DE112019000626T5

DE112019000626T5 - Energiespeichervorrichtung

Info

Publication number: DE112019000626T5
Application number: DE112019000626.6T
Authority: DE
Inventors: Kazuto Maeda; Shohei Yamao
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2019-01-30
Publication date: 2020-10-29
Also published as: JPWO2019151359A1; JP7163932B2; WO2019151359A1; CN111656555A; US20210036299A1

Abstract

Eine Energiespeichervorrichtung (10) ist versehen mit: einem Gehäuse (100); einem Elektrodenanschluss (300) mit einem Anschlusskörper (301), einem Schaft (310) und einer Stufe (305), die an der Wurzel des Schaftes (310) angeordnet ist; und einem oberen Isolierelement (350), das zwischen dem Anschlusskörper (301) und dem Gehäuse (100) angeordnet ist. Das obere Isolierelement (350) weist ein Anschlussträgerteil (354), das an eine Anschlussbodenfläche (306) der Stufe (305) anstößt, und ein Wand-Teil (351), das der Stirnfläche des Anschlusskörpers (301) zugewandt ist, auf. An einem von dem Anschlusskörper (301) und dem oberen Isolierelement (350) ist ein konvexes Teil (355), das zu dem anderen von dem Anschlusskörper (301) und dem oberen Isolierelement (350) hin vorsteht, an einer Position zwischen der Stufe (305) und dem Wand-Teil (351) ausgebildet. Ein Spalt (320) ist zwischen dem Anschlusskörper (301) und dem oberen Isolierelement (350) auf der Seite des konvexen Teils (355) ausgebildet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Energiespeichervorrichtung mit einem Isolierelement, das zwischen einem Anschlusskörper eines Elektrodenanschlusses und einem Gehäuse angeordnet ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Konventionell ist eine Energiespeichervorrichtung mit einem Gehäuse zur Aufbewahrung einer Elektrodenbaugruppe und einem im Gehäuse angeordneten Elektrodenanschluss weithin bekannt. Zum Beispiel offenbart das Patentdokument 1 eine Energiespeichervorrichtung mit einer externen Dichtung, die zwischen einem Kopfteil eines externen Anschlusses und einem Gehäuse angeordnet ist. Bei dieser Energiespeichervorrichtung weist der externe Anschluss ein erstes konvexes Teil, der einen Schaftteil umgibt, auf und die externe Dichtung weist ein zweites konvexes Teil an einer Stelle, die dem ersten konvexen Teil entspricht, auf. Das zweite konvexe Teil wird durch eine Druckkraft von dem ersten konvexen Teil des Anschlusskopfes gequetscht, wodurch eine ausreichende Dichtigkeit zwischen dem externen Anschluss und dem Gehäuse gewährleistet wird.
DOKUMENT ZUM STAND DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT
Patent-Dokument 1: JP-A-2017-130386
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
PROBLEME, DIE DURCH DIE ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLLEN
Es gibt verschiedene Anforderungen an Elektrodenanschlüsse und Isolierelemente, und es ist nicht leicht zu bestimmen, wie die Elektrodenanschlüsse und Isolierelemente zu konfigurieren sind, um diese Anforderungen zu erfüllen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Energiespeichervorrichtung mit einem zwischen einem Anschlusskörper eines Elektrodenanschlusses und einem Gehäuse angeordneten Isolierelement, sowie einer Energiespeichervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER PROBLEME
Eine Energiespeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Energiespeichervorrichtung mit: einem Gehäuse, einem Elektrodenanschluss, der einen plattenförmigen Anschlusskörper, einen Schaft, der sich in einer vorbestimmten Richtung von dem Anschlusskörper erstreckt, und eine Stufe, die an einer Wurzel des Schaftes angeordnet ist, aufweist; und einem Isolierelement, das zwischen dem Anschlusskörper und dem Gehäuse angeordnet ist. Das Isolierelement weist ein Anschlussstützteil, das an eine Anschlussbodenfläche der Stufe anstößt, wobei die Anschlussbodenfläche eine Fläche in der vorbestimmten Richtung ist, und ein Wand-Teil, das einer Endfläche des Anschlusskörpers zugewandt ist, auf. Auf dem Anschlusskörper oder dem Isolierelement ist ein konvexes Teil, das in Richtung des Anschlusskörpers oder des Isolierelements vorsteht, an einer Stelle zwischen der Stufe und dem Wand-Teil ausgebildet. Auf einer Seite des konvexen Teils ist ein Spalt zwischen dem Anschlusskörper und dem Isolierelement gebildet, betrachtet von der Vorsprungs-Richtung des konvexen Teils aus betrachtet.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Nach der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Energiespeichervorrichtung mit einem Isolierelement, das zwischen einem Anschlusskörper eines Elektrodenanschlusses und einem Gehäuse angeordnet ist, sowie eine Energiespeichervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit vorzusehen.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die das Erscheinungsbild einer Energiespeichervorrichtung nach einer Ausführungsform zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die Komponenten zeigt, die in einem Gehäuse der Energiespeichervorrichtung entsprechend der Ausführungsform angeordnet sind.
3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die eine Struktur zur Befestigung eines Elektrodenanschlusses an einer Deckelplatte entsprechend der Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Draufsicht, die einen Umriss des Aufbaus des oberen Isolierkörpers entsprechend der Ausführungsform zeigt.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration eines Elektrodenanschlusses entsprechend der Ausführungsform zeigt.
6 zeigt einen Teilquerschnitt der Energiespeichervorrichtung entsprechend der Ausführungsform.
7 ist ein Teilquerschnitt einer Energiespeichervorrichtung nach einer Modifikation der Ausführungsform.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Die Erfinder dieser Erfindung haben festgestellt, dass die folgenden Probleme in Bezug auf die Energiespeichervorrichtung in Patentdokument 1 auftreten. Das zwischen Elektrodenanschluss und Gehäuse eingefügte Isolierelement, wie z.B. die in Patentdokument 1 offenbarte äußere Dichtung, besteht im Allgemeinen aus einem Harz wie Polypropylen (PP). Aus diesem Grund wird beim Anschweißen einer Stromsammelschiene an den Anschlusskörper des Elektrodenanschlusses die Schweißwärme an den Anschlusskörper geleitet, was zu einem Ausfall, wie z.B. einer Verformung des Isolierelements, führen kann. Die Verformung des Isolierelements wird zu einem Faktor, der die Zuverlässigkeit der Energiespeichervorrichtung verringert, wie z.B. die Verringerung der Luftdichtheit.
Genauer gesagt, wenn die Stromsammelschiene und der Anschlusskörper geschweißt werden sollen, gibt es unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Schweißqualität vorzugsweise keinen Spalt zwischen dem Anschlusskörper und der Stromsammelschiene. Deshalb wird die Stromsammelschiene beim Schweißen gegen den Anschlusskörper gedrückt. Der Anschlusskörper wird somit gegen das Isolierelement gepresst, und der Schweißvorgang wird in diesem Zustand durchgeführt. Das heißt, der Schweißvorgang wird in einem Zustand ausgeführt, in dem die Wärme leicht vom Anschlusskörper zum Isolierelement geleitet wird.
