JP2012124132A - 電池 - Google Patents

電池 Download PDF

Info

Publication number
JP2012124132A
JP2012124132A JP2010276310A JP2010276310A JP2012124132A JP 2012124132 A JP2012124132 A JP 2012124132A JP 2010276310 A JP2010276310 A JP 2010276310A JP 2010276310 A JP2010276310 A JP 2010276310A JP 2012124132 A JP2012124132 A JP 2012124132A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lid
battery
power generation
generation element
external terminal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010276310A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5609610B2 (ja
Inventor
Isao Suzuki
鈴木　　勲
Takeshi Nakamoto
武志 中本
Shun Ito
瞬 伊藤
Shogo Waki
彰吾 脇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GS Yuasa Corp
Original Assignee
GS Yuasa Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GS Yuasa Corp filed Critical GS Yuasa Corp
Priority to JP2010276310A priority Critical patent/JP5609610B2/ja
Priority to KR1020110131675A priority patent/KR101912212B1/ko
Priority to EP11192766.1A priority patent/EP2463934B1/en
Priority to US13/316,266 priority patent/US8945761B2/en
Priority to CN201110409219.3A priority patent/CN102544424B/zh
Publication of JP2012124132A publication Critical patent/JP2012124132A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5609610B2 publication Critical patent/JP5609610B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/15—Lids or covers characterised by their shape for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
    • H01M50/169—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by welding, brazing or soldering
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/172—Arrangements of electric connectors penetrating the casing
    • H01M50/174—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells
    • H01M50/176—Arrangements of electric connectors penetrating the casing adapted for the shape of the cells for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/552—Terminals characterised by their shape
    • H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/564—Terminals characterised by their manufacturing process
    • H01M50/567—Terminals characterised by their manufacturing process by fixing means, e.g. screws, rivets or bolts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/534—Electrode connections inside a battery casing characterised by the material of the leads or tabs
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

