JP2013033662A - 二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電池蓋3には、正極外部端子61、正極端子63、正極接続端子62がガスケット65、絶縁板64と共に固定されている。また、正極接続端子62には正極集電板21がかしめにより固定されている。絶縁材料により形成された位置規制部材22は、係止片22aが正極集電板21の開口部21dを挿通して正極集電板21に取り付けられている。位置規制部材22には、発電要素40の長手方向の一側縁40aが接触しており、この状態で、発電要素40が正・負極の集電板21、31に接合されている。
【選択図】図4
Description
電池容器は、正・負極の端子を有する電池蓋により電池缶の開口を密封することにより構成される。電池蓋には、電池缶に収容された発電要素の正・負極の電極に接続される集電板が取り付けられている。
超音波溶接による接合の場合、積層状に捲回された正・負極の金属箔が、振動により集電板との位置がずれ易く、これに起因して、発電要素が電池容器に当接して電池容器内に収容できなくなったり、エネルギ密度が低下したりする。
しかし、発電要素と集電板との位置ずれについては考慮されていない。集電板は、通常、正・負極の電極が捲回される長手方向に平行な方向に長辺を有する薄板によって形成されている。発電要素と集電板とを接合する際、発電要素が集電板の長手方向にずれると、例えば、発電要素が電池容器の一部に当接して電池容器内への収容が困難となったり、あるいは正・負極の電極の合剤未処理部が、電池蓋に干渉して短絡が生じたりする等の不具合が生じる。
以下、本発明を、リチウムイオン角形二次電池を一実施の形態として図面と共に説明する。
図1は、この発明の二次電池の一実施の形態を示す外観斜視図であり、図2は、図1に示された二次電池の分解斜視図である。
二次電池1は、電池蓋(蓋部材)3および電池缶4とから構成される薄型のほぼ直方体形状の電池容器内に、発電要素40が収容され、図示はしないが非水電解液が注入されて構成されている。電池蓋3および電池缶4は、例えば、アルミニウムにより形成される。
発電要素40は、電池蓋・発電ユニットとされた状態で、電池缶4に収納された絶縁シート5内に、絶縁シート5の開口部5aから収容される。
発電要素40は、正極電極41と負極電極42とを、第1、第2のセパレータ43、44を介在して図示しない軸芯の周りに扁平状に捲回して形成されたものである。
正極電極41は、例えば、アルミニウム箔等からなる正極金属箔41aの表裏両面に正極合剤層41bが形成されたものである。正極合剤層41bは、正極金属箔41aの一側縁に、正極金属箔41aが露出された正極合剤未処理部41cが形成されるように正極金属箔41aに正極合剤を塗工して形成される。
負極電極42は、例えば、銅箔等からなる負極金属箔42aの表裏両面に負極合剤層42bが塗工されたものである。負極合剤層42bは、正極合剤未処理部41cが配置された側縁と対向する側縁である他側縁に、負極金属箔42aが露出された負極合剤未処理部42cが形成されるように負極金属箔42aに負極合剤を塗工して形成される。
電池蓋ユニット10は、以下に詳細を説明するが、電池蓋3と、正極側端子構成部60と、負極側端子構成部70を備える。
電池蓋3の周縁部3aは薄肉とされ(図4参照)、この周縁部3aを電池缶4の開口部4a周縁部に嵌合した状態で、例えば、レーザ溶接によって電池缶4に接合され、外部に対し密封構造とされる。
正極側端子構成部60は、外部正極端子(正極端子)61、正極接続端子62、正極端子板63、絶縁板64、ガスケット65、正極集電板21および位置規制部材22から構成される。
外部正極端子61、正極端子板63、正極接続端子62および正極集電板21は、アルミニウム等の導電部材により形成され、電池蓋3に一体的に固定されている。
先ず、外部正極端子61のベース部61bを電池蓋3の段部3b上に位置合わせして、外部正極端子61を電池蓋3上に配置する。次に、絶縁板64の開口部64bを電池蓋3の開口部3cに位置合わせすると共に、絶縁板64の開口部64aを外部正極端子61のベース部61bに嵌入する。次に、ガスケット65を電池蓋3の開口部3cおよび絶縁板64の開口部64bに挿通する。この工程は、先にガスケット65を電池蓋3の開口部3cに挿通してから、絶縁板64を組み付けるようにしてもよい。
一方、予め、正極集電板21を、その開口部21cを正極接続端子62の下部筒部62aに嵌合し、下部筒部62aの端面を圧着することにより、正極集電板21を正極接続端子62にかしめにより固定しておく。
そして、正極接続端子62の上部筒部62bをガスケット65の開口部65aおよび正極端子板63の開口部63bに挿通し、上部筒部62bを圧着して、正極端子板63と正極接続端子62とをかしめにより電池蓋3に固定する。
これにより、電池蓋3に、正極端子板63、外部正極端子61、絶縁板64、ガスケット65、正極接続端子62および正極集電板21が固定され、一体化される。
外部負極端子71、負極端子板73、負極接続端子72および負極集電板31は、銅等の導電部材により形成され、電池蓋3に一体的に固定されている。負極集電板31は、材料が異なることと、左右対称の形状をしていることを除いて、正極集電板21と同一である。外部負極端子71、負極端子板73および負極接続端子72は材料が相違することを除いて、それぞれ対応する正極側の部材と同一である。また、負極側の絶縁板64およびガスケット65は、正極側と共通部材である。