Um eine solche Wärmeleitung zu verhindern, ist es denkbar, die Dicke des Anschlusskörpers zu erhöhen. In diesem Fall muss jedoch die Gehäusehöhe reduziert werden, um die Höhe der Energiespeichervorrichtung zu erhalten, wodurch die Energiedichte abnimmt. Es kommt auch zu einem Anstieg der Herstellungskosten als Folge einer Erhöhung des für die Vorbereitung des Elektrodenanschlusses benötigten Materials oder zu einer Gewichtszunahme der Energiespeichervorrichtung. Außerdem kann zum Zeitpunkt des Schweißvorgangs oder nach dem Schweißvorgang zwischen der Stromsammelschiene und dem Anschlusskörper eine Kraft in Drehrichtung um den Schaft herum auf den Anschlusskörper wirken, und es wird erwartet, dass das Isolierelement auch als Arretierung für den Anschlusskörper dient. Wie oben beschrieben, gibt es verschiedene Anforderungen an Elektrodenanschlüsse und Isolierelemente, und es ist nicht leicht zu bestimmen, wie die Elektrodenanschlüsse und Isolierelemente zu konfigurieren sind, um diese Anforderungen zu erfüllen.
Eine Energiespeichervorrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Energiespeichervorrichtung mit: einem Gehäuse, einem Elektrodenanschluss, der einen plattenförmigen Anschlusskörper, einen Schaft, der sich in einer vorbestimmten Richtung von dem Anschlusskörper erstreckt, und eine Stufe, die an einer Wurzel des Schaftes angeordnet ist; aufweist, und einem Isolierelement, das zwischen dem Anschlusskörper und dem Gehäuse angeordnet ist. Das Isolierelement weist ein Anschlussstützteil, das an eine Anschlussbodenfläche der Stufe anstößt, wobei die Anschlussbodenfläche eine Fläche in der vorbestimmten Richtung ist, und ein Wand-Teil, das einer Endfläche des Anschlusskörpers zugewandt ist, auf. Auf dem Anschlusskörper oder dem Isolierelement ist ein konvexes Teil, das in Richtung des Anschlusskörpers oder des Isolierelements vorsteht, an einer Stelle zwischen der Stufe und dem Wand-Teil ausgebildet. Auf einer Seite des konvexen Teils ist ein Spalt zwischen dem Anschlusskörper und dem Isolierelement gebildet, wenn man dies von der Vorsprungs-Richtung des konvexen Teils aus betrachtet.
Mit dieser Konfiguration wird der Anschlusskörper durch den Anschlussträgerteil des Isolierelements gestützt, und auf der Seite des konvexen Teils wird zwischen dem Anschlusskörper und dem Isolierelement ein Spalt gebildet. Dadurch wird die Wärmeleitung vom Anschlusskörper zum Isolierelement hin verhindert, während der Anschlusskörper stabil befestigt ist. Dadurch wird das Auftreten eines Versagens bzw. eines Ausfalls des Isolierelements aufgrund der Wärme beim Schweißvorgang der Stromsammelschiene oder ähnlichem verhindert.
Wie voranstehend beschrieben, handelt es sich bei der Energiespeichervorrichtung im vorliegenden Aspekt um eine Energiespeichervorrichtung mit dem zwischen dem Anschlusskörper des Elektrodenanschlusses und dem Gehäuse angeordneten Isolierelement, sowie um eine Energiespeichervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit.
Das konvexe Teil kann in dem Isolierelement vorgesehen sein.
Wenn bei dieser Konfiguration der Anschlusskörper beim Zusammenfügen mit der Stromsammelschiene oder ähnlichem gepresst wird, nimmt, da das Isolierelement das konvexe Teil aufweist, das konvexe Teil eine Presskraft auf, wodurch eine Beschädigung von Abschnitten mit Ausnahme des konvexen Teils des Isolierelements verhindert wird.
Eine Vielzahl von konvexen Teilen kann aus der vorgegebenen Richtung gesehen verstreut angeordnet werden.
Da bei dieser Konfiguration die Vielzahl der konvexen Teile zur Trennung von Anschlusskörper und Isolierelements z.B. verstreut angeordnet sind, kann die Abstützung des Anschlusskörpers durch das Isolierelement stabilisiert werden.
Der Spalt kann in einem Bereich zwischen dem konvexen Teil und der Stufe gebildet werden, wenn er aus der vorgegebenen Richtung betrachtet wird.
Bei dieser Konfiguration befindet sich in dem Elektrodenanschluss das konvexe Teil an einer von der Stufe entfernten Stelle, die ein vom Isolierelement getragener Abschnitt ist, so dass der Anschlusskörper stabiler abgestützt werden kann. Da der Existenzbereich des Spaltes bei Betrachtung aus der vorgegebenen Richtung relativ breit ist, ist ein Verbindungsbereich (ein Bereich, der sich zum Verbinden durch Laserschweißen o.ä. eignet) im Anschlusskörper relativ breit.
Das konvexe Teil kann integral mit dem Wand-Teil versehen werden.
Da bei dieser Konfiguration das konvexe Teil mit dem Wand-Teil integriert ist, wird die Steifigkeit des konvexen Teils im Vergleich zu dem Fall, dass das konvexe Teil vom Wand-Teil getrennt ist, verbessert und somit wird die Möglichkeit, das konvexe Teil beim Zusammenfügen der Stromsammelschiene oder ähnlichem zu quetschen, reduziert, selbst wenn eine relativ große Presskraft auf den Anschlusskörper ausgeübt wird. Dadurch wird die Bildung eines Spaltes zwischen dem Anschlusskörper und dem Isolierelement sichergestellt.
Das Gehäuse kann mit einer Aussparung versehen werden, die an einer der Stufe entsprechenden Position vorgesehen ist, wobei die Aussparung in einem Zustand gebildet wird, in dem ein Teil des Gehäuses zur Innenseite des Gehäuses hin geschwollen ist.
Bei dieser Konfiguration fungiert die Aussparung als Verstärkungsstelle für den Abschnitt, der der Stufe des Gehäuses entspricht, und somit wird die Verformung des Gehäuseabschnitts verhindert, wenn Bearbeitungen wie ein Verstemmen des Schafts vorgenommen werden oder wenn der Anschlusskörper und die Stromsammelschiene verbunden werden.
Nachstehend werden Energiespeichervorrichtungen nach einer Ausführungsform und einer Modifikation der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Bei jeder der Zeichnungen handelt es sich um eine schematische Darstellung, die nicht unbedingt streng illustriert ist.
Jede der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen zeigt ein spezifisches Beispiel der vorliegenden Erfindung. Formen, Materialien, Bauteile, Platzierungspositionen und Verbindungsformen der Bauteile, Abfolgen von Herstellungsschritten und dergleichen, die in den folgenden Ausführungsformen und Modifikationen gezeigt werden, sind nur Beispiele und sollen die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Unter den Komponenten in der folgenden Ausführungsform und Modifikation werden Komponenten, die in dem unabhängigen Anspruch, der das höchste Konzept angibt, nicht beschrieben sind, als optionale Komponenten beschrieben.
