JP2005340005A - Secondary battery and battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セパレータを介して電極板を積層して外装部材に収容して封止すると共に、前記電極板に接続された電極端子が前記外装部材から導出した二次電池及び当該二次電池を複数接続して構成される組電池に関する。 The present invention provides a secondary battery in which an electrode plate is stacked through a separator, accommodated in an exterior member and sealed, and an electrode terminal connected to the electrode plate is led out from the exterior member and the secondary battery. The present invention relates to an assembled battery configured by connecting a plurality thereof.
セパレータを介して電極板を積層して外装部材に収容して封止し、前記電極板に接続された電極端子を外装部材から導出させた二次電池において、所望する容量や電圧を確保するために、各二次電池から導出する電極端子同士を直接接続することにより、複数の二次電池を組み合わせて組電池を構成する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。 In order to secure a desired capacity and voltage in a secondary battery in which electrode plates are stacked through a separator, accommodated in an exterior member and sealed, and electrode terminals connected to the electrode plate are led out from the exterior member. In addition, a technique is known in which an assembled battery is configured by combining a plurality of secondary batteries by directly connecting electrode terminals derived from each secondary battery (see, for example, Patent Document 1).
このような組電池では、各二次電池同士を確実に接続するために、例えば超音波溶接等の手法により当該二次電池の電極端子同士が接合されているが、この電極端子はアルミニウム箔や銅箔等の金属薄膜で構成されているために溶接時に変形や歪みが発生し、各二次電池に振動等の外力が作用した際に当該溶接部位に剥がれが生じるおそれがあった。 In such an assembled battery, in order to securely connect each secondary battery, the electrode terminals of the secondary battery are joined by a technique such as ultrasonic welding, for example. Since it is composed of a metal thin film such as a copper foil, deformation or distortion occurs during welding, and when an external force such as vibration acts on each secondary battery, there is a possibility that the welded part may peel off.
これに対し、溶接時の変形や歪みを抑制するために電極端子を単に厚くすると、二次電池の外装部材の外周縁をシールする際に、金属製材料等から成るこの電極端子から放熱し易くなり、当該外装部材をシールし難くなる。
本発明は、接合時に電極端子に変形や歪みが生じるのを防止した二次電池及び組電池を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、セパレータを介して積層した電極板を外装部材に収容して封止すると共に、前記電極板に接続された電極端子が前記外装部材の外周縁から導出した二次電池であって、前記電極端子は、前記外装部材から導出している側の先端部分の厚さが、前記外装部材に封止された封止部分の厚さに対して相対的に厚く形成されている二次電池が提供される。
An object of this invention is to provide the secondary battery and assembled battery which prevented that an electrode terminal deform | transformed and distortion | strained at the time of joining.
In order to achieve the above object, according to the present invention, an electrode plate laminated via a separator is accommodated in an exterior member and sealed, and an electrode terminal connected to the electrode plate is an outer peripheral edge of the exterior member. The electrode terminal has a relative thickness with respect to the thickness of the sealed portion sealed by the exterior member. A secondary battery that is formed thick is provided.
本発明では、二次電池の電極端子において、外装部材から導出した側の先端部分の厚さを、当該外装部材に封止される封止部分の厚さに対して相対的に厚くする。これにより、電極端子の先端部分に強い強度が付与されるので、複数の二次電池を用いて組電池を構成する際に、当該先端部分で電極端子同士を接合することにより、接合時に電極端子に変形や歪みが生じるのを防止することが可能となる。 In the present invention, in the electrode terminal of the secondary battery, the thickness of the tip portion on the side led out from the exterior member is made relatively thicker than the thickness of the sealing portion sealed by the exterior member. As a result, strong strength is imparted to the tip portion of the electrode terminal. Therefore, when an assembled battery is configured using a plurality of secondary batteries, the electrode terminals are joined at the tip portion by joining the electrode terminals together. It is possible to prevent deformation and distortion from occurring.
また、上記目的を達成するために、本発明によれば、セパレータを介して積層した電極板を外装部材に収容して封止すると共に、前記電極板に接続された電極端子が前記外装部材の外周縁から導出した二次電池を複数備え、前記各二次電池が有する前記電極端子同士を接合することにより前記複数の二次電池が電気的に接続された組電池であって、前記各二次電池が有する電極端子は、他の前記二次電池が有する電極端子に接合される接合部分の厚さが、前記外装部材に封止された封止部分の厚さに対して相対的に厚く形成されている組電池が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an electrode plate laminated via a separator is accommodated and sealed in an exterior member, and an electrode terminal connected to the electrode plate is connected to the exterior member. An assembled battery comprising a plurality of secondary batteries derived from an outer peripheral edge, wherein the plurality of secondary batteries are electrically connected by joining the electrode terminals of the secondary batteries. In the electrode terminal of the secondary battery, the thickness of the joined portion joined to the electrode terminal of the other secondary battery is relatively thicker than the thickness of the sealed portion sealed by the exterior member. A formed assembled battery is provided.
