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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energiespeichervorrichtung, die ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse untergebrachte Elektrodenanordnung enthält.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Patentschrift 1 offenbart ein Energiespeichergerät, das ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse untergebrachten Elektrodenanordnungskörper enthält. Bei diesem Energiespeichergerät sind eine Streifengruppe des Elektrodenanordnungskörpers und ein leitendes Element, das an einem Deckelelement des Gehäuses befestigt ist, verbunden. Das leitende Element enthält ein befestigtes Stück, das an einer Innenfläche des Deckelements befestigt ist, und ein Verbindungsstück, das sich mit dem befestigten Stück schneidet und in Richtung des Elektrodenanordnungskörpers hervorsteht. Die Streifengruppe wird durch Schweißen mit dem Verbindungsstück verbunden, wonach das Verbindungsstück gebogen wird. Das heißt, der Streifen und das Verbindungsstück werden gefaltet und in diesem Zustand wird der Elektrodenanordnungskörper in dem Gehäuse untergebracht.
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DOKUMENT DES STANDS DER TECHNIK
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PATENTSCHRIFT
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Patentschrift 1:
WO 2016/152372 A1
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
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Bei einer Energiespeichervorrichtung, die ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse untergebrachte Elektrodenanordnung enthält, wird beim Verbinden eines an der Wand des Gehäuses befestigten Stromkollektors mit der Elektrodenanordnung durch Schweißen oder dergleichen ein Raum zum Unterbringen eines Verbindungsteils zwischen dem Stromkollektor und der Elektrodenanordnung zwischen der Elektrodenanordnung und der Wand erfordert. Dies verursacht einen Druck auf den Unterbringungsraum für die Elektrodenanordnung in dem Gehäuse. Infolgedessen wird es schwierig, die Energiedichte der Energiespeichervorrichtung zu verbessern. Dieses Problem ist besonders erheblich, wenn der Abschnitt des Stromkollektors (leitendes Element in der Patentschrift 1), der mit der Elektrodenanordnung verbunden ist, wie bei dem herkömmlichen Energiespeichergerät gefaltet und in dem Gehäuse angeordnet wird.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Energiespeichervorrichtung zu liefern, die zum Verbessern der Energiedichte unter Berücksichtigung der oben erwähnten Probleme fähig ist.
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MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
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Eine Energiespeichervorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Energiespeichervorrichtung, die ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse untergebrachte Elektrodenanordnung enthält, wobei die Energiespeichervorrichtung einen Stromkollektor, der zwischen der Elektrodenanordnung und einer Wand des Gehäuses in einer ersten Richtung angeordnet ist, und einen Elektrodenanschluss enthält, der an der Wand befestigt ist, wobei der Stromkollektor einen Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses, der mit dem Elektrodenanschluss verbunden ist, und einen Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode aufweist, der mit der Elektrodenanordnung verbunden ist, der Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses und der Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode in einer zweiten Richtung, die sich mit der ersten Richtung schneidet, nebeneinander angeordnet sind und eine Dicke des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode geringer als eine Dicke des Abschnitts zum Verbinden eines Anschlusses ist.
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VORTEILE DER ERFINDUNG
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Nach der Energiespeichervorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kann die Energiedichte verbessert werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Perspektivansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild einer Energiespeichervorrichtung nach einer Ausführungsform zeigt.
- 2 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht, die Komponenten zeigt, wenn die Energiespeichervorrichtung nach der Ausführungsform zerlegt ist.
- 3 ist eine Perspektivansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild eines Stromkollektors nach der Ausführungsform zeigt.
- 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen IV-IV-Querschnitt des Stromkollektors in 3 zeigt.
- 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen V-V-Querschnitt des Stromkollektors in 3 zeigt.
- 6 ist eine Querschnittsansicht, die einen VI-VI-Querschnitt des Stromkollektors in 3 zeigt.
- 7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die einen intermediären Abschnitt des Stromkollektors nach der Ausführungsform zeigt.
- 8 ist eine Querschnittsansicht, die einen VIII-VIII-Querschnitt des intermediären Abschnitts in 7 zeigt.
- 9 ist eine Querschnittsansicht, die einen IX-IX-Querschnitt des intermediären Abschnitts in 7 zeigt.
- 10 ist eine Perspektivansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild eines Stromkollektors nach einem ersten Modifikationsbeispiel der Ausführungsform zeigt.
- 11 ist eine Perspektivansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild eines Stromkollektors nach einem zweiten Modifikationsbeispiel der Ausführungsform zeigt.
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AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
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Eine Energiespeichervorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Energiespeichervorrichtung, die ein Gehäuse und eine in dem Gehäuse untergebrachte Elektrodenanordnung enthält, wobei die Energiespeichervorrichtung einen zwischen der Elektrodenanordnung und einer Wand des Gehäuses in einer ersten Richtung angeordneten Stromkollektor und einen an der Wand befestigten Elektrodenanschluss enthält, wobei der Stromkollektor einen Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses, der mit dem Elektrodenanschluss verbunden ist, und einen Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode aufweist, der mit der Elektrodenanordnung verbunden ist, der Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses und der Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode in einer zweiten Richtung, die sich mit der ersten Richtung schneidet, nebeneinander angeordnet sind und eine Dicke des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode geringer als eine Dicke des Abschnitts zum Verbinden eines Anschlusses ist.
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Da der Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode dünner als der Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses ausgebildet ist, kann nach dieser Konfiguration beispielsweise ein Streifenabschnitt der Elektrodenanordnung, der mit dem Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode zusammengefügt ist, an einer Position näher an der Wand des Gehäuses angeordnet werden. Das heißt, bei der Energiespeichervorrichtung nach diesem Aspekt kann der relativ dicke Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses die Verformung des Verbindungsabschnitts mit dem Elektrodenanschluss in dem Stromkollektor supprimieren. Der relativ dünne Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode kann die Volumenbelegung der Elektrodenanordnung in dem Gehäuse verbessern. Daher kann nach der Energiespeichervorrichtung nach diesem Aspekt die Energiedichte verbessert werden.
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Die Breite des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode in der dritten Richtung, die sich mit der ersten Richtung und der zweiten Richtung schneidet, kann größer als die Breite des Abschnitts zum Verbinden eines Anschlusses in der dritten Richtung sein.
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Nach dieser Konfiguration wird in dem Leitungsweg, der in dem Stromkollektor entlang der zweiten Richtung ausgebildet ist, die Querschnittsfläche des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode supprimiert, um kleiner als die Querschnittsfläche des Abschnitts zum Verbinden eines Anschlusses zu sein. Selbst wenn der Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode ausgebildet wird, um relativ dünn zu sein, um die Energiedichte zu verbessern, wird infolgedessen beispielsweise die Möglichkeit verringert, dass der Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode die Leitung während der Ladung/Entladung der Energiespeichervorrichtung beeinträchtigt.
