JP2013157232A - 電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】かしめることで取り付けられる電極端子を備える電池であって、効率よく生産することのできる電池を提供すること。
【解決手段】発電要素120と、発電要素120を収容する電池容器100と、発電要素120に接続される集電体130と、集電体130に接続される電極端子200とを備える電池であって、少なくとも一部が電池容器100と集電体130との間に配置されたパッキン230を備え、電極端子200には、電池容器100に、パッキン230を介して集電体130を固定する第一リベット210が備えられ、集電体130およびパッキン230の少なくとも一方の第一リベット210の近傍の位置に、空隙部208が設けられている。
【選択図】図2

Description

本発明は、発電要素が収容された電池容器と、発電要素と接続された電極端子とを備える電池に関する。
近年、世界的な環境問題への取り組みとして、従来のガソリン自動車に代えてハイブリッド自動車および電気自動車等の、動力源としてモータを備える自動車が普及し始めている。
また、これらハイブリッド自動車等に備えられたモータに電力を供給する電源として、リチウムイオン二次電池などの各種電池が広く活用されている。
このような電池は、例えば、発電要素が収容された電池容器と、発電要素と接続された電極端子とを備えている。また、電極端子は、一般に、電池容器の蓋体を貫通した状態で電池容器に取り付けられており、発電要素からの電流を、電池容器の外方に導出する役割を担っている。
このような構造の電池を使用する場合、例えば、電極端子に大きな外力が作用することが考えられるため、電極端子を電池容器に強固に固定するための工夫が必要となる。
そこで、従来、かしめ部材を有する電極端子を備える電池が提案されている(例えば特許文献1参照)。この電池によれば、電極端子が、電池容器の内方に延びる複数のかしめ部材によって電池容器内の電極板と接続される。これにより、電極端子の回転および破損等が防止される。
特開2009−231140号公報
ここで、電極端子に設けられたかしめ部材(例えばリベット)をかしめ機を用いてかしめる場合、かしめる際の押圧力により、リベットと接触している集電体またはパッキン等の部材のリベットの近傍部分に歪み(例えば、リベットの軸方向の反り)が生じることがある。
例えばパッキンに歪みが生じた場合、リベットとパッキンとの間に微小な隙間が生じる可能性がある。つまり、リベットと電池容器との間の気密性が維持されない可能性がある。このように気密不良が発生した電池は、例えば廃棄処分され、このことは、例えば電池の生産効率の低下および生産コストの上昇を招く一因ともなる。
また、昨今の蓄電素子の大容量化および大電流化に伴い、発電要素と電極端子との電気的な接続部分の接触面積を広くし、これにより、当該接続部分におけるエネルギーの損失を可及的に抑制したいとの課題がある。
しかし、発電要素と電極端子との間を電気的に接続する役目を担う集電体に、上述のように歪みが生じた場合、この歪みを要因として、集電体と電極端子との間の接触面積が、本来的に期待される面積より小さくなる可能性、つまり接触不良が発生する可能性もある。その結果、集電体と電極端子との接触部分におけるエネルギー損失が増大する可能性がある。
本発明は、上記従来の課題を考慮し、かしめることで取り付けられる電極端子を備える電池であって、効率よく生産することのできる電池を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る電池は、発電要素と、前記発電要素を収容する電池容器と、前記発電要素に接続される集電体と、前記集電体に接続される電極端子とを備える電池であって、少なくとも一部が前記電池容器と前記集電体との間に配置されたパッキンを備え、前記電極端子には、前記電池容器に、前記パッキンを介して前記集電体を固定する第一リベットが備えられ、前記集電体および前記パッキンの少なくとも一方の前記第一リベットの近傍の位置に、空隙部が設けられている。
この構成によれば、電池容器を貫通する第一リベットをかしめる際に、集電体またはパッキンに発生する歪みは、空隙部に吸収される。これにより、リベットをかしめる際の押圧力に起因する気密不良または接触不良等の不具合の発生は抑制される。
従って、本態様の電池は、かしめることで取り付けられる電極端子を備える電池であって、効率よく生産することができる電池である。
