JP2012064346A - Power storage device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正極板と負極板とを備えて蓄電する蓄電要素が金属製の筐体内に備えられ、前記筐体の外方側に配置される電極端子と、前記正極板及び前記負極板とを夫々電気的に接続する金属製の集電体が備えられ、前記集電体は、前記電極端子が配置されている面に沿って延びて前記筐体に固定される第1姿勢部分と、その第1姿勢部分と交差する方向に延びて前記蓄電要素と接続される第2姿勢部分とを備えて形成されている蓄電装置、及び、その蓄電装置の製造方法に関する。 The present invention includes a positive electrode plate and a negative electrode plate, and a power storage element for storing electricity is provided in a metal housing, and an electrode terminal disposed on the outer side of the housing; the positive electrode plate and the negative electrode plate; A current collector that is electrically connected to each other, and the current collector extends along a surface on which the electrode terminals are disposed, and is fixed to the housing; The present invention relates to a power storage device that includes a second posture portion that extends in a direction intersecting with the first posture portion and is connected to the power storage element, and a method for manufacturing the power storage device.
かかる蓄電装置は、電力の供給源である蓄電要素と装置筐体の外方側に設置される電極端子とを電気的に接続するための配線形態として、例えば下記特許文献1にも記載のような、金属製の集電体を例えばL字状に屈曲形成して、その交差する二つの部分のうちの一方(上記第1姿勢部分)を、電極端子が配置されている筐体面に沿って延びる姿勢で配置し、他方(上記第2姿勢部分)に蓄電要素を接続する場合がある。
Such a power storage device is described in, for example,
しかしながら、上記従来構成では、集電体に蓄電要素の荷重が作用する関係となるために、集電体の取付箇所でその荷重を支えることになる。
そのような蓄電要素の支持形態において、蓄電装置に振動や衝撃等の外部からの力が作用すると、集電体の取付箇所にかかる力が極めて大となる。
集電体の取付箇所は、蓄電要素と筐体外方側の電極端子とを電気的に接続するという集電体の機能上、蓄電装置の筐体を貫通する配線部材に集電体が連結されているか、あるいは、集電体がそのまま延長されて筐体を貫通する場合もある。
従って、このような集電体の取付箇所に非常に大きな力が作用すると、液漏れが発生するか、あるいは、極端に大きな力が作用したような場合では集電体が損傷してしまう可能性もあり得る。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、集電体を安定的に支持できるようにする点にある。
However, in the above conventional configuration, since the load of the power storage element acts on the current collector, the load is supported at the location where the current collector is attached.
In such a power storage element support mode, when an external force such as vibration or impact acts on the power storage device, the force applied to the location where the current collector is attached becomes extremely large.
The current collector is attached to the wiring member that penetrates the housing of the power storage device because of the function of the current collector to electrically connect the power storage element and the electrode terminal on the outside of the housing. Alternatively, the current collector may be extended as it is and penetrate the housing.
Therefore, if a very large force is applied to the location where the current collector is attached, liquid leakage may occur or the current collector may be damaged if an extremely large force is applied. There is also a possibility.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to enable a current collector to be stably supported.
本出願の第1の発明は、正極板と負極板とを備えて蓄電する蓄電要素が金属製の筐体内に備えられ、前記筐体の外方側に配置される電極端子と、前記正極板及び前記負極板とを夫々電気的に接続する金属製の集電体が備えられ、前記集電体のうちの少なくとも一方の集電体は、前記電極端子が配置されている面に沿って延びて前記筐体に固定される第1姿勢部分と、その第1姿勢部分と交差する方向に延びて前記蓄電要素と接続される第2姿勢部分とを備えて形成されている蓄電装置において、前記筐体の内面における前記集電体の前記第1姿勢部分と対向する位置に、樹脂層と金属層とが積層された状態の接合部材が、前記樹脂層が前記筐体の内面側に位置する状態で取り付けられ、前記金属層と前記集電体とが互いに固定されている。 According to a first aspect of the present application, an electricity storage element that includes a positive electrode plate and a negative electrode plate for storing electricity is provided in a metal housing, and an electrode terminal disposed on an outer side of the housing; and the positive electrode plate And a current collector made of metal for electrically connecting the negative electrode plate and at least one of the current collectors extends along a surface on which the electrode terminal is disposed. A first posture portion fixed to the housing and a second posture portion that extends in a direction intersecting the first posture portion and is connected to the power storage element. A bonding member in which a resin layer and a metal layer are laminated at a position facing the first posture portion of the current collector on the inner surface of the housing, the resin layer is positioned on the inner surface side of the housing The metal layer and the current collector are fixed to each other.