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Die Fläche des Querschnitts des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode orthogonal zu der zweiten Richtung kann gleich der Fläche des Querschnitts des Abschnitts zum Verbinden eines Anschlusses orthogonal zu der zweiten Richtung oder größer als dieselbe sein.
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Nach dieser Konfiguration ist der Widerstandswert des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode in dem Leitungsweg in der Energiespeichervorrichtung 10 gleich dem Widerstandswert des Abschnitts zum Verbinden eines Anschlusses oder kleiner als derselbe. Der Schmelzwiderstand des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode ist gleich dem Schmelzwiderstand des Abschnitts zum Verbinden eines Anschlusses oder höher als derselbe. Dadurch kann beispielsweise die Zuverlässigkeit der Energiespeichervorrichtung mit einer verbesserten Energiedichte verbessert werden.
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Der Stromkollektor weist ferner einen intermediären Abschnitt auf, der den Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses und den Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode verbindet, und der intermediäre Abschnitt kann ausgebildet werden, um eine geringere Dicke und größere Breite in der dritten Richtung aufzuweisen, während sich derselbe von dem Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses zu dem Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode nähert.
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Nach dieser Konfiguration ist in dem Abschnitt, in dem der Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses und der Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode verbunden sind, ein Abschnitt zum Verändern der Querschnittsform vorgesehen, so dass die Querschnittsfläche im Wesentlichen konstant wird. Infolgedessen wird kein Abschnitt, in dem die Querschnittsfläche plötzlich abnimmt, an der Grenze zwischen dem Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses und dem Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode ausgebildet. Daher treten wahrscheinlich keine Probleme, wie beispielsweise eine Abnahme der Lade-/Entladeeffizienz, auf. Dies trägt beispielsweise zum Verbessern der Zuverlässigkeit der Energiespeichervorrichtung bei, die eine verbesserte Energiedichte aufweist.
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Der Endabschnitt des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode in der dritten Richtung, die sich mit der ersten Richtung und der zweiten Richtung schneidet, kann in Richtung der Elektrodenanordnung gebogen werden.
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Nach dieser Konfiguration weist der Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode einen gebogenen Endabschnitt auf, um eine Verringerung der Querschnittsfläche aufgrund dessen, dass derselbe relativ dünn ist, zu supprimieren, und die Breite in der dritten Richtung kann ungefähr gleich der des Abschnitts zum Verbinden eines Anschlusses sein. Daher kann beispielsweise eine bestehende Dichtung als eine Dichtung verwendet werden, die zwischen dem Stromkollektor und der Wand anzuordnen ist. Infolgedessen werden beispielsweise die Herstellungskosten der Energiespeichervorrichtung mit einer verbesserten Energiedichte supprimiert.
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Die Oberfläche des Stromkollektors, die der Wand gegenüberliegt, ist eben und eine Stufe kann auf einer Oberfläche des Stromkollektors, die der Elektrodenanordnung gegenüberliegt, aufgrund der Differenz der Dicke zwischen dem Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses und dem Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode ausgebildet werden.
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Nach dieser Konfiguration kann nahezu der gesamte Raum, der durch Verdünnen des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode erhalten wird, als ein Raum zum Unterbringen der Elektrodenanordnung verwendet werden. Das heißt, der Effekt zum Verbessern der Energiedichte wird durch Verdünnen des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode maximiert.
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Die vorliegende Erfindung kann nicht nur als solch eine Energiespeichervorrichtung, sondern auch als der in der Energiespeichervorrichtung enthaltene Stromkollektor umgesetzt werden.
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Nachstehend wird eine Energiespeichervorrichtung nach einer Ausführungsform (und einem Modifikationsbeispiel derselben) der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Jede der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen liefert ein umfassendes oder spezifisches Beispiel. Jedoch sind numerische Werte, Formen, Materialien, Komponenten, Anordnungspositionen und Verbindungsmodi der Komponenten, Herstellungsschritte, eine Reihenfolge der Herstellungsschritte und dergleichen, die in den folgenden Ausführungsformen beschrieben werden, lediglich Beispiele und sollen die vorliegende Erfindung nicht beschränken. In jeder Zeichnung sind Maße und dergleichen nicht genau gezeigt.
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In der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen ist eine Anordnungsrichtung eines Paars der Elektrodenanschlüsse (Seite der positiven Elektrode und Seite der negativen Elektrode) der Energiespeichervorrichtung, eine Anordnungsrichtung eines Paars der Stromkollektoren, eine Anordnungsrichtung eines Paars der Streifenabschnitte der Elektrodenanordnung, eine Anordnungsrichtung eines Paars der Abstandshalter oder eine Richtung entgegengesetzt zu einer kurzen Seitenfläche des Gehäuses als die X-Achsen-Richtung definiert. Die Richtung entgegengesetzt zu einer langen Seitenfläche des Gehäuses, eine Richtung der kurzen Seite einer kurzen Seitenfläche des Gehäuses oder eine Dickenrichtung des Gehäuses ist als die Y-Achsen-Richtung definiert. Eine Anordnungsrichtung des Elektrodenanschlusses, des Stromkollektors und der Elektrodenanordnung, eine Anordnungsrichtung eines Gehäusekörpers und eines Deckels der Energiespeichervorrichtung, eine Längsrichtung der kurzen Seitenfläche des Gehäuses, eine Wicklungsachsenrichtung der Elektrodenanordnung, eine Erstreckungsrichtung des Abstandshalters oder die vertikale Richtung ist als die Z-Achsen-Richtung definiert. Diese X-Achsen-Richtung, Y-Achsen-Richtung und Z-Achsen-Richtung sind Richtungen, die einander schneiden (in der vorliegenden Ausführungsform orthogonal). Zwar ist die Z-Achsen-Richtung in Abhängigkeit von dem Verwendungsmodus möglicherweise nicht in der vertikalen Richtung, aber die Z-Achsen-Richtung wird nachstehend zur Einfachheit der Erläuterung als die vertikale Richtung beschrieben werden. In der folgenden Beschreibung gibt eine Plus-Richtung der X-Achse eine Pfeilrichtung der X-Achse an und eine Minus-Richtung der X-Achse eine Richtung entgegengesetzt zu der Plus-Richtung der X-Achse an. Gleiches gilt für die Y-Achsen-Richtung und die Z-Achsen-Richtung.