また、本発明の一態様に係る電池において、前記空隙部は、前記集電体に設けられ、かつ、少なくとも前記電池容器の内方側に開口しているとしてもよい。
この構成によれば、空隙部は集電体に設けられる。これにより、例えば、簡単な構造で、第一リベットをかしめることに起因する電極端子と集電体との間の接触不良の発生が抑制される。
また、本発明の一態様に係る電池において、前記空隙部は、前記集電体を貫通する第一空隙部と、前記第一空隙部に連続するように前記パッキンに設けられた第二空隙部とを有するとしてもよい。
この構成によれば、集電体の第一空隙部とパッキンの第二空隙部とが、集電体とパッキンとの重なり方向に連続して配置される。そのため、例えば、空隙部が、第一リベットをかしめる際に集電体およびパッキンに発生する応力を逃がす手段としてより効果的に作用する。
また、本発明の一態様に係る電池において、前記空隙部は、前記第一リベットを囲むように設けられているとしてもよい。
この構成によれば、空隙部は、例えば、第一リベットを中心として様々な方向に発生し得る歪みを、より確実に吸収することができる。
また、本発明の一態様に係る電池において、前記電極端子はさらに、前記第一リベットに並んで配置された第二リベットを有し、前記第二リベットは、前記電池容器に、前記パッキンを介して前記集電体を固定し、前記空隙部の少なくとも一部は、前記第一リベットおよび前記第二リベットの間に設けられているとしてもよい。
この構成によれば、例えば第一リベットと第二リベットとが順次かしめられる場合に、それぞれのかしめ工程で発生する歪みは、第一リベットと第二リベットとの間に設けられた空隙部によって吸収される。つまり、2本のリベットのそれぞれをかしめることに起因する気密不良または接触不良等の不具合の発生は抑制される。
本発明によれば、かしめることで取り付けられる電極端子を備える電池であって、効率よく生産することのできる電池を提供することができる。
本発明の実施の形態1における電池の内部構造の概要を示す斜視図である。 実施の形態1の電池における電極端子の取付け構造の一例を示す部分断面図である。 実施の形態1の電池における電極端子の取付け部分の下面図である。 実施の形態1における電極端子の取付け工程の一例を示す断面図である。 実施の形態1における空隙部の第一の変形例を示す下面図である。 実施の形態1における空隙部の第二の変形例を示す下面図である。 実施の形態1における空隙部の第三の変形例を示す下面図である。 実施の形態1における空隙部の第四の変形例を示す断面図である。 実施の形態1における空隙部の第五の変形例を示す断面図である。 実施の形態1における空隙部の第六の変形例を示す断面図である。 実施の形態1における空隙部の第七の変形例を示す断面図である。 本発明の実施の形態2における電極端子の外観を示す斜視図である。 実施の形態2の電池における電極端子の取付け構造の一例を示す部分断面図である。 実施の形態2の電池における電極端子の取付け部分の下面図である。 実施の形態2における空隙部の第一の変形例を示す下面図である。 実施の形態2における空隙部の第二の変形例を示す下面図である。 実施の形態2における空隙部の第三の変形例を示す下面図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態における電池について説明する。なお、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示したものではない。
また、以下で説明する各実施の形態では、本発明の好ましい一具体例が示されている。各実施の形態で示される数値、形状、構成要素、構成要素の配置および接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、特許請求の範囲によって限定される。よって、以下の各実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素は、本発明の課題を達成するのに必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成する要素として説明される。
(実施の形態1)
まず、図1を用いて、本発明の実施の形態1における電池10の全般的な説明を行う。
図1は、本発明の実施の形態1における電池10の内部構造の概要を示す斜視図である。つまり、図1は、電池10の内部構造を図示するために、後述する電池容器100の一部の図示が省略された図である。