In den Beschreibungen und Zeichnungen in der Ausführungsform und der Modifikation wird die Anordnungsrichtung eines Paares von Elektrodenanschlüssen der Energiespeichervorrichtung, die Anordnungsrichtung eines Paares von Stromkollektoren, die Anordnungsrichtung beider Enden einer Elektrodenbaugruppe (eines Paares von nichtbildenden Teilen einer Verbundmaterialschicht), die Wickelachsenrichtung der Elektrodenbaugruppe oder die Blickrichtung der kurzen Seitenfläche eines Gehäuses als X-Achsenrichtung definiert. Die einander zugewandte Richtung der langen Seitenfläche des Gehäuses, die kurze Richtung der kurzen Seitenfläche des Gehäuses oder die Richtung der Dicke des Gehäuses, wird als Richtung der Y-Achse definiert. Die Anordnungsrichtung, wenn ein Gehäusekörper und eine Deckelplatte der Energiespeichervorrichtung, die Längsrichtung der kurzen Seitenfläche des Gehäuses, die Ausdehnungsrichtung der Schenkel des Stromkollektors oder die vertikale Richtung als Richtung der Z-Achse definiert ist. Die Richtung der X-Achse, die Richtung der Y-Achse und die Richtung der Z-Achse schneiden sich gegenseitig (in der vorliegenden Ausführungsform orthogonal). Es ist denkbar, dass die Z-Achsen-Richtung je nach Verwendungsaspekt nicht die vertikale Richtung ist, aber der Einfachheit halber wird im Folgenden eine Beschreibung mit der Z-Achsen-Richtung als vertikale Richtung gegeben. In der folgenden Beschreibung gibt beispielsweise die Plusseite der X-Achse die Pfeilrichtungsseite der X-Achse an, und die Minusseite der X-Achse gibt die der Plusseite der X-Achse entgegengesetzte Seite an. Dasselbe gilt für die Richtung der Y-Achse und die Richtung der Z-Achse.
(Ausführungsform)
[Allgemeine Beschreibung der Energiespeichervorrichtung]
Zunächst wird eine allgemeine Beschreibung einer Energiespeichervorrichtung 10 entsprechend der Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 und 2 angegeben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die das Erscheinungsbild der Energiespeichervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform veranschaulicht. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die Komponenten zeigt, die in einem Gehäuse 100 der Energiespeichervorrichtung 10 entsprechend der Ausführungsform angeordnet sind. Genauer gesagt handelt es sich bei 2 um eine perspektivische Ansicht, die die Energiespeichervorrichtung 10 durch Trennung einer Deckelplatte 110 und eines Gehäusekörpers 101 des Gehäuses 100 veranschaulicht.
Bei der Energiespeichervorrichtung 10 handelt es sich um eine Sekundärbatterie, die Elektrizität laden und entladen kann, genauer gesagt um eine Sekundärbatterie mit einem nicht-wässrigem Elektrolyt, wie z.B. eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie. Die Energiespeichervorrichtung 10 wird an einer Stromquelle für ein Automobil (oder eine mobile Karosserie) wie z.B. ein Elektrofahrzeug (EV), ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) oder ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV), eine Stromquelle für elektronische Geräte, eine Stromquelle für die Energiespeicherung oder ähnliches verwendet. Die Energiespeichereinrichtung 10 ist nicht auf eine Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt beschränkt, sondern kann eine andere Sekundärbatterie als die Sekundärbatterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt sein oder kann ein Kondensator sein. Bei der Energiespeichervorrichtung 10 kann es sich um eine Primärbatterie handeln, die gespeicherte Elektrizität nutzen kann, ohne vom Benutzer aufgeladen zu werden. Die Energiespeichereinrichtung 10 kann eine Batterie sein, die einen festen Elektrolyten verwendet.
Wie in 1 dargestellt, umfasst die Energiespeichervorrichtung 10 das Gehäuse 100, einen Elektrodenanschluss 200 auf der negativen Elektrodenseite und einen Elektrodenanschluss 300 auf der positiven Elektrodenseite. Wie in 2 dargestellt, sind im Gehäuse 100 ein Stromkollektor 120 auf der negativen Elektrodenseite, ein Stromkollektor 130 auf der positiven Elektrodenseite und eine Elektrodenbaugruppe 400 untergebracht.
Zusätzlich zu den oben genannten Komponenten kann die Energiespeichervorrichtung 10 einen Abstandshalter, der auf der Seite der Stromkollektoren 120, 130 angeordnet ist, einen Isolierfilm zur Umhüllung der Elektrodenbaugruppe 400 und ähnliches, sowie einige andere Komponenten umfassen. Eine Elektrolytlösung (nicht-wässrige Elektrolytlösung) und dergleichen sind im Innern des Gehäuses 100 der Energiespeichereinrichtung 10 eingeschlossen, aber die Darstellung davon ist weggelassen. Die im Gehäuse 100 eingeschlossene Elektrolytlösung ist in ihrer Art nicht besonders begrenzt, solange die Leistung der Energiespeichervorrichtung 10 nicht beeinträchtigt wird, und es können verschiedene Elektrolytlösungen ausgewählt werden.
Das Gehäuse 100 besteht aus dem Gehäusekörper 101, der eine rechteckige zylindrische Form hat und einen Boden enthält, und der Deckelplatte 110, die ein plattenförmiges Element zum Verschließen der Öffnung des Gehäusekörpers 101 ist. Das Gehäuse 100 hat eine Struktur zum Abdichten des Inneren, indem die Elektrodenbaugruppe 400 und dergleichen im Inneren untergebracht und dann zwischen der Deckelplatte 110 und dem Gehäusekörper 101 geschweißt oder dergleichen wird. Das Material der Deckelplatte 110 und des Gehäusekörpers 101 ist nicht besonders begrenzt, sondern besteht vorzugsweise aus einem schweißbaren Metall, wie z.B. rostfreiem Stahl, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.
Die Elektrodenbaugruppe 400 umfasst eine positive Elektrodenplatte, eine negative Elektrodenplatte und einen Separator und ist ein Energiespeicherelement (Stromerzeugungselement), das Elektrizität speichern kann. Die positive Elektrodenplatte ist eine Elektrodenplatte, bei der eine Verbundmaterialschicht, die ein positives aktives Material enthält, auf einer positiven Elektrodensubstratschicht gebildet wird, bei der es sich um eine Stromsammelfolie eines langen Streifens aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung handelt. Die negative Elektrodenplatte ist eine Elektrodenplatte, bei der eine Verbundmaterialschicht, die ein negatives aktives Material enthält, auf einer negativen Elektrodensubstratschicht gebildet wird, die eine Stromsammelfolie eines langen Streifens aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ist. Der Separator ist eine mikroporöse Schicht aus Harz oder ähnlichem. Die Elektrodenbaugruppe 400 wird durch Anordnen und Wickeln des Separators zwischen der positiven Elektrodenplatte und der negativen Elektrodenplatte gebildet.
Die Elektrodenbaugruppe 400 weist ein positiv-elektrodenseitiges Ende 411a, das durch Laminieren von Substratschichten der positiven Elektrodenplatte an einem Ende (dem Ende in X-Achsenrichtung plus Seite in 2) in Wickelachsenrichtung (der X-Achsenrichtung in der vorliegenden Ausführungsform) gebildet wird, auf. Die Elektrodenbaugruppe 400 weist ein negativ-elektrodenseitiges Ende 421a, das durch Laminieren von Substratschichten der negativen Elektrodenplatte am anderen Ende (das Ende auf der X-Achsen-Minus-Seite in 2) in Wickelachsenrichtung gebildet wird, auf. Das positiv-elektrodenseitige Ende 411a ist mit dem Stromkollektor 130 verbunden und das negative elektrodenseitige Ende 421a ist mit dem Stromkollektor 120 verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine elliptische Form als Querschnittsform der Elektrodenbaugruppe 400 dargestellt, es kann aber auch ein elliptischer Typ, eine kreisförmige Form, eine polygonale Form oder ähnliches verwendet werden. Die Form der Elektrodenbaugruppe 400 ist nicht auf den Wicklungstyp beschränkt, sondern kann ein laminierter Typ sein, bei dem flache Elektrodenplatten laminiert werden, oder ein Balg-Typ, bei dem die Elektrodenplatten in einer Balg-Form gefaltet sind.
