JP2013161686A - 蓄電装置、及び車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】スペースの有効利用を図ること。
【解決手段】正極集電群21と負極集電群22を折り曲げて、かつその内方に正極集電板23と負極集電板24をそれぞれ接合する。これによれば、正極集電群21と負極集電群22を折り曲げた時に内方側に形成されるスペースを、正極集電板23及び負極集電板24を接合するためのスペースとして利用できる。
【選択図】図1

Description

本発明は、蓄電装置、及びその蓄電装置を搭載した車両に関する。
EV(Electric Vehicle)やPHV(Plug in Hybrid Vehicle)などの車両には、原動機となる電動機への供給電力を蓄える蓄電装置としてリチウムイオン電池などの二次電池が搭載されている。この種の二次電池は、例えば、特許文献1に開示されている。特許文献1の二次電池50は、図9に示すように、外装体51内に電極体52を収容するとともに、その電極体52に端子部材53を接続することによって構成される。電極体52は、金属箔からなる負極集電体54aに負極用活物質層54bを塗布した負極電極54と、金属箔からなる正極集電体55aに正極用活物質層55bを塗布した正極電極55と、を備える。そして、電極体52は、負極電極54と正極電極55の間を絶縁するセパレータ56を介在させて層状に形成されている。また、負極電極54の負極集電体54aと正極電極55の正極集電体55aのそれぞれには、活物質が塗布されていない領域に端子部材53が接続されている。
特開2002−298825号公報
二次電池50の外装体51には、その外装体51の体格(サイズ)に応じて設定されるスペース内に、二次電池50を発電要素として機能させるために必要な電極体52や端子部材53などを収容しなければならない。一方、二次電池50の体格は、車両などにおける二次電池の搭載スペースを考慮すると、無限に大きくすることは難しい。このため、二次電池50の設計製造に際しては、限られたスペースを有効に利用できる構造とすることが望まれている。
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであり、その目的は、スペースの有効利用を図り得る蓄電装置、及び車両を提供することにある。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、正極電極と負極電極との間を絶縁してこれらを積層して層状をなす電極体と、各電極からの電気をそれぞれ取り出す端子と、前記各電極と各端子とを接続する接続部材と、を備えた蓄電装置において、各電極の縁部に形成されるとともに活物質が塗布されていない集電部と、同極の集電部を前記電極体における積層方向の一端から他端までの範囲内で集められて形成される集電群と、を備え、前記集電群における積層方向の一方の最外面には、前記接続部材と電気的に接続される接続部を有し、前記集電群の少なくとも1つには、前記接続部側に湾曲もしくは屈曲させた曲げ部と、前記曲げ部から前記積層方向に延出し、かつ前記接続部を有する延出部とが形成されていることを要旨とする。
これによれば、集電群に曲げ部を形成し、かつ接続部材を曲げ部の内方に接続するので、集電群と接続部材の接続に必要なスペースを縮小することができる。具体的に言えば、背景技術で開示した二次電池のように端子部材を曲げ部の外方に接続する場合に比して、スペースを縮小することができる。このようにスペースを縮小すれば、そのスペースの有効利用を図ることができる。例えば、縮小スペースに応じて蓄電装置の体格の小型化を図り得る。また、電極体などの収容スペースを同等とする場合には、縮小スペースを他の部材の収容スペースに置き換えることや、縮小スペースに応じて活物質の塗布量を増加させることによって出力の増加を図り得る。したがって、本発明の構成により、前述したようにスペースの有効利用を図ることができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の蓄電装置において、前記接続部材には、前記曲げ部に接する側縁に面取部が形成されていることを要旨とする。
これによれば、集電部を湾曲させる場合、その曲げ部分には応力がかかる。このため、曲げ部分に面取りを施していない接続部材を接するようにした場合には、集電部を破断させる可能性がある。しかし、本発明によれば、集電部の破断などを抑制することができる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置において、前記集電群は、前記積層方向に位置する前記電極体の片側に前記集電部が集められて形成されていることを要旨とする。
