DE102013210570A1

DE102013210570A1 - Energiespeichervorrichtung und leitendes element

Info

Publication number: DE102013210570A1
Application number: DE102013210570A
Authority: DE
Inventors: Masakazu Tsutsumi; Jun Nakamura
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2013-06-06
Publication date: 2013-12-12
Also published as: JP6037204B2; CN103490029B; KR20130139165A; KR102071435B1; JP2013258039A; US20130330602A1; US9870876B2; CN103490029A

Abstract

Zum Liefern einer Energiespeichervorrichtung, die eine Drehung eines leitenden Elements in Bezug auf ein Gehäuse, wenn das leitende Element gepresst wird, und einen Verlust von Luftundurchlässigkeit in einem Abschnitt des Gehäuses, durch den das leitende Element geht, unterdrückt oder verhindert, enthält die Energiespeichervorrichtung Folgendes: eine Elektrodenanordnung, die eine positive Elektrodenplatte und eine negative Elektrodenplatte enthält, wobei die positive Elektrodenplatte und die negative Elektrodenplatte wechselseitig isoliert sind; ein Gehäuse, das die Elektrodenanordnung unterbringt; und ein leitendes Element, das mit der Elektrodenanordnung in dem Gehäuse elektrisch gekoppelt ist. Das leitende Element enthält einen Hauptkörperteil, der eine Mittelachse in einer Richtung aufweist, die durch eine Wandfläche des Gehäuses geht, und einen leitenden Verbindungsteil, der vom Hauptkörperteil in eine Richtung hervorsteht, die sich mit der Mittelachse schneidet. Der Hauptkörperteil enthält einen Pressabschnitt, der an einem Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet ist und in die Wandfläche des Gehäuses eingeführt wird, und einen nicht kreisrunden Kopf, der an einem anderen Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung und ein leitendes Element.
Hintergrund
In letzter Zeit wurden aufladbare und entladbare Energiespeichervorrichtungen als Leistungsquellen von Fahrzeugen (wie beispielsweise ein Auto und ein Motorrad) und verschiedenen Vorrichtungen (wie beispielsweise ein tragbares Endgerät und ein Laptop) eingesetzt. Die Energiespeichervorrichtungen enthalten beispielsweise Batterien (wie beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batterie und eine Nickel-Wasserstoff-Zelle) oder Kondensatoren (wie beispielsweise einen elektrischen Doppelschichtkondensator).
Die Batterie enthält beispielsweise eine Elektrodenanordnung und ein Gehäuse. Das Gehäuse enthält einen Gehäusekörper, der die Elektrodenanordnung unterbringt, und eine Abdeckplatte, die eine Öffnung des Gehäusekörpers bedeckt. Die Elektrodenanordnung und ein Stromkollektor, der mit der Elektrodenanordnung gekoppelt ist, sind innerhalb des Gehäuses angeordnet. Ein externer Pol ist beispielsweise auf einer Außenfläche der Abdeckplatte angeordnet. Der externe Pol und der Stromkollektor sind direkt oder indirekt miteinander gekoppelt. Dies koppelt elektrisch den externen Pol und die Elektrodenanordnung miteinander.
Als Element, das den externen Pol und den Stromkollektor elektrisch koppelt, wird beispielsweise ein leitendes Element verwendet. Das leitende Element enthält beispielsweise einen Körper, einen Hilfsanschluss und einen Koppelleiter. Der Hilfsanschluss enthält einen ersten Pressabschnitt (swage portion), der von einer Unterseite des Körpers hervorsteht, und einen zweiten Pressabschnitt, der von einer Oberseite des Körpers hervorsteht. Der Koppelleiter enthält zwei Durchgangsöffnungen. Der zweite Pressabschnitt des Hilfsanschlusses wird in eine Durchgangsöffnung eingeführt. Ein Schaftabschnitt des externen Pols wird in die andere Durchgangsöffnung eingeführt.
Eine Batterie, die in JP-A-2010-097764 (Patentschrift 1) beschrieben ist, enthält einen Hilfsanschluss (8), einen externen Pol (4) und einen Koppelleiter (9). Der Hilfsanschluss enthält einen Körper (Sockelabschnitt (8a)), einen ersten Pressabschnitt (ein erstes Pressrohr (first swage tube) (8b)) und einen zweiten Pressabschnitt (ein zweites Pressrohr (8c)). Der externe Pol (4) enthält einen Kopf (einen Sockelabschnitt (4a)) und einen Außengewindeabschnitt (einen Bolzenabschnitt (4b)). Der Koppelleiter (9) enthält Durchgangsöffnungen (eine Pressöffnung (swage hole) (9a) und eine Poldurchgangsöffnung (9b)).
Der Hilfsanschluss ist auf einer Außenfläche einer Abdeckplatte (3) über ein Dichtungselement (externes Isolierdichtungselement (6)) angeordnet. Dies ermöglicht die Einführung des ersten Pressabschnitts des Hilfsanschlusses in eine Durchgangsöffnung eines Stromkollektors (Stromsammelverbinder (5)) innerhalb eines Gehäuses. Ein distales Ende des ersten Pressabschnitts, das von der Durchgangsöffnung nach unten hervorsteht, wird von einer Unterseite gepresst (swaged).
Der externe Pol ist auf einer Außenfläche der Abdeckplatte über das Dichtungselement oder einen Polhalter angeordnet, der separat vom Dichtungselement angeordnet ist. Der zweite Pressabschnitt des Hilfsanschlusses und der Außengewindeabschnitt des externen Pols werden in entsprechende Durchgangsöffnungen des Koppelleiters eingeführt. Ein distales Ende des zweiten Pressabschnitts, das von der einen Durchgangsöffnung (die Pressöffnung (9a)) nach oben hervorsteht, wird von einer Oberseite gepresst. Dies koppelt elektrisch den externen Pol und den Stromkollektor über den Hilfsanschluss und den Koppelleiter miteinander.
Übrigens wird bei der Batterie, die in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, der zweite Pressabschnitt, der in die Durchgangsöffnung des Koppelleiters eingeführt wird, gepresst. Dieses Pressen (swaging) integriert den Hilfsanschluss und den Koppelleiter miteinander. Anschließend wird der erste Pressabschnitt in eine Wandfläche (Trennwand) des Gehäuses eingeführt. Der erste Pressabschnitt, der in die Wandfläche des Gehäuses und die Durchgangsöffnung des Stromkollektors eingeführt wird, wird gepresst. Zu dieser Zeit können der Hilfsanschluss und der Koppelleiter, die miteinander integriert sind, um eine Drehachse herum in die Einführrichtung durch eine Presskraft (swaging force) gedreht werden, die erzeugt wird, wenn der erste Pressabschnitt gepresst wird. Folglich kann der Koppelleiter von einer erwünschten Position verschoben werden.
Diese Art von Problem kann nicht nur bei Batterien sondern auch bei Kondensatoren (wie beispielsweise Doppelschichtkondensator) auftreten.
Zusammenfassung
Die vorliegende Erfindung erfolgte in Anbetracht des oben beschriebenen Problems. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Energiespeichervorrichtung und ein leitendes Element zu liefern, die die Drehung eines leitenden Elements in Bezug auf ein Gehäuse unterdrücken oder verhindern, wenn das leitende Element gepresst wird.
Eine Energiespeichervorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält Folgendes: eine Elektrodenanordnung, die eine positive Elektrodenplatte und eine negative Elektrodenplatte enthält, wobei die positive Elektrodenplatte und negative Elektrodenplatte wechselseitig isoliert sind; ein Gehäuse, das die Elektrodenanordnung unterbringt; und ein leitendes Element, das mit der Elektrodenanordnung in dem Gehäuse elektrisch gekoppelt ist. Das leitende Element enthält einen Hauptkörperteil, der eine Mittelachse in einer Richtung aufweist, die durch eine Wandfläche des Gehäuses geht, und einen leitenden Verbindungsteil, der von dem Hauptkörperteil in eine Richtung hervorsteht, die sich mit der Mittelachse schneidet. Der Hauptkörperteil enthält einen Pressabschnitt, der an einem Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet ist und in die Wandfläche des Gehäuses eingeführt wird, und einen nicht kreisrunden Kopf, der an einem anderen Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Perspektivansicht einer Batterie nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Seitenansicht der Batterie.