Der Elektrodenanschluss 200, der ein negativer Elektrodenanschluss ist, ist über den Stromkollektor 120 elektrisch mit der negativen Elektrode der Elektrodenbaugruppe 400 verbunden. Der Elektrodenanschluss 300, der ein positiver Elektrodenanschluss ist, ist elektrisch mit der positiven Elektrode der Elektrodenbaugruppe 400 über den Stromkollektor 130 verbunden. Die Elektrodenanschlüsse 200, 300 sind über obere Isolierelemente 250, 350 an der über der Elektrodenbaugruppe 400 angeordneten Deckelplatte 110 befestigt.
Die Stromkollektoren 120, 130 sind Elemente mit Leitfähigkeit und Steifigkeit, wobei die Elemente zwischen der Elektrodenbaugruppe 400 und der Wandoberfläche des Gehäuses 100 angeordnet und elektrisch mit den Elektrodenanschlüssen 200, 300 und der negativen Elektrodenplatte und der positiven Elektrodenplatte der Elektrodenbaugruppe 400 verbunden sind. Das Material des Stromkollektors 130 ist nicht begrenzt, sondern besteht z.B. aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, ähnlich wie die positive Elektrodensubstratschicht der Elektrodenbaugruppe 400. Auch das Material des Stromkollektors 120 ist nicht begrenzt, sondern besteht z.B. aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, ähnlich wie die negative Elektrodensubstratschicht der Elektrodenbaugruppe 400.
[Struktur für die Befestigung des Elektrodenanschlusses am Gehäuse]
Als nächstes wird eine Struktur zur Befestigung der Elektrodenanschlüsse an der Deckelplatte 110 in der Energiespeichervorrichtung 10 entsprechend der vorliegenden Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Struktur für die Befestigung an der Deckelplatte 110 zwischen den Elektrodenanschlüssen 200, 300 üblich. Daher wird im Folgenden die Struktur für die Befestigung des Elektrodenanschlusses 300 auf der positiven Elektrodenseite an der Deckelplatte 110 beschrieben. Die Darstellung und Beschreibung der Struktur zur Befestigung des Elektrodenanschlusses 200 auf der negativen Elektrodenseite an der Deckelplatte 110 sind weggelassen.
3 ist eine perspektivische Explosionsdarstellung, die den Aufbau zur Befestigung des Elektrodenanschlusses 300 an der Deckelplatte 110 entsprechend der Ausführungsform zeigt. In 3 ist ein Schaft 310 in einem Zustand vor dem Verstemmen dargestellt. 4 ist eine Draufsicht, die den Umriss des Aufbaus des oberen Isolierelements 350 entsprechend der Ausführungsform zeigt. In 4 ist eine Öffnung 352, die ein oberes Isolierelement 350 durchdringt, durch einen mit Punkten markierten Bereich dargestellt, so dass sie leicht von den anderen Elementen unterschieden werden kann.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration des Elektrodenanschlusses 300 entsprechend der Ausführungsform zeigt. 6 ist eine Teilquerschnittsansicht der Energiespeichervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform. Insbesondere zeigt 6 einen Querschnitt des oberen Isolierelements 350 und seines Umfangs, wenn die Energiespeichervorrichtung 10 in der XZ-Ebene durch eine in 4 gezeigte Linie VI-VI geschnitten wird.
Wie in 3 und 5 dargestellt, weist der Elektrodenanschluss 300 in der vorliegenden Ausführungsform einen Anschlusskörper 301, einen Schaft 310 und eine Stufe 305 auf. Der Schaft 310 erstreckt sich in einer vorbestimmten Richtung (in der vorliegenden Ausführungsform die Richtung auf der Z-Achsen-Minusseite) vom Anschlusskörper 301 aus, und die Stufe 305 ist an der Wurzel des Schaftes 310 so ausgebildet, dass sie den Umfang des Schaftes 310 umgibt. Der Anschlusskörper 301 ist durch das obere Isolierelement 350 auf der Deckelplatte 110 des Gehäuses 100 angeordnet und über den Schaft 310 elektrisch mit dem Stromkollektor 130 im Gehäuse 100 verbunden.
Genauer gesagt wird, wie in 3 und 6 dargestellt, der in dem Elektrodenanschluss 300 vorgesehene Schaft 310 in die Öffnung 352 des oberen Isolierelements 350, eine Öffnung 112 der Deckelplatte 110, eine Öffnung 382 eines unteren Isolierelements 380 und eine Öffnung 133 des Stromkollektors 130 eingeführt und die Spitze des Schaftes 310 verstemmt. Dadurch wird der Elektrodenanschluss 300 zusammen mit dem oberen Isolierelement 350, dem unteren Isolierelement 380 und dem Stromkollektor 130 an der Deckelplatte 110 befestigt.
Der Stromkollektor 130 weist eine Anschlussverbindung 131, in dem die Öffnung 133 ausgebildet ist, und ein Paar Schenkel 132, die sich von der Anschlussverbindung 131 aus erstrecken, wobei das Schenkelpaar 132 mit dem positiv-elektrodenseitigen Ende 411a der Elektrodenbaugruppe 400 wie oben beschrieben verbunden ist, auf.
Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Spitze des mit dem Elektrodenanschluss 300 verbundenen Schaftes 310 verstemmt, wobei der Elektrodenanschluss 300 und der Stromkollektor 130 elektrisch und mechanisch verbunden werden, und diese Elemente, das obere Isolierelement 350 und das untere Isolierelement 380, sind an der Deckelplatte 110 befestigt.
In der vorliegenden Ausführungsform weist das zwischen der Deckelplatte 110 und dem Elektrodenanschluss 300 angeordnete obere Isolierelement 350 einen zylindrischen Abschnitt 358 (vgl. 6), der eine Öffnung 352 bildet, durch die der Schaft 310 durchdringt, auf Der zylindrische Abschnitt 358 dient zur Aufrechterhaltung der Luftdichtheit zwischen dem Schaft 310 und der Öffnung 112 der Deckelplatte 110. Das heißt, das obere Isolierelement 350 weist auch die Funktion einer sogenannten Dichtung auf. Sowohl das obere Isolierelement 350 als auch das untere Isolierelement 380 bestehen aus einem Isoliermaterial wie Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyphenylensulfidharz (PPS), Polyetheretherketon (PEEK), Tetrafluorethylenperfluoralkylvinylether (PFA), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polyethersulfon (PES).
Wie in 3 dargestellt, weist das obere Isolierelement 350 einen Vorsprung 359, der in eine in der Deckelplatte 110 vorgesehene Eingriffsvertiefung 113 eingreift, auf. Durch den Eingriff mit dem Vorsprung 359 fungiert die Eingriffsaussparung 113 als Arretierung für das obere Isolierelement 350.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Anschlusskörper 301 ein Element, das z.B. mit einer Stromsammelschiene verbunden ist, um elektrische Energie über die Stromsammelschiene ein- und auszugeben. Als Verbindungsverfahren zwischen dem Anschlusskörper 301 und der Sammelschiene wird z.B. Laserschweißen verwendet.