すなわち、集電体が電極端子との電気配線のために本来固定される箇所とは別に、上記接合部材にて集電体と筐体とを固定することで、集電体を安定的に支持する。そして、集電体と電極端子とが直結されているような場合では、電極端子に対してそれの軸周りの回転方向に外力が加えられた場合でも、電極端子に連動して集電体が回転することが抑制される。この効果は、電極端子が、外部回路との接続機構としてネジ締めによる接続機構を備えている場合に顕著に認められる。具体的には、電極端子にネジ加工を施して端子ボルトとして構成した場合において、その電極端子にナットを締めつける際、過剰なトルクが加えられると集電体が回転することがあり、集電体が回転すると、蓄電要素の位置が変化して筺体等他の部材に接触して短絡したり、蓄電要素が捻られた状態となって蓄電性能・放電性能を低下させたりすることがあった。尚、蓄電性能・放電性能の低下は、電極間の間隔が変化することによって生じるものと考えられる。
本発明のように上記接合部材にて集電体と筺体とを本来固定される箇所とは別に固定することで回転方向への位置ズレを効果的に抑制することができ、結果的に、蓄電装置を使用する際に生じていた内部短絡の発生や蓄電性能・放電性能の低下を抑制することができる。
但し、集電体は電気配線の通電経路を構成するものであるので、筐体との間で電気的な絶縁を確保する必要があり、単に筐体と集電体とを固定接続することはできない。
そこで、集電体と筐体との間に接合部材の樹脂層を配置して電気的な絶縁を確保し、その接合部材の金属層と集電体とを互いに固定している。
上記のような接合部材は、筺体内面と集電体とを固定する機能だけでなく、筺体内面と集電体との間隔を高い精度で保持する機能を有する。なぜなら、接合部材の厚さ方向の寸法が取り付け工程の前後で変化しないからである。この接合部材に代えてリベットで固定する場合、リベットが塑性変形する可能性があり、もし塑性変形した場合には筺体内面と集電体との間隔の制御が難しくなる。
さらに、本発明では、間にパッキンを挟み込む状態で集電体を筐体内面に固定する場合において、接合部材の厚さ方向の寸法をそのパッキンとほぼ同じ厚さにすることにより、電池の高さ寸法は従来のままで接合部材を設けることが可能となる。筺体内面と集電体の第1姿勢部分とを平行に配置するという設計も可能となる。
In other words, the current collector is stably supported by fixing the current collector and the housing with the above-described joining member separately from the location where the current collector is originally fixed for electrical wiring with the electrode terminal. To do. In the case where the current collector and the electrode terminal are directly connected, even when an external force is applied to the electrode terminal in the rotational direction around its axis, the current collector is interlocked with the electrode terminal. Rotation is suppressed. This effect is noticeable when the electrode terminal has a connection mechanism by screw tightening as a connection mechanism with an external circuit. Specifically, when the electrode terminal is threaded and configured as a terminal bolt, when the nut is tightened to the electrode terminal, the current collector may rotate if excessive torque is applied. When the rotation of the power storage element, the position of the power storage element may change to contact other members such as a casing to cause a short circuit, or the power storage element may be twisted to reduce power storage performance / discharge performance. In addition, it is thought that the fall of electrical storage performance and discharge performance arises when the space | interval between electrodes changes.
As in the present invention, by fixing the current collector and the housing separately from the locations where the current collector and the housing are originally fixed, the positional deviation in the rotation direction can be effectively suppressed. Generation | occurrence | production of the internal short circuit which occurred when using an apparatus, and the fall of electrical storage performance and discharge performance can be suppressed.
However, since the current collector constitutes the energization path of the electrical wiring, it is necessary to ensure electrical insulation between the current collector and simply connecting the housing and the current collector to each other is not possible. Can not.
Therefore, the resin layer of the joining member is disposed between the current collector and the housing to ensure electrical insulation, and the metal layer and the current collector of the joining member are fixed to each other.
The joining member as described above has not only a function of fixing the inner surface of the housing and the current collector, but also a function of maintaining the distance between the inner surface of the housing and the current collector with high accuracy. This is because the dimension in the thickness direction of the joining member does not change before and after the attachment process. When the rivet is fixed instead of the joining member, the rivet may be plastically deformed. If the rivet is plastically deformed, it is difficult to control the distance between the inner surface of the housing and the current collector.
