JP2013149435A - Battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池等の電池に関し、特に外部接続端子の接続部周辺の構造に関する。 The present invention relates to a battery such as a secondary battery, and more particularly to a structure around a connection portion of an external connection terminal.
特許文献1において、電流遮断部を備える二次電池が示されている。当該電流遮断部は、筺体の内圧が所定値以上に達した時に変形する感圧変形素子(ダイアフラム)、当該感圧変形素子の変形に伴い集電体から外部接続端子への電流経路の一部を遮断する遮断箔等から構成されている。 In patent document 1, the secondary battery provided with a current interruption part is shown. The current interrupting part is a pressure-sensitive deformation element (diaphragm) that deforms when the internal pressure of the housing reaches a predetermined value or more, and part of the current path from the current collector to the external connection terminal as the pressure-sensitive deformation element is deformed It is comprised from the shielding foil etc. which interrupt | block.
特許文献2において、電池ケースの孔周囲部と電極端子の基部との間にガスケット及びスペーサの介在部が配置され、スペーサに電極端子の基部の径方向外側に配置される側壁部が設けられ、スペーサの側壁部にその内側面側を切り欠いてガスケットとの干渉を防止する切り欠き部が形成された電池が開示されている。これにより、スペーサの側壁部の径方向寸法を小さくしても、切り欠き部により、ガスケットが側壁部に干渉することを防止でき、ガスケットの外径を大きく、或いはスペーサの側壁部の径方向寸法を小さくできるとされている。
In
上記特許文献1に示されるような電流遮断部を設ける際には、内圧の感知を精度よく行うために、外部接続端子の接続部周辺における高い気密性、及び感圧変形素子、遮断箔等に対する高い位置決め精度が要求される。 When providing the current interrupting part as shown in the above-mentioned Patent Document 1, in order to accurately detect the internal pressure, high airtightness around the connecting part of the external connection terminal, pressure sensitive deformation element, interrupting foil, etc. High positioning accuracy is required.
図8及び図9は、従来構造が有する問題点を例示している。図8に示す第1の例に係る電池101において、筺体102の開口部には、封口体103及び外部接続端子104が配置されている。封口体103の上面側(筺体102、封口体103、及び外部接続端子104の間)は、上側シール材105によりシールされている。
8 and 9 illustrate the problems of the conventional structure. In the
筺体102の内部には、集電体108が配置されている。集電体108と封口体103との間には、電流遮断部110及び封口体リード111が配置されている。電流遮断部110は、感圧変形素子115及び遮断箔116を有する。封口体リード111は、遮断箔116と外部接続端子104とに接触している。集電体108が保持する電流は、遮断箔116、感圧変形素子115、及び封口体リード111を介して、外部接続端子104に伝達される。
A
封口体103と封口体リード111との間は、所定間隔Aをあけて配置される第1の中間シール材121及び第2の中間シール材122によりシールされている。当該所定間隔Aにより、組付時における第1の中間シール材121の圧縮によるD方向への伸張が吸収される。また、本例においては、第1の中間シール材121の厚さX1は、第2の中間シール材122の厚さX2より薄くなっている。
The sealing
感圧変形素子115の下面側(封口体103、集電体108、感圧変形素子115、及び遮断箔116の間)には、集電体ホルダー123が配置されている。封口体103には、シール性を向上させるための凸状部125が形成されている。上側シール材105と第1の中間シール材121とが当接し、第2の中間シール材122と集電体ホルダー121とが当接している。
A
図9に示す第2の例に係る電池101においては、第1の中間シール材121の厚さX1は、第2の中間シール材122の厚さX2より厚くなっている。その他の構成は、上記第1の例に係る電池101と同様である。
In the
上述のように、封口体103と封口体リード111との間のシールを2つの中間シール材121,122により行うとき、製品形状のばらつき等により両者の厚さX1,X2が異なる場合がある。上記第1の例のように、X1<X2の場合には、第2の中間シール材122は封口体103及び封口体リード111により十分に圧縮されるため、その保持を確実に行うことができると共に十分なシール性を得ることができる。しかし、第1の中間シール材121については、圧縮が不十分となり、所望のシール性を得ることができない可能性が高くなる。
As described above, when the sealing between the sealing
一方、上記第2の例のように、X1>X2の場合には、第1の中間シール部材121は封口体103及び封口体リード111により十分に圧縮されるため、所望のシール性を得ることが容易となる。しかし、第2の中間シール材122については、圧縮が不十分となり、その保持が確実に行えないと共に十分なシール性を得ることができなくなる可能性が高くなる。第2の中間シール材122の保持が確実に行われないことは、上記電流遮断部110等の位置決め精度を低下させる原因となる。
On the other hand, as in the second example, when X1> X2, the first
このように、封口体103と封口体リード111との間のシールを2つの中間シール材121,122により行う場合には、両シール材121,122の保持性、シール性等を共に満足させることが困難となる。
As described above, when the sealing between the sealing
そこで、本発明は、十分なシール性と電流遮断部等に対する高い位置決め精度とを両立させることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to achieve both sufficient sealing performance and high positioning accuracy with respect to the current interrupting portion and the like.