Wenn eine Stromsammelschiene und ein Anschlusskörper 301 durch Laserschweißen verbunden werden, wird die durch das Schweißen erzeugte Wärme vom Anschlusskörper 301 zu einem oberen Isolierelement 350 geleitet, das den Anschlusskörper 301 trägt d.h. abstützt. Wenn diese Wärme zu groß wird, besteht die Möglichkeit, dass das obere Isolierelement 350 durch die Hitze beschädigt wird. Es ist daher vorzuziehen, dass zwischen dem Anschlusskörper 301 und dem oberen Isolierelement 350 ein Spalt zur Bildung einer Luftschicht besteht, um eine Wärmeleitung vom Anschlusskörper 301 zum oberen Isolierelement 350 zu verhindern. Unter dem Gesichtspunkt der Verbesserung der Schweißqualität zwischen der Sammelschiene und dem Anschlusskörper 301 wird der Anschlusskörper 301 jedoch vorzugsweise durch das obere Isolierelement 350 fest abgestützt.
Daher wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Struktur angenommen, bei der der Anschlusskörper 301 hauptsächlich an der Position der Stufe 305 abgestützt ist und der Spalt 320 zwischen dem oberen Isolierelement 350 und dem Anschlusskörper 301 durch das konvexe Teil gebildet wird, das zwischen dem oberen Isolierelement 350 und dem Anschlusskörper 301 vorgesehen ist.
Konkret fungiert eine Anschlussunterseite 306 (vgl. 5), die die Fläche der Stufe 305 des Elektrodenanschlusses 300 auf der Seite des oberen Isolierelements 350 ist, als die vom oberen Isolierelement 350 getragene Fläche. Genauer gesagt, wie in 4 und 6 dargestellt, weist das obere Isolierelement 350 ein Anschlussstützteil 354 auf, das an der Anschlussunterseite 306 anliegt. Das heißt, das obere Isolierelement 350 ist mit einer Aussparung versehen, die die Öffnung 352 umgibt und eine Größe aufweist, die der Stufe 305 entspricht, und die Bodenfläche der Aussparung fungiert als das Anschlussstützteil 354, an dem die Bodenfläche 306 anliegt.
Zwischen dem Anschlusskörper 301 und dem oberen Isolierelement 350 befindet sich ein konvexes Teil zur Trennung des Anschlusskörpers 301 vom oberen Isolierelement 350. In der vorliegenden Ausführungsform stützt ein konvexes Teil 355, das auf dem oberen Isolierelement 350 vorgesehen ist, den Anschlusskörper 301, um einen Spalt 320 auf der Seite des konvexen Teils 355 zu bilden.
Außerdem weist das obere Isolierelement 350 ein Wand-Teil 351, das der Stirnseite des Anschlusskörpers 301 zugewandt ist, auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Wand-Teil 351 eine Wand, die an der äußeren Umfangskante eines Isolierkörpers 353 aufgerichtet ist, der der Körper des oberen Isolierelements 350 ist, und die so geformt ist, dass sie den Umfang des Anschlusskörpers 301 in einer Draufsicht (in Richtung der Z-Achse gesehen) bedeckt. Wie oben beschrieben, wird das obere Isolierelement 350 an einer Drehung gehindert, indem der Vorsprung 359 in die Eingriffsaussparung 113 des Gehäuses 100 eingreift, und das Wand-Teil 351 fungiert als Arretierung für den Anschlusskörper 301 (Elektrodenanschluss 300).
Somit umfasst die Energiespeichervorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform: das Gehäuse 100; den Elektrodenanschluss 300, der den plattenförmigen Anschlusskörper 301, den Schaft 310, der sich in der vorbestimmten Richtung (die Richtung auf der Z-Achsen-Minusseite in der vorliegenden Ausführungsform) vom Anschlusskörper 301 aus erstreckt, und die Stufe 305, die an der Wurzel des Schaftes 310 angeordnet ist, aufweist; und das obere Isolierelement 350, das zwischen dem Anschlusskörper 301 und dem Gehäuse 100 angeordnet ist. Bei dem oberen Isolierelement 350 liegt das Anschlussstützteil 354 an der Anschlussbodenfläche 306 der Stufe 305 an, die die Fläche auf der Seite der vorbestimmten Richtung ist, und das Wand-Teil 351 ist der Stirnfläche des Anschlusskörpers 301 zugewandt. An einem von dem Anschlusskörper 301 und dem oberen Isolierelement 350 wird zwischen der Stufe 305 und dem Wand-Teil 351 ein konvexes Teil 355 gebildet, das in Richtung des anderen von dem Anschlusskörper 301 und dem oberen Isolierelement 350 vorsteht. Der Spalt 320 wird zwischen dem Anschlusskörper 301 und dem oberen Isolierelement 350 auf der Seite des konvexen Teils 355 gebildet, wenn man von einer vorbestimmten Richtung aus betrachtet. In der vorliegenden Ausführungsform ist das konvexe Teil 355 auf dem oberen Isolierelement 350 vorgesehen.
D.h. bei der Energiespeichervorrichtung 10 nach der vorliegenden Ausführungsform wird der Anschlusskörper 301 von dem Anschlussträgerteil 354 des oberen Isolierelements 350 getragen, und der Spalt 320 wird auf der Seite des konvexen Teils 355 zwischen dem Anschlusskörper 301 und dem oberen Isolierelement 350 gebildet. Auf diese Weise wird eine Wärmeleitung vom Anschlusskörper 301 zum oberen Isolierelement 350 verhindert, während der Anschlusskörper 301 stabil befestigt ist. Dadurch wird das Auftreten eines Versagens des oberen Isolierelements 350 durch Wärme beim Verschweißen der Stromsammelschiene o.ä. verhindert. Selbst wenn z.B. bei einem Vorgang zum Fügen der Sammelschiene und des Anschlusskörpers 301 eine Presskraft auf den Anschlusskörper 301 ausgeübt wird, kann der Fügevorgang mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden, da der Anschlusskörper 301 an mindestens zwei Punkten des konvexen Teils 355 und des Anschlussträgerteils 354 abgestützt wird. Somit ist die Zuverlässigkeit der Verbindung gewährleistet. Die Verformung des Anschlusskörpers 301 zum Zeitpunkt des Fügens wird verhindert.
Da der Anschlusskörper 301 die Stufe 305 aufweist, wird der Abstand von der geschweißten Oberfläche des Anschlusskörpers 301 mit der Stromsammelschiene (die Oberfläche auf der Z-Achsen-Plusseite) bis zu dem Abschnitt, wo das obere Isolierelement 350 mit dem Schaft 310 in Kontakt ist, länger als wenn die Stufe 305 nicht vorgesehen ist. Dadurch wird die beim Verschweißen der Stromsammelschiene und des Anschlusskörpers 301 erzeugte Wärme kaum zu dem Abschnitt (luftdichter Abschnitt) geleitet, wo der luftdichte Zustand durch das obere Isolierelement 350 aufrechterhalten wird. Daher wird eine Beschädigung des luftdichten Abschnitts des oberen Isolierelements 350 durch die Wärme verhindert.
Da die Stufe 305 ein Abschnitt zur Erhöhung der Dicke (Breite in Richtung der Z-Achse) des Anschlusskörpers 301 ist, wird die Festigkeit des Anschlusskörpers 301 verbessert. Dadurch verringert sich die Möglichkeit, dass der Anschlusskörper 301 zum Zeitpunkt des Verbindens der Stromsammelschiene mit dem Anschlusskörper 301 verformt oder beschädigt wird.