3 ist eine Querschnittsansicht der Batterie, die entlang der Linie A-A in 1 genommen wurde.
4 ist eine Querschnittsansicht der Batterie, die entlang der Linie B-B in 1 genommen wurde.
5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht einer Polstruktur der Batterie.
6 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Polstruktur in Draufsicht der Batterie.
7 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht der Polstruktur in einer Ansicht der Batterie von unten.
8 ist eine Perspektivansicht einer Batterie nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht einer Polstruktur in einer Draufsicht einer Batterie nach einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsformen
Eine Energiespeichervorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält Folgendes: eine Elektrodenanordnung, die eine positive Elektrodenplatte und eine negative Elektrodenplatte enthält, wobei die positive Elektrodenplatte und die negative Elektrodenplatte wechselseitig isoliert sind; ein Gehäuse, das die Elektrodenanordnung unterbringt; und ein leitendes Element, das mit der Elektrodenanordnung in dem Gehäuse elektrisch gekoppelt ist. Das leitende Element enthält einen Hauptkörperteil, der eine Mittelachse in einer Richtung aufweist, die durch eine Wandfläche (Trennwand) des Gehäuses geht, und einen leitenden Verbindungsteil, der von dem Hauptkörperteil in eine Richtung hervorsteht, die sich mit der Mittelachse schneidet. Der Hauptkörperteil enthält einen Pressabschnitt, der an einem Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet ist und in die Wandfläche des Gehäuses eingeführt wird, und einen nicht kreisrunden Kopf, der an einem anderen Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet ist.
Mit dieser Konfiguration weist der Kopf des Hauptkörperteils eine nicht kreisrunde Form auf. Dies ermöglicht das Lagern des Kopfes durch ein Werkzeug, wie beispielsweise ein Industriewerkzeug und eine Einspannvorrichtung. Folglich wird bei dieser Energiespeichervorrichtung der Pressabschnitt in einem Zustand gepresst, in dem der Kopf gelagert wird. Dies unterdrückt und beschränkt die Drehung des leitenden Elements um die Mittelachse herum durch eine Presskraft, die erzeugt wird, wenn der Pressabschnitt gepresst wird. Dies unterdrückt oder verhindert die Drehung des leitenden Elements in Bezug auf das Gehäuse während des Pressens.
Mit dieser Konfiguration wird der leitende Verbindungsteil in eine von dem Hauptkörperteil weg weisende Richtung erweitert (vergrößert). Dies gewährleistet ausreichend einen Kopplungsraum für einen Leiter in Bezug auf den leitenden Verbindungsteil.
Ein anderer Aspekt dieser Energiespeichervorrichtung kann ferner ein Isolierelement enthalten. Dieses Isolierelement ist entlang der Wandfläche angeordnet. Das Isolierelement weist eine Durchgangsöffnung auf, durch die der Pressabschnitt geht, und lagert das leitende Element.
Mit dieser Konfiguration werden das leitende Element und die Trennwand durch das Isolierelement voneinander isoliert. In diesem Zustand werden das leitende Element und die Elektrodenanordnung elektrisch miteinander gekoppelt.
In diesem Fall kann der Hauptkörperteil ferner einen Körper zwischen dem Pressabschnitt und dem Kopf enthalten. Zudem kann das Isolierelement einen vertieften Abschnitt enthalten, der den Körper aufnehmen kann.
Mit dieser Konfiguration wirkt der Außenwandteil des Isolierelements selbst in dem Fall als Abdeckung (oder Abschirmwand), in dem diese Energiespeichervorrichtung Wassertropfen, die durch Kondensation und Ähnliches erzeugt werden, oder einer leitenden Umgebung (wie beispielsweise statische Elektrizität und Staub) ausgesetzt ist. Dies unterdrückt oder verhindert adäquat einen Kurzschluss zwischen dem Gehäuse und dem Hauptkörperteil.
Zudem können in diesem Fall der Kopf und der Körper in etwa die gleiche Form in einem Querschnitt ungefähr senkrecht zur Mittelachse aufweisen.
Diese Konfiguration unterdrückt oder verhindert die Erzeugung eines unnötigen Niveauunterschieds zwischen dem Kopf und dem Körper.
In einem anderen Aspekt dieser Energiespeichervorrichtung kann der Kopf eine vielwinklige Form mit einem abgerundeten Eckabschnitt aufweisen.
Mit dieser Konfiguration weist der Kopf eine vielwinklige Form auf und folglich kann der Kopf durch ein Werkzeug zuverlässig gelagert werden. Zudem unterdrückt oder verhindert der abgerundete Eckabschnitt des Kopfes einen lokal hohen Wert des elektrischen Widerstands in diesem Abschnitt.
Zudem kann in einem anderen Aspekt dieser Energiespeichervorrichtung der Pressabschnitt in die Wandfläche des Gehäuses von einer Außenseite in Richtung einer Innenseite des Gehäuses eingeführt werden. Der leitende Verbindungsteil kann außerhalb des Gehäuses angeordnet sein.
Mit dieser Konfiguration wird der Pressabschnitt von der Innenseite des Gehäuses gepresst, um das leitende Element an dem Gehäuse zu befestigen. Andererseits ist der Leiter mit einem Abschnitt außerhalb des Gehäuses in dem leitenden Verbindungsteil gekoppelt.
In diesem Fall kann diese Energiespeichervorrichtung ferner einen externen Pol enthalten, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Der leitende Verbindungsteil kann mit dem externen Pol elektrisch gekoppelt sein.
Mit dieser Konfiguration ist der externe Pol als Leiter mit dem leitenden Verbindungsteil gekoppelt. Der externe Pol ist beispielsweise mit einem Quetschkabelschuh bzw. Crimpanschluss eines Zuleitungsdrahtes einer externen Vorrichtung gekoppelt.
In einem anderen Aspekt dieser Energiespeichervorrichtung kann der Pressabschnitt in die Wandfläche des Gehäuses von einer Innenseite in Richtung einer Außenseite des Gehäuses eingeführt werden. Der leitende Verbindungsteil kann in dem Gehäuse angeordnet sein und mit der Elektrodenanordnung elektrisch gekoppelt sein.
Mit dieser Konfiguration wird der Pressabschnitt von der Außenseite des Gehäuses gepresst, um das leitende Element an dem Gehäuse zu befestigen. Andererseits ist der Leiter mit der Elektrodenanordnung in dem Gehäuse gekoppelt.
Zudem kann in einem anderen Aspekt dieser Energiespeichervorrichtung das leitende Element durch Schmieden ausgebildet werden.
Mit dieser Konfiguration kann das leitende Element kostengünstig hergestellt werden. Dies verringert folglich die Produktionskosten.
Ein leitendes Element nach der vorliegenden Erfindung enthält einen Hauptkörperteil und einen leitenden Verbindungsteil. Der Hauptkörperteil weist eine Mittelachse in einer Richtung auf, die durch eine Wandfläche eines Gehäuses einer Energiespeichervorrichtung geht, und ist mit einer Elektrodenanordnung der Energiespeichervorrichtung elektrisch gekoppelt. Der leitende Verbindungsteil steht von dem Hauptkörperteil in einer Richtung hervor, die sich mit der Mittelachse schneidet. Der Hauptkörperteil enthält einen Pressabschnitt und einen nicht kreisrunden Kopf. Der Pressabschnitt ist an einem Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet und wird in die Wandfläche des Gehäuses eingeführt. Der nicht kreisrunde Kopf ist an einem anderen Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet.