本発明では、組電池を構成する各二次電池の電極端子において、他の二次電池の電極端子と接合される接合部分の厚さを、外装部材に封止される封止部分の厚さに対して相対的に厚くする。これにより、接合部分に強い強度が付与されるので、接合時に電極端子に変形や歪みが生じるのを防止することが可能となる。 In the present invention, in the electrode terminal of each secondary battery that constitutes the assembled battery, the thickness of the bonded portion that is bonded to the electrode terminal of the other secondary battery is the thickness of the sealed portion that is sealed to the exterior member. To be relatively thick. As a result, strong strength is imparted to the joined portion, so that it is possible to prevent deformation and distortion of the electrode terminal during joining.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は本発明の第1実施形態に係る二次電池の全体の平面図、図2は図1のII-II線に沿った二次電池の断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a plan view of the entire secondary battery according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the secondary battery taken along line II-II in FIG.
図1及び図2は一つの二次電池10(単位電池)を示し、この二次電池10を複数積層することにより所望の電圧、容量の組電池が構成される。
1 and 2 show one secondary battery 10 (unit battery), and an assembled battery having a desired voltage and capacity is configured by stacking a plurality of
本発明の第1実施形態に係る二次電池10は、リチウム系の平板状の積層タイプの薄型二次電池であり、図1及び図2に示すように、3枚の正極板101と、5枚のセパレータ102と、3枚の負極板103と、正極端子104と、負極板105と、上部外装部材106と、下部外装部材107と、特に図示しない電解質とから構成されている。このうちの正極板101、セパレータ102、負極板103及び電解質を特に発電要素108と称する。
The
発電要素108を構成する正極板101は、正極端子104まで伸びている正極側集電体101aと、正極側集電体101aの一部の両主面にそれぞれ形成された正極層101b、101cとを有している。なお、正極板101の正極層101b、101cは、正極側集電体101aの全体の両主面に亘って形成されているのではなく、図2に示すように、正極板101、セパレータ102及び負極板103を積層して発電要素108を構成する際に、正極板101においてセパレータ102に実質的に重なる部分のみに正極層101b、101cが形成されている。
The
この正極板101の正極側集電体101aは、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、又は、ニッケル箔等の電気化学的に安定した金属箔である。
The positive electrode side
また、この正極板101の正極層101b、101cは、例えば、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMnO2)、又は、コバルト酸リチウム(LiCoO2)等のリチウム複合酸化物や、カルコゲン(S、Se、Te)化物等の正極活物質と、カーボンブラック等の導電剤と、ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン等の接着剤とを混合したものを、正極側集電体101aの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧延することにより形成されている。
The
発電要素108を構成する負極板103は、負極端子105まで伸びている負極側集電体103aと、当該負極側集電体103aの一部の両主面にそれぞれ形成された負極層103b、103cとを有している。なお、負極板103の負極層103b、103cは、負極側集電体103aの全体の両主面に亘って形成されているのではなく、図2に示すように、正極板101、セパレータ102及び負極板103を積層して発電要素108を構成する際に、負極板103においてセパレータ102に実質的に重なる部分のみに負極層103b、103cが形成されている。
The
この負極板103の負極側集電体103aは、例えば、ニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、又は、鉄箔等の電気化学的に安定した金属箔である。
The negative electrode side
また、この負極板10の負極層103b、103cは、例えば、非晶質炭素、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、又は、黒鉛等のような上記の正極活物質のリチウムイオンを吸蔵及び放出する負極活物質に、有機物焼成体の前駆体材料としてのスチレンブタジエンゴム樹脂粉末の水性ディスパージョンを混合し、乾燥させた後に粉砕することで、炭素粒子表面に炭化したスチレンブタジエンゴムを担持させたものを主材料とし、これにアクリル樹脂エマルジョン等の結着剤をさらに混合し、この混合物を負極側集電体103aの一部の両主面に塗布し、乾燥及び圧延させることにより形成されている。
Further, the
特に、負極活物質として非晶質炭素や難黒鉛化炭素を用いると、充放電時における電位の平坦特性に乏しく放電量に伴って出力電圧も低下するので、通信機器や事務機器の電源には不向きであるが、電気自動車の電源として用いると急激な出力低下がないので有利である。 In particular, when amorphous carbon or non-graphitizable carbon is used as the negative electrode active material, the flatness of the potential during charge / discharge is poor and the output voltage decreases with the amount of discharge. Although unsuitable, it is advantageous when used as a power source for an electric vehicle because there is no sudden drop in output.