これによれば、集電群に接続される接続部材の断面積を大きくすることができる。蓄電装置では、接続部材の断面積に応じて集電抵抗が変化する。このため、接続部材の断面積を大きくすることで、集電効率を向上させることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の蓄電装置において、前記曲げ部と前記延出部が形成された前記集電群の全てには、同一方向に湾曲もしくは屈曲させた曲げ部が形成されていることを要旨とする。これによれば、接続部材の配列を均一化できる。したがって、接続部材に対する端子の接続が容易となる。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の蓄電装置において、前記電極体に形成される全ての集電群には、前記曲げ部と前記延出部が形成されていることを要旨とする。これによれば、集電群の全てが湾曲もしくは屈曲されるので、集電群と接続部材の接続に必要なスペースを、より顕著に縮小することができる。
請求項6に記載の発明は、請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の蓄電装置において、前記接続部材は、前記延出部の延出方向に沿う長さが、前記電極体における積層方向の一端から他端までの範囲内で設定されていることを要旨とする。これによれば、接続部材が電極体における積層方向の一端から他端までの範囲に収まる。つまり、電極体の外に接続部材が突出しない。したがって、絶縁性を容易に確保できる。また、デッドスペースの発生を抑制できる。
請求項7に記載の発明は、請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の蓄電装置において、前記集電群において前記接続部材が接続されていない他方の面側には、絶縁部材が配置されていることを要旨とする。これによれば、集電群の絶縁性を確保することができる。
請求項8に記載の発明は、蓄電装置に蓄えられた電力を電動機に供給して走行する車両において、前記蓄電装置として請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載の蓄電装置を搭載したことを要旨とする。
これによれば、蓄電装置の小型化が図られている場合には、車両における蓄電装置の搭載スペースを縮小することができるので、そのスペースを、その他の搭載スペースに有効利用することができる。例えば、蓄電池をさらに搭載することもできる。また、蓄電池の出力増加が図られている場合には、車両の走行性能を向上させることができる。
本発明によれば、スペースの有効利用を図ることができる。
二次電池の分解斜視図。 二次電池の外観を示す斜視図。 電極体の構成要素を示す分解斜視図。 集電板の斜視図。 電槽缶に挿入された電極体を示す断面図。 集電部を束ねる様子を説明する説明図。 集電板が接続された集電群を説明する説明図。 折り曲げた集電群を説明する説明図。 従来の集電群と集電板の接続態様を説明する断面図。
以下、本発明を具体化した一実施形態を図1〜図8にしたがって説明する。
蓄電装置としての二次電池2には、図1及び図2に示すように、金属製の電槽缶3に電極体5が収容されている。電槽缶3は、四角箱状の本体部材4と、本体部材4の開口部4aを閉塞する矩形平板状の蓋部材6とからなる。本体部材4と蓋部材6は、何れも金属製(例えば、ステンレスやアルミニウム)である。また、本実施形態の二次電池2は、その外郭が角型をなす角型電池である。また、本実施形態の二次電池2は、リチウムイオン電池である。
電極体5には、当該電極体5から電気を取り出すための正極端子7と負極端子8が電気的に接続されている。そして、これらの正極端子7と負極端子8は、蓋部材6に所定の間隔をあけて並設された一対の開口孔6aから電槽缶3の外部に露出されている。また、正極端子7及び負極端子8には、電槽缶3から絶縁するためのリング状の絶縁部材9aがそれぞれ取り付けられている。また、電槽缶3を構成する本体部材4の内面には、図5に示すように、金属製の本体部材4と内部に収容された電極体5とを絶縁するための絶縁部材としての絶縁シート9bが取着されている。また、電槽缶3を構成する蓋部材6の内面には、図5に示すように、金属製の蓋部材6と内部に収容された電極体5とを絶縁するための絶縁部材としての絶縁シート9cが取着されている。
