面)65。突起倾斜面65朝向缘E1 所在侧,即,结构体51朝向连接部53的连接位置所在侧的相反侧。突起倾斜面65从突起61的根部遍及突出端形成,在绝缘部件46A 的宽度方向上遍及突起61的整个尺寸或者大致整个尺寸延伸。突起倾斜面65以随着接近突起61的突出端而从缘E1分离的状态倾斜。
在图6至图9B等的实施方式中,结构体(第二结构体)52具备天板部52A及侧板部52B、52C。侧板部52B、52C相互平行或者大致平行,在绝缘部件46A的宽度方向上相互分离配置。天板部52A 相对于侧板部52B、52C垂直或者大致垂直,从侧板部52B到侧板部 52C沿着宽度方向延伸。在结构体52中,利用天板部52A及侧板部 52B、52C形成有缘E2,在天板部52A中,缘E2的相反侧的端部连接于连接部53。
另外,在结构体52上,设置有从天板部52A朝向侧板部52B、 52C所在侧突出的突起(第二突起)62。突起62在天板部52A上形成于缘E2所在侧的端部。突起62沿着绝缘部件46A的宽度方向延伸。另外,突起62在绝缘部件46A的宽度方向上形成于中央部分,在宽度方向上形成于与侧板部52B、52C分离的位置。在突起62上形成有突起倾斜面(第二突起倾斜面)66。突起倾斜面66朝向缘E2 所在侧,即,结构体52朝向连接部53的连接位置所在侧的相反侧。突起倾斜面66从突起62的根部遍及突出端形成,在绝缘部件46A 的宽度方向上遍及突起62的整个尺寸或者大致整个尺寸延伸。突起倾斜面66以随着接近突起62的突出端而从缘E2分离的状态倾斜。
另外,连接部53具备中继部55及薄壁部56、57。中继部55形成为板状,在薄壁部56、57之间延伸。各薄壁部56、57与中继部 55等连接部53的其它部位、以及结构体51、52相比,壁厚较薄。结构体(第一结构体)51的侧板部51D经由薄壁部56连接于连接部 53。而且,结构体(第二结构体)52的天板部52A经由薄壁部57连接于连接部53。此外,图8B在图8A的剖面中放大示出连接部53 及其附近,图9B在图9A的剖面中放大示出连接部53及其附近。
在绝缘部件46A中,在结构体52朝向结构体51按压的状态下,结构体52相对于结构体51关闭(参照图6、图8A以及图8B)。另一方面,在结构体52未朝向结构体51按压的状态下,结构体52能够相对于结构体51开闭,能够变化成图7、图9A以及图9B所示的相对于结构体51打开的状态。在结构体52相对于结构体51打开或者关闭时,以穿过薄壁部56的转动轴P1为中心,连接部53及结构体52相对于结构体51转动。另外,以穿过薄壁部57的转动轴P2为中心,结构体52相对于连接部53转动。各转动轴P1、P2沿着绝缘部件46A的宽度方向。
在结构体52相对于结构体51关闭的状态下,结构体52从与连接部53的连接位置朝向缘E1所在侧延伸。而且,结构体51的侧板部51B与结构体52的侧板部52B抵接,结构体51的侧板部51C与结构体52的侧板部52C抵接。另外,结构体51的底板部51A与结构体52的天板部52A对置。另外,在结构体52相对于结构体51关闭的状态下,形成有由结构体51、52以及连接部53包围的内部空间68。内部空间68在开口67中向绝缘部件46A的外部开口。此时,由缘E1、E2形成内部空间68的开口67的开口缘。另外,在结构体 52相对于结构体51关闭的状态下,突起61从底板部51A朝向结构体52的天板部52A突出,突起62从天板部52A朝向结构体51的底板部51A突出。
在结构体52相对于结构体51关闭的状态下,结构体52从与连接部53的连接位置朝向缘E1所在侧的相反侧延伸。因此,结构体 52不与结构体51接触。
绝缘部件46B也与绝缘部件46A同样地,具备结构体51、52以及连接部53,在绝缘部件46B中,各结构体51、52以及连接部53 为与绝缘部件46A同样的结构。
在电池1中,在容纳空洞11中,在底壁7的内表面配置有绝缘部件46A、46B各自的结构体(第一结构体)51。而且,在容纳空洞 11中,在第二外装部件6的内表面配置有绝缘部件46A、46B各自的结构体(第二结构体)52。各绝缘部件46A、46B在利用第二外装部件6朝向结构体51按压结构体52的状态下配置于容纳空洞11。因此,在电池1中,各绝缘部件46A、46B在结构体(第二结构体)52 相对于结构体(第一结构体)51关闭的状态下配置于容纳空洞11。另外,各绝缘部件46A、46B配置成宽度方向与电池1(外装部3) 的纵向一致或者大致一致的状态。因此,各绝缘部件46A、46B在转动轴P1、P2沿着纵向的状态下配置于容纳空洞11。