電池10は、電気を充電し、また、電気を放電することのできる二次電池であり、例えば、非水電解質二次電池である。非水電解質電池としては、例えば、正極活物質がコバルト酸リチウムなどのリチウム遷移金属酸化物であり、負極活物質が炭素材料であるリチウムイオン二次電池を挙げることができる。なお、電池10の種類は、非水電解質二次電池には限定されず、非水電解質二次電池以外の二次電池であってもよく、また、乾電池などの一次電池であってもよい。
図1に示すように、実施の形態1における電池10は、電池容器100と、電極端子200と、電極端子300とを備える。本実施の形態では、電極端子200は正極の端子であり、電極端子300は負極の端子である。
本実施の形態では、電極端子200は、基体201と、第一リベット210と、第二リベット220とを有する。また、電極端子300は、基体301と、第一リベット310と、第二リベット320とを有する。
基体201および基体301は、中実(solid)の導電体である。また、基体201および基体301の形状は、本実施の形態では、直方体であるが、基体201および基体301の形状に特に限定はなく、円柱等の直方体以外の形状であってもよい。
電池容器100は、金属からなる矩形筒状で底を備える本体と、当該本体の開口を閉塞する金属製の蓋板110とで構成されている。また、電池容器100は、発電要素120等を内部に収容後、蓋板110と本体とが溶接等されることにより、内部を密封する構造を有する。
また、電極端子200は、電池容器100の気密性を保つためのパッキン230を介して電池容器100の蓋板110に取り付けられている。電極端子300も同様にパッキン330を介して電池容器100の蓋板110に取り付けられている。
具体的には、図1に示すように、電極端子200の基体201は、電池容器100の外側に配置され、電極端子200の、第一リベット210および第二リベット220は、電池容器100の蓋板110を貫通している。
電極端子300も同様に電池容器100に配置されている。つまり、基体301は、電池容器100の外側に配置され、第一リベット310および第二リベット320は、電池容器100の蓋板110を貫通している。
なお、基体201および301それぞれの例えば上面には、図示しないボルト穴等の連結部が形成されており、これら連結部に取り付けられた導電部材を介して、モータ等の装置に電池10からの電力が供給される。
また、本実施の形態では、図1に示すように、電極端子200の2本のリベット(210、220)の並び方向は、電池10の横幅の方向(X軸方向)に平行である。しかし、当該並び方向は特定の方向に限定されない。例えば、電極端子200は、2本のリベット(210、220)の並び方向が、電池10の厚みの方向(Y軸方向)に平行となるように、電池10に配置されてもよい。このことは、電極端子300についても同じである。
また、図1に示すように、電池容器100の内方には、発電要素120が収容されており、さらに、正極側の集電体130と、負極側の集電体140とが配置されている。なお、電池10の電池容器100の内部には電解液などの液体が封入される場合があるが、当該液体の図示は省略する。
発電要素120は、詳細な図示は省略するが、正極と負極とセパレータとを備え、電気を蓄えることができる部材である。負極は、銅箔からなる長尺帯状の負極基材の表面に負極活物質層が形成されたものである。正極は、アルミニウム箔からなる長尺帯状の正極基材の表面に正極活物質層が形成されたものである。
セパレータは、樹脂からなる微多孔性のシートである。そして、発電要素120は、負極と正極との間にセパレータが挟み込まれるように層状に配置されたものが、長さ方向に巻き回されることで全体が長円形状となるように形成されている。
また、第一リベット210および第二リベット220は、正極側の集電体130と接続されており、第一リベット310および第二リベット320は負極側の集電体140と接続されている。
集電体130は、発電要素120の正極と電池容器100の側壁との間に配置され、電極端子200と発電要素120の正極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。つまり、電極端子200は、集電体130を介して発電要素120の正極と接続されている。
また、集電体140は、発電要素120の負極と電池容器100の側壁との間に配置され、電極端子300と発電要素120の負極とに電気的に接続される導電性と剛性とを備えた部材である。つまり、電極端子300は、集電体140を介して発電要素120の負極と接続されている。
