JP2009231145A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、筐体に収容された電極体から正極端子および負極端子を取り出す二次電池に関する。 The present invention relates to a secondary battery for taking out a positive electrode terminal and a negative electrode terminal from an electrode body housed in a casing.
近年、携帯電話やノートパソコンなどの持ち運び可能な携帯機器から、環境問題への関心の高まりとともに、電気自動車、ハイブリッド電気自動車に対して二次電池の需要が高まっている。 2. Description of the Related Art In recent years, the demand for secondary batteries for electric vehicles and hybrid electric vehicles has increased along with the growing interest in environmental issues from portable devices such as mobile phones and laptop computers.
このような二次電池を利用する機器にあっては、高出力供給、すなわち大電流での放電を行える能力が要求されている。 A device using such a secondary battery is required to have a capability of supplying a high output, that is, discharging with a large current.
従来、電源として用いられている二次電池としては、シート状の正極板および負極板を、セパレータを介して捲回して形成された捲回型電極体が用いられている。そして、このような捲回型電極体を有する電池は外ケースを備え、この外ケース内に電解液とともに捲回型電極体が蓋によって封入されている。捲回型電極体からの電力の取り出しは、正極板および負極板に接続された電極端子を通して行われている。また、大電流を得るために、複数の二次電池の正極端子を直列接続することも必要である。 Conventionally, as a secondary battery used as a power source, a wound electrode body formed by winding a sheet-like positive electrode plate and a negative electrode plate through a separator is used. A battery having such a wound electrode body includes an outer case, and the wound electrode body is enclosed with a lid in the outer case together with the electrolyte. Electric power is taken out from the wound electrode body through electrode terminals connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate. In order to obtain a large current, it is also necessary to connect the positive terminals of a plurality of secondary batteries in series.
特許文献1には、正極、負極および電解質を包装体に収納するとともに、正極端子および負極端子が導出されたバッテリーセルと、バッテリーセルを収納するバッテーリー缶と、正極端子および負極端子がそれぞれ接続された正極端子部と負極端子部とを有する二次電池において、正極端子部と負極端子部は、外部機器の導体と接続する場合、接触させることで電気的接続される構成が開示されている。 In Patent Document 1, a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte are accommodated in a package, and a battery cell from which the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are derived, a battery can that accommodates the battery cell, and a positive electrode terminal and a negative electrode terminal are connected, respectively. In the secondary battery having the positive electrode terminal portion and the negative electrode terminal portion, a configuration is disclosed in which the positive electrode terminal portion and the negative electrode terminal portion are electrically connected by being brought into contact with each other when connected to a conductor of an external device.
特許文献2には、正極および負極を有する素電池と、正極または負極のいずれかと一方のリード線で電気的に接続し、保護回路基板と他方のリード線で接続する加熱保護素子とを有する電池装置において、端子と加熱保護素子との接続方法は、抵抗溶接、レーザ溶接はんだ付けなどの点溶接が用いられる構成が開示されている。
特許文献1に開示されている二次電池における端子と導体の接触による接続は、接触抵抗が大きくなるため大電流を流すことができない。また、特許文献2に開示されている電池装置における端子と導体の点溶接による接続は、導体の厚さを厚くできないため大電流を流すことができない問題点がある。 The connection by contact between the terminal and the conductor in the secondary battery disclosed in Patent Document 1 cannot cause a large current to flow because the contact resistance increases. Moreover, the connection by the point welding of the terminal and conductor in the battery apparatus currently disclosed by patent document 2 has the problem that a large current cannot be sent since the thickness of a conductor cannot be increased.
この発明は以上の点に鑑みなされたものであり、大電流を供給することができる端子構造を有した二次電池を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the above point, and is providing the secondary battery which has the terminal structure which can supply a heavy current.
本発明の実施形態に係る二次電池は、電極体および電解液を内部に収納したケースと、前記ケースを閉塞する蓋体と、前記蓋体から突出した電極端子と、前記電極端子が嵌め込まれた接合溝を有し、前記接合溝に嵌め込まれた前記電極端子に溶接された導体とを有する。 A secondary battery according to an embodiment of the present invention includes a case in which an electrode body and an electrolytic solution are housed, a lid body that closes the case, an electrode terminal that protrudes from the lid body, and the electrode terminal that is fitted therein. A conductor welded to the electrode terminal fitted in the joint groove.
本発明の態様によれば、導体厚の厚いブスバーに二次電池の端子を嵌め込む溝を設けているので、ブスバーと端子を溶接する箇所ではブスバーの厚さが薄くなるので、強固な溶接が可能である。また、ブスバーの導体厚は全体として厚いので大きな電流を流すことができる。 According to the aspect of the present invention, since the groove for fitting the terminal of the secondary battery is provided in the bus bar having a large conductor thickness, the thickness of the bus bar is reduced at the portion where the bus bar and the terminal are welded. Is possible. Moreover, since the bus bar has a large conductor thickness as a whole, a large current can flow.