Wie oben, enthält der Hauptkörperteil bei der vorliegenden Erfindung den nicht kreisrunden Kopf. Dies unterdrückt oder verhindert die Drehung des leitenden Elements in Bezug auf das Gehäuse, wenn der Pressabschnitt gepresst wird.
Nachstehend wird eine Batterie, die eine erste Ausführungsform einer Energiespeichervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist, in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden. Die Batterie (eine erste Batterie) nach dieser Ausführungsform ist beispielsweise ein Akkumulator mit wasserfreiem Elektrolyt. Genauer ist die erste Batterie ein Lithium-Ionen-Akkumulator. Wie in den 1 bis 4 veranschaulicht, enthält die Batterie ein Gehäuse 1, das einen Gehäusekörper 2 und eine Abdeckplatte 3 enthält. Der Gehäusekörper 2 weist eine mit der Abdeckplatte 3 bedeckte Öffnung auf. Dies dichtet den Gehäusekörper 2 ab. Die Abdeckplatte 3 enthält eine Polstruktur 9. Die Polstruktur 9 ist mit einer in dem Gehäuse 1 untergebrachten Elektrodenanordnung 4 elektrisch gekoppelt.
Der Gehäusekörper 2 und die Abdeckplatte 3 des Gehäuses 1 werden beispielsweise durch ein aluminiumbasiertes Metallmaterial, wie beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, ausgebildet. In dem Gehäusekörper 2 ist die Wicklungselektrodenanordnung 4 mit einer oval-zylindrischen Form untergebracht. Folglich ist der Gehäusekörper 2 ein geschlossenes rechteckiges Rohr, das in einer Breitenrichtung flach ist. Die Abdeckplatte 3 ist eine rechteckige Platte mit einer Form, die der Öffnung des Gehäusekörpers 2 entspricht. Die Abdeckplatte 3 nimmt die Öffnung des Gehäusekörpers 2 in Eingriff und wird beispielsweise durch Laserstrahlschweißen befestigt. Dies dichtet den Gehäusekörper 2 ab und befestigt denselben.
Die Elektrodenanordnung 4 wird durch Wickeln einer streifenförmigen Folie in eine oval-zylindrische Form ausgebildet. Diese streifenförmige Folie enthält eine streifenförmige positive Elektrodenfolie 5, eine streifenförmige negative Elektrodenfolie 6 und einen streifenförmigen Separator 7, der zwischen diesen Folien angeordnet ist. Die positive Elektrodenfolie 5 und negative Elektrodenfolie 6 sind jeweils in Querrichtung des Separators 7 versetzt. Die Folie wird um eine Achse entlang einer Querrichtung der streifenförmigen Folie als Drehachse herum gewickelt, um eine oval-zylindrische Form auszubilden, die in einer vertikalen Richtung lang ist. Dies bildet die Elektrodenanordnung 4.
Die gesamte Elektrodenanordnung 4 ist mit einer Isolierabdeckung (nicht gezeigt) aus einer Isolierfolie bedeckt. Die Elektrodenanordnung 4 ist in dem Gehäuse 1 untergebracht während dieselbe von dem Gehäuse 1 isoliert ist. Die positive Elektrodenfolie 5 ist beispielsweise eine Aluminiumfolie, die ein aktives Material der positiven Elektrode auf einer Oberfläche der Aluminiumfolie lagert. Die negative Elektrodenfolie 6 ist beispielsweise eine Kupferfolie, die ein aktives Material einer negativen Elektrode auf einer Oberfläche der Kupferfolie lagert. Ein Stirnseitenrandabschnitt der positiven Elektrodenfolie 5 und ein Stirnseitenrandabschnitt der negativen Elektrodenfolie 6, die jeweils von dem Separator 7 hervorstehen, enthalten jeweils einen unbeschichteten Abschnitt, an dem das aktive Material nicht aufgetragen ist.
Dies legt die Aluminiumfolie oder die Kupferfolie in rechten und linken Endabschnitten der Elektrodenanordnung 4 frei. D. h., die jeweiligen Metallfolien der Elektrodenfolien 5 und 6 stehen in einer gewickelten Form hervor, die durch Wickeln gebildet wird.
Die jeweiligen Metallfolien, die von den rechten und linken Endabschnitten der Elektrodenanordnung 4 hervorstehen, sind mit einem Stromkollektor 8 elektrisch gekoppelt. Der Stromkollektor 8 weist eine lange Form in der vertikalen Richtung auf. Der Stromkollektor 8 ist beispielsweise ein leitendes Metallelement. Genauer ist der Stromkollektor 8 für die positive Elektrode beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Der Stromkollektor 8 für die negative Elektrode ist beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet. Ein oberer Abschnitt des Stromkollektors 8 ist horizontal gebogen, um als Verbindungsteil 8a zu dienen. Ein unterer Abschnitt von dem Verbindungsteil 8a ist in zwei Teile unterteilt und steht nach unten hervor. Dieser Abschnitt, der in zwei Teile unterteilt ist, ist zwischen Halteplatten (nicht gezeigt) zusammen mit dem Endabschnitt der Elektrodenanordnung 4 angeordnet. Die zwei Abschnitte des Stromkollektors 8, der Endabschnitt der Elektrodenanordnung 4 und die Halteplatten sind durch beispielsweise Ultraschallschweißen miteinander gekoppelt und aneinander befestigt.
Die Polstrukturen 9 enthalten eine Polstruktur 9 für eine positive Elektrode und eine Polstruktur 9 für eine negative Elektrode. Die Polstrukturen 9 enthalten jeweils, wie insbesondere in den 5 bis 7 veranschaulicht, eine Harzplatte 10, eine Außendichtung 11, ein leitendes Element 12, einen Polhalter 13 und einen Polbolzen 14. zwei Durchgangsöffnungen 3a, die an den rechten und linken Endabschnitten der Abdeckplatte 3 ausgebildet sind, sind durch die Harzplatte 10 und die Außendichtung 11 von der Innenseite und Außenseite umgeben.
Das leitende. Element 12 wird in die Durchgangsöffnung 3a über die Harzplatte 10 und die Außendichtung 11 eingeführt. Das leitende Element 12 ist mit dem Verbindungsteil 8a des Stromkollektors 8 elektrisch gekoppelt. Der Polhalter 13 ist nahe der Außendichtung 11 angeordnet. Der Polbolzen 14 ist auf einer Außenfläche der Abdeckplatte 3 über den Polhalter 13 angeordnet. Der Polbolzen 14 ist mit dem leitenden Element 12 elektrisch gekoppelt. Folglich sind die Elektrodenanordnung 4 in dem Gehäuse 1 und der Polbolzen 14 elektrisch miteinander gekoppelt.
Die Harzplatte 10, die Außendichtung 11 und der Polhalter 13 weisen jeweils eine Isolierfunktion auf. D. h., diese Elemente entsprechen einem Isolierelement. Insbesondere weist die Außendichtung 11 (möglicherweise auch die Harzplatte 10) eine Dichtungsfunktion auf. D. h., die Außendichtung 11 (möglicherweise auch die Harzplatte 10) entspricht auch dem Dichtungselement. Der Polbolzen 14 entspricht einem externen Pol.
Die Harzplatte 10 ist beispielsweise ein Kunstharzelement mit einer Isoliereigenschaft. Genauer verwendet die Harzplatte 10 beispielsweise ein thermoplastisches Harzmaterial. Das thermoplastische Harzmaterial wird beispielsweise durch nahezu einheitliches Mischen von Polyphenylensulfidharz (PPS-Harz) mit polyolefinbasiertem Elastomer, das aus zumindest Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP) hergestellt wird, erhalten. Die Harzplatte 10 weist eine rechteckige Form auf. Wie in 7 veranschaulicht, enthält die Harzplatte 10 eine Unterseite, an der ein vertiefter Abschnitt 10a ausgebildet ist. Der vertiefte Abschnitt 10a entspricht dem Verbindungsteil 8a des Stromkollektors 8. Die Harzplatte 10 weist eine Durchgangsöffnung 10b auf, die mit einer Durchgangsöffnung 8b des Verbindungsteils 8a ungefähr übereinstimmt, wenn der vertiefte Abschnitt 10a dem Verbindungsteil 8a des Stromkollektors 8 entspricht.