発電要素108のセパレータ102は、上述した正極板101と負極板103との短絡を防止するもので、電解質を保持する機能を備えても良い。このセパレータ102は、例えば、ポリエチレン(PE)やポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン等から構成される微多孔性膜であり、過電流が流れると、その発熱によって層の空孔が閉塞され電流を遮断する機能をも有する。
The
なお、本発明のセパレータは、ポリオレフィン等の単層膜にのみ限られず、ポリプロピレン膜をポリエチレン膜でサンドイッチした三層構造や、ポリオレフィン微多孔膜と有機不織布等を積層したものを用いることも出来る。このようにセパレータを複層化することで、過電流の防止機能、電解質保持機能及びセパレータの形状維持(剛性向上)機能等の諸機能を付与することが出来る。 The separator of the present invention is not limited to a single-layer film such as polyolefin, but may be a three-layer structure in which a polypropylene film is sandwiched with a polyethylene film, or a laminate of a polyolefin microporous film and an organic nonwoven fabric. By forming the separator in multiple layers in this manner, various functions such as an overcurrent prevention function, an electrolyte holding function, and a separator shape maintenance (rigidity improvement) function can be provided.
以上の発電要素108は、セパレータ102を介して正極板101と負極板103とが交互に積層されている。そして、3枚の正極板101は、正極側集電体101aを介して、金属箔製の正極端子104にそれぞれ接続される一方で、3枚の負極板103は、負極側集電体103aを介して、同様に金属箔製の負極端子105にそれぞれ接続されている。
In the
なお、発電要素108の正極板101、セパレータ102、及び、負極板103は、本発明では上記の枚数に何ら限定されず、例えば、1枚の正極板101、3枚のセパレータ102、及び、1枚の負極板103でも発電要素108を構成することが出来、必要に応じて正極板、セパレータ及び負極板の枚数を選択して構成することが出来る。
In addition, the
正極端子104も負極端子105も電気化学的に安定した金属材料であれば特に限定されないが、正極端子104としては、上述の正極側集電体101aと同様に、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、銅箔、又は、ニッケル箔等を挙げることが出来る。また、負極端子105としては、上述の負極側集電体103aと同様に、例えば、ニッケル箔、銅箔、ステンレス箔、又は、鉄箔等を挙げることが出来る。なお、本実施形態では、電極板101、103の集電体101a、103aを構成する金属箔自体を電極端子104、105まで延長することにより、電極板101、103を電極端子104、105に直接接続しているが、電極板101、103の集電体101a、103aと、電極端子104、105とを、集電体101a,103aを構成する金属箔とは別の材料や部品により接続しても良い。
The
さらに、本実施形態に係る二次電池10の正極端子104は、図2に示すように、外装部材106、107から導出している側の先端部分(接合部分)104aの厚さT1が、当該外装部材106、107に封止された封止部分104bの厚さT2に対して相対的に厚く形成されており(T1>T2)、封止部分104bから先端部分104aに向かって正極端子104の厚さが階段状に増加するように形成されていると共に、先端部分104aにおいて、当該正極端子104の両主面が実質的に平行となるように形成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
因みに、後述するように、複数の二次電池10を直列接続或いは並列接続して組電池を構成する際には、この正極端子104の先端部分104aで、他の二次電池10の電極端子104、105が例えば超音波溶接やスポット溶接、冷間圧接等の手法により接合される。
Incidentally, as will be described later, when a plurality of
また、この正極端子104は、図1に示すように、当該導出方向に対する正極端子104の断面積が前記導出方向に亘って実質的に一定となるように、正極端子104の厚さに対応して、封止部分104bから先端部分104aに向かって正極端子104の幅が階段状に減少するように形成されており、例えば、先端部分104aの幅W1が、封止部分104bの幅W2に対して相対的に狭く形成されており(W1<W2)、先端部分104aにおける断面積S1(=T1×W1)と、封止部分104bにおける断面積S2(=T2×W2)とが実質的に同一(S1=S2)となっている。
Further, as shown in FIG. 1, the
同様に、本実施形態に係る二次電池10の負極端子105は、図2に示すように、外装部材106、107から導出している側の先端部分(接合部分)105aの厚さが、当該外装部材106、107に封止された封止部分105bの厚さに対して相対的に厚く形成されており、封止部分105bから先端部分105aに向かって負極端子105の厚さが階段状に増加するように形成されていると共に、先端部分105aにおいて、当該負極端子105の両主面が実質的に平行となるように形成されている。
Similarly, as shown in FIG. 2, the
因みに、後述するように、複数の二次電池10を直列接続或いは並列接続して組電池を構成する際には、この負極端子105の先端部分105aで、他の二次電池10の電極端子104、105が例えば超音波溶接やスポット溶接、冷間圧接等の手法により接合される。
Incidentally, as will be described later, when a plurality of
また、この負極端子105は、図1に示すように、先端部分105aの幅が、封止部分105bの幅に対して相対的に狭く形成されており、当該導出方向に対する負極端子105の断面積が前記導出方向に亘って実質的に同一となるように、負極端子105の厚さに対応して、封止部分105bから先端部分105aに向かって負極端子の幅が階段状に減少するように形成されている。
Further, as shown in FIG. 1, the