Um die Wärmemenge zu reduzieren, die beim Verschweißen der Stromsammelschiene und des Anschlusskörpers 301 an das obere Isolierelement 350 geleitet wird, ist es vorzuziehen, die Stromsammelschiene in dem Bereich zu verbinden, in dem der Spalt 320 in der Draufsicht (von der Z-Achsen-Plusseite aus gesehen) vorhanden ist. Das heißt, es ist vorzuziehen, dass sich der Spalt 320 und mindestens ein Teil des geschweißten Bereichs des Anschlusskörpers 301 und der Stromsammelschiene in der Draufsicht überlappen, und es ist vorzuziehen, dass der größte Teil des geschweißten Bereichs und der Spalt 320 in der Draufsicht überlappen. Noch bevorzugter ist es, dass sich der gesamte Bereich des Schweißbereichs und der Spalt 320 in der Draufsicht überlappen. Mit anderen Worten, der Spalt 320 befindet sich vorzugsweise in einer Position, in der ein Bereich, in dem sich der Schweißbereich und der Spalt 320 überlappen, in der Draufsicht so groß wie möglich wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Bereich, in dem der Spalt 320 vorhanden ist, z.B. ein Bereich außerhalb des Anschlussträgerteils 354 und innerhalb des Wand-Teils 351 und der vier konvexen Teile 355 in 4.
Außerdem befindet sich das Wand-Teil 351 des oberen Isolierelements 350 an einer Stelle, die der Stirnseite des Anschlusskörpers 301 zugewandt ist, und fungiert somit als Arretierung für den Anschlusskörper 301 (Elektrodenanschluss 300).
Das obere Isolierelement 350 ist ein Element, das z.B. durch Formen eines Harzes wie PP mit einem Formungsteil erhalten wird, und das Wand-Teil 351 ist auf dem oberen Isolierelement 350 als eine aus dem Isolierkörper 353 aufgerichtete Stelle vorgesehen. Daher ist es schwierig, das Vorhandensein einer Biegung (R Teil 351a, vgl. 4) an der Wurzel des Wand-Teils 351 fertigungstechnisch vollständig auszuschließen. Wenn sich das R-Teil 351a an der Wurzel des Wand-Teils 351 befindet und der Anschlusskörper 301 im Zustand des Oberflächenkontakts mit dem Isolierkörper 353 angeordnet werden soll, kommt die Ecke des Anschlusskörpers 301 mit dem R-Teil 351a in Kontakt, was es schwierig macht, dass die Stirnseite des Anschlusskörpers 301 an dem Wand-Teil 351 anliegt. Da jedoch in der vorliegenden Ausführungsform der Anschlusskörper 301 durch das konvexe Teil 355 vom Isolierkörper 353 getrennt ist, ist es leicht, die Stirnfläche des Anschlusskörpers 301 nahe an oder in Kontakt mit dem Wand-Teil 351 zu bringen. Das heißt, das obere Isolierelement 350 hat die Wirkung als Arretierung für die Elektrodenanschluss 300. Da außerdem das R-Teil 351a mit einem großen Krümmungsradius an der Wurzel des Wand-Teils 351 vorgesehen werden kann, kann die Festigkeit des Wand-Teils 351 verbessert werden, was ebenfalls zur Verbesserung der Wirksamkeit der Arretierung für die Elektrodenanschluss 300 beiträgt.
Wie oben beschrieben, ist die Energiespeichervorrichtung 10 nach der vorliegenden Ausführungsform die Energiespeichervorrichtung 10 einschließlich des oberen Isolierelements 350, das zwischen dem Anschlusskörper 301 des Elektrodenanschlusses 300 und dem Gehäuse 100 angeordnet ist, sowie die Energiespeichervorrichtung 10 mit hoher Zuverlässigkeit.
Obwohl entweder der Anschlusskörper 301 oder das obere Isolierelement 350 das konvexen Teil zur Trennung des Anschlusskörpers 301 von dem oberen Isolierelement 350 in Richtung der Z-Achse aufweisen kann, ist in der vorliegenden Ausführungsform das konvexe Teil 355 wie oben beschrieben auf dem oberen Isolierelement 350 vorgesehen.
Das obere Isolierelement 350 weist das konvexe Teil 355 auf, wodurch eine Beschädigung der Abschnitte des oberen Isolierelements 350 mit Ausnahme z.B. des konvexen Teils 355 verhindert wird. Insbesondere der Elektrodenanschluss 300 ist aus Metall, und seine Festigkeit ist größer als die Festigkeit des oberen Isolierelements 350 aus Harz. Wenn also das konvexe Teil an dem Elektrodenanschluss 300 vorgesehen ist und der Anschlusskörper 301 zum Zeitpunkt der Verbindung mit der Stromsammelschiene oder dergleichen gedrückt wird, wird das konvexe Teil aus Metall in das obere Isolierelement 350 geschoben, und als Folge davon kann das obere Isolierelement 350 ein Problem wie z.B. einen Riss oder Sprung haben. Da bei der Energiespeichervorrichtung 10 nach der vorliegenden Ausführungsform das obere Isolierelement 350 das konvexe Teil 355 aufweist, nimmt das konvexe Teil 355 aus Harz die Druckkraft auf und verhindert dadurch eine Beschädigung der Abschnitte des oberen Isolierelements 350 mit Ausnahme des konvexen Teils 355. Das obere Isolierelement 350 wird durch Harzformen hergestellt, so dass es leicht möglich ist, die konvexen Teile 355 z.B. in Übereinstimmung mit der Größe oder Form des Elektrodenanschlusses 300 zu formen.
In der Energiespeichervorrichtung 10 sind nach der vorliegenden Ausführungsform mehrere konvexe Teile 355 bei Betrachtung aus einer vorgegebenen Richtung (Erstreckungsrichtung des Schafts 310, nachstehend gilt dasselbe) verteilt angeordnet.
Da bei dieser Konfiguration die Vielzahl der konvexen Teile 355 zur Trennung des Anschlusskörpers 301 und des oberen Isolierelements 350 verteilt angeordnet sind, kann die Abstützung des Anschlusskörpers 301 durch das obere Isolierelement 350 stabilisiert werden. In der vorliegenden Ausführung, wie in 4 dargestellt, ist das obere Isolierelement 350 mit einem Paar konvexer Teile 355 versehen, die einander in Richtung der X-Achse über die Öffnung 352 gegenüberliegen, und einem Paar konvexer Teile 355, die einander in Richtung der Y-Achse über die Öffnung 352 gegenüberliegen. Somit können die vier konvexen Teile 355 den plattenförmigen Anschlusskörper 301 mit guter Balance tragen.
Bei der Energiespeichervorrichtung 10 nach der vorliegenden Ausführungsform ist der seitlich des konvexen Teils 355 gebildete Spalt 320 in einem Bereich zwischen dem konvexen Teil 355 und der Stufe 305 gebildet, wenn man ihn aus einer vorgegebenen Richtung betrachtet (vgl. 6).
Wie oben beschrieben, in der vorliegenden Ausführungsform wird in dem Elektrodenanschluss 300, da sich das konvexe Teil 355 zur Abstützung des Anschlusskörpers 301 an einer von der Stufe 305 entfernten Stelle befindet, die ein vom oberen Isolierelement 350 abgestützter Abschnitt ist, der Anschlusskörper 301 stabiler abgestützt. Da der Existenzbereich des Spaltes 320, von der vorbestimmten Richtung aus gesehen, relativ weit ist, ist ein Verbindungsbereich (ein Bereich, der zum Verbinden durch Laserschweißen oder dergleichen geeignet ist) im Anschlusskörper 301 relativ breit.