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(Ausführungsform)
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[1. Allgemeine Beschreibung der Energiespeichervorrichtung]
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Zunächst wird eine allgemeine Beschreibung einer Energiespeichervorrichtung 10 nach der vorliegenden Ausführungsform in Bezug auf die 1 und 2 beschrieben werden. 1 ist eine Perspektivansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild der Energiespeichervorrichtung 10 nach der Ausführungsform zeigt. 2 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht, die Komponenten zeigt, wenn die Energiespeichervorrichtung 10 nach der Ausführungsform zerlegt ist.
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Die Energiespeichervorrichtung 10 ist eine Sekundärbatterie, die Elektrizität laden oder entladen kann, genauer eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt, wie beispielsweise eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie. Die Energiespeichervorrichtung 10 wird als eine Batterie oder dergleichen zum Antreiben oder Starten einer Kraftmaschine eines sich bewegenden Körpers, wie beispielsweise ein Automobil, wie beispielsweise ein Elektrofahrzeug (EV; engl. electric vehicle), ein Hybridelektrofahrzeug (HEV) oder ein Plug-In-Hybridelektrofahrzeug (PHEV), ein Motorrad, ein Wasserfahrzeug, ein Schneemobil, eine landwirtschaftliche Maschine oder eine Baumaschine oder ein Schienenfahrzeug für eine elektrische Eisenbahn, wie beispielsweise ein Zug, eine Einschienenbahn oder ein Linearmotorwagen, verwendet.
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Die Energiespeichervorrichtung 10 ist nicht auf eine Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt beschränkt und kann eine andere Sekundärbatterie als die Sekundärbatterie mit wasserfreiem Elektrolyt oder ein Kondensator sein. Die Energiespeichervorrichtung 10 ist möglicherweise keine Sekundärbatterie, sondern kann eine Primärbatterie sein, die Elektrizität verwenden kann, die gespeichert wird, ohne dass der Benutzer die Batterie laden muss. Die Energiespeichervorrichtung 10 kann eine Energiespeichervorrichtung vom geschichteten Typ sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Energiespeichervorrichtung 10 mit einer Form eines rechteckigen Parallelepipedons (rechtwinklig) veranschaulicht, aber die Form der Energiespeichervorrichtung 10 ist nicht auf die Form eines rechteckigen Parallelepipedons beschränkt und kann neben der Form eines rechteckigen Parallelepipedons eine polygonale Säulenform, eine Zylinderform, eine lange Zylinderform oder dergleichen sein.
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Wie in 1 gezeigt, enthält die Energiespeichervorrichtung 10 ein Gehäuse 100, ein Paar Elektrodenanschlüsse 200 (Seite der positiven Elektrode und Seite der negativen Elektrode) und ein Paar obere Dichtungen 300 (Seite der positiven Elektrode und Seite der negativen Elektrode). Wie in 2 gezeigt, sind ein Paar untere Dichtungen 400 (Seite der positiven Elektrode und Seite der negativen Elektrode), ein Paar Stromkollektoren 500 (Seite der positiven Elektrode und Seite der negativen Elektrode) und eine Elektrodenanordnung 700 in dem Gehäuse 100 untergebracht. Eine Elektrolytlösung (wasserfreier Elektrolyt) ist in dem Gehäuse 100 eingeschlossen, aber die Veranschaulichung ist weggelassen. Die Elektrolytlösung ist hinsichtlich der Art nicht besonders beschränkt, solange dieselbe die Leistung der Energiespeichervorrichtung 10 nicht beeinträchtigt, und verschiedene Elektrolytlösungen können ausgewählt werden. Zusätzlich zu den oben erwähnten Komponenten können ein Abstandshalter, der über oder auf der Seite der Elektrodenanordnung 700 angeordnet ist, ein Isolierfilm, der die Elektrodenanordnung 700 oder dergleichen umhüllt, und dergleichen angeordnet werden.
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Das Gehäuse 100 ist ein Gehäuse in Form eines rechteckigen Parallelepipedons (kastenförmig), das einen Gehäusekörper 110 mit einer in demselben ausgebildeten Öffnung und einen Deckel 120 aufweist, der die Öffnung des Gehäusekörpers 110 schließt. Mit solch einer Konfiguration weist das Gehäuse 100 eine Struktur auf, bei der die Innenseite des Gehäuses 100 durch Unterbringen der Elektrodenanordnung 700 oder dergleichen in dem Gehäusekörper 110 und dann Verbinden des Gehäusekörpers 110 und des Deckels 120 durch Schweißen oder dergleichen abgedichtet wird. Das Material des Gehäusekörpers 110 und des Deckels 120 ist nicht besonders beschränkt, aber vorzugsweise ein schweißbares Metall, wie beispielsweise rostfreier Stahl, Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Eisen und eine plattierte Stahlplatte.
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Der Gehäusekörper 110 ist ein rechteckiges, rohrförmiges Element mit einer Unterseite, das den Körperabschnitt des Gehäuses 100 bildet, und weist eine Öffnung auf, die auf der Seite der Plus-Richtung der Z-Achse ausgebildet ist. Der Deckel 120 ist ein plattenförmiges Element, das in X-Achsen-Richtung lang und rechteckig ist und den Deckel des Gehäuses 100 bildet, und an einer Position angeordnet, die die Öffnung des Gehäusekörpers 110 schließt. Der Deckel 120 ist mit einem Gasablassventil 122 versehen, das das Gas in dem Gehäuse 100 abführt, wenn der Innendruck des Gehäuses 100 übermäßig ansteigt.
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Die Elektrodenanordnung 700 enthält eine positive Elektrodenplatte, eine negative Elektrodenplatte und einen Separator und ist ein Energiespeicherelement (Leistungserzeugungselement), das zum Speichern von Elektrizität fähig ist. Insbesondere wird die Elektrodenanordnung 700 durch Wickeln ausgebildet, das in Schichten angeordnet wird, so dass ein Separator zwischen der positiven Elektrodenplatte und der negativen Elektrodenplatte sandwichartig angeordnet wird. Infolgedessen werden eine Vielzahl von Streifen auf der positiven Elektrodenplatte geschichtet, um einen Streifenabschnitt 720 auf der Seite der positiven Elektrode auszubilden, und eine Vielzahl von Streifen auf der negativen Elektrodenplatte geschichtet, um einen Streifenabschnitt 730 auf der Seite der negativen Elektrode auszubilden. Das heißt, die Elektrodenanordnung 700 weist einen Abschnitt 710 des Elektrodenanordnungskörpers und die Streifenabschnitte 720 und 730 auf, die von einem Teil des Abschnitts 710 des Elektrodenanordnungskörpers in Plus-Richtung der Z-Achse hervorstehen und sich in die Plus-Richtung der Y-Achse erstrecken. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Elektrodenanordnung 700 mit einer ovalen Querschnittsform angewandt, aber die Querschnittsform der Elektrodenanordnung 700 kann eine elliptische Form oder dergleichen sein.
