JP2000331656A - 電気エネルギー蓄積デバイス - Google Patents

電気エネルギー蓄積デバイス

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JP2000331656A
JP2000331656A JP11138678A JP13867899A JP2000331656A JP 2000331656 A JP2000331656 A JP 2000331656A JP 11138678 A JP11138678 A JP 11138678A JP 13867899 A JP13867899 A JP 13867899A JP 2000331656 A JP2000331656 A JP 2000331656A
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cylindrical
terminal plate
opening
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Takuji Ono
卓爾 大野
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Sanyo Electronic Components Co Ltd
Sanyo Electric Co Ltd
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負極缶１の開口部に封口板12が固定されると
共に、封口板12の中央開口部に正極端子板13がかしめ固
定され、負極缶１の内部に収容された巻き取り電極体７
が発生する電力を、正極端子板13及び負極缶１から外部
へ取り出すことが可能な電気エネルギー蓄積デバイスに
おいて、封口板12と正極端子板13の間に介在するガスケ
ットの材料として、機械的強度や化学的安定性の高い材
料を用いたとしても、亀裂などの欠陥が発生する虞れの
ない電気エネルギー蓄積デバイスを提供する。 【解決手段】 本発明に係る電気エネルギー蓄積デバイ
スにおいて、前記ガスケットは、互いに係合する第１絶
縁部材２と第２絶縁部材３から構成され、両絶縁部材の
係合部が、封口板12と正極端子板13のかしめ部14との間
に挟圧されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガソリン自動車の
イグナイタ用の電源や、ハイブリッド自動車や電気自動
車の回生制動エネルギーを蓄電するための蓄電器等とし
て用いられる、電気二重層コンデンサー、リチウムイオ
ン二次電池などの電気エネルギー蓄積デバイスの構造に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のリチウムイオン二次電池は、例え
ば図５に示す様に、負極缶(１)の内部に巻き取り電極体
(７)を収容し、負極缶(１)の開口部に封口板(12)を固定
し、更に、該封口板(12)の中央開口部に、正極端子板(1
3)を取り付けたものであって、封口板(12)と正極端子板
(13)の間にはガスケット(20)が介在して、電気的絶縁と
気密を図っている。
【０００３】巻き取り電極体(７)は、セパレータを間に
挟んで正極と負極を渦巻き状に巻き取って構成されてお
り、該巻き取り電極体(７)の正極及び負極にはそれぞれ
複数本の集電タブ(８)が突設されている。巻き取り電極
体(７)の正極から伸びる複数本の集電タブ(８)は、集電
板(９)及び連結ロッド(91)を介して、正極端子板(13)に
接続されている。一方、巻き取り電極体(７)の負極から
伸びる複数本の集電タブ(８)は、負極缶(１)の底部に設
置された絶縁部材(23)の裏面に回り込んで、負極缶(１)
の底面に接続されている。これによって、正極端子板(1
3)及び負極缶(１)から、巻き取り電極体(７)の発生電力
を取り出すことが出来る。
【０００４】ところで、上記リチウムイオン二次電池に
おいて、封口板(12)に対する正極端子板(13)の取り付け
は、図６及び図７に示す如くかしめ固定によって行なわ
れている。ここで、かしめ固定前の正極端子板(13)は、
図６の如く、封口板(12)の開口部を貫通する円筒部(16)
の上端部に、該円筒部(16)よりも外径の大きな頭部(15)
を突設したものである。又、ガスケット(20)は、封口板