電極体5は、図3に示すように、正極電極となる正極シート10と負極電極となる負極シート11と、を備える。正極シート10は、正極用金属箔(本実施形態ではアルミニウム箔)13と、その両面に正極用活物質を塗布してなる正極用活物質層14を有する。負極シート11は、負極用金属箔(本実施形態では銅箔)17と、その両面に負極用活物質を塗布してなる負極用活物質層18を有する。そして、電極体5は、正極シート10と負極シート11の間を絶縁するセパレータ12を介在させて層状をなす積層体とされている。電極体5は、例えば図6に示すように、複数の正極シート10と複数の負極シート11を積層して構成される。すなわち、電極体5には、正極シート10と、負極シート11と、セパレータ12とからなる組が複数組、設けられている。
図3に示すように、正極シート10の縁部の一部には、正極用金属箔13からなる正極タブ状部15が形成されている。この正極タブ状部15は、正極用活物質層14を塗布していない領域となる正極集電部16を有する。本実施形態において正極集電部16は、正極タブ状部15の全域とされている。そして、本実施形態において正極集電部16は、正極シート10の縁部に形成されている。また、正極タブ状部15及び正極集電部16は、電極体5を構成する各正極シート10において同位置に同一形状で形成されている。
負極シート11の縁部の一部には、負極用金属箔17からなる負極タブ状部19が形成されている。この負極タブ状部19は、負極用活物質層18を塗布していない領域となる負極集電部20を有する。本実施形態において負極集電部20は、負極タブ状部19の全域とされている。そして、本実施形態において負極集電部20は、負極シート11の縁部に形成されている。また、負極タブ状部19及び負極集電部20は、電極体5を構成する各負極シート11において同位置に同一形状で形成されている。なお、正極シート10及び負極シート11では、活物質を塗布した領域が塗工部となり、活物質を塗布していない領域が未塗工部となる。
電極体5を構成する各正極シート10は、それぞれの正極集電部16が積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。同様に、電極体5を構成する各負極シート11は、それぞれの負極集電部20が、正極集電部16と重ならないように積層方向に沿って列状に配置されるように積層される。そして、各正極集電部16は、図1に示すように、電極体5における積層方向の一端から他端までの範囲に集められて正極集電群21とされる。また、各負極集電部20も同様に、図1に示すように、電極体5における積層方向の一端から他端までの範囲に集められて負極集電群22とされる。
正極集電群21には、電極体5と正極端子7を電気的に接続するための接続部材としての正極集電板23が接合される。また、負極集電群22には、電極体5と負極端子8を電気的に接続する接続部材としての負極集電板24が接合される。そして、正極端子7と正極集電板23は、図5に示すように、過電流保護回路25を介して電気的に接続される。同様に、負極端子8と負極集電板24は、図5に示すように、過電流保護回路25を介して電気的に接続される。
正極集電板23及び負極集電板24は、図4に示すように矩形平板状をなす。正極集電板23及び負極集電板24の長手方向に沿う片側の側縁には、厚み方向全体が弧状をなすように面取部26が形成されている。また、正極集電板23及び負極集電板24の短手方向に沿う長さは、電極体5の積層方向に沿う長さよりも短くされている。また、正極集電板23及び負極集電板24の長手方向に沿う長さは、正極集電群21及び負極集電群22に接合した際に、他の部材と干渉しない長さとされている。本実施形態の場合、正極集電板23及び負極集電板24は、図1及び図5に示すように、正極集電群21及び負極集電群22に接合した際、電極体5の積層方向と直交する方向に突出する。具体的には、電槽缶3の本体部材4の内面に向かって突出する。このため、正極集電板23及び負極集電板24は、正極集電群21及び負極集電群22に接合した際に本体部材4の内面と干渉しない長さとされている。また、正極集電板23及び負極集電板24の厚みは、電極体5から必要十分に集電可能とされる厚み(1.5mm程度)とされている。
以下、正極集電群21と正極集電板23、及び負極集電群22と負極集電板24の接合構造を、図6〜図8にしたがって詳しく説明する。なお、図6〜図8には、正極集電群21と正極集電板23の接合構造を図示している。正極集電群21と正極集電板23の接合構造は、負極集電群22と負極集電板24の接合構造と同一構造である。したがって、正極集電群21と正極集電板23の接合構造について以下に説明する。