【課題】電池容器内の容積に対して発電要素の占める割合を高めることにより電池のエネルギー密度を向上し、蓋体の剛性を向上させる。
【解決手段】電池１は電池容器２内に収容された発電要素３と外部端子１４，１５とを電気的に接続する集電体１２，１３を備える。負極集電体１２を蓋体４に固定するリベット２２のカシメ頭部２２ｃは蓋体４に係合受部内の空間である係合凹部に収容されている。正極集電体１３は正極外部端子１５の軸部により蓋体４にカシメ接合されており、軸部の先端のカシメ頭部１５ｃは係合受部内の空間である係合凹部に収容されている。カシメ頭部２２ｃ，１５ｃは蓋体４の下面から突出しておらず、発電要素３と蓋体４の隙間空間Ｓは最小限に設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、非水電解質二次電池を含む電池に関する。
非水電解質二次電池等の電池は、電池容器内に収容された発電要素の正極と負極をそれぞれ正負の外部端子に電気的に接続するための正負の集電体を備える。集電体は例えばリベットを使用したカシメ等の手段によった電池容器の上端開口を封止する蓋体に固定される（例えば、特許文献１参照）。また、蓋体にカシメ接合するための軸状部を集電体の基部（外部電極に電気的に接続される部分）に一体に設けた電池も知られている（特許文献２参照）。
特開２００３−３４６８８２号公報（図１） 特開２００９−２７７６０４号公報（図２）
電池容器の容積に対して発電要素の占める割合が高いほど高いエネルギー密度が得られる。従来の電池の蓋体は概ね平板状であり、電池容器内に位置するリベットのカシメ頭部は蓋体の下面からさらに下方に突出している。そのため、発電要素の上端位置は蓋体の下面近傍ではなく、それよりも下方のリベットのカシメ頭部の近傍に設定する必要がある。言い換えれば、リベットのカシメ頭部が突出しているために発電要素の上端と蓋体の下端の間にデットスペースが存在する。この点で、従来の電池は電池容器の容積に対する発電要素の占める割合を十分に高めることができず、高いエネルギー密度が得られない。
特許文献２に開示された電池のように集電体の基部にカシメ接合のための軸状部を設けた場合、基部が蓋体の下面側に位置する。そのため、発電要素の上端位置は蓋体の下面近傍ではなく、それよりも下方に位置する基部の下面近傍に設定する必要がある。従って、この場合も、デットスペースが不可避的に存在するので、電池容器の容積に対する発電要素の占める割合を十分に高めることができず、高いエネルギー密度が得られない。
本発明は、電池容器内の容積に対して発電要素の占める割合を高めることによるエネルギー密度の向上を課題とする。
本発明の第１の態様は、電池容器内に収容された発電要素と、前記電池容器の開口を封止する蓋体の外部に少なくとも一部が配置された外部端子と、前記発電要素と前記外部端子とを電気的に接続する集電体と、前記蓋体に対して前記集電体を固定するための接合部材とを備え、前記蓋体の内面に形成された凹部に前記接合部材の頭部が収容されている、電池を提供する。
接合部材の頭部は蓋体の内面に形成された凹部に収容されており、蓋体の内面から突出しない。そのため、発電要素の端部位置を蓋体の内面近傍の位置に設定し、発電要素と蓋体との間の隙間空間を必要最小限にできる。言い換えれば、接合部材の頭部が蓋体から突出しないので、発電要素と蓋体の内面との間のデッドスペースをなくすことができる。その結果、電池容器の容積に対する発電要素の占める割合を十分に高めることができ、高いエネルギー密度が得られる。
好ましくは、前記凹部は前記蓋体の一部が外側に向かって膨出する膨出部の内側の空間である
蓋体の一部を膨出させた立体的な膨出部を設けることで、この膨出部の部分での断面係数が単なる平板状の場合よりも高くなり、重量増等の原因となる厚みの増大を伴うことなく蓋体の剛性を高めることができる。
さらに好ましくは、前記膨出部は前記蓋体に対する絞り加工で形成されている。
絞り加工で膨出部を形成することで、蓋体の膨出部の周辺に加工硬化が生じて局所的に降伏応力が増加し、蓋体の剛性がさらに向上する。
例えば、前記接合部材はリベットである。
リベットは、集電体のみを蓋体に固定するものでもよいが、集電体と外部電極の両方を蓋体に固定するものでもよい。この場合、前記外部端子は前記蓋体の外部に配置された板状体を備え、前記リベットは、前記板状体に形成された貫通孔に圧入された顎部と、前記顎部から前記凹部内に突出して先端に前記頭部が形成される軸部とを備える。
代案としては、前記接合部材は前記外部端子であってもよい。
この場合、前記外部端子は、蓋体の外部に配置された板状体と、前記板状部から蓋体の内部に突出して先端に前記頭部が形成される軸部とを備える。
本発明の第２の態様は、電池容器内に収容された発電要素と、前記電池容器の開口を封止する蓋体の外部に少なくとも一部が配置された外部端子と、前記発電要素と前記外部端子とを電気的に接続する集電体とを備え、前記外部端子に電気的に接続される前記集電体の基部の少なくとも一部が、前記蓋体の内面に形成された凹部に収容されている、電池を提供する。
集電体の基部の少なくとも一部は蓋体の内面に形成された凹部に収容されており、蓋体の内面から突出しない。そのため、発電要素の端部位置を蓋体の内面近傍の位置に設定し、発電要素と蓋体との間の隙間空間を必要最小限にできる。言い換えれば、集電体の基部が蓋体から突出しないので、発電要素と蓋体の内面との間のデッドスペースをなくすことができる。その結果、電池容器の容積に対する発電要素の占める割合を十分に高めることができ、高いエネルギー密度が得られる。