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る捲回型電極電池1について詳細に説明する。図1は、捲回型電極電池1の一部を切り欠いて示す斜視図である。図1に示すように、偏平な矩形箱状のケースであるセル10と、ケース内に電解液12とともに収納された偏平状の捲回型電極体14とを備えている。電極体14は、正極板24と負極板25を有している。また、セル10を密封する蓋体であるキャップ体10aが設けられている。正極板24は正極接続部材16と、負極板25は負極接続部材18と接続されている。
Hereinafter, a wound electrode battery 1 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view in which a part of a wound electrode battery 1 is cut away. As shown in FIG. 1, a
キャップ体10aには、正極端子20と、負極端子22が設けられている。正極接続部材16は、セル10と接続されているため、キャップ体10aに設けられた正極端子20はセル10と同電位を有する。また、負極端子22は、キャップ体10aに設けられた絶縁体、例えば、ガスケット23を介してキャップ体10aに取り付けられている。そして、負極端子22は、ガスケット23に対して気密性を保った状態で貫通し、負極接続部材18と接続されている。そのため、負極端子22は、セル10およびキャップ体10aとは絶縁されているため、正極端子20およびセル10およびキャップ体10aとは異なる電位を有する。
The
図2は、本発明の実施形態に係る正極端子20を拡大した斜視図である。正極端子20は、キャップ体10aに対して溶接することで接続している。正極端子20の形状はほぼ箱型である。正極端子20は、キャップ体10aとの接続端において、正極端子20を中心としたキャップ体10aの長手方向に対する両端に溶接部20a、20bを一体として有している。溶接部20a、20bとキャップ体10aとの溶接は、例えばレーザ溶接によってなされ、正極端子20はキャップ体10aに対して固定される。本実施形態では、溶接部20a、20bは、正極端子20を中心としたキャップ体10aの長手方向に対する両端に設けられている。したがって、正極端子20のキャップ体10aと平行に設けられた辺は、最大でキャップ体10aの幅方向の長さまで長くできる。
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the
次に、正極端子20とブスバー30を接合する場合について説明する。図3は、正極端子20とブスバー30を接合した場合の斜視図である。図4は、正極端子20とブスバー30を接合した場合の断面図である。図5は、ブスバーの形状を示す図である。図5(a)は、蓋体10aと対向しないブスバー30の面の表面図である。図5(b)は、図3におけるブスバー30のX−X断面図である。図5(c)は、蓋体10aと対向するブスバー30の面の表面図である。図5(a),(b),(c)には、ブスバー30と正極端子20とを溶接した場合の溶接線32を示している。本実施例では、ブスバー30の長手方向に沿って溶接しているため、長手方向に沿った溶接線32となっている。本実施例ではブスバー30が正極端子30と溶接される場合について説明するが、ブスバー30が負極端子22と溶接される場合であってもブスバー30の構造は同様である。
Next, the case where the
図5(b)または図5(c)に示すように、ブスバー30には正極端子20が接合する面の長手方向に沿って、所定間隔で接合溝31が複数設けられている。接合溝31は、正極端子20のキャップ体10aから突出した突出端の端面の表面積以上の大きさであって、ブスバー30の厚み未満の深さである凹部である。
As shown in FIG. 5B or FIG. 5C, the
正極端子20をブスバー30と接合した状態が図3又は図4である。正極端子20は、ブスバー30の接合溝31に嵌め込まれる。ブスバー30に嵌め込まれた正極端子20の突出端の端面は図4に示すように接合溝31の内部でブスバー30の面と接する。ブスバー30の接合溝31に正極端子20が嵌め込まれた状態で、図5(a)に示すブスバー30の接合溝31が設けられた面と対向するブスバー30の面であって、接合溝31と対向する箇所から溶接線32に沿ってレーザ溶接される重ね合わせ溶接の例である。レーザ溶接されることによって、正極端子20とブスバー30は接合する。正極端子20はブスバー30に設けられた接合溝31に嵌め込まれた状態で溶接されるため、図4に示すように正極端子20と接合するブスバー30の箇所の厚みは、接合溝31が設けられていないブスバー30の箇所の厚みに比べて薄くなっている。したがって、図4に示すように、ブスバー30の接合溝31が設けられた面と対向するブスバー30の面で溶接線32に沿ってレーザ溶接した場合、ブスバーを介して正極端子20の突出端の端面までレーザを照射することの困難性を解消することが可能となる。
The state in which the
ブスバー30の厚みを厚くすると大電流を流すことができる一方、ブスバー30の厚みが溶接の障害となり、正極端子20を溶接することが困難である。しかし、ブスバー30自体の厚みは厚い状態で、正極端子20と接合するブスバー30の箇所のみを接合溝31を設けて厚みを薄くしている。そのため、ブスバー30は、接合溝31が設けられた面と対向するブスバー30の面における溶接線32に沿った正極端子20とのレーザ溶接が容易になされる。ブスバー30は、例えば、アルミ、ニッケル、銅またはアルミの合金など単一の材料で作成されている。アルミの合金としては、例えばアルミと銅の合金である。
When the thickness of the