図6に示すように、正極集電部16を有する正極タブ状部15は、電極体5における積層方向の一端側(図6において右側)から、他端側(図6において左側)に向かって集められる。具体的に言えば、電極体5の一方の片側(一端側)において最も外側に位置する正極集電部16(図中に符号「H1」を付す)が、他方の片側(他端側)において最も外側に位置する正極集電部16(図中に符号「H2」を付す)に接近するように各正極集電部16が集められる。このとき、本実施形態では、一方の片側において最も外側に位置する正極集電部16(H1)の外側に正極集電板23を当接した状態とし、図中に白抜き矢印で示すように他方の片側に向けて移動させることで、各正極集電部16を集める。なお、正極集電板23は、面取部26を正極集電部16に向けて当接させる。また、各正極集電部16を集める際には、他方の片側において最も外側に位置する正極集電部16(H2)の外側に支持部材を配置しておくことで、剛性の低い正極集電部16(正極用金属箔13)が集めやすくなる。支持部材としては、正極集電群21と正極集電板23を接合する際に用いる溶接用電極で良い。
これにより、積層段階で独立していた各正極集電部16は、図7に示すように、他端側に集約されて正極集電群21となる。そして、正極集電群21と正極集電板23は、抵抗溶接によって接合される。これにより、正極集電群21と正極集電板23は、電気的に接続される。抵抗溶接は、接合対象(図6では正極集電群21と正極集電板23)を、正負一対の溶接用電極で挟み込んで溶着する方式である。
本実施形態において各正極タブ状部15は、同一サイズで形成されている。そして、正極集電群21を形成する際には、各正極タブ状部15とともに各正極集電部16を他方の片側に集めている。このため、他方の片側において最外面に位置する正極集電部16(H2)から積層方向への離間距離が長い正極集電部16ほど、他の正極集電部16と重合する領域が小さくなる。具体的に言えば、一方の片側において最外面に位置する正極集電部16(H1)は、他の正極集電部16と重合する領域が小さい。これにより、正極集電群21を構成する全ての正極集電部16と正極集電板23を接合するためには、その溶接部位Wが正極集電群21の根本付近とされる。本実施形態では、溶接部位Wによって正極集電群21と正極集電板23が接続されるとともに、正極集電部16(H1)と正極集電板23の接続部位が接続部となる。なお、各正極集電部16を集める際には、一方の片側において最外面に位置する正極集電部16(H1)の曲がり具合が最もきつくなる。このため、正極集電部16の曲がり部(図7に符号「K」を付す)が破断しないように曲がり具合を調整しながら各正極集電部16を集めると良い。
正極集電群21と正極集電板23の接合後は、図8に示すように、正極集電群21を正極集電板23の先端(面取部26)を曲げ基点として折り曲げる。このときの正極集電群21の曲げ方向は、正極集電群21及び正極集電板23を、一方の片側に向けて倒す方向とされる。つまり、正極集電群21は、正極集電板23が接合される側に曲げられる。これにより、正極集電群21は、正極集電板23が接合される側に湾曲する曲げ部27と、その曲げ部27から積層方向に延出する延出部28の2つの要素によって構成される。また、正極集電群21の延出部28は、正極集電群21と正極集電板23を接続する接続部として溶接部位Wを有する。
図8に示すように正極集電群21を折り曲げた場合、正極集電板23は、正極集電群21の曲げ部27の内方に配置される。また、本実施形態において正極集電板23は、延出部28の内側、すなわち延出部28よりも正極シート10、負極シート11及びセパレータ12の積層体寄りに配置される。つまり、本実施形態において正極集電板23は、正極集電群21を折り曲げることによって内方に形成される空間S内に配置されることになる。この空間Sは、図8に二点鎖線で示すように、正極集電板23を延出部28の外側に配置した場合、デッドスペースとなる。したがって、本実施形態では、正極集電板23を曲げ部27の内方に配置させることにより、デットスペースを削減し、スペースの有効利用を図り得る。
また、正極集電群21を折り曲げた後の正極集電板23は、電極体5における一端から他端の範囲に配置される。そして、本実施形態において正極集電板23の短手方向に沿う長さは、電極体5の積層方向に沿う長さよりも短くされている。このため、正極集電群21の折り曲げによって正極集電板23が電極体5の積層方向に沿って配置されたとしても、電極体5における積層方向の一端から他端までの範囲に収まることになる。なお、正極集電板23の短手方向に沿う長さは、延出部28に沿う長さとなる。