本発明の第１の態様に係る電池では、例えばリベットや外部電極の軸部である接合部材の頭部は、蓋体の内面に形成された凹部に収容されており、蓋体の内面から突出しない。そのため、発電要素と蓋体との間の隙間空間を必要最小限に設定してデットスペースをなくすことができる。その結果、電池容器の容積に対する発電要素の占める割合を十分に高めることができ、高いエネルギー密度が得られる。
同様に本発明の第２の態様に係る電池では、集電体の基部は、蓋体の内面に形成された凹部に収容されており、蓋体の内面から突出しない。そのため、発電要素と蓋体との間の隙間空間を必要最小限に設定してデットスペースをなくすことができる。その結果、電池容器の容積に対する発電要素の占める割合を十分に高めることができ、高いエネルギー密度が得られる。
また、蓋体の一部が外側に向かって膨出する立体的な膨出部の内側の空間を凹部とすることで、この部分での断面係数を単なる平板状の場合よりも高くして、重量増等の原因となる厚みの増大を伴うことなく蓋体の剛性を高めることができる。特に、膨出部を絞り加工で形成することで、加工硬化により蓋体の剛性をさらに向上できる。
本発明の第１実施形態の電池の正面断面図。 図１の部分IIの拡大図。 図１の部分IIIの拡大図。 図１の蓋体を上方から見た斜視図。 図１の蓋体を下方から見た斜視図。 図５の分解斜視図。 本発明の第２実施形態の電池の部分拡大断面図。
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る非水電解質二次電池１（以下、単に電池という）を示す。この電池１は、アルミニウムやアルミニウム合金等で構成された直方体状の電池容器２内に発電要素３を収容し、電池容器２の上端開口を蓋体４で封止したものである。蓋体４の外部には負極外部端子１４と正極外部端子１５の上面が露出している。
発電要素３は、銅箔からなる負極５と、アルミニウム箔からなる正極６との間に、多孔性の樹脂フィルムからなるセパレータ７を配置したものである。これらはいずれも帯状で、セパレータ７に対して負極５と正極６とを幅方向の反対側にそれぞれ位置をずらせた状態で扁平状に巻回されている。発電要素３は、負極５が負極集電体１２を介して負極外部端子１４に電気的に接続され、正極６が正極集電体１３を介して正極外部端子１５に電気的に接続されている。
図４から図６を併せて参照すると、蓋体４は、平面視矩形状の長尺な金属製の板状で、長手方向の中央付近に安全弁８が装着され、一端側に注液孔９が設けられている。
蓋体４の両端部には、上面４ｂから上方に向かって膨出する平面視略矩形状の係合受部（膨出部）１１がそれぞれ形成されている。各係合受部１１では、蓋体４の下面４ａを窪ませて係合凹部１１ａが形成されている。また、蓋体４の下面４ａには係合凹部１１ａの一辺を除く周囲に浅いガイド凹部１１ｂがそれぞれ形成されている。また、係合凹部１１ａを構成する天井面の中心部分には貫通孔１１ｃが形成されている。
図において左側の係合受部１１及びガイド凹部１１ｂには、負極集電体１２及び負極外部端子１４が上パッキン１６と負極下パッキン１７を介してそれぞれ取り付けられている。
上パッキン１６は、隔壁１６ａによって、上方側の端子保持凹部１６ｂと、下方側の装着用凹部１６ｃとを区画した樹脂製の部品であり、隔壁１６ａの中央部分には下方側に延びる両端開口の筒状部１６ｄが設けられている。上パッキン１６は、係合受部１１の上かから被せ、装着用凹部１６ｃ内に係合受部１１を収容することで蓋体４に装着される。筒状部１６ｄは貫通孔１１ｃに挿通されて係止凹部１１ａ内に進入している。また、上パッキン１６が備える２つの舌状片１６ｅの係止孔１６ｆには、蓋体４の上面４ｂから突出する係止突部１９が挿通されている。
負極下パッキン１７は、蓋体４の係合凹部１１ａ内に配置される被カシメ部１７ａと、この被カシメ部１７ａに連続して設けられて係合受部１１のガイド凹部１１ｂに配置される平坦部１７ｂとを備える。被カシメ部１７ａは、係合受部１１の係合凹部１１ａの一辺側を除く部分の内面に沿った形状を有する。また、被カシメ部１７ａには貫通孔１７ｃが形成されている。この貫通孔１７ｃには上パッキン１６の筒状部１６ｄの下端付近が差し込まれている。
負極外部端子１４は、平面視矩形状のアルミニウム製の板状体２１と、銅製のリベット（カシメ接合部材）２２とを備える。リベット２２は、顎部２２ａを板状体２１の中央部分に形成した貫通孔２１ａに圧入することで、軸部２２ｂが突出した状態で板状部２１に固定される。板状体２１は上パッキン１６の端子保持凹部１６ｂに収容される。
銅製の板材をプレス加工して製造される負極集電体１２は、基部３１と、一対の脚部３２，３２とを備える。基部３１は、係合凹部１１ａ内に収容されて負極下パッキン１７の被カシメ部１７ａの下側に重ねて配置される被カシメ部３３と、係合凹部１１ａに隣接する位置で負極下パッキン１７の平坦部１７ｂの下側に重ねて配置される台座部３４とを備える。被カシメ部３３の中央には、負極外部端子１４のリベット２２の軸部２２ｂを挿通させるための貫通孔３３ａが形成されている。脚部３２，３２は台座部３４から延びて、図１にのみ模式的に示すクリップ１０により発電要素３の負極５に電気的に接続され、かつ機械的に連結されている。