本発明の一態様は、筺体内に収納される集電体と、前記筺体内に形成された電流経路を介して前記集電体と接続し、一部が前記筺体外に露出する外部接続端子と、前記筺体の開口部を封止する封口体と、前記封口体よりも前記筺体の内部側に配置され、前記電流経路の一部を構成する封口体リードと、前記電流経路の一部を構成し、前記筺体の内圧に応じて変形する感圧変形素子と、通常時には前記電流経路の一部を構成し、前記感圧変形素子が所定量以上変形した時に破断することにより前記電流経路を遮断する遮断箔と、前記封口体と前記封口体リードとの間において前記外部接続端子の近傍に配置される第1のシール材と、前記封口体と前記封口体リードとの間において前記第1のシール材より前記外部接続端子から離れた位置に配置される第2のシール材とを備え、前記封口体リード及び前記第2のシール材には、これらを互いに圧入させるためのテーパ部が形成されている電池である。 One aspect of the present invention is an external connection terminal that is connected to a current collector housed in a housing and the current collector through a current path formed in the housing, and a part of the external connection terminal is exposed to the outside of the housing. A sealing body that seals the opening of the casing, a sealing body lead that is disposed on the inner side of the casing with respect to the sealing body, and forms a part of the current path, and a part of the current path. And a pressure-sensitive deformation element that deforms according to the internal pressure of the housing, and normally forms a part of the current path, and the current path is broken by breaking when the pressure-sensitive deformation element is deformed by a predetermined amount or more. A blocking foil for blocking, a first sealing material disposed in the vicinity of the external connection terminal between the sealing body and the sealing body lead, and the first sealing material between the sealing body and the sealing body lead. Placed away from the external connection terminal than the sealing material And a second sealing member that is said to sealing element leads and said second sealing member is a battery tapered portion is formed in order to press fit them together.
上記構成によれば、封口体と封口体リードとの間をシールする部材が所定間隔をあけて2つのシール材に分割されているため、圧縮に伴う第1のシール材の横方向への伸張が吸収される。これにより、第1のシール材のシール性を高めるためにこれを強く圧縮しても、当該伸張が第2のシール材を変動させることはなく、感圧変形素子、遮断箔等の他の部材に対する位置決め精度に悪影響を与えることはない。 According to the above configuration, since the member that seals between the sealing body and the sealing body lead is divided into two sealing materials at a predetermined interval, the first sealing material is expanded in the lateral direction due to compression. Is absorbed. Thereby, even if it compresses strongly in order to improve the sealing performance of the 1st sealing material, the said expansion does not change the 2nd sealing material, and other members, such as a pressure sensitive deformation element, intercepting foil, etc. There is no adverse effect on the positioning accuracy with respect to.
また、封口体リードと第2のシール材とがテーパ部により圧入される構造により、第2のシール材と封口体リードとがそれほど強く圧接されていなくても、第2のシール材の十分な保持及びシール性を実現することができる。これにより、第1のシール材及び第2のシール材の各厚さを高い精度で同一にすることを要することなく、良好なシール性及び保持性を実現することが可能となる。 In addition, due to the structure in which the sealing body lead and the second sealing material are press-fitted by the taper portion, the second sealing material is sufficient even if the second sealing material and the sealing body lead are not pressed so strongly. Holding and sealing properties can be realized. As a result, it is possible to achieve good sealing performance and holding performance without requiring the thicknesses of the first sealing material and the second sealing material to be the same with high accuracy.