また、正極集電板23の面取部26は、全体が弧状をなすように形成されている。このため、正極集電群21と対向する部位には、第1円弧面R1と第2円弧面R2が存在している。そして、図7に示す状態から正極集電群21を折り曲げる際には第1円弧面R1と第2円弧面R2が弧状とされていることによって正極集電群21(正極集電部16)を破断させることなく折り曲げることができる。また、図8に示す折り曲げ後は、曲げ部27に正極集電板23が当接したとしても、第1円弧面R1と第2円弧面R2が弧状とされていることによって正極集電群21(正極集電部16)の破断を抑制できる。
なお、上記では、正極集電群21と正極集電板23の接合構造を説明したが、負極集電群22と負極集電板24の接合構造も同一構造となる。すなわち、負極集電群22と負極集電板24は、図6〜図8で説明した手順で同様に接合される。これにより、折り曲げ後の負極集電群22は、折り曲げ後の正極集電群21と同様に、負極集電板24が接合される側に湾曲する曲げ部27と、その曲げ部27から積層方向に延出する延出部28の2つの要素によって構成される。また、負極集電群22の延出部28は、負極集電群22と負極集電板24を接続する接続部として溶接部位Wを有する。そして、負極集電群22を折り曲げた場合、負極集電板24は、負極集電群22の曲げ部27の内方に配置される。つまり、負極集電板24についても、負極集電群22を折り曲げることによって内方に形成される空間S内に配置される。
また、本実施形態において正極集電群21と負極集電群22は、図1に示すように、それぞれの正極集電部16と負極集電部20とが同一方向に集められて形成されている。そして、正極集電群21と負極集電群22は、同一方向に折り曲げられる。すなわち、正極集電群21と負極集電群22は、何れも、電極体5の一方の片側に向けて折り曲げられる。また、本実施形態の電極体5には、単一の正極集電群21と単一の負極集電群22とからなる2つの集電群が形成されている。そして、これらの正極集電群21と負極集電群22は、同一方向に折り曲げられることにより、全ての集電群が同一方向に湾曲した曲げ部27を有することになる。なお、正極集電群21に接合される正極集電板23と負極集電群22に接合される負極集電板24は、図1及び図5に示すように、電槽缶3(本体部材4)において電極体5の積層方向に直交する方向で対向する内面のそれぞれに向けて突出する。
以下、本実施形態の二次電池2の作用を説明する。
本実施形態の二次電池2では、正極集電群21を折り曲げた時の内方に正極集電板23が配置される。同様に、二次電池2では、負極集電群22を折り曲げた時の内方に負極集電板24が配置される。これにより、電槽缶3における電極体5の収容スペースにおいて、正極集電群21と正極集電板23、及び負極集電群22と負極集電板24を接合するために必要なスペースが縮小されている。すなわち、図8に二点鎖線で示すように、正極集電群21の上面に正極集電板23を接合した場合は、正極集電板23の厚み分のスペースが必要である。しかし、本実施形態では、そのスペースを正極集電群21の内方側で確保する。その結果、正極集電群21の外方側に必要とされていた正極集電板23の厚み分のスペースが不要となり、正極集電板23を接合するために必要なスペースが縮小される。なお、この点は、負極集電群22と負極集電板24の接合についても同様である。
また、図8に示すように、正極集電板23は、正極集電群21の厚みK分、正極集電群21の内方に配置される。同様に、負極集電板24についても、負極集電群22の厚みK分、負極集電群22の内方に配置される。このため、正極集電群21の厚みK分のスペース、及び負極集電群22の厚みK分のスペースを利用して、図5に示すように、正極端子7と正極集電板23の間、及び負極端子8と負極集電板24の間に、過電流保護回路25を配置させることができる。すなわち、厚みK分のスペースは、他の部品を配置するためのスペースとして有効利用される。したがって、二次電池2の体格の小型化を図り得ることもできる。
また、二次電池2の体格の小型化が図られている場合には、この二次電池2を車両に搭載することで、二次電池2の搭載スペースを縮小することもできる。そして、車両においては、そのスペースを、その他の部品の搭載スペースに有効利用される。換言すると、従来の二次電池と比較して、同じスペースでも、より効率的に車両の原動機となる電動機に電力を供給できる。