このように、電極端子104、105において先端部分104a、105aの厚さを封止部分104b、105bの厚さに対して相対的に厚くすることにより、先端部分104a、105aに強い強度を付与することが出来、組電池を構成するために電極端子104、105同士を接合する際に、電極端子104、105の変形や歪みの発生を抑制することが可能となる。また、二次電池10の電極端子104、105に変形や歪みがないことに伴って、組電池を構成する際に、二次電池10の位置合わせが容易になる。
As described above, by increasing the thickness of the
さらに、二次電池10の電極端子104、105において、当該導出方向に対する断面積を前記導出方向に亘って実質的に同一とすることにより、電極端子104、105内の電流密度が一定となり、電圧降下やエネルギー損失を抑制することが出来る。
Furthermore, in the
発電要素108は、上部外装部材106及び下部外装部材107(外装部材)に収容されて封止されている。本実施形態における上部外装部材106及び下部外装部材107は何れも、特に図示しないが、二次電池10の内側から外側に向かって、例えば、ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、又は、アイオノマー等の耐電解液性及び熱融着性に優れた樹脂フィルムから構成されている内側層と、例えば、アルミニウム等の金属箔から構成されている中間層と、例えば、ポリアミド系樹脂又はポリエステル系樹脂等の電気絶縁性に優れた樹脂フィルムから構成されている外側層と、の三層構造となっている。
The
従って、上部外装部材106及び下部外装部材107は何れも、例えば、アルミニウム箔等の金属箔の一方の面(二次電池10の内側面)をポリエチレン等でラミネートし、他方の面(二次電池10の外側面)をポリアミド系樹脂等でラミネートした、樹脂−金属薄膜ラミネート材等の可撓性を有する材料で形成されている。
Therefore, in both the
このように、外装部材が樹脂層に加えて金属層を具備していることにより、外装部材自体の強度向上を図ることが可能となる。また、外装部材の内側層を、例えば、ポリエチレン、変性ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリプロピレン、又は、アイオノマー等の樹脂で構成することにより、金属製の電極端子との良好な融着性を確保することが可能となる。 As described above, since the exterior member includes the metal layer in addition to the resin layer, the strength of the exterior member itself can be improved. In addition, the inner layer of the exterior member can be made of, for example, a resin such as polyethylene, modified polyethylene, polypropylene, modified polypropylene, or ionomer, thereby ensuring good fusing property with a metal electrode terminal. It becomes possible.
なお、図1及び図2に示すように、封止された外装部材106、107の一方の端部から正極端子104が導出し、当該他方の端部から負極端子105が導出するが、電極端子104、105の厚さ分だけ上部外装部材106と下部外装部材107との融着部に隙間が生じるので、二次電池10内部の封止性を維持するために、電極端子104、105と外装部材106、107とが接触する部分に、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン等から構成されるシールフィルムを介在させても良い。このシールフィルムは、正極端子104及び負極端子105の何れにおいても、外装部材106、107を構成する樹脂と同系統の樹脂で構成することが熱融着性の観点から好ましい。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
これらの外装部材106、107によって、上述した発電要素108、正極端子104の一部及び負極端子105の一部を包み込み、当該外装部材106、107により形成される空間に、有機液体溶媒に過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウムや六フッ化リン酸リチウム等のリチウム塩を溶質とした液体電解質を注入しながら、外装部材106、107により形成される空間を吸引して真空状態とした後に、外装部材106、107の外周縁を熱プレスにより熱融着して封止する。
These
有機液体溶媒として、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)やメチルエチルカーボネート等のエステル系溶媒を挙げることが出来るが、本発明の有機液体溶媒はこれに限定されることなく、エステル系溶媒に、γ−ブチラクトン(γ−BL)、ジエトシキエタン(DEE)等のエーテル系溶媒その他を混合、調合した有機液体溶媒を用いることも出来る。 Examples of the organic liquid solvent include ester solvents such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl ethyl carbonate, but the organic liquid solvent of the present invention is limited to this. It is also possible to use an organic liquid solvent prepared by mixing and preparing an ether solvent such as γ-butylactone (γ-BL) and dietoshietane (DEE) in the ester solvent.
図3は本発明の第1実施形態に係る二次電池を並列接続して構成した組電池の一例を示す側面図、図4は本発明の第1実施形態において二次電池の電極端子同士を接合する超音波溶接の模式図である。 FIG. 3 is a side view showing an example of an assembled battery configured by connecting secondary batteries according to the first embodiment of the present invention in parallel, and FIG. 4 shows electrode terminals of the secondary battery in the first embodiment of the present invention. It is a schematic diagram of the ultrasonic welding to join.