Furthermore, according to the present invention, when the current collector is fixed to the inner surface of the housing with the packing interposed therebetween, the dimension of the joining member in the thickness direction is made substantially the same as that of the packing, thereby increasing the height of the battery. It becomes possible to provide a joining member with the same size as before. A design in which the inner surface of the housing and the first posture portion of the current collector are arranged in parallel is also possible.
又、本出願の第2の発明は、正極板と負極板とを備えて蓄電する蓄電要素が金属製の筐体内に備えられ、前記筐体の外方側に配置される電極端子と、前記正極板及び前記負極板とを夫々電気的に接続する金属製の集電体が備えられ、前記集電体のうちの少なくとも一方の集電体は、前記電極端子が配置されている面に沿って延びる第1姿勢部分と、その第1姿勢部分と交差する方向に延びて前記蓄電要素と接続される第2姿勢部分とを備えて形成されている蓄電装置の製造方法において、前記筐体の内面における前記集電体の前記第1姿勢部分と対向する位置に、樹脂層と金属層とが積層された状態の接合部材を、前記樹脂層が前記筐体の内面側に位置する状態で取り付ける接合部材取付工程と、前記接合部材における前記金属層と前記集電体とを互いに固定する集電体取付工程とを含む。 The second invention of the present application includes a positive electrode plate and a negative electrode plate, and a power storage element for storing electricity is provided in a metal housing, and an electrode terminal disposed on the outer side of the housing; A metal current collector is provided to electrically connect the positive electrode plate and the negative electrode plate, respectively, and at least one of the current collectors is along a surface on which the electrode terminals are disposed. In the method of manufacturing the power storage device, the first posture portion extending in a direction and the second posture portion extending in a direction intersecting with the first posture portion and connected to the power storage element. A bonding member in which a resin layer and a metal layer are laminated is attached to a position on the inner surface facing the first posture portion of the current collector in a state where the resin layer is positioned on the inner surface side of the housing. A joining member attaching step, and the metal layer and the current collector in the joining member And a current collector attaching step of fixing the door to each other.
すなわち、接合部材取付工程において、筐体の内面に樹脂層と金属層とが積層された状態の接合部材を、樹脂層が筐体の内面側に位置する状態で取り付けると共に、集電体取付工程において、上記接合部材の金属層と集電体とを溶接するなどして互いに固定する。
これによって、集電体が電極端子との電気配線のために本来固定される箇所とは別に、上記接合部材にて集電体と筐体とを固定することで、上記接合部材の樹脂層によって筐体との電気的絶縁を確保しながら集電体を安定的に支持する。
That is, in the bonding member mounting step, the bonding member in which the resin layer and the metal layer are laminated on the inner surface of the housing is mounted in a state where the resin layer is positioned on the inner surface side of the housing, and the current collector mounting step The metal layer of the joining member and the current collector are fixed to each other by welding or the like.
Thus, apart from the location where the current collector is originally fixed for electrical wiring with the electrode terminal, the current collector and the housing are fixed by the bonding member, so that the resin layer of the bonding member The current collector is stably supported while ensuring electrical insulation from the housing.
又、本出願の第3の発明は、上記第2の発明の構成に加えて、前記電極端子との電気的接続のために前記筐体を貫通する状態で配置される配線部材と共に前記集電体を前記筐体に固定する配線工程を更に含み、前記配線工程の後に、前記集電体取付工程を行う。
すなわち、集電体に連設される配線部材と共に集電体を蓄電装置の筐体に固定する配線工程は、例えばリベット固定のように、一般に集電体の固定のために集電体に大きな力が作用し、集電体がわずかに変形してしまう場合がある。
そのため、上記集電体取付工程の後に上記配線工程を行うと、接合部材の金属層と集電体との取付部分に応力が作用して、溶接などによる接合強度を低下させてしまう可能性がある。
そこで、上記配線工程の後に、上記集電体取付工程を行うことで、接合部材の金属層と集電体との接合強度を良好な状態に維持できる。この作用は溶接によって取り付けたときに顕著である。
According to a third invention of the present application, in addition to the structure of the second invention, the current collector is arranged together with a wiring member arranged in a state of penetrating the casing for electrical connection with the electrode terminal. A wiring process for fixing a body to the housing is further included, and the current collector mounting process is performed after the wiring process.