Die Außendichtung 11 ist beispielsweise ein Kunstharzelement, das eine Isoliereigenschaft und Dichtungseigenschaft aufweist. Genauer besteht die Außendichtung 11 aus einem thermoplastischen Harzmaterial. Dieses thermoplastische Harzmaterial wird beispielsweise durch einheitliches Mischen von Polyphenylensulfidharz (PPS-Harz) mit polyolefinbasiertem Elastomer, das aus zumindest Polyethylen (PE) und/oder Polypropylen (PP) hergestellt wird, erhalten. Die Außendichtung 11 weist eine etwas größere rechteckige Form als ein Körper 12d (nachstehend beschrieben) des leitenden Elements 12 auf.
Wie in 6 veranschaulicht, ist eine Oberseite der Außendichtung 11 vertieft, um eine vertiefte Form aufzuweisen. Folglich enthält die Außendichtung 11 einen umgebenden, peripheren Außenwandteil 11a. An einer Innenseite des Außenwandteils 11a der Außendichtung 11 ist ein vertiefter Abschnitt 11b angeordnet. Der vertiefte Abschnitt 11b entspricht dem Körper 12d des leitenden Elements 12. In eine Durchgangsöffnung 11c der Außendichtung 11 wird ein Pressabschnitt 12b (nachstehend beschrieben) des leitenden Elements 12 eingeführt, wenn der Körper 12d des leitenden Elements 12 dem vertieften Abschnitt 11b entspricht. Auf einer Unterseite der Außendichtung 11 ist ein ringförmiger Vorsprung 11d ausgebildet. Der ringförmige Vorsprung 11d wird in die Durchgangsöffnung 3a der Abdeckplatte 3 eingeführt und folglich in die Durchgangsöffnung 10b der Harzplatte 10 eingeführt.
Die Harzplatte 10 ist innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet während dieselbe auf einer Unterseite (Innenflächenseite) der Abdeckplatte 3 angeordnet ist. Die Außendichtung 11 ist auf einer Außenfläche des Gehäuses 1 angeordnet während dieselbe auf einer Oberseite (Außenflächenseite) der Abdeckplatte 3 angeordnet ist. Ein Abschnitt, an dem die Außendichtung 11 auf der Oberseite der Abdeckplatte 3 angeordnet ist, enthält einen nicht kreisrunden, vertieften Abschnitt (einen ersten vertieften Abschnitt) 3b, um einem unteren Abschnitt (Brückenabschnitt) der Außendichtung 11 zu entsprechen. Dieser erste vertiefte Abschnitt 3b entspricht dem unteren Abschnitt (einer Verbindungsfläche mit der Abdeckplatte 3) der Außendichtung 11. Dies unterdrückt und beschränkt eine axiale Drehung der Außendichtung 11. In dieser Ausführungsform weist eine Form des unteren Abschnitts der Außendichtung 11 eine rechteckige Form auf. Entsprechend ist der erste vertiefte Abschnitt 3b in eine rechteckige Form ausgebildet. Der erste vertiefte Abschnitt 3b wird vorzugsweise durch Prägen ausgebildet.
Das leitende Element 12 ist beispielsweise ein leitendes Metallelement. Genauer ist das leitende Element 12 für die positive Elektrode beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Das leitende Element 12 für die negative Elektrode ist beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet. Wie in 6 veranschaulicht, enthält das leitende Element 12 einen Hauptkörperteil 12a und einen leitenden Verbindungsteil 12e. Der Hauptkörperteil 12a weist eine Mittelachse auf, die sich in eine Richtung erstreckt, die durch die Abdeckplatte (Wandfläche, Trennwand) 3 geht. Der leitende Verbindungsteil 12e steht von dem Körper 12d des Hauptkörpers 12a in einer Richtung hervor, die sich mit der Mittelachse schneidet. Der Hauptkörperteil 12a entspricht dem Hilfsanschluss in dem Hintergrund der Erfindung. Der leitende Verbindungsteil 12e entspricht dem Koppelleiter in dem Hintergrund der Erfindung.
Der Hauptkörperteil 12a enthält den Pressabschnitt 12b an einer Seite, die in die Abdeckplatte 3 eingeführt wird. D. h., der Pressabschnitt 12b ist an einem Endabschnitt des Hauptkörperteils 12a angeordnet. Der Hauptkörperteil 12a enthält einen Kopf 12c in einer nicht kreisrunden Form um die Mittelachse herum an der gegenüberliegenden Seite der Seite, die in die Abdeckplatte 3 eingeführt wird. D. h., der Kopf 12c ist an dem anderen Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet. Der Hauptkörperteil 12a enthält den Körper 12d zwischen dem Pressabschnitt 12b und dem Kopf 12c.
Der Pressabschnitt 12b steht von einer Unterseite des Körpers 12d nach unten hervor. In dieser Ausführungsform weist der Pressabschnitt 12b eine hohle Form (Rohrform) auf. Genauer weist der Pressabschnitt 12b eine zylindrische Form auf. Die Form des Pressabschnitts 12b ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die Form des Pressabschnitts 12b kann eine solide Form (Säulenform) oder genauer eine säulenartige Form sein.
Der Kopf 12c erstreckt sich von dem Körper 12d in Mittelachsenrichtung. Der Kopf 12c ist in einer flachen, ebenen Form parallel zur Abdeckplatte 3 ausgebildet. D. h., in einer Richtung, in der der leitende Verbindungsteil 12e von dem Körper 12d hervorsteht, ist ein Niveauunterschied zwischen dem Kopf 12c und dem leitenden Verbindungsteil 12e ausgebildet. Der Kopf 12c weist eine prismatische Form auf, bei der jeweilige Eckenabschnitte an vier Ecken bei Betrachtung aus der Mittelachsenrichtung abgerundet sind. Der Kopf 12c kann eine kreisrunde Form bei Betrachtung aus der Mittelachsenrichtung aufweisen. Der Kopf 12c kann in einer Position ausgebildet sein, die von der Mittelachse versetzt ist. In diesem Fall weist der Kopf 12c eine nicht kreisrunde Form um die Mittelachse herum auf. Der Kopf 12c wirkt als Rotationssperrung für das leitende Element 12, wenn der Pressabschnitt 12b gepresst wird.
Der Körper 12d und der Kopf 12c weisen jeweils Querschnitte ungefähr senkrecht zur Mittelachse in der gleichen Form oder in etwa der gleichen Form auf. D. h., der Körper 12d weist ähnlich dem Kopf 12c eine vielwinklige Form auf, bei der jeweilige Eckabschnitte bei Betrachtung aus der Mittelachsenrichtung abgerundet sind. Auch in einer Richtung, die sich mit der Mittelachse schneidet, stimmen die Form des Körpers 12d und die Form des Kopfes 12c ungefähr miteinander überein. Folglich besteht kein Niveauunterschied zwischen einer Seitenfläche des Körpers 12d und einer Seitenfläche des Kopfes 12c als eine kontinuierliche flache Oberfläche. Eine Länge des Körpers 12d in der Mittelachsenrichtung weist eine Stärke zum Aushalten einer Kraft auf, die angelegt wird, wenn der Pressabschnitt 12b gepresst wird.