(12)の開口部を貫通する円筒部(25)の上端部に、封口板
(12)の表面に密着する平板部(24)を突設したものであ
る。
【０００５】これらを図６の如く組み立てた後、塑性加
工によって正極端子板(13)の円筒部(16)を拡開せしめ、
図７に示す如く封口板(12)の開口部に正極端子板(13)を
かしめ固定する。これに伴って、ガスケット(20)の円筒
部(25)も大きく拡開されて、封口板(12)の開口部に係合
し、この状態で、封口板(12)と正極端子板(13)のかしめ
部(14)の間に挟圧されて、シール性を発揮する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、正極端
子板(13)を封口板(12)の開口部にかしめ固定して、絶縁
ガスケット(20)を封口板(12)の開口部に密着させる構造
では、絶縁ガスケット(20)に大きな変形が発生するた
め、ガスケット(20)の材料として、機械的強度や化学的
安定性の高いポリプロピレンやポリエチレンを採用した
場合、これらの材料は柔軟性に乏しいため、弾性範囲を
越える大きな変形によって、図７中に示す様に亀裂Ｃが
発生する虞れがあった。
【０００７】そこで本発明の目的は、ガスケットの材料
として、機械的強度や化学的安定性の高い材料を用いた
としても、亀裂などの欠陥が発生する虞れのない電気エ
ネルギー蓄積デバイスを提供することである。
【０００８】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る電気エネルギ
ー蓄積デバイスにおいて、電極体(７)を収容した密閉容
器は、少なくとも一方の端部に円形の開口部を有する筒
状容器本体と、筒状容器本体の開口部に取り付けられて
一方の電極端子部となる電極端子板と、筒状容器本体と
電極端子板の間に介在するガスケットとを具えている。
電極端子板は、筒状容器本体の開口部を貫通する円筒部
(16)を有して、該円筒部(16)の先端部が拡開されて筒状
容器本体の開口部にかしめ固定されている。前記ガスケ
ットは、互いに係合する第１絶縁部材(２)と第２絶縁部
材(３)から構成され、両絶縁部材の係合部が、筒状容器
本体と電極端子板のかしめ部(14)との間に挟圧されて、
互いに圧着している。
【０００９】上記本発明の電気エネルギー蓄積デバイス
においては、電極端子板の円筒部(16)の先端部を拡開さ
せて、筒状容器本体の開口部にかしめ固定する工程に
て、第１絶縁部材(２)と第２絶縁部材(３)の係合部が挟
圧されて、両絶縁部材(２)(３)には相対的なずれが生じ
る。そして、最終的に両絶縁部材(２)(３)は、互いに係
合したまま相対的にずれた状態で、互いに圧着されるこ
とになる。従って、電極端子板のかしめ固定に伴って第
１絶縁部材(２)と第２絶縁部材(３)に生ずることとなる
変形量の大部分が、両絶縁部材(２)(３)間の前記ずれに
よって吸収され、各絶縁部材(２)(３)に生じる変形は十
分に小さくなる。この結果、第１絶縁部材(２)及び第２
絶縁部材(３)の変形に伴う破損が防止される。
【００１０】具体的構成において、密閉容器の筒状本体
は、少なくとも一方の端部に封口板(12)を具え、該封口
板(12)の中央部に、電極端子板の円筒部(16)が貫通する
開口部を有し、第１絶縁部材(２)は、封口板(12)の開口
部を貫通する円筒部(22)と、円筒部(22)の一方の端部に
一体に突設されて封口板(12)の表面及び裏面の何れか一
方の面に密着する円板部(21)とを具え、第２絶縁部材
(３)は、第１絶縁部材(２)の円筒部(22)に係合すると共
に封口板(12)の他方の面に密着する円板部を具えてい
る。
【００１１】上記具体的構成においては、電極端子板の
円筒部(16)の先端部を拡開させて、筒状容器本体の開口
部にかしめ固定することによって、封口板(12)の開口縁
が、第１絶縁部材(２)の円板部(21)と第２絶縁部材(３)
の円板部とによって両側から強く挟圧され、これによっ
て高い気密性が発揮される。
【００１２】
【発明の効果】本発明に係る電気エネルギー蓄積デバイ
スによれば、ガスケットとなる第１絶縁部材(２)及び第
２絶縁部材(３)の材料として、機械的強度及び化学的安
定性の高い材料を用いたとしても、電極端子板のかしめ
固定に伴って各絶縁部材に生じる変形量は小さいので、
これらの絶縁部材に亀裂などの欠陥が発生する虞れはな