That is, the wiring process for fixing the current collector together with the wiring member connected to the current collector to the housing of the power storage device is generally large for the current collector for fixing the current collector, for example, rivet fixing. A force may be applied and the current collector may be slightly deformed.
Therefore, if the wiring step is performed after the current collector mounting step, stress may act on the mounting portion between the metal layer of the joining member and the current collector, which may reduce the bonding strength due to welding or the like. is there.
Therefore, the bonding strength between the metal layer of the bonding member and the current collector can be maintained in a good state by performing the current collector mounting step after the wiring step. This effect is significant when attached by welding.
又、本出願の第4の発明は、上記第2又は第3の発明の構成に加えて、前記接合部材取付工程は、前記接合部材を前記筐体に金属―樹脂接合技術を用いて取り付けることにより行われる。
金属―樹脂接合技術を用いることにより、接着剤を用いて取り付ける場合に生じていた諸問題、すなわち、接着剤成分の電解液への溶出、耐酸化性および耐還元性が十分でないことによる接着剤の劣化、および、接着剤の経年劣化といった問題が生じるおそれが避けられる。また、接合強度を高めることもできる。これらの作用はとくに非水電解液を筺体内に備えた二次電池において有用である。
According to a fourth invention of the present application, in addition to the configuration of the second or third invention, the joining member attaching step attaches the joining member to the housing by using a metal-resin joining technique. Is done.
Adhesives caused by metal-resin bonding technology that caused problems when mounting with adhesives, that is, the dissolution of adhesive components into the electrolyte, oxidation resistance, and reduction resistance The risk of problems such as deterioration of the adhesive and aging of the adhesive can be avoided. In addition, the bonding strength can be increased. These actions are particularly useful in a secondary battery equipped with a nonaqueous electrolyte in the housing.
又、本出願の第5の発明は、上記第2〜第4のいずれかの発明の構成に加えて、前記集電体取付工程は、前記接合部材における前記金属層と前記集電体とを溶接によって互いに固定することにより行われる。
溶接を用いることにより、接着剤を用いて固定する方法と比べて、作業が同程度の簡単さであり、材料コストも同程度の低い水準とできるとともに、溶接条件次第で接合強度を大幅に高めることが可能となる。
Further, in a fifth invention of the present application, in addition to the configuration of any one of the second to fourth inventions, the current collector attaching step includes the metal layer and the current collector in the joining member. This is done by fixing them together by welding.
By using welding, the work is as simple as the method of fixing using an adhesive, the material cost can be reduced to the same level, and the joint strength is greatly increased depending on the welding conditions. It becomes possible.
上記第1の発明によれば、樹脂層と金属層とが積層された状態の接合部材を筐体内面に固定し、その接合部材の金属層と集電体とを固定しているので、筐体と集電体との電気的絶縁を確保しながら、集電体を安定的に支持できるものとなった。
又、上記第2の発明によれば、樹脂層と金属層とが積層された状態の接合部材を筐体内面に固定し、その接合部材の金属層と集電体とを固定するので、筐体と集電体との電気的絶縁を確保しながら、集電体を安定的に支持できるものとなった。
又、上記第3の発明によれば、上記配線工程の後に、上記集電体取付工程を行うことで、接合部材の金属層と集電体との接合強度を良好な状態に維持できるので、蓄電池装置の信頼性を更に向上させることができる。
又、上記第4の発明によれば、接合部材を筐体に金属―樹脂接合技術を用いて取り付けることにより、接着剤を用いる場合に比べて、電解液への悪影響や接合状態の劣化を抑制することができる。
又、上記第5の発明によれば、溶接によって接合部材と集電体とを固定することにより、接着剤を用いて固定する方法と比べて、作業性を同程度の簡単さに維持すると共に、材料コストも同程度の低い水準に抑えながら、接合強度を大幅に高めることが可能となる。
According to the first aspect of the invention, the joining member in a state where the resin layer and the metal layer are laminated is fixed to the inner surface of the housing, and the metal layer and the current collector of the joining member are fixed. The current collector can be stably supported while ensuring electrical insulation between the body and the current collector.
According to the second aspect of the invention, the joining member in a state where the resin layer and the metal layer are laminated is fixed to the inner surface of the housing, and the metal layer and the current collector of the joining member are fixed. The current collector can be stably supported while ensuring electrical insulation between the body and the current collector.