したがって、本実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)正極集電群21及び負極集電群22に曲げ部27を形成し、かつ正極集電板23及び負極集電板24を曲げ部27の内方に接続する。これにより、正極集電群21と正極集電板23、及び負極集電群22と負極集電板24のそれぞれの接続に必要なスペースを縮小することができる。具体的に言えば、正極集電板23及び負極集電板24を曲げ部27の外方に接続する場合に比して、スペースを縮小することができる。このようにスペースを縮小すれば、そのスペースの有効利用を図ることができる。例えば、縮小スペースに応じて二次電池2の体格の小型化を図り得る。また、電極体5などの収容スペースを同等とする場合には、縮小スペースを他の部材(例えば過電流保護回路25など)の収容スペースに置き換えることや、縮小スペースに応じて活物質層の塗布量を増加させることによって出力の増加を図り得る。したがって、本実施形態の構成により、スペースの有効利用を図ることができる。
(2)また、上記構成により、電極体5自体の体格の小型化を図ることもできる。また、電極体5を同一体格とした場合には、活物質層の体積を増加させることができる。一方、活物質層の体積を増加させない前提においては、体格の小型化を図ることができるので、電槽缶3における電極体5の収容スペースを縮小でき、二次電池2の体格の小型化に繋がる。また、電槽缶3における電極体5の収容スペースを縮小することにより、電槽缶3内のスペースを有効利用することもできる。
(3)正極集電板23及び負極集電板24の先端に面取部26を形成した。正極集電群21及び負極集電群22を湾曲させる場合は、その曲げ部分には応力がかかる。このため、曲げ部分に面取りを施していない正極集電板23や負極集電板24を接するようにした場合には、正極集電部16(正極集電群21)及び負極集電部20(負極集電群22)を破断させる可能性がある。しかし、正極集電板23及び負極集電板24に面取部26を形成することで、折り曲げの際の破断などを抑制することができる。
(4)また、面取部26は、正極集電板23及び負極集電板24の厚み全体が弧状をなすように形成している。このため、折り曲げる時は勿論のこと、折り曲げ後においても、正極集電部16(正極集電群21)及び負極集電部20(負極集電群22)の破断などを抑制することができる。
(5)正極集電部16及び負極集電部20を、電極体5の片側に集めて形成した。これにより、正極集電群21及び負極集電群22のそれぞれに接合される正極集電板23及び負極集電板24の断面積を大きくすることができる。二次電池2では、正極集電板23及び負極集電板24の断面積に応じて集電抵抗が変化する。このため、正極集電板23及び負極集電板24の断面積を大きくすることで、集電効率を向上させることができる。
(6)正極集電群21と負極集電群22を同一方向に折り曲げている。これにより、正極集電板23及び負極集電板24の配列を均一化できる。したがって、正極集電板23及び負極集電板24のそれぞれに対する正極端子7及び負極端子8の接続が容易となる。
(7)電極体5に形成した全ての正極集電群21及び負極集電群22を折り曲げた。これにより、全ての正極集電群21及び負極集電群22が湾曲されるので、正極集電群21と正極集電板23、及び負極集電群22と負極集電板24のそれぞれの接合に必要なスペースを、より顕著に縮小することができる。
(8)正極集電板23及び負極集電板24の延出部28に沿う長さを、電極体5の積層方向に沿う長さの範囲で設定している。これにより、正極集電群21及び負極集電群22を折り曲げた後の正極集電板23及び負極集電板24は、電極体5における積層方向の一端から他端までの範囲に収まる。つまり、電極体5の外に正極集電板23及び負極集電板24が突出しない。したがって、正極集電板23及び負極集電板24と、その他の部品(電槽缶3など)との絶縁性を容易に確保できる。また、デッドスペースの発生を抑制できる。
(9)電槽缶3の本体部材4及び蓋部材6の各内面には、絶縁シート9b,9cを取着した。蓋部材6の内面は、正極集電板23が接続されていない正極集電部16(H2)側に位置する。同様に、蓋部材6の内面は、負極集電板24が接続されていない負極集電部20側に位置する。したがって、正極集電群21及び負極集電群22と、その他の部品(電槽缶3の蓋部材6など)との絶縁性を確保できる。なお、正極集電板23が接続されていない正極集電部16(H2)側は、集電群において接続部材(正極集電板23)が接続されていない他方の面側となる。同様に、負極集電板24が接続されていない負極集電部20側は、集電群において接続部材(負極集電板24)が接続されていない他方の面側となる。