具体的には、集電体130および140のそれぞれは、電池容器100の側壁と蓋板110とに沿って屈曲状態で配置される金属製の板状部材である。また、集電体130は、少なくとも一部が電池容器100の蓋板110と集電体130との間に配置されたパッキン230を介して、蓋板110に、第一リベット210および第二リベット220によって固定されている。
集電体140も同様に、パッキン330を介して、蓋板110に、第一リベット310および第二リベット320によって固定されている。さらに、集電体130および140はそれぞれ、発電要素120の正極および負極に溶接などによって固定的に接続されている。
これにより、発電要素120は、電池容器100の内部において、集電体130および140により、蓋板110から吊り下げられた状態で保持される。
なお、集電体130は、正極と同様、アルミニウムで形成され、集電体140は、負極と同様、銅で形成されている。
また、集電体130および140と発電要素120の正極および負極との接合方法は特定の方法に限定されない。例えば、集電体130および140の一部を折り曲げることにより溶接用のフィン(図示せず)を起立させ、当該フィンで発電要素120の正極および負極を挟み込みつつ溶接により接合する方法が採用される。
次に、電極端子200の取付け部分の詳細について図2を用いて説明する。
なお、本実施の形態において、正極側の電極端子200と負極側の電極端子300とは同一の構造であり、同一の技術的特徴を有する。また集電体(130、140)およびパッキン(230、330)も正極側と負極側とで同一の構造であり、同一の技術的特徴を有する。
そのため、以下、電極端子200およびその周辺部分についての説明を中心に行い、電極端子300およびその周辺部分についての詳細な説明を省略する。
図2は、実施の形態1の電池10における電極端子200の取付け構造の一例を示す部分断面図である。
具体的には、図2に示す断面図は、図1における電池10の奥行き方向(Y軸方向)の中央付近をXZ平面に平行に切断した場合の、電極端子200付近の断面を示している。
図2に示すように、電極端子200は、パッキン230を介して蓋板110に取り付けられている。
パッキン230は、例えば樹脂を成型することで作製されており、電池容器100の、第一リベット210の取り付け部分における気密性を保持するための部材である。
なお、パッキン230は、例えば、インサート成型による一体物として蓋板110に設けられてもよい。また、パッキン230は、例えば、図2において上下に分けられた2つの部分から構成されてもよい。
また、第一リベット210は、蓋板110に設けられた第一貫通孔111に挿入され、集電体130を貫通した状態で、図2における下端部がかしめられている。第二リベット220も同様に、蓋板110に設けられた第二貫通孔112に挿入され、集電体130を貫通した状態で、図2における下端部がかしめられている。
パッキン230は、少なくとも一部が電池容器100と集電体130との間に配置されている。本実施の形態では、パッキン230はさらに、第一リベット210の周面を覆うように第一貫通孔111に挿入されている。また、パッキン230は、第二リベット220の周面を覆うように第二貫通孔112に挿入されている。これにより、第一リベット210および第二リベット220と電池容器100との間の気密性が保たれる。
また、電池10では、集電体130およびパッキン230の少なくとも一方の第一リベット210の近傍の位置に、空隙部208が設けられている。
本実施の形態では、空隙部208は、集電体130を貫通する第一空隙部208aと、第一空隙部208aに連続するようにパッキン230に設けられた第二空隙部208bとを有する。
図3は、実施の形態1の電池10における電極端子200の取付け部分の下面図である。
なお、図3では、集電体130、パッキン230、および蓋板110のそれぞれを容易に識別するために、集電体130にドットを付し、パッキン230には波線を付している。このことは、後述する図5A等の下面図でも同じである。
図3に示すように、本実施の形態では、空隙部208の少なくとも一部は、第一リベット210および第二リベット220の間に設けられている。
以上説明した構造を有する電池10の製造工程において、電極端子200が電池容器100に取り付けられる場合、第一リベット210および第二リベット220のそれぞれが順次かしめられる。例えば、最初に第一リベット210がかしめられ、次に第二リベット220がかしめられる。