負極外部端子１４のリベット２２の軸部２２ｂを上パッキン１６の筒状部１６ｄ及び負極集電体１２の被カシメ部３３に形成された貫通孔３３ａを挿通させた後に、先端を押し広げてカシメ頭部２２ｃを形成することで、負極外部端子２８、上パッキン１６、負極下パッキン１７、及び負極集電体１２の被カシメ部３３が蓋体４に対してカシメ接合されている。また、負極集電体１２の被カシメ部３３はリベット２２を介して負極外部端子１４の板状体２１に電気的に接続されている。
図において右側の係合受部１１及びガイド凹部１１ｂには、正極集電体１３及び正極外部端子１５が上パッキン１６及び正極下パッキン１８を介してそれぞれ取り付けられている。
負極側と同様に上パッキン１６が係合受部１１に装着されている。一方、正極側下パッキン１８は貫通孔１８ａを設けた平板状であり、係合凹部１１ａ内に配置される。
正極外部端子（カシメ接合部材）１５はアルミニウム製で、平面視矩形状の板状体１５ａと、その下面中央部から突出する筒状の軸部１５ｂとを備える。板状体１５ａは上パッキン１６の端子保持凹部１６ｂに収容される。
アルミニウム製の板材をプレス加工して製造される正極集電体１３は、負極集電体１２と同様の構造を有しており、負極集電体１２と同一ないし同様の要素には図において同一の符号を付している。正極集電体１３の基部３１のうち、被カシメ部３３は係合凹部１１ａ内に収容されて正極下パッキン１８に重ねて配置されるが、係合凹部１１ａに隣接する位置に配置される台座部３４は蓋体４の下面４ａに対して正極下パッキン１８を介することなく配置される。正極集電体１３の脚部３２，３２は図１にのみ模式的に示すクリップ１０により発電要素３の正極６に対して電気的に接続され、かつ機械的に連結されている。
正極外部端子１５の軸部１５ｂを上パッキン１６の筒状部１６ｄ及び正極集電体１３の被カシメ部３３に形成された貫通孔３３ａを挿通させた後に、先端を押し広げてカシメ頭部１５ｃを形成することで、正極外部端子２８、上パッキン１６、正極下パッキン１８、及び正極集電体１３の被カシメ部３３が蓋体４に対してカシメ接合されている。正極集電体１３の被カシメ部３３は軸部１５ｂの部分に直接接触することで正極外部端子１５に電気的に接続されている。
図２に最も明瞭に示すように、負極集電体１２の被カシメ部３３を蓋体４にカシメ接合しているリベット２２の軸部２２ａの先端のカシメ頭部２２は、蓋体４の下面に形成された係合凹部１１ａに収容されており、蓋体４の下面から下方へ突出していない。同様に、図３に最も明瞭に示すように、正極集電体１３の被カシメ部３３を蓋体にカシメ接合している正極外部端子１５の軸部１５ｂの先端のカシメ頭部１５ｃは、蓋体４の下面に形成された係合凹部１１ａに収容されており、蓋体４の下面から下方へ突出していない。
このように、負極側及び正極側のいずれにおいても、集電体１２，１３を蓋体４へカシメ接合しているカシメ頭部２２ｃ，１５ｃは、係合凹部１１ａ内に収容されており、蓋体４の下面４ａから突出しない。そのため、発電要素３の上端位置を蓋体４の下面近傍の位置に設定し、発電要素３と蓋体４との間の隙間空間（図２及び図３において符号Ｓで概念的に示す。）を必要最小限にできる。例えば、隙間空間Ｓは、注液孔９から電解液を電池容器２内に注入する際に電解液の円滑な流れを確保できる最小の隙間に設定される。このように、カシメ頭部２２ｃ，１５ｃが蓋体４から突出しないので、発電要素３と蓋体４の下面４ａとの間のデッドスペースをなくすことができる。その結果、電池容器２の容積に対する発電要素３の占める割合を十分に高めることができ、高いエネルギー密度が得られる。
例えば、電池容器２の底部から蓋体４の下面４ａまでの高さが１００ｍｍの場合、従来の電池のエネルギー密度が１００Ｗｈ／Ｌとすると、本実施形態のカシメ頭部２２ｃ，１５ｃは、係合凹部１１ａ内に収容する構成を採用することでエネルギー密度を１０４Ｗｈ／Ｌに向上できる。
また、仮にカシメ頭部２２ｃ，１５ｃを係合凹部１１ａに収容することなく、蓋体４の下面４ａに対して発電要素３の上端を接近して配置した場合、カシメ頭部２２ｃと負極集電体１２の被カシメ部３３との間の接触抵抗や、カシメ頭部１５ｃと正極集電体１３の被カシメ部３３との間の接触抵抗による発熱により、セパレータ７の収縮等の発電要素３の劣化を生じるおそれがある。しかし、本実施形態では、カシメ頭部２２ｃ，１５ｃは係合凹部１１ａに収容されているので、発電要素３を蓋体４の下面に接近して配置しているのにもかかわらず、接触抵抗による発熱が起こる部位であるカシメ頭部２２ｃ，１５ｃと集電体１２，１３との接触部分は、発電要素３からの距離が十分に離れている。つまり、本実施形態では、カシメ頭部２２ｃ，１５ｃを係合凹部１１ａに収容することで、接触抵抗による発熱によって発電要素３の劣化を招くことなく、エネルギー密度の向上を実現している。
本実施形態では、蓋体４の一部を立体的に膨出させた係合受部１１を設けて、その内部をカシメ頭部２２ｃ，１５ｃが収容される係合凹部１１ａとしている。立体的に膨出した係合受部１１を設けることで、この部分での断面係数が単なる平板状の場合よりも高くなり、重量増等の原因となる厚みの増大を伴うことなく蓋体４の剛性を高めることができる。
また、本実施形態では、蓋体４に対して絞り加工を施すことで、係合受部１１（係合凹部１１ａ）を設けている。そのため、蓋体４の係合受部１１の周辺において加工硬化が生じて局所的に降伏応力が増加し、蓋体４の塑性変形を抑制できる。つまり、係合受部１１を絞り加工で形成していることでも、蓋体４の剛性が高められている。