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Der Elektrodenanschluss 200 ist ein Elektrodenanschluss, der über den Stromkollektor 500 mit der Elektrodenanordnung 700 elektrisch verbunden ist. Der Elektrodenanschluss 200 wird durch Stauchen oder dergleichen mit dem Stromkollektor 500 verbunden und an dem Deckel 120 angebracht. Insbesondere weist der Elektrodenanschluss 200 einen Schaftabschnitt 201 (Nietabschnitt) auf, der sich nach unten (Minus-Richtung der Z-Achse) erstreckt. Dann wird der Schaftabschnitt 201 durch eine Durchgangsbohrung 301 der oberen Dichtung 300, eine Durchgangsbohrung 123 des Deckels 120, eine Durchgangsbohrung 401 der unteren Dichtung 400 und eine Durchgangsbohrung 501 des Stromkollektors 500 hindurch eingeführt und gestaucht. Infolgedessen wird der Elektrodenanschluss 200 zusammen mit der oberen Dichtung 300, der unteren Dichtung 400 und dem Stromkollektor 500 an dem Deckel 120 befestigt. Der Elektrodenanschluss 200 wird aus einem leitenden Element, wie beispielsweise Metall, wie beispielsweise Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Kupfer oder eine Kupferlegierung, gebildet.
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Der Stromkollektor 500 ist ein rechteckiges und flachplattenförmiges Element, das die Elektrodenanordnung 700 und den Elektrodenanschluss 200 elektrisch verbindet. Insbesondere weist der Stromkollektor 500 auf der Seite der positiven Elektrode einen Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses, der durch Stauchen oder dergleichen mit dem Elektrodenanschluss 200 auf der Seite der positiven Elektrode zusammengefügt wird, und einen Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode auf, der durch Schweißen oder dergleichen mit dem Streifenabschnitt 720 auf der Seite der positiven Elektrode der Elektrodenanordnung 700 verbunden (zusammengefügt) wird. Gleiches gilt für den Stromkollektor 500 auf der Seite der negativen Elektrode und der Stromkollektor 500 weist den Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses, der durch Stauchen oder dergleichen mit dem Elektrodenanschluss 200 auf der Seite der negativen Elektrode zusammengefügt wird, und den Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode auf, der durch Schweißen oder dergleichen mit dem Streifenabschnitt 730 auf der Seite der negativen Elektrode der Elektrodenanordnung 700 verbunden (zusammengefügt) wird. Der Stromkollektor 500 wird aus Metall, wie beispielsweise Aluminium, eine Aluminiumlegierung, Kupfer oder eine Kupferlegierung, gebildet. Das Verfahren zum Verbinden (Fügen) des Stromkollektors 500 und des Elektrodenanschlusses 200 ist nicht auf Fügen durch Stauchen beschränkt und Ultraschall-Bonden, Schweißen, wie beispielsweise Laserschweißen oder Widerstandschweißen, oder mechanisches Fügen außer Stauchen, wie beispielsweise eine Schraubbefestigung, können verwendet werden. Das Verfahren zum Verbinden (Fügen) des Stromkollektors 500 und des Streifenabschnitts 720 oder 730 können jegliches Schweißen, wie beispielsweise Ultraschall-Bonden, Laserschweißen oder Widerstandsschweißen, mechanisches Fügen, wie beispielsweise Fügen durch Stauchen oder eine Schraubbefestigung, oder dergleichen verwenden. Die Details des Stromkollektors 500 werden später in Bezug auf die 3 bis 8 beschrieben werden.
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Die obere Dichtung 300 ist ein flachplattenförmiges, isolierendes Dichtungselement, das zwischen dem Deckel 120 des Gehäuses 100 und dem Elektrodenanschluss 200 angeordnet ist. Die untere Dichtung 400 ist ein flachplattenförmiges, isolierendes Dichtungselement, das zwischen dem Deckel 120 und dem Stromkollektor 500 angeordnet ist. Die obere Dichtung 300 und die untere Dichtung 400 sind aus beispielsweise einem isolierenden Material, wie beispielsweise ein Harz, wie beispielsweise Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyphenylensulfidharz (PPS), Polyethylenterephthalat (PET), Polyetheretherketon (PEEK), Tetrafluorethylen/Perfluoralkylvinylether (PFA), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polyethersulfon (PES), oder ein Verbundwerkstoff, der diese Harze enthält, ausgebildet.
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[2. Konfiguration des Stromkollektors]
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Als Nächstes wird die Konfiguration des Stromkollektors 500 in Bezug auf die 3 bis 9 detailliert beschrieben werden. Zunächst wird die grundlegende Konfiguration des Stromkollektors 500 in Bezug auf die 3 bis 6 beschrieben werden. Da der Stromkollektor 500 auf der Seite der positiven Elektrode und der Stromkollektor 500 auf der Seite der negativen Elektrode die gleiche Konfiguration aufweisen, wird sich bei der vorliegenden Ausführungsform auf den Stromkollektor 500 auf der Seite der positiven Elektrode konzentriert und derselbe nachstehend beschrieben werden.
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3 ist eine Perspektivansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild des Stromkollektors 500 nach der Ausführungsform zeigt. Insbesondere ist 3 eine Perspektivansicht des Stromkollektors 500 auf der Seite der positiven Elektrode, wenn diagonal von unten (der Seite der Elektrodenanordnung 700) betrachtet. 4 ist eine Querschnittsansicht, die einen IV-IV-Querschnitt des Stromkollektors 500 in 3 zeigt. 5 ist eine Querschnittsansicht, die einen V-V-Querschnitt des Stromkollektors 500 in 3 zeigt. 6 ist eine Querschnittsansicht, die einen VI-VI-Querschnitt des Stromkollektors 500 in 3 zeigt. In 4 wird zusätzlich zu dem Querschnitt des Stromkollektors 500 eine Seitenansicht eines Teils der Elektrodenanordnung 700 schematisch gezeigt, um ein grobes Positionsverhältnis zwischen der Elektrodenanordnung 700 und dem Stromkollektor 500 aufzuzeigen.