In addition, according to the third invention, by performing the current collector mounting step after the wiring step, the bonding strength between the metal layer of the bonding member and the current collector can be maintained in a good state. The reliability of the storage battery device can be further improved.
In addition, according to the fourth aspect of the invention, by attaching the joining member to the casing using metal-resin joining technology, the adverse effect on the electrolyte and the deterioration of the joining state are suppressed as compared with the case where an adhesive is used. can do.
According to the fifth aspect of the invention, the joining member and the current collector are fixed by welding, so that the workability is maintained at the same level as compared with the method of fixing using an adhesive. It is possible to significantly increase the bonding strength while keeping the material cost at the same low level.
以下、本発明の蓄電装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態では、蓄電装置として二次電池の1例である非水電解液二次電池(より具体的にはリチウムイオン電池)を例示して説明する。
〔非水電解液二次電池RBの構成〕
図1及び図2の斜視図並びに図4の正面図に示すように、本実施の形態の非水電解液二次電池RBは、有底筒状(より具体的には有底矩形筒状)に形成された金属製の缶体1の開放面に略平板状に形成された金属製の蓋部2を被せて溶接して構成した金属製の筐体BCを有している。蓋部2は短冊状の長方形に形成されており、筐体BCは全体として扁平な直方体形状を有している。尚、図2は、完成した二次電池RB(図1に示すもの)から缶体1を除いて筐体BC内部の構成を図示している。
Hereinafter, embodiments of a power storage device of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the present embodiment, a nonaqueous electrolyte secondary battery (more specifically, a lithium ion battery) that is an example of a secondary battery will be described as an example of a power storage device.
[Configuration of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery RB]
As shown in the perspective views of FIGS. 1 and 2 and the front view of FIG. 4, the nonaqueous electrolyte secondary battery RB of the present embodiment has a bottomed cylindrical shape (more specifically, a bottomed rectangular cylindrical shape). The metal can
筐体BCの内部には、図2及び図4において2点鎖線で示す蓄電要素3と金属製の集電体4,6が電解液に浸される状態で収納配置されている。本実施の形態では、蓄電装置を二次電池RBとして構成する場合を例示しているので、蓄電要素3は、箔状の正極板と箔状の負極板とからなる一対の電極板の夫々に活物質を塗布し、セパレータを挟んで巻回して構成されている。
蓄電要素3は、箔状の正極板において活物質を塗布していない未塗工部3aが側方に延出して集電体4に溶接され、箔状の負極板において活物質を塗布していない未塗工部3bがそれと反対側の側方に延出して集電体6に溶接されている。
The
The
金属製(具体的には、アルミニウム製)の蓋部2には、正極側の集電体4及びその集電体4に接続されている正極の電極端子である端子ボルト5と、負極側の集電体6及びその集電体6に接続されている負極の電極端子である端子ボルト7とが筐体BCの外方側に取り付けられている。集電体4,6は、端子ボルト5,7と蓄電要素3の正極板及び負極板とを、夫々、電気的に接続している。
集電体4,6は、図4及び正極側の集電体4については更に図3に示すように、全体として略L字状に金属板を折り曲げて形成されており、それらの上端部において、端子ボルト5,7が配置されている面である蓋部2の平面に沿って延びる第1姿勢部分FPと、その第1姿勢部分FPと90度で交差する方向に延びる第2姿勢部分SPとからなっている。
上記第1姿勢部分FPは、上記第2姿勢部分SPに連なる側と反対側の端部において端子ボルト5,7との電気的な接続のために蓋部2に固定されている。
上記第2姿勢部分SPでは、蓄電要素3側の突出するように折り曲げ形成された接続部4a,6aが、上述のように、未塗工部3a,3bに夫々溶接されている。
端子ボルト5は、図3の断面図に示すように、それの頭部側にリベット部5aを有するように一体形成され、そのリベット部5aが蓋部2に形成された電極取付孔8を貫通する状態で配置されている。