In der Energiespeichervorrichtung 10 nach der vorliegenden Ausführungsform z.B., wie in 6 dargestellt, ist das konvexe Teil 355 einstückig mit dem Wand-Teil 351 versehen. D.h. das Wand-Teil 351 und das konvexe Teil 355 sind durchgehend ausgebildet.
Da, wie oben beschrieben, das konvexe Teil 355 in das Wand-Teil 351 integriert ist, fungiert das Wand-Teil 351 als Ort für die Verstärkung des konvexen Teils 355, so dass die Steifigkeit des konvexen Teils 355 im Vergleich dazu, wenn angenommen wird, dass das konvexe Teil 355 von dem Wand-Teil 351 getrennt ist, verbessert wird. Dadurch wird selbst dann, wenn auf den Anschlusskörper 301 zum Zeitpunkt des Zusammenfügens der Stromsammelschiene o.ä. eine relativ große Presskraft ausgeübt wird, die Möglichkeit des Quetschens des konvexen Teils 355 verringert. Dadurch wird die Bildung des Spaltes 320 zwischen dem Anschlusskörper 301 und dem oberen Isolierelement 350 gewährleistet. Wenn das konvexe Teil 355 gepresst wird, wirkt ein Teil der Presskraft als Kraft in einer Richtung, um das Wand-Teil 351 nach innen zu kippen, wobei sich das Wand-Teil 351 der Stirnseite des Anschlusskörpers 301 nähert oder das Wand-Teil 351 und die Stirnseite des Anschlusskörpers 301 in engen Kontakt kommen. Dadurch wird z.B. die Funktion des Wand-Teils 351 als Arretierung für den Anschlusskörper 301 zuverlässiger aufgezeigt.
Wie in 6 dargestellt, wird der Abschnitt des oberen Isolierelements 350 auf der Rückseite des Anschlussträgerteils 354 in einer Aussparung 111 untergebracht, die in der Deckelplatte 110 des Gehäuses 100 vorgesehen ist. Das heißt, das Gehäuse 100 ist mit der Aussparung 111 versehen, die an einer Stelle vorgesehen ist, die der Stufe 305 entspricht, und die Aussparung 111 ist in einem Zustand ausgebildet, in dem ein Teil des Gehäuses 100 zur Innenseite des Gehäuses 100 hin aufgequollen ist.
Die so geformte Aussparung 111 kann in der Deckelplatte 110 durch Halbstanzen, das eine Art Pressbearbeitung ist, geformt werden. Die Position, die der Stufe 305 in dem Gehäuse 100 entspricht, ist ein Abschnitt, auf den beim Verstemmen des Schafts 310 und beim Verschweißen des Anschlusskörpers 301 und der Stromsammelschiene eine relativ große Kraft ausgeübt wird. Da in diesem Teil die Aussparung 111 gebildet ist, dient die Aussparung 111 als Stelle zur Verstärkung der Deckelplatte 110, und eine Verformung der Deckelplatte 110 wird beim Verstemmen des Schafts 310 und beim Verschweißen des Anschlusskörpers 301 und der Stromsammelschiene verhindert.
Obwohl die Energiespeichervorrichtung 10 entsprechend der Ausführungsform oben beschrieben wurde, kann die Energiespeichervorrichtung 10 das obere Isolierelement 350 und den Elektrodenanschluss 300 in einem Aspekt umfassen, der sich von dem in den 3 bis 6 dargestellten Aspekt unterscheidet. Eine Modifikation des oberen Isolierelements 350 und des Elektrodenanschlusses 300 in der Energiespeichervorrichtung 10 wird nachstehend beschrieben, wobei der Schwerpunkt auf einem Unterschied zu der obigen Ausführungsform liegt.
(Modifikation)
7 ist ein Teilquerschnitt einer Energiespeichervorrichtung 10a entsprechend der Modifikation der Ausführungsform. Konkret ist in 7 ein Teilquerschnitt der Energiespeichervorrichtung 10a an einer Position entsprechend 6 dargestellt.
Die in 7 dargestellte Energiespeichervorrichtung 10a umfasst das Gehäuse 100, einen Elektrodenanschluss 300a und ein oberes Isolierelement 350a. Genauer gesagt ist das obere Isolierelement 350a zwischen dem Anschlusskörper 301 des Elektrodenanschlusses 300a und der Deckelplatte 110, die Teil des Gehäuses 100 ist, angeordnet, und die Anschlussunterseite 306 der Stufe 305 wird von dem Anschlussstützteil 354 des oberen Isolierelements 350a getragen. Der Spalt 320 wird zwischen dem Anschlusskörper 301 und dem oberen Isolierelement 350a auf der Seite eines konvexen Teils 303 gebildet.
Das heißt, die Energiespeichervorrichtung 10a weist das Konstruktionsmerkmal auf, dass der Spalt 320 auf der Seite des konvexen Teils 303 zwischen dem Anschlusskörper 301 und dem oberen Isolierelement 350a gebildet wird, und in dieser Hinsicht ist die Energiespeichervorrichtung 10a der Energiespeichervorrichtung 10 gemäß der Ausführungsform gemeinsam. Die Energiespeichervorrichtung 10a nach der vorliegenden Modifikation unterscheidet sich jedoch von der Energiespeichervorrichtung 10 nach der Ausführungsform dadurch, dass das konvexe Teil 303, das den Spalt 320 zwischen dem Anschlusskörper 301 und dem oberen Isolierelement 350a bildet, an dem Elektrodenanschluss 300a vorgesehen ist.
In diesem Fall bildet z.B., wie in 7 dargestellt, die Seitenfläche des konvexen Teils 303 durch die Anordnung des konvexen Teils 303 am Ende des Anschlusskörpers 301 einen Teil der Stirnfläche des Anschlusskörpers 301. Dadurch ist die Kontaktfläche zwischen der Stirnfläche des Anschlusskörpers 301 und dem Wand-Teil 351 des oberen Isolierelements 350a relativ groß, und dadurch wird z.B. die Wirkung des oberen Isolierelements 350a als Arretierung für den Anschlusskörper 301 verbessert.
Selbst wenn der Elektrodenanschluss 300a z.B. das konvexe Teil 303 aufweist, werden das konvexe Teil 303 und das obere Isolierelement 350a in Oberflächenkontakt miteinander gebracht, so dass das konvexe Teil 303 daran gehindert wird, in den oberen Isolierelement 350a zu beißen, wenn der Anschlusskörper 301 gedrückt wird.
In 7 ist das konvexe Teil 303 an dem Elektrodenanschluss 300a als Teil des aus Metall gefertigten Anschlusskörpers 301 vorgesehen. Das konvexe Teil 303 aus Harz kann jedoch z.B. mit dem Anschlusskörper 301 verklebt oder verschweißt werden. So kann z.B. das konvexe Teil 303 aus Harz auf dem Anschlusskörper 301 im Spritzgussverfahren hergestellt werden.