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Wie in den 3 bis 6 gezeigt, weist der Stromkollektor 500 nach der vorliegenden Ausführungsform einen Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und einen Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode auf. Der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses ist mit einer Durchgangsbohrung 501 ausgebildet, durch welche der Schaftabschnitt 201 des Elektrodenanschlusses 200 durchdringt. Wie oben beschrieben wurde, wird der Schaftabschnitt 201 des Elektrodenanschlusses 200 in die Durchgangsbohrung 501 eingeführt und der Abschnitt der Spitze des Schaftabschnitts 201, der von der Durchgangsbohrung 501 freiliegend ist, gestaucht. Infolgedessen werden der Elektrodenanschluss 200 und der Stromkollektor 500 mechanisch und elektrisch verbunden.
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Der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode ist ein Abschnitt, mit dem die Elektrodenanordnung 700 verbunden wird, und ein Streifenabschnitt 720 auf der Seite der positiven Elektrode der Elektrodenanordnung 700 wird mit dem Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode des Stromkollektors 500 auf der Seite der positiven Elektrode verbunden, wie in 4 gezeigt. Für diese Verbindung wird ein vorbestimmtes Verfahren, wie beispielsweise Ultraschall-Bonden verwendet, wie oben beschrieben wurde.
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Der Stromkollektor 500, der solch eine Konfiguration aufweist, wird zwischen der Elektrodenanordnung 700 und dem Deckel 120 (siehe 2) in Z-Achsen-Richtung angeordnet. Der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode sind in X-Achsen-Richtung nebeneinander angeordnet. Die Z-Achsen-Richtung ist ein Beispiel der ersten Richtung, die X-Achsen-Richtung ein Beispiel der zweiten Richtung, die sich mit der ersten Richtung schneidet, und der Deckel 120 ein Beispiel der Wand des Gehäuses. Ferner wird der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode dünner als der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses ausgebildet, wie in den 5 und 6 gezeigt.
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Das heißt, die Energiespeichervorrichtung 10 nach der vorliegenden Ausführungsform enthält das Gehäuse 100, die Elektrodenanordnung 700, die in dem Gehäuse 100 untergebracht ist, den Stromkollektor 500, der zwischen der Elektrodenanordnung 700 und dem Deckel 120 des Gehäuses 100 in Z-Achsen-Richtung angeordnet ist, und den Elektrodenanschluss 200, der an dem Deckel 120 befestigt ist. Der Stromkollektor 500 weist den Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses, der mit dem Elektrodenanschluss 200 verbunden ist, und den Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode auf, der mit der Elektrodenanordnung 700 verbunden ist. Der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode sind in X-Achsen-Richtung, die sich mit der Z-Achsen-Richtung schneidet, nebeneinander angeordnet und die Dicke D2 des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode ist geringer als die Dicke D1 des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses.
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Das heißt, wenn die Plus-Richtung der Z-Achse nach oben gerichtet ist, sind bei dem Stromkollektor 500, der sich über der Elektrodenanordnung 700 befindet, der Abschnitt, der mit dem Elektrodenanschluss 200 verbunden ist, (Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses) und der Abschnitt, der mit der Elektrodenanordnung 700 verbunden ist, (Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode) in der horizontalen Richtung (Richtung von links nach rechts) angeordnet. Selbst wenn der gestauchte Abschnitt, der auf der Unterseite des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode gebildet ist, relativ weit von der Unterseite hervorsteht, beeinträchtigt der gestauchte Abschnitt daher beispielsweise nicht den Abschnitt 710 des Elektrodenanordnungskörpers und kann in dem Raum auf der Seite des Streifenabschnitts 720 untergebracht werden.
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Da der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode dünner als der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses ausgebildet wird, kann bei der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise der Streifenabschnitt 720 der Elektrodenanordnung 700, der mit dem Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode zusammengefügt wird, ferner an einer Position näher an dem Deckel 120 angeordnet werden. Da der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode relativ dick ist, wird eine Verformung aufgrund einer Stauchkraft supprimiert, wenn der Schaftabschnitt 201 des Elektrodenanschlusses 200 gestaucht wird, wie oben beschrieben wurde. Das heißt, bei der Energiespeichervorrichtung 10 nach der vorliegenden Ausführungsform kann der relativ dicke Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses die Verformung des Verbindungsabschnitts mit dem Elektrodenanschluss 200 in dem Stromkollektor supprimieren und der relativ dünne Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode die Volumenbelegung der Elektrodenanordnung 700 in dem Gehäuse 100 verbessern. Daher kann nach der Energiespeichervorrichtung 10 nach der vorliegenden Ausführungsform die Energiedichte verbessert werden.
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Die Dicke D1 des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses in dem Stromkollektor 500 beträgt beispielsweise ca. 1 mm und die Dicke D2 des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode beträgt beispielsweise ca. 0,5 mm. Diese numerischen Werte sind Beispiele und wenn die Dicken D1 und D2 des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses und des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode jeweils D1 > D2 erfüllen, können diese Werte gemäß dem Material des Stromkollektors 500, der Speicherkapazität der Elektrodenanordnung 700, der Größe des Gehäuses 100 oder dergleichen angemessen bestimmt werden.
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Wie beispielsweise in den 3, 5 und 6 gezeigt, ist die Breite L2 des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode in der Y-Achsen-Richtung, die sich mit der Z-Achsen-Richtung und der X-Achsen-Richtung schneidet, größer als die Breite L1 des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses in der Y-Achsen-Richtung.
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Nach dieser Konfiguration wird in dem Leitungsweg, der in dem Stromkollektor 500 entlang der X-Achsen-Richtung ausgebildet ist, die Querschnittsfläche des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode supprimiert, um kleiner als die Querschnittsfläche des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses zu sein. Einfach formuliert kann die Verringerung der Querschnittsfläche aufgrund des Verdünnens des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode durch Vergrößern der Breite des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode kompensiert werden. Selbst wenn der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode ausgebildet wird, um relativ dünn zu sein, um die Energiedichte zu verbessern, wird infolgedessen beispielsweise die Möglichkeit, dass der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode die Leitung der Energiespeichervorrichtung 10 während der Ladung/Entladung erschweren kann, verringert.
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Mit Fokus auf das Verhältnis zwischen der Querschnittsfläche des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode und der Querschnittsfläche des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses kann die Fläche S2 des Querschnitts des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode orthogonal zu der X-Achsen-Richtung auch gleich der Fläche S1 des Querschnitts des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses orthogonal zu der X-Achsen-Richtung oder größer als dieselbe gemacht werden.