例えば、蓋体４の材質がＡ１０５０の場合、従来の電池では数１０Ｎ〜１００Ｎ程度の外力が作用すると外部端子１４，１５の部分で蓋体４の変形が生じたのに対し、本実施形態の絞り加工により膨出させた係合受部１１を設けることで、数１００Ｎ〜１ｋＮ程度の外力に対しても蓋体４は変形しない。
図２に最も明瞭に示すように、負極集電体１２の基部３１のうちリベット２２の軸部２２ａが貫通している被カシメ部３３は、蓋体４の下面に形成された係合凹部１１ａに収容されており、蓋体４の下面から下方へ突出していない。同様に、図３に最も明瞭に示すように、正極集電体１３の被カシメ部３３は、蓋体４の下面に形成された係合凹部１１ａに収容されており、蓋体４の下面から下方へ突出していない。
このように、負極側及び正極側のいずれにおいても、集電体１２，１３の基部３１のうち被カシメ部３３は、係合凹部１１ａ内に収容されており、蓋体４の下面４ａから突出しないことでも、発電要素３と蓋体４の下面４ａとの間のデッドスペースをなくすことができる。その結果、電池容器２の容積に対する発電要素３の占める割合を十分に高めることができ、高いエネルギー密度が得られる。
（第２実施形態）
図７は本発明の第２実施形態に係る電池１を示す。図７では負極側のみを図示しているが正極側の構造も同様である。
本実施形態における負極外部端子４２は頭部４２ａと雄螺子が形成された軸部４２ｂとを有するボルト状であり、リベット４１と負極外部端子４２とは接続杆４３を介して電気的に接続されている。具体的には、上パッキン１６の上面の凹部に負極外部端子４２の頭部４２ａが収容され、上向きに突出する軸部４２ｂは接続杆４３の貫通孔４３ａに挿通されている。一方、リベット４１は軸部４１ｂの上端が接続杆４３の他の貫通孔４３ｂにカシメ接合されている。また、リベット４１の軸部４１ｂは上パッキン１６の筒状部１６ｄと負極集電体１２の被カシメ部３３の貫通孔３３ａに挿通されて係合凹部１１ａ内に進入している。係合凹部１１ａに位置する軸部４１ｂの先端を押し広げてカシメ頭部４１ｂが形成されている。
リベット４１の下端のカシメ頭部４１ａは蓋体４の下面４ａに設けられた係合凹部１１ａ内に収容されており、蓋体４の下面４ａから下方に突出していない。そのため、発電要素３と蓋体４との間の隙間空間Ｓを必要最小限に設定し、電池容器２の容積に対する発電要素３の占める割合を十分に高めることで高いエネルギー密度を実現できる。
また、係合凹部１１ａは蓋体４の絞り加工によって外部へ立体的に膨出するように形成された係合受部１１の内部の空間である。係合受部１１の部分で断面係数が高くなることと、蓋体４の係合受部１１の周辺で加工硬化が生じることとにより、重量増等の原因となる厚みの増大を伴うことなく蓋体４の剛性を向上できる。
さらに、負極集電体１２の被カシメ部３３は係合凹部１１ａ内に収容されており、蓋体４の下面から突出しておらず、この点でも発電要素３と蓋体４の下面４ａとの間のデッドスペースをなくすことができる。その結果、電池容器２の容積に対する発電要素３の占める割合を十分に高めることができ、高いエネルギー密度が得られる。
第２実施形態のその他の構成及び作用は第１実施形態と同様であるので、同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
本発明は前記実施形態に限定されず、例えば以下に列挙するように、種々の変形が可能である。
比較的厚みの大きい平板状の蓋体の下面に溝状の凹部を設けた構成、すなわち蓋体を膨出させることなく凹部を設けた構成でも、カシメ頭部をこの凹部に収容することで、電池容器内で発電要素が占める割合を高めてエネルギー密度を向上させる効果が得られる。
第１及び第２実施形態では、係合凹部１１ａ内に収容されたカシメ頭部１５ｃ，２２ｃ，４１ａ並びに集電体１２，１３の基部３３は、蓋体４の下面４ａから突出していない。しかし、電池容器内で発電要素が占める割合を高めてエネルギー密度を向上させる効果が得られる限り、カシメ頭部や集電体の基部は完全に係合凹部内に収容されている必要は必ずしもなく、蓋体の下面から僅かに突出していてもよい。
非水電解質二次電池を例に本発明を説明したが、非水電解質二次電池以外の電池にも本発明を適用できる。
１ 非水電解質二次電池
２ 電池容器
３ 発電要素
４ 蓋体
４ａ 下面
４ｂ 上面
５ 負極
６ 正極
７ セパレータ
８ 安全弁
９ 注液孔
１０ クリップ
１１ 係合受部
１１ａ 係合凹部
１１ｂ ガイド凹部
１１ｃ 貫通孔
１２ 負極集電体
１３ 正極集電体
１４ 負極外部端子
１５ 正極外部端子
１５ａ 板状体
１５ｂ 軸部
１５ｃ カシメ頭部
１６ 上パッキン
１６ａ 隔壁
１６ｂ 端子保持凹部
１６ｃ 装着用凹部
１６ｄ 筒状部
１６ｅ 舌状部
１６ｆ 係合孔
１７ 負極下パッキン
１７ａ 被カシメ部
１７ｂ 平坦部
１７ｃ 貫通孔
１８ 正極下パッキン
１９ 係止突部
２１ 板状体
２１ａ 貫通孔
２２ リベット
２２ａ 顎部
２２ｂ 軸部
２２ｃ カシメ頭部
３１ 基部
３２ 脚部
３３ 被カシメ部
３３ａ 貫通孔
３４ 台座部
３５ 連結部
４１ リベット
４１ａ カシメ頭部
４１ｂ 軸部
４２ 負極外部端子
４２ａ 頭部
４２ｂ 軸部
４３ 接続杆
４３ａ，４３ｂ 貫通孔