Der leitende Verbindungsteil 12e ist in dieser Ausführungsform in eine rechteckige Plattenform ausgebildet. Eine Oberfläche des leitenden Verbindungsteils 12e wird durch eine Oberflächenbehandlung, wie beispielsweise Vernickeln und Verzinken, zum Verhindern von Rost und zum Verbessern der Glätte bearbeitet. Der leitende Verbindungsteil 12e steht von dem Hauptkörperteil 12a in eine Richtung hervor, die sich mit der Mittelachse schneidet. Der leitende Verbindungsteil 12e enthält einen Endabschnitt, an dem eine Durchgangsöffnung 12f ausgebildet ist. Ein Schaftabschnitt 14b des Polbolzens 14 wird in die Durchgangsöffnung 12f eingeführt.
In dieser Ausführungsform wird das leitende Element 12 beispielsweise durch Schmieden ausgebildet. Insbesondere wird bevorzugt, dass das leitende Element 12 durch Kaltschmieden ausgebildet wird. Jedoch ist ein Verfahren zum Erzeugen des leitenden Elements 12 nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können der Hauptkörperteil 12a und der leitende Verbindungsteil 12e als unabhängige Komponenten erzeugt werden. In diesem Fall können der Hauptkörperteil 12a und der leitende Verbindungsteil 12e beispielsweise durch Schweißen miteinander integriert werden.
Hier wird eine Beschreibung eines Größenverhältnisses zwischen der Durchgangsöffnung 3a der Abdeckplatte 3, der Durchgangsöffnung 8b des Verbindungsteils 8a des Stromkollektors 8, der Durchgangsöffnung 10b der Harzplatte 10, der Durchgangsöffnung 11c und dem ringförmigen Vorsprung 11d der Außendichtung 11 und dem Pressabschnitt 12b des Hauptkörperteils 12a des leitenden Elements 12 erfolgen. Wie insbesondere in 5 veranschaulicht, sind eine Größe eines Innendurchmessers der Durchgangsöffnung 3a an der Abdeckplatte 3 und eine Größe eines Innendurchmessers der Durchgangsöffnung 10b an der Harzplatte 10 gleich oder in etwa gleich. Die Größe des Innendurchmessers der Durchgangsöffnung 3a an der Abdeckplatte 3, die Größe des Innendurchmessers der Durchgangsöffnung 10b an der Harzplatte 10 und eine Größe eines Außendurchmessers des ringförmigen Vorsprungs 11d an der Außendichtung 11 sind gleich oder in etwa gleich.
Zudem sind ein Längenmaß in einer Achsenrichtung des ringförmigen Vorsprungs 11d an der Außendichtung 11 und eine Summe der Stärkenmaße der Abdeckplatte 3 und der Harzplatte 10 gleich oder in etwa gleich. Die Größe des Innendurchmessers des ringförmigen Vorsprungs 11d an der Außendichtung 11 und die Größe des Innendurchmessers der Durchgangsöffnung 8b des Verbindungsteils 8a an dem Stromkollektor 8 sind gleich oder in etwa gleich. Die Größe des Innendurchmessers des ringförmigen Vorsprungs 11d an der Außendichtung 11, die Größe Innendurchmessers der Durchgangsöffnung 8b des Verbindungsteils 8a am Stromkollektor 8 und eine Größe eines Außendurchmessers des Pressabschnitts 12b am Hauptkörperteil 12a des leitenden Elements 12 sind gleich oder in etwa gleich. Ein Längenmaß in einer Achsenrichtung des Pressabschnitts 12b am Hauptkörperteil 12a des leitenden Elements 12 ist gleich oder in etwa gleich der Summe der Stärkenmaße der Abdeckplatte 3, des Verbindungsteils 8a des Stromkollektors 8, der Harzplatte 10 und der Außendichtung 11.
Folglich wird der Körper 12d am Hauptkörperteil 12a des leitenden Elements 12 in den vertieften Abschnitt 11b der Außendichtung 11 von der Außenseite in Richtung der Innenseite der Abdeckplatte 3 eingeführt. Der Pressabschnitt 12b am Hauptkörperteil 12a des leitenden Elements 12 geht durch die Durchgangsöffnung 11c auf einer Bodenfläche des vertieften Abschnitts 11b der Außendichtung 11 und wird dann in die Durchgangsöffnung 8b am Verbindungsteil 8a des Stromkollektors 8 eingeführt. Ein distales Ende des Pressabschnitts 12b, das von der Durchgangsöffnung 8b am Verbindungsteil 8a des Stromkollektors 8 nach unten hervorsteht, wird von einer Unterseite gepresst. Folglich wird das leitende Element 12 (der Pressabschnitt 12b und der Hauptkörperabschnitt 12a) mit dem Verbindungsteil 8a des Stromkollektors 8 elektrisch gekoppelt. Zudem wird das leitende Element 12 auf der Abdeckplatte 3 in einem von der Abdeckplatte 3 isolierten Zustand montiert.
Der Polhalter 13 ist ähnlich der Harzplatte 10 und der Außendichtung 11 ein Kunstharzelement mit beispielsweise einer Isoliereigenschaft. Der Polhalter 13 weist eine etwas größere rechteckige Form als ein Kopf 14a des Polbolzens 14 auf. Wie in 6 veranschaulicht, wird eine Oberseite des Polhalters 13 vertieft, um eine vertiefte Form aufzuweisen. Folglich enthält der Polhalter 13 einen umgebenden, peripheren Außenwandteil 13a. An einer Innenseite des Außenwandteils 13a des Polhalters 13 ist ein vertiefter Abschnitt 13b angeordnet. Der vertiefte Abschnitt 13b entspricht dem Kopf 14a des Polbolzens 14.
Der Polhalter 13 enthält einen nicht kreisrunden Befestigungsvorsprung 13c in dem vertieften Abschnitt 13b. Der vertiefte Abschnitt 13b entspricht dem Kopf 14a des Polbolzens 14. Zu dieser Zeit passt der Befestigungsvorsprung 13c in einen nicht kreisrunden, vertieften Befestigungsabschnitt (eine vertiefte Befestigungsnut) 14c, die in dem Kopf 14a des Polbolzens 14 ausgebildet ist. Der Befestigungsvorsprung 13c ist an einer unteren Position als der einer oberen Endfläche des Außenwandteils 11a in dem vertieften Abschnitt 13b angeordnet. Folglich passt der Befestigungsvorsprung 13c in den vertieften Befestigungsabschnitt 14c an dem Kopf 14a des Polbolzens 14. Folglich nimmt der Polhalter 13 den Polbolzen 14 derart auf, dass eine axiale Drehung des Polhalters 13 unterdrückt oder beschränkt wird.
Wie in 7 veranschaulicht, ist ein nicht kreisrunder Vorsprung 13d auf einer Unterseite des Polhalters 13 ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist der Vorsprung 13d eine rechteckige, hervorstehende Oberfläche (erhöhte Oberfläche). Auf der Oberseite der Abdeckplatte 3 ist in einem Abschnitt, an dem der Polhalter 13 angeordnet ist, wie in 6 veranschaulicht, ein nicht kreisrunder, vertiefter Abschnitt (ein zweiter vertiefter Abschnitt) 3c ausgebildet. Der nicht kreisförmige, vertiefte Abschnitt 3c entspricht dem Vorsprung 13d des Polhalters 13. Folglich entspricht der Vorsprung 13d des Polhalters 13 dem zweiten vertieften Abschnitt 3c. Ähnlich der Außendichtung 11, unterdrückt oder beschränkt dies die axiale Drehung des Polhalters 13. In dieser Ausführungsform wird der zweite vertiefte Abschnitt 3c in eine rechteckige Form ausgebildet, die dem Vorsprung 13d in einer rechteckigen Form entspricht. Der zweite vertiefte Abschnitt 3c wird beispielsweise durch Prägen gebildet.