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Nach dieser Konfiguration ist der Widerstandswert des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode in dem Leitungsweg in der Energiespeichervorrichtung 10 gleich dem Widerstandswert des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses oder kleiner als derselbe. Der Schmelzwiderstand des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode ist gleich dem Schmelzwiderstand des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses oder höher als derselbe. Daher kann beispielsweise die Zuverlässigkeit der Energiespeichervorrichtung 10 mit einer verbesserten Energiedichte verbessert werden.
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Der Stromkollektor 500 nach der vorliegenden Ausführungsform weist einen intermediären Abschnitt 530 auf, der den Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und den Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode, die unterschiedliche Dicken und Breiten aufweisen, sanft verbindet. Die Merkmale des intermediären Abschnitts 530 werden in Bezug auf die 7 bis 8 beschrieben werden. 7 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht, die den intermediären Abschnitt 530 des Stromkollektors 500 nach der Ausführungsform zeigt. In 7 wird der ungefähre Bereich des intermediären Abschnitts 530 des Stromkollektors 500 durch den Bereich mit Punkten dargestellt. 8 ist eine Querschnittsansicht, die einen VIII-VIII-Querschnitt des intermediären Abschnitts 530 in 7 zeigt. 9 ist eine Querschnittsansicht, die einen IX-IX-Querschnitt des intermediären Abschnitts 530 in 7 zeigt.
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Wie in den 7 bis 9 gezeigt, weist der Stromkollektor 500 nach der vorliegenden Ausführungsform ferner einen intermediären Abschnitt 530 auf, der den Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und den Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode verbindet. Der intermediäre Abschnitt 530 ist ausgebildet, um eine geringe Dicke und größere Breite in Y-Achsen-Richtung aufzuweisen, während sich derselbe von dem Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses zu dem Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode nähert.
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Das heißt, bei dem intermediären Abschnitt 530 wird in dem VIII-VIII-Querschnitt an einer Position nahe dem Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses angenommen, dass die Dicke T1 ist und die Breite in Y-Achsen-Richtung W1 ist. In dem IX-IX-Querschnitt an einer von dem Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses entfernten Position (einer Position nahe dem Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode) wird angenommen, dass die Dicke T2 ist und die Breite in Y-Achsen-Richtung W2 ist. Zu diesem Zeitpunkt ist T2 < T1 und W2 > W1. Daher ist es beispielsweise auch möglich, die Querschnittsfläche (T1 × W1) des VIII-VIII-Querschnitts und die Querschnittsfläche (T2 × W2) des IX-IX-Querschnitts im Wesentlichen gleich zu machen. Ferner ist es auch möglich, T1 × W1 und T2 × W2 im Wesentlichen gleich der Querschnittsfläche S1 des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses und der Querschnittsfläche S2 des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode zu machen.
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Wie oben beschrieben wurde, ist bei dem Stromkollektor 500 nach der vorliegenden Ausführungsform der intermediäre Abschnitt 530 vorgesehen, dessen Querschnittsform sich derart verändert, dass die Querschnittsfläche an dem Abschnitt im Wesentlichen konstant wird, an dem der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode verbunden sind. Infolgedessen wird an der Grenze zwischen dem Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und dem Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode kein Abschnitt gebildet, an dem die Querschnittsfläche plötzlich abnimmt.
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Das heißt, wenn der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses, der die in 5 gezeigte Querschnittsform aufweist, und der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode, der die in 6 gezeigte Querschnittsform aufweist, direkt verbunden werden, wird ein Abschnitt mit einer kleinen Querschnittsfläche, dessen Querschnittsfläche durch „L1 × D2“ dargestellt ist, an der Grenze zwischen dem Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und dem Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode ausgebildet. Dieser Abschnitt mit einer kleinen Querschnittsfläche wird zu einem Abschnitt, der einen höheren Widerstand als die anderen Abschnitte in dem in dem Stromkollektor 500 ausgebildeten Leitungsweg aufweist, und zu einem Faktor zum Verringern der Lade-/Entladeeffizienz der Energiespeichervorrichtung 10. Auch können Probleme, wie beispielsweise Schmelzen, in dem Abschnitt mit einer kleinen Querschnittsfläche auftreten. Daher wird bei dem Stromkollektor 500 nach der vorliegenden Ausführungsform ein intermediärer Abschnitt 530 mit einer Form, die die Veränderung der Fläche des Querschnitts orthogonal zu der X-Achsen-Richtung supprimiert, zwischen dem Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und dem Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode vorgesehen, die in X-Achsen-Richtung angeordnet sind. Infolgedessen wird die Abnahme der Lade-/Entladeeffizienz der Energiespeichervorrichtung 10 oder das Auftreten eines Schmelzens oder dergleichen bei dem Stromkollektor 500 supprimiert. Dies trägt beispielsweise zum Verbessern der Zuverlässigkeit der Energiespeichervorrichtung 10 bei, die eine verbesserte Energiedichte aufweist.
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Da der intermediäre Abschnitt 530 ein Abschnitt zwischen dem Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und dem Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode ist, die sich voneinander unterscheidende Dicken aufweisen, ist derselbe ein Abschnitt zum Bilden einer Stufe 535 (siehe 4) in der Seitenansicht. Diese Stufe 535 ist in Richtung der Seite der Elektrodenanordnung 700 gerichtet.
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Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Oberfläche des Stromkollektors 500, die dem Deckel 120 gegenüberliegt, eben und auf der Oberfläche des Stromkollektors 500, die der Elektrodenanordnung 700 gegenüberliegt, die Stufe 535 aufgrund der Differenz der Dicke zwischen dem Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und dem Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode ausgebildet.
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Nach dieser Konfiguration kann beispielsweise nahezu der gesamte Raum, der durch Verdünnen des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode erhalten wird, als ein Raum zum Unterbringen der Elektrodenanordnung 700 verwendet werden. Das heißt, der Effekt zum Verbessern der Energiedichte wird durch Verdünnen des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode maximiert.
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Zwar wurde die Energiespeichervorrichtung 10 nach der Ausführungsform oben beschrieben, aber die Energiespeichervorrichtung 10 kann einen Stromkollektor mit einer anderen Form als den in den 2 bis 8 gezeigten Formen als einen Stromkollektor zum Verbinden der Elektrodenanordnung 700 und des Elektrodenanschlusses 200 enthalten. Daher wird nachstehend ein Modifikationsbeispiel eines Stromkollektors, welchen die Energiespeichervorrichtung 10 enthält, in Bezug auf 10 beschrieben werden, wobei der Fokus auf dem Unterschied zu der obigen Ausführungsform liegt.