これにより、電極端子200と集電体130とが連結されるとともに、電極端子200が電池容器100に安定的に固定される。
また、この順次行われるかしめ作業において、電池10に設けられた空隙部208は、かしめ時に発生する歪みを吸収する役割を担っている。
つまり、電池10は、空隙部208を備えることで、リベット(第一リベット210および第二リベット220の少なくとも一方)をかしめる際の押圧力に起因する気密不良等の不具合の発生を抑制することができる。
図4は、実施の形態1における電極端子200の取付け工程の一例を示す断面図である。
図4の(a)に示すように、パッキン230が配置された蓋板110の上方から、第一リベット210および第二リベット220のそれぞれが、パッキン230に設けられた孔に差し込まれる。これにより、第一リベット210の先端部分が、集電体130に設けられた取付孔131に差し込まれる。また、第二リベット220の先端部分が、集電体130に設けられた取付孔132に差し込まれる。
次に、図4の(b)に示すように、例えば、第一リベット210がかしめられる(第一かしめ工程)。具体的には、例えば、第一リベット210の先端が上を向くように、電極端子200を含む構造物全体が配置される。この状態で、かしめ機のポンチによって第一リベット210の先端が上方から押圧されることで第一リベット210がかしめられる。その結果、図4の(b)に示すように、フランジ状の頭部が第一リベット210の先端に形成される。
このとき、第一リベット210に対するかしめ作業の押圧力により、集電体130およびパッキン230には、集電体130およびパッキン230を歪ませようとする応力が生じる。
具体的には、集電体130およびパッキン230それぞれの第一リベット210の近傍の部分が、第一リベット210の軸方向(Z軸方向)に押圧される。そのため、集電体130およびパッキン230には、集電体130およびパッキン230をZ軸方向とは交差する方向に広げようとする応力が生じる。
このような状況において、当該応力に何ら手当てをしない場合を想定する。この場合、集電体130およびパッキン230のそれぞれには、例えば、第一リベット210の近傍の部分を中心とした反りが発生する。
つまり、集電体130およびパッキン230それぞれの、第二リベット220が差し込まれた孔の位置を正規の位置からずれさせるような歪みが発生する。
その結果、例えば、第二リベット220が差し込まれたパッキン230の孔が押し広げられる可能性がある。
また、集電体130に反りが発生することで、例えば、第二リベット220の周面と、集電体130の取付孔132の内面との接触面積が減少する可能性がある。つまり、結果、第二リベット220と集電体130との接続部分におけるエネルギーの損失が増大する可能性がある。
しかしながら、本実施の形態の電池10は、集電体130およびパッキン230の第一リベット210の近傍の位置に空隙部208を有しており、この空隙部208により、上記応力は吸収される。つまり、第一リベット210に対するかしめ作業に起因する集電体130およびパッキン230の歪みは吸収される。
その結果、図4の(c)に示すように、第二リベット220をかしめた場合(第二かしめ工程)、第二リベット220は、パッキン230および集電体130との関係において正規の位置でかしめられる。その結果、第二リベット220の位置における所期の気密性が確保され、かつ、第二リベット220と集電体130との間の所期の接触面積も確保される。
なお、第二リベット220がかしめられる際にも、電極端子200には、Z軸方向に上下から押圧されるため、パッキン230および集電体130には、このかしめ作業に起因する歪みが生じ得る。
しかしながら、第二リベット220がかしめられる際も、第一リベット210がかしめられる際と同様に、パッキン230および集電体130に生じる歪みは空隙部208に吸収される。つまり、第二リベット220に対するかしめ作業に起因する、第一リベット210の位置における気密性の低下、および、第一リベット210と集電体130との間の接触面積の低下は防止される。
このように、本実施の形態の電池10は、第一リベット210に対するかしめ作業に起因する集電体130およびパッキン230の少なくとも一方の歪みを、空隙部208に吸収させることができる。
より具体的には、本実施の形態では、第一リベット210と第二リベット220との間に空隙部208が設けられている。また、空隙部208は、集電体130を貫通する第一空隙部208aと、第一空隙部208aに連続するようにパッキン230に設けられた第二空隙部208bとを有する。