端子ボルト5は、一対のパッキン9,10を介在させた状態で、蓋部2と集電体4とを挟み込み、リベット部5aをかしめて固定されている。
負極側の端子ボルト7の取付構造も正極側と同一構造であり、一対のパッキン11,12を介在させた状態で、蓋部2と集電体6とを挟み込み、リベット部7aをかしめて固定されている。
上記端子ボルト5,7の取付構造においては、集電体4,6も含めて、正極側と負極側とで金属部材の材料のみが異なる。正極側の金属部材はアルミニウムにて構成し、負極側の金属部材は銅にて構成している。
蓋部2には、更に、図1及び図2に示すように、長手方向中央位置に安全弁13が取り付けられ、長手方向両端部の筐体BC内面となる側の面に集電体4,6を接続固定するための接合部材14,15が取り付けられている。接合部材14,15の取り付け位置は、夫々集電体4,6の第1姿勢部分FPと対向する位置に設定されている。接合部材14,15については、下記の二次電池RBの製造工程において詳述する。
安全弁13は、二次電池RBの筐体BC内の内圧が所定の作動圧力よりも高くなったときに、弁体を開放して内気を逃がすものである。
The
The
The first posture portion FP is fixed to the
In the second posture portion SP, the
As shown in the sectional view of FIG. 3, the
The
The attachment structure of the
In the mounting structure of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
〔二次電池RBの製造工程〕
次に、二次電池RBの製造工程について概略的に説明する。
先ず、二次電池RBの筐体BCを組み立てる。
〔蓄電要素組立工程〕
蓄電要素3は、上述のように幅方向端部に未塗工部3a,3bが存在する状態で、長尺帯状の箔状正極板及び箔状負極板に正極活物質及び負極活物質を夫々塗布し、乾燥処理等の後にセパレータを挟んで巻回すると共に、扁平形状となるように押圧して成型する。
[Manufacturing process of secondary battery RB]
Next, the manufacturing process of the secondary battery RB will be schematically described.
First, the casing BC of the secondary battery RB is assembled.
[Storage element assembly process]
In the state where the
〔接合部材取付工程〕
次に、蓋部2の組み立て工程について説明する。
蓋部2は、短冊形状に形成したアルミニウム製の板材に端子ボルト5,7を取り付ける電極取付孔8や、安全弁13を取り付ける安全弁取付孔16を開けた後、図5に示すように接合部材14,15を取り付ける。接合部材14,15の取り付け位置は、上述のように、集電体4,6の上記第1姿勢部分FPと対向する位置である。接合部材14,15は、正極側及び負極側の双方に取り付けるのが好ましいが、何れか一方にのみ取り付ける構成としても良い。
接合部材14は、図3の断面図において正極側を示すように、蓋部2表面に接する樹脂層14aとその樹脂層14aの上に形成される金属層14bとが積層されたものであり、負極側の接合部材15も、同様に、樹脂層15aと金属層15bとの積層構造としている。
但し、正極側の接合部材14の金属層14bはアルミニウム製であり、負極側の接合部材15の金属層15bは銅製である。
接合部材14,15の取り付け位置は、夫々、集電体4,6の上端面と対向する位置に設定されている。
蓋部2への接合部材14,15の取り付けは、いわゆる金属−樹脂接合技術によって行う。なお、取り付け方法としては、蓋部2と接合部材14,15との間に接着剤を塗布する方法を用いてもよいが、金属−樹脂接合技術を用いるほうが好ましい。
この金属−樹脂接合技術としては、例えば金属表面を表面処理して微少な凹部を形成し、その表面処理した金属を金型内に配置して樹脂を射出成形することで、金属と樹脂とを強固に接合させる技術や、あるいは、金属表面に有機メッキによる皮膜形成処理を行った後、その処理面に樹脂を射出成形して、金属と樹脂とを強固に接合させる技術があり、これらの金属−樹脂接合技術を適宜に用いることができる。
具体的には、接合部材14,15の金属層14b,15bとなる金属板と蓋部2とに対して上述の表面処理を施した後、それらが樹脂層14a,15aの厚みに相当する間隔を開けて配置される所定形状の金型中に配置し、金属層14b,15bとなる金属板と蓋部2との間の空間に樹脂を射出注入して成型する。
[Joint member installation process]
Next, the assembly process of the
The
As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the bonding
However, the
The attachment positions of the joining
Attachment of the joining
As this metal-resin bonding technique, for example, a metal surface is surface-treated to form a minute recess, the surface-treated metal is placed in a mold, and a resin is injection-molded. There is a technology to firmly bond, or a technology to apply a film to the metal surface by organic plating and then injection-mold a resin on the treated surface to firmly bond the metal and the resin. -Resin bonding technology can be used as appropriate.