在各配置于空间45A、45B的对应一方的绝缘部件46A、46B中,在底壁7的内表面上延伸有结构体51的底板部51A,在第二外装部件6的内表面上延伸有结构体52的天板部52A。而且,在各绝缘部件46A、46B中,在侧壁13A的内表面上延伸有结构体51的侧板部 51B及结构体52的侧板部52B,在侧壁13B的内表面上延伸有结构体51的侧板部51C及结构体52的侧板部52C。
另外,如前述所述,由于在结构体52相对于结构体51关闭的状态下分别配置有绝缘部件46A、46B,因此在各绝缘部件46A、46B 中,侧板部52B在电池1的高度方向上从第二外装部件6所在侧抵接于侧板部51B。而且,侧板部52C在电池1的高度方向上从第二外装部件6所在侧抵接于侧板部51C。因此,在各配置于空间45A、45B 的对应一方的绝缘部件46A、46B中,形成有由结构体51、52以及连接部53包围的内部空间68,并形成有内部空间68的开口67。各绝缘部件46A、46B配置于在横向上电极组10所在侧,即,内部空间68的开口67朝向内周侧开口的状态。因此,在各绝缘部件46A、 46B中,缘E1、E2位于相对于结构体51与连接部53的连接位置、以及结构体52与连接部53的连接位置在电池1的横向上接近电极组 10的侧。
在配置于空间45A的绝缘部件46A中,在侧壁12A的内表面上延伸有结构体51的侧板部51D,在倾斜壁14A的内表面上延伸有结构体51的倾斜板部51E。电极端子31A如前述那样插通于第一外装部件5的贯通孔33A,并且也插通于绝缘部件46A的贯通孔58。在空间45A中,在绝缘部件46A所形成的内部空间(部件空间)68中配置有集电片(例如21D)及引线(例如41A~43A)。因此,在空间 45A中,在电池1的高度方向上,在结构体51的底板部51A与结构体52的天板部52A之间配置有集电片(例如21D)及引线(例如41A~ 43A)。而且,在绝缘部件46A形成的内部空间68中,集电片(例如 21D)经由引线(例如41A~43A)与电极端子31A电连接。另外,在绝缘部件46A中,连接部53配置于侧壁12A与第二外装部件6之间的角部或者其附近。
同样地,在配置于空间45B的绝缘部件46B中,在侧壁12B的内表面上延伸有结构体51的侧板部51D,在倾斜壁14B的内表面上延伸有结构体51的倾斜板部51E。电极端子31B如前述那样插通于第一外装部件5的贯通孔33B,并且也插通于绝缘部件46B的贯通孔 58。在空间45B中,在绝缘部件46B所形成的内部空间(部件空间) 68中配置有集电片(例如22D)及引线(例如41B~43B)。因此,在空间45B中,在电池1的高度方向上,在结构体51的底板部51A与结构体52的天板部52A之间配置有集电片(例如22D)及引线(例如41B~43B)。而且,在绝缘部件46B形成的内部空间68中,集电片(例如22D)经由引线(例如41B~43B)与电极端子31B电连接。另外,在绝缘部件46B中,连接部53配置于侧壁12B与第二外装部件6之间的角部或者其附近。
另外,在各配置于容纳空洞11的绝缘部件46A、46B中,在电池的横向上,在电极组10所在侧的端部配置有突起61、62。因此,在各绝缘部件46A、46B中,突起61、62在电池1的横向上相对于连接部53而言位于接近电极组10的侧。而且,在各绝缘部件46A、 46B中,突起(第一突起)61从结构体51的底板部51A朝向结构体 52的天板部52A及第二外装部件6突出,突起(第二突起)62从结构体52的天板部52A朝向结构体51的底板部51A及底壁7突出。
通过如前述那样在容纳空洞11中配置有绝缘部件46A、46B,从而在容纳空洞11中,在电池1的纵向上,在中央部分配置有各绝缘部件46A、46B的突起61、62。即,绝缘部件46A、46B的各突起 61、62在纵向上与周壁8的侧壁13A、13B分离配置。另外,在各绝缘部件46A、46B中,各突起61、62沿着电池1的纵向延伸。