その結果、例えば、2本のリベット(210、220)のうちの一方に対するかしめ作業に起因する、他方のリベットの位置における気密性の低下、および、当該他方のリベットと発電要素120との接続部分におけるエネルギー損失の増加が防止される。
従って、本実施の形態の電池10は、かしめることで取り付けられる電極端子を備える電池であって、効率よく生産することのできる電池である。
なお、電池10は、図2および図3に示す空隙部208の形状および構造とは異なる形状および構造の空隙部を備えてもよい。そこで、以下に、実施の形態1における空隙部208の各種の変形例を説明する。
図5Aは、実施の形態1における空隙部208の第一の変形例を示す下面図である。
図5Bは、実施の形態1における空隙部208の第二の変形例を示す下面図である。
図5Aに示す空隙部208は、図3に示す空隙部208とは異なり、集電体130およびパッキン230のY軸方向の一方の端縁まで延設された溝である。
また、図5B示す空隙部208は、第一空隙部208aと第二空隙部208bとで形状が異なる。具体的には、第一空隙部208aは、集電体130のY軸方向の一方の端縁まで到達する溝であり、第二空隙部208bは、集電体130をY軸方向に貫通(横断)する溝である。
つまり、第一空隙部208aは、集電体130を複数に分断しないように集電体130に形成されていればよい。
また、第二空隙部208bは、第一リベット210および第二リベット220と電池容器100との間の気密性を実質的に低下させない位置に形成されていればよい。つまり、第二空隙部208bは、例えば図5Bに示すように、パッキン230の電池容器100の内部に配置される部分を左右に分断するように設けられていてもよい。
なお、図5Bに示す空隙部208おいて、空隙部208bのX軸方向の幅を大きくする場合には、集電体130と蓋板110との間の絶縁性を確保するために、必要に応じ、EPDM(エチレンプロピレンジエンターポリマー)ゴムなどの柔軟性を有する絶縁部材を、空隙部208bに挿入してもよい。
また、空隙部208は、分離された複数の部分によって構成されていてもよい。
図5Cは、実施の形態1における空隙部208の第三の変形例を示す下面図である。
図5Cに示す空隙部208は、下面視において2本の溝と認識される態様で集電体130およびパッキン230に設けられている。
この場合も、空隙部208によって形成される空隙の容積は、図3に示す空隙部208によって形成される空隙の容積よりも大きくなる。その結果、例えば、集電体130およびパッキン230の変形能力が向上し、これにより、集電体130およびパッキン230における歪みに対する吸収能力が向上する。
また、空隙部208は、集電体130およびパッキン230の双方に設けられていなくてもよい。
図6Aは、実施の形態1における空隙部208の第四の変形例を示す断面図である。
図6Bは、実施の形態1における空隙部208の第五の変形例を示す断面図である。
図6Aおよび図6Bに示すように、空隙部208は、集電体130およびパッキン230の少なくとも一方に設けられていればよい。
例えば、パッキン230の柔軟性が高いために、第一リベット210および第二リベット220をかしめる際に発生する歪みの、パッキン230の気密性に与える影響が無視できる程度である場合を想定する。この場合、図6Aに示すように、集電体130にのみ空隙部208が設けられていてもよい。
また、例えば、集電体130の剛性が高いために、第一リベット210および第二リベット220をかしめる際の押圧力による集電体130の歪みの量(変形量)が無視できる程度である場合を想定する。この場合、図6Bに示すように、パッキン230にのみ空隙部208が設けられていてもよい。
また、空隙部208は、集電体130、および、パッキン230の電池容器100の内部に配置される部分を、第一リベット210の軸方向(Z軸方向)に貫通していなくてもよい。つまり、空隙部208が、蓋板110の裏面(電池容器100の内方側の面)まで到達していなくてもよい。
図7Aは、実施の形態1における空隙部208の第六の変形例を示す断面図である。
図7Bは、実施の形態1における空隙部208の第七の変形例を示す断面図である。
図7Aに示す空隙部208は、集電体130を貫通する第一空隙部208aと、パッキン230の電池容器100の内部に配置される部分を貫通しない第二空隙部208bとを有する。
また、図7Bに示す空隙部208は、ともに、電池容器100の外方側に開口せず、かつ、電池容器100の内方側に開口する、第一空隙部208aと第二空隙部208bとを有する。