Specifically, after the above-described surface treatment is performed on the
〔配線工程〕
次に、上記のようにして接合部材14,15を取り付けた蓋部2に端子ボルト5,7等を取り付けて、筐体BCの内外に亘る電気配線を行う。
蓄電要素3の正極板及び負極板から端子ボルト5,7に至る電気配線には、筐体BCを貫通する状態で取り付けられる配線部材が必要であり、この配線部材を集電体4,6に連設する。
本実施の形態では、端子ボルト5,7のリベット部5a,7aを上記配線部材として使用している。
具体的には、蓋部2の電極取付孔8の両側にパッキン9,10,11,12を嵌め込むと共に、端子ボルト5,7のリベット部5a,7aを差し込み、更に、集電体4,6の上端面(上記第1姿勢部分FP)の開口をリベット部5a,7aに嵌め込んで、リベット部5a,7aをかしめて固定する。集電体4,6は、上記第1姿勢部分FPが蓋部2の長手方向に沿う姿勢となるように固定する。
これによって、リベット部5a,7aと共に集電体4,6が蓋部2に機械的に固定されると共に、リベット部5a,7aが集電体4,6に連設されることになって、集電体4,6と端子ボルト5,7とが、リベット部5a,7aを経て電気的に接続される。
更に、パッキン9,10,11,12によって、集電体4,6から端子ボルト5,7に至る配線と蓋部2との間の電気的な絶縁も確保される。
〔集電体取付工程〕
上記のようにして集電体4,6を蓋部2に組み付けた状態で、次に、集電体4,6と接合部材14,15とを溶接する。なお、溶接による取り付け方法に代えて、集電体4,6と接合部材14,15との間に接着剤を塗布して互いに固定する方法を用いてもよいが、溶接による取り付け方法を用いるほうが好ましい。
この溶接は、抵抗溶接やレーザー溶接等を用いることができる。例えば抵抗溶接を用いる場合は、集電体4,6を蓋部2側に加圧した状態で、接合部材14,15の金属層14b,15bと集電体4,6との間に電流を流して両者の界面を接合させる。実際の抵抗溶接の作業としては、抵抗溶接装置の一対の電極を金属層14bと集電体4とにそれぞれ接触させて電流を流す方法でも溶接することができるが、一対の電極の両方を集電体4に押し当て、集電体4を蓋部2側に加圧しながら一対の電極間に電流を流すことにより溶接することもできる。なお、後者の方法は、前者の方法と比べて作業性に優れている。
この集電体取付工程を上記配線工程の後に行うため、金属層14b,15bと集電体4,6との溶接箇所に、上記配線工程における集電体4,6の固定作業に伴う応力が作用してしまうことがない。
[Wiring process]
Next,
The electrical wiring from the positive electrode plate and the negative electrode plate of the
In the present embodiment, the
Specifically, the
Accordingly, the
Furthermore, electrical insulation between the
[Current collector mounting process]
Next, the
For this welding, resistance welding, laser welding, or the like can be used. For example, when resistance welding is used, a current is applied between the metal layers 14 b and 15 b of the joining
Since this current collector mounting step is performed after the wiring step, the stress associated with the work of fixing the
〔筐体組立工程〕
次に、安全弁13等を取り付けた後、蓄電要素3の未塗工部3a,3bを夫々集電体4,6に溶接し、蓄電要素3を缶体1内に収納配置して蓋部2と缶体1とを溶接して、筐体BCの組立が完了する。
〔初期充電工程〕
筐体BCの組み立てが完了すると、次に、図示を省略する注液孔から電解液を筐体BC内に注入し、電解液の注入が完了すると所定の充電条件で二次電池RBの初期充電(予備充電)を行い、筐体BC内のガスを注液孔から排出させた後、注液孔を封止する。
この後、適宜にエージング等の処理を行い、二次電池RBとして完成させる。
[Case assembly process]
Next, after attaching the
[Initial charging process]
When the assembly of the casing BC is completed, an electrolyte is then injected into the casing BC from a liquid injection hole (not shown). When the injection of the electrolyte is completed, the initial charging of the secondary battery RB is performed under predetermined charging conditions. (Preliminary charging) is performed, and after the gas in the casing BC is discharged from the liquid injection hole, the liquid injection hole is sealed.
Thereafter, processing such as aging is appropriately performed to complete the secondary battery RB.