另外,在各绝缘部件46A、46B中,突起61的突起倾斜面(第一突起倾斜面)65及突起62的突起倾斜面(第二突起倾斜面)66在横向上朝向电极组10所在侧。各绝缘部件46A、46B的突起倾斜面 65、66与集电片21D、22D的对应一方对置。各绝缘部件46A、46B 的突起倾斜面65与集电片21D、22D的对应一方的片倾斜面27A对置。而且,各绝缘部件46A、46B的突起倾斜面66与集电片21D、 22D的对应一方的片倾斜面27B对置。
由于在容纳空洞11中如前述那样配置有绝缘部件46A、46B,因此在各绝缘部件46A、46B中,突起倾斜面65以随着接近突起61的突出端而在电池1的横向上朝向电极组10所在侧的相反侧的状态倾斜。即,各绝缘部件46A、46B的突起倾斜面65以随着在电池1的高度方向上接近第二外装部件6而朝向外周侧的状态延伸。另外,在绝缘部件46A、46B中,突起倾斜面66以随着接近突起62的突出端而在电池1的横向上朝向电极组10所在侧的相反侧的状态倾斜。即,各绝缘部件46A、46B的突起倾斜面66以随着在电池1的高度方向上接近底壁7而朝向外周侧的状态延伸。另外,优选各绝缘部件46A、 46B的突起倾斜面65相对于集电片21D、22D的对置的一方的片倾斜面27A平行或者大致平行。而且,优选各绝缘部件46A、46B的突起倾斜面66相对于集电片21D、22D的对置的一方的片倾斜面27B 平行或者大致平行。
在此,在利用多个绝缘部件使集电片和引线相对于外装部电绝缘的结构中,由于绝缘部件的错位等,而有可能在绝缘部件彼此之间形成有间隙。在这种情况下,有可能集电片或者引线经由绝缘部件彼此之间的间隙与外装部导通。在本实施方式中,如前述那样,利用一个绝缘部件46A在空间45A中使集电片(例如21D)及引线(例如41A~ 43A)相对于外装部3电绝缘。因此,有效防止集电片(例如21D) 或者引线(例如41A~43A)经由绝缘部件彼此之间的间隙等与外装部3导通。因此,在空间45A中,利用绝缘部件46A使集电片(例如21D)及引线(例如41A~43A)相对于外装部3适当地绝缘。在空间45B中也同样地,利用绝缘部件46B使集电片(例如22D)及引线(例如41B~43B)相对于外装部3适当地绝缘。
另外,在本实施方式中,在各绝缘部件46A、46B上设置有突起 61、62。在本实施方式中,通过集电片21D与绝缘部件46A的突起 61、62抵接,从而限制包含集电片21D、22D的电极组10向侧壁12A 所在侧移动。而且,通过集电片22D与绝缘部件46B的突起61、62 抵接,从而限制包含集电片21D、22D的电极组10向侧壁12B所在侧移动。即,利用各绝缘部件46A、46B的突起61、62适当地限制容纳空洞11中的电极组10向横向的移动。
另外,在本实施方式中,在各绝缘部件46A、46B中,突起倾斜面65以随着接近突起61的突出端而在电池1的横向上朝向电极组 10所在侧的相反侧的状态倾斜。而且,在绝缘部件46A、46B中,突起倾斜面66以随着接近突起62的突出端而在电池1的横向上朝向电极组10所在侧的相反侧的状态倾斜。因此,各绝缘部件46A、46B 的突起倾斜面65在沿着集电片21D、22D的对应一方的片倾斜面27A 的状态下延伸,各绝缘部件46A、46B的突起倾斜面66在沿着集电片21D、22D的对应一方的片倾斜面27B的状态下延伸。由此,在集电片21D与绝缘部件46A的突起61、62抵接的情况下,以及在集电片22D与绝缘部件46B的突起61、62抵接的情况下,分别有效地防止集电片21D、22D损伤。
另外,在本实施方式中,绝缘部件46A、46B的各突起61、62 在纵向上与周壁8的侧壁13A、13B分离配置。因此,在容纳空洞11 中,电解液等电解质通过侧壁13A与绝缘部件46A的各突起61、62 之间的间隙、以及侧壁13B与绝缘部件46A的各突起61、62之间的间隙等适当地从空间45A向配置有电极组10的区域流入。同样地,电解液等电解质通过侧壁13A与绝缘部件46B的各突起61、62之间的间隙、以及侧壁13B与绝缘部件46B的各突起61、62之间的间隙等适当地从空间45B向配置有电极组10的区域流入。因此,即使在各绝缘部件46A、46B中设置有突起61、62,也能够向电极组10中适当地浸渍电解液等电解质。