空隙部208が、図7Aおよび図7Bのいずれの構造を採用した場合であっても、集電体130およびパッキン230に生じる歪みを吸収することは可能である。
なお、図6A〜図7Bそれぞれの空隙部208の下面視における形状は、例えば、図3、および、図5A〜図5Cのいずれの形状であってもよい。
また、電池容器100の外方側に開口しない空隙部208の断面形状は、図7Aおよび図8Aに示されるような半円状または円弧状以外にも、楔状や矩形状であってもよい。
また、図2、図6A、図7Aおよび図7Bのそれぞれに示す空隙部208は、集電体130に設けられ、かつ、少なくとも電池容器100の内方側に開口している空隙部の一例である。
また、空隙部208は、例えば図3に示すように、長尺状でなくてもよく、下面視において、円形、楕円形または多角形であってもよい。
つまり、空隙部208の形状および構造は、特定の形状および構造に限定されない。空隙部208の形状および構造は、例えば、集電体130およびパッキン230の材質、または、第一リベット210および第二リベット220をかしめる際の押圧力に応じて決定されればよい。
(実施の形態2)
次に、実施の形態2として、リベットを一本のみ有する電極端子を備える電池10について説明する。
図8は、実施の形態2における電極端子250の外観を示す斜視図である。
なお、実施の形態2における電池10は、正極側および負極側の電極端子として、図8に示す電極端子250が取り付けられている点のみが、実施の形態1における電池10と異なる。
そのため、実施の形態2における電池10の特徴的な構造について説明し、実施の形態2における電池10のその他の詳細についての説明は省略する。
図8に示すように、実施の形態2における電極端子250は、基体251と、リベット260とを備える。リベット260は、本発明の一態様に係る電池における第一リベットの一例である。
基体251は、中実(solid)の導電体であり、その形状は、本実施の形態では直方体である。しかし、基体251の形状は、円柱等の直方体以外の形状であってもよい。
図9は、実施の形態2の電池10における電極端子250の取付け構造の一例を示す部分断面図である。
図10は、実施の形態2の電池10における電極端子250の取付け部分の下面図である。
図9に示すように、電極端子250のリベット260は、電池容器100の一部を構成する蓋板110の第一貫通孔111に挿入され、集電体130を貫通した状態で、電池10に取り付けられる。
パッキン230は、少なくとも一部が電池容器100と集電体130との間に配置されている。本実施の形態では、パッキン230はさらに、リベット260の周面を覆うように、第一貫通孔111に挿入されている。これにより、リベット260と電池容器100との間の気密性が保たれる。
また、図9および図10に示すように、実施の形態では、集電体130およびパッキン230のリベット260の近傍の位置に、空隙部208が設けられている。
つまり、実施の形態2における空隙部208は、集電体130、および、パッキン230の電池容器100の内部に配置される部分をリベット260の軸方向(Z軸方向)に貫通している。
実施の形態2における電池10では、当該空隙部208によって、リベット260をかしめる際の押圧力に起因する、集電体130およびパッキン230の少なくとも一方に発生する歪み(例えば、例えば、Z軸方向の反り)が吸収される。その結果、リベット260をかしめる際の押圧力に起因する気密不良等の不具合の発生を抑制することができる。
なお、実施の形態2における空隙部208は、実施の形態1における空隙部208と同じく、各種の形状および構造を採用し得る。
実施の形態2における空隙部208は、例えば図5Aおよび図5Bで示したように、集電体130およびパッキン230のY軸方向の一方の端縁まで延設されていてもよい。
また、実施の形態2における空隙部208は、例えば図6Aおよび図6Bで示したように、集電体130およびパッキン230の少なくとも一方に備えられればよい。
また、実施の形態2における空隙部208は、例えば図7Aおよび図7Bで示したように、集電体130およびパッキン230のそれぞれを貫通していなくてもよい。
また、実施の形態2における空隙部208は、例えば図5Cに示すように、分離された複数の部分によって構成されていてもよい。
また、実施の形態2における空隙部208は、例えば、リベット260を囲むように、集電体130およびパッキン230の少なくとも一方に設けられていてもよい。