Der Polbolzen 14 ist mit einer externen Vorrichtung elektrisch gekoppelt. Ein Material des Polbolzens 14 ist beispielsweise Eisen, Stahl, wie beispielsweise rostfreier Stahl und Chrom-Molybdän-Stahl, und ein anderes leitendes Metallelement mit einer hohen Festigkeit. Der Polbolzen 14 enthält, wie oben beschrieben wurde, den Kopf 14a und den Schaftabschnitt 14b. Der Kopf 14a ist in einer Größe ausgebildet, um in den vertieften Abschnitt 13b des Polhalters 13 eingeführt zu werden. Der Schaftabschnitt 14b steht von einer Oberseite des Kopfes 14a hervor. Der Schaftabschnitt 14b weist einen Außenumfang auf, an dem ein Außengewinde eingekerbt ist. Wie oben beschrieben wurde, ist auf einer Unterseite des Kopfes 14a der nicht kreisrunde, vertiefte Befestigungsabschnitt (die vertiefte Befestigungsnut) 14c ausgebildet. Der Befestigungsvorsprung 13c in dem vertieften Abschnitt 13b passt in den vertieften Befestigungsabschnitt 14c des Polbolzens 14. Folglich ist der Polbolzen 14 von der Abdeckplatte 3 isoliert und wird durch den Polhalter 13 in einem Zustand gelagert, in dem eine axiale Drehung des Schaftabschnitts 14b unterdrückt oder beschränkt wird.
Bei dem Polbolzen 14 wird der Schaftabschnitt 14b in die Durchgangsöffnung 12f des leitenden Verbindungsteils 12e eingeführt. Der Schaftabschnitt 14b des Polbolzens 14 entspricht beispielsweise einem Crimpanschluss (nicht gezeigt) eines Zuleitungsdrahtes der externen Vorrichtung und zudem ist der Schaftabschnitt 14b durch eine Schraubenmutter befestigt. In diesem Fall wird der Polbolzen 14 leicht angehoben. Folglich wird die Oberseite des Kopfes 14a mit einer Unterseite des leitenden Verbindungsteils 12e des leitenden Elements 12 in Druckkontakt gebracht. Folglich umgeben der Kopf 14a des Polbolzens 14 und die Schraubenmutter den Crimpanschluss des Zuleitungsdrahtes und den leitenden Verbindungsteil 12e. Dies gewährleistet eine elektrische Kopplung zwischen dem Crimpanschluss, dem Polbolzen 14 und dem leitenden Verbindungsteil 12e. Folglich ist der Crimpanschluss des Zuleitungsdrahtes mit der Elektrodenanordnung 4 über den Polbolzen 14, das leitende Element 12 und den Stromkollektor 8 elektrisch gekoppelt. Dies koppelt elektrisch die externe Vorrichtung und diese Batterie miteinander. Der Polbolzen 14, das leitende Element 12 und der Stromkollektor 8 sind von der Abdeckplatte 3 durch den Polhalter 13, die Außendichtung 11 und die Harzplatte 10 isoliert.
Der vertiefte Befestigungsabschnitt 14c am Kopf 14a des Polbolzens 14 entspricht dem Befestigungsvorsprung 13c in dem vertieften Abschnitt 13b des Polhalters 13, der an der Oberseite der Abdeckplatte 3 befestigt ist. Dies unterdrückt effektiv die Drehung des Polbolzens 14 zusammen mit der Schraubenmutter, wenn der Schaftabschnitt 14b des Polbolzens 14 durch eine Schraubenmutter befestigt wird.
Folglich sind bei dem leitenden Element 12 nach dieser Ausführungsform der Hauptkörperteil 12a und der leitende Verbindungsteil 12e miteinander integriert. Der Körper 12d des Hauptkörperteils 12a entspricht dem vertieften Abschnitt 11b der Außendichtung 11. Der Pressabschnitt 12b des Hauptkörperteils 12a wird in die Durchgangsöffnung 11c der Außendichtung 11 eingeführt. Der Pressabschnitt 12b, der von der Durchgangsöffnung 11c der Außendichtung 11 nach unten hervorsteht, geht durch die Durchgangsöffnung 3a der Abdeckplatte 3 und die Durchgangsöffnung 10b der Harzplatte 10. Der Pressabschnitt 12b wird in die Durchgangsöffnung 8b an dem Verbindungsteil 8a des Stromkollektors 8 eingeführt.
Andererseits ist an der Seite des Gehäuses 1 des leitenden Verbindungsteils 12e der Polhalter 13 auf dem zweiten vertieften Abschnitt 3c der Abdeckplatte 3 angeordnet. Der Kopf 14a des Polbolzens 14 entspricht dem vertieften Abschnitt 13b des Polhalters 13. Der Schaftabschnitt 14b des Polbolzens 14 wird in die Durchgangsöffnung 12f eingeführt. Folglich koppelt dies elektrisch den Polbolzen 14, der ein externer Pol ist, und den Verbindungsteil 8a des Stromkollektors 8 in einem Vorgang.
Bei dem leitenden Element 12 nach dieser Ausführungsform weist der Kopf 12c des Hauptkörperteils 12a eine ungefähr prismatische Form auf. Dies ermöglicht das Lagern des Kopfes 12c durch ein Werkzeug, wie beispielsweise ein Industriewerkzeug und eine Einspannvorrichtung. D. h., in einem Zustand, in dem der Kopf 12c durch ein Werkzeug, wie beispielsweise ein Industriewerkzeug und eine Einspannvorrichtung, gehalten wird, ermöglicht dies das Pressen des Pressabschnitts 12b am Hauptkörperteil 12a.
Der Kopf 12c weist eine nicht kreisrunde Form um die Mittelachse herum auf. Folglich wird in dem Fall, in dem eine Presskraft, die beim Pressen des Pressabschnitts 12b erzeugt wird, versucht das leitende Element 12 um die Mittelachse herum zu drehen, diese Drehung durch das Werkzeug, wie beispielsweise ein Industriewerkzeug und eine Einspannvorrichtung, unterdrückt oder beschränkt. Dies unterdrückt oder verhindert, dass sich das leitende Element 12 in Bezug auf die Abdeckplatte 3 während des Pressens dreht.
Bei dem leitenden Element 12 nach dieser Ausführungsform wird in einem Zustand, in dem der Hauptkörperteil 12a und der leitende Verbindungsteil 12e miteinander integriert werden, der Pressabschnitt 12b des Hauptkörperteils 12a gepresst. Nachdem der Pressabschnitt 12b gepresst wird, verhindert dies folglich das Anlegen einer neuen Presskraft an das leitende Element 12. Dies unterdrückt oder verhindert den Verlust von Luftundurchlässigkeit in einem Abschnitt der Abdeckplatte 3, durch den der Pressabschnitt 12b des leitenden Elements 12 geht.
Die Energiespeichervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und verschiedene Änderungen der Ausführungsform können vorgenommen werden ohne von dem Wesen und Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise sind in der oben beschriebenen Ausführungsform der Stromkollektor 8 für die positive Elektrode und das leitende Element 12 für die positive Elektrode jeweils aus beispielsweise Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet. Der Stromkollektor 8 für die negative Elektrode und das leitende Element 12 für die negative Elektrode ist beispielsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet. Die jeweiligen Materialien des Stromkollektors 8 und des leitenden Elements 12 können jedoch irgendwelche Materialien sein, sofern die Materialien leitende Metallmaterialien sind, die für die Art der Batterie geeignet sind. Zudem wird in der oben beschriebenen Ausführungsform das Material des Polbolzens 14 auch beschrieben. Das Material des Polbolzens 14 kann jedoch jedes Material sein, sofern das Material ein leitendes Metallmaterial mit angemessenen Charakteristiken von beispielsweise Festigkeit und einer leitenden Eigenschaft ist.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform steht der Schaftabschnitt (der Außengewindeabschnitt) 14b von der Oberflächenseite des Kopfes 14a des Polbolzens 14 hervor. Anstelle dieses Außengewindes kann ein Schaftabschnitt in einer beliebigen Form, wie beispielsweise eine zylindrische Form und eine polygonale Rohrform, hervorstehen. Auf der oberen Endfläche dieses Schaftabschnitts kann eine Schraubenöffnung gebohrt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Crimpanschluss des Zuleitungsdrahtes der externen Vorrichtung an dem Schaftabschnitt 14b des Polbolzens 14 durch eine Schraubenmutter befestigt. Dies koppelt elektrisch die externe Vorrichtung und die Batterie. Wie in 8 veranschaulicht, kann die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jedoch eine zusammengesetzte Batterie mit einer Vielzahl von Gehäusen. (Energiespeichervorrichtungen) 1 sein, die parallel zueinander angeordnet und zusammengebaut sind. In diesem Fall können das leitende Element 12 in der Polstruktur 9 von einem der Gehäuse 1 und das leitende Element 12 in der Polstruktur 9 eines anderen Gehäuses 1 durch ein Kopplungselement 16 gekoppelt sein. Dies koppelt die Gehäuse 1 nebeneinander.