接着,对前述的电池1的制造方法进行说明。在制造电池1时,由金属形成前述的第一外装部件5及第二外装部件6。此时,在第一外装部件5上形成前述的底壁7、周壁8以及凸缘15。而且,由具有电绝缘性的材料形成前述的绝缘部件46A、46B。在所形成的各绝缘部件46A、46B中,结构体(第一结构体)51及结构体(第二结构体) 52为一体,结构体51、52之间经由连接部53连接。另外,在各绝缘部件46A、46B中,未朝向结构体51按压的结构体52能够相对于结构体51如前述那样开闭。
而且,在第一外装部件5的外表面安装电极端子31A、31B。电极端子31A例如安装于倾斜壁14A的外表面,电极端子31B例如安装于倾斜壁14B的外表面。另外,电极端子31A利用绝缘部件32A 及绝缘密封垫35A相对于第一外装部件5电绝缘,电极端子31B利用绝缘部件32B及绝缘密封垫35B相对于第一外装部件5电绝缘。
而且,在底壁7的内表面配置绝缘部件46A、46B的各结构体(第一结构体)51。此时,各绝缘部件46A、46B配置成结构体(第二结构体)52相对于结构体51打开的状态。另外,绝缘部件46A在结构体51的侧板部51D延伸于侧壁12A的内表面的状态下配置,绝缘部件46B在结构体51的侧板部51D延伸于侧壁12B的内表面的状态下配置。此时,在各绝缘部件46A、46B中,由于是结构体52相对于结构体51打开的状态,因此结构体52在电池1的横向上从凸缘15进一步向外周侧突出。
而且,在各绝缘部件46A、46B的结构体51配置于底壁7的内表面的状态下,将电极组10插入外装部3的容纳空洞11。此时,在集电片21D在横向上朝向周壁8的侧壁12A突出且集电片22D在横向上朝向周壁8的侧壁12B突出的状态下,在容纳空洞11中配置电极组10及集电片21D、22D。在将电极组10插入容纳空洞11时,在各绝缘部件46A、46B中,是结构体52相对于结构体51打开的状态。因此,容易使包含集电片21D、22D的电极组10插入容纳空洞11中。
而且,将集电片21D经由引线(例如41A~43A)与电极端子31A、 31B的对应一方(例如31A)电连接,将集电片22D经由引线(例如 41B~43B)与电极端子31A、31B的对应一方(例如31B)电连接。在将各集电片21D、22D与电极端子31A、31B的对应一方电连接时,在各绝缘部件46A、46B中,是结构体52相对于结构体51打开的状态。因此,容易将各集电片21D、22D连接于电极端子31A、31B的对应一方。
此外,图10表示制造电池1时的一个状态。即,图10表示各集电片21D、22D与电极端子31A、31B的对应一方电连接且在各绝缘部件46A、46B中结构体(第二结构体)52相对于配置于底壁7的内表面的结构体(第一结构体)51打开的状态。
而且,在如图10的状态那样各集电片21D、22D与电极端子31A、 31B的对应一方电连接的状态下,相对于结构体51关闭结构体52。而且,在高度方向上从底壁7的相反侧利用焊接等将第二外装部件6 安装于凸缘15。由此,容纳空洞11被密闭及封闭。另外,通过将第二外装部件6安装于凸缘15,从而各绝缘部件46A、46B的结构体(第二结构体)52在容纳空洞11中配置于第二外装部件6的内表面。由此,在各绝缘部件46A、46B中,利用第二外装部件6朝向结构体51 按压结构体52,各绝缘部件46A、46B维持结构体52相对于结构体 51关闭的状态。
另外,通过在绝缘部件46A中使结构体52相对于结构体51关闭,从而在电池1的高度方向上,在结构体51、52之间配置有集电片(例如21D)及引线(例如41A~43A)。同样,通过在绝缘部件 46B中相对于结构体51关闭结构体52,从而在电池1的高度方向上,在结构体51、52之间配置有集电片(例如22D)及引线(例如41B~ 43B)。
此外,在将第二外装部件6安装于凸缘15时,在焊接第二外装部件6与凸缘15的焊接部分的一部分的状态下,向容纳空洞11注入电解液等。而且,在注入了电解液之后,焊接第二外装部件6与凸缘 15的焊接部分的剩下的一部分。