Claims (10)

  1. 電池容器内に収容された発電要素と、
    前記電池容器の開口を封止する蓋体の外部に少なくとも一部が配置された外部端子と、
    前記発電要素と前記外部端子とを電気的に接続する集電体と、
    前記蓋体に対して前記集電体を固定するための接合部材とを備え、
    前記蓋体の内面に形成された凹部に前記接合部材の頭部が収容されている、電池。
  2. 前記凹部は前記蓋体の一部が外側に向かって膨出する膨出部の内側の空間である、請求項１に記載の電池。
  3. 前記膨出部は前記蓋体に対する絞り加工で形成されている、請求項２に記載の電池。
  4. 前記接合部材はリベットである、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池。
  5. 前記外部端子は前記蓋体の外部に配置された板状体を備え、
    前記リベットは、前記板状体に形成された貫通孔に圧入された顎部と、前記顎部から前記凹部内に突出して先端に前記頭部が形成される軸部とを備える、請求項４に記載の電池。
  6. 前記接合部材は前記外部端子である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電池。
  7. 前記外部端子は
    蓋体の外部に配置された板状体と、
    前記板状部から蓋体の内部に突出して先端に前記頭部が形成される軸部と
    を備える、請求項６に記載の電池。
  8. 電池容器内に収容された発電要素と、
    前記電池容器の開口を封止する蓋体の外部に少なくとも一部が配置された外部端子と、
    前記発電要素と前記外部端子とを電気的に接続する集電体と
    を備え、
    前記外部端子に電気的に接続される前記集電体の基部の少なくとも一部が、前記蓋体の内面に形成された凹部に収容されている、電池。
  9. 前記凹部は前記蓋体の一部が外側に向かって膨出する膨出部の内側の空間である、請求項８に記載の電池。
  10. 前記膨出部は前記蓋体に対する絞り加工で形成されている、請求項８又は請求項９に記載の電池。
JP2010276310A 2010-12-10 2010-12-10 電池 Active JP5609610B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010276310A JP5609610B2 (ja) 2010-12-10 2010-12-10 電池
KR1020110131675A KR101912212B1 (ko) 2010-12-10 2011-12-09 전지
EP11192766.1A EP2463934B1 (en) 2010-12-10 2011-12-09 Battery
US13/316,266 US8945761B2 (en) 2010-12-10 2011-12-09 Battery
CN201110409219.3A CN102544424B (zh) 2010-12-10 2011-12-09 电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010276310A JP5609610B2 (ja) 2010-12-10 2010-12-10 電池