(10)本実施形態の二次電池2を車両に搭載する場合、二次電池2の小型化が図られているときには、車両における二次電池2の搭載スペースを縮小することができる。したがって、そのスペースを、その他の部品の搭載スペースに有効利用することができる。例えば、二次電池2をさらに搭載することもできる。また、二次電池2の出力増加が図られている場合には、車両の走行性能(燃費、加速度など)を向上させることができる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 実施形態のような積層型の二次電池2に限らず、帯状の正極シートと帯状の負極シートを捲回して層状に積層した捲回型の二次電池に適用しても良い。なお、捲回型の二次電池においても、正極シートと負極シートの間はセパレータを介在させて絶縁される。そして、捲回型の二次電池に適用する場合は、実施形態のように正極タブ状部15(正極集電部16)と負極タブ状部19(負極集電部20)が形成されていれば良い。
○ 正極タブ状部15の全域、及び負極タブ状部19の全域のそれぞれが正極集電部16及び負極集電部20とされていなくても良い。すなわち、正極タブ状部15と負極タブ状部19のそれぞれに塗工部と未塗工部とが形成されていても良い。なお、正極集電部16及び負極集電部20とされる塗工部は、未塗工部よりも外方側(縁部側)に形成される。
○ 正極集電群21と負極集電群22の何れか一方の集電群を折り曲げて、かつ内方に集電板を接合しても良い。この場合であっても、内方に集電板を接合した側において、接合に必要なスペースを縮小することができる。
○ 電極体5に、3つ以上の集電群を形成しても良い。この場合、複数の正極集電群21と単数の負極集電群22の組み合わせ、単数の正極集電群21と複数の負極集電群22の組み合わせ、又は複数の正極集電群21と複数の負極集電群22の組み合わせの何れであっても良い。そして、これらの集電群の全てを折り曲げて、かつ内方に集電板を接合しても良いし、何れか単数又は複数の集電群を折り曲げて、かつ内方に集電板を接合しても良い。
○ 正極集電群21は、正極集電部16を電極体5の中央に向かって集めることによって形成し、その正極集電群21を折り曲げて、かつ内方に正極集電板23を接合しても良い。同様に、負極集電群22は、負極集電部20を電極体5の中央に向かって集めることによって形成し、その負極集電群22を折り曲げて、かつ内方に負極集電板24を接合しても良い。
○ 正極集電群21は、電極体5における最外面に位置する正極集電部16に代えて、その正極集電部16よりも内側(電極体5の中央寄り)の正極集電部16に向けて集めても良い。同様に、負極集電群22は、電極体5における最外面に位置する負極集電部20に代えて、その負極集電部20よりも内側(電極体5の中央寄り)の負極集電部20に向けて集めても良い。
○ 正極集電板23及び負極集電板24の延出部28に沿う長さを、電極体5における積層方向の一端から他端までの長さよりも長くしても良い。この場合、正極集電板23及び負極集電板24は、電極体5の外方に突出することになるが、電槽缶3との絶縁が確保されていれば良い。
○ 接続部材として正極集電板23及び負極集電板24に具体化したが、接続部材は板状に限らない。例えば、円柱状(棒状)の接続部材や、直方体状の接続部材に具体化しても良い。
○ 正極集電板23及び負極集電板24の面取部26は、R面取りやC面取りでも良い。また、正極集電板23及び負極集電板24の先端に転動部材(ローラ)を取り付けても良い。この場合、転動部材が面取部となる。
○ 正極集電群21と負極集電群22を、異なる方向に折り曲げても良い。この場合、曲げ部27は、異なる方向に曲げられることになる。
○ 曲げ部27は、正極集電群21及び負極集電群22を湾曲させて形成したが、正極集電群21及び負極集電群22を屈曲させて形成しても良い。また、正極集電群21及び負極集電群22の曲げ部27の何れか一方を湾曲させて形成し、他方を屈曲させて形成しても良い。
○ 正極集電板23が接続されていない正極集電部16側(他方の面側)に直接、絶縁シートなどの絶縁部材を取着し、正極集電部16と電槽缶3(本体部材4及び蓋部材6)の絶縁性を確保しても良い。同様に、負極集電板24が接続されていない負極集電部20側(他方の面側)に直接、絶縁シートなどの絶縁部材を取着し、負極集電部20と電槽缶3(本体部材4及び蓋部材6)の絶縁性を確保しても良い。つまり、正極集電部16及び負極集電部20と、電槽缶3の絶縁性を確保することができれば、絶縁部材は、実施形態のように電槽缶3の内面に取着されていても良いし、正極集電部16や負極集電部20の集電部に取着されていても良い。また、絶縁部材は、電槽缶3の内面や前記集電部に直接取着されていなくても、電槽缶3の内面と集電部との間に配置しても良い。