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(Erstes Modifikationsbeispiel)
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10 ist eine Perspektivansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild eines Stromkollektors 500a nach einem ersten Modifikationsbeispiel der Ausführungsform zeigt. Insbesondere ist 10 eine Perspektivansicht des Stromkollektors 500a auf der Seite der positiven Elektrode, wenn diagonal von unten (der Seite der Elektrodenanordnung 700) betrachtet. Der in 10 gezeigte Stromkollektor 500a ist ein Stromkollektor, welchen die Energiespeichervorrichtung 10 anstelle des Stromkollektors 500 nach der oben erwähnten Ausführungsform enthalten kann.
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Der in 10 gezeigte Stromkollektor 500a weist einen Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses, der mit dem Elektrodenanschluss 200 verbunden ist, und einen Abschnitt 525 zum Verbinden einer Elektrode auf, der mit der Elektrodenanordnung 700 verbunden ist. Der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und der Abschnitt 525 zum Verbinden einer Elektrode sind in X-Achsen-Richtung nebeneinander angeordnet und die Dicke des Abschnitts 525 zum Verbinden einer Elektrode ist geringer als die Dicke des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses. Diese Merkmale hat der Stromkollektor 500 nach der oben erwähnten Ausführungsform gemein.
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Bei dem Stromkollektor 500a nach diesem Modifikationsbeispiel ist der Endabschnitt 525a des Abschnitts 525 zum Verbinden einer Elektrode in der dritten Richtung (Y-Achsen-Richtung) in Richtung der Elektrodenanordnung 700 gebogen. Das heißt, der Abschnitt 525 zum Verbinden einer Elektrode weist den Endabschnitt 525a auf, der in Richtung der Elektrodenanordnung 700 gebogen ist.
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Nach dieser Konfiguration weist der Abschnitt 525 zum Verbinden einer Elektrode den gebogenen Endabschnitt 525a auf, wobei dadurch eine Verringerung der Querschnittsfläche aufgrund dessen, dass derselbe relativ dünn ist, supprimiert wird und ermöglicht wird, dass eine Breite in der Y-Achsen-Richtung eine Länge nahezu gleich der des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses aufweist. Daher kann beispielsweise eine bestehende Dichtung als die untere Dichtung verwendet werden, um zwischen dem Stromkollektor 500a und dem Deckel 120 angeordnet zu werden. Infolgedessen werden beispielsweise die Herstellungskosten der Energiespeichervorrichtung 10 mit einer verbesserten Energiedichte supprimiert.
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Bei diesem Modifikationsbeispiel ist bei dem Abschnitt 525 zum Verbinden einer Elektrode der Endabschnitt 525a in der Plus-Richtung der Y-Achse in Richtung der Elektrodenanordnung 700 gebogen. Das heißt, der Querschnitt orthogonal zu der Leitungsrichtung (X-Achsen-Richtung) ist L-förmig. Wenn der Abschnitt 525 zum Verbinden einer Elektrode mit dem Streifenabschnitt 720 zusammengefügt wird, wie beispielsweise aus 2 ersichtlich ist, besteht daher der Endabschnitt 525a näher an der Seite der Plus-Richtung der Y-Achse als die Spitze des Streifenabschnitts 720. Das heißt, der Endabschnitt 525a wird an einer Position angeordnet, an der auf den Streifenabschnitt 720 kein Druck von oben ausgeübt wird. Da der Abschnitt 525 zum Verbinden einer Elektrode relativ dünn ist, kann daher der Effekt zum Verbessern der Energiedichte erhalten werden und durch Herstellen des L-förmigen Querschnitts ist es möglich, eine Querschnittsfläche ähnlich der des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses in dem Abschnitt 525 zum Verbinden einer Elektrode sicherzustellen. Da der Querschnitt des Abschnitts 525 zum Verbinden einer Elektrode L-förmig ist, wird die Strukturfestigkeit des Abschnitts 525 zum Verbinden einer Elektrode verbessert.
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(Zweites Modifikationsbeispiel)
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11 ist eine Perspektivansicht, die ein äußeres Erscheinungsbild eines Stromkollektors 500b nach einem zweiten Modifikationsbeispiel der Ausführungsform zeigt. Insbesondere ist 11 eine Perspektivansicht des Stromkollektors 500b auf der Seite der positiven Elektrode, wenn diagonal von unten (der Seite der Elektrodenanordnung 700) betrachtet. Der Stromkollektor 500b, der in 11 gezeigt ist, ist ein Stromkollektor, welchen die Energiespeichervorrichtung 10 anstelle des Stromkollektors 500 nach der oben erwähnten Ausführungsform enthalten kann.
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Der in 11 gezeigte Stromkollektor 500b weist einen Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses, der mit dem Elektrodenanschluss 200 verbunden ist, und einen Abschnitt 526 zum Verbinden einer Elektrode auf, der mit der Elektrodenanordnung 700 verbunden ist. Der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses und der Abschnitt 526 zum Verbinden einer Elektrode sind in X-Achsen-Richtung nebeneinander angeordnet und die Dicke des Abschnitts 526 zum Verbinden einer Elektrode ist geringer als die Dicke des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses. Diese Merkmale hat der Stromkollektor 500 nach der oben erwähnten Ausführungsform gemein. Bei dem Stromkollektor 500b nach diesem Modifikationsbeispiel sind die Breite des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses in Y-Achsen-Richtung und die Breite des Abschnitts 526 zum Verbinden einer Elektrode in Y-Achsen-Richtung im Wesentlichen gleich. Das heißt, der Abschnitt 526 zum Verbinden einer Elektrode nach der Ausführungsform nach dem vorliegenden Modifikationsbeispiel ist nicht in eine eindeutig breitere Form als der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses wie der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode des Stromkollektors 500 ausgebildet.