Genauer ist die Vielzahl angrenzender Gehäuse 1 in Reihe miteinander elektrisch gekoppelt. Die leitenden Elemente 12 (insbesondere die leitenden Verbindungsteile 12e) in den Polstrukturen 9 der angrenzenden Gehäuse 1 können jeweils an beispielsweise das Kopplungselement 16 geschweißt sein. Folglich ist die Vielzahl von Gehäusen 1 miteinander verbunden und gekoppelt. Es wird bevorzugt, dass das Kopplungselement 16 beispielsweise eine Sammelschiene ist, die ein leitendes Metallmaterial enthält, das in eine Plattenform ausgebildet ist. Ein Endabschnitt des Kopplungselements 16 ist an das leitende Element 12 (insbesondere den leitenden Verbindungsteil 12e) für die positive Elektrode in der Polstruktur 9 von einem der Gehäuse 1 geschweißt. Der andere Endabschnitt des Kopplungselements 16 ist an das leitende Element 12 (insbesondere den leitenden Verbindungsteil 12e) für die negative Elektrode in der Polstruktur 9 eines anderen Gehäuses 1 geschweißt.
Bei der oben beschrieben Ausführungsform wird der Pressabschnitt 12b an dem Hauptkörperteil 12a des leitenden Elements 12 in die Durchgangsöffnung 3a der Abdeckplatte 3 des Gehäuses 1 von der Außenseite in Richtung der Innenseite des Gehäuses 1 eingeführt. Bei diesem Beispiel ist der leitende Verbindungsteil 12e außerhalb des Gehäuses 1 angeordnet. Wie in 9 veranschaulicht, kann der Hauptkörperteil 12a des leitenden Elements 12 jedoch in die Durchgangsöffnung 3a an der Abdeckplatte 3 des Gehäuses 1 von der Innenseite in Richtung der Außenseite des Gehäuses 1 eingeführt werden. Bei diesem Beispiel ist der leitende Verbindungsteil 12e in dem Gehäuse 1 angeordnet. Der leitende Verbindungsteil 12e (Hauptkörperteil 12a) ist mit dem Stromkollektor 8 (der Elektrodenanordnung 4) in dem Gehäuse 1 elektrisch gekoppelt. Wie oben, liegt die Konfiguration, bei der das leitende Element 12 und die Elektrodenanordnung 4 elektrisch miteinander gekoppelt sind, auch innerhalb des vorgesehenen Bereiches der vorliegenden Erfindung.
Genauer wird der Schaftabschnitt 14b des Polbolzens 14 als externer Pol in die Durchgangsöffnung (eine erste Durchgangsöffnung) 17b an dem Plattenabschnitt (erster Plattenabschnitt) 17a an einer Stirnseite des Koppelleiters 17 eingeführt, an dem der Niveauunterschied gebildet ist. Der Plattenabschnitt (ein zweiter Plattenabschnitt) 17c an der anderen Stirnseite des Koppelleiters 17 wird in den vertieften Abschnitt 11b der Außendichtung 11 eingeführt. Der Pressabschnitt 12b des Hauptkörperteils 12a des leitenden Elements 12 wird in die Durchgangsöffnung 10b der Harzplatte 10, die Durchgangsöffnung 3a der Abdeckplatte 3 und die Durchgangsöffnung 11c des vertieften Abschnitts 11b der Außendichtung 11 von der Innenseite in Richtung der Außenseite des Gehäuses 1 eingeführt. Zudem wird der Pressabschnitt 12b in die Einführöffnung (zweite Einführöffnung) 17d des Koppelleiters 17 eingeführt. Das distale Ende des Pressabschnitts 12b, das von der zweiten Einführöffnung 17d nach oben hervorsteht, wird von der Oberseite gepresst. Folglich koppelt sich elektrisch der Hauptkörperteil 12a des leitenden Elements 12 mit dem Polbolzen 14. Das leitende Element 12 ist auf der Abdeckplatte 3 in einem von der Abdeckplatte 3 isolierten Zustand montiert.
Der leitende Verbindungsteil 12e kann einfach vergrößert werden, um eine Funktion wie der Stromkollektor 8 aufzuweisen. Alternativ kann in dem Fall, in dem der Verbindungsteil 8a des Stromkollektors 8 ein Leiter ist, der Verbindungsteil 8a mit dem leitenden Verbindungsteil 12e elektrisch gekoppelt sein. D. h., das leitende Element 12 und der Stromkollektor 8 können eine integrierte Struktur aufweisen, bei der der leitende Verbindungsteil 12e und der Verbindungsteil 8e miteinander gekoppelt sind. Alternativ können der leitende Verbindungsteil 12e und der Verbindungsteil 8e unterschiedliche Elemente sein, die voneinander getrennt sind.
Die Elektrodenanordnung 4 ist nicht auf eine Wicklungselektrodenanordnung in einer oval-zylindrischen Form beschränkt, wie in der obigen Ausführungsform beschrieben wurde. Die Elektrodenanordnung 4 kann eine andere Form und eine gestapelte Form aufweisen.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Gehäuse 1 beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung oder Stahl gebildet. Das Material des Gehäuses 1 (Gehäusekörper 2 und Abdeckplatte 3) kann jedes Material sein.
Daher kann das Material des Gehäuses 1 ein anderes Material als Metall sein (wie beispielsweise ein Isoliermaterial). Die Form und Struktur des Gehäuses 1 (Gehäusekörper 2 und Abdeckplatte 3) sind nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und können jede Form und jede Struktur verwenden.
In der oben beschrieben Ausführungsform ist die Polstruktur 9 an der Abdeckplatte 3 angeordnet. Die Polstruktur 9 kann jedoch an dem Gehäusekörper 2 angeordnet sein.
In der oben beschriebenen Ausführungsform weisen die Außendichtung 11 und die Harzplatte 10 Isoliereigenschaften auf, um den Polbolzen 14 und die Abdeckplatte 3 voneinander zu isolieren. Die jeweiligen Materialien dieser Elemente sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beispielsweise können die Trennwand (Abdeckplatte 3) des Gehäuses 1 und die Elektrodenanordnung 4 über das leitende Element 12 miteinander elektrisch gekoppelt sein. In diesem Fall können der Polhalter 13, die Außendichtung 11 oder die Harzplatte 10 elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Ein Verfahren zum Versehen des Polhalters 13, der Außendichtung 11 oder der Harzplatte 10 mit elektrischer Leitfähigkeit enthält ein Verfahren zum Mischen eines elektrisch leitfähigen Materials, wie beispielsweise Kohlenstoff, mit einem Kunstharz. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung muss nicht die Außendichtung 11 und die Harzplatte 10 enthalten. In diesem Fall sind das leitende Element 12 und die Abdeckplatte 3 in direktem Kontakt miteinander.
In der oben beschriebenen Ausführungsform enthält die Ausführungsform der Energiespeichervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung einen Lithium-Ionen-Akkumulator. Jede Art und jede Größe (Kapazität) dieser Batterie sind möglich.