図3に示す組電池20は、2個の二次電池10a、10bを並列接続して構成した組電池であり、同極端子104同士が実質的に同一方向に導出するような姿勢で、且つ、下部外装部材107同士を密着して積層することにより構成されている。
The assembled
この組電池20の正極端子104同士は、図4に示すように、最も肉厚な接合部分(先端部分)104aをホーンHと受け治具Dとの間に挟んだ状態で、特に図示しない超音波振動子からホーンHを介して当該正極端子104に振動を伝達することにより、正極端子104同士が超音波溶接されている。
As shown in FIG. 4, the
同様に、この組電池20の負極端子105同士も、特に図示しないが、最も肉厚な先端部分105aをホーンHと受け治具Dとの間に挟んだ状態で、超音波振動子からホーンHを介して当該負極端子105に振動が伝達することにより、負極端子105同士が超音波溶接されている。
Similarly, the
このように本実施形態では、複数の二次電池10a、10bを並列接続して構成される組電池20において、各二次電池10a、10bの電極端子104、105同士を接合する接合部分104a、105aの肉厚を厚くして強い強度を付与することにより、接合時に電極端子104、105に変形や歪みが生じるのを防止することが可能となっている。
Thus, in this embodiment, in the assembled
また、本実施形態に係る組電池20では、電極端子104、105の接合部分104a、105aにおいて、当該電極端子104、105の両主面が実質的に平行となるように形成されていることにより、超音波溶接の際に、ホーンHの振動方向に対して、接合部分104a、105aが実質的に平行となるので、強い接合強度を確保することが可能となっている。
Further, in the assembled
図5は本発明の第1実施形態に係る二次電池を直列接続して構成した組電池の一例を示す側面図である。 FIG. 5 is a side view showing an example of an assembled battery configured by connecting the secondary batteries according to the first embodiment of the present invention in series.
図5に示す組電池30は、3個の二次電池10a〜10cを直列に接続して構成した組電池である。この組電池30は、隣接する二次電池10a〜10c同士が相互に裏返した状態で並べられ、当該隣接する二次電池10a〜10cの異極端子105、104同士が電気的に接続されている。
The assembled
この組電池30の異極端子105、104同士は、特に図示しないが、最も肉厚な接合部分(先端部分)105a、104aをホーンHと受け治具Dとの間に挟んだ状態で、超音波振動子からホーンHを介して当該異極端子105、104に振動を伝達することにより、図5に示すように、当該先端部分105a、104aで超音波溶接されている。
The
このように本実施形態では、複数の二次電池10a〜10cを直列接続して構成される組電池30において、各二次電池10a〜10cの電極端子104、105同士を接合する接合部分104a、105aの肉厚を厚くして強い強度を付与することにより、接合時に電極端子104、105に変形や歪みが生じるのを防止することが可能となっている。
Thus, in the present embodiment, in the assembled
また、本実施形態に係る組電池30では、電極端子104、105の接合部分104a、105aにおいて、当該電極端子104、105の両主面が実質的に平行となるように形成されていることにより、超音波溶接の際に、ホーンHを介して伝達される振動の方向に対して、接合部分104a、105aが実質的に平行となるので、強い接合強度を確保することが可能となっている。
Further, in the assembled
[第2実施形態]
図6は本発明の第2実施形態に係る二次電池の端子導出部分の拡大平面図であり、図7は図6のVII-VII線に沿った断面図である。
[Second Embodiment]
6 is an enlarged plan view of a terminal lead-out portion of the secondary battery according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
本発明の第2実施形態に係る二次電池10’は、電極端子104’、105’の形状が異なる点で上述の第1実施形態に係る二次電池10と相違するが、その他の構成は第1実施形態に係る二次電池10の構成と同一である。以下に、第2実施形態に係る二次電池10’について、第1実施形態に係る二次電池との相違点のみを説明する。
The
本実施形態に係る二次電池10’の正極端子104’は、図6及び図7に示すように、第1実施形態と同様に、外装部材106、107から導出している側の先端部分(接合部分)104a’の厚さT1’が、当該外装部材106、107に封止された封止部分104b’の厚さT2’に対して相対的に厚く形成されている(T1’>T2’)。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
しかしながら、本実施形態における正極端子104’は、同図に示すように、第1実施形態と異なり、封止部分104b’から先端部分104a’に向かって傾斜している平面状の斜面104c’が形成されており、封止部分104b’から先端部分104a’まで正極端子104’の厚さが連続的に増加するように形成されている。
However, unlike the first embodiment, the
また、この正極端子104’は、第1実施形態と同様に、図6に示すように、先端部分104a’の幅W1’が、封止部分104b’の幅W2’に対して相対的に狭く形成されており(W1’<W2’)、先端部分104a’における断面積S1’(=T1’×W1’)と、封止部分104b’における断面積S2’(=T2’×W2’)とが実質的に同一となっている(S1’=S2’)。
Further, as in the first embodiment, the
しかしながら、本実施形態における正極端子104’は、同図に示すように、第1実施形態とは異なり、正極端子104’における当該導出方向に対する断面積が前記導出方向に亘って実質的に一定となるように、正極端子104’の厚さに対応して、封止部分104b’から先端部分104a’に向かって正極端子104’の幅が連続的に減少するように形成されている。
However, as shown in the figure, the
同様に、本実施形態に係る二次電池10’の負極端子105’は、特に図示しないが、外装部材106、107から導出した側の先端部分105a’の厚さが、外装部材106、107に封止された封止部分105b’の厚さに対して相対的に厚く形成されており、封止部分105b’から先端部分105a’に向かって傾斜している斜面105c’が形成されており、封止部分105b’から先端部分105a’まで負極端子105’の厚さが連続的に増加するように形成されている。