如前述那样,在本实施方式中,在各绝缘部件46A、46B中,在结构体52相对于结构体51打开的状态下,能够将电极组10插入容纳空洞11,能够将各集电片21D、22D与电极端子31A、31B的对应一方电连接。因此,确保将电极组10插入容纳空洞11的操作、以及将各集电片21D、22D与电极端子31A、31B的对应一方电连接的操作中的操作性。因此,即使在使用结构体51、52形成为一体的绝缘部件46A、46B的情况下,也确保制造电池1时的操作性。
(变形例)
在前述的实施方式等中,通过在各绝缘部件46A、46B中结构体 52以各转动轴P1、P2为中心转动,从而结构体52相对于结构体51 打开或者关闭,但不限于此。在图11A至图12B所示的第一变形例的绝缘部件46A中,通过结构体(第二结构体)52以转动轴P3为中心相对于结构体(第一结构体)51转动,从而结构体52相对于结构体51打开或者关闭。在本变形例中,也与前述的实施方式等同样地,结构体51具备底板部51A、侧板部51B~51D以及倾斜板部51E。而且,侧板部51D与连接部53连接。另外,在结构体52相对于结构体51关闭的状态下,形成有由结构体51、52以及连接部53包围的内部空间68,内部空间68在开口67中向绝缘部件46A的外部开口。而且,由缘E1、E2形成开口67的开口缘。
此外,图11A及图11B表示结构体52相对于结构体51关闭的状态,图12A及图12B表示结构体52相对于结构体51打开的状态。另外,图11B在图11A的剖面中放大示出连接部53及其附近,图12B 在图12A的剖面中放大示出连接部53及其附近。
在本变形例中,绝缘部件46A的结构体52仅由天板部52A形成,在结构体52上未形成侧板部52B、52C。而且,天板部52A在缘E2 的相反侧的端部连接于连接部53。另外,在本变形例中,在结构体 52相对于结构体51关闭的状态下,天板部52A与结构体51的侧板部51B、51C抵接。另外,在本变形例的绝缘部件46A中,连接部53仅由薄壁部59形成。薄壁部59与结构体51、52相比,壁厚较薄。在本变形例中,结构体51的侧板部51D经由薄壁部59连接于结构体52的天板部52A。
由于是前述那样的结构,因此在本变形例的绝缘部件46A中,通过结构体52以通过薄壁部59的转动轴P3为中心转动,从而结构体52相对于结构体51打开或者关闭。另外,转动轴P3沿着绝缘部件46A的宽度方向(在图11A至图12B中相对于纸面垂直或者大致垂直的方向)。另外,绝缘部件46B与绝缘部件46A为同样的结构。在本变形例中,各绝缘部件46A、46B在转动轴P3沿着电池1的纵向的状态下配置于容纳空洞11。
在本变形例中,也与前述的实施方式等同样地,在各绝缘部件 46A、46B中,结构体51、52形成为一体。因此,与前述的实施方式等同样地,在空间45A中,利用绝缘部件46A使集电片(例如21D) 及引线(例如41A~43A)相对于外装部3适当地绝缘,在空间45B 中,利用绝缘部件46B使集电片(例如22D)及引线(例如41B~43B) 相对于外装部3适当地绝缘。另外,在本变形例中,在结构体52未朝向结构体51按压的状态下,结构体52能够相对于结构体51开闭。因此,与前述的实施方式等同样地,确保将电极组10插入容纳空洞 11的操作、以及将各集电片21D、22D与电极端子31A、31B的对应一方电连接的操作中的操作性。
另外,如图13所示的第二变形例那样,可以不在各绝缘部件46A、 46B上设置突起61、62。在本变形例中,在各绝缘部件46A、46B中,结构体51、52也形成为一体。因此,与前述的实施方式等同样地,在空间45A中,利用绝缘部件46A使集电片(例如21D)及引线(例如41A~43A)相对于外装部3适当地绝缘,在空间45B中,利用绝缘部件46B使集电片(例如22D)及引线(例如41B~43B)相对于外装部3适当地绝缘。另外,在本变形例中,在结构体52未朝向结构体51按压的状态下,结构体52能够相对于结构体51开闭。因此,与前述的实施方式等同样地,确保将电极组10插入容纳空洞11的操作、以及将各集电片21D、22D与电极端子31A、31B的对应一方电连接的操作中的操作性。