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014166102A Division JP5884872B2 (ja) 2014-08-18 2014-08-18 電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012124132A true JP2012124132A (ja) 2012-06-28
JP5609610B2 JP5609610B2 (ja) 2014-10-22

Family

ID=45218447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010276310A Active JP5609610B2 (ja) 2010-12-10 2010-12-10 電池

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8945761B2 (ja)
EP (1) EP2463934B1 (ja)
JP (1) JP5609610B2 (ja)
KR (1) KR101912212B1 (ja)
CN (1) CN102544424B (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014157191A1 (ja) * 2013-03-26 2014-10-02 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子、及び前記蓄電素子を備える蓄電装置
JP2016111012A (ja) * 2014-11-28 2016-06-20 三洋電機株式会社 二次電池
WO2016159099A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP2017084540A (ja) * 2015-10-26 2017-05-18 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP2018046000A (ja) * 2016-09-08 2018-03-22 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP2018535507A (ja) * 2015-09-18 2018-11-29 リチウム エナジー アンド パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフッング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフトＬｉｔｈｉｕｍ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ 蓄電素子
JP2019046684A (ja) * 2017-09-04 2019-03-22 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6115084B2 (ja) * 2011-11-29 2017-04-19 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP6048080B2 (ja) 2011-11-29 2016-12-21 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP6175758B2 (ja) * 2011-11-29 2017-08-09 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
DE102012214783A1 (de) * 2012-08-20 2014-02-20 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmetauscher für eine Batterieeinheit
KR101724013B1 (ko) * 2013-09-24 2017-04-06 삼성에스디아이 주식회사 결합이 용이한 단자 구조를 가지는 이차전지
KR102263198B1 (ko) * 2014-01-28 2021-06-10 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩
KR102165332B1 (ko) 2014-01-28 2020-10-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
KR102435379B1 (ko) 2015-11-24 2022-08-23 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN108701804A (zh) * 2016-02-19 2018-10-23 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件以及蓄电元件的制造方法
WO2018003175A1 (ja) 2016-06-28 2018-01-04 日東精工株式会社 部材の非貫通接合方法および非貫通接合構造
JP6888934B2 (ja) * 2016-09-29 2021-06-18 トヨタ自動車株式会社 二次電池
JP6601684B2 (ja) * 2016-11-09 2019-11-06 トヨタ自動車株式会社 密閉型電池および密閉型電池の製造方法
JP6564826B2 (ja) * 2017-09-27 2019-08-21 本田技研工業株式会社 バッテリユニット
CN111490191B (zh) 2019-01-26 2022-02-08 比亚迪股份有限公司 电池单元、电池模组及汽车
JP7606970B2 (ja) * 2019-08-30 2024-12-26 パナソニックホールディングス株式会社 角形二次電池及びその製造方法
CN110880563B (zh) 2019-10-10 2021-12-14 宁德新能源科技有限公司 电池壳体组件及具有所述电池壳体组件的电池
CN210668432U (zh) * 2019-10-10 2020-06-02 宁德新能源科技有限公司 壳体及具有该壳体的电池
WO2022226965A1 (zh) * 2021-04-30 2022-11-03 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池、用电设备及电池的制造方法和设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001093486A (ja) * 1999-09-28 2001-04-06 Sanyo Electric Co Ltd 角形密閉電池とその製造方法
JP2003173767A (ja) * 2001-12-04 2003-06-20 Nec Tokin Tochigi Ltd 密閉型電池
JP2008066254A (ja) * 2006-08-11 2008-03-21 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2012124129A (ja) * 2010-12-10 2012-06-28 Gs Yuasa Corp 電池
JP2012138342A (ja) * 2010-12-10 2012-07-19 Gs Yuasa Corp 蓄電素子、及び、端子の製造方法
JP2012138343A (ja) * 2010-12-10 2012-07-19 Gs Yuasa Corp 電池及び集電体