また、前記第2のシール材の前記テーパ部以外の部分は、前記第1のシール材より薄いことが好ましい。 Moreover, it is preferable that parts other than the said taper part of the said 2nd sealing material are thinner than the said 1st sealing material.
また、前記封口体は、前記封口体リード側に突出する凸状部を備え、前記第1のシール材は、前記凸状部と当接し、前記第2のシール材は、集電体ホルダーと当接又は一体化していることが好ましい。 The sealing body includes a convex portion projecting toward the sealing body lead, the first sealing material abuts on the convex portion, and the second sealing material includes a current collector holder and It is preferable that they are in contact or integrated.
また、前記第1のシール材は、前記封口体の上面側をシールする上側シール材と当接又は一体化していることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the said 1st sealing material is contact | abutted or integrated with the upper side sealing material which seals the upper surface side of the said sealing body.
本発明によれば、十分な気密性と電流遮断部等に対する高い位置決め精度とを両立させることが可能となる。 According to the present invention, it is possible to achieve both sufficient airtightness and high positioning accuracy with respect to the current interrupting portion and the like.
実施の形態1
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る電池1の外部接続端子4の接続部周辺の構造を示している。電池1は、二次電池であって、筺体2、集電体3、外部接続端子4、封口体5、封口体リード6、感圧変形素子7、遮断箔8、及び複数のシール材11,12,13、及び集電体ホルダー14を有する。
Embodiment 1
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a structure around the connection portion of the
筺体2は、電池1の外郭を構成するアルミニウム合金等からなる中空の容器である。集電体3は、筺体2内に収納され、電解液と接触する電極と接続している。
The
外部接続端子4は、筺体2内において集電体3と後述する電流経路を介して電気的に接続すると共に、その一部が筺体2の外部に露出している。
The
封口体5は、筺体2の開口部を封止する部材である。封口体5の端部には、封口体リード御6側に突出した凸状部9が形成されている。
The sealing
封口体リード6は、封口体5よりも下方(筺体2の内側)に配置される部材であって、導電性を有する素材からなる。封口体リード6は、集電体3から外部接続端子4までを電気的に接続する電流経路の一部を構成する。また、封口体リード6の外縁部には、テーパ部17が形成されている。
The sealing
感圧変形素子7は、ダイアフラム等であり、筺体2の内圧に応じて変形する。具体的には、筺体2内の感圧変形素子7よりも下方(筺体2の内側)の部分の圧力が所定値以上になると、図1中二点鎖線で示すように、上方に隆起するように変形する。集電体3及び集電体ホルダー14には、筺体2の内圧が感圧変形素子7に伝達されるように、それぞれ通孔21,22が形成されている。また、感圧変形素子7は、導電性を有する素材からなり、電流経路の一部を構成する。
The pressure-
遮断箔8は、集電体3及び感圧変形素子7に接触・固定されている。遮断箔8は、導電性を有する素材からなり、通常時には、電流経路の一部を構成する。しかし、上述のように、筺体2の内圧が所定値以上となり感圧変形素子7が上方へ変形すると、遮断箔8は破断し、電流経路は遮断される。すなわち、感圧変形素子7及び遮断箔8の作用により、電流経路は遮断される。
The shielding
各シール材11,12,13は、上記各構成部間の気密性を確保するための部材である。具体的には、封口体5の上面側をシールするものであって外部接続端子4及び封口体5の間に配置される上側シール材11、封口体5及び封口体リード6の間に配置される第1の中間シール材12及び第2の中間シール材13が存在する。また、封口体5、集電体3、感圧変形素子7、及び遮断箔8の間には、集電体ホルダー14が配置されている。
Each sealing
第1の中間シール材12と第2の中間シール材13との間には、所定間隔Aが確保されている。第2の中間シール材13の外縁部には、テーパ部18が形成されている。第2の中間シール材13の平面部25の厚さT2は、第1の中間シール材12の厚さT1より薄い。封口体5に形成された凸状部9は、第1の中間シール材12に当接している。第1の中間シール材12は、上側シール材11に当接している。第2の中間シール材13は、集電体ホルダー14に当接している。
A predetermined distance A is secured between the first
図2は、封口体5と封口体リード6との間に第1の中間シール材12及び第2の中間シール材13を挟み込む前の状態を示している。上述のように、封口体5と封口体リード6との間をシールする部材は、第1の中間シール材12と第2の中間シール材13とに分割されている。
FIG. 2 shows a state before the first
また、封口体リード6及び第2の中間シール材13は、それぞれテーパ部17,18を有する。組付時には、両テーパ部17,18が当接し、封口体リード6と第2の中間シール材13とが圧入された状態となる。