Similarly, the
また、この負極端子105’は、先端部分105a’の幅が、封止部分105b’の幅に対して相対的に狭く形成されており、先端部分105a’における断面積と、封止部分105b’における断面積とが実質的に同一となっており、負極端子105’における当該導出方向に対する断面積が前記導出方向に亘って実質的に一定となるように、負極端子105’の厚さに対応して、封止部分105b’から先端部分105a’に向かって負極端子105’の幅が連続的に減少するように形成されている。
Further, the
このように、電極端子104’、105’において先端部分104a’、105a’の厚さを封止部分104b’、105b’の厚さに対して相対的に厚くすることにより、先端部分104a’、105a’に強い強度を付与することが出来、組電池を構成するために電極端子104’、105’同士を接合する際に、電極端子104’、105’の変形や歪みの発生を抑制することが可能となる。また、二次電池10’の電極端子104’、105’に変形や歪みがないことに伴って、組電池を構成する際に、二次電池10’の位置合わせが容易となる。
In this way, by increasing the thickness of the
さらに、各電極端子104’、105’において、当該導出方向に対する断面積を前記導出方向に亘って実質的に同一とすることにより、電極端子104’、105’内の電流密度が一定となり、電圧降下やエネルギー損失を抑制することが出来る。
Further, in each
また、本実施形態に係る二次電池10’では、電極端子104’、105’の厚さを封止部分104b’、105b’から先端部分104a’、105a’に向かって連続的に減少させることにより、電極端子104’、105’において応力が集中する部位をなくすことが出来る。
Further, in the
図8は本発明の第2実施形態に係る二次電池を並列接続して構成した組電池の一例を示す側面図である。 FIG. 8 is a side view showing an example of an assembled battery configured by connecting secondary batteries according to the second embodiment of the present invention in parallel.
図8に示す組電池20’は、第1実施形態に係る組電池20と同様に、2個の二次電池10a’、10b’を並列接続して構成した組電池であり、同極端子104’同士が実質的に同一方向に導出するような姿勢で、且つ、下部電池外装部材107同士を密着して積層することにより構成されている。
The assembled
この組電池20’の正極端子104’同士は、特に図示しないが、第1実施形態と同様に、肉厚な接合部分(先端部分)104a’をホーンHと受け治具Dとの間に挟んだ状態で超音波振動子からホーンHを介して振動を伝達することにより、図8に示すように、当該接合部分104a’で超音波溶接されている。同様に、この組電池20’の負極端子105’同士も、当該接合部分105a’で超音波溶接されている。
The
このように本実施形態では、複数の二次電池10a’、10b’を並列接続して構成される組電池20’において、各二次電池10a’、10b’の電極端子104、105同士を接合する接合部分104a’、105a’の肉厚を厚くして強い強度を付与することにより、接合時に電極端子104’、105’に変形や歪みが生じるのを防止することが可能となっている。
Thus, in this embodiment, in the assembled
図9は本発明の第2実施形態に係る二次電池を直列接続して構成した組電池の一例を示す側面図である。 FIG. 9 is a side view showing an example of an assembled battery configured by connecting secondary batteries according to the second embodiment of the present invention in series.
図9に示す組電池30’は、第1実施形態に係る組電池30と同様に、3個の二次電池10a’〜10c’を直列接続して構成した組電池であり、隣接する二次電池10a’〜10c’の異極端子105’、104’同士が電気的に接続されている。
The assembled
本実施形態に係る組電池30’は、図9に示すように、隣接する二次電池10a’〜10c’を相互に裏返した状態で、電極端子105’、104’の有する斜面105c’、104c’同士を重ね合わせた状態で、当該接合部分105a’、104a’で超音波溶接されている。
As shown in FIG. 9, the assembled
より具体的には、図9に示すように、第1の二次電池10a’と、当該第1の二次電池10a’に隣接している二次電池10b’とを相互に裏返した状態で、第1の二次電池10a’の負極端子105’が有する斜面105c’と、第2の二次電池10b’の正極端子104’が有する斜面104c’とを重ね合わせて、当該接合部分105a’、104a’で異極端子105’、104’同士が超音波溶接されている。
More specifically, as shown in FIG. 9, the first
同様に、同図に示すように、第2の二次電池10b’と、当該第2の二次電池10b’に隣接している二次電池10c’とを相互に裏返した状態で、第2の二次電池10b’の負極端子105’が有する斜面105c’と、第3の二次電池10c’の正極端子104’が有する斜面104c’とを重ね合わせて、当該接合部分105a’、104a’で異極端子105’、104’同士が超音波溶接されている。
Similarly, as shown in the figure, the second
このように本実施形態では、複数の二次電池10a’〜10c’を直列接続して構成される組電池30’において、各二次電池10a’〜10c’の電極端子104’、105’同士を接合する接合部分104a’、105a’の肉厚を厚くして強い強度を付与することにより、接合時に電極端子104’、105’に変形や歪みが生じるのを防止することが可能となっている。
Thus, in this embodiment, in the assembled
[第3実施形態]
図10は本発明の第3実施形態に係る二次電池の端子導出部分の拡大平面図、図11は図10のXI-XI線に沿った断面図である。
[Third Embodiment]
FIG. 10 is an enlarged plan view of a terminal lead-out portion of the secondary battery according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the line XI-XI in FIG.