另外,在图14及图15所示的第三变形例中,在第二外装部件6 上形成有开放阀71。在本变形例中,开放阀71在第二外装部件6中形成于绝缘部件46A的配置有结构体(第二结构体)52的范围。开放阀71具备沿着电池1的纵向的槽72。在槽72中,第二外装部件6 的壁厚比其它部位薄。在使用电池1时,当容纳空洞11的内压为规定值以上时,开放开放阀71。通过开放开放阀71,从而在第二外装部件6中,在绝缘部件46A的配置有结构体52的范围形成有孔73。利用孔73,连通容纳空洞11与外装部3的外部,容纳空洞11的气体通过孔73向外装部3的外部放出。此外,在图14及图15中,省略示出电极组10、集电片(例如21D、22D)以及引线(例如41A~43A、 41B~43B)等。
在本变形例中,通过利用开放阀71的开放而形成孔73,从而在绝缘部件46A中,结构体52不会朝向结构体51按压。由此,在绝缘部件46A中,结构体52相对于结构体51打开。通过结构体52相对于结构体51打开,从而容纳空洞11的气体从孔73适当地向外装部3的外部放出。
此外,在一个变形例中,在第二外装部件6中,取代绝缘部件 46A的配置有结构体(第二结构体)52的范围,或者,除了在绝缘部件46A的配置有结构体52的范围之外,也在绝缘部件46B的配置有结构体(第二结构体)52的范围中形成有与开放阀71同样的开放阀。这种情况下,也实现与第三变形例同样的作用及效果。
另外,在一个变形例中,在各绝缘部件46A、46B上,在结构体 (第一结构体)51上设置有第一卡合片,在结构体(第二结构体) 52上设置有能够与第一卡合片卡合的第二卡合片。在本变形例中,通过第一卡合片与第二卡合片卡合,从而结构体52维持相对于结构体51关闭的状态。另外,在解除第一卡合片与第二卡合片的卡合且结构体52未朝向结构体51按压的状态下,结构体51能够相对于结构体52开闭。
另外,在一个变形例中,可以在容纳空洞11中容纳有多个电极组。另外,在另一个变形例中,第二外装部件(盖部件)6不是板状,与第一外装部件5同样地,形成为一面开口的大致长方体形状。在这种情况下,第二外装部件6具备隔着容纳空洞11与第一外装部件5 的底壁7对置的顶壁,并且与第一外装部件5同样地具备周壁及凸缘。而且,第一外装部件5的凸缘15及第二外装部件6的凸缘焊接成气密。
(电池组)
接着,对采用了前述实施方式等的电池的电池组进行说明。图 16表示使用前述电池1的任一的电池组80的一例。在图16等的一例中,由多个电池1形成电池模块75。而且,在电池模块75中,多个电池1在电路上串联连接。电池1经由母线(未图示)等相互电连接。此外,在另一例中,在电池模块75中,多个电池1也可以在电路上并联连接。另外,在另一例中,在电池模块75中,也可以形成有电池1串联连接的串联连接、以及电池1并联连接的并联连接这两种方式。
另外,在电池组80的电池模块75中,多个电池1的对应的一个的正极端子(例如31A)经由正极侧引线93等连接于正极侧的模块端子91。而且,在多个电池1的与连接正极侧引线93的电池1不同的对应的一个电池1中,负极端子(例如31B)经由负极侧引线94 连接于负极侧的模块端子92。
在电池组80中设置有印刷配线基板81。在印刷配线基板81上装配有保护电路82、温度检测器即热敏电阻83、以及通电用的外部端子85。此外,在电池组80中,利用绝缘部件(未图示)防止印刷配线基板81上的电路径与电池模块75的配线发生不必要的连接。正极侧的模块端子91经由在印刷配线基板81上形成的配线86等连接于保护电路82,负极侧的模块端子92经由在印刷配线基板81上形成的配线87等连接于保护电路82。
温度检测器即热敏电阻83对形成电池模块75的多个电池1分别检测温度。并且,热敏电阻83将温度检测信号向保护电路82输出。
电池组80具有电流检测功能及电压检测功能。在电池组80中,可以检测对电池模块75的输入电流、以及电池模块75的输出电流,也可以检测在形成电池模块75的多个电池1的任一中流动的电流。另外,在电池组80中,可以在电池模块75中检测各电池1的电压,也可以检测向电池模块75整体施加的电压。在电池组80中,电池模块75与保护电路82之间经由配线84连接。将关于电流的检测信号、以及关于电压的检测信号经由配线84向保护电路82输出。
此外,在一例中,取代检测各电池1的电压而对形成电池模块 75的各电池1检测正极电位或者负极电位。在这种情况下,在电池模块75上作为参照极而设置有锂电极等。而且,将参照极的电位作为基准,检测各电池1的正极电位或者负极电位。
外部端子85与电池组80外部的设备连接。外部端子85用于:
向外部的输出电池模块75的电流、和/或向电池模块75输入电流。在将电池组80的电池模块75作为电源使用时,利用通电用的外部端子85向电池组80的外部供给电流。另外,在对电池模块75进行充电时,利用通电用的外部端子85向电池模块75供给充电电流。在电池模块75的充电电流中,例如包含车辆等的动力的再生能量等。另外,保护电路82能够经由正配线88及负配线89连接于外部端子85。
保护电路82具有能够截断电池模块75与外部端子85之间的电连接的功能。在保护电路82中作为连接截断部而设置有继电器或者保险丝等。另外,保护电路82具有控制电池模块75的充放电的功能。保护电路82根据与前述的电流、电压以及温度等任一有关的检测结果来控制电池模块75的充放电。
例如,在热敏电阻83的检测温度为规定温度以上时,保护电路 82判断为达到规定的条件。另外,当在电池模块75中检测出过充电、过放电以及过电流等的任一时,保护电路82判断为电池模块75达到规定的条件。而且,在判断为电池模块75达到前述的规定条件的情况下,保护电路82能够截断保护电路82与通电用的外部端子85之间的导通。通过截断保护电路82与通电用的外部端子85之间的导通,从而停止电池模块75的电流向外部的输出、以及流向电池模块75的电流的输入。由此,有效地防止在电池模块75中持续产生过电流等。
此外,在一例中,可以将在将电池组80(电池模块75)用作电源的装置中形成的电路作为保护电路使用。另外,也可以取代由多个电池1形成的电池模块75而在电池组80中仅设置有电池1的单体。另外,可以在电池组80中设置多个电池模块75,并且在电池模块75 彼此之间进行电路上的串联和/或并联连接。
(电池组的用途)
根据用途可适当变更具备一个以上的前述电池1的电池组80的结构等。作为电池组80的用途,优选为要求以大电流进行充放电的装置等。关于具体的电池组80的用途,可举出作为数码照相机的电源使用、在车辆中车载使用、以及固定安置使用的电源等。在该情况下,作为装配有电池组80的车辆,可举出两轮至四轮的混合电动汽车、两轮至四轮的电动汽车、助力自行车、铁路用车辆、以及叉车等。
作为应用前述电池组80的一例,图17示出了应用于车辆100的例子。在图17所示的一例中,车辆100具备车辆主体101、电池组 80。在图17所示的一例中,车辆100是四轮的汽车。此外,车辆100 可以装配多个电池组80。
在图17的一例中,电池组80装配在位于车辆主体101前方的发动机室内。此外,电池组80例如也可以装配在车辆主体101的后方或者座席下方。尤其是对应具备一个以上的前述电池1的电池组80 而言,即使在座席下方的狭窄空间中也能够配置。如前所述,电池组80能够作为车辆100的电源使用。另外,电池组80能够对车辆100 的动力的再生能量进行回收。
根据这其中的至少一个实施方式或者实施例,在电池的绝缘部件中,第一结构体及第二结构体形成为一体。在第二结构体未朝向第一结构体按压的状态下,连接部能够使第二结构体相对于第一结构体开闭。由此,能够提供一种绝缘部件,使集电片和引线相对于外装部适当地绝缘,并且确保制造电池时的操作性。
以上对本发明的若干实施方式进行说明,但是这些实施方式仅为例示,并不限定发明范围。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施,能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、主旨,并且包含于专利权利要求所记的发明及其同等范围。
Claims (12)
1.一种绝缘部件,其在电池中使外装部相对于集电片和引线电绝缘,其中,所述电池在由金属形成的所述外装部的内部的容纳空洞中容纳有具备正极和负极的电极组,在所述外装部的第一外装部件上形成有底壁及覆盖所述容纳空洞的外周侧的周壁,在所述第一外装部件的所述周壁中,凸缘从所述底壁的相反侧的端部向所述外周侧突出,所述外装部的第二外装部件在高度方向上从所述底壁的相反侧安装于凸缘,在所述第一外装部件的外表面安装有电极端子,在所述电极组中,在相对于所述高度方向交叉的横向上,集电片朝向所述周壁突出,所述集电片经由引线与所述电极端子电连接,
所述绝缘部件具备:
第一结构体,其在所述容纳空洞中配置于所述第一外装部件的所述底壁的内表面;