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6190798B1 (en) * 1998-01-09 2001-02-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Sealed battery and method of manufacturing the same
JP2000097822A (ja) 1998-09-24 2000-04-07 Toshiba Corp 評価方法及び評価装置
JP2000311644A (ja) 1999-02-25 2000-11-07 Seiko Instruments Inc 走査型顕微鏡
US6579640B1 (en) 1999-09-28 2003-06-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Sealed rectangular battery and manufacturing method for the same
US6534212B1 (en) * 2000-05-05 2003-03-18 Hawker Energy Products, Inc. High performance battery and current collector therefor
US7718312B2 (en) * 2002-05-27 2010-05-18 Gs Yuasa Corporation Battery
JP4096162B2 (ja) 2002-05-28 2008-06-04 株式会社ジーエス・ユアサコーポレーション 電池
CN1307731C (zh) * 2002-12-30 2007-03-28 日电东金栃木有限公司 密封式电池
KR100709873B1 (ko) 2005-12-29 2007-04-20 삼성에스디아이 주식회사 이차전지
JP2009129704A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Hitachi Maxell Ltd 密閉型電池
KR100976452B1 (ko) 2008-01-23 2010-08-17 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
JP5326126B2 (ja) 2008-05-16 2013-10-30 エリーパワー株式会社 非水電解質二次電池
KR101552904B1 (ko) 2008-12-08 2015-09-14 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지 및 이를 이용한 전지 모듈
KR100983170B1 (ko) 2009-02-26 2010-09-20 에스비리모티브 주식회사 이차 전지 모듈

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001093486A (ja) * 1999-09-28 2001-04-06 Sanyo Electric Co Ltd 角形密閉電池とその製造方法
JP2003173767A (ja) * 2001-12-04 2003-06-20 Nec Tokin Tochigi Ltd 密閉型電池
JP2008066254A (ja) * 2006-08-11 2008-03-21 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2012124129A (ja) * 2010-12-10 2012-06-28 Gs Yuasa Corp 電池
JP2012138342A (ja) * 2010-12-10 2012-07-19 Gs Yuasa Corp 蓄電素子、及び、端子の製造方法
JP2012138343A (ja) * 2010-12-10 2012-07-19 Gs Yuasa Corp 電池及び集電体

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014157191A1 (ja) * 2013-03-26 2014-10-02 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子、及び前記蓄電素子を備える蓄電装置
JPWO2014157191A1 (ja) * 2013-03-26 2017-02-16 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子、及び前記蓄電素子を備える蓄電装置
US10193107B2 (en) 2013-03-26 2019-01-29 Gs Yuasa International Ltd. Electric storage device and electric storage apparatus provided with the electric storage device
JP2016111012A (ja) * 2014-11-28 2016-06-20 三洋電機株式会社 二次電池
WO2016159099A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JPWO2016159099A1 (ja) * 2015-03-31 2018-02-01 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
US10637035B2 (en) 2015-03-31 2020-04-28 Gs Yuasa International Ltd. Energy storage device
JP2018535507A (ja) * 2015-09-18 2018-11-29 リチウム エナジー アンド パワー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフッング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフトＬｉｔｈｉｕｍ Ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ ＧｍｂＨ ＆ Ｃｏ． ＫＧ 蓄電素子
JP2017084540A (ja) * 2015-10-26 2017-05-18 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP2018046000A (ja) * 2016-09-08 2018-03-22 株式会社Ｇｓユアサ 蓄電素子
JP2019046684A (ja) * 2017-09-04 2019-03-22 トヨタ自動車株式会社 蓄電装置

Also Published As

Publication number Publication date
US8945761B2 (en) 2015-02-03
KR101912212B1 (ko) 2018-10-26
CN102544424A (zh) 2012-07-04
CN102544424B (zh) 2016-08-10
US20120148911A1 (en) 2012-06-14
EP2463934B1 (en) 2018-03-14
EP2463934A3 (en) 2013-02-13
EP2463934A2 (en) 2012-06-13
JP5609610B2 (ja) 2014-10-22
KR20120089789A (ko) 2012-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5609610B2 (ja) 電池
KR101921157B1 (ko) 축전 소자, 및 단자의 제조 방법
JP6014990B2 (ja) 電池、集電体、及び集電体の製造方法
JP7214692B2 (ja) 端子及びそれを備えた二次電池並びにそれらの製造方法
JP6520097B2 (ja) 蓄電素子
US8920967B2 (en) Electric storage element and production method thereof
JP5625959B2 (ja) 電池
JP6011344B2 (ja) 蓄電素子
WO2016093338A1 (ja) 蓄電素子
JP7214693B2 (ja) 端子及びそれを備えた二次電池並びにそれらの製造方法
CN115621675B (zh) 端子部件以及端子部件的制造方法
JP6160081B2 (ja) 蓄電素子及びその製造方法
JP2012160343A (ja) 電池
JP5884872B2 (ja) 電池
JP6304334B2 (ja) 電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131127

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140422

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140507

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140707

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140805

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140818

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5609610

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150