本発明の第3実施形態に係る二次電池10”は、電極端子104”、105”の形状が異なる点で上述の第1実施形態に係る二次電池10と相違するが、その他の構成は第1実施形態に係る二次電池10の構成と同一である。以下に第3実施形態に係る二次電池10”について、第1実施形態に係る二次電池との相違点のみを説明する。
The
本実施形態に係る二次電池10”の正極端子104”は、図11に示すように、第1実施形態と同様に、外装部材106、107から導出している側の先端部分(接合部分)104a”の厚さT1”が、当該外装部材106、107に封止された封止部分104b”の厚さT2”に対して相対的に厚く形成されている(T1”>T2”)。
As shown in FIG. 11, the
しかしながら、本実施形態における正極端子104”は、同図に示すように、第1実施形態と異なり、封止部分104b”から先端部分104a”に向かって傾斜している平面状の斜面104c”が形成され、封止部分104b”から先端部分104a”まで正極端子104”の厚さが連続的に増加するように形成されていると共に、接合部分104a”において、当該正極端子104”の両主面が実質的に平行となるように形成されている。
However, unlike the first embodiment, the
また、この正極端子104”は、第1実施形態と同様に、図10に示すように、先端部分104a”の幅W1”が、封止部分104b”の幅W2”に対して相対的に狭く形成されており(W1”<W2”)、先端部分104a”における断面積S1”(=T1”×W1”)と、封止部分104b”における断面積S2”(=T2”×W2”)とが実質的に同一となっている(S1”=S2”)。
Further, as in the first embodiment, the
しかしながら、本実施形態における正極端子104”は、同図に示すように、第1実施形態と異なり、正極端子104”における当該導出方向に対する正極端子104”の断面積が前記導出方向に亘って実質的に一定となるように、正極端子104”の厚さに対応して、封止部分104b”から先端部分104a”に向かって正極端子104”の幅が連続的に減少していると共に、先端部分104a”に至ると、正極端子104”の厚さが一定となる先端部分104a”に対応して、当該正極端子104”の幅が一定となっている。
However, unlike the first embodiment, the
同様に、本実施形態に係る二次電池10”の負極端子105”は、特に図示しないが、外装部材106、107から導出している側の先端部分105a”の厚さが、外装部材106、107に封止された封止部分105b”の厚さに対して相対的に厚く形成されており、封止部分105b”から先端部分105a”に向かって傾斜している平面状の斜面105c”が形成され、封止部分105b”から接合部分105a”まで負極端子105”の厚さが連続的に増加するように形成されていると共に、接合部分105a”において、当該負極端子105”の両主面が実質的に平行となるように形成されている。
Similarly, the
また、この負極端子105”は、接合部分105a”の幅が、封止部分105b”の幅に対して狭く形成されており、接合部分105a”における断面積と封止部分105b”における断面積とが実質的に同一となっており、負極端子105”における当該導出方向に対する断面積が前記導出方向に亘って実質的に一定となるように、負極端子105”の厚さに対応して、封止部分105b”から先端部分105a”に向かって負極端子105”の幅が連続的に減少していると共に、先端部分105a”に至ると、負極端子105”の厚さが一定となる接合部分105a”に対応して、当該負極端子105”の幅が一定となっている。
Further, the
このように、電極端子104”、105”において先端部分104a”、105a”に厚さを封止部分104b”、105b”の厚さに対して相対的に厚くすることにより、先端部分104a”、105a”に強い強度を付与することが出来、組電池を構成するために電極端子104”、105”同士を接合する際に、電極端子104”、105”の変形や歪みの発生を抑制することが可能となる。また、二次電池10”の電極端子104”、105”に変形や歪みがないことに伴って、組電池を構成する際に、二次電池10”の位置合わせが容易となる。
In this way, by increasing the thickness of the
さらに、各電極端子104”、105”において、当該導出方向に対する断面積を前記導出方向に亘って実質的に同一とすることにより、電極端子104”、105”内の電流密度が一定となり、電圧降下やエネルギー損失を抑制することが出来る。
Further, in each
図12は本発明の第3実施形態に係る二次電池を並列接続して構成した組電池の一例を示す側面図である。 FIG. 12 is a side view showing an example of an assembled battery configured by connecting secondary batteries according to the third embodiment of the present invention in parallel.