い。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明をリチウムイオン二
次電池に実施した形態につき、図面に沿って具体的に説
明する。本発明に係るリチウムイオン二次電池は、図１
に示す如く、アルミニウム製の負極缶(１)の内部に巻き
取り電極体(７)を収容し、負極缶(１)の開口部に、アル
ミニウム製の封口板(12)を溶接固定し、更に、該封口板
(12)の中央開口部に、ニッケルメッキを施した鋼鉄製の
正極端子板(13)をかしめ固定したものであって、封口板
(12)と正極端子板(13)の間には、ポリプロピレン若しく
はポリエチレンからなる第１絶縁部材(２)及び第２絶縁
部材(３)が介在して、電気的絶縁と気密を図っている。
【００１４】巻き取り電極体(７)は、図２に示す様に、
それぞれ帯状の正極(75)、セパレータ(73)及び負極(72)
を重ね合わせ、これを渦巻き状に巻き取って構成されて
いる。正極(75)は、アルミニウム箔からなる芯体の表面
に正極活物質(74)を塗布して構成され、電極長手方向に
伸びる一方の端縁に沿って、正極活物質の塗布されてい
ない非塗工部が形成され、該非塗工部には、アルミニウ
ム製の複数本の集電タブ(８)が連結されている。負極(7
2)は、銅箔からなる芯体の表面に負極活物質(71)を塗布
して構成され、電極長手方向に伸びる他方の端縁に沿っ
て、負極活物質の塗布されていない非塗工部が形成さ
れ、該非塗工部には、銅製の複数本の集電タブ(８)が連
結されている。
【００１５】図１に示す如く、巻き取り電極体(７)の正
極側(図では上側)の端面から突出する複数本の集電タブ
(８)は、集電板(９)及び連結ロッド(91)を介して、正極
端子板(13)に接続されている。又、巻き取り電極体(７)
の負極側(図では下側)の端面には絶縁部材(23)が設置さ
れ、該端面から突出する複数本の集電タブ(８)は、絶縁
部材(23)の裏面へ回り込んで、負極缶(１)の底面に接続
されている。
【００１６】図３に示す如く、正極端子板(13)は、封口
板(12)に対するかしめ固定前において、封口板(12)の中
央開口部を貫通する円筒部(16)の上端部に、円筒部(16)
よりも大径に形成された頭部(15)を突設して構成され
る。又、正極端子板(13)のかしめ固定前において、第１
絶縁部材(２)は、封口板(12)の中央開口部を密に貫通す
る円筒部(22)と、該円筒部(22)の上端部に一体に形成さ
れて封口板(12)の表面に密着する円板部(21)とを有して
いる。一方、第２絶縁部材(３)は、封口板(12)の裏面に
密着する円板状に形成されており、第１絶縁部材(２)の
円筒部(22)の外周面に嵌合する中央孔を有している。こ
の様な形状を有する第１絶縁部材(２)及び第２絶縁部材
(３)は、例えば射出成型やプレス成型によって容易に作
製することが出来る。
【００１７】封口板(12)に対して、上記の第１絶縁部材
(２)、第２絶縁部材(３)及び正極端子板(13)を図３の如
く組み立てた後、正極端子板(13)の円筒部(16)の下端部
に塑性加工を施すことにより、図４に示す如く、該円筒
部(16)の下端部を拡開させて、封口板(12)の開口部にか
しめ固定する。
【００１８】この過程で、第１絶縁部材(２)の円筒部(2
2)の下端部と第２絶縁部材(３)の内周部とが、互いに係
合したまま、正極端子板(13)のかしめ部(14)によって押
圧される。これによって、第１絶縁部材(２)の円筒部(2
2)の下端部は僅かに拡開されると共に、第２絶縁部材
(３)の内周部は僅かに圧縮されて、第１絶縁部材(２)と
第２絶縁部材(３)は、前記の拡開部と圧縮部にて互いに
圧着されることになる。この際、第１絶縁部材(２)と第
２絶縁部材(３)の係合部には相対的なずれが生じ、この
ずれによって、正極端子板(13)のかしめ固定に伴う変形
量の大部分が吸収される。従って、第１絶縁部材(２)及
び第２絶縁部材(３)のそれぞれには、弾性範囲内の小さ
な変形が生じるに過ぎない。
【００１９】図４に示すかしめ固定後の組立状態におい
ては、第１絶縁部材(２)の円板部(21)が封口板(12)の表
面に密着されると共に、第２絶縁部材(３)が封口板(12)
の裏面に密着されて、高い気密性が発揮される。
【００２０】上述の如く、本発明に係るリチウムイオン
二次電池によれば、従来の一体成型のガスケットに代え
て、別体の第１絶縁部材(２)と第２絶縁部材(３)とを互
いに係合させてなるガスケットを採用したので、正極端