Further, the sealing
上記構成により、組付時に第1の中間シール材12が封口体5及び封口体リード7に圧縮されることによる第1の中間シール材12の水平方向への伸張(図1中矢印D参照)が、所定間隔Aにより吸収される。これにより、所望のシール性を実現するために第1の中間シール材12を強く圧縮しても、第1の中間シール材12のD方向への伸張が第2の中間シール材13を変動させることはなく、感圧変形素子7、遮断箔8等の位置決めに悪影響を与えることはない。
With the above configuration, the first
また、封口体リード6と第2の中間シール材13とがテーパ部17,18により圧入される構造により、第2の中間シール材13のテーパ部18以外の平面部25と封口体リード6の上面部とがそれほど強く圧接されていなくても、第2の中間シール材13の十分な保持及びシール性を実現することができる。これにより、第2の中間シール材13の平面部25の厚さT2が第1の中間シール材12の厚さT1より薄くても、十分なシール性を実現することができる。即ち、第1の中間シール材12及び第2の中間シール材13の各厚さT1,T2を高い精度で同一にすることを要することなく、良好なシール性を実現することが可能となる。
In addition, the structure in which the sealing
図3〜図6は、上記第2の中間シール材13の構造例を示している。図3に示す第1の例に係る第2の中間シール材13Aは、その外縁部30の全周にわたってテーパ部18Aが形成されている。封口体リード6のテーパ部17(図1,2参照)は、当該テーパ部18Aに対応した形状となる(下記他の例についても同様である)。同図中27は、外部接続端子4、第1の中間シール材12等が挿通される穴である。
3 to 6 show structural examples of the second intermediate sealing
図4に示す第2の例に係る第2の中間シール材13Bは、その外縁部のうち対面する2つの側面部31,32にのみテーパ部18Bが形成されている。
In the second
図5に示す第3の例に係る第2の中間シール材13Cは、上記2つの側面部31,32の一部にのみテーパ部18Cが形成されている。
In the second intermediate sealing material 13C according to the third example shown in FIG. 5, the tapered portion 18C is formed only on a part of the two
図6に示す第4の例に係る第2の中間シール材13Dは、上記2つの側面部31,32にそれぞれリブ形状のテーパ部18Dが形成されている。一方の側面の一対のテーパ部18Dは、第2の中間シール材13Dの上面(封口体5に対峙する面)に向かって徐々に間隔が狭くなるように設けられている。
In the second
上述のように、第2の中間シール材13のテーパ部18には、様々なバリエーションが考えられる。
As described above, various variations can be considered for the tapered
図7は、封口体リード6を第2の中間シール材13に圧入した場合の圧入量と圧入荷重との関係を示している。P1〜P2は、封口体リード6のテーパ部17と第2の中間シール材13のテーパ部18とが圧入されている状態である。P2は、封口体リード6の上面部、第1の中間シール材12、及び封口体5の凸状部9が接触した状態である。P2〜P3は、封口体5の凸状部9が第1のシール材12を圧縮している状態である。P3は、封口体リード6の上面と第1の中間シール材12の下面とが、又第1の中間シール材12の上面と封口体5の下面とが接触した状態である。P3〜P4は、封口体リード6の上面が第2の中間シール材13の下面を圧縮している状態である。そして、圧入量がP3〜P4の状態に入るポイント、即ちP3近傍の圧入量で圧入作業を停止することにより、不要に大きな圧入荷重をかけることなく、十分なシール性を得ることができる。
FIG. 7 shows the relationship between the press-fitting amount and the press-fitting load when the sealing
上記構成の電池1によれば、封口体5と封口体リード6との間をシールする部材が第1の中間シール材12と第2の中間シール材13とに分割されているため、第1の中間シール材12の横方向(図1中D方向)への伸張が吸収される。これにより、第1の中間シール材12のシール性を高めるためにこれを強く圧縮しても、当該伸張が第2の中間シール材13を変動させることはなく、圧力変形素子7、遮断箔8等の位置決めに悪影響を与えることはない。
According to the battery 1 having the above configuration, the member that seals between the sealing
また、封口体リード6と第2の中間シール材13とがテーパ部17,18により圧入される構造により、第2の中間シール材13の平面部25と封口体リード6の上面部とがそれほど強く圧接されていなくても、第2の中間シール材13の十分な保持及びシール性を実現することができる。これにより、第1の中間シール材12及び第2の中間シール材13の各厚さT1,T2を高い精度で同一にすることを要することなく、良好なシール性を実現することが可能となる。
Further, due to the structure in which the sealing
以上のように、本実施の形態に係る電池1によれば、シール性の向上、位置決め精度の向上、部材間の寸法ばらつきの吸収等を同時に実現することが可能となる。 As described above, according to the battery 1 according to the present embodiment, it is possible to simultaneously realize improvement in sealing performance, improvement in positioning accuracy, absorption of dimensional variations between members, and the like.