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
(1)上記実施の形態では、蓄電装置として非水電解液二次電池RBを例示して説明したが、アルカリ蓄電池等の他の形式の電池や、更には、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置にも本発明を適用できる。
(2)上記実施の形態では、筐体BCの外方側に配置される端子ボルト5,7と集電体4,6とを電気的に接続するために、集電体4,6に連設される配線部材として端子ボルト5,7のリベット部5a,7aを使用する場合を例示しているが、集電体4,6を、蓋部2を貫通する状態で筐体BCの外方側に延出させ、集電体4,6における蓋部2の通過位置を金属−樹脂接合により封止する等して、集電体4,6の延出部分を上記配線部材として使用するように構成しても良い。
[Another embodiment]
Hereinafter, other embodiments of the present invention will be listed.
(1) In the above embodiment, the non-aqueous electrolyte secondary battery RB has been exemplified as the power storage device. However, other types of batteries such as alkaline storage batteries, and further power storage devices such as electric double layer capacitors The present invention can also be applied to.
(2) In the above embodiment, in order to electrically connect the
3 蓄電要素
4,6 集電体
5,7 電極端子
5a,7a 配線部材
14,15 接合部材
14a,15a 樹脂層
14b,15b 金属層
BC 筐体
FP 第1姿勢部分
SP 第2姿勢部分
3
Claims (5)
前記筐体の外方側に配置される電極端子と、前記正極板及び前記負極板とを夫々電気的に接続する金属製の集電体が備えられ、
前記集電体のうちの少なくとも一方の集電体は、前記電極端子が配置されている面に沿って延びて前記筐体に固定される第1姿勢部分と、その第1姿勢部分と交差する方向に延びて前記蓄電要素と接続される第2姿勢部分とを備えて形成されている蓄電装置であって、
前記筐体の内面における前記集電体の前記第1姿勢部分と対向する位置に、樹脂層と金属層とが積層された状態の接合部材が、前記樹脂層が前記筐体の内面側に位置する状態で取り付けられ、前記金属層と前記集電体とが互いに固定されている蓄電装置。 A power storage element for storing electricity with a positive electrode plate and a negative electrode plate is provided in a metal housing,
A metal current collector for electrically connecting the electrode terminal disposed on the outer side of the housing, the positive electrode plate and the negative electrode plate, respectively;
At least one of the current collectors extends along a surface on which the electrode terminals are arranged, and crosses the first posture portion that is fixed to the housing and the first posture portion. A power storage device formed with a second posture portion extending in a direction and connected to the power storage element,
A bonding member in which a resin layer and a metal layer are laminated at a position facing the first posture portion of the current collector on the inner surface of the housing, the resin layer is positioned on the inner surface side of the housing A power storage device that is attached in a state where the metal layer and the current collector are fixed to each other.
前記筐体の外方側に配置される電極端子と、前記正極板及び前記負極板とを夫々電気的に接続する金属製の集電体が備えられ、
前記集電体のうちの少なくとも一方の集電体は、前記電極端子が配置されている面に沿って延びる第1姿勢部分と、その第1姿勢部分と交差する方向に延びて前記蓄電要素と接続される第2姿勢部分とを備えて形成されている蓄電装置の製造方法であって、
前記筐体の内面における前記集電体の前記第1姿勢部分と対向する位置に、樹脂層と金属層とが積層された状態の接合部材を、前記樹脂層が前記筐体の内面側に位置する状態で取り付ける接合部材取付工程と、
前記接合部材における前記金属層と前記集電体とを互いに固定する集電体取付工程とを含む蓄電装置の製造方法。 A power storage element for storing electricity with a positive electrode plate and a negative electrode plate is provided in a metal housing,
A metal current collector for electrically connecting the electrode terminal disposed on the outer side of the housing, the positive electrode plate and the negative electrode plate, respectively;
At least one of the current collectors includes a first posture portion extending along a surface on which the electrode terminals are disposed, and a power storage element extending in a direction intersecting the first posture portion. A method of manufacturing a power storage device formed with a second posture portion to be connected,
A bonding member in which a resin layer and a metal layer are laminated at a position facing the first posture portion of the current collector on the inner surface of the housing, and the resin layer is positioned on the inner surface side of the housing A joining member attaching step to attach in a state to do,
A method for manufacturing a power storage device, comprising: a current collector mounting step for fixing the metal layer and the current collector to each other in the joining member.
前記配線工程の後に、前記集電体取付工程を行う請求項2記載の蓄電装置の製造方法。 A wiring step of fixing the current collector to the casing together with a wiring member disposed in a state of penetrating the casing for electrical connection with the electrode terminal;
The method for manufacturing a power storage device according to claim 2, wherein the current collector mounting step is performed after the wiring step.
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