(Andere Ausführungsformen)
Die Energiespeichervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Ausführungsform und deren Modifikation beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obige Ausführungsform und Modifikation beschränkt. Sofern nicht vom Kern der vorliegenden Erfindung abgewichen wird, fällt eine Ausbildung, die durch die Anwendung verschiedener, von einem Durchschnittsfachmann denkbarer Modifikationen auf die oben beschriebene Ausführungsform oder Modifikation oder durch die Kombination der oben beschriebenen Vielzahl von Bauteilen hergestellt wird, in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
Zum Beispiel ist es nicht zwingend erforderlich, dass nur entweder der Elektrodenanschluss 300 oder das obere Isolierelement 350 das konvexe Teil aufweist, aber sowohl der Elektrodenanschluss 300 als auch das obere Isolierelement 350 können das konvexe Teil aufweisen. Das heißt, selbst wenn sowohl der Elektrodenanschluss 300 als auch das obere Isolierelement 350 ein konvexes Teil aufweisen, das in Richtung des anderen vorsteht, kann zwischen dem Elektrodenanschluss 300 und dem oberen Isolierelement 350 auf der Seite der konvexen Teile ein Spalt gebildet werden.
In der obigen Ausführungsform weist der obere Isolierelement 350 vier konvexe Teile 355 auf, aber die Anzahl der konvexen Teile 355 muss nur ein oder mehrere sein. Die Form des konvexen Teils 355 ist nicht besonders begrenzt, aber es können verschiedene Formen wie eine Säulenform oder eine prismatische Form angewendet werden.
In dem oberen Isolierelement 350 muss das konvexe Teil 355 nicht mit dem Wand-Teil 351 integriert werden. Selbst wenn das konvexe Teil 355 an einer von dem Wand-Teil 351 entfernten Stelle angeordnet wird, z.B. durch Ausformen des konvexen Teils 355 in eine Kegelstumpfform, wird die Möglichkeit des Quetschens des konvexen Teils 355 reduziert, selbst wenn beim Zusammenfügen der Stromsammelschiene o.ä. eine relativ große Presskraft auf den Anschlusskörper 301 ausgeübt wird.
Bei der obigen Ausführungsform ist der Vorsprung 359 des oberen Isolierelements 350 mit der in der Deckelplatte 110 vorgesehenen Eingriffsvertiefung d.h. -aussparung 113 in Eingriff, aber der Vorsprung 359 kann unter Umständen nicht mit der Innenfläche der Eingriffsvertiefung 113 in Kontakt sein. Das heißt, der Vorsprung 359 kann als Arretierung für das obere Isolierelement 350 dienen, solange er sich innerhalb der Eingriffsaussparung 113 befindet. Da der Vorsprung 359 z.B. die Innenfläche der Eingriffsvertiefung 113 nicht berührt, wird die beim Verschweißen der Deckelplatte 110 und des Gehäusekörpers 101 erzeugte Wärme kaum von der Deckelplatte 110 auf das obere Isolierelement 350 übertragen. Dadurch wird eine Beschädigung des oberen Isolierelements 350 durch die Wärme beim Schweißen verhindert.
Das obere Isolierelement 350, das zwischen dem Anschlusskörper 301 und dem Gehäuse 100 angeordnet ist, kann mit dem unteren Isolierelement 380 integriert werden. Zum Beispiel können das obere Isolierelement 350 und das untere Isolierelement 380, die in die Deckelplatte 110 des Gehäuses 100 integriert sind, durch Einspritzgießen erstellt werden.
Bei dem Elektrodenanschluss 300 können der Schaft 310 und der Anschlusskörper 301 getrennt sein. Zum Beispiel kann die Elektrodenanschluss 300 gebildet werden, indem der getrennt vorbereitete Anschlusskörper 301 und der Schaft 310 durch Verstemmen, Schweißen o.ä. verbunden werden. Außerdem kann der Schaft 310 mit einem anderen Element (z.B. einem Stromkollektor 130) zu einem Zeitpunkt verbunden werden, bevor er mit dem Anschlusskörper 301 verbunden wird.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass das konvexe Teil, das den Spalt zwischen dem Anschlusskörper und dem oberen Isolierkörper bildet, entweder mit dem Anschlusskörper oder dem oberen Isolierkörper fest verbunden ist. So kann z.B. ein vom Anschlusskörper und dem oberen Isolierelement getrenntes Teil zwischen dem Anschlusskörper und dem oberen Isolierelement eingelegt werden, um als konvexes Teil zu fungieren, das einen Spalt zwischen dem Anschlusskörper und dem oberen Isolierelement bildet.
Die oben beschriebenen Ergänzungen in Bezug auf das obere Isolierelement 350 und den Elektrodenanschluss 300 können entsprechend der obigen Änderung auf das obere Isolierelement 350a und den Elektrodenanschluss 300a angewendet werden. Eine Ausbildung, die durch eine beliebige Kombination der in der obigen Ausführungsform und Modifikation beschriebenen Konfigurationen hergestellt wird, fällt ebenfalls in den Schutzumfang dieser Erfindung.
Die vorliegende Erfindung kann nicht nur als die oben beschriebene Energiespeichervorrichtung realisiert werden, sondern auch als eine Energiespeichereinrichtung mit einer Vielzahl von Energiespeichervorrichtungen.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist auf eine Energiespeichervorrichtung wie eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie anwendbar.
Bezugszeichenliste

10,: 10a: Energiespeichervorrichtung
100:: Gehäuse
200, 300, 300a:: Elektrodenanschluss
250, 350, 350a:: oberes Isolierelement
301:: Anschlussgehäuse
303, 355:: konvexes Teil
305:: Stufe
306:: Anschlussbodenfläche
310:: Schaft
320:: Spalt
351:: Wand-Teil
354:: Anschlussträgerteil
380:: unteres Isolierelement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017130386 A [0003]

Claims

Energiespeichervorrichtung, umfassend: ein Gehäuse; einen Elektrodenanschluss, der einen plattenförmigen Anschlusskörper, einen Schaft, der sich in einer vorbestimmten Richtung von dem Anschlusskörper aus erstreckt, und eine Stufe, die an einer Wurzel des Schaftes angeordnet ist, aufweist; und ein Isolierelement, das zwischen dem Anschlusskörper und dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Isolierelement ein Anschlussträgerteil, das an eine Anschlussbodenfläche der Stufe anstößt, wobei die Anschlussbodenfläche eine Fläche in der vorbestimmten Richtung ist, und ein Wand-Teil, das einer Endfläche des Anschlusskörpers zugewandt ist, aufweist, an einem von dem Anschlusskörper und dem Isolierelement ein konvexes Teil, das zu einem anderen von dem Anschlusskörper und dem Isolierelement hin vorsteht, an einer Position zwischen der Stufe und dem Wand-Teil ausgebildet ist, und ein Spalt zwischen dem Anschlusskörper und dem Isolierelement auf einer Seite des konvexen Teils, von der vorgegebenen Richtung aus gesehen, gebildet ist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das konvexe Teil in dem Isolierelement vorgesehen ist.
Energiespeichervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der eine Vielzahl der konvexen Teile bei Betrachtung aus der vorbestimmten Richtung verteilt angeordnet sind.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Spalt in einem Bereich zwischen dem konvexen Teil und der Stufe gebildet ist, wenn man ihn aus der vorbestimmten Richtung betrachtet.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das konvexe Teil einstückig mit dem Wand-Teil versehen ist.
Energiespeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Gehäuse mit einer Aussparung versehen ist, die an einer der Stufe entsprechenden Position vorgesehen ist, wobei die Aussparung in einem Zustand ausgebildet ist, in dem ein Teil des Gehäuses zur Innenseite des Gehäuses hin geschwollen ist.