第二结构体,其在所述容纳空洞中以从所述第二外装部件朝向所述第一结构体按压的状态配置于所述第二外装部件的内表面,并与所述第一结构体形成为一体,在所述高度方向上,在所述第二结构体与所述第一结构体之间配置有所述集电片及所述引线;以及
连接部,其连接在所述第一结构体与所述第二结构体之间,在所述第二结构体未朝向所述第一结构体按压的状态下,能够使所述第二结构体相对于所述第一结构体开闭。
2.一种电池,其具备:
权利要求1所述的绝缘部件;
所述外装部,其具备所述第一外装部件、所述第二外装部件,其中,所述第一外装部件具备所述底壁、所述周壁以及所述凸缘,在所述容纳空洞中,所述第二外装部件朝向所述第一结构体按压所述第二结构体;
所述电极组,其配置于所述外装部的所述容纳空洞中;
所述电极端子,其安装于所述第一外装部件的所述外表面;以及
所述引线,其将所述电极组的所述集电片电连接于所述电极端子。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,
所述连接部具备薄壁部,与所述连接部的其它部位、所述第一结构体以及所述第二结构体相比,该薄壁部的壁厚较薄,
在所述第二结构体未朝向所述第一结构体按压的状态下,所述第二结构体以通过所述薄壁部的转动轴为中心进行转动,从而相对于所述第一结构体打开或者关闭。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,
所述绝缘部件以所述转动轴沿着相对于所述高度方向及所述横向双方交叉的纵向的状态,在所述横向上配置于所述电极组与所述周壁之间。
5.根据权利要求2至4的任一项所述的电池,其特征在于,
通过在所述第二外装部件上配置有所述第二结构体的范围形成使所述容纳空洞与所述外装部的外部连通的孔,从而所述绝缘部件的所述第二结构体相对于所述第一结构体打开。
6.根据权利要求5所述的电池,其特征在于,
所述第二外装部件具备开放阀,其设置于配置有所述第二结构体的范围,通过使所述容纳空洞的内压为规定值以上,从而进行开放,
在所述第二外装部件中,通过开放所述开放阀,从而形成使所述容纳空洞与所述外装部的所述外部连通的所述孔。
7.根据权利要求2至4的任一项所述的电池,其特征在于,
所述第一结构体具备第一突起,其在所述横向上所述电极组所在侧的端部朝向所述第二结构体突出,
所述第二结构体具备第二突起,其在所述横向上所述电极组所在侧的端部朝向所述第一结构体突出。
8.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,
所述第一突起具备第一突起倾斜面,其倾斜为随着接近所述第一突起的突出端而在所述横向上朝向所述电极组所在侧的相反侧的状态,
所述第二突起具备第二突起倾斜面,其倾斜为随着接近所述第二突起的突出端而在所述横向上朝向所述电极组所在侧的相反侧的状态,
所述第一突起倾斜面及所述第二突起倾斜面分别与所述电极组对置。
9.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,
在所述容纳空洞中,所述第一突起及所述第二突起分别在相对于所述高度方向及所述横向双方交叉的纵向上与所述周壁分离配置。
10.根据权利要求2至4的任一项所述的电池,其特征在于,
所述集电片具备:正极集电片,其在所述电极组中向所述横向的一侧突出;以及负极集电片,其在所述电极组中向在所述横向上所述正极集电片突出侧的相反侧突出,
所述电极端子具备正极端子及负极端子,
所述引线具备:正极引线,其将所述正极集电片电连接于所述正极端子;以及负极引线,其将所述负极集电片电连接于所述负极端子,
所述绝缘部件具备:正极侧绝缘部件,其使所述正极引线及所述正极集电片相对于所述外装部的所述内表面电绝缘;以及负极侧绝缘部件,其使所述负极引线及所述负极集电片相对于所述外装部的所述内表面电绝缘,
所述正极侧绝缘部件及所述负极侧绝缘部件分别具备所述第一结构体、所述第二结构体、以及所述连接部。
11.一种电池组,其具备一个以上的权利要求2至10的任一项所述的电池。
12.一种车辆,其具备权利要求11所述的电池组。
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