図11Aは、実施の形態2における空隙部208の第一の変形例を示す下面図である。
図11Bは、実施の形態2における空隙部208の第二の変形例を示す下面図である。
図11Cは、実施の形態2における空隙部208の第三の変形例を示す下面図である。
実施の形態2における空隙部208は、例えば、図11Aに示すように、リベット260を囲むように設けられた複数の溝によって構成されていてもよい。
また、実施の形態2における空隙部208は、例えば、図11Bに示すように、リベット260を囲むように設けられた1つの円弧状の溝によって構成されていてもよい。
また、実施の形態2における空隙部208は、例えば、図11Cに示すように、リベット260を囲むように設けられた複数の円弧状の溝によって構成されていてもよい。
図11A〜図11Cに示すように、リベット260を囲むように空隙部208が設けられることで、例えば、リベット260を中心として様々な方向に発生し得る歪みを、空隙部208によって、より確実に吸収することができる。
以上、本発明に係る電池について、実施の形態1、2およびこれらの変形例に基づいて説明した。しかしながら、本発明は、これら実施の形態および変形例に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各実施の形態またはその変形例に施したものも、あるいは、上記説明された複数の構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。
例えば、図11A〜図11Cに示す、リベット260を囲むように設けられた空隙部208が、実施の形態1の電池10に備えられてもよい。また、空隙部208は、リベット260の軸方向(Z軸方向)に、集電体130、および、パッキン230の電池容器100の内部に配置される部分を貫通していなくてもよい。
つまり、空隙部208が、第一リベット210および第二リベット220の少なくとも一方を囲むように、空隙部208が集電体130およびパッキン230の少なくとも一方に設けられていてもよい。
また、電池10が備える電極端子が有するリベットの本数に特に限定はなく、電池10は、3本以上のリベットを有する電極端子を備えてもよい。
本発明は、かしめることで取り付けられる電極端子を備える電池であって、効率よく生産することのできる電池を提供することができる。従って、本発明に係る電池は、大電流を長時間必要とする自動車等に搭載される電池として有用である。
10 電池
100 電池容器
110 蓋板
111 第一貫通孔
112 第二貫通孔
120 発電要素
130、140 集電体
131、132 取付孔
200、250、300 電極端子
201、251、301 基体
208 空隙部
208a 第一空隙部
208b 第二空隙部
210、310 第一リベット
220、320 第二リベット
230、330 パッキン
260 リベット

Claims (5)

  1. 発電要素と、前記発電要素を収容する電池容器と、前記発電要素に接続される集電体と、前記集電体に接続される電極端子とを備える電池であって、
    少なくとも一部が前記電池容器と前記集電体との間に配置されたパッキンを備え、
    前記電極端子には、前記電池容器に、前記パッキンを介して前記集電体を固定する第一リベットが備えられ、
    前記集電体および前記パッキンの少なくとも一方の前記第一リベットの近傍の位置に、空隙部が設けられている
    電池。
  2. 前記空隙部は、前記集電体に設けられ、かつ、少なくとも前記電池容器の内方側に開口している
    請求項1に記載の電池。
  3. 前記空隙部は、前記集電体を貫通する第一空隙部と、前記第一空隙部に連続するように前記パッキンに設けられた第二空隙部とを有する
    請求項1または2に記載の電池。
  4. 前記空隙部は、前記第一リベットを囲むように設けられている
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の電池。
  5. 前記電極端子はさらに、前記第一リベットに並んで配置された第二リベットを有し、
    前記第二リベットは、前記電池容器に、前記パッキンを介して前記集電体を固定し、
    前記空隙部の少なくとも一部は、前記第一リベットおよび前記第二リベットの間に設けられている
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の電池。
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