図7は、ブスバー30の他に実施形態を示す図である。図6は、蓋体10aと対向するブスバー30に接合溝31が設けられた面を示す図とブスバー30の断面図を示している。図7は、図6の示すブスバー30に対して接合溝31が設けられた面とは逆の面であるブスバー30の面にスリット38を設けた例である。スリット38は、接合溝31と対向する位置であって、ブスバー30の厚さ方向に対してスリット38が設けられている。図7に示すように、接合溝31が設けられた面から見たスリット38の大きさは、接合溝31の大きさと比べて小さい。そしてスリット38は、接合溝31と空間的に連続となる深さを有している。本実施形態では、ブスバー30の長手方向に沿って、ブスバー30にはスリット38が1つ設けられているが、数は任意に設けられていてよい。
FIG. 7 is a view showing an embodiment in addition to the
図7に示すように正極端子20がブスバー30の接合溝31に嵌め込まれる位置にスリット38が設けられているため、図6に示すスリット38を設けないブスバー30と正極端子20との溶接に比べて、隅肉溶接または突き合わせ溶接などによって容易に溶接をすることができる。
As shown in FIG. 7, since the
また、図8および図9は、アルミなどの屈曲性に弱い材料を別の材料で補強した例である。ブスバー30は、接合溝31が設けられた面とは逆の面であるブスバー30の面側が、例えばアルミなどの屈曲性の弱い材料である一枚の板状部材36と、接合溝31が設けられたブスバー30の面側が例えば銅またはニッケルなどの材料で接合溝31が設けられた穴空部材34の2層のクラッド構造となっている。ブスバー30に設けた接合溝31およびブスバー30と正極端子20との溶接については、上記同様である。
8 and 9 show examples in which a material that is weak in flexibility such as aluminum is reinforced with another material. In the
図8に示すように、ブスバー30は、アルミで構成された板状部材38と、銅などで構成された穴空部材34のクラッド構造のため、屈曲性の弱い材料である板状部材38を銅などの材料で作成される穴空部材34で補強する構造となっている。したがって、ブスバー30が例えばアルミ又作成されている場合に比べてブスバー30の剛性が高まる。また、ブスバー30に銅の層36が設けられているためブスバー30の抵抗を低減し、導電性も高まる利点を有する。
As shown in FIG. 8, the
本実施形態では、ブスバー30はアルミで作成された部材と銅で作成された部材の2層の積層で構成されている例について説明したが、ブスバー30が、接合溝31が設けられた面からアルミで作成された部材、銅で作成された部材、アルミで作成された部材の順で多層に積層された複数の部材で構成されていてもよい。
In the present embodiment, the
この発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. Some constituent elements may be deleted from all the constituent elements shown in the embodiments, or constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…捲回型電極電池、10…ケース、10a…キャップ体、12…電解液、14…電極体、16…正極接続部材、18…負極接続部材、20…正極端子、20a…溶接部、20b…溶接部、22…負極端子、23…ガスケット、24…正極板、25…負極板、30…ブスバー、31…接合溝、32…溶接線、34…板状部材、36…穴空部材。38…スリット。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Winding type electrode battery, 10 ... Case, 10a ... Cap body, 12 ... Electrolyte, 14 ... Electrode body, 16 ... Positive electrode connection member, 18 ... Negative electrode connection member, 20 ... Positive electrode terminal, 20a ... Welding part, 20b DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Welding part, 22 ... Negative electrode terminal, 23 ... Gasket, 24 ... Positive electrode plate, 25 ... Negative electrode plate, 30 ... Bus bar, 31 ... Joining groove, 32 ... Weld line, 34 ... Plate-shaped member, 36 ... Hole member. 38 ... Slit.
Claims (5)
前記ケースを閉塞する蓋体と、
前記蓋体から突出した電極端子と、
前記電極端子が嵌め込まれた接合溝を有し、前記接合溝に嵌め込まれた前記電極端子に溶接された導体と、
を有することを特徴とする二次電池。 A case in which the electrode body and the electrolytic solution are stored, and
A lid for closing the case;
An electrode terminal protruding from the lid;
A conductor welded to the electrode terminal fitted in the joint groove, having a joint groove fitted with the electrode terminal;
A secondary battery comprising:
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