次に、発電要素40を正極集電板21および負極集電板31に接合する方法について説明する。
図2に図示されるように、発電要素40の正極合剤未処理部41cおよび負極合剤未処理部42cは、長手方向の中央領域が、表裏の幅広面40b(図2では裏面側は図示されていない)から発電要素40の厚さ方向における中央部側に陥没するように折曲されている。
発電要素40の正極合剤未処理部41cを正極集電板21側に向け、また、負極合剤未処理部42cを負極集電板31側に向けた状態で、発電要素40の長手方向に直交する方向の一側縁40aを正極側および負極側の位置規制部材22に当接させ、治具によりその状態に保持する。この状態が図4に図示されている。但し、図4では、正極側端子構成部60のみが図示され、また、治具は図示を省略されている。
図6は、本発明の二次電池の実施形態2の外観斜視図であり、図7は、図6に図示された二次電池の分解斜視図である。また、図8は、図7に図示された位置規制部材の取付構造を示すための拡大斜視図であり、図9は、図7に図示された位置規制部材周辺の拡大斜視図である。
実施形態2として示す二次電池101は、電池蓋103と電池缶4とにより密封構造とされた電池容器を有し、電池蓋103の開口部103aには、ガスケット165が挿入されている。
しかし、位置規制部材22、122は、1個とすることもできる。
位置規制部材を1個用いる構造の場合、位置規制部材を発電要素40の幅方向(正極と負極が対向する方向)の大略中央部に配置することが望ましい。また、発電要素40が傾動するのを防止するため、発電要素40の幅寸法(正極合剤未処理部41cの側縁と負極合剤未処理部42cの側縁間の長さ)の半分以上の長さとすることが好ましい。
この位置規制部材は、電池蓋3、103に、直接、接着、溶接または締結等により固定することができる。電池蓋3、103に注液口11が設けられており、位置規制部材と干渉する場合には、位置規制部材の注液口11に対向する位置に開口部を設けるようにすればよい。
要は、蓋部材と発電要素との間に、発電要素の蓋部材側の一側面に接触する絶縁性材料からなる位置規制部材を備えるものであればよい。
3、103 電池蓋(蓋部材)
4 電池缶
10 電池蓋ユニット
21、121 正極集電板
22、122 位置規制部材
31、131 負極集電板
40 発電要素
40a 一側縁
41 正極電極
41c 正極合剤未処理部
42 負極電極
42c 負極合剤未処理部
61、161 外部正極端子(正極端子)
71、171 外部負極端子(負極端子)
Claims (9)
- 正極電極と負極電極とセパレータとを有する発電要素と、
開口部を有し、前記発電要素が収容されると共に電解液が注入された電池缶と、
前記正極電極に接続される正極端子と前記負極電極に接続される負極端子とを有し、前記電池缶の前記開口部を塞いで前記電池缶と共に密封構造を構成する蓋部材と、
前記蓋部材と前記発電要素との間に配置され、前記発電要素の前記蓋部材側の一側面に接触する絶縁性材料からなる位置規制部材とを備えることを特徴とする二次電池。 - 請求項1に記載の二次電池において、さらに、前記正極電極または前記負極電極の少なくとも一方に接続される集電板を備え、前記位置規制部材は、前記集電板に取り付けられていることを特徴とする二次電池。
- 請求項2に記載の二次電池において、さらに、前記正極電極に接続される正極集電板および前記負極電極に接続される負極集電板を備え、前記位置規制部材は、前記正極集電板および前記負極集電板に取り付けられていることを特徴とする二次電池。
- 請求項2または3に記載の二次電池において、前記蓋部材に取り付けられ前記正極端子または前記負極端子の少なくとも一方と前記集電板とを接続する1以上の導電接続部材を備え、前記集電板は前記蓋部材にほぼ垂直方向に延出され前記正極電極または前記負極電極に接合される接合部および前記接合部に対しほぼ直角に折曲されて前記導電接続部材に接続される接続部とを有し、前記位置規制部材は前記蓋部材の前記接続部に取り付けられていることを特徴とする二次電池。
- 請求項2乃至4のいずれか1項に記載の二次電池において、前記位置規制部材は係合片を有し、前記集電板は前記係合片が係合される係合部を有することを特徴とする二次電池。
- 請求項5に記載の二次電池において、前記位置規制部材は前記蓋部材の接続部と前記発電要素のとの間に配置されていることを特徴とする二次電池。
- 請求項2乃至4のいずれか1項に記載の二次電池において、前記位置規制部材は、前記集電板と共に、前記蓋部材にかしめにより取り付けられていることを特徴とする二次電池。
- 請求項7に記載の二次電池において、前記位置規制部材は、前記集電板の接続部と前記蓋部材との間に配置されていることを特徴とする二次電池。
- 請求項7または8に記載の二次電池において、前記位置規制部材は、前記発電要素側に突き出す突出部を有し、前記突出部において前記発電要素に接触していることを特徴とする二次電池。
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