尚、本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能なものである。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 電池
2 筺体
3 集電体
4 外部接続端子
5 封口体
6 封口体リード
7 感圧変形素子
8 遮断箔
9 凸状部
11 上側シール材
12 第1の中間シール材
13,13A,13B,13C,13D 第2の中間シール材
14 集電体ホルダー
17,17A,17B,17C,17D テーパ部
18,18A,18B,18C,18D テーパ部
21,22 通孔
25 平面部
27 穴
30 外縁部
31,32 側面部
A 所定間隔
D 第1の中間シール材の伸張方向
T1 第1の中間シール材の厚さ
T2 第2の中間シール材の厚さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記筺体内に形成された電流経路を介して前記集電体と接続し、一部が前記筺体外に露出する外部接続端子と、
前記筺体の開口部を封止する封口体と、
前記封口体よりも前記筺体の内部側に配置され、前記電流経路の一部を構成する封口体リードと、
前記電流経路の一部を構成し、前記筺体の内圧に応じて変形する感圧変形素子と、
通常時には前記電流経路の一部を構成し、前記感圧変形素子が所定量以上変形した時に破断することにより前記電流経路を遮断する遮断箔と、
前記封口体と前記封口体リードとの間において前記外部接続端子の近傍に配置される第1のシール材と、
前記封口体と前記封口体リードとの間において前記第1のシール材より前記外部接続端子から離れた位置に配置される第2のシール材と、
を備え、
前記封口体リード及び前記第2のシール材には、これらを互いに圧入させるためのテーパ部が形成されている、
を備える電池。 A current collector housed in the housing;
An external connection terminal that is connected to the current collector through a current path formed in the housing and is partially exposed to the housing;
A sealing body for sealing the opening of the housing;
A sealing body lead that is disposed on the inner side of the housing than the sealing body and forms a part of the current path;
A pressure-sensitive deformation element that constitutes a part of the current path and deforms according to the internal pressure of the housing;
A part of the current path is normally configured, and a blocking foil that interrupts the current path by breaking when the pressure-sensitive deformation element is deformed by a predetermined amount or more,
A first sealing material disposed in the vicinity of the external connection terminal between the sealing body and the sealing body lead;
A second sealing material disposed between the sealing body and the sealing body lead at a position farther from the external connection terminal than the first sealing material;
With
The sealing body lead and the second sealing material are formed with a tapered portion for press-fitting them together.
A battery comprising:
請求項1に記載の電池。 The portion other than the tapered portion of the second sealing material is thinner than the first sealing material,
The battery according to claim 1.
前記第1のシール材は、前記凸状部と当接し、
前記第2のシール材は、集電体ホルダーと当接又は一体化している、
請求項1又は2に記載の電池。 The sealing body includes a convex portion protruding to the sealing body lead side,
The first sealing material is in contact with the convex portion,
The second sealing material is in contact with or integrated with the current collector holder;
The battery according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電池。 The first sealing material is in contact with or integrated with an upper sealing material that seals the upper surface side of the sealing body,
The battery according to any one of claims 1 to 3.
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