図12に示す組電池20”は、第1実施形態に係る組電池20と同様に、2個の二次電池10a”、10b”を並列接続して構成した組電池であり、同極端子104”同士が実質的に同一方向に導出するような姿勢で、且つ、下部電池外装部材107同士を密着して積層することにより構成されており、正極端子104”同士が当該接合部分104a”で超音波溶接されていると共に、負極端子105”同士が当該接合部分105a”で超音波溶接されている。
Similar to the assembled
このように本実施形態では、複数の二次電池10a”、10b”を並列接続して構成される組電池20”において、各二次電池10a”、10b”の電極端子104”、105”同士を接合する接合部分104a”、105a”の肉厚を厚くして強い強度を付与することにより、接合時に電極端子104”、105”に変形や歪みが生じるのを防止することが可能となっている。
Thus, in the present embodiment, in the assembled
また、本実施形態に係る組電池20”では、電極端子104”、105”の接合部分104a”、105a”において、当該電極端子104”、105”の両主面が実質的に平行となるように形成されていることにより、超音波溶接の際に、ホーンHの振動方向に対して、接合部分104a”、105a”が実質的に平行となるので、強い接合強度を確保することが可能となっている。
In the assembled
図13は本発明の第3実施形態に係る二次電池を直列接続して構成した組電池の一例を示す側面図である。 FIG. 13 is a side view showing an example of an assembled battery configured by connecting secondary batteries according to the third embodiment of the present invention in series.
図13に示す組電池30”は、第1実施形態に係る組電池30と同様に、3個の二次電池10a”〜10c”を直列接続して構成した組電池であり、隣接する二次電池10a”〜10c”同士の各異極端子105”、104”同士が、当該接合部分105a”、104a”で超音波溶接されることにより電気的に接続されている。
The assembled
このように本実施形態では、複数の二次電池10a”〜10c”を直列接続して構成される組電池30”において、各二次電池10a”、10b”の電極端子104”、105”同士を接合する接合部分104a”、105a”の肉厚を厚くして強い強度を付与することにより、接合時に電極端子104”、105”に変形や歪みが生じるのを防止することが可能となっている。
As described above, in this embodiment, in the assembled
また、本実施形態に係る組電池30”では、電極端子104”、105”の接合部分104a”、105a”において、当該電極端子104”、105”の両主面が実質的に平行となるように形成されていることにより、超音波溶接の際に、ホーンHの振動方向に対して、接合部分104a”、105a”が実質的に平行となるので、強い接合強度を確保することが可能となっている。
Further, in the assembled
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。 The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.
例えば、上述の実施形態では、2個の二次電池を並列接続した組電池、及び、3個の二次電池を直列接続した組電池を例にとって説明したが、本発明における組電池を構成する二次電池の数やそれらの接続方法は特にこれに限定されず、所望する電圧や容量に応じて任意に設定することが出来る。 For example, in the above-described embodiment, the battery pack in which two secondary batteries are connected in parallel and the battery pack in which three secondary batteries are connected in series have been described as examples, but the battery pack in the present invention is configured. The number of secondary batteries and their connection method are not particularly limited to this, and can be arbitrarily set according to the desired voltage and capacity.
10…二次電池
101…正極板
101a…正極側集電体
101b、101c…正極層
102…セパレータ
103…負極板
103a…負極側集電体
103b、103c…負極層
104…正極端子
104a…先端部分(接合部分)
104b…封止部分
104c…斜面
105…負極端子
105a…先端部分(接合部分)
105b…封止部分
105c…斜面
106…上部外装部材
107…下部外装部材
108…発電要素
20…組電池
30…組電池
H…ホーン
D…受け治具
DESCRIPTION OF
104b ... sealed
105b ... sealed
Claims (8)
前記電極端子は、前記外装部材から導出している側の先端部分の厚さが、前記外装部材に封止された封止部分の厚さに対して相対的に厚く形成されている二次電池。 The electrode plate laminated via the separator is housed and sealed in the exterior member, and the electrode terminal connected to the electrode plate is a secondary battery derived from the outer periphery of the exterior member,
The electrode terminal is a secondary battery in which the thickness of the tip portion on the side leading out from the exterior member is relatively thicker than the thickness of the sealed portion sealed by the exterior member. .
前記各二次電池が有する前記電極端子同士を接合することにより前記複数の二次電池が電気的に接続された組電池であって、
前記各二次電池が有する電極端子は、他の前記二次電池が有する電極端子に接合される接合部分の厚さが、前記外装部材に封止された封止部分の厚さに対して相対的に厚く形成されている組電池。 The electrode plate laminated via the separator is housed and sealed in an exterior member, and a plurality of secondary batteries in which electrode terminals connected to the electrode plate are led out from the outer periphery of the exterior member are provided,
The assembled battery in which the plurality of secondary batteries are electrically connected by joining the electrode terminals of each of the secondary batteries,
The electrode terminals of each of the secondary batteries have a relative thickness with respect to the thickness of the sealed part sealed by the exterior member. Battery pack is formed thick.
隣接する前記二次電池同士を相互に裏返した状態で、前記電極端子が有する前記斜面同士を重ね合わせて接合することにより、前記複数の二次電池が電気的に接続されている請求項5記載の組電池。 The electrode terminal that each of the secondary batteries has has an inclined surface that is inclined from the sealing portion toward the joining portion,
The plurality of secondary batteries are electrically connected by overlapping and joining the slopes of the electrode terminals in a state in which the adjacent secondary batteries are turned upside down. Battery pack.
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