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Das heißt, der Stromkollektor 500b ist in eine im Wesentlichen rechteckige Form bei Betrachtung aus der ersten Richtung (Z-Achsen-Richtung) ausgebildet. Infolgedessen treten wahrscheinlich keine Probleme aufgrund der Größe des Abschnitts 526 zum Verbinden einer Elektrode auf, beispielsweise dass, da der Abschnitt 526 zum Verbinden einer Elektrode in Y-Achsen-Richtung breit ist, der Stromkollektor 500b nicht innerhalb des Bereiches der unteren Dichtung 400 untergebracht werden kann oder der Abstand zwischen dem Abschnitt 526 zum Verbinden einer Elektrode und der Innenfläche des Gehäuses 100 zu nah ist. Bei dem Stromkollektor 500b ist die Querschnittsfläche des Abschnitts 526 zum Verbinden einer Elektrode kleiner als die Querschnittsfläche des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses in dem Leitungsweg entlang der X-Achsen-Richtung. Wenn jedoch die Querschnittsfläche des Abschnitts 526 zum Verbinden einer Elektrode ein Wert ist, der die Leitung der Energiespeichervorrichtung 10 während der Ladung/Entladung nicht wesentlich erschwert, ist die Querschnittsfläche des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses gleich diesem Wert oder größer als derselbe. Selbst wenn die Energiespeichervorrichtung 10 den Stromkollektor 500b enthält, setzt daher der Stromkollektor 500b nicht die Leistung oder Zuverlässigkeit der Energiespeichervorrichtung 10 herab. Da die Dicke des Abschnitts 526 zum Verbinden einer Elektrode geringer als die Dicke des Abschnitts 510 zum Verbinden eines Anschlusses ist, kann auch bei diesem Modifikationsbeispiel die Energiedichte der Energiespeichervorrichtung 10 verbessert werden. Wie oben beschrieben wurde, kann, wenn die Bedingung erfüllt wird, dass der Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses und der Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode in der zweiten Richtung angeordnet sind und die Dicke des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode geringer als die Dicke des Abschnitts zum Verbinden eines Anschlusses ist, die Breite des Abschnitts zum Verbinden einer Elektrode kleiner als die Breite des Abschnitts zum Verbinden eines Anschlusses oder gleich derselben sein.
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(Andere Ausführungsformen)
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Zwar wurden oben die Energiespeichervorrichtung nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und Modifikationsbeispiele derselben beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform und die Modifikationsbeispiele derselben beschränkt. Das heißt, die dieses Mal offenbarte Ausführungsform und die Modifikationsbeispiele derselben sind in jeder Hinsicht beispielhaft erläutert und der Bereich der vorliegenden Erfindung enthält alle Modifikationen innerhalb der Bedeutung und des Bereiches, die zu den Ansprüchen äquivalent sind.
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Beispielsweise wird bei der Energiespeichervorrichtung 10 nach der Ausführungsform der Stromkollektor 500, der den Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode aufweist, der dünner als der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses ist, auf sowohl der Seite der positiven Elektrode als auch der Seite der negativen Elektrode vorgesehen, aber es ist ausreichend, dass der Stromkollektor 500 auf zumindest der Seite der positiven Elektrode und/oder der Seite der negativen Elektrode angeordnet wird. Wenn beispielsweise ein Stromkollektor der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode dünn ausgebildet werden kann, kann beispielsweise aufgrund der hohen Steifigkeit des Materials des einen Stromkollektors ein Stromkollektor mit einer gleichmäßigen Dicke an dem Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses und dem Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode als der eine Stromkollektor angewandt werden und der Stromkollektor 500 als der andere Stromkollektor angewandt werden. Wenn beispielsweise das Gehäuse 100 mit der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode der Elektrodenanordnung 700 elektrisch verbunden wird, kann der Stromkollektor 500 als ein Element zum Verbinden der anderen Elektrode der positiven Elektrode und der negativen Elektrode der Elektrodenanordnung 700 mit dem Elektrodenanschluss 200 angewandt werden.
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Der Stromkollektor 500 nach der Ausführungsform wird auf der Energiespeichervorrichtung 10 in einer Stellung angeordnet, in der sich der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses außerhalb der ersten Richtung (X-Achsen-Richtung) befindet, aber derselbe kann auf der Energiespeichervorrichtung 10 in einer Stellung angeordnet werden, in der sich der Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses innerhalb der X-Achsen-Richtung (auf der Seite der Mitte in der X-Achsen-Richtung des Deckels 120) befindet. Wenn beispielsweise die Elektrodenanschlüsse 200 auf der Seite der positiven Elektrode und der Seite der negativen Elektrode näher an der Mitte in Längsrichtung (X-Achsen-Richtung) des Deckels 120 angeordnet werden, können beide der zwei Stromkollektoren 500 in 2 in einer Stellung angeordnet werden, die um 180° um die Z-Achse herum gedreht ist.
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Bei dem Stromkollektor 500 weist der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode Abschnitte auf, die sich von dem Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses auf beiden Seiten in die Y-Achsen-Richtung erstrecken, aber der Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode kann einen Abschnitt aufweisen, der sich von dem Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses auf nur einer der beiden Seiten erstreckt. Das heißt, eine Position des Abschnitts 520 zum Verbinden einer Elektrode in der dritten Richtung (Y-Achsen-Richtung) in Bezug auf den Abschnitt 510 zum Verbinden eines Anschlusses in dem Stromkollektor 500 kann gemäß beispielsweise dem Positionsverhältnis zwischen dem Elektrodenanschluss 200 und dem Streifenabschnitt 720 oder 730, der mit dem Abschnitt 520 zum Verbinden einer Elektrode verbunden ist, angemessen bestimmt werden.
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Die Art der Elektrodenanordnung, die in der Energiespeichervorrichtung 10 enthalten ist, ist nicht auf die Wicklungsart beschränkt. Beispielsweise kann die Energiespeichervorrichtung 10 eine geschichtete Elektrodenanordnung, bei der flachplattenförmige Elektrodenplatten geschichtet sind, oder eine Elektrodenanordnung mit einer Struktur enthalten, bei der Elektrodenplatten in Form eines langen Streifens durch Widerholen von Bergfalten und Talfalten in eine Balgform geschichtet sind.
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Alle der oben erwähnten verschiedenen ergänzenden Elemente in Bezug auf den Stromkollektor 500 nach der Ausführungsform können auf den Stromkollektor 500a nach dem Modifikationsbeispiel angewandt werden. Ausgestaltungen, die durch willkürliches Kombinieren der oben erwähnten Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele gebildet werden, sind auch in dem Bereich der vorliegenden Erfindung enthalten.
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Die vorliegende Erfindung kann nicht nur als solch eine Energiespeichervorrichtung, sondern auch als der in der Energiespeichervorrichtung enthaltene Stromkollektor umgesetzt werden.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung kann auf eine Energiespeichervorrichtung oder dergleichen, wie beispielsweise eine Lithium-Ionen-Sekundärbatterie, angewandt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10:
- Energiespeichervorrichtung
- 100:
- Gehäuse
- 120:
- Deckel
- 200:
- Elektrodenanschluss
- 500, 500a:
- Stromkollektor
- 510:
- Abschnitt zum Verbinden eines Anschlusses
- 520, 525:
- Abschnitt zum Verbinden einer Elektrode
- 525a:
- Endabschnitt
- 530:
- Intermediärer Abschnitt
- 535:
- Stufe
- 700:
- Elektrodenanordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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