○ 正極集電板23及び負極集電板24を、電極体5の中央に向かって突出させても良い。この場合は、正極集電板23と負極集電板24とが干渉しないように、それぞれの長さを設定する。また、正極集電板23と負極集電板24の間に絶縁部材を配置する。
○ 実施形態の二次電池2を搭載する車両は、自動車でも良いし、産業用車両でも良い。
○ 本発明を、電気二重層コンデンサ等の他の蓄電装置に適用してもよい。
○ 二次電池2はリチウムイオン二次電池であったが、これに限られず、他の二次電池であってもよい。要は、正極用活物質層と負極用活物質層との間をイオンが移動するとともに電荷の授受を行うものであればよい。
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
(イ)正極電極と負極電極との間を絶縁してこれらを積層して層状をなす電極体において、各電極の縁部に形成されるとともに活物質が塗布されていない集電部と、同極の集電部を前記電極体における積層方向の一端から他端までの範囲内で集められて形成される集電群と、を備え、前記集電群における積層方向の一方の最外面には、各電極と各電極からの電気をそれぞれ取り出す各端子とを接続する接続部材と電気的に接続される接続部を有し、前記集電群の少なくとも1つには、前記接続部側に湾曲もしくは屈曲させた曲げ部と、前記曲げ部から前記積層方向に延出し、かつ前記接続部を有する延出部とが形成されていることを特徴とする電極体。
2…二次電池、5…電極体、7…正極端子、8…負極端子、9c…絶縁シート、10…正極シート、11…負極シート、12…セパレータ、13…正極用金属箔、14…正極用活物質層、15…正極タブ状部、16…正極集電部、17…負極用金属箔、18…負極用活物質層、19…負極タブ状部、20…負極集電部、21…正極集電群、22…負極集電群、23…正極集電板、24…負極集電板、26…面取部、27…曲げ部、28…延出部。

Claims (8)

  1. 正極電極と負極電極との間を絶縁してこれらを積層して層状をなす電極体と、各電極からの電気をそれぞれ取り出す端子と、前記各電極と各端子とを接続する接続部材と、を備えた蓄電装置において、
    各電極の縁部に形成されるとともに活物質が塗布されていない集電部と、
    同極の集電部を前記電極体における積層方向の一端から他端までの範囲内で集められて形成される集電群と、を備え、
    前記集電群における積層方向の一方の最外面には、前記接続部材と電気的に接続される接続部を有し、
    前記集電群の少なくとも1つには、前記接続部側に湾曲もしくは屈曲させた曲げ部と、前記曲げ部から前記積層方向に延出し、かつ前記接続部を有する延出部とが形成されていることを特徴とする蓄電装置。
  2. 前記接続部材には、前記曲げ部に接する側縁に面取部が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の蓄電装置。
  3. 前記集電群は、前記積層方向に位置する前記電極体の片側に前記集電部が集められて形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の蓄電装置。
  4. 前記曲げ部と前記延出部が形成された前記集電群の全てには、同一方向に湾曲もしくは屈曲させた曲げ部が形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
  5. 前記電極体に形成される全ての集電群には、前記曲げ部と前記延出部が形成されていることを特徴とする請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
  6. 前記接続部材は、前記延出部の延出方向に沿う長さが、前記電極体における積層方向の一端から他端までの範囲内で設定されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
  7. 前記集電群において前記接続部材が接続されていない他方の面側には、絶縁部材が配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の蓄電装置。
  8. 蓄電装置に蓄えられた電力を電動機に供給して走行する車両において、
    前記蓄電装置として請求項1〜請求項7のうち何れか一項に記載の蓄電装置を搭載したことを特徴とする車両。
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