子板(13)のかしめ固定に伴う各絶縁部材(２)(３)の変形
量が小さく抑えられ、破損が防止される。
【００２１】尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に
限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の
変形が可能である。例えば、本発明は、リチウムイオン
二次電池に限らず、電気二重層コンデンサーに実施する
ことも可能である。又、第１絶縁部材(２)と第２絶縁部
材(３)の係合構造は、図示したものに限らず、例えば第
１絶縁部材(２)の円筒部(22)の下端面と第２絶縁部材
(３)の表面とを互いに接触させた係合構造を採用するこ
とも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るリチウムイオン二次電池の断面図
である。
【図２】巻き取り電極体の一部展開斜視図である。
【図３】かしめ固定前の正極端子板、第１絶縁部材及び
第２絶縁部材の組立状態を示す断面図である。
【図４】かしめ固定後の正極端子板、第１絶縁部材及び
第２絶縁部材の組立状態を示す断面図である。
【図５】従来のリチウムイオン二次電池の断面図であ
る。
【図６】該リチウムイオン二次電池において、かしめ固
定前の正極端子板及びガスケットの組立状態を示す断面
図である。
【図７】該リチウムイオン二次電池において、かしめ固
定後の正極端子板及びガスケットの組立状態を示す断面
図である。
【符号の説明】
(１) 負極缶 (12) 封口板 (13) 正極端子板 (14) かしめ部 (２) 第１絶縁部材 (３) 第２絶縁部材 (７) 巻き取り電極体 (８) 集電タブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｍ 10/40 Ｈ０１Ｇ 9/00 ３０１Ｚ Ｆターム(参考） 5H011 AA17 CC02 CC06 DD13 DD15 FF04 GG02 HH02 JJ12 JJ27 5H022 AA09 AA18 BB03 CC02 CC08 CC12 CC19 KK03 5H028 AA01 BB01 BB04 CC05 CC08 CC12 5H029 AJ15 AL12 CJ03 DJ02 DJ03 DJ05 EJ01 EJ12

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 密閉容器内に、それぞれ帯状の正極(75)
    と負極(72)の間にセパレータ(73)を介在させてなる電極
    体(７)が収容され、該電極体が発生する電力を一対の電
    極端子部から外部へ取り出すことが可能であって、前記
    密閉容器は、少なくとも一方の端部に円形の開口部を有
    する筒状容器本体と、筒状容器本体の開口部に取り付け
    られて一方の電極端子部となる電極端子板と、筒状容器
    本体と電極端子板の間に介在するガスケットとを具え、
    電極端子板は、筒状容器本体の開口部を貫通する円筒部
    (16)を有して、該円筒部(16)の先端部が拡開されて筒状
    容器本体の開口部にかしめ固定されている電気エネルギ
    ー蓄積デバイスにおいて、前記ガスケットは、互いに係
    合する第１絶縁部材(２)と第２絶縁部材(３)から構成さ
    れ、両絶縁部材の係合部が、筒状容器本体と電極端子板
    のかしめ部(14)との間に挟圧されて、互いに圧着してい
    ることを特徴とする電気エネルギー蓄積デバイス。
  2. 【請求項２】 密閉容器の筒状本体は、少なくとも一方
    の端部に封口板(12)を具え、該封口板(12)の中央部に、
    電極端子板の円筒部(16)が貫通する開口部を有し、第１
    絶縁部材(２)は、封口板(12)の開口部を貫通する円筒部
    (22)と、円筒部(22)の一方の端部に一体に突設されて封
    口板(12)の表面及び裏面の何れか一方の面に密着する円
    板部(21)とを具え、第２絶縁部材(３)は、第１絶縁部材
    (２)の円筒部(22)に係合すると共に封口板(12)の他方の
    面に密着する円板部を具えている請求項１に記載の電気
    エネルギー蓄積デバイス。
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