Die Energiespeichervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist nicht auf den Lithium-Ionen-Akkumulator beschränkt. Die Energiespeichervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist auf verschiedene Arten von Akkumulatoren, Primärbatterien oder Kondensatoren, wie beispielsweise elektrischer Doppelschichtkondensator, anwendbar.
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann erste bis zehnte Energiespeichervorrichtungen und ein erstes leitendes Element wie folgt einsetzen. Die erste Energiespeichervorrichtung enthält eine Elektrodenanordnung, ein Gehäuse und ein leitendes Element. Die Elektrodenanordnung enthält eine positive Elektrodenplatte und eine negative Elektrodenplatte. Die positive Elektrodenplatte und negative Elektrodenplatte sind wechselseitig isoliert. Das Gehäuse ist aus einer Trennwand gebildet und bringt die Elektrodenanordnung unter. Das leitende Element geht durch die Trennwand und ist mit der Elektrodenanordnung in dem Gehäuse elektrisch gekoppelt. Das leitende Element enthält einen Hauptkörperteil und einen leitenden Verbindungsteil. Der Hauptkörperteil weist eine Mittelachse in einer Richtung auf, die durch die Trennwand geht. Der leitende Verbindungsteil steht von dem Hauptkörperteil hervor. Der Hauptkörperteil enthält einen Pressabschnitt an einer Seite, die in die Trennwand eingeführt wird, und einen Kopf in einer nicht kreisrunden Form um die Mittelachse herum an einer gegenüberliegenden Seite der Seite, die in die Trennwand eingeführt ist.
Nach einer zweiten Energiespeichervorrichtung steht bei der ersten Energiespeichervorrichtung der leitende Verbindungsteil in eine Richtung hervor, die sich mit der Mittelachse von dem Hauptkörperteil schneidet. Eine dritte Energiespeichervorrichtung enthält ferner ein Isolierelement in der ersten oder zweiten Energiespeichervorrichtung. Das Isolierelement ist entlang der Trennwand angeordnet und lagert das leitende Element in einem Zustand, in dem der Pressabschnitt durch das Isolierelement gegangen ist bzw. geht.
Nach einer vierten Energiespeichervorrichtung enthält bei der dritten Energiespeichervorrichtung der Hauptkörperteil ferner einen Körper zwischen dem Pressabschnitt und dem Kopf. Das Isolierelement enthält einen vertieften Abschnitt, der das Aufnehmen des Körpers zulässt. Nach einer fünften Energiespeichervorrichtung weisen bei der vierten Energiespeichervorrichtung der Kopf und der Körper die gleiche oder in etwa eine gleiche Querschnittsform um die Mittelachse herum auf. Nach einer sechsten Energiespeichervorrichtung weist in einer der ersten bis fünften Energiespeichervorrichtungen der Kopf eine prismatische Form mit einem abgerundeten Eckabschnitt auf.
Nach einer siebten Energiespeichervorrichtung wird bei der ersten bis sechsten Energiespeichervorrichtung der Hauptkörperteil in die Trennwand von einer Außenseite in Richtung einer Innenseite des Gehäuses eingeführt. Der leitende Verbindungsteil ist außerhalb des Gehäuses angeordnet. Eine achte Energiespeichervorrichtung enthält bei der siebten Energiespeichervorrichtung ferner einen externen Pol, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Der leitende Verbindungsteil ist mit dem externen Pol elektrisch gekoppelt.
Nach einer neunten Energiespeichervorrichtung wird bei der ersten bis sechsten Energiespeichervorrichtung der Hauptkörperteil in die Trennwand von einer Innenseite zu einer Außenseite des Gehäuses eingeführt. Der leitende Verbindungsteil ist in dem Gehäuse angeordnet und mit der Elektrodenanordnung elektrisch gekoppelt. Nach einer zehnten Energiespeichervorrichtung ist bei der ersten bis neunten Energiespeichervorrichtung das leitende Element durch Schmieden gebildet.
Ein erstes leitendes Element ist ein leitendes Element, das durch eine Trennwand eines Gehäuses einer Energiespeichervorrichtung geht und die Elektrodenanordnung, die in dem Gehäuse untergebracht ist, mit einer Außenseite des Gehäuses leitfähig koppelt. Das leitende Element enthält einen Hauptkörperteil und einen leitenden Verbindungsteil. Der Hauptkörperteil weist eine Mittelachse in einer Richtung auf, die durch die Trennwand geht. Der leitende Verbindungsteil steht vom Hauptkörperteil hervor. Der Hauptkörperteil enthält einen Pressabschnitt an einer Seite, die in die Trennwand eingeführt wird, und einen Kopf in einer nicht kreisrunden Form um die Mittelachse herum an einer gegenüberliegenden Seite der Seite, die in die Trennwand eingeführt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2010-097764 A [0005]

Claims

Energiespeichervorrichtung mit: einer Elektrodenanordnung, die eine positive Elektrodenplatte und eine negative Elektrodenplatte enthält, wobei die positive Elektrodenplatte und die negative Elektrodenplatte wechselseitig isoliert sind; einem Gehäuse, das die Elektrodenanordnung unterbringt; und einem leitenden Element, das mit der Elektrodenanordnung in dem Gehäuse elektrisch gekoppelt ist, wobei das leitende Element Folgendes enthält: einen Hauptkörperteil, der eine Mittelachse in einer Richtung aufweist, die durch eine Wandfläche des Gehäuses geht; und einen leitenden Verbindungsteil, der vom Hauptkörperteil in eine Richtung hervorsteht, die sich mit der Mittelachse schneidet, und wobei der Hauptkörperteil Folgendes enthält: einen Pressabschnitt, der an einem Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet ist und in die Wandfläche des Gehäuses eingeführt wird; und einen nicht kreisrunden Kopf, der an einem anderen Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet ist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, die zudem ein Isolierelement aufweist, wobei das Isolierelement entlang der Wandfläche angeordnet ist, um eine Durchgangsöffnung aufzuweisen, durch die der Pressabschnitt geht, und das leitende Element zu lagern.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Hauptkörperteil ferner einen Körper zwischen dem Pressabschnitt und dem Kopf enthält, und das Isolierelement einen vertieften Abschnitt enthält, der das Aufnehmen des Körpers ermöglicht.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Kopf und der Körper ungefähr eine gleiche Form in einem Querschnitt ungefähr senkrecht zu der Mittelachse aufweisen.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kopf eine vielwinklige Form mit einem abgerundeten Eckabschnitt aufweist.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Pressabschnitt in die Wandfläche des Gehäuses von einer Außenseite zu einer Innenseite des Gehäuses eingeführt wird, und der leitende Verbindungsteil außerhalb des Gehäuses angeordnet ist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 6, ferner mit einem externen Pol, der außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei der leitende Verbindungsteil mit dem externen Pol elektrisch gekoppelt ist.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Pressabschnitt in die Wandfläche des Gehäuses von einer Innenseite zu einer Außenseite des Gehäuses eingeführt wird, und der leitende Verbindungsteil in dem Gehäuse angeordnet und mit der Elektrodenanordnung elektrisch gekoppelt ist.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das leitende Element durch Schmieden gebildet wird.
Leitendes Element mit: einem Hauptkörper, der eine Mittelachse in einer Richtung aufweist, die durch eine Wandfläche eines Gehäuses einer Energiespeichervorrichtung geht, wobei der Hauptkörperteil mit einer Elektrodenanordnung der Energiespeichervorrichtung elektrisch gekoppelt ist; und einem leitenden Verbindungsteil, der von dem Hauptkörperteil in eine Richtung hervorsteht, die sich mit der Mittelachse schneidet, wobei der Hauptkörperteil Folgendes enthält: einen Pressabschnitt, der an einem Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet ist und in die Wandfläche des Gehäuses eingeführt wird; und einen nicht kreisrunden Kopf, der an einem anderen Endabschnitt des Hauptkörperteils angeordnet ist.